JP7488387B2 - Wastewater Treatment System - Google Patents

Wastewater Treatment System Download PDF

Info

Publication number
JP7488387B2
JP7488387B2 JP2023038617A JP2023038617A JP7488387B2 JP 7488387 B2 JP7488387 B2 JP 7488387B2 JP 2023038617 A JP2023038617 A JP 2023038617A JP 2023038617 A JP2023038617 A JP 2023038617A JP 7488387 B2 JP7488387 B2 JP 7488387B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tank
treatment
oxygen
anaerobic
section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2023038617A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2023065705A (en
Inventor
晃彦 隅
雅彦 三浦
裕大 田中
草介 小野田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinko Pantec Co Ltd
Original Assignee
Kobelco Eco Solutions Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobelco Eco Solutions Co Ltd filed Critical Kobelco Eco Solutions Co Ltd
Priority to JP2023038617A priority Critical patent/JP7488387B2/en
Publication of JP2023065705A publication Critical patent/JP2023065705A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7488387B2 publication Critical patent/JP7488387B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)

Description

本発明は、排水処理システムに関する。 The present invention relates to a wastewater treatment system.

排水処理においては、活性汚泥法による有機物の除去(酸化)に加えて、アンモニア性窒素などの窒素含有化合物(以下、窒素成分と記載する)の除去も行われている。排水の窒素成分の除去は、例えば、好気的な環境で硝化菌を作用させて硝化(硝酸態窒素に酸化)し、さらに嫌気的な環境で脱窒菌を作用させて脱窒(窒素ガスに還元)する。 In wastewater treatment, in addition to removing organic matter (oxidation) using the activated sludge method, nitrogen-containing compounds such as ammonia nitrogen (hereafter referred to as nitrogen components) are also removed. Nitrogen components in wastewater can be removed, for example, by nitrification (oxidation to nitrate nitrogen) using nitrifying bacteria in an aerobic environment, and then denitrification (reduction to nitrogen gas) using denitrifying bacteria in an anaerobic environment.

特許文献1には、生物学的窒素除去装置(排水処理システム)が記載されている。この生物学的窒素除去装置は、処理の対象とする流入水(排水)が流入する脱窒処理槽、脱窒処理槽を通過後の被処理水が流入する硝化処理槽、曝気処理された被処理水から活性汚泥を沈降分離して処理水として流出させる最終沈殿池、及び硝化処理槽に空気を送る曝気装置(気泡発生装置)を備えている。 Patent Document 1 describes a biological nitrogen removal device (wastewater treatment system). This biological nitrogen removal device is equipped with a denitrification treatment tank into which the influent (wastewater) to be treated flows, a nitrification treatment tank into which the water to be treated flows after passing through the denitrification treatment tank, a final settling tank in which activated sludge is separated by settling from the water to be treated that has been aerated and discharged as treated water, and an aeration device (bubble generator) that sends air to the nitrification treatment tank.

特許文献2には、無動力の自然通気により酸素透過膜を介して排水中に大気酸素を取り込む排水処理方法が記載されている。この排水処理方法においては、膜表面に発生する生物膜により排水中のアンモニア性窒素を酸化して硝酸性窒素を生成させ、さらに硝酸性窒素を生物膜から遠ざかる嫌気環境下の排水中に拡散させて脱窒する。 Patent Document 2 describes a wastewater treatment method in which atmospheric oxygen is introduced into the wastewater through an oxygen-permeable membrane by natural aeration without power. In this wastewater treatment method, a biofilm that grows on the membrane surface oxidizes ammonia nitrogen in the wastewater to generate nitrate nitrogen, and the nitrate nitrogen is then diffused away from the biofilm into the wastewater in an anaerobic environment, where it is denitrified.

特許文献3には、合併処理浄化槽(排水処理システム)が記載されている。この合併処理浄化槽は、嫌気ろ床槽(脱窒する槽)及び接触曝気槽(硝化する槽)に代えて設けた酸素透過膜からなる筒状体と、生物処理槽とを備えている。筒状体は生物処理槽に浸漬される。筒状体の外周面には好気性微生物の生物膜と嫌気性微生物の生物膜との二重膜構造が形成される。この合併処理浄化槽では、好気性微生物及び嫌気性微生物によって有機物を分解させる生物処理工程と、筒状体に空気を送入する送風工程とが行われる。 Patent Document 3 describes a combined treatment septic tank (wastewater treatment system). This combined treatment septic tank is equipped with a cylindrical body made of an oxygen-permeable membrane installed in place of an anaerobic filter bed tank (denitrification tank) and a contact aeration tank (nitrification tank), and a biological treatment tank. The cylindrical body is immersed in the biological treatment tank. A double membrane structure of a biofilm of aerobic microorganisms and a biofilm of anaerobic microorganisms is formed on the outer periphery of the cylindrical body. In this combined treatment septic tank, a biological treatment process in which organic matter is decomposed by aerobic microorganisms and anaerobic microorganisms, and a ventilation process in which air is blown into the cylindrical body are carried out.

特開平11-244894号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-244894 特開2003-211185号公報JP 2003-211185 A 特開2016-43281号公報JP 2016-43281 A

特許文献1に記載された排水処理システムでは、窒素成分を十分に硝化しようとすれば、硝化処理槽の容量を大きくしなければならない問題がある。また、硝化処理槽の容量を大きくできなければ処理水の窒素成分を十分削減できない問題がある。特許文献2、3に記載されるように、酸素透過膜を介して嫌気的な環境下の排水中に酸素を供給すれば、消費エネルギーの低減(以下、単に省エネと記載する)と、硝化する槽を省略したり、小さくしたりするなどのコンパクト化とを実現可能であるとも考えられる。しかし、酸素透過膜が破れるなどの破損対策や、生物膜の過剰な成長にともなう酸素供給不足などの問題により、現実には強制通気が必要となって十分な省エネ化がなされていなく、改善の余地がある。 In the wastewater treatment system described in Patent Document 1, if nitrogen components are to be sufficiently nitrified, the capacity of the nitrification treatment tank must be increased. In addition, if the capacity of the nitrification treatment tank cannot be increased, the nitrogen components of the treated water cannot be sufficiently reduced. As described in Patent Documents 2 and 3, if oxygen is supplied to wastewater in an anaerobic environment through an oxygen-permeable membrane, it is possible to reduce energy consumption (hereinafter simply referred to as energy saving) and to achieve compactness by omitting or making the nitrification tank smaller. However, due to problems such as measures to prevent damage such as breakage of the oxygen-permeable membrane and insufficient oxygen supply due to excessive growth of biofilms, forced aeration is required in reality, and sufficient energy saving is not achieved, so there is room for improvement.

本発明は、かかる実状に鑑みて為されたものであって、その目的は、省エネ化された排水処理システムを提供することにある。 The present invention was made in consideration of this situation, and its purpose is to provide an energy-saving wastewater treatment system.

上記目的を達成するための本発明に係る排水処理システムの特徴構成は、被処理水を貯留する処理槽を備え、前記処理槽は、前記被処理水に対して嫌気性処理を行う嫌気処理部と、前記嫌気処理部よりも下流で前記嫌気処理部に接続され、前記被処理水に対して好気性処理を行う好気処理部と、を有しており、前記好気処理部は、気泡を発生させる気泡発生部を有し、前記嫌気処理部は、酸素を透過する酸素透過膜を含む酸素透過部を有し、前記酸素透過部の水深は0.5m未満であり、前記酸素透過部のすべては、前記好気処理部における前記被処理水の最大水深に対して50パーセント未満の水深に浸漬されている点にある。 The characteristic configuration of the wastewater treatment system of the present invention for achieving the above-mentioned object is that it comprises a treatment tank for storing water to be treated, the treatment tank having an anaerobic treatment section which performs anaerobic treatment of the water to be treated, and an aerobic treatment section which is connected to the anaerobic treatment section downstream of the anaerobic treatment section and performs aerobic treatment of the water to be treated, the aerobic treatment section having a bubble generating section which generates bubbles, the anaerobic treatment section having an oxygen permeation section including an oxygen permeable membrane which allows oxygen to pass through, the water depth of the oxygen permeation section being less than 0.5 m, and all of the oxygen permeation section being immersed in a water depth which is less than 50 percent of the maximum water depth of the water to be treated in the aerobic treatment section.

