JP2002346585A - 廃水処理方法 - Google Patents

廃水処理方法

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JP2002346585A
JP2002346585A JP2001160229A JP2001160229A JP2002346585A JP 2002346585 A JP2002346585 A JP 2002346585A JP 2001160229 A JP2001160229 A JP 2001160229A JP 2001160229 A JP2001160229 A JP 2001160229A JP 2002346585 A JP2002346585 A JP 2002346585A
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activated sludge
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membrane separation
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Tsuneo Suzuki
恒雄 鈴木
Hideo Koide
英夫 小出
Naomichi Mori
直道 森
Katsumi Shida
勝巳 志田
Masayuki Matsuura
雅幸 松浦
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Hitachi Plant Technologies Ltd
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Hitachi Plant Technologies Ltd
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  • Activated Sludge Processes (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】格別の貯留タンクを設けることなく、回分式活
性汚泥処理装置からの処理水を膜分離する。 【解決手段】 廃水投入−曝気−沈殿−処理水排出の各
工程を順次行うことを1サイクルとし、このサイクルを
繰り返す回分式の反応槽30A,30Bの1サイクルの
運転時間を5時間以下に設定するとともに、反応槽30
A,30Bを時間差を設けて運転し、これら反応槽から
排出される処理水を共通の膜分離槽60に直接導いて濾
過処理する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は廃水処理方法に係
り、特に回分式活性汚泥処理を主体とする廃水処理方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】回分式活性汚泥処理は活性汚泥を貯留し
た反応槽内に有機性の廃水を投入した後、所定時間連続
曝気又は間欠曝気して廃水中のBOD成分を活性汚泥の
作用により酸化分解する。その後、曝気を停止して所定
時間静置し、活性汚泥を槽底部に沈殿させ、上澄水を処
理水として槽外へ排出することを基本とする。この廃水
投入−曝気−沈殿−処理水排出の各工程を1つの反応槽
で順次行うことを1サイクルとし、このサイクル繰り返
す。このため、通常の連続式の活性汚泥処理に比べて沈
殿池や汚泥の返送系が不要となり、設備の省スペース
化、コンパクト化を図ることができ、比較的小規模の廃
水処理方法として多用されている。
【0003】ところで、上記の回分式活性汚泥処理では
処理する廃水の性状や運転条件によっては汚泥の沈降性
が悪くなる場合があり、本発明者の経験では例えば畜産
場から排出される畜産系の屎尿を回分式活性汚泥処理し
た場合に廃水中に浮遊性の懸濁物が混入するために汚泥
の沈降性が悪くなる。このため、沈殿工程では汚泥の沈
殿分離が不十分となって、処理水(上澄水)に浮遊性の
懸濁物を含む汚泥がリークして水質低下を招くという問
題点があった。
【0004】上記の問題点を解決するために回分式活性
汚泥処理の処理水を膜分離してリークした汚泥を除去す
ることが考えられる。しかしながら、回分式活性汚泥処
理では1サイクルの処理水排出工程で短時間に多量の処
理水が排出されるため、この処理水排出工程に併せて処
理水を膜分離しようとすると膜分離装置の処理能力を大
きくしなければならず、また、回分式活性汚泥処理の処
理水排出工程以外の工程では処理水が排出されないの
で、その間は膜分離装置が遊休する無駄が生じる。この
