WO2006093070A1 - 水処理システム - Google Patents

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WO2006093070A1
WO2006093070A1 PCT/JP2006/303549 JP2006303549W WO2006093070A1 WO 2006093070 A1 WO2006093070 A1 WO 2006093070A1 JP 2006303549 W JP2006303549 W JP 2006303549W WO 2006093070 A1 WO2006093070 A1 WO 2006093070A1
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membrane separation
water
reaction tank
tank
treatment
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PCT/JP2006/303549
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Kazuhisa Nishimori
Kiyoshi Izumi
Taichi Uesaka
Tatsuya Uejima
Hidetoshi Masutani
Shigeto Miuma
Original Assignee
Kubota Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to a water treatment system and relates to a technique for performing advanced wastewater treatment using a membrane separation device.
  • this type of water treatment technology includes, for example, one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-840. This technique will be described with reference to FIG.
  • the septic tank sludge and human waste 41 are led to the aeration tank 42, and biological treatment with microorganisms or the like is performed in the aeration tank 42.
  • the biologically treated water subjected to the biological treatment is sent to the first membrane separation device 44 through the biological treatment water tank 43 and separated into the concentrated sludge 45 and the membrane separation water 46 in the membrane separation device 44.
  • Concentrated sludge 45 is partially returned to the aeration tank 42 and biological treatment water tank 43 as return sludge, and the remaining concentrated sludge is sent to the dehydrator 47 continuously or intermittently.
  • the membrane separation water 46 is mixed with the coagulating agent in the mixing tank 48 and then led to the coagulation tank 49. After flocs are formed in the coagulation tank 49, it is led to the coagulation membrane raw water tank 50, and then the second membrane separation device 51. In the membrane separation device 51, it is separated into agglomerated and concentrated sludge 52 and agglomerated membrane separation water 53.
  • the agglomerated membrane separation water 53 is led out of the system, a part of the agglomerated concentrated sludge 52 is returned to the agglomerated membrane raw water tank 50, and the remainder is continuously fed to the dehydrator 47 as a sludge slurry together with the remainder of the concentrated sludge 45. Supply and dehydrate.
  • the dehydrated dewatered sludge 55 is led out of the system, and the dehydrated separation liquid 56 separated from the sludge is continuously returned to the biological treatment tank 43.
  • the sewage treatment apparatus 30 includes a pretreatment facility 31, a first flocculation separation facility 32, a biological treatment facility 33, a second flocculation separation facility 34, an acid bath 35, an adsorption facility 36, a desalination facility 37, and a drying facility 38. And 39 discharge facilities.
  • the pretreatment facility 31 performs pretreatment such as preparation and homogenization of the amount and quality of sewage. is there.
  • the first flocculation / separation facility 32 performs the flocculation / precipitation separation process, and is arranged adjacent to the downstream of the pretreatment facility 31.
  • the biological treatment facility 33 performs biological treatment, and is disposed adjacent to the downstream side of the first coagulation / separation facility 32.
  • the second flocculation / separation facility 34 performs the flocculation membrane filtration separation process, and is arranged adjacent to the downstream of the biological treatment facility 33.
  • the oxidation facility 35 performs accelerated oxidation treatment, and is disposed adjacent to the downstream side of the second coagulation separation facility 34.
  • the adsorption facility 36 performs an adsorption process and is disposed adjacent to the downstream of the oxidation facility 35.
  • the desalination equipment 37 performs desalination treatment and is arranged adjacent to the downstream of the adsorption equipment 36.
  • the drying equipment 38 is for taking out solid salt, and is arranged adjacent to the downstream of the desalting equipment 37.
  • the discharge facility 39 discharges the final treated water to the public water area and is located adjacent to the downstream of the desalination facility 37.
  • the biologically treated water biologically treated in the aeration tank 42 is converted into membranes in multiple stages by the first membrane separation device 44 and the second membrane separation device 51.
  • the second membrane separation device 51 performs coagulation membrane separation using a coagulant.
  • the first coagulation separation facility 32 performs coagulation sedimentation separation treatment
  • the biological treatment facility 33 performs biological treatment
  • the second coagulation separation facility 34 performs aggregation membrane filtration separation. Process and perform advanced processing.
  • the extracellular substrate is depleted for the microorganisms in the reaction tank.
  • the microorganisms contained in the sludge flocs cause self-degradation, and the sludge flocs disperse with a high strength.
  • the membrane surface of the membrane separation device tends to be clogged due to the dispersed fine sludge and the small solid matter of microorganisms generated by the self-decomposition of microorganisms.
  • the present invention solves the above-described problems, and in the case where treated water after biological treatment is treated with a membrane separator, the membrane surface can be prevented from being blocked and the amount of the flocculant used can be reduced.
  • An object is to provide a processing system.
  • the raw water to be treated flowing into the system flows into the reaction tank of the membrane separation step through the biological treatment step, and the flocculant is used in the membrane separation step.
  • a water treatment system for performing membrane separation treatment comprising: raw water supply means for supplying the raw water to be treated to the reaction tank; and a flocculant addition means for adding the flocculant. .
  • the BOD concentration in the reaction tank of the membrane separation process is low (for example, 20 mgZL or less), and the amount of sludge generated is extremely low! / ⁇
  • an appropriate amount of raw water to be treated is supplied to the reaction tank by the raw water supply means, and the flocculant is added by the flocculant addition means.
  • an organic polymer flocculant that disintegrates under turbulent conditions 1 and hardly biodegrades is desirable.
  • the flocculant is added to the reaction tank alone, and some of the flocculant is mixed with the raw water to be treated in advance and then supplied to the reaction tank together with the raw water to be treated. Addition of the flocculant is performed at a certain ratio to the input amount of raw water to be treated.
  • the addition ratio of the flocculant is a certain ratio (the amount of flocculant per sludge concentration) with respect to the amount of sludge generated or sludge reduced in the reaction tank. By setting this addition ratio, it becomes possible to optimize the addition amount of the flocculant. Alternatively, measure the amount of coagulant contained in the excess sludge discharged from the reaction tank, determine the amount of coagulant that is deficient from the measured value based on empirical rules, and use it as the amount of coagulant to replenish the obtained deficiency. Is possible.
  • the membrane separation process in the membrane separation step may be performed by immersing the membrane separation means in the reaction tank or by placing the membrane separation means outside the reaction tank.
  • the raw water to be treated flowing into the system flows sequentially into the reaction tank of the membrane separation step through the pretreatment step and the biological treatment step, and the flocculant is used in combination in the membrane separation step.
  • a water treatment system for performing membrane separation treatment comprising: treated water supply means for supplying treated water in the pretreatment step to the reaction tank; and a flocculant adding means for adding the flocculant. To do.
  • the BOD concentration in the reaction tank of the membrane separation process is low (for example, 20 mgZL or less), and the amount of sludge generated is extremely low! /
  • an appropriate amount of treated water from the pre-treatment process is supplied to the reaction tank by the pre-treatment water supply means, and the coagulant is added by the coagulant addition means.
  • the flocculant is added to the reaction tank alone, and some of the flocculant is mixed in advance with the treated water in the pretreatment step and then supplied to the reaction tank together with the treated water. Addition of the flocculant is performed at a constant rate with respect to the input amount of the treated water.
  • the addition ratio of the flocculant is a fixed ratio (the amount of flocculant per sludge concentration) with respect to the amount of sludge generated or sludge reduced in the reaction tank. By setting this addition ratio, it becomes possible to optimize the addition amount of the flocculant. Alternatively, measure the amount of coagulant contained in the excess sludge discharged from the reaction tank, determine the amount of coagulant that is deficient from the measured value based on empirical rules, and use it as the amount of coagulant to replenish the obtained deficiency. Is possible.
