(57)【要約】【課題】  合理化されたシステムとすることによりコンパクト化が可能であって、且つ窒素除去効率が高く、確実に窒素を除去することができる窒素含有有機性廃水処理システムを提供する。【解決手段】  窒素含有有機性廃水２０を浮遊状態の活性汚泥により生物処理する浮遊汚泥式生物処理装置１１と、該浮遊汚泥式生物処理装置から排出される生物処理液を膜分離して分離液と分離汚泥を得る膜分離装置１２と、嫌気性条件下にて支持体に固定された微生物の作用により前記分離液を生物処理する嫌気性生物固定床装置１３と、を備え、前記浮遊汚泥式生物処理装置１１では、主体的に前記有機性廃水に含有される窒素成分の硝化工程が行われ、前記嫌気性生物固定床装置１３では、主体的に前記分離液に含有される窒素成分の脱窒工程が行われるようにし、好適には、前記膜分離装置１２を液中膜分離方式とし、該膜分離装置内に酸素を含有する散気ガスを曝気して、該装置内にても硝化工程が行われるようにする。【選択図】      図１
2006239627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒素含有有機性廃水を浮遊状態の活性汚泥により生物処理する浮遊汚泥式生物処理装置と、該浮遊汚泥式生物処理装置から排出される生物処理液を膜分離して分離液と分離汚泥を得る膜分離装置と、嫌気性条件下にて支持体に固定された微生物の作用により前記分離液を生物処理する嫌気性生物固定床装置と、を備え、
前記浮遊汚泥式生物処理装置では、主体的に前記有機性廃水に含有される窒素成分の硝化工程が行われ、前記嫌気性生物固定床装置では、主体的に前記分離液に含有される窒素成分の脱窒工程が行われるようにしたことを特徴とする窒素含有有機性廃水処理システム。
【請求項２】
前記膜分離装置が、前記生物処理液中に浸漬された膜ユニットと、該膜ユニットを透過させて分離液を集液する集液手段と、前記膜ユニットの下方に設けられ、前記生物処理液中に酸素を含む散気ガスを導入して曝気させる散気手段と、を有する浸漬型膜分離装置であることを特徴とする請求項１記載の窒素含有有機性廃水処理システム。
【請求項３】
窒素含有有機性廃水を浮遊状態の活性汚泥により生物処理する浮遊汚泥式生物処理装置と、該浮遊汚泥式生物処理装置から排出される生物処理液を膜分離して分離液と分離汚泥を得る膜分離装置と、を備え、
前記膜分離装置が、前記生物処理液中に浸漬された膜ユニットと、該膜ユニットを透過させて分離液を集液する集液手段と、前記膜ユニットの下方に設けられ、前記生物処理液中に酸素を含む散気ガスを導入して曝気させる散気手段と、を有する浸漬型膜分離装置であり、
前記浮遊汚泥式生物処理装置では、主体的に前記有機性廃水に含有される窒素成分の硝化工程が行われるようにし、前記膜分離装置では、前記生物処理液に含有される窒素成分の硝化工程が行われるように、前記散気手段による曝気強度を設定することを特徴とする窒素含有有機性廃水処理システム。
【請求項４】
前記膜分離装置にて得られた分離液を、逆浸透膜分離若しくは電気透析分離する第２の膜分離装置を設け、該第２の膜分離装置にて得られた濃縮液を嫌気性生物固定床装置に供給することを特徴とする請求項１若しくは３記載の窒素含有有機性廃水処理システム。
【請求項５】
前記膜分離装置と前記嫌気性生物固定床装置との間に、電解により窒素成分を除去する電解脱窒素装置を設けたことを特徴とする請求項１若しくは４記載の窒素含有有機性廃水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒素分等の汚濁物質を含有する有機性廃水の処理に関し、特に、微生物の分解作用により窒素分を分解除去する生物処理を主体とした窒素含有有機性廃水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
し尿、浄化槽汚泥、工場排水等の有機性排水中には、ＳＳ（浮遊物質）、窒素分、リン分、ＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）などの環境や人体に悪影響を及ぼす汚濁物質が含まれており、従来これらを除去する様々な方法が開発、実用化されている。
