JP3825534B2 - 汚水処理装置 - 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】
【従来の技術】
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自然水頭を駆動圧にした濾過（重力加圧濾過）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部材による濾液である浄化水を外部へ流出させるための流出管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、曝気槽に継続的に流入してくる汚水の量は流出管から継続的に流出していく浄化水の量とのバランスをとる目的で適宜調整されるようになっているため、曝気槽の水位は汚水処理装置の作動中、ほぼ一定に保たれる。
【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、時間の経過とともに濾過膜装置の膜面に活性汚泥などの固形物が付着して固形物層（ケーキ層）が形成されるようになる。このケーキ層が発達すると、膜面の一部が閉塞して濾液の量が減少したり膜面の全部閉塞が生じて濾液がほとんどなくなったりするおそれがある。
【０００５】
このようなおそれを防止するためには、濾過膜装置の膜面にかかる濾過圧力の大きさを変更することが必要である。しかしながら、重力加圧濾過による汚水処理装置においては曝気槽の水位はほぼ一定に保たれるため、その自然水頭の大きさすなわち濾過圧力の大きさはほぼ一定であり、変更することはできない。
【０００６】
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、構造が簡単であるうえ、濾過膜装置の膜面にケーキ層が発達した際に濾過圧力の大きさを調整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。
【０００７】
【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て槽内の活性汚泥混合液をその水頭を駆動圧にした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部材による濾液である浄化水を外部へ流出させるための流出管と、この流出管に設けられて浄化水の単位時間当たりの流出量を検知する流出量センサと、曝気槽の適正水頭範囲のうちの少なくとも最低水頭及び最高水頭を検知するための水頭センサと、流出量センサからの検知結果が下限値に満たないときには前記水頭を最低水頭まで下げる制御を行う制御部とを備えたことを特徴とする汚水処理装置が提供される。
【０００８】
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。
【０００９】
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）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。
【００１０】
流出管は、濾過膜装置による濾液である浄化水を外部へ流出させるためのものであり、濾過膜装置の濾過膜体または濾過膜板などに接続される。
【００１１】
流出量センサは流出管の所定箇所に設けられる。そして、流出管を通って外部へ流出する浄化水の単位時間当たりの流出量を常時または一定時間ごとに検知する。
【００１２】
曝気槽における活性汚泥混合液の水位すなわち水頭は、流出管を通って外部へ流出する浄化水の単位時間当たりの流出量を一定の許容範囲に維持するために、適正な範囲（適正水頭範囲）に決められる。この適正水頭範囲の下限を最低水頭と称し、上限を最高水頭と称する。
【００１３】
水頭センサは、適正水頭範囲のうちの少なくとも最低水頭及び最高水頭を検知するためのものである。すなわち、最低水頭及び最高水頭の２つを検知するためのもの、あるいはこれら２つに加えてこれらの中間における所定数の水頭を検知するためのものである。水頭センサの例は以下に述べる。
【００１４】
制御部は、少なくとも、流出量センサからの検知結果が下限値に満たないときには前記水頭を最低水頭まで下げる制御を行う。制御部の例は以下に述べる。
【００１５】
本発明に係る汚水処理装置は好ましくは、濾過膜装置の近傍に、曝気により濾過膜装置の膜面を洗浄することのできる曝気管がさらに設けられ、水頭センサが、曝気槽の上部に固定状に設けられて槽内の活性汚泥混合液との接触により最低水頭及び最高水頭をそれぞれ検知するための２つの水頭センサであり、制御部が、流出量センサからの検知結果が下限値に満たないときには前記水頭を最低水頭まで下げるとともに曝気管からの曝気量を増加させて濾過膜装置の膜面を洗浄する制御を行うように構成される。
【００１６】
ここで、２つの水頭センサは、曝気槽の上部−例えば槽の側壁上部など−に高さを異にして固定状に設けられ、槽内の活性汚泥混合液と接触することで最低水頭及び最高水頭を検知する。また、制御部は、流出量センサからの検知結果が下限値に満たないとき−流出量が一定の許容範囲の下限値−に満たないときには、水頭を最低水頭位置まで下げて濾過圧力の大きさを最低水準まで下げるように制御する（例えば、曝気槽に設けられた汲出手段などに槽内の活性汚泥混合液を最低水頭位置まで汲み出すように指示する）とともに、曝気量を増加させて濾過膜装置の濾過膜体または濾過膜板などに最大の曝気を行うように指示する。
【００１７】
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、濾過膜装置の濾過膜体または濾過膜板などの膜面にケーキ層が発達した際に濾過圧力の大きさを最低水準まで下げてそのケーキ層が自然に剥離するのを待ったり、同膜面に曝気を行ってそのケーキ層を強制的に剥離させたりすることが可能になる。
【００１８】
本発明に係る汚水処理装置は好ましくは、濾過膜装置の近傍に、曝気により濾過膜装置の膜面を洗浄することのできる曝気管がさらに設けられ、水頭センサが、曝気槽の上部もしくは上方に上下移動可能に設けられて槽内の活性汚泥混合液との接触により最低水頭及び最高水頭をそれぞれ検知するための１つの水頭センサであり、制御部が、流出量センサからの検知結果が下限値に満たないときには前記水頭を最低水頭まで下げるとともに曝気管からの曝気量を増加させて濾過膜装置の膜面を洗浄する制御を行うように構成される。
【００１９】
