WO2014003007A1 - 排水処理方法及び排水処理装置 - Google Patents

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WO2014003007A1
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carrier
biological treatment
treatment tank
aeration
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紘史 丸野
三浦　雅彦
島田　光重
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株式会社神鋼環境ソリューション
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Definitions

  • the present invention relates to a wastewater treatment method and a wastewater treatment apparatus.
  • biological treatment with activated sludge can be performed while stirring the mixed water by aeration.
  • purified water can be obtained by carrying out membrane separation of the mixed water containing activated sludge with the membrane filter of a membrane unit.
  • the concentration of activated sludge floating in the mixed water is relatively high. Therefore, the amount of microorganisms contained in the activated sludge is relatively large, and the required amount of air is increased.
  • the flow of the mixed water is not necessarily performed efficiently, thereby reducing the rate of bubbles rising or reducing the diffusion efficiency of the bubbles, resulting in insufficient dissolution efficiency of the air supplied by aeration. Can be anything. Therefore, in the above-described wastewater treatment method, the oxygen concentration in the mixed water decreases, and the biological treatment efficiency may not be sufficient. On the other hand, in order to suppress a decrease in oxygen concentration, the amount of aeration must be increased using more electrical energy or the like. Thus, the above-described wastewater treatment method has a problem that a relatively large operating cost is required for aeration.
  • an object of the present invention is to provide a wastewater treatment method capable of suppressing the operating cost. It is another object of the present invention to provide a wastewater treatment apparatus that can reduce the operating cost.
  • the wastewater treatment method is: The mixed water containing waste water and activated sludge is stored in the biological treatment tank, Immerse the carrier to which the activated sludge adheres in the mixed water in the biological treatment tank, Aerated the mixed water, The viscosity of the aerated mixed water in the biological treatment tank is set to 10 mPa ⁇ s or less, The mixed water biologically treated with the activated sludge under aerobic conditions by the aeration is subjected to membrane separation by a membrane unit to obtain permeated water that has become purified water.
  • the fluidity of the mixed water is excellent because the viscosity of the aerated mixed water in the biological treatment tank is set to 10 mPa ⁇ s or less. Moreover, it can suppress that the bubble of the air supplied by aeration merges, and, thereby, can maintain the magnitude
  • the wastewater treatment method it is possible to sufficiently perform biological treatment even if the amount of energy consumed for the aeration amount is relatively small, thereby suppressing the cost spent for operation.
  • activated sludge adheres to the support
  • biological treatment can be performed by the activated sludge adhering to the carrier.
  • the fluidity of the mixed water and the air dissolution efficiency by aeration are excellent as described above. Therefore, according to the waste water treatment method, energy consumed for aeration of the mixed water can be reduced while suppressing a decrease in the efficiency of biological treatment by activated sludge.
  • the biological treatment tank is rectangular when viewed from above.
  • the membrane unit is arranged along one side in a top view in the biological treatment tank and so that the membrane unit is aerated and immersed in the mixed water in the biological treatment tank,
  • Four support members for supporting the carrier are arranged at the four corners in the biological treatment tank in a top view,
  • the four support members for the carrier are arranged so that the carrier is immersed in the mixed water;
  • Two of the support members for the carrier are arranged on both sides of the membrane unit, Of the four support members for the carrier, the two support members for the carrier disposed on both sides of the membrane unit are not aerated, and the other two support members for the carrier are brought into contact with bubbles. Aerated, It is preferable to cause convection in the mixed water by the aeration.
  • the wastewater treatment apparatus is A biological treatment tank containing mixed water containing wastewater and activated sludge; A carrier immersed in the mixed water in the biological treatment tank to which the activated sludge adheres; An aeration device for aerating the mixed water; A membrane unit for membrane separation of the mixed water biologically treated with the activated sludge under aerobic conditions by aeration of the aeration apparatus; A viscosity setting mechanism for setting the viscosity of the aerated mixed water in the biological treatment tank to 10 mPa ⁇ s or less, Biologically treated mixed water containing the activated sludge is membrane-separated by the membrane unit to obtain permeated water as purified water.
  • the biological treatment tank has a rectangular shape when viewed from above.
  • the membrane unit is arranged along one side in a top view in the biological treatment tank, and so that the membrane unit is aerated and immersed in the mixed water in the biological treatment tank,
  • the four carrier support members are arranged at the four corners of the biological treatment tank in a top view and so that the carrier is immersed in the mixed water,
  • Two of the four support members for the carrier are arranged on both sides of the membrane unit,
  • the four carrier support members are not aerated by the two aeration devices, and the other two carrier support members arranged on both sides of the membrane unit are not aerated by the aeration device. It is arranged to be aerated by bringing bubbles into contact with It is preferable that the mixed water is configured to cause convection by aeration by the aeration apparatus.
  • the wastewater treatment method and the wastewater treatment apparatus of the present invention have an effect of reducing the operating cost.
  • the schematic sectional drawing showing the outline in the section of the up-and-down direction of a waste water treatment equipment.
  • the graph showing the total amount of aeration of mixed water, and dissolved oxygen (DO) density
  • FIG. 1 is a schematic view of a wastewater treatment apparatus used in the wastewater treatment method of the present embodiment.
  • the wastewater treatment method of the present embodiment includes a biological treatment tank 1 that contains mixed water containing wastewater A and activated sludge, a carrier 2 that is immersed in mixed water in the biological treatment tank 1 and to which activated sludge adheres, Using a waste water treatment apparatus 10 comprising an aeration apparatus 4 for aeration of mixed water and a membrane unit 5 for membrane separation of the mixed water biologically treated with activated sludge under aerobic conditions by aeration of the aeration apparatus 4, A wastewater treatment method for obtaining a permeated water which has been subjected to membrane separation by the membrane unit 5 to obtain purified water Z from the biologically treated mixed water containing the activated sludge, which is aerated in the biological treatment tank 1
  • the viscosity of water is set to 10 mPa ⁇ s or less.
  • the biological water that biologically treats the mixed water with at least the activated sludge adhering to the carrier 2 while the mixed water in the biological treatment tank 1 is aerated by the aeration device 4.
  • the viscosity of the aerated mixed water in the biological treatment tank 1 is set to 10 mPa ⁇ s or less.
  • the wastewater treatment apparatus 10 used in the wastewater treatment method is, for example, as shown in FIG. 1 (FIGS. 1A and 1B), a biological treatment tank 1 containing mixed water containing wastewater A and activated sludge, Then, the carrier 2 to which the activated sludge in the mixed water adheres, the aeration apparatus 4 for aeration of the mixed water in the biological treatment tank 1, and the biologically treated mixed water containing the activated sludge are separated into membranes to become purified water Z And a membrane unit 5 for obtaining permeated water.
  • the waste water treatment apparatus 10 mixes the waste water A supplied from the outside with the activated sludge in the biological treatment tank 1 to obtain mixed water, and the activated sludge adhered to the carrier 2 and the activated sludge floating in the mixed water.
  • the membrane unit 5 is configured to obtain a permeated water (purified water Z) by membrane-separating the biologically-treated mixed water containing activated sludge that floats, while biologically treating the mixed water.
  • the wastewater A is not particularly limited as long as it contains at least organic matter that can be decomposed by microorganisms.
  • Examples of the wastewater A include domestic wastewater, food factories, chemical factories, electronic industry factories, Examples include those containing substances to be treated such as organic substances discharged from factories such as pulp factories.
  • the biological treatment is a treatment for aerobically decomposing at least organic substances in the wastewater with activated sludge containing microorganisms.
  • the activated sludge is not particularly limited as long as it can decompose the substance to be treated, and microorganisms containing species such as bacteria, protozoa, and metazoans can be used. Further, at least organic substances can be decomposed under aerobic conditions by aeration.
  • the wastewater A supplied from outside the wastewater treatment apparatus is supplied to the biological treatment tank 1 containing the activated sludge inside to mix the wastewater A and the activated sludge. Then, the mixed water is biologically treated with the activated sludge adhering to the carrier 2 and the activated sludge floating in the mixed water in the biological treatment tank 1.
  • the biological treatment step convection is caused in the mixed water by aeration by the aeration apparatus 4, and the mixed water is contained in the activated sludge while the mixed water is convection in the biological treatment tank 1.