有機性廃水の処理は、主として固液分離によるＳＳの除去、ＢＯＤ及びＣＯＤの酸化分解、リン、窒素化合物等の無機栄養塩類の除去、汚泥固形物の処理等が単独若しくは複数組み合わせて行われる。
従来の一般的な有機性廃水処理システムは、図６に示されるように、まず受け入れられた有機性廃水を前処理設備５０にて夾雑物除去等の前処理した後、生物処理装置５１に投入して主にＢＯＤ、Ｔ−Ｎ（窒素）などを処理し、沈降分離等の固液分離設備５２にて分離液と分離汚泥とに分離し、該分離液に対して高度処理設備５３にて凝集分離、活性炭処理等の処理を施し、Ｔ−Ｐ（リン）、ＣＯＤ、色度成分を除去した後、系外排出していた。一方、前記分離汚泥に対しては、汚泥処理設備５４にて焼却、堆肥化等の処理を行っていた。
【０００３】
このような処理システムにおいて、主たる機能を有する生物処理設備には以下のようなものがある。（Ｉ）嫌気性消化、活性汚泥法（曝気槽）のように、基本的にはＴ−Ｎ（窒素）の除去を考慮していない処理方式、（II）硝化脱窒素処理のように、積極的な窒素除去を行う処理方式、などである。
しかし、（Ｉ）の生物処理方式を採用している施設においては、処理液中にＴ−Ｎ（全窒素）が残留するが、規制強化等により窒素除去機能を付加する場合、（II）の方式への改造が必要となり、水槽増設や槽内改造など大掛かりな工事が必要となる。また、（II）の生物処理方式を採用している施設では、住民の生活様式変化などにより排出される廃水の性状が変化し、生物処理設備の運営管理が困難となり、処理液中に窒素が残留するケースが見受けられる。これは、例えばし尿、浄化槽汚泥などにおいてＳＳ濃度が低下する傾向にあり、硝化脱窒素処理時におけるＢＯＤ／Ｎ比を適正に保つことが困難となり、脱窒素効率が低下することに起因する。
【０００４】
一般に、（II）の生物処理方式により廃水中の窒素成分を除去する場合、廃水中のＮＨ４−Ｎ（アンモニア性窒素）、Ｏｒｇ−Ｎ（有機性窒素）を、ＮＯ２−Ｎ（亜硝酸性窒素）やＮＯ３−Ｎ（硝酸性窒素）に転換させる硝化工程と、ＮＯ２−ＮやＮＯ３−Ｎを有機炭素源の存在下にてＮ２ガスに転換する脱窒工程とから脱窒素処理が行われる。
これらの工程により廃水の窒素除去を行う技術が、例えば特許文献１（特開平７−３０８６８７号公報）等にて提案、実用化されている。特許文献１には、嫌気条件下で廃水を生物学的に処理する第１生物反応槽と、第１生物反応槽から移送される処理水を好気条件下で生物学的に処理する第２生物反応槽と、を備え、該第２生物反応槽にて処理水を曝気することにより硝化工程を行い、該第１生物反応槽にて菌体を保持した固定床により脱窒工程を行う構成が開示されている。
【０００５】
このように、脱窒素処理における脱窒工程は以下の理由により生物固定床が適している。硝化工程にて固定床を採用した場合、硝化菌は、脱窒素菌に比べ、温度やｐＨ等の環境依存性が大きく、条件により硝化菌の活性が低下し、固定床から菌体が剥離することで、処理性能に支障をきたすことがある。そこで脱窒工程で固定床を採用した場合は、比較的安定した処理性能を維持できる。
しかしながら、特許文献１の装置では、脱窒素処理における硝化工程、脱窒工程をバランス良く行い、アンモニア性窒素、亜硝酸性窒素、及び硝酸性窒素の全ての窒素成分を、満足できるレベルまで除去するように適正な運転制御を行うことは非常に困難であり、何れかの窒素成分が処理水中に残留する可能性が大きい。
【０００６】
また、生物処理後段の固液分離において、中空糸膜など液中に浸漬する膜分離装置を採用する装置が特許文献２（特開平８−５７２６９号公報）に開示されているが、このような装置を廃水処理に適用した場合、生物処理においてＴ−Ｎの除去性能を満足していても、膜表面洗浄として曝気を行うため、汚泥中の菌体が解体し、菌体細胞中から窒素が再溶出し、処理水中に窒素が残留することが考えられる。
さらに、生物処理にて残留した窒素のうち、アンモニア性窒素は、固液分離後、電解法（特許文献３参照）にて効率的に分解可能であるが、亜硝酸性窒素や硝酸性窒素の場合は、その分解除去が非常に困難なものとなる。
