(57)【要約】【課題】  浸漬型膜分離装置の膜ろ過処理能力を超える場合が一時的に発生しても、流量調整槽を必要とせずに、汚水の浄化処理を行うことができる膜分離汚水処理装置及びその運転方法を提供すること。【解決手段】  生物反応槽１内に仕切り４を設けて該生物反応槽１内を、汚水が流入する第一反応槽２と、第一反応槽２に連通し、かつ浸漬型膜分離装置９を収容する第二反応槽３とに区画し、第一反応槽２内に第一散気装置７を配置するとともに第二反応槽３内に第二散気装置８を配置し、第一反応槽２に上澄み液を排出するための上澄み液排出手段２１を設け、さらに汚水の供給先を第一反応槽２から第二反応槽３へ切替える汚水供給先切替え手段１９，２０を設けたことを特徴する膜分離汚水処理装置。【選択図】  図２
2006007103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚水が流入する生物反応槽と、前記生物反応槽に浸漬され、好気性処理された活性汚泥混合液の膜ろ過による固液分離を行って透過水を得る浸漬型膜分離装置とを備えた膜分離汚水処理装置において、
前記生物反応槽内に仕切りを設けて該生物反応槽内を、第一反応槽と、前記第一反応槽と連通し、かつ前記浸漬型膜分離装置を収容する第二反応槽とに区画し、前記第一反応槽内に第一散気装置を配置するとともに前記第二反応槽内に第二散気装置を配置し、前記第一反応槽に上澄み液を排出するための上澄み液排出手段を設け、さらに汚水の供給先を前記第一反応槽から前記第二反応槽のみに、あるいは前記第一反応槽及び前記第二反応槽から前記第二反応槽のみに切替える汚水供給先切替え手段を設けたことを特徴とする膜分離汚水処理装置。
【請求項２】
前記第一反応槽は、槽下部が下向き傾斜面を有するものであることを特徴とする請求項１記載の膜分離汚水処理装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の膜分離汚水処理装置の運転方法であって、通常時は、前記第一散気装置及び前記第二散気装置を働かせ、前記浸漬型膜分離装置による膜ろ過を行うことで、透過水を取り出し系外へ放流し、前記浸漬型膜分離装置の膜ろ過処理能力を超える非常時は、前記汚水供給先切替え手段により汚水の供給先を前記第二反応槽のみに切替え、前記第一散気装置の働きを停止した状態で前記浸漬型膜分離装置による膜ろ過を継続し、透過水を取り出して系外へ放流する一方、前記上澄み液排出手段により前記第一反応槽内の上澄み液を系外へ放流することを特徴とする膜分離汚水処理装置の運転方法。
【請求項４】
汚水が流入する脱窒槽と、前記脱窒槽の槽内活性汚泥混合液が流入する硝化槽と、前記硝化槽内の槽内液を硝化液として前記脱窒槽へ循環のために返送する返送ラインと、前記硝化槽に浸漬され、好気性処理された活性汚泥混合液の膜ろ過による固液分離を行って透過水を得る浸漬型膜分離装置とを備えた膜分離汚水処理装置において、
前記硝化槽内に仕切りを設けて該硝化槽内を、前記脱窒槽の槽内活性汚泥混合液が流入し、かつ前記浸漬型膜分離装置を収容する第一硝化槽と、該第一硝化槽の槽内液が流入する第二硝化槽とに区画し、前記第一硝化槽内に第一散気装置を配置するとともに前記第二硝化槽内に第二散気装置を配置し、前記第二硝化槽に上澄み液を排出するための上澄み液排出手段を設けたことを特徴する膜分離汚水処理装置。
【請求項５】
前記第二硝化槽は、槽下部が下向き傾斜面を有するものであることを特徴とする請求項４記載の膜分離汚水処理装置。
【請求項６】
