JP5220056B2 - 有機性排水処理方法、ならびに有機性排水処理装置 - Google Patents
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Description
生物処理槽の容量の増大を抑制すべく生物処理槽の活性汚泥濃度を高い状態とさせることも考え得るがその場合には、後段の沈殿槽に高濃度の活性汚泥が導入されることとなるためバルキングや汚泥の浮上などの固液分離障害が発生するおそれがある。
このため、従来の有機性排水処理装置においては、多大な容積を有する生物処理槽が設けられたりしている。
しかし、この膜分離装置を用いる方法は、原水の流入量の変動に柔軟に対応することができず、生物処理槽への原水流入量が膜分離装置の能力を超えた場合には、特に対応が困難であるという問題を有している。
しかし、この場合は、上記に述べたように固液分離障害が沈殿槽に発生させるおそれを有する。
すなわち、従来の生物処理槽と沈殿槽とを用いる有機性排水処理方法においては固液分離障害が発生することを抑制しつつ処理効率を向上させることが困難であるという問題を有している。
また、本発明は、固液分離障害が発生することを抑制しつつ処理効率を向上させ得る有機性排水処理装置の提供を課題としている。
すなわち、本発明は、前記課題を解決すべく、活性汚泥を収容する生物処理槽と、活性汚泥を沈殿分離する沈殿槽と、活性汚泥を濃縮液と透過水とに膜分離する膜分離装置とを有しており、しかも、前記生物処理槽が、有機性排水を導入する有機性排水導入部と、活性汚泥を前記沈殿槽に流下させるための活性汚泥排出部と、活性汚泥を前記膜分離装置で膜分離する膜分離部とを有している有機性排水処理装置を用いて、有機性排水を前記生物処理槽に導入して、前記活性汚泥排出部から活性汚泥を排出させつつ前記膜分離装置で生物処理槽内の活性汚泥を膜分離させることにより、前記有機性排水導入部から前記活性汚泥排出部にいたる間に有機性排水が生物処理される第一処理流と、前記有機性排水導入部から前記膜分離部にいたる間に有機性排水が生物処理される第二処理流とを生物処理槽内に形成させ、しかも、前記第一処理流と前記第二処理流とが別々の流れとなって前記生物処理槽内に形成されるように前記有機性排水導入部、前記活性汚泥排出部、及び、前記膜分離部を配置した有機性排水処理装置を用いて前記膜分離後の濃縮液を前記第二処理流の活性汚泥に混合させることにより、前記第二処理流では、有機性排水を前記第一処理流よりも高い汚泥濃度の活性汚泥により生物処理させることを特徴とする有機性排水処理方法を提供する。
すなわち、固液分離障害が発生することを抑制しつつ処理効率を向上させ得る。
本実施形態における有機性排水処理装置は、上流側から、最初沈殿槽1、生物処理槽2、最終沈殿槽3が備えられている。また、前記生物処理槽2内には、膜分離装置4が活性汚泥に浸漬された状態で備えられている。
また、この生物処理槽2の槽本体21内には、前記膜分離装置4が活性汚泥に浸漬された状態で備えられており、この膜分離装置4の設置個所が、活性汚泥が膜分離される膜分離部24となる。
この槽本体21に有機性排水を導入する有機性排水導入部22の位置としては、後述する第一処理流と第二処理流との分配比により定められることが好ましい。
また、この膜分離装置として、その設置箇所において活性汚泥を導入し、透過液を配管などを通じて排出させるとともに、濃縮液をその設置箇所において放出すべく構成されているものが用いられる。
なお、ろ過膜としては、一般的に固形物と水との分離に用いられるものであれば特に精密ろ過膜や限外ろ過膜に限定されるものではない。
前記最終沈殿槽3は、導入された活性汚泥の沈殿成分を沈殿させて排出し得るように、底面31が傾斜し、その最底部には、沈殿した沈殿成分を引き抜き汚泥として最終沈殿槽3から除去するための活性汚泥引抜き口32が備えられている。
また、最終沈殿槽3には、上澄み液を系外に排出し得るように越流堰33が備えられている。
なお、最終沈殿槽3の沈殿分離にかえて、浮上分離により処理水と固形物を分離してもよい。
この返送汚泥の生物処理槽2における返送位置は、前記有機性排水導入部22と略同一個所もしくは、前記有機性排水導入部22よりも前記膜分離部24側の位置とすることが好ましい。
