(57)【要約】【課題】本発明は、排水を生物処理する排水処理槽に汚泥担持体を備えた接触曝気法に関し、汚泥閉塞検知手段により把握した汚泥の腐敗状況に基づき、制御装置により汚泥の腐敗を検出し、汚泥除去手段を動作させて閉塞した汚泥を除去することを目的とする。【解決手段】この目的を達成するために本発明は、排水を生物処理する排水処理槽４と、揺動床５と、散気管６と、仕切り板８と、ブロワ７と、制御装置２６と散気管３０とを設け、分離膜１５と透視度計２５により得られた透視度を検知して汚泥の閉塞状況を把握し、汚泥を除去できるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水である排水と汚泥とを接触させて好気的に生物処理する排水処理槽と、前記排水処理槽内に循環流を形成する仕切り板と、前記排水処理槽内の前記仕切り板により分けられた一方に配置された汚泥担持手段と、他方に配置された曝気手段と、前記曝気手段に空気を供給するブロワと、前記排水処理槽内に前記汚泥担持手段の汚泥を除去する汚泥除去手段と、前記汚泥担持手段の汚泥の閉塞を検知する汚泥閉塞検知手段とを備え、前記汚泥閉塞検知手段により前記排水処理槽の処理水の透視度を測定し、測定した透視度に基づいて汚泥の閉塞を検知することを特徴とする排水処理装置。
【請求項２】
前記汚泥閉塞検知手段は吸光光度計であることを特徴とする請求項１に記載の排水処理装置。
【請求項３】
孔径１．２μｍ以下の分離膜を設け、膜分離水の透視度を測定することを特徴とする請求項２に記載の排水処理装置。
【請求項４】
前記排水処理槽の後段に固液分離槽を設け、前記分離膜は前記固液分離槽の上澄水を膜分離するように設置されていることを特徴とする請求項３に記載の排水処理装置。
【請求項５】
制御装置を設け、
測定した透視度が１０度以下になったとき、前記汚泥除去手段により前記汚泥担持手段の汚泥の除去を開始するように制御することを特徴とする請求項３に記載の排水処理装置。
【請求項６】
前記汚泥除去手段は前記汚泥担持手段の下方に設けた逆洗用曝気手段であり、前記逆洗用曝気手段には前記ブロワから空気が供給され、この逆洗用曝気手段を用いて曝気による逆洗を行うことを特徴とする請求項１に記載の排水処理装置。
【請求項７】
前記ブロワと前記曝気手段との間に曝気用開閉弁と、前記ブロワと前記逆洗用曝気手段との間に逆洗用開閉弁とが設置されていることを特徴とする請求項６に記載の排水処理装置。
【請求項８】
前記制御装置は、前記汚泥閉塞検知手段が汚泥の閉塞を検出したとき前記曝気用開閉弁を閉、前記逆洗用開閉弁を開にして、前記汚泥担持手段を逆洗することを特徴とする請求項７に記載の排水処理装置。
【請求項９】
前記制御装置は、前記逆洗用曝気手段による逆洗を一定時間または前記汚泥閉塞検知手段が汚泥の閉塞を検出しなくなるまで行った後に、前記曝気用開閉弁を開、前記逆洗用開閉弁を閉にして、前記汚泥担持手段の逆洗を停止することを特徴とする請求項８に記載の排水処理装置。
【請求項１０】
前記汚泥除去手段は前記汚泥担持手段を駆動させる駆動装置であり、この駆動装置を用いて閉塞した汚泥を剥離することを特徴とする請求項１に記載の排水処理装置。
【請求項１１】
前記制御装置は、前記汚泥閉塞検知手段が汚泥の閉塞を検出したとき前記駆動装置を動作させ、一定時間経過したとき、または前記汚泥閉塞検知手段が汚泥の閉塞を検出しなくなったときに前記駆動装置を停止することを特徴とする請求項１０に記載の排水処理装置。
【請求項１２】
前記汚泥担持手段が揺動床であることを特徴とする請求項１に記載の排水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は生物処理槽に汚泥担持体を備え、汚泥閉塞検知手段と汚泥閉塞除去手段を有する排水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、排水中の有機物を微生物により分解する排水処理装置の処理性能を向上させる手段として、生物処理槽の内部に微生物を吸着保持する担体を配置した接触曝気法が知られており、特に最近担体として揺動床を採用したものが注目されつつある。
【０００３】
