(57)【要約】【課題】施工が容易であると共に、高所作業の低減及び省スペース化を図ることができる有機性排水の生物処理装置を提供する。【解決手段】有機性排水を多段に設けられた生物処理槽で生物処理する装置であって、第一段の生物処理槽５０において、分散菌による有機物の分解により分散菌の増加した第一生物処理水を生成させ、後段の第二生物処理槽６０において、分散菌を微小動物に捕食させる。第一生物処理槽５０及び第二生物処理槽６０は同一形状及び同一大きさの塔体１０，２０を有しており、塔体の高さが６〜１１ｍであり、塔体の高さと直径の比が１．５〜５．０である。第二生物処理槽６０内の液を膜分離槽８０に循環通水し、膜モジュール８２から透過水を処理水として取り出す。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性排水を多段に設けられた生物処理槽で生物処理する装置であって、
第一段の生物処理槽において、分散菌による有機物の分解により分散菌の増加した第一生物処理水を生成させ、
後段の第二生物処理槽において、第二生物処理水を生成させる有機性排水の生物処理装置において、
第一生物処理槽及び第二生物処理槽は同一形状及び同一大きさの塔体を有しており、塔体の高さが６〜１１ｍであり、
最終段の生物処理槽から生物処理液が循環導入される膜分離槽を備えたことを特徴とする有機性排水の生物処理装置。
【請求項２】
請求項１において、塔体の高さ（Ｈ）と直径（Ｄ）との比（Ｈ／Ｄ）が１．５〜５．０であることを特徴とする有機性排水の生物処理装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、半数以上の配管接続部の設置高さが３ｍ以下であることを特徴とする有機性排水の生物処理装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、各生物処理槽に流動床担体が充填されており、最終段以外の生物処理槽の処理液流出部に、流動床担体流出防止用のストレーナが設けられていることを特徴とする有機性排水の生物処理装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、前記膜分離槽は、槽内に分離膜と散気管とが設けられており、該散気管からの散気により生じた上昇流により最終段の生物処理槽と膜分離槽との間で生物処理液が循環されることを特徴とする有機性排水の生物処理装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項の生物処理装置を用いた有機性排水の生物処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生活排水、下水、食品工場、パルプ工場、半導体製造排水、液晶製造排水等の有機性排水の処理に広く利用することができる有機性排水の生物処理装置に係り、特に有機性排水を生物処理する生物処理塔を備えた有機性排水の生物処理装置に関する。また、本発明は、この処理装置を用いた有機性排水の生物処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機性排水を生物処理する場合に用いられる活性汚泥法は、処理水質が良好で、メンテナンスが容易であるなどの利点から、下水処理や産業廃水処理等に広く用いられている。しかしながら、活性汚泥法におけるＢＯＤ容積負荷は一般に０．５〜０．８ｋｇ／ｍ３／ｄ程度であるため、広い敷地面積が必要となる。また、分解したＢＯＤの２０〜４０％が菌体、即ち汚泥へと変換されるため、大量の余剰汚泥処理も問題となる。
【０００３】
有機性排水の高負荷処理に関しては、担体を添加した流動床法が知られている。この方法を用いた場合、３ｋｇ／ｍ３／ｄ以上のＢＯＤ容積負荷で運転することが可能となる。しかしながら、この方法では発生汚泥量は分解したＢＯＤの３０〜５０％程度で、通常の活性汚泥法より高くなることが欠点となっている。
【０００４】
特許文献１には、有機性排水をまず、第一処理槽で細菌により処理し、排水に含まれる有機物を酸化分解して非凝集性の細菌の菌体に変換した後、第二処理槽で固着性原生動物に捕食除去させることで余剰汚泥の減量化が可能になることが記載されている。さらに、この方法では高負荷運転が可能となり、活性汚泥法の処理効率も向上するとされている。
【０００５】
このように細菌の高位に位置する原生動物や後生動物の捕食を利用した廃水処理方法は、多数考案されている。例えば、特許文献２には、特許文献１の処理方法で問題となる原水の水質変動による処理性能悪化の対策が記載されている。具体的な方法としては、「被処理水のＢＯＤ変動を平均濃度の中央値から５０％以内に調整する」、「第一処理槽内および第一処理水の水質を経時的に測定する」、「第一処理水の水質悪化時には微生物製剤または種汚泥を第一処理槽に添加する」等の方法をあげている。
【０００６】
特許文献３では、細菌、酵母、放線菌、藻類、カビ類や廃水処理の初沈汚泥や余剰汚泥を原生動物や後生動物に捕食させる際に超音波処理または機械攪拌により、捕食されるフロックのフロックサイズを動物の口より小さくさせる方法を提案している。
【０００７】
流動床と活性汚泥法の多段処理による有機性排水の生物処理方法としては、特許文献４に記載のものがある。この方法では、後段の活性汚泥法をＢＯＤ汚泥負荷０．１ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＭＬＳＳ／ｄの低負荷で運転することで、汚泥を自己酸化させ、汚泥引き抜き量を大幅に低減できるとしている。
