JP4067952B2 - Oxidation ditch - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オキシデーションディッチに関し、特に、有機物を含む下水等の汚水を活性汚泥により、生物学的に処理するようにしたオキシデーションディッチにおいて、固形物を含まない清澄な処理水を得られるようにした高度処理を、既設の施設を利用して簡単にできるようにした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、下水処理場等に流入する汚水を処理するために、活性汚泥を収容した曝気槽(本明細書において、「反応槽」ともいう。)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が用いられている。特に、小規模な処理場においては、負荷変動への対応性や維持管理の容易さ等の観点から、オキシデーションディッチが各地で採用されている。
また、このオキシデーションディッチは、自然環境の豊かな地域に設けられることが多く、この自然環境を保護する目的から、近年は河川や湖の水質改善を図るため、より高度な処理技術が求められるようになった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のオキシデーションディッチは、既設の処理場の施設を用いて、水質を向上させるには、砂ろ過等の新たな施設を追加する必要があるため、既存のオキシデーションディッチにおいては、限られたスペース内に新たな施設を設ける余裕がなく、現状の処理をさらに高度化することは容易ではなく、新たな用地を必要とする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を解決し、有機物を含む下水等の汚水を活性汚泥により、生物学的に処理するようにしたオキシデーションディッチにおいて、固形物を含まない清澄な処理水を得られるようにした高度処理を、既設の施設を利用して簡単にできるようにした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、本発明のオキシデーションディッチは、反応槽内の汚泥微生物により有機性汚水を生物処理するオキシデーションディッチにおいて、最終沈殿池内に浸漬するようにして膜分離装置を設置するとともに、該膜分離装置の外側に配設する仕切壁を、上端は水面上になるように、下端は最終沈殿池の底部との間に隙間を空けるようにし、かつ曝気槽からオーバーフローした汚泥混合液を、仕切壁内部の膜ろ過ゾーンに導入するように構成したことを特徴とする。
【0006】
本発明の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最終沈殿池内に浸漬するようにして膜分離装置を設置するようにしているから、限られたスペースしかない既設の施設でも高度処理を行える施設に、安価な費用と、短期間の工事で現在のニーズに適した施設に更新することができ、また、更新後は、分離膜を通して処理水を取り出し、処理場外に放流するため、従来のように砂ろ過設備を追加することもなく、より清澄な処理水を得ることができる。
【0007】
そして、最終沈殿池内に浸漬設置した膜分離装置の外側に配設する仕切壁を、上端は水面上になるように、下端は最終沈殿池の底部との間に隙間を空けるようにし、かつ曝気槽からオーバーフローした汚泥混合液を、仕切壁内部の膜ろ過ゾーンに導入するように構成することにより、曝気槽からオーバーフローする汚泥混合液を仕切壁内部の膜ろ過ゾーンヘと導入することにより、膜洗浄装置から散気された膜洗浄用空気のエアリフト作用によって上向きの流れが生じ、かつ散気されていない部分では、下向きの流れが生じて、ゾーン全体に循環流が形成されるので、膜ろ過ゾーンでの膜面への不純物の付着を抑制し、また一方仕切壁外側の沈殿ゾーンでは、循環流は生じることがないため、沈殿ゾーンでは膜洗浄用の空気による攪拌の影響を受けることなく静止状態が保持され、水位計による水位検出が精度良く行え、かつ効率的に固液分離が行われる。
【0008】
この場合において、最終沈殿池内に設けた水位計により、沈殿池の水位が所定のレベル以下まで低下した時に、膜分離装置の運転を停止するように構成することができる。
【0009】
これにより、曝気槽から流入する汚泥混合液の量に比べて膜ろ過量が多い時に最終沈殿池の水位が大きく低下しても、この水位を水位計で検出し、所定の水位以下に達した時点で、膜分離装置の運転を停止するようにしているから、水位の低下によっても分離膜が空中に露出することもなく、膜面の目詰りの進行を防止することができ、効率的な固液分離を継続的に行うことができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の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。
【0011】
本発明の実施例を、図1〜図3に示す。
図1は、本発明を適用する既存のオキシデーションディッチのフロー図を、図2はオキシデーションディッチの更新を実施する最終沈殿池の説明図、図3は、最終沈殿池の平面図である。
する。
【0012】
図1において、汚水を処理する下水処理場等のオキシデーションディッチに流入した汚水Aは、まず、前処理設備1内で流入汚水中の砂分やし渣を除去した後、曝気槽又は反応槽2へ送水され、該曝気槽2内で曝気機6の駆動により攪拌、曝気することから、活性汚泥により生物的に処理される。
曝気槽2内で処理された汚水は、汚泥混合液として、最終沈殿池3内、詳しくは最終沈殿池3内に設けられたセンターウェル7へと送水される。さらに、この最終沈殿池3内で固液分離された上澄水は、最終沈殿池3よりオーバーフローして消毒槽4に導かれ、ここで所定の消毒をした後、処理水Bとして河川などに放流される。
【0013】
また、最終沈殿池3で沈殿した汚泥は、該最終沈殿池3内に配設された汚泥掻寄機8によって最終沈殿池3の底部中央へと集められ、返送汚泥ポンプ5によって配管22を介して引抜かれ、返送汚泥Cとして前記曝気槽2へ返送される。
なお、曝気槽2には、特に限定されるものではないが、曝気攪拌用のスクリュー型などの曝気機6が設けられているので、汚水が曝気攪拌されることにより、汚泥中の微生物に酸素が供給されるようになる。
