WO2001072643A1

WO2001072643A1 - Procede et dispositif pour traiter des eaux usees

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Publication number: WO2001072643A1
Application number: PCT/JP2001/002473
Authority: WO
Inventors: Yousei Katsu; Toshihiro Tanaka
Original assignee: Ebara Corporation
Priority date: 2000-03-27
Filing date: 2001-03-27
Publication date: 2001-10-04
Also published as: US20030121852A1; EP1270514A1; JP3853657B2; EP1270514A4; CN1426379A; US6824685B2; CN1232453C; TWI233429B

Description

明細書排水の処理方法及び装置技術分野

本発明は排水処理に関し、より詳しくは、活性汚泥の固液分離や余剰汚泥の濃縮等に関するものであり、具体的には、有機性工業廃水や生活排水等の処理に用いることができる活性汚泥の固液分離を含む排水の処理方法及び装置に関する。背景技術

活性汚泥法による水処理では、処理水を得るためには、活性汚泥の固液分離を行わなければならない。通常、このためには、？舌性汚泥を沈殿池に導入して、重力沈降によって汚泥を沈降させ、上澄液を処理水として沈殿池から流出される方法が用いられていた。しかしながら、この方法においては、活性汚泥を沈降させるために十分な沈降面積及び滞留時間を有する沈殿池が必要であり、処理装置の大型化と設置容積の増大要因となっていた。また、活性汚泥が、バルキング等で沈降性が悪化した場合には、沈殿池から汚泥が流出して処理水の悪化を招いていた。

近年、沈殿池に代わって、膜分離によって活性汚泥の固液分離を行う手法も用いられている。この場合、固液分離用膜としては、一般的に精密濾過膜や濾過膜が用いられている。しかしながら、この方法では、濾過分離主眼として、ポンプによる吸引や加圧が必要であり、通常、数十〜数百 kPaの圧力で濾過を行うため、ポンプによる動力が大きく、ランニングコストの増大要因となっていた。また、膜分離で S S (懸濁物質）の全くない清澄な処理水が得られる一方で、透過フラックスが低く、膜汚染を防止するために定期的に薬洗する必要があった。更に最近、沈殿池に代わる活性汚泥の固液分離法として、曝気槽に不織布等の通気性シートからなる濾過体を浸漬させ、低い水頭圧で濾過水を得る方法が提案されている。カゝかる方法の概念を図 1に示す。提案されている方法によれば、生物反応槽 2 0 1内に、曝気用の散気管 2 0 2及び瀘過体 2 0 4を配置し、更に濾過体の空洗用の散気管 2 0 3を濾過体の下方に配置する。生物反応処理時（濾過運転時）には、原水供給管 2 0 5より処理原水を生物反応槽 2 0 1内に供給すると共に、散気管 2 0 2から空気等を曝気することにより、槽内の活性汚泥による生物処理を行い、処理液を濾過体 2 0 4で濾過して処理水（濾過水）を排出管 2 0 6より取出す。この際、散気管 2 0 2による曝気によって、生物反応槽 2 0 1 内には、濾過体表面において下向流となる活性汚泥混合液のクロスフロー流が生じる（図 l a) 。このクロスフロー流によって、濾過体 2 0 4の表面に活性汚泥のダイナミック濾過層が形成され、形成されたダイナミック濾過層によって活性汚泥混合液が濾過され、排出管 2 0 6より取出される。そして、濾過体 2 0 4の表面に形成された濾過層が圧密化し、濾過抵抗が増大して濾過水量が低下してきたら、散気管 2 0 2からの曝気を止め、散気管 2 0 3より空気を散気することにより、濾過体表面の濾過層を空洗除去する（図 l b) 。この方法によれば、濾過体表面に形成された汚泥のダイナミック濾過層による分離によって、清澄な濾過水が得られる。ここで、「汚泥のダイナミック濾過層」とは、濾過の進行により濾過体表面に形成される活性汚泥粒子の付着物層である。この方式において用いられる濾過体の濾過媒体は、実質的には活性汚泥粒子よりも大きな孔径を有していて粒子を通過させるものである力濾過の駆動圧が小さい条件下においては、濾過媒体の表面に活性汚泥粒子の付着物層（汚泥のダイナミック濾過層）が形成され、このダイナミック濾過層によって活性汚泥粒子の通過を阻止することができるようになるのである。この方式の濾過体としては、通常、不織布、 »、金網などが用いられている。ダイナミック濾過層を用いる方法においては、濾過媒体の表面に濾過層としての活性汚泥粒子の付着物層を活性汚泥の濾過に適当な厚さ及び圧密度等となるように均一に且つ効率的に形成させることが、活性汚泥粒子の通過を確実に阻止して良好な水質の処理水を安定に得る上で重要である。提案されている方法においては、ダイナミック濾過層の形成手法としては、濾過体表面を流通する活性汚泥流速を平均 0. 0 5〜0. 4m/s、好ましくは 0. 1 5 〜 0. 2 5 m/sに制御することが規定されている。提案されている方法では、濾過体表面流速が 0. 2 m/sにおいては、濾過フラックスが約 2 m/dで、濾過継続時間が 2. 5 h以上となっているのに対して、濾過体表面流速 0. 0 3m/sにおいては、濾過フラックスは、初期は 4. l m/dであるが、 4 5分後には 3. 3 m dまで低下し、短時間で濾過フラックスが低下するとされている。

