JPH11300170A

JPH11300170A - 排水処理方法と排水処理装置及びそれに用いる膜分離装置

Info

Publication number: JPH11300170A
Application number: JP10105992A
Authority: JP
Inventors: Seiji Urano; 誠二浦野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-04-16
Filing date: 1998-04-16
Publication date: 1999-11-02

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、ろ過水のｐＨを調整して放流基準
内にすることができ、分離膜の目詰まりを減少させ、ｐ
Ｈを調整するためのメンテナンスが容易な排水処理方法
を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の排水処理方法は、有機排水を微
生物処理によってｐＨ調整し、このｐＨ調整され汚泥を
含んだ処理水を非導電性の分離膜でろ過するとともに、
前記分離膜の１次側に設けられた第１電極と２次側に設
けられた第２電極の間に通電して電場を形成し、前記処
理水中の汚泥及びその他の懸濁物質を前記電場によって
前記第１電極側に電気泳動して前記分離膜の目詰まりを
減少させ、ろ過水は電気分解により前記２次側でさらに
ｐＨ調整して排出することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機排水を微生物
処理によりｐＨ調整して汚泥等は分離膜でろ過する排水
処理方法と、有機排水を微生物処理によりｐＨ調整して
汚泥等は膜分離装置でろ過する排水処理装置及びそれに
用いる膜分離装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の膜分離による排水処理装置と排水
処理方法は特開平８−３３８３２号公報に記載されてい
るようなものが一般的であった。図４は従来の膜分離に
よる排水処理装置の概略構成図を示すものである。図４
において、２４は容器、２５は膜モジュール、２６は対
向電極、２７は絶縁スペーサー、２８は直流電源、２９
は流入口、３０は流出口、３１は排出口、３２は多孔性
導電膜である。

【０００３】従来の排水処理装置は、図４に示すように
原液の流入口２９と、濃縮液の流出口３０が形成された
容器２４を備え、内部にはろ過水の排出口３１と陽極と
なる多孔性導電膜３２が設けられた膜モジュール２５を
収容したものであった。多孔性導電膜３２と対となった
対向電極２６は多孔性導電膜３２に対面して設けられ、
原液と接触し、対向電極２６と多孔性導電膜３２間に電
場を形成するものである。この多孔性導電膜３２と対向
電極２６は図４に示すように直流電源２８によって前者
の極性がプラス、後者の極性がマイナスとなるように印
加されている。絶縁スペーサ−２７は通電される多孔性
導電膜３２が直接容器２４と接触しないようにするため
設けられている。

【０００４】この排水処理装置の動作を説明すると、図
４中において原液は圧送ポンプ（図示せず）の作用で矢
印ｇで示すように流入口２９から容器２４内に流入させ
られる。容器２４では、多孔性導電膜３２が陽極，対向
電極２６が陰極となるように直流電源２８によって微弱
電圧が印加されている。流入された原液は多孔性導電膜
３２によりろ過されるが、微弱のプラスの電圧が多孔性
導電膜３２に印加されているため、多孔性導電膜３２の
目詰まりの原因となる正電荷を帯びた粒子が多孔性導電
膜３２と反発し合い、マイナスである対向電極２６側に
電気泳動され、対向電極２６上に固層やブラウン運動な
ど行う微粒子のゲル層を形成する。これにより、少なく
とも正電荷を帯びた粒子をろ過する際、この粒子が多孔
性導電膜３２を閉塞することはないものであった。多孔
性導電膜３２によってろ過されたろ過水は膜モジュール
２５の排出口３１から矢印ｉのように流出し、ろ過され
なっかった濃縮液は流出口３０から矢印ｈのように流出
するものであった。なお、この濃縮液は再び流入口２９
から容器２４に流入させて循環させることも可能なもの
である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来の排水処理装置と排水処理方法においては、微弱電圧
を印加しながらろ過を行うため、水の電気分解の作用に
よりろ過水のｐＨが変化するものであった。ろ過後の処
理水を下水道や河川等に排出するにはｐＨを７付近にし
ないと放流基準を満たさず、場合によっては排出口付近
でｐＨが変化して環境に影響が出る可能性があった。

【０００６】また従来の排水処理装置と排水処理方法に
おいては、ろ過のための分離膜を多孔性導電膜としてい
るから、分離膜がプラスの極性に印加されていることに
より正電荷を帯びた粒子による目詰まりは少ないが、分
離膜自身を直接電極とするため電気分解によって膜を構
成する導電性材料、例えばステンレスの分離膜では鉄イ
オンが溶出して分離膜の孔径が徐々に拡大し、膜の劣化
がすすむものであった。

