JP2004249236A - オキシデーションディッチ法を用いた水処理システム及び水処理方法 - Google Patents
オキシデーションディッチ法を用いた水処理システム及び水処理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004249236A JP2004249236A JP2003043732A JP2003043732A JP2004249236A JP 2004249236 A JP2004249236 A JP 2004249236A JP 2003043732 A JP2003043732 A JP 2003043732A JP 2003043732 A JP2003043732 A JP 2003043732A JP 2004249236 A JP2004249236 A JP 2004249236A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sludge
- membrane
- water treatment
- oxidation ditch
- treatment system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Activated Sludge Processes (AREA)
- Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)
Abstract
【課題】オキシデーションディッチ法を用いた水処理システムに対し、汚水処理能力を低下させることなく、最終沈殿槽を不要とすることでシステム全体としての設置面積の縮小化を図る。
【解決手段】オキシデーションディッチ槽１と、管状膜エレメントを収容した膜モジュール２との間で汚泥循環回路を構成する。この汚泥循環回路に汚泥を循環させ、膜モジュール２の内部に比較的高い速度で汚泥を通過させながら、一部の汚泥に対して濾過を行って処理水を抽出する。これにより、従来のオキシデーションディッチ法を用いた水処理システムでは必要であった最終沈殿槽を不要にしながらも、高い水処理能力を得ることができる。
【選択図】 図１
【解決手段】オキシデーションディッチ槽１と、管状膜エレメントを収容した膜モジュール２との間で汚泥循環回路を構成する。この汚泥循環回路に汚泥を循環させ、膜モジュール２の内部に比較的高い速度で汚泥を通過させながら、一部の汚泥に対して濾過を行って処理水を抽出する。これにより、従来のオキシデーションディッチ法を用いた水処理システムでは必要であった最終沈殿槽を不要にしながらも、高い水処理能力を得ることができる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水等の処理を行うためのオキシデーションディッチ法を用いた水処理システム及び水処理方法に係る。特に、本発明は、システムの小型化及び水処理性能の向上を図るための対策に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、中小規模の下水処理場等に適用される水処理システムとして、下記の特許文献１に開示されているオキシデーションディッチ法を利用したシステムが知られている。
【０００３】
このオキシデーションディッチ法は、水深１〜３ｍの長円形もしくは円形の環状水路を構成するオキシデーションディッチ槽に汚水を流し、水路の途中に設けた曝気攪拌装置によって水平方向の推力を与えつつ曝気攪拌を行うことで汚水に対して活性汚泥処理を行うものである。
【０００４】
また、処理後の汚泥は最終沈殿槽に送られ、この最終沈殿槽において上澄み液としての処理水と沈降汚泥とに分離される。そして、処理水は処理水槽を経て系外へ排出される一方、沈降汚泥はその一部がオキシデーションディッチ槽に返送され、残部は余剰汚泥として引き抜かれるようになっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３３４２８６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の水処理システムでは、その設置面積の縮小化が求められている。特に上記オキシデーションディッチ法を用いた水処理システムでは、オキシデーションディッチ槽の設置スペースとして大きな面積が必要である。しかしながら、このオキシデーションディッチ槽を小型化した場合には、単位時間当たりに処理できる汚水量が少なくなってしまったり、槽内での生物反応処理に悪影響を与えてしまったりする。このため、オキシデーションディッチ槽を小型化して水処理システムの設置面積の縮小化を図るといった手法は好ましくない。
【０００７】
従って、水処理システム全体としての設置面積の縮小化を実現するためには、オキシデーションディッチ槽以外の設備を小型化もしくは不要にすることが好ましい。
【０００８】
本発明の発明者らは、この点に鑑み、オキシデーションディッチ槽以外の設備を不要にすることについて研究を行った。そして、上記最終沈殿槽では、バルキングが発生した場合に固液分離を良好に行うことができなくなってしまう点をも考慮し、この最終沈殿槽を不要にしながらも固液分離を可能とするシステムを構築した場合には、水処理システムの設置面積の縮小化と固液分離の改善とが実現できることに着目し、この最終沈殿槽を不要とするシステム構成について研究を行い、その結果、本発明に至った。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、オキシデーションディッチ法を用いた水処理システムに対し、汚水処理能力を低下させることなく、最終沈殿槽を不要とすることでシステム全体としての設置面積の縮小化を図ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
−発明の概要−
上記の目的を達成するために、本発明は、オキシデーションディッチ槽から取り出した処理後の汚泥を膜エレメントで濾過して処理水を得るようにした水処理システムであって、上記膜エレメントを収容した膜分離装置とオキシデーションディッチ槽との間で汚泥を循環させ、膜エレメントの内部に比較的高い速度で汚泥を通過させながら、一部の処理汚泥に対して濾過を行って処理水を抽出するようにしている。これにより、従来のオキシデーションディッチ法を用いた水処理システムでは必要であった最終沈殿槽を不要にしながらも、高い水処理能力を得ることができるようにしている。
【００１１】
−解決手段−
具体的には、オキシデーションディッチ槽内における生物反応処理後の処理汚泥を固液分離して処理水を抽出するようにした水処理システムを前提とする。この水処理システムに対し、膜エレメントを収容した膜分離装置を上記オキシデーションディッチ槽の外部に設置する。また、このオキシデーションディッチ槽と膜分離装置とによって汚泥循環回路を構成し、この汚泥循環回路に汚泥を循環させながら、この汚泥を膜エレメントの一次側から二次側に向けて濾過することにより処理水を得る構成としている。
【００１２】
この特定事項により、先ず、オキシデーションディッチ槽において生物反応処理を行った後の処理汚泥は、膜分離装置とオキシデーションディッチ槽との間で構成される循環回路を循環する。つまり、オキシデーションディッチ槽から取り出された処理汚泥は、膜分離装置に供給され、一部の汚泥については後述する濾過が行われた後、オキシデーションディッチ槽に戻される。循環回路ではこの循環動作が繰り返される。
【００１３】
一方、膜分離装置では、オキシデーションディッチ槽から供給された処理汚泥の一部が膜エレメントの一次側から二次側に向けて濾過され、これによって、この処理汚泥の一部が固液分離されて処理水が得られる。つまり、上記循環回路での循環動作が繰り返されながら膜分離装置では処理水が順次得られていく。
【００１４】
このように、膜エレメントの一次側では、循環回路での循環流速に略等しい流速の処理汚泥が流れているため、この循環回路の循環流速を比較的高く設定しておけば、膜エレメントの一次側の面に付着しようとする汚泥（固形物）は、循環流によって押し流され、膜エレメントに付着することなしにオキシデーションディッチ槽に戻される。このため、膜エレメントの一次側面での単位時間当たりにおける汚泥（固形物）の付着量は少なく、短時間のうちに膜エレメントに大量の汚泥が付着してしまうといった状況は生じ難く、高い濾過能力を長時間に亘って維持することが可能である。尚、循環回路の循環流速は、具体的には循環回路に備えられた循環ポンプの能力により決定される。
【００１５】
また、このようにオキシデーションディッチ槽から取り出した処理汚泥を膜分離装置によって固液分離して処理水を得るようにしているので、従来のオキシデーションディッチ法を用いた水処理システムでは必要であった最終沈殿槽を不要にすることができ、これによってシステム全体としての設置面積の縮小化を図ることもできる。また、最終沈殿槽を使用しないため、汚泥中にバルキング（糸状汚泥）が発生した場合であっても膜エレメントによる固液分離を良好に行うことができ、固液分離性能の改善を図ることができる。
【００１６】
また、膜分離装置の濾過能力を高く維持するための手段として以下の構成が掲げられる。つまり、膜エレメントに対し、二次側から一次側に向けて洗浄水を通過させて膜エレメントの一次側面に付着している固形物を剥離除去する逆流洗浄動作を所定時間毎に実行する逆流洗浄手段を備えさせた構成である。より具体的には、処理汚泥の濾過動作（膜エレメントの一次側から二次側に向けての濾過）を停止した状態で、二次側から一次側に向けて洗浄水を通過させて膜エレメントの一次側面に付着している固形物を剥離させる。例えば、膜エレメントの一次側面での固形物の付着量が多大になる前に逆流洗浄動作を実行するように上記所定時間を設定することにより、この付着している固形物を短時間で剥離することができ、この逆流洗浄動作に要する時間も短くて済む。このため、膜エレメントの一次側面に大量の固形物が付着する状況が回避でき、高い能力での濾過動作を安定して行うことが可能になり、処理システムの高性能化を図ることができる。その結果、小さな膜面積であっても単位時間当たりに得られる処理水の量を大幅に増大（高フラックス化）することができ、システム全体を大型にすることなしに、高性能の水処理を実現することができる。また、一般に膜分離装置にあっては定期的に膜エレメントを薬液洗浄する必要があるが、本解決手段によれば、膜エレメントの一次側面での固形物の付着量を少なくできるので、膜エレメントに対する薬液洗浄の頻度を低減することもできる（例えば６カ月に１回程度でよい）ため、水処理動作（濾過動作）の稼働率の向上を図ることができ、これによっても高性能の水処理を実現することができる。
【００１７】
尚、逆流洗浄動作の実行タイミングとしては、例えば濾過動作を５ｍｉｎ間連続して行った後に、８ｓｅｃ間の逆流洗浄を行うことなどが掲げられる。また、逆流洗浄動作に使用する洗浄水としては、濾過動作において得られた処理水を利用することが好ましい。この洗浄水としては上記処理水に限らず、個別の水（水道水等）であってもよい。また、付着固形物の剥離が容易に行えるように水に活性剤等を混入したものであってもよいが、この洗浄水は、膜エレメントの二次側から一次側へ透過した後にはオキシデーションディッチ槽に流入することになるので、生物反応処理に悪影響を与えないものである方が好ましい。
【００１８】
上記逆流洗浄動作をより効率的に行うための手段として以下のものが掲げられる。つまり、逆流洗浄動作の実行中に膜エレメントの一次側空間に比較的大量の空気を一時的に通過させる空気供給手段を設けた構成である。これによれば、膜エレメントの一次側面に付着した固形物を、この空気により容易に剥離することが可能となり、効果的な逆流洗浄動作を実現することができる。
【００１９】
上記膜分離装置の具体構成としては以下のものが掲げられる。つまり、透過膜材料を円筒形に成形して膜エレメントを構成している。そして、多数本の膜エレメントを膜分離装置本体内に収容して、各膜エレメントの内部空間とオキシデーションディッチ槽との間で汚泥の循環回路を構成する。更に、上記オキシデーションディッチ槽から各膜エレメントに供給された汚泥が、各膜エレメントの一次側である内部から二次側である外部に向けて濾過されて処理水が得られるようにしている。
【００２０】
このように、透過膜材料（例えばポリエステルやポリスチレン等）を円筒形状に成形して膜エレメントを構成し、多数本の膜エレメントを膜分離装置本体内に収容した場合、個々の膜エレメントの内側面積を比較的小さくすることができる。これは、膜エレメントの内面に汚泥が付着した場合に、個々の膜エレメントそれぞれにおける汚泥付着総面積の削減に繋がる。つまり、個々の膜エレメントにあっては、汚泥付着面積が小さいため、上記逆流洗浄動作による固形物の剥離をより簡単に行うことができる。このため、逆流洗浄動作に要する時間が短くなり、濾過動作の稼働率の向上を図ることができる。また、膜エレメントから処理水を吸引する場合、この膜エレメントは円筒形に成形されているため、吸引負圧による変形は生じ難く、内部空間の形状を維持することができて、濾過能力を安定的に維持することが可能になる。言い換えると、膜エレメントの内部空間を大きく確保して個々の膜エレメントの濾過能力を高めようとする場合、一般的な平板状の膜エレメントであると、上記吸引負圧によって簡単に変形してしまう状況となるが、本解決手段の如く円筒状に成形した場合には、吸引負圧による変形は生じ難いため、膜エレメントの内部空間を大きく確保することが可能になり、その結果、膜エレメントの設計の自由度（径寸法の設計自由度）を拡大することができる。具体的に、膜エレメントの外径寸法としては５〜８ｍｍ程度に設定される。
【００２１】
更に、上記膜エレメントの一次側空間における汚泥流速を高く確保するための手段として以下のものが掲げられる。つまり、循環汚泥が流れる膜エレメントの一次側空間にこの循環汚泥の流れ方向に沿って流れる気泡を供給することによって循環汚泥に搬送力を与える気泡供給手段を設けた構成である。
