JP5728532B2 - 含油水の処理装置及び処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、含油水の処理装置及び処理方法に関し、より特定的には、油を含有する水を処理する装置及び方法に関する。

油を含有する水の処理装置及び処理方法として、例えば特開平１１−２４４８８６号公報（特許文献１）が挙げられる。

特許文献１には、排水に油分負荷をかけ油分を浮上させて分離する加圧浮上分離装置（ＤＡＦ）と、排水の残りの油分を活性汚泥で曝気処理して分解する含油排水処理装置と、含油排水処理装置で処理された含油排水中の残りの油分を活性炭または分離膜で分離除去する分離装置としての活性炭槽または分離槽とを備えた処理装置及びその方法が開示されている。

特開平１１−２４４８８６号公報

上記特許文献１においては、曝気処理をする前に、油分を除去するためにＤＡＦを用いている。ＤＡＦは、運転管理上、処理が十分でない場合があるので、ＤＡＦの代わりとなる排水などの水中の油を低減するための前処理装置が要望されていた。

したがって、本発明は、ＤＡＦの代替となる前処理装置を備えた、含油水の処理装置を提供することを一の課題とする。また、本発明は、ＤＡＦの代替となる前処理装置を用いて含油水を処理する、含油水の処理方法を提供することを他の課題とする。

本発明の含油水の処理装置は、油を含有する水を処理する装置であって、該水が供給され、かつ活性汚泥を内部に収容する第１の曝気槽と、該第１の曝気槽の下方から該水が供給され、かつ活性汚泥を内部に収容する第２の曝気槽と、該第１の曝気槽と該第２の曝気槽との間に配置され、該水の水面から下方に向けて延びる仕切部とを備え、該第１の曝気槽は、気泡を発生する気泡発生部を含み、該第２の曝気槽は、活性汚泥を分離する分離膜を含む。

本発明の含油水の処理装置によれば、第１の曝気槽の気泡供給部から発生される気泡の表面は疎水性であり、第１の曝気槽に収容される活性汚泥の表面は一般的に負に帯電しているので、第１の曝気槽に供給された含油水中の油分を気泡及び活性汚泥に付着させた状態で上方に移動させることができる。これにより、含油水中の油分を上方に移動させることができるので、第１の曝気槽の下方に位置する水中の油分を低減することができる。第１の曝気槽の下方から第２の曝気槽へ水を移動させるので、油分が低減された水を第２の曝気槽に供給することができる。このため、ＤＡＦを用いなくても、第１の曝気槽で水中の油分を分離することができる。
また、第１の曝気槽で水中の油分を分離できるので、第２の曝気槽において分離膜に油が付着することを抑制できる。このため、第２の曝気槽で分離膜を用いたろ過処理を行うことができるため、ろ過処理により活性汚泥と処理水とに分離できる。
以上より、ＤＡＦの代替となる前処理装置を備えた、含油水の処理装置を提供することができる。

上記含油水の処理装置において好ましくは、上記仕切部は、水の水面から上記第１及び第２の曝気槽の槽底まで延在し、該第１及び第２の曝気槽の下方に配置され、かつ該第１の曝気槽から該第２の曝気槽へ連通する連通配管をさらに備えている。

上記含油水の処理装置において好ましくは、上記仕切部の下端は、上記第１及び第２の曝気槽の槽底よりも上方に位置し、該第１の曝気槽から該第２の曝気槽へ、該仕切部の下端の下方を通って該水が移動される。

上記構成とすることにより、第１の曝気槽から第２の曝気槽へ油分が低減された水を移動することができる。このため、ＤＡＦの代替となる前処理装置を備えた、含油水の処理装置を実現することができる。

本発明の一の局面における含油水の処理方法は、上記いずれかに記載の含油水の処理装置を用いて、該水を処理する方法であって、上記第１の曝気槽に該水を供給して、上記気泡発生部から気泡を発生させる工程と、該第１の曝気槽から上記第２の曝気槽へ該水を移動して、該第２の曝気槽の上記分離膜で、活性汚泥を分離する工程とを備えている。

本発明の一の局面における含油水の処理方法は、ＤＡＦを備えていない上記含油水の処理装置を用いているので、ＤＡＦの代替となる前処理装置を用いて含油水を処理することができる。

本発明の他の局面における含油水の処理方法は、油を含有する水と活性汚泥とを混合させた状態で水の中に気泡を供給して、油を付着させた活性汚泥を浮上させて、水から油を分離する工程と、油が分離された水から活性汚泥を分離する工程とを備えている。

本発明の他の局面における含油水の処理方法によれば、油を含む水と活性汚泥とを混合させた状態で油を含む水の中に気泡を発生させることにより、油を活性汚泥に付着させ、かつ気泡とともに浮上させることができる。このように、ＤＡＦを用いなくても、油を含む水を活性汚泥により生物処理しながら油を含む水から油を分離することができる。
以上より、ＤＡＦの代替となる前処理装置を用いて含油水を処理することができる。

