(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒素を含んだ有機性汚水を活性汚泥により処理する脱窒槽および硝化槽と、硝化槽の内部に浸漬設置されて固液分離を行う膜分離装置とを有した有機性汚水処理装置の運転方法であって、前記有機性汚水を脱窒槽に導入し、脱窒槽内液をオーバーフローにて硝化槽へ流入させるとともに、硝化槽内液を膜分離装置により固液分離して清澄な処理水を導出し、それにより濃縮された硝化槽内液をポンプ装置によって一旦汚泥貯溜槽に移送し、汚泥貯溜槽より槽上部液をオーバーフローにて脱窒槽へ返送することを特徴とする有機性汚水処理装置の運転方法。
【請求項２】
窒素を含んだ有機性汚水を活性汚泥により処理する有機性汚水処理装置であって、前記有機性汚水を導入する脱窒槽と、脱窒槽からオーバーフローで脱窒槽内液が流入する硝化槽と、硝化槽の内部に浸漬設置して硝化槽内液を固液分離して処理水を導出するとともに、硝化槽内液を濃縮する膜分離装置と、硝化槽から取り出す硝化槽内液をポンプ装置で移送し、槽上部液をオーバーフローで脱窒槽へ返送する汚泥貯溜槽とを備えることを特徴とする有機性汚水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、窒素を含んだ有機性汚水を膜分離活性汚泥処理する有機性汚水処理装置の運転方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機性汚水の処理方法に、活性汚泥法と膜分離法とを併用した膜分離活性汚泥処理と呼ばれる方法がある。
【０００３】
膜分離法は、たとえば図３に示したような膜分離装置を図４に示したように設置した処理槽において行う。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を兼ねた曝気空気を噴出する散気装置２３とをケース２４の内部に配置している。膜カートリッジ２２は、濾板２２Ａの表裏各面に濾過膜２２Ｂを配置し、濾板２２Ａと濾過膜２２Ｂとの間、および濾板２２Ａの内部に形成された透過液流路に連通する透過液取出口２２Ｃを濾板２２Ａに形成したものであり、各膜カートリッジ２２の透過液取出口２２Ｃにチューブ２５を介して連通する集水管２６をケース２４に取り付けて設けている。そして、この集水管２６に連通する透過液導出管２７を設けている。
【０００４】
窒素を含んだ有機性汚水を膜分離活性汚泥処理する場合を説明すると、図５に示したように、脱窒槽２８の後段に配置した硝化槽２９の内部に膜分離装置（膜として示す）を浸漬設置する。そして、前処理した汚水を脱窒槽２８と硝化槽２９とに順次導入し、硝化槽内液３０の一部を脱窒槽２８に循環返送するフローにおいて、汚水中のＢＯＤ分や窒素分を活性汚泥により処理するとともに、硝化槽内液３０をその水頭を駆動圧として膜分離装置により重力濾過し（吸引ポンプを用いた吸引濾過も可能である）、膜面を透過した清澄な処理水を槽外へ導出する。このとき、硝化槽２９では、上述した散気装置より噴出する曝気空気によって酸素供給するとともに、その気泡およびそれにより生起される上昇水流によって膜分離装置の膜面を洗浄し、それにより、分離機能が低下して膜分離装置全体が停止に至ることを防止するようにしている。
【０００５】
このような膜分離活性汚泥処理は、処理水質が安定しており、維持管理も容易なことから広く普及し始めている。
しかし、膜分離装置に関して言うと、曝気空気によって洗浄しているとはいえ、次第に膜面が汚れてくることは避けられないので、逆洗などの手法によって定期的に膜面洗浄している。
【０００６】
特に、重力濾過において、液位を制御要素として濾過量が少ない時に散気を停止するようにしていると、液位計等にトラブルが発生したり、あるいは散気装置自体にトラブルが発生した場合に、膜面洗浄流体がない状態で固液分離することになり、膜面に汚泥が堆積して濾過不能を来たすこともあり、そのような時には、膜分離装置全体の運転を停止し、膜カートリッジを槽外に取り出して洗浄するか、あるいは槽内で物理的手段によって洗浄しなければならない。
【０００７】
また上記したような濾過不能に至ることがなくとも、年に１回程度は、膜カートリッジを槽外へ取り出して点検したり、あるいは槽内液を抜いて膜カートリッジを点検するようにしており、そのような時に、施設の全面停止が生じないように、図５にも示したように、硝化槽２９に並列に同様の硝化槽２９'  を設置している。（２９ａ，２９ａ'  は膜分離装置）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したように硝化槽２９，２９'  を並列に設置する場合には、図示したように、脱窒槽２８にポンプ装置２８ａを設置し、このポンプ装置２８ａによって脱窒槽内液３１を分配槽２８’を経て硝化槽２９へ移送し、硝化槽内液３０はオーバーフローにて循環返送することが多い。しかしこの方法では、ポンプ装置２８ａを利用して余剰汚泥を引き抜こうとすると、脱窒槽内液３１を引き抜くことになり、汚泥濃度が低くなってしまう。
