JP4440826B2 - 膜分離オキシデーションディッチ - Google Patents

Description

本発明は、膜分離オキシデーションディッチに関し、特に、汚水を活性汚泥により処理し、浸漬膜により処理水を活性汚泥からろ過して分離する汚水の高度処理に適した膜分離オキシデーションディッチに関するものである。

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、活性汚泥の曝気槽内に汚水を流入し、これを曝気、攪拌して生物処理を行うようにした活性汚泥法、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、近年膜分離装置を浸漬させた反応槽内に汚泥を流入し、該膜分離装置にてろ過された処理水を吸引ポンプで排出する浸漬膜を用いた膜分離活性汚泥法が開発されている。この膜分離活性汚泥法は、従来の膜分離法のように高圧ポンプを使用しないため、ランニングコストが安価であり、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という利点がある。

ところで、小規模処理場においては、経済的な問題から処理場内に１つの曝気槽或いは反応槽を設けて、汚水をオキシデーションディッチ法或いは膜分離活性汚泥法のいずれかにて処理しているのが現状である。

このため、オキシデーションディッチ法における汚水処理においては、処理水を曝気槽の上澄水としてオーバフローにて排水するようにしているので、一定基準以上の清澄な処理水が得られないという問題があった。
また、膜分離活性汚泥法においては、汚水処理を継続的に行う際、膜分離装置に目詰まりが生じたりして故障すると、装置の補修や取り替えが必要な場合がある。そのため、従来の膜分離活性汚泥法では、処理場内に複数の膜ろ過槽を設置することにより、該膜ろ過槽の１槽を水抜きすることにより空にして装置の補修や取り替え等の工事を行う場合が多く、この場合は、槽や設備が複数必要となり、設備に多大の費用を要するという問題があった。また、複数の槽を設置した場合は、補修や取り替えのために仮設の処理設備を別途用意し、流入水を仮設の処理設備に切り換えなければならず、装置の補修や取り替え等に多大の費用と手数を要するという問題もあった。

本発明は、上記従来のオキシデーションディッチ法或いは膜分離活性汚泥法の有する問題点に鑑み、１つの槽内にてオキシデーションディッチ法と膜分離活性汚泥法とを組み合わせて汚水を処理し、かつ膜分離装置の補修や取り替え工事の必要時、完全に膜ろ過槽内の排水を行わずして、容易に工事が行えるようにした膜分離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。

上記目的を達成するため、本発明の膜分離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反応槽の内周面に沿って循環水路を形成するようにして中央部に膜ろ過槽を配設し、該膜ろ過槽内を仕切壁によって仕切って複数の膜ろ過室に分割し、かつ膜分離装置を設置した各膜ろ過室と膜ろ過槽外周側の循環水路間に、開閉可能なゲートを配設した汚水流通用の開口部を設けた膜分離オキシデーションディッチであって、前記仕切壁によって仕切られた膜ろ過室の一部を、機械室として利用するようにしたことを特徴とする。

この場合において、各膜ろ過室と循環水路との間に形成した汚水流通用の開口部を、各膜ろ過室の底部付近と水面付近の２箇所に設けることができる。

本発明の膜分離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反応槽の内周面に沿って循環水路を形成するようにして中央部に膜ろ過槽を配設し、該膜ろ過槽内を複数の膜ろ過室に仕切るよう分割し、かつ膜分離装置を設置した各膜ろ過室と膜ろ過槽外周側の循環水路間に、開閉可能なゲートを配設した流通用の開口部を設けることにより、膜ろ過室内の膜分離装置が故障し、装置の補修や取り替えが必要な場合にも、故障した膜分離装置を有する側の膜ろ過室側の開口部のゲートを閉じることにより循環水路側からの流入を簡単に、確実に停止することができ、該室内の汚水を排水することにより室内を空にしてから必要な工事をすることができるので、小規模処理場等において１反応槽しか設置されていなくても仮設の処理設備を別途用意し、流入水を仮設の処理設備に切り換える必要がなく、他の膜ろ過室側で継続的に汚水の処理を行いつつ、必要な工事を経済的に行うことができる。

そして、仕切壁によって仕切られた膜ろ過室の一部を、機械室として利用するようにすることにより、膜分離装置の膜洗浄空気用及び曝気用のブロア等の機械を、オキシデーションディッチ反応槽内に設置することができるので、機械類の設置が簡易となり、かつ装置を小型化でき、処理面積が小さな小規模処理場においても設置採用することができる。

また、各膜ろ過室と循環水路との間に形成した汚水流通用の開口部を、各膜ろ過室の底部付近と水面付近の２箇所に設けることにより、各膜ろ過室とその外周部に形成したオキシデーションディッチ反応槽の循環水路との汚水の流入排出が円滑に行えるから、各膜ろ過室とオキシデーションディッチ反応槽との汚水の循環が円滑に行え、継続的汚水処理が継続的に行うことができる。

