JP3972406B2 - 厨芥処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食品加工工場、食堂等の厨房、及び家庭の台所等から排出される厨芥物を処理する厨芥処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は従来の厨芥処理装置の構成図を示すものであり、以下図３を参照しながら従来の厨芥処理装置について説明する。図３において、食品加工工場、食堂等の厨房、及び家庭の台所等で発生した厨芥物を厨芥粉砕圧送装置１に投入し、厨芥粉砕圧送装置１内のディスポーザー１１で粉砕する。粉砕された厨芥物は、圧送ポンプ１２で圧送配管１３を通り原水槽２へ圧送される。
【０００３】
原水槽２は粉砕厨芥物を一時貯留し、制御部９でタイマー制御された移送ポンプ２１で第１処理槽３へ定量供給する。ブロアー１０は、エアー配管１０１を通り散気管２２からエアーを常時放出し、原水槽２内を予備曝気する。手動バルブ１０２はそのエアー量の調整を行うものである。そして原水槽２には後記する沈殿槽６から沈殿汚泥とスカムが返送されるとともに、同じく後記する汚泥貯留槽７からも中間水が返送される。粉砕厨芥物はこれらの返送汚泥、返送スカム、返送中間水と一緒にされて予備曝気により混合され、汚泥吸着によって腐敗防止と濃度調整が行われる。
【０００４】
次に第１処理槽３では汚泥濃度がおおむね５，０００ｍｇ／Ｌ以下に保たれ、流入した粉砕厨芥物の処理が行われる。第１処理槽３内の汚泥には好気性微生物群及び通性嫌気性微生物群が生息し、粉砕厨芥物内の有機性汚濁物質は、汚泥の吸着、分解、汚泥化の作用により浄化される。好気性微生物群としては例えばズーグレア属細菌、通性嫌気性微生物群としては例えばバチルス属細菌を用いることができる。第１処理槽３にはｐＨセンサー３２、ＤＯセンサー３３、ＯＲＰセンサー３４、ＭＬＳＳセンサー３５を設置し常時そのデーターを制御部９内に取り込んでいる。このＤＯセンサー３３は容存酸素計のことであり、水中に容存している分子状の酸素を計測するものである。このＤＯセンサー３３が測定する容存酸素は水中生物の呼吸に不可欠の指標となる。またＯＲＰセンサー３４は酸素還元電位計のことであり、水中での酸化、還元物質の量を示す指標である酸素還元電位を計測するものである。酸化物質が多ければ（＋）の値を示し、還元物質が多ければ（−）の値を示すものである。（＋）のときは水中が好気性であり、（−）のときは嫌気性であることを示すものである。ＭＬＳＳセンサー３５は活性汚泥浮遊物を測定するセンサーであり、汚泥濃度の指標となる値を示すものである。これは汚水中で光を照射し、その透過光の強度から濃度を測定するものである。ブロアー１４はエアー配管１１１を介して散気管３１からエアーを放出し、第１処理槽３内を曝気する。手動バルブ１１２はそのエアー量の調整を行うものである。ブロアー１４にはインバーター１１５が接続されており、制御部９は前記ｐＨセンサー３２、ＤＯセンサー３３、ＯＲＰセンサー３４で検知されたデーターによってインバーター１１５を制御する。これによりブロアー１４は回転数が制御され、曝気量の増減、停止が行われ、第１処理槽３内の汚泥を常時良好な状態で保持することができ、処理の安定化を図ることができる。第１処理槽３内の汚泥と水は移流配管３６を通りオーバーフローで第２処理槽４へ流入する。
【０００５】
第２処理槽４は第１処理槽３と有機性汚濁物質の処理においてはほぼ同様の機能で、第１処理槽３で未処理の有機性汚濁物質の処理を行う。すなわち第２処理槽４内の汚泥にも好気性微生物群及び通性嫌気性微生物群が生息し、有機性汚濁物質は、汚泥の吸着、分解、汚泥化の作用により浄化される。ブロアー１４はエアー配管１１３を介して散気管４１からエアーを放出し、第２処理槽４内を曝気する。手動バルブ１１４によりそのエアー量の調整が行える。エアー配管１１３はエアー配管１１１と並列に接続されており、インバーター１１５によるエアー制御は第１処理槽３と同様である。第２処理槽４の汚泥と水は移流配管４３を通りオーバーフローで沈殿槽６へ流入する。
【０００６】
沈殿槽６は第２処理槽４から流入した汚泥の沈殿分離を行う。汚泥は自然沈降により沈殿堆積し、またガス等を含み浮上するものはスカムとして浮上する。制御部９でタイマー制御されたエアーリフトポンプ６１は堆積した汚泥を、同様にタイマー制御されたスカムスキーマ６３は浮上したスカムを原水槽２へ移送する。制御部９は、第１処理槽３内に設置されたＭＬＳＳセンサー３５のデータを判断し、エアーリフトポンプ６２の動作設定時間において、第１処理槽３内のＭＬＳＳ濃度が５，０００ｍｇ／Ｌ以上であれば、エアーリフトポンプ６２を動作して余剰汚泥として汚泥貯留槽７へこれを移送し、ＭＬＳＳ濃度が５，０００ｍｇ／Ｌ以下であればエアーリフトポンプ６２を動作させず移送しない。ブロアー１０はエアー配管１５０、１５３、１５６を介して、それぞれエアーリフトポンプ６１、６２、スカムスキーマ６３へエアーを供給する。制御部９はそれぞれ設定された時間に電磁弁１５２、１５５、１５８を開く。手動バルブ１５１、１５４、１５７によりそれぞれ供給されるエアー量の調整を行い、エアーリフトポンプ６１、６２、スカムスキーマ６３の移送水量はこのエアー量で決定される。またエアーリフトポンプ６１、６２、スカムスキーマ６３の流量変動を防止するために、電磁弁１５２、１５５、１５８が開いた時は、電磁弁１０３を閉じる。沈殿槽６で分離された上澄み水は、越流堰６４を通って移流配管６５を通りオーバーフローで放流槽８へ流入する。
【０００７】
汚泥貯留槽７は、沈殿槽６から移送された余剰汚泥を貯留し自然沈降により１０，０００ｍｇ／Ｌ程度まで濃縮し、またガス等を含み浮上するものはスカムとして浮上させるものである。沈殿堆積した汚泥と浮上したスカムの間の中間水は、移流配管７１を通ってオーバーフローにより原水槽２へ流入される。
【０００８】
放流槽８は、沈殿槽６から流入した上澄み水を一時貯留し、放流ポンプ８１を運転して放流配管８２を介して放流先へ放流するものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこの従来の厨芥処理装置では、放流できるまで浄化するために沈殿槽、汚泥貯留槽、放流槽が必要で、装置全体の槽容量が大型化するという問題があった。また第１処理槽、第２処理槽においても、沈殿槽での沈殿分離性能の安定化のため汚泥濃度を５，０００ｍｇ／Ｌ以下に保持する必要があり、それに対応して汚泥濃度を下げようとすると第１処理槽、第２処理槽自体が大型化するものであった。
【００１０】
また低汚泥濃度では、汚泥転換率が高濃度の汚泥濃度と比較して高く、発生汚泥量が多くなり、汚泥貯留槽では自然沈降による汚泥濃縮のため１０，０００ｍｇ／Ｌ程度の濃縮となって汚泥引抜き頻度が多くなるという問題点があった。そして汚泥の状態がこれより悪化した場合、沈殿槽での沈殿分離性能に直接影響し、放流水質が悪化して、最悪の場合は水質基準値を越えるといったことも生じた。