この揺動床は垂直に張られた撥水性の幹に対し、親水性の繊維で成型された複数の親水枝を、幹と平行の水流に対して垂直に、幹から円周方向に放射状に配置した構成であり、幹は、処理槽内に固定された揺動床支持部により支持されている。また、親水枝は微生物の集合体である汚泥が付着しやすいよう親水性となっており、ある程度の太さは有しているものの柔軟性があり、その後端側が幹に取り付けられ、先端側が自由端となっているので水流により揺動する。このような揺動床式の担体を処理槽の内部に簾状に多数配置することで排水処理装置が構成されている。
【０００４】
揺動床式の担体は揺動床の周囲の水流によって運ばれる汚泥を親水枝に付着させ、堆積させて固定化することになり、一般的な担体に比べて処理槽内の汚泥濃度を高く保持することができるという特徴がある。
【０００５】
さらに、担体上の汚泥は、排水中の有機物を酸化・分解して増殖するが、水流に伴う揺動により過剰に付着した汚泥は剥離されるため、汚泥が閉塞することなく適度な汚泥を保持することができる。
【０００６】
しかしながら、実際は排水処理槽内の場所によって流速が異なるため、低流速の箇所では汚泥が適度に剥離されずに堆積して閉塞し、腐敗して悪臭を発生するといった問題があった。
【０００７】
腐敗とは、汚泥が閉塞した箇所で汚泥が長時間滞留し、溶存酸素が消費し尽くされて汚泥の嫌気発酵が生じる現象を言う。
【０００８】
腐敗は硫酸塩還元細菌等の嫌気性細菌が無酸素状態で有機物を分解する現象であり、次式に示すとおり、排水中に含まれる硫酸イオンと有機物由来の炭素から悪臭原因ガスの一種である硫化水素を生じる。
【０００９】
ＳＯ42-  ＋  ２Ｃ  ＋  ２Ｈ2Ｏ  →  ２ＨＣＯ3-  ＋  Ｈ2Ｓ
特に揺動担体には多量の汚泥が保持されているため、著しい酸素消費により酸素欠乏状態となり易く、他の接触曝気法に比べ腐敗の進行が早い。さらに、腐敗が進むほど発生する悪臭ガスの量は増大するため、悪臭の問題はさらに顕著なものとなる。
【００１０】
また、担体上の汚泥の閉塞状況を把握する方法が無いため、悪臭が発生してから担体の逆洗を行い、閉塞した汚泥を除去するなどの対処をせざるを得ないのが現状である。
【００１１】
そこで、汚泥の腐敗を早期に検知することができれば、担体上の汚泥の閉塞を推測して汚泥の除去を行い、悪臭の発生を最低限に抑えることが可能になる。
【００１２】
担体の汚泥の閉塞を防ぐ排水処理装置としては、逆洗用ノズルを設けて定期的に担体を逆洗することで良好な処理機能を持たせる方法が考案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−３２３６８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
図４は特許文献１に記載の、定期的に逆洗を行うことにより汚泥の閉塞を防ぐ接触曝気方式の排水処理装置の一例を示したものである。
【００１４】
処理槽１０１には固定床１０２と散気管１０３があり、好気的生物処理がなされる。散気管１０３には空気配管１０７と自動開閉弁１０８を介してブロワ１０４から空気が供給される。また、固定床１０２の下方には逆洗用ノズル１０５が備えられており、空気配管１０９と自動開閉弁１１０を介してブロワ１０４から空気が供給される。
【００１５】
通常運転時は自動開閉弁１０８を開、自動開閉弁１１０を閉として、処理槽１０１の曝気を行い、好気的生物処理を行う。さらに、定期的に自動開閉弁１０８を閉、自動開閉弁１１０を開として逆洗用ノズルから空気を噴出させることにより固定床１０２の逆洗を行い、固定床１０２上で生成する汚泥を剥離除去させる。定期的に行う逆洗の頻度は、流入させる排水のＢＯＤ（生物化学的酸素要求量、以下ＢＯＤと記す）濃度と放流水中の汚泥濃度から推測し、固定床１０２上の汚泥が閉塞しない程度に制御する。
【００１６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の方法では、固定床１０２の汚泥の閉塞状況を把握することができないため、適切な逆洗頻度を決めることが困難であるという課題があった。
【００１７】
また、一般に接触曝気方式では容積負荷０．３ｋｇ／ｍ3・日以下で運転されることが多く、この条件では１〜３日に一度の逆洗で十分である。しかし、揺動床の場合、担体自身が揺動することにより汚泥を適度に剥離される構造になっているものの、容積負荷１ｋｇ／ｍ3・日を超えるような高負荷条件で運転されることが多いため、一旦汚泥が閉塞すると、更なる汚泥の生成、堆積、揺動の低下が生じ、汚泥の閉塞が加速度的に進行して閉塞場所が拡大する。したがって、汚泥の閉塞が不定期かつ急速に生じるため、適切な逆洗頻度を決めることが困難であるという課題があった。
