(57)【要約】【課題】本発明は排水処理装置およびそれを用いた排水処理システムに関し処理性能を高めることを目的とする。【解決手段】この目的を達成するために本発明は排水の流入口３と流出口４を有する処理槽６と、処理槽６内に設けられた分離膜７と、分離膜７の下方に設けられた散気管１１と、散気管１１から上方の分離膜７に向けて放出される有酸素気泡によって形成される分離膜７の下流に設けられた揺動床９とこの揺動床９通過後の水流を前記分離膜７の上流域へ還流させる還流手段とを備え、前記揺動床９は少なくともその先端が水流によって揺動する親水枝１３を有する構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排水の流入口と流出口を有する処理槽と、この処理槽内に設けられた分離膜と、この分離膜の下方に設けられた散気管と、この散気管から上方の分離膜に向けて放出される有酸素気泡によって形成される水流の前記分離膜より下流域に設けられた生物担体と、この生物担体を通過後の水流を前記分離膜の上流域へと還流させる還流手段とを備え、前記生物担体が揺動床である排水処理装置。
【請求項２】
還流手段として分離膜の外方に仕切板を設け、この仕切板を介して前記分離膜の反対側に揺動床を配置した請求項１に記載の排水処理装置。
【請求項３】
揺動床は、少なくともその先端側が水流によって揺動する親水枝を有する請求項２記載の排水処理装置。
【請求項４】
仕切板の下端を散気管よりも下方に配置し、散気管と仕切板で形成される流路における揺動床の下流で散気管の上流域に脱窒床を設けた請求項３に記載の排水処理装置。
【請求項５】
仕切板の下端より下方に脱窒床を設けた請求項４に記載の排水処理装置。
【請求項６】
仕切板の下部で仕切板を介して散気管とは反対側に脱窒床を設けた請求項４に記載の排水処理装置。
【請求項７】
脱窒床における水流断面積は、揺動床における水流断面積よりも大きくした請求項６に記載の排水処理装置。
【請求項８】
脱窒床は、少なくともその先端側が水流によって揺動する親水枝を有する請求項４に記載の排水処理装置。
【請求項９】
脱窒床における親水枝の密度は、揺動床における親水枝の密度よりも高くした請求項８に記載の排水処理装置。
【請求項１０】
揺動床は、仕切板の上端から下端に向けて設けた幹と、この幹に複数設けた親水枝とを備え、前記幹に幹を振動させる振動体を設けた請求項３から９のいずれか一つに記載の排水処理装置。
【請求項１１】
振動体は、処理槽内の水流の変動を受け幹を振動させる請求項１０に記載の排水処理装置。
【請求項１２】
振動体は、幹の下端を固定し上端に浮子を設けた請求項１０に記載の排水処理装置。
【請求項１３】
処理水が流入する調整部と、この調整部に請求項１から１２のいずれか一つに記載の排水処理装置における処理槽の流入口とを接続した排水処理システム。
【請求項１４】
処理水が流入する調整部と、この調整部の下流に設けた曝気部と、この曝気部の下流に設けた沈殿部と、この沈殿部の下流に設けた汚泥貯留部とを備え、前記沈殿部または前記汚泥貯留部と請求項１から１２のいずれか一つに記載の排水処理装置における処理槽の流入口とを接続した排水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機物を含んだ排水の排水処理装置とそれを用いた排水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、排水中の有機物を微生物により分解する排水処理装置の処理性能を向上させる手段として、分離膜により処理槽内部の微生物、すなわち活性汚泥、の濃度を高めることにより処理槽の単位体積あたりの有機物分解性能を向上せしめる方法である、膜分離活性汚泥法が知られている。
【０００３】
