JP2000189764A - 浸漬型膜分離装置 - Google Patents

浸漬型膜分離装置

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JP2000189764A JP10371783A JP37178398A JP2000189764A JP 2000189764 A JP2000189764 A JP 2000189764A JP 10371783 A JP10371783 A JP 10371783A JP 37178398 A JP37178398 A JP 37178398A JP 2000189764 A JP2000189764 A JP 2000189764A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 浸漬型膜分離装置を構成するに際し、散気量
を低減しながら効率よくクロスフロー流を惹起でき、ま
た偏りなく膜面洗浄できるようにする。 【解決手段】 上下が開口した膜ケース１２の内部に、
剛性を有する複数の平板状膜カートリッジ１３を膜面を
鉛直方向にして、膜面間に一定間隙をおいて配列するこ
とにより膜ケースユニット１４を構成し、複数の膜ケー
スユニット１４を上下に多段に配置するとともに、膜ケ
ース１２間に開放空間を形成する間隔ケース１５を設
け、最下段の膜ケースユニット１４の下方に、散気装置
１６を内設した散気ケース１７を設ける。これにより、
散気装置１６によって複数段の膜ケースユニット１４に
わたるクロスフロー流を惹起でき、また間隔ケース１５
によって偏流を防止できる。

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
濃縮などにおいて固液分離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、汚泥濃縮などでは、固液分
離にたとえば図７に示したような浸漬型膜分離装置を使
用している。この膜分離装置１は、ケーシング２内の上
部に平板状膜カートリッジ３を配列し、その下方に散気
装置４を内設したものであり、図８に示したように処理
槽５内に設置して、原水６を連続的に導入し、散気装置
４より散気する状態において、槽内の処理対象液７を膜
カートリッジ３により濾過し、膜面を透過した透過水を
チューブ８、集水管９、透過水導出管１０を通じて槽外
へ導出するようにしている。
【０００３】このような膜分離装置１では、維持管理を
容易にするために、膜カートリッジ３を１枚ずつ一人で
取り出せる５００×１０００×６ｍｍ程度（非含水状態
で約３ｋｇ）に製作するとともに、必要に応じてケーシ
ング２を、膜カートリッジ３を配列する膜ケース２Ａ
と、散気装置４を収容する散気ケース２Ｂとに分割形成
するようにしており、活性汚泥の固液分離に使用する場
合には、膜面に対するクロスフロー流を惹起するために
１枚の膜カートリッジ３について１０〜１５Ｌ／分の空
気を散気装置４より噴出するようにしている。この空気
は活性汚泥への酸素供給、膜面洗浄も兼ねるものであ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記したような空気量
では産業排水などの高濃度汚水（ＢＯＤ濃度で５００ｍ
ｇ／Ｌ以上）に対しては酸素不足になるので、別途の散
気装置によって散気するようにしているが、通常の生活
系排水（合併処理浄化槽、下水、集落排水など）に対し
ては酸素過剰になり、動力等の節減の観点から改善が望
まれる。
【０００５】また、図８の右側に示した膜分離装置１の
ように壁際等に設置した場合には、クロスフロー流に伴
った処理対象液の潜り込みが反壁側からの方が大きくな
り、気泡流が壁側に偏ってしまうため、反壁側で膜面洗
浄効果が低くなる恐れがある。
【０００６】本発明は上記問題を解決するもので、散気
量をできるだけ低減しながら効率よくクロスフロー流を
惹起することができ、また偏りなく膜面洗浄できる浸漬
型膜分離装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【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、処理対象液中に浸漬設置する浸漬型膜分離
装置を構成するに際し、上下が開口した膜ケースの内部
に、剛性を有する複数の平板状膜カートリッジを膜面を
鉛直方向にして、膜面間に一定間隙をおいて配列するこ
とにより膜ケースユニットを構成し、複数の膜ケースユ
