CN103304091A - 超滤系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种超滤系统。该超滤系统具备生物处理装置、超滤模块、管道和反渗透膜模块。生物处理装置在内部具有需氧微生物,通过该需氧微生物对流入的被处理水进行生物处理。超滤模块对由生物处理装置处理后的被处理水进行超滤处理。管道与生物处理装置和超滤模块连接,将超滤模块的排水向生物处理装置供给。反渗透膜模块使由超滤模块超滤后的过滤水通过,除去过滤水中含有的溶质。

Description

超滤系统
关联申请的引用
本申请基于2012年3月14日提交的日本专利申请第2012-056875号,享受该申请的优先权。本申请通过对该申请进行参照而包含该申请的全部内容。
技术领域
本发明涉及将前处理过的被处理水通过反渗透膜进行处理而生成淡水的超滤系统。
背景技术
在通过含离子、盐类的海水、汽水(半咸水)、地下水等生活用水来制造工业用水或农业用水等的超滤系统中,有时采用利用反渗透膜(RO膜)的方法。反渗透膜具有使水透过而不使离子、盐类等水以外的杂质透过的性质。因此,对反渗透膜而言,通过对被处理水施以与溶质浓度相应的浸透压以上的压力,能够将水和溶质分离。
另一方面,对利用反渗透膜的超滤而言,有时会在反渗透膜产生使过滤性降低的污垢。例如,在将海水淡水化的情况下,由于海水中所包含的浊质,藻类,微生物等而在反渗透膜产生污垢。因此在使用反渗透膜的超滤系统中,有时会定期地清洗反渗透膜,除去或抑制污垢。并且,还研究了在由反渗透膜进行处理前,通过利用了需氧微生物的生物处理,除去被处理水中的有机物,从而抑制污垢的情况。
例如,在药品清洗反渗透膜的情况下,担心因药品而使反渗透膜的膜性能降低。另一方面,虽然通过生物处理不会像药品清洗那样出现膜性能降低的问题,但存在根据被处理水中的有机物的量而没有效果的情况。即,需氧微生物在氧量、有机物浓度以及温度为最佳的状态下活跃地活动,但在作为微生物的营养源的有机物不足的情况下不能活跃地活动,被处理水中的有机物不被处理。
如上所述,在利用了反渗透膜的超滤系统中,存在难以抑制产生于反渗透膜的污垢、处理效率低下的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是,提供一种利用了能够提高处理效率的反渗透膜的超滤系统。
实施方式所涉及的超滤系统具备:生物处理装置、超滤模块、管道(line)、反渗透膜模块。生物处理装置在内部具有需氧微生物,通过该需氧微生物对流入的被处理水进行生物处理。超滤模块对由生物处理装置处理后的被处理水进行超滤处理。管道与生物处理装置和超滤模块连接,将超滤模块的排水供给到生物处理装置。由超滤模块超滤后的过滤水通过反渗透膜模块,而除去过滤水中含有的溶质。
根据上述的构成的超滤系统,在利用了反渗透膜的超滤系统中能够提高处理效率。
附图说明
图1是说明本发明的第1实施方式的超滤系统的概略图。
图2A、图2B是说明超滤系统所利用的生物处理装置的一例的概略图。
图3是说明本发明的第2实施方式的超滤系统的概略图。
图4是说明本发明的第3实施方式的超滤系统的概略图。
图5是说明本发明的第4实施方式的超滤系统的概略图。
图6是说明本发明的第5实施方式的超滤系统的概略图。
图7是说明本发明的第6实施方式的超滤系统的概略图。
图8是说明本发明的第7实施方式的超滤系统的概略图。
图9是说明本发明的第8实施方式的超滤系统的概略图。
图10是说明本发明的第9实施方式的超滤系统的概略图。
图11是说明本发明的第10实施方式的超滤系统的概略图。
图12是说明本发明的第11实施方式的超滤系统的概略图。
图13是说明本发明的第12实施方式的超滤系统的概略图。
图14是说明本发明的第13实施方式的超滤系统的概略图。
图15是说明本发明的第14实施方式的超滤系统的概略图。
具体实施方式
下面,使用附图对本发明的各实施方式进行说明。在下面的说明中,对相同的构成使用同样的符号而省略说明。本发明的实施方式的超滤系统是利用反渗透膜对杂质中包含有机物的被处理水进行处理、生成淡水的系统。下面,对通过超滤系统从海水中除去作为溶解成分的盐分等并生成淡水的例子进行说明。这里,在超滤系统中,在作为前处理而从作为被处理水的海水中除去了固体成分等后,采用反渗透膜将作为被处理水的溶解成分的盐分等除去而生成淡水。
[第1实施方式]
如图1所示,第1实施方式的超滤系统1A具备:对被供给的被处理水进行生物处理的生物处理装置1、对由生物处理装置1生物处理后的被处理水进行积存的原水槽2、对原水槽2中所积存的被处理水进行超滤的超滤模块3、对由超滤模块3进行超滤而得到的过滤水进行积存的过滤水槽4、将过滤水槽4所积存的过滤水作为被处理水而通过的反渗透膜模块5、对由反渗透膜模块5得到的处理水进行积存的处理水槽6。即,在超滤系统1A中,作为前处理,利用生物处理装置1而进行生物处理,并且,在由超滤模块3进行了超滤后,使过滤水通过反渗透膜模块5而生成淡水。
并且,在超滤系统1A中,将超滤模块3的排水向生物处理装置1供给,对生物处理装置1中生物处理中利用的需氧微生物赋予排水中所含的有机物而使微生物活跃化。需氧微生物在被赋予最佳量的氧以及有机物且温度为最佳的情况下变活跃,能够使有机物的分解效率提高。
在生物处理装置1中,被处理水中所含的有机物虽然被需氧微生物所分解,但难以分解被处理水中的全部的有机物。因此,来自超滤模块3的排水中包含有机物。因此,在超滤系统1A中,即使在由于需氧微生物活跃化而使得被处理水中不包含充足量的有机物的情况下,也通过使排水中所含的有机物循环到生物处理装置1而使生物处理装置1的需氧微生物活跃化。
