(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水が流入する水処理槽と、その下流側に少なくとも１つの水処理槽と、さらにその下流側に好気処理槽とを備え、
前記好気処理槽にて処理された被処理水の一部を活性汚泥とともに、前記好気処理槽より上流側の水処理槽に返送する被処理水循環機構を備え、
前記被処理水循環機構により返送される被処理水を、前記好気処理槽の上流側に位置する水処理槽のうちの複数槽に対して分配先を切り換える分配切換機構を設け、
前記被処理水循環機構により返送される被処理水を、初期運転時には原水が流入する水処理槽よりも下流側の水処理槽に返送し、前記好気処理槽での活性汚泥量の増加に伴って、初期運転時に被処理水を返送した前記水処理槽よりも上流側に位置する水処理槽に被処理水を返送すべく切り換える浄化槽の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、好気処理槽にて処理された被処理水の一部を活性汚泥とともに、前記好気処理槽より上流側の水処理槽に返送する被処理水循環機構を備えた浄化槽の運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被処理水循環機構を備えたものでは、好気処理槽で発生する汚泥や硝化された被処理水を上流側の水処理槽に返送することによって、例えば、嫌気処理又は脱窒処理を施し、高度に処理することが行われている。
また、特に膜分離活性汚泥法の場合は、活性汚泥の運転濃度範囲が広い特徴がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
好気処理槽より上流側に水処理槽が複数槽有る場合に、浄化槽の運転開始時点において、どの様な運転方法を採ればよいかという問題点がある。つまり、運転開始時点において、最上流側に位置する水処理槽に活性汚泥を返送する方法を採用すると、全ての水処理槽内に活性汚泥が流入することになるが、各槽での活性汚泥濃度にバラツキがでる為に、水処理槽内での脱窒反応等が不安定になるおそれがある。
特に、膜分離活性汚泥法の場合は活性汚泥濃度範囲が広く負荷変動に対応しやい点については先に記載したが、返送先の槽が複数になる場合、後段の槽内の活性汚泥が薄くなり易く、次槽の好気槽（膜分離槽）の膜面を早く汚染するなどの問題もあった。
そこで、各槽での濃度を確保しようとすると、活性汚泥の必要量が多くなり、好気処理槽での初期シーディング量が過大になるといった問題がある。
しかし、浄化槽の運転開始時点においては、浄化槽に流入する原水流量は差ほど多くない場合が多く、少量の流入水を処理するに、多くの活性汚泥量を使用して行うのは、多分に不経済であり、活性汚泥内の微生物を無駄に消費するだけである。
本発明の目的は、初期シーディング活性汚泥量を抑制し、流入汚水量が低下する場合にも対応できる浄化槽の運転方法を提供する点にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
〔構成〕
請求項１に係る本発明の特徴構成は、原水が流入する水処理槽と、その下流側に少なくとも１つの水処理槽と、さらにその下流側に好気処理槽とを備え、
前記好気処理槽にて処理された被処理水の一部を活性汚泥とともに、前記好気処理槽より上流側の水処理槽に返送する被処理水循環機構を備え、
前記被処理水循環機構により返送される被処理水を、前記好気処理槽の上流側に位置する水処理槽のうちの複数槽に対して分配先を切り換える分配切換機構を設け、
前記被処理水循環機構により返送される被処理水を、初期運転時には原水が流入する水処理槽よりも下流側の水処理槽に返送し、前記好気処理槽での活性汚泥量の増加に伴って、初期運転時に被処理水を返送した前記水処理槽よりも上流側に位置する水処理槽に被処理水を返送すべく切り換える点にあり、その作用効果は次の通りである。
〔作用効果〕
つまり、好気処理槽での活性汚泥量が増加すると、被処理水の分配先を上流側の水処理槽に切り換えることによって、増加分をその上流側水処理槽にも振り分けることができ、好気処理槽での活性汚泥量を所定の濃度に維持できる。
