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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024045071
(43)【公開日】2024-04-02
(54)【発明の名称】水処理用中空糸膜の構造
(51)【国際特許分類】
B01D 63/02 20060101AFI20240326BHJP
B01D 65/02 20060101ALI20240326BHJP
B01D 65/06 20060101ALI20240326BHJP
C02F 1/44 20230101ALI20240326BHJP
C02F 3/12 20230101ALI20240326BHJP
【ＦＩ】
B01D63/02
B01D65/02 520
B01D65/06
C02F1/44 F
C02F3/12 S
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023152195
(22)【出願日】2023-09-20
(31)【優先権主張番号】P 2022149718
(32)【優先日】2022-09-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】503354631
【氏名又は名称】新日本フエザーコア株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100108947
【弁理士】
【氏名又は名称】涌井 謙一
(74)【代理人】
【識別番号】100117086
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 典弘
(74)【代理人】
【識別番号】100124383
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 一永
(74)【代理人】
【識別番号】100173392
【弁理士】
【氏名又は名称】工藤 貴宏
(74)【代理人】
【識別番号】100189290
【弁理士】
【氏名又は名称】三井 直人
(72)【発明者】
【氏名】三富 克視
(72)【発明者】
【氏名】井上 琢也
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 真隆
(72)【発明者】
【氏名】渡辺 恵介
(72)【発明者】
【氏名】若狭 浩之
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼田 隆介
(72)【発明者】
【氏名】石山 博義
【テーマコード（参考）】
4D006
4D028
【Ｆターム（参考）】
4D006GA06
4D006GA07
4D006HA12
4D006HA16
4D006HA18
4D006HA93
4D006JA03A
4D006JA08A
4D006JA15A
4D006JA18A
4D006JA53Z
4D006JA63Z
4D006JA67Z
4D006KA01
4D006KA16
4D006KB22
4D006KB25
4D006KC02
4D006KC16
4D006KD21
4D006KD24
4D006KE22Q
4D006KE23Q
4D006KE24Q
4D006MA01
4D006PA01
4D006PB08
4D006PC62
4D028AC00
4D028BC17
4D028BC24
4D028BD06
4D028BD17
4D028CA09
(57)【要約】
【課題】中空糸膜間のゴミ、汚れを効果的に取り除く構造の中空糸膜モジュール及びこれを備える水浄化処理システムを提供すること
【解決手段】
上下方向に伸びている複数の中空糸膜と、前記複数の中空糸膜の上端及び下端を固定する一対の保持部材と、を有する中空糸膜モジュールであって、前記複数の中空糸膜が千鳥状に配置されていることを特徴とする中空糸膜モジュール。
【選択図】図１
【解決手段】
上下方向に伸びている複数の中空糸膜と、前記複数の中空糸膜の上端及び下端を固定する一対の保持部材と、を有する中空糸膜モジュールであって、前記複数の中空糸膜が千鳥状に配置されていることを特徴とする中空糸膜モジュール。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
上下方向に伸びている複数の中空糸膜と、
前記複数の中空糸膜の上端及び下端を固定する一対の保持部材と、
を有する中空糸膜モジュールであって、
前記複数の中空糸膜が千鳥状に配置されている
ことを特徴とする中空糸膜モジュール。
前記複数の中空糸膜の上端及び下端を固定する一対の保持部材と、
を有する中空糸膜モジュールであって、
前記複数の中空糸膜が千鳥状に配置されている
ことを特徴とする中空糸膜モジュール。
【請求項2】
前記中空糸膜の前記上端及び前記下端の間の一部を固定する中部保持部材をさらに備える
ことを特徴とする請求項１記載の中空糸膜モジュール。
ことを特徴とする請求項１記載の中空糸膜モジュール。
【請求項3】
前記保持部材の平面視における一辺の方向に沿って形成された所定数の中空糸膜を一単位とした中空糸膜シートの複数が、前記一辺と直交する他の一辺の方向に沿って配列され、
前記保持部材の平面視における一辺の方向に沿って形成された一の中空糸膜シートと、前記一の中空糸膜シートの隣の他の中空糸膜シートと、が前記一辺の方向に所定の距離ずれて前記千鳥状を形成している
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の中空糸膜モジュール。
前記保持部材の平面視における一辺の方向に沿って形成された一の中空糸膜シートと、前記一の中空糸膜シートの隣の他の中空糸膜シートと、が前記一辺の方向に所定の距離ずれて前記千鳥状を形成している
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の中空糸膜モジュール。
【請求項4】
請求項１記載の中空糸膜モジュールを複数有する浄化処理ユニットであって、被処理水槽内に設置され、被処理水を浄化処理する浄化処理ユニットと、前記被処理水槽内に設置され、前記被処理水槽内に貯留される被処理水を曝気する散気装置と、を備える水浄化処理システムであって、
前記浄化処理ユニットは、前記浄化処理ユニット及び前記散気装置を洗浄する洗浄液を供給する洗浄液タンクと洗浄液流路で連通され、
前記散気装置は、圧縮空気供給装置と送気管で連通されているとともに、前記洗浄液タンクと洗浄液流路で連通され、
前記圧縮空気供給装置から前記散気装置への圧縮空気の供給と前記洗浄液タンクから前記浄化処理ユニット及び前記散気装置への前記洗浄液の供給の切替を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、
前記浄化処理ユニットの洗浄時に、前記洗浄液タンクから前記浄化処理ユニットへの前記洗浄液の供給と、前記圧縮空気供給装置から前記散気装置への前記圧縮空気の供給とを同時に行う
ことを特徴とする水浄化処理システム。
前記浄化処理ユニットは、前記浄化処理ユニット及び前記散気装置を洗浄する洗浄液を供給する洗浄液タンクと洗浄液流路で連通され、
前記散気装置は、圧縮空気供給装置と送気管で連通されているとともに、前記洗浄液タンクと洗浄液流路で連通され、
前記圧縮空気供給装置から前記散気装置への圧縮空気の供給と前記洗浄液タンクから前記浄化処理ユニット及び前記散気装置への前記洗浄液の供給の切替を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、
前記浄化処理ユニットの洗浄時に、前記洗浄液タンクから前記浄化処理ユニットへの前記洗浄液の供給と、前記圧縮空気供給装置から前記散気装置への前記圧縮空気の供給とを同時に行う
ことを特徴とする水浄化処理システム。
【請求項5】
前記散気装置は、複数の散気管を１単位とした単位散気手段であり、
前記制御手段は、前記圧縮空気供給装置からの各散気管への圧縮空気の供給の切替を個別に制御する
ことを特徴とする請求項４記載の水浄化処理システム。
前記制御手段は、前記圧縮空気供給装置からの各散気管への圧縮空気の供給の切替を個別に制御する
ことを特徴とする請求項４記載の水浄化処理システム。
【請求項6】
前記散気管には前記圧縮空気を吐出する細孔が設けられ、
前記散気管の端部は開口しており、
