(57)【要約】【課題】  浸漬膜の無機物の洗浄で生じる硝酸を含む洗浄廃液の処理コスト、および散気装置に空気を送り込むブロアの駆動コストを低減できる活性汚泥処理装置を提供する。【解決手段】  下水や廃水等のアンモニアを含む原水が供給される無酸素槽２を備え、この無酸素槽２から脱窒後の被処理水が流入し、透過水を取出す浸漬膜５ａが配設され、かつ曝気用の空気を吹き込む散気装置６が設けられてなる好気槽３を備えると共に、アンモニアの硝化反応によりこの好気槽３で発生する硝酸を含む被処理水を、この好気槽３から前記無酸素槽２に循環させる硝酸循環ライン４を備えてなる活性汚泥処理装置１において、前記浸漬膜５ａの洗浄により生じる硝酸を含む洗浄廃液を前記無酸素槽２に供給する洗浄廃液供給装置７を設ける。【選択図】        図１
2006035138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水や廃水等のアンモニアを含む原水が供給される無酸素槽を備え、この無酸素槽から脱窒後の被処理水が流入し、透過水を取出す浸漬膜が配設され、かつ曝気用の空気を吹き込む散気装置が設けられてなる好気槽を備えると共に、アンモニアの硝化反応によりこの好気槽で発生する硝酸または亜硝酸を含む硝化液を、この好気槽から前記無酸素槽に循環させる硝化液循環ラインを備えてなる活性汚泥処理装置において、前記浸漬膜の洗浄により生じる硝酸を含む洗浄廃液を前記無酸素槽に供給する洗浄廃液供給装置を設けたことを特徴とする活性汚泥処理装置。
【請求項２】
前記洗浄廃液供給装置は、前記浸漬膜に付着している無機物を洗浄する硝酸水が注水され、洗浄すべき浸漬膜を洗浄する浸漬膜洗浄槽と、この浸漬膜洗浄槽から前記無酸素槽に連通し、流量調整弁が介装されてなる洗浄廃液供給ラインとからなることを特徴とする請求項１に記載の活性汚泥処理装置。
【請求項３】
下水や廃水等のアンモニアを含む原水が供給される無酸素槽と、この無酸素槽から脱窒後の被処理水が流入し、曝気用の空気が吹き込まれる散気装置が設けられてなる好気槽と、アンモニアの硝化反応によりこの好気槽で発生する硝酸または亜硝酸を含む硝化液を、前記好気槽から前記無酸素槽に循環させる硝化液循環ラインと、前記好気槽から第１開閉弁が介装されてなる被処理水流入ライン、および第２開閉弁が介装されてなる被処理水流出ラインが連通し、曝気用の空気を吹き込む散気装置が設けられると共に、透過水を取出す浸漬膜が配設されてなる膜浸漬槽と、この膜浸漬槽から第３開閉弁が介装されてなる洗浄廃液排出ラインが連通する硝酸水槽と、この硝酸水槽から前記被処理水流入ラインの第１開閉弁と膜浸漬槽との間に連通し、第４開閉弁が介装されてなる硝酸水供給ラインと、前記硝酸水槽から前記無酸素槽に連通し、第５開閉弁が介装されてなる洗浄廃液供給ラインとからなることを特徴とする活性汚泥処理装置。
【請求項４】
上記請求項１に記載の活性汚泥処理装置の運転方法であって、硝酸による浸漬膜の洗浄により生じた硝酸を含む洗浄廃液を洗浄廃液供給装置から無酸素槽に供給しながら、この無酸素槽から脱窒後の被処理水を好気槽に流入させ、流入する被処理水と活性汚泥とからなる活性汚泥混合水を好気槽に浸漬されてなる浸漬膜でろ過することを特徴とする活性汚泥処理装置の運転方法。
【請求項５】
上記請求項２に記載の活性汚泥処理装置の運転方法であって、硝酸による前記浸漬膜の洗浄により生じた硝酸を含む洗浄廃液を洗浄廃液供給装置の浸漬膜洗浄槽から洗浄廃液供給ラインを介して無酸素槽に供給しながら、この無酸素槽から脱窒後の被処理水を好気槽に流入させ、流入する被処理水と活性汚泥とからなる活性汚泥混合水を好気槽に浸漬されてなる浸漬膜でろ過することを特徴とする活性汚泥処理装置の運転方法。
【請求項６】
