WO2006095509A1 - 排水処理方法および排水処理装置 - Google Patents

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WO2006095509A1
WO2006095509A1 PCT/JP2006/301551 JP2006301551W WO2006095509A1 WO 2006095509 A1 WO2006095509 A1 WO 2006095509A1 JP 2006301551 W JP2006301551 W JP 2006301551W WO 2006095509 A1 WO2006095509 A1 WO 2006095509A1
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treatment apparatus
tank
nano bubble
wastewater
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PCT/JP2006/301551
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Kazuyuki Yamasaki
Kazumi Chuhjoh
Kohji Ohoka
Keichiro Uda
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Sharp Kabushiki Kaisha
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Publication date
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    • B01D—SEPARATION
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    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Definitions

  • the present invention relates to a wastewater treatment method and wastewater treatment apparatus for treating organic matter-containing wastewater, and is capable of, for example, high-concentration microorganism treatment using a submerged membrane, micro-nanobubble treatment, photocatalytic treatment, and the like.
  • the present invention relates to a wastewater treatment apparatus and a wastewater treatment method capable of improving the quality of treated water.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2004-121962
  • This conventional technology exploits the characteristics of nanobubbles such as reduced buoyancy, increased surface area, increased surface activity, generation of a local high-pressure field, and surface-active action and bactericidal action by realizing electrostatic polarization.
  • these characteristics are related to each other, so that the dirt component adsorption function, the object surface high-speed cleaning function, the sterilizer It is disclosed that various objects can be cleaned with high performance and low environmental load, and the purification of polluted water can be performed.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-334548 describes a method of generating nanobubbles.
  • an object of the present invention is to provide a wastewater treatment method and a wastewater treatment apparatus that can improve the treatment efficiency of wastewater containing organic matter, and can realize the reduction of the components and the running cost.
  • the wastewater treatment method of the present invention includes a micro / nano bubble treatment step of treating organic matter-containing waste water with micro / nano bubbles,
  • a photocatalytic treatment step of photocatalytically treating the treated water after the microorganism treatment is a photocatalytic treatment step of photocatalytically treating the treated water after the microorganism treatment.
  • the treated water obtained by pretreating organic matter-containing wastewater with micronanobubbles in the micro / nano bubble treatment step is subjected to microbial treatment in the microbial treatment step. Therefore, due to the effect of the pretreatment with the micro-nano bubbles, it is possible to reduce the load of organic matter in the subsequent microbial treatment, or to increase the activity of the microbial, and to downsize the microbial treatment apparatus. It becomes possible.
  • the treated water after the microbial treatment in the microbial treatment step is photocatalyzed.
  • a small amount of organic matter remaining in the treated water is photocatalyzed and advanced treatment exceeding the limit of treatment by microbial treatment becomes possible.
  • the waste water treatment apparatus of one embodiment includes a micro / nano bubble reaction tank that treats the organic substance-containing waste water with micro / nano bubbles, and water to be treated from the micro / nano bubble reaction tank.
  • An aeration tank that has a submerged membrane and microbially treats the water to be treated;
  • the water to be treated from the aeration tank is introduced and a photocatalytic tank for photocatalytically treating the water to be treated is provided.
  • the organic matter-containing wastewater is treated with micronanobubbles in a micronanobubble reaction tank and then introduced into an aeration tank having a submerged film.
  • the organic matter-containing wastewater before the microorganism treatment in the aeration tank, the organic matter-containing wastewater is treated with the micro / nano bubbles in the micro / nano bubble reaction tank. Therefore, after reducing the organic load by oxidizing the organic matter in the wastewater with micro / nano bubbles, the treated water is effectively introduced into the aeration tank where the microbial concentration is high by the submerged membrane. Organic matter can be processed. Therefore, it is possible to reduce the size of the aeration tank, reduce the scale of the entire apparatus, and reduce the initial cost.
  • the wastewater treatment apparatus includes an adjustment tank that is disposed in a preceding stage of the micro-nano bubble reaction tank and that introduces the organic matter-containing wastewater and adjusts the water quality and the amount of the organic matter-containing wastewater.
  • the wastewater treatment apparatus of this embodiment after adjusting the water quality and amount of the organic matter-containing wastewater in the adjustment tank, it is introduced into the micro / nano bubble reaction tank, so that the organic matter can be efficiently oxidized with the micro / nano bubbles. .
  • the micro-nano bubble reaction tank has a micro-nano bubble generator
  • the aeration tank has a water supply section for supplying water to be treated to the micro / nano bubble generator via the submerged membrane.
  • the water supply section supplies water to be treated from the aeration tank to the micro / nano bubble generator of the micro / nano bubble reaction tank via the submerged membrane.
  • the aeration tank-powered submerged membrane treated water water containing electrolyte
  • the micro / nano bubble generator can stably supply extremely small bubbles in the micro / nano bubble reaction tank.
  • the aeration tank includes a micro / nano bubble cleaning unit that generates micro / nano bubbles to clean the submerged film.
  • the micro / nano bubble cleaning unit can effectively clean the oil / fat that causes the submerged membrane to be blocked by washing the submerged membrane with the generated micro / nano bubbles.
  • the aeration tank has an air diffuser for discharging air to the submerged membrane to clean the submerged membrane, and the micro / nano bubble cleaning unit is generated.
  • the submerged membrane is washed with a mixed bubble in which micro-nano bubbles and air discharged from the air diffuser are mixed.
  • the two kinds of bubbles, the micro-nano bubbles generated by the micro-nano bubble cleaning unit and the large air bubbles discharged from the air diffuser are mixed, and the liquid in the aeration tank is mixed.
  • the media can be cleaned. Therefore, the characteristics of each of these two types of bubbles can be demonstrated, and a synergistic effect of the two types of bubbles can be expected, and the submerged membrane can be washed more reliably. That is, air bubbles having a diffused tube force move toward the submerged membrane, whereby micro-nano bubbles having an excellent cleaning effect can be guided to the submerged membrane.
  • the air diffuser is disposed below the submerged membrane, and the micro / nano bubble cleaning unit is disposed between the submerged membrane and the air diffuser. Has been placed,
  • a first guide that is attached to the air diffuser and guides the air discharged from the air diffuser to the micro / nano bubble cleaning unit; A micro-nano bubble attached to the submerged membrane and generated by the micro-nano bubble cleaning unit; and a second guide for guiding the air discharged from the air diffuser to the submerged membrane.
  • the first and second guides allow the micro-nano bubbles generated by the micro-nano bubble cleaning unit and the bubbles generated by the air diffuser to be efficiently submerged.
  • the submerged membrane can be more reliably washed.
  • the aeration tank has a plurality of submerged films arranged in two or more stages in the vertical direction.
  • the waste water treatment apparatus of this embodiment since the plurality of submerged films are arranged in two or more stages in the vertical direction in the aeration tank, the installation floor area of the aeration tank can be reduced, and the space-saving apparatus It can be.
  • the photocatalyst tank includes the ultraviolet irradiation unit, a photocatalyst plate including a sputtered thin film that is in contact with the treated water and irradiated with ultraviolet rays from the ultraviolet irradiation unit.
  • the effect of the photocatalyst on the photocatalyst plate can be promoted by the ultraviolet irradiation unit irradiating the photocatalyst plate with ultraviolet rays.
  • the sputtered thin film included in the photocatalyst plate can be made into a dense thin film with strong hardness as a photocatalyst, so there is no worry about abrasion or peeling even when a strong water flow is applied.
  • the ultraviolet irradiation section can be constituted by a mercury lamp or the like.
  • the photocatalyst tank includes
  • a photocatalyst plate including a sputtered thin film that is in contact with the water to be treated and is irradiated with the light of the light emitting diode lamp force.
  • the photocatalytic plate's effect can be promoted by irradiating the photocatalyst plate with light rays of light-emitting diode lamp power that are not in contact with the water to be treated.
