JP3830026B2 - 膜分離式オキシデーションディッチ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、膜分離式オキシデーションディッチに関し、特に、窒素を含む下水等の汚水を、浸漬膜を配設したオキシデーションディッチで生物処理し、活性汚泥中の硝化細菌と脱窒細菌の作用で、生物学的に窒素を除去するようにした膜分離式オキシデーションディッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、中小規模の下水処理場等に流入する汚水を処理するために、活性汚泥の曝気槽に汚水を導入し、これを曝気、攪拌して生物処理を行う活性汚泥法、中でもオキシデーションディッチ法が多く採用されている。
また、浸漬膜を用いた膜分離活性汚泥法は、反応槽内に膜分離装置を浸漬させて、吸引ポンプで処理水を排出するようにしているため、従来の膜分離法のように高圧ポンプを必要とせず、ランニングコストが安価であり、従来のオキシデーションディッチ法よりも清澄な処理水が得られる利点がある。
しかし、浸漬膜は、膜表面に汚泥が付着するのを防止するため、浸漬膜の下部に配設した散気管から空気を吹き込み、膜面を洗浄する必要があり、洗浄用の散気を止める時間帯は、吸引濾過を行えないことから、通常はほぼ連続的に散気を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の単槽式反応槽からなるオキシデーションディッチに、浸漬膜を用いた場合、膜洗浄用の散気によって循環水路内において常時曝気が行われるようになり、同一水路内に嫌気条件を作るのが難しく、このため、好気条件での硝化と嫌気条件での脱窒の組合せによって処理される窒素の除去が難しいという問題点があった。
【０００４】
本発明は、上記従来のオキシデーションディッチの有する問題点に鑑み、膜洗浄用散気により溶解した酸素がオキシデーションディッチの水路に流入するのを調整することにより、好気・嫌気の条件をゾーンで分割、又は時間的に変化させて、硝化・脱窒を促進して、汚水中の窒素を除去することができるようにした膜分離式オキシデーションディッチを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の膜分離式オキシデーションディッチは、オキシデーションディッチの循環水路内に、汚泥混合液の取込口と排出口を有する濾過水槽を、オキシデーションディッチ底部との間に空間を持たせて配設し、該濾過水槽内に浸漬形の分離膜と膜洗浄用の散気管とを配設した膜分離式オキシデーションディッチにおいて、濾過水槽の混合液排出口を、開閉装置を設けたスリット状とし、水路内に配設した曝気及び攪拌混合と攪拌混合のみを選択的に行う曝気攪拌機を用い、好気運転を行うときに前記スリットを開放し、嫌気運転を行うときに前記スリットを閉鎖するようにしたことを特徴とする。
【０００６】
この膜分離式オキシデーションディッチは、汚泥混合液の取込口と排出口を有し、かつ内部に浸漬形の分離膜と膜洗浄用の散気管とを配設した濾過水槽を、オキシデーションディッチ水路底部との間に空間を持たせて配設しているため、循環水路内の水流を確保しながら、膜洗浄用空気により溶解した酸素が、オキシデーションディッチの水路に流入する状態を調整することができ、これにより、循環水路内に好気・嫌気の条件をゾーンで分割、又は時間的に変化させることが可能となる。
そして、硝化に必要な好気時間帯と脱窒に必要な嫌気時間帯を確保するため、曝気攪拌機を好気運転と嫌気運転を交互に繰り返し行うが、この場合、好気運転時には、スリットを開放することにより、膜洗浄用に散気され、膜分離装置内を上昇する間に汚泥混合液中に溶解した酸素が、濾過水槽の排出口のスリットから汚泥混合液と共にオキシデーションディッチの水路部分へと流出し、曝気攪拌機は、酸素の不足分を補うための曝気運転を行っているため、洗浄用と曝気用の酸素が一緒になり、水路が短いために、水路全体が好気状態になる。一方、嫌気運転時には、スリットを閉鎖することにより、濾過水槽内は好気状態であっても、オキシデーションディッチの水路全体は嫌気状態にすることができ、膜洗浄用に散気され、汚泥混合液中に溶解した酸素によって、嫌気条件が阻害されないようにすることができ、単一の水槽において硝化と脱窒を行い、汚水中の窒素を除去することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の膜分離式オキシデーションディッチの実施の形態を図面に基づいて説明する。
