(57)【要約】【課題】生物処理槽の能力に余裕がない場合でも、高い汚泥削減効果が得られるとともに処理水質を向上させることを目的とする。【解決手段】本発明の排水処理装置は、有機性排水を生物処理する生物処理槽１と、生物処理した処理液を固液分離する固液分離槽２と、固液分離して得られた汚泥の細胞を破砕化処理する超音波処理装置１０と、前記固液分離槽２の後段に分離膜を内蔵した膜分離槽１１を設け、前記超音波処理装置１０により細胞を破砕化処理した汚泥を前記膜分離槽１１で処理することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性排水を生物処理する、生物処理槽と固液分離槽からなる排水処理装置において、汚泥の細胞を破砕化処理する細胞破砕化手段と、細胞を破砕化処理した汚泥を処理する生物処理槽を追加し、追加する生物処理槽は槽内に分離膜を有し、前記固液分離槽の後段に設けることを特徴とする排水処理装置。
【請求項２】
細胞破砕化手段は既設である請求項１記載の排水処理装置。
【請求項３】
前記固液分離槽をバイパスするバイパス管を設け、このバイパス管の流量を調整する流量調整手段を設けた請求項１記載の排水処理装置。
【請求項４】
細胞破砕化手段は超音波処理装置である請求項１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、有機物含有排水の生物処理システムにおいて、生物処理槽の処理能力に余裕がなく、余剰汚泥の削減が必要な場合の、後付けの生物処理槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下水処理場など活性汚泥法による廃水処理施設から排出される余剰汚泥は濃縮・脱水後、埋め立て処分や焼却処分されている。
【０００３】
しかし、近年、埋め立て処分場の受け入れ容量の問題や焼却時の費用等の問題が生じるため余剰汚泥の削減が求められており、特に処理能力が不足しているような施設では、余剰汚泥の発生量も多く、処理能力不足と余剰汚泥の処理に苦慮している。
【０００４】
余剰汚泥の削減が求められる、有機性排水を生物処理する排水処理装置（本発明の後付けの対象）としては、図３に示すようなシステムであり、図を用いて説明する。
【０００５】
生物処理槽１０１は有機物を含む排水を配管１０４により流入させ、内部には有機物を分解する好気性微生物を含有し、図示していないが散気装置から噴出される空気により曝気されている。
【０００６】
固液分離槽１０２は生物処理槽１０１からの汚泥を含んだ排水を固液分離し、沈降した汚泥を分離した排水は、配管１０６から河川等へ放流される。
【０００７】
固液分離槽１０２で沈降した汚泥は、配管１０７の途中から配管１０９が分岐し、固液分離槽１０２で沈降した汚泥の一部を生物処理槽１０１へ戻している。
【０００８】
固液分離槽１０２で沈降した汚泥の一部を配管１０７により汚泥貯留槽１０３へ移動し、貯留され、配管１０８により定期的に引き抜かれ廃棄される。
【０００９】
そして、余剰汚泥の削減のために汚泥削減装置を追加したのが図４であり、図３の配管１０７の途中、配管１０９の分岐後に、汚泥削減装置１１０が追加されている。
【００１０】
図４において、固液分離槽１０２で沈降した汚泥は、配管１０７により汚泥削減装置１１０へ移動し、汚泥内の微生物を破砕する。
【００１１】
汚泥削減装置１１０で上記処理された汚泥は、配管１１１により汚泥貯留槽１０３へ移動し、貯留され、配管１０８により定期的に引き抜かれ廃棄される。
【００１２】
このシステムにおいては、汚泥削減装置１１０で破砕化した微生物は、汚泥貯留槽１０３内の微生物に食べられ、汚泥は削減される。
【００１３】
また、汚泥削減システムの一つとして、曝気槽型汚泥削減システムがあり、汚泥削減装置として例えば超音波を用いて可溶化処理を行い、生物処理槽へ戻して削減するという方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【００１４】
この方法は、生物処理槽の能力に余裕が有る場合は有効であるが、上記のように余剰汚泥が増大して処分に困るような施設では生物処理槽の能力には余裕がなく、生物処理槽で処理できなかった有機物が固液分離槽を通過し、放流水質を悪化させてしまう。
【００１５】
このため、可溶化処理した汚泥を生物処理槽に戻す途中に、前曝気槽を設けて、生物処理槽に負荷をかけない装置も提案している。
【００１６】
この装置は図５に示すように、可溶化処理手段である汚泥削減装置１１０の後に前曝気槽１１１を設けており、可溶化処理された汚泥は前曝気槽１１１で曝気処理され、生物処理槽１０１に導入している。
【特許文献１】特許第３６２７８９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上記従来の汚泥削減システムにおいて、能力不足を解消したい場合は、特許文献１の前曝気槽に超音波処理した汚泥だけでなく、原水も流入させる、すなわち、前曝気槽を既設の曝気槽と並列に設けることが考えられるが、各槽の処理能力に応じて原水を分配することは困難である。