  • the water treatment system of the present invention is characterized in that the pretreatment step is a solid-liquid separation treatment step or a dissolution treatment step.
  • the solid-liquid separation treatment step may be performed using a screen, or precipitation separation, filtration separation, and aggregation separation using a flocculant can be applied.
  • the dissolution process involves crushing residue and physicochemical dissolution of SS.
  • the water treatment system of the present invention is configured such that the effluent water from the biological treatment tank that forms the biological treatment process is precipitated between the biological treatment process and the membrane separation process, and the separated water is transferred to the reaction tank of the membrane separation process.
  • a precipitation treatment means to be supplied and a mixed solution supply means for directly supplying the effluent water of the biological treatment tank to the reaction tank in the membrane separation step without passing through the precipitation treatment means are provided.
  • the separation water that has passed through the precipitation treatment means is introduced into the reaction tank of the membrane separation step, and the effluent water from the biological treatment tank is supplied to the reaction tank in an appropriate amount without passing through the precipitation treatment means.
  • the amount of flocculant added is suppressed by adjusting the sludge concentration in the reaction tank.
  • the water treatment system of the present invention comprises a submerged membrane separator in the reaction tank of the membrane separation step, and the submerged membrane separator is disposed below the membrane separator and the membrane separator.
  • Control means for controlling the amount of aeration of the diffuser and the control means flows out through the membrane differential pressure of the membrane separation means, the inflow amount of the load flowing into the reaction tank, the water level in the reaction tank, and the membrane separation means.
  • the aeration amount of the diffuser is controlled using at least one of the outflow amounts of the membrane permeate as a control index.
  • the raw water to be treated or the treated water of the pretreatment step is used for the membrane separation treatment of the effluent from the biological treatment tank that forms the biological treatment step in the membrane separation step.
  • the membrane surface of the membrane separation means can be blocked and the amount of coagulant used can be suppressed.
  • FIG. 1 is a flowchart showing a water treatment system according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a submerged agglomerated membrane separation tank in the same example.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a water treatment system according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a water treatment system according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the water treatment system includes a first settling tank 2 in which the primary treatment process is a pretreatment process, a biological treatment tank 3 in which the secondary treatment process is a biological treatment process, and a precipitation tank 4 as a precipitation treatment means.
  • the tertiary treatment process consists of a submerged agglomerated membrane separation tank 5 in the membrane separation process.
  • the first sedimentation tank 2 performs solid-liquid separation treatment on the raw water 1 to be treated flowing into the system, and the biological treatment tank 3 biologically treats primary treated water that is treated water flowing out from the first precipitation tank 2.
  • the sedimentation tank 4 performs solid-liquid separation treatment of the effluent flowing from the biological treatment tank 3, and the submerged aggregate membrane separation tank 5 biologically treats the separated water that is the secondary treated water flowing out of the sedimentation tank 4.
  • the force provided with the sedimentation tank 4 The effluent water from the biological treatment tank 3 can be directly supplied to the submerged aggregation membrane separation tank 5 for biological treatment.
  • the submerged agglomerated membrane separation tank 5 is obtained by immersing the submerged membrane separator 7 in the reaction tank 6, but it is also possible to adopt a configuration in which the membrane separator is arranged outside the reaction tank 6. .
  • the operation of the water treatment system in the first embodiment is based on continuous treatment, but operation in which batch treatment is performed in each tank is also possible.
  • the water treatment system has a main flow path system 8 that sequentially connects the first sedimentation tank 2, the biological treatment tank 3, the sedimentation tank 4, and the submerged aggregation membrane separation tank 5.
  • the primary treated water supply system 9 that serves as a treated water supply means for supplying primary treated water to the reaction tank 6, and the effluent from the biological treatment tank 3 without passing through the settling tank 4 And a liquid mixture supply system 10 for supplying directly to 6.
  • the submerged agglomerated membrane separation tank 5 has a coagulant supply system 11 as a coagulant addition means for supplying the coagulant to the reaction tank 6, and the coagulant supply system 11 is in the middle of the raw water supply system 9. It is also possible to connect them.
  • the biological treatment tank 3 has an aeration device, and a pump and a valve device are appropriately provided in the main flow path 8, the primary treated water supply system 9, and the mixed liquid supply system 10. Provided.
  • the submerged membrane separation device 7 includes a plurality of flat plate membrane cartridges 21 and an air diffuser 22 for ejecting a membrane-cleaning gas from below the case 23.
  • a blower 24 for supplying air to the device 22 is arranged outside the tank.
  • Each membrane cartridge 21 communicates with a permeate discharge pipe 25 via a water collection pipe (not shown).
  • This submerged membrane separation device 7 aspirates the activated sludge mixed liquid in the tank with the air ejected from the air diffuser 22, and uses the air as the membrane surface cleaning gas on the membrane surface of the membrane cartridge 21. Let it work.
  • the submerged membrane separator 7 applies a driving pressure to the membrane cartridge 21 by the suction pump 26, and the activated sludge mixed liquid in the tank is filtered by the membrane cartridge 21.
  • the permeate that has passed through the membrane cartridge 21 is led out of the tank through the permeate outlet pipe 25 as treated water.
  • the membrane cartridge 21 can be gravity filtered using the water head in the tank as the driving pressure.
  • the aeration air ejected from the diffuser 22 generates an upward flow of the mixed liquid in the tank, and the upward flow including the air bubbles and the mixed liquid force in the tank cleans the film surface of the membrane cartridge 21. Therefore, it prevents the malfunction of the separation function by suppressing the decrease of the separation function.
  • the pretreatment step is initially composed of the settling tank 2, and the pretreatment method is appropriately selected according to the properties of the raw water 1 to be treated. For example, when the raw water 1 to be treated contains coarse residue, solid-liquid separation is performed using a screen. By removing the coarse residue, blockage of the membrane cartridge 21 and the air diffuser 22 in the submerged membrane separator 7 is prevented.
  • the BOD concentration of the raw water 1 to be treated is too large, which may adversely affect the biodegradable substance concentration and COD concentration in the treated water of the submerged membrane separation device 7, sedimentation separation and filtration
  • the BOD concentration of the primary treated water flowing into the biological treatment process is reduced, and the increase in the MLSS concentration in the reaction tank 6 is suppressed.
  • the submerged aggregate membrane separation tank 5 is provided with a water level meter 12 in the reaction tank 6, a main flow path 8 connected to the reaction tank 6, a primary treated water supply system 9, and a mixed liquid supply system.
  • the flow meter 13, 14, 15 is installed in 10
  • the flow meter 16 and the pressure gauge 17 are installed in the permeate outlet pipe 25, and the control device 18 is the flow meter 13, 14, 15, 16 and pressure gauge 17.
  • the operation of the blower 24 and the suction pump 26 is controlled based on the measured value.
  • Example 1 the primary treated water supply system 9 is provided.
  • the present invention provides raw water as a raw water supply means for supplying the raw water 1 to be treated to the reaction tank 6 as Example 2. It is also possible to provide a supply system 18.
  • the raw water supply system 18 is connected to the primary treated water supply system 9, and the primary treated water and the raw water 1 to be treated are selectively mixed or reacted. It is also possible to supply to tank 6.
  • the raw water 1 to be processed flowing into the system is first processed through the sedimentation tank 2, the biological treatment tank 3, and the submerged aggregation membrane separation tank 5 in this order.
  • the BOD concentration in 6 is low (for example, 20 mgZL or less), the amount of sludge generated in the reaction tank 6 becomes extremely small.
  • an appropriate amount of primary treated water is supplied from the primary treated water supply system 9 to the reaction tank 6 of the submerged aggregation membrane separation tank 5.
  • an appropriate amount of raw water 1 to be treated is supplied from the raw water supply system 18, and in Example 3, at least one of primary treated water and raw water 1 to be treated is supplied.
