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JPH10277584A - 単槽汚水処理方法とその装置 - Google Patents

単槽汚水処理方法とその装置

Info

Publication number
JPH10277584A
JPH10277584A JP8977097A JP8977097A JPH10277584A JP H10277584 A JPH10277584 A JP H10277584A JP 8977097 A JP8977097 A JP 8977097A JP 8977097 A JP8977097 A JP 8977097A JP H10277584 A JPH10277584 A JP H10277584A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
anaerobic
sewage
time
reaction tank
aerobic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8977097A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeyuki Yamaguchi
重行 山口
Koji Minami
浩司 南
Hitoshi Kitamura
仁史 北村
Koji Yamamoto
康次 山本
Sayoko Okumura
早代子 奥村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP8977097A priority Critical patent/JPH10277584A/ja
Publication of JPH10277584A publication Critical patent/JPH10277584A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Activated Sludge Processes (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンパクトな装置で、高効率に、汚水中の窒
素と有機物とを除去する。 【解決手段】 間欠ばっ気と膜分離活性汚泥処理とを一
つの反応槽内で行う方法であって、嫌気工程と好気工程
とで処理サイクルを構成し、嫌気工程において間欠ばっ
気を行い、汚水中の窒素と有機物とを除去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この出願の発明は、単槽汚水
処理方法とその装置に関するものである。さらに詳しく
は、この出願の発明は、一つの反応槽において、水中の
窒素と有機物質の除去を小型の装置規模で、高効率、省
エネルギーで可能とする、新しい汚水処理の方法とその
ための装置とに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、汚水中の窒素成分を除去する
ための方法として、生物学的に硝化を行い脱窒素する方
法が知られている。この方法は、好気性処理と嫌気性処
理とを組合わせることで、汚水中の窒素成分を最終的に
窒素ガスにまで還元することを特徴としている。そして
より具体的には、この方法については、図5に示したよ
うに、空間的に嫌気ゾーン(槽)と好気ゾーン(槽)と
に区分して行う硝化液循環法と、図6のように、回分処
理として時間的に嫌気・好気ゾーンを区分して処理する
間欠ばっ気法とが知られてもいる。
【0003】一方、昨今では、膜分離と活性汚泥法とを
組合わせることで、高い活性汚泥濃度を維持し、従来よ
りもコンパクトで、高い処理効率と処理安定性を得るこ
とのできる膜分離活性汚泥法が注目されている。この方
法では、図7に示したように、活性汚泥において処理さ
れた水を脱モジュールによって吸引分離することを特徴
としているものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
汚水処理の方法とそのための装置については、前記の生
物学的硝化・脱窒素の方法の場合には、どうしても装置
システムが大型となり、経済的でないという問題と、有
機物処理について必ずしも充分でないという問題があ
り、また膜分離活性汚泥法の場合には、窒素除去機能の
点が充分でないという問題があった。
【0005】このようなことからは、効率性、安定性に
優れ、しかもコンパクトな装置システムであるとの特徴
を持つ膜分離活性汚泥法に、(生物学的)窒素除去機能
を付与することが考えられる。まず第1には、膜分離活
性汚泥法に、前記の硝化液循環法を適用することであ
り、第2には、間欠ばっ気法を適用することである。し
かしながら、硝化液循環法を適用する場合には、図8に
示したように、膜分離活性汚泥槽としての硝化槽と脱窒
槽(嫌気槽)との区分された2槽が必要とされ、どうし
ても槽容量が大きくなってしまい、流入量(処理量)に
対して2〜3倍量の硝化液を脱窒槽へ返送する必要があ
るために、硝化槽の活性汚泥を高濃度に維持することが
難しくなり、さらには返送ポンプや嫌気槽(脱窒槽)に
は攪拌設備が必要になるという問題が避けられない。つ
まり、膜分離活性汚泥法そのものは、コンパクトな装置
で高効率、高安定性の処理が可能な方法であるにもかか
わらず、窒素除去機能を付与するために硝化液循環法と
組合わせると、これらの特徴、長所が失われてしまうの
である。
【0006】一方、膜分離活性汚泥法に間欠ばっ気法を
組合わせることも考えられる。しかし、この組合わせ
は、現実的な操作工程としては想定そのものが難しく、
嫌気工程をどのように攪拌しながら行うのか、攪拌のた
めの設備が必要とされるのではないか、また、嫌気脱窒
素反応時には水素供与体としての有機物質が必要とされ
るのではないかという様々な問題点が未解決のまま残さ
れているのが実情であった。このため、膜分離活性汚泥
法と間欠ばっ気法による窒素除去機能との組合わせは実
現のための手がかりが得られていない状況にある。
【0007】そこで、この出願の発明は、以上のとおり
の従来技術の欠点や限界を克服し、膜分離活性汚泥法の
長所を生かし、小規模な装置システムで、高効率、かつ
安定に、窒素除去をも可能として汚水を処理することの
できる新しい方法とそのための装置を提供することを目
的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】この出願の発明は、上記
の課題を解決するものとして、間欠ばっ気と膜分離活性
汚泥処理とを一つの反応槽内で行う方法であって、嫌気
工程と好気工程とで処理サイクルを構成し、嫌気工程に
おいて間欠ばっ気を行い、汚水中の窒素と有機物質とを
除去することを特徴とする単槽汚水処理方法を提供す
る。
【0009】また、この出願の発明は、上記方法におい
て、嫌気工程と好気工程とからなる処理の1サイクルの
時間を約1〜2時間とする方法をはじめ、嫌気工程と好
気工程とを、各々約15〜75分間で行う方法、被処理
水は、嫌気工程の開始時より反応槽内に投入を開始し、
嫌気工程時間の約50%以内の時間で全量を投入する方
法、嫌気工程時の間欠ばっ気は、ばっ気時間約5〜15
秒、ばっ気停止時間約100〜1000秒で行う方法、
好気工程中にのみ膜吸引を行って処理水を排水する方
