JP2004283658A - Waste water treatment equipment - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスを含む処理水が流通する流通経路に吸引ポンプを備えた排水処理装置の構築技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば一般家庭等から排出される排水や、産業排水等の処理を行う排水処理装置として、膜濾過装置(濾過膜モジュール)を搭載したものが知られている。この種の排水処理装置では、例えば、膜濾過装置の下流に吸引ポンプが設置されており、被処理水は、吸引ポンプによって吸引され膜濾過装置を通過する際に濾過処理(吸引濾過)されるようになっている(例えば、特許文献1参照。)。また、膜濾過装置の下方にエア供給装置が設けられており、例えば吸引ポンプの停止時にこのエア供給装置から供給されるエア流によって濾過汚泥等が除去され、濾過膜モジュールの膜表面が洗浄されるようになっている。このような排水処理装置は、被処理水を吸引濾過によって効率的に濾過処理するのに有効である。
【0003】
【特許文献1】
特開2000−288543号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のように膜濾過装置を搭載した排水処理装置では、エア供給装置から供給されたエアが膜濾過装置と吸引ポンプとの間の配管(ヘッダー管)等に滞留する場合があり、このような場合に吸引ポンプが起動されると、滞留したエアが吸引ポンプに吸い込まれて噛み込み、吸引ポンプの円滑な作動を妨げるおそれがある。
そこで、本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ガスを含む処理水が流通する流通経路に吸引ポンプを備えた排水処理装置において、吸引ポンプの円滑な運転を可能とするのに有効な技術を提供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、各請求項記載の発明が構成される。これら各請求項に記載の発明は、一般家庭等から排出される排水や、産業排水等の処理を行うものであって、エア等のガスを含む処理水が流通する流通経路に吸引ポンプを備えた排水処理装置について広く適用される技術である。
【0006】
(請求項1に記載の発明)
請求項1に記載の排水処理装置では、流通経路に少なくとも吸引ポンプおよび貯留部が設けられている。
流通経路は、エア等のガスを含む処理水(所定の処理がなされる前の被処理水や、所定の処理がなされた後の処理水)が流通ないし滞留可能な経路として規定される。本発明でいう「ガス」とは、ばっ気処理等で供給されたエアや、排水(汚水)を処理する過程で生成する各種のガスを広く含むものである。吸引ポンプは、この流通経路において処理水を吸引可能な構成を有するものであり、処理水を上流領域から下流領域へ移送する場合や、下流領域から上流領域へ循環させる場合などに用いる。本発明でいう「吸引ポンプ」としては、ポンプ本体が槽外に配置される構成のものや、ポンプ本体が水中に配置される構成の水中ポンプなどがある。
【0007】
本発明では、流通経路に貯留部が設けられている。この貯留部は、処理水を気液分離状態で貯留可能な構成を有する。従って、気液分離された水が貯留部の下部領域に滞留し、気液分離されたガスが貯留部の上部領域に滞留することとなる。なお、この貯留部は、他の気液分離手段によって気液分離状態となったあとの水およびガスを貯留する貯留機能のみを有する構成であってもよいし、あるいはこの貯留機能に加えて処理水を気液分離する気液分離機能をも有する構成であってもよい。例えば、流通経路に、処理水を気液分離して気液分離状態の水およびガスを貯留可能な構成の容器、具体的には縦長状に配置されその流路径が十分に広い容器を設置する。これにより、容器へ流入した処理水中のガスは、容器内を移動する過程でその浮力によって水中を上昇し気液界面を形成することとなる。このような構成の貯留部は、気液分離機能と貯留機能の両機能を有する。
【0008】
また、この貯留部に吸引ポンプの吸引側(吸入側)が接続されており、貯留部は吸引ポンプによる吸入作用が及ぶ範囲に設けられている。なお、本発明でいう「吸引ポンプによる吸入作用が及ぶ範囲に設けられた貯留部」とは、閉じた系において吸引ポンプの吸引側と貯留部とが互いに接続された態様が典型的な例である。このような構成の貯留部において、気液分離状態が形成された状態で吸引ポンプによる吸引力が作用したとしても、気液分離された水が吸引ポンプの吸引力によって移送されるのみで、多量のガスが水と混合された状態で下流側へ移送され吸引ポンプによって吸引されるのを極力阻止することが可能となる。
【0009】
例えば、ばっ気処理等によって供給されたエアが処理水中に残存する系では、その下流に吸引ポンプを配置する場合に吸引ポンプにエアが噛み込み、キャビテーション等により吸引ポンプの円滑な作動が妨げられるおそれがある。そこで、本発明の如く、吸引ポンプによる吸引作用が及ぶ範囲に前記構成の貯留部を設けることで、エアが吸引ポンプ側へ移動しにくい構成とすることができ、ガスが水と混合された状態で吸引ポンプによって吸引されるのを極力阻止することができる。
【0010】
(請求項2に記載の発明)
また、請求項2に記載の排水処理装置は、請求項1に記載の構成において、更にガス排出手段を備えている。このガス排出手段は、貯留部に滞留したガスを系外、典型的には排水処理装置外へ排出可能な構成を有する。例えば、貯留部にガス排出用の配管を接続した構成や、このガス排出用の配管に更に開閉用のバルブやガス吸引用のブロワを設置した構成等を用いることができる。これにより、貯留部に滞留したガスを系外へ排出することができ、ガスが水と混合された状態で吸引ポンプによって吸引されるのをより確実に防止することが可能となる。また、ガス排出手段を介して貯留部からガスを排出する構成とすることで、貯留部の容量を必要限度に抑えることができ、装置のコンパクト化を図ることが可能となる。
【0011】
(請求項3に記載の発明)
また、請求項3に記載の排水処理装置は、請求項1または2に記載の構成において、更に貯留部の上流に膜濾過装置およびエア供給手段を備えている。
膜濾過装置は、例えば平膜モジュールや、中空状糸膜を用いたキャピラリーモジュール等によって構成することができる。被処理水がこの膜濾過装置を通過することで汚泥等の固形物が濾過処理されることとなる。本発明では、この膜濾過装置を通過する被処理水に対し吸引ポンプの吸引力が作用するようになっている。すなわち、本発明の排水処理装置では、膜濾過装置と吸引ポンプとの協働によって被処理水の吸引濾過がなされる。この吸引濾過によって、被処理水中の汚泥等が濾過され膜濾過装置の膜表面に付着する。また、被処理水は吸引ポンプの吸引力によって膜濾過装置から貯留部へ移送されることとなる。
