JP2000210664A

JP2000210664A - 廃水処理ユニット

Info

Publication number: JP2000210664A
Application number: JP11012482A
Authority: JP
Inventors: Shoji Suzuki; 晶二鈴木; Michio Sugano; 道夫菅野; Tsutomu Tsunoda; 務角田; Makoto Uchida; 誠内田; Masumi Kobayashi; 真澄小林; Tsuneyuki Tsukada; 恒行塚田; Hideki Koizumi; 秀樹小泉; Tatsumi Shimono; 達観下野; Shinichi Ishii; 新一石井; Akio Ikezaki; 秋雄池崎
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd; Mitsubishi Rayon Engineering Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd; Mitsubishi Rayon Engineering Co Ltd
Priority date: 1999-01-20
Filing date: 1999-01-20
Publication date: 2000-08-02

Abstract

(57)【要約】【課題】既設の廃水処理設備などに簡易に付設するこ
とができ、かつ固液分離能力に優れた廃水処理ユニット
を提供する。【解決手段】水槽２と、この水槽２内に配設された分
離膜モジュール８と、この分離膜モジュール８に接続さ
れた集水配管１１と、この集水配管１１に設けられた吸
引ポンプ４とを具備し、これらが搬送可能に一体化して
いる廃水処理ユニット１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固液分離を行う廃
水処理ユニットに関し、詳しくは、既設の廃水処理設備
などに膜分離機能を簡易に付設することが可能な廃水処
理ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】下水やし尿などの都市廃水、工場等から
の有機性産業廃水などの汚濁性の高い廃水は、その中に
含まれる種々の懸濁物質（ＳＳ）、有機物等の汚濁物を
取り除く処理が施されてから、河川などに放流されてい
る。そのような廃水処理においては、例えば図６に示す
ように、まず、廃水が初槽５１に導入され、ここで比較
的大きな懸濁物質が沈殿分離される。次に、圧空ポンプ
５２とこれに接続した散気装置５３とが設けられた曝気
槽５４にて、活性汚泥中の微生物により廃水中の有機物
を分解する生物処理が行われる。その後、沈殿槽５５に
て、重力沈降により固液分離を行い、分離された処理水
は河川などに放流され、一方、分離された汚泥は一部が
曝気槽５４に戻され、残りの汚泥は余剰汚泥として最終
的に処分される。

【０００３】しかしながら、重力沈降によって固液分離
を行う方法では、固液分離に時間がかかり、分離される
処理水の水質も不十分であった。また、沈殿槽５５での
良好な固液分離能力を確保するためには、曝気槽５４の
汚泥濃度を３０００〜５０００ｍｇ／Ｌに管理する必要
があり、管理においては人材の投入が不可欠であった。
また、沈殿槽５５には大きな敷地が必要で、用地確保の
点でも問題があった。

【０００４】このような問題を解決する方法としては、
近年、吸引ポンプに接続された分離膜モジュールや、こ
の分離膜モジュールが複数配設された分離膜モジュール
集合体を用いた方法が、固液分離能力に優れた方法とし
て利用されてきている。また、既設の曝気槽に、このよ
うな分離膜モジュールや分離膜モジュール集合体を増設
して、既設の廃水処理設備の固液分離能力を向上させる
試みもなされている。このような膜分離機能を曝気槽に
増設することによって、重力沈降による固液分離を補助
または削除したり、また、曝気槽のＭＬＳＳを高濃度に
維持することができ、生物処理の効率を高く維持するこ
とができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、既設の
曝気槽の天井は通常、コンクリートなどで覆われている
か、あるいは開口部が小さいため、その内部に分離膜モ
ジュールや分離膜モジュール集合体を配設ことは困難で
あり、さらには、配設作業時には、曝気槽から廃水を抜
き、廃水処理を長時間中止しての大がかりな改造工事を
する必要があった。また、曝気槽の内面に斜面が形成さ
れていると、膜装着時には水流が乱れやすく、膜の洗浄
効果が低下する懸念があった。このように、曝気槽によ
っては、分離膜モジュールや分離膜モジュール集合体の
設置に不適合な場合がある。また、接触曝気式の曝気槽
の場合、曝気槽内には、微生物を高濃度に維持するため
の固定材が存在するため、分離膜モジュールや分離膜モ
ジュール集合体を配設する際には、この固定材の撤去が
必要であった。

【０００６】また、活性汚泥による生物処理では、固液
分離特性を考慮し、低濃度のＭＬＳＳで処理するため、
通常は曝気槽に大型の槽が用いられる。そのため、高濃
度に汚泥を濃縮することは困難であった。