また、電解法にて亜硝酸性窒素、硝酸性窒素を除去しようとすると、多量の電力を要するとともに性能に限界があるため、窒素除去率が低下してしまう。
【０００７】
【特許文献１】特開平７−３０８６８７号公報
【特許文献２】特開平８−５７２６９号公報
【特許文献３】特開２００４−２０２４８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このように、従来の廃水処理システムにおける窒素除去処理では、アンモニア性窒素、硝酸性窒素、亜硝酸性窒素等の窒素成分の全てを効率良く除去することは困難であった。また、窒素除去効率を高くしようとすると、装置が複雑化し、システムが大型化するという問題を有していた。
従って、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、合理化されたシステムとすることによりコンパクト化が可能であって、且つ窒素除去効率が高く、確実に窒素を除去することができる窒素含有有機性廃水処理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、本発明はかかる課題を解決するために、
窒素含有有機性廃水を浮遊状態の活性汚泥により生物処理する浮遊汚泥式生物処理装置と、該浮遊汚泥式生物処理装置から排出される生物処理液を膜分離して分離液と分離汚泥を得る膜分離装置と、嫌気性条件下にて支持体に固定された微生物の作用により前記分離液を生物処理する嫌気性生物固定床装置と、を備え、
前記浮遊汚泥式生物処理装置では、主体的に前記有機性廃水に含有される窒素成分の硝化工程が行われ、前記嫌気性生物固定床装置では、主体的に前記分離液に含有される窒素成分の脱窒工程が行われるようにしたことを特徴とする。
【００１０】
本発明は、前記浮遊汚泥式生物処理装置にて、窒素成分のうちアンモニア性窒素を亜硝酸性窒素（ＮＯ２−Ｎ）、硝酸性窒素（ＮＯ３−Ｎ）に転換する硝化工程を主体的に行い、後段の嫌気性生物固定床装置にて、前記硝酸性窒素、亜硝酸性窒素を窒素ガスに転換する脱窒工程を主体的に行う構成としている。
従来技術における生物処理では、脱窒素処理における硝化工程、脱窒工程をバランス良く行い、満足できるレベルまで窒素除去するように適正な運転制御を行うことは困難な場合があったが、本発明では、前記浮遊汚泥式生物処理装置にて、曝気により、有機物分解、一部窒素の硝化、脱窒素による窒素除去を行いつつも、窒素除去に関しては硝化工程優勢とし、残留する窒素の形態を亜硝酸性窒素、硝酸性窒素主体とする処理を行うようにしたため、槽内のＯＲＰ、ｐＨ監視等による曝気風量の調整により、比較的容易に運転を行うことが可能である。
【００１１】
また、前記浮遊汚泥式生物処理装置にて硝化工程を重心においた処理としたため、装置を小型化することができ、脱窒素工程においては、浮遊汚泥式に比べ、固定床の方が、窒素の容積負荷が高くとれるが、膜分離後の分離液を処理するようにしたため、ＳＳによる閉塞の心配も少なく、アンスラサイトなど比面積が高い支持体が採用できるので、該嫌気性生物固定床装置もは小型化できる。従って、全体としてシステムは格段にコンパクト化することができる。さらに、前記嫌気性生物固定床装置にて、好気性の固定床を設置しないため、突発的な菌体剥離のリスクが少なく、固定床後段に新たな固液分離設備を設置する必要がない。
さらにまた、固液分離手段として膜分離装置を備えた構成としたため、前記浮遊汚泥式生物処理装置のＭＬＳＳ濃度を高濃度化でき、処理効率を向上させることができるとともに、低濃度ＳＳの分離液を前記嫌気性生物固定床装置にて処理する構成としたため、該嫌気性生物固定床における処理効率の向上も期待できる。
【００１２】
また、前記膜分離装置が、前記生物処理液中に浸漬された膜ユニットと、該膜ユニットを透過させて分離液を集液する集液手段と、前記膜ユニットの下方に設けられ、前記生物処理液中に酸素を含む散気ガスを導入して曝気させる散気手段と、を有する浸漬型膜分離装置であることを特徴とする。
このように、浸漬型膜分離装置を採用することで、低ランニングコストで安定した固液分離が可能となる。
