説明

下水処理装置

【課題】低運転コストで効率的に膜モジュールの膜表面の目詰まりを低減できるようにすることを目的とする。
【解決手段】流入する下水3を活性汚泥法により処理する反応槽1と、この反応槽1内に設置された懸濁物と処理水とを分離するための膜モジュール4と、この反応槽1の水面上に設置した浮き10と、この浮き10の下部より垂直方向に取り付けられたブラシ11とを備えたものである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、流入する下水を膜モジュールを用いた膜分離活性汚泥法により処理するようにした下水処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、汚水(下水)の処理方法として活性汚泥処理法が知られている。この活性汚泥処理法は、曝気槽(反応槽)内で微生物のかたまりである活性汚泥を利用して汚水中の有機物を分解し、最終沈殿池で、汚泥を沈降させて上澄み液としての処理水を得るようにしたものである。この曝気槽では、活性汚泥の活動を活発化させるために酸素を供給する。
【0003】
一方、反応槽(曝気槽)内に浸漬型の膜モジュールを設置する膜分離活性汚泥法では、反応槽内で活性汚泥によって有機物を分解しながら、膜モジュールの膜でろ過したろ過水を処理水として取り出している。
【0004】
この膜分離活性汚泥法を用いると、反応槽内の活性汚泥の濃度をより高くすることができ、有機物分解の処理効率が向上するため、設備全体の小規模化や余剰汚泥の低減が可能となる。また、最終沈殿池を省略することができるため、建設コストの削減にもつながる。
【0005】
しかし、この膜分離活性汚泥法では、必然的に膜面に付着した物質による膜モジュールの目詰まりを防止する必要がある。
【0006】
この膜モジュールの代表的な洗浄方法として、反応槽内に供給される散気空気によって膜面の付着物を剥離する方法があるが、この方法は、多くの散気空気量が必要となるため、その消費エネルギーによるコストがかかっていた。
【0007】
また、その他の膜モジュールの洗浄方法として、定期的に膜を逆洗浄したり、浸漬している膜モジュールを反応槽から取り出して洗浄するといった方法があるが、設備を一旦停止しなければならない上に、洗浄するための装置を別途用意する必要がある。
【0008】
これらの問題点を解決するため、従来特許文献1及び2に開示の対策技術が提案されている。
【0009】
この特許文献1には、反応槽内で膜モジュールと散気空気する散気管との間に撹拌手段を設け、膜モジュールの膜面へ向かう上昇撹拌流を増強させることによって、膜表面の洗浄作用の安定化を図るようにしたものである。
【0010】
また、特許文献2に開示のものは、摺動ブラシを用いて金属膜の目詰まりを防止するようにしたものである。
【特許文献1】特開2003−251386号公報
【特許文献2】特開平11−267472号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
然しながら、特許文献1に開示のものでは、上昇撹拌流を生成するため気泡の上昇速度が大きくなり、反応槽内での気泡滞留時間が減少し、酸素の溶解率が低下する。これにより活性汚泥の酸素供給量が不足し、活性汚泥の処理能力を確保するために、散気空気量を増やす必要がでてくる。散気空気量を増やすには、電力エネルギーが必要なため、運転コストの増大につながる不都合があった。
【0012】
また、特許文献2に開示のものでは、膜モジュールは、摺動ブラシと一体化した構造となっており、仮に摺動ブラシの点検や洗浄のために反応槽内から取り出すときは、膜モジュールも反応槽から取り出さなければならない不都合があった。
【0013】
本発明は、斯かる点に鑑み、低運転コストで効率的に膜モジュールの膜表面の目詰まりを低減できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明下水処理装置は、流入する下水を活性汚泥法により処理する反応槽と、この反応槽内に設置された懸濁物と処理水とを分離するための膜モジュールと、この反応槽の水面上に設置した浮きと、この浮きの下部より垂直方向に取り付けられたブラシとを備えたものである。
【0015】
また、本発明下水処理装置は、流入する下水を活性汚泥法により処理する反応槽と、この反応槽内に設置された懸濁物と処理水とを分離するための膜モジュールと、この反応槽の水面上に設置した浮きと、この浮きの下部より垂直方向に取り付けられた水かきとを備えたものである。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、反応槽の水面の上下動に従がって浮きとともにブラシが上下運動して膜モジュールの膜表面の付着物を掻き取り、無動力の低運転コストで効率的に膜モジュールの膜表面の目詰まりを低減することができる。
【0017】
また、本発明によれば、反応槽の水面の上下動に従がって浮きとともに水かきが上下運動して膜モジュールの膜表面の付着物を掻き取り、無動力の低運転コストで効率的に膜モジュールの膜表面の目詰まりを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
