(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚水に活性汚泥処理を施す際に曝気を行うための曝気槽と、この曝気槽の内側に設けられ槽内の活性汚泥混合液を濾過により固液分離する濾過膜装置と、この濾過膜装置に接続されて同装置による濾液である浄化水を吸引して外部へ流出させるための吸引ポンプと、この吸引ポンプを駆動させるモータと、このモータに流れる電流を検知する電流センサと、この電流センサ及びモータに電気的に接続された制御部とを備えてなり、制御部が、電流センサにより検知された電流の変化率によって濾過膜装置の膜詰まりが発生したことを判定することを特徴とする汚水処理装置。
【請求項２】
制御部が、電流センサにより検知された電流の変化率に応じて吸引ポンプの回転数を減少もしくは増加させるようにモータに指示を行う請求項１記載の汚水処理装置。
【請求項３】
吸引ポンプに接続され濾過膜装置の洗浄用薬液を収納するための薬液タンクをさらに備え、モータ及び吸引ポンプが正・逆回転可能なものであり、制御部が、電流センサにより検知された電流の変化率に応じてモータ及び吸引ポンプを逆回転させて薬液タンク内の薬液を濾過膜装置に供給する請求項１または２記載の汚水処理装置。
【請求項４】
濾過膜装置の交換時期を外部に報知するための報知部をさらに備え、制御部が、電流センサにより検知された電流の変化率に応じてその報知部に同報知の指示を行う請求項１〜３のいずれか１つに記載の汚水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は汚水処理装置に関し、さらに詳しくは、生活廃水や産業廃水などの汚水を処理するために用いられ、活性汚泥の作用によって汚水中の有機物や窒素分を除去するとともに、濾過膜によって固液分離を行い、活性汚泥を残留させる一方で濾液を流出させるようにする汚水処理装置に関する。
【０００２】
この種の汚水処理装置として、従来、汚水に曝気を施して活性汚泥処理を行わせる曝気槽と、この曝気槽に設けられ槽内の活性汚泥混合液を濾過により固液分離する濾過膜装置と、この濾過膜装置に接続されて同装置による濾液を吸引して外部へ流出させるための吸引ポンプと、濾過膜装置と吸引ポンプとを結ぶ吸引経路に設けられ濾過膜装置にかかる吸引ポンプの吸引負圧を測定するための圧力計とを備えたものが知られている。
【０００３】
このような汚水処理装置にあっては、圧力計により測定された吸引ポンプの吸引負圧が一定値以上になると、濾過膜装置が正常に機能しなくなったと判断して濾過膜装置の洗浄や交換などを行うようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような汚水処理装置によれば、比較的、構造が複雑で高価な圧力計を備えているため、装置の構造が複雑であり保守・点検も面倒になるばかりか、装置がコスト高になるという問題点があった。
【０００５】
本発明は、このような実情を考慮してなされたものであり、構造が簡単であり保守・点検も容易であるうえ、装置のコストを低減することのできる汚水処理装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、汚水に活性汚泥処理を施す際に曝気を行うための曝気槽と、この曝気槽の内側に設けられ槽内の活性汚泥混合液を濾過により固液分離する濾過膜装置と、この濾過膜装置に接続されて同装置による濾液である浄化水を吸引して外部へ流出させるための吸引ポンプと、この吸引ポンプを駆動させるモータと、このモータに流れる電流を検知する電流センサと、この電流センサ及びモータに電気的に接続された制御部とを備えてなり、制御部が、電流センサにより検知された電流の変化率によって濾過膜装置の膜詰まりが発生したことを判定することを特徴とする汚水処理装置が提供される。
【０００７】
曝気槽は、例えば槽外の空気供給手段に接続される曝気管が槽底などに配され、汚水導入管などから導入された汚水（被処理水）を、槽内に入れられた活性汚泥を用いて好気条件下で生物学的に処理する。
【０００８】
