JP7121823B2 - 膜分離活性汚泥処理装置、膜分離活性汚泥処理方法及び原水供給装置 - Google Patents
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Description
(1)好気性処理および無酸素処理を行う単一の反応槽と、その反応槽の内部に配置された浸漬膜分離ユニットと、曝気手段とを有する膜分離活性汚泥処理装置であって、反応槽は、底部が反応槽の底面から離間して設けられた仕切板によって複数個の区画に分割され、その複数個の区画のうちの少なくとも一つの区画を、浸漬膜分離ユニットおよび曝気手段が配置された好気区画とし、その他の区画内を、好気状態から無酸素状態に、また、無酸素状態から好気状態に切り換えるための区画とし、かつ、反応槽内の液位が仕切板上端よりも高い状態と低い状態とに切り換えるための液位制御手段が設けられている膜分離活性汚泥処理装置において、前記液位制御手段が、反応槽内の液位を仕切板上端よりも低い状態から高い状態に切り換える流量の原水を供給する多量原水供給手段であり、前記反応槽内の液位が前記仕切板の上端よりも低く、前記その他の区画が無酸素状態であるときに、反応槽内の液位が仕切板の上端を越えない流量であって、前記多量原水供給手段の流量よりも少ない流量の原水を反応槽内の前記その他の区画に供給する少量原水供給手段を設けたことを特徴とする膜分離活性汚泥処理装置。
(3)前記液位制御手段がサイホン管を用いた手段である、(1)または(2)に記載の膜分離活性汚泥処理装置。
(4)前記膜分離活性汚泥処理装置が、貯水槽と、貯水槽の内部から貯水槽槽壁の上部を経て貯水槽の外部に延在するよう設けられたサイホン管と、貯水槽内の原水の一部を貯水槽槽壁の一部から抜き出し、貯水槽の外部であって貯水槽よりも低位にあるサイホン管の側部に供給する補助配管とを備えた原水供給装置を有する、(1)~(3)のいずれかに記載の膜分離活性汚泥処理装置。
(7)前記液位制御手段がサイホン管を用いた手段である、(5)または(6)に記載の原水供給装置。
(8)前記原水供給装置が、貯水槽と、貯水槽の内部から貯水槽槽壁の上部を経て貯水槽の外部に延在するよう設けられたサイホン管と、貯水槽内の原水の一部を貯水槽槽壁の一部から抜き出し、貯水槽の外部であって貯水槽よりも低位にあるサイホン管の側部に供給する補助配管とを備える、(5)~(7)のいずれかに記載の原水供給装置。
(11)反応槽内の液位の調節をサイホン管を用いて行う、(9)または(10)に記載の膜分離活性汚泥処理方法。
(12)反応槽内の液位の調節と、反応槽内の前記その他の区画への原水の供給が、貯水槽と、貯水槽の内部から貯水槽槽壁の上部を経て貯水槽の外部に延在するサイホン管と、貯水槽内の原水の一部を抜き出し、貯水槽の外部であって貯水槽よりも低位にあるサイホン管の側部に供給する補助配管とを備えた原水供給装置により行われる、(9)~(11)のいずれかに記載の膜分離活性汚泥処理方法。
本発明の特徴は、後述する少量原水供給手段およびこれを有する原水供給装置にあるが、まず本発明に係る膜分離活性汚泥処理装置および方法の一実施態様の全体構成について、図1に基づき説明する。
原水槽9から貯水槽12に原水が一定流量で供給されると、貯水槽12内の水位が上昇してゆき、水位が貯水槽12の槽壁の一部に結合する補助配管14よりも上位に上昇すると、原水が補助配管14からサイホン管を経て反応槽1に供給される。ここで、補助配管14から反応槽1に供給される原水の流量は、反応槽内の液位が仕切板の上端を越えない流量である。この時間帯(t=0~t1)において、補助配管により反応槽1に供給される原水の流量は一定であり(図5(d)t=0~t1)、この原水の流量が膜ろ過流量とほぼ同じであれば、反応槽内の液位もほぼ一定となる(図5(c)t=0~t1)。この時、反応槽内の液位は仕切板上端よりも低いため、膜分離ユニット2が配置された好気区画(仕切板内部)とそれ以外の区画(仕切板外部)とは仕切板7により分断されており、仕切板外部は無酸素状態となる。
