(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃水を、エアレーションタンクに導入して、そのエアレーションタンク内で活性汚泥と共にばっき処理した後、最終沈殿池に送り、そこで沈殿処理して上澄液を放流すると共に、沈殿物を上記エアレーションタンクに戻す活性汚泥法において、上記エアレーションタンク内に膜分離装置を設置し、その膜分離装置でタンク内の汚泥中の水分を抽出ろ過してその水分を放水し、上記最終沈殿池から上記上澄液を放流する流路に、モニタ槽を設け、そのモニタ槽内に汚泥濃度計を設けて、放流される上澄液の活性汚泥濃度を検知し、それに応じて上記膜分離装置を稼働して抽出ろ過を行って、タンク内の汚泥濃度を維持するようにしたことを特徴とする活性汚泥法。
【請求項２】
廃水を、エアレーションタンクに導入して、そのエアレーションタンク内で活性汚泥と共にばっき処理した後、最終沈殿池に送り、そこで沈殿処理して上澄液を放流すると共に、沈殿物を上記エアレーションタンクに戻す活性汚泥法において、上記最終沈殿池からエアレーションタンクに至る返送汚泥流路に膜分離装置を組み込み、その膜分離装置で返送汚泥中の水分を抽出ろ過してその水分を放水し、上記最終沈殿池から上記上澄液を放流する流路に、モニタ槽を設け、そのモニタ槽内に汚泥濃度計を設けて、放流される上澄液の活性汚泥濃度を検知し、それに応じて膜分離装置を稼働して抽出ろ過を行うようにしたことを特徴とする活性汚泥法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃水処理技術のうち、活性汚泥中の微生物で廃水を分解処理する活性汚泥法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、廃水等を浄化するのに、活性汚泥法が知られている。この活性汚泥法は、廃水に活性汚泥を混合し、活性汚泥中の微生物で廃水中の汚染物質を分解して浄化し、浄化した廃水中の活性汚泥を沈殿分離させ分離した上澄液を放流する方法である。
【０００３】
図５に示すように、活性汚泥法で使用される主要タンクは、エアレーションタンクａと最終沈殿池ｂから構成される。
【０００４】
このエアレーションタンクａ内には、予め、微生物の凝集した活性汚泥フロックｅが懸濁状態で存在している。エアレーションタンクａ内の底部には散気管ｄが設けられており、この散気管ｄに、タンクａ外に設けられたブロアｃから空気が送られて、エアレーションタンクａ内で活性汚泥フロックｅがばっき処理されるようになっている。
【０００５】
廃水ｆは、直接あるいは適当な前処理を受けたあと、このエアレーションタンクａに導入される。廃水ｆは、エアレーションタンクａ内で活性汚泥フロックｅと混合され、ばっき処理で廃水ｆが浄化されることとなる。
【０００６】
その後、廃水ｆは、エアレーションタンクａから最終沈殿池ｂへと送られる。この最終沈殿池ｂでは、活性汚泥ｅを沈殿分離して、上澄液が処理水として放流ｇされる。
【０００７】
他方、最終沈殿池ｂで沈殿した活性汚泥ｅは、返送汚泥ポンプｈで返送汚泥ｉとして再度エアレーションタンクａに戻され、エアレーションタンクａ内の活性汚泥ｅの濃度が維持されることとなる。
【０００８】
通常、廃水ｆと返送汚泥ｉの流量の比は、およそ、１：０．３ないしは１：１である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の活性汚泥法では、最終沈殿池ｂで活性汚泥ｅを沈殿分離することができるのが基本的要件であり、且つ、この最終沈殿池ｂでの活性汚泥ｅの沈降分離性の程度によって、活性汚泥法の廃水処理設備の処理能力が決まってくることとなる。
【００１０】
しかしながら、この活性汚泥ｅの沈降分離性は予想しづらく、この廃水処理設備の設備容量に余裕をもって設計せざるを得ないのが現状である。
