JP2021003665A - Aerobic biological treatment apparatus and operational method thereof - Google Patents

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総介 西村
和也 小松
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Abstract

【課題】担体相互の固着や集塊化を防止し、また、酸素溶解膜に付着したスライムを除去することにより、長期にわたって安定して生物処理することができる好気性生物処理装置及びその運転方法を提供する。【解決手段】好気性生物処理装置1は、反応槽(槽体)2と、該反応槽2の下部に水平に設置されたストレーナ3の上側に形成された流動床Fと、流動床F内に配置された酸素溶解膜モジュール6と、前記ストレーナ3の下側に形成された受入室7と、該受入室7内に処理水の一部を供給する散水管19と、バルブ11v〜13vを有する原水管11〜13とを有する。所定の時期に一部の原水管11〜13の出口からの流出流量を減少させて他の出口からの流量を増大させる。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aerobic biological treatment apparatus capable of stable biological treatment for a long period of time by preventing sticking and agglomeration of carriers to each other and removing slime adhering to an oxygen dissolution membrane, and an operation method thereof. I will provide a. SOLUTION: An aerobic biological treatment apparatus 1 has a reaction tank (tank body) 2, a fluidized bed F formed on the upper side of a strainer 3 horizontally installed below the reaction tank 2, and a fluidized bed F. The oxygen dissolution membrane module 6 arranged in the above, the receiving chamber 7 formed under the strainer 3, the sprinkler pipe 19 for supplying a part of the treated water into the receiving chamber 7, and the valves 11v to 13v. It has raw water pipes 11 to 13 having. At a predetermined time, the outflow flow rate from the outlets of some of the raw water pipes 11 to 13 is reduced to increase the flow rate from the other outlets. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、有機性排水の好気性生物処理装置及びその運転方法に関する。詳しくは、本発明は、流動床内に酸素溶解膜が配置された好気性生物処理装置と、その運転方法に関する。 The present invention relates to an aerobic biological treatment apparatus for organic wastewater and an operating method thereof. More specifically, the present invention relates to an aerobic biological treatment apparatus in which an oxygen dissolution film is arranged in a fluidized bed, and an operation method thereof.

流動床及び酸素溶解膜を有した好気性生物処理装置による好気性生物処理方法が特許文献1に記載されている。 Patent Document 1 describes an aerobic organism treatment method using an aerobic organism treatment apparatus having a fluidized bed and an oxygen dissolution membrane.

特許文献1の好気性生物処理装置にあっては、反応槽内に活性炭等の担体の流動床が形成され、この流動床内に中空糸膜を有した酸素溶解膜モジュールが配置されている。原水は原水配管を介して反応槽の下部に供給され、流動床を形成する。空気等の酸素含有ガスが酸素溶解膜モジュールの中空糸膜内に供給され、酸素が酸素溶解膜に分子状に浸透し、分子状の酸素が中空糸膜内外の酸素濃度差による拡散現象に基づいて中空糸膜外周面に向って拡散移動し、中空糸膜外周面から外周囲の原水に分子状のまま直接に溶解する。 In the aerobic biological treatment apparatus of Patent Document 1, a fluidized bed of a carrier such as activated carbon is formed in the reaction vessel, and an oxygen dissolution film module having a hollow fiber membrane is arranged in the fluidized bed. The raw water is supplied to the lower part of the reaction tank via the raw water pipe to form a fluidized bed. Oxygen-containing gas such as air is supplied into the hollow fiber membrane of the oxygen dissolution film module, oxygen permeates the oxygen dissolution film molecularly, and molecular oxygen is based on the diffusion phenomenon due to the difference in oxygen concentration inside and outside the hollow fiber membrane. It diffuses and moves toward the outer peripheral surface of the hollow fiber membrane, and dissolves directly from the outer peripheral surface of the hollow fiber membrane into the raw water around the outside in the form of molecules.

特開2018−89564号公報JP-A-2018-89564

特許文献1の好気性生物処理装置において、運転を継続すると、担体相互の固着や集塊化が生じたり、酸素溶解膜の表面に微生物スライムが過剰に付着し、生物処理効率が低下するおそれがある。 If the aerobic biological treatment apparatus of Patent Document 1 is continuously operated, there is a risk that carriers may adhere to each other or agglomerate, or microbial slime may excessively adhere to the surface of the oxygen dissolution membrane, resulting in a decrease in biological treatment efficiency. is there.

本発明は、担体相互の固着や集塊化を防止し、また、酸素溶解膜に付着したスライムを除去することにより、長期にわたって安定して生物処理することができる好気性生物処理装置及びその運転方法を提供することを目的とする。 The present invention is an aerobic biological treatment apparatus capable of stably biologically treating for a long period of time by preventing sticking and agglomeration of carriers to each other and removing slime adhering to an oxygen dissolution membrane, and its operation. The purpose is to provide a method.

本発明の好気性生物処理装置は、反応槽と、該反応槽内に充填された流動床担体と、該反応槽内に原水を供給する原水供給手段と、該反応槽内に設置された酸素溶解膜モジュールと、該酸素溶解膜モジュールに酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給手段とを備えてなる好気性生物処理装置において、該原水供給手段は複数の原水出口を有しており、各原水出口は、反応槽の平面視において異なる位置に配置されており、各原水出口から流出する原水流速を制御する制御手段を備えたことを特徴とする。 The aerobic biological treatment apparatus of the present invention includes a reaction vessel, a fluidized bed carrier filled in the reaction vessel, a raw water supply means for supplying raw water into the reaction vessel, and oxygen installed in the reaction vessel. In an aerobic biological treatment apparatus comprising a dissolution film module and an oxygen-containing gas supply means for supplying an oxygen-containing gas to the oxygen dissolution film module, the raw water supply means has a plurality of raw water outlets, and each of them has a plurality of raw water outlets. The raw water outlets are arranged at different positions in the plan view of the reaction tank, and are characterized by being provided with a control means for controlling the raw water flow velocity flowing out from each raw water outlet.

本発明の一態様では、前記原水出口は、前記酸素溶解膜モジュールの下側に配置されている。 In one aspect of the invention, the raw water outlet is located below the oxygen dissolved membrane module.

本発明の一態様では、前記原水出口として、前記酸素溶解膜モジュールの下側に配置されたものと、前記酸素溶解膜モジュールの上下方向の途中に配置されたものとが設けられている。 In one aspect of the present invention, as the raw water outlet, one arranged below the oxygen dissolution membrane module and one arranged in the middle of the oxygen dissolution membrane module in the vertical direction are provided.

本発明の一態様では、前記反応槽から流出する処理水の一部を前記反応槽の下部または原水供給手段に循環させる循環手段が設けられている。 In one aspect of the present invention, a circulation means for circulating a part of the treated water flowing out of the reaction tank to the lower part of the reaction tank or the raw water supply means is provided.

本発明の一態様では、前記反応槽の下部に、開口を有するストレーナによって区画された受入室が設けられ、該受入室の上側に前記流動床担体の流動床が形成されるように構成されており、前記反応槽から流出する処理水の一部を該受入室に循環させる循環手段が設けられている。 In one aspect of the present invention, a receiving chamber partitioned by a strainer having an opening is provided in the lower part of the reaction vessel, and a fluidized bed of the fluidized bed carrier is formed above the receiving chamber. A circulation means is provided for circulating a part of the treated water flowing out of the reaction vessel to the receiving chamber.

本発明の一態様では、前記酸素溶解膜モジュールの下側の前記原水出口は前記ストレーナの上側に配置され、下向きに且つ前記ストレーナの前記開口に向って開口している。 In one aspect of the invention, the raw water outlet below the oxygen dissolution membrane module is located above the strainer and opens downward and towards the opening of the strainer.

本発明の一態様では、前記制御手段は、一部の前記原水出口からの流出流量を他の原水出口からの流出流量よりも大きくするように流量制御することが可能である。 In one aspect of the present invention, the control means can control the flow rate so that the outflow rate from some of the raw water outlets is larger than the outflow rate from other raw water outlets.

本発明の一態様では、前記酸素溶解膜モジュールを構成する酸素溶解膜が上下方向に設けられた中空糸膜である。 In one aspect of the present invention, the oxygen dissolution membrane constituting the oxygen dissolution membrane module is a hollow fiber membrane provided in the vertical direction.

