JP2008142640A - 下水処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低運転コストで効率的に膜モジュールの膜表面の目詰まりを低減できるようにすることを目的とする。
【解決手段】流入する下水３を活性汚泥法により処理する反応槽１と、この反応槽１内に設置された懸濁物と処理水とを分離するための膜モジュール４と、この反応槽１の水面上に設置した浮き１０と、この浮き１０の下部より垂直方向に取り付けられたブラシ１１とを備えたものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、流入する下水を膜モジュールを用いた膜分離活性汚泥法により処理するようにした下水処理装置に関する。

一般に、汚水（下水）の処理方法として活性汚泥処理法が知られている。この活性汚泥処理法は、曝気槽（反応槽）内で微生物のかたまりである活性汚泥を利用して汚水中の有機物を分解し、最終沈殿池で、汚泥を沈降させて上澄み液としての処理水を得るようにしたものである。この曝気槽では、活性汚泥の活動を活発化させるために酸素を供給する。

一方、反応槽（曝気槽）内に浸漬型の膜モジュールを設置する膜分離活性汚泥法では、反応槽内で活性汚泥によって有機物を分解しながら、膜モジュールの膜でろ過したろ過水を処理水として取り出している。

この膜分離活性汚泥法を用いると、反応槽内の活性汚泥の濃度をより高くすることができ、有機物分解の処理効率が向上するため、設備全体の小規模化や余剰汚泥の低減が可能となる。また、最終沈殿池を省略することができるため、建設コストの削減にもつながる。

しかし、この膜分離活性汚泥法では、必然的に膜面に付着した物質による膜モジュールの目詰まりを防止する必要がある。

この膜モジュールの代表的な洗浄方法として、反応槽内に供給される散気空気によって膜面の付着物を剥離する方法があるが、この方法は、多くの散気空気量が必要となるため、その消費エネルギーによるコストがかかっていた。

また、その他の膜モジュールの洗浄方法として、定期的に膜を逆洗浄したり、浸漬している膜モジュールを反応槽から取り出して洗浄するといった方法があるが、設備を一旦停止しなければならない上に、洗浄するための装置を別途用意する必要がある。

これらの問題点を解決するため、従来特許文献１及び２に開示の対策技術が提案されている。

この特許文献１には、反応槽内で膜モジュールと散気空気する散気管との間に撹拌手段を設け、膜モジュールの膜面へ向かう上昇撹拌流を増強させることによって、膜表面の洗浄作用の安定化を図るようにしたものである。

また、特許文献２に開示のものは、摺動ブラシを用いて金属膜の目詰まりを防止するようにしたものである。
特開２００３−２５１３８６号公報 特開平１１−２６７４７２号公報

然しながら、特許文献１に開示のものでは、上昇撹拌流を生成するため気泡の上昇速度が大きくなり、反応槽内での気泡滞留時間が減少し、酸素の溶解率が低下する。これにより活性汚泥の酸素供給量が不足し、活性汚泥の処理能力を確保するために、散気空気量を増やす必要がでてくる。散気空気量を増やすには、電力エネルギーが必要なため、運転コストの増大につながる不都合があった。

また、特許文献２に開示のものでは、膜モジュールは、摺動ブラシと一体化した構造となっており、仮に摺動ブラシの点検や洗浄のために反応槽内から取り出すときは、膜モジュールも反応槽から取り出さなければならない不都合があった。

本発明は、斯かる点に鑑み、低運転コストで効率的に膜モジュールの膜表面の目詰まりを低減できるようにすることを目的とする。

本発明下水処理装置は、流入する下水を活性汚泥法により処理する反応槽と、この反応槽内に設置された懸濁物と処理水とを分離するための膜モジュールと、この反応槽の水面上に設置した浮きと、この浮きの下部より垂直方向に取り付けられたブラシとを備えたものである。

また、本発明下水処理装置は、流入する下水を活性汚泥法により処理する反応槽と、この反応槽内に設置された懸濁物と処理水とを分離するための膜モジュールと、この反応槽の水面上に設置した浮きと、この浮きの下部より垂直方向に取り付けられた水かきとを備えたものである。

本発明によれば、反応槽の水面の上下動に従がって浮きとともにブラシが上下運動して膜モジュールの膜表面の付着物を掻き取り、無動力の低運転コストで効率的に膜モジュールの膜表面の目詰まりを低減することができる。

また、本発明によれば、反応槽の水面の上下動に従がって浮きとともに水かきが上下運動して膜モジュールの膜表面の付着物を掻き取り、無動力の低運転コストで効率的に膜モジュールの膜表面の目詰まりを低減することができる。

