(57)【要約】【課題】膜ユニットを大型化することなく、降雨等による一時的な原水流量増加があっても十分な処理水質となるように原水を処理することができる排水処理装置を提供する。【解決手段】平常原水流量Ｑの場合、原水は配管９には全く分岐されず、流入する原水の全量Ｑが第１，第２曝気槽１０，２０に通水される。第２曝気槽２０内の水の一部は、膜ユニット２１の分離膜を透過し、配管２２，６を介して排水処理装置外に取り出される。第２曝気槽２０からは、残部の水が第３曝気槽３０へ送られ、さらに沈殿池４０へ送られ、その全量が第１曝気槽１０へ返送される。降雨により原水流量が３倍に増加した場合、原水の一部（１．２Ｑ）を配管９から第３曝気槽３０へバイパスさせる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水を受け入れて生物処理する生物処理槽と、
該生物処理槽で生物処理された生物処理水の少なくとも一部から膜を介して透過水を取り出す膜ユニットと、
生物処理水の残部を受け入れて沈降分離処理する沈降分離手段と、
一時的に原水流量が増加したときに原水の一部を該膜ユニットよりも後段側に直接に導く導水手段と、
を備えてなる排水処理装置。
【請求項２】
請求項１において、生物処理槽が多段に設けられており、
前段側の生物処理槽の生物処理水から前記膜ユニットを介して透過水が取り出され、
後段側の生物処理槽に前記導水手段が接続されていることを特徴とする排水処理装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、該膜ユニットは浸漬膜ユニットであることを特徴とする排水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は排水処理装置に係り、特に生物処理と膜ユニットとを組み合わせた排水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
下水等の原水を生物処理した後、膜分離処理して透過水を排水処理装置による処理済みの水として取り出すようにした排水処理装置が、特開平４−３３０９９３号公報、特開平９−２２５４９２号公報、特開平１０−１２８３９３号公報に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４−３３０９９３号公報
【特許文献２】
特開平９−２２５４９２号公報
【特許文献３】
特開平１０−１２８３９３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記各公開公報に記載の排水処理装置は、いずれも生物処理水の全量を膜分離処理している。ところが、一般に、膜分離の濾過流束を大幅に増減させることは、濾過駆動力を大幅に可変とする必要があり、技術的に難しいとされている。このため、雨水が流入する下水のように一時的に原水流量が著しく（例えば２倍以上）増加する場合には、大膜面積の膜ユニットを設置しておく必要があるが、非降雨時には過大設備となり、設備コストが徒に嵩む。
【０００５】
本発明は、膜ユニットを大型化することなく、降雨等による一時的な原水流量増加があっても十分な処理水質となるように原水を処理することができる排水処理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の排水処理装置は、原水を受け入れて生物処理する生物処理槽と、該生物処理槽で生物処理された生物処理水の少なくとも一部から膜を介して透過を取り出す膜ユニットと、生物処理水の残部を受け入れて沈降分離処理する沈降分離手段と、一時的に原水流量が増加したときに原水の一部を該膜ユニットよりも後段側に直接に導く導水手段と、を備えてなるものである。
【０００７】
かかる排水処理装置によると、降雨等により原水流量が一時的に増大した場合には、原水の一部は、導水により膜ユニットを迂回（バイパス）するようにして該膜ユニットよりも後段側に導かれる。
【０００８】
この原水流量増大が降雨による場合には、原水水質が比較的良好であるため、膜ユニットをバイパスした原水が沈降分離手段を経た後、膜ユニット透過水と合流することにより、排水処理装置の処理水は十分な水質のものとなる。
【０００９】
本発明では、生物処理槽が多段に設けられており、前段側の生物処理槽の生物処理水から前記膜ユニットを介して透過水が取り出され、後段側の生物処理槽に導水手段が接続されていることが望ましい。このように構成した場合には、原水流量増大時に膜ユニットをバイパスした原水は、後段側生物処理槽で生物処理される。このため、沈降分離処理されるので、排水処理装置の処理水質がさらに良好なものとなる。
【００１０】
本発明では、膜ユニットとしては浸漬膜ユニット（浸漬型膜分離装置）が好適である。
