MBRの運用と保守

二次沈殿池更新の本質

従来の排水処理プロセスでは、生物処理槽でCODやアンモニア性窒素を除去した後、汚泥と水を分離する二次沈殿槽が必要でした。活性汚泥は重力により沈降し、浄化された上澄みが排水として排出されます。

しかし、二次沈殿池の分離効率は汚泥の沈降性能に大きく依存します。汚泥のバルキングや解凝集が発生すると、汚泥のキャリーオーバーや流出水中の過剰な浮遊物質 (SS) が発生する可能性があります。さらに、二次沈殿タンクは大きな設置面積を必要とし、分離効率が限られています。

MBR プロセスの中心的な改善は、二次沈降を膜分離に置き換えることです。全体的なプロセスは次のように要約できます。

排水→前処理（ふるい分け、除沈）→生物処理槽（好気・嫌気分解）→膜モジュール（固液分離）→排水

の生物処理段階従来のシステムと同じです。活性汚泥中の微生物に依存して、COD、アンモニア態窒素、全リンなどの汚染物質を分解します。代謝メカニズムと栄養素の要件は変わりません。

の膜分離ステージMBR の特徴的な機能です。重力沈降を物理的濾過に置き換えます。汚泥の沈降特性に関係なく、膜は活性汚泥と浮遊粒子を保持し、浄化された水のみを通過させます。

簡単に言えば、MBR は「重力沈降」と「物理的保持」、汚泥の沈降性能への依存を排除​​し、分離効率を向上させ、設置面積を削減します。

MBR の主要なオンサイト特性-

従来の生物水槽と同様の曝気装置を搭載

膜モジュール（平らなシートまたは中空糸）が含まれています-

大型の二次沈殿槽が無い

排水は透明で、SS はほぼゼロです。{0}

メンブレンは汚れを防ぐために定期的な洗浄が必要です

MBR の採用は、トレンドではなく実際の利点によって推進されています。高い排水品質とコンパクトな設計を必要とする用途に特に適しています。

1. 優れた汚泥水分離と安定した排水水質

二次沈殿槽は重力沈降に依存しているため、汚泥の状態が悪いと不安定になります。対照的に、膜モジュールは高精度のろ過を提供し、ほぼすべてのスラッジと浮遊固体を保持します。-

排水 SS は一貫して 10 mg/L 以下に維持でき、COD およびアンモニア態窒素レベルは安定したままであり、厳しい排出基準を容易に満たすことができます。

2. 設置面積の削減

二次沈殿槽は通常、プラント総面積の 30 ～ 40% を占めます。 MBR システムではこの要件が不要になり、全体の設置面積が従来のシステムの約 50 ～ 70% に削減されます。

このため、MBR は都市のプラントや産業施設など、スペースに制約のある用途に最適です。{0}

3. 汚泥濃度の向上と処理効率の向上

従来のシステムは、沈降限界のため、2,000 ～ 4,000 mg/L の MLSS レベルで動作します。 MBR システムは MLSS を 8,000 ～ 12,000 mg/L に維持できます。

この高いバイオマス濃度により汚染物質の分解効率が向上するため、MBR は特に高濃度または耐火性の廃水に適しています。{0}

4. 汚泥の損失防止

従来のシステムは、油圧ショックや不適切なスラッジ管理時にスラッジが流出する傾向があります。 MBR 膜はバイオマスを効果的に保持し、プロセスの安定性を大幅に向上させます。

5. 簡素化されたプロセス操作

二次沈殿槽を廃止することで、汚泥ブランケットの制御やスクレーパーの操作が不要になります。メンテナンスは生物タンクと膜システムに重点を置いています。

膜の洗浄は必要ですが、全体的な操作はより管理しやすくなります。

中心となる原則は次のとおりです。

安定した生体システム + 効果的な膜維持

どちらも重要です。-生物学的処理は汚染物質を除去し、膜は固液分離を確実に行います。

生体システムの運用と保守

操作ロジックは従来の活性汚泥システムと一致しており、微生物の活動を維持することに重点が置かれています。

1. 栄養素比率の制御

微生物の増殖をサポートするために、C:N:P ≈ 100:5:1 を維持します。 MBR システムでは MLSS が高いため、栄養素の消費が速くなり、定期的なモニタリングと補給が必要になります。

2. 溶存酸素 (DO) の管理

COD とアンモニア性窒素が適切に分解されるように、好気性ゾーンでは DO を 2.0 ～ 3.0 mg/L に維持します。

次のような可能性がある過度のエアレーションを避けてください。

汚泥の凝集を破壊する

膜ファウリングのリスクが増加する

3. 汚泥年齢（SRT）管理

SRT は、従来のシステムよりも長く 10 ～ 20 日間維持する必要があります。

汚泥を頻繁に廃棄する必要がない

定期的に少量の汚泥を排出する-

MLSS を 8,000 ～ 12,000 mg/L に維持する

膜モジュールの操作と保守

膜システムは MBR の中核コンポーネントです。汚れは、磁束の減少、エネルギー消費の増加、および潜在的な損傷につながる可能性があります。

1. 定期的なオンラインクリーニング (TMP モニタリング)

含まれるもの:

空気精練：表面のスラッジを除去します

逆洗：膜の毛穴をきれいにする

モニター膜間圧 (TMP):

TMPが0.1MPaを超える場合は洗浄頻度を上げてください。

2. 定期的なオフライン化学洗浄

以下を使用して 3 ～ 6 か月ごとに実行します。

次亜塩素酸ナトリウム（有機汚れ除去）

クエン酸（無機スケール除去）

3. 影響力のある品質管理

効果的な前処理を確実に行う:

砂、髪の毛、大きな固形物を取り除きます

油および耐火性有機物の管理

これにより、膜の汚れのリスクが軽減されます。

4. 膜の保護

メンブレンを継続的に浸漬し続ける

乾燥を防ぐ（毛穴の収縮やダメージを防ぐ）

鋭利な物体による機械的損傷を避ける

損傷したメンブレンは直ちに交換する必要があります。

問題 1: 膜ファウリング (流束の減少)

解決策:

空気と水の洗浄頻度を増やす

TMP が上昇し続ける場合は、化学洗浄を実行してください

前処理の改善

汚泥の状態を最適化

問題 2: 排水の COD とアンモニアが制限値を超える

解決策:

DO が 2.0 mg/L 以上であることを確認してください

栄養素を補う

必要に応じて流入負荷を軽減します

汚泥の年齢と排出量を調整する

問題点3：膜損傷（高排水SS）

解決策:

排水SSの急激な増加を確認する

破損したモジュールを特定して交換する

前処理の改善

エアレーションの強さを調整する

問題点 4: 膜上の急速なスラッジの蓄積

解決策:

空気精練強度を上げる

汚泥性状の改善

汚泥の廃棄を制御してMLSSを削減

フロック構造を改善するために必要に応じて凝集剤を追加します。