JPH10225686A - 汚水処理装置 - Google Patents

汚水処理装置

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JPH10225686A
JPH10225686A JP9029881A JP2988197A JPH10225686A JP H10225686 A JPH10225686 A JP H10225686A JP 9029881 A JP9029881 A JP 9029881A JP 2988197 A JP2988197 A JP 2988197A JP H10225686 A JPH10225686 A JP H10225686A
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aeration
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filtration
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Seiji Izumi
清司 和泉
Yutaka Yamada
山田  豊
Masaharu Nurishi
雅治 塗師
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    • 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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Abstract

(57)【要約】 【課題】 汚水の流入と連動して曝気を行うことがで
き、膜装置において好適に濾過を行える汚水処理装置を
提供する。 【解決手段】 膜カートリッジ29の膜透過側に連通す
る透過液管32を、通常運転水位より上方に頂部32a
が位置する逆U字状に配置し、その終端部32bを槽外
において膜カートリッジ29の上端と同一高さ位置で大
気圧下に開放する。一旦濾過が停止された後は汚水38
の流入があってもすぐには濾過は開始されず、曝気槽液
位が透過液管32の頂部32aを越えた時にはじめて濾
過が再開されるので、その間に、曝気装置27を停止す
ればよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、生活排水などの有
機性汚水を処理する汚水処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】生活排水などの有機性汚水を処理する従
来の汚水処理装置として、たとえば図4に示したよう
な、前処理槽1と膜分離装置2を設置した曝気槽3と処
理水槽4とを備えた小型合併浄化槽がある。
【0003】膜分離装置2はたとえば、上下が開口した
ケース2a内の上部に、上下方向に配置する平板状の膜
カートリッジ2bを一定間隔で平行に配列したものであ
り、膜カートリッジ2bは、図示を省略するが、濾板の
両表面に濾過膜を配置し、濾板と濾過膜との間、あるい
は濾板の内部に形成される膜透過液流路に連通する膜透
過液取出口を形成したものである。
【0004】このような小型合併浄化槽では、汚水5を
前処理槽1へ導入して、図示を省略したスクリーンなど
できょう雑物を除去し、次いで壁部6,7により曝気槽
3へ案内して、曝気槽3内の活性汚泥混合液8と混合
し、ブロワ9により曝気装置10を通じて膜カートリッ
ジ2bの下方より曝気する状態において、活性汚泥の作
用によって汚水5中に含まれている有機物や窒素分を除
去している。
【0005】このとき、曝気槽3内の活性汚泥混合液8
をその自然水頭を駆動圧として膜カートリッジ2bによ
り重力濾過し、膜カートリッジ2bの膜透過液取出口に
チューブ11,集水管12を介して連通した透過液管1
3により透過液14を処理水槽4へ取り出している。
【0006】処理水槽4内の透過液14は、消毒部15
に導いて消毒した後、浄化処理水16として装置外部へ
流出させている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記したような膜分離
装置2では通常、透過液管13の終端部13aを処理水
槽4内において膜分離装置2の上端位置またはそれより
上方位置で開口させており、これにより、曝気槽3内の
液位が透過液管13の終端部13aに相応する位置まで
低下した時に濾過が停止し、また曝気槽3内の液位が終
端部13aより上昇して、膜分離装置2の膜面の両側に
必要な水頭差が生じた時に、直ちに濾過が開始されるよ
うになっている。
【0008】したがって、膜分離装置2は、曝気槽3内
への汚水5の流入が開始されたら直ちに濾過を行える状
