JP5772337B2 - 有機性排水の生物処理方法及び装置 - Google Patents
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Description
膜式活性汚泥法では、沈殿池型活性汚泥法に比べて汚泥濃度を高く維持し、高い容積負荷で運転することが可能である上に、沈殿池におけるような汚泥管理が不要で、良好な水質の処理水を得ることができるという利点がある。
また、活性汚泥処理を低負荷で運転した場合であっても、汚泥の解体で微細なSSが発生し、膜を閉塞させる。また、水温、負荷、SRT(固形分滞留時間)により、活性汚泥内でフロックを捕食する微小動物が急増すると、汚泥の微細化が促進され、処理水の悪化につながり、これを固液分離する膜分離装置の運転管理が困難になるという問題もある。
1)排水処理時に発生する汚泥の大幅な減量化
2)高負荷運転による処理効率の向上
3)安定した処理水質の維持
図1〜3において、1は第一生物処理槽、2は第二生物処理槽、3は膜分離装置、4は無酸素槽、11,21は散気管、22は微小動物保持担体、41は攪拌手段であり、図1〜3において同一機能を奏する部材には同一符号を付してある。
なお、第一生物処理槽1で溶解性有機物を完全に分解した場合、第二生物処理槽2ではフロックが形成されず、また、微小動物増殖のための栄養も不足し、圧密性の低い汚泥のみが優占化した生物処理槽となる。従って、第一生物処理槽1での有機成分の分解率は100%ではなく、95%以下、望ましくは85〜90%となるようにすることが好ましい。
その上で、分散状態の菌体を捕食する濾過捕食型微小動物を第二生物処理槽2内に維持するために、第二生物処理槽2内に微小動物保持担体22を設ける。即ち、この種の微小動物は汚泥フロックに固着し、系内に維持されるが、汚泥は一定の滞留時間で系外へ引き抜かれるため、供給源を系内に設ける必要がある。この時、担体を粒状や角型の流動床とすると、流動のための剪断力で、高濃度での安定保持ができないだけでなく、流動床で有機物が完全に処理され、汚泥フロックの微細化、これによる膜の閉塞につながる。
担体は、好ましくは、その板状ないし短冊状の長手方向が第二生物処理槽2の深さ方向となるように、板状ないし短冊状の担体の板面が鉛直方向となるように、また、第二生物処理槽2に第一生物処理水が流入して第二生物処理槽2から流出する水の流れに対して、板状ないし短冊状の担体の板面が交叉する(好ましくは直交する)方向となるように、第二生物処理槽2内に設置される。
第二生物処理槽の容量が担体の寸法に対して大きい場合には、担体の上下面に留め具を取り付けたものを複数枚用意し、これを第二生物処理槽2の深さ方向及び/又は幅方向に所定の枚数を並列させ、SUS等の材質よりなる枠材に担体に取付けた留め具を固定してユニット化し、更に、この担体ユニットを必要に応じて第二生物処理槽内の水の流れ方向に複数段設けるようにする。
なお、通水性を重視しすぎて表面積の小さい担体形状を選定すると、通水性が良くなる反面、担体に保持される微小動物の個体数が限定され、第二生物処理槽の生物処理(有機物分解、汚泥減容)の性能が低下する。
無酸素槽4に担体を添加する場合、その充填率は流動床、固定床の形式の違いや材質により異なるが、0.5〜40%とすることが望ましい。
図1に示す如く、容量が36Lの第一生物処理槽1と、容量が150Lの第二生物処理槽2と、UF膜分離装置3とを連結させた実験装置を用いて、本発明による有機性排水の処理を行った。原水は、CODCr:1000mg/L,BOD:640mg/Lの人口基質を含むものである。
各生物処理槽の処理条件は次の通りとした。
DO:0.5mg/L
BOD容積負荷:3.85kg−BOD/m3/d
HRT:4h
pH:7.0
<第二生物処理槽>
DO:4mg/L
担体充填率:2%
HRT:17h
SRT:30日
pH:7.0
また、装置全体でのBOD容積負荷は0.75kg−BOD/m3/dであり、装置全体でのHRTは21hであった。
処理水(膜分離装置3の透過水)水質は、溶解性CODCr濃度が20mg/L未満と、試験期間中、常時良好な状態を維持していた。
また、膜分離装置3の膜間差圧の上昇はほとんど無く、1ヶ月以上薬品洗浄を行わなくても、安定したフラックスを維持することができた。
第一生物処理槽を省略し、第二生物処理槽の容量を186Lとし、第二生物処理槽に担体を設けなかったこと以外は実施例1と同様の条件で処理を行った。
原水の水質、第二生物処理槽のDO及びpH、全体のBOD容積負荷及びHRTは実施例1と同一である。
その結果、汚泥転換率は0.20kg−MLSS/kg−CODCrとなった。しかしながら、1ヶ月おきに、凝集体捕食型微小動物(ハオリワムシ)が優先化し、その間は、膜間差圧の上昇で、2週間に1回の膜の薬品洗浄が必要となった。加えて、処理水質も、悪化し、溶解性CODCr濃度が70mg/L以上まで上昇した。
第二生物処理槽に担体を設けなかったこと以外は実施例1と同様の条件で処理を行った。
原水の水質、第一、第二生物処理槽の処理条件並びに全体のBOD容積負荷及びHRTは実施例1と同一である。
その結果、汚泥転換率は0.12kg−MLSS/kg−CODCrとなった。しかしながら、濾過捕食型微小動物数が安定せず、膜分離装置を用いたにも関わらず、捕食を逃れた分散菌が膜に詰まり、膜間差圧の上昇が頻繁に起こり、試験期間を通じ、2週間に1回の薬品洗浄が必要となった。
