JP7449578B2 - 水処理装置及び回転式ミネラル溶出機の使用 - Google Patents
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Description
また曝気槽と膜処理装置を用いた生物処理システムでは、本発明者の知見によると、曝気槽内の活性汚泥の凝集性が低下することにより、膜処理装置における膜の目詰まりが起こり、固液分離が困難になる問題があった。
有機物を含む原水を受け入れ、内部に生息する微生物により、前記有機物を分解処理する曝気槽と、
前記曝気槽内の微生物と懸濁液を含む活性汚泥を導入して固液分離する固液分離手段と、
前記固液分離手段で固液分離された活性汚泥の一部を前記曝気槽に返送可能な返送汚泥管と、を備え、
前記返送汚泥管から分岐管を介して導入される活性汚泥中に溶出したミネラル成分を含有させる回転式ミネラル溶出機が、前記分岐管に接続されており、
前記回転式ミネラル溶出機は、溶出されたミネラル成分により、前記活性汚泥を凝集性が向上するように改質することを特徴とする水処理装置。
(請求項2)
前記固液分離手段は、重力式の沈殿槽又は膜分離装置であることを特徴とする請求項1記載の水処理装置。
(請求項3)
有機物を含む原水を受け入れ、内部に生息する微生物により、前記有機物を分解処理する曝気槽と、
前記曝気槽内の微生物と懸濁液を含む活性汚泥を導入して固液分離する固液分離手段と、
前記固液分離手段で固液分離された活性汚泥の一部を前記曝気槽に返送可能な返送汚泥管と、を備え、
前記返送汚泥管から分岐管を介して導入される活性汚泥中に溶出したミネラル成分を含有させる回転式ミネラル溶出機が、前記分岐管に接続されており、
前記回転式ミネラル溶出機から溶出されたミネラル成分により、前記活性汚泥を凝集性が向上するように改質することを特徴とする回転式ミネラル溶出機の使用。
(請求項4)
前記固液分離手段は、重力式の沈殿槽又は膜分離装置であることを特徴とする請求項3記載の回転式ミネラル溶出機の使用。
BOD、窒素、リンの除去に関しては、実施例において、例証されている。
回転式ミネラル溶出機4の構造と作用については、後段で詳述する。
この処理装置6の種々の態様及び作用については、後述する。
図2は、回転式ミネラル溶出機の一例を示す概略断面説明図、図3は、図2示す回転式ミネラル溶出機の側面説明図である。
ネットの網目の大きさ、あるいはパンチングメタルの径は、ミネラル溶出部材が外部に落ちない程度の大きさであればよい。
膜分離装置に用いる膜は、格別限定されず、例えば、精密ろ過膜、中空糸膜、限外ろ過膜などを使用できる。
図5は、処理装置6の第1態様を示す説明図である。図5において、60は、横長円形形状の処理タンク本体である。処理タンク本体60は、金属や硬質樹脂などの硬質材料によって形成される。
処理タンク本体60内の分離液(原液)は、凝集沈殿処理によって、固液分離後に、上澄水である処理水を得る。
図6に示す撹拌羽根部材63Aを用いて、撹拌羽根63を構成することにより、撹拌時の抵抗を軽減できるので好ましい。
汚泥が図5に示す液面よりも高い場合には、処理水に汚泥が混入し始める可能性がある。
図3に示す回転式ミネラル溶出機を用いたことにより、活性汚泥(有用微生物)の凝集性が向上するように改質されたことを確認する実験を行った。
溶出機4の運転と、曝気槽2の曝気運転を30分止めた後、溶出機4の運転を開始し、曝気槽2での曝気を行った。
溶出機4内のDO(溶存酸素濃度)、pH、ORP(酸化還元電位)を測定した。図3中、AはDO計、BはpH計、Cは、ORP計である。
測定結果は、図9(a)~(c)に示す。
溶出機4の溶出運転を稼働し、曝気槽の曝気を行った状況下において、溶存酸素量が増加するにつれてORPも増加し、酸化還元反応も活発化することが確認出来た。
時間経過と共に沈澱槽内の浮上汚泥は減少した。曝気槽内の汚泥の凝集性が向上したことを意味する。
溶出機4の運転と、曝気槽2の曝気運転を30分止めた後、溶出機4は運転しないで、曝気槽2の曝気だけ行った。
実験1と同様に測定し、測定結果は、図10(a)~(c)に示す。
溶出機4を止め、曝気槽2の曝気を行った状況下では、酸化還元反応そのものが鈍化したままで推移した。
溶出機4の溶出運転と、曝気槽2の曝気運転を30分止めた後、溶出機4は運転して、曝気槽2の曝気運転を行わなかった。
実験1と同様に測定し、測定結果は、図11(a)~(c)に示す。
溶出機4を動かし、曝気槽2の曝気運転を止めた状況下において、溶存酸素が存在している5分内は酸化還元反応が見られたが、その後、酸化還元反応は鈍化した。
溶出機4の運転と、曝気槽2の曝気運転を30分止めた後、溶出機4は運転しないで、曝気槽2の曝気も行わなかった。
実験1と同様に測定し、測定結果は、図12(a)~(c)に示す。
溶出機4の運転と、曝気槽2の曝気運転を止めた状況下では、溶存酸素の減少に伴い、酸化還元反応も鈍化し、15分後には沈澱槽内で浮上汚泥が発生した。このことは曝気槽内の汚泥の凝集性が低下していることを示している。
