JPH1190500A

JPH1190500A - 汚泥の処理方法

Info

Publication number: JPH1190500A
Application number: JP9260719A
Authority: JP
Inventors: Wataru Fujii; 渉藤井; Shigeru Tanabe; 茂田辺; Kazuo Kuwabara; 和夫桑原; Naoya Tanakamaru; 直也田中丸
Original assignee: Diafloc Co Ltd; Mitsubishi Rayon Co Ltd; Nitto Chemical Industry Co Ltd; Mitsubishi Rayon Engineering Co Ltd
Current assignee: Diafloc Co Ltd; Mitsubishi Rayon Co Ltd; Nitto Chemical Industry Co Ltd; Mitsubishi Rayon Engineering Co Ltd
Priority date: 1997-09-25
Filing date: 1997-09-25
Publication date: 1999-04-06

Abstract

(57)【要約】【課題】汚泥貯溜槽における悪臭の発生や汚泥の変質
の防止および汚泥量の低減。【解決手段】有機性汚水を生物学的に処理した後の余
剰汚泥の処理方法において、濃縮後の汚泥を汚泥貯溜槽
にて散気装置を備えた浸漬型膜分離装置にて吸引濾過分
離する。濃縮後の汚泥を貯溜する汚泥貯溜槽において、
汚泥の腐敗防止と高濃度濃縮が同時にしかも容易かつ低
コストでなされるもので、悪臭の発生や、汚泥の変質に
よる難脱水化を抑制することができると共に、処理すべ
き汚泥量が減少し、搬送に要する費用を削減することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は有機性汚水の処理方
法に関するもので、特に生物学的処理により生じた汚泥
の濃縮後の汚泥貯溜槽における処理方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】し尿や下水などの都市廃水、工場等から
の有機性廃水などは、そのなかに含まれる種々の懸濁物
質（ＳＳ）を取り除く処理が施されてから河川等に放流
される。そのような有機性廃水の処理システムにおいて
は、例えば図２に示すように、まず、廃液原水が最初沈
殿池に導入され、ここで、比較的大きな懸濁物質が沈殿
分離される。次に、曝気槽にて、活性汚泥により廃水中
のＢＯＤやＣＯＤ等の水溶性成分を分解する生物処理が
なされる。その後、最終沈殿池にて活性汚泥のフロック
が沈殿分離され、放流される。また、最終沈殿池からの
汚泥の一部は、余剰汚泥として重力式汚泥濃縮槽にて濃
縮される。ここでの脱離液は最初沈殿池に返送される。
汚泥濃縮の為に遠心濃縮機を備えた施設においては、遠
心濃縮機の能力が大きい場合が多く、一旦、余剰汚泥を
貯溜した後、間欠的な濃縮が行なわれる。濃縮された汚
泥は汚泥貯溜槽に送られて貯溜される。尚、最初沈殿池
での沈殿物もこの汚泥貯溜槽にて貯溜される。汚泥貯溜
槽に貯溜した汚泥は、適宜、脱水処理され、または脱水
設備のない施設においては他の処理施設へと搬送され処
理される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たようなシステムにおいては、汚泥貯溜槽内が嫌気状態
になり、悪臭が発生したり、汚泥が難脱水性に変質する
ことがあった。また、汚泥貯溜槽に送給される汚泥は重
力式汚泥濃縮槽にて濃縮されたものであるが、それでも
汚泥貯溜槽における濃度は通常、１〜２％であり、汚泥
貯溜槽での汚泥量は莫大であり、処理費用が嵩むもので
あった。本発明は前記課題を解決するためになされたも
ので、汚泥貯溜槽における悪臭の発生や汚泥の変質の防
止および汚泥量の低減を目的としてなされたものであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の汚泥の処理方法
は、有機性汚水を生物学的に処理して発生する汚泥を濃
縮し、汚泥貯溜槽にて貯溜した後、脱水処理あるいは搬
送する汚泥の処理方法において、濃縮後の汚泥を汚泥貯
溜槽内にて散気装置を備えた浸漬型膜分離装置により汚
泥中に含有されている水分を分離することを特徴とする
ものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明を図１に示す一例を参照し
て説明する。この例では、まず、処理する有機性汚水か
らなる廃液原水を最初沈殿池に導入する。この最初沈殿
池では、比較的大きな懸濁物質を沈殿分離する。そし
て、処理水は曝気槽中で活性汚泥によってＢＯＤやＣＯ
Ｄ等の水溶性成分を分解する生物処理される。尚、ここ
では曝気槽の代りに嫌気・好気循環式硝化脱窒槽のよう
に種々の生物学的処理方法を適用しても良い。次いで、
最終沈殿池に導かれて活性汚泥のフロックが分離沈殿さ
れる。そして、最終沈殿池での処理水は放流され、最終
沈殿池で沈降した汚泥の一部は余剰汚泥として重力式汚
泥濃縮槽に送給される。重力式汚泥濃縮槽での脱離液は
最初沈殿池に返送される。さらに、汚泥濃縮槽で重力濃
縮された余剰汚泥は汚泥貯溜槽に送られて貯溜される。
尚、最初沈殿池での沈殿物もこの汚泥貯溜槽にて貯溜さ
れる。汚泥貯溜槽に貯溜した汚泥は、最初沈殿池での沈
殿物と共に、適宜、脱水処理され、または脱水設備のな
い施設においては他の処理施設へと搬送され処理され
る。

