JPH11290886A

JPH11290886A - 高濃度酸素活性汚泥処理装置

Info

Publication number: JPH11290886A
Application number: JP10102909A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kawabata; 雅博川端
Original assignee: Organo Corp; Japan Organo Co Ltd
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 1998-04-14
Filing date: 1998-04-14
Publication date: 1999-10-26

Abstract

(57)【要約】【課題】敷地面積を増加せず、より高負荷の処理を可
能にする。【解決手段】反応槽１０は、反応室１０ａ、１０ｂ、
１０ｃに分割されており、反応室１０ａに原水が流入さ
れ、処理水は反応室１０ｃ内に配置された浸漬型膜分離
装置２０から排出される。反応室１０ａ、１０ｂには、
表面曝気機１４が配置され、反応室１０ｃには循環ブロ
ワー１８からの空気を散気する散気部材１６が設けられ
ている。特に浸漬型膜分離装置２０は、散気部材１６の
上方に設けられているため、散気空気により浸漬型膜分
離装置２０の膜洗浄を行うことができる。また、酸素発
生器１２からの酸素富化空気が反応室１０ａに導入さ
れ、反応室１０ｂ、１０ｃの順で流通するため、高負荷
の反応室１０ａにおける酸素濃度を高くすることがで
き、排出される酸素富化空気は空気による曝気の排気に
近いものになり、酸素の有効利用が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、酸素富化空気また
は純酸素により反応槽の曝気を行う活性汚泥処理装置、
特に汚泥の分離に膜分離装置を利用するものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、下水、一般産業排水、生活排
水などの有機物を含む排水を処理する方法として、好気
性生物処理法である活性汚泥処理法が広く利用されてい
る。

【０００３】この活性汚泥処理法では、排水を曝気槽に
導入しここで活性汚泥と共に曝気して、排水中の有機物
を分解する。そして、曝気混合液を沈殿槽に流入し、沈
殿処理して、上澄みを処理水として放流する。一方、沈
殿汚泥は、曝気槽に返送し、曝気槽内の活性汚泥量を維
持する。

【０００４】ここで、曝気槽における処理能力を上げる
ために、曝気用の気体として、酸素富化空気や純酸素を
利用する高濃度酸素活性汚泥法が提案されている。これ
によって、曝気槽内の混合液に溶解する酸素量を多くす
ることができ、曝気槽における有機物の処理量を上昇で
きる。また、高濃度酸素活性汚泥法によれば、汚泥のバ
ルキングが発生しにくく、後段の沈殿分離を効果的に行
えるという利点もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、効率的な排
水処理のためには、曝気槽の負荷をできるだけ大きくし
たいという要求があり、このためには曝気槽における汚
泥濃度を高くしたいという要求がある。しかし、汚泥濃
度を上昇すると沈殿分離が困難になり、汚泥が流出して
しまうという問題点がある。

【０００６】特に、排水の流入量が建設当初より増大し
たり、有機物濃度が増大した場合には、施設を増設しな
ければならない。ところが、増設のための敷地を確保で
きない場合も多い。そこで、敷地面積の増加を少なくし
て、処理量の増大に対処できる処理施設が望まれてい
た。

【０００７】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、より高負荷の処理が可能な高濃度酸素活性汚泥処
理装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、酸素富化空気
または純酸素により反応槽の曝気を行う活性汚泥処理装
置において、反応槽を少なくとも２槽以上に分割し、そ
の最終段における反応槽内の曝気混合液を汚泥と浄化水
に分離する膜分離装置を有することを特徴とする。

【０００９】このように、酸素富化空気を利用している
ため、反応槽における酸素供給量を大きくできる。さら
に、曝気混合液からの汚泥と浄化水との分離に膜分離装
置を用いるため、反応槽内の汚泥濃度を高濃度に維持す
ることができる。そこで、反応槽の有機物負荷を高くす
ることができ、処理装置の設置のための敷地面積を小さ
くして効率的な処理を行うことができる。特に、建設当
初は通常の空気曝気としておき、排水流入量が建設当初
より増加した際には酸素富化空気を利用することで、敷
地面積をほとんど増加することなく排水量の増加に対処
することができる。