【００２２】
この特定事項によれば、気泡供給手段から膜エレメントの一次側空間に供給された気泡が、一次側空間を流れる循環汚泥を、その流れ方向に押し流すことになり、この一次側空間で循環汚泥が滞留してしまうことがなくなる。また、この気泡は、膜エレメントの一次側面に対する汚泥の付着を抑制する機能も発揮することになり、膜エレメントの一次側面での単位時間当たりにおける汚泥（固形物）の付着量をよりいっそう低減することができる。具体的な構成としては、膜エレメントを縦型配置とし、一次側空間の下側から上側に向かって処理汚泥を流す構成としておき、膜エレメントの下側から一次側空間に向けて気泡を供給（エアリフト）する構成が掲げられる。これにより、気泡の浮力が循環汚泥の搬送力として与えられることになる。その結果、循環汚泥を循環させるために必要な動力（循環ポンプの動力等）を低減することができ、システムのランニングコストの削減を図ることができる。
【００２３】
また、この気泡供給手段を設けた場合、膜分離装置内部を流れる汚泥には空気（酸素）が供給されることになる。このため、オキシデーションディッチ槽に必要な空気量（ＤＯ（Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ Ｏｘｙｇｅｎ）：溶存酸素量）をこの気泡供給手段によって膜分離装置内の汚泥に与え、この汚泥をオキシデーションディッチ槽に戻すようにした場合には、このオキシデーションディッチ槽には曝気装置が必要なくなる。更に、本発明では、膜エレメント内に汚泥を流すための循環ポンプを、オキシデーションディッチ槽内での汚泥流速を適切に確保するための手段として兼用できる。このため、従来のオキシデーションディッチ水処理システムでは必要であった曝気攪拌装置を不要にすることができる。これにより、システム構成の簡素化を図ることができる。
【００２４】
また、膜分離装置の設置形態としては以下のものが掲げられる。つまり、膜分離装置をオキシデーションディッチ槽の上側に設置する形態である。例えば、オキシデーションディッチ槽の上側を覆うように設置板を配置しておき、この設置板の上側に膜分離装置を設置する構成である。
【００２５】
これによれば、膜分離装置を設置するための敷地面積がオキシデーションディッチ槽とは別に必要となることがなくなり、システム全体としての設置面積の縮小化を図ることが可能である。
【００２６】
また、上述した各解決手段に係る水処理システムにおいて実行される水処理方法も本発明の技術的思想の範疇である。
【００２７】
つまり、上記オキシデーションディッチ槽と膜分離装置とによって構成される汚泥循環回路に汚泥を循環させながら、この汚泥を膜エレメントの一次側から二次側に向けて濾過することにより処理水を得る方法である。この水処理方法においても上述した各解決手段に係る作用効果を得ることができる。
【００２８】
【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。本形態では、長円形の水路を構成するオキシデーションディッチ槽を備えた水処理システムに本発明を適用した場合について説明する。また、本発明の理解を容易にするため、先ず、第１実施形態では、膜分離装置としての膜モジュールを１個のみ備えた水処理システムについて説明する。この膜モジュールを複数個備えた水処理システムについては第２実施形態で説明する。
【００２９】
（第１実施形態）
−水処理システムの概略構成の説明−
図１は本形態に係る水処理システムの概略構成を示す図である。この図１に示すように、本形態に係る水処理システムは、オキシデーションディッチ槽１、膜モジュール２、処理水槽３、薬液タンク４を備えている。
【００３０】
オキシデーションディッチ槽１は、長円形の環状水路１１を有し、この水路１１を流入水が循環するようになっている。つまり、このオキシデーションディッチ槽１は、その上流側に設けられた微細目スクリーン１３を通過した流入水（汚水）が導入され、周知の活性汚泥処理法によって反応処理されるようになっている。尚、汚水循環のための駆動源については後述する。
【００３１】
例えば、水路１１に嫌気エリア及び好気エリアを備えさせて嫌気処理及び好気処理を行うものにあっては、汚水中に含まれる窒素化合物は、好気エリアにおける好気処理において活性汚泥により酸化されて硝酸性窒素になり、その後、嫌気エリアにおける嫌気処理によって硝酸性窒素から酸素を奪って窒素ガスを発生させ、これによって脱窒が行われる。また、嫌気処理において活性汚泥からリンが一旦放出され、その後、好気処理によって活性汚泥にリンを過剰採取させることにより脱リンが行われる。このような処理がオキシデーションディッチ槽１内で行われて脱窒及び脱リンが行われる。
【００３２】
処理水槽３は、後述する膜モジュール２によって汚泥が固形分離されて抽出された処理水を回収するものである。そして、この処理水槽３では、処理水に対して塩素消毒等が行われ、消毒後の処理水が放流水として排出されるようになっている。
【００３３】
薬液タンク４は、後述する膜モジュール２を薬液洗浄するための薬液が貯留されている。つまり、所定期間毎に実行される薬液洗浄時には、この薬液タンク４に貯留されている薬液が膜モジュール２に供給されることになる。この薬液洗浄のための配管構造及び薬液洗浄動作については後述する。
【００３４】
−膜モジュール２の説明−
次に、本形態の特徴とする機器である膜モジュール２について説明する。図２は膜モジュール２の内部構造を示す断面図であり、図３は膜モジュール２の内部における膜エレメント２２，２２，…の収容状態の一部を示す断面図である。
【００３５】
この膜モジュール２は、縦置き設置された略円筒状の装置本体としての本体ケーシング２１を備え、この本体ケーシング２１の内部に多数本の膜エレメント２２，２２，…が収容された構成となっている。より具体的には、図２に示すように、本体ケーシング２１は、その長手方向の中央部が一定の内径寸法を有するエレメント収容部２３として構成されており、このエレメント収容部２３に多数本（例えば６１５本）の膜エレメント２２，２２，…が束ねられた状態で収容されている。
【００３６】
各膜エレメント２２，２２，…は、透過膜材料が円筒形に成形された小径（外径寸法が例えば５．２ｍｍ）の所謂ストロー形状の部材であって、その内部に汚泥が流入した場合、その汚泥から水のみを外部に濾過できるように微多孔性膜等により構成されている。尚、この膜エレメント２２を構成する透過膜材料としては、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル等が掲げられる。透過膜材料はこれら材料に限るものではない。
【００３７】
これにより、本体ケーシング２１の長手方向の下側部分には汚泥流入空間２４が形成されていると共に、本体ケーシング２１の長手方向の上側部分には汚泥流出空間２５が形成されている。これら汚泥流入空間２４及び汚泥流出空間２５は、各膜エレメント２２，２２，…の内部空間に連通している。
【００３８】
また、この膜モジュール２の本体ケーシング２１の底部には、後述する薬液洗浄動作の終了後に、この本体ケーシング２１の底部から薬液を排出するための排出手段としての排出管６４が接続されており、この排出管６４には開閉自在なバルブＶ２が設けられている。つまり、薬液洗浄動作の終了後にこのバルブＶ２が開放されることにより、本体ケーシング２１から薬液が排出され、オキシデーションディッチ槽１には流入しないようになっている。
【００３９】
−循環回路の説明−
上記膜モジュール２とオキシデーションディッチ槽１とは、汚泥取り出し管５１及び汚泥戻し管５２によって互いに接続されており、汚泥取り出し管５１に備えられた循環ポンプＰ１の駆動に伴って膜モジュール２とオキシデーションディッチ槽１との間で汚泥が循環するように構成されている。つまり、これらオキシデーションディッチ槽１、膜モジュール２、汚泥取り出し管５１、汚泥戻し管５２によって汚泥循環回路が構成されている。
【００４０】
上記汚泥取り出し管５１は、一端（上流端）がオキシデーションディッチ槽１の内部に、他端（下流端）が膜モジュール２の汚泥流入空間２４にそれぞれ接続されている。そして、この汚泥取り出し管５１の上流端には、取り出しチャンバ５１ａが取り付けられており、オキシデーションディッチ槽１の内部で循環する汚泥をこの取り出しチャンバ５１ａによって取り出して汚泥取り出し管５１から膜モジュール２に導入するようになっている。
【００４１】
一方、汚泥戻し管５２は、一端（上流端）が膜モジュール２の汚泥流出空間２５に、他端（下流端）がオキシデーションディッチ槽１の内部にそれぞれ接続されている。そして、この汚泥戻し管５２の下流端には、排出チャンバ５２ａが取り付けられており、膜モジュール２内を通過した後の汚泥をこの排出チャンバ５２ａからオキシデーションディッチ槽１の内部に戻すようになっている。尚、この排出チャンバ５２ａからの汚泥排出方向は、オキシデーションディッチ槽１内の汚泥循環方向に沿う方向となっており、これによって、オキシデーションディッチ槽１内に水平方向の推力を与えるようになっている。また、排出チャンバ５２ａは取り出しチャンバ５１ａの直下流側に配設されており、この取り出しチャンバ５１ａと排出チャンバ５２ａとの間の領域が可能な限り狭く設定されている。つまり、取り出しチャンバ５１ａと排出チャンバ５２ａとは、開口が互いに逆向きに開放し且つ汚水の流れ方向で対向して（背面同士が対向して）近接配置されている。この取り出しチャンバ５１ａと排出チャンバ５２ａとの間の領域は汚水が慣性（惰性）によって流れる領域であるので、この領域を狭く設定することで、オキシデーションディッチ槽１内での汚水の循環が円滑に行われることになる。
【００４２】
このように、オキシデーションディッチ槽１、膜モジュール２、汚泥取り出し管５１、汚泥戻し管５２によって汚泥循環回路が構成されていることにより、オキシデーションディッチ槽１における生物反応処理後の処理汚泥は、オキシデーションディッチ槽１から取り出され、膜モジュール２に供給される。この膜モジュール２の内部では、汚泥流入空間２４から各膜エレメント２２，２２，…の内部空間を経て汚泥流出空間２５に向かう流れが生じている。このため、図４（ａ）に示すように、各膜エレメント２２，２２，…の内部空間を流れている汚泥の一部については濾過が行われ、処理汚泥の一部が固液分離されて処理水が膜エレメント２２の外部に抽出される。このようにして循環回路での汚泥の循環動作が繰り返されながら膜モジュール２では処理水が連続的に得られるようになっている。尚、通常運転状態では、上記循環回路における汚泥循環量と膜モジュール２による処理水抽出量との比は「２０：１」程度となるように設定されている。本発明はこの比に限るものではない。
【００４３】
尚、固液分離されて膜エレメント２２の内部空間に残った汚泥は、この内部空間に生じている汚泥流に沿って膜エレメント２２の内部空間から汚泥流出空間２５、汚泥戻し管５２を経てオキシデーションディッチ槽１に戻されるようになっている。
【００４４】
また、本形態では、膜エレメント２２内に汚泥を流すための循環ポンプＰ１を、オキシデーションディッチ槽１内での汚泥流速を適切に確保するための手段として兼用できる。このため、従来のオキシデーションディッチ水処理システムでは必要であった曝気攪拌装置を不要にすることができる。これにより、システム構成の簡素化を図ることができる。
【００４５】
このように、膜エレメント２２の内部空間（一次側）では、循環回路での循環流速に略等しい流速の処理汚泥が流れているため、この循環回路の循環流速を比較的高く設定しておけば、膜エレメント２２の内側面に付着しようとする汚泥（固形物）は、循環流によって押し流され、膜エレメント２２に付着することなしにオキシデーションディッチ槽１に戻されることになる。このため、膜エレメント２２の内側面での単位時間当たりにおける汚泥（固形物）の付着量は、一般的な浸漬型分離膜ユニットの場合に比べて大幅に低減される。これにより、高い濾過能力を長時間に亘って維持することが可能になる。尚、図４（ｂ）は、循環回路での循環動作が所定時間継続して行われて膜エレメント２２の内面に僅かに固形物が付着した状態を示している。
【００４６】
−処理水の取り出し−
上記膜モジュール２と処理水槽３とは、導出管としての処理水取り出し管５３によって接続されている。この処理水取り出し管５３は、膜モジュール２に接続する側が分岐されており、一方の分岐管５３ａは上記エレメント収容部２３の下部に、他方の分岐管５３ｂはエレメント収容部２３の上部にそれぞれ接続されている。また、処理水取り出し管５３には膜濾過ポンプＰ２が備えられており、この膜濾過ポンプＰ２の駆動に伴って、各膜エレメント２２，２２，…で濾過された処理水が各分岐管５３ａ，５３ｂから抜き出され処理水取り出し管５３を経て処理水槽３に回収されるようになっている。
【００４７】
−エアリフト−
また、本システムは、各膜エレメント２２，２２，…の内部空間に気泡を連続的に供給するためのエアリフトブロアＢ２を備えている。このエアリフトブロアＢ２と膜モジュール２の汚泥流入空間２４とはリフトエア供給管６２によって接続されており、エアリフトブロアＢ２の駆動に伴って、汚泥流入空間２４にエアが供給され、このエアが気泡となって各膜エレメント２２，２２，…の内部空間に連続的に供給されるようになっている（図４（ａ）、（ｂ）参照）。具体的には、リフトエア供給管６２の先端には多数の開口が形成された散気管６２ａが取り付けられており、この散気管６２ａの各開口から汚泥流入空間２４に気泡が供給され、これら気泡はその浮力によって各膜エレメント２２，２２，…の内部空間に連続的に供給されるようになっている。このように上記リフトエア供給管６２及びエアリフトブロアＢ２によって本発明でいう気泡供給手段が構成されている。
【００４８】