  • the BOD concentration in the reaction tank 6 is adjusted to increase the amount of sludge generated in the reaction tank 6, and a predetermined amount of the flocculant supply system 11 is used. Add flocculant.
  • the organic component and SS in the reaction tank 6 are increased, and the properties of the liquid mixture (membrane separation target liquid) in the reaction tank 6 are changed to floc formation. Adjust to an appropriate sludge concentration, and coagulate organic components (soluble substances) and SS (solid matter) with a flocculant to form a sufficiently large sludge floc.
  • the flocculant is added to the reaction vessel 6 alone, but it is also possible to add the flocculant to the raw water 1 to be treated in the middle of the raw water supply system 9. In this case, the flocculant is added at a constant rate to the amount of raw water 1 to be treated, and the flocculant is mixed in advance. Supply target raw water 1 to reaction tank 6.
  • the addition ratio of the flocculant can be optimized by adding the flocculant at a constant ratio (the amount of flocculant per sludge concentration) with respect to the amount of sludge generation or sludge reduction. It becomes.
  • measure the amount of coagulant contained in the excess sludge discharged from the reaction tank 6, determine the amount of coagulant that is insufficient in the measured value, based on empirical rules, and use it as the coagulant amount to replenish the obtained shortage. Is also possible.
  • the amount of the flocculant added is determined as follows. When the sludge concentration in reactor 6 increases
  • the flocculant is adsorbed on the sludge floc
  • the flocculant concentration A (mg / L) in the reaction tank 6 is proportional to the sludge concentration B (mg / L)
  • the flocculant concentration C per sludge concentration is C.
  • the amount of flocculant added E (mgZd) per day is obtained for the amount of sludge increase D (mgZd) per day in the reaction tank 6.
  • the amount of flocculant added per day (mgZd) is determined by the following formula.
  • sludge decrease rate in reaction tank 6 MLSS decrease rate MLSS increase rate
  • sludge concentration decrease rate MLSS concentration decrease rate MLSS concentration increase rate
  • the conventional method that is, the soluble COD concentration in the reaction tank 6, the COD concentration in the effluent water flowing out from the reaction tank 6, the turbidity, etc. are measured, and these measured values are appropriate values.
  • the flocculant can be added more simply than the method of adding the flocculant.
  • stirring is performed in the reaction tank 6, either a mechanical type or a pneumatic type can be employed.
  • the aeration is performed by the diffuser 22 of the submerged aggregation membrane separation tank 5.
  • Fig. 5 shows the relationship between the negative pressure increase rate (kPaZd) and the MLSS concentration (mgZL) when the submerged membrane separator 7 of the submerged agglomeration membrane separation tank 5 is operated in the arch
  • Negative pressure increase acceleration indicates that the larger the value, the more easily the membrane gets dirty.
  • the quality of the raw water 1 to be treated is not constant and varies.
  • the increase in sludge in the reaction tank 6 changes, and the increase in sludge causes an increase in the amount of flocculant used.
  • it is required to control the amount of increase in sludge within an appropriate range even if the water quality fluctuates.
  • This sludge increase amount is controlled by considering the quality of the raw water 1 to be treated and the quality of the secondary treated water in the biological treatment tank 3, and the mixing conditions of the primary treated water or the raw water 1 to be treated and the secondary treated water. It is done by changing. However, this control is an advanced control that requires a lot of experience.
  • the submerged membrane separation device 7 when the submerged membrane separation device 7 is operated under a load condition where the MLSS concentration in the reaction vessel 6 is low, the water quality fluctuation of the raw water 1 to be treated is the mixture in the reaction vessel 6 Sensitive to the filterability. For this reason, sludge is generated in real time according to fluctuations in water quality Although it is necessary to control the amount of production, real-time control is virtually impossible because it is difficult to perform water quality analysis quickly.
  • the BOD concentration in the secondary treated water is lowered, and therefore, it can be dealt with by adjusting the mixing ratio of the primary treated water.
  • the BOD concentration of secondary treated water increases and the amount of water decreases. In this state, in order to maintain the water quality and amount of the permeate in the submerged agglomerated membrane separation tank 5, it is necessary to increase the amount of coagulant used.
  • BOD is 3 (mg / L) in biologically treated water (secondary treated water), and the raw water The BOD is 7 (mg / L) due to the inflow water into the reaction tank that is made by mixing 1:10 with biologically treated water.
  • BOD of raw water (raw water to be treated 1) is 150 (mg / L) and standard, BOD is 20 (mg / L) for biologically treated water (secondary treated water).
  • the BOD is 32 (mg / L) with the inflow water to the reaction tank mixed at 1:10.
  • BOD of raw water is as large as 500 (mg / L). Sometimes, BOD is 150 (mg / L) in biologically treated water (secondary treated water in biological treatment tank 3). The BOD is 182 (mg / L) due to the inflow water into the reaction tank that is mixed with biologically treated water at 1:10.
  • the BOD load CZT X is 0.02 and stable. If the water quality of the raw water 1 to be treated fluctuates greatly, the BO D load CZTX becomes 0.1 and sludge growth increases, and by-product metabolites (noopolymers) produced by microorganisms, the filterability of the mixture in the tank becomes unsuitable for membrane separation.
  • the control device 18 has at least one of the transmembrane differential pressure acting on the membrane cartridge 21, the inflow amount of the load flowing into the reaction tank 6, the water level in the reaction tank 6, and the outflow amount of the membrane permeate.
  • the air volume of the air diffuser 22 is controlled using one of them as a control index.
  • the transmembrane pressure difference is measured with a pressure gauge 17.
  • the inflow of the load flowing into the reaction tank 6 is the amount of water flowing into the reaction tank 6 through the main flow path 8, the primary treated water supply system 9, and the mixed liquid supply system 10, and is measured by the flow meters 13, 14, and 15. .
  • the water level in the reaction tank 6 is measured with a water level meter 12, and the flow rate of the membrane permeate is measured with a flow meter 16.
  • the transmembrane pressure is an index that indirectly indicates the membrane surface blocking state of the membrane separation device, and the membrane surface tends to be clogged when the transmembrane pressure increases. For this reason, when the transmembrane differential pressure measured by the pressure gauge 17 rises, the operation of the blower 24 is controlled to increase the amount of air blown by the air diffuser 22.
  • the amount of permeate that has passed through the membrane cartridge 21 is measured by the flow meter 16, and the amount of flowing water flowing into the reaction tank 6 is measured by the flow meters 13, 14, and 15. Alternatively, measure the water level in reaction tank 6 with water level gauge 12.
  • the flux is displayed as an instantaneous flux, and the amount of water flowing into the reaction tank 6 is displayed as the amount of inflow wastewater.
  • the inflow wastewater amount (measured at flow meters 13, 14, and 15)
  • the operation of the suction pump 26 is controlled so that the instantaneous flux is doubled
  • the operation of the blower 24 is controlled so that the aeration volume is 150%.
  • the aeration volume can also be controlled by the combination of the transmembrane differential pressure measured by the pressure gauge 17, the inflow measured by the flow meters 13, 14, and 15, and the water level measured by the water level gauge 12. It is.