【００１１】
さらに従来の厨芥処理装置では、放流水をそのまま中水として再利用することができず、再利用する場合はなんらかの３次処理設備、例えば砂ろ過装置、活性炭処理装置等が必要であるいう問題点を有していた。
【００１２】
そこで本発明はこのような従来の問題点を解決するもので、設備を小型化することができ、引抜き汚泥量を減容化することができ、安定した良質の処理水にすることができる厨芥処理装置を提供すること目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の問題を解決するために本発明の厨芥処理装置は、厨芥物を粉砕する粉砕手段と、粉砕手段によって粉砕された粉砕厨芥物を圧送する圧送手段と、圧送手段によって送られた粉砕厨芥物を一時貯留するとともに予備曝気する原水槽と、原水槽から供給された有機性汚濁物質を高濃度の汚泥によって浄化処理する複数段の処理槽から構成された第１処理槽と、第１処理槽から供給された未処理の有機性汚濁物質を浄化処理するとともに精密ろ過膜で汚泥を濃縮する第２処理槽を備え、第２処理槽内には精密ろ過膜の表面に付着する付着物を洗浄するエアーが噴出される散気管を設け、精密ろ過膜で濃縮された汚泥の一部が第１処理槽に送られ、第１処理槽内の汚泥濃度が高濃度に保持されることを特徴とする。
【００１４】
これにより、設備を小型化することができ、引抜き汚泥量を減容化することができ、安定した良質の処理水にするとともに、第１処理槽の設計自由度を高めることができる。さらに、精密ろ過膜の表面が目詰まりを起こすとこれを洗浄することができるとともに、汚濁物質を高濃度にまで濃縮することが可能で、安定した膜ろ過と良質な処理水が得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載された発明は、厨芥物を粉砕する粉砕手段と、前記粉砕手段によって粉砕された粉砕厨芥物を圧送する圧送手段と、前記圧送手段によって送られた前記粉砕厨芥物を一時貯留するとともに予備曝気する原水槽と、前記原水槽から供給された有機性汚濁物質を高濃度の汚泥によって浄化処理する複数段の処理槽から構成された第１処理槽と、前記第１処理槽から供給された未処理の有機性汚濁物質を浄化処理するとともに精密ろ過膜で汚泥を濃縮する第２処理槽を備え、第２処理槽内には精密ろ過膜の表面に付着する付着物を洗浄するエアーが噴出される散気管を設け、精密ろ過膜で濃縮された汚泥の一部が第１処理槽に送られ、第１処理槽内の汚泥濃度が高濃度に保持されることを特徴とする厨芥処理装置であるから、処理槽を小型化することができ、発生汚泥量も少なく、汚泥を高濃度に濃縮可能で、安定した良質な処理水が得られるとともに、第１処理槽の設計自由度を高めることができ、さらに精密ろ過膜の表面が目詰まりを起こすとこれを洗浄することができるとともに、汚濁物質を高濃度にまで濃縮することが可能で、安定した膜ろ過と良質な処理水が得られる。
【００１６】
請求項２に記載された発明は、第１処理槽から有機性汚濁物質の２０〜５０％が未処理のまま第２処理槽に送られることを特徴とするから、汚泥の自己消化等が生じることがなく、精密ろ過膜による効果的な膜ろ過と良質な処理水が得られる。
【００１７】
請求項３に記載された発明は、精密ろ過膜の吐出側に設けられたろ過配管に圧力センサーが設けられ、前記圧力センサーが検出した圧力によりエアーの噴出量を調整する制御部が設けられていることを特徴とするから、精密ろ過膜が目詰まりを起こし始めたら自動洗浄することができる。
【００１８】
請求項４に記載された発明は、第１処理槽内にＭＬＳＳセンサーが設けられ、前記ＭＬＳＳセンサーが検出した汚泥濃度に基づいて第２処理槽から前記第１処理槽に供給される汚泥の量を制御する制御部が設けられたことを特徴とするから、汚泥を高濃度に維持でき、汚泥引抜頻度を少なくすることができ、良質な処理水が得られる。
【００１９】
請求項５に記載された発明は、第１処理槽内にｐＨセンサーとＤＯセンサーとＯＲＰセンサーが設けられ、前記ｐＨセンサーと前記ＤＯセンサーと前記ＯＲＰセンサーが検出したｐＨ値とＤＯ値とＯＲＰ値が所定の範囲になるように第１処理槽内で曝気するエアーの量を制御することを特徴とするから、膜ろ過による濃縮を自動化することができる。
【００２０】
（実施の形態１）
以下、本発明の一実施の形態について図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施の形態における厨芥処理装置の構成図を示すものであり、図２は本発明の一実施の形態における厨芥処理装置内に設置する浸漬平膜型膜モジュールの立体図を示すものである。
【００２１】
図１において、食品加工工場、食堂等の厨房、及び家庭の台所等で発生した厨芥物を厨芥粉砕圧送装置１に投入し、厨芥粉砕圧送装置１内のディスポーザー１１で粉砕する。粉砕した粉砕厨芥物を圧送ポンプ１２で圧送配管１３を介して原水槽２へ圧送する。
【００２２】
原水槽２では粉砕厨芥物が一時貯留され、その後制御部９でタイマー制御された移送ポンプ２１により第１処理槽３へ定量供給される。ブロアー１０は、エアー配管１０１を介して散気管２２からエアーを常時放出し、原水槽２内を予備曝気する。手動バルブ１０２はその際のエアー量の調整を行う。後記するように原水槽２へは第１処理槽３から汚泥が返送され、粉砕厨芥物は返送汚泥と予備曝気により混合され、汚泥吸着によって腐敗防止と濃度調整が行われる。汚泥には好気性微生物群が生息しており、予備曝気によって硫酸還元菌等の嫌気性微生物の活性を抑え、Ｈ２Ｓ等の悪臭成分の発生を防止できる。
【００２３】
第１処理槽３では汚泥濃度は高濃度、本実施の形態１ではほぼ１０，０００ｍｇ／Ｌ程度に保たれ、流入した粉砕厨芥物の処理が行われる。なおこの１０，０００ｍｇ／Ｌを選択したのは、汚泥濃度を上げて第１処理槽３での処理効率をあげるとともに、長期的にも短期的にも配管等を閉塞しない限度がこの値だからである。第１処理槽３内の汚泥には好気性微生物群及び通性嫌気性微生物群が生息し、粉砕厨芥物内の有機性汚濁物質は、汚泥の吸着、分解、汚泥化の作用により浄化される。好気性微生物群としては例えばズーグレア属細菌、通性嫌気性微生物群としては例えばバチルス属細菌を用いることができる。なお、第１処理槽３は１槽ということに限らず、従来の処理槽のように複数段の槽から構成してもよい。この場合処理槽の槽容量は大型化するが、第１処理槽３を設計する自由度が増す。第１処理槽３にはｐＨセンサー３２、ＤＯセンサー３３、ＯＲＰセンサー３４、ＭＬＳＳセンサー３５が設置され、常時そのデーターを制御部９内に送っている。ブロアー１４はエアー配管１１１を介して散気管３１からエアーを放出し、第１処理槽３内を曝気する。手動バルブ１１２はその際のエアー量の調整を行うものである。ブロアー１４にはインバーター１１５が接続されており、制御部９はｐＨセンサー３２、ＤＯセンサー３３、ＯＲＰセンサー３４で検知されたデーターによってインバーター１１５を制御する。これによりブロアー１４は回転数が制御され、曝気量の増減、停止が行われる。インバーター１１５の制御方法は、処理する厨芥物の種類、槽の構造等による酸素溶解効率の相違、汚泥の状態等により各々の厨芥処理装置ごとに異なる。