这里,所谓“排水”是后面说明的“供水”、“反洗”以及“弃水(捨水)”的各工序中从超滤模块3排出的水,是包含“过滤”工序中从被处理水中除去而残留在过滤模块3内的被处理水中的固体成分的液体。
生物处理装置1从取水源经由管道L11以及阀V11将作为被处理水的海水导入。该生物处理装置1在内部具有需氧微生物,对被处理水中所含的有机物进行生物处理。生物处理装置1将生物处理后的被处理水经由管道L12送出到后段的原水槽2。生物处理装置1中利用的微生物的种类根据被处理水中所含的有机物的种类不同而不同,在将海水作为被处理水的情况下,优选的是可耐盐分的海水来源的微生物。
例如,生物处理装置1如图2A所示构成为,具备保持需氧微生物的过滤层100,使导入的被处理水与过滤层100保持的需氧微生物接触来进行生物处理并送出。在由需氧微生物进行生物处理时,由于设为需要氧,因此生物处理装置1优选的是,具备向过滤层100所保持的需氧微生物供给氧或空气的鼓风机等散气机构101。
并且例如,生物处理装置1也可以如图2B所示具备保持需氧微生物的过滤层100和供给包含有空气的被处理水的洒水机构102。即,在如图2B所示的生物处理装置1中,能够通过在生物处理装置1内对被处理水进行洒水,使被处理水含有空气后,使过滤层100保持的需氧微生物接触被处理水。
除此之外,虽然在图2A以及图2B中进行了省略,但如上所述,为了需氧微生物在生物处理中具有最佳的温度,生物处理装置1可以具备将内部调整到最适于需氧微生物的处理的温度的调整机构。
并且,优选的是,如图1所示,在由生物处理装置1中进行生物处理后的被处理水的流出所利用的管道L12,连接着管道L121,并且在管道L12设有阀V12,在管道L121设有阀V121。例如,通常是阀V12为开、阀V121为闭的状态,由生物处理装置1生物处理后的被处理水被向后段送出。另一方面,在维护时等产生的、不是被处理水而是排水产生的情况下,阀V12成为闭的状态,阀V121成为开的状态,来自生物处理装置1的排水经由管道L121排出而作为排水被处理。
原水槽2将经由管道L12从生物处理装置1导入的生物处理后的被处理水在送出到后段的超滤模块3为止的期间进行积存。
超滤模块3是例如由精密过滤膜或超滤膜等过滤膜构成的模块。该超滤模块3将原水槽2中积存的被处理水经由管道L2、泵P2以及阀V2导入而进行过滤,并将得到的过滤水经由管道L31以及阀V31向后段的过滤水槽4送出。
过滤水槽4在经由管道L31将从超滤模块3导入的过滤水送出到后段的反渗透膜模块5为止的期间,积存过滤水。
保安过滤器8设置在过滤水槽4和反渗透膜模块5之间,用于防止反渗透膜模块5的堵塞,除去不能由超滤模块3除去的大粒径的浊质。保安过滤器8经由管道L42以及泵P42导入过滤水槽4中所积存的过滤水,在除去过滤水的浊质后,经由管道L8以及泵P8向反渗透膜模块5送出。另外,由于在反渗透膜模块5需要以高压(例如,5~6Pa)供给被处理水,因此泵P8供给升压到反渗透膜模块5所需要的压力的被处理水。
反渗透膜模块5是由反渗透膜构成的模块,经由管道L8将过滤水导入并分离为作为处理水的淡水和包含溶质的浓缩水。并且,反渗透膜模块5将处理水经由管道L51向处理水槽6送出,将浓缩水作为排水经由管道L52排出。排水可以向例如作为被处理水的取水源的海排出。此时,排水为高压,因此也可以通过动力回收装置(未图示)来回收动力,由其他装置等利用。
处理水槽6将经由管道L51导入的处理水积存了以后,向供给目的地送出处理水。
在超滤系统1A中,在超滤模块3重复“供水”、“过滤”、“反洗”、“空气洗涤”,“弃水”的工序。
“供水”作为在超滤模块3对被处理水进行超滤的前处理,是为了向膜面上赋予水分而使过滤变得容易、并且为了在膜面上含有固体成分的情况下将该固体成分从超滤模块3排出、而供给少量的液体(被处理水)的工序。
“过滤”是在供水工序之后在超滤模块3所进行的主要的工序。该“过滤”中,通过过滤膜,从导入的包含固体成分的被处理水中除去固体成分,将得到的过滤水向后段的过滤水槽4送出。
“反洗”是,从过滤工序中过滤水流出一侧(超滤模块3的二次侧)供给清洗水来作为反洗水、排出过滤工序中积存在膜面上的固体成分的工序。也就是说,这是由于当在膜面上较多地堆积固体成分时,过滤的效率降低。这里,“反洗”在过滤工序进行了一定时间的定时、或者一定量的被处理水被过滤后的定时开始。另外,进行过滤工序的时间按照被处理水的水质、即被处理水中所含的固体成分的量而确定。
“空气洗涤”是在反洗工序之后、在超滤模块3内包含反洗水的状态下将空气等气体供给到超滤模块3内、通过使膜面振动而剥离膜面上附着的污垢等的工序。
“弃水”是在空气洗涤工序之后、将包含空气洗涤工序中从膜面剥离的污垢的反洗水作为排水、从超滤模块3排出的工序。
这里,第1实施方式的超滤系统1A中,在“供水”、“反洗”或“弃水”的至少任一工序中,将排出的排水向生物处理装置1供给。该排水由于包含有被处理水中所含的有机物,因此将排水中的有机物向生物处理中利用的微生物供给,使微生物活跃化。
并且,“过滤”工序是超滤系统1A的主要的工序,虽然长时间连续地实行,但是在该“过滤”的途中需要生物处理中的有机物的情况下,也可以在将过滤临时中断而执行“供水”以及“弃水”后重新开始“过滤”。由此,能够向有机物不足的生物处理装置1赋予有机物而使需氧微生物活跃化。
通常的“供水”时,在超滤系统1A中,将阀V2、V32以及V33设为开,将阀V31、V34、V35、V41、V71、V72以及V73设为闭。并且,在超滤系统1A中,通过泵P2经由管道L2将少量的被处理水供给到超滤模块3,在流到膜面上之后作为排水经由管道L32以及L33排出。
