JP2008149226A - Wastewater treatment system - Google Patents

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Hiroto Yokoi
浩人 横井
Koji Kageyama
晃治 陰山
Ichiro Enbutsu
伊智朗 圓佛
Shoji Watanabe
昭二 渡辺
Yoshihiro Nobutomo
義弘 信友
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wastewater treatment system capable of suppressing the fouling of a membrane in order to enhance the maintenance properties of the membrane in the production of regenerated water by a membrane separation activated sludge process. <P>SOLUTION: The wastewater treatment system is equipped with a sensor 20a for measuring the pH of the sewage of a tank 5 in which the membrane for filtering water to be treated is installed, a pH adjusting means 11 for injecting an acid in order to adjust the pH of the sewage in the tank 5 in which the membrane is installed, and a monitor control device 10 for calculating the pH becoming a set concentration or above in the solubility of a hardness component on the basis of the pH measured by the sensor 20a to control the injection amount of the acid of the pH adjusting means 11 so as to obtain the calculated pH. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、下水,雑廃水または産業排水など、硬度を含む原水を再利用するための廃水処理システムに係り、特に、膜分離活性汚泥法,膜ろ過処理を用いた廃水処理システムに関する。   The present invention relates to a wastewater treatment system for reusing raw water including hardness, such as sewage, miscellaneous wastewater, or industrial wastewater, and more particularly to a wastewater treatment system using a membrane separation activated sludge method and a membrane filtration treatment.

近年、渇水発生の頻度が増加しており、渇水を避けて安全,安心を確保するため、水源の確保などの対応が重要となっている。水源には、ダム等の貯水施設の整備以外に、下水等を資源とした再生水利用の検討が広まってきている。国交省では再生水を利用する際の水質基準を設定して、水の循環利用を促している。   In recent years, the frequency of droughts has increased, and measures such as securing water sources are important in order to avoid droughts and ensure safety and security. In addition to the development of water storage facilities such as dams, the use of reclaimed water using sewage as a resource is spreading. The Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism has set water quality standards for using reclaimed water and promotes the recycling of water.

汚水の再生処理方法には、活性汚泥による有機物の除去,ろ過による浮遊物質
(Suspended Solidの略で以下、SSという)の除去,塩素剤等による消毒が一般的に用いられている。さらに高度な水質が必要な場合には、オゾン処理,活性炭処理,逆浸透膜等の膜処理が行われる。
In general, methods for reclaiming wastewater include removal of organic substances by activated sludge, removal of suspended solids (abbreviated as “SS”) by filtration, and disinfection with a chlorine agent or the like. When higher water quality is required, membrane treatment such as ozone treatment, activated carbon treatment, reverse osmosis membrane is performed.

このような状況下で、近年、膜技術の進歩によって膜分離活性汚泥法が実用化された。膜分離活性汚泥法は、生物処理により有機物を分解する方法であるが、従来、最終沈殿池で行っていた活性汚泥の分離を膜によって行う点が特徴である。膜分離活性汚泥法の利点は、活性汚泥のキャリーオーバー防止,設備の小型化に加え、SRTの延長による汚泥量削減である。これらの利点を生かし、オンサイトへの設置、すなわち汚水発生源となる施設に再生水製造設備を設置することが可能となっている。   Under such circumstances, in recent years, the membrane separation activated sludge method has been put into practical use by the advancement of membrane technology. The membrane-separated activated sludge method is a method for decomposing organic substances by biological treatment, and is characterized in that the activated sludge that has been conventionally performed in the final sedimentation basin is separated by a membrane. Advantages of the membrane-separated activated sludge method are prevention of activated sludge carry-over, downsizing of equipment, and reduction of sludge volume by extending SRT. Taking advantage of these advantages, it is possible to install reclaimed water production equipment on-site, that is, in a facility that is a source of sewage generation.

膜を用いた水処理では、新たな課題の1つに、膜のファウリングと薬液洗浄が必要であることが挙げられる。膜処理原水中のファウリング原因物質としては、有機物,マンガン,アルミニウム,硬度(カルシウムおよびマグネシウム)等がある。   In water treatment using a membrane, one of the new problems is that membrane fouling and chemical cleaning are necessary. Substances causing fouling in the raw membrane water include organic matter, manganese, aluminum, hardness (calcium and magnesium), and the like.

上水の場合、これらの物質に関して水質基準が設定されている。浄水プロセスにおいて、有機物は凝集沈殿,ろ過,活性炭,生物処理で除去できる。また、マンガン,アルミニウムは、マンガン砂ろ過、および凝集沈殿・ろ過でそれぞれ除去できる。   In the case of clean water, water quality standards are set for these substances. In the water purification process, organic substances can be removed by coagulation sedimentation, filtration, activated carbon, and biological treatment. Manganese and aluminum can be removed by manganese sand filtration and coagulation precipitation / filtration, respectively.

硬度の除去(軟水化)の方法として、〔非特許文献1〕に、凝集沈殿法,イオン交換法,逆浸透法,ペレット法が示されている。具体的な例としては、〔特許文献1〕に陽イオン交換体を用いた軟水化方法が示されている。この方法は、家電製品向けの軟水化の方法であり、陽イオン交換体に吸着した硬度成分を、電解で得られる酸性水を用いて溶離し、アルカリ水を用いて樹脂を再生する方法である。   As a method for removing hardness (softening water), [Non-Patent Document 1] discloses a coagulation precipitation method, an ion exchange method, a reverse osmosis method, and a pellet method. As a specific example, Patent Document 1 discloses a water softening method using a cation exchanger. This method is a method of softening water for home appliances, in which the hardness component adsorbed on the cation exchanger is eluted using acidic water obtained by electrolysis and the resin is regenerated using alkaline water. .

〔特許文献2〕では、ペレット法による軟水化の例が示されている。この方法では、流動床式の晶析反応槽とpH調整のための酸・アルカリ剤、および炭酸カリウムの晶析の核とするペレットを用いる。反応槽内のpHをアルカリ側に調整し、現水中の硬度成分をペレット上に析出させる。処理水は硫酸等の酸により中和し、水道等の水質基準を満足する範囲に調整する。   [Patent Document 2] shows an example of water softening by a pellet method. In this method, a fluidized bed crystallization reaction tank, an acid / alkali agent for pH adjustment, and pellets used as nuclei for crystallization of potassium carbonate are used. The pH in the reaction vessel is adjusted to the alkali side, and hardness components in the current water are deposited on the pellets. Treated water is neutralized with an acid such as sulfuric acid and adjusted to a range that satisfies water quality standards such as tap water.

特開平6−296963号公報JP-A-6-296963 特開2001−58102号公報JP 2001-58102 A 土井、第57回全国水道研究発表会講演集、p292(2006)Doi, 57th National Waterworks Research Presentation, p292 (2006)

再生水の水質基準の内、膜のファウリングに関連する項目としては有機物(BOD,
COD)があり、これらは活性汚泥を用いた生物処理の段階で除去できる。
Among the water quality standards for reclaimed water, items related to membrane fouling include organic matter (BOD,
COD), which can be removed at the stage of biological treatment with activated sludge.

また、マンガンやアルミニウムは、水質基準値が十分低濃度であり、家庭やオフィスビル等での使用においては下水中の濃度が大きく増加することは少ないと推測される。   Manganese and aluminum have a sufficiently low water quality standard value, and it is presumed that the concentration of sewage does not increase greatly when used in homes and office buildings.

一方、上水の硬度の水質基準値は≦300mg/Lである。水道の原水が高硬度で、かつ浄水プロセスで軟水化処理がされない場合、下水中も硬度が高濃度に維持され、ファウリングの原因になる可能性が高い。軟水化の方法は、上記した従来の技術のように、浄水処理の分野では確立された技術であるが、ファウリング抑制を考慮した下水や雑廃水への適用はこれまでなかった。   On the other hand, the water quality standard value of the hardness of clean water is ≦ 300 mg / L. If the raw water of the tap water is high in hardness and is not softened by the water purification process, the hardness of the sewage is also maintained at a high concentration, which is likely to cause fouling. The water softening method is a technique established in the field of water purification treatment as in the conventional technique described above, but has not been applied to sewage and wastewater considering fouling suppression.