【００２４】
本実施の形態１では、定常の厨芥量（設計量）を投入した時、インバーター１１５を６０Ｈｚ地域において６０Ｈｚで運転したという条件で、第１処理槽３内のｐＨが６以上、ＤＯが６ｍｇ／ｌ以下、ＯＲＰが１００ｍＶ以上の状態を保てるエアー量のブロアー１４を選定し設置している。通常はインバーター１１５を６０Ｈｚで運転するが、ｐＨが６以下またはＤＯが６ｍｇ／ｌ以上かつＯＲＰが１００ｍＶ以上の時は、インバーター１１５の周波数を４０Ｈｚまで段階的に下げるものである。そして長期間厨芥投入が行われず、４０Ｈｚ運転で、さらにｐＨが６以下またはＤＯが６ｍｇ／ｌ以上かつＯＲＰが１００ｍＶ以上の時は、ブロアー１１を間欠運転（例えば４５分運転、１５分停止等）とする。またＤＯが３ｍｇ／ｌ以下またはＯＲＰが１００ｍＶ以下の時は、インバーター１１５の周波数を８０Ｈｚまで段階的に上げる。ＭＬＳＳセンサーの検出したデータは、同じく制御部９で判断され、汚泥濃度が１０，０００ｍｇ／Ｌ以下の時、制御部９は後記のエアーリフトポンプ４２を作動し汚泥の返送を行う。本実施の形態１では、１時間に１回ＭＬＳＳセンサーのデータを読み取り、汚泥濃度が１０，０００ｍｇ／Ｌ以下の時には一定量の汚泥（例えば、流入厨芥粉砕量／２４）を返送し、汚泥濃度が１０，０００ｍｇ／Ｌ以上の時は返送しない。このように制御部９による制御で、第１処理槽３の汚泥を常に良好な状態で一定の濃度に保ち、浄化処理の安定化を図ることができる。
【００２５】
ところで厨芥物１Ｋｇ中には平均的にＢＯＤ量０．１２Ｋｇ，油分０．０２５Ｋｇが含まれている。後記するように第２処理槽４では膜モジュール５を用いて膜ろ過をするが、この膜ろ過をうまく行うためには、第２処理槽４に流入する水質をＢＯＤ濃度１，０００ｍｇ／Ｌ以下、油分濃度を１００ｍｇ／Ｌ以下にする必要がある。このような条件を満たす第１処理槽３の容量は、実験によれば厨芥物１Ｋｇに対して３４３Ｌ以上である。従って投入する厨芥物の投入量から第１処理槽３の槽容積を決定することができる。
【００２６】
またエアーリフトポンプ３７は、流入厨芥粉砕量に対して、１〜２倍の量の第１処理槽３の汚泥を原水槽２へ返送する能力のものが望ましい。ブロアー１０はエアー配管１０４を介してエアーリフトポンプ３７へエアーを供給する。制御部９に設定した時間（例えば、１時間に１回）に、電磁弁１０６が開く。手動バルブ１０５で供給するエアー量の調整を行い、エアーリフトポンプ３７の移送水量はこのエアー量で決定される。またエアーリフトポンプ３７の流量変動を防止するために、電磁弁１０６を開いた時は、制御部９は電磁弁１０３を閉じる。第１処理槽３内の汚泥は移流配管３６を通ってオーバーフローで第２処理槽４へ流入する。
【００２７】
次に第２処理槽４は第１処理槽３と有機性汚濁物質の処理において同様の機能を有しており、第１処理槽３で未処理で終わった有機性汚濁物質の処理を行う。ブロアー１４はエアー配管１１３を介して散気管４１からエアーを放出し、第２処理槽４内を曝気する。手動バルブ１１４はそのエアー量の調整を行うものである。エアー配管１１３はエアー配管１１１と並列に接続されており、前記したようにインバーター１１５によってブロアー１ ４は回転数が制御される。これは第１処理槽３と同様である。
【００２８】
ところで第２処理槽４内には膜モジュール５が直接浸漬されて設置されている。この膜モジュール５によって上記したように汚泥のろ過と濃縮が行われる。図２に示すとおり膜モジュール５の内部には複数枚の袋状の精密ろ過膜５３が７〜２０ｍｍ程度の間隔で平行に並べて設けられている。この精密ろ過膜５３はそれぞれ平膜型、いわば封筒状であり、いずれも０．４μｍ程度の微細孔径の膜孔が多数形成された多孔性の膜から構成されている。すなわち精密ろ過膜５３はポリエステル不織布を骨組みとした塩素化ポリエチレン製で、不織布の繊維間に前記膜孔が形成されている。この精密ろ過膜５３によってろ過されたろ過水を溜める袋内にはろ過配管５１がそれぞれ接続されている。このろ過配管５１からろ過水が系外に排出される。ところでろ過配管５１には精密ろ過膜５３側から順に、ろ過配管５１内の圧力を測定する圧力センサー５４、ろ過水の逆流を防止する逆止弁５５、ろ過水を吸引する吸引用ポンプ５６及びろ過水の流量を一定に保持する定流量弁５７が直列に設置されている。圧力センサー５４によって精密ろ過膜５３表面の目詰まりを検出でき、精密ろ過膜５３の下部に設けられた散気管５２から噴出するエアーの量を調整可能にすることができる。ブロアー１５はエアー配管１２１を介してエアーを膜ジュール５内部へ供給し、散気管５２から噴出させている。散気管５２から噴出されたエアーは精密ろ過膜５３間を上昇し、気泡とそのエアリフト効果によって生じた膜面平行上昇流により、精密ろ過膜面表面に付着した付着物を剥ぎとり、洗浄して目詰りを防止することができる。ブロアー１５はインバーター１２３に接続されており、制御部９は圧力センサー５４が検出したデータを判断し、インバーター１２３を制御して曝気量を０．０１ｍ／ｓ〜０．０５ｍ／ｓ（ｍ／ｓ＝曝気量ｍ３／エアーの通過する断面積ｍ２・ｓ）の範囲で調整する。精密ろ過膜５３が目詰り傾向を示した時（圧力センサー５４の指示値が負圧側に高い時）は、インバーター１２３の周波数を上げてエアー流量を増加し、そうでない時はインバーター１２３の周波数を下げエアー流量を減少させる。ただインバーター１２３の具体的な制御の態様は、処理する厨芥物の種類、汚泥の状態及び濃度等により各々の厨芥処理装置で異なる。なお手動バルブ１２２はそのエアー量の調整を手動で行うものである。
【００２９】
この精密ろ過膜５３の目詰まり制御に関して本実施の形態１では、定常の厨芥量を投入した時、インバーター１１５を６０Ｈｚ地域において６０Ｈｚで運転するという条件で、曝気量が０．０５ｍ／ｓのエアー量のブロアー１２を選定し設置している。運転開始時には０．０１〜０．０２ｍ／ｓの曝気量になるようにインバーター１２３を調整し、１日に１〜５時間程度は０．０５ｍ／ｓの曝気量になるようにインバーター１２３を上昇させるのがよい。そしてこのような運転を継続しながら、圧力センサー５４の検出した値から換算して、精密ろ過膜５３のろ過水の圧力が負圧側に大きくなり、−３ｋＰａ以下になった時点で精密ろ過膜５３によるろ過を一旦中止し、０．０５ｍ／ｓの曝気量になるようにインバーター１２３による回転数を上げ、その状態のまま１〜２日保持する。その後再び運転を再開し、精密ろ過膜５３のろ過圧力が負圧側に−３ｋＰａ以下の小さな値になれば元の運転に戻り、−３ｋＰａ以上の大きな負圧になれば運転を中止し、精密ろ過膜５３の洗浄または交換、汚泥の引き抜き作業等を実施する。
