JP2008212789A - 固液分離装置、有機性廃水処理装置、および、有機性廃水処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】維持管理を容易にしつつ優れた分離速度を長期間維持させ得る固液分離装置と維持管理を容易にしつつ処理効率を向上させ得る有機性廃水処理装置の提供などを課題としている。
【解決手段】有機性廃水の生物学的処理に用いられた活性汚泥を含む液体の濾過に用いられ、前記液体が濾過される濾材を有する固液分離装置であって、前記濾材には、前記液体を透過させ得るように、少なくとも直径１０μｍの大きさの粒子を透過可能な貫通孔が複数形成されており、しかも、前記濾材が直径１０μｍを超え５００μｍ以下の内のいずれかを超える大きさの粒子を捕捉可能に形成されていることを特徴とする固液分離装置などを提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、有機性廃水の生物学的処理に用いられた活性汚泥を含む液体が濾材で濾過される固液分離装置、有機性廃水を生物学的処理し得るように活性汚泥が収容されている生物処理槽と、該生物処理槽に収容された活性汚泥を含む液体が濾過される固液分離装置とを有する有機性廃水処理装置、ならびに、有機性廃水処理装置を用いた有機性廃水処理方法に関する。

従来、有機性廃水処理装置を用いて、有機性廃水を活性汚泥法により生物学的に処理することが広く行われている。
このような有機性廃水処理装置には、通常、好気性微生物や嫌気性微生物が活性汚泥の状態で収容されている生物処理槽が備えられており、この生物処理槽では、これらの微生物により廃水中の有機物が分解除去されている。
この生物処理槽では、通常、処理（時間）の経過とともに有機性廃水中に含まれていた有機物が微生物により分解されて無機化されるとともに微生物などが凝集していわゆる「フロック」などと呼ばれる凝集粒子が形成される。
この有機性廃水処理装置での生物学的処理においては、有機物が除去された液体を処理水として生物処理槽外に排出させるとともに新たに有機性廃水を導入させることにより継続的に処理が実施されている。

ところで、生物処理槽内では、有機物が除去された液体成分と微生物やその凝集粒子などの固形成分とが混在状態であることから、この処理水を生物処理槽から直接採取することは困難であり、通常、有機性廃水処理装置には、さらに沈殿槽や固液分離装置などが備えられている。
この固液分離装置は、通常、フロックなどとともに個体レベルの微生物などを捕捉し得るように数μｍレベルの貫通孔を有する限外ろ過膜、精密ろ過膜などの濾材が用いられており、該濾材を透過した液体成分を処理水として排出し得るよう形成されている。

この固液分離装置を備えた有機性廃水処理装置においては、固液分離装置の分離性能により処理水排出量（有機性廃水導入量）が左右されることから、通常、固液分離装置には、透過液と汚泥濃縮液とを高い分離速度で分離させることができ、しかも、長期にわたって安定した運転を実施させ得るものが求められている。
例えば、特許文献１には、生物学的処理した水を含む液体を分画分子量１０,０００〜２００,０００の限外ろ過膜で処理したのち、活性炭塔に通水し、得られた活性炭処理水を逆浸透膜分離処理することにより、逆浸透膜の透過流束の低下を生ずることなく、安定した運転を実施させ得ることが記載されている。

ところで、活性汚泥法などの生物学的処理においては、標準活性汚泥法で、通常、１５００ｍｇ／Ｌ以上の固形分濃度、膜分離活性汚泥法で、通常、６０００ｍｇ／Ｌ以上の固形分濃度で処理が実施されている。
したがって、限外ろ過膜や精密ろ過膜などが濾材として用いられている従来の固液分離装置をこのような生物学的処理における固液分離に用いようとすると濾材の細孔径が小さいことから、大きな面積の濾材を用いることなく高い分離速度を得ることが困難である。
しかも、濾材の細孔径が小さいことから、目詰まりやスケーリングなどを発生させやすく、頻繁に固液分離装置の運転を休止させて限外ろ過膜や精密ろ過膜などの濾材を逆洗や薬品洗浄することが必要で所定の分離速度を長期間維持させることが困難である。
このようなことから、固液分離装置を備えた有機性廃水処理装置も、その処理効率を十分向上させることが困難となっており、しかも、固液分離装置の逆洗や薬品洗浄などに多大な手間を要するという問題を有している。

特開２００５−５８９３４号公報

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、維持管理を容易にしつつ優れた分離速度を長期間維持させ得る固液分離装置と維持管理を容易にしつつ処理効率を向上させ得る有機性廃水処理装置の提供を課題としている。
また、本発明は、維持管理が容易でありながら処理効率に優れた有機性廃水処理方法の提供を課題としている。

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を実施したところ、有機性廃水の生物学的処理に用いられた活性汚泥は、主としてフロックを形成した数十μｍを超える大きさの粒子と個体レベルの微生物とで占められており、このフロックなどの固形成分を濾材で捕捉させることにより個体レベルで存在する微生物もこの捕捉した固形成分に吸着させて除去し得ることを見出し本発明の完成に至ったのである。

