CN103086510A - 膜分离活性污泥处理方法及膜分离活性污泥处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供膜分离活性污泥处理方法及膜分离活性污泥处理装置。其中，将污水导入厌氧槽中，使其与厌氧槽内的厌氧性微生物反应来分解污浊物质；将在所述厌氧槽中处理过的厌氧处理水导入好氧槽中，在含有好氧性微生物的活性污泥的共存下利用曝气机构对厌氧处理水进行曝气，通过在曝气气氛下使所述厌氧处理水与好氧性微生物反应来分解该厌氧处理水中的污浊物质，同时利用设在所述好氧槽内的膜分离单元对所述厌氧处理水进行固液分离，从所述好氧槽排出透过了过滤膜的处理水；检测在所述好氧槽内生成的氮氧化物，在氮氧化物的检测值超过阈值时，增加所述曝气机构对厌氧处理水的曝气量。

Description

膜分离活性污泥处理方法及膜分离活性污泥处理装置

本申请基于2011年11月8日提出的日本专利申请第2011-244534号并主张其优先权，这里引用其全部内容。

技术领域

本发明涉及为了对下水或工厂废水进行深度处理而在好氧槽内一边进行曝气一边进行膜分离的膜分离活性污泥处理方法及膜分离活性污泥处理装置。

背景技术

根据2003年的下水道法修正（Sewage Law amendment Act 2003），以环境保护为目的对下水的二次处理（secondary treatment）附加深度处理（advanced treatment）在进行。深度处理工艺有多种方式，但作为其中1种，膜分离活性污泥法（membrane separation bioreactor）工艺引人注目。膜分离活性污泥法工艺是在生物反应槽（bioreactor）的好氧槽（aerobictreatment tank）中设置膜分离单元（membrane separation unit），采用膜分离单元在曝气下通过固液分离对污水进行深度净化的工艺。

在如此的膜分离活性污泥法工艺中，如果为了提高处理效率而增加好氧槽内的曝气量，则能量消耗量增大，不仅使能量成本上升，而且还使用于驱动电动式曝气装置的用电量增加，其结果是发电导致的CO₂产生量增加，从而增加环境负荷。因此，在膜分离活性污泥法工艺中需要尽量减小曝气所需的能量消耗量。

但是，在膜分离活性污泥法工艺中，如果为了降低能量消耗量而将好氧槽内的曝气量抑制在过低，则在膜分离单元中产生污垢。如果在膜分离单元中产生污垢，则膜通量（membrane flux）减小，处理效率下降，使运转成本增大化。此外，如果将好氧槽内的曝气量抑制在过低，则有大量产生一氧化二氮（N₂O）的问题。一氧化二氮（N₂O）是温室效应为CO₂的310倍的环境负荷极大的温室效应气体，因而在例如东京都下水道局（TokyoMetropolitan Government Bureau of Sewage）的“Earth Plan 2010”中提倡极力抑制其向环境的扩散。

如此在膜分离活性污泥法工艺中，能量消耗量的削减和N₂O的生成及污垢的产生具有折衷选择关系。从这样的背景出发，希望开发可尽量抑制能量消耗量，而且同时能够极力抑制N₂O的生成及污垢的产生的膜分离活性污泥法工艺。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种在膜分离活性污泥法工艺中，能够在谋求削减曝气所需的能量消耗量，抑制污垢的产生的同时，抑制N₂O的产生的膜分离活性污泥处理方法及膜分离活性污泥处理装置。

附图说明

图1是表示实施方式的膜分离活性污泥处理装置的构成方框图。

图2是对污水进行曝气、搅拌的导管式曝气器的一部分进行切口而示出的方框剖视图。

图3是表示实施方式的膜分离活性污泥处理方法的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对多种优选的实施方式进行说明。在以下的实施方式中对下水处理厂的膜分离活性污泥法工艺的例子进行说明。

如图1所示，本实施方式的膜分离活性污泥处理装置1从上游侧依次具备滤网2、作为最初沉淀池的流量调节槽3、分配槽4及生物反应槽（bioreactor）10。在生物反应槽10的下游侧设有未图示的消毒设备，消毒设备进一步与未图示的放流部连接。

