(57)【要約】【課題】分離膜の膜面を十分に洗浄でき、安定した濾過能力を発揮できる嫌気性処理装置及び嫌気性処理方法を提供する。【解決手段】槽１内の下部にグラニュール汚泥Ｇによるグラニュール汚泥床ＧＦを形成し、被処理水を、槽１内の下部から導入して上向流を形成させ、被処理水中の有機成分を、グラニュール汚泥Ｇとの接触により分解させて、処理水を、グラニュール汚泥床ＧＦに浸漬する分離膜２によりグラニュール汚泥Ｇに対して固液分離し、このとき発生し上昇するバイオガス及び上向きに流動する被処理水によって、グラニュール汚泥Ｇの流動を至るところで生じさせ、グラニュール汚泥床ＧＦに浸漬する分離膜２の膜面２ａに対して、流動する粒状のグラニュール汚泥Ｇによる剪断力を作用させ、加えて、上昇するバイオガスによる洗浄力も作用させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
槽内の下部にグラニュール汚泥によるグラニュール汚泥床を備え、有機成分を含む被処理水を前記槽内の下部から導入し、当該被処理水を前記グラニュール汚泥に接触させながら流動させることで嫌気性処理する嫌気性処理装置において、
前記グラニュール汚泥床に浸漬し前記グラニュール汚泥と処理水とを固液分離する分離膜を備えたことを特徴とする嫌気性処理装置。
【請求項２】
前記分離膜は、外圧式の平膜、又は、外圧式の中空糸膜、又は、内圧式の管状膜であることを特徴とする請求項１記載の嫌気性処理装置。
【請求項３】
槽内の下部にグラニュール汚泥によるグラニュール汚泥床を備え、有機成分を含む被処理水を前記槽内の下部から導入し、当該被処理水を前記グラニュール汚泥に接触させながら流動させることで嫌気性処理する嫌気性処理方法において、
前記グラニュール汚泥床に、前記グラニュール汚泥と処理水とを固液分離する分離膜を浸漬したことを特徴とする嫌気性処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、嫌気性処理装置及び嫌気性処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機成分を含む被処理水の処理装置として、嫌気性微生物が自己凝集して粒状化したグラニュール状の嫌気性汚泥を有するＵＡＳＢ（Upflow Anaerobic Sludge Blanket：上向流嫌気性汚泥床）処理装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この処理装置は、槽内の下部にグラニュール汚泥によるグラニュール汚泥床を保持し、被処理水を槽内の下部から導入することで、被処理水をグラニュール汚泥に接触させながら上向きに流動させ、当該被処理水の有機成分をグラニュール汚泥により分解するというものである。
【０００３】
ここで、上記嫌気性処理装置では、グラニュール汚泥床の上方に三相分離部（気固液分離部）を設け、この三相分離部で、グラニュール汚泥による嫌気性処理によって発生したバイオガス、グラニュール汚泥、嫌気性処理された処理水を分離するのが一般的であるが、構造が複雑化し高コスト化するため、以下の特許文献２では、上記三相分離部に代えて分離膜（膜分離装置）を用い、構造を簡易化している。
【０００４】
具体的には、槽内のグラニュール汚泥床の上方に分離膜を設置し、この分離膜で処理水を固液分離し槽外に取り出すようにしている。加えて、膜の目詰まりを抑制すべく、嫌気性処理により発生し上昇するバイオガスにより分離膜の膜面をガス洗浄するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１１７８号公報
【特許文献２】特開２００９−１５４１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献２に記載の装置では、分離膜の膜面の洗浄が十分ではなく、濾過能力が早期に低下してしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、分離膜の膜面を十分に洗浄でき、安定した濾過能力を発揮できる嫌気性処理装置及び嫌気性処理方法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】
【０００８】
本発明による嫌気性処理装置は、槽内の下部にグラニュール汚泥によるグラニュール汚泥床を備え、有機成分を含む被処理水を槽内の下部から導入し、当該被処理水をグラニュール汚泥に接触させながら流動させることで嫌気性処理する嫌気性処理装置において、グラニュール汚泥床に浸漬しグラニュール汚泥と処理水とを固液分離する分離膜を備えたことを特徴としている。
【０００９】
また、本発明による嫌気性処理方法は、槽内の下部にグラニュール汚泥によるグラニュール汚泥床を備え、有機成分を含む被処理水を槽内の下部から導入し、当該被処理水をグラニュール汚泥に接触させながら流動させることで嫌気性処理する嫌気性処理方法において、グラニュール汚泥床に、グラニュール汚泥と処理水とを固液分離する分離膜を浸漬したことを特徴としている。