上記請求項３に記載の活性汚泥処理装置の運転方法であって、無酸素槽から脱窒後の被処理水が流入する好気槽から膜浸漬槽に活性汚泥混合水を流入させ、流入する活性汚泥混合水を膜浸漬槽に浸漬されてなる浸漬膜でろ過するろ過運転工程と、ろ過運転の継続により浸漬膜の膜面が無機物で詰まり、予め設定した抵抗値を越えると、ろ過運転と膜浸漬槽への空気供給を停止させると共に、活性汚泥混合水の流入を停止させるろ過運転停止工程と、膜浸漬槽に硝酸水槽から硝酸水を供給しながら活性汚泥を好気槽に押出す汚泥・硝酸水置換工程と、硝酸水の供給により膜浸漬槽内の液の全てが硝酸水で置換されると、予め定めた時間の間の膜浸漬槽内の硝酸水を保持し続ける浸漬膜洗浄工程と、予め定めた時間経過後に膜浸漬槽内の硝酸を含む洗浄廃液を、膜浸漬槽から硝酸水槽に戻す洗浄廃液戻し工程と、硝酸水槽内の洗浄廃液を無酸素槽に供給しながら、無酸素槽から脱窒後の被処理水を好気槽に供給し、好気槽から膜浸漬槽に活性汚泥混合水を供給して浸漬膜でろ過するろ過運転工程に戻ることを特徴とする活性汚泥処理装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜により下水や廃水等の原水を透過させて浄化する活性汚泥処理装置の改善に関し、より詳しくは、浸漬膜の洗浄により生じる硝酸を含む洗浄廃液を効果的に処理することを可能ならしめるようにした活性汚泥処理装置およびその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水や廃水等の原水を活性汚泥処理し、処理した被処理水を膜に透過させて透過水を得、得た透過水を河川等に放流するようにした活性汚泥処理装置がある。この活性汚泥処理装置の浸漬膜は、使用により懸濁物質が付着したり、詰まったりして分離能力が低下するので、浸漬膜の膜面の洗浄等により付着あるいは詰まった懸濁物質を洗浄することにより、浸漬膜の透過水量を確保するようにしている。浸漬膜の膜面を洗浄するようにしたものとしては、例えば後述する構成になる活性汚泥処理装置が公知である。以下、この従来例に係る活性汚泥処理装置を、その模式的全体断面図の図９と、図９のＡ１−Ａ１断面図の図１０と、図９のＡ２−Ａ２断面図の図１１とを参照しながら説明する。
【０００３】
図に示す符号５１は活性汚泥処理装置の反応槽である。この活性汚泥処理装置の反応槽５１内には、廃水（以下、原水という。）５２が充満している。この原水５２中には、平板状または中空糸状の膜ユニット５３を収納するケーシング５４が浸漬配置されている。
以下、平板状の膜ユニットを例として説明する。平板状の膜ユニットの場合、この膜ユニット５３の下部のケーシング５４内に粗大気泡散気装置５５が配置されると共に、この粗大気泡散気装置５５の下側に微細気泡散気装置５６が配置されている。膜ユニット５３は、４枚の平板状の膜エレメント５７で構成され、その膜面が互いに平行になるように適当な間隔をおいて並列にケーシング５４内に収納されてユニット化されている。粗大気泡散気装置５５は、気孔径５〜１０ｍｍの散気孔を複数個有する散気管５８が５本並列に、かつ膜エレメント５７の長手方向と直交するように配置されている。また、微細気泡散気装置５６は。気孔径０．５〜０．２ｍｍ程度に形成されたメンブレン式散気板５９からなり、前記粗大気泡散気装置５５の下側に板面を水平にして配置されている。
【０００４】
上記構成になる活性汚泥処理装置では、粗大気泡散気装置５５からの粗大気泡は主として膜エレメント５７の膜面洗浄に利用され、二次的に生物処理に必要な酸素供給が行われる。また、微細気泡散気装置５６からの微細気泡は主として生物処理に必要な酸素供給に利用され、二次的に膜エレメント５７の膜面洗浄が行われることになる。従って、この活性汚泥処理装置によれば、粗大気泡と微細気泡が相互に膜面洗浄と酸素供給の作用を補完しあうので、粗大気泡のみの場合と異なり、微細気泡により効果的に生物処理に必要な酸素供給が図れるから散気量を低減することができ、全体として反応槽５１内への散気量を、粗大気泡のみの場合よりも少なくして効率良く原水５２の活性汚泥処理を行うことができる。（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−２２４６８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、浸漬膜の膜面に付着したり、詰まったりする懸濁物質は、汚泥ケークと有機物と無機物とからなっている。汚泥ケークの洗浄や有機物の分解（有機物の完全除去には、次亜塩素酸ソーダによる洗浄が好ましい。）には曝気が有効であるが、無機物を完全に除去することができない。従って、浸漬膜の透過効率が次第に低下し、遂には使用に耐えることができなくなるため、一般に浸漬膜を硝酸水により洗浄することにより、浸漬膜の膜面に付着したり詰まったりしている無機物を除去している。硝酸を含む洗浄廃液は、中和等を含む然るべき処理をした後に処分しなければならないから、洗浄廃液の処理コストが嵩むという問題があった。
