JP4551650B2 - Biological treatment equipment - Google Patents
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Description
本発明は、排水処理装置や汚泥処理装置等の生物処理装置に関し、詳しくは、排水や下水、あるいは余剰汚泥等の処理を、磁性粉を添加した活性汚泥によって行う生物処理装置に関する。 The present invention relates to a biological treatment apparatus such as a wastewater treatment apparatus and a sludge treatment apparatus, and more particularly to a biological treatment apparatus that performs treatment of wastewater, sewage, surplus sludge, and the like with activated sludge added with magnetic powder.
下水や有機排水の処理法として、従来から活性汚泥法が広く行われている。この方法は、基本的に、下水等に含まれる有機物を曝気槽等の処理槽で活性汚泥により分解した後、最終沈殿池で活性汚泥を重力により沈降分離し、ここで分離した活性汚泥を処理槽に返送するという型式となっている。このような活性汚泥法において、近年は、処理水と活性汚泥とを分離する手段として、活性汚泥に磁性粉を添加することによって活性汚泥に着磁性を付与するとともに、この活性汚泥を永久磁石に磁着させて処理水から分離する磁気分離方法・装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
しかし、磁気分離方法を適用した生物処理装置で、系内で発生した余剰汚泥をそのまま引き抜いて処理すると、活性汚泥に添加した磁性粉が余剰汚泥と共に系外に抜き取られてしまうため、頻繁に磁性粉を添加しなければならず、運転コストの上昇を招くことになる。 However, if the excess sludge generated in the system is extracted as it is in the biological treatment equipment to which the magnetic separation method is applied, the magnetic powder added to the activated sludge is extracted out of the system together with the excess sludge. Powder has to be added, leading to an increase in operating costs.
そこで本発明は、磁性粉を系内に留めたままで余剰汚泥を系外に引き抜くことができる生物処理装置を提供することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide a biological treatment apparatus that can draw excess sludge out of the system while retaining the magnetic powder in the system.
上記目的を達成するため、本発明の生物処理装置は、磁性粉を添加した磁性粉含有活性汚泥によって生物処理を行う生物反応槽と、該生物反応槽から流出する活性汚泥懸濁液中に含まれる磁性粉含有活性汚泥の一部を磁力によって液中から分離する磁気分離手段とを有する生物処理装置において、前記磁性粉含有活性汚泥から磁性粉を分離回収する磁性粉回収手段と、該磁性粉回収手段で分離回収した磁性粉を前記生物反応槽に返送する磁性粉返送経路と、磁性粉回収手段で磁性粉を分離した後の残汚泥を排出する汚泥排出経路とを備えていることを特徴とし、特に、前記磁性粉回収手段が液体サイクロンであることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the biological treatment apparatus of the present invention includes a biological reaction tank that performs biological treatment with an activated sludge containing magnetic powder to which magnetic powder is added, and an activated sludge suspension that flows out of the biological reaction tank. is the biological treatment device having a magnetic separation means for a portion of the magnetic powder-containing activated sludge separated from the liquid in the magnetic force, the magnetic powder collecting means for separating and recovering the magnetic powder-containing active sludge or al magnetic powder, the A magnetic powder return path for returning the magnetic powder separated and recovered by the magnetic powder recovery means to the biological reaction tank; and a sludge discharge path for discharging residual sludge after the magnetic powder is separated by the magnetic powder recovery means. In particular, the magnetic powder recovery means is a hydrocyclone.
さらに、本発明の生物処理装置は、前記磁性粉回収手段が、前記磁性粉含有活性汚泥に対して可溶化・減容化処理を行う可溶化・減容化手段と、該可溶化・減容化手段で可溶化・減容化処理を行っている磁性粉含有活性汚泥、あるいは、該可溶化・減容化手段で可溶化・減容化処理を行った後の磁性粉含有活性汚泥から磁性粉を分離回収する液体サイクロンあるいは磁気によって磁性粉を分離回収する手段とを備えていることを特徴とし、前記可溶化・減容化手段が、前記磁性粉含有活性汚泥を含む活性汚泥懸濁液に対して超音波を照射する超音波処理装置であることを特徴としている。 Further, the biological treatment apparatus of the present invention, the magnetic powder collecting means, and solubilization and volume reduction means for performing solubilization and volume reduction treatment for the magnetic powder containing active sludge, solubilized and reduction magnetic powder containing active sludge which in iodide means doing solubilization and volume reduction treatment, Or, the magnetic powder contained after the solubilization and volume reduction treatment in the solubilization-volume reduction means activity sludge or al magnetic powder is characterized by comprising a manual stage you separate and recover magnetic powder by the liquid cyclone or a magnetic separating and recovering the solubilized-volume reduction means, the magnetic powder-containing active It is an ultrasonic treatment apparatus that irradiates an activated sludge suspension containing sludge with ultrasonic waves.
