JP2000084372A

JP2000084372A - 膜分離装置

Info

Publication number: JP2000084372A
Application number: JP10257209A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Miyashita; 聡史宮下; Osami Kato; 修身加藤; Kenji Honjo; 賢治本城
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1998-09-10
Filing date: 1998-09-10
Publication date: 2000-03-28

Abstract

(57)【要約】【課題】長期にわたる濾過を行っても、被処理液中の
懸濁物による膜面の閉塞が少ない膜分離装置を提供する
こと。【解決手段】分離膜１３の膜面が鉛直方向になるよう
に配設された平型の膜モジュール３と、分離膜１３の下
方に設けられて気体を散気し、該気体により生起される
気液混合流により前記分離膜１３の膜面を洗浄行うため
の散気装置４と、該散気装置４より散気される気体を分
離膜１３の膜面に導くための遮閉壁６ａ、６ｂとを備え
て処理槽内に設置される膜分離装置２０であって、前記
膜モジュール３は分離膜１３の両端に膜固定部材１４を
備えてなり、かつ膜分離装置２０の上方から見て、前記
分離膜１３が該分離膜１３の膜面と平行に配設された一
対の遮閉壁６ａ、６ｂの内側に位置する膜分離装置であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水処理にて、固液
分離を行う膜分離装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、浄水処理、下排水処理、或い
は産業排水の処理等、濁度の高い被処理水の固液分離を
行う方法として、砂濾過や重力沈殿等が行われている。
しかしながら、これら方法による固液分離は、得られる
処理水の水質が不充分となる場合が生じることや、固液
分離のために広大な用地を必要とするといった不都合を
有している。この様な不都合を解決する方法として、近
年精密濾過膜、限外濾過膜等の分離膜を配設した膜モジ
ュールを用いて被処理水の固液分離を行う方法が種々検
討されている。分離膜を用いて被処理水の濾過処理を行
うと、水質の高い処理水を得ることができる。

【０００３】分離膜を用いて被処理水の固液分離を行う
場合、濾過処理を継続するに従って懸濁物質による分離
膜表面の目詰まりが進行するため、濾過流量の低下、或
いは膜間差圧の上昇が生じる。このような状態を回復さ
せるため、膜モジュールの下方に散気管を配設し、散気
管からエアーの散気を行い、分離膜を揺動させることに
より膜表面の懸濁物質を引き剥がす方法が行われてい
る。しかしながら、膜モジュールを用いて排水の濾過を
行う方式においても、運転が長期にわたった場合、懸濁
物質が膜表面を閉塞し、濾過流量が低下するため、低下
した濾過流量を回復するための、頻繁なメンテナンス作
業が必要になるといった不都合があった。

【０００４】これに対し、特開平８−２５７３７８号公
報には、膜モジュールの下方に囲い壁を設けて気液混合
流をほぼ平行流とする方法が提案されているものの、気
液混合流が平行流の場合、乱流の時と比較して膜面のス
クラビング効果が低いという不都合を有していた。

