JP2000157848A - 浸漬型膜分離装置 - Google Patents

浸漬型膜分離装置

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JP2000157848A
JP2000157848A JP10334835A JP33483598A JP2000157848A JP 2000157848 A JP2000157848 A JP 2000157848A JP 10334835 A JP10334835 A JP 10334835A JP 33483598 A JP33483598 A JP 33483598A JP 2000157848 A JP2000157848 A JP 2000157848A
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membrane
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casing
gap
cartridges
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JP10334835A
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Yutaka Yamada
山田  豊
Seiji Izumi
清司 和泉
Masaharu Nurishi
雅治 塗師
Tatsuya Uejima
達也 上島
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Kubota Corp
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Kubota Corp
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    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Activated Sludge Processes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 上下が開口したケーシング内に平板状膜カー
トリッジを、膜面を鉛直方向にして、相対向する膜面間
に一定間隙をおいて配列し、配列した膜カートリッジの
下方に、膜面洗浄ガスを噴出する散気装置を設けた浸漬
型膜分離装置において、膜面洗浄ガスによる濾過膜の疲
労を防止する。 【解決手段】 ケーシング4は、膜カートリッジ2を配
列する膜ケース5を上端に配置し、膜カートリッジ2
は、膜面洗浄ガスを膜ケース5上端開口に向けて上方へ
案内する所定高さの整流部2Dを濾板2Aの上部に設
け、濾板2Aの表裏に配置する濾過膜2Bを、整流部2
Dの下方の濾板2A表面を覆って設ける。これにより、
濾過膜2Bより離れた整流部2Dの上端で膜面洗浄ガス
の気泡流の拡がりを生ぜしめ、気泡の急拡の際の圧力変
化に起因するストレスを回避する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、下廃水処理、汚泥
濃縮などに使用される浸漬型膜分離装置に関する。
【0002】
【従来の技術】下廃水処理、汚泥濃縮などに使用される
固液分離装置に、図7に示したような浸漬型膜分離装置
1がある。この膜分離装置1は、複数枚の平板状膜カー
トリッジ2と、その下方より空気などの膜面洗浄ガスを
噴出する散気装置3とをケース4の内部に配置したもの
であり、ケース4は、搬送や保守管理を容易にするため
に図示したように、膜カートリッジ2を収容する膜ケー
ス5と、散気装置3を収容する散気ケース6とに分割形
成されることが多い。
【0003】膜カートリッジ2は、剛性を有する濾板2
Aの両表面に、濾過膜がスペーサ表面に一体に形成され
たポリオレフィン系などの有機濾過膜2Bを配置し、濾
板2Aと濾過膜2Bとの間、および濾板2Aの内部に形
成された透過水流路に連通する透過水取出口2Cを濾板
2Aに形成したものであり、膜ケース5の内側面に形成
されたスリットにより周縁部を支持して、膜面を鉛直方
向にして平行に配列されている。各膜カートリッジ2の
透過水取出口2Cにチューブ7を介して連通する集水管
8は膜ケース5に取り付けられ、この集水管8に連通し