本発明の生物処理装置によれば、磁性粉含有活性汚泥から磁性粉回収手段によって磁性粉を分離回収して生物反応槽に循環させ、残りの残汚泥のみを排出するため、系内の磁性粉の消費を抑えることができ、磁気分離方法を適用した生物処理装置における運転コストの削減が図れる。 According to the biological treatment device of the present invention, to separate and recover the magnetic powder of a magnetic powder-containing active sludge or al magnetic powder collection means is circulated through the bioreactor, for discharging only the remaining residual sludge in the system The consumption of magnetic powder can be suppressed, and the operating cost of the biological treatment apparatus to which the magnetic separation method is applied can be reduced.
特に、液体サイクロンや磁気分離手段で磁性粉含有活性汚泥等から磁性粉を分離する前に、磁性粉含有活性汚泥等に可溶化・減容化処理、具体的には超音波の照射等を行うことにより、磁性粉含有活性汚泥等と磁性粉との分離を、より効果的に行うことができる。 In particular, before separating magnetic powder from activated sludge containing magnetic powder, etc. with a hydrocyclone or magnetic separation means, solubilization / volume reduction treatment, specifically ultrasonic irradiation, etc. is performed on activated sludge containing magnetic powder. Thus, the separation of the magnetic powder-containing activated sludge and the like from the magnetic powder can be performed more effectively.
さらに、本発明によれば、磁性粉を分離回収した後の残汚泥を主体的に排出できるため、特に、生物処理が困難な無機物を余剰汚泥と共に排出する必要があるシステムにおいて、磁性粉の流出を効果的に防止できる。 Furthermore, according to the present invention, since the residual sludge after separating and recovering the magnetic powder can be mainly discharged, the outflow of the magnetic powder, particularly in a system where it is necessary to discharge the inorganic matter that is difficult to biological treatment together with the excess sludge. Can be effectively prevented.
図1は、本発明に係る生物処理装置の一形態例を示す排水処理装置の系統図、図2は磁気分離手段の一例を示す断面図である。本形態例に示す排水処理装置は、流入排水や流入下水(原水)中の懸濁成分等を分離除去するための無薬注方式の加圧浮上分離装置11と、磁性粉を添加した活性汚泥(磁性粉含有活性汚泥)によって水処理を行う生物反応槽12と、該生物反応槽12から流出する活性汚泥懸濁液中に含まれる活性汚泥の一部を磁力によって液中から分離する磁気分離手段13と、該磁気分離手段13から流出した活性汚泥懸濁液中の活性汚泥の残部を液中から分離する固液分離手段としての最終沈殿池14と、生物反応槽12から抜き出した磁性粉含有活性汚泥の活性汚泥と磁性粉とを分離して磁性粉を回収する磁性粉回収手段としての液体サイクロン15とを備えている。
FIG. 1 is a system diagram of a wastewater treatment apparatus showing an embodiment of a biological treatment apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of magnetic separation means. The wastewater treatment apparatus shown in this embodiment is a non-chemical injection type pressure
前記磁気分離手段13及び前記最終沈殿池14には、磁気分離した活性汚泥及び沈降分離した活性汚泥を汚泥受槽16に抜き取って生物反応槽12に返送するための磁気分離汚泥返送経路17及び沈降分離汚泥返送経路18がそれぞれ設けられている。また、汚泥受槽16と生物反応槽12との間の汚泥返送経路19には、活性汚泥の可溶化・減容化(滅菌)処理を行う返送汚泥用の可溶化・減容化手段20と、この可溶化・減容化手段20をバイパスするバイパス経路21とが設けられている。また、最終沈殿池14には、活性汚泥を分離した処理水を抜き出す処理水流出経路22が設けられている。
