(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性汚水を、活性汚泥曝気槽に浸漬型膜分離装置を用いて固液分離する有機性汚水処理装置の、曝気槽に送る循環ライン中に、オゾンガスをエジェクター方式で注入する有機性汚水の処理方法であって、該オゾンガスを注入する循環ラインにおいて、オゾンガスを注入した混合液を循環ラインを通じて浸漬型膜分離装置の下方の曝気槽底部排出管に返送することを特徴とする有機性汚水の処理方法。
【請求項２】
有機性汚水を、活性汚泥曝気槽に浸漬型膜分離装置を用いて固液分離する有機性汚水処理装置の、曝気槽に送る循環ライン中に、オゾンガスをエジェクター方式で注入する有機性汚水の処理装置であって、曝気槽混合液の一部を有機性汚水流入部に返送する循環ラインを設けるとともに、オゾンガスを注入した混合液を前記循環ラインを通じて浸漬型膜分離装置の下方の曝気槽底部に返送する曝気槽底部排出管を設けたことを特徴とする有機性汚水の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機性汚水の処理に関するもので、詳しくは、膜分離を組み込んだ活性汚泥法における余剰汚泥の減容化に関するものであり、特に、有機性工業廃水や生活排水などに用いることができる有機性汚水の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、浸漬型膜分離装置を用いた廃水処理の主な方法は、活性汚泥曝気槽に膜分離装置を浸漬し、膜分離による固液分離を行い、処理水を取り出す一方、槽内の活性汚泥濃度を高く維持できることを特徴としていた。この場合、曝気槽での曝気は活性汚泥による生物処理に必要な酸素を供給するだけでなく、分離膜表面への汚泥付着を抑制する手段でもあった。また、膜汚泥の原因としては、ＢＯＤ除去の不十分による生物スラムの付着や高濃度廃水の瞬間流入に起因する有機物の付着などが挙げられる。この場合、廃水の流入部となる曝気槽前部に設置された膜が汚染されることが多い。さらに、生物処理水は平均孔径約１μｍ以下の分離膜から得られる透過水であり、ＳＳの流出は基本的にまったくないことから、ＳＳ流出に伴う反応槽活性汚泥の流出がなく、槽内汚泥濃度を容易に高く維持することができ、高いＢＯＤ容積負荷で処理することができる一方、生物処理にともなう余剰汚泥発生量が多くなることが問題であった。この余剰汚泥処理方法としては、生物反応槽から汚泥を定期的に引き抜き、濃縮、脱水等の工程を経て系外に排出しなければならなかった。
【０００３】
最近の活性汚泥処理と組み合わせた汚泥減容化処理として、余剰汚泥量以上の汚泥を沈澱池または生物反応曝気槽から引き抜き、オゾンを注入する別個のオゾン反応槽に導入し、オゾン処理を受けた汚泥を再び生物反応曝気槽へ返送し、曝気槽でオゾン処理汚泥の一部を生物処理によって分解することが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の方法では、生物反応槽から必要量の汚泥を引き抜き、新たに設けたオゾン反応槽による処理を行わなければならない。さらに、オゾン処理した汚泥が曝気槽に返送されてから曝気槽で生物分解できる割合が少なく、オゾン処理汚泥全体の約１／３程度であるとされている。これは、オゾンは極めて強い酸化剤であり、有機物の酸化に効果が見られるが、オゾン反応槽で反応に寄与しなかったオゾンは有害物であるから、排オゾンを通常活性炭塔を設置してオゾンを分解し、オゾン処理した汚泥を含む混合液を流入原水ラインへ返送し曝気槽へ戻しているために、曝気槽へ戻る混合液中には僅少量の溶存オゾン量が存在するだけで、曝気槽での汚泥の分解に殆ど寄与しないからである。また、オゾン処理汚泥の分解に伴い、従来より曝気風量を多くする必要があると同時に、沈澱池の上澄水が濁り、細かいＳＳが流出し、処理水の濁度やＣＯＤが上昇する問題点が残されていた。
【０００５】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、曝気槽中で排オゾンのガスと少量の残留オゾンの共同作用により余剰汚泥を減容し、膜表面への汚泥等の有機物の付着が抑制される有機性汚水の処理方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、曝気槽底部より循環ポンプを用いて曝気槽混合液を再び曝気槽に送る循環ライン中に、オゾンガスを直接注入して、循環ライン中で活性汚泥の分解を行うとともに、オゾンガスを含む混合液を曝気槽底部の循環液から排出させることにより余剰汚泥の減容とともに膜表面への汚泥や有機物の付着が防止できることを見出し本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、次の構成からなる。
