JP3738115B2 - Sewage treatment equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は汚水処理装置に関し、さらに詳しくは、生活廃水や産業廃水などの汚水を処理するために用いられ、活性汚泥の作用によって汚水中の有機物や窒素分を除去するとともに、濾過膜によって固液分離を行い、活性汚泥を残留させる一方で濾液を流出させるようにする汚水処理装置に関する。
【0002】
この種の汚水処理装置として、従来、汚水に曝気を施して活性汚泥処理を行わせる曝気槽と、この曝気槽に設けられ槽内の活性汚泥混合液を濾過により固液分離する濾過膜装置と、この濾過膜装置に接続されて同装置による濾液を吸引して外部へ流出させるための吸引ポンプと、濾過膜装置と吸引ポンプとを結ぶ吸引経路に設けられ濾過膜装置にかかる吸引ポンプの吸引負圧を測定するための圧力計とを備えたものが知られている。
【0003】
このような汚水処理装置にあっては、圧力計により測定された吸引ポンプの吸引負圧が一定値以上になると、濾過膜装置が正常に機能しなくなったと判断して濾過膜装置の洗浄や交換などを行うようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このような汚水処理装置によれば、比較的、構造が複雑で高価な圧力計を備えているため、装置の構造が複雑であり保守・点検も面倒になるばかりか、装置がコスト高になるという問題点があった。
【0005】
本発明は、このような実情を考慮してなされたものであり、構造が簡単であり保守・点検も容易であるうえ、装置のコストを低減することのできる汚水処理装置を提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、汚水に活性汚泥処理を施す際に曝気を行うための曝気槽と、この曝気槽の内側に設けられ槽内の活性汚泥混合液を濾過により固液分離する濾過膜装置と、この濾過膜装置に接続されて同装置による濾液である浄化水を吸引して外部へ流出させるための吸引ポンプと、この吸引ポンプを駆動させるモータと、このモータに流れる電流を検知する電流センサと、この電流センサ及びモータに電気的に接続された制御部とを備えてなり、制御部が、電流センサにより検知された電流の変化率によって濾過膜装置の膜詰まりが発生したことを判定することを特徴とする汚水処理装置が提供される。
【0007】
曝気槽は、例えば槽外の空気供給手段に接続される曝気管が槽底などに配され、汚水導入管などから導入された汚水(被処理水)を、槽内に入れられた活性汚泥を用いて好気条件下で生物学的に処理する。
【0008】
濾過膜装置は、槽内の活性汚泥混合液(活性汚泥と被処理水との混合液)を濾過により活性汚泥と濾液(浄化水あるいは処理水)とに固液分離する。濾過膜装置としては例えば、上下に開口する箱状のケーシングの内部に1個の濾過膜体を配置しまたは複数枚の濾過膜板を並列配置したものなどが用いられる。このような濾過膜装置は曝気槽の内側に着脱可能または固着状に設けられる。濾過膜装置が着脱可能に設けられた場合は、その保守・点検や清掃が容易になる。濾過膜体または濾過膜板は前記曝気管により供給される曝気用空気に触れる位置に設けられるのがいっそう好ましい。曝気用空気により膜面の洗浄を行うことができるからである。
【0009】
吸引ポンプは、濾過膜装置による濾液である浄化水あるいは処理水を吸引して外部へ流出させるためのものであり、例えば曝気槽の外部上方に配される。吸引ポンプは、濾過膜装置による濾液の集まる前記ケーシングの上部などに吸引管を介して接続される。この吸引ポンプは、制御の容易さを考慮して、モータにより駆動される。
【0010】
電流センサは、このモータに流れる電流を検知し、それによって、濾過膜装置にかかる吸引ポンプの吸引負圧の変化−増加または減少−を検出しようとするものである。そして、吸引ポンプの吸引負圧が一定値まで増加すれば、濾過膜装置の濾過膜体や濾過膜板などが閉塞(膜の一部もしくは全体に活性汚泥などの固形物が過剰に付着して目詰まりを起こすこと)するなどの、濾過膜装置の機能低下が発生したと判定する。この判定は、汚水処理装置の使用者や管理者などの人間によって行ってもよいが、次に述べる制御部によって行うのが好ましい。
【0011】
制御部は、少なくとも電流センサ及びモータに電気的に接続され、少なくとも、これらを制御するとともに電流センサにより検知された電流の変化率によって濾過膜装置の膜詰まりが発生したことを判定する。