【００１８】
本発明は、担体を備えた排水処理装置について従来の課題を解決するものであり、接触曝気法による排水処理装置において、汚泥閉塞検知手段により担体の汚泥の閉塞状況を把握し、汚泥除去手段を動作させることにより閉塞した汚泥を除去する排水処理装置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】
【００１９】
本発明の排水処理装置は上記目的を達成するために、排水処理装置に汚泥担持手段と汚泥閉塞検知手段と制御装置と汚泥除去手段を備え、被処理水である排水と汚泥とを好気的に接触させて生物処理する排水処理において、前記汚泥閉塞検知手段により検出された前記汚泥担持手段の汚泥の閉塞状況に基づき、前記制御装置により前記汚泥除去手段を動作させることにより前記汚泥担持手段に付着した汚泥を除去することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、汚泥担持手段の汚泥の閉塞状況を把握し、閉塞した汚泥を除去することにより、汚泥の腐敗による悪臭の発生を最低限に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
第１の発明は、被処理水である排水と汚泥とを接触させて好気的に生物処理する排水処理槽と、排水処理槽内に循環流を形成する仕切り板と、排水処理槽内の仕切り板により分けられた一方に配置された汚泥担持手段と、他方に配置された曝気手段と、曝気手段に空気を供給するブロワと、排水処理槽内に汚泥担持手段の汚泥を除去する汚泥除去手段と、汚泥担持手段の汚泥の閉塞を検知する汚泥閉塞検知手段とを備え、汚泥閉塞検知手段により排水処理槽の処理水の透視度を測定し、測定した透視度に基づいて汚泥の閉塞を検知することを特徴とする排水処理装置としたものである。
【００２２】
これによって、汚泥担持手段の汚泥の閉塞状況に基づいて、閉塞した汚泥を除去することができる。
【００２３】
第２の発明は、第１の発明において、汚泥閉塞検知手段を吸光光度計としたことを特徴とする排水処理装置としたものである。
【００２４】
これによって、簡便に処理水の透視度を測定することができる。
【００２５】
第３の発明は、第２の発明において、孔径１．２μｍ以下の分離膜を設け、膜分離水の透視度を測定することを特徴とする排水処理装置としたものである。
【００２６】
これによって、処理水の水質悪化の原因である、負荷量の増減、過曝気と汚泥腐敗とを区別して検出することができる。
【００２７】
第４の発明は、第３の発明において、排水処理槽の後段に固液分離槽を設け、分離膜を固液分離槽の上澄水を膜分離するように設置したことを特徴とする排水処理装置としたものである。
【００２８】
これによって、分離膜の大きさを小型化することができる。
【００２９】
第５の発明は、第３の発明において、制御装置を設け、測定した透視度が１０度以下になったとき、汚泥除去手段により汚泥担持手段の汚泥の除去を開始するように制御することを特徴とする排水処理装置としたものである。
【００３０】
これによって、測定した透視度に基づいて汚泥の除去を行うことができる。
【００３１】
第６の発明は、第１の発明において、汚泥除去手段を前記汚泥担持手段の下方に設けた逆洗用曝気手段として、逆洗用曝気手段にはブロワから空気を供給し、この逆洗用曝気手段を用いて曝気による逆洗を行うことを特徴とする排水処理装置としたものである。
【００３２】
これによって、汚泥担持手段に閉塞した汚泥を簡便な方法で除去することができる。
【００３３】
第７の発明は、第６の発明において、ブロワと曝気手段との間に曝気用開閉弁と、ブロワと逆洗用曝気手段との間に逆洗用開閉弁とを設置していることを特徴とする排水処理装置としたものである。
【００３４】
これによって、曝気用ブロワを逆洗にも使用することができる。
【００３５】
第８の発明は、第７の発明において、制御装置が、汚泥閉塞検知手段が汚泥の閉塞を検出したとき曝気用開閉弁を閉、逆洗用開閉弁を開にして、汚泥担持手段を逆洗することを特徴とする排水処理装置としたものである。