ここで、１つの水頭センサは、曝気槽の上部もしくは上方−例えば槽の上部開口縁など−に高さ調節可能なように上下移動可能に設けられ、槽内の活性汚泥混合液と接触することで最低水頭及び最高水頭を検知する。制御部の機能は前記と同様である。
【００２０】
本発明に係る汚水処理装置は好ましくは、濾過膜装置の近傍に、曝気により濾過膜装置の膜面を洗浄することのできる曝気管がさらに設けられ、水頭センサが、曝気槽の上部もしくは上方に固定状に設けられて槽内の活性汚泥混合液の水面に投射した光もしくは超音波の反射により最低水頭及び最高水頭をそれぞれ検知するための１つの水頭センサであり、制御部が、流出量センサからの検知結果が下限値に満たないときには前記水頭を最低水頭まで下げるとともに曝気管からの曝気量を増加させて濾過膜装置の膜面を洗浄する制御を行うように構成される。
【００２１】
ここで、１つの水頭センサは光もしくは超音波センサであり、曝気槽の上部もしくは上方−例えば槽の上部開口縁や槽に連通する連通管の上端など−に固定状に設けられ、槽内の活性汚泥混合液の水面に向けて投射した光もしくは超音波の反射により測定した距離に基づいて最低水頭及び最高水頭をそれぞれ検知する。制御部の機能は前記と同様である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の４つの実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、これらによって本発明が限定されるものではない。
【００２３】
実施の形態１
図１に示すように、本発明の実施の形態１に係る汚水処理装置Ｄ1 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。
【００２４】
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被処理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。
【００２５】
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は流出管８に接続されている。
【００２６】
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その水頭を駆動圧にした濾過により活性汚泥と濾液とに固液分離する。すなわち、活性汚泥混合液はその水頭の圧力に基づいて濾材により濾過されてその表面に活性汚泥として付着する。一方、濾材を通過した濾液は、吸引ヘッダ７に集まり、流出管８を経て浄化水として曝気槽２の外部へ流出される。
【００２７】
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９が水平に配されている。この曝気管９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。
【００２８】
流出管８は、その下流側に配された切換弁である電磁弁１１を介して流出量センサ１２に接続されている。流出量センサ１２は、流出管８を通って外部へ流出する浄化水の単位時間当たりの流出量を常時、検知する。電磁弁１１は、流出量センサ１２への浄化水の供給とその停止とを切り替える。
【００２９】
曝気槽２の側壁上部には、高低２つの水頭センサ１３・１４が固定状に設けられている。これらの水頭センサ１３・１４は、曝気槽２内の活性汚泥混合液と接触することで、曝気槽２の適正水頭範囲（活性汚泥混合液の水位の適正な範囲）の下限である最低水頭Ｌと上限である最高水頭Ｈとを検知する。
【００３０】
図２に示すように、曝気槽２の側壁中間部には、水位下限センサ１５が固定状に設けられている。この水位下限センサ１５は、曝気槽２内の各濾過膜板６が正常に機能するための、活性汚泥混合液の下限水位を検知するためのものである。
【００３１】
また、図３に示すように、流出量センサ１２及び水頭センサ１３・１４は、電気的に接続された制御部であるマイコン１６により制御される。
【００３２】
すなわちマイコン１６は、流出量センサ１２からの検知結果が下限値に満たないとき−流出量が一定の許容範囲の下限値に満たないとき−には、活性汚泥混合液の水頭を最低水頭Ｌの位置まで下げて、各濾過膜板６にかかる濾過圧力の大きさを最低水準まで下げるように制御する。具体的には、曝気槽２から流量調整槽１にかけて設けられた汲出手段（図示略）により曝気槽２の活性汚泥混合液を低位水頭センサ１４のある最低水頭Ｌの位置まで汲み出すように指示する。マイコン１６は同時に、曝気用ブロア１０の出力をアップして曝気管９から曝気を行い、濾過膜装置４の各濾過膜板６に曝気を行うように指示する。
【００３３】
以下に、図４のフローチャートに基づいて、この汚水処理装置Ｄ1 の動作を詳しく説明する。
【００３４】
汚水処理装置Ｄ1 は、曝気槽２内の活性汚泥混合液が適正水頭範囲にあり、また曝気管９からの曝気量が通常である状態で運転される。この運転中に浄化水流出量監視ルーチンが開始される。まず、流出管８を通って外部へ流出する浄化水の単位時間当たりの流出量が流出量センサ１２により検知されて、その結果がマイコン１６に入力される。
【００３５】
そして、流出量センサ１２からの検知結果が下限値に満たないとき−流出量が規定値よりも低下しており、一定の許容範囲の下限値に満たないとき−には、濾過膜板６の膜面に形成された、活性汚泥などの固形物からなる固形物層（ケーキ層）が発達してその膜面に一部閉塞が起こったと、マイコン１６により判断される。
【００３６】
すると、マイコン１６は、曝気槽２内の活性汚泥混合液の水頭を低位水頭センサ１４のある最低水頭Ｌの位置まで下げて濾過圧力の大きさを最低水準まで下げるように制御する。すなわち、曝気槽２から流量調整槽１にかけて設けられた汲出手段（図示略）により曝気槽２の活性汚泥混合液を流量調整槽１へ汲み出して、活性汚泥混合液の水頭を低位水頭センサ１４のある最低水頭Ｌの位置まで下げるように指示する。これは、濾過膜装置４の濾過膜板６の膜面に発達したケーキ層が濾過圧力の低下に伴って自然に剥離するのを待つためである。
【００３７】
マイコン１６は同時に、曝気用ブロア１０の出力をアップして曝気管９から曝気を行い、各濾過膜板６に曝気を行うように指示する。これは、曝気量を増加させて各濾過膜板６に曝気を行い、その膜面の洗浄を促進することで、膜面に発達したケーキ層を強制的に剥離させるためである。
【００３８】
その後、以上のような、流出量センサ１２による浄化水の流出量の検知から、マイコン１６による低位水頭センサ１４への切り替え及び各濾過膜板６への最大量の曝気までのルーチン（通常処理ルーチン）を規定回数、実施する。
