JP2000005749A - 固液分離装置及び方法 - Google Patents

固液分離装置及び方法

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JP2000005749A
JP2000005749A JP17581498A JP17581498A JP2000005749A JP 2000005749 A JP2000005749 A JP 2000005749A JP 17581498 A JP17581498 A JP 17581498A JP 17581498 A JP17581498 A JP 17581498A JP 2000005749 A JP2000005749 A JP 2000005749A
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solid
liquid
cross
liquid separation
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Kazuhisa Kumami
和久 熊見
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 水の浄化能力を低下させずに、運転時のエネ
ルギー消費量を低減できる固液分離方法を提供する。 【解決手段】 生物処理液を、加圧しながら外部動力に
よる運動を伴わないクロスフロー型膜モジュールに通液
して固液分離をする場合、運転時における下記式(I)
で求められるエネルギー係数(E)を30以下に保持す
る固液分離方法。 E=(U×P)/F (I) U:膜により分離濃縮された液の膜モジュール内におけ
る平均線速(m/sec) P:膜モジュールの平均濾過圧力(kPa) F:膜モジュールの平均透過速度(m/day)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、生物処理を利用し
て汚水を処理する場合に適した固液分離装置及び固液分
離方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】活性汚
泥液の膜処理法としては、浸漬型の膜を利用する方法が
知られている。この方法は、活性汚泥槽に膜モジュール
を浸漬し、ばっ気による空気と槽内の流れを利用して膜
面に活性汚泥液を循環接触させ、膜内部から吸引する方
法である(例えば、特開昭61−129094号公報、
特開平2−86893号公報参照)。
【0003】しかし、膜モジュールを浸漬法に用いた場
合、膜の修理や洗浄を行う際にはそのたびに膜モジュー
ルを汚泥槽から引き上げなければならず、維持管理作業
が煩雑となる。また、汚泥槽から膜モジュールを引き上
げるための付帯設備や洗浄用の別槽が必要となるため、
余分なスペースが必要となり、維持管理費用もかさんで
しまう。さらに、運転時にはばっ気が必要となるため、
それに要するエネルギーも必要となり、運転時及び維持
管理時を通じてエネルギー面及びコスト面から改善の余
地がある。
【0004】このような問題を解決する方法としては、
活性汚泥槽の槽外に膜モジュールを設置する、いわゆる
外置循環法がある。この外置循環法は取り扱いが容易で
あり、維持管理も簡便であるが、従来法では運転時にお
けるエネルギー消費について依然として改善の余地があ
る。
【0005】本発明は、外置循環型の膜モジュールの利
点を生かすとともに、さらにエネルギー消費を小さくで
きる固液分離装置及び固液分離方法を提供することを目
的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、生物処理槽
と、前記生物処理槽内の液を移送するポンプと、ポンプ
吐出側に設置され、外部動力による運動を伴わないクロ
スフロー型膜モジュールとを備えており、運転時におけ
る下記式(I)で求められるエネルギー係数(E)が3
0以下であることを特徴とする固液分離装置を提供す
る。 E=(U×P)/F (I) U:膜により分離濃縮された液の膜モジュール内におけ
る平均線速(m/sec) P:膜モジュールの平均濾過圧力(kPa)(ただし、膜
モジュールの平均濾過 圧力は、膜モジュールの
入口側圧力と透過側圧力との差圧をいう。) F:膜モジュールの平均透過速度(m/day) また本発明は、生物処理液を、加圧しながら外部動力に
よる運動を伴わないクロスフロー型膜モジュールに通液
して固液分離をする方法において、下記式(I)で求め
られるエネルギー係数(E)を30以下に保持すること
を特徴とする固液分離方法を提供する。 E=(U×P)/F (I) U:膜により分離濃縮された液の膜モジュール内におけ
る平均線速(m/sec) P:膜モジュールの平均濾過圧力(kPa)(ただし、膜
モジュールの平均濾過 圧力は、膜モジュールの
入口側圧力と透過側圧力との差圧をいう。) F:膜モジュールの平均透過速度(m/day)
【0007】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の固
液分離装置を説明しながら、あわせて本発明の固液分離