以上説明したように、本発明によれば、ＤＡＦの代替となる前処理装置を備えた、含油水の処理装置を提供することができる。また、本発明は、ＤＡＦの代替となる前処理装置を用いて含油水を処理する、含油水の処理方法を提供することができる。

本発明の実施の形態１における含油水の処理装置の模式図である。 本発明の実施の形態２における含油水の処理装置の模式図である。 本発明の実施の形態３における含油水の処理装置の模式図である。 本発明の実施の形態４における含油水の処理装置の模式図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照符号を付し、その説明は繰り返さない。

（実施の形態１）
図１を参照して、本発明の一実施の形態における含油水の処理装置として、油を含有する排水（含油排水）を処理する装置、すなわち含油排水の処理装置１０について説明する。

図１に示すように、本実施の形態における含油排水の処理装置１０は、第１の曝気槽１１と、気泡発生部１２、１７と、第２の曝気槽１３と、仕切部１４と、連通配管１５と、分離膜１６と、脱水機１８とを備えている。

第１の曝気槽１１は、含油排水が供給される。含油排水は、油分を含有していれば特に限定されないが、油の濃度が４ｍｇ／Ｌ以上の排水であることが好ましい。供給される排水の油の濃度に上限はないが、長期使用の観点及び処理水の高品質の観点から、例えば５０ｍｇ／Ｌである。

第１の曝気槽１１は、反応槽やエアレーションタンクとも称される生物処理槽であり、活性汚泥を内部に収容する。活性汚泥は、油、有機物などを分解、吸収することが可能な微生物を有している。

第１の曝気槽１１は、気泡を発生する気泡発生部１２を含む。気泡発生部１２は、第１の曝気槽１１の下方に配置されていることが好ましく、本実施の形態では第１の曝気槽１１の槽底に配置されている。気泡発生部１２は、例えば、散気装置、撹拌部材などである。気泡発生部１２は、空気を発生することが好ましく、この場合、第１の曝気槽１１に貯留する活性汚泥に酸素を供給する。このため、気泡発生部１２は、第１の曝気槽１１において、油を浮上させる物理的分離操作の役割と、排水中に生物処理のための空気を供給する役割とを有する。また、空気の代わりに酸素でもよく、攪拌の場合には窒素などの単一気体でもよい。

第２の曝気槽１３は、仕切部１４を介して、第１の曝気槽１１と接続されている。第２の曝気槽１３は、第１の曝気槽１１の下方から排水が供給されるように構成されている。本実施の形態では、第１及び第２の曝気槽１１、１３の下方に配置され、かつ第１の曝気槽１１から第２の曝気槽１３へ排水を移動するための連通配管１５が配置されている。

第２の曝気槽１３は、反応槽やエアレーションタンクとも称される生物処理槽であり、内部に活性汚泥を収容する。この活性汚泥は、油、有機物などを分解、吸収することが可能な微生物を有している。

第２の曝気槽１３は、処理水と活性汚泥とを分離する分離膜１６を含む。つまり、分離膜１６は、第２の曝気槽１３内に収容されている。分離膜１６は、例えば、精密ろ過（ＭＦ）膜及び限外ろ過（ＵＦ）膜の少なくとも一方である。

第２の曝気槽１３は、気泡を発生する気泡発生部１７を含んでいてもよい。気泡発生部１７は、第１の曝気槽１１に配置されている気泡発生部１２と同様である。気泡発生部１１７は、本実施の形態では、第２の曝気槽１３の槽底に配置されている。

仕切部１４は、第１の曝気槽１１と第２の曝気槽１３との間に配置され、本実施の形態では、仕切部１４を介して第１の曝気槽１１と第２の曝気槽１３とが分離されている。

仕切部１４は、排水の水面Ｗから下方に向けて延びる。つまり、仕切部１４は、第１及び第２の曝気槽１１、１３の槽頂から下方に向けて延びる。本実施の形態における仕切部１４は、第１及び第２の曝気槽１１、１３の槽頂から第１及び第２の曝気槽１１、１３の槽底まで延在している。

連通配管１５は、第１及び第２の曝気槽１１、１３の下方に配置され、かつ第１の曝気槽１１から第２の曝気槽１３へ排水を移動する。つまり、連通配管１５は、第１及び第２の曝気槽１１、１３の下方を連結している。
第１及び第２の曝気槽１１、１３の槽底から水面Ｗまでの高さをＡとすると、連通配管１５が取り付けられている高さＨ（第１及び第２の曝気槽１１、１３の槽底から連通配管１５までの高さＨ）は、０．８５Ａ以下であることが好ましく、０．７０Ａ以下であることがより好ましく、０．５０Ａ以下であることがより一層好ましく、０．１５Ａ以下であることが最も好ましい。

処理装置１０は、第１の曝気槽１１に含油排水を供給するための供給部をさらに備えている。また、処理装置１０は、第２の曝気槽１３内の分離膜１６により油、有機物、汚泥などが低減された処理水を排出するための排出部をさらに備えている。