【０００７】よって、本発明における課題は、既設の種
々の廃水処理設備などに簡易に付設することができ、か
つ固液分離能力に優れた廃水処理ユニットを提供するこ
とにある。さらに、短時間で高濃度に汚泥を濃縮するこ
とができる廃水処理ユニットを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の廃水処理ユニッ
トは、水槽と、この水槽内に配設された分離膜モジュー
ルと、この分離膜モジュールに接続された集水配管と、
この集水配管に設けられた吸引ポンプとを具備し、これ
らが搬送可能に一体化していることを特徴とする。ま
た、前記水槽の容積は、前記分離膜モジュールに用いら
れた分離膜の表面積１ｍ² に対して、０．０７〜０．１
４ｍ³ であることが望ましい。また、前記分離膜モジュ
ールの下方には、散気装置が設けられていることが望ま
しい。また、分離膜洗浄用の薬液を収容した薬液タンク
が前記集水配管に接続していてもよい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明を詳し
く説明する。図１は、本発明の廃水処理ユニットの一例
を示した上断面図であり、図２は、本発明の廃水処理ユ
ニットの一例を示した側断面図である。この廃水処理ユ
ニット１は、廃水を満たすことのできる水槽２と、その
内部に設置された分離膜モジュール集合体３と、水槽２
に併設された吸引ポンプ４と、圧空ポンプ５とを有して
概略構成され、これらを一体化したものである。

【００１０】前記水槽２には、その上部付近に、外部か
ら廃水が供給される供給口６と、オーバーフローした廃
水を排出する排水口７が設けられている。また、水槽２
の下部付近には、汚泥を排出する排出口（図示せず）が
設けられている。

【００１１】前記分離膜モジュール集合体３は、相互の
膜面が平行になるように配設された複数の分離膜モジュ
ール８,８・・・と、その下方に配置された散気装置９と、
これらの側面を囲むカバー１０とを有するものである。
また、分離膜モジュール８,８・・・には、集水配管１１が
接続され、この集水配管１１の終端は吸引ポンプ４に接
続されており、この集水配管１１を通して、分離膜モジ
ュール８,８・・・によって濾過された濾液（処理水）が取
り出されるようになっている。さらに、散気装置９に
は、給気管１２が接続され、この給気管１２の終端は圧
空ポンプ５に接続されており、この給気管１２を通し
て、散気装置９に空気が送り込まれるようになってい
る。

【００１２】前記分離膜モジュール８は、複数の微細な
孔を有する濾過膜（分離膜）を備えたものであれば特に
限定されるものではなく、例えば、平膜タイプ、中空糸
膜タイプ、管状膜タイプ、袋状膜タイプなどの公知の分
離膜を適用することができ、中でも中空糸膜タイプが望
ましい。また、その材質としては、セルロース、ポリオ
レフィン、ポリスルフォン、ポリフッ化ビニリデン（Ｐ
ＶＤＦ）、ポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）、ＰＡ
Ｎ、セラミックスなどが挙げられる。分離膜モジュール
８の孔の平均孔径は、特に限定はされないが、例えば、
一般に限外濾過膜と呼ばれる平均孔径０．００１〜０．
１μｍのもの、または一般に精密濾過膜と呼ばれる平均
孔径０．１〜１μｍのものを用いることができる。

【００１３】分離膜モジュール８の分離膜には、例え
ば、図３に示すような、複数の中空糸で構成される中空
糸膜からなる分離膜２１と、分離膜２１の両端に設けら
れた管状支持体２２とを有して概略構成される中空糸分
離膜モジュールを適用できる。中空糸には、種々の多孔
質かつ管状の中空糸が使用でき、例えば、セルロース
系、ポリオレフィン系、ポリアクリロニトリル（ＰＡ
Ｎ）系、ポリビニルアルコール系、ポリメタクリル酸メ
チル（ＰＭＭＡ）系、ポリスルフォン系等の各種材料か
らなるものが使用できる。中でも、耐薬品性の高さや、
膜の伸度の高さ等を考慮すると、ポリエチレンやポリプ
ロピレン等のポリオレフィン系の中空糸が好ましい。ま
た、特に限定されるものではないが、中空糸の外径は２
０〜２０００μｍ、孔径は０．０１〜１μｍ、空孔率は
２０〜９０％、中空糸膜の膜厚は５〜３００μｍのもの
が好ましい。

