JP2007245002A

JP2007245002A - 膜分離型生物処理槽の運転方法

Info

Publication number: JP2007245002A
Application number: JP2006072056A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Kando; 公一郎甘道; Motoharu Noguchi; 基治野口
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2006-03-16
Filing date: 2006-03-16
Publication date: 2007-09-27

Abstract

【課題】スカム断片の流入による分離性能の低下を防止し、安定運転が可能な膜分離型生物処理槽の運転方法を提供する。
【解決手段】生物処理槽１の槽内水を、分離膜２で循環ろ過して処理水として取り出す膜分離生物処理槽の運転方法で、生物処理槽１のＭＬＳＳを5000〜20000mg/Lの高濃度に維持する。また、生物処理槽１の水面に蓄積するスカム５をスカム除去装置により取り除き、スカム断片が分離膜２に流入することによる分離膜２の閉塞を防止する。スカム除去装置としては、スカム吸引装置、スカム掻き取り装置、スカム攪拌装置などを使用することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、排水処理に用いられる膜分離型生物処理槽の運転方法に関するものである。

下水、返流水、工場排水、ゴミ浸出水、屎尿、農業廃水、畜産排水、養殖排水などの有機性排水の処理には生物処理が広く用いられている。生物処理は水中の微生物の作用により排水中の有機分を分解する処理方法であり、従来は生物処理槽を沈殿池と組み合せ、生物処理槽の槽内水を沈殿池に導いて重力沈降によって固液分離し、上澄水を処理水として取り出していた。

しかし、このような従来法は広い面積の沈殿池を必要とするうえ、汚泥性状によってはバルキングが発生して沈降分離が不可能となることもあるので、最近では敷地面積に制限のある都市部の下水処理場を中心として、固液分離を分離膜により行う膜分離型生物処理槽が普及しつつある。膜分離型生物処理槽には、分離膜を槽内に浸漬した浸漬型と、分離膜を槽外に設置して循環ろ過を行わせる槽外設置型（特許文献１）の２種類が知られている。

従来型の沈殿池と組み合せた生物処理槽では、槽内のＭＬＳＳは1000〜3000mg/L程度に制御されるのが一般的であった。これに対して膜分離型生物処理槽では、ＭＬＳＳが低いと膜面が閉塞し易いので、生物処理槽のＭＬＳＳを5000〜20000mg/Lの高濃度に維持して運転されることが多い。ところが、生物処理槽が嫌気槽や無酸素槽である場合には、ＭＬＳＳを高濃度とすると水面にスカムが蓄積され、その一部が壊れると分離膜への送液の障害となることがあった。

特に生物処理槽の槽内水を槽外に設置された分離膜で循環ろ過して処理水として取り出す槽外設置型の場合には、この問題が顕著であった。また、分離膜がモノリス型やチューブラー型のような狭い流路を持つ場合には、スカムの断片の流入により分離膜の入口圧力が著しく上昇し、ろ過不能となることがあった。なお、特許文献１ではし渣の流入により膜モジュールの入口圧力が上昇したときに分離膜を逆洗しているが、スカムの量が多い場合には頻繁に逆洗を行わねばならず、稼働率が低下するおそれがあった。
特開２００５‐２４６３０７号公報

本発明は上記した従来の問題点を解決し、スカム断片の流入による分離性能の低下を防止し、安定運転が可能な膜分離型生物処理槽の運転方法を提供することを目的とするものである。

上記の課題を解決するためになされた本発明は、生物処理槽の槽内水を分離膜で循環ろ過して処理水として取り出す膜分離生物処理槽の運転方法であって、生物処理槽のＭＬＳＳを5000〜20000mg/Lの高濃度に維持する一方で、生物処理槽の水面に蓄積するスカムをスカム除去装置により取り除き、分離膜の閉塞を防止することを特徴とするものである。

なお、スカム除去装置としては、スカム吸引装置、スカム掻き取り装置、スカム攪拌装置のいずれかを使用することができ、分離膜としては、モノリス型またはチューブラー型またはハニカム型の膜を使用することができる。

本発明によれば生物処理槽のＭＬＳＳを5000〜20000mg/Lの高濃度に維持して運転するため、分離膜の膜面は閉塞されにくく、また生物処理槽の単位体積あたりの処理能力を高く維持することができる。しかも生物処理槽のＭＬＳＳを高濃度とすることにより発生し易くなるスカムをスカム除去装置により生物処理槽から取り除くので、スカム断片が分離膜に流入して分離膜の入口圧力を上昇させることがなくなり、安定運転が可能となる。

以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図１は本発明の第１の実施形態を示す図であり、１は生物処理槽、２は槽外に設置された分離膜である。生物処理槽１は、硝化液循環法、ＡＯ法、Ａ_２Ｏ法、硝化＋内生脱窒法、活性汚泥法などのための処理槽であり、下水、返流水、工場排水、ゴミ浸出水、屎尿、農業廃水、畜産排水、養殖排水などの有機性排水を原水として生物処理が行われる。