In the magnetic separation means 13 and the
液体サイクロン15は、生物反応槽12内の活性汚泥懸濁液の一部をポンプを介して液体サイクロン15に向けて抜き出す懸濁液抜出経路23と、液体サイクロン15で磁性粉から分離した活性汚泥(残汚泥)を余剰汚泥として系外に排出する上部排出口24と、余剰汚泥から分離した磁性粉を生物反応槽12に返送循環させる下部排出口25とが設けられるとともに、前記懸濁液抜出経路23には、液体サイクロン15に流入する活性汚泥に対して可溶化処理、減容化処理を行う可溶化・減容化手段26が設けられている。
The liquid cyclone 15 includes a
なお、本形態例では、液体サイクロン15及び可溶化・減容化手段26が磁性粉回収手段に相当するが、活性汚泥の性状や運転条件によっては、液体サイクロン15のみで足りる場合もある。また、本形態例では、活性汚泥に対して可溶化処理・減容化処理を施した後に液体サイクロン15によって磁性粉の回収を行っている。しかし、この例に限定されず、例えば、可溶化・減容化手段26と液体サイクロン15とを一体に設け、可溶化・減容化処理過程にある活性汚泥に対し、この処理を施しながら液体サイクロンによって磁性粉の分離回収を行うものとすることもできる。
In this embodiment, the liquid cyclone 15 and the solubilizing / volume reducing means 26 correspond to the magnetic powder collecting means, but depending on the properties of the activated sludge and the operating conditions, only the liquid cyclone 15 may be sufficient. In the present embodiment, the magnetic powder is recovered by the liquid cyclone 15 after the solubilization / volume reduction treatment is performed on the activated sludge. However, the present invention is not limited to this example. For example, the solubilizing / volume-reducing
前記加圧浮上分離装置11は、原水流入経路31から流入する原水と、加圧水経路32から供給される加圧空気溶解水とを混合させて槽内に導入し、加圧空気溶解水から発生する微細気泡により原水中の浮遊物や懸濁成分、発泡成分を浮上させて分離するものであって、原水中の浮遊物や懸濁成分は、加圧空気溶解水から発生する微細気泡に付着して見掛けの比重が小さくなり、加圧浮上分離装置11の槽上部に浮上汚泥(フロス)として浮上し、同時に原水中の発泡成分は、前記微細気泡により発泡して槽上部に浮上する。
The pressurized
槽上部に浮上したフロスや泡は、掻取機等により掻取られて浮上物回収経路33に抜き取られる。また、加圧浮上分離装置11の底部に沈殿した固形物(初沈汚泥)は、沈殿物回収経路34に抜き取られる。このような加圧浮上分離装置11は、通常の沈殿処理に比べて懸濁成分の除去率が高く、粗大な浮遊物や糸状浮遊物である髪の毛等の他、発泡成分、油分、スカム等も、短時間の処理で略完全に除去することができるという利点を有している。さらに、無薬注方式の加圧浮上分離装置11を用いることにより、薬品を使用せずに発泡成分や浮遊物を分離除去することができるので、生物処理に悪影響を与えることもない。
The floss and foam that have floated to the top of the tank are scraped off by a scraper or the like and extracted to the floating
さらに、加圧浮上分離装置11で分離したフロスや固形物は、前記浮上物回収経路33及び前記沈殿物回収経路34からメタン発酵手段35に導入してメタン発酵処理を行い、続いて、初沈汚泥用の可溶化・減容化処理手段36に導入して可溶化処理及び減容化処理を施した後、初沈汚泥経路37により生物反応槽12に導入するようにしている。
Further, the floss and solids separated by the pressurized
このように、加圧浮上分離装置11で分離したフロスや固形物に対してメタン発酵手段35でメタン発酵処理を行うことにより、発酵性のよい初沈汚泥を原料とすることができるので、メタン発酵の効率を向上できるとともに、メタン発酵後の余剰汚泥量も減量できる。さらに、この余剰汚泥に対して可溶化・減容化処理手段36でオゾン処理やアルカリ処理、超音波処理等の可溶化及び減容化処理を施してから生物反応槽12に投入することにより、加圧浮上分離装置11からの余剰汚泥の発生も無くすことができる。
