JP2006297336A - 排水処理方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 曝気槽の上流側に設置した濃度調整槽から曝気槽へ導入させる被処理排水のＢＯＤ濃度、ｐＨ、塩素濃度などを均一に維持して、曝気槽内の活性汚泥の機能障害を生じさせることなく、常に効率のよい活性汚泥処理を行うことができる排水処理方法および装置を提供する。
【解決手段】 曝気槽３上流側に２つの濃度調整槽２ａ、２ｂを並列に設置する。一方の濃度調整槽で被処理排水の流入、貯留および曝気撹拌を行っている間、他方の濃度調整槽で濃度調整済み排水の曝気槽への導入を行う。これを交代で交互に行うことにより、単一の濃度調整槽で被処理排水の流入と濃度調整済み排水の曝気槽への導入が同時に行われることがない。その結果、濃度調整槽で濃度調整が未だなされていない濃度未調整の排水が一時的に曝気槽へ導入される危険がなく、常に均一に濃度調整された排水が曝気槽へ導入され、曝気槽での効果的な活性汚泥処理を行うことができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、活性汚泥を用いる好気性処理によって排水を処理する場合に、被処理排水の有機物濃度、ｐＨ、塩素濃度などを均一化して活性汚泥処理を効果的に行うことができる排水処理方法および排水処理装置に関するものである。

下水道、工場排水、畜産排水等の汚水を浄化処理する方法として、活性汚泥法が従来から広く利用されている。この活性汚泥法は、被処理排水を曝気槽に導入し、曝気を行いながら好気性微生物（活性汚泥）による非処理排水中の主として有機物からなる汚濁物質を酸化分解して浄化する方法である。

かような活性汚泥法による浄化処理においては、曝気槽における活性汚泥の処理能力を良好に保つために、被処理排水中の有機物濃度、ｐＨ、塩素濃度などを均一に維持することが重要となる。例えば、曝気槽へ導入する被処理排水のＢＯＤ濃度は５００ｍｇ／Ｌ以下が理想であり、これより高いＢＯＤ濃度の排水を導入した場合には、活性汚泥が仮眠状態となり、さらには死滅してしまい、活性汚泥の機能障害が生じることもある。

そこで、被処理排水を曝気槽へ直接導入せずに、曝気槽の上流側に設けた調整槽に排水を一旦貯留して汚濁物質の濃度をある程度均一にした後に、曝気槽へ導入する方法（例えば特許文献１）、調整槽に空気を導入することにより有機物を低分子化し汚濁物質の濃度を低減させた後に、曝気槽へ導入する方法（特許文献２）なども提案されている。

曝気槽の上流側に被処理排水を一旦貯留する調整槽を設置した処理装置の一例を図２に示す。種々の排水発生場所からの被処理排水は原水槽１０へ順次流入し、流入した被処理排水は直ちにポンプＰ１により濃度調整槽２０へ圧送され、ここで一定時間貯留されて有機物濃度、ｐＨ、塩素濃度などが均一化された濃度調整済み排水となる。濃度調整済み排水はポンプＰ２により濃度調整槽２０から曝気槽３０へ流量を調整されながら連続的に圧送され、ここで曝気ブロアＢ１に接続された散気管３１から曝気槽３０内へ吹き込まれる気泡により、濃度調整済み排水が活性汚泥とともに曝気撹拌されて活性汚泥処理がなされ、排水中の汚濁物質が除去される。汚濁物質が除去された処理排水は、膜ユニット４０によってろ過され、活性汚泥（余剰汚泥）と処理排水とに分離される。膜ユニット４０には曝気ブロアＢ２に接続された散気管３２から気泡が吹き付けられ、活性汚泥が膜に付着するのを防止する。分離された処理排水はポンプＰ３により曝気槽３０から抜き出されて放流される。

特開平８−２５７５８２号公報 特開２００４−２０２３８１号公報

しかしながら、図２のように曝気槽３０の上流に被処理排水を貯留する濃度調整槽２０を設置した場合でも、排水の濃度調整槽２０への流入と調整槽２０から曝気槽３０への流出とが同時に行われる結果、濃度調整槽２０で排水が十分に滞留せず濃度調整が未だなされていないうちに曝気槽３０へ流出してしまう危険がある。調整槽２０での濃度未調整の排水が曝気槽３０へ一時的にでも導入された場合には、曝気槽３０内の活性汚泥の機能障害が生じて効果的な浄化処理ができなくなったり、浄化施設の運転を停止せざるを得なくなる事態も考えられる。そのため、活性汚泥の機能が復活するまでの間に発生する排水を貯留できるような大容量の調整槽２０を設置する必要も生じる。

