JP3832232B2 - 膜分離装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は膜分離装置に係り、特に、活性汚泥処理を用いた廃水処理施設における膜分離装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
活性汚泥処理を用いた廃水処理施設においては、最終沈殿池における「バルキング」及び「放線菌による汚泥浮上」といった固液分離障害が非常に大きな問題になっている。この問題を解決する手段として、活性汚泥処理と膜分離を組み合わせた膜分離活性汚泥法の開発が進められている。この方法は、固液分離の手法として膜ろ過を採用しているため、処理液の濁質分の流出を防ぐことができ、且つ、大腸菌も完全に除去できることから、衛生的で、透明度の高い処理液を安定して得ることができるという特徴を持っている。また、活性汚泥の高濃度保持が可能であるため、処理時間の短縮、及び処理施設のコンパクト化が図れる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、膜分離活性汚泥処理を用いた従来の膜分離装置は、処理液に色度成分が残留したり、膜の目詰まりが起こるという大きな問題を抱えている。特に、汚泥の性状が悪い場合(即ち、汚泥のフロックが細かい、生物の代謝物が非常に多い等)には、処理液の色度が高くなるだけでなく、膜の目詰まりを起こしやすく、頻繁に膜の薬液洗浄を必要とし、汚泥性状の更なる悪化を招き、安定運転の妨げになっていた。
【0004】
また、従来の膜分離装置は、固液分離手段を膜のみに頼るため、生物分解しにくい難分解性物質(生物代謝物)が系外に排出されず、槽内に蓄積されていき、膜表面に付着しゲル化して、膜の差圧を上昇させる大きな原因になっていた。
【0005】
本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、薬品洗浄頻度を減少させ、膜処理性能、及び生物処理性能の優れた膜分離装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は前記目的を達成するために、反応槽に設けられ、該反応槽に供給された被処理液を膜でろ過して処理液を得るろ過ユニットと、該ろ過ユニットで得られた処理液を前記ろ過ユニットに逆流させて前記膜を逆洗する逆洗手段と、を備えた膜分離装置において、前記反応槽に接続された循環ラインを介して、前記被処理液を循環させる循環手段と、該循環手段によって循環する前記循環ライン内の被処理液と、前記ろ過ユニットで得られた処理液とに、オゾンを供給するオゾン供給手段を備え、前記オゾン供給手段が前記循環ライン内の被処理液に供給するオゾン量を調節する調節手段と、前記反応槽から汚泥サンプルを採取してTOC濃度を測定してデータを獲得し、該データに基づいて前記調節手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【0007】
請求項1記載の発明によれば、ろ過ユニットで得られた処理液にオゾンを供給するので、処理液の色度除去を行うことができるとともに、この処理液によって膜を逆洗するので、膜の高い洗浄効果を得ることができ、さらには、循環ライン内の被処理液にオゾンを供給するので、オゾンを効率良く添加して膜にゲル状物質が付着することを抑制できる。
【0008】
請求項1記載の発明によれば、反応槽の被処理液を性状分析し、この分析結果に基づいて循環ライン内の被処理液に供給するオゾン量を調節するので、常に適切な量のオゾンを反応槽に供給することができる。したがって、ろ過ユニットのろ過膜が閉塞することを必要最小量のオゾンで効果的に抑制できる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って、本発明に係る膜分離装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【0010】
図1は、本発明に係る膜分離装置を適用した硝化・脱窒装置10の全体構成を示す概略図である。
【0011】
同図に示すように、硝化・脱窒装置10は、仕切壁12によって脱窒槽14と硝化槽16とに仕切られた反応槽を備えている。このうち脱窒槽14には、供給ライン18が接続され、この供給ライン18から被処理液(原液)20が供給されて脱窒槽14に貯留される。脱窒槽14は連通路22を介して硝化槽16に連通されており、前記脱窒槽14に供給された被処理液20は、この連通路22を介して硝化槽16に流入する。また、硝化槽16は、循環ライン24を介して脱窒槽14に接続されている。循環ライン24には、ポンプ26が配設されており、このポンプ26を駆動することによって、硝化槽16内の被処理液20の一部が循環ライン24を介して脱窒槽14に戻される。これにより、被処理液20は硝化槽16と脱窒槽14との間を循環する。
