JP2002011472A

JP2002011472A - 浸漬型膜分離装置

Info

Publication number: JP2002011472A
Application number: JP2000194995A
Authority: JP
Inventors: Hakuzen Cho; 博苒張; Tsukasa Shinada; 司品田
Original assignee: Nishihara Environmental Sanitation Research Corp
Current assignee: Nishihara Environment Co Ltd
Priority date: 2000-06-28
Filing date: 2000-06-28
Publication date: 2002-01-15

Abstract

(57)【要約】【課題】有効かつ安定な薬液洗浄を行える浸漬型膜分
離装置を提供する。【解決手段】薬液注入前において散気部８を駆動させ
ることにより、散気部８により生じる上昇気体及び乱流
を利用し、分離膜への薬液の浸透を促進する。また、薬
液注入後においても散気部８を駆動させることにより、
散気部８により生じる上昇気体及び乱流を利用し、分離
膜に付着して膜汚損物質の剥離を効果的に促進する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、下水、し尿、浄
化槽、産業廃水などの排水を微生物による処理を行う処
理槽内に浸漬配置された浸漬型膜分離装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】下水、し尿、浄化槽、産業廃水等の処理
では、図８に示すように膜分離設備１を処理槽２内の活
性汚泥混合液３中に浸漬配置し、活性汚泥混合液３の固
液分離を行っている。固液分離の際に、被処理水として
の活性汚泥混合液３は膜分離設備１における分離膜（図
示せず）の内側と外側との圧力差により分離膜の外部か
ら内部へ通過し、透過水導出管４を通して処理水槽５へ
移流される。６は透過水導出管４に設けられた開閉弁で
あり、７は透過水吸引ポンプである。

【０００３】上記膜分離設備１では運転時間が経過する
に従い、分離膜の外側に汚泥等の膜汚損物質が付着して
しまい、膜分離性能が低下し、処理に支障をきたすこと
になる。そこで、通常は膜分離設備１の下側に設けられ
た散気板や散気管等からなる散気部８から噴出された気
体（空気）により分離膜を揺らし、あるいは気体を衝突
させることにより、分離膜の外表面への汚泥等の膜汚損
物質の付着防止および膜汚損物質の剥離を行っている。

【０００４】また、膜分離設備１とは別に設けた洗浄装
置を用いて分離膜を洗浄する方法もある。この場合、図
８に示すように開閉弁６よりも処理槽２寄りの透過水導
出管４に処理水槽５の処理水の供給をバイパスする洗浄
水供給管９を設け、この供給管９に開閉弁１０および水
逆洗ポンプ１１を設けた構成において、水逆洗ポンプ１
１により洗浄水を分離膜内部（透過側）へ定期的に圧送
することにより、分離膜の外表面に付着した汚泥等の膜
汚損物質を剥離除去させる逆流洗浄（いわゆる逆洗）を
行う方法である。

【０００５】さらに、分離膜を薬液で洗浄する方法（薬
液洗浄方法）もある。この場合、図８に示すように酸や
アルカリなどの薬品原液１２を貯留する薬品原液槽１３
と洗浄水供給管９とを直結する薬品供給管１４を設け、
この供給管１４に開閉弁１５および薬品注入ポンプ１６
を設けた構成において、薬品注入ポンプ１６により薬品
原液１２を洗浄水供給管９内に注入することで、薬品原
液１２を洗浄水で希釈した薬液を分離膜内部へ圧送する
ことにより、分離膜の外表面に付着した汚泥等の膜汚損
物質を剥離又は分解する方法である。

【０００６】ところで、このような従来の薬液洗浄を用
いた膜分離装置では、分離膜によるろ過工程の停止と散
気部８による曝気を停止した直後に薬品洗浄工程を開始
し、この薬品洗浄工程が終了すると同時に、散気部８に
よる散気と分離膜によるろ過工程を開始していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た薬液洗浄方法では、通常薬品原液などを洗浄水で希釈
して薬液を生成しながら、これを分離膜に連続圧送して
いたため、分離膜に達した薬液の濃度を制御することは
困難であった。このため、薬液が低濃度である場合には
十分な洗浄効果が得られず、逆に高濃度の場合には分離
膜を破損させてしまう危険があった。また、薬品原液と
洗浄水とが十分に混合しないと、薬液濃度にばらつきが
生じてしまい、上述と同様の問題があった。