  • the light emitting diode lamp does not contain mercury unlike an ultraviolet lamp, it can be an environmentally safe lamp. The above light emitting diode It is desirable to place the drump in a place where the treated water does not reach.
  • the photocatalyst substrate includes the sputtered thin film and the substrate, and the substrate is a glass or a quartz plate.
  • the substrate included in the photocatalyst substrate is made of glass or a quartz plate, it is inexpensive and easy to manufacture.
  • the photocatalyst tank includes a micro / nano bubble generator.
  • the photocatalyst tank can improve the efficiency of contact between the treated water and the photocatalyst plate by generating the micro / nano bubble with the micro / nano bubble generator.
  • the organic matter remaining in the treated water can be acid-treated in a short time by using two acids, acid by micro-nano bubbles and acid by photocatalyst.
  • the aeration tank is treated with biologically treated water or sludge generated after biological treatment.
  • treated water that has been biologically treated or sludge generated after biological treatment is introduced into the aerated tank, so that the microbial activity in the aerated tank can be enhanced. That is, in order to cultivate microorganisms at a high concentration, it requires biologically treated water or minerals in sludge generated after biological treatment. If this mineral is insufficient, the activity of the microorganisms will be insufficient.
  • biologically treated treated water that is the source of electrolyte ions or sludge generated after biological treatment into the aeration tank, treated water rich in electrolyte can be obtained.
  • the photocatalyst tank has a transparent outer wall.
  • the photocatalyst tank has a transparent outer wall, so that the photocatalytic action of the photocatalyst plate is performed by external light that passes through the transparent outer wall and irradiates the inside. It is possible to improve the treatment efficiency of treated water by photocatalysis. If the entire surface of the outer wall is transparent, the photocatalytic action can be further improved by the light incident on the entire surface of the upper, lower and side surfaces.
  • organic matter-containing substances are obtained by the micro / nano bubble treatment process.
  • Water to be treated which is pretreated with micro / nano bubbles, is treated with microorganisms in the microorganism treatment process. Therefore, due to the effect of the pre-treatment with the micro-nano bubbles, the subsequent treatment with enhanced microorganism activity can reduce the load on organic matter, and the size of the device for the treatment of microorganisms can be reduced. Furthermore, by treating the treated water after microbial treatment by the above microbial treatment process with a photocatalyst, a small amount of organic substances remaining in the treated water can be photocatalyzed, and high-level treatment exceeding the limit of microbial treatment is possible. It becomes.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a first embodiment of a waste water treatment apparatus of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a second embodiment of the waste water treatment apparatus of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a third embodiment of the waste water treatment apparatus of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing a fourth embodiment of the waste water treatment apparatus of the present invention.
  • FIG. 5A is a time chart when the total organic carbon concentration of the organic matter-containing wastewater in the first to fourth embodiments is 80 Oppm.
  • FIG. 5B is a time chart when the total organic carbon concentration of the organic matter-containing wastewater in the first to fourth embodiments is 16 OOppm.
  • FIG. 1 schematically shows a first embodiment of the waste water treatment apparatus of the present invention.
  • the first embodiment includes an adjustment tank 1, a micro / nano bubble reaction tank 3, an aeration tank 7, and a photocatalyst tank 22.
  • Organic substance-containing wastewater is introduced into the adjustment tank 1, and the amount and quality of the organic substance-containing wastewater are adjusted to the adjustment tank 1.
  • the wastewater introduced into the adjustment tank 1 includes various organic matter-containing wastewater. Examples include wastewater from food factories and organic alkaline wastewater from semiconductor factories. It falls under organic matter-containing wastewater.
  • the amount and quality of the organic substance-containing wastewater are adjusted and introduced into the micro / nano bubble reaction tank 3 by the adjustment tank pump 2 as treated water.
  • the micro / nano bubble reaction vessel 3 has a micro / nano bubble generator 4 installed therein. An air suction pipe 5 and a water supply pipe 29 are connected to the micro / nano bubble generator 4.
  • the air suction pipe 5 introduces air into the micro / nano bubble generator 4, and the water supply pipe 29 generates micro / nano bubbles from the submerged film 17 arranged in the aeration tank 7 by the water pump 19. Supply to machine 4. As a result, the micro-nano bubble generator 4 generates micro-nano bubbles.
  • the water supply pipe 29 and the water pump 19 constitute a water supply section.
  • a specific example of the nano nano network laboratory can be adopted as a specific example without limiting the manufacturer.
  • Auratec Co., Ltd., Resource Development Co., Ltd., and Seika Sangyo Co., Ltd. select micro bubble water production equipment.
  • the organic matter in the organic matter-containing wastewater is partially oxidized by the micro / nano bubbles.
  • the treated water partially oxidized by the micro / nano bubbles generated from the micro / nano bubble generator 4 in the micro / nano bubble reaction tank 3 is then introduced into the aeration tank 7.
  • a circulation pump 6 is provided attached to the aeration tank 7.
  • the circulation pump 6 introduces the sludge containing the water to be treated in the aeration tank 7 into the micro / nano bubble reaction tank 3 through the circulation pipe L1.
  • the sludge containing the water to be treated introduced into the micro / nano bubble reaction tank 3 is treated with the micro / nano bubbles generated by the micro / nano bubble generator 4 and then returns to the aeration tank 7 again.
  • the sludge containing the water to be treated is circulated between the aeration tank 7 and the micro / nano bubble reaction tank 3 by the circulation pump 6.
  • the water to be treated can be oxidized with micro-nano bubbles and oxygen can be supplied to the treated water with micro-nano bubbles.
  • nanobubbles have always existed in water, and it has become a component to increase the dissolved oxygen concentration.
  • Microbubbles are fine bubbles with a diameter of 50 microns (m) or less, shrink in water, and eventually disappear (completely dissolve).
  • a nanobubble is a bubble that is smaller than a microbubble, has a diameter of several lOOnm or less (for example, a diameter of 100 to 200 nm), and can be present in water at most. It has been broken.
  • the micro / nano bubble can be described as a bubble in which the micro bubble and the nano bubble are mixed.
  • the circulating water introduced from the submerged membrane 17 of the aeration tank 7 through the water supply pipe 29 to the micro / nano bubble generator 4 of the micro / nano bubble reaction tank 3 by the circulation pump 6 is oxygenated by the micro / nano bubbles. Will be replenished.
  • the nano bubbles contained in the micro-nano bubbles stay in the treated water in the aeration tank 7 for a long period of time, and can maintain the dissolved oxygen in the aeration tank 7 for a long time.
  • the blower for aeration has been continuously operated for 24 hours without oxygen being supplied by micro-nano bubbles as in the prior art, whereas in this embodiment, the aeration tank 7 is intermittently aerated with air bubbles discharged from the diffuser pipe 8 via the air pipe 10 from the intermittently operated blower 9 that is intermittently operated.
  • the blower 19 By operating the blower 19 intermittently, energy can be saved compared to continuous operation.
  • the water pump 19 feeds the water to be treated as described above from the submerged membrane 17 to the micro / nano bubble reaction tank 3.
  • the water pump 20 sends the water to be treated from the submerged membrane 17 to the micro / nano bubble generator 15 for cleaning the submerged membrane 17 via the water feeding pipe 13.
  • An air suction pipe 14 is connected to the micro / nano bubble generator 15, and air is introduced into the micro / nano bubble generator 15 from the air suction and 14 pipes.
  • the water supply pump 21 supplies the water to be treated from the submerged membrane 17 to the micro / nano bubble generator 25 installed in the subsequent photocatalyst tank 22 via the water supply pipe 27.
  • the micro-nano bubble generator 25 is connected to an air suction pipe 26. Air is introduced from the tube 26 into the micro / nano bubble generator 25.