【００１０】
このような嫌気性処理装置及び嫌気性処理方法によれば、槽内の下部にグラニュール汚泥によるグラニュール汚泥床が形成され、有機成分を含む被処理水は、槽内の下部から導入されて上向流を形成し、被処理水中の有機成分は、グラニュール汚泥との接触により分解され、処理水は、グラニュール汚泥床に浸漬する分離膜によりグラニュール汚泥に対して固液分離される。このとき、有機成分の分解によりメタンを含むバイオガスが発生して上昇し、上向する被処理水及びバイオガスによって、槽内ではグラニュール汚泥の流動が至るところで発生する。従って、グラニュール汚泥床に浸漬する分離膜の膜面には、流動する粒状のグラニュール汚泥による剪断力が作用し、加えて、上昇するバイオガスによる洗浄力も作用し、その結果、分離膜の膜面を十分に洗浄でき、安定した濾過能力を発揮できる。
【００１１】
ここで、上記作用を好適に奏する分離膜としては、具体的には、外圧式の平膜、又は、外圧式の中空糸膜、又は、内圧式の管状膜が挙げられる。
【発明の効果】
【００１２】
このような本発明によれば、分離膜の膜面を十分に洗浄でき、安定した濾過能力を発揮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る嫌気性処理方法を採用した嫌気性処理装置を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明による嫌気性処理方法を採用した嫌気性処理装置の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係る嫌気性処理方法を採用した嫌気性処理装置を示す概略構成図である。
【００１５】
図１に示すように、嫌気性処理装置１００は、ここでは、前述したＵＡＳＢタイプの嫌気性処理装置であり、嫌気反応槽である槽１を具備している。この槽１は、ここでは、円筒の上下端が閉じられた形状とされている。そして、槽１内の下部には、グラニュール汚泥Ｇが収容されグラニュール汚泥床ＧＦが形成されている。なお、槽１は円筒形状に限定されるものではなく、角筒形状であっても良い。
【００１６】
槽１内に、有機成分を含む被処理水を導入するための導入管７は、被処理水を槽１内に送るためのポンプを槽１外の管路に備えると共に、槽１の下部において当該槽１の外部から槽周壁を挿通して内部に進入するように設けられている。
【００１７】
この導入管７は、槽１内において導入管７内の被処理水を噴出するための出水口７ａを備えている。この出水口７ａは、ノズル状に構成されて被処理水を上方に向かって噴出すべく導入管７に上向きに開口され、導入管７の軸線に沿って複数が設けられている。
【００１８】
また、槽１の上部には、グラニュール汚泥Ｇによる嫌気性処理によって生じたメタンを含むバイオガスを槽１外に取り出すためのガス管１０が、槽上壁を挿通するように設けられている。
【００１９】
ここで、特に本実施形態にあっては、グラニュール汚泥床ＧＦに浸漬し、且つ、導入管７の出水口７ａの上方に位置するように、分離膜ユニット１１が配設されている。この分離膜ユニット１１は、複数の分離膜２を備えている。
【００２０】
分離膜２は、嫌気性処理による処理水とグラニュール汚泥Ｇとを固液分離するための分離膜であり、ここでは、特に好ましいとして、外圧式の平膜とされている。そして、分離膜ユニット１１は、複数枚の平膜２を水平方向（図１の紙面垂直方向）に並設し枠体１２で保持した平膜ユニットとされている。
【００２１】
ここで、本実施形態の平膜とは、平面状又はシート状に成形した膜のことであり、通常ＭＢＲ（Membrane Bio Reactor）に使用されるもので良く、塩素化ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリフッ化ビニリデン系樹脂、ポリ四弗化エチレン樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、酢酸セルロース、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、セラミック等から形成された多孔質膜等が挙げられる。
【００２２】
このような平膜２の上部には、当該平膜２でグラニュール汚泥Ｇと固液分離されて当該平膜２内を流れる処理水を集水するための集水口１３が設けられ、各平膜２の集水口１３には集水管１４が接続される。そして、集水管１４に、処理水を槽１外に取り出すための導出管９が接続される。この導出管９は、槽１内から槽周壁を挿通して外部に導出するように設けられ、処理水を槽１外に送るためのポンプを槽１外の管路に備える。
【００２３】