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Description

明 細 書
水処理システム
技術分野
[0001] 本発明は、水処理システムに関し、膜分離装置を用いて排水の高度な処理を行う 技術に係るものである。
背景技術
[0002] 従来、この種の水処理技術には、例えば日本国特許公報の特開 2004— 840号公 報に記載するものがある。この技術を図 6を参照して説明する。
[0003] 浄化槽汚泥、し尿 41はばつ気槽 42に導き、ばつ気槽 42において微生物等による 生物処理を施す。生物処理を施した生物処理水は生物処理水槽 43を経て第 1の膜 分離装置 44に送り、膜分離装置 44において濃縮汚泥 45と膜分離水 46とに分離す る。
[0004] 濃縮汚泥 45は一部を返送汚泥としてばっ気槽 42、生物処理水槽 43へ返送し、残 つた濃縮汚泥を連続的または間欠的に脱水機 47に送る。一方、膜分離水 46は混和 槽 48で凝集薬剤と混和して後に凝集槽 49へ導き、凝集槽 49でフロックを形成した 後に凝集膜原水槽 50へ導き、その後に第 2の膜分離装置 51に送り、膜分離装置 51 において凝集濃縮汚泥 52と凝集膜分離水 53とに分離する。
[0005] 凝集膜分離水 53は系外へ導き出し、凝集濃縮汚泥 52は一部を凝集膜原水槽 50 に返流し、残りは濃縮汚泥 45の残部とともに汚泥スラリーとして連続的に脱水機 47 に供給して脱水する。脱水した脱水汚泥 55は系外へ導き出し、汚泥から分離された 脱水分離液 56は連続的に生物処理水槽 43中に返流する。
[0006] また、従来の技術としては、 日本国特許公報の特開 2003— 236584号公報に開 示するものがある。この技術を図 7を参照して説明する。
[0007] 汚水処理装置 30は前処理設備 31と第 1凝集分離設備 32と生物処理設備 33と第 2 凝集分離設備 34と酸ィ匕設備 35と吸着設備 36と脱塩設備 37と乾燥設備 38と放流設 備 39を備えている。
[0008] 前処理設備 31は汚水の水量および水質の調製 ·均一化等の前処理を行うもので ある。第 1凝集分離設備 32は凝集沈殿分離処理を行うものであり、前処理設備 31の 下流に隣接して配置する。生物処理設備 33は生物処理を行うものであり、第 1凝集 分離設備 32の下流に隣接して配置する。第 2凝集分離設備 34は凝集膜ろ過分離 処理を行うものであり、生物処理設備 33の下流に隣接して配置する。
[0009] また、酸化設備 35は促進酸化処理を行うものであり、第 2凝集分離設備 34の下流 に隣接して配置する。吸着設備 36は吸着処理を行うものであり、酸化設備 35の下流 に隣接して配置する。脱塩設備 37は脱塩処理を行うものであり、吸着設備 36の下流 に隣接して配置する。
[0010] さらに、乾燥設備 38は固形塩を取り出すものであり、脱塩設備 37の下流に隣接し て配置する。放流設備 39は最終処理水を公共用水域に放流するものであり、脱塩 設備 37の下流に隣接して配置する。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0011] 上述したように、特開 2004— 840号公報において、ばつ気槽 42で生物処理した生 物処理水は第 1の膜分離装置 44および第 2の膜分離装置 51によって多段階に膜分 離しており、特に第 2の膜分離装置 51では凝集剤を併用して凝集膜分離を行ってい る。
[0012] また、特開 2003— 236584号公報においては、第 1凝集分離設備 32で凝集沈殿 分離処理を行い、生物処理設備 33で生物処理を行い、第 2凝集分離設備 34で凝集 膜ろ過分離処理を行って高度な処理を行って ヽる。
[0013] し力し、生物処理水の BOD濃度は一定ではなぐ生物処理前の原水における BO
D濃度に起因して変動する。このため、膜分離装置を配置した反応槽において凝集 剤を併用して高度な処理を行う場合には以下の問題がある。
[0014] 生物処理水の BOD濃度が低 、 (20mg/L)場合には、反応槽における汚泥発生 量 (微生物量)が小さくなり、反応槽内の有機物濃度が低くなる。このため、凝集剤を 添加しても反応槽内で形成される汚泥フロックが小さくなり、汚泥フロックが分散し易 い傾向となり、凝集剤の使用量が増加する。
[0015] また、流入 BOD濃度が低い環境は反応槽内の微生物にとって細胞外の基質が枯 渴する状態であり、微生物が細胞内の炭素源（内生基質)を使いはじめることで汚泥 フロックに含まれた微生物が自己分解を起こし、汚泥フロックが細力べ分散する。この ため、分散した細かい汚泥および微生物の自己分解によって発生する微生物の小さ い固形物質に起因して膜分離装置の膜面が閉塞し易くなる。
[0016] さらに、高度な処理に浸漬型凝集膜分離槽を用いる場合にあっては、運転に適し た汚泥濃度範囲が存在する。この汚泥濃度範囲は、十分な処理性能を確保するた めに、あるいは汚泥フロックを好適な大きさに形成するために必要なものである。しか し、流入 BOD濃度が低い場合には、運転に適した汚泥濃度に達するまでに時間を 要し、もしくは達成が難しくなる。
[0017] 本発明は上記した課題を解決するものであり、生物処理した後の処理水を膜分離 装置で処理するものにおいて、膜面の閉塞を抑制し、凝集剤の使用量を抑制できる 水処理システムを提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0018] 上記課題を解決するために、本発明の水処理システムは、系内に流入する処理対 象原水が生物処理工程を経て膜分離工程の反応槽へ流入し、膜分離工程で凝集 剤を併用して膜分離処理を行う水処理システムであって、前記処理対象原水を前記 反応槽へ供給する原水供給手段と、前記凝集剤を添加する凝集剤添加手段を備え ることを特徴とする。
[0019] 上記した構成により、膜分離活性汚泥法を高度な処理に適用する場合において、 膜分離工程の反応槽での BOD濃度が低く（例えば 20mgZL以下）、汚泥発生量が 極めて少な!/ヽ場合には、生物処理工程を経て!/、な ヽ処理対象原水の適量を原水供 給手段により反応槽へ供給するとともに、凝集剤添加手段により凝集剤を添加する。
[0020] この処理対象原水の添加によって有機物成分や SSを増加させて、反応槽の膜分 離対象液の性状をフロック形成に適したものに調整し、凝集剤により有機物成分 (溶 解性物質)や SS (固形物）を凝集させて十分な大きさの汚泥フロックを形成する。
[0021] このように、反応槽内の汚泥濃度をフロック形成に適した所定の汚泥濃度に調整し て汚泥フロック径の増大を図ることで、膜面閉塞の低減およびろ過性の向上を図るこ とができ、生物処理工程の処理水を好適に処理することが可能となり、かつ凝集剤添 加量を低減することができる。
[0022] 凝集剤には乱流条件下で解体し 1 、かつ生物分解し難い有機系高分子凝集剤 が望ましい。
[0023] また、凝集剤は単独で反応槽へ添加するカゝ、ある ヽは処理対象原水へ予め混合し た後に処理対象原水とともに反応槽へ供給する。凝集剤の添加は処理対象原水の 投入量に対して一定の割合で行う。
[0024] この凝集剤の添加割合は、反応槽における汚泥発生量もしくは汚泥減少量に対し て一定の割合 (汚泥濃度当たりの凝集剤量)とする。この添加割合とすることで凝集 剤の添加量を最適化することが可能となる。ある 、は反応槽から排出する余剰汚泥 中に含まれる凝集剤量を計測し、計測した値から不足する凝集剤量を経験則により 求め、求めた不足量を補充する凝集剤量とすることも可能である。