上述の如く各膜エレメント２２，２２，…の内部空間に気泡を連続的に供給するようにしたことにより、この気泡が、膜エレメント２２内の汚泥をその流れ方向（上方）に押し流すことになり、膜エレメント２２の内部空間で汚泥が滞留してしまうことがなくなる。また、この気泡は、膜エレメント２２の内面に対する汚泥の付着を抑制する機能も発揮することになり、膜エレメント２２の内面での単位時間当たりにおける汚泥（固形物）の付着量をよりいっそう低減することができる。これにより、気泡の浮力が循環汚泥の搬送力として与えられることになり、その結果、循環汚泥を循環させるために必要な動力（上記循環ポンプＰ１の動力）を低減することができ、システムのランニングコストの削減を図ることができる。
【００４９】
また、この場合、膜エレメント２２の内部空間に供給される気泡の外径は、膜エレメント２２の内径寸法と略等しいか、または、膜エレメント２２の内径寸法よりも僅かに大きく設定しておく。これによれば、膜エレメント２２の内部空間には、汚泥に満たされた層と空気に満たされた層とが汚泥流れ方向で交互に存在することになり（図４（ａ），（ｂ）参照）、汚泥は気泡によって強制的に押し流される状態となって、気泡から汚泥に対して搬送力を確実に与えることができて効率の良い汚泥循環動作を行うことができる。
【００５０】
−逆流洗浄−
上記処理水槽３と処理水取り出し管５３とは逆流洗浄管５４によって接続されている。この逆流洗浄管５４には逆流洗浄ポンプＰ３が備えられており、この逆洗浄ポンプＰ３の駆動に伴って、処理水槽３内の処理水が逆洗浄配管５４及び処理水取り出し管５３を経て膜モジュール２のエレメント収容部２３に供給されるようになっている（図１に破線で示す矢印参照）。
【００５１】
つまり、所定時間毎に逆流洗浄ポンプＰ３を駆動することによって逆流洗浄動作を実行し、これによって、各膜エレメント２２，２２，…の内面に付着している固形物を剥離除去できるようにしている。この逆流洗浄動作の実行時には、循環ポンプＰ１の駆動は継続させる一方、膜濾過ポンプＰ２は停止され上記の濾過動作を停止するようになっている。このように上記逆流洗浄管５４及び逆流洗浄ポンプＰ３によって本発明でいう逆流洗浄手段が構成されている。
【００５２】
このような逆流洗浄動作を実行することにより、図４（ｃ）に示すように、膜エレメント２２の内側面に付着している固形物を容易に剥離除去することが可能であり、高い能力での濾過動作を安定して行うことが可能になり、活性汚泥処理システムの高性能化を図ることができる。その結果、従来のものに比べて、小さな膜面積であっても単位時間当たりに得られる処理水の量を大幅に増大（高フラックス化）することができ、システム全体を大型にすることなしに、高性能の水処理を実現することができる。具体的には、従来の浸漬型分離膜ユニットにあっては処理能力が０．４ｍ３／ｍ２・ｄａｙ程度であったが、本実施形態に係る膜モジュール２では処理能力が０．８ｍ３／ｍ２・ｄａｙ程度に向上することが実験により確認されている。
【００５３】
また、本形態によれば、膜エレメント２２に対する薬液洗浄の頻度を低減することもできる（例えば６カ月に１回程度でよい）ため、水処理動作（濾過動作）の稼働率の向上を図ることができ、これによっても高性能の水処理を実現することができる。
【００５４】
−エアインジェクション−
上記の逆流洗浄動作をより効率的に行うために、本システムは、各膜エレメント２２，２２，…の内部空間に比較的大量の空気を一時的に通過させるエアインジェクションコンプレッサＣを備えている。このエアインジェクションコンプレッサＣと上記汚泥取り出し管５１とはエアインジェクション管６３によって接続されており、エアインジェクションコンプレッサＣの駆動に伴って、加圧エアが汚泥取り出し管５１、汚泥流入空間２４を経て各膜エレメント２２，２２，…の内部空間に一時的に大量に供給されるようになっている。このように上記エアインジェクション管６３及びエアインジェクションコンプレッサＣによって本発明でいう空気供給手段が構成されている。
【００５５】
この加圧エアによって、膜エレメント２２の内面に付着している汚泥を迅速に剥離することが可能となり（図４（ｃ）参照）、上記逆流洗浄動作に要する時間が短くなって、濾過動作の稼働率の向上を図ることができる。
【００５６】
−薬液洗浄−
上記薬液タンク４と処理水取り出し管５３とは薬液洗浄管５５によって接続されている。この薬液洗浄管５５には薬液洗浄ポンプＰ４が備えられており、この薬液洗浄ポンプＰ３の駆動に伴って、薬液タンク４内の薬液が薬液洗浄管５５及び処理水取り出し管５３を経て膜モジュール２のエレメント収容部２３に供給されるようになっている（図１に一点鎖線で示す矢印参照）。
【００５７】
つまり、所定期間毎に薬液洗浄ポンプＰ４を駆動することによって薬液洗浄動作を実行し、これによって、各膜エレメント２２，２２，…の内面に付着している固形物を溶解除去できるようにしている。この薬液洗浄動作の実行時には、薬液洗浄ポンプＰ４を除く全てのポンプＰ１〜Ｐ３は停止され、上記の濾過動作やエア供給動作を停止するようになっている。このポンプの駆動制御による薬液洗浄動作の実行は、図示しないコントローラに備えられた薬液洗浄手段の制御により行われる。
【００５８】
このような薬液流洗浄動作を所定期間毎に実行することにより、膜エレメント２２の内面に付着している固形物は容易に剥離され且つ溶解されて膜エレメント２２は浄化されることになり、効率の良い薬液洗浄を実行することができる。これにより、薬液洗浄動作に要する時間の短縮化を図ることが可能になり、膜モジュール２を迅速に復帰させて濾過動作の稼働率の向上を図ることができる。また、薬液洗浄に使用する薬液の量は膜モジュール２の本体ケーシング２１内の容積程度で済むため、従来の浸漬型分離膜ユニットを薬液洗浄する場合に比べて使用薬液量の削減が図れる。これにより、薬液洗浄後の廃液の量が少なくなり、その処理を容易に行うことができる。
【００５９】
−各動作の実行タイミング−
次に、上述した逆流洗浄動作や薬液洗浄動作の実行タイミングについて説明する。図５は、本水処理システムの動作を示すタイミングチャートである。この図に示すように、通常の処理水濾過動作にあっては、膜濾過ポンプＰ２、循環ポンプＰ１、エアリフトブロアＢ２が運転され、上述した汚泥の循環動作に伴う処理水濾過動作が実行されて、処理水槽３に連続的に処理水が抜き出されることになる。
【００６０】
そして、この動作が所定時間Ａ（例えば５ｍｉｎ）実行された後に、逆流洗浄動作に切り換えられる。この逆流洗浄動作では、上述した如く、膜濾過ポンプＰ２が停止され、逆流洗浄ポンプＰ３が駆動されることにより実行される。この逆流洗浄動作は、図中の時間Ｂ（例えば８ｓｅｃ）だけ行われる。そして、この逆流洗浄動作の途中でエアインジェクションコンプレッサＣが一時的に駆動され、加圧エアが各膜エレメント２２，２２，…の内部空間に一時的に大量に供給される。このエアインジェクションコンプレッサＣの駆動タイミングとしては、逆流洗浄動作の実行時間のうちの中間の時間に行われる。具体的には、逆流洗浄動作が８ｓｅｃ間実行される場合、この逆流洗浄動作の開始から２ｓｅｃ（図５中の時間Ｃ）後にエアインジェクションコンプレッサＣが起動され、その後、３ｓｅｃ間（図５中の時間Ｄ）、継続して駆動した後、停止される。その後も逆流洗浄動作は２ｓｅｃ間継続して実行されることになる。尚、これら各時間はこれに限るものではない。尚、上記エアインジェクション動作は、逆流洗浄動作の開始と同時に実行するようにしてもよい。
【００６１】
このような逆流洗浄動作が実行された後、所定時間のウエイト時間（図５中の時間Ｅ）だけ膜濾過ポンプＰ２の起動を禁止し、このウエイト時間の経過後に、膜濾過ポンプＰ２を起動して上記の循環動作に伴う処理水濾過動作が復帰されることになる。以上の動作が繰り返される。
【００６２】
また、上記薬液洗浄動作は、６カ月毎に実行されるようになっている。この場合には、上述した如く薬液洗浄ポンプＰ４を除く全てのポンプＰ１〜Ｐ３は停止される。
【００６３】
以上説明したように、本形態では、膜エレメント２２の内部に比較的高い速度で処理汚泥を通過させながら、一部の処理汚泥に対して濾過を行って処理水を抽出するようにしている。このとき、膜エレメント２２の内面に付着しようとする汚泥（固形物）は、循環流によって押し流され、膜エレメント２２に付着することなしにオキシデーションディッチ槽１に戻される。このため、膜エレメント２２の内面での単位時間当たりにおける汚泥（固形物）の付着量は、従来の浸漬型分離膜ユニットの場合に比べて大幅に低減される。従って、高い濾過能力を長時間に亘って維持することが可能になる。このように、膜モジュール２により高い処理能力で固液分離が可能であるため、従来のオキシデーションディッチ法を用いた水処理システムでは必要であった最終沈殿槽を不要にすることができ、これによってシステム全体としての設置面積の縮小化を図ることができる。また、最終沈殿槽を使用しないため、汚泥中にバルキング（糸状汚泥）が発生した場合であっても膜エレメント２２による固液分離を良好に行うことができ、固液分離性能の改善を図ることができる。
【００６４】
また、本形態では、この膜エレメント２２に対し、処理水の濾過方向とは逆方向に洗浄水を定期的に通過させることにより膜エレメント２２の内面に付着している固形物を剥離除去するようにしている。このため、膜エレメント２２の内面に大量の固形物が付着する状況が回避でき、高い能力での濾過動作を安定して行うことが可能になり、活性汚泥処理システムの高性能化を図ることができる。その結果、小さな膜面積であっても単位時間当たりに得られる処理水の量を大幅に増大（高フラックス化）することができ、システム全体を大型にすることなしに、高性能の水処理を実現することができる。また、膜エレメント２２に対する薬液洗浄の頻度を低減することもできるため、水処理動作（濾過動作）の稼働率の向上を図ることができ、これによっても高性能の水処理を実現することができる。
【００６５】
また、オキシデーションディッチ槽１に曝気ブロアを備えさせる場合、この曝気ブロアからの空気供給量を、エアリフトブロアＢ２からの空気供給量に応じて調整するようにし、オキシデーションディッチ槽１内へ戻される汚泥中の酸素量と曝気ブロアからの酸素量との合算が目標ＤＯとなるように曝気ブロアを制御すれば、オキシデーションディッチ槽１内に必要以上の空気が供給されてしまうことがなくなり、曝気ブロアの稼働率を必要最小限に抑えることでシステムのランニングコストの大幅な削減を図ることができる。この曝気ブロアからオキシデーションディッチ槽１に供給する空気の供給量の調整は、図示しないコントローラに備えられた曝気量調整手段の制御により行われる。尚、通常運転状態では、曝気ブロアからの空気の供給量とエアリフトブロアＢ２からの空気供給量とは「３：１」程度に調整されている。本発明はこの比に限るものではない。
【００６６】
尚、オキシデーションディッチ槽１に必要な空気量をエアリフトブロアＢ２によって処理汚泥に与え、この処理汚泥をオキシデーションディッチ槽１に戻すようにした場合には、曝気ブロアが必要なくなる。これにより、システム構成の簡素化を図ることができる。
【００６７】
（第１変形例）
次に、上述した第１実施形態の第１変形例について説明する。本例は、逆流洗浄動作時に、各膜エレメント２２，２２，…の内部空間に比較的大量の空気を一時的に通過させるための構成の変形例である。その他の構成は上述した第１実施形態のものと同様であるため、ここでは、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００６８】
図６は、本例に係る水処理システムの概略構成を示す図である。この図６に示すように、本形態に係る水処理システムは、エアリフトブロアＢ２に繋がっているリフトエア供給管６２の下流側が分岐されており、一方の分岐管６２ｂは膜モジュール２の汚泥流入空間２４に接続され、他方の分岐管６２ｃは上記汚泥取り出し管５１に接続されている。また、この他方の分岐管６２ｃの途中には、エアリフトブロアＢ２から供給される空気を一時的に貯留する貯留容器６５が設けられている。この貯留容器６５の上流側及び下流側の配管には開閉弁Ｖ３，Ｖ４がそれぞれ設けられている。
【００６９】
このため、処理水濾過動作時には、エアリフトブロアＢ２が駆動した状態で上流側の開閉弁Ｖ３のみが開放され、エアリフトブロアＢ２から供給された空気の一部が分岐管６２ｃに流入して貯留容器６５の内部に蓄えられていく。
【００７０】
そして、逆流洗浄動作中に、上流側の開閉弁Ｖ３が閉鎖されると共に下流側の開閉弁Ｖ４が開放され、これによって、貯留容器６５の内部に蓄えられた空気が、汚泥取り出し管５１、汚泥流入空間２４を経て各膜エレメント２２，２２，…の内部空間に一時的に大量に供給されることになる。これにより、膜エレメント２２の内面に付着している固形物を効果的に剥離除去することができる。
【００７１】
つまり、本例では、エアリフトブロアＢ２から供給される気泡を逆流洗浄動作用の空気として利用することによって、上記第１実施形態におけるエアインジェクションコンプレッサＣやエアインジェクション管６３を不要とすることができ、システム構成の簡素化を図ることができる。
【００７２】
（第２変形例）
次に、上述した第１実施形態の第２変形例について説明する。本例は、エアリフトブロアＢ２から各膜エレメント２２，２２，…の内部空間に連続的に気泡を供給するための構成の変形例である。その他の構成は上述した第１実施形態のものと同様であるため、ここでは、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００７３】
図７は本例に係る膜モジュール２の内部構造を示す断面図である。図８はリフトエア供給管６２の先端に取り付けられた散気部材６２ｄの斜視図である。これら図に示すように、リフトエア供給管６２の先端には、膜モジュール２の本体ケーシング２１の断面形状に略一致する円盤状多孔質体により構成された散気部材６２ｄが取り付けられており、この散気部材６２ｄが汚泥流入空間２４の底部に設置されている。