【０００６】本発明においては、この汚泥貯溜槽にて、
散気装置を備えた浸漬型膜分離装置により汚泥中に含有
されている水分を分離することに特徴がある。膜分離に
用いる為の分離膜モジュールとしては、被処理水中の浮
遊性微生物や懸濁物質等が分離できればどのようなもの
でも良く、中空糸膜の他、メンブレンフィルタ等の平膜
等を利用したものが適用できる。例えば、浸漬型膜分離
装置としては、図３に示す構成のものが適用できる。図
３に示す浸漬型膜分離装置１０では、吸引ポンプ１６と
接続された分離膜モジュール１４と、圧空ポンプ３２と
接続した散気装置３０とから概略構成されるもので、汚
泥貯溜槽１２内の汚泥に浸漬するように配置されてい
る。分離膜モジュール１４には、例えば図４に示すよう
な、複数の中空糸で構成される中空糸膜からなる分離膜
１８と、分離膜１８の両端に設けられた管状支持体２０
とを有して概略構成されるものを適用できる。中空糸に
は種々の多孔質かつ管状の中空糸が使用でき、例えば、
セルロース系、ポリオレフィン系、ポリビニルアルコー
ル系、ＰＭＭＡ系、ポリスルフォン系等の各種材料から
なるものが使用できる。中でも、ポリエチレンやポリプ
ロピレン等の伸度の高い材質のものが好ましい。また、
特に限定されるものではないが、中空糸の外径は２０〜
２０００μm、孔径は０.０１〜１μm、空孔率は２０〜
９０％、中空糸膜の膜厚は５〜３００μmのものが好ま
しい。

【０００７】また、分離膜は、表面に親水基を有する所
謂恒久親水化膜であることが望ましい。分離膜の表面が
疎水性であると、被処理水中の有機物と分離膜表面の間
に疎水性相互作用がはたらき、膜面への有機物吸着が発
生し、これが膜面閉塞につながり、濾過寿命が短くなり
易いからである。しかも、吸着に起因する目詰りは膜面
洗浄によっても濾過性能の回復は一般に難しい。しかし
ながら、恒久親水化膜を用いることにより有機物と分離
膜表面の疎水性相互作用を抑制することができ、有機物
の吸着を抑えることができる。

【０００８】管状支持体２０は内部に内部路２４の形成
された筒状のもので、その一端は閉止され、他端は吸引
ポンプ１６と配管２２によって接続されている。尚、こ
の図３に示した管状支持体２０は円筒状のものである
が、これに限られるものではなく、例えば、外形が四角
柱状のものであってもよい。さらに、この管状支持体２
０の側壁２６にはその長さ方向に沿ったスリット２８が
形成されている。このスリット２８には分離膜１８の端
部が挿入されつつ、充填される密封材で閉塞され、分離
膜１８は強固に支持固定される。即ち、分離膜モジュー
ル１４としては、分離膜１８の両端部が２本の管状支持
体２０によってそれぞれ支持される。この場合、分離膜
１８の端部とは中空糸の繊維方向両端部であり、各中空
糸の両端部は管状支持体２０の内部路２４内に位置する
ようになる。

【０００９】密封材は、分離膜１８の各中空糸をその端
部の開口状態を保ったまま、集束してスリット２８に固
定するとともに、管状支持体２０の内部路２４を外部か
ら液密に仕切るもので、エポキシ樹脂、不飽和ポリエス
テル樹脂、ポリウレタン等を液状にしたものをスリット
２８に充填、硬化させることにより形成される。また、
１つのスリットに対して２列以上に分離膜を挿入、固定
すれば、または、１つの管状支持体に対して２つ以上の
スリットを形成し、各スリットに分離膜を挿入、固定す
れば、１つの分離膜モジュール１４当たり複数の分離膜
１８を形成することが可能となる。