【０００７】そして、有機排水を微生物処理した汚泥含
有の有機排水をさらに河川等に放流できる程度にまで処
理する場合には、従来の排水処理装置と排水処理方法で
は汚泥やその他の懸濁物質を除去できないものであっ
た。というのは汚泥やその他の懸濁物質は通常ゼータ電
位がマイナスであって表面が負に帯電しており、従来の
排水処理装置と排水処理方法のように分離膜を陽極とす
るのではこれをろ過できないものであった。

【０００８】また、従来の排水処理装置の膜分離装置の
容器構造では、原液中の汚泥やその他の懸濁物質全てに
電圧を作用させる必要があり、印加電場と電力消費量の
低減ができないものであった。その上、ろ過流量を制御
するための適当な制御手段がなく、排水量に応じたろ過
流量に設定することができないという問題があるもので
あった。

【０００９】そこで、本発明は上記従来の問題点を解決
するもので、ろ過水のｐＨを調整して放流基準内にする
ことができ、分離膜の目詰まりを減少させ、ｐＨを調整
するためのメンテナンスが容易な排水処理方法を提供す
ることを目的とする。

【００１０】本発明は、ろ過水のｐＨを調整して放流基
準内にすることができ、分離膜の目詰まりを減少させ、
ｐＨを調整するためのメンテナンスが容易で、電力消費
量が少なく、操作が容易な排水処理装置を提供すること
を目的とする。

【００１１】さらに本発明は、分離膜の目詰まりを減少
させるとともに分離膜の劣化が少なく、操作が容易で電
力消費量が少ない膜分装置を提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そこで本発明の排水処理
方法は、有機排水を微生物処理によってｐＨ調整し、こ
のｐＨ調整され汚泥を含んだ処理水を非導電性の分離膜
でろ過するとともに、前記分離膜の１次側に設けられた
第１電極と２次側に設けられた第２電極の間に通電して
電場を形成し、前記処理水中の汚泥及びその他の懸濁物
質を前記電場によって前記第１電極側に電気泳動して前
記分離膜の目詰まりを減少させ、ろ過水は電気分解によ
り前記２次側でさらにｐＨ調整して排出することを特徴
とする。

【００１３】これにより、ろ過水のｐＨを調整して放流
基準内にすることができ、分離膜の目詰まりを減少さ
せ、ｐＨを調整するためのメンテナンスを容易にするこ
とができる。

【００１４】本発明の排水処理装置は、有機排水を溜め
て微生物処理によりｐＨ調整するｐＨ調整槽と、前記ｐ
Ｈ調整槽に設けられ有機排水中の微生物の活性を調整す
る微生物活性調節装置と、前記ｐＨ調整槽で調整された
処理水に含まれる汚泥をろ過する非導電性の分離膜が設
けられ、前記分離膜の１次側と２次側にそれぞれに第１
電極と第２電極が設けられた膜分離装置と、前記第１電
極と前記第２電極の間に通電して電場を形成するための
電源部と、前記２次側のろ過水のｐＨを検出するｐＨ検
出部と、前記ｐＨ検出部からの検出信号に基づいて前記
微生物活性調節装置と前記電源部を制御する制御部を備
え、前記２次側のろ過水のｐＨを調整するために前記ｐ
Ｈ調整槽内のｐＨを制御するとともに、前記電場によっ
て前記分離膜の目詰まりを減少させることを特徴とす
る。

【００１５】これにより、ろ過水のｐＨを調整して放流
基準内にすることができ、分離膜の目詰まりを減少さ
せ、ｐＨを調整するためのメンテナンスが容易で、電力
消費量が少なく、操作が容易な排水処理装置を提供する
ことができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載された発
明は、有機排水を微生物処理によってｐＨ調整し、この
ｐＨ調整され汚泥を含んだ処理水を非導電性の分離膜で
ろ過するとともに、前記分離膜の１次側に設けられた第
１電極と２次側に設けられた第２電極の間に通電して電
場を形成し、前記処理水中の汚泥及びその他の懸濁物質
を前記電場によって前記第１電極側に電気泳動して前記
分離膜の目詰まりを減少させ、ろ過水は電気分解により
前記２次側でさらにｐＨ調整して排出することを特徴と
する排水処理方法であるから、微生物処理と電気分解に
よってろ過水のｐＨを調整して放流基準内にすることが
でき、ｐＨを調整するためのメンテナンスが容易で、汚
泥を電気泳動させることにより分離膜の目詰まりを防ぐ
ことができる。

【００１７】本発明の請求項２に記載された発明は、有
機排水を微生物処理によってｐＨ調整し、このｐＨ調整
され汚泥を含んだ処理水を非導電性の分離膜でろ過する
とともに、前記分離膜の１次側に設けられた第１電極と
２次側に設けられた第２電極の間に通電して電場を形成
し、前記処理水中の汚泥及びその他の懸濁物質を前記電
場によって前記第１電極側に電気泳動して前記分離膜の
目詰まりを減少させ、ろ過水は電気分解により前記２次
側で中和して排出することを特徴とする排水処理方法で
あるから、微生物処理と電気分解によってろ過水のｐＨ
を中和して排出することができ、ｐＨを調整するための
メンテナンスが容易で、汚泥及びその他の懸濁物質を電
気泳動させることにより分離膜の目詰まりを防ぐことが
できる。

