(57)【要約】【課題】設計フラックスを上げて運転コストの低減を図りながらも、予期せぬ急激な差圧上昇に対応可能な膜分離装置の運転方法を提供する。【解決手段】被処理水を、分離膜を介して固液分離する膜分離装置の運転方法であって、膜分離装置からの透過水量Ｍ（ｔ）を、以下の数式Ｍ（ｔ）＝ＫＱ（ｔ−１）、但し、Ｍ（ｔ）：所定の長さを有する期間ｔにおける透過水量、Ｋ：ゲイン（＞１）、Ｑ（ｔ−１）：期間ｔの直前の期間ｔ−１における被処理水の流入量とする、で表される関係となるように設定し、設定した透過水量で前記膜分離装置から透過水を引く抜く膜ろ過ステップと、前記膜分離槽装置が浸漬配置された水槽の水位が予め設定された停止水位まで低下したときに前記膜分離装置からの透過水の引抜きを一時停止する停止ステップと、を備えている。【選択図】図４
2018034077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水を、分離膜を介して固液分離する膜分離装置の運転方法であって、
前記膜分離装置からの透過水量Ｍ（ｔ）を、以下の数式
Ｍ（ｔ）＝ＫＱ（ｔ−１）
Ｍ（ｔ）：所定の長さを有する期間ｔにおける透過水量
Ｋ：ゲイン（＞１）
Ｑ（ｔ−１）：期間ｔの直前の期間ｔ−１における被処理水の流入量
で表される関係となるように設定し、設定した透過水量で前記膜分離装置から透過水を引く抜く膜ろ過ステップと、
前記膜分離槽装置が浸漬配置された水槽、または該水槽と連通しており当該水槽と同一の水位となる水槽、もしくは当該膜分離装置が浸漬配置された水槽からの越流水が流入する水槽の水位が予め設定された停止水位まで低下したときに前記膜分離装置からの透過水の引抜きを一時停止する停止ステップと、
を備えている膜分離装置の運転方法。
【請求項２】
前記停止ステップは、前記分離膜の透過抵抗値が予め設定された上限許容値以上になると、前記何れかの水槽の水位が設定水位に低下する前であっても、前記膜分離装置からの透過水の引抜きを一時停止する請求項１記載の膜分離装置の運転方法。
【請求項３】
前記停止ステップで、前記膜分離装置を曝気して被処理水の上向流により分離膜を洗浄するリラクゼーション工程を実行する請求項１または２記載の膜分離装置の運転方法。
【請求項４】
前記停止ステップで、前記膜分離装置を薬液により洗浄する薬液洗浄工程を実行する請求項１または２記載の膜分離装置の運転方法。
【請求項５】
前記停止ステップの実行後、該停止ステップで水位を検知した水槽の水位が前記停止水位より高い所定水位に回復し、予め設定された時間が経過し、または前記分離膜の透過抵抗値が前記上限許容値より低い基準値へ低下する何れかの条件が成立したときに、前記膜ろ過ステップに復帰する請求項１から４の何れかに記載の膜分離装置の運転方法。
【請求項６】
ゲインＫが、１．０１＜Ｋ＜１．１０の範囲に設定されている請求項１から５の何れかに記載の膜分離装置の運転方法。
【請求項７】
被処理水を、分離膜を介して固液分離する膜分離装置であって、
前記膜分離装置からの透過水量Ｍ（ｔ）を計測する透過水量計測部と、
前記被処理水の流入量Ｑ（ｔ）を計測する流入量計測部と、
前記膜分離装置が浸漬配置された水槽、または該水槽と連通しており当該水槽と同一の水位となる水槽、もしくは当該膜分離装置が浸漬配置された水槽からの越流水が流入する水槽の水位を計測する水位計測部と、
以下の数式
Ｍ（ｔ）＝ＫＱ（ｔ−１）
Ｍ（ｔ）：所定の長さを有する期間ｔにおける透過水量
Ｋ：ゲイン（＞１）
Ｑ（ｔ−１）：期間ｔの直前の期間ｔ−１における被処理水の流入量
で表される関係となるように透過水量を設定し、設定した透過水量で前記膜分離装置から透過水を引き抜き、前記何れかの水槽の水位が予め設定された停止水位まで低下したときに前記膜分離装置からの透過水の引抜きを一時停止する膜ろ過制御部と、
を備えている膜分離装置。
【請求項８】
前記分離膜の透過抵抗値を計測する透過抵抗値計測部をさらに備え、