すなわち、上記課題を解決するための固液分離装置にかかる発明は、有機性廃水の生物学的処理に用いられた活性汚泥を含む液体の濾過に用いられ、前記液体が濾過される濾材を有する固液分離装置であって、前記濾材には、前記液体を透過させ得るように、少なくとも直径１０μｍの大きさの粒子を透過可能な貫通孔が複数形成されており、しかも、前記濾材が直径１０μｍを超え５００μｍ以下の内のいずれかを超える大きさの粒子を捕捉可能に形成されていることを特徴としている。

また、上記課題を解決するための有機性廃水処理装置にかかる発明は、有機性廃水の生物学的処理に用いられ、活性汚泥が収容されている生物処理槽と、該生物処理槽に収容された活性汚泥を含む液体が濾過される濾材を有する固液分離装置とを備えている有機性廃水処理装置であって、前記濾材には、前記液体を透過させ得るように、少なくとも直径１０μｍの大きさの粒子を透過可能な貫通孔が複数形成されており、しかも、前記濾材が直径１０μｍを超え５００μｍ以下の内のいずれかを超える大きさの粒子を捕捉可能に形成されていることを特徴としている。

さらに、上記課題を解決するための有機性廃水処理方法にかかる発明は、活性汚泥が収容されている生物処理槽と、該生物処理槽に収容された活性汚泥を含む液体が濾過される濾材を有する固液分離装置とが備えられており、前記濾材には、前記液体を透過させ得るように、少なくとも直径１０μｍの大きさの粒子を透過可能な貫通孔が複数形成されており、しかも、前記濾材が直径１０μｍを超え５００μｍ以下の内のいずれかを超える大きさの粒子を捕捉可能に形成されている固液分離装置が備えられている有機性廃水処理装置を用いて、前記生物処理槽で有機性廃水を生物学的処理させる生物学的処理工程を実施し、前記固液分離装置で前記生物処理槽に収容された活性汚泥を含む液体を濾過する固液分離工程を実施して有機性廃水の処理を実施することを特徴としている。

なお、“少なくとも直径１０μｍの粒子を透過可能”であるとは“貫通孔が、少なくとも直径１０μｍの球状の粒子を透過させ得る形状である”ことを意図している。
また、“濾材が、直径１０μｍを超え５００μｍ以下の内のいずれかを超える大きさの粒子を捕捉可能に形成されている”とは、“１０μｍを超え５００μｍ以下の内のいずれかを超える直径の球状の粒子が捕捉され得る状態に濾材が形成されている”ことを意図しており、例えば、貫通孔を、液体の通過する間の最も狭小な箇所の断面が直径１０μｍの円を超え且つ直径５００μｍの円以下の大きさとなるように形成させることで、濾材を、直径１０μｍを超え５００μｍ以下のいずれかを超える直径の球状の粒子を捕捉可能な状態とさせ得る。

本発明の固液分離装置の濾材には、少なくとも直径１０μｍの粒子を透過可能な貫通孔が複数形成されており、生物学的処理に用いられる従来の固液分離装置よりも各段に大きな貫通孔が形成されている。
したがって、濾材を透過する液体成分の流速を増大させ得る。

しかも、この濾材は、直径１０μｍを超え５００μｍ以下の内のいずれかを超える大きさの粒子を捕捉可能に形成されていることからフロックなどの固形成分を十分捕捉させ得る。
さらに、この捕捉した固形成分に吸着させて個体レベルの微生物も捕捉させ得ることから、濾材を透過した液体成分と、微生物やその凝集体などの固形成分との分離を優れた速度で実施させ得る。

また、例えば、簡単な自動逆洗などで容易に捕捉物の除去ができるため、この優れた分離速度を長期間維持させ得る。
すなわち、維持管理を容易にしつつ優れた分離速度を長期間維持させ得る。

また、本発明の有機性廃水処理装置には、有機性廃水を生物学的処理し得るように活性汚泥が収容されている生物処理槽と、該生物処理槽に収容された活性汚泥を含む液体が濾材で濾過される固液分離装置とを備えている。
そして、この固液分離装置の濾材には、少なくとも直径１０μｍの大きさの粒子を透過可能な貫通孔が複数形成されており、しかも、前記濾材が直径１０μｍを超え５００μｍ以下の内のいずれかを超える大きさの粒子を捕捉可能に形成されている。
したがって、この有機性廃水処理装置の固液分離装置の維持管理を容易にしつつ優れた分離速度を長期間維持させて運転させることができる。
すなわち、有機性廃水処理装置の維持管理を容易にしつつ処理効率を向上させ得る。

また、このような有機性廃水処理装置を用いて有機性廃水の処理を実施させることにより、有機性廃水処理方法を、維持管理が容易でありながら処理効率に優れたものとさせ得る。

以下に、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態における有機性廃水処理装置を示すブロック図である。
また、図２は、有機性廃水処理装置に用いられる固液分離装置の部分断面図であり、図３は、この固液分離装置の濾材を構成する積層板を表している。
さらに、図４は積層板の溝の形成状態を示す説明図であり、図中の破線は、裏面側（下面側）の溝の形成状態を表している。
また、図５は、図４を部分的に拡大した拡大図であり、図４と同じく裏面側（下面側）の溝の形成状態を破線で表している。
さらに、図６は、図５のＸ−Ｘ’線、Ｙ−Ｙ’線、Ｚ−Ｚ’線矢視断面図である。