また、バースクリーン、メッシュスクリーン、原水槽、受水槽、凝集槽、温度制御機構など一般の排水処理に用いられている装置を適宜設けることも可能である。
まず、有機性排水を最初沈殿槽1に導入して当初有機性排水(原水)中に含まれている、砂礫、ごみ、異物などを沈殿させ、すり鉢状に傾斜した底部から系外に除去する。この砂礫、ごみ、異物などを除去した有機性排水を前記有機性排水導入部22から生物処理槽2に導入させるとともに、前記活性汚泥排出部23から生物処理槽2内の活性汚泥を排出させつつ前記膜分離装置4で活性汚泥を膜分離させる。そして、膜分離後の透過液を生物処理槽2外に排出させるとともに、濃縮液をこの膜分離装置の設置個所において放出して周囲の活性汚泥と混合させる。
そして、前記有機性排水導入部22から前記活性汚泥排出部23にいたる間に有機性排水が生物処理される第一処理流Aと、前記有機性排水導入部22から前記膜分離部24にいたる間に有機性排水が生物処理される第二処理流Bとが生物処理槽2内に形成される。
したがって、第二処理流Bとの有機性排水の分担割合など有機性排水処理装置の運転条件にもよるが、すべての有機性排水を生物処理する場合に比べて最終沈殿槽3にて沈殿分離されたあとの上澄み液の水質を向上させ得る。
この膜分離装置4周辺の活性汚泥は、濃縮液が混合された後、再び膜分離装置4に導入されることとなり、この膜分離装置4周辺の活性汚泥は、有機性排水処理設備の運転時間の経過とともに濃度が高くなり、さらに、前記活性汚泥排出部23から排出される活性汚泥の汚泥濃度よりも汚泥濃度が高い高濃度領域を膜分離装置4の周囲に拡大させることとなる。
そして、最終的には、この高濃度領域からその周囲への活性汚泥の拡散と前記第二処理流にともなう前記膜分離部24方向への活性汚泥の移動とがバランスして前記膜分離部24を中心とした高濃度領域が形成されて安定化される。
したがって、有機性排水は、第二処理流Bにおいて第一処理流Aよりも高い汚泥濃度の領域を通過して生物処理されることとなる。
したがって、固液分離障害が発生することを抑制しつつ処理効率を向上させ得る。
なお、この第一処理流と第二処理流とにおける活性汚泥の濃度としては、第一処理流の活性汚泥浮遊物質濃度(以下「MLSS」ともいう)として、最終沈殿槽での固液分離障害を充分抑制させ得る点において6000mg/L以下であることが好ましい。
一方で、第二処理流におけるMLSSは、有機性排水の処理効率と膜分離装置の膜分離状態を良好なる状態に維持させ得る点において、5000〜20000mg/Lの範囲とされることが好適である。
上記の第一実施形態においては、設備をコンパクト化させ得る点から、生物処理槽2内に備えられた膜分離装置4を用いる場合を例に説明したが、この第二実施形態においては、膜分離装置4が生物処理槽2外に設置されている点において異なっている。この第二の実施形態では、この別置きされた膜分離装置4に生物処理槽2から活性汚泥を導入させるための活性汚泥流通配管部48と、膜分離装置4から生物処理槽2に濃縮液を返送するための濃縮液返送配管部49が備えられている。膜分離装置4が透過液を排出させるべく構成されている点は第一実施形態と同様である。
この活性汚泥流通配管部48と、濃縮液返送配管部49とは、第一の実施形態における膜分離装置の設置位置と同様の位置の活性汚泥を膜分離装置4に導入させ、しかも、膜分離後の濃縮液を、第一の実施形態における膜分離装置の設置位置と同様の位置に返送し得るように、その一端部を生物処理槽2内において開口させている。
このように第二実施形態においては、前記膜分離部24が、第一実施形態とは異なり生物処理槽2の外部に形成されることとなるが、生物処理槽2内においては、前記有機性排水導入部22からこの活性汚泥流通配管部48の開口部にかけて第二処理流が形成され、該活性汚泥流通配管部48の開口部近傍に濃縮液返送配管部49から濃縮液が返送されることとなるため、生物処理槽2内に形成される高濃度領域や、第二処理流Bの状況などは実質、第一実施形態と同様のものとなる。
この第二実施形態の有機性排水処理装置も第一実施形態の有機性排水処理装置と同様の有機性排水処理方法を実施する。また、固液分離障害が発生することを抑制しつつ処理効率を向上させ得るという効果を奏する点においても同様である。
