JP4666902B2 - Ｍｌｓｓの制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、膜分離活性汚泥法に関するものであって、特に、膜分離活性汚泥法におけるＭＬＳＳ濃度の制御方法の改良に関する。

従来、汚泥など汚濁固形分を含む汚水を固液分離する膜分離装置は、特許文献１〜６にあるように実用化されている。その基本的構造について図３によって概説すると、この膜分離装置１１には、汚水を汚濁固形分と処理水とに分離するためのろ過膜からなる膜ろ過モジュールが格納されていて、例えば活性汚泥法における生物反応槽などの処理槽１の内部に浸漬、配設される。そして、その直下には曝気装置１２が付設され、ブロア（図示せず）から送給される空気を散気して、浮上した気泡が膜分離装置１１を洗浄するように構成されている。
特開平９−１３６０２１号公報：解決手段、図。 特開平１０−３４１８１号公報：解決手段、図。 特開平１０−２９６２５２号公報：解決手段、図。 特開２００２−１６６２７６号公報：解決手段、図。 特開２００２−２１０４８６号公報：解決手段、図。 特開２００２−２９２２５４号公報：解決手段、図。

かくして、処理槽１に導入された汚泥など汚濁固形分を含む汚水である処理原水ａは、膜分離装置１１によって固液分離され、固形分を除いた処理水ｂは、排水ポンプ１４によって排出される。この場合、膜分離装置１１を曝気する気泡は、その上昇流によってろ過膜面に付着する固形分を除去し、また付着するのを抑制するなどして、目詰まりによるろ過抵抗の増加を抑えるよう作用するのである。

このような膜分離装置の運転に際しては、処理槽内のＭＬＳＳ濃度が重要な因子となっている。このＭＬＳＳは、Ｍｉｘｅｄ Ｌｉｑｕｒｅｄ Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｓｏｌｉｄの略語であって、微生物や微生物の死骸、無機物などを含む固形物の合計重量で表わされる値であって、生物処理槽中の微生物濃度を簡易的に示す１指標である。そして、このＭＬＳＳが１５０００ｍｇ／Ｌ以上となると膜分離装置が目詰まりし易いので、その値以下の濃度に制御するのが好ましいとされている。

ところで、このＭＬＳＳ濃度の変動は、季節的変動、汚濁物負荷変動に伴う変動などがあるが、日常的な変動は比較的小さいが、まれに２〜３日と短期間で急激に濃度が上昇したり、または急激に低下したりすることがあるので、膜分離活性汚泥施設ではその変動が膜ろ過性能に著しい影響を与え問題となっていた。特に、小規模な施設では遠隔制御ができなかったり無人運転の場合が多いので、管理者が巡回管理するような施設では、ほとんど対応できず、成り行き任せにせざるを得なかった。また、処理水質については、ＭＬＳＳ濃度が低下しすぎたり、ＭＬＳＳ濃度を急激に下げると処理槽内の微生物量が少なくなるため悪化し、数日から数週間回復しない場合があった。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、小規模な膜分離活性汚泥施設においても簡単にＭＬＳＳ濃度を好ましい範囲に制御できるＭＬＳＳの制御方法を提供する。

本発明は、ＭＬＳＳ濃度は、膜分離装置の目詰まりに対して、１５０００ｍｇ／Ｌ以上になる高濃度の場合に悪影響をもたらすだけではなく、低濃度に過ぎる場合、例えば、３０００ｍｇ／Ｌ以下の場合にも悪影響をもたらす点を見出して完成したものである。その理由は、微生物を主体とする凝集フロックが分散・微小化し易くなったり、微生物への汚濁物負荷が高くなるため膜の目詰まりを起こしやすい代謝物の分泌が多くなるなど、かえって目詰まりを惹起すると考えられる。

本発明はこのような新しい技術的知見をもとになされたものである。

本発明は、原水を脱窒槽から硝化槽の順に処理し、硝化槽に設けた膜分離装置によって処理水を分離、排水するとともに、活性汚泥を含む硝化液を脱窒槽に返送して循環するようにした膜分離活性汚泥法において、硝化槽のＭＬＳＳ濃度を濃度センサで計測し、ＭＬＳＳ濃度が所定の上限値を超えた場合は、前記活性汚泥を含む硝化液の循環経路において硝化液の引き抜き量を増加するとともに前記硝化液の一部を系外へ取り出し、一方、所定の下限値を下回った場合は、前記硝化液の引き抜き量を減少させることにより、ＭＬＳＳ濃度を３０００ｍｇ／Ｌ〜１５０００ｍｇ／Ｌの範囲に制御することを特徴とするものである。

本発明のＭＬＳＳの制御方法は、このように、膜分離装置を配設した処理槽のＭＬＳＳ濃度が所定の上限値および下限値から逸脱する場合に、活性汚泥を含む硝化液の引き抜き量を増加または減少することにより、処理槽のＭＬＳＳ濃度の変化を緩和でき、結果、ＭＬＳＳ濃度を所定の範囲に制御することができる。かくして、小規模な膜分離活性汚泥施設においても容易に採用できる利点があり、膜分離装置の洗浄サイクルを延ばすことができるなど設備効率を向上できるという優れた効果がある。よって本発明は、従来の問題点を解消したＭＬＳＳの制御方法として、実用的価値はきわめて大なるものがある。