与此相对地,在将排水供给到生物处理装置1的“供水”时,在超滤系统1A中,将阀V2、V32以及V34设为开,将阀V31、V33、V35、V41、V71、V72以及V73设为闭。并且,在超滤系统1A中,通过泵P2经由管道L2将少量的被处理水供给到超滤模块3,将流到膜面上的排水经由管道L32以及L34向生物处理装置1供给。这里,在图1中进行了省略,但可以设为在管道L32或L34具备用于产生将排水从超滤模块3送出到生物处理装置1的动力的泵等动力源的结构。
“过滤”时,在超滤系统1A中,将阀V2以及V31设为开,将阀V32、V33、V34、V35、V41、V71、V72以及V73设为闭。并且,在超滤系统1A中,在停止过滤工序之前,通过泵P2经由管道L2将被处理水向超滤模块3供给,将过滤水经由管道L31向过滤水槽4送出。
通常的“反洗”时,在超滤系统1A中,将阀V41、V32以及V33设为开,将阀V2、V31、V34、V35、V71、V72以及V73设为闭。并且,在超滤系统1A中,通过泵P41经由管道L41将过滤水作为反洗水从过滤工序中过滤水流出的一侧向超滤模块3供给,将膜面上堆积的固体成分与反洗后的排水一起,经由管道L32以及L33排出。
与此相对地,在将排水向生物处理装置1供给的“反洗”时,在超滤系统1A中,将阀V41、V32以及V34设为开,将阀V2、V31、V33、V35、V71、V72以及V73设为闭。并且,在超滤系统1A中,通过泵P41经由管道L41将过滤水作为反洗水从过滤工序中过滤水流出的一侧供给,将包含堆积在膜面上的固体成分的排水,经由管道L32以及L34向生物处理装置1供给。
“空气洗涤”时,在超滤系统1A中,将阀V71、V72、V32以及V33设为开,将阀V2、V31、V34、V35、V41以及V73设为闭。并且,在超滤系统1A中,使压缩机7启动,经由管道L71以及L72从压缩机7将气体向超滤模块3供给,使超滤模块3的膜面振动。另外,在空气洗涤时,在超滤系统1A内的排水溢出的情况下,经由管道L32以及L33来排出。
通常的“弃水”时,在超滤系统1A中,将阀V72、V73、V35设为开,将阀V2、V31、V32、V33、V34、V41以及V71设为闭。由此,在超滤系统1A中,空气经由管道L35进入超滤模块3,并且经由管道L72以及L73将包含空气洗涤工序中所剥离的污垢的排水从超滤模块3内排出。之后为供水工序,再次开始被处理水的过滤。另外,在供水工序中能够将空气洗涤工序中所剥离的污垢从超滤模块3内排出的情况下,可以省略弃水工序。
与此相对地,“弃水”时,在超滤系统1A中,将阀V32以及V34设为开,将阀V2、V31、V32、V33、V34、V35、V41、V71、V72以及V73设为闭。由此,在超滤系统1A,将包含空气洗涤工序中所剥离的污垢的排水经由管道L32以及L34向生物处理装置1供给。
在上述的第1实施方式的超滤系统1A中,即使在被处理水中不充分含有作为微生物的营养源的有机物的情况下,也能够将前处理中利用的超滤模块3的排水所包含的有机物向生物处理装置1供给。由此,在超滤系统1A中,能够不被被处理水的水质所左右、使生物活性化而有效地利用生物处理,能够抑制反渗透膜模块5中的污垢的产生。因此,在超滤系统1A中,能够提高利用了反渗透膜的处理效率。
[第2实施方式]
如图3所示,第2实施方式的超滤系统1B,也具备生物处理装置1、原水槽2、超滤模块3、过滤水槽4、反渗透膜模块5、处理水槽6、压缩机7以及保安过滤器8。该超滤系统1B与使用图1在上面说明的超滤系统1A相比,不同点在于,不具备用于从超滤模块3将排水送出到生物处理装置1的泵等动力源,从超滤模块3向生物处理装置1通过自然流下来而送出排水。即,在超滤系统1B中,例如,超滤模块3配置在比生物处理装置1物理上高的位置。另外,在图1的超滤系统1A中,如上所述,未图示的泵等动力源设置在管道L32或L34。
具体来说,图3所示的超滤系统1B与图1所示的超滤系统1A相比,不同点在于,超滤模块3和生物处理装置1不是经由管道L32以及L34而连接的,而是以通过自然流下而排水流动的方式经由管道L36以及L37而连接。
在超滤系统1B中,“弃水”时,通过将阀V35、V36以及V37设为开,将阀V71、V72以及V73设为闭,来利用自然流下将排水从超滤模块3向生物处理装置1供给。并且,在超滤系统1B的主要的工序、即“过滤”工序的途中需要生物处理的有机物的情况下,通过将过滤临时中断而切换为“弃水”,能够将“过滤”工序中超滤模块3内残留的固体成分中所含的有机物向生物处理装置1供给。
另外,虽然图3中进行了省略,但是在超滤系统1B中也与超滤系统1A相同,优选的是,具备用于将来自生物处理装置1的排水排出的管道、阀。
在上述的第2实施方式的超滤系统1B中,即使在被处理水中不充分含有作为微生物的营养源的有机物的情况下,也能够供给前处理中利用的超滤模块3的排水所包含的有机物。由此,在超滤系统1B中,能够不被被处理水的水质所左右、使生物活性化而有效地利用生物处理,能够抑制反渗透膜模块5中的污垢的产生。因此,在超滤系统1B中,能够提高利用了反渗透膜的处理效率。
除此之外,在第2实施方式的超滤系统1B中,通过利用自然流下从超滤模块3向生物处理装置1供给,从而能够实现省能量化。
[第3实施方式]
如图4所示,第3实施方式的超滤系统1C与使用图1在上面说明的超滤系统1A相比,不同点在于,替代原水槽2而具备固液分离装置200、与固液分离装置200连接的管道L201、管道L201上的阀V201以及泵P201。
固液分离装置200是例如旋液分离器等将包含固体的液体分离为固体和液体的装置。该固液分离装置200经由管道L12将由生物处理装置1生物处理后的被处理水导入,将被处理水中所含的固体成分分离,将分离固体成分后的被处理水经由管道L2向超滤模块3送出。并且,固液分离装置200将从被处理水分离后的固体成分经由管道L201、阀V201以及泵P201排出。