前記細孔が設けられている位置が前記端部における開口の位置よりも高くなるように前記端部が形成され、
前記送気管は、前記散気管内に残留する圧縮空気を外部へ放出する開放手段を備え、
前記制御手段は、前記圧縮空気供給装置から前記散気管への圧縮空気の供給と前記散気管内に残留する圧縮空気の外部への放出の切替を制御する
ことを特徴とする請求項５記載の水浄化処理システム。
前記散気管の端部は開口しており、
前記細孔が設けられている位置が前記端部における開口の位置よりも高くなるように前記端部が形成され、
前記送気管は、前記散気管内に残留する圧縮空気を外部へ放出する開放手段を備え、
前記制御手段は、前記圧縮空気供給装置から前記散気管への圧縮空気の供給と前記散気管内に残留する圧縮空気の外部への放出の切替を制御する
ことを特徴とする請求項５記載の水浄化処理システム。
【請求項7】
前記細孔は、１００μｍ未満の気泡を生成する開口を有する
請求項６記載の水浄化処理システム。
請求項６記載の水浄化処理システム。
【請求項8】
前記散気装置は、前記散気管の周辺の前記被処理水を当該散気管内に取り入れ、取り入れた前記被処理水と前記圧縮空気を混合する混合手段をさらに備える
請求項６記載の水浄化処理システム。
請求項６記載の水浄化処理システム。
【請求項9】
前記被処理水槽内には、複数の流動床用接触材が前記被処理水中で流動して流動床方式による浄化処理が行われる流動床領域と、前記浄化処理ユニットが設置され固定床方式による浄化処理が行われる固定床領域とが隣接して配備され、
前記流動床領域と前記固定床領域との境界にスクリーンを設置し、
前記スクリーンに隣接して配置される前記固定床領域の前記浄化処理ユニットと前記スクリーンとの間に所定の間隔を空けた
ことを特徴とする請求項４記載の水浄化処理システム。
前記流動床領域と前記固定床領域との境界にスクリーンを設置し、
前記スクリーンに隣接して配置される前記固定床領域の前記浄化処理ユニットと前記スクリーンとの間に所定の間隔を空けた
ことを特徴とする請求項４記載の水浄化処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、中空糸膜モジュール及び水浄化処理システムに関する。
【背景技術】
【0002】
下水、排水等を浄化処理する方法の一つとして膜分離活性汚泥法（MBR: Membrane Bioreactor）が知られている。MBRでは、精密ろ過膜や限外ろ過膜といった分離膜（膜ユニット）で処理水と活性汚泥の分離が行われるが、分離膜の目詰まりを防止するため、定期的に分離膜を洗浄する必要がある。
【0003】
ここで、MBRで使用される膜ユニットとして中空糸膜モジュールが知られている。特許文献１及び特許文献２には、複数の中空糸膜が格子状（特許文献１の図４、特許文献２の図２）に配置された構成の中空糸膜モジュールが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１９－１３０４４５号公報
【特許文献2】特開２０１９－１６６４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上述した中空糸膜モジュールを洗浄する場合、逆洗、スクラビング洗浄といった種々の方法を使用するが、中空糸膜の上下の端部付近における中空糸膜間のゴミ、汚れを効果的に取り除くことができていないのが現状である。これは複数の中空糸膜が格子状に配置されていることが要因の一つと考えられる。
【0006】
この発明は、中空糸膜間のゴミ、汚れを効果的に取り除く構造の中空糸膜モジュール及びこれを備える水浄化処理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
［１］
上下方向に伸びている複数の中空糸膜と、
前記複数の中空糸膜の上端及び下端を固定する一対の保持部材と、
を有する中空糸膜モジュールであって、
前記複数の中空糸膜が千鳥状に配置されている
ことを特徴とする中空糸膜モジュール。
上下方向に伸びている複数の中空糸膜と、
前記複数の中空糸膜の上端及び下端を固定する一対の保持部材と、
を有する中空糸膜モジュールであって、
前記複数の中空糸膜が千鳥状に配置されている
ことを特徴とする中空糸膜モジュール。
【0008】
［２］
［１］記載の中空糸膜モジュールを複数有する浄化処理ユニットであって、被処理水槽内に設置され、被処理水を浄化処理する浄化処理ユニットと、前記被処理水槽内に設置され、前記被処理水槽内に貯留される被処理水を曝気する散気装置と、を備える水浄化処理システムであって、
前記浄化処理ユニットは、前記浄化処理ユニット及び前記散気装置を洗浄する洗浄液を供給する洗浄液タンクと洗浄液流路で連通され、
前記散気装置は、圧縮空気供給装置と送気管で連通されているとともに、前記洗浄液タンクと洗浄液流路で連通され、
前記圧縮空気供給装置から前記散気装置への圧縮空気の供給と前記洗浄液タンクから前記浄化処理ユニット及び前記散気装置への前記洗浄液の供給の切替を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、
前記浄化処理ユニットの洗浄時に、前記洗浄液タンクから前記浄化処理ユニットへの前記洗浄液の供給と、前記圧縮空気供給装置から前記散気装置への前記圧縮空気の供給とを同時に行う
ことを特徴とする水浄化処理システム。
［１］記載の中空糸膜モジュールを複数有する浄化処理ユニットであって、被処理水槽内に設置され、被処理水を浄化処理する浄化処理ユニットと、前記被処理水槽内に設置され、前記被処理水槽内に貯留される被処理水を曝気する散気装置と、を備える水浄化処理システムであって、
前記浄化処理ユニットは、前記浄化処理ユニット及び前記散気装置を洗浄する洗浄液を供給する洗浄液タンクと洗浄液流路で連通され、
前記散気装置は、圧縮空気供給装置と送気管で連通されているとともに、前記洗浄液タンクと洗浄液流路で連通され、
前記圧縮空気供給装置から前記散気装置への圧縮空気の供給と前記洗浄液タンクから前記浄化処理ユニット及び前記散気装置への前記洗浄液の供給の切替を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、
前記浄化処理ユニットの洗浄時に、前記洗浄液タンクから前記浄化処理ユニットへの前記洗浄液の供給と、前記圧縮空気供給装置から前記散気装置への前記圧縮空気の供給とを同時に行う
ことを特徴とする水浄化処理システム。
【発明の効果】
【0009】
この発明によれば、中空糸膜間のゴミ、汚れを効果的に取り除く構造の中空糸膜モジュール及びこれを備える水浄化処理システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本実施形態に係る中空糸膜モジュールの一例であって、（ａ）正面図、（ｂ）側面図、（ｃ）上端部の拡大断面図である。
【図2】本実施形態に係る中空糸膜モジュールの他の一例であって、（ａ）正面図、（ｂ）側面図、（ｃ）中央部の拡大断面図である。
【図3】（ａ）中空糸膜の配列の一例を表す平面側断面図、（ｂ）中空糸膜の配列の他の一例を表す平面側断面図である。
【図4】（ａ）、（ｂ）ともに本実施形態に係る中空糸膜モジュールを備える浄化処理ユニットの処理水槽内への設置例を表す。
【図5】本実施形態に係る水浄化処理システムの構成の一例を表す図である。
【図6】汚泥の浄化処理の一例を表す図である。
【図7】浄化処理ユニットの洗浄処理の一例を表す図である。
【図8】散気装置の洗浄処理の一例を表す図である。
【図9】本実施形態に係る水浄化処理システムの構成の他の一例を表し、一部の要素を省略した図である。
【図11】本実施形態に係る水浄化処理システムの構成の他の一例を表し、一部の要素を省略した図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態の一例を説明する。
【0012】
［中空糸膜モジュール］
本実施形態に係る中空糸膜モジュール１は一例として図１に示すように、上下方向に伸びている複数本の中空糸膜２と、各中空糸膜２の上端部及び下端部を固定する上部保持部材４及び下部保持部材５と、各中空糸膜２が所定の緊張又は弛緩状態となるように、上部保持部材４及び下部保持部材５（以下、これらと、後述する中部保持部材１０を総称して「保持部材」ということがある。）の間に固定される一対の支柱部材６、６と、を備えている。