この排水処理システムでは、生物脱窒反応が行われる。上記構成によれば、好気処理部は、被処理水に対して好気性処理を行う。好気処理部では、処理水中の酸素と硝化菌とにより、処理水中のアンモニア性窒素などの窒素含有化合物(以下、「窒素成分」と記載する)の酸化(いわゆる硝化、以下、単に「硝化」と記載する)を進行させる好気性処理を行う。これにより、処理水中の窒素成分は硝酸態窒素に変換される。上記構成によれば、処理槽中における気泡発生部の上部近傍の領域は、気泡発生部で発生させた気泡から酸素が供給されて、溶存酸素濃度の高い好気的な領域になる。好気処理部は、処理槽において気泡発生部で発生させた気泡から供給された酸素による好気的な領域である。 In this wastewater treatment system, a biological denitrification reaction is carried out. According to the above configuration, the aerobic treatment section performs aerobic treatment on the water to be treated. In the aerobic treatment section, aerobic treatment is performed by using oxygen in the treatment water and nitrifying bacteria to promote oxidation (so-called nitrification, hereinafter simply referred to as "nitrification") of nitrogen-containing compounds (hereinafter referred to as "nitrogen components") such as ammonia nitrogen in the treatment water. As a result, the nitrogen components in the treatment water are converted to nitrate nitrogen. According to the above configuration, the area near the top of the bubble generating section in the treatment tank becomes an aerobic area with a high dissolved oxygen concentration because oxygen is supplied from the bubbles generated in the bubble generating section. The aerobic treatment section is an aerobic area in the treatment tank by oxygen supplied from the bubbles generated in the bubble generating section.

上記構成によれば、嫌気処理部は、被処理水に対して嫌気性処理を行う。嫌気処理部では、嫌気的な環境下において処理水中の脱窒菌と脱窒菌の栄養となる有機物とにより、硝酸態窒素の還元が進行して窒素が生成する(いわゆる脱窒、以下、単に「脱窒」と記載する)。このような硝化及び脱窒により処理水は、窒素含有化合物を分解除去されて浄化される。 According to the above configuration, the anaerobic treatment unit performs anaerobic treatment on the water to be treated. In the anaerobic treatment unit, in an anaerobic environment, the denitrifying bacteria in the treatment water and the organic matter that serves as nutrients for the denitrifying bacteria reduce nitrate nitrogen to produce nitrogen (so-called denitrification, hereafter referred to simply as "denitrification"). Through this nitrification and denitrification, the treated water is purified by decomposing and removing nitrogen-containing compounds.

上記構成によれば、酸素透過膜の表面には処理水中の窒素成分を酸素透過膜から供給される酸素で硝化する硝化菌を主として含む生物膜が形成されて、窒素成分の硝化が行われる。すなわち上記構成によれば、気泡発生部により形成される好気的な領域と、酸素透過膜の表面に形成される生物膜内との両方で硝化を行うことができる。なお、酸素透過膜から供給される酸素は、生物膜内で消費し尽されるため、生物膜の外部(外側)領域の嫌気的な環境は維持される。 According to the above configuration, a biofilm containing mainly nitrifying bacteria that nitrifies the nitrogen components in the treatment water with oxygen supplied from the oxygen permeable membrane is formed on the surface of the oxygen permeable membrane, and the nitrogen components are nitrified. In other words, according to the above configuration, nitrification can be performed both in the aerobic region formed by the bubble generating unit and in the biofilm formed on the surface of the oxygen permeable membrane. Note that the oxygen supplied from the oxygen permeable membrane is consumed completely within the biofilm, so the anaerobic environment of the external (outside) region of the biofilm is maintained.

上記構成によれば、酸素透過部は被処理水の最大水深に対して50パーセント未満の浅い水深の領域に浸漬されているため、酸素透過膜の破損などで膜内に水が浸入したとしても低圧の送風で水を排除できる。そのため、酸素透過部に送風(供給)する空気の圧力は低圧で足り、酸素透過部の省エネを実現できる。また、送風する空気が低圧で足りるため、送風機として簡易なものを用いることができ、システムをコストダウン可能である。例えば、高い風圧で送風可能であるが、装置コストの高いブロワを用いる代わりに、低コストなファンを送風機として利用可能である。 According to the above configuration, the oxygen permeable section is immersed in a shallow water area less than 50% of the maximum water depth of the water to be treated, so even if water penetrates into the membrane due to damage to the oxygen permeable membrane, the water can be removed by blowing low-pressure air. Therefore, the air pressure blown (supplied) to the oxygen permeable section can be low, realizing energy savings in the oxygen permeable section. In addition, because the air blown can be low-pressure, a simple blower can be used, reducing the cost of the system. For example, instead of using a blower that can blow air at high pressure but is expensive to install, a low-cost fan can be used as the blower.

また、通常は深い水深(例えば、処理槽の最大水深に対して50パーセント以上の深い水深)に浸漬されている気泡発生部には、当該水深の水圧に比例した圧力で送気することを要する。しかし上記構成によれば、酸素透過部から供給される酸素によっても硝化が進行する。そのため、気泡発生部から供給を要する酸素(空気)量を削減できる。これにより、処理槽における硝化のための酸素供給に要するエネルギー全体を低減できる。 Also, the bubble generating unit is usually immersed in deep water (for example, at least 50 percent deeper than the maximum water depth of the treatment tank), and so air needs to be supplied at a pressure proportional to the water pressure at that water depth. However, with the above configuration, nitrification also progresses with the oxygen supplied from the oxygen permeation unit. This makes it possible to reduce the amount of oxygen (air) that needs to be supplied from the bubble generating unit. This makes it possible to reduce the overall energy required to supply oxygen for nitrification in the treatment tank.

また上記構成によれば、酸素透過部は浅い水深の領域に浸漬されているため、水面上からのアクセスが容易でありメンテナンス性が高い。つまり、水面上から振動などの外部刺激を容易に加えることができるため、酸素透過膜上に形成される生物膜が成長しすぎた場合の当該生物膜の除去も極めて容易である。これらにより、酸素透過部における硝化の効率低下を回避できる。 In addition, with the above-mentioned configuration, the oxygen permeable section is immersed in a shallow water area, making it easy to access from above the water surface and easy to maintain. In other words, external stimuli such as vibrations can be easily applied from above the water surface, making it extremely easy to remove biofilms that have grown too much on the oxygen permeable membrane. As a result, it is possible to avoid a decrease in the efficiency of nitrification in the oxygen permeable section.

本発明に係る排水処理システムの更なる特徴構成は、前記酸素透過部は、前記酸素透過膜が筒状に形成された複数の筒状部を含む透過ユニットを有し、前記透過ユニットは、前記被処理水の水面に沿い浸漬されている点にある。 A further characteristic feature of the wastewater treatment system according to the present invention is that the oxygen permeation section has a permeation unit including a plurality of cylindrical sections in which the oxygen permeable membrane is formed in a cylindrical shape, and the permeation unit is immersed along the water surface of the water to be treated.

上記構成によれば、筒状部は酸素透過膜が筒状に形成されたものであり、内部には空気を通流可能である。透過ユニットは、複数の筒状部を束ねるなどして形成される。筒状部は、透過ユニットとして水平面(水面)に沿う横向きに配置される。筒状部の横向きの配置により、酸素透過膜の設置水深(浸漬する水深)を深くせずに酸素透過膜の面積を増大することができる。したがって、酸素透過膜の破損等による膜内への水の侵入を考慮した場合でも、酸素透過膜に供給する空気の圧力は低圧で足り、酸素透過部の省エネを実現できると共に、酸素透過膜の面積を増大させて酸素透過膜上(生物膜中)での硝化効率の向上を実現可能である。また、筒状部が横向きに配置されるため、水面上からのアクセスも容易でありメンテナンス性が向上する。これにより、酸素透過膜上に形成される生物膜が成長しすぎた場合の当該生物膜の除去も極めて容易になる。 According to the above configuration, the cylindrical portion is an oxygen-permeable membrane formed in a cylindrical shape, and air can flow through the inside. The permeation unit is formed by bundling a plurality of cylindrical portions. The cylindrical portion is arranged horizontally along the horizontal plane (water surface) as a permeation unit. By arranging the cylindrical portion horizontally, the area of the oxygen-permeable membrane can be increased without increasing the installation depth (depth of water to which the oxygen-permeable membrane is immersed). Therefore, even when considering the intrusion of water into the membrane due to damage to the oxygen-permeable membrane, a low pressure of air is sufficient to supply to the oxygen-permeable membrane, and energy saving can be achieved in the oxygen-permeable portion, and the area of the oxygen-permeable membrane can be increased to improve the nitrification efficiency on the oxygen-permeable membrane (in the biofilm). In addition, since the cylindrical portion is arranged horizontally, it is easy to access from above the water surface, and maintenance is improved. This makes it extremely easy to remove the biofilm formed on the oxygen-permeable membrane when the biofilm grows too large.