【００３６】
これによって、曝気による循環流に妨げられることなく逆洗を行うことができる。
【００３７】
第９の発明は、第８の発明において、制御装置が、逆洗用曝気手段による逆洗を一定時間または汚泥閉塞検知手段が汚泥の閉塞を検出しなくなるまで行った後に、曝気用開閉弁を開、前記逆洗用開閉弁を閉にして、汚泥担持手段の逆洗を停止することを特徴とする排水処理装置としたものである。
【００３８】
これによって、汚泥担持手段に対し、最低限の逆洗を行うことができる。
【００３９】
第１０の発明は、第１の発明において、汚泥除去手段が汚泥担持手段を駆動させる駆動装置であり、この駆動装置を用いて閉塞した汚泥を剥離することを特徴とする排水処理装置としたものである。
【００４０】
これによって、閉塞した汚泥を確実に除去することができる。
【００４１】
第１１の発明は、第１０の発明において、制御装置が、汚泥閉塞検知手段が汚泥の閉塞を検出したとき駆動装置を動作させ、一定時間経過したとき、または汚泥閉塞検知手段が汚泥の閉塞を検出しなくなったときに駆動装置を停止することを特徴とする排水処理装置としたものである。
【００４２】
これによって、汚泥担持手段に対し、最低限の汚泥除去を行うことができる。
【００４３】
第１２の発明は、第１の発明において、汚泥担持手段を揺動床とすることを特徴とする排水処理装置としたものである。
【００４４】
これによって、汚泥を高濃度に保持することができ、排水処理槽の性能を上げることができる。
【００４５】
以下、本発明による実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００４６】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態の排水処理装置の構成図である。図１において、排水処理装置は排水を導入する輸送管１と、排水の流量を調整する調整槽２と、排水を生物処理する排水処理槽４と、排水処理槽４により得られた処理水を固液分離する沈殿槽１０と、処理水を系外に放流する輸送管１４と、沈殿槽１０で分離された汚泥を排水処理槽４に返送する輸送管１１と、汚泥の返送量を調整する開閉弁１２と、汚泥を返送するポンプ１３とで構成されている。
【００４７】
排水処理槽４には汚泥担持手段である揺動床５が設置されている。なお、汚泥担持手段には固定床、流動床、その他ひも状担体、これ以外でも汚泥を担持できるものならば何を用いても良いが、汚泥を高濃度に保持することのできる揺動床を用いることが望ましい。
【００４８】
排水処理槽４には曝気手段である散気管６が設置されている。散気管６には電動開閉弁２８を介してブロワ７が接続されており、空気が供給されることにより好気的な生物処理が行われる。また、排水処理槽４内に仕切り板８を設けることにより、エアリフトによる循環流が形成され、排水中の汚濁物質と酸素を揺動床５に付着した汚泥に効率良く接触させて生物処理すると共に、付着した汚泥を適度に剥離する。
【００４９】
ここで、揺動床５のどこかで汚泥が閉塞すると、溶存酸素が拡散により行き渡らない箇所が生じる。そのような場所では硫酸塩還元細菌等の嫌気性細菌が排水中の有機物を摂取して腐敗が進行する。その結果、悪臭ガスの一種である硫化水素が発生する。
【００５０】
硫化水素はガス体として発生し、揺動床５状の汚泥をすり抜けて液相中へと移動する。このとき、次式に示すとおり、液相中の溶存酸素と反応して酸化反応が起き、硫黄を生じる。硫黄は固体であり、コロイド状となって液相中に混ざるため、処理水は白濁する。
【００５１】
２Ｈ2Ｓ  ＋  Ｏ2  →  ２Ｓ  ＋  ２Ｈ2Ｏ
表１は排水処理における処理水白濁の原因物質と発生状況との関係を示したものである。
【００５２】
【表１】
2008221133.tif 000003
【００５３】
表１に示すように、処理水が悪化する発生状況として、主に（イ）高負荷および低負荷のとき、（ロ）過曝気のとき、（ハ）汚泥が腐敗したとき、といった状況が挙げられ、以下に各々を説明する。
【００５４】
（イ）高負荷条件においては細菌の増殖が著しく、凝集しきれない分散状細菌が増加するため、処理水が白濁する。また、低負荷条件においては自己酸化によりフロック形成能が低下するために分散状細菌が増加して白濁する。