また、最終沈殿池3内で沈殿し、かつ所定量まで増加した汚泥は、余剰汚泥Dとして定期的に引抜かれ、別に設けられた汚泥処理施設で、濃縮・脱水などの処理が行われる。
【0014】
このように構成される既設のオキシデーションディッチを高度処理が行えるよう更新するに際して、本発明では最終沈殿池3の内部に設けられたセンターウェル7及び汚泥掻寄機8を取り外し、図2、3に示すように、浸漬型の膜分離装置10、仕切壁11、膜洗浄装置12及び水位計15を設置する。
この膜分離装置10は、最終沈殿池3内に浸漬するように、詳しくは最終沈殿池3内のほぼ中央位置に、流入する汚泥混合液にて完全に浸漬するようにして配設するが、この膜分離装置10は浸漬型の膜であればよく、膜の材質やエレメントのタイプは限定されない。
また、この膜分離装置10の外周部を囲むようにして仕切壁11を配設する。この場合、仕切壁11はその上端を水面上方位置になるように、また下端は最終沈殿池3の底部との間に所要の隙間を空けるようにして設置するとともに、この仕切壁11と曝気槽2との間を配管20にて接続し、これにより曝気槽2からオーバーフローした汚泥混合液を、この仕切壁11の内部に流入させるようにする。
膜洗浄装置12は、膜分離装置10の下部位置の仕切壁11の内部に配置し、この膜洗浄装置12と外部に設けたブロア13とを配管にて接続する。これにより、外部に設けたブロア13から送られた空気(洗浄用空気)を膜分離装置10の膜の下部に配置した膜洗浄装置12から散気させ、その気泡の上昇によって膜分離装置10の膜面に付着した不純物等を洗浄するように構成する。
これにより、膜分離装置10による固液分離能力を低下させることなく、効率的な分離処理を行うようにする。
また、水位計15は、最終沈殿池3内に設置して、該最終沈殿池3の水位を検出できるようにし、かつその検出信号を制御装置16に入力して膜分離装置10の吸引用ポンプ14を制御するようにするもので、その設置位置は特に限定されるものではない。これにより最終沈殿池内の水位が所定のレベル以下まで低下した時に、膜分離装置の運転を停止するようにする。
【0015】
また、外部には吸引ポンプ14を設けて、膜分離装置10のヘッダー管17と配管21で接続することにより、吸引ポンプ14の駆動にて膜分離装置10にてろ過されたろ過水Fは、この吸引ポンプ14に接続されたバルブ18又は19を介して、消毒槽4に供給又は処理場外に放流するように構成する。
なお、この場合、処理水は、消毒することが義務づけられている場合には、バルブ19とその配管は使用せず、全量を消毒槽に送水する必要がある。
また、膜分離装置10には、立地条件によっては、吸引ポンプ14を使用せず、重力ろ過方式を用いることも可能である。
【0016】
次に、本発明の作用について説明する。
処理場に流入し、曝気槽2において活性汚泥中の微生物により生物処理された処理水は、汚泥混合液として曝気槽2からオーバーフローし、配管20を経て仕切壁11で囲まれた仕切壁内部の膜ろ過ゾーンヘと流入する。
この膜ろ過ゾーンでは、膜分離装置10の下部に設けられた膜洗浄装置12から散気された空気が、粗大気泡となって上昇する間に、膜の表面と接触して、膜面に付着した汚泥分を剥離し、洗浄する。このエアリフト作用によって上向きの流れが生じるため、散気されていない部分では、逆に下向きの流れが生じて、ゾーン全体に循環流が形成される。これに対し、仕切壁11の外側の沈殿ゾーンは、仕切壁11の下部で膜ろ過ゾーンとつながっているが、膜ろ過ゾーン内のように循環流は生じることなく、静置させることができる。
【0017】
次にこの状態で、仕切壁11内部に設置された膜分離装置10に配管21を介して接続した吸引ポンプ14を作動させると、この吸引ポンプの吸引圧により分離膜を通過し清澄な処理水のみが吸引されるものとなり、この処理水がろ過水としてヘッダー管17に集められた後、排水又は放流される。
このろ過水Fは、バルブ18を開とした時は消毒槽4に送水され、バルブ19を開とした場合は、直接放流される。
なお、膜分離装置10の膜を通過したろ過水Fは、消毒した処理水と同等以上のレベルに衛生化されているため、通常は、消毒槽4に送水して消毒処理する必要はなく、バルブ19を開いて、そのまま放流することができるが、膜の部分的な破損等により、処理水に微量の大腸菌等が混入する時は、バルブ18を開いて、消毒槽4で消毒してから放流する。
この時、膜ろ過に伴って、膜ろ過ゾーン内の汚泥の濃度が徐々に上昇し、この汚泥濃度が一定値以上に上昇した状態で放置すると、ろ過能力が低下する恐れがある。このろ過能力を低下させないため、返送汚泥ポンプ5を運転して最終沈殿池3の底部に接続した配管22を経て曝気槽2へ汚泥の一部又は全量を返送する。
【0018】
最終沈殿池3の水位は、膜ろ過に伴って変化する。即ち、この最終沈殿池3の水位は、曝気槽2から流入する汚泥混合液の量と、膜分離装置10の膜でろ過する量の大小に応じて上下する。この場合、流入量に比べて膜ろ過量が多い時は、水位が徐々に低下するため、これを水位計15で検出し、所定の水位以下に達した時点で、制御装置16を介して吸引ポンプ14を停止して、膜ろ過を停止(休止)させる。これにより、分離膜が、空中に露出して、膜面の目詰りが進行するのを防止することができる。
【0019】
一方、流入量に比べて膜ろ過量が少ない時は、水位が徐々に上昇し、最終沈殿池3の越流堰に達する。このとき、膜ろ過ゾーンに流入した汚泥混合液の一部が、下部から仕切壁外側の沈殿ゾーンヘと流出するが、沈殿ゾーンでは膜洗浄用の空気による攪拌の影響はなく、静置されて固液分離されるため、上澄水が、消毒槽4へとオーバーフローする。この消毒槽4に流入した上澄水は、許容できるレベルの水質であれば、消毒して放流することもできるが、再処理のために、前処理設備1のポンプ井や曝気槽2、最終沈殿池3に返流させることも可能である。
なお、汚泥濃度によっては、沈殿ゾーンでの固液分離効果が不充分で、汚泥が越流する恐れがある。その場合は、水位計を追加して、越流直前の水位を検出し、その信号により、制御装置を介して、曝気槽に送水する汚水ポンプの運転を停止させるなどの制御を行うことができる。
【0020】
以上、本発明のオキシデーションディッチについて、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【0021】
【発明の効果】