【0012】
エア供給手段は、膜濾過装置へエアを供給する構成を有する。このエア供給手段は、例えばエア供給用の配管にブロワの吐出側を接続することで構成される。このエア供給手段によって供給されたエアは、例えば吸引濾過によって膜濾過装置の膜表面に付着した汚泥等の洗浄を行うのに用いることができる。また、このエア供給手段を、ばっ気処理用のエアを供給する手段として兼用することもできる。
膜濾過装置および吸引ポンプを用いて吸引濾過を行う構成において膜濾過装置にエアを供給する場合に、吸引濾過の過程でエアが吸引ポンプによって吸引されて噛み込み、吸引ポンプの円滑な作動を妨げるおそれがあるが、本発明は、このような構成の排水処理装置に特に有効である。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の排水処理装置の一実施の形態を図面を参照しながら説明する。ここで、図1は本実施の形態の排水処理装置100の構成を示す図である。図2は、図1中のばっ気・濾過槽200の構成を示す図である。
【0014】
図1に示すように、排水処理装置100(浄化槽)は、排水処理工程の順に対応して上流側(図1の左側)から、前処理槽110、ばっ気・濾過槽200、消毒槽120、放流ポンプ槽130を備えている。これら各槽は、排水処理装置100を構成する1つの槽状体101に内蔵されている。本実施の形態では、排水処理装置100へ流入した排水(汚水)は、槽状体101の内部に形成された流通経路を流通する過程で連続的に種々の処理がなされたのちに放流されるようになっている。
【0015】
前処理槽110では、例えば装置外から流入した排水(汚水)の流量を調整する処理や、排水中に含まれる夾雑物や油分などを分離する処理等が行われる。ばっ気・濾過槽200では、排水にエア(空気)を付与することにより排水中にエアを溶け込ませ、また槽内に適度な水流(旋回流)を作ることにより排水のばっ気処理が行われる。このばっ気処理により槽内に汚泥等の固形物が生成する。ばっ気処理によって生成した汚泥等は、膜濾過装置210によって分離されて排水処理装置100外(系外)へ排出されるようになっている。一方、膜濾過装置210で汚泥が分離・除去されたあとの水は消毒槽120へ送られ、消毒槽120において消毒剤によって消毒処理される。消毒槽120で消毒処理された水は、一旦放流ポンプ槽130に貯留されたのち、放流ポンプによって排水処理装置100外(系外)へ放流される。
【0016】
ばっ気・濾過槽200は、図2に示すように、膜濾過装置210、エア供給装置220、分離装置230、吸引ポンプ240、制御装置250等によって構成されている。
【0017】
膜濾過装置210は、被処理水が流通する流通経路に濾過膜モジュールMを内蔵した構成になっている。この濾過膜モジュールMは、例えば平膜を用いた平膜モジュールや、中空状糸膜を用いたキャピラリーモジュール等によって構成される。この濾過膜モジュールMの膜表面には、ばっ気処理によって生成する汚泥(汚れ)の成分よりもサイズの小さい孔が形成されており、この孔を通過した透過水(汚泥以外の水)は第1移送管211を通じて分離装置230へ移送されるようになっている。
【0018】
エア供給装置220は、例えば多数のエア供給孔を有するエア供給管221にブロワ222を接続することによって構成されている。このブロワ222が運転されると、エア供給管221のエア供給孔を通じて槽内へエアが供給される。例えば、通常運転時にこのブロワ222が運転されることで被処理水のばっ気処理が行われる。また、例えば、洗浄運転時にこのブロワ222が運転されることで濾過膜モジュールMにエア流が付与され、濾過処理によって濾過膜モジュールMの膜表面に付着した汚泥等の除去が行われる。このように、本実施の形態のエア供給装置220は、ばっ気処理のためのエア供給機能と、濾過膜モジュールMの洗浄のためのエア流付与機能の両機能を有する。なお、このエア供給装置220等によって本発明におけるエア供給手段が構成されている。
【0019】
分離装置230は気液分離室231を備え、この気液分離室231に前記の第1移送管211、第2移送管234、ガス排出管235が接続された構成になっている。
【0020】
気液分離室231は、例えば円筒管を縦長状に配置した構成、本実施の形態では、例えば流路径(流路断面に関する径)が十分に広い円筒管を縦長状に配置した構成になっている。この気液分離室231は、縦方向(上下方向)の流路を形成する。この気液分離室231が、本発明における「吸引ポンプによる吸入作用が及ぶ範囲に設けられた貯留部」に対応している。なお、ここでいう「流路径が十分に広い円筒管」とは、その円筒管の径(流路径)がその前後における流通経路の流路径に比して大きいような態様が典型的な例である。このような構成によれば、気液分離室231内の流路の方向が、ガスと水とが分離する方向(気液分離方向)と合致するため気液分離を合理的に行うことが可能となる。また、気液分離室231内の流路が上下方向へ延びる構成ゆえ、気液分離に有効な滞留時間を増やすのに効果的である。更には、気液分離室231内へ流入した水(流入水)は、その流路径が拡張されることで流速が低減され、しかも気液分離室231の出口側で流路径が絞られることにより、気液分離室231内は水が滞留し易い(滞留時間が増加された)状態となる。このような状態は、水中に含まれるガス(エアを主体とするガス)を水側から分離するのに有効な状態であり、ガスを含む流入水は水側から効果的に気液分離され、気液分離された水は気液分離室231内の下側に水滞留部232を形成して滞留する。一方、水中に含まれたガスは、室内を下降する過程で浮力によって水滞留部232を上昇し室内の上側にガス滞留部233を形成して滞留する。このような構成は、吸引ポンプ240におけるキャビテーションの抑制に特に有効である。
なお、この気液分離室231の流路長さ、流路径、容積等は、排水の処理条件、気液分離状態等を勘案して適宜設定することができる。
【0021】
第1移送管211は、その出口部が例えば気液分離室231の側部に接続されており、膜濾過装置210(濾過膜モジュールM)を通過した透過水を気液分離室231へ導入する経路を形成する。また、この第1移送管211は、気液分離室231の上端よりも低い位置に配置される構成になっている。これにより、第1移送管211にガスが滞留するのを防止することができる。
