JP2004358411A - Membrane separation unit for activated sludge treatment system - Google Patents

Membrane separation unit for activated sludge treatment system Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a membrane separation unit which requires only a small installation area when increasing the treatment capacity of an activated sludge treatment system, and can easily increase the capacity for solid-liquid separation of treated sludge in the system without stopping the system. <P>SOLUTION: The membrane separation unit U in place of an existing settling tank (a) is connected to a biological reaction tank 1, thereby the capacity for the solid-liquid separation of the treated sludge in the system can be increased without a repair work of the settling tank (a). The membrane separation unit U is equipped with a membrane module 2 that obtains treated water by filtering the treated sludge after biological reaction treatment in the biological reaction tank 1. While passing the treated sludge through the membrane module 2 at a relatively high speed, a part of the treated sludge is filtered to extract the treated water. Back washing operations are carried out for periodically passing washing water through membrane elements reversely to the filtration direction of the treated water. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所謂活性汚泥プロセスによって下水や産業廃水等の処理を行う水処理システム(活性汚泥処理システム)に適用される膜分離ユニットに係る。特に、本発明は、水処理システムの処理能力を増大させるに際し、処理汚泥を固液分離する能力を容易に増大させることが可能な膜分離ユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、下水や産業廃水等の汚水を処理する活性汚泥処理システムとしては種々のものが提案されている。その一例として、下記の特許文献1に開示されているように、脱窒槽及び硝化槽を備え、脱窒槽における嫌気工程及び硝化槽における好気工程により汚水の脱窒や脱リンを行う嫌気好気活性汚泥法を利用した水処理システムが知られている。
【0003】
この水処理システムでは、汚水中に含まれる窒素化合物が好気工程において活性汚泥により酸化されて硝酸性窒素になり、その後、嫌気工程によって硝酸性窒素から酸素を奪って窒素ガスを発生させ、これによって脱窒を行う。また、嫌気工程において活性汚泥からリンが一旦放出され、その後、好気工程によって活性汚泥にリンを過剰採取させることにより脱リンを行う。
【0004】
また、この処理システムでは、上記活性汚泥による生物反応処理によって流入水(汚水)が浄化された後の処理汚泥は最終沈殿槽へ流出される。そして、この最終沈殿槽の内部において処理汚泥中の固形分を沈殿させることによって処理水と汚泥とが分離され、上澄み水となった処理水をシステムから排出する一方、最終沈殿槽内に沈殿した汚泥を引き抜いて上記脱窒槽及び硝化槽へ返送するようにしている。
【0005】
【特許文献1】
特開平8−1189号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した活性汚泥処理システムは、一般に、工場や汚水処理施設に設置されるが、工場規模の拡大や汚水処理施設の拡張が行われた場合には、この活性汚泥処理システムの処理能力の増大を図る必要がある。
【0007】
通常、活性汚泥処理システムの処理能力を増大させるための手段としては、生物反応槽(脱窒槽、硝化槽)を大型化し、それに伴って最終沈殿槽も大型化することが考えられる。
【0008】
しかしながら、工場や汚水処理施設の敷地面積の制約から最終沈殿槽を大型化するには限界がある場合には、たとえ生物反応槽を十分に大型化したとしても、処理汚泥を固液分離する能力が十分に得られておらず、その結果、システム全体として処理能力を増大することができなくなってしまう。
【0009】
また、最終沈殿槽を大型化する場合には、この最終沈殿槽内の水を一旦抜き取った後に、最終沈殿槽の改修工事を行うことになり、その間、システムを停止させねばならず、場合によっては工場や汚水処理施設の稼働を長期間に亘って停止せねばならないといった課題があった。
【0010】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、活性汚泥処理システムの処理能力の増大を図る場合に、設置面積が小さくて済み、また、システムを停止させることなしにそのシステムにおける処理汚泥の固液分離の能力を容易に増大させることが可能な膜分離ユニットを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
−発明の概要−
上記の目的を達成するために、本発明は、既設の活性汚泥処理システムの生物反応槽に対して新たに接続される膜分離ユニットを提案するものである。つまり、既存の沈殿槽に代えて膜分離ユニットを生物反応槽に接続することで、沈殿槽の改修工事を行うこと無しに、システムにおける処理汚泥の固液分離の能力を増大できるようにしている。また、この膜分離ユニットに、生物反応槽における生物反応処理後の処理汚泥を膜エレメントで濾過して処理水を得る膜分離器を備えさせ、この膜エレメントの内部に比較的高い速度で処理汚泥を通過させながら、一部の処理汚泥に対して濾過を行って処理水を抽出するようにしている。また、この膜エレメントに対し、処理水の濾過方向とは逆方向に洗浄水を定期的に通過させることにより膜エレメントに付着している固形物を剥離除去するようにしている。
【0012】
−解決手段−
具体的には、既設の活性汚泥処理システムに備えられている生物反応槽に対して新たに接続されることにより、この生物反応槽において生物反応処理を行った後の処理汚泥を固液分離する膜分離ユニットを前提とする。この膜分離ユニットに対し、膜分離器及び逆流洗浄手段を備えさせている。膜分離器は、生物反応槽の外部に設置され且つ膜エレメントを収容した膜分離器本体を備えていると共に、この膜分離器本体が、生物反応槽との間で汚泥を循環させる循環回路を構成しており、この循環回路に汚泥を循環させながら、この汚泥を膜エレメントの一次側から二次側に向けて濾過することにより処理水を得るよう構成されている。逆流洗浄手段は、膜エレメントに対し、上記二次側から一次側に向けて洗浄水を通過させて膜エレメントの一次側面に付着している固形物を剥離除去する逆流洗浄動作を実行する。
【0013】
この特定事項により、生物反応槽や沈殿槽を備えた既設の活性汚泥処理システムの処理能力の増大を図る必要が生じた場合、生物反応槽を大型化するのに伴って、上記沈殿槽に代えて本解決手段に係る膜分離ユニットを生物反応槽に接続する。つまり、沈殿槽において処理汚泥中の固形分を沈殿させる方式に代えて、膜濾過による処理汚泥の固液分離に切り換える。
【0014】
これにより、生物反応槽において生物反応処理を行った後の処理汚泥は、膜分離器本体と生物反応槽との間で構成される循環回路を循環する。つまり、生物反応槽から取り出された処理汚泥は、膜分離器本体に供給され、一部の汚泥については後述する濾過が行われた後、生物反応槽に戻される。循環回路ではこの循環動作が繰り返される。
【0015】
膜分離器本体では、生物反応槽から供給された処理汚泥の一部が膜エレメントの一次側から二次側に向けて濾過され、これによって、この処理汚泥の一部が固液分離されて処理水が得られる。つまり、上記循環回路での循環動作が繰り返されながら膜分離器本体では処理水が順次得られていく。
【0016】
このように、膜エレメントの一次側では、循環回路での循環流速に略等しい流速の処理汚泥が流れているため、この循環回路の循環流速を比較的高く設定しておけば、膜エレメントの一次側の面に付着しようとする汚泥(固形物)は、循環流によって押し流され、膜エレメントに付着することなしに生物反応槽に戻される。このため、膜エレメントの一次側の面での単位時間当たりにおける汚泥(固形物)の付着量は、一般的な浸漬型分離膜ユニットの場合に比べて大幅に低減される。浸漬型分離膜ユニットは、膜エレメントの一次側では汚泥が殆ど滞留した状態であるため、処理水が抽出された後の汚泥は押し流されることなしに膜エレメントの一次側の面に付着してしまい、汚泥の濾過を開始した後、短時間のうちに膜エレメントに大量の汚泥が付着してしまって、濾過能力が急激に低下してしまっていた。
【0017】
本解決手段の構成によれば、循環流の中から処理水を抽出するようにしているので、短時間のうちに膜エレメントに汚泥が付着してしまうといった状況は生じ難く、高い濾過能力を長時間に亘って維持することが可能である。尚、循環回路の循環流速は、具体的には循環回路に備えられた循環ポンプの能力により決定される。
【0018】
更に、本解決手段では、例えば所定時間毎に逆流洗浄動作を実行しており、これによって、膜エレメントの一次側面に付着している固形物を剥離除去している。具体的には、処理汚泥の濾過動作(膜エレメントの一次側から二次側に向けての濾過)を停止した状態で、二次側から一次側に向けて洗浄水を通過させて膜エレメントの一次側面に付着している固形物を剥離させる。例えば、膜エレメントの一次側面での固形物の付着量が多大になる前に逆流洗浄動作を実行するように上記所定時間を設定することにより、この付着している固形物を短時間で剥離することができ、この逆流洗浄動作に要する時間も短くて済む。このため、膜エレメントの一次側面に大量の固形物が付着する状況が回避でき、高い能力での濾過動作を安定して行うことが可能になり、活性汚泥処理システムの高性能化を図ることができる。その結果、浸漬型分離膜方式に比べて、小さな膜面積であっても単位時間当たりに得られる処理水の量を大幅に増大(高フラックス化)することができ、高性能の水処理を実現することができる。また、膜エレメントに対する薬液洗浄を行うようにしたものにあってはその頻度を低減することもできる(例えば6カ月に1回程度でよい)ため、水処理動作(濾過動作)の稼働率の向上を図ることができ、これによっても高性能の水処理を実現することができる。
【0019】
尚、逆流洗浄動作の実行タイミングとしては、例えば濾過動作を5min間連続して行った後に、8sec間の逆流洗浄を行うことなどが掲げられる。また、逆流洗浄動作に使用する洗浄水としては、濾過動作において得られた処理水を利用することが好ましい。この洗浄水としては上記処理水に限らず、個別の水(水道水等)であってもよい。また、付着固形物の剥離が容易に行えるように水に活性剤等を混入したものであってもよいが、この洗浄水は、膜エレメントの二次側から一次側へ透過した後には生物反応槽に流入することになるので、生物反応処理に悪影響を与えないものである方が好ましい。
【0020】
上記膜分離器の具体構成としては以下のものが掲げられる。つまり、透過膜材料を円筒形に成形して膜エレメントを構成している。そして、多数本の膜エレメントを膜分離器本体内に収容して、各膜エレメントの内部空間と生物反応槽との間で汚泥の循環回路を構成する。更に、上記生物反応槽から各膜エレメントに供給された汚泥が、各膜エレメントの一次側である内部から二次側である外部に向けて濾過されて処理水が得られるようにしている。
【0021】
このように、透過膜材料(例えばポリエステルやポリスチレン等)を円筒形状に成形して膜エレメントを構成し、多数本の膜エレメントを膜分離器本体内に収容した場合、個々の膜エレメントの内側面積を比較的小さくすることができる。これは、膜エレメントの内面に汚泥が付着した場合に、個々の膜エレメントそれぞれにおける汚泥付着総面積の削減に繋がる。つまり、個々の膜エレメントにあっては、汚泥付着面積が小さいため、上記逆流洗浄動作による固形物の剥離をより簡単に行うことができる。このため、逆流洗浄動作に要する時間が短くなり、濾過動作の稼働率の向上を図ることができる。また、膜エレメントから処理水を吸引する場合、この膜エレメントは円筒形に成形されているため、吸引負圧による変形は生じ難く、内部空間の形状を維持することができて、濾過能力を安定的に維持することが可能になる。言い換えると、膜エレメントの内部空間を大きく確保して個々の膜エレメントの濾過能力を高めようとする場合、平板状の膜エレメントであると、上記吸引負圧によって簡単に変形してしまう状況となるが、本解決手段の如く円筒状に成形した場合には、吸引負圧による変形は生じ難いため、膜エレメントの内部空間を大きく確保することが可能になり、その結果、膜エレメントの設計の自由度(径寸法の設計自由度)を拡大することができる。具体的に、膜エレメントの外径寸法としては5〜8mm程度に設定される。
【0022】
上記膜エレメントの一次側空間における汚泥流速を高く確保するための手段として以下のものが掲げられる。つまり、循環汚泥が流れる膜エレメントの一次側空間にこの循環汚泥の流れ方向に沿って流れる気泡を供給することによって循環汚泥に搬送力を与える気泡供給手段を設けた構成である。
【0023】
この特定事項によれば、気泡供給手段から膜エレメントの一次側空間に供給された気泡が、一次側空間を流れる循環汚泥を、その流れ方向に押し流すことになり、この一次側空間で循環汚泥が滞留してしまうことがなくなる。また、この気泡は、膜エレメントの一次側面に対する汚泥の付着を抑制する機能も発揮することになり、膜エレメントの一次側面での単位時間当たりにおける汚泥(固形物)の付着量をよりいっそう低減することができる。具体的な構成としては、膜エレメントを縦型配置とし、一次側空間の下側から上側に向かって処理汚泥を流す構成としておき、膜エレメントの下側から一次側空間に向けて気泡を供給(エアリフト)する構成が掲げられる。これにより、気泡の浮力が循環汚泥の搬送力として与えられることになる。その結果、循環汚泥を循環させるために必要な動力(循環ポンプの動力等)を低減することができ、システムのランニングコストの削減を図ることができる。
【0024】
また、この解決手段の場合、気泡供給手段から供給される気泡の形状を、膜エレメントの一次側空間における汚泥流れ方向に直交する断面の形状に略一致させることが好ましい。この場合、一次側空間には、汚泥に満たされた層と空気に満たされた層とが汚泥流れ方向で交互に存在することになる。このため、汚泥は気泡によって強制的に押し流される状態となり、気泡から汚泥に対して搬送力を確実に与えることができて効率の良い汚泥循環動作を行うことができる。
【0025】
上記気泡供給手段の具体構成としては以下のものが掲げられる。つまり、気泡供給手段として、膜分離器本体における汚泥流れ方向に直交する断面の形状に略一致する形状を有する散気部材を備えさせる。
【0026】
また、この散気部材としては、以下の構成が掲げられる。つまり、膜分離器本体を、汚泥流れ方向に直交する断面の形状が略円形の管状体とする。そして、散気部材を、上記膜分離器本体の断面形状に略一致する円盤状の多孔質体により構成する。
【0027】
以上の構成によれば、膜分離器本体の内部に収容された多数本の膜エレメントのそれぞれの内部空間(一次側空間)に対して空気を略均等に供給することが可能となる。このため、各膜エレメントの一次側空間での汚泥流量を略均一にできて、濾過能力の均等化を図ることが可能となり、その結果、膜分離器全体としての濾過能力の向上を図ることができる。
【0028】
上記逆流洗浄動作をより効率的に行うための手段として以下のものが掲げられる。つまり、逆流洗浄動作の実行中に膜エレメントの一次側空間に比較的大量の空気を一時的に通過させる空気供給手段を設けた構成である。
【0029】
