JP2012166142A - 膜分離活性汚泥システム及び膜分離活性汚泥方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の膜分離活性汚泥システム10は、被処理水を活性汚泥で生物処理する生物反応槽と、並列配置した複数の平膜の側面をケーシング26で囲った膜モジュール24を浸漬して、複数の平膜の膜間に前記生物反応槽からの前記被処理水の上向流を生じさせながら固液分離する膜分離槽18と、を備え、前記生物反応槽の活性汚泥濃度を少なくとも硝化反応が行える濃度以上とし、前記上向流によって前記膜分離槽18内を流動可能とし、密度が水よりも高い担体40を前記膜分離槽18内のみに添加したことを特徴としている。
【選択図】図1
Description
このような従来の膜分離活性汚泥装置の一例として、特許文献1を挙げることができる。
ここで、膜分離槽に適用可能な平膜ろ過装置は、被処理水で満たされた処理槽内に複数の膜エレメントを浸漬した状態で配列されており、膜エレメントの集合体となる膜モジュールの内部から被処理水を吸引ろ過することにより、ろ過水が得られる。各膜エレメントは、処理槽内に所定の間隔を開けて垂直に設置されて、下方に散気を行うための散気手段が設けられている。
また、前記活性汚泥濃度は、前記被処理水の水温が15度のとき、少なくとも8000mg/Lよりも大きく設定し、前記被処理水の水温が20度のとき、少なくとも6100mg/Lよりも大きく設定しているとよい。
また、前記担体は、多面体であるとよい。
前記膜分離槽には、前記被処理水を前記生物反応槽に返送する配管と、前記配管の流入口に担体分離スクリーンと、を設けているとよい。
また、前記活性汚泥濃度は、前記被処理水の水温が15度のとき、少なくとも8000mg/Lよりも大きく設定し、前記被処理水の水温が20度のとき、少なくとも6100mg/Lよりも大きく設定しているとよい。
図1は本発明の膜分離活性汚泥システムの構成概略を模式的に示した図である。本実施形態の膜分離活性汚泥システム10は、生物反応槽と、膜分離槽を主な基本構成とし、具体的に流入調整槽12と、無酸素槽14と、好気槽16と、膜分離槽18から構成されている。
一般に、好気槽における硝化菌は比較的増殖速度が遅い。このため、好気槽内で硝化菌を保持するためには、好気的汚泥滞留時間(A−SRT)を十分に確保する必要がある。また好気的汚泥滞留時間は、反応槽から系外への活性汚泥の引き抜き量によって調整することができる。この好気的汚泥滞留時間の設定によって、槽内の活性汚泥濃度を決めることができる。
また、夏季を想定した前記被処理水の水温T=20°のとき、活性汚泥濃度Xは6100mg/Lよりも大きければよい(X>6100mg/L)。
また、前記活性汚泥濃度は、前記被処理水の水温が15度のとき、少なくとも8000mg/Lよりも大きくし、前記被処理水の水温が20度のとき、少なくとも6100mg/Lよりも大きくなるように設定するとよい。
生物処理に必要な散気量を設計する際の根拠となる酸素移動効率(EA)は、数式3を用いて算出することができる。
図3は平膜ろ過装置の構成概略図である。図示のように平膜ろ過装置50は、下水や工業排水などの被処理水を満たした膜分離槽18と、膜ユニット20と、担体40とを主な基本構成としている。
具体的に本実施形態の担体は、上向流で処理槽内を流動可能とし、密度が水よりも高くなるように設定している。担体の密度が水よりも高いと、膜間流路を移動する被処理水中では、担体が被処理水よりも遅い流れで移動する。よって、膜間流路の幅方向に均一に導入された担体は、上向流の流れで中央部に被処理水が移動しようとすると、速度の差が抗力となって、被処理水の中央部の移動を抑える作用をする。このため、担体は、膜間流路の導入時の均一分散を維持した状態で移動することになる。従って、気液二相流速分布を平坦化して膜エレメントの膜面を均等に洗浄することができる。
なお、担体40は、膜分離槽18内で被処理水に添加するほか、予め被処理水中に添加させて、膜分離槽18内に導入する構成とすることもできる。
そこで、液体と気体の二相流体相について、この混相流体(液相と気相の混合流体をいう。)の流速をuF とし、担体の速度をuPとすると、担体のボイド率(断面積比率)αPを用いて、物質収支の関係式は数式5で表すことができる。
従って、流速差も小さいのでRe数は大きくなく、Re数に反比例する式で表すことができる。これは層流と仮定できるためである。
原水が流入調整槽12に導入されて、後段の生物反応槽への被処理水の供給量が制御される。生物反応槽を構成する無酸素槽14では、活性汚泥により被処理水の脱窒反応が行われる。また好気槽16では、活性汚泥により被処理水の硝化反応が行われる。本実施形態の生物反応槽の活性汚泥濃度は、10000mg/Lよりも小さく、8000mg/Lよりも大きく設定している。
膜分離槽18内では、膜モジュール24の下方に取り付けた散気手段30により散気が行われている。
Claims (9)
- 被処理水を活性汚泥で生物処理する生物反応槽と、
並列配置した複数の平膜の側面をケーシングで囲った膜モジュールを浸漬して、複数の平膜の膜間に前記生物反応槽からの前記被処理水の上向流を生じさせながら固液分離する膜分離槽と、を備え、
前記生物反応槽の活性汚泥濃度を少なくとも硝化反応が行える濃度以上とし、
前記上向流によって前記膜分離槽内を流動可能とし、密度が水よりも高い担体を前記膜分離槽内のみに添加したことを特徴とする膜分離活性汚泥システム。 - 前記活性汚泥濃度は、10000mg/Lよりも小さく、8000mg/Lよりも大きく設定したことを特徴とする請求項1に記載の膜分離活性汚泥システム。
- 前記活性汚泥濃度は、前記被処理水の水温が15度のとき、少なくとも8000mg/Lよりも大きく設定し、前記被処理水の水温が20度のとき、少なくとも6100mg/Lよりも大きく設定したことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の膜分離活性汚泥システム。
- 前記担体は、多面体であることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の膜分離活性汚泥システム。
- 前記担体は、前記平膜間の流路幅に対する一辺の長さの比が0.5以上から0.9以下であることを特徴とする請求項1ないし請求項4の何れか1項に記載の膜分離活性汚泥システム。
- 前記膜分離槽には、
前記被処理水を前記生物反応槽に返送する配管と、
前記配管の流入口に担体分離スクリーンと、
を設けたことを特徴とする請求項1ないし請求項5の何れか1項に記載の膜分離活性汚泥システム。 - 生物反応槽で被処理水を少なくとも硝化反応が行える活性汚泥濃度で生物処理して、
並列配置した複数の平膜の側面をケーシングで囲った膜モジュールを浸漬した膜分離槽に前記被処理水を導入し複数の平膜の膜間に前記被処理水の上向流を生じさせて、
前記上向流による速度差を持たせた担体を前記膜分離槽内のみに添加して、
膜間流路で前記担体を分散させながら前記被処理水を固液分離することを特徴とする膜分離活性汚泥方法。 - 前記活性汚泥濃度は、10000mg/Lよりも小さく、8000mg/Lよりも大きく設定したことを特徴とする請求項7に記載の膜分離活性汚泥方法。
- 前記活性汚泥濃度は、前記被処理水の水温が15度のとき、少なくとも8000mg/Lよりも大きく設定し、前記被処理水の水温が20度のとき、少なくとも6100mg/Lよりも大きく設定したことを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の膜分離活性汚泥方法。
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