另外，膜分离活性污泥处理装置1还具备絮凝剂注入设备11、N₂O传感器12、贮水罐13、药液注入设备14及控制器20作为周边附带设备。这些装置或设备类通过配管管线或配线管线相互连接。在配管管线的适当位置分别安装有各种泵P1～P8、阀V1、鼓风机B1～B3、传感器12、16～19及未图示的各种传感器。从包含N₂O传感器12的这些传感器分别向控制器20发送信号。基于这些输入信号，控制器20分别向泵等驱动源发送控制信号，由此可统括地控制装置1的整体。

滤网2是用于从由下水处理厂的泵站（日语原文为ポンプ棟）的泵P1通过管线L1输送来的污水中除去砂粒或金属粒子这样的固体成分的过滤器。

流量调节槽3是接收通过了滤网2的污水，在静置规定时间后，使悬浮固体物质（suspended solid：SS）沉淀的槽。流量调节槽3具有大容量且宽阔的建筑面积，因此作为对送向下游侧的送水流量进行调节的最初沉淀池（primary settler）发挥作用。例如，即使在雨天时从泵站送来的污水的流入量急剧增加时，也可使流入的大量污水不向体系外溢出而储存在流量调节槽3中，从流量调节槽3以大致固定的流量向分配槽4输送污水。在流量调节槽3中设有挡板，上清水越过挡板，通过溢出管线L2流入分配槽4。在流量调节槽3的底部连通有未图示的污泥排出管线，可定期地或随时地排出沉淀的污泥。

分配槽4将在流量调节槽3中经过了一次处理的污水适当地分配给生物反应槽10的各槽。分配槽4和生物反应槽内的厌氧槽（anaerobic treatmenttank）5通过管线L3连接，在管线L3上安装有泵P2。此外，分配槽4和生物反应槽内的无氧槽（anoxic treatment tank）6通过管线L4连接，在管线L4上安装有泵P3。当控制器20将按照工艺配方的分配量所对应的控制信号分别发送给泵P2、P3时，可通过驱动泵P2、P3的驱动分别向厌氧槽5和无氧槽6分配所希望的分配量的一次处理水。

生物反应槽10是利用微生物的分解作用对污水进行净化处理的反应容器，包含厌氧槽5、无氧槽6及好氧槽7。在生物反应槽10中，将厌氧槽5配置在前段，将无氧槽6配置在中段，将好氧槽7配置在后段。

在厌氧槽5与无氧槽6之间设有第1挡板10a。此外，在无氧槽6与好氧槽7之间设有第2挡板10b。污水越过第1挡板10a（溢出），从厌氧槽5流入无氧槽6，接着越过第2挡板10b（溢出），从无氧槽6流入好氧槽7。

厌氧槽5是为了在正常运转时后段的无氧槽6内的厌氧性微生物能够充分有助于反应而使污水中的溶解氧量降低的槽。可是，在本实施方式中，为了对后段的好氧槽7中的N₂O的过剩产生或膜分离单元91、92的污垢的发生进行处置，在厌氧槽5内设置第1导管式曝气器（Draft Tube Aerator，以下称为DTA）50，通过DTA 50能够对厌氧槽5内的污水进行补充曝气。这里所谓利用第1 DTA 50的补充曝气，指的是在非正常运转时除了好氧槽7内的曝气，另外在厌氧槽5内也对污水进行暂时的曝气。

无氧槽6是为了在正常运转时使厌氧性微生物达到活性而调整到厌氧处理气氛（ORP值为负侧）、在污水中实质上无溶解氧的状态下使厌氧性微生物分解污浊物质的槽。这里所谓ORP，指的是氧化还原电位（Oxidation-Reduction potential）。可以说在污水的ORP值为负时该污水处于还原状态，在污水的ORP值为正时该污水处于氧化状态。即，曝气充分的、处于好氧状态的污水的电位高（正的ORP值），与此相反，没有曝气的、处于厌氧的状态的污水的电位低（负的ORP值）。

可是，在本实施方式中，为了对后段的好氧槽7中的N₂O的过剩产生或膜分离单元91、92的污垢的产生进行处置，在无氧槽6内设有第2DTA60，通过DTA 60能够对无氧槽6内的污水进行补充曝气。这里所谓利用第2DTA 60的补充曝气，指的是在非正常运转时除了好氧槽7内的曝气，另外在无氧槽6内也对污水进行暂时的曝气。

