(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚水中の固形物を沈殿除去する沈殿槽と、前記沈殿槽の後段に連設され、汚水中の有機成分を生物膜法、担体法、または膜分離活性汚泥法の何れかを用いて分解除去する生物処理槽を備えた汚水処理設備であって、
前記沈殿槽及び前記生物処理槽を含む汚水の処理経路に、前記沈殿槽から流入する汚水中に含まれ、前記沈殿槽で沈殿除去されなかったし渣をスクリーンで分離除去するし渣除去機構が配置され、
前記し渣除去機構で分離されたし渣を、破砕することなく、前記沈殿槽または前記沈殿槽の汚水流入側であって、かつ前記し渣除去機構よりも上流側に移送するし渣移送機構が設けられていることを特徴とする汚水処理設備。
【請求項２】
前記し渣除去機構が前記沈殿槽と前記生物処理槽を連通させる処理経路中に配置されることを特徴とする請求項１記載の汚水処理設備。
【請求項３】
前記沈殿槽を経由することなく汚水を前記生物処理槽に移送するバイパス経路が設置され、
前記し渣除去機構は、前記バイパス経路に移送される汚水からし渣を分離除去するように配置されていることを特徴とする請求項１記載の汚水処理設備。
【請求項４】
前記し渣除去機構は、前記沈殿槽を経由して前記生物処理槽に移送される処理経路中の汚水と、前記バイパス経路を経由して前記生物処理槽に移送される処理経路中の汚水の双方からし渣を分離除去可能な位置に配置されていることを特徴とする請求項３記載の汚水処理設備。
【請求項５】
前記生物処理槽が生物膜法による生物膜、担体法による担体、または膜分離活性汚泥法による分離膜の何れかを備えた処理槽を含む複数の処理槽で構成され、
前記し渣除去機構は前記処理槽間の汚水移送経路に配置されていることを特徴とする請求項１記載の汚水処理設備。
【請求項６】
前記し渣除去機構は、目幅０．５ｍｍ以上、且つ、５ｍｍ以下の微細目スクリーンを備えていることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の汚水処理設備。
【請求項７】
沈殿槽を用いて汚水中の固形物を沈殿除去する沈殿工程と、前記沈殿工程の後に生物処理槽を用いて汚水中の有機成分を生物膜法、担体法、または膜分離活性汚泥法の何れかを用いて分解除去する生物処理工程を実行する汚水処理方法であって、
前記沈殿槽及び前記生物処理槽を含む汚水の処理経路に配置されたし渣除去機構により、前記沈殿槽から流入する汚水中に含まれ、前記沈殿槽で沈殿除去されなかったし渣をスクリーンで分離除去するし渣除去工程と、
前記し渣除去工程で分離されたし渣を、破砕することなく、前記沈殿槽または前記沈殿槽の汚水流入側であって、かつ前記し渣除去機構よりも上流側に移送するし渣移送工程が実行されることを特徴とする汚水処理方法。
【請求項８】
前記沈殿工程を実行することなく、バイパス経路を介して汚水を前記生物処理槽に移送して前記生物処理工程を実行し、
前記し渣除去工程は、前記し渣除去機構により前記バイパス経路に移送される汚水からし渣を分離除去することを特徴とする請求項７記載の汚水処理方法。
【請求項９】
前記生物処理工程は、生物膜法による生物膜、担体法による担体、または膜分離活性汚泥法による分離膜の何れかを備えた処理槽を含む複数の処理槽で実行され、
前記し渣除去工程は、前記処理槽間の汚水移送経路を移送される汚水に対して実行されることを特徴とする請求項７記載の汚水処理方法。
【請求項１０】
汚水中の固形物を沈殿除去する沈殿槽と、前記沈殿槽の後段に連設され、汚水中の有機成分を活性汚泥を用いて分解除去する生物処理槽を備えている汚水処理設備の改築方法であって、
生物膜法、担体法、または膜分離活性汚泥法の何れかを用いて汚水中の有機成分を分解除去するように前記生物処理槽を改築するとともに、前記沈殿槽及び改築後の生物処理槽を含む汚水の処理経路に、前記沈殿槽から流入する汚水中に含まれ、前記沈殿槽で沈殿除去されなかったし渣をスクリーンで分離除去するし渣除去機構を設置し、前記し渣除去機構で分離されるし渣を、破砕することなく、前記沈殿槽または前記沈殿槽の汚水流入側であって、かつ前記し渣除去機構よりも上流側に移送するし渣移送機構を設置することを特徴とする汚水処理設備の改築方法。
【請求項１１】
汚水中の固形物を沈殿除去する沈殿槽と、前記沈殿槽の後段に連設され、汚水中の有機成分を活性汚泥を用いて分解除去する生物処理槽を含む汚水の処理経路が複数列並設されている汚水処理設備の改築方法であって、
生物膜法、担体法、または膜分離活性汚泥法の何れかを用いて汚水中の有機成分を分解除去するように、前記複数の処理経路の少なくとも一列の処理経路に備えた生物処理槽を改築するとともに、当該少なくとも一列の処理経路に、汚水からし渣を分離除去するし渣除去機構を設置し、前記し渣除去機構で分離されるし渣を、他列の処理経路に備えた沈殿槽またはその沈殿槽の汚水流入側に移送するし渣移送機構を設置することを特徴とする汚水処理設備の改築方法。
【請求項１２】
汚水中の固形物を沈殿除去する沈殿槽と、前記沈殿槽の後段に連設され、汚水中の有機成分を生物処理により分解除去する生物処理槽を含む汚水の処理経路が複数列並設されている汚水処理設備であって、
前記複数の処理経路の少なくとも一列の生物処理槽で生物膜法、担体法、または膜分離活性汚泥法の何れかによる処理が行われ、他の少なくとも一列の生物処理槽で、生物膜法、担体法、または膜分離活性汚泥法以外の活性汚泥による処理が行われ、
