JPS61200892A - 廃水処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は廃水処理装置に係り、廃水を活性汚泥法によっ
て処理する廃水処理装置に関する。

〔発明の背景〕

廃水処理の有力な手段の一つに活性汚泥法がある。この
方法は、有機物を含む廃水を曝気し、これによりバクテ
リアや原生動物を繁殖させ、これら微生物がゼラチン状
のスラッジ沈澱を形成して有機物を生物化学的な作用で
吸着、酸化、分解することを利用したものである。この
沈澱形成物は活性汚泥（Ａｃｔｉｖａｔｅｄ　Ｓｌｕｄ
ｇｅ）とよばれ、これを利用する方法が古（から都市下
水の処理に利用され、最近では、有機性の産業廃水に広
く一般に採用されている。

活性汚泥法で関与する微生物は主として、Ｚｏ。

ｇｌｅａというバクテリアの集団であるが、このほか、
Ｓ　ｐｈａｅｒｏｔｉｌｕｓ　　（みずわた）　、Ｐｈ
ｏｒｍｉｄｉｕｍ、Ｓ　ｔｉｇｅｏｃｌｏｎｉｎｕｍ　
％円虫、輪生等も、水温、溶存酸素、栄養等の条件によ
って関与する。（この場合廃水種類によってはＺｏｏｇ
ｌｅａのバクテリアの集団を変えることが必要となる。

）例えば活性汚泥は廃水中の汚濁負荷量（ＢＯＤ、ＣＯ
Ｄ、ＳＳ負荷値）を減少させるが、一般的に好気状態で
は“ＢＯＤ”があまり高くない（５００ｐｐｍ以下程度
）廃水の処理に有効であり、高ＢＯＤ廃水では嫌気状前
での処理が有効である。

活性汚泥法の処理装置は、第−次沈澱槽、曝気槽、最終
沈澱槽、フィルタ装置及び汚泥返送の５段階からなり、
第一次沈澱池で粗大な夾雑物や固形物を沈澱除去後、そ
の溢流水を曝気槽に導いて返送汚泥を種として加え数時
間曝気する。この間に廃水中の各種好気性微生物は急速
に増殖し、酸化、吸着、凝集（フロック形成）などの化
学的、物理的、生物学的変化が起こる。次いで沈澱池で
静置すると透明水と沈澱に分離する。この透明水は更に
フィルタ装置を通して浄化され再刊用水とされる。又沈
澱活性汚泥は、一部は再曝気して返送汚泥として種用に
使用し、余分の汚泥は更に濃縮した後、脱水ケーキに処
理され、燃焼される。

しかしながら、このような方法では、曝気槽を含め５段
階に及ぶため、廃水処理作業を連続的にできないこと、
装置が大がかりとなり省スペース化が図れないこと、廃
水の種類によって微生物種を変える必要がある場合非常
に作業に手間を要すること等の欠点がある。

又、特公昭５９−１１３６０号公報において、フィルタ
の性能を利用して曝気槽の後段の最終沈澱槽を省略した
廃水処理装置が示されている。この装置は最終沈澱槽を
使用せずフィルタのみによって後段の処理を行っている
。しかし、このような装置では浮遊物を基準以下に維持
できるようなポアサイズのフィルタを使用した場合、反
応微生物及び汚泥等のＳＳ負荷が高すぎるため、フィル
タの目詰りが生じ易く、再生使用も困難で経費がかかる
。更にフィルタによる処理法はクロスフロー処理である
ため、ＳＳ負荷はフィルタの目詰りに特に影響を与えメ
ンテナンスが容易でない。又曝気後静置してフィルタを
通過させるが微生物等の破壊膜に凝集している汚泥によ
って目詰りを生じ圧力損失が大きくなり実用的でない。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、沈澱
槽と曝気槽とを一体にして省スペース化を図ると共に、
メンテナンスが容易な廃水処理装置を提案することを目
的としている。

〔発明の概要〕

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、処理
槽に廃水を注入するパイプと、処理槽下部に設けられた
曝気装置と、処理槽内で曝気装置の上方に形成され、廃
水処理用微生物を含む無数の高分子担体が浮遊する固定
化微生物区域と、複数の中空糸から構成されると共に中
空糸を介して廃水を１過する膜モジュールと、から成り
、前記膜モジュールは処理槽の底面に連通ずると共に処
理槽内の廃水を通流させて１過処理することを特徴とす
る。

