膜分离活性污泥系统及膜分离活性污泥方法技术方案

本发明专利技术目的在于提供一种实现生物处理及膜分离所需的散气量的减少化的膜分离活性污泥系统及膜分离活性污泥方法。本发明专利技术的膜分离活性污泥系统(10)的特征在于，具备：利用活性污泥对被处理水进行生物处理的生物反应槽；浸渍有利用壳体(26)包围并列配置的多个平膜的侧面而成的膜模块(24)，在多个平膜的膜间产生来自所述生物反应槽的所述被处理水的向上流并同时进行固液分离的膜分离槽(18)，使所述生物反应槽的活性污泥浓度为至少能够进行硝化反应的浓度以上，将通过所述向上流而能够在所述膜分离槽(18)内流动且密度比水高的载体(40)仅向所述膜分离槽(18)内添加。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通过使用了活性污泥的生物处理来进行污水或工业废水等的净化的。
技术介绍
膜分离活性污泥法(MBR :Membrane Bio Reactor)是在利用活性污泥对污水或工业废水等被处理水进行净化而对处理水中的活性污泥进行固液分离时，适用了膜技术的处理方法。根据该处理方法，不用考虑在以往的沉淀池中进行固液分离时的污泥的沉降性，而能够利用高浓度的活性污泥进行运转。而且，由于槽内的活性污泥的高浓度化，而可以省略沉淀池并实现装置整体的小型化，而且实现有机物氧化、硝化反应等处理的高速化，从而能够大幅缩短处理时间。通常，使用了膜分离活性污泥法的处理系统包括无氧槽、需氧槽、膜分离槽这三个处理槽。并且，在需氧槽和膜分离槽中分别进行散气。在需氧槽中，为了对槽内的活性污泥高效率地进行氧供给，而具备能够供给气泡直径比较细的微细散气的散气机构。因此，在污泥浓度为高浓度时，必要的氧供给量增加，因此散气量也增加。另一方面，在膜分离槽中，为了得到在过滤吸引时将堆积于膜面的废物等固形物除去而抑制膜的闭塞的清洗效果，或使处理槽内的被处理水产生回旋流而向膜表面附近施加水流并对处理槽内进行搅拌，而使用能够供给比需氧槽的气泡大的粗大气泡的散气机构。如上述那样，现有的膜分离活性污泥法通过将膜分离适用于固液分离，而能够实现污泥浓度的高浓度化，具体而言，将无氧槽及需氧槽等的生物反应的槽内的活性污泥浓度设定为10，000mg/L 15，000mg/L来进行运转管理。当生物反应槽的活性污泥浓度升高时，被处理水的粘性升高。另一方面，关于被处理水的流动性，被处理水的粘性越高越下降。此外，在被处理水的粘性高时，存在氧移动速度下降的倾向。当被处理水的粘性高时，在膜分离槽中，活性污泥产生的剪切力上升，能得到膜面的清洗效果。作为此种现有的膜分离活性污泥装置的一例，可以列举出专利文献I。现有技术文献专利文献专利文献I日本特开2005-193102号公报上述的膜分离活性污泥法在膜分离中需要膜面清洗用的散气或过滤泵的动力。而且，尤其是高浓度化的活性污泥的粘性高，处理槽内的活性污泥的流动性和用于向活性污泥进行氧供给的散气的效率降低。因此，散气机构花费过大的动力成为问题。因此，考虑到若将浓度设定为低于现有的生物反应槽内的活性污泥浓度即10，000mg/L 15，000mg/L,则能够减少生物反应槽中的散气量。确实是，若活性污泥浓度降低，则被处理水的粘性降低，氧移动速度也升高。因此，能够减少生物处理所需的生物反应槽的散气量，能够减少生物反应槽中的散气成本。然而，在膜分离槽中，若活性污泥浓度降低，则被处理水的粘性降低，因此活性污泥产生的剪切力下降。在此，能够适用于膜分离槽的平膜过滤装置在装满被处理水的处理槽内将多个膜元件以浸溃的状态排列，从作为膜元件的集合体的膜模块的内部吸引过滤被处理水，由此能得到过滤水。各膜元件在处理槽内隔开规定的间隔垂直设置，且设有用于向下方进行散气的散气机构。图12是膜模块的向上流的说明图。如图所示，将多个膜元件200隔开规定的间隔并列配置且利用壳体(未图示)覆盖侧面而形成膜模块202，从配置在膜模块202的下方的散气管204向膜模块202喷出的气泡伴随着箭头A那样的上升而向中心部集中。这是因为在壳体的壁附近，因壁面摩擦而流速减少。