【０００６】
また、上記従来例に係る活性汚泥処理装置の反応槽では被処理水中の有機物を、散気装置から送り込む空気中の酸素により水と二酸化炭素に分解するために、多量の空気を送り込まなければならず、散気装置に酸素を送り込むブロアの駆動コストが嵩むという問題もあった。
【０００７】
従って、本発明の目的は、浸漬膜に付着した無機物の洗浄により生じる硝酸を含む洗浄廃液の処理コスト、および散気装置に空気を送り込むブロアの駆動コストの低減を可能ならしめる活性汚泥処理装置およびその運転方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明者らは、活性汚泥処理装置では、無酸素槽における脱窒菌による有機物を利用した脱窒作用により硝酸を分解することで、被処理水中に含まれている硝酸の量が多い程、硝酸の分解に多量の有機物が消費される結果、無酸素槽から好気槽に流入する脱窒後の被処理水中の有機物の量が減少し、好気槽における有機物の分解に必要な酸素量を減少させることが可能になると考えて、本発明をなしたものである。
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、従って課題を解決するために、本発明の請求項１に係る活性汚泥処理装置が採用した手段は、下水や廃水等のアンモニアを含む原水が供給される無酸素槽を備え、この無酸素槽から脱窒後の被処理水が流入し、透過水を取出す浸漬膜が配設され、かつ曝気用の空気を吹き込む散気装置が設けられてなる好気槽を備えると共に、アンモニアの硝化反応によりこの好気槽で発生する硝酸または亜硝酸を含む硝化液を、この好気槽から前記無酸素槽に循環させる硝化液循環ラインを備えてなる活性汚泥処理装置において、前記浸漬膜の洗浄により生じる硝酸を含む洗浄廃液を前記無酸素槽に供給する洗浄廃液供給装置を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の請求項２に係る活性汚泥処理装置が採用した手段は、請求項１に記載の活性汚泥処理装置において、前記洗浄廃液供給装置は、前記浸漬膜に付着している無機物を洗浄する硝酸水が注水され、洗浄すべき浸漬膜を洗浄する浸漬膜洗浄槽と、この浸漬膜洗浄槽から前記無酸素槽に連通し、流量調整弁が介装されてなる洗浄廃液供給ラインとからなることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の請求項３に係る活性汚泥処理装置が採用した手段は、下水や廃水等のアンモニアを含む原水が供給される無酸素槽と、この無酸素槽から脱窒後の被処理水が流入し、曝気用の空気が吹き込まれる散気装置が設けられてなる好気槽と、アンモニアの硝化反応によりこの好気槽で発生する硝酸または亜硝酸を含む硝化液を、前記好気槽から前記無酸素槽に循環させる硝化液循環ラインと、前記好気槽から第１開閉弁が介装されてなる被処理水流入ライン、および第２開閉弁が介装されてなる被処理水流出ラインが連通し、曝気用の空気を吹き込む散気装置が設けられると共に、透過水を取出す浸漬膜が配設されてなる膜浸漬槽と、この膜浸漬槽から第３開閉弁が介装されてなる洗浄廃液排出ラインが連通する硝酸水槽と、この硝酸水槽から前記被処理水流入ラインの第１開閉弁と膜浸漬槽との間に連通し、第４開閉弁が介装されてなる硝酸水供給ラインと、前記硝酸水槽から前記無酸素槽に連通し、第５開閉弁が介装されてなる洗浄廃液供給ラインとからなることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の請求項４に係る活性汚泥処理装置の運転方法が採用した手段は、上記請求項１に記載の活性汚泥処理装置の運転方法であって、硝酸による浸漬膜の洗浄により生じた硝酸を含む洗浄廃液を洗浄廃液供給装置から無酸素槽に供給しながら、この無酸素槽から脱窒後の被