前記膜ろ過制御部は、前記分離膜の透過抵抗値が予め設定された上限許容値以上になると、前記何れかの水槽の水位が設定水位に低下する前であっても、前記膜分離装置からの透過水の引抜きを一時停止する請求項７記載の膜分離装置。
【請求項９】
前記膜ろ過制御部は、前記膜分離装置からの透過水の引抜きを一時停止した状態で、前記膜分離装置を曝気して被処理水の上向流により分離膜を洗浄し、または前記膜分離装置を薬液により洗浄する請求項７または８記載の膜分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜分離装置の運転方法及び膜分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、有機性汚水を活性汚泥により生物処理する曝気槽の内部に、槽内の活性汚泥混合液を固液分離する膜分離装置を浸漬設置した膜分離活性汚泥法を採用した汚水処理装置が示されている。
【０００３】
当該汚水処理装置は、槽内の水位をほぼ一定範囲内に維持しながら、効率よく重力濾過できるように、曝気槽へ日平均汚水量を満たす流量で有機性汚水を移送する汚水移送手段を備えるとともに、日平均汚水量と同等量の膜透過液を排出する定流量排出手段を備え、汚水移送手段と定流量排出手段とが連動するように構成されている。
【０００４】
つまり、重力濾過や吸引濾過の何れであっても、膜分離装置が浸漬配置された曝気槽の水位を一定に維持するように、曝気槽への流入汚水量と流出膜透過液量との差が調整され、流入汚水量と流出膜透過液量とが等しくなるように調整されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１５５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような膜分離装置は、ろ過に伴って膜面に汚れが付着して膜面の差圧つまり透過抵抗値（以下、「膜間差圧」とも記す。）が上昇すると、単位膜面積当たりの透過水量つまり透過流束（以下、「フラックス」とも記す。）が低下するため、そのような場合に、ろ過運転を停止して曝気による被処理水の上向流により膜面を洗浄するリラクゼーションや、次亜塩素酸ソーダ等の薬液を用いた洗浄によって膜面から汚れを除去する必要があった。
【０００７】
リラクゼーションや薬液洗浄を行なうと、その間はろ過が滞るため、従来は設計フラックスにかなりの余裕を持たせて急激な差圧上昇の発生を抑制するとともに、汚水の流入が少なくなる時期や時間を見計らって、管理者がポンプやバルブを手動操作することによりろ過膜の薬液洗浄を行なっていた。
【０００８】
そのような設計フラックスで所定の透過水量を確保するためには、膜面積を大きくつまり膜分離装置の設置台数を増やす必要があり、その結果、曝気等に要する動力コスト等の運転コストが嵩んでいた。
【０００９】
このような膜分離活性汚泥法を用いた排水処理設備の運転コストを低減するために、設置する膜分離装置の膜面積を削減して設計フラックスを上げる必要がある。
【００１０】
しかし、膜面積を削減して設計フラックスを上げると、予期せぬ急激な透過抵抗値の上昇を来す虞があり、そのような場合に所定の透過水量を確保しながら直ちに膜面の洗浄を行なうことができるようにする必要がある。すなわち、通常の運転の中で膜面抵抗を除去する時間を強制的に作り出していく必要がある。
【００１１】
本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、設計フラックスを上げて運転コストの低減を図りながらも、予期せぬ急激な差圧上昇に対応可能な膜分離装置の運転方法及び膜分離装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述の目的を達成するため、本発明による膜分離装置の運転方法の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、被処理水を、分離膜を介して固液分離する膜分離装置の運転方法であって、前記膜分離装置からの透過水量Ｍ（ｔ）を、以下の数式