【００７４】
このため、膜モジュール２の本体ケーシング２１の内部に収容された多数本の膜エレメント２２，２２，…のそれぞれの内部空間（一次側空間）に対して空気を略均等に供給することが可能となる。従って、各膜エレメント２２，２２，…の内部空間での汚泥流量を略均一にできて、濾過能力の均等化を図ることが可能となり、その結果、膜分離装置全体としての濾過能力の向上を図ることができる。
【００７５】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本形態は、膜モジュールを複数個備えた水処理システムに係るものである。尚、ここでは５本の膜モジュールを備えた水処理システムについて説明する。また、各膜モジュールの構成は、上述した第１実施形態のものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００７６】
図９は、本形態に係る水処理システムの配管系統図である。この図に示すように、各膜モジュール２Ａ〜２Ｅは、オキシデーションディッチ槽１、処理水槽３、薬液タンク４に対して並列に接続されている。つまり、汚泥取り出し管５１、汚泥戻し管５２、処理水取り出し管５３、逆流洗浄管５４、薬液供給管５５がそれぞれ各膜モジュール２Ａ〜２Ｅに対応するように分岐されていると共に、汚泥取り出し管５１、汚泥戻し管５２、処理水取り出し管５３、逆流洗浄管５４、薬液供給管５５の各分岐管には図示しない開閉弁がそれぞれ設けられている。また、図示しないが、エアリフトブロアＢ２に繋がるリフトエア供給管６２及びエアインジェクションコンプレッサＣに繋がるエアインジェクション管６３も同様に、各膜モジュール２Ａ〜２Ｅに対応するように分岐されていると共に、エアインジェクション管６３の分岐管には開閉弁が設けられている。
【００７７】
そして、本形態では、逆流洗浄時には５台の膜モジュール２Ａ〜２Ｅのうち選択された１台のみに対して逆流洗浄動作を実行するようになっている。例えば、第１膜モジュール２Ａに対して逆流洗浄動作を実行する際には、他の膜モジュール２Ｂ〜２Ｅでは、処理水濾過動作を継続して実行する。この時には、第１膜モジュール２Ａに接続している各配管の分岐管に備えられた開閉弁のうち、処理水取り出し管５３及び薬液供給管５５の分岐管にそれぞれ備えられた開閉弁が閉鎖され、逆流洗浄管５４の分岐管に備えられた開閉弁が開放されることになる。また、エアインジェクション管６３に備えられた開閉弁も開放されることになる。
【００７８】
そして、この逆流洗浄動作が終了すると、処理水取り出し管５３の分岐管に備えられた開閉弁が開放され、逆流洗浄管５４の分岐管に備えられた開閉弁が閉鎖されて、全ての膜モジュール２Ａ〜２Ｅを使用した処理水濾過動作が復帰する。
【００７９】
その後、他の一つの膜モジュール（例えば第２膜モジュール２Ｂ）の逆流洗浄タイミングに達すると、上記の場合と同様にして開閉弁の開閉が切り換えられて、この一つの膜モジュールに対する逆流洗浄動作が実行される。このようにして、順次、一つの膜モジュールに対する逆流洗浄動作が行われながら４台または５台の膜モジュール２Ａ〜２Ｅにおいて処理水濾過動作が行われるようになっている。
【００８０】
また、薬液洗浄動作においても同様に、５台の膜モジュール２Ａ〜２Ｅのうち選択された一つのみに対して薬液が供給されて洗浄されることになる。例えば、第１膜モジュール２Ａに対して薬液洗浄動作を実行する際には、他の膜モジュール２Ｂ〜２Ｅでは、処理水濾過動作を継続して実行する。この時には、第１膜モジュール２Ａに接続している各配管の分岐管に備えられた開閉弁のうち、薬液供給管５５の分岐管に備えられた開閉弁が開放し、その他の分岐管に備えられた開閉弁が閉鎖されることになる。また、エアインジェクション管６３に備えられた開閉弁も閉鎖されることになる。
【００８１】
そして、この薬液洗浄動作が終了すると、薬液供給管５５の分岐管に備えられた開閉弁が閉鎖され、汚泥取り出し管５１、処理水取り出し管５３の分岐管に備えられた開閉弁が開放され、逆流洗浄管５４の分岐管に備えられた開閉弁が閉鎖されて、全ての膜モジュール２Ａ〜２Ｅを使用した処理水濾過動作が復帰する。
【００８２】
このように、逆流洗浄動作や薬液洗浄動作にあっては１台の膜モジュールのみがその動作に移行し、その他の膜モジュールは、処理水濾過動作が連続して行われる。このため、システム全体としての濾過能力を大きく低下させることなしに上記逆流洗浄動作や薬液洗浄動作による膜エレメントの高性能化の維持を図ることが可能になる。
【００８３】
尚、本形態では、５本の膜モジュールを備えた水処理システムについて説明したが、それ以外の本数の膜モジュールを備えた水処理システムにおいても同様の構成及び動作が行われる。
【００８４】
（膜モジュール２の設置形態）
次に、上記膜モジュール２の具体的な設置形態について説明する。以下の説明では、上記第２実施形態の場合、つまり、５本の膜モジュールを備えた水処理システムについての各膜モジュール２Ａ〜２Ｅの具体的な設置形態について説明する。尚、上記第１実施形態の場合にも同様の設置形態を採用することが可能である。
【００８５】
図１０は、各膜モジュール２Ａ〜２Ｅの設置形態を示すものであって、オキシデーションディッチ槽１の中心線に沿った断面図（図９におけるＸ−Ｘ線に沿った断面図）である。
【００８６】
この図に示すように、オキシデーションディッチ槽１の上側には、その上部の略全体を覆うように設置板１５が配設されており、各膜モジュール２Ａ〜２Ｅは、この設置板１５の上側に立設されている。また、オキシデーションディッチ槽１と各膜モジュール２Ａ〜２Ｅとを接続する各種配管もこの設置板１５の上側に配設されている（図１０では図示省略）。
【００８７】
これによれば、オキシデーションディッチ槽１の設置面上に各膜モジュール２Ａ〜２Ｅの設置面を確保することができる。従って、各膜モジュール２Ａ〜２Ｅを設置するための敷地面積がオキシデーションディッチ槽１とは別に必要となることがなくなり、システム全体としての設置面積の縮小化を図ることが可能である。
【００８８】
また、これら各膜モジュール２Ａ〜２Ｅをオキシデーションディッチ槽１の上側に設置するための構成としては、必ずしもオキシデーションディッチ槽１の上部の略全体を設置板１５によって覆う必要はなく、このオキシデーションディッチ槽１の上部に膜モジュール設置用のフレームを架け渡しておき、このフレームによって各膜モジュール２Ａ〜２Ｅを指示するようにしてもよい。
【００８９】
【発明の効果】
以上のように、本発明では、オキシデーションディッチ槽から取り出した処理後の汚泥を膜エレメントで濾過して処理水を得るようにした水処理システムであって、上記膜エレメントを収容した膜分離装置とオキシデーションディッチ槽との間で汚泥を循環させ、膜エレメントの内部に比較的高い速度で汚泥を通過させながら、一部の処理汚泥に対して濾過を行って処理水を抽出するようにしている。これにより、従来のオキシデーションディッチ法を用いた水処理システムでは必要であった最終沈殿槽を不要にしながらも、高い水処理能力を得ることができることになる。
【００９０】
また、本発明によれば、膜エレメント内に汚泥を流すための循環ポンプを、オキシデーションディッチ槽内での汚泥流速を適切に確保するための手段として兼用できる。このため、従来のオキシデーションディッチ水処理システムでは必要であった曝気攪拌装置を不要にすることができる。これにより、システム構成の簡素化を図ることができる。
【００９１】
また、この膜エレメントに対し、処理水の濾過方向とは逆方向に洗浄水を通過させることにより膜エレメントに付着している固形物を定期的に剥離除去するようにしている。このため、膜エレメントの一次側面に大量の固形物が付着する状況が回避でき、高い能力での濾過動作を安定して行うことが可能になり、水処理システムの高性能化を図ることができる。その結果、小さな膜面積であっても単位時間当たりに得られる処理水の量を大幅に増大（高フラックス化）することができ、システム全体を大型にすることなしに、高性能の水処理を実現することができる。また、膜エレメントに対する薬液洗浄の頻度を低減することもできるため、水処理動作（濾過動作）の稼働率の向上を図ることができ、これによっても高性能の水処理を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る水処理システムの概略構成を示す図である。
【図２】膜モジュールの内部構造を示す断面図である。
【図３】膜モジュール内部に膜エレメントが収容された状態を示す断面図である。
【図４】各工程における膜エレメント内の状態を説明するための図である。
【図５】水処理システムの動作を示すタイミングチャート図である。
【図６】第１変形例に係る水処理システムの概略構成を示す図である。
【図７】第２変形例に係る膜モジュールの内部構造を示す断面図である。
【図８】第２変形例に係る散気部材の斜視図である。
【図９】第２実施形態に係る水処理システムの配管系統図である。
【図１０】各膜モジュールの設置形態の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ オキシデーションディッチ槽
２ 膜モジュール（膜分離装置）
２１ 本体ケーシング（膜分離装置本体）
２２ 膜エレメント
５２ 汚泥戻し管
５２ａ，５３ａ 分岐管
５３ 処理水取り出し管（導出管）
５４ 逆流洗浄管
６２ リフトエア供給管
６３ エアインジェクション管
Ｐ３ 逆流洗浄ポンプ
Ｂ２ エアリフトブロア
Ｃ エアインジェクションコンプレッサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水等の処理を行うためのオキシデーションディッチ法を用いた水処理システム及び水処理方法に係る。特に、本発明は、システムの小型化及び水処理性能の向上を図るための対策に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、中小規模の下水処理場等に適用される水処理システムとして、下記の特許文献１に開示されているオキシデーションディッチ法を利用したシステムが知られている。
【０００３】
このオキシデーションディッチ法は、水深１〜３ｍの長円形もしくは円形の環状水路を構成するオキシデーションディッチ槽に汚水を流し、水路の途中に設けた曝気攪拌装置によって水平方向の推力を与えつつ曝気攪拌を行うことで汚水に対して活性汚泥処理を行うものである。
【０００４】
また、処理後の汚泥は最終沈殿槽に送られ、この最終沈殿槽において上澄み液としての処理水と沈降汚泥とに分離される。そして、処理水は処理水槽を経て系外へ排出される一方、沈降汚泥はその一部がオキシデーションディッチ槽に返送され、残部は余剰汚泥として引き抜かれるようになっている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３３４２８６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の水処理システムでは、その設置面積の縮小化が求められている。特に上記オキシデーションディッチ法を用いた水処理システムでは、オキシデーションディッチ槽の設置スペースとして大きな面積が必要である。しかしながら、このオキシデーションディッチ槽を小型化した場合には、単位時間当たりに処理できる汚水量が少なくなってしまったり、槽内での生物反応処理に悪影響を与えてしまったりする。このため、オキシデーションディッチ槽を小型化して水処理システムの設置面積の縮小化を図るといった手法は好ましくない。
【０００７】
従って、水処理システム全体としての設置面積の縮小化を実現するためには、オキシデーションディッチ槽以外の設備を小型化もしくは不要にすることが好ましい。
【０００８】
本発明の発明者らは、この点に鑑み、オキシデーションディッチ槽以外の設備を不要にすることについて研究を行った。そして、上記最終沈殿槽では、バルキングが発生した場合に固液分離を良好に行うことができなくなってしまう点をも考慮し、この最終沈殿槽を不要にしながらも固液分離を可能とするシステムを構築した場合には、水処理システムの設置面積の縮小化と固液分離の改善とが実現できることに着目し、この最終沈殿槽を不要とするシステム構成について研究を行い、その結果、本発明に至った。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、オキシデーションディッチ法を用いた水処理システムに対し、汚水処理能力を低下させることなく、最終沈殿槽を不要とすることでシステム全体としての設置面積の縮小化を図ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
−発明の概要−
上記の目的を達成するために、本発明は、オキシデーションディッチ槽から取り出した処理後の汚泥を膜エレメントで濾過して処理水を得るようにした水処理システムであって、上記膜エレメントを収容した膜分離装置とオキシデーションディッチ槽との間で汚泥を循環させ、膜エレメントの内部に比較的高い速度で汚泥を通過させながら、一部の処理汚泥に対して濾過を行って処理水を抽出するようにしている。これにより、従来のオキシデーションディッチ法を用いた水処理システムでは必要であった最終沈殿槽を不要にしながらも、高い水処理能力を得ることができるようにしている。
【００１１】
−解決手段−
具体的には、オキシデーションディッチ槽内における生物反応処理後の処理汚泥を固液分離して処理水を抽出するようにした水処理システムを前提とする。この水処理システムに対し、膜エレメントを収容した膜分離装置を上記オキシデーションディッチ槽の外部に設置する。また、このオキシデーションディッチ槽と膜分離装置とによって汚泥循環回路を構成し、この汚泥循環回路に汚泥を循環させながら、この汚泥を膜エレメントの一次側から二次側に向けて濾過することにより処理水を得る構成としている。