絮凝剂注入设备11是将无机系絮凝剂及／或有机系絮凝剂投入厌氧槽5中的设备。作为无机系絮凝剂投入氯化铁、硫酸铁、氯化铝等，作为有机系絮凝剂将合成高分子系絮凝剂从絮凝剂注入设备11投入无氧槽6内。

在无氧槽6的底部连通有未图示的污泥排出管线，可定期地或随时地排出凝聚沉淀的污泥。在无氧槽6与好氧槽7之间设有第2挡板10b，污水越过第2挡板10b，流入好氧槽7中。

接着，参照图2对导管式曝气器（Draft Tube Aerator）进行说明。

鼓风机B1与第1DTA 50的散气管56连通，在第1DTA 50的驱动装置的电机53m上连接电源21。此外，第2鼓风机B2与第2DTA 60的散气管连接，在第2DTA 60的驱动装置的电机上连接第2电源22。再有，第1DTA 50和第2DTA 60的构成实质上是相同的，因此这里作为代表对第1DTA 50进行说明。

关于第1DTA 50，本体部分被配置在厌氧槽5的内部，附属部分被配置在厌氧槽5的外部。DTA 50的本体部分由通风管51、叶轮52、长轴52a、轴承54、导向叶片54a、整流板55a及散气管56构成。该本体部分通过多个支柱55垂吊地支撑在厌氧槽的上部台58上，以垂吊支撑状态浸渍在厌氧槽5内的水中。

DTA 50的附属部分由驱动装置53、鼓风机B1及曝气管线L13构成。驱动装置53被设置在台58上。驱动装置53具备电机53m、驱动力传递机构及旋转驱动轴53a。旋转驱动轴53a通过台58的开口到达厌氧槽5的内部，其下端部通过凸缘联轴器与叶轮52的长轴52a同轴地连结。电机53m与图1所示的第1电源21连接。第1电源21由控制器20控制。控制器20向第1电源21发送供电信号时，电机53m启动，电机53m的旋转驱动力传递给长轴52a，叶轮52旋转，由此搅拌厌氧槽5内的污水。该搅拌的强度可通过控制器20驱动控制第1DTA 50的电机53m来控制。

第1鼓风机B1也可以设置在厌氧槽的台58上，或者设置在未图示的其它台上。鼓风机B1与图1所示的控制器20的内藏电源连接，通过控制器20控制其动作。鼓风机B1的排出口经由曝气管线L13与环状头部57连通。另外环状头部57在叶轮52的正下方经由多个连通管56a与环状的散气管56连通。该环状头部57遍及360°全周地安装在通风管51的内周面。此外，环状的散气管56与环状头部57以同心圆的方式配置。在环状的散气管56的总长上开有多个细孔。从鼓风机B1向环状头部57输送加压空气时，从散气管56的细孔向污水中喷射细小气泡，由此可对污水进行曝气。该曝气量可通过控制器20驱动控制第1鼓风机B1来控制。

如上所述，控制器20通过分别独立地控制驱动装置的电机53m和鼓风机B1，能够同时控制对污水的曝气量（供氧量）及搅拌的强度（水流速度）。

此外，控制器20具备将DTA50、60的运转在低速运转模式与高速运转模式之间转换的运转模式转换功能。这里，所谓低速运转模式，指的是将从DTA下部排出的水流速度至少规定为10cm/秒的弱搅拌运转。在低速运转模式中不驱动各鼓风机B1、B2，不进行厌氧槽5及无氧槽6内的污水的曝气。与此相对应，所谓高速运转模式，指的是将叶轮旋转速度规定为200rpm以上，同时从散气管向水中吹入空气（强搅拌＋曝气）的运转。在高速运转模式中，驱动各鼓风机B1、B2，进行厌氧槽5及无氧槽6内的污水的曝气。

通风管51具备上段管51a、中段管51b及下段管51c。上段管51a形成上部开口比下部开口大的漏斗形状，由多个支柱55支撑。中段管51b为具有与上段管51a的下部开口大致相同的内径的圆筒，与上段管51a的下部连接。在该中段管51b内安装有散气管56和环状头部57。此外，在中段管51b内，在散气管56的正上方配置有叶轮52。下段管51c为具有比中段管51b的内径小的内径的圆筒，与中段管51b的下部连接。在该下段管51c内安装有轴承54和导向叶片54a。