前記少なくとも一列の処理経路に、汚水からし渣を分離除去するし渣除去機構を設置し、前記し渣除去機構で分離されたし渣を、前記他の少なくとも一列の処理経路に備えた沈殿槽またはその沈殿槽の汚水流入側に移送するし渣移送機構が設けられていることを特徴とする汚水処理設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚水中の固形物を沈殿除去する沈殿槽と、前記沈殿槽に連設され、汚水中の有機成分を生物膜法、担体法、または膜分離活性汚泥法の何れかを用いて分解除去する生物処理槽を備えた汚水処理設備、汚水処理方法、及び汚水処理設備の改築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７には、一般的な都市下水等に対応した汚水処理設備が示されている。生活排水等の有機性汚濁物質を含む汚水は、沈砂池９０で砂や粗大物が除去された後に、沈殿槽である最初沈殿池９１に移送されて汚水中の浮遊固形物が沈殿される。さらに、生物処理槽の一例である標準活性汚泥法が採用された反応タンク９２に移送されて、微生物の作用によって有機成分が分解除去された後に、最終沈殿池９３に移送され、最終沈殿池９３で活性汚泥が沈殿除去された上澄水が、消毒設備９４で消毒された後に河川等に放流される。
【０００３】
最初沈殿池９１には、底部に沈殿した汚泥等の固形物を排出部１６へ掻き寄せる汚泥掻寄機１５が設けられ、排出部１６へ掻き寄せられた汚泥が、引抜きポンプによって汚泥処理設備９５へ移送される。
【０００４】
汚泥処理設備９５には、最初沈殿池９１から移送された汚泥を濃縮する濃縮槽や濃縮汚泥を脱水する脱水機が設けられ、脱水された汚泥が脱水ケーキとして排出ホッパ９６に集積され、排出ホッパ９６からトラック９７に積載されて汚泥処理施設に搬出されるように構成されている。
【０００５】
図８に示すように、汚水の処理経路である最初沈殿池９１、反応タンク９２、最終沈殿池９３はそれぞれ複数列並設され、下水道から沈砂池９０に流入した汚水は、沈砂池が備えるポンプ１２の吐出管から分配された流入水路８１（８１ａ〜８１ｄ）を経て最初沈殿池９１（９１ａ〜９１ｄ）に移送される。最初沈殿池９１（９１ａ〜９１ｄ）の汚水は流入水路８２（８２ａ〜８２ｄ）を経て反応タンク９２（９２ａ〜９２ｄ）へ移送され、反応タンク９２（９２ａ〜９２ｄ）の汚水は流入水路８３（８３ａ〜８３ｄ）を経て最終沈殿池９３（９３ａ〜９３ｄ）へ移送され、最終沈殿池９３（９３ａ〜９３ｄ）の汚水は流入水路８４（８４ａ〜８４ｄ）が合流され消毒設備９４へ移送される。各流入水路８１，８２，８３，８４はトラフで構成され、上流側の汚水が自然流下するように構成されている。
【０００６】
近年、このような既存の汚水処理設備の老朽化に伴い、汚水からリンや窒素等を効果的に除去する高度処理技術を採用した汚水処理設備等への改築の必要性が高まっている。
【０００７】
例えば、汚水中の有機成分を膜分離活性汚泥法を用いて分解除去する生物処理槽に変更する場合には、汚水を嫌気処理する嫌気槽、嫌気処理された汚水から窒素を除去する無酸素槽、窒素が除去された汚水を好気処理する好気槽、好気処理された汚水から汚泥を分離して浄水を取り出す膜分離装置が浸漬された膜分離槽等が既存の反応タンク９２を用いて再構築される。
【０００８】
ところで、都市下水や一般下水には、毛髪類やトイレットペーパ等の繊維類が多量に含まれ、毛髪に繊維滓が絡んだし渣が汚水に浮遊すると、生物膜法、担体法、または膜分離活性汚泥法を採用した生物処理槽に様々な弊害をもたらす虞がある。
【０００９】
特許文献１には、小型合併処理浄化槽を例に、汚水を脱窒室に導入して生物学的に脱窒処理し、この脱窒処理水を硝化室に移送して生物学的に硝化処理しつつ、室内の硝化処理水を膜分離装置により固液分離し、膜分離装置の濾過膜を透過した膜透過水を滅菌後に放流するとともに、硝化処理水の一部を脱窒室へ返送する汚水処理方法が開示されている。
【００１０】
当該汚水処理方法では、脱窒処理水を硝化室へ移送する際に、脱窒室から硝化室への流路に設けたスクリーンにより脱窒処理水中に含まれる夾雑物を分離し、分離した夾雑物をスクリーンの下方に設けた滓渣貯留室に貯留するように処理される。そして、滓渣貯留室に貯留された夾雑物は、定期的なメンテナンス時に外部に取り出されて処理される。
【００１１】
また、特許文献２には、このようなし渣を含む都市下水や一般下水に対する担体法を用いた汚水処理方法が開示されている。最初沈殿池等の前処理設備を経由したあるいは直接流入する汚水を、流入スクリーンを通さず毛髪類を含んだまま反応槽に流入させ、反応槽で微生物担体を用いた生物処理を行い、生物処理された処理水はスクリーンに付着した毛髪類の通過補助手段を備えた担体分離スクリーンを通し、生物処理担体は分離するが毛髪類は分離することなく槽外へ流出させることを特徴とする毛髪類を含む下水の生物処理方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第３２３１１７９号公報
【特許文献２】特開２００８−２２９４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述した特許文献１に記載された汚水処理方法では、小型合併処理浄化槽にスクリーン及び滓渣貯留室を設置することにより、し渣に起因する弊害が解消される。滓渣貯留室に貯留されるし渣の量はそれほど多量では無く、定期的に外部に取り出されて処理場に搬送されること、合併処理浄化槽という閉塞された槽内に貯留されるため、悪臭等周辺環境を損なう虞は極めて少ない。
【００１４】
