JP4334084B2 - Start-up method of membrane separation activated sludge treatment tank - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、膜分離活性汚泥処理槽の運転立上方法に関し、し尿処理、下水処理、浄化槽等において膜分離活性汚泥法を用いる曝気槽の運転を立ち上げる技術に係るものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、有機性廃水を処理する方法として、古くから活性汚泥法が用いられてきた。この活性汚泥は微生物群の総称であり、排水中に含まれる汚濁成分とその量によって生育する微生物の種類とその数が限定される。
このため、図3に示すように、処理対象のある特定の地域において発生したし尿や下水、またはある特定の施設で発生する廃水を活性汚泥槽(曝気槽)1へ導き、槽内の活性汚泥に汚水中の汚濁物質を捕食させることで、特定の廃水の下で特定の活性汚泥が馴養される。活性汚泥槽1の汚泥混合液は沈殿槽2において活性汚泥と処理水とに分離し、活性汚泥は再び活性汚泥槽1へ返送して汚水処理に供し、処理水を系外へ取り出している。
【0003】
系内において増殖する活性汚泥は、定期的に余剰汚泥として沈殿槽2から汚泥貯留槽3へ引き抜いて貯留し、汚泥が発生した施設内において脱水、乾燥、焼却処分したり、バキューム車4で場外へ搬出して処分している。
ところで、活性汚泥法には、図3に示すように、活性汚泥槽5の内部に浸漬型膜分離装置6を浸漬し、槽内の汚泥混合液を浸漬型膜分離装置6で固液分離し、濾過膜を透過した濾過水を処理水として取り出すことにより、槽内の活性汚泥が系外へ流出することを防止し、槽内に活性汚泥を高濃度に維持する膜分離活性汚泥法がある。
【0004】
この膜分離活性汚泥法においては、新たな施設の初期運転時に、種汚泥を膜分離活性汚泥法を行なう曝気槽に投入して運転の立ち上げを行なっている。この種汚泥は、その施設に流入する被処理水と同等の水質の廃水を処理している既存の水処理施設の曝気槽から採取するもので、活性汚泥を含む曝気槽混合液、もしくは余剰汚泥である。この既存の水処理施設の曝気槽は、膜分離活性汚泥法の他、標準活性汚泥法、長時間曝気法を用いるものや接触曝気槽である場合が多い。
【0005】
ところで、投入する種汚泥の量が運転立上に必要な十分な量よりも少ない場合、あるいは当該施設と同等の水質の廃水を処理している既存の水処理施設の曝気槽混合液、もしくは余剰汚泥を入手できない場合には、便宜的な手法として、異なった水質の廃水を処理している既存の水処理施設の曝気槽混合液、もしくは余剰汚泥を種汚泥として投入し、投入した種汚泥中にわずかに含まれる適性な微生物種を自然増殖させ、槽内の活性汚泥を当該施設に流入する被処理水に適した微生物群に馴養する初期運転を行なっている。
【0006】
また、他の手法として、特公平6−73451号に開示するように、種汚泥を乾燥、固化して保存性を高めるとともに、高濃度化したものを作成し、これを膜分離活性汚泥法のみならず、一般的な活性汚泥法に適用するものがある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、種汚泥はその変質を防ぐために、他の施設からの運搬に際しては短時間の内に迅速に行なう必要ある。しかし、新設した膜分離活性汚泥法の施設が既存の水処理施設から地理的に離れている場合には、種汚泥を短時間の内に搬送することは困難であり、その運搬に掛かる費用も高くなるために、種汚泥を多量に採取することをあきらめる場合が多かった。
【0008】
標準活性汚泥法や長時間曝気法を用いる曝気槽、あるいは接触曝気槽から採取する種汚泥は、通常において汚泥中に含まれる微生物濃度が薄く、濃縮操作を行なわない限り、必要量の活性汚泥を確保するために多量に採取して運搬する必要がある。このため、意味のない無駄な水を多量に運搬するために多くの費用が掛かっていた。さらに、これらの種汚泥は、微生物とともに微生物の代謝物も含んでおり、それらの粒径や親水性の関係で、膜分離活性汚泥法に使用する膜が目詰まりし易い傾向があった。
【0009】
特公平6−73451号に開示するように、種汚泥を作成保存する場合には、十分な時間を掛けて乾燥させれば、量を増やすことが可能であるが、上記した質の問題は同様にある。この方法では微生物とともに微生物の代謝物質が多く含まれて固形化しており、被処理水の対象有機物が固形物内部で拡散し難いために生物活性が低い問題があった。また、作成汚泥は固形物質であり、生物膜法、ろ床法のような方法で微生物を固定状態で利用する方法では問題はないが、膜分離活性汚泥法のように、曝気することにより微生物を浮遊状態で利用する方法では、固化した微生物が沈んでしまい、固形物中の微生物が水と接触しにくい。また、仮に曝気強度を強くして浮遊させた場合であっても、固形物質が膜表面を傷つけてしまうことが考えられる。