【００１０】また、本発明は、反応槽の少なくとも一部
は上部を密閉した密閉構造とし、各段の曝気ガス中の酸
素濃度が入口側ほど高くなるように構成したことを特徴
とする。これによって、反応槽の負荷（ＢＯＤ負荷）が
高い部分において、酸素濃度が高く、負荷が低い部分に
おいて、酸素濃度が低くなる。そこで、負荷の高い反応
槽の入口側の部分の槽を密閉構造にするとよく、反応槽
の末端部分においては、酸素濃度は低くなるので、これ
を大気に開放しても十分効率的に酸素を利用することが
できる。

【００１１】また、本発明は、前記膜分離装置として、
浸漬型の膜分離装置を使用すると共に、この最終段の槽
の曝気にブロワーを使用することを特徴とする。これに
よって、膜分離装置の膜洗浄に曝気空気を利用すること
ができる。

【００１２】また、本発明は、前記膜分離装置として、
浸漬型の膜分離装置を使用すると共に、この最終段の槽
の上方は、大気に開放することを特徴とする。最終段の
曝気空気の酸素濃度は、この段のＢＯＤ負荷が低いので
入口側の槽のものと比べ、大気もしくは大気に近い酸素
濃度のもので十分である。従って、大気に開放しても酸
素の利用効率はそれほど落ちない。そして、大気に開放
することによって、膜分離装置を引き上げての点検修理
などが容易になる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（以下
実施形態という）について、図面に基づいて説明する。

【００１４】図１は、実施形態の装置の全体構成を示す
図であり、反応槽１０は、槽内が３つの反応室１０ａ、
１０ｂ、１０ｃに分割されている。そして、各反応室１
０ａ、１０ｂ、１０ｃの分割壁の下部には、開口（不図
示）が設けられており、槽内液が流通可能となってい
る。すなわち、第１反応室１０ａに原水が流入され、反
応室１０ｂを通って反応室１０ｃに至る。また、各反応
室１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、その上方が覆蓋され、密
閉室となっている。そして、第１反応室１０ａの上部空
間には、酸素発生器１２が接続されており、ここから酸
素富化空気が供給されている。この酸素発生器１２は、
例えばゼオライトの窒素吸着を利用した酸素ガス発生装
置であり、８０％程度まで酸素が富化された酸素富化空
気を第１反応室１０ａに供給する。各反応室１０ａ、１
０ｂ、１０ｃの分割壁１３の上部にも開口（不図示）が
形成されており、酸素富化空気は、各反応室１０ａ、１
０ｂ、１０ｃの上部空間を流通し、第３反応室１０ｃの
上部から大気に排出される。

【００１５】第１、２反応室１０ａ、１０ｂには、表面
曝気機１４が配置されている。この表面曝気機１４は、
液表面で回転するインペラーを有しており、このインペ
ラーの回転により、槽内液を飛散させ曝気する。また、
第３反応室１０ｃの底部には、散気部材１６が配置され
ており、循環ブロワー１８からの散気ガスがここから吹
き出される。循環ブロワー１８の吸い込み口は、第３反
応室１０ｃの上部空間に接続されており、第３反応室１
０ｃの混合液中を通過した散気ガスが循環される。

【００１６】そして、第３反応室１０ｃ内の散気部材１
６の上方には、浸漬型膜分離装置２０が設けられてい
る。この浸漬型膜分離装置２０の透過液側は、吸引ポン
プ２２に接続されており、この吸引ポンプ２２から処理
水が排出される。また、第３反応室１０ｃ内の混合液
は、循環ポンプ２４によって、第１反応室１０ａに循環
される。なお、循環混合液の一部が余剰汚泥として系外
に排出される。