ニットを上下に多段に配置するとともに、膜ケース間に
開放空間を形成する間隔ケースを設け、最下段の膜ケー
スユニットの下方に、散気装置を内設した散気ケースを
設けたことを特徴とする。
【０００８】また本発明は、上記した浸漬型膜分離装置
において、間隔ケースは、膜ケース内に配列した膜カー
トリッジの透過水流路に接続したチューブを挿通する複
数の孔を有し、各孔にチューブを水密に保持するシール
リングを設けた構成としたことを特徴とする。
【０００９】また間隔ケースは、膜ケースと一体化した
構造となしたことを特徴とする。
【００１０】上記した構成によれば、散気装置より散気
された空気などのガスが上昇するに伴って、そのエアリ
フト作用により処理対象液の上昇流が生じ、この気液混
合上昇流が、多段に配置された膜ケース内に順次に流入
して膜カートリッジ間の間隙を通過し、その間に膜面に
おいて処理対象液がクロスフロー濾過され、膜面を透過
して透過水流路に流入した透過水が装置外部へ導出され
る。
【００１１】つまり、最下段に配置した散気装置によっ
て、複数の膜ケースユニットにわたるクロスフロー流を
惹起することができ、処理対象液を効率よく濾過できる
とともに、膜カートリッジ１枚当たりの散気量を低減で
きる。
【００１２】その際に、気液混合上昇流は間隔ケースの
開放空間で一旦拡散するので、上下の膜カートリッジ間
の位置ズレ等による偏流は発生せず、ケーキ層の局所堆
積およびそれによる膜間閉塞を防止できる。
【００１３】また膜カートリッジ１枚当たりの装置設置
面積を低減できるので、装置周囲に十分な間隙をとって
偏流を防止することができ、これによってもケーキ層の
局所堆積およびそれによる膜間閉塞を防止できる。
【００１４】間隔ケースに、チューブを挿通する複数の
孔、およびチューブを水密に保持するシールリングを設
けた時には、ケース外部の処理対象液を引き込むことな
く、気液混合流を漏れなく上方の膜ケースに案内するこ
とができ、偏流の発生を確実に防止できる。
【００１５】膜ケースと間隔ケースとを一体化構造とし
た時には、処理槽における脱着作業が容易である。
【００１６】
【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。
【００１７】図１に示した膜分離装置１１は、上下が開
口した膜ケース１２の内部に、剛性を有する複数の平板
状膜カートリッジ１３（厚さ約６ｍｍ）を膜面を鉛直方
向にして、膜面間に一定間隙をおいて（通常６〜１０ｍ
ｍ）配列することにより膜ケースユニット１４を構成
し、複数の膜ケースユニット１４を上下に２段に配置す
るとともに、膜ケース１２間に開放空間を形成する間隔
ケース１５を設け、下段の膜ケースユニット１４の下方
に、散気装置１６を内設した散気ケース１７を設けてい
る。
【００１８】膜カートリッジ１３は、図２（ａ）（ｂ）
に示したようなものであり、ＡＢＳ樹脂などの剛性を有
する濾板１３Ａの両表面に、ポリオレフィン系などの濾
過膜シート１３Ｂを配置して膜周縁部において接着（あ
るいは溶着）しており、濾板１３Ａと濾過膜シート１３
Ｂとの間、および濾板１３Ａの内部の透過水流路に連通
する透過水取出口１３Ｃを濾板１３Ａに形成している。
濾過膜シート１３Ｂはスペーサでもある基材の表面に濾
過膜を一体に形成したものである。
【００１９】各膜ケース１２の内側面には、膜カートリ
ッジ１３の周縁部を挿入するスリット１２Ａを形成して
おり、散気ケース１７には処理対象液の流通開口１７Ａ
を形成している。上段の膜ケース１２および間隔ケース
１５の側方には、膜カートリッジ１３の透過水取出口１
３Ｃにチューブ１８を介して連通する集水管１９を設け
ている。
【００２０】間隔ケース１５には、図３〜図４にも示し
たように、膜カートリッジ１３の配列ピッチと同一ピッ
チでチューブ挿通孔２０を形成し、各チューブ挿通孔２
０に、チューブ１８の周囲を水封する環状ゴムパッキン
２１を設けている。
【００２１】各集水管１９には、槽外の処理水槽（図示
せず）に至る透過水導出管２２が連通しており、その管
路途中にポンプ装置２３を介装している。散気装置１６
は給気管２４を介してブロワ２５やコンプレッサなどの
給気源に連通している。
【００２２】上記した構成における作用を説明する。
【００２３】生物処理を行う処理槽２６において、槽内
の活性汚泥混合液２７中に膜分離装置１１を浸漬設置
し、原水２８を連続的に導入し、散気装置１６を通じて
散気する状態において活性汚泥処理するとともに、ポン
