JP5016827B2 - Membrane separation activated sludge treatment method - Google Patents

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Description

本発明は、工業用排水や生活用排水中に含まれる有機物やその残骸、或いは微生物や細菌類を含む排水を生物化学的に処理して分離膜を用いて固液分離を行う膜分離活性汚泥処理方法に関する。   The present invention is a membrane-separated activated sludge that performs solid-liquid separation using a separation membrane by biochemically treating organic matter and its debris contained in industrial wastewater and domestic wastewater, or wastewater containing microorganisms and bacteria. It relates to the processing method.

従来の膜分離活性汚泥処理装置によれば、微細目スクリーンにて比較的大きな固形分が除去された排水(原水)が原水調整槽に導入される。この原水調整槽では、液面を液面計により測定し、第1送液ポンプを間欠作動して槽内の液面高さを所定の範囲内になるように調整している。第1送液ポンプによって送られる原水は嫌気槽に導入されたのち、嫌気槽から溢流する原水を隣接するばっ気槽に流入させる。このばっ気槽には膜ろ過ユニットが浸漬して配されている。この膜ろ過ユニットにて活性汚泥と処理水とに膜分離された処理水を吸引ポンプにより処理水槽へと送液する。一方、ばっ気槽にてばっ気処理されて成育した汚泥の固形分(懸濁物質)は、自重で槽底部へと沈殿する一方、酸化して分解された有機物は浮遊物として汚泥内を浮遊する。余剰汚泥は汚泥貯蔵槽に貯蔵される。また、ばっ気槽の内部の汚泥の一部は第2送液ポンプによって上記嫌気槽へと返送されて循環する。   According to the conventional membrane separation activated sludge treatment apparatus, waste water (raw water) from which a relatively large solid content is removed by a fine screen is introduced into the raw water adjustment tank. In this raw water adjustment tank, the liquid level is measured by a liquid level gauge, and the first liquid feed pump is intermittently operated to adjust the liquid level height in the tank to be within a predetermined range. After the raw water sent by the first liquid feeding pump is introduced into the anaerobic tank, the raw water overflowing from the anaerobic tank is caused to flow into the adjacent aeration tank. A membrane filtration unit is immersed in this aeration tank. The treated water separated into activated sludge and treated water by this membrane filtration unit is sent to the treated water tank by a suction pump. On the other hand, solid content (suspended material) of sludge grown by aeration in an aeration tank settles to the bottom of the tank due to its own weight, while organic matter decomposed by oxidation floats in the sludge as suspended matter. To do. Excess sludge is stored in a sludge storage tank. A part of the sludge inside the aeration tank is returned to the anaerobic tank by the second liquid feed pump and circulated.

前記膜ろ過ユニットは、例えば特開平2000−51672号公報(特許文献1)に開示されているように、多数の多孔性中空糸膜を同一平面上に平行に並べたシート状の中空糸膜エレメントを、所要の間隔をおいて複数枚並べて得られる中空糸膜モジュールと、同中空糸膜モジュールの下方に配された散気発生装置とを備えている。前記中空糸膜モジュールは、複数枚の中空糸膜エレメントからなる、全体の形状が略直方体を呈している。一方の散気発生装置は、例えば金属、樹脂などからなるパイプに孔を設けた複数本の散気管を平行に配設し、各散気管の一端をばっ気ブロアに接続させている。ばっ気ブロアから送られるエアを散気発生装置を介して気泡に変えて汚泥中に放出する。生活排水、工場排水などの汚水を処理する場合、ばっ気槽の汚泥中の有機物を、好気性微生物の存在下で散気装置から発生した空気と接触させることにより、前記有機物を前記好気性微生物に吸着・代謝分解させて、生物学的に汚泥処理がなされる。   The membrane filtration unit is, for example, a sheet-like hollow fiber membrane element in which a number of porous hollow fiber membranes are arranged in parallel on the same plane as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-51672 (Patent Document 1). Are provided with a hollow fiber membrane module obtained by arranging a plurality of them at a required interval, and an air diffuser provided below the hollow fiber membrane module. The hollow fiber membrane module is composed of a plurality of hollow fiber membrane elements, and the overall shape thereof is a substantially rectangular parallelepiped. On the other hand, for example, a plurality of diffuser tubes each having a hole formed in a pipe made of metal, resin, or the like are arranged in parallel, and one end of each diffuser tube is connected to an aeration blower. The air sent from the aeration blower is changed into bubbles through a diffuser and discharged into sludge. When treating sewage such as domestic wastewater and industrial wastewater, the organic matter in the aeration tank sludge is brought into contact with the air generated from the air diffuser in the presence of the aerobic microorganism, whereby the organic matter is brought into contact with the aerobic microorganism. It is adsorbed and metabolized to biologically sludge treatment.

前記中空糸膜モジュールと散気発生装置とは側部の四方を遮閉板により囲まれている。この遮閉板は、散気発生装置から発生する気泡の上昇により気液混合流を生成し、その流れを上昇流から下降流へと導くための壁部となる。散気装置から発生した気液混合流は、斜め方向に飛散せず、まっすぐに上昇して中空糸膜モジュールに効率よく接触する。このとき、中空糸膜モジュールの膜面に対する気液混合流の一様な分散により、中空糸膜を振動させて各中空糸膜エレメントを均一に洗浄する。また、この気液混合流により上記生物学的処理が効率的になされるとともに、中空糸膜のろ過機能により汚泥を固形分と水とに分離する。前記膜ろ過ユニットには集水配管の一端が接続され、その他端には吸引ポンプが接続されており、この集水配管を通して、膜ろ過ユニットによってろ過された処理水(ろ過水)が吸引ポンプにより吸引されて処理水槽へと移送される。   The hollow fiber membrane module and the air diffuser are surrounded by a shielding plate on all four sides. This shielding plate becomes a wall portion for generating a gas-liquid mixed flow by the rise of bubbles generated from the air diffuser and guiding the flow from the upward flow to the downward flow. The gas-liquid mixed flow generated from the diffuser does not scatter in an oblique direction, but rises straight and efficiently contacts the hollow fiber membrane module. At this time, the hollow fiber membrane is vibrated by the uniform dispersion of the gas-liquid mixed flow with respect to the membrane surface of the hollow fiber membrane module to uniformly wash the hollow fiber membrane elements. In addition, the biological treatment is efficiently performed by the gas-liquid mixed flow, and the sludge is separated into solid and water by the filtration function of the hollow fiber membrane. One end of a water collection pipe is connected to the membrane filtration unit, and a suction pump is connected to the other end, and treated water (filtered water) filtered by the membrane filtration unit is passed through the water collection pipe by a suction pump. It is sucked and transferred to the treated water tank.

膜モジュールとしては、多孔性中空糸膜を構成部材とするシート状の中空糸膜エレメントを使わなくても、複数の微細な孔を有するろ過膜を備えたものであればよく、例えば平膜タイプ、管状膜タイプ、袋状膜タイプなどの種々の公知の分離膜を適用することができる。しかして、中空糸膜エレメントを使った中空糸膜モジュールは、ろ過面積が広くなることから多用されるようになった。また、その材質としては、セルロース、ポリオレフィン、ポリスルホン、PVDF(ポリビニリデンフロライド)、PTFE(ポリ四フッ化エチレン)、セラミックスなどが挙げられる。   As a membrane module, it is not necessary to use a sheet-like hollow fiber membrane element having a porous hollow fiber membrane as a constituent member, as long as it has a filtration membrane having a plurality of fine pores. For example, a flat membrane type Various known separation membranes such as a tubular membrane type and a bag-like membrane type can be applied. Therefore, hollow fiber membrane modules using hollow fiber membrane elements have come to be used frequently because of the wide filtration area. Examples of the material include cellulose, polyolefin, polysulfone, PVDF (polyvinylidene fluoride), PTFE (polytetrafluoroethylene), and ceramics.

上記多孔性中空糸膜に形成された微細孔の平均孔径は、一般に限外ろ過膜と呼ばれる膜では平均孔径0.001〜0.1μm、一般に精密ろ過膜と呼ばれる膜では平均孔径0.1〜1μmである。例えば、活性汚泥の固液分離に用いるときは、0.5μm以下の孔径であることが好ましく、浄水のろ過のように除菌が必要な場合は0.1μm以下の孔径であることが好ましい。   The average pore size of the micropores formed in the porous hollow fiber membrane is generally 0.001 to 0.1 μm in the average pore size in a membrane generally called an ultrafiltration membrane, and 0.1 to 0.1 μm in the membrane generally called a microfiltration membrane. 1 μm. For example, when used for solid-liquid separation of activated sludge, the pore diameter is preferably 0.5 μm or less, and when sterilization is required as in the case of filtration of purified water, the pore diameter is preferably 0.1 μm or less.

膜分離活性汚泥処理装置は、原水を嫌気槽及びばっ気槽(好気槽)において活性汚泥により生物学的に浄化する。窒素の除去は、嫌気槽とばっ気槽との間で汚泥を循環させることにより、いわゆる硝化脱窒反応によってなされる。BODに換算される有機物は、主としてばっ気槽内に配置されたばっ気装置である膜ろ過ユニットの散気管から放出される空気により好気的に酸化され分解される。またリンの除去は、汚泥中の微生物(リン蓄積細菌)の作用によりポリリン酸として微生物体内に取り込まれることにより行われる。この微生物は好気状態においてリンを取り込み、嫌気状態において体内に蓄えたリンを放出する。リン蓄積細菌は、嫌気状態と好気状態に繰り返して晒されると、嫌気状態で放出したリンの量より多くのリンを好気状態で吸収する。   The membrane separation activated sludge treatment apparatus biologically purifies raw water with activated sludge in an anaerobic tank and an aeration tank (aerobic tank). Nitrogen is removed by a so-called nitrification / denitrification reaction by circulating sludge between an anaerobic tank and an aeration tank. The organic matter converted into BOD is aerobically oxidized and decomposed by the air released from the diffuser tube of the membrane filtration unit, which is mainly an aeration apparatus disposed in the aeration tank. The removal of phosphorus is performed by being taken into the microorganism as polyphosphoric acid by the action of microorganisms (phosphorus-accumulating bacteria) in the sludge. This microorganism takes up phosphorus in an aerobic state and releases phosphorus stored in the body in an anaerobic state. When repeatedly exposed to anaerobic and aerobic conditions, phosphorus-accumulating bacteria absorb more phosphorus in the aerobic state than the amount of phosphorus released in the anaerobic state.

生物由来の排泄物や死骸などの窒素化合物の一部は、肥料として植物やバクテリアに同化される。また、こうした窒素化合物の一部は、酸素の多い好気条件下で独立栄養アンモニア酸化細菌や独立亜硝酸酸化細菌により、亜硝酸、硝酸へと酸化される。他方、酸素がない嫌気条件下では、脱窒菌と呼ばれる微生物が酸素に代わって硝酸から亜硝酸を生成し、更には一酸化二窒素、窒素ガスへと還元する。この還元反応が上記硝化脱窒反応と称される。   Some of the nitrogen compounds such as biological excrement and carcasses are assimilated into plants and bacteria as fertilizers. Some of these nitrogen compounds are oxidized to nitrous acid and nitric acid by autotrophic ammonia oxidizing bacteria and independent nitrite oxidizing bacteria under aerobic conditions with a lot of oxygen. On the other hand, under anaerobic conditions without oxygen, microorganisms called denitrifying bacteria produce nitrous acid from nitric acid instead of oxygen, and further reduce to dinitrogen monoxide and nitrogen gas. This reduction reaction is referred to as the nitrification denitrification reaction.