【０００８】また、薬液を分離膜に連続圧送する場合、
薬液が分離膜に付着した汚染物質と十分に反応する前
に、分離膜の外側の処理槽に流出してしまうため、生物
学的水処理を担う微生物（活性汚泥）に悪影響を及ぼす
可能性があり、安定かつ良好な生物学的処理を阻害する
という問題もあった。

【０００９】さらに、分離膜によるろ過工程と散気設備
による散気を停止した直後に薬液洗浄工程を開始してし
まうと、分離膜内外の圧力差が解消されず（分離膜外部
の圧力が内部の圧力より高い状態）、分離膜表面に付着
している汚染物質は膜表面に吸引されたままの状態（圧
密状態）にあるため、薬液洗浄を行っても薬液が分離膜
の外側へ浸透しにくいばかりでなく、付着している汚染
物質を剥離除去させにくいという問題もあった。

【００１０】また、薬液洗浄工程を終了した直後に分離
膜によるろ過工程を再開してしまうと、薬液洗浄で剥離
しやすい状態になった分離膜表面の汚染物質は十分に剥
離除去されないまま、分離膜内部の圧力が低くなってし
まうため、再び分離膜表面に吸引された状態（圧密状
態）になってしまうという問題もあった。

【００１１】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、有効かつ安定な薬液洗浄を行える
浸漬型膜分離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】この発明に係る浸漬型膜
分離装置は、被処理水中に浸漬配置され且つ透過用の分
離膜を備えた膜分離設備と、該膜分離設備の下部に配設
される散気部を備え且つブロワから送風される気体を該
散気部に供給して散気する散気設備と、前記分離膜の透
過側に接続され且つ透過水を導出する透過水導出管と、
前記分離膜を洗浄する薬品を貯留する薬品貯留槽と、前
記透過水導出管と前記薬品貯留槽を接続する薬品供給管
と、透過水の導出、気体の散気および薬品の注入を制御
する制御手段とを有する浸漬型膜分離装置において、前
記制御手段は、前記透過水導出管に設けられた開閉バル
ブおよび／または透過水吸引ポンプと、前記薬品供給管
に設けられた開閉バルブおよび／または薬品注入ポンプ
と、前記散気設備に設けられた開閉バルブおよび／また
はブロワとを制御するコントローラであることを特徴と
するものである。

【００１３】この発明に係る浸漬型膜分離装置は、コン
トローラを、透過水の導出を停止させた後に散気を停止
させてから薬品による分離膜の洗浄を開始させ、且つ薬
品による前記分離膜の洗浄を終了させた後に散気を開始
させてから透過水の導出を開始させるように制御するも
のとしたことを特徴とするものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。実施の形態１．図１はこの発明に係る浸漬型膜分離装置
の一実施形態の構成を示すブロック図である。この実施
の形態１の構成要素のうち図８に示した従来の浸漬型膜
分離装置の構成要素と共通するものについては同一符号
を付し、その部分の説明を省略する。

【００１５】図において、２０は処理槽２の上部から投
入される被処理水を供給する原水管であり、２１は処理
槽２の底部に配設されかつ被処理水としての活性汚泥混
合液３中の微生物の生物学的処理に要する酸素を供給す
る微生物反応用酸素供給源であり、２２は透過水導出管
４に設けられた透過水自動開閉弁であり、２３は洗浄水
供給管９に設けられた水逆洗自動開閉弁であり、２４は
薬品供給管１４に設けられた薬液洗浄自動開閉弁であ
り、２５ａは散気板や散気管等からなる散気部８に気体
を供給するブロワであり、２５ｂはブロワ２５ａと散気
部８とを接続する空気供給管であり、２５ｃは空気供給
管２５ｂに設けられた開閉バルブであり、これらブロワ
２５ａと空気供給管２５ｂと開閉バルブ２５ｃとは散気
設備を構成している。２６ａは微生物反応用酸素供給源
（曝気部）２１に、活性汚泥混合液３中の微生物の生物
学的処理に要する酸素（空気等の酸素含有気体）を供給
するブロワであり、２６ｂはブロワ２６ａと微生物反応
用酸素供給源２１とを接続する空気供給管であり、２６
ｃは空気供給管２６ｂに設けられた開閉バルブである。
なお、必要に応じて、散気部８あるいは微生物反応用酸
素供給源２１への気体の供給にブロワ２５ａおよびブロ
ワ２６ａを１台で併用してもよい。また、２７は透過水
自動開閉弁２２の開閉、透過水吸引ポンプ７の駆動およ
び停止、水逆洗自動開閉弁２３の開閉、水逆洗ポンプ１
１の駆動および停止、薬液洗浄自動開閉弁２４の開閉、
薬注ポンプ１６の駆動および停止、ブロワ２５ａの駆動
および停止、開閉バルブ２５ｃの開閉、微生物反応酸素
供給源２１の駆動および停止等を統括して制御するコン
トローラ（制御手段）である。なお、この実施の形態１
では、透過水導出管４に洗浄水供給管９および薬品供給
管１４をそれぞれ連結しているので、透過水導出管４内
において薬液濃度を予め調整しておくことができる。