叶轮52以位于散气管56的正上方的方式安装在长轴52a的下端部。叶轮52的外径比通风管51的中段管51b的内径小得多。可将叶轮52的叶片数规定为3片或4片。轴52a的最下端部由轴承54可旋转地支撑。在从该轴承54的外周到通风管51之间安装有多个导向叶片54a，通过这些导向叶片54a可将在通风管51内流动的水流朝下引导。

整流板55a沿着支柱55的长度方向分别安装在支柱55的外周。这些整流板55a形成从支柱55向外侧突出的叶片形状，上述的多个导向叶片54a都具有对污水的流动进行调整的功能。

好氧槽7无论在正常运转及非正常运转的任一种运转中都时常对污水进行曝气，通过使好氧性微生物在污水中发挥作用来分解污浊物质，净化污水。在好氧槽7内分别设有辅助散气装置8及多个膜分离单元91、92。

多个膜分离单元91、92分别具有对厌氧处理水进行过滤的过滤膜。分别在膜分离单元91、92上连接作为曝气机构的从鼓风机B3引出的空气供给管线L6，可向膜分离单元91、92的过滤膜周边的厌氧处理水直接吹入空气。通过上述从鼓风机B3吹入空气，将好氧槽7内的厌氧处理水送至各膜分离单元91、92进行曝气，同时在过滤膜的表面上升气泡冲撞，对过滤膜的表面进行物理清洗。作为过滤膜，能够采用平面状或中空丝状等多种形状的过滤膜。

在本实施方式的膜分离单元91、92中，在圆筒状的容器内填充中空丝状的过滤膜，在容器的下部开有流入过滤前的被处理水的流入口，在容器的上部开有排出过滤后的处理水的排出口。这些排出口分别与处理水排出管线L7连通，被膜分离了的处理水可通过管线L7从好氧槽7（膜分离单元91、92）排出。在处理水排出管线L7上安装有泵P5和三通阀V1。通过泵P5的吸引驱动，膜分离单元91、92的过滤膜的透过侧空间被吸引，被吸引的处理水可通过排出管线L7→三通阀V1→送水管线L8送给未图示的消毒设备。再有，图中示出2个膜分离单元，但膜分离单元的数量并不限定于此，也可以在好氧槽7内设置1个、3个、4个或5个以上的膜分离单元。

辅助散气装置8在仅通过来自膜分离单元91、92正下方的曝气时好氧槽7的曝气量不足的情况下，对没有配置膜分离单元91、92的好氧槽7的内部区域的污水进行补充曝气。这里所谓利用辅助散气装置的补充曝气，指的是在非正常运转中，在污水的曝气量不充分且不足时，除了来自膜分离单元正下方的曝气，进一步通过辅助散气装置对好氧槽内的污水进行暂时的曝气。

在辅助散气装置8上连接有引自前述鼓风机B3的空气供给管线L6。在本实施方式中从1个共用的鼓风机B3分别向辅助散气装置8及膜分离单元91、92分配供给空气，但也可以从与膜分离单元91、92所用的鼓风机B3不同的其它空气供给源向辅助散气装置8供给空气。

处理水排出管线L7在三通阀V1处分支成逆清洗管线L9。分支的逆清洗管线L9与贮水罐13连接，通过转换三通阀V1可将处理水的一部分暂时贮存在贮水罐13中。

另外，返送管线L5被设在从好氧槽7到厌氧槽5之间，通过泵P4的驱动可将好氧槽7内的被处理水的一部分从好氧槽7返送给厌氧槽5。此外，未图示的其它返送管线被设在从好氧槽7到厌氧槽5之间，通过未图示的泵的驱动可将沉淀于好氧槽7内的沉淀物（主要为活性污泥）从好氧槽7返送给厌氧槽5。

贮水罐13的排出口与具有泵P6的管线L10连接。该管线L10在与从药液注入设备14引出的药液注入管线L11合流后，进一步与上述处理水排出管线L7合流。

药液注入设备14是为了消除膜分离单元91、92的污垢，向膜分离单元91、92供给用于清洗过滤膜的药液的设备。清洗用的药液根据过滤膜的性状能够采用多种酸或碱等化学药品（例如次氯酸钠或氢氧化钠）。