処理水を好気槽に流入させ、流入する被処理水と活性汚泥とからなる活性汚泥混合水を好気槽に浸漬されてなる浸漬膜でろ過することを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の請求項５に係る活性汚泥処理装置の運転方法が採用した手段は、上記請求項２に記載の活性汚泥処理装置の運転方法であって、硝酸による前記浸漬膜の洗浄により生じた硝酸を含む洗浄廃液を洗浄廃液供給装置の浸漬膜洗浄槽から洗浄廃液供給ラインを介して無酸素槽に供給しながら、この無酸素槽から脱窒後の被処理水を好気槽に流入させ、流入する被処理水と活性汚泥とからなる活性汚泥混合水を好気槽に浸漬されてなる浸漬膜でろ過することを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の請求項６に係る活性汚泥処理装置の運転方法が採用した手段は、上記請求項３に記載の活性汚泥処理装置の運転方法であって、無酸素槽から脱窒後の被処理水が流入する好気槽から膜浸漬槽に活性汚泥混合水を流入させ、流入する活性汚泥混合水を膜浸漬槽に浸漬されてなる浸漬膜でろ過するろ過運転工程と、ろ過運転の継続により浸漬膜の膜面が無機物で詰まり、予め設定した抵抗値を越えると、ろ過運転と膜浸漬槽への空気供給を停止させると共に、活性汚泥混合水の流入を停止させるろ過運転停止工程と、膜浸漬槽に硝酸水槽から硝酸水を供給しながら活性汚泥を好気槽に押出す汚泥・硝酸水置換工程と、硝酸水の供給により膜浸漬槽内の液の全てが硝酸水で置換されると、予め定めた時間の間の膜浸漬槽内の硝酸水を保持し続ける浸漬膜洗浄工程と、予め定めた時間経過後に膜浸漬槽内の硝酸を含む洗浄廃液を、膜浸漬槽から硝酸水槽に戻す洗浄廃液戻し工程と、硝酸水槽内の洗浄廃液を無酸素槽に供給しながら、無酸素槽から脱窒後の被処理水を好気槽に供給し、好気槽から膜浸漬槽に活性汚泥混合水を供給して浸漬膜でろ過するろ過運転工程に戻ることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の請求項１乃至３に係る活性汚泥処理装置、および本発明の請求項４乃至６に係る活性汚泥処理装置の運転方法では、脱窒機能を有する無酸素槽に、アンモニアの硝化反応により生じた硝酸または亜硝酸を含む硝化液が好気槽から供給されると共に、浸漬膜の洗浄により生じた硝酸を含む洗浄廃液が供給されるが、これらの硝酸は無酸素槽における有機物による脱窒作用により分解される。そして、洗浄廃液に含まれている硝酸を分解するために、原水中の有機物がより多く消費され、無酸素槽から好気槽に流入する脱窒後の被処理水中の有機物の量が減少するから、好気槽における有機物の分解に必要な酸素量を減少させることができる。また、好気槽に流入する有機物の濃度を低下させることができるので、好気槽でのアンモニアの硝化反応が安定して行われる。
【００１６】
従って、本発明の請求項１乃至３に係る活性汚泥処理装置、および本発明の請求項４乃至６に係る活性汚泥処理装置の運転方法によれば、硝酸を含む洗浄廃液は、中和等を含む然るべき処理をした後に処分する必要がないから、洗浄廃液の処理コストが不要になる。
また、散気装置に空気を送り込むブロアの駆動モータを、消費電力の少ない小型のものにすることができるから、駆動モータの消費電力駆動コストを低減させることができる。
【００１７】
本発明の請求項３に係る活性汚泥処理装置、および本発明の請求項６に係る活性汚泥処理装置の運転方法によれば、洗浄するために浸漬膜を着脱する必要がない。従って、本発明の請求項１または２に係る活性汚泥処理装置、および本発明の請求項４または５に係る活性汚泥処理装置の運転方法の場合よりも活性汚泥処理装置の運転停止時間が短縮されるため、活性汚泥処理装置の稼働率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の形態１に係る活性汚泥処理装置を、添付図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の形態１に係る活性汚泥処理装置の模式的構成説明図、図２は浸漬膜の洗浄状態説明図である。
【００１９】