〔特許文献1〕,〔特許文献2〕に記載の軟水化方法のうち、逆浸透法(Reverse
Osmosis の略で以下、RO法という)は比較的清澄な原水を対象とした処理である。汚水を原水とした場合、RO法は、SSによる膜の目詰まりが生じるため、メンテナンスが煩雑になるとともに、ランニングコストが一層高くなるという欠点がある。
Among the water softening methods described in [Patent Document 1] and [Patent Document 2], the reverse osmosis method (Reverse
Osmosis (hereinafter referred to as RO method) is a treatment for relatively clear raw water. When sewage is used as raw water, the RO method has the disadvantages that the clogging of the membrane due to SS occurs, so that the maintenance becomes complicated and the running cost is further increased.

一方、凝集沈殿法,ペレット法,イオン交換法は、上水や工業用水製造プロセス内での運用はできるが、膜分離活性汚泥法等の膜処理のメンテナンス性を考慮したシステム構成や運転制御については言及していない。   On the other hand, the coagulation sedimentation method, the pellet method, and the ion exchange method can be used in the water and industrial water production process, but the system configuration and operation control considering the maintainability of membrane treatment such as membrane separation activated sludge method Does not mention.

本発明の目的は、膜分離活性汚泥法等の膜処理による再生水製造における膜のメンテナンス性を向上するため、膜のファウリングを抑制できる廃水処理システムを提供することである。   An object of the present invention is to provide a wastewater treatment system capable of suppressing membrane fouling in order to improve membrane maintainability in reclaimed water production by membrane treatment such as membrane separation activated sludge method.

上記目的を達成するために、本発明の廃水処理システムは、汚水をろ過するための膜が設置された槽内の水質を計測する計測手段と、槽内のpHを調整するために酸を注入するpH調整手段と、水質計測結果に基づいて、硬度成分の溶解度が一定濃度以上となるpHとなるように、pH調整手段の酸の注入量を制御する監視制御手段とを有するものである。   In order to achieve the above object, the wastewater treatment system of the present invention includes a measuring means for measuring water quality in a tank in which a membrane for filtering sewage is installed, and an acid is injected to adjust the pH in the tank. And a monitoring control means for controlling the acid injection amount of the pH adjusting means so that the solubility of the hardness component becomes a certain concentration or higher based on the water quality measurement result.

また、生物反応槽の前段に軟水化手段を設け、生物反応槽の前段で軟水化処理を行い、膜分離を行う時点での硬度を低減し、かつ残留する硬度成分の化合物の膜が設置された槽内で再析出するのを抑制し、ファウリングをより低減するものである。   In addition, water softening means is provided in the previous stage of the biological reaction tank, the water softening treatment is performed in the previous stage of the biological reaction tank, the hardness at the time of membrane separation is reduced, and a film of a compound of the remaining hardness component is installed. In this case, reprecipitation is suppressed in the tank and fouling is further reduced.

また、監視制御手段が、上水の流量,再生水の流量を計測し、予め設定した流入パターンを用いて反応槽内の水質を予測し、予測値を用いて硬度成分の溶解性を算出し、pH調整手段の注入量を制御するものである。   In addition, the monitoring control means measures the flow rate of clean water, the flow rate of reclaimed water, predicts the water quality in the reaction tank using a preset inflow pattern, calculates the solubility of the hardness component using the predicted value, The injection amount of the pH adjusting means is controlled.

また、再生水と、上水を利用する施設から生じる廃水を混合させて軟水化して、軟水化手段の負荷軽減および装置の小型化を図るものである。   In addition, the reclaimed water and the waste water generated from the facility using clean water are mixed to soften the water, thereby reducing the load on the water softening means and reducing the size of the apparatus.

本発明の廃水処理システムによれば、膜分離活性汚泥法による汚水処理において、硬度が原因のファウリングを抑制するため、膜の薬液洗浄回数を低減し、膜のメンテナンス性が向上する。   According to the wastewater treatment system of the present invention, in the sewage treatment by the membrane separation activated sludge method, fouling due to hardness is suppressed, so that the number of times of membrane chemical cleaning is reduced and the maintainability of the membrane is improved.

本発明の実施例1から実施例5を図面を用いて説明する。   Embodiments 1 to 5 of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の廃水処理システムの実施例1を図1により説明する。   Embodiment 1 of the wastewater treatment system of the present invention will be described with reference to FIG.

図1に示すように、浄水場等、外部から供給される上水は、上水貯槽13に蓄えられ、蓄えられた上水は、上水貯槽13に接続された上水利用施設12での上水の使用量に応じて供給される。上水利用施設12には、廃水処理システム100が接続されている。ここで、上水利用施設12は、風呂,洗面,厨房のことである。   As shown in FIG. 1, clean water supplied from the outside, such as a water purification plant, is stored in a clean water storage tank 13, and the stored clean water is stored in a clean water utilization facility 12 connected to the clean water storage tank 13. Supplied according to the amount of clean water used. A wastewater treatment system 100 is connected to the water supply facility 12. Here, the water use facility 12 is a bath, a washroom, and a kitchen.

廃水処理システム100は、スクリーン2が浸漬された前処理・調整槽1と、前処理・調整槽1に接続されたポンプ3aと、ポンプ3aに接続され活性汚泥により汚水中の有機物を分解,除去する生物反応槽4と、生物反応槽4に隣接して設けられ、複数の膜ユニット9が浸漬された膜分離槽5と、膜分離槽5に設置されたpHを計測するセンサ20aと、センサ20aからの信号を入力し、膜分離槽5に酸溶液を注入する酸注入装置11の酸溶液注入量をコントロールする監視制御装置10と、生物反応槽4及び膜分離槽5内に設置され、バルブ7を介してブロワ8から供給される空気を散気する散気装置6で構成される。   The wastewater treatment system 100 decomposes and removes organic matter in the sewage by the pretreatment / regulation tank 1 in which the screen 2 is immersed, the pump 3a connected to the pretreatment / regulation tank 1, and the activated sludge connected to the pump 3a. A biological reaction tank 4, a membrane separation tank 5 provided adjacent to the biological reaction tank 4 and immersed in a plurality of membrane units 9, a sensor 20 a for measuring pH installed in the membrane separation tank 5, and a sensor A signal is input from 20a, the monitoring controller 10 for controlling the acid solution injection amount of the acid injection device 11 for injecting the acid solution into the membrane separation tank 5, and the biological reaction tank 4 and the membrane separation tank 5 are installed. The air diffuser 6 diffuses the air supplied from the blower 8 through the valve 7.

廃水処理システム100の膜分離槽5には、複数の膜ユニット9が浸漬されており、膜ユニット9にはポンプ3bが、ポンプ3bには再生水貯槽14に接続され、ポンプ3bにより膜ユニット9で活性汚泥,SS,細菌等が分離された再生水が再生水貯槽14に送られる。再生水貯槽14には消毒剤供給装置15が接続され、次亜鉛素酸ナトリウムが供給されるようになっている。再生水貯槽14の再生水は、トイレ,散水施設,修景用水供給の施設などである再生水利用施設16に供給される。ここで、修景用水とは、池,堀,せせらぎ,噴水,壁泉等のアメニティ利用に供給される水のことである。   A plurality of membrane units 9 are immersed in the membrane separation tank 5 of the wastewater treatment system 100. The pump 3b is connected to the membrane unit 9, and the regenerated water storage tank 14 is connected to the pump 3b. Reclaimed water from which activated sludge, SS, bacteria, etc. have been separated is sent to the reclaimed water storage tank 14. A disinfectant supply device 15 is connected to the reclaimed water storage tank 14 so that sodium hypozinc acid is supplied. The reclaimed water in the reclaimed water storage tank 14 is supplied to a reclaimed water utilization facility 16 such as a toilet, a watering facility, and a landscape water supply facility. Here, the landscape water is water supplied to use amenity such as pond, moat, murmuring, fountain, wall spring and the like.