【００１２】
この特定事項により、先ず、オキシデーションディッチ槽において生物反応処理を行った後の処理汚泥は、膜分離装置とオキシデーションディッチ槽との間で構成される循環回路を循環する。つまり、オキシデーションディッチ槽から取り出された処理汚泥は、膜分離装置に供給され、一部の汚泥については後述する濾過が行われた後、オキシデーションディッチ槽に戻される。循環回路ではこの循環動作が繰り返される。
【００１３】
一方、膜分離装置では、オキシデーションディッチ槽から供給された処理汚泥の一部が膜エレメントの一次側から二次側に向けて濾過され、これによって、この処理汚泥の一部が固液分離されて処理水が得られる。つまり、上記循環回路での循環動作が繰り返されながら膜分離装置では処理水が順次得られていく。
【００１４】
このように、膜エレメントの一次側では、循環回路での循環流速に略等しい流速の処理汚泥が流れているため、この循環回路の循環流速を比較的高く設定しておけば、膜エレメントの一次側の面に付着しようとする汚泥（固形物）は、循環流によって押し流され、膜エレメントに付着することなしにオキシデーションディッチ槽に戻される。このため、膜エレメントの一次側面での単位時間当たりにおける汚泥（固形物）の付着量は少なく、短時間のうちに膜エレメントに大量の汚泥が付着してしまうといった状況は生じ難く、高い濾過能力を長時間に亘って維持することが可能である。尚、循環回路の循環流速は、具体的には循環回路に備えられた循環ポンプの能力により決定される。
【００１５】
また、このようにオキシデーションディッチ槽から取り出した処理汚泥を膜分離装置によって固液分離して処理水を得るようにしているので、従来のオキシデーションディッチ法を用いた水処理システムでは必要であった最終沈殿槽を不要にすることができ、これによってシステム全体としての設置面積の縮小化を図ることもできる。また、最終沈殿槽を使用しないため、汚泥中にバルキング（糸状汚泥）が発生した場合であっても膜エレメントによる固液分離を良好に行うことができ、固液分離性能の改善を図ることができる。
【００１６】
また、膜分離装置の濾過能力を高く維持するための手段として以下の構成が掲げられる。つまり、膜エレメントに対し、二次側から一次側に向けて洗浄水を通過させて膜エレメントの一次側面に付着している固形物を剥離除去する逆流洗浄動作を所定時間毎に実行する逆流洗浄手段を備えさせた構成である。より具体的には、処理汚泥の濾過動作（膜エレメントの一次側から二次側に向けての濾過）を停止した状態で、二次側から一次側に向けて洗浄水を通過させて膜エレメントの一次側面に付着している固形物を剥離させる。例えば、膜エレメントの一次側面での固形物の付着量が多大になる前に逆流洗浄動作を実行するように上記所定時間を設定することにより、この付着している固形物を短時間で剥離することができ、この逆流洗浄動作に要する時間も短くて済む。このため、膜エレメントの一次側面に大量の固形物が付着する状況が回避でき、高い能力での濾過動作を安定して行うことが可能になり、処理システムの高性能化を図ることができる。その結果、小さな膜面積であっても単位時間当たりに得られる処理水の量を大幅に増大（高フラックス化）することができ、システム全体を大型にすることなしに、高性能の水処理を実現することができる。また、一般に膜分離装置にあっては定期的に膜エレメントを薬液洗浄する必要があるが、本解決手段によれば、膜エレメントの一次側面での固形物の付着量を少なくできるので、膜エレメントに対する薬液洗浄の頻度を低減することもできる（例えば６カ月に１回程度でよい）ため、水処理動作（濾過動作）の稼働率の向上を図ることができ、これによっても高性能の水処理を実現することができる。
【００１７】
尚、逆流洗浄動作の実行タイミングとしては、例えば濾過動作を５ｍｉｎ間連続して行った後に、８ｓｅｃ間の逆流洗浄を行うことなどが掲げられる。また、逆流洗浄動作に使用する洗浄水としては、濾過動作において得られた処理水を利用することが好ましい。この洗浄水としては上記処理水に限らず、個別の水（水道水等）であってもよい。また、付着固形物の剥離が容易に行えるように水に活性剤等を混入したものであってもよいが、この洗浄水は、膜エレメントの二次側から一次側へ透過した後にはオキシデーションディッチ槽に流入することになるので、生物反応処理に悪影響を与えないものである方が好ましい。
【００１８】
上記逆流洗浄動作をより効率的に行うための手段として以下のものが掲げられる。つまり、逆流洗浄動作の実行中に膜エレメントの一次側空間に比較的大量の空気を一時的に通過させる空気供給手段を設けた構成である。これによれば、膜エレメントの一次側面に付着した固形物を、この空気により容易に剥離することが可能となり、効果的な逆流洗浄動作を実現することができる。
【００１９】
上記膜分離装置の具体構成としては以下のものが掲げられる。つまり、透過膜材料を円筒形に成形して膜エレメントを構成している。そして、多数本の膜エレメントを膜分離装置本体内に収容して、各膜エレメントの内部空間とオキシデーションディッチ槽との間で汚泥の循環回路を構成する。更に、上記オキシデーションディッチ槽から各膜エレメントに供給された汚泥が、各膜エレメントの一次側である内部から二次側である外部に向けて濾過されて処理水が得られるようにしている。
【００２０】
このように、透過膜材料（例えばポリエステルやポリスチレン等）を円筒形状に成形して膜エレメントを構成し、多数本の膜エレメントを膜分離装置本体内に収容した場合、個々の膜エレメントの内側面積を比較的小さくすることができる。これは、膜エレメントの内面に汚泥が付着した場合に、個々の膜エレメントそれぞれにおける汚泥付着総面積の削減に繋がる。つまり、個々の膜エレメントにあっては、汚泥付着面積が小さいため、上記逆流洗浄動作による固形物の剥離をより簡単に行うことができる。このため、逆流洗浄動作に要する時間が短くなり、濾過動作の稼働率の向上を図ることができる。また、膜エレメントから処理水を吸引する場合、この膜エレメントは円筒形に成形されているため、吸引負圧による変形は生じ難く、内部空間の形状を維持することができて、濾過能力を安定的に維持することが可能になる。言い換えると、膜エレメントの内部空間を大きく確保して個々の膜エレメントの濾過能力を高めようとする場合、一般的な平板状の膜エレメントであると、上記吸引負圧によって簡単に変形してしまう状況となるが、本解決手段の如く円筒状に成形した場合には、吸引負圧による変形は生じ難いため、膜エレメントの内部空間を大きく確保することが可能になり、その結果、膜エレメントの設計の自由度（径寸法の設計自由度）を拡大することができる。具体的に、膜エレメントの外径寸法としては５〜８ｍｍ程度に設定される。
【００２１】
更に、上記膜エレメントの一次側空間における汚泥流速を高く確保するための手段として以下のものが掲げられる。つまり、循環汚泥が流れる膜エレメントの一次側空間にこの循環汚泥の流れ方向に沿って流れる気泡を供給することによって循環汚泥に搬送力を与える気泡供給手段を設けた構成である。
【００２２】
この特定事項によれば、気泡供給手段から膜エレメントの一次側空間に供給された気泡が、一次側空間を流れる循環汚泥を、その流れ方向に押し流すことになり、この一次側空間で循環汚泥が滞留してしまうことがなくなる。また、この気泡は、膜エレメントの一次側面に対する汚泥の付着を抑制する機能も発揮することになり、膜エレメントの一次側面での単位時間当たりにおける汚泥（固形物）の付着量をよりいっそう低減することができる。具体的な構成としては、膜エレメントを縦型配置とし、一次側空間の下側から上側に向かって処理汚泥を流す構成としておき、膜エレメントの下側から一次側空間に向けて気泡を供給（エアリフト）する構成が掲げられる。これにより、気泡の浮力が循環汚泥の搬送力として与えられることになる。その結果、循環汚泥を循環させるために必要な動力（循環ポンプの動力等）を低減することができ、システムのランニングコストの削減を図ることができる。
【００２３】
また、この気泡供給手段を設けた場合、膜分離装置内部を流れる汚泥には空気（酸素）が供給されることになる。このため、オキシデーションディッチ槽に必要な空気量（ＤＯ（Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ Ｏｘｙｇｅｎ）：溶存酸素量）をこの気泡供給手段によって膜分離装置内の汚泥に与え、この汚泥をオキシデーションディッチ槽に戻すようにした場合には、このオキシデーションディッチ槽には曝気装置が必要なくなる。更に、本発明では、膜エレメント内に汚泥を流すための循環ポンプを、オキシデーションディッチ槽内での汚泥流速を適切に確保するための手段として兼用できる。このため、従来のオキシデーションディッチ水処理システムでは必要であった曝気攪拌装置を不要にすることができる。これにより、システム構成の簡素化を図ることができる。
【００２４】
また、膜分離装置の設置形態としては以下のものが掲げられる。つまり、膜分離装置をオキシデーションディッチ槽の上側に設置する形態である。例えば、オキシデーションディッチ槽の上側を覆うように設置板を配置しておき、この設置板の上側に膜分離装置を設置する構成である。
【００２５】
これによれば、膜分離装置を設置するための敷地面積がオキシデーションディッチ槽とは別に必要となることがなくなり、システム全体としての設置面積の縮小化を図ることが可能である。
【００２６】
また、上述した各解決手段に係る水処理システムにおいて実行される水処理方法も本発明の技術的思想の範疇である。
【００２７】
つまり、上記オキシデーションディッチ槽と膜分離装置とによって構成される汚泥循環回路に汚泥を循環させながら、この汚泥を膜エレメントの一次側から二次側に向けて濾過することにより処理水を得る方法である。この水処理方法においても上述した各解決手段に係る作用効果を得ることができる。
【００２８】
【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。本形態では、長円形の水路を構成するオキシデーションディッチ槽を備えた水処理システムに本発明を適用した場合について説明する。また、本発明の理解を容易にするため、先ず、第１実施形態では、膜分離装置としての膜モジュールを１個のみ備えた水処理システムについて説明する。この膜モジュールを複数個備えた水処理システムについては第２実施形態で説明する。
【００２９】
（第１実施形態）
−水処理システムの概略構成の説明−
図１は本形態に係る水処理システムの概略構成を示す図である。この図１に示すように、本形態に係る水処理システムは、オキシデーションディッチ槽１、膜モジュール２、処理水槽３、薬液タンク４を備えている。
【００３０】
オキシデーションディッチ槽１は、長円形の環状水路１１を有し、この水路１１を流入水が循環するようになっている。つまり、このオキシデーションディッチ槽１は、その上流側に設けられた微細目スクリーン１３を通過した流入水（汚水）が導入され、周知の活性汚泥処理法によって反応処理されるようになっている。尚、汚水循環のための駆動源については後述する。
【００３１】
例えば、水路１１に嫌気エリア及び好気エリアを備えさせて嫌気処理及び好気処理を行うものにあっては、汚水中に含まれる窒素化合物は、好気エリアにおける好気処理において活性汚泥により酸化されて硝酸性窒素になり、その後、嫌気エリアにおける嫌気処理によって硝酸性窒素から酸素を奪って窒素ガスを発生させ、これによって脱窒が行われる。また、嫌気処理において活性汚泥からリンが一旦放出され、その後、好気処理によって活性汚泥にリンを過剰採取させることにより脱リンが行われる。このような処理がオキシデーションディッチ槽１内で行われて脱窒及び脱リンが行われる。
【００３２】
処理水槽３は、後述する膜モジュール２によって汚泥が固形分離されて抽出された処理水を回収するものである。そして、この処理水槽３では、処理水に対して塩素消毒等が行われ、消毒後の処理水が放流水として排出されるようになっている。
【００３３】
薬液タンク４は、後述する膜モジュール２を薬液洗浄するための薬液が貯留されている。つまり、所定期間毎に実行される薬液洗浄時には、この薬液タンク４に貯留されている薬液が膜モジュール２に供給されることになる。この薬液洗浄のための配管構造及び薬液洗浄動作については後述する。
【００３４】
−膜モジュール２の説明−
次に、本形態の特徴とする機器である膜モジュール２について説明する。図２は膜モジュール２の内部構造を示す断面図であり、図３は膜モジュール２の内部における膜エレメント２２，２２，…の収容状態の一部を示す断面図である。
【００３５】
この膜モジュール２は、縦置き設置された略円筒状の装置本体としての本体ケーシング２１を備え、この本体ケーシング２１の内部に多数本の膜エレメント２２，２２，…が収容された構成となっている。より具体的には、図２に示すように、本体ケーシング２１は、その長手方向の中央部が一定の内径寸法を有するエレメント収容部２３として構成されており、このエレメント収容部２３に多数本（例えば６１５本）の膜エレメント２２，２２，…が束ねられた状態で収容されている。
【００３６】
各膜エレメント２２，２２，…は、透過膜材料が円筒形に成形された小径（外径寸法が例えば５．２ｍｍ）の所謂ストロー形状の部材であって、その内部に汚泥が流入した場合、その汚泥から水のみを外部に濾過できるように微多孔性膜等により構成されている。尚、この膜エレメント２２を構成する透過膜材料としては、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル等が掲げられる。透過膜材料はこれら材料に限るものではない。
【００３７】
これにより、本体ケーシング２１の長手方向の下側部分には汚泥流入空間２４が形成されていると共に、本体ケーシング２１の長手方向の上側部分には汚泥流出空間２５が形成されている。これら汚泥流入空間２４及び汚泥流出空間２５は、各膜エレメント２２，２２，…の内部空間に連通している。
