JPH04267986A - 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、長時間にわたって
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ろ過モジュ
ールを長期間に渡り運転して鋭意検討した結果、複数の
ろ過モジュールに対してできるだけ均一に水量負荷を与
えること、及び高水量で吸引した場合、必ず吸引停止時
間が長くなるような条件をその膜モジュールに与えるこ
とで長期的に安定な運転が可能になることを見出し、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
ュールを少なくとも２つ以上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、
前記ろ過モジュールを１つ又は２つ以上のろ過モジュー
ルを有する複数のろ過モジュール群に分け、各ろ過モジ
ュール群からの処理水流出管にそれぞれ開閉弁を設け、
曝気槽への排水の流入量に応じて開いた開閉弁の数を調
整すると共に、開閉弁を開ける順番を順次変更するよう
にし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、前記の開い
た開閉弁の数に応じて吸引を行うポンプの台数を制御し
、あるいはそのポンプの回転数を制御することによって
、ろ過モジュールにかかっているろ過水量の負荷をでき
るだけ均一にすることができる。

【０００８】さらに、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、
これをＵ字状として例えば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
。このろ過モジュールの集液室を処理水流出管に連結し
、そのさいこの処理水流出管にはろ過モジュールの一つ
又はそれ以上を一つの群として連結し、この処理水流出
管に開閉弁を設け、さらにポンプを設けて、開閉弁を開
けてポンプを駆動することにより、ろ過モジュールで吸
引ろ過してろ過水を得る。この場合、ポンプによらなく
ても、水位のヘッド差によってもろ過することができる
が、そのろ過量（透過流束）は小さいので、両者を併用
する方式をとることが好ましい。

【０００９】前記のろ過モジュール群は二つ以上用いる
。ろ過モジュール全体によるろ過量は排水の流入量に対
応させるのが好ましいが、前述したようにろ過モジュー
ルの吸引ろ過、吸引停止の周期は自由に変動させない方
がよいので、排水の流入量の変動に応じて開閉弁を開け
て吸引ろ過を行わせるろ過モジュール群の数を増減させ
る。また、その吸引ろ過を行っている中に吸引停止を行
うべき周期に入ったろ過モジュール群についてはポンプ
を止めて開閉弁を閉めて吸引停止とし、代りに別のろ過
モジュール群の開閉弁を開けてポンプを駆動して吸引ろ
過を行わせるようにして、開閉弁を開けておく順番を変
更することにより、処理水を連続的に得ることができる
。前記の開閉弁の開閉はコントローラを用いて自動的に
制御するのが好ましい。その制御については処理槽内に
設けた水位レベル検知装置などにより排水の流入量の変
動を検知して行うことができる。

【００１０】

【作用】曝気槽内に複数のろ過モジュールを設置して吸
引した場合、一つのろ過モジュールに汚泥が付着し、ろ
過抵抗が増加するとそのろ過モジュールのろ過量が減少
し、その分まだろ過抵抗の少ない他のろ過モジュールに
水量負荷が増加する。この際、水量負荷が増加すると表
面に付着する汚泥の圧密性も増し、長期間運転すると付
着汚泥がろ過面で固まりやすくなった。汚泥が固まると
さらにろ過抵抗が増し、それが全体のろ過モジュールに
伝搬して全体の吸引ろ過の急激なろ過抵抗の上昇をもた
らすことが見出された。一方、汚泥が付着しても吸引を
停止することで、曝気槽内の流動により付着汚泥が剥離
する事が見出されたが、圧密性の高い付着汚泥ほど剥離
に要する時間がかかることも見出された。これらの観察
結果を基に、ろ過モジュールを長期的に安定して運転す
るためには汚泥が付着し、ろ過抵抗が増加したろ過モジ
ュールの影響をできるだけ他のろ過モジュールに伝搬さ
せないこと、及び一日の吸引操作の中で、吸引停止時間
を長くするサイクルを入れることによりろ過抵抗の急激
の上昇を防ぎ、長期的に安定な運転ができるようにする
ことが好ましい。こうした運転は特に水量変動のある排
水を処理する場合、効果的な運転方法となる。