また、本実施の形態では、この第1移送管211は、気液分離室231との接続箇所が水平方向に配置されている。すなわち、第1移送管211内の流路の方向と、気液分離室231内の流路の方向とが交差する配置になっている。これにより、膜濾過装置210を通過した透過水は、水平方向の速度成分をもって気液分離室231内へ流入したのち、流路の方向が変えられて気液分離室231内を上方から下方へと流通することとなる。このとき、流路の方向が変わることで気液分離室231内へ流入した水(流入水)の流速が低下する。このような構成によれば、流路方向を変える効果と、流路径を拡張する効果との相乗作用により、吸引ポンプ240におけるキャビテーションをより確実に抑制することができる。
第2移送管234は、その入口部が例えば気液分離室231の底部に接続されており、水滞留部232に滞留した水を吸引ポンプ240側へ導出する経路を形成する。
【0022】
ガス排出管235は、その入口部が例えば気液分離室231の上部に接続されており、ガス滞留部233に滞留したガスを排水処理装置100外(系外)へ排出する経路を形成する。このガス排出管235は、上下方向に延在する構成であるのが好ましい。このような構成によれば、ガスの排出方向が、気液分離室231内を上下方向へ移動するガスの流れ方向と合致するため、合理的なガスの排出が可能となる。
また、このガス排出管235には、その経路を開閉可能な開閉弁236が設置されている。この開閉弁236は、例えば、ガス滞留部233からガスを排出するタイミングで開放される。この開閉弁236は、気液分離室231の圧力に基づいて開閉される構成であってもよい。なお、これらガス排出管235および開閉弁236等によって、本発明におけるガス排出手段が構成されている。
【0023】
吸引ポンプ240は、処理水が流通する閉じた流通経路に設置されており、その吸引側(吸入側)が第2移送管234に接続されている。また、この吸引ポンプ240は、膜濾過装置210によって処理される被処理水に対し吸引力を作用させることが可能な吸引能力を有する。吸引ポンプ240が運転されると、膜濾過装置210から吸引ポンプ240へ至る閉じた系に吸引力が作用する。これにより、被処理水が膜濾過装置210内を移動して濾過処理が開始され、また、この濾過処理によって膜濾過装置210内を通過した水は、第1移送管211を通じて気液分離室231へ移送される。また、気液分離室231の水滞留部232に滞留した水は、この吸引ポンプ240の吸引力によって吸引され、消毒槽120へ向けて吐出される。すなわち、本実施の形態の吸引ポンプ240は、膜濾過装置210内を通過する被処理水に対し吸引作用を付与する機能と、水滞留部232に滞留した水を移送する機能の両機能を有する。
【0024】
制御装置250は、排水処理装置100を構成する各種の機器の制御を行う構成を有する。ばっ気・濾過槽200に関する構成では、ブロワ222、開閉弁236、吸引ポンプ240等が制御装置250と電気的に接続されており、これら各機器の制御が制御装置250によって行われるようになっている。なお、開閉弁236は制御装置250によって制御されない構成、例えば点検時等に手動で開放されるような構成であってもよい。
【0025】
次に、上記構成のばっ気・濾過槽200における処理について説明する。
例えば、通常運転においてブロワ222の運転が開始されると、エア供給管221のエア供給孔を通じてばっ気・濾過槽200内へエアが供給され、ばっ気処理が開始される。また、吸引ポンプ240の運転が開始されることで、膜濾過装置210(濾過膜モジュールM)による吸引濾過が開始される。この吸引濾過により濾過膜モジュールMを通過しない汚泥等は膜表面に付着する。一方、濾過膜モジュールMを通過した透過水は、エアを主体とするガスを含んだ状態で吸引ポンプ240の吸引作用によって吸引され、第1移送管211を通じて気液分離室231へ移流する。気液分離室231では、ガスを含む流入水が気液分離され、気液分離された水が水滞留部232を形成し、気液分離されたガスがガス滞留部233を形成する。水滞留部232に滞留した水は、第2移送管234および吸引ポンプ240を介して消毒槽120へ移送される。
【0026】
例えば、膜濾過装置210の洗浄処理を行うのに適した時期になると洗浄運転を行う。この洗浄運転では、吸引ポンプ240の運転を停止する一方、エア供給管221から供給されるエアを通常運転時よりも増加させる。例えば、膜濾過装置210の洗浄時期を検出することが可能な計器類、例えば差圧計や圧力計を用い、この計器類による検出情報に基づいてエア供給量を調節する構成を用いる。これにより、通常運転から洗浄運転への切り替えを自動で行う構成が可能となる。この洗浄運転では、エア供給管221から供給されたエアのエア流が濾過膜モジュールMに効果的に作用し、膜表面に付着した汚泥等を剥離させることができる。膜表面から剥離したこの汚泥等を含む水は、例えばポンプ等の排出手段(図示省略)によって系外(排水処理装置100外ないし別の処理系)へ排出される。
【0027】
以上のように、上記実施の形態によれば、吸引ポンプ240による吸引作用が及ぶ範囲に気液分離室231を設けることで、ガスが吸引ポンプ240側へ移動しにくい構成とすることができ、ガスが水と混合された状態で吸引ポンプ240によって吸引されるのを極力阻止することができる。本実施の形態の気液分離室231のような構成を具備していない場合は、系内に滞留したガスが吸引ポンプに噛み込み、キャビテーション等により吸引ポンプの円滑な作動が妨げられるおそれがあるが、吸引ポンプ240による吸引作用が及ぶ範囲に気液分離室231を設けることでこのような問題を解消することが可能となる。
また、本実施の形態では、気液分離室231に滞留したガスをガス排出管235を通じて排水処理装置100外へ排出する構成としたため、ガスが水と混合された状態で吸引ポンプ240によって吸引されるのをより確実に防止することが可能となる。また、ガス排出管235を設けることで、気液分離室231の容量を必要限度に抑えることができ、装置のコンパクト化を図ることができる。
【0028】
〔他の実施の形態〕
なお、本発明は上記の実施の形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実施することもできる。
【0029】
本発明は、少なくともガスを含む処理水の流通経路に吸引ポンプを備えた構成の排水処理装置に適用し得る。上記実施の形態では、膜濾過装置210を備えた排水処理装置100について記載したが、例えばこのような膜濾過装置を具備していない構成の排水処理装置に本発明を適用することができる。
