JP2004237222A

JP2004237222A - 膜分離活性汚泥処理装置の運転立上げ方法

Info

Publication number: JP2004237222A
Application number: JP2003029640A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Uchida; 浩内田; Seisuke Nakada; 誠亮中田; Madoka Takahashi; 円高橋; Masaaki Matsubara; 正明松原
Original assignee: Kobelco Eco Solutions Co Ltd
Current assignee: Shinko Pantec Co Ltd
Priority date: 2003-02-06
Filing date: 2003-02-06
Publication date: 2004-08-26

Abstract

【課題】活性汚泥処理槽において活性汚泥を含む廃液を固液分離する膜を有する膜分離活性汚泥処理装置の運転立上げ時の活性汚泥の性状を良好に保ち、それにより膜の目詰まりを防止することができる運転立上げ方法を提供する。
【解決手段】（１）活性汚泥処理槽での活性汚泥濃度が６０００ｍｇ／Ｌ（リットル）に到達するまでは膜自身の圧力損失が２０ｋＰａ以下となる状態を保ちつつろ過速度を上げることにより活性汚泥中の微生物を肥大化させることを特徴とする運転立上げ方法、（２）活性汚泥処理槽での活性汚泥濃度が６０００ｍｇ／Ｌに到達するまではＢＯＤ／ＳＳ負荷を０．０５〜０．２ｋｇＢＯＤ／ｋｇＭＬＳＳ／日に保持しつつろ過速度を上げていくことを特徴とする運転立上げ方法等。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、膜分離活性汚泥処理装置の運転立上げ方法に関する技術分野に属するものであり、より詳細には、活性汚泥処理槽において活性汚泥を含む廃液を固液分離する膜を有する膜分離活性汚泥処理装置の運転立上げ方法に関する技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
微生物の働き（活性汚泥）を利用した廃水処理装置における固液分離（活性汚泥と処理水を分ける）手段として膜分離が利用されている。この方法（膜分離活性汚泥法）においては、既存処理施設の活性汚泥を種汚泥として膜分離活性汚泥処理槽に投入し、運転立上げを行っている。しかしながら、運転立上げ時の活性汚泥は膜分離に適した性状であるとは限らず、通常の活性汚泥と同様の運転方法で運転立上げを行った場合、膜が目詰まりを起こしやすいという問題があった。
【０００３】
このような運転立上げ時の膜の目詰まりを防ぐ方法として、特開２００１−１０４９７８号公報（特許文献１）には、馴養槽を別途設けて、馴養槽で膜分離に適した高濃度活性汚泥を調製し、馴養槽から引き抜いた活性汚泥を膜分離活性汚泥処理槽に投入して運転を開始する方法が示されている。しかしながら、この方法では、馴養槽を設けるためのコストや場所が必要である等の問題があった。
【０００４】
また、特開２００１−８７７９０号公報（特許文献２）には、不織布エレメントまたはフロート式上澄み系外排出ポンプを設置することにより膜分離に適さない汚泥を除去する方法が示されている。しかしながら、この方法においては、不織布エレメントを用いる方法では不織布を定期的に交換しなければならず、フロート式上澄み系外排出ポンプを用いる方法では濁質を系外に排出してしまうなどの問題があった。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１０４９７８号公報