【００１１】
浸漬型膜分離装置の駆動力としては、サイホン管を用いて、曝気槽の水槽水位である位置エネルギーを利用する方法や、吸引ポンプを用いる方法がある。本発明において、膜ユニットの２次側を吸引ポンプで吸引するように構成した場合には、この吸引ポンプの吸引量を増大させることにより、膜ユニットの透過水量を例えば１．５倍程度にまで増大させることができる。
【００１２】
本発明では、原水流量が平常流量Ｑである場合の膜透過水量をａとした場合、原水流量が３Ｑとなったときに膜透過水量ｂをａの１．０〜１．７倍特に１．４〜１．６倍程度に増加させることが好ましい。一般的には、原水流量が平常流量Ｑのｎ倍（ｎ・Ｑ）となった場合、膜透過水量の増加倍率ｂ／ａは１〜ｎ１／２程度とすることが望ましい。
【００１３】
膜ユニットについては、効果的に活性汚泥を固液分離できるものであれば良く、膜形式はＵＦ膜やＭＦ膜あるいは濾布や不織布等であっても構わない。また、その形状は筒状、中空糸状、平膜状等のいずれであってもよい。
【００１４】
生物処理方式は、標準活性汚泥方式、嫌気好気方式、嫌気無酸素方式などのいずれであってもよい。
【００１５】
嫌気好気及び嫌気無酸素好気方式では、無酸素槽の後段に位置する好気槽に膜ユニットを配置し、その後段から活性汚泥を循環返送するのが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。図１〜図３はそれぞれ本発明の実施の形態に係る排水処理装置を示すものであり、（ａ）図は装置構成図、（ｂ）図は非降雨の平常原水流量時のフロー図、（ｃ）図は降雨等により原水流量が増大した時のフロー図である。
【００１７】
図１の排水処理装置では、生物処理槽としての第１曝気槽１０、第２曝気槽２０及び第３曝気槽３０と、沈降分離手段としての沈殿池４０とが、配管２，３，４を介して直列に接続されている。第２曝気槽２０に浸漬型膜ユニット２１が配置されており、透過水が配管２２及び配管６を介して取り出される。沈殿池４０の沈降汚泥は汚泥返送配管７を介して第１曝気槽１０に返送される。第２曝気槽２０の曝気処理水の一部は、配管８を介して第１曝気槽１０に循環されて再度曝気処理される。
【００１８】
原水流量増大時に原水の一部を、第１及び第２曝気槽１０，２０をバイパスして第３曝気槽３０へ導入する導水手段として、配管９が、原水配管１と槽間接続配管３との間に配設されている。この配管９にはポンプや流量調節弁等の導水制御手段が設けられている。
【００１９】
非降雨時のフローと、そのときの各槽、配管の流量の一例を図１（ｂ）に示す。
【００２０】
この平常原水流量Ｑの場合、原水は配管９には全く分岐されず、流入する原水の全量Ｑが第１曝気槽１０に導入される。この第１曝気槽１０には、配管８を介して第２曝気槽２０より流量１．５Ｑにて曝気水が返送され、また、沈殿池４０から汚泥返送配管７を介して流量０．３３Ｑにて沈降汚泥が返送されている。従って、第１曝気槽１０から第２曝気槽２０へは配管２を介して流量２．８３Ｑにて導水される。この第２曝気槽２０内の水の一部は、膜ユニット２１の分離膜を透過し、流量Ｑにて配管２２，６を介して排水処理装置外に取り出される。
【００２１】
第２曝気槽２０からは、前記のとおり、一部の曝気水が流量１．５Ｑにて第１曝気槽２０へ返送されるので、残部の０．３３Ｑ（２．８３−１．５−１＝０．３３）の水が第３曝気槽３０へ送られ、さらに沈殿池４０へ送られ、その全量が第１曝気槽１０へ返送される。
【００２２】
なお、沈殿池４０の上澄水流出配管５は、前記配管２２と合流して放流配管６となっている。この上澄水流出配管５には、弁などの流量調節手段（図示略）が設けられてもよい。
【００２３】
図１（ｃ）の通り、降雨により原水流量が３倍に増加した場合、原水流量の増加（２Ｑ）分のうちの一部（１．２Ｑ）を配管９から第３曝気槽３０へバイパスさせる。
【００２４】
この場合、膜ユニット２１からの取出透過水量を１．４Ｑに増加させる。第３曝気槽３０から沈殿池４０に流入する流量は１．９３Ｑとなり、汚泥返送量０．３３Ｑとの差１．６Ｑ分の上澄水が配管５より取り出され、配管２２からの透過水１．４Ｑと併せて流量３Ｑの処理水が配管６から流出する。
【００２５】
その他の原水及び曝気水の流れ方向は図１（ｂ）と同様であるが、第１曝気槽１０への流入原水量が１．８Ｑに増加し、またバイパス原水が流入することにより、曝気槽２０，３０の流量が図１（ｃ）に記載の通り増加している。
【００２６】
この図１（ｃ）においては、原水流量は雨水流入によって増加しており、原水水質は図１（ｂ）の場合に比べて良好である。そのため、配管９によるバイパス原水が、第３曝気槽３０で１段だけ曝気処理され次いで沈殿池４０で沈降分離処理されるだけでも、相当に水質が浄化される。
