JP3052350B2 - 有機性廃水の処理装置 - Google Patents

有機性廃水の処理装置

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哲朗 深瀬
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は有機性廃水処理装置に係り、特に、好気性生
物反応処理液を膜モジュールを用いて固液分離し、濃縮
水を循環することにより連続処理を行なう有機性廃水処
理装置において、循環エネルギーの有効利用及び酸素の
溶解効率の向上を図り、効率的な処理を可能とする有機
性廃水の処理装置に関する。
[従来の技術] 従来、有機性廃水の連続的好気性生物反応処理法とし
て、好気性生物反応処理液を膜モジュールにより固液分
離する方法が知られている。この方法は、バルキング等
の生物相の変化に影響されることなく、濁質を含まない
良好な水質の処理水が得られることから、工業的に有利
な方法である。この方法は、例えば、第2図(a)に示
す如く、原水である有機性廃水を配管11より好気性生物
反応槽1に導入し、好気性生物反応処理液を配管12より
膜分離装置2に導入して膜分離処理し、透過水を処理水
として配管13より排出する一方、濃縮水を配管14より生
物反応槽1に循環する方法である。
具体的な方法として、第2図(b)に示す如く、膜分
離装置2の濃縮水を好気性生物反応槽1へ循環する配管
14に、減圧発生吸入装置(エゼクター)15を取り付ける
方法が提案されている。この方法は、膜分離装置2の濃
縮水の循環とエゼクター15による循環とを共通して行な
うことができ、エネルギー効率面で極めて有利である。
また、第2図(c)に示す如く、別途設けたコンプレ
ッサー(図示せず)を用いて、配管16より直接好気性生
物反応槽1に空気を導入する方法も提案されている。こ
の方法では、好気性生物反応槽1内にドラフトチューブ
17を設けて、空気と循環液との接触を図っている。
[発明が解決しようとする課題] 第2図(b)に示す方法では、エネルギー効率の改善
が図れるものの、多量の酸素を供給するためには、多量
のガス(酸素富化空気又は空気)をエゼクター15から送
気する必要がある。しかしながら、空気送入における、
気液比に対する液中への酸素溶解効率は下記第1表に示
す如くであり、好気性生物反応槽への酸素供給量を高め
るべく、送気量を増加させると、溶解効率が低下して未
溶解ガス量が増加することとなる。
例えば、下記第2表に示す如く、気液比を0.1から1.0
に10倍に増加させた場合、酸素供給量は約3倍にしかな
らず、未溶解ガス量は約11倍と著しく増加する。
しかして、未溶解ガス量が増加すると、好気性生物反
応槽内の発泡が促進され、槽内の高負荷運転が困難とな
る。
このため、このエゼクターを設ける方法では、酸素供
給量を高めて好気性生物反応槽の高負荷運転を行なうこ
とは極めて困難であった。
一方、第2図(c)に示す方法では、別途設けたコン
プレッサーを用いて空気を導入するため、動力コストが
高くつくという欠点がある。しかも、空気吸込方式であ
るため、吸込まれた空気の気泡径が大きく、このため酸
素の溶解効率が悪い上に、発泡の問題がある。
なお、好気性生物反応槽の発泡を抑制するために、消
泡剤の使用も考え得るが、消泡剤は微細な粒子であるた
め、これが膜分離装置に流入すると、膜面に付着して膜
透過速度(フラックス)を低下させる。このため、消泡
剤の使用は好ましくない。
本発明は上記従来の問題点を解決し、酸素の溶解効率
を高め、好気性生物反応槽に多量の酸素を供給して高負
荷運転を可能とすると共に、膜分離装置のフラックスを
高く維持して効率的な処理を行なうことができる有機性
廃水の処理装置を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明の有機性廃水の処理装置は、有機性廃水を好気
性生物反応処理する好気性生物反応槽と、該好気性生物
反応槽の処理液を膜分離処理する膜分離装置と、該膜分