  • the wastewater A is biologically treated by microorganisms.
  • a part of the activated sludge adhering to the carrier 2 can be separated from the carrier 2 by the flow of the mixed water generated by aeration. And the separated activated sludge can float in mixed water.
  • a flocculant is added to the mixed water in the tank in order to remove phosphorus in the mixed water or agglomerate the activated sludge floating in the mixed water as necessary.
  • the flocculant include conventionally known ones such as inorganic flocculants such as polyaluminum chloride and ferric chloride, and organic polymer flocculants.
  • the aeration apparatus 4 sends gas to the mixed water and aerates the mixed water.
  • air B is usually used.
  • the aeration apparatus 4 includes an air supply pipe 4a for supplying air B from the outside of the apparatus into the biological treatment tank 1, and the air that has passed through the air supply pipe 4a is bubbled into mixed water in the biological treatment tank 1.
  • the aeration apparatus 4 is configured to aerate the mixed water by sending the air B to the mixed water via the air supply pipe 4a.
  • a carrier 2 as shown in FIG. 2 arranged in the biological treatment tank 1 so as to be immersed in the mixed water can be used.
  • activated sludge adheres to the carrier 2 in the biological treatment step.
  • a part of the attached activated sludge can be separated from the carrier 2 by a water flow by aeration. Then, activated sludge separated from the carrier 2 can float in the mixed water.
  • activated sludge adheres to the carrier 2 arranged in the biological treatment tank 1, and the mixed water is also biologically treated by the adhered activated sludge. If the amount of the total activated sludge in the mixed water is the same, the activated sludge concentration in the flowing mixed water is reduced by the amount of the activated sludge adhering to the carrier 2, and the fluidity of the mixed water compared to the case without the carrier 2. Can be excellent.
  • activated sludge in the mixed water adheres to the plurality of filaments 2a in the carrier 2. Further, part of the activated sludge adhering to the filament 2a can be separated from the swinging filament 2a due to the flow of mixed water accompanying aeration. And the activated sludge separated from the filament 2a can float in the mixed water.
  • the carrier 2 includes a plurality of filaments 2a to which activated sludge adheres, and a support 2b to which one end of each filament 2a is attached to support the filament 2a. It arrange
  • the material of the filament 2a is not particularly limited as long as activated sludge is easily adhered thereto.
  • the material include acrylic resin, polyester resin, polyethylene resin, and carbon fiber. That is, as the filament 2a, acrylic fiber, polyurethane fiber, polyethylene fiber, polyester fiber, carbon fiber and the like can be used, and among them, acrylic fiber is preferably used.
  • the material of the support 2b is not particularly limited as long as it can support the filament 2a.
  • Examples of the material include polyester resin, acrylic resin, polyethylene resin, and carbon fiber. . More specifically, for example, polyester yarn can be used as the support 2b.
  • the carrier 2 is swung by a water flow generated by aeration by the aeration apparatus 4.
  • the carrier 2 may be disposed in the biological treatment tank 1 so as to be in contact with bubbles caused by aeration, or may be disposed at a position where it is not in contact with bubbles caused by aeration.
  • the viscosity of the mixed water aerated in the biological treatment tank 1 is set to 10 mPa ⁇ s or less.
  • the viscosity of mixed water is normally more than the viscosity of water, and is 1 mPa * s or more.
  • the viscosity of the mixed water is preferably set to less than 10 mPa ⁇ s, and more preferably set to 5 mPa ⁇ s or less.
  • the viscosity of the mixed water in the biological treatment process, for example, by adjusting the temperature of the mixed water in the biological treatment tank 1, the viscosity of the mixed water can be set to 10 mPa ⁇ s or less. More specifically, for example, the viscosity of the mixed water can be reduced to 10 mPa ⁇ s or less by heating the mixed water with an electric heater (not shown) installed at the inner bottom of the biological treatment tank 1. For example, the viscosity of mixed water can be set to 10 mPa * s or less by adding a dispersing agent to the mixed water in the biological treatment tank 1.
  • the viscosity of the mixed water can be set to 10 mPa * s or less by reducing the sludge density
  • FIG. More specifically, for example, by extracting activated sludge from the bottom of the biological treatment tank 1, the sludge concentration can be lowered and the viscosity of the mixed water can be reduced to 10 mPa ⁇ s or less.
  • the viscosity of the mixed water is 10 mPa ⁇ s or less
  • the fluidity of the mixed water is excellent. Further, coalescence of bubbles supplied to the mixed water is suppressed, and thereby the bubbles can be kept small, so that the dissolution efficiency of air in the mixed water is excellent. Therefore, even if the amount of aeration is relatively small, oxygen can be distributed throughout the mixed water in the biological treatment tank 1. Therefore, even if the amount of aeration is relatively small, it is possible to suppress a decrease in oxygen concentration in biological treatment, and thus wastewater treatment can be performed while suppressing the power cost used for aeration.
  • the viscosity of the mixed water aerated in the biological treatment tank 1 is set to 10 mPa ⁇ s or less with the carrier 2 immersed in the mixed water in the biological treatment tank 1.
  • the activated sludge is attached to the carrier 2, and the mixed water can be biologically treated by the attached activated sludge. Therefore, for example, even if the viscosity of the mixed water is set to 10 mPa ⁇ s or less by reducing the sludge concentration in the mixed water, sufficient biological treatment can be performed by the activated sludge adhering to the carrier 2.
  • the carrier 2 by using the carrier 2 and setting the viscosity of the mixed water to 10 mPa ⁇ s or less, the power cost used for aeration can be suppressed while suppressing the decrease in the efficiency of biological treatment. be able to.
  • the viscosity is determined by measurement using a rotational viscometer. Specifically, a coaxial double cylindrical rotational viscometer is used as the rotational viscometer, and the viscosity is measured at the temperature when the mixed water is biologically treated by an inner cylinder constant speed method according to JIS Z8803. As the mixed water to be measured, the mixed water of the aerated portion in the biological treatment tank 1 is taken out and used.
  • the diameters of the inner cylinder and the outer cylinder in the rotational viscometer are ⁇ 92 mm and ⁇ 78 mm, respectively, and the lengths of the inner cylinder and the outer cylinder are 76 mm and 46 mm, respectively. In the wastewater treatment method, it is not always necessary to perform viscosity measurement as described above.
  • the viscosity of the mixed water can be measured using a viscometer 8 that can be continuously measured and is different from the above rotational viscometer. Then, while controlling the viscosity of the mixed water based on the measured value of the viscometer 8, the viscosity measured using the rotational viscometer as described above is appropriately performed, so that the measured value by the rotational viscometer is 10 mPa ⁇
  • the viscosity of the mixed water can be set to be s or less.
  • the activated sludge concentration (MLSS concentration) of the mixed water it is preferable to set to 3000 mg / L or more, in that the biological treatment efficiency can be further improved, and to 4000 mg / L or more. More preferably.
  • concentration) of mixed water it is preferable to set the activated sludge density
  • concentration) of mixed water can be measured using a general activated sludge densitometer.
  • the activated sludge concentration (MLSS concentration) of the mixed water indicates a concentration in the mixed water flowing in the biological treatment tank 1.
  • liquidity of mixed water can be improved also by setting the activated sludge density
  • concentration of mixed water is a predetermined value or less, depending on the properties of the activated sludge, the viscosity of the mixed water does not become sufficiently low, and the fluidity of the mixed water may be insufficient.
  • the viscosity of the mixed water is not sufficiently low, the bubble rising speed and the bubble diffusion efficiency will not be excellent, and the coalescence of bubbles in the mixed water cannot necessarily be suppressed. There is also the possibility of becoming larger. Thereby, the dissolution efficiency of the air in mixed water may become inadequate.
  • the dissolved oxygen concentration (oxygen dissolution efficiency) of the mixed water cannot always be sufficient only by setting the activated sludge concentration of the mixed water to a predetermined value or less.
  • the viscosity of mixed water it is more preferable to set the viscosity of mixed water below a predetermined value.
  • permeated water that has become purified water Z is obtained by membrane separation of the mixed water containing activated sludge and biologically treated by the membrane unit 5 including a filtration membrane.
  • the permeated water has a sufficiently reduced concentration of the substance to be treated compared to the waste water.