【００３９】
そして、浄化水の流出量が規定値に回復しているかどうかが判断される。ここで、回復していると判断されれば、マイコン１６は、曝気槽２内の活性汚泥混合液の水頭を適正水頭範囲に戻すとともに曝気管９からの曝気量を通常のものに戻すように制御する。すなわち、流量調整槽１の汚水を流量調整ポンプ３により一定量、汲み上げて曝気槽２に流入させるとともに、曝気用ブロア１０を中間出力にして曝気管９からの曝気量を通常のものにする。
【００４０】
以上で、浄化水流出量監視ルーチンを終了させる。
【００４１】
一方、浄化水の流出量が規定値に回復していないと判断されれば、異常処理ルーチンへ移行する。すなわち、汚水処理装置Ｄ1 の運転を停止させて、濾過膜装置４の濾過膜板６を取り出してブラシなどにより膜面の清掃を行い、あるいは、濾過膜板６を取り出すことなく流出管８から濾過膜板６の内部に向けて浄化水を流して濾過膜板６の逆洗を行う。
【００４２】
この汚水処理装置Ｄ1 によれば、マイコン１６による自動制御により、濾過膜装置４の濾過膜板６の膜面にケーキ層が発達した際に濾過圧力の大きさを最低水準Ｌまで下げてそのケーキ層が自然に剥離するのを待ったり、同膜面に曝気を行ってそのケーキ層を強制的に剥離させたりすることが可能になる。
【００４３】
実施の形態２
図５に示すように、本発明の実施の形態２に係る汚水処理装置Ｄ2 には、１つの水頭センサ２１が設けられている。この水頭センサ２１は、曝気槽２の上部開口縁に取り付けられたセンサ移動機２２により支持されかつ高さ調節可能なように上下移動可能に設けられており、曝気槽２内の活性汚泥混合液と接触することで最低水頭Ｌ及び最高水頭Ｈを検知する。
【００４４】
この汚水処理装置Ｄ2 の他の部分の構成は、実施の形態１に係る汚水処理装置Ｄ1 におけるそれらと同様であるので、説明を省略する。
【００４５】
また、図６に示すように、流出量センサ１２、水頭センサ２１及びセンサ移動機２２は、電気的に接続された制御部であるマイコン１６により制御される。
【００４６】
以下に、図７のフローチャートに基づいて、この汚水処理装置Ｄ2 の動作を説明する。
【００４７】
汚水処理装置Ｄ1 の場合と同様に、流出管８を通って外部へ流出する浄化水の単位時間当たりの流出量が流出量センサ１２により検知されて、その結果がマイコン１６に入力される。そして、流出量センサ１２からの検知結果が下限値に満たないときには、濾過膜板６の膜面に形成されたケーキ層が発達してその膜面に一部閉塞が起こったと、マイコン１６により判断される。
【００４８】
すると、マイコン１６は、水頭センサ２１をセンサ移動機２２により下方へ移動させて最低水頭Ｌとされる位置で停止させるように指示する。次に、前記汲出手段により曝気槽２の活性汚泥混合液を流量調整槽１へ汲み出して、活性汚泥混合液の水頭を水頭センサ２１が移動した最低水頭Ｌの位置まで下げるように指示する。マイコン１６は同時に、曝気用ブロア１０の出力をアップして曝気管９から曝気を行い、各濾過膜板６に曝気を行うように指示する。
【００４９】
その後、汚水処理装置Ｄ1 の場合と同様の通常処理ルーチンを規定回数、実施する。
【００５０】
そして、浄化水の流出量が規定値に回復しているかどうかが判断される。ここで、回復していると判断されれば、マイコン１６は、水頭センサ２１をセンサ移動機２２により上方へ移動させて適正水頭範囲の所定位置で停止させ、曝気槽２内の活性汚泥混合液の水頭をその所定位置に戻すとともに、曝気管９からの曝気量を通常のものに戻すように制御する。
【００５１】
以上で、浄化水流出量監視ルーチンを終了させる。
【００５２】
一方、浄化水の流出量が規定値に回復していないと判断されれば、汚水処理装置Ｄ1 の場合と同様の異常処理ルーチンへ移行する。
【００５３】
この汚水処理装置Ｄ2 によれば、マイコン１６による自動制御により、濾過膜装置４の濾過膜板６の膜面にケーキ層が発達した際に濾過圧力の大きさを最低水準Ｌまで下げてそのケーキ層が自然に剥離するのを待ったり、同膜面に最大の曝気を行ってそのケーキ層を強制的に剥離させたりすることが可能になる。
【００５４】
実施の形態３
図８に示すように、本発明の実施の形態３に係る汚水処理装置Ｄ3 には、１つの水頭センサ３１が設けられている。この水頭センサ３１は、光もしくは超音波センサであり、曝気槽２の上部開口縁に固定状に設けられ、槽内の活性汚泥混合液の水面に向けて投射した光もしくは超音波の反射により測定した距離に基づいて最低水頭Ｌ及び最高水頭Ｈをそれぞれ検知する。
【００５５】
この汚水処理装置Ｄ3 の他の部分の構成は、実施の形態１に係る汚水処理装置Ｄ1 におけるそれらと同様であるので、説明を省略する。
【００５６】
また、図９に示すように、流出量センサ１２及び水頭センサ３１は、電気的に接続された制御部であるマイコン１６により制御される。
【００５７】
以下に、図１０のフローチャートに基づいて、この汚水処理装置Ｄ3 の動作を説明する。
【００５８】
汚水処理装置Ｄ1 の場合と同様に、流出管８を通って外部へ流出する浄化水の単位時間当たりの流出量が流出量センサ１２により検知されて、その結果がマイコン１６に入力される。そして、流出量センサ１２からの検知結果が下限値に満たないときには、濾過膜板６の膜面に形成されたケーキ層が発達してその膜面に一部閉塞が起こったと、マイコン１６により判断される。
【００５９】
すると、水頭センサ３１が曝気槽２における活性汚泥混合液の水面までの距離を測定する。そして、測定した距離が水頭センサ３１から最低水頭Ｌまでの距離よりも短いときは、マイコン１６が活性汚泥混合液の水頭を最低水頭Ｌの位置まで下げるように指示する。マイコン１６は同時に、曝気用ブロア１０の出力をアップして曝気管９から曝気を行い、各濾過膜板６に曝気を行うように指示する。
【００６０】
その後、汚水処理装置Ｄ1 の場合と同様の通常処理ルーチンを規定回数、実施する。
【００６１】
そして、浄化水の流出量が規定値に回復しているかどうかが判断される。ここで、回復していると判断されれば、マイコン１６は、水頭センサ３１により活性汚泥混合液の水面までの距離を測定しながら、活性汚泥混合液の水頭を適正水頭範囲の所定位置に戻すとともに、曝気管９からの曝気量を通常のものに戻すように制御する。
【００６２】
以上で、浄化水流出量監視ルーチンを終了させる。
【００６３】
一方、浄化水の流出量が規定値に回復していないと判断されれば、汚水処理装置Ｄ1 の場合と同様の異常処理ルーチンへ移行する。
