JPH1119677A - 活性汚泥用濾過体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 活性汚泥濾過装置に浸漬配置される濾過体の
濾過性能の低下を防止して、活性汚泥を長期に亘り安定
かつ効率的に分離する。 【解決手段】 支持体２Ａと、支持体２Ａの外面に沿っ
て設けられた不織布４Ａと、不織布４Ａを透過してきた
濾過水の流通路２Ｂと、この流通路２Ｂからの濾過水の
取出と流通路への洗浄水の供給とを行う流路２２Ａ，２
２Ｂを備える活性汚泥用濾過体１Ａ。 【効果】 濾過水流通路から濾過水を安定に取り出すこ
とができる。濾過性能が低下してきた場合には洗浄水を
逆洗させることで濾過性能を回復できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は活性汚泥を濾過する
ための濾過体に係り、特に、活性汚泥濾過装置に浸漬配
置され、活性汚泥を効率的に分離して生物処理水を得る
ための活性汚泥用濾過体に関する。

【０００２】

【従来の技術】生物反応により水中の有機物を分解処理
する活性汚泥などの生物処理装置では、生物汚泥を固液
分離するために沈殿池等の沈降分離手段を用いることが
あるが、生物反応槽の後段に沈殿池を設けた従来の生物
処理装置では、次のような問題がある。

【０００３】 比重差により汚泥を沈降分離する沈殿
処理では汚泥の分離性能に限界があり、流入負荷の変動
時やバルキング発生時等に処理水質が悪化する。このた
め、高度な処理水質が要求される場合には沈殿池の後段
に更に急速濾過機やストレーナー等の設備が必要であ
る。 最終沈殿池で分離した生物汚泥を生物反応槽に返送
する操作も必要とされる。 汚泥返送操作や汚泥濃度管理を行っても、最終沈殿
池でスカムが発生したり、汚泥が浮上したりする等のト
ラブルが発生し、水質が悪化する場合が多い。 沈殿池は、大きな設置スペースを必要とする。

【０００４】上記の沈降分離の代りに、生物汚泥を限外
濾過膜や精密濾過膜により膜分離する場合もある。この
膜分離処理によれば、沈殿池のような大きなスペースを
必要とすることなく、ＳＳが高度に除去された高水質処
理水を得ることができる。

【０００５】しかしながら、限外濾過膜や精密濾過膜に
よる膜分離処理では、消費動力が大きい上に、膜で阻止
した物質（この膜汚染物質は、高分子状の微生物代謝産
物などが主体となっている。）により膜が汚染され、膜
孔の閉塞で濾過性能が低下するため、定期的な薬品洗浄
が必須であるという欠点がある。

【０００６】このような膜分離処理における問題を解決
するものとして、濾布を備える濾過体を生物反応槽に浸
漬配置し、この濾過体の濾布を通過した濾過水を処理水
として取り出すことで、生物汚泥を固液分離することが
考えられている。

【０００７】この濾過体による濾過は、実際には、濾過
の進行により濾過体の濾布表面に形成された活性汚泥粒
子の付着物層（ダイナミック濾過層。以下、単に「濾過
層」と称する場合がある。）によって行われている。即
ち、濾過体の濾布は、実質的には活性汚泥粒子を通過さ
せる、金属や高分子繊維の不織布よりなる厚み２ｍｍ以
下のものであるが、濾過の駆動圧が小さい条件下におい
て、濾布の表面に活性汚泥粒子の付着物層が形成され、
この付着物層により活性汚泥粒子の通過を阻止すること
ができるようになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このような濾過体を用
いることにより、前述の沈降分離又は膜分離における問
題は解消されるが、濾過体内には濾布を通過してきた活
性汚泥粒子や濁質が徐々に沈積し、濾過を継続すること
により濾過性能が低下してくるという問題点があった。