  • the permeated water that has become purified water Z is usually obtained by membrane separation of the mixed water that has been biologically treated by flowing in the biological treatment tank 1 for a predetermined time in the biological treatment step.
  • the mixed water whose viscosity is set to 10 mPa ⁇ s or less in the biological treatment process is membrane-separated in the purification process, the power for filtering can be made relatively small. . Therefore, also from this point, the operating cost spent can be suppressed.
  • the membrane unit 5 has a filtration membrane and is immersed in mixed water as shown in FIG.
  • the type of the filtration membrane is not particularly limited, and examples of the type of filtration membrane include an ultrafiltration membrane (UF membrane) and a microfiltration membrane (MF membrane).
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • cellulose acetate aromatic polyamide
  • aromatic polyamide polyvinyl alcohol
  • polyvinylidene fluoride polytetrafluoroethylene
  • Examples of the shape of the filtration membrane include conventionally known ones, for example, a so-called hollow fiber membrane formed in a hollow fiber shape with a diameter of several millimeters, or a plate-like flat membrane shape.
  • the membrane unit 5 is usually configured such that a plurality of flat membrane-like membranes are spaced apart from each other and faces each other. Yes. Since the interval between the membranes is usually about 10 mm, it is preferable that the particle size of the activated sludge is 10 mm or less in that the space of the interval by the activated sludge can be suppressed.
  • the shape of the filtration membrane is a hollow fiber membrane shape, the interval between the membranes is usually about 1 mm, and therefore, the particle size of the activated sludge can be suppressed in that the space of the interval due to the activated sludge can be suppressed. Is preferably 1 mm or less.
  • the wastewater treatment apparatus 10 of the present embodiment includes a biological treatment tank 1 that contains mixed water containing wastewater A and activated sludge, a carrier 2 that is immersed in the mixed water in the biological treatment tank 1 and to which activated sludge adheres,
  • the aeration apparatus 4 for aeration of the mixed water and the membrane unit 5 for membrane separation of the mixed water biologically treated with activated sludge under aerobic conditions by aeration of the aeration apparatus 4 are provided, and biological treatment including activated sludge is performed.
  • the waste water treatment device 10 for obtaining permeated water that has been separated into purified water Z by membrane separation of the mixed water by the membrane unit 5,
  • a viscosity setting mechanism is provided for setting the viscosity of the aerated mixed water in the biological treatment tank 1 to 10 mPa ⁇ s or less.
  • the equipment described in the above wastewater treatment method can be employed.
  • the viscosity setting mechanism includes, for example, a temperature adjusting unit that adjusts the temperature of the mixed water in the biological treatment tank 1.
  • the electric heater (not shown) mentioned above is mentioned, for example.
  • the viscosity of the mixed water can be lowered by heating the mixed water.
  • the said viscosity setting mechanism is equipped with the dispersing agent addition part which adjusts the viscosity of the mixed water in the biological treatment tank 1, for example.
  • the dispersing agent addition tank (not shown) mentioned above is mentioned, for example.
  • the dispersant addition tank the viscosity of the mixed water can be lowered by adding a predetermined amount of the additive to the mixed water.
  • the said viscosity setting mechanism is provided with the sludge density
  • the sludge concentration reducing unit include a sludge removing device that is arranged at the bottom of the biological treatment tank 1 and configured to draw the sludge out of the biological treatment tank 1. According to this sludge removal apparatus, the viscosity of mixed water can be reduced by extracting the activated sludge stored at the bottom of the biological treatment tank 1 and reducing the sludge concentration.
  • the waste water treatment apparatus 10 includes a waste water supply pipe 7 for supplying the waste water A into the tank.
  • the waste water treatment device 10 is configured to mix the waste water A that has passed through the waste water supply pipe 7 with the activated sludge in the biological treatment tank 1 and cause convection in the mixed water by aeration by the aeration device 4. ing.
  • the wastewater A is biologically treated by microorganisms contained in the activated sludge while the mixed water in the biological treatment tank 1 generates convection in the tank.
  • the waste water treatment apparatus 10 is configured to perform biological treatment while aeration of the mixed water by supplying bubbled air to the mixed water in the biological treatment tank 1 by the aeration apparatus 4. Has been.
  • the wastewater treatment apparatus 10 includes the carrier 2 and a carrier support member 6 that supports the carrier 2 as shown in FIG.
  • activated sludge adheres to the carrier 2 supported by the carrier support member 6, and a part of the attached activated sludge is separated from the carrier 2 by the water flow by aeration, and the separated activated sludge is removed. It is configured to float in the mixed water and flow by the water flow.
  • the carrier 2 is supported by a carrier support member 6, and a plurality of carriers 2 are arranged in the biological treatment tank 1.
  • the support member 6 for the carrier is fixed by appropriate means in the biological treatment tank 1 so as to support the carrier 2 at a predetermined position in the biological treatment tank 1.
  • sludge in the mixed water can be adhered, and a part of the adhered activated sludge can be suspended in the mixed water.
  • the sludge in the mixed water adheres mainly to the plurality of filaments 2 a in the carrier 2. Then, a part of the attached activated sludge can be separated from the filamentous body 2a that sways due to the flow of the mixed water accompanying aeration, and can float and flow in the mixed water.
  • the carrier 2 is arranged so as to be separated from the membrane unit 5.
  • the carrier 2 is configured to swing by a water flow generated by aeration by the aeration apparatus 4.
  • the carrier 2 may be disposed in the biological treatment tank 1 so as to be in contact with bubbles generated by aeration, or may be disposed in the biological treatment tank 1 so as not to be contacted with bubbles generated by aeration.
  • the membrane unit 5 is disposed in the biological treatment tank 1 so as to be immersed in mixed water.
  • the membrane unit 5 is usually arranged in the biological treatment tank 1 so as to be aerated by the aeration apparatus 4.
  • the wastewater treatment apparatus 10 of the present embodiment includes a biological treatment tank 1 having a rectangular shape in a top view.
  • the biological treatment tank 1 includes a plurality of carriers 2, a plurality of carrier support members 6 that support the carriers 2, the aeration apparatus 4, and one membrane unit 5.
  • a plurality of aeration pipes 4 b of the aeration apparatus 4 are arranged at the bottom of the biological treatment tank 1.
  • the aeration tube 4 b may be arranged below the carrier 2 or may be arranged below the membrane unit 5. Further, the aeration tube 4b may be arranged on the lower side of the carrier 2 and the membrane unit 5, respectively.
  • the aeration tube 4 b is not usually disposed on the entire bottom of the biological treatment tank 1, but is disposed on a part of the bottom of the biological treatment tank 1.
  • a carrier support member 6 For example, as shown in FIG. 2, a plurality of the carriers 2 are supported by a carrier support member 6.
  • the carrier support member 6 has an upper rectangular frame 6 a in which four bars are arranged in a rectangular shape in a top view, and the same shape as the upper rectangular frame 6 a.
  • the lower rectangular frame 6b which is arranged below the upper rectangular frame 6a and is arranged so as to overlap the upper rectangular frame 6a in a top view, is vertically connected to the corners of the upper and lower rectangular frames (6a, 6b).
  • the carrier support member 6 includes a plurality of horizontal bars 6d arranged in parallel in a lateral direction so as to connect a pair of opposing sides (bars) in the upper and lower rectangular frames (6a, 6b). It has more.
  • the carrier 2 extends in the up-down direction so as to connect the horizontal bars 6d separated from each other in the vertical direction, and both ends of the carrier 2 are respectively attached to the upper and lower horizontal bars 6d. That is, the upper end of the plurality of carriers 2 is attached to the upper one horizontal bar 6d, and the upper end is attached to the upper horizontal bar 6d to the one horizontal bar 6d immediately below the upper horizontal bar 6d. The lower ends of the plurality of carriers 2 are attached.
  • the plurality of carriers 2 are supported by one carrier support member 6.
  • the wastewater treatment apparatus 10 for example, as shown in FIG. 1B, four support members 6 for carriers are arranged at four corners in the biological treatment tank 1 in a top view, and two of the support members 6 for carriers are It is arranged above the aeration pipe 4b of the aeration apparatus 4, respectively.
  • one membrane unit is interposed between the pair of carrier support members 6. 5 is arranged.
