(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
夾雑物を含む被処理水が流入する嫌気処理部と、嫌気処理部の混合液が流入する無酸素処理部と、無酸素処理部の活性汚泥を伴う混合液を嫌気処理部に返送する返送路と、無酸素処理部の混合液が流入する好気処理部と、好気処理部の混合液を無酸素処理部に返送する硝化液循環路を備え、
嫌気処理部の混合液が無酸素処理部に流入する経路中に、混合液中の活性汚泥が通過し、夾雑物が除去されるスクリーンを配置し、
前記スクリーンの有効目幅が０．３ｍｍから２．５ｍｍの間であることを特徴とする排水処理システム。
【請求項２】
嫌気処理部に流入する被処理水がリンを含み、スクリーンを通過する活性汚泥が脱リン性微生物を含むことを特徴とする請求項１に記載の排水処理システム。
【請求項３】
好気処理部が混合液をろ過して処理水を取り出す膜分離装置を有することを特徴とする請求項１または２に記載の排水処理システム。
【請求項４】
好気処理部が、散気装置を有して曝気処理を行なう曝気処理領域と、膜分離装置を有して膜分離処理を行なう膜分離処理領域とを有することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の排水処理システム。
【請求項５】
夾雑物を含む被処理水を嫌気処理工程と無酸素処理工程と好気処理工程とにおいて順次に生物処理する排水処理方法において、
嫌気処理工程を経た混合液を、混合液中の活性汚泥が通過し、夾雑物が除去される有効目幅が０．３ｍｍから２．５ｍｍの間であるスクリーンを通して無酸素処理工程に導き、好気処理工程において混合液を膜分離装置でろ過して処理水として取り出すことを特徴とする排水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水処理システムに関し、生物脱リン膜分離活性汚泥法に係る技術である。
【背景技術】
【０００２】
従来、汚水を曝気槽において活性汚泥により生物学的に処理する方法として、例えば特許文献１に記載するものがある。これは、前処理設備から送られた被処理水をろ過手段に供給し、このろ過手段を通過した被処理水を曝気槽に供給し、被処理水を曝気槽で活性汚泥により生物学的に処理するとともに、曝気槽内に浸漬した膜分離装置により槽内の混合液を活性汚泥と分離膜を透過した処理水とに分離する汚水の処理方法である。ここでは、曝気槽の前段に設けた中間槽に被処理水を供給し、その被処理水を分離手段であるスクリーンに送り、スクリーンを通過した被処理水を曝気槽に供給するとともに、曝気槽内の混合液の一部を中間槽に返送している。
【０００３】
また、被処理水に含まれたリンを除去する方法としては、例えば図３および図４に示すような、生物脱リン膜分離活性汚泥法がある。これは、例えば流入水量１Ｑの被処理水１をスクリーン２、嫌気槽３、無酸素槽４、好気槽（膜分離槽）５に供給し、無酸素槽４から汚泥返送路６を通して返送水量１Ｑ（流入水量の等倍）の返送汚泥を嫌気槽３に返送し、好気槽５から硝化液循環路７を通して無酸素槽４に循環水量３Ｑ（流入水量の３倍）の硝化液を循環させて処理し、好気槽５に浸漬した膜分離装置８を通して処理水９を取り出し、好気槽５の余剰汚泥１０を取り出すものである。
【０００４】
スクリーン２は、被処理水１に含まれたし渣等の夾雑物を除去するもので、バー方式、パネル方式等のものがあり、一般的に有効目幅が０．３ｍｍから２．５ｍｍ程度の微細目スクリーンである。
【０００５】