また、生物反応槽内及び最終沈殿池内の少なくとも一方に、濾過体を浸漬配置して、後镜槽との水頭圧差によつて濾過体の流出口を介して濾過体から処理済水を引き抜くという活性汚泥法による汚水処理装置が提案されている。

しかしながら、これらの提案されている方法においては、次のような問題点があった。即ち、提案されている方法においては、濾過体表面での汚泥混合液の流れは、曝気によって槽内を循環する流れを引き起こすことによって形成される。しかしながら、この方法では濾過体表面での流速が一様でないため、濾過体表面に均一な汚泥のダイナミック濾過層を形成することができず、汚泥が濾過体表面に堆積しやすい。更に、生物反応槽の水位が流入水量及ぴ璩気風量によって変動するため、濾過体への水頭圧が一定でなぐ濾過水量が変化し、安定した水量が得られない。水頭圧が不安定で、極端に高くなつた場合には、濾過体表面に形成される汚泥ダイナミック濾過層の通水性能が低下し、濾過フラックスの急激な低下を招く恐れがある。その結果、洗浄頻度が高くなり、洗浄後のフラックス回復率も低くなる。更に、生物反応槽に流入する原水中の B OD (生物学的酸素消費量）等の有機汚濁物が僅かでも残留した場合には、それが濾過体に直接付着して、濾過体表面に生物膜が成長し、濾過水量を著しく低下させる原因となる。

また、濾過体を最終沈殿池に浸漬した場合には次のような問題点がある。即ち、汚泥の重力沈降を利用した最終沈殿池においては、底部に濃縮汚泥が堆積し、上部より上澄水が得られることからも分かるように、沈殿池内部の汚泥濃度が均一ではない。このため、濾過体浸漬部の汚泥濃度が不均一となり、良好なダイナミック濾過層の形成が不可能で、安定した処理水を得ることができない。

更に、本発明者らは、活性汚泥混合液のダイナミック濾過層による濾過方法において、濾過体の濾過フラックスと表面流速との関係を詳細に検討した結果、濾過体表面の流速を 0. 0 5〜0. 4iii/s、特に、好ましいとされていた 0. 1 5 〜0. 2 5ffl/sとした場合には、濾過体表面の汚泥流動が激しく、汚泥の均一なダイナミック濾過層の形成が困難であり、有効な濾過面積も得られず、更にこの場合には微細な汚泥フロックによる濾過体表面の閉塞が早く、空洗や水洗を行つても効果が少なくなつてしまうという知見を得た。そして、濾過体の洗浄直後においては、表面流速は 0 . 0 5 m/s未満とすることにより安定したダイナミック濾過層が 5分以内と極めて短時間で形成され、その場合、濾過フラックスは 5 ra/d以上を 4時間以上継続でき、更に表面流速が 0 . 0 5m/s未満の条件では、濾過体表面に形成されたダイナミック濾過層が空洗のみで容易に剥離することができることが見出された。

本発明者らは、上記の課題点を鑑みてより効率的に活性汚泥混合液の固液分離を行う方法を提供すべく鋭意研究を重ねた結果、原水を生物反応槽に流入させて生物処理した後に、生物反応槽で処理された活性汚泥混合液を、通水性濾過体が浸漬配置されている固液分離槽に導入し、該通水性濾過体の表面に汚泥のダイナミック濾過層を形成させながら濾過水を得ることによって、極めて効率的に活性汚泥の固液分離を行うことができることを見出した。また更に、通水性濾過体表面に対する活性汚泥混合液の移動速度を平均 0 . 0 5 m/s未満にすることによつて、通水性濾過体表面へ汚泥のダイナミック濾過層を安定して形成することができることも見出された。更には、固液分離槽内に整流装置を配置して、活性汚泥混合液が、整流装置で整流された後に通水性濾過体表面を通過するようにすることによって、固液分離が更に効率よく進行することを見出した。本発明は、これらの知見に基づき完成されたものである。発明の開示