【００１８】本発明の請求項３に記載された発明は、有
機排水を微生物処理によって酸性とし、この酸性で汚泥
を含んだ処理水を非導電性の分離膜でろ過するととも
に、前記分離膜の２次側に設けられた陰極と１次側に設
けられた陽極の間に通電して電場を形成し、前記処理水
中の汚泥及びその他の懸濁物質を前記電場によって前記
陽極側に電気泳動して前記分離膜の目詰まりを減少さ
せ、ろ過水は電気分解により前記２次側でｐＨを上げて
排出することを特徴とする排水処理方法であるから、通
常表面が負に帯電している汚泥及びその他の懸濁物質を
陽極側に電気泳動させ、陰極側のろ過水のｐＨを電気分
解によって上げ、有機排水を微生物処理で酸性にするこ
とと合わせることで有機排水を放流基準内に調整するこ
とができる。

【００１９】本発明の請求項４に記載された発明は、前
記２次側でろ過水を中和して排出することを特徴とする
請求項３記載の排水処理方法であるから、汚泥及びその
他の懸濁物質を陽極側に電気泳動させ、陰極側の処理水
のｐＨを電気分解によって上げ、有機排水を微生物処理
で酸性にすることと合わせることで有機排水を放流基準
内に調整することができる。

【００２０】本発明の請求項５に記載された発明は、有
機排水を微生物の硝化処理によって酸性とし、この酸性
で汚泥を含んだ処理水を非導電性の分離膜でろ過すると
ともに、前記分離膜の２次側に設けられた陰極と１次側
に設けられた陽極の間に通電して電場を形成し、前記処
理水中の汚泥及びその他の懸濁物質を前記電場によって
前記陽極側に電気泳動して前記分離膜の目詰まりを減少
させ、ろ過水は電気分解により前記２次側でｐＨを上げ
て中和して排出することを特徴とする排水処理方法であ
るから、硝酸菌や亜硝酸菌等の微生物で処理するため汚
泥中に含まれたアンモニア性窒素を減少させることがで
き、有機排水からの臭気を低下させることができ、硝化
は好気性反応であるので嫌気性反応に比べ反応速度が高
く、処理槽を小型化できる。

【００２１】本発明の請求項６に記載の発明は、有機排
水を溜めて微生物処理によりｐＨ調整するｐＨ調整槽
と、前記ｐＨ調整槽に設けられ有機排水中の微生物の活
性を調整する微生物活性調節装置と、前記ｐＨ調整槽で
調整された処理水に含まれる汚泥をろ過する非導電性の
分離膜が設けられ、前記分離膜の１次側と２次側にそれ
ぞれに第１電極と第２電極が設けられた膜分離装置と、
前記第１電極と前記第２電極の間に通電して電場を形成
するための電源部と、前記２次側のろ過水のｐＨを検出
するｐＨ検出部と、前記ｐＨ検出部からの検出信号に基
づいて前記微生物活性調節装置と前記電源部を制御する
制御部を備え、前記２次側のろ過水のｐＨを調整するた
めに前記ｐＨ調整槽内のｐＨを制御するとともに、前記
電場によって前記分離膜の目詰まりを減少させることを
特徴とする排水処理装置であるから、微生物処理と電気
分解によってろ過水のｐＨを調整して放流基準内にする
ことができ、ｐＨ検出部の検出信号に基づいて制御部が
微生物活性調節装置を制御してｐＨを調整するためメン
テナンスが容易で、操作も易しく、汚泥等を電気泳動さ
せることにより分離膜の目詰まりを防ぐことができる。

【００２２】本発明の請求項７に記載の発明は、有機排
水を溜めて微生物処理によりｐＨを下げるｐＨ調整槽
と、前記ｐＨ調整槽に設けられ有機排水中の微生物の活
性を調整する微生物活性調節装置と、前記ｐＨ調整槽で
調整された処理水に含まれる汚泥をろ過する非導電性の
分離膜が設けられ、前記分離膜の１次側と２次側にそれ
ぞれに陽極と陰極が設けられた膜分離装置と、前記陽極
と前記陰極の間に通電して電場を形成するための電源部
と、前記２次側のろ過水のｐＨを検出するｐＨ検出部
と、前記ｐＨ検出部からの検出信号に基づいて前記微生
物活性調節装置と前記電源部を制御する制御部を備え、
前記２次側のろ過水のｐＨを中和するために前記ｐＨ調
整槽内のｐＨを制御するとともに、前記電場によって前
記分離膜の目詰まりを減少させることを特徴とする排水
処理装置であるから、２次側のろ過水をアルカリにして
微生物処理で下げたｐＨを上げるためろ過水を放流基準
内に調整することができ、通常表面が負に帯電している
汚泥等を陽極側に電気泳動させ、分離膜の目詰まりを減
少させることができる。