【特許文献２】
特開２００１−８７７９０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこの様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、前記従来技術の場合のような問題点を解消し、膜分離活性汚泥処理装置の運転立上げ時の活性汚泥の性状を良好に保ち、それにより膜の目詰まりを防止することができる膜分離活性汚泥処理装置の運転立上げ方法を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る膜分離活性汚泥処理装置の運転立上げ方法は、請求項１〜５記載の膜分離活性汚泥処理装置の運転立上げ方法（第１発明〜第５発明に係る膜分離活性汚泥処理装置の運転立上げ方法）としており、それは次のような構成としたものである。
【０００８】
即ち、請求項１記載の膜分離活性汚泥処理装置の運転立上げ方法は、活性汚泥処理槽において活性汚泥を含む廃液を固液分離する膜を有する膜分離活性汚泥処理装置の運転立上げ方法であって、活性汚泥処理槽における活性汚泥濃度が６０００ｍｇ／Ｌに到達するまでは膜自身の圧力損失が２０ｋＰａ以下となる状態を保持しつつろ過速度を上げることにより活性汚泥中の微生物を肥大化させることを特徴とする膜分離活性汚泥処理装置の運転立上げ方法である〔第１発明〕。
【０００９】
請求項２記載の膜分離活性汚泥処理装置の運転立上げ方法は、活性汚泥処理槽において活性汚泥を含む廃液を固液分離する膜を有する膜分離活性汚泥処理装置の運転立上げ方法であって、活性汚泥処理槽における活性汚泥濃度が６０００ｍｇ／Ｌに到達するまではＢＯＤ／ＳＳ負荷を０．０５〜０．２ｋｇＢＯＤ／ｋｇＭＬＳＳ／日に保持しつつろ過速度を上げていくことを特徴とする膜分離活性汚泥処理装置の運転立上げ方法である〔第２発明〕。
【００１０】
請求項３記載の膜分離活性汚泥処理装置の運転立上げ方法は、上記活性汚泥処理槽中の溶存酸素濃度を１．０〜５．０ｍｇ／Ｌに保持する請求項２記載の膜分離活性汚泥処理装置の運転立上げ方法である〔第３発明〕。
【００１１】
請求項４記載の膜分離活性汚泥処理装置の運転立上げ方法は、上記活性汚泥処理槽中の活性汚泥のろ紙ろ過量が１０ｍＬ以上となった場合にろ過速度を高めるように制御する請求項２記載の膜分離活性汚泥処理装置の運転立上げ方法である〔第４発明〕。
【００１２】
請求項５記載の膜分離活性汚泥処理装置の運転立上げ方法は、上記活性汚泥処理槽中の活性汚泥が下記（１）〜（３）の条件の少なくとも一つを満足する場合にろ過速度を高めるように制御する請求項２記載の膜分離活性汚泥処理装置の運転立上げ方法である〔第５発明〕。ただし、下記（２）〜（３）の条件において、ＳＶ３０は３０分間静置時の活性汚泥沈殿率、ＳＶ３０上澄み液ＳＳ濃度は３０分間静置時の上澄み液中のＳＳ濃度である。
（１）活性汚泥の粘度が１００ｍＰａ・ｓｅｃ以下
（２）活性汚泥のＳＶ３０が４５％以下
（３）活性汚泥のＳＶ３０上澄み液ＳＳ濃度が２０ｍｇ／Ｌ以下
【００１３】
運転立上げ時には活性汚泥処理槽における活性汚泥濃度が低い。このとき、活性汚泥濃度が特に６０００ｍｇ／Ｌ（リットル）になるまでの間においては、従来技術の場合には汚泥フロック（微生物）が小さく、このため膜の目詰まりを起こす。
【００１４】
これに対し、本発明の第１発明では、活性汚泥処理槽における活性汚泥濃度が６０００ｍｇ／Ｌに到達するまでは膜自身の圧力損失が２０ｋＰａ以下となる状態を保持しつつ濾過（ろ過）速度を上げることにより活性汚泥中の微生物を肥大化させるようにしており、これにより、汚泥フロック（微生物）を膜目よりも大きくすることができ、ひいては、膜の目詰まりを防止することができる。