  • a submerged membrane cover 16 is attached to the submerged membrane 17 as a second guide.
  • This submerged membrane cover 16 is used to dispose the ultrafine micro / nano bubbles generated by the micro / nano bubble generator 15 when the air discharged from the diffuser pipe 11 installed below the micro / nano bubble generator 15 rises. It leads to the submerged film 17 together with the 11 discharged air, and serves to effectively contact the submerged film 17.
  • a diffuser tube cover 12 is also attached to the diffuser tube 11 connected to the blower 28 as a first guide.
  • the air diffuser cover 12 serves to efficiently guide the air discharged from the air diffuser 11 to the micro / nano bubble generator 15. Force that air is supplied from the above blower 28 to the diffuser tube 11 This blower 28 is operated continuously for 24 hours. The reason is that air cleaning of the submerged membrane 17 requires 24 hours of operation.
  • the operation of the micro / nano bubble generator 15 may be determined in relation to the degree of clogging of the submerged film 17. That is, generally, when the water to be treated contains a large amount of oil and fat, the operation time of the micro / nano bubble generator 15 is relatively long. Air supplied from the blower 28 to the diffuser tube 11 is discharged from the diffuser tube 11 to clean the surface of the submerged membrane 17 A mixed bubble of the air discharged from the diffuser tube 11 and the micro / nano bubbles Of course, the cleaning effect of the submerged membrane 17 is higher.
  • biologically treated water or biologically treated sludge is introduced into the aeration tank 7 via the pipe L2.
  • phosphorus, potassium, calcium, magnesium contained in biologically treated water or sludge generated after biological treatment Trace elements such as can promote the activity of all microorganisms in the aeration tank 7.
  • the trace elements are not contained in the treated water, the treatment without microbial activity is not stable.
  • the microbial concentration in this aeration tank 7 is MLSS (Mixed Liquor Suspended Solid) and operates at lOOOOppm or more. Is introduced into the photocatalyst tank 22.
  • Gravity pipe 18—A is a pipe capable of deriving water to be treated using a water head difference.
  • This photocatalyst tank 22 is provided with an ultraviolet lamp 23 as an ultraviolet irradiation unit at the top. Thus, the water to be treated does not reach the ultraviolet lamp 23.
  • a micro / nano bubble generator 25 is installed inside the photocatalyst tank 22.
  • a photocatalyst plate 24 is installed between the ultraviolet lamp 23 and the micro / nano bubble generator 25. The photocatalyst plate 24 is in contact with the water to be treated, but the ultraviolet lamp 23 is not in contact with the water to be treated.
  • the photocatalyst on the photocatalyst plate 24 and the water to be treated are mixed and stirred by the micro / nano bubble generated from the micro / nano bubble generator 25, and the water to be treated is oxidized by the micro / nano bubble.
  • this photocatalyst plate 24 was produced by forming a sputtered thin film on a glass plate by sputtering.
  • the ultraviolet lamp 23 contains harmful mercury, it is also possible to adopt an environmentally safe light-emitting diode lamp instead of the ultraviolet lamp 23.
  • the water supplied to the micro / nano bubble generator 25 is water to be treated supplied from the water pump 21 connected to the submerged membrane 17 through the water pipe 27.
  • treated water is obtained from the outlet of the photocatalyst tank 22.
  • the organic matter-containing waste water is treated with the micro / nano bubble in the micro / nano bubble reaction tank 3 and then introduced into the aeration tank 7 having the submerged film 17.
  • the treatment of the microorganisms with micro-nano bubbles is increased, and at the same time, organic wastewater is treated with micro-nano bubbles in the micro-nano bubble reaction tank 3 before the microbial treatment in the aeration tank 7. Can reduce the scale of the entire device and reduce the initial cost.
  • treated water is introduced into the aeration tank 7 where the microbial concentration is high due to the submerged membrane 17. Can effectively treat organic matter.
  • a high degree of acidification treatment of a small amount of organic matter which is impossible only by microbial treatment, can be performed by oxidation treatment with a photocatalyst.
  • the photocatalyst tank 22 can improve the efficiency of contact between the water to be treated and the photocatalyst plate 24 by generating the micro / nano bubbles with the micro / nano bubble generator 25.
  • the organic matter remaining in the treated water can be oxidized in a short period of time by using two acids, ie, acid by micro-nano bubbles and acid by photocatalyst. Therefore, according to the first embodiment, it is possible to improve the treatment efficiency of the organic matter-containing wastewater, and to reduce the scale of the wastewater treatment device and the running cost.
  • the water supply pump 19 and the water supply pipe 29 forming the water supply section are configured so that the water to be treated passes from the aeration tank 7 through the submerged film 17 to the micro / nano bubble reaction tank 3.
  • Water is sent to the existing micro / nano bubble generator 4.
  • the submerged membrane treated water containing the electrolyte is fed from the aeration tank 7 which is a high-concentration microorganism device using the submerged membrane 17 to the micro / nanopub generator 4.
  • the micro / nano bubble generator 4 can stably supply extremely fine bubbles in the micro / nano bubble reaction tank 3.
  • FIG. 2 shows a second embodiment of the waste water treatment apparatus of the present invention.
  • This second embodiment differs from the first embodiment only in that another submerged film 117 is provided on the upper stage of the submerged film 17 installed in the aeration tank 7N. Therefore, in the second embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted, and parts different from those in the first embodiment are described.
  • a submerged film 117 is arranged on the upper stage of the submerged film 17, and the two submerged films 17 and 117 are three-dimensionally installed. Therefore, there is an advantage that the micro-nano bubbles and the cleaning air that increase the downward force of the submerged membranes 17 and 117 without increasing the installation floor area of the aeration tank 7 can be effectively used in three dimensions.
  • FIG. 3 shows a third embodiment of the waste water treatment apparatus of the present invention.
  • This third embodiment differs in force from the first embodiment described above only in that the aeration tank 7V is filled with the polysalt vinylidene filling 30. Therefore, in the third embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof is omitted, and parts different from those in the first embodiment are described.
  • the polyvinyl chloride polyvinylidene filling 30 is filled in the aeration tank 7V, the average of the entire aeration tank 7V is compared with the case where the filling 30 is not present. Concentration can be high. In addition, since microorganisms adhere to and propagate on the polysalt / vinylidene packing 30, the microorganisms are more stable and improve the ability to treat organic matter in wastewater containing organic matter than when there is no packing. . [0076] It is preferable that the polysalt vinylidene filling 30 is disposed in the entire water tank 7V. In this case, the microbial concentration is high throughout the aeration tank 7V.
  • microorganisms propagate in the polyvinyl chloride filler 30 with the passage of time from the trial run of the apparatus.
  • concentration of microorganisms on the surface of this polysalt / vinylidene packing 30 is 30000 ppm or more, leading to an increase in the processing efficiency of organic matter.
  • the material of the polychlorinated vinylidene filler 30 is strong and not attacked by chemical substances! / Salt / vinylidene, and can be used semipermanently.
  • the polyvinyl chloride vinylidene filler 30 may be selected in accordance with the characteristics of the power drainage with products such as biocode, ring lace, biomultileaf, and nano module.
  • the third embodiment may be combined with the second embodiment described above.
  • FIG. 4 shows a fourth embodiment of the waste water treatment apparatus of the present invention.
  • This fourth embodiment differs from the first embodiment only in that a partition plate 31 extending in the vertical direction (vertical direction) is disposed in the vicinity of the approximate center of the aeration tank 7Z. Therefore, in the fourth embodiment, the same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof is omitted, and different parts from the first embodiment are described.
  • the air supplied from the blower 28 and discharged from the diffuser pipe 11 generates an ascending water flow 32A in the aeration tank 7Z, and the ascending water flow 32A is separated from the substantially central partition.
  • the plate 31 is moved to the opposite side of the air diffuser 11 over the plate 31, and a descending water flow 32B is formed.