在膜分离单元91、92上分别安装有差压检测器16、18和通量检测器17、19，可通过差压检测器16、18分别检测膜分离单元91、92的膜差压（transmembrane pressure difference），同时通过通量检测器17、19分别检测膜分离单元91、92的膜通量（membrane flux）。作为差压检测器16、18分别采用压力传感器，作为通量检测器17、19分别采用流量传感器。这些差压检测器16、18及通量检测器17、19分别向控制器20发送检测信号。控制器20从检测器16～19接收到信号时，基于这些信号分别算出膜分离单元91、92的膜差压及膜通量，同时从存储部分别读取膜差压的阈值及膜通量的阈值（threshold），对读取的阈值和上述算出的实测值进行比较，在实测值超过阈值时，判定为在膜分离单元91、92中产生污垢，向各泵P6、P7的电源电路发送控制信号，分别启动泵P6、P7，使来自贮水罐13的处理水和来自药液注入设备14的药液在管线L7中合流，将合流的药液／处理水的混合水分别供给膜分离单元91、92，清洗过滤膜。

膜差压的阈值可采用以下的方法进行设定。

通过实证试验取得好氧槽内的膜分离单元中的污垢有无产生与膜差压的相关数据，从采集到的相关数据求出没有产生污垢的膜差压的最大容许量值，将求出的值作为膜差压的阈值以可随时读取的方式保存在控制器20的存储部中。

膜通量的阈值采用以下的方法进行设定。

通过实证试验取得好氧槽内的膜分离单元中的污垢有无产生与膜通量的相关数据，从采集到的相关数据求出没有产生污垢的膜通量的最小容许量值，将求出的值作为膜通量的阈值以可随时读取的方式保存在控制器20的存储部中。

控制器20分别控制泵P6、P7的驱动，同时分别控制设在管线L7、L10、L11的适当位置的多个流量调节阀（未图示），通过对从贮水罐13及药液注入设备14分别送出的处理水及药液的供给端进行控制，能够按照每个膜分离单元91、92对过滤膜进行清洗。

在好氧槽7中安装有N₂O传感器12，用于检测在好氧槽7内生成的气相中的N₂O，将检测信号发送给控制器20。将可容许的一氧化二氮（N₂O）的最大容许量值作为阈值以可随时读取的方式保存在控制器20的存储部中。控制器20从传感器12接收到N₂O检测信号时，基于检测信号求出N₂O实测值，同时从存储部读取N₂O的阈值，对读取的阈值和N₂O实测值进行比较，在后者超过前者时，判定为在膜分离单元91、92中产生污垢。再有，通过法律或规则确定可容许的一氧化二氮（N₂O）的最大容许量值。

再有，也能够取代N₂O传感器12而采用NO₂传感器。通过用NO₂传感器检测液相中的亚硝酸根离子（NO₂ ^-），能够在不直接检测气相中的一氧化二氮（N₂O）的情况下间接地把握N₂O生成量。因为在膜分离活性污泥处理法中，在液相中的亚硝酸根离子（NO₂ ^-）与气相中的一氧化二氮（N₂O）之间具有一定的相关关系。即，能够通过实证试验取得好氧槽内的液相中的亚硝酸根离子（NO₂ ^-）与气相中的一氧化二氮（N₂O）的相关数据，采用采集到的相关数据和已知的N₂O的最大容许量值，求出没有生成N₂O的亚硝酸根离子（NO₂ ^-）的最大容许量值，将求出的值作为亚硝酸根离子（NO₂ ^-）的阈值，以可随时读取的方式保存在控制器20的存储部中。

此外，也能够取代N₂O传感器12而采用ORP测量器。能够采用ORP测量器来测量液相的氧化还原电位，基于测量得到的氧化还原电位间接地使液相中的亚硝酸根离子（NO₂ ^-）定量化。即，在液相的氧化还原电位与存在于液相中的亚硝酸根离子（NO₂ ^-）之间具有一定的相关关系，能够采用该相关关系从氧化还原电位的测量值对液相中的亚硝酸根离子（NO₂ ^-）进行定量化。另外能够从亚硝酸根离子（NO₂ ^-）的值对一氧化二氮（N₂O）进行定量化。由此能够采用ORP测量器作为N₂O传感器或NO₂传感器的代用手段。

对上述装置的作用进行说明。

首先对正常运转时的作用进行说明。

启动泵P1，从下水处理厂的泵站将规定量的下水导入最初沉淀池3，仅静置规定时间，使固体物沉淀。也可以根据需要在最初沉淀池3中投入絮凝剂。将沉淀的污泥从最初沉淀池3的底部排出口排出。从最初沉淀池3将上清水（一次处理水）输送给分配槽4，从分配槽4以所希望的分配比率分别向无氧槽6和厌氧槽5输送一次处理水。

