JP5149133B2 - 膜濾過の逆洗排水を濃縮する装置および方法 - Google Patents
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Description
しかし、機械脱水だけでは処理に要するエネルギーが大きいため、特許文献1、特許文献2及び特許文献3に記載の濾過濃縮装置などを用いて、予め機械脱水前の水分負荷(含水率)を減少させて省力化が図られている。
サイフォン式濾過濃縮装置は、汚泥槽内に1枚あるいは複数の濾過板を配置し、この濾過板に濾液排出管の一端を接続し、その他端を汚泥槽の外部に引出し、この装置の汚泥槽内に汚泥を充填すると、汚泥自身の重力または濾液排出管内に作用する負圧力(サイフォン力)により、濾過板の表面の汚泥が圧力を受けるので、汚泥粒子が濾過板の表面に溜まり、汚泥の水分が濾過板の内部に侵入し、濾液排出管を通って汚泥槽外部に排出される。これにより濾布表面に半固形状の濃縮汚泥が形成されるが、濃縮されていない汚泥が汚泥槽に残留しているので、このままでは濃縮汚泥を取出す事が出来ないため、この未濃縮の汚泥をポンプ等を用いて汚泥槽外部へ排出した後、例えば濾液排出管を通して濾過板内部に加圧空気を吹き込むことにより、濃縮汚泥を濾布表面から剥離することができる。剥離した濃縮汚泥は汚泥槽の底部に落下するので、これを槽外に排出し濃縮汚泥を得る。
以上の操作により、膜濾過の逆洗排水を濃縮する事が可能である。
濾過膜の逆洗排水を濃縮するための装置であって、
内部に原水を受け入れるケーシングと、このケーシング内に設けられ、原水を膜濾過するための膜濾過手段とを有する膜濾過装置と、
該ケーシングに接続され、膜濾過による逆洗排水を貯留するための逆洗排水槽と、
該逆洗排水槽の下流側に接続され、該逆洗排水槽内に貯留する逆洗排水を受け入れるための汚泥槽と、
該汚泥槽内に設けられる吸引式濾過濃縮手段であって、前記汚泥槽内の逆洗排水を吸引濾過することにより、濃縮汚泥を前記汚泥槽内で生成する一方、濾過水を外部に排出する吸引式濾過濃縮手段と、
前記逆洗排水槽と前記汚泥槽の底部とを接続し、前記汚泥槽内の逆洗排水を前記逆洗排水槽に戻すための逆洗排水戻し管と、
前記汚泥槽の底部に接続され、前記吸引式濾過濃縮手段によって濾過濃縮された汚泥を排出するための濃縮汚泥排出管とを有する装置において、
さらに、前記汚泥槽の下流側に接続された濃縮汚泥槽を有し、前記汚泥槽と前記濃縮汚泥槽とを連絡する前記濃縮汚泥排出管には、未濃縮の逆洗排水あるいは濃縮汚泥の排出量を調整するための排出バルブが設けられている、構成としている。
特に、圧密性ペレット状固形物の発生量が、原水の水質、季節や浄水工程において添加される薬品の種類、量に応じて変動するとしても、排出バルブの開時間を調整することにより、濃縮汚泥槽に移送される未濃縮の逆洗排水の排出量をきめ細かい態様で調整することが可能であり、この場合、汚泥槽の底に沈殿する圧密性ペレット状固形物を外部に排出するのに必要な時間に亘って排出バルブの開時間を確保することを前提として、圧密性ペレット状固形物の発生量が多ければ、それに応じて排出バルブの開時間を長めに調整することにより、未濃縮の逆洗排水の排出量を多くし、一方圧密性ペレット状固形物の発生量が少なければ、それに応じて排出バルブの開時間を短めに調整して、未濃縮の逆洗排水の排出量を少なくすることにより、濃縮汚泥槽内で生成される濃縮汚泥の濃度を調整することが可能である。
濾過膜の逆洗排水を濃縮するための方法であって、
濾過膜の逆洗排水を汚泥槽内に供給する段階と、
逆洗排水を汚泥槽内で吸引濾過することにより、濃縮汚泥を汚泥槽内で生成する段階と、
汚泥槽の底に沈殿した、逆洗排水に含有する圧密性ペレット状固形物を汚泥槽の底から汚泥槽外に排出する段階とを有し、
該排出段階は、圧密性ペレット状固形物とともに汚泥槽外に排出する未濃縮の逆洗排水量を調整する段階を有し、
さらに、汚泥槽内に残留する未濃縮の逆洗排水を汚泥槽外に排出する段階と、
吸引濾過された濃縮汚泥を剥離させることにより、汚泥槽外に排出し、汚泥槽外で圧密性ペレット状固形物及び排水量の調整された未濃縮の逆洗排水と混合して、所定濃縮汚泥濃度を有する新たな濃縮汚泥を生成する段階とを、
有する構成としている。