Ｍ（ｔ）＝ＫＱ（ｔ−１）
Ｍ（ｔ）：所定の長さを有する期間ｔにおける透過水量
Ｋ：ゲイン（＞１）
Ｑ（ｔ−１）：期間ｔの直前の期間ｔ−１における被処理水の流入量
で表される関係となるように設定し、設定した透過水量で前記膜分離装置から透過水を引く抜く膜ろ過ステップと、前記膜分離槽装置が浸漬配置された水槽、または該水槽と連通しており当該水槽と同一の水位となる水槽、もしくは当該膜分離装置が浸漬配置された水槽からの越流水が流入する水槽の水位が予め設定された停止水位まで低下したときに前記膜分離装置からの透過水の引抜きを一時停止する停止ステップと、を備えている点にある。
【００１３】
ゲインＫを１より大に設定し、期間ｔの直前の期間ｔ−１における被処理水の流入量Ｑ（ｔ−１）に対して期間ｔの透過水量Ｍ（ｔ）が上式に示す関係となるように設定することにより、膜ろ過ステップの実行中に時間の経過により膜分離槽装置が浸漬配置された水槽、または該水槽と連通しており当該水槽と同一の水位となる水槽、もしくは当該膜分離装置が浸漬配置された水槽からの越流水が流入する水槽の水位が次第に低下する定常的な状況が発現する。そのような状況で膜分離装置からの透過水の引抜きを一時停止する停止ステップを実行すると、膜分離槽の水位が次第に回復するようになり、その間に分離膜の洗浄のための時間を確保できるようになり、設計フラックスを上げることによる予期せぬ急激な透過抵抗値の上昇に対処でき、運転コストを低減できるようになる。そして、停止ステップを実行する停止水位を適切に設定することにより、流入量Ｑ（ｔ−１）に対応した透過水量Ｍ（ｔ）を確保し、同時に膜分離槽からの被処理水のオーバーフローや分離膜の気中への露出を回避することができる。
【００１４】
同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記停止ステップは、前記分離膜の透過抵抗値が予め設定された上限許容値以上になると、前記何れかの水槽の水位が設定水位に低下する前であっても、前記膜分離装置からの透過水の引抜きを一時停止する点にある。
【００１５】
何れかの水槽の水位が設定水位以上の状態であっても、分離膜の透過抵抗値が上限許容値以上になると停止ステップが実行されて分離膜の洗浄の機会が確保でき、緊急時に対処可能になる。
【００１６】
同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、前記停止ステップで、前記膜分離装置を曝気して被処理水の上向流により分離膜を洗浄するリラクゼーション工程を実行する点にある。
【００１７】
停止ステップで強制的にリラクゼーション工程が実行されることにより、透過抵抗値を下げることができ、予期せぬ急激な透過抵抗値の上昇を未然に回避できるようになる。
【００１８】
同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、前記停止ステップで、前記膜分離装置を薬液により洗浄する薬液洗浄工程を実行する点にある。
【００１９】
停止ステップで強制的に薬液洗浄工程が実行されることにより、透過抵抗値を低い状態に回復させることができ、安定した状態で膜ろ過ステップが繰返し実行できるようになる。
【００２０】
同第五の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第一から第四の何れかの特徴構成に加えて、前記停止ステップの実行後、前記膜分離槽の水位が前記停止水位より高い所定水位に回復し、予め設定された時間が経過し、または前記分離膜の透過抵抗値が前記上限許容値より低い基準値へ低下する何れかの条件が成立したときに、前記膜ろ過ステップに復帰する点にある。
【００２１】
