(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応槽内に複数の浸漬型膜分離装置を設置し、浸漬型膜分離装置に配置した散気管から曝気用空気を散気し、反応槽内に流入する汚水を活性汚泥で生物処理する膜分離活性汚泥法において、流入汚水を前処理して夾雑物をスクリーンで除去し、前処理により夾雑物を除去された汚水を浸漬型膜分離装置の散気管を通して槽内に供給することを特徴とする汚水の処理方法。
【請求項２】
散気管を通して槽内に汚水を供給する時に曝気用空気の供給を停止することを特徴とする請求項１に記載の汚水の処理方法。
【請求項３】
汚水を供給する散気管を所定時間毎に変更しながら、各浸漬型膜分離装置の各散気管へ順次に注水することを特徴とする請求項１又は２に記載の汚水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚水の処理方法に関し、有機物、窒素濃度の高い有機性汚水を膜分離装置を使用して活性汚泥処理する膜分離活性汚泥処理技術に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、有機物、窒素濃度の高い有機性汚水を処理する方法として活性汚泥処理があり、膜分離装置を併用して槽内の活性汚泥濃度を高く維持する膜分離活性汚泥処理がある。
図５〜図６に示すように、膜分離装置２１は、複数枚の平板状膜カートリッジ２２と、その下方より膜面洗浄気体を噴出する散気管２３とをケース２４の内部に配置したものである。ケース２４は、搬送やメンテナンスを容易にするために、膜ケース２５と散気ケース２６とに分割形成し、散気管２３より噴出する膜面洗浄気体の全量が膜ケース２５内に入り込むように形成している。
【０００３】
膜カートリッジ２２は、ＡＢＳ樹脂製の濾板２２Ａの両表面に濾過膜２２Ｂを配置し、濾板２２Ａと濾過膜２２Ｂとの間、および濾板２２Ａの内部に透過液流路を形成し、透過液流路に連通する透過液取出口２２Ｃを濾板２２Ａの上端縁に形成したものである。各膜カートリッジ２２は、透過液取出口２２Ｃに接続したチューブ２７を介して集水管２８に連通しており、集水管２８は膜透過液を導出する透過液導出管２９に連通している。膜ケース２５の上部には膜カートリッジ２２の浮上を防止する押さえ板３０を設けている。
【０００４】
この膜分離装置２１を活性汚泥処理施設において使用する場合には、曝気槽内部の活性汚泥混合液中に膜分離装置２１を浸漬し、散気管２３より曝気空気を噴出させる状態において、原水中の有機物や窒素を活性汚泥により処理しており、活性汚泥混合液は、槽内での水頭を駆動圧として膜カートリッジ２２により重力濾過し（透過液導出管２９に吸引ポンプを介装することで吸引濾過も可能である）、膜カートリッジ２２の膜面を透過した透過液を処理水として透過液導出管２９を通じて槽外へ導出する。このとき、散気管２３より噴出する曝気空気の気泡およびそれにより生起される上昇流によって膜カートリッジ２２の膜面を洗浄し、分離機能の低下を抑制して膜分離装置２１が機能不全に至ることを防止している。
【０００５】
上述した膜を利用する水処理設備の一般的な構成は、図３〜図４に示すものである。図３〜図４において、流入汚水４１は、前処理設備４２において夾雑物を除去した後に流量調整槽４３に貯留し、流量調整槽４３から一定の流量で曝気槽（生物処理槽）４４に供給する。曝気槽４４では活性汚泥により汚水中の有機物質を分解除去し、曝気槽４４に浸漬配置した膜分離装置２１で固液を分離し、ろ液は減菌槽４５を経て放流している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような浸漬型膜分離装置を使用する膜分離活性汚泥処理では、図４に示すように、数台の膜分離装置２１を曝気槽４４に設置して使用するが、処理規模が大きくなると数台から十数台の膜分離装置２１を一つの曝気槽４４に設置する。このような曝気槽４４においては、流入汚水に希釈されて汚水流入側の活性汚泥濃度は薄くなり、反対側の活性汚泥濃度は極めて濃くなる濃度分布が発生する。
【０００７】
本発明は、浸漬型膜分離装置を使用する膜分離活性汚泥法において、曝気槽内の全領域において活性汚泥濃度を均一に維持することができる汚水の処理方法を提供することを目的とする。