【００１６】次に動作について説明する。まず、活性汚
泥により被処理水を生物学的に処理する処理槽２へ原水
管２０から被処理水が導入され生物学的処理が行われ
る。そして、処理槽２内の活性汚泥混合液３中に浸漬配
置された膜分離設備１における分離膜（図示せず）の内
部と外部との差圧を利用して処理水（透過水）が固液分
離される。透過水は透過水導出管４を通じて処理水槽５
に送られる。固体としての活性汚泥は分離膜（図示せ
ず）の外表面に付着するが、散気部８から噴出され上昇
する気体（空気）およびこの気体により生じる乱流によ
り、こそぎ落とされる。

【００１７】このような処理槽２の運転時間が長くなる
場合には、コントローラ２７により分離膜（図示せず）
に対して薬液洗浄工程と水逆洗工程を行い、各工程は時
間で制御される。即ち、図２に示すように、ステップＳ
Ｔ１で薬液洗浄工程の時刻になると、図３から図５に示
す薬液洗浄工程の各ステップを実行する。ステップＳＴ
２で水逆洗工程の時刻になると、図６に示す水逆洗工程
の各ステップを実行する。ステップＳＴ３でろ過工程の
タイマーがオンになると、図７に示すろ過工程の各ステ
ップを実行するが、タイマーがオンになっていない場合
にはステップＳＴ１に戻り、タイマーがオンになるまで
ステップＳＴ１とステップＳＴ２を繰り返す。以下、各
洗浄工程およびろ過工程を説明する。

【００１８】次に薬液洗浄工程を説明する。図３に示す
ように、ステップＳＴ１１で水逆洗自動開閉弁２３を閉
鎖しかつ水逆洗ポンプ１１を停止することによって分離
膜水逆洗工程を停止すると共に、ステップＳＴ１２で透
過水自動開閉弁２２を閉鎖しかつ透過水吸引ポンプ７を
停止することによって分離膜ろ過工程を停止する。な
お、ここでブロワ２５ａを駆動し続けることによって生
じた上昇気体（空気）およびこの気体により生じる乱流
により膜分離設備１における分離膜の内部と外部との差
圧を解消すると共に分離膜の外表面に付着している膜汚
損物質を剥離除去することができる。このように膜汚損
物質を分離膜の外表面から剥離除去することで分離膜の
外表面を物理的に解放し、次のステップＳＴ１３からス
テップＳＴ２０までの薬液洗浄工程を効果的に実行する
ことができる。

【００１９】次に、ステップＳＴ１３で薬液洗浄工程を
開始してから、１０秒間から１時間後にブロワ２５ａを
停止してから（ステップＳＴ１４）、薬液注入を開始す
る（ステップＳＴ１５）。この薬液注入過程では、断続
注入または連続注入を実施することが可能である。な
お、ブロワ２５ａの停止の代わりに、若しくは停止に併
せて開閉バルブ２５ｃを閉鎖させてもよい。

【００２０】断続注入を選択する場合には、図４にも示
すように、ステップＳＴ１６で薬液洗浄自動開閉弁２４
を開放しかつ薬注ポンプ１６を駆動し、ステップＳＴ１
７で薬液洗浄自動開閉弁２４を閉鎖しかつ薬注ポンプ１
６を停止し、これらステップＳＴ１６およびステップＳ
Ｔ１７を２回から数百回程度繰り返す。この薬注ポンプ
１６のステップＳＴ１６における運転時間またはステッ
プＳＴ１７における停止時間はそれぞれ１０秒間から数
十分間の範囲で設定される。

【００２１】連続注入を選択する場合には、図５にも示
すようにステップＳＴ１８で薬液洗浄自動開閉弁２４を
開放しかつ薬注ポンプ１６を連続的に駆動する。この薬
注ポンプ１６の運転時間は１分間から数時間の範囲で設
定される。