請求項４又は５記載の膜分離汚水処理装置の運転方法であって、通常時は、前記第一散気装置及び第二散気装置を働かせ、前記浸漬型膜分離装置による膜ろ過を行うことで、透過水を取り出して系外へ放流し、前記浸漬型膜分離装置の膜ろ過処理能力を超える非常時は、前記第二散気装置の働きを停止した状態で前記浸漬型膜分離装置による膜ろ過を継続し、透過水を取り出して系外へ放流する一方、前記上澄み液排出手段により前記第二硝化槽内の上澄み液を系外へ放流することを特徴とする膜分離汚水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、浸漬型膜分離装置を用いた活性汚泥法により生活排水などの汚水を浄化処理する膜分離汚水処理装置、及びその運転方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図７は従来の膜分離汚水処理装置の構成説明図である。図７に示すように、生活排水などの汚水は、一次処理工程を経て、汚水供給管路６１から一旦流量調整槽６２に貯留された後に、ポンプ６３により一定量ずつ生物反応槽６４に供給される。生物反応槽６４内には、活性汚泥が懸濁されており、浸漬型膜分離装置６５が収容されている。また、生物反応槽６４内の底部には、ブロワ６７に接続された曝気用の散気装置６９が配置されるとともに、ブロワ６８に接続され、浸漬型膜分離装置６５の下方に位置する曝気用の散気装置７０が配置されている。７１は余剰汚泥引き抜きラインである。
【０００３】
そして、生物反応槽６４に流入した汚水は、散気装置６９，７０からの曝気による攪拌作用によって懸濁状態に保持されている活性汚泥により好気性処理される。その好気性処理された活性汚泥混合液が吸引ポンプ６６による吸引作用の下で、浸漬型膜分離装置６５による膜ろ過を行って固液分離されて、取り出されたきれいな透過水が系外へ放流される。
【０００４】
このように、浸漬型膜分離装置を用いる場合、浸漬型膜分離装置の最大透過水量によって汚水処理量が規制されるため、流入汚水量の変動に備えて流量調整槽を設置することが必要となっている。また、浸漬型膜分離装置の膜モジュールの洗浄、補修又は交換などにより、浸漬型膜分離装置の一部の膜モジュールが使用できない状態で運転を行う場合や、浸漬型膜分離装置の膜モジュールの目詰まりにより、浸漬型膜分離装置の透過水量を減少させた状態で運転しなければならない場合に備えても、流量調整槽が必要となる。そのため、流量調整槽を必要とせずに汚水の浄化処理を行えるようにし、汚水処理施設の新設にあたり、施設全体の設置スペースの縮小化と設備費の低減を図ることが要請されている。
【特許文献１】特公平８−１５５９７号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明の課題は、例えば汚水が浸漬型膜分離装置の最大透過水量を超えて増加する場合のように浸漬型膜分離装置の膜ろ過処理能力を超える場合が一時的に発生しても、流量調整槽を必要とせずに、汚水の浄化処理を行うことができる膜分離汚水処理装置及びその運転方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の課題を解決するために、本発明では次の技術的手段を講じている。
【０００７】
請求項１の発明は、汚水が流入する生物反応槽と、前記生物反応槽に浸漬され、好気性処理された活性汚泥混合液の膜ろ過による固液分離を行って透過水を得る浸漬型膜分離装置とを備えた膜分離汚水処理装置において、前記生物反応槽内に仕切りを設けて該生物反応槽内を、第一反応槽と、前記第一反応槽と連通し、かつ前記浸漬型膜分離装置を収容する第二反応槽とに区画し、前記第一反応槽内に第一散気装置を配置するとともに前記第二反応槽内に第二散気装置を配置し、前記第一反応槽に上澄み液を排出するための上澄み液排出手段を設け、さらに汚水の供給先を前記第一反応槽から前記第二反応槽のみに、あるいは前記第一反応槽及び前記第二反応槽から前記第二反応槽のみに切替える汚水供給先切替え手段を設けたことを特徴とする膜分離汚水処理装置である。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１記載の膜分離汚水処理装置において、前記第一反応槽は、槽下部が下向き傾斜面を有するものであることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の膜分離汚水処理装置の運転方法であって、通常時は、前記第一散気装置及び前記第二散気装置を働かせ、前記浸漬型膜分離装置による膜ろ過を行うことで、透過水を取り出し系外へ放流し、前記浸漬型膜分離装置の膜ろ過処理能力を超える非常時は、前記汚水供給先切替え手段により汚水の供給先を前記第二反応槽のみに切替え、前記第一散気装置の働きを停止した状態で前記浸漬型膜分離装置による膜ろ過を継続し、透過水を取り出して系外へ放流する一方、前記上澄み液排出手段により前記第一反応槽内の上澄み液を系外へ放流することを特徴とする膜分離汚水処理装置の運転方法である。