浄水場等、外部から供給される上水は、上水貯槽13に蓄えられ、上水利用施設12での上水の使用量に応じて供給される。上水利用施設12から排出される汚水の一部は下水に放流され、残りは前処理・調整槽1に流下し、スクリーン2によって比較的大きな固形物が分離される。固形物が分離された汚水は、ポンプ3aにより生物反応槽4へ送られ、生物反応槽4で、活性汚泥により汚水中の有機物が分解,除去される。処理された汚水は一部の活性汚泥とともに膜分離槽5に流入する。   The water supplied from the outside such as a water purification plant is stored in the water storage tank 13 and supplied according to the amount of water used in the water supply facility 12. A portion of the sewage discharged from the water use facility 12 is discharged into the sewage, the rest flows down into the pretreatment / regulation tank 1, and a relatively large solid is separated by the screen 2. The sewage from which the solid matter is separated is sent to the biological reaction tank 4 by the pump 3a, and the organic substances in the sewage are decomposed and removed by the activated sludge in the biological reaction tank 4. The treated sewage flows into the membrane separation tank 5 together with some activated sludge.

膜分離槽5では、汚水はポンプ3bにより吸引され、膜ユニット9によって活性汚泥,SS,細菌類等が分離され、再生水貯槽14に蓄えられる。ブロワ8から供給される空気の一部は散気装置6によって膜ユニット9の表面に供給され、気泡および空気の上昇によって生じる汚水の流れによって生じるせん断力によって、膜表面に付着する活性汚泥や
SS等が膜表面から除去される。これにより、膜面の閉塞を防止している。
In the membrane separation tank 5, sewage is sucked by the pump 3 b, activated sludge, SS, bacteria, etc. are separated by the membrane unit 9 and stored in the reclaimed water storage tank 14. Part of the air supplied from the blower 8 is supplied to the surface of the membrane unit 9 by the air diffuser 6, and activated sludge and SS adhering to the membrane surface due to the shear force generated by the flow of sewage generated by the rise of air bubbles and air. Etc. are removed from the film surface. Thereby, blockage of the film surface is prevented.

再生水貯槽14には消毒剤供給装置15から次亜塩素酸ナトリウムが供給され、再生水の消毒がなされる。再生水利用施設16での再生水の使用量に応じて、再生水貯槽14から再生水が供給される。再生水利用施設16で使用された再生水は下水へ放流される。   Sodium hypochlorite is supplied from the disinfectant supply device 15 to the reclaimed water storage tank 14 to disinfect the reclaimed water. Reclaimed water is supplied from the reclaimed water storage tank 14 in accordance with the amount of reclaimed water used at the reclaimed water utilization facility 16. The reclaimed water used in the reclaimed water utilization facility 16 is discharged into sewage.

膜分離槽5に設置されたpH計により汚水のpHが測定され、この測定結果は監視制御装置10に送られる。監視制御装置10では、pHの計測データを用い、酸注入装置11により酸溶液の注入量をコントロールする。酸注入装置11から注入する酸の種類は特に限定されないが、再生水の溶解性物質濃度を低減するためには、生物処理で分解される有機酸が望ましい。   The pH of the sewage is measured by a pH meter installed in the membrane separation tank 5, and the measurement result is sent to the monitoring controller 10. In the monitoring control device 10, the injection amount of the acid solution is controlled by the acid injection device 11 using pH measurement data. The type of acid to be injected from the acid injection device 11 is not particularly limited, but an organic acid that is decomposed by biological treatment is desirable in order to reduce the concentration of the soluble substance in the reclaimed water.

硬度由来でファウリングの原因となるスケールの主成分はカルシウムの炭酸塩である。炭酸塩は数1に示す反応で溶解する。   The main component of the scale, which is derived from hardness and causes fouling, is calcium carbonate. The carbonate is dissolved by the reaction shown in Formula 1.

Figure 2008149226
Figure 2008149226

数1の反応式から、H+ 濃度が高いほど平衡は右にずれることが分る。つまり、pHが低いほどCaCO3 の析出は抑制されることになる。そのため、監視制御装置10では、センサ20aのpH値を計測し、取得した実測値と設定値との差を計算し、差に比例して注入量の調整を行う。この注入量の制御には、PI制御等の一般的な制御方法を採用することができる。 From the reaction formula of Equation 1, it can be seen that the higher the H + concentration, the more the equilibrium shifts to the right. That is, the lower the pH, the more CaCO 3 is precipitated. Therefore, the monitoring control device 10 measures the pH value of the sensor 20a, calculates the difference between the acquired actual measurement value and the set value, and adjusts the injection amount in proportion to the difference. For this injection amount control, a general control method such as PI control can be employed.

このように、処理水をろ過するための膜が設置された槽内の水質を計測し、槽内のpHを調整しているので、膜が設置された槽内での硬度成分の化合物が析出するのを抑制し、ファウリングの発生を低減できる。   Thus, since the water quality in the tank in which the membrane for filtering the treated water is installed is measured and the pH in the tank is adjusted, the compound of the hardness component in the tank in which the membrane is installed is deposited. To suppress the occurrence of fouling.

本発明の実施例2を図2から図4により説明する。図2は、本実施例の廃水処理システムを示す構成図で、実施例1と同様に、前処理・調整槽31,生物反応槽4,膜分離槽5で構成されている。   A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a block diagram showing the wastewater treatment system of the present embodiment, which is composed of a pretreatment / conditioning tank 31, a biological reaction tank 4, and a membrane separation tank 5 as in the first embodiment.

本実施例では、前処理・調整槽31の後段に、監視制御装置10の信号により制御され、アルカリ剤注入装置21からの水酸化ナトリウムを注入する部分が設けられ、回転翼で攪拌されるようになっている。又、前処理・調整槽31の後段の出口側に、水酸化ナトリウムを加えることによる晶析処理後のpHを測定するセンサ20bが設けられている。   In the present embodiment, a portion for injecting sodium hydroxide from the alkali agent injection device 21 is provided at the subsequent stage of the pretreatment / adjustment tank 31 and controlled by a signal from the monitoring control device 10 so as to be stirred by the rotary blades. It has become. A sensor 20b for measuring the pH after crystallization treatment by adding sodium hydroxide is provided on the outlet side of the rear stage of the pretreatment / regulation tank 31.

監視制御装置10の信号により制御され、ポンプ3aと生物反応槽4を接続する配管に酸を注入する酸注入装置11が設けられ、酸注入部と生物反応槽4との間の配管にはpHを測定するセンサ20cが設けられている。膜分離槽5に設置されたセンサ20dでは、水温,pHおよびアルカリ度を測定するようになっている。   An acid injection device 11 that is controlled by a signal from the monitoring control device 10 and injects acid into a pipe that connects the pump 3a and the biological reaction tank 4 is provided, and the pipe between the acid injection unit and the biological reaction tank 4 has a pH. A sensor 20c is provided for measuring. The sensor 20d installed in the membrane separation tank 5 measures water temperature, pH, and alkalinity.

上水貯槽13に蓄えられた上水は、上水利用施設12での上水の使用量に応じて供給される。上水利用施設12から排出される汚水の一部は下水に放流され、残りは前処理・調整槽1に流下し、スクリーン2によって比較的大きな固形物が分離される。   The clean water stored in the clean water storage tank 13 is supplied according to the amount of clean water used in the clean water utilization facility 12. A portion of the sewage discharged from the water use facility 12 is discharged into the sewage, the rest flows down into the pretreatment / regulation tank 1, and a relatively large solid is separated by the screen 2.

