(57)【要約】【課題】    攪拌コストの低減が可能となる生物学的処理装置及び生物学的処理方法を提供することを課題とする。【解決手段】  本発明は、有機性廃水を生物学的に処理する生物処理槽と、該生物処理槽から引き抜かれた汚泥含有液を加圧する加圧装置と、該加圧装置によって加圧された汚泥含有液を膜ろ過し、分離膜を透過した透過液たる処理水と非透過液たる汚泥濃縮液とに分離する膜分離装置と、該膜分離装置により分離された非透過液を前記生物処理槽内に返送する返送経路とを備えてなる生物学的処理装置であって、  前記返送経路は、前記非透過液を加圧状態で維持しつつ、前記生物処理槽の下部から前記生物処理槽内に供給するように構成されていることを特徴とする生物学的処理装置を提供する。【選択図】  図１
2006255505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃水（Ａ）を生物学的に処理する生物処理槽（１）と、該生物処理槽（１）から引き抜かれた汚泥含有液を加圧する加圧装置（３）と、該加圧装置（３）によって加圧された汚泥含有液を膜ろ過し、分離膜を透過した透過液（Ｃ）たる処理水と非透過液（Ｂ）たる汚泥濃縮液とに分離する膜分離装置（２）と、該膜分離装置（２）により分離された非透過液（Ｂ）を前記生物処理槽（１）内に返送する返送経路（４）とを備えてなる生物学的処理装置であって、
前記返送経路（４）は、前記非透過液（Ｂ）を加圧状態で維持しつつ、前記生物処理槽（１）の下部から前記生物処理槽（１）内に供給するように構成されていることを特徴とする生物学的処理装置。
【請求項２】
前記返送経路（４）は、前記生物処理槽（１）内への前記非透過液（Ｂ）の供給方向（１２）が、水平方向に対して傾斜するように構成されている請求項１記載の生物学的処理装置。
【請求項３】
前記返送経路（４）には、前記非透過液（Ｂ）に空気を供給する空気供給装置（５）が設けられている請求項１又は２に記載の生物学的処理装置。
【請求項４】
生物処理槽（１）にて有機性廃水（Ａ）を生物学的に処理し、該有機性廃水（Ａ）が処理された生物処理槽（１）内の汚泥含有液を生物処理槽（１）から抜き出して加圧し、分離膜（２ａ）を用いて透過液（Ｃ）たる処理水と非透過液（Ｂ）たる汚泥濃縮液とに分離し、分離した該非透過液（Ｂ）を前記生物処理槽（１）内に返送する生物学的処理方法であって、
前記非透過液（Ｂ）を加圧状態で維持し、前記生物処理槽（１）の下部から前記生物処理槽（１）内に供給することを特徴とする生物学的処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生物学的処理装置及び生物学的処理方法に関し、詳しくは、有機性廃水を生物学的に処理する生物処理槽と、該生物処理槽から引き抜かれた汚泥含有液を加圧する加圧装置と、該加圧装置によって加圧された汚泥含有液を膜ろ過し、分離膜を透過した透過液たる処理水と非透過液たる汚泥濃縮液とに分離する膜分離装置と、該膜分離装置により分離された非透過液を前記生物処理槽内に返送する返送経路とを備えてなる生物学的処理装置及び生物学的処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生活廃水や工場廃水等の有機性廃水を処理する装置として、活性汚泥を用いた生物学的処理装置が知られている。該生物学的処理装置は、一般に、活性汚泥を収容した生物処理槽と、活性汚泥を沈降させて、生物処理槽から引き抜かれた液を処理水（浄水）と汚泥濃縮液とに分離する沈殿槽とを備えてなり、該沈殿槽にて分離された汚泥濃縮液を前記生物処理槽の上から注ぎ込み、生物処理槽内に返送するように構成されている。
