JP2001205055A - 膜分離装置の運転方法および装置 - Google Patents
膜分離装置の運転方法および装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 省エネルギー濾過運転を可能にすると共に、
活性汚泥等の生物処理排水を固液分離処理した後に、濾
過媒体の汚泥除去の洗浄に当り、洗浄操作が簡単であ
り、長期的に高い透過水量が維持でき、効率のよい膜分
離装置の運転方法およびその装置を得ることを目的とす
る。 【解決手段】 活性汚泥処理を行う生物反応槽に対し、
目付量が１０〜１，０００ｇ／ｍ2で、かつ通気度が
０．１〜２００ｃｍ3／ｃｍ2・ｓの不織布を濾過媒体と
する袋状平膜エレメントを収納した膜分離装置を別途設
け、生物反応槽と膜分離装置との間にポンプを介在さ
せ、ポンプの下流側配管途中に気体を導入し、生物反応
槽からの生物処理液を気液混合流として膜分離装置内に
設置した膜エレメント間に圧送して濾過する。濾過運転
後、洗浄用流体を前記濾過体の透過側から原液側へ圧送
することにより、濾過体の表面あるいは内部を洗浄する
流体逆洗及び／または生物処理液による洗浄または生物
処理液に気体を混入させた気液混合流による膜面フラッ
シュ洗浄を間欠的に繰り返す。
活性汚泥等の生物処理排水を固液分離処理した後に、濾
過媒体の汚泥除去の洗浄に当り、洗浄操作が簡単であ
り、長期的に高い透過水量が維持でき、効率のよい膜分
離装置の運転方法およびその装置を得ることを目的とす
る。 【解決手段】 活性汚泥処理を行う生物反応槽に対し、
目付量が１０〜１，０００ｇ／ｍ2で、かつ通気度が
０．１〜２００ｃｍ3／ｃｍ2・ｓの不織布を濾過媒体と
する袋状平膜エレメントを収納した膜分離装置を別途設
け、生物反応槽と膜分離装置との間にポンプを介在さ
せ、ポンプの下流側配管途中に気体を導入し、生物反応
槽からの生物処理液を気液混合流として膜分離装置内に
設置した膜エレメント間に圧送して濾過する。濾過運転
後、洗浄用流体を前記濾過体の透過側から原液側へ圧送
することにより、濾過体の表面あるいは内部を洗浄する
流体逆洗及び／または生物処理液による洗浄または生物
処理液に気体を混入させた気液混合流による膜面フラッ
シュ洗浄を間欠的に繰り返す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、し尿の浄化処理、
家庭排水処理や工業排水処理等の活性汚泥処理液を固液
分離処理するに際し、長期運転を可能にする効果的な膜
洗浄を伴う循環型の膜分離装置の運転方法および装置に
関するものである。
家庭排水処理や工業排水処理等の活性汚泥処理液を固液
分離処理するに際し、長期運転を可能にする効果的な膜
洗浄を伴う循環型の膜分離装置の運転方法および装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、懸濁物や汚泥等のＳＳ（Ｓuspended Ｓolid）を含
む液体の固液膜分離処理において、限外濾過膜や精密濾
過膜を用いる方法、あるいは濾過媒体として安価で高い
透過流束が期待できる不織布を用いる様々な濾過技術が
知られている。
り、懸濁物や汚泥等のＳＳ（Ｓuspended Ｓolid）を含
む液体の固液膜分離処理において、限外濾過膜や精密濾
過膜を用いる方法、あるいは濾過媒体として安価で高い
透過流束が期待できる不織布を用いる様々な濾過技術が
知られている。
【０００３】特開平５−１８５０７８号公報には、最小
保留粒子径１０〜１００μｍの２枚の不織布を袋状に
し、内部に間隔保持用の通水性多孔質材を挿入した濾過
体を用いた曝気槽の濾過装置が開示されている。
保留粒子径１０〜１００μｍの２枚の不織布を袋状に
し、内部に間隔保持用の通水性多孔質材を挿入した濾過
体を用いた曝気槽の濾過装置が開示されている。
【０００４】大同らによる「第３４回下水道研究発表会
講演集」第６４７〜６４９頁に記載された「７−８９活
性汚泥混合液のダイナミック膜濾過」には、不織布を用
いた活性汚泥混合液のダイナミック膜濾過について開示
されている。
講演集」第６４７〜６４９頁に記載された「７−８９活
性汚泥混合液のダイナミック膜濾過」には、不織布を用
いた活性汚泥混合液のダイナミック膜濾過について開示
されている。
【０００５】これらの濾過方法は、一般的にいう膜によ
り固液分離が達成されるのではなく、不織布上に形成さ
れる汚泥層からなるダイナミック膜により実質的には固
液分離を行うものであり、所謂ケーキ濾過と呼ばれる方
法である。
り固液分離が達成されるのではなく、不織布上に形成さ
れる汚泥層からなるダイナミック膜により実質的には固
液分離を行うものであり、所謂ケーキ濾過と呼ばれる方
法である。
【０００６】さらに、特開平１０−１２８３７５号公報
には、周囲壁の少なくとも一部としての通水性の支持材
からなる流入部と開口としての流出部とを有する分離粒
径３０μｍ以上の目開きを持ち、厚さが２ｍｍ以下であ
る中空状の濾過体を浸漬し、後続槽との水頭差により濾
過する汚水処理装置が開示されている。
には、周囲壁の少なくとも一部としての通水性の支持材
からなる流入部と開口としての流出部とを有する分離粒
径３０μｍ以上の目開きを持ち、厚さが２ｍｍ以下であ
る中空状の濾過体を浸漬し、後続槽との水頭差により濾
過する汚水処理装置が開示されている。
【０００７】不織布を用いて濾過を行う場合、濾過の進