【０００９】
図６に示したように、硝化槽２９，２９'  にポンプ装置２９ｂ，２９ｂ'  を設置して、このポンプ装置２９ｂ，２９ｂ'  によって硝化槽内液３０，３０'  を脱窒槽２８へ循環返送し、脱窒槽内液３１をオーバーフローにて硝化槽２９，２９'  へ流入させるようにすると、固液分離によって濃縮された硝化槽内液３０，３０'  を余剰汚泥として引き抜くことになり、汚泥濃度は高くなる。しかしこの場合、硝化槽２９，２９'  における汚泥引抜量を等しくするために、各ポンプ装置２９ｂ，２９ｂ'  およびその予備機のみならず、各ポンプ装置に相応する計量装置（図示せず）を操作しなければならず、管理が複雑である。
【００１０】
本発明は上記課題を解決するもので、有機性汚水の浄化および余剰汚泥の処理を効率よく行える有機性汚水処理装置の運転方法および装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の有機性汚水処理装置の運転方法は、窒素を含んだ有機性汚水を活性汚泥により処理する脱窒槽および硝化槽と、硝化槽の内部に浸漬設置されて固液分離を行う膜分離装置とを有した有機性汚水処理装置の運転方法であって、前記有機性汚水を脱窒槽に導入し、脱窒槽内液をオーバーフローにて硝化槽へ流入させるとともに、硝化槽内液を膜分離装置により固液分離して清澄な処理水を導出し、それにより濃縮された硝化槽内液をポンプ装置によって一旦汚泥貯溜槽に移送し、汚泥貯溜槽より槽上部液をオーバーフローにて脱窒槽へ返送するものである。
【００１２】
請求項２記載の有機性汚水処理装置は、窒素を含んだ有機性汚水を活性汚泥により処理する有機性汚水処理装置であって、前記有機性汚水を導入する脱窒槽と、脱窒槽からオーバーフローで脱窒槽内液が流入する硝化槽と、硝化槽の内部に浸漬設置して硝化槽内液を固液分離して処理水を導出するとともに、硝化槽内液を濃縮する膜分離装置と、硝化槽から取り出す硝化槽内液をポンプ装置で移送し、槽上部液をオーバーフローで脱窒槽へ返送する汚泥貯溜槽とを備えるものである。
【００１３】
上記した請求項１記載の有機性汚水処理装置の運転方法によれば、有機性汚水は脱窒槽と硝化槽に順に流入し、汚泥貯溜槽を経て脱窒槽へ循環返送されるフローにおいて硝化脱窒され、固液分離されて清澄な処理水として導出される。
【００１４】
このフローは概ね硝化液循環法に相当し、硝化液循環法には一般に、循環液量を多くなると、硝化槽内液（硝化液）によって脱窒槽に持ち込まれる溶存酸素が汚水中の水素供与体と反応し、脱窒率が低下しやすいという欠点があるが、上記したフローでは硝化槽内液中の溶存酸素は汚泥貯溜槽において完全に消費されてしまい、脱窒反応の阻害は起らず、循環液量を多くできることもあって、脱窒効率が向上する。
【００１５】
また、汚泥貯溜槽で一部脱窒が生じて酸化態窒素濃度が低減されるため、脱窒槽でリンが吐出され、硝化槽でリンが過剰に取込まれる生物学的脱リンが生じ、リン除去率が向上する。
【００１６】
汚泥貯溜槽内の汚泥は硝化槽と同じ高濃度であるため、余剰汚泥として引き抜いた時に後段の処理が容易である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１において、窒素を含んだ有機性汚水を活性汚泥により処理する有機性汚水処理装置は、脱窒槽１と、並列に配置した硝化槽２，３とを有しており、硝化槽２，３の後段に汚泥貯溜槽４を設けている。
【００２０】
詳しい図示は省略するが、脱窒槽１には、汚水導入管が上部に開口し、槽内液を攪拌する攪拌手段が内部に設置され、硝化槽２，３へ至る越流路が設けられている。
【００２１】
硝化槽２には、脱窒槽１からの越流路が開口し、固液分離を行う膜分離装置５が内部に浸漬設置され、槽内型あるいは槽外型のポンプ装置６を介装して汚泥貯溜槽４へ至る移送路が設けられている。
【００２２】
同様に、硝化槽３には、脱窒槽１からの越流路が開口し、固液分離を行う膜分離装置７が内部に浸漬設置され、槽内型あるいは槽外型のポンプ装置８を介装して汚泥貯溜槽４へ至る移送路が設けられている。
【００２３】
膜分離装置５，７はそれぞれ、先に図２を用いて説明したものと同様の構成を有していて、膜カートリッジの下方に散気装置を設置し、透過液導出管に連通している。
【００２４】
汚泥貯溜槽４には、硝化槽２，３からの移送管の他端が連通し、槽内液を攪拌する攪拌手段および曝気手段が内部に設置され、脱窒槽１へ至る越流路が設けられるとともに、底部に汚泥引抜手段が設けられている。
【００２５】
上記した有機性汚水処理装置の運転を説明する。