以下、図１、図２を参照して、本発明下水処理装置を実施するための最良の形態の例につき説明する。

図１は、本例による下水処理装置の斜視図を示し、図２Ａは、図１例の下水処理装置の上面図を示し、図２Ｂは、図２ＡのＢ−Ｂ線断面図、図２Ｃは、図２ＡのＣ−Ｃ線断面図である。図１及び図２において、１は流入管２から流入する下水（汚水）３を活性汚泥法により処理する反応槽を示し、この反応槽１内にこの下水３に浸漬して水平方向直列に膜モジュール４を複数個設置する。

この膜モジュール４は、例えば長方形状の支持枠の前面側及び後面側に下水（汚水）３の固形分をろ過する膜を固定し、この長方形状の支持枠と前面側膜及び後面側膜とによって、反応槽１内の下水（汚水）３から分離空間を形成したもので、この支持枠の上部に全ての分離空間と連通した処理水取り出し管５を設け、この処理水取り出し管５から処理水５ａが吸引されるようになされたものである。

この複数の膜モジュール４は、反応槽１内において被処理下水３の流れ方向と平行になるように設置する。この膜モジュール４は、この反応槽１内の懸濁物と処理水５ａとを分離する機能を有し、吸引ろ過により濁質を含まない処理水５ａを得るようにしたものである。

この反応槽１の流出口６からは、濁質成分の濃度が高くなった濃縮水７を流出するようにする。この濃縮水７は、次段の下水処理装置で処理しても良く、あるいは流入管２から再度反応槽１の中に循環しても良い。

この反応槽１内の複数の膜モジュール４の下部に散気管８を設け、この散気管８より空気気泡を散気するようにする。この空気気泡の散気は、反応槽１内の活性汚泥への酸素供給と同時に上昇する気泡による膜モジュール４の膜面洗浄を目的としている。

本例においては、反応槽１内の複数の膜モジュール４、４、…の膜モジュール４と膜モジュール４との間及び膜モジュール４と反応槽１との間の夫々の水面上に複数個の円盤状の浮き１０を設置し、この浮き１０から水中に向かって鉛直（垂直）方向にブラシ１１を配設する。

このブラシ１１としては、例えば図３Ａ及びＢに側面図及び正面図を示すように、円盤状の浮き１０の下側にこの浮き１０の直径と同じ幅で所定長さ（膜モジュール４に対応）の基板１１ａを植立し、この基板１１ａの両面にシリコンゴム等の膜モジュール４に損傷を与えない材質の所定長さの毛１１ｂを植毛したものである。このブラシ１１の外形は上から見て四角形をなすものである。この場合、ブラシ１１の直接膜モジュール４に接触する部分のみを膜モジュール４に損傷を与えない材質とするようにしても良い。またブラシ１１の毛束の間隔は、浮き１０の上下振動の振幅を考慮して設定し、毛束の密度は、散気管８から供給される気泡の上昇を妨げて酸素の供給が不足しないように設定する。

この場合、膜モジュール４と膜モジュール４との間及び膜モジュール４と反応槽１との間の夫々の水面上の複数個の円盤状の浮き１０を夫々ガイドレール９上に設置することによりブラシ１１と膜モジュール４の側面外部との距離を一定に保つことができる。

また、この場合、ブラシ１１は、両側又は片側において膜モジュール４に接触するようにし、膜モジュール４の膜面に付着した懸濁物を取り除く機能を有するようにし、気泡による洗浄効果をさらに高める。また、このブラシ１１は、動力を必要とせず、図４Ａ及びＢに示すようにこのブラシ１１の上部に設けた浮き１０の浮力によって水面１２の変動とともにこのブラシ１１も上下運動し、膜モジュール４に対し、上下運動することで膜面洗浄を効果的に行うことができる。

この反応槽１は、絶えず流入管２から被処理水３が流入し、流出口６から濃縮水７が流出することによって、水面１２は安定せず常に波打っている。また、散気管８から出る空気によって反応槽１内では旋回流が発生し、更に大気に放出される空気によっても水面１２は波打つこととなる。従って、反応槽１内の水面上の波によって浮き１０は、常に上下に振動することになる。この浮き１０の上下振動によって、浮き１０に固定され膜モジュール４の側面外部と接触しているブラシ１１の毛１１ｂも上下に振動し、図５Ａ及びＢに示すように膜モジュール４の膜面の付着物が掻き取られる。

本例によれば、膜モジュール４のろ過運転を停止することなく膜モジュール４の側面外部の付着物を除去することができる。また、反応槽１内の水面上に自然に発生する波を動力として膜モジュール４の膜面を洗浄しているため膜モジュール４の膜面の洗浄自体に運転コストがかからず設備全体の動力費を低減することができる。

また、本例によれば、膜モジュール４の膜面の洗浄は、常時行われているため、仮に膜モジュール４を反応槽１より取り出して洗浄する必要があっても、その周期は、従来よりも長くなる。また、反応槽１内に複数設置されている浮き１０とブラシ１１とからなる洗浄モジュールも単体で独立に設置されているため、個別に取り出し可能であり、交換や点検も容易である。