行とともに、不織布面上に汚泥が過度に堆積してくると
濾過流束が著しく低下したり、不織布内部に侵入した被
処理液中のＳＳが不織布の目を詰まらせ、濾過流束が低
下する。このため定期的に膜面を洗浄するのが通例であ
る。
行とともに、不織布面上に汚泥が過度に堆積してくると
濾過流束が著しく低下したり、不織布内部に侵入した被
処理液中のＳＳが不織布の目を詰まらせ、濾過流束が低
下する。このため定期的に膜面を洗浄するのが通例であ
る。
【０００８】特開平１０−１２８３７３号公報には、間
欠的に濾過を停止して、生物反応槽内の濾過体の下方に
設けられた濾過体洗浄用の散気管にガスを供給すること
により濾過体表面の付着物層を剥離させる方法について
開示されている。また、特開平１０−１９２８８０号公
報にも、間欠的に濾過を停止して、生物反応槽内の濾過
体の下方に設けられた濾過体洗浄用の散気管にガスを供
給するとともに、濾過体内に清浄水を供給する清浄水供
給手段を設けたことを特徴とする活性汚泥濾過装置につ
いて開示されている。
欠的に濾過を停止して、生物反応槽内の濾過体の下方に
設けられた濾過体洗浄用の散気管にガスを供給すること
により濾過体表面の付着物層を剥離させる方法について
開示されている。また、特開平１０−１９２８８０号公
報にも、間欠的に濾過を停止して、生物反応槽内の濾過
体の下方に設けられた濾過体洗浄用の散気管にガスを供
給するとともに、濾過体内に清浄水を供給する清浄水供
給手段を設けたことを特徴とする活性汚泥濾過装置につ
いて開示されている。
【０００９】一般的に、不織布面上に形成されるダイナ
ミック膜層の増大あるいは圧密化を抑制し、高い濾過流
束を安定に維持するためには、表面のダイナミック膜層
を剥離させない程度に膜面線速を与えながら濾過する必
要がある。また、濾過の進行により成長した過度のダイ
ナミック膜層を取り除く膜洗浄操作が必要不可欠とな
る。
ミック膜層の増大あるいは圧密化を抑制し、高い濾過流
束を安定に維持するためには、表面のダイナミック膜層
を剥離させない程度に膜面線速を与えながら濾過する必
要がある。また、濾過の進行により成長した過度のダイ
ナミック膜層を取り除く膜洗浄操作が必要不可欠とな
る。
【００１０】しかしながら、これらの従来技術で述べら
れたような間欠的に濾過を停止して、ガスのみを膜面上
に供給する場合、与えられる膜面線速に限界が生じる。
また、高濃度ＳＳ液や高粘度液を処理する場合には、洗
浄時に濾過体の下方からガスを供給し、濾過体内に清浄
水を供給するだけでは洗浄効果に乏しい。このため、さ
らに別の手段を導入して濾過時あるいは洗浄時に膜面線
速を高めることが必要となる。
れたような間欠的に濾過を停止して、ガスのみを膜面上
に供給する場合、与えられる膜面線速に限界が生じる。
また、高濃度ＳＳ液や高粘度液を処理する場合には、洗
浄時に濾過体の下方からガスを供給し、濾過体内に清浄
水を供給するだけでは洗浄効果に乏しい。このため、さ
らに別の手段を導入して濾過時あるいは洗浄時に膜面線
速を高めることが必要となる。
【００１１】本発明は、高い濾過流束とＳＳ分離性能を
有し、膜洗浄直後においても前記特性をバランスよく安
定に発揮することができ、さらに長期的に安定な運転が
可能な膜分離装置の運転方法および装置を提供すること
を目的とする。
有し、膜洗浄直後においても前記特性をバランスよく安
定に発揮することができ、さらに長期的に安定な運転が
可能な膜分離装置の運転方法および装置を提供すること
を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、膜の目詰
まりの状態、膜の構造、洗浄方法等種々検討し、効果的
な洗浄を行うことにより、上記目的を達成できることを
見出した。
まりの状態、膜の構造、洗浄方法等種々検討し、効果的
な洗浄を行うことにより、上記目的を達成できることを
見出した。
【００１３】即ち本発明は、（１）固液分離を行う複数
の膜エレメントを収納した膜分離装置を活性汚泥処理す
る生物反応槽とは別途に設け、生物反応槽と膜分離装置
との間に循環ポンプを介在させて生物反応槽からの生物
処理液に気体を混入させた気液混合流を上向流にて膜分
離装置に供給して濾過を行い、気泡が除かれた状態の濃
縮液を生物反応槽に戻す膜分離装置の運転方法を提供す
る。
の膜エレメントを収納した膜分離装置を活性汚泥処理す
る生物反応槽とは別途に設け、生物反応槽と膜分離装置
との間に循環ポンプを介在させて生物反応槽からの生物
処理液に気体を混入させた気液混合流を上向流にて膜分
離装置に供給して濾過を行い、気泡が除かれた状態の濃
縮液を生物反応槽に戻す膜分離装置の運転方法を提供す
る。
【００１４】また、（２）濾過運転を停止し、生物処理
液による膜エレメントの膜面フラッシング洗浄、または
生物処理液に気体を混入させた気液混合流による膜エレ
メントの膜面フラッシング洗浄を間欠的に繰り返す上記
（１）記載の膜分離装置の運転方法を提供する。
液による膜エレメントの膜面フラッシング洗浄、または
生物処理液に気体を混入させた気液混合流による膜エレ
メントの膜面フラッシング洗浄を間欠的に繰り返す上記
（１）記載の膜分離装置の運転方法を提供する。
【００１５】また、（３）濾過運転を停止し、生物処理
液による膜エレメントの膜面フラッシング洗浄、または
生物処理液に気体を混入させた気液混合流による膜エレ