【０００８】
図１に、膜分離式オキシデーションディッチの参考例として、循環水路長の長いオキシデーションディッチを示す。
このオキシデーションディッチ１の中央内部長手方向に仕切壁１１を配設して、オキシデーションディッチ１内に循環水路１２を形成し、この循環水路１２内にはさらに濾過水槽３を配設する。
【０００９】
この濾過水槽３は、循環水路１２内で仕切壁１１を挟んだほぼ直線の水路内にそれぞれ１台ずつ配設したが、これは特に限定されるものではない。
また、この各濾過水槽３の内部には、ユニット化された浸漬型の膜分離装置２の複数台が、互いに連結して配設されている。
【００１０】
この膜分離装置２は、濾過水槽内部に配設される分離膜２０と、この分離膜２０の下部位置に配設され、散気により分離膜２０の膜面に付着する汚泥の除去、洗浄を行うための散気管２３と、オキシデーションディッチ１の外部に配設され、分離膜２０にて濾過された処理水を吸引し、濾過水槽外部へ排水するための吸引ポンプ２１と、同様にオキシデーションディッチ１の外部に配設され、膜洗浄用の空気Ｅを散気管２３へ送気するためのブロア２２とで構成されている。
なお、この吸引ポンプ２１を用いずに、オキシデーションディッチ１と別個に処理水槽（図示省略）を、オキシデーションディッチ１より低位置に設けて、この両槽の水位差により重力濾過する方法を用いることもできる。
【００１１】
また、オキシデーションディッチ１の循環水路１２部分には、各濾過水槽３の上流側に曝気機４が設けられ、循環水路１２内に供給される汚水Ａに、酸素を供給し、所要の曝気を行えるようにするとともに、水流を与え、循環水路内を汚水が循環するように構成する。
曝気機４は、特に限定されるものではないが、図１に示したようなスクリュー式など、オキシデーションディッチ法に適した任意の曝気機を適用することができる。
【００１２】
この場合において、濾過水槽３は、図３〜図４（ただし、図３〜図４は、後述の実施例のものを示すが、基本的な構造に差はない。）に示すように、オキシデーションディッチ１の循環水路底部との間に空間（隙間）を形成するように、オキシデーションディッチ１の上部に配設された架台３０により吊り下げられた状態で固定されるとともに、これにより循環水路内の汚水は、濾過水槽３の左右両外側面と、底面を流れるようにする。
濾過水槽３には、図３に示すように、底部に汚泥混合液Ｃの取込口３１が形成され、また、上部の水面付近には、排出口３２が曝気機４の近傍に形成されている。なお、図１には、図示されていないが、汚泥混合液の取込口３１は、排出口３２から、できるだけ離れた位置に配置するのが好ましい。
濾過水槽３をオキシデーションディッチ１の底面に接地して設けると、水路の流れの障害となるため、少なくとも３００ｍｍ程度は、底面から離して配設することにより、底部流速を確保し、汚泥が底部に堆積するのを防止する必要がある。
この場合、上部から吊り下げる方法以外に、底部流速を妨げない程度に水路底に脚を設け、底部から濾過水槽３を支えることも可能である。
【００１３】
図２〜図４に、本発明の膜分離式オキシデーションディッチの一実施例として、循環水路長の短いオキシデーションディッチを示す。
循環水路長の短いオキシデーションディッチ１０の場合、その構成や配置は、図１に示す参考例の循環水路長の長いオキシデーションディッチ１とほぼ同じであるが、濾過水槽３の上部には、開閉装置が組み込まれた、汚泥混合液排出用のスリット３３が設けられる。
このスリット３３の開閉装置を開閉する機構は、特に限定されるものではなく、スリットを塞ぐ蓋状の板が前後又は左右にスライドするように構成するようにしたり、ルーバーのように格子状の板が回転して、自動的に開閉する機構等を採用することができる。
したがって、図には示していないが、このような動きを、水路内に設けられた曝気攪拌機４０の運転に連動して自動的に行うことができるように、スリット開閉用の駆動装置と制御装置とを配設する。
【００１４】
この場合において、曝気攪拌機４０は、特に限定されるものではないが、循環水路長の短いオキシデーションディッチ１０では、汚水Ａに含まれる窒素を除去するために、好気時間帯と嫌気時間帯を交互に繰り返す必要があり、嫌気時間帯においても、オキシデーションディッチ１０内の循環水流を保持することが好ましいため、曝気攪拌機４０は、曝気及び攪拌混合と攪拌混合のみを選択的に行うことができるもの（本明細書において、攪拌機と散気装置で構成されるものを含む。）を用いるようにする。
【００１５】