さらに、近年では、限外ろ過膜や精密ろ過膜等の膜エレメントを備えた膜分離装置が設けられた生物学的処理装置も提案されている。即ち、該生物学的処理装置は、図４に示す如く、生物処理槽５１と加圧装置５２と膜分離装置５３とを備え、生物処理槽５１から引き抜かれた汚泥含有液が加圧装置５２によって加圧されて膜分離装置５３に導入され、該膜分離装置５３に於いて、膜を透過する透過液たる処理水と非透過液たる汚泥濃縮液とに分離され、処理水が系外へ排出されるとともに、非透過液は生物処理槽５１の上から注ぎ込まれることにより、生物処理槽５１へ返送供給されるように構成されている。
【０００３】
このような膜分離装置を用いた生物学的処理装置によれば、従来の沈殿槽を用いた生物処理装置に比べて設置面積が大幅に削減されるという利点がある。
【０００４】
ところで、この種の生物学的処理装置に於いては、生物処理槽内の活性汚泥が沈降性であり、沈降すると有機性廃水と活性汚泥との接触機会が減少し、処理（浄化）に支障を来すことから、生物処理槽内には攪拌翼が備えられ、該攪拌翼によって槽内の液が十分に攪拌されるようになっている。
【特許文献１】特開平０５−２８５４９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記生物学的処理装置に於いては、本来沈降性の活性汚泥を沈降させずに攪拌し続ける必要があることから、非常に多くの攪拌コストがかかるという問題を有している。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑み、攪拌コストの低減が可能となる生物学的処理装置及び生物学的処理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決すべく、本発明は、有機性廃水を生物学的に処理する生物処理槽と、該生物処理槽から引き抜かれた汚泥含有液を加圧する加圧装置と、該加圧装置によって加圧された汚泥含有液を膜ろ過し、分離膜を透過した透過液たる処理水と非透過液たる汚泥濃縮液とに分離する膜分離装置と、該膜分離装置により分離された非透過液を前記生物処理槽内に返送する返送経路とを備えてなる生物学的処理装置であって、
前記返送経路は、前記非透過液を加圧状態で維持しつつ、前記生物処理槽の下部から前記生物処理槽内に供給するように構成されていることを特徴とする生物学的処理装置を提供する。
【０００８】
斯かる構成からなる生物学的処理装置に於いては、非透過液が加圧状態で維持されることから、該非透過液を生物処理槽下部から槽内に供給でき、生物処理槽下部に存在する活性汚泥を流動させつつ槽内を攪拌することができる。従って、攪拌翼による攪拌が不要となり、若しくはその必要性が低減される。
尚、本発明に於いて、生物処理槽の下部とは、底から汚泥含有液の液面までの高さに対して、底からの高さが少なくとも半分以下となる部分を意味する。
【０００９】
更に、本発明の生物学的処理装置に於いては、前記返送経路が、前記生物処理槽内への前記非透過液の供給方向が水平方向に対して傾斜するように構成されているものが好ましい。
斯かる構成によれば、下部に存在する活性汚泥を上下方向に流動させつつ攪拌することができ、生物処理槽の上部と下部との汚泥濃度差を十分に低減できる。
【００１０】
また、本発明は、生物処理槽にて有機性廃水を生物学的に処理し、該有機性廃水が処理された生物処理槽内の汚泥含有液を生物処理槽から抜き出して加圧し、分離膜を用いて透過液たる処理水と非透過液たる汚泥濃縮液とに分離し、分離した該非透過液を前記生物処理槽内に返送する生物学的処理方法であって、
前記非透過液を加圧状態で維持し、前記生物処理槽の下部から前記生物処理槽内に供給することを特徴とする生物学的処理方法を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明に係る生物学的処理装置は、攪拌翼による攪拌が不要となり、若しくはその必要性が低減されることから、攪拌コストの低減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態の生物学的処理装置を示す概略フロー図である。