【００３０】
ところで常時エアー流量を多くすると、エアリフト量は増加し精密ろ過膜５３表面の洗浄効果は非常に高くなるのであるが、第２処理槽４内が過曝気状態となり、汚泥の状態が悪化させられるものである。すなわちこの状態では、処理が進行して有機性汚濁物質がなくなると、汚泥が自己消化を起こすようになる。このように汚泥が急激な自己消化を起こすと汚泥のフロックが崩壊し、微細な濁りや粘度の増加、発泡を生じる。このような汚泥をろ過すると、精密ろ過膜５３の表面に汚泥が付着してしまうし、汚泥のフロックは微細であるため精密ろ過膜５３の孔に非常に詰まり易く、短時間で精密ろ過膜５３に目詰りが生じることになる。従って第１処理槽３において１００％完全に有機性汚濁物質を除去するのではなく、有機性汚濁物質の２０〜５０％程度を残留させて第２処理槽４に送って処理することにより、第２処理槽４内の過曝気状態を防いで急激な自己消化を防止し、これにより汚泥の状態を常時良好に保ち、汚泥の濃縮性能の向上を図ることができる。この有機性汚濁物質が２０％未満だと最終的には第２処理槽４内で自己消化を始め、汚泥が解体していくためであり、５０％をこえた量を残留させると、有機性汚濁物質中の油分やこの汚濁物質自身の未処理分のものが、精密ろ過膜５３の表面上に付着し、膜孔を塞ぎろ過を大きく阻害するようになり、膜の寿命が急に短くなるからである。従って仮に膜モジュール５を第１処理槽３内に設置すると、粉砕厨芥物内に含まれた未処理の油分が、精密ろ過膜５３表面に付着し早期に目詰まりを起こすため、第１処理槽３には設けることができないものである。
【００３１】
ところで第２処理槽４に流入する水に含まれる汚泥は平均的にみて９０％以上が有機成分であり、１０％が無機成分である。そこで第２処理槽４内でこの汚泥を浄化処理すると、微生物処理であるから無機成分は分解されずに有機成分だけが分解されて汚泥の減容化が起こる。しかし、有機成分が完全に分解されるところまで反応が進むことはなく、実験によれば有機成分７５％，無機成分２５％のレベルまで分解されると分解速度が鈍ってそれ以上分解が進行することはない。従ってただ槽容積を大きくしたとしても処理には限界があるから、最も適当な大きさがあることになる。実験によれば、この第２処理槽４の最適槽容積は厨芥物１Ｋｇに対して１２２Ｌである。第１処理槽３が厨芥物１Ｋｇに対して、３４３Ｌであったから、第１処理槽３と第２処理槽の槽容積の比は、２〜３：１が適当である。
【００３２】
ブロアー１０はエアー配管１０７を介してエアーリフトポンプ４２へエアーを供給する。制御部９はエアーリフトポンプ４２を動作する時、同時に電磁弁１０９を開く。手動バルブ１０８で供給するエアー量の調整を行い、エアーリフトポンプ４２の移送水量はこのエアー量で決定される。またエアーリフトポンプ４２の流量変動を防止するために、電磁弁１０９が開いた時は、電磁弁１０３を閉じる。
【００３３】
このように本実施の形態１においては、精密ろ過膜の洗浄を図るとともに、汚泥の自己消化を防いで、汚泥の状態を良好な状態に保つことができる。これにより余剰汚泥の発生量を少なくすることができ、また引抜汚泥量を減溶化することができる。第１処理槽内を１０，０００ｍｇ／Ｌの高濃度に保持するから、配管の閉塞などなく浄化処理の安定化が図れ、処理槽の小型化を達成することができる。精密ろ過膜でろ過されたろ過水は、殺菌するだけで芝への散水することができる等、中水として利用することができ、大幅なランニングコストの削減をすることが可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、精密ろ過膜を使用することにより、従来技術のような沈殿槽、放流槽、汚泥貯留槽等を設置する必要はなく、厨芥処理装置の全体容量の小型化を実現することができる。また第１処理槽の汚泥を高濃度に保持することにより処理槽自体の小型化が可能で、かつ第１処理槽の設計自由度を高めることができ、処理槽の工事費等の大幅なイニシャルコストの削減が可能である。また余剰汚泥の発生量が少なくその濃縮性も高いため、汚泥引抜き量の減容化が図れ、精密ろ過膜の使用により負荷変動及び流入変動に強く安定した処理が可能で、保守点検等のメンテナンス作業が少なく、その処理水は中水としての利用することができる。さらに、精密ろ過膜の表面が目詰まりを起こすとこれを洗浄することができるとともに、汚濁物質を高濃度にまで濃縮することが可能で、安定した膜ろ過と良質な処理水が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の１実施の形態における厨芥処理装置の構成図
【図２】 本発明の一実施の形態における厨芥処理装置内に設置する浸漬平膜型膜モジュールの立体図
【図３】 従来の厨芥処理装置の構成図
【符号の説明】
１ 厨芥粉砕圧送装置
２ 原水槽
３ 第１処理槽
４ 第２処理槽
５ 膜モジュール
６ 沈殿槽
７ 汚泥貯留槽
８ 放流槽
９ 制御部
１０，１４，１５ ブロアー
１１ ディスポーザー
１２ 圧送ポンプ
１３ 圧送配管
２１ 移送ポンプ
２２，３１，４１，５２ 散気管
２３ 移送配管
３２ ｐＨセンサー
３３ ＤＯセンサー
３４ ＯＲＰセンサー
３５ ＭＬＳＳセンサー
３６，４３，６５，７１ 移流配管
３７，４２，６１，６２ エアーリフトポンプ
５１ ろ過配管
５３ 精密ろ過膜
５４ 圧力センサー
５５ 逆止弁
５６ 吸引ポンプ
５７ 定流量弁
６３ スカムスキーマ
６４ 越流堰
８１ 放流ポンプ
８２ 放流配管
１０１，１０４，１０７，１１１，１１３，１２１，１５０，１５３，１５６ エアー配管
１０２，１０５，１０８，１５１，１５４，１５７ 手動バルブ
１０３，１０６，１０９，１５２，１５５，１５８ 電磁弁
１１ ブロアー
１１２，１１４，１２２ 手動バルブ
１１５，１２３ インバーター
【発明の属する技術分野】
本発明は、食品加工工場、食堂等の厨房、及び家庭の台所等から排出される厨芥物を処理する厨芥処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は従来の厨芥処理装置の構成図を示すものであり、以下図３を参照しながら従来の厨芥処理装置について説明する。図３において、食品加工工場、食堂等の厨房、及び家庭の台所等で発生した厨芥物を厨芥粉砕圧送装置１に投入し、厨芥粉砕圧送装置１内のディスポーザー１１で粉砕する。粉砕された厨芥物は、圧送ポンプ１２で圧送配管１３を通り原水槽２へ圧送される。
【０００３】
原水槽２は粉砕厨芥物を一時貯留し、制御部９でタイマー制御された移送ポンプ２１で第１処理槽３へ定量供給する。ブロアー１０は、エアー配管１０１を通り散気管２２からエアーを常時放出し、原水槽２内を予備曝気する。手動バルブ１０２はそのエアー量の調整を行うものである。そして原水槽２には後記する沈殿槽６から沈殿汚泥とスカムが返送されるとともに、同じく後記する汚泥貯留槽７からも中間水が返送される。粉砕厨芥物はこれらの返送汚泥、返送スカム、返送中間水と一緒にされて予備曝気により混合され、汚泥吸着によって腐敗防止と濃度調整が行われる。