[0025] このことにより、従来の手法、つまり反応槽内の溶解性 COD濃度や、反応槽から流 れ出る流出水中の COD濃度、濁度などを計測し、これらの計測値が適値となるよう に凝集剤を添加する手法よりも簡便に、凝集剤の添加を行える。膜分離工程におけ る膜分離処理は、反応槽中に膜分離手段を浸潰して行っても良ぐ反応槽外に膜分 離手段を配置して行っても良い。
[0026] 本発明の水処理システムは、系内に流入する処理対象原水が前処理工程および 生物処理工程を順次に経て膜分離工程の反応槽へ流入し、膜分離工程で凝集剤を 併用して膜分離処理を行う水処理システムであって、前記前処理工程の処理水を前 記反応槽へ供給する処理水供給手段と、前記凝集剤を添加する凝集剤添加手段を 備えることを特徴とする。
[0027] 上記した構成により、膜分離活性汚泥法を高度な処理に適用する場合において、 膜分離工程の反応槽での BOD濃度が低く（例えば 20mgZL以下）、汚泥発生量が 極めて少な!/、場合には、生物処理工程を経て!/、な!/ヽ前処理工程の処理水の適量を 前処理水供給手段により反応槽へ供給するとともに、凝集剤添加手段により凝集剤 を添加する。
[0028] この前処理工程の処理水の添加によって有機物成分や SSを増加させて、反応槽 の膜分離対象液の性状をフロック形成に適したものに調整し、凝集剤により有機物 成分 (溶解性物質)や ss (固形物)を凝集させて十分な大きさのフロックを形成する。
[0029] このように、反応槽内の汚泥濃度をフロック形成に適した所定の汚泥濃度に調整し て汚泥フロック径の増大を図ることで、膜面閉塞の低減およびろ過性の向上を図るこ とができ、生物処理工程の処理水を好適に処理することが可能となり、かつ凝集剤添 加量を低減することができる。
[0030] また、凝集剤は単独で反応槽へ添加するカゝ、ある ヽは前処理工程の処理水へ予め 混合した後に処理水とともに反応槽へ供給する。凝集剤の添加は処理水の投入量 に対して一定の割合で行う。
[0031] この凝集剤の添加割合は、反応槽における汚泥発生量もしくは汚泥減少量に対し て一定の割合 (汚泥濃度当たりの凝集剤量)とする。この添加割合とすることで凝集 剤の添加量を最適化することが可能となる。ある 、は反応槽から排出する余剰汚泥 中に含まれる凝集剤量を計測し、計測した値から不足する凝集剤量を経験則により 求め、求めた不足量を補充する凝集剤量とすることも可能である。
[0032] また、本発明の水処理システムは、前処理工程が、固液分離処理工程もしくは溶解 処理工程カゝらなることを特徴とする。
[0033] 上記した構成において、固液分離処理工程は、スクリーンを用いて行ってもよぐあ るいは沈殿分離、ろ過分離、凝集剤を用いた凝集分離等の方法が適用可能である。 溶解処理工程は、し渣の破砕、 SS分の物理化学的溶解を行う。
[0034] また、本発明の水処理システムは、生物処理工程と膜分離工程の間に、生物処理 工程をなす生物処理槽の流出水を沈殿処理して分離水を膜分離工程の反応槽へ 供給する沈殿処理手段と、前記沈殿処理手段を経ずに前記生物処理槽の流出水を 膜分離工程の反応槽へ直接供給する混合液供給手段とを設けたことを特徴とする。
[0035] 上記した構成により、沈殿処理手段を経た分離水を膜分離工程の反応槽へ導入し 、沈殿処理手段を経な!ヽ生物処理槽の流出水を適宜な量で反応槽へ供給すること で、反応槽における汚泥濃度の調整を行って凝集剤の添加量を抑制する。この場合 に、沈殿処理手段を経た分離水だけを反応槽へ供給することも可能である。
[0036] また、本発明の水処理システムは、膜分離工程の反応槽内に浸漬型膜分離装置を 備え、浸漬型膜分離装置が膜分離手段と膜分離手段の下方に配置する散気装置と 散気装置のばつ気量を制御する制御手段とを有し、制御手段が膜分離手段の膜間 差圧、反応槽へ流入する負荷の流入量、反応槽における水位、膜分離手段を通して 流出する膜透過液の流出量のうちで少なくとも何れか一つを制御指標として散気装 置のばつ気量を制御することを特徴とする。
発明の効果
[0037] 以上のように本発明によれば、膜分離工程にぉ 、て生物処理工程をなす生物処理 槽の流出水を膜分離処理するのに際して、処理対象原水もしくは前記前処理工程の 処理水と凝集剤を供給することで、膜分離手段の膜面の閉塞を抑制し、凝集剤の使 用量を抑制できる。
図面の簡単な説明
[0038] [図 1]本発明の実施例 1における水処理システムを示すフローシート図
[図 2]同実施例における浸漬型凝集膜分離槽を示す模式図
[図 3]本発明の実施例 2における水処理システムを示すフローシート図
[図 4]本発明の実施例 3における水処理システムを示すフローシート図
[図 5]MLSSと負圧増加速度の関係を示すグラフ図
[図 6]従来の水処理システムを示すフローシート図
[図 7]従来の水処理システムを示すブロック図
発明を実施するための最良の形態
[0039] 以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
[0040] 実施例 1
図 1〜図 2において、水処理システムは、一次処理工程が前処理工程の最初沈殿槽 2からなり、二次処理工程が生物処理工程の生物処理槽 3および沈殿処理手段とし ての沈殿槽 4カゝらなり、三次処理工程が膜分離工程の浸漬型凝集膜分離槽 5からな る。
[0041] 最初沈殿槽 2は系内に流入する処理対象原水 1を固液分離処理し、生物処理槽 3 は最初沈殿槽 2から流れ出る処理水である一次処理水を生物処理する。沈殿槽 4は 生物処理槽 3から流れ出る流出水を固液分離処理し、浸漬型凝集膜分離槽 5は沈 殿槽 4力 流れ出る二次処理水である分離水を生物処理する。 [0042] 本実施例 1では沈殿槽 4を設けている力 生物処理槽 3の流出水を直接に浸漬型 凝集膜分離槽 5へ供給して生物処理することもできる。浸漬型凝集膜分離槽 5は反 応槽 6に浸漬型膜分離装置 7を浸潰したものであるが、反応槽 6の槽外に膜分離装 置を配置する構成とすることも可能である。また、本実施例 1における水処理システム の運転は、連続処理を基本とするが、各槽でバッチ処理を行う運転も可能である。
[0043] 水処理システムは、最初沈殿槽 2、生物処理槽 3、沈殿槽 4、浸漬型凝集膜分離槽 5を順次に接続する主流路系 8を有している。この主流路 8とは別途に、一次処理水 を反応槽 6へ供給する処理水供給手段をなす一次処理水供給系 9と、沈殿槽 4を経 ずに生物処理槽 3の流出水を反応槽 6へ直接供給する混合液供給系 10とを備えて いる。
[0044] 浸漬型凝集膜分離槽 5は、反応槽 6へ凝集剤を供給する凝集剤添加手段をなす凝 集剤供給系 11を有し、凝集剤供給系 11は原水供給系 9の途中に接続して設けるこ とも可能である。
[0045] また、図面において開示していないが、生物処理槽 3はばつ気装置を有し、主流路 8、一次処理水供給系 9、混合液供給系 10にはポンプおよび弁装置を適宜に設けて いる。
[0046] 浸漬型膜分離装置 7は、複数枚の平板状膜カートリッジ 21と、その下方より膜面洗 浄気体を噴出する散気装置 22とをケース 23の内部に配置してなり、散気装置 22へ 空気を供給するブロア 24を槽外に配置している。各膜カートリッジ 21は集水管（図示 省略)を介して透過液導出管 25に連通している。