  • the membrane unit 5 is disposed so as to be close to one side of the biological treatment tank 1 having a rectangular shape when viewed from above, and two membrane units 5 are provided on both sides in the direction along the one side.
  • a support member 6 for carrier is arranged. Below the carrier support member 6, the aeration tube 4b may be arranged, or the aeration tube 4b may not be arranged.
  • an upward flow is generated when the bubbles supplied by aeration of the aeration device 4 rise in the mixed water, and the mixed water that has risen up to the top of the mixed water moves in the horizontal direction, And in the part which is not aerated, mixed water falls and a downward flow arises.
  • convection accompanying aeration occurs in the mixed water accommodated in the biological treatment tank 1.
  • the viscosity of the mixed water is set to 10 mPa ⁇ s or less by the viscosity setting mechanism. Therefore, since the mixed water excellent in fluidity is aerated, bubbles generated by aeration rise relatively quickly in the mixed water. As a result, as shown in FIG. 1, the air bubbles caused by aeration from the aeration tube 4 b arranged on the lower side of the membrane unit 5 can efficiently remove the dirt adhered to the surface of the membrane unit 5. And the load concerning the membrane unit 5 in membrane separation reduces, and the cost spent for operation
  • the wastewater treatment apparatus and wastewater treatment method of the present embodiment are as illustrated above, but the present invention is not limited to the above-exemplified wastewater treatment apparatus and wastewater treatment method. Moreover, the various aspects used in a general waste water treatment apparatus and a waste water treatment method are employable in the range which does not impair the effect of this invention.
  • the wastewater treatment apparatus of the said embodiment was provided with the membrane unit 5 distribute
  • the wastewater treatment apparatus of this invention is not limited to this,
  • the biological treatment tank 1 Even if it comprises a membrane unit 5 arranged outside, the membrane unit 5 is configured to membrane-separate the biologically treated mixed water supplied from the biological treatment tank 1 outside the biological treatment tank 1. Good.
  • Test Example 1 The wastewater treatment apparatus shown in FIG. 1 (but no carrier was installed) was used to biologically treat 50 m 3 / day of wastewater for 20 days.
  • the sludge concentration during biological treatment was 9,000 to 11,000 mg / L.
  • a biological treatment tank having a size of 1.3 m ⁇ 1.3 m ⁇ 3.7 m in height was used.
  • the viscosity of the mixed water was set to 40 to 50 mPa ⁇ s by removing activated sludge from the mixed water.
  • Test Example 2 A carrier was further installed in the wastewater treatment apparatus used in Test Example 1, and the wastewater was biologically treated for 12 days in the same manner as in Test Example 1 except for the conditions shown below.
  • the sludge concentration during biological treatment was 4,000 to 6,000 mg / L.
  • As the carrier a carrier having a length of 2 m in the vertical direction and a length of 10 cm in the lateral direction and composed of an acrylic fiber thread and a polyester thread support was used. Further, four support members for carriers supporting a plurality of carriers were used and arranged as shown in FIG. 1B. In the biological treatment, all the carriers were used in a state immersed in mixed water. The viscosity of the mixed water was set to be 10 mPa ⁇ s or less by removing activated sludge from the mixed water.
  • FIGS. 3A and 3B The relationship between the total aeration amount and the dissolved oxygen (DO) concentration of the mixed water in Test Example 1 and Test Example 2 performed as described above is shown in FIGS. 3A and 3B, respectively.
  • measurement results of ammonia nitrogen (NH 4 —N) concentration in the purified water (permeated water) in Test Example 1 and Test Example 2 are shown in FIGS. 4A and 4B, respectively.
  • NH 4 —N ammonia nitrogen