本発明の好気性生物処理装置の運転方法は、かかる本発明の好気性生物処理装置を運転する方法であって、各原水出口からの原水の流出流量を略同一とする定常運転モードと、一部の原水出口からの原水の流出流量を他の原水出口からの原水の流出流量よりも大きくする防汚運転モードとを行うことを特徴とする。 The method of operating the aerobic biological treatment apparatus of the present invention is a method of operating the aerobic biological treatment apparatus of the present invention, which includes a steady operation mode in which the outflow rate of raw water from each raw water outlet is substantially the same. It is characterized by performing an antifouling operation mode in which the outflow rate of raw water from the raw water outlet of the unit is made larger than the outflow rate of raw water from other raw water outlets.

本発明の一態様では、前記防汚運転モードにおける原水供給量の総量は前記定常運転モード時と略同一である。 In one aspect of the present invention, the total amount of raw water supplied in the antifouling operation mode is substantially the same as that in the steady operation mode.

本発明の一態様では、前記原水出口から酸素溶解膜モジュールの下端までの距離は50〜500mmであり、前記防汚運転モードにおける該原水出口からの原水の流出速度を0.05〜2m/secとする。 In one aspect of the present invention, the distance from the raw water outlet to the lower end of the oxygen dissolution membrane module is 50 to 500 mm, and the outflow rate of raw water from the raw water outlet in the antifouling operation mode is 0.05 to 2 m / sec. And.

本発明の好気性生物処理装置及びその運転方法では、定常運転モードでは、各原水管からの流量を互いに略均等とする。所定の時期に、例えば所定時間毎に、原水管の一部(例えば1本又は2本)の原水流量を増加させるために、他の原水管の流量を減少させるか、ゼロとする防汚運転モードを行う。これにより、該一部の原水管から高流速で原水が流出し、酸素溶解膜モジュールへのスライムの付着や担体の集塊化が防止ないし解消される。 In the aerobic biological treatment apparatus of the present invention and its operation method, the flow rates from the raw water pipes are made substantially equal to each other in the steady operation mode. Antifouling operation to reduce or reduce the flow rate of other raw water pipes in order to increase the raw water flow rate of a part (for example, one or two) of the raw water pipes at a predetermined time, for example, at predetermined time intervals. Perform the mode. As a result, the raw water flows out from the partial raw water pipe at a high flow velocity, and the adhesion of slime to the oxygen dissolution membrane module and the agglomeration of the carrier are prevented or eliminated.

実施の形態に係る生物処理装置の縦断面図である。It is a vertical sectional view of the biological processing apparatus which concerns on embodiment. (a)は酸素溶解膜ユニットの側面図、(b)は酸素溶解膜ユニットの斜視図である。(A) is a side view of the oxygen dissolution membrane unit, and (b) is a perspective view of the oxygen dissolution membrane unit. 別の実施の形態に係る生物処理装置の縦断面図である。It is a vertical sectional view of the biological processing apparatus which concerns on another embodiment.

以下、図面を参照して本発明についてさらに詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

図1は実施の形態に係る好気性生物処理装置1の縦断面図である。この好気性生物処理装置1は、反応槽(槽体)2と、該反応槽2の下部に水平に設置されたストレーナ3と、該ストレーナ3の上側に粉粒状活性炭等の生物付着担体の充填により形成された流動床Fと、流動床F内に少なくとも一部(この実施の形態では、全体)が配置された酸素溶解膜モジュール6と、前記ストレーナ3の下側に形成された受入室7と、反応槽2内に原水を供給するための原水管11〜13と、酸素溶解膜モジュール6に空気等の酸素含有ガスを供給するためのブロワ26等を有する。反応槽2の上部には、処理水を流出させるためのトラフ8及び流出口9が設けられている。トラフ8は槽内壁に沿って環状流路を形成している。 FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of the aerobic organism treatment apparatus 1 according to the embodiment. The aerobic biological treatment apparatus 1 is filled with a reaction tank (tank body) 2, a strainer 3 horizontally installed under the reaction tank 2, and a biofouling carrier such as powdered activated coal on the upper side of the strainer 3. The fluidized bed F formed by the above, the oxygen dissolution membrane module 6 in which at least a part (in this embodiment, the whole) is arranged in the fluidized bed F, and the receiving chamber 7 formed under the strainer 3. It also has raw water pipes 11 to 13 for supplying raw water into the reaction tank 2, a blower 26 for supplying oxygen-containing gas such as air to the oxygen dissolution membrane module 6, and the like. A trough 8 and an outlet 9 for flowing out the treated water are provided in the upper part of the reaction tank 2. The trough 8 forms an annular flow path along the inner wall of the tank.

反応槽2の平面視形状は、方形、円形、多角形等のいずれでもよいが、この実施の形態では方形となっている。 The plan view shape of the reaction tank 2 may be rectangular, circular, polygonal, or the like, but in this embodiment, it is rectangular.

原水は、図示しない原水槽から引き抜かれ、原水元管10を通じて送水され、原水元管10から分岐した複数本(この実施の形態では3本)の原水管11,12,13を介して反応槽2内の下部に供給される。原水槽と、原水元管と、原水管とが原水供給手段を構成する。 The raw water is drawn from a raw water tank (not shown), sent through the raw water source pipe 10, and is supplied through the raw water pipes 11, 12, and 13 of a plurality of (three in this embodiment) branched from the raw water source pipe 10. It is supplied to the lower part of 2. The raw water tank, the raw water source pipe, and the raw water pipe form the raw water supply means.

この実施の形態では、原水管11,12,13の末端の原水出口11N,12N,13Nは酸素溶解膜モジュール6の下側において鉛直上方を指向して開口している。 In this embodiment, the raw water outlets 11N, 12N, 13N at the ends of the raw water pipes 11, 12, 13 are opened vertically upward on the lower side of the oxygen dissolution membrane module 6.

原水出口11N,12N,13Nは配置位置が異なっている。この実施の形態では、反応槽2を平面視した状態において、原水出口12Nが反応槽2の中央部に位置し、原水出口11N,13Nは原水出口12Nを挟んで互いに反対側に位置している。 The raw water outlets 11N, 12N, and 13N have different arrangement positions. In this embodiment, the raw water outlet 12N is located at the center of the reaction tank 2, and the raw water outlets 11N and 13N are located on opposite sides of the raw water outlet 12N in a plan view of the reaction tank 2. ..

原水出口11N〜13Nは、いずれも酸素溶解膜モジュール6の下方に位置しており、各原水出口11N〜13Nから上方に向って流出した原水が酸素溶解膜モジュール6に直射状に当るようになっている。 The raw water outlets 11N to 13N are all located below the oxygen dissolution membrane module 6, and the raw water flowing upward from each of the raw water outlets 11N to 13N directly hits the oxygen dissolution membrane module 6. ing.

なお、各原水出口11N〜13Nから酸素溶解膜モジュール6の下端までの距離は50〜500mm程度が好適である。これは、後述の通り、出口11N〜13Nからの噴出流を直接的に酸素溶解膜に当てるためである。 The distance from each raw water outlet 11N to 13N to the lower end of the oxygen dissolution membrane module 6 is preferably about 50 to 500 mm. This is because, as will be described later, the jet flow from the outlets 11N to 13N is directly applied to the oxygen dissolution membrane.

各原水管11,12,13に、開閉又は流量増減を行うためのバルブ11v,12v,13vが設けられている。原水管の本数は3本に限定されるものではなく、原水管1本に割り当てられる水平断面積が0.5〜25m/本、特に1〜5m/本となるように、2本以上の原水管を設けるようにすればよい。ただし、水平断面積が1.0mを下回る小型の反応槽においては、原水管の割当面積にかかわらず2〜3本程度の本数とすればよい。いずれの場合も、末端の原水出口は、酸素溶解膜モジュール6の下側であって、且つ反応槽2の平面視においてなるべく均等に配置されることが好ましい。 Valves 11v, 12v, 13v for opening / closing or increasing / decreasing the flow rate are provided in the raw water pipes 11, 12, and 13. The number of raw water pipes is not limited to three, and two or more so that the horizontal cross-sectional area assigned to one raw water pipe is 0.5 to 25 m 2 / line, especially 1 to 5 m 2 / line. It suffices to provide the raw water pipe of. However, in a small reaction tank having a horizontal cross-sectional area of less than 1.0 m 2 , the number may be about 2 to 3 regardless of the allocated area of the raw water pipe. In either case, it is preferable that the raw water outlets at the ends are located below the oxygen dissolution membrane module 6 and are arranged as evenly as possible in the plan view of the reaction vessel 2.