  • the inside of the aeration tank 7Z is sufficiently agitated, so that the microbial decomposition of the organic matter in the treated water can be promoted.
  • the fourth embodiment may be combined with the second and third embodiments described above.
  • An experimental device having the same structure as the waste water treatment device of the first embodiment shown in FIG. 1 was manufactured.
  • the capacity of the adjustment tank 1 is 50 liters
  • the capacity of the micro / nano bubble reaction tank 3 is 20 liters
  • the capacity of the aeration tank 7 is 200 liters.
  • the microbial concentration was set to about 14000 ppm.
  • the organic matter concentration in the organic matter-containing wastewater discharged from the factory was measured as the total organic carbon (TOC)
  • TOC total organic carbon
  • the wastewater that was 860 ppm was continuously introduced into the adjustment tank 1. It was. After that, after waiting for the water quality to stabilize for one month, the total organic carbon content of the treated water that can also obtain the outlet force of the gravity pipe 18-B was 12 ppm.
  • Fig. 5A shows an example of a time chart in the first to fourth embodiments when the total organic carbon content of the organic matter-containing wastewater is 800 ppm
  • Fig. 5B shows the total organic carbon concentration of the organic matter-containing wastewater is 1600 ppm.
  • An example of a time chart in the first to fourth embodiments is shown.
  • the photocatalytic action of the photocatalyst plate 24 is caused by the external light that passes through the transparent outer wall and irradiates the inside. And the treatment efficiency of treated water by photocatalysis can be improved.
  • the photocatalytic action can be further improved by the light incident on the entire upper, lower, and lateral forces.

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Abstract

この排水処理装置は、マイクロナノバブル反応槽３で有機物含有排水をマイクロナノバブルで処理してから、曝気槽７に導入する。これにより、曝気槽７での微生物の活性を高めて処理する前に、有機物含有排水をマイクロナノバブルで処理し、排水中の有機物をマイクロナノバブルで一部酸化し、有機物負荷を低減した後、液中膜１７によって微生物濃度が高濃度に存在している曝気槽７に処理水を導入して効果的に有機物を処理できる。曝気槽７の小型化を図れて装置全体の規模の縮小化を図れ、イニシャルコストの削減を図れる。また、曝気槽７の後段の光触媒槽２２では、光触媒板２４による酸化処理によって微生物処理だけでは不可能な微量の有機物の高度な酸化処理を行える。

Description

明 細 書
排水処理方法および排水処理装置
技術分野
[0001] この発明は、有機物含有排水を処理する排水処理方法および排水処理装置に関 し、例えば、液中膜を用いた高濃度微生物処理、マイクロナノバブル処理、光触媒処 理等が可能で、コンパクトィ匕および処理水質の向上が可能な排水処理装置および排 水処理方法に関する。
背景技術
[0002] 従来、一般的な微生物処理システムでは、曝気槽の容量が大きぐ設置場所が少 なくなった工場では、曝気槽の設置を確保することが困難であった。このため、全体 の排水処理装置の設置面積が小さく性能の良い排水処理方法や排水処理装置が 求められている。
[0003] また、液中膜を利用した高濃度微生物処理システムでは、時間の経過とともに、液 中膜の詰まりによる透過水量の減少が問題となっていた。このため、液中膜の目詰ま りが発生しても、目詰まりの原因である液中膜表面の油脂分を効果的に洗浄できる 方法が求められている。
[0004] また、高濃度微生物処理だけのシステムの場合、さらなる高度処理を必要とする場 合、活性炭吸着処理を追加することもあるが、この場合、有機物吸着後の活性炭の 取換え等によりランニングコストが高くなる問題があった。このため、液中膜の目詰まり が発生しても、目詰まりの原因である液中膜表面の油脂分を効果的に洗浄できる方 法が求められている。
[0005] 一方、別の従来技術として、ナノバブルを利用した処理方法および処理装置が、特 許文献 1 (特開 2004 - 121962号公報)に記載されて！、る。
[0006] この従来技術は、ナノバブルが有する浮力の減少、表面積の増加、表面活性の増 大、局所高圧場の生成、静電分極の実現による界面活性作用と殺菌作用などの特 性を活用したものである。より具体的には、上記従来技術では、それらの特性が相互 に関連することによって、汚れ成分の吸着機能、物体表面の高速洗浄機能、殺菌機 能を発揮して、各種物体を高機能かつ低環境負荷で洗浄することができ、汚濁水の 浄ィ匕を行うことができることを開示して 、る。
[0007] また、今一つの従来技術として、特許文献 2(特開 2003— 334548号公報)で開示 されて 、る技術では、ナノ気泡の生成方法が記載されて 、る。
[0008] この従来技術によるナノ気泡の生成方法では、液体中において、（1)液体の一部を 分解ガス化する工程、 (2)液体中で超音波を印加する工程、または、（3)液体の一部 を分解ガス化する工程および超音波を印加する工程を有することを開示している。
[0009] しかし、上記 2つの従来技術では、ナノバブルを利用した汚濁水の浄ィ匕あるいはナ ノバブルを利用して固体表面の汚れを除去することを開示している力 有機物含有 排水を微生物で処理する場合の微生物の活性を高めて処理効率や処理水質を向 上させる技術にっ 、ては開示して ヽな 、。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0010] そこで、この発明の課題は、有機物含有排水の処理効率を向上できると共に、コン ノ^ト化とランニングコスト低減を実現できる排水処理方法および排水処理装置を提 供することにある。