本発明に係る排水処理システムの更なる特徴構成は、前記嫌気処理部と前記好気処理部とは同一の前記処理槽で区画されて配置されている点にある。 A further characteristic feature of the wastewater treatment system according to the present invention is that the anaerobic treatment section and the aerobic treatment section are partitioned and arranged in the same treatment tank.

上記構成によれば、処理槽が嫌気処理部と好気処理部とに区画されている。例えば、処理槽を隔壁により上流側の領域と下流側の領域とに区画して、上流側の領域を嫌気処理部、下流側の領域を好気処理部としたり、処理槽を隔壁により鉛直方向(上下方向)の上下に区画し、一方の領域(例えば上方の領域)を嫌気処理部、他方の領域(例えば下方の領域)を好気処理部としたりできる。特に処理槽を鉛直方向の上下に区画する場合には、酸素透過部と気泡発生部とを鉛直方向視において重複させて配置できるため、処理槽のコンパクト化が可能となる。 According to the above configuration, the treatment tank is divided into an anaerobic treatment section and an aerobic treatment section. For example, the treatment tank can be divided into an upstream region and a downstream region by a partition wall, with the upstream region being the anaerobic treatment section and the downstream region being the aerobic treatment section, or the treatment tank can be divided into upper and lower regions in the vertical direction (up and down direction) by a partition wall, with one region (e.g. the upper region) being the anaerobic treatment section and the other region (e.g. the lower region) being the aerobic treatment section. In particular, when the treatment tank is divided into upper and lower regions in the vertical direction, the oxygen permeation section and the bubble generation section can be arranged so as to overlap when viewed in the vertical direction, making it possible to make the treatment tank more compact.

本発明に係る排水処理システムの更なる特徴構成は、前記処理槽は、第一槽と、前記第一槽よりも下流に配置された第二槽とを有し、前記酸素透過部は前記第一槽に浸漬されており、前記気泡発生部は前記第二槽に浸漬されている点にある。 A further characteristic feature of the wastewater treatment system according to the present invention is that the treatment tank has a first tank and a second tank arranged downstream of the first tank, the oxygen permeation section is immersed in the first tank, and the bubble generation section is immersed in the second tank.

上記構成によれば、酸素透過部が浸漬される第一槽は嫌気処理部であるが、生物膜の外部領域における脱窒が進行するだけでなく、生物膜の内部領域において硝化も進行する。また、第二槽は好気処理部であり、硝化が行われる。このように処理槽が第一槽と第二槽とを有する場合、第一槽を嫌気処理部、第二槽の好気処理部とすることで、それぞれの槽の処理効率を向上させる。なお、第一槽を嫌気処理部とした場合でも、酸素透過部の酸素透過膜から供給される酸素は酸素透過膜上に形成された生物膜中で消費し尽されるため、第一槽は全体として嫌気的な環境に維持される。したがって第一槽における脱窒は阻害されない。 According to the above configuration, the first tank in which the oxygen permeable portion is immersed is an anaerobic treatment portion, and not only does denitrification proceed in the outer region of the biofilm, but nitrification also proceeds in the inner region of the biofilm. The second tank is an aerobic treatment portion, and nitrification takes place. In this way, when the treatment tank has a first tank and a second tank, the treatment efficiency of each tank is improved by making the first tank an anaerobic treatment portion and the second tank an aerobic treatment portion. Even when the first tank is an anaerobic treatment portion, the oxygen supplied from the oxygen permeable membrane of the oxygen permeable portion is consumed in the biofilm formed on the oxygen permeable membrane, so that the first tank as a whole is maintained in an anaerobic environment. Therefore, denitrification in the first tank is not inhibited.

本発明に係る排水処理システムの更なる特徴構成は、前記嫌気処理部の水深は0.5m以下である点にある。 Another characteristic feature of the wastewater treatment system of the present invention is that the water depth of the anaerobic treatment section is 0.5 m or less.

上記構成によれば、第一槽の水深が0.5m以下という浅い水深に抑えられているため、酸素透過部へ供給される空気の圧力は極めて低圧で足りる。これにより省エネを実現できる。また、酸素透過膜が0.5m以下という特に浅い水深に浸漬されるため、水面上からのアクセスが容易でありメンテナンス性が高い。また、水面上から振動などの外部刺激を極めて容易に加えることができる。これらにより、酸素透過膜上に形成される生物膜が成長しすぎた場合の当該生物膜の除去を極めて容易に行える。 According to the above configuration, since the water depth of the first tank is kept to a shallow depth of 0.5 m or less, an extremely low pressure is sufficient for the air supplied to the oxygen permeable section. This allows energy savings to be achieved. In addition, since the oxygen permeable membrane is immersed in a particularly shallow depth of 0.5 m or less, it is easy to access from above the water surface and is highly maintainable. In addition, external stimuli such as vibrations can be applied very easily from above the water surface. As a result, if a biofilm formed on the oxygen permeable membrane grows too much, it can be very easily removed.

第一実施形態に係る処理槽の側面視の模式図である。FIG. 2 is a schematic side view of the treatment tank according to the first embodiment. 第一実施形態に係る処理槽の上面視の模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a top view of a treatment tank according to the first embodiment. 排水処理システム及び処理系列の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a wastewater treatment system and a treatment train. 透過ユニットの断面構造の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a cross-sectional structure of a transmission unit. 生物膜が形成された透過ユニットの断面構造の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a cross-sectional structure of a permeation unit on which a biofilm is formed. 酸素透過膜及び生物膜の断面構造の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of the cross-sectional structure of an oxygen-permeable membrane and a biofilm. 第二実施形態における処理槽の模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram of a treatment tank according to a second embodiment. 別実施形態に係る透過ユニットの配置状態の模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram of an arrangement of transmission units according to another embodiment. 別実施形態に係る処理槽の模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram of a treatment tank according to another embodiment.

図面に基づいて、本発明の実施形態に係る排水処理システムについて説明する。 The following describes a wastewater treatment system according to an embodiment of the present invention, based on the drawings.

〔第一実施形態〕〔全体構成の説明〕
図1、図2には、流入する排水(被処理水)を浄化する排水処理システム100の概略構成を図示している。この排水処理システム100は、下水処理場等に設けられている。排水処理システム100は、上流から連続的に流入する排水を貯留する処理槽R、処理槽Rに貯留された排水に酸素透過膜30を介して酸素を供給する酸素透過部3、及び、処理槽Rに貯留された排水に気泡B(図1参照)を発生させて酸素を供給する気泡発生部6を備えている。処理槽Rは、嫌気槽1(第一槽の一例、嫌気処理部の一例)と、嫌気槽1よりも下流側の好気槽2(第二槽の一例、好気処理部の一例)とを有する。酸素透過部3は、嫌気槽1に貯留された排水中に浸漬されている。気泡発生部6は、好気槽2に貯留された排水中に浸漬されている。
[First embodiment] [Explanation of overall configuration]
1 and 2 show a schematic configuration of a wastewater treatment system 100 that purifies wastewater (water to be treated) flowing in. The wastewater treatment system 100 is installed in a sewage treatment plant or the like. The wastewater treatment system 100 includes a treatment tank R that stores wastewater continuously flowing in from upstream, an oxygen permeation section 3 that supplies oxygen to the wastewater stored in the treatment tank R through an oxygen permeable membrane 30, and a bubble generation section 6 that generates bubbles B (see FIG. 1) to supply oxygen to the wastewater stored in the treatment tank R. The treatment tank R has an anaerobic tank 1 (an example of a first tank, an example of an anaerobic treatment section) and an aerobic tank 2 (an example of a second tank, an example of an aerobic treatment section) downstream of the anaerobic tank 1. The oxygen permeation section 3 is immersed in the wastewater stored in the anaerobic tank 1. The bubble generation section 6 is immersed in the wastewater stored in the aerobic tank 2.

本実施形態においては、処理槽Rに流入する排水は、少なくともアンモニア性窒素などの窒素含有化合物(以下、「窒素成分」と記載する)と、有機物とを含んでいる。処理槽Rでは、窒素成分を亜硝酸態窒素や硝酸態窒素に酸化する硝化(好気性処理の一例)や、亜硝酸態窒素や硝酸態窒素を還元して窒素に還元する脱窒(嫌気性処理の一例)が行われる。以下では、亜硝酸態窒素と硝酸態窒素とを包括して、単に「硝酸態窒素」と記載する。 In this embodiment, the wastewater flowing into the treatment tank R contains at least nitrogen-containing compounds such as ammonia nitrogen (hereinafter referred to as "nitrogen components") and organic matter. In the treatment tank R, nitrification (an example of aerobic treatment) in which nitrogen components are oxidized to nitrite nitrogen and nitrate nitrogen, and denitrification (an example of anaerobic treatment) in which nitrite nitrogen and nitrate nitrogen are reduced to nitrogen, are carried out. Hereinafter, nitrite nitrogen and nitrate nitrogen will be collectively referred to simply as "nitrate nitrogen."

