JP4023959B2 - High-concentration wastewater treatment method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高濃度汚水の処理方法に関し、有機物、窒素濃度の高い有機性汚水を膜分離装置を使用して活性汚泥処理する膜分離活性汚泥処理技術に係るものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、有機物、窒素濃度の高い有機性汚水を処理する方法として活性汚泥処理があり、膜分離装置を併用して槽内の活性汚泥濃度を高く維持する膜分離活性汚泥処理がある。
図3〜図4に示すように、膜分離装置21は、複数枚の平板状膜カートリッジ22と、その下方より膜面洗浄気体を噴出する散気管23とをケース24の内部に配置したものである。ケース24は、搬送やメンテナンスを容易にするために、膜ケース25と散気ケース26とに分割形成し、散気管23より噴出する膜面洗浄気体の全量が膜ケース25内に入り込むように形成している。
【0003】
膜カートリッジ22は、ABS樹脂製の濾板22Aの両表面に濾過膜22Bを配置し、濾板22Aと濾過膜22Bとの間、および濾板22Aの内部に透過液流路を形成し、透過液流路に連通する透過液取出口22Cを濾板22Aの上端縁に形成したものである。各膜カートリッジ22は、透過液取出口22Cに接続したチューブ27を介して集水管28に連通しており、集水管28は膜透過液を導出する透過液導出管29に連通している。膜ケース25の上部には膜カートリッジ22の浮上を防止する押さえ板30を設けている。
【0004】
この膜分離装置21を活性汚泥処理施設において使用する場合には、曝気槽内部の活性汚泥混合液中に膜分離装置21を浸漬し、散気管23より曝気空気を噴出させる状態において、原水中の有機物や窒素を活性汚泥により処理しており、活性汚泥混合液は、槽内での水頭を駆動圧として膜カートリッジ22により重力濾過し(透過液導出管29に吸引ポンプを介装することで吸引濾過も可能である)、膜カートリッジ22の膜面を透過した透過液を処理水として透過液導出管29を通じて槽外へ導出する。このとき、散気管23より噴出する曝気空気の気泡およびそれにより生起される上昇流が掃流となって膜カートリッジ22の膜面を洗浄し、分離機能の低下を抑制して膜分離装置21が機能不全に至ることを防止している。
【0005】
上述した膜を利用する水処理設備の一般的な構成は、図2に示すものである。図2において、流入汚水41は、前処理設備42において夾雑物を除去した後に流量調整槽43に貯留し、流量調整槽43から一定の流量で曝気槽(生物処理槽)44に供給する。曝気槽44では活性汚泥により汚水中の有機物質を分解除去し、曝気槽44に浸漬配置した膜分離装置21で固液を分離し、ろ液は減菌槽45を経て放流している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記したような浸漬型膜分離装置を使用する浸漬型膜分離活性汚泥法では、散気管から噴出する空気が、活性汚泥への酸素供給のための曝気空気と、膜面洗浄を行なう掃流の駆動源とを兼ねている。
ところで、有機物、窒素濃度の高い高濃度汚水を処理する場合には、活性汚泥が必要とする酸素量が多くなり、この酸素供給のために散気管から噴出する曝気空気量を増加させる必要がある。一方、膜カートリッジ22の濾過膜22Bを掃流によって洗浄するには、その曝気強度(噴出速度、噴出圧力、噴出量によって定まる)に適値があり、曝気空気量が過剰に増加すると、濾過膜22Bが損傷する恐れがある。
【0007】
このために、曝気槽の上流側に前曝気槽を設け、膜分離装置のない前曝気槽において十分に曝気して酸素の不足を解消している。しかし、前曝気槽を設置するためには設置スペースを必要とし、既設の面積の限られた施設において前曝気槽を設置することは困難であった。
本発明は上記した課題を解決するものであり、浸漬型膜分離装置を使用する浸漬型膜分離活性汚泥法において、曝気空気量を増加させることなく、必要量の酸素を活性汚泥に十分に供給することができる高濃度汚水の処理方法を提供することを目的とする。
【0008】
上記課題を解決するために、本発明の高濃度汚水の処理方法は、有機物、窒素濃度の高い有機性汚水を、浸漬型膜分離装置を設置した反応槽内で生物処理する膜分離活性汚泥法において、浸漬型膜分離装置でろ過した処理水の一部を浸漬型膜分離装置の散気管に曝気空気を供給する空気供給系に注入し、空気供給系内で処理水中に高速度で酸素を溶解し、十分に酸素が溶解した処理水を散気管から曝気空気とともに槽内に供給するものであって、処理水の注入は、反応槽の溶存酸素濃度を酸素濃度計で計測してモニターし、溶存酸素濃度が所定値未満の時に注水するものである。
【0009】
上記した構成により、処理水を空気供給系へ注水することにより、系内で処理水中に高速度で酸素が溶解し、散気管の空気孔から槽内液中に放出する際には、処理水中の酸素濃度がほぼ飽和の状態となる。この酸素の溶解効率の高まりによって、散気管を通して槽内に供給する必要空気量を20〜30%低減でき、ブロアの出力を抑制して消費エネルギーを削減できる。
【0010】
散気管は長期間にわたって使用していると、活性汚泥濃度が高い場合(1〜2%程度)には、散気管の空気孔に侵入した汚泥が空気乾燥されて粒状または粘土状の固形物となり、空気孔を閉塞することがある。しかし、本発明のように処理水を散気管に注水することにより、散気管の空気孔の閉塞を防止できる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1において、反応槽1の内部に配置する浸漬型膜分離装置21は、図3〜図4において説明したものと同様であるので、同一番号を付して詳しい説明を省略する。
浸漬型膜分離装置21の散気管23は口径10mm程度の複数の空気孔を有し、それぞれに空気供給系2が連通している。この空気供給系2は、曝気空気を供給するブロア3と、散気管23に連通する散気空気管4とからなる。