濾過膜装置は、槽内の活性汚泥混合液（活性汚泥と被処理水との混合液）を濾過により活性汚泥と濾液（浄化水あるいは処理水）とに固液分離する。濾過膜装置としては例えば、上下に開口する箱状のケーシングの内部に１個の濾過膜体を配置しまたは複数枚の濾過膜板を並列配置したものなどが用いられる。このような濾過膜装置は曝気槽の内側に着脱可能または固着状に設けられる。濾過膜装置が着脱可能に設けられた場合は、その保守・点検や清掃が容易になる。濾過膜体または濾過膜板は前記曝気管により供給される曝気用空気に触れる位置に設けられるのがいっそう好ましい。曝気用空気により膜面の洗浄を行うことができるからである。
【０００９】
吸引ポンプは、濾過膜装置による濾液である浄化水あるいは処理水を吸引して外部へ流出させるためのものであり、例えば曝気槽の外部上方に配される。吸引ポンプは、濾過膜装置による濾液の集まる前記ケーシングの上部などに吸引管を介して接続される。この吸引ポンプは、制御の容易さを考慮して、モータにより駆動される。
【００１０】
電流センサは、このモータに流れる電流を検知し、それによって、濾過膜装置にかかる吸引ポンプの吸引負圧の変化−増加または減少−を検出しようとするものである。そして、吸引ポンプの吸引負圧が一定値まで増加すれば、濾過膜装置の濾過膜体や濾過膜板などが閉塞（膜の一部もしくは全体に活性汚泥などの固形物が過剰に付着して目詰まりを起こすこと）するなどの、濾過膜装置の機能低下が発生したと判定する。この判定は、汚水処理装置の使用者や管理者などの人間によって行ってもよいが、次に述べる制御部によって行うのが好ましい。
【００１１】
制御部は、少なくとも電流センサ及びモータに電気的に接続され、少なくとも、これらを制御するとともに電流センサにより検知された電流の変化率によって濾過膜装置の膜詰まりが発生したことを判定する。
【００１２】
本発明に係る汚水処理装置は好ましくは、制御部が、電流センサにより検知された電流の変化率に応じて吸引ポンプの回転数を減少もしくは増加させるようにモータに指示を行うように構成される。
【００１３】
ここで、電流の変化率とは、一定時間内における電流値の減少または増加の割合をいう。また、吸引ポンプの回転数を減少させるのは、電流センサにより検知された電流の変化率から濾過膜装置の一部閉塞が起きていると判定されたときに吸引ポンプの吸引負圧を減少させることで、濾過膜装置に付着した活性汚泥などの固形物が剥離して一部閉塞を解消を図ったり、濾過膜装置の全部閉塞までの時間を延ばしたりするためである。一方、吸引ポンプの回転数を増加させるのは、濾過膜装置の機能が正常にもどったときに、通常運転を再開するためである。
【００１４】
このように構成された汚水処理装置によれば、制御部による自動制御により、濾過膜装置に関するトラブルを未然にかつ有効に防止することができる。
【００１５】
本発明に係る汚水処理装置は好ましくは、吸引ポンプに接続され濾過膜装置の洗浄用薬液を収納するための薬液タンクをさらに備え、モータ及び吸引ポンプが正・逆回転可能なものであり、制御部が、電流センサにより検知された電流の変化率に応じてモータ及び吸引ポンプを逆回転させて薬液タンク内の薬液を濾過膜装置に供給するように構成される。
【００１６】
ここで用いられる洗浄用薬液としては、次亜塩素酸ナトリウムなどの塩素系薬剤が好ましい。薬液タンクは例えば、吸引ポンプの下流側に接続され、切換弁により薬液の吸引ポンプ内への供給とその停止とが切り換えられる。モータ及び吸引ポンプが正・逆回転可能なものであるのは、吸引ポンプを介して薬液タンク内の薬液を濾過膜装置に供給する際に、モータ及び吸引ポンプを逆回転させる必要があるからである。
【００１７】
本発明に係る汚水処理装置は好ましくは、濾過膜装置の交換時期を外部に報知するための報知部をさらに備え、制御部が、電流センサにより検知された電流の変化率に応じてその報知部に同報知の指示を行うように構成される。
【００１８】
ここで報知部としては例えば、ＬＥＤランプなどの視覚的報知部とブザーなどの聴覚的報知とが単独でまたは組み合わせて用いられる。このような報知部は制御部に電気的に接続される。そして、電流センサにより検知された電流の変化率に応じて制御部が、報知部に濾過膜装置の交換時期の報知をするように指示を行う。
【００１９】