本実施形態の排水処理システム100は、図3に示すように、処理槽Rの上流に最初沈殿池91、処理槽Rよりも下流に最終沈殿池99を含む。排水処理システム100は、最初沈殿池91、処理槽R、及び最終沈殿池99を有する複数の処理系列N1,N2,N3等を有する場合がある。本実施形態では、処理系列N1,N2,N3はいずれも等価である。以下では、処理系列N1について説明するが、処理系列N2,N3についても同様である。なお、本実施形態において処理槽Rに貯留されている排水の概念には、活性汚泥としての硝化菌や脱窒菌を含む浮遊物質(SS)が懸濁状態で存在している、いわゆる混合液の概念を含む。 As shown in FIG. 3, the wastewater treatment system 100 of this embodiment includes a primary sedimentation tank 91 upstream of the treatment tank R and a final sedimentation tank 99 downstream of the treatment tank R. The wastewater treatment system 100 may have multiple treatment series N1, N2, N3, etc., each having a primary sedimentation tank 91, a treatment tank R, and a final sedimentation tank 99. In this embodiment, the treatment series N1, N2, and N3 are all equivalent. Below, the treatment series N1 will be described, but the same applies to the treatment series N2 and N3. In this embodiment, the concept of wastewater stored in the treatment tank R includes the concept of a so-called mixed liquid in which suspended solids (SS) including nitrifying bacteria and denitrifying bacteria as activated sludge are present in a suspended state.

〔各部の説明〕
最初沈殿池91は、流入した排水に含まれる汚泥の一部を沈降させて除去するための槽である。最初沈殿池91で除去されなかった窒素成分と有機物とを含む排水が処理槽R(嫌気槽1)へ流入する。
[Explanation of each part]
The primary sedimentation tank 91 is a tank for settling and removing a portion of the sludge contained in the wastewater that flows in. Wastewater containing nitrogen components and organic matter that was not removed in the primary sedimentation tank 91 flows into the treatment tank R (anaerobic tank 1).

処理槽Rは、図1、図2に示すように、1つの嫌気槽1と、嫌気槽1よりも下流に直列的に接続された1つの好気槽2とを有する。嫌気槽1に流入した排水は、嫌気槽1で所定時間だけ滞留して好気槽2に流入する。好気槽2に流入した排水は、好気槽2で所定時間だけ滞留して流出する。好気槽2では、主として硝化が進行する。嫌気槽1では、主として脱窒が進行し、併せて硝化も進行する。好気槽2から流出した排水の一部は、返送流路9を介してポンプ(図示せず)などで送液されて嫌気槽1に返送(供給)される(図3参照)。以下では、返送流路9により嫌気槽1に返送される処理水を硝化液と記載する。 As shown in Figures 1 and 2, the treatment tank R has one anaerobic tank 1 and one aerobic tank 2 connected in series downstream of the anaerobic tank 1. Wastewater that flows into the anaerobic tank 1 is retained in the anaerobic tank 1 for a predetermined time before flowing into the aerobic tank 2. Wastewater that flows into the aerobic tank 2 is retained in the aerobic tank 2 for a predetermined time before flowing out. In the aerobic tank 2, nitrification mainly proceeds. In the anaerobic tank 1, denitrification mainly proceeds, and nitrification also proceeds. A portion of the wastewater that flows out from the aerobic tank 2 is pumped by a pump (not shown) or the like through the return flow path 9 and returned (supplied) to the anaerobic tank 1 (see Figure 3). Hereinafter, the treated water returned to the anaerobic tank 1 through the return flow path 9 is referred to as the nitrification liquid.

嫌気槽1は、排水が嫌気的な環境(溶存酸素の乏しい環境)に保たれた槽である。嫌気槽1では、主として脱窒を行い、併せて硝化も行う。嫌気槽1には、図1に示すように、酸素透過膜30を有する酸素透過部3が浸漬されている。 The anaerobic tank 1 is a tank in which wastewater is maintained in an anaerobic environment (an environment with little dissolved oxygen). In the anaerobic tank 1, denitrification is mainly carried out, and nitrification is also carried out. As shown in FIG. 1, an oxygen permeable section 3 having an oxygen permeable membrane 30 is immersed in the anaerobic tank 1.

嫌気槽1では、酸素透過膜30を介して排水に酸素が供給されており、酸素透過膜30の表面近傍で硝化が進行する。嫌気槽1における酸素透過膜30の表面近傍以外の領域は嫌気的な環境に保たれており、脱窒菌により脱窒が進行する。酸素透過部3や酸素透過膜30における硝化についての詳細は、酸素透過部3の詳細と共に後述する。 In the anaerobic tank 1, oxygen is supplied to the wastewater through the oxygen permeable membrane 30, and nitrification proceeds near the surface of the oxygen permeable membrane 30. The area of the anaerobic tank 1 other than the area near the surface of the oxygen permeable membrane 30 is maintained in an anaerobic environment, and denitrification proceeds due to denitrifying bacteria. Details of nitrification in the oxygen permeable section 3 and the oxygen permeable membrane 30 will be described later together with details of the oxygen permeable section 3.

嫌気槽1は、例えば最大水深(水面から槽の最も深い底面までの鉛直方向Vに沿った距離、以下、水深d1と記載)が0.3mから5m程度で、好気槽2よりも水深の浅い槽である。嫌気槽1の水深d1は、後述する好気槽2の最大水深である水深d2の50パーセント未満に設定する。本実施形態では、嫌気槽1の水深d1は、0.5mである。 The anaerobic tank 1 is a tank that is shallower than the aerobic tank 2, for example, with a maximum water depth (the distance in the vertical direction V from the water surface to the deepest bottom surface of the tank, hereinafter referred to as water depth d1) of about 0.3 m to 5 m. The water depth d1 of the anaerobic tank 1 is set to less than 50% of the water depth d2, which is the maximum water depth of the aerobic tank 2 described below. In this embodiment, the water depth d1 of the anaerobic tank 1 is 0.5 m.

好気槽2は、排水が好気的な環境(溶存酸素に富む環境)に保たれた槽である。好気槽2には、図1に示すように、気泡発生部6が浸漬されている。好気槽2では、気泡発生部6からバブリングにより空気が供給(散気)されており、気泡Bからの酸素の溶解により、排水に酸素が供給されている(いわゆる曝気)。これにより、好気槽2は好気的な環境に保たれる。好気槽2では、気泡発生部6により供給される酸素を利用した硝化が進行する。好気槽2は、たとえば最大水深が3mから10m程度の、嫌気槽1よりも水深の深い槽である。本実施形態における好気槽2(処理槽R)の最大水深である水深d2は5mである。気泡発生部6の詳細は後述する。好気槽2から最終沈殿池99に排出される排水の一部、又は好気槽2で好気処理された排水の一部は硝化液として嫌気槽1に返送される(図3参照)。 The aerobic tank 2 is a tank in which the wastewater is kept in an aerobic environment (an environment rich in dissolved oxygen). As shown in FIG. 1, the bubble generating unit 6 is immersed in the aerobic tank 2. In the aerobic tank 2, air is supplied (aeration) by bubbling from the bubble generating unit 6, and oxygen is supplied to the wastewater by dissolving oxygen from the bubbles B (so-called aeration). This maintains the aerobic environment in the aerobic tank 2. In the aerobic tank 2, nitrification using the oxygen supplied by the bubble generating unit 6 progresses. The aerobic tank 2 is a tank deeper than the anaerobic tank 1, for example, with a maximum water depth of about 3 m to 10 m. In this embodiment, the maximum water depth d2 of the aerobic tank 2 (treatment tank R) is 5 m. Details of the bubble generating unit 6 will be described later. A part of the wastewater discharged from the aerobic tank 2 to the final settling tank 99, or a part of the wastewater aerobically treated in the aerobic tank 2 is returned to the anaerobic tank 1 as a nitrification liquid (see FIG. 3).

最終沈殿池99は、好気槽2(処理槽R)から流出した排水を受け入れて、排水中の活性汚泥などを沈降させる沈降槽である。本実施形態では、最終沈殿池99において沈殿した汚泥が、返送流路9により嫌気槽1に返送される(図3参照)。 The final settling tank 99 is a settling tank that receives wastewater discharged from the aerobic tank 2 (treatment tank R) and allows activated sludge and other substances in the wastewater to settle. In this embodiment, the sludge that settles in the final settling tank 99 is returned to the anaerobic tank 1 via the return flow path 9 (see Figure 3).