前処理・調整槽1の後段では、アルカリ剤注入装置21から水酸化ナトリウムが注入され、晶析により硬度成分が除去されてアルカリ性となる。センサ20bにより晶析処理後のpHが測定され、測定結果は監視制御装置10へ送られ、アルカリ剤の注入量の制御にフィードバックされ、槽内のpHをアルカリ性(pH9〜11程度)に調整する。この調整により、数1の反応式は右向きに反応が進み、主な硬度成分のカルシウムを炭酸カルシウムとして析出させる。このとき、アルカリ剤が十分混合し、かつ炭酸カルシウムの結晶成長を促すため、流入水を仕切り板の下部に設けられた連通穴から流入させ、回転翼により槽内を撹拌している。沈降した析出物は前処理・調整槽1の下部から定期的に引き抜き、下水等の適当な処理施設へと放流する。   In the subsequent stage of the pretreatment / adjustment tank 1, sodium hydroxide is injected from the alkali agent injection device 21, and the hardness component is removed by crystallization to become alkaline. The pH after the crystallization treatment is measured by the sensor 20b, and the measurement result is sent to the monitoring control device 10 and fed back to the control of the injection amount of the alkaline agent to adjust the pH in the tank to be alkaline (about pH 9 to 11). . As a result of this adjustment, the reaction formula (1) proceeds to the right, and the main hardness component calcium is precipitated as calcium carbonate. At this time, in order to sufficiently mix the alkali agent and promote crystal growth of calcium carbonate, inflowing water is introduced from a communication hole provided in the lower part of the partition plate, and the inside of the tank is stirred by the rotary blade. The settled precipitate is periodically withdrawn from the lower part of the pretreatment / regulation tank 1 and discharged to an appropriate treatment facility such as sewage.

晶析処理後の汚水には、酸注入装置11から酸が注入され、生物処理に適切で、設定されたカルシウムの溶解度が得られる水質条件となるように汚水のpHが調整される。酸注入装置11からの酸注入量は、pH調整槽出口のセンサ20cと、膜ろ過処理水の水質を測定するセンサ2dによって決定する。   Acid is injected from the acid injection device 11 into the sewage after the crystallization treatment, and the pH of the sewage is adjusted so that the water quality is suitable for biological treatment and the set solubility of calcium is obtained. The acid injection amount from the acid injection device 11 is determined by the sensor 20c at the outlet of the pH adjustment tank and the sensor 2d that measures the quality of the membrane filtration treated water.

図3を用いて、アルカリおよび酸の注入制御フローをより詳細に説明する。この注入制御の頻度は、流入水の水質や再生水使用量の日変動を考慮し、少なくとも1時間程度毎に実施することが望ましいが、適宜設定してよい。   The alkali and acid injection control flow will be described in more detail with reference to FIG. The frequency of this injection control is preferably carried out at least about every hour in consideration of daily fluctuations in the quality of the influent water and the amount of recycled water used, but may be set as appropriate.

ステップS201で、センサ20b,20c,20dの実測値を取り込む。ステップ
S202で、取り込んだ実測値が異常でないかを診断する。例えば、前回の実測値と比較して設定された割合以上の差異があった場合は、再度実測値の読み込み処理を行う。
In step S201, the measured values of the sensors 20b, 20c, and 20d are captured. In step S202, it is diagnosed whether the acquired actual measurement value is abnormal. For example, if there is a difference greater than a set ratio compared to the previous actual measurement value, the actual value reading process is performed again.

ステップS203で、センサ20b,20c,20dのそれぞれの設置場所において満足するべき条件となる設定値を読み込む。前処理・調整槽1内のセンサ20bでは、晶析の条件として、炭酸カルシウムを析出させ汚水中の硬度を十分に低減できるpHの下限値を設定する。前処理・調整槽31出口のセンサ20cでは、生物反応槽4において微生物が良好に活動できるpHの範囲を設定する。膜分離槽5出口のセンサ20dでは、ファウリングを抑制するために必要なCa2+濃度の下限値を設定する。 In step S203, a set value that is a condition to be satisfied at each of the installation locations of the sensors 20b, 20c, and 20d is read. In the sensor 20b in the pretreatment / regulation tank 1, a lower limit value of pH at which calcium carbonate is precipitated and the hardness in the sewage can be sufficiently reduced is set as a crystallization condition. The sensor 20c at the outlet of the pretreatment / regulation tank 31 sets a pH range in which microorganisms can act well in the biological reaction tank 4. In the membrane separation tank 5 the outlet of the sensor 20d, to set the lower limit of the Ca 2+ concentration required to inhibit fouling.

ステップS204では、アルカリ剤の注入量制御のため、設定値と実測値とを比較し、実測値と設定値の差を算出し、ステップS205では、算出した差の値から注入量の増減量を算出する。   In step S204, in order to control the injection amount of the alkaline agent, the set value is compared with the actual measurement value, and the difference between the actual measurement value and the set value is calculated. In step S205, the increase / decrease amount of the injection amount is calculated from the calculated difference value. calculate.

ステップS211では、酸剤の注入量制御のため、設定値とセンサ20cのpHの実測値とを比較する。   In step S211, the set value is compared with the actual measured value of the pH of the sensor 20c for controlling the injection amount of the acid agent.

ステップS212で、pHの範囲は、硬度の主成分であるカルシウムの炭酸塩の溶解度に関する評価指標を用いて、設定値を満足するpHの値を算出して決める。本実施例では、評価指標にランゲリア指数を用いる。ランゲリア指数の定義式は、数2であり、炭酸カルシウムが数1に示す平衡状態にあるときのpHと水の実際のpHとの差である。この指標が0より大きい時は炭酸カルシウムが析出し、0未満の場合は炭酸カルシウムが溶解する。   In step S212, the pH range is determined by calculating a pH value that satisfies the set value using an evaluation index relating to the solubility of calcium carbonate, which is the main component of hardness. In this embodiment, a Langeria index is used as an evaluation index. The definition formula of the Langeria index is Equation 2, which is the difference between the pH when calcium carbonate is in the equilibrium state shown in Equation 1 and the actual pH of water. When this index is greater than 0, calcium carbonate precipitates, and when it is less than 0, calcium carbonate dissolves.

Figure 2008149226
Figure 2008149226

ここで、〔Ca2+〕はカルシウムイオン量(me/L)、〔Alk〕は総アルカリ度
(me/L)、Sは溶解性物質濃度に関する補正項である。
Here, [Ca 2+ ] is the calcium ion amount (me / L), [Alk] is the total alkalinity (me / L), and S is a correction term relating to the soluble substance concentration.

本実施例では、水温,アルカリ度の実測値、目標とするカルシウムイオン量の設定値、S=0.2 を用いて、ランゲリア指数が0未満となるpHを算出する。補正項Sは溶解性物質濃度に依存するが、溶解性物質濃度に対する感度が低いこと、汚水中の溶解性物質濃度が常時高レベルであると推測できることから、一定値を用いている。   In the present embodiment, the pH at which the Langeria index is less than 0 is calculated using the measured values of the water temperature and alkalinity, the set value of the target calcium ion amount, and S = 0.2. Although the correction term S depends on the soluble substance concentration, a constant value is used because it is assumed that the sensitivity to the soluble substance concentration is low and the soluble substance concentration in the sewage is always at a high level.

図4にpHとランゲリア指数の相関の一例を示す。この例の計算条件は、Ca2+=50mg/L,Alk=100mg/L,T=25℃,S=0.2 である。この条件で満足するべきpHの範囲は、pH<7.81 となる。 FIG. 4 shows an example of the correlation between pH and Langeria index. The calculation conditions of this example are Ca 2+ = 50 mg / L, Alk = 100 mg / L, T = 25 ° C., S = 0.2. The pH range to be satisfied under this condition is pH <7.81.

ステップS213で、ランゲリア指数から評価したpHと実際のpHとを比較する。そして、ステップS214では、ステップS211の比較結果とステップS213の比較結果から酸の注入量を算出する。注入量の制御は、実施例1と同様、PI制御等の一般的な制御方法も適用することができる。   In step S213, the pH evaluated from the Langeria index is compared with the actual pH. In step S214, an acid injection amount is calculated from the comparison result in step S211 and the comparison result in step S213. As in the first embodiment, a general control method such as PI control can be applied to the injection amount control.

本実施例では炭酸カルシウムの析出の指標としてランゲリア指数を用いたが、これ以外にも、Ryzner の安定度指数,Momentary Excess,Driving force Index,侵食性指数,炭酸カルシウムスケール生成能などの他の指標を用いることもできる。   In this example, Langerian index was used as an index of calcium carbonate precipitation, but other indices such as Ryzner stability index, Momentary Excess, Driving force Index, erodibility index, and calcium carbonate scale formation ability were also used. Can also be used.

Ryznerの安定度指数RIは数3で示され、RIが7以上では炭酸カルシウムのスケール保護皮膜は発達しない。   Ryzner's stability index RI is expressed by Equation 3, and when the RI is 7 or more, the scale protective film of calcium carbonate does not develop.