本実施形態に係る中空糸膜モジュール１は一例として図１に示すように、上下方向に伸びている複数本の中空糸膜２と、各中空糸膜２の上端部及び下端部を固定する上部保持部材４及び下部保持部材５と、各中空糸膜２が所定の緊張又は弛緩状態となるように、上部保持部材４及び下部保持部材５（以下、これらと、後述する中部保持部材１０を総称して「保持部材」ということがある。）の間に固定される一対の支柱部材６、６と、を備えている。
【0013】
上部保持部材４は、図１に示すような下方が開放している筒状体である。この開放している部分に、図１（ｃ）に示すように中空部８を形成しつつ、樹脂組成物９によって接着された複数本の中空糸膜２が固定されている。
【0014】
中空部８は、ろ過水を集水する機能と洗浄液を各中空糸膜２へ送る機能を有する。中空部８と後述するろ過水流路とは管状部材７で連通している。
【0015】
下部保持部材５は上方が開放している筒状体である点以外は上部保持部材４の構成と同様であるので、その説明を省略する。
【0016】
また、図２に示すように、中空糸膜モジュール１は中部保持部材１０を備えていてもよい。中部保持部材１０は左右の端部を除き上方及び下方が開放している筒状体である。中部保持部材１０は中空糸膜２の高さ方向の中央に位置するように左右の端部が支柱部材６、６とそれぞれ接続されている。上記開放している部分に、図２（ｃ）に示すように中空部８を形成しつつ、樹脂組成物９によって接着された複数本の中空糸膜２が固定されている。中部保持部材１０の中空部８は、上部保持部材４及び下部保持部材５の説明と同様に後述するろ過水流路と管状部材７で連通している。
【0017】
本実施形態では、保持部材の一辺の方向に沿って並べた所定数の中空糸膜２を一単位とした中空糸膜シート３を形成し、保持部材の一辺の方向と直交する他の一辺の方向に沿って複数の中空糸膜シート３が、中空糸膜２全体が千鳥状となるように配列されている。
【0018】
図３（ａ）に示す例では、筒状の保持部材の長さ方向に沿って並べた所定数の中空糸膜２を一単位とした中空糸膜シート３が形成され、保持部材の厚さ方向に沿って６枚の中空糸膜シート３が、中空糸膜２全体が千鳥状となるように配列されている。
【0019】
図３（ｂ）に示す例では、筒状の保持部材の厚さ方向に沿って並べた所定数の中空糸膜２を一単位とした中空糸膜シート３が形成され、保持部材の長さ方向に沿って１０枚の単位中空糸膜シート３が、中空糸膜２全体が千鳥状となるように配列されている。
【0020】
このように、本実施形態の中空糸膜モジュール１では、従来の中空糸膜が格子状に配列されて構成されている中空糸膜モジュールとは異なり、複数の中空糸膜２が千鳥状に配置された構成となっている。複数の中空糸膜２が千鳥状に配置されていることにより、中空糸膜モジュール１の洗浄時において中空糸膜２の上下の端部付近における中空糸膜２間のゴミ、汚れを効果的に取り除くことができる。
【0021】
図１及び図２に示す中空糸膜モジュール１の複数が、図示していないフレーム内に立設されて浄化処理ユニット（中空糸膜ユニット）１３が形成される。浄化処理ユニット１３は被処理水槽の容積、水深や被処理水の処理量に応じて１基又は複数基被処理水槽内に設置される。
【0022】
例えば、浄化処理ユニット１３が４基設置可能な図４（ａ）に示すような被処理水槽１２であって、当該浄化処理ユニット１３の高さに対して水深が十分深い（例えば約６ｍ）場合、図２に示す中空糸膜モジュール１を高さ約２ｍで設計し、これを複数備える浄化処理ユニット１３が図４（ａ）に示すように４基被処理水槽１２内に設置される。
【0023】
また、図３に示す中空糸膜モジュール１を高さ約４ｍで設計し、これを複数備える浄化処理ユニット１３を図４（ａ）に示すように２基被処理水槽１２内に設置してもよい。この場合、図３に示す中空糸膜モジュール１は、ろ過水を集水する機能と洗浄液を各中空糸膜２へ送る機能を有する上部保持部材４、下部保持部材５及び中部保持部材１０を備えているので、浄化処理ユニット１３の設置数を減らしつつ、図４（ａ）に示す設置例と同等の被処理水の処理能力を発揮することができる。
【0024】
［水浄化処理システム］
（実施の形態１）
［水浄化処理システムの構成］
本実施形態の水浄化処理システム１１は、一例として膜分離活性汚泥法による水浄化処理を行うシステムで、図５に示すように、被処理水槽１２、浄化処理ユニット１３、散気装置１４、圧縮空気供給装置２２、薬液タンク２４、希釈水タンク２７を備えている。
（実施の形態１）
［水浄化処理システムの構成］
本実施形態の水浄化処理システム１１は、一例として膜分離活性汚泥法による水浄化処理を行うシステムで、図５に示すように、被処理水槽１２、浄化処理ユニット１３、散気装置１４、圧縮空気供給装置２２、薬液タンク２４、希釈水タンク２７を備えている。
【0025】
被処理水槽１２は、生活排水や産業排水といった被処理水を貯留して浄化処理する水槽である。図５に示す被処理水槽１２は、被処理水流路１６と余剰汚泥排出路２１とそれぞれ接続されている。被処理水３２は被処理水循環ポンプ１５によって被処理水流路１６に導入され、被処理水槽１２へ流入される。また、浄化処理ユニット１３による被処理水３２の生物膜処理によって余剰となった活性汚泥は、余剰汚泥排出ポンプ２０によって余剰汚泥排出路２１へ導入され排出される。
【0026】
浄化処理ユニット１３は、被処理水３２をろ過し、汚濁物質を含んだ活性汚泥とろ過水とに分離する膜部材からなる装置である。本実施形態では浄化処理ユニット１３は複数の中空糸膜モジュール１で構成され、一又は複数の浄化処理ユニット１３が、被処理水槽１２に貯留されている被処理水３２に浸漬するように設置されている。また、浄化処理ユニット１３を構成する各中空糸膜モジュール１の保持部材内の中空部８とろ過水流路１８とが管状部材７を介して接続されている。浄化処理ユニット１３による被処理水３２の生物膜処理によってろ過されたろ過水は、ろ過ポンプ１７及び開閉バルブ１９ａによってろ過水流路１８へ導入され、図示していないろ過水槽に貯留される。
【0027】
散気装置１４は、被処理水槽１２内に貯留される被処理水３２を曝気する、又は浄化処理ユニット１３を洗浄するための圧縮空気を供給する装置である。本実施形態では図５に示すように、各浄化処理ユニット１３の下方に複数の散気装置１４が配備されている。また、各散気装置１４は送気管２３と接続されており、圧縮空気供給装置２２から供給される圧縮空気は、開閉バルブ１９ｂ、１９ｃにより送気管２３及び散気装置１４に導入され、散気装置１４を介して被処理水３２を曝気する、又は浄化処理ユニット１３に圧縮空気を送出する。なお、各散気装置１４は複数の散気管４０で構成されたものを一単位とした単位散気手段としている。
【0028】
圧縮空気供給装置２２は、浄化処理による浄化処理ユニット１３の消耗状況、例えば中空糸膜２の閉塞状況に応じて、ブロワ（圧力最大１ｋｇｆ／ｃｍ２）やコンプレッサー（圧力最大３－５ｋｇｆ／ｃｍ２）、等の装置が採用される。
【0029】
薬液タンク２４は、浄化処理ユニット１３及び散気装置１４を洗浄する洗浄液を構成する薬液を貯留するタンクである。図５に示す薬液タンク２４は薬液流路２６と接続されている。薬液流路２６は、希釈水流路２９ａと接続されているとともに、ミキサ３１を介して洗浄液流路３０と接続されている。洗浄液流路３０は二股に分かれ、一方はろ過水流路１８と接続され、他方は送気管２３と接続されている。薬液は薬液ポンプ２５及び開閉バルブ１９ｆによって薬液流路２６へ導入され、ミキサ３１へ供給される。本実施形態の薬液については、次亜塩素酸ナトリウム、オゾン、等の浄化処理ユニット１３の洗浄に適した従来公知のものを採用することができる。なお、薬液タンク２４を、あらかじめ調製された洗浄液が貯留している洗浄液タンクとしてもよい。この場合、図１に示す形態において、希釈水流路２９ａとミキサ３１は不要となり、散気装置１４は洗浄液タンクと洗浄液流路３０で連通される。
【0030】
希釈水タンク２７は、散気装置１４を洗浄する希釈水及び浄化処理ユニット１３を洗浄する洗浄液を構成する希釈水を貯留するタンクである。図５に示す希釈水タンク２７は希釈水流路２９ａ、２９ｂと接続されている。一方の希釈水流路２９ａは薬液流路２６と接続され、他方の希釈水流路２９ｂは送気管２３と接続されている。希釈水は希釈水ポンプ２８ａ及び開閉バルブ１９ｇによって希釈水流路２９ａへ導入され、ミキサ３１へ供給される。また、希釈水は希釈水ポンプ２８ｂ及び開閉バルブ１９ｈによって希釈水流路２９ｂ及び送気管２３へ導入され、散気装置１４へ供給される。