離装置の濃縮水を好気性生物反応槽に循環する循環ライ
ンとを備える有機性廃水処理装置において、該循環ライ
ンは、好気性生物反応槽の上部から底部近傍にまで延在
する下降部を有し、該下降部の始端に酸素導入部が設け
られていることを特徴とする。
なお、本発明において、酸素とは、純酸素に限らず、
空気、酸素富化空気等の酸素含有ガスを包含するもので
ある。
[作用] 本発明の有機性廃水の処理装置においては、次のよう
な作用効果が奏される。
膜分離装置の循環ラインの下降部の始端に酸素導入
部を設けることにより、導入酸素を加圧することなく、
又は特別な吸気構造を設けることなく好気性生物反応槽
に酸素を供給することが可能とされる。即ち、酸素は、
下降部を流下する循環濃縮水の下降液流の力で液中に効
率的に吸い込まれる。
酸素導入部を循環ラインの下降部の始端に設けるこ
とにより、酸素の溶解効率が高められ、90〜100%の溶
解効率を得ることができる。即ち、酸素は、循環ライン
の下降部の始端で導入され、循環濃縮水と共に下降部を
流下する間に、効率良く循環濃縮水に溶解する。
、より、少量の酸素供給量(低い気液比)で、
高い溶解効率が達成される。
より、好気性生物反応槽に導入される未溶解ガス
量が少ないため、槽内の発泡を抑制することができる。
より、消泡剤を使用する必要がなく、このため、
消泡剤による膜分離装置のフラックス低下の問題がな
い。
より、膜分離装置の循環濃縮液流を利用して酸素
を導入するため、エネルギー効率が極めて良い。
好気性生物反応槽内は、膜分離装置からの循環濃縮
水によりゆるやかな攪拌が生じ、溶存酸素の拡散及び原
水の拡散が十分になされ、良好な反応効率が得られる。
以上のことから、好気性生物反応槽の高負荷運転が
可能とされる。
[実施例] 以下に図面を参照して本発明を詳細に説明する。
第1図は本発明の実施例に係る有機性廃水の処理装置
の系統図である。
図示の装置では、膜分離装置2の濃縮水を好気性生物
反応槽1へ循環する循環用配管14が、好気性生物反応槽
1の開口上方部から該反応槽底部へ向けて下降する下降
部14Aを有し、この下降部14Aの始端14aに酸素(O2)供
給管が接続されている。第1図の装置のその他の流路構
成自体は第2図(a)の従来例と同様であり、同一符号
は同一部分を示している。なお、Pはポンプである。
第1図の装置では、原水は配管11より好気性生物反応
槽1に導入され好気性生物反応処理される。処理液は導
入用配管12を経て膜分離装置2に導入される。膜分離装
置2の透過水は処理水として取り出され、一方、濃縮水
は循環用配管14を経て好気性生物反応槽1に戻される
が、その間に下降部14Aの始端部14aにて配管18より酸素
が供給され、気泡混合液となる。そして、この気液混合
液は、下降部14Aを流下する間に、酸素が液中に効率的
に溶解した液となる。
なお、本発明において、膜分離装置2の膜モジュール
としては、集水管の外周に波板形のスペーサを介して分
離膜を巻回してなるスパイラル型膜モジュール(コルゲ
ートタイプの膜モジュール)を用いるのが好ましい。第
3図は本発明に好適なコルゲートタイプの膜モジュール
2Bを示す斜視図である。図示の如く、分離膜23は両長側
辺部が封じられた長い袋状のものであり、袋状の分離膜
23の内部にネット状のスペーサ24が装填されている。こ
の膜モジュール2Bを組み立てる場合、袋状の分離膜23の
一方の短辺部が集水管21に係着される。(袋の内部が集
水管21の内部に連通するように、集水管21の管周面に開
口を設けてある。) 次いで、この袋状の分離膜23を集水管21の外周に巻回
し、この際、分離膜23の同志の間に波板状のスペーサ22
を介在させる。
このようにして組み立てられた膜モジュール2Bにおい
ては、原水は第3図の矢印Lの如く巻回体の一方の端面
の部分からスペーサ22に沿って分離膜23同志の間に入り
込み、矢印Mの如く巻回体の他方の端面から流出する。
そして、原水がスペーサ22に沿って流れている間に液が
分離膜23を透過し、袋状の分離膜23の内部に入る。袋状