図１における１は、有機性廃水を生物学的処理し得るように活性汚泥が収容されている生物処理槽であり、２ａ、２ｂ、２ｃは、生物処理槽１に収容された活性汚泥を含む液体が濾材で濾過される３台の固液分離装置である。
また、３は、３台の固液分離装置２ａ、２ｂ、２ｃの濾材を透過した透過液を貯留する処理水槽である。

前記三台の固液分離装置２ａ、２ｂ、２ｃは、図２に示すように、筒状の濾材２１が該濾材２１よりも一回り大きな有底筒状の容器２２内に収容された濾過部２０が備えられている。
前記容器２２の上部は、蓋体２６により閉塞されており、前記筒状の濾材２１も前記蓋体２６にその一端部を当接させて容器２２内に収容されており、濾材２１の他端側は、容器底部２２ａから離間されて位置し、前記蓋体２６側に附勢されたエンドプレート２７によって封止されている。
また、該エンドプレート２７による附勢により濾材２１の上端部における前記蓋体２６への当接力が附勢されており、上端部のシールも同時になされている。

なお、前記エンドプレート２７は、外部操作によりその附勢力を調整し得るように附勢力調整手段（図示せず）が備えられている。

また、前記蓋体２６には、筒状の濾材２１の中空領域２１ａに相当する位置に開口部２５が設けられており、前記容器２２には、該容器２２と濾材２１との間に前記生物処理槽１から活性汚泥を含む液体を導入させるべく汚泥導入口２４が形成されている。
すなわち、この濾過部２０は、汚泥導入口２４から活性汚泥を含む液体を容器２２内に導入させ、濾材２１で活性汚泥などの固形成分を捕捉するとともに液体成分（以下「透過液」ともいう）を中空領域２１ａに透過させて蓋体２６の開口部２５から排出させ得るように形成されている。

前記濾材２１について、さらに詳細に説明すると、この濾材２１は、中抜き円板形状を有する積層板２３が互いに面接された状態で複数積層されて全体略円筒状とされており、しかも、両面面に中抜き部２３ａから外縁部にいたる溝２３ｃが形成されている積層板２３が複数積層されて、前記溝２３ｃにより円筒の内外を貫通する貫通孔（図示せず）が形成されている。

しかも、前記積層板２３は、その両面をそれぞれ観察した際に、両面に形成された溝２３ｃが略同一状態となるように形成されている。
より詳しくは、前記積層板２３は、中抜き円板形状の内周縁２３ｄから外周縁２３ｂにわたり一辺が約２０μｍの正方形の断面形状を有する多条の溝２３ｃが供えられており、中抜き円板形状の中心を通る直線に対して所定角度（θ）となる仮想線に沿ってこの溝２３ｃが延在されている。

したがって図４に示すように一面側から裏面側の溝２３ｃを透視した場合には、一面側の溝２３ｃと裏面側の溝と２３ｃ’が角度をもって交差する状態に観察されることとなる。
すなわち、この積層板２３を面接させた状態で積層させてなる濾材２１は、面接されている一方の積層板２３と他方の積層板２３とが、互いの溝２３ｃを交差させて積層されることとなる。

さらに、詳しくは、図５、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、濾材２１の外周側において一方の積層板２３₁の溝２３ｃ₁と他方の積層板２３₂との溝２３ｃ₂が重なる位置（図６（ａ））においては、溝２３ｃ₂の一辺を超える大きさの固形成分を透過させることが可能であるが、さらに濾材２１の中心方向に向かって行くと（図６（ｂ））一方の積層板２３₁の溝２３ｃ₁と他方の積層板２３₂の溝２３ｃ₂とがずれて位置することになり溝２３ｃ₂の一辺を超える大きさの固形成分を透過させることが困難な状況となる。
さらに濾材２１の中心部に向かって行くと一方の積層板２３₁の溝２３ｃ₁と他方の積層板２３₂の溝２３ｃ₂とが完全に離れた状態（図６（ｃ））で位置することとなり、溝２３ｃ₂の一辺を超える大きさの固形成分を透過させることは全く不可能な状況となる。

その後、さらに濾材２１の中心部に向かって行くと再び一方の積層板２３₁の溝２３ｃ₁と他方の積層板２３₂の溝２３ｃ₂とが交わり始め、やがて、図６（ａ）と同じ状態となる。
すなわち、濾材２１に形成された貫通孔には、濾材２１の外周縁２３ｂから、一方の積層板２３₁の溝２３ｃ₁と他方の積層板２３₂の溝２３ｃ₂とが重なる位置（図６（ａ））にいたる区間に、液体成分の透過経路の断面積が拡大する拡大部が形成され、一方の積層板２３₁の溝２３ｃ₁と他方の積層板２３₂の溝２３ｃ₂とが重なる位置（図６（ａ））から、一方の積層板２３₁の溝２３ｃ₁と他方の積層板２３₂の溝２３ｃ₂とが完全に離れた状態（図６（ｃ））にいたる区間に、液体成分の透過経路の断面積が縮小する縮小部が形成されている。
しかも、これら拡大部と縮小部とが複数形成されており、固形成分を捕捉し得る箇所が多段に形成され、透過液に固形成分が含有されるおそれをより低減させ得るように形成されている。