この膜分離活性汚泥法として、例えば、特開平２−８６８９３号公報（特許文献１）に記載された装置がある。この装置は図６に示すように、処理槽１０６内に分離膜１０７と分離膜１０７の下方に散気管１１１が設けられており、分離膜１０７はろ過ポンプ１０５と接続され、散気管１１１はブロア１１０に接続されている。ここで流入口１０３から処理槽１０６に入った有機物を含んだ排水は活性汚泥により酸化・分解される。処理された排水は分離膜１０７を通過し、ろ過ポンプ１０５により吸引され流出口１０４より系外へ排出される。一方、処理槽１０６内の活性汚泥は分離膜１０７により分離されるので、系外への流出が防止されるとともに、処理槽１０６内の活性汚泥が高濃度に保持される。
【０００４】
また、ブロア１１０により散気管１１１を通じて送出された有酸素気泡は、処理槽１０６内へ活性汚泥が消費する酸素を供給するとともに、分離膜１０７平面を上昇して付着した活性汚泥を剥離し分離膜１０７の閉塞を防止する。
【０００５】
また、分離膜１０７が硝化菌の流出を阻止するため、この硝化菌の働きにより分解する有機物中の窒素成分が酸化されて硝酸になり、処理槽内のｐＨが著しく低下し排水基準値以下になったり、有機物分解性能が低下してしまう。
【０００６】
この現象を防ぐため、一般に膜分離活性汚泥法では一定時間曝気を停止する。すなわち間欠曝気を行うか、曝気を行わない嫌気槽を別途設置し活性汚泥を嫌気状態にすることにより、嫌気性の脱窒細菌を働かせ硝酸を窒素に還元して脱窒を行いｐＨの上昇を防ぐ処理を施している。
【０００７】
このような膜分離活性汚泥法を用いることにより、標準活性汚泥法の活性汚泥濃度が２，０００ｍｇ／Ｌ程度に対して１５，０００ｍｇ／Ｌ〜２０，０００ｍｇ／Ｌ程度まで濃度を高めることができ、排水処理性能が向上する。
【０００８】
また、このような従来の膜分離活性汚泥法に対し、さらにその処理性能を向上せしめようとする手段としては、例えば、特開平７−３２３２９号公報（特許文献２）に記載されたものがある。
【０００９】
ここに記載された排水処理装置は図７に示すように、分離膜１１２と生物担体１１３を組み合わせることにより、さらに活性汚泥濃度を高めようと試みたものであり、処理槽１１４内に仕切板１１５を設け、その仕切板１１５の左右に分離膜１１２と生物担体１１３を併設させ、分離膜１１２だけでなく生物担体１１３の下方にも散気管１１６を設け、この散気管１１６からの有酸素気泡を生物担体１１３に供給することで、生物担体１１３に高濃度に付着した微生物により有機物の酸化・分解性能を高めていた。
【００１０】
また、有酸素気泡により処理槽１１４内において生物担体１１３を通過後に分離膜１１２上方へと向かう水流を作り、この流れにより分離膜１１２は、生物担体１１３により処理された水だけをろ過し排出するようにしていた。
【００１１】
また、分離膜１１２が目詰まりを起こすのを防止するために、この分離膜１１２の下方にも散気管１１７を設け、この散気管１１７から断続的に有酸素気泡を供給するようにしていた。
【特許文献１】特開平２−８６８９３号公報
【特許文献２】特開平７−３２３２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記特許文献２のような従来の排水処理装置においては、分離膜の下方の散気管から流出した有酸素気泡により生じた水流は、生物担体の下方の散気管から有酸素気泡により生じた生物担体から分離膜への水流を止めてしまうことになり、つまり、この間は分離膜から処理された水を系外へ取り出すことができなくなってしまう。この結果として処理性能が低下するという課題があった。
【００１３】
また、膜分離活性汚泥法を用いた上記特許文献１のような従来の排水処理装置において、さらに処理性能を向上せしめようとして活性汚泥の濃度をさらに上げると、分離膜の表面に付着した活性汚泥が水流や有酸素気泡では除去しきれなくなり、分離膜が閉塞し処理性能が急激に低下するという課題があった。
【００１４】
さらに、脱窒用の嫌気状態を作るために曝気を停止すると、分離膜表面の洗浄が行えなくなり、この間は分離膜から処理水を系外へ取り出せなくなり処理性能が低下するという課題があった。
【００１５】
