JPH04267998A - 流量変動対応型排水処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、下水、し尿、産業排水
等有機性汚濁物を含む排水を曝気槽で生物学的に処理す
るとともに、ろ過モジュールによりろ過水を取り出せる
ようにした排水処理装置に関し、特に曝気槽への排水の
流入量の変動に対応できるようにした上記の構成をもつ
排水処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機性汚濁物を含む排水を生物学的に処
理する曝気槽にろ過モジュール、特に中空糸膜モジュー
ルを投入し、処理水を曝気槽内から直接吸引ろ過する方
法は既に知られている（第２１回水質汚濁学会講演集第
３９頁）。この際、吸引ろ過をただ単に継続して行くと
目詰りを生じるので、吸引ろ過を５分運転、５分停止を
繰り返すサイクル運転を行うことで、長期間にわたって
中空糸膜を洗浄することなく運転することが可能であり
、その処理装置の運転管理も容易となることから、有機
性汚濁水を対象にこうした技術を適用しようとする試み
がなされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ろ過モジュールの吸引
を間欠的に行うことで長期間膜洗浄を行うことなく運転
できることは実験的には知られていたが、実際の排水で
吸引及び吸引停止のサイクルをどのように設定したらど
の程度の膜寿命が維持できるのかについて殆ど不明であ
った。曝気槽には通常、排水が連続的に流入しているか
ら、前記吸引及び吸引停止があると、曝気槽内の液量が
変化し、液面も上下し、曝気槽内の生物学的処理の条件
も変るし、吸引再開時のろ過状態に影響を及ぼす。特に
排水の流入量に変動がある場合、吸引ろ過の運転法を間
違えると数日にしてろ過抵抗が急上昇し、運転が不可能
になることがあった。

【０００４】本発明は、こうした従来の技術の問題点を
改善、改良するためになされたものであって、排水の流
入量に変動がある場合でも長期に亘り安定して運転する
ことが可能な排水処理装置を提供しようとするものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の問題
点を改善するため、流量に変動がある排水についてろ過
モジュールを長時間に渡り運転して鋭意検討した結果、
ろ過モジュールにおけるろ過継続時間とろ過停止時間と
の配分がろ過抵抗の増加に大きく影響すること、例えば
ろ過継続時間を長くとった場合、次にろ過停止時間も長
くとることでろ過抵抗の増加を抑えることができること
を見出し、本発明を完成したものである。

【０００６】すなわち、本発明は、次に示す手段により
上記の目的を達成した。有機性汚濁物を含む排水を生物
学的に処理する曝気槽内に、ろ過機能を有するろ過モジ
ュールを設置してポンプ及び又は水位のヘッド差により
ろ過する排水処理装置において、前記排水の流入量に応
じてろ過モジュールにおけるろ過とろ過停止の時間の配
分を変更するように制御する制御装置を設けたことを特
徴とする流量変動対応型排水処理装置。

【０００７】また、本発明の処理装置では排水の流入量
を曝気槽内の水位レベルもしくは曝気槽外に設けた堰レ
ベルで検知することにより上記の制御装置による制御を
行うことができる。本発明で用いるろ過モジュールとし
ては、中空糸膜からなるものを用いるのが好ましい。中
空糸膜としてはポリエチレン、ポリプロピレンなどでつ
くられたものを用いるのが好ましく、例えばＵ字状とし
たものを約５０００本まとめて固定部材で固定して中空
糸膜ろ過モジュールを形成して用いる。

【０００８】さらに、排水の流入量が多い時間帯におけ
るろ過モジュールのろ過継続時間とろ過停止時間のサイ
クル比を最大でも１０以下とし、かつこのサイクルが５
時間を越えないように制御すると好結果が得られる。