本実施形態の有機性廃水処理装置には、このような濾過部２０を有する固液分離装置２ａ、２ｂ、２ｃに前記生物処理槽１から活性汚泥を含む液体を供給すべく、一端部が前記生物処理槽１に連結された汚泥供給配管Ｌ１が用いられている。
この汚泥供給配管Ｌ１には、生物処理槽１の活性汚泥を各固液分離装置２ａ、２ｂ、２ｃに搬送するための汚泥供給ポンプＰ１が備えられており、前記生物処理槽１からそれぞれの固液分離装置２ａ、２ｂ、２ｃに個別に活性汚泥を供給し得るように、前記汚泥供給ポンプＰ１を通過後の汚泥供給配管Ｌ１には、三本の汚泥供給分岐配管Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ１ｃが連結されている。
また、それぞれの汚泥供給分岐配管Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ１ｃは、その流通状態を制御可能な開閉弁Ｖ１ａ、Ｖ１ｂ、Ｖ１ｃが中間位置に設けられており、その端部がそれぞれの固液分離装置２ａ、２ｂ、２ｃの濾過部２０における汚泥導入口２４に接続されている。

また、各固液分離装置２ａ、２ｂ、２ｃの濾過部２０から排出される透過液を処理水槽３に搬送すべく、本実施形態の有機性廃水処理装置には、各固液分離装置２ａ、２ｂ、２ｃの濾過部２０の開口部２５に連結される透過液排出配管Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｃが備えられており、これら透過液排出配管Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｃを流通する透過液を集合させて処理水槽３に搬送すべく、透過液排出配管Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｃと処理水槽３とを連結する透過液排出マニホールド配管Ｌ２がさらに備えられている。
この透過液排出配管Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｃにも、その流通状態を制御可能な開閉弁Ｖ２ａ、Ｖ２ｂ、Ｖ２ｃがその中間位置に設けられている。

さらに、本実施形態の有機性廃水処理装置には、処理水槽３に貯留された透過液を利用して各固液分離装置２ａ、２ｂ、２ｃの濾過部２０を実施すべく逆洗浄配管Ｌ３が備えられている。
この逆洗浄配管Ｌ３は、その一端側が処理水槽３に接続されており、処理水槽３から透過液を搬出させるべく返送ポンプＰ２が設けられている。
また、この逆洗浄配管Ｌ３は、処理水槽３から搬出した透過液を各固液分離装置２ａ、２ｂ、２ｃの濾過部２０の開口部２５から導入させて濾過部２０の逆洗浄を実施し得るように他端側には、逆洗浄分岐配管Ｌ３ａ、Ｌ３ｂ、Ｌ３ｃが接続されている。

この逆洗浄分岐配管Ｌ３ａ、Ｌ３ｂ、Ｌ３ｃは、それぞれ、透過液排出配管Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｃの開閉弁Ｖ２ａ、Ｖ２ｂ、Ｖ２ｃと固液分離装置２ａ、２ｂ、２ｃの開口部２５との間において透過液排出配管Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｃに接続されている。
また、この逆洗浄分岐配管Ｌ３ａ、Ｌ３ｂ、Ｌ３ｃにも、その流通状態を制御可能な開閉弁Ｖ３ａ、Ｖ３ｂ、Ｖ３ｃがその中間位置に設けられている。

さらに、本実施形態の有機性廃水処理装置には、前記逆洗浄分岐配管Ｌ３ａ、Ｌ３ｂ、Ｌ３ｃにより濾過部２０に導入された透過液を、前記濾材２１を逆方向に通過させて濾材２１に捕捉された活性汚泥などの固形成分を逆洗浄により除去した際に、この固形成分を含む透過液（以下「逆洗水」ともいう）を生物処理槽１に返送するための逆洗水返送配管Ｌ４ａ、Ｌ４ｂ、Ｌ４ｃが備えられている。
前記逆洗水返送配管Ｌ４ａ、Ｌ４ｂ、Ｌ４ｃは、汚泥供給分岐配管Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ１ｃの開閉弁Ｖ１ａ、Ｖ１ｂ、Ｖ１ｃと固液分離装置２ａ、２ｂ、２ｃとの間で汚泥供給分岐配管Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ１ｃにその一端側が接続されており、他端側が返送マニホールド配管Ｌ４に接続されている。

この逆洗水返送配管Ｌ４ａ、Ｌ４ｂ、Ｌ４ｃにも、それぞれ開閉弁Ｖ４ａ、Ｖ４ｂ、Ｖ４ｃが備えられている。
また、前記返送マニホールド配管Ｌ４は、逆洗水返送配管Ｌ４ａ、Ｌ４ｂ、Ｌ４ｃから導入された逆洗水を返送すべく生物処理槽１に連結されておりその中間位置に逆洗水の流通を制御するための開閉弁Ｖ４ｄが設けられている。
また、返送マニホールド配管Ｌ４には、引き抜き配管Ｌ５が接続されており、該引き抜き配管は、逆洗水を生物処理槽１に返送させずに引き抜き汚泥として系外に排出させるべく、逆洗水返送配管Ｌ４ａ、Ｌ４ｂ、Ｌ４ｃと開閉弁Ｖ４ｄと間において返送マニホールド配管Ｌ４に接続されている。
そして、この引き抜き配管Ｌ５にも開閉弁Ｖ５が備えられている。