即ち、本発明は、次の構成からなるものである。

1. 排水原水を生物処理した後に得られた活性汚泥混合液を固液分離する排水の処理方法であって、原水を生物反応槽に流入させて生物処理を行い、次に生物反応槽で処理された活性汚泥混合液を、通水性濾過体が浸漬配置されている固液分離槽に導入して、該通水性濾過体の表面に汚泥のダイナミック濾過層を形成させ、該通水性濾過体より水頭圧で濾過水を得ることを特徴とする排水の処理方法。

2. 排水原水を生物処理した後に得られた活性汚泥混合液を固液分離する排水の処理方法であって、原水を生物反応槽に流入させて生物処理を行い、次に生物反応槽で処理された活性汚泥混合液を、通水性濾過体が浸漬配置されている固液分離槽に導入して、該通水性濾過体の表面に汚泥のダイナミック濾過層を形成させ、該通水性濾過体の透過側をポンプで吸弓 Iすることにより濾過水を得ることを特徴とする排水の処理方法。

3. 通水性濾過体表面に対する活性汚泥混合液の移動速度が平均 0. 0 5m/s 未満であることを特徴とする上記第 1項又は 2項に記載の方法。

4. 固液分離槽内に整流装置を設置し、活性汚泥混合液が、整流装置を通過した後に通水性濾過体表面を通過するようにしたことを特徴とする上記第 1項〜第 3項のいずれかに記載の方法。

5 · 排水原水を生物処理した後に得られた活性汚泥混合液を固液分離する排水の処理装置であって、原水を流入させて生物処理を行う生物反応槽、通水性濾過体が浸漬配置されていて、生物反応槽で処理された活性汚泥混合液を導入して固液分離を行う固液分離槽を具備し、該通水性濾過体の表面に汚泥のダイナミック濾過層が形成され、通水性濾過体より水頭圧で濾過水が得られるように構成されていることを特徴とする排水の処理方法。

6. 排水原水を生物処理した後に得られた活性汚泥混合液を固液分離する排水の処理装置であって、原水を流入させて生物処理を行う生物反応槽、通水性濾過体が浸漬配置されていて、生物反応槽で処理された活性汚泥混合液を導入して固液分離を行う固液分離槽を具備し、該通水性濾過体の表面に汚泥のダイナミック濾過層が形成され、通水性濾過体の透過側をポンプで吸弓 Iすることにより濾過水が得られるように構成されていることを特徴とする排水の処理方法。

7. 固液分離槽内に整流装置が設置されており、活性汚泥混合液が整流装置を通過した後に通水性濾過体表面を通過するように構成されていることを特徴とする上記第 5項又は第 6項に記載の装置。

本発明によれば、生物反応槽の後段に固液分離槽を設置して、該固液分離槽に通水性濾過体を浸漬配置することにより、従来の方法よりも少ない濾過圧で清澄な濾過水を得ることができる。

本発明の方法においては、濾過体から濾過水を得るための駆動圧としては、水頭圧及びポンプによる吸引圧のいずれを用いることもできる。 7頭圧による濾過では、自然重力による濾過駆動圧であるので動力が不要であると共に、ダイナミック濾過層が形成される低い濾過圧を容易に構築することができるという利点がある反面、濾過層の圧密ィ匕による濾過水量の低下が起こり易いという欠点がある。これに対して、ポンプ吸弓 I圧による濾過では、動力が必要であること、及びダイナミック濾過層が形成される低い濾過圧を安定して維持することが難しいという欠点がある反面、濾過水量の低下が起こりにくいという利点がある。本発明においては、両者の欠点と利点とを考慮の上でいずれか好ましい方法を採用することができる。

本発明において用いることのできる通水性濾過体としては、不織布、濾布、金属網等の従来技術において公知の通水性濾過体のいずれを用いても同様の効果を得ることができる。また、濾過体の形状も、平面型、円筒型、中空型等の従来技術において公知の任意の形状を用いることができ、複数個を束ねてモジュール濾過体として用いることも可能である。