また、本発明では、前記散気ガスに含まれる酸素の一部が処理液に溶解し、該溶解酸素により前記処理液中に残留するアンモニア性窒素を硝酸性窒素、亜硝酸性窒素に転換する硝化工程が行われる。この硝化工程は、前記散気手段による曝気強度とを調整することにより好適に行うことができる。これにより、処理液内にて硝化工程が好適に行われ、アンモニア性窒素を殆ど含まない透過液が得られる。
一方、前記散気手段は、膜表面に堆積したケーキ層を安定化させるための気泡による膜面洗浄機能も有するが、この曝気により菌体そのものが解体し、窒素成分が再び液中に溶出する場合がある。しかし、本発明では該膜分離装置の後段に嫌気性生物固定床装置を設置しているため、発生した窒素成分を確実に処理することができる。
【００１３】
また、窒素含有有機性廃水を浮遊状態の活性汚泥により生物処理する浮遊汚泥式生物処理装置と、該浮遊汚泥式生物処理装置から排出される生物処理液を膜分離して分離液と分離汚泥を得る膜分離装置と、を備え、
前記膜分離装置が、前記生物処理液中に浸漬された膜ユニットと、該膜ユニットを透過させて分離液を集液する集液手段と、前記膜ユニットの下方に設けられ、前記生物処理液中に酸素を含む散気ガスを導入して曝気させる散気手段と、を有する浸漬型膜分離装置であり、
前記浮遊汚泥式生物処理装置では、主体的に前記有機性廃水に含有される窒素成分の硝化工程が行われるようにし、前記膜分離装置では、前記生物処理液に含有される窒素成分の硝化工程が行われるように、前記散気手段による曝気強度を設定することを特徴とする。本発明においても、上記した効果と同様の効果を得ることができる。
【００１４】
さらに、前記膜分離装置にて得られた分離液を、逆浸透膜分離若しくは電気透析分離する第２の膜分離装置を設け、該第２の膜分離装置にて得られた濃縮液を嫌気性生物固定床装置に供給することを特徴とする。
これにより、前記嫌気性生物固定床装置に流入する水量を低減することができ、装置のコンパクト化が実現できる。
さらにまた、前記膜分離装置と前記嫌気性生物固定床装置との間に、電解により窒素成分を除去する電解脱窒素装置を設けたことを特徴とする。
これは、前記電解により主としてアンモニア性窒素を除去するようにしたため、膜分離後にアンモニア性窒素が残留する場合であっても、このアンモニア性窒素を確実に除去することができる。また、該電解脱窒素装置にて、アンモニア性窒素の一部が亜硝酸、硝酸性窒素に転化した場合でも、後段の嫌気性固定床装置によりこれらを確実に除去可能である。
【発明の効果】
【００１５】
以上記載のごとく本発明によれば、生物処理が主体となる窒素含有有機性廃水処理において、浮遊汚泥式生物処理装置と嫌気性生物固定床、及び膜分離装置を最適に組み合わせることで、確実で安定した処理システムを提供することができるとともに、システム全体のコンパクト化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
本実施例にて処理対象とされる有機性廃水は、例えばし尿、浄化槽汚泥、工場排水等の窒素分を含有する廃水である。
図１は本発明の実施例１に係る有機性廃水処理システムの概略を示す構成図、図２は本実施例に係る膜分離装置の一例を示す説明図、図３は図２の膜分離装置が備える膜ユニットの構成を示す斜視図、図４は本発明の実施例２に係る有機性廃水処理システムの概略を示す構成図、図５本発明の実施例３に係る有機性廃水処理システムの概略を示す構成図である。
【実施例１】
【００１７】
図１に示されるように、本実施例１に係る有機性廃水処理システムは、処理工程の上流側から順に、有機性廃水２０が導入される前処理設備１０と、該前処理後の有機性廃水２０が導入される浮遊汚泥式生物処理装置１１と、該生物処理後の生物処理液が導入される膜分離装置１２と、膜分離により得られた分離液２１が導入される嫌気性生物固定床装置１３と、該生物固定床装置にて得られた処理液が導入される高度処理設備１４と、分離汚泥２２が導入される汚泥処理設備１４と、を備えており、前記膜分離装置１２にて分離された汚泥２２の少なくとも一部を前記生物処理設備１１に返送する構成となっている。
【００１８】