【０００５】また、特開平８−２４５９６号公報のよう
に、散気部材を移動させる方式が提案されている。この
方式の場合、移動する散気部材より発生される気泡も移
動するため、乱流となりやすく、洗浄効果の向上は期待
できるものの、移動させるための動力を必要とし、かつ
可動部材の故障等の懸念があり、頻繁なメンテナンス作
業が必要になるといった不都合があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述した不
都合を解決するためなされたものであり、長期にわたる
濾過を行っても懸濁物による膜面の閉塞が少ない膜分離
装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の膜分離装置は、
分離膜の膜面が鉛直方向になるように配設された平型の
膜モジュールと、前記分離膜の下方に設けられて気体を
散気し、該気体により生起される気液混合流により前記
分離膜の膜面洗浄を行うための散気装置と、該散気装置
より散気される気体を分離膜の膜面に導くための遮閉壁
とを備えて処理槽内に設置される膜分離装置であって、
前記膜モジュールは分離膜の両端に膜固定部材を備えて
なり、かつ膜分離装置の上方から見て、前記分離膜が該
分離膜の膜面と平行に配設された一対の遮閉壁の内側に
位置するように設けられている膜分離装置である。該膜
分離装置において、膜固定部材の側面積の占める割合が
膜モジュールの集合体の側面積に対して３０〜１００％
であること、散気装置からの気体の吐出量が膜モジュー
ルの集合体の水平方向断面積あたり１０〜１５０Ｎｍ³
／ｍ²／ｈｒであること、膜モジュールにおける気液混
合流の鉛直方向の平均移動流速が０．０１〜１．５ｍ／
ｓｅｃであること、膜モジュールにおける気液混合流の
水平方向の平均移動流速が０．０１〜１．５ｍ／ｓｅｃ
であること、分離膜がポリオレフィン製中空糸膜である
こと、がそれぞれ好ましい。また、前記の分離膜が、中
空糸を緯糸とする編織物からなり、該中空糸の端部を開
口状態を保ちつつ膜固定部材のスリットに液密に固定さ
れてなる中空糸膜であって、前記スリットの断面形状が
ほぼ矩形である中空糸膜であることが好ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下本発明の形態例を説明する
が、本発明がそれらに限定解釈されるものではないこと
はもちろんである。図１は本発明の膜分離装置を処理槽
内に設置した例を一部を切り欠いて示した図であり、図
２（ａ）は本発明の膜分離装置の例を一部を切り欠いて
示した図であり、図２（ｂ）はその側面図である。本発
明の膜分離装置の例は、図１、図２に示すように、シー
ト状の分離膜１３の膜面が鉛直方向になるように配設さ
れた平型の膜モジュール３が複数平行に配列されてなる
膜モジュール集合体２と、前記分離膜１３下方に設けら
れて気体を散気し、該気体により生起される気液混合流
により前記分離膜１３の膜面洗浄を行うための散気装置
４と、該散気装置４より散気される気体を分離膜１３の
膜面に導くための遮閉壁６ａ、６ｂとを備えて処理槽１
内に設置される膜分離装置２０であって、該膜分離装置
２０の上下方向が開放されているとともに、前記膜モジ
ュール３は分離膜１３を固定する膜固定部材１４を分離
膜１３の両端に備えてなり、かつ、膜分離装置２０を上
方から下方に見て、前記膜モジュール集合体２を構成す
る分離膜１３の全てが該分離膜１３の膜面と実質的に平
行に配設された一対の遮閉壁６ａ、６ｂの内側に位置す
る膜分離装置であって、一対の遮閉壁６ａ、６ｂの壁面
が分離膜１３の膜面に実質的に平行である膜分離装置で
ある。該膜分離装置２０は、被処理液１ａを分離膜１３
により固液分離して浄化するために用いられる。浄化さ
れた水は、膜モジュール３に連通する取出流路２’から
処理槽１の外へ取り出される。

【０００９】被処理液は、処理槽内において曝気されつ
つ生物処理される。図１に示すように、処理槽１内には
膜分離装置２０が配置される。処理槽１内に、膜分離装
置２０を１個配置してもよいし、また複数の膜分離装置
２０を連続的に或いは所定間隔をおいて不連続的に配置
してもよい。本発明においては、膜分離装置２０の少な
くとも上下方向が解放されているので、被処理液１ａは
遮閉壁６ａと遮蔽壁６ｂとの間を上下方向に移動でき
る。膜分離装置２０は概略直方体の形状をなしており、
その内部には、被処理液１ａを効率よく浄化するため
に、通常複数個の膜モジュール３が配設されて膜モジュ
ールの集合体（膜モジュール集合体）２とされる。本発
明に使用される膜モジュール３としては、平膜タイプ、
中空糸膜タイプ、管状膜タイプ、袋状膜タイプ等の形状
の分離膜を適用することができる。また、その材質とし
ては、セルロース、ポリオレフィン、ポリスルホン、Ｐ
ＶＤＦ（ポリビニリデンフロライド）、ＰＴＦＥ（ポリ
四フッ化エチレン）、セラミックス等を適用することが
できる。

【００１０】また、膜モジュール３を構成する分離膜１
３の孔径としては、特に限定されるものではなく、一般
に限外濾過膜と呼ばれる孔径０．００１〜０．１μｍの
もの、または一般に精密濾過膜と呼ばれる孔径０．１〜
１μｍのもの、あるいはそれ以上の孔径のものを用いる
ことが可能であり、固液分離の対象となる物質の粒径に
応じて選択され、例えば活性汚泥の固液分離に用いるな
らば、０．５μｍ以下とするのが好ましく、また、浄水
の濾過のように、除菌が必要な場合は０．１μｍ以下と
するのが好ましい。