【００１０】このような構成の分離膜モジュール１４は
１つの汚泥貯溜槽１２内に複数個配置することが可能で
ある。分離膜モジュール１４を複数個配置することによ
って、全体としての膜面積を増加させることができ、処
理性能を向上させることができる。このため、各分離膜
モジュールの間隔は、分離膜モジュールに占める分離膜
の膜面積の大きさ、分離膜モジュールの数、管状支持体
の太さを考慮して選択することが必要であり、その間隔
は５〜１００mmの範囲が好ましく、５〜７０mmの範囲が
より好ましい。

【００１１】各管状支持体２０の内部路２４は吸引ポン
プ１６と配管２２にて接続されており、吸引ポンプ１６
を作動させることにより、内部路２４内に入り込んだ透
過液は強制的に吸引される。したがって、汚泥貯溜槽１
２内に流入した濃縮汚泥は、吸引ポンプ１６の作動によ
り、分離膜１８で吸引濾過され、汚泥のみが分離膜１８
の表面に捕えられ水分と汚泥とが分離される。こうして
汚泥の除去された水分（膜濾過液）は、吸引ポンプ１６
により分離膜１８を構成する各中空糸内を通り、その端
部に設けられている管状支持体２０の内部路２４及び配
管２２を経由して放流または最初沈殿池に送られる。こ
うして汚泥貯溜槽内では高速で水分だけが除去されて汚
泥がより濃縮される。この廃液処理システムによれば、
汚泥中の水分を短時間で分離、除去することができる。

【００１２】さらに本発明における膜分離装置には、気
体を発散する散気装置が配備される。散気装置は、図３
に示すように、分離膜１８の下方に配置することが好ま
しい。この例の散気装置３０は、多数の細孔の形成され
た管状体で、圧空ポンプ３２と接続されている。この圧
空ポンプ３２を作動させることにより、散気装置３０か
らは気泡が発散される。この散気装置３０から空気を発
散させることにより、汚泥貯溜槽１２内が好気状態とな
り、悪臭の発生や汚泥の変質を抑制することができる。
さらに、この散気装置３０を利用することにより、エア
ースクラビング処理による分離膜の洗浄により、分離能
力の低下を防止することができる。すなわち、散気装置
３０から発散し上昇する気泡により、中空糸膜が揺動
し、この揺動により中空糸どうしが擦れあったり又は中
空糸と水の相対的流動により、中空糸の表面に付着した
汚泥が取り除かれるようになる。したがって、この散気
装置３０は、汚泥貯溜槽内を好気状態にする機能と、分
離膜の洗浄機能とを兼ね備えている。即ち、この散気装
置を備えた浸漬型膜分離装置を汚泥貯溜槽内に設けれ
ば、他の好気状態にする為の設備を設ける必要がない。

【００１３】また、上記散気装置３０によるエアースク
ラビング処理を考慮すると、分離膜１８の膜面が鉛直方
向に沿うように分離膜モジュール１４を配置することが
望ましい。膜面が鉛直方向に沿うように配置すること
で、その下方から上昇する気泡が全ての分離膜１８の膜
面全体に対し均一に作用し、かつ円滑に汚泥貯溜槽１２
の上方に通り抜け易くなるからである。これに対して、
分離膜１８が水平に寝た状態に分離膜モジュールを配置
すると、発散した気泡は最下部に配置された分離膜に当
たった後は、その分離膜に沿って水平方向外方に向かっ
て散ってしまい、上部に配置された分離膜に対して有効
にエアースクラビング処理を施すことができなくなって
しまう。

【００１４】また、汚泥貯溜槽に流入される汚泥中には
活性汚泥の微細フロックが含まれているおそれがある。
このような活性汚泥を含む微細フロックは、分離膜の膜
表面への付着、分離膜どうし間への付着を起こし、分離
膜としての透過流束を低下させやすい。このような場
合、汚泥貯溜槽内に凝集剤を添加することが有効であ
る。処理水に凝集剤を添加すると、処理水中の微細フロ
ックは比較的大きく且つ強度の高いフロックを形成する
ようになり、分離膜の表面上に緻密なケーキ層は形成さ
れず、分離膜からの剥離性が高まる。したがって、分離
膜の高い透過流束を維持することができるようになる。
即ち、吸引濾過による膜分離を行うほど、汚泥貯溜槽中
の汚泥濃度は高まり、しいては膜の透過流束が低下する
傾向があるが、凝集剤の添加を行うことにより、汚泥濃
度が高くても低い膜間差圧で高い透過流束を維持するこ
とができるようになる。

【００１５】凝集剤は、カチオン系の合成高分子凝集剤
が適している。高分子凝集剤のみ添加する場合、高分子
凝集剤の使用量は余剰汚泥の性状にもよるが、余剰汚泥
中の懸濁物質（ＳＳ）１００重量部に対して０.１〜１
重量部となる量が好ましく、０.１〜０.８重量部が特に
好ましい。０.１重量部未満ではフロックの形成が不十
分となる。また、１重量部より多いとフロックが再分散
したり、フロックの分離膜への付着性が増すおそれがあ
るので好ましくない。