【００１４】また、分離膜２１は、表面に親水基を有す
る、いわゆる恒久親水化膜であることが望ましい。分離
膜２１の表面が疎水性であると、廃水中の有機物と分離
膜２１表面の間に疎水性相互作用が働き、膜面への有機
物吸着が発生し、これが膜面閉塞につながり、濾過寿命
が短くなりやすいからである。

【００１５】管状支持体２２は、内部に内部路２３の形
成された筒状のもので、その一端は閉止され、他端は集
水配管１１に接続されている。なお、この図３に示す管
状支持体２２は円筒状ものであるが、これに限られるも
のではなく、例えば、外形が四角柱状のものでもよい。
さらに、この管状支持体２２の側壁２４には、その長手
方向に沿ったスリット２５が形成されている。このスリ
ット２５には、分離膜２１の端部が挿入されつつ、充填
される密封材で閉塞され、分離膜２１は強固に支持固定
される。ここで、分離膜２１の端部とは、中空糸の繊維
方向両端部であり、各中空糸の両端部は、管状支持体２
２の内部路２３内に位置するようになる。

【００１６】上記密封材は、分離膜２１の各中空糸膜を
その端部を開口状態に保ったまま、集束して、スリット
２５に固定するとともに、管状支持体２２の内部路２３
を外部から液密に仕切るもので、エポキシ樹脂、不飽和
ポリエステル樹脂、ポリウレタン等を液状にしたものを
スリット２５に充填、硬化させることにより形成され
る。また、１つのスリットに対して２列以上の分離膜を
挿入、固定する、または、１つの管状支持体に２つ以上
のスリットを形成し、各スリットに分離膜を挿入、固定
することによって、１つの中空糸分離膜モジュールに複
数の分離膜２１を形成することが可能となる。

【００１７】このような中空糸分離膜モジュールは、汚
泥などによって複数の中空糸が集束、固着して一体化さ
れにくい。そのため、廃水処理中にエアースクラビング
によって気泡が１本１本の中空糸間に入り込みやすく、
良好な洗浄効果が期待でき、本発明の廃水処理ユニット
には好適である。また、このような中空糸分離膜モジュ
ールは、前記分離膜モジュール集合体に複数個配置する
ことが可能である。中空糸分離膜モジュールを複数個配
置することによって、処理性能を向上させることができ
る。

【００１８】前記散気装置９は、多数の細孔の形成され
た中空体とされ、この散気装置９内に空気を送り込む圧
空ポンプ５に接続されており、圧空ポンプ５を稼働させ
ることによって、分離膜モジュール集合体３内に空気を
気泡の状態として送り込むことができるようになってい
る。この散気装置９を用いることにより、分離膜モジュ
ール８の分離膜にエアースクラビング処理、すなわち散
気装置９から発散し、上昇する気泡およびそれによって
発生する水流によって分離膜を揺動させ、分離膜の膜表
面に付着した汚泥を取り除く処理を施すことができ、固
液分離能力を長時間にわたって高く維持することができ
る。

【００１９】また、前記散気装置９によるエアースクラ
ビング処理を考慮すると、分離膜の膜面が鉛直方向に沿
うように分離膜モジュール８を配置することが望まし
い。膜面が鉛直方向に沿うように配置することで、その
下方から上昇する気泡がすべての分離膜の膜面全体に対
し均一に作用し、かつ円滑に水槽２上方に通り抜けやす
くなるからである。これに対して分離膜が水平に寝た状
態に分離膜モジュール８を配置すると、発散した気泡は
最下部に配置された分離膜に当たった後は、その分離膜
に沿って水平方向外方に向かって散ってしまい、上部に
配置された分離膜に対して有効にエアースクラビング処
理を施すことができなくなってしまう。

【００２０】水槽２は、搬送ないし設置作業を容易にす
るため、必要な能力等を確保できる範囲内で小さい方が
好ましい。また、水槽２の容積は、なるべく小さくする
ことで、後述する汚泥濃縮機能を高めることができ、短
時間で高濃度に汚泥を濃縮できる。具体的には、水槽２
の容積は、分離膜の表面積１ｍ² に対して、０．０７〜
０．１４ｍ³ であることが好ましい。水槽２の容積が分
離膜の表面積１ｍ² に対して０．０７ｍ³ 未満では、容
積が小さくなりすぎ、膜の洗浄効果が低下する傾向にあ
り、０．１４ｍ³ を超えると、汚泥の濃縮効率が低下す
る傾向にある。