中空糸膜モジュールを用いてろ過を行うと、膜の微細孔により水中の懸濁物質や細菌類等が除去され、良質のろ過水が得られる。しかしながら、長時間連続してろ過運転を行うと、微細孔が懸濁物質などにより閉塞されろ過水量が低下しろ過圧力の上昇が起こり、中空糸膜モジュールを頻繁に交換する必要が生じる。   When filtration is performed using a hollow fiber membrane module, suspended matter in the water, bacteria, and the like are removed by the fine pores of the membrane, and high-quality filtered water is obtained. However, if the filtration operation is performed continuously for a long time, the fine pores are blocked by suspended substances and the like, the amount of filtered water is reduced and the filtration pressure is increased, and the hollow fiber membrane module needs to be frequently replaced.

この中空糸膜モジュールの早期目詰まりを防止するために、例えば上記ばっ気用の散気発生装置から放出される気泡により生起される気液混合流を利用して中空糸膜や中空糸膜エレメントに振動を与えて、膜面に付着する閉塞物質を剥離洗浄する、いわゆるエアスクラビング洗浄を行い、更には中空糸膜の内部中空部から外部にろ過水を逆通水する逆洗が行われ、ろ過性能の回復がなされてきた。   In order to prevent early clogging of the hollow fiber membrane module, for example, a hollow fiber membrane or a hollow fiber membrane element using a gas-liquid mixed flow generated by bubbles released from the aeration diffuser Is subjected to so-called air scrubbing cleaning that peels and removes clogging substances adhering to the membrane surface, and further backwashing is performed to reversely pass filtered water from the hollow interior of the hollow fiber membrane to the outside. Recovery of filtration performance has been made.

近年、工業用排水処理や汚泥処理場などにおける1日の処理量は数万トンにまで増加しており、これを効率的に処理する技術の開発が強く望まれている。この要望に応えるべく、例えば米国特許第5,944,997号明細書(特許文献2)に記載されているように、ばっ気槽を大きくするとともに、単一のばっ気槽に多数の膜ろ過ユニットを浸漬して並置し、活性汚泥を一方向に流すようにして、同時に大量の排水処理を行おうとする技術が開発されつつある。上記中空糸膜モジュールを使った複数基の膜ろ過ユニットがばっ気槽内に所要の間隔をおいて直列的に並べて浸漬され、各膜ろ過ユニットに一本の集水管(吸引管路)から分岐する分岐管路を介して接続させている。この複数基の中空糸膜モジュールにてろ過された処理水は前記集水管に集められて一括して吸引ポンプにより集水がなされる。
特開2000−51672号公報 米国特許第5,944,997号明細書
In recent years, the daily treatment amount in industrial wastewater treatment and sludge treatment plants has increased to tens of thousands of tons, and development of a technique for efficiently treating this has been strongly desired. In order to meet this demand, for example, as described in US Pat. No. 5,944,997 (Patent Document 2), the aeration tank is enlarged and a large number of membrane filtrations are performed in a single aeration tank. Techniques are being developed to immerse units and place them side by side to allow activated sludge to flow in one direction and simultaneously perform a large amount of wastewater treatment. A plurality of membrane filtration units using the hollow fiber membrane module are immersed in an aeration tank in series with a required interval, and branch to each membrane filtration unit from a single water collection pipe (suction line) Connected through a branch pipe. The treated water filtered by the plurality of hollow fiber membrane modules is collected in the water collecting pipe and collected by a suction pump.
JP 2000-51672 A US Pat. No. 5,944,997

仮に、膜ろ過ユニットの奥行きの寸法を1552.5mmとして、上記特許文献2に記載されているように、前記奥行き寸法の1/2の間隔をおいてばっ気槽内に20基の膜ろ過ユニットを並設したとすると、上記集水管の全長は46575mm以上にもおよぶことになる。このことは、膜ろ過ユニットごとに配される上記散気発生装置とばっ気ブロアとの間に配されるエア主管や、処理水を逆送して多孔性中空糸膜の内部から膜面を洗浄するための逆洗用管路についても同様であって、極めて長い管路を必要とすることを意味する。また、例えば2基の膜ろ過ユニットをばっ気槽の幅方向に並列させて20基の膜ろ過ユニットを設置する場合であっても、ばっ気槽の処理方向の長さはほぼ全体の半分と短くなるものの、槽の幅寸法は長くなり、しかも集水管には膜ろ過ユニットの幅寸法に所要の間隔分の長さが加わるため、トータルとしては反対に直列的に配置したときよりも配管の長さは長くなる。このように配管長さが長くなると、その長さ方向の配管抵抗の変化は極めて大きなものとなる。   Assuming that the depth dimension of the membrane filtration unit is 1552.5 mm, and as described in Patent Document 2, 20 membrane filtration units are provided in the aeration tank at intervals of 1/2 of the depth dimension. As a result, the total length of the water collecting pipe reaches 46575 mm or more. This means that the membrane surface from the inside of the porous hollow fiber membrane by sending back the treated water or the air main pipe arranged between the aeration generator and the aeration blower arranged for each membrane filtration unit. The same applies to the backwash pipe for washing, which means that a very long pipe is required. For example, even when two membrane filtration units are installed in parallel in the width direction of the aeration tank and 20 membrane filtration units are installed, the length in the treatment direction of the aeration tank is almost half of the whole. Although the length of the tank is longer, and the length of the drainage pipe is added to the width of the membrane filtration unit by the required interval, the total length of the pipe is less than when placed in series. The length becomes longer. When the pipe length is increased in this way, the change in pipe resistance in the length direction becomes extremely large.

ここで、ばっ気槽内の活性汚泥濃度は原水の導入側から排液側にかけて汚泥処理が進むため順次高くなっている。一般的に、原水の導入側端部の膜ろ過ユニットの近傍では新しい原水が流入するため、活性汚泥濃度は低い。一方、排液側端部の膜ろ過ユニットの近傍では順次微生物の増殖がなされるため最も活性汚泥濃度が高くなる。これに対して、ばっ気槽に8基以上の膜ろ過ユニットが設置される場合、各ユニットを結ぶろ過水の吸引用主管、エア主管、逆洗用管路の流体吸引源や供給源から各膜ろ過ユニットの分岐配管に到るまでの距離は漸次長くなり、流体吸引源や供給源から遠ざかる程、配管抵抗が漸増し、同時に流体圧が小さくなる。   Here, the activated sludge concentration in the aeration tank gradually increases because the sludge treatment proceeds from the raw water introduction side to the drainage side. In general, since fresh raw water flows in the vicinity of the membrane filtration unit at the end of the raw water introduction side, the activated sludge concentration is low. On the other hand, in the vicinity of the membrane filtration unit at the drain side end, the activated sludge concentration is highest because the microorganisms are successively grown. On the other hand, when eight or more membrane filtration units are installed in the aeration tank, each of the filtered water suction main pipe, the air main pipe, and the backwash pipe from the fluid suction source and the supply source connecting each unit The distance to the branch pipe of the membrane filtration unit becomes gradually longer, and the farther away from the fluid suction source or supply source, the pipe resistance gradually increases, and at the same time, the fluid pressure becomes smaller.

このことは、例えば各分岐管路の径が一律であれば、流体の吸引源や供給源に最も近くに配される膜ろ過ユニットに対する流体の吸引流量も供給流量も最も多くなり、その量は流体の吸引源や供給源から離れるにつれて漸次少なくなることを意味する。この流体の流量勾配は、それぞれに要求されるろ過水吸引能、溶存酸素量、スクラビング洗浄能、逆洗浄能にも同様の勾配を形成することになる。こうした、各膜ろ過ユニットにおける機能勾配は、上述の活性汚泥濃度の濃度勾配に拍車をかけることになる。生物学的汚泥処理にあって、自然発生的な活性汚泥勾配は止むを得ないとしても、前述のごとき流量勾配は可能な限り排除して、処理方向の全ての領域で均等であることが望ましい。   This means that, for example, if the diameter of each branch pipe is uniform, the fluid suction flow rate and supply flow rate for the membrane filtration unit arranged closest to the fluid suction source and supply source are the largest, and the amount is It means that it gradually decreases with distance from the fluid suction source and supply source. This flow rate gradient of the fluid forms a similar gradient in the filtered water suction capability, the dissolved oxygen amount, the scrubbing cleaning capability, and the back cleaning capability required for each. Such functional gradient in each membrane filtration unit spurs the concentration gradient of the above-mentioned activated sludge concentration. In biological sludge treatment, it is desirable that the activated sludge gradient naturally generated is unavoidable, but the flow rate gradient as described above is eliminated as much as possible and is uniform in all regions in the treatment direction. .

本発明は、汚泥処理量の大量化による配管長さの膨大化の影響をなくし、処理方向の全領域において各種の処理流体の均等な流量が確保される膜分離活性汚泥処理方法を提供することを目的としている。   The present invention provides a membrane separation activated sludge treatment method that eliminates the effect of enlarging the pipe length due to an increase in the amount of sludge treatment and ensures an equal flow rate of various treatment fluids in the entire region in the treatment direction. It is an object.

かかる目的は、本発明の主要な構成である、無酸素槽又は嫌気槽とばっ気槽とを備え、前記好気槽には膜ろ過ユニットが浸漬され、排水を嫌気槽側から生物学的に順次処理して活性汚泥を固液分離する膜分離活性汚泥処理方法であって、前記ばっ気槽に8基以上の膜ろ過ユニットを所要の間隔をおいて直列状に浸漬配置すること、前記各ろ過ユニットに分岐管路を介して接続された流体の吸引源又は供給源によって流体を一斉に吸引又は供給すること、及びばっ気槽に並ぶ全ての膜ろ過ユニットに対する流体の吸引量又は供給量を流量調整バルブをもって略均等となるように維持管理することを特徴とする膜分離活性汚泥処理方法により効果的に達成される。   Such an object includes an anaerobic tank or an anaerobic tank and an aerobic tank, which are the main components of the present invention, and a membrane filtration unit is immersed in the aerobic tank, and the wastewater is biologically fed from the anaerobic tank side. A membrane separation activated sludge treatment method in which activated sludge is solid-liquid separated by sequential treatment, wherein 8 or more membrane filtration units are immersed and arranged in series at a predetermined interval in the aeration tank, Aspirating or supplying fluids simultaneously by a fluid suction source or supply source connected to the filtration unit via a branch line, and the amount of fluid suction or supply to all membrane filtration units arranged in the aeration tank It is effectively achieved by a membrane separation activated sludge treatment method characterized by maintaining and managing the flow rate adjusting valve so as to be substantially uniform.

好適な態様によると、前記膜ろ過ユニットは、複数枚の多孔性中空糸膜からなるシート状膜エレメントの膜面を鉛直にして所定の間隔をおいて平行に列設した中空糸膜モジュールと、同中空糸膜モジュールの下方に配されて微小な気泡を放出し、前記中空糸膜モジュールに向けて上昇する気液混合流を発生させる散気発生装置とを備えている。   According to a preferred embodiment, the membrane filtration unit comprises a hollow fiber membrane module arranged in parallel with a predetermined interval with the membrane surface of a sheet-like membrane element composed of a plurality of porous hollow fiber membranes vertical. And a diffuser generating device that is arranged below the hollow fiber membrane module to release minute bubbles and generate a gas-liquid mixed flow rising toward the hollow fiber membrane module.