【０００８】
従来の生物処理槽の槽体としては、コンクリート水槽又はタワー状高架水槽が用いられている。
【０００９】
コンクリート水槽には次の課題がある。
（イ）槽本体が現地土木工事となり、更に槽内部装置の設置が槽施工後となり、現地での工期が長くなる。施工・品質管理の面でも不安が残る。
（ロ）実用上で水深が通常４ｍ程度までであるため、現地での設置スペースが大きくなる。
（ハ）原水負荷増加に対応して設備を増強したい場合であっても、現地土木工事でかつ設置面積が大きいことから、増設が容易に出来ない。
（ニ）底部からの液漏れの点検がしづらい。
（ホ）槽内面ライニング補修を行う必要がある。
【００１０】
タワー状高架水槽には次の課題がある。
（ヘ）設置スペースを抑制しつつ容量を確保するためには、槽高を大きくする必要があり、少なくとも７ｍ程は必要になる。この場合、現地配管施工や日常保守時には槽上部に登る必要があり、通常は階段や梯子等を設置する。このため作業性が悪くなる。
（ト）現地における槽上部からの渡り配管工事の負担が大きくなりやすい。
（チ）槽材質や液質によっては、槽内面ライニング補修を行う必要がある。
【００１１】
有機性排水を生物処理した後、膜分離する膜分離活性汚泥法が知られている（例えば特許文献５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開昭５５−２０６４９号公報
【特許文献２】特開２０００−２１０６９２号公報
【特許文献３】特公昭６０−２３８３２号公報
【特許文献４】特許第３４１０６９９号公報
【特許文献５】特開２０１２−２０６０４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記の通り、従来のコンクリート水槽又はタワー状高架水槽には、次のような課題があった。
１）コンクリート水槽では設置平面積が大きい。
２）コンクリート水槽では工期が長くなる。
３）コンクリート水槽では、設備増強が容易ではない。
４）槽高が大きいタワー型水槽では、高所作業により作業効率が悪く、作業性の向上や転落事故防止を図る必要がある。
５）槽高が大きいタワー型水槽では、槽上部から外部への配管が生じ現地工事の負担が大きくなるため現地工事の簡素化を図る必要がある。
【００１４】
本発明は、これらの課題を解決し、施工が容易であると共に、高所作業の低減及び省スペース化を図ることができる有機性排水の生物処理装置及び処理方法を提供することを目的とする。
【００１５】
また、本発明は、様々な原水水質や要求水質の変動、処理水量増大に容易に対応することができる有機性排水の生物処理装置及び処理方法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】
【００１６】
本発明の有機性排水の生物処理装置は、有機性排水を多段に設けられた生物処理槽で生物処理する装置であって、第一段の生物処理槽において、分散菌による有機物の分解により分散菌の増加した第一生物処理水を生成させ、後段の第二生物処理槽において、第二生物処理水を生成させる有機性排水の生物処理装置において、第一生物処理槽及び第二生物処理槽は同一形状及び同一大きさの塔体を有しており、塔体の高さが６〜１１ｍであり、最終段の生物処理槽から生物処理液が循環導入される膜分離槽を備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
本発明では、塔体の高さ（Ｈ）と直径（Ｄ）の比（Ｈ／Ｄ）が１．５〜５．０であることが好ましい。また、本発明では、マンホールや、大部分例えば半数以上の配管接続部の設置高さＴＯＰ（ＴＯＰ  ｏｆ  ｐｉｐｅ）が３ｍ以下であることが好ましい。
【００１８】
本発明では、各生物処理槽に流動床担体が充填されており、最終段以外の生物処理槽の処理液流出部に、流動床担体流出防止用のストレーナが設けられていることが好ましい。
【００１９】
本発明では、前記膜分離槽は、槽内に分離膜と散気管とが設けられており、該散気管からの散気により生じた上昇流により最終段の生物処理槽と膜分離槽との間で生物処理液が循環されるよう構成してもよい。
【００２０】
本発明では、第一生物処理槽及び第二生物処理槽を並列に複数設置してもよい。
【００２１】
本発明では、塔体はＦＲＰ製であり、塔底から塔頂まで全体として一体に成形されたものであることが好ましい。この場合、塔体の下部の肉厚は、塔体上部の肉厚よりも大きいことが好ましい。また、少なくとも一部の上下方向配管は、半割円筒状であり、塔体の内周面に接着されていることが好ましい。
【００２２】
本発明の有機性排水の生物処理方法は、かかる本発明の生物処理装置を用いるものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の有機性排水の処理装置は、規格寸法（同一形状、同一大きさ）の塔体を有する水処理ユニットを複数個備えたものであり、各水処理ユニットは予め工場にて製作しておくことができる。
【００２４】
本発明では、生物処理水の固液分離に分離膜を用いることによって、処理水の水質を良好に保つことができる上に、生物処理槽の汚泥濃度を高く維持して高負荷処理を行うことが可能であり、また、沈殿槽が不要となるため、装置を小さくすることができる。
【００２５】
特に、生物処理槽の塔高さが大きい場合、水深が深くなり、空気の溶解量が増加し、沈殿方式では汚泥の沈降性が悪化し、汚泥分離効率が低くなるが、膜分離方式としたことにより、汚泥の流出を防止して処理水質を良好なものとすることができる。