【0030】
ここで、図3を参照しながら他の実施の形態の排水処理装置300の構成を説明する。なお、図3中の要素のうち、図2に示す要素と同一の要素には同一の符号を付している。
図3に示す排水処理装置300は、ばっ気槽310と濾過処理槽320との間に、分離装置230および吸引ポンプ240が配置された構成になっている。ばっ気槽310では、エア供給装置220から供給されたエアによってばっ気処理が行われる。ばっ気処理された水は分離装置230へ移流し、気液分離された状態で気液分離室231に貯留される。気液分離室231に貯留された水は、吸引ポンプ240によって吸引されて濾過処理槽320へ向けて吐出される。すなわち、この実施の形態での吸引ポンプ240は、単に移送用として用いられるものである。濾過処理槽320は、濾過用の担体や膜などを用いて構成された濾材322を備えており、ばっ気処理によって生成した汚泥等をこの濾材322によって濾過処理する構成になっている。このような構成によっても、吸引ポンプ240による吸引作用が及ぶ範囲に気液分離室231を設けることで、ガスが吸引ポンプ240側へ移動するのを防止することが可能となる。
また、エア等のガスが積極的に系内へ供給される構成でなくても、排水の処理過程で各種のガスが生成されるような構成の排水処理装置であれば、本発明を適用することができる。
【0031】
また、上記実施の形態では、吸引濾過を行うばっ気・濾過槽200について記載したが、水頭差を用いて濾過処理を行う構成を有する排水処理装置に本発明を適用することができる。この構成において本発明でいう吸引ポンプは、単に移送用として用いる。
【0032】
また、上記実施の形態では、気液分離室231が気液分離機能と貯留機能の両機能を有する場合について記載したが、気液分離機能を切り離した構成を用いてもよい。例えば、気液分離手段を別途設け、この気液分離手段によって気液分離状態となったあとの水およびガスを気液分離室に貯留するように構成することができる。
【0033】
なお、以上説明してきた実施の形態や種々の変更例の記載に基づいた場合、本発明では以下の構成を採り得る。
すなわち、本発明では、「ガスを含む処理水が流通する流通経路と、この流通経路において処理水に含まれるガスを分離する分離手段と、この分離手段の下流に配置されてガス分離後の水を吸引可能な吸引ポンプとを有する排水処理装置であって、前記流通経路のうち前記吸引ポンプによる吸入作用が及ぶ範囲に、処理水を気液分離状態で貯留可能な貯留部を設けた構成であることを特徴とする排水処理装置。」という構成(第1の態様)が考えられる。このような第1の態様によっても、請求項1に記載の発明と同様に、処理水中のガスが吸引ポンプに吸引されるのを防止することができるという作用効果を奏する。
【0034】
また、本発明では、「請求項1に記載した排水処理装置であって、貯留部は、その流路径が前後の流路径よりも拡張された構成であることを特徴とする排水処理装置。」という構成(第2の態様)が考えられる。このような第2の態様によれば、貯留室内へ流入した流入水は、その流路径が拡張されることで流速が低減され、しかも一旦拡張された流路径が貯留室の出口側で絞られることにより、貯留室内に流入水が滞留し易い(滞留時間が増加された)状態となる。すなわち、貯留部は流入水の滞留に有効な室を形成する。このような状態は、流入水中に含まれるガスを気液分離によって水側から分離するのに効果的である。
【0035】
更に、本発明では、「請求項1に記載した排水処理装置であって、貯留部は、上下方向の流路を形成する構成であり、この上下方向と交差する方向から前記貯留部の流路へ流入水が流入するように構成されていることを特徴とする排水処理装置。」という構成(第3の態様)が考えられる。ここでいう「交差」とは、上下方向と水平方向との組み合わせによる直交の態様(交差角度が90度)が典型的なものであるが、互いに交わる関係であれば交差角度等は種々変更可能である。この交差角度は、流入水の初期流入速度、所望のポンプ効率等に応じて適宜設定することができる。例えば、流れを抑制しにくい交差角度を選択することで、流れの抵抗を減らしてポンプ効率の低下を抑えることが可能となる。このような第3の態様によれば、貯留部内の流路の方向が、ガスと水とが分離する方向(気液分離方向)と合致するため気液分離を合理的に行うことが可能となる。また、貯留室内の流路が上下方向へ延びる構成ゆえ、気液分離に有効な滞留時間を増やすのに効果的である。また、気液分離に際し、流入水の流路方向を変える効果により、吸引ポンプにおけるキャビテーションをより確実に抑制することができる。
【0036】
また、上記第2の態様および第3の態様を包括的に勘案した場合、「流通経路のうち吸引ポンプによる吸入作用が及ぶ範囲に、ガスを含む処理水の気液分離を促進する気液分離促進手段を備えた構成」が抽出可能である。この「気液分離促進手段」は、前記のように処理水の流路径を拡張する構成、流路の方向を変更する構成、またこれらを組み合わせた構成等によって実現することが可能である。
【0037】
更に、本発明では、「請求項2に記載した排水処理装置であって、貯留部は、上下方向の流路を形成する構成であり、この上下方向に沿った方向へガス排出手段の排出経路が形成されていることを特徴とする排水処理装置。」という構成(第4の態様)が考えられる。このような第4の態様によれば、ガスの排出方向が、貯留室内を上下方向へ移動するガスの流れ方向と合致するため、合理的なガスの排出が可能となる。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ガスを含む処理水が流通する流通経路に吸引ポンプを備えた排水処理装置において、処理水中のガスが吸引ポンプに吸引されるのを防止して円滑な運転を行うことができることとなった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態の排水処理装置100の構成を示す図である。
【図2】図1中のばっ気・濾過槽200の構成を示す図である。
【図3】別の実施の形態の排水処理装置300の構成を示す図である。
【符号の説明】
100…排水処理装置
200…ばっ気・濾過槽
210…膜濾過装置
220…エア供給装置
221…エア供給管
222…ブロワ
230…分離装置
231…気液分離室
232…水滞留部
233…ガス滞留部
235…ガス排出管
236…開閉弁
240…吸引ポンプ