【０００９】本発明は上記従来の問題点を解決し、活性
汚泥濾過装置に浸漬配置される濾過体であって、活性汚
泥を長期に亘り安定かつ効率的に分離することができる
活性汚泥用濾過体を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の活性汚泥用濾過
体は、活性汚泥を濾過するための濾過体であって、支持
体と、該支持体の外面に沿って設けられた不織布と、該
不織布を透過してきた濾過水の流通路と、該濾過水流通
路からの濾過水の取出と該流通路への洗浄水の供給とを
行う流路と、を備えてなることを特徴とする。

【００１１】本発明の濾過体では、不織布を透過してき
た濾過水の流通路とこの流通路から濾過水を取り出すた
めの流路が確保されているため、濾過水を安定に取り出
すことができる。また、濾過を継続することにより、濾
過体内に濁質や活性汚泥粒子が蓄積して濾過性能が低下
してきた場合には、洗浄水の流路及び濾過水流通路を経
て洗浄水を供給して濾過体内を洗浄することによりこれ
を排除し、濾過性能を回復させることができる。

【００１２】本発明においては、特に、支持体の不織布
と対面する部分が空洞又は凹部となっており、不織布は
この空洞又は凹部を塞ぐように設けられた通水性支持部
材に支持されていることが好ましく、このような構成と
することにより、濾過水流通路側に侵入した活性汚泥粒
子や濁質が支持体と不織布との間に滞留して安定濾過を
阻害することが防止される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の活
性汚泥用濾過体の実施の形態について説明する。

【００１４】図１，２は本発明の活性汚泥用濾過体の実
施の形態を示す図であって、各々、（ａ）図は一部切欠
正面図、（ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ線に沿う模式的な
断面図である。

【００１５】図１の活性汚泥用濾過体１は、板状の支持
体２の両面にスペーサ３を介して不織布４を取り付け、
取付枠５で固定したものである。支持体２にはその厚さ
方向に両板面に連通する連通管２１が２箇所に設けられ
ている。この連通管２１に支持体２の底部の端面側から
連通する、洗浄水流入管を兼ねる濾過水取出管２２が設
けられている。

【００１６】図２に示す活性汚泥用濾過体１Ａは、支持
体２Ａが、その不織布４Ａに対面する部分が空洞部２Ｂ
となる枠状部材からなる。この空洞部２Ｂを塞ぐように
スペーサ３Ａを介して不織布４Ａが取り付けられ、取付
枠５Ａで固定されている。また、支持体２Ａの上部の端
面側から支持体２Ａの空洞部２Ｂに連通する洗浄水流入
管２２Ａが２本設けられ、支持体２Ａの底部の端面側か
ら支持体２Ａの空洞部２Ｂに連通する濾過水取出管２２
Ｂが２本設けられている。

【００１７】本発明において、支持体としては、濾過部
材としての不織布を支持し、活性汚泥濾過装置内に浸漬
配置された際の水圧に耐え得る十分な剛性を有するもの
であれば良く、特に制限はないが、例えば銅等の金属、
ＡＢＳ樹脂、ポリエステル等の合成樹脂、或いは、酸化
アルミニウム等のセラミックスなどで構成された板状体
又は枠状体が好適である。

【００１８】不織布としては、銅等の金属又はポリエス
テル、ポリプロピレン等の高分子材料よりなるものであ
って、分離粒径３０μｍ以上、好ましくは３０〜１００
０μｍの目開きを有し、厚さが２ｍｍ以下、特に０．１
〜１ｍｍのものが不織布の目詰りを防止して安定な濾過
を行う上で好ましい。

【００１９】スペーサとしてはネットスペーサ等、種々
のものを用いることができる。なお、図１に示す如く板
状の支持体２を採用する場合には、不織布４と支持体２
との間の濾過体の流路を確保するために、ハニカムネッ
トスペーサのようなものが好適である。図２に示す如く
空洞部２Ｂを有する支持体２Ａの場合には、金網状のス
ペーサで良い。

