JPH1034185A

JPH1034185A - 排水処理方法

Info

Publication number: JPH1034185A
Application number: JP8196420A
Authority: JP
Inventors: Kenji Nonobe; 顕治野々部; Junichi Murakoshi; 潤一村越; Tadashi Matsuda; 正松田; Kenji Honjo; 賢治本城
Original assignee: S L KK; Inax Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd; Mitsubishi Rayon Engineering Co Ltd
Current assignee: S L KK; Inax Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd; Mitsubishi Rayon Engineering Co Ltd
Priority date: 1996-07-25
Filing date: 1996-07-25
Publication date: 1998-02-10

Abstract

(57)【要約】【課題】小さな循環液量で効率良く脱窒が可能で、分
離膜での吸引濾過が長期間安定して実施できる排水処理
方法の提供。【解決手段】被処理水を第１の処理槽４で間欠曝気処
理する。これを分離膜１０が配設された第２の処理槽８
へポンプ９で供給し、連続曝気処理するとともに、吸引
濾過して透過水を排出する。第２の処理槽の用水の一部
をオーバーフローにより第１の処理槽へ循環させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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
するため膜面での液の流れがなくなり、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】これらの問題を解決する方法として、被処
理水を第１の処理槽で間欠曝気して硝化、脱窒した後、
これを分離膜が配設された第２の処理槽で連続曝気して
硝化反応を完遂させて吸引濾過するとともに、用水の一
部を第１の処理槽に返送して処理する排水処理方法が特
開平７−１００４８６号に提案された。しかし、この方
法でも、膜の目詰まりが生じやすかったり、第２の処理
槽の水位が変動しやすいことなどから、安定した分離膜
の運転の継続に問題のあることが判明した。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記方法
におけるこのような問題点を解決するために鋭意検討し
た結果、第１の処理槽と第２の処理槽との間の用水の送
液に特定の方法を採用することにより、これらの問題点
が大幅に改善できることを見い出し本発明を完成した。

【０００９】すなわち、本発明は、被処理水を第１の処
理槽に導き、間欠曝気処理する工程と、第１の処理槽内
の用水を分離膜が配設された第２の処理槽へポンプを介
して供給し、連続曝気処理するとともに、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の処理槽へ自然流下によ
り返送する工程とを有する排水処理方法である。

【００１０】二つの処理槽を用いる本発明の排水処理方
法では、従来の硝化液循環方式と比較すると、硝化反応
の５５〜９５％を第１の処理槽で行ない、残りの５〜４
５％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、従
来の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の表面に液の流れを作り洗
浄するため、継続濾過が可能となり濾過効率が高くな
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の排水処理方法を図
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。

【００１２】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、ここで流入する被処理水の量的、
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。また、被処理水の送液は、第１の
処理槽内の間欠曝気処理に合わせて、例えば曝気時には
停止するというような間欠的に行うこともできる。

【００１３】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。

【００１４】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、曝気停止時には嫌気状態
を保つために攪拌機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、本発明の方法では第２の処理槽８へ送液ポンプ９を
介して強制的に導かれる。第１の処理槽内の用水の抜き
出し口は、被処理水の供給の停止等によって液面が変動
しても表層流を吸い込まない位置、すなわち槽の比較的
底部に近い位置に配設するのが好ましい。第１の処理槽
内に表層部に浮遊する状態で発生したスカムや泡はそこ
で除去処理する方が容易である。第２の処理槽へオーバ
ーフロー水で供給すると、これらスカム等が第２の処理
槽に流入して分離膜の目詰り等の原因となり安定運転の
障害となりやすいが、ポンプで供給すると、その流入が
阻止され、分離膜の安定運転期間が大幅に延長される。

【００１６】第２の処理槽内には分離膜１０が浸漬され
た状態で配設されている。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１１から送られた酸素含有気
体を槽底部の散気手段１２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
完遂されるととともに、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面に流れを発生させ、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。