【００１１】
すなわち、活性汚泥ｅの沈降分離性が悪い場合、返送汚泥ｉの濃度が下がるので、活性汚泥ｅ濃度を維持するために、最終沈殿池ｂを大きくして返送汚泥ｉの濃度を高めたり、汚泥返送比を上げたりせざるを得ない問題がある。
【００１２】
また、過負荷の状態になると、バルキング（活性汚泥沈降性悪化現象）を起こすので、バルキングを起こさないように、エアレーションタンクａの容積にも余裕をもたせる必要がある。それにより、必要以上に広い敷地をとる必要がある。
【００１３】
また、設計に余裕をもっても、バルキングが発生し、活性汚泥ｅの流出やそれを防止するための汚泥処理費の増加などの問題が生じることがある。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、活性汚泥の沈降分離性にかかわらず、処理水の水質と活性汚泥の濃度を維持することができる活性汚泥法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
蒸気目的を達成するために、請求項１の発明は、廃水を、エアレーションタンクに導入して、そのエアレーションタンク内で活性汚泥と共にばっき処理した後、最終沈殿池に送り、そこで沈殿処理して上澄液を放流すると共に、沈殿物を上記エアレーションタンクに戻す活性汚泥法において、上記エアレーションタンク内に膜分離装置を設置し、その膜分離装置でタンク内の汚泥中の水分を抽出ろ過してその水分を放水し、上記最終沈殿池から上記上澄液を放流する流路に、モニタ槽を設け、そのモニタ槽内に汚泥濃度計を設けて、放流される上澄液の活性汚泥濃度を検知し、それに応じて上記膜分離装置を稼働して抽出ろ過を行って、タンク内の汚泥濃度を維持するようにしたことを特徴とする活性汚泥法である。
【００１６】
請求項２の発明は、廃水を、エアレーションタンクに導入して、そのエアレーションタンク内で活性汚泥と共にばっき処理した後、最終沈殿池に送り、そこで沈殿処理して上澄液を放流すると共に、沈殿物を上記エアレーションタンクに戻す活性汚泥法において、上記最終沈殿池からエアレーションタンクに至る返送汚泥流路に膜分離装置を組み込み、その膜分離装置で返送汚泥中の水分を抽出ろ過してその水分を放水し、上記最終沈殿池から上記上澄液を放流する流路に、モニタ槽を設け、そのモニタ槽内に汚泥濃度計を設けて、放流される上澄液の活性汚泥濃度を検知し、それに応じて膜分離装置を稼働して抽出ろ過を行うようにしたことを特徴とする活性汚泥法である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１９】
図１により本発明の一実施の形態を説明する。
【００２０】
図１に示すように、活性汚泥法で使用される主要タンクは、エアレーションタンク１と、底部をロート状などとして沈降汚泥がかき寄せられる最終沈殿池２とから構成される。
【００２１】
このエアレーションタンク１内の底部には、このタンク１の底面の流れ方向ほぼ全体にかけて単数あるいは複数の散気管４が設けられている。この散気管４には、エアレーションタンク１外に設けられたブロア３から空気が送られて、散気管４により空気がエアレーションタンク１内に供給されるようになっている。このエアレーションタンク１内には、予め、微生物の凝集した活性汚泥フロック５が懸濁状態で存在している。
【００２２】
廃水６は、このエアレーションタンク１の一側上部に導入されて、エアレーションタンク１内で活性汚泥フロック５と混合される。散気管４からエアレーションタンク１内に空気が供給されて、タンク１内の活性汚泥フロック５の微生物に空気が供給されると共に、廃水６と活性汚泥フロック５とが撹拌される。
【００２３】
廃水６は、撹拌されながらエアレーションタンク１内で所定時間滞留し、活性汚泥フロック５中の微生物によって分解処理され、浄化されることとなる。
【００２４】