In this way, by performing methane fermentation treatment with the methane fermentation means 35 on the floss and solid matter separated by the pressurized
前記生物反応槽12で水処理を行う活性汚泥には、前記磁気分離手段13で活性汚泥を磁気分離可能な状態とするため、あらかじめ磁性粉が添加混合されており、活性汚泥に磁性粉を吸着保持させた状態にしておく必要がある。使用する磁性粉には、適当なものを選定できるが、10μm以上の大きさの磁性粉は活性汚泥に対して重すぎるため、重力によって活性汚泥から分離してしまうことが多いので、これよりも小さなものが好ましく、通常は0.05〜2μmの範囲のものが最適である。超微粒子状の磁性粉を使用することも可能であるが、磁性粉のコストが上昇するので好ましくない。
In order to make the activated sludge subjected to water treatment in the
また、磁性粉の保磁力は、0〜200Oeが適当であり、保磁力が大き過ぎる磁性粉は、自身の磁力によって凝集し、活性汚泥から分離して沈降してしまう欠点がある。さらに、長期の使用を考慮すると、常温の水中で溶解したり、変質したりすることがほとんどない酸化物系の磁性粉を使用することが好ましく、特に、コスト等を考慮すると、粒径が0.1〜1.0μm、例えば0.4μm程度の四三酸化鉄粉が最適である。 Further, the coercive force of the magnetic powder is suitably 0 to 200 Oe, and the magnetic powder having an excessively large coercive force has the disadvantage that it aggregates due to its own magnetic force and separates from the activated sludge and settles. Furthermore, in consideration of long-term use, it is preferable to use an oxide-based magnetic powder that hardly dissolves or deteriorates in water at room temperature. 0.1 to 1.0 μm, for example, about 0.4 μm of iron trioxide powder is optimal.
磁性粉の濃度(添加量)は、低すぎると活性汚泥を分離するために超電導磁石のような強力な磁石が必要となり、逆に濃度が高すぎると磁性粉のコストが上昇することになるので、活性汚泥のMLVSSが1に対して0.01から10の濃度範囲になるようにすることが好ましく、通常は、活性汚泥のMLVSSと同程度の濃度となるように設定すればよい。 If the concentration (addition amount) of the magnetic powder is too low, a strong magnet such as a superconducting magnet is required to separate the activated sludge. Conversely, if the concentration is too high, the cost of the magnetic powder will increase. The MLVSS of the activated sludge is preferably in a concentration range of 0.01 to 10 with respect to 1, and normally, it may be set to have a concentration similar to that of the activated sludge MLVSS.
このような磁性粉は、生物反応槽12等の適当な位置で活性汚泥懸濁液中に投入されると、直ちに活性汚泥に吸着保持された状態となり、磁石に引き寄せられる磁性粉含有活性汚泥となる。この磁性粉含有活性汚泥は、そのほとんどあるいは全量が返送汚泥と共に循環するので、活性汚泥懸濁液への磁性粉の添加混合は、通常は、磁気分離を開始する前に1回だけ行えばよいが、水処理施設の状況に応じて適宜追加することもできる。また、磁性粉を添加する際には、系内を循環する活性汚泥の全体に満遍なく磁性粉が吸着するように、活性汚泥を循環させながら適当な量の磁性粉を適当な間隔で添加することが好ましい。
When such magnetic powder is put into the activated sludge suspension at an appropriate position in the
生物反応槽12は、仕切板41によって流入側の嫌気処理槽42と流出側の好気処理槽43とに区画されており、嫌気処理槽42内には撹拌機44が、好気処理槽43には散気管45がそれぞれ設けられている。嫌気処理槽42は、加圧浮上分離装置11から浮上分離水流入経路38を通って流入する浮上分離水中に残存する発泡成分を活性汚泥(微生物フロック)に吸着させたり、活性汚泥によって分解させたりすることにより、発泡成分が下流側の好気処理槽43に流入して発泡することを防止する。好気処理槽43では、散気管45からの曝気により、通常の活性汚泥法による好気性処理(曝気処理)が行われて原水の浄化処理が行われる。
The