【００１１】膜モジュール３は分離膜１３と膜固定部材
１４とにより概略構成される。膜モジュール３として
は、モジュールのコンパクト性、濾液取り出し時の圧損
の低減、モジュール配設時の加工の容易性、等を総合的
に加味すると、分離膜１３の両端に膜固定部材１４を持
ち、且つ膜固定部材１４が濾液を集める集水部を兼ねた
ものを用いることが好ましい。図４は、本発明の膜分離
装置に用いるのに好適な中空糸膜モジュールの一例を示
すものである。この中空糸膜モジュールにおいては、分
離膜１３が中空糸膜である。この中空糸膜モジュール
は、中空糸を緯糸とする編織物を、その端部を開口状態
に保ちつつ合成樹脂（例えば、エポキシ樹脂）で固定部
材１４に固定されてなり、この合成樹脂の中空糸膜に垂
直な断面の形状が細長いほぼ矩形のものであり、この合
成樹脂が固定部材１４のスリット１６に取り付けられて
構成されている。合成樹脂は中空糸膜をスリット１６内
に固定するとともに、固定部材１４の内部路１５を外部
から液密に仕切る。このような中空糸膜モジュールの場
合には、中空糸膜が汚泥等により集束固着一体化し難
く、散気装置４によるスクラビングが効果的に実施でき
る。尚、分離膜１３に垂直な面でスリット１６を断面し
た場合、スリット１６の断面形状がほぼ矩形であるの
で、膜面が鉛直方向になっている分離膜１３の端部を固
定部材１４に液密に固定できる。中空糸膜モジュールは
例えば、図２６に示すように、通常糸１１を縦糸とし、
中空糸１２を緯糸とし、中空糸１２の端部に開口１０を
有する織物を用いて作製できる。

【００１２】図２に示すように、分離膜１３の下方に
は、散気装置４が配置される。散気装置４は、その形態
は特に限定されるものではないが、金属、樹脂等からな
る管状体に気体を吐出させる吐出口４ａを多数設けた散
気管を用い、ブロワー５より空気を供給するのが、製作
が容易且つ安価なことから好ましい。

【００１３】また、散気装置４の周囲には、散気装置４
より吐出される気体が、分離膜１３の膜面にあたるよう
に気体を導くための遮閉壁を設ける。この際、膜分離装
置の上方から見て、分離膜１３が壁面同士が平行な少な
くとも一対の遮閉壁の内側となるようにする。分離膜１
３が相対した少なくとも一対の遮閉壁の内側となるよう
にする際、散気装置４の左右側面の外側に遮閉壁を一対
配し、更に散気装置４の前後側面の外側に遮閉壁を一対
配することで遮閉壁が散気装置４の全体を囲うように遮
閉壁を四方に配置してもよい。また、図２（ａ）に示す
ように、散気装置４を挟むように相対して２枚の遮閉壁
６ａ、６ｂを配置してもよい。一対の遮蔽壁を、膜固定
部材１４の側方に配置する場合に比較して、図２
（ａ）、図３に示すように、分離膜１３の膜面外側に配
置して、一対の遮閉壁６ａ、６ｂの壁面が分離膜１３の
膜面に実質的に平行であるようにすると、膜面スクラビ
ング効果が大きい。

【００１４】散気管４の気体吐出口４ａから散気された
気体は気泡４ｂとなって、被処理水液１ａ中を通って膜
モジュール３の膜面に達し、膜モジュール３の膜面の近
傍を通過して水面から大気中に放出される。この際、気
泡４ｂは被処理液１ａ中を通って水面まで上方に移動す
るため、被処理液１ａと気泡４ｂからなる、上向する気
液混合流が発生する。この気泡４ｂおよび気液混合流が
分離膜１３の膜面をスクラビングすることにより固形分
の膜面への付着が防止され、膜面の急速な目詰まりを防
止することができる。

【００１５】図２は膜モジュール配設部、散気手段の配
置の一例を示す図である。この例では、膜モジュール３
が複数平行に配列されてなる膜モジュール集合体２の周
囲には、２枚の遮閉壁６ａ、６ｂを膜モジュール集合体
２を挟み込むように相対して一対配設されている。遮閉
壁６ａ、６ｂは、散気装置４より吐出される気体が分離
膜１３の膜面にあたるように気体を導くものである。そ
して、膜モジュール３の部分を鉛直方向から見た場合
（上からみた場合）、図２、３に示すように、膜モジュ
ール集合体２が対向する遮閉壁６ａ、６ｂの内側となる
ように配設する。遮閉壁の材質としては、樹脂、金属、
セラミック等、特に限定されるものではない。また形状
としては平板状、波板状等の板状を用いることができ
る。