【０００４】
次に第１処理槽３では汚泥濃度がおおむね５，０００ｍｇ／Ｌ以下に保たれ、流入した粉砕厨芥物の処理が行われる。第１処理槽３内の汚泥には好気性微生物群及び通性嫌気性微生物群が生息し、粉砕厨芥物内の有機性汚濁物質は、汚泥の吸着、分解、汚泥化の作用により浄化される。好気性微生物群としては例えばズーグレア属細菌、通性嫌気性微生物群としては例えばバチルス属細菌を用いることができる。第１処理槽３にはｐＨセンサー３２、ＤＯセンサー３３、ＯＲＰセンサー３４、ＭＬＳＳセンサー３５を設置し常時そのデーターを制御部９内に取り込んでいる。このＤＯセンサー３３は容存酸素計のことであり、水中に容存している分子状の酸素を計測するものである。このＤＯセンサー３３が測定する容存酸素は水中生物の呼吸に不可欠の指標となる。またＯＲＰセンサー３４は酸素還元電位計のことであり、水中での酸化、還元物質の量を示す指標である酸素還元電位を計測するものである。酸化物質が多ければ（＋）の値を示し、還元物質が多ければ（−）の値を示すものである。（＋）のときは水中が好気性であり、（−）のときは嫌気性であることを示すものである。ＭＬＳＳセンサー３５は活性汚泥浮遊物を測定するセンサーであり、汚泥濃度の指標となる値を示すものである。これは汚水中で光を照射し、その透過光の強度から濃度を測定するものである。ブロアー１４はエアー配管１１１を介して散気管３１からエアーを放出し、第１処理槽３内を曝気する。手動バルブ１１２はそのエアー量の調整を行うものである。ブロアー１４にはインバーター１１５が接続されており、制御部９は前記ｐＨセンサー３２、ＤＯセンサー３３、ＯＲＰセンサー３４で検知されたデーターによってインバーター１１５を制御する。これによりブロアー１４は回転数が制御され、曝気量の増減、停止が行われ、第１処理槽３内の汚泥を常時良好な状態で保持することができ、処理の安定化を図ることができる。第１処理槽３内の汚泥と水は移流配管３６を通りオーバーフローで第２処理槽４へ流入する。
【０００５】
第２処理槽４は第１処理槽３と有機性汚濁物質の処理においてはほぼ同様の機能で、第１処理槽３で未処理の有機性汚濁物質の処理を行う。すなわち第２処理槽４内の汚泥にも好気性微生物群及び通性嫌気性微生物群が生息し、有機性汚濁物質は、汚泥の吸着、分解、汚泥化の作用により浄化される。ブロアー１４はエアー配管１１３を介して散気管４１からエアーを放出し、第２処理槽４内を曝気する。手動バルブ１１４によりそのエアー量の調整が行える。エアー配管１１３はエアー配管１１１と並列に接続されており、インバーター１１５によるエアー制御は第１処理槽３と同様である。第２処理槽４の汚泥と水は移流配管４３を通りオーバーフローで沈殿槽６へ流入する。
【０００６】
沈殿槽６は第２処理槽４から流入した汚泥の沈殿分離を行う。汚泥は自然沈降により沈殿堆積し、またガス等を含み浮上するものはスカムとして浮上する。制御部９でタイマー制御されたエアーリフトポンプ６１は堆積した汚泥を、同様にタイマー制御されたスカムスキーマ６３は浮上したスカムを原水槽２へ移送する。制御部９は、第１処理槽３内に設置されたＭＬＳＳセンサー３５のデータを判断し、エアーリフトポンプ６２の動作設定時間において、第１処理槽３内のＭＬＳＳ濃度が５，０００ｍｇ／Ｌ以上であれば、エアーリフトポンプ６２を動作して余剰汚泥として汚泥貯留槽７へこれを移送し、ＭＬＳＳ濃度が５，０００ｍｇ／Ｌ以下であればエアーリフトポンプ６２を動作させず移送しない。ブロアー１０はエアー配管１５０、１５３、１５６を介して、それぞれエアーリフトポンプ６１、６２、スカムスキーマ６３へエアーを供給する。制御部９はそれぞれ設定された時間に電磁弁１５２、１５５、１５８を開く。手動バルブ１５１、１５４、１５７によりそれぞれ供給されるエアー量の調整を行い、エアーリフトポンプ６１、６２、スカムスキーマ６３の移送水量はこのエアー量で決定される。またエアーリフトポンプ６１、６２、スカムスキーマ６３の流量変動を防止するために、電磁弁１５２、１５５、１５８が開いた時は、電磁弁１０３を閉じる。沈殿槽６で分離された上澄み水は、越流堰６４を通って移流配管６５を通りオーバーフローで放流槽８へ流入する。
【０００７】
汚泥貯留槽７は、沈殿槽６から移送された余剰汚泥を貯留し自然沈降により１０，０００ｍｇ／Ｌ程度まで濃縮し、またガス等を含み浮上するものはスカムとして浮上させるものである。沈殿堆積した汚泥と浮上したスカムの間の中間水は、移流配管７１を通ってオーバーフローにより原水槽２へ流入される。
【０００８】
放流槽８は、沈殿槽６から流入した上澄み水を一時貯留し、放流ポンプ８１を運転して放流配管８２を介して放流先へ放流するものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこの従来の厨芥処理装置では、放流できるまで浄化するために沈殿槽、汚泥貯留槽、放流槽が必要で、装置全体の槽容量が大型化するという問題があった。また第１処理槽、第２処理槽においても、沈殿槽での沈殿分離性能の安定化のため汚泥濃度を５，０００ｍｇ／Ｌ以下に保持する必要があり、それに対応して汚泥濃度を下げようとすると第１処理槽、第２処理槽自体が大型化するものであった。
【００１０】
また低汚泥濃度では、汚泥転換率が高濃度の汚泥濃度と比較して高く、発生汚泥量が多くなり、汚泥貯留槽では自然沈降による汚泥濃縮のため１０，０００ｍｇ／Ｌ程度の濃縮となって汚泥引抜き頻度が多くなるという問題点があった。そして汚泥の状態がこれより悪化した場合、沈殿槽での沈殿分離性能に直接影響し、放流水質が悪化して、最悪の場合は水質基準値を越えるといったことも生じた。
【００１１】
さらに従来の厨芥処理装置では、放流水をそのまま中水として再利用することができず、再利用する場合はなんらかの３次処理設備、例えば砂ろ過装置、活性炭処理装置等が必要であるいう問題点を有していた。
【００１２】
そこで本発明はこのような従来の問題点を解決するもので、設備を小型化することができ、引抜き汚泥量を減容化することができ、安定した良質の処理水にすることができる厨芥処理装置を提供すること目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の問題を解決するために本発明の厨芥処理装置は、厨芥物を粉砕する粉砕手段と、粉砕手段によって粉砕された粉砕厨芥物を圧送する圧送手段と、圧送手段によって送られた粉砕厨芥物を一時貯留するとともに予備曝気する原水槽と、原水槽から供給された有機性汚濁物質を高濃度の汚泥によって浄化処理する複数段の処理槽から構成された第１処理槽と、第１処理槽から供給された未処理の有機性汚濁物質を浄化処理するとともに精密ろ過膜で汚泥を濃縮する第２処理槽を備え、第２処理槽内には精密ろ過膜の表面に付着する付着物を洗浄するエアーが噴出される散気管を設け、精密ろ過膜で濃縮された汚泥の一部が第１処理槽に送られ、第１処理槽内の汚泥濃度が高濃度に保持されることを特徴とする。