なお、ここでは詳述しないが、上記構成に加えて、一般的な有機性廃水処理に用いられる装置類やセンサー類といった各種構成部材が本実施形態の有機性廃水処理装置にも採用されている。

次いで、このような有機性廃水処理装置を用いた有機性廃水処理方法について工程ごとに説明する。
（生物学的処理工程）
まず、前記有機性廃水処理装置の生物処理槽１に有機性廃水を生物学的処理させる生物学的工程を実施する。
この生物学的処理工程については、特に限定されるものではなく、生物処理槽１を用いた一般的な生物学的処理方法を本実施形態においても採用しうる。

（固液分離工程）
固液分離工程においては、前記三台の固液分離装置２ａ、２ｂ、２ｃを用いて生物処理槽１に収容された活性汚泥を含む液体の濾過を実施する。
このとき、工程開始直後は、三台の固液分離装置２ａ、２ｂ、２ｃを三台とも用いて濾過を実施する。
すなわち、汚泥供給分岐配管Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ１ｃの開閉弁Ｖ１ａ、Ｖ１ｂ、Ｖ１ｃを全て開状態とし、且つ、透過液排出配管Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｃの開閉弁Ｖ２ａ、Ｖ２ｂ、Ｖ２ｃも全て開状態とする。
さらに、逆洗浄分岐配管Ｌ３ａ、Ｌ３ｂ、Ｌ３ｃの開閉弁Ｖ３ａ、Ｖ３ｂ、Ｖ３ｃ、逆洗水返送配管Ｌ４ａ、Ｌ４ｂ、Ｌ４ｃの開閉弁Ｖ４ａ、Ｖ４ｂ、Ｖ４ｃ、返送マニホールド配管Ｌ４の開閉弁Ｖ４ｄ、引き抜き配管Ｌ５の開閉弁Ｖ５を全て閉状態とする。

このような状態で、汚泥供給ポンプＰ１を作動させ、生物処理槽１から汚泥供給配管Ｌ１、汚泥供給分岐配管Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ１ｃを経由して生物処理槽１内に収容されていた活性汚泥を含む液体をそれぞれの固液分離装置２ａ、２ｂ、２ｃ内に供給する。
そして、前記濾過部２０の容器２２内にこの液体を導入させて容器２２中に収容されている濾材２１にその外周側から中空領域２１ａ側に前記液体中に含有されている液体成分（透過液）を透過させて、開口部２５を通じて排出させるとともに活性汚泥などの固形成分を濾材２１に捕捉させる。
この開口部２５から排出される透過液は、透過液排出配管Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｃを経由して透過液排出マニホールド配管Ｌ２で処理水槽３に貯留させた後に次段の処理に向けて搬送する。

このときの固形成分の捕捉状況について、積層板２３に形成された正方形の溝２３ｃの一辺（約２０μｍ）よりも長さが僅かに長く、正方形の溝２３ｃの一辺（約２０μｍ）よりも僅かに狭幅の形状を有する活性汚泥の凝集粒子Ｆ（以下、「フロックＦ」ともいう）を捕捉する場合を例に、図６を参照しつつさらに詳しく説明する。
このフロックＦは、溝２３ｃ₂の一辺を超える長さを有する粒子であることから、通常は溝２３ｃ₂を通過することができないが、一方の積層板２３₁の溝２３ｃ₁と他方の積層板２３₂の溝２３ｃ₂とが重なる位置（図６（ａ））においては、貫通孔が、溝２３ｃ₂の一辺の２倍の長さの粒子を透過させ得る状態となっており、このフロックＦもその一部を上方側の溝２３ｃ₁に突出させた状態で図６（ａ）の地点を透過して濾材２１の中心方向に向かって移動することができる。
一方の積層板２３₁の溝２３ｃ₁と他方の積層板２３₂の溝２３ｃ₂とが重なる位置を通過後は、液体成分透過方向に向かうにしたがって、上方側の溝２３ｃ₁が下方側の溝２３ｃ₂に対して相対位置を溝の交差方向、すなわち、図中左方向に移動させることとなる。
そのため、このフロックＦも上方側の溝２３ｃ₁に突出させた部分がこの上方側の溝２３ｃ₁のエッジに当接する状態となり、この上方側の溝２３ｃ₁の相対移動に伴って図中左側に誘導される。
そして、このフロックＦが下側の溝２３ｃ₂の左側壁に当接した時点（図６（ｂ））でそれ以上左に移動することができなくなり、この地点で捕捉されることとなる。

このとき、下側溝２３ｃ₂の右側面近傍には、液体成分の流路が確保されることになる。
すなわち、このように面接されている一方の積層板２３₁と他方の積層板２３₂とが、互いの溝を交差させて積層させることにより貫通孔の目詰まりが効果的に予防されることとなる。
また、正方形の溝２３ｃの一辺（約２０μｍ）よりも小さな粒径の固形成分は、固液分離工程開始直後は、濾材２１の中空領域２１ａ側に透過してしまうこととなるが、上記に説明したように固液分離工程を開始すると２０μｍを超える大きさのフロックＦなどが貫通孔の途中箇所で捕捉され、捕捉されたフロックＦと溝２３ｃの側面との間に形成される透過液の流路を超える大きさの粒子は透過することができなくなる。
したがって、例えば、数μｍ程度の大きさの固形成分が含有されていたとしても、すでに捕捉されている２０μｍを超える大きさの固形成分により捕捉され、この２０μｍを超える大きさの固形成分の上流側（濾材２１の外周側）に蓄積されることとなる。
このようにして複数の固形成分が貫通孔内に蓄積されることにより、貫通孔内の透過液の流路が複雑に入り組んだ状況となり、分離を行う液体中に個体レベルの微生物が含まれている場合でも、この捕捉されたフロックＦなどの固形成分の隙間を通過する際にこのフロックＦに吸着させて捕捉することができ、透過液の水質を向上させ得る。