方法についても説明するものとする。図1は、本発明の
固液分離装置の一実施形態を示す概念図である。
【0008】固液分離装置10は、生物処理槽12と、
生物処理槽内の液を移送するポンプ14と、外部動力に
よる運動を伴わないクロスフロー型膜モジュール(以
下、「クロスフロー型膜モジュール」という)16とを
備えているものである。この場合、直接生物処理槽12
からポンプで液を抜くのではなく、一旦、膜処理原水槽
を設け、ここからポンプ14でクロスフロー型膜モジュ
ール16に供給してもよい。
【0009】生物処理槽12とクロスフロー型膜モジュ
ール16は、汚泥液移送管21により連結されており、
ポンプ14は汚泥液移送管21の途中に設置されてい
る。よって当然に、ポンプ14の汚泥液吸込み口は生物
処理槽12側にあり、吐出口はクロスフロー型膜モジュ
ール16側にある。クロスフロー型膜モジュール16と
しては、中空糸膜モジュール、流路材を内部に有する平
膜エレメントを複数備えたモジュール等を挙げることが
できる。
【0010】クロスフロー型膜モジュール16には、透
過液排出管22と濃縮液返送管23が連結されている。
24は逆洗浄液及び洗浄物等の返送管、40は圧力計、
51、52は流量計である。
【0011】固液分離装置10には、クロスフロー型膜
モジュール16の透過口側から通液口側に対して、気体
又は液体による逆洗浄手段を付加することができる。こ
のような逆洗浄手段としては、例えば、洗浄水供給源に
連結された洗浄水供給管31又は空気供給源に連結され
た空気供給管32を、クロスフロー型膜モジュール16
の透過液排出管22に連結することができる。
【0012】このような固液分離装置10を用いた固液
分離において、まず、生物処理槽12内の活性汚泥液等
の生物処理液(以下、「汚泥液」という)は、ポンプ1
4を駆動させることにより、汚泥液移送管21を経て、
クロスフロー型膜モジュール16に送られる。
【0013】このクロスフロー型膜モジュール16にお
いて、汚泥液の固液分離がなされるが、このときの下記
式(I): E=(U×P)/F (I) U:膜により分離濃縮された液の膜モジュール内におけ
る平均線速(m/sec) P:膜モジュールの平均濾過圧力(kPa)(ただし、膜
モジュールの平均濾過 圧力は、膜モジュールの
入口側圧力と透過側圧力との差圧をいう。) F:膜モジュールの平均透過速度(m/day) で求められるエネルギー係数(E)は30以下であり、
好ましくは20以下である。エネルギー係数を30以下
にすることにより、高い水の浄化能力を維持したまま、
エネルギー消費量を低減させることができる。
【0014】このエネルギー係数を上昇させないため、
洗浄水供給管31もしくは空気供給管32又は両方の管
から空気や洗浄水をクロスフロー型膜モジュール16の
透過口側から通液口側へ送り込んで、膜モジュール内部
に付着した汚泥等の固形分を洗浄して除去することがで
きる。除去された固形分や洗浄液等は、返送管24から
生物処理槽12に返送される。
【0015】本発明の固液分離装置及び固液分離方法で
処理できる被処理液の種類及び汚染度は、生物処理液で
あれば特に限定されるものではないが、被処理液のML
SSが、好ましくは1000mg/L以上、特に好ましく
は3000mg/L以上、さらに好ましくは5000〜2
0000mg/Lである場合に特に高い処理能力を発揮で
きる。
【0016】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳しく説
明するが、本発明はこれらにより限定されるものではな
い。
【0017】実施例1 図1に示す固液分離装置を用い、固液分離をした。ま
ず、生物処理槽12内のMLSSが4500mg/Lの活
性汚泥液40Lを、低圧循環ポンプ(最大供給圧が19
6kPa以下のもの)14を駆動させ、中空糸膜モジュー
ル16に移送した。中空糸膜モジュールとしては、内径
1.4mmのポリアクリロニトリル系中空糸膜93本を束
ね、筒状のポリカーボネート製ハウジングに挿入し、中
空糸の外表面両端とハウジングの両端を接着したものを
用いた(有効膜面積0.11m2)。活性汚泥液が28
Lになるまで濃縮したとき、濃縮循環流量(流量計51
で計測)は100L/hr、膜モジュールの平均濾過圧力
(P)は41kPa、濾過に要した時間は5時間であり、
透過液のCODは88mg/Lであった。なお、濾過処理
中、洗浄水供給管31から精製水を中空糸膜モジュール
16に通液し、1分ずつ計9回の逆洗浄を行った(洗浄
水圧力98kPa)。運転時における平均線速(U)は
0.19m/sec、平均透過速度(F)は0.52m/da
yであり、エネルギー係数(E)は15.0であった。
【0018】実施例2 膜モジュールとして、平膜モジュールを用いたほかは実
施例1と同様にして、活性汚泥液40Lの固液分離を行
った。平膜モジュールは、濾過側孔径15μm、支持部
分の孔径が45μmの非対称不織布からなる2枚の平膜
(それぞれ7×40cm)を、流路材として2枚重ねのポ
リエチレン製網状体(それぞれが線径0.8mmのオープ
ニング16メッシュ)を挟んで、それぞれ濾過側面が外
側になるように四辺を張り合わせ、一部に濾液を取り出
