(57)【要約】【課題】  【解決手段】  本発明は反応容器、前記反応容器に内蔵した膜分離システム、前記膜分離システムと通じていて濾液を吸い出すための水製造装置、前記反応容器及び前記膜分離システムに対する曝気のためのものである曝気システムを含む反応容器の領域の50%を超える領域の溶存酸素の濃度が0〜1.0mg/L、通性生物適合膜生物反応器を備える下水処理システム及び前記反応容器にある膜分離システムの領域における溶存酸素の濃度が0〜2.0mg/L、膜分離システムを除く領域における溶存酸素の濃度が0〜1.0mg/Lにある通性生物適合膜生物反応器のプロセスを開示した。【選択図】図２
2018500165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）  反応容器、
ｂ）  前記反応容器に内蔵した膜分離システム、
ｃ）  水製造装置、
ｄ）  曝気システム、
を備え、
前記水製造装置が膜分離システムと通じていて、膜分離システムにある濾液を吸い出すこと、及び、前記曝気システムが前記反応容器及び前記膜分離システムに対して曝気を行うことを特徴とする通性生物適合膜生物反応器を備える下水処理システム。
【請求項２】
前記反応容器の領域の50%を超える領域における溶存酸素の濃度が0〜1.0mg/L、前記膜分離システムの領域における溶存酸素の濃度が0〜2.0mg/L、前記膜分離システムを除く領域における溶存酸素の濃度が0〜1.0mg/L、前記膜分離システムの領域における溶存酸素の濃度が前記膜分離システムを除く領域における溶存酸素の濃度より高いように、前記曝気システムの曝気割合が制御されることを特徴とする請求項1に記載の通性生物適合膜生物反応器を備える下水処理システム。
【請求項３】
前記水製造装置が吸引フロー形または重力フロー形であることを特徴とする請求項1に記載の通性生物適合膜生物反応器を備える下水処理システム。
【請求項４】
前記膜分離システムがマイクロ濾過膜またはウルトラ濾過膜であることを特徴とする請求項1に記載の通性生物適合膜生物反応器を備える下水処理システム。
【請求項５】
曝気制御により反応容器の領域の50%を超える領域の溶存酸素の濃度が0〜1.0mg/Lにあるようにするプロセスを含み、前記反応容器にある膜分離システムの領域における溶存酸素の濃度が0〜2.0mg/L、前記膜分離システムを除く領域における溶存酸素の濃度が0〜1.0mg/L、前記膜分離システムの領域における溶存酸素の濃度が前記膜分離システムを除く領域における溶存酸素の濃度より高くなるようい、反応容器を曝気することを特徴とする請求項1に記載の通性生物適合膜生物反応器により下水処理を行う方法。
【請求項６】
下記のプロセスを含むことを特徴とする一般の膜生物反応器を通性生物適合膜生物反応器に改造する方法。
a．反応容器にある、セパレータまたは前端反応領域を取り外す。
b．送風機の曝気割合の降下または曝気配管の削減により、前記反応容器の領域の50%を超える領域の溶存酸素の濃度が0〜1mg/L、前記反応容器の膜分離システムの領域における溶存酸素の濃度が0〜2.0mg/L、膜分離システムを除く領域における溶存酸素の濃度が0〜1.0mg/L、前記膜分離システムの領域における溶存酸素の濃度が膜分離システムを除く領域における溶存酸素の濃度より高くなるようにする。
c．排泥システム、汚泥戻り流システム及び汚泥処理施設を取り外したり、停止したりする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は下水処理分野、特に、通性生物適合膜生物反応器を用いた下水処理方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
膜生物反応器（MBR）は、膜モジュール及び生物反応器からなる生物化学反応システムであり、一般的に生物反応器、膜モジュール、水製造装置、曝気システム及び排泥及び汚泥戻り流システムからなる。膜生物反応器（MBR）に下記の課題がある。
【０００３】
（１）多量の排泥が生成され、排泥量が多い。
【０００４】
（２）MBRはエネルギー消費量が高く、膜に対するフラッシュ曝気及び好気的微生物が汚染物を分解するための酸素を保証するために高い出力の送風機により曝気を行うことが必要である。
【０００５】
（３）MBRは正確に制御することが求められ、排泥及び汚泥戻り流が必要であるので、24時間体制での監視が義務である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記問題に鑑み、本発明は、通性生物適合膜生物反応器を備える下水処理システムを提供することを目的にする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、１つの実施形態として、通性生物適合膜生物反応器を備え、該通性生物適合膜生物反応器が、反応容器、前記反応容器に内蔵した膜分離システム、前記膜分離システムと通じていて前記膜分離システムにおける濾液を排出するための水製造装置、前記反応容器及び前記膜分離システムに対する曝気のための曝気システムを含む、通性生物適合膜生物反応器を用いる下水処理システムを提供する。
【０００８】
前記反応容器の50%を超える領域の溶存酸素の濃度が0〜1mg/L、前記膜分離システムの領域における溶存酸素の濃度が0〜2.0mg/L、膜分離システムを除く領域における溶存酸素の濃度が0〜1.0mg/L、前記膜分離システムの領域における溶存酸素の濃度が、膜分離システムを除く領域における溶存酸素の濃度よりも高いように、前記曝気システムの曝気割合が制御されることに特徴がある。
【０００９】
１つの実施形態において、前記水製造装置が吸引流れ形または重力流れ形を採用する。
【００１０】
１つの実施形態において、前記膜分離システムのマイクロ濾過膜またはウルトラ濾過膜を採用する。
【００１１】