【００６４】
この汚水処理装置Ｄ3 によれば、マイコン１６による自動制御により、濾過膜装置４の濾過膜板６の膜面にケーキ層が発達した際に濾過圧力の大きさを最低水準Ｌまで下げてそのケーキ層が自然に剥離するのを待ったり、同膜面に最大の曝気を行ってそのケーキ層を強制的に剥離させたりすることが可能になる。
【００６５】
実施の形態４
図１１に示すように、本発明の実施の形態４に係る汚水処理装置Ｄ4 は、汚水処理装置Ｄ3 とは異なっている。
【００６６】
すなわち、この曝気槽４２は、本体部４２ａと、本体部４２ａの脇に連通状に設けられた連通管部４２ｂとからなる。そして、連通管部４２ｂの上部開口縁に前記と同じ水頭センサ３１が固定状に設けられている。
【００６７】
この汚水処理装置Ｄ4 における他の部分の構成、マイコン１６の機能、汚水処理装置Ｄ4 の動作及び利点は、実施の形態３に係る汚水処理装置Ｄ3 におけるそれらと同様であるので、説明を省略する。
【００６８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、曝気槽と、この曝気槽の内側に設けられた濾過膜装置と、この濾過膜装置に接続されて同部材による濾液である浄化水を外部へ流出させるための流出管と、この流出管に設けられて浄化水の単位時間当たりの流出量を検知する流出量センサと、曝気槽の適正水頭範囲のうちの少なくとも最低水頭及び最高水頭を検知するための水頭センサと、流出量センサからの検知結果が下限値に満たないときには前記水頭を最低水頭まで下げる制御を行う制御部とを備えているので、構造が簡単であるうえ、制御部による自動制御により、濾過膜装置の膜面に形成されたケーキ層が発達した際に濾過圧力の大きさを最低水準まで下げてそのケーキ層が自然に剥離するのを待つことが可能になる。
【００６９】
請求項２記載の発明によれば、濾過膜装置の近傍に、曝気により濾過膜装置の膜面を洗浄することのできる曝気管がさらに設けられ、水頭センサは、曝気槽の上部に固定状に設けられて槽内の活性汚泥混合液との接触により最低水頭及び最高水頭をそれぞれ検知するための２つの水頭センサであり、制御部は、流出量センサからの検知結果が下限値に満たないときには前記水頭を最低水頭まで下げるとともに曝気管からの曝気量を増加させて濾過膜装置の膜面を洗浄する制御を行うので、請求項１の発明における前記効果に加えて、濾過膜装置の膜面に曝気を行ってそのケーキ層を強制的に剥離させることが可能になる。
【００７０】
請求項３記載の発明によれば、濾過膜装置の近傍に、曝気により濾過膜装置の膜面を洗浄することのできる曝気管がさらに設けられ、水頭センサは、曝気槽の上部もしくは上方に上下移動可能に設けられて槽内の活性汚泥混合液との接触により最低水頭及び最高水頭をそれぞれ検知するための１つの水頭センサであり、制御部は、流出量センサからの検知結果が下限値に満たないときには前記水頭を最低水頭まで下げるとともに曝気管からの曝気量を増加させて濾過膜装置の膜面を洗浄する制御を行うので、請求項１の発明における前記効果に加えて、濾過膜装置の膜面に曝気を行ってそのケーキ層を強制的に剥離させることが可能になる。
【００７１】
請求項４記載の発明によれば、濾過膜装置の近傍に、曝気により濾過膜装置の膜面を洗浄することのできる曝気管がさらに設けられ、水頭センサは、曝気槽の上部もしくは上方に固定状に設けられて槽内の活性汚泥混合液の水面に投射した光もしくは超音波の反射により最低水頭及び最高水頭をそれぞれ検知するための１つの水頭センサであり、制御部は、流出量センサからの検知結果が下限値に満たないときには前記水頭を最低水頭まで下げるとともに曝気管からの曝気量を増加させて濾過膜装置の膜面を洗浄する制御を行うので、請求項１の発明における前記効果に加えて、濾過膜装置の膜面に曝気を行ってそのケーキ層を強制的に剥離させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の態様１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垂直断面図である。
【図３】図１の汚水処理装置の一部を示すブロック図である。
【図４】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。
【図５】本発明の実施の態様２に係る汚水処理装置の一部を示す垂直断面図である。
【図６】図５の汚水処理装置の一部を示すブロック図である。
【図７】図５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。
【図８】本発明の実施の態様３に係る汚水処理装置の一部を示す垂直断面図である。
【図９】図８の汚水処理装置の一部を示すブロック図である。
【図１０】図８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。
【図１１】本発明の実施の態様４に係る汚水処理装置の一部を示す垂直断面図である。
【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 流出管
９ 曝気管
１０ 曝気用ブロア
１２ 流出量センサ
１３ 高位水頭センサ
１４ 低位水頭センサ
１６ マイコン
１７ 電流センサ
２１ 水頭センサ
２２ センサ移動機
３１ 水頭センサ
４２ 曝気槽
【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】
【従来の技術】
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自然水頭を駆動圧にした濾過（重力加圧濾過）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部材による濾液である浄化水を外部へ流出させるための流出管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、曝気槽に継続的に流入してくる汚水の量は流出管から継続的に流出していく浄化水の量とのバランスをとる目的で適宜調整されるようになっているため、曝気槽の水位は汚水処理装置の作動中、ほぼ一定に保たれる。
【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、時間の経過とともに濾過膜装置の膜面に活性汚泥などの固形物が付着して固形物層（ケーキ層）が形成されるようになる。このケーキ層が発達すると、膜面の一部が閉塞して濾液の量が減少したり膜面の全部閉塞が生じて濾液がほとんどなくなったりするおそれがある。