また、この空気供給手段としては、加圧空気を発生させる圧縮機を適用することが可能であるが、その他に以下の構成としてもよい。つまり、空気を貯留する貯留容器を備えさせ、逆流洗浄動作の実行中に貯留容器の内部空間を膜エレメントの一次側空間に解放して比較的大量の空気を膜エレメントの一次側空間に通過させる構成である。この構成によれば、例えば、上記気泡供給手段を備えさせた場合にその気泡供給手段から供給される気泡の一部を貯留容器に貯留させていき、逆流洗浄動作の実行中に、この貯留容器から膜エレメントの一次側空間に大量の空気を供給することができる。つまり、この場合、気泡供給手段から供給される気泡を逆流洗浄動作用の空気として利用することができ、特別な空気圧送機構が必要なくなってシステム構成の簡素化を図ることができる。
【0030】
次に、膜分離器を薬液洗浄するようにした場合の解決手段について述べる。先ず、膜分離器本体の薬液洗浄時にこの膜分離器本体の内部に薬液を供給する薬液供給管を、膜分離器本体から処理水を導出する導出管に接続する。また、この薬液供給管から導出管を経て薬液を膜分離器本体の内部に供給する薬液洗浄動作を実行する薬液洗浄手段を備えさせている。具体的には、この薬液洗浄手段が、所定時間毎に薬液洗浄動作を実行するよう構成されている。
【0031】
この特定事項により、薬液洗浄時、薬液供給管から導出管を経て膜分離器本体の内部に供給された薬液は、膜エレメントの二次側から一次側に向けて流入することになる。これは上記逆流洗浄の場合と同様の流れである。これにより、膜エレメントの一次側面に付着している固形物は容易に剥離され且つ溶解されて膜エレメントは浄化されることになり、効率の良い薬液洗浄を実行することができる。これにより、薬液洗浄動作に要する時間の短縮化を図ることが可能になり、膜分離器を迅速に復帰させて濾過動作の稼働率の向上を図ることができる。また、循環回路での汚泥循環を停止した状態で薬液洗浄を行うようにした場合、薬液洗浄に使用する薬液の量は膜分離器本体内の容積程度で済むため、従来の浸漬型分離膜ユニットを薬液洗浄する場合に比べて使用薬液量の削減が図れる。これにより、薬液洗浄後の廃液の量が少なくなり、その処理を容易に行うことができる。
【0032】
また、膜分離器本体には、薬液洗浄終了後に膜分離器本体内の薬液を排出除去する排出手段を備えさせている。これによれば、薬液洗浄の終了後には、膜分離器本体内の薬液はその大部分が排出手段によって排出除去され、この薬液が生物反応槽へ流入されてしまうことがない。従来の浸漬型分離膜ユニットでは、膜エレメントを薬液洗浄した場合、その薬液はそのまま生物反応槽内に存在することになり、汚泥の活性が低下してしまって、その後の生物反応処理に悪影響を及ぼしていた。本解決手段では、このような状況は生じないため、生物反応処理を常に安定的に行うことが可能になり、活性汚泥処理システムの高性能化を維持することができる。
【0033】
また、膜分離ユニットは、生物反応槽において生物反応処理を行った後の処理汚泥を膜分離ユニットに導入するための導入管を備えている。そして、この導入管には、生物反応槽から取り出した処理汚泥中の余剰汚泥を循環回路から引き抜くための引き抜き手段が設けられている。この構成によれば、余剰汚泥を引き抜くための構成を容易に実現でき、活性汚泥処理システムの実用性の向上を図ることができる。
【0034】
次に、複数の膜分離器を生物反応槽に対して並列接続した処理システムに対して本発明を適用する場合について説明する。先ず、生物反応槽に対して複数の膜分離器が互いに並列に接続されている。また、逆流洗浄手段を、逆流洗浄時には複数の膜分離器のうち選択された一つのみに対して逆流洗浄動作を実行する構成としている。この構成によれば、複数の膜分離器のうち一つのみが逆流洗浄動作を実行し、その他の膜分離器では循環汚泥の濾過動作が行われている。このため、システム全体としての濾過能力を大きく低下させることなしに上記逆流洗浄動作による膜エレメントの高性能化の維持を図ることができる。
【0035】
更に、生物反応槽に対して複数の膜分離器が互いに並列に接続されており、薬液洗浄手段が、薬液洗浄時には複数の膜分離器のうち選択された一つのみに対して薬液洗浄動作を実行する構成としている。この場合にも、複数の膜分離器のうち一つのみが薬液洗浄動作を実行し、その他の膜分離器では循環汚泥の濾過動作が行われている。このため、システム全体としての濾過能力を大きく低下させることなしに上記薬液洗浄動作による膜エレメントの高性能化の維持を図ることができる。
【0036】
また、上述した如く気泡供給手段を設けた場合において、嫌気好気活性汚泥法を利用した活性汚泥処理システムに本発明を適用した場合の循環回路としては以下の構成が掲げられる。つまり、生物反応槽として嫌気槽及び好気槽を備えさせる。そして、循環汚泥を膜分離器本体から生物反応槽に戻す汚泥戻し管を、嫌気槽及び好気槽にそれぞれ対応して分岐させる一方、これら嫌気槽及び好気槽に対する汚泥戻し量を調整する戻し量調整手段(例えば三方弁)を備えさせるようにする。
【0037】
この構成によれば、好気槽から膜分離器本体に供給された汚泥を汚泥戻し管によって嫌気槽に戻すことが可能となる。従来の嫌気好気活性汚泥法を利用した活性汚泥処理システムでは、好気槽から嫌気槽に汚泥を戻すための特別な戻し配管を備えさせ、この戻し配管にポンプを備えさせる必要があった。本解決手段によれば、この戻し配管及びポンプの機能を上記循環回路が備えることになる。このため、この循環回路を有効利用して好気槽から嫌気槽へ汚泥を戻すことが可能になり、従来の戻し配管及びポンプが必要なくなってシステム全体のコンパクト化を図ることができる。
【0038】
また、上述した如く気泡供給手段を設けた場合、膜分離器本体を流れる処理汚泥には空気(酸素)が供給されることになる。このため、好気槽に必要な空気量(DO(Dissolved Oxygen):溶存酸素量)をこの気泡供給手段によって処理汚泥に与え、この処理汚泥を好気槽に戻すようにした場合には、好気槽には曝気装置が必要なくなる。これにより、システム構成の簡素化を図ることができる。
【0039】
また、上記好気槽内に空気を供給する曝気手段(エアレーション装置)を備えさせ、この曝気手段から好気槽内に供給する空気の供給量を、気泡供給手段からの空気供給量及び膜分離器本体から好気槽内への循環汚泥の戻し量に応じて調整する曝気量調整手段を備えさせている。この場合、好気槽に必要な空気量のうち、どの程度が気泡供給手段からの空気により賄われているかを、この気泡供給手段からの空気供給量及び膜分離器本体から好気槽内への循環汚泥の戻し量によって認識し、その不足分のみを曝気手段から好気槽内に供給すればよい。これにより、好気槽内に必要以上の空気が供給されてしまうことがなくなり、曝気手段の稼働率を必要最小限に抑えることでシステムのランニングコストの大幅な削減を図ることができる。
【0040】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本形態では、本発明を、嫌気好気活性汚泥法を使用した水処理システムに適用した場合について説明する。また、本発明の理解を容易にするため、先ず、第1実施形態では、膜分離器としての膜モジュールを1個のみ備えた水処理システムについて説明する。この膜モジュールを複数個備えた水処理システムについては第2実施形態で説明する。
【0041】
(第1実施形態)
図1は、既設の活性汚泥処理システムの処理能力の増大を図るに際し、既存の沈殿槽aに代えて本実施形態に係る膜分離ユニットUを適用する場合を示す概念図である。つまり、既設の活性汚泥処理システムの生物反応槽1に対して新たに膜分離ユニットUを接続する場合を示す図である。この場合、生物反応槽1における処理能力も増大させるため生物反応槽1は大型のものに変更されることになる。
【0042】
本実施形態に係る膜分離ユニットUが適用された場合の構成及び汚水処理動作について説明する前に、既設の活性汚泥処理システムの概略構成について説明する。
【0043】
この既設の活性汚泥処理システムは、生物反応槽1と沈殿槽aとが導出管bによって接続されており、生物反応槽1における生物反応処理後の処理汚泥が導出管bから取り出されて沈殿槽aに導入される。この沈殿槽aでは、処理汚泥中の固形分を沈殿させることによって処理水と汚泥とが分離され、上澄み水となった処理水が処理水槽3に排出される。一方、沈殿槽a内に沈殿した汚泥はポンプdを備えた引き抜き管cによって引き抜かれて生物反応槽1へ返送されるようになっている。また、生物反応槽1は、好気槽12及び嫌気槽11を備えており、この両槽11,12の間は、好気槽12から嫌気槽11に汚泥を戻すための戻し配管eによって接続されており、この戻し配管eにはポンプfが設けられている。
【0044】
既存の沈殿槽aに代えて本実施形態に係る膜分離ユニットUを適用する場合の作業としては、先ず、膜分離ユニットUに備えられた膜モジュール2から延びる汚泥取り出し管51及び汚泥戻し管52を生物反応槽1に接続する。具体的には、汚泥取り出し管51の上流側開放端を生物反応槽1内の水中に浸漬させる一方、汚泥戻し管52の下流側開放端を生物反応槽1の上方に位置させる。これら配管の詳細については後述する。
【0045】
また、膜モジュール2から延びる処理水取り出し管53及び逆流洗浄管54を処理水槽3に接続する。具体的には、処理水取り出し管53の下流側開放端を処理水槽3の上方に位置させる一方、逆流洗浄管54の上流端を処理水槽3に接続する。これら配管の詳細についても後述する。
【0046】
このように膜分離ユニットUの各配管51,52,53,54を生物反応槽1や処理水槽3に接続する作業を行っている間であっても、生物反応槽1及び沈殿槽aによる処理動作の実行が可能であるため、汚水処理動作は継続して行われている。また、必要に応じて一時的に停止してもよい。
【0047】
そして、膜分離ユニットUの接続作業が終了した後には、生物反応槽1から沈殿槽aへの処理汚泥の導入は停止させ、同時に、汚泥取り出し管51に備えられている循環ポンプP1を起動させる。これにより、生物反応槽1内の処理汚泥は汚泥取り出し管51から膜モジュール2に導入され、この膜モジュール2による固液分離が開始されることになる。この固液分離動作の詳細についても後述する。
【0048】
このような作業によって、沈殿槽aによる固液分離方式から膜濾過による固液分離方式に切り換えられるため、膜分離ユニットUの接続後、直ちに運転を開始させることが可能であり、生物反応槽1内の水を抜き取る作業が必要なく、また、水処理システムを一時的に停止させる必要もない。
【0049】
図2は、生物反応槽1に膜分離ユニットUが接続された状態を示す概略構成図である。このようにして生物反応槽1に膜分離ユニットUが接続された場合、既設の沈殿槽aは不要となるため、その後、この沈殿槽aは撤去されることになる。また、上記導出管b、引き抜き管c、戻し配管e及びそれらに設けられているポンプd,fも不要になるため、これらも撤去される。これらが撤去可能となる理由については後述する。以下、本膜分離ユニットUが適用された水処理システムの構成及び汚水処理動作について説明する。
【0050】
−水処理システムの概略構成の説明−
図2は本形態に係る膜分離ユニットUが適用された水処理システムの概略構成を示す図である。図1及び図2に示すように、膜分離ユニットUは、膜モジュール2、薬液タンク4及び各種配管を備えており、これら各機器が1パッケージ内に収容されてユニット化されている。または、これら各機器が同一ベース板上に設置されてユニット化されている。
【0051】
また、既設の活性汚泥処理システムには、上述した如く、生物反応槽1を構成する嫌気槽としての脱窒槽11及び好気槽としての硝化槽12を備えていると共に、処理水槽3を備えており、本水処理システム(膜分離ユニットUが適用された水処理システム)では、これら生物反応槽1及び硝化槽12をそのまま利用している。
【0052】
上記脱窒槽11は、その上流側に設けられた微細目スクリーン13を通過した流入水(汚水)が導入されるものである。この脱窒槽11の内部には攪拌機14が設置されており、この攪拌機14の駆動に伴って脱窒槽11内の汚水が攪拌されて嫌気工程による処理が行われるようになっている。
【0053】
一方、硝化槽12は、上記脱窒槽11において処理された汚水が流入されるようになっている。また、この硝化槽12の内部には曝気手段としての曝気ブロアB1から延びるエア供給管61が導入され、このエア供給管61の先端に設けられた散気装置61aから空気が供給可能となっている。そして、この曝気ブロアB1の駆動に伴って硝化槽12内に空気が供給され、それに伴う好気工程による処理が行われるようになっている。
【0054】
以下、上記脱窒槽11及び硝化槽12において行われる生物反応処理(好気工程及び嫌気工程)の原理について説明する。先ず、汚水中に含まれる窒素化合物は、硝化槽12における好気工程において活性汚泥により酸化されて硝酸性窒素になり、その後、脱窒槽11における嫌気工程によって硝酸性窒素から酸素を奪って窒素ガスを発生させ、これによって脱窒が行われる(この際の硝化槽12から脱窒槽11への汚泥戻し動作については後述する)。また、嫌気工程において活性汚泥からリンが一旦放出され、その後、好気工程によって活性汚泥にリンを過剰採取させることにより脱リンが行われる。このような処理が生物反応槽1内で行われて脱窒及び脱リンが行われる。
【0055】
処理水槽3は、後述する膜モジュール2によって汚泥が固形分離されて抽出された処理水を回収するものである。そして、この処理水槽3では、処理水に対して塩素消毒等が行われ、消毒後の処理水が放流水として排出されるようになっている。
【0056】
上記膜分離ユニットUの構成部材である薬液タンク4は、後述する膜モジュール2を薬液洗浄するための薬液が貯留されている。つまり、所定期間毎に実行される薬液洗浄時には、この薬液タンク4に貯留されている薬液が膜モジュール2に供給されることになる。この薬液洗浄のための配管構造及び薬液洗浄動作については後述する。
【0057】
−膜モジュール2の説明−
次に、本形態の特徴とする機器である膜モジュール2について説明する。図3は膜モジュール2の内部構造を示す断面図であり、図4は膜モジュール2の内部における膜エレメント22,22,…の収容状態の一部を示す断面図である。
【0058】
この膜モジュール2は、縦置き設置された略円筒状の膜分離器本体としての本体ケーシング21を備え、この本体ケーシング21の内部に多数本の膜エレメント22,22,…が収容された構成となっている。より具体的には、図3に示すように、本体ケーシング21は、その長手方向の中央部が一定の内径寸法を有するエレメント収容部23として構成されており、このエレメント収容部23に多数本(例えば615本)の膜エレメント22,22,…が束ねられた状態で収容されている。尚、この膜モジュール2は、その外径寸法、長さ(高さ)寸法、膜エレメント22,22,…の収容本数によって、その処理能力が決定されるが、これらは、活性汚泥処理システムの処理能力をどの程度増大させるかに応じて選択されることになる。
【0059】
各膜エレメント22,22,…は、透過膜材料が円筒形に成形された小径(外径寸法が例えば5.2mm)の所謂ストロー形状の部材であって、その内部に汚泥が流入した場合、その汚泥から水のみを外部に濾過できるように微多孔性膜等により構成されている。尚、この膜エレメント22を構成する透過膜材料としては、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル等が掲げられる。透過膜材料はこれら材料に限るものではない。
【0060】
これにより、本体ケーシング21の長手方向の下側部分には汚泥流入空間24が形成されていると共に、本体ケーシング21の長手方向の上側部分には汚泥流出空間25が形成されている。また、膜エレメント22,22,…の長手方向の両端部分(汚泥流入空間24及び汚泥流出空間25に近接する領域)では、これら膜エレメント22,22,…の外周面とエレメント収容部23の内周面との間の空間に樹脂が充填されており、これによって、各膜エレメント22,22,…の内部空間が汚泥流入空間24及び汚泥流出空間25に連通状態となり、各膜エレメント22,22,…の外部空間は汚泥流入空間24及び汚泥流出空間25に非連通状態となっている。
【0061】
また、この膜モジュール2の本体ケーシング21の底部には、後述する薬液洗浄動作の終了後に、この本体ケーシング21の底部から薬液を排出するための排出手段としての排出管64が接続されており、この排出管64には開閉自在なバルブV2が設けられている。つまり、薬液洗浄動作の終了後にこのバルブV2が開放されることにより、本体ケーシング21から薬液が排出され、生物反応槽1には流入しないようになっている。
【0062】
−循環回路の説明−
上記膜モジュール2と生物反応槽1とは、汚泥取り出し管51及び汚泥戻し管52によって互いに接続されており、汚泥取り出し管51に備えられた循環ポンプP1の駆動に伴って膜モジュール2と生物反応槽1との間で汚泥が循環するように構成されている。つまり、これら生物反応槽1、膜モジュール2、汚泥取り出し管51、汚泥戻し管52によって汚泥循環回路が構成されている。
【0063】
上記汚泥取り出し管51は、一端(上流端)が硝化槽12の内部で開放されており、他端(下流端)が膜モジュール2の汚泥流入空間24に接続されている。一方、汚泥戻し管52は、一端(上流端)が膜モジュール2の汚泥流出空間25に接続されている。この汚泥戻し管52の、他端(下流端)は分岐されており、一方の分岐管52aは硝化槽12に接続され、他方の分岐管52bは脱窒槽11に接続されている。つまり、膜モジュール2から流出した汚泥は、分岐管52a,52bによって硝化槽12及び脱窒槽11に選択的に戻される構成となっている。尚、各分岐管52a,52bの分岐部分には三方弁V1が設けられており、この三方弁V1の開度を調整することによって硝化槽12及び脱窒槽11に対する汚泥の戻し量が任意に設定可能となっている。
