JP3150506B2 - 排水処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、都市下水や有機性排水
中の富栄養成分、殊に窒素成分の高度の除去に適した排
水処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、川、湖沼、海洋などの公共水域の
水質汚染防止のために、都市下水や有機性排水などの処
理において、窒素やリンなどの富栄養成分の除去が大き
な課題となっている。

【０００３】従来、窒素の除去は、生物学的な除去プロ
セスによるのが一般的であり、好気的な条件下における
アンモニアの硝化反応と、嫌気的な条件下における硝
酸、亜硝酸の脱窒素反応（硝酸呼吸および亜硝酸呼吸）
によるのが一般的であった。

【０００４】この生物学的な窒素除去を行なう代表的な
プロセスとしては、図２のフローシートに示されるよう
な硝化槽と脱窒槽とを組み合わせた硝化液循環方式と、
図３のフローシートに示されるような硝化と脱窒とを一
つの完全混合槽で行なう間欠曝気方式とが知られてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】硝化液循環方式により
窒素除去を行なう場合には、被処理水中の残存窒素量を
８割以上の効率で脱窒しようとすると循環液量は被処理
水の４倍を超えるため、そのエネルギー消費量が無視で
きないという問題点があった。

【０００６】一方、間欠曝気方式では、硝化時間と脱窒
時間とのバランスをとることが難しく、硝化時間に余裕
を取ると被処理水の窒素負荷が減少した場合に、曝気を
停止しても嫌気状態が形成されにくいため脱窒が十分進
行せず、処理水中の窒素濃度の低下が十分ではなかっ
た。また、ＳＳの流失を完全に阻止できる膜分離と組み
合わせて実施しようとすると、脱窒工程では曝気を停止
するため膜の揺動がなくなり、濾過を継続することが困
難となり、濾過効率が低下するという問題も生じた。

【０００７】本発明の目的は、循環液量をそれ程大きく
しなくても効率よく脱窒可能な排水処理方法を提供する
ことにある。

【０００８】本発明の他の目的は、負荷変動があっても
脱窒反応を確実に進行させることができ、かつ運転管理
も容易な排水処理方法を提供することにある。

【０００９】本発明の更に他の目的は、継続濾過が可能
で、濾過効率の高い排水処理方法を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、被
処理水を第１の処理槽に導き、間欠曝気することにより
硝化脱窒を行なう工程と、第１の処理槽内の用水を分離
膜が配設された第２の処理槽に導き、連続曝気すること
により硝化反応を完遂するとともに、分離膜を介して吸
引濾過し、膜透過水を系外に排出する工程と、第２の処
理槽内の用水の一部を第１の処理槽に返送する工程とを
有する排水処理方法である。

【００１１】

【作用】本発明の排水処理方法では、硝化液循環方式と
比較し、硝化反応の５５〜９５％を第１の処理槽で行な
い、その残りの５〜４５％を第２の処理槽で補完するた
め、第２の処理槽から第１の処理槽へ返送される液量は
低減される。また、間欠曝気方式と比較すると第１の処
理槽での硝化時間に余裕を取る必要がないため、第１の
処理槽での嫌気状態の形成が保証され、脱窒が確実に行
なわれる。また、第２の処理槽では、槽底部から連続的
に気泡を放出して吸引濾過を行なう分離膜を揺動させて
洗浄するため、継続濾過が可能となり、濾過効率が高く
なる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を図１に示したフローシートに
基づきより具体的に説明する。

【００１３】被処理水はスクリーン１を経て原水タンク
２に導かれ貯溜され、ここで流入被処理水の量的、質的
な変動が吸収される。原水タンク内の被処理水は、原水
ポンプ３により定量的に第１の処理槽４へ送液される
が、途中で所望により脱リン剤が添加される。また、原
水ポンプを出た被処理水の一部を原水タンクに戻して水
流攪拌を行なってもよい。第１の処理槽内が嫌気状態下
の場合、脱窒を効果的に実施するには、そこへ供給され
る被処理水も溶存酸素を低く押さえたものが好ましいた
め、このように原水タンク内の被処理水の混合を水流攪
拌により行うことが好ましい。

【００１４】第１の処理槽４では、間欠曝気処理を行
う。ここで、間欠曝気処理は、ブローワー５から送られ
た空気や酸素富化空気等の酸素含有気体を槽底部に配設
された散気手段６により気泡として放出して好気性状態
を作り出す工程と、気泡の放出を停止して嫌気状態を作
り出す工程とを交互に行うものである。窒素成分に注目
すれば、好気性状態下ではアンモニアの硝酸塩、亜硝酸
塩への硝化反応が進行し、嫌気性状態下では硝酸、亜硝
酸の、窒素ガス、水への還元分解反応が進行する。曝気
状態と曝気停止状態は、通常曝気１０〜１８０分、停止
１０〜１８０分のサイクルで設定される。サイクル時間
は固定してもよいし、負荷に応じて変動させてもよい。
本発明の方法では、硝化反応は第２の処理槽でも実施さ
れるので、第１の処理槽内での曝気は不十分でもよく、
むしろ過曝気のために曝気停止後もなかなか溶存酸素濃
度が低下せずに嫌気状態が形成されなくなるのを防止す
る必要がある。したがって、適度な硝化を一槽内で完遂
する必要のある従来の間欠曝気方式に比べると運転の自
由度が大きいといえる。第１の処理槽内の滞留時間は５
〜３０時間とするのが適当である。また、硝化反応によ
り槽内のｐＨが低下して菌活性が低下するのを防止する
ために、適宜水酸化ナトリウム水溶液等がｐＨ調整のた
めに添加される。槽内の用水の混合は曝気時には気泡に
より行われるが、曝気停止時には攪拌機７を回転させて
行うのがよい。