前記流出口9からの処理水は、配管15を介して処理水槽16に導入される。処理水槽16内の処理水の一部は、処理水として系外に取り出される。残部は循環ポンプ17及び循環配管18を介して受入室7内の散水管19に供給され、ストレーナ3の開口3aを通って流動床F内に流入する。 The treated water from the outlet 9 is introduced into the treated water tank 16 via the pipe 15. A part of the treated water in the treated water tank 16 is taken out of the system as treated water. The remaining portion is supplied to the sprinkler pipe 19 in the receiving chamber 7 via the circulation pump 17 and the circulation pipe 18, and flows into the fluidized bed F through the opening 3a of the strainer 3.

図1は、反応槽に流動床担体を充填して、酸素溶解膜の表面への生物膜の付着を担体の流動による剪断力によって抑制して生物膜の大部分が流動床担体に付着するようにしたものであり、このとき、酸素溶解膜は酸素供給の目的のみに用いられる。 In FIG. 1, the reaction vessel is filled with a fluidized bed carrier so that the adhesion of the biofilm to the surface of the oxygen dissolution film is suppressed by the shearing force due to the flow of the carrier so that most of the biofilm adheres to the fluidized bed carrier. At this time, the oxygen-dissolving membrane is used only for the purpose of supplying oxygen.

図1では、酸素溶解膜として非多孔質(ノンポーラス)の酸素溶解膜を用い、酸素含有気体を槽外から配管27を通じて酸素溶解膜内に通気して、排気は配管28を通じて槽外に排出するように構成している。そのため、酸素含有気体を、低圧で酸素溶解膜に通気し、酸素を酸素分子として酸素溶解膜の構成原子の間を通過し(膜に浸透し)、酸素分子として被処理水と接触させる(水に直接溶解させるので気泡を生じない)という、いわば濃度勾配による分子拡散のメカニズムを用いた処理を行っている。 In FIG. 1, a non-porous (non-porous) oxygen-dissolving film is used as the oxygen-dissolving film, oxygen-containing gas is ventilated from the outside of the tank into the oxygen-dissolving film through the pipe 27, and exhaust is discharged to the outside of the tank through the pipe 28. It is configured to do. Therefore, the oxygen-containing gas is aerated through the oxygen dissolving membrane at low pressure, oxygen is passed between the constituent atoms of the oxygen dissolving membrane as oxygen molecules (penetrates into the membrane), and is brought into contact with the water to be treated as oxygen molecules (water). Since it dissolves directly in oxygen, no bubbles are generated), so to speak, a process using the mechanism of molecular diffusion by a concentration gradient is performed.

酸素溶解膜として疎水性の素材を用いると膜中に浸水しづらいので好ましいが、疎水性であっても微量の水蒸気の浸入は免れない。 It is preferable to use a hydrophobic material as the oxygen dissolving membrane because it is difficult for water to infiltrate into the membrane, but even if it is hydrophobic, a small amount of water vapor infiltrates unavoidably.

図2は、酸素溶解膜モジュール6の一例を示している。この酸素溶解膜モジュール6は酸素溶解膜として非多孔質の中空糸膜22を用いたものである。この実施の形態では、中空糸膜22は上下方向に配列されており、各中空糸膜22の上端は上部ヘッダー20に連なり、下端は下部ヘッダー21に連なっている。中空糸膜22の内部は、それぞれ上部ヘッダー20及び下部ヘッダー21内に連通している。各ヘッダー20,21は中空管状である。なお、平膜やスパイラル膜を用いる場合にも、通気方向が上下方向となるように配列されることが望ましい。 FIG. 2 shows an example of the oxygen dissolution membrane module 6. The oxygen-dissolving membrane module 6 uses a non-porous hollow fiber membrane 22 as the oxygen-dissolving membrane. In this embodiment, the hollow fiber membranes 22 are arranged in the vertical direction, the upper end of each hollow fiber membrane 22 is connected to the upper header 20, and the lower end is connected to the lower header 21. The inside of the hollow fiber membrane 22 communicates with the upper header 20 and the lower header 21, respectively. The headers 20 and 21 are hollow tubular. Even when a flat membrane or a spiral membrane is used, it is desirable that the membranes are arranged so that the ventilation direction is in the vertical direction.

図2(b)の通り、1対のヘッダー20,21と中空糸膜22とからなるユニットが複数個平行に配列されている。図2(a)の通り、各上部ヘッダー20の一端又は両端が上部マニホルド23に連結され、各下部ヘッダー21の一端又は両端が下部マニホルド24に連結されていることが好ましい。 As shown in FIG. 2B, a plurality of units composed of a pair of headers 20 and 21 and a hollow fiber membrane 22 are arranged in parallel. As shown in FIG. 2A, it is preferable that one end or both ends of each upper header 20 is connected to the upper manifold 23, and one end or both ends of each lower header 21 is connected to the lower manifold 24.

この実施の形態では、ブロワ26から給気配管27を介して酸素溶解膜モジュール6の上部に酸素含有ガスとして空気を供給し、酸素溶解膜モジュール6の下部から非透過ガスを排ガス配管28により排出する。空気は、上部ヘッダー20から中空糸膜22を通って下部ヘッダー21へ流れ、この間に酸素が中空糸膜22を透過して反応槽2内の水に溶解する。 In this embodiment, air is supplied from the blower 26 to the upper part of the oxygen dissolution film module 6 via the air supply pipe 27 as an oxygen-containing gas, and the non-permeated gas is discharged from the lower part of the oxygen dissolution film module 6 by the exhaust gas pipe 28. To do. Air flows from the upper header 20 through the hollow fiber membrane 22 to the lower header 21, during which oxygen permeates the hollow fiber membrane 22 and dissolves in the water in the reaction vessel 2.

各ヘッダー20,21及び各マニホルド23,24は流水勾配を有するように設けられていてもよい。酸素溶解膜モジュール6は上下に多段に設置されてもよい。 The headers 20, 21 and the manifolds 23, 24 may be provided to have a running water gradient. The oxygen dissolution membrane module 6 may be installed in multiple stages vertically.

この酸素溶解膜モジュール6に空気を供給するために、ブロワ26と空気供給用の給気配管27とが設けられており(酸素含有ガス供給手段を構成)、該給気配管27が上部マニホルド23に接続されている。下部マニホルド24には排ガス配管28が接続されている。 In order to supply air to the oxygen dissolution membrane module 6, a blower 26 and an air supply pipe 27 for air supply are provided (which constitutes an oxygen-containing gas supply means), and the air supply pipe 27 is the upper manifold 23. It is connected to the. An exhaust gas pipe 28 is connected to the lower manifold 24.

このように構成された好気性生物処理装置1において、原水槽から引き出された原水は原水元管10から原水管11〜13を介して生物膜付着の粉粒状活性炭の流動床Fに供給される。定常運転モードでは、各原水管11〜13から原水を均等量にて供給する。また、後述の通り、処理水の一部が散水管19から受入室7に供給され、ストレーナ3の開口3aを通過して流動床Fに供給され、原水管11〜13の原水と混ざり合って、流動床を形成するための上向流が確保される。このように反応槽2内に導入された原水中の有機物成分は、流動床Fにおいて生物反応を行って処理され、処理水が上部清澄領域からトラフ8と流出口9を通じて処理水槽16に流出し、その一部が系外に取り出される。残部は循環ポンプ17及び循環配管18を介して受入室7内の散水管19に供給される。 In the aerobic biological treatment apparatus 1 configured in this way, the raw water drawn from the raw water tank is supplied from the raw water source pipe 10 to the fluidized bed F of the powdered and granular activated carbon adhering to the biofilm via the raw water pipes 11 to 13. .. In the steady operation mode, raw water is supplied in an equal amount from each raw water pipe 11 to 13. Further, as described later, a part of the treated water is supplied from the sprinkler pipe 19 to the receiving chamber 7, passes through the opening 3a of the strainer 3 and is supplied to the fluidized bed F, and is mixed with the raw water of the raw water pipes 11 to 13. , An upward flow is secured to form a fluidized bed. The organic components in the raw water introduced into the reaction tank 2 in this way are treated by performing a biological reaction in the fluidized bed F, and the treated water flows out from the upper clarification region to the treated water tank 16 through the trough 8 and the outlet 9. , A part of it is taken out of the system. The remaining portion is supplied to the sprinkler pipe 19 in the receiving chamber 7 via the circulation pump 17 and the circulation pipe 18.