【0012】
硝化槽16の内部には、ろ過ユニット28が設けられ、このろ過ユニット28の下方に散気管30が配設されている。散気管30は、エア供給ライン32を介してブロア34に接続されており、ブロア34からエアが供給されると、このエアを被処理液20中に細かな気泡として散気する。これにより、被処理液20が攪拌されるとともに、ろ過ユニット28のろ過膜(不図示)に付着した付着物を剥離させることができ、さらには、被処理液20中の活性汚泥に酸素を供給することができる。
【0013】
ろ過ユニット28は、排出ライン36を介して処理水槽38に連通されている。排出ライン36には、弁46と、ポンプ40が配設されており、このポンプ40を駆動することによってろ過ユニット28の内部に被処理液20を吸引する。その際、被処理液20は、ろ過ユニット28のろ過膜(不図示)を透過して固液分離処理され、処理された処理液42が排出ライン36を介して排出され、処理水槽38に貯留される。
【0014】
処理水槽38は、注入ライン44を介して、弁46よりも上流側の排出ライン36に接続される。この注入ライン44には、弁48、ポンプ50が配設されており、ポンプ50を駆動することによって、処理水槽38の処理液42がろ過ユニット28内に逆流する。これにより、ろ過ユニット28のろ過膜を逆洗することができる。
【0015】
処理水槽38の底部には、オゾン散気管52が配設されている。このオゾン散気管52は、オゾン供給ライン54を介してオゾン発生器56に連通されている。したがって、オゾン発生器56からオゾン供給ライン54にオゾンガスを供給すると、オゾン散気管52から処理液42中にオゾンガスが散気される。これにより、処理液42がオゾンを含有する。
【0016】
前記オゾン発生器56は、オゾン供給ライン58を介して循環ライン24に接続されている。したがって、硝化槽16から脱窒槽14に循環する被処理液20に、オゾンガスを供給することができる。これにより、オゾンを含んだ被処理液20が硝化槽16と脱窒槽14とを循環する。
【0017】
次に上記の如く構成された硝化・脱窒装置10の作用について説明する。
【0018】
通常運転時には、弁48を閉じて弁46を開くとともに、ポンプ40を駆動する。これによって、被処理液20が生物学的に処理されてろ過ユニット28に吸引され、吸引された処理液42が排出ライン36を介して処理水槽38に流入する。処理水槽38に流入した処理液42には、オゾン発生器56からオゾンガスが供給され、このオゾンガスによって処理液42の色度成分が除去される。したがって、処理液42は、再利用に適した状態で排水管60から排水される。
【0019】
また、通常運転中、循環ライン24のポンプ26を駆動することによって、被処理液20は、硝化槽16と脱窒槽14とを循環している。このとき、オゾン発生器56から循環ライン24にオゾンガスが供給されるので、循環する被処理液20に含まれる難分解性物質(生物代謝物)が低分子化される。したがって、生物処理を促進させることができ、ろ過ユニット28のろ過膜にゲル状物質が付着することを抑制することができる。なお、循環ライン24へのオゾンガスの供給は、間欠的であっても、連続的であってもよい。
【0020】
ろ過ユニット28のろ過膜にゲル状物質が付着した場合には、ポンプ40を停止して弁46を閉じるとともに、弁48を開いてポンプ50を駆動する。これにより、処理水槽38の処理液42が注入ライン44を介してろ過ユニット28に逆流する。ろ過ユニット28に逆流した処理液42は、通常運転時のろ過方向と反対方向にろ過膜を透過し、ろ過膜に付着したゲル状物質をろ過膜から剥離させる。このとき、処理液42にはオゾンが残留しているので、ろ過膜は、オゾンの強い酸化力によって殺菌される。したがって、ろ過膜の洗浄効果が大きく、洗浄後に高い膜透過流速が得られる。
【0021】
このように本実施の形態の硝化・脱窒装置10によれば、処理液42にオゾンを供給したので、色度除去を行うことができるとともに、ろ過膜の逆洗効果を増加させることができる。
【0022】
また、硝化・脱窒装置10によれば、循環ライン24にオゾンを供給し、オゾンを含んだ被処理液20を硝化槽16と脱窒槽14とに循環させたので、ろ過ユニット28の膜の閉塞を抑制することができる。したがって、ろ過膜を薬液洗浄する頻度を減少させることができ、ろ過膜の寿命を向上させることができる。
【0023】