在生物反应槽10中，在好氧槽7内进行按照下式（1）和（2）的硝化反应，通过分解氨生成硝酸性氮（NO3）。

NH₄ ⁺＋3/2O₂→NO₂ ^-＋H₂O＋2H⁺（1）

NO₂ ^-＋1/2O₂→NO₃ ^-   （2）

另外在无氧槽6内进行按照下式（3）的脱氮反应，进一步分解硝化反应产物即硝酸性氮（NO₃ ^-），最终还原到氮。

2NO₃ ^-＋5H₂→N₂＋4H₂O＋2OH^-（3）

推断上式（3）的脱氮反应中的反应路径按照NO₃ ^-→NO₂ ^-→N₂O→N₂，因此一氧化二氮（N₂O）是在分解硝酸性氮（NO₃ ^-）的途中产生的中间产物。这里亚硝酸根离子（NO₂ ^-）也是分解途中的中间产物，因此认为在亚硝酸根离子（NO₂ ^-）与一氧化二氮（N₂O）之间具有强的相关性。

因此，通过用NO₂传感器检测液相中的亚硝酸根离子（NO₂ ^-），能够在不直接检测气相中的一氧化二氮（N₂O）的情况下，把握N₂O生成量。此外，通过采用ORP测量器来测量液相的氧化还原电位，能够间接地对存在于液相中的亚硝酸根离子（NO₂ ^-）进行定量化，因此能够采用ORP测量器作为N₂O传感器或NO₂传感器的代用手段。

接着，对在膜分离单元91、92中膜差压上升时或膜通量下降时的非正常运转的作用进行说明。

在正常运转时，第1DTA 50及第2DTA60分别以低速运转模式运转，分别搅拌厌氧槽5及无氧槽6内的污水。此时第1DTA 50处于只有叶轮用电机53m被驱动，散气管用鼓风机B1停止的状态。由此搅拌正常运转的厌氧槽5内的污水，但污水没有被曝气。此外，第2DTA60处于只有叶轮用电机53m被驱动，散气管用鼓风机B2停止的状态。由此搅拌正常运转的无氧槽6内的污水，但污水没有被曝气。

在正常运转时，将检测信号从差压检测器16、18及通量检测器17、19发送给控制器20，在膜分离单元91、92中分别对上游侧压力和下游侧压力的膜差压及膜通量进行经常性监视。控制器20从差压检测器16、18接收到信号时，基于这些检测信号分别算出膜分离单元91、92的膜差压，同时从存储部读取膜差压的阈值，对读取的阈值和膜差压的实测值进行比较。在膜差压的实测值超过阈值时，控制器20判定为在膜分离单元91、92中产生污垢（工序S1）。利用膜差压检测的污垢诊断适合恒量运转模式。所谓恒量运转模式，指的是通过控制泵P2的驱动使从分配槽4供给生物反应槽10的污水的流量保持恒定流量。

此外，控制器20从通量检测器17、19接收到信号时，基于这些检测信号分别算出膜分离单元91、92的膜通量，同时从存储部读取膜通量的阈值，对读取的阈值和膜通量的实测值进行比较。在膜通量的实测值低于阈值时，控制器20判定为在膜分离单元91、92中产生污垢（工序S1）。利用膜通量检测的污垢诊断适合恒压运转模式。所谓恒压运转模式，指的是通过控制泵P5的驱动使施加给膜分离单元91、92的过滤膜的污水的压力保持恒定压力。

控制器20在工序S1的判定为“是”时，进一步基于来自N₂O传感器12的信号，求出好氧槽7内的N₂O实测值，从存储部读取N₂O的阈值，对读取的阈值和N₂O实测值进行比较，判定N₂O实测值是否超过阈值（工序S2-1）。

此外，即使工序S1中的判定为“否”，控制器20也基于来自N₂O传感器12的信号，与上述同样地判定是否在好氧槽7内产生了N₂O（工序S2-2）。

在工序S2-1或工序S2-2中，当判定在好氧槽7内产生了N₂O时，无论在哪种情况下，控制器20都以增加向膜分离单元91、92及辅助散气装置8的送风量的方式控制作为曝气机构的鼓风机B3的驱动（工序S3）。