【００１６】このように、凝集剤を添加することによ
り、分離膜を用いた吸引濾過における圧損の経時的な上
昇を著しく抑制し、圧損の小さい濾過条件で長時間透過
流束を高く保つことが可能となる。したがって、安定し
て水分の分離、除去を行えると共に、使用する分離膜の
膜面積の削減を図ることもできる。さらに、分離膜の負
担を軽減し、分離膜の寿命を延ばすこともできる。

【００１７】本発明においては、この濃縮後の汚泥を貯
溜する汚泥貯溜槽が好気状態となり、悪臭の発生や、汚
泥の変質による難脱水化を抑制することができる。ま
た、汚泥濃度が約３％に濃縮されるので、処理すべき汚
泥量が１／３〜１／２に減量し、搬送に要する費用を削
減することができる。また、脱水処理効率も高められ
る。さらに、膜分離装置によるものなので、運転やメン
テナンスが容易で管理負担も少なく、また、２４時間以
上の連続運転もでき、かつ、既存の汚泥貯溜槽への設置
も容易で、低コストである。したがって、本発明によれ
ば、好気状態とする為の特別な設備を要せずして、汚泥
貯溜槽内を好気状態に保ちながら汚泥が濃縮されるもの
で、悪臭の抑制と、汚泥の高度濃縮を容易かつ低コスト
で実現することができる。

【００１８】

【実施例】上述した図１，３，４に示す廃液処理システ
ムを構築した。容量が３０ｍ³の汚泥貯溜槽内に膜面積
が４０ｍ²の中空糸分離膜モジュールを浸漬した。この
分離膜モジュールの下方の汚泥貯溜槽底部に、散気装置
を配置し、汚泥貯溜槽を攪拌できるように、１５０ｍ³
／ｈｒで空気を気泡として発散させた。そして、分離膜
モジュールの透過流速を５Ｌ／minになるように吸引濾
過し、濾過水は最初沈殿池に戻した。尚、余剰汚泥の濃
度は８０００ｍｇ／Ｌで液温は１５℃であった。この結
果、汚泥貯溜槽内の汚泥濃度は約１.５％であったが、
５日後には、３％となった。その為、図３に示される従
来のシステムにおいては、約５日で汚泥貯溜槽は満杯と
なり移動脱水車による引抜きが必要とされていたが、本
実施例によれば、高濃度に貯溜できるようになったの
で、引抜きは約１０日間隔で済むようになった。また、
汚泥濃度が高まったことから、脱水処理時間が短縮し
た。さらに、汚泥貯溜槽内が好気状態となったので、汚
泥の腐敗臭ないし脱水処理時の悪臭も激減した。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、濃縮後の汚泥を貯溜す
る汚泥貯溜槽において、汚泥の腐敗防止と高濃度濃縮が
同時にしかも容易かつ低コストでなされるもので、悪臭
の発生や、汚泥の変質による難脱水化を抑制することが
できると共に、処理すべき汚泥量が減少し、搬送に要す
る費用を削減することができる。また、脱水処理効率も
高められる。さらに、膜分離装置によるものなので、運
転やメンテナンスが容易で管理負担も少なく、かつ、既
存の汚泥貯溜槽への設置も容易で、低コストである。

【図面の簡単な説明】

【図１】廃水処理システムの一例を示す流れ図であ
る。

【図２】従来例の廃水処理システムを示す流れ図であ
る。

【図３】浸漬型膜分離装置の一例を示す側断面図であ
る。

【図４】分離膜モジュールの一例を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１０浸漬型膜分離装置１２汚泥貯溜槽１４分離膜モジュール１６吸引ポンプ１８分離膜３０散気装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤井渉神奈川県横浜市鶴見区大黒町10番１号日東化学工業株式会社中央研究所内 (72)発明者田辺茂千葉県町田市二ッ塚138−１ダイヤフロック株式会社内 (72)発明者桑原和夫神奈川県川崎市多摩区登戸3816 ＭＲＣテクノリサーチ株式会社内 (72)発明者田中丸直也東京都中央区京橋二丁目３番19号三菱レイヨン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機性汚水を生物学的に処理して発生す
る汚泥を濃縮し、汚泥貯溜槽にて貯溜した後、脱水処理
あるいは搬送する汚泥の処理方法において、濃縮後の汚
泥を汚泥貯溜槽内にて散気装置を備えた浸漬型膜分離装
置により汚泥中に含有されている水分を分離することを
特徴とする汚泥の処理方法。