JP2003053368A - 膜分離活性汚泥処理装置 - Google Patents
膜分離活性汚泥処理装置Info
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- Y—GENERAL 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
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- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Activated Sludge Processes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】共通の曝気装置を用いながら、膜表面の閉塞防
止と生物反応とをともに効率良く行わせることができる
ようにした膜分離活性汚泥処理装置を提供する。 【解決手段】活性汚泥処理を行う反応槽１０の上部に分
離膜１１を設置し、処理水をろ過しつつ取り出す。反応
槽１０の下部に微細気泡を発生する曝気装置１２を設置
する。そしてこれらの分離膜１１と曝気装置１２との間
に、邪魔板、傾斜板または粒子充填層、補助散気装置な
どからなる気泡合一装置１３を設置し、曝気装置１２か
ら発生した微細気泡を合一させて肥大化気泡としたう
え、分離膜１１に向けて浮上させて膜面の洗浄効果を高
める。
止と生物反応とをともに効率良く行わせることができる
ようにした膜分離活性汚泥処理装置を提供する。 【解決手段】活性汚泥処理を行う反応槽１０の上部に分
離膜１１を設置し、処理水をろ過しつつ取り出す。反応
槽１０の下部に微細気泡を発生する曝気装置１２を設置
する。そしてこれらの分離膜１１と曝気装置１２との間
に、邪魔板、傾斜板または粒子充填層、補助散気装置な
どからなる気泡合一装置１３を設置し、曝気装置１２か
ら発生した微細気泡を合一させて肥大化気泡としたう
え、分離膜１１に向けて浮上させて膜面の洗浄効果を高
める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、下水等の活性汚泥
処理を行う反応槽中に分離膜を浸漬し、処理水をろ過し
つつ取り出す膜分離活性汚泥処理装置に関するものであ
る。
処理を行う反応槽中に分離膜を浸漬し、処理水をろ過し
つつ取り出す膜分離活性汚泥処理装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】反応槽において活性汚泥処理された処理
水は、沈殿池において汚泥と上澄水とに重力沈降分離さ
れるのが普通であるが、沈降分離に長時間を要するため
に滞留時間の長い大型の沈殿槽を必要とするという問題
がある。そこで最近では、活性汚泥処理を行う反応槽中
に分離膜を浸漬し、処理水をろ過しつつ直接取り出すよ
うにした膜分離活性汚泥処理装置が開発されている。
水は、沈殿池において汚泥と上澄水とに重力沈降分離さ
れるのが普通であるが、沈降分離に長時間を要するため
に滞留時間の長い大型の沈殿槽を必要とするという問題
がある。そこで最近では、活性汚泥処理を行う反応槽中
に分離膜を浸漬し、処理水をろ過しつつ直接取り出すよ
うにした膜分離活性汚泥処理装置が開発されている。
【０００３】図５はその構成を説明する図であり、１は
反応槽、２は分離膜である。しかしこのままでは分離膜
２の表面に汚泥などが堆積して短時間で閉塞に至るた
め、分離膜２の直下に曝気装置３を配置し、浮上気泡に
より膜表面の洗浄を行なうのが普通である。このために
は、膜表面の液流速はできるだけ大きいことが好まし
い。
反応槽、２は分離膜である。しかしこのままでは分離膜
２の表面に汚泥などが堆積して短時間で閉塞に至るた
め、分離膜２の直下に曝気装置３を配置し、浮上気泡に
より膜表面の洗浄を行なうのが普通である。このために
は、膜表面の液流速はできるだけ大きいことが好まし
い。
【０００４】膜表面の液流速を変える因子には、曝気装
置３から供給される風量と、曝気装置３から発生する気
泡径などがある。膜表面の洗浄効果を上げるためには当
然ながら同一風量であれば気泡径が大きい方が好まし
い。一方、生物反応のために槽内液の溶存酸素濃度を高
めるためには、同一風量であれば気泡径はできるだけ小
さい方が好ましい。このように膜洗浄に必要な条件と生
