JP2000107791A - 活性汚泥処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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うことができる活性汚泥処
理装置を提供する。 【解決手段】 散気装置の気体吐出穴が設けられた散気
管の枝管の断面積Ａ₁と枝管を接続する散気管の主管の
断面積Ａ₂が、Ａ₁＜Ａ₂であることを特徴とする活性汚
泥処理装置、または、散気装置の気体吐出穴が散気装置
の最下点にあることを特徴とする活性汚泥処理装置。

Description

【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配設した膜モ
ジュールを用いて活性汚泥の固液分離を行う方法が種々
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
泥の固液分離を行う場合、膜分離装置の下方に散気管を
配置し、散気管から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、製作が簡易になることから
同一口径の部材から構成され、それら散気管にはブロワ
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、各枝管間の圧力バランスが崩れ、汚泥を含
む被処理水が気体吐出圧力の弱い枝管に設けられた穴か
ら散気装置内に流入し、その汚泥が空気によって乾燥
し、乾燥物が空気流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、散気装置の気体吐出穴が設けられた枝管の断面積
Ａ₁と枝管を接続する主管の断面積Ａ₂が、Ａ₁＜Ａ₂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、散気装置の気体吐出が散気装置の最下
点に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３が配設されている。本発明に使用され
る膜モジュール３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の一例を示すものであり、
この中空糸膜モジュールは、中空糸膜を緯糸とする編織
物からなる分離膜６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、この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、この合成樹脂
が導水管７の構造材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の場合には、分
離膜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、導水管から処理済水を吸い出した分だけ被処理
水が分離膜を通って濾過されるしくみになっている。

【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は、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
空気を供給する方法が広く用いられている。

【００１４】散気管の気体吐出穴1０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３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。
この処理液及び気泡からなる上向流が、膜モジュール３
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の散気管の一
例を示す模式図であり、図４は主管の長軸方向に対して
垂直方向に形成される断面を示す断面図である。散気管
は空気をブロワー５より導いて、曝気槽内に延びている
が、このうち曝気槽内を水平に延び、下記枝管９を直接
分岐させている部分が主管８であり、主管８の間に気体
吐出穴1０が設けられた複数本の枝管９が主管８中にそ
の端部を開口して設けられる。

【００１６】散気管の主管８の断面積Ａ₂は、散気管の
枝管の断面積Ａ₁よりも大きいものとする。なお、本発
明でいうＡ₁、Ａ₂は、それぞれ枝管、主管の内部に形成
される空洞の、枝管、主管の長軸方向とは垂直方向に形
成される断面積をいう。Ａ₁、Ａ₂は、２０≧Ａ₂/Ａ₁≧
２の範囲内とするのがより好ましい。これにより、枝管
内の圧力のばらつきを抑えることができ、その結果散気
管の各枝管に供給する気体の圧力を均一化し、かつ、各
気体吐出穴1０における気体吐出圧力のばらつきを無く
すことにより、気体吐出圧力の弱い気体吐出穴1０から
汚泥が流入するのを防ぎ、長期にわたって気体吐出穴1
０の閉塞を防ぐことができる。

【００１７】図５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1０が散気装置４の
最下点、すなわち散気管の枝管が最も低い部分を走る区
間における枝管の下面部分に設けられたものである。気
体吐出穴1０が最下点にあることにより、気体吐出穴か
ら汚泥が侵入しにくく、なおかつ枝管９内に流入した汚
泥は気体と共に枝管９外に排出され易くなるとともに、
枝管９内に流入した汚泥が、枝管９の内壁に沿って広が
ることを防ぎ、汚泥の乾燥物が形成され難くなるため、
気体吐出穴1０が閉塞することを防ぐことができる。

【００１８】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。

【００１９】＜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５０c
ｍの上下を解放させたケーシングに納めてある膜分離装
置を活性汚泥槽に浸漬した。槽内の固形分濃度ＳＳは１
２０００ｍg/Ｌであり、吸引ポンプにより膜濾過流速Ｌ
Ｖ＝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。

