膜分離活性汚泥処理装置の運転方法
【課題】有機物濃度に応じて被処理液に対する散気量を制御することで分離膜のファウリングを防止でき、安定的に高い膜透過流束を維持可能な膜分離活性汚泥処理装置の運転方法を提供する。
【解決手段】被処理液に散気する散気手段６が浸漬配置された曝気槽３と、前記被処理液から透過液を得る膜分離装置４が浸漬配置された膜分離槽５を備えた膜分離活性汚泥処理装置１の運転方法であって、前記被処理液の上澄み液中の有機物濃度に基づいて前記散気手段６の単位時間当たりの散気量を調整することを特徴とする。
【解決手段】被処理液に散気する散気手段６が浸漬配置された曝気槽３と、前記被処理液から透過液を得る膜分離装置４が浸漬配置された膜分離槽５を備えた膜分離活性汚泥処理装置１の運転方法であって、前記被処理液の上澄み液中の有機物濃度に基づいて前記散気手段６の単位時間当たりの散気量を調整することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理液に散気する散気手段が浸漬配置された曝気槽と、前記被処理液から透過液を得る膜分離装置が浸漬配置された膜分離槽を備えた膜分離活性汚泥処理装置の運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機性排水など（以下「被処理液」という）を処理する方法として、活性汚泥中の微生物を用いた浄化処理とともに活性汚泥を固液分離する膜分離活性汚泥法が広く実施されている。固液分離の方法として、精密ろ過膜、限外ろ過膜等の分離膜を備えた膜分離装置を用いて、被処理液を固液分離する方法が種々検討されている。
【０００３】
このような膜分離装置は被処理液中に浸漬状態で配置され、活性汚泥自体や流入する被処理液中の夾雑物などの固形分が分離膜表面に付着してろ過効率が低下しないように分離膜の下部に設置した散気装置を備え、散気装置によって空気等を散気し、気泡及び上昇流による分離膜の振動効果と撹拌効果によって、分離膜表面の付着物の付着を抑制したり剥離させている。
【０００４】
しかし、被処理液に含まれる難溶性成分や高分子の溶質、コロイド、微小固形物等が膜面に付着・堆積する、いわゆるファウリングにより分離膜が閉塞して処理効率が低下してしまうという問題がある。そこで、ファウリングの予防対策が必要である。
【０００５】
例えば、特許文献１には、膜分離活性汚泥法による廃水の処理方法であって、活性汚泥の水相中のウロン酸ユニット濃度が所定の値以上になったとき、または活性汚泥中のウロン酸ユニット濃度に有機性廃水中の多価陽イオン濃度を乗じた値が所定の値以上となったときに、活性汚泥または有機性廃水を多価陽イオン捕捉手段と接触させてから、分離膜装置による固液分離を行うことで膜ファウリングを防止する方法が提案されている。
【０００６】
特許文献２には、分離膜が設置された活性汚泥処理槽により、被処理液を処理する方法において、被処理液を遠心分離して得られる上澄み液の糖濃度を測定し、該糖濃度が特定の範囲内である場合に、分離膜の膜間差圧の上昇を抑制するために薬剤を供給する差圧抑制工程を行うことを特徴とする被処理液の処理方法が提案されている。
【０００７】
特許文献３には、浸漬型膜分離装置を透過した膜ろ液中のＣＯＤを測定し、浸漬型膜分離装置のろ過膜の細孔より大きい所定口径の細孔を有するろ過手段で生物処理槽内の活性汚泥混合液をろ過したろ過手段ろ液中のＣＯＤを測定し、ろ過手段ろ液中のＣＯＤから膜ろ液中のＣＯＤを減算したＣＯＤ差値が所定値以上であるときに、第２分離手段によって活性汚泥混合液から生物由来ポリマーを含む液相分を分離除去する処理方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−６６５８９号公報
【特許文献２】特開２００７―７５７５４号公報
【特許文献３】特許第４０４６６６１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、汚泥処理装置に流入する被処理水の性状は季節や時間により変化し、被処理液のＢＯＤは一定ではない。例えば、被処理液の流入量が減少したり、被処理液の水質が良くなり、槽内のＢＯＤが低下すると、ＢＯＤ／ＳＳ負荷が低下することになり、ＢＯＤ成分を栄養として摂取できなくなった汚泥中の微生物が自己消化を起こし、その結果として分離膜のファウリング物質が生成されて膜の目詰まりが発生し、分離膜が閉塞して膜分離装置の単位時間、単位膜面積あたりの膜透過水量を示す膜透過流束が低下してしまう。
【００１０】
逆に、膜分離活性汚泥処理装置に流入する被処理液の量が増加したり、被処理液の水質が悪くなり、槽内のＢＯＤが増加すると、ＢＯＤ／ＳＳ負荷が増加することになり、ＢＯＤが十分に分解されずに、その未分解成分により分離膜の目詰まりが発生し、分離膜が閉塞して膜透過流束が低下してしまう。
【００１１】
上述した例で、ＢＯＤが急激に低下したときに、微生物の自己消化によるファウリング物質の増加を回避するために、槽内から汚泥を引く抜くことも考えられるが、そのような状態でＢＯＤが元の状態に戻っても、急激には微生物を増殖させることができないため、未分解のＢＯＤによって分離膜の目詰まりが発生するといったような不都合な事態が発生し、被処理水の性状の変動に対する効果的な対策が望まれていた。
【００１２】
尚、上述した特許文献１から３に記載された処理方法は、生成したファウリング物質を除去する方法であって、ファウリング物質の生成自体を抑えるものではないため、ファウリング防止の根本的解決には至らない。
【００１３】
本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、有機物濃度に応じて被処理液に対する散気量を制御することで分離膜のファウリングを防止でき、安定的に高い膜透過流束を維持可能な膜分離活性汚泥処理装置の運転方法を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述の目的を達成するため、本発明による膜分離活性汚泥処理装置の運転方法の第一特徴構成は、被処理液に散気する散気手段が浸漬配置された曝気槽と、前記被処理液から透過液を得る膜分離装置が浸漬配置された膜分離槽を備えた膜分離活性汚泥処理装置の運転方法であって、前記被処理液の上澄み液中の有機物濃度に基づいて前記散気手段の単位時間当たりの散気量を調整する点にある。
【００１５】
被処理液の上澄み液中の有機物濃度を指標として、被処理液の処理状態を推定することができ、その推定した被処理液の処理状態に基づいて散気手段の単位時間当たりの散気量を調整することで、被処理液の処理状態の急激な変動を抑制することができるようになる。
【００１６】
例えば、上澄み液の有機物濃度が予め設定した所定値より高いと、分離膜にファウリングが発生している、または、発生する虞があると評価できる。
【００１７】
なお、上澄み液中の有機物濃度は、被処理液を約１８００〜６０００Ｇの重力加速度で遠心分離して得られる上澄み液中の有機物濃度を好適に用いることができる。遠心分離を１８００〜６０００Ｇの重力加速度で行うことで、活性汚泥等の被処理液を分離しながら、上澄み液中に含まれる有機物濃度を的確に測定することができ、つまり、被処理液に含まれる有機物濃度を的確に測定できる。
【００１８】