ような問題を解決するために回分式活性汚泥処理装置と
膜分離装置との間に貯留タンクを設け、この貯留タンク
に回分式活性汚泥処理装置からの処理水を一時的に貯留
するとともに、膜分離装置に送る処理水量を平均化する
方法が考えられる。しかしながら、この方法では大容量
の貯留タンクを別途必要とする。また、回分式活性汚泥
処理装置では反応槽内の活性汚泥の濃度を適正に維持す
ることが困難であった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は前記従
来技術の問題点を解消し、格別の貯留タンクを設けるこ
となく、回分式活性汚泥処理装置からの処理水を膜分離
することができる廃水処理装置を提供することにある。
本発明の他の目的は回分式活性汚泥処理装置における反
応槽内の活性汚泥の濃度管理が容易な廃水処理装置を提
供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係る廃水処理方
法は、 廃水投入−曝気−沈殿−処理水排出の各工程を
順次行うことを1サイクルとし、このサイクルを繰り返
す回分式活性汚泥処理装置の1サイクルの運転時間を5
時間以下に設定するとともに、回分式活性汚泥処理装置
から排出される処理水を膜分離装置に直接導いて濾過処
理することを特徴とする。
【0007】すなわち、本発明は回分式活性汚泥処理装
置の1サイクルの運転時間を5時間以下、好ましくは3
〜4時間の範囲に設定することによって、1サイクルに
おける処理水排出工程時の処理水量を少なくし、膜分離
装置の負担を軽減する。このため、回分式活性汚泥処理
装置と膜分離装置との間に処理水量調整用の格別の貯留
タンクを設ける必要がない。
【0008】また、本発明に係る廃水処理方法は、複数
に設けた前記回分式活性汚泥処理装置の各サイクルを時
間差を設けて運転し、これらの回分式活性汚泥処理装置
から順次排出される処理水を共通の膜分離装置に導くこ
とを特徴とする。このような方法によれば、膜分離装置
を効率よく稼動させることができる。
【0009】また、本発明に係る廃水処理方法は、処理
すべき廃水量の変動に応じて前記回分式活性汚泥処理装
置の1サイクルでの廃水処理量がほぼ一定となるよう
に、1サイクルの運転時間を設定することを特徴とす
る。このような方法によれば、処理の安定化を図ること
ができる。
【0010】また、本発明に係る廃水処理方法は、廃水
投入−曝気−沈殿−処理水排出の各工程を順次行うこと
を1サイクルとし、このサイクルを繰り返す回分式活性
汚泥処理装置で発生した余剰汚泥の全量を処理水に同伴
させて膜分離装置に導き、この膜分離装置で分離された
汚泥を余剰汚泥として引き抜くことを特徴とする。この
ような方法によれば、回分式活性汚泥処理装置では反応
槽内の汚泥を高濃度に保持することができ、かつ、運転
管理が容易となる。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態を示す
装置系統図である。本装置は主として原水貯槽10、並
列に設けた2基の反応槽30A,30B、膜分離槽60
及びこれらの機器を連結する配管系からなる。管路12
から原水貯槽10に流入した廃水は原水貯槽10に一旦
貯留された後、管路14に設けたポンプ16によって、
管路18に設けた切替弁20を介して反応槽30Aに投
入され、又は管路22に設けた切替弁24を介して反応
槽30Bに投入される。
【0012】反応槽30Aの底部には攪拌機32Aが配
置され、ブロワ34からの空気が管路36に設けた切替
弁38を介して攪拌機32Aに流入すると、攪拌機32
Aはエアレータとして機能し反応槽30A内を曝気す
る。また、ブロワ34からの空気流入を停止した状態で
攪拌機32Aを稼動させると反応槽30A内の廃水は攪
拌され嫌気状態に移行する。反応槽30A内には予め活
性汚泥が高濃度に保持されており、前記投入された廃水
と活性汚泥とが混合した状態で曝気すると、廃水中のB
OD成分が活性汚泥の作用により酸化分解し、浄化され
る。活性汚泥はBOD成分を分解する細菌以外に硝化菌
や脱窒菌など種々の細菌の集合体である。このため、廃
水にアンモニアが含まれる場合には、曝気工程ではアン
モニアが硝化菌の作用により硝化され硝酸性窒素とな
る。その後、ブロワ34からの空気流入を停止した状態
で攪拌機32Aの稼動を継続すると反応槽30A内の廃
水は攪拌され嫌気状態に移行し、この攪拌工程では前記
曝気工程で生成した硝酸性窒素が脱窒菌の作用により還
元され窒素ガスとなる。したがって、畜産系の屎尿など
アンモニアを含む廃水を処理する場合には1サイクルの
中で曝気工程と攪拌工程を交互に繰り返す間欠曝気を行
うことが好ましい。