このとき、排出バルブの開時間を調整することにより、圧密性ペレット状固形物とともに濃縮汚泥槽に移送される未濃縮の逆洗排水の排出量を調整することが可能であり、それにより、汚泥槽の外部において、濃縮汚泥槽内で混合される濃縮汚泥、圧密性ペレット状固形物および未濃縮の逆洗排水により生成される濃縮汚泥の濃縮濃度を所望の濃度とすることが可能である。
このように、濃縮汚泥槽内で生成された新たな濃縮汚泥を所望の濃縮濃度に調整することにより、濃縮汚泥を後処理する際、濃縮汚泥の搬送および脱水処理等の一連の処理を効率的に行うことが可能となる。
デッドエンド方式の場合、それぞれ無数のミクロン径の貫通孔(図示せず)を側面に備えた管束が、縦置の状態でケーシング(図示せず)内に収納され、管束の一端から濾過すべき原液が管内を閉鎖端である他端に向かって流れることにより、原液は無数の貫通穴を通過し、それにより濾過され、ケーシング内で管束の外部に導かれ、ケーシングに設けられた排出口より濾液が流出するようにしている。このとき、各管内で原液が閉鎖端である他端に向かって圧送されることにより、他端の近傍に圧密性ペレットが形成される。したがって、形成される圧密性ペレットの径および数は、管の内径および管束の数に相当する。このようにして形成された圧密性ペレットを逆洗水により除去する場合、濾過の場合とは逆向きに、ケーシングに設けられた排出口より洗浄水を各管束に向かって流すことにより、各管において無数の貫通孔を通過して、管内に導かれた洗浄水により、他端の近傍に圧密性ペレットが洗い流され、洗浄水とともに管内から開放端である一端に向かって流出する。
一方、クロスフロー方式の場合、デッドエンド方式の場合と異なり、管束のそれぞれは、ケーシングを縦に貫通する形態をとり、ケーシング内に閉鎖端である他端を有さず、原液は管束の一端から濾過すべき原液が管内を流れることにより、原液は無数の貫通穴を通過し、それにより濾過され、ケーシング内で管束の外部に導かれ、ケーシングに設けられた排出口より濾液が流出する一方、貫通穴を通過しない原液は、そのまま管内を流れ、ケーシングの外部に排出される。このとき、デッドエンド方式の場合と異なり、閉鎖端である他端の近傍に圧密性ペレットは形成されないが、無数の貫通穴を通過する直前の管の内壁部において、有機物や粘性物等の付着を原因とする同様な圧密性ペレットが形成される。このようにして形成された圧密性ペレットを逆洗水により除去する場合、デッドエンド方式の場合と同様に、濾過の場合とは逆向きに、ケーシングに設けられた排出口より洗浄水を各管束に向かって流すことにより、各管において無数の貫通孔を通過して、管内に導かれた洗浄水により、管内壁に付着した圧密性ペレットが洗い流され、洗浄水とともに管内から開放端である一端に向かって流出する。あるいは、各管内において、原液と逆向きに洗浄水を流すことにより、圧密性ペレットを除去してもよい。
次に、図3に示すように、汚泥槽1内部を洗浄排水で満たした後に真空バルブ10を開け真空ポンプ9を運転し濾布内部を負圧とし、洗浄排水を濾過板2を通じて濾過し濾液を濾液管3内に流入させ、濾液管3内を濾液で満した後に真空バルブ10を閉じ、濾液バルブ4を開けサイフォン力により濾液を管外へ排出する。運転を続けると汚泥槽1内の洗浄排水量が減るので、濾過板2が液面より露出しないように貯留槽7より洗浄排水を供給する。
排出バルブ8の開時間の調整方法は、たとえば以下のように行うことができる。排出バルブ8は、たとえば、モータ駆動式バルブであり、モータの駆動によりバルブの開閉を制御するようにしており、このモータの駆動を制御することにより、以下に示すセンサー信号により、排出バルブ8の開時間の調整を行う。より詳細には、汚泥槽1内の未濃縮の逆洗排水のレベルを検知する液面検知計(図示せず)と、汚泥槽1内の底に溜まった濃縮汚泥のレベルを検知する固形分検知計(図示せず)とを設け、未濃縮の逆洗排水と濃縮汚泥とを排出バルブ8を通じて排出する際、液面検知計による未濃縮の逆洗排水のレベルが固形分検知計による濃縮汚泥のレベルを下回るまで、モータを駆動して、排出バルブ8を開状態に維持することにより、圧密性ペレット状固形物とともに濃縮汚泥槽15に移送される未濃縮の逆洗排水の排出量を調整することが可能であり、それにより、汚泥槽1の外部において、濃縮汚泥槽15内で混合される濃縮汚泥、圧密性ペレット状固形物および未濃縮の逆洗排水により生成される濃縮汚泥の濃縮濃度を所望の濃度とすることが可能である。なお、固形分検知計は、たとえば密度差、導電率差、あるいは超音波を利用することにより、検知するものでもよい。