【0012】
本発明に係る汚水処理装置は好ましくは、制御部が、電流センサにより検知された電流の変化率に応じて吸引ポンプの回転数を減少もしくは増加させるようにモータに指示を行うように構成される。
【0013】
ここで、電流の変化率とは、一定時間内における電流値の減少または増加の割合をいう。また、吸引ポンプの回転数を減少させるのは、電流センサにより検知された電流の変化率から濾過膜装置の一部閉塞が起きていると判定されたときに吸引ポンプの吸引負圧を減少させることで、濾過膜装置に付着した活性汚泥などの固形物が剥離して一部閉塞を解消を図ったり、濾過膜装置の全部閉塞までの時間を延ばしたりするためである。一方、吸引ポンプの回転数を増加させるのは、濾過膜装置の機能が正常にもどったときに、通常運転を再開するためである。
【0014】
このように構成された汚水処理装置によれば、制御部による自動制御により、濾過膜装置に関するトラブルを未然にかつ有効に防止することができる。
【0015】
本発明に係る汚水処理装置は好ましくは、吸引ポンプに接続され濾過膜装置の洗浄用薬液を収納するための薬液タンクをさらに備え、モータ及び吸引ポンプが正・逆回転可能なものであり、制御部が、電流センサにより検知された電流の変化率に応じてモータ及び吸引ポンプを逆回転させて薬液タンク内の薬液を濾過膜装置に供給するように構成される。
【0016】
ここで用いられる洗浄用薬液としては、次亜塩素酸ナトリウムなどの塩素系薬剤が好ましい。薬液タンクは例えば、吸引ポンプの下流側に接続され、切換弁により薬液の吸引ポンプ内への供給とその停止とが切り換えられる。モータ及び吸引ポンプが正・逆回転可能なものであるのは、吸引ポンプを介して薬液タンク内の薬液を濾過膜装置に供給する際に、モータ及び吸引ポンプを逆回転させる必要があるからである。
【0017】
本発明に係る汚水処理装置は好ましくは、濾過膜装置の交換時期を外部に報知するための報知部をさらに備え、制御部が、電流センサにより検知された電流の変化率に応じてその報知部に同報知の指示を行うように構成される。
【0018】
ここで報知部としては例えば、LEDランプなどの視覚的報知部とブザーなどの聴覚的報知とが単独でまたは組み合わせて用いられる。このような報知部は制御部に電気的に接続される。そして、電流センサにより検知された電流の変化率に応じて制御部が、報知部に濾過膜装置の交換時期の報知をするように指示を行う。
【0019】
汚水処理装置がこのように構成されていると、その使用者や管理者は報知部からの視覚的及び/または聴覚的報知により濾過膜装置の交換時期を知ることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の1つの実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、これによって本発明が限定されるものではない。
【0021】
図1に示すように、本発明の1つの実施の形態に係る汚水処理装置Dは、流量調整槽1と、これに隣接して設けられた曝気槽2とを備えてなる。流量調整槽1には、処理すべき汚水(被処理水)が上方から流入してきて溜められる。流量調整槽1の汚水は流量調整ポンプ3により一定量ずつ汲み上げられて曝気槽2に流入する。
【0022】
曝気槽2には活性汚泥があらかじめ入れられている。この活性汚泥は流入してきた汚水と混ざり合って活性汚泥混合液になる。曝気槽2の内側中央には、被処理水に浸る状態に濾過膜装置4が設けられている。
【0023】
濾過膜装置4は、上下に開口する箱状のケーシング5と、このケーシング5の内部上方に並列状にかつ着脱可能に吊り下げ配置された複数の濾過膜板6と、これらの濾過膜板6の上端に取り付けられた吸引ヘッダ7とを備えてなる。濾過膜装置4の吸引ヘッダ7は、曝気槽2の外側上部に取り付けられた吸引ポンプ8に吸引管9を介して接続されている。
【0024】
各濾過膜板6は、表面に貼られた濾材により、曝気槽2の活性汚泥混合液を活性汚泥と濾液とに固液分離する。濾材を通過した濾液は、吸引ヘッダ7に集まり、吸引管9を経て吸引ポンプ8により浄化水あるいは処理水として曝気槽2の外部へ流出される。
【0025】