【0064】
このように、生物反応槽1、膜モジュール2、汚泥取り出し管51、汚泥戻し管52によって汚泥循環回路が構成されていることにより、生物反応槽1における生物反応処理後の処理汚泥は、生物反応槽1から取り出され、膜モジュール2に供給される。この膜モジュール2の内部では、汚泥流入空間24から各膜エレメント22,22,…の内部空間を経て汚泥流出空間25に向かう流れが生じている。このため、図5(a)に示すように、各膜エレメント22,22,…の内部空間を流れている汚泥の一部については濾過が行われ、処理汚泥の一部が固液分離されて処理水が膜エレメント22の外部に抽出される。このようにして循環回路での汚泥の循環動作が繰り返されながら膜モジュール2では処理水が連続的に得られるようになっている。尚、通常運転状態では、上記循環回路における汚泥循環量と膜エレメント22による処理水抽出量との比は「20:1」程度となるように設定されている。本発明はこの比に限るものではない。
【0065】
尚、固液分離されて膜エレメント22の内部空間に残った汚泥は、この内部空間に生じている汚泥流に沿って膜エレメント22の内部空間から汚泥流出空間25、汚泥戻し管52を経て硝化槽12や脱窒槽11に戻されるようになっている。
【0066】
このように、膜エレメント22の内部空間(一次側)では、循環回路での循環流速に略等しい流速の処理汚泥が流れているため、この循環回路の循環流速を比較的高く設定しておけば、膜エレメント22の内側面に付着しようとする汚泥(固形物)は、循環流によって押し流され、膜エレメント22に付着することなしに生物反応槽1に戻されることになる。このため、膜エレメント22の内側面での単位時間当たりにおける汚泥(固形物)の付着量は、従来の浸漬型分離膜ユニットの場合に比べて大幅に低減される。これにより、高い濾過能力を長時間に亘って維持することが可能になる。尚、図5(b)は、循環回路での循環動作が所定時間継続して行われて膜エレメント22の内面に僅かに固形物が付着した状態を示している。
【0067】
−処理水の取り出し−
上記膜モジュール2と処理水槽3とは、導出管としての処理水取り出し管53によって接続されている。この処理水取り出し管53は、膜モジュール2に接続する側が分岐されており、一方の分岐管53aは上記エレメント収容部23の下部に、他方の分岐管53bはエレメント収容部23の上部にそれぞれ接続されている。また、処理水取り出し管53には膜濾過ポンプP2が備えられており、この膜濾過ポンプP2の駆動に伴って、各膜エレメント22,22,…で濾過された処理水が各分岐管53a,53bから抜き出され処理水取り出し管53を経て処理水槽3に回収されるようになっている。
【0068】
−エアリフト−
また、本システムは、各膜エレメント22,22,…の内部空間に気泡を連続的に供給するためのエアリフトブロアB2を備えている。このエアリフトブロアB2と膜モジュール2の汚泥流入空間24とはリフトエア供給管62によって接続されており、エアリフトブロアB2の駆動に伴って、汚泥流入空間24にエアが供給され、このエアが気泡となって各膜エレメント22,22,…の内部空間に連続的に供給されるようになっている(図5(a)、(b)参照)。具体的には、リフトエア供給管62の先端には多数の開口が形成された散気管62aが取り付けられており、この散気管62aの各開口から汚泥流入空間24に気泡が供給され、これら気泡はその浮力によって各膜エレメント22,22,…の内部空間に連続的に供給されるようになっている。このように上記リフトエア供給管62及びエアリフトブロアB2によって本発明でいう気泡供給手段が構成されている。
【0069】
上述の如く各膜エレメント22,22,…の内部空間に気泡を連続的に供給するようにしたことにより、この気泡が、膜エレメント22内の汚泥をその流れ方向(上方)に押し流すことになり、膜エレメント22の内部空間で汚泥が滞留してしまうことがなくなる。また、この気泡は、膜エレメント22の内面に対する汚泥の付着を抑制する機能も発揮することになり、膜エレメント22の内面での単位時間当たりにおける汚泥(固形物)の付着量をよりいっそう低減することができる。これにより、気泡の浮力が循環汚泥の搬送力として与えられることになり、その結果、循環汚泥を循環させるために必要な動力(上記循環ポンプP1の動力)を低減することができ、システムのランニングコストの削減を図ることができる。
【0070】
また、この場合、膜エレメント22の内部空間に供給される気泡の外径は、膜エレメント22の内径寸法と略等しいか、または、膜エレメント22の内径寸法よりも僅かに大きく設定しておく。これによれば、膜エレメント22の内部空間には、汚泥に満たされた層と空気に満たされた層とが汚泥流れ方向で交互に存在することになり(図5(a),(b)参照)、汚泥は気泡によって強制的に押し流される状態となって、気泡から汚泥に対して搬送力を確実に与えることができて効率の良い汚泥循環動作を行うことができる。
【0071】
−逆流洗浄−
上記処理水槽3と処理水取り出し管53とは逆流洗浄管54によって接続されている。この逆流洗浄管54には逆流洗浄ポンプP3が備えられており、この逆洗浄ポンプP3の駆動に伴って、処理水槽3内の処理水が逆流洗浄配管54及び処理水取り出し管53を経て膜モジュール2のエレメント収容部23に供給されるようになっている(図2に破線で示す矢印参照)。
【0072】
つまり、所定時間毎に逆流洗浄ポンプP3を駆動することによって逆流洗浄動作を実行し、これによって、各膜エレメント22,22,…の内面に付着している固形物を剥離除去できるようにしている。この逆流洗浄動作の実行時には、循環ポンプP1の駆動は継続させる一方、膜濾過ポンプP2は停止され上記の濾過動作を停止するようになっている。このように上記逆流洗浄管54及び逆流洗浄ポンプP3によって本発明でいう逆流洗浄手段が構成されている。
【0073】
このような逆流洗浄動作を実行することにより、図5(c)に示すように、膜エレメント22の内側面に付着している固形物を容易に剥離除去することが可能であり、高い能力での濾過動作を安定して行うことが可能になり、活性汚泥処理システムの高性能化を図ることができる。その結果、従来のものに比べて、小さな膜面積であっても単位時間当たりに得られる処理水の量を大幅に増大(高フラックス化)することができ、システム全体を大型にすることなしに、高性能の水処理を実現することができる。具体的には、従来の浸漬型分離膜ユニットにあっては処理能力が0.4m/m・day程度であったが、本実施形態に係る膜モジュール2では処理能力が0.8m/m・day程度に向上することが実験により確認されている。
【0074】
また、本形態によれば、膜エレメント22に対する薬液洗浄の頻度を低減することもできる(例えば6カ月に1回程度でよい)ため、水処理動作(濾過動作)の稼働率の向上を図ることができ、これによっても高性能の水処理を実現することができる。
【0075】
−エアインジェクション−
上記の逆流洗浄動作をより効率的に行うために、本システムは、各膜エレメント22,22,…の内部空間に比較的大量の空気を一時的に通過させるエアインジェクションコンプレッサCを備えている。このエアインジェクションコンプレッサCと上記汚泥取り出し管51とはエアインジェクション管63によって接続されており、エアインジェクションコンプレッサCの駆動に伴って、加圧エアが、汚泥取り出し管51、汚泥流入空間24を経て各膜エレメント22,22,…の内部空間に一時的に大量に供給されるようになっている。このように上記エアインジェクション管63及びエアインジェクションコンプレッサCによって本発明でいう空気供給手段が構成されている。
【0076】
この加圧エアによって、膜エレメント22の内面に付着している汚泥を迅速に剥離することが可能となり(図5(c)参照)、上記逆流洗浄動作に要する時間が短くなって、濾過動作の稼働率の向上を図ることができる。
【0077】
−薬液洗浄−
上記薬液タンク4と処理水取り出し管53とは薬液供給管55によって接続されている。この薬液供給管55には薬液洗浄ポンプP4が備えられており、この薬液洗浄ポンプP4の駆動に伴って、薬液タンク4内の薬液が薬液供給管55及び処理水取り出し管53を経て膜モジュール2のエレメント収容部23に供給されるようになっている(図2に一点鎖線で示す矢印参照)。
【0078】
つまり、所定期間毎に薬液洗浄ポンプP4を駆動することによって薬液洗浄動作を実行し、これによって、各膜エレメント22,22,…の内面に付着している固形物を溶解除去できるようにしている。この薬液洗浄動作の実行時には、薬液洗浄ポンプP4を除く全てのポンプP1〜P3は停止され、上記の濾過動作やエア供給動作を停止するようになっている。このポンプの駆動制御による薬液洗浄動作の実行は、図示しないコントローラに備えられた薬液洗浄手段の制御により行われる。
【0079】
このような薬液洗浄動作を所定期間毎に実行することにより、膜エレメント22の内面に付着している固形物は容易に剥離され且つ溶解されて膜エレメント22は浄化されることになり、効率の良い薬液洗浄を実行することができる。これにより、薬液洗浄動作に要する時間の短縮化を図ることが可能になり、膜モジュール2を迅速に復帰させて濾過動作の稼働率の向上を図ることができる。また、薬液洗浄に使用する薬液の量は膜モジュール2の本体ケーシング21内の容積程度で済むため、従来の浸漬型分離膜ユニットを薬液洗浄する場合に比べて使用薬液量の削減が図れる。これにより、薬液洗浄後の廃液の量が少なくなり、その処理を容易に行うことができる。また、薬液が生物反応槽に流入することがないため、生物反応槽内の活性汚泥の活性を低下させることがなく、薬液処理後も安定した処理を行うことができる。
【0080】
−各動作の実行タイミング−
次に、上述した逆流洗浄動作や薬液洗浄動作の実行タイミングについて説明する。図6は、本水処理システムの動作を示すタイミングチャートである。この図に示すように、通常の処理水濾過動作にあっては、膜濾過ポンプP2、循環ポンプP1、エアリフトブロアB2が運転され、上述した汚泥の循環動作に伴う処理水濾過動作が実行されて、処理水槽3に連続的に処理水が抜き出されることになる。
【0081】
そして、この動作が所定時間A(例えば5min)実行された後に、逆流洗浄動作に切り換えられる。この逆流洗浄動作では、上述した如く、膜濾過ポンプP2が停止され、逆流洗浄ポンプP3が駆動されることにより実行される。この逆流洗浄動作は、図中の時間B(例えば8sec)だけ行われる。そして、この逆流洗浄動作の途中でエアインジェクションコンプレッサCが一時的に駆動され、加圧エアが各膜エレメント22,22,…の内部空間に一時的に大量に供給される。このエアインジェクションコンプレッサCの駆動タイミングとしては、逆流洗浄動作の実行時間のうちの中間の時間に行われる。
【0082】
このような逆流洗浄動作が実行された後、所定時間のウエイト時間(図6中の時間E)だけ膜濾過ポンプP2の起動を禁止し、このウエイト時間の経過後に、膜濾過ポンプP2を起動して上記の循環動作に伴う処理水濾過動作が復帰されることになる。以上の動作が繰り返される。
【0083】
また、上記薬液洗浄動作は、6カ月毎に実行されるようになっている。この場合には、上述した如く薬液洗浄ポンプP4を除く全てのポンプP1〜P3は停止される。
【0084】
−実施形態の効果−
以上説明したように、本形態では、膜エレメント22の内部に比較的高い速度で処理汚泥を通過させながら、一部の処理汚泥に対して濾過を行って処理水を抽出するようにしている。このとき、膜エレメント22の内面に付着しようとする汚泥(固形物)は、循環流によって押し流され、膜エレメント22に付着することなしに生物反応槽1に戻される。このため、膜エレメント22の内面での単位時間当たりにおける汚泥の付着量は、従来の浸漬型分離膜ユニットの場合に比べて大幅に低減される。従って、高い濾過能力を長時間に亘って維持することが可能になる。また、本形態では、この膜エレメント22に対し、処理水の濾過方向とは逆方向に洗浄水を定期的に通過させることにより膜エレメント22の内面に付着している固形物を剥離除去するようにしている。このため、膜エレメント22の内面に大量の固形物が付着する状況が回避でき、高い能力での濾過動作を安定して行うことが可能になり、活性汚泥処理システムの高性能化を図ることができる。その結果、従来のものに比べて、小さな膜面積であっても単位時間当たりに得られる処理水の量を大幅に増大(高フラックス化)することができ、システム全体を大型にすることなしに、高性能の水処理を実現することができる。また、膜エレメント22に対する薬液洗浄の頻度を低減することもできるため、水処理動作(濾過動作)の稼働率の向上を図ることができ、これによっても高性能の水処理を実現することができる。
【0085】
また、これまで、水処理システムの処理能力を増大させる場合、生物反応槽内に浸漬型分離膜ユニットを設置し、MLSS(Mixed Liquor Suspended Solids)濃度を上げることが行われていた。しかし、これでは、浸漬型分離膜ユニットを設置する際に、生物反応槽内の水を一旦抜き取り、この生物反応槽の底面へ浸漬型分離膜ユニットをアンカ等によって固定した後に、再び、生物反応槽内へ水を供給し、その後に運転を開始させるといった作業が必要であった。本実施形態の膜分離ユニットUを使用した場合には、この膜分離ユニットUの汚泥取り出し管51及び汚泥戻し管52を生物反応槽1に接続した後、直ちに運転を開始させることが可能であり、生物反応槽内の水を抜き取る作業が必要なく、また、水処理システムを一時的に停止させる必要もない。このため、容易で且つ実用性の高い膜分離ユニットUを提供することができる。
【0086】
また、本形態では、上述した如く、循環汚泥を膜モジュール2の本体ケーシング21から生物反応槽1に戻す汚泥戻し管52を、脱窒槽11及び硝化槽12にそれぞれ対応して分岐させる一方、これら脱窒槽11及び硝化槽12に対する汚泥戻し量を調整可能な戻し量調整手段としての三方弁V1を備えさせている。このため、本体ケーシング21に供給された汚泥を汚泥戻し管52によって脱窒槽11に戻すことが可能となる。従来の嫌気好気活性汚泥法を利用した活性汚泥処理システムでは、好気槽から嫌気槽に汚泥を戻すための特別な戻し配管(図1における戻し配管e)を備えさせ、この戻し配管eにポンプfを備えさせる必要があった。本実施形態によれば、この戻し配管e及びポンプfの機能を循環回路が備えることになる。このため、この循環回路を有効利用して硝化槽12から脱窒槽11へ汚泥を戻すことが可能になり、従来の戻し配管e及びポンプfが必要なくなってシステム全体のコンパクト化を図ることができる。尚、通常運転状態では、膜モジュール2からの硝化槽12への汚泥戻し量と脱窒槽11への汚泥戻し量とは「3:1」程度に調整されている。本発明はこの比に限るものではない。
【0087】
また、曝気ブロアB1から硝化槽12に供給する空気の供給量を、エアリフトブロアB2からの空気供給量及び汚泥戻し管52から硝化槽12内への循環汚泥の戻し量に応じて調整するようにし、この硝化槽12内へ戻される汚泥中の酸素量と曝気ブロアB1からの酸素量との合算が目標DOとなるように曝気ブロアB1を制御すれば、硝化槽12内に必要以上の空気が供給されてしまうことがなくなり、曝気ブロアB1の稼働率を必要最小限に抑えることでシステムのランニングコストの大幅な削減を図ることができる。この曝気ブロアB1から硝化槽12に供給する空気の供給量の調整は、図示しないコントローラに備えられた曝気量調整手段の制御により行われる。尚、通常運転状態では、曝気ブロアB1からの空気の供給量とエアリフトブロアB2からの空気供給量とは「3:1」程度に調整されている。本発明はこの比に限るものではない。
【0088】
尚、本形態では、硝化槽12へ空気を供給するための曝気ブロアB1を備えさせるようにしたが、硝化槽12に必要な空気量をエアリフトブロアB2によって処理汚泥に与え、この処理汚泥を硝化槽12に戻すようにした場合には、曝気ブロアB1が必要なくなる。これにより、システム構成の簡素化を図ることができる。
【0089】
(第1変形例)
次に、上述した第1実施形態の第1変形例について説明する。本例は、逆流洗浄動作時に、各膜エレメント22,22,…の内部空間に比較的大量の空気を一時的に通過させるための構成の変形例である。その他の構成は上述した第1実施形態のものと同様であるため、ここでは、第1実施形態との相違点についてのみ説明する。
【0090】
図7は、本例に係る水処理システムの概略構成を示す図である。この図7に示すように、本形態に係る水処理システムは、エアリフトブロアB2に繋がっているリフトエア供給管62の下流側が分岐されており、一方の分岐管62bは膜モジュール2の汚泥流入空間24に接続され、他方の分岐管62cは上記汚泥取り出し管51に接続されている。また、この他方の分岐管62cの途中には、エアリフトブロアB2から供給される空気を一時的に貯留する貯留容器65が設けられている。この貯留容器65の上流側及び下流側の配管には開閉弁V3,V4がそれぞれ設けられている。
【0091】
このため、処理水濾過動作時には、エアリフトブロアB2が駆動した状態で上流側の開閉弁V3のみが開放され、エアリフトブロアB2から供給された空気の一部が分岐管62cに流入して貯留容器65の内部に蓄えられていく。