【００２３】本発明の請求項８に記載の発明は、前記ｐ
Ｈ調整槽が微生物の硝化処理によって前記有機排水を酸
性にする硝化槽であることを特徴とする請求項７記載の
排水処理装置であるから、硝酸菌や亜硝酸菌等の微生物
で処理するため汚泥中に含まれたアンモニア性窒素を減
少させることができ、有機排水からの臭気を低下させる
ことができ、硝化は好気性反応であるので嫌気性反応に
比べ反応速度が高く、ｐＨ調整槽を小型化できる。

【００２４】本発明の請求項９に記載の発明は、汚泥含
有の有機排水を導入するための容器と、前記容器内に設
けられ有機排水に含まれる汚泥をろ過するための非導電
性の分離膜と、前記分離膜の１次側に設けられた第１電
極と、２次側に設けられた第２電極を備え、前記第１電
極と前記第２電極の間が電源部によって通電されると、
前記汚泥及びその他の懸濁物質を第１電極側に電気泳導
させるとともに、前記２次側のｐＨを調整することを特
徴とする膜分離装置であるから、分離膜の目詰まりを減
少させるとともに第２電極を分離膜とは別に設けている
ため分離膜の劣化が少なく、浮遊汚泥及び浮遊する懸濁
物質のみを電気泳動するので電力消費量が少ない。

【００２５】本発明の請求項１０に記載の発明は、前記
第１電極が陽極として印加されるとともに、前記第２電
極が陰極として印加されることを特徴とする請求項９記
載の膜分離装置であるから、通常表面が負に帯電してい
る汚泥及びその他の懸濁物質を陽極側に電気泳動させ、
陰極側のろ過水のｐＨを上げて排水のｐＨを放流基準内
に調整することができる。

【００２６】本発明の請求項１１に記載の発明は、前記
容器が縦長円柱状の形状を有し、前記容器の内周面に沿
って前記分離膜が設けられ、前記容器の中心近傍には陽
極が設けられるとともに、前記分離膜の前記２次側に陰
極が設けられ、かつ前記陽極は内部に空洞が形成され周
囲に汚泥引き抜き孔が形成されており、前記容器の下部
には堆積した汚泥及びその他の懸濁物質を引き抜く引き
抜き管が設けられていることを特徴とする請求項１０記
載の膜分離装置であるから、流入した汚泥は浮遊汚泥と
沈降汚泥に分離され、沈降汚泥及び沈降したその他の懸
濁物質は引き抜き管から外部に引き抜き、浮遊汚泥及び
浮遊するその他の懸濁物質のみをろ過し、電気泳動する
ので電力消費量が少ない。

【００２７】本発明の請求項１２に記載の発明は、前記
分離膜に印加する電場の強度に対応してろ過流量を制御
することを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載
の膜分離装置であるから、電場の強度とろ過流量の関係
を予め調べておけば電場の強度を制御することでろ過流
量を増減できる。

【００２８】（実施の形態）以下、本発明の膜分離装置
とそれを用いた排水処理装置及び排水処理方法の一実施
の形態について図面を用いて説明する。図１は本発明の
一実施の形態の排水処理装置の概略構成図、図２は本発
明の一実施の形態の排水処理装置の膜分離装置の断面
図、図３は本発明の一実施の形態の排水処理装置の膜分
離装置の陽極部分拡大図である。

