(57)【要約】【課題】  曝気槽の前段のスクリーンが不要であり、従ってメンテナンスの手数が軽減され、しかも膜モジュールの目詰まりを防止しながら曝気槽などの生物処理槽より処理液を取り出すことができる膜分離活性汚泥処理方法を提供する。【解決手段】  モノリス型のセラミック膜モジュールまたはチューブラー型の膜モジュールなど、多数の連通孔１４を備えた膜モジュール１２を活性汚泥処理を行う曝気槽１０などの生物処理槽の外部に設置し、曝気槽１０などの生物処理槽内の液をポンプ２５で吸引してこの膜モジュール１２でクロスフローろ過し、ろ過液を処理水として排出する。この間、膜モジュール１２の入口側圧力を常時監視し、し渣の進入によりこの入口側圧力が所定限度を越えて上昇したときに、膜モジュール１２の逆洗またはブローを行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の連通孔を備えた膜モジュールを生物処理槽の外部に設置し、生物処理槽内の液をポンプで吸引してこの膜モジュールでクロスフローろ過しながらろ過液を処理水として排出する膜分離活性汚泥処理を行うとともに、膜モジュールの入口側圧力を監視し、この入口側圧力が所定限度を越えて上昇したときには、膜モジュールの逆洗及び／またはブローを行うことを特徴とする膜分離活性汚泥処理方法。
【請求項２】
膜モジュールがモノリス型のセラミック膜モジュールであることを特徴とする請求項１記載の膜分離活性汚泥処理方法。
【請求項３】
膜モジュールがチューブラー型の膜モジュールであることを特徴とする請求項１記載の膜分離活性汚泥処理方法。
【請求項４】
膜モジュールが、内径１〜１０ｍｍの連通孔を備えたものであることを特徴とする請求項２または３記載の膜分離活性汚泥処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水などの排水を活性汚泥処理する曝気槽内の液を膜モジュールにより膜ろ過して処理水として取り出す膜分離活性汚泥処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から水処理施設で実施されている活性汚泥処理法は、曝気槽など生物処理槽からの流出液を沈殿槽に導いて沈降汚泥と上澄水とに分離し、上澄水を処理液として排出する方法である。しかしこの方法は沈殿槽での重力沈降分離に長時間を要するうえに、汚泥性状によってはバルキングが発生して沈降分離が不可能となることがあるため、最近では膜分離活性汚泥処理方法（特許文献１）が注目されている。
【０００３】
膜分離活性汚泥処理方法は、図４に示すように曝気槽１の槽内に膜モジュール２を浸漬し、曝気槽内の液をこの膜モジュールで膜ろ過してろ過液を処理水として取り出す方法である。この方法では膜モジュール２で固液分離を行うので上記のような問題はない。この方法は、膜モジュール２がメンテナンスを行いにくい槽内に設置されているという欠点があるが、槽底部に設置した散気手段３から空気を噴出させて上昇流を生じさせ、膜面の付着物を除去するなどの工夫がなされており、生物処理に必要な酸素供給を膜面の洗浄にも活用する優れた方法である。
【０００４】
ところが曝気槽１に流入する原水中に毛髪や木片などのし渣が混入していると、これらが膜モジュール２に絡みついたり膜モジュール２を破損したりするおそれがある。このため、曝気層１の前段に目開きが１〜５ｍｍの細かいスクリーン４を設けてし渣を除去する必要が生じ、今度はそのスクリーン４の掃除やメンテナンスに手数を要するという問題がある。
【特許文献１】特許第３４４２３５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、曝気槽の前段のスクリーンが不要であり、従ってメンテナンスの手数が軽減され、しかも膜モジュールの目詰まりを防止しながら曝気槽などの生物処理槽より処理液を取り出すことができる膜分離活性汚泥処理方法を提供するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するためになされた本発明は、多数の連通孔を備えた膜モジュールを生物処理槽の外部に設置し、生物処理槽内の液をポンプで吸引してこの膜モジュールでクロスフローろ過しながらろ過液を処理水として排出する膜分離活性汚泥処理を行うとともに、膜モジュールの入口側圧力を監視し、この入口側圧力が所定限度を越えて上昇したときには、膜モジュールの逆洗及び／またはブローを行うことを特徴とするものである。なお、膜モジュールはモノリス型のセラミック膜モジュールまたはチューブラー型の膜モジュールとすることができ、その連通孔の内径は１〜１０ｍｍとすることが好ましい。また、ポンプとは、曝気槽などの生物処理槽内の液を膜モジュール内でクロスフローろ過させるものならよく、渦巻きポンプなど通常の機械式ポンプの他、エアリフトポンプなども使用できる。さらに、クロスフローの流れ方向は、常時下降流または上向流でもよいが、入口側圧力が所定限度を超えたときに上向流と下降流を交互に反転させ、一定回数毎に膜モジュールの逆洗及び／またはブローを行ってもよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の膜分離活性汚泥処理方法においては、曝気槽などの生物処理槽の外部に多数の連通孔を備えたモノリス型のセラミック膜モジュールまたはチューブラー型の膜モジュールを設置し、曝気槽などの生物処理槽内の液をポンプで吸引してこの膜モジュールでクロスフローろ過する。曝気槽などの生物処理槽内の液中に含まれているし渣が膜モジュールに達してその連通孔を閉塞すると、膜モジュールの入口側圧力が異常に上昇する。そのときには膜ろ過を停止して膜モジュールの逆洗及び／またはブローを行えば、閉塞したし渣を除去することができる。
【０００８】