【0012】
反応槽1の上流側には、流水する高濃度汚水5の夾雑物を目幅が1mm程度のスクリーンで除去する前処理設備6を配置しており、前処理設備6の下流に夾雑物を除去した高濃度汚水5を貯留する流量調整槽7を設けている。反応槽1の下流側には処理水槽(減菌槽)8を設けており、処理水槽8は処理水返送系9を介して散気空気管4に連通している。処理水返送系9は、処理水を供給する注水ポンプ10と、散気空気管4に連通する処理水管11とからなる。反応槽1には酸素濃度計12を設けている。
【0013】
以下、上記した構成における作用を説明する。流入する高濃度汚水5は、通常多量のSSや夾雑物が含まれているので、前処理設備6において夾雑物を除去し、この高濃度汚水5を流量調整槽7に貯留し、定流量で反応槽1へ供給する。一方、空気供給系2においてブロア3から供給する曝気空気を、散気空気管4を通して散気管23に供給し、散気管23から噴出する曝気空気によって反応槽1の槽内液を曝気する。
【0014】
反応槽1では、散気管23から噴出する曝気空気および後述する処理水によって酸素を供給し、高濃度汚水5に含まれた有機物質を活性汚泥により分解除去し、浸漬型膜分離装置21で固液を分離する。浸漬型膜分離装置21で分離したろ液は処理水槽8を経て放流し、一部の処理水を処理水返送系9の注水ポンプ10によって処理水管11を通して空気供給系2の散気空気管4へ注水する。
【0015】
処理水が散気空気管4および散気管23を流れる間に、高速度で酸素が溶解する。このため、曝気空気とともに散気管23の空気孔から槽内液中に放出する処理水は、その酸素濃度がほぼ飽和の状態となる。この酸素の溶解効率の高まりによって、曝気空気量を増加させることなく、必要量の酸素を活性汚泥に十分に供給することができ、空気供給系2を通して槽内に供給する必要空気量を従来に比べて20〜30%低減でき、ブロア3の出力を抑制して消費エネルギーを削減できる。
【0016】
処理水の注入は、反応槽1の溶存酸素濃度を酸素濃度計12で計測してモニターし、溶存酸素濃度が0.5mg/L未満の時に注水し、溶存酸素濃度が1.0mg/L以上となった時に停止する。
このように、処理水を散気管23に注水することにより、散気管23の空気孔を常に洗浄することができ、散気管23の空気孔に侵入した汚泥が空気乾燥して空気孔を閉塞することがなくなり、活性汚泥濃度が高い状態にあっても散気管23を長期間にわたって使用できる。
【0017】
高濃度汚水5は、散気管23から噴出する処理水および曝気空気により生起される上昇流によって膜カートリッジ22の膜面に対してクロスフローで流れながらろ過される。このクロスフローは膜面にケーキ層が形成されることを抑制し、その流速は処理水の噴出圧力、噴出流量を調整することにより、或いは曝気空気の噴出圧力、噴出流量を調整することにより、あるいはそれらを組み合わせることにより制御することができる。
【0018】
また、反応槽1に複数の浸漬型膜分離装置21を配置する場合には、処理水を供給する散気管23を所定時間毎(例えば1分間)に変更しながら、各浸漬型膜分離装置21の各散気管23へ順次に注水しても良い。
【0019】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、空気供給系に処理水を注入し、空気供給系内で処理水中に高速度で酸素を溶解させることで、曝気空気量を増加させることなく、必要量の酸素を活性汚泥に十分に供給することができ、散気管を通して供給する必要空気量を低減して消費エネルギーを抑制でき、高濃度汚水にあっても、散気管の空気孔において汚泥を空気乾燥させず、散気管の空気孔の閉塞を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】同実施の形態における汚水の処理方法を示すフローシートである。
【図2】従来の汚水の処理方法を示すフローシートである。
【図3】膜分離装置を示す横断面図である。
【図4】膜分離装置を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1 反応槽
2 空気供給系
3 ブロア
4 散気空気管
5 高濃度汚水
6 前処理設備
7 流量調整槽
8 処理水槽
9 処理水返送系
10 注水ポンプ
11 処理水管
12 酸素濃度計
21 浸漬型膜分離装置
23 散気管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for treating high-concentration sewage, and relates to a membrane separation activated sludge treatment technique for treating organic matter and organic sewage with a high nitrogen concentration using a membrane separation apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there is an activated sludge treatment as a method for treating organic matter and organic sewage having a high nitrogen concentration, and there is a membrane separation activated sludge treatment in which the activated sludge concentration in the tank is kept high by using a membrane separation device in combination.