  • the carrier is immersed in the mixed water, so the ammoniacal nitrogen concentration, which is one of the indicators of biological treatment efficiency Is kept relatively low. That is, in the waste water treatment method and waste water treatment apparatus of the present invention, the viscosity of the mixed water is set to 10 mPa ⁇ s or less after the carrier is immersed in the mixed water. Therefore, the mixed water can be biologically treated also by the activated sludge adhering to the carrier, and the decrease in the dissolved oxygen concentration in the mixed water can be suppressed. Thereby, the cost spent for operations such as aeration can be suppressed while suppressing a decrease in the efficiency of biological treatment.
  • 1 biological treatment tank
  • 2 carrier
  • 2a filamentous body
  • 2b support
  • 4 aeration apparatus
  • 4a air supply pipe
  • 4b aeration pipe
  • 5 Membrane unit
  • 6 Support member for carrier
  • 7 Drainage supply pipe
  • 8 Viscometer
  • 10 Waste water treatment device
  • A Waste water
  • B Air
  • Z Purified water (permeated water)

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Abstract

　排水と活性汚泥とを含む混合水を生物処理槽に収容し、前記活性汚泥が付着する担体を前記生物処理槽内の混合水に浸漬し、前記混合水を曝気し、前記生物処理槽内の曝気される混合水の粘度を１０ｍＰａ・ｓ以下に設定し、前記曝気による好気条件下で前記活性汚泥により生物処理された混合水を膜ユニットによって膜分離して浄化水となった透過水を得る排水処理方法等を提供する。

Description

排水処理方法及び排水処理装置
　本発明は、排水処理方法及び排水処理装置に関する。
　従来、排水処理方法としては、様々なものが知られており、例えば、排水と活性汚泥とを含む混合水を収容する生物処理槽中において混合水を曝気しつつ生物処理し、生物処理された混合水を、濾過膜を含む膜ユニットによって膜分離して浄化水となった透過水を得るものが知られている（特許文献１）。
　上記の排水処理方法においては、曝気によって混合水を撹拌しつつ活性汚泥による生物処理を行うことができる。そして、活性汚泥を含んだ混合水を膜ユニットの濾過膜によって膜分離して、浄化水を得ることができる。
　しかしながら、特許文献１の実施例に記載されているように、上記の排水処理方法においては、混合水中を浮遊する活性汚泥の濃度が比較的高い。そのため、活性汚泥に含まれる微生物量が比較的多くなり、必要な空気量が多くなる。しかも、混合水の流動が必ずしも効率的に行われず、これにより、気泡の上昇速度が低下する、又は、気泡の拡散効率が低下するなどして、曝気により供給された空気の溶解効率が不十分なものになり得る。従って、上記の排水処理方法においては、混合水中の酸素濃度が低下し、生物処理の効率が十分なものでなくなる可能性がある。これに対して、酸素濃度の低下を抑制するためには、より多くの電気エネルギー等を使って曝気量を増やさなければならない。このように、上記の排水処理方法においては、曝気等に費やされる運転コストが比較的多く必要とされるという問題がある。
日本国特開２００５－０４６６８４号公報
　本発明は、上記の問題点等に鑑み、費やされる運転コストを抑制できる排水処理方法を提供することを課題とする。また、費やされる運転コストを抑制できる排水処理装置を提供することを課題とする。
　上記課題を解決すべく、本発明に係る排水処理方法は、
　排水と活性汚泥とを含む混合水を生物処理槽に収容し、
　前記活性汚泥が付着する担体を前記生物処理槽内の混合水に浸漬し、
　前記混合水を曝気し、
　前記生物処理槽内の曝気される混合水の粘度を１０ｍＰａ・ｓ以下に設定し、
　前記曝気による好気条件下で前記活性汚泥により生物処理された混合水を膜ユニットによって膜分離して浄化水となった透過水を得る。
　上記構成からなる排水処理方法においては、生物処理槽内の曝気される混合水の粘度を１０ｍＰａ・ｓ以下に設定するため、混合水の流動性が優れたものとなる。また、曝気により供給された空気の気泡同士が合一することを抑制し、これにより、気泡の大きさを比較的小さく維持させることができる。そして、混合水の流動性、及び、曝気による空気の溶解効率が優れたものとなることから、曝気量が比較的少なくても、混合水における酸素濃度を生物処理にとって十分な濃度にすることができる。
　従って、前記排水処理方法によれば、曝気量に費やすエネルギーが比較的少なくても十分に生物処理を行うことができ、これにより、運転に費やされるコストを抑制できる。
　また、前記排水処理方法においては、混合水に浸漬された担体に活性汚泥が付着する。これにより、担体に付着した活性汚泥によって生物処理を行うことができる。しかも、前記排水処理方法においては、上述したように混合水の流動性、及び、曝気による空気の溶解効率が優れたものとなる。
　従って、前記排水処理方法によれば、活性汚泥による生物処理の効率の低下を抑制しつつ、混合水を曝気するために費やすエネルギーを減らすことができる。
　上記構成の排水処理方法においては、
　前記生物処理槽が、上面視矩形状であり、
　前記膜ユニットが、前記生物処理槽内の上面視における一の辺に沿って、且つ、該膜ユニットが曝気され前記生物処理槽内の前記混合水中に浸かるように配され、
　前記生物処理槽内の上面視における四隅に、前記担体を支持する４つの担体用支持部材を配され、
　前記４つの担体用支持部材が、前記担体が前記混合水に浸かるように配され、
　前記担体用支持部材のうちの２つが前記膜ユニットの両側に配され、
　前記４つの担体用支持部材のうち、前記膜ユニットの両側に配された２つの前記担体用支持部材を曝気せず、他の２つの前記担体用支持部材を前記担体が気泡と接触するように曝気し、
　前記曝気によって前記混合水に対流を起こすことが好ましい。
　本発明に係る排水処理装置は、
　排水と活性汚泥とを含む混合水を収容する生物処理槽と、
　該生物処理槽内の混合水に浸漬され前記活性汚泥が付着する担体と、
　前記混合水を曝気する曝気装置と、
　該曝気装置の曝気による好気条件下で前記活性汚泥により生物処理された混合水を、膜分離する膜ユニットと、
　前記生物処理槽内の曝気される混合水の粘度を１０ｍＰａ・ｓ以下に設定する粘度設定機構とを備え、
　前記活性汚泥を含む生物処理された混合水を、前記膜ユニットによって膜分離して浄化水となった透過水を得る。
　上記構成の排水処理装置においては、
　前記担体を支持する担体用支持部材を４つさらに備え、
　前記生物処理槽は、上面視矩形状であり、
　前記膜ユニットは、前記生物処理槽内の上面視における一の辺に沿って、且つ、該膜ユニットが曝気され前記生物処理槽内の前記混合水中に浸かるように配され、
　前記４つの担体用支持部材は、前記生物処理槽内の上面視における四隅に、且つ、前記担体が前記混合水に浸かるように配され、
　前記４つの担体用支持部材のうちの２つは、前記膜ユニットの両側に配され、
　前記４つの担体用支持部材は、前記膜ユニットの両側に配された２つの前記担体用支持部材は前記曝気装置により曝気されず、他の２つの前記担体用支持部材は前記曝気装置により前記担体に気泡を接触させて曝気されるように配されており、
　前記曝気装置による曝気によって前記混合水に対流を起こすように構成されていることが好ましい。
　上述の通り、本発明の排水処理方法及び排水処理装置は、費やされる運転コストを抑制できるという効果を奏する。
排水処理装置の上下方向の断面における概要を表した概略断面図。 排水処理装置の概要を表した概略平面図。 担体の概要を表した概略図。 混合水の総曝気量と溶存酸素（ＤＯ）濃度とを表すグラフ。 混合水の総曝気量と溶存酸素（ＤＯ）濃度とを表すグラフ。 浄化水（透過水）のアンモニア性窒素濃度を表すグラフ。 浄化水（透過水）のアンモニア性窒素濃度を表すグラフ。
　以下、本発明に係る排水処理装置及び排水処理方法の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態の排水処理方法において用いる排水処理装置の概略図である。