【0010】
本発明は上記した課題を解決するものであり、種汚泥中に微生物が高濃度に存在し、かつ微生物の代謝物質等のように膜分離に有害な物質が含まれず、種汚泥の微生物が固化しないで容易に水に分散する膜分離活性汚泥処理槽の運転立上方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1に係る本発明の膜分離活性汚泥処理槽の運転立上方法は、既存排水処理系から引き抜いた活性汚泥を膜分離馴養槽へ投入し、膜分離馴養槽に既存排水処理系へ流入する廃水の一部を導くとともに、空気を散気して酸素を供給し、僅かな栄養源が流入して栄養源が不足する状態で活性汚泥の微生物群が汚泥中に含まれた有機質からなる粘着性物質を微生物分解して増殖することで活性汚泥を馴養し、膜分離馴養槽内に浸漬した浸漬型膜分離装置で固液分離して分離液を槽外へ取り出すことにより槽内の活性汚泥濃度を高め、膜分離馴養槽から引き抜いた高濃度活性汚泥よりなる湿状種汚泥を新設の膜分離活性汚泥処理槽へ投入して初期運転を行なう構成としたものである。
【0012】
上記した構成により、膜分離馴養槽において、槽内に散気する空気によって酸素を供給し、僅かな栄養源が流入する状態で活性汚泥を馴養すると、活性汚泥の微生物群は、不足する栄養源として汚泥中に含まれた糖分や蛋白質等の有機質からなる粘着性物質を微生物分解して増殖する。
この活性汚泥を浸漬型膜分離装置で固液分離して、槽内の活性汚泥の固形物濃度を例えばSS20000mg/L以上に保持することにより、種汚泥中に微生物が高濃度に存在し、新設の膜分離活性汚泥処理槽へ搬送する種汚泥の運搬量を軽減できる。また、微生物の代謝物である多糖類、細胞壁の残骸などの粘着性物質を微生物分解によって除去することにより、膜分離馴養槽から引き抜いた活性汚泥は、新設の膜分離活性汚泥処理槽における膜を目詰まりさせることなく、容易に水に分散して短日時に微生物群が増殖するので、速やかな運転の立ち上げを行なえる。
【0015】
【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、既存排水処理系10は標準活性汚泥法を行なう施設であり、処理対象のある特定の地域において発生したし尿や下水、またはある特定の施設で発生する廃水を活性汚泥槽(曝気槽)11へ導き、廃水を活性汚泥処理する。この既存排水処理系10は、その廃水の水質が新設の処理施設における被処理水の水質に似たものであることが望ましい。
【0016】
活性汚泥槽11の汚泥混合液は沈殿槽12において活性汚泥と処理水とに分離し、活性汚泥は再び活性汚泥槽11へ返送して汚水処理に供し、処理水を系外へ取り出す。沈殿槽12の活性汚泥は汚泥貯留槽13へ引き抜いて貯留し、種汚泥原料として膜分離馴養槽14へ投入する。この標準活性汚泥法の種汚泥はSS5000mg/Lである。膜分離馴養槽14に既存排水処理系10へ流入する廃水の一部を導くとともに、空気を散気して活性汚泥を馴養する。
【0017】
膜分離馴養槽14は内部に浸漬型膜分離装置15を浸漬しており、浸漬型膜分離装置15は膜モジュール16と膜モジュール16の下方に配置した散気装置17を有し、散気装置17に接続してブロア(図示省略)を設けている。膜モジュール16は、鉛直方向に沿って配置する複数枚の平板状膜カートリッジを平行に配列したものであり、膜カートリッジはABS樹脂等の剛体からなる濾板の両表面に有機膜からなる濾過膜を配置したものである。膜モジュール16は駆動方式として槽内の水頭を利用する重力濾過方式を採用している。膜モジュール13の駆動方式は強制吸引方式でも良い。
【0018】
膜分離馴養槽14において、散気装置17から槽内に散気する空気によって酸素を供給し、僅かな栄養源が流入する状態で活性汚泥を馴養すると、活性汚泥の微生物群は、不足する栄養源として汚泥中に含まれた糖分や蛋白質等の有機質からなる粘着性物質を微生物分解して増殖する。
この膜分離馴養槽14の活性汚泥混合液を浸漬型膜分離装置15により固液分離し、分離液を透過液管18を通して処理水槽19に取り出す。このとき、散気装置17から散気する空気のエアリフト作用によって生起する上向流が膜モジュール16の膜面に掃流として作用し、ケーキ層の付着を抑制する。
【0019】
この操作によって、槽内の活性汚泥濃度(固形物濃度)を例えばSS20000mg/L以上に保持し、膜分離馴養槽14の高濃度活性汚泥を汚泥引抜管20を通して汚泥貯留槽21に取り出して貯留する。
