JP3663178B2 - Sewage treatment method by intermittent aeration using a membrane diffuser. - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は下水、工場排水、生活排水等の汚水を浄化する方法に関するものである。より詳しくは、排水量が変動する該汚水を活性汚泥処理または生物膜接触酸化処理するに当たって、該汚水中に特定の散気管を配置して微細気泡による間欠散気を行い、長期に亘って少ない送風エネルギーで且つ該散気管の孔が閉塞することなく散気して該汚水中のBOD成分などの汚染物質を除去する経済的な水処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、下水、工場排水、生活排水などの10mg/L以上のBOD成分を含む汚水を浄化する方法には該汚水を水槽に入れて散気管から空気を水中に吹き込み曝気することによって気泡と水とを接触させて溶存酸素濃度を高く維持して、水中に好気性菌および微生物などを繁殖、増殖させてBOD成分を低減する活性汚泥法がある。また、有機または無機の繊維、フィルム、板などの生物膜担体を該水槽に浸漬して散気することによって好気性菌や微生物を該担体表面に付着し増殖させることによって水を浄化する生物膜接触酸化処理法がある。
【0003】
通常、これらの活性汚泥法や生物膜接触酸化法は昼夜で長期間連続して操業する工場の排水や下水を連続して水槽に流入させて行う水処理に用いられ、その曝気や散気には直径数cm以上の孔を有する散気管や直径数mmの微細気泡を発生させる散気管が用いられている。一般に、直径数cm以上の孔や空気吹き出し口を有する該散気管は金属製のパイプやノズルから大きな気泡を散気して水を激しく撹拌させることにより微生物を増殖し浮遊させて水を浄化できるため活性汚泥処理法に用いられている。一方、直径数mmの微細気泡を散気する方法は該気泡から水への酸素の拡散が効率的であり、前記方法に比べて少ない空気量で水中の溶存酸素濃度を高めることができるため、送風機を小さくでき、電力などのエネルギー使用量を節約できるという利点があり注目されている。特に、昼夜連続で一定量の汚水が発生する排水に対して微細気泡を連続的に散気する場合、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、ポリウレタン、ニトリルゴムなどの材料に多数個のスリット孔を設けた5000Pa以上という高い圧損のメンブラン製散気管が活性汚泥処理や生物膜接触酸化処理の方法に多用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、昼間は操業し夜間は操業しないような工場の排水や特定の時間帯だけ多量に発生する一般家庭排水のような汚水に多数個のスリットを有する該メンブラン製散気管を適用する場合、汚水量の減少時に処理水中の好気性菌や微生物の養分となるBOD成分が不足する一方、水中の溶存酸素濃度が過多になり好気性菌や微生物の働きが低下して水の浄化があまり進まないという問題があった。そのため、工場操業を停止したり家庭の活動が少なくなる夜間や休日などの排出汚水が殆どない時間帯では水槽中の汚水に配置した該散気管に空気を送ることを停止し、工場操業や家庭生活が活発となるのに合わせて散気を再開するという間欠散気を行っている。しかし、この間欠散気において、散気管のスリット孔が間欠散気を繰り返すことによって汚泥や菌により短期間で閉塞して散気が困難になり、散気管の交換、閉塞した孔の修復などを頻繁に行わなければならないという問題や、スリット孔を有する該メンブラン製散気管の散気再開時に空気送風機に多大の負荷がかかり送風エネルギーが大きくなるとともに大きな送風機を用いなければならず経済的な負担が大きいという問題があり、長期に亘り安定した間欠散気により経済的に安価な汚水浄化の方法が求められていた。
【0005】
そこで本発明の目的は、前記従来の問題点を解決し、下水、工場排水、生活排水などの汚水を水槽に流入して活性汚泥処理や生物膜接触酸化処理するに当たって、該水槽中に配置した散気管の散気孔が閉塞することなくまた少ない送風エネルギーで間欠散気して、該汚水中のBODなどの汚染物質を長期に亘って安定して除去する水浄化方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決する手段】
本発明者等は前記目的を達成するために鋭意検討した結果、スリット孔を有するメンブラン製散気管を用いて間欠散気する場合、散気管のスリット孔の閉塞は送風機を停止した時に汚水が散気管内に逆流したりスリット孔に汚泥が挟まるためであり、その傾向は表面エネルギーが高いメンブランの散気管ほどメンブラン表面やスリット孔やその周辺に好気性菌や微生物が付着して大きくなること、また、スリット孔が長いほど汚泥が挟まりやすいため閉塞しやすいことを見い出した。また、散気再開時における送風機の負荷は定常時に比べて大きいが、散気管の圧損を低くすると該負荷を小さくできることを認め、適度な表面エネルギーを有し、適度の長さのスリット孔を設けた圧損の低いメンブランを用いた散気管はスリット孔の閉塞を起さず、小さな送風エネルギーで長期間安定して間欠散気が出来ることを見い出し、本発明に至った。
