JP3407405B2 - 有機性排液の好気性処理方法および装置 - Google Patents
有機性排液の好気性処理方法および装置Info
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- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Activated Sludge Processes (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、有機性排液の好気性処
理方法および装置、特に膜分離による分離が容易で、余
剰汚泥の生成を抑制できる有機性排液の好気性処理方法
および装置に関するものである。
理方法および装置、特に膜分離による分離が容易で、余
剰汚泥の生成を抑制できる有機性排液の好気性処理方法
および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】活性汚泥処理法などのように、好気性微
生物の作用を利用して有機性排液を好気条件で処理する
好気性処理方法では、難脱水性の余剰汚泥が大量に生成
し、その処理は困難である。従来、このような好気性処
理系において、処理液と汚泥を分離するためには沈降分
離が行われているが、固液分離性が悪いため大型の装置
を必要とするほか、処理水中に汚泥が流出するため、再
使用可能な処理水を得ることができなかった。
生物の作用を利用して有機性排液を好気条件で処理する
好気性処理方法では、難脱水性の余剰汚泥が大量に生成
し、その処理は困難である。従来、このような好気性処
理系において、処理液と汚泥を分離するためには沈降分
離が行われているが、固液分離性が悪いため大型の装置
を必要とするほか、処理水中に汚泥が流出するため、再
使用可能な処理水を得ることができなかった。
【０００３】一方、このような汚泥を分離するために限
外濾過、精密濾過等の膜分離装置を用いると、目詰まり
が激しく、高フラックス（膜透過流束）が得られないた
め実用的でなかった。また余剰汚泥は投棄処分されてい
たが、その処分場の確保が困難となり、汚泥の減容化が
必要となっている。
外濾過、精密濾過等の膜分離装置を用いると、目詰まり
が激しく、高フラックス（膜透過流束）が得られないた
め実用的でなかった。また余剰汚泥は投棄処分されてい
たが、その処分場の確保が困難となり、汚泥の減容化が
必要となっている。
【０００４】余剰汚泥減容化の方法として、余剰汚泥を
オゾン処理したのち、好気性消化装置に導いて、好気性
消化を行う方法が提案されている（特公昭５７−１９７
１９号）。しかしこの方法では、オゾン処理により好気
性消化の消化速度は高くなるが、従来の好気性消化法と
本質的に違わないため、汚泥の減容化率は従来と同様に
処理汚泥の約５０％であり、別に汚泥消化用の装置が必
要であるという難点もある。
オゾン処理したのち、好気性消化装置に導いて、好気性
消化を行う方法が提案されている（特公昭５７−１９７
１９号）。しかしこの方法では、オゾン処理により好気
性消化の消化速度は高くなるが、従来の好気性消化法と
本質的に違わないため、汚泥の減容化率は従来と同様に
処理汚泥の約５０％であり、別に汚泥消化用の装置が必
要であるという難点もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高フ
ラックスで膜分離することができ、しかも負荷および処
理効率を低下させることなく、余剰汚泥の生成を抑制
し、場合によっては余剰汚泥の発生をゼロにすることも
可能な有機性排液の好気性処理方法および装置を提案す
ることを目的とする。
ラックスで膜分離することができ、しかも負荷および処
理効率を低下させることなく、余剰汚泥の生成を抑制
し、場合によっては余剰汚泥の発生をゼロにすることも
可能な有機性排液の好気性処理方法および装置を提案す
ることを目的とする。
【０００６】本発明は次の有機性排液の好気性処理方法
および装置である。 （１） 好気性微生物を含む活性汚泥の存在下に、有機
性排液を好気性処理し、余剰汚泥の生成を抑制する方法
であって、好気性処理系の反応液を膜分離して透過液と
濃縮液に分離する工程と、有機性排液中のＢＯＤの同化
により生成する汚泥量が活性汚泥の自己分解よりも多
く、増殖汚泥が発生して好気処理系内に保持された活性
汚泥量が増加する状態で、増殖汚泥量よりも多い量の活
性汚泥を含む反応液または濃縮液を引抜き、これをオゾ
ン処理して加水分解により低分子化し生物分解性にする
工程と、オゾン処理液を好気性処理系に導入して、生物
分解性のオゾン処理汚泥を生物分解し、余剰汚泥の生成
を抑制する工程とを有する有機性排液の好気性処理方
法。 （２） 好気性微生物を含む活性汚泥の存在下に、有機
性排液を好気性処理し、余剰汚泥の生成を抑制する有機
性排液の処理装置であって、好気性微生物を含む活性汚
泥の存在下に有機性排液を好気性処理する好気性反応槽
と、この好気性反応槽の反応液を膜分離して、透過液と
濃縮液に分離する膜分離装置と、有機性排液中のＢＯＤ
の同化により生成する汚泥量が活性汚泥の自己分解より
も多く、増殖汚泥が発生して好気処理系内に保持された
活性汚泥量が増加する状態で、増殖汚泥量よりも多い量
の活性汚泥を含む反応液または濃縮液を引抜き、これを
オゾン処理して加水分解により低分子化し生物分解性に
するオゾン処理装置と、 生物分解性のオゾン処理汚泥を
生物分解し、余剰汚泥の生成を抑制するようにオゾン処
理液を好気性処理系に導入する装置とを備えている有機