したがって、メンテナンスのための有機性排水の処理を中断させたりせずに、あるいは、中断させたとしても短時間の中断で済むこととなり、処理効率の低減を抑制させ得る。
この第三の実施形態における生物処理槽2は、第一実施形態の槽本体と同様に上面視略長方形に形成されており、槽本体の長手方向略中央部に前記有機性排水導入部22が形成され、長手方向一端部側には前記膜分離部24が形成され、他端部側には活性汚泥排出部23が形成されている。この第三の実施形態における生物処理槽2は、さらにこの槽本体を長手方向の略中央部で横断するように仕切り壁25が形成されており、この仕切り壁により2区画に区分けされている。
そして、有機性排水をこの2区画両方に一度に流入させるべく、この仕切り壁25が生物処理槽の壁面に突き合わされる位置に有機性排水導入部22が形成されており、活性汚泥排出部23に向けた第一処理流と、膜分離部24に向けた第二処理流とを形成させる点は第一実施形態と同様である。
また、有機性排水処理方法についても第一実施形態、第二実施形態と同様に実施することができる。
しかし、その場合には、第一処理流側と第二処理流側との水位に差異が生じることとなる。この水位の差異の発生を防止すべく、活性汚泥の流通を完全に防止させずにある程度抑制しつつもある程度は流通状態が得られるような仕切り壁25を採用することも可能である。例えば、1つ以上の貫通孔やスリット構造を有するものを用いることも可能であり、あるいは、壁の上端部が生物処理槽の水面よりも低い位置になるように高さを低く形成させたり、生物処理槽の底面側に隙間を設けて活性汚泥の流通をさせたりすることも可能である。
このような柔軟なゴムシートなどを採用する場合には、該ゴムシートを挟んで水位の差異が生じた場合に撓みを生じさせることができる。すなわち、第一処理流と第二処理流との活性汚泥の流通を防止しつつも水位に差異が生じることを抑制させることができる。
また、この第三実施形態では、上面視長方形の槽本体の略中央部で槽本体を横断する仕切り壁を例に説明したが、仕切りを設ける位置としては、略中央部に限らず、一端部側もしくは他端部側に偏った配置とすることも可能である。
あるいは、図5に示すように、この第二処理流が形成される区画からの引抜き汚泥の一部、あるいは全部を、第一処理流が形成される区画側に導入させるようにしてもよい。
通常、生物処理槽は、沈殿槽(最終沈殿槽)と組み合わせて用いられる場合には、一端側に有機性排水を導入する有機性排水導入部を有し、他端側に活性汚泥を前記沈殿槽に導入すべく排出させる活性汚泥排出部を有しており、有機性排水導入部から活性汚泥排出部にかけて活性汚泥を流下させて有機性排水の生物処理をし得るように形成されている。
すなわち、膜分離装置を設けるとともに有機性排水導入部の移設という僅かな手間で有機性排水処理能力を向上させる改修を既存の有機性排水処理装置に対して行うことができる。
容量40Lの生物処理槽と、該生物処理槽の後段に容量20Lの沈殿槽を設けて、BODが約320mg/L、浮遊物質濃度(SS)約150mg/Lの人工廃水を用いて、前記生物処理槽のMLSSが2540mg/Lとなる状態で40L/日の処理水量(HRT=24時間)で生物処理し、前記沈殿槽による沈殿分離を実施した。
処理水量を40L/日に代えて80L/日(HRT=12時間)とし、MLSSが2230mg/Lの状態で生物処理を行った以外は従来例1と同様に生物処理、沈殿分離を行った。
従来例1の生物処理槽に仕切りを設けて20Lの区画を2区画形成し、それぞれに従来例1で使用したものと同じ人工廃水を80L/日の処理水量(各区画におけるHRT=12時間)で導入し、一区画は従来例1、2のように後段において沈殿槽を用いて沈殿分離を行い、他区画では、膜分離装置を用いて膜分離を実施した。
このとき、沈殿槽を用いる側の区画ではMLSSは2570mg/Lで、膜分離装置を用いた側の区画ではMLSSが6330mg/Lであった。
沈殿槽側と膜分離側の処理水量をそれぞれ20L/日、60L/日とし、沈殿槽を用いる側の区画ではMLSSを2780mg/Lで、膜分離装置を用いた側の区画ではMLSSを8240mg/Lとなる汚泥濃度で生物処理ならびに沈殿分離、膜分離を行った。