【００１５】第１の処理槽内で間欠曝気処理された用水
は、次いで第２の処理槽８に導かれる。第２の処理槽内
には分離膜９が浸漬され配設されている。分離膜は均質
膜でも多孔質膜でもよい。またその形態も特に限定され
ず、平膜、チューブラー膜、中空糸膜等のいずれでもよ
い。第２の処理槽では連続曝気処理するが、曝気処理
は、第１の処理槽の場合と同様、ブローワー１０から送
られた酸素含有気体を槽底部の散気手段１１から気泡と
して放出して行なわれる。この曝気により、第１の処理
槽での硝化反応が補完されるととともに、吸引濾過が行
なわれる分離膜に気泡を勢いよく当てて膜を揺動させ、
汚泥等の付着による有効膜面積の低下と膜の目詰まりを
防止する。第２の処理槽内の用水は、連続曝気されてい
るので、槽内は完全混合状態にあり、槽内全体にわたっ
て汚泥濃度は均一である。

【００１６】分離膜を介しての吸引濾過による膜透過水
だけが吸引ポンプ１２を経て処理水として系外に排出さ
れるので、第２の処理槽内のＭＬＳＳを７０００〜２２
０００とするかなりの高濃度条件で運転しても汚泥の漏
洩は生じない。また、膜での固液分離がなされるので、
生育の遅い硝化菌のウォッシュアウトも問題とする必要
がない。また、汚泥濃度が高いので、沈殿槽で処理する
場合には必要であった汚泥濃縮槽を経ることなく、必要
によりそのまま余剰汚泥を廃棄処理へまわすことが可能
である。長期の連続運転後に分離膜の濾過流量が低下し
た場合には、逆洗用のコンプレッサー１５を用いて処理
水を分離膜へ逆流させて洗浄するのが効果的である。第
２の処理槽における用水の滞留時間は１〜５時間とする
のが適当である。

【００１７】第２の処理槽内で硝化が進んだ用水からの
脱窒と汚泥の返送のために、第２の処理槽内の用水の一
部を返送ライン１６を介して第１の処理槽４へ循環させ
る。返送水量は、通常供給被処理水の７０〜２００％程
度とされ、この程度でも８割以上の効率での脱窒（目標
水質Ｔ−Ｎ １０ｍｇ／ｌ以下）は達成される。返送水
は、消泡のために曝気時にはシャワーとして第１の処理
槽に返送させてもよいが、曝気停止時には溶存酸素を低
下させるために空気をできるだけ巻き込まないかたちで
返送するのがよい。

【００１８】

【発明の効果】本発明の排水処理方法には、以下のよう
な効果がある。 (1) 性格の異る二つの処理槽で硝化反応が補完されつつ
行なわれるため、第１の処理槽での脱窒反応を効果的に
進めやすく、プロセスの運転が容易である。また、従来
の硝化液循環方式に比較すると第１の処理槽への循環水
量を大幅に低減できる。 (2) 硝化菌は増殖速度が遅いため系外にウォッシュアウ
トされやすいが、分離膜を用いた吸引濾過により膜透過
水だけが排出されるのでその心配は不要であり、汚泥の
沈降性を気にせずに微生物を高濃度の分散状態で運転可
能である。また、処理槽内の微生物濃度が高いので、処
理時間の短縮および処理水質の向上が期待できる。 (3) 第２の処理槽内は連続曝気されるので、分離膜が常
時スクラビングされ、長期にわたる連続吸引濾過が可能
である。 (4) 第２の処理槽内は完全混合状態にあり、汚泥濃度が
均一なので、系内の濃度管理が第１の処理槽への返送水
量および廃棄汚泥量の調整によって容易に行える。 (4) 第２の処理槽内の汚泥濃度が高濃度なので、余剰汚
泥を廃棄する場合に、汚泥濃縮槽を準備する必要がな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の排水処理方法の一例を示すフローシー
トである。

【図２】従来の硝化液循環方式を示すフローシートであ
る。

【図３】従来の間欠曝気方式を示すフローシートであ
る。

【符号の説明】

１ スクリーン ２ 原水タンク ３ 原水ポンプ ４ 第１の処理槽 ５、１０ ブロワー ６、１１ 散気手段 ７ 攪拌機 ８ 第２の処理槽 ９ 分離膜 １２ 吸引ポンプ １３ 脱リン剤タンク １４ ｐＨ調整液タンク １５ 逆洗用コンプレッサー １６ 返送ライン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｃ０２Ｆ 9/00 ５０４ Ｃ０２Ｆ 9/00 ５０４Ｅ (72)発明者 山本 康次 奈良県橿原市葛本町670−10 (56)参考文献 特開 平３−229697（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C02F 3/30

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理水を第１の処理槽に導き、間欠曝
   気処理することにより、硝化、脱窒を行なう工程と、第
   １の処理槽内の用水を分離膜が配設された第２の処理槽
   に導き、連続曝気処理して硝化を行うとともに、分離膜
   を介して吸引濾過し、膜透過水を系外に排出する工程
   と、第２の処理槽内の用水の一部を第１の処理槽に返送
   する工程とを有する排水処理方法。