濾過膜装置4のケーシング5の内側下部(槽底寄り箇所)には曝気管19が水平に配されている。この曝気管19は、曝気槽2の外側に配された空気供給手段である曝気用ブロア10に接続されており、ブロア10の作動によりケーシング5の内部に曝気用空気を供給する。この曝気用空気は、ケーシング5の内側にある活性汚泥混合液に曝気を施すとともに、各濾過膜板6に触れてその膜面の洗浄を行う。
【0026】
吸引ポンプ8はモータ11により駆動される。また、吸引ポンプ8は、その下流側に配された切換弁である電磁弁12を介して薬液タンク13に接続されている。薬液タンク13には、濾過膜板6を洗浄するための薬液である次亜塩素酸ナトリウムが収納されている。電磁弁12は、薬液タンク13における薬液の吸引ポンプ8内への供給とその停止(前記濾液の流出可能状態)とを切り換える。
【0027】
図2に示すように、モータ11及び電磁弁12は、電気的に接続された制御部14であるモータ制御回路15及びマイコン16により制御される。モータ11及び制御部14は、モータ11に流れる電流を検知する電流センサ17に電気的に接続されている。
【0028】
吸引ポンプ8及びモータ11は正・逆回転可能なものである。すなわち、モータ11が正回転すると吸引ポンプ8も正回転して、前記濾液を曝気槽2の外部へ流出させ、モータ11が逆回転すると吸引ポンプ8も逆回転して、薬液タンク13の薬液を吸引ポンプ8を介して濾過膜板6の内部に供給する。これらの制御は、電流センサ17により検知された電流の変化率に応じた制御部14からの指示により行われる。
【0029】
この汚水処理装置Dには、濾過膜装置4の濾過膜板6の交換時期を外部に報知するための視覚的報知部としてのLEDランプ18が設けられている。このLEDランプ18はマイコン16に接続されており、電流センサ17により検知された電流の変化率が所定値以上であればマイコン16によりランプ点灯の指示が行われるようにされている。
【0030】
以下に、図3のフローチャートに基づいて、この汚水処理装置Dの動作を詳しく説明する。
【0031】
汚水処理装置Dの運転を開始した後に電流センサ17により検知された電流の変化率が一定値を超えて増加し、濾過膜板6の膜詰まり(一部閉塞)が発生したと制御部14により判定されると、モータ11及び吸引ポンプ8の回転数を標準値から減少させて一定時間、運転を続ける。
【0032】
ここで、モータ11及び吸引ポンプ8の回転数を減少させるのは、吸引ポンプ8の吸引負圧を減少させることで、濾過膜板6に付着した活性汚泥などの固形物が剥離して一部閉塞を解消を図ったり、濾過膜板6の全部閉塞までの時間を延ばしたりするためである。
【0033】
その後、制御部14がモータ11及び吸引ポンプ8の回転数を標準値に戻し、電流センサ17によりモータ11に流れる電流を確認する。ここで、電流が許容値まで減少していれば、濾過膜板6の機能が正常になったと判断して通常運転に戻る。一方、電流が許容値まで減少していない場合には、制御部14が電磁弁12を薬液供給側に切り換える。次に、モータ11及び吸引ポンプ8を逆回転させ、薬液タンク13の薬液を吸引ポンプ8を介して濾過膜板6の内部に供給し、濾過膜板6を洗浄する。
【0034】
その後、制御部14がモータ11及び吸引ポンプ8を正回転に切り換え、その回転数を標準値に戻し、電流センサ17によりモータ11に流れる電流を確認する。ここで、電流が許容値まで減少していれば、濾過膜板6の機能が正常になったと判断して通常運転に戻る。一方、電流が許容値まで減少していない場合には、濾過膜板6の許容範囲を超える閉塞が起きていると判断して、制御部14が濾過膜板6の交換時期を外部に報知するLEDランプ18の点灯を指示する。
【0035】
【発明の効果】
請求項1の発明によれば、汚水に活性汚泥処理を施す際に曝気を行うための曝気槽と、この曝気槽の内側に設けられ槽内の活性汚泥混合液を濾過により固液分離する濾過膜装置と、この濾過膜装置に接続されて同装置による濾液である浄化水を吸引して外部へ流出させるための吸引ポンプと、この吸引ポンプを駆動させるモータと、このモータに流れる電流を検知する電流センサと、この電流センサ及びモータに電気的に接続された制御部とを備えてなり、制御部が、電流センサにより検知された電流の変化率によって濾過膜装置の膜詰まりが発生したことを判定するので、比較的、構造が複雑で高価な圧力計を省略することが可能になり、保守・点検も容易になるばかりか、装置のコストを低減することができるとともに、濾過膜装置の膜詰まりが発生したことの判定を制御部により自動的に行うことができる。
【0036】