課題を解決するための手段
[0011] 上記課題を解決するため、この発明の排水処理方法は、有機物含有排水をマイク ロナノバブルで処理するマイクロナノバブル処理工程と、
上記有機物含有排水を上記マイクロナノバブル処理工程で処理して得た処理水を 、液中膜を用いて微生物処理する微生物処理工程と、
上記微生物処理後の処理水を光触媒処理する光触媒処理工程とを備える。
[0012] この発明の排水処理方法では、マイクロナノバブル処理工程により、有機物含有排 水中の有機物をマイクロナノバブルで前処理した処理水を、微生物処理工程により、 微生物処理する。したがって、上記マイクロナノバブルによる前処理の効果により、そ の後の微生物処理における有機物負荷を低減できたり、又は微生物の活性を高める 事ができ、かつ、微生物処理のための装置を小型化することが可能となる。
[0013] さらに、上記微生物処理工程による微生物処理後の処理水を光触媒処理すること によって、処理水中に残存している微量の有機物が光触媒処理され、微生物処理に よる処理の限界を越えた高度処理が可能となる。
[0014] また、一実施形態の排水処理装置は、有機物含有排水が導入されると共に上記有 機物含有排水をマイクロナノバブルで処理するマイクロナノバブル反応槽と、 上記マイクロナノバブル反応槽からの被処理水が導入されると共に液中膜を有し、 上記被処理水を微生物処理する曝気槽と、
上記曝気槽からの被処理水が導入されると共に上記被処理水を光触媒処理する 光触媒槽とを備える。
[0015] この実施形態の排水処理装置では、マイクロナノバブル反応槽で有機物含有排水 をマイクロナノバブルで処理してから、液中膜を有する曝気槽に導入する。つまり、こ の実施形態では、曝気槽での微生物処理の前に、有機物含有排水をマイクロナノバ ブル反応槽においてマイクロナノバブルで処理する。したがって、排水中の有機物を マイクロナノバブルで酸ィ匕して有機物負荷を低減した後、液中膜によって微生物濃 度が高濃度に存在している曝気槽に被処理水を導入して効果的に有機物を処理で きる。よって、曝気槽の小型化を図れ、装置全体の規模の縮小化を図れ、イニシャル コストの削減を図れる。また、また、曝気槽の後段の光触媒槽では、光触媒による酸 化処理によって、微生物処理だけでは不可能な微量の有機物の高度な酸ィ匕処理を 行うことができる。
[0016] また、一実施形態の排水処理装置は、上記マイクロナノバブル反応槽の前段に配 置されると共に上記有機物含有排水が導入され、上記有機物含有排水の水質と水 量を調整する調整槽を有し、
上記マイクロナノバブル反応槽は、上記調整槽で水質と水量が調整された有機物 含有排水が導入される。
[0017] この実施形態の排水処理装置では、調整槽で有機物含有排水の水質と水量を調 整した後に、マイクロナノバブル反応槽に導入するから、マイクロナノバブルによる有 機物の酸化処理を効率よく行える。
[0018] また、一実施形態の排水処理装置は、上記マイクロナノバブル反応槽はマイクロナ ノバブル発生機を有し、 上記曝気槽カゝら上記液中膜を経由して被処理水を上記マイクロナノバブル発生機 に送水する送水部を有する。
[0019] この実施形態の排水処理装置では、送水部は、被処理水を上記曝気槽から上記 液中膜を経由して、マイクロナノバブル反応槽が有するマイクロナノバブル発生機に 送水する。つまり、液中膜を利用した高濃度微生物装置となる曝気槽力 の液中膜 被処理水 (電解質を含んだ水)をマイクロナノバブル発生機に送水する。これにより、こ のマイクロナノバブル発生機は、マイクロナノバブル反応槽において、極めて微小な 気泡を安定して供給できる。
[0020] また、一実施形態の排水処理装置では、上記曝気槽は、マイクロナノバブルを発生 して上記液中膜を洗浄するマイクロナノバブル洗浄部を有する。
[0021] この排水処理装置では、マイクロナノバブル洗浄部は発生したマイクロナノバブル によって、液中膜を洗浄して液中膜が閉塞する原因である油脂分を効果的に洗浄で きる。
[0022] また、一実施形態の排水処理装置では、上記曝気槽は、上記液中膜に空気を吐 出して上記液中膜を洗浄する散気管を有し、上記マイクロナノバブル洗浄部が発生 するマイクロナノバブルと上記散気管が吐出する空気とが混合された混合バブルでも つて上記液中膜を洗浄する。
[0023] この実施形態の排水処理装置によれば、マイクロナノバブル洗浄部が発生するマイ クロナノバブルと散気管が吐出する大きな空気の気泡との 2種類のバブルを混合して 、上記曝気槽の液中膜を洗浄できる。したがって、この 2種類のバブルのそれぞれの 特徴を発揮して、 2種類のバブルによる相乗効果を期待でき、液中膜をより確実に洗 浄できる。すなわち、散気管力 の空気の気泡が液中膜に向かって移動することによ つて、洗浄効果が優れたマイクロナノバブルを上記液中膜に導くことができる。
[0024] また、一実施形態の排水処理装置では、上記散気管は上記液中膜の下方に配置 されていると共に、上記マイクロナノバブル洗浄部は、上記液中膜と上記散気管との 間に配置されており、
上記散気管に取り付けられて上記散気管が吐出する空気を上記マイクロナノパブ ル洗浄部に案内する第 1のガイドと、 上記液中膜に取り付けられて上記マイクロナノバブル洗浄部が発生するマイクロナ ノバブルと上記散気管が吐出する空気とを上記液中膜に導く第 2のガイドとを有する
[0025] この実施形態の排水処理装置によれば、上記第 1のガイドと第 2のガイドによって、 マイクロナノバブル洗净部が発生するマイクロナノバブルと散気管が発生する気泡と を無駄なく液中膜に接触させることができ、液中膜をより確実に洗浄できる。
[0026] また、一実施形態の排水処理装置では、上記曝気槽は、上下方向に 2段以上に配 置された複数の液中膜を有する。
[0027] この実施形態の排水処理装置によれば、曝気槽において、複数の液中膜を上下 方向に 2段以上に配置したので、曝気槽の設置床面積を低減でき、省スペースな装 置とすることができる。
[0028] また、一実施形態の排水処理装置では、上記光触媒槽は、上記紫外線照射部と、 上記処理水に接触すると共に上記紫外線照射部からの紫外線が照射されるスパッタ 薄膜を含む光触媒板とを有する。
[0029] この実施形態の排水処理装置によれば、光触媒槽では、紫外線照射部が光触媒 板に紫外線を照射することにより、光触媒板の光触媒の効果を助長することができる 。また、光触媒板が含むスパッタ薄膜は、光触媒として強い硬度で緻密な薄膜とする ことができるので、強い水流が当っても磨耗や剥離の心配がない。なお、上記紫外線 照射部は、上記被処理水が到達しない箇所に設置することが望ましい。また、上記 紫外線照射部は水銀ランプ等で構成できる。
[0030] また、一実施形態の排水処理装置では、上記光触媒槽は、
発光ダイオードランプと、
上記被処理水に接触すると共に上記発光ダイオードランプ力 の光線が照射され るスパッタ薄膜を含む光触媒板とを有する。
[0031] この実施形態の排水処理装置によれば、上記被処理水に対して非接触である発光 ダイオードランプ力 の光線を光触媒板に照射することによって、光触媒板の光触媒 の効果を助長できる。また、発光ダイオードランプは、紫外線ランプの様な水銀を含 むことがないので、環境上安全なランプとすることができる。なお、上記発光ダイォー ドランプは被処理水が到達しな 、箇所に配置することが望まし 、。
[0032] また、一実施形態の排水処理装置では、上記光触媒基板は、上記スパッタ薄膜と 基板を含み、この基板がガラスまたは石英板である。
[0033] この実施形態の排水処理装置によれば、上記光触媒基板が含む基板をガラスまた は石英板で構成するので、安価、かつ、製造が容易である。
[0034] また、一実施形態の排水処理装置では、上記光触媒槽は、マイクロナノバブル発 生機を有する。
[0035] この実施形態によれば、光触媒槽は、マイクロナノバブル発生機でマイクロナノパブ ルを発生させることで、処理水と光触媒板との接触の効率を向上できる。その上、マ イクロナノバブルによる酸ィ匕と光触媒による酸ィ匕の 2つの酸ィ匕によって、処理水に残 存する有機物を短時間で酸ィ匕処理できる。
