(57)【要約】    【課題】  排水処理効率の低下を抑制しつつ処理に必要なスペースを削減し得る排水処理方法の提供を課題としている。    【解決手段】  排水を生物学的に処理する生物学的処理工程を実施し、該生物学的処理工程後の排水をスクリーンでろ過するろ過工程を実施して、該ろ過工程後の排水を透過膜により透過水と濃縮液とに膜分離する膜分離工程を実施することを特徴とする排水処理方法を提供する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排水を生物学的に処理する生物学的処理工程を実施し、該生物学的処理工程後の処理液をスクリーンでろ過するろ過工程を実施して、該ろ過工程後の処理液を透過膜により透過水と濃縮液とに膜分離する膜分離工程を実施することを特徴とする排水処理方法。
【請求項２】
船舶内でのグレーウォーター処理に用いる請求項１記載の排水処理方法。
【請求項３】
前記スクリーンを逆洗浄して、該逆洗浄により生じたし渣を生物学的処理工程以前に戻す請求項１又は２記載の排水処理方法。
【請求項４】
前記濃縮液を生物学的処理工程以前に戻す請求項１乃至３のいずれかに記載の排水処理方法。
【請求項５】
前記ろ過工程を目開き０．５〜５００μｍのスクリーンにて実施する請求項１乃至４のいずれかに記載の排水処理方法。
【請求項６】
スクリーンを用いたろ過装置と、排水が生物学的処理される生物学的処理装置と、該生物学的処理された処理液が透過膜により透過水と濃縮液とに分離される膜分離装置とを備える排水処理設備であって、
前記ろ過装置が、生物学的処理後、膜分離前の処理液を前記スクリーンでろ過し得るように配されていることを特徴とする排水処理設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水処理方法ならびにその設備に関し、より詳しくは、排水を生物学的に処理する排水処理方法ならびにその設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生物学的処理槽では活性汚泥を用いた生物学的処理が行われ、該生物学的処理では油分やタンパク分などの有機物等を含む工場排水や、生活排水が処理されている。また、この生物学的処理槽に導入され有機物が分解処理された後の処理液は、さらに、処理液中の汚泥を処理液から分離するために重力沈降や膜分離により固液分離されている。このような固液分離のうち、膜分離は、重力沈降に比べて装置をコンパクトにできることから広く用いられている。この膜分離では、処理液中の汚泥が濃縮された濃縮液と、透過膜を透過した透過水とに分離される。そして、この透過水は、通常、河川などに放出することが可能な水質もしくはそれに近い水質であるため、そのままかあるいはさらなる処理が行われて河川に放出されたりしている。
このような排水処理においては、通常、排水を一旦スクリーンによりろ過して、このスクリーンの目よりも大きな浮遊ゴミや繊維ゴミなどが生物学的処理槽を通過し、後段の膜分離工程において流路の閉塞が発生することを防止している。すなわち、膜分離工程での流路の閉塞による処理効率の低下を防止しつつ排水処理が行われている。
なお、通常、生物学的処理を行う排水中には、浮遊ゴミや繊維ゴミ以外にも、スクリーンを目詰まりさせる物質として、油分、タンパク分などの付着性成分が含まれている。そのため、これらによるスクリーンの目詰まりを防止して、該目詰まりによる処理効率の低下を防止するため逆洗浄が行われている。なお、この逆洗浄により生じたし渣は、別途脱水して焼却するなどの処理がされている。
【０００３】
このような排水処理は、船舶の生活排水処理にも用いられており特許文献１には、海運施設から排出される排水をスクリーンにてろ過し、該ろ過された排水の生物学的処理を行った後に、さらに該生物学的処理後の処理液に含まれる汚泥を膜分離装置で濃縮液として回収しつつ、膜分離装置を透過した透過水を外部に排出させる排水処理方法が記載されている。
【０００４】