また、溶出機4内において、溶出性成分(水溶性シリカ、マグネシウム)が有用微生物(Bazillus)に影響を及ばさない状況下では、世代交代そのものが進まないことがわかった。
酸化還元反応も活発化していることから、凝集性の向上だけでなく、微生物の活性化も促進されている。
図1の水処理装置を用いて、以下の処理条件で処理を行った。
・実施例2と比較例1は同じ水量と、同じ水質とした。
ア 曝気槽 ・MLSS:約5000mg/L
イ 沈殿槽 ・返送汚泥濃度:約15000mg/L
ウ 分離液タンク:沈殿槽の上澄水
エ 回転式ミネラル溶出機
・腐植ペレットを充填した複数の多孔性充填筒の本数:12本
・溶出性ミネラル成分を含む鉱物を充填した多孔性充填筒の本数:12本
ア 回転式ミネラル溶出機に返送汚泥を供給し、腐植ペレットを充填した複数の多孔性充填筒及び溶出性ミネラル成分を含む鉱物を充填した多孔性充填筒と、返送汚泥を接触させた。返送汚泥に、溶出したミネラル成分が含有され、曝気槽に戻された。
図1の分離液タンク5内の分離液水質を測定した。その結果を表1に示した。
実施例において、回転式ミネラル溶出機4を用いずに、返送汚泥を曝気槽に戻すこと以外は、実施例と同様に実施し、図1の分離液タンク5内の分離液水質を測定した。その結果を表2に示した。
2:曝気槽
20:原水ポンプ
21:配管
3:沈殿槽(固液分離手段)
30:返送汚泥管
31:分岐管
4:回転式ミネラル溶出機
40:溶出槽
400:本体
401:蓋体
402、403:円盤
41:多孔性充填筒
410:腐植ペレットを充填した多孔性充填筒
411:溶出性ミネラル成分を含む鉱物を充填した多孔性充填筒
412:充填筒押え樋
413:バンド
42:外周仮想円
43:内周仮想円
44:モータ
45:傾斜(テーパー)領域
46:散気管
47:汚泥投入口
48:ミネラル溶出液含有汚泥抜取り口
5:分離液タンク
6:処理装置
60:処理タンク本体
61:原液入口
62:撹拌軸
63:撹拌羽根
63A:撹拌羽根部材
630:傾斜羽根
64:モータ
65:円形傾斜面
66:汚泥
67:排出管
68:汚泥界面
69:ポンプ
70:処理水管
71:汚泥管
72:開閉制御弁
73:開閉制御弁
74:濁度計
Claims (5)
- 有機物を含む原水を受け入れ、内部に生息する微生物により、前記有機物を分解処理する曝気槽(2)と、
前記曝気槽(2)内の微生物と懸濁液を含む活性汚泥を導入して固液分離する固液分離手段(3)と、
前記固液分離手段(3)で固液分離された活性汚泥の一部を前記曝気槽(2)に返送可能な返送汚泥管(30)と、を備え、
前記返送汚泥管(30)から分岐管(31)を介して導入される活性汚泥中に溶出するミネラル成分を含有させる回転式ミネラル溶出機(4)が、前記分岐管(31)に接続されており、
前記回転式ミネラル溶出機(4)は、溶出槽(40)の内部に対向する円盤(402)と(403)がモータ(44)により回動するように軸支されており、該円盤(402)と(403)の間に、ミネラル溶出部材を充填してなる複数本の多孔性充填筒(41)が着脱可能に設置されており、
前記溶出槽(40)内の返送汚泥の溶存酸素濃度及び酸化還元電位を計測し、前記溶出槽(40)内の返送汚泥の溶存酸素濃度と酸化還元電位の計測により、前記汚泥の酸化還元反応が活発化し、前記汚泥は凝集性を向上するように改質されたことを確認することを特徴とする水処理装置。 - 複数本の多孔性充填筒(41)は、腐植物を含むペレットを充填した多孔性充填筒(410)と、溶出性ミネラル成分を含む鉱物を充填した多孔性充填筒(411)からなり、
外周仮想円(42)に沿って、前記多孔性充填筒(410)が複数本設置されており、且つ前記外周仮想円(42)よりも小径の内周仮想円(43)に沿って、前記多孔性充填筒(411)が複数本設置されていることを特徴とする請求項1記載の水処理装置。 - 複数本の多孔性充填筒(41)は、腐植物を含むペレットを充填した多孔性充填筒(410)と、溶出性ミネラル成分を含む鉱物を充填した多孔性充填筒(411)からなり、
外周仮想円(42)に沿って、前記多孔性充填筒(410)および多孔性充填筒(411)を混在させて複数本設置されており、且つ前記外周仮想円(42)よりも小径の内周仮想円(43)に沿って、前記多孔性充填筒(410)および多孔性充填筒(411)を混在させて複数本設置されていることを特徴とする請求項1記載の水処理装置。 - 複数の多孔性充填筒(41)は、湾曲面を有する充填筒押え樋(412)に装着し、バンド(413)で止めるようにして装着していることを特徴とする請求項1、2又は3記載の水処理装置。
- 前記固液分離手段は、重力式の沈殿槽又は膜分離装置であることを特徴とする請求項1~4の何れかに記載の水処理装置。
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