【0007】
すなわち、本発明は汚水を水槽に流入して活性汚泥処理または生物膜接触酸化処理するに当たって、該汚水中に表面エネルギーが35mN/m以下のメンブランを用いたスリット孔長さが0.4〜0.8mmおよび圧損が1000〜4000Pa(パスカル)であるメンブラン製散気管を配置して間欠散気する水処理方法からなる。
【0008】
本発明は表面エネルギーが35mN/m以下のメンブランがシリコーンゴム、EPDMであることを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施について詳述する。
間欠散気
本発明における間欠散気は、散気の始動と停止を繰り返し行うことと定義する。通常の間欠散気は水槽に流入する汚水量が多くなるときに散気し、流入量が殆どない時に散気を停止するという繰り返しを時間単位、日単位および週単位、月単位およびそれらを組み合わせて行う。例えば、水槽に流入する汚水量が多くなる昼間は散気し、夜間は散気を停止または僅かの散気を行うことを長期に繰り返す場合、また、一週間のうち数日は昼夜連続で散気し、その他の休日などの日は流入量が少なくまたは停止するので散気しないことを長期に繰り返す場合や、年間のうち祝祭日や休日のために一週間またはそれ以上の日数で流入量が少なく散気を止めることがあり、それが多年にわたって繰り返される場合などである。さらに、該間欠散気は工業的な水処理において水槽に配置した多数個の該散気管を全てまたは一部を間欠散気する場合や連続的に汚水が流入する処理能力を上回る水槽を用いて活性汚泥処理または生物膜接触酸化処理するに当たって、送風に関わるエネルギーを節約するため間欠散気する場合などである。
【0010】
メンブラン製散気管
本発明で使用されるメンブラン製散気管は活性汚泥処理や生物膜接触酸化処理の水槽底部に均等に全面配置するに適する形状が好ましく、矩形状や円盤状のものや筒状のものである。矩形状や円盤状のものは同心の矩形、円状に多数のスリット孔2が配置された図1に示すような圧力を均等にするための空気室3を有するディスク型であり、筒状のものは該メンブランの長さ方向に間隔をあけてスリット孔9を配置したチューブ8の中に、空気を送り込むためのポリプロピレンやアクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)などの樹脂製のパイプ5を挿入し、該メンブランを該パイプに金属製バンド6、7で締め付けて固定した図2に示すような円筒型である。ディスク型の大きさは直径20〜75cmが、また、円筒型の大きさは長さ20〜75cm、チューブ直径は5〜20cmが散気する際に空気圧により膨らみすぎてスリット孔寸法が大きく変化するので好ましくない。
【0011】
本発明で使用されるメンブラン製散気管はスリット孔を多数個配置した表面エネルギー35mN/m以下であるメンブランを用いたものが好ましい。表面エネルギーが35mN/mを超える場合、散気を停止している間に好気性菌や微生物がメンブランのスリット孔やその周辺に付着し、散気を再開しても除去されず該スリット孔に挟まって散気管を閉塞させる傾向になるので好ましくない。表面エネルギーが35mN/m以下である材質としてはEPM(エチレン・プロピレンゴム)、EPDM(エチレン・プロピレンジエンゴム)などのエチレン・プロピレン系ゴムやシリコーンゴムがあり、これらをメンブランとする散気管が好ましい。シリコーンゴムメンブランは圧縮永久歪み特性に優れているため、長期間に亘る間欠散気にともなうスリット孔の繰り返し開閉による孔部分のたるみが現れず、新品同様の状態を維持して閉塞が起こりにくいので特に好ましい。
【0012】
本発明で用いられる該散気管のスリット孔は該メンブラン厚み2〜4mmの薄板に、厚み方向にカッター、レーザーなどで切れ目を貫通させたものであり、通常は該メンブランの弾力性によってスリット孔が閉じた状態にあるが、散気管に空気を送り加圧することによって該スリットが開口し空気が噴出し均一な微細気泡をつくることができる。該スリット孔の長さは0.4〜1.0mmであることが好ましい。スリット孔長さが0.4mm未満の場合送風する空気中の微細な塵埃により孔の閉塞が起こりやすくなるので好ましくない。スリット孔が1.0mm超の場合散気時にスリット孔の長さ方向に開口にバラツキを生じ、空気がより出る部分と出ない部分ができやすく、散気の少ない部分に汚泥や菌や微生物が増殖したり、挟まる傾向になるので好ましくない。特に、該スリット孔の長さは送風した空気中の塵埃による閉塞と散気中のスリット孔の均一な開口を考慮して0.5〜0.8mmが好ましい。該スリット孔の長さ方向および幅方向におけるスリット孔間隔はいずれも1〜5mmが散気時の微細気泡の合体を防止できるので好ましい。