【００５５】
（ロ）過曝気条件においては曝気によるせん断力が強過ぎるためにフロックが物理的に破壊され、分散状細菌が増加して白濁する。
【００５６】
（ハ）汚泥が腐敗する条件においては、白濁の原因は上述のとおりコロイド状の硫黄によるものであり、原因物質が根本的に異なる。さらに、分散状細菌が１μｍ以上の大きさであるのに対し、コロイド状の硫黄は１μｍ以下の大きさであるため、分離膜によって容易に分けることができる。したがって、この１μｍ以下のコロイド状の硫黄を検知することにより、処理水の白濁から汚泥の腐敗を区別して検知することができる。
【００５７】
ここで、排水処理槽４により得られた処理水は沈殿槽１０で固液分離されるが、この上澄水を得られるように孔径１．２μｍ以下の分離膜１５が沈殿槽の上方に設置されており、その下方には分離膜の洗浄手段である散気管２１が設置されている。
【００５８】
こうすることにより清澄な処理水の膜分離水を得られるため、分離膜１５への負担が少なく、分離膜を小さくすることができる。
【００５９】
本実施の形態においては分離膜１５に孔径１．２μｍの不織布を用いたが、分離膜には平膜、中空糸膜などの分離膜を用いてもよい。その孔径は排水中の分散状細菌を分離することのできる１．２μｍ以下であることが望ましく、検出精度を高めるためには分散状細菌を完全に分離することのできる１μｍ以下であることがさらに望ましい。
【００６０】
しかしその場合には、散気管２１から噴出される空気により周囲に水流が生じるため、沈殿槽１０に沈殿した汚泥が巻き上がらないよう、分離膜１５の大きさは沈殿槽１０に比べて十分に小さいか、散気管２１から噴出される空気量が十分に小さいことが望ましい。
【００６１】
散気管２１にはブロワ２３から空気が供給され、噴出孔２２から空気泡を噴出させることにより分離膜１５の表面にクロスフロー流を与え、分離膜１５の表面に汚れが付着するのを防ぐ。
【００６２】
このとき、クロスフロー流が強すぎると沈殿槽１０内に循環流を形成して固液分離機能を妨げてしまうため、沈降分離した汚泥を巻き上がらせない程度の曝気量にすることが望ましい。尚、分離膜１５に対して沈殿槽１０が十分に大きい場合には、この心配はない。
【００６３】
分離膜１５は排水処理槽４内に設置すると、沈殿槽の滞留時間を短縮できるため、汚泥の腐敗をより早く把握することができる。しかし、その場合には被処理水中に活性汚泥が含まれるため、分離膜１５の目詰まりを抑えるために透過水量を下げる必要があり、分離膜１５は大きくなる。
【００６４】
なお、この場合には、排水処理槽４内で十分に処理された処理水の状態を把握することが望ましく、分離膜１５は、排水処理槽４からの流出口である、輸送管９接続口近傍に設けることが望ましい。
【００６５】
沈殿槽１０の上澄水は分離膜１５と輸送管１６、開閉弁１８を介してポンプ１７により膜分離水貯留層２４に導入される。このとき、開閉弁１８は開、開閉弁２０は閉となっている。
【００６６】
膜分離水貯留槽２４には透視度計２５が設置されており、膜分離水の白濁の度合いを検知することにより汚泥の腐敗状況を把握する。
【００６７】
透視度の測定には、目測、カメラ撮影と画像処理による透視度測定、粒度分布測定など、コロイド状の硫黄を検知できる方法ならば何を用いても良いが、赤外吸光光度法によるセンサを用いることが簡便であり望ましい。
【００６８】
膜分離水はポンプ１７により連続的に吸引され、汚泥の腐敗を早期に検知することができる。また、膜分離水を膜分離水貯留槽２４に連続的に導入すると、膜分離水が滞留することがないため透視度計２５に汚れが付着しにくい。
【００６９】
汚泥の腐敗しない時間帯や期間が予め予測されている場合には、汚泥の腐敗する可能性のある時間帯および期間にのみ膜分離水の吸引および透視度の測定を行ってもよい。
【００７０】
この場合には、膜分離水貯留槽２４に膜分離水が滞留するため、透視度計２５の表面に汚れが付着しやすく、検知精度が低下する可能性がある。したがって、透視度計２５による透視度の測定を終えた後に開閉弁３２を開として膜分離水貯留槽２４内の膜分離水を輸送管３３を介して排出し、次に開閉弁３２を閉、開閉弁１８を閉、開閉弁２０を開として膜分離水貯留槽２４に水道水を導入し、膜分離水貯留槽２４が水道水で置換された後に開閉弁１８を開、開閉弁２０を閉として、次の透視度測定まで待機する。こうすることによって透視度計２５の表面に汚れが付着するのを防ぐ。