【0013】曝気工程及び/又は攪拌工程による反応が
終了後、沈殿工程に移行する。すなわち、ブロワ34か
らの空気流入を停止するとともに攪拌機32Aの稼動を
停止することによって、反応槽30A内では活性汚泥が
反応槽30Aの下部に沈殿する。沈殿工程が終了後、処
理水排出工程に移行し、反応槽30Aの上澄水を排出器
44Aから多少の汚泥を含んだまま処理水として排出す
る。この処理水を管路46に設けたポンプ48及び切替
弁50を介して後段の膜分離槽60に供給する。反応槽
30Aでは上記の廃水投入−曝気(攪拌)−沈殿−処理
水排出の各工程を順次行うことを1サイクルとし、この
サイクルを繰り返す。 反応槽30Bでも同様のサイク
ルを繰り返すが、反応槽30Aと反応槽30Bでは各サ
イクルの運転時刻を相互にずらして運転し、各工程が重
複しないようする。また、1サイクルの運転時間は5時
間以下、好ましくは3〜4時間の範囲に設定することに
よって、1サイクルにおける処理水排出工程時の処理水
量を少なくし、後段の膜分離槽60での負担を軽減す
る。反応槽30A,30Bから排出される処理水が時間
差を有して膜分離槽60に供給されるので、膜分離槽6
0での負担を軽減できる。このため、反応槽30A,3
0Bと膜分離槽60との間に処理水量調整用の格別の貯
留タンクを設ける必要がない。
【0014】膜分離槽60内には分離膜62が装備さ
れ、この分離膜62の二次側には管路64を介して吸引
ポンプ66が接続している。吸引ポンプ66の吸引力に
よって膜分離槽60内の処理水は分離膜62で濾過さ
れ、清澄な透過水は管路64から装置外に排出される。
分離膜62の下方には散気手段68が配置されており、
ブロワ34からの空気が散気手段68で散気され、分離
膜62の一次側に付着した汚泥を洗い落とす。分離膜6
2で分離されたこれらの汚泥は膜分離槽60の底部に沈
降し、管路70から適宜に抜き出される。
【0015】従来技術に係る回分式活性汚泥処理装置で
は、反応槽の後段に本発明に係るような膜分離槽を具備
していないので、反応槽内の活性汚泥の濃度を適正に管
理するために細心の配慮が必要である。すなわち、反応
槽では廃水中のBOD成分等を栄養源として活性汚泥が
増殖し、反応槽内の活性汚泥濃度が高くなる。このた
め、沈殿時の汚泥界面が上昇して、処理水(上澄水)中
に活性汚泥が同伴して水質の低下を招く。したがって、
反応槽内の活性汚泥濃度が所定値を越えないように余剰
に増殖した活性汚泥を反応槽の底部などから定期的に引
き抜く必要がある。この汚泥の引抜量が過大であると反
応槽内の活性汚泥濃度が低下して所望の処理結果を達成
できなくなり、引抜量が過小であると処理水(上澄水)
中に活性汚泥が同伴して水質の低下を招く問題が残る。
また、活性汚泥の沈降性は処理対象廃水の性状や季節的
な要因などによって変化するので反応槽内の活性汚泥濃
度の適正値も微妙に変化する。このように反応槽内の活
性汚泥濃度を適正に維持するには細心の管理が必要であ
り、かなりの困難を伴う。
【0016】一方、本実施の形態では反応槽30A,3
0B内の汚泥の濃度管理をせずに成り行きに任せる運転
が可能となる。すなわち、反応槽30A,30Bからの
余剰汚泥の引き抜きを一切行わずに、余剰汚泥の全量を
処理水に同伴させて膜分離槽60に導き、この膜分離槽
60で分離された汚泥を余剰汚泥として引き抜くことこ
とができる。このような方法によれば、反応槽30A,
30Bでは活性汚泥を常に自律的に高濃度に保持するこ
とができるので、処理効率の向上と運転管理の単純化を
図ることができる。
【0017】図2は図1に示した装置の運転状況の一例
を示す時間経過図である。横軸は経過時間を示し、縦軸
には反応槽3OA,30Bおよび膜分離槽60の各工程
を示す。また、図中の棒線はこれらの工程の運転時刻を
示し、太い棒線は反応槽Aに投入された廃水が一連の工
程を経て処理が完了するまでの流れを示す。本例は回分
処理の1サイクルの時間が3時間で、かつ間欠曝気をす
る場合を示しているが、本発明は勿論これに限定される
ものではない。
【0018】反応槽Aでは先ず廃水投入(20分間)と
併行して攪拌(30分間)が行われ、脱窒反応が進行す
る。引き続き曝気(30分間)−攪拌(30分間)−曝
気(30分間)の間欠曝気によって、廃水中のBOD成
分の分解反応と硝化反応と脱窒反応が進行し廃水が浄化
される。次に沈殿工程(40分間)の後、処理水(上澄
水)の排出(20分間)が行われて反応槽Aでの1サイ
クルの処理が合計3時間で終了し、以降、このサイクル
を繰り返す。反応槽Aから排出された処理水は余剰な活
性汚泥や微細懸濁物質を含んでおり、膜分離槽60の上
部に貯留されつつ、1時間をかけてゆっくり濾過され、