【0031】
ミキサ３１に供給された薬液及び希釈水は混合されて洗浄液が生成される。この洗浄液は洗浄液流路３０及び開閉バルブ１９ｄ、１９ｅによって送気管２３及びろ過水流路１８へ導入され、浄化処理ユニット１３及び散気装置１４へ供給される。
【0032】
本実施形態の水浄化処理システム１１は、被処理水の浄化処理時、浄化処理ユニット１３の洗浄処理時及び散気装置１４の洗浄処理時に、各ポンプ１５、１７、２０、２５、２８ａ、２８ｂ、各開閉バルブ１９ａ－１９ｈ、圧縮空気供給装置２２の動作を制御するコンピュータからなる制御手段（不図示）を備えている。
【0033】
［被処理水の浄化処理］
図６を参照して、本実施形態の水浄化処理システム１１による被処理水の浄化処理の一例を説明する。
図６を参照して、本実施形態の水浄化処理システム１１による被処理水の浄化処理の一例を説明する。
【0034】
制御手段は、開閉バルブ１９ａ－１９ｃを開状態に、開閉バルブ１９ｄ－１９ｈを閉状態に制御するとともに、被処理水循環ポンプ１５、ろ過ポンプ１７、余剰汚泥排出ポンプ２０、圧縮空気供給装置２２を作動させ、薬液ポンプ２５、希釈水ポンプ２８ａ、２８ｂを停止させる。
【0035】
被処理水循環ポンプ１５の稼働によって、被処理水３２は被処理水流路１６に導入され、被処理水槽１２へ流入される。
【0036】
圧縮空気供給装置２２から供給される圧縮空気は送気管２３及び散気装置１４に導入され、散気装置１４を介して被処理水３２を曝気する。曝気された被処理水３２中では活性汚泥による被処理水３２に含まれている汚濁物質の吸収、分解が促進され、被処理水３２が浄化される。
【0037】
浄化処理ユニット１３では、被処理水３２がろ過され、汚濁物質を含んだ活性汚泥とろ過水とに分離される。ろ過ポンプ１７の稼働により、ろ過水はろ過水流路１８へ導入され、図示していないろ過水槽に貯留される。また、余剰汚泥排出ポンプ２０の稼働により、浄化処理ユニット１３による被処理水３２の生物膜処理によって余剰となった活性汚泥は余剰汚泥排出路２１へ導入され排出される。
【0038】
［浄化処理ユニットの洗浄処理］
図７を参照して、本実施形態の水浄化処理システム１１による浄化処理ユニット１３の洗浄処理の一例を説明する。
図７を参照して、本実施形態の水浄化処理システム１１による浄化処理ユニット１３の洗浄処理の一例を説明する。
【0039】
制御手段は、開閉バルブ１９ａ、１９ｄ、１９ｈを閉状態に、開閉バルブ１９ｂ、１９ｃ、１９ｅ－１９ｇを開状態に制御するとともに、圧縮空気供給装置２２、薬液ポンプ２５、希釈水ポンプ２８ａを作動させ、被処理水循環ポンプ１５、ろ過ポンプ１７、余剰汚泥排出ポンプ２０、希釈水ポンプ２８ｂを停止させる。
【0040】
圧縮空気供給装置２２から供給される圧縮空気は送気管２３及び散気装置１４に導入され、散気装置１４を介して浄化処理ユニット１３に圧縮空気が送出される。浄化処理ユニット１３の膜表面に圧縮空気が接触することによって、汚れが除去される。
【0041】
本実施形態の水浄化処理システム１１では、上述した中空糸膜モジュール１を採用している。中空糸膜モジュール１を構成する複数の中空糸膜２は千鳥状に配置されているので、圧縮空気によって中空糸膜２の上下の端部付近における中空糸膜２間のゴミ、汚れを効果的に取り除くことができる。
【0042】
薬液ポンプ２５の稼働により、薬液タンク２４から薬液が薬液流路２６へ導入され、ミキサ３１へ供給される。また、希釈水ポンプ２８ａの稼働により、希釈水タンク２７から希釈水が希釈水流路２９ａへ導入され、ミキサ３１へ供給される。
【0043】
ミキサ３１に供給された薬液及び希釈水は混合されて洗浄液が生成される。この洗浄液は開閉バルブ１９ｅ側の洗浄液流路３０及びろ過水流路１８へ導入され、浄化処理ユニット１３へ供給される。供給された前記洗浄液により浄化処理ユニット１３が洗浄される。
【0044】
［散気装置の洗浄処理］
図８を参照して、本実施形態の水浄化処理システム１１による散気装置１４の洗浄処理の一例を説明する。
図８を参照して、本実施形態の水浄化処理システム１１による散気装置１４の洗浄処理の一例を説明する。
【0045】
制御手段は、開閉バルブ１９ａ、１９ｅ、１９ｈを閉状態に、開閉バルブ１９ｂ－１９ｄ、１９ｆ、１９ｇを開状態に制御するとともに、薬液ポンプ２５、希釈水ポンプ２８ａを作動させ、被処理水循環ポンプ１５、ろ過ポンプ１７、余剰汚泥排出ポンプ２０、圧縮空気供給装置２２、希釈水ポンプ２８ｂを停止させる。
【0046】
薬液ポンプ２５の稼働により、薬液タンク２４から薬液が薬液流路２６へ導入され、ミキサ３１へ供給される。また、希釈水ポンプ２８ａの稼働により、希釈水タンク２７から希釈水が希釈水流路２９ａへ導入され、ミキサ３１へ供給される。
【0047】
ミキサ３１に供給された薬液及び希釈水は混合されて洗浄液が生成される。この洗浄液は開閉バルブ１９ｄ側の洗浄液流路３０及び送気管２３へ導入され、散気装置１４へ供給される。供給された前記洗浄液により散気装置１４が洗浄される。
【0048】
次に、制御手段は、開閉バルブ１９ａ、１９ｄ－１９ｇを閉状態に、開閉バルブ１９ｂ、１９ｃ、１９ｈを開状態に制御するとともに、希釈水ポンプ２８ｂを作動させ、被処理水循環ポンプ１５、ろ過ポンプ１７、余剰汚泥排出ポンプ２０、圧縮空気供給装置２２、薬液ポンプ２５、希釈水ポンプ２８ａを停止させる。
【0049】
希釈水ポンプ２８ｂの稼働により、希釈水タンク２７から希釈水が希釈水流路２９ｂ及び送気管２３へ導入され、散気装置１４に供給される。供給された希釈液により散気装置１４内に残留している薬液が除去される。
【0050】
このように、実施の形態１の水浄化処理システム１１では、散気装置１４を圧縮空気供給装置２２と送気管２３で連通し、薬液タンク２４と洗浄液流路３０で連通して、圧縮空気供給装置２２と送気管２３及び散気装置１４による機能を、被処理水槽１２の曝気と、浄化処理ユニット１３及び散気装置１４の洗浄の兼用としている。そのため、被処理水槽１２の曝気と、浄化処理ユニット１３及び散気装置１４の洗浄それぞれの機能に応じた構成を構築することなく、省スペースな膜分離活性汚泥法による水浄化処理システムを提供することができる。
【0051】
また、本実施形態の水浄化処理システム１１では、上述した中空糸膜モジュール１を採用している。中空糸膜モジュール１を構成する複数の中空糸膜２は千鳥状に配置されているので、圧縮空気によって中空糸膜２の上下の端部付近における中空糸膜２間のゴミ、汚れを効果的に取り除くことができる。
【0052】
さらに、浄化処理ユニット１３を圧縮空気及び洗浄液によって洗浄することによって、洗浄液のみによる洗浄コストの削減や浄化処理ユニット１３の劣化の抑制を実現できる。
【0053】
（実施の形態２）
［水浄化処理システムの他の構成］
図９は、この発明の水浄化処理システムである、固定床方式と流動床方式とを融合した固定床法と流動床法の複合水浄化処理システム、すなわち、接触酸化コンビネーションシステムの一例の概略構成を説明するものである。
［水浄化処理システムの他の構成］
図９は、この発明の水浄化処理システムである、固定床方式と流動床方式とを融合した固定床法と流動床法の複合水浄化処理システム、すなわち、接触酸化コンビネーションシステムの一例の概略構成を説明するものである。
【0054】
図９に示す形態では、被処理水槽１２及び浄化処理ユニット１３の構成が実施の形態１と異なるのみであるので、実施の形態１と同じ構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。また、実施の形態１と共通する余剰汚泥排出路２１、被処理水循環ポンプ１５、ろ過ポンプ１７、余剰汚泥排出ポンプ２０、薬液ポンプ２５及び希釈水ポンプ２８については、図９では省略している。
【0055】
浄化処理される被処理水３２が上流側（図９中、左側）から下流側（図９中、右側）に向けて流動する一つの浄化処理用の被処理水槽１２の中に、流動床領域３３と固定床領域３４とが隣接して配備され、流動床領域３３と固定床領域３４との境界にスクリーン３５が配置されている。
【0056】
スクリーン３５は、流動床領域３３と固定床領域３４との間での被処理水３２の流動を可能にしている一方で、流動床領域３３で流動する流動床用接触材３６の固定床領域３４への流動を阻止するものである。
【0057】