以下、図1、図2を参照して、本発明下水処理装置を実施するための最良の形態の例につき説明する。
【0019】
図1は、本例による下水処理装置の斜視図を示し、図2Aは、図1例の下水処理装置の上面図を示し、図2Bは、図2AのB−B線断面図、図2Cは、図2AのC−C線断面図である。図1及び図2において、1は流入管2から流入する下水(汚水)3を活性汚泥法により処理する反応槽を示し、この反応槽1内にこの下水3に浸漬して水平方向直列に膜モジュール4を複数個設置する。
【0020】
この膜モジュール4は、例えば長方形状の支持枠の前面側及び後面側に下水(汚水)3の固形分をろ過する膜を固定し、この長方形状の支持枠と前面側膜及び後面側膜とによって、反応槽1内の下水(汚水)3から分離空間を形成したもので、この支持枠の上部に全ての分離空間と連通した処理水取り出し管5を設け、この処理水取り出し管5から処理水5aが吸引されるようになされたものである。
【0021】
この複数の膜モジュール4は、反応槽1内において被処理下水3の流れ方向と平行になるように設置する。この膜モジュール4は、この反応槽1内の懸濁物と処理水5aとを分離する機能を有し、吸引ろ過により濁質を含まない処理水5aを得るようにしたものである。
【0022】
この反応槽1の流出口6からは、濁質成分の濃度が高くなった濃縮水7を流出するようにする。この濃縮水7は、次段の下水処理装置で処理しても良く、あるいは流入管2から再度反応槽1の中に循環しても良い。
【0023】
この反応槽1内の複数の膜モジュール4の下部に散気管8を設け、この散気管8より空気気泡を散気するようにする。この空気気泡の散気は、反応槽1内の活性汚泥への酸素供給と同時に上昇する気泡による膜モジュール4の膜面洗浄を目的としている。
【0024】
本例においては、反応槽1内の複数の膜モジュール4、4、…の膜モジュール4と膜モジュール4との間及び膜モジュール4と反応槽1との間の夫々の水面上に複数個の円盤状の浮き10を設置し、この浮き10から水中に向かって鉛直(垂直)方向にブラシ11を配設する。
【0025】
このブラシ11としては、例えば図3A及びBに側面図及び正面図を示すように、円盤状の浮き10の下側にこの浮き10の直径と同じ幅で所定長さ(膜モジュール4に対応)の基板11aを植立し、この基板11aの両面にシリコンゴム等の膜モジュール4に損傷を与えない材質の所定長さの毛11bを植毛したものである。このブラシ11の外形は上から見て四角形をなすものである。この場合、ブラシ11の直接膜モジュール4に接触する部分のみを膜モジュール4に損傷を与えない材質とするようにしても良い。またブラシ11の毛束の間隔は、浮き10の上下振動の振幅を考慮して設定し、毛束の密度は、散気管8から供給される気泡の上昇を妨げて酸素の供給が不足しないように設定する。
【0026】
この場合、膜モジュール4と膜モジュール4との間及び膜モジュール4と反応槽1との間の夫々の水面上の複数個の円盤状の浮き10を夫々ガイドレール9上に設置することによりブラシ11と膜モジュール4の側面外部との距離を一定に保つことができる。
【0027】
また、この場合、ブラシ11は、両側又は片側において膜モジュール4に接触するようにし、膜モジュール4の膜面に付着した懸濁物を取り除く機能を有するようにし、気泡による洗浄効果をさらに高める。また、このブラシ11は、動力を必要とせず、図4A及びBに示すようにこのブラシ11の上部に設けた浮き10の浮力によって水面12の変動とともにこのブラシ11も上下運動し、膜モジュール4に対し、上下運動することで膜面洗浄を効果的に行うことができる。
【0028】
この反応槽1は、絶えず流入管2から被処理水3が流入し、流出口6から濃縮水7が流出することによって、水面12は安定せず常に波打っている。また、散気管8から出る空気によって反応槽1内では旋回流が発生し、更に大気に放出される空気によっても水面12は波打つこととなる。従って、反応槽1内の水面上の波によって浮き10は、常に上下に振動することになる。この浮き10の上下振動によって、浮き10に固定され膜モジュール4の側面外部と接触しているブラシ11の毛11bも上下に振動し、図5A及びBに示すように膜モジュール4の膜面の付着物が掻き取られる。
【0029】
本例によれば、膜モジュール4のろ過運転を停止することなく膜モジュール4の側面外部の付着物を除去することができる。また、反応槽1内の水面上に自然に発生する波を動力として膜モジュール4の膜面を洗浄しているため膜モジュール4の膜面の洗浄自体に運転コストがかからず設備全体の動力費を低減することができる。
【0030】
また、本例によれば、膜モジュール4の膜面の洗浄は、常時行われているため、仮に膜モジュール4を反応槽1より取り出して洗浄する必要があっても、その周期は、従来よりも長くなる。また、反応槽1内に複数設置されている浮き10とブラシ11とからなる洗浄モジュールも単体で独立に設置されているため、個別に取り出し可能であり、交換や点検も容易である。
【0031】
尚、上述例では、反応槽1内の複数の膜モジュール4、4、…の膜モジュール4と膜モジュール4との間及び膜モジュール4と反応槽1との間の夫々の水面上に複数個の円盤状の浮き10を設置し、この浮き10から水中に向かって鉛直(垂直)方向にブラシ11を配設したが、このブラシ11の代わりに図6に示すような水かき13を設けるようにしても良い。