好気処理槽43で浄化処理された曝気処理水と活性汚泥とは、磁気分離手段13のみで分離することも可能ではあるが、本形態例では、磁気分離手段13と最終沈殿池14との二段階で分離処理を行うようにしている。したがって、磁気分離手段13では、活性汚泥懸濁液中の磁性粉含有活性汚泥の全量を磁気分離する必要はなく、磁性粉含有活性汚泥の濃度と最終沈殿池14の負荷とに応じて、液中に存在する磁性粉含有活性汚泥の半分以上、すなわち、50〜99.5%を分離できるようにしておけばよい。
The aerated treated water and activated sludge purified in the
磁性粉含有活性汚泥を懸濁液中から分離するための磁気分離手段13には、様々な方式のものを利用することができる。例えば、図2の断面図に示すように、活性汚泥懸濁液の流入部51及び流出部52を有する磁気分離槽53と、外周面に磁石を配置した回転ドラム54と、回転ドラム54に付着した磁性粉含有活性汚泥55を掻き落とすスクレーパー56と、スクレーパー56で掻き落とした磁性粉含有活性汚泥55を回収する汚泥回収トラフ57とを備えた磁気分離装置を使用することができる。なお、前記回転ドラム54には、図示しない駆動用のモーター等が接続され、前記汚泥回収トラフには、前記磁気分離汚泥返送経路17が接続され、必要に応じて汚泥送出用のポンプが設置される。
Various types of magnetic separation means 13 for separating the magnetic powder-containing activated sludge from the suspension can be used. For example, as shown in the sectional view of FIG. 2, the
前記回転ドラム54に設けられる磁石は、超電導磁石や電磁石等の特殊な磁石を採用することもできるが、磁性粉含有活性汚泥の全てを懸濁液から分離する必要がないため、一般的で、安価に入手が可能な永久磁石、例えばフェライト磁石を用いることができる。ドラム周面における磁極の配列は、2〜20mmの着磁間隔でN極とS極とを交互に配列した状態とすることが好ましい。この着磁間隔が狭くなると磁性粉含有活性汚泥の飽和付着量が減少し、着磁間隔が広くなると磁性粉含有活性汚泥の付着力が弱くなる。回転ドラム54の大きさ(直径及び長さ)や磁気分離処理時の回転数は任意であり、処理量に応じて選定することが可能で、設置スペースや製造コスト、運転コスト等を考慮して設定すればよい。
The magnet provided in the
磁力により懸濁液から分離した磁性粉含有活性汚泥の回収は、磁石の構造や形状に応じて任意の方法で行うことができ、板状、円盤状、棒状等の様々な形状の磁石と、これらの磁石の形状等に合わせた汚泥回収手段とを組み合わせることができるが、前記回転ドラム54とスクレーパー56との組み合わせにより、磁気分離した磁性粉含有活性汚泥55を連続状態で容易に回収することができる。また、回転ドラム形状の磁石を使用することにより、装置構成も単純化でき、磁気分離装置の製作コストが削減できるだけでなく、保守点検も容易に行うことができる。
Collection of the magnetic powder-containing activated sludge separated from the suspension by magnetic force can be performed by any method depending on the structure and shape of the magnet, and various shapes of magnets such as plates, disks, rods, etc. The sludge collecting means can be combined with the shape of these magnets, etc., but the magnetic powder-containing activated
活性汚泥を構成する微生物の中で、磁性粉を保持しやすいフロック形成菌は、そのほとんどが磁気分離手段13で分離するが、単独では磁性粉を保持できない糸状菌や分散性の微生物は、その多くが磁気分離手段13を通過して最終沈殿池14で沈降分離することになる。したがって、磁気分離手段13と最終沈殿池14とを組み合わせることにより、より確実に活性汚泥を処理水から分離することができる。
Among the microorganisms constituting the activated sludge, most of the floc-forming bacteria that easily hold magnetic powder are separated by the magnetic separation means 13, but the filamentous fungi and dispersible microorganisms that cannot hold magnetic powder alone are Most of them pass through the magnetic separation means 13 and settle and separate in the