給気配管27から供給された空気等の酸素含有気体は、酸素溶解膜モジュール6を下向流通気した後、酸素溶解モジュール6の下端位置より流出し、排空気は排ガス配管28から大気中へ排出される。 Oxygen-containing gas such as air supplied from the air supply pipe 27 flows downward from the oxygen dissolution film module 6 and then flows out from the lower end position of the oxygen dissolution module 6, and the exhaust air flows from the exhaust gas pipe 28 to the atmosphere. It is discharged.

酸素溶解膜モジュール6の各中空糸膜22内を空気が流れる間に、酸素が中空糸膜22を透過して水中に溶け込み、好気性生物処理が行われる。 While air flows through each of the hollow fiber membranes 22 of the oxygen dissolving membrane module 6, oxygen permeates through the hollow fiber membranes 22 and dissolves in water to perform aerobic biological treatment.

本発明では、活性炭等の生物担体の流動床に非多孔性の酸素溶解膜を設置することで、供給酸素量が多くなるため、対象とする原水の有機性排水濃度に上限が無い。 In the present invention, by installing a non-porous oxygen dissolution film on the fluidized bed of a biological carrier such as activated carbon, the amount of oxygen supplied increases, so that there is no upper limit to the concentration of organic wastewater in the target raw water.

また、生物担体を流動床で運転するため、激しい撹乱にさらされることがない。したがって、多量の生物を安定して維持できるため、負荷を高くとることができる。 In addition, since the biological carrier is operated in a fluidized bed, it is not exposed to severe disturbance. Therefore, since a large amount of organisms can be stably maintained, the load can be increased.

また、本発明では酸素溶解膜を使用するため、プリエアレーション、直接曝気と比較すると、酸素の溶解動力が小さい。 Further, since the oxygen dissolving membrane is used in the present invention, the oxygen dissolving power is smaller than that of pre-aeration and direct aeration.

これらのことから、本発明によると、低濃度から高濃度までの有機性排水を高負荷で、かつ安価に処理することが可能となる。 From these facts, according to the present invention, it is possible to treat organic wastewater from low concentration to high concentration with high load and at low cost.

上記のようにして運転を継続すると、酸素溶解膜に微生物スライムが過剰に付着したり、流動担体相互の固着や集塊化が生じたりするおそれがある。 If the operation is continued as described above, the microbial slime may be excessively attached to the oxygen-dissolved membrane, and the fluidized carriers may be stuck to each other or agglomerated.

そこで、この実施の形態では原水元管10からの流入流量を変えることなく、分岐された原水管11〜13のそれぞれの流量を、一定時間ごとに切替えて変動させる防汚運転モードを行う。すなわち、一時的に一部(1本又は2本)の原水管の弁(11v〜13vの1又は2個)を閉じるなどし、残部の原水管に原水流入を集中させ、その高流速の噴出流によって担体をほぐして、閉塞を起こりにくくする(または起きかけた閉塞を解消させる)ようにしたり、中空糸膜を揺動させてスライムの過剰な付着を防止したりする。 Therefore, in this embodiment, the antifouling operation mode is performed in which the flow rates of the branched raw water pipes 11 to 13 are switched and changed at regular intervals without changing the inflow flow rate from the raw water source pipe 10. That is, the valve (1 or 2 of 11v to 13v) of the raw water pipe of a part (1 or 2) is temporarily closed to concentrate the raw water inflow in the remaining raw water pipe, and the high flow velocity is ejected. The carrier is loosened by the flow to make the blockage less likely to occur (or to eliminate the blockage that has occurred), or the hollow fiber membrane is shaken to prevent excessive adhesion of slime.

なお、原水管11〜13の出口11N〜13Nを、酸素溶解膜に近接させ、噴出速度を速く(好ましくは0.05〜2m/sec)することで、酸素溶解膜表面へのスライムの付着や担体の固着が十分に解消される。 By moving the outlets 11N to 13N of the raw water pipes 11 to 13 close to the oxygen dissolution membrane and increasing the ejection speed (preferably 0.05 to 2 m / sec), slime can be attached to the surface of the oxygen dissolution membrane. The sticking of the carrier is sufficiently eliminated.

<生物担体>
生物担体としては、活性炭が好適である。なお、流動床担体として活性炭以外のゲル状物質、多孔質材、非多孔質材等も同様の条件で使用できる。例えば、ポリビニルアルコールゲル、ポリアクリルアミドゲル、ポリウレタンフォーム、アルギン酸カルシウムゲル、ゼオライト、プラスチック等も用いることができる。ただし、担体として活性炭を用いると、活性炭の吸着作用と生物分解作用による相互作用により、広範囲な汚濁物質の除去を行うことが可能である。
<Biological carrier>
Activated carbon is suitable as the biological carrier. As the fluidized bed carrier, a gel-like substance other than activated carbon, a porous material, a non-porous material, or the like can be used under the same conditions. For example, polyvinyl alcohol gel, polyacrylamide gel, polyurethane foam, calcium alginate gel, zeolite, plastic and the like can also be used. However, when activated carbon is used as the carrier, it is possible to remove a wide range of pollutants by the interaction between the adsorption action and the biodegradation action of the activated carbon.

流動床担体の充填量は反応槽の容積の30〜70%程度、特に40〜60%程度が好ましい。この充填量は、多いほうが生物量が多く活性は高いが、多すぎると担体が流出するおそれがある。従って、流動床が20〜50%程度展開するLV例えば7〜30m/hr特に8〜15m/hrで通水するのが良い。 The filling amount of the fluidized bed carrier is preferably about 30 to 70%, particularly about 40 to 60% of the volume of the reaction vessel. The larger the filling amount, the larger the biomass and the higher the activity, but if it is too large, the carrier may flow out. Therefore, it is preferable to pass water at an LV where the fluidized bed develops by about 20 to 50%, for example, 7 to 30 m / hr, particularly 8 to 15 m / hr.

活性炭等の流動床担体の平均粒径は0.2〜1.2mm特に0.3〜0.6mm程度が好ましい。平均粒径が大きいと高LVとすることが可能であり、処理水の一部を反応槽に循環する場合は循環量を増やせるため高負荷が可能となる。しかし、比表面積が小さくなるため、生物量が少なくなる。平均粒径が小さいと、低LVで流動できるため、ポンプ動力が安価となる。かつ、比表面積が大きいため、付着生物量が増える。 The average particle size of the fluidized bed carrier such as activated carbon is preferably about 0.2 to 1.2 mm, particularly about 0.3 to 0.6 mm. If the average particle size is large, it is possible to obtain a high LV, and when a part of the treated water is circulated to the reaction tank, the circulation amount can be increased, so that a high load is possible. However, since the specific surface area is small, the biomass is small. When the average particle size is small, the pump power can be reduced because the flow can be performed at a low LV. Moreover, since the specific surface area is large, the amount of attached organisms increases.

最適粒径は廃水の濃度にも依存するが、TOC:50mg/Lであれば0.2〜0.4mm程度が好ましい。 The optimum particle size depends on the concentration of wastewater, but if the TOC is 50 mg / L, it is preferably about 0.2 to 0.4 mm.

活性炭の展開率は、20〜50%程度が好ましい。展開率が20%よりも低いと、目詰まり、短絡のおそれがある。展開率が50%よりも高いと、担体流出のおそれがあると共に、ポンプ動力コストが高くなる。 The development rate of activated carbon is preferably about 20 to 50%. If the expansion rate is lower than 20%, there is a risk of clogging and short circuit. If the expansion rate is higher than 50%, there is a risk of carrier outflow and the pump power cost becomes high.