この汚泥貯留槽21の高濃度活性汚泥を湿状種汚泥としてバキューム車22で、新設の膜分離活性汚泥処理槽23へ投入する。この湿状種汚泥中には微生物が高濃度に存在するので、新設の膜分離活性汚泥処理槽23へ搬送する種汚泥の運搬量を軽減できる。
【0020】
膜分離活性汚泥処理槽23は内部に浸漬型膜分離装置24を浸漬しており、浸漬型膜分離装置24は先に説明したものと同様であるので説明を省略する。新設の膜分離活性汚泥処理槽23では、処理対象となる新たな地域において発生したし尿や下水、または施設で発生する廃水を槽へ導いて活性汚泥処理の初期運転を行ない、微生物を馴養する。
【0021】
このとき、種汚泥は粘着性物質を微生物分解によって除去しているので、新設の膜分離活性汚泥処理槽23における浸漬型膜分離装置24の膜を目詰まりさせることなく、容易に水に分散して膜分離活性汚泥法に適した浮遊性微生物が短日時に増殖するので、速やかな運転の立ち上げを行なえる。また、種汚泥は湿状であるために、浸漬型膜分離装置24の膜面を傷つけることがない。
【0022】
図2は本発明の他の実施の形態を示すものである。図2においては、汚泥貯留槽21の高濃度活性汚泥を原料汚泥として取り出し、脱水機25および乾燥機26において脱水・乾燥・粉末化して乾燥種汚泥を形成し、新設の膜分離活性汚泥処理槽23へ投入して初期運転を行なう。
このことにより、種汚泥の減量化、高濃度化を図ることができ、乾燥種汚泥を搬送車両27で運搬することが容易に行なえる。乾燥汚泥は粘着性物質を微生物分解によって除去してあるので、種汚泥の浮遊性微生物が固化しないで容易に水に分散し、新設の膜分離活性汚泥処理槽23における膜を目詰まりさせることなく、短日時に微生物群が増殖して速やかな運転の立ち上げを行なえる。また、保存性の高まりによって、種汚泥を貯留して一度に多くの微生物を投入することが可能となる。
【0023】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、膜分離馴養槽において活性汚泥を馴養することにより、活性汚泥の微生物群が不足する栄養源として汚泥中に含まれた糖分や蛋白質等の有機質からなる粘着性物質を微生物分解して増殖するので、種汚泥中に微生物が高濃度に存在し、かつ膜を目詰まりさせる微生物の代謝物である多糖類、細胞壁の残骸などの粘着性物質を除去することができ、新設の膜分離活性汚泥処理槽において、種汚泥が容易に水に分散して短日時に微生物群が増殖するので、速やかな運転の立ち上げを行なえる。乾燥種汚泥においては、保存性の高まりによって一度に多くの微生物を投入することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における運転立上方法を示すフローシートである。
【図2】本発明の他の実施の形態における運転立上方法を示すフローシートである。
【図3】従来の活性汚泥法による排水処理を示すフローシートである。
【符号の説明】
10 既存排水処理系
11 活性汚泥槽
14 膜分離馴養槽
15 浸漬型膜分離装置
16 膜モジュール
17 散気装置
21 汚泥貯留槽
23 膜分離活性汚泥処理槽[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for starting up a membrane separation activated sludge treatment tank, and relates to a technique for starting up an operation of an aeration tank using a membrane separation activated sludge method in human waste treatment, sewage treatment, septic tank, and the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the activated sludge method has been used as a method for treating organic wastewater. This activated sludge is a collective term for a group of microorganisms, and the types and number of microorganisms that grow are limited by the pollutant components contained in the wastewater and the amount thereof.