の分離膜23の内部において、透過水は、ネット状スペー
サ24に沿って集水管21に向って流れ、遂には該集水管21
内に流入し、透過水として膜モジュール2Bから取り出さ
れる。
第3図に示すスパイラル型膜モジュール2Bでは、波板
形スペーサ22が連続して延在しかつ蛇行する波条を有す
るため、蛇行する波条により膜面に沿う流れが攪乱され
る。これにより濃度分極が解消されるようになってフラ
ックスがより一層増大される。しかも、原水流路は途切
れることなく連続しており、SSも引掛かりにくく、原水
流路の閉塞も防止される。このようなことから、比較的
低い膜面流速、例えば0.5〜1.0m/sでも、高いフラック
スを維持することが可能とされる。
なお、本発明においては、前述の如く、酸素は酸素導
入部において、循環濃縮水により吸い込まれて循環用配
管内に導入されるため、特別な圧送又は吸気構造を採用
する必要はないが、これを設けても良いことは言うまで
もない。
以下に具体的な実施例を挙げて、本発明をより詳細に
説明する。
実施例1 第1図に示す装置を用いて、合成下水(ペプトン、グ
ルコース基質)(BOD=1000mg/)の連続処理を行なっ
た。なお、膜分離装置の膜モジュールとしてはコルゲー
トタイプのスパイラル型UF(限外濾過)膜モジュールを
用い、処理条件は次の通りとした。
好気性生物反応槽 BOD槽負荷=10kg−BOD/m3・日 MLSS=20000mg/ 膜分離装置 膜面流速=1m/s その結果、膜分離装置において、1.2m3/m2・日の高フ
ラックスを得ることができ、また、好気性生物反応槽に
おいて発泡は認められなかった。
比較例1 第2図(b)に示す装置を用いて実施例1と同様な処
理を行なった。その結果、好気性生物反応槽の発泡が著
しく生起したため、100mg/のシリコーン系消泡剤を添
加したところ、膜フラックスは0.6m3/m2・日と著しく低
下した。
以上の結果から、本発明の有機性廃水の処理装置によ
れば、好気性生物反応槽の発泡を抑制して効率的な処理
が可能であることが明らかである。
[発明の効果] 以上詳述した通り、本発明の有機性廃水の処理装置に
よれば、装置全体のエネルギー効率の向上、酸素溶解効
率の向上、好気性生物反応効率の向上、好気性生物反応
槽の発泡の抑制、膜分離装置のフラックスの向上等が達
成される。従って、有機性廃水の処理を、高負荷運転に
て、より一層低コストにかつ効率的に行なうことが可能
とされる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の有機性廃水の処理装置の一実施例を示
す系統図、第2図は従来例を示す系統図、第3図はスパ
イラル型膜モジュールの一例を示す組立斜視図である。 1……好気性生物反応槽、 2……膜分離装置、 14……循環用配管、 14A……下降部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−83096(JP,A) 特開 昭63−319098(JP,A) 特開 昭63−158197(JP,A) 特開 昭62−227500(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C02F 3/00 - 3/34 C02F 1/44

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】有機性廃水を好気性生物反応処理する好気
    性生物反応槽と、該好気性生物反応槽の処理液を膜分離
    処理する膜分離装置と、該膜分離装置の濃縮水を好気性
    生物反応槽に循環する循環ラインとを備える有機性廃水
    処理装置において、該循環ラインは、好気性生物反応槽
    の上部から底部近傍にまで延在する下降部を有し、該下
    降部の始端に酸素導入部が設けられていることを特徴と
    する有機性廃水の処理装置。
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