また、処理装置１０は、第２の曝気槽１３に接続され、第２の曝気槽１３から余剰汚泥を引き抜くための配管及びポンプをさらに備えている。余剰汚泥は、系外へ排出される。

また、処理装置１０は、第１及び第２の曝気槽１１、１３に接続され、第２の曝気槽１３から返送汚泥を引き抜いて第１の曝気槽１１へ返送汚泥を返送するための配管及びポンプをさらに備えている。

また、処理装置１０は、第１の曝気槽１１の上方からスカムを引き抜くための配管及びポンプをさらに備えている。スカムは、系外へ排出される。

また、処理装置１０は、引き抜いた余剰汚泥を脱水するための脱水機１８、配管及びポンプをさらに備えている。

続いて、本実施の形態における含油排水の処理方法について説明する。本実施の形態における含油排水の処理方法は、図１に示す処理装置１０を用いて行う。

具体的には、まず、第１の曝気槽１１に含油排水を供給する。この工程では、油の濃度が好ましくは４ｍｇ／Ｌ以上の排水を第１の曝気槽１１に供給することが好ましい。この工程により、活性汚泥と含油排水とは混合される。

次に、第１の曝気槽１１において、気泡発生部１２から気泡を発生させて、含油排水中に気泡を供給する。この工程では、気泡により、排水が上方に向かう流れを形成することが好ましい。油は軽いため、含油排水中の油分が気泡及び活性汚泥に付着した状態で、上方に移動してスカムを形成する。このため、第１の曝気槽１１の下方に位置する排水は、油分が低減されている。なお、スカムは、第１の曝気槽１１の上方から適宜除去される。

また、この工程では、第１の曝気槽１１に貯留している排水の曝気処理を行う。つまり、この工程では、気泡発生部１２から発生する気泡を用いて油を上方に移動させるとともに、気泡発生部１２から発生する気泡及び活性汚泥により曝気処理を行う。曝気によって、活性汚泥中に存在する好気性微生物に酸素を供給する。曝気処理により、排水中の有機物、油などを吸収、分解することもできる。

この工程により、有機物、低分子油は、曝気（活性汚泥処理）により分解等され、高分子油は、気泡に付着させた状態で浮上させることができる。本実施の形態の含油排水の処理装置１０によれば、第１の曝気槽１１の気泡供給部１２から発生される気泡の表面は疎水性であり、第１の曝気槽１１に収容される好気条件下の活性汚泥の表面は一般的に負に帯電しているので、第１の曝気槽１１に供給された含油排水中の油分は気泡及び活性汚泥に付着した状態で上方に移動する。

次に、第１の曝気槽１１の下方から第２の曝気槽１３へ、この油分が低減された排水が供給される。この工程では、第１及び第２の曝気槽１１、１３の下方に配置されている連通配管１５を介して、油分が低減された排水を移動させる。なお、第１の曝気槽１１と第２の曝気槽１３との上方は、仕切部１４により仕切られているので、第１の曝気槽１１の上方に浮遊している油を含有するスカムは第２の曝気槽１３に移動しない。これにより、浮上した油は排水から分離される。

第２の曝気槽１３に移動された排水から、分離膜１６で活性汚泥を分離する。これにより、処理水を生成することができる。第２の曝気槽１３に供給される排水は油分が低減されているので、分離膜１６を用いても、油分による分離膜１６の汚れ、詰りなどを抑制できる。

第２の曝気槽１３にも活性汚泥が収容されているので、活性汚泥に酸素を供給することにより、第１の曝気槽１１と同様に第２の曝気槽１３においても曝気処理（活性汚泥処理）が行われる。

第２の曝気槽１３内の活性汚泥の量が増えてくると、活性汚泥を引き抜いて、返送汚泥として第１の曝気槽１１へ返送する工程、及び／または、余剰汚泥として系外へ排出する工程を実施してもよい。また、余剰汚泥を引き抜いて脱水機１８で脱水する工程を実施してもよい。さらに、第２の曝気槽１３内から余剰汚泥を引き抜かずに、第１の曝気槽１１でスカムと一緒に余剰汚泥も取り出して脱水機１８で脱水する工程を実施してもよい。

以上説明したように、本実施の形態の含油排水の処理装置１０は、油を含有する排水を処理する装置であって、排水が供給され、かつ活性汚泥を内部に収容する第１の曝気槽１１と、第１の曝気槽１１の下方から排水が供給され、かつ活性汚泥を内部に収容する第２の曝気槽１３と、第１の曝気槽１１と第２の曝気槽１３との間に配置され、排水の水面Ｗから下方に向けて延びる仕切部１４とを備え、第１の曝気槽１１は、気泡を発生する気泡発生部１２を含み、第２の曝気槽１３は、活性汚泥を分離する分離膜１６を含む。