【0092】
そして、逆流洗浄動作中に、上流側の開閉弁V3が閉鎖されると共に下流側の開閉弁V4が開放され、これによって、貯留容器65の内部に蓄えられた空気が、汚泥取り出し管51、汚泥流入空間24を経て各膜エレメント22,22,…の内部空間に一時的に大量に供給されることになる。これにより、膜エレメント22の内面に付着している固形物を効果的に剥離除去することができる。
【0093】
つまり、本例では、エアリフトブロアB2から供給される気泡を逆流洗浄動作用の空気として利用することによって、上記第1実施形態におけるエアインジェクションコンプレッサCやエアインジェクション管63を不要とすることができ、システム構成の簡素化を図ることができる。
【0094】
(第2変形例)
次に、上述した第1実施形態の第2変形例について説明する。本例は、エアリフトブロアB2から各膜エレメント22,22,…の内部空間に連続的に気泡を供給するための構成の変形例である。その他の構成は上述した第1実施形態のものと同様であるため、ここでは、第1実施形態との相違点についてのみ説明する。
【0095】
図8は本例に係る膜モジュール2の内部構造を示す断面図である。図9はリフトエア供給管62の先端に取り付けられた散気部材62dの斜視図である。これら図に示すように、リフトエア供給管62の先端には、膜モジュール2の本体ケーシング21の断面形状に略一致する円盤状多孔質体により構成された散気部材62dが取り付けられており、この散気部材62dが汚泥流入空間24の底部に設置されている。
【0096】
このため、膜モジュール2の本体ケーシング21の内部に収容された多数本の膜エレメント22,22,…のそれぞれの内部空間(一次側空間)に対して空気を略均等に供給することが可能となる。従って、各膜エレメント22,22,…の内部空間での汚泥流量を略均一にできて、濾過能力の均等化を図ることが可能となり、その結果、膜分離装置全体としての濾過能力の向上を図ることができる。
【0097】
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本形態は、膜モジュールを複数個備えた水処理システムに係るものである。尚、ここでは5本の膜モジュールを備えた水処理システムについて説明する。また、各膜モジュールの構成は、上述した第1実施形態のものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【0098】
図10は、本形態に係る水処理システムの配管系統図である。この図に示すように、各膜モジュール2A〜2Eは、生物反応槽1、処理水槽3、薬液タンク4に対して並列に接続されている。つまり、汚泥取り出し管51、汚泥戻し管52、処理水取り出し管53、逆流洗浄管54、薬液供給管55がそれぞれ各膜モジュール2A〜2Eに対応するように分岐されていると共に、汚泥取り出し管51、汚泥戻し管52、処理水取り出し管53、逆流洗浄管54、薬液供給管55の各分岐管には図示しない開閉弁がそれぞれ設けられている。また、図示しないが、エアリフトブロアB2に繋がるリフトエア供給管62及びエアインジェクションコンプレッサCに繋がるエアインジェクション管63も同様に、各膜モジュール2A〜2Eに対応するように分岐されていると共に、エアインジェクション管63の分岐管には開閉弁が設けられている。
【0099】
そして、本形態では、逆流洗浄時には5台の膜モジュール2A〜2Eのうち選択された1台のみに対して逆流洗浄動作を実行するようになっている。例えば、第1膜モジュール2Aに対して逆流洗浄動作を実行する際には、他の膜モジュール2B〜2Eでは、処理水濾過動作を継続して実行する。この時には、第1膜モジュール2Aに接続している各配管の分岐管に備えられた開閉弁のうち、処理水取り出し管53及び薬液供給管55の分岐管にそれぞれ備えられた開閉弁が閉鎖され、逆流洗浄管54の分岐管に備えられた開閉弁が開放されることになる。また、エアインジェクション管63に備えられた開閉弁も開放されることになる。
【0100】
そして、この逆流洗浄動作が終了すると、処理水取り出し管53の分岐管に備えられた開閉弁が開放され、逆流洗浄管54の分岐管に備えられた開閉弁が閉鎖されて、全ての膜モジュール2A〜2Eを使用した処理水濾過動作が復帰する。
【0101】
その後、他の一つの膜モジュール(例えば第2膜モジュール2B)の逆流洗浄タイミングに達すると、上記の場合と同様にして開閉弁の開閉が切り換えられて、この一つの膜モジュールに対する逆流洗浄動作が実行される。このようにして、順次、一つの膜モジュールに対する逆流洗浄動作が行われながら4台または5台の膜モジュール2A〜2Eにおいて処理水濾過動作が行われるようになっている。
【0102】
また、薬液洗浄動作においても同様に、5台の膜モジュール2A〜2Eのうち選択された一つのみに対して薬液が供給されて洗浄されることになる。例えば、第1膜モジュール2Aに対して薬液洗浄動作を実行する際には、他の膜モジュール2B〜2Eでは、処理水濾過動作を継続して実行する。この時には、第1膜モジュール2Aに接続している各配管の分岐管に備えられた開閉弁のうち、薬液供給管55の分岐管に備えられた開閉弁が開放し、その他の分岐管に備えられた開閉弁が閉鎖されることになる。また、エアインジェクション管63に備えられた開閉弁も閉鎖されることになる。
【0103】
そして、この薬液洗浄動作が終了すると、薬液供給管55の分岐管に備えられた開閉弁が閉鎖され、汚泥取り出し管51、処理水取り出し管53の分岐管に備えられた開閉弁が開放され、逆流洗浄管54の分岐管に備えられた開閉弁が閉鎖されて、全ての膜モジュール2A〜2Eを使用した処理水濾過動作が復帰する。
【0104】
このように、逆流洗浄動作や薬液洗浄動作にあっては1台の膜モジュールのみがその動作に移行し、その他の膜モジュールは、処理水濾過動作が連続して行われる。このため、システム全体としての濾過能力を大きく低下させることなしに上記逆流洗浄動作や薬液洗浄動作による膜エレメントの高性能化の維持を図ることが可能になる。
【0105】
−その他の実施形態−
上述した各実施形態及び変形例では、本発明を嫌気好気活性汚泥法を使用した水処理システムに適用した場合について説明した。本発明は、これに限らず、他の活性汚泥法を使用した水処理システムに適用することも可能である。
【0106】
また、上述した各実施形態及び変形例では、生物反応槽1に膜分離ユニットUを接続した後に既設の沈殿槽aを撤去するようにしていた。本発明はこれに限らず、この不要となった沈殿槽aを新たに生物反応槽として使用するようにしてもよい。これによれば、既設の生物反応槽1を大型のものに変更すること無しに、処理システムの処理能力の増大を図ることができる。
【0107】
また、上記膜分離ユニットUの設置形態としては、地上に設置する場合に限らず、生物反応槽1の上部を覆うように設置板を配設し、この設置板上に膜分離ユニットUを設置してもよい。これによれば、膜分離ユニットUを設置するための敷地面積が生物反応槽1とは別に必要となることがなくなり、システム全体としての設置面積の縮小化を図ることが可能である。また、膜分離ユニットUの他の設置形態として、不必要となった沈殿槽aの内部に膜分離ユニットUを設置するようにしてもよい。
【0108】
【発明の効果】
以上のように、本発明では、既設の活性汚泥処理システムの生物反応槽に対して新たに接続される膜分離ユニットを提案する。つまり、既存の沈殿槽に代えて膜分離ユニットを生物反応槽に接続することで、沈殿槽の改修工事を行うこと無しに、システムにおける処理汚泥の固液分離の能力を増大できるようにしている。このため、活性汚泥処理システムの処理能力の増大を図る場合に、設置面積が小さくて済み、また、システムを停止させることなしにそのシステムにおける処理汚泥の固液分離の能力を容易に増大させることが可能である。
【0109】
また、膜分離ユニットに、生物反応槽における生物反応処理後の処理汚泥を膜エレメントで濾過して処理水を得る膜分離器を備えさせ、この膜エレメントの内部に比較的高い速度で処理汚泥を通過させながら、一部の処理汚泥に対して濾過を行って処理水を抽出するようにしている。また、この膜エレメントに対し、処理水の濾過方向とは逆方向に洗浄水を定期的に通過させることにより膜エレメントに付着している固形物を剥離除去するようにしている。
【0110】
このため、膜エレメントの一次側では、循環回路での循環流速に略等しい流速の処理汚泥が流れており、この循環回路の循環流速を比較的高く設定しておけば、膜エレメントの一次側の面に付着しようとする汚泥(固形物)は、循環流によって押し流され、膜エレメントに付着することなしに生物反応槽に戻される。その結果、膜エレメントの一次側の面での単位時間当たりにおける汚泥(固形物)の付着量は、従来の浸漬型分離膜ユニットの場合に比べて大幅に低減されることになり、高い濾過能力を長時間に亘って維持することが可能になる。
【0111】
また、本発明では、所定時間毎に逆流洗浄動作を実行しており、これによって、膜エレメントの一次側面に付着している固形物を剥離除去している。このため、膜エレメントの一次側面に大量の固形物が付着する状況が回避でき、高い能力での濾過動作を安定して行うことが可能になり、活性汚泥処理システムの高性能化を図ることができる。その結果、従来のものに比べて、小さな膜面積であっても単位時間当たりに得られる処理水の量を大幅に増大(高フラックス化)することができ、システム全体を大型にすることなしに、高性能の水処理を実現することができる。また、膜エレメントに対する薬液洗浄の頻度を低減することもできるため、水処理動作(濾過動作)の稼働率の向上を図ることができ、これによっても高性能の水処理を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】既存の沈殿槽に代えて実施形態に係る膜分離ユニットを適用する場合を示す概念図である。
【図2】第1実施形態に係る水処理システムの概略構成を示す図である。
【図3】膜モジュールの内部構造を示す断面図である。
【図4】膜モジュール内部に膜エレメントが収容された状態を示す断面図である。
【図5】各工程における膜エレメント内の状態を説明するための図である。
【図6】水処理システムの動作を示すタイミングチャート図である。
【図7】第1変形例に係る水処理システムの概略構成を示す図である。
【図8】第2変形例に係る膜モジュールの内部構造を示す断面図である。
【図9】第2変形例に係る散気部材の斜視図である。
【図10】第2実施形態に係る水処理システムの配管系統図である。
【符号の説明】
1 生物反応槽
2 膜モジュール(膜分離器)
11 脱窒槽(嫌気槽)
12 硝化槽(好気槽)
21 本体ケーシング(膜分離器本体)
22 膜エレメント
52 汚泥戻し管
52a,53a 分岐管
53 処理水取り出し管(導出管)
55 薬液供給管
62d 散気部材
64 排出管(排出手段)
65 貯留容器
V1 三方弁(戻し量調整手段)
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a membrane separation unit applied to a water treatment system (activated sludge treatment system) for treating sewage, industrial wastewater, or the like by a so-called activated sludge process. In particular, the present invention relates to a membrane separation unit capable of easily increasing the capacity of solid-liquid separation of treated sludge when increasing the processing capacity of a water treatment system.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART Conventionally, various types of activated sludge treatment systems for treating wastewater such as sewage and industrial wastewater have been proposed. As an example, as disclosed in Patent Literature 1 below, an anaerobic aerobic system having a denitrification tank and a nitrification tank, and performing denitrification and dephosphorization of wastewater by an anaerobic step in a denitrification tank and an aerobic step in a nitrification tank. A water treatment system using the activated sludge method is known.
[0003]
In this water treatment system, nitrogen compounds contained in the sewage are oxidized by activated sludge into nitrate nitrogen in the aerobic process, and then nitrogen gas is generated by depriving the nitrate nitrogen of oxygen in the anaerobic process. Denitrification. Further, phosphorus is once released from the activated sludge in the anaerobic step, and thereafter, the activated sludge is subjected to excessive sampling of phosphorus in the aerobic step to remove phosphorus.
[0004]
In this treatment system, the treated sludge after the influent (sewage) is purified by the biological reaction treatment with the activated sludge is discharged to the final sedimentation tank. Then, the treated water and the sludge were separated by sedimenting the solid content in the treated sludge inside the final sedimentation tank, and the treated water that became the supernatant water was discharged from the system, and settled in the final sedimentation tank. Sludge is drawn out and returned to the denitrification tank and nitrification tank.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-8-1189
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the above-described activated sludge treatment system is generally installed in a factory or a sewage treatment facility. However, when the factory scale is expanded or the sewage treatment facility is expanded, the processing capacity of the activated sludge treatment system is reduced. It is necessary to increase it.
[0007]
Usually, as means for increasing the treatment capacity of the activated sludge treatment system, it is conceivable to increase the size of the biological reaction tank (denitrification tank, nitrification tank) and the size of the final sedimentation tank accordingly.