特許文献２に記載されたような担体法が採用される生物処理方法では、担体を通過させずに、し渣を通過させる特殊なスクリーンを設置することにより、し渣が汚水の処理経路を沿って最終沈殿池に流出可能なように構成されているが、汚水中の有機成分を生物膜法や膜分離活性汚泥法等を用いて分解除去する生物処理槽では、し渣が生物膜や膜分離装置等に絡み付いて、生物処理や膜分離処理が良好に行なえなくなるという問題がある。担体法であっても、し渣の量が多くなると同様の不都合が生じる虞がある。
【００１５】
そのため、汚水中の有機成分を生物膜法、担体法、または膜分離活性汚泥法の何れかを用いて分解除去する生物処理槽を備えた汚水処理設備では、生物処理の前に予め汚水からし渣を分離除去するスクリーン機構を備える必要があり、スクリーン機構で分離除去したし渣を貯留する設備を構築する必要がある。
【００１６】
特に、都市下水や一般下水に対する汚水処理設備を新規に構築する場合には、スクリーン機構で分離除去される多量のし渣を脱水して貯留する設備をスクリーン機構の近傍に構築する必要があるが、この場合、貯留設備に貯留されたし渣から発生する悪臭による周辺環境の悪化を回避するために、脱臭設備等を付加する必要もあり設備費が嵩むという問題があり、そのような設備を構築するための設置スペースが十分に確保できないという問題もある。
【００１７】
標準活性汚泥法を採用した既存の汚水処理設備を、このような生物膜法、担体法、または膜分離活性汚泥法の何れかを用いた汚水処理設備に改築する場合にも同様の問題が発生する。また、既存の汚水処理設備に脱臭設備等を備えた汚泥等の貯留設備等が構築されている場合には、新たな貯留設備を構築することなく、既存の貯留設備を有効に活用することが考えられるが、スクリーン機構の設置位置と既存の貯留設備が離れている場合には、スクリーン機構から既存の貯留設備まで長距離にわたる搬送機構を設置する必要があり、設備費が嵩むとともに、そのような長い搬送機構のメンテナンス費用も嵩むという問題もある。
【００１８】
さらに、処理対象となる汚水が低ＢＯＤの汚水である場合には、汚水からリンや窒素等を除去する高度処理を行なうために必要となる十分なＢＯＤを確保するべく、最初沈殿池で沈殿処理することなく、汚水を直接に生物処理槽に供給することになるが、そのような場合には、沈殿処理に替えて汚水からし渣を含む浮遊異物等を分離除去するために何らかのし渣除去機構を設ける必要がある、
【００１９】
そのようなし渣除去機構で分離されるし渣の量は、最初沈殿池を介する場合に比べて１００倍程度に増加するため、し渣の貯留設備の必要性が極めて高くなる。
【００２０】
尚、汚水を最初沈殿槽で沈殿処理する場合、沈殿によりある程度のし渣が汚水から除去されるが、後段の処理で不都合が生じない程度に十分に除去される保証が無いため、し渣を除去する何らかの機構を設ける必要がある点で変わるところは無い。
【００２１】
本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、設置スペースが限られる場合であっても、汚水から分離したし渣の処理設備を安価に構築できる高度処理用の汚水処理設備、汚水処理方法、及び汚水処理設備の改築方法を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上述の目的を達成するため、本発明による汚水処理設備の第一特徴構成は、特許請求の範囲の請求項１に記載した通り、汚水中の固形物を沈殿除去する沈殿槽と、前記沈殿槽の後段に連設され、汚水中の有機成分を生物膜法、担体法、または膜分離活性汚泥法の何れかを用いて分解除去する生物処理槽を備えた汚水処理設備であって、前記沈殿槽及び前記生物処理槽を含む汚水の処理経路に、前記沈殿槽から流入する汚水中に含まれ、前記沈殿槽で沈殿除去されなかったし渣をスクリーンで分離除去するし渣除去機構が配置され、前記し渣除去機構で分離されたし渣を、破砕することなく、前記沈殿槽または前記沈殿槽の汚水流入側であって、かつ前記し渣除去機構よりも上流側に移送するし渣移送機構が設けられている点にある。
【００２３】
上述の構成によれば、汚水の処理経路に設置されたし渣除去機構によって分離除去された前記沈殿槽から流入する汚水中に含まれ、前記沈殿槽で沈殿除去されなかったし渣が、し渣移送機構によって沈殿槽または沈殿槽の汚水流入側であって、かつ前記し渣除去機構よりも上流側に移送され、沈殿槽に備えた汚泥処理設備で沈殿槽に沈殿した汚泥とともに処理されるため、し渣処理専用の新たな別途の設備を設ける必要がない。通常、し渣除去機構は沈殿槽の近傍に設置される場合が多く、かつ前記し渣除去機構よりも上流側に設置されるので、し渣移送機構によるし渣の搬送距離はそれほど長くならず、し渣移送機構それ自体が大掛かりで無く安価に構築できるようになり、また、その結果メンテナンス費用も安価になる。
【００２４】
同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記し渣除去機構が前記沈殿槽と前記生物処理槽を連通させる処理経路中に配置される点にある。
【００２５】
上述の構成によれば、前記沈殿槽から前記生物処理槽へ連通する処理経路中にし渣除去機構を配置することで、前記生物処理槽にし渣が混入する虞を確実に回避することができる。
【００２６】
同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記沈殿槽を経由することなく汚水を前記生物処理槽に移送するバイパス経路が設置され、前記し渣除去機構は、前記バイパス経路に移送される汚水からし渣を分離除去するように配置されている点にある。