【００１０】
請求項４の発明は、汚水が流入する脱窒槽と、前記脱窒槽の槽内活性汚泥混合液が流入する硝化槽と、前記硝化槽内の槽内液を硝化液として前記脱窒槽へ循環のために返送する返送ラインと、前記硝化槽に浸漬され、好気性処理された活性汚泥混合液の膜ろ過による固液分離を行って透過水を得る浸漬型膜分離装置とを備えた膜分離汚水処理装置において、前記硝化槽内に仕切りを設けて該硝化槽内を、前記脱窒槽の槽内活性汚泥混合液が流入し、かつ前記浸漬型膜分離装置を収容する第一硝化槽と、該第一硝化槽の槽内液が流入する第二硝化槽とに区画し、前記第一硝化槽内に第一散気装置を配置するとともに前記第二硝化槽内に第二散気装置を配置し、前記第二硝化槽に上澄み液を排出するための上澄み液排出手段を設けたことを特徴する膜分離汚水処理装置である。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項４記載の膜分離汚水処理装置において、前記第二硝化槽は、槽下部が下向き傾斜面を有するものであることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項４又は５記載の膜分離汚水処理装置の運転方法であって、通常時は、前記第一散気装置及び第二散気装置を働かせ、前記浸漬型膜分離装置による膜ろ過を行うことで、透過水を取り出して系外へ放流し、前記浸漬型膜分離装置の膜ろ過処理能力を超える非常時は、前記第二散気装置の働きを停止した状態で前記浸漬型膜分離装置による膜ろ過を継続し、透過水を取り出して系外へ放流する一方、前記上澄み液排出手段により前記第二硝化槽内の上澄み液を系外へ放流することを特徴とする膜分離汚水処理装置の運転方法である。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１，２の発明による膜分離汚水処理装置、及び請求項３の発明による膜分離汚水処理装置の運転方法は、浸漬型膜分離装置を用いた活性汚泥法による汚水の浄化処理にあたり、生物反応槽内を、第一散気装置が配置された第一反応槽と、この第一反応槽と連通し、かつ浸漬型膜分離装置及び第二散気装置が配置された第二反応槽とに区画している。
【００１４】
そして、通常時は、汚水を第一反応槽に流入させ、第一散気装置及び第二散気装置を働かせた状態で浸漬型膜分離装置による膜ろ過を行うことで、透過水を取り出し系外へ放流するようにしている。また、浸漬型膜分離装置の膜ろ過処理能力を超える非常時は、汚水の供給先を第二反応槽のみに切替え、浸漬型膜分離装置による膜ろ過を継続し、透過水を取り出して系外へ放流する一方、第一散気装置の働きを停止させて第一反応槽内の上澄み液を系外へ放流するようにしている。
【００１５】
このように、浸漬型膜分離装置の膜ろ過処理能力を超える非常時は、生物反応槽内に区画形成した第一反応槽に、好気性処理された活性汚泥混合液の固液分離を行う沈殿槽機能が付与されるように構成されている。
【００１６】
したがって、生物反応槽の大きさが従来と同じ場合でも、一時的に汚水が浸漬型膜分離装置の最大透過水量を超えて増加しても、第二反応槽での該浸漬型膜分離装置による透過水の取り出しと、第一反応槽での上澄み液の取り出しとの併用によって、従来とは違って流量調整槽を必要とせずに、汚水の浄化処理を行うことができる。また、浸漬型膜分離装置の膜モジュールの洗浄、補修又は交換などにより、浸漬型膜分離装置の一部の膜モジュールが使用できない状態で運転を行う場合、また、浸漬型膜分離装置の膜モジュールの目詰まりにより、浸漬型膜分離装置の透過水量を減少させた状態で運転しなければならない場合でも、当該浸漬型膜分離装置による透過水量の減少分だけ汚水流入量を減らすことなく、汚水の浄化処理を行うことができ、流量調整槽を設けなくてすむ。これにより、汚水処理設備全体の設置スペースの縮小化と設備費の低減を図ることができる。
