JPH11347579A

JPH11347579A - 浄化槽

Info

Publication number: JPH11347579A
Application number: JP16156798A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Ishii; 康弘石井; Toshihiko Sato; 佐藤　　敏彦
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd; Kyocera Crystal Device Corp
Current assignee: Kyocera Crystal Device Corp; Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 1998-06-10
Filing date: 1998-06-10
Publication date: 1999-12-21

Abstract

(57)【要約】【課題】活性汚泥槽に組み込んだ膜分離装置の膜破損
を速やかに感知して、適正な運転管理ができるようにし
た浄化槽を提供する。【解決手段】少なくとも活性汚泥槽１と、該活性汚泥
槽１から処理水を取出すための膜分離装置２とを組込ん
だ浄化槽３において、前記膜分離装置２の処理水取出し
管４に超音波測定装置５のセンサー６を設け、該センサ
ー６による汚泥濃度検出から前記膜分離装置２の膜破損
を感知させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、屎尿、雑排水等の
生活排水、有機物系の産業排水等の処理に用いられ、特
に活性汚泥槽に膜分離装置を組み込んだ浄化槽に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】屎尿、雑排水等の生活排水、有機物系の
産業排水等は、活性汚泥法による処理が多く採用され、
前記排水を流量調整槽あるいは沈殿分離槽、活性汚泥
槽、沈殿槽の順に移流させて処理するようにした浄化槽
が用いられている。前記のような浄化槽において、最終
仕上げの沈殿槽は、処理水としての上澄水と汚泥（活性
汚泥）を比重差で分離させる方法であるため、該沈殿槽
に活性汚泥槽から移流する汚泥濃度が高すぎると上澄水
が取れにくく、あまり高くすることができない、また、
良好に汚泥を分離させようとするとどうしても槽容量が
大きくなってしまう。一方、活性汚泥槽は、該活性汚泥
槽の汚泥濃度が高いほどＢＯＤの分解能力を向上させる
ことができる。従って、ＢＯＤ分解能力の向上と固液分
離能力の性能を高め、且つ、小型化を図ることのできる
浄化槽が必要とされている。

【０００３】上記のような観点から、特開平６−７１２
７５号公報に示されるように、浄化槽内に沈殿槽の代わ
りに固液分離機能を有する膜分離装置を組み込んで小型
化を図り、活性汚泥槽と類似の好気処理性室内水をポン
プにより汲み上げ、前記膜分離装置に供給し透過水と濃
縮水に分け、前記透過水を処理水として放流させ、濃縮
水を前記好気処理性室に戻し、また定期的に前記濃縮水
を余剰汚泥として汚泥濃縮貯留槽に移流させるようにし
て、好気処理性室内の汚泥濃度を管理するようにした浄
化槽が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】沈殿槽を不要にして、
浄化槽の小型化を図るようにした前記特開平６−７１２
７５号公報に示されるような膜分離装置を組み込んだ浄
化槽には、次のような課題があった。膜分離装置から取
出す透過水は、そのまま処理水として放流させるため、
膜分離装置の膜が破損すると、汚泥が直接処理水に混入
して放流されてしまい、水質を著しく悪化させてしま
う。また、汚泥の流出に伴って活性汚泥槽の汚泥濃度が
減少してしまい、生物処理能力も低下をしてしまう。本
発明は、以上のような課題に鑑み、膜分離装置の膜破損
を速やかに感知して、適正な運転管理ができるようにし
た浄化槽を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、浄化槽に組込
んだ膜分離装置の膜が破損した場合に、浄化槽外へ汚泥
が流出しないように、膜透過水中の汚泥濃度を超音波測
定装置により連続的に検出させ、この汚泥濃度変化から
膜破損を速やかに感知させるものである。また、膜透過
水中の汚泥濃度及び活性汚泥槽の汚泥濃度も検出させ
て、より精度よく膜破損を速やかに感知させるものであ
る。

【０００６】即ち、本発明の請求項１は、図１に示すよ
うに、少なくとも活性汚泥槽１と、該活性汚泥槽１から
処理水を取出すための膜分離装置２とを組込んだ浄化槽
３において、前記膜分離装置２の処理水取出し管４に超
音波測定装置５のセンサー６を設け、該センサー６によ
る汚泥濃度検出から前記膜分離装置２の膜破損を感知さ
せるものである。