【0013】
本発明で用いられるメンブラン製散気管の圧損は1000〜4000Paが好ましい。圧損が1000Pa未満の場合、間欠散気における散気停止時に汚水が逆流してスリット孔が閉塞する傾向となるので好ましくない。また、圧損が4000Pa超の場合、間欠散気において、散気時のスリット孔に長さ方向の開口が不均等となりやすく、あまり開口しない部分に汚泥や散気の停止時に増殖した菌や微生物が挟まりやすく、また、散気開始時と定常状態の散気時との送風エネルギーに大きな差ができるため、より大きな送風機を設置しなければならずコストが高くなるので好ましくない。より好ましくはメンブラン製散気管の圧損は1500〜3000Paである。本発明において圧損は大気中に該散気管を配置して送風したときに該散気管の多数個のスリット孔から散気し始めたときの該散気管内圧とする。
【0014】
水処理方法
本発明における水処理方法は水槽に入れた汚水中に該メンブラン製散気管を配置し、間欠散気して水処理する方法であり、例えば、昼間や工場操業時などの流入量が多いようなときは該散気管に空気を送って散気し、夜間や工場が操業停止するなどの排水量が殆どないような前記した状態の時、設置した複数の散気管の全部または一部が散気を停止することを繰り返す水処理方法である。
【0015】
本発明における水処理に用いられる水槽は底面が矩形、円形などの形をした側壁を有するコンクリート、金属、プラスチックス、繊維強化プラスチックスおよびそれらを組み合わせた材料からなり、原水流入口が該水槽上部または下部の一方の側に、処理水出口が対面する側または該水槽の底部中央付近にあり、流入させた原水を該水槽中で活性汚泥処理または生物膜接触酸化処理することが出来る公知の容器状のものである。
【0016】
該水槽の大きさは流入する汚水量や含まれるBOD成分の量などによって選定され、通常、排出水のBODが水の排出基準以下になるように、水槽中の水量を定常に流入するときの時間当たりの汚水量で除した時間が1〜24時間となるような容積のものが適当である。
【0017】
本発明の方法における該散気管の配置は活性汚泥処理および生物膜接触酸化処理などいずれの場合も処理水槽の底部に設置することが微細気泡を散気して効率的に溶存酸素を高めるために好ましく、特に、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニリデンなどの繊維、織物、板などや例えば特開平8−290191号公報に記載の公知の炭素繊維を用いた生物膜担体を汚水と接触させる生物膜接触酸化処理の場合、図1に示すようなスリット孔2を設けたメンブラン1のディスク型散気管を該処理槽の該担体の真下に配置する方が効果的に微生物や好気性菌を増殖させることが出来るので好ましい。また、該散気管は散気管のメンブラン表面積が水槽底面面積の30%以上で、且つほぼ均等な配分になるように水槽底部に設置(全面配置という)して散気(全面散気という)することが散気効率を高くできるので好ましい。
【0018】
該散気管に適用する空気圧は該散気管の圧損、該散気管の配置した水深、送風空気量などを考慮して選定する。例えば、図1に示すような形状の圧損が3000Paである直径50cmのディスク型散気管を水深5mに配置した場合の該散気管内部の空気圧は、送風機を調整して、水圧と圧損3000paと散気量に対応する空気圧を加算した値となるようにして間欠散気することが好ましい。また、該散気管に適用する空気量は水処理槽の容量、該水処理槽に流入する処理水の中の溶存酸素やBODの量、該気泡の大きさ、水への撹拌作用、好気性菌や微生物の量や繁殖・増殖速度などを考慮して選定するが、通常は水処理槽中の溶存酸素濃度を水1リットル当たり3〜8mgとするために、処理する汚水1立方メートル当たり約10〜20立方メートル/時が好ましい。
【0019】
上記した本発明の間欠散気する水処理方法は、下水、工場排水、生活排水などの水量が変動する高いBOD成分を含む汚水の活性汚泥処理または生物膜接触酸化処理に効果的に適用出来るだけでなく、活性汚泥処理または生物膜接触酸化処理したあとの低BOD成分を含む処理水のような水にも適用して間欠散気して、該散気管の孔が閉塞することなく汚染物質であるBOD成分、窒素化合物を小さい送風エネルギーで、且つ長年月に亘って極めて効率的に除去できるため、散気管の孔の閉塞に伴う散気管の交換作業やその経済的負担を軽減し、また、生活の水環境をきれいに保全できる。
【0020】
【実施例】
以下に、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り下記実施例に限定されるものではない。なお、特に指定しない限り%は重量%を意味する。
【0021】