【００１７】
請求項４，５の発明による膜分離汚水処理装置、及び請求項６の発明による膜分離汚水処理装置の運転方法は、浸漬型膜分離装置を用いた循環式硝化脱窒法による汚水の浄化処理にあたり、硝化槽内を、第一散気装置と浸漬型膜分離装置とが配置された第一硝化槽と、この第一硝化槽の槽内液が流入し、かつ第二散気装置が配置された第二硝化槽とに区画している。
【００１８】
そして、通常時は、第一散気装置及び第二散気装置を働かせた状態で浸漬型膜分離装置による膜ろ過を行うとともに、返送ラインによる消化液の脱窒槽への返送を行うことにより、透過水を取り出して系外へ放流するようにしている。また、浸漬型膜分離装置の膜ろ過処理能力を超える非常時は、浸漬型膜分離装置による膜ろ過を継続し、透過水を取り出して系外へ放流する一方、第二散気装置の働きを停止させて第二硝化槽内の上澄み液を系外へ放流するようにしている。
【００１９】
このように、浸漬型膜分離装置の膜ろ過処理能力を超える非常時は、硝化槽内に区画形成した第二硝化槽に、好気性処理された活性汚泥混合液の固液分離を行う沈殿槽機能が付与されるように構成されている。
【００２０】
したがって、硝化槽の大きさが従来と同じ場合でも、一時的に汚水流入量が浸漬型膜分離装置の最大透過水量を超えて増加しても、第一硝化槽での該浸漬型膜分離装置による透過水の取り出しと、第二硝化槽での上澄み液の取り出しとの併用によって、従来とは違って流量調整槽を必要とせずに、汚水の浄化処理を行うことができる。また、浸漬型膜分離装置の膜モジュールの洗浄、補修又は交換などにより、浸漬型膜分離装置の一部の膜モジュールが使用できない状態で運転を行う場合、また、浸漬型膜分離装置の膜モジュールの目詰まりにより、浸漬型膜分離装置の透過水量を減少させた状態で運転しなければならない場合でも、当該浸漬型膜分離装置による透過水量の減少分だけ汚水流入量を減らすことなく、汚水の浄化処理を行うことができ、流量調整槽を設けなくてすむ。これにより、汚水処理設備全体の設置スペースの縮小化と設備費の低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。
【００２２】
まず、浸漬型膜分離装置を用いた活性汚泥法による汚水の浄化処理に適用される膜分離汚水処理装置について説明する。
【００２３】
図１は本発明の第１実施形態による膜分離汚水処理装置の構成説明図である。また、この図１は通常時の運転を説明するための図でもある。図２は図１に示す膜分離汚水処理装置における汚水流入量増加時の運転を説明するための図である。
【００２４】
図１において、１は上側が開口された箱状をなす生物反応槽である。この生物反応槽１は、仕切り４により第一反応槽２と第二反応槽３とに区画されている。仕切り４にはその下部に開口が形成されており、循環のため第一反応槽２の槽内液が仕切り４の開口を通じて第二反応槽３へ流入できるようになっている。
【００２５】
第一反応槽２と第二反応槽３のそれぞれには、活性汚泥が収容されている。第一反応槽２には、非常時（本実施形態では汚水流入量増加時）に上澄み液を排出するための上澄み液排出手段として上澄み液をオーバーフローさせるトラフ２１が設けられている。また、この第一反応槽２の底部には、槽外の第一ブロワ５に接続された曝気用の第一散気装置７が配置されている。第二反応槽３には、膜モジュールを有する浸漬型膜分離装置９が収容されるとともに、浸漬型膜分離装置９の下方における槽底部に、槽外の第二ブロワ６に接続された曝気用の第二散気装置８が配置されている。
【００２６】