膜分離槽の水位が停止水位より高い所定水位に回復したとき、予め設定された時間の経過したとき、または分離膜の透過抵抗値が上限許容値より低い基準値へ低下したときの何れかのタイミングで停止ステップから膜ろ過ステップに復帰することが好ましい。膜分離槽の水位が停止水位より高い所定水位に回復したときに復帰すると、膜分離槽から被処理液が不用意にオーバーフローするような不都合な事態の発生を確実に回避でき、予め設定された時間の経過時に復帰すると、その間は安定して膜の洗浄ができ、分離膜の透過抵抗値が上限許容値より低い基準値へ低下したときに復帰すると、確実な膜の洗浄が行なえる。
【００２２】
同第六の特徴構成は、同請求項６に記載した通り、上述の第一から第５の何れかの特徴構成に加えて、ゲインＫが、１．０１＜Ｋ＜１．１０の範囲に設定されている点にある。
【００２３】
１．０１＜Ｋ＜１．１０の範囲にゲインを設定することにより、膜ろ過ステップと停止ステップの適度な時間バランスが実現でき、停止ステップで膜を洗浄する場合に十分な洗浄時間が得られるようになる。
【００２４】
本発明による膜分離装置の第一の特徴構成は、同請求項７に記載した通り、被処理水を、分離膜を介して固液分離する膜分離装置であって、前記膜分離装置からの透過水量Ｍ（ｔ）を計測する透過水量計測部と、前記被処理水の流入量Ｑ（ｔ）を計測する流入量計測部と、前記膜分離装置が浸漬配置された水槽、または該水槽と連通しており当該水槽と同一の水位となる水槽、もしくは当該膜分離装置が浸漬配置された水槽からの越流水が流入する水槽の水位を計測する水位計測部と、以下の数式
Ｍ（ｔ）＝ＫＱ（ｔ−１）
Ｍ（ｔ）：所定の長さを有する期間ｔにおける透過水量
Ｋ：ゲイン（＞１）
Ｑ（ｔ−１）：期間ｔの直前の期間ｔ−１における被処理水の流入量
で表される関係となるように透過水量を設定し、設定した透過水量で前記膜分離装置から透過水を引き抜き、前記何れかの水槽の水位が予め設定された停止水位まで低下したときに前記膜分離装置からの透過水の引抜きを一時停止する膜ろ過制御部と、を備えている点にある。
【００２５】
管理者が手動で膜洗浄のための操作を行なわなくても、膜ろ過制御部によって適切なインタバルで自動的に膜洗浄のための機会が確保される。
【００２６】
同第二の特徴構成は、同請求項８に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記分離膜の透過抵抗値を計測する透過抵抗値計測部をさらに備え、前記膜ろ過制御部は、前記分離膜の透過抵抗値が予め設定された上限許容値以上になると、前記何れかの水槽の水位が設定水位に低下する前であっても、前記膜分離装置からの透過水の引抜きを一時停止する点にある。
【００２７】
同第三の特徴構成は、同請求項９に記載した通り、上述の第七または第八の特徴構成に加えて、前記膜ろ過制御部は、前記膜分離装置からの透過水の引抜きを一時停止した状態で、前記膜分離装置を曝気して被処理水の上向流により分離膜を洗浄し、または前記膜分離装置を薬液により洗浄する点にある。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明した通り、本発明によれば、設計フラックスを上げて運転コストの低減を図りながらも、予期せぬ急激な差圧上昇に対応可能な膜分離装置の運転方法及び膜分離装置を提供することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】排水処理設備の説明図
【図２】膜分離装置の説明図
【図３】膜エレメントの説明図
【図４】（ａ），（ｂ）は膜分離装置の運転方法の説明図
【図５】（ａ），（ｂ），（ｃ）は膜分離装置の運転方法の説明図
【図６】別実施形態を示す排水処理設備の説明図
【図７】別実施形態を示す排水処理設備の説明図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明による膜分離装置の運転方法及び膜分離装置を説明する。
図１には、膜分離装置７が組み込まれた排水処理設備１の一例が示されている。活性汚泥が充填された無酸素槽４と、底部に散気装置５Ａが設置された好気槽５と、膜分離槽６とからなる生物処理槽と、膜分離槽６に浸漬配置され槽内の被処理水から透過水を得る膜分離装置７と、膜分離装置７でろ過された処理水を受け入れる処理水槽８と、膜分離装置７の状態を制御する運転制御装置Ｃを備えている。
【００３１】
無酸素槽４に流入した被処理水である原水に含まれるアンモニア性窒素は、活性汚泥によって好気槽５で硝酸性窒素に硝化処理されるとともに有機物が分解され、下流側の膜分離槽６に浸漬配置された膜分離装置７により固液分離される。
【００３２】
膜分離槽６に隣接配置されたバッファ槽９にオーバーフローした被処理水に含まれる余剰の活性汚泥はポンプＰ２により被処理水に含まれる硝酸性窒素とともに無酸素槽４に返流されて、窒素に還元される脱窒処理が行なわれ、一部が引抜かれて廃棄される。活性汚泥の返送量Ｒは、原水の設計流入量ＱＤに対して約４倍（Ｒ＝４ＱＤ）に設定されている。
【００３３】
膜分離装置７により固液分離された透過水は処理水槽８に貯留され、殺菌処理等の必要な処理が施された後に河川等に放流される。
【００３４】
図２に示すように、膜分離装置７は、上下が開口した膜ケース７１の内部に１００枚の板状の膜エレメント７Ｂが、各膜面が縦姿勢となるように、かつ６ｍｍから１０ｍｍ程度（本実施形態では８ｍｍ）の一定間隔を隔てて配列されており、さらに膜ケース７１の下方に散気装置７Ａを備えている。
【００３５】
散気装置７Ａは複数の散気孔が形成された散気管１３を備え、散気管１３に接続された散気ヘッダ１４を介して槽外に設置されたブロワＢやコンプレッサなどの給気源に接続されている。本実施形態では、給気源としてブロワＢが用いられ、好気槽５に備えた散気装置５Ａに給気されるとともに、バルブＶ１を介して散気装置７Ａに給気されるように配管されているが、散気装置５Ａ用と散気装置７Ａ用それぞれに専用のブロワを設けて、バルブＶ１を用いない構成としてもよい。
【００３６】
膜エレメント７Ｂには集水管１７を介して槽外に設置された吸引機構としてのポンプＰ１が接続され、槽内の被処理水が膜エレメント７Ｂの膜面を透過するように吸引ろ過される。
【００３７】
図３に示すように、膜エレメント７Ｂは、縦１０００ｍｍ×横４９０ｍｍの樹脂製の膜支持体１０の表裏両面に、スペーサ１１を介して分離膜１２が配置され、分離膜１２の周縁の辺部１３が膜支持体１０に超音波や熱で溶着、または接着剤等を用いて接着されている。
【００３８】
分離膜１２は、平均孔径が約０．２μｍの微多孔性膜で、不織布に多孔性を有する樹脂が塗布及び含浸された有機ろ過膜である。尚、膜エレメント７Ｂはこのような構成に限るものではなく、分離膜１２を膜支持体１０の表裏両面に巻き付けるように配置し、分離膜１２の端部を接着または溶着処理したものであってもよい。
【００３９】
膜支持体１０の表面には長手方向に沿って深さ２ｍｍ、幅２ｍｍ程度の溝部１０ｂが複数本形成され、その上端部には各溝部１０ｂを連通する水平溝部１０ｃが形成されている。表裏両面に形成された水平溝部１０ｃが連通孔１０ｄを介して連通され、膜支持体１０の上縁部に形成されたノズル１０ａに連通されている。
【００４０】
各ノズル１０ａは、チューブ１６を介して集水管１７に接続され、集水管１７には吸引機構としてのポンプＰ１が接続され、ポンプＰ１で吸引された透過水が処理水槽８に移送されるように構成されている（図２参照）。
【００４１】
このような膜分離装置７の散気装置７Ａ及び吸引機構Ｐ１を作動させることにより、被処理水を分離膜１２に透過させた透過水を得ることができる。
【００４２】
運転制御装置Ｃは、膜分離装置７からの透過水量Ｍ（ｔ）を計測する透過水量計測部Ｍと、生物処理槽４への被処理水の流入量Ｑ（ｔ）を計測する流入量計測部Ｑと、バッファ槽９の水位を計測する水位計測部Ｗと、演算処理機能を備えた膜ろ過制御部２０を備えて構成されている。
【００４３】
膜ろ過制御部２０は、所定の長さを有する期間ｔにおける透過水量Ｍ（ｔ）、期間ｔの直前の期間ｔ−１における被処理水の流入量Ｑ（ｔ−１）、ゲインＫ（Ｋ＞１）に対して、以下の数式
Ｍ（ｔ）＝ＫＱ（ｔ−１）
で表される関係となるように透過水量Ｍ（ｔ）を設定し、設定した透過水量Ｍ（ｔ）で膜分離装置７から透過水を引き抜くようにポンプＰ１を制御し、バッファ槽９の水位ＷＬが予め設定された停止水位ＬＷＬまで低下したときに膜分離装置７からの透過水の引抜きを一時停止する。
【００４４】
膜ろ過制御部２０は、膜分離装置７からの透過水の引抜きを一時停止した状態で、膜分離装置７を曝気して被処理水の上向流により分離膜を洗浄し、または膜分離装置７を薬液により洗浄するように構成されている。
【００４５】
ポンプＰ１を停止した状態で散気装置７Ａから曝気すると、分離膜１２に沿って被処理水が上昇し、その過程で分離膜１２の表面に付着した微生物の代謝物等のファウリング原因物質が除去され分離膜１２の詰り状態が軽減される。
【００４６】
集水管１７とポンプＰ１との間には止水バルブＶ２が設けられ、止水バルブＶ２の上流側には薬液タンク（図示せず）に接続された薬液供給管が分岐接続されている。ポンプＰ１を停止して止水バルブＶ２を閉塞した後にＶ３を開け、薬液供給管から膜分離装置７に薬液を給液することにより分離膜１２が洗浄される。薬液タンクには次亜塩素酸ソーダ等の薬液が充填されている。
【００４７】
薬液洗浄を終えると、Ｖ３を閉め止水バルブＶ２を開放してポンプＰ１を駆動することによりろ過が行なわれる。ろ過の初期には膜分離装置７から薬液が流出するまでの間、透過水が処理水槽８に流入しないように取り出すバイパス管路が設けられている。
【００４８】
分離膜１２の透過抵抗値（膜分離装置の圧損値）を計測する透過抵抗値計測部Ｐをさらに備え、膜ろ過制御部２０は、分離膜１２の透過抵抗値が予め設定された上限許容値Ｐｕ以上になると、バッファ槽９の水位が設定水位ＬＷＬに低下する前であっても、膜分離装置７からの透過水の引抜きを一時停止する。
【００４９】
図４（ａ）に示すように、流入変動を１時間単位で区画し、１区画前の流入量Ｑ（ｔ−１）に対して透過水量Ｍ（ｔ）を設定する。透過水量Ｍ（ｔ）はＫ・Ｑ（ｔ−１）で与えられる。図４（ｂ）に示すように、流入量Ｑが増加傾向にある場合には系内に保有する汚泥量は増加傾向にあるが、流入量Ｑが減少傾向になると系内に保有する汚泥量も減少傾向となり、ある時点では保有汚泥量が初期値に対してマイナスとなる。系内の保有汚泥量の増減はバッファ槽９の水位の増減として現れ、水位計にて検知する。
【００５０】
ゲインＫは、１．０１＜Ｋ＜１．１０の範囲に設定されていることが好ましく、膜ろ過ステップと停止ステップの適度な時間バランスが実現でき、停止ステップで膜を洗浄する場合に十分な洗浄時間が得られるようになる。
【００５１】
図４（ａ）には、無酸素槽４へ流入する原水の量Ｑ（ｔ）がダイナミックに変動し、それに対して膜分離装置７からの透過水量Ｍ（ｔ）が遅れて変動する例が示されている。膜ろ過が進むにつれてろ過抵抗が次第に上昇する。
【００５２】
膜分離装置７の設計フラックスを上げて膜分離装置７の全台数を低減することにより運転コストの低減を図ると、予期せぬ急激な膜間差圧ＴＭＰの上昇を来す虞がある。
【００５３】
本発明による排水処理設備の運転方法では、急激な膜間差圧ＴＭＰの上昇を来すことなく安定した状態でろ過運転が行なわれる。以下、膜ろ過制御部２０により実行される当該運転方法について詳述する。
【００５４】
上述したように、膜ろ過制御部２０は、所定の長さを有する期間ｔにおける膜分離装置からの透過水量Ｍ（ｔ）を、期間ｔの直前の期間ｔ−１における生物処理槽４への被処理水の流入量Ｑ（ｔ−１）、ゲインＫ（Ｋ＞１）に対して、以下の数式で表される関係となるように設定し、設定した透過水量で膜分離装置７から透過水を引く抜く膜ろ過ステップと、バッファ槽９の水位が予め設定された停止水位ＬＷＬまで低下したときに膜分離装置７からの透過水の引抜きを一時停止する停止ステップと、が実行される。
Ｍ（ｔ）＝ＫＱ（ｔ−１）
【００５５】
上式に示すように、ゲインＫを１より大に設定し、被処理水の流入量Ｑ（ｔ）に対して透過水量Ｍ（ｔ）が遅れて応答する関係となるように設定することにより、膜ろ過ステップの実行中に時間の経過により槽内の活性汚泥量が次第に低下する定常的な状況が発現する。
【００５６】
そのような状況で膜分離装置７からの透過水の引抜きを一時停止する停止ステップを実行すると、バッファ槽９の水位が次第に回復するようになり、その間に分離膜１２の洗浄のための時間を確保できるようになる。
【００５７】
設計フラックスを上げることによる予期せぬ急激な透過抵抗値の上昇に対処できるようになり、曝気量の低減等により運転コストを低減できるようになる。そして、停止ステップを実行する停止水位ＬＷＬを適切に設定することにより、流入量Ｑ（ｔ）に対応した透過水量Ｍ（ｔ）を確保することができる。
【００５８】
バッファ槽９の水位が停止水位ＬＷＬに低下したときに、膜ろ過ステップから停止ステップに切り替えられる。停止ステップで、散気装置７Ａにより膜分離装置７の膜エレメント７Ｂを曝気して、被処理水の上向流により分離膜１２を洗浄するリラクゼーション工程を実行することにより、透過抵抗値を下げることができ、予期せぬ急激な透過抵抗値の上昇を未然に回避できるようになる。
【００５９】
また、停止ステップで、膜分離装置７を薬液により洗浄する薬液洗浄工程を実行することにより、膜間差圧ＴＭＰを初期状態に近い低い値に回復させることができ、安定した状態で膜ろ過ステップが繰返し実行できるようになる。
【００６０】
停止ステップでリラクゼーション工程と薬液洗浄工程の何れを実行するのかは、適宜設定することができる。例えば、透過抵抗値計測部Ｐで計測された分離膜１２の透過抵抗値が所定の閾値以上であれば薬液洗浄工程を選択し、所定の閾値未満であればリラクゼーション工程を実行するように設定することができる。
【００６１】
また、予め設定された所定回数だけ優先的にリラクゼーション工程を実行し、その後の停止ステップで薬液洗浄工程を実行するような態様を繰り返すように設定してもよい。
【００６２】
図５（ａ）には、停止ステップでリラクゼーション工程が実行される場合の透過抵抗値の特性（二点鎖線）と、停止ステップでリラクゼーション工程が実行されない場合の透過抵抗値の特性（一点鎖線）が対比されている。停止ステップでリラクゼーション工程が実行される度に分離膜１２が洗浄され、汚れの程度が軽減されることにより、透過抵抗値の上昇が緩やかになり、長期安定して膜分離できるようになる。リラクゼーション工程に代えて低濃度の薬液で薬液洗浄工程を実行しても同様の特性が得られる。
【００６３】
図５（ｂ）には、停止ステップで高濃度の薬液で薬液洗浄工程が実行される場合の透過抵抗値の特性（二点鎖線）と、停止ステップでリラクゼーション工程が実行されない場合の透過抵抗値の特性（一点鎖線）が対比されている。透過抵抗値が所定の閾値を超え、停止ステップで薬液洗浄工程が実行される度に分離膜１２が初期状態にまで洗浄されることにより、透過抵抗値の上昇が抑制され、長期安定して膜分離できるようになる。尚、閾値に関わらず一律に薬液洗浄工程が実行されるように構成してもよい。
【００６４】
図５（ｃ）には、上述したリラクゼーション工程と薬液洗浄工程を組み合わせた場合の透過抵抗値の特性（二点鎖線）と、停止ステップでリラクゼーション工程が実行されない場合の透過抵抗値の特性（一点鎖線）が対比されている。停止ステップで複数回のリラクゼーション工程が実行された後に薬液洗浄工程が実行される。このように、リラクゼーション工程と薬液洗浄工程を組み合わせることにより、長期安定して膜分離できるようになる。
【００６５】
また、薬液洗浄工程で使用される薬液の濃度を濃淡切り替えるように構成してもよい。例えば、所定回数まで停止ステップで低濃度の薬液洗浄を行ない、所定回数経過すると高濃度の薬液洗浄を実行するような態様を繰り返してもよい。この場合には、図５（ｃ）と同様の特性が得られる。
【００６６】
分離膜１２の透過抵抗値が予め設定された上限許容値以上になると、バッファ槽９の水位が設定水位ＬＷＬに低下する前であっても、膜分離装置７からの透過水の引抜きを一時停止する停止ステップを実行することが好ましい。
【００６７】
バッファ槽９の水位が設定水位以上の状態であっても、分離膜１２の透過抵抗値が上限許容値以上になると停止ステップが実行されて分離膜１２の洗浄の機会が確保でき、緊急時に対処可能になる。
【００６８】
停止ステップの実行後、バッファ槽９の水位が停止水位より高い所定水位ＮＷＬに回復し、予め設定された時間Δｔが経過し、または分離膜１２の透過抵抗値が上限許容値より低い基準値へ低下する何れかの条件が成立したときに、膜ろ過ステップに復帰することが好ましい。
【００６９】
バッファ槽９の水位が停止水位より高い所定水位に回復したときに復帰すると、ポンプＰ２の空運転を回避でき、予め設定された時間の経過時に復帰すると、その間は安定して膜の洗浄ができ、分離膜の透過抵抗値が上限許容値より低い基準値へ低下したときに復帰すると、確実な膜の洗浄が行なえる。
【００７０】
尚、図１に示した例では、膜分離槽６に隣接してバッファ槽９を設けてあるが、バッファ槽９を備えていない膜分離槽６では、水位が停止水位より高い所定水位に回復したときにろ過工程に復帰するように構成するのが好ましい。
【００７１】
図６には、排水処理設備の別実施形態が示されている。上述した実施形態では、底部に散気装置５Ａが設置された好気槽５と、膜分離装置７が浸漬配置された膜分離槽６を備えた排水処理設備を説明したが、好気槽５と膜分離槽６を兼用して好気処理と膜分離処理を同じ処理槽で実現してもよい。
【００７２】
図７には、排水処理設備の別実施形態が示されている。上述した実施形態では、原水が活性汚泥処理槽を構成する上流側の無酸素槽４に直接流入する例を説明したが、原水に混入している夾雑物を除去するバースクリーン２ａ等が設けられた前処理槽２と、バースクリーン２ａ等で夾雑物が除去された被処理水を一旦貯留する流量調整槽３を備えてもよい。原水の流入量が変動する場合であっても、ポンプやバルブ等の流量調整機構Ｐ３によって、流量調整槽３からは一定流量の被処理水が活性汚泥処理槽４に安定供給されるようになる。
【００７３】
上述した実施形態では、無酸素槽４、好気槽５、膜分離槽６を備えた活性汚泥処理槽が一系列である例を説明したが、複数の活性汚泥処理槽が並設された排水処理設備であっても本発明を適用することが可能であることは言うまでもなく、その場合には各系列で同期して膜分離工程と停止工程を実行する必要はなく、夫々の系列で独立して膜分離工程と停止工程を実行するように構成すればよい。
【００７４】
この場合、それぞれの系列で運転制御装置Ｃを備えてもよいし、膜ろ過制御部２０のみ共用可能に構成してもよい。
【００７５】
上述した実施形態は本発明の一態様であり、該記載により本発明が限定されるものではなく、各部の具体的構成や制御態様は本発明の作用効果が奏される範囲で適宜変更設計可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００７６】
１：排水処理設備
４：無酸素槽
５：好気槽
５Ａ：散気装置
６：膜分離槽
７：膜分離装置
７Ａ：散気装置
８：処理水槽
２０：膜ろ過制御部
Ｃ：運転制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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