【００２６】
本発明では、各槽のサイズが統一されているので、装置の設計・施工も共通化され、簡易・迅速に行うことができる。また、槽同士の間のスペースを小さくすることもできる。さらに、生物処理槽の増設も容易である。
【００２７】
塔体をＦＲＰで一体に構成することにより、軽量となり、運搬や設置施工も容易となる。この場合、塔体の下部の肉厚を大きくすることにより、塔体の強度、耐圧性、耐久性を大きくすることができる。また、上下方向配管を半割円筒状とし、塔体内周面に接着することにより、塔体内部の構造を簡素化し、塔体内部での水の循環流をスムーズなものとすることができる。また、上下方向配管の設置強度も高くなる。
【００２８】
本発明の一態様では、大部分の配管の継手箇所やマンホールが塔体の下部（地上高さ４ｍ以下）に設けられているので、高所作業数が少ない。
【００２９】
本発明の一態様では、生物処理槽を多段に設け、前段の生物処理槽を、有機物を分散菌に変換する分散菌槽とし、最後段の生物処理槽に、分散菌を捕食する固着性の濾過捕食型微小動物の足場として担体を設ける。この処理においては、微小動物を安定して維持し、処理水質を安定化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施の形態に係る有機性排水の生物処理装置の縦断面図である。
【図２】図１のII−II線矢視図である。
【図３】別の実施の形態に係る有機性排水の生物処理装置の縦断面図である。
【図４】（ａ）は図３のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図３のV−V線断面図である。
【図６】図５のVI−VI矢視図である。
【図７】本発明の有機性排水の生物処理装置における水処理ユニット配置例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に図面を参照して本発明の有機性排水の生物処理装置及び処理方法の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の有機性排水の生物処理装置の一実施の形態を示すものであり、第一生物処理槽１と、第二生物処理槽２、膜分離槽３０とが基礎３上に立設されている。第一生物処理槽１と第二生物処理槽２とは配管４によって直列に接続されている。第二生物処理槽２と膜分離槽３０とは、配管３４，３５によって生物処理水が循環通水されるよう構成されている。
【００３２】
第一生物処理槽１は、円筒形の塔体１０と、該塔体１０の下部側面に設けられたフランジ構造の原水流入口１１ａと、該原水流入口１１ａに連なり、塔体１０内を上方に延在し、上端部が流出口１４ａよりも上位にて開放した原水導入管１１と、塔体１０内の底部に設けられた散気管１２と、該塔体１０内において散気管１２の上側に設置された固定床又は揺動床担体１３と、塔体１０の上部に設けられた処理水の流出口１４ａ等を備えている。なお、散気管１２は、気体供給装置としての図示しないブロワに接続されている。ここでブロワとしては、水位が高い場合には、スクリューブロワ、ターボブロワ等の吐出圧力６０ｋＰａ以上の能力を備える高圧ブロワが好ましい。
【００３３】
該流出口１４ａに流出配管１４が連なっている。該流出配管１４は、塔体１０の外面に沿って下方に延設され、下端がフランジ構造の配管接続部１４ｂとなっている。図２の通り、流出配管１４の上下方向の途中にはクランク状曲成部１４ｃが設けられている。
【００３４】
塔体１０の頂部に開口１５ａが設けられ、大気連通管１５の一端が接続されている。大気連通管１５は、図２の通り、塔体１０の外面を塔体１０に沿って下方に延設され、下端１５ｂが基礎３の直近において下方に向って開放している。流出配管１４の上端は、逆Ｕ字形の連通管１４ｄを介して大気連通管１５の横引部１５ｂに連通している。
【００３５】
図２の通り、塔体１０の頂部には予備座１６が設けられ、下部にはマンホール１７及び予備座１８が設けられている。
【００３６】
第二生物処理槽２は、塔体１０と同一形状、同一大きさの円筒形の塔体２０と、該塔体２０の下部側面に設けられたフランジ構造の流入口２１と、塔体２０内の底部に設けられた散気管２２と、該塔体２０側面に設けられた流出口２３等を備えている。図２では、流出口２３は塔体２０の上部に設けられているが、それよりも下側に設けられてもよい。流入口２１が配管４を介して配管接続部１４ｂに接続されている。なお、散気管２２は、図示しないブロワに接続されている。このブロワは、散気管１２への空気供給用ブロワと共用されている。
【００３７】
塔体２０の頂部に開口２５ａが設けられ、大気連通管２５の一端が接続されている。大気連通管２５は、塔体２０の外面を塔体２０に沿って下方に延設され、下端２５ｂは基礎３の直近において下方に向って開放している。
【００３８】
図示は省略するが、塔体１０と同様に塔体２０の頂部には予備座が設けられ、下部にはマンホール、予備座及び散気管への空気供給管が設けられている。塔体２０内には流動床担体２９が充填されている。
【００３９】
膜分離槽３０は、槽体３１と、該槽体３１内に設けられた膜モジュール（分離膜モジュール）３２と、該膜モジュール３２の下側に設けられた散気管３３とを備えている。この散気管３３には、前記散気管１２，２２と共通のブロワから空気が供給される。
【００４０】
槽体３１の下部の流入口３５が第二生物処理槽２の流出口２３とバルブ３５ａ及び配管３４を介して接続されている。