本実施の形態の含油排水の処理装置１０によれば、第１の曝気槽１１の気泡発生部１２から発生される気泡の表面は疎水性であるので、第１の曝気槽１１に供給された含油排水中の油分を気泡及び活性汚泥に付着させた状態で上方に移動させることができる。なお、活性汚泥が排水中の油の凝集粒子の核となって油を浮上させることができるので、少量の気泡でも油を上方に移動できる。これにより、含油排水中の油分を上方に移動させることができるので、第１の曝気槽１１の下方の排水中の油分を低減もしくは除去することができる。第１の曝気槽１１の下方から第２の曝気槽１３へ排水を移動させるので、油分が低減された排水を第２の曝気槽１３に供給することができる。このため、ＤＡＦを用いる代わりに、第１の曝気槽１１で排水中の油分を分離することができる。本実施の形態の処理装置１０の前処理装置である第１の曝気槽１１では、このように含油排水中の油を低減できるので、この前処理装置は、運転管理上、排水中の油を十分に処理することができる。

また、スカムの引き抜き頻度を減らすと、第１の曝気槽１１上部に汚泥と油が蓄積していく。しかし、蓄積した汚泥と油の接触時間をあえて延ばすことで、活性汚泥と油との接触時間が延びる。これにより、生分解作用による油分除去効果が促進され、スカム量の減量化とともにスカム引き抜き後の油分処理の負荷を低減させることができる。スカムを引き抜くタイミングはスカムの蓄積量に応じて適宜実施すればよい。さらに、ＤＡＦを用いる場合は凝集剤を用いて油分を処理することが一般的であるが、本実施の形態においては活性汚泥が凝集剤の役割を果たすので、凝集剤の注入が不要となる。
また、油分の多い排水が分離膜１６へ流出すると、分離膜において詰り、汚れが顕著になり、連続して使用することができない。しかし、本実施の形態では、仕切部１４を設けたことにより第１の曝気槽１１で油分を分離できるので、油分が低減もしくは除去された排水を第２の曝気槽１３に供給できる。このため、第２の曝気槽１３では分離膜１６を用いたろ過処理（膜分離活性汚泥法）を行うことができ、ろ過処理により活性汚泥と処理水とに分離できる。なお、本実施の形態では、分離膜１６の表面に油が付着することを抑制できるので、処理装置１０の長期使用が可能になる。
以上より、本実施の形態の処理装置１０は、ＤＡＦの代替となる前処理装置を見出したので、ＤＡＦの代替となる前処理装置を備えた含油排水の処理装置を実現することができる。

本実施の形態の含油排水の処理装置１０において好ましくは、仕切部１４は、排水の水面Ｗから第１及び第２の曝気槽１１、１３の槽底まで延在し、第１及び第２の曝気槽１１、１３の下方に配置され、かつ第１の曝気槽１１から第２の曝気槽１３へ排水を移動するための連通配管１５をさらに備えている。

これにより、仕切部１４は、第１及び第２の曝気槽１１、１３間の高さ方向全体を仕切ることができるとともに、連通配管１５を用いて、第１の曝気槽１１の下方から第２の曝気槽１３へ、油分が低減された排水が供給される。このため、第１の曝気槽１１で上方に移動させた含油排水中の油を第２の曝気槽１３へ移動することを抑制できる。したがって、第２の曝気槽１３へ移動される排水中の油分をより低減することができるので、分離膜１６での活性汚泥の分離をより効果的に行うことができる。

本実施の形態の含油排水の一の局面における処理方法は、含油排水の処理装置１０を用いて、排水を処理する方法であって、第１の曝気槽１１に排水を供給して、気泡発生部１２から気泡を発生させる工程と、第１の曝気槽１１から第２の曝気槽１３へ排水を移動して、第２の曝気槽１３の分離膜１６で、活性汚泥を分離する工程とを備えている。

本実施の形態の一の局面における含油排水の処理方法は、ＤＡＦを備えていない含油排水の処理装置１０を用いているので、ＤＡＦの代替となる前処理装置を用いて含油排水を処理することができる。

また、本実施の形態の他の局面における含油排水の処理方法は、油を含有する排水と活性汚泥とを混合させた状態で排水の中に気泡を供給して、油を付着させた活性汚泥を浮上させて、排水と油とを分離する工程と、分離膜１６を用いて、油が分離された排水から活性汚泥を分離する工程とを備えている。活性汚泥を分離する工程では、下方に位置する、油が分離された排水を分離膜１６に移動させて、排水から活性汚泥を分離する。すなわち、活性汚泥を分離する工程では、油が分離された排水を下方から分離膜１６に移動させて、排水から活性汚泥を分離する。
なお、本実施の形態の他の局面における含油排水の処理方法では、活性汚泥を分離する工程において、分離膜１６以外の分離部材を用いて、油が分離された排水から活性汚泥を分離してもよい。分離膜１６以外の分離部材として、例えば、膜状ではない多孔質材料等を用いることができる。

