JPH0720593B2 - 固液分離一体型の生物処理方法及び生物処理装置 - Google Patents

固液分離一体型の生物処理方法及び生物処理装置

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JPH0720593B2
JPH0720593B2 JP2293519A JP29351990A JPH0720593B2 JP H0720593 B2 JPH0720593 B2 JP H0720593B2 JP 2293519 A JP2293519 A JP 2293519A JP 29351990 A JP29351990 A JP 29351990A JP H0720593 B2 JPH0720593 B2 JP H0720593B2
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filter
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裕一 府中
康成 小島
七絵 丹治
晋 安達
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荏原インフイルコ株式会社
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    • 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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、汚濁の進行した河川水、湖沼水、し尿、下水
あるいは産業廃水等を生物学的に浄化する生物処理方法
並びに生物処理装置に関する。
〔従来の技術〕
活性汚泥処理法による汚濁の進行した廃水処理の一般的
プロセスは、先ず被処理液を一旦原廃水貯槽に集め、こ
こで水量、pHを調節し、沈澱し易い浮遊物を除去し、次
いで曝気槽に導入し、そこで散気空気によって被処理液
中の有機物の酸化分解を行い、更に続いて曝気槽の廃水
を沈澱槽に導き、そこでフロック状の活性汚泥を沈澱さ
せて固液分離する廃水処理のプロセスである。
最近、この活性汚泥処理プロセスにおいて、設備の設置
面積を少なくし、処理に要する時間を短縮する事を目的
とするプロセスの効率化のために、固液分離を限外濾過
膜等を用いる濾過によって行う方法が採用されるように
なってきた。しかし、この固液分離を濾過によって行う
事を長時間続けると、膜表面にSSやスライム等の汚染物
質が付着して膜透過流束が低下する。この膜透過流束の
低下を抑え出来るだけ長時間安定した濾過を続けられる
ように、例えば、濾過プロセスにおける膜表面に接する
被処理液の循環液量を多くし膜表面への汚染物質の付着
を少なくするクロスフロー型にする方法や、処理槽内に
濾過体を直接浸漬して散気装置からの散気空気によって
生起される被処理液の乱流により濾過体内の多孔性分離
膜または濾布の外表面に剪断流を与える事で膜表面への
汚染物質の付着を少なくする方法等が試みられている。
既に中水道やし尿処理において生物処理の後段に多孔性
分離膜から成る濾過体を配置する等実用化が進みつつあ
る。また、後者の曝気槽内に濾過体を直接浸漬し、生物
処理と固液分離とを組合せる方法はプロセスの効率化に
大きい効果が期待されている。
しかしながら、前者のクロスフロー型では循環液を供給
するために多大の動力を必要とする問題があり、また曝
気槽内に濾過体を直接浸漬して散気装置からの散気空気
によって生起される被処理液の乱流により分離膜または
濾布の外表面に剪断流を与え膜表面への汚染物質の付着
を少なく方法によっては膜の透過流束の低下を遅らせる
に過ぎず、最後にはNaClO等の洗浄剤を用いて洗浄する
必要があった。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、処理槽内に多孔性濾過体を直接浸漬し、固液
分離を生物処理と同じ場所で同時に行いながら、多孔性
濾過体の洗浄剤による洗浄を行うことなく、かつ透過流
束の低下を起こさない生物処理法を提供する事にある。
本発明の目的は、処理プロセスにおいて、設備の設置面
