(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水を生物処理槽に導入し活性汚泥による好気性処理を行い、生物処理槽からの活性汚泥混合液を、槽内に設けた活性汚泥分離用のろ過体モジュールを有するろ過分離槽に導入してろ過してろ過水を得る汚泥の処理方法において、前記ろ過体モジュールが、ダイナミックろ過体モジュールであり、ろ過体支持部の内部が中空であり、ろ過体支持部表面が目開き１０ｍｍ以上の網状スペーサで覆われ、前記スペーサ表面に織布又は金属網からなる通水性シートがセットされた通水性ろ過体モジュールであって、該ろ過体モジュールの少なくとも下部にろ過水取水管を有し、上部及び下部のいずれかまたは両方にろ過体モジュール内部への水逆洗用流入管を有し、下部の取水管とろ過体内底面との接続部を傾斜面とする通水性ろ過体モジュールであるろ過分離槽を用い、活性汚泥混合液は通水性ろ過体によりろ過され、ろ過水取水管を通してろ過水を得、水逆洗時はろ過体内部の汚泥を逆洗水排出弁によりろ過水取水管より排出し、生物処理槽へ返送することを特徴とする汚泥の処理方法。
【請求項２】
原水を導入し活性汚泥による好気性処理を行う生物処理槽と、生物処理槽からの活性汚泥混合液を導入し、槽内に設けた活性汚泥分離用のろ過体モジュールによりろ過してろ過水を得るろ過分離槽とを有する汚泥の処理装置において、前記ろ過体モジュールが、ダイナミックろ過体モジュールであり、ろ過体支持部の内部が中空であり、ろ過体支持部表面が目開き１０ｍｍ以上の網状スペーサで覆われ、前記スペーサ表面に織布又は金属網からなる通水性シートがセットされた通水性ろ過体モジュールであって、該ろ過体モジュールの少なくとも下部にろ過水取水管を有し、上部及び下部のいずれかまたは両方にろ過体モジュール内部への水逆洗用流入管を有し、活性汚泥混合液は通水性ろ過体によりろ過され、ろ過水取水管を通してろ過水が得られ、水逆洗時はろ過体内部の汚泥をろ過水取水管より排出し、下部の取水管とろ過体内底面との接続部を傾斜面とする通水性ろ過体モジュールであり、前記ろ過水取水管は水逆洗時に逆洗水排出弁により生物処理槽への逆洗水排出管に接続していることを特徴とする汚泥の処理装置。
【請求項３】
通水性ろ過体モジュールにおける下部の取水管とろ過体内底面との接続部の傾斜面の角度は４５度以上であることを特徴とする請求項２記載の汚泥の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚水処理に関するもので、特に活性汚泥混合液の固液分離や余剰汚泥の濃縮等に適した通水性ろ過体モジュールを用いる汚泥の処理方法及び装置に関するものであり、有機性工業排水等の処理に用いるのに適した通水性ろ過体モジュールを用いる汚泥の処理方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、活性汚泥法による水処理では、処理水を得るためには活性汚泥混合液の固液分離を行わなければならない。通常では、活性汚泥混合液を沈殿池に導入させ、重力沈降によって、活性汚泥を沈降させ、上澄液を処理水として沈殿池から流出させる方法が用いられる。この場合、活性汚泥を沈降させるために充分な沈降面積及び滞留時間を有する沈殿池が必要であり、処理装置の大型化と設置容積の増大要因となっている。また、活性汚泥がバルキング等、沈降性が悪化した場合、沈殿池より汚泥が流出し、処理水の水質悪化を招く。
【０００３】
近年、沈殿池に代わって膜分離による活性汚泥混合液の固液分離を行う手法も用いられている。この場合、固液分離用膜として、一般的に精密ろ過膜や限外ろ過膜が用いられる。
その際、ろ過分離手段としてポンプによる吸引や加圧が必要であり、通常数十ｋＰａ〜数百ｋＰａの圧力で行うため、ポンプによる動力が大きく、ランニングコストの増大となっている。また、膜分離でＳＳの全くない清澄な処理水が得られる一方、透過Ｆｌｕｘが低く、膜汚染を防止するため、定期的に薬洗する必要がある。