【００７１】
また、間欠的に膜分離水の透視度を測定する場合には透視度検知の間隔を排水処理槽４と沈殿槽１０を含む水理学的滞留時間（以下ＨＲＴと記す）以下とすることが望ましく、例えばＨＲＴ６時間で運転している場合には最低６時間に一度、膜分離水の透視度を測定するようにする。
【００７２】
被処理水である排水が腐敗した汚泥と接触してコロイド状硫黄を含んでからおよそＨＲＴが経過した後に分離膜１５に達するため、ＨＲＴを超える時間が経過すると、汚泥の腐敗状況の把握が遅れてしまい、悪臭の発生を最低限に抑えることができない。
【００７３】
ここで、揺動床５の汚泥が閉塞し、腐敗していると、処理水にコロイド状の硫黄が含まれて白濁する。白濁した処理水は分離膜１５により膜分離されてもやはり白濁しており、透視度計２５により透視度の低下として検知される。透視度計２５がＪＩＳに基づく透視度測定値において１０度以下となったとき、制御装置２６は汚泥が腐敗していると判断し、担体の汚泥が閉塞していることを検出する。
【００７４】
なお、透視度は試料の透明の程度を示すもので、ＪＩＳに基づく透視度計に試料を入れ、底部に置いた標識が視認できるときの水層の高さをはかり、１０ｍｍを１度として表すものである。
【００７５】
本実施例においては透視度が１０度以下となったときに汚泥の閉塞を検出するようにしたが、これは膜分離水の透視度が１０度以下となったときに汚泥の腐敗が確認された後述する実験結果に基づいたものである。
【００７６】
しかしながら、被処理水のＢＯＤ負荷量、硫黄含有量、コロイド状物質含有量、色素成分含有量、処理前の透視度、水温、汚泥中の菌叢等の条件により、透視度のしきい値は変化する可能性があり、その場合は適切な透視度をしきい値とすることが望ましい。
【００７７】
排水処理槽４には揺動床５の下方に散気管３０が設置されており、電動開閉弁２７を介してブロワ７に接続され、空気が供給される。散気管３０には噴出孔３１が設けられており、気泡を噴出させて揺動床５に接触させることにより、逆洗して揺動床５に閉塞した汚泥を除去する。
【００７８】
ブロワ７には安全弁２９が設けられており、排水処理槽４において好気的生物処理がなされているときには、電動開閉弁２８を開、電動開閉弁２７を閉として、排水処理槽４内の曝気を行う。
【００７９】
制御装置２６が汚泥の閉塞を検出すると、制御装置２６は電動開閉弁２７を開、電動開閉弁２８を閉として揺動床５の逆洗を行う。このとき、散気管６からの曝気が停止することでエアリフトによる循環流が停止するため、揺動床５の逆洗はその流れを妨げられることがない。
【００８０】
接触曝気法に用いられる担体の逆洗の時間は一般的に２〜４分程度であり、逆洗をした後に、電動開閉弁２７を閉、電動開閉弁２８を開として曝気を再開し、好気的生物処理を行う。
【００８１】
なお、逆洗が行われると被処理水中に閉塞した汚泥と、汚泥の腐敗によって生じたコロイド状硫黄が混ざることになるため、ＨＲＴが経過した後に改めて透視度計２５による透視度の測定を行う。ＨＲＴを超えると、逆洗によりコロイド状硫黄を含んだ排水処理槽４および沈殿槽１０の被処理水が、逆洗後の被処理水に完全に置換されるため、未だ汚泥が閉塞しているか、閉塞した汚泥が除去されたかを判断することができる。
【００８２】
改めて透視度の測定を行った結果、再度、制御装置２６が汚泥の閉塞を検出した場合には、揺動床５の逆洗を再度行う。透視度が１０度を超えていれば、汚泥の閉塞が除去されたと判断し、制御装置２６は汚泥の閉塞を検出しない。
【００８３】
なお、上記実施の形態は制御装置による動作を説明したが、制御装置を設けず、電動開閉弁を手動として、担当者が透視度計の値を目視して、手動弁の開閉を行ってもよい。
【００８４】
表２は担体を設置した排水処理槽において、正常時、過負荷時、汚泥腐敗時について処理水と膜分離水の透視度を測定した実験結果を示したものである。
【００８５】
【表２】
2008221133.tif 000004
【００８６】
７０Ｌの排水処理槽に揺動床である担体Ａ、２２０Ｌの排水処理槽に接触曝気ろ床である担体Ｂをそれぞれ設置して実験した。グルタミン酸ナトリウム、スクロース、尿素を主成分とした人工排水（ＢＯＤ：Ｎ：Ｐ＝１００：１０：１）を作成し、ＨＲＴ６時間、ＢＯＤ容積負荷２ｋｇ／ｍ3・日の条件で連続供給した。