【００３８】
また、この膜モジュール２の本体ケーシング２１の底部には、後述する薬液洗浄動作の終了後に、この本体ケーシング２１の底部から薬液を排出するための排出手段としての排出管６４が接続されており、この排出管６４には開閉自在なバルブＶ２が設けられている。つまり、薬液洗浄動作の終了後にこのバルブＶ２が開放されることにより、本体ケーシング２１から薬液が排出され、オキシデーションディッチ槽１には流入しないようになっている。
【００３９】
−循環回路の説明−
上記膜モジュール２とオキシデーションディッチ槽１とは、汚泥取り出し管５１及び汚泥戻し管５２によって互いに接続されており、汚泥取り出し管５１に備えられた循環ポンプＰ１の駆動に伴って膜モジュール２とオキシデーションディッチ槽１との間で汚泥が循環するように構成されている。つまり、これらオキシデーションディッチ槽１、膜モジュール２、汚泥取り出し管５１、汚泥戻し管５２によって汚泥循環回路が構成されている。
【００４０】
上記汚泥取り出し管５１は、一端（上流端）がオキシデーションディッチ槽１の内部に、他端（下流端）が膜モジュール２の汚泥流入空間２４にそれぞれ接続されている。そして、この汚泥取り出し管５１の上流端には、取り出しチャンバ５１ａが取り付けられており、オキシデーションディッチ槽１の内部で循環する汚泥をこの取り出しチャンバ５１ａによって取り出して汚泥取り出し管５１から膜モジュール２に導入するようになっている。
【００４１】
一方、汚泥戻し管５２は、一端（上流端）が膜モジュール２の汚泥流出空間２５に、他端（下流端）がオキシデーションディッチ槽１の内部にそれぞれ接続されている。そして、この汚泥戻し管５２の下流端には、排出チャンバ５２ａが取り付けられており、膜モジュール２内を通過した後の汚泥をこの排出チャンバ５２ａからオキシデーションディッチ槽１の内部に戻すようになっている。尚、この排出チャンバ５２ａからの汚泥排出方向は、オキシデーションディッチ槽１内の汚泥循環方向に沿う方向となっており、これによって、オキシデーションディッチ槽１内に水平方向の推力を与えるようになっている。また、排出チャンバ５２ａは取り出しチャンバ５１ａの直下流側に配設されており、この取り出しチャンバ５１ａと排出チャンバ５２ａとの間の領域が可能な限り狭く設定されている。つまり、取り出しチャンバ５１ａと排出チャンバ５２ａとは、開口が互いに逆向きに開放し且つ汚水の流れ方向で対向して（背面同士が対向して）近接配置されている。この取り出しチャンバ５１ａと排出チャンバ５２ａとの間の領域は汚水が慣性（惰性）によって流れる領域であるので、この領域を狭く設定することで、オキシデーションディッチ槽１内での汚水の循環が円滑に行われることになる。
【００４２】
このように、オキシデーションディッチ槽１、膜モジュール２、汚泥取り出し管５１、汚泥戻し管５２によって汚泥循環回路が構成されていることにより、オキシデーションディッチ槽１における生物反応処理後の処理汚泥は、オキシデーションディッチ槽１から取り出され、膜モジュール２に供給される。この膜モジュール２の内部では、汚泥流入空間２４から各膜エレメント２２，２２，…の内部空間を経て汚泥流出空間２５に向かう流れが生じている。このため、図４（ａ）に示すように、各膜エレメント２２，２２，…の内部空間を流れている汚泥の一部については濾過が行われ、処理汚泥の一部が固液分離されて処理水が膜エレメント２２の外部に抽出される。このようにして循環回路での汚泥の循環動作が繰り返されながら膜モジュール２では処理水が連続的に得られるようになっている。尚、通常運転状態では、上記循環回路における汚泥循環量と膜モジュール２による処理水抽出量との比は「２０：１」程度となるように設定されている。本発明はこの比に限るものではない。
【００４３】
尚、固液分離されて膜エレメント２２の内部空間に残った汚泥は、この内部空間に生じている汚泥流に沿って膜エレメント２２の内部空間から汚泥流出空間２５、汚泥戻し管５２を経てオキシデーションディッチ槽１に戻されるようになっている。
【００４４】
また、本形態では、膜エレメント２２内に汚泥を流すための循環ポンプＰ１を、オキシデーションディッチ槽１内での汚泥流速を適切に確保するための手段として兼用できる。このため、従来のオキシデーションディッチ水処理システムでは必要であった曝気攪拌装置を不要にすることができる。これにより、システム構成の簡素化を図ることができる。
【００４５】
このように、膜エレメント２２の内部空間（一次側）では、循環回路での循環流速に略等しい流速の処理汚泥が流れているため、この循環回路の循環流速を比較的高く設定しておけば、膜エレメント２２の内側面に付着しようとする汚泥（固形物）は、循環流によって押し流され、膜エレメント２２に付着することなしにオキシデーションディッチ槽１に戻されることになる。このため、膜エレメント２２の内側面での単位時間当たりにおける汚泥（固形物）の付着量は、一般的な浸漬型分離膜ユニットの場合に比べて大幅に低減される。これにより、高い濾過能力を長時間に亘って維持することが可能になる。尚、図４（ｂ）は、循環回路での循環動作が所定時間継続して行われて膜エレメント２２の内面に僅かに固形物が付着した状態を示している。
【００４６】
−処理水の取り出し−
上記膜モジュール２と処理水槽３とは、導出管としての処理水取り出し管５３によって接続されている。この処理水取り出し管５３は、膜モジュール２に接続する側が分岐されており、一方の分岐管５３ａは上記エレメント収容部２３の下部に、他方の分岐管５３ｂはエレメント収容部２３の上部にそれぞれ接続されている。また、処理水取り出し管５３には膜濾過ポンプＰ２が備えられており、この膜濾過ポンプＰ２の駆動に伴って、各膜エレメント２２，２２，…で濾過された処理水が各分岐管５３ａ，５３ｂから抜き出され処理水取り出し管５３を経て処理水槽３に回収されるようになっている。
【００４７】
−エアリフト−
また、本システムは、各膜エレメント２２，２２，…の内部空間に気泡を連続的に供給するためのエアリフトブロアＢ２を備えている。このエアリフトブロアＢ２と膜モジュール２の汚泥流入空間２４とはリフトエア供給管６２によって接続されており、エアリフトブロアＢ２の駆動に伴って、汚泥流入空間２４にエアが供給され、このエアが気泡となって各膜エレメント２２，２２，…の内部空間に連続的に供給されるようになっている（図４（ａ）、（ｂ）参照）。具体的には、リフトエア供給管６２の先端には多数の開口が形成された散気管６２ａが取り付けられており、この散気管６２ａの各開口から汚泥流入空間２４に気泡が供給され、これら気泡はその浮力によって各膜エレメント２２，２２，…の内部空間に連続的に供給されるようになっている。このように上記リフトエア供給管６２及びエアリフトブロアＢ２によって本発明でいう気泡供給手段が構成されている。
【００４８】
上述の如く各膜エレメント２２，２２，…の内部空間に気泡を連続的に供給するようにしたことにより、この気泡が、膜エレメント２２内の汚泥をその流れ方向（上方）に押し流すことになり、膜エレメント２２の内部空間で汚泥が滞留してしまうことがなくなる。また、この気泡は、膜エレメント２２の内面に対する汚泥の付着を抑制する機能も発揮することになり、膜エレメント２２の内面での単位時間当たりにおける汚泥（固形物）の付着量をよりいっそう低減することができる。これにより、気泡の浮力が循環汚泥の搬送力として与えられることになり、その結果、循環汚泥を循環させるために必要な動力（上記循環ポンプＰ１の動力）を低減することができ、システムのランニングコストの削減を図ることができる。
【００４９】
また、この場合、膜エレメント２２の内部空間に供給される気泡の外径は、膜エレメント２２の内径寸法と略等しいか、または、膜エレメント２２の内径寸法よりも僅かに大きく設定しておく。これによれば、膜エレメント２２の内部空間には、汚泥に満たされた層と空気に満たされた層とが汚泥流れ方向で交互に存在することになり（図４（ａ），（ｂ）参照）、汚泥は気泡によって強制的に押し流される状態となって、気泡から汚泥に対して搬送力を確実に与えることができて効率の良い汚泥循環動作を行うことができる。
【００５０】
−逆流洗浄−
上記処理水槽３と処理水取り出し管５３とは逆流洗浄管５４によって接続されている。この逆流洗浄管５４には逆流洗浄ポンプＰ３が備えられており、この逆洗浄ポンプＰ３の駆動に伴って、処理水槽３内の処理水が逆洗浄配管５４及び処理水取り出し管５３を経て膜モジュール２のエレメント収容部２３に供給されるようになっている（図１に破線で示す矢印参照）。
【００５１】
つまり、所定時間毎に逆流洗浄ポンプＰ３を駆動することによって逆流洗浄動作を実行し、これによって、各膜エレメント２２，２２，…の内面に付着している固形物を剥離除去できるようにしている。この逆流洗浄動作の実行時には、循環ポンプＰ１の駆動は継続させる一方、膜濾過ポンプＰ２は停止され上記の濾過動作を停止するようになっている。このように上記逆流洗浄管５４及び逆流洗浄ポンプＰ３によって本発明でいう逆流洗浄手段が構成されている。
【００５２】
このような逆流洗浄動作を実行することにより、図４（ｃ）に示すように、膜エレメント２２の内側面に付着している固形物を容易に剥離除去することが可能であり、高い能力での濾過動作を安定して行うことが可能になり、活性汚泥処理システムの高性能化を図ることができる。その結果、従来のものに比べて、小さな膜面積であっても単位時間当たりに得られる処理水の量を大幅に増大（高フラックス化）することができ、システム全体を大型にすることなしに、高性能の水処理を実現することができる。具体的には、従来の浸漬型分離膜ユニットにあっては処理能力が０．４ｍ３／ｍ２・ｄａｙ程度であったが、本実施形態に係る膜モジュール２では処理能力が０．８ｍ３／ｍ２・ｄａｙ程度に向上することが実験により確認されている。
【００５３】
また、本形態によれば、膜エレメント２２に対する薬液洗浄の頻度を低減することもできる（例えば６カ月に１回程度でよい）ため、水処理動作（濾過動作）の稼働率の向上を図ることができ、これによっても高性能の水処理を実現することができる。
【００５４】
−エアインジェクション−
上記の逆流洗浄動作をより効率的に行うために、本システムは、各膜エレメント２２，２２，…の内部空間に比較的大量の空気を一時的に通過させるエアインジェクションコンプレッサＣを備えている。このエアインジェクションコンプレッサＣと上記汚泥取り出し管５１とはエアインジェクション管６３によって接続されており、エアインジェクションコンプレッサＣの駆動に伴って、加圧エアが汚泥取り出し管５１、汚泥流入空間２４を経て各膜エレメント２２，２２，…の内部空間に一時的に大量に供給されるようになっている。このように上記エアインジェクション管６３及びエアインジェクションコンプレッサＣによって本発明でいう空気供給手段が構成されている。
【００５５】
この加圧エアによって、膜エレメント２２の内面に付着している汚泥を迅速に剥離することが可能となり（図４（ｃ）参照）、上記逆流洗浄動作に要する時間が短くなって、濾過動作の稼働率の向上を図ることができる。
【００５６】
−薬液洗浄−
上記薬液タンク４と処理水取り出し管５３とは薬液洗浄管５５によって接続されている。この薬液洗浄管５５には薬液洗浄ポンプＰ４が備えられており、この薬液洗浄ポンプＰ３の駆動に伴って、薬液タンク４内の薬液が薬液洗浄管５５及び処理水取り出し管５３を経て膜モジュール２のエレメント収容部２３に供給されるようになっている（図１に一点鎖線で示す矢印参照）。
【００５７】
つまり、所定期間毎に薬液洗浄ポンプＰ４を駆動することによって薬液洗浄動作を実行し、これによって、各膜エレメント２２，２２，…の内面に付着している固形物を溶解除去できるようにしている。この薬液洗浄動作の実行時には、薬液洗浄ポンプＰ４を除く全てのポンプＰ１〜Ｐ３は停止され、上記の濾過動作やエア供給動作を停止するようになっている。このポンプの駆動制御による薬液洗浄動作の実行は、図示しないコントローラに備えられた薬液洗浄手段の制御により行われる。
【００５８】
このような薬液流洗浄動作を所定期間毎に実行することにより、膜エレメント２２の内面に付着している固形物は容易に剥離され且つ溶解されて膜エレメント２２は浄化されることになり、効率の良い薬液洗浄を実行することができる。これにより、薬液洗浄動作に要する時間の短縮化を図ることが可能になり、膜モジュール２を迅速に復帰させて濾過動作の稼働率の向上を図ることができる。また、薬液洗浄に使用する薬液の量は膜モジュール２の本体ケーシング２１内の容積程度で済むため、従来の浸漬型分離膜ユニットを薬液洗浄する場合に比べて使用薬液量の削減が図れる。これにより、薬液洗浄後の廃液の量が少なくなり、その処理を容易に行うことができる。
【００５９】
−各動作の実行タイミング−
次に、上述した逆流洗浄動作や薬液洗浄動作の実行タイミングについて説明する。図５は、本水処理システムの動作を示すタイミングチャートである。この図に示すように、通常の処理水濾過動作にあっては、膜濾過ポンプＰ２、循環ポンプＰ１、エアリフトブロアＢ２が運転され、上述した汚泥の循環動作に伴う処理水濾過動作が実行されて、処理水槽３に連続的に処理水が抜き出されることになる。
【００６０】
そして、この動作が所定時間Ａ（例えば５ｍｉｎ）実行された後に、逆流洗浄動作に切り換えられる。この逆流洗浄動作では、上述した如く、膜濾過ポンプＰ２が停止され、逆流洗浄ポンプＰ３が駆動されることにより実行される。この逆流洗浄動作は、図中の時間Ｂ（例えば８ｓｅｃ）だけ行われる。そして、この逆流洗浄動作の途中でエアインジェクションコンプレッサＣが一時的に駆動され、加圧エアが各膜エレメント２２，２２，…の内部空間に一時的に大量に供給される。このエアインジェクションコンプレッサＣの駆動タイミングとしては、逆流洗浄動作の実行時間のうちの中間の時間に行われる。具体的には、逆流洗浄動作が８ｓｅｃ間実行される場合、この逆流洗浄動作の開始から２ｓｅｃ（図５中の時間Ｃ）後にエアインジェクションコンプレッサＣが起動され、その後、３ｓｅｃ間（図５中の時間Ｄ）、継続して駆動した後、停止される。その後も逆流洗浄動作は２ｓｅｃ間継続して実行されることになる。尚、これら各時間はこれに限るものではない。尚、上記エアインジェクション動作は、逆流洗浄動作の開始と同時に実行するようにしてもよい。