ファウリングが発生している、または、発生する虞があるときは、散気手段の単位時間当たりの散気量を調整することで、活性汚泥中の微生物による有機物の分解の程度を調整し、ファウリングの原因を解消して、安定的に高い膜透過流束の維持が可能になる。
【００１９】
同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記有機物濃度に加えて、ＢＯＤ／ＳＳ負荷の値に基づいて前記単位時間当たりの散気量を調整する点にある。
【００２０】
上澄み液中の有機物濃度に加えて、ＢＯＤ／ＳＳ負荷の値に基づくことで、ファウリングが被処理液のＢＯＤの不完全分解による蓄積が原因であるのか、汚泥中の微生物が自己消化を起こしていることが原因であるのか判断できる。ファウリングの原因に応じて散気手段の単位時間当たりの散気量を増加または減少して適切な量に調整することで、微生物の活性を調整し、ファウリングの原因を解消でき、安定的に高い膜透過流束の維持が可能となる。
【００２１】
ここで、ＢＯＤとは生物学的酸素要求量であり、ＳＳとは活性汚泥処理槽内の被処理原水と活性汚泥の混合液中の浮遊物質（懸濁物質ともいう）をいう。また活性汚泥処理槽内の浮遊物質ＳＳのことを特にＭＬＳＳという。
【００２２】
ＢＯＤ／ＳＳ負荷とは、一日あたりの流入ＢＯＤ量とＭＬＳＳの比率をいい、以下の式で求められる。
ＢＯＤ／ＳＳ負荷（ｇＢＯＤ／ｇＭＬＳＳ／ｄ）＝［原水流入量（ｍ３／ｄ）×ＢＯＤ（ｇ／Ｌ）］／［ＭＬＳＳ（ｇ／Ｌ）×槽の容量（ｍ３）］
【００２３】
標準活性汚泥法による膜分離装置は、ＢＯＤ／ＳＳ負荷が概ね０．０３〜０．１ｇＢＯＤ／ｇＭＬＳＳ／ｄの範囲で運転管理される。
【００２４】
同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第二特徴構成に加えて、前記有機物濃度が所定値以上であるときに、前記ＢＯＤ／ＳＳ負荷の値が所定値以上である場合には前記散気量を増加させ、前記ＢＯＤ／ＳＳ負荷の値が所定値未満である場合には前記散気量を減少させる点にある。
【００２５】
被処理液の流入量が増加したり、被処理液の水質が悪くなり、流入する被処理液のＢＯＤが増加すると、ＢＯＤ／ＳＳ負荷が増加することになり、有機物が十分に分解されずに、その未分解成分により分離膜の目詰まりが発生し、分離膜が閉塞して膜透過流束が低下する虞がある。
【００２６】
前記有機物濃度が所定値以上であるときは、ファウリングが発生していると評価されるが、このとき、前記ＢＯＤ／ＳＳ負荷の値が所定値以上である場合には、被処理液のＢＯＤの不完全分解による蓄積が原因であると考えられるので、前記散気手段の単位時間当たりの散気量を増加させることで微生物を活性化させて有機物を分解する。
【００２７】
逆に、被処理液の流入量が減少したり、被処理液の水質が良くなり、流入する被処理液のＢＯＤが低下すると、槽内のＢＯＤ／ＳＳ負荷が低下することになり、有機物を栄養として摂取できなくなった汚泥中の微生物が自己消化を起こし、その結果として分離膜の目詰まりが発生し、分離膜が閉塞して膜分離装置の単位時間、単位膜面積あたりの膜透過水量を示す膜透過流束が低下する虞がある。
【００２８】
流入する被処理液のＢＯＤが低下しても、活性汚泥を取り出し槽内のＭＬＳＳを低下させると、ＢＯＤ／ＳＳ負荷の急減を防止することはできるが、このように一旦活性汚泥を取り出してしまうとＢＯＤが回復したときの再立ち上げに時間がかかってしまう。予め馴養槽を設けて、膜分離活性汚泥法に適した活性汚泥を馴養しておくこともできるが、そのための設備コストや活性汚泥の馴養コストが嵩んでしまう。
【００２９】
そこで、前記有機物濃度が所定値以上であっても、前記ＢＯＤ／ＳＳ負荷の値が所定値未満である場合には、前記散気手段の単位時間当たりの散気量を減少させることで微生物の活性を抑制して自己消化を防ぎ、ファウリングの発生を防止できる。
【００３０】
同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記散気手段は、被処理液に浸漬配置され気泡を放出する散気部と、前記散気部に空気を供給する給気源とを備えた単一または複数の散気装置で構成され、前記単位時間当たりの散気量の調整を、前記散気装置から連続的に散気される散気量の増減調整、前記散気装置から間歇的に散気される散気時間の調整、前記散気装置の同時稼動台数の調整の何れかにより行う点にある。
【００３１】
曝気槽への単位時間当たりの散気量の調整を行なうために、散気装置から連続的に散気しつつ、その散気量を増減調整してもよく、散気装置から間歇的に散気し、その散気時間を調整してもよく、散気装置が複数台ある場合には、散気装置の同時稼動台数を調整してもよい。
【００３２】
例えば、給気源から散気部への給気経路に備えたバルブの開度や開閉時間を調整することにより実現でき、複数の散気部を備えた場合は、給気源から各散気部への夫々の給気経路に備えたバルブの開度や開閉時間や開閉数を調整してもよい。また、例えば、給気源としてのブロワをインバータ制御したり、給気源から散気部への給気経路のバルブの開度を調整してもよい。間歇的に散気する場合には、給気源としてのブロワのＯＮ／ＯＦＦの時間割合や周期を調整し、或いは給気経路に備えたバルブの開閉の時間割合や周期を調整することができる。
【００３３】
気泡を放出する散気部は、散気孔が形成された複数の散気管や、可撓性あるの材料で形成されたチューブやシートにスリットを設けたメンブレン型が好ましく例示できる。
【００３４】
同第五の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第一から第四の何れかの特徴構成に加えて、前記有機物濃度が、全糖、全タンパク質、ウロン酸の少なくとも何れかの濃度である点にある。
【００３５】
活性汚泥が充填された槽内に多種多様な被処理液が流入しても、全糖、全タンパク質、ウロン酸の少なくとも何れかの有機物濃度に基づくことで、分離膜のファウリング状態を正しく評価することができる。
【００３６】
同第六の特徴構成は、同請求項６に記載した通り、上述の第一から第四の何れかの特徴構成に加えて、前記有機物濃度が、ＴＯＣ計、ＣＯＤ計、紫外線吸光光度計の何れかの測定器により測定される点にある。
【００３７】
全有機炭素、化学的酸素要求量、紫外線の吸光度は、被処理液中及び透過液中の有機物濃度と相関がある。よって、ＴＯＣ計、ＣＯＤ計、紫外線吸光光度計の何れかの測定器により測定される何れかの指標に基づいて有機物濃度を正しく算出することができる。
【００３８】
本発明による膜分離活性汚泥処理装置の制御装置の特徴構成は、同請求項７に記載したとおり、被処理液に散気する散気手段が浸漬配置された曝気槽と、前記被処理液から透過液を得る膜分離装置が浸漬配置された膜分離槽を備えた膜分離活性汚泥処理装置の制御装置であって、前記被処理液の上澄み液中の有機物濃度、及び、前記被処理液のＢＯＤ、ＭＬＳＳ、または前記ＢＯＤ及びＭＬＳＳから算出されたＢＯＤ／ＳＳ負荷の値を入力する入力部と、入力された前記有機物濃度と前記ＢＯＤ／ＳＳ負荷の値に基づいて、前記散気手段の単位時間当たりの散気量を調整する散気制御部を備えた点にある。
【発明の効果】
【００３９】
以上説明した通り、本発明によれば、有機物濃度に応じて被処理液に対する散気量を制御することで分離膜のファウリングを防止でき、安定的に高い膜透過流束を維持可能な膜分離活性汚泥処理装置の運転方法を提供することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】膜分離活性汚泥処理装置の説明図