一方、前記流体が、前記膜ろ過ユニットにて固液分離され、各分岐管路及び主吸引管路を介して吸引源により減圧吸引されるろ過水であるときには、各膜ろ過ユニットから吸引するろ過水の吸引流量を、各分岐管路に配された流量調整バルブをもって調整し、全膜ろ過ユニットからの処理吸引量を略均等に維持管理すればよい。   On the other hand, when the fluid is filtered water that is solid-liquid separated by the membrane filtration unit and sucked under reduced pressure by a suction source through each branch pipe and the main suction pipe, the filtration sucked from each membrane filtration unit The water suction flow rate may be adjusted by a flow rate adjusting valve disposed in each branch pipe, and the processing suction amount from the entire membrane filtration unit may be maintained and managed substantially evenly.

また前記流体が、エア供給源と分岐管路とを介して接続された各散気発生装置から放出されるエアであるときは、各散気発生装置に送るエア量を各分岐管路に配された流量調整バルブをもって調整し、各中空糸膜モジュールに向けて放出するエア量を略均等に維持管理することが望ましい。前記流体が、前記吸引源により吸引されたろ過水であり、同ろ過水の供給源から前記分岐管路を介して各糸膜モジュールに逆送して同中空糸膜モジュールの各多孔性中空糸膜の内側から各モジュールを洗浄するときのろ過水の各供給流量を、各分岐管路に配された流量調整バルブをもって調整し、各膜ろ過ユニットに供給されるろ過水の供給量を略均等に維持管理するとよい。   In addition, when the fluid is air discharged from each air diffuser connected via an air supply source and a branch pipe, the amount of air sent to each air diffuser is allocated to each branch pipe. It is desirable that the amount of air discharged toward each hollow fiber membrane module is maintained and managed substantially evenly by adjusting the flow rate adjusting valve. The fluid is filtered water sucked by the suction source, and each porous hollow fiber of the hollow fiber membrane module is fed back from the filtered water supply source to each yarn membrane module through the branch pipe. Adjust the supply flow rate of filtered water when cleaning each module from the inside of the membrane with the flow adjustment valve arranged in each branch pipe, and the supply amount of filtered water supplied to each membrane filtration unit is almost equal It is good to maintain.

前記ばっ気槽に8基以上の膜ろ過ユニットを所要の間隔をおいて直列状に浸漬配置すると、膜ろ過ユニット毎に接続され、或いは設けられた分岐管路を介して単一の主管路によってろ過水、逆洗浄用ろ過水、エアなどの流体を吸引又は供給すると、前記分岐管路を流れる流量と流体圧は、配管抵抗の影響を受けて流体の吸引源又は供給源から遠ざかるほど少なくなる。その結果、ばっ気槽内の処理方向の上流側から下流側に向かうにつれて膜ろ過ユニットに対する流体の吸引量及び供給量が大きくなる。そこで、本発明では各分岐管路に流量調整バルブを配して、下流側から上流側に配されている8基以上の全ての膜ろ過ユニットに対する吸引流量及び供給流量が均等になるように調整する。この調整操作は、手動でも行えるが、汚泥中の操作は衛生上も難しいため、コンピュータ等を使って自動化することが好ましい。ただし、この調整操作は膜ろ過ユニットの膜エレメントの交換時に行うだけで、通常は次回のモジュール交換まで調整の必要はない。   When eight or more membrane filtration units are immersed and arranged in series in the aeration tank with a predetermined interval, they are connected to each membrane filtration unit or are connected to each membrane filtration unit by a single main pipeline. When fluid such as filtered water, backwash filtered water, and air is sucked or supplied, the flow rate and fluid pressure flowing through the branch pipe are affected by the piping resistance, and the distance from the fluid suction source or supply source decreases. . As a result, the amount of fluid sucked and supplied to the membrane filtration unit increases from the upstream side to the downstream side in the processing direction in the aeration tank. Therefore, in the present invention, a flow rate adjusting valve is arranged in each branch pipe, and the suction flow rate and the supply flow rate are adjusted to be equal to all the eight or more membrane filtration units arranged from the downstream side to the upstream side. To do. Although this adjustment operation can be performed manually, it is preferable to automate it using a computer or the like because the operation in the sludge is difficult in terms of hygiene. However, this adjustment operation is only performed at the time of replacement of the membrane element of the membrane filtration unit, and normally there is no need for adjustment until the next module replacement.

こうして、流量が調整されると各膜ろ過ユニットに対する処理流体の吸引量及び供給量が、ばっ気槽の全領域でほぼ一律となるため、一部で溶存酸素量が少なくなり過ぎたり、或いは逆洗浄不足などの不具合がなくなり、長期にわたって効率的な活性汚泥処理が可能となる。   In this way, when the flow rate is adjusted, the suction amount and supply amount of the processing fluid to each membrane filtration unit are almost uniform in the entire region of the aeration tank, so that the dissolved oxygen amount becomes too small or vice versa. Eliminates problems such as lack of cleaning, enabling efficient activated sludge treatment over a long period of time.

前記膜ろ過ユニットに適用される膜エレメントとしては、ろ過面積が広く効率的なろ過が可能である膜エレメントを採用することが好適である。一方、膜ろ過ユニットの構成器材の一つである散気発生装置は、その構造について特に限定するものではないが、同散気発生装置から放出される気泡の大きさを可能な限り微小にして汚泥中に溶解しやすくし、汚泥中に含まれる溶存酸素量を増やせば、生物学的活性汚泥処理効率を高めることができるため好ましい。そのためには、前記散気発生装置のエア放出孔径を10μm〜10mmとすればよい。   As a membrane element applied to the membrane filtration unit, it is preferable to employ a membrane element having a wide filtration area and capable of efficient filtration. On the other hand, the air diffuser that is one of the components of the membrane filtration unit is not particularly limited in its structure, but the size of the bubbles released from the air diffuser is made as small as possible. It is preferable to facilitate dissolution in the sludge and increase the amount of dissolved oxygen contained in the sludge because the biologically activated sludge treatment efficiency can be increased. For that purpose, the air discharge hole diameter of the air diffuser may be set to 10 μm to 10 mm.

本発明における上記流体としては、上記中空糸膜モジュールにより固液分離されたろ過水、ばっ気ブロアから散気発生装置を介して前記中空糸膜モジュールに向けて汚泥中に放出されるエア、膜エレメントの多孔性中空糸膜の中空部に逆送されるろ過水がある。それらの流体が全ての膜ろ過ユニットに均等に作用するため、硝化とリンの蓄積が全領域わたって確実になされるとともに、各膜ろ過ユニットの中空糸膜モジュールのスクラビング洗浄もろ過水による逆洗浄も効果的になされるため、長期にわたって能率的な活性汚泥処理が可能となる。   Examples of the fluid in the present invention include filtered water solid-liquid separated by the hollow fiber membrane module, air released from the aeration blower to the hollow fiber membrane module through the aeration generator, and sludge. There is filtered water that is fed back into the hollow part of the porous hollow fiber membrane of the element. Since these fluids act equally on all membrane filtration units, nitrification and phosphorus accumulation are ensured over the entire area, and scrubbing washing of the hollow fiber membrane modules of each membrane filtration unit is also backwashed with filtered water. Therefore, the activated sludge treatment can be efficiently performed over a long period of time.

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図1は、本発明の膜分離活性汚泥処理方法を実施するための代表的な処理装置の概略構造を示している。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic structure of a typical treatment apparatus for carrying out the membrane separation activated sludge treatment method of the present invention.

この膜分離活性汚泥処理装置によれば、微細目スクリーン1にて比較的大きな固形分が除去された排水(原水)は、原水調整槽2に導入される。ここでは、液面を図示せぬ液面計測器により測定し、第1送液ポンプP1を間欠作動して槽内の液面高さを所定の範囲内で調整している。第1送液ポンプP1によって送られる原水は無酸素槽3に導入されたのち、無酸素槽3から溢流する原水を使って隣接するばっ気槽4に流入させる。このばっ気槽4には多数基の膜ろ過ユニット5を浸漬して配している。この膜ろ過ユニット5にて活性汚泥と処理水とに膜分離された処理水は吸引ポンプPvにより処理水槽8に送液される。一方、ばっ気槽4にてばっ気処理されて増殖した微生物などからなる汚泥の固形分(懸濁物質)は、自重で槽底部へと沈殿し、その余剰汚泥は汚泥貯蔵槽7に貯蔵される。また、ばっ気槽4の内部の汚泥の一部は第2送液ポンプP2によって上記無酸素槽3へと返送されて循環する。   According to this membrane separation activated sludge treatment apparatus, waste water (raw water) from which a relatively large solid content has been removed by the fine screen 1 is introduced into the raw water adjustment tank 2. Here, the liquid level is measured by a liquid level measuring instrument (not shown), and the first liquid feed pump P1 is intermittently operated to adjust the liquid level in the tank within a predetermined range. The raw water sent by the first liquid feeding pump P1 is introduced into the oxygen-free tank 3 and then flows into the adjacent aeration tank 4 using the raw water overflowing from the oxygen-free tank 3. A large number of membrane filtration units 5 are immersed in the aeration tank 4. The treated water separated into activated sludge and treated water by the membrane filtration unit 5 is sent to the treated water tank 8 by the suction pump Pv. On the other hand, the sludge solid matter (suspension material) consisting of microorganisms which have been aerated in the aeration tank 4 and propagated settles to the bottom of the tank under its own weight, and the excess sludge is stored in the sludge storage tank 7. The A part of the sludge inside the aeration tank 4 is returned to the anoxic tank 3 by the second liquid feed pump P2 and circulated.

この膜分離活性汚泥処理装置によれば、原水は無酸素槽3及びばっ気槽(好気槽)4において,活性汚泥により生物学的に浄化される。窒素の除去は、無酸素槽3とばっ気槽4との間で汚泥を循環させることにより、いわゆる硝化脱窒反応によってなされる。BOD(生物化学的酸素要求量)に換算される有機物は、主としてばっ気槽4内に配置されたばっ気装置である膜ろ過ユニット5の散気発生装置15から放出されるエアにより好気的に酸化され分解される。またリンの除去は、汚泥中の微生物(リン蓄積細菌)の作用によりポリリン酸として微生物の体内に取り込まれることにより行われる。この微生物は好気状態においてリンを取り込み、嫌気状態において体内に蓄えたリンを放出する。リン蓄積細菌は、嫌気状態、好気状態に繰り返して晒されると、嫌気状態で放出したリンの量より多くのリンを好気状態で吸収する。   According to this membrane separation activated sludge treatment apparatus, raw water is biologically purified by activated sludge in the anoxic tank 3 and the aeration tank (aerobic tank) 4. Nitrogen is removed by a so-called nitrification denitrification reaction by circulating sludge between the anoxic tank 3 and the aeration tank 4. The organic matter converted to BOD (biochemical oxygen demand) is aerobic by the air released from the diffuser generator 15 of the membrane filtration unit 5 which is mainly an aeration apparatus disposed in the aeration tank 4. It is oxidized and decomposed. The removal of phosphorus is performed by being taken into the body of the microorganism as polyphosphoric acid by the action of microorganisms (phosphorus-accumulating bacteria) in the sludge. This microorganism takes up phosphorus in an aerobic state and releases phosphorus stored in the body in an anaerobic state. When repeatedly exposed to anaerobic and aerobic conditions, phosphorus-accumulating bacteria absorb more phosphorus in an aerobic state than the amount of phosphorus released in the anaerobic state.

