JP2002126469A - 濾過材の洗浄方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダイナミック層を利用した固液分離運転にお
いて、高い透水速度を長期的に維持できる濾過材の洗浄
方法の提供。 【解決手段】 活性汚泥生物処理液を濾過材上に形成さ
れた活性汚泥のダイナミック層により濾過する固液分離
運転に際し、間欠的に濾過を停止し、濾過エレメント下
部に取り付けられた散気管からのエアー洗浄を行いなが
ら過剰に蓄積されるダイナミック層を濾過材から除去す
る濾過材の洗浄方法であって、濾過材の透過液側から原
液側に向かって、洗浄水が存在する圧力だめを用い、
０．１〜１ＭＰａの加圧水を２回以上間欠的に作用させ
て逆洗浄することを特徴とする濾過材の洗浄方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、分離濾過膜として
濾過材に形成させたダイナミック層により、し尿処理
液、家庭排水処理液や工業排水処理液等の汚濁液を濾過
する固液分離装置の運転方法における濾過材の洗浄方法
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、
懸濁物や汚泥等のＳＳ（懸濁粒子）を含む液体の固液分
離処理において、濾過体として安価で高い透過液量が期
待できる不織布を用いる様々な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。

【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濾過について開示さ
れている。この濾過方法は、膜により固液分離が達成さ
れるのではなく、膜面上に形成されるダイナミック層が
実質的に固液分離を行うものである。

【０００５】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３０μ
ｍ以上で、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。

【０００６】一般的に、不織布を用いて濾過を行う場
合、濾過の進行とともに、膜面上に汚泥が堆積して透過
液量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が目詰まりを起こし透過液量が低下する。こ
のため定期的に膜面を洗浄し、透過液量の低下を抑制す
るのが通例である。

【０００７】特開平１０−１２８３７３号公報には、分
離粒径３０μｍ以上の支持材を用いた活性汚泥法による
汚水処理装置において、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ガ
スを供給するための通気管から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。

【０００８】特開平１０−１９２８８０号公報には、分
離粒径３０μｍ以上の濾布を用いた活性汚泥濾過装置に
おいて、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ガスを供給するた
めの通気管から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】これらの先行技術で述べられた分離粒径１
０μｍ以上の濾過材では、水による逆圧洗浄を行う場
合、濾過材の孔径が大きいために充分な逆圧がかから
ず、膜表面や膜内部を均一に洗浄することができない。

【００１０】本発明は、孔径が大きい濾過材であって
も、膜表面又は内部を均一に洗浄でき、長期的に安定に
高い透水速度が得られる濾過材の洗浄方法の提供を目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、解決手段とし
て、活性汚泥生物処理液を濾過材上に形成された活性汚
泥のダイナミック層により濾過する固液分離運転に際
し、間欠的に濾過を停止し、濾過エレメント下部に取り
付けられた散気管からのエアー洗浄を行いながら過剰に
蓄積されるダイナミック層を濾過材から除去する濾過材
の洗浄方法であって、濾過材の透過液側から原液側に向
かって、洗浄水が存在する圧力だめを用い、０．１〜１
ＭＰａの加圧水を２回以上間欠的に作用させて逆洗浄す
ることを特徴とする濾過材の洗浄方法を提供する。

【００１２】本発明において、加圧水を作用させる方法
としては、気体及び／又は液体により加圧状態に保持さ
れた圧力だめを用いる方法が好ましい。

【００１３】加圧水の圧力は、好ましくは０．１〜１Ｍ
Ｐａ、より好ましくは０．２〜０．８ＭＰａであり、作
用回数は、好ましくは３〜１０回である。加圧水の１回
あたりの作用時間は、好ましくは０．１〜５秒、より好
ましくは０．２〜３秒で、作用時間の間隔は、好ましく
は０．５〜５秒、より好ましくは１〜３秒である。

【００１４】本発明の洗浄方法は、濾過材が格子状ネッ
ト又は不織布である場合に有効であり、これらの中でも
分離粒径１０μｍ以上のネット又は不織布である場合に
特に有効である。このネットの素材としては、ステンレ
ス、アルミニウム等の金属、ポリエステル、ポリスチレ
ン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリテトラ
フルオロエチレン、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、
ビスコースレーヨン、酢酸セルロース、ポリエチレンや
ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリカーボネー
ト、ポリアミド、ポリエステルアミド、ポリエーテル、
ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエステ
ル、更にこれらの共重合体、ブレンド物や架橋物等の合
成樹脂が挙げられる。これらの中でも、ステンレス、ポ
リエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン
が好ましく、ステンレス、ポリエステル、ポリエチレン
が最も望ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１に基づ
いて説明する。本発明の濾過材の洗浄方法は図１に示す
ものに限定されるものではない。