【００２０】散気装置は、散気管の枝管として外径３c
ｍφ、厚さ０.３cｍ、長さ４０cｍの塩化ビニル製パイ
プ５本を中心間距離1８cｍ間隔で並べ、それら枝管は、
外径５cｍφ、厚さ０.４cｍ、長さ９０cｍの塩化ビニル
製パイプの散気管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。

【００２１】それぞれの枝管の上面には、０.３cｍφ気
体吐出穴を７cｍ間隔で４個ずつ開口させた。

【００２２】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。

【００２３】本実施例において、６ヶ月間濾過後に散気
装置の気体吐出穴を確認したところ、穴の閉塞は認めら
れなかった。

【００２４】＜実施例２＞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５０c
ｍの上下を解放させたケーシングに納めてある膜分離装
置を活性汚泥槽に浸漬した。槽内の固形分濃度ＳＳは１
２０００ｍg/Ｌであり、吸引ポンプにより膜濾過流速Ｌ
Ｖ＝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。

【００２５】散気装置は、散気管の枝管として外径３c
ｍφ、厚さ０.３cｍ、長さ４０cｍの塩化ビニル製パイ
プを図４のような形状に加工したもの５本を中心間距離
1８cｍ間隔で並べ、枝管は約９０°に曲げられた両端の
直管部を上に向けて、外径３cｍφ、厚さ０.３cｍ、長
さ９０cｍの塩化ビニル製パイプの散気管の主管の最下
点に接続した形状とし、ケーシングの直下５０cｍの位
置に固定した。それぞれの枝管の最下点を中心とする下
面平坦部には、０.３cｍφ気体吐出穴を７cｍ間隔で４
個ずつ開口させた。

【００２６】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。

【００２７】本実施例において、６ヶ月間濾過後に散気
装置の気体吐出穴を確認したところ、穴の閉塞は認めら
れなかった。

【００２８】＜比較例１＞散気装置として、散気管の主
管、枝管に共に外径３cｍφ、厚さ０.３cｍの塩化ビニ
ル製パイプを用いていることを除き、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った。

【００２９】本実施例において、６ヶ月間濾過後に散気
装置の気体吐出穴を確認したところ、２ヵ所の吐出穴の
閉塞が認められた。

【００３０】＜比較例２＞散気装置として、散気管の一
本の枝管に０.３cｍφの気体吐出穴を７cｍ間隔で４個
枝管の上面にあけたものであることを除き、実施例２と
同じ膜分離装置を用いて同じ運転条件で濾過を行った。

【００３１】本実施例において、６ヶ月間濾過後に散気
装置の気体吐出穴を確認したところ、３ヵ所の吐出穴の
閉塞が認められた。

【００３２】

【発明の効果】本発明の活性汚泥処理装置によれば、長
期間にわたって散気装置の閉塞が発生せず安定した活性
汚泥の濾過を行うことができる。

【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】本発明に使用される散気管の一例を示す模式図
である。

【図４】本発明に使用される散気管の一例を示す断面図
である。

【図５】本発明に使用される散気管の他の一例を示す断
面図である。

【符号の説明】

１ 曝気槽 ２ 膜分離装置 ３ 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 散気管主管 ９ 散気管枝管 １０ 気体吐出穴 １１ 給気管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木下 育男 愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目１番60号 三菱レイヨン株式会社商品開発研究所内 Ｆターム(参考） 4D006 GA07 HA04 HA93 KA12 KB22 MA01 MC22 PA01 PB70 PC63 4D028 BC17 BC24 BD17 4D029 AA01 AB06

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【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、散気装置の気体吐出
   穴が設けられた枝管の断面積Ａ₁と枝管を接続する主管
   の断面積Ａ₂が、Ａ₁＜Ａ₂であることを特徴とする活性
   汚泥処理装置。
2. 【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、散気装置の気体吐出
   穴が散気装置の最下点にあることを特徴とする活性汚泥
   処理装置。
3. 【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、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。