【0032】
この水かき13としては、例えば図6Aに示すように、円盤状の浮き10の下側に所定長さ(膜モジュール4に対応)の支柱13aを植立し、この支柱13aの両側にシリコンゴム等の膜モジュール4に損傷を与えない材質の水かき羽13bを複数枚設けたものである。この水かき羽13bの形状は図6Bに示すように上から見て三角形あるいは扇形をなすものである。この場合、この水かき羽13bの形状は散気管8から供給される気泡の上昇を妨げて酸素の供給が不足しないような形状とする。
【0033】
また、この場合、水かき13は、この水かき13の両側又は片側において水かき羽13bの先端が膜モジュール4の側面に接触するようにし、膜モジュール4の膜面に付着した懸濁物を取り除く機能を有するようにし、気泡による洗浄効果をさらに高める。また、この水かき13は、上述ブラシ11同様に動力を必要とせず、水かき13の上部に設けた浮き10の浮力によって水面12の変動とともにこの水かき13も上下運動し、膜モジュール4に対し、上下運動することで膜面洗浄を効果的に行うことができる。
【0034】
この水かき13は、物理的には、膜モジュール4の膜面の付着物をとることはできないが、上下振動によって発生する水流を利用して付着物を剥離する。この水かき羽13bは、その抵抗によって浮き10の上下振動を相殺してしまうことがないように、弾力性のある材質とする。
【0035】
この反応槽1内の複数の膜モジュール4、4、…の膜モジュール4と膜モジュール4との間及び膜モジュール4と反応槽1との間の夫々の水面上に複数個の円盤状の浮き10を設置し、この浮き10から水中に向かって鉛直(垂直)方向にブラシ11を配設したが、このブラシ11の代わりに図6に示すような水かき13を設けるようにした例においても上述例同様の作用効果が得られることは、容易に理解できよう。
【0036】
尚、本発明は、上述例に限ることなく本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成が採り得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】本発明下水処理装置を実施するための最良の形態の例を示す斜視図である。
【図2】Aは図1の上面図、Bは図2AのB−B線断面図、Cは図2AのC−C線断面図である。
【図3】ブラシの例を示し、Aは側面図、Bは正面図である。
【図4】ブラシの上下運動の説明に供する線図である。
【図5】本発明の説明に供する線図である。
【図6】本発明下水処理装置を実施するための最良の形態の他の例に使用される水かきの例を示す線図である。
【符号の説明】
【0038】
1…反応槽、2…流入管、3…下水、4…膜モジュール、5…処理水取り出し管、6…流出口、7…濃縮水、8…散気管、10…浮き、11…ブラシ、13…水かき

【特許請求の範囲】
【請求項1】
流入する下水を活性汚泥法により処理する反応槽と、
前記反応槽内に設置された懸濁物と処理水とを分離するための膜モジュールと、
前記反応槽の水面上に設置した浮きと、
前記浮きの下部より垂直方向に取り付けられたブラシと
を備えたことを特徴とする下水処理装置。
【請求項2】
流入する下水を活性汚泥法により処理する反応槽と、
前記反応槽内に設置された懸濁物と処理水とを分離するために、水平方向に直列に設置された複数個の膜モジュールと、
前記膜モジュールと前記膜モジュールとの間及び前記膜モジュールと前記反応槽との間の水面上に設置した浮きと、
前記浮きの下部より垂直方向に取り付けられたブラシと
を備えたことを特徴とする下水処理装置。
【請求項3】
流入する下水を活性汚泥法により処理する反応槽と、
前記反応槽内に設置された懸濁物と処理水とを分離するための膜モジュールと、
前記反応槽の水面上に設置した浮きと、
前記浮きの下部より垂直方向に取り付けられた水かきと
を備えたことを特徴とする下水処理装置。
【請求項4】
流入する下水を活性汚泥法により処理する反応槽と、
前記反応槽内に設置された懸濁物と処理水とを分離するために、水平方向に直列に設置された複数個の膜モジュールと、
前記膜モジュールと前記膜モジュールとの間及び前記膜モジュールと前記反応槽との間の水面上に設置した浮きと、
前記浮きの下部より垂直方向に取り付けられた水かきと
を備えたことを特徴とする下水処理装置。


【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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【公開番号】特開2008−142640(P2008−142640A)
【公開日】平成20年6月26日(2008.6.26)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−333488(P2006−333488)
【出願日】平成18年12月11日(2006.12.11)
【出願人】(000005108)株式会社日立製作所 (27,607)
【Fターム(参考)】