通常の生物活性炭では、活性炭流動床の展開率は10〜20%程度であるがこの場合、活性炭の流動状態が不均一で上下左右に流動する。結果として同時に設置した膜が活性炭によってこすられ、すり減って消耗することになる。これを防止するため、本発明では、活性炭等の流動床担体は十分に流動させることが必要で展開率は20%以上とするのが望ましい。このため、担体の粒径は通常の生物活性炭よりも小さいほうが好ましい。なお、活性炭の場合、やしがら炭、石炭、木炭等特に限定されない。形状は球状炭が好ましいが、通常の粒状炭や破砕炭でも良い。 In ordinary biological activated carbon, the expansion rate of the activated carbon fluidized bed is about 10 to 20%, but in this case, the fluidized state of the activated carbon is non-uniform and flows up, down, left and right. As a result, the film installed at the same time is rubbed by the activated carbon and is worn out and consumed. In order to prevent this, in the present invention, it is necessary to sufficiently flow the fluidized bed carrier such as activated carbon, and it is desirable that the development rate is 20% or more. Therefore, the particle size of the carrier is preferably smaller than that of ordinary bioactivated carbon. In the case of activated carbon, there is no particular limitation on palm charcoal, coal, charcoal and the like. The shape is preferably spherical charcoal, but ordinary granular charcoal or crushed charcoal may also be used.

<酸素含有ガス>
酸素含有ガスは空気、酸素富化空気、純酸素等、酸素を含む気体であればよい。通気する気体はフィルターを通過させて微細粒子を予め除去することが望ましい。
<Oxygen-containing gas>
The oxygen-containing gas may be a gas containing oxygen such as air, oxygen-enriched air, and pure oxygen. It is desirable that the aerated gas is passed through a filter to remove fine particles in advance.

通気量は、反応槽2の上部又は反応槽2から流出する処理水中のDOが1mg/L以下となるようにするのが好ましい。このように処理水DOを1mg/L以下とすることにより、ブロワ26の消費電力を抑制することができる。また、DOがほぼ0mg/Lであると、硝化と脱窒とが同時に進行するため、生物処理効率が向上する。なお、DOが過度に多くなると、活性炭に付着する生物膜が肥大化し、生物膜の深部にまで酸素が行き届かなくなり、生物膜深部が嫌気化して生物反応効率が低下するおそれがある。また、肥大化した生物膜付着活性炭が反応槽外に流失するおそれもある。 The amount of aeration is preferably such that the DO in the treated water flowing out from the upper part of the reaction tank 2 or the reaction tank 2 is 1 mg / L or less. By setting the treated water DO to 1 mg / L or less in this way, the power consumption of the blower 26 can be suppressed. Further, when DO is approximately 0 mg / L, nitrification and denitrification proceed at the same time, so that the biological treatment efficiency is improved. If the DO is excessively large, the biofilm adhering to the activated carbon is enlarged, oxygen does not reach the deep part of the biofilm, and the deep part of the biofilm is anaerobic, which may reduce the bioreaction efficiency. In addition, the enlarged biofilm-attached activated carbon may be washed away to the outside of the reaction vessel.

DOの下限値は、0(ゼロ)でもよいが、好気処理に必要な酸素が供給されていることを確認するために、0.01mg/L以上であることが好ましい。 The lower limit of DO may be 0 (zero), but is preferably 0.01 mg / L or more in order to confirm that the oxygen required for aerobic treatment is supplied.

本発明の一態様では、上記のDOが0.2〜1mg/Lとなるようにする。DOを0.2mg/L以上とすることにより、反応槽2内のワムシ生育量が増加し、ワムシによって汚泥が捕食され、汚泥が減容され、余剰汚泥が少なくなる。 In one aspect of the present invention, the DO is set to 0.2 to 1 mg / L. By setting the DO to 0.2 mg / L or more, the amount of rotifer growth in the reaction tank 2 is increased, sludge is preyed on by the rotifer, sludge is reduced in volume, and excess sludge is reduced.

なお、空気等の酸素含有ガスを中空糸膜22に下向きに流すと、酸素含有ガスからの凝縮水が中空糸膜22内に滞留することが防止される。 When an oxygen-containing gas such as air is allowed to flow downward through the hollow fiber membrane 22, condensed water from the oxygen-containing gas is prevented from staying in the hollow fiber membrane 22.

<被処理水の流速>
反応槽2内における被処理水の上向流速はLV7m/hr以上となるように処理水を循環させるのが好ましい。
<Flow velocity of water to be treated>
It is preferable to circulate the treated water so that the upward flow velocity of the water to be treated in the reaction tank 2 is LV 7 m / hr or more.

LVを高くすると、それに比例して酸素溶解速度が向上する。LVが高い場合は、粒径が大きい活性炭を使い、展開率をあまり大きくしないようにするのが好ましい。生物量、酸素溶解速度から、最適LV範囲は7〜30m/hr特に8〜15m/hr程度である。 Increasing the LV increases the oxygen dissolution rate proportionally. When the LV is high, it is preferable to use activated carbon having a large particle size and not to increase the development rate too much. From the viewpoint of biomass and oxygen dissolution rate, the optimum LV range is about 7 to 30 m / hr, particularly about 8 to 15 m / hr.

<滞留時間>
槽負荷0.5〜4kg−TOC/m/dayとなるように滞留時間を設定するのが好ましい。
<Stay time>
It is preferable to set the residence time so that the tank load is 0.5 to 4 kg-TOC / m 3 / day.

<ブロワ>
ブロワは、吐出風圧が水深からくる水圧以下のもので十分である。但し、配管等の圧損以上であることは必要である。通常、配管抵抗は1〜2kPa程度である。
<Blower>
It is sufficient for the blower to have a discharge air pressure equal to or less than the water pressure coming from the water depth. However, it is necessary that the pressure loss is greater than that of the piping. Usually, the piping resistance is about 1 to 2 kPa.

5mの水深の場合、通常は0.55MPa程度までの出力の汎用ブロワが用いられ、それ以上の水深では高圧ブロワが用いられてきている。 In the case of a water depth of 5 m, a general-purpose blower having an output of up to about 0.55 MPa is usually used, and in a water depth of more than that, a high-pressure blower has been used.

本発明では、5m以上の水深であっても0.5MPa以下の圧力の汎用ブロワを用いることができ、0.1MPa以下の低圧ブロワを用いることが好ましい。 In the present invention, a general-purpose blower having a pressure of 0.5 MPa or less can be used even at a water depth of 5 m or more, and it is preferable to use a low-pressure blower of 0.1 MPa or less.

酸素含有ガスの供給圧は、中空糸膜の圧力損失より高く、さらに膜が水圧でつぶれないこと、が条件となる。平膜、スパイラル膜は膜の圧損が水圧と比較すると無視できるため、極めて低い圧力、5kPa程度以上、水深圧力以下、望ましくは20kPa以下である。 The supply pressure of the oxygen-containing gas is higher than the pressure loss of the hollow fiber membrane, and the condition is that the membrane is not crushed by water pressure. Since the pressure loss of the flat film and the spiral film is negligible as compared with the water pressure, the pressure is extremely low, about 5 kPa or more, the water depth pressure or less, and preferably 20 kPa or less.

中空糸膜の場合、内径と長さによって圧力損失は変化する。通気する空気量は膜1mあたり50〜200mL/dayであるから、膜長さが2倍になると空気量は2倍になり、膜径が2倍になっても空気量は2倍にしかならない。したがって、膜の圧力損失は膜長さに正比例し、直径に反比例する。 In the case of a hollow fiber membrane, the pressure loss changes depending on the inner diameter and length. Since the amount of air to be ventilated is 50 to 200 mL / day per 1 m 2 of the membrane, the amount of air doubles when the membrane length doubles, and the amount of air only doubles when the membrane diameter doubles. It doesn't become. Therefore, the pressure loss of the membrane is directly proportional to the membrane length and inversely proportional to the diameter.

圧力損失の値は、内径50μm、長さ2mの中空糸で3〜20kPa程度である。本発明においては、原水中のTOCが高濃度(例えば100mg/L以上特に500mg/L以上)の処理であっても効率的かつ安定的に処理することができる。 The value of the pressure loss is about 3 to 20 kPa for a hollow yarn having an inner diameter of 50 μm and a length of 2 m. In the present invention, even if the TOC in the raw water is treated at a high concentration (for example, 100 mg / L or more, particularly 500 mg / L or more), the treatment can be performed efficiently and stably.

図3を参照して別の実施の形態について説明する。 Another embodiment will be described with reference to FIG.