〔実施例〕

以下、添付図面に従って本発明に係る廃水処理装置の好
ましい実施例を詳説する。第１図は、本発明に係る廃水
処理装置の説明図、第２図は本発明で使用される膜モジ
ュールの断面図である。第１図に示すように廃水処理槽
１０には、上部に注入パイプ１２が取付けられ、廃水が
槽１０内の処理部１６に注入される。槽１０は上方に処
理部１６が形成され、下方にホッパ部１４が形成されて
いる。ホッパ部１４と処理部１６の境界面にはスクリー
ン２０が配置されている。スクリーン２０の下方にはエ
アノズル２６が取付けられ、エアはパイプ２４を介して
槽１０内に吹出される。又、パイプ２４は、分岐してパ
イプ２５、弁２８、及び導入パイプ３０を介して、後に
詳述する複数の膜モジュール２２に連通される。このモ
ジュール２２は槽１０の底面に取付けられており、エア
はこのモジュール２２内を通過して槽１０の底面からも
吹き出される。

処理部１６の廃水中には予め無数の微生物固定化高分子
担体１８が投入されて浮遊し、この高分子担体１８はス
クリーン２０を通過できない程度の大きさに形成されて
いる。この微生物固定化担体１８は、特殊濃縮汚泥Ｍ　
Ｌ　Ｓ　Ｓ　（Ｍｉｘｅｄ　ＬｉｑｕｒｅＳｕｓｐｅｎ
ｄｅｄ　５ｏｌｉｄ）をアクリルアミド及びＮ、Ｎ′−
メチレンビスアクリルアミドモノマーと混合し、常温で
重合させ、この形成ポリアクリルアミドポリマー中にＭ
ＬＳＳを固定化させることにより、形成される。この固
定化形成ポリマーは粒子径が３〜４　ｍｍに粉砕され、
処理槽１０の添加高分子担体１８として使用される。又
、このＭＬＳＳは、特定の微生物と、食品廃水と培地と
の中で培養されると共にポリマー中のＭＬＳＳの固定化
量が８０００■／１以上で使用される。廃水はエアノズ
ル２６及び膜モジュール２２からのエアの吹出しによっ
て曝気され、この微生物固定化高分子担体１８によって
酸化、吸着、凝集等の化学的、物理的及び生物学的変化
を受ける。又、処理槽１０のホッパ部１４には汚泥排出
パイプ３２に取付けられた複数の段状受部３４が設けら
れ、高分子担体１８で処理された廃水の沈降汚泥は集め
られてパイプ３２から排出される。一方、処理槽１０の
上部には液溜３８を介して放流パイプ３６が設けられ、
更に槽１０内には仕切板４０が設けられ、仕切板４０と
槽１０との間にスクリーン４２が設けられている。これ
によって、処理された廃水の上澄はスクリーン４２を通
過し、液留３８を介してパイプ３６より放流される。

前述の膜モジュール２２は第２図に示すように、筒状の
ハウジング５０と、ハウジング内部５０Ａに設けた複数
の半透膜中空糸（チューブ）５２とから構成される。中
空糸５２の両端はエポキシ樹脂チューブシート５４で保
持され、又ハウジング５０の下端にはエンドキャブ５６
が設けられ、エンドキャップ５６の中央部にパイプ３０
の一端が開口し、モジュール２２内と連通され、パイプ
３０は第１図で示すエア調整弁２８及び逆止弁４５に接
続されている。エアはパイプ２４．２５、弁２８を通っ
てモジュール２２の中空糸内５２Ａを通って槽１０内に
送られる。これにより中空糸５２はエアによって常に洗
浄されている。一方、パイプ３６からの放流水の一部は
循環パイプ４４、ポンプ４４Ａを通って逆止弁４５より
モジュール２２の中空糸内５２Ａを通流して、再び槽１
０内に注入される。又、モジュール２２は槽１０の底面
に設けられるため中空糸内５２Ａには槽１０の水圧がか
かり、中空糸５２の外部より内部が高圧となる。

一方、ハウジング５０の下部にパイプ４９の一端が開口
し、ハウジング５０Ａ内と連通され、パイプ４９は第１
図のパイプ４８に接続され、ハウジング５０Ａ内はパイ
プ４９．４８を介して図示しない外部処理水タンクと連
通されている。これによってハウジング内５０Ａは中空
糸内５２Ａより負圧となり、中空糸内５２Ａを流れる放
流水の一部は逆浸透圧により中空糸５２を透過してハウ
ジング内部５０Ａに流出される。中空糸５２を通過しな
い未処理液は前記したように槽１０内に送られ、循環さ
れ、再び処理される。

前記の如く構成された本実施例に於いて、処理槽１０に
はパイプ１２から廃水が供給され、廃水は処理部１６内
で微生物を固定化した高分子担体１８と共に数時間曝気
される。この曝気はスクリーン２０の下方に配置したエ
アノズル２６のエア吹出し及び槽１０の底面に設けた膜
モジュール２２のエア吹出しによって行われる。この曝
気によって゛廃水は処理部１６で微生物固定化担体１８
と反応して酸化、吸−着、凝集等の化学的、物理的及び
生物学的処理を受け、ＢＯＤ、ＳＳ及びＣＯＤ負荷が低
下する。又曝気により、廃水から生じた活性汚泥はスク
リーン２０を通過してホッパ部１４の段状受部３′４に
堆積され、一方微生物固定化担体１８は沈降性が良くス
クリーン２０上に速やかに堆積される。これによって廃
水の上澄はスクリーン４２を通過して、液溜３８を介し
て放流パイプ３６から放流される。