Figure 2008149226
Figure 2008149226

Momentary Excessの安定度指数MEは数4で示され、MEが0より大でスケールは生成しない。   The stability index ME of Momentary Excess is expressed by Equation 4, ME is greater than 0, and no scale is generated.

Figure 2008149226
Figure 2008149226

Driving force Indexの安定度指数DFIは数5で示され、DFIが1より小でスケールが溶解する。   The stability index DFI of the driving force index is expressed by Equation 5, where the DFI is less than 1 and the scale dissolves.

Figure 2008149226
Figure 2008149226

炭酸カルシウムスケール生成能の安定度指数CCPP(Calcium Carbonate
Precipitation Potential)は数6で示され、CCPPが0未満で未飽和となる。
Stability index CCPP (Calcium Carbonate)
Precipitation Potential) is expressed by Equation 6, and CCPP is less than 0 and is not saturated.

Figure 2008149226
Figure 2008149226

生物反応槽4以降の生物処理,膜分離処理および再生水の利用に関しては実施例1と同様である。   The biological treatment after the biological reaction tank 4, the membrane separation treatment, and the use of reclaimed water are the same as in the first embodiment.

このように、生物反応槽の前段で軟水化処理を行い、膜分離を行う時点での硬度を低減し、かつ残留する硬度成分の化合物の膜が設置された槽内で再析出するのを抑制し、ファウリングをより低減させることができる。   In this way, water softening treatment is performed in the previous stage of the biological reaction tank, the hardness at the time of membrane separation is reduced, and reprecipitation is suppressed in the tank in which the film of the remaining hardness component compound is installed. In addition, fouling can be further reduced.

本発明の実施例3を図5により説明する。図5は、本実施例の廃水処理システムの構成図である。   A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a configuration diagram of the wastewater treatment system of this embodiment.

本実施例は、図2に示す実施例と同様に構成されているが、本実施例では、センサ20bが設けられていなく、前処理・調整槽41の後段には流動床のイオン交換塔が設けられ、監視制御装置10の信号により制御され、NaCl溶液等の脱着液を前処理・調整槽41のイオン交換塔に供給する脱着液槽42と、監視制御装置10の信号により、再生水貯槽14からの再生水を前処理・調整槽41のイオン交換塔に供給,遮断するとバルブ43が設けられている。   This embodiment is configured in the same manner as the embodiment shown in FIG. 2, but in this embodiment, the sensor 20b is not provided, and an ion exchange tower of a fluidized bed is provided at the rear stage of the pretreatment / regulation tank 41. A desorption liquid tank 42 which is provided and controlled by a signal from the monitoring control apparatus 10 and supplies a desorption liquid such as an NaCl solution to the ion exchange tower of the pretreatment and adjustment tank 41; and a reclaimed water storage tank 14 by a signal from the monitoring control apparatus 10 A valve 43 is provided when the reclaimed water from is supplied to and shut off from the ion exchange tower of the pretreatment / regulation tank 41.

上水貯槽13に蓄えられた上水は、上水利用施設12での上水の使用量に応じて供給される。上水利用施設12から排出される汚水の一部は前処理・調整槽41に流下し、スクリーン2によって比較的大きな固形物が分離される。前処理・調整槽41の後段は流動床のイオン交換塔となっており、陽イオン交換樹脂により硬度成分を除去する構成になっている。   The clean water stored in the clean water storage tank 13 is supplied according to the amount of clean water used in the clean water utilization facility 12. A part of the sewage discharged from the water use facility 12 flows down to the pretreatment / regulation tank 41, and a relatively large solid is separated by the screen 2. The subsequent stage of the pretreatment / regulation tank 41 is a fluidized bed ion exchange tower, which is configured to remove hardness components with a cation exchange resin.

流動床のイオン交換塔のイオン交換処理は、樹脂の交換容量と流入水質および処理水量から、吸着したCa2+等を定期的に脱着する。脱着は、前処理・調整槽41のゲートを閉じ、汚水の流入を停止させた後、脱着液槽42からNaCl溶液等の脱着液を供給する。使用した脱着液は下水へと放流する。続いて、バルブ43を開き、再生水貯槽14から再生水を供給し、イオン交換樹脂を洗浄する。 In the ion exchange treatment of the ion exchange tower of the fluidized bed, the adsorbed Ca 2+ and the like are periodically desorbed from the exchange capacity of the resin, the quality of the influent water and the amount of treated water. Desorption is performed by closing the gate of the pretreatment / adjustment tank 41 and stopping the inflow of sewage, and then supplying a desorption liquid such as an NaCl solution from the desorption liquid tank 42. The used desorption liquid is discharged into sewage. Subsequently, the valve 43 is opened, the reclaimed water is supplied from the reclaimed water storage tank 14, and the ion exchange resin is washed.

イオン交換処理により軟化した汚水は、ポンプ3aにより生物反応槽4へ移送する。このとき、センサ20c,20dの測定結果を用いて、実施例2の場合と同様に、酸の注入量を算出し、汚水のpHを調整する。生物反応槽4以降の生物処理,膜分離処理および再生水の利用に関しては実施例2と同様である。   The sewage softened by the ion exchange treatment is transferred to the biological reaction tank 4 by the pump 3a. At this time, using the measurement results of the sensors 20c and 20d, the amount of acid injected is calculated and the pH of the sewage is adjusted in the same manner as in Example 2. The biological treatment after the biological reaction tank 4, membrane separation treatment and use of reclaimed water are the same as in the second embodiment.

本実施例では、晶析法以外の軟化処理方法としてイオン交換法の例を示したが、これ以外にイオン交換膜等の透析膜を用いた電気透析,電解透析および拡散透析によって軟化処理を行ってもよい。イオン交換膜を用いた電解透析では、汚水とNaCl溶液を隣り合うように交互に供給し、アノード側の極液にNaCl溶液,カソード側の極液に水を用いれば、隔膜法による次亜塩素酸ナトリウム製造が可能となり、再生水の消毒に用いることができる。   In this example, an example of the ion exchange method was shown as a softening treatment method other than the crystallization method, but softening treatment was performed by electrodialysis, electrodialysis and diffusion dialysis using a dialysis membrane such as an ion exchange membrane. May be. In electrodialysis using an ion exchange membrane, sewage and NaCl solution are alternately supplied side by side, and if a NaCl solution is used for the anode side polar solution and water is used for the cathode side extreme solution, hypochlorite by the diaphragm method is used. Sodium acid production becomes possible and can be used for disinfection of reclaimed water.

このように、生物反応槽の前段で軟水化処理を行い、膜分離を行う時点での硬度を低減し、かつ残留する硬度成分の化合物の膜が設置された槽内で再析出するのを抑制し、ファウリングをより低減させることができる。   In this way, water softening treatment is performed in the previous stage of the biological reaction tank, the hardness at the time of membrane separation is reduced, and reprecipitation is suppressed in the tank in which the film of the remaining hardness component compound is installed. In addition, fouling can be further reduced.

又、硬度成分の溶解性の指標としてランゲリア指数を用いているので、pHと硬度成分の溶解性の関係だけでなく、汚水中の他の成分の影響を考慮した水質管理となるため、ファウリングをより低減させることができる。   In addition, because the Langeria index is used as an indicator of solubility of hardness components, fouling is possible because water quality management takes into account not only the relationship between pH and solubility of hardness components, but also the influence of other components in wastewater. Can be further reduced.

本発明の実施例4を図6,図7により説明する。図6は、本実施例の廃水処理システムの構成図である。   A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a configuration diagram of the wastewater treatment system of this embodiment.

本実施例は、図2に示す実施例と同様に構成されているが、本実施例では、センサ20b,20c,20dが設けられていなく、上水貯槽13と上水利用施設12を接続する配管に上水使用量を計測するためのセンサ20eと、再生水貯槽14と再生水利用施設16を接続する配管に再生水の使用量を計測するためのセンサ20fが設けられ、センサ20eとセンサ20fの信号は、監視制御装置10にフィードバックされるようになっている。   This embodiment is configured in the same manner as the embodiment shown in FIG. 2, but in this embodiment, the sensors 20b, 20c, and 20d are not provided, and the water storage tank 13 and the water utilization facility 12 are connected. A sensor 20e for measuring the amount of clean water used in the pipe, and a sensor 20f for measuring the amount of reclaimed water used in the pipe connecting the reclaimed water storage tank 14 and the reclaimed water use facility 16 are provided. Signals from the sensors 20e and 20f Is fed back to the monitoring control device 10.