【００２０】なお、このように支持体２Ａに空洞部２Ｂ
を設ける場合、支持体が大型になると、金網状のスペー
サ３Ａのみでは不織布４Ａの平面性を保持できない場合
がある。この場合には、図３に示す如く、金網状のスペ
ーサ３Ａの下に格子状部材のような通水性支持部材６を
設け、スペーサ３Ａ及び不織布４Ａを支持するようにす
るのが好ましい。なお、図３に示す濾過体１Ｂでは、支
持体２Ａの不織布取付面側に段部２Ｃを凹設し、この段
部２Ｃに支持部材６を嵌め込んで取り付けている。その
他の符号は図２と同一部分を示している。

【００２１】このような活性汚泥用濾過体１，１Ａ，１
Ｂでは、不織布４，４Ａを通過した濾過水は、連通管２
１及び取出管２２を経て、或いは、支持体２Ａの空洞部
２Ｂ及び取出管２２Ｂを経て取り出される。

【００２２】このとき、濾過体に使用される不織布４，
４Ａは活性汚泥粒子より目開きが大きいものであるの
で、微量の濁質や活性汚泥粒子は濾過水中に混入する。
これらの濁質、活性汚泥粒子は下方に沈降する傾向が強
い。従って、これが濾過体内で沈積するのを防止して濾
過水と共に排出するために、濾過水取出管は濾過体の下
部に設けるのが好ましい。

【００２３】このように濾過水取出管を濾過体の下部に
設け、濾過体内での濁質や微生物粒子の沈積を防止して
濾過を行っていても、濾過を継続することにより、濾過
体内のうち濾過水の流れの悪い部分に少しずつ濁質や活
性汚泥粒子が蓄積され、濾過性能が悪くなる。このた
め、これらを濾過体内から排除するために、洗浄水を供
給して濾過体内を洗浄する。

【００２４】図１の濾過体１では、洗浄水を取出管２２
から供給し、連通管２１を経て不織布４を通過させるこ
とにより、取出管２２、連通管２１やスペーサ３或いは
スペーサ３と支持体２又は不織布４との間の濁質等を不
織布４を通して活性汚泥濾過装置の反応液側へ排出す
る。

【００２５】また、図２，３に示す濾過体１Ａ，１Ｂで
は、洗浄水を流入管２２Ａより供給し、取出管２２Ｂよ
り排出することで濾過体１Ａ，１Ｂ内の濁質等を洗い出
す。この濾過体１Ａ，１Ｂでは、状況に応じて、上記と
は逆に、取出管２２Ｂから洗浄水を供給して流入管２２
Ａから排出する洗浄を取り入れても良い。この洗浄の間
に、洗浄水の大部分は、不織布４Ａを通過し、濾過体１
Ａ，１Ｂ内に蓄積された濁質等を不織布４Ａを通して活
性汚泥濾過装置の反応液側へ排出する。

【００２６】この洗浄水としては、処理水である濾過水
を用いても良く、別途清浄な水を導入して用いても良
い。

【００２７】本発明の活性汚泥用濾過体は、図１〜３に
示すような構成の濾過体を複数連設して濾過ユニットと
して用いても良く、この場合には、例えば、図４（ａ）
（平面図），（ｂ）（側面図）に示す如く、濾過体１１
Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄを適当な間隔で並設し、各
濾過体１１Ａ〜１１Ｄの上部に設けられた洗浄水流入管
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄを連通する洗浄水流入
集合管１３と、各濾過体１１Ａ〜１１Ｄの下部に設けら
れた濾過水取出管１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄを連
通する濾過水取出集合管１５で濾過体１１Ａ〜１１Ｄを
連結してユニット化すれば良い。

【００２８】

【実施例】以下に、本発明の活性汚泥用濾過体を用いた
活性汚泥濾過装置を示す図４、５を参照して本発明をよ
り具体的に説明する。

【００２９】本実施例では図２に示す構成の濾過体を図
４に示す如く濾過水取出集合管３０Ａと洗浄水流入集合
管３０Ｂで４個連結した濾過体ユニット３０を、生物反
応槽３１の一側部に浸漬配置した。この生物反応槽３１
の他側部には生物反応に必要な酸素を供給するための散
気管３２が設けられている。また、濾過体ユニット３０
の下方には通気管３３が設けられている。３４は仕切壁
である。