【００２７】
バイパス経路に沿って汚水を生物処理槽に移送する場合には、汚水に含まれるし渣等が、沈殿槽で沈殿処理されること無く、そのまま生物処理槽に移送される不都合を解消するために、バイパス経路に移送される汚水からし渣を分離除去するし渣除去機構が設けられる。沈殿槽を介することなくバイパス経路に移送される汚水からし渣除去機構で分離除去されるし渣の量は非常に多いが、そのような多量のし渣も、し渣移送機構によって沈殿槽または沈殿槽の汚水流入側に移送されることにより、沈殿槽に備えた汚泥処理設備で効率的に処理されるようになる。
【００２８】
同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第三特徴構成に加えて、前記し渣除去機構は、前記沈殿槽を経由して前記生物処理槽に移送される処理経路中の汚水と、前記バイパス経路を経由して前記生物処理槽に移送される処理経路中の汚水の双方からし渣を分離除去可能な位置に配置されている点にある。
【００２９】
上述の構成によれば、沈殿槽を経由して生物処理槽に移送される汚水の処理経路と、バイパス経路を経由して生物処理槽に移送される汚水の処理経路が併存する場合であっても、一つのし渣除去機構が兼用されて各処理経路を流れる汚水からし渣を除去することができるので、各別にし渣除去機構を設ける必要が無く、設備費を効果的に低減させることができる。
【００３０】
同第五の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記生物処理槽が生物膜法による生物膜、担体法による担体、または膜分離活性汚泥法による分離膜の何れかを備えた処理槽を含む複数の処理槽で構成され、前記し渣除去機構は前記処理槽間の汚水移送経路に配置されている点にある。
【００３１】
し渣除去機構は、汚水の処理経路に設置されるものであるが、高度処理設備では、例えば嫌気処理槽、無酸素槽、好気処理槽等の順番に複数の生物処理槽が連設された汚水の処理経路が構成され、好気処理槽で好気処理された汚水の一部が好気処理槽との間で循環するように嫌気処理槽や無酸素槽に返送される循環経路が構成されている。このような場合であっても、処理槽間の汚水移送経路にし渣除去機構を設置すれば、し渣が上流側で十分に除去されなかった場合であっても、生物膜の膜表面を閉塞し、担体分離用のスクリーンの目詰まりを招き、膜分離装置を閉塞させる等の不都合な事態の発生を未然に回避することができる。
【００３２】
特に、生物膜、担体、または分離膜の何れかを備えた処理槽の上流側の汚水処理経路にし渣除去機構を設置することが好ましい。また、さらに、循環経路にもし渣除去機構を設置すれば、前述の不都合な事態の発生をより確実の回避できる。
【００３３】
同第六の特徴構成は、同請求項６に記載した通り、上述の第一から第五の何れかの特徴構成に加えて、前記し渣除去機構は、目幅０．５ｍｍ以上、且つ、５ｍｍ以下の微細目スクリーンを備えている点にある。
【００３４】
上述の構成によれば、微細目スクリーンにより汚水中の微細なし渣も確実に除去することが可能となる。
【００３５】
本発明による汚水処理方法の第一特徴構成は、特許請求の範囲の請求項７に記載した通り、沈殿槽を用いて汚水中の固形物を沈殿除去する沈殿工程と、前記沈殿工程の後に生物処理槽を用いて汚水中の有機成分を生物膜法、担体法、または膜分離活性汚泥法の何れかを用いて分解除去する生物処理工程を実行する汚水処理方法であって、前記沈殿槽及び前記生物処理槽を含む汚水の処理経路に配置されたし渣除去機構により、前記沈殿槽から流入する汚水中に含まれ、前記沈殿槽で沈殿除去されなかったし渣をスクリーンで分離除去するし渣除去工程と、前記し渣除去工程で分離されたし渣を、破砕することなく、前記沈殿槽または前記沈殿槽の汚水流入側であって、かつ前記し渣除去機構よりも上流側に移送するし渣移送工程が実行される点にある。
【００３６】
同第二の特徴構成は、同請求項８に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記沈殿工程を実行することなく、バイパス経路を介して汚水を前記生物処理槽に移送して前記生物処理工程を実行し、前記し渣除去工程は、前記し渣除去機構により前記バイパス経路に移送される汚水からし渣を分離除去する点にある。
【００３７】
同第三の特徴構成は、同請求項９に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記生物処理工程は、生物膜法による生物膜、担体法による担体、または膜分離活性汚泥法による分離膜の何れかを備えた処理槽を含む複数の処理槽で実行され、前記し渣除去工程は、前記処理槽間の汚水移送経路を移送される汚水に対して実行される点にある。
【００３８】
本発明による汚水処理設備の改築方法の特徴構成は、同請求項１０に記載した通り、汚水中の固形物を沈殿除去する沈殿槽と、前記沈殿槽の後段に連設され、汚水中の有機成分を活性汚泥を用いて分解除去する生物処理槽を備えている汚水処理設備の改築方法であって、生物膜法、担体法、または膜分離活性汚泥法の何れかを用いて汚水中の有機成分を分解除去するように前記生物処理槽を改築するとともに、前記沈殿槽及び改築後の生物処理槽を含む汚水の処理経路に、前記沈殿槽から流入する汚水中に含まれ、前記沈殿槽で沈殿除去されなかったし渣をスクリーンで分離除去するし渣除去機構を設置し、前記し渣除去機構で分離されるし渣を、破砕することなく、前記沈殿槽または前記沈殿槽の汚水流入側であって、かつ前記し渣除去機構よりも上流側に移送するし渣移送機構を設置する点にある。