本発明における表面エネルギーは液体表面張力計(島津製作所製モデルDN)を用いて求めた。
【0022】
実施例1
幅(短辺)4.0m、長さ(長辺)14.0m、高さ6mのオーバーフロー堰13、14でかこむ活性汚泥処理水槽22(水の高さ5.25m、汚水量約290m3)とその両外側に隣接して該オーバーフロー堰とコンクリート外壁10で囲む原水流入口11と処理水流出口12をそれぞれ有する流入水調整槽15と処理水流出槽16を設け、該活性汚泥処理水槽22の底部に、図2に示すような表面エネルギーが31.5mN/mであるシリコーンゴム8にスリット孔9の長さが0.7mm(スリット孔長さ方向のスリット孔間隔1mmでスリット孔幅方向の間隔1mm)とした圧損が2500Paである円筒型散気管20(メンブランのチューブ内径10cm、長さ50cm)の168本を均等に設置した活性汚泥処理装置を用いて、工場の操業時間7〜23時の間は25m3/時間の流量で排出するBOD330〜350mg/Lである工場排水(原水)を該活性汚泥処理槽22(MLSSが12000mg/L)に流入し、同時に、送風機より配管17、18、19を通して設置した全部の該散気管20から流量7Nm3/分で均等に微細気泡21を散気し、工場が操業を停止する23〜7時の間は工場から排水が出されなかったため該活性汚泥処理槽22に汚水の流入を止めると同時に散気も停止するという間欠散気を行う処理を1年間行った。その結果、間欠散気における散気再開時の送風エネルギーは定常に散気しているときと殆ど変わらず低い消費エネルギーで1年間推移し、また、散気管のスリット孔は1年間閉塞せずに安定した間欠散気が出来た。さらに、散気停止前である23時直前に該活性汚泥処理後の排出槽16で採取した処理水と散気再開直前である7時前に該活性汚泥処理槽22の中の排出槽16に近いところで採取した活性汚泥水のBOD濃度変化を1年間継続して調べた結果、処理水のBOD濃度は5〜10mg/Lであり流入原水に比べて大幅に低いBOD濃度で推移し、間欠散気により安定して水中のBODを低減できた。
【0023】
実施例2
底部に食肉加工工場の活性汚泥処理槽とパイプで連結して活性汚泥水を導入できるようにした汚水導入口24があり、上部に処理水29を排出する排出口25を有する内径50cm、高さ3.5mの透明なアクリル樹脂製円筒状容器23の底に、図1に示すような表面エネルギーが24.7mN/mであるEPDMゴム1にスリット孔2の長さが0.5mm(円周方向のスリット間隔1mmで円周の間隔が1mm、円の中心から半径5〜14cmの間にスリット孔が存在)で圧損が2000Paであるディスク型メンブラ製散気管26(直径30cm、高さ5cm)1個を配置し、該アクリル樹脂製円筒状容器内に100gの炭素繊維30(炭素含有量4.5%、引張強度3950MPa、引張弾性率235GPa、比重1.77、単繊維直径7ミクロンメートル)を下部に1mg/デニールの錘をつけて水面(水面高さ3.2m)から2.5mの間に吊り下げた生物膜接触酸化処理装置に、1日のうち12時間は、BOD成分を350〜400mg/L含む該活性汚泥水(MLSSが8000mg/L)を毎時50Lで流入し、同時に、送風機に連結した送風管27より該散気管26に空気量3Nm3/時(内圧31430Pa)で微細気泡28を散気し、次の12時間は該該活性汚泥水の流入と散気を停止する繰り返しを行う間欠散気による生物膜接触酸化処理を6ヶ月間行った。汚水の流入と散気を行った12時間後の散気停止直前の流入原水と処理水(a)を採取することおよび汚水流入と散気をともに停止した12時間後の散気開始直前に該容器の上から処理水(b)を採取することを毎日行い、6ヶ月間の変化を調べた結果、流入原水中のBOD濃度(350〜400mg/L)に対して、処理水(a)および(b)のBOD濃度はともに5〜9mg/Lで推移し間欠散気によるBOD除去効率は良好で安定して除去でき、また、該散気管のスリット孔の閉塞は認められなかった。
【0024】
比較例1〜4
間欠散気による汚水処理を6ヶ月間行うに当たって、EPDMゴムのメンブランの圧損が5000Paである以外は実施例2と同様(比較例1)、スリット孔長さが0.2mmである以外は実施例2と同様(比較例2)、スリット孔長さが0.9mmである以外は実施例2と同様(比較例3)、表面エネルギーが40.1mN/mであるナイロン6.6のメンブラン製ディスク型散気管を用いる以外は実施例2と同様(比較例4)にして生物膜接触酸化処理して送風エネルギーの変化、スリット孔の閉塞状態の観察、処理水のBOD濃度変化を調べた。その結果、比較例1は5ヶ月目にスリット孔の1/5が閉塞して散気が十分に行えない状態となり、BODの除去効率も低下した。また、比較例2、比較例3では送風による塵埃の詰まりや汚泥の挟まりなどにより6ヶ月後にはスリット孔の1/4以上が閉塞し、十分な散気を行うことが出来ない状態になった。さらに、比較例4では菌や微生物が散気管表面に多く付着して徐々にスリット孔が閉塞して6ヶ月目には1/3が閉塞した。