物反応に必要な条件とは異なるため、双方に好ましい条
件で曝気を行なうことは困難であった。
置３から供給される風量と、曝気装置３から発生する気
泡径などがある。膜表面の洗浄効果を上げるためには当
然ながら同一風量であれば気泡径が大きい方が好まし
い。一方、生物反応のために槽内液の溶存酸素濃度を高
めるためには、同一風量であれば気泡径はできるだけ小
さい方が好ましい。このように膜洗浄に必要な条件と生
物反応に必要な条件とは異なるため、双方に好ましい条
件で曝気を行なうことは困難であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解決して、共通の曝気装置を用いながら、膜
表面の閉塞防止と生物反応とをともに効率良く行わせる
ことができるようにした膜分離活性汚泥処理装置を提供
するためになされたものである。
の問題点を解決して、共通の曝気装置を用いながら、膜
表面の閉塞防止と生物反応とをともに効率良く行わせる
ことができるようにした膜分離活性汚泥処理装置を提供
するためになされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明は、活性汚泥処理を行う反応槽の上
部に分離膜を設置し、反応槽の下部に微細気泡を発生す
る曝気装置を設置するとともに、これらの分離膜と曝気
装置との間に、微細気泡を合一させて肥大化気泡とする
気泡合一装置を設置したことを特徴とするものである。
なお気泡合一装置としては、気泡集合用の邪魔板、傾斜
板または粒子充填層または補助散気装置を用いることが
できる。
めになされた本発明は、活性汚泥処理を行う反応槽の上
部に分離膜を設置し、反応槽の下部に微細気泡を発生す
る曝気装置を設置するとともに、これらの分離膜と曝気
装置との間に、微細気泡を合一させて肥大化気泡とする
気泡合一装置を設置したことを特徴とするものである。
なお気泡合一装置としては、気泡集合用の邪魔板、傾斜
板または粒子充填層または補助散気装置を用いることが
できる。
【０００７】本発明によれば、反応槽の下部において微
細気泡を槽内液と十分に接触させて溶存酸素濃度を高
め、生物反応を効率良く進行させることができる。また
これらの微細気泡は気泡合一装置により合一させて肥大
化気泡とされたうえで分離膜と接触することとなるた
め、膜表面の洗浄効果が高まり、膜の閉塞が防止され
る。このため、共通の曝気装置を用いながら膜表面の閉
塞防止と生物反応をともに効率良く行わせることができ
る。
細気泡を槽内液と十分に接触させて溶存酸素濃度を高
め、生物反応を効率良く進行させることができる。また
これらの微細気泡は気泡合一装置により合一させて肥大
化気泡とされたうえで分離膜と接触することとなるた
め、膜表面の洗浄効果が高まり、膜の閉塞が防止され
る。このため、共通の曝気装置を用いながら膜表面の閉
塞防止と生物反応をともに効率良く行わせることができ
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に本発明の好ましい実施形態
を示す。図１において、１０は活性汚泥処理を行う反応
槽であり、従来と同様に排水中の有機分を生物反応を利
用して消化分解する。本発明において対象とする排水の
代表的なものとしては、下水、返流水、工場排水、ゴミ
浸出水、屎尿、畜産排水、養殖排水などを挙げることが
できる。反応槽１０には微生物を担持させた担体を投入
することができる。反応槽１０は十分な探さを持つもの
であることが好ましい。
を示す。図１において、１０は活性汚泥処理を行う反応
槽であり、従来と同様に排水中の有機分を生物反応を利
用して消化分解する。本発明において対象とする排水の
代表的なものとしては、下水、返流水、工場排水、ゴミ
浸出水、屎尿、畜産排水、養殖排水などを挙げることが
できる。反応槽１０には微生物を担持させた担体を投入
することができる。反応槽１０は十分な探さを持つもの
であることが好ましい。
【０００９】この反応槽１０の上方部には、処理水をろ
過しつつ取り出すための分離膜１１が設置されている。
この分離膜１１の材質はセラミック膜であっても、プラ
スチック膜であってもよい。またその形状は中空糸状、
管状、平膜状、モノリス状であってもよい。さらにろ過
方式は、外圧式、内圧式のいずれであってもよい。本実
施形態では、平膜状のプラスチック膜が用いられてい
る。