図１に示すように、本実施形態の生物学的処理装置は、有機性廃水Ａを生物学的に処理する（詳しくは、活性汚泥により浄化処理する）生物処理槽１と、該生物処理槽１から引き抜かれ且つ有機性廃水Ａが処理された汚泥含有液を加圧する加圧装置３と、該加圧装置３によって加圧された汚泥含有液を膜ろ過し、分離膜を透過した透過液Ｃと非透過液Ｂとに分離する膜分離装置２と、該膜分離装置２により分離された非透過液Ｂを前記生物処理槽１内に返送する返送経路４とを備えてなる。更に、生物処理槽１内の有機性廃水Ａを膜分離装置２に供給するように、前記生物処理槽１と前記膜分離装置２とを連通する配管６を備え、前記加圧装置３は、該配管６の途中に介装されている。
【００１３】
前記生物処理槽１は、通常、曝気槽であり、有機性廃水Ａが供給されるように構成され且つ活性汚泥を含む汚泥含有液が充填された槽本体１ａと、該槽本体１ａの底部から汚泥含有液に空気を供給すべく、槽本体１ａの底部に配された散気板等の散気装置１６と該散気装置１６に空気を供給するブロア５とを備えている。
前記槽本体１ａは、円筒状に形成され、有機性廃水Ａを供給しうるように上方が開口して形成されている。
【００１４】
前記加圧装置３は、槽本体１ａ下部から引き出された汚泥含有液を加圧し、加圧した汚泥含有液を前記膜分離装置２に供給するように構成されてなる。
この加圧装置３としては、二つのポンプ３ａ、３ｂが備えられ、具体的には、前記生物処理槽１と膜分離装置２とを連通する配管にそれぞれ直列に介装された、流れ方向上流側の第１ポンプ３ａと下流側の第２ポンプ３ｂとが備えられている。
前記第１ポンプ３ａは、槽本体１ａから引き出された汚泥含有液を一次加圧し、前記第２ポンプ３ｂは、膜分離装置２を通過した際の圧損分に応じて、一次加圧された汚泥含有液を更に二次加圧するように構成されている。
一次加圧にて加える圧力としては、通常、０．０５〜０．５ＭＰａであり、二次加圧にて加える圧力としては、通常０．０１〜０．５ＭＰａである。
【００１５】
前記膜分離装置２は、加圧領域２ａと非加圧領域２ｂ（大気圧領域）とが分離膜によって画されてなり、加圧領域２ａに加圧された汚泥含有液を供給し、圧力差を利用して膜ろ過し、分離膜７を透過した透過液Ｃたる処理水と非透過液Ｂたる加圧状態（即ち、大気圧より圧力が高い状態）の汚泥濃縮液とに分離する装置である。
前記分離膜７としては、通常、限外ろ過膜又は精密ろ過膜が用いられる。
【００１６】
前記返送経路４は、膜分離装置２から排出される加圧状態の非透過液Ｂを加圧状態で維持しつつ、生物処理槽１の下部から生物処理槽１内に供給するように、膜分離装置２の加圧領域２ａと生物処理槽１の下部とを連通する配管を備えて構成されている。
具体的には、底から汚泥含有液の液面までの高さに対して、底からの高さが少なくとも半分以下となる部分、好ましくは、１／５以下となる部分から非透過液Ｂが供給されるように構成されている。
少なくとも１／５以下となる部分から非透過液Ｂを供給することにより、槽内上層部のみが攪拌されることが抑制され、槽内全体が十分に攪拌されるものとなる。
【００１７】
尚、前記返送経路４の途中（通常、返送経路４の終端近傍）には、上流側及び下流側の圧力を制御するバルブ９が介装されている。
【００１８】
図２は、生物処理槽１及び返送経路４の一部を上方から見た上面図である。
図２に示すように、前記返送経路４は、生物処理槽１内への非透過液Ｂの供給方向１２が、槽本体１ａの中心軸１０に向かう方向１１に対して傾斜する方向に設定されてなる。
即ち、非透過液Ｂの供給方向１２が、槽本体１ａと同軸で且つ径小な仮想円１３の接線方向となるように設定されている。
尚、前記仮想円１３の直径は、好ましくは、槽本体１ａ内径の４０〜８０％の範囲である。
【００１９】
斯かる仮想円１３の接線方向に非透過液Ｂを供給することにより、デッドスペース（滞留している部分）を形成することなく、槽本体１ａ内の中心付近から槽本体１ａ内周面付近に至る領域に於いて、汚泥含有液を周方向に回転させつつ攪拌することができる。
【００２０】