て膜透過水を導出する透過水導出管9が設けられる。1
0は押さえ板である。
【0004】この膜分離装置1を活性汚泥処理で使用す
る場合を説明すると、図8に示したように、膜分離装置
1を処理槽11内の活性汚泥混合液12中に浸漬状態と
し、原水13を連続的に導入し、散気装置3より空気を
噴出させて酸素供給する状態において活性汚泥処理を行
うとともに、活性汚泥混合液12をその水頭を濾過駆動
圧として膜カートリッジ2により重力濾過し(透過水導
出管9に吸引ポンプを介装することで吸引濾過も可能で
ある)、膜カートリッジ2の膜面を透過した透過水を透
過水導出管9を通じて槽外へ導出する。その際、散気装
置3より噴出する空気を膜カートリッジ2間の間隙に流
入させ、膜面に沿って上昇させることにより、濾過膜2
Bの表面へのケーキ付着を防止するとともに、活性汚泥
混合液12の上昇流を生起し、攪拌混合するようにして
いる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したよ
うな膜分離装置では、膜カートリッジ2はケース4への
脱着容易性などを勘案して幅200〜500mm、高さ
500〜1000mm、厚さ3〜10mm程度に製作し
ており、このような膜カートリッジ2を、相対向する膜
面間に6〜10mmの間隙をおいて配列し、散気装置3
の径8〜10mmの散気孔3Aから空気などの膜面洗浄
ガスを1枚の膜カートリッジ2につき10〜15L/分
程度噴出することによって、効率よく膜面洗浄するよう
にしている。
【0006】ところが、噴出した膜面洗浄ガスの気泡流
は膜カートリッジ2間に入る間隙下部で急縮し、間隙内
を上昇し、膜カートリッジ2間を出る間隙上部で急拡す
るため、間隙下部では気泡衝突による圧力損失が生じる
一方、間隙上部では、急拡により圧力変化が発生して、
濾板2Aの表面に貼りつけられた濾過膜2Bが引っ張ら
れ、濾過膜2Bの上部周縁の接着部はその他の周縁より
疲労度合いが大きくなる。膜カートリッジ2の寿命をよ
り延命する方法としては、濾過膜2Bの上部だけ接着剤
等で補強するなどの方法がとられている。
【0007】本発明は上記問題を解決するもので、膜面
洗浄ガスによる圧力変化に起因する濾過膜の疲労を防止
できる浸漬型膜分離装置を提供することを目的とするも
のである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に本発明は、上下が開口したケーシング内に平板状膜カ
ートリッジを、膜面を鉛直方向にして、相対向する膜面
間に一定間隙をおいて配列し、配列した膜カートリッジ
の下方に、膜面洗浄ガスを噴出する散気装置を設けた浸
漬型膜分離装置であって、前記ケーシングは、膜カート
リッジを配列する配列部を上端に配置し、前記膜カート
リッジは、膜カートリッジ間の間隙を上昇した膜面洗浄
ガスをケーシング上端開口に向けて上方へ案内する所定
高さの整流部を濾板の上部に設け、濾板の表裏に配置す
る濾過膜を整流部の下方の濾板表面を覆って設けたこと
を特徴とする浸漬型膜分離装置を提供する。
【0009】また本発明は、上下が開口したケーシング
内に平板状膜カートリッジを、膜面を鉛直方向にして、
相対向する膜面間に一定間隙をおいて配列し、配列した
膜カートリッジの下方に、膜面洗浄ガスを噴出する散気
装置を設けた浸漬型膜分離装置であって、前記膜カート
リッジは、濾板の表裏に配置する濾過膜を濾板表面を覆
って設け、前記ケーシングは、膜カートリッジを配列す
る配列部の上方に、膜カートリッジ間の間隙を上昇した
膜面洗浄ガスを上方へ案内する所定高さの整流板を配列
する整流部を配置したことを特徴とする浸漬型膜分離装
置を提供する。
【0010】上記したいずれの浸漬型膜分離装置におい
ても、整流部の高さは、膜面洗浄ガスの気泡の急拡、お
よびそれによる圧力変化が濾過膜にストレスを与えない
高さ、つまり、膜カートリッジ間の間隙を出た気泡流の
拡がりの影響が濾過膜の上端部にも及ばない高さとすれ
ばよく、散気装置の散気孔径や膜面洗浄ガスの噴出量に
よって異なるため実験的に決めればよいが、上述した従
来の膜分離装置と同様にして膜カートリッジを配列し、
散気するようにした場合は通常、100〜300mmと
なる。
【0011】このような浸漬型膜分離装置では、散気装
置から噴出した膜面洗浄ガスの気泡流は、膜カートリッ
ジ間に入る間隙下部で急縮し、間隙内を膜面に沿って上