図3に示す如く、容量が5Lの無酸素槽4を設け、第二生物処理槽2内の汚泥を引き抜いて無酸素槽4で処理した後、第二生物処理槽2に返送するようにしたこと以外は実施例1と同様の条件で処理を行った。原水の水質、第一及び第二生物処理槽の処理条件、並びに全体のBOD容積負荷及びHRTは実施例1と同一である。
無酸素槽4の処理条件は以下の通りとした。
<無酸素槽>
ORP:−100mV
HRT(=SRT):12h
処理水水質は、溶解性CODCr濃度が20mg/L未満と、試験期間中、常時良好な状態を維持していた。また、膜間差圧の上昇はほとんど無く、1ヶ月以上薬品洗浄を行わなくても、安定したフラックスを維持することができた。
2 第二生物処理槽
3 膜分離装置
4 無酸素槽
Claims (12)
- 二段以上の多段に設けられた好気性生物処理槽の第一生物処理槽に有機性排水を導入して細菌により生物処理し、第一生物処理槽からの分散状態の細菌を含む第一生物処理水を第二生物処理槽以降の生物処理槽に通水して生物処理し、該第二生物処理槽以降の生物処理槽の処理水を固液分離する有機性排水の生物処理方法において、
該第二生物処理槽以降の生物処理槽に微小動物を保持する担体を設けると共に、
該第二生物処理槽以降の生物処理槽の処理水の固液分離を膜分離処理により行う有機性排水の生物処理方法であって、
前記第二生物処理槽以降の生物処理槽内に設けられた担体が該生物処理槽に固定された担体であることを特徴とする有機性排水の生物処理方法。 - 請求項1において、前記膜分離処理を槽外型膜分離装置で行うことを特徴とする有機性排水の生物処理方法。
- 請求項1又は2において、前記第二生物処理槽以降の生物処理槽内に設けられた担体は、高分子素材よりなる多孔質担体であって、該第二生物処理槽以降の生物処理槽の深さ方向の長さ100〜400cm×幅5〜200cm×厚み0.5〜5cmの板状ないし短冊状であり、
該担体は、その板状ないし短冊状の長手方向が該第二生物処理槽以降の生物処理槽の深さ方向となるように、板状ないし短冊状の担体の板面が鉛直方向となるように、かつ該第二生物処理槽以降の生物処理槽に流入、流出する水の流れに対して、該板状ないし短冊状の担体の板面が交叉する方向となるように設けられており、
該第二生物処理槽以降の生物処理槽の該担体の充填率が0.1〜20%であることを特徴とする有機性排水の生物処理方法。 - 請求項1ないし3のいずれか1項において、前記有機性排水の一部を前記第一生物処理槽を経ることなく前記第二生物処理槽以降の生物処理槽に導入することを特徴とする有機性排水の生物処理方法。
- 請求項1ないし4のいずれか1項において、前記第二生物処理槽以降の生物処理槽のSRT(固形分滞留時間)が60日以下となるように汚泥を引き抜くことを特徴とする有機性排水の生物処理方法。
- 請求項1ないし5のいずれか1項において、前記第二生物処理槽以降の生物処理槽内の汚泥の一部を引き抜いて無酸素槽で処理した後該第二生物処理槽以降の生物処理槽に返送することを特徴とする有機性排水の生物処理方法。
- 二段以上の多段に設けられた好気性生物処理槽を備え、第一生物処理槽に有機性排水を導入して細菌により生物処理し、第一生物処理槽からの分散状態の細菌を含む第一生物処理水を第二生物処理槽以降の生物処理槽に通水して生物処理し、第二生物処理槽以降の生物処理槽の処理水を固液分離することを特徴とする有機性排水の生物処理装置において、
該第二生物処理槽以降の生物処理槽に微小動物を保持する担体が設けられており、
該第二生物処理槽以降の生物処理槽の処理水の固液分離手段として膜分離処理装置を備える有機性排水の生物処理装置であって、
前記第二生物処理槽以降の生物処理槽内に設けられた担体が該生物処理槽に固定された担体であることを特徴とする有機性排水の生物処理装置。 - 請求項7において、前記膜分離装置が槽外型膜分離装置であることを特徴とする有機性排水の生物処理装置。
- 請求項7又は8において、前記第二生物処理槽以降の生物処理槽内に設けられた担体は、高分子素材よりなる多孔質担体であって、該第二生物処理槽以降の生物処理槽の深さ方向の長さ100〜400cm×幅5〜200cm×厚み0.5〜5cmの板状ないし短冊状であり、
該担体は、その板状ないし短冊状の長手方向が該第二生物処理槽以降の生物処理槽の深さ方向となるように、板状ないし短冊状の担体の板面が鉛直方向となるように、かつ該第二生物処理槽以降の生物処理槽に流入、流出する水の流れに対して、該板状ないし短冊状の担体の板面が交叉する方向となるように設けられており、
該第二生物処理槽以降の生物処理槽の該担体の充填率が0.1〜20%であることを特徴とする有機性排水の生物処理装置。 - 請求項7ないし9のいずれか1項において、前記有機性排水の一部を前記第一生物処理槽を経ることなく前記第二生物処理槽以降の生物処理槽に導入する手段を有することを特徴とする有機性排水の生物処理装置。
- 請求項7ないし10のいずれか1項において、前記第二生物処理槽以降の生物処理槽のSRT(固形分滞留時間)が60日以下となるように汚泥が引き抜かれることを特徴とする有機性排水の生物処理装置。
- 請求項7ないし11のいずれか1項において、前記第二生物処理槽以降の生物処理槽内の汚泥の一部を引き抜いて処理した後該第二生物処理槽以降の生物処理槽に返送する無酸素槽を設けたことを特徴とする有機性排水の生物処理装置。
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