【００２９】図１において、１は有機排水を微生物処理
する有機排水処理装置である。この有機排水処理装置１
として本実施の形態では浄化槽を用いている。この浄化
槽は分離曝気方式の曝気槽とするのでも、長い時間をか
けて曝気する長時間曝気方式の曝気槽とするのでもよい
し、標準活性汚泥方式の曝気槽を採用するのでもよい。
２は移送配管、３は移送ポンプである。有機排水処理装
置１においては、有機排水に含まれた有機成分が微生物
等によって処理され、これにより汚泥が生成され、この
汚泥を含んだ有機排水が移送配管２を介してｐＨ調整槽
４に送られる。ｐＨ調整槽４は汚泥を含んだ有機排水を
溜め、有機排水処理装置１と同様に微生物処理によって
ｐＨ調整するための反応槽である。ｐＨを低下させて酸
性にする場合には、硝酸菌（Ｎｉｔｒｏｂａｃｔｅｒ）
や亜硝酸菌（Ｎｉｔｒｏｓｏｍｏｎａｓ）等によって汚
泥やその他の懸濁物質（以下、汚泥等という）を硝化す
る硝化槽や、嫌気性微生物によって酸性にする酸発酵槽
等が望ましい。また、逆にｐＨを上昇させる場合には嫌
気性微生物によるアルカリ分解槽等を用いるのが望まし
い。このアルカリ分解槽を用いる場合には、有機排水処
理装置１をそのままｐＨ調整槽４としてのアルカリ分解
槽に兼用することができる。本実施の形態ではｐＨ調整
槽４として硝化槽を採用している。５は散気管、６はブ
ロワーである。散気管５はｐＨ調整槽４の底部に設置さ
れており、ブロアー６に接続されている。ブロワー６と
散気管５は、微細空気を液中に混入させてｐＨ調整槽４
内の微生物を活性化させ、この活性度に比例してｐＨを
増減する本発明の微生物活性調節装置を構成するもので
ある。本実施の形態ではブロワーを制御して、硝酸菌や
亜硝酸菌等の活性度を変化させ、ｐＨ調整槽４内に溜ま
った有機排水のｐＨを変化させている。

【００３０】図１、図２、図３において、７は膜分離装
置、８は非導電性の分離膜、９は陰極、１０はろ過配
管、１１はｐＨ検出器であるｐＨセンサー、１２，１９
は引き抜きポンプである。また１３は陽極、１４は汚泥
引抜孔、１５，１７は汚泥引き抜き管、１６，１８，２
１は電動バルブ、２０は循環配管、２３は制御部であ
る。膜分離装置７は、本実施の形態の場合、縦長円柱状
の容器と、この容器の内周に所定間隙を置いて壁面に沿
って設けられたほぼ円筒状の分離膜８を備えている。分
離膜８は非導電性であればよく、ろ過のための孔径は
２．５μｍ以下を採用するのが適当である。というの
は、有機排水を浄化して得られる汚泥の粒度は通常７０
０μｍ〜２．５μｍの範囲内に分布しているからであ
る。従って、この寸法を採用するとほとんどの汚泥を分
離膜８でろ過することができる。また孔径として２．５
μｍ以下を選択し、非導電性膜とすれば印加電場の影響
を受けず、膜劣化を起こさない。

【００３１】分離膜８の２次側には、分離膜８と膜分離
装置７の容器との間の空間に陰極９が設けられている。
また、分離膜８の１次側である膜分離装置８の中心近傍
には陽極１３が設けられている。陽極１３が本発明の第
１電極に、また陰極９が本発明の第２電極にあたるもの
である。本実施の形態とは逆に第１電極を陰極、第２電
極を陽極にする場合もあるが、後記の説明からも分かる
ように、この場合は分離膜８の１次側が陰極となるため
汚泥等でそのゼータ電位がプラスのものを電気泳動する
場合に限られる。ところで図３に示すように、陽極１３
の内部には空洞が形成されており、側面には汚泥引抜孔
１４が無数に開口されている。内部の空洞は汚泥引抜き
管１５と接続される。

【００３２】分離膜８の２次側はろ過配管１０と接続さ
れ、引き抜きポンプ１２によってろ過水を排出させてい
る。ろ過配管１０の途中にはｐＨセンサー１１が設けら
れており、これによってろ過水のｐＨを検出し、これに
基づき制御部２３がブロワー６を制御し、ｐＨ調整槽４
内の微生物反応を活発化させて有機排水のｐＨを変化さ
せる。また、汚泥引抜き管１５には電動バルブ１６が設
置され、引抜きポンプ１９によって汚泥等を吸引する。
汚泥引抜きポンプ１９の下流側からは循環配管２０が分
岐され、吸引された汚泥等の一部がｐＨ調整槽４に戻さ
れる。この循環配管２０には電動バルブ２１が設けられ
ており、循環流量を制御することができる。ところで膜
分離装置７には底部に沈降した汚泥等を吸引して外部に
抜き出す汚泥引抜き管１７が内設されている。そして、
この汚泥引抜き管１７の途中には電動バルブ１８が設け
られ、抜き出し量が調節できるようになっており、下流
側に設けた引抜きポンプ１９によって吸引される。陰極
９と陽極１３は直流電源２２と接続され、制御部２３に
よりＤＣ／ＤＣコンバータ等を介して印加電圧が制御さ
れる。また、第１電極と第２電極で陰極と陽極の極性を
交換するときにはその切り換えができるようになってい
る。制御部２３は上記したブロワー６のほか、引抜きポ
ンプ１２，引抜きポンプ１９，電動バルブ１６，電動バ
ルブ１８，電動バルブ２１，移送ポンプ３も制御できる
ようになっている。なお、制御部２３はマイコン等から
構成するのがよい。