[0036] また、一実施形態の排水処理装置では、上記曝気槽は、生物処理された処理水ま たは生物処理後に発生した汚泥が導入される。
[0037] この実施形態の排水処理装置によれば、曝気槽に、生物処理された処理水または 生物処理後に発生した汚泥が導入されるので、曝気槽における微生物活性を増強 できる。すなわち、高濃度に微生物を培養するには、生物処理された処理水または 生物処理後に発生した汚泥中のミネラルを要する。このミネラルが不足すると、微生 物の活性の不足を招く。また、電解質イオンの元となる生物処理された処理水または 生物処理後に発生した汚泥を曝気槽に投入することによって、電解質が豊富な処理 水とすることができる。
[0038] また、一実施形態の排水処理装置では、上記光触媒槽は、透明な外壁を有する。
[0039] この実施形態の排水処理装置によれば、上記光触媒槽は透明な外壁を有するの で、透明な外壁を透過して内部に照射してくる外光によって、光触媒板の光触媒作 用を向上でき、光触媒作用による処理水の処理効率を向上できる。なお、上記外壁 の全面を透明にすれば、上、下、横の全面力も入射する光によって、より光触媒作用 を向上できる。
発明の効果
[0040] この発明の排水処理方法によれば、マイクロナノバブル処理工程により、有機物含 有排水中の有機物をマイクロナノバブルで前処理した被処理水を、微生物処理工程 により、微生物処理する。したがって、上記マイクロナノバブルによる前処理の効果に より、その後の微生物の活性を高めた処理により、有機物負荷を低減でき、かつ、微 生物処理のための装置を小型化することが可能となる。さらに、上記微生物処理工 程による微生物処理後の処理水を光触媒処理することによって、処理水中に残存し ている微量の有機物を光触媒処理でき、微生物処理による処理の限界を越えた高 度処理が可能となる。
[0041] したがって、この発明の排水処理方法によれば、有機物含有排水の処理効率を向 上できると共に、排水処理装置の規模の縮小とランニングコスト低減を実現できる。 図面の簡単な説明
[0042] [図 1]この発明の排水処理装置の第 1実施形態を模式的に示す図である。
[図 2]この発明の排水処理装置の第 2実施形態を模式的に示す図である。
[図 3]この発明の排水処理装置の第 3実施形態を模式的に示す図である。
[図 4]この発明の排水処理装置の第 4実施形態を模式的に示す図である。
[図 5A]上記第 1〜第 4実施形態における有機物含有排水の全有機炭素量濃度が 80 Oppmの場合のタイムチャートである。
[図 5B]上記第 1〜第 4実施形態における有機物含有排水の全有機炭素量濃度が 16 OOppmの場合のタイムチャートである。
符号の説明
[0043] 1 調整槽
2 調整槽ポンプ
3 マイクロナノバブル反応槽
4 マイクロナノバブル発生機
5、 14、 26 空気吸い込み管
6 循環ポンプ
7、 7N、 7V、 7Z 曝気槽
8、 11 散気管
9 間欠運転ブロワ一 12 散気管カバー
13、 27、 29 送水配管
15 マイクロナノバブル発生機
16 液中膜カバー
17 液中膜
18 重力配管
19、 20、 21 送水ポンプ
22 光触媒槽
23 紫外線ランプ
24 光触媒板
25 マイクロナノバブル発生機
28 ブロワ一
30 ポリ塩ィ匕ビ二リデン充填物
31 仕切り板
32A 上昇水流
32B 下降水流
発明を実施するための最良の形態
[0044] 以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
[0045] (第 1の実施の形態）
図 1に、この発明の排水処理装置の第 1実施形態を模式的に示す。この第 1実施形 態は、調整槽 1と、マイクロナノバブル反応槽 3と、曝気槽 7と、光触媒槽 22を備える。
[0046] 上記調整槽 1には、有機物含有排水が導入され、この調整槽 1にお!、て、有機物 含有排水の水量と水質が調整される。なお、この調整槽 1に導入される排水としては 、各種の有機物含有排水が挙げられ、一例として、食品工場の排水や半導体工場か らの有機アルカリ排水等が挙げられ、また、生活排水も有機物を含んでいるので有機 物含有排水に該当する。この調整槽 1で有機物含有排水は水量と水質が調整され、 処理水として調整槽ポンプ 2によって、マイクロナノバブル反応槽 3に導入される。 [0047] このマイクロナノバブル反応槽 3は、その内部に、マイクロナノバブル発生機 4が設 置されている。このマイクロナノバブル発生機 4には、空気吸い込み管 5と送水配管 2 9が接続されている。この空気吸い込み管 5は、マイクロナノバブル発生機 4に空気を 導入し、上記送水配管 29は、曝気槽 7内に配置された液中膜 17から送水ポンプ 19 で送水された処理水をマイクロナノバブル発生機 4に供給する。これにより、このマイ クロナノバブル発生機 4はマイクロナノバブルを発生する。
[0048] なお、上記送水配管 29と送水ポンプ 19とが送水部を構成している。また、このマイ クロナノバブル発生機 4は、巿販されているものならば、メーカーを限定するものでは なぐ具体的一例としては、株式会社ナノブラネット研究所のものを採用できる。また、 マイクロナノバブル発生機の他の商品としては、一例として、株式会社オーラテック、 資源開発株式会社及び西華産業株式会社のマイクロバブル水製造装置を選定して ちょい。
[0049] このマイクロナノバブル反応槽 3においては、有機物含有排水中の有機物が、マイ クロナノバブルにより一部酸ィ匕される。そして、マイクロナノバブル反応槽 3のマイクロ ナノバブル発生機 4から発生したマイクロナノバブルにより、一部酸化された被処理 水は、次に曝気槽 7に導入される。
[0050] この曝気槽 7に付属して、循環ポンプ 6が配置されている。この循環ポンプ 6は、曝 気槽 7内の被処理水を含む汚泥を循環配管 L1を通して、マイクロナノバブル反応槽 3に導入する。このマイクロナノバブル反応槽 3に導入された上記被処理水を含む汚 泥は、マイクロナノバブル発生機 4で発生したマイクロナノバブルによって処理された 後、再び曝気槽 7に戻る。
[0051] すなわち、上記被処理水を含む汚泥は、曝気槽 7とマイクロナノバブル反応槽 3と の間を循環ポンプ 6によって循環することとなる。この循環ポンプ 6によって循環する ことによって、被処理水をマイクロナノバブルによって酸ィ匕すると共に、処理水へマイ クロナノバブルによって酸素供給することができる。特に、ナノバブルは、水中にいつ までも存在して、溶存酸素濃度を上昇させることが分力 てきた。
[0052] ここで、 3種類のバブルについて説明する。
[0053] (i)通常のバブル (気泡)は水の中を上昇して、ついには表面でパンとはじけて消滅 する。
[0054] (ii)マイクロバブルは、直径が 50ミクロン ( m)以下の微細気泡で、水中で縮小して いき、ついには消滅 (完全溶解)してしまう。
[0055] (iii)ナノバブルは、マイクロバブルよりもさらに小さいバブルで直径が数 lOOnm以 下 (例えば直径が 100〜200nm)で、 、つまでも水の中に存在することが可能なパブ ルと言われている。
[0056] したがって、ここでは、マイクロナノバブルとは、上記マイクロバブルとナノバブルと が混合したバブルと説明できる。
[0057] よって、曝気槽 7の液中膜 17から送水配管 29を経由して循環ポンプ 6によってマイ クロナノバブル反応槽 3のマイクロナノバブル発生機 4に導入された循環水は、マイク ロナノバブルによって酸素が補給されることとなる。このマイクロナノバブルが含むナ ノバブルは、長期間にわたって曝気槽 7の処理水中に滞留し、曝気槽 7内の溶存酸 素を長時間維持できる。
[0058] したがって、従来のようにマイクロナノバブルで酸素が供給されることのな 、曝気槽 では、曝気用のブロワ一が 24時間連続運転していたのに対して、この実施形態では 、曝気槽 7は、間欠運転される間欠運転ブロワ一 9から空気配管 10を経由して散気 管 8から吐出される空気の気泡で間欠的に曝気される。このブロワ一 9を間欠運転す ることで、連続運転する場合に比べてエネルギーを節約できる。