[0047] この浸漬型膜分離装置 7は、散気装置 22から噴出する空気で槽内の活性汚泥混 合液ばつ気し、かつばつ気空気を膜面洗浄気体として膜カートリッジ 21の膜面に作 用させる。
[0048] このばつ気状態において、浸漬型膜分離装置 7は吸引ポンプ 26によって膜カートリ ッジ 21に駆動圧を与え、膜カートリッジ 21により槽内の活性汚泥混合液をろ過する。 膜カートリッジ 21を透過した透過液は処理水として透過液導出管 25を通じて槽外へ 導出する。膜カートリッジ 21は槽内の水頭を駆動圧として重力ろ過することも可能で ある。 [0049] 散気装置 22より噴出するばつ気空気は槽内混合液の上昇流を生じさせ、ばつ気空 気の気泡および槽内混合液力もなる上昇流が膜カートリッジ 21の膜面を洗浄し、分 離機能の低下を抑制して機能不全に至ることを防止する。
[0050] 本実施例 1では前処理工程が最初沈殿槽 2からなるが、前処理の手法は処理対象 原水 1の性状によって適宜に選択する。例えば、処理対象原水 1が粗いし渣を含む 場合には、スクリーンを用いて固液分離する。粗いし渣を除去することにより、浸漬型 膜分離装置 7における膜カートリッジ 21や散気装置 22における閉塞を防止する。
[0051] また、処理対象原水 1の BOD濃度が大きすぎることにより、浸漬型膜分離装置 7の 処理水における生物難分解性物質濃度、 COD濃度に悪影響が生じる場合には、沈 殿分離、ろ過分離、凝集分離等を行うことで、生物処理工程へ流入する一次処理水 の BOD濃度を低減し、反応槽 6における MLSS濃度の増加を抑制する。
[0052] あるいは、処理対象原水 1の BOD濃度が小さすぎることにより、反応槽 6における MLSS濃度が十分な濃度にまで増加しない場合には、物理的手法によるし渣破砕、 化学薬品による化学反応的溶解処理、あるいは化学薬品による酸ィ匕によって生物難 分解性物質を易分解性化することなどにより、生物処理工程へ流入する一次処理水 の BOD濃度を増力！]させ、反応槽 6における MLSS濃度の増加を促進する。
[0053] 図 2に示すように、浸漬型凝集膜分離槽 5は、反応槽 6に水位計 12を設け、反応槽 6へ接続する主流路 8、一次処理水供給系 9、混合液供給系 10に、それぞれ流量計 13、 14、 15を設け、透過液導出管 25に流量計 16および圧力計 17を設けており、制 御装置 18が流量計 13、 14、 15、 16および圧力計 17の計測値に基づいてブロア 24 および吸引ポンプ 26の運転を制御する。
[0054] 実施例 1では一次処理水供給系 9を設けたが、本発明は、図 3に示すように、実施 例 2として、反応槽 6へ処理対象原水 1を供給する原水供給手段として原水供給系 1 8を設けることも可能である。また、図 4に示すように、実施例 3として、一次処理水供 給系 9に原水供給系 18を接続し、一次処理水と処理対象原水 1を選択的に、あるい は混合して反応槽 6へ供給することも可能である。
[0055] 以下、実施例 1の構成における作用を説明するが、実施例 2および実施例 3におい ても基本的な作用は同じであるので、その説明は省略する。 [0056] 系内に流入する処理対象原水 1は、最初沈殿槽 2、生物処理槽 3、浸漬型凝集膜 分離槽 5を順次に経て処理される。
[0057] 二次処理工程の二次処理水を浸漬型凝集膜分離槽 5で処理する場合に、反応槽
6における BOD濃度が低く（例えば 20mgZL以下)なると反応槽 6の汚泥発生量が 極めて少なくなる。
[0058] この場合には、浸漬型凝集膜分離槽 5の反応槽 6へ一次処理水供給系 9から適量 の一次処理水を供給する。ここで、実施例 2では原水供給系 18から適量の処理対象 原水 1を供給し、実施例 3では一次処理水と処理対象原水 1の少なくとも何れかを供 給する。
[0059] この一次処理水 (もしくは処理対象原水 1)の供給によって、反応槽 6における BOD 濃度を調整して反応槽 6における汚泥発生量を増加させるとともに、凝集剤供給系 1 1から所定量の凝集剤を添加する。
[0060] また、反応槽 6における汚泥濃度を調整するために、生物処理槽 3の流出水の適 宜の量を沈殿槽 4を経ずに混合液供給系 10から反応槽 6へ直接供給することも可能 である。この汚泥濃度調整によって凝集剤の添加量を抑制することができる。この場 合に、反応槽 6へ導入する二次処理水を全て沈殿槽 4を経な ヽ生物処理槽 3の流出 水とすることも可能である。
[0061] 上述したように、一次処理水および凝集剤の添加によって反応槽 6における有機物 成分や SSを増加させて、反応槽 6の槽内混合液 (膜分離対象液)の性状をフロック 形成に適した汚泥濃度に調整し、凝集剤により有機物成分 (溶解性物質)や SS (固 形物）を凝集させて十分な大きさの汚泥フロックを形成する。
[0062] このように、反応槽 6における汚泥濃度をフロック形成に適したものに調整して汚泥 フロック径の増大を図ることで、膜面閉塞の低減およびろ過性の向上を図ることがで き、生物処理工程の処理水を好適に処理することが可能となり、かつ凝集剤添加量 を低減することができる。
[0063] 上述した構成では、凝集剤を反応槽 6へ単独で添加して ヽるが、原水供給系 9の途 中において処理対象原水 1へ凝集剤を添加することも可能である。この場合、処理対 象原水 1の投入量に対して一定割合で凝集剤を添加し、凝集剤を予め混合した処理 対象原水 1を反応槽 6へ供給する。
[0064] この凝集剤の添加割合は、汚泥発生量もしくは汚泥減少量に対して一定の割合（ 汚泥濃度当たりの凝集剤量)で添加することで凝集剤の添加量を最適化することが 可能となる。もしくは、反応槽 6から排出する余剰汚泥中に含まれる凝集剤量を計測 し、計測した値力 不足する凝集剤量を経験則により求め、求めた不足量を補充す る凝集剤量とすることも可能である。この凝集剤の添加量は以下にして決定する。 反応槽 6における汚泥濃度が増加する場合
つまり、一次処理水に由来する BODに起因して汚泥が増加し、あるいは、二次処 理水に含まれる固形分、 SS分の濃縮によって増加する場合には、次式によって 1日 当たりの凝集剤添加量 E (mg,d)を決定する。
E = C X D
ここでは、凝集剤が汚泥フロックに吸着して存在し、反応槽 6における凝集剤濃度 A (mg/L)が汚泥濃度 B (mg/L)に比例するとし、汚泥濃度当たりの凝集剤濃度 C =AZBを求める。そして、反応槽 6における 1日当たりの汚泥増加量 D(mgZd)に 対して 1日当たりの凝集剤添加量 E (mgZd)を求める。
[0065] 反応槽 6における汚泥濃度が減少する場合
つまり、反応槽 6へ導入する二次処理水のほとんどが生物処理槽 3と沈殿槽 4を経 た二次処理水であり、反応槽 6における汚泥が自己分解により減少し、余剰汚泥の 引き抜きに伴い減少する場合には、次式によって 1日当たりの凝集剤添加量 (mgZ d)を決定する。
凝集剤添加量 =汚泥減少速度 =汚泥濃度減少速度 X反応槽容量
ここで、反応槽 6における汚泥減少速度 = MLSS減少速度 MLSS増加速度であり 、上式の両辺を反応槽 6の槽容量で除算すると、汚泥濃度減少速度 = MLSS濃度 減少速度 MLSS濃度増加速度となる。
[0066] 上述した手法によれば、従来の手法、つまり反応槽 6における溶解性 COD濃度や 、反応槽 6から流れ出る流出水中の COD濃度、濁度などを計測し、これらの計測値 が適値となるように凝集剤を添加する手法よりも簡便に、凝集剤の添加を行える。