【００１６】膜モジュール集合体２を水平方向から見た
際（遮蔽壁の外側から膜モジュール集合体２を水平方向
に見た際）、図５に示すように、遮閉壁６が膜モジュー
ル集合体２と散気装置４との両方の側面全体を覆うよう
にしても良い。この場合、分離膜１３の膜面を効果的に
スクラビングできる。また、図６〜１０に示すように、
膜モジュール集合体２、散気装置４の一方又は両方の側
面の一部又は全体を覆うように配置しても構わない。即
ち、図６は遮閉壁６が散気装置４を覆わないが膜モジュ
ール集合体２の側面一部を覆い、且つその下部が散気装
置４の側に延びる例であり、図７は遮閉壁６が散気装置
４を覆わないが膜モジュール集合体２の側面全体を覆う
例であり、図８は遮閉壁６が膜モジュール集合体２の側
面を覆わないが散気装置４の側面全体を覆い、且つ遮閉
壁６が連続していてその上部が膜モジュール集合体２の
近傍まで突出している例であり、図９は遮閉壁６が散気
装置４を覆わないが膜モジュール集合体２の側面全体を
覆い且つ遮閉壁６の下部が散気装置４の側に突出してい
る例であり、図１０は遮閉壁６が散気装置４の側面全体
を覆い且つ遮閉壁６が連続していてその上部側が膜モジ
ュール集合体２の側面の一部を覆う例である。さらに、
図１１、１２に示すように、相対する遮閉壁６の上部が
高低差を持つようにしても構わない。また、膜モジュー
ル集合体２の側面を覆う遮閉壁６と散気装置４の側面を
覆う遮閉壁６とは、図５〜１２に示すように、連続して
いることが好ましい。しかし、膜モジュール集合体２の
側面を覆う遮閉壁と散気装置４の側面を覆う遮閉壁とは
切り離されて、別々に設けられても構わない。

【００１７】遮閉壁は、その壁面が分離膜１３の膜面に
対し平行となるように配置することが好ましい。更に、
両端に膜固定部材１４を持つ膜モジュール３を、図２、
図３に示すように、横方向に互いに近接するように、複
数個配置して膜分離ユニット２とすることが好ましい。
このような配置とすると、膜固定部材１４が遮閉壁６と
同様の機能を果たすため、膜モジュール３と交差する方
向には遮閉壁を設ける必要が必ずしもない。この際、膜
モジュール３の膜固定部材１４側は遮閉壁により完全に
覆われてはいないため、膜固定部材１４同士の隙間を通
って膜分離ユニット２の内部からその外方へ、もしくは
逆方向へ、被処理液１ａが移動するため、乱流を生起
し、洗浄効率が高くなる。

【００１８】膜固定部材１４の形状は棒状であるが、そ
の断面形状は、図１３〜１８に示すように円形、三角
形、半円形、楕円形、四角形、あるいは多角形等、特に
限定されるものではない。また、図１９〜２４に示すよ
うに、側方に突出する突起１８を膜固定部材１４に設け
て、隣り合う膜モジュール３同士の間の隙間を小さくし
ても構わない。

【００１９】膜固定部材１４側から水平方向に見て、膜
モジュール３の集合体２の側面積に対して、膜固定部材
１４の側面積の占める割合が３０〜１００％であること
が好ましい。固定部材１４の側面積の占める割合が、下
限としては３０％とすることが、散気された泡４ｂが膜
モジュール３の外へと過剰に逃げることを避けるために
好ましく、４０％以上とすることがさらに好ましい。ま
た、上限としては、乱流を生起させるための被処理液１
ａの水平方向の移動の確保の見地より、９９％とするこ
とが好ましいが、１００％となるように膜モジュール３
を配置しても、膜モジュール３に交差する方向に遮閉壁
６を設ける必要が無く、膜分離装置部材のコストを低減
させることができるメリットがある。