メントの膜面フラッシング洗浄の何れかと、洗浄用流体
を膜エレメントの濾液側から原液側へ圧送することによ
り、膜エレメントの表面または内部を洗浄する逆洗との
両方を間欠的に繰り返す上記（１）記載の膜分離装置の
運転方法を提供する。
液による膜エレメントの膜面フラッシング洗浄、または
生物処理液に気体を混入させた気液混合流による膜エレ
メントの膜面フラッシング洗浄の何れかと、洗浄用流体
を膜エレメントの濾液側から原液側へ圧送することによ
り、膜エレメントの表面または内部を洗浄する逆洗との
両方を間欠的に繰り返す上記（１）記載の膜分離装置の
運転方法を提供する。
【００１６】また、（４）気液混合流が、膜分離装置に
おいて気体を混入しない状態では上下旋回流を生じない
ピストンフローで供給される生物反応槽からの生物処理
液に気体を導入したものであり、この気液混合流をその
周囲に膜エレメントを設置したガスリフトチムニー部の
下部に供給し、気泡の上昇と同時に上下旋回流を生起さ
せながら濾過を行う上記（１）記載の膜分離装置の運転
方法を提供する。
おいて気体を混入しない状態では上下旋回流を生じない
ピストンフローで供給される生物反応槽からの生物処理
液に気体を導入したものであり、この気液混合流をその
周囲に膜エレメントを設置したガスリフトチムニー部の
下部に供給し、気泡の上昇と同時に上下旋回流を生起さ
せながら濾過を行う上記（１）記載の膜分離装置の運転
方法を提供する。
【００１７】また、（５）膜エレメントが、目付量が１
０〜１，０００ｇ／ｍ2 で、かつ通気度が０．１〜２０
０ｃｍ3 ／ｃｍ2 ・ｓの不織布を濾過媒体とする袋状平
膜エレメントである上記（１）〜（４）のいずれかに記
載の膜分離装置の運転方法を提供する。
０〜１，０００ｇ／ｍ2 で、かつ通気度が０．１〜２０
０ｃｍ3 ／ｃｍ2 ・ｓの不織布を濾過媒体とする袋状平
膜エレメントである上記（１）〜（４）のいずれかに記
載の膜分離装置の運転方法を提供する。
【００１８】また、（６）ガスリフトチムニー部と、ガ
スリフトチムニー部の周囲に設置された固液分離を行う
複数の膜エレメントと、ガスリフトチムニー部の下部に
位置し、その上流側に気体導入部を備えた被処理液流入
口と、ガスリフトチムニー部を上昇した気泡を開放する
空間部と、気泡の流出を止める遮蔽壁と、濃縮液の排出
口とを有するとともに、ドレイン口を備えた沈殿部が形
成されている膜分離装置を提供する。
スリフトチムニー部の周囲に設置された固液分離を行う
複数の膜エレメントと、ガスリフトチムニー部の下部に
位置し、その上流側に気体導入部を備えた被処理液流入
口と、ガスリフトチムニー部を上昇した気泡を開放する
空間部と、気泡の流出を止める遮蔽壁と、濃縮液の排出
口とを有するとともに、ドレイン口を備えた沈殿部が形
成されている膜分離装置を提供する。
【００１９】また、（７）膜エレメントが、目付量が１
０〜１，０００ｇ／ｍ2 で、かつ通気度が０．１〜２０
０ｃｍ3 ／ｃｍ2 ・ｓの不織布を濾過媒体とする袋状平
膜エレメントであり、これらを垂直方向に設置してなる
上記（６）記載の膜分離装置を提供する。
０〜１，０００ｇ／ｍ2 で、かつ通気度が０．１〜２０
０ｃｍ3 ／ｃｍ2 ・ｓの不織布を濾過媒体とする袋状平
膜エレメントであり、これらを垂直方向に設置してなる
上記（６）記載の膜分離装置を提供する。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明の膜分離装置の運転方法
は、活性汚泥処理する生物反応槽と膜分離装置とを別途
に設け、これらの間に循環ポンプを介在させ、生物反応
槽からの生物処理液に気体を混入させた気液混合流を上
向流にて膜分離装置に供給し、上部に設けた空間に気泡
を開放し、気泡を除去した濃縮液を生物反応槽に戻しな
がら濾過運転することを特徴とするものである。
は、活性汚泥処理する生物反応槽と膜分離装置とを別途
に設け、これらの間に循環ポンプを介在させ、生物反応
槽からの生物処理液に気体を混入させた気液混合流を上
向流にて膜分離装置に供給し、上部に設けた空間に気泡
を開放し、気泡を除去した濃縮液を生物反応槽に戻しな
がら濾過運転することを特徴とするものである。
【００２１】これは一つには従来より活性汚泥処理する
生物反応槽が間欠曝気を行い、好気反応と嫌気反応を交
互に行うものにおいて、固液分離を行う限外濾過または
精密濾過膜モジュールを浸漬し、酸素供給のためのエア
ーを散気しながら濾過運転することが行われているが、
濾過膜への汚泥の付着を防止するために、生物の好気的
な分解に必要な酸素量よりも過剰に曝気が行われるた
め、曝気停止時に嫌気状態が充分に確保できず、元来還
元反応である脱窒反応が充分に進行しなくなるという問
題点を解決するものである。
生物反応槽が間欠曝気を行い、好気反応と嫌気反応を交
互に行うものにおいて、固液分離を行う限外濾過または
精密濾過膜モジュールを浸漬し、酸素供給のためのエア
ーを散気しながら濾過運転することが行われているが、
濾過膜への汚泥の付着を防止するために、生物の好気的
な分解に必要な酸素量よりも過剰に曝気が行われるた
め、曝気停止時に嫌気状態が充分に確保できず、元来還
元反応である脱窒反応が充分に進行しなくなるという問
題点を解決するものである。
【００２２】本発明では生物反応槽と別途膜分離装置を
設置し、生物反応槽からの処理液の供給ラインに別途気
体を導入するものであるが、導入気体としてエアーを用