前記前処理設備１０としては、有機性廃水２０中に含有される夾雑物を除去するスクリーン、沈殿槽等が挙げられる。
前記浮遊汚泥式生物処理装置１１は、少なくとも曝気槽を有し、前記前処理した有機性廃水に含有される窒素成分の硝化工程を主体的に行う装置であり、好ましくは、含有窒素の硝化工程を行う曝気槽と、脱窒工程を行う脱窒槽とを、夫々一若しくは複数組み合わせ、曝気槽における処理が優勢となるように構成する。前記曝気槽では、槽内に貯留された廃水中に曝気を行い、亜硝酸菌、硝酸菌等の微生物の分解作用によって、廃水中に含まれるアンモニア性窒素（ＮＨ４−Ｎ）を亜硝酸性窒素（ＮＯ２−Ｎ）、硝酸性窒素（ＮＯ３−Ｎ）まで酸化する。一方、前記脱窒槽では、水素供与体の存在下にて処理液の曝気を行うことにより、微生物の作用によって廃水中に含まれる亜硝酸性窒素、硝酸性窒素が窒素ガス（Ｎ２）に還元される。このとき、必要に応じて前記水素供与体としてメタノール、酢酸等の炭素源を供給すると良い。
【００１９】
前記膜分離装置１２は、例えば、ＵＦ膜（限外濾過）、ＭＦ膜（精密濾過）等の膜ユニットを備え、生物処理水を分離液と分離汚泥とに固液分離する装置である。
該膜分離装置１２の具体的な装置構成の一例を図２、図３に示す。
図２に示されるように、前記膜分離装置１２は、生物処理液を貯留する膜原水槽３０と、該膜原水槽３０内の処理液中に浸漬された膜ユニット３１と、吸引ポンプ３３により槽内の処理液を膜ユニット３１を透過させて吸引する透過液送給管３２と、該膜ユニット３１の下方に配置された散気管３４と、から構成される。前記膜分離装置１２は、膜透過流束を０．５ｍ３／ｍ２・日以下となるような膜面積を有し、前記膜吸引圧が約−０．０２ＭＰａ以下となるように運転することが好適である。
前記膜ユニット３１の構成は、図３に示されるように、フレーム３６に保持された網目状鋼材３７に、微多孔性の膜エレメント３８を貼着した平板状膜モジュール３５を備え、該膜モジュール３５がスペーサ３９により所定間隔隔てて層状に複数配設されている。該スペーサ３９により形成される空間が処理液の流路となる。前記膜モジュール３５の内部には、前記膜エレメント３８を通過した透過液の流路が形成されており、該透過液は透過液集液管４０に集液されて前記透過液送給管３２を通って後段装置に送給される。
【００２０】
前記膜原水槽３０内に供給された生物処理液は、前記吸引ポンプ３３にて透過液側を減圧することによって生じた膜間差圧により、膜ユニット３１を透過して吸引され、該膜ユニット３１を通過する際に濾過されて、ＳＳ、微生物等を除去された分離液が得られる。このとき、前記膜ユニット３１の下方に設けられた散気管３４から散気ガスを噴出させて処理液を曝気する。散気ガスは酸素を含有するガスであって、好適には空気とする。膜原水槽３０内では、該散気ガスに含まれる酸素の一部が処理液に溶解し、該溶解酸素により前記処理液中に残留するアンモニア性窒素を亜硝酸性窒素、硝酸性窒素に転換する硝化工程が行われる。この硝化工程は、前記散気管３４による散気ガス供給量（曝気強度）とを調整することにより好適に行うことができる。このときの好ましい条件としては、曝気強度（水槽１ｍ３当たりの空気供給量）が４〜５Ｎｍ３／時となるようにすると良い。これにより、処理液内にて硝化工程が好適に行われ、アンモニア性窒素を殆ど含まない透過液が得られる。同時に、前記散気管３４による曝気は、前記膜ユニット３１の膜エレメント３８の表面に堆積したケーキ層の厚さを適正に維持する機能も有する。これは、曝気により膜エレメント３８の表面流速を維持し、前記ケーキ層が厚くなり過ぎて膜が閉塞することを防止する。
【００２１】
さらにまた、前記膜ユニット３５の好適な構成として、該膜ユニット３５を前記膜原水槽３０の底部に設置する構成とする。このとき、膜ユニット３５の配置位置は、水深４〜５ｍ程度の位置とすると良い。これにより、膜間差圧が増大するため、高効率で吸引を行うことができ、またポンプの吸引動力を低減できる。また、前記膜ユニット３５を上下方向に複数段設置する構成としても良い。
また、前記散気管３４は膜原水槽底部より５００ｍｍ程度上部に配置することが好ましく、このように槽底部に設けることにより、散気ガスが処理液中に溶解し易くなり、硝化工程が促進される。