生物由来の排泄物や残骸などの窒素化合物の一部は、肥料として植物やバクテリアに同化される。また、こうした窒素化合物の一部は、酸素の多い好気条件下で独立栄養アンモニア酸化細菌や独立亜硝酸酸化細菌により、亜硝酸、硝酸へと酸化される。他方、酸素がない嫌気条件下では、脱窒菌と呼ばれる微生物が酸素に代わって硝酸から亜硝酸を生成し、更には一酸化二窒素、窒素ガスへと還元する。この還元反応が上記硝化脱窒反応と称される。   Part of nitrogen compounds such as biological excrement and debris is assimilated into plants and bacteria as fertilizer. Some of these nitrogen compounds are oxidized to nitrous acid and nitric acid by autotrophic ammonia oxidizing bacteria and independent nitrite oxidizing bacteria under aerobic conditions with a lot of oxygen. On the other hand, under anaerobic conditions without oxygen, microorganisms called denitrifying bacteria produce nitrous acid from nitric acid instead of oxygen, and further reduce to dinitrogen monoxide and nitrogen gas. This reduction reaction is referred to as the nitrification denitrification reaction.

無酸素槽3及びばっ気槽4の間での汚泥の循環は、どちらの槽からポンプを用いて送液するかは必ずしも限定されないが、通常は第2送液ポンプP2を用いてばっ気槽から無酸素槽3へと送液し、無酸素槽3から溢流によってばっ気槽4に流入させる。本実施形態では、ばっ気槽4からの循環液が無酸素槽3に入る部位のDOを0.2mg/L以下とし、ばっ気槽4より循環液を取り出す部位のDOを0.5mg/L以下とすることにより、無酸素槽3への溶存酸素の流入を抑制し、無酸素槽3内の嫌気度を十分維持し、これによりリンの放出を促進させる。   The circulation of sludge between the anaerobic tank 3 and the aeration tank 4 is not necessarily limited from which tank the liquid is fed using the pump, but normally the aeration tank using the second liquid feeding pump P2. From the oxygen-free tank 3 to the aeration tank 4 by overflow. In the present embodiment, the DO at the site where the circulating fluid from the aeration tank 4 enters the oxygen-free tank 3 is 0.2 mg / L or less, and the DO at the site where the circulating fluid is taken out from the aeration tank 4 is 0.5 mg / L. By making it below, the inflow of dissolved oxygen into the anoxic tank 3 is suppressed, and the anaerobic degree in the anoxic tank 3 is sufficiently maintained, thereby promoting the release of phosphorus.

無酸素槽3内に溶存酸素、硝酸イオン、亜硝酸イオンが実質的に存在しないと有機物が嫌気的に分解され、このとき菌に蓄積されたポリリン酸がリン酸として菌体外に放出される。本実施形態において循環汚泥がばっ気槽4から無酸素槽3に返送される部位のDOは0.2mg/L以下とすることが好ましく、1mg/L以下であるとリンの除去性がより安定し、さらに0.05mg/L以下とするとより安定化するため好ましい。なお、DOの測定は、隔膜電極法による通常のDO計を用いて測定することができる。   If dissolved oxygen, nitrate ions, and nitrite ions are not substantially present in the anoxic tank 3, the organic matter is decomposed anaerobically, and at this time, the polyphosphate accumulated in the bacteria is released out of the cells as phosphoric acid. . In this embodiment, the DO at the site where the circulating sludge is returned from the aeration tank 4 to the anaerobic tank 3 is preferably 0.2 mg / L or less, and if it is 1 mg / L or less, the phosphorus removability is more stable. Furthermore, 0.05 mg / L or less is preferable because of further stabilization. In addition, the measurement of DO can be measured using the normal DO meter by the diaphragm electrode method.

ばっ気槽4から循環液(汚泥)を取り出す部位のDOを0.5mg/L以下とするためには、ばっ気槽4から無酸素槽3へ汚泥を取り出す部位を汚泥の滞留部とすることが好ましい。汚泥の滞留部とは、ばっ気による汚泥の流動の影響を受けにくい部位を意味する。例えば、膜ろ過ユニット5とばっ気槽4の底部との間に空間を設けてやると、膜ろ過ユニット5の下の部分に存在する汚泥は良く撹拌されないため、滞留部となる。   In order to set the DO of the part where the circulating fluid (sludge) is taken out from the aeration tank 4 to 0.5 mg / L or less, the part where the sludge is taken out from the aeration tank 4 to the anoxic tank 3 is made a sludge retention part. Is preferred. The sludge retention part means a part that is not easily affected by sludge flow caused by aeration. For example, if a space is provided between the membrane filtration unit 5 and the bottom of the aeration tank 4, the sludge present in the lower part of the membrane filtration unit 5 is not well agitated, and thus becomes a retention part.

したがって図1に示すように膜ろ過ユニット5の位置よりも下から汚泥を取り出すことにより、ばっ気槽4より循環液(汚泥)を取り出す部位6のDOを0.5mg/L以下とすることができる。なお、ばっ気槽4内に複数基の膜ろ過ユニット5が並列されて配される場合は、循環液(汚泥)を取り出す部位をばっ気装置の下方とする。また、膜ろ過ユニット5から汚泥を取り出す部位までの距離は20cm以上下方に離すことが好ましく、30cm以上離すことがさらに好ましい。   Therefore, as shown in FIG. 1, the DO of the site 6 where the circulating fluid (sludge) is taken out from the aeration tank 4 can be made 0.5 mg / L or less by taking out the sludge from below the position of the membrane filtration unit 5. it can. In addition, when a plurality of membrane filtration units 5 are arranged in parallel in the aeration tank 4, the part from which the circulating fluid (sludge) is taken out is below the aeration apparatus. Further, the distance from the membrane filtration unit 5 to the site where the sludge is taken out is preferably 20 cm or more downward, more preferably 30 cm or more.

ばっ気槽4内における汚泥の流動は、主として膜ろ過ユニット5による領域において散気発生装置の気体放出孔からの気泡の上昇に伴って汚泥も上昇し、ばっ気されていない部分において汚泥が下降し、これにより全体が撹拌される。この際、ばっ気槽4内の汚泥の酸素利用速度(rr )を高く維持すると、ばっ気されていない部分で酸素が急速に消費されることから、ばっ気槽4中で溶存酸素が低くなる部位を形成しやすくなる。ここで、ばっ気槽4内の汚泥の酸素利用速度(rr )とは、ばっ気槽4のばっ気されている部分から取った汚泥の酸素利用速度をいい、測定方法は下水道試験方法(1997年、社団法人日本下水道協会)に従って求めることができる。 The flow of sludge in the aeration tank 4 mainly increases in the region by the membrane filtration unit 5 as the bubbles rise from the gas discharge holes of the air diffuser, and the sludge falls in the non-aerated portion. Thus, the whole is stirred. At this time, if the oxygen utilization rate (r r ) of the sludge in the aeration tank 4 is kept high, oxygen is rapidly consumed in the non-aerated area, so that the dissolved oxygen is low in the aeration tank 4. It becomes easy to form the part which becomes. Here, the oxygen utilization rate (r r ) of the sludge in the aeration tank 4 refers to the oxygen utilization rate of the sludge taken from the aerated portion of the aeration tank 4, and the measuring method is the sewer test method ( 1997, according to the Japan Sewerage Association.

図2は、通常の膜ろ過ユニット5の代表的な例を示している。同図に示すように膜ろ過ユニット5は、糸長さ方向を垂直に配した複数枚の中空糸膜エレメント10を並列させて支持固定された中空糸膜モジュール9と、同中空糸膜モジュール9の下方に所要の間隔をおいて配される散気発生装置15とを含んでいる。前記中空糸膜エレメント10は、多数本の多孔性中空糸膜10aを平行に並列させた膜シート11の上端開口端部をポッティング材11aを介してろ過水取出管12に連通支持させるとともに、下端を閉塞して同じくポッティング材11aを介して下枠13により固定支持させ、前記ろ過水取出管12及び下枠13の各両端を一対の縦杆14により支持して構成される。多数枚の中空糸膜エレメント10が、シート面を鉛直にして上下端面が開口した矩形筒状の上部壁材20のほぼ全容積内に収容されて並列支持される。ここで、上記中空糸膜エレメント10は、一般には図3に示すように多数本の多孔性中空糸膜10aが同じ間隙をもたせて同一平面上を並列して配されている。   FIG. 2 shows a typical example of a normal membrane filtration unit 5. As shown in the figure, the membrane filtration unit 5 includes a hollow fiber membrane module 9 in which a plurality of hollow fiber membrane elements 10 arranged in a direction perpendicular to the yarn length are supported and fixed in parallel, and the hollow fiber membrane module 9 And a diffuser generating device 15 arranged at a predetermined interval below. The hollow fiber membrane element 10 has an upper end opening end portion of a membrane sheet 11 in which a large number of porous hollow fiber membranes 10a are arranged in parallel, and is communicated with and supported by a filtered water discharge pipe 12 via a potting material 11a. And is fixed and supported by the lower frame 13 through the potting material 11a, and both ends of the filtered water outlet pipe 12 and the lower frame 13 are supported by a pair of vertical rods 14. A large number of hollow fiber membrane elements 10 are accommodated and supported in parallel in substantially the entire volume of a rectangular cylindrical upper wall member 20 whose upper and lower end surfaces are open with the sheet surface vertical. Here, in the hollow fiber membrane element 10, generally, as shown in FIG. 3, a plurality of porous hollow fiber membranes 10a are arranged in parallel on the same plane with the same gap.

本実施形態にあって、前記中空糸膜10aは中心部に沿って長さ方向に中空とされたPVDF(ポリフッ化ビニデン)の多孔質中空糸膜が使われており、そのろ過孔の孔径は0.4μmである。また、1枚あたりの有効膜面積は25m2 である。上記シート状の中空糸膜エレメント10は1膜ろ過ユニット5あたり20枚が使われ、その大きさは奥行きが30mm、幅が1250mm、ろ過水取出管12の上面から下枠13の下面までの長さが2000mmである。散気発生装置15をも含めた1膜ろ過ユニット5の大きさは、奥行きが1552.5mm、幅が1447mm、高さが3043.5mmである。上記ろ過水取出管12の長さが1280mm、その材質はABS樹脂であり、縦杆14の材質はSUS304が使われている。 In this embodiment, the hollow fiber membrane 10a is made of a PVDF (polyvinylidene fluoride) porous hollow fiber membrane that is hollow in the longitudinal direction along the center, and the pore diameter of the filtration hole is 0.4 μm. The effective membrane area per sheet is 25 m 2 . The sheet-like hollow fiber membrane element 10 is used in 20 pieces per membrane filtration unit 5 and has a depth of 30 mm, a width of 1250 mm, and a length from the upper surface of the filtrate extraction pipe 12 to the lower surface of the lower frame 13. Is 2000 mm. The size of the single membrane filtration unit 5 including the air diffuser 15 is 1552.5 mm in depth, 1447 mm in width, and 3043.5 mm in height. The filtered water extraction pipe 12 has a length of 1280 mm, its material is ABS resin, and the vertical rod 14 is made of SUS304.