本実施の形態の他の局面における含油排水の処理方法によれば、油を含む排水と活性汚泥とを混合させた状態で油を含む排水の中に気泡を発生させることにより、油を活性汚泥に付着させ、かつ気泡とともに浮上させることができる。このようにして、油を浮上させた後、含油排水から浮上した油を分離することにより、ＤＡＦを用いなくても、含油排水を活性汚泥により生物処理しながら含油排水から油を分離することができる。また、分離する工程において、排水から油が分離されているので、分離膜１６に油が付着することを抑制できる。このため、分離膜１６を用いたろ過処理を行うことができるため、ろ過処理により活性汚泥と処理水とに分離できる。以上より、ＤＡＦの代替となる前処理装置を用いて含油水を処理することができる。

このように、本実施の形態の含油排水の処理装置１０及び処理方法は、油を含有する排水の処理において、前処理としてＤＡＦを用いず、かつ油に適さない分離膜を用いた処理装置を用いることができる。また、本実施の形態の含油排水の処理装置１０及び処理方法は、処理する排水の水質が変化しても処理が可能であり、時間が経過しても再現性の高い処理が可能である。このため、本実施の形態の含油排水の処理装置１０及び処理方法は、石油精製工場の排水、食品工場、化学関連工場、鉄鋼関連工場の排水などの油を含有する含油排水など、油を高濃度（例えば４ｍｇ／Ｌ以上）に有する排水の処理に好適に用いられる。
また、本発明の含油水の処理装置及び処理方法は、油を含有する排水を処理する装置及び方法に限定されず、排水以外の水を処理する装置及び方法であってもよい。例えば、本実施の形態の処理装置１０及び処理方法は、天然ガスや原油などの資源の採掘に伴って発生する随伴水の処理に用いてもよいし、オイルタンカーや海洋リグの事故で漏出した油を含む海水の処理に用いてもよい。

（実施の形態２）
図２を参照して、本実施の形態における含油排水の処理装置２０を説明する。図２に示す実施の形態２の含油排水の処理装置２０は、基本的には図１に示す実施の形態１と同様であるが、第３の曝気槽をさらに備えている点において異なる。

具体的には、第３の曝気槽２１は、第１の曝気槽１１と仕切部２４を介して接続されている。仕切部２４は、第１の曝気槽１１と第３の曝気槽２１との間に配置され、排水の水面Ｗから下方に向けて延びている。

第３の曝気槽２１は、含油排水が供給され、活性汚泥を内部に収容する。第３の曝気槽２１は、下方に配置された気泡発生部２２を含む。第３の曝気槽２１の気泡発生部２２は、第１の曝気槽１１の気泡発生部１２よりも気泡供給量が少ないことが好ましい。つまり、第３の曝気槽２１での曝気量は、第１の曝気槽１１での曝気量よりも小さいことが好ましい。気泡発生部１２、２２が散気装置である場合、第１の曝気槽１１の散気装置は、第３の曝気槽２１の散気装置よりも大きいことが好ましい。

第１の曝気槽１１は、第３の曝気槽２１の下方から排水が供給されるように構成されている。本実施の形態では、第１及び第３の曝気槽１１、２１の下方に配置され、かつ第３の曝気槽２１から第１の曝気槽１１へ排水を移動するための連通配管２５が配置されている。

第１及び第３の曝気槽１１、２１の槽底から水面Ｗまでの高さをＡとすると、連通配管２５が取り付けられている高さＨ（第１及び第３の曝気槽１１、２１の槽底から連通配管２５までの高さＨ）は、０．８５Ａ以下であることが好ましく、０．７０Ａ以下であることがより好ましく、０．５０Ａ以下であることがより一層好ましく、０．１５Ａ以下であることが最も好ましい。

実施の形態２の含油排水の処理方法は、基本的には実施の形態１の含油排水の処理方法と同様であるが、第１の曝気槽１１に排水を供給する工程に先立って、第３の曝気槽２１に排水を供給する工程を実施する点において異なる。

具体的には、まず、第３の曝気槽２１に含油排水を供給する。この工程により、活性汚泥と含油排水とは混合される。

次に、第３の曝気槽２１において、気泡発生部２２から気泡を発生させて、含油排水中に気泡を供給する。この工程では、気泡により、排水が上方に向かう流れを形成することが好ましい。油は軽いため、含油排水中の油分が気泡及び活性汚泥に付着した状態で、上方に移動してスカムを形成する。このため、第３の曝気槽２１の下方に貯留している排水は、油分が低減されている。なお、スカムは、第３の曝気槽２１の上方から適宜除去され、焼却処理等を経て処分される。
また、この工程では、第３の曝気槽２１に貯留している排水の曝気処理も行う。

次に、第３の曝気槽２１の下方から第１の曝気槽１１へ、この油分が低減された排水が供給される。この工程では、第１及び第３の曝気槽１１、２１の下方に配置されている連通配管２５を介して、油分が低減された排水を移動させる。なお、第３の曝気槽２１と第１の曝気槽１１との上方は、仕切部２４により仕切られているので、第３の曝気槽２１の上方に浮遊している油を含有するスカムは第１の曝気槽１１に移動しない。