250…制御装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a technology for constructing a wastewater treatment apparatus provided with a suction pump in a flow path through which treated water containing gas flows.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART Conventionally, as a wastewater treatment device for treating wastewater discharged from a general household or the like, or industrial wastewater, a device equipped with a membrane filtration device (filtration membrane module) is known. In this type of wastewater treatment device, for example, a suction pump is installed downstream of the membrane filtration device, and the water to be treated is suctioned by the suction pump and filtered (suction filtration) when passing through the membrane filtration device. (For example, refer to Patent Document 1). Further, an air supply device is provided below the membrane filtration device. For example, when the suction pump is stopped, an air flow supplied from the air supply device removes filtration sludge and the like, and cleans the membrane surface of the filtration membrane module. It has become so. Such a wastewater treatment device is effective for efficiently filtering the water to be treated by suction filtration.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2000-288543 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-mentioned conventional wastewater treatment apparatus equipped with a membrane filtration device, the air supplied from the air supply device may stay in a pipe (header tube) or the like between the membrane filtration device and the suction pump. In such a case, when the suction pump is started, the staying air may be sucked into the suction pump and bitten, thereby hindering the smooth operation of the suction pump.
In view of the above, the present invention has been made in view of the above points, and in a wastewater treatment apparatus provided with a suction pump in a circulation path through which treated water containing gas flows, it is necessary to enable a smooth operation of the suction pump. It is an object to provide effective technology.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention described in each claim is configured. The invention described in each of these claims is for treating wastewater discharged from general households and the like, industrial wastewater and the like, and is provided with a suction pump in a distribution path through which treated water containing gas such as air flows. This technology is widely applied to wastewater treatment equipment.
[0006]
(Invention of claim 1)
In the wastewater treatment apparatus according to the first aspect, at least a suction pump and a storage unit are provided in the distribution channel.