プ装置２３による吸引圧によって膜カートリッジ１３の
膜面で活性汚泥混合液２７を濾過し、膜面を透過して透
過水流路に流入した透過水を透過水取出口１３Ｃ、チュ
ーブ１８、集水管１９、透過水導出管２２を通じて処理
水槽へ導く。原水２８の水質によっては、酸素不足にな
らないように別途の散気装置（図示せず）でも散気す
る。
【００２４】このようにして処理することにより、散気
された空気が上昇するに伴ってそのエアリフト作用によ
り活性汚泥混合液１２の上昇流が生じ、この気液混合上
昇流が２段に配置された膜ケースユニット１４に順次に
流入して膜カートリッジ１３間の間隙を通過し、その際
に、各膜カートリッジ１３の膜面において活性汚泥混合
液２７がクロスフロー濾過される。
【００２５】つまり、装置下部の散気装置１６によっ
て、複数の膜ケースユニット１４にわたるクロスフロー
流を惹起することができ、活性汚泥混合液２７を効率よ
く濾過できるとともに、膜カートリッジ１３の１枚当た
りの散気量を低減できる。
【００２６】この気液混合上昇流の発生は、流通開口１
７Ａを通じた装置内外にわたる循環流の発生を伴うた
め、活性汚泥混合液２７が十分に攪拌混合されることに
なり、濃度分極が防止されて濾過効率がさらによくなる
とともに、活性汚泥・酸素・汚濁物質の接触機会が上昇
して活性汚泥処理効率が高まる。
【００２７】また膜カートリッジ１３の１枚当たりの装
置設置面積を低減できるので、装置周囲に十分な間隙を
とって偏流を防止することができ、ケーキ層の局所堆積
およびそれによる膜間閉塞を防止できる。
【００２８】しかも間隔ケース１５が存在するため、気
液混合上昇流はその開放空間で一旦拡散してから、上方
の膜カートリッジ１３間の間隙に均等に流入することに
なり、これによってもケーキ層の局所堆積およびそれに
よる膜間閉塞を防止できる。このとき間隔ケース１５に
はゴムパッキン２１を設けているので、ケース外側の活
性汚泥混合液２７を引き込むことなく、ケース内側の気
液混合流を漏れなく上方の膜ケース１２に案内すること
ができ、間隔ケース１５内での偏流の発生を防止でき
る。気液混合流によって激しく振動するチューブ１８に
よるチューブ挿通孔２０の摩耗も防止できる。
【００２９】これに対して、間隔ケース１５を設けない
場合には、上下の膜カートリッジ１３の位置が幾分ずれ
て段差が生じたり間隙が生じる恐れがある。段差が生じ
ると、下段の膜カートリッジ１３間の間隙を出た気液混
合上昇流が上段の膜カートリッジ１３間の間隙にスムー
ズに入り込めなかったり偏流が発生するので、高い据付
精度が要求される。また段差や間隙があると、図５に模
式的に示したように、運転初期には気液混合上昇流がス
ムーズに流通するものの（図中）、次第に活性汚泥や
夾雑物（毛髪や繊維など）が堆積し（図中）、やが
ては対向する膜間隙が閉塞してしまう（図中）。
【００３０】ただし、長期間にわたって膜分離装置１１
を運転する間には、各膜カートリッジ１３に徐々に膜面
付着物が堆積して透過流束が低下し、膜カートリッジ１
３の破損なども生じるので、定期点検等を行う必要があ
る。その際には、透過水導出管２２を集水管１９から取
り外し、上段の膜ケースユニット１４、次いで間隔ケー
ス１５と下段の膜ケースユニット１４とを一体で処理槽
２６の外部へ取り出し、膜カートリッジ１３を点検、補
修あるいは交換する。
【００３１】図４は第２実施形態における膜分離装置１
１を示し、ケーシング２９は上述した膜ケース１２と間
隔ケース１５とをこの順に上下に配したのと同等の一体
構造をなすものであり、ケーシング３０は上述した膜ケ
ース１２と散気ケース１７とをこの順に上下に配したの
と同等の一体構造をなすものである。ケーシング２９，
３０には、膜カートリッジ１３の濾板周縁部を挿入する
スリット２９Ａ，３０Ａを形成するとともに、膜カート
リッジ１３の透過水取出口１３Ｃに相応する位置に貫通
孔２９Ｂ，３０Ｂを形成し、各貫通孔２９Ｂ，３０Ｂに
嵌入してチューブ１８を設け、集水管１９を外側面に取
り付けている。ケーシング３０には処理対象液の流通開
口３０Ａを形成している。
【００３２】このような構成によっても、上述した膜分
離装置１１と同様の作用効果が得られる。ケーシング２
９には、上述した上段の膜ケース１２と同様にしてチュ
ーブ１８，集水管１９を設けることもできる。
【００３３】さらに、間隔ケース１５と膜ケース１２と
をこの順に上下に配したのと同等の一体構造のケーシン
グを形成することも可能である。
【００３４】なお、膜ケース１２，間隔ケース１５（あ