そこで本発明は、このような従来の排水処理装置における処理性能を高めることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の排水処理装置は上記目的を達成するために、排水の流入口と流出口を有する処理槽と、この処理槽内に設けられた分離膜と、この分離膜の下方に設けられた散気管と、この散気管から上方の分離膜に向けて放出される有酸素気泡によって形成される水流の前記分離膜より下流域に設けられた生物担体と、この生物担体を通過後の水流を前記分離膜の上流域へと還流させる還流手段とを備え、前記生物担体が揺動床であるとしたものである。
【００１７】
また、他の手段は、還流手段として分離膜の外方に仕切板を設け、仕切板を介して分離膜の反対側に揺動床を配置したものである。
【００１８】
また、他の手段は、揺動床は、少なくともその先端側が水流によって揺動する親水枝を有するものである。
【００１９】
また、他の手段は、仕切板の下端を散気管よりも下方に配置し、散気管と仕切板で形成される流路における揺動床より下流で散気管の上流域に脱窒床を設けたものである。
【００２０】
また、他の手段は、仕切板の下端より下方に脱窒床を設けたものである。
【００２１】
また、他の手段は、仕切板の下部で仕切板を介して散気管とは反対側に脱窒床を設けたものである。
【００２２】
また、他の手段は、脱窒床における水流断面積は、揺動床における水流断面積よりも大きくしたものである。
【００２３】
また、他の手段は、脱窒床は、少なくともその先端側が水流によって揺動する親水枝を有するものである。
【００２４】
また、他の手段は、脱窒床における親水枝の密度は、揺動床における親水枝の密度よりも高くしたものである。
【００２５】
また、他の手段は、揺動床は、仕切板の上端から下端に向けて設けた幹と、この幹に複数設けた親水枝とを備え、前記幹に幹を振動させる振動体を設けたものである。
【００２６】
また、他の手段は、振動体は、処理槽内の水流の変動を受け幹を振動させるものである。
【００２７】
また、他の手段は、振動体は、幹の下端を固定し上端に浮子を設けたものである。
【００２８】
また、他の手段は、処理水が流入する調整部と、この調整部に本発明の排水処理装置における処理槽の流入口とを接続したものである。
【００２９】
さらに他の手段は、処理水が流入する調整部と、この調整部の下流に設けた曝気部と、この曝気部の下流に設けた沈殿部と、この沈殿部の下流に設けた汚泥貯留部とを備え、前記沈殿部または前記汚泥貯留部と本発明の排水処理装置の処理槽における流入口とを接続したとしたものである。
【発明の効果】
【００３０】
以上のような構成とすることにより、分離膜が閉塞することなく処理槽内の活性汚泥濃度を高めて有機物の分解性能を向上できる排水処理装置が実現できる。
【００３１】
また、間欠曝気や専用嫌気槽を設けることなく１槽で、連続曝気で脱窒できるようになり、小型・高効率な排水処理装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明による実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００３３】
（実施の形態１）
図１は、排水処理システムと排水処理装置の構成を示している。本実施の形態の排水処理システムは排水を溜める調整部１と、有機物を活性汚泥によって酸化・分解する排水処理装置２とで構成されている。排水処理装置２は流入口３と流出口４を有し、流入口３は調整部１と接続され流出口４はろ過ポンプ５と接続されている。
【００３４】
次に、排水処理装置２について詳細に説明する。排水処理装置２は容器状の処理槽６と、この処理槽６の内部中央部分に複数枚、所定間隔をおいて縦方向に並べて配置した分離膜７と、これらの分離膜７群の外方に設けた還流手段としての仕切板８と、この仕切板８を介して分離膜７とは反対側に生物担体として設けた揺動床９を備えている。また、分離膜７の下方にはブロア１０に接続した散気管１１が設けられており、前記仕切板８の下端は、この散気管１１よりも下方にまで延長された状態となっている。