このようにして、濾材２１の目詰まりが抑制されるとともに、濾材２１を透過する液体成分の流速を従来の限外ろ過膜などに比べて格段に優れたものとさせることができ、しかも、個体レベルの微生物も捕捉させることができ、固液分離装置２を、優れた分離速度を長期間維持させ得るものとし得る。

（洗浄工程）
このようにしてしばらくの間この固液分離工程を継続して実施させた後、所定のタイミングにより洗浄工程を実施する。
この洗浄工程のタイミングについては、濾過部２０前後の差圧を測定して、該差圧が所定値を超えた時点などイベントの発生に基づくものであってもよく、タイマー制御などの定期的なものであってもよい。
以下に、第一の固液分離装置２ａに対してのみ洗浄工程を実施する場合を例に、より具体的に説明する。

まず、汚泥供給分岐配管Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ１ｃの開閉弁Ｖ１ａ、Ｖ１ｂ、Ｖ１ｃの内、第一の汚泥供給分岐配管Ｌ１ａの開閉弁Ｖ１ａのみを閉状態とし他の開閉弁Ｖ１ｂ、Ｖ１ｃは、そのまま開状態とさせる。
また、透過液排出配管Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｃの開閉弁Ｖ２ａ、Ｖ２ｂ、Ｖ２ｃの内、第一の透過液排出配管Ｌ２ａの開閉弁Ｖ２ａのみを閉状態とし他の開閉弁Ｖ２ｂ、Ｖ２ｃは、そのまま開状態とさせる。
さらに、逆洗浄分岐配管Ｌ３ａ、Ｌ３ｂ、Ｌ３ｃの開閉弁Ｖ３ａ、Ｖ３ｂ、Ｖ３ｃの内、第一の逆洗浄分岐配管Ｌ３ａの開閉弁Ｖ３ａのみを開状態とし他の開閉弁Ｖ３ｂ、Ｖ３ｃは、そのまま閉状態とさせる。
また、逆洗水返送配管Ｌ４ａ、Ｌ４ｂ、Ｌ４ｃの開閉弁Ｖ４ａ、Ｖ４ｂ、Ｖ４ｃの内、第一の逆洗水返送配管Ｌ４ａの開閉弁Ｖ４ａのみを開状態とし他の開閉弁Ｖ４ｂ、Ｖ４ｃは、そのまま閉状態とさせる。
さらに、返送マニホールド配管Ｌ４の開閉弁Ｖ４ｄを開状態として、第一の固液分離装置２ａのエンドプレート２７を弛緩させて返送ポンプＰ２を作動させる。

この返送ポンプＰ２の作動により、処理水槽３に貯留されている透過液を、逆洗浄配管Ｌ３、逆洗浄分岐配管Ｌ３ａを経由して固液分離装置２ａに導入させる。
そして、この透過液を、固液分離装置２ａの蓋体２６の開口部２５から濾材２１の中空領域２１ａに導入させて濾材２１を固液分離工程とは逆方向に流通させ、この透過液で濾材２１を逆洗浄させる。
このとき、エンドプレート２７を弛緩させて洗浄工程を実施することから積層板２３の間が離間された状態となって濾材２１の洗浄を実施させることができ、濾材２１に捕捉させた固形成分を容易に脱離させることができる。

（返送工程）
前記洗浄工程で発生した、濾材２１に捕捉されていた活性汚泥などの固形成分を含んだ透過液（逆洗水）を、返送ポンプＰ２の搬送動力により汚泥導入口２４を通じて逆洗水返送配管Ｌ４ａに向けて排出させ、返送マニホールド配管Ｌ４から生物処理槽１に返送させる。
このとき、前段の洗浄工程では濾材２１に捕捉された固形成分が容易に脱離されることから、限外ろ過膜や精密ろ過膜などの従来の濾材の逆洗水に比べて高い汚泥濃度の逆洗水を得ることができる。
すなわち、生物処理槽１に返送する逆洗水を高い汚泥濃度とすることができ、生物処理槽１の汚泥濃度低下を抑制させ得ることから透過液（処理水）の水質を向上させ得る。

（引き抜き工程）
なお、返送マニホールド配管Ｌ３の開閉弁Ｖ３ｄを開状態に代えて閉状態とし、引き抜き配管Ｌ４の開閉弁Ｖ４を閉状態に代えて開状態とする以外は、返送工程と同様の開閉弁の状態として、逆洗水を引抜き汚泥として、引き抜き配管Ｌ４を通じて系外に排出させることができる。
この引き抜き工程において系外に排出される逆洗水も、例えば、限外ろ過膜や精密ろ過膜などの従来の濾材により汚泥濃度が濃縮された濃縮液よりも高い汚泥濃度とさせ得る。
すなわち、従来実施されていた引抜き汚泥の濃縮、脱水などといった手間を簡略化させ得る。