又、高分子担体１８で処理された廃水の上澄は再利用水
とするため、膜モジュール２２で処理される。即ち中空
糸内５２Ａを通流する放流水の一部は、逆浸透圧により
、中空糸５２で’＝濾過されハウジング内５０Ａに流出
される。この場合、中空糸内５２Ａから濾過する為の圧
力差は槽１０内の水圧であるため、１過処理（膜透過）
のための圧力ポンプは必要としない。

前記実施例によれば膜モジュール２２からパイプ４９で
引き抜かれる処理水に相当する量だけ原水ラインから注
入パイプ１２に供給され、膜モジュール２２から未処理
水は処理槽１０内に送られる。このように前記実施例で
は廃水を循環しながら膜モジュール２２により透析処理
していくので、極めて効率的に廃水処理を行うことがで
きる。

又、微生物によるＳＳ負荷が固定化担体２２化したこと
により減少すること、中空糸内３２Ａへの通流にＳＳ負
荷の少ない廃水の清澄水が常に使用されること、及びフ
ィルタのようなりロスフロー処理をしないことにより、
中空糸５２面に汚れが付きにくいためメンテナンスが容
易となる。

又、膜モジュール２２の使用によって汚染した中空糸５
２はエア調節弁２８からのエアと逆止弁４５からの放流
水の気液混合流によって洗浄でき、又エアと水を交互に
間欠的に中空糸内５２Ａに通流しても洗浄できるので、
中空糸５２の膜面を効果的に洗浄できる。

また、膜モジュール２２への循環水の供給は上澄水に限
らず、ホッパ部１４から行っても良い。

この場合、曝気エアのエゼクタにより膜モジユール２２
内に移送され、ポンプ４４Ａは不要となる又、ホッパ部
１４の受部３４に堆積した余分な汚泥はパイプ３２より
排出され、図示しない汚泥脱水装置に送られ固形化処理
される。微生物の菌属は固定化担体１８によって一定化
されるので返送汚泥を考慮する必要がなく、処理槽１０
内の反応も一定に維持しやすくなる。

又、前記実施例において、微生物固定化担体１８にアク
リルアミド樹脂を用いたがこれに限るものではなく、本
発明に使用し得る高分子担体としては、アクリル系樹脂
、エポキシ系樹脂、アクリルアミド系樹脂、スチレン系
樹脂、ポリウレタン系樹脂、ビニル系樹脂、多Ｉｌ！類
誘導体またはアルキル化した多孔性ガラス等の無機担体
が挙げられ、常温放置または微生物が死滅しない程度の
温度で同化し、同化後には微生物を液中に放出しないも
のであれば、任意の高分子物質を使用することができる
。

又前記実施例に於いて、中空糸５２にポリアミド膜を使
用したがこれに限るものでなく、セルロース系、ポリビ
ニル系、ポリスチレン系、アクリルアミド系、ポリビニ
ルアルコール系若しくはこれらに種々のスルホン基、ア
ミノ基等の官能基を有する中空糸膜を使用してもよい。

又、第３図及び第４図は第２実施例の説明図である。第
３図及び第４図は第１図及び第２図で示す廃水処理装置
と同様な外観構成になっており、第１図及び第２図で示
す廃水処理装置中の同一部材若しくは類似の部材には同
一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。第３図に
示すように廃水処理槽１０内に小径の筒状部材５３と、
この部材５３の外側に大径の筒状部材５５とが設けられ
、大径筒状部材５５内は処理部１６になっており、処理
部１６内の小径筒状部材５３の内側と外側を廃水が対流
できるようになっている。又、槽１０の上方中央には注
入パイプ１２が設けられ、廃水はこのパイプ１２から槽
１０の小径筒状部材５３内に注入される。又、槽１０の
底面にはホッパ部１４が設けられ、ホッパ部１４の中央
底部には汚泥排出パイプ３２が設けられている。ホッパ
部１４の上方にはエアノズル２６が設けられ、エアはパ
イプ２４を介して処理部１６内に吹出される。

又、槽ｌＯの上部には処理された廃水の清澄ゾーン１６
Ａが形成され、筒状部材５５の上端はにスクリーン５５
Ａが設けられ、又、筒状部材５５の下部と槽１０の内側
と６間に仕切板５８が設けられ、この仕切板５８には膜
モジュール２２が取付けられている。