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明の汚水の処理方法は、反応槽内に複数の浸漬型膜分離装置を設置し、浸漬型膜分離装置に配置した散気管から曝気用空気を散気し、反応槽内に流入する汚水を活性汚泥で生物処理する膜分離活性汚泥法において、流入汚水を前処理して夾雑物をスクリーンで除去し、前処理により夾雑物を除去された汚水を浸漬型膜分離装置の散気管を通して槽内に供給するものである。
【０００９】
請求項２に係る本発明の汚水の処理方法は、散気管を通して槽内に汚水を供給する時に曝気用空気の供給を停止するものである。
【００１０】
上記した構成により、各浸漬型膜分離装置の各散気管を通して汚水を槽内に分散して供給することで、生物処理の負荷である有機物が槽内に分散し、反応槽内の全領域において活性汚泥濃度を均一に維持することができる。
流入汚水には、通常多量のＳＳや夾雑物が含まれているが、汚水を１ｍｍ程度のスクリーンに通すことにより、散気管の空気孔（１０ｍｍ程度）に目詰まることはない。汚水を散気管へ注水することにより、散気管内で汚水中に高速度で酸素が溶解し、散気管の空気孔から槽内液中に放出する際には、汚水中の酸素濃度がほぼ飽和の状態となる。この酸素の溶解効率の高まりによって、散気管を通して槽内に供給する必要空気量を２０〜３０％低減でき、ブロアの出力を抑制して消費エネルギーを削減できる。
【００１１】
散気管は長期間にわたって使用していると、活性汚泥濃度が高い場合（１〜２％程度）には、散気管の空気孔に侵入した汚泥が空気乾燥されて粒状または粘土状の固形物となり、空気孔を閉塞することがある。しかし、本発明のように汚水を散気管に注水することにより、散気管の空気孔の閉塞を防止できる。
散気管への汚水の注水は、散気管へ曝気用空気を供給するブロアを停止して行なっても良く、また散気しながら注水しても良い。また、汚水は全ての浸漬型膜分離装置の散気管へ同時に注水しても、順次に一定の時間毎、例えば１分毎に注水する散気管を代えても良い。
【００１２】
【発明の実施の形態】
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〜図２において、反応槽１は、平面形状が長方形をなして、短辺と長辺との比が１：３以上の長い形状を有しており、汚水中の有機物質を槽内の活性汚泥により分解除去する生物処理を行なう。
【００１３】
反応槽１の内部には、複数（数台から十数台）の浸漬型膜分離装置２１が所定間隔で一列状に配置してある。この浸漬型膜分離装置２１は、図５〜図６において説明したものと同様であるので、同一番号を付して詳しい説明を省略する。
各浸漬型膜分離装置２１の各散気管２３は口径１０ｍｍ程度の複数の空気孔を有し、それぞれに空気供給系２が連通している。この空気供給系２は、曝気用空気を供給するブロア３と、ブロア３に連通する空気供給本管４と、空気供給本管４と各散気管２３を連通する散気空気管５と、各散気空気管５に介装した空気用バルブ６とからなる。
【００１４】
汚水供給系７は、汚水を供給する汚水ポンプ８と、汚水ポンプ８に連通する汚水供給本管９と、汚水供給本管９と各散気空気管５を連通する汚水管１０と、各汚水管１０に介装した汚水バルブ１１とからなる。
図２に示すように、反応槽１の上流側には、流水する汚水４１の夾雑物を目幅が１ｍｍ程度のスクリーンで除去する前処理設備４２を配置しており、前処理設備４２の下流には夾雑物を除去した汚水を貯留する流量調整槽４３を設けている。反応槽１の下流側には減菌槽４５を設けている。
【００１５】
以下、上記した構成における作用を説明する。流入する汚水４１は、通常多量のＳＳや夾雑物が含まれているので、前処理設備４２において夾雑物を除去することで、下流の散気管２３の空気孔（１０ｍｍ程度）が目詰まることを防止する。この夾雑物を除去した汚水４１を流量調整槽４３に貯留し、汚水供給系７を通して各浸漬型膜分離装置２１の各散気管２３に定量供給する。一方、空気供給系２はブロア３で供給する曝気用空気を、空気供給本管４、空気用バルブ６、散気空気管５を通して各散気管２３に供給する。
【００１６】