態にする必要がある。濾過を行える状態とは、膜カート
リッジ2bの下方に設置された曝気装置10を通じて曝
気が行われていて、膜カートリッジ2bの膜面に対する
クロスフローが生じている状態をいう。
【0009】このためには、曝気装置10を通じて連続
曝気する場合は別として、曝気槽3内への汚水5の流入
と曝気装置10の駆動とを連動させる必要があるが、曝
気槽3内への汚水5の流入を検知することは実用上は非
常に難しい。(ただし、ポンプ等で汚水が流入される場
合はポンプの起動を汚水の流入と解釈できる。)しか
し、連続曝気を行うと、動力費が高くなるだけでなく、
過剰曝気によって生物処理に悪影響が及ぼされる。
【0010】一法として、曝気槽3内に液位計を設置す
ることが考えられる。ところが、膜分離装置2は、上記
したように液位が上昇し始めると直ちに濾過が開始され
る構成なので、曝気槽3内へ汚水5がわずかでも流入す
れば濾過が起こる。しかるに、液位計によって検知でき
るのは、液位計の種類にもよるが10cm以上の液位変
動なので、液位計によって液位上昇が検知されるまで
は、曝気のない状態、すなわちクロスフローが供給され
ない状態で濾過が行われることになり、濾過効率がよく
ないだけでなく、膜分離装置2の膜面に目詰まりが生じ
やすいという問題がある。
【0011】本発明は上記問題を解決するもので、汚水
の流入と連動して曝気を行うことができ、膜分離装置に
おいて効率よく濾過を行えるようにすることを目的とす
るものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明の汚水処理装置は、有機性汚水を活性汚泥処
理する曝気槽の内部に、槽内の自然水頭を駆動圧として
活性汚泥混合液を重力濾過する膜分離装置を浸漬設置
し、膜分離装置の下部に曝気装置を配設した汚水処理装
置であって、前記膜分離装置の膜透過側に連通する透過
液管は、通常運転水位より上方に頂部が位置する逆U字
状に配置し、その終端部を槽外において前記膜分離装置
の上端と同一高さ位置またはそれより上方で大気圧下に
開放したものである。
【0013】好ましくは、曝気槽内の液位を測定する液
位測定手段を設け、曝気装置に給気するブロワーを起動
停止する制御装置を前記液位測定手段に接続して設け、
前記制御装置により、液位測定手段によって測定される
液位が、透過液管の終端部より所定距離上方に相応する
下限水位まで低下した時にブロワーを停止し、透過液管
の頂部に相応する上限水位まで上昇した時にブロワーを
起動するように構成する。下限水位は、曝気停止により
生じる液位低下によって、濾過は停止されるが膜面は露
出しない最低水位として設定される。
【0014】また好ましくは、液位測定手段として、液
位計、または曝気装置に給気するブロワーの吐出側圧力
を測定する圧力計を使用する。上記した構成によれば、
膜分離装置の膜透過側に連通する透過液管が、通常運転
水位より上方に頂部が位置する逆U字状に配置され、そ
の終端部が槽外において膜分離装置の上端と同一高さ位
置で大気圧下に開放されているので、透過液管が満管状
態となって濾過が行われている時は、サイホン現象によ
って、曝気槽内の液位が透過液管の終端部に相応する位
置に低下するまで濾過が継続される。
【0015】一方、一旦サイホン状態が切れて濾過が停
止されると、曝気槽内へ汚水が流入しても濾過はすぐに
は開始されず、曝気槽内の液位が透過液管の頂部を越え
て、曝気槽液位と透過液管の頂部との間で濾過水頭が確
保された時にはじめて濾過が開始される。
【0016】このような、濾過が停止してから濾過が再
開されるまでの間は必ずしもクロスフローは必要ではな
いので、曝気を停止することが可能となり、それにより
脱窒素のための嫌気状態を確保することも可能となる。
また、いつ汚水の流入があるかわからない時に不必要な
曝気を行う不経済を防止できる。
【0017】また透過液管が上記のように配置された膜
分離装置では、濾過の開始水位と停止水位の差を大きく
とれるので、液位測定手段として液位計を精度にかかわ
りなく使用できる。
【0018】液位測定手段として、曝気装置に給気する
ブロワーの吐出側圧力を測定する圧力計を使用する場合
は、曝気槽内の下限水位と上限水位とに対応するブロワ
ーの吐出側圧力を予め求めておく。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しながら説明する。図1〜図3は本発明の一実施形
態における汚水処理装置21を示し、この汚水処理装置
21は、先に図4を用いて説明した前処理槽1と曝気槽
3と処理水槽4とを備えた従来の小型合併浄化槽の一部
を構成することも可能である。
【0020】すなわち、汚水処理装置21は、有機性汚
水を活性汚泥処理する曝気槽22と処理水槽23とを備