【図２】制御装置の説明図
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明による膜分離活性汚泥処理装置の運転方法を説明する。
図１に示すように、膜分離活性汚泥処理装置１は、被処理液を嫌気処理する嫌気槽２と、被処理液を曝気する曝気槽３と、被処理液から透過液を得る膜分離装置４が浸漬配置された膜分離槽５を備えている。
【００４２】
曝気槽３には、被処理液に酸気する散気手段６が浸漬配置されている。散気手段６は気泡を放出する散気部として複数の散気孔が形成された複数本の散気管６ａと、槽外に設置され前記散気管に空気を供給する給気源であるブロワ６ｂで構成される。ブロワ６ｂから散気管６ａへの給気経路には給気量調整用のバルブが設置されている。
【００４３】
膜分離装置４は、複数の分離膜エレメントと、分離膜エレメントの下方に設置された散気手段７を備えている。複数の分離膜エレメントは、平板状の膜支持体の両面に分離膜を備えており、各膜面が縦姿勢となるように一定間隔を隔てて配列されている。各分離膜エレメントには集液管を介してろ過ポンプ８が接続され、ろ過ポンプ８による差圧で膜分離槽５内の被処理液が分離膜を透過する。
【００４４】
膜分離装置４の分離膜エレメントの透過液は、後段に設置された処理水槽に導かれて一時貯留され、必要に応じて消毒され放流される。なお、膜分離槽５で増殖した余剰汚泥は槽外に引き抜かれるように構成されている。
【００４５】
散気手段７は気泡を放出する散気部として複数の散気孔が形成された複数の散気管７ａと、槽外に設置され前記散気管に空気を供給する給気源であるブロワ７ｂを備えた散気装置で構成される。ブロワ７ｂから散気管７ａへの給気経路には給気量調整用のバルブが設置されている。
【００４６】
ブロワ６ｂ及びブロワ７ｂやろ過ポンプ８は、制御装置２０によって駆動制御される。無酸素槽２への流入経路にはＢＯＤ計９が設置され、膜分離槽５にはＭＬＳＳ計１０が設置され、夫々の測定値が制御装置２０に入力されるように構成されている。
【００４７】
図２に示すように、制御装置２０は、ブロワ６ｂ及びブロワ７ｂを制御する散気制御部２１と、ろ過ポンプ８を制御するポンプ制御部２２とを備えた主制御部２３と、水位計により測定された膜分離槽５内の被処理液の水位や、圧力計により測定された分離膜の膜間差圧や、流量計により測定された嫌気槽２へ流入する被処理液の流量や分離膜からの透過液量等の各信号が入力される信号入力部２４と、ＢＯＤ計９とＭＬＳＳ計１０からの測定値からＢＯＤ／ＳＳ負荷を算出する負荷算出部２５と、膜分離槽５内の被処理液の上澄み液の有機物濃度と、負荷算出部２５で算出されたＢＯＤ／ＳＳ負荷の値が入力され分離膜のファウリング状態を評価するファウリング評価部２６等を備え、膜分離活性汚泥装置１の運転を行うように構成されている。なお、各制御部等はシーケンサやマイクロコンピュータで構成されている。
【００４８】
通常、制御装置２０は、ブロワ６ｂを駆動制御して散気管６ａから散気を行い、ブロワ７ｂを駆動制御して散気管７ａから散気を行いながら、ろ過ポンプ８を駆動制御して活性汚泥によって生物学的に処理された被処理液を膜分離装置４の被処理液を分離膜に透過させて設定流量の透過液を得るろ過運転工程を実行している。
【００４９】
膜分離活性汚泥処理装置１に流入する被処理液の量は流量調整機構（図示せず）によって調整され、また余剰汚泥が引き抜かれることで、槽内が一定の汚泥濃度に保たれるように制御され、ＢＯＤ／ＳＳ負荷が概ね０．０３〜０．１ｇＢＯＤ／ｇＭＬＳＳ／ｄの範囲内の所定値となるように運転管理される。
【００５０】
しかし、膜分離活性汚泥処理装置１に流入する被処理液の性状は季節や時間により変化し、被処理液のＢＯＤは一定ではない。
【００５１】
例えば、被処理液の流入量が減少したり、被処理液の水質が良くなり、槽内のＢＯＤが低下すると、ＢＯＤ／ＳＳ負荷が低下することになり、ＢＯＤ成分を栄養として摂取できなくなった汚泥中の微生物が自己消化を起こし、その結果として分離膜のファウリング物質が生成されて膜の目詰まりが発生し、分離膜が閉塞して膜分離装置の単位時間、単位膜面積あたりの膜透過水量を示す膜透過流束が低下してしまう。
【００５２】
逆に、膜分離活性汚泥処理装置に流入する被処理液の量が増加したり、被処理液の水質が悪くなり、槽内のＢＯＤが増加すると、ＢＯＤ／ＳＳ負荷が増加することになり、ＢＯＤが十分に分解されずに、その未分解成分により分離膜の膜の目詰まりが発生し、分離膜が閉塞して膜透過流束が低下してしまう。
【００５３】
そこで、制御装置２０は、被処理液を分離膜に透過させて設定流量の透過液を得るろ過運転工程の実行中に、本発明による膜分離活性汚泥処理装置１の運転方法を実行する。
【００５４】
作業員が公知の遠心分離機を用いて膜分離槽５内の活性汚泥を所定の重力加速度で膜分離槽５内の被処理液を遠心分離して上澄み液を得て、当該上澄み液中の有機物濃度が測定される。なお、サンプリング装置等を用いて自動的に遠心分離することも可能である。
【００５５】
所定の重力加速度とは、１８００〜６０００Ｇの範囲が好ましく、２０００〜３０００Ｇの範囲がさらに好ましい。遠心分離を１８００〜６０００Ｇの重力加速度で行うことで、好ましくは、２０００〜３０００Ｇの重力加速度で行うことで、活性汚泥等の被処理液を分離しながら、上澄み液中に含まれる有機物濃度を的確に測定することができ、つまり、被処理液に含まれる有機物濃度を的確に測定できる。
【００５６】
ここで、有機物濃度とは、全糖、全タンパク質、ウロン酸の少なくとも何れかの濃度であり、各有機物濃度は、ＴＯＣ計、ＣＯＤ計、紫外線吸光光度計の何れかの測定器により測定され、測定値がＴＯＣ計、ＣＯＤ計、紫外線吸光光度計等の測定器と信号線を介して接続された制御装置２０のファウリング評価部２６へ入力される。または、作業員によって該測定値がファウリング評価部２６へ入力される。
【００５７】
負荷算出部２５は、ろ過運転工程の実行中に、無酸素槽２に流入する被処理液のＢＯＤの測定値と、膜分離槽５内の被処理液とＭＬＳＳの測定値に基づいてＢＯＤ／ＳＳ負荷を算出する。
【００５８】
ファウリング評価部２６は、上澄み液中の有機物濃度の測定値を、予め設定した所定値と比較して、有機物濃度の測定値が前記所定値以上であるときに、負荷算出部２５が算出したＢＯＤ／ＳＳ負荷の値が、０．０３〜０．１ｇＢＯＤ／ｇＭＬＳＳ／ｄの範囲内の所定値以上か否かを評価する。
【００５９】
有機物濃度に加えて、ＢＯＤ／ＳＳ負荷の値に基づくことで、ファウリングが被処理液のＢＯＤの不完全分解による蓄積が原因であるのか、汚泥中の微生物が自己消化を起こしていることが原因であるのかが判定できる。
【００６０】
つまり、有機物濃度が所定値以上であるときは、ファウリングが発生しやすい状況と評価されるが、このとき、前記ＢＯＤ／ＳＳ負荷の値が０．０３〜０．１ｇＢＯＤ／ｇＭＬＳＳ／ｄの範囲内の第１の所定値を超える場合には、被処理液のＢＯＤの不完全分解による蓄積が原因であると考えられるので、前記散気手段の単位時間当たりの散気量を増加させることで微生物の活性を促進させることができる。
【００６１】
逆に、前記有機物濃度が所定値以上であっても、前記ＢＯＤ／ＳＳ負荷の値が０．０３〜０．１ｇＢＯＤ／ｇＭＬＳＳ／ｄの範囲内の第２の所定値を下回る場合には、汚泥中の微生物が自己消化を起こしていることが原因であると考えられるので、前記散気手段の単位時間当たりの散気量を減少させることで微生物の活性を抑制させることができる。ここで、前記第１の所定値は前記第２の所定値より大きい値である。