この実施の形態では、原水元管10から第2原水元管30を分岐させ、この第2原水元管30を3本の原水管31,32,33に分岐させている。各原水管31〜33に開閉式又は流量増減用のバルブ31v,32v,33vが設けられている。 In this embodiment, the second raw water source pipe 30 is branched from the raw water source pipe 10, and the second raw water source pipe 30 is branched into three raw water pipes 31, 32, 33. Each raw water pipe 31 to 33 is provided with valves 31v, 32v, 33v that can be opened and closed or for increasing or decreasing the flow rate.

各原水管31〜33の末端の出口31N,32N,33Nは酸素溶解膜モジュール6の上下方向の中間付近(例えば酸素溶解膜モジュール6の全高を100%とした場合、下端から20〜70%特に40〜60%の高さ)に配置されている。なお、酸素溶解膜モジュールが上下多段に設置される場合は、それぞれの膜モジュールに対応するように原水管を配置することが好ましい。出口31v〜33Nは下向きに開口している。反応槽2の平面視において、出口32Nは酸素溶解膜モジュール6の中央に位置し、出口31N,33Nは出口32Nを挟んで互いに反対側に位置している。出口31N〜33Nはいずれも酸素溶解膜モジュール6内に位置している。 The outlets 31N, 32N, and 33N at the ends of the raw water pipes 31 to 33 are 20 to 70% from the lower end in the vicinity of the middle of the oxygen dissolution membrane module 6 in the vertical direction (for example, when the total height of the oxygen dissolution membrane module 6 is 100%). It is arranged at a height of 40 to 60%). When the oxygen dissolution membrane modules are installed in multiple stages above and below, it is preferable to arrange the raw water pipes so as to correspond to the respective membrane modules. The outlets 31v to 33N are open downward. In the plan view of the reaction tank 2, the outlet 32N is located in the center of the oxygen dissolved membrane module 6, and the outlets 31N and 33N are located on opposite sides of the outlet 32N. The outlets 31N to 33N are all located in the oxygen dissolution membrane module 6.

この実施の形態では、3本の原水管31〜33が設けられているが、原水管1本に割り当てられる水平断面積が0.5〜25m/本、特に1〜5m/本となるように、2本以上の原水管を設けるようにすればよい。いずれの場合も、反応槽2の平面視において、各原水管31〜33の出口31N〜33Nが均等に位置することが好ましい。 In this embodiment, three raw water pipes 31 to 33 are provided, but the horizontal cross-sectional area assigned to one raw water pipe is 0.5 to 25 m 2 / line, particularly 1 to 5 m 2 / line. As described above, two or more raw water pipes may be provided. In either case, it is preferable that the outlets 31N to 33N of the raw water pipes 31 to 33 are evenly located in the plan view of the reaction tank 2.

図3では、原水管11〜13の出口11N〜13Nは、ストレーナ3の開口3aの上方に位置し、且つ下向きに開口している。これは、出口11N〜13Nの吐出水流によって開口3a付近の付着物を除去するためである。 In FIG. 3, the outlets 11N to 13N of the raw water pipes 11 to 13 are located above the opening 3a of the strainer 3 and are open downward. This is because the deposits near the opening 3a are removed by the discharge water flow of the outlets 11N to 13N.

図3のその他の構成は図1と同一であり、同一符号は同一部分を示している。 The other configurations of FIG. 3 are the same as those of FIG. 1, and the same reference numerals indicate the same parts.

この実施の形態においても、原水は各出口11N〜13N、31N〜33Nを介して反応槽2内に供給される。また、処理水の一部は受入室7内に循環され、処理水の残部は処理水槽16から系外に取り出される。 Also in this embodiment, the raw water is supplied into the reaction tank 2 via the outlets 11N to 13N and 31N to 33N, respectively. A part of the treated water is circulated in the receiving chamber 7, and the rest of the treated water is taken out of the system from the treated water tank 16.

この図3の実施の形態においては、定常時は原水管31〜33の流量を互いに均等とする。原水管11〜13の流量も互いに均等とする。 In the embodiment of FIG. 3, the flow rates of the raw water pipes 31 to 33 are made equal to each other in the steady state. The flow rates of the raw water pipes 11 to 13 are also equal to each other.

所定時間毎に、原水管31〜33の一部(例えば1本又は2本)の原水流量を増加させるために、他の原水管の流量を減少させるか、ゼロとする。これにより、該一部の原水管から高流速で原水が流出し、酸素溶解膜モジュールへのスライムの付着や担体の集塊化が防止ないし解消される。 At predetermined time intervals, in order to increase the raw water flow rate of a part (for example, one or two) of the raw water pipes 31 to 33, the flow rate of the other raw water pipes is reduced or set to zero. As a result, the raw water flows out from the partial raw water pipe at a high flow velocity, and the adhesion of slime to the oxygen dissolution membrane module and the agglomeration of the carrier are prevented or eliminated.

また、所定時間毎に、原水管11〜13の一部(例えば1本又は2本)の原水流量を増加させるために、他の原水管の流量を減少させるか、ゼロとする。これにより、該一部の原水管から高流速で原水が流出し、ストレーナ3の開口3a付近へのスライムの付着や、その付近での担体の集塊化が防止ないし解消される。 Further, in order to increase the raw water flow rate of a part (for example, one or two) of the raw water pipes 11 to 13 at predetermined time intervals, the flow rates of the other raw water pipes are reduced or set to zero. As a result, the raw water flows out from the part of the raw water pipes at a high flow velocity, and the adhesion of slime to the vicinity of the opening 3a of the strainer 3 and the agglomeration of the carrier in the vicinity thereof are prevented or eliminated.

なお、原水管31〜33の流量変動のタイミングと、原水管11〜13の流量変動のタイミングとは同時であってもよく、別々であってもよい。 The timing of the flow rate fluctuations of the raw water pipes 31 to 33 and the timing of the flow rate fluctuations of the raw water pipes 11 to 13 may be simultaneous or different.

<原水管からの流出流速>
本発明では、原水管の一部を通水停止または通水制限し、残部の原水管に原水を高流速で通水するとき、該残部の原水管からの槽内への噴出速度を0.05m/sec以上例えば0.05〜2m/secとなるようにすることが好ましい。
<Outflow velocity from raw water pipe>
In the present invention, when a part of the raw water pipe is stopped or restricted, and the raw water is passed through the remaining raw water pipe at a high flow velocity, the ejection speed of the remaining raw water pipe from the raw water pipe into the tank is set to 0. It is preferable that the speed is 05 m / sec or more, for example, 0.05 to 2 m / sec.

なお、このように高流速とする目的は、中空糸膜や担体表面の付着スライムの除去、担体相互の固着や集塊化をほぐすことであるから、各原水管の高流速の通水時間は短時間でよく、例えば0.5〜20分特に1〜10分程度でよい。 Since the purpose of increasing the flow velocity in this way is to remove the adhered slime on the hollow fiber membrane and the surface of the carrier, and to loosen the adhesion and agglomeration of the carriers, the high flow velocity of each raw water pipe can be changed. It may be a short time, for example, 0.5 to 20 minutes, particularly 1 to 10 minutes.

なお、長期的には反応槽の全領域に原水が均等に散布されることが望ましいので、長時間に渡って全原水分岐管を開として通水し、定期的に短時間だけ1本または数本の原水分岐管の通水を高流速として通水する、という工程を原水分岐管の数に応じて順繰りに行うことがよい。 In the long term, it is desirable that the raw water is evenly sprayed over the entire area of the reaction tank. It is preferable to carry out the process of passing water through the raw water branch pipes of the book at a high flow velocity in order according to the number of raw water branch pipes.

図1、図3に示す実施形態では、循環水の全量を反応槽の受入室に供給しているが、循環水の一部を原水元管に返送することで、原水管出口からの原水流出流量を高めるようにしてもよい。また、循環水の全量を原水元管に戻すことも原理的に可能であるが、この場合は、反応槽下部にストレーナ3や受入室7を設けず反応槽下部から流動床Fが形成されるようにする。
一方、図1、図3においてストレーナ3の上部に粒子層(例えば、下部に大径粒子層、上部に小径粒子層)を設けても構わない。これにより流動床担体によるストレーナ3の目詰まりを防止することができる。この場合は原水管と原水管出口は粒子層より上方に配置することが好ましい。
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 3, the entire amount of circulating water is supplied to the receiving chamber of the reaction tank, but by returning a part of the circulating water to the raw water source pipe, the raw water flows out from the raw water pipe outlet. The flow rate may be increased. Further, it is possible in principle to return the entire amount of circulating water to the raw water source pipe, but in this case, the fluidized bed F is formed from the lower part of the reaction tank without providing the strainer 3 and the receiving chamber 7 in the lower part of the reaction tank. To do so.
On the other hand, in FIGS. 1 and 3, a particle layer (for example, a large-diameter particle layer at the bottom and a small-diameter particle layer at the top) may be provided on the upper part of the strainer 3. As a result, clogging of the strainer 3 by the fluidized bed carrier can be prevented. In this case, the raw water pipe and the raw water pipe outlet are preferably arranged above the particle layer.