被処理水槽１２の底部には、個別に制御される複数の散気装置１４ａ－１４ｆが上流側から下流側に向けて配備されている。なお、散気装置１４ａ－１４ｆはそれぞれ複数の散気管４０で構成されたものを一単位とした単位散気手段としている。
【0058】
各散気装置１４ａ－１４ｆについての個別の制御は、手動、あるいは実施の形態１で説明した制御手段によって自動で行うことができる。
【0059】
流動床領域３３には複数の流動床用接触材３６が投入されており、これが流動床領域３３に配備されている散気装置１４によって曝気されることにより被処理水３２中で流動し、流動床方式による浄化処理が行なわれる。
【0060】
ここで、流動床領域３３において上流側から順に配置されている散気装置１４ａ、散気装置１４ｂを個別に制御し、図９にＡで示されている位置における開閉バルブ１９ｉを開とし、図９にＢで示されている位置における開閉バルブ１９ｊを閉にすることによって散気装置１４ａが配備されている位置のみで図９中、上向きに上昇流を生起させ、一方、散気装置１４ｂが配備されている位置では図９中、下向きに下降流を生起させることができる。
【0061】
このように、散気装置１４ａ、１４ｂを個別に制御し、被処理水槽１２の底部に上流側から下流側に向けて順に配備されている散気装置１４ａ－１４ｆを、隣接する各散気装置１４ａ、１４ｂの一方が散気動作を行なっている際に、他方が停止するように制御することによって、流動床用接触材３６を流動床領域３３における被処理水３２中に効果的に流動させることができる。
【0062】
こうして、流動床用接触材３６の表面に形成された生物膜に、より効率よく被処理水３２や、溶解性の有機性汚濁物質、浮遊物質（Suspended Solids）（以下、本明細書において「ＳＳ」と表すことがある）、混合液浮遊物質（以下、本明細書において「ＭＬＳＳ」と表すことがある）などが接触できるようにして処理能力を向上させている。
【0063】
固定床領域３４では、固定床方式による浄化処理が行なわれる。
【0064】
固定床領域３４に固定配置されている浄化処理ユニット１３は、上述した複数の中空糸膜モジュール１で構成されている。
【0065】
固定床領域３４に配備されている散気装置１４によって曝気されることにより、各中空糸膜２を上昇する被処理水３２の流動が生じる。
【0066】
固定床領域３４においても、上流側から下流側に向けて順に配置されている散気装置１４ｃ－１４ｆを個別に制御し、図９にＣで示されている位置における開閉バルブ１９ｋを開とし、図９にＤで示されている位置における開閉バルブ１９ｌを閉にすることによって散気装置１４ｃが配備されている位置における各中空糸膜２の内部に図９中、上向きの矢印で示される上昇流を生起させ、微生物に必要な酸素を供給し、生物膜にＳＳや有機物が効率よく取り込まれるようにし、一方、散気装置１４ｄが配備されている位置における各中空糸膜２の内部に図９中、下向きの矢印で示される下降流を生起させて、余剰汚泥を適宜剥離させて効率よく浄化を行うことができる。
【0067】
本実施形態の水浄化処理システム１１においては、流動床領域３３、固定床領域３４のいずれにおいても、被処理水槽１２の底部に上流側から下流側に渡って配備されている複数の散気装置１４ａ－１４ｂによって全面的な曝気を行い、個別に各散気装置１４ａ－１４ｆを制御することによって、全面を分割して曝気する全面分割曝気を行うことができる。そして、これらによって、被処理水３２中に旋回流、等々を生じさせ、処理効率を向上させている。
【0068】
流動床用接触材３６としては、微生物を付着棲息させることができれば、従来公知の種々の接触材を用いることができる。例えば、ポリプロピレン製やポリウレタン製の流動床用担体濾材を採用することができる。
【0069】
このような流動床用接触材３６を複数個、例えば、２８００００個／ｍ３の割合、充填率２０－４０％として流動床領域３３に投入する。
【0070】
図１０はスクリーン３５を説明するものである。スクリーン３５は、前述したように、流動床領域３３と固定床領域３４との間での被処理水３２の流動を可能にしている一方で、流動床領域３３で流動する流動床用接触材３６の固定床領域３４への流動を阻止するものである。
【0071】
生物膜処理による水浄化処理の場合、接触材の表面積が大きいほど多くの微生物が接触材の表面にすみ着き、処理能力が大きくなる。そこで、流動床方式の生物膜処理では、接触材を中空体にし、又は空隙率の大きい構造にすることによって、接触材をより小型化しつつ、表面積を大きくすることが行われている。
【0072】
また、流動床方式の生物膜処理の場合、流動床領域３３で流動する流動床用接触材３６が流動床領域３３から流出しないように流動床用接触材３６の流出を防止するスクリーンを設置するが、比表面積の拡大を目的として、流動床用接触材３６の微小化を図った場合、当該スクリーンの目幅も流動床用接触材３６の微小化に対応させて微細化する必要がある。この場合、スクリーンの目幅を小さくすると、流入してくるＳＳの濃度が高い排水や、粘性のある排水、負荷の大きい排水などのとき、スクリーン自体にも生物膜が付着、生息し、目詰まりが生じて、上流側から下流側に向けた被処理水の円滑な流動が阻害されるという問題がある。
【0073】
本実施形態では、一つの被処理水槽１２の中に、流動床領域３３と固定床領域３４とを、流動床領域３３と固定床領域３４との間での被処理水３２の流動を可能にしている一方で、流動床領域３３で流動する流動床用接触材３６の固定床領域３４への流動を阻止するスクリーン３５を挟んで隣接して配備することによって、この問題を解決したものである。
【0074】
ここで、流動床領域３３と固定床領域３４との間での被処理水３２の流動を可能にしている一方で、流動床領域３３で流動する流動床用接触材３６の固定床領域３４への流動を阻止するスクリーンに関しては、前述したように、接触材をより小型化し、表面積を大きくすることが望ましい一方で、スクリーンが目詰まりしてしまうという自体が生起することを避けることを考慮した目幅にすることが望ましい。
【0075】
発明者等は、本実施形態において、散気装置１４による曝気によって後述するようにスクリーン３５を介した被処理水３２の流動床領域３３から固定床領域３４、あるいは、固定床領域３４から流動床領域３３への流動を強制的に生起させること等により、また、流動床用接触材３６を小型化して表面積を大きくすることや、流動床領域３３における散気装置１４による曝気によって生起させる強制的な流動（全面曝気や全面分割曝気、旋回流など）による効果も勘案して検討し、スクリーン３５の目幅を流動床用接触材３６の外寸の約１／２の大きさにすることが、浄水処理効果、浄水処理効率の点で望ましいことを確認した。
【0076】
図１０は、流動床用接触材３６を使用する場合のスクリーン３５の一例として、上下方向に互いに平行に延びる直径７ｍｍの棒状体３５ａの隣接する棒状体３５ａ、３５ａの間に５ｍｍの隙間３５ｂを空けた目幅５ｍｍのスクリーンを採用した場合を説明するものである。
【0077】
なお、スクリーン３５は、流動床領域３３と固定床領域３４との間での被処理水３２の流動を可能にしている一方で、流動床領域３３で流動する流動床用接触材３６の固定床領域３４への流動を阻止するものである。そこで、図１０に示す形態に限られず、流動床用接触材３６の外寸の約１／２の目幅を有するものであれば、図１０に示すような上下方向に延びる複数の棒状体によって構成されるものに限られず、メッシュ状のスクリーンであってもよい。
【0078】
本実施形態においては、流動床領域３３においても、散気装置１４による散気によって全面曝気や旋回流を生じさせ、流動床用接触材３６の表面に形成された生物膜に効率よく被処理水３２やＭＬＳＳが接触できるようにして処理能力を向上させている。
【0079】
また、被処理水槽１２の底部に上流側から下流側に向けて配備されている散気装置１４において、隣接する各散気装置１４ａ－１４ｆを、一方が散気動作を行っている間、他方が停止すように制御することにより、例えば、図８に示すように、スクリーン３５の下側に配置されている散気装置１４ｂが停止し、この散気装置１４ｂに隣接して上流側及び下流側に配置されている散気装置１４ａ、１４ｃが散気動作を行なうようにできる。あるいは、これとは逆に、スクリーン３５の下側に配置されている散気装置１４ｂが散気動作を行ない、散気装置１４ａ、１４ｃが停止するようにもできる。これによって、スクリーン３５を介した被処理水３２の、流動床領域３３から固定床領域３４、あるいは、固定床領域３４から流動床領域３３への流動が強制的に生起され、スクリーン３５の目詰まりがより効果的に防止されるようにできる。