図１，２に示す符号１は、本発明の形態１に係る活性汚泥処理装置である。この活性汚泥処理装置１は、無酸素槽２を備えており、この無酸素槽２には下水や廃水等のアンモニアを含む原水が供給されるように構成されている。この無酸素槽２は、脱窒槽とも呼ばれており、脱窒菌が有機物を活用することにより、硝酸や亜硝酸を窒素ガスと水とに分解する機能を備えている。この無酸素槽２により脱窒された被処理水は、好気槽３に供給されるように構成されている。この好気槽３は、硝化槽とも呼ばれており、アンモニア酸化細菌等の微生物の作用によりアンモニアを硝酸または亜硝酸にする硝化機能を備えている。
そして、この好気槽３で生産された硝酸または亜硝酸を含む硝化液の一部は、循環ポンプ４ａが介装されてなる硝化液循環ライン４を介して、前記無酸素槽２に循環されるように構成されている。
【００２０】
前記好気槽３には、被処理水中の懸濁物質を分離して水を透過させ、透過水として取出す透過水排出装置５を備えている。この透過水排出装置５は、好気槽３内の被処理水中に浸漬される浸漬膜５ａと、この浸漬膜５ａの膜を透過した透過水を放水する放水ライン５ｂと、この放水ライン５ｂに介装され、吸引すると共に、吸引により透過した透過水を放水先側に送り出す吸引ポンプ５ｃとから構成されている。また、この好気槽３には、アンモニアの硝化と有機物の分解とに使用される空気を、被処理水中に吹き込む散気装置６が設けられている。この散気装置６の空気噴出ヘッダー６ａには、空気を送る空気供給ライン６ｂが連通しており、この空気供給ライン６ｂにブロア６ｃとから空気が送り込まれるように構成されている。
【００２１】
さらに、前記無酸素槽２には、洗浄廃液供給装置７から硝酸を含む浸漬膜５ａの洗浄廃液が供給されるように構成されている。この洗浄廃液供給装置７は、前記浸漬膜５ａの膜面に付着したり詰まったりしている無機物を洗浄して除去する硝酸水（通常、１〜２％の濃度の硝酸を含む硝酸水が用いられる。）が入れられる浸漬膜洗浄槽７ａを備えている。
そして、この浸漬膜洗浄槽７ａから無酸素槽２に、洗浄廃液排出ポンプ７ｃ，洗浄廃液の供給量を調整する流量調整弁７ｄが介装されてなる洗浄廃液供給ライン７ｂが連通している。前記浸漬膜洗浄槽７ａで浸漬膜５ａを洗浄する場合には、図２に示すように、例えば活性汚泥処理装置１の操業を停止した後、透過水排出装置５から浸漬膜５ａを取外し、取外した浸漬膜５ａを浸漬膜洗浄槽７ａ内の硝酸水中に、例えば２時間程度の間浸漬するものである。
【００２２】
以下、上記構成になる活性汚泥処理装置１の作用態様を説明する。即ち、運転の継続により、好気槽３内の脱窒後の被処理水中に浸漬されている浸漬膜５ａの膜面に有機物と、例えば鉄、カルシウム等の無機物とからなる懸濁物質が次第に付着する。上記従来例に係る説明から良く理解されるように、散気装置により汚泥ケークが除去され、次亜塩素酸ソーダにより有機物が除去されるが、無機物は除去することができないので、遂には浸漬膜５ａの膜面が詰まる。そのため、原水の水質によっては、被処理水の透過性能が悪化し、初期の処理能力が失われる場合もあるので、図２に示すような方法により、浸漬膜５ａは定期的に洗浄される。
【００２３】
即ち、活性汚泥処理装置１の運転を停止し、好気槽３内の被処理水中に浸漬されている浸漬膜５ａを、透過水排出装置５の放水ライン５ｂの基端部から取外す(浸漬膜取外し工程)と共に、取外した浸漬膜５ａを浸漬膜洗浄槽７内の硝酸水中に、数時間の間、例えば２時間程度浸漬する。これにより、浸漬膜５ａの膜面に詰まっていた無機物が硝酸中溶解するので、無機物が浸漬膜５ａから除去される。無機物の除去程度は、例えば電子顕微鏡で観察、あるいは透過水量のチェックや溶出物質の元素分析等によって、浸漬膜洗浄槽７から浸漬膜５ａを取出すまでもなく容易に確認することができる。
【００２４】
このようにして浸漬膜５ａの無機物の洗浄が終了すると、無機物が浸漬膜５ａから浸漬膜５ａを取出すと共に、取出した浸漬膜５ａを透過水排出装置５の放水ライン５ｂの基端部に取付け、活性汚泥処理装置１を操業可能な状態に復元する。この場合、浸漬膜５ａには硝酸が付着している。しかしながら、好気槽３においては、空気供給によるアンモニアの硝化反応によってもともと硝酸または亜硝酸が生じるので、透過水排出装置５の放水ライン５ｂの基端部に取付けるに先立ち、硝酸を除去するために洗浄後の浸漬膜５ａを洗浄する必要はない。