浸漬型膜分離装置９は、吸引ポンプ１１が設けられた透過水導出管路１０に接続されている。吸引ポンプ１１の吸引作用によって浸漬型膜分離装置９のろ過膜の内外に圧力差を生じさせることで、膜モジュールによる膜ろ過が行われることにより、好気性処理された活性汚泥混合液が固液分離されて、取り出されたきれいな透過水が系外へ放流されるようになっている。
【００２７】
１３はエアリフト作用によって第二反応槽３の槽内液を第一反応槽２へ循環のために返送するエアリフト管路である。エアリフト管路１３の下端近傍には、ブロワ１５から送り出された空気をエアリフト管路１３に供給するエアリフト用空気供給管路１４が接続されている。エアリフト管路１３、エアリフト用空気供給管路１４及びブロワ１５によりエアリフト装置１２が構成されており、このエアリフト装置１２は、第二反応槽３の槽内液を第一反応槽２へ循環のために返送する返送手段を構成している。
【００２８】
また、１６は移送管路であり、一端が第一反応槽２の底部に連通され、他端がポンプ１７を介して第二反応槽３に連通されている。このポンプ１７と移送管路１６とは、汚水流入量増加時に働かせるものであって、第一反応槽２内の沈殿活性汚泥を第二反応槽３へ移送する移送ラインを構成している。１８は汚水供給管路であり、一次処理された汚水は、通常時には第一開閉弁１９を介して第一反応槽２に流入され、汚水流入量増加時には第一開閉弁１９が閉じられて第二開閉弁２０を介して第二反応槽３に流入されるようになっている。２２は余剰汚泥引き抜きラインである。前記の第一開閉弁１９及び第二開閉弁２０は、汚水流入量増加時に汚水の供給先を第一反応槽２から第二反応槽３へ切替える汚水供給先切替え手段を構成している。
【００２９】
次に、このように構成される膜分離汚水処理装置の運転方法について、図１と図２を参照しながら以下に説明する。
【００３０】
通常時は、図１に示すように、汚水供給管路１８の第一開閉弁１９を開き、汚水を第一反応槽２に流入させ、第一散気装置７及び第二散気装置８を働かせた状態で浸漬型膜分離装置９による膜ろ過を行うとともに、仕切り４下部の開口を通じて第一反応槽２から第二反応槽３への槽内液の移動と、エアリフト装置１２によって第二反応槽３の槽内液の第一反応槽２への返送を行うことで、反応槽２，３内の活性汚泥濃度を適切に維持して、透過水を取り出し系外へ放流するようにしている。
【００３１】
そして、一時的に汚水流入量が浸漬型膜分離装置９の最大透過水量を超える汚水増加時は、図２に示すように、第一開閉弁１９を閉じる一方、第二開閉弁２０を開いて汚水の供給先を第一反応槽２から第二反応槽３へ切替え、エアリフト装置１２の働きを停止させた状態で浸漬型膜分離装置９による膜ろ過を継続し、透過水を取り出して系外へ放流する。また、これに加えて、第一散気装置７の働きを停止させて第一反応槽２内の上澄み液を、トラフ２１にてオーバーフローさせて系外へ放流するようにしている。このとき、浸漬型膜分離装置９が収容されている第二反応槽３内の活性汚泥濃度の低下を防ぐために、ポンプ１７を働かせて第一反応槽２内の沈殿活性汚泥を移送管路１６を通じて第二反応槽３へ移送するようにしている。なお、非常時としての汚水増加という事態が解消されると、前述した通常時の運転に戻される。
【００３２】
このように、一時的に汚水流入量が浸漬型膜分離装置９の最大透過水量を超える場合、生物反応槽１内に区画形成した第一反応槽２に、好気性処理された活性汚泥混合液の固液分離を行う沈殿槽機能が付与されるように構成されている。したがって、生物反応槽１の大きさが従来と同じ場合でも、一時的に汚水流入量が浸漬型膜分離装置９の最大透過水量を超えて増加しても、第二反応槽３での浸漬型膜分離装置９による透過水の取り出しと、第一反応槽２での上澄み液の取り出しとの併用によって、従来とは違って流量調整槽を必要とせずに汚水の浄化処理を行うことができ、汚水処理設備全体の設置スペースの縮小化と設備費の低減を図ることができる。
【００３３】