汚水処理装置がこのように構成されていると、その使用者や管理者は報知部からの視覚的及び／または聴覚的報知により濾過膜装置の交換時期を知ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の１つの実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、これによって本発明が限定されるものではない。
【００２１】
図１に示すように、本発明の１つの実施の形態に係る汚水処理装置Ｄは、流量調整槽１と、これに隣接して設けられた曝気槽２とを備えてなる。流量調整槽１には、処理すべき汚水（被処理水）が上方から流入してきて溜められる。流量調整槽１の汚水は流量調整ポンプ３により一定量ずつ汲み上げられて曝気槽２に流入する。
【００２２】
曝気槽２には活性汚泥があらかじめ入れられている。この活性汚泥は流入してきた汚水と混ざり合って活性汚泥混合液になる。曝気槽２の内側中央には、被処理水に浸る状態に濾過膜装置４が設けられている。
【００２３】
濾過膜装置４は、上下に開口する箱状のケーシング５と、このケーシング５の内部上方に並列状にかつ着脱可能に吊り下げ配置された複数の濾過膜板６と、これらの濾過膜板６の上端に取り付けられた吸引ヘッダ７とを備えてなる。濾過膜装置４の吸引ヘッダ７は、曝気槽２の外側上部に取り付けられた吸引ポンプ８に吸引管９を介して接続されている。
【００２４】
各濾過膜板６は、表面に貼られた濾材により、曝気槽２の活性汚泥混合液を活性汚泥と濾液とに固液分離する。濾材を通過した濾液は、吸引ヘッダ７に集まり、吸引管９を経て吸引ポンプ８により浄化水あるいは処理水として曝気槽２の外部へ流出される。
【００２５】
濾過膜装置４のケーシング５の内側下部（槽底寄り箇所）には曝気管１９が水平に配されている。この曝気管１９は、曝気槽２の外側に配された空気供給手段である曝気用ブロア１０に接続されており、ブロア１０の作動によりケーシング５の内部に曝気用空気を供給する。この曝気用空気は、ケーシング５の内側にある活性汚泥混合液に曝気を施すとともに、各濾過膜板６に触れてその膜面の洗浄を行う。
【００２６】
吸引ポンプ８はモータ１１により駆動される。また、吸引ポンプ８は、その下流側に配された切換弁である電磁弁１２を介して薬液タンク１３に接続されている。薬液タンク１３には、濾過膜板６を洗浄するための薬液である次亜塩素酸ナトリウムが収納されている。電磁弁１２は、薬液タンク１３における薬液の吸引ポンプ８内への供給とその停止（前記濾液の流出可能状態）とを切り換える。
【００２７】
図２に示すように、モータ１１及び電磁弁１２は、電気的に接続された制御部１４であるモータ制御回路１５及びマイコン１６により制御される。モータ１１及び制御部１４は、モータ１１に流れる電流を検知する電流センサ１７に電気的に接続されている。
【００２８】
吸引ポンプ８及びモータ１１は正・逆回転可能なものである。すなわち、モータ１１が正回転すると吸引ポンプ８も正回転して、前記濾液を曝気槽２の外部へ流出させ、モータ１１が逆回転すると吸引ポンプ８も逆回転して、薬液タンク１３の薬液を吸引ポンプ８を介して濾過膜板６の内部に供給する。これらの制御は、電流センサ１７により検知された電流の変化率に応じた制御部１４からの指示により行われる。
【００２９】
この汚水処理装置Ｄには、濾過膜装置４の濾過膜板６の交換時期を外部に報知するための視覚的報知部としてのＬＥＤランプ１８が設けられている。このＬＥＤランプ１８はマイコン１６に接続されており、電流センサ１７により検知された電流の変化率が所定値以上であればマイコン１６によりランプ点灯の指示が行われるようにされている。
【００３０】
以下に、図３のフローチャートに基づいて、この汚水処理装置Ｄの動作を詳しく説明する。
【００３１】
汚水処理装置Ｄの運転を開始した後に電流センサ１７により検知された電流の変化率が一定値を超えて増加し、濾過膜板６の膜詰まり（一部閉塞）が発生したと制御部１４により判定されると、モータ１１及び吸引ポンプ８の回転数を標準値から減少させて一定時間、運転を続ける。
【００３２】
ここで、モータ１１及び吸引ポンプ８の回転数を減少させるのは、吸引ポンプ８の吸引負圧を減少させることで、濾過膜板６に付着した活性汚泥などの固形物が剥離して一部閉塞を解消を図ったり、濾過膜板６の全部閉塞までの時間を延ばしたりするためである。