いる場合でも気液混合流中のエアー気泡は膜分離装置で
除かれるため、生物反応槽には気泡が戻ることがなく、
酸素量の供給過剰にはならない。
設置し、生物反応槽からの処理液の供給ラインに別途気
体を導入するものであるが、導入気体としてエアーを用
いる場合でも気液混合流中のエアー気泡は膜分離装置で
除かれるため、生物反応槽には気泡が戻ることがなく、
酸素量の供給過剰にはならない。
【００２３】膜分離装置に導入された気液混合流中の気
泡の分離には、従来公知の脱気装置や気泡分離装置等の
種々の方法を採用し得るが、上部に気泡を開放する空間
部を設け、遮蔽壁を介して気液分離する方法が簡便でよ
い。
泡の分離には、従来公知の脱気装置や気泡分離装置等の
種々の方法を採用し得るが、上部に気泡を開放する空間
部を設け、遮蔽壁を介して気液分離する方法が簡便でよ
い。
【００２４】また、生物反応槽内の生物処理液に気体を
混入させ、気液混合流を得る方法も公知の方法によれば
よく、限定されるものではないが、生物反応槽と膜分離
装置との間に介在させた送液ポンプの下流側配管途中に
気体導入部を設けて気体を導入するようにすればよい。
用いる気体としては、エアーが好ましいが窒素等でもよ
い。
混入させ、気液混合流を得る方法も公知の方法によれば
よく、限定されるものではないが、生物反応槽と膜分離
装置との間に介在させた送液ポンプの下流側配管途中に
気体導入部を設けて気体を導入するようにすればよい。
用いる気体としては、エアーが好ましいが窒素等でもよ
い。
【００２５】本発明の膜エレメントに使用する膜種とし
ては、濾布、精密濾過膜及び限外濾過膜などの何れでも
よいが、水頭差による濾過が可能で、コスト的に有利な
不織布を濾過媒体としてケーキ濾過を行うダイナミック
膜によるのが好ましく、不織布を用いた膜エレメントの
形態としては袋状平膜エレメントが好ましい。勿論、精
密濾過膜あるいは限外濾過膜を用いて膜エレメントを構
成し、水頭差濾過、吸引濾過または加圧濾過を行っても
構わない。
ては、濾布、精密濾過膜及び限外濾過膜などの何れでも
よいが、水頭差による濾過が可能で、コスト的に有利な
不織布を濾過媒体としてケーキ濾過を行うダイナミック
膜によるのが好ましく、不織布を用いた膜エレメントの
形態としては袋状平膜エレメントが好ましい。勿論、精
密濾過膜あるいは限外濾過膜を用いて膜エレメントを構
成し、水頭差濾過、吸引濾過または加圧濾過を行っても
構わない。
【００２６】また、袋状平膜エレメントの形状も平板
形、スパイラル形、同心円管形および円弧形等の種々の
ものが考えられるが、平板形のものが作製および配置の
容易さやコスト面から好ましい。
形、スパイラル形、同心円管形および円弧形等の種々の
ものが考えられるが、平板形のものが作製および配置の
容易さやコスト面から好ましい。
【００２７】袋状平膜エレメントに不織布を用い、平板
形の膜エレメントとした場合の膜エレメント相互間の間
隙は、対象となる処理液の性質等により適宜設計可能で
あるが、通常５〜３０ｍｍ、好ましくは１０〜２０ｍｍ
である。
形の膜エレメントとした場合の膜エレメント相互間の間
隙は、対象となる処理液の性質等により適宜設計可能で
あるが、通常５〜３０ｍｍ、好ましくは１０〜２０ｍｍ
である。
【００２８】本発明において、袋状平膜エレメントに用
いられる不織布は、目付量が１０〜１，０００ｇ／
ｍ2 、好ましくは２０〜９００ｇ／ｍ2 のものが好適で
ある。目付量が１０ｇ／ｍ2 は未満では、濾液ＳＳ濃度
の増大を招き、高い阻止率が得られず、１，０００ｇ／
ｍ2 を越えると、高い濾過性能が得られない。
いられる不織布は、目付量が１０〜１，０００ｇ／
ｍ2 、好ましくは２０〜９００ｇ／ｍ2 のものが好適で
ある。目付量が１０ｇ／ｍ2 は未満では、濾液ＳＳ濃度
の増大を招き、高い阻止率が得られず、１，０００ｇ／
ｍ2 を越えると、高い濾過性能が得られない。
【００２９】また、不織布の通気度が０．１〜２００ｃ
ｍ3 ／ｃｍ2 ・ｓ、好ましくは０．２〜１５０ｃｍ3 ／
ｃｍ2 ・ｓのものである。通気度が０．１ｃｍ3 ／ｃｍ
2 ・ｓ未満では、高い濾過性能が得られず、２００ｃｍ
3 ／ｃｍ2 ・ｓを越えると、濾液ＳＳ濃度の増大を招
き、高い阻止率が得られない。
ｍ3 ／ｃｍ2 ・ｓ、好ましくは０．２〜１５０ｃｍ3 ／
ｃｍ2 ・ｓのものである。通気度が０．１ｃｍ3 ／ｃｍ
2 ・ｓ未満では、高い濾過性能が得られず、２００ｃｍ
3 ／ｃｍ2 ・ｓを越えると、濾液ＳＳ濃度の増大を招
き、高い阻止率が得られない。
【００３０】また、不織布の繊維径が、０．５〜３０μ
ｍ、好ましくは１〜１０μｍのものである。繊維径が、
０．５μｍ未満では、濾過流束が小さくなり、３０μｍ
を越えると、濾液ＳＳ濃度が増大する。
ｍ、好ましくは１〜１０μｍのものである。繊維径が、
０．５μｍ未満では、濾過流束が小さくなり、３０μｍ
を越えると、濾液ＳＳ濃度が増大する。
【００３１】また、不織布の厚みが、０．０３〜５ｍ
ｍ、好ましくは０．１０〜２ｍｍのものである。厚み
が、０．０３ｍｍ未満では、機械的強度が低下し、５ｍ
ｍを越えると、高い濾過流束が得られない。
ｍ、好ましくは０．１０〜２ｍｍのものである。厚み
が、０．０３ｍｍ未満では、機械的強度が低下し、５ｍ
ｍを越えると、高い濾過流束が得られない。
【００３２】このような本発明に用いられる不織布は、