そこで本発明は、曝気槽の上流側に設置した調整槽から曝気槽へ導入させる被処理排水の有機物濃度、ｐＨ、塩素濃度などを均一に維持して、曝気槽内の活性汚泥の機能障害を生じさせることがなく常に効率のよい活性汚泥処理を行うことができ、しかも大容量の調整槽を設置する必要のない、改良された排水浄化方法および排水浄化装置を提供することを目的としてなされたものである。

すなわち、本発明の排水処理方法は、被処理排水を少なくとも２つの並列に配置した濃度調整槽のいずれか１つに流入、貯留して一定時間曝気撹拌することにより被処理排水の汚濁物質濃度およびｐＨを均一にした後、この濃度調整済み排水を曝気槽へ導入して活性汚泥処理を施す工程Ａと、被処理排水を前記濃度調整槽の別な１つに流入、貯留して一定時間曝気攪拌することにより被処理排水の汚濁物質濃度およびｐＨを均一にした後、この濃度調整済み排水を前記曝気槽へ導入して活性汚泥処理を施す工程Ｂとを有し、前記工程Ａと前記工程Ｂを交互に切り替えて行うことにより、被処理排水の前記濃度調整槽のいずれかへの流入および前記濃度調整槽のいずれかからの濃度調整済み排水の前記曝気槽への導入を連続的に行なえるようにしたこと特徴とするものである。
本明細書中で「汚濁物質濃度」という用語は、排水中に含まれる有機物、ＳＳ、ｎ−Ｈｅｘ、Ｎ、Ｐ、Ｃｌなどの濃度を総称する用語として使用している。
かような本発明の方法においては、必要に応じて、前記濃度調整槽において被処理排水にｐＨ調整剤および／または塩素還元剤を投入して中和および／または塩素除去を行うことができる。

さらに、本発明の排水処理装置は、被処理排水を流入、貯留させる少なくとも２つの並列に配置した曝気撹拌手段付き濃度調整槽、
前記濃度調整槽で汚濁物質濃度およびｐＨを均一にされた濃度調整済み排水を導入させて活性汚泥処理を施す曝気槽、および
前記濃度調整槽のいずれか１つへの被処理排水の流入、貯留および濃度調整済み排水の前記曝気槽への導入と、前記濃度調整槽の別な１つへの被処理排水の流入、貯留および濃度調整済み排水の前記曝気槽への導入とを交互に切り替えるための切り替え手段
を有することを特徴とするものである。
かような本発明の装置においては、必要に応じて、前記濃度調整槽はｐＨ調整剤投入手段および／または塩素還元剤投入手段を具備させることができる。

本発明の方法および装置によれば、少なくとも２つの濃度調整槽の１つで被処理排水の流入、貯留および曝気撹拌が行われている間、濃度調整槽の別な１つで濃度調整済み排水の曝気槽への導入が行われるため、１つの濃度調整槽で被処理排水の流入と濃度調整済み排水の曝気槽への導入が同時に行われることがない。その結果、濃度調整槽で排水の濃度調整が未だなされていな濃度未調整の排水が曝気槽へ一時的にも導入される危険がなく、常に濃度を均一に調整された排水が曝気槽へ導入され、曝気槽での効果的な活性汚泥処理を行うことができる。

さらに、汚濁物質濃度およびｐＨを均一化された被処理排水を曝気槽で処理できるため、高ＢＯＤ濃度、強酸、強アルカリ、または高塩素濃度の被処理排水の曝気槽への一時的な流入に起因する活性汚泥の機能障害が生じる危険も少なくなり、活性汚泥の機能が回復するまでの間に発生する排水を貯留しておくための大容量の濃度調整槽を設置する必要もなくなる。