また、開閉装置付きスリット３３は、図４に示すように、濾過水槽３の水面付近に配設するが、水流調整壁の底部に設ける汚泥混合液の取込口３１は、開閉装置付きスリット３３からある程度離れた位置であれば、任意の位置に設けることができる。
【００１６】
次に、上記膜分離式オキシデーションディッチ１，１０の動作及び作用について説明する。
流入する汚水Ａに含まれる窒素成分は、アンモニア態と有機態であり、窒素を除去するためには、オキシデーションディッチ１，１０において、まず、曝気機又は曝気攪拌機により曝気を行って好気状態とし、硝化細菌の作用により、硝酸態に酸化する必要がある。
次に、嫌気状態にして、脱窒菌が汚水中の有機物をエネルギー源として利用しながら、硝酸態の窒素を窒素分子に還元することにより、窒素ガスとして大気中に放散させる。
【００１７】
そして、図１に示す参考例の循環水路長の長いオキシデーションディッチ１の場合は、水路を流れる間に微生物の呼吸等によって、汚泥混合液に含まれる溶存酸素が消費されるため、膜洗浄用の散気管２３からの散気により、汚泥混合液の取込口３１から濾過水槽３に流入した汚泥混合液Ｃは、膜洗浄用空気と共に上昇し、一部は汚泥混合液の排出口３２から曝気機４の近傍へと排出されるが、この汚泥混合液Ｄに含まれる溶存酸素は、曝気機４により供給された溶存酸素と混合され、微生物の呼吸や、有機物の酸化分解に有効に用いられることにより、水路を流れる間に消失する。
【００１８】
したがって、流入した汚水は、曝気機４から１周する間に、溶存酸素の多い好気ゾーンと溶存酸素のない嫌気ゾーンを通過し、これを繰り返すため、膜洗浄用の散気管から常時散気を行っても、硝化と脱窒の両方を進めることができる。
【００１９】
一方、図２に示す実施例の循環水路長の短いオキシデーションディッチ１０の場合は、水路を流れる間に溶存酸素が消失しないため、好気時間帯と嫌気時間帯を交互に繰り返す必要がある。
好気と嫌気の２つの条件は、曝気攪拌機４０の好気運転と嫌気運転によって作ることができるが、膜洗浄によって供給された溶存酸素によって、嫌気条件が阻害されないようにするため、嫌気運転時は、開閉装置付きスリット３３を閉鎖して運転を行う。
【００２０】
すなわち、好気運転時には、スリット３３を開放することにより、膜洗浄用の散気管２３からの散気により、汚泥混合液の取込口３１から濾過水槽３に流入した汚泥混合液Ｃは、膜洗浄用空気と共に上昇し、一部はスリット３３から汚泥混合液と共にオキシデーションディッチ１０の水路部分へと流出し、曝気攪拌機４０は、酸素の不足分を補うための曝気運転を行っているため、洗浄用と曝気用の酸素が一緒になり、水路が短いために、水路全体を好気状態にして、微生物の呼吸や、有機物の酸化分解を行うことができる。
【００２１】
一方、嫌気運転時にも、膜分離装置２を運転して、膜濾過を継続するため、膜によって濾過された処理水Ｂに相当する量の汚泥混合液Ｃが、汚泥混合液取込口３１から濾過水槽３の内部へと流入するが、スリット３３を閉鎖することにより、濾過水槽３内は好気状態であっても、オキシデーションディッチ１０の水路全体は嫌気状態にすることができ、膜洗浄用に散気され、汚泥混合液中に溶解した酸素によって、嫌気条件が阻害されないようにすることができる。
【００２２】
このように、制御用のタイマー等を用いて所定の時間、嫌気運転を行った後、好気運転に切替えて曝気を開始すると同時に、スリット３３の開閉装置を起動させて、スリット３３を開放させる。
【００２３】
したがって、好気・嫌気の２つのゾーンを形成させることが困難な、循環水路長の短いオキシデーションディッチ１０においても、洗浄用の散気によって悪影響を受けることなく、好気時間帯と嫌気時間帯を交互に繰り返すことにより、硝化と脱窒を進め、汚水中の窒素をガス化して、除去することができる。
【００２４】
なお、上記参考例及び実施例のいずれの場合においても、膜洗浄用の散気管２３からの散気により、濾過水槽３に流入した汚泥混合液Ｃは、膜洗浄用空気と共に上昇し、膜分離装置２によって濾過されて処理水Ｂとして外部に排出されたり、汚泥混合液の排出口３２や開放されたスリット３３から水路に排出されるが、濾過水槽３内では、一端上昇した汚泥混合液Ｃは気泡のない部分を下降して、上下の循環水流を形成するものとなる。
【００２５】
そして、本実施例においては、膜分離装置２を組み込んだ濾過水槽３を、オキシデーションディッチ１，１０底部との間に空間を持たせて配設するため、従来のオキシデーションディッチ設備の設計を変更する必要がなく、また、既設のオキシデーションディッチにも配設することが可能である。