法、活性汚泥濃度は、約2,000〜20,000(m
g/L)の範囲とする方法等をその態様として提供す
る。
【0010】さらにこの出願の発明は、上記の処理方法
のための装置であって、反応槽には、被処理汚水の供給
手段と、分離用膜モジュールと、膜モジュールに連結さ
れた排出手段と、反応槽内に空気を吹き出す散気手段と
この散気手段への空気の供給手段とが備えられ、これら
手段の作動と停止をコントロールする制御手段が配設さ
れていることを特徴とする単槽汚水処理装置をも提供す
る。
【0011】
【発明の実施の形態】膜分離活性汚泥法と間欠ばっ気法
とを組合わせたこの出願の上記のとおりの発明は、これ
までの技術的知見からは構成として想定できないもので
あって、またその効果も予見できないものである。さら
に詳しく説明すると、まず反応槽については、この発明
では、単一槽とし、間欠ばっ気と膜分離活性汚泥の処理
が、同一の反応槽内で行われる。このような処理は、嫌
気工程と好気工程とからなるサイクルを単位として行わ
れ、嫌気工程においては間欠ばっ気が行われる。
【0012】嫌気工程と好気工程とからなる処理サイク
ルの時間は、1サイクルについて約1〜2時間とし、各
工程は、各々約15〜75分間で行われるようにするの
が好ましい。1サイクルが2時間を超えると窒素の除去
効率が低くなり、反応槽内の水位変動が大きくなりすぎ
る。一方、1サイクルが1時間未満では、溶存酸素が適
正レベルに達するまでの時間ロスを吸収するのが難しく
なる。
【0013】また、前記のように、この発明の方法にお
いては、被処理水としての汚水は、嫌気工程の開始時よ
り反応槽内に投入を開始し、嫌気工程時間の約50%以
内の時間でその全量を投入するのが好ましい。投入時間
が嫌気工程の時間の50%を超えると反応時間のロスが
大きくなり、窒素の除去効率が低下する傾向にあるから
である。
【0014】なお、当然にも、好気工程では、汚水の投
入は行わないことが好ましい。嫌気工程については、従
来の技術知見からは攪拌装置が必要であると考えられる
が、この発明においてはこのような装置は本質的に必要
としていない。嫌気工程での攪拌は、間欠ばっ気によっ
て可能とされるからである。この場合の間欠ばっ気につ
いては、ばっ気時間を約5〜15秒、ばっ気停止時間を
約100〜1000秒程度とするのが好ましい。
【0015】ばっ気時間が15秒を超えると良好な嫌気
的雰囲気が失われ、5秒未満であると反応槽内を充分に
攪拌することが難しくなる。また、ばっ気停止時間が1
000秒を超えると攪拌効率が低下し、100秒未満で
あると良好な嫌気的雰囲気が失われ、窒素除去効率の低
下をまねくことになる。なお、嫌気工程では、脱窒のた
めの水素供与体としての有機物の添加は全く必要とされ
ない。このため、水素供与体の添加のための設備は必要
でなく、コンパクトな装置で窒素除去が可能とされる。
【0016】そして間欠的ばっ気であるため、省エネル
ギー的でもある。処理水の排水については、膜分離機構
における膜閉塞を抑制するためには、好気工程中にのみ
膜吸引を行い、処理水を排水するのが好ましい。さらに
また、この発明では、活性汚泥の濃度は、約2,000
〜20,000(mg/L)の範囲とするのが好まし
い。2,000(mg/L)未満であると反応効率が低
下し、窒素除去効率が低下する傾向にあり、一方、2
0,000(mg/L)を超えると、槽内液の粘性が大
きくなりすぎ、攪拌効率の低下や膜閉塞を発生させやす
くなる。さらには、必要酸素量も増大するため、大きな
ばっ気が必要になるなど運転効率の低下をまねくことに
なる。
【0017】さらに詳しくは、以下の実施例に沿って説
明する。
【0018】
【実施例】図1は、この発明の方法のための反応槽とシ
ステムの要部について例示したものであって、反応槽に
は、被処理汚水の供給手段としての汚水タンクと汚水投
入ポンプおよび投入配管が設けられ、また、分離用膜モ
ジュールとこれに配管連結された吸引ポンプが設けられ
ている。そしてさらには、反応槽内に空気を吹き出す散
気手段とこれに空気を送るエアーブロアとが設けられて
もいる。
【0019】この反応槽においては、好気工程終了時の
水位(LWL)に対して嫌気工程時の水位(HWL)は
より高く設定されている。表1は、実施例としての装置
の条件を例示したものである。表中の「MLSS」は、
混合液浮遊物質濃度(Mixed Liquor Suspended Solids)
を示している。
【0020】
【表1】
【0021】以上の装置を用いて、たとえば図2の操作
条件によって汚水を処理すると、表2の処理水質の結果
が得られる。嫌気工程と好気工程の単位時間(T2
(T1 )は各々30分間とし、1サイクル時間(T1
2 )は1時間としている。嫌気工程では、ばっ気(T
4 =10秒)およびばっ気停止(T3 =290秒)で間
欠ばっ気が行われ、被処理汚水は、嫌気工程時間の50
%以内の時間でその全量が反応槽に投入されている。
【0022】一方、好気工程では、エアーブロアからの
空気吹き込みが継続して行われ、膜モジュールからの排
水が間欠して繰返し行われている。
【0023】
【表2】
【0024】表2の結果より、処理水の平均総窒素濃度
は、4.3(mg/L)であり、88%以上の高い窒素
除去率が得られていることがわかる。処理水質は極めて
良好で安定している。これは、膜分離活性汚泥法を基本
としていることによるものでもある。図3は、以上のよ
うに優れた効果の得られるこの発明の処理方法を適用し
た実際上の汚水処理システムの処理フローを例示したも
のであり、図4はその装置システムの構成を例示したも
のである。夾雑物除去槽が設けられており、また消毒槽
も設けられていることがわかる。
【0025】いずれの場合でも、この発明によって、小
型な装置で、高効率で、安定して水中より窒素および有
機物を除去することができ、得られた処理水質は極めて
良好で安定している。もちろん、この発明は、以上の例
によって何ら限定されるものでなく、その細部の構成に
ついては様々な態様が可能とされる。
【0026】
【発明の効果】以上詳しく説明したとおり、この出願の
発明の方法と装置によって、膜分離活性汚泥法と間欠ば
っ気法による脱窒素とが組合わされ、コンパクトな装置
で、高効率で、安定して、汚水中の窒素と有機物との除
去が可能とされる。得られた処理水の水質は極めて良好
で安定したものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例としての反応槽と要部システ
ムを例示した構成図である。
【図2】実施例としての操作条件を例示した図である。
【図3】他の実施例としての処理フローを例示したブロ
ック図である。
【図4】他の実施例としての装置システムを例示した構
成図である。
【図5】従来の硝化液循環法を示したブロック図であ
る。
【図6】従来の間欠ばっ気法を示した工程図である。
【図7】従来の膜分離活性汚泥法を示した構成図であ
る。
【図8】膜分離型硝化液循環法を示した構成図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C02F 3/12 C02F 3/12 S (72)発明者 山本 康次 奈良県橿原市葛本町670番地10号 (72)発明者 奥村 早代子 大阪府大阪市住吉区沢之町2丁目4番26号