【００３３】続いて以上説明した排水処理装置の動作、
作用について説明する。有機排水処理装置１に流入した
有機排水や、内部の有機排水中に投入された有機物は、
好気性の微生物の作用により分解されて最終的には汚泥
となって、有機排水処理装置１内に沈降したり浮遊した
状態で残留する。この有機排水処理装置１内に溜まった
汚泥等は有機排水に含まれて矢印ａで示すように移送ポ
ンプ３によって移送配管２からｐＨ調整槽４に送り込ま
れる。ｐＨ調整槽４において汚泥含有の有機排水は、散
気管５から噴出する微細空気によって曝気される。本実
施の形態ではｐＨ調整槽４は硝化槽であり、内部には硝
酸菌や亜硝酸菌等の微生物が棲息しているが、流入した
汚泥は前記した曝気によって活性度が上がった微生物の
作用で、汚泥中のアンモニア性窒素を硝酸性窒素や亜硝
酸性窒素へ変化させ、汚泥含有の有機排水を処理してｐ
Ｈを低下させる。

【００３４】ｐＨの低下した汚泥を含んだ有機排水は、
矢印ｂで示すようにオーバーフローによって膜分離装置
７へ流入する。ところで有機排水を処理して生成された
汚泥は、処理方式が異なるとその強度が異なったものと
なるが、通常マイナスのゼータ電位を有している。すな
わち、その表面は負電荷を帯び、電場が加えられたとき
に陽極方向へ電気泳動される性質をもっている。またそ
の他の懸濁物質もほとんどが同様である。本実施の形態
では、陰極９と陽極１３に直流電源２２を接続して、陰
極９と陽極１３間に電場を形成しているため、浮遊汚泥
等はこの印加電場によって陰極９側から陽極側１３へ電
気泳動される。これと同時に制御部２３により引抜きポ
ンプ１２が運転され、その吸引力で分離膜８を通してろ
過が行われる。ろ過水はろ過配管１０を通り、引抜きポ
ンプ１２により矢印ｄで示すように排水される。分離膜
８の単位面積当たりのろ過流量を汚泥等の電気泳動速度
より小さくすると、汚泥等は分離膜８へ付着することは
なく、従って分離膜８が汚泥等により目詰まりして閉塞
するのを防止できる。

【００３５】汚泥等の電気泳動速度は、印加する電場の
強度、汚泥等が帯びている負電荷の強度（ゼータ電
位）、汚泥等の粘度、水温等により異なるため、汚泥等
が分離膜８を閉塞するのを防止しようと思えば、諸条件
を整えて予め電気泳動測定装置（図示せず）等で電気泳
動速度を測定しておけばよい。そして様々なろ過流量に
対する電場の許容強度を把握しておけば、制御部２３に
よって印加電圧と引き抜きポンプ１２の吸引量の対応関
係を記憶しておいて制御することにより、分離膜８への
目詰まりを防止しつつ、ろ過流量を変化させることがで
きる。

【００３６】ところで、本実施の形態では陰極９と陽極
１３に電圧を印加して電場を形成するため、有機排水は
膜分離装置７内で電気分解される。図１、図２に示すよ
うに分離膜８の２次側に陰極９が設けられており、分離
膜８でろ過されたろ過水は陰極９での還元反応でｐＨが
上昇する。しかし、ｐＨ調整槽４において既に硝酸菌等
の微生物が有機排水のｐＨを低下させており、膜分離装
置７に導入される有機排水は酸性となっているから、ま
たこの酸性の水がろ過され、電気分解されて分離膜８の
２次側でｐＨが上昇するため、全体として中和もしくは
ｐＨ７付近で所定の放流基準内のｐＨに調整することが
可能となる。例えば、下水道放流であれば、ろ過水のｐ
Ｈは放流基準であるｐＨ５．８〜８．５の範囲内になる
ように管理することができる。

【００３７】そしてこの場合、ｐＨセンサー１１がｐＨ
８．５を超えたｐＨ値を検出してアルカリ化したときに
は、制御部２３がｐＨ調整槽４内の曝気量を増加し、こ
れによりｐＨ調整槽４内の硝化を促進し、さらに場合に
より電動バルブ２１を開いて引き抜き汚泥の循環量を増
加して、ｐＨ調整槽４内のｐＨ値を強制的に低下させ
る。逆にｐＨセンサー１１がｐＨ５．８を下回ったｐＨ
値を検出した場合には、ｐＨ調整槽４の曝気量を減少し
て硝化を抑制し、もし引き抜き汚泥等を循環させている
のであれば電動バルブ２１を閉じて循環量を停止ないし
減少させてｐＨを強制的に上昇させるといった制御を行
えばよい。