また、膜洗浄用空気により溶解した酸素が、オキシデーションディッチの水路に流入するのを調整し、好気・嫌気の条件をゾーンで分割、又は時間的に変化させることにより、従来、オキシデーションディッチ法のように単槽式の膜分離活性汚泥法では困難であった硝化と脱窒を効率良く進めることができる。
また、循環水路長の短いオキシデーションディッチにおいても、嫌気時間帯に膜洗浄を停止することなく、膜濾過を継続して行えるため、分離膜の必要枚数を増やす必要がなく、設備費を安価にすることができる。
さらに、膜洗浄用空気により溶解した酸素も、微生物の呼吸や有機物の酸化分解に利用できるため、溶存酸素を無駄に消費することなく、ランニングコストの上昇が抑えられる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の膜分離式オキシデーションディッチによれば、汚泥混合液の取込口と排出口を有し、かつ内部に浸漬形の分離膜と膜洗浄用の散気管とを配設した濾過水槽を、オキシデーションディッチ水路底部との間に空間を持たせて配設しているため、循環水路内の水流を確保しながら、膜洗浄用空気により溶解した酸素が、オキシデーションディッチの水路に流入する状態を調整することができ、これにより、循環水路内に好気・嫌気の条件をゾーンで分割、又は時間的に変化させることが可能となり、同一の水路内で硝化・脱窒を促進して、汚水中の窒素を効率的に除去することができる。
そして、膜洗浄用空気により溶解した酸素を、微生物の呼吸や有機物の酸化分解に利用できるため、溶存酸素を無駄に消費することなく、ランニングコストの上昇が抑えられる。
また、既設のオキシデーションディッチにも、濾過水槽を浸漬させることにより、簡単に適用することができる。
さらに、濾過水槽の混合液排出口を、開閉装置を設けたスリット状とし、水路内に配設した曝気及び攪拌混合と攪拌混合のみを選択的に行う曝気攪拌機を用い、好気運転を行うときに前記スリットを開放し、嫌気運転を行うときに前記スリットを閉鎖するようにする。これにより、硝化に必要な好気時間帯と脱窒に必要な嫌気時間帯を確保するため、曝気攪拌機を好気運転と嫌気運転を交互に繰り返し行うが、この場合、好気運転時には、スリットを開放することにより、膜洗浄用に散気され、膜分離装置内を上昇する間に汚泥混合液中に溶解した酸素が、濾過水槽の排出口のスリットから汚泥混合液と共にオキシデーションディッチの水路部分へと流出し、曝気攪拌機は、酸素の不足分を補うための曝気運転を行っているため、洗浄用と曝気用の酸素が一緒になり、水路が短いために、水路全体が好気状態になる。一方、嫌気運転時には、スリットを閉鎖することにより、濾過水槽内は好気状態であっても、オキシデーションディッチの水路全体は嫌気状態にすることができ、膜洗浄用に散気され、汚泥混合液中に溶解した酸素によって、嫌気条件が阻害されないようにすることができる。このようにして、単一の水槽において硝化と脱窒を行い、汚水中の窒素を除去することができる。
また、循環水路長の短いオキシデーションディッチにおいても、嫌気時間帯に膜洗浄を停止することなく、膜濾過を継続して行えるため、分離膜の必要枚数を増やす必要がなく、設備費を安価にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 膜分離式オキシデーションディッチの参考例を示し、循環水路長の長いオキシデーションディッチの平面図である。
【図２】 本発明の膜分離式オキシデーションディッチの一実施例を示し、循環水路長の短いオキシデーションディッチの平面図である。
【図３】 図２における水路の縦断正面図である。
【図４】 図２における水路の縦断側面図である。
【符号の説明】
１ 循環水路長の長いオキシデーションディッチ
１０ 循環水路長の短いオキシデーションディッチ
１１ 仕切壁
１２ 循環水路
２ 膜分離装置
２０ 分離膜
２１ 吸引ポンプ
２２ ブロア
２３ 散気管
３ 濾過水槽
３０ 架台
３１ 汚泥混合液の取込口
３２ 汚泥混合液の排出口
３３ 開閉装置付きスリット（汚泥混合液の排出口）
４ 曝気機
４０ 曝気攪拌機
Ａ 汚水
Ｂ 処理水
Ｃ 汚泥混合液
Ｄ 汚泥混合液
Ｅ 膜洗浄用の空気
【発明の属する技術分野】