性排液の処理装置。
および装置である。 （１） 好気性微生物を含む活性汚泥の存在下に、有機
性排液を好気性処理し、余剰汚泥の生成を抑制する方法
であって、好気性処理系の反応液を膜分離して透過液と
濃縮液に分離する工程と、有機性排液中のＢＯＤの同化
により生成する汚泥量が活性汚泥の自己分解よりも多
く、増殖汚泥が発生して好気処理系内に保持された活性
汚泥量が増加する状態で、増殖汚泥量よりも多い量の活
性汚泥を含む反応液または濃縮液を引抜き、これをオゾ
ン処理して加水分解により低分子化し生物分解性にする
工程と、オゾン処理液を好気性処理系に導入して、生物
分解性のオゾン処理汚泥を生物分解し、余剰汚泥の生成
を抑制する工程とを有する有機性排液の好気性処理方
法。 （２） 好気性微生物を含む活性汚泥の存在下に、有機
性排液を好気性処理し、余剰汚泥の生成を抑制する有機
性排液の処理装置であって、好気性微生物を含む活性汚
泥の存在下に有機性排液を好気性処理する好気性反応槽
と、この好気性反応槽の反応液を膜分離して、透過液と
濃縮液に分離する膜分離装置と、有機性排液中のＢＯＤ
の同化により生成する汚泥量が活性汚泥の自己分解より
も多く、増殖汚泥が発生して好気処理系内に保持された
活性汚泥量が増加する状態で、増殖汚泥量よりも多い量
の活性汚泥を含む反応液または濃縮液を引抜き、これを
オゾン処理して加水分解により低分子化し生物分解性に
するオゾン処理装置と、 生物分解性のオゾン処理汚泥を
生物分解し、余剰汚泥の生成を抑制するようにオゾン処
理液を好気性処理系に導入する装置とを備えている有機
性排液の処理装置。
【０００７】有機性排液の好気性処理方法では、好気性
微生物を含む活性汚泥を好気性処理系に一定量保持し、
ここに有機性排液を導入して好気性下に接触させ、好気
性微生物による生物酸化反応によって被処理液中のＢＯ
Ｄを分解する。このとき被処理液中のＢＯＤは同化され
て、活性汚泥は増殖する。このような好気性処理系に用
いる好気性処理槽としては、活性汚泥処理における曝気
槽が一般的であるが、これに限定されない。
微生物を含む活性汚泥を好気性処理系に一定量保持し、
ここに有機性排液を導入して好気性下に接触させ、好気
性微生物による生物酸化反応によって被処理液中のＢＯ
Ｄを分解する。このとき被処理液中のＢＯＤは同化され
て、活性汚泥は増殖する。このような好気性処理系に用
いる好気性処理槽としては、活性汚泥処理における曝気
槽が一般的であるが、これに限定されない。
【０００８】本発明ではこのような好気性処理系により
好気性処理を行う工程において、好気性処理系（好気性
処理槽）の反応液（混合液）を膜分離装置によって膜分
離し、透過液と濃縮液に分離する。膜分離装置としては
限外濾過（ＵＦ）膜、精密濾過（ＭＦ）膜、逆浸透膜
（ＲＯ）膜など、任意の分離膜を有するものを用いるこ
とができるが、ＵＦ膜、ＭＦ膜が好ましい。このような
膜分離装置は好気性処理槽内に設けてもよく、また好気
性処理槽外に設けてもよい。膜分離により、反応液中の
活性汚泥その他の固形分は濃縮液側に濃縮され、透過液
は処理水として再利用が可能である。
好気性処理を行う工程において、好気性処理系（好気性
処理槽）の反応液（混合液）を膜分離装置によって膜分
離し、透過液と濃縮液に分離する。膜分離装置としては
限外濾過（ＵＦ）膜、精密濾過（ＭＦ）膜、逆浸透膜
（ＲＯ）膜など、任意の分離膜を有するものを用いるこ
とができるが、ＵＦ膜、ＭＦ膜が好ましい。このような
膜分離装置は好気性処理槽内に設けてもよく、また好気
性処理槽外に設けてもよい。膜分離により、反応液中の
活性汚泥その他の固形分は濃縮液側に濃縮され、透過液
は処理水として再利用が可能である。
【０００９】一方オゾン処理系（オゾン処理装置）で
は、好気性処理系の反応液または膜分離装置で濃縮した
濃縮液をオゾン処理することにより、活性汚泥その他の
固形物を加水分解して低分子化し、生物分解性にして好
気性処理系に導入する。このようなオゾン処理による低
分子化物はＢＯＤ化しているため、好気性処理系におい
てＢＯＤとして資化され、生物分解を受ける。これによ
り膜分離装置における分離膜の目詰まりは防止され、フ
ラックスは大きくなるとともに、余剰汚泥が減容化す
る。
は、好気性処理系の反応液または膜分離装置で濃縮した
濃縮液をオゾン処理することにより、活性汚泥その他の
固形物を加水分解して低分子化し、生物分解性にして好
気性処理系に導入する。このようなオゾン処理による低
分子化物はＢＯＤ化しているため、好気性処理系におい
てＢＯＤとして資化され、生物分解を受ける。これによ
り膜分離装置における分離膜の目詰まりは防止され、フ
ラックスは大きくなるとともに、余剰汚泥が減容化す
る。
【００１０】この場合、被処理液中のＢＯＤの同化によ
り増殖する汚泥量よりも多い活性汚泥を好気性処理系よ
り引抜き、これをオゾン処理して好気性処理系に戻すこ
とにより、活性汚泥の見かけ上の増殖を抑制することが
できる。これにより余剰汚泥量が減少し、条件によって
は余剰汚泥の発生量をゼロにすることもできる。
り増殖する汚泥量よりも多い活性汚泥を好気性処理系よ
り引抜き、これをオゾン処理して好気性処理系に戻すこ
とにより、活性汚泥の見かけ上の増殖を抑制することが
できる。これにより余剰汚泥量が減少し、条件によって
は余剰汚泥の発生量をゼロにすることもできる。
【００１１】図１は汚泥減容化の原理を説明するための
模式図である。図において、１は好気性処理系、２はオ
ゾン処理系である。好気性処理系１は、活性汚泥処理装
置のように、有機性排液を活性汚泥と接触させて好気的
