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平膜浸漬型膜分離活性汚泥法の膜モジュール内流動特性の解明と膜設置間隔の最適化

平膜浸没式膜分离活性污泥法膜组件内流动特性的阐明及膜安装间隔的优化

基本信息

批准号：
08650640
负责人：
山本和夫
金额：
$ 1.41万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、高度処理にも対応できる高性能小型合併処理浄化槽の合理的な設計法を確立するために、平膜浸漬型膜分離活性汚泥法における膜モジュール部の流動特性を解明し、また汚泥の付着・堆積過程を明らかにし、曝気量や膜間隔などとの関係を求め、膜設置間隔の合理的設計値を提示することを目的として、実験的・理論的検討を行ったものである。得られた主要な成果は以下にまとめられる。まず、汚泥堆積過程を記述する因子として、平衡汚泥堆積量、汚泥堆積速度、汚泥堆積開始時間という因子を見出し、平衡汚泥堆積量は、せん断力と逆比例するという関係を得た。実験により得た関係式は、曝気流中のろ過及び懸濁液クロスフロー流中のろ過において同様であり、ろ過形態によらない統一的な関係を見出すことができた。汚泥堆積開始時間は、曝気流中のろ過において、せん断力だけではなく膜間距離に依存するという傾向が見出された。また、膜間距離が狭くなるほど汚泥堆積開始時間が短くなるという傾向を得た。平膜においては、せん断力が変わらないにも関わらず汚泥堆積開始時間が短くなるのは、汚泥フロックの乱れによる膜間距離の移動度に対して膜間距離が相対的に短くなるためとした定式化をおこない、実験結果をよく説明することが出来た。このことにより、膜設置間隔の影響を定量的に明らかにすることができ、汚泥堆積開始時間を十分長くするような設計因子が抽出できた。さらに、懸濁液クロスフロー流虫では、膜近傍の層流境界層が発達して行くことによって、膜面の汚泥堆積量に分布が生じ、また遷移領域において緩い堆積が生じることが示された。境界層の発達を抑制するためには膜セグメントを流下方向に分断する法が得策であり、それに膜面積の減少とのトレードオフで最適膜設置間隔が決まる。このような設計は、特に間欠曝気ろ過を採用する場合に重要となる。

This study aims to establish a reasonable design method for high-performance small-scale combined treatment tank, and to clarify the flow characteristics of membrane layer in flat-membrane immersed membrane activated sludge separation process, and to clarify the relationship between sludge accumulation process, exposure amount and membrane spacing, and to suggest a reasonable design method for membrane spacing. A practical and theoretical discussion is conducted. The main result is: The factors describing sludge accumulation process, equilibrium sludge accumulation amount, sludge accumulation speed, sludge accumulation start time, equilibrium sludge accumulation amount, interruption force and inverse proportion are obtained. The relationship between the flow of air and the flow of air is the same as that between the flow of air and the flow of air and the flow of air. There is a tendency for sludge accumulation onset time to depend on the distance between membranes and the flow rate. The distance between membranes is narrow and the sludge accumulation start time is short. The initial time of sludge accumulation is short, the distance between membranes is short, and the result is short. The effect of membrane setting interval on the quantitative analysis of sludge accumulation start time is very long. In addition, the laminar flow layer near the membrane is formed, and the sludge accumulation amount on the membrane surface is distributed. A method for determining the optimum film setting interval is proposed to reduce the film area in the downflow direction. This design is especially important when it comes to under-exposure.