ところで、このような船舶での排水処理においては、洗濯排水、浴室排水、厨房排水などは、通常の地域では、そのまま船外排出することが許されているが、沿岸地域や極地などでは、そのまま船外排出することが許されていないため、排水処理設備を用いて処理して船外排出するか、そのまま貯留させている。また、し尿および医療設備の排水は、認定を受けた特別の設備で処理されることが義務付けられていることから、これらをブラックウォーター、それ以外の生活排水をグレーウォーターと呼んで区別して取り扱われている。このグレーウォーターについても前述のように処理する過程でし渣を生じるが、通常、船舶内の設備には省スペース化が求められており、し渣を脱水して焼却する設備を船中に導入することは困難である。一方、し渣をそのまま船中に保管する場合には、し渣を保管するためのスペースが必要となる。
【０００５】
このようなスペースを削減すべく、目の粗いスクリーンを採用して目詰まりを防止し、逆洗浄の頻度を低下させることも考え得るが、その場合には、浮遊ゴミや繊維ゴミなどが生物学的処理槽を通過し、膜分離において流路の閉塞を発生させ処理効率を低下させるおそれを有するものとなる。また、し渣を発生させないために、スクリーン自体を取り替えることも考え得るが、その場合は、予備のスクリーン、使用済みのスクリーンを保管するための場所が必要となる。さらに、このようなスクリーンを取り扱うことは不衛生な作業となることから、実質この取り替え作業を行うことは困難である。
すなわち、従来の排水処理方法においては、処理効率の低下を抑制しつつ処理に必要なスペースを削減させることが困難であるという問題を有している。
なお、このような問題は、船舶でのグレーウォーター処理のみならず、油分、タンパク分などの付着性成分ならびに浮遊ゴミ、繊維ゴミなどを含有する排水の処理全般に共通の問題である。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１２９５８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑み、排水処理効率の低下を抑制しつつ処理に必要なスペースを削減し得る排水処理方法の提供を課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、し渣の発生量を抑制させるべく鋭意検討を行った結果、従来、生物学的処理前に行われていたスクリーンでのろ過を、生物学的処理後に行うことで、スクリーンの逆洗浄頻度を低減させ得ることを見出し本発明の完成に到ったのである。
【０００９】
すなわち、本発明は、前記課題を解決すべく、排水を生物学的に処理する生物学的処理工程を実施し、該生物学的処理工程後の処理液をスクリーンでろ過するろ過工程を実施して、該ろ過工程後の処理液を透過膜により透過水と濃縮液とに膜分離する膜分離工程を実施することを特徴とする排水処理方法、ならびに、スクリーンを用いたろ過装置と、排水が生物学的処理される生物学的処理装置と、該生物学的処理された処理液が透過膜により透過水と濃縮液とに分離される膜分離装置とを備える排水処理設備であって、前記ろ過装置が、生物学的処理後、膜分離前の処理液を前記スクリーンでろ過し得るように配されていることを特徴とする排水処理設備とを提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、生物学的処理後にスクリーンでのろ過工程を行うことから、生物学的処理槽を通過した排水に含まれる、浮遊ゴミ、繊維ゴミを除去することができ、後段の膜分離工程での流路の閉塞が発生することを抑制することができる。また、生物学的処理後の排水をスクリーンでろ過することから、油分、タンパク分などの付着性成分を予め生物学的処理にて分解処理させることができる。したがって、スクリーンの目詰まりを抑制させることができ、逆洗浄の回数も減少させることができる。
すなわち、膜分離工程で流路が閉塞したり、ろ過工程で目詰まりしたりすることを抑制して排水処理効率の低下を抑制しつつ、し渣の発生量を抑制して排水処理に必要なスペースを削減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明の好ましい実施の形態について船舶におけるし尿及び医療設備の排水を除く生活排水、いわゆる、グレーウォーターを例に説明する。
まず、本実施形態に用いるグレーウォーター処理設備について図１を参照しつつ説明する。
