JPH0568985A - 生物膜ろ過装置 - Google Patents

生物膜ろ過装置

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Publication number
JPH0568985A
JPH0568985A JP3230540A JP23054091A JPH0568985A JP H0568985 A JPH0568985 A JP H0568985A JP 3230540 A JP3230540 A JP 3230540A JP 23054091 A JP23054091 A JP 23054091A JP H0568985 A JPH0568985 A JP H0568985A
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JP
Japan
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biofilm filtration
filtration tank
dissolved oxygen
valve
tank
Prior art date
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Pending
Application number
JP3230540A
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English (en)
Inventor
Kyozo Kawachi
恭三 河内
Masahiko Tsutsumi
正彦 堤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

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  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大腸菌等の細菌の除去率が高くかつ安定した
除去性能を有する生物膜ろ過装置を提供する。 【構成】 導入水をろ材12およびこのろ材12表面に
生育した微生物や微小動物によって浄化する生物膜ろ過
槽1と、この生物膜ろ過槽1中に溶存酸素を供給する散
気管9と、この散気管9の空気量または酸素量を調整す
る調整弁10と、前記生物膜ろ過槽1内の溶存酸素濃度
設定値を前記微生物や微小動物の生育特性に基づく所定
の周期で可変させ、この溶存酸素濃度設定値と生物膜ろ
過槽内の溶存酸素との偏差に基づく弁開度により前記調
整弁10を制御する制御器20と、前記調整弁10が所
定の弁開度以下のときは、その弁開度に応じて生物膜ろ
過槽1内の水を循環させる循環ポンプ18とを具備する
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、下水や工場廃水等の廃
水を浄化する生物膜ろ過装置に関する。
【0002】
【従来の技術】廃水をろ材およびこのろ材表面に生育し
た微生物によって浄化する生物膜ろ過槽を備えた水処理
施設の一般的な構成は、図8に示されように、一次処理
装置101、二次処理装置102、生物膜ろ過装置10
3および消毒装置104から成っている。
【0003】この施設において、一次処理装置101で
は、導入された廃水が固液分離により浄化され、次い
で、二次処理装置102の活性汚泥により有機物が除去
される。生物膜ろ過槽103では、ろ材による懸濁物の
吸着、脱着および微生物による有機物の捕食がされ、水
中の懸濁物と溶解性有機物が更に除去される。こうして
生物処理された処理水は、消毒装置104により大腸菌
等の病原性細菌が殺菌された後、河川等に放流される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記水
処理施設における従来の生物膜ろ過槽103は、生物処
理後の流出水の大腸菌数は、概ね100〜5000個/
mlであり、大腸菌の除去特性が不安定である。また、
河川への放流基準は3000個/mlであり、この基準
を満たすためには、消毒装置104で1〜2mg/lの
割合で塩素を注入して消毒しなければならない。
【0005】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、大腸菌等の細菌の除去率が高くか
つ安定した除去性能を有する生物膜ろ過装置を提供する
ことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、導入水をろ材およびこのろ材表面に生育
した微生物や微小動物によって浄化する生物膜ろ過槽
と、この生物膜ろ過槽中に溶存酸素を供給する散気管
と、この散気管の空気量を調整する調整弁と、前記生物
膜ろ過槽内の溶存酸素濃度設定値を前記微生物や微小動
物の生育特性に基づく所定の周期で可変させ、この溶存
酸素濃度設定値と生物膜ろ過槽内の溶存酸素との偏差に
基づく弁開度により前記調整弁を制御する制御器と、前
記調整弁が所定の弁開度以下のときは、その弁開度に応
じて生物膜ろ過槽内の水を循環させる循環手段と、を具
備することを特徴とする。
【0007】また、他の発明は、導入水をろ材およびこ
のろ材表面に生育した微生物や微小動物によって浄化す
る生物膜ろ過槽と、この生物膜ろ過槽の前段に設けら
れ、生物膜ろ過槽への供給水に溶存酸素を供給する酸素
溶解槽と、この酸素溶解槽に供給される空気量または酸
素量を調整する調整弁と、前記酸素溶解槽内の溶存酸素
濃度設定値を前記生物膜ろ過槽の微生物や微小動物の生
育特性に基づく所定の周期で可変させ、この溶存酸素濃