なお、ここでは詳述しないが、上記引抜き工程により得られた引抜き汚泥は、汚泥易分解化手段により処理した後に、再び生物処理槽１に返送させて余剰汚泥の発生量をより低減させることが好ましい。
この汚泥易分解化手段としては、加熱、薬品（酸、アルカリ、酸化剤等）、酵素などによる化学的手段や、微生物の作用による生物学的手段、ミルや超音波などによる機械的手段など種々の手段を採用することができ、これらを複数組み合わせて実施することも可能である。

なお、このようにして第一の固液分離装置２ａの洗浄工程ならびに、この固液分離装置２ａからの逆洗水の返送、あるいは、引き抜きが終了した後は、この第一の固液分離装置２ａを固液分離工程実施可能な状態に復帰させるとともに、第二の固液分離装置２ｂ、第三の固液分離装置２ｃに順次第一の固液分離装置２ａと同様の洗浄工程等を実施させることができる。
こうして三台の固液分離装置２ａ、２ｂ、２ｃの内、常に、二台を固液分離工程の状態とし、一台を洗浄工程の状態とするなどして連続的な有機性廃水処理を実施させることができる。

本実施形態においては、上記のごとく構成された有機性廃水処理装置を用いて上記のような工程により有機性廃水処理を実施する場合を例に説明したが、本発明を上記例示に限定するものではない。
例えば、濾材を上記のような円筒形状に限定するものではなく、表面に溝が形成された中抜き四角板状の積層板を用いて角筒形状とすることも可能である。
また、本実施形態においては、断面が一片約２０μｍの正方形のとなる溝を表面に複数形成された積層板を例に説明したが、本発明においては、溝の大きさや形状を上記例示に限定するものではなく、長方形や三角形など種々の断面形状を有するものであってもよい。

また、本発明においては、濾材の貫通孔が、少なくとも直径１０μｍの大きさの粒子を透過可能で且つ直径１０μｍを超え５００μｍ以下の内のいずれかを超える大きさの粒子を捕捉可能に形成されているものであればよく、溝が形成された積層板を用いる場合に限定するものでもない。

なお、固液分離工程開始直後の固形成分の透過量をより低減させて、処理水槽に貯留される透過液（処理水）の水質を向上させ得る点からは、濾材の貫通孔をより小さくすることが好ましいが、固液分離の速度を向上させることができ処理効率の向上や装置の小型化を期待し得る点からは、より大きな断面積を有する貫通孔を形成させることが好ましい。
このような点において、濾材の貫通孔は、直径１０μｍを超え２００μｍ以下の内のいずれかを超える大きさの粒子を捕捉可能に形成されていることが好ましく、良好な処理水質を得る観点から、直径１０μｍを超え５０μｍ以下の内のいずれかを超える大きさの粒子を捕捉可能に形成されていることがより好ましい。

次いで、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（濾材）
断面略正三角形の溝が片面１６００本（両面で３２００本）形成された中抜き円板形状の積層板（外縁部直径１１３ｍｍ、内縁部直径８６ｍｍ）が、２００枚積層されて形成された円筒形状の濾材を用いた。

（固液分離工程）
上記の濾材の外周側に、活性汚泥を含有する液体（固形分濃度約１００００ｍｇ／Ｌ）を圧力３００ｋＰａ、約１５ｍ³／日の供給量で供給して濾材を通過させ、濾材の中空領域を通じて固形分濃度１０ｍｇ／Ｌの透過液を得た。
なお、一部の透過液は、後述の洗浄工程に用い、実質得られた透過液は約１０ｍ³／日であった。

（洗浄工程）
先の固液分離工程で得られた透過液約５ｍ³／日を用い、濾材の逆洗浄を実施した。
この逆洗浄においては、積層板間を離間させた状態で実施し、３００回／日の頻度で実施した。

（返送工程）
先の洗浄工程にて得られた逆洗水を返送汚泥として返送させた。
なお、この逆洗水の固形分濃度は、約３００００ｍｇ／Ｌであった。

なお、従来の細孔径０．４μｍの限外ろ過膜は、通常、０．８ｍ³／ｍ²・日の透過性能であり、上記濾材と同等の透過液量（１５ｍ³／日）を得ようとすると、１８．７５ｍ²の面積が必要である。

このことからも、本発明によれば、維持管理を容易にしつつ優れた分離速度を長期間維持させ得る固液分離装置を提供し得ることがわかる。
また、固液分離装置のコンパクト化にも寄与し得ることもわかる。
さらに、逆洗水中の固形物濃度も高くすることができるので、引き抜き汚泥の処理も効率化できることが分かる。

本実施形態における有機性廃水処理装置を示すブロック図。 有機性廃水処理装置に用いられる固液分離装置の部分断面図。 固液分離装置の濾材を構成する積層板の上面図および下面図。 積層板の溝の形成状態を示す説明図。 図４の部分拡大図。 図５のＸ−Ｘ’線、Ｙ−Ｙ’線、Ｚ−Ｚ’線矢視断面図。