したがって、被処理水の少ない運転初期においては、活性汚泥量を少なくでき、初期シーディング量を抑えることができる。
しかも、活性汚泥量の増加前においては、被処理水を受ける上流側の水処理槽のうちより下流側の水処理槽に返送されるので、返送先の容量を小さくでき、好気処理槽とともに水処理槽での活性汚泥の濃度が維持される為に、脱窒化等が阻害されることが少ない。
ここに、例えば、初期運転時において原水が流入する嫌気処理槽に戻すことにすると、流入する原水によって循環水が過度に希釈化され好気処理槽での活性汚泥量が所定量以下になると、濃度が薄いために、硝化等の反応速度が低下、変動したりするおそれがある。同様に嫌気処理部では脱窒反応速度が低下、変動し、窒素除去が低下したり、ｐＨが不安定になりやすい。
しかし、負荷が低い場合や、必要活性汚泥量が少なくてよい初期運転時においては、水処理槽のうちの下流側の水処理槽に返送することにより、循環水を流入する原水と接触することのない状態で運転できるので、前記したように好気処理槽での活性汚泥濃度を高く維持でき、適正な運転ができる。
沈殿槽を有する、活性汚泥法や担体流動添加活性汚泥法、また、活性汚泥併用接触ばっ気法などでも、一般に流入負荷が設計値より低い場合が多い。その場合、運転初期は好気槽の活性汚泥を、下流側の水処理槽に所定量返送し、各反応槽の微生物濃度を比較的に高く保持する。長期間使用し、ＭＬＳＳが上昇したり、高負荷になった場合は、流入側の水処理槽に返送することにより、過大な微生物濃度（ＭＬＳＳ）になることを避けられる。したがって、沈殿槽の過大なＭＬＳＳ濃度運転でのＳＳ流出を防止でき、長期間汚泥の引抜きをしなくても安定した運転が可能となる。
又、好気処理のばっ気槽内に膜分離装置を設置する場合は、さらに、それらの効果を生かすことができる。また、高濃度運転を初期からでき、膜面を通過する活性汚泥濃度が高いので膜の汚染も少なく、長期間運転できる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明の浄化槽は、図１，２に示すように、上流側から嫌気処理槽Ｎ１、流量調整槽Ｎ２、好気処理槽Ｅ、処理水槽Ｔ等を備え、好気処理槽Ｅは、脱窒素槽Ｅ１及び膜分離槽Ｅ２とからなり、処理水槽Ｔは、膜分離槽Ｅ２からの被処理水を消毒する消毒槽Ｑ、消毒済処理水を槽外へ排出する第１ポンプ装置１を備えている。被処理水の原水は、原水流入部Ｉから嫌気処理槽Ｎに流入するとともに、流量調整槽Ｎ２、好気処理槽Ｅ、処理水槽Ｔの順に下流へ移送されつつ分解処理され、消毒槽Ｑを経た後、第１ポンプ装置１により放流口Ｚから槽外に放流される。
【０００６】
嫌気処理槽Ｎ１は、流入する被処理水の原水を貯留可能に構成してあり、原水流入部Ｉの内部に原水内に混入する紙類等の夾雑物を捕捉するばっ気型スクリーン２を備えている。ばっ気型スクリーン２下方に空気を排出する第１空気管３を設けてあり、ばっ気型スクリーン２先端の櫛状部に向けて空気を排出し、櫛状部に係止されている夾雑物の除去等を行うことになっている。
嫌気処理槽Ｎ１に流入する被処理水の原水は、嫌気処理槽Ｎ１に貯留されるとともに、嫌気分解され、主に、粗大な有機物の細分化が行われた状態で、流量調整槽Ｎ２に移送される。また容易に分解されない汚泥等の固形分は嫌気処理槽Ｎ１下部に沈殿として、あるいは、嫌気処理槽Ｎ１上部にスカムとして貯留される。
【０００７】
嫌気処理槽Ｎ１と隣接する流量調整槽Ｎ２との間の隔壁部分には、被処理水が移動するためのオーバーフロー部１９が設けてあり、このオーバーフロー部１９には、格子状のスリットが設けてあり、被処理水のみが移動し固形物が移動しない構成となっている。
【０００８】
流量調整槽Ｎ２は、比較的大きな貯留容量を備えており、流量調整槽Ｎ２においては、通常では比較的水位を低く抑えてあり、朝夕の特定時間に集中する流入処理水量のピーク量を吸収する構成としてある。流量調整槽Ｎ２には、ブロワ装置４からの空気を槽内に吹き込む第２空気管５を備えており、嫌気性菌の活動を阻害しない範囲の空気によって貯留水に攪拌作用を与えるようにしてある。第２空気管５より穏やかに排出される空気による攪拌作用によって極端な固形分離を抑制して被処理水の均一化を図っている。