另外控制器20在好氧槽7内检测到超过阈值的一氧化二氮（N₂O）时，将第1DTA 50及第2DTA 60分别从低速运转模式转换到高速运转模式，以高速运转模式运转。以下对以高速运转模式运转的DTA 50、60的动作进行说明。

控制器20向各电源21、22发送控制信号，将DTA 50、60的各电机53m的旋转速度从低速转换到高速，高速旋转驱动叶轮52。高速旋转驱动叶轮52时，如图2中箭头59所示污水循环流动，由此分别对厌氧槽5及无氧槽6内的污水进行强搅拌。高速运转模式中的搅拌强度强于低速运转模式中的搅拌强度。

另外控制器20向各内藏电源发送控制信号，分别启动第1鼓风机B1及第2鼓风机B2。由此从各鼓风机B1、B2向各散气管56供给空气，分别对厌氧槽5及无氧槽6内的污水进行曝气。如此通过将第1 DTA 50及第2DTA 60从低速运转模式转换到高速运转模式，控制器20使厌氧槽5及无氧槽6的处理气氛分别从厌氧性向好氧性转移。在高速运转模式中在强搅拌污水的同时进行曝气，因此污水中的溶解氧量急剧增加，可解决后段的好氧槽7中的曝气量的不足，促进利用好氧性微生物的硝化反应，由此可抑制一氧化二氮（N₂O）的产生。

厌氧槽5和无氧槽6分别向好氧性的处理气氛转移的基准是DO值（溶解氧值，dissolved oxygen value）由负转变为正时、或ORP值（氧化还原电位值，Oxidation-Reduction potential value）由负转变为正时。

控制器20基于来自差压检测器16、18及通量检测器17、19的检测信号，判定各膜分离单元91、92中的膜差压是否在正常值的范围、或膜通量是否恢复到正常值（工序S4）。在工序S4的判定为“是”时，控制器20将DTA 50、60的各电机53m的旋转速度从高速转换到低速，同时停止各鼓风机B1、B2的驱动，由此复原到正常运转。

在工序S4的判定为“否”时，视作在膜分离单元91、92中产生污垢，分别停止泵P2、P3的驱动，停止向好氧槽7（膜分离单元91、92）的送水（工序S5）。另外，也可以停止泵P4的驱动，停止水从好氧槽7向厌氧槽5的返回。

控制器20在判定在膜分离单元91、92中产生污垢时，首先判定是否对单元91、92内的过滤膜进行水清洗（工序S6）。在工序S6的判定为“否”时，控制器20重新开始泵P2、P3的驱动，复原到正常运转。

在工序S6的判定为“是”时，控制器20综合地分析来自传感器16-19的检测信号，判定是否进一步对装置91、92内的过滤膜进行药液清洗（工序S7）。

在工序S7的判定为“否”时，控制器20启动泵P6，从贮水罐13通过逆清洗管线L10，向膜分离单元91、92输送清洗水（处理水），对过滤膜进行水清洗（工序S8）。控制器20重新开始泵P2、P3的驱动，复原到正常运转。

在工序S7的判定为“是”时，控制器20分别启动2个泵P6、P7，从贮水罐13输送清洗水（处理水），同时从药液注入设备14注入药液，对膜分离单元91、92的过滤膜进行药液清洗（工序S9）。此时来自药液注入设备14的药液和来自贮水罐13的处理水在管线L7中合流，合流的药液／处理水的混合水分别流入膜分离单元91、92，清洗过滤膜。

在药液清洗后或水清洗后，控制器20重新开始泵P2、P3的驱动，重新开始向生物反应槽10送水，复原到正常运转（工序S10）。

Claims (10)

1.一种膜分离活性污泥处理方法，其是采用具有厌氧槽和好氧槽的生物反应槽对污水进行净化处理的膜分离活性污泥处理方法，其特征在于，

（a）将污水导入厌氧槽中，使其与厌氧槽内的厌氧性微生物反应来分解污浊物质，由此提供厌氧处理水；

（b）将所述厌氧处理水从厌氧槽导入好氧槽中，将所述厌氧处理水送至好氧槽内的膜分离单元，在含有好氧性微生物的活性污泥的存在下利用曝气机构对所述厌氧处理水进行曝气，通过在曝气气氛下使所述厌氧处理水与好氧性微生物反应来分解该厌氧处理水中的污浊物质，并且利用设在所述好氧槽内的膜分离单元对所述厌氧处理水进行固液分离，从所述好氧槽排出透过了所述膜分离单元的过滤膜的处理水；