清澄水として装置外に排出される。膜分離槽60では濾
過が終了後に、散気手段68の散気を停止して分離され
た汚泥を槽底部に沈降(20分間)させ、次いで沈降し
た汚泥を余剰汚泥として引き抜く。この一連の操作を終
了後、膜分離槽60では引き続き反応槽Bから排出され
た処理水の濾過処理に移行する。
【0019】一方、反応槽Bでは反応槽Aとは1時間半
の時間差で反応槽Aと同様のサイクルを繰り返す。反応
槽Aと反応槽Bとでは曝気工程が図示のとおり、同一時
刻で重ならない運転となる。このため、ブロワ34から
の曝気用空気を反応槽Aと反応槽Bに切り替えて供給す
ることによって、ブロワの共有化が可能となり、設備費
の低減に寄与する。また、膜分離槽60でも反応槽Aと
反応槽Bから排出される処理水を交互に濾過するので、
共通の膜分離装置による効率的な運転を実現できる。な
お、上述した廃水投入、処理水排出、曝気の切り替えは
前記した切替弁20、24、38、42、50などを開
閉することによって実行する。
【0020】この種の廃水処理では一般に処理すべき廃
水の処理量が日、季節によって大きく変動する。本発明
においては廃水量の変動に応じて回分式活性汚泥処理装
置の1サイクルでの廃水処理量がほぼ一定となるよう
に、1サイクルの運転時間を設定することが好ましい。
例えば一日当たりの設計処理量が100%の時は1サイ
クルの運転時間を3時間に設定しておき、実処理量が7
5%の時は1サイクルの運転時間を4時間とし、実処理
量が60%の時は1サイクルの運転時間を5時間に設定
すれば、1サイクル当たりの廃水処理量が各ケースで同
一となり、処理の安定化を図ることができる。
【0021】
【発明の効果】本発明に係る廃水処理方法によれば、格
別の貯留タンクを設けることなく、回分式活性汚泥処理
装置からの処理水を膜分離することができる。また、本
発明に係る廃水処理方法によれば、回分式活性汚泥処理
装置における反応槽内の活性汚泥の濃度管理が容易であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す装置系統図である。
【図2】図1に示した装置の運転状況の一例を示す時間
経過図である。
【符号の説明】
10……原水貯槽 30A、30B……反応槽 32A,32B……攪拌機 34……ブロワ 60……膜分離槽 62……分離膜 66……吸引ポンプ 68……散気手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 志田 勝巳 東京都千代田区内神田一丁目1番14号 日 立プラント建設株式会社内 (72)発明者 松浦 雅幸 東京都千代田区内神田一丁目1番14号 日 立プラント建設株式会社内 Fターム(参考) 4D006 GA02 HA93 KA12 KC14 MB02 PA01 PB15 PB24 PC63 4D028 AA02 BB01 BC17 BC24 BC26 BD08 BD10 BD17 CB08 4D040 BB08 BB24 BB67

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】廃水投入−曝気−沈殿−処理水排出の各工
    程を順次行うことを1サイクルとし、このサイクルを繰
    り返す回分式活性汚泥処理装置の1サイクルの運転時間
    を5時間以下に設定するとともに、回分式活性汚泥処理
    装置から排出される処理水を膜分離装置に直接導いて濾
    過処理することを特徴とする廃水処理方法。
  2. 【請求項2】複数に設けた前記回分式活性汚泥処理装置
    の各サイクルを時間差を設けて運転し、これらの回分式
    活性汚泥処理装置から順次排出される処理水を共通の膜
    分離装置に導くことを特徴とする請求項1に記載の廃水
    処理方法。
  3. 【請求項3】処理すべき廃水量の変動に応じて前記回分
    式活性汚泥処理装置の1サイクルでの廃水処理量がほぼ
    一定となるように、1サイクルの運転時間を設定するこ
    とを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の廃水処理
    方法。
  4. 【請求項4】廃水投入−曝気−沈殿−処理水排出の各工
    程を順次行うことを1サイクルとし、このサイクルを繰
    り返す回分式活性汚泥処理装置で発生した余剰汚泥の全
    量を処理水に同伴させて膜分離装置に導き、この膜分離
    装置で分離された汚泥を余剰汚泥として引き抜くことを
    特徴とする廃水処理方法。
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