このように、本発明では膜モジュールの入口側圧力を監視し、この入口側圧力が所定限度を越えて上昇したときに膜モジュールの逆洗またはブローを行うだけで膜モジュールの連通孔の閉塞を防止することができる。このため従来のように曝気槽などの生物処理槽の前段に目開きの細かいスクリーンを設置する必要がなく、メンテナンスの手数を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、図１と図２を参照しつつ本発明の好ましい実施形態を説明する。
図１において１０は曝気槽などの生物処理槽であり、下水などの原水は従来のような目開きの小さいスクリーンを経由することなく曝気槽１０などの生物処理槽内に流入する。曝気槽であれば槽内には散気手段１１が設置されており、槽内を好気状態に保つとともに循環流を生じさせ、好気性菌体による活性汚泥処理が行われる。なお、生物処理槽には、曝気槽だけではなく、AO法やA2O法や循環式硝化脱窒法や硝化・内生脱窒法など様々な方法が採用できる。また、循環流は曝気槽だけではなく、嫌気槽や無酸素槽などにも返送できる。さらに、本特許では膜モジュールへの送水を曝気槽からの場合のみ説明するが、嫌気槽や無酸素槽からの送水も可能である。また、処理対象排水は、下水の他、し尿や工場排水などである。
【００１０】
本発明では、曝気槽１０の外部に膜モジュール１２を設置し、曝気槽１０内の液をポンプ１３で吸引してこの膜モジュール１２でクロスフローろ過する。膜モジュール１２としては図２に略図を示したモノリス型セラミック膜モジュールまたは図３に略図を示したチューブラー型の膜モジュールを用いることができる。
【００１１】
図２のモノリス型のセラミック膜モジュール１２は、多孔質のセラミック体１３の内部を貫通させて多数の連通孔１４を形成し、各連通孔１４の内周面を緻密なろ過面１５としたレンコン状のものである。連通孔１４は好ましくは内径が１〜１０ｍｍ程度のものであり、ろ過面１５の細孔径は例えば０.１μｍである。連通孔１４の内径が１ｍｍ未満であると圧損が大きくなるうえ、し渣が頻繁に詰まりやすくなる。逆に１０ｍｍを越えると有効膜面積が少なくなる。
【００１２】
セラミック体１３はケース１６の内部にパッキン１７を介して封入されており、ポンプ１３で吸引された曝気槽１０内の液は下方から各連通孔１４の内部に入り上方に抜けるが、この間に各連通孔１４の内周面のろ過面１５でろ過される。ろ過液は多孔質のセラミック体１３の内部を通過してケース１６の内部に集められ、ろ過液排出口１７から外部に排出される。なおケース１６の上部に抜けた液は返送管１８を経由して曝気槽１０に返送される。このようにしてクロスフローろ過が行われ、固形分が除去されたろ過液は処理液として放流される。
【００１３】
また図３に示したチューブラー型の膜モジュール１２は、上部ヘッダ１９と下部ヘッダ２０との間に多数本の管状膜２１を設け、全体をケース２２の内部に収納したものである。この場合にも管状膜２１の壁面がろ過膜となり、ろ過液はケース２２のろ過液排出口２３から外部に排出される。管状膜２１はセラミック製であっても樹脂膜であってもよい。
【００１４】
何れの膜モジュール１２を用いた場合にも、その入口側には圧力センサ２４が設置されており、セラミック膜モジュール１２の入口側圧力を常時監視している。し渣が流入することによりセラミック膜モジュール１２の入口または連通孔１４が閉塞すると、圧力センサ２４により検出される入口側圧力が異常に上昇する。そこで入口側圧力が所定限度を越えて上昇したときには、ポンプ１３の運転を停止したうえで、セラミック膜モジュール１２の逆洗及び／または圧縮空気などによるブローを行い、閉塞したし渣を除去するとともに、膜面の堆積物を除去する。これによりセラミック膜モジュール１２の入口側圧力は低下するので、ポンプ１３の運転を再開して平常運転に戻る。なお逆洗とは、膜面に付着したケーキ層を除去するため、通常のろ過とは反対の向きに膜の二次側（ろ過水側）から水（ろ過水）や気体（圧縮空気）などを流す方法である。また、ブローとは、圧縮空気などにより膜モジュール内に蓄積した固形物を排出する方法である。
【００１５】
このように本発明ではモノリス型またはチューブラー型の膜モジュール１２を使用することにより、膜モジュール１２に従来のフィルターと似た機能を持たせることができる。そしてその閉塞は圧力センサ２４により容易に検出することができるから、逆洗または圧縮空気によるブローを行うことによって閉塞を解消させることができる。このため本発明によれば従来のように曝気槽の前段に目開きの細かいスクリーンを設置する必要がなく、メンテナンスの手数を軽減することができる。しかも膜モジュール１２の目詰まりを防止しながら、従来と同様に曝気槽１０より処理液を取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態を示す断面図である。
【図２】モノリス型のセラミック膜モジュールを示す断面図である。
【図３】チューブラー型のセラミック膜モジュールを示す断面図である。
【図４】従来の膜分離活性汚泥処理方法を示す断面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  従来の曝気槽
２  膜モジュール
３  散気手段
４  スクリーン
１０  本発明の曝気槽
１１  散気手段
１２  膜モジュール
１３  セラミック体
１４  連通孔
１５  ろ過面
１６  ケース
１７  パッキン
１８  返送管
１９  上部ヘッダ
２０  下部ヘッダ
２１  管状膜
２２  ケース
２３  ろ過液排出口
２４  圧力センサ
２５  ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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