【００４１】
槽体３１の上部の流出口３６には、バルブ３６ａを介して配管３７の下端が接続されている。配管３７は、第二生物処理槽２に沿って上方に立ち上がっている。配管３７の上部は、第二生物処理槽２内の上部に引き込まれ、第二生物処理槽２の水面位よりも上側において第二生物処理槽２内に向って下向きに開放している。
【００４２】
膜モジュール３２は、平膜や中空糸膜を各種の形状で水槽内に配置する方式であれば良いが、膜面を鉛直に設置する方式のものが好適である。膜の種類については、ＭＦ膜、ＵＦ膜、ＮＦ膜などが例示される。膜モジュール３２は、水圧によって水を透過させるものであってもよく、膜モジュール３２の２次側をポンプで吸引して水を透過させるものであってもよい。
【００４３】
膜モジュール３２内に連通するように処理水取出配管３８が接続されている。該配管３８は、槽体３１を貫通して槽体３１外に引き出されている。配管３８にバルブ３８ａが設けられている。
【００４４】
この配管３８のバルブ３８ａよりも上流側に、膜モジュール３２を洗浄するための、逆洗水や次亜塩素酸水溶液等の洗浄薬液の注入配管４０が接続されている。この配管４０にはバルブ４１が設けられている。
【００４５】
槽体３１の下部には、沈降した汚泥や膜モジュール洗浄排水等を排出するための配管３９が接続されている。この配管３９にはバルブ３９ａが設けられている。通常の水処理運転時には、バルブ３５ａ，３６ａ，３８ａは開、バルブ３９ａ，４１は閉となっている。
【００４６】
各塔体１０，２０及び膜分離槽３０の槽体３１は、ライニングを不要とするためＦＲＰ等の樹脂製が好ましいが、水質によっては鋼板であってもよい。ＦＲＰの場合には紫外線による劣化の防止、耐食性の向上を目的として耐候性塗料（例えば（株）トーチ製タンクステンコート等）を塗布するのが好ましい。また、塔体１０，２０をＦＲＰ製とした場合、水圧が大きくなる塔体下部の肉厚を上部よりも大きくすることが好ましい。塔体の上下の途中を上部よりも厚肉とし、下部をそれよりもさらに厚肉としてもよい。
【００４７】
なお、第一及び第二生物処理槽１，２には余剰汚泥の取出管、ドレン管や槽内監視カメラの挿入管、配線挿通口、サンプリング口（図示略）等が設けられている。槽内の監視は、カメラ又は動画撮影機能を備えた撮影機材（望ましくは照明付きもしくは赤外線カメラ）を常時又は適宜に槽内に挿入して行う。撮影データは無線又は有線にて送信する。撮影機材に撮影データを保管してもよい。塔体に予め保温材を巻いておいてもよい。
【００４８】
必要に応じ、水槽或いは周辺設備、配管等に、水位計、圧力計、流量計、水温計、水質計等の測定器を設置し、運転状況の監視や運転制御、運用管理等に用いる。また、付帯設備（例えば、送水、加温、薬品注入、曝気、脱水機能等を備えた設備）との組合せにより、水槽における処理を最適化するために利用する。
【００４９】
この有機性排水の生物処理装置によって有機性排水を処理するには、導入管１１を介して原水（有機性排水）を第一生物処理槽１に導入し、散気管１２で曝気し、分散性細菌（非凝集性細菌）により、有機成分(溶解性ＢＯＤ)の７０％以上、望ましくは８０％以上、さらに望ましくは８５％以上を酸化分解する。この第一生物処理槽１のｐＨは好ましくは６〜８．５とする。ただし、食品製造排水など原水中に油分を多く含む場合や、半導体製造排水や液晶製造排水など原水中に有機性の溶媒や洗浄剤を多く含む場合には分解速度を高くするため、ｐＨは８〜９としても良い。
【００５０】
第一生物処理槽１への通水は、一過式とする。第一生物処理槽１のＢＯＤ容積負荷を１ｋｇ／ｍ３／ｄ以上、例えば１〜２０ｋｇ／ｍ３／ｄ、ＨＲＴ（原水滞留時間）を２４ｈ以下、好ましくは８ｈ以下、例えば０．５〜８ｈとすることにより、分散性細菌が優占化した処理水を得ることができ、また、ＨＲＴを短くすることでＢＯＤ濃度の低い排水を高負荷で処理することができる。
【００５１】
第一生物処理槽１には、後段の生物処理槽からの汚泥の一部を返送したり、この第一生物処理槽１を二槽以上の多段構成としたり、担体１３を設置したりすることにより、ＢＯＤ容積負荷５ｋｇ／ｍ３／ｄ以上の高負荷処理も可能となる。担体として流動床担体を充填してもよい。
【００５２】
担体１３が揺動床担体である場合、素材は発泡合成樹脂特に軟質ポリウレタンフォームが好ましい。第一生物処理槽１にこのような薄い板状ないし短冊状の軽量ポリウレタンフォームのような多孔質のシート状揺動床担体を設置すると、揺動床担体が、十分な弾力性を有し、槽内の水の流れの中でたわむ（形状維持しない）ことにより、薄くても十分な機械的強度を持ち、破損することがない。また、たわむことで槽内の通水を阻害することなく均一に混合され、担体の多孔質構造内にも均等に汚泥含有液が通水されるようになる。
【００５３】
第一生物処理槽１における担体の充填率が高い場合、分散菌は生成せず、細菌は担体に付着するか、糸状性細菌が増殖する。そこで、第一生物処理槽１に添加する担体の充填率を、流動床担体の場合は１０％以下、例えば１〜１０％とし、固定床担体、揺動性担体の場合は５％以下、例えば０．５〜５％とすることで、濃度変動に影響されず、捕食しやすい分散菌の生成が可能になる。
【００５４】
第一生物処理槽１の溶存酸素（ＤＯ）濃度を１ｍｇ／Ｌ以下、好ましくは０．５ｍｇ／Ｌ以下として、糸状性細菌の増殖を抑制しても良い。
【００５５】
第一生物処理槽１の処理水（第一生物処理水）を、流出口１４ａ、配管１４，４、流入口２１を介して後段の第二生物処理槽２に導入し、曝気し、残存している有機成分の酸化分解、分散性細菌の自己分解及び微小動物の捕食による余剰汚泥の減量化を行う。