【００３５】
また、分離膜７は２枚の平膜をスペーサーを介して張り合わせた構造となっており、その中空部分がろ過ポンプ５と接続されている。
【００３６】
揺動床９は幹１２に親水性の繊維で成型された複数の親水枝１３を、水流に対して垂直に、幹１２から円周方向に放射状に配置した構成としている。また、幹１２は、処理槽６内に固定された揺動床支持部１４により支持されている。親水枝１３は活性汚泥が付着しやすいよう親水性となっており、ある程度の太さは有しているものの柔軟性があり、その後端側は幹１２に取り付けられ、先端側が自由端となっているので水流により揺動する。
【００３７】
また、処理槽６の底部で散気管および仕切り板の下方には脱窒床１５が配置されている。脱窒床１５は揺動床９と同様に、水平に設けた幹１６と、この幹１６にその後端側を固定し先端側を自由端とした親水枝１７を設けた構成としている。また、脱窒床１５は揺動床９より親水枝１７の密度を高くすることにより、その脱窒効果を高めることができる。
【００３８】
まず、有機物を含んだ生活排水などは、調整部１へと供給され、ここで一旦滞留し一定量が連続的に流入口３から処理槽６に供給される。
【００３９】
ここで、散気管１１にはブロア１０から空気が供給され、散気管１１に複数個設けた開口部１８から上方の分離膜７へと勢い良く流出され、この結果として有酸素気泡が複数枚設けた分離膜７それぞれの外表面を撫でるように上昇していくとともに分離膜７群間を上昇する水流を生じる。
【００４０】
仕切板８の上端は処理槽６内における水面１９よりも下方に位置しており、有酸素気泡により分離膜７上方へと導かれた水流は仕切板８の上端から側方へ転流し、やがては揺動床９の上部へと向かい、下降流となって揺動床９を通過する。このように水流を処理槽６内で還流することにより、水流がまず分離膜７を通過し、その後揺動床９を通過して散気管１１に戻ることになるため散気管が１箇所となり、揺動床９から分離膜７への水流を止めることなく排水処理を連続的に行うことができる。
【００４１】
一方、散気管１１から流出された有酸素気泡が水面１９まで上昇する間に水中には酸素が溶解し、活性汚泥内部の微生物に酸素を供給する。流入口３より供給された有機物は処理槽６内を水流に乗って循環しながら活性汚泥により酸化・分解される。また、処理槽６内の水はろ過ポンプ５により分離膜７を介して吸引ろ過され、分離膜７を透過した清浄な処理水は流出口４を通って排出される。この時、水とともに浮遊している活性汚泥も吸引され分離膜７表面に付着し堆積するが、有酸素気泡と分離膜７の表面を流れる水流によるせん断力によって剥離される。
【００４２】
また、循環流に乗って浮遊している活性汚泥は揺動床９の親水枝１３に付着し堆積して固定されていくことになり、分離膜７による分離濃縮とともに処理槽６内の汚泥濃度を高く保持する。処理槽６内の有機物は浮遊している活性汚泥だけでなく、親水枝１３に付着した活性汚泥にも高効率に接触し酸化・分解が促進される。
【００４３】
ところで、親水枝１３に堆積した活性汚泥中ではその足場が安定なことにより細菌類だけでなく、上位捕食者である原生動物や原虫、ワムシ、ミミズなどの食物連鎖が発生しており、特に原生動物は粘着性の代謝物を多量に生産する特性があり、この代謝物によって親水枝１３に付着した活性汚泥は互いに強固に固着して保持される。
【００４４】
また、親水枝１３に付着した活性汚泥はある程度の大きさになると水流による揺動により、親水枝先端の活性汚泥が剥離して再び水流中に放出されるので、活性汚泥の過剰付着による閉塞や一斉脱落が防止される。さらに剥離した活性汚泥は粘着性の代謝物により付着前より硬く大きい粒子となる。
【００４５】
このようにして処理槽６内では当初微細だった活性汚泥が親水枝１３への付着、剥離を繰り返し粗大化していき、その粒径は最終的に分離膜７の孔径より大きいものが支配的となる。水処理の分離膜７としては一般に限外濾過膜や精密ろ過膜が用いられるが、排水処理の分離膜７としては孔径が０．１〜０．４μｍの精密ろ過膜がよく用いられている。孔径より小さい粒子は膜を透過していき、大きい粒子は阻止されるわけであるが、閉塞に対して最も影響するのは孔径に近い粒径の粒子であり、このような粒径の粒子は分離膜７の細孔内部に嵌って停滞し閉塞を生じさせる。