【０００４】
最近、沈殿池に代わる活性汚泥混合液の固液分離法として、曝気槽に不織布等の通水性シートからなるろ過体を浸漬させ、ダイナミックろ過層を形成させ低い水頭圧でろ過水を得る方法が知られている。
この方法では、ろ過体表面に形成された汚泥のダイナミックろ過層による分離で清澄なろ過水が得られる。また、ろ過Ｆｌｕｘ低下時のろ過体の洗浄方法としては、ろ過体下方に設置した散気管より曝気することにより、ろ過体表面に形成された厚くなりすぎた汚泥のダイナミックろ過層を容易に剥離することができ、ろ過体表面にダイナミックろ過層を再形成することにより、安定したろ過Ｆｌｕｘが得ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の通水性シートをろ過面とするろ過体による活性汚泥混合液の固液分離においては、ろ過を開始してからろ過体表面にダイナミックろ過層、つまり、活性汚泥のろ過層が形成されるまでの間には汚泥がろ過体を通過していまうため、ろ過体内部に汚泥が堆積し、ろ過水の取水口付近に汚泥堆積によるろ過抵抗の増大が生じることになり、それによりろ過Ｆｌｕｘが低下する。
この場合、空洗による洗浄では、ろ過体表面の汚泥層を剥離するのみで、ろ過体内部に堆積した汚泥を外部に排出するのに全く効果ないことに加え、洗浄直後にろ過体表面から内部への汚泥侵入が起こる。
【０００６】
この結果、ろ過体内部の汚泥が排出されることなくて蓄積し、処理時間の経過とともにろ過体内部の汚泥が濃縮され、ろ過抵抗を増大する原因となり、それの原因でろ過Ｆｌｕｘが徐々に低下する。
ろ過体内部に侵入した汚泥を排出する方法として、処理水をろ過体内部に導入する水逆洗法が知られている。しかし、この場合、モジュール下部の取水管がモジュールの底部に接続させた通常の構造のものでは、モジュール内底部の取水管取付け個所の両側の部分に汚泥が堆積する。すなわち、モジュールの内底部が平で、そこに下方から取水管が接続している通常の構造では取水管以外のモジュールの内底面に汚泥が多く堆積する。
このような場合、逆洗を行っても、前記取水管直上部の堆積汚泥を排除できても、取水管両側の部分に堆積した汚泥は全く排除できないため、濃縮、肥大化した堆積汚泥フロックが逆洗後まもなく、取水管内部に侵入し、ろ過抵抗を増大し、ろ過Ｆｌｕｘを低下させる原因となる。
【０００７】
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、通水性ろ過体モジュールの内部に対し水洗を行い、ろ過体表面を通過した汚泥がろ過体内部に堆積することなく下部の取水管より排出され得るようにし、ろ過Ｆｌｕｘを初期値とほぼ同様な値に、長期間にわたって安定して維持できる、通水性ろ過体モジュールを使用する生物処理汚水の固液分離方法及び装置を得ることを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、前記の課題により、処理時間の経過と関係なく、常に初期値とほぼ同様のろ過Ｆｌｕｘを得る方法について種々研究した。
そして、ろ過体の下部に設ける取水管とろ過体内底面との接続部を傾斜面とすれば、ろ過体表面を通過して内部に入った汚泥が、ろ過体下部の傾斜面に沿って降下し、逆洗水とともに下部の取水管より排出されるので、ろ過体内部の汚泥堆積によるろ過Ｆｌｕｘの低下を抑制することができ、安定した処理水を得られることを見出した。
【０００９】
本発明は、このような知見に基づいてなされたものであり、次の構成からなるものである。