【００６２】
なお、ＢＯＤ／ＳＳ負荷の値が前記第１の所定値と前記第２の所定値の範囲内であっても、被処理液の上澄み液中の有機物濃度が所定値より高い場合は、ファウリングが発生していると推測できる。よって、散気手段の単位時間当たりの散気量を調整することで、微生物の活性を調整し、ファウリングの原因を解消して、安定的に高い膜透過流束を維持可能にできる。
【００６３】
制御装置２０は、被処理液の上澄み液中の有機物濃度に基づいて、散気手段６の単位時間当たりの散気量を調整する。なお、散気手段６の散気量の調整は、散気管６ａからの散気量の調整、ブロワ６ｂから散気管６ａへの給気量の調整、ブロワ６ｂのＯＮ／ＯＦＦの時間割合の調整の何れかにより行う。
【００６４】
散気管６ａからの散気量の調整は、給気源から散気管６ａへの給気経路に備えたバルブの開度や開閉時間を調整すればよく、複数の散気管６ａを備えた場合は、ブロワ６ｂから各散気管６ａへの夫々の給気経路に備えたバルブの開度や開閉時間や開閉数を調整すればよい。ブロワ６ｂから散気管６ａへの給気量の調整は、ブロワ６ｂをインバータ制御したり、ブロワ６ｂから散気管６ａへの給気経路のバルブの開度を調整すればよい。
【００６５】
散気装置は単一または複数で備えていてもよく、単位時間当たりの散気量の調整を、散気装置から連続的に散気される散気量の増減調整、散気装置から間歇的に散気される散気時間の調整、散気装置の同時稼動台数の調整の何れかにより行うことが可能である。散気量を増減調整する場合には、連続的に変化させてもよく、ステップ的に変化させてもよい。間歇的に散気する場合には、給気源としてのブロワのＯＮ／ＯＦＦの時間割合や周期を調整し、或いは給気経路に備えたバルブの開閉の時間割合や周期を調整することができる。
【００６６】
なお、気泡を放出する散気部は、複数の散気孔が形成された複数の散気管の他に、可撓性のある材料で形成されたチューブやシートにスリットを設けたメンブレン型で構成してもよい。
【００６７】
また、膜分離装置は、平板型の分離膜エレメントを備える構成に限らず、中空糸膜型や管状セラミック膜型等の他の分離膜エレメントを備える構成であってもよい。
【００６８】
上述した実施形態では、有機物濃度は、膜分離槽内の被処理液の上澄み液の有機物濃度を測定する構成について説明したが、膜分離槽内に限らず嫌気槽や曝気槽の被処理液の上澄み液の有機物濃度を測定する構成であってもよい。さらに、膜分離装置の透過液の有機物濃度を測定し、膜分離槽内の被処理液の上澄み液の有機物濃度との差もしくは比率、または差の変化率もしくは比率の変化率の少なくとも何れかを算出することで、より確実にファウリングの原因となる有機物濃度を測定して、分離膜のファウリング状態を正しく評価することができる。
【００６９】
ＢＯＤ／ＳＳ負荷の算出は、負荷算出部２５によるものに限らず、作業員がＢＯＤ計、ＭＬＳＳ計の各測定値に基づいてＢＯＤ／ＳＳ負荷の値を算出し制御装置２０に入力する構成であってもよい。分離膜のファウリングの評価は、ファウリング評価部２６によるものに限らず、作業員がＢＯＤ計、ＭＬＳＳ計、ＴＯＣ計等の各測定値に基づいてファウリング状態を算出及び評価する構成であってもよい。
【００７０】
上述した実施形態では、ろ過ポンプ８の制御により被処理液を分離膜を透過させる構成について説明したが、ろ過ポンプ８は必ずしも備える必要はなく、自然水頭を利用して、分離膜の表裏間に差圧を発生させて、被処理液を分離膜に透過させる構成であってもよい。
【００７１】
上述した実施形態では、膜分離槽内に膜分離装置が浸漬配置されている構成について説明したが、膜分離装置が被処理液の貯留槽の外部に配置され、前記貯留槽と前記膜分離装置との間で被処理液を循環させながら分離膜を透過した透過液を得る構成であってもよい。
【００７２】
上述した実施形態では、膜分離活性汚泥処理装置が嫌気槽２と曝気槽３と膜分離槽５とを備えている構成について説明したが、曝気槽と膜分離槽は一体の槽で構成してもよい。なお、嫌気槽は必ずしも必要ではなく、また、最初沈殿地と曝気槽と膜分離槽を備えた膜分離活性汚泥法が採用される汚水処理装置であってもよい。
【００７３】
上述した実施形態は本発明の一態様であり、該記載により本発明が限定されるものではなく、各部の具体的構成や制御態様は本発明の作用効果が奏される範囲で適宜変更設計可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００７４】
１：膜分離活性汚泥処理装置
２：嫌気槽
３：曝気槽
４：膜分離装置
５：膜分離槽
６ａ：散気装置
６ｂ：ブロワ
７ａ：散気装置
７ｂ：ブロワ
８：ろ過ポンプ
９：ＢＯＤ計
１０：ＭＬＳＳ計
２０：制御装置
２１：散気制御部
２２：ポンプ制御部
２３：主制御部
２４：信号入力部
２５：負荷算出部
２６：ファウリング評価部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理液に散気する散気手段が浸漬配置された曝気槽と、前記被処理液から透過液を得る膜分離装置が浸漬配置された膜分離槽を備えた膜分離活性汚泥処理装置の運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機性排水など（以下「被処理液」という）を処理する方法として、活性汚泥中の微生物を用いた浄化処理とともに活性汚泥を固液分離する膜分離活性汚泥法が広く実施されている。固液分離の方法として、精密ろ過膜、限外ろ過膜等の分離膜を備えた膜分離装置を用いて、被処理液を固液分離する方法が種々検討されている。
【０００３】
このような膜分離装置は被処理液中に浸漬状態で配置され、活性汚泥自体や流入する被処理液中の夾雑物などの固形分が分離膜表面に付着してろ過効率が低下しないように分離膜の下部に設置した散気装置を備え、散気装置によって空気等を散気し、気泡及び上昇流による分離膜の振動効果と撹拌効果によって、分離膜表面の付着物の付着を抑制したり剥離させている。
【０００４】
しかし、被処理液に含まれる難溶性成分や高分子の溶質、コロイド、微小固形物等が膜面に付着・堆積する、いわゆるファウリングにより分離膜が閉塞して処理効率が低下してしまうという問題がある。そこで、ファウリングの予防対策が必要である。
【０００５】
例えば、特許文献１には、膜分離活性汚泥法による廃水の処理方法であって、活性汚泥の水相中のウロン酸ユニット濃度が所定の値以上になったとき、または活性汚泥中のウロン酸ユニット濃度に有機性廃水中の多価陽イオン濃度を乗じた値が所定の値以上となったときに、活性汚泥または有機性廃水を多価陽イオン捕捉手段と接触させてから、分離膜装置による固液分離を行うことで膜ファウリングを防止する方法が提案されている。
【０００６】
特許文献２には、分離膜が設置された活性汚泥処理槽により、被処理液を処理する方法において、被処理液を遠心分離して得られる上澄み液の糖濃度を測定し、該糖濃度が特定の範囲内である場合に、分離膜の膜間差圧の上昇を抑制するために薬剤を供給する差圧抑制工程を行うことを特徴とする被処理液の処理方法が提案されている。
【０００７】