すためのノズルを取り付けた平膜エレメントを、平行に
2枚重ね合わせたものをステンレス製のハウジングに収
納したものを用いた。この平膜モジュールは、活性汚泥
液の流路は3流路あり、合計断面積は12cm2であっ
た。活性汚泥液が28Lになるまで濃縮したとき、濃縮
循環流量(流量計51で計測)は300L/hr、膜モジュ
ールの平均濾過圧力(P)は24kPa、濾過に要した時
間は3時間であり、透過液のCODは113mg/Lであ
った。なお、濾過処理中、空気供給管32から清浄な空
気を平膜モジュール16に通気し、1分ずつ計13回の
逆洗浄を行った(空気圧力30kPa)。運転時における
平均線速(U)は0.069m/sec、平均透過速度
(F)は0.87m/dayであり、エネルギー係数
(E)は1.9であった。
【0019】比較例1 図2に示す固液分離装置を用い、固液分離をした。な
お、図2に示す固液分離装置において、図1と同一番号
の部分は同一の構成要素であり、同一の作用をなすこと
を示す。固液分離は、膜モジュールとしてチューブラー
型膜モジュールを用い、逆洗浄をしなかったほかは実施
例1と同様にして行った。チューブラー型膜モジュール
は、内径14mmのポリアクリロニトリル系膜をガイドパ
イプに挿入したもので、有効膜面積は0.11m2であ
る。活性汚泥液が28Lになるまで濃縮したとき、濃縮
循環流量(流量計51で計測)は1100L/hr、膜モジ
ュールの平均濾過圧力(P)は280kPa、濾過に要し
た時間は1時間であり、透過液のCODは82mg/Lで
あった。運転時における平均線速(U)は1.98m/s
ec、平均透過速度(F)は2.62m/dayであり、エ
ネルギー係数(E)は212であった。
【0020】
【発明の効果】本発明を適用することにより、水の浄化
能力を低下させることなく、運転時におけるエネルギー
消費量を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の固液分離装置の概念図である。
【図2】比較例の固液分離装置の概念図である。
【符号の説明】
10 固液分離装置 12 生物処理槽 14 ポンプ 16 クロスフロー型膜モジュール

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 生物処理槽と、前記生物処理槽内の液を
    移送するポンプと、ポンプ吐出側に設置され、外部動力
    による運動を伴わないクロスフロー型膜モジュールとを
    備えており、運転時における下記式(I)で求められる
    エネルギー係数(E)が30以下であることを特徴とす
    る固液分離装置。 E=(U×P)/F (I) U:膜により分離濃縮された液の膜モジュール内におけ
    る平均線速(m/sec) P:膜モジュールの平均濾過圧力(kPa) F:膜モジュールの平均透過速度(m/day)
  2. 【請求項2】 前記クロスフロー型膜モジュールが、中
    空糸膜モジュールである請求項1記載の固液分離装置。
  3. 【請求項3】 前記クロスフロー型膜モジュールが、流
    路材を内部に有する平膜エレメントを複数備えたもので
    ある請求項1記載の固液分離装置。
  4. 【請求項4】 前記クロスフロー型膜モジュールの透過
    口側から通液口側に対して、気体又は液体による逆洗浄
    手段を備えている請求項1、2又は3記載の固液分離装
    置。
  5. 【請求項5】 生物処理液を、加圧しながら外部動力に
    よる運動を伴わないクロスフロー型膜モジュールに通液
    して固液分離をする方法において、下記式(I)で求め
    られるエネルギー係数(E)を30以下に保持すること
    を特徴とする固液分離方法。 E=(U×P)/F (I) U:膜により分離濃縮された液の膜モジュール内におけ
    る平均線速(m/sec) P:膜モジュールの平均濾過圧力(kPa) F:膜モジュールの平均透過速度(m/day)
  6. 【請求項6】 前記クロスフロー型膜モジュールが、中
    空糸膜モジュールである請求項5記載の固液分離方法。
  7. 【請求項7】 前記クロスフロー型膜モジュールが、流
    路材を内部に有する平膜エレメントを複数備えたもので
    ある請求項5記載の固液分離方法。
  8. 【請求項8】 前記クロスフロー型膜モジュールを、透
    過口側から通液口側に対して逆洗浄する請求項5、6又
    は7記載の固液分離方法。
JP17581498A 1998-06-23 1998-06-23 固液分離装置及び方法 Withdrawn JP2000005749A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007209964A (ja) * 2005-03-24 2007-08-23 Ngk Insulators Ltd 分離膜の洗浄方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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