えており、曝気槽22には、上部に汚水供給管24が開
口するとともに、内部に、槽内の活性汚泥混合液25を
その自然水頭を駆動圧として重力濾過する膜分離装置2
6が浸漬設置され、膜分離装置26の下部に曝気装置2
7が配設されている。
【0021】膜分離装置26は、上下が開口した箱枠状
のケース28内の上部に、上下方向に配置する平板状の
膜カートリッジ29を一定間隔で平行に配列しており、
膜カートリッジ29の下方に、上記曝気装置27が配設
されている。膜カートリッジ29は、図示を省略する
が、濾板の両表面に濾過膜を配置し、濾板と濾過膜との
間、あるいは濾板の内部に形成される膜透過液流路に連
通する膜透過液取出口を形成したものである。ケース2
8の上部には、各膜カートリッジ29の膜透過液取出口
にチューブ30を介して連通する集水管31が設けら
れ、集水管31に連通して透過液管32が設けられてい
る。
【0022】透過液管32は、通常運転水位NLより上
方の所定位置に頂部32aが位置する逆U字状に配置さ
れており、その終端部32bは処理水槽23内において
上記膜カートリッジ29の上端とほぼ同一高さ位置で大
気圧下に開放している。
【0023】曝気装置27は、槽外のブロワー33に連
通しており、ブロワー33の吐出側に圧力計34が設け
られるとともに、この圧力計34に接続して、ブロワー
33を起動停止する制御装置35が設けられている。
【0024】処理水槽23には、排水ポンプ36,排水
管37が設けられている。上記した構成における作用を
説明する。汚水供給管24により有機性汚水38が曝気
槽2へ導入されると、有機性汚水38は槽内の活性汚泥
混合液25と混合され、有機性汚水38中の有機物や窒
素分は活性汚泥の作用によって除去される。
【0025】このとき、曝気装置27により後述するよ
うに適宜曝気が行われ、活性汚泥混合液25に酸素が供
給されるとともに、曝気空気の気泡およびそれにより生
起される上昇水流が膜カートリッジ29間の間隙に流入
し、それによって、膜面全体が均一に洗浄され、かつ膜
面における濃度分極が低減されて濾過抵抗が低下し、か
つケース28の内外を循環する槽内循環水流が形成され
る。
【0026】この状態において、活性汚泥混合液25
は、その液面から透過液管32の開口する終端部32b
までの水頭、すなわち膜カートリッジ29の上端位置ま
での水頭を駆動圧として膜カートリッジ29により重力
濾過され、膜カートリッジ29の膜面を透過した透過液
39は透過液管32により処理水槽23へ導かれる。
【0027】このとき、上記したように、透過液管32
が通常運転水位NLより上方の所定位置に頂部32aが
位置する逆U字状に配置され、その終端部32bが膜カ
ートリッジ29の上端と同一高さ位置で大気圧下に開放
されているので、図1に示したように透過液管32が満
管状態となって濾過が行われている時は、サイホン現象
によって濾過が継続され、図2に示したように曝気槽3
2内の液位が透過液管32の終端部32bに相応する位
置まで低下した時に、サイホン状態が切れて濾過が停止
される。
【0028】一旦濾過が停止されると、曝気槽32内へ
有機性汚水38が流入してもすぐには重力濾過は開始さ
れず、図3に示したように活性汚泥混合液25の液位が
透過液管32の頂部32bを越えて、曝気槽液位と透過
液管32の頂部32bとの間で濾過水頭が確保された時
にはじめて濾過が開始される。
【0029】なおこのとき、圧力計34によってブロワ
ー33の吐出側圧力が測定されており、測定された圧力
が、予め設定した下限圧まで低下した時に制御装置35
によりブロワー33が停止され、上限圧まで上昇した時
に制御装置35によりブロワー33が起動される。ここ
で、下限圧は、透過液管32の終端部32bよりやや上
方に相応する曝気槽下限水位LLにおける圧力であり、
上限圧は、透過液管32の頂部32bに相応する曝気槽
上限水位HLにおける圧力である。
【0030】このようにして、濾過が停止してから濾過
が再開されるまでの必ずしもクロスフローが必要ない間
は、ブロワー33,曝気装置27を停止することがで
き、効率よく曝気を行えるとともに、脱窒素のための嫌
気状態を確保できる。
【0031】処理水槽23内の透過液39は、排水ポン
プ36,排水管37によって、図示を省略した消毒部な
どへ導かれた後、浄化処理水として排出される。なお、
下限水位LLは以下のようにして設定する。
【0032】曝気槽(水深2m)に、ケース(高さ13
0cm)内に膜カートリッジ(長さ100×幅49×厚
さ0.6cm)を0.8cm間隔で配列した膜分離装置
を設置し、曝気装置によって、膜面を洗浄可能な強度で
曝気する場合、曝気停止時には曝気空気の気泡の上昇が
ないため、曝気槽内の液位は曝気時より通常2〜3%程
度低下するものであり、この場合、4〜6cmの液位低
