专利名称：膜分离生物处理装置的制作方法
技术领域：
本发明的实施方式涉及一种对含有厌气性有机物的污水进行处理的膜分离生物
处理装置。
背景技术：
在下水处理中所使用的活性污泥处理法或在污泥处理中所使用的厌气性处理法(或者厌气性消化法)，是使用微生物将排水或污物中的有机物分解而除去的方法。为了使这种使用微生物的处理高效化，需要提高生物反应槽内的微生物浓度。作为提高微生物浓度的方法之一，利用了膜的分离法(膜分离活性污泥法)已被实用化。下水处理所应用的一般的生物反应槽内的微生物浓度为3000mg/l，与此相对，在膜分离活性污泥法中生物反应槽内的微生物浓度能够浓缩为8000 10000mg/l，因此具有能够得到清澈的处理水的优点。但是，由于通过膜从排水中分离处理水，因此膜由于排水中的有机物或污泥而堵塞。为了防止膜被有机物或污泥堵塞，一般采取从膜单元的下部供给清洗用的空气、通过粗大气泡沿着膜面上升时的剪切力来进行清洗的方法。另一方面，在膜清洗处理中利用曝气的情况下，需要有在生物处理中曝气所需空气量的大约5倍的空气量，因此需要巨大的动力。因此，一直以来，在膜分离活性污泥法中，为了削减膜清洗中的动力而提出了各种膜清洗的方法。在膜分离活性污泥法中，过滤得到的浓缩污泥液的移动和膜表面的清洗是通过曝气来进行的，因此需要巨大的动力。此外，存在如下问题在基于曝气的清洗中，在因散气管的设置精度或堵塞而使得曝气变得不均勻的情况下，膜表面的一部分上堆积污泥，从而使膜面积减少。并且，若是大型设备，则需要通过加大膜尺寸或者将膜设为多级而浸渍到水深较深的箱中，来提高用于进行设置的曝气用鼓风机的喷出压力，从而曝气用鼓风机的耗电进一步增加。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种能够以较小的动力来进行污泥的移动和膜表面的清洗的膜分离生物处理装置。实施方式的膜分离生物处理装置具备贮槽、泵和喷射器。在贮槽中，内置有对排水中的有机物进行生物处理的微生物、以及将排水分离为处理水和污泥的膜。泵对膜面产生横流(cross flow)的水流。喷射器设置在泵的喷出侧，将气体吸引混合到由泵产生的水流中。
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根据上述结构的膜分离生物处理装置，能够以较小的动力来进行污泥的移动和膜表面的清洗。
图1是说明第一实施方式的膜分离生物处理装置的截面图。图2是说明第二实施方式的膜分离生物处理装置的截面图。
具体实施例方式以下，使用附图对各实施方式的膜分离生物处理装置进行说明。各实施方式的膜分离生物处理装置是利用微生物对排水中的有机物进行生物处理、并且对生物处理后的排水进行膜分离而得到处理水的装置。〈第一实施方式〉如图1所示，第一实施方式的膜分离生物处理装置Ia中，膜分离槽10和污泥循环槽11通过循环管线12连接。膜分离槽10和污泥循环槽11形成为密闭状态。在污泥循环槽11内，存在对排水中的有机物进行生物处理的微生物，在污泥循环槽11内被处理后的排水被送到膜分离槽10。在膜分离槽10中，通过膜分离将排水分离为处理水和浓缩污泥。分离出的浓缩污泥通过循环管线12被送到污泥循环槽11。在污泥循环槽11中，经由排水供给管Ll流入排水，并且经由循环管线12流入在膜分离槽10中得到的浓缩污泥，存积混合了浓缩污泥的排水。在污泥循环槽11上配置有具有泵15和阀16的第一送水管L2的流入口。在阀16为打开状态时，通过泵15经由第一送水管L2将污泥循环槽11内的排水送到膜分离槽10。在膜分离槽10内，内置有与第一送水管L2连接的喷射器18 ；与喷射器18连接的第二送水管L3 ；与喷射器18连接的供气管19 ；以及具有多个平膜的膜单元13。经由第一送水管L2从污泥循环槽11送来的排水，在阀16为打开状态时，经由喷射器18和第二送水管L3被导入膜单元13内。喷射器18在阀20为打开状态时，经由供气管19吸引在膜分离槽10内产生的气体，使吸引的气体作为气泡与排水混合而导入膜单元13。