気泡発生部6は、供給された空気を好気槽2の排水中にバブリング供給する散気装置である。気泡発生部6は、例えば5mの水深である好気槽2の底部に固定されている。気泡発生部6は、供給された空気を吹き出すための散気機構として複数の孔部が設けられた散気管(図示せず)などを有する。気泡発生部6は、例えばファンやブロワなどの送風機76から、送風管76aを介して所定の送風圧力で空気を供給する。 The air bubble generating unit 6 is an aeration device that supplies supplied air by bubbling it into the wastewater of the aerobic tank 2. The air bubble generating unit 6 is fixed to the bottom of the aerobic tank 2, which is, for example, 5 m deep. The air bubble generating unit 6 has an air diffuser tube (not shown) with multiple holes as an air diffusion mechanism for blowing out the supplied air. The air bubble generating unit 6 supplies air at a predetermined blowing pressure from a blower 76, such as a fan or blower, via an air blower tube 76a.

本実施形態における気泡発生部6は5mの水深に浸漬されている。そのため、水圧に抗して十分な空気(酸素)を供給して好気槽2での硝化を十分に進行せしめるべく、例えば60kPaの静圧の空気が送風機76から供給される。この場合には、送風機76としては、ブロワを用いる。 In this embodiment, the bubble generating unit 6 is immersed in water at a depth of 5 m. Therefore, in order to supply sufficient air (oxygen) against the water pressure and to promote sufficient nitrification in the aerobic tank 2, air with a static pressure of, for example, 60 kPa is supplied from the blower 76. In this case, a blower is used as the blower 76.

酸素透過部3は、供給された空気に含まれる酸素を、酸素透過膜30を介して排水に供給する装置である。酸素透過部3は、嫌気槽1に浸漬されている。酸素透過部3は、酸素透過膜30を有する透過ユニット33と、透過ユニット33に空気を供給及び排出する分配流路である一対のマニホールド35とを有する。本実施形態では、透過ユニット33及び一対のマニホールド35は、全体が嫌気槽1に浸漬されている。 The oxygen permeation section 3 is a device that supplies oxygen contained in the supplied air to the wastewater through the oxygen permeation membrane 30. The oxygen permeation section 3 is immersed in the anaerobic tank 1. The oxygen permeation section 3 has a permeation unit 33 having the oxygen permeation membrane 30, and a pair of manifolds 35 that are distribution channels that supply and discharge air to the permeation unit 33. In this embodiment, the permeation unit 33 and the pair of manifolds 35 are entirely immersed in the anaerobic tank 1.

透過ユニット33は、図4に示すように、基材32と、酸素透過膜30を中空糸状(細長い筒状)に形成した筒状部31を有する。透過ユニット33は、基材32の表面上に筒状部31を複数本束ね、図1、図2に示すような直線的な棒状のユニットとして構成されている。各筒状部31は、一端が給気側のマニホールド35、他端側が排気側のマニホールド35に接続されている。 As shown in FIG. 4, the permeation unit 33 has a base material 32 and a cylindrical portion 31 in which the oxygen permeable membrane 30 is formed in a hollow fiber shape (long, thin cylinder shape). The permeation unit 33 is configured by bundling multiple cylindrical portions 31 on the surface of the base material 32, forming a linear rod-shaped unit as shown in FIG. 1 and FIG. 2. One end of each cylindrical portion 31 is connected to the supply air manifold 35, and the other end is connected to the exhaust air manifold 35.

酸素透過部3は、図1、図2に示すように、例えばファンやブロワなどの送風機73から、給気側のマニホールド35に接続された送風管73aを介して所定の送風圧力で空気が供給されており、当該供給された空気に含まれる酸素を、酸素透過膜30から排水に供給する。排気側のマニホールド35は排気管73bを介して外部に開放されており、筒状部31を通過した空気は外部に放出される。 As shown in Figures 1 and 2, the oxygen permeable section 3 receives air at a predetermined pressure from a blower 73, such as a fan or blower, through a blower pipe 73a connected to the manifold 35 on the intake side, and supplies the oxygen contained in the supplied air to the wastewater through the oxygen permeable membrane 30. The manifold 35 on the exhaust side is open to the outside through the exhaust pipe 73b, and the air that has passed through the tubular section 31 is released to the outside.

筒状部31として形成された酸素透過膜30は、図5に示すように、筒状部31の筒内部を通流する空気(図6のガスG)に含まれる酸素(O)を透過させて筒外部の排水に供給する、酸素透過能を有する膜材料である。 The oxygen-permeable membrane 30 formed as the tubular portion 31 is a membrane material having oxygen permeability, which allows oxygen ( O2 ) contained in the air (gas G in FIG. 6) flowing through the inside of the tubular portion 31 to pass through and supply the oxygen to the wastewater outside the tube, as shown in FIG. 5 .

酸素透過膜30の膜表面上には、図5、図6に示すように、生物膜Lが形成される。本実施形態における生物膜Lは、図6に示すように、酸素透過膜30の膜表面(外表面)に隣接して成長し、硝化菌を主として含む第一生物膜Laと、生物膜Lの外表面側で成長し、脱窒菌を主として含む第二生物膜Lbとを含む。 As shown in Figures 5 and 6, a biofilm L is formed on the membrane surface of the oxygen-permeable membrane 30. As shown in Figure 6, the biofilm L in this embodiment includes a first biofilm La that grows adjacent to the membrane surface (outer surface) of the oxygen-permeable membrane 30 and mainly contains nitrifying bacteria, and a second biofilm Lb that grows on the outer surface side of the biofilm L and mainly contains denitrifying bacteria.

第一生物膜Laでは、硝化菌が、酸素透過膜30から供給される酸素(O)により排水中の窒素成分(例えば、NH )を酸化(硝化)して、硝酸態窒素(NO )を生成する。第一生物膜Laでは、酸素透過膜30から供給される酸素は消費し尽くされる。なお、嫌気槽1では、第一生物膜Laにより、排水中の窒素成分の一部が硝化される。 In the first biofilm La, nitrifying bacteria oxidize (nitrify) nitrogen components (e.g., NH4 + ) in the wastewater using oxygen ( O2 ) supplied from the oxygen-permeable membrane 30 to generate nitrate nitrogen ( NOx- ) . In the first biofilm La, the oxygen supplied from the oxygen-permeable membrane 30 is completely consumed. In the anaerobic tank 1, the first biofilm La nitrifies some of the nitrogen components in the wastewater.

本実施形態では、上記のごとく、好気槽2と、嫌気槽1における第一生物膜Laとで硝化することができるため、好気槽2のみで硝化する場合に比べて、好気槽2をコンパクト化できる。これにより、処理槽Rや、排水処理システム100全体をコンパクト化できる。 In this embodiment, as described above, nitrification can be performed in the aerobic tank 2 and the first biofilm La in the anaerobic tank 1, so the aerobic tank 2 can be made more compact than when nitrification is performed only in the aerobic tank 2. This allows the treatment tank R and the entire wastewater treatment system 100 to be made more compact.

第二生物膜Lb及び第二生物膜Lbの外部領域(嫌気槽1の酸素透過部3及び生物膜L以外の排水中)では、脱窒菌が、排水中の有機物(BOD)を栄養源として硝酸態窒素(NO )を還元(脱窒)して窒素(N)を放出する。なお、嫌気槽1で脱窒される硝酸態窒素は、第一生物膜Laにより生成されたものと、好気槽2から嫌気槽1に返送された硝化液に含まれるものとの両方である。嫌気槽1では、嫌気槽1(処理槽R)に流入した全窒素成分の内、例えば70%が窒素に還元(脱窒)される。嫌気槽1で脱窒されなかった硝酸態窒素は、好気槽2を経て処理槽Rから流出する。 In the second biofilm Lb and in the area outside the second biofilm Lb (in the wastewater other than the oxygen permeation section 3 of the anaerobic tank 1 and the biofilm L), denitrifying bacteria use organic matter (BOD) in the wastewater as a nutrient source to reduce (denitrify) nitrate nitrogen (NO x - ) and release nitrogen (N 2 ). The nitrate nitrogen denitrified in the anaerobic tank 1 is both that produced by the first biofilm La and that contained in the nitrified liquid returned from the aerobic tank 2 to the anaerobic tank 1. In the anaerobic tank 1, for example, 70% of the total nitrogen components that flow into the anaerobic tank 1 (treatment tank R) are reduced to nitrogen (denitrified). The nitrate nitrogen that was not denitrified in the anaerobic tank 1 flows out of the treatment tank R via the aerobic tank 2.