なお、本発明においては、通水性濾過体の表面に安定にダイナミック濾過層を形成させるためには、固液分離槽内に導入される汚泥混合液の濾過体表面に対する平均流速を 0. 0 5i s未満とすることが好ましい。このようにすることにより、汚泥混合液が濾過体表面を下向流及び上向流の何れで通過しても、濾過体表面に良好なダイナミック濾過層を容易に形成することができる。また、汚泥混合液の濾過体表面に対する平均流速を 0. 0 5m/s未満とすることにより、濾過フラックスの低下が少なく、高いフラックスが安定して得られることから、固液分離槽の容積を従来の沈殿池よりも大幅に小さくすることができ、処理装置をコンパクトにすることが可能になる。なお本発明においては、例えば、固液分離槽内で処理された、汚泥混合液（濃縮汚泥混合液）を、固液分離槽内における汚泥混合液の導入箇所の反対側でポンプなどによって取出すことによって、汚泥混合液の濾過体表面に対する一定方向の流れを形成することができる。例えば、生物処理槽で処理された活性汚泥混合液を、固液分離槽の上部から固液分離槽内に導入する場合には、固液分離槽の底部より、濃縮汚泥混合液をポンプなどで取出すことにより、汚泥混合液の濾過体表面に対する一定方向の流れを形成することができる。したがって、汚泥混合液の濾過体表面に対する流速は、固液分離槽からの汚泥混合液取出しなどを制御することによって調節される。取出された濃縮汚泥混合液は、生物反応槽ゃ汚泥濃縮槽、汚泥消化槽等に返送したり、余剰汚泥として取出したりすることができる。

なお、濾過体表面を通過する汚泥混合液の平均流速が、汚泥粒子の沈降速度以下である場合には、汚泥混合液は、濾過体表面に対して下向流、即ち固液分離槽の上部から下部に向かって導入することが好ましい。このように構成すれば、流入汚泥が沈降しても、必ず濾過体表面を通過するので、良好な汚泥ダイナミック濾過層が形成される。

また、本発明の更に好ましい態様においては、固液分離槽の内部に整流装置を設置し、活性汚泥混合液が、整流装置を通過した後に濾過体表面を通過するように構成することが好ましい。このような構成とすると、固液分離槽内の流れ方向が一定となり、濾過体表面に汚泥のダイナミック濾過層を均一に形成することができる。

なお、本発明にかかる装置においては、固液分離槽の濾過体下部に洗浄装置を設置することが好ましい。この洗浄装置を用いて、定期的に濾過を停止して濾過体を洗浄することにより、濾過体表面に形成された汚泥層を容易に剥離することができる。洗浄方法としては、空洗及び水洗の一方又は両方を用いることができる。なお、空洗時の空気気泡の上昇流速は、少なくとも 0 . 2 m/sとなるように空洗風量の調整を行うことが好ましい。濾過モジュール下部に設置する空洗管としては、従来の散気管よりも通気孔の大きな多孔管が望ましい。多孔管を用いれば、同等の曝気量で散気管よりも高い上昇速度を得ることができ、上昇気泡も大きいため、濾過体表面の汚泥層を容易に剥離することが可能である。なお、多孔管の通気孔径は 2咖以上であることが好ましい。

本発明にかかる装置においては、濾過体表面に汚泥のダイナミツク^過層が形成されるまでの間に濾過モジュール内に汚泥が侵入する。このため、濾過モジュ —ル内部の汚泥の堆積を無くすために、定期的に排泥を行うことがましい。この排泥方法としては、濾過モジュール下部より内部に貫通する排泥管を設け、排出汚泥を生物反応槽に導入するように接続することが好ましい。なお、排出動力としては水頭圧による自然流下が好ましく、排出の水頭圧は濾過の水頭圧と同程度にすることが好ましい。しかしながら、特に濾過駆動圧としてポンプを用いる場合などには、汚泥排出の排出動力としてポンプを用いることもできる。

また、本発明にかかる装置においては、固液分離槽で形成される濃縮汚泥を生物反応槽に返送することが好ましい。このようにすると、生物反応槽での B OD 負荷を適切に管理することができ、安定した生物処理を行うことが可能になる。なお、活性汚泥混合液は、濾過体表面に沿って通過するにしたがって徐々に濾過水が濾過されて濃縮される。このようにして形成される濃縮汚泥混合液を、返送汚泥として生物反応槽に返送することが好ましい。また、固液分離槽の上部から汚泥を下向流で流入させる場合には、固液分離槽の下部より濃度の高い汚泥混合液を返送汚泥として生物反応槽に返送することが好ましい。

上記に説明するように、本発明にかかる装置は、生物処理槽と固液分離槽とを具備するものであるが、これらの槽は、例えば記の実施例 1及び図 2に示すように、単一の槽を隔壁で区切ることによって二つの槽を形成し、隔壁の底部に開口を設けることによって両槽を液体連絡させることによって構成してもよいし、或いは例えは下記の実施例 2及び図 7に示すように、二つの槽を別々に形成し、これらを配管で接続することによって構成してもよい。図面の簡単な説明