[0067] 反応槽 6で攪拌を行う場合には、機械式、空気式のいずれも採用可能であるが、本 実施の形態では浸漬型凝集膜分離槽 5の散気装置 22によるばつ気で行う。
[0068] 図 5に浸漬型凝集膜分離槽 5の浸漬型膜分離装置 7を吸弓 |ろ過方式で運転する場 合における負圧増加速度 (kPaZd)と MLSS濃度 (mgZL)の関係を示す。負圧増 加速度はその値が大き 、ほど膜が汚れ易 、ことを表す。
[0069] これによると、 MLSS濃度が低いほどに負圧増加速度が大きくなり、平板状膜カー トリッジ 21の膜が汚れ易くなるは明らかであり、一次処理水および凝集剤の添カ卩によ つて MLSS濃度を増カロさせることで膜の目詰まりを抑制できる。
[0070] 以下に表 1を参照して説明する。
[0071] [表 1]
想定汚水処理量 100
原水水質 二次処理水水質
BOD mg/し 200
T-N mg し 40
定常運転
反応槽 HRT hr 2
反応槽容量 m3 8.33
収率係数 0.75
死滅係数 1 /d 0.1
見かけ上の収率係数 0.4
反応槽内想定 MLSS mg/し 8000
BOD除去速度（20¾) kg/kgMし SS d 0.12
ケース 1 ε 定常運転における凝集剤削減 (BOD規制のみ）
\ \ \ 生下水なし 生下水投入 反応槽内 BOD除去速度 kg/d 8 8
投入可能生下水 mVd 42 生下水投入量 mVd 0 20
MLSS増加速度 g/d 750 3600
MLSS減少速度 g/d 6700 6700 凝集剤添加必要量 g/d 5950 3100
凝集剤削減量 2850 凝集剤削減率 % 48 ケース 2 定常運転における凝集剤削減 (T - -N規制あり、 l OmgN/L以下） 反応槽内 BOD除去速度 kg/d 8 8
投入可能生下水 42 生下水投入量 mVd 0 6.25
MLSS増加速度 g/d 800 1600
MLSS減少速度 g/d 6700 6700 凝集剤添加必要量 g/d 5950 5100
凝集剤削減量 800 凝集剤削減率 % 14 ケース 3 定常運転における凝集剤削減 (T - -N規制あり、 1 0mgNZL以下） 沈殿槽を経ない二次処理水供給
反応槽内 BOD除去速度 kg/d 8 8
投入可能生下水 mVd 42 生下水投入量 0 6.25
MLSS增加速度 g/d 800 1600
MLSS減少速度 g/d 6700 6700 二次処理水による MLSS追加速度 g/d 4200 4200
凝集剤添加必要量 g/d 1700 900
凝集剤削減量 800 凝集剤削減率 % 47 ケース 1
これは二次処理水質に BOD規制のみがある場合を示すものであり、生下水（一次 処理水）を投入可能量の 50%程度にあたる 20m3Zdを添加した。凝集剤添加必要 量は生下水（一次処理水）の投入を行わない場合に 5950gZdであったもの力 生 下水を投入することで 3100gZdに低減され、凝集剤削減量が 2850gZdとなり、凝 集剤削減率 48%を得た。
[0073] ケース 2
これは二次処理水質に BODおよび T N規制がある場合を示すものであり、生下 水（一次処理水）をケース 1ほどに投入できず 6. 25m3Zdを添加した。凝集剤添カロ 必要量は生下水の投入を行わない場合に 5900gZdであったもの力 生下水を投入 することで 5100gZdに低減され、凝集剤削減量が 800gZdとなり、凝集剤削減率 1 4%を得た。
[0074] ケース 3
これは二次処理水質に BODおよび T N規制がある場合を示すものであり、生下 水（一次処理水）を 6. 25m3Zdを添加するとともに、混合液供給系 10から沈殿槽 4 を経ない生物処理槽 3の流出水の適宜の量を高度な処理工程の反応槽 6へ直接供 給した。凝集剤添加必要量は生下水の投入を行わず、沈殿槽 4を経ない生物処理 槽 3の流出水の投入を行う場合に 1700gZdであったものが、生下水と、沈殿槽 4を 経ない生物処理槽 3の流出水を投入することで 900gZdに低減され、凝集剤削減量 が 800gZdとなり、凝集剤削減率 47%を得た。
[0075] ところで、処理対象原水 1の水質は一定でなく変動する。この水質変動にともなって 反応槽 6における汚泥増加量が変化し、汚泥の増加は凝集剤使用量の増加を招く。 このため、本発明における凝集剤低減効果を十分に発揮させるには、水質が変動し ても汚泥増加量を適正な範囲に制御することが求められる。
[0076] この汚泥増加量の制御は、処理対象原水 1の水質および生物処理槽 3の二次処理 水の水質を考慮し、一次処理水もしくは処理対象原水 1と二次処理水との混合条件 を変更することで行う。しかし、この制御は多くの経験を必要とする高度な制御となる
[0077] また、本発明のように、反応槽 6における MLSS濃度が低い負荷条件で浸漬型膜 分離装置 7を運転する場合に、処理対象原水 1の水質変動は反応槽 6の槽内混合 液のろ過性に敏感に影響する。このため、水質の変動に応じてリアルタイムに汚泥発 生量の制御を行うことが必要であるが、水質分析を迅速に行うことが困難なために、リ アルタイムな制御は実質的に不可能である。
[0078] 例えば、複数種類の清涼飲料水を同一ラインで製造し、その工場廃水を生物処理 する場合に、製造する製品が変わると工場廃水の水質は大きく変動し、生物処理槽 3の BOD負荷が変化する。しかし、生物処理の活性汚泥が環境変動に対して馴致 するには数日を要するので、二次処理水の水質、つまり反応槽 6での流入 BODを短 時間に安定化するにはかなりの経験が！/ヽる。
[0079] また、生物処理効率が向上する場合には、二次処理水における BOD濃度が低下 するので、一次処理水の混合割合の調整で対応できる。しかし、生物処理効率が低 下する場合には、二次処理水の BOD濃度が高くなり、水量も低下する。この状態で 浸漬型凝集膜分離槽 5における透過液の水質および水量を目標値に維持するため には凝集剤の使用量の増加が必要である。
[0080] 以下に処理対象原水 1の水質変動が槽内混合液のろ過性に与える影響を説明す る。一般的な生物処理法では、反応槽の生物量 X(mgZL)と流入 BOD C (mg/L )と槽内滞留時間 T (day)との関係において、 BOD負荷 CZTXが 0. 01 < C/TX< 0. 02であるときに、処理水質が良好である力 活性汚泥の増殖が不良となる。また、 C/TX>0. 1では、生物処理が困難となって処理水質が悪化する。
[0081] 本発明においても、処理対象原水 1の水質が大きく変動すれば、生物処理槽 3の 二次処理水が大きく変動する。このことを表 2および表 3に示す。
[0082] [表 2]
原水 生物処理水 反応槽への流入水 混和比率 1 : 1 0
(原水:生物処理水）
BOD (mgZL) 小 50 3 7
BOD (mg/L) 標準 150 20 32
BOD (mg/L) 大 500 150 182 [0083] [表 3]
Figure imgf000017_0001
[0084] 表 2に示すように、原水（処理対象原水 1)の BODが 50 (mgZL)と小さいときに、 生物処理水（二次処理水）で BODが 3 (mg/L)となり、原水と生物処理水とを 1： 10 で混合してなる反応槽への流入水で BODが 7 (mg/L)となる。原水（処理対象原水 1)の BODが 150 (mg/L)と標準であるときに、生物処理水（二次処理水）で BOD が 20 (mg/L)となり、原水と生物処理水とを 1： 10で混合してなる反応槽への流入 水で BODが 32 (mg/L)となる。原水（処理対象原水 1)の BODが 500 (mg/L)と 大き 、ときに、生物処理水（生物処理槽 3の二次処理水）で BODが 150 (mg/L)と なり、原水と生物処理水とを 1： 10で混合してなる反応槽への流入水で BODが 182 ( mg/L)となる。