符号の説明

１：生物処理槽、２（２ａ、２ｂ、２ｃ）：固液分離装置、２０：濾過部、２１： 濾材、２１ａ：中空領域、２２：容器、２２ａ：容器底部、２３（２３₁、２３₂）：積層板、２３ａ：中抜き部、２３ｂ：外周縁、２３ｃ（２３ｃ₁、２３ｃ₂）：溝、２３ｄ：内周縁、２４：汚泥導入口、２５：開口部、２６：蓋体、２７：エンドプレート、Ｆ：フロック、
Ｌ１：汚泥供給配管、Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ１ｃ：汚泥供給分岐配管、Ｌ２：透過液排出マニホールド配管、Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ２ｃ：透過液排出配管、Ｌ３：逆洗浄配管、Ｌ３ａ、Ｌ３ｂ、Ｌ３ｃ：逆洗浄分岐配管、Ｌ４：返送マニホールド配管、Ｌ４ａ、Ｌ４ｂ、Ｌ４ｃ：逆洗水返送配管、Ｌ５：引抜き配管、Ｐ１：汚泥供給ポンプ、Ｐ２：返送ポンプ、Ｖ１ａ、Ｖ１ｂ、Ｖ１ｃ、Ｖ２ａ、Ｖ２ｂ、Ｖ２ｃ、Ｖ３ａ、Ｖ３ｂ、Ｖ３ｃ、Ｖ４ａ、Ｖ４ｂ、Ｖ４ｃ、Ｖ４ｄ、Ｖ５：開閉弁

Claims (10)

1. 有機性廃水の生物学的処理に用いられた活性汚泥を含む液体の濾過に用いられ、前記液体が濾過される濾材を有する固液分離装置であって、
   前記濾材には、前記液体を透過させ得るように、少なくとも直径１０μｍの大きさの粒子を透過可能な貫通孔が複数形成されており、しかも、前記濾材が直径１０μｍを超え５００μｍ以下の内のいずれかを超える大きさの粒子を捕捉可能に形成されていることを特徴とする固液分離装置。
2. 前記貫通孔には、前記液体の流通方向に断面積が拡大する拡大部と断面積が縮小する縮小部とが少なくとも１箇所ずつ形成されている請求項１記載の固液分離装置。
3. 前記濾材は、中抜き平板形状を有する積層板が互いに面接された状態で複数積層されて筒状体とされており、しかも、少なくとも一面側の表面に中抜き部から外縁部にいたる溝が形成されている積層板が複数積層されて、前記溝により筒状体の内外を貫通する前記貫通孔が形成されている請求項１または２記載の固液分離装置。
4. 前記積層板は、溝が形成されている表面どうしを面接させた状態で積層されており、しかも、面接されている一方の積層板と他方の積層板とは、互いの溝を交差させて積層されている請求項３記載の固液分離装置。
5. 前記濾材が、積層板どうしを互いに離間させて洗浄し得るように形成されている請求項３または４記載の固液分離装置。
6. 有機性廃水の生物学的処理に用いられ、活性汚泥が収容されている生物処理槽と、該生物処理槽に収容された活性汚泥を含む液体が濾過される濾材を有する固液分離装置とを備えている有機性廃水処理装置であって、
   前記濾材には、前記液体を透過させ得るように、少なくとも直径１０μｍの大きさの粒子を透過可能な貫通孔が複数形成されており、しかも、前記濾材が直径１０μｍを超え５００μｍ以下の内のいずれかを超える大きさの粒子を捕捉可能に形成されていることを特徴とする有機性廃水処理装置。
7. 活性汚泥が収容されている生物処理槽と、該生物処理槽に収容された活性汚泥を含む液体が濾過される濾材を有する固液分離装置とが備えられており、前記濾材には、前記液体を透過させ得るように、少なくとも直径１０μｍの大きさの粒子を透過可能な貫通孔が複数形成されており、しかも、前記濾材が直径１０μｍを超え５００μｍ以下の内のいずれかを超える大きさの粒子を捕捉可能に形成されている固液分離装置が備えられている有機性廃水処理装置を用いて、前記生物処理槽で有機性廃水を生物学的処理させる生物学的処理工程を実施し、前記固液分離装置で前記生物処理槽に収容された活性汚泥を含む液体を濾過する固液分離工程を実施して有機性廃水の処理を実施することを特徴とする有機性廃水処理方法。
8. 前記固液分離工程により前記液体から濾別された活性汚泥の少なくとも一部を前記生物処理槽に返送させる返送工程をさらに実施する請求項７記載の有機性廃水処理方法。
9. 中抜き平板形状を有し表面に中抜き部から外縁部にいたる溝が形成されている積層板が複数積層されて筒状体とされており、前記溝により筒状体の内外を貫通する前記貫通孔が形成されている濾材を有する固液分離装置を用いて、前記固液分離工程を実施した後に、前記積層板どうしを互いに離間させて濾材を洗浄することにより前記溝に付着した活性汚泥を除去する洗浄工程をさらに実施する請求項７または８に記載の有機性廃水処理方法。
10. 前記洗浄工程で除去された活性汚泥の少なくとも一部を系外に排出させる引き抜き工程をさらに実施する請求項９に記載の有機性廃水処理方法。

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