【００１６】排水は生物反応槽１１に送られ、生物反応
槽１１では下部から散気管１４ａによりエアーを供給し
ながら生物処理する。処理後の活性汚泥液は、生物反応
槽１１の底部から循環ポンプ１５により、圧力計１６及
び流量計１７を備えたラインを経て、濾過エレメント１
３と、その直下に散気管１４ｂとを備えた濾過モジュー
ル１２に送られる。濾過膜モジュール１２内の活性汚泥
液は、濾過モジュール１２の上部からオーバーフローに
より生物反応槽１１に戻され、循環される。

【００１７】濾過モジュール１２（濾過エレメント１
３）で濾過された透過液は、濾過モジュール１２と透過
液タンク１８との水頭差を推進力として透過液タンク１
８に送られて貯水される。このとき、透過液は水頭差を
利用して、濾過エレメント１３の膜面にダイナミック層
が形成され、このダイナミック層の作用によって好適な
濾過が行われる。

【００１８】濾過エレメント１３は特に限定されるもの
ではないが、例えば、図２に示すような、間隔保持材３
０の両面にネット４０を袋状に張り合わせたものを使用
することができる。図２において、３１は支持枠、３２
は逆洗水（加圧水）の供給ノズル、３３は透過液の集水
ノズル、３５は逆洗水の通水路、３６は透過液の通水
路、３７は逆洗水の通水路、３８は逆洗水の噴射孔を示
し、一面側のネット４０は部分的に切り欠いて示してい
る。

【００１９】濾過運転を継続していくと、濾過エレメン
ト１３の膜面に形成されたダイナミック層の厚みが過剰
となり、返って透水速度を低下させることにもなる。よ
って、間欠的に濾過を停止し、濾過エレメント１３下部
に取り付けられた散気管１４ｂからエアーを供給しなが
ら過剰に蓄積されたダイナミック層を除去するが、本発
明は、かかるエアーによる洗浄と並行して、加圧水によ
る洗浄を行う。

【００２０】加圧水による逆洗浄は、気体及び／又は液
体により加圧状態に保持された圧力だめを利用して加圧
水を供給する方法を適用することができ、その他にも、
容積を減少させることで加圧状態に保持された圧力だめ
を利用して加圧水を供給する方法を適用できる。

【００２１】気体により加圧状態に保持された圧力だめ
を用いる方法は、透過液が貯えられた逆洗タンク２０内
に、エアー量調整バルブ２２を開放してエアーを送り込
み、内部圧力を重力以上の圧力にまで高め、逆洗水流量
バルブ２１を調整しながら濾過エレメント１３内部に加
圧水を供給して逆洗浄を行う。この場合、逆洗タンク２
０に過剰の透過液を送って水圧により内圧を高めること
もでき、適当な方法で逆洗タンク２０自体の容積を減少
させることで内圧を高めることもできる。

【００２２】逆洗浄回数、時間、間隔、水量等は、逆洗
バルブ２３の開閉操作により調整することができる。

【００２３】本発明の洗浄方法を適用する固液分離膜を
含む装置の形態としては、固液分離膜を充填した濾過モ
ジュールを生物反応槽や活性汚泥処理排水槽等の中に直
接浸漬する浸漬型固液分離装置でもよいし、生物処理槽
等の外部に設置した外部設置型固液分離装置でもよい。

【００２４】本発明の固液分離装置は、汚水処理場等に
おける活性汚泥等を含む排水、各種施設の排水及び家庭
排水の処理、更には河川、湖沼等の浄化処理等に適用す
ることができる。