【００３０】３５は処理水（濾過水）槽であり、この処
理水槽３５内の処理水を給水ポンプ３６で汲み上げて給
水槽３７に貯留し、この水を洗浄水流入集合管３０Ｂを
経て濾過体ユニット３０の各濾過体に供給するように構
成されている。

【００３１】Ｖ₁ ，Ｖ₂ ，Ｖ₃ ，Ｖ₄ はバルブである。

【００３２】この活性汚泥濾過装置では、濾過運転時
（生物反応処理時）には、生物反応槽３１に原水を供給
すると共に、散気管３２から空気等の酸素含有ガスを散
気して生物処理を行い、生物処理液を濾過体ユニット３
０で水頭差ΔＨによる駆動力で濾過を行い、処理水（濾
過水）を濾過水取出集合管３０Ａを経て処理水槽３５に
導入する。即ち、生物反応槽３１の水位よりも処理水槽
３５の水位を低水位とし、この水頭差ΔＨを駆動力とし
て濾過を進行させる。

【００３３】長時間濾過を継続すると、濾過体ユニット
３０の各濾過体の不織布面に形成された濾過層が圧密化
し、濾過抵抗が増大し、濾過水量が低下してくるため、
定期的に濾過体のガス洗浄を行う。即ち、バルブＶ₁ を
開いて通気管３３より曝気を行うことにより、濾過体の
不織布表面の濾過層を気液混合流の掃流で洗浄除去す
る。なお、このガス洗浄時には、通常、散気管３２から
の散気は停止する。このようにガス洗浄時に散気を停止
するようにすることにより、散気管３２と通気管３３と
で空気供給用のブロワ等を共用することができる。

【００３４】濾過体ユニット３０の各濾過体内の洗浄
は、上記ガス洗浄と同時に行っても良く、ガス洗浄とは
別に独立して行っても良い。

【００３５】この洗浄に当っては、原水の供給を停止す
ると共に、バルブＶ₂ を開として、給水槽３７内の水を
洗浄水として自然流下で洗浄水流入集合管３０Ｂを経て
濾過体ユニット３０内に供給する（なお、この洗浄水の
供給は処理水槽３５から給水ポンプ３６より、直接行っ
ても良い。）。この洗浄水の一部は不織布を通過して生
物反応槽３１の液側に流出し、その過程で濾過体内の濁
質等を排出する。また、洗浄水の残部は濾過水取出集合
管３０Ａより排出され、その過程で濾過体内の濁質等を
処理水槽３５側へ排出する。この排出液は、再度処理を
要する場合には、バルブＶ₄ を開として給水ポンプ３６
で原水槽（図示せず）又は生物反応槽３１に返送され
る。

【００３６】以下に図５に示す洗浄水濾過装置により、
合成下水の生物処理を行った場合の具体的な実施例を示
す。

【００３７】合成下水は流入ＢＯＤ量が３００ｍｇ／Ｌ
となるように生物反応槽３１に導入し、生物反応槽１の
ＭＬＳＳは約４０００ｍｇ／Ｌに維持し、ＢＯＤ−ＳＳ
負荷は約０．１５ｋｇ／ｋｇ・日とした。

【００３８】また、濾過体ユニット３０の各濾過体の各
部の仕様は次の通りであり、この濾過体ユニット３０の
濾過有効面積は濾過体１枚当り約０．４ｍ² であった。

【００３９】支持体：塩化ビニル製 外寸４７ｃｍ×５１ｃｍ×１５ｃｍ厚さ 空洞部の大きさ４２ｃｍ×４６ｃｍ スペーサ：ＳＵＳ３０４製金網状スペーサ 目開き３．５ｍｍ 不織布：ユニチカ製ポリエステル不織布（品番２０１５
７ ＷＴＤ） 目付量１５ｇ／ｍ² 分離粒径１００μｍ 厚さ０．１１ｍｍ 濾過体ユニット３０の濾過水（処理水）は、静水位に対
して２５ｃｍの水頭差を駆動圧として取り出した。