その後、廃水６は、エアレーションタンク１の他側上部から最終沈殿池２の一側上部へと送られる。この最終沈殿池２では、廃水６は所定時間滞留され、廃水６中の活性汚泥５が沈殿分離される。最終沈殿池２の上澄液のみが最終沈殿池２の他側上部から処理水として放流７されることとなる。
【００２５】
他方、最終沈殿池２の底部には、活性汚泥フロック５をエアレーションタンク１に返送する返送汚泥ライン９が接続され、その返送汚泥ライン９中に、返送汚泥ポンプ８が接続される。
【００２６】
最終沈殿池２の底部に沈殿した活性汚泥フロック５は、返送汚泥９として再度エアレーションタンク１に戻され、エアレーションタンク１内の活性汚泥５の濃度が維持されることとなる。
【００２７】
さて、上述したように、活性汚泥５の沈降分離性が悪い場合に、返送汚泥９の濃度が低下することとなる。
【００２８】
そこで、本発明は、エアレーションタンク１内の一部分に、膜分離装置１０ａを適当個数設けるものである。
【００２９】
この膜分離装置１０ａは、エアレーションタンク１内の廃水６の流れ方向で、適当な位置に設けられている。
【００３０】
膜分離装置１０ａは、中空糸膜やその他の分離膜Ｓａからなり、その分離膜Ｓａの一方の室（エアレーションタンク１内と区切られないこともある）Ｉａに活性汚泥５を導入し、この分離膜Ｓａを通して水分を抽出ろ過して他方の室Ｅａに集水するようになっている。この分離膜Ｓａは、活性汚泥フロック５を分離できればよいので、ＵＦ膜か、それよりも適度に孔径の粗い分離膜かで形成されてもよい。
【００３１】
膜分離装置１０ａの室Ｅａには、膜分離装置１０ａで抽出ろ過すべく、吸引ポンプ１１ａが接続されている。さらに、この吸引ポンプ１１ａの吐出口が放流路７に接続されて、室Ｅａから放流路７に至る放水ライン７ａが形成される。吸引ポンプ１１ａは、エアレーションタンク１内の活性汚泥５の濃度などに合わせて、適宜作動されるようになっている。
【００３２】
次に本発明の作用を述べる。
【００３３】
上述したように、廃水６は、エアレーションタンク１の一側上部に導入されて、エアレーションタンク１内の活性汚泥フロック５と共にばっき処理される。このばっき処理によって廃水６が浄化されたのち、エアレーションタンク１の他側上部より最終沈殿池２の一側上部に送られる。最終沈殿池２では、廃水６中の活性汚泥５が沈殿分離されて、上澄液が処理水として最終沈殿池２の他側上部より放流７される。他方、最終沈殿池２の底部より活性汚泥フロック５が返送汚泥９としてエアレーションタンク１に返送される。
【００３４】
本発明においては、沈降分離性を悪化させる廃水６などが流入して、最終沈殿池２での活性汚泥フロック５の沈降分離性が低下したとき、吸引ポンプ１１ａを稼働し、膜分離装置１０ａからエアレーションタンク１内の活性汚泥５中の水分を抽出ろ過して放水７ａすることで、最終沈殿池２に送られる廃水６の流量を低下させることができる。
【００３５】
従って、活性汚泥５の沈降分離性が多少悪くても、最終沈殿池２での滞留時間を多く取って、返送汚泥９の濃度を上げることができ、且つ、放流路７への活性汚泥５の流出を防ぐことができる。
【００３６】
つまり、活性汚泥５の沈降分離性にかかわらず、処理水の水質と活性汚泥５の濃度とを維持することができる。
【００３７】
また、エアレーションタンク１内に導入された廃水６は、その導入側から最終沈殿池２に至る間に活性汚泥５により徐々に浄化されて移動しており、膜分離装置１０ａは、そのエアレーションタンク１内の廃水６の流れ方向で、活性汚泥５中から水分を効率的に抽出ろ過できる位置に設けることで、清澄な水分を放水７ａすることができる。
【００３８】
次に、本発明の他の実施の形態を説明する。
【００３９】
図２に示すように、この実施の形態は、返送汚泥ライン９中の返送汚泥ポンプ８の下流に返送汚泥槽１２を設け、この返送汚泥槽１２内に膜分離装置１０ｂを組み込んで構成したものである。また、返送汚泥槽１２内の底部には、散気管４ｂが設置され、この散気管４ｂへの空気は、ブロア３から散気管４へ至るラインから分岐して供給される。