【００１７】このような装置によれば、原水は、第１反
応室１０ａに導入され、第１、２、３反応室１０ａ、１
０ｂ、１０ｃ内で、活性汚泥と共に曝気され、活性汚泥
微生物により有機物が分解される。特に、これら反応室
１０ａ、１０ｂ、１０ｃからなる反応槽１０内は、酸素
富化空気が供給されるため、高酸素濃度になっている。
そして、膜分離装置２０により分離された汚泥が反応槽
１０内に循環されているため、汚泥濃度を高濃度にして
も、清澄な処理水が得られる。そこで、反応槽１０内
は、高酸素濃度、高汚泥濃度となり、飛躍的な高負荷処
理を行うことができる。例えば、酸素濃度及び汚泥濃度
を通常の活性汚泥処理法に比べ、４倍程度に設定するこ
とで、反応槽１０に対する容積負荷を通常の４倍程度に
できる。これによって、施設の敷地面積の大幅に小さく
することができる。また、膜分離装置２０を利用してい
るため、汚泥のバルキングが生じても、固液分離に問題
は生じず、常に清澄な処理水を得ることができる。

【００１８】例えば、原水ＢＯＤ５００ｍｇ／ｌ、処理
水量５００ｍ³／日の食品製造排水を処理した場合、沈
殿槽を有する従来の高濃度酸素活性汚泥処理施設におい
ては、曝気槽総容量９０ｍ³、沈殿槽容量１００ｍ³程度
が必要である。一方、本発明によれば、曝気槽１００ｍ
³（３０ｍ³反応室×２＋４０ｍ³浸漬膜分離装置設置反
応室）程度が必要となる。そして、従来の装置で処理を
行った場合、処理水ＢＯＤ１０〜２５ｍｇ／ｌ、ＣＯＤ
１０〜２０ｍｇ／ｌ、ＳＳ１０〜３５ｍｇ／ｌ程度であ
るが、本実施形態の装置によれば、処理水ＢＯＤ５〜８
ｍｇ／ｌ、ＣＯＤ５〜１０ｍｇ／ｌ、ＳＳ０ｍｇ／ｌ程
度が得られる。このように、敷地面積を大幅に小さくす
ることができ、また処理水を改善することができる。

【００１９】また、この装置においては、浸漬型膜分離
装置２０を利用している。従って、膜分離装置の設置面
積を十分少ないものにできる。また、第３反応室１０ｃ
のような最終段の反応室の上部空間における酸素濃度は
それほど高くない。そこで、最終段の反応室を大気開放
型にすることも好適である。これによって、曝気ブロワ
ーは、循環式ではなく、通常のものを利用でき、また前
段の反応槽の上部空間の空気を吸い込むものとすること
もできる。そして、浸漬型膜分離装置２０が浸漬されて
いる反応室を大気開放型にすることによって、浸漬型膜
分離装置２０の引き上げ点検修理などが容易になるとい
う利点も得られる。

【００２０】さらに、酸素発生器１２からの酸素富化空
気は、第１反応室１０ａに供給され、第２、３反応室１
０ｂ、１０ｃに順次流通する。従って、各反応室の上部
空間における酸素濃度は、原水の流入側ほど高酸素濃度
になる。すなわち、反応室１０ａ、１０ｂ、１０ｃの上
部空間における酸素濃度は、第１反応室１０ａ＞第２反
応室１０ｂ＞第３反応室１０ｃとなる。各反応室１０
ａ、１０ｂ、１０ｃの有機物負荷は、原水流入側ほど高
く、上述の酸素濃度の勾配と対応しており、各反応室１
０ａ、１０ｂ、１０ｃにおいて効果的な処理が行える。
また、最終的に排出するガスは、酸素濃度が減少してお
り、酸素の利用効率を上昇することができる。

【００２１】また、本実施形態では、第１、２反応室１
０ａ、１０ｂに表面曝気機１４を配置した。そこで、槽
内の攪拌を適切なものに維持して、酸素の溶解を効率的
に行える。また、第３反応室１０ｃでは、循環ブロワー
１８を介し、散気部材１６から散気することで、浸漬型
膜分離装置２０を曝気気体にさらすことができる。従っ
て、酸素の溶解と、浸漬型膜分離装置２０の膜の洗浄の
両方を達成することができる。また、循環ブロワー１８
を利用したため、酸素富化空気を曝気ガスとして利用す
ることができ、酸素溶解効率を高く維持することができ
る。