に分解する処理系であり、好気性処理槽と膜分離装置と
が別に設けられるが、これらを含めた全体の処理系とし
て図示されている。オゾン処理系２は反応液または濃縮
液の状態で引抜かれる引抜汚泥にオゾン含有ガスを反応
させ、酸化分解してＢＯＤに変換する装置である。
模式図である。図において、１は好気性処理系、２はオ
ゾン処理系である。好気性処理系１は、活性汚泥処理装
置のように、有機性排液を活性汚泥と接触させて好気的
に分解する処理系であり、好気性処理槽と膜分離装置と
が別に設けられるが、これらを含めた全体の処理系とし
て図示されている。オゾン処理系２は反応液または濃縮
液の状態で引抜かれる引抜汚泥にオゾン含有ガスを反応
させ、酸化分解してＢＯＤに変換する装置である。
【００１２】図１の好気性処理系１には、好気性処理を
行うために一定量の活性汚泥３ａが保持されている。こ
のような好気性処理系１に被処理液４を導入して好気性
処理を行うと、被処理液４に含まれるＢＯＤは活性汚泥
３ａに同化され、その増殖により新たに生成汚泥３ｂが
生成する。一方、系内の活性汚泥３ａは自己分解によ
り、自己分解分３ｃが消失する。従って定常状態では、
生成汚泥３ｂと自己分解分３ｃの差が増殖汚泥３ｄとし
て増殖する。
行うために一定量の活性汚泥３ａが保持されている。こ
のような好気性処理系１に被処理液４を導入して好気性
処理を行うと、被処理液４に含まれるＢＯＤは活性汚泥
３ａに同化され、その増殖により新たに生成汚泥３ｂが
生成する。一方、系内の活性汚泥３ａは自己分解によ
り、自己分解分３ｃが消失する。従って定常状態では、
生成汚泥３ｂと自己分解分３ｃの差が増殖汚泥３ｄとし
て増殖する。
【００１３】従来の減容化法では、ここで発生する増殖
汚泥３ｄを余剰汚泥として系外に排出し、減容化を行っ
ていたので、その５０％がさらに消化汚泥として排出さ
れていた。または特公昭４９−１１８１３号では余剰汚
泥として排出されている増殖汚泥３ｄを加水分解してＢ
ＯＤ化し、これを好気性処理系１に戻しているが、この
処理法では加水分解液として加わるＢＯＤが新たに生成
汚泥を生成し、処理の継続により、余剰汚泥が発生す
る。
汚泥３ｄを余剰汚泥として系外に排出し、減容化を行っ
ていたので、その５０％がさらに消化汚泥として排出さ
れていた。または特公昭４９−１１８１３号では余剰汚
泥として排出されている増殖汚泥３ｄを加水分解してＢ
ＯＤ化し、これを好気性処理系１に戻しているが、この
処理法では加水分解液として加わるＢＯＤが新たに生成
汚泥を生成し、処理の継続により、余剰汚泥が発生す
る。
【００１４】加水分解に代えてオゾン処理系２で処理す
る場合を、図１に破線５で示しているが、増殖汚泥３ｄ
をオゾン処理して好気性処理系１に戻すと、オゾン処理
により生成するＢＯＤが汚泥に転換して、別の生成汚泥
３ｅが生成し、この分が実質的な汚泥増殖分となり、余
剰汚泥として排出されなければならない。このように増
殖汚泥３ｄをオゾン処理して好気性処理系に戻す場合の
汚泥減容化率は増殖汚泥３ｄの３０〜４０重量％であ
り、嫌気性または好気性消化の場合よりも低い。
る場合を、図１に破線５で示しているが、増殖汚泥３ｄ
をオゾン処理して好気性処理系１に戻すと、オゾン処理
により生成するＢＯＤが汚泥に転換して、別の生成汚泥
３ｅが生成し、この分が実質的な汚泥増殖分となり、余
剰汚泥として排出されなければならない。このように増
殖汚泥３ｄをオゾン処理して好気性処理系に戻す場合の
汚泥減容化率は増殖汚泥３ｄの３０〜４０重量％であ
り、嫌気性または好気性消化の場合よりも低い。
【００１５】これに対し、増殖汚泥３ｄよりも多い量の
引抜汚泥３ｆを好気性処理系１から引抜き、オゾン処理
系２でオゾン処理してＢＯＤに転換し、オゾン処理汚泥
６を好気性処理系１に戻すことにより、オゾン分解で生
成したＢＯＤから別の生成汚泥３ｇが生成する。この場
合、引抜汚泥３ｆと生成汚泥３ｇの差が無機化部分３ｈ
となる。
引抜汚泥３ｆを好気性処理系１から引抜き、オゾン処理
系２でオゾン処理してＢＯＤに転換し、オゾン処理汚泥
６を好気性処理系１に戻すことにより、オゾン分解で生
成したＢＯＤから別の生成汚泥３ｇが生成する。この場
合、引抜汚泥３ｆと生成汚泥３ｇの差が無機化部分３ｈ
となる。
【００１６】ここで増殖汚泥３ｄよりも多い量の引抜汚
泥３ｆをオゾン処理してＢＯＤに転換することにより、
増殖汚泥３ｄのみをオゾン分解する場合よりも、無機化
部分が多くなり、汚泥減容化率は高くなる。増殖汚泥３
ｄと無機化部分３ｈが等しくなるように、引抜汚泥３ｆ
の量を決めると、余剰汚泥は実質的にゼロになる。増殖
汚泥３ｄが無機化部分３ｈより多い場合は、その差が実
質的な増加部分３ｉとなり、余剰汚泥７として系外に排
出される。８は好気性処理系１の処理液である。
泥３ｆをオゾン処理してＢＯＤに転換することにより、
増殖汚泥３ｄのみをオゾン分解する場合よりも、無機化
部分が多くなり、汚泥減容化率は高くなる。増殖汚泥３
ｄと無機化部分３ｈが等しくなるように、引抜汚泥３ｆ
の量を決めると、余剰汚泥は実質的にゼロになる。増殖
汚泥３ｄが無機化部分３ｈより多い場合は、その差が実
質的な増加部分３ｉとなり、余剰汚泥７として系外に排
出される。８は好気性処理系１の処理液である。
【００１７】上記好気性処理系１における生物処理槽容
量をＶ、その活性汚泥濃度をＸ、汚泥収率をＹ、被処理
液流量（処理液流量）をＱ、被処理液の有機物濃度をＣ
ｉ、処理液の有機物濃度をＣｅ、生物処理された有機物
濃度を（Ｃｉ−Ｃｅ）、汚泥自己分解定数をＫｄ、余剰
汚泥排出量をｑ、オゾン槽への引抜量をＱ′、オゾン処