该超滤系统1C的生物处理装置1中也重复进行经由管道L11导入的被处理水的生物处理,和基于对经由管道L32以及L34导入的超滤模块3的排水进行导入的有机物的供给。
另外,在图4的超滤系统1C中,在从超滤模块3将包含有机物的排水向生物处理装置1供给时,未示出利用自然流下的结构,但是在超滤系统1C中,也可以是利用自然流下来向生物处理装置1供给超滤模块的排水、并实现省能量化的结构。
并且,虽然在图4中进行了省略,但是在超滤系统1C中也与超滤系统1A相同,优选的是,具备用于将来自生物处理装置1的排水排出的管道、阀。
在上述的第3实施方式的超滤系统1C中,即使在被处理水中不充分含有作为微生物的营养源的有机物的情况下,也能够供给前处理中利用的超滤模块3的排水所包含的有机物。由此,在超滤系统1C中,能够不被被处理水的水质所左右、使生物活性化而有效地利用生物处理,能够抑制反渗透膜模块5中的污垢的产生。因此,在超滤系统1C中,能够提高利用了反渗透膜的处理效率。
[第4实施方式]
如图5所示,第4实施方式的超滤系统1D与使用图4在上面说明的超滤系统1C相比,不同点在于,具备:管道L12上的阀V12、与生物处理装置1连接的管道L13、管道L13上的阀V13、与固液分离装置200连接的管道L202、管道L202上的泵P202以及阀V202。
在超滤系统1D中,将由固液分离装置200分离固体成分后的被处理水经由管道L202从生物处理装置1的二次侧(流出生物处理装置1生物处理后的被处理水的一侧)作为反洗水来供给,对生物处理装置1进行反洗。
在生物处理装置1中未进行生物处理时,阀V12为开,阀V13以及V202为闭。即,生物处理时,经由管道L11而被导入生物处理装置1内并被生物处理了的被处理水经由管道L12而被向固液分离装置200送出。
并且,在向生物处理装置1供给包含有机物的超滤模块3的排水时,阀V32、V34为开,阀V33为闭。即,排水的供给时,经由管道L32以及34而送出超滤模块的排水。
进而,在生物处理装置1中未进行反洗时,阀V13以及V202为开,阀V12为闭。即,反洗时,由固液分离装置200分离了固体成分的被处理水作为反洗水,经由管道L202并通过泵P202从二次侧导入到生物处理装置1内,反洗后的排水从管道L13排出。
另外,在图5的超滤系统1D中,在从超滤模块3将包含有机物的排水向生物处理装置1供给时,未示出利用自然流下的结构,但在超滤系统1D中也可以是利用自然流下来向生物处理装置1供给超滤模块的排水、并实现省能量化的结构。
并且,虽然图5中进行了省略,但是在超滤系统1D中也与超滤系统1A相同,优选的是,具备用于将来自生物处理装置1的排水排出的管道、阀。
在上述的第4实施方式的超滤系统1D中,即使在被处理水中不充分含有作为微生物的营养源的有机物的情况下,也能够供给前处理中利用的超滤模块3的排水所包含的有机物。由此,在超滤系统1D中,能够不被被处理水的水质所左右、使生物活性化而有效地利用生物处理,能够抑制反渗透膜模块5中的污垢的产生。因此,在超滤系统1D中,能够提高利用了反渗透膜的处理效率。进而,在超滤系统1D中,能够通过反洗生物处理装置1而消除生物处理装置1的堵塞。
[第5实施方式]
如图6所示,第5实施方式的超滤系统1E与使用图4在上面说明的超滤系统1C相比,不同点在于,具备管道L12上的阀V12、与生物处理装置1连接的管道L13、管道L13上的阀V13、从管道L41分支的管道L43、管道L43上的阀V43。
在超滤系统1E中,将超滤模块3的过滤水经由管道L41、泵P41以及管道L43从生物处理装置1的二次侧作为反洗水而供给,对生物处理装置1进行反洗。
在生物处理装置1中未进行生物处理时,阀V12为开,阀V13以及V43为闭。即,生物处理时,经由管道L11被导入生物处理装置1内并被生物处理了的被处理水经由管道L12而向固液分离装置200送出。
并且,在向生物处理装置1供给包含有机物的超滤模块3的排水时,阀V32、V34为开,阀V33为闭。即,供给排水时,经由管道L32以及34而送出超滤模块的排水。
进而,在生物处理装置1中未进行反洗时,阀V13以及V43为开,阀V12为闭。即,反洗时,在过滤水槽4中积存的过滤水作为反洗水经由管道L43并通过泵P41而从生物处理装置1的二次侧向生物处理装置1内导入,反洗后的排水从管道L13排出。
另外,在图6的超滤系统1E中,在从超滤模块3将包含有机物的排水向生物处理装置1供给时,未示出利用自然流下的结构,但在超滤系统1E中也可以是利用自然流下来向生物处理装置1供给超滤模块的排水、并实现省能量化的结构。
并且,在图6中,超滤系统1E示出了由生物处理装置1生物处理后的被处理水被固液分离装置200固液分离的结构,但也可以替代固液分离装置200,而是仅具有积存被处理水的原水槽2的结构。
进而,虽然图6中进行了省略,但在超滤系统1E中也与超滤系统1A相同,优选的是,具备用于将来自生物处理装置1的排水排出的管道、阀。
在上述的第5实施方式的超滤系统1E中,即使在被处理水中不充分含有作为微生物的营养源的有机物的情况下,也能够供给前处理中利用的超滤模块3的排水所包含的有机物。由此,在超滤系统1E中,能够不被被处理水的水质所左右、使生物活性化而有效地利用生物处理,能够抑制反渗透膜模块5中的污垢的产生。因此,在超滤系统1E中,能够提高利用了反渗透膜的处理效率。进而,在超滤系统1E中,能够通过反洗生物处理装置1而消除生物处理装置1的堵塞。
[第6实施方式]
如图7所示,第6实施方式的超滤系统1F与使用图4在上面说明的超滤系统1C相比,不同点在于,具备:管道L12上的阀V12、与生物处理装置1连接的管道L13、管道L13上的阀V13、管道L52上的阀V52、从管道L52分支而与生物处理装置1连接的管道L53、管道L53上的阀V53。