【００１２】
本実施形態のグレーウォーター処理設備には、生物学的処理槽１１を備えた生物学的処理装置１と、スクリーンを備えたろ過装置２と、透過膜を備えた膜分離装置３とが用いられている。
また、これらは、上流側から、生物学的処理装置１、ろ過装置２、膜分離装置３の順に配され、それぞれグレーウォーターを搬送させるための配管、ポンプといった搬送手段により連結されている。
さらに、本実施形態のグレーウォーター処理設備には、処理するグレーウォーターを一旦貯留して、前述の生物学的処理装置に定量供給するための原水槽１０とポンプとが生物学的処理装置の上流側に備えられている。
【００１３】
前記生物学的処理装置１には、活性汚泥とグレーウォーターとを貯留して該グレーウォーターに含まれる有機物を活性汚泥により生物学的に処理する生物学的処理槽１１と、該生物学的処理槽１１に貯留された活性汚泥とグレーウォーターとを攪拌する攪拌翼１３を備えた攪拌手段１２と、前記生物学的処理槽中に空気を１ｍｍ程度の微細な気泡として放散させる散気体４が用いられている。
また、前記生物学的処理装置には、前記散気体４が、通常、生物学的処理槽１１の底部に配され、生物学的処理槽１１内の活性汚泥とグレーウォーターとを良好に混合して生物学的処理槽１１内全体に流動させるべく、前記散気体の上方に攪拌翼１３を配されるように、前記攪拌手段１２が備えられている。
また、前記生物学的処理槽２１は、底部に沈殿物（汚泥、異物、ごみなど）を排出させる汚泥引き抜き口を備えている。
【００１４】
前記ろ過装置２としては、オートストレーナーや、振動ふるいといったスクリーンが配された一般的な排水処理に使用されるろ過装置を用いることができる。
このろ過装置２に用いるスクリーンとしては、目詰まりを抑制しつつ繊維状物を確実に捕集し得る点から、目開き０．５〜５００μｍのスクリーンが好適である。この、スクリーンの目開きが０．５〜５００μｍが好ましいのは、目開き５００μｍを超えると繊維状物がスクリーンを通過して、膜分離装置の目詰まりを発生させるおそれを有し、０．５μｍ未満としても、それ以上繊維状物を確実に捕集できる効果を向上させることが困難となるばかりか、スクリーンでの目詰まりが生じやすくなるおそれを有するためである。
このような、スクリーンにはステンレス、真ちゅうなどを用いたメッシュ、パンチングメタル、スリットなどを用いることができる。
【００１５】
前記膜分離装置３としては、一端側に膜分離する液体の入口を有し、他端側に濃縮液出口を有する圧力容器内に多数の内側ケーシングを相前後して配し、この圧力容器の入口側には整流板を配し、各内側ケーシングには限外ろ過膜を表面に備えた多数の膜分離エレメントを積層し且つ隣接する膜分離エレメントの間にはシール材を兼ねたスペーサを配し、積層した膜分離エレメントの一方側から他方側にかけてスペーサを含む膜分離エレメントを貫通するように貫通孔を形成し、各内側ケーシングには長手方向に透過水排出路を形成し、上記貫通孔を透過水排出路に連通し、上記整流板を経て圧力容器内に導入された液体は膜分離エレメント内を浸透して、前述の貫通孔および透過水排出路を経て外部に排出されるべく構成されているものが好ましい。
このように、構成された膜分離装置３を用いることが好ましいのは、限外ろ過膜が目詰まりしにくく、処理する液体の流速が比較的小さくても濃縮液と透過水とに膜分離が可能で、装置内に異物が堆積しにくく流路の閉塞を生じにくい。さらに、このように、構成された膜分離装置３は、限外ろ過膜の充填効率が一般の膜分離装置に比べて高く、設置スペースを削減させ得る点において優れている。
【００１６】
次いで、このような排水処理装置を用いたグレーウォーターの処理方法について説明する。
排水（グレーウォーター）は、各発生場所から配管で集めて、一旦、前記原水槽１０に貯留する。この原水槽１０では、グレーウォーターを一旦貯留させて、この原水槽１０よりも後段で処理するグレーウォーターの量や水質に変動が生じないよう流量を維持するとともに、グレーウォーターに含まれる大きなごみや異物などを沈殿させる。
【００１７】