るいはケーシング２９，３０）の段数には特に制限はな
い。間隔ケース１５の高さにも性能上は特に制限はない
が、高すぎると膜カートリッジ１３の脱着作業が困難に
なるので、５００ｍｍ前後が適当である。
【００３５】
【発明の効果】以上のように、本発明の浸漬型膜分離装
置によれば、装置最下部に配した散気装置によって、複
数段の膜カートリッジ列にわたるクロスフロー流を惹起
することができ、一段の膜カートリッジ列を配した膜分
離装置を並列に設置する従来の方式に比べて、クロスフ
ロー流を惹起するための散気量、つまりは運転コストを
低減できる。膜カートリッジの維持管理は従来と同様に
膜カートリッジ列単位で行える。
【００３６】また膜カートリッジ１枚当たりの装置設置
面積を低減できるので、装置周囲に十分な間隙をとって
偏流を防止することができ、偏流が発生した場合も間隔
ケースによって緩和できるので、ケーキ層の局所堆積お
よびそれによる膜間閉塞を防止できる。
【００３７】処理槽の設置面積を低減すること、設置時
の工事費を低減することも可能であり、既設処理場への
適用も容易である。この膜分離装置を深層曝気槽に適用
した時には、酸素溶解率が増大するので、散気量（ある
いは酸素含有ガスの供給量）をより低減できる。
【００３８】また、透過水導出用のチューブを間隔ケー
スに挿通する時にシールリングによって水密を保持する
ことにより、装置内部での偏流の発生を防止できる。
【００３９】膜ケースと間隔ケースとを一体化構造とす
ることにより、処理槽における脱着作業の容易化を図る
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】同膜分離装置に配列する従来よりある膜カート
リッジの構成を示した説明図である。
【図3】同膜分離装置に配置する間隔ケースの構成を示
した斜視図である。
【図4】同間隔ケースの構成を示した縦断面図である。
【図5】同間隔ケースを配置しない場合に生じる不都合
を説明する模式図である。
【図6】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】
11 膜分離装置 12 膜ケース 13 膜カートリッジ 14 膜ケースユニット 15 間隔ケース 16 散気装置 17 散気ケース 18 チューブ 20 チューブ挿通孔 21 ゴムパッキン 27 活性汚泥混合液 29 ケーシング
フロントページの続き (72)発明者 山田 豊 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 和泉 清司 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 HA42 HA93 JA01A JA25A JA31A KA31 KA44 KA67 KB22 KE01Q KE08Q KE12P MA03 MC22 PA02 PB08 PC62 PC64 4D059 AA02 AA03 BA03 BA42 BA50 BE42 EB15

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 処理対象液中に浸漬設置する浸漬型膜分
    離装置であって、上下が開口した膜ケースの内部に、剛
    性を有する複数の平板状膜カートリッジを膜面を鉛直方
    向にして、膜面間に一定間隙をおいて配列することによ
    り膜ケースユニットを構成し、複数の膜ケースユニット
    を上下に多段に配置するとともに、膜ケース間に開放空
    間を形成する間隔ケースを設け、最下段の膜ケースユニ
    ットの下方に、散気装置を内設した散気ケースを設けた
    ことを特徴とする浸漬型膜分離装置。
  2. 【請求項2】 間隔ケースは、膜ケース内に配列した膜
    カートリッジの透過水流路に接続したチューブを挿通す
    る複数の孔を有し、各孔にチューブを水密に保持するシ
    ールリングを設けたことを特徴とする請求項１記載の浸
    漬型膜分離装置。
  3. 【請求項3】 間隔ケースは、膜ケースと一体化した構
    造をなすことを特徴とする請求項１記載の浸漬型膜分離
    装置。
JP37178398A 1998-12-28 1998-12-28 浸漬型膜分離装置 Expired - Lifetime JP3667131B2 (ja)

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