【００８７】
ここで、ＢＯＤ容積負荷とは、排水処理槽１ｍ3当たり、一日に投入されるＢＯＤ量をｋｇで表したものである。
【００８８】
透視度はＪＩＳ  Ｋ−０１０２に基づき透視度計を用いて目視により測定した。
【００８９】
また、膜分離水は孔径１．２μｍのガラス繊維ろ紙を用い、吸引ろ過により得た。
【００９０】
沈殿槽における汚泥の沈降分離が問題なく行われた正常運転時には担体Ａ、担体Ｂ共に処理水及び膜分離水の透視度は２０度以上と清澄であり、良好であった。
【００９１】
負荷を４ｋｇ／ｍ3・日に増加させたところ処理水は悪化し、担体Ａは４．７度、担体Ｂは５．８度となり、白濁状態となった。このときの膜分離水は担体Ａ、Ｂ共に２０度以上であり、極めて清澄であった。また、顕微鏡観察をしたところ、白濁した処理水には多量の分散状細菌が観察された。
【００９２】
次に、負荷は２ｋｇ／ｍ3・日であるが、担体上に汚泥を過剰に堆積させて腐敗箇所を設け、汚泥を腐敗させて処理水を採取した。このとき処理水は悪化し、担体Ａは４．４度、担体Ｂは２．６度となり、白濁状態となった。また、膜分離水も悪化しており、担体Ａは７．４度、担体Ｂは６．７度と白濁状態となった。担体Ａを設けた排水処理槽上部を密閉して空気を捕集し、硫化水素濃度を測定したところ、９ｐｐｍであり、高濃度の悪臭ガスの発生が確認された。したがって、白濁の原因物質は分散状細菌ではないことが確認できた。
【００９３】
腐敗によるコロイド状硫黄が発生した場合には、分散状細菌の増殖による処理水の白濁と異なり、処理水の膜分離水の透視度が１０度以下にまで低下することが確認できた。
【００９４】
本実施においてはＪＩＳに基づく透視度計による透視度を用いたが、市販の赤外吸光光度法を用いた自動計測器を用いてもよく、その場合には透視度の測定が簡便になり、連続的に測定することができる。
【００９５】
さらに、担体Ａ、担体Ｂに付着した汚泥を採取したところ、汚泥は腐敗しており、著しく黒色に変色していた。
【００９６】
以上のことから、汚泥の閉塞と、腐敗、硫化水素の発生、コロイド状硫黄による白濁とが同時に確認され、コロイド状硫黄による白濁を検知することにより、汚泥の閉塞の状況を推測できることが明らかとなった。
【００９７】
また、この現象は揺動床の担体Ａ、接触曝気ろ床の担体Ｂ共に同様の傾向が得られ、揺動床に限らず、他の接触曝気法においても同様のことが言えることが明らかとなった。
【００９８】
その後、担体Ａ、担体Ｂの逆洗を行って閉塞箇所の汚泥を取り除いたところ、翌日には硫化水素の発生が検出不能となり、処理水及び膜分離水の透視度も２０度以上の清澄な状態に戻った。
【００９９】
このように、汚泥閉塞検知手段により検出した汚泥の閉塞状況に基づいて、制御装置により汚泥除去手段を動作させることにより閉塞した汚泥を除去することにより、悪臭の発生を最低限に抑えることが可能になる。
【０１００】
（実施の形態２）
図２は本発明の他の実施形態を示している。なお、実施の形態１と同様の構成を有するものについては、同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１０１】
図２は実施の形態１における分離膜１５と透視度計２５をユニット化して汚泥閉塞検知部としてまとめた例である。
【０１０２】
輸送管１６は処理水を採取するため、輸送管１４と接続されている。処理水は輸送管１６を経由して膜分離槽３４に導入される。膜分離槽３４には分離膜１５と、その下方に散気管２１が設置されており、膜分離水を得る。
【０１０３】
輸送管１６を輸送管１４に接続すると固液分離された処理水を得ることができるため、分離膜１５への負担が少なく、透過流速を上げることができるために分離膜１５を小さくすることができる。
【０１０４】
一方、輸送管１６を輸送管９に接続すると、沈殿槽の滞留時間を省くことができるため、汚泥の腐敗をより早く把握することができる。その場合には被処理水中に活性汚泥が含まれるため、分離膜１５の目詰まりを抑えるために透過水量を下げる必要があり、分離膜１５は大きくなる。
【０１０５】
なお、処理水の透視度の測定を間欠的に行う場合には、実施の形態１と同様に、開閉弁３２を開として輸送管３３を介して処理水の廃棄を行った後に、開閉弁３２を閉、開閉弁２０を開として水道水を導入して膜分離槽３４を水道水で置換する。