The circulation path is defined as a path through which treated water containing gas such as air (water to be treated before being subjected to a predetermined treatment or treated water after being subjected to a prescribed treatment) can circulate or stay. The “gas” in the present invention broadly includes air supplied in aeration treatment or the like and various gases generated in the process of treating wastewater (sewage). The suction pump has a configuration capable of sucking the treated water in this circulation path, and is used when transferring the treated water from the upstream region to the downstream region, or when circulating the treated water from the downstream region to the upstream region. Examples of the “suction pump” in the present invention include a configuration in which the pump main body is disposed outside the tank and a submersible pump in which the pump main body is disposed in water.
[0007]
In the present invention, the storage section is provided in the distribution channel. This storage unit has a configuration capable of storing the treated water in a gas-liquid separation state. Therefore, the gas-liquid separated water stays in the lower region of the storage unit, and the gas-liquid separated gas stays in the upper region of the storage unit. The storage unit may have only a storage function of storing water and gas after being in a gas-liquid separation state by another gas-liquid separation unit, or may have a processing function in addition to the storage function. A configuration that also has a gas-liquid separation function of separating water from gas and liquid may be used. For example, a container configured to store water and gas in a gas-liquid separated state by gas-liquid separation of the treated water, specifically, a container arranged in a vertically long shape and having a sufficiently large channel diameter is installed in the distribution channel. . Thus, the gas in the treated water flowing into the container rises in the water due to its buoyancy in the process of moving inside the container, and forms a gas-liquid interface. The storage unit having such a configuration has both a gas-liquid separation function and a storage function.
[0008]
Further, the suction side (suction side) of the suction pump is connected to the storage section, and the storage section is provided in a range where the suction action of the suction pump can reach. The “storage provided in a range where the suction action of the suction pump can reach” in the present invention is a typical example in which the suction side of the suction pump and the storage are connected to each other in a closed system. is there. In the storage unit having such a configuration, even if the suction force by the suction pump acts in a state where the gas-liquid separation state is formed, the water separated by the gas and liquid is only transferred by the suction force of the suction pump, and a large amount of water is transferred. It is possible to minimize the transfer of the gas mixed with water to the downstream side and suction by the suction pump.