特許文献３には、浸漬型膜分離装置を透過した膜ろ液中のＣＯＤを測定し、浸漬型膜分離装置のろ過膜の細孔より大きい所定口径の細孔を有するろ過手段で生物処理槽内の活性汚泥混合液をろ過したろ過手段ろ液中のＣＯＤを測定し、ろ過手段ろ液中のＣＯＤから膜ろ液中のＣＯＤを減算したＣＯＤ差値が所定値以上であるときに、第２分離手段によって活性汚泥混合液から生物由来ポリマーを含む液相分を分離除去する処理方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−６６５８９号公報
【特許文献２】特開２００７―７５７５４号公報
【特許文献３】特許第４０４６６６１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、汚泥処理装置に流入する被処理水の性状は季節や時間により変化し、被処理液のＢＯＤは一定ではない。例えば、被処理液の流入量が減少したり、被処理液の水質が良くなり、槽内のＢＯＤが低下すると、ＢＯＤ／ＳＳ負荷が低下することになり、ＢＯＤ成分を栄養として摂取できなくなった汚泥中の微生物が自己消化を起こし、その結果として分離膜のファウリング物質が生成されて膜の目詰まりが発生し、分離膜が閉塞して膜分離装置の単位時間、単位膜面積あたりの膜透過水量を示す膜透過流束が低下してしまう。
【００１０】
逆に、膜分離活性汚泥処理装置に流入する被処理液の量が増加したり、被処理液の水質が悪くなり、槽内のＢＯＤが増加すると、ＢＯＤ／ＳＳ負荷が増加することになり、ＢＯＤが十分に分解されずに、その未分解成分により分離膜の目詰まりが発生し、分離膜が閉塞して膜透過流束が低下してしまう。
【００１１】
上述した例で、ＢＯＤが急激に低下したときに、微生物の自己消化によるファウリング物質の増加を回避するために、槽内から汚泥を引く抜くことも考えられるが、そのような状態でＢＯＤが元の状態に戻っても、急激には微生物を増殖させることができないため、未分解のＢＯＤによって分離膜の目詰まりが発生するといったような不都合な事態が発生し、被処理水の性状の変動に対する効果的な対策が望まれていた。
【００１２】
尚、上述した特許文献１から３に記載された処理方法は、生成したファウリング物質を除去する方法であって、ファウリング物質の生成自体を抑えるものではないため、ファウリング防止の根本的解決には至らない。
【００１３】
本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、有機物濃度に応じて被処理液に対する散気量を制御することで分離膜のファウリングを防止でき、安定的に高い膜透過流束を維持可能な膜分離活性汚泥処理装置の運転方法を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述の目的を達成するため、本発明による膜分離活性汚泥処理装置の運転方法の第一特徴構成は、被処理液に散気する散気手段が浸漬配置された曝気槽と、前記被処理液から透過液を得る膜分離装置が浸漬配置された膜分離槽を備えた膜分離活性汚泥処理装置の運転方法であって、前記被処理液の上澄み液中の有機物濃度に基づいて前記散気手段の単位時間当たりの散気量を調整する点にある。
【００１５】
被処理液の上澄み液中の有機物濃度を指標として、被処理液の処理状態を推定することができ、その推定した被処理液の処理状態に基づいて散気手段の単位時間当たりの散気量を調整することで、被処理液の処理状態の急激な変動を抑制することができるようになる。
【００１６】
例えば、上澄み液の有機物濃度が予め設定した所定値より高いと、分離膜にファウリングが発生している、または、発生する虞があると評価できる。
【００１７】
なお、上澄み液中の有機物濃度は、被処理液を約１８００〜６０００Ｇの重力加速度で遠心分離して得られる上澄み液中の有機物濃度を好適に用いることができる。遠心分離を１８００〜６０００Ｇの重力加速度で行うことで、活性汚泥等の被処理液を分離しながら、上澄み液中に含まれる有機物濃度を的確に測定することができ、つまり、被処理液に含まれる有機物濃度を的確に測定できる。
【００１８】
ファウリングが発生している、または、発生する虞があるときは、散気手段の単位時間当たりの散気量を調整することで、活性汚泥中の微生物による有機物の分解の程度を調整し、ファウリングの原因を解消して、安定的に高い膜透過流束の維持が可能になる。
【００１９】
同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記有機物濃度に加えて、ＢＯＤ／ＳＳ負荷の値に基づいて前記単位時間当たりの散気量を調整する点にある。
【００２０】
上澄み液中の有機物濃度に加えて、ＢＯＤ／ＳＳ負荷の値に基づくことで、ファウリングが被処理液のＢＯＤの不完全分解による蓄積が原因であるのか、汚泥中の微生物が自己消化を起こしていることが原因であるのか判断できる。ファウリングの原因に応じて散気手段の単位時間当たりの散気量を増加または減少して適切な量に調整することで、微生物の活性を調整し、ファウリングの原因を解消でき、安定的に高い膜透過流束の維持が可能となる。
【００２１】
ここで、ＢＯＤとは生物学的酸素要求量であり、ＳＳとは活性汚泥処理槽内の被処理原水と活性汚泥の混合液中の浮遊物質（懸濁物質ともいう）をいう。また活性汚泥処理槽内の浮遊物質ＳＳのことを特にＭＬＳＳという。
【００２２】
ＢＯＤ／ＳＳ負荷とは、一日あたりの流入ＢＯＤ量とＭＬＳＳの比率をいい、以下の式で求められる。
ＢＯＤ／ＳＳ負荷（ｇＢＯＤ／ｇＭＬＳＳ／ｄ）＝［原水流入量（ｍ３／ｄ）×ＢＯＤ（ｇ／Ｌ）］／［ＭＬＳＳ（ｇ／Ｌ）×槽の容量（ｍ３）］
【００２３】
標準活性汚泥法による膜分離装置は、ＢＯＤ／ＳＳ負荷が概ね０．０３〜０．１ｇＢＯＤ／ｇＭＬＳＳ／ｄの範囲で運転管理される。
【００２４】
同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第二特徴構成に加えて、前記有機物濃度が所定値以上であるときに、前記ＢＯＤ／ＳＳ負荷の値が所定値以上である場合には前記散気量を増加させ、前記ＢＯＤ／ＳＳ負荷の値が所定値未満である場合には前記散気量を減少させる点にある。
【００２５】
被処理液の流入量が増加したり、被処理液の水質が悪くなり、流入する被処理液のＢＯＤが増加すると、ＢＯＤ／ＳＳ負荷が増加することになり、有機物が十分に分解されずに、その未分解成分により分離膜の目詰まりが発生し、分離膜が閉塞して膜透過流束が低下する虞がある。
【００２６】
前記有機物濃度が所定値以上であるときは、ファウリングが発生していると評価されるが、このとき、前記ＢＯＤ／ＳＳ負荷の値が所定値以上である場合には、被処理液のＢＯＤの不完全分解による蓄積が原因であると考えられるので、前記散気手段の単位時間当たりの散気量を増加させることで微生物を活性化させて有機物を分解する。
【００２７】
逆に、被処理液の流入量が減少したり、被処理液の水質が良くなり、流入する被処理液のＢＯＤが低下すると、槽内のＢＯＤ／ＳＳ負荷が低下することになり、有機物を栄養として摂取できなくなった汚泥中の微生物が自己消化を起こし、その結果として分離膜の目詰まりが発生し、分離膜が閉塞して膜分離装置の単位時間、単位膜面積あたりの膜透過水量を示す膜透過流束が低下する虞がある。
【００２８】
流入する被処理液のＢＯＤが低下しても、活性汚泥を取り出し槽内のＭＬＳＳを低下させると、ＢＯＤ／ＳＳ負荷の急減を防止することはできるが、このように一旦活性汚泥を取り出してしまうとＢＯＤが回復したときの再立ち上げに時間がかかってしまう。予め馴養槽を設けて、膜分離活性汚泥法に適した活性汚泥を馴養しておくこともできるが、そのための設備コストや活性汚泥の馴養コストが嵩んでしまう。