昇した後、ケーシングの整流部(あるいは膜カートリッ
ジの整流部)に案内されてそのまま上昇して、ケーシン
グの外部へ出る時に拡がるため、その際の気泡の急拡、
およびそれによる圧力変化は整流部の下方にある濾過膜
には作用しない。したがって従来のような濾過膜の引っ
張り、それによる膜疲労は防止される。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図1〜図3において、本発明
の第1実施形態における浸漬型膜分離装置は、先に図7
〜図8を用いて説明した従来の浸漬型膜分離装置1とほ
ぼ同様の構成を有しているので、同様の作用を有する部
材に図7〜図8と同じ符号を付して詳細な説明を省略す
る。
【0013】この膜分離装置1では、ケース4は膜ケー
ス5と散気ケース6とに分割形成されている。膜ケース
5に収容された膜カートリッジ2は、幅500mm、高
さ1100mm、厚さ6mmに製作され、相対向する膜
面間に8mmの間隙をおいて配列されていて、その上端
縁部は膜ケース5の上端開口部近傍に位置している。
【0014】膜カートリッジ2には、濾過膜2Bが濾板
2Aの下部表面を覆って配置され、膜周縁部において接
着(あるいは溶着)されており、濾過膜2Bより上方の
濾板表面は、膜カートリッジ2間の間隙を濾過膜2Bに
沿って上昇した膜面洗浄ガスを膜ケース5の上端開口に
向けて上方へ案内する整流部2Dとされている。
【0015】整流部2Dの高さは、膜カートリッジ2間
の間隙を上昇し、膜ケース5の上端開口より出た気泡流
の拡がりの影響が濾過膜2Bの上端部にも及ばない高さ
として、実験的、経験的に決定されていて、ここでは1
00mmとされている。したがって、濾過膜2Bの高さ
は濾板2Aの下端より約1000mmである。
【0016】散気装置3は、径約8〜10mmの散気孔
3Aを複数個有していて、空気などの膜面洗浄ガスを1
枚の膜カートリッジ2につき10〜15L/分程度噴出
するようになっている。
【0017】このような浸漬型膜分離装置1において、
散気装置3の散気孔3Aより膜面洗浄ガスを噴出する
と、噴出した気泡流は膜カートリッジ2間に入る間隙下
部で急縮し、間隙内部を図3に示したように濾過膜2B
に沿って上昇して膜面の付着物を剥離し、整流部2Dに
案内されてさらに上昇してから、膜ケース5の上端開口
より出る。
【0018】したがって、気泡流は膜ケース5の上端開
口より出る時に拡がり、その際に各気泡が急拡し、それ
により圧力変化が生じるものの、その圧力変化は整流部
2Dの下方にある濾過膜2Bには作用しない。したがっ
て従来のような濾過膜2Bの引っ張り、それによる膜疲
労は生じない。
【0019】図4および図5に示した浸漬型膜分離装置
1では、膜ケース5の上方に整流ケース14が設けられ
ている。膜カートリッジ2は、幅500mm、高さ10
00mm、厚さ6mmに製作され、相対向する膜面間に
8mmの間隙をおいて配列されていて、その上端縁部は
膜ケース5の上端開口部近傍に位置している。膜カート
リッジ2には、濾過膜2Bが周縁部を除いた濾板2Aの
表面を覆って配置され、膜周縁部において接着(あるい
は溶着)されている。
【0020】整流ケース14は、膜カートリッジ2間の
間隙を膜面に沿って上昇した膜面洗浄ガスを上方へ案内
するものであって、膜ケース5の上端開口と同様の上下
開口を有した箱枠状に形成され、内部に、膜カートリッ
ジ2と同幅の整流板14Aが膜カートリッジ2と同ピッ
チで配列されていて、上述した膜カートリッジ2の整流
部2Dと同様に100mm高さとされている。整流板1
4Aの一側方周縁は、膜カートリッジ2の透過水取出口
2Cとチューブ7とを上下方向に配置するために切欠か
れ、チューブ通し14Bが設けられている。
【0021】この浸漬型膜分離装置1では、膜カートリ
ッジ2間の間隙内部を濾過膜2Bに沿って上昇した膜面
洗浄ガスの気泡流は、整流ケース14自体と整流板14
Aとに案内されてさらに上昇し、整流ケース14の上端
開口から出る時に拡がるため、その際に生じる圧力変化
は整流ケース14の下方にある濾過膜2Bには作用せ
ず、従来のような濾過膜2Bの引っ張り、それによる膜
疲労は生じない。
【0022】なお、この実施形態では、膜ケース5とは
別体の整流ケース14を設けたが、単一の膜ケース5
に、膜カートリッジ2を配列する膜配列部と、整流板1
4Aを配列する整流部(整流板14A挿入用スリットを