【００１４】
これにより、設備を小型化することができ、引抜き汚泥量を減容化することができ、安定した良質の処理水にするとともに、第１処理槽の設計自由度を高めることができる。さらに、精密ろ過膜の表面が目詰まりを起こすとこれを洗浄することができるとともに、汚濁物質を高濃度にまで濃縮することが可能で、安定した膜ろ過と良質な処理水が得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載された発明は、厨芥物を粉砕する粉砕手段と、前記粉砕手段によって粉砕された粉砕厨芥物を圧送する圧送手段と、前記圧送手段によって送られた前記粉砕厨芥物を一時貯留するとともに予備曝気する原水槽と、前記原水槽から供給された有機性汚濁物質を高濃度の汚泥によって浄化処理する複数段の処理槽から構成された第１処理槽と、前記第１処理槽から供給された未処理の有機性汚濁物質を浄化処理するとともに精密ろ過膜で汚泥を濃縮する第２処理槽を備え、第２処理槽内には精密ろ過膜の表面に付着する付着物を洗浄するエアーが噴出される散気管を設け、精密ろ過膜で濃縮された汚泥の一部が第１処理槽に送られ、第１処理槽内の汚泥濃度が高濃度に保持されることを特徴とする厨芥処理装置であるから、処理槽を小型化することができ、発生汚泥量も少なく、汚泥を高濃度に濃縮可能で、安定した良質な処理水が得られるとともに、第１処理槽の設計自由度を高めることができ、さらに精密ろ過膜の表面が目詰まりを起こすとこれを洗浄することができるとともに、汚濁物質を高濃度にまで濃縮することが可能で、安定した膜ろ過と良質な処理水が得られる。
【００１６】
請求項２に記載された発明は、第１処理槽から有機性汚濁物質の２０〜５０％が未処理のまま第２処理槽に送られることを特徴とするから、汚泥の自己消化等が生じることがなく、精密ろ過膜による効果的な膜ろ過と良質な処理水が得られる。
【００１７】
請求項３に記載された発明は、精密ろ過膜の吐出側に設けられたろ過配管に圧力センサーが設けられ、前記圧力センサーが検出した圧力によりエアーの噴出量を調整する制御部が設けられていることを特徴とするから、精密ろ過膜が目詰まりを起こし始めたら自動洗浄することができる。
【００１８】
請求項４に記載された発明は、第１処理槽内にＭＬＳＳセンサーが設けられ、前記ＭＬＳＳセンサーが検出した汚泥濃度に基づいて第２処理槽から前記第１処理槽に供給される汚泥の量を制御する制御部が設けられたことを特徴とするから、汚泥を高濃度に維持でき、汚泥引抜頻度を少なくすることができ、良質な処理水が得られる。
【００１９】
請求項５に記載された発明は、第１処理槽内にｐＨセンサーとＤＯセンサーとＯＲＰセンサーが設けられ、前記ｐＨセンサーと前記ＤＯセンサーと前記ＯＲＰセンサーが検出したｐＨ値とＤＯ値とＯＲＰ値が所定の範囲になるように第１処理槽内で曝気するエアーの量を制御することを特徴とするから、膜ろ過による濃縮を自動化することができる。
【００２０】
（実施の形態１）
以下、本発明の一実施の形態について図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施の形態における厨芥処理装置の構成図を示すものであり、図２は本発明の一実施の形態における厨芥処理装置内に設置する浸漬平膜型膜モジュールの立体図を示すものである。
【００２１】
図１において、食品加工工場、食堂等の厨房、及び家庭の台所等で発生した厨芥物を厨芥粉砕圧送装置１に投入し、厨芥粉砕圧送装置１内のディスポーザー１１で粉砕する。粉砕した粉砕厨芥物を圧送ポンプ１２で圧送配管１３を介して原水槽２へ圧送する。
【００２２】
原水槽２では粉砕厨芥物が一時貯留され、その後制御部９でタイマー制御された移送ポンプ２１により第１処理槽３へ定量供給される。ブロアー１０は、エアー配管１０１を介して散気管２２からエアーを常時放出し、原水槽２内を予備曝気する。手動バルブ１０２はその際のエアー量の調整を行う。後記するように原水槽２へは第１処理槽３から汚泥が返送され、粉砕厨芥物は返送汚泥と予備曝気により混合され、汚泥吸着によって腐敗防止と濃度調整が行われる。汚泥には好気性微生物群が生息しており、予備曝気によって硫酸還元菌等の嫌気性微生物の活性を抑え、Ｈ２Ｓ等の悪臭成分の発生を防止できる。
【００２３】
第１処理槽３では汚泥濃度は高濃度、本実施の形態１ではほぼ１０，０００ｍｇ／Ｌ程度に保たれ、流入した粉砕厨芥物の処理が行われる。なおこの１０，０００ｍｇ／Ｌを選択したのは、汚泥濃度を上げて第１処理槽３での処理効率をあげるとともに、長期的にも短期的にも配管等を閉塞しない限度がこの値だからである。第１処理槽３内の汚泥には好気性微生物群及び通性嫌気性微生物群が生息し、粉砕厨芥物内の有機性汚濁物質は、汚泥の吸着、分解、汚泥化の作用により浄化される。好気性微生物群としては例えばズーグレア属細菌、通性嫌気性微生物群としては例えばバチルス属細菌を用いることができる。なお、第１処理槽３は１槽ということに限らず、従来の処理槽のように複数段の槽から構成してもよい。この場合処理槽の槽容量は大型化するが、第１処理槽３を設計する自由度が増す。第１処理槽３にはｐＨセンサー３２、ＤＯセンサー３３、ＯＲＰセンサー３４、ＭＬＳＳセンサー３５が設置され、常時そのデーターを制御部９内に送っている。ブロアー１４はエアー配管１１１を介して散気管３１からエアーを放出し、第１処理槽３内を曝気する。手動バルブ１１２はその際のエアー量の調整を行うものである。ブロアー１４にはインバーター１１５が接続されており、制御部９はｐＨセンサー３２、ＤＯセンサー３３、ＯＲＰセンサー３４で検知されたデーターによってインバーター１１５を制御する。これによりブロアー１４は回転数が制御され、曝気量の増減、停止が行われる。インバーター１１５の制御方法は、処理する厨芥物の種類、槽の構造等による酸素溶解効率の相違、汚泥の状態等により各々の厨芥処理装置ごとに異なる。
【００２４】