因此，在膜模块202的侧部206中，不易产生伴随着气泡的上升而出现的横向流动流，因而横向流动流产生的膜面清洗效果下降，膜面局部性地发生闭塞。此时，当上述的活性污泥产生的剪切力下降时，无法得到膜面的清洗效果，在膜模块202的侧部206，膜面的闭塞进一步发展。这样的膜面的闭塞会减少有效膜面积，因此会导致过滤压力的提前上升。因此，在中央部以外的区域中，膜表面容易发生堵眼。为了消除容易堵眼的部位，而需要增加散气量。然而，由于存在像膜元件的中央部那样未堵眼的部位，因此仅为了对局部堵眼的膜表面区域进行清洗再生就增加散气量的话，效率低下。而且，仅对发生了污垢或堵眼的部位进行集中散气的情况做不到。即使仅对发生了堵眼的部位增加散气量，壁附近的侧面摩擦的倾向也不会改变，因此在中央部与侧部之间会产生流速差，容易形成抛物线状的流速分布，因而可能会使堵眼进一步发展。因此，在产生这样的部位时，由于对包括污垢少的部位在内的整个膜表面同时提高散气量进行清洗，因此可能会产生散气的低效率化这样的问题。另一方面，在膜间流路内，作为消除关于水平宽度方向的流速分布的偏向中央的另一机构，有安装整流板的方法。然而，膜元件间隔即膜间流路的宽度通常为几_至几十_，在这样的狭隘的场所难以设置整流板。而且，在将膜模块多段层叠时，整流板也需要按照膜模块沿铅垂方向配置于另一段，不实用。如此，在现有的膜分离活性污泥方法中，为了得到膜分离槽内的膜模块的清洗效果，必须设定为高于硝化反应所需的活性污泥浓度。因此，在生物反应槽中，为了确保充分 的溶存氧量，而必须增加散气量。
技术实现思路
因此，本专利技术为了解决上述现有技术的问题点，其目的在于提供一种实现了处理成本的减少化的。而且，本专利技术的目的在于提供一种实现了生物处理及膜分离所需的散气量的减少化的。本专利技术的膜分离活性污泥系统的特征在于，具备利用活性污泥对被处理水进行生物处理的生物反应槽；浸溃有利用壳体包围并列配置的多个平膜的侧面而成的膜模块，在多个平膜的膜间产生来自所述生物反应槽的所述被处理水的向上流并同时进行固液分离的膜分离槽，使所述生物反应槽的活性污泥浓度为至少能够进行硝化反应的浓度以上，将通过所述向上流而能够在所述膜分离槽内流动且密度比水高的载体仅向所述膜分离槽内添加。这种情况下，优选的是，所述活性污泥浓度设定为小于10000mg/L且大于SOOOmg/L0另外，优选的是，所述活性污泥浓度在所述被处理水的水温为15度时，设定为至少大于8000mg/L，在所述被处理水的水温为20度时，设定为至少大于6100mg/L。另外，优选的是，所述载体是多面体。优选的是，所述载体的一边的长度相对于所述平膜间的流路宽度之比为O. 5以上至O. 9以下。优选的是，在所述膜分离槽设有使所述被处理水向所述生物反应槽返回的配管，位于所述配管的流入口的载体分离网筛。本专利技术的膜分离活性污泥方法的特征在于，在生物反应槽内以至少能够进行硝化反应的活性污泥浓度对被处理水进行生物处理，将利用壳体包围并列配置的多个平膜的侧面而成的膜模块浸溃于膜分离槽，并向该膜分离槽导入所述被处理水且在多个平膜的膜间产生所述被处理水的向上流，将具有由所述向上流引起的速度差的载体仅向所述膜分离槽内添加，在膜间流路上使所述载体分散并同时对所述被处理水进行固液分离。这种情况下，优选的是，所述活性污泥浓度设定为小于10000mg/L且大于SOOOmg/L0另外，优选的是，所述活性污泥浓度在所述被处理水的水温为15度时，设定为至少大于8000mg/L，在所述被处理水的水温为20度时，设定为至少大于6100mg/L。专利技术效果根据上述结构的本专利技术的，由于将活性污泥浓度设定为至少能够维持硝化反应的浓度，因此能够减少活性污泥量，并减少生物反应所需的散气量。因此，能够实现系统整体的成本减少化。另外，由于对所述被处理水使用具有由所述向上流引起的速度差的载体，因此从由被处理水和气泡构成的气液二相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：和田圭史，森田穰，北村光太郎，
申请(专利权)人：株式会社日立工业设备技术，
类型：发明
国别省市：