内側に形成しておく)とを設けるようにしてもよい。
【0023】図6に示したような、各膜カートリッジ2
の透過水取出口2Cが濾板2Aの側方において開口し、
透過水取出口2Cに連通するチューブ7が、膜ケース5
に形成した孔に挿通された膜分離装置1にあっては、整
流板14Aには、上述したような切欠きやチューブ通し
14Bは不要である。
【0024】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、膜カー
トリッジ間の間隙を濾過膜に沿って上昇した膜面洗浄ガ
スをさらに上方へ案内する所定高さの整流部を、膜カー
トリッジの濾板によって、あるいは整流板によって構成
することにより、濾過膜より離れた整流部の上端で気泡
流の拡がりを生ぜしめ、その箇所で生じる圧力変化によ
る濾過膜の疲労を防止できる。したがって、従来のよう
に接着剤等によって膜カートリッジ上部を補強すること
なく、膜カートリッジの寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態における膜分離装置を処
理槽の内部に浸漬設置した状態を示した説明図である。
【図2】図1に示した膜分離装置および処理槽のA−A
断面図である。
【図3】同膜分離装置の膜カートリッジ間の間隙を上昇
する膜面洗浄ガスの流れを示した説明図である。
【図4】本発明の第2実施形態における膜分離装置を処
理槽の内部に浸漬設置した状態を示した説明図である。
【図5】同膜分離装置における整流板の配列を示した説
明図である。
【図6】本発明の第3実施形態における膜分離装置を処
理槽の内部に浸漬設置した状態を示した説明図である。
【図7】従来の膜分離装置の斜視図である。
【図8】同膜分離装置を処理槽の内部に浸漬設置した状
態を示した説明図である。
【符号の説明】
1 膜分離装置 2 膜カートリッジ 2A 濾板 2B 濾過膜 2D 整流部 3 散気装置 4 ケーシング 5 膜ケース 14 整流ケース 14A 整流板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塗師 雅治 大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目2番47号 株式会社クボタ内 (72)発明者 上島 達也 大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目2番47号 株式会社クボタ内 Fターム(参考) 4D006 GA02 HA48 HA91 HA93 JA02A JA30A KA43 KA72 KC02 KC14 LA10 MA03 MB02 PA02 PB08 PC64 4D028 BC17 BC24 BD10 BD17

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上下が開口したケーシング内に平板状膜
    カートリッジを、膜面を鉛直方向にして、相対向する膜
    面間に一定間隙をおいて配列し、配列した膜カートリッ
    ジの下方に、膜面洗浄ガスを噴出する散気装置を設けた
    浸漬型膜分離装置であって、前記ケーシングは、膜カー
    トリッジを配列する配列部を上端に配置し、前記膜カー
    トリッジは、膜カートリッジ間の間隙を上昇した膜面洗
    浄ガスをケーシング上端開口に向けて上方へ案内する所
    定高さの整流部を濾板の上部に設け、濾板の表裏に配置
    する濾過膜を前記整流部の下方の濾板表面を覆って設け
    たことを特徴とする浸漬型膜分離装置。
  2. 【請求項2】 上下が開口したケーシング内に平板状膜
    カートリッジを、膜面を鉛直方向にして、相対向する膜
    面間に一定間隙をおいて配列し、配列した膜カートリッ
    ジの下方に、膜面洗浄ガスを噴出する散気装置を設けた
    浸漬型膜分離装置であって、前記膜カートリッジは、濾
    板の表裏に配置する濾過膜を濾板表面を覆って設け、前
    記ケーシングは、膜カートリッジを配列する配列部の上
    方に、膜カートリッジ間の間隙を上昇した膜面洗浄ガス
    を上方へ案内する所定高さの整流板を配列する整流部を
    配置したことを特徴とする浸漬型膜分離装置。
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