上水貯槽13に蓄えられた上水は、上水利用施設12での上水の使用量に応じて供給される。このときセンサ20eにより、上水使用量が測定され、測定結果が監視制御装置
10へ送られる。汚水は前処理・調整槽31に流下した後、上述したように、スクリーン2と晶析処理を経て、生物反応槽4に供給される。この間、晶析処理のためにアルカリ剤が、pHの調整のために酸が注入される。
The clean water stored in the clean water storage tank 13 is supplied according to the amount of clean water used in the clean water utilization facility 12. At this time, the amount of clean water used is measured by the sensor 20e, and the measurement result is sent to the monitoring control device 10. The sewage flows down to the pretreatment / regulation tank 31 and then is supplied to the biological reaction tank 4 through the screen 2 and the crystallization treatment as described above. During this time, an alkali agent is injected for crystallization treatment and an acid is injected for pH adjustment.

生物反応槽4以降の生物処理,膜分離処理および再生水の利用は実施例1と同様に行われる。再生水の使用量はセンサ20fにより測定され、測定結果が監視制御装置10へ送られる。   Biological treatment after the biological reaction tank 4, membrane separation treatment and use of reclaimed water are performed in the same manner as in the first embodiment. The amount of reclaimed water used is measured by the sensor 20 f and the measurement result is sent to the monitoring control device 10.

監視制御装置10は、上水と再生水の使用量および予め設定した汚水水質の日変動パターンと、晶析処理および膜分離槽5における水質の目標値を用いて、アルカリ剤注入装置21と酸注入装置11に制御信号を送信し、アルカリ剤と酸の注入量をそれぞれ制御する。   The monitoring control device 10 uses the alkaline agent injection device 21 and the acid injection by using the usage amount of clean water and reclaimed water, the daily fluctuation pattern of the sewage water quality set in advance, and the target value of the water quality in the crystallization treatment and the membrane separation tank 5. A control signal is transmitted to the apparatus 11 to control the injection amount of the alkaline agent and the acid, respectively.

図7に監視制御装置10の制御フローを示す。アルカリ剤と酸の注入の頻度は、流入水の水質や再生水使用量の日変動を考慮して、例えば1時間毎の頻度で実施することが望ましいが、この頻度は適宜変更できる。   FIG. 7 shows a control flow of the monitoring control apparatus 10. The frequency of injecting the alkaline agent and the acid is preferably carried out at a frequency of, for example, every hour in consideration of daily fluctuations in the quality of the influent water and the amount of recycled water used, but this frequency can be changed as appropriate.

ステップS301では、監視制御装置10に予め入力されている前処理・調整槽31への流入水質の日変動パターンを取得する。水質項目はpH,アルカリ度,硬度,水温である。流入水質の日変動パターンは、廃液処理システムが設置されている施設の用途に依存する他、平日か休日等にも依存する。そのため、それぞれのパターンを記録しておき、適宜呼び出しが可能になっている。   In step S301, the daily fluctuation pattern of the quality of the inflow water to the pretreatment / regulation tank 31 input in advance to the monitoring control apparatus 10 is acquired. The water quality items are pH, alkalinity, hardness, and water temperature. The daily fluctuation pattern of the influent water quality depends not only on the use of the facility where the waste liquid treatment system is installed, but also on weekdays or holidays. Therefore, each pattern is recorded and can be called as appropriate.

ステップS302で、経時変化する上水および再生水の使用量を取得する。使用量は、前処理・調整槽31の容量を用い、汚水の晶析処理に入る時点での水質を計算するため、上水および再生水の使用量については、少なくとも滞留時間以上の期間に渡っての過去のデータを取得する。ステップS303で、再生水製造計画水量を取得する。   In step S302, the usage amounts of clean water and reclaimed water that change with time are acquired. The amount of water used is the capacity of the pretreatment / regulation tank 31, and the water quality at the time of entering the crystallization process of sewage is calculated. Get past data. In step S303, the reclaimed water production plan water amount is acquired.

ステップS304で、取得データを用いて、晶析処理の入口におけるアルカリ度,硬度,pHおよび流入水量を求める。濃度の評価には、実際の前処理・調整槽31の形状や滞留時間を考慮して、押出し流れや混合槽モデルを用いることができる。   In step S304, the acquired data is used to determine the alkalinity, hardness, pH, and inflow water amount at the entrance of the crystallization process. For the evaluation of the concentration, an extrusion flow or a mixing tank model can be used in consideration of the actual shape of the pretreatment / adjustment tank 31 and the residence time.

ステップS305では、ステップS304の情報を用いて、晶析処理を適切なpHで行うために必要なアルカリ剤の注入量を求める。   In step S305, the injection amount of the alkaline agent necessary for performing the crystallization process at an appropriate pH is obtained using the information in step S304.

ステップS306では、晶析によるアルカリ度の低下、生物処理におけるpHの変化を考慮するための評価を行う。晶析では、CaCO3 が沈殿として除去されるため、晶析処理後のアルカリ度を考慮する。一方、活性汚泥による生物処理では、アンモニア性窒素の硝化によるpHの低下、すなわちアルカリ度の消費や脱窒によるpHの上昇が生じる。そのため、生物反応槽で実施する処理プロセスが、硝化や脱窒を行うプロセスになっているかを考慮して、pHの変化量を補正する。 In step S306, evaluation is performed in consideration of a decrease in alkalinity due to crystallization and a change in pH during biological treatment. In crystallization, since CaCO 3 is removed as a precipitate, the alkalinity after the crystallization treatment is taken into consideration. On the other hand, in biological treatment with activated sludge, a decrease in pH due to nitrification of ammonia nitrogen, that is, an increase in pH due to consumption of alkalinity or denitrification occurs. Therefore, the amount of change in pH is corrected in consideration of whether the treatment process carried out in the biological reaction tank is a process for nitrification or denitrification.

ステップS307では、アルカリ度とpHの補正値,処理水量,水温の変動パターン,CaCO3 の溶解度に関する評価指標の目標値を用いて、条件を満足するpHの範囲を評価し、条件を満足するpHの範囲とするために必要な酸の注入量を求める。評価指標としてはランゲリア指数など、実施例2で説明した指標を用いる。 In step S307, the range of pH satisfying the condition is evaluated using the target value of the evaluation index regarding the alkalinity and pH correction value, the amount of treated water, the variation pattern of the water temperature, and the solubility of CaCO 3 , and the pH satisfying the condition. The amount of acid injection required to satisfy the above range is obtained. As the evaluation index, the index described in the second embodiment such as the Langeria index is used.

本実施例では流入水のアルカリ度や硬度等の日変動パターンを考慮した制御を行ったが、これらの水質項目の変動が小さい場合、これらを一定と見なして、他の必要なパラメータの変動パターンと上水,再生水の使用量を用いて、より簡易に薬液の注入率を設定することもできる。   In this example, control was performed in consideration of daily fluctuation patterns such as alkalinity and hardness of the influent water. However, when the fluctuations of these water quality items are small, these are regarded as constant and fluctuation patterns of other necessary parameters are considered. It is also possible to set the injection rate of the chemical solution more easily by using the amount of clean water and reclaimed water.

このように、流入原水の水質,水量に関して予め設定した流入パターンを用いて反応槽内の水質を予測し、予測値を用いて硬度成分の溶解性を算出てpH調整を行っているので、廃水処理システムで使用するモニタリング機器数を低減でき、ファウリングの抑制に加えて、システム全体の維持管理をより簡易にすることができる。   As described above, the water quality in the reaction tank is predicted using the inflow pattern set in advance with respect to the quality and amount of the inflow raw water, and the pH is adjusted by calculating the solubility of the hardness component using the predicted value. The number of monitoring devices used in the processing system can be reduced, and in addition to suppressing fouling, maintenance and management of the entire system can be simplified.