【0025】
【発明の効果】
本発明の水処理方法は工場排水、生活排水等の排水量が大きく変動する汚水を活性汚泥処理および生物膜接触酸化処理する場合、表面エネルギーが35mN/m以下およびスリット孔長さが0.4〜1.0mmおよび圧損が1000〜4000Pa(パスカル)であるメンブラン製散気管を処理槽に配置して間欠散気するため、メンブランのスリット孔の閉塞を起こさず長期間に亘って安定し、また、小さな送風エネルギーで経済的に汚水処理する事が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】スリット孔を有するディスク型散気管概略図
【図2】スリット孔を有する円筒型散気管概略図
【図3】活性汚泥処理装置概略側断面図
【図4】透明なアクリル樹脂製円筒状生物膜接触酸化処理装置概略側断面図
【符号の説明】
1、8 メンブラン
2、9 スリット
3 空気室
4 空気供給口
5 樹脂製空気導入パイプ
6、7 メンブランの樹脂製空気導入パイプへの固定バンド
10 コンクリート壁
11 原水流入口
12 処理水流出口
13、14 オーバーフロー仕切壁
15 汚水流入調整槽
16 処理水排出槽
17、18、19 空気供給管
20 円筒型散気管
21、28 微細気泡
22 活性汚泥処理水槽
23 透明なアクリル樹脂製円筒状容器
24 汚水導入口
25 処理水排出口
26 ディスク型メンブラ製散気管
27 送風管
28 微細気泡
29 処理水
30 炭素繊維
31 重り[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for purifying sewage such as sewage, industrial wastewater, and domestic wastewater. More specifically, when the sewage whose amount of drainage varies is activated sludge treatment or biofilm contact oxidation treatment, a specific aeration pipe is arranged in the sewage to perform intermittent aeration with fine bubbles, and a small amount of airflow over a long period of time. The present invention relates to an economical water treatment method that removes contaminants such as BOD components in the sewage by diffusing with energy and without blocking the holes of the diffusing tube.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a method for purifying sewage containing 10 mg / L or more of BOD components such as sewage, factory effluent, domestic sewage, etc., by putting the sewage into a water tank and blowing air into the water from an air diffuser and aeration. There is an activated sludge method in which the dissolved oxygen concentration is maintained at a high level by bringing the aerobic bacteria and microorganisms into the water to propagate and proliferate to reduce the BOD component. Also, a biofilm that purifies water by adhering and growing aerobic bacteria and microorganisms on the surface of a carrier by immersing a biofilm carrier such as an organic or inorganic fiber, film, or plate in the water tank and diffusing it. There is a catalytic oxidation treatment method.