度設定値と生物膜ろ過槽内の溶存酸素との偏差に基づく
弁開度により前記調整弁を制御する制御器と、前記調整
弁が所定の弁開度以下のときは、その弁開度に応じて生
物膜ろ過槽内の水を循環させる循環手段とを具備するこ
とを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明では、生物膜ろ過槽内の溶存酸素濃度設
定値を周期的に変える。この周期は、微生物や微小動物
の生育特性に基づいて設定される。これにより、微生
物、微小動物の過度の増殖を抑制し適性な個体数で安定
化させ、大腸菌等の有害細菌の除去性能を高効率でかつ
安定的に維持することができる。
【0009】
【実施例】図1は本発明に係る生物膜ろ過装置の一実施
例を示す構成図である。
【0010】図に示すように、有底の生物膜ろ過槽1の
対向する槽壁2と槽壁3との間に上下に液絡部4,5を
有した状態で隔壁6が浸漬配置されている。槽壁2と隔
壁6との間にはエアリフト部7が形成され、槽璧3と隔
壁6との間にはろ過部8が形成されている。
【0011】エアリフト部7の底部には散気管9が配置
され、この散気管9には調整弁10を配した空気配管1
1が接続され、この空気配管11を通じて加圧空気が供
給されるようになっている。
【0012】ろ過部8内には、プラスチックの成形品か
らなるろ材12が充填され、このろ材12表面には、微
生物や微小動物等が生育する。
【0013】また、槽壁2には二次処理装置(図示せ
ず)からの二次処理水を槽内に導入する導水配管13が
接続されている。槽下部壁面には、流出配管14が接続
され、この流出配管14は液位調整管15に接続され、
この液位調整管15は、排水配管16に接続されてい
る。さらに、槽壁3には、ろ材上部からろ材下部に向け
て槽内の水を循環する循環配管17が配設され、この循
環配管17には循環ポンプ18が配設されている。
【0014】また、ろ材12の上方には、DO計19が
浸漬配置されており、そのDO計測値は制御器20に供
給されている。
【0015】この制御器20には、生物膜ろ過槽1内の
DO設定値を前記微生物や微小動物の生育特性に基づく
所定の周期で可変させ、このDO設定値と生物膜ろ過槽
1内のDOとの偏差に基づく弁開度により前記調整弁1
0を制御する。このため、制御器20には、DO設定器
21が接続され、このDO設定器21には、図2に示す
ように、12時間周期で正弦波状に変化するDO設定値
s パターンが設定されている。したがって、このDO
設定値Cs とDO計19のDO計測値Cとの偏差に基づ
き、調整弁10の弁開度が制御される。
【0016】次に本実施例の作用を説明する。
【0017】二次処理水は、導水配管13を介して生物
膜ろ過槽1に導入され、エアリフト部7においてDOが
供給された後、ろ過部8によって浄化された後、流出配
管14、液位調整管15および排水配管16を通じて消
毒装置に供給され塩素消毒された後、または直接、河川
等に放流される。
【0018】ろ過部8のろ材12表面では微小動物、細
菌等からなる微生物膜が生物膜ろ過槽1内のDOを消費
して懸濁物、大腸菌等の細菌、および溶解性有機物を除
去する。生物膜ろ過槽1内のDOはDO設定器21の設
定値Cs とDO計19の出力Cとの偏差を演算し、この
偏差により、調整弁10の開度Aの増加分ΔAを式
(1)に基づいてフィードバック制御する。
【0019】 ΔA=a(Cs −C) ……(1) 設定値Cs は数時間間隔で周期的に、例えば、図2に示
すように12時間周期で正弦波状に変化させる。調整弁
10が開いているときには、散気管9から発生する気泡
のエアリフト作用によって生物膜ろ過槽1内には循環流
が発生する。これにより、ろ材12に下向流が生じろ材
12内を均一化する。
【0020】一方、調整弁10が閉じているときには、
前記循環流が停止するためポンプ18を起動してろ材1
2内に下向流を作る。この際の調整弁10の弁開度制御
およびポンプ18のオン−オフ制御の手順が、図3のフ
ローチャートに示されている。
【0021】図3において、DO設定値Cs の変化に連
れ生物膜ろ過槽1内のDO値が上昇して調整弁10の弁
開度Aが下限弁開度A1以下となったとき(ステップS
T1Y )には、循環ポンプ16をオンにする(ステップ
ST2)。これにより、生物膜ろ過槽1内にはろ材12
上面からろ材12下面に向かう下向流が発生する。この
状態で、再びDO値が減少して調整弁10の弁開度Aが
下限弁開度A1を越え(ステップST1N )、かつ弁開
度Aが開度A2(A2≧A1)を越えたとき(ステップ
ST3N )には、散気管9から生物膜ろ過槽1内に空気
が充分に導入されるので、循環ポンプ18の運転を停止
する(ステップST4)。また、DO値が減少して調整
弁10の弁開度Aが下限弁開度A1を越え(ステップS
T1N )ても、弁開度Aが開度A2以下であるとき(ス
テップST3Y )には、循環ポンプ18の運転を続け
る。
【0022】以上のように制御器20による弁開度制御
およびポンプのオン−オフ制御を実行すると、ろ材12
内の微小動物数は、図4に示すように変化する。図4に
おいて、点線は従来例を示し、一旦増殖ピークを生じた
後、食物の不足によって急激に減少し、数週間後に再び
増殖ピークを生じる。これに対して本実施例では、DO
の周期的変化によって微小動物の増殖が抑制され、実線
で示すように、増殖ピークになる前に増殖が停止し、以
後ははぼ一定値で推移する。
【0023】生物膜ろ過槽1に流入する二次処理水の大
腸菌数は、通常1000〜10000個/mlであり、
微小動物により捕食され除去される。このため、排水配
管10の流出水は、図5に示すように推移する。図5に