積を少なくし、処理に要する時間を短縮して、プロセス
の効率化を達成する事にある。
更に本発明の目的は、処理プロセスの処理槽内に多孔性
濾過体を直接浸漬し、生物処理と固液分離を一体として
行う処理方法によって、プロセスの一層の効率化を達成
する事にある。
更に本発明の目的は、処理プロセスの処理槽内に多孔性
濾過体を直接浸漬し、生物処理と固液分離を一体として
行う処理方法において、固液分離がより強いクロスフロ
ー濾過になり濾過のエネルギー負荷が増大する事を防止
する事にある。
更に本発明の目的は、活性汚泥処理プロセスの処理槽内
に多孔性濾過体を直接浸漬し、生物処理と固液分離を一
体として行う処理方法において、多孔性濾過体の洗浄剤
による洗浄の必要を無くする事にある。
〔課題を解決するための手段と作用〕
本発明の上記課題は、 1)有機性汚水を生物学的に処理する方法において、処
理槽内に複数の多孔性濾過体を配置して、該複数の多孔
性濾過体を固液分離用と散気用に区分し、それぞれ固液
分離と散気を同時に行わせ、一定時間毎にその区分を変
更する事を特徴とする固液分離一体型の生物処理方法。
または、 2)処理槽内に該複数の多孔性濾過体の他に、散気装置
を配置し、該複数の多孔性濾過体からの散気と該散気装
置からの散気の両方の散気を行う事を特徴とする前記
1)項に記載の固液分離一体型の生物処理方法。
また、 3)有機性汚水を生物学的に処理する装置において、処
理槽内に複数の多孔性濾過体を配置し、該処理槽に付随
して多孔性濾過体数に見合う数の処理水流出手段と散気
用気体供給手段を配備し、これらの手段を操作して複数
の多孔性濾過体を固液分離用と散気用に区分して、それ
ぞれ固液分離と散気を同時に行わせ、一定時間毎にその
区分を変更するように構成したことを特徴とする固液分
離一体型の生物処理装置。
及び、 4)処理槽内に該複数の多孔性濾過体の他に、散気装置
を配置し、該複数の多孔性濾過体からの散気と該散気装
置からの散気の両方の散気を行う事を特徴とする前記
3)項に記載の固液分離一体型の生物処理装置、 を用いて解決出来る。
すなわち、処理槽内に複数の多孔性濾過体(以下濾過体
という)を直接浸漬し固液分離用と散気用に区分し、一
定時間毎にその区分を変更して、構成する個々の濾過体
がそれぞれ固液分離用の役割と、散気用の役割とを一定
時間毎に変わってを演ずる様に割当られ、散気用の役割
を演ずる時に、濾過体表面に付着していた汚染物質を散
気用に使用する空気等の気体によって除去する事が、課
題を解決するための作用である。
先ず、本発明が適用される生物処理法は、公知の微生物
を使用して行う処理の全てに利用でき、活性汚泥法、粒
状媒体に微生物を付着させて処理する流動床又は固定床
式の生物膜処理法、ヒモ状体やハニカムを用いた接触酸
化法などに適用でき、好気性処理でも嫌気性処理でも構
わない。尚嫌気性処理に用いる場合には散気用気体とし
て不活性ガスを用いることになる。
次に、濾過体について説明する。濾過体としては、中空
糸膜、または有機高分子製、セラミック製或いは金属製
の多孔体、または不織布或いは濾布製の濾過体等が使用
でき、何れにせよ、固液分離による集水、及び散気のた
めの気体供給ができる、適正な大きさの孔を有するもの
なら全てが利用できる。濾過体の形及び構造も任意に設
定できる。濾過体はモジュールとして組立てられて使用
する。モジュールの形としては平板型と円筒型とがあ
り、どちらでもよい。
円筒型濾過体の一例を第2a図及び第3図に示した。第2a
図には、薄いプラスチックス製のメンブランフィルター
からなる微多孔性体を、機械的強度のある不織布で裏打
ちし、積層構造とした濾過体13を円筒型のモジュールと
して使用する。第2b図には、積層構造の層構成を示し
た。すなわち、この積層構造の濾過体13は支持体となる
不織布11と微多孔性の薄いプラスチックス製のメンブラ
ンフィルター12とから構成され分画分子量は微多孔性の
薄いプラスチックス製のメンブランフィルター12のスキ
ン層の孔の平均口径によって決まる。
また、有機高分子製多孔体の一例としては、プラスチッ
クス製ビーズを焼成して作成したもでもよい。
第3図には、中空糸を用いた濾過体の構造の1例を示し