尚、上述例では、反応槽１内の複数の膜モジュール４、４、…の膜モジュール４と膜モジュール４との間及び膜モジュール４と反応槽１との間の夫々の水面上に複数個の円盤状の浮き１０を設置し、この浮き１０から水中に向かって鉛直（垂直）方向にブラシ１１を配設したが、このブラシ１１の代わりに図６に示すような水かき１３を設けるようにしても良い。

この水かき１３としては、例えば図６Ａに示すように、円盤状の浮き１０の下側に所定長さ（膜モジュール４に対応）の支柱１３ａを植立し、この支柱１３ａの両側にシリコンゴム等の膜モジュール４に損傷を与えない材質の水かき羽１３ｂを複数枚設けたものである。この水かき羽１３ｂの形状は図６Ｂに示すように上から見て三角形あるいは扇形をなすものである。この場合、この水かき羽１３ｂの形状は散気管８から供給される気泡の上昇を妨げて酸素の供給が不足しないような形状とする。

また、この場合、水かき１３は、この水かき１３の両側又は片側において水かき羽１３ｂの先端が膜モジュール４の側面に接触するようにし、膜モジュール４の膜面に付着した懸濁物を取り除く機能を有するようにし、気泡による洗浄効果をさらに高める。また、この水かき１３は、上述ブラシ１１同様に動力を必要とせず、水かき１３の上部に設けた浮き１０の浮力によって水面１２の変動とともにこの水かき１３も上下運動し、膜モジュール４に対し、上下運動することで膜面洗浄を効果的に行うことができる。

この水かき１３は、物理的には、膜モジュール４の膜面の付着物をとることはできないが、上下振動によって発生する水流を利用して付着物を剥離する。この水かき羽１３ｂは、その抵抗によって浮き１０の上下振動を相殺してしまうことがないように、弾力性のある材質とする。

この反応槽１内の複数の膜モジュール４、４、…の膜モジュール４と膜モジュール４との間及び膜モジュール４と反応槽１との間の夫々の水面上に複数個の円盤状の浮き１０を設置し、この浮き１０から水中に向かって鉛直（垂直）方向にブラシ１１を配設したが、このブラシ１１の代わりに図６に示すような水かき１３を設けるようにした例においても上述例同様の作用効果が得られることは、容易に理解できよう。

尚、本発明は、上述例に限ることなく本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成が採り得ることは勿論である。

本発明下水処理装置を実施するための最良の形態の例を示す斜視図である。 Ａは図１の上面図、Ｂは図２ＡのＢ−Ｂ線断面図、Ｃは図２ＡのＣ−Ｃ線断面図である。 ブラシの例を示し、Ａは側面図、Ｂは正面図である。 ブラシの上下運動の説明に供する線図である。 本発明の説明に供する線図である。 本発明下水処理装置を実施するための最良の形態の他の例に使用される水かきの例を示す線図である。

符号の説明

１…反応槽、２…流入管、３…下水、４…膜モジュール、５…処理水取り出し管、６…流出口、７…濃縮水、８…散気管、１０…浮き、１１…ブラシ、１３…水かき

Claims (4)

1. 流入する下水を活性汚泥法により処理する反応槽と、
   前記反応槽内に設置された懸濁物と処理水とを分離するための膜モジュールと、
   前記反応槽の水面上に設置した浮きと、
   前記浮きの下部より垂直方向に取り付けられたブラシと
   を備えたことを特徴とする下水処理装置。
2. 流入する下水を活性汚泥法により処理する反応槽と、
   前記反応槽内に設置された懸濁物と処理水とを分離するために、水平方向に直列に設置された複数個の膜モジュールと、
   前記膜モジュールと前記膜モジュールとの間及び前記膜モジュールと前記反応槽との間の水面上に設置した浮きと、
   前記浮きの下部より垂直方向に取り付けられたブラシと
   を備えたことを特徴とする下水処理装置。
3. 流入する下水を活性汚泥法により処理する反応槽と、
   前記反応槽内に設置された懸濁物と処理水とを分離するための膜モジュールと、
   前記反応槽の水面上に設置した浮きと、
   前記浮きの下部より垂直方向に取り付けられた水かきと
   を備えたことを特徴とする下水処理装置。
4. 流入する下水を活性汚泥法により処理する反応槽と、
   前記反応槽内に設置された懸濁物と処理水とを分離するために、水平方向に直列に設置された複数個の膜モジュールと、
   前記膜モジュールと前記膜モジュールとの間及び前記膜モジュールと前記反応槽との間の水面上に設置した浮きと、
   前記浮きの下部より垂直方向に取り付けられた水かきと
   を備えたことを特徴とする下水処理装置。
   

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