図 1は、従来技術の活性汚泥混合液の固液分離法の概念を示す図である。

図 2は、本発明に係る排水の処理方法の一実施例のフローシートである。

図 3は、実施例 1における平均濾過フラックスの経時変化を示すグラフである。図 4は、実施例 1における濾過水濁度の経時変化を示すグラフである。

図 5は、比較例 1における平均濾過フラックスの経時変化を示すグラフである。図 6は、比較例 1における濾過水濁度の経時変ィ匕を示すダラフである。

図 7は、本発明に係る排水の処理方法の他の実施例のフローシートである。図 8は、実施例 2における平均濾過フラックスの経時変化を示すグラフである。図 9は、実施例 2における濾過水濁度の経時変化を示すダラフである。

図 1において、 2 0 1は生物反応槽、 2 0 2は曝気用散気管、 2 0 3は空洗用散気管、 2 0 4は濾過体、 2 0 5は原水供給管、 2 0 6は濾過水排出管である。図 2において、 1は流入原水、 2は生物反応槽、 3はブロワ一、 4は生物反応槽出口の開口、 5は整流装置、 6は固液分離槽、 7は通水性濾過体、 8は取水管、 9は処理水、 10は洗浄装置、 11は濃縮汚泥混合液返送装置、 12は排泥ライン、 13は散気管、 14は散気管、 15は隔壁である。図 7において、 101は流入原水、 102は生物反応槽、 103は生物反応槽流出液、 104は汚泥静置槽、 105は撹拌機、 106は汚泥供給ポンプ、 107は固液分離槽、 108は濾過モジュール、 109は濾過水位調整弁、 110は電磁弁、 111は電磁弁、 112は濾過水、 113は処理水槽、 114は水逆洗排水水位調整弁、 115は電磁弁、 116は水逆洗ポンプ、 117は逆止弁、 118は返送汚泥、 119は空洗ブロワ一、 120は散気管、 121は電磁弁、 122は電磁弁、 123は濾過水排出管である。以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。なお、以下の記載において、 COD_Mnは 10 0°Cにおける過マンガン酸カリウムによる化学的酸素消費量； S— COD_Mnは 100°Cにおける過マンガン酸カリウムによる溶解性化学的酸素消費量； BOD ₅は 5日間における生物化学的酸素消費量； S— BOD₅は 5日間における溶解性の生物化学的酸素消費量である。

実施例 1

図 2に、団地下水に対する本発明による排水処理法の一例をフローシートで示す。図 2に示されている装置は、生物反応槽 2と固液分離槽 6とが一体に形成されていて、生物反応槽 2と固液分離槽 6とは、 P鬲壁 15によって分離され、隔壁 15の底部に開放された開口 4によって液体連絡している。流入原水 1は、まず生物反応槽 2に導入される。生物反応槽 2では、ブロワ一 3によって散気管 13 を通して空気が供給され、槽内に収容されている活性汚泥中の微生物の作用によつて好気処理が行われる。生物反応槽 2から流出する活性汚泥液は、隔壁 15の底部に形成されている開口 4を通して固液分離槽 6の底部に供給される。固液分離槽 6内には、通水性濾過体 7が配置されており、通水性濾過体の下部に整流装置 5が配置されている。開口 4を通過した活性汚泥液は、整流装置 5の底部に供給される。整流装置 5を通過した活性汚泥混合液は、固液分離槽 6内で均一に上向流で流れて、通水性濾過体 7によって固液分離される。処理水 9は、 7頭圧差によって通水性濾過体 7の取水管 8より得られる。濾過体 7の洗浄は、定期的に濾過を停止して、整流装置の下部に設置された洗浄装置 1 0力 ^ら散気管 1 4を通して空気を吹き込むことによって行う。固液分離槽 6内の濃縮汚泥混合液は、濃縮汚泥混合液返送ポンプ 1 1によって生物反応槽 2に返送される。なお、余剰汚泥は、排泥管 1 2より定期的に系外に排出される。

図 2に示すシステムを用いて行った排水処理実験における、生物反応槽 2の処理条件を下表 1に、固液分離槽 6の処理条件を下表 2に、それぞれ示す。表 1 ：生物反応槽処理条件（実施例 1 )