【０００５】
このようなおそれを防止するためには、濾過膜装置の膜面にかかる濾過圧力の大きさを変更することが必要である。しかしながら、重力加圧濾過による汚水処理装置においては曝気槽の水位はほぼ一定に保たれるため、その自然水頭の大きさすなわち濾過圧力の大きさはほぼ一定であり、変更することはできない。
【０００６】
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、構造が簡単であるうえ、濾過膜装置の膜面にケーキ層が発達した際に濾過圧力の大きさを調整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。
【０００７】
【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て槽内の活性汚泥混合液をその水頭を駆動圧にした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部材による濾液である浄化水を外部へ流出させるための流出管と、この流出管に設けられて浄化水の単位時間当たりの流出量を検知する流出量センサと、曝気槽の適正水頭範囲のうちの少なくとも最低水頭及び最高水頭を検知するための水頭センサと、流出量センサからの検知結果が下限値に満たないときには前記水頭を最低水頭まで下げる制御を行う制御部とを備えたことを特徴とする汚水処理装置が提供される。
【０００８】
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。
【０００９】
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）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。
【００１０】
流出管は、濾過膜装置による濾液である浄化水を外部へ流出させるためのものであり、濾過膜装置の濾過膜体または濾過膜板などに接続される。
【００１１】
流出量センサは流出管の所定箇所に設けられる。そして、流出管を通って外部へ流出する浄化水の単位時間当たりの流出量を常時または一定時間ごとに検知する。
【００１２】
曝気槽における活性汚泥混合液の水位すなわち水頭は、流出管を通って外部へ流出する浄化水の単位時間当たりの流出量を一定の許容範囲に維持するために、適正な範囲（適正水頭範囲）に決められる。この適正水頭範囲の下限を最低水頭と称し、上限を最高水頭と称する。
【００１３】
水頭センサは、適正水頭範囲のうちの少なくとも最低水頭及び最高水頭を検知するためのものである。すなわち、最低水頭及び最高水頭の２つを検知するためのもの、あるいはこれら２つに加えてこれらの中間における所定数の水頭を検知するためのものである。水頭センサの例は以下に述べる。
【００１４】
制御部は、少なくとも、流出量センサからの検知結果が下限値に満たないときには前記水頭を最低水頭まで下げる制御を行う。制御部の例は以下に述べる。
【００１５】
本発明に係る汚水処理装置は好ましくは、濾過膜装置の近傍に、曝気により濾過膜装置の膜面を洗浄することのできる曝気管がさらに設けられ、水頭センサが、曝気槽の上部に固定状に設けられて槽内の活性汚泥混合液との接触により最低水頭及び最高水頭をそれぞれ検知するための２つの水頭センサであり、制御部が、流出量センサからの検知結果が下限値に満たないときには前記水頭を最低水頭まで下げるとともに曝気管からの曝気量を増加させて濾過膜装置の膜面を洗浄する制御を行うように構成される。
【００１６】
ここで、２つの水頭センサは、曝気槽の上部−例えば槽の側壁上部など−に高さを異にして固定状に設けられ、槽内の活性汚泥混合液と接触することで最低水頭及び最高水頭を検知する。また、制御部は、流出量センサからの検知結果が下限値に満たないとき−流出量が一定の許容範囲の下限値−に満たないときには、水頭を最低水頭位置まで下げて濾過圧力の大きさを最低水準まで下げるように制御する（例えば、曝気槽に設けられた汲出手段などに槽内の活性汚泥混合液を最低水頭位置まで汲み出すように指示する）とともに、曝気量を増加させて濾過膜装置の濾過膜体または濾過膜板などに最大の曝気を行うように指示する。
【００１７】
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、濾過膜装置の濾過膜体または濾過膜板などの膜面にケーキ層が発達した際に濾過圧力の大きさを最低水準まで下げてそのケーキ層が自然に剥離するのを待ったり、同膜面に曝気を行ってそのケーキ層を強制的に剥離させたりすることが可能になる。
【００１８】
本発明に係る汚水処理装置は好ましくは、濾過膜装置の近傍に、曝気により濾過膜装置の膜面を洗浄することのできる曝気管がさらに設けられ、水頭センサが、曝気槽の上部もしくは上方に上下移動可能に設けられて槽内の活性汚泥混合液との接触により最低水頭及び最高水頭をそれぞれ検知するための１つの水頭センサであり、制御部が、流出量センサからの検知結果が下限値に満たないときには前記水頭を最低水頭まで下げるとともに曝気管からの曝気量を増加させて濾過膜装置の膜面を洗浄する制御を行うように構成される。
【００１９】
ここで、１つの水頭センサは、曝気槽の上部もしくは上方−例えば槽の上部開口縁など−に高さ調節可能なように上下移動可能に設けられ、槽内の活性汚泥混合液と接触することで最低水頭及び最高水頭を検知する。制御部の機能は前記と同様である。
【００２０】
本発明に係る汚水処理装置は好ましくは、濾過膜装置の近傍に、曝気により濾過膜装置の膜面を洗浄することのできる曝気管がさらに設けられ、水頭センサが、曝気槽の上部もしくは上方に固定状に設けられて槽内の活性汚泥混合液の水面に投射した光もしくは超音波の反射により最低水頭及び最高水頭をそれぞれ検知するための１つの水頭センサであり、制御部が、流出量センサからの検知結果が下限値に満たないときには前記水頭を最低水頭まで下げるとともに曝気管からの曝気量を増加させて濾過膜装置の膜面を洗浄する制御を行うように構成される。
【００２１】
ここで、１つの水頭センサは光もしくは超音波センサであり、曝気槽の上部もしくは上方−例えば槽の上部開口縁や槽に連通する連通管の上端など−に固定状に設けられ、槽内の活性汚泥混合液の水面に向けて投射した光もしくは超音波の反射により測定した距離に基づいて最低水頭及び最高水頭をそれぞれ検知する。制御部の機能は前記と同様である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の４つの実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、これらによって本発明が限定されるものではない。