【００２１】また、廃水処理ユニット１には、薬液タン
クと、一端が薬液タンクに連通し、他端が前記集水配管
に連通した薬液供給管とが設けられていてもよい。この
ような薬液タンクには、分離膜の洗浄を行うための、Ｎ
ａＯＣｌ、ＮａＯＨ等のアルカリ剤、ＨＣｌ等の酸性
液、もしくは界面活性剤等の水溶液からなる薬液を入れ
ることが可能である。

【００２２】なお、図示例の分離膜モジュール集合体３
は、複数の分離膜モジュール８,８・・・、散気装置９およ
びカバー１０を有するものであるが、この形態のものに
特に限定されるものではなく、例えば、１つの分離膜モ
ジュール８からなるものでもよい。また、必ずしも、散
気装置９やカバー１０を設ける必要もない。また、散気
装置９を設けない場合は、廃水処理ユニット１に圧空ポ
ンプ５を設けなくてもよい。また、廃水処理ユニット１
も、図示例のものに限定されることはなく、複数個の分
離膜モジュール集合体３を設けたものでもよく、また、
図４に示すように、複数の水槽２を併設したものでもよ
い。

【００２３】次に、前記廃水処理ユニット１の設置方法
および使用方法について、図５に示した廃水処理ユニッ
ト１の設置例をもとに説明する。まず、あらかじめ工場
等において、水槽２と、分離膜モジュール集合体３と、
吸引ポンプ４と、圧空ポンプ５を有する廃水処理ユニッ
ト１を、図１に示すような形に組み立て、一体化した状
態で出荷、搬送する。この廃水処理ユニット１を、既設
の曝気槽５４の近傍に設置し、曝気槽５４の廃水を沈殿
槽に送るための既設の配管３１を廃水処理ユニット１の
供給口６に接続し、廃水処理ユニット１からオーバーフ
ローする廃水の排水管３３の一端を廃水処理ユニット１
の排水口７に、他端を曝気槽５４に接続する。ついで、
処理水を河川等に放流するための既設の放流管３４を廃
水処理ユニット１の吸引ポンプ４に接続する。こうして
設置、固定化した後には、搬送可能である必要はないの
は勿論である。

【００２４】このようにして設置された廃水処理ユニッ
ト１には、圧空ポンプ５２と散気装置５３が設けられた
曝気槽５４にて活性汚泥により生物処理された廃水が、
配管３１を通って供給される。圧空ポンプ５を稼働させ
て散気装置９から空気を発散しながら、分離膜モジュー
ル８に接続された吸引ポンプ４を稼働させることによ
り、供給された廃水中の水を、分離膜モジュール８の分
離膜に透過させて濾過し、集水配管１１から濾過された
処理水を取り出す。また、オーバーフローによって排出
される廃水は、排水管３３を通って活性汚泥とともに曝
気槽５４に戻される。また、排水管３３からの排水を止
め、分離膜モジュール８に接続された吸引ポンプ４を稼
働させて、廃水中の濾過水を取り出すことにより、汚泥
濃縮機能を発揮させることができる。

【００２５】このような廃水処理ユニット１にあって
は、既設の廃水処理設備の改造をほとんど行うことな
く、既設の配管を切り替えることによって、既設の廃水
処理設備に分離膜モジュール８を有する膜分離機能を簡
易に、かつ運転を中止せず、廃水処理設備を利用しなが
ら増設することができる。

【００２６】また、分離膜モジュール８を有する膜分離
機能を増設するので、既存の廃水処理施設の固液分離能
力を向上させることができ、さらに、汚泥の濃縮能力も
向上させることができる。また、膜分離機能のみを増設
するので、廃水処理ユニット１自体をコンパクトにする
ことが可能であり、広い設置場所を必要としない。ま
た、既存の設備を改造する必要がないので、接触曝気式
のような固定材が存在する曝気槽がある廃水処理設備
や、その他多種多様な廃水処理設備ににも対応可能であ
る。

