(57)【要約】【課題】  ろ過ポンプに過大な負担を与えることなく膜ろ過モジュールの流量を確保し、円滑な膜ろ過を行わせることができる膜分離活性汚泥法を提供する。【解決手段】  曝気槽１１の槽内水をその外部に設置した膜ろ過モジュール１４でクロスフローろ過し、ろ過水を処理水として取り出す膜分離活性汚泥法に関するものである。膜ろ過モジュール１４からの返流水の一部を循環管路１７により膜ろ過モジュール１４の入口側に戻すことにより、膜ろ過モジュール１４の流量を確保する。これによりクロスフローポンプ１５に過大な負担を与えることなく膜ろ過モジュール１４の流量を確保できる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物処理槽内の水を生物処理槽の外部に設置した膜ろ過モジュールでクロスフローろ過し、ろ過水を処理水として取り出す膜分離活性汚泥法において、膜ろ過モジュールからの返流水の一部を膜ろ過モジュールの入口側に戻すことにより、膜ろ過モジュールの流量を確保することを特徴とする膜分離活性汚泥法。
【請求項２】
膜ろ過モジュールとしてモノリス型セラミック膜を用いることを特徴とする請求項１記載の膜分離活性汚泥法。
【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】
生物処理槽内の後段に生物処理槽の槽内水が流入する簡易沈殿槽を設け、この簡易沈殿槽から抜き出した水を膜ろ過モジュールに送り、膜ろ過モジュールからの返流水はこの簡易沈殿槽及び／または生物処理槽に返流させることを特徴とする請求項１記載の膜分離活性汚泥法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、曝気槽など生物処理槽と膜ろ過モジュールとを組み合わせ、排水の処理に用いられる膜分離活性汚泥法の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
排水の活性汚泥処理は、曝気槽内で活性汚泥によるBODの摂取を行わせたうえで、曝気槽の槽内水を沈殿槽に送って重力沈降による固液分離を行わせ、上澄水を処理水として取り出す方法である。しかし重力沈降に長時間を要するうえに、槽内水質によってはバルキングを生じて沈降分離が不可能になる場合もある。
【０００３】
そこで特許文献１に示すように、膜ろ過モジュールを曝気槽内に浸漬し、曝気槽の槽内水を直接膜ろ過して固液分離を行わせる浸漬膜型膜分離活性汚泥法が注目されている。この方法によれば大型の沈殿槽は不要となり、また槽内水質に拘わらず固液分離が可能となる。しかしこの方法では膜ろ過モジュールが水中に設置されているため、メンテナンスが容易ではないという問題がある。
【０００４】
上記の問題を解決するために、本発明者らは膜ろ過モジュールを曝気槽の外部に設置し、曝気槽の槽内水をこの膜ろ過モジュールでクロスフローろ過する技術を開発した。この方法では、図１に示すように曝気槽１の槽内水をクロスフローポンプ２により外部に設置した膜ろ過モジュール３に送ってクロスフローろ過し、膜面を透過したろ過水を処理水として取り出す一方、膜面を通過しなかった濃縮水は全量が曝気槽１に返送される。このように膜ろ過モジュール３を外部に設置すればメンテナンスが容易になる。
【０００５】
ところがこのようなクロスフローろ過を行わせる場合には、膜ろ過モジュール３の流量をあるレベル以上に確保することが必要である。その流量は、ろ過水として取り出される水量の２０倍以上が好ましいとされている。このため大量の槽内水を曝気槽１から引き抜いて外部に設置された膜ろ過モジュール３に循環させる必要があり、膜ろ過モジュール３の流量を所定レベルに確保するためには、クロスフローポンプ２に大きな動力が必要となることが判明した。
【特許文献１】特開平１１−３３３４９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記した従来の問題点を解決して、膜ろ過モジュールを曝気槽の外部に設置してクロスフローろ過を行わせる場合にも、クロスフローポンプに過大な負担を与えることなく膜ろ過モジュールの流量を確保し、円滑な膜ろ過を行わせることができる膜分離活性汚泥法を提供するためになされたものである。なお、本システムは曝気槽の他に嫌気槽や無酸素槽などの生物処理槽の水をろ過する場合にも使用できる。また、処理対象排水は、下水やし尿、工場排水などである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するためになされた本発明は、生物処理槽内の水を生物処理槽の外部に設置した膜ろ過モジュールでクロスフローろ過し、ろ過水を処理水として取り出す膜分離活性汚泥法において、膜ろ過モジュールからの返流水の一部を膜ろ過モジュールの入口側に戻すことにより、膜ろ過モジュールの流量を確保することを特徴とするものである。なお、膜ろ過モジュールとしてモノリス型セラミック膜やチューブラー型セラミック膜や高分子膜を用いることが好ましい。