【００３９】
既存の汚水処理設備を高度処理可能な汚水処理設備に再構築する場合、し渣除去機構で分離されるし渣を、沈殿槽または沈殿槽の汚水流入側であって、かつ前記し渣除去機構よりも上流側に移送するし渣移送機構を設置することにより、既存の沈殿槽に構築された汚泥処理設備をし渣の処理に兼用できる点で、改築費用を安価に抑制でき、また改築工程を簡略化することができる。
【００４０】
本発明による汚水処理設備の改築方法の特徴構成は、同請求項１１に記載した通り、汚水中の固形物を沈殿除去する沈殿槽と、前記沈殿槽の後段に連設され、汚水中の有機成分を活性汚泥を用いて分解除去する生物処理槽を含む汚水の処理経路が複数列並設されている汚水処理設備の改築方法であって、生物膜法、担体法、または膜分離活性汚泥法の何れかを用いて汚水中の有機成分を分解除去するように、前記複数の処理経路の少なくとも一列の処理経路に備えた生物処理槽を改築するとともに、当該少なくとも一列の処理経路に、汚水からし渣を分離除去するし渣除去機構を設置し、前記し渣除去機構で分離されるし渣を、他列の処理経路に備えた沈殿槽またはその沈殿槽の汚水流入側に移送するし渣移送機構を設置する点にある。
【００４１】
本発明による汚水処理設備の特徴構成は、同請求項１２に記載した通り、汚水中の固形物を沈殿除去する沈殿槽と、前記沈殿槽の後段に連設され、汚水中の有機成分を生物処理により分解除去する生物処理槽を含む汚水の処理経路が複数列並設されている汚水処理設備であって、前記複数の処理経路の少なくとも一列の生物処理槽で生物膜法、担体法、または膜分離活性汚泥法の何れかによる処理が行われ、他の少なくとも一列の生物処理槽で、生物膜法、担体法、または膜分離活性汚泥法以外の活性汚泥による処理が行われ、前記少なくとも一列の処理経路に、汚水からし渣を分離除去するし渣除去機構を設置し、前記し渣除去機構で分離されたし渣を、前記他の少なくとも一列の処理経路に備えた沈殿槽またはその沈殿槽の汚水流入側に移送するし渣移送機構が設けられている点にある。
【発明の効果】
【００４２】
以上説明した通り、本発明によれば、設置スペースが限られる場合であっても、汚水から分離したし渣の処理設備を安価に構築できる高度処理用の汚水処理設備、汚水処理方法、及び汚水処理設備の改築方法を提供することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明による汚水処理設備の第一の説明図
【図２】本発明による汚水処理設備の第二の説明図
【図３】本発明による汚水処理設備の第三の説明図
【図４】本発明による汚水処理設備の第四の説明図
【図５】本発明による汚水処理設備の第五の説明図
【図６】本発明による汚水処理設備の第六の説明図
【図７】従来の汚水処理装置の説明図
【図８】従来の汚水処理装置の説明図
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、本発明による汚水処理設備、汚水処理方法及び既存の汚水処理設備の改築方法の実施形態を説明する。
【００４５】
図１に示すように、汚水処理設備は、沈砂池９０、最初沈殿池９１、生物処理槽２０を備えて構成されている。尚、図７，８に示すような従来の一般的な都市下水等に対応した汚水処理設備と同様の構成については同じ符号を付している。
【００４６】
沈砂池９０は、沈砂かき揚げ機１０、除塵機１１、ポンプ１２を備え、下水道から流入する生活排水等の有機性汚濁物質を含む汚水の流れを遅くして砂や大きなゴミや重いゴミ等の粗大物を沈殿させる。沈砂かき揚げ機１０は沈殿した砂や粗大物をかき揚げ、除塵機１１は目幅が１５〜５０ｍｍ程度の細目スクリーン１３を備え、細目スクリーン１３にたまった砂や塵をレーキ１４でかき揚げるように構成されている。細目スクリーン１３を通過した汚水は、ポンプ１２により流入水路８１を介して最初沈殿池９１に移送される。
【００４７】
最初沈殿池９１は、さらに汚水の流れを遅くして、沈砂池９０で沈殿しなかった細かいゴミや砂等の浮遊固形物を沈殿させ、上澄水は、流入水路８２を介して生物処理槽２０へ自然流下する。
【００４８】
生物処理槽２０は、最初沈殿池９１から流入した汚水を嫌気条件にして活性汚泥からリンを放出させる嫌気槽２１、嫌気槽２１から流入する汚水から窒素を除去する無酸素槽２２、曝気装置２９から酸素を供給して槽内を好気条件にして活性汚泥により硝化処理するとともに活性汚泥にリンを摂取させる好気槽２３、好気槽２３から流入した汚水から活性汚泥を分離して浄水を取り出す膜分離装置２４が浸漬された膜分離槽２５が区画壁２６，２７，２８により区画されて構成されている。汚水は区画壁２６，２７，２８をオーバーフローすることで下流側の処理槽へ移送される。尚、最初沈殿池９１は流入調整槽としても機能している。
【００４９】
膜分離装置２４に用いられる分離膜として、限外濾過膜、精密濾過膜等が採用される。膜の形態は、中空糸膜、平膜、チューブラー膜などが採用される。膜分離装置２４で処理された浄水は水路８５により河川や海に放流される。
【００５０】
膜分離装置２４の下部には散気装置３０が配設され、膜分離槽２５では、散気装置３０から供給される酸素を含む気泡により、分離膜の表面が洗浄されるとともに、好気条件下で活性汚泥により硝化処理が行われる。
【００５１】
さらに、生物処理槽２０は、膜分離槽２５内の汚水を無酸素槽２２へ返送する返送経路３１と、無酸素槽２２内の汚水を嫌気槽２１へ返送する返送経路３２を備えている。膜分離槽２５内の余剰汚泥は槽外に排出される。返送経路３１及び返送経路３２は、水中ポンプ装置を用いて槽内の汚水を返送する構成であってもよいし、エアリフトポンプ装置を用いて槽内の汚水を返送する構成であってもよい。