【0080】
なお、被処理水槽１２の大きさ、散気装置１４の大きさの関係で、図示していないが、スクリーン３５の下側に散気装置が配備されておらず、スクリーン３５の下側より上流側及び下流側にそれぞれ散気装置が配備される形態になることも考えられる。このような場合であっても、被処理水槽１２の底部に上流側から下流側に向けて順に配備されている散気装置１４において、隣接する各散気装置１４ａ－１４ｆを、一方が散気動作を行っている間、他方が停止すように制御することにより、スクリーン３５を介した被処理水３２の、流動床領域３３から固定床領域３４、あるいは、固定床領域３４から流動床領域３３への流動が強制的に生起され、スクリーン３５の目詰まりがより効果的に防止されるようになる。
【0081】
そして、本実施形態の水浄化処理システム１１においては、固定床領域３４に配備される浄化処理ユニット１３よりは比表面積が大きい流動床用接触材３６を用いて、ＳＳ濃度が大きい被処理水３２を流動床領域３３において比較的短時間で処理し、溶解性の有機性汚濁濃度が小さい被処理水３２については、固定床領域３４において浄化処理ユニット１３によって処理するようにした。
【0082】
なお、前述したように、固定床領域３４では、前述した流動床領域３３において散気装置１４による曝気によって生起される被処理水３２中における流動に比較して上向かい方向に整った流動になる整流作用を発揮できる形状・構造・形態の浄化処理ユニット１３を散気装置１４の上側に配備している。たとえば、図示の実施形態では、複数の中空糸膜モジュール１で構成される浄化処理ユニット１３によって整流作用が生じている。
【0083】
そこで、スクリーン３５を介した被処理水３２の流動床領域３３から固定床領域３４、あるいは、固定床領域３４から流動床領域３３への流動を効果的に行わせつつ、固定床領域３４における整流の効果をより高めるため、本実施形態の水浄化処理システム１１では、スクリーン３５に隣接して配置される固定床領域３４の浄化処理ユニット１３とスクリーン３５との間に所定の間隔を空けている。
【0084】
本実施形態では、スクリーン３５の下流側に固定床領域３４が形成されているので、固定床領域３４における浄化処理ユニット１３を構成する複数の中空糸膜モジュール１中、スクリーン３５に最も近い中空糸膜モジュール１と、スクリーン３５との間に所定の間隔を空けている。
【0085】
本実施形態において、スクリーン３５に隣接して配置される固定床領域３４の浄化処理ユニット１３とスクリーン３５との間の間隔の大きさは、スクリーン３５を介した被処理水３２の流動床領域３３から固定床領域３４、あるいは、固定床領域３４から流動床領域３３への流動を効果的に行わせつつ、固定床領域３４における整流の効果をより高めるという観点から定めることができる。例えば、少なくとも３０ｃｍ以上とすることができる。
【0086】
［被処理水の浄化処理］
次に、図９に示す実施の形態２の水浄化処理システム、すなわち、固定床方式と流動床方式とを融合したものであって、固定床法と流動床法の複合水浄化処理システムである接触酸化コンビネーションシステムを用いて水浄化処理を行う場合について一例を説明する。
次に、図９に示す実施の形態２の水浄化処理システム、すなわち、固定床方式と流動床方式とを融合したものであって、固定床法と流動床法の複合水浄化処理システムである接触酸化コンビネーションシステムを用いて水浄化処理を行う場合について一例を説明する。
【0087】
被処理水循環ポンプ１５（図９では省略）の稼働によって、処理対象である被処理水３２（原水）は被処理水流路１６に導入され、被処理水槽１２の流動床領域３３へ流入される。
【0088】
流動床領域３３には、流動床用接触材３６が投入されており、被処理水槽１２の底部に上流側から下流側に向けて順に配置されている散気装置１４ａ、散気装置１４ｂが、一方が散気動作をおこなう場合、他方が停止するように個別に制御され、例えば、散気装置１４ａが配備されている位置のみで図９中、上向きの矢印で示される上昇流を生起させ、一方、散気装置１４ｂが配備されている位置では図９中、下向きの矢印で示される下降流を生起させている。これによって、流動床用接触材３６が被処理水３２中に効果的に流動し、流動床用接触材３６の表面に形成された生物膜に被処理水３２や、溶解性の有機性汚濁物質、ＳＳ、ＭＬＳＳがより効率よく接触して生物膜中に取り込まれる。
【0089】
【0090】
この際、流動床領域３３と固定床領域３４との間に配備されているスクリーン３５は流動床用接触材３６の外寸の約１／２の目幅であって、比較的大きな目幅になっているので、流入してくる被処理水３２のＳＳ濃度が高い場合や、粘性のある被処理水３２、負荷の大きい被処理水３２などの場合であっても、スクリーン３５自体に生物膜が付着、生息し、目詰まりが生じるおそれは小さい。
【0091】
しかも、前述したように、被処理水槽１２の底部に上流側から下流側に向けて順に配置されている散気装置１４ａ－１４ｆが、隣接する散気装置１４ａ－１４ｆごとに、一方が散気動作をおこなう場合に他方が停止するように個別に制御され、流動床領域３３と固定床領域３４との間で強制的な被処理水３２の流動が生じ、流入してくる被処理水３２のＳＳ濃度が高い場合や、粘性のある被処理水３２、負荷の大きい被処理水３２などの場合であっても、スクリーン３５自体に生物膜が付着、生息し、目詰まりが生じることをより確実に防止できる。
【0092】
流動床領域３３において浄化処理を受けた被処理水３２はスクリーン３５を通過して固定床領域３４に流入し、ここでは、前述したように、散気動作が行われている散気装置１４が配備されている位置における中空糸膜モジュール１の各中空糸膜２の内部に図９中、上向きの矢印で示される上昇流が生じ、微生物に必要な酸素が供給されて生物膜にＳＳや有機物が効率よく取り込まれ、一方、散気動作が停止されている散気装置１４が配備されている位置における中空糸膜モジュール１の各中空糸膜２の内部には図９中、下向きの矢印で示される下降流を生じ、余剰汚泥が適宜剥離さる。
【0093】
こうして、固定床領域３４で処理が行われた後、ろ過ポンプ１７（図９では省略）の稼働により、ろ過水流路１８へ導入され、処理水槽に貯留される。
【0094】
本実施形態における浄化処理ユニット１３と散気装置１４の洗浄については、実施の形態１で説明した［浄化処理ユニットの洗浄処理］と［散気装置の洗浄処理］と同様であるので、その説明を省略する。
【0095】
図９に示す実施の形態２の水浄化処理システム１１によれば、溶解性の有機性汚濁の濃度が高い被処理水３２を最初に流動床領域３３で短時間に処理し、溶解性の有機性汚濁の濃度が低くなった被処理水３２を固定床領域３４で処理し、流動床方式の処理と固定床方式の処理とを効果的に組み合わせて、効率よく、効果的に浄化を行うことができる。また、これによって糸状菌の影響を受けにくくすることができる。
【0096】
また、図９に示す実施の形態２の水浄化処理システム１１によれば、実施の形態１で説明した効果も発揮することができる。
【0097】
なお、浄化処理の対象となっている被処理水３２の性状に対応させて、被処理水槽１２の上流側に固定床領域３４を配置し、スクリーン３５を介在させて、その下流に流動床領域３３を配置する形態、上流から下流に向けて、順に、流動床領域３３－スクリーン３５－固定床領域３４－スクリーン３５－流動床領域３３と配置する形態、固定床領域３４－スクリーン３５－流動床領域３３－スクリーン３５－固定床領域３４と配置する形態など、種々に変更することが可能である。
【0098】
このように、実施の形態２の水浄化処理システム、すなわち、固定床方式と流動床方式とを融合したものであって、固定床法と流動床法の複合水浄化処理システムである接触酸化コンビネーションシステムによれば、実施の形態１で説明した効果が発揮されるだけでなく、浄化処理される被処理水３２が上流側から下流側に向けて流動する浄化処理用の既存の一つの被処理水槽１２の中に流動床領域３３と固定床領域３４とを、流動床領域３３で流動する流動床用接触材３６の固定床領域３４への流動を阻止するスクリーン３５を介して隣接して設けることにより、生物膜処理における固定床方式、流動床方式それぞれの有利な面を効果的に発揮させることができる。しかも、既存の浄化処理用の既存の一つの被処理水槽１２を用いてこれを行うことができるのでコストの面で有利である。