【００１５】
本発明の第２発明では、活性汚泥処理槽における活性汚泥濃度が６０００ｍｇ／Ｌに到達するまではＢＯＤ／ＳＳ負荷を０．０５〜０．２ｋｇＢＯＤ／ｋｇＭＬＳＳ／日に保持しつつろ過速度を上げていくようにしており、これにより、汚泥フロック（微生物）を肥大化させ（成長させ）、膜目よりも大きくすることができ、ひいては、膜の目詰まりを防止することができる。
【００１６】
上記ＢＯＤ／ＳＳ負荷を０．０５〜０．２ｋｇＢＯＤ／ｋｇＭＬＳＳ／日としているのは、０．０５ｋｇＢＯＤ／ｋｇＭＬＳＳ／日よりも小さくすると、活性汚泥が貧栄養状態となってフロックが解体し、このため汚泥フロック（微生物）の肥大化（馴養）が不充分となり、一方、０．２ｋｇＢＯＤ／ｋｇＭＬＳＳ／日よりも大きくすると、活性汚泥が栄養過多状態となってフロックが分散し、このため汚泥フロック（微生物）の肥大化（馴養）が不充分となり、ひいては膜の目詰まりの防止が不充分となるからである。
【００１７】
なお、上記ＢＯＤ／ＳＳ負荷において、ＢＯＤは生物化学的酸素要求量のことである。ＳＳは活性汚泥処理槽内の被処理水と活性汚泥の混合液中の浮遊物質（懸濁物質ともいう）のことである。また、活性汚泥処理槽内の浮遊物質（ＳＳ）のことを特にＭＬＳＳと呼ぶ。
【００１８】
ＢＯＤ／ＳＳ負荷は、１日あたりの活性汚泥処理槽への流入ＢＯＤ負荷量と活性汚泥処理槽内のＳＳ量との比率のことである。なお、ＢＯＤ／ＳＳ負荷におけるＳＳは、ＭＬＳＳのことを意味する。一方、ＳＳが単独で使用されている場合、そのＳＳは上述のとおり、浮遊物質を意味する。ｋｇＢＯＤ／ｋｇＭＬＳＳ／日は、１日当たりの流入ＢＯＤ量（ｋｇ）とＭＬＳＳ（ｋｇ）との比率のことである。
【００１９】
本発明の第３発明では、上記第２発明の運転立上げ方法において活性汚泥処理槽中の溶存酸素濃度を１．０〜５．０ｍｇ／Ｌに保持する。即ち、活性汚泥処理槽中の溶存酸素（以下、ＤＯともいう）濃度を１．０〜５．０ｍｇ／Ｌの好気状態とするようにしている。そうすることにより、より確実に膜の目詰まりを防止することができる。上記ＤＯ濃度を１．０ｍｇ／Ｌ未満とした場合、活性汚泥への酸素供給量が不足してフロックが分散する傾向があり、ＤＯ濃度を５．０ｍｇ／Ｌ超とした場合、活性汚泥への酸素供給量が過多となり、フロックが解体する傾向がある。
【００２０】
また、本発明の第４発明では、上記第２発明の運転立上げ方法において活性汚泥処理槽中の活性汚泥のろ紙ろ過量が１０ｍＬ以上となった場合にろ過速度を高めるように制御するようにしている。そうすることにより、より確実に膜の目詰まりを防止することができる。上記活性汚泥のろ紙ろ過量が１０ｍＬ未満の場合には、膜の目詰まりを防止することは可能であるが、その確実性が低下する傾向がある。
【００２１】
さらに、本発明の第５発明では、上記第２発明の運転立上げ方法において活性汚泥処理槽中の活性汚泥が下記（１）〜（３）の条件の少なくとも一つを満足する場合にろ過速度を高めるように制御するようにしている。そうすることにより、より確実に膜の目詰まりを防止することができる。なお、下記（２）〜（３）の条件において、ＳＶ３０は３０分間静置時の活性汚泥沈殿率、ＳＶ３０上澄み液ＳＳ濃度は３０分間静置時の上澄み液中のＳＳ濃度である。
（１）活性汚泥の粘度が１００ｍＰａ・ｓｅｃ以下
（２）活性汚泥のＳＶ３０が４５％以下
（３）活性汚泥のＳＶ３０上澄み液ＳＳ濃度が２０ｍｇ／Ｌ以下
【００２２】