理された汚泥が活性汚泥に再変換された割合をｋとする
と、物質収支は次の〔１〕式で表される。
量をＶ、その活性汚泥濃度をＸ、汚泥収率をＹ、被処理
液流量（処理液流量）をＱ、被処理液の有機物濃度をＣ
ｉ、処理液の有機物濃度をＣｅ、生物処理された有機物
濃度を（Ｃｉ−Ｃｅ）、汚泥自己分解定数をＫｄ、余剰
汚泥排出量をｑ、オゾン槽への引抜量をＱ′、オゾン処
理された汚泥が活性汚泥に再変換された割合をｋとする
と、物質収支は次の〔１〕式で表される。
【数１】
V dX／dt＝Y Q (Ci−Ce)−V Kd X−q X−Q′X＋k Q′X 〔１〕
【００１８】〔１〕式において、V dX/dtは好気性処理
系１における活性汚泥３ａの変化量、Y Q (Ci−Ce)は生
成汚泥３ｂの量、V Kd Xは自己分解分３ｃの量、q Xは
余剰汚泥７の排出量、Q′Xは引抜汚泥３ｆの量、k Q′X
は生成汚泥３ｇの量を示している。
系１における活性汚泥３ａの変化量、Y Q (Ci−Ce)は生
成汚泥３ｂの量、V Kd Xは自己分解分３ｃの量、q Xは
余剰汚泥７の排出量、Q′Xは引抜汚泥３ｆの量、k Q′X
は生成汚泥３ｇの量を示している。
【００１９】ここでQ (Ci−Ce)／V＝LV（槽負荷）、q／
V＝１／SRT（余剰汚泥滞留時間比）、Q′／V＝θ（オゾ
ン処理系への活性汚泥の循環比）、（１−ｋ）＝δ（無
機化率）とおくと、定常状態では、〔１〕式は次の
〔２〕式のように簡略化される。
V＝１／SRT（余剰汚泥滞留時間比）、Q′／V＝θ（オゾ
ン処理系への活性汚泥の循環比）、（１−ｋ）＝δ（無
機化率）とおくと、定常状態では、〔１〕式は次の
〔２〕式のように簡略化される。
【００２０】
【数２】
Y LV／X＝Kd＋１／SRT＋δθ 〔２〕
【００２１】オゾン処理系２が存在しない通常の好気性
処理系では、〔２〕式の第３項（δθ）がないので、汚
泥負荷を一定としたとき第２項で余剰汚泥量(X／SRT)が
決定される。これに対してオゾン処理系を組合せた処理
系では、〔２〕式から明らかなように、第３項の値によ
り余剰汚泥が減容化する。そして第３項の値が第２項の
値に匹敵するような条件下では、余剰汚泥を排出しなく
ても（１／SRT＝０）、汚泥負荷を通常の値に設定する
ことが可能である。
処理系では、〔２〕式の第３項（δθ）がないので、汚
泥負荷を一定としたとき第２項で余剰汚泥量(X／SRT)が
決定される。これに対してオゾン処理系を組合せた処理
系では、〔２〕式から明らかなように、第３項の値によ
り余剰汚泥が減容化する。そして第３項の値が第２項の
値に匹敵するような条件下では、余剰汚泥を排出しなく
ても（１／SRT＝０）、汚泥負荷を通常の値に設定する
ことが可能である。
【００２２】図２は引抜汚泥に対するオゾン注入率と無
機化率δとの関係を示すグラフ、図３は循環比θと汚泥
活性との関係を示すグラフ、図４はオゾン注入率とオゾ
ン処理汚泥の生分解速度との関係を示すグラフである。
機化率δとの関係を示すグラフ、図３は循環比θと汚泥
活性との関係を示すグラフ、図４はオゾン注入率とオゾ
ン処理汚泥の生分解速度との関係を示すグラフである。
【００２３】前記〔２〕式の第３項のパラメータは無機
化率δと循環比θであるが、このうちδは図２に示すよ
うに汚泥に対するオゾン注入率が０．０３ｇ−Ｏ3／ｇ
−ＳＳ以上では、０．５付近の定常値になるため、この
領域では汚泥の見かけの減容化率はθに比例して決定さ
れる。
化率δと循環比θであるが、このうちδは図２に示すよ
うに汚泥に対するオゾン注入率が０．０３ｇ−Ｏ3／ｇ
−ＳＳ以上では、０．５付近の定常値になるため、この
領域では汚泥の見かけの減容化率はθに比例して決定さ
れる。
【００２４】一方、循環比θは、図３に示すように、
０．５ｄａｙ-1程度までは汚泥活性に影響を与えない。
このことは１日あたり、好気性処理系１に保持された活
性汚泥３ａの１／２以下を引抜汚泥３ｆとしてオゾン処
理系２に循環しても、好気性処理系１の汚泥活性が維持
されることを意味している。
０．５ｄａｙ-1程度までは汚泥活性に影響を与えない。
このことは１日あたり、好気性処理系１に保持された活
性汚泥３ａの１／２以下を引抜汚泥３ｆとしてオゾン処
理系２に循環しても、好気性処理系１の汚泥活性が維持
されることを意味している。
【００２５】従って循環比θの上限は０．５ｄａｙ-1と
される。θがゼロの場合は完全酸化方式となるが、この
場合低汚泥負荷であるとともに、減容効果も小さい。ま
た引抜汚泥３ｆが増殖汚泥３ｄと同量の場合は、従来法
と同様な値の減容率となる。通常の好気性処理では、Ｓ
ＲＴは１０日、汚泥引抜率は０．１ｄａｙ-1である。本
発明では増殖汚泥３ｄより多い引抜汚泥３ｆを循環する
ので、循環比θの下限は０．１ｄａｙ-1を超える値とさ
れるが、０．２ｄａｙ-1以上とするのが好ましく、特に
０．３ｄａｙ-1とすると、余剰汚泥が発生しない１００
％減容化が可能となる。
される。θがゼロの場合は完全酸化方式となるが、この
場合低汚泥負荷であるとともに、減容効果も小さい。ま
た引抜汚泥３ｆが増殖汚泥３ｄと同量の場合は、従来法
と同様な値の減容率となる。通常の好気性処理では、Ｓ
ＲＴは１０日、汚泥引抜率は０．１ｄａｙ-1である。本
発明では増殖汚泥３ｄより多い引抜汚泥３ｆを循環する
ので、循環比θの下限は０．１ｄａｙ-1を超える値とさ
れるが、０．２ｄａｙ-1以上とするのが好ましく、特に
０．３ｄａｙ-1とすると、余剰汚泥が発生しない１００
％減容化が可能となる。
【００２６】オゾン処理汚泥の生分解性は、図４に示す