一方、磁気分離手段13で分離回収したフロック形成菌のみを生物反応槽12に返送することにより、生物反応槽12内の活性汚泥をフロック形成菌を主としたものとすることができるので、バルキングの発生を防止することができるが、この場合は、最終沈殿池14から余剰汚泥が発生することになる。この余剰汚泥の発生を防止するため、前記汚泥受槽16から生物反応槽12に返送される返送汚泥の一部又は全量を、系内の活性汚泥濃度に応じて前記可溶化・減容化手段20に導入し、オゾン、塩素、過酸化水素、超音波等を用いて活性汚泥の可溶化処理、減容化処理を行うようにする。
On the other hand, since only the floc-forming bacteria separated and recovered by the magnetic separation means 13 are returned to the
これにより、系内の活性汚泥濃度を適当な範囲に維持できるとともに、バルキングの原因菌となる糸状菌等を駆除することができ、最終沈殿池14から余剰汚泥が発生することもなくなる。なお、可溶化・減容化手段20を沈降分離汚泥返送経路18に設置し、最終沈殿池14で分離した沈降分離汚泥に対してのみ活性汚泥の可溶化処理、減容化処理を行うようにしてもよい。
Thereby, while the activated sludge density | concentration in a system can be maintained in a suitable range, the filamentous fungi etc. which are the causative bacteria of a bulking can be extinguished, and an excess sludge does not generate | occur | produce from the
そして、原水の性状等により、前記可溶化・減容化手段20での通常の可溶化処理、減容化処理を行っても系内の活性汚泥濃度が高まる傾向にある場合は、前記液体サイクロン15により、相対的に比重が小さな活性汚泥と相対的に比重が大きな磁性粉とを分離し、分離した活性汚泥(残汚泥)を余剰汚泥として系外に排出するとともに、分離した磁性粉を系内に返送して循環させる。このように、液体サイクロン15で活性汚泥と磁性粉とを分離することにより、余剰汚泥のみを上部排出口24から系外に排出し、磁性粉を下部排出口25から系内に戻して循環させることができるので、活性汚泥濃度が高くなって余剰汚泥を排出する必要があるときでも、磁性粉を系内に留めておくことができ、磁性粉の損失を最小限に抑えることができる。
If the activated sludge concentration in the system tends to increase even after performing the normal solubilization treatment and volume reduction treatment in the solubilization / volume reduction means 20 due to the properties of raw water, etc., the liquid cyclone 15 separates the activated sludge having a relatively small specific gravity and the magnetic powder having a relatively large specific gravity, and discharges the separated activated sludge (residual sludge) as excess sludge to the outside of the system. Return to the inside and circulate. Thus, by separating activated sludge and magnetic powder with the hydrocyclone 15, only excess sludge is discharged out of the system from the
このとき、液体サイクロン15の前段に可溶化・減容化手段26を設けておき、液体サイクロン15に導入する活性汚泥懸濁液に対して超音波を照射したりすることにより、液体サイクロン36での活性汚泥と磁性粉との分離を効果的に行うことができる。さらに、液体サイクロン36自体あるいはその流入配管に超音波発信器を設けておき、液体サイクロン36内あるいは流入直前の活性汚泥懸濁液に対して超音波を照射することにより、液体サイクロン15での活性汚泥と磁性粉との分離をより効果的に行うことができる。
At this time, the
なお、可溶化・減容化手段26は、超音波を照射する超音波処理装置に限定されず、その他、オゾン処理装置、熱処理装置、アルカリ処理装置、破砕機やボールミル等の機械的処理装置等を用いることが可能である。 The solubilization / volume reduction means 26 is not limited to an ultrasonic treatment device that irradiates ultrasonic waves, but may be an ozone treatment device, a heat treatment device, an alkali treatment device, a mechanical treatment device such as a crusher or a ball mill, or the like. Can be used.