ただし、多孔性中空糸膜10a、ろ過水取出管12及び縦杆14などの材質、中空糸膜エレメント10の大きさ、1膜ろ過ユニット5の大きさやユニット1基あたりの中空糸膜エレメント10の枚数などは、用途に応じて多様に変更が可能である。例えば、中空糸膜エレメント10の枚数で言えば処理量に合わせて20枚、40枚、60枚、…と任意に設定でき、或いは多孔中空糸膜10aの材質には、セルロース系、ポリオレフィン系、ポリスルホン系、ポリビニルアルコール系、ポリメチルメタクリレート、ポリフッ化エチレンなど、従来公知のものを適用することができる。   However, the material such as the porous hollow fiber membrane 10a, the filtrate extraction pipe 12 and the vertical rod 14, the size of the hollow fiber membrane element 10, the size of the membrane filtration unit 5, and the number of the hollow fiber membrane elements 10 per unit The number of sheets can be variously changed according to the application. For example, in terms of the number of hollow fiber membrane elements 10, it can be arbitrarily set to 20, 40, 60,... According to the processing amount, or the material of the porous hollow fiber membrane 10a can be cellulose, polyolefin, Conventionally known ones such as polysulfone, polyvinyl alcohol, polymethyl methacrylate, and polyfluorinated ethylene can be applied.

各中空糸膜エレメント10の上記ろ過水取出管12の一端には各多孔性中空糸膜10aによってろ過された高水質のろ過水(処理水)の取出口12aが形成されている。本実施例にあって、各取出口12aには、図2に示す膜ろ過ユニット5と同様に、それぞれL型継手12bがシール材を介して液密に取り付けられる。また、図3に示すように、上記上部壁材20の上端の前記取出口12aが形成されている側の端縁に沿って集水ヘッダー管21が横設されている。この集水ヘッダー管21は複数の前記取出口12aに対応する位置にはそれぞれに集水口21aが形成されており、各集水口21aに上記取出口12aと同様のL型継手21bがシール材を介して液密に取り付けられている。前記ろ過水取出管12の処理水取出口12aと前記集水ヘッダー管21の集水口21aとが、それぞれに取り付けられたL型継手12b,21b同士を接続することにより通水可能に連結される。集水ヘッダー管21の一端部には吸引ポンプPvと吸引管路22を介して接続される吸水口21cが形成されている。各集水ヘッダー管21ごとに形成された吸水口21cと前記吸引管路22とは、図1に示すように、同吸引管路22からそれぞれ分岐した分岐管路22a内に介装された流量調整バルブ23を介して連結されている。   An outlet 12a for high-quality filtered water (treated water) filtered by each porous hollow fiber membrane 10a is formed at one end of the filtrate outlet tube 12 of each hollow fiber membrane element 10. In this embodiment, L-shaped joints 12b are attached to the respective outlets 12a in a liquid-tight manner through a sealing material, similarly to the membrane filtration unit 5 shown in FIG. Moreover, as shown in FIG. 3, the water collection header pipe | tube 21 is installed horizontally along the edge by the side in which the said outlet 12a is formed in the upper end of the said upper wall material 20. As shown in FIG. The water collecting header pipe 21 is formed with water collecting ports 21a at positions corresponding to the plurality of outlets 12a, and an L-shaped joint 21b similar to the outlet 12a serves as a sealing material in each water collecting port 21a. It is liquid-tightly attached. The treated water outlet 12a of the filtered water outlet 12 and the water outlet 21a of the water header 21 are connected to each other by connecting the L-shaped joints 12b and 21b attached to each other. . A water suction port 21 c connected to the suction pump Pv via the suction pipe line 22 is formed at one end of the water collection header pipe 21. As shown in FIG. 1, the water suction port 21 c formed for each water collecting header pipe 21 and the suction pipe 22 are flow rates interposed in the branch pipes 22 a respectively branched from the suction pipe 22. The adjustment valve 23 is connected.

一方、前記散気発生装置15は、図4に示すように、前記上部壁材20の下端に結合された同じく上下が開口する矩形筒体からなり、その4隅の下端から下方に延びる4本の支柱24aを備えた下部壁材24の底部に収容固設されている。前記散気発生装置15は、前記下部壁材24の正面側内壁面に沿って幅方向に水平に延設され、図1に示すように外部に配されたばっ気ブロアBとエア主管18を介して接続される分岐管路であるエア導入管16と、同エア導入管16の長さ方向に所定の間隔をおいて配され、一端が固設されるとともに、他端が背面側の内壁面に沿って水平に固設された複数本の散気管17とを有している。散気管17の前記エア導入管16との接続側端部は同エア導入管16の内部と連通しており、散気管17の他端は閉塞されている。   On the other hand, as shown in FIG. 4, the air diffuser 15 is composed of a rectangular cylindrical body that is coupled to the lower end of the upper wall member 20 and that is open at the top and bottom, and extends downward from the lower ends of the four corners. It is accommodated and fixed at the bottom of the lower wall member 24 provided with the column 24a. The air diffuser 15 extends horizontally in the width direction along the front-side inner wall surface of the lower wall member 24, and includes an aeration blower B and an air main pipe 18 arranged outside as shown in FIG. The air introduction pipe 16 which is a branch pipe connected via the air introduction pipe 16 is arranged at a predetermined interval in the length direction of the air introduction pipe 16, one end is fixed, and the other end is an inner side of the rear side. And a plurality of air diffusers 17 fixed horizontally along the wall surface. The end of the diffuser pipe 17 connected to the air inlet pipe 16 communicates with the inside of the air inlet pipe 16, and the other end of the diffuser pipe 17 is closed.

図示例によれば、この散気管17の本体はスリット付きゴム管から構成さており、水平に配された下面には、長さ方向に沿って内外に連通する図示せぬスリットが形成されている。前記散気発生装置15は上記中空糸膜エレメント10の下端から下方に45cmの間隔をおいて配されることが好ましく、前記支柱24aを下部壁材24から下方に突出させて、外部に露呈させることは汚泥の流動を円滑にするため望ましい。このとき、ばっ気槽4から循環液(汚泥)を取り出す部位のDOを0.5mg/L以下とするため、膜ろ過ユニット5から汚泥を取り出す部位までの距離を、既述したとおり20cm以上下方に離すことが好ましく、30cm以上離すことがさらに好ましい。また、本実施例による散気発生装置15は複数基の膜ろ過ユニット5ごとに対応して配され、同じばっ気ブロアBから送られるエアを、それぞれの散気発生装置15に分流させるため、前記ばっ気ブロアBに直接接続されたエア主管18を有し、同エア主管18から分岐管路であるエア導入管16を介して各散気発生装置15に接続される。   According to the illustrated example, the main body of the air diffuser 17 is composed of a rubber tube with a slit, and a slit (not shown) that communicates inward and outward along the length direction is formed on a horizontally disposed lower surface. . The air diffuser 15 is preferably arranged at a distance of 45 cm downward from the lower end of the hollow fiber membrane element 10, and the column 24a protrudes downward from the lower wall member 24 to be exposed to the outside. This is desirable for smooth sludge flow. At this time, in order to set the DO of the part where the circulating fluid (sludge) is taken out from the aeration tank 4 to 0.5 mg / L or less, the distance from the membrane filtration unit 5 to the part where the sludge is taken out is 20 cm or more downward as described above. It is preferable that the distance is 30 cm or more. In addition, the air diffuser 15 according to the present embodiment is arranged corresponding to each of the plurality of membrane filtration units 5, and in order to divert the air sent from the same aeration blower B to each air diffuser 15, The main air pipe 18 directly connected to the aeration blower B is connected to each air diffuser 15 from the main air pipe 18 through an air introduction pipe 16 which is a branch pipe.

本発明は、例示した上述のような構成を備えた8基以上の膜ろ過ユニット5を同一ばっ気槽4に浸漬して並置し、無酸素槽3とばっ気槽4との間で汚泥を循環させながら、上述のような生物学的な活性汚泥処理を大量に行うことを前提としている。そのため、上述のように膜ろ過ユニット5の間をそれぞれ流量調整バルブ23を介して同一の吸引管路22に接続している。しかし、この汚泥処理を継続して長期間にわたって行うと、膜ろ過ユニット5のろ過膜の表面に目詰まりが進行するため、ろ過流量の低下、或いは膜間差圧の上昇が生じる。   In the present invention, eight or more membrane filtration units 5 having the above-described configuration illustrated are immersed in the same aeration tank 4 and juxtaposed, and sludge is removed between the anaerobic tank 3 and the aeration tank 4. It is assumed that a large amount of biological activated sludge treatment as described above is performed while circulating. Therefore, as described above, the membrane filtration units 5 are connected to the same suction conduit 22 via the flow rate adjusting valve 23. However, when this sludge treatment is continued for a long period of time, clogging proceeds on the surface of the membrane of the membrane filtration unit 5, so that the filtration flow rate decreases or the transmembrane pressure difference increases.

このような膜間差圧の上昇を抑えるため、中空糸膜エレメント10の下方に配された上記散気発生装置15から噴出するエアと汚泥液との混合流体を利用して、生物学的処理を行うとともに、いわゆるエアスクラビングを行い、各中空糸膜10aを振動させて表面に付着した懸濁物質を剥がして離脱させ、物理的な洗浄を行う。ところが、このエアスクラビングは、エアスクラビングと同時に中空糸膜10aの中空部を通してろ過水を積極的に外部の吸引ポンプPvから吸引して汚泥とろ過水とに分離させているため、処理が長期にわたると相変わらず懸濁物質が膜表面に吸引されて、目詰まりが生じろ過流量が低下する。その結果、汚泥処理を一旦停止して、定期的に大がかりな洗浄をする必要があった。   In order to suppress such an increase in the transmembrane pressure difference, a biological treatment is performed using a mixed fluid of air and sludge discharged from the air diffuser 15 disposed below the hollow fiber membrane element 10. At the same time, so-called air scrubbing is performed, and each hollow fiber membrane 10a is vibrated to peel off and remove the suspended substances adhering to the surface, thereby performing physical cleaning. However, in this air scrubbing, the filtered water is actively sucked from the external suction pump Pv through the hollow portion of the hollow fiber membrane 10a at the same time as the air scrubbing to separate the sludge and the filtered water, so that the treatment takes a long time. As usual, suspended substances are sucked onto the membrane surface, resulting in clogging and a decrease in filtration flow rate. As a result, it was necessary to temporarily stop the sludge treatment and periodically perform extensive washing.

ところで、上述のように膜ろ過ユニットの奥行きの寸法を1552.5mmとして、前記奥行き寸法の1/2の間隔をおいてばっ気槽内に25基の膜ろ過ユニットを並設したとすると、上記エア主管18の全長は58219mm以上にもおよぶ。このことは、膜ろ過ユニットごとに配される吸引管路22や処理水を逆送して多孔性中空糸膜の内部から膜面を洗浄するための後述する逆洗用管路25についても同様のことがいえる。このように配管長さが極めて長くなると、その長さ方向の配管抵抗の変化も極めて大きくなる。その結果、前記エアスクラビング洗浄では、ばっ気ブロアBに最も近い散気発生装置15から放出するエア量が無酸素槽3に最も近い散気発生装置15から放出するエア量よりも大幅に多くなる。   By the way, if the depth dimension of the membrane filtration unit is 1552.5 mm as described above, and 25 membrane filtration units are arranged in parallel in the aeration tank with an interval of 1/2 of the depth dimension, The total length of the air main pipe 18 reaches 58219 mm or more. The same applies to the backwashing conduit 25 described later for cleaning the membrane surface from the inside of the porous hollow fiber membrane by feeding back the suction conduit 22 arranged for each membrane filtration unit and the treated water. I can say that. Thus, when the pipe length becomes extremely long, the change in pipe resistance in the length direction also becomes very large. As a result, in the air scrubbing cleaning, the amount of air released from the diffuser generator 15 closest to the aeration blower B is significantly larger than the amount of air released from the diffuser generator 15 closest to the anaerobic tank 3. .