例如，在膜分离槽10和污泥循环槽11内，存在通过生物处理而产生的甲烷气体等气体，过剩的气体经由排气管L5从膜分离槽10和污泥循环槽11排出。在膜单元13中，从下部经由第二送水管L3流入的排水上升而被平膜14以横流方式过滤。因此，泵15在对排水进行送入时，需要以在膜单元13内对平膜14形成横流的水流那样的压力进行送水。第二送水管L3的排出口以使由泵15送入的排水的水流相对于平膜14成为横流的方式形成。通过平膜14得到的处理水，在阀22为打开状态时经由处理水排出管L4从膜分离槽10流出。在通过平膜14从排水中分离了处理水之后残留的浓缩污泥若从膜单元13的上部流出，则通过溢流(over flow)经由循环管线12从膜分离槽10内导入到污泥循环槽11。在膜单元13的平膜14的表面，排水中的污泥成为滤饼而堆积，但是能够通过横流的层流抑制污泥向平膜14的堆积，或者利用在横流的水流中混入气泡而产生的紊流(喷射流)将污泥从平膜14剥离。此处，喷射器18混合的气泡的尺寸不限定，优选容易产生紊流的尺寸。根据过滤处理的定时或平膜14的清洗处理的定时，将各个阀16、20、22通过分别对应的马达17、21、23进行开闭，由此能够提高污泥从平膜14的剥离效果和抑制污泥向平膜14堆积的抑制效果。例如，在膜分离生物处理装置Ia中，在过滤处理过程中，通过马达17将第一送水管L2上的阀16打开，通过马达21将供气管19上的阀20关闭，将不含气泡的排水以快速流导入膜单元I3内。此外，通过马达23将处理水排出管L4上的阀22打开，将膜单元13内的通过过滤得到的处理水从膜分离槽10送出。在该情况下，导入膜单元13内的排水不成为紊流而成为层流，因此能够抑制膜表面上的浓度极化层或凝胶层的生成，即能够抑制污泥向平膜14面的堆积。此外，例如在膜分离生物处理装置Ia中，在平膜14的清洗处理过程中，通过马达17将第一送水管L2上的阀16打开，通过马达21将供气管19上的阀20打开，将含有气泡的排水导入膜单元13内。此外，通过马达23将处理水排出管L4上的阀22关闭，使从膜单元13内的处理水排出停止。在该情况下，通过在横流的水流中混入气泡，由此在膜单元13内产生紊流，该紊流使平膜14振动，由此能够有效地将平膜14表面的滤饼剥离。在膜分离生物处理装置Ia中，从泵15来看的压力损失，只有喷射器18的节流导致的压力损失和多个平膜14之间的横流水路的压力损失，从膜分离槽10向污泥循环槽11是相同水深之间的循环，因此不存在因水位差引起的压力损失。因此，总的压力损失极小。由于压力损失较少，因此泵15所需要的动力变少，与通过曝气进行清洗的情况相比较也能够降低耗电。例如，在水深为5m、膜面积为150m2的膜的情况下，在如以往那样利用曝气进行清洗时，曝气风量需要为1. 5 2. OmVmin,曝气鼓风机的动力需要为2. 7kW。与此相对，在膜分离生物处理装置Ia中，对于同样水深5m、膜面积的膜，为了得到同样的性能，通过大约2. 2kff实现了循环水量Ilm3Aiiru气泡流量0. 7m7min、合计1. 7m3/min的横流。如上所述，在膜分离生物处理装置Ia中，能够通过在膜单元13内产生的层流抑制污泥向平膜14上的堆积，并且能够通过紊流将在平膜14上堆积的污泥剥离。由此，能够以比曝气小的动力来进行污泥的移动和膜表面的清洗。另外，在上述第一实施方式中，说明了喷射器18经由供气管19对在膜分离槽10内产生的气体进行吸引而使其混合到排水中的情况，但是喷射器18吸引的气体不需要限定为膜分离槽10内的气体。<第二实施方式>如图2所示，第二实施方式的膜分离生物处理装置Ib与上述第一实施方式的膜分离生物处理装置Ia相比较，不同点为，在同一槽中进行生物处理和膜分离。即，膜分离生物处理装置Ib不具备污泥循环槽11，从排水供给管Ll向膜分离槽10内直接流入排水。因此，在该膜分离生物处理装置Ib中，在膜分离槽10内存在对排水中的有机物进行处理的微生物。此外，在膜分离生物处理装置Ib中，泵15配置成在膜分离槽10内与喷射器18连接，将膜分离槽10内部的污水经由第二送水管L3导入膜单元13。