【００６１】
このような逆流洗浄動作が実行された後、所定時間のウエイト時間（図５中の時間Ｅ）だけ膜濾過ポンプＰ２の起動を禁止し、このウエイト時間の経過後に、膜濾過ポンプＰ２を起動して上記の循環動作に伴う処理水濾過動作が復帰されることになる。以上の動作が繰り返される。
【００６２】
また、上記薬液洗浄動作は、６カ月毎に実行されるようになっている。この場合には、上述した如く薬液洗浄ポンプＰ４を除く全てのポンプＰ１〜Ｐ３は停止される。
【００６３】
以上説明したように、本形態では、膜エレメント２２の内部に比較的高い速度で処理汚泥を通過させながら、一部の処理汚泥に対して濾過を行って処理水を抽出するようにしている。このとき、膜エレメント２２の内面に付着しようとする汚泥（固形物）は、循環流によって押し流され、膜エレメント２２に付着することなしにオキシデーションディッチ槽１に戻される。このため、膜エレメント２２の内面での単位時間当たりにおける汚泥（固形物）の付着量は、従来の浸漬型分離膜ユニットの場合に比べて大幅に低減される。従って、高い濾過能力を長時間に亘って維持することが可能になる。このように、膜モジュール２により高い処理能力で固液分離が可能であるため、従来のオキシデーションディッチ法を用いた水処理システムでは必要であった最終沈殿槽を不要にすることができ、これによってシステム全体としての設置面積の縮小化を図ることができる。また、最終沈殿槽を使用しないため、汚泥中にバルキング（糸状汚泥）が発生した場合であっても膜エレメント２２による固液分離を良好に行うことができ、固液分離性能の改善を図ることができる。
【００６４】
また、本形態では、この膜エレメント２２に対し、処理水の濾過方向とは逆方向に洗浄水を定期的に通過させることにより膜エレメント２２の内面に付着している固形物を剥離除去するようにしている。このため、膜エレメント２２の内面に大量の固形物が付着する状況が回避でき、高い能力での濾過動作を安定して行うことが可能になり、活性汚泥処理システムの高性能化を図ることができる。その結果、小さな膜面積であっても単位時間当たりに得られる処理水の量を大幅に増大（高フラックス化）することができ、システム全体を大型にすることなしに、高性能の水処理を実現することができる。また、膜エレメント２２に対する薬液洗浄の頻度を低減することもできるため、水処理動作（濾過動作）の稼働率の向上を図ることができ、これによっても高性能の水処理を実現することができる。
【００６５】
また、オキシデーションディッチ槽１に曝気ブロアを備えさせる場合、この曝気ブロアからの空気供給量を、エアリフトブロアＢ２からの空気供給量に応じて調整するようにし、オキシデーションディッチ槽１内へ戻される汚泥中の酸素量と曝気ブロアからの酸素量との合算が目標ＤＯとなるように曝気ブロアを制御すれば、オキシデーションディッチ槽１内に必要以上の空気が供給されてしまうことがなくなり、曝気ブロアの稼働率を必要最小限に抑えることでシステムのランニングコストの大幅な削減を図ることができる。この曝気ブロアからオキシデーションディッチ槽１に供給する空気の供給量の調整は、図示しないコントローラに備えられた曝気量調整手段の制御により行われる。尚、通常運転状態では、曝気ブロアからの空気の供給量とエアリフトブロアＢ２からの空気供給量とは「３：１」程度に調整されている。本発明はこの比に限るものではない。
【００６６】
尚、オキシデーションディッチ槽１に必要な空気量をエアリフトブロアＢ２によって処理汚泥に与え、この処理汚泥をオキシデーションディッチ槽１に戻すようにした場合には、曝気ブロアが必要なくなる。これにより、システム構成の簡素化を図ることができる。
【００６７】
（第１変形例）
次に、上述した第１実施形態の第１変形例について説明する。本例は、逆流洗浄動作時に、各膜エレメント２２，２２，…の内部空間に比較的大量の空気を一時的に通過させるための構成の変形例である。その他の構成は上述した第１実施形態のものと同様であるため、ここでは、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００６８】
図６は、本例に係る水処理システムの概略構成を示す図である。この図６に示すように、本形態に係る水処理システムは、エアリフトブロアＢ２に繋がっているリフトエア供給管６２の下流側が分岐されており、一方の分岐管６２ｂは膜モジュール２の汚泥流入空間２４に接続され、他方の分岐管６２ｃは上記汚泥取り出し管５１に接続されている。また、この他方の分岐管６２ｃの途中には、エアリフトブロアＢ２から供給される空気を一時的に貯留する貯留容器６５が設けられている。この貯留容器６５の上流側及び下流側の配管には開閉弁Ｖ３，Ｖ４がそれぞれ設けられている。
【００６９】
このため、処理水濾過動作時には、エアリフトブロアＢ２が駆動した状態で上流側の開閉弁Ｖ３のみが開放され、エアリフトブロアＢ２から供給された空気の一部が分岐管６２ｃに流入して貯留容器６５の内部に蓄えられていく。
【００７０】
そして、逆流洗浄動作中に、上流側の開閉弁Ｖ３が閉鎖されると共に下流側の開閉弁Ｖ４が開放され、これによって、貯留容器６５の内部に蓄えられた空気が、汚泥取り出し管５１、汚泥流入空間２４を経て各膜エレメント２２，２２，…の内部空間に一時的に大量に供給されることになる。これにより、膜エレメント２２の内面に付着している固形物を効果的に剥離除去することができる。
【００７１】
つまり、本例では、エアリフトブロアＢ２から供給される気泡を逆流洗浄動作用の空気として利用することによって、上記第１実施形態におけるエアインジェクションコンプレッサＣやエアインジェクション管６３を不要とすることができ、システム構成の簡素化を図ることができる。
【００７２】
（第２変形例）
次に、上述した第１実施形態の第２変形例について説明する。本例は、エアリフトブロアＢ２から各膜エレメント２２，２２，…の内部空間に連続的に気泡を供給するための構成の変形例である。その他の構成は上述した第１実施形態のものと同様であるため、ここでは、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
【００７３】
図７は本例に係る膜モジュール２の内部構造を示す断面図である。図８はリフトエア供給管６２の先端に取り付けられた散気部材６２ｄの斜視図である。これら図に示すように、リフトエア供給管６２の先端には、膜モジュール２の本体ケーシング２１の断面形状に略一致する円盤状多孔質体により構成された散気部材６２ｄが取り付けられており、この散気部材６２ｄが汚泥流入空間２４の底部に設置されている。
【００７４】
このため、膜モジュール２の本体ケーシング２１の内部に収容された多数本の膜エレメント２２，２２，…のそれぞれの内部空間（一次側空間）に対して空気を略均等に供給することが可能となる。従って、各膜エレメント２２，２２，…の内部空間での汚泥流量を略均一にできて、濾過能力の均等化を図ることが可能となり、その結果、膜分離装置全体としての濾過能力の向上を図ることができる。
【００７５】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本形態は、膜モジュールを複数個備えた水処理システムに係るものである。尚、ここでは５本の膜モジュールを備えた水処理システムについて説明する。また、各膜モジュールの構成は、上述した第１実施形態のものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００７６】
図９は、本形態に係る水処理システムの配管系統図である。この図に示すように、各膜モジュール２Ａ〜２Ｅは、オキシデーションディッチ槽１、処理水槽３、薬液タンク４に対して並列に接続されている。つまり、汚泥取り出し管５１、汚泥戻し管５２、処理水取り出し管５３、逆流洗浄管５４、薬液供給管５５がそれぞれ各膜モジュール２Ａ〜２Ｅに対応するように分岐されていると共に、汚泥取り出し管５１、汚泥戻し管５２、処理水取り出し管５３、逆流洗浄管５４、薬液供給管５５の各分岐管には図示しない開閉弁がそれぞれ設けられている。また、図示しないが、エアリフトブロアＢ２に繋がるリフトエア供給管６２及びエアインジェクションコンプレッサＣに繋がるエアインジェクション管６３も同様に、各膜モジュール２Ａ〜２Ｅに対応するように分岐されていると共に、エアインジェクション管６３の分岐管には開閉弁が設けられている。
【００７７】
そして、本形態では、逆流洗浄時には５台の膜モジュール２Ａ〜２Ｅのうち選択された１台のみに対して逆流洗浄動作を実行するようになっている。例えば、第１膜モジュール２Ａに対して逆流洗浄動作を実行する際には、他の膜モジュール２Ｂ〜２Ｅでは、処理水濾過動作を継続して実行する。この時には、第１膜モジュール２Ａに接続している各配管の分岐管に備えられた開閉弁のうち、処理水取り出し管５３及び薬液供給管５５の分岐管にそれぞれ備えられた開閉弁が閉鎖され、逆流洗浄管５４の分岐管に備えられた開閉弁が開放されることになる。また、エアインジェクション管６３に備えられた開閉弁も開放されることになる。
【００７８】
そして、この逆流洗浄動作が終了すると、処理水取り出し管５３の分岐管に備えられた開閉弁が開放され、逆流洗浄管５４の分岐管に備えられた開閉弁が閉鎖されて、全ての膜モジュール２Ａ〜２Ｅを使用した処理水濾過動作が復帰する。
【００７９】
その後、他の一つの膜モジュール（例えば第２膜モジュール２Ｂ）の逆流洗浄タイミングに達すると、上記の場合と同様にして開閉弁の開閉が切り換えられて、この一つの膜モジュールに対する逆流洗浄動作が実行される。このようにして、順次、一つの膜モジュールに対する逆流洗浄動作が行われながら４台または５台の膜モジュール２Ａ〜２Ｅにおいて処理水濾過動作が行われるようになっている。
【００８０】
また、薬液洗浄動作においても同様に、５台の膜モジュール２Ａ〜２Ｅのうち選択された一つのみに対して薬液が供給されて洗浄されることになる。例えば、第１膜モジュール２Ａに対して薬液洗浄動作を実行する際には、他の膜モジュール２Ｂ〜２Ｅでは、処理水濾過動作を継続して実行する。この時には、第１膜モジュール２Ａに接続している各配管の分岐管に備えられた開閉弁のうち、薬液供給管５５の分岐管に備えられた開閉弁が開放し、その他の分岐管に備えられた開閉弁が閉鎖されることになる。また、エアインジェクション管６３に備えられた開閉弁も閉鎖されることになる。
【００８１】
そして、この薬液洗浄動作が終了すると、薬液供給管５５の分岐管に備えられた開閉弁が閉鎖され、汚泥取り出し管５１、処理水取り出し管５３の分岐管に備えられた開閉弁が開放され、逆流洗浄管５４の分岐管に備えられた開閉弁が閉鎖されて、全ての膜モジュール２Ａ〜２Ｅを使用した処理水濾過動作が復帰する。
【００８２】
このように、逆流洗浄動作や薬液洗浄動作にあっては１台の膜モジュールのみがその動作に移行し、その他の膜モジュールは、処理水濾過動作が連続して行われる。このため、システム全体としての濾過能力を大きく低下させることなしに上記逆流洗浄動作や薬液洗浄動作による膜エレメントの高性能化の維持を図ることが可能になる。
【００８３】
尚、本形態では、５本の膜モジュールを備えた水処理システムについて説明したが、それ以外の本数の膜モジュールを備えた水処理システムにおいても同様の構成及び動作が行われる。
【００８４】
（膜モジュール２の設置形態）
次に、上記膜モジュール２の具体的な設置形態について説明する。以下の説明では、上記第２実施形態の場合、つまり、５本の膜モジュールを備えた水処理システムについての各膜モジュール２Ａ〜２Ｅの具体的な設置形態について説明する。尚、上記第１実施形態の場合にも同様の設置形態を採用することが可能である。
【００８５】
図１０は、各膜モジュール２Ａ〜２Ｅの設置形態を示すものであって、オキシデーションディッチ槽１の中心線に沿った断面図（図９におけるＸ−Ｘ線に沿った断面図）である。
【００８６】
この図に示すように、オキシデーションディッチ槽１の上側には、その上部の略全体を覆うように設置板１５が配設されており、各膜モジュール２Ａ〜２Ｅは、この設置板１５の上側に立設されている。また、オキシデーションディッチ槽１と各膜モジュール２Ａ〜２Ｅとを接続する各種配管もこの設置板１５の上側に配設されている（図１０では図示省略）。
【００８７】
これによれば、オキシデーションディッチ槽１の設置面上に各膜モジュール２Ａ〜２Ｅの設置面を確保することができる。従って、各膜モジュール２Ａ〜２Ｅを設置するための敷地面積がオキシデーションディッチ槽１とは別に必要となることがなくなり、システム全体としての設置面積の縮小化を図ることが可能である。
【００８８】
また、これら各膜モジュール２Ａ〜２Ｅをオキシデーションディッチ槽１の上側に設置するための構成としては、必ずしもオキシデーションディッチ槽１の上部の略全体を設置板１５によって覆う必要はなく、このオキシデーションディッチ槽１の上部に膜モジュール設置用のフレームを架け渡しておき、このフレームによって各膜モジュール２Ａ〜２Ｅを指示するようにしてもよい。
【００８９】
【発明の効果】
以上のように、本発明では、オキシデーションディッチ槽から取り出した処理後の汚泥を膜エレメントで濾過して処理水を得るようにした水処理システムであって、上記膜エレメントを収容した膜分離装置とオキシデーションディッチ槽との間で汚泥を循環させ、膜エレメントの内部に比較的高い速度で汚泥を通過させながら、一部の処理汚泥に対して濾過を行って処理水を抽出するようにしている。これにより、従来のオキシデーションディッチ法を用いた水処理システムでは必要であった最終沈殿槽を不要にしながらも、高い水処理能力を得ることができることになる。