天然または合成繊維を用い、常法により製造されるもの
であり、例えば、日本バイリーン社製Ｈ８００７（繊維
径１０μｍのポリエステル繊維製不織布、目付量：７５
ｇ／ｍ2 、通気度：６０ｃｍ 3 ／ｃｍ2 ・ｓ、厚み：
０．１７ｍｍ）、同社製ＭＦ１８０（繊維径１０μｍの
ポリエステル繊維製不織布、目付量：１８０ｇ／ｍ2 、
通気度：２ｃｍ3 ／ｃｍ 2 ・ｓ、厚み：０．２０ｍｍ）
及び日本フェルト工業社製ＮＦ−４（繊維径１０μｍの
ポリエステル繊維製不織布、目付量：８０ｇ／ｍ2 、通
気度：８２ｃｍ3／ｃｍ2 ・ｓ、厚み：０．３０ｍｍ）
などを挙げることができる。
天然または合成繊維を用い、常法により製造されるもの
であり、例えば、日本バイリーン社製Ｈ８００７（繊維
径１０μｍのポリエステル繊維製不織布、目付量：７５
ｇ／ｍ2 、通気度：６０ｃｍ 3 ／ｃｍ2 ・ｓ、厚み：
０．１７ｍｍ）、同社製ＭＦ１８０（繊維径１０μｍの
ポリエステル繊維製不織布、目付量：１８０ｇ／ｍ2 、
通気度：２ｃｍ3 ／ｃｍ 2 ・ｓ、厚み：０．２０ｍｍ）
及び日本フェルト工業社製ＮＦ−４（繊維径１０μｍの
ポリエステル繊維製不織布、目付量：８０ｇ／ｍ2 、通
気度：８２ｃｍ3／ｃｍ2 ・ｓ、厚み：０．３０ｍｍ）
などを挙げることができる。
【００３３】また、本発明に使用される袋状平膜エレメ
ントは、上記特定の不織布を用いて製造されるものであ
れば、その内部構造、組立方法および大きさは、特に限
定されない。
ントは、上記特定の不織布を用いて製造されるものであ
れば、その内部構造、組立方法および大きさは、特に限
定されない。
【００３４】また、袋状平膜エレメントを収納する膜分
離装置の大きさ及び形状についても特に限定されるもの
ではなく、適宜選定することができる。また、その構造
は加圧型であってもよいが、大気開放型が好ましい。
離装置の大きさ及び形状についても特に限定されるもの
ではなく、適宜選定することができる。また、その構造
は加圧型であってもよいが、大気開放型が好ましい。
【００３５】また、ランニングコスト低減の目的から循
環ポンプとしては低電力タイプが要望されており、その
場合には必然的に小循環流量で運転する必要性があるた
め、気体を混入しない状態で、膜分離装置内で乱流を生
じないピストンフローとなる程度の小循環流量とするの
が好ましく、その膜面線速としては０．５〜１０ｃｍ／
秒が好ましく、より好ましくは１〜５ｃｍ／秒である。
環ポンプとしては低電力タイプが要望されており、その
場合には必然的に小循環流量で運転する必要性があるた
め、気体を混入しない状態で、膜分離装置内で乱流を生
じないピストンフローとなる程度の小循環流量とするの
が好ましく、その膜面線速としては０．５〜１０ｃｍ／
秒が好ましく、より好ましくは１〜５ｃｍ／秒である。
【００３６】本発明の膜分離装置の運転方法の実施に当
たっては、ガスリフトチムニー部と、ガスリフトチムニ
ー部の周囲に設置された固液分離を行う複数の膜エレメ
ントと、ガスリフトチムニー部の下部に位置し、上流側
に気体導入部を備えた被処理液流入口と、ガスリフトチ
ムニー部を上昇した気泡を開放する空間部と、気泡の流
出を止める遮蔽壁と、濃縮液の排出口とを有するととも
に、ドレイン口を備えた沈殿部が形成されている膜分離
装置を用いることが好ましい。
たっては、ガスリフトチムニー部と、ガスリフトチムニ
ー部の周囲に設置された固液分離を行う複数の膜エレメ
ントと、ガスリフトチムニー部の下部に位置し、上流側
に気体導入部を備えた被処理液流入口と、ガスリフトチ
ムニー部を上昇した気泡を開放する空間部と、気泡の流
出を止める遮蔽壁と、濃縮液の排出口とを有するととも
に、ドレイン口を備えた沈殿部が形成されている膜分離
装置を用いることが好ましい。
【００３７】そして、この場合には、生物反応槽からの
生物処理液に、気泡の上昇流により上下旋回流を生じさ
せるために充分な量の気体を導入した気液混合流を膜分
離装置のガスリフトチムニー部の下部に圧送するもので
ある。
生物処理液に、気泡の上昇流により上下旋回流を生じさ
せるために充分な量の気体を導入した気液混合流を膜分
離装置のガスリフトチムニー部の下部に圧送するもので
ある。
【００３８】本発明において膜エレメントの濾過媒体と
して不織布を用いる場合、生起する旋回流の下降線速が
不織布表面に形成させたダイナミック膜層を剥離させな
い程度、４０ｃｍ／秒未満、好ましくは３〜３０ｃｍ／
秒になるように、導入する気体の量を調整すればよい。
して不織布を用いる場合、生起する旋回流の下降線速が
不織布表面に形成させたダイナミック膜層を剥離させな
い程度、４０ｃｍ／秒未満、好ましくは３〜３０ｃｍ／
秒になるように、導入する気体の量を調整すればよい。
【００３９】生物反応槽からの生物処理液を気液混合流
として膜分離装置に供給することで、この気体導入によ
る流量増大効果により生物処理液が低循環流量であって
も、膜面上に汚泥が堆積しない程度の膜面線速が与えら
れ、形成されるダイナミック膜層の増大あるいは圧密化
を抑制することが可能になる。
として膜分離装置に供給することで、この気体導入によ
る流量増大効果により生物処理液が低循環流量であって
も、膜面上に汚泥が堆積しない程度の膜面線速が与えら
れ、形成されるダイナミック膜層の増大あるいは圧密化
を抑制することが可能になる。
【００４０】また、本発明において、膜エレメントの膜
濾過性能回復のため、濾過運転を中止し、間欠的に行う