【0099】
（実施の形態３）
図１１は、被処理水槽１２における曝気箇所を数ブロックに分け、各ブロックに散気装置を配備した全面分割曝気法による水浄化処理システムの一例の概略構成を説明するものである。
図１１は、被処理水槽１２における曝気箇所を数ブロックに分け、各ブロックに散気装置を配備した全面分割曝気法による水浄化処理システムの一例の概略構成を説明するものである。
【0100】
図１１に示す形態では、被処理水槽１２内の散気装置１４の配置構成、送気管２３と散気装置１４との接続構成が実施の形態１と異なるのみであるので、実施の形態１と同じ構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。また、実施の形態１と共通する被処理水流路１６、ろ過水流路１８、余剰汚泥排出路２１、被処理水循環ポンプ１５、ろ過ポンプ１７、余剰汚泥排出ポンプ２０、薬液ポンプ２５及び希釈水ポンプ２８については、図１１では省略している。
【0101】
本実施形態の水浄化処理システム１１では、被処理水槽１２の底部全面を複数のブロックに分け、各ブロックに散気装置１４が配備されている。図１１に示す形態では、被処理水槽１２の底部全面を３ブロックに分け、各ブロックに散気装置１４ｇ、１４ｈ、１４ｉが配備されている。なお、散気装置１４ｇ、１４ｈ及び１４ｉは複数の散気管４０で構成されたものを一単位とした単位散気手段としている。
【0102】
散気装置１４ｈの上部には浄化処理ユニット１３が設置されている。散気装置１４ｇ、１４ｈ及び１４ｉはそれぞれ、被処理水３２を曝気するものであるが、散気装置１４ｈは浄化処理ユニット１３を曝気する機能も果たす。
【0103】
図１１に示す形態では、散気装置１４ｇ、１４ｉは送気管２３ｂと接続されており、圧縮空気供給装置２２ｂから供給される圧縮空気は、開閉バルブ１９ｑ、１９ｒにより送気管２３ｂ及び散気装置１４ｇ、１４ｉに導入され、散気装置１４ｇ、１４ｉを介して被処理水３２を曝気する。また、送気管２３ａは二股に分かれ、一方は送気管２３ｂと接続され、他方は散気装置１４ｈと接続されている。圧縮空気供給装置２２ａから供給される圧縮空気は、開閉バルブ１９ｏ、１９ｐにより送気管２３ａ、２３ｂ、散気装置１４ｇ、１４ｈに導入され、散気装置１４ｇ、１４ｈを介して被処理水３２、浄化処理ユニット１３を曝気する。
【0104】
図１１に示す形態では、希釈水流路２９ｂは送気管２３ａ及び２３ｂと接続され、洗浄液流路３０は送気管２３ａ及び２３ｂと接続されている。
【0105】
［被処理水の浄化処理］
図１１に示す実施の形態３の水浄化処理システムを用いて水浄化処理を行う場合について説明する。本実施形態の水浄化処理システム１１の特徴は曝気箇所を切り替えることができる点にある。そのため、実施の形態１と共通するコンピュータからなる制御手段は、タイマーやシーケンサと協働して開閉バルブ１９ｏ、１９ｐ、１９ｑ、１９ｒ、圧縮空気供給装置２２ａ、２２ｂの動作を制御する。
図１１に示す実施の形態３の水浄化処理システムを用いて水浄化処理を行う場合について説明する。本実施形態の水浄化処理システム１１の特徴は曝気箇所を切り替えることができる点にある。そのため、実施の形態１と共通するコンピュータからなる制御手段は、タイマーやシーケンサと協働して開閉バルブ１９ｏ、１９ｐ、１９ｑ、１９ｒ、圧縮空気供給装置２２ａ、２２ｂの動作を制御する。
【0106】
例えば、被処理水槽１２の図１１中、左側のブロックを曝気する場合、前記制御手段は開閉バルブ１９ｑを開状態に、開閉バルブ１９ｏ、１９ｐ、１９ｒを閉状態に個別に制御することで、圧縮空気供給装置２２ｂから供給される圧縮空気が送気管２３ｂ及び散気装置１４ｇに導入され、散気装置１４ｇを介して被処理水３２が曝気される。
【0107】
また、例えば、被処理水槽１２の図１１中、中央のブロックを曝気する場合、前記制御手段は開閉バルブ１９ｏを開状態に、開閉バルブ１９ｐ、１９ｑ、１９ｒを閉状態に個別に制御することで、圧縮空気供給装置２２ａから供給される圧縮空気が送気管２３ａ及び散気装置１４ｈに導入され、散気装置１４ｈを介して被処理水３２及び浄化処理ユニット１３が曝気される。
【0108】
また、例えば、被処理水槽１２の図１１中、右側のブロックを曝気する場合、前記制御手段は開閉バルブ１９ｒを開状態に、開閉バルブ１９ｏ、１９ｐ、１９ｑを閉状態に個別に制御することで、圧縮空気供給装置２２ｂから供給される圧縮空気が送気管２３ｂ及び散気装置１４ｉに導入され、散気装置１４ｉを介して被処理水３２が曝気される。
【0109】
このような制御処理を連続して行うことで被処理水槽１２内に貯留している被処理水３２全体を曝気することができる。
【0110】
実施の形態１で説明したように、浄化処理ユニット１３では、被処理水３２がろ過され、汚濁物質を含んだ活性汚泥とろ過水とに分離される。ろ過ポンプ１７の稼働により、ろ過水はろ過水流路１８へ導入され、図示していないろ過水槽に貯留される。また、余剰汚泥排出ポンプ２０の稼働により、浄化処理ユニット１３による被処理水３２の生物膜処理によって余剰となった活性汚泥は余剰汚泥排出路２１へ導入され排出される。
【0111】
【0112】
制御手段は、開閉バルブ１９ａ、１９ｄ、１９ｈ、１９ｐ、１９ｑ、１９ｒを閉状態に、開閉バルブ１９ｏ、１９ｅ－１９ｇを開状態に制御するとともに、圧縮空気供給装置２２ａ、薬液ポンプ２５、希釈水ポンプ２８ａを作動させ、被処理水循環ポンプ１５、ろ過ポンプ１７、余剰汚泥排出ポンプ２０、圧縮空気供給装置２２ｂ、希釈水ポンプ２８ｂを停止させる（開閉バルブ１９ａ、１９ｅ、各種ポンプは図８を参照）。
【0113】
圧縮空気供給装置２２ａから供給される圧縮空気は送気管２３ａ及び散気装置１４ｈに導入され、散気装置１４ｈを介して浄化処理ユニット１３に圧縮空気が送出される。浄化処理ユニット１３の膜表面に圧縮空気が接触することによって、汚れが除去される。
【0114】
薬液ポンプ２５の稼働により、薬液タンク２４から薬液が薬液流路２６へ導入され、ミキサ３１へ供給される。また、希釈水ポンプ２８ａの稼働により、希釈水タンク２７から希釈水が希釈水流路２９ａへ導入され、ミキサ３１へ供給される。
【0115】
ミキサ３１に供給された薬液及び希釈水は混合されて洗浄液が生成される。この洗浄液は開閉バルブ１９ｅ側の洗浄液流路３０及びろ過水流路１８へ導入され、浄化処理ユニット１３へ供給される。供給された前記洗浄液により浄化処理ユニット１３が洗浄される（ろ過水流路１８は図８を参照）。
【0116】
【0117】
制御手段は、開閉バルブ１９ａ、１９ｅ、１９ｈを閉状態に、開閉バルブ１９ｄ、１９ｆ、１９ｇ、１９ｏ－１９ｒを開状態に制御するとともに、薬液ポンプ２５、希釈水ポンプ２８ａを作動させ、被処理水循環ポンプ１５、ろ過ポンプ１７、余剰汚泥排出ポンプ２０、圧縮空気供給装置２２ａ、２２ｂ、希釈水ポンプ２８ｂを停止させる（開閉バルブ１９ａ、１９ｅ、各種ポンプは図８を参照）。
【0118】
薬液ポンプ２５の稼働により、薬液タンク２４から薬液が薬液流路２６へ導入され、ミキサ３１へ供給される。また、希釈水ポンプ２８ａの稼働により、希釈水タンク２７から希釈水が希釈水流路２９ａへ導入され、ミキサ３１へ供給される。
【0119】
ミキサ３１に供給された薬液及び希釈水は混合されて洗浄液が生成される。この洗浄液は開閉バルブ１９ｄ側の洗浄液流路３０及び送気管２３ａ、２３ｂへ導入され、散気装置１４ｇ－１４ｉへ供給される。供給された前記洗浄液により散気装置１４ｇ－１４ｉが洗浄される。
【0120】
次に、制御手段は、開閉バルブ１９ａ、１９ｄ－１９ｇを閉状態に、開閉バルブ１９ｈ、１９ｏ－１９ｒを開状態に制御するとともに、希釈水ポンプ２８ｂを作動させ、被処理水循環ポンプ１５、ろ過ポンプ１７、余剰汚泥排出ポンプ２０、圧縮空気供給装置２２ａ、２２ｂ、薬液ポンプ２５、希釈水ポンプ２８ａを停止させる。
【0121】
希釈水ポンプ２８ｂの稼働により、希釈水タンク２７から希釈水が希釈水流路２９ｂ及び送気管２３ａ、２３ｂへ導入され、散気装置１４ｇ－１４ｉに供給される。供給された希釈液により散気装置１４ｇ－１４ｉ内に残留している薬液が除去される。
【0122】