　本実施形態の排水処理方法は、排水Ａと活性汚泥とを含む混合水を収容する生物処理槽１と、該生物処理槽１内の混合水に浸漬され活性汚泥が付着する担体２と、前記混合水を曝気する曝気装置４と、該曝気装置４の曝気による好気条件下で活性汚泥により生物処理された混合水を膜分離する膜ユニット５とを備えた排水処理装置１０を用いて、前記活性汚泥を含む生物処理された混合水を、前記膜ユニット５によって膜分離して浄化水Ｚとなった透過水を得る排水処理方法であって、前記生物処理槽１内の曝気される混合水の粘度を１０ｍＰａ・ｓ以下に設定するものである。
　具体的には、本実施形態の排水処理方法においては、前記生物処理槽１内の混合水を前記曝気装置４によって曝気しながら、少なくとも担体２に付着した活性汚泥によって混合水を生物処理する生物処理工程と、濾過膜を含む膜ユニット５によって、活性汚泥を含む生物処理された混合水を膜分離して浄化水Ｚとなった透過水を得る浄化工程とを実施し、少なくとも前記生物処理工程では、前記生物処理槽１内の曝気される混合水の粘度を１０ｍＰａ・ｓ以下に設定する。
　前記排水処理方法において用いる排水処理装置１０は、具体的には例えば、図１（図１Ａ及び図１Ｂ）に示すように、排水Ａと活性汚泥とを含む混合水を収容する生物処理槽１と、混合水中の活性汚泥が付着する担体２と、該生物処理槽１内の混合水を曝気する曝気装置４と、活性汚泥を含む生物処理された混合水を膜分離して浄化水Ｚとなった透過水を得る膜ユニット５とを備えている。そして、排水処理装置１０は、装置外から供給される排水Ａを前記生物処理槽１において活性汚泥と混合して混合水を得て、担体２に付着した活性汚泥及び混合水中を浮遊する活性汚泥によって混合水を生物処理しつつ、前記膜ユニット５において、浮遊する活性汚泥を含む生物処理された混合水を膜分離して、透過水（浄化水Ｚ）を得るように構成されている。
　前記排水Ａは、微生物によって分解できる少なくとも有機物を含有する排水であれば、特に限定されるものではないが、該排水Ａとしては、例えば、生活廃水や、食品工場、化学工場、電子産業工場、パルプ工場等の工場から排出される有機物などの処理対象物質を含むもの等が挙げられる。
　前記生物処理は、微生物を含む活性汚泥により好気的に、排水中の少なくとも有機物を分解させる処理である。
　前記活性汚泥は、前記処理対象物質を分解可能なものであれば特に限定されるものではなく、微生物として、細菌、原生動物、後生動物等の生物種を含むものを用いることができる。また、曝気による好気的条件下において、少なくとも有機物を分解できるものである。
　前記生物処理工程においては、内部に活性汚泥を含む生物処理槽１に、排水処理装置外から供給される排水Ａを供給して排水Ａと活性汚泥とを混合する。そして、前記生物処理槽１において担体２に付着した活性汚泥及び混合水中を浮遊する活性汚泥によって、混合水を生物処理する。
　具体的には、前記生物処理工程においては、前記曝気装置４による曝気によって混合水に対流を起こし、前記生物処理槽１において混合水が槽内で対流を起こしている間に、活性汚泥に含まれる微生物によって排水Ａを生物処理する。また、曝気によって生じる混合水の流動によって、担体２に付着した活性汚泥の一部が担体２から離れ得る。そして、離れた活性汚泥が混合水中を浮遊し得る。
　前記生物処理工程においては、必要に応じて、混合水中のリンを除去するため、又は、混合水で浮遊する活性汚泥を凝集させるために、槽内の混合水に凝集剤を添加する。
　前記凝集剤としては、従来公知のものが挙げられ、例えば、ポリ塩化アルミニウム、塩化第二鉄等の無機系凝集剤、又は、有機系高分子凝集剤等が挙げられる。
　前記生物処理工程においては、前記曝気装置４によって、気体を混合水に送り、混合水を曝気する。前記気体としては、通常、空気Ｂを用いる。
　前記曝気装置４は、装置外から生物処理槽１内へ空気Ｂを供給するための空気供給管４ａと、該空気供給管４ａを経た空気を気泡状にして生物処理槽１内の混合水に供給し混合水を曝気する曝気管４ｂとを有している。これにより、前記曝気装置４は、空気供給管４ａを経由させて空気Ｂを混合水に送り、混合水を曝気するように構成されている。
　前記生物処理工程においては、混合水に浸かるように生物処理槽１内に配された、例えば図２に示すような担体２を用いることができる。斯かる担体２を用いることにより、前記生物処理工程においては、該担体２に活性汚泥が付着する。また、付着した活性汚泥の一部が曝気による水流によって担体２から離れ得る。そして、担体２から離れた活性汚泥が混合水中を浮遊し得る。
　本実施形態の排水処理方法においては、生物処理槽１内に配された担体２に活性汚泥が付着し、付着した活性汚泥によっても混合水を生物処理する。混合水における全活性汚泥の量が同じであれば、担体２に活性汚泥が付着する分、流動する混合水における活性汚泥濃度が低くなり、担体２が無い場合に比べて、混合水の流動性が優れたものになり得る。
　具体的には、前記生物処理工程においては、担体２における複数の糸状体２ａに混合水中の活性汚泥が付着する。また、糸状体２ａに付着した活性汚泥の一部が、曝気に伴う混合水の流動などにより、揺れ動く糸状体２ａから離れ得る。そして、糸状体２ａから離れた活性汚泥が混合水中を浮遊し得る。
　前記担体２は、例えば図２に示すように、活性汚泥が付着する複数の糸状体２ａと、各糸状体２ａの一端が取り付けられ糸状体２ａを支持する支持体２ｂとを有し、支持体２ｂが上下方向に延在するように生物処理槽１内に配されている。
　前記糸状体２ａの材質は、活性汚泥が付着しやすいものであれば特に限定されるものではないが、該材質としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、炭素繊維等が挙げられる。即ち、前記糸状体２ａとしては、アクリル繊維、ポリウレタン繊維、ポリエチレン繊維、ポリエステル繊維、炭素繊維などを用いることができ、なかでも、アクリル繊維を用いることが好ましい。
　前記支持体２ｂの材質は、前記糸状体２ａを支持できるものであれば特に限定されるものではないが、該材質としては、例えば、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、炭素繊維等が挙げられる。より具体的には、前記支持体２ｂとしては、例えば、ポリエステル糸を用いることができる。
　前記生物処理工程においては、前記担体２が、前記曝気装置４による曝気によって生じる水流で揺動する。また、前記担体２は、曝気による気泡と接触するように生物処理槽１内に配されていてもよく、曝気による気泡と接触しない位置に配されていてもよい。
　前記生物処理工程においては、前記生物処理槽１内において曝気される混合水の粘度を１０ｍＰａ・ｓ以下に設定する。なお、混合水の粘度は、通常、水の粘度以上であり、１ｍＰａ・ｓ以上である。
　前記生物処理工程においては、混合水の粘度を１０ｍＰａ・ｓ未満に設定することが好ましく、５ｍＰａ・ｓ以下に設定することがより好ましい。
　具体的には、前記生物処理工程においては、例えば、生物処理槽１内の混合水の温度を調整することにより、混合水の粘度を１０ｍＰａ・ｓ以下に設定することができる。より具体的には例えば、生物処理槽１の内側底部に設置された電気ヒータ（図示せず）によって、混合水を加熱して、混合水の粘度を１０ｍＰａ・ｓ以下に低下させることができる。
　また、例えば、生物処理槽１内の混合水に分散剤を添加することにより、混合水の粘度を１０ｍＰａ・ｓ以下に設定することができる。より具体的には例えば、分散剤の水溶液を混合液に添加する分散剤添加タンク（図示せず）を用いて、混合水に所定量の添加剤を添加することにより、混合水の粘度を１０ｍＰａ・ｓ以下に低下させることができる。
　また、例えば、生物処理槽１内の混合液の汚泥濃度を減少させることにより、混合水の粘度を１０ｍＰａ・ｓ以下に設定することができる。より具体的には例えば、生物処理槽１の底部から活性汚泥を抜き取ることにより、汚泥濃度を下げ、混合水の粘度を１０ｍＰａ・ｓ以下に低下させることができる。
　前記混合水の粘度が１０ｍＰａ・ｓ以下であることにより、混合水の流動性が優れたものとなる。また、混合水に供給された気泡の合一を抑制し、これにより、気泡を小さいまま維持できることから、混合水における空気の溶解効率が優れたものとなる。従って、曝気量が比較的少なくても、生物処理槽１内の混合水全体に酸素を行き渡らせることができる。従って、曝気量が比較的少なくても生物処理における酸素濃度の低下を抑制することができ、これにより、曝気のために使う電力コストを抑えつつ、排水処理を行うことができる。
　また、前記排水処理方法においては、前記生物処理槽１内の混合水に担体２を浸漬した状態にて、前記生物処理槽１内において曝気される混合水の粘度を１０ｍＰａ・ｓ以下に設定する。上述したように、担体２には活性汚泥が付着しており、該付着した活性汚泥によって混合水を生物処理することができる。従って、例えば混合水中の汚泥濃度を減らすことによって混合水の粘度を１０ｍＰａ・ｓ以下に設定しても、担体２に付着した活性汚泥によって十分な生物処理を行うことができる。
　このように、前記排水処理方法においては、担体２を用いつつ混合水の粘度を１０ｍＰａ・ｓ以下に設定することにより、生物処理の効率の低下を抑えつつ曝気のために使う電力コストをも抑えることができる。
　前記粘度は、回転粘度計を用いた測定によって求めるものである。