次いで、貯水槽12内の水位が、一定水位、即ち、サイホン管13が貯水槽12の槽壁の上端で曲折する部分に相当する水位に到達すると、原水供給装置内の原水がサイホン管13を通して反応槽1に供給され始め(t=t1)、原水供給装置内の全ての原水が反応槽1に供給される。この時間帯(t=t1~t2)における反応槽1への原水の供給流量は、その前の時間帯((i)t=0~t1))における供給流量よりも多く(図5(d))、反応槽内の液位は上昇して仕切板7の上端よりも高くなる(図5(c)t=tA)。その結果、仕切板の影響はなく、散気管4からのエアで槽全体に及ぶ循環流(膜ユニット収容区画から、仕切板7の上を越えてその他の区画に入り、該その他の区画内を下降し、仕切板7よりも下の領域を介して膜ユニット収容区画に戻る循環流)が形成され、仕切板7の外部は無酸素状態から大部分が好気状態に切り換わる。また、反応槽1内の仕切板内部において、原水中のアンモニア成分が、硝化細菌の作用により亜硝酸態、さらに硝酸態に酸化された、硝酸態窒素を多く含む汚泥が仕切板外部に循環する。
原水供給装置10内の全ての原水が反応槽1に供給されると、貯水槽12、サイホン管13および補助配管14の内部は、原水の存在しないほぼ空の状態となる。その後も、原水槽9から貯水槽12に一定の流量で供給され続けるため原水は貯水槽12内に貯留していくが、貯水槽12内の水位が補助配管14に到達するまでは、原水が補助配管14から反応槽1に供給されることはない。したがって、この時間帯(t=t2~t3)における反応槽1への原水の供給流量は0となり、反応槽1内の液位は次第に低下していき、t=tBの時点で液位が仕切板上端より低くなる(図5(c)(d)t=t2~t3)。
貯水槽12内の水位が補助配管14に到達すると、補助配管による原水の反応槽1への供給が再開される(図5(d)t=t3)。この時間帯(t=t3~t4)における反応槽への原水の供給流量は、反応槽内の液位が仕切板の上端を越えない一定の流量である(図5(d)t=t3~t4)。膜分離ユニット2によって処理液がろ過され、そのろ過水が吸引ポンプ3により槽外に取り出される膜ろ過流量と、補助配管により反応槽に供給される原水流量がほぼ同じであれば、反応槽内の液位もほぼ一定となる(図5(c)t=t3~t4)。この時、反応槽内の液位は仕切板上端よりも低いため、膜分離ユニットが配置された好気区画とそれ以外の区画とが仕切板7により分断されている。その結果、散気管4からのエアは仕切板7で囲まれた空間内で留まることになり、仕切板外部の領域はエアが循環しないため無酸素状態にすることができる。また、補助配管14から原水が一定流量で反応槽の仕切板外部の区画に供給されるため、脱窒菌が必要とする原水中の有機物が不足することなく、硝酸態の窒素を窒素分子に還元する脱窒が進行する。なお、このとき、膜分離ユニット2の洗浄エアは散気管4から連続的に供給されているため、ろ過は停止する必要はなく継続される。
また、原水供給装置10の補助配管14により、反応槽内の液位が仕切板の上端よりも低く、仕切板の外側の区画が無酸素状態であるときに、反応槽内の液位が仕切板の上端を越えない量の原水を反応槽内に供給することができる。したがって、前記少量原水供給手段としては、補助配管を用いる手段であることが好ましい。
2 膜分離ユニット
3 吸引ポンプ
4 散気管
5 ブロワ
6,6’,6'' レベルセンサー
7 仕切板
8,8’,8'' 原水ポンプ
9 原水槽
10 原水供給装置
11 原水流量制御装置
12 貯水槽
13 サイホン管(液位制御手段)
14 補助配管(少量原水供給手段)
Claims (13)
- 好気性処理および無酸素処理を行う単一の反応槽と、その反応槽の内部に配置された浸漬膜分離ユニットと、曝気手段とを有する膜分離活性汚泥処理装置であって、反応槽は、底部が反応槽の底面から離間して設けられた仕切板によって複数個の区画に分割され、その複数個の区画のうちの少なくとも一つの区画を、浸漬膜分離ユニットおよび曝気手段が配置された好気区画とし、その他の区画内を、好気状態から無酸素状態に、また、無酸素状態から好気状態に切り換えるための区画とし、かつ、反応槽内の液位が仕切板上端よりも高い状態と低い状態とに切り換えるための液位制御手段が設けられている膜分離活性汚泥処理装置において、
前記液位制御手段が、反応槽内の液位を仕切板上端よりも低い状態から高い状態に切り換える流量の原水を供給する多量原水供給手段であり、
前記反応槽内の液位が前記仕切板の上端よりも低く、前記その他の区画が無酸素状態であるときに、反応槽内の液位が仕切板の上端を越えない流量であって、前記多量原水供給手段の流量よりも少ない流量の原水を反応槽内の前記その他の区画に供給する少量原水供給手段を設けたことを特徴とする膜分離活性汚泥処理装置。 - 前記少量原水供給手段により供給される原水の流量が、浸漬膜分離ユニットによる膜ろ過流量の80~100%である、請求項1記載の膜分離活性汚泥処理装置。