次に、第１の曝気槽１１において、気泡発生部１２から気泡を発生させて、第１の曝気槽１１に移動された排水中に気泡を供給する。第１の曝気槽１１に移動された排水中に油が残存している場合、排水中の油分が気泡に付着した状態で、上方に移動してスカムを形成する。このため、第１の曝気槽１１に供給された排水に油が含有されていても、第１の曝気槽１１の下方に貯留している排水は、油分がさらに低減されている。
また、この工程では、第１の曝気槽１１に貯留している排水の曝気処理も行う。

次に、実施の形態１と同様に、第１の曝気槽１１の下方から第２の曝気槽１３へ、連通配管１５を介して、さらに油分が低減された排水が供給される。次に、実施の形態１と同様に、第２の曝気槽１３に移動された排水を分離膜１６で、活性汚泥を分離する。

以上説明したように、本実施の形態における含油排水の処理装置２０は、排水が供給され、かつ活性汚泥を内部に収容する第３の曝気槽２１と、この第３の曝気槽２１の下方から排水が供給され、かつ活性汚泥を内部に収容する第１の曝気槽１１と、この第１の曝気槽１１の下方から排水が供給され、かつ活性汚泥を内部に収容する第２の曝気槽１３と、第３の曝気槽２１と第１の曝気槽１１との間に配置され、かつ排水の水面Ｗから下方に向けて延びる仕切部２４と、第１の曝気槽１１と第２の曝気槽１３との間に配置され、排水の水面Ｗから下方に向けて延びる仕切部１４とを備え、第１及び第３の曝気槽１１、２１は、気泡を発生する気泡発生部１２、２２を含み、第２の曝気槽１３は、活性汚泥を分離する分離膜１６を含む。

本実施の形態における含油排水の処理方法は、第３の曝気槽２１に排水を供給して、気泡発生部２２から気泡を発生させる工程と、第３の曝気槽２１から第１の曝気槽１１へ排水を移動して、気泡発生部１２から気泡を発生させる工程と、第１の曝気槽１１から第２の曝気槽１３へ排水を移動して、第２の曝気槽１３の分離膜１６で、活性汚泥を分離する工程とを備えている。

本実施の形態における含油排水の処理装置２０及び処理方法によれば、第３の曝気槽２１で排水中の油分を気泡に付着させた状態で上方に移動させることができるので、下方に位置する油分が低減された排水を第１の曝気槽１１へ移動させることができる。第１の曝気槽１１においても、油は軽いため、含油排水中の油分が気泡及び活性汚泥に付着し、上方に移動させることができるので、下方に位置する油分がさらに低減された排水を第２の曝気槽１３へ移動させることができる。これにより、第３及び第１の曝気槽２１、１１での２段の油分を分離する前処理をした後の排水について、第２の曝気槽１３での分離膜１６を用いたろ過処理を行うことができる。このため、分離膜１６の負担を低減することができる。

（実施の形態３）
図３を参照して、実施の形態３の含油排水の処理装置３０は、基本的には図１に示す実施の形態１の含油排水の処理装置１０と同様であるが、連通配管１５が省略されている代わりに、仕切部３４の下端３４ａの下方を通って第１の曝気槽１１から第２の曝気槽１３へ排水が移動されるように構成されている点において異なる。

具体的には、仕切部３４の下端３４ａは、第１及び第２の曝気槽１１、１３の槽底よりも上方に位置している。本実施の形態の仕切部３４は、第１及び第２の曝気槽１１、１３の槽頂から、槽底よりも上方まで延在している。第１及び第２の曝気槽１１、１３の槽底から水面Ｗまでの高さをＡとすると、連通配管２５が取り付けられている高さＨ（第１及び第２の曝気槽１１、１３の槽底から連通配管１５までの高さＨ）は、０．８５Ａ以下であることが好ましく、０．７０Ａ以下であることがより好ましく、０．５０Ａ以下であることがより一層好ましく、０．１５Ａ以下であることが最も好ましい。

実施の形態３の含油排水の処理方法は、基本的には実施の形態１の含油排水の処理方法と同様であるが、連通配管１５を介して第１の曝気槽１１から第２の曝気槽１３に排水を移動する代わりに、仕切部３４の下端３４ａの下方を通って排水を移動する点において異なる。つまり、第１の曝気槽１１において下方に位置する油分が低減された排水は、仕切部３４の下端３４ａの下方を通って第２の曝気槽１３へ移動する。

以上説明したように、本実施の形態における含油排水の処理装置３０は、仕切部３４の下端３４ａは、第１及び第２の曝気槽１１、１３の槽底よりも上方に位置し、第１の曝気槽１１から第２の曝気槽１３へ、仕切部３４の下端３４ａの下方を通って排水が移動される。

本実施の形態の含油排水の処理装置３０によれば、仕切部３４の下端３４ａの下方を介して、第１の曝気槽１１から第２の曝気槽１３へ油分が低減された排水を移動することができる。このため、ＤＡＦの代替となる前処理装置を備えた処理装置３０を実現することができる。