在超滤系统1F中,将反渗透膜模块5的浓缩水经由管道L52以及L53从生物处理装置1的二次侧作为反洗水而供给,对生物处理装置1进行反洗。
在生物处理装置1中未进行生物处理时,阀V12为开,阀V13以及V53为闭。即,生物处理时,经由管道L11而被导入生物处理装置1内并被生物处理了的被处理水经由管道L12而向固液分离装置200送出。
并且,在向生物处理装置1供给包含有机物的超滤模块3的排水时,阀V32、V34为开,阀V33为闭。即,供给排水时,经由管道L32以及34而送出超滤模块的排水。
进而,在生物处理装置1中未进行反洗时,阀V13以及V53为开,阀V12为闭。即,反洗时,反渗透膜模块5的浓缩水作为反洗水而经由管道L53从二次侧向生物处理装置1内导入,反洗后的排水从管道L13排出。
另外,由于从反渗透膜模块5排出的浓缩水通过泵P8被做成高压,因此能够在管道L53上不设置泵而将浓缩水向生物处理装置1供给。并且,在浓缩水的压力过高的情况下,在减压之后向生物处理装置1供给。
并且,在图7的超滤系统1F中,在从超滤模块3将包含有机物的排水向生物处理装置1供给时,未示出利用自然流下的结构,但在超滤系统1F中也可以是利用自然流下来向生物处理装置1供给超滤模块的排水、并实现省能量化的结构。
进而,在图7中,超滤系统1F示出了由生物处理装置1生物处理后的被处理水被固液分离装置200固液分离的结构,但也可以替代固液分离装置200,而是仅具有积存被处理水的原水槽2的结构。
并且,虽然图7中进行了省略,但在超滤系统1F中也与超滤系统1A相同,优选的是,具备用于将来自生物处理装置1的排水排出的管道、阀。
在上述的第6实施方式的超滤系统1F中,即使在被处理水中不充分含有作为微生物的营养源的有机物的情况下,也能够供给前处理中利用的超滤模块3的排水所包含的有机物。由此,在超滤系统1F中,能够不被被处理水的水质所左右、使生物活性化而有效地利用生物处理,能够抑制反渗透膜模块5中的污垢的产生。因此,在超滤系统1F中,能够提高利用了反渗透膜的处理效率。进而,在超滤系统1F中,能够通过反洗生物处理装置1而消除生物处理装置1的堵塞。
[第7实施方式]
如图8所示,第7实施方式的超滤系统1G与使用图4在上面说明的超滤系统1C相比,不同点在于,具备第1生物处理装置1-1、第2生物处理装置1-2。即,在超滤系统1G中具备2台生物处理装置。
在第1生物处理装置1-1中,经由从管道L11分支的L11-1将被处理水导入,并经由从管道L34分支的L34-1将超滤模块3的排水导入。并且,在第2生物处理装置1-2中,经由从管道L11分支的L11-2将被处理水导入,并经由从管道L34分支的L34-2将超滤模块3的排水导入。
生物处理装置1-1以及1-2与使用图2在上面说明的生物处理装置1相同,在内部具有需氧微生物,对导入的被处理水进行生物处理。第1生物处理装置1-1将生物处理后的被处理水经由管道L12-1向固液分离装置200送出。并且,第2生物处理装置1-2将生物处理后的处理水经由管道L12-2向固液分离装置200送出。
在该超滤系统1G中,例如,阀V11-1为闭,阀V34-1为开,在向第1生物处理装置1-1供给超滤模块3的排水的情况下,还能够将阀V11-2设为开、将阀V34-2设为闭、向第2生物处理装置1-2导入被处理水、对被处理水进行生物处理。即,由于能够一边向任一方的生物处理装置供给排水而调整生物处理装置内的有机物的浓度,一边同时在另一方的生物处理装置中进行生物处理,因此能够提高生物处理的效率。因此,在图8中,虽然示出了超滤系统1G具有2台生物处理装置的结构,但只要能够具备多台生物处理装置、调整生物处理和排水的供给的定时,则不限定超滤系统1G具有的生物处理装置的数量。
另外,在图8的超滤系统1G中,在从超滤模块3将包含有机物的排水向生物处理装置1供给时,未示出利用自然流下的结构,但在超滤系统1G中也可以是利用自然流下来向生物处理装置1供给超滤模块的排水、并实现省能量化的结构。
并且,在图8中,超滤系统1G示出了由生物处理装置1生物处理后的被处理水被固液分离装置200固液分离的结构,但也可以替代固液分离装置200,而是仅具有积存被处理水的原水槽2的结构。
进而,虽然在图8中进行了省略,但是在超滤系统1G中也与超滤系统1A相同,优选的是,具备用于将来自生物处理装置1的排水排出的管道、阀。
在上述的第7实施方式的超滤系统1G中,即使在被处理水中不充分含有作为微生物的营养源的有机物的情况下,也能够供给前处理中利用的超滤模块3的排水所包含的有机物。由此,在超滤系统1G中,能够不被被处理水的水质所左右、使生物活性化而有效地利用生物处理,能够抑制反渗透膜模块5中的污垢的产生。因此,在超滤系统1G中,能够提高利用了反渗透膜的处理效率。
[第8实施方式]
如图9所示,第8实施方式的超滤系统1H与使用图8在上面说明的超滤系统1G相比,不同点在于,具备:与第1生物处理装置1-1连接的管道L13-1、管道L13-1上的阀V13-1、与第2生物处理装置1-2连接的管道L13-2、管道L13-2上的阀V13-2、与固液分离装置200连接的管道L202、管道L202上的泵P202、从管道L202分支而与管道L12-1连接的管道L202-1、从管道L202分支而与管道L12-2连接的管道L202-2、管道L202-1上的阀V202-1、管道L20-2上的阀V202-2。
在该超滤系统1H中,将由固液分离装置200分离固体成分后的被处理水经由管道L202以及L202-1从第1生物处理装置1-1的二次侧作为反洗水而供给,对第1生物处理装置1-1进行反洗。并且,在超滤系统1H中,将由固液分离装置200分离固体成分后的被处理水经由管道L202以及L202-2从第2生物处理装置1-2的二次侧作为反洗水而供给,对第2生物处理装置1-2进行反洗。