た。濾過体は中空糸を導管の周りに束ねて造られてい
る。導管の一端から吸引する事によって被処理液は一本
一本の中空糸14の側面より被処理液を糸内部に引込まれ
る。被処理液は中空糸14に入る時に固液分離され、濾過
された液は中空糸14の中を通って、一方の端面から流出
し、導管9中に導かれる。
次に、第1図によって本発明の固液分離一体型の生物処
理方法の一実施態様と該生物処理における濾過体表面に
付着していた汚染物質が散気の役割実施時に除去される
作用を説明する。
第1図で使用する濾過体は、例えば第3図の中空糸膜か
らなる濾過体が使用されている。
第1図において、被処理液2は、必要とする時は原廃水
貯槽を経て処理槽3に至る。処理槽3の底部付近には、
濾過体1の群が配置されている。処理槽3が4〜5mの深
さの時は濾過体1の群の配置は処理槽3の底部付近で良
いが、それ以上に深い処理槽を使用する場合には稼働の
ための動力の効率を考慮して槽の中央部付近に配置して
も構わない。又、処理槽4内には活性汚泥5が被処理液
と共に濾過体1群の一部分の濾過体の散気によって共存
している。
濾過体1の群の構成は、必要により並列に1A群、1B群、
1C群、……、1F群のようなサブ群に分割して配置され、
各個の分割された各群の中の一群、例えば1A群は更に1
A1、1A2、1A3のように配置され、各サブ群は配管9に
よって連結され、各配管9の末端には濾過用弁7の群
が、例えば1A群の濾過体群を連結した配管9Aの末端には
7Aというように、設置され、この濾過用弁7A、7B、7C、
……、7Fを介して各サブ濾過体群を連結した配管9はま
とめて吸引ポンプ5に連結している。更に各サブ濾過体
群を連結した配管を濾過用弁7の群と反対の方向に延長
した末端には散気用弁8の群、例えば1A群の濾過体群を
連結した配管10Aの末端には8Aというように設置され、
この散気用弁8A、8B、8C、……、8Fを介して各サブ濾過
体群を連結した配管10はまとめてブロワーやコンプレッ
サーのような気体供給源6に連結している。この第1図
の例では濾過体群、弁群、が一平面に1段の配列になっ
ているが、複数段の配列でも良い。又、濾過用弁7の群
と散気用弁8の群とが濾過体群に対して反対側に配置さ
れているが、引込み配管9と10を共用した一本の管とし
て濾過用弁7の群と散気用弁8の群とが濾過体群に対し
て同じ側に配置されても差し支えない。
なお、処理水流出手段として、濾過用ポンプにかえて、
サイフォン管、真空ポンプを設けてサイフォン作用を利
用して固液分離による集水を行ってもよい。
上記のような配列の濾過体群構成において、第1表に示
したタイムテーブルに従って、濾過用弁7の群と散気用
弁8の群との開閉を行う。例えば0〜t分の間は弁7Aは
閉の状態(以下7A閉のように略記する)、7B〜7F開、8A
開、8B〜8F閉とすると、1A群の濾過体群は散気用の役割
を行い、他の1B群、1C群、……、1F群の濾過体群は固液
分離用の役割を演ずるプロセスとなる。同様にしてt〜
2t分の間は1B群が散気用の役割を行い、他の1A群、1C
群、……、1F群は固液分離用の役割を演ずるプロセスと
なる。
どの濾過体についてもそれが散気用の役割を演じている
時に、濾過済の液の逆流と散気用空気の吹き出しによっ
て濾過体の表面に付着していた汚染物質が除去され、濾
過流束の低下が回復し、固液分離能力が維持される。そ
の濾過体における散気の際には、それからの散気空気に
よって生起される被処理液の乱流により隣接する多孔性
濾過体表面における汚染物質の付着を少なくする作用が
生ずる。
時間tの設定は濾過体の表面に付着していた汚染物質の
除去や散気の効果に対して極めて重要である。その決定
は被処理液の種類や濃度、更に処理槽内の被処理液中の
微生物の濃度等、様々の要因に影響される。一般的には
その時間は数分から120分、好ましくは5分から60分が
適切である。短時間で開閉を繰り返す方が汚染物質を除
去には有効であるが、余り開閉が短時間では配管内や濾
過体内の被処理液や濾過後の液(処理済液)を排除する
ための時間が不足し、散気不足になる恐れがある。被処
理液中に油成分が少なく、比較的汚染度の低い被処理液
の場合では60分程度の間隔の頻度開閉でも正常な稼働が