生物処理槽１の槽内水は、循環ポンプ３により分離膜２に送られ、クロスフロー方式による循環ろ過が行われる。分離膜２としてはＭＦ膜またはＵＦ膜が用いられる。膜材質はセラミック膜であっても高分子膜であってもよく、膜形状は特に限定されるものではないが、単位容積当たりの膜面積を大きくできるモノリス膜またはチューブラー膜またはハニカム膜が好ましい。加圧方式は外圧式、内圧式のいずれでもよいが、この実施形態では断面が円形または四角形以上の多角形である多数の原水流通孔を持つ、内圧式のモノリス型のセラミック膜が用いられる。分離膜２のろ過水は処理水として取り出され、分離膜２を通過した濃縮水は循環ライン４を通じて生物処理槽１に返送される。

生物処理槽１の槽内水のＭＬＳＳは、5000〜20000mg/Lの高濃度に維持される。このように5000mg/L以上の高濃度とすることによって、分離膜２の膜面の閉塞を抑制するとともに、生物処理槽１の単位体積あたりの処理能力を高く維持することは前記した通りである。なおＭＬＳＳが20000mg/Lを越えると活性汚泥の粘度が高くなり、膜ろ過がしにくくなるため好ましくない。

このようにＭＬＳＳの高い生物処理槽１ではスカム５が発生しやすく、特に槽内が嫌気状態となる場合には、水面にスカム５の層が形成される。そこでこの実施形態では、生物処理槽１の水面に蓄積されるスカム５をスカム除去装置であるスカム吸引装置６により取り除く。このスカム吸引装置６は水面付近のノズル７によりスカム５を真空吸引し、スカム処理槽に排出する。

このようにして生物処理槽１のスカム５を除去することにより、スカム５の断片が分離膜２に流入してその入口圧力を上昇させることがなくなり、安定運転が可能となる。特にモノリス型のセラミック膜は流路が１〜５ｍｍと狭いため入口側でスカム５の断片が詰まり易いのであるが、本発明によればスカム５が分離膜２に流入するトラブルを効果的に防止することができる。

図２は本発明の第２の実施形態を示すもので、スカム除去装置としてスカム掻き取り装置８を使用した例を示す。この装置は水面よりもやや上方に設置されたスクレーパ９によりスカム５を生物処理槽１の片側に掻き寄せ、スカム槽１０に集める装置である。スカム槽１０内のスカムはポンプ１１によりスカム処理槽に排出される。また、スカム槽１０の代わりに円筒管に穴を開けその穴の中にスカムを集めるスカムスキマーやパイプスキマーを使用しても良い。

図３は本発明の第３の実施形態を示すもので、生物処理槽１の外側に補助槽１２を設けて連通部１３によって槽内水を導入し、この補助槽１２の内部に分離膜２を浸漬したものである。生物処理槽１の水面付近にはスカム除去装置としてスカム攪拌装置１４が設けられており、モータによってスカム５を撹拌して細かく破砕する。なおスカム攪拌はこの実施形態のように機械的に行うほか、高速の水流を水面に噴射することによりスカム５を細かく破砕する水流式とすることもできる。

この第３の実施形態のように連通部１３を生物処理槽１の水面下にしておけば、スカム５の流入を防止することができるので、より効果的である。またスカム除去装置は、複数種類を組み合せて使用してもよい。

これらの第２、第３の実施形態においても、生物処理槽１のスカム５を除去することにより、スカム５が分離膜２に流入するトラブルを効果的に防止することができる。また生物処理槽１のＭＬＳＳは5000〜20000mg/Lの高濃度に維持されているので、分離膜２の膜面の閉塞を抑制するとともに、生物処理槽１の単位体積あたりの処理能力を高く維持することができる。

生物処理槽１にスカム除去装置を設置してスカムを除去した場合には、１ヶ月以上膜ろ過装置は安定運転ができた。しかし、スカム除去装置を設置せず、スカムが発生した場合には、１ヶ月に数回、膜ろ過装置の運転が不安定になることがあった。

本発明の第１の実施形態を示す断面図である。本発明の第２の実施形態を示す断面図である。本発明の第３の実施形態を示す断面図である。

符号の説明

１生物処理槽
２分離膜
３循環ポンプ
４循環ライン
５スカム
６スカム吸引装置
７ノズル
８スカム掻き取り装置
９スクレーパ
１０スカム槽
１１ポンプ
１２補助槽
１３連通部
１４スカム攪拌装置

Claims

生物処理槽の槽内水を分離膜で循環ろ過して処理水として取り出す膜分離生物処理槽の運転方法であって、生物処理槽のＭＬＳＳを5000〜20000mg/Lの高濃度に維持する一方で、生物処理槽の水面に蓄積するスカムをスカム除去装置により取り除き、分離膜の閉塞を防止することを特徴とする膜分離型生物処理槽の運転方法。
スカム除去装置として、スカム吸引装置、スカム掻き取り装置、スカム攪拌装置のいずれかを使用することを特徴とする請求項１記載の膜分離型生物処理槽の運転方法。
分離膜として、モノリス型またはチューブラー型の膜またはハニカム型の膜を使用することを特徴とする請求項１記載の膜分離型生物処理槽の運転方法。