本発明は、膜分離式オキシデーションディッチに関し、特に、窒素を含む下水等の汚水を、浸漬膜を配設したオキシデーションディッチで生物処理し、活性汚泥中の硝化細菌と脱窒細菌の作用で、生物学的に窒素を除去するようにした膜分離式オキシデーションディッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、中小規模の下水処理場等に流入する汚水を処理するために、活性汚泥の曝気槽に汚水を導入し、これを曝気、攪拌して生物処理を行う活性汚泥法、中でもオキシデーションディッチ法が多く採用されている。
また、浸漬膜を用いた膜分離活性汚泥法は、反応槽内に膜分離装置を浸漬させて、吸引ポンプで処理水を排出するようにしているため、従来の膜分離法のように高圧ポンプを必要とせず、ランニングコストが安価であり、従来のオキシデーションディッチ法よりも清澄な処理水が得られる利点がある。
しかし、浸漬膜は、膜表面に汚泥が付着するのを防止するため、浸漬膜の下部に配設した散気管から空気を吹き込み、膜面を洗浄する必要があり、洗浄用の散気を止める時間帯は、吸引濾過を行えないことから、通常はほぼ連続的に散気を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の単槽式反応槽からなるオキシデーションディッチに、浸漬膜を用いた場合、膜洗浄用の散気によって循環水路内において常時曝気が行われるようになり、同一水路内に嫌気条件を作るのが難しく、このため、好気条件での硝化と嫌気条件での脱窒の組合せによって処理される窒素の除去が難しいという問題点があった。
【０００４】
本発明は、上記従来のオキシデーションディッチの有する問題点に鑑み、膜洗浄用散気により溶解した酸素がオキシデーションディッチの水路に流入するのを調整することにより、好気・嫌気の条件をゾーンで分割、又は時間的に変化させて、硝化・脱窒を促進して、汚水中の窒素を除去することができるようにした膜分離式オキシデーションディッチを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の膜分離式オキシデーションディッチは、オキシデーションディッチの循環水路内に、汚泥混合液の取込口と排出口を有する濾過水槽を、オキシデーションディッチ底部との間に空間を持たせて配設し、該濾過水槽内に浸漬形の分離膜と膜洗浄用の散気管とを配設した膜分離式オキシデーションディッチにおいて、濾過水槽の混合液排出口を、開閉装置を設けたスリット状とし、水路内に配設した曝気及び攪拌混合と攪拌混合のみを選択的に行う曝気攪拌機を用い、好気運転を行うときに前記スリットを開放し、嫌気運転を行うときに前記スリットを閉鎖するようにしたことを特徴とする。
【０００６】
この膜分離式オキシデーションディッチは、汚泥混合液の取込口と排出口を有し、かつ内部に浸漬形の分離膜と膜洗浄用の散気管とを配設した濾過水槽を、オキシデーションディッチ水路底部との間に空間を持たせて配設しているため、循環水路内の水流を確保しながら、膜洗浄用空気により溶解した酸素が、オキシデーションディッチの水路に流入する状態を調整することができ、これにより、循環水路内に好気・嫌気の条件をゾーンで分割、又は時間的に変化させることが可能となる。
そして、硝化に必要な好気時間帯と脱窒に必要な嫌気時間帯を確保するため、曝気攪拌機を好気運転と嫌気運転を交互に繰り返し行うが、この場合、好気運転時には、スリットを開放することにより、膜洗浄用に散気され、膜分離装置内を上昇する間に汚泥混合液中に溶解した酸素が、濾過水槽の排出口のスリットから汚泥混合液と共にオキシデーションディッチの水路部分へと流出し、曝気攪拌機は、酸素の不足分を補うための曝気運転を行っているため、洗浄用と曝気用の酸素が一緒になり、水路が短いために、水路全体が好気状態になる。一方、嫌気運転時には、スリットを閉鎖することにより、濾過水槽内は好気状態であっても、オキシデーションディッチの水路全体は嫌気状態にすることができ、膜洗浄用に散気され、汚泥混合液中に溶解した酸素によって、嫌気条件が阻害されないようにすることができ、単一の水槽において硝化と脱窒を行い、汚水中の窒素を除去することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の膜分離式オキシデーションディッチの実施の形態を図面に基づいて説明する。
【０００８】
図１に、膜分離式オキシデーションディッチの参考例として、循環水路長の長いオキシデーションディッチを示す。
このオキシデーションディッチ１の中央内部長手方向に仕切壁１１を配設して、オキシデーションディッチ１内に循環水路１２を形成し、この循環水路１２内にはさらに濾過水槽３を配設する。
【０００９】