【００２７】また、組み立てられた廃水処理ユニット１
を搬送してきて設置するので、現場での工事をほとんど
必要としない。また、必要に応じて、１つの曝気槽に対
して複数の廃水処理ユニット１を増設することも容易に
でき、膜分離機能を高めることができる。また、分離膜
モジュール８の下方に、散気装置９を設けることによっ
て、分離膜の膜表面に付着した汚泥を取り除く処理を施
すことができ、固液分離能力を長時間にわたって高く維
持することができる。また、分離膜洗浄用の薬液を収納
した薬液タンクを集水配管１１に接続することによっ
て、分離膜の洗浄を容易に行うことができる。また、水
槽２が小さい場合、廃水処理ユニット１への廃水の供給
を中止すれば、薬液を集水配管１２から分離膜に送って
分離膜を洗浄（逆洗）するのでなく、薬液を直接水槽２
内に入れて分離膜の洗浄を行うことができる。なぜな
ら、水槽２の容積が小さいので、少ない薬液の量でも、
内部の廃液を洗浄に必要な薬液濃度まで高められるから
である。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の廃水処理
ユニットは、水槽と、この水槽内に配設された分離膜モ
ジュールと、この分離膜モジュールに接続された集水配
管と、この集水配管に設けられた吸引ポンプとを具備
し、これらが搬送可能に一体化しているものであるの
で、その形状等の種類によらず、種々の既設の廃水処理
設備に簡易に増設することができ、かつ既存の廃水処理
施設の固液分離能力を向上させることができる。また、
前記水槽の容積を、前記分離膜モジュールに用いられた
分離膜の表面積１ｍ² に対して、０．０７〜０．１４ｍ
³ とすることにより、短時間で高濃度に汚泥を濃縮する
ことができる。また、分離膜モジュールの下方に、散気
装置を設けた場合、分離膜の膜表面に付着した汚泥を取
り除く処理を施すことができ、固液分離能力を長時間に
わたって高く維持することができる。また、分離膜洗浄
用の薬液を収納した薬液タンクを集水配管に接続した場
合、分離膜の洗浄を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の廃水処理ユニットの一例を示す上断
面図である。

【図２】本発明の廃水処理ユニットの一例を示す側断
面図である。

【図３】本発明の廃水処理ユニットに用いられる分離
膜モジュールの一例を示す斜視図である。

【図４】本発明の廃水処理ユニットの他の例を示す上
断面図である。

【図５】本発明の廃水処理ユニットの配置例を示す概
略図である。

【図６】従来の廃水処理システムの一例を示すフロー
図である。

【符号の説明】

１廃水処理ユニット２水槽４吸引ポンプ８分離膜モジュール９散気装置１１集水配管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者菅野道夫東京都港区港南一丁目６番41号品川クリスタルスクエア三菱レイヨン株式会社内 (72)発明者角田務東京都港区港南一丁目６番41号品川クリスタルスクエア三菱レイヨン株式会社内 (72)発明者内田誠東京都港区港南一丁目６番41号品川クリスタルスクエア三菱レイヨン株式会社内 (72)発明者小林真澄東京都港区港南一丁目６番41号品川クリスタルスクエア三菱レイヨン株式会社内 (72)発明者塚田恒行東京都港区港南一丁目６番41号品川クリスタルスクエア三菱レイヨン株式会社内 (72)発明者小泉秀樹東京都港区港南一丁目６番41号品川クリスタルスクエア三菱レイヨン株式会社内 (72)発明者下野達観東京都港区港南一丁目６番41号品川クリスタルスクエア三菱レイヨン株式会社内 (72)発明者石井新一東京都江東区木場２丁目８番３号三菱レイヨン・エンジニアリング株式会社内 (72)発明者池崎秋雄東京都江東区木場２丁目８番３号三菱レイヨン・エンジニアリング株式会社内 (72)発明者三木和也東京都江東区木場２丁目８番３号三菱レイヨン・エンジニアリング株式会社内Ｆターム(参考） 4D006 GA06 GA07 HA02 HA19 HA93 JA67B JA70A KA44 KC03 KC16 KD04 KD11 KD12 KD17 KD24 MA01 MA22 MB09 MB11 MB16 MC03 MC11 MC22 MC29 MC30 MC33 MC37 MC39 MC62 PA02 PB08 PC64

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水槽と、この水槽内に配設された分離膜
モジュールと、この分離膜モジュールに接続された集水
配管と、この集水配管のに設けられた吸引ポンプとを具
備し、これらが搬送可能に一体化していることを特徴と
する廃水処理ユニット。
【請求項２】前記水槽の容積が、前記分離膜モジュー
ルに用いられた分離膜の表面積１ｍ² に対して、０．０
７〜０．１４ｍ³ であることを特徴とする請求項１記載
の廃水処理ユニット。
【請求項３】前記分離膜モジュールの下方に散気装置
が設けられていることを特徴とする請求項１または請求
項２記載の廃水処理ユニット。
【請求項４】分離膜洗浄用の薬液を収容した薬液タン
クが前記集水配管に接続していることを特徴とする請求
項１ないし３いずれか一項に記載の廃水処理ユニット。