【００２３】
実施の形態１
図１に示すように、本発明の実施の形態１に係る汚水処理装置Ｄ1 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。
【００２４】
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被処理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。
【００２５】
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は流出管８に接続されている。
【００２６】
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その水頭を駆動圧にした濾過により活性汚泥と濾液とに固液分離する。すなわち、活性汚泥混合液はその水頭の圧力に基づいて濾材により濾過されてその表面に活性汚泥として付着する。一方、濾材を通過した濾液は、吸引ヘッダ７に集まり、流出管８を経て浄化水として曝気槽２の外部へ流出される。
【００２７】
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９が水平に配されている。この曝気管９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。
【００２８】
流出管８は、その下流側に配された切換弁である電磁弁１１を介して流出量センサ１２に接続されている。流出量センサ１２は、流出管８を通って外部へ流出する浄化水の単位時間当たりの流出量を常時、検知する。電磁弁１１は、流出量センサ１２への浄化水の供給とその停止とを切り替える。
【００２９】
曝気槽２の側壁上部には、高低２つの水頭センサ１３・１４が固定状に設けられている。これらの水頭センサ１３・１４は、曝気槽２内の活性汚泥混合液と接触することで、曝気槽２の適正水頭範囲（活性汚泥混合液の水位の適正な範囲）の下限である最低水頭Ｌと上限である最高水頭Ｈとを検知する。
【００３０】
図２に示すように、曝気槽２の側壁中間部には、水位下限センサ１５が固定状に設けられている。この水位下限センサ１５は、曝気槽２内の各濾過膜板６が正常に機能するための、活性汚泥混合液の下限水位を検知するためのものである。
【００３１】
また、図３に示すように、流出量センサ１２及び水頭センサ１３・１４は、電気的に接続された制御部であるマイコン１６により制御される。
【００３２】
すなわちマイコン１６は、流出量センサ１２からの検知結果が下限値に満たないとき−流出量が一定の許容範囲の下限値に満たないとき−には、活性汚泥混合液の水頭を最低水頭Ｌの位置まで下げて、各濾過膜板６にかかる濾過圧力の大きさを最低水準まで下げるように制御する。具体的には、曝気槽２から流量調整槽１にかけて設けられた汲出手段（図示略）により曝気槽２の活性汚泥混合液を低位水頭センサ１４のある最低水頭Ｌの位置まで汲み出すように指示する。マイコン１６は同時に、曝気用ブロア１０の出力をアップして曝気管９から曝気を行い、濾過膜装置４の各濾過膜板６に曝気を行うように指示する。
【００３３】
以下に、図４のフローチャートに基づいて、この汚水処理装置Ｄ1 の動作を詳しく説明する。
【００３４】
汚水処理装置Ｄ1 は、曝気槽２内の活性汚泥混合液が適正水頭範囲にあり、また曝気管９からの曝気量が通常である状態で運転される。この運転中に浄化水流出量監視ルーチンが開始される。まず、流出管８を通って外部へ流出する浄化水の単位時間当たりの流出量が流出量センサ１２により検知されて、その結果がマイコン１６に入力される。
【００３５】
そして、流出量センサ１２からの検知結果が下限値に満たないとき−流出量が規定値よりも低下しており、一定の許容範囲の下限値に満たないとき−には、濾過膜板６の膜面に形成された、活性汚泥などの固形物からなる固形物層（ケーキ層）が発達してその膜面に一部閉塞が起こったと、マイコン１６により判断される。
【００３６】
すると、マイコン１６は、曝気槽２内の活性汚泥混合液の水頭を低位水頭センサ１４のある最低水頭Ｌの位置まで下げて濾過圧力の大きさを最低水準まで下げるように制御する。すなわち、曝気槽２から流量調整槽１にかけて設けられた汲出手段（図示略）により曝気槽２の活性汚泥混合液を流量調整槽１へ汲み出して、活性汚泥混合液の水頭を低位水頭センサ１４のある最低水頭Ｌの位置まで下げるように指示する。これは、濾過膜装置４の濾過膜板６の膜面に発達したケーキ層が濾過圧力の低下に伴って自然に剥離するのを待つためである。
【００３７】
マイコン１６は同時に、曝気用ブロア１０の出力をアップして曝気管９から曝気を行い、各濾過膜板６に曝気を行うように指示する。これは、曝気量を増加させて各濾過膜板６に曝気を行い、その膜面の洗浄を促進することで、膜面に発達したケーキ層を強制的に剥離させるためである。
【００３８】
その後、以上のような、流出量センサ１２による浄化水の流出量の検知から、マイコン１６による低位水頭センサ１４への切り替え及び各濾過膜板６への最大量の曝気までのルーチン（通常処理ルーチン）を規定回数、実施する。
【００３９】
そして、浄化水の流出量が規定値に回復しているかどうかが判断される。ここで、回復していると判断されれば、マイコン１６は、曝気槽２内の活性汚泥混合液の水頭を適正水頭範囲に戻すとともに曝気管９からの曝気量を通常のものに戻すように制御する。すなわち、流量調整槽１の汚水を流量調整ポンプ３により一定量、汲み上げて曝気槽２に流入させるとともに、曝気用ブロア１０を中間出力にして曝気管９からの曝気量を通常のものにする。
【００４０】
以上で、浄化水流出量監視ルーチンを終了させる。
【００４１】
一方、浄化水の流出量が規定値に回復していないと判断されれば、異常処理ルーチンへ移行する。すなわち、汚水処理装置Ｄ1 の運転を停止させて、濾過膜装置４の濾過膜板６を取り出してブラシなどにより膜面の清掃を行い、あるいは、濾過膜板６を取り出すことなく流出管８から濾過膜板６の内部に向けて浄化水を流して濾過膜板６の逆洗を行う。
【００４２】
この汚水処理装置Ｄ1 によれば、マイコン１６による自動制御により、濾過膜装置４の濾過膜板６の膜面にケーキ層が発達した際に濾過圧力の大きさを最低水準Ｌまで下げてそのケーキ層が自然に剥離するのを待ったり、同膜面に曝気を行ってそのケーキ層を強制的に剥離させたりすることが可能になる。