【００２５】

【実施例】以下に実施例により本発明をさらに詳しく説
明するが、本発明はこれらにより限定されるものではな
い。なお、以下における各数値は、下記の各方法により
行った。 （１）平均孔径の測定 濾過材の２００倍の光学顕微鏡写真を撮影し、１０箇所
の開口部の径を算出し、平均孔径を求めた。 （２）濾過実験 実施例及び比較例に示す濾過材を用いて、図２に示すよ
うな袋状濾過エレメント（有効濾過面積３７ｃｍ² ）を
作製した。得られた袋状濾過エレメントを容積１リット
ルの濾過モジュール槽に浸漬配置し、濾過圧力０．３ｋ
Ｐａにて下水処理場で採取した活性汚泥の濾過を１５〜
２０℃にて２ヶ月間行った。なお、１日に２度、表１に
示す所定の圧力下にて、所定時間及び所定回数で、濾過
材の透過液側から原液側に向かって、逆洗タンクへのエ
アーの注入による圧力だめを用いて加圧水を作用させ、
間欠的な逆洗浄を行った。加圧水の供給間隔は２秒と
し、濾過エレメントの下部から２リットル／分にてエア
ー曝気を行った。また、１日に１回、透過液ＳＳ濃度及
び透水速度を測定し、２ヶ月間での平均透水速度を算出
した。

【００２６】実施例１〜４ 濾過材として平織ポリエステル製ネット（平均孔径７９
μｍ、線径５５μｍ、厚み８８μｍ）を用い、図２に示
すような袋状濾過エレメントを作製し、表１に示す洗浄
条件下にて濾過実験を行った。結果を表１に示す。

【００２７】実施例５ 濾過材として平織ステンレス製ネット（平均孔径７７μ
ｍ、線径５５μｍ、厚み１００μｍ）を用い、図２に示
すような袋状濾過エレメントを作製し、表１に示す洗浄
条件下にて濾過実験を行った。結果を表１に示す。

【００２８】実施例６ 濾過材としてポリエステル製不織布（平均孔径１００μ
ｍ、繊維径１０μｍ、厚み２８０μｍ）を用い、図２に
示すような袋状濾過エレメントを作製し、表１に示す洗
浄条件下にて濾過実験を行った。結果を表１に示す。

【００２９】比較例１〜２ 濾過材として実施例１の平織ポリエステル製ネットを用
い、図２に示すような袋状濾過エレメントを作製し、表
１に示す洗浄条件下にて濾過実験を行った。結果を表１
に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】表１から分るように、実施例１〜６では、
高い透水速度を長期的に示すことが分った。比較例１及
び２では、透水速度の低下が見られ、長期運転には適さ
ないことが分った。

【００３２】

【発明の効果】本発明の濾過材の洗浄方法を適用するこ
とにより、比較例２の結果に示すような従来の逆洗浄方
法に比べ、高い透水速度を長期的に維持することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の濾過材の洗浄方法を説明するための
概念図である。

【図２】 濾過エレメントの正面図である。

───────────────────────────────────────────────────── 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 3/12 Ｂ０１Ｄ 29/38 ５４０ Ｆターム(参考） 4D006 GA02 HA41 KB22 KC03 KC13 KC14 MA16 MC02 MC22 MC23 MC54 PC62 4D028 BC17 BD17

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 活性汚泥生物処理液を濾過材上に形成さ
   れた活性汚泥のダイナミック層により濾過する固液分離
   運転に際し、間欠的に濾過を停止し、濾過エレメント下
   部に取り付けられた散気管からのエアー洗浄を行いなが
   ら過剰に蓄積されるダイナミック層を濾過材から除去す
   る濾過材の洗浄方法であって、濾過材の透過液側から原
   液側に向かって、洗浄水が存在する圧力だめを用い、
   ０．１〜１ＭＰａの加圧水を２回以上間欠的に作用させ
   て逆洗浄することを特徴とする濾過材の洗浄方法。
2. 【請求項２】 洗浄水が存在する圧力だめが、気体及び
   ／又は液体を注入することで加圧状態に保持されたもの
   である請求項１記載の濾過材の洗浄方法。
3. 【請求項３】 洗浄水が存在する圧力だめが、容積を減
   少させることで加圧状態に保持されたものである請求項
   １記載の濾過材の洗浄方法。
4. 【請求項４】 加圧水の１回あたりの作用時間が０．１
   〜５秒で、作用間隔が０．５〜５秒である請求項１、２
   又は３記載の濾過材の洗浄方法。
5. 【請求項５】 濾過材が格子状ネット又は不織布である
   請求項１〜４のいずれか１記載の濾過材の洗浄方法。