この濾過水槽３は、循環水路１２内で仕切壁１１を挟んだほぼ直線の水路内にそれぞれ１台ずつ配設したが、これは特に限定されるものではない。
また、この各濾過水槽３の内部には、ユニット化された浸漬型の膜分離装置２の複数台が、互いに連結して配設されている。
【００１０】
この膜分離装置２は、濾過水槽内部に配設される分離膜２０と、この分離膜２０の下部位置に配設され、散気により分離膜２０の膜面に付着する汚泥の除去、洗浄を行うための散気管２３と、オキシデーションディッチ１の外部に配設され、分離膜２０にて濾過された処理水を吸引し、濾過水槽外部へ排水するための吸引ポンプ２１と、同様にオキシデーションディッチ１の外部に配設され、膜洗浄用の空気Ｅを散気管２３へ送気するためのブロア２２とで構成されている。
なお、この吸引ポンプ２１を用いずに、オキシデーションディッチ１と別個に処理水槽（図示省略）を、オキシデーションディッチ１より低位置に設けて、この両槽の水位差により重力濾過する方法を用いることもできる。
【００１１】
また、オキシデーションディッチ１の循環水路１２部分には、各濾過水槽３の上流側に曝気機４が設けられ、循環水路１２内に供給される汚水Ａに、酸素を供給し、所要の曝気を行えるようにするとともに、水流を与え、循環水路内を汚水が循環するように構成する。
曝気機４は、特に限定されるものではないが、図１に示したようなスクリュー式など、オキシデーションディッチ法に適した任意の曝気機を適用することができる。
【００１２】
この場合において、濾過水槽３は、図３〜図４（ただし、図３〜図４は、後述の実施例のものを示すが、基本的な構造に差はない。）に示すように、オキシデーションディッチ１の循環水路底部との間に空間（隙間）を形成するように、オキシデーションディッチ１の上部に配設された架台３０により吊り下げられた状態で固定されるとともに、これにより循環水路内の汚水は、濾過水槽３の左右両外側面と、底面を流れるようにする。
濾過水槽３には、図３に示すように、底部に汚泥混合液Ｃの取込口３１が形成され、また、上部の水面付近には、排出口３２が曝気機４の近傍に形成されている。なお、図１には、図示されていないが、汚泥混合液の取込口３１は、排出口３２から、できるだけ離れた位置に配置するのが好ましい。
濾過水槽３をオキシデーションディッチ１の底面に接地して設けると、水路の流れの障害となるため、少なくとも３００ｍｍ程度は、底面から離して配設することにより、底部流速を確保し、汚泥が底部に堆積するのを防止する必要がある。
この場合、上部から吊り下げる方法以外に、底部流速を妨げない程度に水路底に脚を設け、底部から濾過水槽３を支えることも可能である。
【００１３】
図２〜図４に、本発明の膜分離式オキシデーションディッチの一実施例として、循環水路長の短いオキシデーションディッチを示す。
循環水路長の短いオキシデーションディッチ１０の場合、その構成や配置は、図１に示す参考例の循環水路長の長いオキシデーションディッチ１とほぼ同じであるが、濾過水槽３の上部には、開閉装置が組み込まれた、汚泥混合液排出用のスリット３３が設けられる。
このスリット３３の開閉装置を開閉する機構は、特に限定されるものではなく、スリットを塞ぐ蓋状の板が前後又は左右にスライドするように構成するようにしたり、ルーバーのように格子状の板が回転して、自動的に開閉する機構等を採用することができる。
したがって、図には示していないが、このような動きを、水路内に設けられた曝気攪拌機４０の運転に連動して自動的に行うことができるように、スリット開閉用の駆動装置と制御装置とを配設する。
【００１４】
この場合において、曝気攪拌機４０は、特に限定されるものではないが、循環水路長の短いオキシデーションディッチ１０では、汚水Ａに含まれる窒素を除去するために、好気時間帯と嫌気時間帯を交互に繰り返す必要があり、嫌気時間帯においても、オキシデーションディッチ１０内の循環水流を保持することが好ましいため、曝気攪拌機４０は、曝気及び攪拌混合と攪拌混合のみを選択的に行うことができるもの（本明細書において、攪拌機と散気装置で構成されるものを含む。）を用いるようにする。
【００１５】
また、開閉装置付きスリット３３は、図４に示すように、濾過水槽３の水面付近に配設するが、水流調整壁の底部に設ける汚泥混合液の取込口３１は、開閉装置付きスリット３３からある程度離れた位置であれば、任意の位置に設けることができる。
【００１６】
次に、上記膜分離式オキシデーションディッチ１，１０の動作及び作用について説明する。