おいて、点線で示す従来例では、微小動物数の変動に対
応して大腸菌数は、100〜5000個/mlの間を周
期的に変動する。一方、実線で示す本実施例では、微小
動物数が一定しているために、95%程度の大腸菌の除
去率の維持が可能となり、排水配管16の流出水の大腸
菌数もほぼ数100個/mlに保つことができる。ま
た、これらの微小動物はその他の細菌、懸濁物等も捕食
するため、排水配管16の流出水を清澄にすることもで
きる。
【0024】このように本実施例によれば、大腸菌除去
率を95%程度に維持することができ、排水配管16の
流出水中の大腸菌数もほぼ数100個/mlに保つこと
ができる。したがって、大腸菌数が放流基準の3000
個/mlをクリアしているので、後段の塩素消毒処理の
塩素注入量の大幅な低減もしくは塩素消毒処理自体を省
略することもできる。
【0025】また、散気管9から槽内に供給される気泡
のエアリフトと循環ポンプ18の循環流とを併用してい
るので、ろ材12内の下向流の速度を常にほぼ一定に保
つことができる。
【0026】以上本実施例では、調整弁10の弁開周期
を12時間程度としたが、本発明はこれに限定されず、
生物処理施設の規模、二次処理水の汚染度合い、二次処
理水の温度等により、その周期を適宜変更するようにし
ても良い。
【0027】また、本実施例では、DO設定値Cs は、
図2に示すように正弦波としたが、例えば、矩形波等所
定の周期が得られるパターンであれば良い。
【0028】さらに、槽内の循環手段としてポンプ18
を用いたが、エアリフト部7内に水中攪拌機を設けて上
向流を発生して循環させるようにしても良い。
【0029】さらに、図6に示すように、生物膜ろ過槽
の前段に酸素溶解槽22を設け、この酸素溶解槽で、二
次処理水にDOを供給した後、生物膜ろ過槽1で生物処
理してもよい。
【0030】さらに、図7に示すように、槽内において
ろ材12の下方に散気管9を配設し、この散気管9から
発生する気泡を直接ろ材12に向けて排気するようにし
ても良い。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、生
物膜ろ過槽中に供給される溶存酸素濃度を微生物や微小
動物の生育特性に基づく所定の周期で可変させるように
したので、大腸菌等の細菌を効率良く、かつ安定的に除
去できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る生物膜ろ過装置の一実施例を示す
構成図である。
【図2】調整弁の開度設定パターンの一例を示す説明図
である。
【図3】図1に示す実施例の処理手順を示すフローチャ
ートである。
【図4】図1の実施例構成における微小動物数の経時変
化を従来例と対比して示す特性図である。
【図5】図1の実施例構成における大腸菌数の経時変化
を従来例と対比して示す特性図である。
【図6】本発明に係る生物膜ろ過装置の他の実施例を示
す構成図である。
【図7】本発明に係る生物膜ろ過装置のさらに他の実施
例を示す構成図である。
【図8】生物膜ろ過装置を含む水処理施設の一例を示す
構成図である。
【符号の説明】
1 生物膜ろ過槽 7 エアリフト部 8 ろ過部 9 散気管 10 調整弁 12 ろ材 18 循環ポンプ 19 DO計 20 制御器 21 DO設定器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導入水をろ材およびこのろ材表面に生育
    した微生物や微小動物によって浄化する生物膜ろ過槽
    と、 この生物膜ろ過槽中に溶存酸素を供給する溶存酸素供給
    手段と、散気管と、 この溶存酸素供給手段の空気量または酸素量を調整する
    調整弁と、 前記生物膜ろ過槽内の溶存酸素濃度設定値を前記微生物
    や微小動物の生育特性に基づく所定の周期で可変させ、
    この溶存酸素濃度設定値と生物膜ろ過槽内の溶存酸素と
    の偏差に基づく弁開度により前記調整弁を制御する制御
    手段と、 前記調整弁が所定の弁開度以下のときは、その弁開度に
    応じて生物膜ろ過槽内の水を循環させる循環手段と、 を具備することを特徴とする生物膜ろ過装置。
  2. 【請求項2】 導入水をろ材およびこのろ材表面に生育
    した微生物や微小動物によって浄化する生物膜ろ過槽
    と、 この生物膜ろ過槽の前段に設けられ、生物膜ろ過槽へ送
    り込む水に溶存酸素を供給する酸素溶解槽と、 この酸素溶解槽に供給される空気量または酸素量を調整
    する調整弁と、 前記酸素溶解槽内の溶存酸素濃度設定値を前記生物膜ろ
    過槽の微生物や微小動物の生育特性に基づく所定の周期
    で可変させ、この溶存酸素濃度設定値と生物膜ろ過槽内
    の溶存酸素との偏差に基づく弁開度により前記調整弁を
    制御する制御器と、 前記調整弁が所定の弁開度以下のときは、その弁開度に
    応じて生物膜ろ過槽内の水を循環させる循環手段と、 を具備することを特徴とする生物膜ろ過装置。
JP3230540A 1991-09-10 1991-09-10 生物膜ろ過装置 Pending JPH0568985A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004261698A (ja) * 2003-02-28 2004-09-24 Ebara Corp 海水及び汽水の浄化方法とその装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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