【００５６】
第二生物処理槽２では、細菌に比べ増殖速度の遅い微小動物の働きと細菌の自己分解を利用するため、微小動物と細菌が系内に留まるような運転条件及び処理装置を用いる必要がある。そこで、この実施の形態では、第二生物処理槽２には、流動床担体２９を充填して微小動物の槽内保持量を高めている。
【００５７】
流動床担体２９の形状は、球状、ペレット状、中空筒状、糸状、板状等の任意であり、大きさ（径）は０．１〜１０ｍｍ程度である。担体２９の材料は、天然素材、無機素材、高分子素材等任意であり、ゲル状物質を用いても良い。担体は、流動床担体に限定されるものではなく、固定床担体、揺動性担体のいずれでもよく、二種以上の担体を併用してもよい。
【００５８】
第二生物処理槽２では、微小動物を維持するための多量の足場が必要となるが、過度に担体の充填率が多いと槽内の混合不足、汚泥の腐敗などが起こるため、添加する担体の充填率は、０．５〜５０％、特に１〜４０％程度とすることが望ましい。
【００５９】
微小動物による捕食を促進させるため、第二生物処理槽２のｐＨを７．０以下としても良い。
【００６０】
第二生物処理槽２では、分散状態の菌体を捕食する濾過捕食型微小動物だけでなく、フロック化した汚泥を捕食できる凝集体捕食型微小動物も増殖する。後者は遊泳しながらフロックを捕食するため、優先化した場合、汚泥は食い荒らされ、微細化したフロック片が散在する汚泥（沈降性の悪い汚泥）となる。また、このフロック片により、特に後段で膜分離を行う膜式活性汚泥法では膜の目詰まりが発生する。そこで、凝集体捕食型微小動物を間引くため、ＳＲＴを６０日以下望ましくは４５日以下の範囲内で一定に制御することが望ましい。ただし１５日未満では不必要に頻繁すぎて凝集体捕食型微小動物だけでなく濾過捕食型微小動物の数が減少しすぎるので１５日以上とするのが好ましい。
【００６１】
第一生物処理槽１では有機物の大部分、すなわち排水ＢＯＤの７０％以上、望ましくは８０％以上を分解し、菌体へと変換しておく必要があるが、第一生物処理槽１で溶解性有機物を完全に分解した場合、第二生物処理槽２ではフロックが形成されず、また、微小動物増殖のための栄養も不足し、圧密性の低い汚泥（沈降性の悪い汚泥）のみが優占化した生物処理槽となる。そこで、原水の一部をバイパスして第二生物処理槽２に供給し、第二生物処理槽２への溶解性ＢＯＤによる汚泥負荷が０．０２５ｋｇ−ＢＯＤ／ｋｇ−ＭＬＳＳ／ｄ以上となるように運転してもよい。この時のＭＬＳＳには担体付着分のＭＬＳＳも含む。
【００６２】
第二生物処理槽２内の液は、一部の流動床担体２９と共に流出口２３から配管３４を介して膜分離槽３０内に導入される。散気管３３から散気を行うことにより、膜分離槽３０内に上昇流が生じる。また、配管３７にエアリフト作用が生じる。これにより、膜分離槽３０内に導入された液は、槽３０内を上昇し、流出口３６から配管３７を介して第二生物処理槽２の上部に返送される。この槽３０内において、水の一部が膜モジュール３２を透過し、配管３８から処理水として取り出される。
【００６３】
散気管３３からの散気が膜モジュール３２に当ることにより、膜面への汚泥の付着、堆積が防止される。
【００６４】
なお、膜モジュール３２が目詰りした場合には、バルブ３５ａ，３６ａ，３８ａを閉とし、バルブ４１，３９ａを開とし、配管４０から逆洗水や次亜塩素酸水溶液などの洗浄薬液を膜モジュール３２内に供給し、膜モジュール３２を逆洗又は薬液洗浄する。洗浄排液は配管３９から排出される。水による逆洗の場合は、バルブ３９ａを閉とし、バルブ３５ａ，３６ａの一方又は双方を開とし、逆洗排水を配管３９から排出しないようにしてもよい。逆洗水としては、膜モジュール３２の透過水を用いることができる。
【００６５】
図３〜６を参照して本発明の別の実施の形態に係る有機性排水の生物処理装置を説明する。図３の通り、この有機性排水の生物処理装置においては、第一生物処理槽５０と、第二生物処理槽６０と、膜分離槽８０とが基礎４３上に立設されている。第一生物処理槽５０と第二生物処理槽６０とは、配管７０によって直列に接続されている。また、第二生物処理槽６０内の生物処理液が配管８４，８７を介して膜分離槽８０に循環通液される。
【００６６】
第一生物処理槽５０は、ＦＲＰ製の円筒形の塔体５０ａと、該塔体５０ａの下部側面に設けられたフランジ構造の原水（被処理水）流入口５１ａと、この流入口５１ａから連続した原水導入管５１と、塔体５０ａ内の底部に設けられた散気管５２と、散気管５２を図示しないブロワに接続する空気配管５３と、空気配管５３の途中に連なるサイホンブレーク用配管５３Ａと、塔体５０ａの上下方向の中間又はそれよりも下位に設けられた複数個のストレーナ５４，５４と、ストレーナ５４同士を接続する接続配管５５と、該接続配管５５内に連通する処理水取出口５６と、塔体５０ａの内周面に沿って上下方向に延在したドレン配管５７と、塔体５０ａ内に上下方向に設けられた消泡剤水溶液の注入配管５８等を備えている。
【００６７】
塔体５０ａの頂部に、開口５０ｂが設けられ、塔体５０ａ内が該開口５０ｂを介して大気に連通している。
【００６８】
原水導入管５１は、塔体５０ａの下部側壁を貫くように設けられている。
【００６９】
空気配管５３は、一端側が塔体５０ａの下部を貫通して塔体５０ａ外に突出し、その先端にブロワからの空気供給配管が接続されている。空気配管５３の他端が散気管５２に接続されている。
【００７０】