【００４０】
上記した膜分離装置１０ｂは、図１の実施の形態と同様に、分離膜Ｓｂで構成され、分離膜Ｓｂの一方の室（返送汚泥槽１２内と区切らないこともある。）Ｉｂに活性汚泥５を導入し、この分離膜Ｓｂを通して水分を抽出ろ過して他方の室Ｅｂに集水するようになっている。
【００４１】
室Ｅｂには、膜分離装置１０ｂで抽出ろ過すべく、吸引ポンプ１１ｂが接続される。さらに、吸引ポンプ１１ｂの吐出口が放流路７に接続されて、室Ｅｂから放流路７に至る放水ライン７ｂが形成される。
【００４２】
この実施の形態によれば、吸引ポンプ１１ｂを作動させれば、図１に示された実施の形態と同じ機能を出せるほか、返送汚泥ポンプ８の流量を増やして、最終沈殿池２に溜まった汚泥５を高流速で抜き出すことで、活性汚泥５の流出を防ぐことができる。このときの返送汚泥ポンプ８の流量増加分を、膜Ｓｂを経て直接放水７ｂするため、最終沈殿池２への流量負荷を増やさずに済ますことができる。また、返送汚泥９の濃度を高めて、活性汚泥５の濃度の低下による過負荷も防ぐことができる。
【００４３】
次に、図３の実施の形態を説明する。
【００４４】
この実施の形態では、図１に示された実施の形態に加えて、放流路７にモニタ槽１４が設けられ、そのモニタ槽１４内に汚泥濃度計１３が設けられる。この汚泥濃度計１３は、処理水中の汚泥５濃度を検知して、膜分離装置１０ａで抽出ろ過を行うように、吸引ポンプ１１ａを制御するものである。
【００４５】
これにより、放流路７中の汚泥５濃度が高くなった際に、汚泥濃度計１３がこれを検知して、吸引ポンプ１１ａを稼働し、膜分離装置１０ａから抽出ろ過して水分を放水７ａすることができる。
【００４６】
従って、必要なときにのみ吸引ポンプ１１ａを作動することができるので、動力費を抑えることができる。
【００４７】
図４に示す実施の形態は、エアレーションタンク１内に膜分離装置１０ａを設け、返送汚泥ライン９に返送汚泥槽１２を設け、この返送汚泥槽１２内に膜分離装置１０ｂを設けて構成するものである。
【００４８】
この実施の形態は、図１〜図３に示した実施の形態を併せたものであって、放流路７中の汚泥５濃度が高くなった際に、吸引ポンプ１１ａ、１１ｂを稼働すると、膜分離装置１０ａ、１０ｂから汚泥５、９中の水分を抽出ろ過して放流路７に放水７ａ、７ｂするようにしたものである。
【００４９】
この膜分離装置１０ａからの抽出ろ過によって、最終沈殿池２に送られる廃水６の流量を減少させることができる。これにより、最終沈殿池２での滞留時間を多く取って、返送汚泥９の濃度を上げることができ、且つ、放流路７への活性汚泥５の流出を防ぐことができる。
【００５０】
また、膜分離装置１０ｂで返送汚泥９中の水分を抽出ろ過することで、返送汚泥ポンプ８の流量を増やすことができる。
【００５１】
これにより、最終沈殿池２に溜まった汚泥５を高流速で抜き出すことで、活性汚泥５の流出を防ぐことができ、且つ、この返送汚泥ポンプ８の流量増加分を、膜Ｓｂを経て直接放水７ｂすることとなるので、最終沈殿池２への流量負荷を増やさないで済ますことができる。また、返送汚泥９の濃度を高めて、活性汚泥５の濃度の低下による過負荷も防ぐことができる。
【００５２】
従って、この実施の形態では、確実に活性汚泥５の濃度を維持して放流路７への汚泥５の流出を防ぐことができる。
【００５３】
上記、図２および図４に示す実施の形態は、上記モニタ槽１４を設けずに、汚泥濃度計１３を最終沈殿池２の上澄液部分に設置して構成してもよい。
【００５４】
また、上述した各実施の形態において、放水ライン７ａ、７ｂは、汚泥濃度計１３の上流側に接続したものでもよい。
【００５５】