【００４６】
ここで、本発明の処理槽６内を浮遊する活性汚泥は親水枝１３から剥離した大径の粒子であり、分離膜７の孔径よりはるかに大きいため細孔内部にまで吸引され停滞することなく、分離膜７表面を通過することになるため、分離膜７の閉塞を生じさせることなく処理槽６内の活性汚泥濃度を高めて処理性能を向上させることができる。
【００４７】
ところで、分離膜７を通過した時点で有酸素気泡により水中に多量に溶存していた酸素は揺動床９の上方から下方にかけて通過するに従い、活性汚泥中の微生物による有機物の酸化分解に積極的に活用され、揺動床９の下方部分においては低酸素状態となり、仕切板８の下端側部分ではもはや溶存酸素は殆ど存在しない状態となっている。この低酸素領域に配置された脱窒床１５では、密に配置した親水枝１７に活性汚泥が揺動床９より厚く付着堆積しており、活性汚泥の表面の微生物が残存した酸素を殆ど消費してしまうため、親水枝１７の内深部は表面から遠く嫌気性の脱窒菌が優勢種となっている。
【００４８】
ここで、処理槽６上部の揺動床では、下記の反応のように硝化菌による生物分解によって生じたアンモニアが酸化されて硝酸や亜硝酸を生じる。
【００４９】
ＮＨ4+＋３／２Ｏ2→ＮＯ2-＋Ｈ2Ｏ＋２Ｈ+
ＮＯ2-＋１／２Ｏ2→ＮＯ3-
生じた硝酸や亜硝酸は水流により脱窒床１５まで運ばれ、脱窒床１５で内部の脱窒菌により下記の反応で還元されて窒素となり親水枝１３表面から窒素気泡となって系外へ排出される。
【００５０】
２ＮＯ2-＋３（Ｈ2）→Ｎ2↑＋２ＯＨ-＋２Ｈ2Ｏ
２ＮＯ3-＋５（Ｈ2）→Ｎ2↑＋２ＯＨ-＋４Ｈ2Ｏ
このようにして一槽で連続曝気しながら有機物の分解と同時に脱窒を行うことができるようになり、膜分離活性汚泥法の課題であった間欠曝気や嫌気槽が不要となり装置が小型化でき、処理性能が大幅に向上する。
【００５１】
尚、一般に嫌気細菌による脱窒にはアルコール等の水素源（Ｈ2）が必要であるが、本実施形態の場合、有機物除去と脱窒の１槽同時処理であり、水素源となる有機物が処理槽６内に豊富に存在するので別途水素源を投入する必要はない。
【００５２】
尚、本実施の形態では、揺動床９は幹１２から放射状に伸びた親水枝１３で説明したが、活性汚泥を付着し揺動により剥離させ一定量保持できる機能を持った他の揺動床、例えば格子状ケージ内にスポンジ状の担体を入れた揺動床を用いても同様の効果が期待できる。
【００５３】
（実施の形態２）
図２は本発明の他の実施形態を示している。なお、実施の形態１と同様の構成を有するものについては、同一符号を付しその説明を省略する。
【００５４】
図２においては図１における仕切板８に替え仕切板８ａを設けてある。ここで、仕切板８ａは図２に示すようにその上端側が外方へと開口した状態となっている。また、この仕切板８ａの開口した上方に円錐または三角柱形状の整流子１８を頂点を下に向け設けたものである。
【００５５】
また、仕切板８ａに合わせ処理槽６の壁面も水流に対して断面積が均一になるよう中心部を絞った形状となっており、さらに、仕切板８ａを介して散気管１１とは反対側の揺動床９の下部に脱窒床１５ａが配置されており、この部分の水流断面積は上部の揺動床９の断面積より大きくなっている。
【００５６】
ところで、親水枝１３の振動は定常流中における円柱の後流に発生するカルマン渦により生じると仮定すると、その振動周波数は次式により定義される。
【００５７】
【数１】
2006212505.tif 000003
【００５８】
ストローハル数とは、無次元数であり、広いレイノルズ数の範囲でほぼ一定の値をとる。
【００５９】
（数１）式によれば、流速が小さいと親水枝１３の振動、すなわち揺動が小さくなり、活性汚泥が過剰に堆積して閉塞や脱落を生じる恐れがあるため、揺動床９に流れる水流は一定以上の流速を流す必要がある。
【００６０】