流量調整槽Ｎ２に流入した被処理水は、脱窒素槽Ｅ１に送られる。被処理水を流量調整槽Ｎ２から脱窒素槽Ｅ１に移流させる装置として、流量調整槽Ｎ２から被処理水を汲み上げるポンプ装置６と、ポンプ装置６によって汲み上げた被処理水に対してフィルタ機能を発揮する微細目スクリーン装置７と、後記する計量調整移送装置８とを設けてある。微細目スクリーン装置７を介して固液分離し、微細目スクリーン装置７を通した後の被処理水を好気処理槽Ｅに移流させるように構成してある。
微細目スクリーン装置７に隣接して計量調整移送装置８を設けてあり、計量調整移送装置８によって流量調整槽Ｎ２から脱窒素槽Ｅ１に移送される被処理水の移送量を検出するとともに、脱窒素槽Ｅ１での処理水量が過大とならないように、移送量を調節する。
【０００９】
脱窒素槽Ｅ１には、被処理水を後続の膜分離槽に移流させる第１エアリフトポンプＡ１を設け、槽内での脱窒をはかるとともに、前記膜分離槽Ｅ２の所定水位以上の被処理水を受け入れる返送口１１を、前記脱窒素槽Ｅ１と前記膜分離槽Ｅ２との隔壁に設け、前記膜分離槽Ｅ２内の水位を維持させる構成を採っている。
尚図中１２は脱窒槽Ｅ１内の被処理水を循環させ効率の良い脱窒を図るとともに汚泥沈殿を防止する攪拌ポンプである。
【００１０】
膜分離槽Ｅ２は多数の平膜１を並設してなる膜濾過装置Ｍを内装してなり、その膜濾過装置Ｍの下方には、その膜濾過装置Ｍに気泡を供給して、その膜面に汚泥等が付着しすぎるのを防止し、かつ、膜分離槽Ｅ２内に循環流を形成しながら被処理水に酸素を供給する散気管Ｄを内装してある。
【００１１】
膜分離槽Ｅ２には、第２エアリフトポンプＡ２を設けてあり、第２エアリフトポンプＡ２の上端部には水平管９が、前記脱窒素槽Ｅ１を越えて嫌気処理槽Ｎ１にまで略水平に架設してあり、被処理水を活性汚泥とともに上流側の水処理槽に返送する被処理水循環機構Ｓを構成してある。水平管９の中間位置には、流量調整槽Ｎ２へ被処理水を返送する第２排出口９Ｂを、水平管９の先端には、嫌気処理槽Ｎ１へ被処理水を返送する第１排出口９Ａを設けてあり、いずれの槽Ｎ１，Ｎ２へも被処理水を返送することができるようになっている。また、第２排出口９Ｂの近傍には、分配切換機構を備えた分配切換槽１０を設けてあり、いずれかの排出口９Ａ，９Ｂより返送できるように構成してある。
分配切換機構としては切換弁を使用し、作業者によって切り換える人為的方法を採るか又はアクチュエータを使用して切換弁を機械的に切り換える方法を採ってもよい。
膜分離槽Ｅ２の膜濾過装置Ｍで処理された被処理水は集水管Ｍ１を通して消毒槽Ｑに移流される。
【００１２】
以上のように、被処理水循環機構Ｓを構成し、分配切換機構での被処理水の返送先を切り換える運転方法について説明する。図２に示すように、運転を開始する初期運転時においては、原水流入部Ｉより流入する原水量が少ない場合が多い。したがって、好気処理槽Ｅでの微生物の初期シーディング量を少なくする為に、被処理水の一部の返送先を好気処理槽Ｅより上流側に位置する水処理槽であって最下流側に位置する水処理槽に返送するようにする。つまり、返送対象となる水処理槽はここでは、流量調整槽Ｎ２である。この場合には、流量調整槽Ｎ２と膜分離槽Ｅ２との間で活性汚泥が往来するだけであるので、活性汚泥量が余り多くなくても、膜分離槽Ｅ２及び流量調整槽Ｎ２での活性汚泥濃度が薄くなることはない。
例えば、流入する原水によって循環水が過度に希釈化され膜分離槽Ｅ２での活性汚泥量が２０００ｍｇ／リットル以下になると、濃度が薄いために却って微生物膜が早期に汚されるおそれがある。しかし、必要活性汚泥量が少なくてよい初期運転時においても、循環水と流入する原水とが接触することのない状態で運転できるので、前記したように膜分離槽Ｅ２での活性汚泥濃度を維持でき、膜の早期汚染を回避できる。
【００１３】
運転開始後、膜分離槽Ｅ２での活性汚泥量が多くなってくると、分配切換機構を操作して、膜分離槽Ｅ２からの活性汚泥を、第１排出口９Ａより放出し、嫌気処理槽Ｎ１に返送するようにする。