なお、生物膜Lは、過度に成長すると(膜の厚みが厚くなりすぎると)膜内部(酸素透過膜30から酸素の供給が可能な領域)への硝酸態窒素の供給が阻害され、効率的に硝化が進行しない場合がある。そのため、酸素透過部3や嫌気槽1には、過度に成長した生物膜Lを酸素透過膜30から脱落させる機構(図示せず、以下では「脱落機構」と記載)を設ける場合がある。脱落機構としては例えば、透過ユニット33の近傍に水流を発生させたり、透過ユニット33を揺すったり(シェイキング)する機構が例示される。 If the biofilm L grows excessively (if the membrane becomes too thick), the supply of nitrate nitrogen to the inside of the membrane (the area where oxygen can be supplied from the oxygen permeable membrane 30) may be hindered, and nitrification may not proceed efficiently. For this reason, the oxygen permeation section 3 and the anaerobic tank 1 may be provided with a mechanism (not shown, hereinafter referred to as a "shedding mechanism") for causing the excessively grown biofilm L to fall off from the oxygen permeable membrane 30. Examples of the shedding mechanism include a mechanism for generating a water current near the permeation unit 33 or shaking the permeation unit 33.

本実施形態において嫌気槽1の水深d1は0.5mであり、酸素透過部3は、0.5m未満の水深に浸漬されているに過ぎない。本実施形態では、水面から筒状部31の下端までの水深d3(図1参照)が0.3mである。そのため、筒状部31への送気に要する空気の静圧は、酸素透過膜30の破損等による膜内への水の侵入を考慮した場合でも、たかだか10kPa未満で足りる。したがって、送風機76としては、ファンを用いれば足りる。これらより送気に要する動力を削減できる。また、送風機76として安価なもの(例えばファン)を採用してシステムコストを低減可能である。 In this embodiment, the water depth d1 of the anaerobic tank 1 is 0.5 m, and the oxygen permeable section 3 is merely immersed in a water depth of less than 0.5 m. In this embodiment, the water depth d3 (see FIG. 1) from the water surface to the bottom end of the cylindrical section 31 is 0.3 m. Therefore, the static pressure of the air required to supply air to the cylindrical section 31 is at most less than 10 kPa, even when considering the intrusion of water into the oxygen permeable membrane 30 due to damage to the membrane. Therefore, it is sufficient to use a fan as the blower 76. This reduces the power required for supplying air. In addition, the system cost can be reduced by using an inexpensive blower 76 (e.g., a fan).

透過ユニット33は、筒状部31が水面(水平面)に沿う横向きになる状態で嫌気槽1の排水に浸漬(配置)されている。これにより、酸素透過膜30の面積を増大させる場合に筒状部31の設置水深(浸漬する水深)が深くなることを回避できる。これにより、酸素透過膜30の面積を増大させても筒状部31への送気に要する空気の静圧を上昇させることを要せず省エネである。 The permeation unit 33 is immersed (placed) in the wastewater from the anaerobic tank 1 with the tubular portion 31 facing sideways along the water surface (horizontal surface). This makes it possible to avoid increasing the installation depth (depth of water immersion) of the tubular portion 31 when increasing the area of the oxygen permeable membrane 30. This means that even if the area of the oxygen permeable membrane 30 is increased, there is no need to increase the static pressure of the air required to supply air to the tubular portion 31, which saves energy.

また、透過ユニット33は、筒状部31が水面(水平面)に沿う横向きで水深d3程度の浅い位置に浸漬されているにすぎない。そのため、例えば透過ユニット33に、透過ユニット33を直接シェイキングするような脱落機構を設ける場合にも、脱落機構を嫌気槽1内(排水中)に配置等することを必ずしも要せず、例えば嫌気槽1の外部(水面上、排水の外)に脱落機構の本体部分を配置し、シェイキングのための連結機構の一部のみを排水中を介して透過ユニット33に接続すれば足りる。また、水流などにより間接的に透過ユニット33をシェイキングするような脱落機構の場合には、全てを嫌気槽1の外部に配置可能である。脱落機構を嫌気槽1の外部に配置することにより、メンテナンス性が向上するため好ましい。 The permeation unit 33 is merely immersed in a shallow position of about water depth d3 with the cylindrical part 31 facing sideways along the water surface (horizontal surface). Therefore, even if a falling-off mechanism that directly shakes the permeation unit 33 is provided in the permeation unit 33, it is not necessarily required to place the falling-off mechanism inside the anaerobic tank 1 (in the wastewater). For example, it is sufficient to place the main body of the falling-off mechanism outside the anaerobic tank 1 (above the water surface, outside the wastewater) and connect only a part of the connecting mechanism for shaking to the permeation unit 33 through the wastewater. In addition, in the case of a falling-off mechanism that indirectly shakes the permeation unit 33 by a water flow or the like, the entire mechanism can be placed outside the anaerobic tank 1. By placing the falling-off mechanism outside the anaerobic tank 1, it is preferable because it improves maintainability.

〔第二実施形態〕
第一実施形態では、図1、図2に示すように、処理槽Rが、嫌気槽1と、嫌気槽1よりも下流の好気槽2とを有する場合を説明した。本実施形態では、これに代えて、図7に示すように処理槽Rが隔壁Dにより鉛直方向Vにおいて(上下に)区画された一つの槽である点で異なり、他の構成は同様である。
Second Embodiment
In the first embodiment, as shown in Figures 1 and 2, the treatment tank R has an anaerobic tank 1 and an aerobic tank 2 downstream of the anaerobic tank 1. In the present embodiment, instead, as shown in Figure 7, the treatment tank R is a single tank partitioned (upper and lower) in the vertical direction V by a partition wall D, but the other configurations are similar.

処理槽Rは、隔壁Dにより鉛直方向Vにおいて少なくとも一部が区画されており、水面側の第一領域1A(嫌気処理部の他の例)と、底部側の第二領域2A(好気処理部の他の例)とに区画されている。水面から隔壁Dまでの最大水深である水深d4は、第一実施形態における嫌気槽1の水深d1と同様に0.3mから5m程度に設定される。本実施形態では、水深d4は、0.5mである。なお、水面から隔壁Dまでの最大水深とは、水面から最も深い位置にある隔壁Dの上面までの距離である。水深d4は、水深d1と同様に処理槽Rの最大水深である水深d2の50パーセント未満に設定するとよい。 The treatment tank R is at least partially partitioned in the vertical direction V by a partition D, and is partitioned into a first area 1A on the water surface side (another example of an anaerobic treatment unit) and a second area 2A on the bottom side (another example of an aerobic treatment unit). The maximum water depth d4 from the water surface to the partition D is set to about 0.3 m to 5 m, similar to the water depth d1 of the anaerobic tank 1 in the first embodiment. In this embodiment, the water depth d4 is 0.5 m. The maximum water depth from the water surface to the partition D is the distance from the water surface to the top surface of the partition D at the deepest position. The water depth d4 should be set to less than 50% of the water depth d2, which is the maximum water depth of the treatment tank R, similar to the water depth d1.

第二領域2Aは、第一実施形態の好気槽2に対応しており、主として好気的な環境に保たれている領域である。第二領域2Aは、第一実施形態の好気槽2と同様に、気泡発生部6が浸漬されている。第二領域2Aは、気泡発生部6により酸素を供給されて主として好気的な環境に保たれており、硝化菌による硝化が進行する。 The second area 2A corresponds to the aerobic tank 2 of the first embodiment, and is an area that is maintained in a primarily aerobic environment. The bubble generating unit 6 is immersed in the second area 2A, as in the aerobic tank 2 of the first embodiment. The second area 2A is supplied with oxygen by the bubble generating unit 6, and is maintained in a primarily aerobic environment, where nitrification by nitrifying bacteria progresses.

本実施形態では、気泡発生部6を処理槽Rの最大水深である水深d2に対して50パーセント以上の深い水深に浸漬することが好ましい。これにより気泡発生部6から供給される気泡Bに含まれる酸素は、処理槽Rの水面に至るまでに、主として硝化により消費し尽くされる。そのため、処理槽Rにおける最大水深である水深d2に対して50パーセント未満の浅い水深の領域、特に、第一領域1Aは、嫌気的に保たれる。 In this embodiment, it is preferable to immerse the air bubble generating unit 6 at a water depth of 50% or more of the maximum water depth d2 of the treatment tank R. As a result, the oxygen contained in the air bubbles B supplied from the air bubble generating unit 6 is consumed mainly by nitrification before it reaches the water surface of the treatment tank R. Therefore, the area with a shallow water depth of less than 50% of the maximum water depth d2 in the treatment tank R, particularly the first area 1A, is kept anaerobic.