【００２９】
そこで、前記有機物濃度が所定値以上であっても、前記ＢＯＤ／ＳＳ負荷の値が所定値未満である場合には、前記散気手段の単位時間当たりの散気量を減少させることで微生物の活性を抑制して自己消化を防ぎ、ファウリングの発生を防止できる。
【００３０】
同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記散気手段は、被処理液に浸漬配置され気泡を放出する散気部と、前記散気部に空気を供給する給気源とを備えた単一または複数の散気装置で構成され、前記単位時間当たりの散気量の調整を、前記散気装置から連続的に散気される散気量の増減調整、前記散気装置から間歇的に散気される散気時間の調整、前記散気装置の同時稼動台数の調整の何れかにより行う点にある。
【００３１】
曝気槽への単位時間当たりの散気量の調整を行なうために、散気装置から連続的に散気しつつ、その散気量を増減調整してもよく、散気装置から間歇的に散気し、その散気時間を調整してもよく、散気装置が複数台ある場合には、散気装置の同時稼動台数を調整してもよい。
【００３２】
例えば、給気源から散気部への給気経路に備えたバルブの開度や開閉時間を調整することにより実現でき、複数の散気部を備えた場合は、給気源から各散気部への夫々の給気経路に備えたバルブの開度や開閉時間や開閉数を調整してもよい。また、例えば、給気源としてのブロワをインバータ制御したり、給気源から散気部への給気経路のバルブの開度を調整してもよい。間歇的に散気する場合には、給気源としてのブロワのＯＮ／ＯＦＦの時間割合や周期を調整し、或いは給気経路に備えたバルブの開閉の時間割合や周期を調整することができる。
【００３３】
気泡を放出する散気部は、散気孔が形成された複数の散気管や、可撓性あるの材料で形成されたチューブやシートにスリットを設けたメンブレン型が好ましく例示できる。
【００３４】
同第五の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第一から第四の何れかの特徴構成に加えて、前記有機物濃度が、全糖、全タンパク質、ウロン酸の少なくとも何れかの濃度である点にある。
【００３５】
活性汚泥が充填された槽内に多種多様な被処理液が流入しても、全糖、全タンパク質、ウロン酸の少なくとも何れかの有機物濃度に基づくことで、分離膜のファウリング状態を正しく評価することができる。
【００３６】
同第六の特徴構成は、同請求項６に記載した通り、上述の第一から第四の何れかの特徴構成に加えて、前記有機物濃度が、ＴＯＣ計、ＣＯＤ計、紫外線吸光光度計の何れかの測定器により測定される点にある。
【００３７】
全有機炭素、化学的酸素要求量、紫外線の吸光度は、被処理液中及び透過液中の有機物濃度と相関がある。よって、ＴＯＣ計、ＣＯＤ計、紫外線吸光光度計の何れかの測定器により測定される何れかの指標に基づいて有機物濃度を正しく算出することができる。
【００３８】
本発明による膜分離活性汚泥処理装置の制御装置の特徴構成は、同請求項７に記載したとおり、被処理液に散気する散気手段が浸漬配置された曝気槽と、前記被処理液から透過液を得る膜分離装置が浸漬配置された膜分離槽を備えた膜分離活性汚泥処理装置の制御装置であって、前記被処理液の上澄み液中の有機物濃度、及び、前記被処理液のＢＯＤ、ＭＬＳＳ、または前記ＢＯＤ及びＭＬＳＳから算出されたＢＯＤ／ＳＳ負荷の値を入力する入力部と、入力された前記有機物濃度と前記ＢＯＤ／ＳＳ負荷の値に基づいて、前記散気手段の単位時間当たりの散気量を調整する散気制御部を備えた点にある。
【発明の効果】
【００３９】
以上説明した通り、本発明によれば、有機物濃度に応じて被処理液に対する散気量を制御することで分離膜のファウリングを防止でき、安定的に高い膜透過流束を維持可能な膜分離活性汚泥処理装置の運転方法を提供することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】膜分離活性汚泥処理装置の説明図
【図２】制御装置の説明図
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明による膜分離活性汚泥処理装置の運転方法を説明する。
図１に示すように、膜分離活性汚泥処理装置１は、被処理液を嫌気処理する嫌気槽２と、被処理液を曝気する曝気槽３と、被処理液から透過液を得る膜分離装置４が浸漬配置された膜分離槽５を備えている。
【００４２】
曝気槽３には、被処理液に酸気する散気手段６が浸漬配置されている。散気手段６は気泡を放出する散気部として複数の散気孔が形成された複数本の散気管６ａと、槽外に設置され前記散気管に空気を供給する給気源であるブロワ６ｂで構成される。ブロワ６ｂから散気管６ａへの給気経路には給気量調整用のバルブが設置されている。
【００４３】
膜分離装置４は、複数の分離膜エレメントと、分離膜エレメントの下方に設置された散気手段７を備えている。複数の分離膜エレメントは、平板状の膜支持体の両面に分離膜を備えており、各膜面が縦姿勢となるように一定間隔を隔てて配列されている。各分離膜エレメントには集液管を介してろ過ポンプ８が接続され、ろ過ポンプ８による差圧で膜分離槽５内の被処理液が分離膜を透過する。
【００４４】
膜分離装置４の分離膜エレメントの透過液は、後段に設置された処理水槽に導かれて一時貯留され、必要に応じて消毒され放流される。なお、膜分離槽５で増殖した余剰汚泥は槽外に引き抜かれるように構成されている。
【００４５】
散気手段７は気泡を放出する散気部として複数の散気孔が形成された複数の散気管７ａと、槽外に設置され前記散気管に空気を供給する給気源であるブロワ７ｂを備えた散気装置で構成される。ブロワ７ｂから散気管７ａへの給気経路には給気量調整用のバルブが設置されている。
【００４６】
ブロワ６ｂ及びブロワ７ｂやろ過ポンプ８は、制御装置２０によって駆動制御される。無酸素槽２への流入経路にはＢＯＤ計９が設置され、膜分離槽５にはＭＬＳＳ計１０が設置され、夫々の測定値が制御装置２０に入力されるように構成されている。
【００４７】
図２に示すように、制御装置２０は、ブロワ６ｂ及びブロワ７ｂを制御する散気制御部２１と、ろ過ポンプ８を制御するポンプ制御部２２とを備えた主制御部２３と、水位計により測定された膜分離槽５内の被処理液の水位や、圧力計により測定された分離膜の膜間差圧や、流量計により測定された嫌気槽２へ流入する被処理液の流量や分離膜からの透過液量等の各信号が入力される信号入力部２４と、ＢＯＤ計９とＭＬＳＳ計１０からの測定値からＢＯＤ／ＳＳ負荷を算出する負荷算出部２５と、膜分離槽５内の被処理液の上澄み液の有機物濃度と、負荷算出部２５で算出されたＢＯＤ／ＳＳ負荷の値が入力され分離膜のファウリング状態を評価するファウリング評価部２６等を備え、膜分離活性汚泥装置１の運転を行うように構成されている。なお、各制御部等はシーケンサやマイクロコンピュータで構成されている。
【００４８】
通常、制御装置２０は、ブロワ６ｂを駆動制御して散気管６ａから散気を行い、ブロワ７ｂを駆動制御して散気管７ａから散気を行いながら、ろ過ポンプ８を駆動制御して活性汚泥によって生物学的に処理された被処理液を膜分離装置４の被処理液を分離膜に透過させて設定流量の透過液を得るろ過運転工程を実行している。