[0085] 表 3に示すように、槽内滞留時間 Tが 0. 25 (day)、槽内の生物量 Xが 7000 (mgZ L)であると、 BOD負荷 CZTXは、流入水の流入 BOD Cが 7 (mgZL)のときに 0. 004となり、流入水の流入 BOD Cが 32 (mgZL)のときに 0. 02となり、流入水の流 入 BOD Cが 182 (mgZL)のときに 0. 1となる。
[0086] したがって、流入 BOD Cが 32 (mgZL)となる通常運転時には、 BOD負荷 CZT Xが 0. 02となって安定している力 処理対象原水 1の水質が大きく変動すると、 BO D負荷 CZTXが 0. 1となって汚泥増殖が大きくなり、微生物が生成する副代謝物（ ノィォポリマー）によって槽内混合液のろ過性が膜分離に不向きなものとなる。
[0087] このため、制御装置 18は、膜カートリッジ 21に作用する膜間差圧、反応槽 6へ流入 する負荷の流入量、反応槽 6における水位、膜透過液の流出量のうちで少なくとも何 れか一つを制御指標として散気装置 22のばつ気量を制御する。 [0088] 膜間差圧は圧力計 17において計測する。反応槽 6へ流入する負荷の流入量は、 主流路 8、一次処理水供給系 9、混合液供給系 10を通して反応槽 6へ流入する流水 量であり、流量計 13、 14、 15において計測する。反応槽 6の水位は水位計 12で計 測し、膜透過液の流出量は流量計 16で計測する。
制御方法 1
膜間差圧は膜分離装置の膜面閉塞状態を間接的に示す指標となるものであり、膜 間差圧が上昇したときに膜面が目詰まりする傾向にある。このため、圧力計 17で計 測する膜間差圧が上昇したときにブロア 24の運転を制御し、散気装置 22のばつ気 量を増加させる。
[0089] [表 4]
Figure imgf000018_0001
[0090] 例えば表 4に示すように、予め設計値として設定する最小膜間差圧値に対応する ばつ気量を 100%とすると、膜間差圧が最小膜間差圧値より 5kPa増加すると 150% のばつ気量とし、膜間差圧が最小膜間差圧値より lOkPa増加すると 200%のばつ気 量とする。このばつ気量の増加が膜面閉塞状態の軽減に寄与することを表 5に示す。
[0091] [表 5]
Figure imgf000018_0002
[0092] 表 5において、ばつ気量を増カロさせることで膜間差圧の上昇速度が 0. 6から 0. 12 に抑えられた。また、瞬間フラックスは 2. 2を維持できる。
制御方法 2
膜面の閉塞は、フラックスが高ぐ膜分離装置の稼動率が高くなるほどに進行が早 い。このため、膜カートリッジ 21を透過した透過液量を流量計 16で計測し、反応槽 6 へ流入する流水量を流量計 13、 14、 15において計測する。もしくは、反応槽 6の水 位を水位計 12で計測する。
[0093] [表 6]
Figure imgf000019_0001
[0094] 表 6において、フラックスは瞬間フラックスとして表示し、反応槽 6へ流入する流水量 は流入排水量として表示している。表 6に示すように、予め設計値として設定する設 計フラックス、設計流量、反応槽の基準水位に対応するばつ気量を 100%とすると、 流入排水量 (流量計 13、 14、 15において計測する流水量）が設計流量の 2倍となつ たときには、瞬間フラックスが 2倍となるように吸引ポンプ 26の運転を制御するとともに 、ばつ気量が 150%となるようにブロア 24の運転を制御する。
[0095] 流入排水量 (流量計 13、 14、 15において計測する流水量）が設計流量の 2. 5倍と なったときには、瞬間フラックスが 2. 5倍となるように吸引ポンプ 26の運転を制御する とともに、ばつ気量が 200%となるようにブロア 24の運転を制御する。
[0096] 流入排水量の増減は反応槽 6の水位においても検知できる。このため、水位計 12 で計測する水位が基準水位より 0. 5m高くなつたときには、瞬間フラックスが 2倍とな るように吸引ポンプ 26の運転を制御するとともに、ばつ気量が 150%となるようにプロ ァ 24の運転を制御する。
[0097] 水位計 12で計測する水位が基準水位より 1. Om高くなつたときには、瞬間フラック スが 2. 5倍となるように吸引ポンプ 26の運転を制御するとともに、ばつ気量が 200% となるようにブロア 24の運転を制御する。
ばつ気量の制御は、圧力計 17で計測する膜間差圧、流量計 13、 14、 15で計測す る流入量、水位計 12で計測する水位の組み合わせにお 、て制御することも可能で ある。

Claims

請求の範囲
[1] 系内に流入する処理対象原水が生物処理工程を経て膜分離工程の反応槽へ流入 し、膜分離工程で凝集剤を併用して膜分離処理を行う水処理システムであって、前 記処理対象原水を前記反応槽へ供給する原水供給手段と、前記凝集剤を添加する 凝集剤添加手段を備えることを特徴とする水処理システム。
[2] 系内に流入する処理対象原水が前処理工程および生物処理工程を順次に経て膜 分離工程の反応槽へ流入し、膜分離工程で凝集剤を併用して膜分離処理を行う水 処理システムであって、前記前処理工程の処理水を前記反応槽へ供給する処理水 供給手段と、前記凝集剤を添加する凝集剤添加手段を備えることを特徴とする水処 理システム。
[3] 前処理工程が、固液分離処理工程もしくは溶解処理工程からなることを特徴とする 請求項 2に記載の水処理システム。
[4] 生物処理工程と膜分離工程の間に、生物処理工程をなす生物処理槽の流出水を沈 殿処理して分離水を膜分離工程の反応槽へ供給する沈殿処理手段と、前記沈殿処 理手段を経ずに生物処理槽の流出水を膜分離工程の反応槽へ直接供給する混合 液供給手段とを設けたことを特徴とする請求項 1に記載の水処理システム。
[5] 生物処理工程と膜分離工程の間に、生物処理工程をなす生物処理槽の流出水を沈 殿処理して分離水を膜分離工程の反応槽へ供給する沈殿処理手段と、前記沈殿処 理手段を経ずに前記生物処理槽の流出水を膜分離工程の反応槽へ直接供給する 混合液供給手段とを設けたことを特徴とする請求項 2に記載の水処理システム。
[6] 膜分離工程の反応槽内に浸漬型膜分離装置を備え、浸漬型膜分離装置が膜分離 手段と膜分離手段の下方に配置する散気装置と散気装置のばつ気量を制御する制 御手段とを有し、制御手段が膜分離手段の膜間差圧、反応槽へ流入する負荷の流 入量、反応槽における水位、膜分離手段を通して流出する膜透過液の流出量のうち で少なくとも何れか一つを制御指標として散気装置のばつ気量を制御することを特徴 とする請求項 1に記載の水処理システム。
[7] 膜分離工程の反応槽内に浸漬型膜分離装置を備え、浸漬型膜分離装置が膜分離 手段と膜分離手段の下方に配置する散気装置と散気装置のばつ気量を制御する制 御手段とを有し、制御手段が膜分離手段の膜間差圧、反応槽へ流入する負荷の流 入量、反応槽における水位、膜分離手段を通して流出する膜透過液の流出量のうち で少なくとも何れか一つを制御指標として散気装置のばつ気量を制御することを特徴 とする請求項 2に記載の水処理システム。
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