以下に、酪農で搾乳のために使用する機器の洗浄排水や廃棄乳を含むパーラー排水の処理を例に挙げて本発明を説明する。搾乳機器には、パイプラインミルカーやバルククーラーなどがある。パイプラインミルカーは、牛の***に取り付けて搾乳するミルカーで搾乳された生乳をタンクに集めてポンプでバルククーラーへ送るための一連の装置であり、バルククーラーは、集乳用の車が生乳を集めにくるまで生乳を冷却保存する装置である。これらの装置の洗浄排水には、強酸洗剤、強アルカリ洗剤、殺菌塩素、機器残留牛乳が含まれるため、環境汚染の原因となる。また、廃棄乳とは、出産後に出る初乳や***炎治療後の牛乳で、出荷できずに廃棄処理するものをいい、初乳のＢＯＤ濃度は１２０，０００ｍｇ／Ｌ、牛乳のＢＯＤ濃度は７８，０００ｍｇ／Ｌと非常に高いため、これを単独で浄化処理することは不可能である。

特にパーラー排水の処理に際しては、ＢＯＤ濃度の低い洗浄排水とＢＯＤ濃度の高い廃棄乳とを濃度調整槽に一旦貯留して混合することにより濃度を均一にする必要がある。しかしながら、図２に示したような単一の濃度調整槽を使用した場合には、被処理排水の濃度調整槽への流入と、曝気槽への流出が同時に生じる危険もある。その結果、強酸、強アルカリ、高塩素濃度の洗浄排水を多量に含む被処理排水、あるいは廃棄乳を多量に含む被処理排水が曝気槽へ一時的に流入し、曝気槽内の活性汚泥の機能障害を起こす危険がある。加えて、活性汚泥の機能が復活するまで１〜２週間を要し、その間に発生するパーラー排水を貯留するために大容量の濃度調整槽が必要となる。例えば５０頭規模の酪農では１日当たり約２ｍ³のパーラー排水が発生し、２週間で約２８ｍ³のパーラー排水が排出されることになるが、かような大容量の排水を貯留するタンクを設置することはコスト的に困難となる。

そこで本発明では、図１の実施例に示したように、曝気槽の上流側に２個の濃度調整槽を並列に設置し、一方の濃度調整槽と他方の濃度調整槽とを交互に交代させて運転させることによって、単一の濃度調整槽を使用した場合に起こり得る、被処理排水の濃度調整槽への流入と曝気槽への流出が同時に生じる危険が生じないようにしている。

すなわち図１の概略説明図に示した本発明の排水処理装置においては、被処理排水を流入、貯留させる２つの濃度調整槽２ａ、２ｂを並列に配置し、濃度調整槽で汚濁物質濃度およびｐＨを均一にされた濃度調整済み排水を導入させて活性汚泥処理を施す曝気槽３を配置し、一方の濃度調整槽２ａへの被処理排水の流入、貯留および濃度調整済み排水の曝気槽３への導入と、他方の濃度調整槽２ｂへの被処理排水の流入、貯留および濃度調整済み排水の曝気槽３への導入とを交互に切り替えるための切り替え手段としてのポンプＰ１〜Ｐ４を有している。また各濃度調整槽２ａ、２ｂは、曝気撹拌手段として曝気ブロアＢ１とこれに接続された散気管５および曝気ブロアＢ２とこれに接続された散気管６をそれぞれ備えている。

図１を参照して、本発明の排水処理方法の実施例を以下に説明する。パイプラインミルカー洗浄排水、バルククーラー洗浄排水、廃棄乳、洗濯機排水などの各種被処理排水からなるパーラー排水を、排出された順番に原水槽へ流入させる。この実施例では、濃度調整槽２ａと２ｂを、１日交代で交互に運転している。

［第１日目の運転］
第１日目に原水槽へ流入する各種被処理排水は、流入後直ちにポンプＰ１により濃度調整槽２ａへ圧送され、１日分の被処理排水がここに貯留される。この間、濃度調整槽２ａから曝気槽３へ排水を圧送するポンプＰ３は停止されている。各種被処理排水の排出日時、排水種類、排出順番および排出量を表１にまとめて示す。なお、表１における実施例では、前日の夕方と当日の朝に排出した各種被処理排水を１日分の被処理排水としている。