また、１つの曝気槽を仕切部３４で区分することにより、第１及び第２の曝気槽１１、１３が構成されてもよい。この場合、処理装置３０の小型化を図ることができる。つまり、従来、ＤＡＦの後段に設置されていた膜分離活性汚泥槽と同じ大きさの水槽に仕切部３４を設けるだけで従来と同程度の能力での処理が可能となったことがわかり、且つ安定した処理水質を得られるようになった。

（実施の形態４）
図４を参照して、実施の形態４の含油排水の処理装置４０について説明する。図４に示す実施の形態４の含油排水の処理装置４０は、基本的には図１に示す実施の形態１の含油排水の処理装置１０と同様であるが、第１の曝気槽１１と第２の曝気槽１３とは分離されており、第１及び第２の曝気槽１１、１３の下方に配置された連通配管４５により排水が移動される点において異なる。

具体的には、第１の曝気槽１１と、第２の曝気槽１３とは、接しておらず、隣り合っている。仕切部４１、４３は、第１の曝気槽１１における第２の曝気槽１３と対向する側壁、及び、第２の曝気槽１３における第１の曝気槽１１と対向する側壁である。仕切部４１、４３は、排水の水面Ｗから第１及び第２の曝気槽１１、１３の槽底まで延在し、本実施の形態では、第１及び第２の曝気槽１１、１３の槽頂から槽底まで延在している。なお、第１及び第２の曝気槽１１、１３の平面形状は矩形であっても円形であってもよい。

連通配管４５は、第１及び第２の曝気槽１１、１３の下方に接続され、分離した第１の曝気槽１１と第２の曝気槽１３との間に配置されている。連通配管４５は、第１及び第２の曝気槽１１、１３において対向する側壁である仕切部４１、４３の下方に接続されている。

連通配管４５は、第１及び第２の曝気槽１１、１３の槽底から水面Ｗまでの高さをＡとすると、連通配管４５が取り付けられている高さＨは、水面Ｗから５Ａ／１０（５０％）以下であることが好ましく、３Ａ／１０（３０％）以下であることがより好ましく、３Ａ／２０以下であることがより一層好ましい。また、連通配管４５は、第１及び第２の曝気槽１１、１３の槽底から、下方に向けて延びるように設けられてもよい。

実施の形態４の含油排水の処理方法は、基本的には実施の形態１の含油排水の処理方法と同様であるが、図４に示す処理装置４０を用いて含油排水を処理する点において異なる。

具体的には、実施の形態１と同様に、第１の曝気槽１１に排水を供給して、気泡発生部１２から気泡を発生させて、油分を上方に移動させ、下方に位置する排水中の油分を低減する。
次に、連通配管４５を用いて、第１の曝気槽１１から第２の曝気槽１３へ、油分が低減された排水を移動する。
次に、実施の形態１と同様に、第２の曝気槽１３の分離膜１６で、活性汚泥を分離する。

以上説明したように、本実施の形態の含油排水の処理装置４０は、第１の曝気槽１１と、この第１の曝気槽１１と分離した第２の曝気槽１３と、排水の水面Ｗから第１及び第２の曝気槽１１、１３の槽底まで延在する仕切部４１、４３と、第１及び第２の曝気槽１１、１３の下方に配置され、かつ第１の曝気槽１１から第２の曝気槽１３へ排水を移動するための連通配管４５とを備えている。

このように、分離した曝気槽の下方を連通配管４５で接続した処理装置４０によっても、ＤＡＦの代替となる前処理装置を備えた、含油排水を処理するための装置を実現することができる。

以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

本実施例では、図２に示す実施の形態２の含油排水の処理装置２０及び処理方法を用いた。具体的には、第１〜第３の曝気槽１１、１３、２１のそれぞれは、槽底は縦１ｍで横１ｍの長方形で、高さ２ｍの曝気槽であり、第１〜第３の曝気槽１１、１３、２１の合計の容積は６ｍ³であった。連通配管１５、２５は、５０ｍｍの直径を有し、槽底からの高さＨが３００ｍｍ（槽頂からは１７００ｍｍ）であった。

第１及び第３の曝気槽１１、２１のそれぞれには、槽底に気泡発生部１２、２２が設置されていた。また、膜洗浄曝気のために、第２の曝気槽１３の槽底にも気泡発生装置１７が設置されていた（図示せず）。これらの曝気槽に設置された気泡発生装置は、０〜５ｍ³／ｈの空気を供給できるものであった。

また、第２の曝気槽１３に配置された分離膜１６として、旭化成（株）製のＭＵＮＣ６００を２本用いた。この膜は、１ｍの長さを有し、１２．５ｍ²の膜面積を有するＭＢＲ膜であった。

この処理装置２０を用いて、以下のように、含油排水を処理した。具体的には、第１及び第３の曝気槽１１、２１には、汚泥濃度が８０００〜１００００ｍｇ／Ｌの活性汚泥が収容された。この第３の曝気槽２１に、含油排水として、油分が５０ｍｇ／Ｌで、ＣＯＤが５００ｍｇ／Ｌで、ＢＯＤが２５０ｍｇ／Ｌの水質の排水を、１０ｍ³／ｄの水量で供給した。