[0059] 図 1に示すように、液中膜 17に接続された送水先の異なる 3つの送水ポンプ 19、 2 0、 21が、曝気槽 7に付属して設置されている。
[0060] 上記送水ポンプ 19は、前述の如ぐ被処理水を液中膜 17からマイクロナノバブル 反応槽 3に送水する。また、送水ポンプ 20は、液中膜 17からの被処理水を、送水配 管 13を経由して、液中膜 17を洗浄するためのマイクロナノバブル発生機 15に送水 する。なお、このマイクロナノバブル発生機 15には空気吸い込み管 14が接続され、 この空気吸 、込み管 14カゝらマイクロナノバブル発生機 15に空気が導入される。
[0061] さらに、送水ポンプ 21は、液中膜 17から送水配管 27を経由して後段の光触媒槽 2 2内に設置されたマイクロナノバブル発生機 25に被処理水を送水する。なお、このマ イクロナノバブル発生機 25には空気吸い込み管 26が接続され、この空気吸い込み 管 26からマイクロナノバブル発生機 25に空気が導入される。
[0062] また、上記液中膜 17には、第 2のガイドとして液中膜カバー 16が取り付けられてい る。この液中膜カバー 16は、マイクロナノバブル発生機 15の下方に設置されている 散気管 11から吐出する空気が上昇する際、マイクロナノバブル発生機 15が発生した 超微細のマイクロナノバブルを、上記散気管 11の吐出空気と共に液中膜 17に導い て、液中膜 17に効果的に接触させる役目を果たす。
[0063] そして、ブロワ一 28に接続された散気管 11にも、第 1のガイドとして散気管カバー 1 2が取り付けられている。この散気管カバー 12は、散気管 11が吐出する空気を効率 よくマイクロナノバブル発生機 15に導く役目を果たす。上記ブロワ一 28から散気管 1 1へ空気が供給される力 このブロワ一 28は 24時間連続運転である。その理由は、 液中膜 17の空気洗浄は 24時間の稼動が必要であることによる。
[0064] 一方、マイクロナノバブル発生機 15の運転は液中膜 17の詰まり具合と関係づけて 運転時間を決定すればよい。つまり、一般に、被処理水が油脂分を多く含有する場 合には、マイクロナノバブル発生機 15の運転時間が比較的長くなる。ブロワ一 28か ら散気管 11に供給される空気が、散気管 11から吐出して、液中膜 17の膜表面を洗 浄する力 この散気管 11からの吐出空気とマイクロナノバブルとの混合バブルの方 が液中膜 17の洗浄効果が高いのは勿論である。
[0065] 一方、曝気槽 7には、配管 L2を経由して、生物処理された処理水または生物処理 された汚泥が導入されている。この曝気槽 7に、生物処理された処理水または生物処 理された汚泥が導入されることによって、生物処理された処理水または生物処理後 に発生した汚泥に含まれるリン、カリウム、カルシウム、マグネシウム等の微量要素が 、曝気槽 7内全ての微生物の活性を促進できる。特に、曝気槽 7の液中膜 17による 高濃度微生物処理では、上記微量要素が処理水に含有されていないと、微生物の 活性がなぐ処理が安定しない。なお、この曝気槽 7内の微生物濃度は MLSS (混合 液懸濁物質 (Mixed Liquor Suspended Solid》で lOOOOppm以上で運転する。この 液中膜 17から出た処理水は重力配管 18— Aを通って、光触媒槽 22に導入される。 重力配管 18— Aは水頭差を利用して被処理水を導き出すことが可能な配管である。
[0066] この光触媒槽 22は、最上部に紫外線照射部としての紫外線ランプ 23が設置されて おり、紫外線ランプ 23に被処理水が到達しないようにしている。また、この光触媒槽 2 2の内部には、マイクロナノバブル発生機 25が設置されている。また、紫外線ランプ 2 3とマイクロナノバブル発生機 25との間に光触媒板 24が設置されている。この光触媒 板 24は、被処理水に接触するが、上記紫外線ランプ 23は上記被処理水に接触しな い。
[0067] 上記光触媒槽 22では、マイクロナノバブル発生機 25から発生するマイクロナノパブ ルで光触媒板 24の光触媒と被処理水とを混合撹拌すると共に、上記マイクロナノバ ブルによって被処理水を酸化処理する。この光触媒板 24は具体的には、ガラス板に スパッタ法でスパッタ薄膜を形成して作製した。なお、一般に、紫外線ランプ 23は有 害な水銀を含むので、紫外線ランプ 23に替えて環境上安全な発光ダイオードランプ を採用することも可能である。また、マイクロナノバブル発生機 25への供給水は、液 中膜 17と接続している送水ポンプ 21より、送水配管 27を介して供給される被処理水 である。
[0068] そして、この光触媒槽 22の出口から処理水が得られる。この第 1実施形態の排水処 理装置によれば、マイクロナノバブル反応槽 3で有機物含有排水をマイクロナノパブ ルで処理してから、液中膜 17を有する曝気槽 7に導入する。これにより、マイクロナノ バブルによる微生物の活性を高めて処理すると同時に曝気槽 7での微生物処理の 前に、有機物含有排水をマイクロナノバブル反応槽 3においてマイクロナノバブルで 処理するので、曝気槽 7の小型化を図れ、装置全体の規模の縮小化を図れ、ィニシ ャルコストの削減を図れる。また、排水中の有機物をマイクロナノバブルで酸ィ匕したこ とで、有機物負荷を低減した後、液中膜 17によって微生物濃度が高濃度に存在して いる曝気槽 7に被処理水を導入して効果的に有機物を処理できる。また、曝気槽 7の 後段の光触媒槽 22では、光触媒による酸化処理によって、微生物処理だけでは不 可能な微量の有機物の高度な酸ィ匕処理を行うことができる。
[0069] また、この実施形態によれば、光触媒槽 22は、マイクロナノバブル発生機 25でマイ クロナノバブルを発生させることで、被処理水と光触媒板 24との接触の効率を向上で きる。その上、マイクロナノバブルによる酸ィ匕と光触媒による酸ィ匕の 2つの酸ィ匕によつ て、処理水に残存する有機物を短時間に酸化処理できる。 [0070] したがって、この第 1実施形態によれば、有機物含有排水の処理効率を向上できる と共に、排水処理装置の規模の縮小とランニングコスト低減を実現できる。
[0071] また、この第 1実施形態では、送水部をなす送水ポンプ 19,送水配管 29が、被処理 水を上記曝気槽 7から上記液中膜 17を経由して、マイクロナノバブル反応槽 3が有 するマイクロナノバブル発生機 4に送水する。つまり、液中膜 17を利用した高濃度微 生物装置である曝気槽 7から、電解質を含んだ液中膜被処理水をマイクロナノパブ ル発生機 4に送水する。これにより、このマイクロナノバブル発生機 4は、マイクロナノ バブル反応槽 3にお 、て、極めて微小な気泡を安定して供給できる。
[0072] (第 2の実施の形態）
次に、この発明の排水処理装置の第 2実施形態を図 2に示す。この第 2実施形態は 、曝気槽 7Nに設置された液中膜 17の上段にもう 1つの液中膜 117を備えた点だけ が前述の第 1実施形態と異なる。よって、この第 2実施形態では、第 1実施形態と同じ 部分については同じ符号を付けて詳細説明を省略し、第 1の実施形態と異なる部分 を説明する。
[0073] 図 2に示すように、この第 2実施形態は、液中膜 17の上段に液中膜 117が配置され 、 2つの液中膜 17と 117とが立体的に設置されている。よって、曝気槽 7の設置床面 積を増大させることなぐ液中膜 17と 117の下方力も上昇してくるマイクロナノバブル や洗浄用空気を立体的に有効に利用できるメリットがある。
[0074] (第 3の実施の形態）
次に、図 3に、この発明の排水処理装置の第 3実施形態を示す。この第 3実施形態 は、曝気槽 7V内にポリ塩ィ匕ビユリデン充填物 30が充填されている点だけ力 前述の 第 1実施形態と異なる。よって、この第 3実施形態では、第 1実施形態と同じ部分につ いては同じ符号を付けて詳細説明を省略し、第 1実施形態と異なる部分を説明する。