　詳しくは、前記回転粘度計として共軸二重円筒型回転粘度計を用い、ＪＩＳ　Ｚ８８０３に準じて内筒定速方式によって、混合水を生物処理するときの温度にて、粘度の測定を行う。測定する混合水としては、生物処理槽１内における曝気される部分の混合水を取り出して用いる。回転粘度計における内筒、外筒の直径は、それぞれφ９２ｍｍ、φ７８ｍｍであり、また、内筒、外筒の長さは、それぞれ７６ｍｍ、４６ｍｍである。
　なお、前記排水処理方法においては、上記のごとき粘度測定を必ずしも常に行う必要はない。
　具体的には、前記排水処理方法においては、例えば、図１Ａに示すように、連続的に計測でき上記の回転粘度計と異なる粘度計８を用いて混合水の粘度を測定することができる。そして、その粘度計８の測定値に基づいて混合水の粘度を制御しつつ、適宜、上記のごとき回転粘度計を用いた粘度測定を行うことにより、上記の回転粘度計による測定値が１０ｍＰａ・ｓ以下となるように混合水の粘度を設定することができる。
　前記生物処理工程においては、生物処理の効率をより優れたものにできるという点で、混合水の活性汚泥濃度（ＭＬＳＳ濃度）を３０００ｍｇ／Ｌ以上に設定することが好ましく、４０００ｍｇ／Ｌ以上に設定することがより好ましい。また、混合水の粘度をより下げることができるという点で、混合水の活性汚泥濃度（ＭＬＳＳ濃度）を７０００ｍｇ／Ｌ以下に設定することが好ましく、６０００ｍｇ／Ｌ以下に設定することがより好ましく、５０００ｍｇ／Ｌ以下に設定することがさらに好ましい。
　なお、混合水の活性汚泥濃度（ＭＬＳＳ濃度）は、一般的な活性汚泥濃度計を用いて測定することができる。また、上記の混合水の活性汚泥濃度（ＭＬＳＳ濃度）は、生物処理槽１内を流動している混合水における濃度を示す。
　なお、混合水の活性汚泥濃度を所定値以下に設定することによっても、混合水の流動性を高め得る。しかしながら、活性汚泥濃度が所定値以下であっても、活性汚泥の性状によっては、混合水の粘度が十分に低いものとならず、混合水の流動性が不十分なものになり得る。また、混合水の粘度が十分に低くならなければ、気泡の上昇速度及び気泡の拡散効率が優れたものとならず、混合水中における気泡の合一を必ずしも抑制できないことから、気泡が意図せず大きくなる可能性もある。これにより、混合水における空気の溶解効率が不十分なものになり得る。
　従って、混合水の活性汚泥濃度を所定値以下に設定するだけでは、混合水の溶存酸素濃度（酸素溶解効率）を必ずしも十分なものにできないおそれがある。このように、混合水における溶存酸素濃度をより正確に制御できるという点においては、混合水の粘度を所定値以下に設定することの方が好適である。
　前記浄化工程においては、濾過膜を含む膜ユニット５によって、活性汚泥を含み生物処理された混合水を膜分離して浄化水Ｚとなった透過水を得る。該透過水は、前記排水に比べて処理対象物質の濃度が十分低減されたものである。
　なお、前記浄化工程においては、通常、前記生物処理工程において生物処理槽１内を所定時間流動させて生物処理した混合水を膜分離することにより、浄化水Ｚとなった透過水を得る。
　本実施形態の排水処理方法においては、生物処理工程において粘度が１０ｍＰａ・ｓ以下に設定された混合水を浄化工程において膜分離するため、濾過するための動力を比較的少ないものにすることができる。従って、この点からも、費やされる運転コストを抑制できる。
　前記膜ユニット５は、濾過膜を有しており、図１に示すように、混合水に浸漬している。該濾過膜の種類は、特に限定されるものでなく、濾過膜の種類としては、例えば、限外濾過膜（ＵＦ膜）、精密濾過膜（ＭＦ膜）等が挙げられる。
　前記濾過膜の材質としては、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、酢酸セルロース、芳香族ポリアミド、ポリビニールアルコール、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンなどを採用することができる。
　前記濾過膜の形状としては、従来公知のものが挙げられ、例えば、直径数ｍｍの中空糸状に形成されたいわゆる中空糸膜状、又は、板状の平膜状などが挙げられる。
　前記濾過膜の形状が平膜状である場合には、通常、前記膜ユニット５は、平膜状の複数の膜が互いに間隔を空け且つ互いの面が対向するように配されて構成されている。膜の間隔は、通常、１０ｍｍ程度であることから、活性汚泥による該間隔の空間の閉塞が抑制できるという点で、活性汚泥の粒径は、１０ｍｍ以下であることが好ましい。
　前記濾過膜の形状が中空糸膜状である場合には、通常、膜の間隔が１ｍｍ程度であることから、活性汚泥による該間隔の空間の閉塞が抑制できるという点で、活性汚泥の粒径は、１ｍｍ以下であることが好ましい。
　続いて、本発明に係る排水処理装置の一実施形態について説明する。
　本実施形態の排水処理装置１０は、排水Ａと活性汚泥とを含む混合水を収容する生物処理槽１と、該生物処理槽１内の混合水に浸漬され活性汚泥が付着する担体２と、前記混合水を曝気する曝気装置４と、該曝気装置４の曝気による好気条件下で活性汚泥により生物処理された混合水を膜分離する膜ユニット５とを備え、活性汚泥を含む生物処理された混合水を、前記膜ユニット５によって膜分離して浄化水Ｚとなった透過水を得る排水処理装置１０であって、
　前記生物処理槽１内の曝気される混合水の粘度を１０ｍＰａ・ｓ以下に設定する粘度設定機構を備えているものである。
　前記排水処理装置１０においては、上記の排水処理方法において述べた機器等を採用することができる。
　前記粘度設定機構は、例えば、生物処理槽１内の混合水の温度を調整する温度調整部を備えている。該温度調整部としては、例えば、上述した電気ヒータ（図示せず）が挙げられる。該電気ヒータによれば、混合水を加熱して、混合水の粘度を低下することができる。
　また、前記粘度設定機構は、例えば、生物処理槽１内の混合水の粘度を調整する分散剤添加部を備えている。該分散剤添加部としては、例えば、上述した分散剤添加タンク（図示せず）が挙げられる。該分散剤添加タンクによれば、混合水に所定量の添加剤を添加することにより、混合水の粘度を低下することができる。
　また、前記粘度設定機構は、例えば、生物処理槽１内の混合液の汚泥濃度を減少させる汚泥濃度低減部を備えている。該汚泥濃度低減部としては、例えば、生物処理槽１の底部に配され汚泥を生物処理槽１外へ抜き取るように構成された汚泥抜き取り装置が挙げられる。該汚泥抜き取り装置によれば、生物処理槽１の底部に貯まった活性汚泥を抜き取り、汚泥濃度を下げることにより、混合水の粘度を低下することができる。
　前記排水処理装置１０は、具体的には例えば、図１に示すように、排水Ａを槽内に供給するための排水供給管７を備えている。これにより、前記排水処理装置１０は、排水供給管７を経た排水Ａを生物処理槽１内にて活性汚泥と混合し、前記曝気装置４による曝気によって混合水に対流を起こさせるように構成されている。
　そして、前記排水処理装置１０においては、前記生物処理槽１において混合水が槽内で対流を生じている間に、活性汚泥に含まれる微生物によって排水Ａが生物処理される。
　前記排水処理装置１０は、例えば図１に示すように、曝気装置４によって生物処理槽１内の混合水に気泡状の空気を供給することにより、混合水を曝気しながら生物処理するように構成されている。
　また、前記排水処理装置１０は、例えば図２に示すように、上記の担体２と、該担体２を支持する担体用支持部材６とを備えている。これにより、前記排水処理装置１０は、担体用支持部材６によって支持された担体２に活性汚泥が付着し、付着した活性汚泥の一部が曝気による水流によって担体２から離れ、離れた活性汚泥が混合水中を浮遊し水流によって流動するように構成されている。
　前記担体２は、図１に示すように、担体用支持部材６に支持され、複数の担体２が生物処理槽１内に配されている。なお、担体用支持部材６は、担体２を生物処理槽１内の所定位置で支持するように、生物処理槽１内において適当な手段によって固定されている。
　前記担体２によれば、混合水中の汚泥を付着させ、付着した活性汚泥の一部を混合水中で浮遊させることができる。詳しくは、混合水中の汚泥が、主に担体２における複数の糸状体２ａに付着する。そして、付着した活性汚泥の一部が、曝気に伴う混合水の流動などにより揺れ動く糸状体２ａから離れ、混合水中を浮遊して流動し得る。
　前記担体２は、前記膜ユニット５と離間するように配されている。また、前記担体２は、前記曝気装置４による曝気によって生じる水流で揺動するように構成されている。
　前記担体２は、曝気による気泡と接触するように生物処理槽１内に配されていてもよく、曝気による気泡と接触しないように生物処理槽１内に配されていてもよい。
　前記膜ユニット５は、例えば図１に示すように、生物処理槽１内において、混合水中に浸かるように配されている。また、前記膜ユニット５は、通常、曝気装置４によって曝気されるように生物処理槽１内に配されている。
　本実施形態の排水処理装置１０は、具体的には例えば、図１Ｂに示すように、上面視矩形状の生物処理槽１を備えている。また、該生物処理槽１内に、複数の担体２と、担体２を支持する複数の担体用支持部材６と、前記曝気装置４と、１つの前記膜ユニット５とを備えている。