空気配管５３は、塔体５０ａ内において、水面位よりも上方に立ち上っており、この立ち上がりの最高位部５３ｂにサイホンブレーク用配管５３Ａの一端が接続されている。サイホンブレーク用配管５３Ａは、塔体５０ａ内を下方に引き回されており、その他端側は塔体５０ａの下部を貫通して塔体５０ａ外に突出している。このサイホンブレーク用配管５３Ａの先端部にバルブ５３ａが設けられている。
【００７１】
ストレーナ５４は、塔体５０ａの上下方向の中間付近又はそれよりも下位に設置されている。ストレーナ５４は、図５に示す通り、塔体５０ａの内周面に接着されることにより取り付けられたボックス５４ａと、該ボックス５４ａの前面に設けられたウェッジワイヤ等よりなるスクリーン５４ｂとを有する。ボックス５４ａの後面は開放しており、ボックス５４ａの後端が塔体５０ａの内周面に接着されている。
【００７２】
この実施の形態では、ストレーナ５４は上下に離隔して２個設けられており、各ストレーナ５４内が接続配管５５によって連通されている。
【００７３】
この接続配管５５も半割円筒状であり、塔体５０ａの内周面に接着されている。処理水取出口５６は、塔体５０ａに設けられた開口を介して該接続配管５５内に連通している。
【００７４】
図示は省略するが、ストレーナ５４内をメンテナンスするために、塔体５０ａにハンドホールが設けられている。
【００７５】
ドレン配管５７は、塔体５０ａの内周面に沿って上下方向に延設されている。ドレン配管５７は、最上部を除いて、図４（ｂ）の通り、半割円筒状であり、塔体５０ａの内周面に接着されている。ドレン配管５７の最上部は、円筒状であり、水面位よりも上方において塔体５０ａ内に開放している。ドレン配管５７の下端部は塔体５０ａの下部のドレン取出口５７ａに連通している。
【００７６】
消泡剤の注水配管５８は、塔体５０ａ内を上下方向に引き回されており、上端部は略Ｕ字状に曲成されて下向きとされ、塔体５０ａ内の水面位よりも上方において開放している。注水配管５８の下端は、塔体５０ａを貫通して塔体５０ａ外に突出している。
【００７７】
第二生物処理槽６０は、ＦＲＰ製の円筒形の塔体６０ａと、該塔体６０ａの下部側面に設けられたフランジ構造の被処理水流入口６１ａと、該被処理水流入口６１ａに連なり、塔体６０ａの内周面に沿って上方に延在し、上端部が水面位よりも上位にて開放した被処理水導入管６１と、塔体６０ａ内の底部に設けられた散気管６２と、散気管６２を図示しないブロワに接続する空気配管６３と、空気配管６３の途中に連なるサイホンブレーク用配管６３Ａと、塔体６０ａの内周面に沿って上下方向に延在したドレン配管６７と、塔体６０ａ内に上下方向に設けられた消泡剤水溶液の注入配管６８等を備えている。
【００７８】
塔体６０ａの頂部に、開口６０ｂが設けられ、塔体６０ａ内が該開口６０ｂを介して大気に連通している。
【００７９】
被処理水導入管６１は、原水導入管５１と同じく、半割円筒状であり、塔体６０ａの内周面に接着されている。この被処理水導入管６１の上端は、上記の通り、水面位よりも上方において塔体６０ａ内に開放している。被処理水導入管６１の下端は封じられている。塔体６０ａの下部側壁を貫くように設けられた被処理水流入口６１ａが該被処理水導入管６１内の下端部に連通している。
【００８０】
空気配管６３は、一端側が塔体６０ａの下部を貫通して塔体６０ａ外に突出し、その先端にブロワからの空気供給配管が接続されている。空気配管６３の他端が散気管６２に接続されている。
【００８１】
空気配管６３は、塔体６０ａ内において、水面位よりも上方に立ち上っており、この立ち上がりの最高位部６３ｂにサイホンブレーク用配管６３Ａの一端が接続されている。サイホンブレーク用配管６３Ａは、塔体６０ａ内を下方に引き回されており、その他端側は塔体６０ａの下部を貫通して塔体６０ａ外に突出している。このサイホンブレーク用配管６３Ａの先端部にバルブ６３ａが設けられている。
【００８２】
ドレン配管６７は、塔体６０ａの内周面に沿って上下方向に延設されている。図示は省略するが、ドレン配管６７は、ドレン配管５７と同様に、最上部を除いて半割円筒状であり、塔体６０ａの内周面に接着されている。ドレン配管６７の最上部は、円筒状であり、水面位よりも上方において塔体６０ａ内に開放している。ドレン配管６７の下端部は塔体６０ａの下部のドレン取出口６７ａに連通している。
【００８３】
消泡剤の注水配管６８は、塔体６０ａ内を上下方向に引き回されており、上端部は略Ｕ字状に曲成されて下向きとされ、塔体６０ａ内の水面位よりも上方において開放している。注水配管６８の下端は、塔体６０ａを貫通して塔体６０ａ外に突出している。
【００８４】
第二生物処理槽６０内に生物処理液の流出用の配管６９が上下方向に配設されている。図４（ｂ）の通り、この配管６９は、配管６７と同様に半割円筒状であり、塔体６０ａの内周面に接着されている。この配管６９の下部は、塔体６０ａの側壁を貫通し、その末端がフランジ構造となっており、後述の循環用配管８４の先端が接続されている。
【００８５】
この流出用配管６９の上端は、第二生物処理槽６０内の水を流入させるための流入口６９ａとなっている。この流入口６９ａのレベルが第二生物処理槽６０内の水面位となる。
【００８６】
なお、このように、図３〜６では、第二生物処理槽６０にはストレーナは用いられていない。
【００８７】
第一生物処理槽５０の処理水取出口５６と第二生物処理槽６０の流入口６１ａとを接続する配管７０に２個のバルブ７１，７２が設けられている。バルブ７１，７２間に、バルブ７４を有した空気供給配管７３が接続されている。
【００８８】