１．  有機性汚水を、活性汚泥曝気槽に浸漬型膜分離装置を用いて固液分離する有機性汚水処理装置の、曝気槽に送る循環ライン中に、オゾンガスをエジェクター方式で注入する有機性汚水の処理方法であって、該オゾンガスを注入する循環ラインにおいて、オゾンガスを注入した混合液を循環ラインを通じて浸漬型膜分離装置の下方の曝気槽底部排出管に返送することを特徴とする有機性汚水の処理方法。
２．  有機性汚水を、活性汚泥曝気槽に浸漬型膜分離装置を用いて固液分離する有機性汚水処理装置の、曝気槽に送る循環ライン中に、オゾンガスをエジェクター方式で注入する有機性汚水の処理装置であって、曝気槽混合液の一部を有機性汚水流入部に返送する循環ラインを設けるとともに、オゾンガスを注入した混合液を前記循環ラインを通じて浸漬型膜分離装置の下方の曝気槽底部に返送する曝気槽底部排出管を設けたことを特徴とする有機性汚水の処理装置。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明によれば、活性汚泥曝気槽に浸漬型膜分離装置を用いて固液分離する有機性汚水処理装置において、曝気槽底部よりポンプを用いて曝気槽混合液を再び曝気槽に送る循環ラインに対し、オゾンガスを直接注入し、混合液と管内接触反応させることにより、混合液中の汚泥がオゾン酸化を受けることによって一部分解され、生分解性が高くなる。分解された汚泥を含む混合液が循環ラインを通じて曝気槽の底部に返送され、曝気槽の活性汚泥によってオゾン処理汚泥の一部がさらに分解される。その上、残留したオゾンが曝気槽底部に供給されることから、槽内の活性汚泥を直接酸化分解することも可能であり、膜表面へ有機物の付着が残留オゾンガスからの散気で抑制されるとともに生物処理に必要な酸素の一部も供給できる。
この結果、曝気槽内汚泥濃度の増加を抑制することが可能となる。
また、混合液循環ラインの出口が曝気槽の底部に設置されており、残留オゾンガスが循環ライン及び曝気槽底部において活性汚泥を直接酸化分解することで消費され、大気への排オゾン放出はほとんどない。また、循環ラインから混合液が返送されることにより原水量や負荷の変動にも対応できる。
【０００９】
一方、固液分離として浸漬膜を用いていることにより、曝気槽に未分解のオゾン処理汚泥が残留したとしても、槽外へ流出することなく、曝気槽において最終的に生物分解処理される。また、処理水は膜分離を経たものであるため、ＳＳ増加によるＣＯＤ上昇や濁度の悪化は全くなく、処理水質は従来と同程度とすることができる。
【００１０】
【実施例】
以下に本発明を実施態様の一例を示す図面を用いて詳細に説明するが、本発明は、この実施例に限定されるものではない。
なお、実施例および比較例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
〈実施例〉
図１は本発明に係る有機性汚水の処理方法の一実施例をフローシートで示す図である。
図１に示す如く、流入原水１は活性汚泥曝気槽３に導入され、散気ライン２より空気が供給され、好気的に原水中のＢＯＤ除去を中心とする生物学的処理を行う。浸漬膜型分離装置４によって、曝気槽混合液からＢＯＤ等有機汚濁物が除去された処理水５を得るとともに曝気槽３から活性汚泥の流出を阻止できる。
一方、流入原水および負荷の変動を緩和する目的で曝気槽混合液の一部を循環ポンプ６により流入部に返送する循環ライン９において、オゾン発生器７からオゾンガスをオゾン注入管８を経てエジェクター方式１０により直接循環ライン９に注入し、混合液の汚泥と反応する。オゾン処理を受けた混合液を曝気槽３底部の循環液排出管１１に返送し、槽３内の活性汚泥と十分に混合し、生物処理による分解作用でその一部が分解される一方、排オゾンガスが曝気槽に放出され、活性汚泥を直接酸化分解するとともに生物処理に必要な酸素の一部となる。
【００１１】
上記フローシートに示す工程中、エジェクターオゾン注入におけるガス流量と液流量の気液比は１／４以上とするのが好ましい。循環量が少ない場合、エジェクター１０前部の循環ラインよりバイパス１２を設けて混合液を再び循環ポンプ６入口に導入することによって調整してもよい。
