(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
余剰汚泥を貯留する濃縮領域と脱離液を貯留する脱離液領域とに槽内を区画形成する仕切壁と、濃縮領域に浸漬する浸漬型膜分離装置と、浸漬型膜分離装置の下方に配置する散気装置と、濃縮領域の液位を計測する液位計と、浸漬型膜分離装置で分離した脱離液を脱離液領域に導き、脱離液領域の所定高さ位置に吐出口が開口する脱離液収集系と、脱離液収集系に設けた制御弁と、脱離液領域に滞留する脱離液を排出する脱離液排出系とを備えたことを特徴とする膜濃縮槽。
【請求項２】
余剰汚泥を貯留する槽内に浸漬する基盤体に、槽内混合液を固液分離する浸漬型膜分離装置と、浸漬型膜分離装置の下方に配置する散気装置と、槽内の液位を計測する液位計と、脱離液を貯留する脱離液貯留缶体と、浸漬型膜分離装置で分離した脱離液を脱離液貯留缶体に導き、脱離液貯留缶体の所定高さ位置に吐出口が開口する脱離液収集系と、脱離液収集系に設けた制御弁と、脱離液貯留缶体に滞留する脱離液を排出する脱離液排出系とを設けたことを特徴とする膜濃縮装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、膜濃縮槽および膜濃縮装置に関し、例えば汚水処理施設において活性汚泥処理を行ない、その余剰汚泥を濃縮する技術に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般的な活性汚泥方式で汚水処理を行なう場合には、通常において生物反応槽内のＭＬＳＳを２０００〜４０００ｍｇ／ｌに保って運転を行なっている。生物反応槽で発生する余剰汚泥は、汚泥濃縮槽へ送って重力濃縮により汚泥濃度１〜１．５％程度に濃縮した後に、汚泥貯留槽に貯留される。
【０００３】
生物反応槽で発生する余剰汚泥の性状は、汚水処理施設に流入する汚水性状の違いによって地域差や季節毎の変動があり、重力濃縮では汚水処理施設の計画段階での設計諸元どおりの濃縮効果を得ることが困難な場合が多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような場合には、余剰汚泥を反応槽の槽内混合液濃度（ＭＬＳＳ）から所定汚泥濃度にまで汚泥濃縮するために、効率面の観点から先ず汚泥濃縮槽や汚泥貯留槽等で重力濃縮を行ない、さらに濃縮を必要とする場合に、遠心濃縮機等による機械濃縮によって汚泥濃度３〜５％程度にまで濃縮している。
【０００５】
予め機械式汚泥濃縮装置を設けている施設では、余剰汚泥の性状の変動に対応することができるが、機械式汚泥濃縮装置を備えていない既存の処理施設においては、機械式汚泥濃縮装置および汚泥受槽を設けるためのスペースが必要であった。
また、従来の機械式濃縮法においては、その多くが凝集剤を添加する方式であり、添加する薬品の費用が維持管理費に加算されることになり、汚泥を農地還元する上で凝集剤の添加が好ましくない場合もあった。
【０００６】
本発明は上記した課題を解決するものであり、新たに機械式汚泥濃縮装置および汚泥受槽を設けるためのスペースの必要がなく、余剰汚泥を所定汚泥濃度に確実に濃縮することができる膜濃縮槽および膜濃縮装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明の膜濃縮槽は、余剰汚泥を貯留する濃縮領域と脱離液を貯留する脱離液領域とに槽内を区画形成する仕切壁と、濃縮領域に浸漬する浸漬型膜分離装置と、浸漬型膜分離装置の下方に配置する散気装置と、濃縮領域の液位を計測する液位計と、浸漬型膜分離装置で分離した脱離液を脱離液領域に導き、脱離液領域の所定高さ位置に吐出口が開口する脱離液収集系と、脱離液収集系に設けた制御弁と、脱離液領域に滞留する脱離液を排出する脱離液排出系とを備えたものである。
【０００８】
上記した構成により、制御弁を閉栓した状態で槽内に所定量の余剰汚泥を投入し、初期液位を液位計で計測する。次に、余剰汚泥を現在の汚泥濃度から所定汚泥濃度にまで濃縮するに必要な脱離液量を算出し、この脱離液量に見合う操作液位差を求め、初期液位から操作液位差を減算して目標液位を設定する。
次に、制御弁を開栓して槽内の水頭を駆動圧力として浸漬型膜分離装置で余剰汚泥を固液分離し、浸漬型膜分離装置で分離した脱離液を脱離液収集系を通して脱離液領域に導き、固液分離によって濃縮領域の余剰汚泥を濃縮する。このとき、散気装置から空気を散気し、空気のエアリフト作用によって生起する上向流を掃流として浸漬型膜分離装置の膜面に作用させて汚泥層の付着を抑制する。