ように、汚泥に対するオゾン注入率が低い領域では悪化
する傾向にあり、０．０２ｇ−Ｏ3／ｇ−ＳＳ未満では
著しく低下する。従ってオゾン注入率の下限は０．０２
ｇ−Ｏ3／ｇ−ＳＳとし、上限は制限はないが、コスト
的な面から０．２ｇ−Ｏ3／ｇ−ＳＳとするのが好まし
い。
ように、汚泥に対するオゾン注入率が低い領域では悪化
する傾向にあり、０．０２ｇ−Ｏ3／ｇ−ＳＳ未満では
著しく低下する。従ってオゾン注入率の下限は０．０２
ｇ−Ｏ3／ｇ−ＳＳとし、上限は制限はないが、コスト
的な面から０．２ｇ−Ｏ3／ｇ−ＳＳとするのが好まし
い。
【００２７】以上の結果から、〔２〕式の第３項δθの
最大値は０．５×０．５＝０．２５ｄａｙ-1となる。従
って通常の好気性処理系におけるＳＲＴが４日の運転条
件、すなわち１日に全汚泥の１／４を余剰汚泥として排
出する運転条件の場合でも、この汚泥をオゾン処理系２
に循環することにより、余剰汚泥７を排出しない運転
（１／ＳＲＴ＝０）が可能である。
最大値は０．５×０．５＝０．２５ｄａｙ-1となる。従
って通常の好気性処理系におけるＳＲＴが４日の運転条
件、すなわち１日に全汚泥の１／４を余剰汚泥として排
出する運転条件の場合でも、この汚泥をオゾン処理系２
に循環することにより、余剰汚泥７を排出しない運転
（１／ＳＲＴ＝０）が可能である。
【００２８】好気性処理系１における活性汚泥の汚泥活
性は、オゾン注入率の低い段階で低下するので、オゾン
処理は好気性処理系１から引抜いた引抜汚泥について行
う必要がある。好気性処理系から汚泥を引抜く場所は、
好気性処理槽、膜分離装置のいずれでもよい。好気性処
理槽から引抜く場合は、低濃度であるが、比較的定量の
汚泥を引抜くことができる。膜分離装置の濃縮液として
引抜く場合は、高濃度ではあるが、汚泥量が一定しない
傾向がある。
性は、オゾン注入率の低い段階で低下するので、オゾン
処理は好気性処理系１から引抜いた引抜汚泥について行
う必要がある。好気性処理系から汚泥を引抜く場所は、
好気性処理槽、膜分離装置のいずれでもよい。好気性処
理槽から引抜く場合は、低濃度であるが、比較的定量の
汚泥を引抜くことができる。膜分離装置の濃縮液として
引抜く場合は、高濃度ではあるが、汚泥量が一定しない
傾向がある。
【００２９】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
５および図６はそれぞれ実施例の有機性排液の好気性処
理装置を示すフローシートであり、図５は膜分離装置が
好気性処理槽の外に設けられた例、図６は膜分離装置が
好気性処理槽内に設けられた例を示している。
５および図６はそれぞれ実施例の有機性排液の好気性処
理装置を示すフローシートであり、図５は膜分離装置が
好気性処理槽の外に設けられた例、図６は膜分離装置が
好気性処理槽内に設けられた例を示している。
【００３０】図５において、好気性処理系１は好気性処
理槽１１および膜分離装置１２から構成されている。好
気性処理槽１１には被処理液路１３および返送液路１４
が連絡し、また底部には散気装置１５が設けられて、空
気供給路１６が連絡している。好気性処理槽１１から膜
分離装置１２に、ポンプＰ1を有する連絡路１７が連絡
している。膜分離装置１２は分離膜１２ａによって透過
液室１２ｂと濃縮液室１２ｃに区画され、透過液室１２
ｂには処理液路１８が連絡し、濃縮液室１２ｃには濃縮
液引出路１９が連絡し、返送液路１４が分岐している。
膜分離装置１２としては、チューブラ型、スパイラル
型、ホローファイバ型など、任意の分離膜モジュールを
有するものが使用できる。
理槽１１および膜分離装置１２から構成されている。好
気性処理槽１１には被処理液路１３および返送液路１４
が連絡し、また底部には散気装置１５が設けられて、空
気供給路１６が連絡している。好気性処理槽１１から膜
分離装置１２に、ポンプＰ1を有する連絡路１７が連絡
している。膜分離装置１２は分離膜１２ａによって透過
液室１２ｂと濃縮液室１２ｃに区画され、透過液室１２
ｂには処理液路１８が連絡し、濃縮液室１２ｃには濃縮
液引出路１９が連絡し、返送液路１４が分岐している。
膜分離装置１２としては、チューブラ型、スパイラル
型、ホローファイバ型など、任意の分離膜モジュールを
有するものが使用できる。
【００３１】オゾン処理系２はオゾン処理槽２１を有
し、濃縮液引出路１９から分岐する引抜液路２２と排オ
ゾン路２３が上部に連絡し、オゾン供給路２４およびオ
ゾン処理汚泥路２５が下部に連絡している。オゾン処理
汚泥路２５は、オゾン処理槽２１から好気性処理槽１１
に連絡している。２０は余剰汚泥排出路である。
し、濃縮液引出路１９から分岐する引抜液路２２と排オ
ゾン路２３が上部に連絡し、オゾン供給路２４およびオ
ゾン処理汚泥路２５が下部に連絡している。オゾン処理
汚泥路２５は、オゾン処理槽２１から好気性処理槽１１
に連絡している。２０は余剰汚泥排出路である。
【００３２】上記の処理装置による有機性排液の処理方
法は、好気性処理系１では、被処理液路１３から有機性
排液を好気性処理槽１１に導入し、返送液路１４から返
送される濃縮液中の返送汚泥および好気性処理槽１１内
の活性汚泥と混合し、空気供給路１６から供給される空
気を散気装置１５から散気して好気性処理を行う。これ
により排液中の有機物は生物酸化反応によって分解され
る。好気性処理槽１１の反応液（混合液）の一部は連絡
路１７から取出し、ポンプＰ1で加圧して膜分離装置１
２に導いて膜分離することにより、透過液と濃縮液に分
離する。ここで分離膜１２ａを透過した透過液は処理液