また、第１〜第３の曝気槽１１、１３、２１のそれぞれの気泡発生装置１２、１７、２２から５ｍ³／ｈの空気を排水に供給した。

また、第２の曝気槽１３の下方から活性汚泥を引き抜き、引き抜いた活性汚泥を第３の曝気槽２１の上方から活性汚泥を供給した。この活性汚泥の循環は、第２の曝気槽１３に流入する水量の２倍の水量で、第３の曝気槽２１へ供給により実施した。

第２の曝気槽１３において分離膜１６で活性汚泥を分離することにより、１０ｍ³／ｄの水量の処理水を得た。処理水の水質を測定した結果、油分が０．５ｍｇ／Ｌで、ＣＯＤが５０ｍｇ／Ｌで、ＢＯＤが１０ｍｇ／Ｌであった。このように、本実施例の処理装置２０及び処理方法によれば、５０ｍｇ／Ｌの高濃度の油を含有する排水であっても、ＤＡＦと異なる前処理装置を用いて、処理をすることが可能であった。

また、上述した処理装置２０及び処理方法において、第３及び第１の曝気槽２１、１１に収容されている排水の水面Ｗ近傍を観察した後、水面Ｗ近傍の排水を採取して、排水中に油が含まれているかを顕微鏡により観察した。その結果、１段目の第３の曝気槽２１に収容されている排水の水面Ｗには、スカムが浮いており、採取したスカム中に油が含まれていたことを確認した。２段目の第１の曝気槽１１に収容されている排水の水面Ｗにはスカムはほとんど浮いておらず、採取した排水中には油がほとんど含まれていなかった。このことから、１段の曝気槽で排水中の油分を分離させることができることがわかった。

また、３段目の第２の曝気槽１３に供給される排水中に含まれる油を低減できたので、分離膜での詰りを大幅に低減できることがわかった。

本実施例で用いた３段の曝気槽を用いた処理装置２０は、ＤＡＦを備えていなくても、含油排水の前処理をできたので、ＤＡＦの代替となる前処理装置を備えた処理装置を実現することができた。また、本実施例で用いた処理装置２０は、排水中の油を分離できたので、分離膜を備えた曝気槽を実現することもできた。

本実施例では、油を含有する排水を処理する装置及び方法について調べたが、油を含有する排水以外の水でも同様の効果があるという知見を本発明者は得ている。また、本実施例では、図２に示す処理装置及びその処理装置を用いた処理方法について調べたが、本発明の範囲内の処理装置及び処理方法についても同様の効果があるという知見を本発明者は得ている。

以上のように本発明の実施の形態及び実施例について説明を行なったが、各実施の形態及び実施例の特徴を適宜組み合わせることも当初から予定している。また、今回開示された実施の形態及び実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態及び実施例ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０，２０，３０，４０ 処理装置、１１ 第１の曝気槽、１２，１７，２２ 気泡発生部、１３ 第２の曝気槽、１４，２４，３４，４１，４３ 仕切部、１５，２５，４５ 連通配管、１６ 分離膜、１８ 脱水機、２１ 第３の曝気槽、３４ａ 下端、Ｗ 水面。

Claims (4)

1. 油を含有する水を処理する装置であって、
   前記水が供給され、かつ活性汚泥を内部に収容する第１の曝気槽と、
   前記第１の曝気槽の下方から前記水が供給され、かつ活性汚泥を内部に収容する第２の曝気槽と、
   前記第１の曝気槽と前記第２の曝気槽との間に配置され、前記水の水面から下方に向けて延びる仕切部とを備え、
   前記第１の曝気槽は、気泡を発生する気泡発生部を含み、且つ、担体を備えておらず、
   前記第２の曝気槽は、活性汚泥を分離する分離膜を含み、
   前記第１の曝気槽において前記気泡発生部が前記気泡を連続して発生させながら、前記第１の曝気槽から前記第２の曝気槽に前記水が供給される、含油水の処理装置。
2. 前記仕切部は、前記水の水面から前記第１及び第２の曝気槽の槽底まで延在し、
   前記第１及び第２の曝気槽の下方に配置され、かつ前記第１の曝気槽から前記第２の曝気槽へ連通する連通配管をさらに備えた、請求項１に記載の含油水の処理装置。
3. 前記仕切部の下端は、前記第１及び第２の曝気槽の槽底よりも上方に位置し、
   前記第１の曝気槽から前記第２の曝気槽へ、前記仕切部の下端の下方を通って前記水が移動される、請求項１に記載の含油水の処理装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の含油水の処理装置を用いて、前記水を処理する方法であって、
   前記第１の曝気槽に前記水を供給して、前記気泡発生部から気泡を発生させる工程と、
   前記第１の曝気槽から前記第２の曝気槽へ前記水を移動して、前記第２の曝気槽の前記分離膜で、活性汚泥を分離する工程とを備え、
   前記第１の曝気槽において前記気泡発生部から気泡を連続して発生させながら、前記第１の曝気槽から前記第２の曝気槽に前記水を供給する、含油水の処理方法。

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