請求項2の発明によれば、制御部が、電流センサにより検知された電流の変化率に応じて吸引ポンプの回転数を減少もしくは増加させるようにモータに指示を行うので、制御部による自動制御により、濾過膜装置に関するトラブルを未然にかつ有効に防止することができる。
【0037】
請求項3の発明によれば、吸引ポンプに接続され濾過膜装置の洗浄用薬液を収納するための薬液タンクをさらに備え、モータ及び吸引ポンプが正・逆回転可能なものであり、制御部が、電流センサにより検知された電流の変化率に応じてモータ及び吸引ポンプを逆回転させて薬液タンク内の薬液を濾過膜装置に供給するので、電流センサにより検知された電流の変化率から濾過膜装置の一部閉塞が起きていると判定されたときにモータ及び吸引ポンプを逆回転させて薬液タンク内の薬液を濾過膜装置に供給することで、濾過膜装置に付着した活性汚泥などの固形物の洗浄を行うことができる。
【0038】
請求項4の発明によれば、濾過膜装置の交換時期を外部に報知するための報知部をさらに備え、制御部が、電流センサにより検知された電流の変化率に応じてその報知部に同報知の指示を行うので、汚水処理装置の使用者や管理者は報知部からの視覚的及び/または聴覚的報知により濾過膜装置の交換時期を知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1つの実施の態様に係る汚水処理装置の垂直断面図である。
【図2】図1の汚水処理装置の一部を示すブロック図である。
【図3】図1の汚水処理装置の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
2 曝気槽
4 濾過膜装置
5 ケーシング
6 濾過膜板
8 吸引ポンプ
11 モータ
12 電磁弁
13 薬液タンク
14 制御部
15 モータ制御回路
16 マイコン
17 電流センサ
18 LEDランプ
19 曝気管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sewage treatment apparatus. More specifically, the present invention is used to treat sewage such as domestic wastewater and industrial wastewater, and removes organic matter and nitrogen from the sewage by the action of activated sludge, and also uses a filtration membrane to form a solid liquid. The present invention relates to a sewage treatment apparatus that separates and leaves activated sludge while allowing filtrate to flow out.
[0002]
Conventionally, as this kind of sewage treatment apparatus, an aeration tank for aeration of sewage to perform activated sludge treatment, and a filtration membrane apparatus provided in this aeration tank for solid-liquid separation of the activated sludge mixed liquid in the tank by filtration The suction pump connected to the filtration membrane device is provided in a suction path connecting the filtration membrane device and the suction pump, and the suction pump for sucking the filtrate from the device and flowing out to the outside. What is provided with the pressure gauge for measuring a negative pressure is known.