（c）检测在所述好氧槽内生成的氮氧化物，在氮氧化物的检测值超过阈值时，增加所述曝气机构对厌氧处理水的曝气量。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，

分别设定用于判定是否在所述膜分离单元的过滤膜上产生了污垢的膜差压的阈值及膜通量的阈值；

在所述工序（c）之前，对所述膜分离单元的膜差压及膜通量中的至少一方进行检测，在膜差压的检测值超过所述膜差压的阈值或膜通量的检测值低于所述膜通量的阈值时，停止向所述膜分离单元的送水，并且对所述过滤膜进行水清洗或药液清洗，清除在所述过滤膜上产生的污垢。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，

采集所述膜分离单元中有无污垢产生与膜差压的相关数据，从采集的相关数据求出没有产生污垢的膜差压的最大容许量值，将求出的值作为所述膜差压的阈值以可以随时读取的方式保存；且

采集所述膜分离单元中有无污垢产生与膜通量的相关数据，从采集的相关数据求出没有产生污垢的膜通量的最小容许量值，将求出的值作为所述膜通量的阈值以可以随时读取的方式保存。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，

在所述好氧槽内还设有辅助散气装置；

除了利用所述曝气机构对所述膜分离单元直接进行曝气以外，还利用所述辅助散气装置对所述好氧槽内进行曝气。

5.一种膜分离活性污泥处理装置，其特征在于，其具有：

厌氧槽，其通过在污水中使厌氧性微生物发挥作用来分解污水中的污浊物质；

好氧槽，其配置在所述厌氧槽的后段，通过在被曝气的厌氧处理水中使好氧性微生物发挥作用来分解该厌氧处理水中的污浊物质；

1个或多个膜分离单元，其被设在所述好氧槽内，具有对所述厌氧处理水进行固液分离的过滤膜；

曝气机构，其对所述膜分离单元中的厌氧处理水进行曝气，并且对所述膜分离单元中的过滤膜进行物理清洗；

传感器，其对所述好氧槽内生成的氮氧化物进行检测；和

控制器，其设定所述氮氧化物的可容许的阈值，基于所述氮氧化物检测传感器的检测信号求出所述好氧槽内的氮氧化物的实测值，在求出的实测值超过所述阈值时，增加来自所述曝气机构的曝气量。

6.根据权利要求5所述的装置，其还具有：

压力传感器，其检测所述膜分离单元的膜差压，并将膜差压检测信号发送给所述控制器；

流量传感器，其检测所述膜分离单元的膜通量，并将膜通量检测信号发送给所述控制器；

药液注入设备，其在从所述膜差压检测信号得到的膜差压的实测值超过膜差压的阈值、或从所述膜通量检测信号得到的膜通量的实测值低于膜通量的阈值时，根据来自所述控制器的控制信号，向所述膜分离单元供给用于清洗所述过滤膜的药液；

贮水罐，其在从所述膜差压检测信号得到的膜差压的实测值超过所述膜差压的阈值、或从所述膜通量检测信号得到的膜通量的实测值低于所述膜通量的阈值时，根据来自所述控制器的控制信号，向所述膜分离单元供给用于清洗所述过滤膜的处理水，所述处理水为透过了所述膜分离单元的过滤膜的处理水。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，

在所述好氧槽内配置多个膜分离单元；

所述控制器以按照每个所述膜分离单元对过滤膜进行清洗的方式控制所述药液注入设备及所述贮水罐。

8.根据权利要求5所述的装置，其中，

所述氮氧化物检测传感器是对所述好氧槽内的气相中的N₂O进行检测的N₂O传感器。

9.根据权利要求5所述的装置，其中，

所述氮氧化物检测传感器是对所述好氧槽内的液相中的NO₂ ^-离子进行检测的NO₂传感器、或是对所述好氧槽内的液相的氧化还原电位进行检测的氧化还原电位测量器。

10.根据权利要求5所述的装置，其中，

除了所述曝气机构以外，还具有对所述好氧槽内的厌氧处理水进一步进行曝气的辅助散气装置。

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