【００２０】なお、膜モジュール３の集合体２の側面積
とは、横方向に並べて配置した複数の膜モジュール３の
膜固定部材１４側より水平方向に見た際、最外側の膜モ
ジュール３の縦方向の周辺部と、膜モジュール３の上側
の頂点を通る水平線、および下側の頂点を通る水平線に
て形成される四角形の面積を言う。例えば、図２に示す
膜モジュール集合体２の側面積は、図２（ｂ）に示すよ
うに、最外側の膜モジュール３の縦方向の周辺部を通
る、線ｌ₃と線ｌ₄と、膜モジュール３の上側の頂点を通
る水平線ｌ₁と、下側の頂点を通る水平線ｌ₂と、の４本
の線によって囲まれた長方形の面積である。また、膜モ
ジュール３が水平方向に高低差をつけて配置されている
場合は、膜モジュール３の上側の頂点を通る水平線、お
よび下側の頂点を通る水平線とは、複数の膜モジュール
３の最上の頂点および最低の頂点を通る水平線を言う。
なお、図２に示す膜分離装置において、膜固定部材１４
の側面積は、図２（ｂ）に示す４個の膜固定部材１４の
面積の総和である。

【００２１】また、散気を行う際の気体の吐出量として
は、膜の洗浄効果を考慮すると、膜モジュール集合体２
の水平方向断面積あたり、１０〜１５０Ｎｍ³／ｍ²／ｈ
ｒ（断面積１ｍ²当たり、且つ１時間当たり１０〜１５
０ノルマル立方メートル）とすることが好ましく、更に
酸素の溶解量、経済性をも考慮すると、２０〜１００Ｎ
ｍ³／ｍ²／ｈｒとすることがより好ましい。

【００２２】なお、膜モジュール集合体２の水平方向断
面積とは、相対する一対の遮閉壁の内側部分によって構
成される概略直方体の水平方向の断面積を言う。例えば
図３に示す膜分離装置において、膜モジュール集合体２
の水平方向断面積とは、一方の遮閉壁６ａの内側の線ｌ
₅と、他方の遮閉壁６ｂの内側の線ｌ₆と、一方の遮閉壁
６ａの左端部と他方の遮閉壁６ｂの左端部とを結ぶ線ｌ
₇と、一方の遮閉壁６ａの右端部と他方の遮閉壁６ｂの
右端部とを結ぶ線ｌ₈と、によって囲まれた長方形の面
積である。

【００２３】このとき、膜モジュール３の部分における
気液混合流の鉛直方向の平均移動流速は、前述した範囲
内にて散気量を調整することにより調節することが可能
であるが、気液混合流を生起して洗浄効果を高める見地
より、下限としては０．０１ｍ／ｓｅｃとすることが好
ましく、特に下限を０．０５ｍ／ｓｅｃとすることがよ
り好ましい。また、膜モジュール３に過剰な力を与えて
破損することを防止する見地より、上限としては１．５
ｍ／ｓｅｃとすることが好ましく、上限を１ｍ／ｓｅｃ
とすることがより好ましい。

【００２４】膜モジュール３の部分における気液混合流
の水平方向の平均移動流速は、前述した範囲内にて膜固
定部材１４同士の隙間を調整し、かつ前述した範囲内に
て散気量を調整することにより調節することが可能であ
るが、乱流を生起して洗浄効果を高める見地より、下限
としては０．０１ｍ／ｓｅｃとすることが好ましく、
０．０５ｍ／ｓｅｃとすることがより好ましい。また、
膜モジュール３に過剰な力を与えて破損することを防止
する見地より、上限としては１．５ｍ／ｓｅｃとするこ
とが好ましく、１ｍ／ｓｅｃとすることがより好まし
い。

【００２５】本発明でいう膜モジュール３の部分におけ
る気液混合流の鉛直、あるいは水平方向の平均移動速度
とは、気液混合流の流速の鉛直方向（垂直方向）成分ｖ
₁（図１に図示）あるいは、水平方向の成分ｖ₂（図１に
図示）の平均値である。膜面における気液混合流の鉛
直、あるいは水平方向の移動速度は、例えば被処理液中
の粒子や気泡の移動速度を光学的手法により測定する方
法や、ファラデー効果による誘導電流を利用した電磁流
向流速計等により、膜モジュール３近傍の気液混合流の
移動速度を測定することにより近似できる。また、平均
移動速度とは、少なくとも膜モジュ−ル３の中央部と端
部の２点、好ましくはそれ以上の点数において、５〜６
０分の間隔をもって少なくとも２回、好ましくはそれ以
上の回数で、前述した方法により測定した気液混合流の
移動速度の平均値を言う。

