(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
曝気槽の内部に膜分離装置を配置し、かつ膜分離装置の下方に該膜分離装置の有する分離膜の洗浄機能を有する散気装置を配置した活性汚泥処理装置において、
前記散気装置は、主管と、該主管に接続する散気管としての枝管とを有し、
前記枝管は、その両端が前記主管に接続されて水平方向に配置された直管からなり、かつその上面には気体吐出穴が設けられており、
枝管の断面積Ａ1と枝管を接続する主管の断面積Ａ2が、２０≧Ａ2/Ａ1≧２である
ことを特徴とする活性汚泥処理装置。
【請求項２】
曝気槽の内部に膜分離装置を配置し、かつ膜分離装置の下方に該膜分離装置の有する分離膜の洗浄機能を有する散気装置を配置した活性汚泥処理装置において、
前記散気装置は、主管と該主管に接続する散気管としての枝管とを有し、
前記枝管は、その下面に気体吐出穴が設けられ、かつ水平方向に配置された直管部分と、該直管部分の両端を前記主管に接続する接続部と、を有し、
前記枝管の直管部分の底部が、前記主管の底部よりも低い位置に配置されている
ことを特徴とする活性汚泥処理装置。
【請求項３】
該膜分離装置が、中空糸膜を緯糸とする編織物からなる中空糸膜をその端部を開口状態に保ちつつ合成樹脂で固定されてなり、該合成樹脂の中空糸膜に垂直な断面の形状が細長いほぼ矩形であり、該合成樹脂が構造材の開口部に取り付けられてなる中空糸膜モジュールから構成されている請求項１または２に記載の活性汚泥処理装置。
【請求項４】
前記主管として、それぞれに給気管が接続された２つの主管を間隔を持って配置し、前記枝管の両端をこれらの主管のそれぞれに接続してなる請求項１または２に記載の活性汚泥処理装置。」
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、膜分離を用いて固液分離を行う活性汚泥処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、排水処理においては活性汚泥法が広く用いられており、その固液分離の方法としては、重力沈降等が行われている。しかしながら、この方法による固液分離は、得られる処理水の水質が不十分となる場合が生じることや、固液分離のために広大な用地を必要とするという問題点があった。
【０００３】
このような問題点を解決する方法として、近年精密濾過膜、限外濾過膜等の分離膜を配設した膜モジュールを用いて活性汚泥の固液分離を行う方法が種々検討されている。分離膜を用いて活性汚泥の濾過処理を行うと、水質の高い処理水を得ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
分離膜を用いて活性汚泥の固液分離を行う場合、膜分離装置の下方に散気管を配置し、散気管から供給される気泡によって曝気を兼ねて分離膜の洗浄を行い安定した濾過が実施されている。散気管は、通常、金属、樹脂等からなる管状配管に気体吐出穴を開口させたもので、製作が簡易になることから同一口径の部材から構成され、それら散気管にはブロワー等により空気を供給して散気している。
【０００５】
しかしながら、長期間運転していると気体吐出穴が目詰まりし、分離膜に対して気泡を均一にあてることが困難となり、膜表面の洗浄の不十分な部分が発生するため安定した固液分離処理ができないという問題点があった。本発明者らは、気体吐出穴の目詰まりの原因の一つが、各枝管間の圧力バランスが崩れ、汚泥を含む被処理水が気体吐出圧力の弱い枝管に設けられた穴から散気装置内に流入し、その汚泥が空気によって乾燥し、乾燥物が空気流に同伴し気体吐出穴を閉塞することによるものであることを解明し、種々検討の結果本発明を完成するに至った。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、分離膜による固液分離処理を長期間にわたり安定的に行うことができる活性汚泥処理装置を提供することにある。
【０００７】
すなわち、本発明の活性汚泥処理装置の第一の態様は、曝気槽の内部に膜分離装置を配置し、かつ膜分離装置の下方に該膜分離装置の有する分離膜の洗浄機能を有する散気装置を配置した活性汚泥処理装置において、
前記散気装置は、主管と、該主管に接続する散気管としての枝管とを有し、
前記枝管は、その両端が前記主管に接続されて水平方向に配置された直管からなり、かつその上面には気体吐出穴が設けられており、
枝管の断面積Ａ1と枝管を接続する主管の断面積Ａ2が、２０≧Ａ2/Ａ1≧２である
ことを特徴とする。
また、本発明の活性汚泥処理装置の第二の態様は、曝気槽の内部に膜分離装置を配置し、かつ膜分離装置の下方に該膜分離装置の有する分離膜の洗浄機能を有する散気装置を配置した活性汚泥処理装置において、