【００５２】
嫌気槽２１に流入した汚水は嫌気処理され、ＢＯＤ成分が微生物に取り込まれるとともに、リン化合物が加水分解されて正リン酸としてリンが放出される。無酸素槽２２では汚水が脱窒処理、つまり、硝酸イオン及び亜硝酸イオンの窒素ガスへの還元処理される。好気槽２３では好気処理され、微生物によるアンモニアの硝化と正リン酸の取り込みが行われる。
【００５３】
返送経路３１により好気槽２３の汚水が無酸素槽２２に返送され、返送経路３２により無酸素槽２２の汚水が嫌気槽２１に返送されるように構成されているので、無酸素槽２２で脱窒処理され硝酸性窒素、亜硝酸性窒素を含まず、酸素が消費された汚水が嫌気槽２１に返送され、嫌気槽２１でのリンの放出条件である無ＮＯｘ及び無酸素状態が保たれる。つまり、嫌気槽２１ではリン化合物が正リン酸として効率的に放出され、放出された正リン酸が後段の好気槽２３で活性汚泥に過剰に取り込まれることにより、汚水からリンを高度に除去することが可能な、生物処理槽２０が構築されるのである。
【００５４】
さらに、最初沈殿池９１及び生物処理槽２０を含む汚水の処理経路としての流入水路８２には、汚水からし渣を分離除去するし渣除去機構３３が配置され、し渣除去機構３３で分離されたし渣を、最初沈殿池９１に移送する流水トラフで構成されたし渣移送機構３６が設けられている。
【００５５】
し渣除去機構３３は、沈砂池９０に備えられている細目スクリーン１３より目の細かな微細目スクリーン３４（目幅０．５ｍｍ以上、且つ、５ｍｍ以下の微細目スクリーン）と、微細目スクリーン３４にたまったし渣をかき揚げるレーキ３５を備えた裏かき式連続自動スクリーン機構で構成され、微細目スクリーン３４により、最初沈殿池９１から生物処理槽２０へと流入する汚水中の微細なし渣も確実に除去することが可能となるのである。
【００５６】
し渣除去機構３３で分離されたし渣は、し渣移送機構３６により最初沈殿池９１に返送、つまり移送される。最初沈殿池９１に移送されたし渣は、最初沈殿池９１内で汚泥掻寄機１５により排出部１６へと掻き寄せられ、汚泥とともに引抜きポンプによって汚泥処理設備９５へ移送される。
【００５７】
し渣除去機構３３は裏かき式連続自動スクリーン機構に限らず、円筒スクリーン機構、ドラム状スクリーン機構等の公知のスクリーン機構が採用され、設置箇所も、流入水路８２の中に備える構成に限らず、生物処理槽２０の近傍の躯体上に設置して、最初沈殿池９１の汚水を水中ポンプにより揚水し、し渣除去機構３３を介して生物処理槽２０へ流入させる構成であってもよい。
【００５８】
し渣移送機構３６としての流水トラフを流れる水は、汚水または膜分離装置２４から排出される浄水を利用すればよい。また、し渣移送機構３６は、し渣除去機構３３が除去したし渣をし渣除去機構３３の近傍に新設したタンクに貯留し供給ポンプにより移送する構成であってもよいし、し渣ジェットや、ベルトコンベア、スクリューコンベア等のコンベア機構により移送する構成であってもよい。
【００５９】
図２に示すように、し渣除去機構３３は、最初沈殿池９１から生物処理槽２０への流入水路８２に設ける場合に限らず、し渣除去機構３３ａのように最初沈殿池９１の槽内に設けてもよい。し渣除去機構３３ａが除去したし渣は、そのままし渣除去機構３３ａの上流側の最初沈殿池９１内に排出すればよいのでし渣の移送経路３６ａを短く構成できる点で好ましい。
【００６０】
さらに、し渣除去機構３３ｂのように生物処理槽２０の流入部に設けてもよく、し渣除去機構３３ｅのように、例えば、好気槽２３から膜分離槽２５への汚水の移送経路である区画壁２８の汚水のオーバーフローする箇所に設けてもよく、
し渣除去機構３３ｃ，３３ｄをさらに追加して、生物処理槽２０内の汚水の返送経路３１、または、返送経路３２に設けてもよい。
【００６１】
つまり、最初沈殿池９１及び生物処理槽２０を含む汚水の処理経路であって、閉塞等の不都合な事態となる虞のある膜分離装置２４を備えた膜分離槽２５の上流側、または、膜分離装置２４の前段にし渣除去機構３３を設ければよく、例えば、し渣除去機構３３ｃとし渣除去機構３３ｅを同時に設けるようにしてもよい。し渣が上流側で十分に除去されなかった場合であっても、膜分離装置２４を閉塞する等の不都合な事態の発生を未然に回避することができる。
【００６２】
し渣移送機構３６は、し渣除去機構３３で分離されたし渣を最初沈殿池９１に搬送する場合に限らず、し渣移送機構３６ｂのように最初沈殿池９１の汚水流入側の流入水路８１に移送するように構成してもよい。
【００６３】
し渣除去機構３３ｇ及びし渣移送機構３６ｃのように、膜分離装置２４を洗浄液中に浸漬して分離膜の洗浄を行うための洗浄タンク４０からの洗浄水の返送経路４１に設けてもよい。
【００６４】
上述の構成によれば、汚水の処理経路に設置されたし渣除去機構３３によって分離除去されたし渣が、し渣移送機構３６によって最初沈殿池９１または最初沈殿池９１の汚水流入側に移送され、最初沈殿池９１に備えた汚泥処理設備９５で最初沈殿池９１に沈殿した汚泥とともに処理されるため、し渣処理専用の新たな別途の設備を設ける必要がなくなるのである。し渣除去機構３３は最初沈殿池９１の近傍に設置されるため、し渣移送機構３３によるし渣の搬送距離はそれほど長くならず、し渣移送機構３３それ自体が大掛かりで無く安価に構築できるようになり、また、その結果メンテナンス費用も安価になるのである。
【００６５】