以下、本発明の膜分離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。

図１〜図２に、膜分離オキシデーションディッチの参考例を示す。

この膜分離オキシデーションディッチは、特に限定されるものではないが、所要の大きさと内容積を有する長円形のオキシデーションディッチ反応槽１の内周面に沿って循環水路１１を形成するようにして、槽中央部に膜ろ過槽２を配設し、該膜ろ過槽内を仕切板或いは仕切壁２０ａを介して複数の膜ろ過室２ａ、２ｂに仕切るよう分割（図示の参考例では２室に分割）するとともに、かつこの各膜ろ過室２ａ、２ｂにそれぞれ膜分離装置２１ａ、２１ｂを１台若しくは複数台設置する。

そしてこの各膜ろ過室２ａ、２ｂと、この外周側に配設した循環水路１１との間に、各膜ろ過室２ａ、２ｂの一部を切り取る様にして形成した汚水流通用の開口部２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂを設け、開口部２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂには、開閉可能なゲートを配設し、開口部２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂを完全に閉鎖できるようにしている。
この膜ろ過室２ａ、２ｂの壁面に形成する開口部２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂにおいて、開口部２２ａ、２２ｂをオキシデーションディッチ反応槽１の底部付近に、また開口部２３ａ、２３ｂをオキシデーションディッチ反応槽１の水面付近に開口するように形成し、これにより、膜ろ過室２ａ、２ｂの外周側に配設した循環水路１１からそれぞれ汚水が流出入するようにするが、この場合、底部付近に開口形成した開口部２２ａ、２２ｂより循環水路１１から汚水を流入し、水面付近の上部に開口形成した開口部２３ａ、２３ｂから循環水路１１へ汚水を流出するよう、汚水を循環水路１１から膜ろ過室２ａ、２ｂ内を循環するようにするのが望ましい。さらに、上部の開口部２３ａ、２３ｂは、該開口部２３ａ、２３ｂから膜洗浄用空気によって酸素濃度が上昇した汚泥混合液がエアリフト作用によって上昇し流出するため、循環水路１１の散気管６の設置近くに設けることが好ましい。
そして、通常の運転では、前記開口部に設けたゲートをすべて開いた状態で処理を行うようにし、膜分離装置の洗浄空気配管や膜ろ過室の水中に設けた配管等の設備が故障し、補修や取り替え等の対策が必要になった場合には、対策工事を行う膜ろ過室のゲートをすべて締め切り、室内の汚泥混合液を外側の循環水路に排出するようにする。

また、１つの膜ろ過槽内を仕切板或いは仕切壁にて複数の膜ろ過室に仕切るよう分割する場合、図３に示す本発明の膜分離オキシデーションディッチの一実施例のように、２枚の仕切板或いは仕切壁２０ａ、２０ｂを用いて３つの膜ろ過室２ａ、２ｂ、２ｃの３室に分割し、このうちの１室、特に限定されるものではないが、例えば、中央部の１室２ｃを機械室として利用し、該室内に、膜分離装置の膜洗浄用ブロア４や曝気用ブロア７等を設置することができる。

それぞれの膜ろ過室２ａ、２ｂ内には、ユニット化された浸漬型の膜分離装置２１ａ、２１ｂが複数台設置され、これを連結して吸引ポンプ３により、膜面の外側から内側に処理水Ｂを吸引ろ過し、オキシデーションディッチ反応槽１の外部へ放流するように配管するとともに、この各膜分離装置２１ａ、２１ｂの下部位置にそれぞれ散気管６を配設し、この散気管６に膜分離装置の膜洗浄用ブロア４から配管により膜洗浄用空気を供給できるようにする。

なお、この場合、吸引ポンプ３を用いずに、オキシデーションディッチ反応槽１の外部に、かつオキシデーションディッチ反応槽１より低位置に処理水槽（図示省略）を設けて水位差により重力ろ過する方法を用いることもできる。

また、オキシデーションディッチ反応槽１の循環水路１１には、特に限定されるものではないが、例えば、プロペラ式の攪拌機５、チューブ状の散気管６を設け、散気管６へは空気を供給する曝気用ブロア７を接続して、循環水路内の汚水中に酸素の供給と水流を与えるよう構成する。
この循環水路１１内の汚水を攪拌及び曝気を行う装置としては、特に限定されるものではなく、攪拌と酸素供給を、個々の目的を満足するものであれば適用することが可能である。

次に、上記の膜分離オキシデーションディッチの作用について説明する。
通常の運転においては、各膜ろ過室２ａ、２ｂの開口部に設けられたゲートはすべて開放されている。オキシデーションディッチ反応槽１に流入する汚水Ａには有機物やアンモニア態などの窒素成分が含まれ、オキシデーションディッチ反応槽１の循環水路１１において、まず曝気用ブロア７から散気管６にて空気を供給し、曝気を行って好気状態とすることにより、有機物の酸化分解、アンモニア態の硝化を促進する。
次に、曝気用ブロア７を停止し嫌気状態にすることにより、硝化によって生成した硝酸態の窒素を窒素分子に還元し、窒素ガスとして大気中に放散させる。