- 前記液位制御手段がサイホン管を用いた手段である、請求項1または2記載の膜分離活性汚泥処理装置。
- 前記膜分離活性汚泥処理装置が、貯水槽と、貯水槽の内部から貯水槽槽壁の上部を経て貯水槽の外部に延在するよう設けられたサイホン管と、貯水槽内の原水の一部を貯水槽槽壁の一部から抜き出し、貯水槽の外部であって貯水槽よりも低位にあるサイホン管の側部に供給する補助配管とを備えた原水供給装置を有する、請求項1~3のいずれか1項に記載の膜分離活性汚泥処理装置。
- 好気性処理および無酸素処理を行う単一の反応槽と、その反応槽の内部に配置された浸漬膜分離ユニットと、曝気手段とを有する膜分離活性汚泥処理装置であって、反応槽は、底部が反応槽の底面から離間して設けられた仕切板によって複数個の区画に分割され、その複数個の区画のうちの少なくとも一つの区画を、浸漬膜分離ユニットおよび曝気手段が配置された好気区画とし、その他の区画内を、好気状態から無酸素状態に、また、無酸素状態から好気状態に切り換えるための区画とする膜分離活性汚泥処理装置に原水を供給するための原水供給装置において、
反応槽内の液位が仕切板上端よりも高い状態と低い状態とに切り換えるための液位制御手段を設け、該液位制御手段が、反応槽内の液位を仕切板上端よりも低い状態から高い状態に切り換える流量の原水を供給する多量原水供給手段であり、
前記反応槽内の液位が前記仕切板の上端よりも低く、前記その他の区画が無酸素状態であるときに、反応槽内の液位が仕切板の上端を越えない流量であって、前記多量原水供給手段の流量よりも少ない流量の原水を反応槽内の前記その他の区画に供給する少量原水供給手段を設けたことを特徴とする原水供給装置。 - 前記少量原水供給手段により供給される原水の流量が、浸漬膜分離ユニットによる膜ろ過流量の80~100%である、請求項5記載の原水供給装置。
- 前記液位制御手段がサイホン管を用いた手段である、請求項5または6記載の原水供給装置。
- 前記原水供給装置が、貯水槽と、貯水槽の内部から貯水槽槽壁の上部を経て貯水槽の外部に延在するよう設けられたサイホン管と、貯水槽内の原水の一部を貯水槽槽壁の一部から抜き出し、貯水槽の外部であって貯水槽よりも低位にあるサイホン管の側部に供給する補助配管とを備える、請求項5~7のいずれか1項に記載の原水供給装置。
- 浸漬膜分離ユニットを配置した単一の反応槽内で好気性処理および無酸素処理を行う膜分離活性汚泥処理方法であって、浸漬膜分離ユニットの周囲を底部が反応槽の底面から離間して設けられた仕切板で区画し、浸漬膜分離ユニットの下方から曝気を行うとともに、反応槽内の液位を調節することにより、浸漬膜分離ユニットが配置された区画内を好気状態に維持しつつ、その他の区画内を好気状態から無酸素状態に、また、無酸素状態から好気状態に切り換える膜分離活性汚泥処理方法において、
反応槽内の液位を仕切板上端よりも低い状態から高い状態に切り換える流量の原水を供給する多量原水供給工程と、前記反応槽内の液位が前記仕切板の上端よりも低く、前記その他の区画内が無酸素状態であるときに、反応槽内の液位が前記仕切板の上端を越えない流量であって、前記多量原水供給工程の流量よりも少ない流量の原水を反応槽内の前記その他の区画に供給する少量原水供給工程とを有することを特徴とする膜分離活性汚泥処理方法。 - 前記少量原水供給工程において供給される原水の流量が、浸漬膜分離ユニットによる膜ろ過流量の80~100%である、請求項9記載の膜分離活性汚泥処理方法。
- 反応槽内の液位の調節をサイホン管を用いて行う、請求項9または10記載の膜分離活性汚泥処理方法。
- 反応槽内の液位の調節と、反応槽内の前記その他の区画への原水の供給が、貯水槽と、貯水槽の内部から貯水槽槽壁の上部を経て貯水槽の外部に延在するサイホン管と、貯水槽内の原水の一部を抜き出し、貯水槽の外部であって貯水槽よりも低位にあるサイホン管の側部に供給する補助配管とを備えた原水供給装置により行われる、請求項9~11のいずれか1項に記載の膜分離活性汚泥処理方法。
- 前記少量原水供給工程と、前記多量原水供給工程と、反応槽内の液位を仕切り板上端よりも高い状態から低い状態に切り換えるために原水の供給を停止する工程とを、この順で繰り返し行う、請求項9~12のいずれか1項に記載の膜分離活性汚泥処理方法。
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