（１）原水を生物処理槽に導入し活性汚泥による好気性処理を行い、生物処理槽からの活性汚泥混合液を、槽内に設けた活性汚泥分離用のろ過体モジュールを有するろ過分離槽に導入してろ過してろ過水を得る汚泥の処理方法において、前記ろ過体モジュールが、ダイナミックろ過体モジュールであり、ろ過体支持部の内部が中空であり、ろ過体支持部表面が目開き１０ｍｍ以上の網状スペーサで覆われ、前記スペーサ表面に織布又は金属網からなる通水性シートがセットされた通水性ろ過体モジュールであって、該ろ過体モジュールの少なくとも下部にろ過水取水管を有し、上部及び下部のいずれかまたは両方にろ過体モジュール内部への水逆洗用流入管を有し、下部の取水管とろ過体内底面との接続部を傾斜面とする通水性ろ過体モジュールであるろ過分離槽を用い、活性汚泥混合液は通水性ろ過体によりろ過され、ろ過水取水管を通してろ過水を得、水逆洗時はろ過体内部の汚泥を逆洗水排出弁によりろ過水取水管より排出し、生物処理槽へ返送することを特徴とする汚泥の処理方法。
（２）原水を導入し活性汚泥による好気性処理を行う生物処理槽と、生物処理槽からの活性汚泥混合液を導入し、槽内に設けた活性汚泥分離用のろ過体モジュールによりろ過してろ過水を得るろ過分離槽とを有する汚泥の処理装置において、前記ろ過体モジュールが、ダイナミックろ過体モジュールであり、ろ過体支持部の内部が中空であり、ろ過体支持部表面が目開き１０ｍｍ以上の網状スペーサで覆われ、前記スペーサ表面に織布又は金属網からなる通水性シートがセットされた通水性ろ過体モジュールであって、該ろ過体モジュールの少なくとも下部にろ過水取水管を有し、上部及び下部のいずれかまたは両方にろ過体モジュール内部への水逆洗用流入管を有し、活性汚泥混合液は通水性ろ過体によりろ過され、ろ過水取水管を通してろ過水が得られ、水逆洗時はろ過体内部の汚泥をろ過水取水管より排出し、下部の取水管とろ過体内底面との接続部を傾斜面とする通水性ろ過体モジュールであり、前記ろ過水取水管は水逆洗時に逆洗水排出弁により生物処理槽への逆洗水排出管に接続していることを特徴とする汚泥の処理装置。
（３）通水性ろ過体モジュールにおける下部の取水管とろ過体内底面との接続部の傾斜面の角度は４５度以上であることを特徴とする前記（２）記載の汚泥の処理装置。
【００１０】
なお、ろ過体支持部表面が目開き１０ｍｍ以上の網状スペーサで覆われることが好ましい。目開きが余り小さいと網状スペーサの製造コストが高くなったり、目詰まりを生じるおそれがあり、一方、目開きが余り大きいと剛直性に欠け、通水性シートを平面に維持することが困難になるからである。
網状スペーサは、ろ過体支持部表面上で通水性シートを支持する作用をすると共に、通水性シートとろ過体支持部との間に僅かな間隙を保って、その間を通水性シートを通ってろ過水が通るようにするので、支持部材がある部分でも通水性シートでのろ過作用が行われるようになるし、またそこでのろ過水の通過があることにより、通水性シートとろ過体支持部との間に活性汚泥が溜まるという問題を起こさない。
また、網状スペーサが存在することにより、ろ過の際に起きうる通水性シートへのろ過体支持部の強い力の作用を緩和することができるので、ろ過操作における通水性シートの破損などの問題が起きにくくなる。
前記ろ過体支持部は、その外周に通水性シートを支持し、その内部にろ過水が通る空間を持つことができる構造体であることが好ましく、そのために周囲が通水性である外殼を有する構造体であることがよい。この関係で、支持部は金網や多孔板、多数のスリットを有する板からなる薄い箱状体、円筒状体などから形成することができ、その材質は金属、プラスチックスなどが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明によれば、ろ過体支持部内部が中空であり、支持部表面に目開き１０ｍｍ以上の網状スペーサを有しているため、ダイナミックろ過層による固液分離を行うと、ろ過体表面となる通水性シートにダイナミックろ過層が形成されるまでの間にろ過体表面を通過した汚泥がスペーサ上に堆積することがなくなり、汚泥堆積によるろ過抵抗の上昇を抑制することができる。