前記散気装置は、主管と該主管に接続する散気管としての枝管とを有し、
前記枝管は、その下面に気体吐出穴が設けられ、かつ水平方向に配置された直管部分と、該直管部分の両端を前記主管に接続する接続部と、を有し、
前記枝管の直管部分の底部が、前記主管の底部よりも低い位置に配置されている
ことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の活性汚泥処理装置について図面を参照しつつ説明する。
【０００９】
図１は、本発明の装置の一例を示す模式図である。
【００１０】
曝気槽１の内部には、膜分離装置２が配置される。膜分離装置２は、少なくとも上下が解放され概略直方体の形状をなしており、その内部には通常複数個の膜モジュール３が配設されている。本発明に使用される膜モジュール３としては、平膜タイプ、中空糸タイプ、管状タイプ、袋状タイプ等の形状の分離膜を適用することができる。またその材質としては、ポリオレフィン、セルロース、ポリスルフォン、ポリビニルアルコール、ポリメチルメタクレート、ポリビニリデンフルオライド、ポリ四フッ化エチレン、セラミック等を適用することができるが、編織物への加工性、散気時の揺れ対応性の点から、強伸度の高いポリオレフィンが好ましく用いられる。また、濾過膜として使用可能なものであれば、孔径、空孔率、膜厚、外径等に特に制限はない。
【００１１】
図２は、本発明の膜分離装置２に用いるのが好適な中空糸膜モジュールの一例を示すものであり、この中空糸膜モジュールは、中空糸膜を緯糸とする編織物からなる分離膜６をその端部を開口状態に保ちつつ合成樹脂で固定されてなり、この合成樹脂の中空糸膜に垂直な断面の形状が細長いほぼ矩形であり、この合成樹脂が導水管７の構造材の開口部に取り付けられて構成されている。このような中空糸膜モジュールの場合には、分離膜が汚泥等により集束固着一体化しにくく、散気装置４によるスクラビングが効果的に実施できる。
【００１２】
本発明の膜分離装置２の運転方法としては、浸漬吸引濾過法、水頭差による自重濾過法などが用いられ、導水管から処理済水を吸い出した分だけ被処理水が分離膜を通って濾過されるしくみになっている。
【００１３】
膜分離装置２の下方には、散気装置４が配置される。散気装置４は、樹脂、金属等からなる管状配管に気体吐出穴を開けた散気管を用い、ブロワー５より空気を供給する方法が広く用いられている。
【００１４】
散気管の気体吐出穴1０から散気された気泡は、処理水中を通って膜分離装置２に達し、さらに膜モジュール３の膜面の近傍を通過して水面から放出される。この際、気泡は処理液中を通って水面まで上方に移動するため、処理液と気泡からなる上向流が発生する。この処理液及び気泡からなる上向流が、膜モジュール３の膜面をスクラビングすることにより固形分の膜面への付着が防止され、膜面の急速な目詰まりを押さえることができる。
【００１５】
図３は、本発明の散気装置４の散気管の一例を示す模式図であり、図４は主管の長軸方向に対して垂直方向に形成される断面を示す断面図である。散気管は空気をブロワー５より導いて、曝気槽内に延びているが、このうち曝気槽内を水平に延び、下記枝管９を直接分岐させている部分が主管８であり、主管８の間に気体吐出穴1０が設けられた複数本の枝管９が主管８中にその端部を開口して設けられる。
【００１６】
散気管の主管８の断面積Ａ2は、散気管の枝管の断面積Ａ1よりも大きいものとする。なお、本発明でいうＡ1、Ａ2は、それぞれ枝管、主管の内部に形成される空洞の、枝管、主管の長軸方向とは垂直方向に形成される断面積をいう。Ａ1、Ａ2は、２０≧Ａ2/Ａ1≧２の範囲内とする。これにより、枝管内の圧力のばらつきを抑えることができ、その結果散気管の各枝管に供給する気体の圧力を均一化し、かつ、各気体吐出穴１０における気体吐出圧力のばらつきを無くすことにより、気体吐出圧力の弱い気体吐出穴１０から汚泥が流入するのを防ぎ、長期にわたって気体吐出穴1０の閉塞を防ぐことができる。
【００１７】
図５は、もう１つの発明の散気装置４の一例を示す断面図であり、気体吐出穴1０が散気装置４の最下点、すなわち散気管の枝管が最も低い部分を走る区間における枝管の下面部分に設けられたものである。気体吐出穴1０が最下点にあることにより、気体吐出穴から汚泥が侵入しにくく、なおかつ枝管９内に流入した汚泥は気体と共に枝管９外に排出され易くなるとともに、枝管９内に流入した汚泥が、枝管９の内壁に沿って広がることを防ぎ、汚泥の乾燥物が形成され難くなるため、気体吐出穴1０が閉塞することを防ぐことができる。
【００１８】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
【００１９】
＜実施例１＞