[0009]
For example, in a system in which air supplied by aeration treatment or the like remains in the treated water, when the suction pump is disposed downstream thereof, the air is caught in the suction pump, and the smooth operation of the suction pump is hindered by cavitation and the like. There is a risk. Therefore, as in the present invention, by providing the storage portion having the above-described configuration in a range where the suction action of the suction pump can reach, it is possible to make it difficult for the air to move to the suction pump side, and the gas is mixed with water. Thus, the suction by the suction pump can be prevented as much as possible.
[0010]
(Invention of claim 2)
The wastewater treatment apparatus according to a second aspect is the same as the first aspect, further including a gas discharge unit. The gas discharging means has a configuration capable of discharging the gas retained in the storage section out of the system, typically outside the wastewater treatment device. For example, a configuration in which a gas discharging pipe is connected to the storage section, a configuration in which an opening / closing valve and a gas suction blower are further provided in the gas discharging pipe, and the like can be used. This allows the gas retained in the storage unit to be discharged out of the system, and it is possible to more reliably prevent the gas mixed with water from being sucked by the suction pump. In addition, by adopting a configuration in which gas is discharged from the storage unit via the gas discharging unit, the capacity of the storage unit can be suppressed to a necessary limit, and the apparatus can be made compact.
[0011]
(Invention of claim 3)
Further, the wastewater treatment device according to claim 3 is the same as the structure according to claim 1 or 2, further including a membrane filtration device and an air supply unit upstream of the storage unit.
The membrane filtration device can be constituted by, for example, a flat membrane module or a capillary module using a hollow fiber membrane. When the water to be treated passes through the membrane filtration device, solid matter such as sludge is filtered. In the present invention, the suction force of the suction pump acts on the water to be treated passing through the membrane filtration device. That is, in the wastewater treatment device of the present invention, the suction filtration of the water to be treated is performed by the cooperation of the membrane filtration device and the suction pump. By this suction filtration, sludge and the like in the water to be treated are filtered and adhere to the membrane surface of the membrane filtration device. Further, the water to be treated is transferred from the membrane filtration device to the storage unit by the suction force of the suction pump.
[0012]
The air supply means has a configuration for supplying air to the membrane filtration device. This air supply means is configured by, for example, connecting the discharge side of a blower to a pipe for air supply. The air supplied by the air supply means can be used for cleaning sludge and the like adhering to the membrane surface of the membrane filtration device by, for example, suction filtration. Further, this air supply means may be used also as a means for supplying air for aeration processing.
When air is supplied to the membrane filtration device in a configuration in which the suction filtration is performed using the membrane filtration device and the suction pump, the air is sucked by the suction pump and bites in the process of the suction filtration to hinder the smooth operation of the suction pump. Although there is a possibility, the present invention is particularly effective for a wastewater treatment apparatus having such a configuration.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the wastewater treatment apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a
[0014]
As shown in FIG. 1, the wastewater treatment apparatus 100 (purification tank) includes a
[0015]
In the
[0016]
As shown in FIG. 2, the aeration /
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
The gas-
The flow path length, flow path diameter, volume, and the like of the gas-
[0021]
The
Further, in the present embodiment, the connection point of the
The
[0022]
The
The
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
Next, processing in the aeration /
For example, when the operation of the
[0026]
For example, the cleaning operation is performed at a time suitable for performing the cleaning process of the
[0027]
As described above, according to the above-described embodiment, by providing the gas-
Further, in the present embodiment, since the gas retained in the gas-
[0028]
[Other embodiments]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various applications and modifications are conceivable. For example, each of the following embodiments to which the above embodiment is applied can be implemented.
[0029]
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to a wastewater treatment apparatus having a configuration in which a suction pump is provided in a flow path of treated water containing at least gas. In the above-described embodiment, the
[0030]
Here, the configuration of a
The
Further, the present invention is applicable to any wastewater treatment apparatus having a configuration in which various gases are generated in the process of treating wastewater, even if the gas such as air is not actively supplied to the system. be able to.
[0031]
Further, in the above embodiment, the aeration /
[0032]
In the above embodiment, the case where the gas-
[0033]
In addition, based on the description of the embodiment and the various modifications described above, the present invention can employ the following configurations.
That is, in the present invention, "a distribution path through which treated water containing gas flows, separation means for separating gas contained in treated water in this distribution path, and water after gas separation which is arranged downstream of the separation means. A wastewater treatment apparatus having a suction pump capable of sucking water, wherein a storage portion capable of storing the treated water in a gas-liquid separation state is provided in a range of the circulation path to which the suction action by the suction pump is applied. (A first aspect). " According to the first aspect, similarly to the first aspect of the invention, there is an effect that the gas in the treated water can be prevented from being sucked into the suction pump.