よって、最初沈殿池９１を用いて汚水中の固形物を沈殿除去する沈殿工程と、前記沈殿工程の後に生物処理槽２０を用いて汚水中の有機成分を膜分離活性汚泥法を用いて分解除去する生物処理工程を実行する汚水処理方法であって、最初沈殿池９１及び生物処理槽２０を含む汚水の処理経路に配置されたし渣除去機構３３により、汚水からし渣を分離除去するし渣除去工程と、前記し渣除去工程で分離されたし渣を、最初沈殿池９１または最初沈殿池９１の汚水流入側に移送するし渣移送工程が実行されることを特徴とする汚水処理方法が実現される。
【００６６】
さらに、前記生物処理工程は、膜分離活性汚泥法による分離膜を備えた処理槽を含む複数の処理槽で実行され、前記し渣除去工程は、前記処理槽間の汚水移送経路を移送される汚水に対して実行されることを特徴とする汚水処理方法が実現される。
【００６７】
本発明による汚水処理設備の別実施形態について説明する。
図３に示すように、最初沈殿池９１を経由することなく汚水を生物処理槽２０に移送するバイパス経路８６が設置され、し渣除去機構３３ｆは、バイパス経路８６に移送される汚水からし渣を分離除去するように配置されている。例えば、沈砂池９０から移送される汚水のＢＯＤが低く活性汚泥にとっての栄養が少ないような場合や、生物処理槽２０へ移送される汚水の量が少ない場合は、汚水を最初沈殿池９１を経由させて生物処理槽２０に移送すると、効果的なりん除去、窒素除去が行われないため、その場合はバイパス経路８６を経由させて沈砂池９０から直接生物処理槽２０へと汚水を移送するのである。
【００６８】
バイパス経路８６に沿って汚水を生物処理槽２０に移送する場合には、汚水に含まれるし渣等が、最初沈殿池９１で沈殿処理されること無く、そのまま生物処理槽２０に移送される不都合を解消するために、バイパス経路８６に移送される汚水からし渣を分離除去するし渣除去機構３３ｆが設けられる。最初沈殿池９１を介することなくバイパス経路８６に移送される汚水からし渣除去機構３３ｆで分離除去されるし渣の量は非常に多いが、そのような多量のし渣も、し渣移送機構３３によって最初沈殿池９１または最初沈砂池９１の汚水流入側に移送されることにより、最初沈砂池９１に備えた汚泥処理設備９５で効率的に処理されるようになる。
【００６９】
このように構成することで、最初沈殿池９１で沈殿工程を実行することなく、バイパス経路８６を介して汚水を生物処理槽２０に移送して生物処理工程を実行し、し渣除去工程は、し渣除去機構３３ｆによりバイパス経路８６に移送される汚水からし渣を分離除去する汚水処理方法が実現される。
【００７０】
し渣除去機構３３ｆを、最初沈殿池９１を経由して生物処理槽２０に移送される処理経路中の汚水と、バイパス経路８６を経由して生物処理槽２０に移送される処理経路中の汚水の双方からし渣を分離除去可能な位置に配置すると、最初沈殿池９１を経由して生物処理槽２０に移送される汚水の処理経路と、バイパス経路８６を経由して生物処理槽２０に移送される汚水の処理経路が併存する場合であっても、一つのし渣除去機構３３ｆが兼用されて各処理経路を流れる汚水からし渣を除去することができるので、各別にし渣除去機構を設ける必要が無く、設備費を効果的に低減させることができる。
【００７１】
次に、図７に示すような、従来の汚水中の固形物を沈殿除去する沈殿槽としての最初沈砂池９１と、最初沈殿池９１に連設され、汚水中の有機成分を標準活性汚泥法を用いて分解除去する生物処理槽としての反応タンク９２を備えている汚水処理設備の改築方法について説明する。
【００７２】
下水処理場などの大規模な汚水処理設備では、通常、図７に示すように、汚水の処理経路が複数列並設されており、汚水処理設備の改築時には、設備全体としての処理を継続させるために、一部の列の汚水の処理経路について改築を実施し、残りの列の汚水の処理経路は汚水の処理を継続させる。そして、一部の列の汚水の処理経路の改築完了後に、残りの列の汚水の処理経路も必要に応じて順次改築されることとなる。このため、改築済の処理経路と未改築の処理経路が並列して共存する状態が存在することになる。
【００７３】
図４に示すように、本発明による汚水処理設備の改築方法は、反応タンクの一列９２ａを膜分離活性汚泥法を用いて汚水中の有機成分を分解除去する生物処理槽２０に改築するとともに、最初沈殿池９１及び改築後の生物処理槽２０を含む汚水の処理経路である流入水路８２ａに、汚水からし渣を分離除去するし渣除去機構３３を設置し、し渣除去機構３３で分離されるし渣を、最初沈殿池９１または最初沈殿池９１の汚水流入側の流入水路８１ａに移送するし渣移送機構３６を設置する。このように、標準活性汚泥法を用いた反応タンク８２を膜分離活性汚泥法を用いた生物処理槽２０に改築することで、従来必要であった最終沈殿池９３や消毒設備９４が不要となる。処理された浄水は水路８５により河川や海に放流される。
【００７４】
また、図４に示すように、汚水の処理経路が複数列並設されている汚水処理設備のうち、一部の列を標準活性汚泥法から膜分離活性汚泥法に改築した状態であれば、し渣除去機構３３で分離したし渣を、改築されていない標準活性汚泥法による処理が行われている処理経路の最初沈殿池９１ｂ、または、最初沈殿池９１ｂの汚水流入側の流入水路８１ｂに移送するし渣移送機構３６を設置することで、改築した膜分離活性汚泥法による処理が行われている処理経路へのし渣の再混入を完全に回避できる。この場合、し渣除去機構３３を、汚水の処理経路の最上流部である流入水路８１ａの中に設けてもよい。
【００７５】