本発明の他の実施形態においては、曝気割合の制御により反応容器の領域の50%を超える領域における溶存酸素の濃度が0〜1．0mg/Lにあるようにする、通性生物適合膜生物反応器を用いた下水処理方法も提供する。その中、前記反応容器にある膜分離システムの領域における溶存酸素の濃度が0〜2.0mg/L、膜分離システムを除く領域における溶存酸素の濃度が0〜1.0mg/L、前記膜分離システムの領域における溶存酸素の濃度が膜分離システムを除く領域における溶存酸素の濃度より高いことにある。
【００１２】
本発明の他の実施形態は、下記のプロセスを含み、一般の膜生物反応器を通性生物適合膜生物反応器に改造する次を備える方法も提供する。一般の膜生物反応器は、セパレータと前端反応領域を有する反応容器を備える。
【００１３】
１）  反応容器にある、セパレータまたは前端反応領域を取り外す。
【００１４】
２）  送風機の曝気割合の降下、又は、曝気システムの曝気配管の配置の削減することにより、前記反応容器の領域の50%を超える領域における溶存酸素の濃度が0〜1.0mg/Lにあるように、前記反応容器にある膜分離システムの領域における溶存酸素の濃度が0〜2.0mg/L、膜分離システムを除く領域における溶存酸素の濃度が0〜1.0mg/Lとなるようにする。また、前記膜分離システムの領域における溶存酸素の濃度が、膜分離システムを除く領域における溶存酸素の濃度より高くなるように制御する。
【００１５】
３）  排泥システム、汚泥戻り流システム、及び汚泥処理施設を取り外したり、停止したりする。
【発明の効果】
【００１６】
従来の技術と比較すると、通性生物適合膜生物反応器を用いた本発明による下水処理方法の利点としては、酸素の供給量及び曝気のエネルギー消費量を削減できる（膜生物反応器より30%以上も省エネできる）とともに、通性嫌気性菌をはじめとする微生物系を発展させて、水にある汚染物を効率的に分解する効果がある。本発明による通性生物適合膜生物反応器を備える下水処理システムは、排泥せずに正常に稼働できる。反応器中の汚泥濃度が、入水濃度に応じて自己調整により調整でき、最終にシステムに動的平衡を形成する。排泥システム、汚泥戻り流システム及び汚泥処理施設を取り外したり、停止したりするので、制御操作が簡単になり、無人化が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来の技術による膜生物反応器（MBR）の構成図である。
【図２】本発明の一実施形態による通性生物適合膜生物反応器を備える下水処理システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に本発明の通性生物適合膜生物反応器を用いた下水処理方法及びシステムについて実施形態を挙げて更に説明する。以下の実施形態は一例を挙げての説明であり、本発明を限定するものではない。
【００１９】
本発明による下水処理システムは通性生物適合膜生物反応器を備える。該反応器は、反応容器7、膜分離システム8、水製造装置9、及び曝気システム10を含み、システムの構成図が図2の通りである。膜分離システム8は、前記反応容器7に配置されている。膜分離システム8は、マイクロ濾過膜またはウルトラ濾過膜を利用している。水製造装置は、吸引フロー形水製造装置でも重力フロー形水製造装置でも、いずれでもよい。前記曝気システム10の曝気割合が制御されることにより、前記反応容器7の領域の50%を超える領域における溶存酸素の濃度が0〜1.0mg/L、前記反応容器7の膜分離システム8の領域における溶存酸素の濃度が0〜2.0mg/L、膜分離システムを除く領域における溶存酸素の濃度が0〜1.0mg/L、前記膜分離システムの領域における溶存酸素の濃度が膜分離システムを除く領域における溶存酸素の濃度よりも高くなる。反応容器7に溶存酸素の濃度の勾配が生じるとともに、膜分離システム8に対する曝気洗を行う。
【００２０】
本発明実施形態は一般の膜生物反応器下水処理システムを、通性生物適合膜生物反応器を備える下水処理システムに改造する実施形態も提供する。
【００２１】
ある学校は、100t/dの処理能力の一般の膜生物反応器（MBR）を利用した下水処理システムを採用した。図1の通りに、この従来技術のMBR膜生物反応器は、統合された装置である。該反応器は、反応池1、膜分離システム2、水生成ポンプ3、曝気システム4、排泥・汚泥戻り流システム5、汚泥ポンプ6、及び、汚泥処理機器を備えている。前記反応池1はセパレータにより導流領域A、酸欠領域B、及び膜反応領域Cに隔てられる。各反応領域に独立した曝気管及び送風機がある。この膜生物反応器は3日ごとに15分間排泥を行い、膜反応領域Cにおける汚泥が導流領域Aに戻り流れ、戻り流比が1：1であり、統計によると、稼働期間の電力消費量が0.86kWh/tであり、24時間の監視義務が要求されていた。
【００２２】
前記図1に示されたMBRに対する、通性生物適合膜生物反応器への改造プロセスは下記の通りである。
【００２３】
a）  反応容器にあるセパレータを取り外した。
【００２４】
b）  曝気システムの構造を改造し、1台の送風機で曝気を行う。
【００２５】
c）  排泥システム、汚泥戻り流システム、及び、汚泥処理施設を取り外した。
【００２６】
前記改造ステップにより、当初のMBR膜生物反応器は図2に示された通性生物適合膜生物反応器を備える下水処理システムに改造された。この下水処理システムは、反応池7、膜分離システム8、水製造システム9及び曝気システム10を含む。反応池7に通性膜−反応領域Dがある。送風機は稼働定格出力が3.3KWhから1.5KWhになり、微生物体系が新たに構築された。反応器の平均溶存酸素の濃度が0.72mg/Lとなった。汚泥は排出されなかった。稼働中の電力消費率が0.39kWh/tとなった。下水ステーションに当直が不要となり、毎週に1回のみのスタッフによるパトロールが必要となるのみであった。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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