【００２２】このような薬液注入を終了した時点でブロ
ワ２５ａの駆動を開始する（ステップＳＴ１９）。この
ブロワ２５ａの駆動により生じる上昇気体（空気）およ
びこの気体により生じる乱流により、上述の薬液洗浄で
分離膜の表面から剥離しやすい状態になっている膜汚損
物質をさらに効果的に剥離除去することができる。な
お、ブロワ２５ａが常に駆動している場合、若しくはブ
ロワ２５ａの駆動に併せて開閉バルブ２５ｃを開放させ
てもよい。ブロワ２５ａの運転時間は１０秒間から１時
間の範囲で設定される。次に、ステップＳＴ２０で薬液
洗浄工程を完了し、ステップＳＴ２１で散気設備による
散気を行っている状態でろ過工程を再開する。

【００２３】上述の薬液注入工程の前後においては、図
４および図５に示すように、ブロワ２５ａを駆動させる
ことで生じる上昇気体および乱流を利用している点が重
要である。薬液注入前において上昇気体および乱流を利
用することで、分離膜の内部と外部との差圧を解消する
ことができるため、分離膜への薬液の浸透を促進するこ
とができる利点がある。また、薬液注入後においても上
昇気体および乱流を利用することで、分離膜に付着して
膜汚損物質の剥離を効果的に促進することができる利点
がある。

【００２４】次に水逆洗工程を説明する。図６に示すよ
うに、ステップＳＴ３１で薬液洗浄自動開閉弁２４を閉
鎖しかつ薬注ポンプ１６を停止することによって薬液洗
浄工程を停止すると共に、ステップＳＴ３２で透過水自
動開閉弁２２を閉鎖しかつ透過水吸引ポンプ７を停止す
ることによってろ過工程を停止する。

【００２５】次に、ステップＳＴ３３で水逆洗工程を開
始し、ステップＳＴ３４でブロワ２５ａを駆動しかつ水
逆洗自動開閉弁２３を開放しかつ水逆洗ポンプ１１を駆
動する。１０秒間から数時間後に、水逆洗工程を完了す
る（ステップＳＴ３５）。

【００２６】このような水逆洗工程によれば、分離膜の
内部から外部に向けて洗浄水を浸透させるため、分離膜
の外表面に付着している膜汚損物質の付着力を緩和する
ことができると共に、ブロワ２５ａを駆動させることで
生じる上昇気体および乱流により分離膜に付着して膜汚
損物質の剥離を効果的に促進することができる。

【００２７】上述の薬液注入工程および水逆洗工程を繰
り返し行うことによって図７に示す手順で行われるろ過
工程を安定して実施することができる。即ち、ろ過工程
を行うためには、薬液洗浄自動開閉弁２４を閉鎖しかつ
薬注ポンプ１６を停止することによって薬液洗浄工程を
停止する（ステップＳＴ４１）と共に、水逆洗自動開閉
弁２３を閉鎖しかつ水逆洗ポンプ１１を停止することに
よって分離膜水逆洗工程を停止する（ステップＳＴ４
２）。次に、ブロワ２５ａを駆動しかつ透過水自動開閉
弁２２を開放しかつ透過水吸引ポンプ７を駆動する（ス
テップＳＴ４３，ステップＳＴ４４）。１分間から６時
間後に、ろ過工程を完了する（ステップＳＴ４５）。

【００２８】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、透過水導出管４に洗浄水供給管９および薬品供給管
１４をそれぞれ連結しているので、透過水導出管４内に
おいて薬液濃度を予め調整しておくことができる。従っ
て、濃度調整済の薬液を分離膜の内部に供給することが
できることから、薬液による十分な洗浄効果を得ること
ができると共に、分離膜を破損させてしまう危険をも回
避することができる。

【００２９】この実施の形態１では、薬液注入前におい
てブロワ２５ａを駆動させるように制御したので、ブロ
ワ２５ａにより生じる上昇気体および乱流を利用するこ
とで、分離膜に付着している膜汚損物質への薬液の浸透
を促進することができる。

【００３０】この実施の形態１では、薬液注入後におい
てもブロワ２５ａを駆動させるように制御したので、ブ
ロワ２５ａにより生じる上昇気体および乱流を利用する
ことで、分離膜に付着して膜汚損物質の剥離を効果的に
促進することができる。

【００３１】なお、この実施の形態１では、被処理水の
例として活性汚泥混合液３を挙げて説明したが、この発
明はこの活性汚泥混合液に限定されるものではない。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、透過水の導出（膜分離処理）を停止させた後も散気
を続け、それから薬液による分離膜の洗浄を開始するこ
とにより、薬液洗浄前に分離膜の内部と外部の差圧が解
消し、さらに散気による気泡の上昇および乱流の形成が
分離膜面への振動・衝撃となり、分離膜に付着している
膜汚損物質を剥離させやすい状態にできる。これによ
り、その後の薬液洗浄で効果的に膜汚損物質を剥離除去
・分離することができる。