【０００７】また、本発明の請求項２は、超音波測定装
置５と接続される別のセンサー７を活性汚泥槽１に設
け、該センサー７による活性汚泥濃度の検出からも膜分
離装置２の膜破損を感知させるものである。

【０００８】また、本発明の請求項３は、超音波測定装
置５の出力に５〜２５ＭＨｚの周波数を用いるものであ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明について、図１を参照して
説明すると、浄化槽３は、活性汚泥槽１、及び該活性汚
泥槽１から処理水を取出すための膜分離装置２を有して
おり、これに付帯して夾雑物除去槽８、流量調整槽９、
消毒槽１０、さらには汚泥濃縮貯留槽１１が設けられ
る。なお、浄化槽３を構成する槽は、少なくとも前記活
性汚泥槽１を必須として設けるものであって、処理プロ
セスによっては活性汚泥槽１に、上記付帯される槽が取
り除かれてもよく、あるいは上記付帯される槽と別の槽
が付加されてもよい。

【００１０】一方、図１では、前記した各槽が一体にな
った浄化槽３を示しているが、前記各槽が別体であって
もよい。そして、外槽には、ＦＲＰ製、ＤＣＰＤ（ジシ
クロペンタジエン）製、又はコンクリート製等が用いら
れる。

【００１１】上記のような浄化槽３において、活性汚泥
槽１には、処理水を取出すための膜分離装置２、及び槽
内をブロワ１２を用いてばっ気する散気管１３が設けら
れている。また、前記膜分離装置２には、処理水取出し
管４が接続され、該処理水取出し管４の他端には、水面
より上側に設けた吸引ポンプ１４が接続されている。そ
して、前記処理水取出し管４には、膜分離装置２から透
過する処理水中の汚泥濃度を検出させるためのセンサー
６が接続され、そして該センサー６には、そのセンサー
６を制御する超音波測定装置５が設けられている。

【００１２】さらに、前記活性汚泥槽１には、該槽内の
余剰の活性汚泥を汚泥濃縮貯留槽１１に引抜くようにし
た引抜きポンプ１５が設けられ、該引き抜きポンプ１５
により汚泥移送管１６を介して、活性汚泥が汚泥濃縮貯
留槽１１へ引き抜かれるようにしている。なお、前記引
き抜きポンプ１５には、ブロワ１２の空気を利用するエ
アリフトポンプを用いてもよい（図示省略）。

【００１３】前記汚泥濃縮貯留槽１１には、引き抜きポ
ンプ１５により活性汚泥が移流され、該槽内で汚泥と中
間水に分離され、該中間水を流量調整槽９へ移流するよ
うに中間水引き抜きパイプ１７が設けられている。夾雑
物除去槽８には、流入排水１８に含まれる夾雑物（粗大
固形物）を除去する濾床１９が設けられ、該濾床１９を
通過する間に夾雑物が除去される。そして、流入排水１
８は流量調整槽９に移流される。

【００１４】流量調整槽９は、流入排水１８の流入変動
を緩和し、該槽内水を平均化して移流させるために設け
られるもので、槽内に取り付けた移流ポンプ２０により
槽内水を定量的に活性汚泥槽１へ移流させるようにして
いる。なお、前記移流ポンプ２０には、ブロワ１２の空
気を利用するエアリフトポンプを用いてもよい（図示省
略）。そして、前記活性汚泥槽１では、処理水が処理水
取出し管４を介して膜分離装置２から吸引ポンプ１４に
より取り出され、消毒槽１０に至り滅菌されて放流水２
１として排出される。

【００１５】上記のような浄化槽３において、流入排水
１８は次のようにして処理される。夾雑物除去槽８に流
入した流入排水１８は、濾床１９を通過する間に含有す
る夾雑物が除かれて、流量調整槽９に至る。流量調整槽
９では、移流ポンプ２０により平均化され定量で活性汚
泥槽１へ移流される。

【００１６】活性汚泥槽１では、浄化槽３の外部に設け
たブロワ１２からの空気により散気管１３を介してばっ
気され、活性汚泥により酸化分解される。このとき、Ｂ
ＯＤだけでなく、アンモニア性窒素が含まれる場合に
は、アンモニア性窒素も酸化（硝化）され硝酸性窒素に
変換される。従って、前記活性汚泥槽１では、ブロワ１
２のばっ気を間欠的に行い無酸素状態を作ってやると、
前記の硝酸性窒素が窒素ガスに還元されるので、脱窒素
を行わせることもできる。