嫌気槽３では、溶存酸素も結合性の酸素もない嫌気的条件下で嫌気処理を行って、偏性嫌気性菌および通性嫌気性菌により被処理水１に含まれた有機物（ＢＯＤ）を消化する。また、嫌気槽３では、汚泥返送路６を通して無酸素槽４から混合液を返送することで混合液中に含まれた脱リン性微生物（リン蓄積細菌、脱窒性リン蓄積細菌）が優占化する。この脱リン性微生物は、リンをポリリン酸として蓄積しており、ポリリン酸を加水分解して得るエネルギーで有機物を摂取して蓄積し、リンを放出する。
【０００６】
好気槽５では硝化処理を行なって、被処理水１に含まれたＮＨ3-Ｎを硝化菌によりＮＯ2-Ｎ、もしくはＮＯ3-Ｎに酸化し、この硝化液を硝化液循環路７で無酸素槽４に送る。
無酸素槽４では溶存酸素のない嫌気的な条件下で脱窒素処理を行なって、通性嫌気性菌である脱窒素菌の硝酸呼吸、あるいは亜硝酸呼吸を利用して、ＮＯ2-Ｎ、ＮＯ3-ＮをＮ2ガスへ還元する。通性嫌気性菌である脱窒素菌は、無酸素状態では、有機物をエネルギー源とし、分子状酸素の代りに、結合性の酸素を有するＮＯ2−ないしＮＯ3−を水素受容体として呼吸する。
【０００７】
また、無酸素槽４および好気槽５では、脱リン性微生物がリンをポリリン酸として蓄積し、嫌気槽３で嫌気処理する前の濃度をこえて過剰にリンを摂取し、リンを摂取した脱リン性微生物が余剰汚泥として排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平６−２７７６８８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、好気槽５に浸漬する膜分離装置８には、複数のろ過膜エレメントを配置したものがあり、ろ過膜エレメントは平膜、中空糸膜、管状膜などの分離膜を備えている。このような膜分離装置８ではろ過膜エレメントの相互間、あるいは隣接する分離膜の相互間の膜間流路がし渣等の夾雑物で閉塞することがあるので、嫌気槽３、無酸素槽４、好気槽（膜分離槽）５からなる生物処理工程の前段にスクリーン２を配置し、被処理水１である原水に含まれた夾雑物を除去して膜間流路の閉塞を防止している。
【００１０】
しかしながら、スクリーン２では、夾雑物とともに夾雑物に付着するＢＯＤ成分やＳＳが同時に除去されるので、嫌気槽３に流入する被処理水１のＢＯＤ成分やＳＳが当初の被処理水１のものに比べて低下し、嫌気槽３に流入する被処理水１のＢＯＤ／Ｐの比率が低下する。
【００１１】
ところで、生物脱リン膜分離活性汚泥法は活性汚泥（脱リン性微生物）のリン過剰摂取現象を利用しており、被処理水のＢＯＤ／Ｐの比率が高く、嫌気槽におけるＯＲＰ値が−２００〜−４００ｍＶ程度になると、活性汚泥のリン過剰摂取能力が増加する。
【００１２】
嫌気槽３では、槽内に流入する被処理水１の有機物（ＢＯＤ）が少ないほどに、活性汚泥（脱リン性微生物）が摂取する有機物（ＢＯＤ）が少なくなるとともにリン放出量も低下し、逆に、槽内に流入する被処理水１の有機物（ＢＯＤ）が多いほどに、脱リン性微生物が摂取する有機物（ＢＯＤ）が増加するとともにリン放出量も増加する。
【００１３】
このため、スクリーン２により浮遊物や夾雑物に付着したＢＯＤ成分やＳＳが除去されて、嫌気槽３に流入する被処理水１の有機物（ＢＯＤ）が減少すると、脱リン性微生物はその放出するリンの放出量が低下し、その結果として無酸素槽４および好気槽５におけるリン摂取量が低下する。また、スクリーン２は、一般的に有効目幅が０．３ｍｍから２．５ｍｍ程度の微細目スクリーンであって目幅が小さいので、被処理水１に食用油等の油脂が含まれているとそれが付着し、微細目スクリーンが目詰まる原因となる。
【００１４】