As shown in FIGS. 3 to 4, the
[0003]
The
[0004]
When this
[0005]
A general configuration of a water treatment facility using the above-described membrane is shown in FIG. In FIG. 2, inflowing
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the submerged membrane separation activated sludge method using the submerged membrane separation apparatus as described above, the air ejected from the aeration tube is aerated air for supplying oxygen to the activated sludge and a sweeping flow for performing membrane cleaning. Also serves as a drive source.
By the way, when treating organic matter and high-concentration sewage with a high nitrogen concentration, the amount of oxygen required by activated sludge increases, and it is necessary to increase the amount of aerated air ejected from the air diffuser to supply this oxygen. . On the other hand, in order to wash the filtration membrane 22B of the
[0007]
For this reason, a pre-aeration tank is provided on the upstream side of the aeration tank, and sufficient aeration is performed in the pre-aeration tank without a membrane separation device to solve the shortage of oxygen. However, in order to install the preaeration tank, an installation space is required, and it is difficult to install the preaeration tank in an existing facility with a limited area.
The present invention solves the above-described problems, and in the submerged membrane separation activated sludge method using a submerged membrane separator, the required amount of oxygen is sufficiently supplied to the activated sludge without increasing the amount of aerated air. It aims at providing the processing method of the high concentration wastewater which can be done.
[0008]
In order to solve the above-mentioned problems, the high-concentration sewage treatment method of the present invention is a membrane separation activated sludge method in which organic matter and organic sewage with a high nitrogen concentration are biologically treated in a reaction tank in which a submerged membrane separator is installed. Then, a part of the treated water filtered by the submerged membrane separator is injected into an air supply system that supplies aeration air to the diffuser pipe of the submerged membrane separator, and oxygen is introduced into the treated water at a high speed in the air supply system. Dissolved and sufficiently treated dissolved oxygen is supplied into the tank along with aeration air from the diffuser. The injection of the treated water is monitored by measuring the dissolved oxygen concentration in the reaction tank with an oximeter. Water is injected when the dissolved oxygen concentration is less than a predetermined value .
[0009]
With the above configuration, when the treated water is poured into the air supply system, oxygen is dissolved in the treated water at a high speed in the system, and when the oxygen is released from the air holes of the air diffuser into the liquid in the tank, The oxygen concentration of is almost saturated. This increase in oxygen dissolution efficiency can reduce the amount of air required to be supplied into the tank through the air diffuser by 20 to 30%, thereby reducing the blower output and reducing energy consumption.
[0010]
If the air diffuser is used over a long period of time, if the activated sludge concentration is high (about 1 to 2%), the sludge that has entered the air holes of the air diffuser is air dried to form a granular or clay-like solid. The air hole may be blocked. However, it is possible to prevent the air holes of the air diffuser from being blocked by pouring the treated water into the air diffuser as in the present invention.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, the submerged
The
[0012]
On the upstream side of the reaction tank 1, a
[0013]
Hereinafter, the operation of the above-described configuration will be described. The inflowing
[0014]
In the reaction tank 1, oxygen is supplied by aeration air ejected from the
[0015]
While the treated water flows through the
[0016]
The treatment water is injected by measuring the dissolved oxygen concentration in the reaction tank 1 with an
In this way, by pouring the treated water into the
[0017]
The high-
[0018]
Further, when a plurality of submerged
[0019]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, treated water is injected into the air supply system, and oxygen is dissolved in the treated water at a high speed in the air supply system, so that the necessary amount is increased without increasing the amount of aerated air. Can sufficiently supply oxygen to activated sludge, reduce the amount of air required through the air diffuser, reduce energy consumption, and even in high-concentration sewage, the sludge is air-dried in the air holes of the air diffuser Without blocking, the air hole of the air diffuser can be prevented from being blocked.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flow sheet showing a wastewater treatment method according to the embodiment.
FIG. 2 is a flow sheet showing a conventional method for treating sewage.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a membrane separation apparatus.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a membrane separation apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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