[実施例1、比較例1]
<実験条件>
図1に示した構成からなる、底面積(0.3m×1.2m=)0.36m、水深4m、容積1.44mの反応槽に、担体層高さ2.7m程度まで粒状活性炭(平均粒径0.5mm)を沈積させ、そこに膜面積25m、高さ2mの、ポリエチレン製中空糸を有する酸素溶解膜モジュールを浸漬配置し、原水を供給すると共に、処理水の一部を循環させた。
[Example 1, Comparative Example 1]
<Experimental conditions>
Granular activated carbon up to a carrier layer height of about 2.7 m in a reaction vessel having a bottom area (0.3 m × 1.2 m =) 0.36 m 2 and a water depth of 4 m and a volume of 1.44 m 3 having the configuration shown in FIG. (Average particle size 0.5 mm) is deposited, and an oxygen dissolution film module having a film area of 25 m 2 and a height of 2 m and having a polyethylene hollow fiber is immersed and arranged to supply raw water and a part of treated water. Was circulated.

その他の条件は下記の通りである。 Other conditions are as follows.

循環水量:2.5m/h
原水量:3m/h
原水及びそのBOD濃度:イソプロパノールに微量栄養素を添加した合成排水。BOD100mg/L
Circulating water volume: 2.5m 3 / h
Raw water volume: 3m 3 / h
Raw water and its BOD concentration: Synthetic wastewater obtained by adding micronutrients to isopropanol. BOD 100mg / L

原水管11〜13にバルブ11v〜13vとして自動弁を設置して個々の開閉を順ぐりに操作した。 Automatic valves were installed as valves 11v to 13v in the raw water pipes 11 to 13 to operate individual opening and closing in sequence.

原水管の内径は20mmであり、3本同時に原水を均等に流入させた時の噴出速度の設定値は、0.037m/secとした。 The inner diameter of the raw water pipe is 20 mm, and the set value of the ejection speed when three raw water pipes are evenly flowed in at the same time is 0.037 m / sec.

分岐した原水管の出口(噴出孔)は、実施例1、比較例1のいずれにおいても、反応槽下部の、酸素溶解膜モジュールの下側に100mm離れた位置とし、噴出する原水が酸素溶解膜に直接的に当るように上向きに設置した。 In both Example 1 and Comparative Example 1, the outlet (spout hole) of the branched raw water pipe is located 100 mm away from the lower side of the oxygen dissolution membrane module in the lower part of the reaction tank, and the spouted raw water is the oxygen dissolution membrane. It was installed facing upward so that it would hit directly.

<実施例1>
実施例における流入パターンは表1の通り、3個のバルブを開とするステップ1、3、5と、バルブ11vのみを開とするステップ2と、バルブ12vのみを開とするステップ4と、バルブ13vのみを開とするステップ6とを順ぐりに行うものとした。
<Example 1>
As shown in Table 1, the inflow pattern in the embodiment is as shown in Table 1, steps 1, 3 and 5 for opening three valves, step 2 for opening only the valve 11v, step 4 for opening only the valve 12v, and a valve. Step 6 in which only 13v is opened is performed in sequence.

Figure 2021003665
Figure 2021003665

なお、各ステップ切替後5分経過時点の各原水管内の流速の実測値は表2の通りであった。 Table 2 shows the measured values of the flow velocity in each raw water pipe 5 minutes after each step was switched.

Figure 2021003665
Figure 2021003665

<比較例1>
比較例1では、3本の原水管のバルブを常時「開」とした。設定流速は0.037m/secとした。運転開始後所定時間経過時点の各原水管11〜13内の流速の実測値は下記表3の通りであった。
<Comparative example 1>
In Comparative Example 1, the valves of the three raw water pipes were always "open". The set flow velocity was 0.037 m / sec. Table 3 below shows the measured values of the flow velocities in each of the raw water pipes 11 to 13 when a predetermined time has passed since the start of operation.

Figure 2021003665
Figure 2021003665

<結果・考察>
実施例1においては、定常運転モード(Step1,3,5)では表1に示すように原水管11〜13の設定流速が均等になるよう調整していたが、表2に示すように通水開始5分経過時点で流速が不均一になることが観測された。これはポンプから原水管の出口までの長さ出口11N〜13Nによって違いがあることや、同様に出口11N〜13Nの高さに微妙な違いがあること、さらには出口11N〜13Nの周辺の粒状活性炭の沈積状況により通水抵抗の微妙な違いや短絡流の発生しやすさが異なることが主な原因と推定される。
ただし、定期的に防汚運転モード(Step2,4,6)に切り替えて各出口11N〜13Nからの噴出速度を一時的に高めて出口周辺に沈積する粒状活性炭をほぐすことにより、定常運転モードにおける流速の不均一さは所定範囲内でおさまり、処理水BOD濃度5mg/L以下、BOD除去率95%以上という良好な状態が安定して2ヶ月以上維持された。
<Results / Discussion>
In the first embodiment, in the steady operation mode (Steps 1, 3, 5), the set flow velocities of the raw water pipes 11 to 13 were adjusted to be uniform as shown in Table 1, but water flow was performed as shown in Table 2. It was observed that the flow velocity became uneven 5 minutes after the start. This is because the length from the pump to the outlet of the raw water pipe differs depending on the outlets 11N to 13N, the height of the outlets 11N to 13N also differs slightly, and the granules around the outlets 11N to 13N. It is presumed that the main causes are subtle differences in water flow resistance and the likelihood of short-circuit flow depending on the deposition status of activated carbon.
However, by periodically switching to the antifouling operation mode (Steps 2, 4, 6) and temporarily increasing the ejection speed from each outlet 11N to 13N to loosen the granular activated carbon deposited around the outlet, in the steady operation mode. The non-uniformity of the flow velocity was settled within a predetermined range, and a good state of treated water BOD concentration of 5 mg / L or less and BOD removal rate of 95% or more was stably maintained for 2 months or more.

反応槽ののぞき窓から観察した生物担体の流動状況は良好であり、処理水への担体の流出も見られなかった。2か月間の運転終了後に、酸素溶解膜を引き上げて観察したところ、一部に生物膜の付着による閉塞が見られたものの、原水流入管近傍においては、生物膜の顕著な付着は見られなかった。 The flow condition of the biological carrier observed from the peephole of the reaction tank was good, and no outflow of the carrier into the treated water was observed. After two months of operation, the oxygen-dissolved membrane was pulled up and observed, and although some obstruction due to the adhesion of the biofilm was observed, no significant adhesion of the biofilm was observed near the raw water inflow pipe. It was.

比較例1においては、実施例1と同じく、通水開始5分経過時点で流速が不均一になることが観測されたが、運転開始後1週間経過時点ではさらに流速が不均一となることが観測された。これは原水管内や原水管出口のつまり具合(通水抵抗の度合い)や、振動などによるバルブの開度の変化、出口周辺の粒状活性炭の短絡流などによる通水抵抗の変化などが経時的に大きくなったことで徐々に不均一さが大きくなったものと推定される。
その後、運転開始後2週間で、処理水BOD濃度が5mg/Lを超える日が出始め、3週目には、処理水に直径5〜30mm程度の、集塊化した担体がスカムとして流出するようになった。
In Comparative Example 1, as in Example 1, it was observed that the flow velocity became non-uniform 5 minutes after the start of water flow, but the flow velocity became more non-uniform 1 week after the start of operation. It was observed. This is because the degree of clogging in the raw water pipe and the outlet of the raw water pipe (degree of water flow resistance), changes in valve opening due to vibration, and changes in water flow resistance due to short-circuit flow of granular activated carbon around the outlet over time. It is presumed that the non-uniformity gradually increased as the size increased.
Then, two weeks after the start of operation, the day when the BOD concentration of the treated water exceeded 5 mg / L began to appear, and in the third week, an agglomerated carrier having a diameter of about 5 to 30 mm flowed out as scum into the treated water. It became so.