这里,在超滤系统1H中,由于在向任一方的生物处理装置供给排水或反洗水的情况下,都能够在另一方的生物处理装置中对被处理水进行生物处理,因此能够提高生物处理的效率。因此,在图9中,虽然示出了超滤系统1H具有2台生物处理装置的结构,但只要能够具备多台生物处理装置、调整生物处理和排水或反洗水的供给的定时,则不限定超滤系统1H具有的生物处理装置的数量。
另外,在图9的超滤系统1H中,在从超滤模块3将包含有机物的排水向生物处理装置1供给时,未示出利用自然流下的结构,但在超滤系统1H中也可以是利用自然流下来向生物处理装置1供给超滤模块的排水、并实现省能量化的结构。
并且,虽然在图9中进行了省略,但是在超滤系统1H中也与超滤系统1A相同,优选的是,具备用于将来自生物处理装置1的排水排出的管道、阀。
在上述的第8实施方式的超滤系统1H中,即使在被处理水中不充分含有作为微生物的营养源的有机物的情况下,也能够供给前处理中利用的超滤模块3的排水所包含的有机物。由此,在超滤系统1H中,能够不被被处理水的水质所左右、使生物活性化而有效地利用生物处理,能够抑制反渗透膜模块5中的污垢的产生。因此,在超滤系统1H中,能够提高利用了反渗透膜的处理效率。并且,在超滤系统1H中,由于反洗水中也包含有机物,因此通过利用包含该有机物的反洗水对生物处理装置1进行清洗,能够使需氧微生物活跃化。
[第9实施方式]
如图10所示,第9实施方式的超滤系统1I与使用图8在上面说明的超滤系统1G相比,不同点在于,具备:与第1生物处理装置1-1连接的管道L13-1、管道L13-1上的阀V13-1、与第2生物处理装置1-2连接的管道L13-2、管道L13-2上的阀V13-2、从管道L41分支而与第1生物处理装置1-1连接的管道L43-1、管道L43-1上的阀V43-1、从管道L43-1分支而与第2生物处理装置1-2连接的管道L43-2、管道L43-2上的阀V43-2。
在该超滤系统1I中,将过滤水槽4中积存的过滤水经由管道L41以及L43-1从第1生物处理装置1-1的二次侧作为反洗水而供给,对第1生物处理装置1-1进行反洗。并且,在超滤系统1I中,将过滤水槽4中积存的过滤水经由管道L41以及L43-2从第2生物处理装置1-2的二次侧作为反洗水而供给,对第2生物处理装置1-2进行反洗。
这里,在超滤系统1I中,由于在向任一方的生物处理装置供给排水或反洗水的情况下,都能够在另一方的生物处理装置中对被处理水进行生物处理,因此能够提高生物处理的效率。因此,在图10中,虽然示出了超滤系统1I具有2台生物处理装置的结构,但只要能够具备多台生物处理装置、调整生物处理和排水或反洗水的供给的定时,则不限定超滤系统1I具有的生物处理装置的数量。
另外,在图10的超滤系统1I中,在从超滤模块3将包含有机物的排水向生物处理装置1供给时,未示出利用自然流下的结构,但在超滤系统1I中也可以是利用自然流下来向生物处理装置1供给超滤模块的排水、并实现省能量化的结构。
并且,在图10中,超滤系统1I示出了由生物处理装置1生物处理后的被处理水被固液分离装置200固液分离的结构,但也可以替代固液分离装置200,而是仅具有积存被处理水的原水槽2的结构。
另外,虽然在图10中进行了省略,但是在超滤系统1I中也与超滤系统1A相同,优选的是,具备用于将来自生物处理装置1的排水排出的管道、阀。
在上述的第9实施方式的超滤系统1I中,即使在被处理水中不充分含有作为微生物的营养源的有机物的情况下,也能够供给前处理中利用的超滤模块3的排水所包含的有机物。由此,在超滤系统1I中,能够不被被处理水的水质所左右、使生物活性化而有效地利用生物处理,能够抑制反渗透膜模块5中的污垢的产生。因此,在超滤系统1I中,能够提高利用了反渗透膜的处理效率。并且,在超滤系统1I中,由于反洗水中也包含有机物,因此通过利用包含该有机物的反洗水对生物处理装置1进行清洗,能够使需氧微生物活跃化。
[第10实施方式]
如图11所示,第9实施方式的超滤系统1J与使用图8在上面说明的超滤系统1G相比,不同点在于,具备:与第1生物处理装置1-1连接的管道L13-1、管道L13-1上的阀V13-1、与第2生物处理装置1-2连接的管道L13-2、管道L13-2上的阀V13-2、管道L52上的阀V52、从管道L52分支而与第1生物处理装置1-1连接的管道L53-1、管道L53-1上的阀V53-1、从管道L53-1分支而与第2生物处理装置1-2连接的管道L53-2、管道L53-2上的阀V53-2。
在该超滤系统1J中,将反渗透膜模块5的浓缩水经由管道L52以及L53-1从第1生物处理装置1-1的二次侧作为反洗水而供给,对第1生物处理装置1-1进行反洗。并且,在超滤系统1J中,将反渗透膜模块5的浓缩水经由管道L52以及L53-2从第2生物处理装置1-2的二次侧作为反洗水而供给,对第2生物处理装置1-2进行反洗。
这里,在超滤系统1J中,由于在向任一方的生物处理装置供给排水或反洗水的情况下,都能够在另一方的生物处理装置中对被处理水进行生物处理,因此能够提高生物处理的效率。因此,在图11中,虽然示出了超滤系统1J具有2台生物处理装置的结构,但只要能够具备多台生物处理装置、调整生物处理和排水或反洗水的供给的定时,则不限定超滤系统1J具有的生物处理装置的数量。
另外,在图11的超滤系统1J中,在从超滤模块3将包含有机物的排水向生物处理装置1供给时,未示出利用自然流下的结构,但在超滤系统1J中也可以是利用自然流下来向生物处理装置1供给超滤模块的排水、并实现省能量化的结构。
并且,在图11中,超滤系统1J示出了由生物处理装置1生物处理后的被处理水被固液分离装置200固液分离的结构,但也可以替代固液分离装置200,而是仅具有积存被处理水的原水槽2的结构。