【００１８】
また、既設の曝気槽と前曝気槽を直列に設ける場合、後段には固液分離槽があり、前段に調整槽が有る場合もあり、設置スペースは限られるため、配管変更のための施工も大掛かりになってしまう。
【００１９】
また、原水負荷が変動する場合は、固液分離槽からの汚泥流出も起こり、放流水質の悪化を招く。
【００２０】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、既設の生物処理槽の能力に余裕がない場合、既設の生物処理槽の能力不足を解消するとともに、余剰汚泥を削減することができる追加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】
【００２１】
本発明は、上記目的を達成するために、有機性排水を生物処理する排水処理装置において、汚泥の細胞を破砕化処理する細胞破砕化手段と、細胞を破砕化処理した汚泥を処理する生物処理槽を追加し、追加する生物処理槽は槽内に分離膜を有し、既設の固液分離槽の後段に設けることを特徴とする。
【００２２】
これにより、既設の生物処理槽の能力不足を解消するとともに、余剰汚泥を削減することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の排水処理装置によれば、既設の生物処理槽の能力に余裕がない場合、既設の固液分離槽の後段に分離膜を有する生物処理槽を追加することにより、既設の生物処理槽の能力不足を補えるとともに、余剰汚泥を削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
発明が解決しようとする課題のところで説明したように、本発明のポイントは、本発明の後付けの対象となる排水処理システムにおいて、原水の処理負荷が増加し、能力不足となり、汚泥削減も行いたい場合に、追加の曝気槽をどこに設けるか、である。
【００２５】
汚泥の細胞を破砕化処理する細胞破砕化手段は、既設されていれば、追加する必要はなく、追加するのは曝気槽だけでよい。
【００２６】
本発明の排水処理装置は、有機性排水を生物処理する排水処理装置において、汚泥の細胞を破砕化処理する細胞破砕化手段と、細胞を破砕化処理した汚泥を処理する生物処理槽を追加し、追加する生物処理槽は槽内に分離膜を有し、既設の固液分離槽の後段に設けることを特徴としたものである。
【００２７】
追加する生物処理槽を既設の固液分離槽の後段に設けることにより、既設の生物処理槽の能力不足を容易に補い、さらに槽内に分離膜を有することにより、汚泥の流出も防止でき、汚泥濃度をあげる事により生物処理槽の処理能力を増強することもできる。
【００２８】
本発明の排水処理装置において、既設の固液分離槽をバイパスするバイパス管を設け、このバイパス管の流量を調整する流量調整手段を設けることが好ましい。
【００２９】
流量調整手段でバイパス管に流入させることにより、既設の固液分離槽のメンテナンスが容易にできる。
【００３０】
本発明の排水処理装置において、細胞破砕化手段は超音波処理装置が好ましい。
【００３１】
超音波は、アルカリ等の薬剤に比べ取扱いが簡単で、ビーズミル等の物理的破砕装置に比べ消費電力が少ない。
【００３２】
また、細胞破砕化手段とは、細胞を微細化および／または死滅化させることを目的とするものである。
【実施例】
【００３３】
以下本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００３４】
(実施例１）
図１に、本発明の排水処理装置の一例の構成を示す。
【００３５】
図１において、生物処理槽１、固液分離槽２、汚泥貯留槽３と各配管４〜９が既設の排水処理装置（実線で記載）であり、細胞破砕化手段（以下では、具体例として超音波処理装置と記載）１０、膜分離槽１１と各配管１２〜１６、流量調整手段１７が増設部（破線で記載）である。既設の生物処理槽１、追加の膜分離槽１１の内部には有機物を分解する好気性微生物を含有し、図示していないが散気装置から噴出される空気により曝気されている。
【００３６】
既設の排水処理装置では、排水は配管４から生物処理槽１、固液分離槽２の順に各接続配管を介して流れ、最終は配管６から河川等へ放流される。
【００３７】
固液分離槽２で沈降した汚泥の一部は、配管７から汚泥貯留槽３へ送られ、定期的に配管９により引抜き、廃棄される。
【００３８】
また配管７の途中には配管８が接続され、固液分離槽２で沈降した汚泥は配管８を介して生物処理槽１へ返送される。
【００３９】
次に既設の排水処理装置に増設部を追加した本発明の排水処理装置を説明する。
【００４０】
生物処理槽１は有機物を含む排水を配管４により流入させ、排水の生物処理を行う。生物処理された排水は、配管５を通って固液分離槽２に送られ、固液分離槽２では生物処理槽１からの汚泥を含んだ排水を固液分離し、沈降した汚泥を分離した排水は、配管６から流量調整手段１７を経由し配管１４を通って膜分離槽１１へ流入する。