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 間欠ばっ気と膜分離活性汚泥処理とを一
    つの反応槽内で行う方法であって、嫌気工程と好気工程
    とで処理サイクルを構成し、嫌気工程において間欠ばっ
    気を行い、汚水中の窒素と有機物質とを除去することを
    特徴とする単槽汚水処理方法。
  2. 【請求項2】 嫌気工程と好気工程とからなる処理の1
    サイクルの時間を約1〜2時間とする請求項1の処理方
    法。
  3. 【請求項3】 嫌気工程と好気工程とを、各々約15〜
    75分間で行う請求項1または2の処理方法。
  4. 【請求項4】 被処理水は、嫌気工程の開始時より反応
    槽内に投入を開始し、嫌気工程時間の約50%以内の時
    間で全量を投入する請求項1ないし3のいずれかの処理
    方法。
  5. 【請求項5】 嫌気工程時の間欠ばっ気は、ばっ気時間
    約5〜15秒、ばっ気停止時間約100〜1000秒で
    行う請求項1ないし4のいずれかの処理方法。
  6. 【請求項6】 好気工程中にのみ膜吸引を行って処理水
    を排水する請求項1ないし5のいずれかの処理方法。
  7. 【請求項7】 活性汚泥濃度は、約2,000〜20,
    000(mg/L)の範囲とする請求項1ないし6のい
    ずれかの処理方法。
  8. 【請求項8】 請求項1ないし7のいずれかの処理方法
    のための装置であって、反応槽には、被処理汚水の供給
    手段と、分離用膜モジュールと、膜モジュールに連結さ
    れた排出手段と、反応槽内に空気を吹き出す散気手段と
    この散気手段への空気の供給手段とが備えられ、これら
    手段の作動と停止をコントロールする制御手段が配設さ
    れていることを特徴とする単槽汚水処理装置。
JP8977097A 1997-04-08 1997-04-08 単槽汚水処理方法とその装置 Pending JPH10277584A (ja)

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Cited By (6)

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