反応槽ののぞき窓から観察した生物担体の流動状況は、実施例と比較して大きな違いは見られなかったが、反応槽の中間部から下では、やや流動が悪化したように見えることもあった。 The flow status of the biological carrier observed from the peephole of the reaction tank did not show a large difference as compared with the examples, but the flow may appear to be slightly deteriorated from the middle to the bottom of the reaction tank. It was.

運転開始後1ヶ月で、処理水BOD濃度が定常的に5mg/Lを超過し、20mg/L程度までの悪化も見られるようになったため、いったん原水を停止して反応槽上部の処理水を取り除いて水位を下げてから、循環水の流入管から空気を吹き込んで反応槽の空気逆洗を試みた。 One month after the start of operation, the BOD concentration of the treated water constantly exceeded 5 mg / L, and deterioration to about 20 mg / L was observed. Therefore, the raw water was temporarily stopped and the treated water at the top of the reaction tank was used. After removing and lowering the water level, air was blown from the inflow pipe of circulating water to attempt air backwashing of the reaction tank.

空気逆洗後に通水運転を再開したが、その処理水BODは5mg/Lを下回ることはなかった。そこで、試験を停止して酸素溶解膜を引き上げて観察したところ、原水流入管近傍の酸素溶解膜に、生物膜と担体の混合からなるスライムが付着し、その閉塞範囲は、酸素溶解膜の下部、膜面積にして20%〜30%に及んでいた。 The water flow operation was restarted after the air backwash, but the treated water BOD did not fall below 5 mg / L. Therefore, when the test was stopped and the oxygen-dissolved membrane was pulled up and observed, slime consisting of a mixture of the biological membrane and the carrier adhered to the oxygen-dissolved membrane near the raw water inflow pipe, and the closed range was the lower part of the oxygen-dissolved membrane. The film area ranged from 20% to 30%.

1 好気性生物処理装置
2 反応槽
3 ストレーナ
3a 開口
6 酸素溶解膜モジュール
7 受入室
10,30 原水元管
11〜13,31〜33 原水管
11v〜13v,31v〜33v バルブ
11N〜13N,31N〜33N 原水管出口
16 処理水槽
19 散水管
20,21 ヘッダー
22 中空糸膜
26 ブロワ
27 給気配管
28 排ガス配管
1 Aerobic biological treatment equipment 2 Reaction tank 3 Strainer 3a Opening 6 Oxygen dissolution membrane module 7 Receiving chamber 10, 30 Raw water pipes 11 to 13, 31 to 33 Raw water pipes 11v to 13v, 31v to 33v Valves 11N to 13N, 31N to 33N Raw water pipe outlet 16 Treatment water tank 19 Sprinkler pipe 20, 21 Header 22 Hollow fiber membrane 26 Blower 27 Air supply pipe 28 Exhaust pipe

Claims (11)

反応槽と、
該反応槽内に充填された流動床担体と、
該反応槽内に原水を供給する原水供給手段と、
該反応槽内に設置された酸素溶解膜モジュールと、
該酸素溶解膜モジュールに酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給手段と
を備えてなる好気性生物処理装置において、
該原水供給手段は複数の原水出口を有しており、各原水出口は、反応槽の平面視において異なる位置に配置されており、
各原水出口から流出する原水流速を制御する制御手段を備えたことを特徴とする好気性生物処理装置。
Reaction tank and
The fluidized bed carrier filled in the reaction vessel and
A raw water supply means for supplying raw water into the reaction vessel,
The oxygen dissolution membrane module installed in the reaction vessel and
In an aerobic biological treatment apparatus provided with an oxygen-containing gas supply means for supplying an oxygen-containing gas to the oxygen-containing membrane module.
The raw water supply means has a plurality of raw water outlets, and each raw water outlet is arranged at a different position in a plan view of the reaction vessel.
An aerobic biological treatment apparatus comprising a control means for controlling the flow velocity of raw water flowing out from each raw water outlet.
前記原水出口は、前記酸素溶解膜モジュールの下側に配置されていることを特徴とする請求項1の好気性生物処理装置。 The aerobic biological treatment apparatus according to claim 1, wherein the raw water outlet is arranged below the oxygen dissolution membrane module. 前記原水出口として、前記酸素溶解膜モジュールの下側に配置されたものと、前記酸素溶解膜モジュールの上下方向の途中に配置されたものとが設けられていることを特徴とする請求項1又は2の好気性生物処理装置。 Claim 1 or claim 1, wherein as the raw water outlet, one arranged below the oxygen dissolution membrane module and one arranged in the middle of the oxygen dissolution membrane module in the vertical direction are provided. 2 aerobic biological treatment apparatus. 前記反応槽から流出する処理水の一部を前記反応槽の下部または原水供給手段に循環させる循環手段が設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかの好気性生物処理装置。 The aerobic biological treatment apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein a circulation means for circulating a part of the treated water flowing out of the reaction tank to the lower part of the reaction tank or the raw water supply means is provided. .. 前記反応槽の下部に、開口を有するストレーナによって区画された受入室が設けられ、該受入室の上側に前記流動床担体の流動床が形成されるように構成されており、
前記反応槽から流出する処理水の一部を該受入室に循環させる循環手段が設けられていることを特徴とする請求項4の好気性生物処理装置。
A receiving chamber partitioned by a strainer having an opening is provided in the lower part of the reaction vessel, and the fluidized bed of the fluidized bed carrier is formed on the upper side of the receiving chamber.
The aerobic biological treatment apparatus according to claim 4, wherein a circulation means for circulating a part of the treated water flowing out of the reaction tank to the receiving chamber is provided.
前記酸素溶解膜モジュールの下側の前記原水出口は前記ストレーナの上側に配置され、下向きに且つ前記ストレーナの前記開口に向って開口していることを特徴とする請求項5の好気性生物処理装置。 The aerobic biological treatment apparatus according to claim 5, wherein the raw water outlet on the lower side of the oxygen dissolution membrane module is arranged on the upper side of the strainer and opens downward and toward the opening of the strainer. .. 前記制御手段は、一部の前記原水出口からの流出流量を他の原水出口からの流出流量よりも大きくするように流量制御することが可能である請求項1〜6のいずれかの好気性生物処理装置。 The aerobic organism according to any one of claims 1 to 6, wherein the control means can control the flow rate so that the outflow rate from some of the raw water outlets is larger than the outflow rate from other raw water outlets. Processing equipment. 前記酸素溶解膜モジュールを構成する酸素溶解膜が上下方向に設けられた中空糸膜であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかの好気性生物処理装置。 The aerobic biological treatment apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the oxygen-dissolving membrane constituting the oxygen-dissolving membrane module is a hollow fiber membrane provided in the vertical direction. 請求項1〜8のいずれかの好気性生物処理装置の運転方法であって、
各原水出口からの原水の流出流量を略同一とする定常運転モードと、一部の原水出口からの原水の流出流量を他の原水出口からの原水の流出流量よりも大きくする防汚運転モードとを行うことを特徴とする好気性生物処理装置の運転方法。
A method for operating the aerobic biological treatment apparatus according to any one of claims 1 to 8.
A steady operation mode in which the outflow rate of raw water from each raw water outlet is approximately the same, and an antifouling operation mode in which the outflow rate of raw water from some raw water outlets is larger than the outflow rate of raw water from other raw water outlets. A method of operating an aerobic biological treatment apparatus, which comprises performing.
前記防汚運転モードにおける原水供給量の総量は前記定常運転モード時と略同一であることを特徴とする請求項9の好気性生物処理装置の運転方法。 The operation method of the aerobic biological treatment apparatus according to claim 9, wherein the total amount of raw water supplied in the antifouling operation mode is substantially the same as that in the steady operation mode. 前記原水出口から酸素溶解膜モジュールの下端までの距離は50〜500mmであり、前記防汚運転モードにおける該原水出口からの原水の流出速度を0.05〜2m/secとすることを特徴とする請求項9又は10の好気性生物処理装置の運転方法。 The distance from the raw water outlet to the lower end of the oxygen dissolution membrane module is 50 to 500 mm, and the outflow rate of raw water from the raw water outlet in the antifouling operation mode is 0.05 to 2 m / sec. The method of operating the aerobic biological treatment apparatus according to claim 9 or 10.
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