【０００９】
脱離液領域において脱離液収集系の吐出口が液面上に露出する状態では、濃縮領域の液位と吐出口との水頭差が駆動圧力として作用する重力方式の濾過となり、脱離液領域において脱離液収集系の吐出口が液面下に没する状態では、濃縮領域の液位と脱離液領域の液位との水頭差が駆動圧力として作用するサイフォン方式の濾過となる。
【００１０】
濃縮領域の液位が目標液位に達した時点で制御弁を閉栓し、浸漬型膜分離装置による固液分離の運転を停止し、余剰汚泥を所定汚泥濃度に濃縮する。脱離液領域に流入する脱離液は脱離液排出系を通して排出し、所定液位を維持する。
請求項２に係る本発明の膜濃縮装置は、余剰汚泥を貯留する槽内に浸漬する基盤体に、槽内混合液を固液分離する浸漬型膜分離装置と、浸漬型膜分離装置の下方に配置する散気装置と、槽内の液位を計測する液位計と、脱離液を貯留する脱離液貯留缶体と、浸漬型膜分離装置で分離した脱離液を脱離液貯留缶体に導き、脱離液貯留缶体の所定高さ位置に吐出口が開口する脱離液収集系と、脱離液収集系に設けた制御弁と、脱離液貯留缶体に滞留する脱離液を排出する脱離液排出系とを設けたものである。
【００１１】
上記した構成により、槽内に浸漬型膜分離装置、脱離液貯留缶体等を基盤体とともに一体的に浸漬することにより、槽体の改造工事等を伴うことなく、既存の汚泥濃縮槽を膜濃縮槽とすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において、槽本体１は汚泥濃縮槽を形成するものであり、槽本体１の内部には、仕切壁２によって濃縮領域３と脱離液領域４とを区画形成している。濃縮領域３には、余剰汚泥の液位を計測する液位計５と、余剰汚泥を投入する余剰汚泥供給系６と、脱離液領域４の液位を検出できる液位計（図示省略）および濃縮汚泥移送ポンプ７ａを有する濃縮汚泥引抜系７と、余剰汚泥を固液分離する浸漬型膜分離装置８と、浸漬型膜分離装置８の下方に配置する散気装置９とを設けている。
【００１３】
各浸漬型膜分離装置８には、例えば、表裏に平膜状の分離膜を設けた複数のろ板を鉛直方向に沿って、かつ平行に配置し、ろ板間に流路を形成するものがある。浸漬型膜分離装置８には固液分離した脱離液を取り出す脱離液収集系１０が連通しており、脱離液収集系１０は吐出口１１が脱離液領域４の所定高さ位置に開口し、途中に第１制御弁１２と流量検知器１３を備えている。散気装置９にはブロア１４を有する空気供給系１５を接続している。
【００１４】
脱離液領域４には脱離液排出ポンプ１６を有する脱離液排出系１７を設けている。脱離液排出系１７は、途中に第２制御弁１８を有し、第２制御弁１８の上流側で分岐する分岐管１９が脱離液収集系１０に連通し、分岐管１９に第３制御弁２０を設けている。上述した各機器は制御装置（図示省略）に接続している。
以下、上記した構成における作用を説明する。第１制御弁１２、第２制御弁１８、第３制御弁２０を閉栓した状態で、余剰汚泥供給系６から槽本体１の濃縮領域３に適当量の余剰汚泥を投入し、初期液位Ａを液位計５で計測し、投入した余剰汚泥の初期汚泥量を算出する。
【００１５】
次に、余剰汚泥の汚泥濃度をサンプリング等の手動操作によって計測し、計測した初期汚泥濃度と初期汚泥量とから余剰汚泥を所定汚泥濃度にまで濃縮するに必要な脱離液量を算出し、この脱離液量に見合う操作液位差を求め、初期液位Ａから操作液位差を減算して目標液位Ｂを設定する。
次に、第１制御弁１２を開栓して槽内の水頭を駆動圧力として浸漬型膜分離装置８で余剰汚泥を固液分離し、浸漬型膜分離装置８で分離した脱離液を脱離液収集系１０を通して脱離液領域４に導き、固液分離によって濃縮領域３の余剰汚泥を濃縮する。
【００１６】
この濾過工程の開始は、流量検知器１３が脱離液の排出を検出することで検知し、流量検知器１３の出力信号によってブロア１４を起動し、ブロア１４によって空気供給系１５を通して散気装置９に空気を供給する。散気装置９から散気する空気は、エアリフト作用によって上向流を生起し、上向流が掃流として浸漬型膜分離装置８の膜面に作用して汚泥層の付着を抑制する。
【００１７】
濾過工程は、脱離液領域４において脱離液収集系１０の吐出口１１が液面上に露出する状態では、濃縮領域３の液位と吐出口１１との水頭差が駆動圧力として作用する重力方式の濾過となり、脱離液領域４において脱離液収集系１０の吐出口１１が液面下に没する状態では、濃縮領域３の液位と脱離液領域４の液位との水頭差が駆動圧力として作用するサイフォン方式の濾過となる。
【００１８】