さらに、汚水中のＢＯＤが低い場合には、図５に示すように、最初沈殿池で沈殿工程を実行することなく、バイパス経路８６を介して汚水を改築した生物処理槽２０に移送して膜分離活性汚泥法により生物処理するような場合がある。汚水中の固形物を沈殿除去する沈殿槽としての最初沈砂池９１と、最初沈殿池９１に連設され、汚水中の有機成分を標準活性汚泥法を用いて分解除去する生物処理槽としての反応タンク９２を含む汚水の処理経路が残っていれば、し渣移送経路３６を最初沈殿池９１ｂ〜９１ｄまたはその最初沈殿池９１ｂ〜９１ｄの汚水流入側８１ｂ〜８１ｄに移送するように構成してもよい。
【００７６】
尚、本発明による汚水処理設備の改築方法は、反応タンク９２ａのみを生物処理槽２０へ改築する場合に限らず、反応タンク９２ｂ〜９３ｄも反応タンク９２ａと同様に生物処理槽２０へ改築することができる。
【００７７】
上述の実施形態では、生物処理槽２０で、汚水は区画壁２６，２７，２８をオーバーフローすることで下流側の処理槽へと移送される構成について説明したが、区画壁２６，２７，２８の上端を水面以上の高さに形成し、壁面に形成した開口部によって汚水を下流側の処理槽へ移送する構成であってもよい。処理槽間にし渣除去機構を設ける場合は、前記開口部の何れかにし渣除去機構を設ければよい。さらに、区画壁２６，２７，２８を水面以上の高さに形成し、槽内に設置したポンプ及び移送配管により汚水を下流側の処理槽に移送し、好気槽から無酸素槽への返送経路及び無酸素槽から嫌気槽への返送経路は自然流下するように構成してもよい。この場合、し渣除去機構は移送配管や、返送経路に備えればよい。
【００７８】
上述の実施形態では、生物処理槽２０が、嫌気槽２１、無酸素槽２２、好気槽２で構成される循環式嫌気好気法に膜分離装置２４が浸漬された膜分離槽２５を備えた構成について説明したが、好気槽２２内に膜分離装置２４を設置して、膜分離槽を兼用する構成であってもよいし、嫌気槽２１と無酸素槽２２をあわせて一つな大きな嫌気槽としてもよい。汚水の処理方法は循環式嫌気好気法に限らず、長時間ばっ気法、オキシデーションディッチ法、二段ばっ気法、嫌気好気法、硝化液循環活性汚泥法等の処理方法であってもよく、膜分離装置を備えた生物処理に有効である。
【００７９】
また、膜分離装置２４は、浸漬型に限らず槽外型であってもよい。膜分離装置の前段でし渣除去機構により汚水からし渣を除去できればよい。
【００８０】
上述の実施形態では、生物処理槽２０が汚水中の有機成分を膜分離活性汚泥法を用いて分解除去する構成について説明したが、生物処理の方法は、膜分離槽活性汚泥法に限らず、汚水中の有機成分を生物膜法として、嫌気好気性ろ床法や接触酸化法や、担体法として流動担体法や固定担体法を用いて分離除去する生物処理槽へ改築する構成であってもよい。
【００８１】
例えば、担体法として流動担体法を採用した生物処理槽について説明する。図６に示すように、生物処理槽７０は、槽底に散気装置７１を備え、汚水の流出口に担体分離用スクリーン７２を備えている。このような生物処理槽７０にし渣が混入して、担体分離用スクリーン７２が閉塞し汚水の流出ができなくなると生物処理槽７０の水位が増加し槽外へ流出する虞がある。そこで、生物処理槽７０内の汚水の流入部にし渣除去機構３３を備え、生物処理槽７０へ流入する汚水からし渣を除去するのである。除去されたし渣は、移送経路３６により最初沈殿池９１へ移送され、最初沈殿池９１の汚泥とともに汚泥処理設備９５で処理される。
【００８２】
上述の実施形態では、生活排水等の有機性汚濁物質を含む汚水を処理する汚水処理設備に本発明を採用する構成について説明したが、本発明は、農業集落排水処理施設のような小規模下水処理施設に採用することもできる。
【００８３】
上述した実施形態では、改築対象の汚水処理設備における生物処理方式が標準活性汚泥法のものについて説明したが、本発明は、改築対象の汚水処理設備が生物膜、担体又は分離膜を備えない生物処理方式の場合に有効であり、回分式活性汚泥法、循環式硝化脱窒法等の公知の処理方式の汚水処理設備に採用することができる。
【００８４】
上述した実施形態は、何れも本発明の一例であり、該記載により本発明が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明の作用効果が奏される範囲で適宜変更設計可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００８５】
２０：生物処理槽
２１：嫌気槽
２２：無酸素槽
２３：好気槽
２４：膜分離装置
２５：膜分離槽
２６，２７，２８：区画壁
３０：散気装置
３１：返送経路
３２：返送経路
３３：し渣除去機構
３４：微細目スクリーン
３５：レーキ
８６：バイパス経路
７０：生物処理槽
７１：散気装置
７２：担体分離用スクリーン
８１ａ〜８１ｄ：流入水路
８２ａ〜８２ｄ：流入水路
８３ａ〜８３ｄ：流入水路
８４ａ〜８４ｄ：流入水路
８５：水路
９０：沈砂池
９１（９１ａ〜９１ｄ）：最初沈殿池
９２（９２ａ〜９２ｄ）：反応タンク
９３（９３ａ〜９３ｄ）：最終沈殿池
９４：消毒設備
９５：汚泥処理設備
９６：排出ホッパ
９７：トラック
【図１】
0005651384.tif 000002
【図２】
0005651384.tif 000003
【図３】
0005651384.tif 000004
【図４】
0005651384.tif 000005
【図５】
0005651384.tif 000006
【図６】
0005651384.tif 000007
【図７】
0005651384.tif 000008
【図８】
0005651384.tif 000009