【００２２】さらに、第１、２反応室１０ａ、１０ｂ
と、第３反応室１０ｃを切り離し、第３反応室１０ｃの
み水位変動可能にすることも好適である。これによっ
て、第３反応室１０ｃ内の膜分離装置２０からの処理水
の排出を自由に変更することができる。例えば、膜分離
装置２０の運転を間欠的に行って運転時間を調整した
り、吸引ポンプ２２の引き抜き水量を調整することによ
って、原水の水量、水質変動に対処することができる。
なお、表面曝気機１４に代えて、循環ブロワーを利用し
たり、フローティング式の表面曝気機を用いれば、反応
槽１０全体の水位変動を許容できるようになり、処理水
排出量の調整をより大きな幅で調整することができる。
また、曝気装置は、上述のような構成に限らず、ポンプ
循環によるエジェクタ方式なども適宜利用することがで
きる。

【００２３】次に、図２に、他の実施形態の構成を示
す。この実施形態では、第１、２、３反応室１０ａ、１
０ｂ、１０ｃには、全て表面曝気機１４が配置されてい
る。また、浸漬型膜分離装置２０に代えて、反応槽１０
の外に配置される膜分離装置３０が設けられ、ここに供
給ポンプ３２により、反応室１０ｃ内の混合液が圧送さ
れる。そして、膜分離装置３０の透過液が処理水として
放流され、濃縮液が第１反応室１０ａに返送されるよう
になっている。

【００２４】このような装置においても上述の実施形態
と同様に、反応槽１０内を高酸素濃度、高汚泥濃度に維
持することができ、高負荷処理を行うことができる。ま
た、反応槽１０内の水位を変更できるようにすれば、処
理水排出量を調整して、原水流入量の変動に対処するこ
とができる。

【００２５】図１、２に示す本発明の装置によれば、高
負荷の運転に耐えられる。このような装置は、特に増設
用の施設として好適である。すなわち、最初に従来法の
曝気槽（反応槽）及び膜分離装置からなる施設を建設す
る。次に、排水量や排水中の有機物濃度の増加に対し、
酸素発生器の増設による高濃度酸素曝気への移行を行
う。また、必要によっては、膜分離装置を増設する。こ
れによって、敷地面積をほとんど増加することなく、排
水量の増加に対処することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
酸素富化空気または純酸素を曝気空気として使用すると
共に、汚泥を分離する手段として膜分離装置を採用する
ことによって、高負荷の活性汚泥処理が可能となり、敷
地面積を小さくして効果的な排水処理を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の構成を示す図である。

【図２】他の実施形態の構成を示す図である。

【符号の説明】

１０反応槽、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ反応室、１２
酸素発生器、１４表面曝気機、１６散気部材、１８
循環ブロワー、２０浸漬型膜分離装置、２２吸引
ポンプ、２４循環ポンプ、３０膜分離装置、３２
供給ポンプ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酸素富化空気または純酸素により反応槽
の曝気を行う活性汚泥処理装置において、反応槽を少なくとも２槽以上に分割し、その最終段にお
ける反応槽内の曝気混合液を汚泥と浄化水に分離する膜
分離装置を有することを特徴とする高濃度酸素活性汚泥
処理装置。
【請求項２】請求項１に記載の装置において、反応槽の少なくとも一部は上部を密閉した密閉構造と
し、各段の曝気ガス中の酸素濃度が入口側ほど高くなる
ように構成したことを特徴とする高濃度酸素活性汚泥処
理装置。
【請求項３】請求項１または２に記載の装置におい
て、前記膜分離装置として、浸漬型の膜分離装置を使用する
と共に、この最終段の槽の曝気にブロワーを使用するこ
とを特徴とする高濃度酸素活性汚泥処理装置。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか１つに記載の装
置において、前記膜分離装置として、浸漬型の膜分離装置を使用する
と共に、この最終段の槽の上方は、大気に開放すること
を特徴とする高濃度酸素活性汚泥処理装置。