濃度調整槽２ａに第１日目の１日分の各種被処理排水が貯留された時点で、ポンプＰ１の作動を停止させるとともに、第２日目に原水槽１に引き続き流入する各種被処理排水を濃度調整槽２ｂへ圧送できるようにポンプＰ２を作動させる。濃度調整槽２ａ内では、貯留された１日分の被処理排水が曝気ブロアＢ１に接続された散気管５から濃度調整槽２ａへ吹き込まれる気泡により曝気撹拌され、この間もポンプＰ３は停止状態とされているため濃度調整槽２ａから曝気槽３へ被処理排水が流出することなく、濃度調整槽２ａ内で各種被処理排水の効果的な均一混合がなされ、ｐＨ、ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳ、ｎ−Ｈｅｘ、Ｔ−Ｎ、Ｔ−Ｐ、Ｃｌなどが所定の値とされた濃度調整済み排水（表１中の“総合排水”）とすることができる。

なお、ポンプＰ３が停止されて濃度調整槽２ａからの排水が曝気槽３へ圧送されない状態においては、ポンプＰ４を作動させて、濃度調整槽２ｂで均一混合された前日分の濃度調整済み排水が曝気槽３へ圧送され、活性汚泥処理がなされている。

均一混合された１日分（第１日目）の濃度調整済み排水は、ポンプＰ３の作動を開始させることにより流量を調整されながら濃度調整槽２ａから連続的に曝気槽３へ圧送され、１日分（第１日目）に相当する量の排水が曝気槽３内で１日かけて活性汚泥処理され抜き出されるようにする。曝気槽３での活性汚泥処理は、図２を参照して説明したものと同様である。すなわち、曝気槽３に圧送された濃度調整済み排水は、曝気ブロアＢ３に接続された散気管７から曝気槽３内へ吹き込まれる気泡により、曝気槽３内に常に存在する排水および活性汚泥とともに曝気撹拌されて活性汚泥処理がなされ、排水中の汚濁物質が分解除去される。汚濁物質が分解除去された処理排水は、膜ユニット４によってろ過され、活性汚泥（余剰汚泥）と処理排水とに分離される。膜ユニット４には曝気ブロアＢ４に接続された散気管８から気泡が吹き付けられ、活性汚泥が膜に付着するのを防止する。分離された処理排水はポンプＰ５により曝気槽３から抜き出されて放流される。

［第２日目の運転］
第１日目の１日分の各種被処理排水をすべて原水槽１から濃度調整槽２ａへポンプＰ１で圧送終了した時点でポンプＰ１を停止した後、ポンプＰ２を作動させて、第２日目に原水槽１へ引き続き流入してくる各種被処理排水を流入後直ちに濃度調整槽２ｂへ圧送する。この間、濃度調整槽２ｂから曝気槽３へ排水を圧送するポンプＰ４は停止されている。濃度調整槽２ｂに第２日目の１日分の各種被処理排水が貯留された時点で、ポンプＰ２の作動を停止させるとともに、第３日目に原水槽１に流入する各種被処理排水を濃度調整槽２ａへ圧送できるようにポンプＰ１を作動させる。濃度調整槽２ｂ内では、貯留された１日分の被処理排水が曝気ブロアＢ２に接続された散気管６から濃度調整槽２ｂへ吹き込まれる気泡により曝気撹拌され、この間もポンプＰ４は停止状態とされているため濃度調整槽２ｂから曝気槽３へ被処理排水が流出することなく、濃度調整槽２ｂ内で各種被処理排水の効果的な均一混合がなされ、濃度調整済み排水とすることができる。かくして得られる第２日目の濃度調整済み排水のｐＨ、ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳ、ｎ−Ｈｅｘ、Ｔ−Ｎ、Ｔ−Ｐ、Ｃｌなどの値も、第１日目で得られる濃度調整済み排水（表１の“総合排水”）における値と略同様な値とすることができる。

均一混合された１日分（第２日目）の濃度調整済み排水は、ポンプＰ４の作動を開始させることにより流量を調整されながら濃度調整槽２ｂから連続的に曝気槽３へ圧送され、１日分に相当する量の排水が曝気槽３内で１日かけて活性汚泥処理され抜き出されるようにする。曝気槽３での活性汚泥処理は、第１日目の処理と同様に行われる。