下が生じる。一方、曝気により生起される上昇流が膜カ
ートリッジ間の間隙を通過するときの抵抗は、水頭換算
(すなわち液位換算)で5cm程度となる。
【0033】したがって、曝気槽内では曝気停止によっ
て10cm程度の液位低下が生じることになり、このこ
とより、曝気停止によって濾過は停止されるが膜面は露
出しない曝気時の下限水位LLとして、膜カートリッジ
の膜上端より10cm程度上方を設定する。
【0034】上記した実施形態では、ブロワー33の吐
出側圧力に基づいてブロワー33を起動停止するように
したが、透過液管32が上記のように配置された膜分離
装置26によれば通常、濾過の開始水位と停止水位の差
を30cm程度と大きくとれるので、液位計を利用して
ブロワー33を起動停止することもできる。また、膜カ
ートリッジは、チューブ形状のものや、セラミック材料
からなるものなど、重力濾過可能なものであれば種々使
用できる。
【0035】
【発明の効果】以上のように、本発明の汚水処理装置に
よれば、膜分離装置の膜透過側に連通する透過液管を、
通常運転水位より上方に頂部が位置する逆U字状に配置
し、その終端部を槽外において前記膜分離装置の上端と
同一高さ位置で大気圧下に開放したので、一旦濾過が停
止された後は汚水の流入があってもすぐには濾過は開始
されず、曝気槽液位が透過液管の頂部を越えた時にはじ
めて濾過が再開される。したがって、濾過が停止されて
から再開されるまでの間は、曝気装置を停止することが
可能となり、それにより脱窒素のための嫌気状態を確保
することも可能となる。
【0036】曝気装置の起動停止を効率よく行うために
は、液位測定手段と、曝気装置に給気するブロワーを起
動停止する制御装置とを設けて、曝気槽液位が予め設定
した下限水位まで低下した時にブロワーを停止し、上限
水位まで上昇した時にブロワーを起動するようにすれば
よい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態における水処理装置の通常
運転時の状態を示した説明図である。
【図2】図1に示した水処理装置の濾過停止時の状態を
示した説明図である。
【図3】図1に示した水処理装置の濾過開始時の状態を
示した説明図である。
【図4】従来の水処理装置の全体構成を示した縦断面図
である。
【符号の説明】
21 汚水処理装置 22 曝気槽 23 処理水槽 25 活性汚泥混合液 26 膜分離装置 27 曝気装置 32 透過液管 32a 頂部 32b 終端部 33 ブロワー 34 圧力計(液位測定手段) 35 制御装置 38 有機性汚水 NL 通常運転水位 LL 下限水位 HL 上限水位

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機性汚水を活性汚泥処理する曝気槽の
    内部に、槽内の自然水頭を駆動圧として活性汚泥混合液
    を重力濾過する膜分離装置を浸漬設置し、膜分離装置の
    下部に曝気装置を配設した汚水処理装置であって、前記
    膜分離装置の膜透過側に連通する透過液管は、通常運転
    水位より上方に頂部が位置する逆U字状に配置し、その
    終端部を槽外において前記膜分離装置の上端と同一高さ
    位置またはそれより上方で大気圧下に開放したことを特
    徴とする汚水処理装置。
  2. 【請求項2】 曝気槽内の液位を測定する液位測定手段
    を設け、曝気装置に給気するブロワーを起動停止する制
    御装置を前記液位測定手段に接続して設け、前記制御装
    置により、液位測定手段によって測定される液位が、透
    過液管の終端部より所定距離上方に相応する下限水位ま
    で低下した時にブロワーを停止し、透過液管の頂部に相
    応する上限水位まで上昇した時にブロワーを起動するよ
    うに構成したことを特徴とする請求項1記載の汚水処理
    装置。
  3. 【請求項3】 液位測定手段が、液位計、または曝気装
    置に給気するブロワーの吐出側圧力を測定する圧力計で
    あることを特徴とする請求項2記載の汚水処理装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN121247926A (zh) * 2025-12-05 2026-01-02 福建中科三净环保股份有限公司 农村简易式污水处理罐

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN121247926A (zh) * 2025-12-05 2026-01-02 福建中科三净环保股份有限公司 农村简易式污水处理罐

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