【００１１】

【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。 実施例１ 図１及び図２は、本発明の一例である排水処理装置を示
したもので、図１はこの処理装置の模式的正面図を示し
、図２はその模式的平面図を示す。この処理装置では容
量４ｍ３　の曝気槽１に中空糸膜ろ過モジュール（１膜
モジュール当り本数１２０００本、膜面積１０ｍ２　、
孔径０．２μｍ、ポリエチレン系）を９本（図２の２ａ
，……４ｃ）投入し、図２に示すように３本毎に一組と
し、それぞれに処理水流出管５，６，７を接続し、各管
にそれぞれ電磁式開閉弁（以下「電磁弁」という）８，
９，１０を設置し、かつその後にポンプ１１，１２，１
３を設置した。なお、図２では電磁弁８についてはスペ
ースの関係で（弁「８」と示した。曝気槽１内には低低
水位ＬＬ、低水位Ｌ、中水位Ｍ、高水位Ｈを検知できる
レベル計１４を設置し、この信号を線１５でコントロー
ラ１６に送り、コントローラ１６から各電磁弁８，９，
１０に線１７で、また各ポンプ１１，１２，１３に線１
８で信号を送り、低水位では１本の電磁弁を開け、中水
位では２本、高水位では全部（３本）の電磁弁を開ける
ようにした。また低低水位では全ての電磁弁を閉じた。 ポンプは、上の電磁弁の開閉に対応して低水位で１台、
中水位で２台、高水位で３台運転したが、１台のポンプ
で回転数制御を行ってろ過水量を調整することもできる
。流入排水１９は曝気槽１に入り、上記のように吸引ろ
過されて、各処理水流出管５，６，７から処理水２０と
して取り出される。

【００１２】この処理装置を用いて、図３に示す流量変
動で、家庭下水を対象に１０ｍ３　／日の処理を行った
。 図３で横軸は一日の時刻であり、流量の増減をはっきり
させるために朝の６時を始点としている。流入量の変動
は相対流量（縦軸）で示している。

【００１３】Ｒｕｎ．１では低水位で開ける電磁弁を８
、中水位では８と９に固定し、長期的に運転した。Ｒｕ
ｎ．２では最初の流量サイクルに対し、低水位で８、中
水位で８，９、高水位で８，９，１０の弁を開け、次に
低水位で１０、中水位で１０，９、高水位で１０，９，
８を開け、その次では低水位で９、中水位で９，１０、
高水位９，１０，８を開けと、順次開閉する弁の順番を
変更して運転した。開く電磁弁を固定したＲｕｎ．１で
は運転開始後一ケ月目当りからろ過抵抗が上昇し、その
後急速に増加し運転が困難となった。これに対し、Ｒｕ
ｎ．２では運転開始後２ケ月たってもろ過抵抗の値は低
く、安定した運転が可能であった。

【００１４】なお、曝気槽１内に設けたレベル計１４で
は発泡によりレベルの検知を誤動作する現象が認められ
ることもあった。そこで、流入水管渠に流入堰を設け、
そのレベルで制御したところ安定した制御が行えた。

【００１５】

【発明の効果】本発明では、曝気槽に入る排水量に変動
があっても複数のろ過モジュール群を動作させる開閉弁
の開閉を制御することにより、各ろ過モジュールのろ過
の運転法を変えることなく、排水の流入量の変動に対応
できて、長期間ろ過抵抗が少ない状態でろ過を行うこと
ができる。

【００１６】開閉弁の開閉により使用するろ過モジュー
ル群の数を変え、また開閉弁の開閉する順番を変更する
ことによりろ過モジュール群のろ過、ろ過停止の運転す
る周期に影響を与えることも少ない。さらに、低流入量
のさいには、ポンプの回転数を変えられるようにして流
入量に応じたろ過量を保持することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一例である排水処理装置の模式的正面
図を示す。

【図２】図１に示す排水処理装置の模式的平面図を示す
。

【図３】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　　曝気槽 ２ａ，３ａ，４ａ　　ろ過モジュール ２ｃ，３ｃ　　ろ過モジュール ４ｂ，４ｃ　　ろ過モジュール ５，６，７　　処理水流出管 ８，９，１０　　電磁弁 １１，１２，１３　　ポンプ １４　　レベル計 １５，１７，１８　　線 １６　　コントローラ １９　　流入排水 ２０　　処理水

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
   を少なくとも２つ以上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、前記ろ
   過モジュールを１つ又は２つ以上のろ過モジュールを有
   する複数のろ過モジュール群に分け、各ろ過モジュール
   群からの処理水流出管にそれぞれ開閉弁を設け、曝気槽
   への排水の流入量に応じて開いた開閉弁の数を調整する
   と共に、開閉弁を開ける順番を順次変更するようにした
   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】　　開いた開閉弁の数に応じて吸引するポ
   ンプの台数を制御し、あるいはさらにそのポンプの回転
   数を制御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】　　流入排水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又は２に記載の流量変動対応型排水処理
   装置。
4. 【請求項４】　　ろ過モジュールとして中空糸膜から構
   成されたものを用い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項に記載の流量変動対応型排水処
   理装置。