[0003]
Usually, these activated sludge methods and biofilm contact oxidation methods are used for water treatment by continuously flowing wastewater and sewage from factories that operate continuously for a long time day and night into the aquarium. A diffuser tube having a hole having a diameter of several centimeters or more and a diffuser tube that generates fine bubbles having a diameter of several millimeters are used. Generally, the air diffuser having a hole having a diameter of several centimeters or more and an air outlet can purify water by growing and floating microorganisms by aerating large bubbles from a metal pipe or nozzle and stirring the water vigorously. Therefore, it is used in the activated sludge treatment method. On the other hand, the method of aerating fine bubbles with a diameter of several millimeters is efficient in diffusing oxygen from the bubbles into water, and can increase the dissolved oxygen concentration in water with a small amount of air compared to the above method. Attention has been paid to the advantage that the blower can be made smaller and energy consumption such as electric power can be saved. In particular, when fine bubbles are continuously diffused to wastewater that generates a certain amount of sewage continuously day and night, a number of slit holes are provided in materials such as ethylene propylene diene rubber (EPDM), polyurethane, and nitrile rubber. In addition, membrane diffuser tubes with a high pressure loss of 5000 Pa or more are frequently used for activated sludge treatment and biofilm contact oxidation treatment methods.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when applying the membrane diffuser pipe having a large number of slits to sewage such as factory effluent that operates during the day and does not operate during the night, or general household effluent that is generated in large quantities only during a specific time period, When the amount is reduced, the BOD component, which is a nutrient for aerobic bacteria and microorganisms in the treated water, is insufficient, but the dissolved oxygen concentration in the water is excessive and the work of the aerobic bacteria and microorganisms is reduced, so the purification of water does not progress much. There was a problem. Therefore, in the time when there is almost no discharged sewage, such as at night or on holidays, when the factory operation is stopped or when household activities are reduced, the air supply to the air diffuser placed in the sewage in the tank is stopped, and the factory operation and household We perform intermittent aeration to resume aeration as life becomes active. However, in this intermittent aeration, the slit hole of the diffuser tube repeats the intermittent aeration, which makes it difficult to diffuse due to sludge and bacteria in a short period of time. The problem that it must be performed frequently, and when the diffuser of the membrane air diffuser having slit holes is resumed, a large load is applied to the air blower and the blower energy is increased. Therefore, there has been a demand for an economically inexpensive method for purifying sewage due to stable intermittent aeration over a long period of time.
[0005]
Therefore, the object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and to arrange sewage such as sewage, factory effluent, and domestic effluent into the aquarium and perform the activated sludge treatment and biofilm contact oxidation treatment in the aquarium. It is an object of the present invention to provide a water purification method for removing pollutants such as BOD in the sewage stably over a long period of time by intermittently diffusing with less blowing energy without blocking the diffusive holes of the diffusing pipe.
[0006]
[Means for solving the problems]
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that when intermittent air is diffused using a membrane air diffuser having a slit hole, the slit hole of the air diffuser is blocked when the blower is stopped. This is because the sludge flows backward in the trachea or the sludge gets caught in the slit hole, and the tendency is that the air diffuser of the membrane with high surface energy becomes larger with aerobic bacteria and microorganisms attached to the membrane surface, slit hole and its surroundings, In addition, it has been found that the longer the slit hole is, the more easily sludge is trapped and the more easily the blockage occurs. In addition, the load of the blower at the time of resuming the air diffuser is larger than that at the steady state, but it is recognized that the load can be reduced if the pressure loss of the air diffuser is lowered, and a slit hole having an appropriate length is provided with an appropriate surface energy. It has been found that a diffuser tube using a membrane with a low pressure loss does not cause clogging of the slit hole, and can intermittently diffuse stably for a long period of time with a small blowing energy.
[0007]
That is, the present invention is when treating activated sludge treatment or biofilm catalytic oxidation by introducing the wastewater to a water tank, a slit hole length of the surface energy soil water was used following the membrane 35 mN / m is from 0.4 to 0 It consists of a water treatment method in which an aeration tube made of a membrane having a pressure loss of 0.8 mm and a pressure loss of 1000 to 4000 Pa (Pascal) is arranged and intermittently diffused.
[0008]
The present invention is characterized in that the membrane having a surface energy of 35 mN / m or less is silicone rubber or EPDM.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the implementation of the present invention will be described in detail.
Intermittent aeration The intermittent aeration in the present invention is defined as the repeated starting and stopping of aeration. Normal intermittent aeration diffuses when the amount of sewage flowing into the tank increases, and repeats the repetition of stopping the aeration when there is almost no inflow, hourly, daily and weekly, monthly and combinations of them Do it. For example, when air is diffused in the daytime when the amount of sewage flowing into the tank increases, the air diffuser is stopped for a long time, or it is repeated for a long time at night. If the day of the holiday, such as holidays, is low or stops, the inflow will be low or will not be diffused for a long time, or if the inflow is low for a week or more due to holidays or holidays of the year This may be the case when the aeration is stopped and repeated for many years. Furthermore, the intermittent air diffuser is used in an industrial water treatment when a large number of the air diffuser pipes disposed in the water tank are intermittently diffused or when the water tank exceeds the treatment capacity into which sewage flows continuously. In the case of activated sludge treatment or biofilm contact oxidation treatment, intermittent aeration is performed to save energy related to blowing.