として処理液路１８から排出し、活性汚泥その他の固形
分が濃縮された濃縮液は濃縮液引出路１９から引出し、
その一部を返送液路１４から好気性処理槽１１に返送す
る。
法は、好気性処理系１では、被処理液路１３から有機性
排液を好気性処理槽１１に導入し、返送液路１４から返
送される濃縮液中の返送汚泥および好気性処理槽１１内
の活性汚泥と混合し、空気供給路１６から供給される空
気を散気装置１５から散気して好気性処理を行う。これ
により排液中の有機物は生物酸化反応によって分解され
る。好気性処理槽１１の反応液（混合液）の一部は連絡
路１７から取出し、ポンプＰ1で加圧して膜分離装置１
２に導いて膜分離することにより、透過液と濃縮液に分
離する。ここで分離膜１２ａを透過した透過液は処理液
として処理液路１８から排出し、活性汚泥その他の固形
分が濃縮された濃縮液は濃縮液引出路１９から引出し、
その一部を返送液路１４から好気性処理槽１１に返送す
る。
【００３３】オゾン処理系２では、濃縮液引出路１９か
ら、引抜液路２２を通して引抜濃縮液の一部をオゾン処
理槽２１に循環し、オゾン供給路２４より供給されるオ
ゾンと接触させてオゾン処理を行い活性汚泥をＢＯＤ化
する。オゾン処理汚泥はオゾン処理汚泥路２５から好気
性処理槽１１に戻され負荷として好気性処理される。こ
のようにオゾン処理汚泥を好気性処理槽１１に導入して
好気性処理を行うことにより、好気性処理槽１１内の活
性汚泥の性状が改善され、膜分離装置１２における分離
膜１２ａの目詰まりが防止され、フラックスを大きくし
て膜分離を行うことができるとともに、余剰汚泥を減容
化することができる。
ら、引抜液路２２を通して引抜濃縮液の一部をオゾン処
理槽２１に循環し、オゾン供給路２４より供給されるオ
ゾンと接触させてオゾン処理を行い活性汚泥をＢＯＤ化
する。オゾン処理汚泥はオゾン処理汚泥路２５から好気
性処理槽１１に戻され負荷として好気性処理される。こ
のようにオゾン処理汚泥を好気性処理槽１１に導入して
好気性処理を行うことにより、好気性処理槽１１内の活
性汚泥の性状が改善され、膜分離装置１２における分離
膜１２ａの目詰まりが防止され、フラックスを大きくし
て膜分離を行うことができるとともに、余剰汚泥を減容
化することができる。
【００３４】図６では膜分離装置１２は好気性処理槽１
１内に設けられ、オゾン処理槽２１には好気性処理槽１
１の槽内液が供給されている。上記膜分離装置１２とし
ては、特開昭６１−１２９０９４号、特開平１−２９３
１０３号に記載されているようなもの、すなわち平膜状
の分離膜を有する複数のモジュール１２ｄを、膜面が沿
直方向に向くように、散気装置１５上に配置し、各モジ
ュール１２ｄを分岐路１８ａを通して処理液路１８に接
続し、処理液路１８には吸引用のポンプＰ2を設けたも
のが使用される。オゾン処理槽２１には、ポンプＰ3を
有する引抜液路２２が好気性処理槽１１から連絡してい
る。
１内に設けられ、オゾン処理槽２１には好気性処理槽１
１の槽内液が供給されている。上記膜分離装置１２とし
ては、特開昭６１−１２９０９４号、特開平１−２９３
１０３号に記載されているようなもの、すなわち平膜状
の分離膜を有する複数のモジュール１２ｄを、膜面が沿
直方向に向くように、散気装置１５上に配置し、各モジ
ュール１２ｄを分岐路１８ａを通して処理液路１８に接
続し、処理液路１８には吸引用のポンプＰ2を設けたも
のが使用される。オゾン処理槽２１には、ポンプＰ3を
有する引抜液路２２が好気性処理槽１１から連絡してい
る。
【００３５】上記の処理装置による有機性排液の処理方
法は、好気性処理槽１１では図５の場合と同様に好気性
処理が行われるが、ポンプＰ2を駆動して吸収すること
により、膜分離装置１２のモジュール１２ｄの膜面の内
外に圧力差が生じ、膜分離が行われる。これにより反応
液（槽内液）中の液分は分離膜を透過して処理液路１８
から排出され、活性汚泥その他の固形分は反応液中に残
って濃縮され、汚泥返送と同様の現象が生じる。膜面に
付着する活性汚泥その他の固形物は、散気装置１５から
上昇する空気により剥離され、モジュール１２ｄは清浄
な膜面を維持する。
法は、好気性処理槽１１では図５の場合と同様に好気性
処理が行われるが、ポンプＰ2を駆動して吸収すること
により、膜分離装置１２のモジュール１２ｄの膜面の内
外に圧力差が生じ、膜分離が行われる。これにより反応
液（槽内液）中の液分は分離膜を透過して処理液路１８
から排出され、活性汚泥その他の固形分は反応液中に残
って濃縮され、汚泥返送と同様の現象が生じる。膜面に
付着する活性汚泥その他の固形物は、散気装置１５から
上昇する空気により剥離され、モジュール１２ｄは清浄
な膜面を維持する。
【００３６】反応液の一部はポンプＰ3により引抜液路
２２からオゾン処理槽２１に導入されて、液中の活性汚
泥が分解される。オゾン処理汚泥はオゾン処理汚泥路２
５から好気性処理槽１１に導入され、負荷として好気性
処理される。これにより図５の場合と同様に膜分離装置
１２のフラックスが大きくなり、余剰汚泥が減容化され
る。
２２からオゾン処理槽２１に導入されて、液中の活性汚
泥が分解される。オゾン処理汚泥はオゾン処理汚泥路２
５から好気性処理槽１１に導入され、負荷として好気性
処理される。これにより図５の場合と同様に膜分離装置
１２のフラックスが大きくなり、余剰汚泥が減容化され
る。
【００３７】図５および図６のいずれの場合も、前記
〔１〕式におけるＶは好気性処理槽１１の容量、ＸはＶ
に対する好気性処理槽１１および膜分離装置１２に保持
された全汚泥の濃度、Ｑ′は好気性処理槽１１内または