汚水供給系７は、汚水ポンプ８によって供給する汚水４１を、汚水供給本管９、汚水バルブ１１、汚水管１０を通して各散気空気管５に注入する。この散気空気管５へ注水した汚水４１には、散気空気管５および散気管２３を流れる間に、高速度で酸素が溶解する。汚水ポンプ８のサクション配管にはストレーナ等を設けることもある。
【００１７】
このため、曝気用空気とともに散気管２３の空気孔から槽内液中に放出する汚水４１は、その酸素濃度がほぼ飽和の状態となる。この酸素の溶解効率の高まりによって、空気供給系２を通して槽内に供給する必要空気量を従来に比べて２０〜３０％低減でき、ブロア３の出力を抑制して消費エネルギーを削減できる。
このように、各浸漬型膜分離装置２１の各散気管２３を通して汚水４１を槽内に分散して供給することで、生物処理の負荷である有機物が槽内に分散し、反応槽１の全領域において活性汚泥濃度を均一に維持することができる。
【００１８】
また、汚水４１を散気管２３に注水することにより、散気管２３の空気孔に侵入した汚泥が空気乾燥して空気孔を閉塞することがなくなり、活性汚泥濃度が高い場合（１〜２％程度）でも散気管２３を長期間にわたって使用できる。
散気管２３から噴出する汚水４１は、曝気用空気の気泡およびそれにより生起される上昇流に乗って膜カートリッジ２２の膜面に対してクロスフローで流れながらろ過される。このクロスフローは膜面にケーキ層が形成されることを抑制し、その流速は汚水４１の噴出圧力、噴出流量を調整することにより、或いは曝気用空気の噴出圧力、噴出流量を調整することにより、あるいはそれらを組み合わせることにより制御することができる。
【００１９】
散気管２３への汚水４１の供給は、各空気バルブ６を閉栓し、もしくはブロア３を停止して曝気用空気の供給を停止する状態において行なっても良い。また、各汚水バルブ１１を適宜に開閉操作することにより、汚水４１を供給する散気管２３を所定時間毎（例えば１分間）に変更しながら、各浸漬型膜分離装置２１の各散気管２３へ順次に注水しても良い。さらに、反応槽１へ流入する汚水４１の量が少ない場合には、汚水４１の注水終了後に処理水もしくは清水を散気管２３に注水することもできる。また、汚水４１には油分が含まれることもあり、そのため通常１日に１回程度は、処理水か清水で散気管２３を洗浄する。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、各浸漬型膜分離装置の各散気管を通して汚水を槽内に分散して供給することで、有機物を槽内に分散し、反応槽内の全領域において活性汚泥濃度を均一に維持することができる。散気管内で汚水中に高速度で酸素を溶解させることで、散気管を通して供給する必要空気量を低減して消費エネルギーを抑制できる。活性汚泥濃度が高い場合（１〜２％程度）にあっても、散気管の空気孔において汚泥を空気乾燥させず、散気管の空気孔の閉塞を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における反応槽の構成を示す模式図である。
【図２】同実施の形態における汚水の処理方法を示すフローシートである。
【図３】従来の汚水の処理方法を示すフローシートである。
【図４】従来の反応槽の構成を示す模式図である。
【図５】膜分離装置を示す横断面図である。
【図６】膜分離装置を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１    反応槽
２    空気供給系
３    ブロア
４    空気供給本管
５    散気空気管
６    空気用バルブ
７    汚水供給系
８    汚水ポンプ
９    汚水供給本管
１０    汚水管
１１    汚水バルブ
２１    浸漬型膜分離装置
２３    散気管
４１    汚水
４２    前処理設備
４３    流量調整槽
４５    減菌槽
【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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【図６】
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