　前記曝気装置４の曝気管４ｂは、生物処理槽１の底部に複数配されている。曝気管４ｂは、図１Ｂに示すように、担体２の下側に配されていてもよく、膜ユニット５の下側に配されていてもよい。また、曝気管４ｂは、担体２及び膜ユニット５のそれぞれの下側に配されていてもよい。曝気管４ｂは、通常、生物処理槽１の底部全体に配されているわけではなく、生物処理槽１の底部の一部に配されている。
　前記担体２は、例えば図２に示すように、複数がまとまって担体用支持部材６によって支持されている。
　前記担体用支持部材６は、例えば図１Ｂ及び図２に示すように、上面視において４つの棒材が矩形を描くように配された上側矩形枠６ａと、該上側矩形枠６ａと同形状であり上側矩形枠６ａの下側に配され上面視において上側矩形枠６ａと重なるように配された下側矩形枠６ｂと、上下の矩形枠（６ａ、６ｂ）の角部同士をつなぐように縦方向に延びる４本の縦棒６ｃとを備えている。また、前記担体用支持部材６は、上下それぞれの矩形枠（６ａ、６ｂ）における対向する１対の辺（棒材）をつなぐように互いに平行に横方向に配された複数の横棒６ｄをさらに備えている。担体２は、上下に離間した横棒６ｄをつなぐように、上下方向に延びており、担体２の両端部が上下の横棒６ｄにそれぞれ取り付けられている。即ち、上側の１つの横棒６ｄには、複数の担体２の上端部が取り付けられ、上側の横棒６ｄの真下にある１つの横棒６ｄには、上側の横棒６ｄに上端部が取り付けられた複数の担体２の下端部が取り付けられている。このように、複数の担体２が１つの担体用支持部材６によって支持されている。
　前記排水処理装置１０においては、例えば図１Ｂに示すように、４つの担体用支持部材６が、上面視において、生物処理槽１内の四隅に配され、そのうち２つの担体用支持部材６が、曝気装置４の曝気管４ｂの上側にそれぞれ配されている。
　また、上面視矩形状の生物処理槽１の一つの角部を介して隣接する２辺のうちの一方の辺に沿った方向において、一対の担体用支持部材６の間に１つの前記膜ユニット５が配されている。
　即ち、前記膜ユニット５は、上面視矩形状の生物処理槽１の一方の辺に近接するように配され、しかも、該一方の辺に沿った方向における膜ユニット５の両側には、２つの担体用支持部材６が配されている。
　担体用支持部材６の下方には、曝気管４ｂが配されていてもよく、曝気管４ｂが配されていなくてもよい。
　斯かる排水処理装置１０においては、曝気装置４の曝気によって供給された気泡が混合水中を上昇することにより上昇流が生じ、さらに、混合水の上部まで上昇した混合水が水平方向に移動し、そして、曝気されていない部分において混合水が下降して下降流が生じる。このようにして、生物処理槽１に収容された混合水には、曝気に伴う対流が生じる。
　なお、排水処理装置１０においては、粘度設定機構によって混合水の粘度が１０ｍＰａ・ｓ以下に設定される。従って、流動性に優れた混合水が曝気されるため、曝気によって発生した気泡が混合水中を比較的速く上昇する。これにより、図１に示すように、膜ユニット５の下側に配された曝気管４ｂからの曝気による気泡が、膜ユニット５の表面に付着した汚れを効率的に除去できる。そして、膜分離における膜ユニット５にかかる負荷が減り、装置の運転に費やされるコストを抑制できる。
　本実施形態の排水処理装置及び排水処理方法は、上記例示の通りであるが、本発明は、上記例示の排水処理装置及び排水処理方法に限定されるものではない。
　また、一般の排水処理装置及び排水処理方法において用いられる種々の態様を、本発明の効果を損ねない範囲において、採用することができる。
　例えば、上記実施形態の排水処理装置は、生物処理槽１内に配された膜ユニット５を備えたものであったが、本発明の排水処理装置は、これに限定されず、生物処理槽１外に配された膜ユニット５を備え、前記膜ユニット５が、生物処理槽１から供給された生物処理された混合水を、生物処理槽１外にて膜分離するように構成されていてもよい。
　次に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（試験例１）
　図１に示す排水処理装置（ただし、担体は設置していない）を用いて、５０ｍ３／日の排水を２０日間にわたって生物処理した。生物処理中の汚泥濃度は、９，０００～１１，０００ｍｇ／Ｌとした。生物処理槽としては、１．３ｍ×１．３ｍ×高さ３．７ｍの大きさのものを用いた。
　混合水の粘度は、活性汚泥を混合水から取り除くこと等により、４０～５０ｍＰａ・ｓとなるように設定した。
（試験例２）
　試験例１で用いた排水処理装置にさらに担体を設置して、下記に示す条件以外は、試験例１と同様にして排水を１２日間にわたって生物処理した。生物処理中の汚泥濃度は、４，０００～６，０００ｍｇ／Ｌとした。
　なお、担体としては、上下方向長さが２ｍであり、横方向長さが１０ｃｍのものであって、アクリル繊維製の糸状体とポリエステル糸の支持体とから構成されたものを用いた。また、複数の担体を支持した担体用支持部材を４つ用いて、図１Ｂに示すように配置した。生物処理においては、全ての担体を混合水に浸漬した状態で用いた。
　混合水の粘度は、活性汚泥を混合水から取り除くこと等により、１０ｍＰａ・ｓ以下となるように設定した。
　上記のごとく行った試験例１及び試験例２における総曝気量及び混合水の溶存酸素（ＤＯ）濃度の関係を図３Ａ及び図３Ｂにそれぞれに示す。また、試験例１及び試験例２における浄化水（透過水）内のアンモニア性窒素（ＮＨ４－Ｎ）濃度の測定結果を図４Ａ及び図４Ｂにそれぞれ示す。
　図３から把握できるように、混合水の粘度を１０ｍＰａ・ｓ以下に設定することにより、曝気量が少なくても混合水内の溶存酸素（ＤＯ）濃度を所定量に維持することができる。
　また、図４から把握できるように、混合水の粘度を１０ｍＰａ・ｓ以下に設定しても、混合水に担体を浸漬しているため、生物処理効率の指標の１つであるアンモニア性窒素濃度が比較的低く維持される。
　即ち、本発明の排水処理方法及び排水処理装置においては、混合水に担体を浸漬したうえで混合水の粘度を１０ｍＰａ・ｓ以下に設定する。従って、担体に付着した活性汚泥によっても混合水を生物処理することができ、しかも、混合水中の溶存酸素濃度の低下を抑制できる。これにより、生物処理の効率の低下を抑制しつつ、曝気などの運転に費やされるコストを抑制することができる。
　１：生物処理槽、
　２：担体、２ａ：糸状体、２ｂ：支持体、
　４：曝気装置、４ａ：空気供給管、４ｂ：曝気管、
　５：膜ユニット、
　６：担体用支持部材、
　７：排水供給管、
　８：粘度計、
　１０：排水処理装置、
　Ａ：排水、Ｂ：空気、Ｚ：浄化水（透過水）
 

Claims (4)

  1. 　排水と活性汚泥とを含む混合水を生物処理槽に収容し、
    　前記活性汚泥が付着する担体を前記生物処理槽内の混合水に浸漬し、
    　前記混合水を曝気し、
    　前記生物処理槽内の曝気される混合水の粘度を１０ｍＰａ・ｓ以下に設定し、
    　前記曝気による好気条件下で前記活性汚泥により生物処理された混合水を膜ユニットによって膜分離して浄化水となった透過水を得る排水処理方法。
  2. 　前記生物処理槽が、上面視矩形状であり、
    　前記膜ユニットが、前記生物処理槽内の上面視における一の辺に沿って、且つ、該膜ユニットが曝気され前記生物処理槽内の前記混合水中に浸かるように配され、
    　前記生物処理槽内の上面視における四隅に、前記担体を支持する４つの担体用支持部材を配され、
    　前記４つの担体用支持部材が、前記担体が前記混合水に浸かるように配され、
    　前記担体用支持部材のうちの２つが前記膜ユニットの両側に配され、
    　前記４つの担体用支持部材のうち、前記膜ユニットの両側に配された２つの前記担体用支持部材を曝気せず、他の２つの前記担体用支持部材を前記担体が気泡と接触するように曝気し、
    　前記曝気によって前記混合水に対流を起こす請求項１に記載の排水処理方法。
  3. 　　排水と活性汚泥とを含む混合水を収容する生物処理槽と、
    　該生物処理槽内の混合水に浸漬され前記活性汚泥が付着する担体と、
    　前記混合水を曝気する曝気装置と、
    　該曝気装置の曝気による好気条件下で前記活性汚泥により生物処理された混合水を、膜分離する膜ユニットと、
    　前記生物処理槽内の曝気される混合水の粘度を１０ｍＰａ・ｓ以下に設定する粘度設定機構とを備え、
    　前記活性汚泥を含む生物処理された混合水を、前記膜ユニットによって膜分離して浄化水となった透過水を得る排水処理装置。
  4. 　前記担体を支持する担体用支持部材を４つさらに備え、
    　前記生物処理槽は、上面視矩形状であり、
    　前記膜ユニットは、前記生物処理槽内の上面視における一の辺に沿って、且つ、該膜ユニットが曝気され前記生物処理槽内の前記混合水中に浸かるように配され、
    　前記４つの担体用支持部材は、前記生物処理槽内の上面視における四隅に、且つ、前記担体が前記混合水に浸かるように配され、
    　前記４つの担体用支持部材のうちの２つは、前記膜ユニットの両側に配され、
    　前記４つの担体用支持部材は、前記膜ユニットの両側に配された２つの前記担体用支持部材は前記曝気装置により曝気されず、他の２つの前記担体用支持部材は前記曝気装置により前記担体に気泡を接触させて曝気されるように配されており、
    　前記曝気装置による曝気によって前記混合水に対流を起こすように構成されている請求項３に記載の排水処理装置。
     
     
     
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