膜分離装置１２における濃縮液の汚泥濃度をＸに換算し
たときの容量として算出される。これにより、図５およ
び図６のいずれの場合も、図１に示すように、好気性処
理系１として、それぞれの値を決めることができる。
〔１〕式におけるＶは好気性処理槽１１の容量、ＸはＶ
に対する好気性処理槽１１および膜分離装置１２に保持
された全汚泥の濃度、Ｑ′は好気性処理槽１１内または
膜分離装置１２における濃縮液の汚泥濃度をＸに換算し
たときの容量として算出される。これにより、図５およ
び図６のいずれの場合も、図１に示すように、好気性処
理系１として、それぞれの値を決めることができる。
【００３８】図５、図６において、増殖汚泥より多い引
抜汚泥をオゾン処理することにより、汚泥の減容化が可
能であるが、余剰汚泥がゼロでない場合は、余剰汚泥排
出路２０より余剰汚泥を系外に排出する。増殖汚泥と無
機化部分が同じになるように引抜汚泥量を決めると、余
剰汚泥の発生量はゼロになり、余剰汚泥排出路２０から
の排出はなくなる。この場合でも、砂などの無機物質が
蓄積される系では、若干の汚泥を排出することもでき
る。
抜汚泥をオゾン処理することにより、汚泥の減容化が可
能であるが、余剰汚泥がゼロでない場合は、余剰汚泥排
出路２０より余剰汚泥を系外に排出する。増殖汚泥と無
機化部分が同じになるように引抜汚泥量を決めると、余
剰汚泥の発生量はゼロになり、余剰汚泥排出路２０から
の排出はなくなる。この場合でも、砂などの無機物質が
蓄積される系では、若干の汚泥を排出することもでき
る。
【００３９】以下、試験例について説明する。
実施例１
図５の装置を用い、被処理液としてＣＯＤMn５５００ｍ
ｇ／ｌのし尿を処理した。このときの処理条件は被処理
液流入量１ｍ3／日、好気性処理槽容積４ｍ3、ＭＬＳＳ
１５０００ｍｇ／ｌ、膜分離装置流入量２０ｍ3／
日、濃縮液の循環量１８．７ｍ3／日、透過液量１ｍ3／
日、濃縮液のオゾン処理量０．３ｍ3／日、オゾン注入
量０．０５（ｋｇ−Ｏ3／ｋｇ−ＳＳ）である。膜分離
装置は分画分子量２００万のポリスルフォンＵＦ膜の平
膜モジュール（０．１ｍ2×１０枚）を内蔵し、分離面
積を０．１〜１ｍ2に調節できるようにしたものであ
り、操作圧力は３ｋｇ／ｃｍ2とした。上記の結果、処
理水のＣＯＤMnは１４０ｍｇ／ｌ、膜分離装置のフラッ
クスは２ｍ3／ｍ2・日であり、余剰汚泥の発生量はゼロ
であった。
ｇ／ｌのし尿を処理した。このときの処理条件は被処理
液流入量１ｍ3／日、好気性処理槽容積４ｍ3、ＭＬＳＳ
１５０００ｍｇ／ｌ、膜分離装置流入量２０ｍ3／
日、濃縮液の循環量１８．７ｍ3／日、透過液量１ｍ3／
日、濃縮液のオゾン処理量０．３ｍ3／日、オゾン注入
量０．０５（ｋｇ−Ｏ3／ｋｇ−ＳＳ）である。膜分離
装置は分画分子量２００万のポリスルフォンＵＦ膜の平
膜モジュール（０．１ｍ2×１０枚）を内蔵し、分離面
積を０．１〜１ｍ2に調節できるようにしたものであ
り、操作圧力は３ｋｇ／ｃｍ2とした。上記の結果、処
理水のＣＯＤMnは１４０ｍｇ／ｌ、膜分離装置のフラッ
クスは２ｍ3／ｍ2・日であり、余剰汚泥の発生量はゼロ
であった。
【００４０】比較例１
実施例１において、オゾンの送給を停止した以外は同条
件で処理した結果、処理水ＣＯＤMnは１４０ｍｇ／ｌ、
フラックスは１ｍ3／ｍ2・日、余剰汚泥の発生量は５．
５ｋｇ−ＳＳ／日であった。
件で処理した結果、処理水ＣＯＤMnは１４０ｍｇ／ｌ、
フラックスは１ｍ3／ｍ2・日、余剰汚泥の発生量は５．
５ｋｇ−ＳＳ／日であった。
【００４１】
【発明の効果】本発明によれば、好気性処理系の反応液
を膜分離して透過液と濃縮液に分離し、増殖汚泥量より
も多い量の活性汚泥を含む反応液または濃縮液を引抜い
てオゾン処理し加水分解により低分子化して生物分解性
にし、オゾン処理液を好気性処理系に導入して生物分解
性のオゾン処理汚泥を生物分解し、余剰汚泥の生成を抑
制するようにしたので、分離膜の目詰まりを防止して高
フラックスで反応液の膜分離を行うことができ、しかも
負荷および処理効率を低下させることなく、余剰汚泥を
減容化し、場合によっては余剰汚泥の発生をゼロにする
ことも可能である。
を膜分離して透過液と濃縮液に分離し、増殖汚泥量より
も多い量の活性汚泥を含む反応液または濃縮液を引抜い
てオゾン処理し加水分解により低分子化して生物分解性
にし、オゾン処理液を好気性処理系に導入して生物分解
性のオゾン処理汚泥を生物分解し、余剰汚泥の生成を抑
制するようにしたので、分離膜の目詰まりを防止して高
フラックスで反応液の膜分離を行うことができ、しかも
負荷および処理効率を低下させることなく、余剰汚泥を
減容化し、場合によっては余剰汚泥の発生をゼロにする
ことも可能である。
【図１】本発明における汚泥減容化の原理を説明するた
めの模式図である。
めの模式図である。
【図２】オゾン注入率と無機化率の関係を示すグラフで
ある。
ある。
【図３】循環比と汚泥活性の関係を示すグラフである。
【図４】オゾン注入率と生分解速度の関係を示すグラフ
である。
である。
【図５】実施例の処理装置を示すフローシートである。
【図６】他の実施例の処理装置を示すフローシートであ
る。
る。
１ 好気性処理系
２ オゾン処理系
３ａ 活性汚泥
３ｂ、３ｅ、３ｇ 生成汚泥
３ｃ 自己分解分
３ｄ 増殖汚泥
３ｆ 引抜汚泥
３ｈ 無機化部分
３ｉ 増加部分
４ 被処理液
６ オゾン処理汚泥
７ 余剰汚泥
８ 処理液
１１ 好気性処理槽
１２ 膜分離装置
１３ 被処理液路
１４ 返送液路
１５ 散気装置
１６ 空気供給路
１７ 連絡路
１８ 処理液路