濃縮領域３の液位を液位計５で継続して計測し、液位が目標液位Ｂに達した時点で第１制御弁１２を閉栓し、浸漬型膜分離装置８による固液分離の運転を停止することで、余剰汚泥が所定汚泥濃度にまで濃縮される。
また、濃縮領域３の液位Ａより液位Ｂに至る一度の膜分離濃縮により所定の汚泥濃度に達しない場合には、更に余剰汚泥供給系６から余剰汚泥を濃縮領域３に供給し、液位Ａより液位Ｂに至る膜分離濃縮を繰り返すことにより所定汚泥濃度にまで濃縮する。濃縮汚泥は濃縮汚泥移送ポンプ７ａを駆動し、濃縮汚泥引抜系７を通して槽外へ排出する。
【００１９】
脱離液領域４に流入する脱離液は、第２制御弁１８を開栓し、脱離液排出ポンプ１６を駆動し、脱離液排出系１７を通して槽外へ排出し、脱離液排出ポンプ１６に付属する液位計により脱離液領域４における所定液位を維持する。つまり、重力方式においては吐出口１１が露出する位置に、サイフォン方式においては吐出口１１が液没する位置に液位を維持する。
【００２０】
そして、浸漬型膜分離装置８を逆洗する必要のある時は、濾過工程を行なっていない時に、第１制御弁１２および第２制御弁１８を閉栓し、第３制御弁２０を開栓する状態で、脱離液排出ポンプ１６を駆動し、脱離液排出系１７、分岐管１９を通して脱離液を浸漬型膜分離装置８に供給して濾過膜を逆洗する。
したがって、汚泥濃縮槽において余剰汚泥の水頭を利用して浸漬型膜分離装置８で余剰汚泥を固液分離することにより、余剰汚泥を所定濃度にまで確実に濃縮することができる。また、重力方式、サイフォン方式の濾過を行なうことで、濾過膜への負担が軽減でき、吸引ポンプを使用する強制吸引式に比べて濾過抵抗分の動力が節約できる。槽内に設置するので、濃縮設備のための新たな設置スペースが不要である。
【００２１】
図２は本発明の他の実施の形態を示すものであり、先の実施の形態と同様の作用を行なう部材については同一番号を付して説明を省略する。
膜濃縮装置２１は、槽本体１に着脱自在に配置するものであり、槽内に浸漬する基盤体２２に、浸漬型膜分離装置８と散気装置９と液位計５と脱離液を貯留する脱離液貯留缶体２３とを一体的に設けており、浸漬型膜分離装置８で分離した脱離液を脱離液貯留缶体２３に導く脱離液収集系１０の吐出口１１が脱離液貯留缶体２３の所定高さ位置に開口し、脱離液貯留缶体２３に脱離液排出系１７を設けている。
【００２２】
上記した構成により、槽本体１の内部に膜濃縮装置２１を浸漬設置することで、浸漬型膜分離装置８、脱離液貯留缶体２３等を基盤体２２とともに一体的に浸漬することができ、槽本体１の改造工事等を伴うことなく、既存の汚泥濃縮槽、汚泥貯留槽等を膜濃縮槽とすることができる。また、膜濃縮装置２１は移送することができるので、複数の処理施設を巡廻して汚泥濃縮槽の余剰汚泥を所定濃度にまで濃縮できる。濃縮に関する他の作用効果は先の実施の形態と同様である。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、槽本体の仕切壁で分けられた濃縮領域で余剰汚泥を所定汚泥濃度に濃縮して槽外へ取り出すので、余剰汚泥を濃縮するための汚泥濃縮槽、機械式汚泥濃縮装置や汚泥受槽を設けるためのスペースを必要とせずに、余剰汚泥の濃縮を確実に行うことができ、脱離液領域で浸漬型膜分離装置を通して取り出す脱離液の吸引量を調整することにより、余剰汚泥を任意の所定汚泥濃度に濃縮することができる。膜濃縮装置においては、複数の処理施設を巡廻して汚泥濃縮槽の余剰汚泥を所定濃度にまで濃縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における膜濃縮槽を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態における膜濃縮装置を示す模式図である。
【符号の説明】
１    槽本体
２    仕切壁
３    濃縮領域
４    脱離液領域
５    液位計
６    余剰汚泥供給系
７    濃縮汚泥引抜系
７ａ  濃縮汚泥移送ポンプ
８    浸漬型膜分離装置
９    散気装置
１０    脱離液収集系
１１    吐出口
１２    第１制御弁
１３    流量検知器
１４    ブロア
１５    空気供給系
１６    脱離液排出ポンプ
１７    脱離液排出系
１８    第２制御弁
１９    分岐管
２０    第３制御弁
２１    膜濃縮装置
２２    基盤体
２３    脱離液貯留缶体
【図１】
0003739243.tif 000002
【図２】
0003739243.tif 000003