本発明の実施例5を図8から図10により説明する。図8は、本実施例の廃水処理システムの構成図である。   A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a configuration diagram of the wastewater treatment system of this embodiment.

本実施例は、図6に示す実施例と同様に構成されているが、本実施例では、前処理・調整槽31の後段の出口側に、水酸化ナトリウムを加えることによる晶析処理後のpHを測定するセンサ20bと、酸注入部と生物反応槽4との間の配管に、pHを測定するセンサ20cと、膜分離槽5にセンサ20dでは、水温,pHおよびアルカリ度を測定するセンサ20dとが設けられ、それぞれのセンサ20b,20c,20dの信号が監視制御装置10にフィードバックされるようになっている。再生水利用施設16は、上水利用施設
12の下流側の配管と接続されている。
Although this embodiment is configured in the same manner as the embodiment shown in FIG. 6, in this embodiment, after the crystallization treatment by adding sodium hydroxide to the outlet side of the rear stage of the pretreatment / regulation tank 31. The sensor 20b for measuring pH, the sensor 20c for measuring pH in the pipe between the acid injection part and the biological reaction tank 4, and the sensor 20d for the membrane separation tank 5 are sensors for measuring water temperature, pH and alkalinity. 20d, and the signals of the sensors 20b, 20c, and 20d are fed back to the monitoring control device 10. The reclaimed water utilization facility 16 is connected to piping on the downstream side of the clean water utilization facility 12.

上水利用施設12および再生水利用施設16で使用され、排出された汚水は前処理・調整槽31へ流下する。上水および再生水の使用量はセンサ20eとセンサ20fによりそれぞれ測定され、測定結果は監視制御装置10へ送られる。   The discharged sewage used in the water use facility 12 and the reclaimed water use facility 16 flows down to the pretreatment / regulation tank 31. The amounts of clean water and reclaimed water used are measured by the sensors 20e and 20f, respectively, and the measurement results are sent to the monitoring control device 10.

汚水は前処理・調整槽31に流下後、スクリーン2と晶析処理を経て、生物反応槽4に供給される。この間、晶析処理のためにアルカリ剤が、pHの調整のために酸が注入される。生物反応槽4以降の生物処理,膜分離処理および再生水の利用に関しては実施例1と同様に行なわれる。   The sewage flows down to the pretreatment / regulation tank 31, and then is supplied to the biological reaction tank 4 through the screen 2 and the crystallization treatment. During this time, an alkali agent is injected for crystallization treatment and an acid is injected for pH adjustment. The biological treatment after the biological reaction tank 4, membrane separation treatment and use of reclaimed water are performed in the same manner as in the first embodiment.

監視制御装置10は、上水と再生水の使用量,晶析処理および膜分離槽5における水質の目標値を用いて、アルカリ剤注入装置21と酸注入装置11に制御信号を送信してアルカリ剤と酸の注入量をそれぞれ制御する。   The monitoring control device 10 transmits a control signal to the alkaline agent injection device 21 and the acid injection device 11 by using the amounts of clean water and reclaimed water used, the crystallization process, and the target value of the water quality in the membrane separation tank 5, and the alkaline agent. And the amount of acid injected are controlled respectively.

図9に監視制御装置10の制御フローを示す。アルカリ剤と酸の注入の頻度は、流入水の水質や再生水使用量の日変動を考慮して、例えば1時間毎の頻度で実施することが望ましいが、この頻度は適宜変更できる。   FIG. 9 shows a control flow of the monitoring control apparatus 10. The frequency of injecting the alkaline agent and the acid is preferably carried out at a frequency of, for example, every hour in consideration of daily fluctuations in the quality of the influent water and the amount of recycled water used, but this frequency can be changed as appropriate.

ステップS401で、センサ20b,20c,20d,20e,20fの実測値を取り込む。ステップS402で、取り込んだ値が異常でないかを診断する。ステップS403で、センサ20cとセンサ20dのそれぞれの設置場所において満足するべき条件である設定値を読み込む。   In step S401, the measured values of the sensors 20b, 20c, 20d, 20e, and 20f are captured. In step S402, it is diagnosed whether the acquired value is abnormal. In step S403, a set value that is a condition that should be satisfied at each of the installation locations of the sensor 20c and the sensor 20d is read.

ステップS404で、上水比率を算出する。上水比率とは、晶析処理された後に、新たに再生水に添加された上水を加味した汚水の割合と定義する。上水は新たに外部から供給されるものであり、硬度の原因となる。一方、再生水は軟水化処理がなされており、上水に比べて硬度が低い。そのため、定期的な晶析処理を1サイクルと考えると、晶析処理直後が最も上水比率は低く、硬度も低い。上水,再生水の使用に伴い上水比率は上昇し、硬度が徐々に上昇する。   In step S404, the water supply ratio is calculated. The ratio of clean water is defined as the ratio of sewage that takes into account the clean water newly added to the reclaimed water after the crystallization treatment. Clean water is newly supplied from the outside and causes hardness. On the other hand, reclaimed water has been softened and has a lower hardness than clean water. Therefore, assuming that the regular crystallization treatment is one cycle, the water supply ratio is the lowest immediately after the crystallization treatment, and the hardness is also low. With the use of clean water and reclaimed water, the ratio of clean water increases and the hardness gradually increases.

ステップS405で、上水比率であるR値(Ratio 値の略)に応じた晶析条件を設定する。R値が設定値より小さい場合は晶析処理を行わず、膜分離槽5のpH調整のための酸注入を実施する。一方、R値が設定値以上の場合、晶析処理を行うために、図10に示すように前処理・調整槽31の出口のpHを十分高い値に設定する。   In step S405, crystallization conditions are set in accordance with the R value (abbreviation of the Ratio value) which is the water supply ratio. When the R value is smaller than the set value, crystallization treatment is not performed, and acid injection for adjusting the pH of the membrane separation tank 5 is performed. On the other hand, when the R value is equal to or greater than the set value, the pH at the outlet of the pretreatment / regulation tank 31 is set to a sufficiently high value as shown in FIG.

アルカリ剤の注入に関しては、ステップS406〜ステップS408の処理を、酸剤の注入に関してはステップS411〜ステップS415の処理を実施する。   Regarding the injection of the alkaline agent, the processing of Steps S406 to S408 is performed, and regarding the injection of the acid agent, the processing of Step S411 to Step S415 is performed.

このように、再生水と、上水を利用する施設から生じる廃水の混合水を軟水化しているので、ファウリングの抑制の他に、再生率が比較的高いサイトにおいては、軟水化手段の負荷軽減および装置の小型化が可能となる。   In this way, since the mixed water of the reclaimed water and the waste water generated from the facility using the clean water is softened, in addition to the suppression of fouling, the load of the softening means is reduced at sites with a relatively high regeneration rate. Further, the apparatus can be miniaturized.

以上の実施形態によれば、膜分離活性汚泥法等の膜を用いた再生水製造施設において、硬度が原因で生じるファウリングを抑制できる装置構成としているため、膜の薬液洗浄回数を低減し、膜のメンテナンス性を向上できる。   According to the above embodiment, in a reclaimed water production facility using a membrane such as a membrane separation activated sludge method, since the device configuration is capable of suppressing fouling caused by hardness, the number of times of membrane chemical cleaning is reduced, and the membrane The maintainability can be improved.

本発明の実施例1である廃水処理システムの装置構成図である。It is an apparatus block diagram of the wastewater treatment system which is Example 1 of this invention. 本発明の実施例2である廃水処理システムの装置構成図である。It is an apparatus block diagram of the waste water treatment system which is Example 2 of this invention. 監視制御装置の処理フローの一例を示す流れ図である。It is a flowchart which shows an example of the processing flow of a monitoring control apparatus. 膜分離槽内の水質条件の評価例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of evaluation of the water quality conditions in a membrane separation tank. 本発明の実施例3の廃水処理システムの装置構成図である。It is an apparatus block diagram of the wastewater treatment system of Example 3 of this invention. 本発明の実施例4の廃水処理システムの装置構成図である。It is an apparatus block diagram of the waste water treatment system of Example 4 of this invention. 監視制御装置の処理フローの一例を示す流れ図である。It is a flowchart which shows an example of the processing flow of a monitoring control apparatus. 本発明の実施例5の廃水処理システムの装置構成図である。It is an apparatus block diagram of the waste water treatment system of Example 5 of this invention. 監視制御装置の処理フローの一例を示す流れ図である。It is a flowchart which shows an example of the processing flow of a monitoring control apparatus. 晶析槽の水質条件の設定方法の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the setting method of the water quality conditions of a crystallization tank.