【００２７】
そして、沈殿池４０からの上澄水と配管２２からの透過水とが配管６において合流することにより、この排水処理装置の処理水質は十分に良好なものとなる。
【００２８】
図１では配管８を第２曝気槽２０と第１曝気槽１０との間に配設し、第２曝気槽２０の曝気水の一部を第１曝気槽１０に返送しているが、この配管８の代りに、図２のように第３曝気槽３０と第１曝気槽１０との間に配管８Ａを配設し、第３曝気槽３０内の水の一部を第１曝気槽１０に返送するようにしてもよい。図２（ｂ），（ｃ）にはそれぞれ原水流量がＱの平常時と３Ｑの原水流量増加時の各部分の流量が示されている。この図２の排水処理装置によっても、平常流量時及び原水流量増大時のいずれにも十分な水質の処理水を得ることができる。
【００２９】
図３は、曝気槽とは別に膜ユニット用の槽８０を設けた排水処理装置を示している。
【００３０】
図３（ａ）の通り、第１曝気槽５０、第２曝気槽６０及び沈殿池７０が配管４２，４３を介して直列に接続されている。沈殿池７０の沈降汚泥が汚泥返送配管４６を介して第１曝気槽５０に返送され、上澄水は配管４４，４５を介して排水処理装置外に取り出される。
【００３１】
第１曝気槽５０と第２曝気槽６０との接続配管４２から分岐した配管４７により、第１曝気槽処理水の一部が槽８０に導入され、その一部が膜ユニット８１を透過し、配管８２から透過水として配管４５へ送り出される。膜を透過しなかった水は、配管４８を介して第１曝気槽５０へ返送され、再度曝気処理される。
【００３２】
原水配管４１からはバイパス配管４９が分岐し、このバイパス配管４９の末端は第２曝気槽６０に接続されている。
【００３３】
原水流量が平常量のＱであるときには、図３（ｂ）の通り、原水の全量Ｑが第１曝気槽５０に流入し、配管４８からの流量１．５Ｑの返送曝気処理水及び汚泥返送配管４６からの流量０．３３Ｑの返送汚泥と共に曝気処理され、流量２．８３Ｑにて流出する。そのうちの一部２．２Ｑが配管４７、槽８０、配管４８を循環し、その間に膜透過され、透過水が流量０．７Ｑにて取り出される。第１曝気槽５０からの流出水の残り０．６３Ｑは第２曝気槽６０に送られて曝気処理された後、沈殿池７０へ送られる。上澄水は流量０．３Ｑにて配管４４から取り出され、前記配管８２からの流量０．７Ｑの透過水と合流し、配管４５より流量Ｑにて処理水が取り出される。
【００３４】
原水流入量が３Ｑに増加したときには、図３（ｃ）の通り、流量１．５Ｑの原水が分取され、配管４９を介して第２曝気槽６０へ直接に供給される。残部の流量１．５Ｑの原水は第１曝気槽５０に供給される。
【００３５】
この図３（ｃ）では、第１曝気槽５０の流出量は３．３３Ｑに増加しており、配管４７を介して槽８０へ分取される流量も２．５Ｑに増加し、膜ユニット８０の透過水流量もＱに増加している。
【００３６】
第２曝気槽６０へは、第１曝気槽から０．８３Ｑにて曝気水が導入されると共にバイパス配管４９を介して流量１．５Ｑにて原水が導入される。そして、合計２．３３Ｑの水が第２曝気槽６０から沈殿池７０へ送られ、上澄水が流量２Ｑにて取り出される。汚泥返送量は０．３３Ｑである。
【００３７】
この図３の排水処理装置においても、バイパス配管４９によって第１曝気槽５０及び膜ユニット８１をバイパスした原水は、雨水が混入した比較的水質の良好なものであるため、第２曝気槽６０での曝気処理と沈殿池７０での沈降分離処理で十分に浄化される。この沈殿池７０の上澄水と膜ユニット８１の透過水とが合流することにより、配管４５からの放流水質は十分に良好なものとなる。
【００３８】
上記実施の形態は本発明の一例であり、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
【００３９】
【発明の効果】
以上の通り、本発明の排水処理装置によると、膜ユニットを大型化することなく、降雨等による一時的な原水流量増加があっても十分な処理水質となるように原水を処理することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る排水処理装置の構成図である。
【図２】別の実施の形態に係る排水処理装置の構成図である。
【図３】さらに別の実施の形態に係る排水処理装置の構成図である。
【符号の説明】
１０，５０  第１曝気槽
２０，６０  第２曝気槽
３０  第３曝気槽
４０，７０  沈殿池
９，４９  バイパス配管
２１，８１  膜ユニット
【図１】
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【図２】
2004255268.tif 000004
【図３】
2004255268.tif 000005