前記液体サイクロン15には、一般に液体用として用いられているものを使用可能であり、処理能力は、系内の活性汚泥濃度の変動の程度に応じて設定すればよく、サイクロン本体の構造や形状及び懸濁液抜出経路23から流入する磁性粉含有活性汚泥の流速を適宜選択することにより、所望量の余剰汚泥を磁性粉から分離して系外に排出することができる。また、液体サイクロン15では、活性汚泥と磁性粉とを完全に分離する必要はなく、分離しなかった磁性粉含有活性汚泥は、下部排出口25から系内に返送すればよい。さらに、液体サイクロン15の設置位置も任意であり、懸濁液抜出位置と磁性粉返送位置とが異なる位置であってもよい。
As the liquid cyclone 15, those generally used for liquids can be used, and the treatment capacity may be set according to the degree of fluctuation of the activated sludge concentration in the system, and the structure and shape of the cyclone main body. Further, by appropriately selecting the flow rate of the magnetic powder-containing activated sludge flowing from the
このように形成した排水処理装置に流入する原水は、加圧浮上分離装置11を経て生物反応槽12の嫌気処理槽42に流入し、汚泥返送経路19から循環する返送汚泥(磁性粉含有活性汚泥)及び初沈汚泥経路37からの初沈汚泥と混合した状態となる。原水中の有機物等は、嫌気処理槽42及び好気処理槽33で活性汚泥により処理されることにより浄化される。曝気処理後の活性汚泥懸濁液は、生物反応槽12から流出して磁気分離手段13に流入し、懸濁液中の磁性粉含有活性汚泥の一部が磁気分離される。
The raw water flowing into the wastewater treatment apparatus formed in this way flows into the
磁気分離手段13における活性汚泥の分離量は、生物反応槽12における活性汚泥の増殖分と自己酸化とのバランス、及び、最終沈殿池14の負荷に応じて設定されるものであるが、通常は、最終沈殿池14に流入する活性汚泥懸濁液中の活性汚泥濃度が3000mg/L以下、好ましくは2000mg/L以下、特に、1500mg/L以下になるように設定することが好ましい。
The amount of activated sludge separated in the magnetic separation means 13 is set in accordance with the balance between the activated sludge growth and auto-oxidation in the
一般的に、下水処理場の好気処理槽43に流入する下水のBOD濃度は、100〜200mg/L程度である。この負荷条件における好気処理槽43では、活性汚泥濃度が5000〜10000mg/Lの範囲となったときに、活性汚泥の増殖分と自己酸化とがバランスして余剰汚泥がほとんど発生しない状態となる。したがって、磁気分離手段13によって活性汚泥の80%を分離することにより、最終沈殿池14に流入する活性汚泥濃度を1000〜2000mg/Lとすることができる。この活性汚泥濃度範囲ならば、最終沈殿池14において十分な沈降分離を行うことが可能となる。
Generally, the BOD concentration of sewage flowing into the
このとき、磁気分離手段13及び最終沈殿池14で分離した活性汚泥の全量を生物反応槽12に返送しても、通常の条件の場合は、活性汚泥自身の増殖分と自己酸化とのバランスによって活性汚泥濃度の上昇が自動的に停止するので、活性汚泥濃度の維持管理を不要なものとすることができる。また、平衡状態にある活性汚泥濃度は、負荷変動に伴って自然に変動するが、最大負荷のときでも最終沈殿池14の許容汚泥濃度を超えないように磁気分離手段13での活性汚泥分離量を設定しておくことにより、負荷変動に関係なく水処理を継続することができる。
At this time, even if the total amount of the activated sludge separated by the magnetic separation means 13 and the
さらに、磁気分離手段13で活性汚泥の大部分を分離することにより、生物反応槽12における活性汚泥濃度がある程度高くなっても最終沈殿池14が許容汚泥濃度以上になることを防止できるので、外部からの余剰汚泥を生物反応槽12に投入して自己酸化させるマイナスエミッションも可能である。一方、原水の条件が変化して活性汚泥濃度が設定値よりも増加したときには、前記液体サイクロン15を作動させて余剰汚泥を系外に排出することにより、系内の活性汚泥濃度を安定した運転ができる範囲内に維持することができる。
Further, by separating most of the activated sludge with the magnetic separation means 13, it is possible to prevent the
また、雨水の流入によって最終沈殿池14に流入する水量が増加するような場合でも、磁性粉を捕捉した活性汚泥は、通常の活性汚泥よりも比重が大きく沈降性が良好なため、さらに、前述のようにフロック形成菌を優先的に増殖させることができるため、最終沈殿池14で十分な沈降分離を行うことができる。例えば、磁気分離手段13の能力を、雨水による流量増加時でも最終沈殿池14に流入するMLVSS濃度が1000mg/L程度になるように設定しておけば、通常3〜4時間程度に設定されている最終沈殿池14の滞留時間が半分程度になっても、沈降分離への悪影響をほとんどなくすことができる。
Even when the amount of water flowing into the
加えて、磁気分離手段13は、磁性粉含有活性汚泥の全量を分離する必要がないため、極めて短時間で所要量の活性汚泥を分離することができ、例えば、磁性粉含有活性汚泥の分離除去率が99.5%の場合でも、数秒から数十秒で磁気分離処理ができるから、最終沈殿池13の容積の1/100〜1/10000程度の容積で処理可能となる。したがって、既存の水処理施設における生物反応槽12と最終沈殿池14との間だけでなく、図1に想像線で示すように、好気処理槽43の流出部や最終沈殿池14の流入部にも、小規模な改造で磁気分離手段13を設置することが可能であるから、新設の水処理施設への適用だけでなく、既存の水処理施設への適用も容易である。