１９ 濃縮液引出路
２０ 余剰汚泥排出路
２１ オゾン処理槽
２２ 引抜液路
２３ 排オゾン路
２４ オゾン供給路
２５ オゾン処理汚泥路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｃ０２Ｆ 9/00 ５０２ Ｃ０２Ｆ 9/00 ５０２Ｅ
５０２Ｒ
５０３ ５０３Ｃ
５０４ ５０４Ａ
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C02F 3/12
C02F 9/00
Claims (2)
- 【請求項１】 好気性微生物を含む活性汚泥の存在下
に、有機性排液を好気性処理し、余剰汚泥の生成を抑制
する方法であって、 好気性処理系の反応液を膜分離して透過液と濃縮液に分
離する工程と、有機性排液中のＢＯＤの同化により生成する汚泥量が活
性汚泥の自己分解よりも多く、増殖汚泥が発生して好気
処理系内に保持された活性汚泥量が増加する状態で、増
殖汚泥量よりも多い量の活性汚泥を含む 反応液または濃
縮液を引抜き、これをオゾン処理して加水分解により低
分子化し生物分解性にする工程と、 オゾン処理液を好気性処理系に導入して、生物分解性の
オゾン処理汚泥を生物分解し、余剰汚泥の生成を抑制す
る工程とを有する有機性排液の好気性処理方法。 - 【請求項２】 好気性微生物を含む活性汚泥の存在下
に、有機性排液を好気性処理し、余剰汚泥の生成を抑制
する有機性排液の処理装置であって、 好気性微生物を含む活性汚泥の存在下に有機性排液を好
気性処理する好気性反応槽と、 この好気性反応槽の反応液を膜分離して、透過液と濃縮
液に分離する膜分離装置と、有機性排液中のＢＯＤの同化により生成する汚泥量が活
性汚泥の自己分解よりも多く、増殖汚泥が発生して好気
処理系内に保持された活性汚泥量が増加する状態で、増
殖汚泥量よりも多い量の活性汚泥を含む 反応液または濃
縮液を引抜き、これをオゾン処理して加水分解により低
分子化し生物分解性にするオゾン処理装置と、 生物分解性のオゾン処理汚泥を生物分解し、余剰汚泥の
生成を抑制するようにオゾン処理液を好気性処理系に導
入する装置と を備えている有機性排液の処理装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15740494A JP3407405B2 (ja) | 1994-07-08 | 1994-07-08 | 有機性排液の好気性処理方法および装置 |
| US08/309,868 US7384555B1 (en) | 1993-09-22 | 1994-09-21 | Process for biological treatment of aqueous organic wastes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15740494A JP3407405B2 (ja) | 1994-07-08 | 1994-07-08 | 有機性排液の好気性処理方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0819789A JPH0819789A (ja) | 1996-01-23 |
| JP3407405B2 true JP3407405B2 (ja) | 2003-05-19 |
Family
ID=15648897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15740494A Expired - Fee Related JP3407405B2 (ja) | 1993-09-22 | 1994-07-08 | 有機性排液の好気性処理方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3407405B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP3763439B2 (ja) * | 1997-05-30 | 2006-04-05 | 三菱電機株式会社 | 廃水のオゾン処理方法およびオゾン処理装置 |
| JP3763444B2 (ja) * | 1999-01-19 | 2006-04-05 | 株式会社荏原製作所 | 有機性汚水の処理方法 |
| JP2001191097A (ja) * | 1999-10-25 | 2001-07-17 | Sumitomo Precision Prod Co Ltd | 排水処理方法 |
| KR100453465B1 (ko) * | 2002-10-14 | 2004-10-20 | 한국과학기술연구원 | 오존 고도산화공법 결합형 막분리 활성슬러지장치 및 이를이용한 공법 |
| JP4899565B2 (ja) * | 2006-03-23 | 2012-03-21 | 栗田工業株式会社 | 水処理装置及び水処理方法 |
| KR102027900B1 (ko) * | 2017-09-20 | 2019-11-04 | 한국지역난방공사 | 전오존 처리를 적용한 수처리 장치 및 공법 |
-
1994
- 1994-07-08 JP JP15740494A patent/JP3407405B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH0819789A (ja) | 1996-01-23 |
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