ここで実施の形態１の例では、分離膜７前後で流れの剥離が生じ圧力損失が大きくなり、揺動床９に流れる流速を十分確保できない場合がある。一方、水面１９付近の水流が転回する付近では流れが大きく乱れ、この近くの親水枝１３は逆に揺動が大きすぎて十分に活性汚泥が付着しない状態となる場合がある。
【００６１】
ここで本実施の形態では仕切板８ａを外方に開口させることにより分離膜７前後の流れを整え、さらに整流子２０によっても揺動床９側へ向かう流れを整えることにより、処理水が揺動床９側にスムーズに流れるようになり、揺動床９の上下端部付近では活性汚泥の剥離を低減し、揺動床９の中央部付近では圧力損失低減により流速が増して親水枝１３の揺動が促進され、活性汚泥が揺動床全体に均一に付着することになり処理性能をさらに向上することができる。
【００６２】
また、本実施の形態の脱窒床１５ａは、仕切板８ａを介して散気管１１の反対側に設けた例を示したものである。この構成であれば１直線上に揺動床９と脱窒床１５ａを配置できるようになり、構造が簡単になり製造コストが削減できる。
【００６３】
また、ここで脱窒床１５ａを設けた部分の水流断面積を広げた理由は、この部分における流速を遅くして親水枝１７の揺動を抑制し、活性汚泥の付着量を促進して活性汚泥内部の嫌気領域を増加させ脱窒効果を高めるためである。
【００６４】
尚、脱窒床１５は揺動床９を通過した水流が散気管１１に至るまでの溶存酸素が少ない領域であれば他の配置であっても同様の効果が期待できる。
【００６５】
（実施の形態３）
図３、図４もそれぞれ本発明の他の実施形態を示している。なお、実施の形態１と同様の構成を有するものについては、同一符号を付しその説明を省略する。
【００６６】
図３では、本発明の排水処理装置の揺動床９の幹１２に対し、水流によって幹１２の振動を促進させるための振動体２１を設けたものである。揺動床９には一定速度の流水を通し親水枝１３を揺動させる必要があるが、十分な流水速度が得られない場合、振動体２１を別途設置して親水枝１３の揺動を促進する。ここで、振動体２１は複数枚の羽状平板が水流に対し垂直に幹１２に固定されている。揺動床９を流れる水流の変化によって振動体２１が振動し、これにより幹１２を振動させることにより親水枝１３の揺動効果が高まり、流速が十分得られない場合でも付着汚泥の剥離を促進することができる。
【００６７】
図４はさらに幹１２の下端を固定し上端に浮子２２を設けたものである。この浮子２２は中空の樹脂かスポンジ等により形成され水面１９上を浮力により浮いているものであり、浮子２２は水面が処理槽６内の曝気や水流により波立つのに合わせて上下左右に振動して幹１２を振動させ、これにより親水枝１３の揺動を促進することができる。
【００６８】
（実施の形態４）
図５は、本発明の排水処理システムの他の実施形態を示している。図５に示すように、本実施の形態の排水処理システムは排水を溜める調整部１と、有機物を活性汚泥によって処理する曝気部２３と曝気部２３で処理した排水を重力によって活性汚泥と処理水とに分離する沈殿部２４と沈殿部２４で分離させた活性汚泥を貯留する汚泥貯留部２５と汚泥貯留部２５の活性汚泥を分解処理する本発明の排水処理装置２から構成されている。
【００６９】
曝気部２３には排水中に有酸素気泡を供給する曝気ブロア２７が曝気管２８を通じて接続されている。また、排水処理装置２は、汚泥貯留部２５と汚泥供給ポンプ２６に接続した流入口３を有し、流出口４にはろ過ポンプ５が接続され、このろ過ポンプ５の吐出側は曝気部２３の上流側へと接続されている。
【００７０】
まず、有機物を含んだ生活排水などは、調整部１へと供給され、ここで一旦滞留し一定量が曝気部２３に流入する。曝気部２３の内部は活性汚泥が多く存在する状態となっており、ここで曝気ブロア２７から曝気管２８を通して水中に酸素を供給し、微生物による有機物の酸化・分解が行われ、その後、活性汚泥を含んだ処理水は沈殿部２４へと供給される。沈殿部２４では、流れを緩やかにすることにより、排水の中の活性汚泥を自然沈降により、上方の上澄みと下方の沈殿物とに固液分離し、この上澄みが河川または下水に放流水として排出される。