上記活性汚泥の粘度が１００ｍＰａ・ｓｅｃ超、ＳＶ３０が４５％超、ＳＶ３０上澄み液ＳＳ濃度が２０ｍｇ／Ｌ超の場合には、膜の目詰まりを防止することは可能であるが、その確実性が低下する傾向がある。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明を実施するための装置の一例を示す。本装置は活性汚泥法により廃水処理を行うものであり、膜分離装置１と散気装置２を備えた活性汚泥処理槽３で廃水を浄化処理するものである。廃水原水は配管４を通って活性汚泥処理槽３に流入し、浄化処理された後、処理水は膜分離装置１で濾過（ろ過）されて配管５に設けたポンプ６によって吸引されて排出される。また、配管７から供給される空気が散気装置２を通って活性汚泥処理槽３に曝気されており、活性汚泥処理槽３は好気状態に保たれている。
【００２４】
膜分離装置１に使用される膜としては、精密膜（ＭＦ膜）、限外ろ過膜（ＵＦ膜）などが一般的であるが、不織布など目の粗い膜上に微生物ケーキ層を形成してろ過を行ういわゆるダイナミックろ過によることもできる。
【００２５】
処理対象廃水を活性汚泥処理槽３に導き、散気装置２で曝気処理を行い、処理水を膜ろ過により系外に取り出しながら活性汚泥を馴養する。なお、馴養とは、汚泥フロック（微生物）を肥大化させる（成長させる）という意味である。かかる馴養に伴い、活性汚泥濃度は徐々に高まっていく。このとき、活性汚泥濃度が６０００ｍｇ／Ｌに到達するまでの間においては、膜自身の圧力損失が２０ｋＰａ以下となる状態を保持しつつろ過速度を上げることにより馴養させる。そうすると、膜の目詰まりを起こし難くなって良好な運転を行うことができる。
【００２６】
上記馴養の際、流入廃水のＢＯＤ濃度、ＭＬＳＳ、膜面積、ろ過速度、槽内液量の関係から、ＢＯＤ／ＳＳ負荷を求めることができる。即ち、下記の式によりＢＯＤ／ＳＳ負荷を求めることができる。なお、下記の式において、ろ過速度（ｍ^３／ｍ^２／日）は、１日当たりの単位膜面積（ｍ^２）当たりのろ過量（ｍ^３）のことである。
【００２７】

【００２８】
このＢＯＤ／ＳＳ負荷が０．０５〜０．２ｋｇＢＯＤ／ｋｇＭＬＳＳ／日の範囲に収まるように、ろ過速度を徐々に上げながら活性汚泥濃度を高めて馴養する運転立上げを行うことにより、膜目詰まりを起こすことなく良好な運転を行うことができる。活性汚泥濃度が低い段階では活性汚泥の汚泥フロック（微生物）が小さいまま多数存在し、膜表面を詰まらせる結果となるため、活性汚泥フロックが膜に適した状態（大きさ）に育つまでの間、最低でも活性汚泥の濃度が６０００ｍｇ／Ｌになるまで、ＢＯＤ／ＳＳ負荷を０．０５〜０．２ｋｇＢＯＤ／ｋｇＭＬＳＳ／日に保つ。最終的に到達させる活性汚泥濃度にもよるが、好ましくは活性汚泥濃度８０００ｍｇ／Ｌ以上、更に好ましくは１００００ｍｇ／Ｌ以上となるまで、ＢＯＤ／ＳＳ負荷を０．０５〜０．２ｋｇＢＯＤ／ｋｇＭＬＳＳ／日に保ちながら濾過（ろ過）速度を上げることが望ましい。
【００２９】
廃水処理において、定常運転時のろ過速度は一般に０．２〜２．０ｍ^３／ｍ^２／日程度である。具体的な運転立ち上げ方法の一例を図２に示す。図２は、定常運転時においてＭＬＳＳが１００００ｍｇ／Ｌの時にろ過速度が１．０ｍ^３／ｍ^２／日となる場合の運転立ち上げ方法を示したものである。図２に示すグラフに沿って段階的にろ過速度を上げる運転を行うことにより、ＢＯＤ／ＳＳ負荷を０．０５〜０．２ｋｇＢＯＤ／ｋｇＭＬＳＳ／日の範囲に保つことができ、膜の目詰まりを防ぐことができる。なお、定常運転時においてＭＬＳＳが１００００ｍｇ／Ｌの時にろ過速度が０．２〜２．０ｍ^３／ｍ^２／日となる場合の運転立ち上げ方法においても、同様に、図２に示すグラフに沿って段階的にろ過速度を上げる運転を行うことにより、膜の目詰まりを防ぐことができる。この例では、ＭＬＳＳ濃度が１０００ｍｇ／Ｌずつ上がるタイミングでろ過速度を上げる運転を行っているが、より細かく制御してもよいし（例えば、５００ｍｇ／Ｌずつ）、より粗くすることもできる（例えば、２０００ｍｇ／Ｌずつ）。また、この際、活性汚泥処理槽のＤＯ濃度（溶存酸素濃度）は１．０〜５．０ｍｇ／Ｌに保持することが望ましい。また、ろ過速度を上げる時に活性汚泥のろ紙ろ過量を測定し、その値が１０ｍＬ以上であればろ過速度を上げる、あるいは、活性汚泥が下記（１）〜（３）の条件の少なくとも一つを満足する場合にろ過速度を上げることにより、より確実に膜目詰まりの防止をすることができる。