過しつつ取り出すための分離膜１１が設置されている。
この分離膜１１の材質はセラミック膜であっても、プラ
スチック膜であってもよい。またその形状は中空糸状、
管状、平膜状、モノリス状であってもよい。さらにろ過
方式は、外圧式、内圧式のいずれであってもよい。本実
施形態では、平膜状のプラスチック膜が用いられてい
る。
【００１０】反応槽１０の底部には、曝気装置１２が設
置されている。この曝気装置１２は水中に微細気泡を発
生させることができるものであればその形式は任意であ
り、攪拌羽と空気供給管とを組み合わせた水中エアレー
ターのほか、セラミック製やプラスチック製の散気板や
散気筒などを用いてもよい。この曝気装置１２から発生
する気泡径は、０．５〜３ｍｍ程度が好ましい。このよ
うに微細気泡を発生させれば、単位空気量当たりの槽内
液との接触面積が非常に大きくなるため、槽内液の溶存
酸素濃度を高めて活性汚泥処理を効率よく行わせること
ができる。
置されている。この曝気装置１２は水中に微細気泡を発
生させることができるものであればその形式は任意であ
り、攪拌羽と空気供給管とを組み合わせた水中エアレー
ターのほか、セラミック製やプラスチック製の散気板や
散気筒などを用いてもよい。この曝気装置１２から発生
する気泡径は、０．５〜３ｍｍ程度が好ましい。このよ
うに微細気泡を発生させれば、単位空気量当たりの槽内
液との接触面積が非常に大きくなるため、槽内液の溶存
酸素濃度を高めて活性汚泥処理を効率よく行わせること
ができる。
【００１１】上記の構成は従来と特に変わるところはな
いが、本発明では分離膜１１と曝気装置１２との間に、
気泡合一装置１３が設置されている。この気泡合一装置
１３は曝気装置１２から発生した微細気泡を合一させて
肥大化気泡とするための装置である。
いが、本発明では分離膜１１と曝気装置１２との間に、
気泡合一装置１３が設置されている。この気泡合一装置
１３は曝気装置１２から発生した微細気泡を合一させて
肥大化気泡とするための装置である。
【００１２】図２は気泡合一装置１３の一例を示す断面
図であり、多数枚の傾斜板１４を組み合わせて下側が広
く、上側が狭い流路１５を形成したものである。曝気装
置１２から浮上してきた微細気泡は、傾斜板１４により
集められて合体し、肥大化気泡となって流路１５の上端
から分離膜１１に向かって浮上する。
図であり、多数枚の傾斜板１４を組み合わせて下側が広
く、上側が狭い流路１５を形成したものである。曝気装
置１２から浮上してきた微細気泡は、傾斜板１４により
集められて合体し、肥大化気泡となって流路１５の上端
から分離膜１１に向かって浮上する。
【００１３】また気泡合一装置１３は、図３に示すよう
な単なる傾斜板１４の集合体であってもよい。この場合
にも、曝気装置１２から浮上してきた微細気泡は、傾斜
板１４に沿って移動する間に合体し、肥大化気泡となっ
て流路１５の上端から分離膜１１に向かって浮上する。
な単なる傾斜板１４の集合体であってもよい。この場合
にも、曝気装置１２から浮上してきた微細気泡は、傾斜
板１４に沿って移動する間に合体し、肥大化気泡となっ
て流路１５の上端から分離膜１１に向かって浮上する。
【００１４】さらに気泡合一装置１３は、図４に示すよ
うな粒子充填層１６であってもよい。この場合にも曝気
装置１２から浮上してきた微細気泡は、粒子充填層１６
の粒子間流路１７を移動する間に合体し、肥大化気泡と
なって粒子間流路１７の上端から分離膜１１に向かって
浮上する。
うな粒子充填層１６であってもよい。この場合にも曝気
装置１２から浮上してきた微細気泡は、粒子充填層１６
の粒子間流路１７を移動する間に合体し、肥大化気泡と
なって粒子間流路１７の上端から分離膜１１に向かって
浮上する。
【００１５】また、気泡合一装置１３は、補助散気装置
であってもよい。補助散気装置とは、３ｍｍ以上の肥大
化気泡を出す物であり、セラミックスやプラスチックや
金属を材料とした散気板、散気筒、散気管を用いること
ができる。気泡の上昇速度は、肥大化気泡が大きく微細
気泡が小さいので、気泡の上昇に伴い、微細気泡が粗大
気泡に取り込まれさらに粗大化する。そのため、従来よ
り少量の肥大化気泡で膜面を効率的に洗浄できる。
であってもよい。補助散気装置とは、３ｍｍ以上の肥大
化気泡を出す物であり、セラミックスやプラスチックや
金属を材料とした散気板、散気筒、散気管を用いること