また、生物処理槽内の後段に生物処理槽の槽内水が流入する簡易沈殿槽を設け、この簡易沈殿槽から抜き出した水を膜ろ過モジュールに送り、膜ろ過モジュールからの返流水はこの簡易沈殿槽及び／または生物処理槽に返流させることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、膜ろ過モジュールからの返流水の一部を膜ろ過モジュールの入口側に戻す。このため返流水の一部は膜ろ過モジュールの近傍で循環することとなり、曝気槽などの生物処理槽からの槽内水の引き出し量を低く押さえたままで、膜ろ過モジュールの流量を確保することができる。従って返送水を曝気槽に戻す際に捨てる位置エネルギーや運動エネルギーを捨てずに済むので、クロスフローを行わせるためのろ過ポンプの動力を大幅に削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２を参照しつつ、本発明の実施形態を示す。
図２において１１は散気手段１２を備えた曝気槽であり、有機分を含む原水は従来と同様に曝気槽１１内で活性汚泥処理され、ＢＯＤの摂取が行われる。１３は曝気槽１１の後段に設置された簡易沈殿槽であり、曝気槽１１の槽内水はこの簡易沈殿槽１３に導かれて簡易的に沈降分離される。なお、簡易沈殿槽１３には、従来の最終沈殿池の１／２以下の大きさの沈殿槽や、傾斜沈殿池や、ろ材を用いた沈殿槽やこれらを組み合わせたシステムなどを用いることができる。
【００１０】
１４はこれらの外部に設置された膜ろ過モジュールである。膜ろ過モジュール１４の形式や材質は特に限定されるものではないが、この実施形態においては多孔質セラミック体に形成された内径が１．０〜１０ｍｍの貫通孔の内周面を、細孔径が０.１μmの緻密なろ過膜としたモノリス型セラミック膜や、チューブラー型セラミック膜や高分子膜が用いられている。曝気槽１１の槽内水は簡易沈殿槽１３において簡易的に沈降分離されたうえ、クロスフローポンプ１５により連続的に引き出され、膜ろ過モジュール１４においてクロスフローろ過されている。
【００１１】
このクロスフローろ過により、膜ろ過モジュール１４の膜面を透過したろ過水は処理水として取り出される。一方、膜面を通過しなかった濃縮水は返流管路１６により簡易沈殿槽１３及び／または曝気槽１１に返流される。しかし従来のように返流水の全量を簡易沈殿槽１３及び／または曝気槽１１に戻すのではなく、返流水の一部を循環管路１７を経由して膜ろ過モジュール１４の入口側に戻す。この結果、返流水の一部は矢印で示したように膜ろ過モジュール１４の近傍で循環することとなり、曝気槽１１の槽内水の引き出し量を低く押さえたままで、膜ろ過モジュール１４の流量を確保することができる。
【００１２】
例えば、クロスフローを行わせるためのクロスフローポンプ１５の流量を毎分２０Ｌ、循環管路１７を流れる循環流量を毎分２０Ｌとすれば、曝気槽からの引き抜き量を２０Ｌとしても膜ろ過モジュール１４の流量を毎分４０Ｌに維持することができる。このように膜ろ過モジュール１４の近傍で循環流を形成することにより、曝気槽１１との間で毎分４０Ｌの水を循環させる場合よりも、クロスフローポンプ１５の動力を大幅に削減することができる。このように膜ろ過モジュール１４の流量を毎分４０Ｌに維持すれば、毎分２Ｌまでの処理水をクロスフローろ過によって問題なく取出すことができる。
【００１３】
なお、上記の実施形態では簡易沈殿槽１３に返流される水量も毎分２０Ｌと少なくなり、全量を返流させる場合に比べて簡易沈殿槽１３の沈降分離を妨げない。従って簡易沈殿槽１３で容易に固液分離が可能となるため、よりＳＳ濃度の低い液が膜モジュールに供給できるようになり膜ろ過が有利になる。特にＭＬＳＳの低い槽内水をクロスフローろ過する場合に有利である。また、循環管路１７を流れる循環流量の割合が高くなると膜ろ過面でのＭＬＳＳ濃度が濃くなり過ぎるため膜ろ過が行いにくくなる。そのため、膜ろ過面でのＭＬＳＳ濃度が１５０００ｍｇ／Ｌ以下になるように循環量の割合を設定するのが好ましい。
【００１４】
図２の実施形態では簡易沈殿槽１３から引き出した水を膜ろ過モジュール１４でクロスフローろ過したが、曝気槽１１の槽内水を直接引き出してクロスフローろ過することももちろん可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】膜ろ過モジュールを曝気槽の外部に設置した膜分離活性汚泥法を説明する断面図である。
【図２】本発明の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００１６】
１  曝気槽
２  クロスフローポンプ
３  膜ろ過モジュール
１１  本発明の曝気槽
１２  散気手段
１３  簡易沈殿槽
１４  膜ろ過モジュール
１５  クロスフローポンプ
１６  返流管路
１７  循環管路
【図１】
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【図２】
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