For this reason, as shown in FIG. 3, human waste and sewage generated in a specific area to be treated or waste water generated in a specific facility is led to an activated sludge tank (aeration tank) 1 to activate the activated sludge in the tank. By precipitating pollutants in the wastewater, specific activated sludge is acclimatized under specific wastewater. The sludge mixed liquid in the activated sludge tank 1 is separated into activated sludge and treated water in the
[0003]
The activated sludge that grows in the system is periodically withdrawn from the
By the way, in the activated sludge method, as shown in FIG. 3, the submerged membrane separator 6 is immersed inside the activated
[0004]
In this membrane-separated activated sludge method, seeding sludge is thrown into an aeration tank for performing the membrane-separated activated sludge method during the initial operation of a new facility, and the operation is started. This type of sludge is collected from the aeration tank of an existing water treatment facility that treats wastewater of the same quality as the treated water flowing into the facility. The aeration tank mixture containing activated sludge, or excess sludge It is. The aeration tank of this existing water treatment facility is often a contact aeration tank using a standard activated sludge method or a long-time aeration method in addition to a membrane separation activated sludge method.
[0005]
By the way, if the amount of seed sludge to be input is less than a sufficient amount necessary for operation startup, or an aeration tank mixed solution or surplus of an existing water treatment facility that treats wastewater of the same quality as the facility If the sludge is not available, as a convenient method, the aeration tank mixture or surplus sludge from an existing water treatment facility that treats wastewater of different water quality is used as seed sludge. Appropriate microbial species slightly contained in the plant are allowed to grow naturally, and the initial operation is performed to acclimate the activated sludge in the tank to the microorganism group suitable for the treated water flowing into the facility.
[0006]
As another method, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 6-73451, the seed sludge is dried and solidified to improve the storage stability, and a high concentration is prepared. There are some that apply to the general activated sludge process.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in order to prevent the seed sludge from deteriorating, it is necessary to carry it out quickly within a short time when transporting it from other facilities. However, if the newly established membrane separation activated sludge process facility is geographically distant from the existing water treatment facility, it is difficult to transport the seed sludge within a short time, and the cost of the transport is also low. In many cases, they gave up collecting a large amount of seed sludge because of the increase.
[0008]
Seed sludge collected from an aeration tank using the standard activated sludge method or the long-term aeration method, or from a contact aeration tank, usually has a low concentration of microorganisms contained in the sludge. To secure it, it is necessary to collect and transport a large amount. For this reason, it has been expensive to transport a large amount of useless water. Furthermore, these seed sludges contain microorganism metabolites as well as microorganisms, and the membranes used in the membrane separation activated sludge method tend to be clogged due to their particle size and hydrophilicity.
[0009]
As disclosed in Japanese Examined Patent Publication No. 6-73451, when creating and storing seed sludge, it is possible to increase the amount if it is dried for a sufficient time, but the above-mentioned quality problems are the same. It is in. This method has a problem that the biological activity is low because a large amount of microbial metabolites are contained together with microorganisms, and the target organic matter of the water to be treated is difficult to diffuse inside the solid matter. The sludge produced is a solid substance, and there is no problem in using microorganisms in a fixed state by methods such as the biofilm method and filter bed method, but the microorganisms can be obtained by aeration as in the membrane separation activated sludge method. In the method of using the cocoon in a floating state, the solidified microorganisms sink, and the microorganisms in the solid matter are difficult to come into contact with water. Further, even if the aeration intensity is increased and suspended, the solid material may damage the film surface.