【００４０】このような活性汚泥濾過装置において、３
時間の濾過運転毎に３分の洗浄運転を行った。

【００４１】洗浄運転時には、通水を停止すると共に散
気管３２の曝気を停止し、洗浄水流入集合管３０Ｂから
処理水を３Ｌ／分で濾過体ユニット３０の各濾過体内に
導入した。また、通気管３３から４ｍ³ ／時で曝気を行
った。

【００４２】その結果、１０００時間の運転継続後にお
いても２ｍ³ ／ｍ² ／日の濾過速度を安定して得ること
ができた。また、洗浄時に濾過体内が洗浄水で満たされ
るために、各洗浄運転後の濾過運転再開時の濾過水の水
質低下が防止され、約５分後には得られる濾過水の濁度
は１０度以下になり濾過水質は安定した。

【００４３】１０００時間の運転後、濾過体を引き上げ
て観察したところ、濁質等による濾過体内の濾過水流路
の閉塞等は認められなかった。

【００４４】

【発明の効果】以下詳述した通り、本発明の活性汚泥用
濾過体は、活性汚泥を長期に亘り安定かつ効率的に分離
することができるため、このような活性汚泥用濾過体を
活性汚泥濾過装置に浸漬して用いることにより、生物処
理の固液分離を、沈殿池や膜分離手段を必要とすること
なく、低動力で安定かつ確実に行うことができ、処理効
率の向上と省エネルギー及び省スペース化を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の活性汚泥用濾過体の実施の形態の一例
を示す図であって、（ａ）図は一部切欠正面図、（ｂ）
図は（ａ）図のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図２】本発明の活性汚泥用濾過体の実施の形態の他の
例を示す図であって、（ａ）図は一部切欠正面図、
（ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図３】本発明の活性汚泥用濾過体の実施の形態の別の
例を示す断面図である。

【図４】本発明の活性汚泥用濾過体の実施の形態の更に
別の例を示す図であって、（ａ）図は平面図、（ｂ）図
は側面図である。

【図５】本発明の活性汚泥用濾過体を用いた活性汚泥濾
過装置を示す断面図である。

【符号の説明】

１，１Ａ，１Ｂ 濾過体 ２，２Ａ 支持体 ３，３Ａ スペーサ ４，４Ａ 不織布 ５，５Ａ 取付枠 ６ 支持部材 ３０ 濾過体ユニット ３０Ａ 濾過水取出集合管 ３０Ｂ 洗浄水流入集合管 ３１ 生物反応槽 ３２ 散気管 ３３ 通気管 ３４ 仕切壁 ３５ 処理水槽 ３６ 給水ポンプ ３７ 給水槽

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000005083 日立金属株式会社 東京都千代田区丸の内２丁目１番２号 (72)発明者 大同 均 東京都新宿区西新宿二丁目８番１号 東京 都下水道局内 (72)発明者 鈴木 和夫 東京都新宿区西新宿３丁目４番７号 栗田 工業株式会社内 (72)発明者 岸根 義尚 東京都新宿区西新宿３丁目４番７号 栗田 工業株式会社内 (72)発明者 近藤 三雄 東京都千代田区大手町二丁目６番３号 新 日本製鐵株式會社内 (72)発明者 坂田 守生 東京都千代田区大手町二丁目６番３号 新 日本製鐵株式會社内 (72)発明者 長谷川 哲夫 埼玉県熊谷市三ヶ尻5200番地 日立金属株 式会社内 (72)発明者 永井 睦郎 埼玉県熊谷市三ヶ尻5200番地 日立金属株 式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 活性汚泥を濾過するための濾過体であっ
   て、 支持体と、 該支持体の外面に沿って設けられた不織布と、 該不織布を透過してきた濾過水の流通路と、 該濾過水流通路からの濾過水の取出と該流通路への洗浄
   水の供給とを行う流路と、を備えてなる活性汚泥用濾過
   体。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記支持体は前記不
   織布と対面する部分が空洞又は凹部となっており、 該不織布は、該空洞又は凹部を塞ぐように設けられた通
   水性支持部材に支持されていることを特徴とする活性汚
   泥用濾過体。