なお、図示は省略するが、第一及び第二生物処理槽５０，６０には、余剰汚泥の取出管や槽内監視カメラの挿入管、配線挿通口、マンホール、予備座（図示略）等が設けられている。
【００８９】
第一及び第二生物処理槽５０，６０には、流動床担体を充填する。この流動床担体としては、前記実施の形態と同様のものを用いることができる。
【００９０】
膜分離槽８０は、槽体８１と、該槽体８１内に設けられた膜モジュール（分離膜モジュール）８２と、該膜モジュール８２の下側に設けられた散気管８３とを備えている。この散気管８３には、前記散気管５２，６２と共通のブロワから空気が供給される。
【００９１】
槽体８１の下部の流入口８５が第二生物処理槽６０の流出用配管６９の末端とバルブ８５ａ及び配管８４を介して接続されている。
【００９２】
槽体８１の上部の流出口８６には、バルブ８６ａを介して配管８７の下端が接続されている。配管８７は、第二生物処理槽６０内に引きこまれ、その内周面に沿って上方に立ち上がっている。図４（ｂ）の通り、配管８７は、その上部を除き、配管６７，６９と同様に半割円筒状であり、塔体６０ａの内周面に接着されている。配管８７の上部は、第二生物処理槽６０の水面位よりも上側においてＵ字形に曲成され、下向きに開放している。
【００９３】
膜モジュール８２は、平膜や中空糸膜を各種の形状で水槽内に配置する方式であれば良いが、膜面を鉛直に設置する方式のものが好適である。膜の種類については、ＭＦ膜、ＵＦ膜、ＮＦ膜などが例示される。膜モジュール８２は、水圧によって水を透過させるものであってもよく、膜モジュール８２の２次側をポンプで吸引して水を透過させるものであってもよい。
【００９４】
膜モジュール８２内に連通するように処理水取出配管８８が接続されている。該配管８８は、槽体８１を貫通して槽体８１外に引き出されている。配管８８にバルブ８８ａが設けられている。
【００９５】
この配管８８のバルブ８８ａよりも上流側に、膜モジュール８２を洗浄するための、逆洗水や次亜塩素酸水溶液等の洗浄薬液の注入配管９０が接続されている。この配管９０にはバルブ９１が設けられている。
【００９６】
槽体８１の下部には、沈降した汚泥や膜モジュール洗浄排水等を排出するための配管８９が接続されている。この配管８９にはバルブ８９ａが設けられている。通常の水処理運転時には、バルブ８５ａ，８６ａ，８８ａは開、バルブ８９ａ，９１は閉となっている。
【００９７】
この有機性排水の処理装置によって有機性排水を処理するには、第一生物処理槽５０の導入管５１を介して原水（有機性排水）を第一生物処理槽５１に導入し、散気管５２で曝気し、分散性細菌（非凝集性細菌）により、有機成分(溶解性ＢＯＤ)の７０％以上、望ましくは８０％以上、さらに望ましくは８５％以上を酸化分解する。なお、曝気時には配管５３Ａのバルブ５３ａは閉とする。この第一生物処理槽５０のｐＨやＢＯＤ容積負荷、担体の充填率、溶存酸素（ＤＯ）濃度等の好適条件は、前記図１，２の実施の形態と同様である。
【００９８】
第一生物処理槽５０の処理水（第一生物処理水）を、流出口５６から配管７０を介して後段の第二生物処理槽６０に導入し、曝気し、残存している有機成分の酸化分解、分散性細菌の自己分解及び微小動物の捕食による余剰汚泥の減量化を行う。なお、このとき、配管７０のバルブ７１，７２は開とされ、バルブ７３は閉とされている。
【００９９】
第一及び第二生物処理槽５０，６０内で曝気を行っている時の空気は、塔頂の開口５０ｂ，６０ｂから塔外に排出される。曝気に際して生じた泡は配管５７，６７を介して塔体５０ａ，６０ａ外の排水ピットに排出される。この排水ピットに泡センサを設けておき、泡が多いときには消泡剤や水を注入する。
【０１００】
第二生物処理槽６０内の液は、流動床担体と共に流出用配管６９から配管８４を介して膜分離槽８０内に導入される。散気管８３から散気を行うことにより、膜分離槽８０内に上昇流が生じる。また、配管８７にエアリフト作用が生じる。これにより、膜分離槽８０内に導入された液は、槽８０内を上昇し、流出口８６から配管８７を介して第二生物処理槽６０の上部に返送される。この槽８０内で、水の一部が膜モジュール８２を透過し、配管８８から処理水として取り出される。
【０１０１】
散気管８３からの散気が膜モジュール８２に当ることにより、膜面への汚泥の付着、堆積が防止される。
【０１０２】
なお、膜モジュール８２が目詰りした場合には、バルブ８５ａ，８６ａ，８８ａを閉とし、バルブ９１，８９ａを開とし、配管９０から逆洗水や次亜塩素酸水溶液などの洗浄薬液を膜モジュール８２内に供給し、膜モジュール８２を逆洗又は薬液洗浄する。洗浄排液は配管８９から排出される。水による逆洗の場合は、バルブ８９ａを閉とし、バルブ８５ａ，８６ａの一方又は双方を開とし、逆洗排水を配管８９から排出しないようにしてもよい。逆洗水としては、膜モジュール８２の透過水を用いることができる。
【０１０３】
この実施の形態では、第一生物処理槽５０のストレーナ５４のスクリーン５４ｂが目詰りしたときには、バルブ７２を閉、バルブ７４を開とし、空気供給配管７３から空気を第一生物処理槽４１のストレーナ５４内に供給し、空気逆洗する。
【０１０４】
生物処理装置の運転の停止時には、各バルブ５３ａ，６３ａを開とし、生物処理槽５０，６０内の水が配管５３，６３内をサイホン現象で逆流することを防止する。
【０１０５】
上記実施の形態は、本発明の実施の形態の一例を示すものであり、本発明は何ら図示のものに限定されない。例えば、本発明では、第一生物処理槽内のストレーナを省略し、代りに第一生物処理槽内の液が循環通液される膜分離槽を設け、この膜分離槽の透過水を第二生物処理槽に導入するよう構成してもよい。