进而,虽然在图11中进行了省略,但是在超滤系统1J中也与超滤系统1A相同,优选的是,具备用于将来自生物处理装置1的排水排出的管道、阀。
在上述的第10实施方式的超滤系统1J中,即使在被处理水中不充分含有作为微生物的营养源的有机物的情况下,也能够供给前处理中利用的超滤模块3的排水所包含的有机物。由此,在超滤系统1J中,能够不被被处理水的水质所左右、使生物活性化而有效地利用生物处理,能够抑制反渗透膜模块5中的污垢的产生。因此,在超滤系统1J中,能够提高利用了反渗透膜的处理效率。并且,在超滤系统1J中,由于反洗水中也包含有机物,因此通过利用包含该有机物的反洗水对生物处理装置1进行清洗,能够使需氧微生物活跃化。
[第11实施方式]
如图12所示,第11实施方式的超滤系统1K与使用图1在上面说明的超滤系统1A相比,不同点在于,原水槽2内具备生物处理装置1。即,在超滤系统1K中利用浸渍型的生物处理装置。另外,在图1中,虽然省略了图示,但优选的是,在原水槽2内具备向生物处理装置1的需氧微生物供给空气或氧的鼓风机等散气机构。另外,在图12的超滤系统1K中,在从超滤模块3将包含有机物的排水向生物处理装置1供给时,未示出利用自然流下的结构,但在超滤系统1K中也可以是利用自然流下来向生物处理装置1供给超滤模块的排水、并实现省能量化的结构。
并且,虽然在图12中进行了省略,但是在超滤系统1K中也与超滤系统1A相同,优选的是,具备用于将来自生物处理装置1的排水排出的管道、阀。
在上述的第11实施方式的超滤系统1K中,即使在被处理水中不充分含有作为微生物的营养源的有机物的情况下,也能够供给前处理中利用的超滤模块3的排水所包含的有机物。由此,在超滤系统1K中,能够不被被处理水的水质所左右、使生物活性化而有效地利用生物处理,能够抑制反渗透膜模块5中的污垢的产生。因此,在超滤系统1K中,能够提高利用了反渗透膜的处理效率。并且,在超滤系统1K中,通过将生物处理装置1设为浸渍型,能够容易地进行构成。
[第12实施方式]
如图13所示,第12实施方式的超滤系统1L与使用图1在上面说明的超滤系统1A相比,不同点在于,具备:测定被供给到生物处理装置1的被处理水的水质的第1传感器S1、和按照第1传感器S1的测定结果来控制超滤系统1L的控制装置30。
第1传感器S1只要能够对用于预测被处理水中的有机物浓度的水质(例如,浊度,SDI,MFI,TOC,E260,TEP量,叶绿素a量,植物浮游生物数或萤光强度等)进行测定即可。并且,第1传感器S1优选的是能够进行在线测定。
控制装置30按照传感器S1的测定结果来决定向生物处理装置1供给超滤模块3的排水的定时。例如,假设供给超滤模块3的排水的基准的供给时间被确定,根据传感器S1的测定结果,在水质的有机物浓度高的情况下,以缩短该基准的供给时间来供给超滤模块3的排水的方式控制各阀,在水质的有机物浓度低的情况下,以延长该基准的供给时间而进一步进行了生物处理后、供给超滤模块3的排水的方式控制阀。除此之外,也可以根据传感器S1的浓度D(mg/L)、向超滤模块3的被处理水的供给量L(L/min)、超滤模块3中的过滤时间T(min),在D×L×T的值成为规定值的情况下,供给超滤模块3的排水。
另外,在图13的超滤系统1L中,在从超滤模块3将包含有机物的排水向生物处理装置1供给时,未示出利用自然流下的结构,但在超滤系统1L中也可以是利用自然流下来向生物处理装置1供给超滤模块的排水、并实现省能量化的结构。
并且,在图13中,超滤系统1L示出了在原水槽2中积存由生物处理装置1生物处理后的被处理水的结构,但是也可以代替原水槽2,而是由固液分离装置200对被处理水进行固液分离的结构。
进而,在图13的超滤系统1L中,关于超滤模块3的反洗虽然未图示,但是在超滤系统1L中也可以是像第4~第6实施方式的超滤系统1D~1F那样对生物处理装置1进行反洗的结构。
并且,虽然在图13中进行了省略,但是在超滤系统1L中也与超滤系统1A相同,优选的是,具备用于将来自生物处理装置1的排水排出的管道、阀。
在上述的第12实施方式的超滤系统1L中,与第1实施方式的超滤系统1A相同,能够不被被处理水的水质所左右、使生物活性化而有效地利用生物处理。并且,在超滤系统1L中,能够通过有效地利用生物处理,抑制反渗透膜模块5中的污垢的产生。
[第13实施方式]
如图14所示,第13实施方式的超滤系统1M与使用图13在上面说明的超滤系统1L相比,不同点在于,除了测定向生物处理装置1供给的被处理水的水质的第1传感器S1以外,具备测定原水槽2内的被生物处理后的被处理水的水质的第2传感器S2。第2传感器S2与第1传感器S1相同,测定被处理水中的有机物浓度,优选的是能够进行在线测定。
在超滤系统1M中,控制装置30按照第1传感器S1以及第2传感器S2的测定结果来控制超滤系统1M。即,在控制装置30中,通过比较第1传感器S1的测定结果和第2传感器S2的测定结果,能够求得生物处理装置1中的生物处理的效果。因此,控制装置30按照生物处理装置1中的生物处理的效果来决定供给超滤模块3的排水的定时,并控制阀的开闭从超滤模块3向生物处理装置1供给包含有机物的排水。
另外,在图14的超滤系统1M中,在从超滤模块3将包含有机物的排水向生物处理装置1供给时,未示出利用自然流下的结构,但在超滤系统1M中也可以是利用自然流下来向生物处理装置1供给超滤模块的排水、并实现省能量化的结构。
并且,在图14中,超滤系统1M示出了在原水槽2中积存由生物处理装置1生物处理后的被处理水的结构,但是也可以代替原水槽2,而是由固液分离装置200对被处理水进行固液分离的结构。
进而,在图14的超滤系统1M中,关于超滤模块3的反洗虽然未图示,但是在超滤系统1M中也可以是,像第4~第6实施方式的超滤系统1D~1F那样对生物处理装置1进行反洗的结构。