[0075] この第 3実施形態では、曝気槽 7V内にポリ塩ィ匕ビユリデン充填物 30を充填したか ら、曝気槽 7Vの全体を平均すると、上記充填物 30がない場合に比べて、微生物濃 度を高濃度とすることができる。し力も、ポリ塩ィ匕ビユリデン充填物 30に微生物が付 着繁殖するので、充填物がない場合に比べて、微生物がより安定ィ匕し、有機物含有 排水中の有機物を処理する能力が向上する。 [0076] なお、ポリ塩ィ匕ビユリデン充填物 30を水槽 7Vの全体に配置することが好ましい。こ の場合、微生物濃度が曝気槽 7Vの全体に高濃度となる。
[0077] この第 3実施形態では、装置の試運転から時間の経過とともにポリ塩ィ匕ビユリデン 充填物 30には微生物が繁殖する。このポリ塩ィ匕ビユリデン充填物 30の表面の微生 物濃度は 30000ppm以上となり、有機物の処理効率のアップにつながる。このポリ塩 化ビ-リデン充填物 30の材質は、強固で化学物質に侵されな!/、塩ィ匕ビユリデンであ り、半永久的に使用できる。このポリ塩ィ匕ビ二リデン充填物 30としては、バイオコード 、リングレース、バイオマルチリーフ、ノィォモジュール等の商品がある力 排水の性 状に合わせて選定すれば良い。なお、この第 3実施形態を、前述の第 2実施形態と 組み合わせても良い。
[0078] (第 4の実施の形態）
次に、図 4に、この発明の排水処理装置の第 4実施形態を示す。この第 4実施形態 は、曝気槽 7Zの略中央付近に、縦方向 (上下方向)に延びる仕切板 31を配置した点 だけが前述の第 1実施形態と異なる。よって、この第 4実施形態では、上述の第 1実 施形態と同じ部分については、同じ符号を付けて詳細説明を省略し、第 1実施形態 と異なる部分を説明する。
[0079] この第 4実施形態では、ブロワ一 28により供給されて散気管 11から吐出される空気 が上記曝気槽 7Z内で上昇水流 32Aを生じさせ、この上昇水流 32Aは、上記略中央 の仕切板 31を越えて、散気管 11とは反対側に移動し、下降水流 32Bとなる。これ〖こ より、曝気槽 7Z内が充分撹拌されるから、処理水中の有機物の微生物分解を促進で きる。なお、この第 4実施形態を、前述の第 2,第 3実施形態と組み合わせても良い。
[0080] (実験例）
図 1に示す第 1実施形態の排水処理装置と同じ構造の実験装置を製作した。この 実験装置における調整槽 1の容量は 50リットル、マイクロナノバブル反応槽 3の容量 は 20リットル、曝気槽 7の容量は 200リットルである。この実験装置における約 2ヶ月 間に亘る微生物の訓養終了後、微生物濃度を約 14000ppmとした。そして、工場か ら排水される有機物含有排水中の有機物濃度を全有機炭素量 (TOC=total organic carbon)として測定したところ 860ppmであった排水を、調整槽 1に連続的に導入し た。その後、 1ケ間水質が安定するのを待って、重力配管 18— Bの出口力も得られる 処理水の全有機炭素量を測定したところ、 12ppmであった。
なお、図 5Aに上記有機物含有排水の全有機炭素量濃度が 800ppmの場合の第 1 〜第 4実施形態におけるタイムチャートの一例を示し、図 5Bに上記有機物含有排水 の全有機炭素量濃度が 1600ppmの場合の第 1〜第 4実施形態におけるタイムチヤ ートの一例を示す。また、上記第 1〜第 4実施形態において、上記光触媒槽 22の外 壁を透明にすれば、透明な外壁を透過して内部に照射してくる外光によって、光触 媒板 24の光触媒作用を向上でき、光触媒作用による処理水の処理効率を向上でき る。特に、上記外壁の全面を透明にすれば、上、下、横の全面力も入射する光によつ て、より光触媒作用を向上できる。

Claims

請求の範囲
[1] 有機物含有排水をマイクロナノバブルで処理するマイクロナノバブル処理工程と、 上記有機物含有排水を上記マイクロナノバブル処理工程で処理して得た処理水を 、液中膜を用いて微生物処理する微生物処理工程と、
上記微生物処理後の処理水を光触媒処理する光触媒処理工程とを備えることを特 徴とする排水処理方法。
[2] 有機物含有排水が導入されると共に上記有機物含有排水をマイクロナノバブルで 処理するマイクロナノバブル反応槽と、
上記マイクロナノバブル反応槽からの処理水が導入されると共に液中膜を有し、上 記処理水を微生物処理する曝気槽と、
上記曝気槽からの処理水が導入されると共に上記処理水を光触媒処理する光触 媒槽とを備えることを特徴とする排水処理装置。
[3] 請求項 2に記載の排水処理装置において、
上記マイクロナノバブル反応槽の前段に配置されると共に上記有機物含有排水が 導入され、上記有機物含有排水の水質と水量を調整する調整槽を有し、
上記マイクロナノバブル反応槽は、上記調整槽で水質と水量が調整された有機物 含有排水が導入されることを特徴とする排水処理装置。
[4] 請求項 2に記載の排水処理装置において、
上記マイクロナノバブル反応槽はマイクロナノバブル発生機を有し、
上記曝気槽カゝら上記液中膜を経由して被処理水を上記マイクロナノバブル発生機 に送水する送水部を有することを特徴とする排水処理装置。
[5] 請求項 2に記載の排水処理装置において、
上記曝気槽は、
マイクロナノバブルを発生して上記液中膜を洗浄するマイクロナノバブル洗浄部を 有することを特徴とする排水処理装置。
[6] 請求項 5に記載の排水処理装置において、
上記曝気槽は、
上記液中膜に空気を吐出して上記液中膜を洗浄する散気管を有し、 上記マイクロナノバブル洗浄部が発生するマイクロナノバブルと上記散気管が吐出 する空気とが混合された混合バブルでもって上記液中膜を洗浄することを特徴とする 排水処理装置。
[7] 請求項 6に記載の排水処理装置において、
上記散気管は上記液中膜の下方に配置されて 、ると共に、上記マイクロナノパブ ル洗浄部は、上記液中膜と上記散気管との間に配置されており、
上記散気管に取り付けられて上記散気管が吐出する空気を上記マイクロナノパブ ル洗浄部に案内する第 1のガイドと、
上記液中膜に取り付けられて上記マイクロナノバブル洗浄部が発生するマイクロナ ノバブルと上記散気管が吐出する空気とを上記液中膜に導く第 2のガイドとを有する ことを特徴とする排水処理装置。
[8] 請求項 2に記載の排水処理装置において、
上記曝気槽は、
上下方向に 2段以上に配置された複数の液中膜を有することを特徴とする排水処 理装置。
[9] 請求項 2に記載の排水処理装置において、
上記光触媒槽は、
紫外線照射部と、
上記処理水に接触すると共に上記紫外線照射部からの紫外線が照射されるスパッ タ薄膜を含む光触媒板とを有することを特徴とする排水処理装置。
[10] 請求項 2に記載の排水処理装置において、
上記光触媒槽は、
発光ダイオードランプと、
上記処理水に接触すると共に上記発光ダイオードランプ力 の光線が照射されるス パッタ薄膜を含む光触媒板とを有することを特徴とする排水処理装置。
[11] 請求項 9に記載の排水処理装置において、
上記光触媒基板は、
上記スパッタ薄膜と基板を含み、この基板がガラスまたは石英板であることを特徴と する排水処理装置。
[12] 請求項 10に記載の排水処理装置において、
上記光触媒基板は、
上記スパッタ薄膜と基板を含み、この基板がガラスまたは石英板であることを特徴と する排水処理装置。
[13] 請求項 2に記載の排水処理装置において、
上記光触媒槽は、マイクロナノバブル発生機を有することを特徴とする排水処理装 置。
[14] 請求項 2に記載の排水処理装置において、
上記曝気槽は、
生物処理された処理水または生物処理後に発生した汚泥が導入されることを特徴 とする排水処理装置。
[15] 請求項 9に記載の排水処理装置において、
上記光触媒槽は、
周囲を透明な外壁で構成し、周囲に紫外線照射部が配置されていることを特徴と する排水処理装置。
[16] 請求項 10に記載の排水処理装置において、
上記光触媒槽は、
周囲を透明な外壁で構成し、周囲に紫外線照射部が配置されていることを特徴と する排水処理装置。
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