また、ろ過体上部にろ過体モジュール内部への水逆洗用流入管を有するようにしておき、下部の取水管とろ過体内底面との接続部を傾斜面とする。その傾斜面の角度は４５度以上であることが好ましく、４５度以上とすることにより、汚泥がろ過体表面を通過してろ過体内部に入っても、ろ過体内底面が傾斜しているので、その傾斜面に沿って降下し易くなっており、水逆洗時に上部から入る逆洗水により強く流下されて下部の取水管より排出される。
このような作用により、ろ過体表面を通過して入った汚泥はろ過体内部に堆積することなくこの結果、ろ過体内部の汚泥堆積によるろ過Ｆｌｕｘの低下を抑制することができ、安定した処理水量を得られる。
【００１２】
通水性シートとしては、不織布、織布、金属網等のいずれを用いても同様な効果が得られる。また、ろ過体形状としては、平面型、円筒型、中空型のいずれを用いることも可能であり、複数個を束ねてモジュールろ過体として用いることが可能である。
通水性ろ過体によりろ過分離できる対象汚泥としては、活性汚泥、凝集汚泥、初沈汚泥等のいずれも可能である。また、ＳＳの高い排水、河川水等の固液分離用として用いることも可能である。
【００１３】
【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。ただし、本発明は下記の実施例のみに限定されるものではない。
【００１４】
実施例１
図２は、団地下水処理の活性汚泥を固液分離するのに、本発明によるろ過モジュールを用いた処理の一例をフローシートで示すものである。
図１は、本発明によるろ過モジュールの構造の１例を示す。（ａ）は一部破断した正面図であり、（ｂ）は側面からみた縦断面図である。
【００１５】
図２に示す如く、流入原水１が生物処理槽２に流入し、生物処理槽２において曝気ブロワ４より散気管３へ空気を供給することにより活性汚泥による好気処理を行う。生物処理槽２から活性汚泥混合液が汚泥供給ポンプ５よりろ過分離槽６に供給される。ろ過分離槽６に流入した活性汚泥混合液は、通水性ろ過体９より水頭圧△Ｈでろ過され、ろ過水はろ過水取水管１０を通じて得られ、処理水１８として処理水槽１５に流入する。なお、ろ過後の活性汚泥混合液を循環汚泥１６として生物処理槽２に返送される。生物処理槽２からの排泥は、循環汚泥１６を通すラインから分岐する排泥ライン１７より定期的に排出される。
【００１６】
前記ろ過体９の洗浄法として、ろ過体浸漬中では空洗を定期的に行い、それによりろ過Ｆｌｕｘの安定を行う。この場合、空洗は空洗ブロワ７から一定時間毎にろ過体下部の空洗散気管８に送気して行われる。水逆洗は空洗直後に行われる。水逆洗時は、処理水槽１５内のろ過水を逆洗ポンプ１３より圧送し、逆洗水流入弁１４を通じて、図２の場合、ろ過体上部からろ過体内部に供給される。それによりろ過体内部に溜まっている汚泥は洗浄水により排出される。なお、この場合、ろ過体内部からの逆洗排水は、通水性シートを通って外部に出ることはなく、下部の取水管から逆洗水排出弁１２を通じて生物処理槽２に返送される。
【００１７】
ろ過モジュールの１例を説明すると、ろ過モジュールは、図１に示す如く、基本的にろ過体支持板２４、ろ過体支持部表面に設定されたろ過体スペーサ２５と、ろ過体スペーサ２５の上に張られた通水性シート２７とからなる。
ろ過体スペーサ２５の上に張り付けた通水性シート２７は、ろ過体抑え枠２６により固定する構造となっている。さらに、ろ過体上部に逆洗水を導入できる水逆洗流入管２１を有し、下部にろ過水取水管２２を有する。ろ過体内部が中空であり、通水性シート２７を通過したろ過水が内部のろ過水室において、内底面と取水管２２との接続部を傾斜面２３とし、傾斜面の角度を４５度以上となるように、この例では６０度としている。
【００１８】
（試験装置）
本実施例では、有効面積０．３ｍ2 、有効容積０．６ｍ3 の固液分離槽を用いた。ろ過分離槽内部に有効面積１ｍ2 ／枚の平面形通水性ろ過体５枚をろ過体モジュールとして浸漬設置した。ろ過体スペーサとしては、目開き１０ｍｍ、厚み１．１ｍｍのステンレス金網を用いた。通水性シートとしては厚み約０．１ｍｍ、目開き２００ｍｅｓｈのポリエステル織布を用いた。