逆洗に用いる流体には特に制限はなく、透過水、浄水等
の水、エアー、窒素等の気体が挙げられるが、水やエア
ーが望ましく、特に水が好ましい。
濾過性能回復のため、濾過運転を中止し、間欠的に行う
逆洗に用いる流体には特に制限はなく、透過水、浄水等
の水、エアー、窒素等の気体が挙げられるが、水やエア
ーが望ましく、特に水が好ましい。
【００４１】水を用いる逆洗の場合、その水量は５〜３
００リットル／ｍｉｎ・ｍ2 で、好ましくは１０〜３０
０リットル／ｍｉｎ・ｍ2 である。
００リットル／ｍｉｎ・ｍ2 で、好ましくは１０〜３０
０リットル／ｍｉｎ・ｍ2 である。
【００４２】エアーを用いる逆洗の場合、そのエアー量
は５００〜３００，０００リットル／ｍｉｎ・ｍ2 で、
好ましくは１，０００〜３００，０００リットル／ｍｉ
ｎ・ｍ2 である。
は５００〜３００，０００リットル／ｍｉｎ・ｍ2 で、
好ましくは１，０００〜３００，０００リットル／ｍｉ
ｎ・ｍ2 である。
【００４３】袋状平膜エレメントを用いる場合の前記水
量あるいはエアー量にて逆洗する際の圧力は、これに使
用する不織布の通気度に大きく影響されるが、０．０１
〜１ｋＰａが望ましく、特に０．０２〜０．５ｋＰａが
望ましい。
量あるいはエアー量にて逆洗する際の圧力は、これに使
用する不織布の通気度に大きく影響されるが、０．０１
〜１ｋＰａが望ましく、特に０．０２〜０．５ｋＰａが
望ましい。
【００４４】また、本発明において、膜エレメントの膜
面フラッシング洗浄時の生物処理液の膜面線速は、１０
〜１００ｃｍ／秒が好ましく、より好ましくは２０〜５
０ｃｍ／秒である。膜面フラッシング線速が１０ｃｍ／
秒未満では、膜面の洗浄が不充分で、１００ｃｍ／秒を
越えると、膜エレメントの濾過側にＳＳが侵入する惧れ
がある。
面フラッシング洗浄時の生物処理液の膜面線速は、１０
〜１００ｃｍ／秒が好ましく、より好ましくは２０〜５
０ｃｍ／秒である。膜面フラッシング線速が１０ｃｍ／
秒未満では、膜面の洗浄が不充分で、１００ｃｍ／秒を
越えると、膜エレメントの濾過側にＳＳが侵入する惧れ
がある。
【００４５】また、生物処理液に気体を混入させた気液
混合流によるフラッシング洗浄時の気液混合流の膜面線
速は、生成する気泡の大きさや気体の混入割合等の要因
により一般に測定が困難であるため、実験的に最適条件
を求める必要があるが、生物処理液に混入させる気体の
割合は、液体の５容量倍以下でよい。
混合流によるフラッシング洗浄時の気液混合流の膜面線
速は、生成する気泡の大きさや気体の混入割合等の要因
により一般に測定が困難であるため、実験的に最適条件
を求める必要があるが、生物処理液に混入させる気体の
割合は、液体の５容量倍以下でよい。
【００４６】本発明において、間欠的に洗浄を行う時期
の目安としては、不織布を濾過媒体とする袋状平膜エレ
メントの場合、膜間差圧が３ｋＰａ程度に上昇した時点
で行うのが望ましい。
の目安としては、不織布を濾過媒体とする袋状平膜エレ
メントの場合、膜間差圧が３ｋＰａ程度に上昇した時点
で行うのが望ましい。
【００４７】また、洗浄を行う時間は、特に制限はない
が、１０秒から５分が望ましい。
が、１０秒から５分が望ましい。
【００４８】本発明において膜エレメントの分離性能を
回復させるためには、流体による逆洗に、膜面フラッシ
ング洗浄を併用することがより好ましい。これらの順序
や時期については制限されない。
回復させるためには、流体による逆洗に、膜面フラッシ
ング洗浄を併用することがより好ましい。これらの順序
や時期については制限されない。
【００４９】さらに、汚泥の沈殿部と排出のためのドレ
イン口を設けたので、堆積してくる汚泥によるトラブル
を回避可能にする。
イン口を設けたので、堆積してくる汚泥によるトラブル
を回避可能にする。
【００５０】次に、図面に基づき、本発明をより詳細に
説明する。
説明する。
【００５１】図１の生物処理槽（１）の内部には生物反
応に必要なエアーを供給する散気管（２）が設置されて
いる。一方、生物処理槽（１）と、循環ポンプ（３）を
介して接続された大気開放型の膜分離槽（４）の内部に
は、円筒状のガスリフトチムニー部（５）の周囲にロ字
形に多重に組み合わせた、透過液排出ノズルを有する角
形の枠上にネット状のスぺーサを介して不織布を貼り付
けた複数の平板形の袋状平膜エレメント（６）が垂直方
向に収納されている。
応に必要なエアーを供給する散気管（２）が設置されて
いる。一方、生物処理槽（１）と、循環ポンプ（３）を
介して接続された大気開放型の膜分離槽（４）の内部に
は、円筒状のガスリフトチムニー部（５）の周囲にロ字
形に多重に組み合わせた、透過液排出ノズルを有する角
形の枠上にネット状のスぺーサを介して不織布を貼り付
けた複数の平板形の袋状平膜エレメント（６）が垂直方
向に収納されている。
【００５２】生物処理槽（１）からの生物処理液を、循
環ポンプ（３）の下流側に位置する気体導入部（７）よ
りエアーを導入して気液混合流となし、被処理液流入口
（８）から膜分離装置（４）内に供給する。この際、生
物処理槽（１）と循環ポンプ（３）の間に供給ポンプを
介する中間受入槽を設けてもよい。
環ポンプ（３）の下流側に位置する気体導入部（７）よ
りエアーを導入して気液混合流となし、被処理液流入口
（８）から膜分離装置（４）内に供給する。この際、生
物処理槽（１）と循環ポンプ（３）の間に供給ポンプを