平均孔径０.1μｍの精密濾過用ポリエチレン中空糸膜をスクリーン状に展開固定した中空糸膜モジュール(ステラポア-Ｌ、商品名、三菱レイヨン(株)製)５本を、スクリーンが垂直方向を向き、隣り合うモジュール同士の中心間隔が６cｍとなるように横方向に並べて、長さ８０cｍ、幅３０cｍ、高さ５０cｍの上下を解放させたケーシングに納めてある膜分離装置を活性汚泥槽に浸漬した。槽内の固形分濃度ＳＳは１２０００ｍg/Ｌであり、吸引ポンプにより膜濾過流速ＬＶ＝０.０1ｍ3/ｍ2/h、吸引/停止間隔を1３分間/２分間の間欠運転にて６ヶ月間吸引濾過を実施し、膜濾過水を系外に排出した。
【００２０】
散気装置は、散気管の枝管として外径３cｍφ、厚さ０.３cｍ、長さ４０cｍの塩化ビニル製パイプ５本を中心間距離1８cｍ間隔で並べ、それら枝管は、外径５cｍφ、厚さ０.４cｍ、長さ９０cｍの塩化ビニル製パイプの散気管の主管に接続した直方形状とし、ケーシングの直下５０cｍの位置に固定した。
【００２１】
それぞれの枝管の上面には、０.３cｍφ気体吐出穴を７cｍ間隔で４個ずつ開口させた。
【００２２】
散気条件は、ブロワーを用いて空気をケーシングの水平方向の断面積あたり７０Ｎｍ3/ｍ2/hrの強度で供給した。
【００２３】
本実施例において、６ヶ月間濾過後に散気装置の気体吐出穴を確認したところ、穴の閉塞は認められなかった。
【００２４】
＜実施例２＞
平均孔径０.1μｍの精密濾過用ポリエチレン中空糸膜をスクリーン状に展開固定した中空糸膜モジュール(ステラポア-Ｌ、商品名、三菱レイヨン(株)製)５本を、スクリーンが垂直方向を向き、隣り合うモジュール同士の中心間隔が６cｍとなるように横方向に並べて、長さ８０cｍ、幅３０cｍ、高さ５０cｍの上下を解放させたケーシングに納めてある膜分離装置を活性汚泥槽に浸漬した。槽内の固形分濃度ＳＳは１２０００ｍg/Ｌであり、吸引ポンプにより膜濾過流速ＬＶ＝０.０1ｍ3/ｍ2/h、吸引/停止間隔を1３分間/２分間の間欠運転にて６ヶ月間吸引濾過を実施し、膜濾過水を系外に排出した。
【００２５】
散気装置は、散気管の枝管として外径３cｍφ、厚さ０.３ｃｍ、長さ４０ｃｍの塩化ビニル製パイプを図５のような形状に加工したもの５本を中心間距離1８ｃｍ間隔で並べ、枝管は約９０°に曲げられた両端の直管部を上に向けて、外径３ｃｍφ、厚さ０.３ｃｍ、長さ９０ｃｍの塩化ビニル製パイプの散気管の主管の最下点に接続した形状とし、ケーシングの直下５０ｃｍの位置に固定した。それぞれの枝管の最下点を中心とする下面平坦部には、０.３ｃｍφ気体吐出穴を７ｃｍ間隔で４個ずつ開口させた。
【００２６】
散気条件は、ブロワーを用いて空気をケーシングの水平方向の断面積あたり７０Ｎｍ3/ｍ2/hrの強度で供給した。
【００２７】
本実施例において、６ヶ月間濾過後に散気装置の気体吐出穴を確認したところ、穴の閉塞は認められなかった。
【００２８】
＜比較例１＞
散気装置として、散気管の主管、枝管に共に外径３cｍφ、厚さ０.３cｍの塩化ビニル製パイプを用いていることを除き、実施例１と同じ膜分離装置を用いて同じ運転条件で濾過を行った。
【００２９】
本実施例において、６ヶ月間濾過後に散気装置の気体吐出穴を確認したところ、２ヵ所の吐出穴の閉塞が認められた。
【００３０】
＜比較例２＞
散気装置として、散気管の一本の枝管に０.３cｍφの気体吐出穴を７cｍ間隔で４個枝管の上面にあけたものであることを除き、実施例２と同じ膜分離装置を用いて同じ運転条件で濾過を行った。
【００３１】
本実施例において、６ヶ月間濾過後に散気装置の気体吐出穴を確認したところ、３ヵ所の吐出穴の閉塞が認められた。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の活性汚泥処理装置によれば、長期間にわたって散気装置の閉塞が発生せず安定した活性汚泥の濾過を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例を示す模式図である。
【図２】本発明に使用される膜モジュールの一例を示す模式図である。
【図３】本発明に使用される散気管の一例を示す模式図である。
【図４】本発明に使用される散気管の一例を示す断面図である。
【図５】本発明に使用される散気管の他の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１  曝気槽
２  膜分離装置
３  膜モジュール
４  散気装置
５  ブロワー
６  分離膜
７  導水管
８  散気管主管
９  散気管枝管
１０  気体吐出穴
１１  給気管
【図１】
0004431682.tif 000002
【図２】
0004431682.tif 000003
【図３】
0004431682.tif 000004
【図４】
0004431682.tif 000005
【図５】
0004431682.tif 000006