【００１７】前記活性汚泥槽１で酸化分解された槽内水
は、吸引ポンプ１４により膜分離装置２から取り出さ
れ、処理水取出し管４を経て消毒槽１０へ移流される。
消毒槽１０に移流した処理水は、滅菌されて放流水２１
となり系外に排出される。なお、前記した膜分離装置２
の膜には、ＭＦ（マイクロフィルタ）膜、またはＵＦ
（ウルトラフィルタ）膜が用いられ、透過した処理水に
は、ＳＳがほとんど含まれず高度な処理水質となる。

【００１８】活性汚泥槽１に設けられた上記の膜分離装
置２は、固液分離する活性汚泥の濃度にほとんど影響さ
れず処理水を取り出すことができるため、前記活性汚泥
槽１では、汚泥濃度を５，０００〜２５，０００ｍｇ／
Ｌに高めることができ、ＢＯＤの分解やアンモニア性窒
素の硝化を高度に安定して行わせることができる。ま
た、前記のように汚泥濃度を高めた分だけ分解能力が向
上するため、活性汚泥槽１の容量を小さくさせることが
できる。なお、従来の沈殿槽を用いるときの活性汚泥槽
１の汚泥濃度は、２，０００〜４，０００ｍｇ／Ｌで運
転されている。

【００１９】次に膜破損の検出手段について説明する。
上記のような浄化槽３は、維持管理者が定期的に巡回し
て適正な運転が行われるようにしているが、維持管理者
がいない時に膜分離装置２の膜が、劣化、または硬い粒
子との衝突により破損した場合、活性汚泥が放流水２１
として浄化槽３から系外へ流出してしまう。

【００２０】そこで、膜分離装置２と接続される処理水
取出し管４には、超音波測定装置５と接続されるセンサ
ー６を設け、該センサー６により処理水中の汚泥濃度を
連続的に検出させて、膜破損を感知させるものである。
即ち、処理水中の汚泥濃度は、膜が破損していないとき
には実質０ｍｇ／Ｌであるのに対して、膜が破損すると
直ちに数１０ｍｇ／Ｌから数１００ｍｇ／Ｌに上昇する
ので、この濃度変化をセンサー６により検出させるもの
である。

【００２１】そして、前記超音波測定装置５には、セン
サー６の出力信号に基づいて、検出値と正常値として設
定した値とを比較し、検出値が設定値を超えたときに、
警報ライト、ブザー、または電話回線等により、使用者
または維持管理者へ通報できる機構を組込んでいる。さ
らには、警報を発した後に、吸引ポンプ１４及び移流ポ
ンプ２０を停止させる制御を組込むこともできる。

【００２２】一方、膜分離装置２の膜破損は、前記した
処理水中の汚泥濃度をセンサー６で検出させて感知する
以外に、活性汚泥槽１の汚泥濃度を検出させて感知する
こともできる。即ち、超音波測定装置５には、センサー
６とは別に接続されるセンサー７を活性汚泥槽１に浸漬
して汚泥濃度を検出させるものであり、膜破損を生じる
と汚泥が流出して槽内の汚泥濃度が減少するため、この
濃度変化をセンサー７で検出させるものである。従っ
て、本発明は、センサー６とセンサー７とを定期的に切
換えて、処理水中及び活性汚泥槽１の汚泥濃度を検出さ
せることにより、膜破損をより精度よく検出させること
ができる。なお、上記においては、センサー７の単独使
用も可能である。

【００２３】また、上記のようにセンサー７を用いる
と、膜破損の感知以外に汚泥濃度が判るので、活性汚泥
槽１の濃度管理が容易にでき、ＢＯＤ及びアンモニア性
窒素の酸化を良好に行えるという大きな効果を発揮させ
ることができる。そして、活性汚泥槽１の汚泥濃度は、
センサー７による検出濃度が設定値を超える値であった
ら、引抜きポンプ１５を稼動させて余剰分の汚泥を汚泥
濃縮貯留槽１１へ引抜くようにした方法で管理できる。
前記引抜きポンプ１５の稼動は、手動でもよく、また
は、センサー７の出力信号に基づいて自動的に所定時間
稼動させるようにした制御を超音波測定装置５に組込ん
でもよい。

【００２４】従って、センサー６とセンサー７とを設け
る場合、超音波測定装置５には、センサー６とセンサー
７とを定期的に切換えて汚泥濃度を検出させる手段が組
込まれ、また、引抜きポンプ１５を所定時間稼動させる
手段を組込んでもよい。