【００２６】本発明の膜分離装置の運転方法としては、
浸積吸引濾過法、水頭差による重力濾過法などが用いら
れる。図４に示す中空糸膜モジュールを膜モジュール３
として用いた膜分離装置の運転方法を図１、４に基づき
説明する。この場合、固定部材１４の内部路１５は取出
流路２’を介して吸引ポンプに接続される。吸引ポンプ
を作動し、散気装置４より空気を散気しながら、被処理
液１ａを中空糸膜で吸引濾過する。そうすると、汚泥の
みが中空糸膜の表面に捕らえられ水分と汚泥とが分離さ
れる。こうして汚泥の除去された濾過水は、中空糸膜を
構成する孔を通って各中空糸１２内部の中空に至る。そ
して、中空に至った濾過水は、中空から端部の開口１
０、該開口１０から固定部材１４のスリット１６、スリ
ット１６から内部路１５に至り、そして配管２’を経由
して処理槽１外に排水される。

【００２７】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。なお、本実施例において、気液混合流の鉛直および
水平方向の平均移動速度の測定は、平型中空糸膜モジュ
ールの２枚の編み地間の中央部および端部と、編み地の
外側の中央部および端部の計４箇所の膜面近傍に、２成
分流向流速計ＭｏｄｅｌＡＣＭ２５０−Ａ（ＡＬＥ
ＣＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣｏ．ＬＴＤ製）のセン
サーを配置し、４点の移動速度の測定を、３０分の間隔
をおいて５回実施し、合計２０点の移動速度の平均値を
算出して平均移動速度とした。

【００２８】実施例１平均孔径０．１μｍの精密濾過用ポリエチレン中空糸膜
（分離膜１３）をスクリーン状に展開固定した中空糸膜
モジュール３（商品名：ステラポアＬ、三菱レイヨン
（株）製）５本を、スクリーンが鉛直方向を向き、隣り
合う膜モジュール３同士の中心間隔が６ｃｍとなるよう
に横方向に並べて、膜モジュール集合体２とした。な
お、膜固定部材１４は横方向からみて、幅５ｃｍ、長さ
４５ｃｍであり、これにより、膜モジュール集合体２が
概略形成する四角形の面積（膜モジュール集合体２の側
面積）に対する膜固定部材１４の総側面積は、８６．２
％となる。そして、膜モジュール集合体２の周囲には高
さ５０ｃｍ、幅８０ｃｍ、厚さ１ｃｍの樹脂板２枚を遮
蔽壁６として配し、膜モジュール集合体２を挟み込むよ
うに配置し、さらに膜モジュール３の下方に分離膜１３
の下端部より４５ｃｍの距離に散気装置４を設け、その
周囲に遮蔽壁６として、高さ５０ｃｍ、幅８０ｃｍ、厚
さ１ｃｍの樹脂板２枚と、高さ５０ｃｍ、幅３０ｃｍ、
厚さ１ｃｍの樹脂板２枚を配し、４枚の樹脂板により散
気装置４を囲った。

【００２９】次いで、ブロワー５を用いて膜モジュール
集合体２の水平方向の断面積あたり７５ｍ³／ｍ²／ｈｒ
の強度にて空気を供給した。このとき、前述の方法にて
測定した膜モジュール３の部分における鉛直方向の気液
混合流の平均移動速度は０．４ｍ／ｓｅｃであり、水平
方向の平均移送速度は０．４ｍ／ｓｅｃあった。

【００３０】濾過条件は、ＭＬＳＳ濃度８０００〜１２
０００ｍｇ／Ｌの活性汚泥を、膜透過流束ＬＶ＝０．０
１ｍ³／ｍ²／ｈｒにて、吸引ポンプを用いて、濾過時間
／停止時間＝１３分／２分の間欠運転にて、１年間継続
して濾過処理を実施した。

【００３１】実施例２実施例１と同様の中空糸膜モジュール３を用い、下記の
条件のみ変更して濾過処理を実施した。すなわち、膜モ
ジュール３の中心間距離が１０ｃｍとなるように横方向
に５本並べて用いた。これにより、膜モジュール集合体
２が概略形成する四角形の面積に対する膜固定部材１４
の総側面積の割合は、５５．６％となる。また、膜モジ
ュール集合体２の周囲には高さ５０ｃｍ、幅８０ｃｍ、
厚さ１ｃｍの樹脂板２枚を膜モジュール集合体２を挟み
込むように配置し、さらに膜モジュール３の下方に膜モ
ジュール３の下端部より４５ｃｍの距離に散気装置４を
設け、その周囲を高さ５０ｃｍ、幅８０ｃｍ、厚さ１ｃ
ｍの樹脂板２枚と、高さ５０ｃｍ、幅５０ｃｍ、厚さ１
ｃｍの樹脂板２枚を用いて散気装置４の４方を囲った。