このことは、放出エア量により影響を受けるエアスクラビング洗浄の洗浄効果に膜ろ過ユニット5ごとで差が生じるばかりでなく、膜ろ過ユニット5の周辺ごとの溶存酸素量も大きく変化するため、汚泥濃度勾配が大きくなり、効率的な活性汚泥処理がなされなくなることを意味する。そこで、本実施形態では上記エア主管18から分岐するエア導入管16に流量調整バルブ19を配して、同流量調整バルブ19の開度を調整して、全ての散気発生装置15から発生させるエアの放出量を均等にしている。その流量調整バルブ19の開度の調整操作は、エア放出量の減少が配管抵抗に起因するため、人手によっても行えるが、常に流量を監視しつつ調整を行おうとする場合には、図示は省略しているが、流量計と同流量計からの計測信号により、同じく図示せぬコンピュータを介して自動で各流量調整バルブ19の開度を調整することが好ましい。   This is not only because there is a difference in the cleaning effect of air scrubbing cleaning that is affected by the amount of released air, but also the amount of dissolved oxygen in the periphery of the membrane filtration unit 5 changes greatly. It means that the gradient becomes large and efficient activated sludge treatment is not performed. Therefore, in the present embodiment, a flow rate adjustment valve 19 is arranged in the air introduction pipe 16 branched from the air main pipe 18, and the opening degree of the flow rate adjustment valve 19 is adjusted to be generated from all the air diffusers 15. The amount of released air is made uniform. The adjustment operation of the opening degree of the flow rate adjusting valve 19 can be performed manually because the decrease in the air discharge amount is caused by the pipe resistance. However, when the adjustment is always performed while monitoring the flow rate, the illustration is omitted. However, it is preferable to automatically adjust the opening degree of each flow rate adjusting valve 19 through a computer (not shown) by a measurement signal from the flow meter and the same flow meter.

こうした流量調整バルブ19の開度を調整を行うだけでもエアスクラビングによる洗浄効果を挙げることはできるが、それでも目詰まりが激しく強制的な洗浄を必要とする場合、その処理量が1000t/日以下の少量であれば、一旦運転を停止して各膜ろ過ユニット5を槽外に引き上げて十分な洗浄を行うこともできる。しかし、1日の処理量が2500tを越えて膜ろ過ユニット5の数が8基を越えるようになると、それらの運転を全て停止させたときには、次回の洗浄を行うまでの期間内の予定処理量をこなすことは難しくなる。特に、工業用排水処理の場合のように1日に排出される排水の量がほぼ一定であると、他にバッファがないかぎり予定量の排水処理が行えなくなってしまう。   Even if the opening degree of the flow rate adjusting valve 19 is adjusted, the cleaning effect by air scrubbing can be obtained. However, when the clogging is severe and the forced cleaning is required, the processing amount is 1000 t / day or less. If the amount is small, the operation can be stopped once, and each membrane filtration unit 5 can be pulled out of the tank to perform sufficient cleaning. However, if the daily throughput exceeds 2500 t and the number of membrane filtration units 5 exceeds 8, when all of these operations are stopped, the planned throughput within the period until the next cleaning is performed. It becomes difficult to manage. In particular, if the amount of wastewater discharged per day is almost constant as in the case of industrial wastewater treatment, a predetermined amount of wastewater treatment cannot be performed unless there is another buffer.

そこで、本実施形態では、8基以上の総基数がn基の膜ろ過ユニット5を一槽内に配している。このうち、洗浄対象とされる膜ろ過ユニット5の基数n' を0.1×n以上で0.25×n以下の基数としている。洗浄時には、n' 基の膜ろ過ユニット5の散気発生装置15の運転は停止させずに、吸引ポンプPvによる吸引だけを停止させて、エアスクラビングによる物理的な洗浄を行っている。そのため、吸引ポンプPvによる吸引を止めるn' 基の膜ろ過ユニット5と吸引管路22とを接続する分岐管路22aに介装されている流量調整バルブ23を一時的に閉じる。この流量調整バルブ23の開閉操作は手操作でも構わないが、汚泥槽中での操作であることを考えると、図示せぬコンピュータに予め記憶されているシーケンスに従った自動操作により行うことが衛生的且つ効率的であるので望ましい。   Therefore, in the present embodiment, the membrane filtration unit 5 having a total number of n of 8 or more is arranged in one tank. Among these, the base n ′ of the membrane filtration unit 5 to be cleaned is set to a base of 0.1 × n to 0.25 × n. At the time of cleaning, the operation of the air diffuser 15 of the n′-based membrane filtration unit 5 is not stopped, but only the suction by the suction pump Pv is stopped to perform physical cleaning by air scrubbing. Therefore, the flow rate adjusting valve 23 interposed in the branch line 22a that connects the n′-based membrane filtration unit 5 that stops suction by the suction pump Pv and the suction line 22 is temporarily closed. The opening / closing operation of the flow rate adjusting valve 23 may be performed manually, but considering that it is an operation in a sludge tank, hygiene can be performed by automatic operation according to a sequence stored in advance in a computer (not shown). It is desirable because it is efficient and efficient.

この洗浄時、残りのn−n' 基の膜ろ過ユニット5は共通の吸引ポンプPvによる通常の吸引が継続してなされ、上記生物学的の活性汚泥処理が行われるが、n' 基の膜ろ過ユニット5からの吸引がなされないことにより、n−n' 基の膜ろ過ユニット5の吸引量はトータルでn/(n−n' )倍となっており、ばっ気槽4における全体の処理量に変更は生じない。しかも、ばっ気槽4に供給される溶存酸素量も変更されないため、成長する活性汚泥量にも変化がない。また、こうした効果に加えて、n' 基の膜ろ過ユニット5の中空糸膜10aには吸引作用が働かないため、懸濁物質などに対する吸引作用も働かず、そのため膜表面に付着する懸濁物質の付着量も通常より大幅に減少し、エアスクラビングによる効果的な洗浄が行えるようになる。   At the time of this washing, the remaining nn′-based membrane filtration unit 5 continues normal suction by the common suction pump Pv, and the biological activated sludge treatment is performed. Since suction from the filtration unit 5 is not performed, the total amount of suction of the nn′-based membrane filtration unit 5 is n / (n−n ′) times, and the entire treatment in the aeration tank 4 is performed. There is no change in quantity. Moreover, since the amount of dissolved oxygen supplied to the aeration tank 4 is not changed, the amount of activated sludge that grows does not change. In addition to these effects, the hollow fiber membrane 10a of the n'-based membrane filtration unit 5 does not have a suction action, so it does not have a suction action for suspended substances and the like. As a result, the amount of adhering to the surface is also greatly reduced, and effective cleaning by air scrubbing can be performed.

いま仮に、1基あたり膜ろ過ユニット5の処理能力が400t/日である膜ろ過ユニット5を使って、10000t/日以上の大量の汚泥処理を行なうとともに、全ての膜ろ過ユニット5の膜洗浄を1基あたり少なくとも15日間に1回、2時間の洗浄を行おうとすると、総基数nは少なくとも25基が必要であり、一方で洗浄対象となる膜ろ過ユニット5の基数n' を膜ろ過ユニット5の総基数nの10%とすると、n' は3となり、全膜ろ過ユニット5の洗浄に要する時間は(25÷3)×2=17時間となる。このばっ気だけによる洗浄間隔は最大で15時間ごとが好ましいということが実験により判明している。このことから、この場合には同時に洗浄対象となる膜ろ過ユニットの基数n' が3基では少ないことが分かる。そこで、1回の洗浄時間を2時間として変更せず、洗浄対象となる膜ろ過ユニットの基数n' を総基数nの15%とすると、洗浄対象となる膜ろ過ユニットの基数n' は25×0.15=3.75、すなわち4基となる。この場合には、全膜ろ過ユニット5の洗浄に要するトータル時間は(25÷4)×2=12.5時間となり、洗浄しないで済む15時間の範囲内に入ることになる。   Temporarily, using the membrane filtration unit 5 with a throughput of 400 t / day per unit, a large amount of sludge treatment of 10,000 t / day or more is performed, and all membrane filtration units 5 are washed with membranes. If cleaning is performed at least once every 15 days per unit for 2 hours, the total number n needs to be at least 25 units, while the number n ′ of the membrane filtration unit 5 to be cleaned is changed to the membrane filtration unit 5. Assuming that 10% of the total cardinal number n, n ′ is 3, and the time required for cleaning the entire membrane filtration unit 5 is (25 ÷ 3) × 2 = 17 hours. Experiments have shown that a maximum cleaning interval of only aeration is preferably every 15 hours. From this, it can be seen that in this case, the number n ′ of membrane filtration units to be cleaned at the same time is small with three units. Therefore, if the washing time for one washing is not changed to 2 hours and the radix n ′ of the membrane filtration unit to be washed is 15% of the total radix n, the radix n ′ of the membrane filtration unit to be washed is 25 ×. 0.15 = 3.75, that is, 4 groups. In this case, the total time required for cleaning the entire membrane filtration unit 5 is (25 ÷ 4) × 2 = 12.5 hours, which falls within the range of 15 hours that do not require cleaning.

図5は、本実施形態による膜ろ過ユニットのろ過膜洗浄装置の運転手順の一例を模式的に示している。図示例では、理解を容易にするため膜ろ過ユニット5の総基数nを4基とし洗浄対象となる膜ろ過ユニット5の基数n' を1基としている。吸引ポンプPvに接続された吸引管路22と第1〜第4の各膜ろ過ユニット5a〜5dの各集水ヘッダ管21(図3参照)とを連結する各分岐管路22aに介装された4個の第1〜第4の流量調整バルブ23a〜23dを順次開閉することにより、全ての膜ろ過ユニット5a〜5dの中空糸膜エレメント10の膜面洗浄を行うようにしている。この洗浄時にも、全ての散気発生装置15にはばっ気ブロアBからのエアが導入されてエアの放出が継続している。   FIG. 5 schematically shows an example of the operation procedure of the membrane cleaning device of the membrane filtration unit according to the present embodiment. In the illustrated example, for ease of understanding, the total number n of the membrane filtration unit 5 is four, and the number n ′ of the membrane filtration unit 5 to be cleaned is one. It is interposed in each branch line 22a that connects the suction line 22 connected to the suction pump Pv and each water collection header pipe 21 (see FIG. 3) of each of the first to fourth membrane filtration units 5a to 5d. Further, the membrane surface cleaning of the hollow fiber membrane elements 10 of all the membrane filtration units 5a to 5d is performed by sequentially opening and closing the four first to fourth flow rate adjusting valves 23a to 23d. Even during this cleaning, air from the aeration blower B is introduced into all the air diffuser 15 and the air is continuously released.