なお、前記返送手段として、前記エアリフト装置１２に代えて、仕切り４の上部に可動堰を設け、通常時の運転ではこの可動堰を開くことで第一反応槽２と第二反応槽との槽内液を循環させるようにし、汚水流入量増加時の運転では可動堰を閉じることで第二反応槽３の槽内液を第一反応槽２の上澄み液へ流入させないように構成してもよい。また、返送手段としてポンプなどを用いるようにしてもよく、適宜の構成を採用することができる。同様に、前記上澄み液排出手段として、配管に開閉弁を設けて汚水流入量増加時に該開閉弁を開いて上澄み液を槽外へ排出するようにしてもよく、適宜の構成を採用することができる。また、汚水の供給にあたり、通常時には第一開閉弁１９及び第二開閉弁２０を開いて両反応槽２，３に汚水を流入させ、汚水流入量増加時には第一開閉弁１９を閉じて第二反応槽３のみに汚水を流入させるようにすることもできる。
【００３４】
また、浸漬型膜分離装置９の膜ろ過処理能力を超える非常時として、前記実施形態では一時的に汚水が浸漬型膜分離装置９の最大透過水量を超えて増加する場合について説明したが、例えば、浸漬型膜分離装置９の膜モジュールの洗浄、補修又は交換などにより、一時的に浸漬型膜分離装置９の一部の膜モジュールが使用できない状態で運転を行う場合でも、浸漬型膜分離装置９による透過水量の減少分だけ汚水流入量を減らすことなく、汚水の浄化処理を行うことができ、流量調整槽を設けなくてすむ。また、浸漬型膜分離装置９の膜モジュールの目詰まりにより、一時的に浸漬型膜分離装置９の透過水量を減少させた状態で運転しなければならない場合でも、浸漬型膜分離装置９による透過水量の減少分だけ汚水流入量を減らすことなく、汚水の浄化処理を行うことができ、流量調整槽を設けなくてすむ。その結果、汚水処理設備全体の設置スペースの縮小化と設備費の低減を図ることができる。なお、浸漬型膜分離装置９の目詰まりの原因となるＳＭＰ（生物代謝生成物）などの目詰まり物質が生物反応槽１に蓄積することを防止するために、浸漬型膜分離装置９による透過水の取り出しと第一反応槽２内の上澄み液の放流とを併用する運転を、定期的に行うようにしてもよい。
【００３５】
図３は本発明の第２実施形態による膜分離汚水処理装置の構成説明図である。また、この図３は汚水流入量増加時の運転を説明するための図でもある。ここで、第一反応槽２’の槽下部の形状が相違する点以外は、図１に示す膜分離汚水処理装置と同一構成なので、図１のものと同じ部分には同一の符号を付して説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
【００３６】
図３に示すように、生物反応槽１’は、仕切り４により第一反応槽２’と第二反応槽３とに区画されている。第一反応槽２’は、その槽下部が相対向する下向き傾斜面を有しており、その槽下部の最下端位置に移送管路１６の一端が連通され、移送管路１６の他端がポンプ１７を介して第二反応槽３に連通されている。
【００３７】
これにより、汚水流入量増加時の運転において、第一反応槽２’内の沈殿活性汚泥を移送管路１６を通じて第二反応槽３へ所定量ずつ安定して移送することができる。
【００３８】
図４は本発明の第３実施形態による膜分離汚水処理装置の構成説明図である。また、この図４は汚水流入量増加時の運転を説明するための図でもある。ここで、第一反応槽２”の槽下部の形状が相違する点以外は、図１に示す膜分離汚水処理装置と同一構成なので、図１のものと同じ部分には同一の符号を付して説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
【００３９】
図４に示すように、生物反応槽１”は、仕切り４により第一反応槽２”と第二反応槽３とに区画されている。第一反応槽２”は、その槽下部が第二反応槽３に向かって下向きに傾斜する下向き傾斜面を有しており、その槽下部の最下端位置に移送管路１６の一端が連通され、移送管路１６の他端がポンプ１７を介して第二反応槽３に連通されている。
【００４０】
これにより、汚水流入量増加時の運転において、第一反応槽２”内の沈殿活性汚泥を移送管路１６を通じて第二反応槽３へ所定量ずつ安定して移送することができる。
【００４１】
次に、浸漬型膜分離装置を用いた循環式硝化脱窒法による汚水の浄化処理に適用される膜分離汚水処理装置について説明する。