【００３２】次いで、実施例１と同様にブロワー５を用
いて膜モジュール集合体２の水平方向断面積あたり７５
ｍ³／ｍ²／ｈｒの強度にて空気を供給した。このとき、
前述の方法にて測定した膜モジュール３の部分における
鉛直方向の気液混合流の平均移動速度は０．３ｍ／ｓｅ
ｃであり、水平方向の平均移動速度は０．３ｍ／ｓｅｃ
であった。また濾過条件も、実施例１と全く同一の条件
にて行った。

【００３３】実施例３実施例１と同様の中空糸膜モジュール３を用い、下記の
条件のみ変更して濾過処理を実施した。すなわち、膜モ
ジュール３の中心間距離が１４ｃｍとなるように横方向
に５本並べて用いた。これにより、膜モジュール集合体
２が概略形成する四角形の面積に対する膜固定部材１４
の総側面積は４１％となる。また、膜モジュール集合体
２の周囲には高さ５０ｃｍ、幅８０ｃｍ、厚さ１ｃｍの
樹脂板２枚を膜モジュール集合体２を両側から挟み込む
ように配置し、さらに膜モジュール３の下方に膜モジュ
ール３の下端部より４５ｃｍの距離に散気装置４を設
け、その周囲を高さ５０ｃｍ、幅８０ｃｍ、厚さ１ｃｍ
の樹脂板２枚と、高さ５０ｃｍ、幅７０ｃｍ、厚さ１ｃ
ｍの樹脂板２枚を用いて散気装置を囲った。

【００３４】次に、実施例１と同様にブロワー５を用い
て膜モジュール集合体２の水平方向断面積）あたり７５
ｍ³／ｍ²／ｈｒの強度にて供給した。このとき、前述の
方法にて測定した膜モジュール３の部分における鉛直方
向の気液混合流の平均移動速度は０．２ｍ／ｓｅｃであ
り、水平方向の平均移動速度は０．２ｍ／ｓｅｃであっ
た。また濾過条件も、実施例１と全く同一の条件にて行
った。

【００３５】比較例実施例１と同様の中空糸膜モジュール３を用い、下記の
条件のみ変更して濾過処理を実施した。すなわち、膜モ
ジュール３から散気装置４の四方を、長さ８０ｃｍ、幅
３０ｃｍ、高さ１００ｃｍのケーシングにて完全に囲っ
た。次に、実施例１と同様にブロワー５を用いて膜モジ
ュール集合体２の水平方向断面積あたり７５ｍ³／ｍ²／
ｈｒの強度にて供給した。このとき、前述の方法にて測
定した膜モジュール３の部分における鉛直方向の気液混
合流の平均移動速度は０．１５ｍ／ｓｅｃであり、水平
方向の平均移動速度は０．００５ｍ／ｓｅｃであった。
また、濾過条件も、実施例１と全く同一の条件にて行っ
た。

【００３６】上記実施例１〜３及び比較例における膜モ
ジュール３の濾過運転時の２次側の吸引差圧は、図２５
に示す通りであり、実施例１〜３においては経時的な吸
引差圧の上昇が、水平方向の平均移動速度が０．００５
ｍ／ｓｅｃである比較例に比較して緩やかであり、目詰
まりの進行が遅く、従って洗浄の効率が高いことは明ら
かである。

【００３７】

【発明の効果】本発明の膜分離装置によれば、分離膜の
表面近傍の気液混合流を乱流とし、洗浄効率を高めるこ
とによって、長期間にわたって膜面の目詰まりが少な
く、高い流量で固液分離を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の膜分離装置を処理槽内に設置した例
を示す概念図である。