【００４９】
膜分離活性汚泥処理装置１に流入する被処理液の量は流量調整機構（図示せず）によって調整され、また余剰汚泥が引き抜かれることで、槽内が一定の汚泥濃度に保たれるように制御され、ＢＯＤ／ＳＳ負荷が概ね０．０３〜０．１ｇＢＯＤ／ｇＭＬＳＳ／ｄの範囲内の所定値となるように運転管理される。
【００５０】
しかし、膜分離活性汚泥処理装置１に流入する被処理液の性状は季節や時間により変化し、被処理液のＢＯＤは一定ではない。
【００５１】
例えば、被処理液の流入量が減少したり、被処理液の水質が良くなり、槽内のＢＯＤが低下すると、ＢＯＤ／ＳＳ負荷が低下することになり、ＢＯＤ成分を栄養として摂取できなくなった汚泥中の微生物が自己消化を起こし、その結果として分離膜のファウリング物質が生成されて膜の目詰まりが発生し、分離膜が閉塞して膜分離装置の単位時間、単位膜面積あたりの膜透過水量を示す膜透過流束が低下してしまう。
【００５２】
逆に、膜分離活性汚泥処理装置に流入する被処理液の量が増加したり、被処理液の水質が悪くなり、槽内のＢＯＤが増加すると、ＢＯＤ／ＳＳ負荷が増加することになり、ＢＯＤが十分に分解されずに、その未分解成分により分離膜の膜の目詰まりが発生し、分離膜が閉塞して膜透過流束が低下してしまう。
【００５３】
そこで、制御装置２０は、被処理液を分離膜に透過させて設定流量の透過液を得るろ過運転工程の実行中に、本発明による膜分離活性汚泥処理装置１の運転方法を実行する。
【００５４】
作業員が公知の遠心分離機を用いて膜分離槽５内の活性汚泥を所定の重力加速度で膜分離槽５内の被処理液を遠心分離して上澄み液を得て、当該上澄み液中の有機物濃度が測定される。なお、サンプリング装置等を用いて自動的に遠心分離することも可能である。
【００５５】
所定の重力加速度とは、１８００〜６０００Ｇの範囲が好ましく、２０００〜３０００Ｇの範囲がさらに好ましい。遠心分離を１８００〜６０００Ｇの重力加速度で行うことで、好ましくは、２０００〜３０００Ｇの重力加速度で行うことで、活性汚泥等の被処理液を分離しながら、上澄み液中に含まれる有機物濃度を的確に測定することができ、つまり、被処理液に含まれる有機物濃度を的確に測定できる。
【００５６】
ここで、有機物濃度とは、全糖、全タンパク質、ウロン酸の少なくとも何れかの濃度であり、各有機物濃度は、ＴＯＣ計、ＣＯＤ計、紫外線吸光光度計の何れかの測定器により測定され、測定値がＴＯＣ計、ＣＯＤ計、紫外線吸光光度計等の測定器と信号線を介して接続された制御装置２０のファウリング評価部２６へ入力される。または、作業員によって該測定値がファウリング評価部２６へ入力される。
【００５７】
負荷算出部２５は、ろ過運転工程の実行中に、無酸素槽２に流入する被処理液のＢＯＤの測定値と、膜分離槽５内の被処理液とＭＬＳＳの測定値に基づいてＢＯＤ／ＳＳ負荷を算出する。
【００５８】
ファウリング評価部２６は、上澄み液中の有機物濃度の測定値を、予め設定した所定値と比較して、有機物濃度の測定値が前記所定値以上であるときに、負荷算出部２５が算出したＢＯＤ／ＳＳ負荷の値が、０．０３〜０．１ｇＢＯＤ／ｇＭＬＳＳ／ｄの範囲内の所定値以上か否かを評価する。
【００５９】
有機物濃度に加えて、ＢＯＤ／ＳＳ負荷の値に基づくことで、ファウリングが被処理液のＢＯＤの不完全分解による蓄積が原因であるのか、汚泥中の微生物が自己消化を起こしていることが原因であるのかが判定できる。
【００６０】
つまり、有機物濃度が所定値以上であるときは、ファウリングが発生しやすい状況と評価されるが、このとき、前記ＢＯＤ／ＳＳ負荷の値が０．０３〜０．１ｇＢＯＤ／ｇＭＬＳＳ／ｄの範囲内の第１の所定値を超える場合には、被処理液のＢＯＤの不完全分解による蓄積が原因であると考えられるので、前記散気手段の単位時間当たりの散気量を増加させることで微生物の活性を促進させることができる。
【００６１】
逆に、前記有機物濃度が所定値以上であっても、前記ＢＯＤ／ＳＳ負荷の値が０．０３〜０．１ｇＢＯＤ／ｇＭＬＳＳ／ｄの範囲内の第２の所定値を下回る場合には、汚泥中の微生物が自己消化を起こしていることが原因であると考えられるので、前記散気手段の単位時間当たりの散気量を減少させることで微生物の活性を抑制させることができる。ここで、前記第１の所定値は前記第２の所定値より大きい値である。
【００６２】
なお、ＢＯＤ／ＳＳ負荷の値が前記第１の所定値と前記第２の所定値の範囲内であっても、被処理液の上澄み液中の有機物濃度が所定値より高い場合は、ファウリングが発生していると推測できる。よって、散気手段の単位時間当たりの散気量を調整することで、微生物の活性を調整し、ファウリングの原因を解消して、安定的に高い膜透過流束を維持可能にできる。
【００６３】
制御装置２０は、被処理液の上澄み液中の有機物濃度に基づいて、散気手段６の単位時間当たりの散気量を調整する。なお、散気手段６の散気量の調整は、散気管６ａからの散気量の調整、ブロワ６ｂから散気管６ａへの給気量の調整、ブロワ６ｂのＯＮ／ＯＦＦの時間割合の調整の何れかにより行う。
【００６４】
散気管６ａからの散気量の調整は、給気源から散気管６ａへの給気経路に備えたバルブの開度や開閉時間を調整すればよく、複数の散気管６ａを備えた場合は、ブロワ６ｂから各散気管６ａへの夫々の給気経路に備えたバルブの開度や開閉時間や開閉数を調整すればよい。ブロワ６ｂから散気管６ａへの給気量の調整は、ブロワ６ｂをインバータ制御したり、ブロワ６ｂから散気管６ａへの給気経路のバルブの開度を調整すればよい。
【００６５】
散気装置は単一または複数で備えていてもよく、単位時間当たりの散気量の調整を、散気装置から連続的に散気される散気量の増減調整、散気装置から間歇的に散気される散気時間の調整、散気装置の同時稼動台数の調整の何れかにより行うことが可能である。散気量を増減調整する場合には、連続的に変化させてもよく、ステップ的に変化させてもよい。間歇的に散気する場合には、給気源としてのブロワのＯＮ／ＯＦＦの時間割合や周期を調整し、或いは給気経路に備えたバルブの開閉の時間割合や周期を調整することができる。
【００６６】
なお、気泡を放出する散気部は、複数の散気孔が形成された複数の散気管の他に、可撓性のある材料で形成されたチューブやシートにスリットを設けたメンブレン型で構成してもよい。
【００６７】
また、膜分離装置は、平板型の分離膜エレメントを備える構成に限らず、中空糸膜型や管状セラミック膜型等の他の分離膜エレメントを備える構成であってもよい。
【００６８】
上述した実施形態では、有機物濃度は、膜分離槽内の被処理液の上澄み液の有機物濃度を測定する構成について説明したが、膜分離槽内に限らず嫌気槽や曝気槽の被処理液の上澄み液の有機物濃度を測定する構成であってもよい。さらに、膜分離装置の透過液の有機物濃度を測定し、膜分離槽内の被処理液の上澄み液の有機物濃度との差もしくは比率、または差の変化率もしくは比率の変化率の少なくとも何れかを算出することで、より確実にファウリングの原因となる有機物濃度を測定して、分離膜のファウリング状態を正しく評価することができる。
【００６９】
ＢＯＤ／ＳＳ負荷の算出は、負荷算出部２５によるものに限らず、作業員がＢＯＤ計、ＭＬＳＳ計の各測定値に基づいてＢＯＤ／ＳＳ負荷の値を算出し制御装置２０に入力する構成であってもよい。分離膜のファウリングの評価は、ファウリング評価部２６によるものに限らず、作業員がＢＯＤ計、ＭＬＳＳ計、ＴＯＣ計等の各測定値に基づいてファウリング状態を算出及び評価する構成であってもよい。