流入する汚水Ａに含まれる窒素成分は、アンモニア態と有機態であり、窒素を除去するためには、オキシデーションディッチ１，１０において、まず、曝気機又は曝気攪拌機により曝気を行って好気状態とし、硝化細菌の作用により、硝酸態に酸化する必要がある。
次に、嫌気状態にして、脱窒菌が汚水中の有機物をエネルギー源として利用しながら、硝酸態の窒素を窒素分子に還元することにより、窒素ガスとして大気中に放散させる。
【００１７】
そして、図１に示す参考例の循環水路長の長いオキシデーションディッチ１の場合は、水路を流れる間に微生物の呼吸等によって、汚泥混合液に含まれる溶存酸素が消費されるため、膜洗浄用の散気管２３からの散気により、汚泥混合液の取込口３１から濾過水槽３に流入した汚泥混合液Ｃは、膜洗浄用空気と共に上昇し、一部は汚泥混合液の排出口３２から曝気機４の近傍へと排出されるが、この汚泥混合液Ｄに含まれる溶存酸素は、曝気機４により供給された溶存酸素と混合され、微生物の呼吸や、有機物の酸化分解に有効に用いられることにより、水路を流れる間に消失する。
【００１８】
したがって、流入した汚水は、曝気機４から１周する間に、溶存酸素の多い好気ゾーンと溶存酸素のない嫌気ゾーンを通過し、これを繰り返すため、膜洗浄用の散気管から常時散気を行っても、硝化と脱窒の両方を進めることができる。
【００１９】
一方、図２に示す実施例の循環水路長の短いオキシデーションディッチ１０の場合は、水路を流れる間に溶存酸素が消失しないため、好気時間帯と嫌気時間帯を交互に繰り返す必要がある。
好気と嫌気の２つの条件は、曝気攪拌機４０の好気運転と嫌気運転によって作ることができるが、膜洗浄によって供給された溶存酸素によって、嫌気条件が阻害されないようにするため、嫌気運転時は、開閉装置付きスリット３３を閉鎖して運転を行う。
【００２０】
すなわち、好気運転時には、スリット３３を開放することにより、膜洗浄用の散気管２３からの散気により、汚泥混合液の取込口３１から濾過水槽３に流入した汚泥混合液Ｃは、膜洗浄用空気と共に上昇し、一部はスリット３３から汚泥混合液と共にオキシデーションディッチ１０の水路部分へと流出し、曝気攪拌機４０は、酸素の不足分を補うための曝気運転を行っているため、洗浄用と曝気用の酸素が一緒になり、水路が短いために、水路全体を好気状態にして、微生物の呼吸や、有機物の酸化分解を行うことができる。
【００２１】
一方、嫌気運転時にも、膜分離装置２を運転して、膜濾過を継続するため、膜によって濾過された処理水Ｂに相当する量の汚泥混合液Ｃが、汚泥混合液取込口３１から濾過水槽３の内部へと流入するが、スリット３３を閉鎖することにより、濾過水槽３内は好気状態であっても、オキシデーションディッチ１０の水路全体は嫌気状態にすることができ、膜洗浄用に散気され、汚泥混合液中に溶解した酸素によって、嫌気条件が阻害されないようにすることができる。
【００２２】
このように、制御用のタイマー等を用いて所定の時間、嫌気運転を行った後、好気運転に切替えて曝気を開始すると同時に、スリット３３の開閉装置を起動させて、スリット３３を開放させる。
【００２３】
したがって、好気・嫌気の２つのゾーンを形成させることが困難な、循環水路長の短いオキシデーションディッチ１０においても、洗浄用の散気によって悪影響を受けることなく、好気時間帯と嫌気時間帯を交互に繰り返すことにより、硝化と脱窒を進め、汚水中の窒素をガス化して、除去することができる。
【００２４】
なお、上記参考例及び実施例のいずれの場合においても、膜洗浄用の散気管２３からの散気により、濾過水槽３に流入した汚泥混合液Ｃは、膜洗浄用空気と共に上昇し、膜分離装置２によって濾過されて処理水Ｂとして外部に排出されたり、汚泥混合液の排出口３２や開放されたスリット３３から水路に排出されるが、濾過水槽３内では、一端上昇した汚泥混合液Ｃは気泡のない部分を下降して、上下の循環水流を形成するものとなる。
【００２５】
そして、本実施例においては、膜分離装置２を組み込んだ濾過水槽３を、オキシデーションディッチ１，１０底部との間に空間を持たせて配設するため、従来のオキシデーションディッチ設備の設計を変更する必要がなく、また、既設のオキシデーションディッチにも配設することが可能である。
また、膜洗浄用空気により溶解した酸素が、オキシデーションディッチの水路に流入するのを調整し、好気・嫌気の条件をゾーンで分割、又は時間的に変化させることにより、従来、オキシデーションディッチ法のように単槽式の膜分離活性汚泥法では困難であった硝化と脱窒を効率良く進めることができる。