[0010]
Membrane air diffuser The membrane air diffuser used in the present invention preferably has a shape suitable for evenly disposing at the bottom of the water tank for activated sludge treatment or biofilm contact oxidation treatment, and is preferably rectangular or disk-shaped or cylindrical. Is. A rectangular shape or a disc shape is a concentric rectangle, a disk type having an air chamber 3 for equalizing pressure as shown in FIG. Insert a pipe 5 made of resin such as polypropylene or acrylonitrile butadiene styrene (ABS) for feeding air into a tube 8 in which
[0011]
The membrane air diffuser used in the present invention is preferably one using a membrane having a surface energy of 35 mN / m or less in which a large number of slit holes are arranged. When the surface energy exceeds 35 mN / m, aerobic bacteria and microorganisms adhere to the membrane slit hole and its surroundings while the aeration is stopped, and are not removed even when the aeration is resumed. It is not preferable because the air diffuser tends to be clogged. Examples of the material having a surface energy of 35 mN / m or less include ethylene / propylene rubbers such as EPM (ethylene / propylene rubber) and EPDM (ethylene / propylene diene rubber), and silicone rubber. . Silicone rubber membranes have excellent compression set characteristics, so there is no sag in the hole due to repeated opening and closing of the slit hole due to intermittent air diffusion over a long period of time, and it remains in the same state as a new product and is not easily clogged. Particularly preferred.
[0012]
The slit hole of the air diffuser used in the present invention is a thin plate having a thickness of 2 to 4 mm, and a slit, a cutter, a laser or the like is penetrated in the thickness direction. Usually, the slit hole is formed by the elasticity of the membrane. Although it is in a closed state, when air is supplied to the air diffuser and pressurized, the slit is opened and air is blown out to form uniform fine bubbles. The length of the slit hole is preferably 0.4 to 1.0 mm. When the slit hole length is less than 0.4 mm, it is not preferable because the hole is likely to be blocked by fine dust in the blown air. If the slit hole is larger than 1.0 mm, the opening will vary in the length direction of the slit hole at the time of air diffusion, and it is easy to create a part where the air goes out and a part where the air does not come out. Since it tends to proliferate or get caught, it is not preferable. In particular, the length of the slit hole is preferably 0.5 to 0.8 mm in consideration of blockage by dust in the blown air and uniform opening of the slit hole in the diffused air. The slit hole interval in the length direction and the width direction of the slit hole is preferably 1 to 5 mm because coalescence of fine bubbles during aeration can be prevented.
[0013]
The pressure loss of the membrane diffuser used in the present invention is preferably 1000 to 4000 Pa. When the pressure loss is less than 1000 Pa, the sewage tends to flow backward and stop the slit hole when the air diffusion is stopped in the intermittent air diffusion. In addition, when the pressure loss exceeds 4000 Pa, in the intermittent aeration, the opening in the length direction tends to be uneven in the slit hole at the time of the aeration, and bacteria and microorganisms that have proliferated when the sludge and the aeration are stopped in a portion that does not open much. It is easy to pinch, and since there is a large difference in the blown energy between the start of the diffuser and the steady state diffuser, it is not preferable because a larger blower must be installed and the cost increases. More preferably, the pressure loss of the membrane diffuser is 1500 to 3000 Pa. In the present invention, the pressure loss is the internal pressure of the diffuser tube when the diffuser tube is arranged in the atmosphere and the air is blown from a large number of slit holes of the diffuser tube.
[0014]
Water treatment method The water treatment method in the present invention is a method of disposing the membrane aeration pipe in the sewage water put in the water tank, and performing the water treatment by intermittent aeration. For example, the amount of inflow during daytime or factory operation is When there is a lot of air, send air to the diffuser to diffuse it, and at the time of the above state where there is almost no drainage, such as at night or when the factory is shut down, all or some of the multiple diffuser installed This is a water treatment method that repeats stopping the aeration.
[0015]
The water tank used for water treatment in the present invention is made of concrete, metal, plastics, fiber reinforced plastics, and a combination of these having a sidewall having a rectangular bottom or a round bottom, and the raw water inlet is the upper part of the tank. Or a known container on one side of the lower part where the treated water outlet faces or near the center of the bottom of the aquarium, and the raw water introduced can be treated with activated sludge or biofilm contact oxidation in the aquarium It is a shape.
[0016]
The size of the aquarium is selected according to the amount of sewage that flows in, the amount of BOD components contained, etc., and is usually used when the amount of water in the aquarium is constantly flowing so that the BOD of the effluent falls below the water discharge standard. A volume of 1 to 24 hours divided by the amount of sewage per hour is appropriate.