【００９０】
また、本発明によれば、膜エレメント内に汚泥を流すための循環ポンプを、オキシデーションディッチ槽内での汚泥流速を適切に確保するための手段として兼用できる。このため、従来のオキシデーションディッチ水処理システムでは必要であった曝気攪拌装置を不要にすることができる。これにより、システム構成の簡素化を図ることができる。
【００９１】
また、この膜エレメントに対し、処理水の濾過方向とは逆方向に洗浄水を通過させることにより膜エレメントに付着している固形物を定期的に剥離除去するようにしている。このため、膜エレメントの一次側面に大量の固形物が付着する状況が回避でき、高い能力での濾過動作を安定して行うことが可能になり、水処理システムの高性能化を図ることができる。その結果、小さな膜面積であっても単位時間当たりに得られる処理水の量を大幅に増大（高フラックス化）することができ、システム全体を大型にすることなしに、高性能の水処理を実現することができる。また、膜エレメントに対する薬液洗浄の頻度を低減することもできるため、水処理動作（濾過動作）の稼働率の向上を図ることができ、これによっても高性能の水処理を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る水処理システムの概略構成を示す図である。
【図２】膜モジュールの内部構造を示す断面図である。
【図３】膜モジュール内部に膜エレメントが収容された状態を示す断面図である。
【図４】各工程における膜エレメント内の状態を説明するための図である。
【図５】水処理システムの動作を示すタイミングチャート図である。
【図６】第１変形例に係る水処理システムの概略構成を示す図である。
【図７】第２変形例に係る膜モジュールの内部構造を示す断面図である。
【図８】第２変形例に係る散気部材の斜視図である。
【図９】第２実施形態に係る水処理システムの配管系統図である。
【図１０】各膜モジュールの設置形態の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ オキシデーションディッチ槽
２ 膜モジュール（膜分離装置）
２１ 本体ケーシング（膜分離装置本体）
２２ 膜エレメント
５２ 汚泥戻し管
５２ａ，５３ａ 分岐管
５３ 処理水取り出し管（導出管）
５４ 逆流洗浄管
６２ リフトエア供給管
６３ エアインジェクション管
Ｐ３ 逆流洗浄ポンプ
Ｂ２ エアリフトブロア
Ｃ エアインジェクションコンプレッサ
Claims (7)
- オキシデーションディッチ槽内における生物反応処理後の処理汚泥を固液分離して処理水を抽出するようにした水処理システムであって、
膜エレメントを収容した膜分離装置が上記オキシデーションディッチ槽の外部に設置され、このオキシデーションディッチ槽と膜分離装置とによって汚泥循環回路が構成されており、この汚泥循環回路に汚泥を循環させながら、この汚泥を膜エレメントの一次側から二次側に向けて濾過することにより処理水を得るよう構成されていることを特徴とするオキシデーションディッチ法を用いた水処理システム。 - 請求項１記載のオキシデーションディッチ法を用いた水処理システムにおいて、
膜エレメントに対し、二次側から一次側に向けて洗浄水を通過させて膜エレメントの一次側面に付着している固形物を剥離除去する逆流洗浄動作を所定時間毎に実行する逆流洗浄手段を備えていることを特徴とする水処理システム。 - 請求項２記載のオキシデーションディッチ法を用いた水処理システムにおいて、
逆流洗浄動作の実行中に膜エレメントの一次側空間に比較的大量の空気を一時的に通過させる空気供給手段が設けられていることを特徴とする水処理システム。 - 請求項１、２または３記載のオキシデーションディッチ法を用いた水処理システムにおいて、
膜エレメントは透過膜材料が円筒形に成形されて成っており、
多数本の膜エレメントが膜分離装置本体内に収容されて、各膜エレメントの内部空間とオキシデーションディッチ槽との間で汚泥の循環回路が構成されており、
上記オキシデーションディッチ槽から各膜エレメントに供給された汚泥が、各膜エレメントの一次側である内部から二次側である外部に向けて濾過されて処理水が得られるよう構成されていることを特徴とする水処理システム。 - 請求項１〜４のうち何れか一つに記載のオキシデーションディッチ法を用いた水処理システムにおいて、
循環汚泥が流れる膜エレメントの一次側空間にこの循環汚泥の流れ方向に沿って流れる気泡を供給することによって循環汚泥に搬送力を与える気泡供給手段が設けられていることを特徴とする水処理システム。 - 請求項１〜５のうち何れか一つに記載のオキシデーションディッチ法を用いた水処理システムにおいて、
膜分離装置がオキシデーションディッチ槽の上側に設置されていることを特徴とする水処理システム。 - 上記請求項１〜６のうち何れか一つに記載の水処理システムにおいて実行される水処理方法であって、
上記オキシデーションディッチ槽と膜分離装置とによって構成される汚泥循環回路に汚泥を循環させながら、この汚泥を膜エレメントの一次側から二次側に向けて濾過することにより処理水を得ることを特徴とする水処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003043732A JP4268418B2 (ja) | 2003-02-21 | 2003-02-21 | オキシデーションディッチ法を用いた水処理システム及び水処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003043732A JP4268418B2 (ja) | 2003-02-21 | 2003-02-21 | オキシデーションディッチ法を用いた水処理システム及び水処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004249236A true JP2004249236A (ja) | 2004-09-09 |
| JP4268418B2 JP4268418B2 (ja) | 2009-05-27 |
Family
ID=33026651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003043732A Expired - Fee Related JP4268418B2 (ja) | 2003-02-21 | 2003-02-21 | オキシデーションディッチ法を用いた水処理システム及び水処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4268418B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004351247A (ja) * | 2003-05-27 | 2004-12-16 | Yanmar Co Ltd | 可搬式汚水処理装置及びこの可搬式汚水処理装置の施工方法 |
| JP2006297376A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-11-02 | Ngk Insulators Ltd | 分離膜の洗浄方法 |
| JP2007209964A (ja) * | 2005-03-24 | 2007-08-23 | Ngk Insulators Ltd | 分離膜の洗浄方法 |
| CN104591376A (zh) * | 2015-01-22 | 2015-05-06 | 四川省阳子森环保设备有限公司 | 一种mabr污水处理一体化设备 |
| CN106064867A (zh) * | 2016-07-28 | 2016-11-02 | 江西夏氏春秋环境投资有限公司 | 一种复合好氧膜生物反应器及工艺 |
-
2003
- 2003-02-21 JP JP2003043732A patent/JP4268418B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004351247A (ja) * | 2003-05-27 | 2004-12-16 | Yanmar Co Ltd | 可搬式汚水処理装置及びこの可搬式汚水処理装置の施工方法 |
| JP2006297376A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-11-02 | Ngk Insulators Ltd | 分離膜の洗浄方法 |
| JP2007209964A (ja) * | 2005-03-24 | 2007-08-23 | Ngk Insulators Ltd | 分離膜の洗浄方法 |
| CN104591376A (zh) * | 2015-01-22 | 2015-05-06 | 四川省阳子森环保设备有限公司 | 一种mabr污水处理一体化设备 |
| CN104591376B (zh) * | 2015-01-22 | 2016-05-25 | 四川省阳子森环保设备有限公司 | 一种mabr污水处理一体化设备 |
| CN106064867A (zh) * | 2016-07-28 | 2016-11-02 | 江西夏氏春秋环境投资有限公司 | 一种复合好氧膜生物反应器及工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4268418B2 (ja) | 2009-05-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4059790B2 (ja) | 膜分離活性汚泥処理装置及び膜分離活性汚泥処理方法 | |
| WO2001072643A1 (fr) | Procede et dispositif pour traiter des eaux usees | |
| JPH07155758A (ja) | 廃水処理装置 | |
| JPH02214597A (ja) | 汚水の硝化処理装置 | |
| JP2006205119A (ja) | 浸漬型膜分離装置の使用方法および浸漬型膜分離装置 | |
| JP2005081273A (ja) | 活性汚泥処理システムの運転方法及びその運転方法に使用される膜分離ユニット | |
| JP4268418B2 (ja) | オキシデーションディッチ法を用いた水処理システム及び水処理方法 | |
| JP2004249235A (ja) | 活性汚泥処理システムの膜分離装置及び膜分離方法並びにその膜分離装置を備えた活性汚泥処理システム | |
| JP3832232B2 (ja) | 膜分離装置 | |
| JPH09225487A (ja) | 生物処理装置 | |
| JP3592677B2 (ja) | 水処理装置 | |
| JP4336143B2 (ja) | 可搬式汚水処理装置及びこの可搬式汚水処理装置の施工方法 | |
| JP5456238B2 (ja) | 膜分離装置 | |
| JP5423184B2 (ja) | 濾過膜モジュール洗浄方法および洗浄装置 | |
| JP2004358411A (ja) | 活性汚泥処理システム用膜分離ユニット | |
| JP2003033764A (ja) | オゾンを用いたろ過体の洗浄方法及び装置 | |
| JP2004358410A (ja) | 活性汚泥処理システムの膜分離装置及びその膜分離装置を備えた活性汚泥処理システム並びに活性汚泥処理システムの処理能力増強方法 | |
| JP2001062480A (ja) | 汚水の処理方法 | |
| JP2003305313A (ja) | 固液分離方法及び装置 | |
| JP3695907B2 (ja) | 浄化槽の空気供給装置 | |
| JP2001009490A (ja) | 有機性汚水の処理装置及びその組立方法 | |
| JP3263292B2 (ja) | 浄化槽およびその運転方法 | |
| JP2001246390A (ja) | 二床並置型好気濾床槽及び汚水浄化槽、並びにこれらの運転方法 | |
| JP2000000593A (ja) | 汚水処理設備 | |
| JPH0655194A (ja) | 有機性汚水処理装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050812 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070906 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070918 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071119 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080331 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081202 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090122 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090217 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090220 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120227 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130227 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |