(57)【要約】【課題】反応槽内に浸漬型の膜分離装置を設置した膜分離活性汚泥処理装置において、ブロワ装置に万一トラブルが発生した場合、曝気が行われない状態で濾過運転が続行されるといった不具合を防止するための制御を簡素化する。【解決手段】膜分離装置３の膜カートリッジ６の下方に散気管８が設けられ、反応槽２の外部に、散気管８へ曝気用空気を供給するブロワ装置１７が設けられ、膜分離装置３に、膜カートリッジ６で濾過された濾過水を反応槽２の外部へ導出する濾過水導出配管２１が接続され、濾過水導出配管２１に弁装置２２が設けられ、弁装置２２は、弁体を閉方向へ付勢するばねと、ブロワ装置１７から吐出された曝気用空気の圧力を受けて弁体をばねの付勢力に抗して開方向へ作動させるピストンとを有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応槽内に浸漬型の膜分離装置が設置され、この膜分離装置は、膜カートリッジと、この膜カートリッジの下方に設けられた散気装置とを備えている膜分離活性汚泥処理装置であって、上記反応槽の外部に、散気装置へ曝気用の気体を供給する給気装置が設けられ、上記膜分離装置に、膜カートリッジで濾過された濾過液を反応槽の外部へ導出する濾過液導出流路が接続され、上記濾過液導出流路に弁装置が設けられ、この弁装置は、給気装置の吐出側の圧力を作動圧とするものであり、弁体を閉方向へ付勢する付勢手段と、給気装置の吐出側の圧力を受けて弁体を上記付勢手段の付勢力に抗して開方向へ作動させる受圧部とを有することを特徴とする膜分離活性汚泥処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反応槽内に浸漬型の膜分離装置を設置し、活性汚泥によって汚水を浄化しながら、上記膜分離装置によって固液分離を行う膜分離活性汚泥処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の膜分離活性汚泥処理装置としては、例えば図４に示すように、反応槽６１内に浸漬型の膜分離装置６２が設置されたものがある。この膜分離装置６２は、所定間隔おきに配列された複数の平板状の膜カートリッジ６３と、これら膜カートリッジ６３の下方に設けられた散気装置６４とを備えている。上記散気装置６４は、複数の散気孔６５を有しており、槽外に設置されたブロワ装置６６に散気用配管６７を介して接続されている。
【０００３】
また、膜分離装置６２の上部には、膜カートリッジ６３で濾過された濾過水（透過液）を反応槽６１の外部へ導出する濾過水導出配管６８が形成されている。上記濾過水導出配管６８の途中には弁装置６９が介装されている。この弁装置６９は、電磁力によって開閉する電磁弁である。さらに、膜分離活性汚泥処理装置６０には、上記ブロワ装置６６と弁装置６９とを連動して電気的に制御する制御装置７０が具備されている。
【０００４】
これによると、濾過運転時においては、汚水７１が、反応槽６１内に供給され、活性汚泥によって浄化されながら、膜分離装置６２の各膜カートリッジ６３で濾過される。この際、制御装置７０が、ブロワ装置６６に駆動信号を送ると共に弁装置６９に開信号を送って、ブロワ装置６６を駆動させるとともに弁装置６９を開く。これにより、散気装置６４の散気孔６５から曝気用空気が気泡７３となって反応槽６１内に噴出し、上記気泡７３の上昇と共に上昇水流が発生し、これら気泡７３と上昇水流とが各膜カートリッジ６３間の間隔を上向きに通過することによって、各膜カートリッジ６３の膜面付着物が剥離され、膜面が洗浄される。また、弁装置６９が開いているため、膜カートリッジ６３で濾過された濾過水は自然水頭によって膜分離装置６２から濾過水導出配管６８内を流れて反応槽６１の外部へ導出される。このように、濾過運転時では、弁装置６９を開くと共にブロワ装置６６を駆動させて曝気を行う必要があった。
【０００５】
尚、ブロワ装置６６が停止して曝気が行われない状態で濾過運転を行うと、膜面が洗浄されず、各膜カートリッジ６３の膜面が膜面付着物で閉塞されてしまうといった問題があるため、曝気停止時は濾過運転を禁止していた。したがって、制御装置７０は、ブロワ装置６６を停止した場合、同時に、弁装置６９に閉信号を送って弁装置６９を閉じることにより、濾過運転を停止させていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−１９７６８５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、ブロワ装置６６は、ファンと、このファンを回転させるモーターとで構成され、両者間に巻回されたベルトを介してモーターの回転駆動力をファンに伝達しているが、上記ベルトが切断して、モーターは駆動しているがファンは回転せず停止するといったトラブルが発生する恐れがあった。したがって、制御装置７０が、ブロワ装置６６に駆動信号を送ると共に弁装置６９に開信号を送って、ブロワ装置６６を駆動させるとともに弁装置６９を開いた後、万一、ブロワ装置６６に上記のようなベルトの切断といったトラブルが発生した場合、弁装置６９が開いたまま、曝気が行われない状態で濾過運転が続行されるといった問題があった。
【０００８】
このような問題の対策として、図４の仮想線に示すように、散気用配管６７内を流れる空気の流量を検出する流量計７２を設け、ブロワ装置６６に上記のようなベルト切断といったトラブルが発生した場合、流量計７２で検出される空気の流量が所定流量よりも減少する（０になる）ため、この検出に基づいて制御装置７０が弁装置６９に閉信号を送って弁装置６９を閉じ、濾過運転を停止させる。
【０００９】
しかしながら図４の仮想線に示すものでは、流量計７２等の検出装置が必要となり、制御装置７０とブロワ装置６６と弁装置６９と流量計７２とで電気的な制御回路を形成しているため、制御系の構成が複雑化するといった問題があった。また、弁装置６９の開閉には電力を要するため、弁装置開閉用の電力を確保する必要があり、さらに、停電といった不測の事態に対応し難かった。
【００１０】
本発明は、給気装置（ブロワ装置）に万一トラブルが発生した場合、曝気が行われない状態で濾過運転が続行されるといった不具合を防止するための制御を簡素化することができる膜分離活性汚泥処理装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、反応槽内に浸漬型の膜分離装置が設置され、この膜分離装置は、膜カートリッジと、この膜カートリッジの下方に設けられた散気装置とを備えている膜分離活性汚泥処理装置であって、上記反応槽の外部に、散気装置へ曝気用の気体を供給する給気装置が設けられ、上記膜分離装置に、膜カートリッジで濾過された濾過液を反応槽の外部へ導出する濾過液導出流路が接続され、上記濾過液導出流路に弁装置が設けられ、この弁装置は、給気装置の吐出側の圧力を作動圧とするものであり、弁体を閉方向へ付勢する付勢手段と、給気装置の吐出側の圧力を受けて弁体を上記付勢手段の付勢力に抗して開方向へ作動させる受圧部とを有するものである。
【００１２】
これによると、濾過運転時においては、給気装置が駆動して曝気用の気体を散気装置へ供給し、曝気用の気体が散気装置から反応槽内に噴出する。この際、給気装置の吐出側の圧力が所定圧力以上となり、この圧力を作動圧として弁装置の受圧部が受けて弁体を開方向へ作動させることによって、弁装置が開き、膜カートリッジで濾過された濾過液が膜分離装置から濾過液導出流路を流れて反応槽の外部へ導出される。
【００１３】
また、万一、給気装置にトラブルが発生して、給気装置の吐出側の圧力が所定圧力よりも低下し、曝気用の気体が給気装置から散気装置へ供給不能に陥った場合、受圧部が受ける圧力が低下するため、弁体が付勢手段の付勢力によって閉方向へ作動し、弁装置が閉じて濾過液の導出を停止させる。これにより、曝気が行われない状態で濾過運転が続行されるといった不具合を防止することができる。また、上記のように、弁装置は、電気的な制御ではなく、給気装置の吐出側の圧力と付勢手段の付勢力とを利用して開閉されるため、従来のような流量計等の検出装置が不要となり、制御が簡素化される。さらに、弁装置開閉用の電力を確保する必要はなく、停電といった不測の事態にも容易に対応できる。
【００１４】
尚、上記付勢手段の付勢力が小さくとも、弁の駆動（開閉）が容易に行えるように（すなわち駆動力が小さくなるように）弁のシール部は必要最小限の力で動かせるものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。
図１，図２に示すように、１は膜分離活性汚泥処理装置であり、反応槽２内に浸漬型の膜分離装置３が設置されている。膜分離装置３は、上下が開口した箱枠状の膜ケース５の内部に上下方向に配置される平板状の膜カートリッジ６を所定間隔おきに複数配列し、上下が開口した箱枠状の散気ケース７の内部に散気管８（散気装置の一例）を配設し、膜ケース５と散気ケース７とを互いに上下に配置することにより構成されている。尚、上記散気管８は、膜カートリッジ６の下方に位置しており、複数の散気孔８ａを有している。
【００１６】
上記各膜カートリッジ６は、濾板１０の両表面に濾過膜１１を配置し、濾板１０と濾過膜１１との間又は濾板１０の内部に形成された膜濾過水流路（図示省略）に連通する膜濾過水取出口１２を濾板１０に形成することにより構成されている。そして、上記各膜濾過水取出口１２に連通して膜濾過水取出チューブ１３と集合管１４が設けられている。
【００１７】
また、上記反応槽２の外部には、散気管８へ曝気用の空気を供給するブロワ装置１７（給気装置の一例）が設置されている。このブロワ装置１７は、ファン（図示省略）と、このファンを回転させるモーター（図示省略）とで構成され、両者間に巻回されたベルト（図示省略）を介してモーターの回転駆動力をファンに伝達するように構成されている。尚、ブロワ装置１７のモーターは制御装置１８によって電気的に制御されている。
【００１８】
また、ブロワ装置１７の吐出口１７ａと散気管８との間には散気用配管２０が接続されている。
上記膜分離装置３の集合管１４には、膜カートリッジ６で濾過された濾過水を反応槽２の外部へ導出する濾過水導出配管２１（濾過液導出流路の一例）が接続されている。この濾過水導出配管２１の中途には弁装置２２が設けられている。
【００１９】
図３に示すように、上記弁装置２２は、弁箱２３内の流路を開閉する昇降自在な円板状の弁体２４と、この弁体２４を作動させる開閉作動部２５とを備えている。上記弁箱２３には流入口２６と流出口２７とが形成されている。また、弁箱２３の内部は、仕切壁３０によって、流入口２６に連通する入口側室２８と、流出口２７に連通する出口側室２９とに区分けされている。尚、上記入口側室２８と出口側室２９とは、仕切壁３０に形成された連通孔３１によって互いに連通している。また、上記連通孔３１の周縁部には円環状の弁座３６が設けられている。上記弁体２４は、連通孔３１に挿通された弁棒３２の一端に取付けられている。
【００２０】
また、上記開閉作動部２５は、弁棒３２の他端に取付けられ且つ円筒状のシリンダ３３に内蔵された円板状のピストン３４と、上記シリンダ３３に内蔵されて弁体２４を閉方向Ｓへ付勢する圧縮コイルばね３５（付勢手段の一例）とで構成されている。すなわち、上記シリンダ３３は弁箱２３の外側に取付けられ、弁棒３２の他端は弁箱２３を貫通してシリンダ３３の内部に挿入されている。シリンダ３３の内部は、往復運動自在なピストン３４によって、弁棒３２が挿通する一方の作動室３７と、一方の作動室３７の反対側に形成される他方の作動室３８とに分かれている。尚、上記圧縮コイルばね３５は一方の作動室３７内に設けられている。
【００２１】
図１，図３に示すように、上記散気用配管２０の中途部には分岐管４０の一端が接続され、この分岐管４０の他端は上記シリンダ３３の他方の作動室３８側に接続されている。尚、上記ピストン３４は、ブロワ装置１７の吐出口１７ａ側の空気圧を受けて弁体２４を圧縮コイルばね３５の付勢力に抗して開方向Ｏへ作動させる受圧部の一例に相当するものである。
【００２２】
尚、上記圧縮コイルばね３５の付勢力は、濾過水導出配管２１内の水頭圧（例えば０〜１０ｋＰａ）よりもやや大きく、且つ、分岐管４０からの空気圧（例えば２０〜５０ｋＰａ）よりもやや小さい範囲に調整されているものである。
【００２３】
以下、上記構成における作用を説明する。
濾過運転時、汚水４１は、反応槽２へ供給され、活性汚泥によって浄化されながら、膜分離装置３の濾過膜１１を透過する際に濾過されて固液分離される。この際、制御装置１８からの駆動信号によってブロワ装置１７のモーターが駆動し、ファンが回転する。これにより、曝気用空気が、ブロワ装置１７から散気用配管２０を流れて散気管８に供給され、気泡４２となって散気孔８ａから反応槽２内へ噴出する。したがって、上記気泡４２の上昇と共に上昇水流が発生し、これら気泡４２と上昇水流とが各膜カートリッジ６間の間隔を上向きに通過することによって、濾過膜１１に付着した膜面付着物が剥離され、濾過膜１１が洗浄される。
【００２４】