前処理した有機性汚水を脱窒槽１に連続的に導入し、脱窒槽内液９をオーバーフローにて硝化槽２，３へ流入させるとともに、硝化槽内液を膜分離装置５，７により固液分離して処理水を導出し、それにより濃縮された硝化槽内液１０，１１をポンプ装置６，８によって汚泥貯溜槽４に移送し、汚泥貯溜槽４の槽上部液１２をオーバーフローにて脱窒槽１へ返送する。
【００２６】
これにより、有機性汚水は脱窒槽１と硝化槽２，３に順次流入し、汚泥貯溜槽４を経て脱窒槽１へ循環返送されるフローにおいて、ＢＯＤ分や窒素分が活性汚泥の作用により分解除去され、硝化槽２，３において固液分離されて清澄な処理水とされる。
【００２７】
このとき、硝化槽内液１０，１１が汚泥貯溜槽４を経由するため、硝化槽内液１０，１１中の溶存酸素は完全に消費されてしまい、従来のように脱窒槽１内で汚水中の水素供与体と反応することがないため、脱窒効率が向上する。
【００２８】
また、汚泥貯溜槽４内で一部脱窒が生じ、酸化態窒素濃度が低減されるため、生物学的脱リンが生じ、リン除去率が向上する。
汚泥貯溜槽４の汚泥は適宜に余剰汚泥として引き抜くが、引き抜いた余剰汚泥は汚泥濃度が高いため脱水などの後段の処理が容易である。
【００２９】
定期的にあるいは適宜に、たとえば硝化槽２において、膜カートリッジを槽外へ取り出したり、あるいは硝化槽内液を抜くような膜分離装置５のメンテナンスを行うが、その時には、脱窒槽内液９を硝化槽３のみに流入させ、逆に膜分離装置７のメンテナンス時には、脱窒槽内液９を硝化槽２のみに流入させるようにし、それにより、施設の全面停止を回避する。
【００３０】
図２に示したように、脱窒槽１および硝化槽２、脱窒槽１'  および硝化槽３を並列に設けた装置においては、膜分離装置５のメンテナンス時には硝化槽２のみの運転を停止し、逆に膜分離装置７のメンテナンス時には硝化槽３のみの運転を停止すればよい。その時には、脱窒槽１または脱窒槽１'は必ずしも運転停止する必要はなく、運転している硝化槽２または硝化槽３へ流入させればよい。
【００３１】
なお、脱窒槽１，１'  、硝化槽２，３、汚泥貯溜槽４、膜分離装置５，６は上述したような構成に限定されず、たとえば膜分離装置５，６を管状膜などを有した他のタイプの外圧型膜分離装置に変更することなども可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、窒素を含んだ有機性汚水を膜分離活性汚泥処理するに際し、汚水を脱窒槽と硝化槽に順次流入させ、汚泥貯溜槽を経て脱窒槽へ循環返送するようにしたことにより、硝化槽内液中の溶存酸素が汚泥貯溜槽で完全に消費されて脱窒効率が向上するとともに、汚泥貯溜槽で一部脱窒が生じて酸化態窒素濃度が低減されるため生物学的脱リンが生じ、リン除去率が向上する。このとき、脱窒槽から硝化槽、および汚泥貯溜槽から脱窒槽へはオーバーフローで送液し、硝化槽から汚泥貯溜槽へはポンプ送液するようにしたため、汚泥貯溜槽において汚泥濃度の高い余剰汚泥を引き抜くことができ、後段の処理が容易になる。また、汚泥貯溜槽に常に新鮮な汚泥濃縮液が移送されるので、攪拌や曝気が不十分であることに起因する悪臭や蝿の発生が全くなくなる。
【００３３】
硝化槽を並列に設けたり、あるいは脱窒槽と硝化槽とを互いに直列にかつ同一槽どうし並列に配置した処理装置においては、膜分離装置などのメンテナンス時には、メンテナンスに係る硝化槽および脱窒槽のみの運転を停止すればよく、施設の全面停止を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態において運転される有機性汚水処理装置の概略構成およびその処理フローを示した説明図である。
【図２】本発明の第２実施形態において運転される有機性汚水処理装置の概略構成およびその処理フローを示した説明図である。
【図３】上記した各有機性汚水処理装置に設置される従来よりある膜分離装置の全体構成を示した斜視図である。
【図４】上記した膜分離装置を処理槽に設置した状態を示した説明図である。
【図５】従来の方法によって運転される有機性汚水処理装置の概略構成およびその処理フローを示した説明図である。
【図６】従来の方法によって運転される他の有機性汚水処理装置の概略構成およびその処理フローを示した説明図である。
【符号の説明】
５，７    膜分離装置
６，８    ポンプ装置
９，９'    脱窒槽内液
10，11    硝化槽内液
12        槽上部液
【図１】
0004111579.tif 000002
【図２】
0004111579.tif 000003
【図３】
0004111579.tif 000004
【図４】
0004111579.tif 000005
【図５】
0004111579.tif 000006
【図６】
0004111579.tif 000007