[0003]
In such a sewage treatment device, when the suction negative pressure of the suction pump measured by the pressure gauge exceeds a certain value, it is judged that the filtration membrane device has stopped functioning normally, and the filtration membrane device is cleaned or replaced. And so on.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
According to such a sewage treatment apparatus, since it has a relatively complicated and expensive pressure gauge, the structure of the apparatus is complicated, and maintenance and inspection are troublesome, and the cost of the apparatus is high. There was a problem.
[0005]
The present invention has been made in consideration of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a sewage treatment apparatus that is simple in structure, easy to maintain and inspect, and that can reduce the cost of the apparatus. And
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, an aeration tank for performing aeration when activated sludge treatment is applied to sludge, and a filtration membrane device that is provided inside the aeration tank and separates the activated sludge mixed liquid in the tank by solid-liquid separation by filtration. A suction pump connected to the filtration membrane device for sucking purified water as filtrate by the device and flowing it out, a motor for driving the suction pump, and a current sensor for detecting a current flowing through the motor And a control unit electrically connected to the current sensor and the motor, and the control unit determines that the membrane clogging of the filtration membrane device has occurred based on the rate of change of the current detected by the current sensor. A sewage treatment apparatus is provided.
[0007]
In the aeration tank, for example, an aeration pipe connected to an air supply means outside the tank is arranged on the bottom of the tank, etc., and sewage (treated water) introduced from a sewage introduction pipe or the like is treated with activated sludge placed in the tank. Use to biologically process under aerobic conditions.
[0008]
The filtration membrane device solid-liquid separates the activated sludge mixed liquid (mixed liquid of activated sludge and treated water) in the tank into activated sludge and filtrate (purified water or treated water) by filtration. As the filtration membrane device, for example, a device in which one filtration membrane body is arranged inside a box-shaped casing that opens up and down or a plurality of filtration membrane plates are arranged in parallel is used. Such a filtration membrane device is detachably or fixedly provided inside the aeration tank. When the filtration membrane device is detachably provided, its maintenance, inspection and cleaning are facilitated. More preferably, the filtration membrane body or the filtration membrane plate is provided at a position where it comes into contact with the aeration air supplied by the aeration tube. This is because the membrane surface can be cleaned with aeration air.
[0009]
The suction pump is for sucking purified water or treated water, which is a filtrate by the filtration membrane device, to flow out to the outside, and is disposed, for example, above the outside of the aeration tank. The suction pump is connected to the upper part of the casing where the filtrate collected by the filtration membrane device is collected via a suction pipe. This suction pump is driven by a motor in consideration of ease of control.
[0010]
The current sensor detects the current flowing through the motor, and thereby detects the change -increase or decrease in the suction negative pressure of the suction pump applied to the filtration membrane device. Then, if the suction negative pressure of the suction pump increases to a certain value, the filtration membrane body and the filtration membrane plate of the filtration membrane device are blocked (the solid matter such as activated sludge adheres excessively to a part or the whole of the membrane). It is determined that the filtration membrane device has deteriorated in function, such as clogging). This determination may be performed by a person such as a user or administrator of the sewage treatment apparatus , but is preferably performed by a control unit described below.
[0011]
Control unit is electrically connected to at least a current sensor and a motor, at least, it determines that the membrane clogging of the filtration membrane apparatus by the change rate of the current detected by the current sensor to control these occur.
[0012]
The sewage treatment apparatus according to the present invention is preferably configured such that the control unit instructs the motor to reduce or increase the rotation speed of the suction pump in accordance with the rate of change of the current detected by the current sensor. .
[0013]
Here, the rate of change of current refers to the rate of decrease or increase in current value within a certain time. Further, the number of rotations of the suction pump is reduced by reducing the suction negative pressure of the suction pump when it is determined that the filter membrane device is partially blocked from the rate of change of the current detected by the current sensor. This is because the solid matter such as activated sludge adhering to the filtration membrane device is peeled off to partially remove the blockage, or to extend the time until the filtration membrane device is completely blocked. On the other hand, the rotation speed of the suction pump is increased in order to resume normal operation when the function of the filtration membrane device returns to normal.
[0014]
According to the sewage treatment apparatus configured as described above, troubles related to the filtration membrane apparatus can be prevented in advance and effectively by automatic control by the control unit.