【００２５】次に汚泥濃度の検出手段について説明す
る。上記した超音波測定装置５と接続されるセンサー６
及びセンサー７には、超音波の発信部と受信部とがあ
り、前記発信部から発信された超音波は、前記発信部と
受信部の間に存在する汚泥により散乱、吸収されて減衰
する。受信部では、この減衰した超音波を受信し、電圧
に変換して超音波測定装置５へ送る。

【００２６】前記した超音波は、発信部と受信部との距
離が増大すると拡散して減衰し、また汚泥濃度が増大す
ると一定の関係に従い減衰が大きくなる。そして、汚泥
濃度を検知する特性は、超音波の周波数５〜２５ＭＨｚ
を用いると良好に得られることを見出した。

【００２７】図２には、センサー６に適した条件におけ
る超音波の減衰特性を示すが、汚泥濃度が略１，０００
ｍｇ／Ｌ以下においては、周波数として５〜２５ＭＨｚ
を用いると良好な特性が得られている。周波数が５ＭＨ
ｚ未満になると、感度が低下し検出した汚泥濃度の信頼
性が低くなってしまう。また、２５ＭＨｚを超えると、
感度が高すぎて使用上扱いにくく、またセンサーも製作
しにくくなる。一方、超音波の減衰は、汚泥濃度の影響
を受けるので、検出する汚泥濃度レベルが異なるセンサ
ー７には、該センサー７に適した発信部と受信部との距
離設定と、５〜２５ＭＨｚの間の適性な周波数を用いる
ことができるように超音波測定装置５に組込んでおくこ
とが好ましい。

【００２８】なお、センサー６は、処理水取出し管４の
内面に発信部と受信部とを対峙させ露出するようにして
設けることが好ましく、また、センサー７は、発信部と
受信部とを対峙させて活性汚泥槽１に浸漬させ、さらに
発信部と受信部の間にばっ気泡が通過すると、出力に乱
れを生じてしまい正確な汚泥濃度を検出させることがで
きにくいため、前記センサー７を散気管１３からのばっ
気泡が水面に向って上昇する範囲以外の場所に取付ける
ことが好ましい。

【００２９】以上のように、本発明は、少なくとも活性
汚泥槽１と、該活性汚泥槽１から処理水を取出すための
膜分離装置２とを組込んだ浄化槽において、処理水取出
し管４若しくは該処理水取出し管４及び活性汚泥槽１
に、特定の周波数を用いた超音波測定装置５と接続され
るセンサーを設けて汚泥濃度を検出させ、前記膜分離装
置２の膜破損を感知させるようにしたものである。

【００３０】

【発明の効果】本発明は、少なくとも活性汚泥槽１と、
該活性汚泥槽１から処理水を取出すための膜分離装置２
とを組込んだ浄化槽において、処理水取出し管、または
処理水取出し管及び活性汚泥槽の汚泥濃度を検出させる
ようにした超音波測定装置を設けたので、膜分離装置の
膜破損を速やかに感知することができる、また活性汚泥
槽の適性な汚泥濃度管理ができ、処理性能の安定した浄
化槽を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す浄化槽の断面図である。

【図２】汚泥濃度と超音波の減衰特性を示す図である。

【符号の説明】

１．活性汚泥槽２．膜分離装置３．浄化槽４．処
理水取出し管５．超音波測定装置６．センサー
７．センサー８．夾雑物除去槽９．流量調整槽１０．消毒槽１１．汚泥濃縮貯留槽１２．ブロワ
１３．散気管１４．吸引ポンプ１５．引き抜きポン
プ１６．汚泥移送管１７．中間水引き抜きパイプ
１８．流入排水１９．濾床２０．移流ポンプ２
１．放流水

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも活性汚泥槽と、該活性汚泥槽
から処理水を取出すための膜分離装置とを組込んだ浄化
槽において、前記膜分離装置の処理水取出し管に超音波
測定装置のセンサーを設け、該センサーによる汚泥濃度
検出から前記膜分離装置の膜破損を感知するようにした
ことを特徴とする浄化槽。
【請求項２】超音波測定装置と接続される別のセンサ
ーを活性汚泥槽に設け、該センサーによる活性汚泥濃度
の検出からも膜分離装置の膜破損を感知するようにした
ことを特徴とする請求項１に記載の浄化槽。
【請求項３】超音波測定装置の出力に５〜２５ＭＨｚ
の周波数を用いることを特徴とする請求項１または請求
項２に記載の浄化槽。