【０１０６】
また、本発明では、第一生物処理槽１，５０又は第二生物処理槽２，６０の後段に第三生物処理槽を設けるなどして、生物処理槽を３段以上に設けてもよい。
【０１０７】
図７は、第一生物処理槽１、第二生物処理槽２の種々の配置パターンを示す平面図である。図７（ａ）は、第一生物処理槽１、第二生物処理槽２を１基ずつ設置して直列に接続したものである。図７（ｂ）は、第一生物処理槽１を１基設置し、第二生物処理槽２を並列に複数基設置したものである。図７（ｃ）は、第一生物処理槽１を並列に複数基設置し、第二生物処理槽２を１基設置したものである。図７（ｄ）は、第一生物処理槽１及び第二生物処理槽２の直列接続体を並列に複数列設置したものである。
【０１０８】
図７（ｅ）、（ｆ）は、第一生物処理槽１を並列に複数基設置し、第二生物処理槽２を並列に複数基設置したものであり、（ｅ）では第一生物処理槽１の数が第二生物処理槽２よりも多く、（ｆ）では第二生物処理槽２の数が第一生物処理槽１よりも多い。図示は省略するが、第一生物処理槽１と第二生物処理槽２の数が同数でもよい。
【０１０９】
図７（ｇ）は、第二生物処理槽２，２’を直列に複数基設置したものである。図７（ｈ）は、図７（ｇ）のものを並列に複数設置したものである。
【０１１０】
第一生物処理槽又は第二生物処理槽を並列に設置した場合には、一部の第一生物処理槽又は第二生物処理槽で運転を停止してメンテナンスしながら残りの第一生物処理槽、第二生物処理槽を用いて有機性排水の処理装置の運転を継続させることもできる。
【０１１１】
図７の通り、本発明によると、第一生物処理槽１と第二生物処理槽２を種々のパターンにて設置することができ、現場での原水の水量や水質に応じて所望の配列とすることができる。また、既存の本発明構造の有機性排水の処理装置に対して第一生物処理槽及び第二生物処理槽の少なくとも一方を並列又は直列に追加設置して原水流量の増大や水質変動に対応することができる。
【０１１２】
本発明では、第一及び第二生物処理槽１，２同士及び５０，６０同士の塔体が同一形状、同一大きさであるため、各生物処理槽を多数設置する場合でも各塔体を近接して設置し、塔体間のスペースを小さくし、有機性排水処理装置全体の設置スペースを小さくすることができる。また、塔体の製造コストも安価となる。複数の塔体を並列に設置する場合、各塔体の構成が同一であるから、塔体の据付作業や各塔体の配管接続作業が同じとなり、作業効率が向上し、工期の短縮を図ることができる。
【０１１３】
各塔体１０，２０，５０ａ，６０ａは、直径が２．２〜３．６ｍ、特に２．４〜３．３ｍであり、高さが６〜１１ｍ、特に８〜１１ｍであり、高さＨと直径Ｄとの比Ｈ／Ｄが１．５〜５．０特に３．０〜４．５であることが好ましい。また、主要な配管の接続部やマンホール１７、担体１３、ストレーナ５４、散気管１２，２２，５２，６２などは、基礎からの高さが４ｍ以下、特に３．０ｍ以下であることが好ましい。このように接続部、マンホール１７、担体１３、ストレーナ５４、散気管１２，２２，５２，６２などを低位置に設けることにより、配管接続作業や機器設置作業、各種メンテナンス作業が高所作業ではなくなり、作業効率及び安全性が向上する。
【０１１４】
本発明では、第一生物処理槽１，５０の前段に嫌気処理槽を設置し、嫌気処理槽の処理水を第一生物処理槽に導入するようにしてもよい。この嫌気処理槽の塔体の大きさも塔体１０，２０又は塔体５０ａ，６０ａと同一としてもよい。
【０１１５】
本発明では、嫌気又は好気処理槽の最前段に調整槽を設置してもよい。この調整槽としては、原水流量を平準化するための原水槽、固形物を沈降させるための沈降槽、加圧浮上装置などが例示されるが、これに限定されない。
【０１１６】
本発明では、各生物処理槽は、予め塔体に散気管などの付属機器を工場で取り付けておき、現場に移送し、基礎上に据え付けるように施工を行うのが好ましい。これにより、現場作業数を減少させ、工期の短縮や、組み立て精度の向上などを図ることができる。
【０１１７】
本発明では、生物処理槽内への原水（被処理水）の流入口と処理水の流出口との距離、すなわち図１，２では原水導入管１１の上端部と流出口１４aとの距離、図３〜６では原水又は被処理水導入管５１，６１の上端部とストレーナ５４又は流入口６９ａとの距離を１．５ｍ以上特に２ｍ以上とすることが好ましい。このように構成することにより、短絡流の割合が少なくなり、ＣＯＤの分解時間を十分に確保できるようになる。
【符号の説明】
【０１１８】
１，５０  第一生物処理槽
２，６０  第二生物処理槽
１０，２０，５０ａ，６０ａ  塔体
１２，２２，５２，６２  散気管
１３  固定床又は揺動床担体
１５，２５  大気連通管
２９  流動床担体
３０，８０  膜分離槽
３２，８２  膜モジュール
【図１】
2017042714.tif 000003
【図２】
2017042714.tif 000004
【図３】
2017042714.tif 000005
【図４】
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【図５】
2017042714.tif 000007
【図６】
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【図７】
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