【０００９】本発明の処理装置を図面により説明する。 図１は、その装置の模式図であって、ろ過モジュールな
どの位置は実際の配置と異なるものである。排水２は曝
気槽１に流入し、この曝気槽１では曝気により生物学的
処理をする。この処理槽１内に一つ以上のろ過モジュー
ル、図１の場合では３，４，５が設けられ、それらは開
閉弁６，７，８を設けた管を介してポンプ９に連結され
、ポンプ９の駆動により、吸引ろ過が行なわれ、処理水
１０が取り出される。ろ過モジュール３，４，５はろ過
を継続すると目詰りを生ずるので、従来でもろ過とろ過
停止のサイクルによってろ過抵抗が上昇しないよう、開
閉弁６，７，８を開閉することが行われているが、本発
明においては、例えば流量計１１及び水位計１２によっ
て曝気槽１に入る排水の流量あるいはその流量の変動を
検出し、その信号を弁別器１３へ送り、流量の変動に対
応する信号を制御装置１４へ送る。制御装置１４によっ
て排水の流入量に対応でき、しかもろ過抵抗が上昇しな
いように、ろ過とろ過停止の時間の配分を変更するよう
に制御した条件で開閉弁を開閉するものである。ポンプ
９は開閉弁６，７，８が閉じられるときにはそれに合せ
て停止するが、開閉弁の一部が開閉するときにはそれに
応じた他の運転条件も取りうる。

【００１０】

【作　　用】図３は、排水を活性汚泥の存在下に処理す
る曝気槽内に中空糸膜ろ過モジュールを入れ、ろ過継続
時間とろ過停止時間をそれぞれ、 ａ）３０分運転、１分停止 ｂ）２０分運転、２分停止 ｃ）１０分運転、２分停止 ｄ）　　５分運転、５分停止 のサイクルで継続して運転したときの累積ろ過継続時間
に対するろ過抵抗（ｍＡｑ（ｍ・水柱））の増加割合の
グラフを図示したものである。この実験のグラフによれ
ば上記の各条件ではろ過抵抗は次のような変化を示す。 ａ）累積ろ過継続時間が４０時間を超えたあたりからろ
過抵抗が増加した。 ｂ）同時間が２００時間でろ過抵抗の増加が認められた
。 ｃ）同時間が６００時間でろ過抵抗の増加が認められた
。 ｄ）実験終了まで（１５００時間）ろ過抵抗の大幅な上
昇は認められなかった。

【００１１】従来中空糸膜モジュールを用いて５分運転
、５分停止という運転サイクルを用いて長期的に連続運
転を行った事例が知られているが、上記実験結果からも
ｄ）の条件が最適であることを確認した。次に、上記の
ような一定のサイクルで運転するのではなく、途中でそ
のサイクルを変更して運転を行う実験を行なった。図２
は、ろ過継続時間とろ過停止時間をそれぞれ下記のよう
な条件で設定して運転したときの累積ろ過継続時間に対
するろ過抵抗の増加割合のグラフを示したものである。

【００１２】Ａ）上記条件ｂ）（２０分運転、２分停止
）で継続運転したもの。 Ｂ）条件ｂ）で１２時間運転後、１２時間停止したもの
。 Ｃ）条件ｂ）で１２時間運転後、条件ｄ）（５分運転、
５分停止）のサイクルで１２時間運転したもの。 Ｄ）条件ｂ）で６時間運転後、条件ｄ）で６時間運転し
たもの。 Ｅ）条件ｂ）で４時間運転後、条件ｄ）で８時間運転し
たもの。

【００１３】図２に示す実験結果によると、条件ｂ）に
おいても中間に停止時間を長くしたような条件を加える
ことで累積ろ過継続時間が長くできること、またＥ）の
条件では実験期間（２０００時間）内で目立ったろ過抵
抗の上昇が認められないことが示された。この実験結果
から、曝気槽でろ過モジュールを用いてろ過する場合に
は、１サイクルのろ過継続時間を余り長くしないこと、
ろ過継続時間を長くしたサイクルを採った場合、停止時
間が長いサイクルをその後に入れることで長期的に安定
した運転することができることが示された。

【００１４】以上の実験結果によると、ろ過抵抗を上昇
させずに長期間運転するのには条件ｄ）又はこれに近い
条件を採用することが好ましいが、実際における曝気槽
への排水の流入量はかなり変動があり、例えば一日でも
昼間と夜間とではかなりの変動があるため、このような
一定の条件では対応することができない。条件ｂ）によ
ると、条件ｄ）のときの約１．９倍のろ過能力（処理能
力）があるが、それはＡ）の場合にみるように比較的短
期間でろ過抵抗が上昇してしまうので採用できない。そ
こで、図２のＥ）にみるように排水の流入量が多い時間
帯にはそれに対応できる条件ｂ）によって運転し、流入
量が少ない時間帯には条件ｄ）によって運転するように
すれば、ろ過抵抗が上昇することなく長期間安定して運
転することができる。