表 1に示すように、生物反応槽 2への原水流入量を 1 0 m³/dとし、固液分離槽 6からの濃縮汚泥混合液返送量を 5m³/dとした。また、生物反応槽 2での ML S Sを約 2 5 0 0mg/Lとした。この場合、槽全体の B OD負荷は約 0. 1 5 kg/kg. dであった。生物反応槽 2からの混合液を隔壁 1 5底部の開口（即ち生物反応槽出口） 4において採取し、その処理液の残留 B〇D ₅を測定したところ，生物反応槽 2において、流入原水 1の B ODがほぼ完全に: ¾ 除去され、固液分離槽 6に流入する活性汚泥混合液中に未分解 B〇Dの残留が全くないことが分かった。このため、固液分離槽 6において、濾過分離に伴う濾過体表面の生物汚染を抑制することが可能であった。この結果、濾過体寿命が長くなり、安定した濾過水量を長期間において確保することができた。なお、上述の処理効果を得るためには、生物反応槽 2の B OD負荷を 0. 3 kg/kg. d以下とするのが好ましい。また、嫌気'好気法、硝化脱窒法等の B ODだけを除去する方法でなぐ N, Pも除去する生物学的方法を利用することもできる。

表 2に示されるように、本実施例での固液分離処理には、有効面積 0. 0 4m², 有効容積 0. 0 6m³の固液分離槽 6を用いた。通水性濾過体 7としては、厚さ 0. 4鹏、目開き 2 0〜 3 0 mのポリエステル製不織布より作成した有効面積 0. 4 m²の平面形不織布濾過体 8枚を濾過体モジュールとして固液分離槽 6内に設置した。濾過時の平均水頭圧を約 1 O cmとした。濾過水量は 1 0m³/d、濾過体表面の活性汚泥混合液流速は約 0. 0 0 6 m/sとなった。また、濾過 6時間毎に、 3 分間濾過を停止して、洗浄機 1 0より空気を曝気することによって濾過体の洗浄を行った。曝気量は、洗浄時の空気気泡の濾過体表面流速が平均 0. 5m/sとなるように調節した。

このような条件で約 2力月間、排水の連続処理を行った後の処理水の水質を、原水の水質と合わせて下表 3に示す。表 3 ：原水及び処理水の水質（実施例 1 )

* SS 表 3に示されるように、原水が、 p H= 7. 1、濁度 = 1 5 0度、 S S = 8 6 mg/Lであるのに対して、処理水では、 p H= 7. 6、濁度 = 5. 0度、 S S = 4. 6mg/Lとなり、不»濾過体上に形成された汚泥のダイナミック濾過層によって得られた濾過水が清澄であると認められた。また、 C OD_Mnと S— C〇 D_Mn, B OD ₅と S— B OD ₅については、原水ではそれぞれ 7 5 mg/Lと 4 2 mg/L, 1 1 Omg/Lと 6 5mg Lであるのに対して、処理水ではそれぞれ 1 2. 5 mg/Lと 1 1 . 0 mg/L、 6. 3 ig/Lと 5 mg/L以下であり、処理水質も良好であると認められた。

実施例 1における濾過フラックスの経時変化を図 3に示す。図 3から明らかなように、約 1 5 0 0時間の連続処理において、平均濾過フラックスが約 3. 2 m/dで、安定した処理が得られた。また、図 4に処理水の濁度変化を示す。図 4 より、約 1 5 0 0時間の連続処理において、処理水の濁度が常時 5度前後であり、大きな変動が見られず、汚泥のダイナミック濾過層が安定して形成され、安定した処理水質が得られたことが分かる。

比較例 1

実施例 1と同様の処理装置を用い、固液分離槽 6からの濃縮汚泥混合液の生物処理槽 2への返送量を 8 5m³/dとすることによって濾過体表面の汚泥混合液の流速を実施例 1と比べて約 1 7倍速い 0. 1 m/sとした以外は、実施例 1と同様の条件で排水の連続処理実験を行った。

比較例 1における濾過フラックスの経時変化を図 5に、処理水の濁度変化を図 6に示す。図 5に示すように、濾過体表面の汚泥混合液流速を 0. 1 m/sとした場合には、濾過フラックスが処理開始時においても 2. 7m/dしかなく、汚泥混合液流速が 0. 0 0 6 m/dである実施例 1と比べると約 1 0 %以上低い。更に、比較例 1においては、時間の経過と共に濾過フラックスの低下が速く、約 1 7 0 時間後に濾過フラックスが 2m/d以下となり、約 5 0 0時間後では l m/d以下になった。処理時間 5 0 0時間より、濾過体に対する洗浄の間隔を、濾過 6時間毎に 3分間の空洗から、濾過 2時間毎に 3分間の空洗に短縮したが、濾過フラックスの増加は見られず、徐々に低下した。これらの結果から、濾過体表面に対する汚泥混合液の流速が 0. 0 5BI S以上の場合には、濾過体表面に微細汚泥付着に伴う濾過フラックスの低下が認められた。また、洗浄頻度を高くしても濾過フラックスの保持には全く効果がなかったことから、これらの付着汚泥によって目詰まりを起こして濾過体孔径が閉塞される可能性が高いと考えられる。