【００２２】
前記嫌気性生物固定床装置１３は、嫌気性条件下に維持された処理槽と、該処理槽内に収容され、微生物を支持する支持体と、を備え、支持体表面に付着して膜状に増殖した微生物により処理を行う周知の装置である。例えば、ハニカム構造の板状支持体を槽内に複数並列配置した構成、或いはアンスラサイトなど粒状支持体を充填した粒状充填層が槽内に配置された構成などが挙げられるが、膜分離装置１２の分離液はＳＳを含有していない為、閉塞のリスクが少なく、より比面積の高い粒状充填層を採用することで、装置のコンパクト化を図ることが好適である。本実施例では、前記嫌気性生物固定床装置１３では主に分離液の脱窒工程を行い、硝酸性窒素、亜硝酸性窒素を微生物の作用により窒素ガスに転換する。
前記汚泥処理設備１４は、分離汚泥２２の脱水、乾燥、焼却、堆肥化等を行なう設備である。
前記高度処理設備１５としては、凝集分離装置、活性炭吸着塔等が挙げられる。
【００２３】
以上の構成を有する処理設備について、その作用を処理方法とともに説明する。
まず、有機性廃水２０を前処理設備１０に投入し、該前処理設備１０にて夾雑物除去等の前処理を行なった後に前記浮遊汚泥式生物処理装置１１に供給し、該生物処理装置１１内にて微生物の分解作用により廃棄物中のＳＳ、ＢＯＤ、窒素成分等を除去して生物処理液２１を得る。該生物処理装置１１では、窒素成分の除去として、硝化工程を優勢させる処理を行い、処理液中のアンモニア性窒素は亜硝酸性窒素、硝酸性窒素に転換され、処理液中にはアンモニア性窒素が殆ど残留しない。
【００２４】
そして、この生物処理液を膜分離装置１２に導入し、該膜分離装置１２にてＳＳ、微生物等を含む分離汚泥２２と、低ＳＳ濃度で且つ硝酸性窒素、亜硝酸性窒素を含む分離液２１とに固液分離するとともに、該膜分離装置１２内にても硝化工程を行い、処理液中に残留するアンモニア性窒素を硝酸性窒素、亜硝酸性窒素に転換する。
硝酸性窒素、亜硝酸性窒素を含む分離液２１は嫌気性生物固定床装置１３に導入され、該生物固定床装置１３にて適宜炭素源を供給されて主に脱窒工程が行われ、前記硝酸性窒素、亜硝酸性窒素は窒素ガスとして分離され、無害化される。
前記嫌気性生物固定床装置１３にて窒素成分が除去された処理液は、高度処理設備１５にて浄化された後に処理水として放流される。尚、該嫌気性生物固定床装置１３では、定期的に空気、後段処理水などにより逆洗することで、安定的な処理が可能である。このとき発生する逆洗廃水は、膜分離装置１３もしくはその上流側に返送すると良い。
一方、前記分離汚泥２２は、少なくとも一部を前記浮遊汚泥式生物処理装置１１に返送汚泥２３として返送し、他の汚泥は汚泥処理設備１４にて焼却、堆肥化等の処理がなされる。
【００２５】
上記したように本実施例では、有機性廃水に対して、硝化工程を優勢させた浮遊汚泥式生物処理を行った後に、生物処理液を膜分離し、嫌気性生物固定床にて主に分離液の脱窒工程を行う構成とした。このように窒素除去過程において、硝化工程と脱窒工程を分け、夫々の反応が最も効率良く行われる装置、位置にて処理を行うようにしたため、効率的に窒素成分を除去することができ、また装置、システムのコンパクト化が可能となる。さらに、前記浮遊汚泥式生物処理において、硝化工程を優勢させる構成としたため、該生物処理装置における運転が容易となる。
また、前記膜分離装置を設置する構成としたため、後段の嫌気性生物固定床での処理対象が、ＳＳ濃度の非常に低い分離液となるため、処理効率が向上するとともに、浮遊汚泥式生物処理装置のＭＬＳＳ濃度を高濃度化でき、ここでの処理効率を向上させることも可能である。
さらに、該膜分離装置を液中膜分離装置としたため、浮遊汚泥式生物処理にて処理しきれずに残留するアンモニア性窒素を、ここで硝酸性窒素、亜硝酸性窒素に転換することが可能であり、窒素除去率の向上が期待できる。
また、前記嫌気性生物固定床装置を設けることにより、前記液中膜分離装置にて、処理液への曝気により溶出した窒素を確実に除去することができる。