ができる。気泡の上昇速度は、肥大化気泡が大きく微細
気泡が小さいので、気泡の上昇に伴い、微細気泡が粗大
気泡に取り込まれさらに粗大化する。そのため、従来よ
り少量の肥大化気泡で膜面を効率的に洗浄できる。
【００１６】このように気泡合一装置１３により形成さ
れた肥大化気泡は、気泡径に応じた速い浮上速度で分離
膜１１に向かって浮上するため、分離膜１１の膜表面の
液流速は大きくなり、効率よく膜洗浄が行われる。この
ため分離膜１１は閉塞することなく長期間にわたり処理
水の取り出しを行うことができる。なお肥大化気泡の好
ましい粒径は５ｍｍ以上である。これよりも粒径が小さ
いと膜洗浄の効果が不十分となる。
れた肥大化気泡は、気泡径に応じた速い浮上速度で分離
膜１１に向かって浮上するため、分離膜１１の膜表面の
液流速は大きくなり、効率よく膜洗浄が行われる。この
ため分離膜１１は閉塞することなく長期間にわたり処理
水の取り出しを行うことができる。なお肥大化気泡の好
ましい粒径は５ｍｍ以上である。これよりも粒径が小さ
いと膜洗浄の効果が不十分となる。
【００１７】以上に説明したように、本発明は反応槽１
０の気泡合一装置１３よりも下側の領域を生物反応領
域、反応槽１０の気泡合一装置１３より上側の部分を膜
洗浄領域とし、途中に設けられた気泡合一装置１３によ
り気泡径をそれぞれの目的に合わせて変化させたもので
ある。このため共通の曝気装置１２を用いながら、膜表
面の閉塞防止と生物反応とをともに効率良く行わせるこ
とができる。
０の気泡合一装置１３よりも下側の領域を生物反応領
域、反応槽１０の気泡合一装置１３より上側の部分を膜
洗浄領域とし、途中に設けられた気泡合一装置１３によ
り気泡径をそれぞれの目的に合わせて変化させたもので
ある。このため共通の曝気装置１２を用いながら、膜表
面の閉塞防止と生物反応とをともに効率良く行わせるこ
とができる。
【００１８】
【実施例】水深４ｍの活性汚泥処理を行う反応槽内に、
図１に示したように分離膜と曝気装置と気泡合一装置と
を配置した。分離膜は水面の直下に設置し、曝気装置は
槽底部に設置した。また気泡合一装置の設置位置は分離
膜の直下の水深約０．１ｍとしたが、気泡合一装置を設
置しない場合と設置した湯合とについて実験を行った。
この反応槽に下水を流入させ、定法による活性汚泥処理
を行った。分離膜はセラミック製の平膜であり、曝気装
置はセラミック製の散気筒である。また気泡合一装置は
図２のような傾斜板である。
図１に示したように分離膜と曝気装置と気泡合一装置と
を配置した。分離膜は水面の直下に設置し、曝気装置は
槽底部に設置した。また気泡合一装置の設置位置は分離
膜の直下の水深約０．１ｍとしたが、気泡合一装置を設
置しない場合と設置した湯合とについて実験を行った。
この反応槽に下水を流入させ、定法による活性汚泥処理
を行った。分離膜はセラミック製の平膜であり、曝気装
置はセラミック製の散気筒である。また気泡合一装置は
図２のような傾斜板である。
【００１９】まず気泡合一装置を取り外した状態で、曝
気風量を一定に保ちながら、曝気装置を交換することに
より発生する気泡径を変化させ、膜表面の閉塞防止効果
と分離膜付近の溶存酸素濃度とを調査した。曝気装置か
ら発生する気泡径を１ｍｍとした場合には、分離膜付近
の溶存酸素濃度は３ｐｐｍとなり活性汚泥処理を行うに
十分な酸素が供給されていることがわかったが、分離膜
の膜面洗浄は不十分であり、運転開始から７日後に閉塞
して処理水の取り出しが不可能になった。
気風量を一定に保ちながら、曝気装置を交換することに
より発生する気泡径を変化させ、膜表面の閉塞防止効果
と分離膜付近の溶存酸素濃度とを調査した。曝気装置か
ら発生する気泡径を１ｍｍとした場合には、分離膜付近
の溶存酸素濃度は３ｐｐｍとなり活性汚泥処理を行うに
十分な酸素が供給されていることがわかったが、分離膜
の膜面洗浄は不十分であり、運転開始から７日後に閉塞
して処理水の取り出しが不可能になった。
【００２０】次に曝気装置から発生する気泡径を５ｍｍ
とした湯合には、分離膜付近の溶存酸素濃度は１ｐｐｍ
に低下し、活性汚泥処理を行うに十分な酸素が供給され
ていないことがわかった。しかし分離膜の膜面洗浄は十
分であり、運転開始から１ヶ月を経過しても閉塞に至ら
なかった。このように、気泡合一装置を取り外した従来
通りの状態では、膜表面の閉塞防止と溶存酸素濃度とを