[0017]
The arrangement of the air diffuser in the method of the present invention is to install at the bottom of the treated water tank in any case such as activated sludge treatment and biofilm contact oxidation treatment in order to diffuse fine bubbles and efficiently increase dissolved oxygen. In particular, biofilm-catalyzed oxidation in which a biofilm carrier using fibers, fabrics, plates, etc. such as polypropylene, polyethylene, polyvinylidene chloride, etc. or known carbon fibers described in, for example, JP-A-8-290191 is contacted with sewage. In the case of treatment, it is possible to effectively propagate microorganisms and aerobic bacteria by arranging the disk-type air diffuser of the
[0018]
The air pressure to be applied to the air diffuser is selected in consideration of the pressure loss of the air diffuser, the water depth at which the air diffuser is disposed, the amount of blown air, and the like. For example, when a disk-type air diffuser having a diameter of 50 cm and a pressure loss of 3000 Pa having a shape as shown in FIG. 1 is disposed at a water depth of 5 m, the air pressure inside the air diffuser is adjusted to a water pressure and a pressure loss of 3000 pa by adjusting the blower. It is preferable to intermittently diffuse air so that the air pressure corresponding to the air volume is added. The amount of air applied to the air diffuser is the capacity of the water treatment tank, the amount of dissolved oxygen and BOD in the treated water flowing into the water treatment tank, the size of the bubbles, the stirring action on the water, and the aerobic property. It is selected in consideration of the amount of bacteria and microorganisms and the propagation / growth rate. Usually, in order to set the dissolved oxygen concentration in the water treatment tank to 3 to 8 mg per liter of water, about 10 per cubic meter of sewage to be treated. ~ 20 cubic meters / hour is preferred.
[0019]
The above-described intermittently diffused water treatment method of the present invention can only be effectively applied to activated sludge treatment or biofilm contact oxidation treatment of sewage containing a high BOD component in which the amount of water such as sewage, factory effluent and domestic effluent varies. In addition, it is applied to water such as treated water containing low BOD components after activated sludge treatment or biofilm contact oxidation treatment, and intermittent aeration is performed. Since a certain BOD component and nitrogen compound can be removed very efficiently over a long period of time with a small blowing energy, the replacement work of the diffuser tube and the economic burden associated with the blockage of the diffuser tube are reduced. The water environment of daily life can be maintained cleanly.
[0020]
【Example】
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist. Unless otherwise specified, “%” means “% by weight”.
[0021]
The surface energy in this invention was calculated | required using the liquid surface tension meter (Shimadzu Corporation model DN).
[0022]
Example 1
Activated sludge treatment water tank 22 (water height: 5.25 m, amount of sewage: about 290 m 3 ) caught by
[0023]
Example 2
There is a
[0024]
Comparative Examples 1-4
In carrying out the sewage treatment by intermittent aeration for 6 months, it was the same as Example 2 except that the pressure loss of the EPDM rubber membrane was 5000 Pa (Comparative Example 1), except that the slit hole length was 0.2 mm. 2 (Comparative Example 2), similar to Example 2 (Comparative Example 3) except that the slit hole length is 0.9 mm, and a nylon 6.6 membrane disk having a surface energy of 40.1 mN / m A biofilm contact oxidation treatment was carried out in the same manner as in Example 2 (Comparative Example 4) except that a type air diffuser was used, and changes in blast energy, observation of the closed state of the slit holes, and changes in the BOD concentration of the treated water were examined. As a result, in Comparative Example 1, 1/5 of the slit holes were blocked at the fifth month, and the air could not be sufficiently diffused, and the removal efficiency of BOD was also lowered. Moreover, in Comparative Example 2 and Comparative Example 3, more than 1/4 of the slit holes were blocked after 6 months due to dust clogging or sludge trapped by air blowing, and sufficient air diffusion could not be performed. . Furthermore, in Comparative Example 4, many bacteria and microorganisms adhered to the surface of the diffuser tube, and the slit holes were gradually blocked, and 1/3 was blocked in the sixth month.
[0025]
【The invention's effect】
In the water treatment method of the present invention, when sewage whose amount of wastewater such as factory effluent and domestic effluent varies greatly is activated sludge treatment and biofilm contact oxidation treatment, the surface energy is 35 mN / m or less and the slit hole length is 0.4 to 0.4. Since a membrane air diffuser having a pressure loss of 1.0 mm and a pressure loss of 1000 to 4000 Pa (pascal) is disposed in the treatment tank and intermittently diffused, it is stable over a long period of time without causing a blockage of the slit hole of the membrane, It became possible to treat sewage economically with small blast energy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a disk-type air diffuser having slit holes. FIG. 2 is a schematic diagram of a cylindrical air diffuser having slits. FIG. 3 is a schematic side sectional view of an activated sludge treatment apparatus. -Like biofilm contact oxidation treatment equipment schematic side cross-sectional view 【Explanation of symbols】
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