以上詳述したように、図１に示した実施例においては、第１日目の運転ではポンプＰ１とポンプＰ４を稼働させてポンプＰ２とポンプＰ３を停止させ、第２日目の運転ではポンプＰ２とポンプＰ３を稼働させてポンプＰ１とポンプＰ４を停止させている。かくして、濃度調整槽２ａと濃度調整槽２ｂにおいては、「被処理水の流入、曝気撹拌」と「濃度調整済み排水の曝気槽への導入」が１日交代で交互に行われることになり、単一の濃度調整槽で「被処理水の流入、曝気撹拌」と「濃度調整済み排水の曝気槽への導入」が一時的にでも同時になされる危険がない。しかしながら、２つの濃度調整槽のいずれかへの被処理水の流入と、２つの濃度調整槽のいずれかからの濃度調整済み排水の曝気槽への導入は連続的に行われている。

上述したパーラー排水の浄化処理の実施例では、濃度調整槽に貯留した各種被処理排水に均一混合と曝気撹拌により、ｐＨ、ＢＯＤ、ＣＯＤ、ＳＳ、ｎ−Ｈｅｘ、Ｔ−Ｎ、Ｔ−Ｐ、Ｃｌなどの値が活性汚泥処理可能な値に調整できたが、各濃度調整槽２ａ、２ｂにそれぞれ設けたｐＨ調整剤投入管２ｃ、２ｅおよび塩素還元剤投入管２ｄ、２ｆから必要に応じてｐＨ調整剤および／または塩素還元剤を添加して、排水のｐＨ調整および／または塩素除去を施すことができる。

また図１の実施例では、濃度調整槽を２個並列配置して１日交代で交互に運転する構成としたが、排水処理量、濃度調整槽の容量および濃度調整槽での曝気撹拌時間等の処理条件に応じて、濃度調整槽を３個以上並列設置して１個ずつ交代で交互に運転するようにしてもよい。

さらに上述の実施例はパーラー排水のごとき畜産排水の処理を例に挙げて説明したが、本発明は畜産排水の処理に限定されることなく、下水道、し尿、各種工場排水など各種の被処理排水の活性汚泥処理に適用することが可能である。

本発明による排水処理装置の一実施例を示す概念説明図である。 従来の排水処理装置の一例を示す概念説明図である。

符号の説明

１：原水槽
２ａ、２ｂ：濃度調整槽
２ｃ、２ｅ：ｐＨ調整剤投入管
２ｄ、２ｆ：塩素還元剤投入管
３：曝気槽
４：膜ユニット
Ｐ１〜Ｐ５：ポンプ
Ｂ１〜Ｂ４：曝気ポンプ

Claims (4)

1. 被処理排水を少なくとも２つの並列に配置した濃度調整槽のいずれか１つに流入、貯留して一定時間曝気撹拌することにより被処理排水の汚濁物質濃度およびｐＨを均一にした後、この濃度調整済み排水を曝気槽へ導入して活性汚泥処理を施す工程Ａと、被処理排水を前記濃度調整槽の別な１つに流入、貯留して一定時間曝気攪拌することにより被処理排水の汚濁物質濃度およびｐＨを均一にした後、この濃度調整済み排水を前記曝気槽へ導入して活性汚泥処理を施す工程Ｂとを有し、前記工程Ａと前記工程Ｂを交互に切り替えて行うことにより、被処理排水の前記濃度調整槽のいずれかへの流入および前記濃度調整槽のいずれかからの濃度調整済み排水の前記曝気槽への導入を連続的に行なえるようにしたこと特徴とする排水処理方法。
2. 前記濃度調整槽において被処理排水にｐＨ調整剤および／または塩素還元剤を投入してｐＨ調整および／または塩素除去を行うことを特徴とする請求項１に記載の排水処理方法。
3. 被処理排水を流入、貯留させる少なくとも２つの並列に配置した曝気撹拌手段付き濃度調整槽、
   前記濃度調整槽で汚濁物質濃度およびｐＨを均一にされた濃度調整済み排水を導入させて活性汚泥処理を施す曝気槽、および
   前記濃度調整槽のいずれか１つへの被処理排水の流入、貯留および濃度調整済み排水の前記曝気槽への導入と、前記濃度調整槽の別な１つへの被処理排水の流入、貯留および濃度調整済み排水の前記曝気槽への導入とを交互に切り替えるための切り替え手段
   を有することを特徴とする排水処理装置。
4. 前記濃度調整槽はｐＨ調整剤投入手段および／または塩素還元剤投入手段を具備していることを特徴とする請求項３に記載の排水処理装置。

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