また、実施例2の沈殿槽側の負荷を低く維持することにより、さらに処理水質が向上した。一方、膜分離側はMLSSを高く維持することで良好な水質を得ている。
この表からも 本発明によれば、固液分離障害が発生することを抑制しつつ処理効率を向上させ得ることがわかる。
Claims (8)
- 活性汚泥を収容する生物処理槽と、活性汚泥を沈殿分離する沈殿槽と、活性汚泥を濃縮液と透過水とに膜分離する膜分離装置とを有しており、しかも、前記生物処理槽が、有機性排水を導入する有機性排水導入部と、活性汚泥を前記沈殿槽に流下させるための活性汚泥排出部と、活性汚泥を前記膜分離装置で膜分離する膜分離部とを有している有機性排水処理装置を用いて、有機性排水を前記生物処理槽に導入して、前記活性汚泥排出部から活性汚泥を排出させつつ前記膜分離装置で生物処理槽内の活性汚泥を膜分離させることにより、前記有機性排水導入部から前記活性汚泥排出部にいたる間に有機性排水が生物処理される第一処理流と、前記有機性排水導入部から前記膜分離部にいたる間に有機性排水が生物処理される第二処理流とを生物処理槽内に形成させ、しかも、前記第一処理流と前記第二処理流とが別々の流れとなって前記生物処理槽内に形成されるように前記有機性排水導入部、前記活性汚泥排出部、及び、前記膜分離部を配置した有機性排水処理装置を用いて前記膜分離後の濃縮液を前記第二処理流の活性汚泥に混合させることにより、前記第二処理流では、有機性排水を前記第一処理流よりも高い汚泥濃度の活性汚泥により生物処理させることを特徴とする有機性排水処理方法。
- 生物処理槽内に設けられた膜分離装置を用いて、前記膜分離を実施させる請求項1に記載の有機性排水処理方法。
- 生物処理槽外に設けられた膜分離装置を用いて、生物処理槽の活性汚泥を、配管を通じて前記膜分離装置に導入させて、膜分離後の濃縮液を前記生物処理槽に返送する請求項1に記載の有機性排水処理方法。
- 前記生物処理槽内に仕切りを設けることにより、前記第一処理流と前記第二処理流の流路を前記仕切りで分離させた状態で有機性排水の生物処理を実施させる請求項1乃至3のいずれか1項に記載の有機性排水処理方法。
- 活性汚泥を収容する生物処理槽と、活性汚泥を沈殿分離する沈殿槽と、活性汚泥を濃縮液と透過水とに膜分離する膜分離装置とを有しており、しかも、前記生物処理槽が、有機性排水を導入する有機性排水導入部と、活性汚泥を前記沈殿槽に流下させるための活性汚泥排出部と、活性汚泥を前記膜分離装置で膜分離させる膜分離部とを有しており、有機性排水を前記生物処理槽に導入して、前記活性汚泥排出部から活性汚泥を排出させつつ前記膜分離装置で生物処理槽内の活性汚泥を膜分離させることにより、前記有機性排水導入部から前記活性汚泥排出部にいたる間に有機性排水が生物処理される第一処理流と、前記有機性排水導入部から前記膜分離部にいたる間に有機性排水が生物処理される第二処理流とを前記生物処理槽内に形成させ得るように前記有機性排水導入部、前記活性汚泥排出部および前記膜分離部が配置されており、しかも、前記第一処理流と前記第二処理流とが別々の流れとなって前記生物処理槽内に形成されるように前記有機性排水導入部、前記活性汚泥排出部、及び、前記膜分離部が配置されており、前記膜分離装置は、前記第二処理流が、有機性排水を前記第一処理流よりも高い汚泥濃度の活性汚泥により生物処理されるべく前記第二処理流の活性汚泥に前記濃縮液を混合させ得るように備えられていることを特徴とする有機性排水処理装置。
- 前記膜分離装置が、生物処理槽内に設けられている請求項5に記載の有機性排水処理装置。
- 前記膜分離装置が、生物処理槽外に配されており、前記生物処理槽から前記膜分離装置に活性汚泥を流通させる活性汚泥流通配管部と、前記膜分離装置から前記生物処理槽の前記第二処理流に濃縮液を返送させる濃縮液返送配管部とがさらに備えられている請求項5に記載の有機性排水処理装置。
- 前記生物処理槽には、前記第一処理流と第二処理流とを分離させ得るように仕切りが設けられている請求項5乃至7の何れか1項に記載の有機性排水処理装置。
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