【００２５】
活性汚泥処理装置１が、図１に示すように、操業可能な状態に復元されると、活性汚泥処理装置１の運転が開始される。無酸素槽２に下水や廃水等のアンモニアを含む原水が供給される。これと同時に、洗浄廃液供給装置７の流量制御弁７ｄが開弁されると共に、洗浄廃液排出ポンプ７ｃが駆動され、洗浄廃液洗浄槽７ａ内の硝酸を含む洗浄廃液が無酸素槽２に供給される。洗浄廃液洗浄槽７ａから無酸素槽２の原水中に供給される硝酸を含む洗浄廃液は、この無酸素槽２から好気槽３に流入する脱窒後の被処理水中のアンモニアの硝化反応により生じ、好気槽３から硝酸循環ライン４を介して無酸素槽２に循環される硝酸と共に脱窒され、窒素ガスと水とに分解される。前記好気槽３での硝化反応後の硝化液には、有機物と無機物とからなる懸濁物質が含まれているが、これらは透過水排出装置５の浸漬膜５ａによって水と分けられ、浸漬膜５ａを透過した水が透過水として、放水ライン５ｂから放水される。
【００２６】
以上述べたように、本発明の形態１に係る活性汚泥処理装置１では、脱窒機能を有する無酸素槽２に、アンモニアの硝化反応により生じた硝酸または亜硝酸を含む被処理水が好気槽３から供給されると共に、浸漬膜５ａの洗浄により生じた硝酸を含む洗浄廃液が洗浄廃液供給装置７から供給されるが、これらの硝酸等は無酸素槽２における有機物による脱窒作用により分解される。そして、追加供給される洗浄廃液に含まれている硝酸を分解するために、無酸素槽２中の有機物がより多量に消費される。そのため、この無酸素槽２から好気槽３に流入する脱窒後の被処理水中の有機物の量が減少するから、有機物を分解するために、散気装置６により好気槽３内の被処理水中に供給する酸素量を減少させることができる。
【００２７】
従って、本発明の形態１に係る活性汚泥処理装置１によれば、従来例に係る活性汚泥処理装置と異なり、硝酸を含む洗浄廃液は、中和等を含む然るべき処理をした後に処分する必要がなく、洗浄廃液の処理コストが不要であるから、原水の処理コストに関して有利になる。また、散気装置６に空気を送り込むブロア６ｃの図示しない駆動モータを、消費電力の少ない小型のものにすることができるから、駆動モータの消費電力駆動コストを低減させることができる。なお、本発明は、原水のＢＯＤ（有機物の指標）／Ｎ(窒素)が高い場合、即ちＢＯＤ／Ｎが３以上である場合が好ましい。つまり、ＢＯＤ／Ｎが低い場合には、硝酸を含む洗浄廃液を脱窒処理する場合、逆に別途メタノール等の有機物を添加する必要があり、本発明の効果を得ることができないからである。
【実施例】
【００２８】
因みに、上記構成になる活性汚泥処理装置１において、２％濃度の硝酸水による浸漬膜の洗浄で生じた洗浄廃液を滴下させない場合と、滴下させた場合との無酸素槽から好気槽に流入する脱窒後の被処理水の有機物のＢＯＤは、下記のとおりであった。なお、無酸素槽２の容積は４ｍ3、好気槽３の容積は４ｍ3、原水の流入量は２２リットル／ｍｉｎ、無酸素槽２への硝化液返送量は６７リットル／ｍｉｎ、洗浄廃液の滴下量は１５ミリリットル／ｍｉｎである。また、原水のＢＯＤは約２５０ｍｇ／リットル、Ｔ−Ｎ(全窒素)は約３５ｍｇ／リットル、アンモニア性窒素は約２２ｍｇ／リットルであった。
（１）洗浄廃液を滴下させない場合：約３５ｍｇ／リットル（平均）
（２）洗浄廃液を滴下させた場合  ：  約８ｍｇ／リットル（平均）
上記（１）の場合における吹込み空気量の平均を１００％とすると、上記（２）の場合の吹込み空気量の平均は７５％程度であった。以上の洗浄廃液を滴下する実施例から良く理解されるように、無酸素槽２に洗浄廃液を供給することにより有機物が減少し、そして好気槽３に供給する空気量の大幅な減少が可能になることが良く分かる。
【００２９】
本発明の形態２に係る活性汚泥処理装置を、添付図面を参照しながら説明する。図３は本発明の形態２に係る活性汚泥処理装置の模式的構成説明図、図４乃至図８は本発明の形態２に係る活性汚泥処理装置の操業方法説明図である。なお、本形態２に係る活性汚泥処理装置が上記形態１と相違するところは、上記形態１が浸漬膜を取外して洗浄するのに対して、本形態２は浸漬膜を取外さずに洗浄するところにあり、主要部は同構成であるから、同一のものまたは同一機能を有するものに同一符号を付して、主としてその相違する点について説明する。