并且,虽然在图14中进行了省略,但是超滤系统1M中也与超滤系统1A相同,优选的是,具备用于将来自生物处理装置1的排水排出的管道、阀。
在上述的第13实施方式的超滤系统1M中,与第12实施方式的超滤系统1L相同,能够不被被处理水的水质所左右、使生物活性化而有效地利用生物处理。并且,在超滤系统1M中,能够通过有效地利用生物处理,抑制反渗透膜模块5中的污垢的产生。
[第14实施方式]
如图15所示,第14实施方式的超滤系统1N与使用图13在上面说明的超滤系统1L相比,不同点在于,代替测定向生物处理装置1供给的被处理水的水质的第1传感器S1,而具备测定向反渗透膜模块5供给的过滤水的水质的第3传感器S3、和测定从反渗透膜模块5排出的浓缩水的水质的第4传感器S4。第3传感器S3以及第4传感器S4与第1传感器S1相同,测定被处理水中的有机物浓度,优选的是能够进行在线测定。
在超滤系统1N中,控制装置30按照第3传感器S3以及第4传感器S4的测定结果来控制超滤系统1N。即,在控制装置30中,通过比较第3传感器S3的测定结果和第4传感器S4的测定结果,能够求得反渗透膜模块5的主要由微生物作用而引起的向膜面的污垢的付着状况。因此,控制装置30按照生物处理装置1中的生物处理的效果,决定供给超滤模块3的排水的定时,并控制阀的开闭来向生物处理装置1供给包含有机物的超滤模块3的排水。
另外,在图15的超滤系统1N中,未示出在从超滤模块3将包含有机物的排水向生物处理装置1供给时利用自然流下的结构,但是在超滤系统1N中也可以是,利用自然流下来向生物处理装置1供给超滤模块的排水的结构。
并且,在图15中,超滤系统1N示出了在原水槽2中积存由生物处理装置1生物处理后的被处理水的结构,但是也可以代替原水槽2,而是由固液分离装置200对被处理水进行固液分离的结构。
进而,在图15的超滤系统1N中,关于超滤模块3的反洗虽然未图示,但是在超滤系统1N中也可以是,像第4~第6实施方式的超滤系统1D~1F那样对生物处理装置1进行反洗的结构。
另外,虽然在图15中进行了省略,但是超滤系统1N中也与超滤系统1A相同,优选的是,具备用于将来自生物处理装置1的排水排出的管道、阀。
在上述的第14实施方式的超滤系统1N中,即使在被处理水中不充分含有作为微生物的营养源的有机物的情况下,也能够供给前处理中利用的超滤模块3的排水所包含的有机物。由此,在超滤系统1N中,能够不被被处理水的水质所左右、使生物活性化而有效地利用生物处理,能够抑制反渗透膜模块5中的污垢的产生。因此,在超滤系统1N中,能够提高利用了反渗透膜的处理效率。
如上所述,通过各实施方式而记载了本发明,但是不应该理解为形成该公开的一部分的论述及附图是用于限定本发明的。根据该公开,对于本领域技术人员而言,各种代替实施方式、实施例以及运用技术是显而易见的。并且,当然本发明包含在这里未记载的各种实施方式等。

Claims (11)

1.一种超滤系统,其特征在于,具备:
生物处理装置,在内部具有需氧微生物,通过该需氧微生物对流入的被处理水进行生物处理;
超滤模块,对由上述生物处理装置处理后的被处理水进行超滤处理;
管道,与上述生物处理装置和上述超滤模块连接,将上述超滤模块的排水向上述生物处理装置供给;以及
反渗透膜模块,使由上述超滤模块超滤后的过滤水通过,除去过滤水中含有的溶质。
2.如权利要求1所述的超滤系统,其特征在于,
上述生物处理装置由并列的多个处理装置构成,
在从上述超滤模块经由上述管道向一部分处理装置供给排水的定时,被处理水流入其他生物处理装置。
3.如权利要求1或2所述的超滤系统,其特征在于,
上述生物处理装置、上述超滤模块以及上述管道被配置为,能够从上述超滤模块向上述生物处理装置以自然流下的方式供给上述排水。
4.如权利要求1~2中任一项所述的超滤系统,其特征在于,具备:
固液分离装置,流入由上述生物处理装置生物处理后的被处理水而进行固液分离,以及
管道,将被处理水中含有的固体成分被分离后的被处理水,向上述超滤模块供给。
5.如权利要求4所述的超滤系统,其特征在于,
具备将由上述固液分离装置分离了固体成分的被处理水作为反洗水、向上述生物处理装置供给的管道。
6.如权利要求1~2中任一项所述的超滤系统,其特征在于,
具备将由上述超滤模块过滤了固体成分的过滤水作为反洗水、向上述生物处理装置供给的管道。
7.如权利要求1~2中任一项所述的超滤系统,其特征在于,
具备将由上述反渗透膜模块从处理水分离出的溶质的浓缩水作为反洗水、向上述生物处理装置供给的管道。
8.如权利要求1或2所述的超滤系统,其特征在于,
具备从取水源流入被处理水并进行积存的原水槽,
上述生物处理装置配置于上述原水槽内。
9.如权利要求1~2中任一项所述的超滤系统,其特征在于,具备:
传感器,测定向上述生物处理装置供给的被处理水的水质;以及
控制装置,按照上述传感器的测定结果,来控制从上述超滤模块向上述生物处理装置的排水的供给。
10.如权利要求1~2中任一项所述的超滤系统,其特征在于,具备:
第1传感器,测定向上述生物处理装置供给的被处理水的水质;
第2传感器,测定由上述生物处理装置处理后的被处理水的水质;以及
控制器,按照上述第1传感器以及上述第2传感器的测定结果来控制从上述超滤模块向上述生物处理装置的排水的供给。
11.如权利要求1~2中任一项所述的超滤系统,其特征在于,具备:
第3传感器,测定向上述反渗透膜模块供给的上述过滤水的水质;
第4传感器,测定由上述反渗透膜模块从上述过滤水分离出的溶质的浓缩水的水质;以及
控制器,按照上述第3传感器以及第4传感器的测定结果来控制从上述超滤模块向上述生物处理装置的排水的供给。
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