【００３３】この発明によれば、薬液洗浄を終了させた
後すぐに透過水の導出（膜分離処理）を開始せず、まず
散気を開始するため、薬液洗浄により剥離しやすくなっ
た分離膜に付着している膜汚損物質が再び分離膜面に吸
引される（圧密状態になる）前に、散気による気泡の上
昇および乱流の形成が起こり、これが分離膜面への振動
・衝撃となって効果的に膜汚損物質を剥離させることが
できる。

【００３４】この発明によれば、薬液注入前において散
気設備を駆動させるように制御したので、散気設備によ
り生じる上昇気体および乱流を利用することで、分離膜
の内部と外部との差圧を解消することができるため、分
離膜への薬液の浸透を促進することができる。

【００３５】この発明によれば、透過水導出管に洗浄水
供給管および薬品供給管をそれぞれ連結しているので、
透過水導出管内において薬液濃度を予め調整しておくこ
とができる。従って、濃度調整済の薬液を分離膜の内部
に供給することができることから、薬液による十分な洗
浄効果を得ることができると共に、分離膜を破損させて
しまう危険をも回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る浸漬型膜分離装置の一実施形態
の構成を示すブロック図である。

【図２】図１に示した浸漬型膜分離装置における制御手
段による薬液洗浄工程、水逆洗工程およびろ過工程への
制御フローを示すフローチャートである。

【図３】図２に示した薬液洗浄工程への制御フローの詳
細を説明するためのフローチャートである。

【図４】図３に示した薬液洗浄工程への制御フローにお
ける薬液断続注入パターンを説明するための模式図であ
る。

【図５】図３に示した薬液洗浄工程への制御フローにお
ける薬液連続注入パターンを説明するための模式図であ
る。

【図６】図２に示した水逆洗工程への制御フローの詳細
を説明するためのフローチャートである。

【図７】図２に示したろ過工程への制御フローの詳細を
説明するためのフローチャートである。

【図８】従来の膜分離設備および洗浄装置の構成を示す
ブロック図である。

【符号の説明】

１膜分離設備２処理槽３活性汚泥混合液４透過水導出管５処理水槽６開閉弁７透過水吸引ポンプ８散気部（散気設備）９洗浄水供給管１０開閉弁１１水逆洗ポンプ１２薬品原液１３薬品原液槽（薬品貯留槽）１４薬品供給管１５開閉弁１６薬品注入ポンプ２０原水管２１微生物反応用酸素供給源２２透過水自動開閉弁（開閉バルブ）２３水逆洗自動開閉弁２４薬液洗浄自動開閉弁（開閉バルブ）２５ａブロワ（散気設備）２５ｂ空気供給管（散気設備）２５ｃ開閉バルブ（散気設備）２６ａブロワ２６ｂ空気供給管２６ｃ開閉バルブ２７コントローラ（制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4D006 GA02 HA93 JA55A JA63A JA67A KA31 KA44 KB22 KC02 KC03 KC13 KC14 KC16 KE11Q KE22Q KE23Q KE24Q KE28Q KE30Q PA01 PB08 PC62

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理水中に浸漬配置され且つ透過用の
分離膜を備えた膜分離設備と、該膜分離設備の下部に配
設される散気部を備え且つブロワから送風される気体を
該散気部に供給して散気する散気設備と、前記分離膜の
透過側に接続され且つ透過水を導出する透過水導出管
と、前記分離膜を洗浄する薬品を貯留する薬品貯留槽
と、前記透過水導出管と前記薬品貯留槽を接続する薬品
供給管と、透過水の導出、気体の散気および薬品の注入
を制御する制御手段とを有する浸漬型膜分離装置におい
て、前記制御手段は、前記透過水導出管に設けられた開
閉バルブおよび／または透過水吸引ポンプと、前記薬品
供給管に設けられた開閉バルブおよび／または薬品注入
ポンプと、前記散気設備に設けられた開閉バルブおよび
／またはブロワとを制御するコントローラであることを
特徴とする浸漬型膜分離装置。
【請求項２】コントローラは、透過水の導出を停止さ
せた後に散気を停止させてから薬品による分離膜の洗浄
を開始させ、且つ薬品による前記分離膜の洗浄を終了さ
せた後に散気を開始させてから透過水の導出を開始させ
るように制御することを特徴とする請求項１記載の浸漬
型膜分離装置。