更に、前記非透過液Ｂの供給方向１２は、水平方向に対して上方又は下方に５〜３０度程度傾斜しているのが好ましい。
斯かる構成によれば、槽内を周方向に攪拌できるのみならず、上下方向にも攪拌できるので、下部に沈降している活性汚泥を上方向に流動させつつ攪拌することができ、汚泥含有液の上部と下部との汚泥濃度差を十分に低減できる。
【００２１】
生物処理槽１内への非透過液Ｂの供給量は槽内液量１Ｌ当たり０．２〜２Ｌ／ｈが好ましく、且つ、流速は０．５〜２ｍ／ｓｅｃが好ましい。
【００２２】
また、図１に示すように、前記返送経路４の途中には、非透過液Ｂを前記第１ポンプ３ａと第２ポンプ３ｂとの間の配管に供給するバイパス８が備えられ、非透過液Ｂの一部が再度膜分離装置２に供給されるように構成されている。
【００２３】
本実施形態の生物学的処理装置に於いては、生物処理槽１が円筒状に形成されてなり、前記返送経路が、生物処理槽１内への前記非透過液Ｂの供給方向が生物処理槽中心軸に向かう方向１０に対して傾斜する方向１２となるように構成されていることから、生物処理槽１内の液を周方向に回転させながら攪拌させることができ、より十分な攪拌が可能となる。
【００２４】
本実施形態の生物学的処理装置は、上記の如く構成されたが、本発明に於いては、上記構成に限定されず、適宜設計変更可能である。
即ち、本実施形態においては、槽本体１ａの底部に配された散気装置１６と該散気装置１６に空気を供給するブロア５とを備えて構成されたが、槽本体１ａの底部に配された散気装置１６と該散気装置１６に空気を供給するブロア５に代えて、例えば、図３に示すように、返送経路４の途中、特にバルブ９の上流側に於いて、経路内の非透過液Ｂに空気を供給するブロア５が備えられてなる場合であってもよく、また、槽本体１ａの底部に配された散気装置１６と該散気装置１６に空気を供給するブロア５に加えて、更に、返送経路４の途中、特にバルブ９の上流側の非透過液Ｂに空気を供給するブロア５が備えられている場合であってもよい。
経路４の途中に空気を供給するブロア５が備えられている構成によれば、槽内を攪拌しつつ散気することができ、槽全体に空気を拡散させることができると共に、加圧された非透過液Ｂに空気を供給するため、酸素溶解効率が高くなり、生物処理槽１内にて散気するよりも空気供給量を少ないものとすることができ、散気の為のコストを低減できる。
【００２５】
また、経路４内に非透過液Ｂに空気を供給する構成に於いては、空気が供給される部分よりも流れ方向下流側に、非透過液Ｂ中の気泡を微細化する網（図示せず）が設けられていてもよい。
斯かる構成に於いては、非透過液Ｂ中の気泡が網に衝突して微細化されることから、生物処理槽１中に微細化された気泡を供給することができ、散気効率、即ち、全供給空気量に対する活性汚泥に使用される割合を高めることができる。
【００２６】
更に、本実施形態に於いては、加圧装置３として、２つのポンプ３ａ、３ｂが備えられたが、バイパス８を備えない場合に於いては、加圧装置３として１つのポンプのみが備えられてなるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】一実施形態の生物学的処理装置を示す概略フロー図。
【図２】同実施形態に於ける生物処理槽及び返送経路の一部を示す概略上面図。
【図３】他実施形態の生物学的処理装置を示す概略フロー図。
【図４】従来の生物学的処理装置を示す概略フロー図。
【符号の説明】
【００２８】
１・・・生物処理槽、  ２・・・膜分離装置、  ３・・・加圧装置、  ４・・・返送経路、  ５・・・ブロア（空気供給装置）、  １２・・・非透過液の供給方向
Ａ・・・有機性廃水、  Ｂ・・・非透過液、  Ｃ・・・透過液
【図１】
2006255505.tif 000003
【図２】
2006255505.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006255505.tif 000006