介する中間受入槽を設けてもよい。
【００５３】膜分離装置（４）に供給された気液混合流
は、ガスリフトチムニー部（５）内を上昇し、気液混合
流中の気泡をその上部に設けられた空間部（９）に開放
し、下降流となる。そして、ガスリフト効果により、ガ
スリフトチムニー部（５）の周囲に垂直方向に設置され
た複数の袋状平膜エレメント（６）の膜面に平行流とな
る上下旋回流を生じる。その下降流には、気体を混入し
ない場合に比べ、ガスリフト効果により、膜面上に汚泥
が堆積しない程度の膜面線速が与えられ、高い濾過流束
を安定に維持することを可能にする。この場合、気泡に
よる膜面擦洗効果を得るため、供給される気液混合液中
の気泡の一部が袋状平膜エレメント（６）に供給される
ようにしてもよい。
は、ガスリフトチムニー部（５）内を上昇し、気液混合
流中の気泡をその上部に設けられた空間部（９）に開放
し、下降流となる。そして、ガスリフト効果により、ガ
スリフトチムニー部（５）の周囲に垂直方向に設置され
た複数の袋状平膜エレメント（６）の膜面に平行流とな
る上下旋回流を生じる。その下降流には、気体を混入し
ない場合に比べ、ガスリフト効果により、膜面上に汚泥
が堆積しない程度の膜面線速が与えられ、高い濾過流束
を安定に維持することを可能にする。この場合、気泡に
よる膜面擦洗効果を得るため、供給される気液混合液中
の気泡の一部が袋状平膜エレメント（６）に供給される
ようにしてもよい。
【００５４】このとき、水頭差により袋状平膜エレメン
ト（６）において固液分離が行われ、その濾過水が濾液
タンク（１０）に排出され、遮蔽壁（１１）を介して気
泡を含まない濃縮液が排出口（１２）から生物処理槽
（１）に戻される。
ト（６）において固液分離が行われ、その濾過水が濾液
タンク（１０）に排出され、遮蔽壁（１１）を介して気
泡を含まない濃縮液が排出口（１２）から生物処理槽
（１）に戻される。
【００５５】このような固液分離処理を長時間継続して
いくと、やがて袋状平膜エレメント（６）の表面にＳＳ
が堆積する。適度な量のＳＳが堆積した場合には、前記
したダイナミック層を形成することになり、濾過流束お
よびＳＳ分離性能をバランスよく高めることができるの
で好ましいが、ＳＳの過度の付着は、反って濾過流束を
低下させてしまう。
いくと、やがて袋状平膜エレメント（６）の表面にＳＳ
が堆積する。適度な量のＳＳが堆積した場合には、前記
したダイナミック層を形成することになり、濾過流束お
よびＳＳ分離性能をバランスよく高めることができるの
で好ましいが、ＳＳの過度の付着は、反って濾過流束を
低下させてしまう。
【００５６】この際、濾過を停止して生物処理液または
生物処理液とエアーの気液混合流を洗浄用流入口（１
５）から分散板（１６）を介して袋状平膜エレメント
（６）に供給し、膜面フラッシング洗浄を行う。同時
に、濾液タンク（１０）から送液ポンプ（１３）により
逆洗タンク（１４）に抑揚しておいた濾過水を水頭差に
より、またはエアーを袋状平膜エレメント（６）の濾液
側へ加圧供給する逆洗を併用し、濾過性能の回復を図
る。
生物処理液とエアーの気液混合流を洗浄用流入口（１
５）から分散板（１６）を介して袋状平膜エレメント
（６）に供給し、膜面フラッシング洗浄を行う。同時
に、濾液タンク（１０）から送液ポンプ（１３）により
逆洗タンク（１４）に抑揚しておいた濾過水を水頭差に
より、またはエアーを袋状平膜エレメント（６）の濾液
側へ加圧供給する逆洗を併用し、濾過性能の回復を図
る。
【００５７】濾過運転中に沈殿部（１７）に堆積した汚
泥は、適宜、ドレイン口（１８）より排出される。
泥は、適宜、ドレイン口（１８）より排出される。
【００５８】
【発明の効果】本発明の膜分離装置の運転方法におい
て、循環ポンプにより膜分離装置へ供給する生物処理液
に気体を混入させて気液混合流とすることにより、循環
ポンプの小型化が可能になり、気体を含まない状態での
供給液が低流量であっても見掛け上、供給流量が増えた
ことになり、膜面線速を稼いで汚泥の付着を減少させ、
また、膜エレメントと気泡が接触するようにした場合、
気泡による膜面擦洗効果により付着汚泥の剥離が行わ
れ、膜エレメントへの過度の汚泥の付着を防止し、膜エ
レメントの濾過効率を向上させる。
て、循環ポンプにより膜分離装置へ供給する生物処理液
に気体を混入させて気液混合流とすることにより、循環
ポンプの小型化が可能になり、気体を含まない状態での
供給液が低流量であっても見掛け上、供給流量が増えた
ことになり、膜面線速を稼いで汚泥の付着を減少させ、
また、膜エレメントと気泡が接触するようにした場合、
気泡による膜面擦洗効果により付着汚泥の剥離が行わ
れ、膜エレメントへの過度の汚泥の付着を防止し、膜エ
レメントの濾過効率を向上させる。
【００５９】生物反応槽へは、気泡を除いた状態で濃縮
液を戻すようにしたため、従来の過剰曝気の問題を解消
可能にする。
液を戻すようにしたため、従来の過剰曝気の問題を解消
可能にする。
【００６０】さらに、本発明になる運転方法は、活性汚
泥等の生物処理排水を固液分離処理した後に、濾過流束
の回復のための洗浄に当り、特定の濾過媒体を用い、濾
過運転後、水を用いて特定条件で洗浄運転を繰り返す運
転方法であるので、長期的に高い透過水量が維持でき、
さらに洗浄操作が極めて簡単にかつ迅速に効率よく実施
することができる。
泥等の生物処理排水を固液分離処理した後に、濾過流束