膜分離装置１０ａ、１０ｂは、この分離膜Ｓａ、Ｓｂの室Ｉａ、Ｉｂ側に溜まったカスを取り去るカス取り手段を設けて、吸引ポンプ１１ａ、１１ｂの下流側に設置したものでもよい。
【００５６】
上記の散気管４、４ｂの膜分離装置１０ａ、１０ｂ下方に位置する部分からは、この散気管４、４ｂの他の部分より多く散気してもよい。これにより、膜分離装置１０ａ、１０ｂの分離膜Ｓａ、Ｓｂ表面への汚泥５、９の付着を防ぐことができ、分離膜Ｓａ、Ｓｂの状態を良好に維持することができる。
【００５７】
また、上記膜分離装置１０ａは、活性汚泥５の分解処理の程度に応じて、エアレーションタンク１内での上記流れ方向に移動すべく、膜分離装置移動手段を設けたものでもよい。
【００５８】
また、本発明は、返送汚泥ライン９に、余剰となった汚泥５を適宜処分する余剰汚泥処分手段を設けて、必要な流量の汚泥５を返送するように構成したものでもよい。
【００５９】
【発明の効果】
以上要するに、本発明によれば、エアレーションタンク内の膜分離装置から、吸引ポンプで抽出ろ過して放水することで、活性汚泥の沈降分離性が多少悪くても、最終沈殿池での滞留時間を多く取って、返送汚泥の濃度を上げることができて、放流路への活性汚泥の流出を防ぐことができる。
【００６０】
さらに、返送汚泥槽内の膜分離装置から、吸引ポンプで返送汚泥中の水分を抽出ろ過して放水することで、エアレーションタンクには濃度の高い汚泥を返送することができる。これにより、返送汚泥ポンプの流量を増やして、最終沈殿池に溜まった汚泥を高流速で抜き出すことができる。
【００６１】
よって、活性汚泥流出を防ぐことができ、且つ、この返送汚泥ポンプの流量増加分を、膜を経て直接放水することとなるので、最終沈殿池への流量負荷を増やさないで済ますことができる。さらに、返送汚泥の濃度を高めて、活性汚泥の濃度の低下による過負荷も防ぐことができる。
【００６２】
つまり、活性汚泥の沈降分離性にかかわらず、処理水の水質と活性汚泥の濃度を維持することができる。
【００６３】
従って、従来の活性汚泥法では、活性汚泥の沈降分離性がある程度悪い場合を想定して余裕をもった設計をしていたが、本発明により、沈降分離性の悪化時には膜分離装置での抽出ろ過の併用で、最終沈殿池への負荷を低減することができるようになるため、余裕をもたない設計が出来、省スペース化につなげることができる。
【００６４】
既存の施設で活性汚泥の沈降分離性が悪化したり、予想以上の負荷がかかった場合、膜分離装置と吸引ポンプを追加することにより、この負荷の増加に対応することができる。
【００６５】
また、活性汚泥の沈降分離性が良ければ、活性汚泥高濃度化により汚泥処分費を削減することができる。
【００６６】
以上により、活性汚泥法の処理能力・安定性を格段に向上させることができる。
【００６７】
また、単なる膜分離活性汚泥法に比べると、本発明は、はるかに低コストである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す概略図である。
【図２】本発明の他の実施の形態を示す概略図である。
【図３】本発明のさらに他の実施の形態を示す概略図である。
【図４】本発明のまたさらに他の実施の形態を示す概略図である。
【図５】本発明の基となる形態を示す概略図である。
【符号の説明】
１  エアレーションタンク
２  最終沈殿池
３  ブロア
４  散気管
５  活性汚泥
６  廃水
７  放流路
７ａ  放水ライン
８  返送汚泥ポンプ
９  返送汚泥ライン
１０ａ  膜分離装置
１１ａ  吸引ポンプ
１３  汚泥濃度計
Ｓａ  分離膜
Ｅａ  室
Ｉａ  室
【図１】
0004277335.tif 000002
【図２】
0004277335.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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