[0008]
However, if there is a limit to the size of the final sedimentation tank due to restrictions on the site area of the factory or sewage treatment facility, even if the biological reaction tank is sufficiently large, the ability to separate solid sludge from the treated sludge Is not sufficiently obtained, and as a result, it becomes impossible to increase the processing capacity of the entire system.
[0009]
In addition, when the final sedimentation tank is enlarged, the water in the final sedimentation tank is once drained, and then the final sedimentation tank will be repaired, during which time the system must be stopped. There was a problem that the operation of the factory and the sewage treatment facility had to be stopped for a long time.
[0010]
The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to reduce the installation area when increasing the processing capacity of an activated sludge treatment system, and to stop the system. An object of the present invention is to provide a membrane separation unit capable of easily increasing the solid-liquid separation capacity of treated sludge in the system without using the system.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
-Summary of the invention-
In order to achieve the above object, the present invention proposes a membrane separation unit newly connected to a biological reaction tank of an existing activated sludge treatment system. In other words, by connecting the membrane separation unit to the biological reaction tank instead of the existing sedimentation tank, the capacity of the system for solid-liquid separation of the treated sludge can be increased without renovating the sedimentation tank. . Further, the membrane separation unit is provided with a membrane separator for obtaining treated water by filtering the treated sludge after the biological reaction treatment in the biological reaction tank with a membrane element, and treating the treated sludge inside the membrane element at a relatively high speed. , While filtering some of the treated sludge to extract the treated water. In addition, the washing water is periodically passed through the membrane element in a direction opposite to the filtration direction of the treated water, so that solid substances adhering to the membrane element are peeled and removed.
[0012]
-Solution-
Specifically, by newly connecting to the biological reaction tank provided in the existing activated sludge treatment system, the treated sludge after performing the biological reaction treatment in this biological reaction tank is solid-liquid separated. Assume a membrane separation unit. The membrane separation unit is provided with a membrane separator and a backwashing means. The membrane separator has a membrane separator main body that is installed outside the biological reaction tank and houses the membrane element, and the membrane separator main body has a circulation circuit that circulates sludge with the biological reaction tank. The sludge is circulated through the circulation circuit, and the sludge is filtered from the primary side to the secondary side of the membrane element to obtain treated water. The backwashing means performs a backwashing operation for removing the solid matter adhering to the primary side surface of the membrane element by passing the washing water from the secondary side to the primary side of the membrane element.
[0013]
If it becomes necessary to increase the processing capacity of an existing activated sludge treatment system equipped with a biological reaction tank and a sedimentation tank due to this specific matter, replacing the sedimentation tank with the biological reaction tank To connect the membrane separation unit according to the present solution to the biological reaction tank. That is, instead of the method of precipitating the solid content in the treated sludge in the settling tank, the method is switched to solid-liquid separation of the treated sludge by membrane filtration.
[0014]
Thereby, the treated sludge after the biological reaction treatment in the biological reaction tank circulates in the circulation circuit formed between the membrane separator main body and the biological reaction tank. In other words, the treated sludge taken out of the biological reaction tank is supplied to the membrane separator main body, and a part of the sludge is filtered, which will be described later, and then returned to the biological reaction tank. This circulation operation is repeated in the circulation circuit.
[0015]
In the main body of the membrane separator, a part of the treated sludge supplied from the biological reaction tank is filtered from the primary side to the secondary side of the membrane element, whereby a part of the treated sludge is separated into a solid and a liquid. Water is obtained. That is, treated water is sequentially obtained in the main body of the membrane separator while the circulation operation in the circulation circuit is repeated.
[0016]
As described above, on the primary side of the membrane element, treated sludge having a flow rate substantially equal to the circulation flow rate in the circulation circuit flows. Therefore, if the circulation flow rate in this circulation circuit is set relatively high, the primary Sludge (solid matter) that is going to adhere to the side surface is swept away by the circulating flow and returned to the biological reaction tank without adhering to the membrane element. For this reason, the amount of sludge (solid matter) adhering per unit time on the primary surface of the membrane element is greatly reduced as compared with a general immersion type separation membrane unit. In the immersion type separation membrane unit, since the sludge is mostly retained on the primary side of the membrane element, the sludge after the treatment water is extracted is attached to the primary side surface of the membrane element without being washed away. After the start of the filtration of the sludge, a large amount of the sludge adhered to the membrane element within a short period of time, and the filtration capacity was rapidly reduced.
[0017]
According to the configuration of the present solution, the treated water is extracted from the circulating flow, so that the situation that sludge adheres to the membrane element in a short time is unlikely to occur, and the high filtration capacity is increased. It can be maintained over time. In addition, the circulation flow velocity of the circulation circuit is specifically determined by the capacity of a circulation pump provided in the circulation circuit.
[0018]
Further, in this solution, the backwashing operation is performed, for example, every predetermined time, thereby removing and removing the solid matter adhering to the primary side surface of the membrane element. Specifically, in a state where the filtration operation of the treated sludge (filtration from the primary side to the secondary side of the membrane element) is stopped, the washing water is passed from the secondary side to the primary side, and the filtration of the membrane element is performed. The solid material adhering to the primary side is peeled off. For example, by setting the above-mentioned predetermined time so that the backwashing operation is performed before the amount of the solid attached on the primary side surface of the membrane element becomes large, the attached solid is exfoliated in a short time. The time required for the backwash operation can be shortened. For this reason, it is possible to avoid a situation where a large amount of solid matter adheres to the primary side surface of the membrane element, and it is possible to stably perform a filtration operation with a high capacity, and to improve the performance of the activated sludge treatment system. it can. As a result, compared to the immersion type separation membrane method, the amount of treated water per unit time can be significantly increased (high flux) even with a small membrane area, and high-performance water treatment is realized. can do. Further, in the case where the chemical cleaning of the membrane element is performed, the frequency of the cleaning can be reduced (for example, about once every six months), so that the operation rate of the water treatment operation (filtration operation) is improved. Therefore, high-performance water treatment can also be realized.
[0019]
As the execution timing of the backwashing operation, for example, after the filtration operation is continuously performed for 5 minutes, the backwashing for 8 seconds is performed. Further, it is preferable to use the treated water obtained in the filtration operation as the washing water used in the backwash operation. The washing water is not limited to the above treated water, but may be individual water (tap water or the like). In addition, an activator or the like may be mixed in water so that the adhered solid matter can be easily removed. However, this washing water is subjected to a biological reaction after permeating from the secondary side to the primary side of the membrane element. Since it flows into the tank, it is preferable that it does not adversely affect the biological reaction treatment.
[0020]
The following is a specific configuration of the membrane separator. That is, the membrane element is formed by molding the permeable membrane material into a cylindrical shape. Then, a large number of membrane elements are accommodated in the membrane separator body, and a sludge circulation circuit is formed between the internal space of each membrane element and the biological reaction tank. Furthermore, the sludge supplied from the biological reaction tank to each membrane element is filtered from the inside, which is the primary side of each membrane element, to the outside, which is the secondary side, to obtain treated water.
[0021]
As described above, when a permeable membrane material (eg, polyester or polystyrene) is formed into a cylindrical shape to constitute a membrane element, and a large number of membrane elements are accommodated in the membrane separator main body, the inner area of each membrane element is reduced. Can be made relatively small. This leads to a reduction in the total sludge adhesion area in each of the individual membrane elements when sludge adheres to the inner surface of the membrane element. That is, in each of the membrane elements, since the sludge adhesion area is small, the solid material can be more easily separated by the backwashing operation. For this reason, the time required for the backwashing operation is shortened, and the operation rate of the filtering operation can be improved. Also, when the treated water is sucked from the membrane element, the membrane element is formed into a cylindrical shape, so it is unlikely to be deformed by the negative suction pressure, and the shape of the internal space can be maintained, and the filtration capacity is stabilized. It becomes possible to maintain it. In other words, in the case where the internal space of the membrane element is largely secured and the filtration capacity of each membrane element is to be increased, if the membrane element is a flat plate-shaped membrane element, the membrane element is easily deformed by the suction negative pressure. However, when formed into a cylindrical shape as in the present solution, deformation due to the suction negative pressure is unlikely to occur, so that a large internal space of the membrane element can be ensured. As a result, the design of the membrane element can be freely performed. The degree (degree of freedom in designing the diameter) can be increased. Specifically, the outer diameter of the membrane element is set to about 5 to 8 mm.
[0022]
As means for ensuring a high sludge flow rate in the primary space of the membrane element, the followings are listed. In other words, a configuration is provided in which a bubble supply means for supplying a conveying force to the circulating sludge by supplying bubbles flowing along the flow direction of the circulating sludge to the primary space of the membrane element through which the circulating sludge flows.
[0023]
According to this specific matter, the bubbles supplied from the bubble supply means to the primary space of the membrane element will circulate the circulating sludge flowing in the primary space in the flow direction, and the circulating sludge will flow in the primary space. There is no stagnation. In addition, the bubbles also exert a function of suppressing the adhesion of sludge to the primary side surface of the membrane element, and further reduce the amount of attached sludge (solid matter) per unit time on the primary side surface of the membrane element. be able to. As a specific configuration, the membrane element is arranged in a vertical arrangement, and the treated sludge is caused to flow upward from the lower side of the primary space, and bubbles are supplied from the lower side of the membrane element to the primary space ( Air lift). Thereby, the buoyancy of the bubbles is given as the conveying power of the circulating sludge. As a result, the power required to circulate the circulating sludge (such as the power of a circulation pump) can be reduced, and the running cost of the system can be reduced.
[0024]
Further, in the case of this solution, it is preferable that the shape of the bubble supplied from the bubble supply means is made to substantially match the shape of the cross section orthogonal to the sludge flow direction in the primary space of the membrane element. In this case, a layer filled with sludge and a layer filled with air alternately exist in the sludge flow direction in the primary space. For this reason, the sludge is forced to be swept away by the air bubbles, and the conveying force can be reliably applied to the sludge from the air bubbles, so that an efficient sludge circulation operation can be performed.
[0025]
The following is a specific configuration of the bubble supply means. That is, an air diffusion member having a shape substantially matching the shape of the cross section orthogonal to the sludge flow direction in the membrane separator main body is provided as the bubble supply means.
[0026]
In addition, the following configuration is listed as the air diffusing member. That is, the main body of the membrane separator is a tubular body having a substantially circular cross section orthogonal to the sludge flow direction. The air diffuser is made of a disc-shaped porous body substantially matching the cross-sectional shape of the membrane separator main body.
[0027]
According to the above configuration, it is possible to supply air substantially uniformly to the internal space (primary space) of each of the many membrane elements housed inside the membrane separator main body. For this reason, the sludge flow rate in the primary space of each membrane element can be made substantially uniform, and the filtration capacity can be equalized. As a result, the filtration capacity of the entire membrane separator can be improved. it can.
[0028]
The following are listed as means for more efficiently performing the backwashing operation. In other words, the configuration is such that air supply means for temporarily passing a relatively large amount of air into the primary space of the membrane element during the backwashing operation is provided.
[0029]
As the air supply means, a compressor that generates pressurized air can be applied, but the following configuration may also be used. In other words, a storage container for storing air is provided, and during execution of the backwashing operation, the internal space of the storage container is released to the primary space of the membrane element to allow a relatively large amount of air to pass through the primary space of the membrane element. Configuration. According to this configuration, for example, when the bubble supply unit is provided, a part of the bubbles supplied from the bubble supply unit is stored in the storage container. Can supply a large amount of air to the primary space of the membrane element. In other words, in this case, the air bubbles supplied from the air bubble supply means can be used as air for the backwash operation, and a special air pressure feeding mechanism is not required, and the system configuration can be simplified.
[0030]
Next, a solution in a case where the membrane separator is washed with a chemical solution will be described. First, a chemical solution supply pipe for supplying a chemical solution to the inside of the membrane separator main body at the time of cleaning the chemical solution of the membrane separator main body is connected to an outlet pipe for drawing out treated water from the membrane separator main body. Further, there is provided a chemical cleaning means for performing a chemical cleaning operation of supplying a chemical from the chemical supply pipe through the outlet pipe to the inside of the membrane separator main body. Specifically, the chemical cleaning means is configured to execute the chemical cleaning operation at predetermined time intervals.
[0031]
According to this specific matter, at the time of cleaning the chemical, the chemical supplied from the chemical supply pipe to the inside of the membrane separator via the outlet pipe flows from the secondary side of the membrane element toward the primary side. This is the same flow as in the case of the backwashing described above. As a result, the solid matter adhering to the primary side surface of the membrane element is easily peeled off and dissolved, and the membrane element is purified, so that efficient chemical cleaning can be performed. This makes it possible to reduce the time required for the chemical liquid cleaning operation, and to quickly return the membrane separator to improve the operation rate of the filtration operation. In addition, if chemical cleaning is performed while the sludge circulation in the circulation circuit is stopped, the amount of chemical used for chemical cleaning only needs to be about the volume in the main body of the membrane separator. The amount of used chemical liquid can be reduced as compared with the case of cleaning the liquid. Thereby, the amount of waste liquid after the chemical solution cleaning is reduced, and the treatment can be easily performed.
[0032]
Further, the membrane separator main body is provided with a discharge means for discharging and removing the chemical solution in the membrane separator main body after the chemical solution cleaning is completed. According to this, after the chemical solution washing is completed, most of the chemical solution in the membrane separator main body is discharged and removed by the discharge means, and the chemical solution does not flow into the biological reaction tank. In the conventional immersion type separation membrane unit, when the membrane element is washed with a chemical solution, the chemical solution is present in the biological reaction tank as it is, and the sludge activity is reduced, which adversely affects the subsequent biological reaction treatment. Was exerted. In the present solution, since such a situation does not occur, the biological reaction treatment can always be stably performed, and the high performance of the activated sludge treatment system can be maintained.
[0033]
Further, the membrane separation unit includes an introduction pipe for introducing the treated sludge after the biological reaction treatment in the biological reaction tank into the membrane separation unit. The introduction pipe is provided with a withdrawing means for extracting excess sludge in the treated sludge taken out of the biological reaction tank from the circulation circuit. According to this configuration, a configuration for pulling out excess sludge can be easily realized, and the practicality of the activated sludge treatment system can be improved.
[0034]
Next, a case where the present invention is applied to a processing system in which a plurality of membrane separators are connected in parallel to a biological reaction tank will be described. First, a plurality of membrane separators are connected to a biological reaction tank in parallel. Further, the backflow cleaning means is configured to execute the backflow cleaning operation on only one selected from the plurality of membrane separators at the time of backflow cleaning. According to this configuration, only one of the plurality of membrane separators performs the backwashing operation, and the other membrane separators perform the filtration operation of the circulating sludge. For this reason, it is possible to maintain the high performance of the membrane element by the backwashing operation without greatly reducing the filtration capacity of the entire system.
[0035]
Further, a plurality of membrane separators are connected to the biological reaction tank in parallel with each other, and the chemical cleaning means performs a chemical cleaning operation on only one selected from the plurality of membrane separators at the time of chemical cleaning. It is configured to execute. Also in this case, only one of the plurality of membrane separators performs the chemical cleaning operation, and the other membrane separators perform the filtration operation of the circulating sludge. For this reason, it is possible to maintain the high performance of the membrane element by the above-mentioned chemical cleaning operation without greatly reducing the filtration capacity of the entire system.