このようにして汚泥中の微生物によって処理された汚水は、汚泥混合液の状態で、槽底部付近に形成した開口部２２ａ、２２ｂから各膜ろ過室２ａ、２ｂ内へと流入する。膜ろ過室２ａ、２ｂでは、膜分離装置２１ａ、２１ｂの底部に設けられた散気管６から噴出した空気のエアリフト効果により膜面を上昇して、膜ろ過室の壁面付近を下降する循環水流ができているため、このように循環しているうちに、汚泥混合液中の処理水が膜分離装置２１ａ、２１ｂの膜を透過して膜エレメント内部に流入し、吸引ポンプ３を介してオキシデーションディッチ反応槽１外へ放流される。この時、汚泥混合液から水分だけが流出するため、混合液中の固形物濃度が幾分上昇することになるが、膜ろ過室２ａ、２ｂ内の汚泥混合液の一部が上部の開口部２３ａ、２３ｂから循環水路１１へと流出するため、循環水路１１内と膜ろ過室２ａ、２ｂ内の汚泥濃度に大きな差が生じることはない。

このような膜分離オキシデーションディッチの運転を長期間続けていると、膜分離装置２１ａ、２１ｂの膜や膜洗浄用配管に目詰まりが生じ、やがて散気管６への洗浄水注入や薬液注入等を行っても、能力を回復できなくなったり、膜洗浄用散気管の一部が破損するなどの事故を生じる恐れがある。

このように、膜ろ過槽内の膜ろ過室の補修や装置そのものの取り替えが必要になった場合は、対策工事を行う膜ろ過室、例えば、膜ろ過室２ａに設けられた底部側の開口部２２ａ及び上部側の開口部２３ａのゲートを閉じ、膜ろ過室２ａ内の汚泥混合液をポンプ等の作用にて外側の循環水路１１等に排出することにより、膜ろ過室２ａ内が空となり容易に工事を行うことができる。このとき、他方の膜ろ過室２ｂでは、通常の運転が行われているので、処理能力は低下するが、装置全体の停止をさけることができる。
なお、膜ろ過室２ａ、２ｂの両方の工事が必要な場合は、順次実施するのが好ましい。

本発明によると、小規模処理場において、膜分離装置が故障して、装置の補修や取り替えが必要な場合に、外側の循環水路との間の開口部のゲートを閉じ排水することにより、膜ろ過室を空にして工事を行うことができるため、処理場内に反応槽を１池のみ設ける場合にも、仮設の処理設備を別途用意し、流入水を仮設の処理設備に切り換える必要がなく、経済的に工事を行うことができる。
また、このような対応が可能なため、小規模処理場においても、複数の反応槽を設けることなく、１池のみ反応槽を設けることで、経済的に設備を導入することが可能となる。

以上、本発明の膜分離オキシデーションディッチについて、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。

本発明の膜分離オキシデーションディッチは、１つの槽内にてオキシデーションディッチ法と膜分離活性汚泥法とを組み合わせて汚水を処理し、かつ膜分離装置の補修や取り替え工事の必要時、完全に膜ろ過槽内の排水を行わずして、容易に工事が行えるという特性を有していることから、膜分離オキシデーションディッチの用途に好適に用いることができるほか、例えば、食品加工工場や生産工場などから排水される固形物を含んだ汚水処理の用途にも用いることができる。

膜分離オキシデーションディッチの参考例を示す平面図である。 同縦断面図である。 本発明の膜分離オキシデーションディッチの一実施例を示す平面図である。

１ オキシデーションディッチ反応槽
１１ 循環水路
２ 膜ろ過槽
２ａ 膜ろ過室
２ｂ 膜ろ過室
２ｃ 膜ろ過室
２０ａ 仕切壁
２０ｂ 仕切壁
２１ａ 膜分離装置
２１ｂ 膜分離装置
２２ａ 底部の開口部
２２ｂ 底部の開口部
２３ａ 上部の開口部
２３ｂ 上部の開口部
３ 吸引ポンプ
４ 膜洗浄用ブロア
５ 攪拌機
６ 散気管
７ 曝気用ブロア
Ａ 汚水
Ｂ 処理水

Claims (2)

1. オキシデーションディッチ反応槽の内周面に沿って循環水路を形成するようにして中央部に膜ろ過槽を配設し、該膜ろ過槽内を仕切壁によって仕切って複数の膜ろ過室に分割し、かつ膜分離装置を設置した各膜ろ過室と膜ろ過槽外周側の循環水路間に、開閉可能なゲートを配設した汚水流通用の開口部を設けた膜分離オキシデーションディッチであって、前記仕切壁によって仕切られた膜ろ過室の一部を、機械室として利用するようにしたことを特徴とする膜分離オキシデーションディッチ。
2. 各膜ろ過室と循環水路との間に形成した汚水流通用の開口部を、各膜ろ過室の底部付近と水面付近の２箇所に設けたことを特徴とする請求項１記載の膜分離オキシデーションディッチ。

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