【０１０６】
分離膜１５により得られた膜分離水は、ポンプ３５と輸送管３９を介して膜分離水貯留槽２４に導入される。
【０１０７】
なお、処理水の透視度の測定を間欠的に行う場合には、膜分離槽の容積以上の膜分離水を導入した後に透視度の測定を行い、透視度の測定を終えた後に開閉弁３８を開として輸送管３３を介して膜分離水の廃棄を行った後に、開閉弁３８を閉、開閉弁３７を開として水道水を導入して膜分離水貯留槽を水道水で置換する。置換を終えた後に開閉弁３７を閉として、次の透視度測定まで待機する。
【０１０８】
このような構成とすることで、汚泥閉塞検出手段を図２中の汚泥閉塞検知部として一つの装置にまとめることができるため、既設の処理装置に容易に取り付けることが可能になる。
【０１０９】
（実施の形態３）
図３は本発明の他の実施形態を示している。なお、実施の形態１、２と同様の構成を有するものについては、同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１１０】
図３は実施の形態１における汚泥除去手段を駆動装置としたものである。
【０１１１】
揺動床５は回転軸４０と３本の揺動床支持棒４１により、排水処理槽４内に固定されている。回転軸４０には電動モーターが接続されており、制御装置２６が汚泥の閉塞を検出したときは回転軸を回転させ、揺動床５を回転させる。
【０１１２】
回転軸４０および揺動床支持棒４１と揺動床５との接点の他方には汚泥除去棒４２が設置されており、この間を揺動床５がすり抜けるときに、揺動床５に付着した汚泥は擦り落とされる。
【０１１３】
揺動床５を回転させ、少なくとも１回以上汚泥除去棒４２に接触させることにより、揺動床５上に閉塞した汚泥は確実に除去される。
【０１１４】
このとき、散気管６は曝気を継続する。こうすることにより、一旦揺動床５から擦り落とされた汚泥は循環流により流されて、揺動床５から確実に剥離される。
【０１１５】
前述の逆洗は曝気により行うものであるが、この方法は気泡を接触させることによるもので、揺動床５に閉塞した汚泥が強固に付着している場合は、気泡が横に避けてしまい、確実に除去することができない可能性がある。
【０１１６】
また、散気管３０の数が十分でないと、揺動床５のすべての場所に気泡を接触させることは困難で、汚泥を除去できない箇所が生じる可能性がある。
【０１１７】
しかし、本実施例における汚泥を擦り落とす方法では、揺動床５の全域について汚泥の除去を行うことができ、確実に汚泥を除去することができる。
【０１１８】
このような構成とすることで、揺動床５に閉塞した汚泥を確実に除去することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明における排水処理装置は、簡便な機構により担体上の汚泥の閉塞を検出できるため、メンテナンス性が良く、揺動床の信頼性を高めることができ、揺動床の特徴である高濃度排水処理の利点を活かした小規模排水処理装置の実現に大きく貢献するものである。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明の実施の形態１における排水処理装置を示す構成図
【図２】本発明の実施の形態２における排水処理装置を示す構成図
【図３】本発明の実施の形態３における排水処理装置を示す構成図
【図４】従来の排水処理装置を示す構成図
【符号の説明】
【０１２１】
１、３、９、１１、１４、１６、１９、３３、３６、３９  輸送管
２    調整槽
４    排水処理槽
５    揺動床
６、２１、３０  散気管
７、２３  ブロワ
８    仕切り板
１０  沈殿槽
１２、１８、２０、３２、３７、３８  開閉弁
１３、１７、３５  ポンプ
１５  分離膜
２２、３１  噴出孔
２４  膜分離水貯留槽
２５  透視度計
２６  制御装置
２７、２８  電動開閉弁
２９  安全弁
４０  回転軸
４１  揺動床支持棒
４２  汚泥除去棒
【図１】
2008221133.tif 000005
【図２】
2008221133.tif 000006
【図３】
2008221133.tif 000007
【図４】
2008221133.tif 000008