また、常に所定量の被処理液20が流れる循環ライン24にオゾンを供給したので、脱窒槽14及び硝化槽16に効率良くオゾンを供給できるとともに、脱窒槽14及び硝化槽16の内部のオゾン濃度が偏ることを防止できる。
【0024】
さらに、硝化・脱窒装置10によれば、処理水槽38にオゾンを供給するオゾン発生器56によって、循環ライン24にオゾンを供給するようにしたので、装置が大型化することを防止できる。
【0025】
図2は、オゾンガス注入量調整手段を備えた硝化・脱窒装置62の全体構成を示す概略図である。
【0026】
同図に示す硝化・脱窒槽装置62は、オゾン供給ライン58に電磁弁64が配設されている。電磁弁64は、制御器66によって開閉制御される。
【0027】
制御器66は、電磁弁64の開放時間を制御することによって循環ライン24に注入されるオゾンガス量を調節する。
【0028】
また、硝化・脱窒装置62は、性状分析装置68を備えている。性状分析装置68は、汚泥引込み管70、汚泥戻し管72を介して硝化槽16に連通されており、汚泥引込み管70を介して硝化槽16から汚泥サンプルを採取する。そして、この汚泥サンプルを分析し、TOC濃度やろ過比抵抗等の汚泥性状に関するデータを獲得した後、汚泥サンプルを汚泥戻し管72を介して硝化槽16に返送する。
【0029】
前記制御器66は、この性状分析装置68が獲得したデータに基づいて電磁弁64の開放時間、即ちオゾンガスの注入量を制御する。例えば、性状分析装置68がTOC濃度のデータを得た場合、制御器66は、図3に示す曲線に基づいて電磁弁64の開放時間を制御する。即ち、被処理液20のTOC濃度が高いほど、電磁弁64の開放時間を長く設定して、多量のオゾンガスを循環ライン24に注入する。被処理液20のTOC濃度が高い場合、被処理液20の濾過性が悪く、ろ過ユニット28のろ過膜が閉塞しやすい。したがって、オゾンガスの注入量を増加させることによってろ過膜の閉塞を効果的に抑制できる。逆に、被処理液20のTOC濃度が低い場合には、被処理液20はろ過性が良く、ろ過膜が閉塞されにくいので、オゾンガスの注入量を減少させる。これにより、オゾンガスの無駄な消費を抑えることができる。
【0030】
このように硝化・脱窒装置62によれば、硝化槽16の汚泥の性状に応じて適切な量のオゾンガスを循環ライン24に注入するので、必要最小量のオゾンガスによってろ過膜の閉塞を効果的に抑制できる。
【0031】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る膜分離装置によれば、処理液にオゾンを供給したので、処理液の色度除去を行うことができるとともに、この処理液によって膜を逆洗したので、膜の高い洗浄効果を得ることができ、さらには、循環する被処理液にオゾンを供給したので、膜にゲル状物質が付着することを抑制できる。したがって、本発明の膜分離装置は、膜の薬品洗浄頻度が少なく、且つ、膜の処理性能と生物処理性能が優れているので、排水処理を効率良く、低コストで行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る膜分離装置を適用した硝化・脱窒装置の全体構成を示す概略図
【図2】オゾンガス注入量調整手段を備えた硝化・脱窒装置の全体構成を示す概略図
【図3】TOC濃度による制御例を示す図
【符号の説明】
10…硝化・脱窒装置、14…脱窒槽、16…硝化槽、18…供給ライン、20…被処理液、24…循環ライン、28…ろ過ユニット、30…散気管、36…排出ライン、38…処理水槽、42…処理液、44…注入ライン、52…オゾン散気管、54…オゾン供給ライン、56…オゾン発生器、58…オゾン供給ライン、64…電磁弁、66…制御器、68…性状分析装置
Claims (1)
- 反応槽に設けられ、該反応槽に供給された被処理液を膜でろ過して処理液を得るろ過ユニットと、
該ろ過ユニットで得られた処理液を前記ろ過ユニットに逆流させて前記膜を逆洗する逆洗手段と、を備えた膜分離装置において、
前記反応槽に接続された循環ラインを介して、前記被処理液を循環させる循環手段と、 該循環手段によって循環する前記循環ライン内の被処理液と、前記ろ過ユニットで得られた処理液とに、オゾンを供給するオゾン供給手段を備え、
前記オゾン供給手段が前記循環ライン内の被処理液に供給するオゾン量を調節する調節手段と、
前記反応槽から汚泥サンプルを採取してTOC濃度を測定してデータを獲得し、該データに基づいて前記調節手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする膜分離装置。
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