可能である。
第1表のタイムテーブルには、1つのサブ群(例えば1A
群)の濾過体群が散気用の役割を行い、他の5個のサブ
群の濾過体群は固液分離用の役割を演ずる例を示した
が、両者の比率は散気性能と固液分離性能から決定され
る性格のものである。
第1図の場合において、一部分の濾過体による散気では
散気の効果が不充分な場合は、別に散気装置を設置し散
気する場合がある事は言うまでもない。
本発明の方法及び使用する装置は、以上の説明から多く
の改良が可能であり、上記説明によって制限される事は
ない。
〔実施例〕
実施例1 本発明の活性汚泥処理の方法を第1図に示した装置を用
いて行った実施例をしめす。
曝気槽寸法:幅 1m、長さ 2.5m 深さ 4m 多孔性分離膜:プラスチックス多孔体 膜モジュール:円筒型 20本 直径 100mm 長さ 800mm 散気の役割を演じる濾過体数と固液分離を演じる 濾過体数との比 : 2対18 切り換え時間 t : 20分 の条件で行った時、 活性汚泥液量(MLSS=10000mg/1)において、BOD除去率
94〜96%が得られた。
〔発明の効果〕 有機性汚水を生物学的に処理する場合において、処理槽
内に複数の濾過体を挿入し、該複数の濾過体を固液分離
用と散気用に区分して一定時間毎にその区分を変更し、
生物処理と固液分離とを同時に行うことにより、 固液分離のための濾過時、濾過体の透過流束の低下
が起らない、従って洗剤による濾過体を洗浄する必要が
ない。
固液分離のための濾過がクロスフロー濾過にならな
いため、濾過のためのエネルギー負荷が軽減された。
設備の設置面積が少なくて済み、処理に要する時間
が短縮されて、プロセスの効率が上がった。
【図面の簡単な説明】
第1図は、固液分離一体型の生物処理に使用する装置の
1態様を示す模式図。 第2a図は、多層積層構造の濾過体を示す概要図。 第2b図は、濾過体の多層積層の層構成を示す断面図。 第3図は、中空糸膜使用の濾過体の1タイプを示す断面
図。 図において、 1……濾過体、2……被処理液 3……処理槽、4……活性汚泥 5……吸引ポンプ、6……送風機 7……濾過用弁、8……散気用弁 9……濾過液用配管、10……散気用配管 11……不織布 12……メンブランフィルター 13……濾過体、14……中空糸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安達 晋 東京都港区港南1丁目6番27号 荏原イン フィルコ株式会社内 (56)参考文献 実開 昭50−115767(JP,U)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】有機性汚水を生物学的に処理する方法にお
    いて、処理槽内に複数の多孔性濾過体を配置して、該複
    数の多孔性濾過体を固液分離用と散気用に区分し、それ
    ぞれ固液分離と散気を同時に行わせ、一定時間毎にその
    区分を変更する事を特徴とする固液分離一体型の生物処
    理方法。
  2. 【請求項2】処理槽内に該複数の多孔性濾過体の他に、
    散気装置を配置し、該複数の多孔性濾過体からの散気と
    該散気装置からの散気の両方の散気を行う事を特徴とす
    る請求項1に記載の固液分離一体型の生物処理方法。
  3. 【請求項3】有機性汚水を生物学的に処理する装置にお
    いて、処理槽内に複数の多孔性濾過体を配置し、該処理
    槽に付随して多孔性濾過体数に見合う数の処理水流出手
    段と散気用気体供給手段を配備し、これらの手段を操作
    して複数の多孔性濾過体を固液分離用と散気用に区分し
    て、それぞれ固液分離と散気を同時に行わせ、一定時間
    毎にその区分を変更するように構成した事を特徴とする
    固液分離一体型の生物処理装置。
  4. 【請求項4】処理槽内に該複数の多孔性濾過体の他に、
    散気装置を配置し、該複数の多孔性濾過体からの散気と
    該散気装置からの散気の両方の散気を行う事を特徴とす
    る請求項3に記載の固液分離一体型の生物処理装置。
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