そうすると、好気処理槽Ｅでの活性汚泥量を適切に維持しながら、嫌気処理槽Ｎ１での活性汚泥濃度を維持できる。
膜分離槽Ｅ２における活性汚泥量としては、最低でも２５００ｍｇ／リットルを要するが、運転が進んで活性汚泥量が１５０００ｍｇ／リットル以上に高まると、前記した分配切換機構を作動させて、より上流側の水処理槽に返送先を切り換えるようにする。これにより、前記膜分離槽Ｅ２の活性汚泥濃度は３０００以上に維持でき、水処理効率を維持でき、しかも、膜分離装置の膜面が汚染されにくい状態を維持できる。
このように、活性汚泥量が好気処理槽Ｅにおいて増加した場合に、返送先を変更して活性汚泥量の増加に対応することができるので、好気処理槽Ｅでの活性汚泥量が被処理水に対応した量以上には増加することはなく、例えば、その増加した状態を放置することになると、一部の活性汚泥が活性を失い死滅することになり、その死滅した汚泥の引抜き清掃作業を必要とするが、前記したように、増加した活性汚泥をより上流側に返送することによって、上流側の水処理槽において増加分を吸収できて、適切な運転状態を維持できる。
【００１４】
処理水槽Ｔは、膜分離槽Ｅ２を通過した清浄な処理水を消毒した後槽外へ第１ポンプ装置１によって放流される構成としてある。
【００１５】
〔別実施形態〕
（イ）  浄化槽における各槽の構成としては、次のようなものであってもよい。図２に示すように、嫌気処理槽Ｎ１の代わりに流量調整槽を設けて、二つの流量調整槽１１Ａ，１１Ｂをばっ気槽Ｅの上流側に位置する水処理槽として構成し、分配切換機構によってばっ気槽Ｅでの活性汚泥量が多くなると、より上流側に位置する流量調整槽１１Ａにばっ気槽Ｅからの循環水を返送する構成を採ってもよい。
（ロ）  浄化槽における各槽の構成としては、次のようなものであってもよい。図３に示すように、嫌気処理槽Ｎ１の代わりに流量調整槽１２を設け、流量調整槽１２の下流側に３つの脱窒素槽１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃを設け、脱窒素槽１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃで処理した被処理水を硝化槽１４で好気処理するようにしてある。硝化槽１４で処理した被処理水の一部は被処理水循環機構Ｓを介して循環水として３つの脱窒素槽１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃに返送するが、被処理水循環機構Ｓには３つの脱窒素槽１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃのうちの一つに返送先を切り換える為に、二つの分配切換槽１０，１０が設けてある。
初期運転時においては、硝化槽１４からの循環水を最下流側に位置する第３脱窒素槽１３Ｃに返送するようにするので、硝化槽１４と第３脱窒素槽１３Ｃでの活性汚泥濃度が維持される。硝化槽１４の活性汚泥濃度が高くなってくるとその濃度に応じて、濃度が高い程上流側の槽１３Ａ，１３Ｂに返送先を切り換えていく。
（ハ）被処理水循環機構Ｓを構成する第２エアリフトポンプＡ２を設ける槽として膜分離槽Ｅ２を設けることにしたが、第２エアリフトポンプＡ２を設ける対象として、好気濾床を備えた接触ばっ気槽を設けてもよい。つまり、図示はしないが、接触ばっ気槽を二段に設けて、下流側の接触ばっ気槽より第２エアリフトポンプＡ３で上流側に被処理水を返送する構成を採ってもよい。
また、好気処理槽は、活性汚泥法、流動担体添加活性法担体流動法などの各種好気処理法が適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の浄化槽の縦断側面図
【図２】本発明の浄化槽の別実施構造を示す説明図
【図３】本発明の浄化槽の別実施構造を示す説明図
【符号の説明】
Ｅ    好気処理槽
Ｓ    被処理水循環機構
【図１】
0004342045.tif 000002
【図２】
0004342045.tif 000003
【図３】
0004342045.tif 000004