【００４３】
実施の形態２
図５に示すように、本発明の実施の形態２に係る汚水処理装置Ｄ2 には、１つの水頭センサ２１が設けられている。この水頭センサ２１は、曝気槽２の上部開口縁に取り付けられたセンサ移動機２２により支持されかつ高さ調節可能なように上下移動可能に設けられており、曝気槽２内の活性汚泥混合液と接触することで最低水頭Ｌ及び最高水頭Ｈを検知する。
【００４４】
この汚水処理装置Ｄ2 の他の部分の構成は、実施の形態１に係る汚水処理装置Ｄ1 におけるそれらと同様であるので、説明を省略する。
【００４５】
また、図６に示すように、流出量センサ１２、水頭センサ２１及びセンサ移動機２２は、電気的に接続された制御部であるマイコン１６により制御される。
【００４６】
以下に、図７のフローチャートに基づいて、この汚水処理装置Ｄ2 の動作を説明する。
【００４７】
汚水処理装置Ｄ1 の場合と同様に、流出管８を通って外部へ流出する浄化水の単位時間当たりの流出量が流出量センサ１２により検知されて、その結果がマイコン１６に入力される。そして、流出量センサ１２からの検知結果が下限値に満たないときには、濾過膜板６の膜面に形成されたケーキ層が発達してその膜面に一部閉塞が起こったと、マイコン１６により判断される。
【００４８】
すると、マイコン１６は、水頭センサ２１をセンサ移動機２２により下方へ移動させて最低水頭Ｌとされる位置で停止させるように指示する。次に、前記汲出手段により曝気槽２の活性汚泥混合液を流量調整槽１へ汲み出して、活性汚泥混合液の水頭を水頭センサ２１が移動した最低水頭Ｌの位置まで下げるように指示する。マイコン１６は同時に、曝気用ブロア１０の出力をアップして曝気管９から曝気を行い、各濾過膜板６に曝気を行うように指示する。
【００４９】
その後、汚水処理装置Ｄ1 の場合と同様の通常処理ルーチンを規定回数、実施する。
【００５０】
そして、浄化水の流出量が規定値に回復しているかどうかが判断される。ここで、回復していると判断されれば、マイコン１６は、水頭センサ２１をセンサ移動機２２により上方へ移動させて適正水頭範囲の所定位置で停止させ、曝気槽２内の活性汚泥混合液の水頭をその所定位置に戻すとともに、曝気管９からの曝気量を通常のものに戻すように制御する。
【００５１】
以上で、浄化水流出量監視ルーチンを終了させる。
【００５２】
一方、浄化水の流出量が規定値に回復していないと判断されれば、汚水処理装置Ｄ1 の場合と同様の異常処理ルーチンへ移行する。
【００５３】
この汚水処理装置Ｄ2 によれば、マイコン１６による自動制御により、濾過膜装置４の濾過膜板６の膜面にケーキ層が発達した際に濾過圧力の大きさを最低水準Ｌまで下げてそのケーキ層が自然に剥離するのを待ったり、同膜面に最大の曝気を行ってそのケーキ層を強制的に剥離させたりすることが可能になる。
【００５４】
実施の形態３
図８に示すように、本発明の実施の形態３に係る汚水処理装置Ｄ3 には、１つの水頭センサ３１が設けられている。この水頭センサ３１は、光もしくは超音波センサであり、曝気槽２の上部開口縁に固定状に設けられ、槽内の活性汚泥混合液の水面に向けて投射した光もしくは超音波の反射により測定した距離に基づいて最低水頭Ｌ及び最高水頭Ｈをそれぞれ検知する。
【００５５】
この汚水処理装置Ｄ3 の他の部分の構成は、実施の形態１に係る汚水処理装置Ｄ1 におけるそれらと同様であるので、説明を省略する。
【００５６】
また、図９に示すように、流出量センサ１２及び水頭センサ３１は、電気的に接続された制御部であるマイコン１６により制御される。
【００５７】
以下に、図１０のフローチャートに基づいて、この汚水処理装置Ｄ3 の動作を説明する。
【００５８】
汚水処理装置Ｄ1 の場合と同様に、流出管８を通って外部へ流出する浄化水の単位時間当たりの流出量が流出量センサ１２により検知されて、その結果がマイコン１６に入力される。そして、流出量センサ１２からの検知結果が下限値に満たないときには、濾過膜板６の膜面に形成されたケーキ層が発達してその膜面に一部閉塞が起こったと、マイコン１６により判断される。
【００５９】
すると、水頭センサ３１が曝気槽２における活性汚泥混合液の水面までの距離を測定する。そして、測定した距離が水頭センサ３１から最低水頭Ｌまでの距離よりも短いときは、マイコン１６が活性汚泥混合液の水頭を最低水頭Ｌの位置まで下げるように指示する。マイコン１６は同時に、曝気用ブロア１０の出力をアップして曝気管９から曝気を行い、各濾過膜板６に曝気を行うように指示する。
【００６０】
その後、汚水処理装置Ｄ1 の場合と同様の通常処理ルーチンを規定回数、実施する。
【００６１】
そして、浄化水の流出量が規定値に回復しているかどうかが判断される。ここで、回復していると判断されれば、マイコン１６は、水頭センサ３１により活性汚泥混合液の水面までの距離を測定しながら、活性汚泥混合液の水頭を適正水頭範囲の所定位置に戻すとともに、曝気管９からの曝気量を通常のものに戻すように制御する。
【００６２】
以上で、浄化水流出量監視ルーチンを終了させる。
【００６３】
一方、浄化水の流出量が規定値に回復していないと判断されれば、汚水処理装置Ｄ1 の場合と同様の異常処理ルーチンへ移行する。
【００６４】
この汚水処理装置Ｄ3 によれば、マイコン１６による自動制御により、濾過膜装置４の濾過膜板６の膜面にケーキ層が発達した際に濾過圧力の大きさを最低水準Ｌまで下げてそのケーキ層が自然に剥離するのを待ったり、同膜面に最大の曝気を行ってそのケーキ層を強制的に剥離させたりすることが可能になる。
【００６５】
実施の形態４
図１１に示すように、本発明の実施の形態４に係る汚水処理装置Ｄ4 は、汚水処理装置Ｄ3 とは異なっている。
【００６６】
すなわち、この曝気槽４２は、本体部４２ａと、本体部４２ａの脇に連通状に設けられた連通管部４２ｂとからなる。そして、連通管部４２ｂの上部開口縁に前記と同じ水頭センサ３１が固定状に設けられている。
【００６７】
この汚水処理装置Ｄ4 における他の部分の構成、マイコン１６の機能、汚水処理装置Ｄ4 の動作及び利点は、実施の形態３に係る汚水処理装置Ｄ3 におけるそれらと同様であるので、説明を省略する。