[0015]
Preferably, the sewage treatment apparatus according to the present invention further includes a chemical tank connected to the suction pump for storing the cleaning chemical liquid of the filtration membrane apparatus, and the motor and the suction pump are capable of rotating forward and reverse. The unit is configured to supply the chemical solution in the chemical solution tank to the filtration membrane device by rotating the motor and the suction pump in reverse according to the rate of change of the current detected by the current sensor.
[0016]
The cleaning chemical used here is preferably a chlorine-based chemical such as sodium hypochlorite. For example, the chemical liquid tank is connected to the downstream side of the suction pump, and the supply of the chemical liquid into the suction pump and its stop are switched by the switching valve. The reason why the motor and suction pump can rotate forward and backward is that when the chemical solution in the chemical solution tank is supplied to the filtration membrane device via the suction pump, it is necessary to reversely rotate the motor and suction pump. is there.
[0017]
Preferably, the sewage treatment apparatus according to the present invention further includes a notification unit for notifying the outside of the replacement time of the filtration membrane device, and the control unit notifies the change unit according to the rate of change of the current detected by the current sensor. Is configured to instruct the notification.
[0018]
Here, as the notification unit, for example, a visual notification unit such as an LED lamp and an audible notification such as a buzzer are used alone or in combination. Such a notification unit is electrically connected to the control unit. And according to the rate of change of the current detected by the current sensor, the control unit instructs the notification unit to notify the replacement time of the filtration membrane device.
[0019]
When the sewage treatment apparatus is configured in this way, the user or administrator can know the replacement time of the filtration membrane apparatus by visual and / or audible notification from the notification unit.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited thereby.
[0021]
As shown in FIG. 1, a sewage treatment apparatus D according to one embodiment of the present invention includes a flow
[0022]
Activated sludge is put in the aeration tank 2 in advance. This activated sludge mixes with the inflowing sewage to become an activated sludge mixed solution. A
[0023]
The
[0024]
Each
[0025]
An
[0026]
The suction pump 8 is driven by a
[0027]
As shown in FIG. 2, the
[0028]
The suction pump 8 and the
[0029]
The sewage treatment apparatus D is provided with an
[0030]
Below, based on the flowchart of FIG. 3, operation | movement of this waste water treatment apparatus D is demonstrated in detail.
[0031]
When the rate of change of the current detected by the
[0032]
Here, the number of rotations of the
[0033]
Thereafter, the
[0034]
Thereafter, the
[0035]
【The invention's effect】
According to the invention of
[0036]
According to the invention of claim 2, since the control unit instructs the motor to decrease or increase the rotation speed of the suction pump in accordance with the rate of change of the current detected by the current sensor, automatic control by the control unit Thus, troubles related to the filtration membrane device can be prevented in advance and effectively.
[0037]
According to the third aspect of the present invention, the apparatus further includes a chemical tank connected to the suction pump for storing the cleaning chemical liquid of the filtration membrane device, wherein the motor and the suction pump can be rotated forward and backward, and the control unit is Since the chemical solution in the chemical solution tank is supplied to the filtration membrane device by rotating the motor and the suction pump in reverse according to the change rate of the current detected by the current sensor, the filtration membrane is obtained from the change rate of the current detected by the current sensor. When it is determined that the device is partially blocked, the motor and suction pump are rotated in reverse to supply the chemical solution in the chemical solution tank to the filtration membrane device. Things can be washed.
[0038]
According to the fourth aspect of the present invention, the apparatus further includes a notifying unit for notifying the outside of the replacement time of the filtration membrane device, and the control unit is connected to the notifying unit according to the rate of change of the current detected by the current sensor. Since the notification instruction is given, the user or administrator of the sewage treatment apparatus can know the replacement time of the filtration membrane device by visual and / or auditory notification from the notification unit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a vertical sectional view of a sewage treatment apparatus according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a part of the sewage treatment apparatus of FIG. 1;
FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the sewage treatment apparatus of FIG. 1;
[Explanation of symbols]
2
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