上記図１のフローシートでエジェクター１０前部よりバイパス１２を設けて混合液を再び循環ポンプ６入口に導入する方法にて有機性汚水を対象とした処理を行った。処理条件を表１に示す。曝気槽ＭＬＳＳの経過を図２に示す。原水および処理水水質の結果を表２に示す。
【００１２】
〈比較例１および２〉
図３にフローシートで示すオゾン反応装置を有しない膜分離活性汚泥処理を比較例１とし、図４にフローシートで示す膜分離装置を用いない標準活性汚泥法にオゾン反応装置を導入した処置を比較例２とした処理水質の結果も表２に示す。これらの比較例における槽内ＭＬＳＳの経過を図５に示す。
【００１３】
【表１】
0003763444.tif 000002
【００１４】
【表２】
0003763444.tif 000003
【００１５】
表２に示すように比較例１の膜分離活性汚泥法による処理では、処理水のＣＯＤやＢＯＤなどは実施例とほぼ同程度であった。しかし、図５に示すようにオゾン処理反応槽を設けていないことから、曝気槽内のＭＬＳＳは経過日数とともに増加し、初期に約６０００ｍｇ／リットルであったのに対し、経過５０日目に約２倍の１１０００ｍｇ／リットルとなった。
一方、生物処理系外にオゾン反応槽１５を設けた標準活性汚泥法による比較例２の処理では、図５に示すように曝気槽のＭＬＳＳは処理経過約５０日でもほぼ６０００ｍｇ／リットル前後であり、汚泥の減容効果が認められた。しかし、処理水のＳＳが２１ｍｇ／リットル、ＣＯＤが２５ｍｇ／リットル、ＢＯＤが９．５ｍｇ／リットルとなり、前記実施例の処理水よりＳＳ、ＣＯＤ及びＢＯＤがそれぞれ高くなり、有意的な差異が認められた。このことから、膜分離を用いず、オゾン反応槽だけを導入した場合、処理水質が悪化することが認められた。
【００１６】
【発明の効果】
以上に詳述したとおり、本発明の有機性汚水の処理方法によれば、活性汚泥曝気槽に浸漬型膜分離装置を用いて固液分離する有機性汚水処理装置において、曝気槽底部より循環ポンプを用いて曝気槽混合液を再び曝気槽底部に送る循環ラインに対し、エジェクター方式によりオゾンガスを注入し、混合液と管内接触反応させることで、混合液汚泥の一部がオゾン処理され、生分解性が向上する。その後、曝気槽の活性汚泥によってオゾン処理汚泥の一部が分解される。
また、排オゾンガスが曝気槽底部の循環液排出管を通じて曝気槽内に供給されるため、槽内の活性汚泥を直接酸化分解することが可能であり、余剰汚泥量が減容されるので、膜表面への有機物付着が排オゾンガスからの散気で抑制されるとともに生物処理に必要酸素の一部も供給できる。
この結果、曝気槽内汚泥濃度の増加を抑制することが可能となる。
さらに混合液循環ラインの出口が曝気槽の底部に設置されており、排オゾンガスが循環ラインおよび曝気槽底部において活性汚泥を直接酸化反応することで消費され、大気への排オゾン放出はほとんどない。また、循環ラインから混合液が返送されることにより原水量や負荷の変動にも対応できる。
【００１７】
一方、固液分離装置として浸漬膜を用いていることにより、曝気槽に未分解のオゾン処理汚泥が残留したとしても、槽外へ流出することなく、曝気槽において最終的に生物分解処理される。また、処理水は膜分離を経たものであるため、ＳＳ増加によるＣＯＤ上昇や濁度の増加は殆どなく、処理水質は従来と同程度とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機性汚水の処理方法の一実施例を説明するためのフローシートである。
【図２】本発明の一実施例の曝気槽のＭＬＳＳの経過日数による変化を示す点グラフである。
【図３】比較例１の処理工程を示すフローシートである。
【図４】比較例２の処理工程を示すフローシートである。
【図５】比較例１および２の曝気槽のＭＬＳＳの経過日数による変化を示す点グラフである。
【符号の説明】
１  流入原水
２  散気ライン
３  曝気槽
４  浸漬膜型分離装置
５  処理水
６  循環ポンプ
７  オゾン発生器
８  オゾン注入管
９  混合液循環ライン
１０  エジェクター
１１  循環液排出管
１２  循環液バイパス
１３  沈殿池
１４  返送汚泥
１５  オゾン反応槽
【図１】
0003763444.tif 000004
【図２】
0003763444.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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