さらに、上記濾過運転時においては、ブロワ装置１７が駆動しているため、所定圧力以上の曝気用空気が散気用配管２０を流れ、上記曝気用空気の一部が散気用配管２０から分岐管４０を通って開閉作動部２５の他方の作動室３８へ流れ込む。これにより、上記分岐管４０から導入された所定圧力以上の空気圧が作動圧としてピストン３４に作用し、図３の実線で示すように、ピストン３４が圧縮コイルばね３５の付勢力に抗して一方へ移動し、弁棒３２を介して弁体２４が開方向へ作動し、連通孔３１が開放される。これにより、上記濾過膜１１で濾過された汚水は濾過水として、自然水頭によって、各膜カートリッジ６から膜濾過水取出口１２と膜濾過水取出チューブ１３と集合管１４を通り、濾過水導出配管２１を流れて反応槽２の外部へ導出される。尚、この時、圧縮コイルばね３５はピストン３４によって圧縮される。また、濾過水導出配管２１内の濾過水は、弁装置２２の流入口２６から連通孔３１を通り、流出口２７を経て下流側へ流れる。
【００２５】
また、万一、ブロワ装置１７のベルトが切断して、モーターは駆動しているがファンは回転せず停止するといったトラブルが発生した場合、ブロワ装置１７の吐出口１７ａ側の空気圧（吐出圧）が所定圧力よりも低下し、曝気用空気がブロワ装置１７から散気管８へ供給不能に陥る。これにより、ピストン３４に作用する空気圧が所定圧力よりも低下するため、図３の仮想線で示すように、ピストン３４が圧縮コイルばね３５の付勢力（復元力）によって他方へ押圧されて移動し、弁棒３２を介して弁体２４が閉方向Ｓへ作動し、連通孔３１が閉鎖される。
【００２６】
これにより、濾過水導出配管２１が弁装置２２で閉じられ、濾過水が濾過水導出配管２１を流れて反応槽２の外部へ導出されることはなく、濾過運転が停止される。したがって、曝気が行われない状態で濾過運転が続行されるといった不具合を防止することができる。また、上記のように、弁装置２２は、電気的な制御ではなく、ブロワ装置１７から吐出された曝気用空気の圧力と圧縮コイルばね３５の付勢力とを利用して開閉されるため、従来のような流量計等の検出装置が不要となり、制御が簡素化される。さらに、弁装置２２の開閉用の電力を確保する必要はなく、停電といった不測の事態にも容易に対応できる。
【００２７】
上記実施の形態では、図３に示すような形式の弁装置２２を用いたが、この形式に限定されるものではなく、ボール弁やバタフライ弁，ダイヤフラム弁等であってもよい。
【００２８】
上記実施の形態では、弁装置２２を開いた際、濾過水は、自然水頭によって、膜分離装置３から濾過水導出配管２１を通って反応槽２の外部へ導出されるが、上記自然水頭に限定されるものではなく、上記弁装置２２よりも下流側の濾過水導出配管２１に吸引ポンプを設け、上記濾過水を吸引ポンプで強制的に吸引して反応槽２の外部へ導出させてもよい。
【００２９】
上記実施の形態では、付勢手段の一例として圧縮コイルばね３５を用いたが、板ばね等を用いてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、万一、給気装置にトラブルが発生しても、曝気が行われない状態で濾過運転が続行されるといった不具合を防止することができる。また、弁装置は、電気的な制御ではなく、給気装置の吐出側の圧力と付勢手段の付勢力とを利用して開閉されるため、従来のような流量計等の検出装置が不要となり、制御が簡素化される。さらに、弁装置開閉用の電力を確保する必要はなく、停電といった不測の事態にも容易に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における膜分離活性汚泥処理装置の構成を示す図である。
【図２】同、膜分離活性汚泥処理装置の膜分離装置の一部切欠き斜視図である。
【図３】同、膜分離活性汚泥処理装置の弁装置の断面図である。
【図４】従来の膜分離活性汚泥処理装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１    膜分離活性汚泥処理装置
２    反応槽
３    膜分離装置
６    膜カートリッジ
８    散気管（散気装置）
１７    ブロワ装置（給気装置）
１７ａ    吐出口
２１    濾過水導出配管（濾過液導出流路）
２２    弁装置
２４    弁体
３４    ピストン（受圧部）
３５    圧縮コイルばね（付勢手段）
Ｏ    開方向
Ｓ    閉方向
【図１】
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【図２】
2004305885.tif 000004
【図３】
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【図４】
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