【００１５】上記した各条件は実験に用いた一例であっ
て、条件ｂ）でなく、条件ｃ）と条件ｄ）との組合せで
もよいし、条件ｄ）の代りにろ過継続時間に比してろ過
停止時間がもっと長い条件を設定して流入量の低い時間
帯に対応させてもよい。要するに、排水の流入量に応じ
てろ過とろ過停止の時間の配分を変更してやればよい。 それにより、ろ過とろ過停止のサイクルにおいて、ろ過
継続時間とろ過停止時間との比を、ろ過抵抗が上昇せず
に排水の流入量の変動に対応できるように設定するとい
う運転を行うことができる。以上のようにして、特に水
量変動のある排水を処理する場合、効果的で安定した処
理を行うことができる排水処理装置を発明することがで
きた。

【００１６】

【実施例】以下、実施例によって本発明の特徴と効果を
具体的に説明する。ただし、本発明はこの実施例のみに
限定されるものではない。

【００１７】実施例１ 容量が４ｍ３　の活性汚泥の曝気槽に中空糸膜ろ過モジ
ュールを５本投入し、図４に示す流量変動で５ｍ３　／
日の家庭下水を対象に処理実験を行った。図４において
、横軸は一日の時刻を示し、流量の増減をはっきりさせ
るために朝の６時を始点としており、縦軸は流入量を相
対流量によって示している。

【００１８】曝気槽への排水の流入管には小さな堰を設
け、高水位Ｈ、中水位Ｍ、低水位Ｌのレベル計を設置し
、コントローラを設けて中空糸膜ろ過モジュールの運転
を、Ｈレベルでは２０分運転、２分停止、Ｍレベルでは
５分運転、５分停止、Ｌレベルで全面停止の制御運転を
した。その結果、６ケ月の長期にわたる運転においても
中空糸膜ろ過モジュールのろ過抵抗の上昇がなく、安定
した運転が可能であった。

【００１９】

【発明の効果】本発明は、曝気槽内に設けたろ過モジュ
ールによって処理水を得る排水処理装置において、ろ過
モジュールにおけるろ過継続時間とろ過停止時間の時間
配分を排水の流入量に応じて変更することにより、排水
の流入量に変動がある場合でもろ過抵抗が上昇すること
がなく長期にわたって処理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の流動変動対応型排水処理装置の模式図
を示す。

【図２】各運転サイクルにおけるろ過抵抗の変化を表わ
したグラフを示す。

【図３】運転条件とろ過抵抗との関係を表わしたグラフ
を示す。

【図４】実施例１における排水処理装置での流入排水の
一日の流量変動を表わすグラフを示す。

【符号の説明】

１　　　　処理槽 ２　　　　排水 ３，４，５　　　　ろ過モジュール ６，７，８　　　　開閉弁 ９　　　　ポンプ １０　　　　処理水 １１　　　　流量計 １２　　　　水位計 １３　　　　弁別器 １４　　　　制御装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　有機性汚濁物を含む排水を生物学的に
   処理する曝気槽内に、ろ過機能を有するろ過モジュール
   を設置してポンプ及び／又は水位のヘッド差によりろ過
   する排水処理装置において、前記排水の流入量に応じて
   ろ過モジュールにおけるろ過とろ過停止の時間の配分を
   変更するように制御する制御装置を設けたことを特徴と
   する流量変動対応型排水処理装置。
2. 【請求項２】　　排水の流入量を曝気槽内の水位レベル
   もしくは曝気槽外に設けた堰レベルで検知することを特
   徴とする請求項１記載の流量変動対応型排水処理装置。
3. 【請求項３】　　ろ過モジュールとして中空糸膜からな
   るろ過モジュールを用いることを特徴とする請求項１又
   は請求項２記載の流量変動対応型排水処理装置。
4. 【請求項４】　　排水の流入量が多い時間帯におけるろ
   過モジュールのろ過継続時間とろ過停止時間のサイクル
   比を最大でも１０以下とし、かつこのサイクルが５時間
   を越えないように制御することを特徴とする請求項１な
   いし請求項３のいずれか１項記載の流量変動対応型排水
   処理装置。