このように、図１１に示す実施の形態３の水浄化処理システム１１は、被処理水槽１２の底部全面を複数のブロックに分け、各ブロックに散気装置１４が配備されており、各ブロックにおける散気装置１４による曝気を個別に切り替えるシステムとなっている。各ブロックにおける散気装置１４を個別に制御することにより、少ない圧縮空気の流量で被処理水槽１２内の被処理水３２を効果的に曝気することができる。
【0123】
従来の膜分離活性汚泥法による水浄化処理システムにおいては、中空糸膜を洗浄する際に中空糸膜を曝気するだけでは処理槽内にデッドスペースが形成され、当該スペースが嫌気箇所となる。この嫌気箇所に別途ブロワによる曝気を行うことになるが、動力コストが増加する。実施の形態３の水浄化処理システム１１によれば、被処理水槽１２の底部全面を複数のブロックに分け、各ブロックに散気装置１４が配備されており、各ブロックにおける散気装置１４による曝気を個別に切り替えることで同じ動力コストで被処理水槽１２全体が曝気され、上記デッドスペースの形成を抑制することができる。
【0124】
さらに、各ブロックにおける開閉バルブ１９を個別に制御することにより、開閉バルブ１９が「開」のブロックでは上昇流が発生し、開閉バルブ１９が「閉」のブロックでは下降流が発生する。このような動作を制御手段が制御することで、被処理水槽１２内で乱流拡散が発生し、被処理水３２の供回りに起因するショートパスも抑制することができる。
【0125】
また、図１１に示す実施の形態３の水浄化処理システム１１によれば、実施の形態１で説明した効果も発揮することができる。
【0126】
（実施の形態４）
図１２は、上述した実施の形態１－３の水浄化処理システム１１が備える散気装置１４の構成の一例を説明するものである。
図１２は、上述した実施の形態１－３の水浄化処理システム１１が備える散気装置１４の構成の一例を説明するものである。
【0127】
図１２に示す形態では、複数の散気管４０を１単位とした単位散気手段３７とした散気装置１４が被処理水槽１２内に複数配備されている。各散気装置１４は圧縮空気供給装置２２と送気管２３で連通されている。また、各散気装置１４は図１２（ａ）に示すように、被処理水槽１２内の深さＨの箇所に設置されている。
【0128】
各散気管４０には圧縮空気供給装置２２から供給される圧縮空気を吐出する細孔４１が複数設けられている。本実施形態では、図１２（ｂ）に示すように、下向きに開口した細孔４１が散気管４０に形成されている。
【0129】
また、各散気管４０の両端部は開口している、あるいは開口部が設けられている。本実施形態では、図１２（ｂ）に示すように、散気管４０の端部４２は、散気管４０と直交する方向に屈曲するように形成され、下向きに開口した端部開口４３となっている。これにより、散気管４０に設けられている細孔４１の位置が、端部４２における端部開口４３の位置よりもｈだけ高くなっている。
【0130】
各送気管２３は第一開閉バルブ３８及び第二開閉バルブ３９を備えている。これらの開閉バルブの開閉は実施の形態１－３で説明した制御手段によって制御される。
【0131】
実施の形態１で説明した［被処理水の浄化処理］において、制御手段は第一開閉バルブ３８ａ、３８ｂ、３８ｃを開状態に、第二開閉バルブ３９ａ、３９ｂ、３９ｃを閉状態に制御する。このとき、各散気装置１４には、圧縮空気供給装置２２から深さＨの水圧に対応した圧縮空気が送気管２３を介して供給され、細孔４１から吐出し被処理水３２を曝気する、又は浄化処理ユニット１３に圧縮空気を供給する。
【0132】
次に、制御手段は、第一開閉バルブ３８ａを閉状態に制御する。このとき、第一開閉バルブ３８ａが配備されている側の散気装置１４及び送気管２３の内部には、深さＨの水圧に係る圧縮空気が充満している。
【0133】
次に、制御手段は、第二開閉バルブ３９ａを開状態に制御する。第一開閉バルブ３８ａが配備されている側の散気装置１４及び送気管２３の内部に充満（残留）している圧縮空気は外気へと放出される。同時に図１３（ａ）に示すように、細孔４１、端部開口４３から被処理水３２が浸入する。
【0134】
次に、制御手段は、第一開閉バルブ３８ｂ、３８ｃを閉状態に、第一開閉バルブ３８ａを開状態に制御する。このとき、第一開閉バルブ３８ａが配備されている側の散気装置１４には、圧縮空気供給装置２２から深さＨの水圧に対応した圧縮空気が送気管２３を介して供給され、これに押し出される形で散気装置１４に浸入していた被処理水３２は、図１３（ｂ）に示すように端部開口４３から吐出される。また、圧縮空気は細孔４１から吐出し被処理水３２を曝気する、又は浄化処理ユニット１３に送出される。さらに、散気装置１４に浸入していた被処理水３２が端部開口４３から吐出される際に、散気装置１４内の異物も図１３（ｂ）に示すように端部開口４３から排出される。
【0135】
このように、図１２、図１３に示す実施の形態４の水浄化処理システム１１では、散気管４０に設けられている細孔４１の位置が、端部４２における端部開口４３の位置よりもｈだけ高くなっている散気装置１４を採用し、制御手段が、第一開閉バルブ３８と第二開閉バルブ３９の開閉を制御することにより、各散気装置１４が備える複数の細孔４１同士による圧縮空気の吐出と吸引の現象による散気装置１４の閉塞を防止している。すなわち、第一開閉バルブ３８及び第二開閉バルブ３９は、散気装置１４内に残留する圧縮空気又は被処理水３２を散気装置１４の外部へ放出する開放手段として機能している。
【0136】
そのため、図１２、図１３に示す実施の形態４の水浄化処理システム１１によれば、散気装置１４の閉塞を防止する効果も発揮することができる。また、被処理水槽１２内に設置している散気装置１４を引き上げる、水抜きすることなくメンテナンスすることができる。
【0137】
【0138】
以上、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態、実施例を説明したが、本発明はかかる実施形態、実施例に限定することなく、特許請求の範囲の記載から把握される技術的範囲において種々の形態に変更可能である。
【0139】
例えば、上述した実施の形態１－４における散気装置１４について、散気管４０に設けられている細孔を、１００μｍ未満の気泡を生成する大きさの開口とし、微細気泡を発生する従来公知の散気装置とすることができる。
【0140】
また、上述した実施の形態１－４における散気装置１４について、圧縮空気を吐出する際に、散気管４０の周辺の被処理水３２を当該散気管４０の内部に取り入れ、取り入れた被処理水３２と圧縮空気を混合する混合手段を備えた従来公知の散気装置とすることができる。
【符号の説明】
【0141】
１ 中空糸膜モジュール
２ 中空糸膜
３ 中空糸膜シート
４ 上部保持部材
５ 下部保持部材
６ 支柱部材
７ 管状部材
８ 中空部
９ 樹脂組成物
１０ 中部保持部材
１１ 水浄化処理システム
１２ 被処理水槽
１３ 浄化処理ユニット
１４ 散気装置
１５ 被処理水循環ポンプ
１６ 被処理水流路
１７ ろ過ポンプ
１８ ろ過水流路
１９ 開閉バルブ
２０ 余剰汚泥排出ポンプ
２１ 余剰汚泥排出路
２２ 圧縮空気供給装置
２３ 送気管
２４ 薬液タンク
２５ 薬液ポンプ
２６ 薬液流路
２７ 希釈水タンク
２８ 希釈水ポンプ
２９ 希釈水流路
３０ 洗浄液流路
３１ ミキサ
３２ 被処理水
３３ 流動床領域
３４ 固定床領域
３５ スクリーン
３６ 流動床用接触材
３７ 単位散気手段
３８ 第一開閉バルブ
３９ 第二開閉バルブ
４０ 散気管
４１ 細孔
４２ 端部
４３ 端部開口
２ 中空糸膜
３ 中空糸膜シート
４ 上部保持部材
５ 下部保持部材
６ 支柱部材
７ 管状部材
８ 中空部
９ 樹脂組成物
１０ 中部保持部材
１１ 水浄化処理システム
１２ 被処理水槽
１３ 浄化処理ユニット
１４ 散気装置
１５ 被処理水循環ポンプ
１６ 被処理水流路
１７ ろ過ポンプ
１８ ろ過水流路
１９ 開閉バルブ
２０ 余剰汚泥排出ポンプ
２１ 余剰汚泥排出路
２２ 圧縮空気供給装置
２３ 送気管
２４ 薬液タンク
２５ 薬液ポンプ
２６ 薬液流路
２７ 希釈水タンク
２８ 希釈水ポンプ
２９ 希釈水流路
３０ 洗浄液流路
３１ ミキサ
３２ 被処理水
３３ 流動床領域
３４ 固定床領域
３５ スクリーン
３６ 流動床用接触材
３７ 単位散気手段
３８ 第一開閉バルブ
３９ 第二開閉バルブ
４０ 散気管
４１ 細孔
４２ 端部
４３ 端部開口
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】