【００３０】
（１）活性汚泥の粘度が１００ｍＰａ・ｓｅｃ以下
（２）活性汚泥のＳＶ３０が４５％以下
（３）活性汚泥のＳＶ３０上澄み液ＳＳ濃度が２０ｍｇ／Ｌ以下
【００３１】
上記活性汚泥のろ紙ろ過量の測定は、例えば次のようにして行う。１μｍの孔径を有するろ紙をロートにセットし、５０ｍＬの活性汚泥を投入する。ろ過液が出始めてから５分間ろ過し、ろ過量（ｍＬ）を測定する。このろ過量（ｍＬ）をろ紙ろ過量とする。
【００３２】
上記活性汚泥のＳＶ３０（３０分間静置時の活性汚泥沈殿率）は、次のようにして測定する。活性汚泥を３００ｍｇ／Ｌとなるように調整した後、ここから１Ｌ（１０００ｍＬ）を取って１Ｌ容量メスシリンダーに投入する。この時点から３０分間静置した時の沈殿汚泥の体積（ｍＬ）を測定する。そして、下記式よりＳＶ３０（％）を求める。
【００３３】
ＳＶ３０（％）＝１００×沈殿汚泥の体積（ｍＬ）／１０００（ｍＬ）
【発明の効果】
本発明に係る膜分離活性汚泥処理装置の運転立上げ方法によれば、膜分離活性汚泥処理装置の運転立上げ時の活性汚泥の性状を良好に保ち、それにより膜の目詰まりを防止することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施するための装置の一例の概要を示す模式図である。
【図２】本発明の実施例に係るＭＬＳＳとろ過速度との関係を示す図である。
【符号の説明】
１−−膜分離装置、２−−散気装置、３−−活性汚泥処理槽、４−−配管、５−−配管、６−−ポンプ、７−−配管。

Claims

活性汚泥処理槽において活性汚泥を含む廃液を固液分離する膜を有する膜分離活性汚泥処理装置の運転立上げ方法であって、
活性汚泥処理槽における活性汚泥濃度が６０００ｍｇ／Ｌに到達するまでは膜自身の圧力損失が２０ｋＰａ以下となる状態を保持しつつろ過速度を上げることにより活性汚泥中の微生物を肥大化させることを特徴とする膜分離活性汚泥処理装置の運転立上げ方法。
活性汚泥処理槽において活性汚泥を含む廃液を固液分離する膜を有する膜分離活性汚泥処理装置の運転立上げ方法であって、
活性汚泥処理槽における活性汚泥濃度が６０００ｍｇ／Ｌに到達するまではＢＯＤ／ＳＳ負荷を０．０５〜０．２ｋｇＢＯＤ／ｋｇＭＬＳＳ／日に保持しつつろ過速度を上げていくことを特徴とする膜分離活性汚泥処理装置の運転立上げ方法。
上記活性汚泥処理槽中の溶存酸素濃度を１．０〜５．０ｍｇ／Ｌに保持する請求項２記載の膜分離活性汚泥処理装置の運転立上げ方法。
上記活性汚泥処理槽中の活性汚泥のろ紙ろ過量が１０ｍＬ以上となった場合にろ過速度を高めるように制御する請求項２記載の膜分離活性汚泥処理装置の運転立上げ方法。
上記活性汚泥処理槽中の活性汚泥が下記（１）〜（３）の条件の少なくとも一つを満足する場合にろ過速度を高めるように制御する請求項２記載の膜分離活性汚泥処理装置の運転立上げ方法。
（１）活性汚泥の粘度が１００ｍＰａ・ｓｅｃ以下
（２）活性汚泥のＳＶ３０が４５％以下
（３）活性汚泥のＳＶ３０上澄み液ＳＳ濃度が２０ｍｇ／Ｌ以下
ただし、上記（２）〜（３）の条件において、ＳＶ３０は３０分間静置時の活性汚泥沈殿率、ＳＶ３０上澄み液ＳＳ濃度は３０分間静置時の上澄み液中のＳＳ濃度である。