【００４２】
図５は本発明の第４実施形態による膜分離汚水処理装置の構成説明図である。また、この図５は通常時の運転を説明するための図でもある。図６は図５に示す膜分離汚水処理装置における汚水流入量増加時の運転を説明するための図である。
【００４３】
図５に示すように、第一仕切り３６によって脱窒槽３１と硝化槽３２とが区画され、さらに硝化槽３２は、第二仕切り３７によって第一硝化槽３３と第二硝化槽３４とに区画されている。第一仕切り３６には、その上部に開口が形成されており、脱窒槽３１の槽内液が第一仕切り３６の前記開口を通じて第一硝化槽３３へ流入（オーバーフロー）できるようになっている。また、第二仕切り３７には、その下部に開口が形成されており、循環のため第一硝化槽３３の槽内液が第二仕切り３７の前記開口を通じて第二硝化槽３４へ流入できるようになっている。脱窒槽３１には、嫌気性処理（脱窒処理）を行うための活性汚泥が収容されるとともに、汚水との混合攪拌用の攪拌装置３５が配置されている。
【００４４】
第一硝化槽３３と第二硝化槽３４のそれぞれには、好気性処理（硝化処理）を行うための活性汚泥が収容されている。第一硝化槽３３には、膜モジュールを有する浸漬型膜分離装置４２が収容されるとともに、浸漬型膜分離装置４２の下方における槽底部に、槽外の第一ブロワ３８に接続された曝気用の第一散気装置４０が配置されている。また、第二硝化槽３４の底部には、槽外の第二ブロワ３９に接続された曝気用の第二散気装置４１が配置されている。また、第二硝化槽３４には、非常時（本実施形態では汚水流入量増加時）に上澄み液を排出するための上澄み液排出手段として上澄み液をオーバーフローさせるトラフ５２が設けられている。この第二硝化槽３４は、図５に示すように、その槽下部が相対向する下向き傾斜面を有している。なお、この下向き傾斜面の目的は、汚水流入量増加時における返送のための沈殿活性汚泥の取り出しを容易にすることにあり、必ずしも下向き傾斜面にしなくてもよい。
【００４５】
浸漬型膜分離装置４２は、吸引ポンプ４４が設けられた透過水導出管路４３に接続されている。吸引ポンプ４４の吸引作用によって浸漬型膜分離装置４２のろ過膜の内外に圧力差を生じさせることで、膜モジュールによる膜ろ過が行われることにより、好気性処理（硝化処理）された活性汚泥混合液が固液分離されて、取り出されたきれいな透過水が系外へ放流されるようになっている。
【００４６】
４６はエアリフト作用によって第二硝化槽３４の槽内液を第一硝化槽３３へ循環のために返送するエアリフト管路、４７はブロワ４８から送り出された空気をエアリフト管路４６に供給するエアリフト用空気供給管路である。エアリフト管路４６、エアリフト用空気供給管路４７及びブロワ４８によりエアリフト装置４５が構成されており、このエアリフト装置４５は、第二硝化槽３４の槽内液を第一硝化槽３３へ循環のために返送する返送手段を構成している。
【００４７】
また、４９は返送管路であり、一端が第二硝化槽３４の槽下部の最下端位置に連通され、他端がポンプ５０を介して脱窒槽３１に連通されている。このポンプ５０と返送管路４９とは、硝化槽３２の槽内液を硝化液として脱窒槽３１へ循環のために返送する返送ラインを構成している。５１は汚水供給管路であり、汚水供給管路５１からの汚水が、脱窒槽３１に流入されるようになっている。５３は余剰汚泥引き抜きラインである。
【００４８】
次に、このように構成される膜分離汚水処理装置の運転方法について、図５と図６を参照しながら以下に説明する。
【００４９】
通常時は、図５に示すように、第一散気装置４０及び第二散気装置４１を働かせた状態で浸漬型膜分離装置４２による膜ろ過を行うとともに、エアリフト装置４５による第二硝化槽３４の槽内液の第一硝化槽３３への返送と、前記返送ラインによる第二硝化槽３４の槽内液の脱窒槽３１への返送とを行うことにより、透過水を取り出して系外へ放流するようにしている。
【００５０】