【００７０】
上述した実施形態では、ろ過ポンプ８の制御により被処理液を分離膜を透過させる構成について説明したが、ろ過ポンプ８は必ずしも備える必要はなく、自然水頭を利用して、分離膜の表裏間に差圧を発生させて、被処理液を分離膜に透過させる構成であってもよい。
【００７１】
上述した実施形態では、膜分離槽内に膜分離装置が浸漬配置されている構成について説明したが、膜分離装置が被処理液の貯留槽の外部に配置され、前記貯留槽と前記膜分離装置との間で被処理液を循環させながら分離膜を透過した透過液を得る構成であってもよい。
【００７２】
上述した実施形態では、膜分離活性汚泥処理装置が嫌気槽２と曝気槽３と膜分離槽５とを備えている構成について説明したが、曝気槽と膜分離槽は一体の槽で構成してもよい。なお、嫌気槽は必ずしも必要ではなく、また、最初沈殿地と曝気槽と膜分離槽を備えた膜分離活性汚泥法が採用される汚水処理装置であってもよい。
【００７３】
上述した実施形態は本発明の一態様であり、該記載により本発明が限定されるものではなく、各部の具体的構成や制御態様は本発明の作用効果が奏される範囲で適宜変更設計可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００７４】
１：膜分離活性汚泥処理装置
２：嫌気槽
３：曝気槽
４：膜分離装置
５：膜分離槽
６ａ：散気装置
６ｂ：ブロワ
７ａ：散気装置
７ｂ：ブロワ
８：ろ過ポンプ
９：ＢＯＤ計
１０：ＭＬＳＳ計
２０：制御装置
２１：散気制御部
２２：ポンプ制御部
２３：主制御部
２４：信号入力部
２５：負荷算出部
２６：ファウリング評価部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理液に散気する散気手段が浸漬配置された曝気槽と、前記被処理液から透過液を得る膜分離装置が浸漬配置された膜分離槽を備えた膜分離活性汚泥処理装置の運転方法であって、
前記被処理液の上澄み液中の有機物濃度に基づいて前記散気手段の単位時間当たりの散気量を調整することを特徴とする膜分離活性汚泥処理装置の運転方法。
【請求項２】
前記有機物濃度に加えて、ＢＯＤ／ＳＳ負荷の値に基づいて前記単位時間当たりの散気量を調整することを特徴とする請求項１記載の膜分離活性汚泥処理装置の運転方法。
【請求項３】
前記有機物濃度が所定値以上であるときに、
前記ＢＯＤ／ＳＳ負荷の値が所定値以上である場合には前記散気量を増加させ、
前記ＢＯＤ／ＳＳ負荷の値が所定値未満である場合には前記散気量を減少させることを特徴とする請求項２記載の膜分離活性汚泥処理装置の運転方法。
【請求項４】
前記散気手段は、被処理液に浸漬配置され気泡を放出する散気部と、前記散気部に空気を供給する給気源とを備えた単一または複数の散気装置で構成され、
前記単位時間当たりの散気量の調整を、前記散気装置から連続的に散気される散気量の増減調整、前記散気装置から間歇的に散気される散気時間の調整、前記散気装置の同時稼動台数の調整の何れかにより行うことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の膜分離活性汚泥処理装置の運転方法。
【請求項５】
前記有機物濃度が、全糖、全タンパク質、ウロン酸の少なくとも何れかの濃度である請求項１から４の何れかに記載の膜分離活性汚泥処理装置の運転方法。
【請求項６】
前記有機物濃度が、ＴＯＣ計、ＣＯＤ計、紫外線吸光光度計の何れかの測定器により測定される請求項１から４の何れかに記載の膜分離活性汚泥処理装置の運転方法。
【請求項７】
被処理液に散気する散気手段が浸漬配置された曝気槽と、前記被処理液から透過液を得る膜分離装置が浸漬配置された膜分離槽を備えた膜分離活性汚泥処理装置の制御装置であって、
前記被処理液の上澄み液中の有機物濃度、及び、前記被処理液のＢＯＤ、ＭＬＳＳ、または前記ＢＯＤ及びＭＬＳＳから算出されたＢＯＤ／ＳＳ負荷の値を入力する入力部と、入力された前記有機物濃度と前記ＢＯＤ／ＳＳ負荷の値に基づいて、前記散気手段の単位時間当たりの散気量を調整する散気制御部を備えた制御装置。
【請求項１】
被処理液に散気する散気手段が浸漬配置された曝気槽と、前記被処理液から透過液を得る膜分離装置が浸漬配置された膜分離槽を備えた膜分離活性汚泥処理装置の運転方法であって、
前記被処理液の上澄み液中の有機物濃度に基づいて前記散気手段の単位時間当たりの散気量を調整することを特徴とする膜分離活性汚泥処理装置の運転方法。
【請求項２】
前記有機物濃度に加えて、ＢＯＤ／ＳＳ負荷の値に基づいて前記単位時間当たりの散気量を調整することを特徴とする請求項１記載の膜分離活性汚泥処理装置の運転方法。
【請求項３】
前記有機物濃度が所定値以上であるときに、
前記ＢＯＤ／ＳＳ負荷の値が所定値以上である場合には前記散気量を増加させ、
前記ＢＯＤ／ＳＳ負荷の値が所定値未満である場合には前記散気量を減少させることを特徴とする請求項２記載の膜分離活性汚泥処理装置の運転方法。
【請求項４】
前記散気手段は、被処理液に浸漬配置され気泡を放出する散気部と、前記散気部に空気を供給する給気源とを備えた単一または複数の散気装置で構成され、
前記単位時間当たりの散気量の調整を、前記散気装置から連続的に散気される散気量の増減調整、前記散気装置から間歇的に散気される散気時間の調整、前記散気装置の同時稼動台数の調整の何れかにより行うことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の膜分離活性汚泥処理装置の運転方法。
【請求項５】
前記有機物濃度が、全糖、全タンパク質、ウロン酸の少なくとも何れかの濃度である請求項１から４の何れかに記載の膜分離活性汚泥処理装置の運転方法。
【請求項６】
前記有機物濃度が、ＴＯＣ計、ＣＯＤ計、紫外線吸光光度計の何れかの測定器により測定される請求項１から４の何れかに記載の膜分離活性汚泥処理装置の運転方法。
【請求項７】
被処理液に散気する散気手段が浸漬配置された曝気槽と、前記被処理液から透過液を得る膜分離装置が浸漬配置された膜分離槽を備えた膜分離活性汚泥処理装置の制御装置であって、
前記被処理液の上澄み液中の有機物濃度、及び、前記被処理液のＢＯＤ、ＭＬＳＳ、または前記ＢＯＤ及びＭＬＳＳから算出されたＢＯＤ／ＳＳ負荷の値を入力する入力部と、入力された前記有機物濃度と前記ＢＯＤ／ＳＳ負荷の値に基づいて、前記散気手段の単位時間当たりの散気量を調整する散気制御部を備えた制御装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−２２５４９（Ｐ２０１３−２２５４９Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６１９７８（Ｐ２０１１−１６１９７８）
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【出願人】（５９５０１１２３８）クボタ環境サ−ビス株式会社 (19)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【出願人】（５９５０１１２３８）クボタ環境サ−ビス株式会社 (19)
【Ｆターム（参考）】
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