【００６８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、曝気槽と、この曝気槽の内側に設けられた濾過膜装置と、この濾過膜装置に接続されて同部材による濾液である浄化水を外部へ流出させるための流出管と、この流出管に設けられて浄化水の単位時間当たりの流出量を検知する流出量センサと、曝気槽の適正水頭範囲のうちの少なくとも最低水頭及び最高水頭を検知するための水頭センサと、流出量センサからの検知結果が下限値に満たないときには前記水頭を最低水頭まで下げる制御を行う制御部とを備えているので、構造が簡単であるうえ、制御部による自動制御により、濾過膜装置の膜面に形成されたケーキ層が発達した際に濾過圧力の大きさを最低水準まで下げてそのケーキ層が自然に剥離するのを待つことが可能になる。
【００６９】
請求項２記載の発明によれば、濾過膜装置の近傍に、曝気により濾過膜装置の膜面を洗浄することのできる曝気管がさらに設けられ、水頭センサは、曝気槽の上部に固定状に設けられて槽内の活性汚泥混合液との接触により最低水頭及び最高水頭をそれぞれ検知するための２つの水頭センサであり、制御部は、流出量センサからの検知結果が下限値に満たないときには前記水頭を最低水頭まで下げるとともに曝気管からの曝気量を増加させて濾過膜装置の膜面を洗浄する制御を行うので、請求項１の発明における前記効果に加えて、濾過膜装置の膜面に曝気を行ってそのケーキ層を強制的に剥離させることが可能になる。
【００７０】
請求項３記載の発明によれば、濾過膜装置の近傍に、曝気により濾過膜装置の膜面を洗浄することのできる曝気管がさらに設けられ、水頭センサは、曝気槽の上部もしくは上方に上下移動可能に設けられて槽内の活性汚泥混合液との接触により最低水頭及び最高水頭をそれぞれ検知するための１つの水頭センサであり、制御部は、流出量センサからの検知結果が下限値に満たないときには前記水頭を最低水頭まで下げるとともに曝気管からの曝気量を増加させて濾過膜装置の膜面を洗浄する制御を行うので、請求項１の発明における前記効果に加えて、濾過膜装置の膜面に曝気を行ってそのケーキ層を強制的に剥離させることが可能になる。
【００７１】
請求項４記載の発明によれば、濾過膜装置の近傍に、曝気により濾過膜装置の膜面を洗浄することのできる曝気管がさらに設けられ、水頭センサは、曝気槽の上部もしくは上方に固定状に設けられて槽内の活性汚泥混合液の水面に投射した光もしくは超音波の反射により最低水頭及び最高水頭をそれぞれ検知するための１つの水頭センサであり、制御部は、流出量センサからの検知結果が下限値に満たないときには前記水頭を最低水頭まで下げるとともに曝気管からの曝気量を増加させて濾過膜装置の膜面を洗浄する制御を行うので、請求項１の発明における前記効果に加えて、濾過膜装置の膜面に曝気を行ってそのケーキ層を強制的に剥離させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の態様１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垂直断面図である。
【図３】図１の汚水処理装置の一部を示すブロック図である。
【図４】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。
【図５】本発明の実施の態様２に係る汚水処理装置の一部を示す垂直断面図である。
【図６】図５の汚水処理装置の一部を示すブロック図である。
【図７】図５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。
【図８】本発明の実施の態様３に係る汚水処理装置の一部を示す垂直断面図である。
【図９】図８の汚水処理装置の一部を示すブロック図である。
【図１０】図８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。
【図１１】本発明の実施の態様４に係る汚水処理装置の一部を示す垂直断面図である。
【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 流出管
９ 曝気管
１０ 曝気用ブロア
１２ 流出量センサ
１３ 高位水頭センサ
１４ 低位水頭センサ
１６ マイコン
１７ 電流センサ
２１ 水頭センサ
２２ センサ移動機
３１ 水頭センサ
４２ 曝気槽
Claims (4)
- 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て槽内の活性汚泥混合液をその水頭を駆動圧にした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部材による濾液である浄化水を外部へ流出させるための流出管と、この流出管に設けられて浄化水の単位時間当たりの流出量を検知する流出量センサと、曝気槽の適正水頭範囲のうちの少なくとも最低水頭及び最高水頭を検知するための水頭センサと、流出量センサからの検知結果が下限値に満たないときには前記水頭を最低水頭まで下げる制御を行う制御部とを備えたことを特徴とする汚水処理装置。
- 濾過膜装置の近傍に、曝気により濾過膜装置の膜面を洗浄することのできる曝気管がさらに設けられ、水頭センサは、曝気槽の上部に固定状に設けられて槽内の活性汚泥混合液との接触により最低水頭及び最高水頭をそれぞれ検知するための２つの水頭センサであり、制御部は、流出量センサからの検知結果が下限値に満たないときには前記水頭を最低水頭まで下げるとともに曝気管からの曝気量を増加させて濾過膜装置の膜面を洗浄する制御を行う請求項１記載の汚水処理装置。
- 濾過膜装置の近傍に、曝気により濾過膜装置の膜面を洗浄することのできる曝気管がさらに設けられ、水頭センサは、曝気槽の上部もしくは上方に上下移動可能に設けられて槽内の活性汚泥混合液との接触により最低水頭及び最高水頭をそれぞれ検知するための１つの水頭センサであり、制御部は、流出量センサからの検知結果が下限値に満たないときには前記水頭を最低水頭まで下げるとともに曝気管からの曝気量を増加させて濾過膜装置の膜面を洗浄する制御を行う請求項１記載の汚水処理装置。
- 濾過膜装置の近傍に、曝気により濾過膜装置の膜面を洗浄することのできる曝気管がさらに設けられ、水頭センサは、曝気槽の上部もしくは上方に固定状に設けられて槽内の活性汚泥混合液の水面に投射した光もしくは超音波の反射により最低水頭及び最高水頭をそれぞれ検知するための１つの水頭センサであり、制御部は、流出量センサからの検知結果が下限値に満たないときには前記水頭を最低水頭まで下げるとともに曝気管からの曝気量を増加させて濾過膜装置の膜面を洗浄する制御を行う請求項１記載の汚水処理装置。
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