この原水槽１０に貯留されたグレーウォーターは、ポンプにより一定流量で前記生物学的処理槽１１に導入させ、該生物学的処理槽１１での滞留時間（生物学的処理時間）を一定にさせる。この生物学的処理槽１１では、底部で散気体４により空気を気泡として散気しつつ、攪拌モーターにより攪拌翼１３を回転させて、槽内全域に行き渡るよう攪拌を行う。このように、生物学的処理槽１１に滞留する期間内に、グレーウォーターに含有される油分、タンパク分、石鹸カスなどスクリーンや繊維状物に付着し易い有機物を、好気的に生物学的処理して分解させる。
このとき、要すれば、生物学的処理槽を多段に設けて、好気処理以外に嫌気処理を行わせることもできる。
【００１８】
次に、この生物学的処理槽１１で処理させた処理液を、ろ過装置２に導入し、ろ過装置２のスクリーンで人毛や繊維屑といった繊維状物をろ過する。
【００１９】
さらに、このろ過装置２にてろ過された処理液を膜分離装置３にて限外ろ過膜により汚泥などが濃縮された濃縮液と、限外ろ過膜を透過した透過水とに膜分離させる。この透過水は、通常、水質調査を実施した後、その結果に基づいて、そのまま船外に排出させるか、新たな処理を行って船外に排出させる。
【００２０】
この濃縮液は、生物学的処理槽１１内の活性汚泥を所定濃度に維持するために再度生物学的処理槽１１に戻す。また、この生物学的処理槽１１においては、定期的に汚泥引き抜き口から汚泥の引き抜きを行い、汚泥が所定以上に増えないようにさせる。
【００２１】
なお、前述のろ過装置２でのスクリーンに捕捉された繊維状物は、定期的に逆洗浄してし渣としてスクリーンから除去する。本実施形態においては、排水処理設備に導入当初のグレーウォーターに含まれていた油分やタンパク分などの付着性成分を、ろ過装置２に導入させる前に生物学的処理槽１１で分解させるため、スクリーンの目詰まりを抑制させ、逆洗浄の頻度を低減させることができる。そのため、し渣の発生量が低減でき、し渣の保管のためのスペースを削減させることができる。さらに、このことによりし渣の保管スペースなどから排水処理が制限されるおそれも低減でき、安定した排水処理を行うことができる。
【００２２】
また、要すれば、図２に示すように、スクリーンの逆洗浄によるし渣を、生物学的処理槽１１に戻してし渣に含まれる有機分を再度分解させるとともに、繊維状物を生物学的処理槽１１にて沈殿させ、前述の引き抜き汚泥とともに生物学的処理槽１１から除去する方法を採用することもできる。この場合には、し渣が生物学的処理槽１１に返送されるため、し渣を保管するスペースをより削減させることができる。
【００２３】
なお、本実施形態においては、排水処理効率の低下を抑制しつつ処理に必要なスペースを削減し得るという効果が、より有効となる船舶内のグレーウォーター処理を例に説明したが、本発明においては、排水処理をこのようなものに限定するものではなく、油分、タンパク分などの付着性成分ならびに浮遊ゴミ、繊維ゴミなどを含有する排水の処理全般に用いることができる。
また、本実施形態においては、透過膜として限外ろ過膜を用いた膜分離装置を例に説明したが、本発明においては、透過膜を限外ろ過膜に限定するものではなく、精密ろ過膜、逆浸透膜など、透過膜として一般に用いられているものを採用することができる。
【００２４】
また、本発明は、上記した設備、方法に限定されるものではなく、本発明の効果を損ねない範囲において、上記以外に排水処理に一般に用いられる装置を付加して設備を構成することも可能である。例えば、目開き１ｍｍ以上の金網など、目詰まりによる処理効率の低下のおそれのない異物除去用金網を生物学的処理槽の上流側に設け、該異物除去用金網の網目よりも大きな異物を除去させることも本発明の意図する範囲である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】一実施形態のグレーウォーター処理方法を示す概略フロー図。
【図２】他実施形態のグレーウォーター処理方法を示す概略フロー図。
【符号の説明】
【００２６】
１：生物学的処理装置、２：ろ過装置、３：膜分離装置
【図１】
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【図２】
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