第一領域1Aは、第一実施形態の嫌気槽1に対応しており、上記のごとく嫌気的な環境に保たれている領域である。第一領域1Aは、第一実施形態の嫌気槽1と同様に、酸素透過部3が浸漬されている。第一領域1Aでは、第一領域1Aにおける第二生物膜Lb及び第二生物膜Lbの外部領域での脱窒と、第二領域2A及び第一領域1Aにおける第一生物膜Laでの硝化とが進行する。 The first area 1A corresponds to the anaerobic tank 1 of the first embodiment, and is an area maintained in an anaerobic environment as described above. The first area 1A is immersed in the oxygen permeable section 3, similar to the anaerobic tank 1 of the first embodiment. In the first area 1A, denitrification proceeds in the second biofilm Lb in the first area 1A and in the area outside the second biofilm Lb, and nitrification proceeds in the first biofilm La in the second area 2A and the first area 1A.

本実施形態では、水面から処理槽Rの底に向けて酸素透過部3、隔壁D及び気泡発生部6の順に配置されており、酸素透過部3、隔壁D及び気泡発生部6は鉛直方向Vにおいて重複するように配置されている。これにより、酸素透過部3の近傍への気泡発生部6から上昇する気泡Bの供給が阻害される。すなわち、第一領域1Aは、このように、隔壁Dにより気泡発生部6からの気泡Bの供給が阻害される領域である。 In this embodiment, the oxygen permeable section 3, the partition wall D, and the bubble generating section 6 are arranged in this order from the water surface toward the bottom of the treatment tank R, and the oxygen permeable section 3, the partition wall D, and the bubble generating section 6 are arranged so as to overlap in the vertical direction V. This inhibits the supply of bubbles B rising from the bubble generating section 6 to the vicinity of the oxygen permeable section 3. In other words, the first region 1A is a region in which the supply of bubbles B from the bubble generating section 6 is inhibited by the partition wall D.

気泡発生部6による気泡Bの上昇流により、処理槽Rは撹拌される。この撹拌により、最初沈殿池91から新たに流入する排水、第一領域1Aの排水、及び第二領域2Aの排水は、第一領域1Aと第二領域2Aとを循環している。当該循環により、第二領域2Aで硝化された硝酸態窒素は第一領域1Aに供給されて脱窒される。なお、第二領域2Aの排水に溶解した酸素は硝化により消費し尽くされるため、第二領域2Aから第一領域1Aに流入する排水は嫌気的である。気泡発生部6には、排水の循環を促進すべく、撹拌機(図示せず)を設けてもよい。 The treatment tank R is agitated by the upward flow of bubbles B generated by the bubble generating unit 6. This agitation causes the wastewater newly flowing in from the initial settling tank 91, the wastewater from the first area 1A, and the wastewater from the second area 2A to circulate between the first area 1A and the second area 2A. This circulation causes the nitrate nitrogen nitrified in the second area 2A to be supplied to the first area 1A and denitrified. Note that the oxygen dissolved in the wastewater in the second area 2A is consumed by nitrification, so the wastewater flowing from the second area 2A to the first area 1A is anaerobic. The bubble generating unit 6 may be provided with an agitator (not shown) to promote the circulation of the wastewater.

本実施形態では、気泡発生部6から上昇する気泡Bが酸素透過部3の筒状部31に接触しないように、気泡発生部6から上昇する気泡Bの流れに対して酸素透過部3の下面側を覆うように隔壁Dが配置されている。これにより、気泡発生部6から上昇する気泡Bが筒状部31に接触して酸素透過膜30の膜表面の生物膜Lが脱離し、生物膜Lの第一生物膜Laにおける硝化が阻害されることを防止している。これにより、第一領域1Aにおける硝化の効率を高く維持できる。 In this embodiment, a partition wall D is arranged to cover the underside of the oxygen permeable section 3 with respect to the flow of bubbles B rising from the bubble generating section 6 so that the bubbles B rising from the bubble generating section 6 do not come into contact with the cylindrical section 31 of the oxygen permeable section 3. This prevents the bubbles B rising from the bubble generating section 6 from coming into contact with the cylindrical section 31, causing the biofilm L on the membrane surface of the oxygen permeable membrane 30 to detach, thereby preventing the inhibition of nitrification in the first biofilm La of the biofilm L. This allows the efficiency of nitrification in the first region 1A to be maintained high.

以上のようにして、省エネかつコンパクト化された排水処理システムを提供することができる。 In this way, an energy-efficient and compact wastewater treatment system can be provided.

〔別実施形態〕
(1)上記実施形態では、透過ユニット33は、筒状部31が水面(水平面)に沿う横向きになる状態で排水に浸漬されている場合を説明した。しかし、筒状部31は横向きに限られない。図8に示すように、筒状部31を鉛直方向Vに沿う縦向きになる状態で排水に浸漬してもよい。図8では、嫌気槽1に浸漬された筒状部31が縦向きで浸漬されている場合を図示しているが、筒状部31が第一領域1Aに浸漬される場合も同じである。
[Another embodiment]
(1) In the above embodiment, the permeation unit 33 is immersed in the wastewater with the tubular portion 31 oriented horizontally along the water surface (horizontal plane). However, the orientation of the tubular portion 31 is not limited to horizontal. As shown in Fig. 8, the tubular portion 31 may be immersed in the wastewater with the tubular portion 31 oriented vertically along the vertical direction V. Fig. 8 illustrates the case where the tubular portion 31 immersed in the anaerobic tank 1 is immersed vertically, but the same applies to the case where the tubular portion 31 is immersed in the first region 1A.

(2)上記第一実施形態では、処理槽Rが、1つの嫌気槽1と、嫌気槽1よりも下流に直列的に接続された1つの好気槽2とを有する場合を説明した。しかし、嫌気槽1は、複数槽であってもよい。例えば図9に示すように、嫌気槽1を、例えば槽11,12,13の三つの槽で構成し、これら槽11,12,13を上流からこの順に直列に接続してもよい。この場合、槽11,12,13を鉛直方向Vにおいて重複するように配置すると、嫌気槽1をコンパクトに形成できるため好ましい。嫌気槽1(槽11,12,13)の水深は、好気槽2に比べて浅いため、例えば、1つの深い槽を構築する代わりに、槽11,12,13を鉛直方向Vに積層するように配設することができる。これにより嫌気槽1のコンパクト化が図られる。 (2) In the above first embodiment, the treatment tank R has one anaerobic tank 1 and one aerobic tank 2 connected in series downstream of the anaerobic tank 1. However, the anaerobic tank 1 may be a plurality of tanks. For example, as shown in FIG. 9, the anaerobic tank 1 may be composed of three tanks, for example, tanks 11, 12, and 13, and these tanks 11, 12, and 13 may be connected in series in this order from the upstream. In this case, it is preferable to arrange the tanks 11, 12, and 13 so that they overlap in the vertical direction V, because this allows the anaerobic tank 1 to be formed compactly. The water depth of the anaerobic tank 1 (tanks 11, 12, and 13) is shallower than that of the aerobic tank 2. Therefore, instead of constructing one deep tank, for example, the tanks 11, 12, and 13 can be arranged so as to be stacked in the vertical direction V. This allows the anaerobic tank 1 to be made compact.

(3)上記実施形態では、酸素透過部3は、嫌気槽1に浸漬されており、その透過ユニット33及びマニホールド35は、全体が嫌気槽1に浸漬されている場合を説明した。しかし、酸素透過部3は、全体が嫌気槽1に浸漬されている場合に限られない。例えば、少なくとも一対のマニホールド35と、これと接続される透過ユニット33の各筒状部31の空気の出入口とを水面上に配置してもよい。このようにすることで、筒状部31の酸素透過膜30が破れた(破損した)場合でも、筒状部31の筒内部へ水が侵入し難くなるため好ましい。 (3) In the above embodiment, the oxygen permeable section 3 is immersed in the anaerobic tank 1, and the permeation unit 33 and manifold 35 are entirely immersed in the anaerobic tank 1. However, the oxygen permeable section 3 is not limited to being entirely immersed in the anaerobic tank 1. For example, at least a pair of manifolds 35 and the air inlets and outlets of each tubular section 31 of the permeation unit 33 connected thereto may be disposed above the water surface. This is preferable because it makes it difficult for water to enter the interior of the tubular section 31 even if the oxygen permeable membrane 30 of the tubular section 31 is torn (broken).

(4)上記第一実施形態では、酸素透過部3は、嫌気槽1に貯留された排水中に浸漬されている場合を説明したがこれに限られない。酸素透過部3は、嫌気槽1から好気槽2にわたって排水中に浸漬されてもよい。 (4) In the above first embodiment, the oxygen permeation section 3 is immersed in the wastewater stored in the anaerobic tank 1, but this is not limited to the above. The oxygen permeation section 3 may be immersed in the wastewater from the anaerobic tank 1 to the aerobic tank 2.