の回復のための洗浄に当り、特定の濾過媒体を用い、濾
過運転後、水を用いて特定条件で洗浄運転を繰り返す運
転方法であるので、長期的に高い透過水量が維持でき、
さらに洗浄操作が極めて簡単にかつ迅速に効率よく実施
することができる。
【図１】 本発明の一例を説明する概略図である。
１ 生物処理槽 ２ 散気管 ３ 循環ポンプ ４ 膜分離槽 ５ ガスリフトチムニー部 ６ 袋状平膜エレメント ７ 気体導入部 ８ 被処理液流入口 ９ 空間部 １０ 濾液タンク １１ 遮蔽壁 １２ 排出口 １３ 送液ポンプ １４ 逆洗タンク １５ 洗浄用流入口 １６ 分散板 １７ 沈殿部 １８ ドレイン口
───────────────────────────────────────────────────── 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 ＺＡＢ Ｃ０２Ｆ 1/44 ＺＡＢＦ Ｆターム(参考） 4D006 GA06 GA07 HA42 HA93 JA01B JA14A KA02 KA42 KA63 KB22 KB23 KC02 KC03 KC12 KC13 KC14 KE01Q KE06Q KE28Q MA03 MA16 MA31 MA40 MC48 PA02 PB08 PC62
Claims (7)
- 【請求項１】 固液分離を行う複数の膜エレメントを収
納した膜分離装置を活性汚泥処理する生物反応槽とは別
途に設け、生物反応槽と膜分離装置との間に循環ポンプ
を介在させて生物反応槽からの生物処理液に気体を混入
させた気液混合流を上向流にて膜分離装置に供給して濾
過を行い、気泡が除かれた状態の濃縮液を生物反応槽に
戻すことを特徴とする膜分離装置の運転方法。 - 【請求項２】 濾過運転を停止し、生物処理液による膜
エレメントの膜面フラッシング洗浄、または生物処理液
に気体を混入させた気液混合流による膜エレメントの膜
面フラッシング洗浄を間欠的に繰り返すことを特徴とす
る請求項１記載の膜分離装置の運転方法。 - 【請求項３】 濾過運転を停止し、生物処理液による膜
エレメントの膜面フラッシング洗浄、または生物処理液
に気体を混入させた気液混合流による膜エレメントの膜
面フラッシング洗浄の何れかと、洗浄用流体を膜エレメ
ントの濾液側から原液側へ圧送することにより、膜エレ
メントの表面または内部を洗浄する逆洗との両方を間欠
的に繰り返すことを特徴とする請求項１記載の膜分離装
置の運転方法。 - 【請求項４】 気液混合流が、膜分離装置において気体
を混入しない状態では上下旋回流を生じないピストンフ
ローで供給される生物反応槽からの生物処理液に気体を
導入したものであり、この気液混合流をその周囲に膜エ
レメントを設置したガスリフトチムニー部の下部に供給
し、気泡の上昇と同時に上下旋回流を生起させながら濾
過を行うこと特徴とする請求項１記載の膜分離装置の運
転方法。 - 【請求項５】 膜エレメントが、目付量が１０〜１，０
００ｇ／ｍ2 で、かつ通気度が０．１〜２００ｃｍ3 ／
ｃｍ2 ・ｓの不織布を濾過媒体とする袋状平膜エレメン
トであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項
に記載の膜分離装置の運転方法。 - 【請求項６】 ガスリフトチムニー部と、ガスリフトチ
ムニー部の周囲に設置された固液分離を行う複数の膜エ
レメントと、ガスリフトチムニー部の下部に位置し、そ
の上流側に気体導入部を備えた被処理液の流入口と、ガ
スリフトチムニー部を上昇した気泡を開放する空間部
と、気泡の流出を止める遮蔽壁と、濃縮液の排出口とを
有するとともに、ドレイン口を備えた沈殿部が形成され
ていることを特徴とする膜分離装置。 - 【請求項７】 膜エレメントが、目付量が１０〜１，０
００ｇ／ｍ2 で、かつ通気度が０．１〜２００ｃｍ3 ／
ｃｍ2 ・ｓの不織布を濾過媒体とする袋状平膜エレメン
トであり、これらを垂直方向に設置してなることを特徴
とする請求項６記載の膜分離装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000022196A JP2001205055A (ja) | 2000-01-31 | 2000-01-31 | 膜分離装置の運転方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000022196A JP2001205055A (ja) | 2000-01-31 | 2000-01-31 | 膜分離装置の運転方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001205055A true JP2001205055A (ja) | 2001-07-31 |
Family
ID=18548525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000022196A Pending JP2001205055A (ja) | 2000-01-31 | 2000-01-31 | 膜分離装置の運転方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001205055A (ja) |
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