具体的には、図5(a)に示すように最初に第1流量調整バルブ23aを閉じて、吸引ポンプPvによる吸引作用が止められる。このときも第1散気発生装置15aからは他の第2〜第4の散気発生装置15b〜15dと同量のエアが噴出されている。このエアの噴出によりエアと汚泥との気液混合流が中空糸膜エレメント10の中空糸膜10a表面に作用して、中空糸膜10aを振動させて、膜面に付着している懸濁物質を膜面から剥がし取る。このとき汚泥のろ過に寄与していないエア中の溶存酸素は周辺の有機物を酸化分解するとともに、ポリリン酸蓄積菌などの好気性微生物がリンを菌内に蓄積する。また、同時に洗浄対象とされていない第2〜第4の膜ろ過ユニット5b〜5dは継続してろ過水(処理水)を吸引ポンプPvによって系外に排出している。この吸引時のポンプ容量は、全膜ろ過ユニット5がフル稼働しているときの総容量を前提として運転が続けられる。そのため、第1膜ろ過ユニットが洗浄のためろ過を停止している分、トータルの処理量Nの1/4倍処理量が減少するはずであるところ、他の第2〜第4膜ろ過ユニット5b〜5dがカバーして処理するので、1日の予定処理量に変更はない。   Specifically, as shown in FIG. 5A, the first flow rate adjusting valve 23a is first closed, and the suction action by the suction pump Pv is stopped. Also at this time, the same amount of air as that of the other second to fourth diffuser generators 15b to 15d is ejected from the first diffuser generator 15a. The air-liquid mixed flow of air and sludge acts on the surface of the hollow fiber membrane 10a of the hollow fiber membrane element 10 due to the ejection of the air, vibrates the hollow fiber membrane 10a, and the suspended matter adhering to the membrane surface. Remove from the membrane surface. At this time, dissolved oxygen in the air that does not contribute to sludge filtration oxidizes and decomposes surrounding organic substances, and aerobic microorganisms such as polyphosphate accumulating bacteria accumulate phosphorus in the bacteria. Moreover, the 2nd-4th membrane filtration units 5b-5d which are not made into the washing | cleaning object simultaneously discharge | emit filtered water (process water) out of the system by the suction pump Pv continuously. As for the pump capacity at the time of this suction, the operation is continued on the premise of the total capacity when the entire membrane filtration unit 5 is fully operated. Therefore, since the first membrane filtration unit has stopped filtration for washing, the amount of treatment that should be 1/4 times the total amount of treatment N should be reduced. The other second to fourth membrane filtration units 5b Since ~ 5d covers and processes, there is no change in the daily scheduled processing amount.

この第1膜ろ過ユニット5aのばっ気による膜洗浄が終了すると、第1の流量調整バルブ23aが開けられるとともに、図5(b)に示すように、第2流量調整バルブ23bが閉じられて、第1膜ろ過ユニット5aは定常の処理が再開されると同時に第2膜ろ過ユニット5bが第2散気発生装置15bからのエア噴出によるばっ気洗浄がなされる。第2膜ろ過ユニット5bの膜洗浄が終了すると、図5(c)に示すように同様の操作によって第2流量調整バルブ23bを開くと同時に第3流量調整バルブ23cを閉じて、第2膜ろ過ユニット5bから第3膜ろ過ユニット5cの膜洗浄へと切り換えられ、続いて同様に第4膜ろ過ユニット5dの膜洗浄がなされて1サイクルが終了する。このサイクルを繰り返すことにより、トータルの処理量を変更させることなく、各膜ろ過ユニット5a〜5dは定期的にばっ気による膜洗浄がなされることになる。   When the membrane cleaning by aeration of the first membrane filtration unit 5a is completed, the first flow rate adjustment valve 23a is opened and the second flow rate adjustment valve 23b is closed as shown in FIG. The first membrane filtration unit 5a resumes normal processing, and at the same time, the second membrane filtration unit 5b performs aeration cleaning by blowing air from the second air diffuser 15b. When the membrane cleaning of the second membrane filtration unit 5b is completed, as shown in FIG. 5C, the second flow rate adjusting valve 23b is opened simultaneously with the same operation as shown in FIG. The unit 5b is switched to the membrane cleaning of the third membrane filtration unit 5c. Subsequently, the membrane cleaning of the fourth membrane filtration unit 5d is similarly performed, and one cycle is completed. By repeating this cycle, the membrane filtration units 5a to 5d are periodically subjected to membrane cleaning by aeration without changing the total throughput.

ところで、既述したとおり、膜ろ過ユニットの基数が8基を越えると、吸引ポンプPvからの吸引管路長が58219mm以上となるため、その配管抵抗を無視できなくなる。実際に、吸引管路22の径を均一として、各分岐管路22aの径同士を同じだとすると、吸引ポンプに最も近い膜ろ過ユニット5から吸引するろ過水の圧力損失と無酸素槽3に最も近い膜ろ過ユニット5から吸引するろ過水の圧力損失差とでは、1/10以上の差がある。このことは、1日のろ過水の吸引量、すなわち1日あたりの活性汚泥の予定処理量を大幅に減少することを意味する。そこで、本実施形態では全膜ろ過ユニット5の中空糸膜モジュール9を交換するとき全ての流量調整バルブ23の例えば開度を調整する。   By the way, as already described, when the number of the membrane filtration units exceeds 8, the suction pipe length from the suction pump Pv becomes 58219 mm or more, and thus the pipe resistance cannot be ignored. Actually, if the diameters of the suction pipes 22 are made uniform and the diameters of the branch pipes 22a are the same, the pressure loss of filtrate water sucked from the membrane filtration unit 5 closest to the suction pump and the closest to the oxygen-free tank 3 There is a difference of 1/10 or more with the pressure loss difference of filtrate water sucked from the membrane filtration unit 5. This means that the suction amount of filtered water per day, that is, the scheduled processing amount of activated sludge per day, is greatly reduced. Therefore, in this embodiment, when the hollow fiber membrane module 9 of the whole membrane filtration unit 5 is replaced, for example, the opening degree of all the flow rate adjustment valves 23 is adjusted.

この調整は手動にて行うこともできるが、上記エアスクラビング洗浄と同様に図示せぬ流量計とコンピュータに使い、同コンピュータに予め記憶されている流量とバルブ開度との相関テーブルに基づいて、各流量調整バルブ23の開度を自動的に調整させることができる。この自動調整のときは、常に流量調整が可能となるため、その調整は中空糸膜モジュール9の膜エレメント10の交換時に限らなくてよい。このように調整することにより、吸引ポンプPvからの距離とは関係なく全ての膜ろ過ユニット5から同量のろ過水を吸引することができるため、1日あたりの目標とする量の活性汚泥処理が行えるとともに、吸引ポンプから最も遠い膜ろ過ユニット5の近傍から最も近い膜ろ過ユニット5の近傍にいたるまでの汚泥濃度勾配を最低に押さえることができる。   Although this adjustment can also be performed manually, it is used for a flow meter and a computer (not shown) as in the air scrubbing cleaning, and based on a correlation table between a flow rate and a valve opening stored in advance in the computer, The opening degree of each flow rate adjusting valve 23 can be automatically adjusted. During this automatic adjustment, the flow rate can always be adjusted. Therefore, the adjustment is not limited to when the membrane element 10 of the hollow fiber membrane module 9 is replaced. By adjusting in this way, the same amount of filtered water can be sucked from all the membrane filtration units 5 regardless of the distance from the suction pump Pv. The sludge concentration gradient from the vicinity of the membrane filtration unit 5 farthest from the suction pump to the vicinity of the nearest membrane filtration unit 5 can be suppressed to the minimum.

図6は、本発明の第2の実施形態である膜分離活性汚泥処理方法を実施するための逆洗浄装置の一例を示している。膜表面に付着する懸濁物質(固形物)を膜表面から離脱させる洗浄方法には、上述のようにばっ気による所謂エアスクラビングによる洗浄の他に、逆洗浄が知られている。この逆洗浄とは、吸引ポンプPvを停止させた状態で、処理水が溜められている処理水槽8の処理水を逆送ポンプPrで汲み上げ、吸引管路22を逆洗させて各膜ろ過ユニット5の集水ヘッダー管21を介して各中空糸膜エレメント10の各多孔性中空糸膜10aの中空部に送り込み、多孔性中空糸膜の内部からろ過孔を通して外に向けて処理水を流し、多孔性中空糸膜10a及び中空糸膜エレメント10の膜面に付着している固形物を剥離して洗浄する洗浄法である。このとき、吸引ポンプPvは当然に停止した状態とされ、ろ過水の吸引も停止している。   FIG. 6 shows an example of a reverse cleaning apparatus for carrying out the membrane separation activated sludge treatment method according to the second embodiment of the present invention. As a cleaning method for detaching suspended substances (solid matter) adhering to the membrane surface from the membrane surface, reverse cleaning is known in addition to so-called air scrubbing by aeration as described above. This backwashing is a state in which the suction pump Pv is stopped, the treated water in the treated water tank 8 in which treated water is stored is pumped up by the backfeed pump Pr, and the suction line 22 is backwashed to each membrane filtration unit. 5 is sent to the hollow portion of each porous hollow fiber membrane 10a of each hollow fiber membrane element 10 through the water collecting header pipe 21, and the treated water is flowed from the inside of the porous hollow fiber membrane to the outside through the filtration hole, This is a cleaning method in which the solid matter adhering to the membrane surfaces of the porous hollow fiber membrane 10a and the hollow fiber membrane element 10 is peeled off and washed. At this time, the suction pump Pv is naturally stopped, and suction of filtered water is also stopped.

従来も、単一のばっ気槽内に浸漬された複数基の膜ろ過ユニット5に対して処理水槽8に対して、一斉に逆洗浄を行っていた。通常、吸引ポンプPvによる処理水(ろ過水)の吸引は10分間運転し、1分間程度休止させる間欠運転を行っている。一方、前記逆洗浄の時間は30秒乃至1分強で足りる。従って、前記吸引ポンプPvの休止時間帯に逆洗浄を行うことが合理的である。この逆洗浄装置は、例えば図6に示すように吸引管路22の吸引ポンプPvの上流側に隣接させて開閉バルブ22bを配するとともに、逆送ポンプPrの処理水吸入口を配管を介して処理水槽8に臨設し、逆送ポンプPrの処理水吐出口に接続された逆洗用管路25を、前記開閉バルブ22bの上流側の吸引管路22に合流させている。前記逆洗用管路25にも開閉バルブ25aが設けられている。   Conventionally, the backwashing was simultaneously performed on the treated water tank 8 with respect to the plurality of membrane filtration units 5 immersed in a single aeration tank. Usually, the suction of the treated water (filtered water) by the suction pump Pv is performed for 10 minutes and is intermittently operated for about 1 minute. On the other hand, the back washing time is 30 seconds to just over 1 minute. Therefore, it is reasonable to perform the reverse cleaning during the idle time period of the suction pump Pv. For example, as shown in FIG. 6, this reverse cleaning device has an open / close valve 22b adjacent to the upstream side of the suction pump Pv in the suction line 22, and the treated water suction port of the reverse feed pump Pr via a pipe. The backwash pipe 25 that is erected in the treated water tank 8 and connected to the treated water discharge port of the back feed pump Pr is joined to the suction pipe 22 upstream of the opening / closing valve 22b. The backwash pipe 25 is also provided with an open / close valve 25a.