又、膜モジュール２２は第４図で示すように複数の中空
糸５０の上下端はエポキシ樹脂チューブシール５４Ａで
連結され、その上にヘッドカバー６０が設けられている
。これによって膜モジュール２２の上部に微量固体浮遊
物が堆積しないようにしている。

前記の如く構成された第２実施例に於いて、廃水は注入
パイプ１２より小径筒状部材５３内に注入され、廃水は
小径筒状部材５３の下方から筒状部材５３と大径筒状部
材５５との間に導入され再び上方から小径筒状部材５３
内に導入され処理部１６を対流する。一方、下方に設け
たエアノズル２６からのエア吹出しによる曝気によって
処理部１６の廃水は酸化、凝集等を受け、ＢＯＤ負荷及
びその他の汚濁負荷量が低下される。

このように処理部１６で廃水工４の処理を所定時間行う
ことにより、廃水は担体１８との反応によってスクリー
ン５５Ａを介してパイプ３６からの放流ができる。又モ
ジュール２２を介してパイプ４８から廃水の再利用水が
得られ、この場合、槽１０内の廃水の水圧を膜透過圧に
利用できる。

又、第５図は本発明に係る第３実施例の説明図である。

第５図は第１図及び第２図で示す廃水処理装置と同様な
外観構成になっており、第１図及び第２図で示す廃水処
理装置中の同一部材若しくは類似の部材には同一の符号
を付し、その詳しい説明は省略する。

第５図で示すように廃水処理槽１０は底６２が路上げ底
に形成され、槽１０の底面周縁部にはホッパ部１４が設
けられている。又、ホッパ部１４の上方には処理部１６
が設けられ、ホッパ部１４と処理部１６との境界面には
スクリーン２０が設けられている。廃水注入パイプ１２
はスクリーン２０の上方に配置され、廃水はこのパイプ
２０によって処理部１６の底部に注入される。又、スク
リーン２０と槽１０の底面１２にはエアノズル２６が設
けられ、又底面６２の中央部には第２図で示す膜モジュ
ール２２が設けられており、エアノズル２６とモジュー
ル２２は沈澱汚泥の防御ネット６４に覆われている。

このような構成に於いても第１実施例と同様に、膜モジ
ュール２２を槽１０の底面に設けることにより、膜透過
のための減圧ポンプが不要となり、またモジュール２２
内の中空糸５２の洗浄がエアによってできる。

第６図は本発明に係る第４実施例の説明図である。　第
４実施例では膜モジュール２２′は取外し可能に処理槽
１０の底部に取付けられている。

即ち膜モジュール２２′は第７図に示すように上下端に
キャップ５６が設けられ、このキャップ５６の中央部に
はパイプ３２が設けられている。膜モジュール２２′の
上端部は取付け、取外し可能なパイプ接続具７０．弁６
４、パイプロ８を介して処理槽１０の底部に連通されて
いる。又膜モジュール２２′の下端は接続部７０を介し
て循環パイプ４４と連通されている。

このように構成された第４実施例に於いて、廃水処理が
所定時間行われ、中空糸５２の能力が低下した場合、膜
モジュール２２′は上下端の接続部７０から取外し、新
たな膜モジュールと交換することができる。

膜モジュール２２′は交換されるが、この交換は、接続
具７０よりパイプ３０．３ｏ及びパイプ４９を取外すこ
とにより容易に行うことができる〔発明の効果〕 以上説明したように本発明に係る廃水処理装置によれば
、微生物固定化担体と中空糸膜モジュールとを組み合わ
せることにより、廃水の処理効率が良好となり、廃水処
理装置のメンテナンスも容易になる。また、膜モジュー
ルは処理槽外に設置されているので膜モジユール交換作
業が容易になり、運転中の交換も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る廃水処理装置の説明図、第２図は
第１図の膜モジュールの断面図、第３図は本発明に係る
廃水処理装置の第２実施例の説明図、第４図は第３図の
膜モジュールの断面図、第５図は本発明に係る廃水処理
装置の第３実施例の説明図、第６図は本発明に係る廃水
処理装置の第４実施例の説明図、第７図は第６図の第４
実施例で使用される膜モジュールの断面図である。 １０・・・処理槽、　１２・・・廃水注入パイプ、２２
・・・高分子担体、　２２・・・膜モジュール、２６・
・・エアノズル、５２・・・中空糸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 処理槽に廃水を注入するパイプと、処理槽下部に設けら
   れた曝気装置と、処理槽内で曝気装置の上方に形成され
   、廃水処理用微生物を含む無数の高分子担体が浮遊する
   固定化微生物区域と、複数の中空糸から構成されると共
   に中空糸を介して廃水を濾過する膜モジュールと、から
   成り、前記膜モジュールは処理槽の底面に連通すると共
   に処理槽内の廃水を通流させて濾過処理することを特徴
   とする廃水処理装置。