(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散気管を含んでなる散気装置を配置した活性汚泥処理装置において、該散気管の気体吐出穴部分に管状体を貫設し、該管状体の散気管外での開口面積Ａoutと散気管内での開口面積Ａinが、Ａout＜Ａin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散気管を含んでなる散気装置を配置した活性汚泥処理装置において、該散気管の気体吐出穴の内側に透孔を有するカバーを覆設し、該気体吐出穴の開口面積Ａoutと該カバーの透孔の総面積Ａinが、Ａout＜Ａinであ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、かつ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。
【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な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設置した膜モジュールを用いて活性汚泥の固液分離を行な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なうと、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なう場合、膜分離装置の下方に散気管を配置し、散気管を通じて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な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、該散気管に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、散気管内に流入した汚泥が空気によって乾燥し、該乾燥物が空気流れ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な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、本発明の要旨は、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散気管を含んでなる散気装置を配置した活性汚泥処理装置において、該散気管の気体吐出穴部分に管状体を貫設し、該管状体の散気管外での開口面積Ａoutと散気管内での開口面積Ａinが、Ａout＜Ａinであることを特徴とする活性汚泥処理装置であり、また、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散気管を含んでなる散気装置を配置した活性汚泥処理装置において、該散気管の気体吐出穴の内側に透孔を有するカバーを覆設し、該気体吐出穴の開口面積Ａoutと該カバーの透孔の総面積Ａinが、Ａout＜Ａinであることを特徴とする活性汚泥処理装置である。
【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が設置されている。本発明に使用される膜モジュールとしては、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３の一例を示すものであり、この中空糸膜モジュール３は、中空糸膜６を緯糸とする編織物の該中空糸膜６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６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３の場合には、中空糸膜６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の形態は特に制限されるものではないが、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のが、容易かつ安価に製作されるために広く用いられている。
【００１４】
散気管の気体吐出穴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。この上向流が、膜モジュール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の一例を示す断面図であり、空気をブロワー５より導く散気管８の気体吐出穴部分に、管状体９を貫設したものである。管状体９は、空気を適切に吐出できればその形状は制限されないが、散気管への穴加工や吐出均一性等を考慮すると円筒状が好ましい。また、材質は加工性、強度等を考慮して決定されるが、散気管８への定着のしやすさから散気管８と同類の材質が好ましい。管状体９は、使用する材質に応じ接着、溶接等の方法にて散気管８に貫設すればよい。
【００１６】
管状体９は、その散気管内での開口面積Ａinが散気管外での開口面積Ａoutよりも大きくなるように加工され、1０≧Ａin/Ａout≧1.２とするのが好ましい。この比を1.２以上とすることで、散気管の閉塞防止効果が増大する。また、この比を1０以下とすることで、枝管の径を大きくする等の必要が生じず好ましい。このため、散気管８の外側には管状体９は突出してもしなくてもよいが、散気管８の内側には少なくとも前記の加工に必要なだけ管状体９が突出する必要がある。ここで、開口面積とは、穴の切り口の曲線が同一平面上にある場合はその内側に張ることができる平面の面積を指し、また、例えば円筒の側面からドリルなどで穴を空けた場合などは、平面に展開したときの開口面積を指す。これにより、吐出空気の内側開口部での流速を低下させ、散気管８内に流入した汚泥の乾燥物の同伴をなくすと共に、該乾燥物による気体吐出穴の閉塞危険性を減少させることができ、長期にわたって気体吐出穴の閉塞を防ぐことができる。管状体９の散気管内での開口面積を大きくする形状は、上述の目的を達成するものであれば特に制限されないが、図４に示すような円形状の横穴加工のほか、図５に示すようなスリット状開口部、図６に示すような斜め断面等の加工が例としてあげられる。
【００１７】
図７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、気体吐出穴内側に透孔を有するカバー1０を覆設したものである。気体吐出穴の内側に透孔を有するカバー1０を覆設することにより、散気管８内に流入した汚泥の乾燥物により気体吐出穴が閉塞することを防ぐことができる。
【００１８】
透孔を有するカバー1０の孔形状は、金網状、多孔状、スリット状のいずれでもかまわない。該カバー1０の孔径あるいは目開き幅は、気体吐出孔の穴径や捕捉したい汚泥の乾燥物の大きさから勘案すると０.３〜３ｍｍ程度が好ましい。０.３ｍｍより小さいと該透孔を有するカバー通過時の圧力損失が大きくなり好ましくなく、また、３ｍｍより大きいと汚泥の乾燥物が通過し気体吐出穴を閉塞してしまい好ましくない。また、前記カバー1０の開口面積Ａinは、カバーする気体吐出穴の開口面積Ａoutより大きくなるように、好ましくは1０≧Ａin/Ａout≧1.２となるように設定する。この比を1.２以上とすることで、散気管の閉塞防止効果が増大する。また、この比を1０以下とすることで、カバーを必要以上に大きくして散気管の機能を損なう等の危険が生じず好ましい。
【００１９】
透孔を有するカバー1０の材質は樹脂、金属等のいずれでもかまわないが、散気管８への定着のしやすさの点から散気管８と同類の材質が好ましい。
【００２０】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
【００２１】
＜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な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。
【００２２】
散気管は、枝管として外径３cｍφ、長さ３５cｍの塩化ビニル製パイプを中心間距離１８cｍ間隔で並べ、該枝管は、同外径、長さ８５cｍの塩化ビニル製パイプ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。
【００２３】
それぞれの枝管の上面には、塩化ビニル製で外径０.５cｍφ、内径０.３cｍφの円筒状の管状体を６cｍ間隔で５個ずつ垂直に接着した。この管状体は長さが２cｍであり、枝管内部に位置する部分には０.３cｍφの横穴を２個ずつ開口させた。
【００２４】
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。
【００２５】
本実施例において、６ヶ月間濾過後に散気管に設置した管状体を確認したところ、空気の通る中空部分の閉塞は認められなかった。
【００２６】
＜実施例２＞
散気管として、枝管の気体吐出穴の内側に1２メッシュのステンレス製金網を半径１cｍに曲げ、幅１.５cｍ、長さ３０cｍに切り出し、エポキシ系樹脂にて固定したものであることを除き、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なった。
【００２７】
本実施例において、６ヶ月間濾過後に散気管の気体吐出穴を確認したところ、該気体吐出穴の閉塞は認められなかった。
【００２８】
＜比較例１＞
散気管として、一本の枝管に０.３cｍφの気体吐出穴を６cｍ間隔で５個あけたものであることを除き、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なった。
【００２９】
本実施例において、６ヶ月間濾過後に散気管の気体吐出穴を確認したところ、２ヵ所の気体吐出穴の閉塞が認められた。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の活性汚泥処理装置によれば、散気管における吐出空気の流速を低下させることで汚泥乾燥物の同伴をなくし、それにより長期間にわたって散気管の閉塞が発生せず安定した活性汚泥の濾過を行なうことができる。
【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】本発明の他の一例を示す断面図である。
【図４】本発明に使用される管状体の一例を示す断面図、および側面図である。
【図５】本発明に使用される管状体の他の一例を示す断面図、および側面図である。
【図６】本発明に使用される管状体のさらに別の一例を示す断面図、および側面図である。
【図７】本発明のさらに別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  中空糸膜モジュール
４  散気装置
５  ブロワー
６  分離膜
７  導水管
８  散気管
９  管状体
１０  透孔を有するカバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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