【００３８】図３に示すように陽極１３側へ電気泳動さ
れた汚泥等は、周囲の処理水とともに矢印ｆで示すよう
に、引抜きポンプ１９の吸引作用で汚泥引抜き孔１４か
ら吸引され、汚泥引抜き管１５を通って矢印ｃの方向に
移送される。この処理水は、ｐＨ調整槽４での酸性の有
機排水がさらに陽極１３側で電気分解されて酸化された
ものであって酸性がかなり強く、有機排水処理装置１に
設けられた汚泥貯留槽（図示せず）等へ移送されて最終
的にここから排出されることになる。また、引き抜いた
汚泥等を含有する処理水の一部は、循環配管２０を介し
てｐＨ調整槽４へ矢印ｅで示すように戻されて、ｐＨ調
整槽４内のｐＨ調整に供される。この循環流量はｐＨ調
整槽４内のｐＨを下げてろ過水のｐＨを調整するため、
電動バルブ２１で調整される。

【００３９】さらに膜分離装置７の底部に沈降堆積した
沈降汚泥等は、引抜きポンプ１９の吸引力により汚泥引
抜き管１７を通り矢印ｃで示すように有機排水処理装置
１に設けられた前記した汚泥貯留槽（図示せず）等へ移
送される。汚泥引抜き管１５，１７は途中で連結されて
いるため、電動バルブ１６，１８を制御部２３が切り換
えることで引抜くべき側を選択し、引抜きポンプ１９が
汚泥等の引抜き量をろ過流量に応じて制御する。

【００４０】そして、本実施の形態の膜分離装置７とそ
れを用いた排水処理装置においては、膜分離装置７に流
入した汚泥等が浮遊汚泥と沈降汚泥に分離され、浮遊汚
泥等は膜分離装置７内で浮遊状態となり、沈降汚泥等は
膜分離装置７底部に堆積するから、電気泳動は浮遊汚泥
等のみを行えばよく、印加電場すなわち消費電力の低減
を図ることができ、省エネルギの排水処理装置を実現す
ることができる。

【００４１】

【発明の効果】本発明の排水処理方法は、薬品等を投入
することなくろ過水のｐＨを調整して放流基準内にする
ことができ、分離膜の目詰まりを減少させ、ｐＨを調整
するためのメンテナンスは容易で、メンテナンス業者や
ユーザーの負担を軽減することができ、電力消費量が少
なくすることができる。

【００４２】また、本発明の排水処理装置は、ろ過水の
ｐＨを調整して放流基準内にすることができ、分離膜の
目詰まりを減少させ、ｐＨを調整するためのメンテナン
スが容易で、電力消費量が少なく、操作を容易にするこ
とができる。

【００４３】さらに本発明の膜分離装置は、分離膜の目
詰まりを減少させるとともに分離膜の劣化が少なく、操
作が容易でメンテナンスフリーにすることができ、電力
消費量を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の排水処理装置の概略構
成図