このように、本実施例によれば、生物処理が主体となる窒素含有有機性廃水処理において、浮遊汚泥式生物処理装置と嫌気性生物固定床、及び膜分離装置を最適に組み合わせることで、確実で安定した処理システムを提供することが可能となる。
【実施例２】
【００２６】
図４に本実施例２に係る有機性廃水処理システムの概略構成を示す。以下、本実施例２及び実施例３において、前記実施例１と略同様の構成についてはその詳細な説明を省略する。
本実施例２では、前記実施例１の処理システムの構成に加えて、前記膜分離装置１２と前記嫌気性生物固定床装置１３の間に逆浸透膜装置１６を設け、該逆浸透膜装置１６にて濃縮された濃縮液を前記嫌気性生物固定床装置１３に導入し、分離液２４を処理水として放流するか若しくは高度処理設備１５に導入する構成としている。
前記逆浸透膜装置１６は周知の装置であり、これにより処理液中に含有する亜硝酸性窒素、硝酸性窒素を濃縮し、これらを高濃度で含む濃縮液を前記嫌気性生物固定床装置１３にて処理する。
尚、該逆浸透膜装置１６の代替として、電気透析装置を用いるようにしても良い。
本実施例によれば、嫌気性生物固定床装置１３に流入する水量を低減することができるため、装置のコンパクト化が実現できる。
【実施例３】
【００２７】
図５に本実施例３に係る有機性廃水処理システムの概略構成を示す。
本実施例３では、前記実施例１の処理システムの構成に加えて、前記膜分離装置１２と前記嫌気性生物固定床装置１３の間に電解脱窒素装置１７を設けた構成としている。
前記電解脱窒素装置１７では、前記分離液２１を電気分解することによって、主として次亜塩素酸等の次亜塩素酸系強酸化物質が生成され、該強酸化物質により分離液中に含まれるアンモニア性窒素が分解、除去される。本実施例に適用できる電解の種類としては、直流電解、オゾン電解、触媒電解、パルス電解、メッシュ状、粒状電極を用いた電解等が挙げられる。
このように本実施例によれば、固液分離後の残留窒素にアンモニア性窒素が混入される場合においても、電解脱窒素装置１７を備えることによりアンモニア性窒素を確実に除去することができる。また、該電解脱窒素装置１７にて、アンモニア性窒素の一部が亜硝酸、硝酸性窒素に転化した場合でも、後段の嫌気性固定床装置１３によりこれらを確実に除去可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、小型化及び省スペース化が可能で、高効率で以って脱窒処理を行うことができるため、有機物下水道処理、し尿処理、浄化槽汚泥処理、畜産排水処理、水産加工排水処理、洗浄排水処理、工場排水処理等の何れにも有効に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例１に係る有機性廃水処理システムの概略を示す構成図である。
【図２】本実施例に係る膜分離装置の一例を示す説明図である
【図３】図２の膜分離装置が備える膜ユニットの構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施例２に係る有機性廃水処理システムの概略を示す構成図である。
【図５】本発明の実施例３に係る有機性廃水処理システムの概略を示す構成図である。
【図６】従来の有機性廃水処理システムの構成図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０    前処理設備
１１    浮遊汚泥式生物処理設備
１２    膜分離装置
１３    嫌気性生物固定床装置
１４    汚泥処理設備
１５    高度処理設備
１６    逆浸透膜装置
１７    電解脱窒素装置
３０    膜原水槽
３１    膜ユニット
３３    吸引ポンプ
３４    散気管
３５    膜モジュール
３８    膜エレメント
【図１】
2006239627.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006239627.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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