また、循環水路長の短いオキシデーションディッチにおいても、嫌気時間帯に膜洗浄を停止することなく、膜濾過を継続して行えるため、分離膜の必要枚数を増やす必要がなく、設備費を安価にすることができる。
さらに、膜洗浄用空気により溶解した酸素も、微生物の呼吸や有機物の酸化分解に利用できるため、溶存酸素を無駄に消費することなく、ランニングコストの上昇が抑えられる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の膜分離式オキシデーションディッチによれば、汚泥混合液の取込口と排出口を有し、かつ内部に浸漬形の分離膜と膜洗浄用の散気管とを配設した濾過水槽を、オキシデーションディッチ水路底部との間に空間を持たせて配設しているため、循環水路内の水流を確保しながら、膜洗浄用空気により溶解した酸素が、オキシデーションディッチの水路に流入する状態を調整することができ、これにより、循環水路内に好気・嫌気の条件をゾーンで分割、又は時間的に変化させることが可能となり、同一の水路内で硝化・脱窒を促進して、汚水中の窒素を効率的に除去することができる。
そして、膜洗浄用空気により溶解した酸素を、微生物の呼吸や有機物の酸化分解に利用できるため、溶存酸素を無駄に消費することなく、ランニングコストの上昇が抑えられる。
また、既設のオキシデーションディッチにも、濾過水槽を浸漬させることにより、簡単に適用することができる。
さらに、濾過水槽の混合液排出口を、開閉装置を設けたスリット状とし、水路内に配設した曝気及び攪拌混合と攪拌混合のみを選択的に行う曝気攪拌機を用い、好気運転を行うときに前記スリットを開放し、嫌気運転を行うときに前記スリットを閉鎖するようにする。これにより、硝化に必要な好気時間帯と脱窒に必要な嫌気時間帯を確保するため、曝気攪拌機を好気運転と嫌気運転を交互に繰り返し行うが、この場合、好気運転時には、スリットを開放することにより、膜洗浄用に散気され、膜分離装置内を上昇する間に汚泥混合液中に溶解した酸素が、濾過水槽の排出口のスリットから汚泥混合液と共にオキシデーションディッチの水路部分へと流出し、曝気攪拌機は、酸素の不足分を補うための曝気運転を行っているため、洗浄用と曝気用の酸素が一緒になり、水路が短いために、水路全体が好気状態になる。一方、嫌気運転時には、スリットを閉鎖することにより、濾過水槽内は好気状態であっても、オキシデーションディッチの水路全体は嫌気状態にすることができ、膜洗浄用に散気され、汚泥混合液中に溶解した酸素によって、嫌気条件が阻害されないようにすることができる。このようにして、単一の水槽において硝化と脱窒を行い、汚水中の窒素を除去することができる。
また、循環水路長の短いオキシデーションディッチにおいても、嫌気時間帯に膜洗浄を停止することなく、膜濾過を継続して行えるため、分離膜の必要枚数を増やす必要がなく、設備費を安価にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 膜分離式オキシデーションディッチの参考例を示し、循環水路長の長いオキシデーションディッチの平面図である。
【図２】 本発明の膜分離式オキシデーションディッチの一実施例を示し、循環水路長の短いオキシデーションディッチの平面図である。
【図３】 図２における水路の縦断正面図である。
【図４】 図２における水路の縦断側面図である。
【符号の説明】
１ 循環水路長の長いオキシデーションディッチ
１０ 循環水路長の短いオキシデーションディッチ
１１ 仕切壁
１２ 循環水路
２ 膜分離装置
２０ 分離膜
２１ 吸引ポンプ
２２ ブロア
２３ 散気管
３ 濾過水槽
３０ 架台
３１ 汚泥混合液の取込口
３２ 汚泥混合液の排出口
３３ 開閉装置付きスリット（汚泥混合液の排出口）
４ 曝気機
４０ 曝気攪拌機
Ａ 汚水
Ｂ 処理水
Ｃ 汚泥混合液
Ｄ 汚泥混合液
Ｅ 膜洗浄用の空気
Claims (1)
- オキシデーションディッチの循環水路内に、汚泥混合液の取込口と排出口を有する濾過水槽を、オキシデーションディッチ底部との間に空間を持たせて配設し、該濾過水槽内に浸漬形の分離膜と膜洗浄用の散気管とを配設した膜分離式オキシデーションディッチにおいて、濾過水槽の混合液排出口を、開閉装置を設けたスリット状とし、水路内に配設した曝気及び攪拌混合と攪拌混合のみを選択的に行う曝気攪拌機を用い、好気運転を行うときに前記スリットを開放し、嫌気運転を行うときに前記スリットを閉鎖するようにしたことを特徴とする膜分離式オキシデーションディッチ。
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