在膜分离生物处理装置Ib的膜单元13中，从下部流入的排水上升而被平膜14以横流方式过滤后的处理水，经由处理水排出管L4流出。通过平膜14从排水中分离了处理水之后残留的浓缩污泥，从膜单元13的上部流出到膜分离槽10。在膜分离槽10中，存积有经由排水供给管Ll流入的排水、以及与从膜单元13的上部流出的浓缩污泥混合了的排水，通过微生物来对排水中的有机物进行生物处理。在膜分离槽10内存积的排水，通过泵15经由喷射器18和第二送水管L3被送到膜单元13内。此处，在阀20为打开状态时，喷射器18将使经由供气管19吸引的气体作为气泡而混合的排水导入膜单元13。在第二实施方式的膜分离生物处理装置Ib中，也与第一实施方式的膜分离生物处理装置Ia同样，能够根据过滤处理的定时和平膜14的清洗处理的定时来对各阀20、22进行开闭，利用横流的水流，防止膜单元13的平膜14的表面的滤饼的形成，将平膜14表面上形成的滤饼剥离而提高抑制污泥向平膜14堆积的抑制效果。例如，在膜分离生物处理装置Ib中，在过滤处理过程中，通过马达21将供气管19上的阀20关闭，通过泵15将不含气泡的排水以快速流导入膜单元13内。此外，通过马达23将处理水排出管L4上的阀22打开，将膜单元13内的通过过滤得到的处理水从膜分离槽10送出。在该情况下，导入膜单元13内的排水不成为紊流而成为层流，因此能够抑制膜表面上的浓度极化层或凝胶层的生成，即能够抑制污泥向平膜14的堆积。此外，例如在膜分离生物处理装置Ib中，在平膜14的清洗处理过程中，通过马达21将供气管19上的阀20打开，通过泵15将膜分离槽10内的排水送出，将含有气泡的排水导入膜单元I3内。此外，通过马达23将处理水排出管L4上阀22关闭，使从膜单元13内的处理水排出停止。在该情况下，通过横流的水流和含有气泡的水流在膜单元13内产生紊流，该紊流使平膜14振动，由此能够有效地剥离平膜14表面的滤饼。在该膜分离生物处理装置Ib中，从泵15来看的压力损失，只有喷射器18的节流导致的压力损失、和多个平膜14之间的横流水路的压力损失。因此，压力损失较少，所以泵15需要的动力变少，与通过曝气进行清洗的情况相比较也能够降低耗电。如上所述，在膜分离生物处理装置Ib中，能够通过在膜单元13内产生的层流来抑制污泥向平膜14的堆积，并且能够通过紊流剥离平膜14上堆积的污泥。另外，在使用图2说明了的上述例子中，说明了喷射器18经由供气管19对膜分离槽10内产生的气体进行吸引而使其混合到排水中的情况，但是喷射器18吸引的气体不需要限定于膜分离槽10内的气体。对本发明的各实施方式进行了说明，但是这些实施方式只是作为例子来提示的，不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式来实施，在不脱离发明的宗旨的范围内，能够进行各种省略、置换和变更。这些实施方式或其变形包含在发明的范围或宗旨内，并且包含在权利要求书中记载的发明及其等同范围内。
权利要求
1.一种膜分离生物处理装置，具备贮槽，内置有对排水中的有机物进行生物处理的微生物、以及将排水分离为处理水和污泥的膜；泵，对上述膜面产生横流的水流；以及喷射器，设置在上述泵的喷出侧，将气体吸引混合到由上述泵产生的水流中。
2.如权利要求1所记载的膜分离生物处理装置，其特征在于，上述喷射器在膜过滤时使气体的吸引混合停止，在膜清洗时使气体的吸引混合动作。
3.如权利要求1或2所记载的膜分离生物处理装置，其特征在于，上述喷射器对在上述贮槽内产生的气体进行吸引混合。
全文摘要
实施方式的膜分离生物处理装置具备贮槽、泵和喷射器。在贮槽中内置有对排水中的有机物进行生物处理的微生物、以及将排水分离为处理水和污泥的膜。泵对膜面产生横流的水流。喷射器设置在泵的喷出侧，将气体吸引混合到由泵产生的水流中。
文档编号C02F3/00GK102557233SQ20111036338
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月16日 优先权日2010年11月16日
发明者中山芳夫, 永森泰彦, 足利伸行 申请人:株式会社东芝