本発明のオキシデーションディッチによれば、オキシデーションディッチの最終沈殿池内に浸漬するようにして膜分離装置を設置するようにしているから、限られたスペースしかない既設の施設でも高度処理を行える施設に、安価な費用と、短期間の工事で現在のニーズに適した施設に更新することができ、また、更新後は、分離膜を通して処理水を取り出し、処理場外に放流するため、従来のように砂ろ過設備を追加することもなく、より清澄な処理水を得ることができる。
【0022】
そして、膜分離装置の外側に配設した仕切壁の上端を水面上になるよう、また下端を最終沈殿池の底部との間に隙間を空けるようにして設置しているから、曝気槽からオーバーフローする汚泥混合液を仕切壁内部の膜ろ過ゾーンヘと流入することにより、膜洗浄装置から散気された膜洗浄用空気のエアリフト作用によって上向きの流れが生じ、かつ散気されていない部分では、下向きの流れが生じて、ゾーン全体に循環流が形成されるので、膜ろ過ゾーンでの膜面への不純物の付着を抑制し、また一方仕切壁外側の沈殿ゾーンでは、循環流は生じることがないため、沈殿ゾーンでは膜洗浄用の空気による攪拌の影響を受けることなく静止状態が保持され、水位計による水位検出が精度良く行え、かつ効率的に固液分離が行われる。
【0023】
また、曝気槽から流入する汚泥混合液の量に比べて膜ろ過量が多い時に最終沈殿池の水位が大きく低下しても、この水位を水位計で検出し、所定の水位以下に達した時点で、膜分離装置の運転を停止するようにしているから、水位の低下によっても分離膜が空中に露出することもなく、膜面の目詰りの進行を防止することができ、効率的な固液分離を継続的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を適用するオキシデーションディッチのフローを示す実施例である。
【図2】 本発明のオキシデーションディッチの更新方法を実施する最終沈殿池の説明図である。
【図3】 最終沈殿池の平面図である。
【符号の説明】
1 前処理設備
2 曝気槽(反応槽)
3 最終沈殿池
4 消毒槽
5 返送汚泥ポンプ
6 曝気機
7 センターウェル
8 汚泥掻寄機
9 沈殿分離槽
10 膜分離装置
11 仕切壁
12 膜洗浄装置
13 ブロア
14 吸引ポンプ
15 水位計
16 制御装置
17 ヘッダー管
18 バルブ
19 バルブ
A 汚水
B 処理水
C 返送汚泥
D 余剰汚泥
E 洗浄空気
F ろ過水[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an oxidation ditch, and in particular, in an oxidation ditch in which wastewater such as sewage containing organic matter is biologically treated with activated sludge, clear treated water that does not contain solid matter can be obtained. It is related to the oxidation ditch that makes it possible to easily perform advanced processing using existing facilities.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to treat sewage flowing into a sewage treatment plant or the like, sewage is introduced into an aeration tank (also referred to as “reaction tank” in this specification) containing activated sludge, and this is aerated and stirred. An activated sludge process for biological treatment is used. In particular, in small-scale treatment plants, oxidation ditch is adopted in various places from the standpoint of adaptability to load fluctuations and ease of maintenance.
In addition, this oxidation ditch is often provided in areas with a rich natural environment. In order to protect this natural environment, in recent years, more advanced treatment techniques are required to improve the water quality of rivers and lakes. It became so.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, since the conventional oxidation ditch uses an existing treatment plant facility to improve water quality, it is necessary to add a new facility such as sand filtration. There is no room for providing a new facility in a limited space, and it is not easy to further improve the current processing, and a new site is required.
[0004]