[0034]
Further, in the present invention, “the wastewater treatment apparatus according to claim 1, wherein the storage unit has a configuration in which the flow path diameter is larger than the front and rear flow path diameters.” (Second embodiment) is conceivable. According to the second aspect, the flow rate of the inflow water flowing into the storage chamber is reduced by expanding the flow path diameter, and the expanded flow path diameter is reduced at the outlet side of the storage chamber. As a result, the inflow water is likely to stay in the storage chamber (retention time is increased). That is, the storage section forms a chamber effective for retaining the inflow water. Such a state is effective for separating gas contained in the inflow water from the water side by gas-liquid separation.
[0035]
Further, according to the present invention, in the wastewater treatment apparatus according to claim 1, the storage section is configured to form a vertical flow path, and the storage section has a flow path that intersects the vertical direction. Wastewater treatment apparatus characterized in that inflow water flows into the wastewater treatment apparatus "(third embodiment). The “intersection” here is typically an orthogonal aspect (intersection angle of 90 degrees) by a combination of the vertical direction and the horizontal direction, but the intersection angle and the like can be variously changed as long as they intersect each other. It is. This crossing angle can be appropriately set according to the initial inflow speed of the inflow water, the desired pump efficiency, and the like. For example, by selecting an intersection angle at which it is difficult to suppress the flow, it becomes possible to reduce the resistance of the flow and suppress a decrease in pump efficiency. According to the third aspect, since the direction of the flow path in the storage unit matches the direction in which gas and water are separated (gas-liquid separation direction), gas-liquid separation can be performed rationally. Become. In addition, since the flow path in the storage chamber extends in the vertical direction, it is effective to increase the residence time effective for gas-liquid separation. Further, at the time of gas-liquid separation, cavitation in the suction pump can be suppressed more reliably by the effect of changing the flow direction of the inflow water.
[0036]
In addition, when the above-described second and third aspects are comprehensively considered, “gas-liquid separation that promotes gas-liquid separation of treated water containing gas within a range in which the suction action of the suction pump in the distribution channel is affected. A configuration with a promotion means "can be extracted. The "gas-liquid separation promoting means" can be realized by a configuration for expanding the flow path diameter of the treated water, a configuration for changing the direction of the flow path, or a configuration combining these, as described above.
[0037]
Further, according to the present invention, in the wastewater treatment apparatus according to claim 2, the storage section is configured to form a vertical flow path, and the discharge path of the gas discharge means extends in the vertical direction. (A fourth aspect). " According to the fourth aspect, the gas discharge direction coincides with the gas flow direction moving in the storage chamber in the up-down direction, so that reasonable gas discharge is possible.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a wastewater treatment apparatus provided with a suction pump in a flow path through which treated water containing gas flows, the gas in the treated water is prevented from being sucked by the suction pump and smoothly. Driving can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an aeration /
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a
[Explanation of symbols]
100 ... wastewater treatment equipment
200 ... Aeration / filtration tank
210 ... membrane filtration device
220 ... Air supply device
221 Air supply pipe
222 ... Blower
230 ... separation device
231 ... gas-liquid separation chamber
232 ... water retention section
233 ... gas retention section
235 ... Gas discharge pipe
236 ... On-off valve
240 ... Suction pump
250 ... Control device
Claims (3)
前記流通経路のうち前記吸引ポンプによる吸入作用が及ぶ範囲に、処理水を気液分離状態で貯留可能な貯留部を設けた構成であることを特徴とする排水処理装置。A wastewater treatment apparatus having a circulation path through which the treated water containing gas flows, and a suction pump capable of sucking the treated water in the circulation path,
A wastewater treatment apparatus having a configuration in which a storage portion capable of storing treated water in a gas-liquid separation state is provided in a range where the suction action of the suction pump extends in the circulation path.
前記貯留部に滞留したガスを排水装置外へ排出可能とするガス排出手段を備えていることを特徴とする排水処理装置。The wastewater treatment device according to claim 1,
A wastewater treatment apparatus comprising a gas discharging means for discharging gas retained in the storage section to the outside of the drainage device.
前記貯留部の上流に配置された膜濾過装置と、この膜濾過装置にエアを供給可能なエア供給手段とを備え、
前記吸引ポンプは、前記膜濾過装置によって濾過処理される被処理水に対し吸引力を作用させ、これにより当該被処理水を前記膜濾過装置から前記貯留部へと移送する構成であることを特徴とする排水処理装置。The drainage treatment device according to claim 1 or 2,
A membrane filtration device disposed upstream of the storage unit, and an air supply unit capable of supplying air to the membrane filtration device,
The suction pump is configured to apply a suction force to water to be treated that is filtered by the membrane filtration device, thereby transferring the water to be treated from the membrane filtration device to the storage unit. And wastewater treatment equipment.
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WO2013146013A1 (en) * | 2012-03-29 | 2013-10-03 | 株式会社クボタ | System and method for treating anaerobic treatment solution |
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- 2003-03-19 JP JP2003075970A patent/JP2004283658A/en active Pending
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