また、図 6に示されるように、濾過水濁度は処理開始 2 0 0時間後までは 1 0 度以上と高く、濾過体表面に汚泥のダイナミック濾過層が良好に形成されていなレ^考えられる。なお、濾過水濁度が 2 0 0時間後に徐々に低下したのは、濾過体の目詰まりに伴つて濾過フラックスが低下して、濾過体内部への汚泥侵入も少なくなつたためであると考えられる。

実施例 2

図 7に、団地下水に対する本発明の他の態様に係る排水処理法をフローシートで示す。流入原水 1 0 1は、まず生物反応槽 1 0 2に導入され、槽内に収容されている活性汚泥中の微生物の作用によって好気処理が行われる。生物反応槽 1 0 2からの流出液は、ライン 1 0 3を通して、汚泥静置槽 1 0 4に流下する。汚泥静置槽 1 0 4においては、撹拌機 1 0 5によって緩速撹拌しながら、汚泥のフロック形成及び均一化が行われる。汚泥静置槽 1 0 4から汚泥混合液が汚泥供給ポ -ンプ 1 0 6によって固液分離槽 1 0 7の上部に供給される。汚泥混合液は、固液分離槽 1 0 7内に配置されている濾過モジュール 1 0 8によって濾過され、濾過モジュール上部の取水管より濾過水 1 1 2が得られ、電磁弁 1 1 1を通して処理 7 1 1 3に流入する。処理水槽 1 1 3内の処理水は排水管 1 2 3を通して適宜系外に排出される。なお、固液分離槽 1 0 7の通過汚泥は、返送汚泥 1 1 8として、固液分離槽 1 0 7の底部から取出されて生物反応槽 1 0 2に返送される。濾過時の濾過モジュールに対する水頭圧は、濾過水位調整弁 1 0 9を上下させ、電磁弁 1 1 0を開放することによって設定することができる。濾過モジュール外部の空洗は、通常、電磁弁 1 1 1を閉じ、空洗ブロワ一 1 1 9を起動させて、電磁弁 1 2 1を閉じ、電磁弁 1 2 2を開放することにより、散気管 1 2 0へ送気することによって行う。また、濾過モジュール内部の空洗は、電磁弁 1 2 2を閉じ、電磁弁 1 2 1を開放した状態でブロワ一 1 1 9より送気することにより行う。また、濾過モジュール内部の水逆洗は、電磁弁 1 1 0及ぴ 1 1 1を閉じ、電磁弁 1 1 5を開放した状態で水逆洗ポンプ 1 1 6を起動させて、処理水槽の濾過水を濾過モジュール上部からモジュール内部に導入することによって行う。濾過モジュール内部を通過した水逆洗排水は、モジュール下部の排出管から電磁弁 1 1 5を通して汚泥静置槽 1 0 4に排出される。なお、水逆洗排水の水位は、 7位調節弁 1 1 4を調節して、逆洗の水頭圧が濾過の水頭圧と同等になるように設定する。このように、空洗—水逆洗—水逆洗排水排出→瀘過の順に電磁弁を切り替えることによって、運転を自動化することができる。

図 7に示すシステムを用いて排水処理の連続運転実験を行った。生物反応槽 1 0 2の処理条件は、実施例 1と同様とした。下表 4に、固液分離槽 1 0 7の処理条件を示す。表 4：固液分離槽の処理条件（実施例 2 )

本実施例では、濾過モジュールとして有効面積 1 m²の平面形織布濾過体を 5 枚セットにしたものを固液分離槽 1 1 7に設置した。織布の素材としては、ポリエステル製の厚み 0 . 1腿、 2 0 O meshで孔径約 7 2 mのものを用いた。濾過時の水頭圧及び水逆洗排水時の水頭圧を共に 1 O cmとし、活性汚泥混合液が濾過モジュール表面を通過する平均流速を 0 . 0 1 m/sとした。濾過モジュール外部空洗時の空洗風量は 1 5 OLMn, 内部空洗時の空洗風量は 3 OL/fflinとした。また、水逆洗時の水量は 1 4 O L/minとした。 .