The present invention solves the problems of the conventional oxidation ditch, and in an oxidation ditch in which sewage containing organic matter is biologically treated with activated sludge, the clarification does not contain solid matter. It is an object of the present invention to provide an oxidation ditch that makes it possible to easily perform advanced treatment using existing facilities.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, oxidation ditch of the present invention, in the oxidation ditch for biological treatment of organic wastewater by sludge microorganisms in the reaction vessel, together with so as to dip into the final sedimentation pond installing the membrane separation device The sludge mixed liquid that overflows from the aeration tank has a partition wall arranged outside the membrane separation device, the upper end being above the water surface and the lower end being spaced from the bottom of the final sedimentation basin Is configured to be introduced into a membrane filtration zone inside the partition wall .
[0006]
Since the oxidation ditch of the present invention is installed in the final settling basin of the oxidation ditch so that the membrane separation apparatus is installed, the facility that can perform advanced processing even in existing facilities with limited space, The facility can be upgraded to a facility that meets the current needs with low cost and short-term construction.After the upgrade, the treated water is taken out through the separation membrane and discharged to the outside of the treatment plant. Clearer treated water can be obtained without additional filtration equipment.
[0007]
Then , the partition wall disposed outside the membrane separation device immersed in the final sedimentation basin is arranged so that the upper end is above the water surface, the lower end is spaced from the bottom of the final sedimentation basin, and aeration is performed. Membrane cleaning is achieved by introducing the sludge mixed liquid overflowing from the tank into the membrane filtration zone inside the partition wall, and introducing the sludge mixed liquid overflowing from the aeration tank into the membrane filtration zone inside the partition wall. An upward flow is generated by the air lifting action of the membrane cleaning air diffused from the apparatus, and a downward flow is generated in the non-diffused portion, so that a circulating flow is formed in the entire zone. In the sedimentation zone outside the partition wall, there is no circulation flow, so in the sedimentation zone the influence of agitation by the membrane cleaning air It is quiescent holding without receiving, water level detection by the water level gauge can accurately and efficiently solid-liquid separation is performed.
[0008]
In this case, the operation of the membrane separation device can be stopped when the water level in the final sedimentation basin has lowered the sedimentation basin water level to a predetermined level or less.