【００１７】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１３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、分離膜で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１４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。

【００１８】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、本発明の方法では第２の処
理槽内の用水の一部を処理槽からのオーバーフロー水と
して得て、これを自然流下により第１の処理槽４へ戻
す。オーバーフロー水として取り出せば、第１の処理槽
８からのポンプ送液量が分離膜での吸引濾過量を下回ら
ない限り第２の処理槽内の液面は一定に保つことができ
る。したがって、分離膜が液面から露出しないように保
つための最低水位まで液面が低下することがないので、
分離膜の運転が安定して継続的に行える。

【００１９】第１の処理槽への返送水量は第１の処理槽
からのポンプによる送液量と分離膜での吸引濾過量との
差として決定されるが、通常、返送水量は供給被処理水
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−Ｎ１０ｍｇ／ｌ以下）が
達成できる。

【００２０】性格の異る二つの処理槽を用いる本発明の
排水処理方法には、以下のような特徴がある。 (1) 処理槽で硝化反応が補完されつつ行われるため、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の処理槽から第１の処理槽への循環水量が低減
できる。すなわち、第１の処理槽が嫌気状態のときに好
気状態である第２の処理槽からの循環水量が低減できる
ので、第１の処理槽の嫌気状態を良好に保つことが可能
である。したがって、脱窒を確実に行うこと容易とな
る。 (5) 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、系内の汚泥濃度管理が第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。 (6) 第２の処理槽内の汚泥が高濃度なので、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。

【００２１】

【発明の効果】また、上記方法において、第１の処理槽
と第２の処理槽の間の用水の送液を特定方法で行う本発
明の排水処理方法には、以下のような効果がある。 (1) 第１の処理槽内で発生したスカムや泡が第２の処理
槽へ流入しにくくなるので、これらが原因となる分離膜
の目詰りが抑制され、分離膜の長期間にわたる安定運転
が可能である。 (2) 被処理水はポンプによって第２の処理槽へ供給され
るため、第１の処理槽への被処理水の供給が停止されて
も第２の処理槽の水位はその影響を受けない。また、第
１の処理槽への用水の返送が自然流下により行われるの
で、返送水が原因で第２の処理槽の水位が低下すること
もない。そのため、分離膜の安定運転基準水位を下まわ
ることがないので、分離膜の運転を連続的安定的に実施
することができる。 (3) 第２の処理槽の水位が殆ど変動しないので、分離膜
の膜間差圧が簡略な真空圧力計で測定できる。 (4) 第１の処理槽は比較的大容量なので、処理槽内に送
液ポンプを配設しても、それによって必要となる処理槽
のサイズには殆ど影響がない。 (5) 余剰汚泥の取り出しは汚泥濃度の高い第２の処理槽
で行うのが有利であるが、第１の処理槽への自然流下に
よる返送水から取り出せば、分離膜の運転に影響を与え
ずに余剰汚泥の取り出しが実施できる。

【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、１１ブロワー６、１２散気手段７攪拌機８第２の処理槽９送液ポンプ１０分離膜１３吸引ポンプ１４逆洗用コンプレッサー１５脱リン剤タンク１６ｐＨ調整液タンク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０２Ｆ 9/00 ５０４Ｃ０２Ｆ 9/00 ５０４Ａ５０４Ｅ (72)発明者野々部顕治愛知県常滑市港町三丁目77番地株式会社イナックス内 (72)発明者村越潤一大阪府大阪市福島区野田５丁目17番22号株式会社エス・エル内 (72)発明者松田正東京都江東区木場二丁目８番３号三菱レイヨン・エンジニアリング株式会社内 (72)発明者本城賢治愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目１番60号三菱レイヨン株式会社商品開発研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【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の処理槽へポンプを介して供給し、連続曝
気処理するとともに、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の処理槽へ自然流下により返送する工程とを
有する排水処理方法。