下表 5に、連続運転のタイムチャートを示す。濾過モジュールに対する洗浄は、濾過 1 2 0分毎に、空洗 3分、水逆洗 3 0秒、 τΚ逆洗排水排出 2分のサイクルで連続運転した。なお、空洗は、通常、濾過モジュール外部への曝気によって行い、濾過モジュール内部の空洗は 5 0サイクル中 1回の頻度で行つた。表 5：自動連続運転のタイムチャート（実施例 2 )

実施例 2における濾過モジュールの濾過フラックスの経時変化を図 8に示す。図 8から明らかなように、約 1 5 0 0時間の連続処理において、濾過モジュールの平均濾過フラックスが約 3m/d前後で、安定した処理が得られた。また、図 9 に処理水の濁度変化を示す。図 9より、約 1 5 0 0時間の連続処理において、処理水の濁度がおよそ 5度前後であり、大きな変動が見られなかったことから、濾過モジュールにおいて汚泥のダイナミック濾過層が安定して形成され、良好な処理水質が安定して得られたと認められた。産業上の利用の可能性

本発明によれば、生物反応槽の後段に固液分離槽を設置し、該固液分離槽内に通水性濾過体を浸漬配置したことにより、少ない濾過圧で清澄な濾過水を得ることができる。また、本発明の好ましい態様においては、活性汚泥混合液を濾過体表面に沿つて 0 . 0 5 m/s未満の流速で一定方向に流れるので、良好な汚泥のダィナミック濾過層が容易に形成されると共に、濾過フラックスの低下が少なく、高いフラックスが安定して得られるため、固液分離槽の容積を従来の沈殿池よりも大幅に小さくすることができ、処理装置をコンパクトにすることが可能となる。更に、本発明の好ましい態様においては、固液分離槽内に整流装置を設置して、活性汚泥混合液が整流装置を通過した後に濾過体を通過するようにしているので、固液分離槽内における活性汚泥混合液の平均速度が均一で、濾過体の表面に汚泥のダイナミック濾過槽が均一に形成される。更に、本発明の好ましい態様においては、濾過体の下部に洗浄装置を設けることにより、定期的に濾過を停止して洗浄を行うことによって、濾過体表面に形成された汚泥槽を容易に剥離することができる。更に、本発明の好ましい態様においては、固液分離槽から濃縮汚泥を生物反応槽に返送すること〖こより、生物反応槽の B〇 D負荷を適切に管理することができ、安定した生物処理を行うことが可能になる。

Claims

請求の範囲

2. 排水原水を生物処理した後に得られた活性汚泥混合液を固液分離する排水の処理方法であって、原水を生物反応槽に流入させて生物処理を行い、次に生物反応槽で処理された活性汚泥混合液を、通水性濾過体が浸漬配置されている固液分離槽に導入して、該通水性濾過体の表面に汚泥のダイナミック濾過層を形成させ、該通水性濾過体の透過側をポンプで吸弓ることにより濾過水を得ることを特徴とする排水の処理方法。

3. 通水性濾過体表面に対する活性汚泥混合液の移動速度が平均 0 . 0 5in/s 未満であることを特徴とする請求項 1又は 2に記載の方法。

4. 固液分離槽内に整流装置を設置し、活性汚泥混合液が、整流装置を通過した後に通水性濾過体表面を通過するようにしたことを特徵とする請求項 1〜 3のいずれかに記載の方法。

5. 排水原水を生物処理した後に得られた活性汚泥混合液を固液分離する排水の処理装置であって、原水を流入させて生物処理を行う生物反応槽、通水性濾過体が浸漬配置されていて、生物反応槽で処理された活性汚泥混合液を導入して固液分離を行う固液分離槽を具備し、該通水性濾過体の表面に汚泥のダイナミック濾過層が形成され、通水性濾過体より水頭圧で濾過水が得られるように構成されていることを特徴とする排水の処理装置。

6. 排水原水を生物処理した後に得られた活性汚泥混合液を固液分離する排水の処理装置であって、原水を流入させて生物処理を行う生物反応槽、通水性濾過体が浸漬配置されていて、生物反応槽で処理された活性汚泥混合液を導入して固液分離を行う固液分離槽を具備し、該通水性濾過体の表面に汚泥のダイナミック濾過層が形成され、通水性濾過体の透過側をポンプで吸引することにより濾過水が得られるように構成されていることを特徴とする排水の処理方法。

7. 固液分離槽内に整流装置が設置されており、活性汚泥混合液が整流装置を通過した後に通水性濾過体表面を通過するように構成されていることを特徴とする請求項 6に記載の装置。