[0009]
As a result, even if the water level in the final sedimentation basin is greatly reduced when the amount of membrane filtration is larger than the amount of the sludge mixed solution flowing from the aeration tank, this water level is detected by the water level gauge and reaches the predetermined level or lower. Since the operation of the membrane separation device is stopped at the time, the separation membrane is not exposed to the air even when the water level is lowered, and the clogging of the membrane surface can be prevented and the efficient operation can be prevented. Solid-liquid separation can be performed continuously.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the oxidation ditch of the present invention will be described with reference to the drawings .
[0011]
An embodiment of the present invention is shown in FIGS.
FIG. 1 is a flow diagram of an existing oxidation ditch to which the present invention is applied, FIG. 2 is an explanatory diagram of a final sedimentation basin in which the oxidation ditch is updated, and FIG. 3 is a plan view of the final sedimentation basin.
To do.
[0012]
In FIG. 1, sewage A that has flowed into an oxidation ditch such as a sewage treatment plant that treats sewage firstly removes sand and residue from the sewage in the pretreatment facility 1 and then aeration tank or reaction tank. The water is fed to 2 and agitated and aerated by driving the aerator 6 in the
The sewage treated in the
[0013]
The sludge precipitated in the
Although not particularly limited, the
Further, the sludge that has settled in the
[0014]
In updating the existing oxidation ditch configured in this way so that it can be advanced, in the present invention, the center well 7 and the sludge scraper 8 provided inside the
The
Further, a
The
Thereby, an efficient separation process is performed without reducing the solid-liquid separation ability of the
The
[0015]
In addition, by providing a
In this case, when it is obliged to disinfect the treated water, the
Further, depending on the location conditions, the
[0016]
Next, the operation of the present invention will be described.
The treated water that has flowed into the treatment plant and biologically treated with microorganisms in the activated sludge in the
In this membrane filtration zone, the air diffused from the
[0017]
Next, in this state, when the
This filtered water F is sent to the
In addition, since the filtered water F that has passed through the membrane of the
At this time, along with the membrane filtration, the sludge concentration in the membrane filtration zone gradually increases, and if the sludge concentration is left in a state where the sludge concentration has risen to a certain value or more, the filtration capacity may be lowered. In order not to reduce the filtration capacity, the
[0018]
The water level in the
[0019]
On the other hand, when the membrane filtration amount is smaller than the inflow amount, the water level gradually rises and reaches the overflow weir in the
Depending on the sludge concentration, the solid-liquid separation effect in the precipitation zone is insufficient, and the sludge may overflow. In that case, a water level gauge can be added to detect the water level immediately before overflowing, and control such as stopping the operation of the sewage pump that supplies water to the aeration tank can be performed using the signal. .
[0020]
As mentioned above, although the oxidation ditch of the present invention has been described based on the embodiments thereof, the present invention is not limited to the configurations described in the above embodiments, and the configuration is appropriately changed without departing from the spirit thereof. Is something that can be done.
[0021]
【The invention's effect】
According to the oxidation ditch of the present invention, since the membrane separation device is installed so as to be immersed in the final sedimentation basin of the oxidation ditch, the facility capable of advanced processing even in existing facilities with limited space In addition, the facility can be upgraded to a facility that meets the current needs with low cost and short-term construction. It is possible to obtain clearer treated water without adding sand filtration equipment.
[0022]
And since the upper end of the partition wall arranged outside the membrane separator is on the water surface and the lower end is installed with a gap between the bottom of the final sedimentation basin, it overflows from the aeration tank. Flow into the membrane filtration zone inside the partition wall, causing an upward flow due to the air-lifting action of the membrane cleaning air diffused from the membrane cleaning device, and downward in the parts where it is not diffused As a result, a circulation flow is formed in the entire zone, so that adhesion of impurities to the membrane surface in the membrane filtration zone is suppressed, and no circulation flow is generated in the precipitation zone outside the partition wall. Therefore, the stationary state is maintained in the precipitation zone without being affected by the agitation by the membrane cleaning air, the water level can be detected with high accuracy, and the solid-liquid separation is performed efficiently.
[0023]
Also, even if the water level in the final sedimentation basin is greatly reduced when the amount of membrane filtration is larger than the amount of sludge mixed solution flowing from the aeration tank, the water level is detected by the water level gauge and when the water level falls below the specified level. Therefore, the operation of the membrane separation device is stopped, so that the separation membrane is not exposed to the air even if the water level is lowered, and the clogging of the membrane surface can be prevented from proceeding efficiently. Liquid separation can be performed continuously.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an embodiment showing a flow of an oxidation ditch to which the present invention is applied.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a final sedimentation basin in which the oxidation ditch renewal method of the present invention is implemented.
FIG. 3 is a plan view of a final sedimentation basin.
[Explanation of symbols]
1
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