ともに向上させることは困難であった。
とした湯合には、分離膜付近の溶存酸素濃度は１ｐｐｍ
に低下し、活性汚泥処理を行うに十分な酸素が供給され
ていないことがわかった。しかし分離膜の膜面洗浄は十
分であり、運転開始から１ヶ月を経過しても閉塞に至ら
なかった。このように、気泡合一装置を取り外した従来
通りの状態では、膜表面の閉塞防止と溶存酸素濃度とを
ともに向上させることは困難であった。
【００２１】次に気泡合一装置を取りつけ、曝気装置か
ら発生する気泡径を１ｍｍとした場合には、分離膜付近
の溶存酸素濃度は３ｐｐｍとなり活性汚泥処理を行うに
十分な酸素が供給されていることがわかった。しかも気
泡合一装置により気泡径が５ｍｍの肥大化気泡が浮上す
るため、分離膜の膜面洗浄は十分に行われ、運転開始か
ら１ヶ月を経過しても閉塞に至らなかった。
ら発生する気泡径を１ｍｍとした場合には、分離膜付近
の溶存酸素濃度は３ｐｐｍとなり活性汚泥処理を行うに
十分な酸素が供給されていることがわかった。しかも気
泡合一装置により気泡径が５ｍｍの肥大化気泡が浮上す
るため、分離膜の膜面洗浄は十分に行われ、運転開始か
ら１ヶ月を経過しても閉塞に至らなかった。
【００２２】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の膜分離
活性汚泥処理装置によれば、従来なかった気泡合一装置
を用いることにより、共通の曝気装置を用いながら膜表
面の閉塞防止と生物反応とをともに効率良く行わせるこ
とができる利点がある。
活性汚泥処理装置によれば、従来なかった気泡合一装置
を用いることにより、共通の曝気装置を用いながら膜表
面の閉塞防止と生物反応とをともに効率良く行わせるこ
とができる利点がある。
【図１】本発明の実施形態を示す断面図である。
【図２】気泡合一装置の例を示す拡大断面図である。
【図３】気泡合一装置の他の例を示す拡大断面図であ
る。
る。
【図４】気泡合一装置の更に他の例を示す拡大断面図で
ある。
ある。
【図５】従来例を示す断面図である。
１ 従来の反応槽、２ 分離膜、３ 曝気装置、１０
本発明の反応槽、１１分離膜、１２ 曝気装置、１３
気泡合一装置、１４ 傾斜板、１５ 流路、１６ 粒子
充填層、１７ 粒子間流路
本発明の反応槽、１１分離膜、１２ 曝気装置、１３
気泡合一装置、１４ 傾斜板、１５ 流路、１６ 粒子
充填層、１７ 粒子間流路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 4D006 HA93 KA44 KA45 KB22 MA01
MA02 MA03 MC03 PA01 PB08
PC64
4D028 BB02 BC12 BC17 BD17
Claims (2)
- 【請求項１】 活性汚泥処理を行う反応槽の上部に分離
膜を設置し、反応槽の下部に微細気泡を発生する曝気装
置を設置するとともに、これらの分離膜と曝気装置との
間に、微細気泡を合一させて肥大化気泡とする気泡合一
装置を設置したことを特徴とする膜分離活性汚泥処理装
置。 - 【請求項２】 気泡合一装置が気泡集合用の邪魔板、傾
斜板または粒子充填層または補助曝気装置である請求項
１記載の膜分離活性汚泥処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001245260A JP2003053368A (ja) | 2001-08-13 | 2001-08-13 | 膜分離活性汚泥処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001245260A JP2003053368A (ja) | 2001-08-13 | 2001-08-13 | 膜分離活性汚泥処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003053368A true JP2003053368A (ja) | 2003-02-25 |
Family
ID=19075048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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-
2001
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