本発明は、上記した課題を解決するものであり、嫌気槽に流入する被処理水１のＢＯＤ／Ｐの比率を高めて嫌気槽におけるリンの放出量を増加させ、無酸素槽および好気槽におけるリン摂取量を増加させることができる排水処理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明の排水処理システムは、夾雑物を含む被処理水が流入する嫌気処理部と、嫌気処理部の混合液が流入する無酸素処理部と、無酸素処理部の活性汚泥を伴う混合液を嫌気処理部に返送する返送路と、無酸素処理部の混合液が流入する好気処理部と、好気処理部の混合液を無酸素処理部に返送する硝化液循環路を備え、
嫌気処理部の混合液が無酸素処理部に流入する経路中に、混合液中の活性汚泥が通過し、夾雑物が除去されるスクリーンを配置し、前記スクリーンの有効目幅が０．３ｍｍから２．５ｍｍの間であることを特徴とする。
本発明の排水処理システムにおいて、嫌気処理部に流入する被処理水がリンを含み、スクリーンを通過する活性汚泥が脱リン性微生物を含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明の排水処理システムにおいて、好気処理部が混合液をろ過して処理水を取り出す膜分離装置を有することを特徴とする。
本発明の排水処理システムにおいて、好気処理部が、散気装置を有して曝気処理を行なう曝気処理領域と、膜分離装置を有して膜分離処理を行なう膜分離処理領域とを有することを特徴とする。
【００１７】
本発明の排水処理方法は、夾雑物を含む被処理水を嫌気処理工程と無酸素処理工程と好気処理工程とにおいて順次に生物処理する排水処理方法において、嫌気処理工程を経た混合液を、混合液中の活性汚泥が通過し、夾雑物が除去される有効目幅が０．３ｍｍから２．５ｍｍの間であるスクリーンを通して無酸素処理工程に導き、好気処理工程において混合液を膜分離装置でろ過して処理水として取り出すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように本発明によれば、嫌気処理部において溶存酸素も結合性の酸素もない嫌気的条件下で嫌気処理を行って、脱リン性微生物がポリリン酸を加水分解して得るエネルギーで有機物を摂取して蓄積し、リンを放出する。好気処理部では硝化菌が被処理水に含まれたＮＨ3-ＮをＮＯ2-Ｎ、もしくはＮＯ3-Ｎに酸化し、この硝化液を硝化液循環路で無酸素処理部に送る。無酸素処理部では通性嫌気性菌が溶存酸素のない無酸素状態でＮＯ2-Ｎ、ＮＯ3-ＮをＮ2ガスへ還元して脱窒素処理を行なう。無酸素処理部および好気処理部では、脱リン性微生物がリンをポリリン酸として蓄積して嫌気槽で嫌気処理する前の濃度をこえて過剰にリンを摂取し、リンを摂取した脱リン性微生物を余剰汚泥として排出する。
【００１９】
本発明では、嫌気処理部の混合液が無酸素処理部に流入する経路中にスクリーンを配置するので、系内に流入する被処理水は、スクリーンを経ることなくＢＯＤ成分が除去されないままに、し渣等に付着するＢＯＤ成分を伴って、ＢＯＤ／Ｐの比率を高く保ったままで嫌気処理部に流入する。
【００２０】
例えば、上述した従来の構成においてＢＯＤが１００〜１５０ｍｇ／Ｌで、Ｐが３〜４ｍｇ／Ｌであったものが、本発明ではＢＯＤが１３０〜１９０ｍｇ／Ｌで、Ｐが３〜５ｍｇ／Ｌとなった。このため、嫌気処理部におけるＢＯＤ／Ｐの比率を高めてリンの放出量を増加させることができ、その結果として無酸素処理部および好気処理部におけるリン摂取量を増加させることができる。
【００２１】
また、嫌気槽では槽内の被処理水のＢＯＤ成分が多くなることで、偏性嫌気性菌および通性嫌気性菌が消化できるＢＯＤ成分および脱リン性微生物が摂取できるＢＯＤ成分が増加して食用油等の油脂の消化も促進される。このため、嫌気処理部の下流側で、かつ無酸素処理部の上流側に配置したスクリーンは、通過する食用油等の油脂の減少により健全な状態を維持し易く、維持管理を簡素化できる。特に、スクリーンに微細目スクリーンを使用した場合は目幅が小さいので、食用油等の油脂が減少することで目詰まる原因を抑制できる。