そして、脱窒槽３１に流入する汚水流入量が一時的に浸漬型膜分離装置４２の最大透過水量を超える汚水増加時は、図６に示すように、エアリフト装置４５の働きを停止した状態で浸漬型膜分離装置４２による膜ろ過を継続し、透過水を取り出して系外へ放流する。また、これに加えて、第二散気装置４１の働きを停止させて第二硝化槽３４内の上澄み液を系外へ放流するようにしている。このとき、ポンプ５０及び返送管路４９よりなる返送ラインによって第二硝化槽３４内の沈殿活性汚泥を含む硝化液を脱窒槽３１に送るようにしている。なお、非常時としての汚水増加という事態が解消されると、前述した通常時の運転に戻される。
【００５１】
このように、一時的に、脱窒槽３１に流入する汚水流入量が浸漬型膜分離装置４２の最大透過水量を超える場合、硝化槽３２内に区画形成した第二硝化槽３４に、好気性処理された活性汚泥混合液の固液分離を行う沈殿槽機能が付与されるように構成されている。したがって、硝化槽３２の大きさが従来と同じ場合でも、一時的に汚水流入量が浸漬型膜分離装置４２の最大透過水量を超えて増加しても、第一硝化槽３３での浸漬型膜分離装置４２による透過水の取り出しと、第二硝化槽３４での上澄み液の取り出しとの併用によって、従来とは違って流量調整槽を必要とせずに、汚水の浄化処理を行うことができる。よって、汚水処理設備全体の設置スペースの縮小化と設備費の低減を図ることができる。
【００５２】
また、浸漬型膜分離装置４２の膜ろ過処理能力を超える非常時として、例えば、浸漬型膜分離装置４２の膜モジュールの洗浄、補修又は交換などにより、一時的に浸漬型膜分離装置４２の一部の膜モジュールが使用できない状態で運転を行う場合でも、浸漬型膜分離装置４２による透過水量の減少分だけ汚水流入量を減らすことなく、汚水の浄化処理を行うことができ、流量調整槽を設けなくてすむ。また、浸漬型膜分離装置４２の膜モジュールの目詰まりにより、一時的に浸漬型膜分離装置４２の透過水量を減少させた状態で運転しなければならない場合でも、浸漬型膜分離装置４２による透過水量の減少分だけ汚水流入量を減らすことなく、汚水の浄化処理を行うことができ、流量調整槽を設けなくてすむ。その結果、汚水処理設備全体の設置スペースの縮小化と設備費の低減を図ることができる。なお、浸漬型膜分離装置４２の目詰まりの原因となるＳＭＰなどの目詰まり物質が硝化槽３２に蓄積することを防止するために、浸漬型膜分離装置４２による透過水の取り出しと第二硝化槽３４内の上澄み液の放流とを併用する運転を、定期的に行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１実施形態による膜分離汚水処理装置の構成説明図である。
【図２】図１に示す膜分離汚水処理装置における汚水流入量増加時の運転を説明するための図である。
【図３】本発明の第２実施形態による膜分離汚水処理装置の構成説明図である。
【図４】本発明の第３実施形態による膜分離汚水処理装置の構成説明図である。
【図５】本発明の第４実施形態による膜分離汚水処理装置の構成説明図である。
【図６】図５に示す膜分離汚水処理装置における汚水流入量増加時の運転を説明するための図である。
【図７】従来の膜分離汚水処理装置の構成説明図である。
【符号の説明】
【００５４】
１，１’，１”…生物反応槽
２，２’，２”…第一反応槽
３…第二反応槽
４…仕切り
７…第一散気装置
８…第二散気装置
９…浸漬型膜分離装置
１０…透過水導出管路
１１…吸引ポンプ
１２…エアリフト装置
１６…移送管路
１８…汚水供給管路
１９…第一開閉弁
２０…第二開閉弁
２１…トラフ
３１…脱窒槽
３２…硝化槽
３３…第一硝化槽
３４…第二硝化槽
３５…攪拌装置
３６…第一仕切り
３７…第二仕切り
４０…第一散気装置
４１…第二散気装置
４２…浸漬型膜分離装置
４３…透過水導出管路
４４…吸引ポンプ
４５…エアリフト装置
４９…返送管路
５１…汚水供給管路
５２…トラフ
【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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