【００７１】
一方、沈殿物の一部は返送汚泥として曝気部２３の上流側に戻され、再び生物処理に利用される。また、残りの沈殿物は余剰汚泥として汚泥貯留部２５で一時的に貯留される。汚泥貯留部２５に貯留された余剰汚泥は汚泥供給ポンプ２６により、排水処理装置２の流入口３へと供給される。排水処理装置２では流入した余剰汚泥をさらに酸化分解し、残った処理水はろ過ポンプ５を介して曝気部２３へと戻される。
【００７２】
なお、上記のようなシステムで余剰汚泥を処理する場合には、排水処理装置２に流入した余剰汚泥は余剰汚泥自体の濃度を上げることにより、汚泥の自己消化により流入汚泥と消化汚泥をバランスさせ新たに余剰汚泥が発生しないようにして発生汚泥量を削減する方法もあるが、流入する余剰汚泥を微生物が餌として処理しやすいように分解する可溶化手段（図示せず）を別途設けることが望ましい。
【００７３】
可溶化手段としては、物理的方法や化学的方法、生物的方法が知られており、物理的方法としては、超音波処理、高速噴流処理、ミル破砕処理等があり、化学的方法として、オゾン酸化処理、熱アルカリ処理、電解処理、水熱処理（高温高圧処理）等が、生物的方法としては好熱細菌処理等があり、これらを組み合わせた方法もあり、いずれの方法を用いてもよい。
【００７４】
また、可溶化処理は余剰汚泥を一旦処理槽６に供給し、処理槽６から吸引して可溶化処理を行い処理槽６に戻す方法で行う。尚、可溶化処理する汚泥の量は処理槽中の余剰汚泥の一部であるため、分解に必要な活性汚泥まで可溶化されることはない。
【００７５】
ところで、一般に標準活性汚泥法など生物処理を用いた排水処理システムにおける余剰汚泥は系外に排出され濃縮・脱水の後、焼却や埋立て処分されている。近年この処理には多大な費用がかかるうえ埋立て処分地の不足が深刻な問題となっている。
【００７６】
したがって処理費用を根本的に軽減するためには、排水処理系において余剰汚泥の発生量を削減することが求められている。
【００７７】
しかし、現在一般に用いられている汚泥削減システムは可溶化した余剰汚泥をそのまま曝気部２３へと戻して分解処理するため、その削減能力は曝気部の処理性能に依存し、曝気部２３の能力に余裕がないと処理水質が悪化するため適用できる処理場が限定されるという課題があった。
【００７８】
上記課題に対し、本実施の形態の排水処理システムで余剰汚泥を処理することにより、曝気部２３の能力によらず、既存の排水処理システムを流用しつつ広く汚泥削減を適用でき、余剰汚泥の処理コストを大幅に低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
以上のように本発明における排水処理装置とそれを用いた排水処理システムは高い処理性能を有するため、今後の環境事業に大きく貢献するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の排水処理装置の構成と排水処理システムを示すブロック図
【図２】本発明の他の実施形態を示す構成図
【図３】更に他の実施形態を示す構成図
【図４】更に他の実施形態を示す構成図
【図５】本発明の排水処理システムの他の実施形態を示すブロック図
【図６】従来の排水処理装置の一例を示す図
【図７】従来の排水処理装置の一例を示す図
【符号の説明】
【００８１】
１    調整部
２    排水処理装置
３    流入口
４    流出口
６    処理槽
７    分離膜
８    仕切板
９    揺動床
１１    散気管
１２、１６    幹
１３、１７    親水枝
１５    脱窒床
２１    振動体
２２    浮子
２３    曝気部
２４    沈殿部
２５    汚泥貯留部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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