【００３０】
本発明の形態２に係る活性汚泥処理装置１は、無酸素槽２を備え、この無酸素槽２で脱窒された被処理水が供給され、散気装置６から空気が供給されるが、透過水排出装置を持たない好気槽３を備えている。この好気槽３で生産された硝酸または亜硝酸を含む硝化液の一部は、上記形態１に係る活性汚泥処理装置１と同様に、循環ポンプ４ａが介装されてなる硝化液循環ライン４を介して、前記無酸素槽２に循環されるように構成されている。
そして、この好気槽３と後述する膜浸漬槽８は、第１開閉弁１１ａが介装されてなる被処理水流入ライン１１、および第２開閉弁１２ａが介装されてなる被処理水流出ライ１２を介して連通している。
【００３１】
前記膜浸漬槽８には、曝気用の空気を吹き込む散気装置６が設けられると共に、透過水を取出す浸漬膜５が配設されている。なお、この形態２においては、前記散気装置６は、前記好気槽３中に設けられてなる空気噴出ヘッダー６ａと、前記膜浸漬槽８中に設けられてなる空気噴出ヘッダー６ａ′とを備えており、１台のブロア６ｃから曝気用空気が供給されるように構成されている。
【００３２】
また、前記膜浸漬槽８は第３開閉弁１３ａが介装されてなる洗浄廃液排出ライン１３を介して、硝酸水が充填されてなる硝酸水槽９に連通している。さらに、この硝酸水槽９は第４開閉弁１４ａが介装されてなる硝酸水供給ライン１４を介して前記被処理水流入ライン１１の第１開閉弁１１ａと膜浸漬槽８との間に連通すると共に、第５開閉弁１５ａが介装されてなる洗浄廃液供給ライン１５を介して前記無酸素槽２に連通している。これら硝酸水供給ライン１４と洗浄廃液供給ライン１５とは、一端が前記硝酸水槽９に連結されると共に、硝酸・洗浄廃液用ポンプ１６ａが介装されてなる硝酸・洗浄廃液用基ライン１６から分岐している。即ち、この１台の硝酸・洗浄廃液用ポンプ１６ａにより、硝酸水供給ライン１４を介して膜浸漬槽８に浸漬膜５ａを洗浄するための硝酸水が供給され、洗浄廃液供給ライン１５を介して無酸素槽２に、分解処理するための硝酸を含む洗浄廃液が供給されるように構成されている。
【００３３】
以下、本形態２に係る活性汚泥処理装置１の作用態様を説明する。即ち、図４に示すように、第１，２開閉弁１１ａ，１２ａを開弁して被処理水流入ライン１１と被処理水流出ライン１２とを介して好気槽３と膜浸漬槽８とを連通させる。散気装置５のブロア６ｃと透過水排出装置５の吸引ポンプ５ｃは作動しており、好気槽３から膜浸漬槽８に流入する活性汚泥混合水を浸漬膜５ａによりろ過して透過水を得る。この場合は、硝酸水槽９には硝酸水が充填されており、いわゆる浸漬膜５ａの硝酸を含む洗浄廃液を無酸素槽２に供給しない第１の通常運転(ろ過運転工程)である。
【００３４】
上記のような第１の通常運転の継続により浸漬膜５ａの膜面が無機物で詰まると、図５に示すように、汚泥・硝酸水置換工程に移行する。先ず、散気装置５のブロア６ｃと透過水排出装置５の吸引ポンプ５ｃの作動を停止させ、好気槽３内および膜浸漬槽８内の水流を静置させる。次いで、被処理水流入ライン１１の第１開閉弁１１ａを閉弁し、第４開閉弁１４ａを開弁（第５開閉弁１５ａは閉弁）し、硝酸水供給ライン１４を介して、硝酸水槽９内の硝酸水を底部側から膜浸漬槽８に供給しながら、被処理水流出ライン１２を介して活性汚泥を好気槽３に押出す（汚泥・硝酸水置換工程）。なお、硝酸水と活性汚泥との境界面が乱れると、硝酸水と活性汚泥とが混合して硝酸水が薄められてしまうので、硝酸水槽９内の硝酸水を底部側からゆっくりと膜浸漬槽８に供給するのが好ましい。
【００３５】
硝酸水槽９内の硝酸水の殆どを供給することにより膜浸漬槽８内の液が全て硝酸水に置換されると、図６に示すように、膜浸漬槽８内の硝酸水が外部に流出しないように第４開閉弁１４ａを閉弁し、この状態で数時間（例えば、２時間程度）保持(浸漬膜洗浄工程)する。これにより浸漬膜５ａの洗浄が終了する。なお、このとき散気装置５のブロア６ｃを運転して曝気を行っても良い。
【００３６】