【図２】本発明の一実施の形態の排水処理装置の膜分離
装置の断面図

【図３】本発明の一実施の形態の排水処理装置の膜分離
装置の陽極部分拡大図

【図４】従来の膜分離による排水処理装置の概略構成図

【符号の説明】

１有機排水処理装置２移送配管３移送ポンプ４ｐＨ調整槽５散気管６ブロアー７膜分離装置８分離膜９陰極１０ろ過配管１１ｐＨセンサー１２、１９引抜きポンプ１３陽極１４汚泥引抜き孔１５、１７汚泥引抜き管１６、１８、２１電動バルブ２０循環配管２２、２８直流電源２３制御部２４容器２５膜モジュール２６対向電極２７絶縁スペーサー２９流入口３０流出口３１排出口３２多孔性導電膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０２Ｆ 3/34 １０１Ｃ０２Ｆ 3/34 １０１Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機排水を微生物処理によってｐＨ調整
し、このｐＨ調整され汚泥を含んだ処理水を非導電性の
分離膜でろ過するとともに、前記分離膜の１次側に設け
られた第１電極と２次側に設けられた第２電極の間に通
電して電場を形成し、前記処理水中の汚泥及びその他の
懸濁物質を前記電場によって前記第１電極側に電気泳動
して前記分離膜の目詰まりを減少させ、ろ過水は電気分
解により前記２次側でさらにｐＨ調整して排出すること
を特徴とする排水処理方法。
【請求項２】有機排水を微生物処理によってｐＨ調整
し、このｐＨ調整され汚泥を含んだ処理水を非導電性の
分離膜でろ過するとともに、前記分離膜の１次側に設け
られた第１電極と２次側に設けられた第２電極の間に通
電して電場を形成し、前記処理水中の汚泥及びその他の
懸濁物質を前記電場によって前記第１電極側に電気泳動
して前記分離膜の目詰まりを減少させ、ろ過水は電気分
解により前記２次側で中和して排出することを特徴とす
る排水処理方法。
【請求項３】有機排水を微生物処理によって酸性とし、
この酸性で汚泥を含んだ処理水を非導電性の分離膜でろ
過するとともに、前記分離膜の２次側に設けられた陰極
と１次側に設けられた陽極の間に通電して電場を形成
し、前記処理水中の汚泥及びその他の懸濁物質を前記電
場によって前記陽極側に電気泳動して前記分離膜の目詰
まりを減少させ、ろ過水は電気分解により前記２次側で
ｐＨを上げて排出することを特徴とする排水処理方法。
【請求項４】前記２次側でろ過水を中和して排出するこ
とを特徴とする請求項３記載の排水処理方法。
【請求項５】有機排水を微生物の硝化処理によって酸性
とし、この酸性で汚泥を含んだ処理水を非導電性の分離
膜でろ過するとともに、前記分離膜の２次側に設けられ
た陰極と１次側に設けられた陽極の間に通電して電場を
形成し、前記処理水中の汚泥及びその他の懸濁物質を前
記電場によって前記陽極側に電気泳動して前記分離膜の
目詰まりを減少させ、ろ過水は電気分解により前記２次
側でｐＨを上げて中和して排出することを特徴とする排
水処理方法。
【請求項６】有機排水を溜めて微生物処理によりｐＨ調
整するｐＨ調整槽と、前記ｐＨ調整槽に設けられ有機排
水中の微生物の活性を調整する微生物活性調節装置と、
前記ｐＨ調整槽で調整された処理水に含まれる汚泥をろ
過する非導電性の分離膜が設けられ、前記分離膜の１次
側と２次側にそれぞれに第１電極と第２電極が設けられ
た膜分離装置と、前記第１電極と前記第２電極の間に通
電して電場を形成するための電源部と、前記２次側のろ
過水のｐＨを検出するｐＨ検出部と、前記ｐＨ検出部か
らの検出信号に基づいて前記微生物活性調節装置と前記
電源部を制御する制御部を備え、前記２次側のろ過水の
ｐＨを調整するために前記ｐＨ調整槽内のｐＨを制御す
るとともに、前記電場によって前記分離膜の目詰まりを
減少させることを特徴とする排水処理装置。
【請求項７】有機排水を溜めて微生物処理によりｐＨを
下げるｐＨ調整槽と、前記ｐＨ調整槽に設けられ有機排
水中の微生物の活性を調整する微生物活性調節装置と、
前記ｐＨ調整槽で調整された処理水に含まれる汚泥をろ
過する非導電性の分離膜が設けられ、前記分離膜の１次
側と２次側にそれぞれに陽極と陰極が設けられた膜分離
装置と、前記陽極と前記陰極の間に通電して電場を形成
するための電源部と、前記２次側のろ過水のｐＨを検出
するｐＨ検出部と、前記ｐＨ検出部からの検出信号に基
づいて前記微生物活性調節装置と前記電源部を制御する
制御部を備え、前記２次側のろ過水のｐＨを中和するた
めに前記ｐＨ調整槽内のｐＨを制御するとともに、前記
電場によって前記分離膜の目詰まりを減少させることを
特徴とする排水処理装置。
【請求項８】前記ｐＨ調整槽が微生物の硝化処理によっ
て前記有機排水を酸性にする硝化槽であることを特徴と
する請求項７記載の排水処理装置。
【請求項９】汚泥含有の有機排水を導入するための容器
と、前記容器内に設けられ有機排水に含まれる汚泥をろ
過するための非導電性の分離膜と、前記分離膜の１次側
に設けられた第１電極と、２次側に設けられた第２電極
を備え、前記第１電極と前記第２電極の間が電源部によ
って通電されると、前記汚泥及びその他の懸濁物質を第
１電極側に電気泳導させるとともに、前記２次側のｐＨ
を調整することを特徴とする膜分離装置。
【請求項１０】前記第１電極が陽極として印加されると
ともに、前記第２電極が陰極として印加されることを特
徴とする請求項９記載の膜分離装置。
【請求項１１】前記容器が縦長円柱状の形状を有し、前
記容器の内周面に沿って前記分離膜が設けられ、前記容
器の中心近傍には陽極が設けられるとともに、前記分離
膜の前記２次側に陰極が設けられ、かつ前記陽極は内部
に空洞が形成され周囲に汚泥引き抜き孔が形成されてお
り、前記容器の下部には堆積した汚泥及びその他の懸濁
物質を引き抜く引き抜き管が設けられていることを特徴
とする請求項１０記載の膜分離装置。
【請求項１２】前記分離膜に印加する電場の強度に対応
してろ過流量を制御することを特徴とする請求項９〜１
１のいずれかに記載の膜分離装置。