本実施の形態１では、定常の厨芥量（設計量）を投入した時、インバーター１１５を６０Ｈｚ地域において６０Ｈｚで運転したという条件で、第１処理槽３内のｐＨが６以上、ＤＯが６ｍｇ／ｌ以下、ＯＲＰが１００ｍＶ以上の状態を保てるエアー量のブロアー１４を選定し設置している。通常はインバーター１１５を６０Ｈｚで運転するが、ｐＨが６以下またはＤＯが６ｍｇ／ｌ以上かつＯＲＰが１００ｍＶ以上の時は、インバーター１１５の周波数を４０Ｈｚまで段階的に下げるものである。そして長期間厨芥投入が行われず、４０Ｈｚ運転で、さらにｐＨが６以下またはＤＯが６ｍｇ／ｌ以上かつＯＲＰが１００ｍＶ以上の時は、ブロアー１１を間欠運転（例えば４５分運転、１５分停止等）とする。またＤＯが３ｍｇ／ｌ以下またはＯＲＰが１００ｍＶ以下の時は、インバーター１１５の周波数を８０Ｈｚまで段階的に上げる。ＭＬＳＳセンサーの検出したデータは、同じく制御部９で判断され、汚泥濃度が１０，０００ｍｇ／Ｌ以下の時、制御部９は後記のエアーリフトポンプ４２を作動し汚泥の返送を行う。本実施の形態１では、１時間に１回ＭＬＳＳセンサーのデータを読み取り、汚泥濃度が１０，０００ｍｇ／Ｌ以下の時には一定量の汚泥（例えば、流入厨芥粉砕量／２４）を返送し、汚泥濃度が１０，０００ｍｇ／Ｌ以上の時は返送しない。このように制御部９による制御で、第１処理槽３の汚泥を常に良好な状態で一定の濃度に保ち、浄化処理の安定化を図ることができる。
【００２５】
ところで厨芥物１Ｋｇ中には平均的にＢＯＤ量０．１２Ｋｇ，油分０．０２５Ｋｇが含まれている。後記するように第２処理槽４では膜モジュール５を用いて膜ろ過をするが、この膜ろ過をうまく行うためには、第２処理槽４に流入する水質をＢＯＤ濃度１，０００ｍｇ／Ｌ以下、油分濃度を１００ｍｇ／Ｌ以下にする必要がある。このような条件を満たす第１処理槽３の容量は、実験によれば厨芥物１Ｋｇに対して３４３Ｌ以上である。従って投入する厨芥物の投入量から第１処理槽３の槽容積を決定することができる。
【００２６】
またエアーリフトポンプ３７は、流入厨芥粉砕量に対して、１〜２倍の量の第１処理槽３の汚泥を原水槽２へ返送する能力のものが望ましい。ブロアー１０はエアー配管１０４を介してエアーリフトポンプ３７へエアーを供給する。制御部９に設定した時間（例えば、１時間に１回）に、電磁弁１０６が開く。手動バルブ１０５で供給するエアー量の調整を行い、エアーリフトポンプ３７の移送水量はこのエアー量で決定される。またエアーリフトポンプ３７の流量変動を防止するために、電磁弁１０６を開いた時は、制御部９は電磁弁１０３を閉じる。第１処理槽３内の汚泥は移流配管３６を通ってオーバーフローで第２処理槽４へ流入する。
【００２７】
次に第２処理槽４は第１処理槽３と有機性汚濁物質の処理において同様の機能を有しており、第１処理槽３で未処理で終わった有機性汚濁物質の処理を行う。ブロアー１４はエアー配管１１３を介して散気管４１からエアーを放出し、第２処理槽４内を曝気する。手動バルブ１１４はそのエアー量の調整を行うものである。エアー配管１１３はエアー配管１１１と並列に接続されており、前記したようにインバーター１１５によってブロアー１ ４は回転数が制御される。これは第１処理槽３と同様である。
【００２８】
ところで第２処理槽４内には膜モジュール５が直接浸漬されて設置されている。この膜モジュール５によって上記したように汚泥のろ過と濃縮が行われる。図２に示すとおり膜モジュール５の内部には複数枚の袋状の精密ろ過膜５３が７〜２０ｍｍ程度の間隔で平行に並べて設けられている。この精密ろ過膜５３はそれぞれ平膜型、いわば封筒状であり、いずれも０．４μｍ程度の微細孔径の膜孔が多数形成された多孔性の膜から構成されている。すなわち精密ろ過膜５３はポリエステル不織布を骨組みとした塩素化ポリエチレン製で、不織布の繊維間に前記膜孔が形成されている。この精密ろ過膜５３によってろ過されたろ過水を溜める袋内にはろ過配管５１がそれぞれ接続されている。このろ過配管５１からろ過水が系外に排出される。ところでろ過配管５１には精密ろ過膜５３側から順に、ろ過配管５１内の圧力を測定する圧力センサー５４、ろ過水の逆流を防止する逆止弁５５、ろ過水を吸引する吸引用ポンプ５６及びろ過水の流量を一定に保持する定流量弁５７が直列に設置されている。圧力センサー５４によって精密ろ過膜５３表面の目詰まりを検出でき、精密ろ過膜５３の下部に設けられた散気管５２から噴出するエアーの量を調整可能にすることができる。ブロアー１５はエアー配管１２１を介してエアーを膜ジュール５内部へ供給し、散気管５２から噴出させている。散気管５２から噴出されたエアーは精密ろ過膜５３間を上昇し、気泡とそのエアリフト効果によって生じた膜面平行上昇流により、精密ろ過膜面表面に付着した付着物を剥ぎとり、洗浄して目詰りを防止することができる。ブロアー１５はインバーター１２３に接続されており、制御部９は圧力センサー５４が検出したデータを判断し、インバーター１２３を制御して曝気量を０．０１ｍ／ｓ〜０．０５ｍ／ｓ（ｍ／ｓ＝曝気量ｍ３／エアーの通過する断面積ｍ２・ｓ）の範囲で調整する。精密ろ過膜５３が目詰り傾向を示した時（圧力センサー５４の指示値が負圧側に高い時）は、インバーター１２３の周波数を上げてエアー流量を増加し、そうでない時はインバーター１２３の周波数を下げエアー流量を減少させる。ただインバーター１２３の具体的な制御の態様は、処理する厨芥物の種類、汚泥の状態及び濃度等により各々の厨芥処理装置で異なる。なお手動バルブ１２２はそのエアー量の調整を手動で行うものである。
【００２９】
この精密ろ過膜５３の目詰まり制御に関して本実施の形態１では、定常の厨芥量を投入した時、インバーター１１５を６０Ｈｚ地域において６０Ｈｚで運転するという条件で、曝気量が０．０５ｍ／ｓのエアー量のブロアー１２を選定し設置している。運転開始時には０．０１〜０．０２ｍ／ｓの曝気量になるようにインバーター１２３を調整し、１日に１〜５時間程度は０．０５ｍ／ｓの曝気量になるようにインバーター１２３を上昇させるのがよい。そしてこのような運転を継続しながら、圧力センサー５４の検出した値から換算して、精密ろ過膜５３のろ過水の圧力が負圧側に大きくなり、−３ｋＰａ以下になった時点で精密ろ過膜５３によるろ過を一旦中止し、０．０５ｍ／ｓの曝気量になるようにインバーター１２３による回転数を上げ、その状態のまま１〜２日保持する。その後再び運転を再開し、精密ろ過膜５３のろ過圧力が負圧側に−３ｋＰａ以下の小さな値になれば元の運転に戻り、−３ｋＰａ以上の大きな負圧になれば運転を中止し、精密ろ過膜５３の洗浄または交換、汚泥の引き抜き作業等を実施する。
【００３０】
ところで常時エアー流量を多くすると、エアリフト量は増加し精密ろ過膜５３表面の洗浄効果は非常に高くなるのであるが、第２処理槽４内が過曝気状態となり、汚泥の状態が悪化させられるものである。すなわちこの状態では、処理が進行して有機性汚濁物質がなくなると、汚泥が自己消化を起こすようになる。このように汚泥が急激な自己消化を起こすと汚泥のフロックが崩壊し、微細な濁りや粘度の増加、発泡を生じる。このような汚泥をろ過すると、精密ろ過膜５３の表面に汚泥が付着してしまうし、汚泥のフロックは微細であるため精密ろ過膜５３の孔に非常に詰まり易く、短時間で精密ろ過膜５３に目詰りが生じることになる。従って第１処理槽３において１００％完全に有機性汚濁物質を除去するのではなく、有機性汚濁物質の２０〜５０％程度を残留させて第２処理槽４に送って処理することにより、第２処理槽４内の過曝気状態を防いで急激な自己消化を防止し、これにより汚泥の状態を常時良好に保ち、汚泥の濃縮性能の向上を図ることができる。この有機性汚濁物質が２０％未満だと最終的には第２処理槽４内で自己消化を始め、汚泥が解体していくためであり、５０％をこえた量を残留させると、有機性汚濁物質中の油分やこの汚濁物質自身の未処理分のものが、精密ろ過膜５３の表面上に付着し、膜孔を塞ぎろ過を大きく阻害するようになり、膜の寿命が急に短くなるからである。従って仮に膜モジュール５を第１処理槽３内に設置すると、粉砕厨芥物内に含まれた未処理の油分が、精密ろ過膜５３表面に付着し早期に目詰まりを起こすため、第１処理槽３には設けることができないものである。
