[发明专利]膜分离活性污泥系统及膜分离活性污泥方法

说明书

技术领域

本发明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膜分离活性污泥系统及膜分离活性污泥方法。

背景技术

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1。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】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渍的状态排列，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。