次に、本発明のＭＬＳＳの制御方法に係る実施形態を、図１を参照して説明する。
本発明のＭＬＳＳの制御方法を実施可能な装置を図１に例示する。そして、本発明は、以下に説明する代表的な膜分離活性汚泥法を前提としているのである。すなわち、処理されるべき原水ａは、連続的または断続的に脱窒槽２に供給され、ここにおいて脱窒処理され、次いで硝化槽３に移送され曝気装置３２による曝気状態で硝化処理される。この場合、活性汚泥を含む硝化液は、硝化槽３内に設けた膜分離装置３１によって汚泥など固形分が分離され、ポンプ３３を経て処理水ｂとして排出される。そして、硝化槽３内の活性汚泥を含む硝化液は、ポンプ３４によって汲み出され循環液ｃとして先の脱窒槽２に返送するよう設定されている。

本発明の特徴とすべき点は、この硝化槽３のＭＬＳＳ濃度を液中に浸漬した濃度センサ３５で計測し、ＭＬＳＳ濃度が所定の上限値を超えた場合のみならず、所定の下限値を下回った場合においても、バルブ２１ａ、２１ｂを調節して循環液ｃ、すなわち前記活性汚泥を含む硝化液の引き抜き量（汚泥排出速度×時間で表わされる）を増加または減少させることにより、ＭＬＳＳ濃度を所定の範囲に制御するところにある。

この場合、本発明者らの多数の実機調査の知見から、本発明を実施するに好ましいＭＬＳＳ濃度の上限値は１５０００ｍｇ／Ｌ、またその下限値は３０００ｍｇ／Ｌであり上限値、下限値内の任意の範囲内に設定するのが推奨される。また、図１ではＭＬＳＳ濃度によって活性汚泥を含む硝化液の引き抜き量を増加させるのであるが、この場合、循環液ｃを途中のバルブ２１ａ、２１ｂを調整し分岐して、調整液ｄとして系外に取り出すのがよい。

かくして、本発明によれば、膜ろ過装置が設置された処理槽のＭＬＳＳ濃度が変動によって一時的に下限値または上限値から逸脱しても、その変動量に応じてＭＬＳＳを系外に取り出すことにより、変動を緩和できるので、前記上限値〜下限値内の任意の範囲内の好ましい範囲に制御できるのである。

以上、本発明の実施形態を図１を参照して説明したが、図２に参考形態を示す。図２では、原水ａを処理槽４に連続的または断続的に供給して処理する膜分離活性汚泥法であって、その装置構成は、固形分を分離除去した処理水ｂを排出する膜分離装置４１を処理槽４内に収納し、かつ槽内の汚泥を槽外にポンプ４２によって引き抜き汚泥ｅとして引き抜き可能としている。

そしてこの参考形態では、処理槽４内の被処理水のＭＬＳＳ濃度を濃度センサ４３によって常時または定期的に計測し、先に説明した場合と同様に、所定の上限値を超えた場合および所定の下限値を下回った場合に、先の汚泥引き抜き量を増加または減少させることにより、槽内のＭＬＳＳ濃度を所定の範囲に制御しようとするものである。

なお、本発明が適用される処理槽としては、通常の生物反応槽を含むのであって、下水、返流水、工場排水、ゴミ浸出水、し尿廃水、農業廃水、畜産廃水、養殖廃水など広範囲の排水処理に利用されている活性汚泥を用いる生物処理槽の他、一般的な好気槽、硝化液循環法による硝化＋脱窒処理槽、ＡＯ法またはＡ２Ｏ法などによる処理槽やこれらに微生物固定化担体を組み合わせた処理槽を含むのである。また、これらの処理槽の後に生物処理槽とは別に膜分離槽を設けてもよい。

また、本発明の適用され得る膜分離装置としては、外圧方式または内圧方式のいずれでもよく、使用される膜は、高分子材（ＰＥＧ、ＰＶＡ、ＰＰ、ＰＵ、ＰＥ、ＰＶｄＦなど合成樹脂材料）またはセラミックス材料を用いたＭＦ膜およびＵＦ膜であり、そのろ過体形状は、モノリス、チューブラー、ハニカム、中空糸、または平膜状などの多くの形式の膜分離装置に適用される。

さらに、処理水ポンプ３３を設けずに、水位差を活用して処理水を得る方式でもよい。生物処理槽内より汚泥を引き抜くポンプは硝化液循環ポンプ３４とは別に設けてもよい。

本発明の実施形態を説明するフロー図である。 参考形態を説明するフロー図である。 一般的な膜分離活性汚泥槽を説明するフロー図である。

２：脱窒槽、２１ａ：バルブ、２１ｂ：バルブ
３：硝化槽、３１：膜分離装置、３２：曝気装置、３３：ポンプ、３４：ポンプ、３５：濃度センサ
ａ：原水、ｂ：処理水、ｃ：循環液

Claims (1)

1. 原水を脱窒槽から硝化槽の順に処理し、硝化槽に設けた膜分離装置によって処理水を分離、排水するとともに、活性汚泥を含む硝化液を脱窒槽に返送して循環するようにした膜分離活性汚泥法において、硝化槽のＭＬＳＳ濃度を濃度センサで計測し、ＭＬＳＳ濃度が所定の上限値を超えた場合は、前記活性汚泥を含む硝化液の循環経路において硝化液の引き抜き量を増加するとともに前記硝化液の一部を系外へ取り出し、一方、所定の下限値を下回った場合は、前記硝化液の引き抜き量を減少させることにより、ＭＬＳＳ濃度を３０００ｍｇ／Ｌ〜１５０００ｍｇ／Ｌの範囲に制御することを特徴とするＭＬＳＳの制御方法。

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