【００３１】
ところで第２処理槽４に流入する水に含まれる汚泥は平均的にみて９０％以上が有機成分であり、１０％が無機成分である。そこで第２処理槽４内でこの汚泥を浄化処理すると、微生物処理であるから無機成分は分解されずに有機成分だけが分解されて汚泥の減容化が起こる。しかし、有機成分が完全に分解されるところまで反応が進むことはなく、実験によれば有機成分７５％，無機成分２５％のレベルまで分解されると分解速度が鈍ってそれ以上分解が進行することはない。従ってただ槽容積を大きくしたとしても処理には限界があるから、最も適当な大きさがあることになる。実験によれば、この第２処理槽４の最適槽容積は厨芥物１Ｋｇに対して１２２Ｌである。第１処理槽３が厨芥物１Ｋｇに対して、３４３Ｌであったから、第１処理槽３と第２処理槽の槽容積の比は、２〜３：１が適当である。
【００３２】
ブロアー１０はエアー配管１０７を介してエアーリフトポンプ４２へエアーを供給する。制御部９はエアーリフトポンプ４２を動作する時、同時に電磁弁１０９を開く。手動バルブ１０８で供給するエアー量の調整を行い、エアーリフトポンプ４２の移送水量はこのエアー量で決定される。またエアーリフトポンプ４２の流量変動を防止するために、電磁弁１０９が開いた時は、電磁弁１０３を閉じる。
【００３３】
このように本実施の形態１においては、精密ろ過膜の洗浄を図るとともに、汚泥の自己消化を防いで、汚泥の状態を良好な状態に保つことができる。これにより余剰汚泥の発生量を少なくすることができ、また引抜汚泥量を減溶化することができる。第１処理槽内を１０，０００ｍｇ／Ｌの高濃度に保持するから、配管の閉塞などなく浄化処理の安定化が図れ、処理槽の小型化を達成することができる。精密ろ過膜でろ過されたろ過水は、殺菌するだけで芝への散水することができる等、中水として利用することができ、大幅なランニングコストの削減をすることが可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、精密ろ過膜を使用することにより、従来技術のような沈殿槽、放流槽、汚泥貯留槽等を設置する必要はなく、厨芥処理装置の全体容量の小型化を実現することができる。また第１処理槽の汚泥を高濃度に保持することにより処理槽自体の小型化が可能で、かつ第１処理槽の設計自由度を高めることができ、処理槽の工事費等の大幅なイニシャルコストの削減が可能である。また余剰汚泥の発生量が少なくその濃縮性も高いため、汚泥引抜き量の減容化が図れ、精密ろ過膜の使用により負荷変動及び流入変動に強く安定した処理が可能で、保守点検等のメンテナンス作業が少なく、その処理水は中水としての利用することができる。さらに、精密ろ過膜の表面が目詰まりを起こすとこれを洗浄することができるとともに、汚濁物質を高濃度にまで濃縮することが可能で、安定した膜ろ過と良質な処理水が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の１実施の形態における厨芥処理装置の構成図
【図２】 本発明の一実施の形態における厨芥処理装置内に設置する浸漬平膜型膜モジュールの立体図
【図３】 従来の厨芥処理装置の構成図
【符号の説明】
１ 厨芥粉砕圧送装置
２ 原水槽
３ 第１処理槽
４ 第２処理槽
５ 膜モジュール
６ 沈殿槽
７ 汚泥貯留槽
８ 放流槽
９ 制御部
１０，１４，１５ ブロアー
１１ ディスポーザー
１２ 圧送ポンプ
１３ 圧送配管
２１ 移送ポンプ
２２，３１，４１，５２ 散気管
２３ 移送配管
３２ ｐＨセンサー
３３ ＤＯセンサー
３４ ＯＲＰセンサー
３５ ＭＬＳＳセンサー
３６，４３，６５，７１ 移流配管
３７，４２，６１，６２ エアーリフトポンプ
５１ ろ過配管
５３ 精密ろ過膜
５４ 圧力センサー
５５ 逆止弁
５６ 吸引ポンプ
５７ 定流量弁
６３ スカムスキーマ
６４ 越流堰
８１ 放流ポンプ
８２ 放流配管
１０１，１０４，１０７，１１１，１１３，１２１，１５０，１５３，１５６ エアー配管
１０２，１０５，１０８，１５１，１５４，１５７ 手動バルブ
１０３，１０６，１０９，１５２，１５５，１５８ 電磁弁
１１ ブロアー
１１２，１１４，１２２ 手動バルブ
１１５，１２３ インバーター
Claims (5)
- 厨芥物を粉砕する粉砕手段と、前記粉砕手段によって粉砕された粉砕厨芥物を圧送する圧送手段と、前記圧送手段によって送られた前記粉砕厨芥物を一時貯留するとともに予備曝気する原水槽と、前記原水槽から供給された有機性汚濁物質を高濃度の汚泥によって浄化処理する複数段の処理槽から構成された第１処理槽と、前記第１処理槽から供給された未処理の有機性汚濁物質を浄化処理するとともに精密ろ過膜で汚泥を濃縮する第２処理槽を備え、前記第２処理槽内には前記精密ろ過膜の表面に付着する付着物を洗浄するエアーが噴出される散気管を設け、前記精密ろ過膜で濃縮された汚泥の一部が前記第１処理槽に送られ、前記第１処理槽内の汚泥濃度が高濃度に保持されることを特徴とする厨芥処理装置。
- 第１処理槽から有機性汚濁物質の２０〜５０％が未処理のまま第２処理槽に送られることを特徴とする請求項１に記載の厨芥処理装置。
- 精密ろ過膜の吐出側に設けられたろ過配管に圧力センサーが設けられ、前記圧力センサーが検出した圧力によりエアーの噴出量を調整する制御部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の厨芥処理装置。
- 第１処理槽内にＭＬＳＳセンサーが設けられ、前記ＭＬＳＳセンサーが検出した汚泥濃度に基づいて第２処理槽から前記第１処理槽に供給される汚泥の量を制御する制御部が設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の厨芥処理装置。
- 第１処理槽内にｐＨセンサーとＤＯセンサーとＯＲＰセンサーが設けられ、前記ｐＨセンサーと前記ＤＯセンサーと前記ＯＲＰセンサーが検出したｐＨ値とＤＯ値とＯＲＰ値が所定の範囲になるように前記第１処理槽内で曝気するエアーの量を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の厨芥処理装置。
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