（試験条件）
なお、ろ過時の水頭圧を約１０ｃｍとし、ろ過体表面の汚泥流速を平均０．０５ｍ／ｓとした。
第１表に、実施例１でのろ過分離槽の処理条件を示す。また、第２表に、ろ過体の空洗及び水逆洗条件を示す。ろ過体モジュールの洗浄条件は、下記の第２表に示す通りである。
【００１９】
【表１】
0003687841.tif 000002
【００２０】
【表２】
0003687841.tif 000003
【００２１】
（実験結果）
図３に、実施例１におけるろ過Ｆｌｕｘの経過を示す。
処理開始から約３ヶ月経過しても、ろ過Ｆｌｕｘが４．２〜４．５ｍ／ｄでほぼ一定であり、水逆洗が導入されたろ過体モジュールを用いたことにより、安定したろ過Ｆｌｕｘが得られた。なお、ろ過水の平均濁度が処理期間中ほぼ５度前後であり、清澄であった。
【００２２】
比較例１
（試験条件）
図４に、実施例１と同様な運転条件で、水逆洗を導入しなかったろ過体モジュールによる処理における平均ろ過Ｆｌｕｘの経過を示す。
（実験結果）
平均ろ過Ｆｌｕｘは、処理開始時に実施例１とほぼ同様の４．５ｍ／ｄであった。しかし、処理経過とともにろ過Ｆｌｕｘが低下した。特に処理開始から１０日後にＦｌｕｘの低下が速く、２０日後に初期値の半分の２ｍ／ｄに低下した。その後も徐々に低下し、９０日後にろ過Ｆｌｕｘが約１ｍ／ｄ以下となった。
なお、ろ過水濁度は常時１０度以下で、実施例と大きな差異は認められなかった。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、ろ過体支持部内部が中空であり、支持部表面に好ましくは目開き１０ｍｍ以上の網状スペーサを有しているため、ダイナミックろ過層による固液分離を行うと、ろ過体表面を通過した汚泥がスペーサ上に堆積することがなくなり、汚泥堆積によるろ過抵抗の上昇を抑制することができる。また、ろ過体上部にろ過体モジュール内部への水逆洗用流入管を有し、取水管とろ過体支持部との接続部が傾斜面であることから、ろ過体表面を通過した汚泥がろ過体内部に堆積することなく、ろ過体下部の傾斜に沿って降下し、水逆洗時の上部の逆洗水とともに下部の取水管より排出される。この結果、ろ過体内部の汚泥堆積によるろ過Ｆｌｕｘの低下を抑制することができ、安定した処理水を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の通水性ろ過体モジュールの構造の説明図であり、（ａ）は一部破断した正面図、（ｂ）は側面からみた縦断面図である。
【図２】本発明の通水性ろ過体モジュールを使用する生物処理汚水の固液分離装置の説明図である。
【図３】本発明の実施例１の経過日数と平均ろ過Ｆｌｕｘの関係を示すグラフである。
【図４】比較例１の経過日数と平均ろ過Ｆｌｕｘの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１  流入原水
２  生物処理槽
３  散気管
４  曝気ブロワ
５  汚泥供給ポンプ
６  ろ過分離槽
７  空洗ブロワ
８  空洗散気管
９  通水性ろ過体
１０  ろ過水取水管
１１  ろ過水取水弁
１２  逆洗水排出弁
１３  逆洗ポンプ
１４  逆洗水流入弁
１５  処理水槽
１６  循環汚泥
１７  排泥ライン
１８  処理水
２１  水逆洗流入管
２２  ろ過水取水管
２３  ろ過水室内底面
２４  ろ過体支持板
２５  ろ過体スペーサ
２６  ろ過体抑え枠
２７  通水性シート
【図１】
0003687841.tif 000004
【図２】
0003687841.tif 000005
【図３】
0003687841.tif 000006
【図４】
0003687841.tif 000007