【００２２】
上述した実施の形態においては、被処理水１０１がスクリーンでの処理を経ずに直接的に嫌気槽１０２に流入する構成を示した。しかしながら、嫌気槽１０２の攪拌機や管路の途中に介装するポンプ等において弊害となる粗大な異物は事前に取り除くことが好ましく、嫌気槽１０２の上流側に目幅３ｍｍ程度の粗目スクリーンを設けることは本発明の実現を阻害するものではない。また、嫌気槽１０２から無酸素槽１０４へ流入する混合液は、嫌気槽１０２における攪拌作用を受けてトイレットペーパーなどの溶解状の繊維分が捩じれて塊状化した状態にあるので、目幅１ｍｍ以上の微細目スクリーン１０３でし渣を除去できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態における排水処理システムを示すブロック図
【図２】同排水処理システムを示す模式図
【図３】従来の排水処理システムを示すブロック図
【図４】同排水処理システムを示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１および図２に示すものは、生物脱リン膜分離活性汚泥法を適用した排水処理システム１００であり、リンを含む有機性排水である被処理水１０１を生物処理する。
【００２５】
排水処理システム１００は、上流側から下流側に向けて順次に、嫌気槽１０２と、微細目スクリーン１０３と、無酸素槽１０４と、好気槽１０５を配置し、無酸素槽１０４の混合液を返送汚泥として嫌気槽１０２に返送する汚泥返送路１０７と、好気槽１０５の混合液を硝化液として無酸素槽１０４に循環する硝化液循環路１０８を有している。
【００２６】
嫌気処理部をなす嫌気槽１０２は嫌気処理工程を担うものであり、被処理水１０１が原水供給路１５１を通して流入する。
嫌気槽１０２では、溶存酸素および結合性の酸素がない嫌気的条件下で嫌気処理を行って被処理水１０１に含まれた有機物（ＢＯＤ）を消化し、汚泥返送路１０７を通して無酸素槽１０４から返送する混合液に含まれた脱リン性微生物が、自身に蓄積したポリリン酸を加水分解して得るエネルギーで有機物を摂取して蓄積し、リンを放出する。
【００２７】
好気処理部をなす好気槽１０５は好気処理工程を担うものであり、無酸素槽１０４の混合液が第２移送路１５３を通して流入し、槽内に膜分離装置１０６を浸漬させている。好気槽１０５は、槽外に配置したブロア１０９および槽底部に配置した散気管１１０からなる散気装置を有しており、槽内には散気管１１０から散気する空気で混合液を曝気処理する曝気処理領域１１１と、浸漬した膜分離装置１０６で膜分離処理を行なう膜分離処理領域１１２とを有している。好気槽１０５では、硝化処理を行なって、被処理水１０１に含まれたＮＨ3-Ｎを硝化菌によりＮＯ2-Ｎ、もしくはＮＯ3-Ｎに酸化し、この硝化液を硝化液循環路１０８で無酸素槽１０４に送る。好気槽１０５に浸漬した膜分離装置１０６は、板状をなす複数のろ過膜エレメントを所定の間隙を空けて配置したものであり、ろ過膜エレメントの表面に配置した分離膜としての平膜を通して混合液から処理水２０１を取り出す。
【００２８】
無酸素処理部をなす無酸素槽１０４は無酸素処理工程を担うものであり、嫌気槽１０２の混合液が第１移送路１５２を通して流入する。無酸素槽１０４では、溶存酸素のない嫌気的な条件下で脱窒素処理を行なって、通性嫌気性菌の脱窒素菌の硝酸呼吸、あるいは亜硝酸呼吸を利用して、ＮＯ2-Ｎ、ＮＯ3-ＮをＮ2ガスへ還元する。