【図２】本発明の膜分離装置の一例を示す図であっ
て、（ａ）は斜視図で、（ｂ）は（ａ）に示す膜分離装
置を膜固定部材側から水平方向に見た側面図である。

【図３】図２に示す膜分離装置の平面図である。

【図４】本発明に使用する膜モジュールの例を示す斜
視図である。

【図５】膜分離装置の側面図であって、遮閉壁の配置
の例を示す。

【図６】膜分離装置の側面図であって、遮閉壁の配置
の例を示す。

【図７】膜分離装置の側面図であって、遮閉壁の配置
の例を示す。

【図８】膜分離装置の側面図であって、遮閉壁の配置
の例を示す。

【図９】膜分離装置の側面図であって、遮閉壁の配置
の例を示す。

【図１０】膜分離装置の側面図であって、遮閉壁の配
置の例を示す。

【図１１】膜分離装置の側面図であって、遮閉壁の配
置の例を示す。

【図１２】膜分離装置の側面図であって、遮閉壁の配
置の例を示す。

【図１３】膜固定部材の断面形状の例を示す断面図で
ある。

【図１４】膜固定部材の断面形状の例を示す断面図で
ある。

【図１５】膜固定部材の断面形状の例を示す断面図で
ある。

【図１６】膜固定部材の断面形状の例を示す断面図で
ある。

【図１７】膜固定部材の断面形状の例を示す断面図で
ある。

【図１８】膜固定部材の断面形状の例を示す断面図で
ある。

【図１９】膜固定部材の断面形状の例を示す断面図で
ある。

【図２０】膜固定部材の断面形状の例を示す断面図で
ある。

【図２１】膜固定部材の断面形状の例を示す断面図で
ある。

【図２２】膜固定部材の断面形状の例を示す断面図で
ある。

【図２３】膜固定部材の断面形状の例を示す断面図で
ある。

【図２４】膜固定部材の断面形状の例を示す断面図で
ある。

【図２５】実施例、比較例の濾過試験による経時的な
膜間差圧の挙動を示すグラフである。

【図２６】中空糸膜を製造するための織物の例を示す
斜視図である。

【符号の説明】

１・・処理槽、１ａ・・被処理液、２・・膜モジュール
の集合体（膜モジュール集合体）、２’・・取出流路、
３・・膜モジュール、４・・散気装置、４ａ・・吐出
口、４ｂ・・気泡、５・・ブロワー、６、６ａ、６ｂ・
・遮閉壁、１０・・開口、１１・・通常糸、１２・・中
空糸、１３・・分離膜、１４・・膜固定部材、１５・・
流路、１６・・スリット、１８・・突起、２０・・膜分
離装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０２Ｆ 1/44 Ｃ０２Ｆ 1/44 ＣＡ (72)発明者本城賢治愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目１番60号三菱レイヨン株式会社商品開発研究所内Ｆターム(参考） 4D006 GA06 GA07 HA01 HA21 HA41 JA03A JA31Z KA43 KA67 KC14 KE30R MA01 MC03 MC11 MC22 MC29 MC30 MC62 PA02 PB08 PB24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】分離膜の膜面が鉛直方向になるように配
設された平型の膜モジュールと、前記分離膜の下方に設
けられて気体を散気し、該気体により生起される気液混
合流により前記分離膜の膜面洗浄を行うための散気装置
と、該散気装置より散気される気体を分離膜の膜面に導
くための遮閉壁とを備えて処理槽内に設置される膜分離
装置であって、前記膜モジュールは分離膜の両端に膜固
定部材を備えてなり、かつ膜分離装置の上方から見て、
前記分離膜が該分離膜の膜面と平行に配設された一対の
遮閉壁の内側に位置するように設けられている膜分離装
置。
【請求項２】膜固定部材の側面積の占める割合が、膜
モジュール集合体の側面積に対して、３０〜１００％で
あることを特徴とする、請求項１記載の膜分離装置。
【請求項３】散気装置からの気体の吐出量が、膜モジ
ュール集合体の水平方向断面積あたり、１０〜１５０Ｎ
ｍ³／ｍ²／ｈｒである、請求項１または２記載の膜分離
装置。
【請求項４】膜モジュールにおける気液混合流の鉛直
方向の平均移動流速が、０．０１〜１．５ｍ／ｓｅｃで
ある、請求項１〜３のいずれかに記載の膜分離装置。
【請求項５】膜モジュールにおける気液混合流の水平
方向の平均移動流速が、０．０１〜１．５ｍ／ｓｅｃで
ある、請求項１〜４のいずれかに記載の膜分離装置。
【請求項６】分離膜が、ポリオレフィン製中空糸膜で
あることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載
の膜分離装置。
【請求項７】分離膜が、中空糸を緯糸とする編織物か
らなり、該中空糸の端部を開口状態を保ちつつ膜固定部
材のスリットに液密に固定されてなる中空糸膜であっ
て、前記スリットの断面形状がほぼ矩形である中空糸膜
であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載
の膜分離装置。