[0036]
In addition, when the present invention is applied to an activated sludge treatment system using an anaerobic and aerobic activated sludge method in a case where the bubble supply means is provided as described above, the following configuration is cited. That is, an anaerobic tank and an aerobic tank are provided as biological reaction tanks. A sludge return pipe for returning the circulated sludge from the membrane separator main body to the biological reaction tank is branched corresponding to the anaerobic tank and the aerobic tank, respectively, while a return for adjusting the amount of sludge returned to the anaerobic tank and the aerobic tank. A quantity adjusting means (for example, a three-way valve) is provided.
[0037]
According to this configuration, the sludge supplied from the aerobic tank to the membrane separator main body can be returned to the anaerobic tank by the sludge return pipe. In the conventional activated sludge treatment system using the conventional anaerobic-aerobic activated sludge method, it is necessary to provide a special return pipe for returning sludge from the aerobic tank to the anaerobic tank, and to provide a pump in the return pipe. According to this solution, the circulation circuit has the functions of the return pipe and the pump. Therefore, the sludge can be returned from the aerobic tank to the anaerobic tank by effectively utilizing the circulation circuit, and the conventional return pipe and pump are not required, and the entire system can be made compact.
[0038]
When the bubble supply means is provided as described above, air (oxygen) is supplied to the treated sludge flowing through the membrane separator main body. For this reason, when the amount of air (DO (Dissolved Oxygen): dissolved oxygen amount) required for the aerobic tank is supplied to the treated sludge by the bubble supply means, and the treated sludge is returned to the aerobic tank, it is preferable. An aeration device is not required for the air tank. As a result, the system configuration can be simplified.
[0039]
Further, aeration means (aeration device) for supplying air into the aerobic tank is provided, and the supply amount of air supplied from the aeration means into the aerobic tank is determined by the air supply amount from the bubble supply means and the membrane separation. An aeration amount adjusting means for adjusting the amount of circulated sludge returned from the vessel body into the aerobic tank is provided. In this case, of the amount of air required for the aerobic tank, how much air is supplied by the air from the bubble supply means is determined by the amount of air supplied from the bubble supply means and from the membrane separator body into the aerobic tank. The amount of circulation sludge should be recognized and only the shortage should be supplied from the aeration means into the aerobic tank. As a result, more air than necessary is not supplied into the aerobic tank, and the running rate of the system can be significantly reduced by minimizing the operation rate of the aeration means.
[0040]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, a case where the present invention is applied to a water treatment system using an anaerobic aerobic activated sludge method will be described. In addition, in order to facilitate understanding of the present invention, first, in the first embodiment, a water treatment system provided with only one membrane module as a membrane separator will be described. A water treatment system including a plurality of the membrane modules will be described in a second embodiment.
[0041]
(1st Embodiment)
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a case where the membrane separation unit U according to the present embodiment is applied in place of the existing settling tank a when increasing the processing capacity of an existing activated sludge treatment system. That is, it is a diagram showing a case where the membrane separation unit U is newly connected to the biological reaction tank 1 of the existing activated sludge treatment system. In this case, the biological reaction tank 1 is changed to a large one in order to increase the processing capacity in the biological reaction tank 1.
[0042]
Before describing the configuration and the sewage treatment operation when the membrane separation unit U according to the present embodiment is applied, a schematic configuration of an existing activated sludge treatment system will be described.
[0043]
In this existing activated sludge treatment system, the biological reaction tank 1 and the sedimentation tank a are connected by a discharge pipe b, and the treated sludge after the biological reaction treatment in the biological reaction tank 1 is taken out from the discharge pipe b and settled. a. In the sedimentation tank a, the treated water and the sludge are separated by sedimenting solids in the treated sludge, and the treated water that has become supernatant water is discharged to the treated water tank 3. On the other hand, the sludge settled in the settling tank a is drawn out by the drawing pipe c provided with the pump d and returned to the biological reaction tank 1. Moreover, the biological reaction tank 1 includes an aerobic tank 12 and an anaerobic tank 11, and the two tanks 11 and 12 are connected by a return pipe e for returning sludge from the aerobic tank 12 to the anaerobic tank 11. The return pipe e is provided with a pump f.
[0044]
When the membrane separation unit U according to the present embodiment is applied instead of the existing sedimentation tank a, first, a sludge take-out pipe 51 and a sludge return pipe 52 extending from the membrane module 2 provided in the membrane separation unit U are used. Is connected to the biological reaction tank 1. Specifically, the upstream open end of the sludge removal pipe 51 is immersed in the water in the biological reaction tank 1, while the downstream open end of the sludge return pipe 52 is positioned above the biological reaction tank 1. Details of these pipes will be described later.
[0045]
Further, the treated water take-out pipe 53 and the backwashing pipe 54 extending from the membrane module 2 are connected to the treated water tank 3. Specifically, the downstream open end of the treated water take-out pipe 53 is positioned above the treated water tank 3, while the upstream end of the backwashing pipe 54 is connected to the treated water tank 3. Details of these pipes will also be described later.
[0046]
As described above, even while the pipes 51, 52, 53, and 54 of the membrane separation unit U are connected to the biological reaction tank 1 and the treatment water tank 3, the treatment by the biological reaction tank 1 and the sedimentation tank a is performed. Since the operation can be performed, the sewage treatment operation is continuously performed. In addition, it may be temporarily stopped as needed.
[0047]
Then, after the connection operation of the membrane separation unit U is completed, the introduction of the treated sludge from the biological reaction tank 1 to the settling tank a is stopped, and at the same time, the circulation pump P1 provided in the sludge removal pipe 51 is started. . Thereby, the treated sludge in the biological reaction tank 1 is introduced into the membrane module 2 from the sludge removal pipe 51, and solid-liquid separation by the membrane module 2 is started. The details of the solid-liquid separation operation will also be described later.
[0048]
By such an operation, since the solid-liquid separation method using the precipitation tank a is switched to the solid-liquid separation method using membrane filtration, the operation can be started immediately after the membrane separation unit U is connected, and the biological reaction tank 1 can be started. There is no need to remove the water inside, and there is no need to temporarily stop the water treatment system.
[0049]
FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating a state where the membrane separation unit U is connected to the biological reaction tank 1. When the membrane separation unit U is connected to the biological reaction tank 1 in this way, the existing sedimentation tank a becomes unnecessary, and thereafter, the sedimentation tank a is removed. In addition, the outlet pipe b, the extraction pipe c, the return pipe e, and the pumps d and f provided therein are also unnecessary, so that these are also removed. The reason why these can be removed will be described later. Hereinafter, a configuration of a water treatment system to which the present membrane separation unit U is applied and a sewage treatment operation will be described.
[0050]
-Description of the schematic configuration of the water treatment system-
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a water treatment system to which the membrane separation unit U according to the present embodiment is applied. As shown in FIGS. 1 and 2, the membrane separation unit U includes a membrane module 2, a chemical solution tank 4, and various pipes, and these devices are housed in one package to be a unit. Alternatively, each of these devices is installed on the same base plate to form a unit.
[0051]
As described above, the existing activated sludge treatment system includes the denitrification tank 11 as the anaerobic tank and the nitrification tank 12 as the aerobic tank that constitute the biological reaction tank 1, and the treatment water tank 3. In the present water treatment system (water treatment system to which the membrane separation unit U is applied), the biological reaction tank 1 and the nitrification tank 12 are used as they are.
[0052]
The denitrification tank 11 is for introducing inflow water (dirty water) that has passed through the fine mesh screen 13 provided on the upstream side. A stirrer 14 is installed inside the denitrification tank 11, and the sewage in the denitrification tank 11 is stirred by the driving of the stirrer 14, so that the anaerobic process is performed.
[0053]
On the other hand, the sewage treated in the denitrification tank 11 flows into the nitrification tank 12. Further, an air supply pipe 61 extending from an aeration blower B1 as an aeration means is introduced into the nitrification tank 12, and air can be supplied from a diffuser 61a provided at the tip of the air supply pipe 61. I have. Then, air is supplied into the nitrification tank 12 in accordance with the driving of the aeration blower B1, and the processing in the aerobic step accompanying the air is supplied.
[0054]
Hereinafter, the principle of the biological reaction treatment (aerobic step and anaerobic step) performed in the denitrification tank 11 and the nitrification tank 12 will be described. First, the nitrogen compound contained in the sewage is oxidized by activated sludge into nitrate nitrogen in the aerobic step in the nitrification tank 12, and then deprives the nitrate nitrogen of oxygen in the anaerobic step in the denitrification tank 11 to obtain nitrogen gas. Is generated, thereby performing denitrification (the operation of returning sludge from the nitrification tank 12 to the denitrification tank 11 at this time will be described later). Further, in the anaerobic process, phosphorus is once released from the activated sludge, and thereafter, the activated sludge is subjected to excessive sampling of phosphorus in the aerobic process to perform phosphorus removal. Such treatment is performed in the biological reaction tank 1 to perform denitrification and phosphorus removal.
[0055]
The treated water tank 3 collects the treated water extracted by sludge solid separation by the membrane module 2 described later. In the treated water tank 3, chlorination and the like are performed on the treated water, and the treated water after the disinfection is discharged as effluent water.
[0056]
The chemical liquid tank 4 which is a constituent member of the membrane separation unit U stores a chemical for cleaning the membrane module 2 described below with a chemical liquid. That is, at the time of the chemical cleaning performed every predetermined period, the chemical stored in the chemical tank 4 is supplied to the membrane module 2. The piping structure for this chemical cleaning and the chemical cleaning operation will be described later.
[0057]
-Description of membrane module 2-
Next, a description will be given of the membrane module 2 which is a device which is a feature of the present embodiment. 3 is a cross-sectional view showing the internal structure of the membrane module 2, and FIG. 4 is a cross-sectional view showing a part of a state where the membrane elements 22, 22,.
[0058]
The membrane module 2 is provided with a main body casing 21 as a substantially cylindrical membrane separator main body which is installed vertically, and a large number of membrane elements 22, 22,... Are accommodated in the main body casing 21. Has become. More specifically, as shown in FIG. 3, the main body casing 21 is configured as an element accommodating portion 23 having a constant inner diameter at a central portion in the longitudinal direction. 615) are accommodated in a bundled state. The treatment capacity of the membrane module 2 is determined by its outer diameter, length (height), and the number of membrane elements 22, 22,... The choice will depend on how much processing power is to be increased.
[0059]
Each of the membrane elements 22, 22,... Is a so-called straw-shaped member having a small diameter (for example, 5.2 mm in outer diameter) in which a permeable membrane material is formed into a cylindrical shape, and when sludge flows into the inside thereof, It is constituted by a microporous membrane or the like so that only water can be filtered out from the sludge. In addition, polyester, polystyrene, polyvinyl chloride, and the like are listed as a permeable membrane material constituting the membrane element 22. The permeable membrane material is not limited to these materials.
[0060]
Thus, a sludge inflow space 24 is formed in a lower portion of the main body casing 21 in the longitudinal direction, and a sludge outflow space 25 is formed in an upper portion of the main body casing 21 in the longitudinal direction. Also, at both ends in the longitudinal direction of the membrane elements 22, 22,... (Regions close to the sludge inflow space 24 and the sludge outflow space 25), the outer peripheral surfaces of these membrane elements 22, 22,. Are filled with resin, whereby the internal space of each of the membrane elements 22, 22,... Is in communication with the sludge inflow space 24 and the sludge outflow space 25, and each of the membrane elements 22, 22, ,... Are not in communication with the sludge inflow space 24 and the sludge outflow space 25.
[0061]
A discharge pipe 64 is connected to the bottom of the main casing 21 of the membrane module 2 as a discharge means for discharging a chemical from the bottom of the main casing 21 after a chemical cleaning operation described later is completed. The discharge pipe 64 is provided with a valve V2 which can be opened and closed freely. That is, when the valve V2 is opened after the end of the chemical cleaning operation, the chemical is discharged from the main casing 21 and does not flow into the biological reaction tank 1.
[0062]
-Explanation of circulation circuit-
The membrane module 2 and the biological reaction tank 1 are connected to each other by a sludge removal pipe 51 and a sludge return pipe 52, and the membrane module 2 and the biological reaction tank 1 are driven by a circulation pump P <b> 1 provided in the sludge removal pipe 51. Sludge is circulated between the tank 1 and the tank 1. That is, the biological reaction tank 1, the membrane module 2, the sludge removal pipe 51, and the sludge return pipe 52 constitute a sludge circulation circuit.
[0063]
One end (upstream end) of the sludge removal pipe 51 is open inside the nitrification tank 12, and the other end (downstream end) is connected to the sludge inflow space 24 of the membrane module 2. On the other hand, one end (upstream end) of the sludge return pipe 52 is connected to the sludge outflow space 25 of the membrane module 2. The other end (downstream end) of the sludge return pipe 52 is branched, one branch pipe 52a is connected to the nitrification tank 12, and the other branch pipe 52b is connected to the denitrification tank 11. That is, the sludge flowing out of the membrane module 2 is selectively returned to the nitrification tank 12 and the denitrification tank 11 by the branch pipes 52a and 52b. A three-way valve V1 is provided at a branch portion of each of the branch pipes 52a and 52b. The amount of sludge returned to the nitrification tank 12 and the denitrification tank 11 can be arbitrarily set by adjusting the opening of the three-way valve V1. It is possible.
[0064]
As described above, the sludge circulation circuit is configured by the biological reaction tank 1, the membrane module 2, the sludge removal pipe 51, and the sludge return pipe 52. It is taken out of the tank 1 and supplied to the membrane module 2. Inside the membrane module 2, a flow is generated from the sludge inflow space 24 to the sludge outflow space 25 via the internal space of each of the membrane elements 22, 22,. For this reason, as shown in FIG. 5A, a part of the sludge flowing in the internal space of each of the membrane elements 22, 22,... Is filtered, and a part of the treated sludge is separated into a solid and a liquid. The treated water is extracted outside the membrane element 22. In this way, the treated water is continuously obtained in the membrane module 2 while the sludge circulation operation in the circulation circuit is repeated. In the normal operation state, the ratio between the amount of sludge circulated in the circulation circuit and the amount of treated water extracted by the membrane element 22 is set to be about "20: 1". The present invention is not limited to this ratio.
[0065]
The sludge that has been separated into solid and liquid in the internal space of the membrane element 22 is nitrified from the internal space of the membrane element 22 through the sludge outflow space 25 and the sludge return pipe 52 along the sludge flow generated in the internal space. The tank is returned to the tank 12 or the denitrification tank 11.
[0066]
As described above, in the internal space (primary side) of the membrane element 22, the treated sludge having a flow rate substantially equal to the circulation flow rate in the circulation circuit flows. Therefore, if the circulation flow rate in this circulation circuit is set relatively high. The sludge (solid matter) to be attached to the inner surface of the membrane element 22 is washed away by the circulation flow and returned to the biological reaction tank 1 without attaching to the membrane element 22. For this reason, the amount of sludge (solid matter) adhered per unit time on the inner surface of the membrane element 22 is significantly reduced as compared with the conventional immersion type separation membrane unit. This makes it possible to maintain a high filtration capacity for a long time. FIG. 5B shows a state in which the circulating operation in the circulating circuit is continuously performed for a predetermined period of time, and the solid matter slightly adheres to the inner surface of the membrane element 22.
[0067]
-Removal of treated water-
The membrane module 2 and the treated water tank 3 are connected by a treated water take-out pipe 53 as an outlet pipe. The treated water outlet pipe 53 is branched at the side connected to the membrane module 2, and one of the branched pipes 53 a is connected to a lower portion of the element housing portion 23, and the other is connected to an upper portion of the element housing portion 23. Have been. Further, the treated water take-out pipe 53 is provided with a membrane filtration pump P2. With the driving of the membrane filtration pump P2, the treated water filtered by each of the membrane elements 22, 22,. The treated water is extracted from the treated water tank 53 through the treated water take-out pipe 53.