【００２９】
微細目スクリーン１０３は、し渣等の夾雑物を除去するスクリーンであり、有効目幅が０．３ｍｍから２．５ｍｍ程度のもので、嫌気槽１０２の混合液が無酸素槽１０４に流入する第１移送路１５２の経路中に配置してあり、混合液中のし渣等の夾雑物を除去する。
【００３０】
微細目スクリーン１０３を通過した混合液中の脱リン性微生物は、無酸素槽１０４および好気槽１０５において、リンをポリリン酸として蓄積し、嫌気処理する前の濃度をこえて過剰にリンを摂取する。リンを摂取した脱リン性微生物を含む活性汚泥が余剰汚泥２０２として好気槽１０５から汚泥引抜路１１３を通して排出される。
【００３１】
上記した構成における作用を説明する。流入水量１Ｑの被処理水１０１を順次に嫌気槽１０２、微細目スクリーン１０３、無酸素槽１０４、好気槽１０５に供給し、無酸素槽４から汚泥返送路１０７を通して返送水量１Ｑの返送汚泥を嫌気槽１０２に返送し、好気槽１０５から硝化液循環路１０８を通して無酸素槽１０４に循環水量３Ｑの硝化液を循環させ、好気槽１０５に浸漬した膜分離装置１０６で膜ろ過した処理水２０１を取り出し、好気槽１０５の余剰汚泥２０２を取り出して、硝化脱窒処理およびリン除去処理を行なう。
【００３２】
本実施の形態では、嫌気槽１０２の混合液が無酸素槽１０４に流入する第１移送路１５２の経路中に微細目スクリーン１０３を配置するので、系内に流入する被処理水１０１は、ＢＯＤ成分が除去されないままに、し渣等に付着するＢＯＤ成分を伴って、ＢＯＤ／Ｐの比率を高く保ったままで嫌気槽１０２に流入する。このため、嫌気槽１０２におけるＢＯＤ／Ｐの比率が高まることでリンの放出量が増加し、その結果として無酸素槽１０４および好気槽１０５におけるリン摂取量を増加させることができる。
【００３３】
また、嫌気槽１０２では槽内の被処理水１０１のＢＯＤ成分が多くなることで、嫌気的に消化できるＢＯＤ成分および脱リン性微生物が摂取できるＢＯＤ成分が増加して食用油等の油脂の消化も促進されるので、嫌気槽１０２の下流側で無酸素槽１０４の上流側に配置した微細目スクリーン１０３は、通過する食用油等の油脂の減少により健全な状態を維持し易く、維持管理を簡素化できる。特に、膜分離装置１０６の膜間流路の閉塞を防止するために必要な微細目スクリーン１０３は、その目幅が小さいので食用油等の油脂が減少することで目詰まる原因を抑制できる。
【００３４】
上記実施の形態の膜分離装置はろ過膜エレメントの分離膜が平膜型であるが、膜分離装置の形態はこれに限定されず、分離膜相互間の膜間流路がし渣等の夾雑物により閉塞去れる虞れのある構造である場合、例えばろ過膜エレメントが中空糸膜やセラミック等の管状膜を備えたものであっても、本発明は有効的に効果を発揮する。さらに、ろ過膜エレメントは膜分離装置に対して着脱自在な構造、あるいは一体的な構造の何れであっても良い。
【符号の説明】
【００３５】
１００    排水処理システム
１０１    被処理水
１０２    嫌気槽
１０３    微細目スクリーン
１０４    無酸素槽
１０５    好気槽
１０６    膜分離装置
１０７    汚泥返送路
１０８    硝化液循環路
１０９    ブロア
１１０    散気管
１１１    曝気処理領域
１１２    膜分離処理領域
１１３    汚泥引抜路
１５１    原水供給路
１５２    第１移送路
１５３    第２移送路
２０１    処理水
２０２    余剰汚泥
【図１】
0005818570.tif 000002
【図２】
0005818570.tif 000003
【図３】
0005818570.tif 000004
【図４】
0005818570.tif 000005