そして、本実施形態の外圧式の平膜２では、導出管９のポンプを駆動することにより、平膜２の外側から内側（図１の紙面垂直方向）に向けて処理水が流れ当該処理水が平膜２の内部を流れ上部の集水口１３から導出管９を通して槽１外に導出される流れを形成するように、圧力を作用させる方式となっている、すなわち、ポンプの駆動により負圧にして処理水を引っ張る方式となっている。なお、正圧で押し込んで処理水を導出管９を通して導出する方式としても良い。
【００２４】
また、導入管７の上流側には、原水である有機性排水が流入する酸生成槽３が接続されている。この酸生成槽３は、後段の槽１での嫌気性処理を安定して行うべく、流入した有機性排水を有機酸化するものである。そして、この酸生成槽３には、槽１内の処理水の一部を返送する返送管８が接続される。
【００２５】
このような構成を有する嫌気性処理装置１００によれば、有機性排水が酸生成槽３で有機酸化され、この有機酸化された被処理水（酢酸）が、導入管７を通して槽１内に導入され、出水口７ａから噴出される。この被処理水の上方への噴出に従い、被処理水の上向流が形成され、上向きに流動する。この流動に従い、被処理水中の有機成分は、グラニュール汚泥床ＧＦを形成するグラニュール汚泥Ｇと接触して分解され（嫌気性処理され）、メタンを含むバイオガスが発生し上昇する。
【００２６】
一方、グラニュール汚泥床ＧＦに浸漬している平膜ユニット１１にあっては、平膜２により、グラニュール汚泥Ｇと嫌気性処理による処理水とが固液分離される。
【００２７】
このとき、槽１内では、上向する被処理水及びバイオガスによってグラニュール汚泥Ｇの流動が至るところで発生している。従って、グラニュール汚泥床ＧＦに浸漬する平膜２の膜面２ａには、流動する粒状のグラニュール汚泥Ｇによる剪断力が作用し、当該膜面２ａが洗浄される。さらに、膜面２ａには、上昇するバイオガスによる洗浄力も作用し、当該膜面２ａが一層洗浄される。
【００２８】
そして、このような平膜２で分離された処理水は、導出管９を通して外部に取り出され、槽１内を上昇するバイオガスは、ガス管１０を通して外部に取り出され、槽１内の処理水の一部は、返送管８を通して酸生成槽３に返送される。
【００２９】
このように、本実施形態の嫌気性処理装置１００にあっては、被処理水中の有機成分を、グラニュール汚泥Ｇとの接触により分解し、処理水を、グラニュール汚泥床ＧＦに浸漬する分離膜である平膜２により、グラニュール汚泥Ｇに対して固液分離する一方で、この平膜２の膜面２に対して、上向する被処理水及びバイオガスに従い流動している粒状のグラニュール汚泥Ｇの剪断力を作用させ、加えて、上昇するバイオガスによる洗浄力も作用させているため、平膜２の膜面２ａを十分に洗浄でき、安定した濾過能力を発揮できる。
【００３０】
なお、図では、粒状のグラニュール汚泥Ｇが平膜２の膜面２ａを洗浄する様子を示すべく、粒状のグラニュール汚泥Ｇを平膜２の膜面２ａのところのみ誇張して描いているが、実際には、図示より小さく密集する多数の粒状のグラニュール汚泥Ｇが、グラニュール汚泥床ＧＦを形成していると共に平膜２の膜面２ａを洗浄することになる。
【００３１】
因みに、従来技術で説明した特開２００９−１５４１５６号公報に記載の装置では、流動する粒状のグラニュール汚泥Ｇの剪断力による洗浄力に比べて弱いバイオガス（気泡）による洗浄力のみが作用し、しかも、粒状のグラニュール汚泥Ｇに比べて、その数（気泡の数）が圧倒的に少なく、且つ、安定して得られないため、平膜（分離膜）２の膜面２ａを十分に洗浄することはできない。
【００３２】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、上記実施形態においては、特に好ましいとして、外圧式の平膜２を分離膜として用いているが、これに代えて、外圧式の中空糸膜を用いても良く、さらには、内圧式の管状膜（管状膜の管内にグラニュール汚泥が流れると共に処理水が管内周面から管外周面に向けて流れ分離されるように圧力を作用させるもの）を用いることもでき、要は、グラニュール汚泥床ＧＦに浸漬するようにすれば良い。
【００３３】
また、上記実施形態においては、嫌気性処理を安定して行うべく、前段の酸生成槽３において有機性排水を有機酸化した被処理水を槽１内に導入するようにしているが、有機性排水等の有機成分を含む被処理水であれば良い。
【００３４】
また、上記実施形態においては、嫌気性処理装置１００を、ＵＡＳＢタイプの嫌気性処理装置としているが、グラニュール汚泥床ＧＦの粒状化をさらに促進させて膨張させることにより被処理水との接触効率を向上するようにしたＥＧＳＢ（Expanded Granular Sludge Bed：膨張粒状汚泥床）処理装置に対しても勿論適用可能であり、要は、槽１内の下部にグラニュール汚泥床ＧＦを備え、有機成分を含む被処理水を槽１内の下部から導入し、当該被処理水をグラニュール汚泥Ｇに接触させながら流動させることで嫌気性処理する嫌気性処理装置に対して適用できる。
【符号の説明】
【００３５】
１…槽、２…平膜（分離膜）、２ａ…膜面、７…導入管、１００…嫌気性処理装置、Ｇ…グラニュール汚泥、ＧＦ…グラニュール汚泥床。
【図１】
2013226512.tif 000003