[0068]
−Air lift−
Further, the present system is provided with an air lift blower B2 for continuously supplying air bubbles to the internal space of each of the membrane elements 22, 22,. The air lift blower B2 and the sludge inflow space 24 of the membrane module 2 are connected by a lift air supply pipe 62. With the driving of the air lift blower B2, air is supplied to the sludge inflow space 24, and the air becomes bubbles. Are continuously supplied to the internal spaces of the membrane elements 22, 22,... (See FIGS. 5A and 5B). Specifically, a diffuser pipe 62a having a large number of openings is attached to the tip of the lift air supply pipe 62, and air bubbles are supplied to the sludge inflow space 24 from each of the openings of the diffuser pipe 62a. By the buoyancy, it is continuously supplied to the internal space of each of the membrane elements 22, 22,. In this way, the lift air supply pipe 62 and the air lift blower B2 constitute the bubble supply means according to the present invention.
[0069]
As described above, air bubbles are continuously supplied to the internal space of each of the membrane elements 22, 22,..., So that the air bubbles push sludge in the membrane element 22 in the flow direction (upward). In addition, sludge does not stay in the internal space of the membrane element 22. In addition, the bubbles also exert a function of suppressing the adhesion of sludge to the inner surface of the membrane element 22, and further reduce the amount of sludge (solid matter) adhered to the inner surface of the membrane element 22 per unit time. be able to. As a result, the buoyancy of the bubbles is given as the conveying force of the circulating sludge, and as a result, the power required to circulate the circulating sludge (the power of the circulating pump P1) can be reduced, and the running of the system can be reduced. Cost can be reduced.
[0070]
In this case, the outer diameter of the bubbles supplied to the internal space of the membrane element 22 is set to be substantially equal to the inner diameter of the membrane element 22 or slightly larger than the inner diameter of the membrane element 22. According to this, a layer filled with sludge and a layer filled with air alternately exist in the internal space of the membrane element 22 in the sludge flow direction (FIGS. 5A and 5B). ), The sludge is forced to be washed away by the bubbles, and the conveying force can be reliably applied to the sludge from the bubbles, so that an efficient sludge circulation operation can be performed.
[0071]
-Backwashing-
The treated water tank 3 and the treated water take-out pipe 53 are connected by a backwashing pipe 54. The backwashing pipe 54 is provided with a backwashing pump P3. When the backwashing pump P3 is driven, the treated water in the treated water tank 3 passes through the backwashing pipe 54 and the treated water take-out pipe 53 to form a membrane module. 2 (see arrows indicated by broken lines in FIG. 2).
[0072]
That is, the backwashing operation is performed by driving the backwashing pump P3 at predetermined time intervals, whereby the solid matter adhering to the inner surfaces of the membrane elements 22, 22,. . When the backwashing operation is performed, the driving of the circulation pump P1 is continued, while the membrane filtration pump P2 is stopped to stop the filtration operation. As described above, the backwashing means in the present invention is constituted by the backwashing pipe 54 and the backwashing pump P3.
[0073]
By performing such a backwashing operation, as shown in FIG. 5 (c), it is possible to easily peel off and remove the solid matter adhering to the inner surface of the membrane element 22, and to achieve high performance. Can be stably performed, and the performance of the activated sludge treatment system can be improved. As a result, the amount of treated water obtained per unit time can be significantly increased (increased flux) even with a small membrane area as compared with the conventional one, without increasing the size of the entire system. , High-performance water treatment can be realized. Specifically, the processing capacity of the conventional immersion type separation membrane unit was about 0.4 m 3 / m 2 · day, but the processing capacity of the membrane module 2 according to the present embodiment was 0.8 m 3. It has been confirmed by experiments that the ratio is improved to about / m 2 · day.
[0074]
In addition, according to the present embodiment, the frequency of chemical solution cleaning for the membrane element 22 can be reduced (for example, about once every six months), so that the operation rate of the water treatment operation (filtration operation) is improved. Thus, high-performance water treatment can be realized.
[0075]
−Air injection−
In order to perform the above-mentioned backwashing operation more efficiently, the present system is provided with an air injection compressor C for temporarily passing a relatively large amount of air into the internal space of each of the membrane elements 22, 22,. The air injection compressor C and the sludge take-out pipe 51 are connected by an air injection pipe 63. With the driving of the air injection compressor C, pressurized air flows through the sludge take-out pipe 51 and the sludge inflow space 24. Are temporarily supplied in large quantities to the internal spaces of the membrane elements 22, 22,.... As described above, the air injection means according to the present invention is constituted by the air injection pipe 63 and the air injection compressor C.
[0076]
By this pressurized air, the sludge adhering to the inner surface of the membrane element 22 can be quickly removed (see FIG. 5C), and the time required for the backwashing operation is reduced, and the filtration operation is reduced. The operation rate can be improved.
[0077]
-Chemical cleaning-
The chemical liquid tank 4 and the treated water take-out pipe 53 are connected by a chemical liquid supply pipe 55. The chemical supply pipe 55 is provided with a chemical cleaning pump P4. With the driving of the chemical cleaning pump P4, the chemical in the chemical tank 4 is passed through the chemical supply pipe 55 and the treated water extraction pipe 53, and the membrane module 2 is discharged. (See an arrow indicated by a chain line in FIG. 2).
[0078]
In other words, the chemical cleaning operation is performed by driving the chemical cleaning pump P4 every predetermined period, whereby the solid substances adhering to the inner surfaces of the respective membrane elements 22, 22,... Can be dissolved and removed. . When the chemical cleaning operation is performed, all of the pumps P1 to P3 except the chemical cleaning pump P4 are stopped, and the filtering operation and the air supply operation are stopped. The execution of the chemical cleaning operation by the drive control of the pump is performed by the control of a chemical cleaning means provided in a controller (not shown).
[0079]
By performing such a chemical cleaning operation at predetermined intervals, solid substances adhering to the inner surface of the membrane element 22 are easily separated and dissolved, and the membrane element 22 is purified. Good chemical cleaning can be performed. This makes it possible to reduce the time required for the chemical liquid cleaning operation, and to quickly return the membrane module 2 to improve the operation rate of the filtration operation. In addition, since the amount of the chemical used for cleaning the chemical is only required to be about the volume in the main body casing 21 of the membrane module 2, the amount of the chemical used can be reduced as compared with the conventional case of cleaning the immersion type separation membrane unit with the chemical. Thereby, the amount of waste liquid after the chemical solution cleaning is reduced, and the treatment can be easily performed. In addition, since the chemical does not flow into the biological reaction tank, the activity of the activated sludge in the biological reaction tank is not reduced, and stable treatment can be performed even after the chemical treatment.
[0080]
-Execution timing of each operation-
Next, the execution timing of the above-described backwashing operation and chemical solution cleaning operation will be described. FIG. 6 is a timing chart showing the operation of the present water treatment system. As shown in this figure, in the normal treated water filtration operation, the membrane filtration pump P2, the circulation pump P1, and the air lift blower B2 are operated, and the treated water filtration operation associated with the above-described sludge circulation operation is performed. Then, the treated water is continuously drawn into the treated water tank 3.
[0081]
Then, after this operation is performed for a predetermined time A (for example, 5 minutes), the operation is switched to the backwashing operation. As described above, the backwashing operation is performed by stopping the membrane filtration pump P2 and driving the backwashing pump P3. This backwashing operation is performed only for a time B (for example, 8 seconds) in the figure. During the backwashing operation, the air injection compressor C is temporarily driven, and a large amount of pressurized air is temporarily supplied to the internal space of each of the membrane elements 22, 22,. The drive timing of the air injection compressor C is set to an intermediate time among the execution times of the backwashing operation.
[0082]
After such a backwashing operation is performed, the activation of the membrane filtration pump P2 is inhibited for a predetermined time (time E in FIG. 6), and after the elapse of the wait time, the membrane filtration pump P2 is activated. Thus, the process water filtration operation associated with the above-described circulation operation is restored. The above operation is repeated.
[0083]
The chemical cleaning operation is performed every six months. In this case, as described above, all the pumps P1 to P3 except the chemical cleaning pump P4 are stopped.
[0084]
-Effects of Embodiment-
As described above, in the present embodiment, while the treated sludge is passed through the inside of the membrane element 22 at a relatively high speed, a part of the treated sludge is filtered to extract the treated water. At this time, the sludge (solid matter) to be attached to the inner surface of the membrane element 22 is washed away by the circulating flow and returned to the biological reaction tank 1 without attaching to the membrane element 22. For this reason, the amount of sludge adhering per unit time on the inner surface of the membrane element 22 is greatly reduced as compared with the conventional immersion type separation membrane unit. Therefore, it is possible to maintain a high filtering ability for a long time. Further, in this embodiment, the solid matter adhering to the inner surface of the membrane element 22 is peeled and removed by periodically passing the washing water through the membrane element 22 in a direction opposite to the filtration direction of the treated water. I have to. For this reason, a situation where a large amount of solid matter adheres to the inner surface of the membrane element 22 can be avoided, and a high-performance filtration operation can be stably performed, and the activated sludge treatment system can be improved in performance. it can. As a result, the amount of treated water obtained per unit time can be significantly increased (increased flux) even with a small membrane area as compared with the conventional one, without increasing the size of the entire system. , High-performance water treatment can be realized. Further, since the frequency of cleaning the membrane element 22 with the chemical solution can be reduced, the operation rate of the water treatment operation (filtration operation) can be improved, thereby also realizing high-performance water treatment. .
[0085]
Until now, when increasing the treatment capacity of a water treatment system, a immersion-type separation membrane unit was installed in a biological reaction tank to increase the concentration of MLSS (Mixed Liquid Suspended Solids). However, in this method, when the immersion-type separation membrane unit is installed, water in the biological reaction tank is once extracted, and the immersion-type separation membrane unit is fixed to the bottom of the biological reaction tank with an anchor or the like, and then, the biological reaction is performed again. It was necessary to supply water into the tank and then start operation. When the membrane separation unit U of the present embodiment is used, it is possible to start the operation immediately after connecting the sludge take-out pipe 51 and the sludge return pipe 52 of the membrane separation unit U to the biological reaction tank 1. Therefore, there is no need to remove the water from the biological reaction tank, and there is no need to temporarily stop the water treatment system. For this reason, an easy and highly practical membrane separation unit U can be provided.
[0086]
Further, in the present embodiment, as described above, the sludge return pipe 52 for returning the circulating sludge from the main body casing 21 of the membrane module 2 to the biological reaction tank 1 is branched corresponding to the denitrification tank 11 and the nitrification tank 12, respectively. A three-way valve V1 is provided as return amount adjusting means capable of adjusting the amount of sludge returned to the denitrification tank 11 and the nitrification tank 12. Therefore, the sludge supplied to the main casing 21 can be returned to the denitrification tank 11 by the sludge return pipe 52. In the conventional activated sludge treatment system using the anaerobic-aerobic activated sludge method, a special return pipe (return pipe e in FIG. 1) for returning sludge from the aerobic tank to the anaerobic tank is provided. It was necessary to provide a pump f. According to the present embodiment, the functions of the return pipe e and the pump f are provided in the circulation circuit. Therefore, the sludge can be returned from the nitrification tank 12 to the denitrification tank 11 by effectively utilizing the circulation circuit, and the conventional return pipe e and pump f are not required, and the entire system can be made compact. . In the normal operation state, the amount of sludge returned from the membrane module 2 to the nitrification tank 12 and the amount of sludge returned to the denitrification tank 11 are adjusted to “3: 1”. The present invention is not limited to this ratio.
[0087]
Further, the supply amount of air supplied from the aeration blower B1 to the nitrification tank 12 is adjusted according to the air supply amount from the air lift blower B2 and the return amount of the circulating sludge from the sludge return pipe 52 into the nitrification tank 12. If the aeration blower B1 is controlled such that the sum of the amount of oxygen in the sludge returned into the nitrification tank 12 and the amount of oxygen from the aeration blower B1 becomes the target DO, air in the nitrification tank 12 becomes more than necessary. The supply of the aeration blower B1 is eliminated, and the operating rate of the aeration blower B1 is reduced to a necessary minimum, so that the running cost of the system can be significantly reduced. The adjustment of the supply amount of air supplied from the aeration blower B1 to the nitrification tank 12 is performed under the control of an aeration amount adjusting means provided in a controller (not shown). In the normal operation state, the supply amount of air from the aeration blower B1 and the supply amount of air from the air lift blower B2 are adjusted to "3: 1". The present invention is not limited to this ratio.
[0088]
In this embodiment, the aeration blower B1 for supplying air to the nitrification tank 12 is provided. However, the amount of air required for the nitrification tank 12 is given to the treated sludge by the air lift blower B2, and the treated sludge is nitrified. When returning to the tank 12, the aeration blower B1 becomes unnecessary. As a result, the system configuration can be simplified.
[0089]
(First Modification)
Next, a first modification of the above-described first embodiment will be described. This example is a modification of the configuration for temporarily passing a relatively large amount of air through the internal space of each of the membrane elements 22, 22,. Other configurations are the same as those of the above-described first embodiment, and therefore, only the differences from the first embodiment will be described here.
[0090]
FIG. 7 is a diagram illustrating a schematic configuration of a water treatment system according to the present example. As shown in FIG. 7, in the water treatment system according to the present embodiment, the downstream side of the lift air supply pipe 62 connected to the air lift blower B2 is branched, and one branch pipe 62b is connected to the sludge inflow space 24 of the membrane module 2. And the other branch pipe 62c is connected to the sludge removal pipe 51. Further, a storage container 65 for temporarily storing air supplied from the air lift blower B2 is provided in the middle of the other branch pipe 62c. Opening / closing valves V3 and V4 are provided on the upstream and downstream pipes of the storage container 65, respectively.
[0091]
Therefore, at the time of the treated water filtration operation, only the upstream opening / closing valve V3 is opened while the air lift blower B2 is driven, and a part of the air supplied from the air lift blower B2 flows into the branch pipe 62c and flows into the storage container 65. It is stored inside.
[0092]
During the backwashing operation, the on-off valve V3 on the upstream side is closed and the on-off valve V4 on the downstream side is opened, so that the air stored in the storage container 65 is discharged into the sludge take-out pipe 51, the sludge Are temporarily supplied in large quantities to the internal space of each of the membrane elements 22, 22,... Via the inflow space 24. Thereby, solid matter adhering to the inner surface of the membrane element 22 can be effectively peeled and removed.
[0093]
That is, in this example, by using the air bubbles supplied from the air lift blower B2 as air for the backflow cleaning operation, the air injection compressor C and the air injection pipe 63 in the first embodiment can be eliminated, The system configuration can be simplified.
[0094]
(Second Modification)
Next, a second modification of the above-described first embodiment will be described. This example is a modification of the configuration for continuously supplying air bubbles from the air lift blower B2 to the internal spaces of the respective membrane elements 22, 22,. Other configurations are the same as those of the above-described first embodiment, and therefore, only the differences from the first embodiment will be described here.
[0095]
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating the internal structure of the membrane module 2 according to the present example. FIG. 9 is a perspective view of the air diffusing member 62d attached to the tip of the lift air supply pipe 62. As shown in these figures, a diffuser member 62d composed of a disc-shaped porous body substantially matching the cross-sectional shape of the main body casing 21 of the membrane module 2 is attached to the tip of the lift air supply pipe 62. A diffuser member 62 d is provided at the bottom of the sludge inflow space 24.