In addition, since the magnetic separation means 13 does not need to separate the entire amount of the magnetic powder-containing activated sludge, the required amount of activated sludge can be separated in an extremely short time, for example, separation and removal of the magnetic powder-containing activated sludge. Even when the rate is 99.5%, the magnetic separation can be performed in several seconds to several tens of seconds, so that the processing can be performed with a volume of about 1/100 to 1/10000 of the volume of the
また、本形態例では、磁気分離手段後段の固液分離手段として、活性汚泥を重力により沈降分離する最終沈殿池14を例示したが、この固液分離手段として膜分離を採用した場合でも、膜の目詰まりを抑制し、洗浄操作の間隔を従来より広くとることが可能となるので、膜の長寿命化等が図れ、膜分離におけるコストを削減することができる。
In the present embodiment, the
以上、本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明は、上述の形態のみに限定されるものではない。例えば、磁性粉回収手段として、可溶化・減容化手段と磁気分離手段とを組み合わせた構成を採用することもできる。この場合、可溶化・減容化手段で可溶化・減容化処理した後の活性汚泥から磁気によって磁性粉と残汚泥とを分離し、磁性粉のみを回収する。また、可溶化・減容化手段で、可溶化・減容化処理を行っている過程の活性汚泥に対して、この処理を施しながら磁気によって磁性粉の分離回収を行うものとすることもできる。 As mentioned above, although the best form for implementing this invention was demonstrated, this invention is not limited only to the above-mentioned form. For example, a configuration combining a solubilizing / volume reducing unit and a magnetic separation unit may be employed as the magnetic powder collection unit. In this case, to separate the thus magnetic powder and the residual sludge magnetic from activated sludge after treatment solubilization and volume reduction in the solubilization and volume reduction means, to recover only the magnetic powder. Further, in solubilization and volume reduction means, that shall be carried out with respect to activated sludge processes are performed solubilization and volume reduction process, the separation and recovery of the thus magnetic powder magnetic while performing this process You can also.
さらに、磁性粉回収の対象となる活性汚泥は、生物反応槽12内の活性汚泥懸濁液中のものに限定されるものではなく、例えば、磁気分離手段13や最終沈殿池14で分離した活性汚泥から磁性粉を回収するものとすることもできる。
Furthermore, the activated sludge that is the target of magnetic powder recovery is not limited to that in the activated sludge suspension in the
本発明の生物処理装置は、前述の排水処理装置に限らず、余剰汚泥の処理、あるいは、汚泥の嫌気的処理に磁気分離方法を適用した生物処理装置において、余剰汚泥を抜き取る必要がある場合に適用可能である。特に、本発明の生物処理装置によれば、磁性粉が余剰汚泥と共に排出されることがないので、原水の条件が大きく変化する排水処理装置に好適である。 The biological treatment apparatus of the present invention is not limited to the above-described wastewater treatment apparatus, and in the biological treatment apparatus in which the magnetic separation method is applied to the treatment of excess sludge or the anaerobic treatment of sludge, it is necessary to remove excess sludge. Applicable. In particular, according to the biological treatment apparatus of the present invention, the magnetic powder is not discharged together with the excess sludge, which is suitable for a wastewater treatment apparatus in which the conditions of raw water change greatly.
11…加圧浮上分離装置、12…生物反応槽、13…磁気分離手段、14…最終沈殿池、15…液体サイクロン、16…汚泥受槽、17…磁気分離汚泥返送経路、18…沈降分離汚泥返送経路、19…汚泥返送経路、20…可溶化・減容化手段、21…バイパス経路、22…処理水流出経路、23…懸濁液抜出経路、24…上部排出口、25…下部排出口、26…可溶化・減容化手段、31…原水流入経路、32…加圧水経路、33…浮上物回収経路、34…沈殿物回収経路、35…メタン発酵手段、36…可溶化・減容化処理手段、37…初沈汚泥経路、38…浮上分離水流入経路、41…仕切板、42…嫌気処理槽、43…好気処理槽、44…撹拌機、45…散気管、51…流入部、52…流出部、53…磁気分離槽、54…回転ドラム、55…磁性粉含有活性汚泥、56…スクレーパー、57…汚泥回収トラフ
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