符号の説明Explanation of symbols

1,31,41 前処理・調整槽
2 スクリーン
3a,3b ポンプ
4 生物反応槽
5 膜分離槽
6 散気装置
7,43 バルブ
8 ブロワ
9 膜ユニット
10 監視制御装置
11 酸注入装置
12 上水利用施設
13 上水貯槽
14 再生水貯槽
15 消毒剤供給装置
16 再生水利用施設
19 気泡
20a〜20f センサ
21 アルカリ剤注入装置
42 脱着液槽
100 廃水処理システム
1,31,41 Pretreatment / regulation tank 2 Screen 3a, 3b Pump 4 Biological reaction tank 5 Membrane separation tank 6 Air diffuser 7, 43 Valve 8 Blower 9 Membrane unit 10 Monitoring controller 11 Acid injection device 12 Facility for using water 13 Water Supply Tank 14 Reclaimed Water Storage Tank 15 Disinfectant Supply Device 16 Reclaimed Water Utilization Facility 19 Bubbles 20a to 20f Sensor 21 Alkaline Agent Injection Device 42 Desorption Solution Tank 100 Wastewater Treatment System

Claims (9)

処理水をろ過するための膜が設置された槽の汚水のpHを計測するセンサと、前記膜が設置された槽内の汚水のpHを調整するために酸を注入するpH調整手段と、前記センサで計測されたpHに基づいて硬度成分の溶解度が設定濃度以上のpHとなるように、前記pH調整手段の酸の注入量を制御する監視制御装置を備えた廃水処理システム。   A sensor for measuring the pH of sewage in a tank in which a membrane for filtering treated water is installed; pH adjusting means for injecting acid to adjust the pH of sewage in the tank in which the membrane is installed; and A wastewater treatment system comprising a monitoring control device for controlling an acid injection amount of the pH adjusting means so that a solubility of a hardness component becomes a pH equal to or higher than a set concentration based on a pH measured by a sensor. 処理水をろ過するための膜が設置された膜ろ過槽の処理水のpHを計測する第1のセンサと、前記膜ろ過槽の前段に設けられる生物処理槽と、前記膜ろ過槽内の汚水のpHを調整するために酸を注入するpH調整手段と、該pH調整手段の前段に設けられ、汚水の硬度成分を除去するための軟水化手段と、該軟水化手段の汚水のpHを計測する第2のセンサと、前記第1のセンサ及び第2のセンサで計測されたpHに基づいて、前記生物処理槽内の生物処理を行い、硬度成分の溶解度が設定濃度以上のpHとなるように、前記pH調整手段の酸の注入量を制御する監視制御装置を備えた廃水処理システム。   The 1st sensor which measures the pH of the treated water of the membrane filtration tank in which the membrane for filtering treated water was installed, the biological treatment tank provided in the preceding paragraph of the membrane filtration tank, and the sewage in the membrane filtration tank PH adjusting means for injecting acid to adjust the pH of the water, softening means for removing the hardness component of the sewage provided in the front stage of the pH adjusting means, and measuring the pH of the sewage of the water softening means The biological treatment in the biological treatment tank is performed based on the second sensor and the pH measured by the first sensor and the second sensor so that the solubility of the hardness component becomes a pH equal to or higher than the set concentration. And a wastewater treatment system comprising a monitoring control device for controlling the amount of acid injected by the pH adjusting means. 前記軟水化手段が、槽内の汚水にアルカリ剤を注入するアルカリ剤注入装置と、該槽出口の汚水のpHを計測する第3のセンサで構成され、該第3のセンサで計測された汚水のpHに基づいて前記pH調整手段により前記槽内の汚水がアルカリ性となるように制御されるものである請求項2に記載の廃水処理システム。   The water softening means comprises an alkaline agent injection device for injecting an alkaline agent into the sewage in the tank, and a third sensor for measuring the pH of the sewage at the tank outlet, and the sewage measured by the third sensor. The wastewater treatment system according to claim 2, wherein the pH adjusting means controls the sewage in the tank to be alkaline based on the pH. 前記pHの算出を、ラングリア指数を計算して行う請求項2又は3に記載の廃水処理システム。   The wastewater treatment system according to claim 2 or 3, wherein the pH is calculated by calculating a Langlia index. 前記軟水化手段が、流動床のイオン交換樹脂塔で構成される請求項2に記載の廃水処理システム。   The wastewater treatment system according to claim 2, wherein the water softening means is constituted by an ion exchange resin tower having a fluidized bed. 前記軟水化手段が晶析法,イオン交換法または透析法である請求項2に記載の廃水処理システム。   The wastewater treatment system according to claim 2, wherein the water softening means is a crystallization method, an ion exchange method, or a dialysis method. 上水使用量を計測する第4のセンサと、再生水の使用量を計測する第5のセンサと、汚水をろ過するための膜が設置された膜ろ過槽と、該膜ろ過槽の前段に設けられる生物処理槽と、前記膜ろ過槽内の処理水のpHを調整するために酸を注入するpH調整手段と、該pH調整手段の前段に設けられ、汚水の硬度成分を除去するための軟水化手段と、前記第4のセンサ及び第5のセンサで計測された上水使用量及び再生水の使用量と、予め設定した汚水水質の日変動パターンと、軟水処理及び膜ろ過槽の水質の目標値に基づいて、前記軟水化手段の制御と前記pH調整手段の酸の注入量を制御する監視制御装置を備えた廃水処理システム。   A fourth sensor that measures the amount of clean water used, a fifth sensor that measures the amount of recycled water used, a membrane filtration tank in which a membrane for filtering sewage is installed, and a front stage of the membrane filtration tank A biological treatment tank, pH adjusting means for injecting acid to adjust the pH of the treated water in the membrane filtration tank, and soft water for removing the hardness component of sewage provided in the preceding stage of the pH adjusting means , Means for use of clean water and reclaimed water measured by the fourth sensor and the fifth sensor, preset daily fluctuation patterns of sewage water quality, water quality targets for soft water treatment and membrane filtration tanks A wastewater treatment system comprising a monitoring controller for controlling the water softening means and the acid injection amount of the pH adjusting means based on the value. 前記再生水の使用水である再生水使用水と、上水が合流されるものであって、前記膜ろ過槽の汚水のpHを計測する第1のセンサと、該軟水化手段の汚水のpHを計測する第2のセンサとを具備し、該第1及び第2のセンサで計測した計測値が設定値となるように前記監視制御装置により制御される請求項7に記載の廃水処理システム。   A first sensor for measuring the pH of the sewage in the membrane filtration tank, and a pH of the sewage in the water softening means, which are combined with the water used for the reclaimed water and the water used for the reclaimed water. The wastewater treatment system according to claim 7, further comprising: a second sensor configured to control the measurement value measured by the first and second sensors to be a set value. 上水利用施設からの汚水の固形物を分離する前処理・調整槽と、該前処理・調整槽の後段に接続された生物反応槽と、該生物反応槽の後段に接続され、処理水をろ過するための膜が設置された膜分離槽と、該膜分離槽の硬度成分の溶解度が設定濃度以上のpHとなるように酸の注入量を制御するpH調整手段を備えた廃水処理システム。   A pretreatment / conditioning tank that separates solids from sewage from a water supply facility, a biological reaction tank connected to the subsequent stage of the pretreatment / adjustment tank, and a subsequent stage of the biological reaction tank, A wastewater treatment system comprising a membrane separation tank in which a membrane for filtration is installed, and a pH adjusting means for controlling the amount of acid injected so that the solubility of hardness components in the membrane separation tank has a pH equal to or higher than a set concentration.
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