【００４１】
流量調整手段１７は三方弁が好ましく、通常排水は、配管１４へ全量流すように設定されている。
【００４２】
生物処理槽１の処理能力が不足し流入水に有機物が残存していたり、固液分離槽２での固液分離が不完全で流入水に汚泥が混入した場合には、膜分離槽１１でも生物処理槽１と同様に生物処理を行うとともに、膜分離も行い、配管１５を通って配管６から放流する。
【００４３】
膜の耐久性の面からは、生物処理槽１の処理能力に余裕が有る場合は、排水を配管１４へ流さない方が好ましい。
【００４４】
また、排水の処理負荷が変動し、固液分離槽２での水質も変動する場合は、固液分離槽２の水質を測定し、その測定値により、流量調整手段１７で各配管への流量を調整することも可能である。
【００４５】
固液分離槽２で沈降した汚泥は、配管７の途中に接続された配管１２を通って超音波処理装置１０へ移動し、超音波処理により汚泥内の微生物を破砕化する。
【００４６】
超音波処理装置１０は超音波発振子の寿命及び省エネの面から通常ＯＮ／ＯＦＦしている。
【００４７】
超音波処理装置１０で上記処理された汚泥は、配管１３により膜分離槽１１へ送られ、槽内の微生物により分解され、槽内の膜を通過した排水は配管１５から配管６を通って河川等へ放流される。
【００４８】
膜分離槽１１内の膜により分離された汚泥は、配管１６を通って固液分離槽２で沈降した汚泥とともに配管８を介して生物処理槽１へ返送される。また一部の汚泥は、汚泥貯留槽３に送られ、貯留される。
【００４９】
通常、膜分離槽１１では超音波処理装置１０で処理した汚泥だけを処理するため、処理能力としては生物処理槽１より小さくてよい。したがって、膜分離槽１１の大きさも生物処理槽１より小さくてよい、また槽内には汚泥を捕食する微生物を保持する担体を導入してもよい。ここで使用する膜は、平膜および中空糸膜が好ましい。
【００５０】
このように、既設の排水処理装置の後段に増設部を追加するだけで、既設の処理設備のフローを大幅に変更する必要が無く、既設の処理設備の停止期間は短くして、増設、追加工事が行える。
【００５１】
さらに、超音波により破砕化した微生物を膜分離槽１１に送り、槽内の微生物に食べさせるため、従来からある既設の生物処理槽１には影響を与えず、余剰汚泥を削減できる。
【００５２】
また、膜分離槽１１内では膜により汚泥を分離するため、汚泥が高濃度になっても、沈殿槽のように汚泥流出がない。これにより、汚泥を高濃度に維持できるので、汚泥の削減効果も高まり、余剰汚泥の発生量を低減できる。
【００５３】
また、配管１４に排水の全量を流入させるように流量調整手段１７で設定することにより、既設の生物処理槽１の能力不足で、処理できなかった有機物が既設の固液分離槽２から流出しても、膜分離槽１１内の微生物で生物処理でき、処理水質に悪影響を及ぼさず、膜分離水を放流しているため処理水質の向上も可能である。
【００５４】
また、流量調整手段１７で、膜分離槽１１を完全にバイパスすることにより、膜のメンテナンス時でも、従来の処理ラインでそのまま処理できる。
【００５５】
図２は図１に固液分離槽２をバイパスするバイパス管１８とバイパス流量調整手段１９を追加した例である。
【００５６】
流量調整手段１９は配管５に設け、固液分離槽２を完全にバイパスできるようにしており、三方弁が好ましい。
【００５７】
流量調整手段１９で１００％バイパスさせた場合は、固液分離槽２の清掃等のメンテ時にも対応できる。
【００５８】
また、上記でも記載した排水の処理負荷が変動し、固液分離槽２での水質も変動する場合は、生物処理槽１または固液分離槽２の水質を測定し、その測定値により、流量調整手段１９で各配管への流量を調整することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上説明してきたように、本発明の排水処理装置は、例えば、有機物含有排水の生物処理システムにおいて、生物処理槽の処理能力に余裕がなく、余剰汚泥の削減が必要な場合の、後付けの生物処理槽に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施例における排水処理装置の構成図
【図２】本発明のその他の実施例における排水処理装置の構成図
【図３】従来の排水処理装置の構成図
【図４】従来のその他の排水処理装置の構成図
【図５】従来のその他の排水処理装置の構成図
【符号の説明】
【００６１】
１    生物処理槽
２    固液分離槽
３    汚泥貯留槽
４〜９  配管
１０  超音波処理装置
１１  膜分離槽
１２〜１６  配管
１７，１９  流量調整手段
１８  バイパス管
【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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