[0010]
The present invention solves the above-mentioned problems, microorganisms are present in high concentration in the seed sludge, and no substances harmful to membrane separation such as microbial metabolites are contained, and the microorganisms in the seed sludge are solidified. It is an object of the present invention to provide a method for starting up a membrane separation activated sludge treatment tank that can be easily dispersed in water without using it.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, membrane separation active operation start-up process of the sludge treatment tank of the present invention according to claim 1, charged with activated sludge withdrawn from the existing waste water treatment system to membrane separation acclimatization vessel, membrane separation acclimatization A part of the wastewater flowing into the existing wastewater treatment system is introduced into the tank, air is diffused to supply oxygen, and the microorganism group of activated sludge is sludge in a state where a few nutrient sources flow in and nutrient resources are insufficient. The activated sludge is acclimatized by microbial decomposition and growth of the organic adhesive substance contained in it, and the separated liquid is separated from the tank by solid-liquid separation using a submerged membrane separator immersed in the membrane separation habitation tank. The activated sludge concentration in the tank is increased by taking it out to the tank, and wet seed sludge consisting of high-concentration activated sludge extracted from the membrane separation acclimatization tank is introduced into the newly installed membrane separation activated sludge treatment tank for initial operation. Is.
[0012]
With the above configuration, in the membrane separation acclimation tank, oxygen is supplied by air diffused into the tank, and if activated sludge is acclimatized with a small amount of nutrients flowing in, the microorganism group of activated sludge becomes a lack of nutrient sources. As an adhesive substance made of organic substances such as sugar and protein contained in sludge, it is proliferated by microbial decomposition.
This activated sludge is solid-liquid separated with a submerged membrane separator and the solid concentration of the activated sludge in the tank is maintained at, for example, SS20000 mg / L or more, so that microorganisms are present in the seed sludge at a high concentration. The amount of seed sludge transported to the membrane separation activated sludge treatment tank can be reduced. In addition, by removing microbial metabolites such as polysaccharides and cell wall debris by microbial decomposition, the activated sludge extracted from the membrane separation and acclimatization tank is replaced with the membrane in the newly installed membrane separation activated sludge treatment tank. Without clogging, it is easily dispersed in water and the microbial population grows in a short time, so that the operation can be started quickly.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, an existing
[0016]
The sludge mixed liquid in the activated
[0017]
The membrane
[0018]
In the membrane
The activated sludge mixed solution in the membrane
[0019]
By this operation, the activated sludge concentration (solid concentration) in the tank is maintained at, for example, SS 20000 mg / L or more, and the high-concentration activated sludge in the membrane
The high-concentration activated sludge in the
[0020]
The membrane separation activated
[0021]
At this time, since the seed sludge has removed the sticky substance by microbial decomposition, it is easily dispersed in water without clogging the membrane of the submerged
[0022]
FIG. 2 shows another embodiment of the present invention. In FIG. 2, the high-concentration activated sludge in the
This makes it possible to reduce the seed sludge and increase its concentration, and it is possible to easily carry the dried seed sludge by the
[0023]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by acclimatizing activated sludge in a membrane separation habitation tank, an adhesive composed of organic substances such as sugar and protein contained in the sludge as a nutrient source lacking the microorganism group of the activated sludge. Since the microorganisms are decomposed and propagated, the microorganisms are present in high concentrations in the seed sludge, and the sticky substances such as polysaccharides and cell wall debris, which are microbial metabolites that clog the membrane, are removed. In the newly installed membrane separation activated sludge treatment tank, the seed sludge is easily dispersed in the water and the microorganism group grows in a short time, so that the operation can be quickly started up. In dry seed sludge, it becomes possible to input many microorganisms at a time due to an increase in storage stability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flow sheet showing a method for starting operation in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flow sheet showing an operation start-up method according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flow sheet showing wastewater treatment by a conventional activated sludge method.
[Explanation of symbols]
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