しかも、各膜ろ過ユニット5と吸引管路22とを接続するそれぞれの分岐管路22aには上記実施形態と同様に流量調整バルブ23が設けられている。その調整機構や操作も上記実施形態と実質的に変わらない。流量調整バルブ23の調整がなされている状態で、逆洗浄により多数の膜ろ過ユニット5の膜エレメントの膜洗浄を行うには、まず吸引ポンプPvを停止させたのち、吸引管路22に設けた開閉バルブ22bを閉じて前記吸引ポンプPvによるろ過水の吸引を停止する。次いで、前記逆送ポンプPrの駆動を開始するとともに同逆送ポンプPrと吸引管路22との間の逆洗用管路25に設けられた開閉バルブ25aを開いて、処理水槽8に貯められている処理水を汲み上げ、吸引管路22とそれぞれの分岐管路22aとを通って各膜ろ過ユニット5の中空糸膜エレメント10の多孔性中空糸膜10aに中空を通して送り込む。その膜間差圧を利用して多孔性中空糸膜10aの中空から処理水を汚泥中へと押し出す。このときの押出力により膜表面に付着している固形物を剥離する。このとき、逆送ポンプPrから最も遠い分岐管路22aと最も近い分岐管路22aとの処理水の供給量に殆ど差がなく、処理方向の洗浄が均等に行われる。   In addition, each branch conduit 22a that connects each membrane filtration unit 5 and the suction conduit 22 is provided with a flow rate adjusting valve 23 as in the above embodiment. The adjustment mechanism and operation are substantially the same as in the above embodiment. In order to perform membrane cleaning of the membrane elements of a number of membrane filtration units 5 by backwashing in a state where the flow rate adjusting valve 23 is adjusted, the suction pump Pv is first stopped and then provided in the suction line 22. The on-off valve 22b is closed and the suction of filtered water by the suction pump Pv is stopped. Next, the drive of the reverse feed pump Pr is started and the open / close valve 25a provided in the backwash pipe 25 between the reverse feed pump Pr and the suction pipe 22 is opened and stored in the treated water tank 8. The treated water being pumped up is pumped through the suction pipe line 22 and the respective branch pipe lines 22a and sent through the hollow to the porous hollow fiber membrane 10a of the hollow fiber membrane element 10 of each membrane filtration unit 5. Using the transmembrane pressure difference, the treated water is pushed out from the hollow of the porous hollow fiber membrane 10a into the sludge. The solid matter adhering to the film surface is peeled off by the pushing force at this time. At this time, there is almost no difference in the amount of treated water supplied to the branch pipe 22a farthest from the reverse pump Pr and the branch pipe 22a closest to the reverse feed pump Pr, and cleaning in the treatment direction is performed uniformly.

図7は、前記第2実施形態と同様の逆洗方法に好適に適用される逆洗装置の変形例を示している。同図によれば、吸引ポンプPvと同ポンプPvに最も近い分岐管路22aとの間の吸引管路22に3ポート2方向切替バルブVcを設け、同3ポート2方向切替バルブVcの3つのポートのうち2つのポートに前記吸引管路22を接続し、残る1つのポートに前記逆洗用管路25を接続している。従って、この変形例では、上記第2実施形態のように吸引管路22及び逆洗用管路25に、それぞれ開閉バルブを設けずに、逆洗用管路25と吸引管路22の合流部に3ポート2方向切替バルブVcを設け、パーツ点数を少なくしている。その他の構成及び効果についても、上記第2実施形態と実質的に変わるところはないが、この変形例では前記3ポート2方向切替バルブVcの切替操作は、電気信号により作動する電磁切替バルブを使用する。   FIG. 7 shows a modified example of the backwashing device suitably applied to the backwashing method similar to the second embodiment. According to the figure, a three-port two-way switching valve Vc is provided in the suction pipe 22 between the suction pump Pv and the branch pipe 22a closest to the pump Pv. The suction line 22 is connected to two of the ports, and the backwash line 25 is connected to the remaining one port. Therefore, in this modified example, the suction line 22 and the backwash line 25 are not provided with opening / closing valves, respectively, as in the second embodiment, and the junction between the backwash line 25 and the suction line 22 is provided. Is provided with a three-port two-way switching valve Vc to reduce the number of parts. Other configurations and effects are not substantially different from those of the second embodiment, but in this modification, the switching operation of the three-port two-way switching valve Vc uses an electromagnetic switching valve that is operated by an electric signal. To do.

本発明の実施形態1に係る処理方法を実施するために好適な膜分離汚泥処理装置の一例を概略で示す構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a block diagram which shows roughly an example of the membrane separation sludge processing apparatus suitable in order to implement the processing method which concerns on Embodiment 1 of this invention. 通常の膜ろ過ユニットの全体構成を一部破断して示す立体図である。FIG. 3 is a three-dimensional view showing the entire configuration of a normal membrane filtration unit with a part broken away. 中空糸膜モジュールの構成部材である膜エレメントの構成例を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the structural example of the membrane element which is a structural member of a hollow fiber membrane module. 膜ろ過ユニットの構成部材の一つである散気発生装置の立体図である。It is a three-dimensional view of an air diffuser that is one of the constituent members of the membrane filtration unit. スクラビング洗浄による中空糸膜モジュールの洗浄方法の一例を示す洗浄手順の説明図である。It is explanatory drawing of the washing | cleaning procedure which shows an example of the washing | cleaning method of the hollow fiber membrane module by scrubbing washing | cleaning. 本発明の実施形態2である中空糸膜モジュールの逆洗浄方法を示すばっ気工程の構成図である。It is a block diagram of the aeration process which shows the back washing | cleaning method of the hollow fiber membrane module which is Embodiment 2 of this invention. 実施形態2の変形例である中空糸膜モジュールの逆洗浄方法を示すばっ気工程の構成図である。It is a block diagram of the aeration process which shows the back washing | cleaning method of the hollow fiber membrane module which is a modification of Embodiment 2.

符号の説明Explanation of symbols

1 微細目スクリーン
2 原水調整槽
3 無酸素槽
4 ばっ気槽
5 膜ろ過ユニット
5a〜5d 第1〜第4膜ろ過ユニット
6 循環液の取出し部位
7 汚泥貯蔵槽
8 処理水槽
9 中空糸膜モジュール
10 膜エレメント
10a 中空糸膜
11 膜シート
11a ポッティング材
12 ろ過水取出管
12a ろ過水取出口
12b L型継手
13 下枠
14 縦杆
15 散気発生装置
15a〜15d 第1〜第4散気発生装置
16 エア導入管(分岐管路)
17 散気管
18 エア主管
19 流量調整バルブ
20 上部壁材
21 集水ヘッダー管
21a 集水口
21b L型継手
21c 吸水口
22 吸引管路
22a 分岐管路
22b 開閉バルブ
23 流量調整バルブ
23a〜23d 第1〜第4流量調整バルブ
24 下部壁材
24a 支柱
25 逆洗用管路
25a 開閉バルブ
P1 第1送液ポンプ
P2 第2送液ポンプ
Pv 吸引ポンプ
Pr 逆送ポンプ
Vc 3ポート2方向切替バルブ
B ばっ気ブロア
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fine screen 2 Raw water adjustment tank 3 Anoxic tank 4 Aeration tank 5 Membrane filtration units 5a-5d 1st-4th membrane filtration unit 6 Circulating fluid extraction part 7 Sludge storage tank 8 Treated water tank 9 Hollow fiber membrane module 10 Membrane element 10a Hollow fiber membrane 11 Membrane sheet 11a Potting material 12 Filtration water outlet tube 12a Filtration water outlet 12b L-type joint 13 Lower frame 14 Spiral fume 15 Aeration generators 15a-15d First to fourth aeration generators 16 Air introduction pipe (branch pipe)
17 Aeration pipe 18 Air main pipe 19 Flow rate adjusting valve 20 Upper wall material 21 Water collecting header pipe 21a Water collecting port 21b L-shaped joint 21c Water inlet 22 Suction pipe 22a Branch pipe 22b Open / close valve 23 Flow rate adjusting valves 23a-23d Fourth flow rate adjusting valve 24 Lower wall member 24a Post 25 Backwash conduit 25a Open / close valve P1 First liquid pump P2 Second liquid pump Pv Suction pump Pr Reverse pump Vc Three-port two-way switching valve B Aeration blower

Claims (2)

無酸素槽又は嫌気槽とばっ気槽とを備え、前記ばっ気槽には膜ろ過ユニットが浸漬され、排水を嫌気槽側から生物学的に順次処理して活性汚泥を固液分離する膜分離活性汚泥処理方法であって、
前記膜ろ過ユニットが、複数枚の多孔性中空糸膜からなるシート状膜エレメントの膜面を鉛直にして所定の間隔をおいて平行に列設した中空糸膜モジュールと、同糸膜モジュールの下方に配されて微小な気泡を放出し、前記中空糸膜モジュールに向けて上昇する気液混合流を発生させる散気発生装置とを備えてなり、
前記ばっ気槽に8基以上の膜ろ過ユニットを所要の間隔をおいて直列状に浸漬配置すること、
前記各ろ過ユニットに分岐管路を介して接続された流体の吸引源又は供給源によって流体を一斉に吸引又は供給すること、及び
ばっ気槽に並ぶ全ての膜ろ過ユニット及び散気発生装置に対する流体の吸引量又は供給量を、各分岐管路毎に配された流量調整バルブをもって略均等となるように維持管理することを含んでなり、
前記流体が、前記膜ろ過ユニットにて固液分離され、各分岐管路及び主吸引管路を介して吸引源により減圧吸引されるろ過水と、エア供給源と分岐管路とを介して接続された各散気発生装置から放出されるエアとであって、各膜ろ過ユニットから吸引するろ過水の吸引流量と各散気発生装置に送るエア量とを、各分岐管路に配された前記流量調整バルブをもって個々に調整し、全膜ろ過ユニットからの処理吸引量及び各膜ろ過ユニットに向けて放出するエア量を略均等に維持管理する、
ことを特徴とする膜分離活性汚泥処理方法。
An anaerobic tank or an anaerobic tank and an aeration tank, and a membrane filtration unit is immersed in the anaerobic tank, and the wastewater is biologically processed sequentially from the anaerobic tank side to separate activated sludge into solid and liquid. An activated sludge treatment method,
The membrane filtration unit includes a hollow fiber membrane module in which a membrane surface of a sheet-like membrane element composed of a plurality of porous hollow fiber membranes is vertically arranged in parallel at a predetermined interval, and a lower portion of the yarn membrane module And a diffuser generating device that emits microbubbles and generates a gas-liquid mixed flow that rises toward the hollow fiber membrane module,
Immersing and arranging eight or more membrane filtration units in series in the aeration tank at a required interval;
Fluids for all the membrane filtration units and aeration generators arranged in the aeration tank are sucked or supplied all at once by a fluid suction source or supply source connected to each filtration unit via a branch pipe. Maintaining and managing the suction amount or supply amount of the gas so as to be substantially uniform with a flow rate adjusting valve arranged for each branch pipe ,
The fluid is separated into solid and liquid by the membrane filtration unit, and is connected through filtered water sucked by a suction source through each branch line and main suction line, and an air supply source and a branch line. The air discharged from each diffuser and the suction flow rate of filtered water sucked from each membrane filtration unit and the amount of air sent to each diffuser are arranged in each branch pipe. Individually adjusting with the flow rate adjusting valve, and maintaining and managing the processing suction amount from the entire membrane filtration unit and the amount of air discharged toward each membrane filtration unit substantially uniformly,
A membrane separation activated sludge treatment method characterized by that .
前記流体が、前記吸引源により吸引されたろ過水であって、同ろ過水の供給源から前記分岐管路を介して各膜ろ過ユニットに逆送して膜エレメントの各多孔性中空糸膜の内側から各モジュールを洗浄するときのろ過水の各供給流量を、各分岐管路に配された流量調整バルブをもって調整し、各膜ろ過ユニットに供給されるろ過水の供給量を略均等に維持管理する請求項1に記載の膜分離活性汚泥処理方法。 The fluid is filtered water sucked by the suction source, and is fed back from the supply source of the filtered water to each membrane filtration unit via the branch pipe to each porous hollow fiber membrane of the membrane element. each supply flow rate of filtered water when cleaning the modules from the inside, to adjust with a flow regulating valve disposed in each branch conduit, substantially uniformly the feed rate of filtrate water supplied to each membrane filter unit The membrane separation activated sludge treatment method according to claim 1, which is maintained and managed.
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