なお、上記実施形態(別実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。 The configurations disclosed in the above embodiment (including other embodiments, the same applies below) can be applied in combination with configurations disclosed in other embodiments, so long as no contradiction arises. Furthermore, the embodiments disclosed in this specification are merely examples, and the present invention is not limited to these embodiments. They can be modified as appropriate within the scope of the purpose of the present invention.

本発明は、下水処理場等に導入される排水処理システムに適用できる。また、下水処理場だけではなく、工場排水処理などにも適用できる。 The present invention can be applied to wastewater treatment systems installed in sewage treatment plants and the like. It can also be applied not only to sewage treatment plants, but also to industrial wastewater treatment, etc.

1 :嫌気槽(第一槽、嫌気処理部)
1A :第一領域(嫌気処理部)
2 :好気槽(第二槽、好気処理部)
2A :第二領域(好気処理部)
3 :酸素透過部
6 :気泡発生部
30 :酸素透過膜
31 :筒状部
33 :透過ユニット
73 :送風機
76 :送風機
100 :排水処理システム
B :気泡
L :生物膜
R :処理槽
V :鉛直方向
1: Anaerobic tank (first tank, anaerobic treatment section)
1A: First area (anaerobic treatment section)
2: Aerobic tank (second tank, aerobic treatment section)
2A: Second area (aerobic treatment section)
3: Oxygen permeation section 6: Air bubble generation section 30: Oxygen permeation membrane 31: Cylindrical section 33: Permeation unit 73: Blower 76: Blower 100: Wastewater treatment system B: Air bubbles L: Biofilm R: Treatment tank V: Vertical direction

Claims (5)

被処理水を貯留する処理槽を備え、
前記処理槽は、
前記被処理水に対して嫌気性処理を行う嫌気処理部と、
前記嫌気処理部よりも下流で前記嫌気処理部に接続され、前記被処理水に対して好気性処理を行う好気処理部と、を有しており、
前記好気処理部は、気泡を発生させる気泡発生部を有し、
前記嫌気処理部は、酸素を透過する酸素透過膜を含む酸素透過部を有し、
前記酸素透過部の水深は0.5m未満であり、
前記酸素透過部のすべては、前記好気処理部における前記被処理水の最大水深に対して50パーセント未満の水深に浸漬されている排水処理システム。
A treatment tank for storing the water to be treated is provided.
The treatment tank comprises:
an anaerobic treatment unit that performs anaerobic treatment on the water to be treated;
an aerobic treatment unit connected to the anaerobic treatment unit downstream of the anaerobic treatment unit and performing aerobic treatment on the water to be treated;
The aerobic treatment unit has an air bubble generating unit that generates air bubbles,
The anaerobic treatment unit has an oxygen permeation unit including an oxygen permeable membrane that allows oxygen to permeate,
The water depth of the oxygen permeable section is less than 0.5 m,
A wastewater treatment system, wherein all of the oxygen permeation sections are immersed at a water depth that is less than 50 percent of the maximum water depth of the water to be treated in the aerobic treatment section.
前記酸素透過部は、前記酸素透過膜が筒状に形成された複数の筒状部を含む透過ユニットを有し、
前記透過ユニットは、前記被処理水の水面に沿い浸漬されている請求項1に記載の排水処理システム。
The oxygen permeation section has a permeation unit including a plurality of cylindrical sections in which the oxygen permeation membrane is formed in a cylindrical shape,
2. The wastewater treatment system according to claim 1, wherein the permeation unit is immersed along the surface of the water to be treated.
前記嫌気処理部と前記好気処理部とは同一の前記処理槽で区画されて配置されている請求項1又は2に記載の排水処理システム。 The wastewater treatment system according to claim 1 or 2, wherein the anaerobic treatment section and the aerobic treatment section are partitioned and arranged in the same treatment tank. 前記処理槽は、第一槽と、前記第一槽よりも下流に配置された第二槽とを有し、
前記酸素透過部は前記第一槽に浸漬されており、
前記気泡発生部は前記第二槽に浸漬されている請求項1から3のいずれか一項に記載の排水処理システム。
The treatment tank includes a first tank and a second tank disposed downstream of the first tank,
The oxygen permeable portion is immersed in the first tank,
The wastewater treatment system according to claim 1 , wherein the air bubble generating unit is immersed in the second tank.
前記嫌気処理部の水深は0.5m以下である請求項1から4のいずれか一項に記載の排水処理システム。 The wastewater treatment system according to any one of claims 1 to 4, wherein the water depth of the anaerobic treatment section is 0.5 m or less.
JP2023038617A 2019-03-18 2023-03-13 Wastewater Treatment System Active JP7488387B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023038617A JP7488387B2 (en) 2019-03-18 2023-03-13 Wastewater Treatment System

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019050117A JP7308632B2 (en) 2019-03-18 2019-03-18 Wastewater treatment system
JP2023038617A JP7488387B2 (en) 2019-03-18 2023-03-13 Wastewater Treatment System

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019050117A Division JP7308632B2 (en) 2019-03-18 2019-03-18 Wastewater treatment system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023065705A JP2023065705A (en) 2023-05-12
JP7488387B2 true JP7488387B2 (en) 2024-05-21

Family

ID=72556999

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019050117A Active JP7308632B2 (en) 2019-03-18 2019-03-18 Wastewater treatment system
JP2023038617A Active JP7488387B2 (en) 2019-03-18 2023-03-13 Wastewater Treatment System

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019050117A Active JP7308632B2 (en) 2019-03-18 2019-03-18 Wastewater treatment system

Country Status (1)

Country Link
JP (2) JP7308632B2 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020020666A1 (en) 2000-03-08 2002-02-21 Pierre Cote Membrane module for gas transfer and membrane supported biofilm process
JP2016043281A (en) 2014-08-20 2016-04-04 株式会社カンサイ Purification method, and purification tank

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH024496A (en) * 1988-06-23 1990-01-09 Kureha Gosen Kk Contact material for biological treatment
JP4132771B2 (en) 2001-10-12 2008-08-13 株式会社神鋼環境ソリューション Biological reaction tank and stirring method thereof
JP2011189308A (en) 2010-03-16 2011-09-29 Toray Ind Inc Active-sludge treatment apparatus and operation method thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020020666A1 (en) 2000-03-08 2002-02-21 Pierre Cote Membrane module for gas transfer and membrane supported biofilm process
JP2016043281A (en) 2014-08-20 2016-04-04 株式会社カンサイ Purification method, and purification tank

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023065705A (en) 2023-05-12
JP7308632B2 (en) 2023-07-14
JP2020151625A (en) 2020-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11850554B2 (en) Wastewater treatment with primary treatment and MBR or MABR-IFAS reactor
US20090127188A1 (en) Waste gas/wastewater treatment equipment and method of treating waste gas/wastewater
US20210206677A1 (en) Organic wastewater treatment apparatus
US11434155B2 (en) Low-pressure, reversible airlift mixing system for use with a membrane aerated biofilm reactor
JP4024330B2 (en) Method and apparatus for nitrification / denitrification treatment using a single tank
KR100940123B1 (en) Floating catalysis sewage disposal facility system
KR100729655B1 (en) Waste-water treatment apparatus and method using membrane bio-reactor with compatible anoxic/anaerobic zone
KR20130004730A (en) Membrane bio reactor system comprising sequencing batch reactor and method using the same
JP7015117B2 (en) Organic wastewater treatment method and organic wastewater treatment system
KR100760816B1 (en) Advanced wastewater treatment process using up & down aerobic??anaerobic basin of channel type in a unit basin with recycle
JP7488387B2 (en) Wastewater Treatment System
JP2008253994A (en) Method for biologically treating organic wastewater
KR20200080888A (en) Biologic advanced watertreatment system of sewage omitted Blower
JP4132771B2 (en) Biological reaction tank and stirring method thereof
JP3263267B2 (en) Septic tank
CN210261292U (en) Multilayer nested combined type integrated biological membrane nitrogen and phosphorus removal reactor
JP7121823B2 (en) Membrane separation activated sludge treatment device, membrane separation activated sludge treatment method and raw water supply device
KR200171727Y1 (en) Processing system for excretions of animals
CN214653943U (en) Sewage treatment system
JP2018187539A (en) Membrane separation active sludge treatment device, and membrane separation active sludge treatment method
KR200415478Y1 (en) microbe reactor
JP2016203077A (en) Multistage biological treatment apparatus
JPH0671291A (en) Sewage treatment equipment using packed layer
KR101164207B1 (en) Wast water treatment apparatus comprising tubular air supplier
JP2000061482A (en) Septic tank

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230313

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240124

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240130

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240322

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240423

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240509

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7488387

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150