【００３３】
その後、制御部１４がモータ１１及び吸引ポンプ８の回転数を標準値に戻し、電流センサ１７によりモータ１１に流れる電流を確認する。ここで、電流が許容値まで減少していれば、濾過膜板６の機能が正常になったと判断して通常運転に戻る。一方、電流が許容値まで減少していない場合には、制御部１４が電磁弁１２を薬液供給側に切り換える。次に、モータ１１及び吸引ポンプ８を逆回転させ、薬液タンク１３の薬液を吸引ポンプ８を介して濾過膜板６の内部に供給し、濾過膜板６を洗浄する。
【００３４】
その後、制御部１４がモータ１１及び吸引ポンプ８を正回転に切り換え、その回転数を標準値に戻し、電流センサ１７によりモータ１１に流れる電流を確認する。ここで、電流が許容値まで減少していれば、濾過膜板６の機能が正常になったと判断して通常運転に戻る。一方、電流が許容値まで減少していない場合には、濾過膜板６の許容範囲を超える閉塞が起きていると判断して、制御部１４が濾過膜板６の交換時期を外部に報知するＬＥＤランプ１８の点灯を指示する。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、汚水に活性汚泥処理を施す際に曝気を行うための曝気槽と、この曝気槽の内側に設けられ槽内の活性汚泥混合液を濾過により固液分離する濾過膜装置と、この濾過膜装置に接続されて同装置による濾液である浄化水を吸引して外部へ流出させるための吸引ポンプと、この吸引ポンプを駆動させるモータと、このモータに流れる電流を検知する電流センサと、この電流センサ及びモータに電気的に接続された制御部とを備えてなり、制御部が、電流センサにより検知された電流の変化率によって濾過膜装置の膜詰まりが発生したことを判定するので、比較的、構造が複雑で高価な圧力計を省略することが可能になり、保守・点検も容易になるばかりか、装置のコストを低減することができるとともに、濾過膜装置の膜詰まりが発生したことの判定を制御部により自動的に行うことができる。
【００３６】
請求項２の発明によれば、制御部が、電流センサにより検知された電流の変化率に応じて吸引ポンプの回転数を減少もしくは増加させるようにモータに指示を行うので、制御部による自動制御により、濾過膜装置に関するトラブルを未然にかつ有効に防止することができる。
【００３７】
請求項３の発明によれば、吸引ポンプに接続され濾過膜装置の洗浄用薬液を収納するための薬液タンクをさらに備え、モータ及び吸引ポンプが正・逆回転可能なものであり、制御部が、電流センサにより検知された電流の変化率に応じてモータ及び吸引ポンプを逆回転させて薬液タンク内の薬液を濾過膜装置に供給するので、電流センサにより検知された電流の変化率から濾過膜装置の一部閉塞が起きていると判定されたときにモータ及び吸引ポンプを逆回転させて薬液タンク内の薬液を濾過膜装置に供給することで、濾過膜装置に付着した活性汚泥などの固形物の洗浄を行うことができる。
【００３８】
請求項４の発明によれば、濾過膜装置の交換時期を外部に報知するための報知部をさらに備え、制御部が、電流センサにより検知された電流の変化率に応じてその報知部に同報知の指示を行うので、汚水処理装置の使用者や管理者は報知部からの視覚的及び／または聴覚的報知により濾過膜装置の交換時期を知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１つの実施の態様に係る汚水処理装置の垂直断面図である。
【図２】図１の汚水処理装置の一部を示すブロック図である。
【図３】図１の汚水処理装置の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
２    曝気槽
４    濾過膜装置
５    ケーシング
６    濾過膜板
８    吸引ポンプ
１１    モータ
１２    電磁弁
１３    薬液タンク
１４    制御部
１５    モータ制御回路
１６    マイコン
１７    電流センサ
１８    ＬＥＤランプ
１９    曝気管
【図１】
0003738115.tif 000002
【図２】
0003738115.tif 000003
【図３】
0003738115.tif 000004