浸漬膜５ａの洗浄が終了したら、図７に示すように、第３開閉弁１３ａを開弁し、洗浄廃液流出ライン１３を介して、膜浸漬槽８内の硝酸を含む洗浄廃液を、自然流下させることにより膜浸漬槽８から硝酸水槽９内に排出させる(洗浄廃液戻し工程)。
【００３７】
そして、図８に示すように、浸漬膜５ａ洗浄後の洗浄廃液を無酸素槽２に供給しながらの、第２の通常運転(ろ過運転工程)に移行する。即ち、第３開閉弁１３ａを閉弁し、第１開閉弁１１ａを開弁する。そして、第５開閉弁１５ａを開弁し、硝酸・洗浄廃液用ポンプ１６ａを駆動することにより、洗浄廃液供給ライン１５を介して硝酸水槽９内の洗浄廃液を無酸素槽２に少量ずつ供給する。さらに、散気装置６の運転を開始すると共に、透過水排出装置５の運転を開始する。勿論、循環ポンプ４ａの運転も開始され、好気槽３においてアンモニアの硝化反応により生じた硝酸が硝酸循環ライン４を介して無酸素槽２に循環される。
【００３８】
以上述べたように、本発明の形態２に係る活性汚泥処理装置１によれば、上記の手順により膜浸漬槽８内の浸漬膜５ａを硝酸水で洗浄することができるので、本発明の形態２に係る活性汚泥処理装置１は、上記形態１に係る活性汚泥処理装置１と同等の効果を得ることができる。但し、上記のとおり、浸漬膜５ａを取外す必要がなく、浸漬膜５ａの着脱作業が不要であるから、浸漬膜５ａの洗浄作業の作業時間の短縮と容易化と稼動率の向上とに対して大いに寄与することができるという優れた効果がある。
【００３９】
なお、上記形態２においては、浸漬膜５ａを洗浄するに際して、浸漬膜槽８の硝酸水を供給して、浸漬膜槽８から活性汚泥混合水を押出す場合を説明したが、ポンプにより浸漬膜槽８から好気槽へ活性汚泥混合水を移送し、浸漬膜槽８内の活性汚泥混合水を完全に排水してから、硝酸水槽９から浸漬膜槽８内に硝酸水を供給して浸漬膜５ａを洗浄するような構成にしてもよい。要は、浸漬膜５ａを槽外に取り出さずに硝酸水で洗浄することができ、洗浄廃水を無酸素槽２に供給できるように構成すればよい。また、以上の形態１，２においては、浸漬膜の形態については触れていないが、従来例のように平膜であっても、また周知の中空糸膜であっても良く、特に浸漬膜の形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の形態１に係る活性汚泥処理装置の模式的構成説明図である。
【図２】本発明の形態１に係る活性汚泥処理装置の浸漬膜の洗浄状態説明図である。
【図３】本発明の形態２に係る活性汚泥処理装置の模式的構成説明図である。
【図４】本発明の形態２に係る活性汚泥処理装置の操業方法説明図である。
【図５】本発明の形態２に係る活性汚泥処理装置の操業方法説明図である。
【図６】本発明の形態２に係る活性汚泥処理装置の操業方法説明図である。
【図７】本発明の形態２に係る活性汚泥処理装置の操業方法説明図である。
【図８】本発明の形態２に係る活性汚泥処理装置の操業方法説明図である。
【図９】従来例に係る活性汚泥処理装置の模式的全体断面図である。
【図１０】図９のＡ１−Ａ１断面図である。
【図１１】図９のＡ２−Ａ２断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１…活性汚泥処理装置
２…無酸素槽
３…好気槽
４…硝化液循環ライン，４ａ…循環ポンプ
５…透過水排出装置，５ａ…浸漬膜，５ｂ…放水ライン，５ｃ…吸引ポンプ
６…散気装置，６ａ…空気噴出ヘッダー，６ａ′…空気噴出ヘッダー，６ｂ…空気供給ライン，６ｃ…ブロア
７…洗浄廃液供給装置，７ａ…浸漬膜洗浄槽，７ｂ…洗浄廃液供給ライン，７ｃ…洗浄廃液排出ポンプ，７ｄ…流量調整弁
８…膜浸漬槽
９…硝酸水槽
１１…被処理水流入ライン，１１ａ…第１開閉弁
１２…被処理水流出ライン，１２ａ…第２開閉弁
１３…洗浄廃液流出ライン，１３ａ…第３開閉弁
１４…硝酸水供給ライン，１４ａ…第４開閉弁
１５…洗浄廃液供給ライン，１５ａ…第５開閉弁
１６…硝酸・洗浄廃液用基ライン，１６ａ…硝酸・洗浄廃液用ポンプ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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