[0096]
For this reason, it is possible to supply air substantially uniformly to the internal space (primary space) of each of the large number of membrane elements 22, 22, ... housed in the main body casing 21 of the membrane module 2. Become. Therefore, the sludge flow rate in the internal space of each of the membrane elements 22, 22,... Can be made substantially uniform, and the filtration capacity can be equalized. As a result, the filtration capacity of the entire membrane separation device can be improved. Can be planned.
[0097]
(2nd Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. This embodiment relates to a water treatment system provided with a plurality of membrane modules. Here, a water treatment system including five membrane modules will be described. Further, since the configuration of each membrane module is the same as that of the first embodiment described above, description thereof will be omitted.
[0098]
FIG. 10 is a piping diagram of the water treatment system according to the present embodiment. As shown in this figure, each of the membrane modules 2A to 2E is connected in parallel to the biological reaction tank 1, the treatment water tank 3, and the chemical tank 4. That is, the sludge take-out pipe 51, the sludge return pipe 52, the treated water take-out pipe 53, the backwashing pipe 54, and the chemical supply pipe 55 are branched so as to correspond to the respective membrane modules 2A to 2E. Each of the branch pipes of the sludge return pipe 52, the treated water take-out pipe 53, the backflow washing pipe 54, and the chemical supply pipe 55 is provided with an open / close valve (not shown). Further, although not shown, a lift air supply pipe 62 connected to the air lift blower B2 and an air injection pipe 63 connected to the air injection compressor C are also branched so as to correspond to each of the membrane modules 2A to 2E. The branch pipe 63 is provided with an on-off valve.
[0099]
In this embodiment, at the time of backwashing, the backwashing operation is performed only on one selected one of the five membrane modules 2A to 2E. For example, when performing the backwash operation with respect to the first membrane module 2A, the other membrane modules 2B to 2E continue to perform the treated water filtration operation. At this time, among the open / close valves provided in the branch pipes of the respective pipes connected to the first membrane module 2A, the open / close valves provided in the treated water take-out pipe 53 and the branch pipe of the chemical solution supply pipe 55 are closed. Thus, the on-off valve provided on the branch pipe of the backwashing pipe 54 is opened. Further, the on-off valve provided in the air injection pipe 63 is also opened.
[0100]
When the backwashing operation is completed, the on-off valve provided on the branch pipe of the treated water removal pipe 53 is opened, and the on-off valve provided on the branch pipe of the backflow cleaning pipe 54 is closed. The process water filtration operation using 2A to 2E returns.
[0101]
Thereafter, when the backflow cleaning timing of another one of the membrane modules (for example, the second membrane module 2B) is reached, the opening and closing of the on-off valve is switched in the same manner as in the above case, and the backflow cleaning operation for this one membrane module is performed. Be executed. In this way, the filtered water treatment operation is performed in the four or five membrane modules 2A to 2E while the backwash operation is sequentially performed on one membrane module.
[0102]
Similarly, in the chemical cleaning operation, the chemical is supplied to only one of the five membrane modules 2A to 2E and the cleaning is performed. For example, when performing the chemical liquid cleaning operation on the first membrane module 2A, the other membrane modules 2B to 2E continue to perform the treated water filtration operation. At this time, among the on / off valves provided on the branch pipes of the respective pipes connected to the first membrane module 2A, the on / off valves provided on the branch pipe of the chemical solution supply pipe 55 are opened and provided on the other branch pipes. The opened / closed valve is closed. Further, the on-off valve provided in the air injection pipe 63 is also closed.
[0103]
When the chemical cleaning operation is completed, the on-off valve provided on the branch pipe of the chemical supply pipe 55 is closed, and the on-off valves provided on the branch pipes of the sludge discharge pipe 51 and the treated water discharge pipe 53 are opened. The on-off valve provided on the branch pipe of the backwashing pipe 54 is closed, and the operation of filtering the treated water using all the membrane modules 2A to 2E is restored.
[0104]
Thus, in the backwashing operation or the chemical cleaning operation, only one membrane module shifts to the operation, and in the other membrane modules, the treated water filtration operation is continuously performed. For this reason, it is possible to maintain the high performance of the membrane element by the above-mentioned backwashing operation or chemical solution washing operation without greatly reducing the filtration capacity of the entire system.
[0105]
-Other embodiments-
In each of the above-described embodiments and modified examples, the case where the present invention is applied to the water treatment system using the anaerobic-aerobic activated sludge method has been described. The present invention is not limited to this, and can be applied to a water treatment system using another activated sludge method.
[0106]
In each of the above-described embodiments and modifications, the existing sedimentation tank a is removed after the membrane separation unit U is connected to the biological reaction tank 1. The present invention is not limited to this, and the unnecessary precipitation tank a may be newly used as a biological reaction tank. According to this, it is possible to increase the processing capacity of the processing system without changing the existing biological reaction tank 1 to a large one.
[0107]
The installation mode of the membrane separation unit U is not limited to the case where the membrane separation unit U is installed on the ground, but an installation plate is provided so as to cover the upper part of the biological reaction tank 1, and the membrane separation unit U is installed on the installation plate. May be. According to this, the site area for installing the membrane separation unit U is not required separately from the biological reaction tank 1, and the installation area of the whole system can be reduced. Further, as another installation mode of the membrane separation unit U, the membrane separation unit U may be installed inside the unnecessary settling tank a.
[0108]
【The invention's effect】
As described above, the present invention proposes a membrane separation unit newly connected to the biological reaction tank of the existing activated sludge treatment system. In other words, by connecting the membrane separation unit to the biological reaction tank instead of the existing sedimentation tank, the capacity of the system for solid-liquid separation of the treated sludge can be increased without renovating the sedimentation tank. . Therefore, when the processing capacity of the activated sludge treatment system is to be increased, the installation area can be small, and the capacity of the system for solid-liquid separation of the treated sludge can be easily increased without stopping the system. Is possible.
[0109]
Further, the membrane separation unit is provided with a membrane separator for filtering the treated sludge after the biological reaction treatment in the biological reaction tank with a membrane element to obtain treated water, and the treated sludge is introduced into the membrane element at a relatively high speed. While passing through, some of the treated sludge is filtered to extract treated water. In addition, the washing water is periodically passed through the membrane element in a direction opposite to the filtration direction of the treated water, so that solid substances adhering to the membrane element are peeled and removed.
[0110]
For this reason, on the primary side of the membrane element, treated sludge having a flow rate substantially equal to the circulation flow rate in the circulation circuit flows. If the circulation flow rate in this circulation circuit is set relatively high, the primary side of the membrane element Sludge (solid matter) to be attached to the surface is swept away by the circulating flow and returned to the biological reaction tank without adhering to the membrane element. As a result, the amount of sludge (solid matter) attached per unit time on the primary surface of the membrane element is significantly reduced as compared with the case of the conventional immersion type separation membrane unit, and the high filtration capacity is obtained. Can be maintained for a long time.
[0111]
Further, in the present invention, the backwashing operation is performed every predetermined time, whereby the solid matter adhering to the primary side surface of the membrane element is peeled off. For this reason, it is possible to avoid a situation where a large amount of solid matter adheres to the primary side surface of the membrane element, and it is possible to stably perform a filtration operation with a high capacity, and to improve the performance of the activated sludge treatment system. it can. As a result, the amount of treated water obtained per unit time can be significantly increased (increased flux) even with a small membrane area as compared with the conventional one, without increasing the size of the entire system. , High-performance water treatment can be realized. In addition, since the frequency of chemical solution cleaning for the membrane element can be reduced, the operation rate of the water treatment operation (filtration operation) can be improved, and thereby high-performance water treatment can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a case where a membrane separation unit according to an embodiment is applied in place of an existing sedimentation tank.
FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of a water treatment system according to the first embodiment.
FIG. 3 is a sectional view showing the internal structure of the membrane module.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which a membrane element is housed inside the membrane module.
FIG. 5 is a view for explaining a state inside a membrane element in each step.
FIG. 6 is a timing chart showing the operation of the water treatment system.
FIG. 7 is a diagram illustrating a schematic configuration of a water treatment system according to a first modification.
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating an internal structure of a membrane module according to a second modification.
FIG. 9 is a perspective view of an air diffusion member according to a second modification.
FIG. 10 is a piping diagram of a water treatment system according to a second embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Biological reaction tank 2 Membrane module (membrane separator)
11 Denitrification tank (anaerobic tank)
12 Nitrification tank (aerobic tank)
21 Body casing (membrane separator body)
22 Membrane element 52 Sludge return pipes 52a, 53a Branch pipe 53 Treated water outlet pipe (outlet pipe)
55 chemical supply pipe 62d diffuser 64 discharge pipe (discharge means)
65 Storage container V1 Three-way valve (return amount adjusting means)

Claims (7)

既設の活性汚泥処理システムに備えられている生物反応槽に対して新たに接続されることにより、この生物反応槽において生物反応処理を行った後の処理汚泥を固液分離する膜分離ユニットであって、
上記生物反応槽の外部に設置され且つ膜エレメントを収容した膜分離器本体を備えていると共に、この膜分離器本体が、生物反応槽との間で汚泥を循環させる循環回路を構成しており、この循環回路に汚泥を循環させながら、この汚泥を膜エレメントの一次側から二次側に向けて濾過することにより処理水を得るよう構成された膜分離器と、
上記膜エレメントに対し、上記二次側から一次側に向けて洗浄水を通過させて膜エレメントの一次側面に付着している固形物を剥離除去する逆流洗浄動作を実行する逆流洗浄手段とを備えていることを特徴とする活性汚泥処理システム用膜分離ユニット。
It is a membrane separation unit that is newly connected to the biological reaction tank provided in the existing activated sludge treatment system so as to perform solid-liquid separation of the treated sludge that has been subjected to the biological reaction treatment in this biological reaction tank. hand,
The bioreactor includes a membrane separator main body that is installed outside the bioreactor and houses the membrane element, and the membrane separator main body constitutes a circulation circuit that circulates sludge with the bioreactor. A membrane separator configured to obtain treated water by filtering the sludge from the primary side to the secondary side of the membrane element while circulating the sludge in the circulation circuit,
A backwashing means for performing a backwashing operation for allowing the washing water to pass from the secondary side toward the primary side toward the primary side to peel off solid matter attached to the primary side surface of the membrane element; A membrane separation unit for an activated sludge treatment system.
請求項1記載の活性汚泥処理システム用膜分離ユニットにおいて、
循環汚泥が流れる膜エレメントの一次側空間にこの循環汚泥の流れ方向に沿って流れる気泡を供給することによって循環汚泥に搬送力を与える気泡供給手段が設けられていることを特徴とする活性汚泥処理システム用膜分離ユニット。
The membrane separation unit for an activated sludge treatment system according to claim 1,
Activated sludge treatment characterized by being provided with a bubble supply means for supplying a conveying force to the circulating sludge by supplying air bubbles flowing along the flow direction of the circulating sludge to the primary space of the membrane element through which the circulating sludge flows. Membrane separation unit for system.
請求項1または2記載の活性汚泥処理システム用膜分離ユニットにおいて、
逆流洗浄動作の実行中に膜エレメントの一次側空間に比較的大量の空気を一時的に通過させる空気供給手段が設けられていることを特徴とする活性汚泥処理システム用膜分離ユニット。
The membrane separation unit for an activated sludge treatment system according to claim 1 or 2,
A membrane separation unit for an activated sludge treatment system, wherein an air supply means for temporarily passing a relatively large amount of air into a primary space of a membrane element during execution of a backwashing operation is provided.
請求項1、2または3記載の活性汚泥処理システム用膜分離ユニットにおいて、
膜分離器本体の薬液洗浄時にこの膜分離器本体の内部に薬液を供給する薬液供給管が、膜分離器本体から処理水を導出する導出管に接続されており、
この薬液供給管から導出管を経て薬液を膜分離器本体の内部に供給する薬液洗浄動作を実行する薬液洗浄手段が設けられていることを特徴とする活性汚泥処理システム用膜分離ユニット。
The membrane separation unit for an activated sludge treatment system according to claim 1, 2, or 3,
A chemical solution supply pipe for supplying a chemical solution to the inside of the membrane separator body at the time of cleaning the chemical solution of the membrane separator body is connected to an outlet pipe for leading treated water from the membrane separator body,
A membrane separation unit for an activated sludge treatment system, comprising a chemical cleaning means for performing a chemical cleaning operation for supplying a chemical from the chemical supply pipe through an outlet pipe to the inside of the membrane separator main body.
請求項4記載の活性汚泥処理システム用膜分離ユニットにおいて、
薬液洗浄手段は、所定時間毎に薬液洗浄動作を実行するよう構成されていることを特徴とする活性汚泥処理システム用膜分離ユニット。
The membrane separation unit for an activated sludge treatment system according to claim 4,
The membrane cleaning unit for an activated sludge treatment system, wherein the chemical cleaning means is configured to execute a chemical cleaning operation at predetermined time intervals.
請求項1〜5のうち何れか一つに記載の活性汚泥処理システム用膜分離ユニットにおいて、
膜分離ユニットには、生物反応槽において生物反応処理を行った後の処理汚泥を膜分離ユニットに導入するための導入管が接続されており、
この導入管には、生物反応槽から取り出した処理汚泥中の余剰汚泥を循環回路から引き抜くための引き抜き手段が設けられていることを特徴とする活性汚泥処理システム用膜分離ユニット。
In the membrane separation unit for an activated sludge treatment system according to any one of claims 1 to 5,
The membrane separation unit is connected with an introduction pipe for introducing the treated sludge after the biological reaction treatment in the biological reaction tank into the membrane separation unit,
A membrane separation unit for an activated sludge treatment system, wherein the introduction pipe is provided with a withdrawing means for withdrawing excess sludge in the treated sludge taken out of the biological reaction tank from a circulation circuit.
請求項1〜6のうち何れか一つに記載の活性汚泥処理システム用膜分離ユニットにおいて、
生物反応槽に対して複数の膜分離器が互いに並列に接続されており、逆流洗浄手段は、逆流洗浄時には複数の膜分離器のうち選択された一つのみに対して逆流洗浄動作を実行するように構成されていることを特徴とする活性汚泥処理システム用膜分離ユニット。
In the membrane separation unit for the activated sludge treatment system according to any one of claims 1 to 6,
A plurality of membrane separators are connected in parallel to the biological reaction tank, and the backwashing means performs the backwashing operation on only one selected from the plurality of membrane separators at the time of backwashing. A membrane separation unit for an activated sludge treatment system, which is configured as described above.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1317056C (en) * 2005-03-28 2007-05-23 天津大学 Method for rinsing membrane-filtering unit of hollow fiber
JP2011522700A (en) * 2008-06-09 2011-08-04 ヴェオリア・ウォーター・ソリューションズ・アンド・テクノロジーズ・サポート Water treatment method and system using membrane filtering system
CN114858669A (en) * 2022-07-07 2022-08-05 江苏科德生态环保水处理有限公司 Intelligent sludge settlement ratio detection device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1317056C (en) * 2005-03-28 2007-05-23 天津大学 Method for rinsing membrane-filtering unit of hollow fiber
JP2011522700A (en) * 2008-06-09 2011-08-04 ヴェオリア・ウォーター・ソリューションズ・アンド・テクノロジーズ・サポート Water treatment method and system using membrane filtering system
CN114858669A (en) * 2022-07-07 2022-08-05 江苏科德生态环保水处理有限公司 Intelligent sludge settlement ratio detection device
CN114858669B (en) * 2022-07-07 2022-09-20 江苏科德生态环保水处理有限公司 Intelligent sludge settlement ratio detection device

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