次に、新たな濃縮汚泥は、後処理として、たとえばフィルタープレスタイプ等の機械式脱水装置まで搬送され、そこで脱水処理が行われ、最終的に処分可能な固化ケーキが生成される。
特に、圧密性ペレット状固形物の発生量が、原水の水質、季節や浄水工程において添加される薬品の種類、量に応じて変動するとしても、排出バルブ8の開時間を調整することにより、濃縮汚泥槽15に移送される未濃縮の逆洗排水の排出量をきめ細かい態様で調整することが可能であり、この場合、汚泥槽1の底に沈殿する圧密性ペレット状固形物を外部に排出するのに必要な時間に亘って排出バルブ8の開時間を確保することを前提として、圧密性ペレット状固形物の発生量が多ければ、それに応じて排出バルブ8の開時間を長めに調整することにより、未濃縮の逆洗排水の排出量を多くし、一方圧密性ペレット状固形物の発生量が少なければ、それに応じて排出バルブ8の開時間を短めに調整して、未濃縮の逆洗排水の排出量を少なくすることにより、濃縮汚泥槽15内で生成される濃縮汚泥の濃度を調整することが可能である。
2 濾過板
3 濾液管
4 濾液バルブ
5 排水ポンプ
6 排水管
7 貯留槽
8 排出バルブ
9 真空ポンプ
10 真空バルブ
11 膜濾過装置
13 排水バルブ
14 分岐バルブ
15 濃縮汚泥槽
16 濃縮汚泥
17 圧密性固形物
Claims (4)
- 濾過膜の逆洗排水を濃縮するための装置であって、
内部に原水を受け入れるケーシングと、このケーシング内に設けられ、原水を膜濾過するための膜濾過手段とを有する膜濾過装置と、
該ケーシングに接続され、圧密性ペレット状固形物を含有する、膜濾過による逆洗排水を貯留するための逆洗排水槽と、
該逆洗排水槽の下流側に接続され、該逆洗排水槽内に貯留する逆洗排水を受け入れるための汚泥槽と、
該汚泥槽内に設けられる吸引式濾過濃縮手段であって、前記汚泥槽内の逆洗排水を吸引濾過することにより、濃縮汚泥を前記汚泥槽内で生成する一方、濾過水を外部に排出する吸引式濾過濃縮手段と、
前記逆洗排水槽と前記汚泥槽の底部とを接続し、前記汚泥槽内の逆洗排水を前記逆洗排水槽に戻すための逆洗排水戻し管と、
前記汚泥槽の底部に接続され、前記吸引式濾過濃縮手段によって濾過濃縮された汚泥を排出するための濃縮汚泥排出管とを有する装置において、
さらに、前記汚泥槽の下流側に接続された濃縮汚泥槽を有し、前記汚泥槽と前記濃縮汚泥槽とを連絡する前記濃縮汚泥排出管には、未濃縮の逆洗排水あるいは濃縮汚泥の排出量を調整するための排出バルブが設けられ、
変動する圧密性ペレット状固形物の発生量に応じて濃縮汚泥あるいは未濃縮の逆洗排水の混合割合を調整するように、前記排出バルブの開閉を行うことにより、前記濃縮汚泥槽内で、濃縮汚泥、圧密性ペレット状固形物および未濃縮の逆洗排水により生成される濃縮汚泥の濃縮濃度を調整する、
ことを特徴とする装置。 - 前記逆洗排水戻し管は、前記排出バルブの上流側で、濃縮汚泥排出管から分岐するように設けられ、前記逆洗排水戻し管には、分岐バルブが設けられる、請求項1に記載の装置。
- 濾過膜の逆洗排水を濃縮するための方法であって、
濾過膜の逆洗排水を汚泥槽内に供給する段階と、
逆洗排水を汚泥槽内で吸引濾過することにより、濃縮汚泥を汚泥槽内で生成する段階と、
汚泥槽の底に沈殿した、逆洗排水に含有する圧密性ペレット状固形物を汚泥槽の底から汚泥槽外に排出する段階とを有し、
該排出段階は、圧密性ペレット状固形物とともに汚泥槽外に排出する未濃縮の逆洗排水量を調整する段階を有し、
さらに、汚泥槽内に残留する未濃縮の逆洗排水を汚泥槽外に排出する段階と、
吸引濾過された濃縮汚泥を剥離させることにより、汚泥槽外に排出し、汚泥槽外で圧密性ペレット状固形物及び排水量の調整された未濃縮の逆洗排水と混合して、所定濃縮汚泥濃度を有する新たな濃縮汚泥を生成する段階とを、
有することを特徴とする方法。 - 前記所定濃縮汚泥濃度は、4.0%以上であり、新たな濃縮汚泥を渦巻きポンプにより搬送し、フィルタープレス式の脱水処理を行い、固化する段階をさらに有する、請求項3に記載の方法。
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