JP2002239547A - 中空糸膜排水処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高濃度の縣濁物質を含む排水を処理すること
の可能な中空糸膜排水処理装置を提供する。 【解決手段】 浄化時には排水を中空糸膜モジュール内
で下向流とすることにより、逆洗時に中空糸膜から除去
され排水側下部水室に溜まった縣濁物質は排水貯蔵タン
クに回収される。また、浄化水流量調整機構により浄化
水側下部水室から流出する浄化水流量を浄化水流量調整
機構を設けない場合より小に調整することにより中空糸
膜下部に縣濁物質が付着することを抑制する。さらに、
流路確保機構により中空糸膜束の中心部にまで排水が流
入し、浄化性能が確保される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は中空糸膜排水処理装
置に係り、特に高濃度の縣濁物質を含む排水を処理する
ことの可能な中空糸膜排水処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】１００ｐｐｍ以下の縣濁物質を含む排水
をろ過する排水処理装置のろ過エレメントとして中空糸
膜を使用する排水処理装置が知られている。図６は従来
の中空糸膜を適用した排水処理装置の構成図であって、
排水は排水排出装置（図示せず）からいったん排水タン
ク１０に貯水される。

【０００３】排水タンク１０内の排水は排水ポンプ１１
で汲み出され、供給側配管１２及び供給側止め弁１３を
介して、ろ過モジュール１４の排水側下部水室１４１に
導かれる。排水は、排水側下部水室１４１と排水側上部
水室１４２を結ぶ排水路１４３内を上昇し、排水側上部
水室１４２に至る。

【０００４】クロスフロー運転の場合は排水側上部水室
１４２に溜まった排水は、戻り側配管１５及び戻り側止
め弁１６を介して排水タンク１０に戻される。排水路１
４３両端に配置される下部管板１４４と上部管板１４５
の間には多数本の中空糸膜１４６が配置され、中空糸膜
１４６で排水から縣濁物質が除去された浄化水は中空糸
膜１４６の内部の中空部を通過して浄化水側下部水室１
４７及び浄化水側上部水室１４８に溜まる。

【０００５】浄化水側下部水室１４７及び浄化水側上部
水室１４８に溜まった浄化水は、浄化水側下部水室１４
７及び浄化水側上部水室１４８に共通に接続される浄化
水配管１７１及び１７２並びに浄化水止め弁１８を介し
て取り出される。懸濁物質濃度が低い場合には戻り側止
め弁１６を閉として全量ろ過運転をすることも可能であ
る。

【０００６】上記では排水は排水側下部水室１４１から
排水側上部水室１４２に向かって流れる上向流である
が、排水側上部水室１４２から排水側下部水室１４１に
向かって流れる下向流とすることも公知である。さらに
中空糸膜１４６に付着した縣濁物質を除去して浄化能力
を回復するために逆洗を実行することも公知である。

【０００７】図７は従来の排水処理装置の逆洗説明図で
あって、逆洗開始時には供給側止め弁１３及び戻り側止
め弁１６並びに浄化水止め弁１８を閉弁し、圧縮空気止
め弁１９を開弁して圧縮空気源（図示せず）から圧縮空
気を充填する。そして、ろ過モジュール１４内圧力が所
定値（例えば６ａｔａ）になったときに、供給側止め弁
１３及び戻り側止め弁１６を開弁する。

【０００８】すると、圧縮空気は中空糸膜１４６の内部
から排水路１４３中に噴出し、縣濁物質は中空糸膜１４
６表面から排水路１４３中の排水に移行し、中空糸膜１
４６は浄化能力を回復する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、縣濁物
質が３００ｐｐｍ以上、特に１０００ｐｐｍ以上含まれ
ている高濃度縣濁物質排水を浄化する場合には以下の課
題が生じる。 １．ろ過モジュールの排水路を流れる排水を上向流とし
た場合には、逆洗により排水側水室に移行した縣濁物質
が再び排水路中に巻き上げられて中空糸膜に再付着する
ため、逆洗を頻繁に行うことが必要となる。 ２．ろ過モジュールの排水路は鉛直であるため、縣濁物
質の濃度は排水路下半部の方が濃く、浄化水側下部水室
１４７及び浄化水側上部水室１４８からの浄化水の取り
出し量を同一とした場合には中空糸膜下半部に縣濁物質
がより多量に付着し浄化能力が低下することを回避でき
ない。 ３．中空糸膜は下部管板と上部管板の間に高密度に取り
付けられており、排水が中心部にまで流入しにくいの
で、周辺部に植毛された中空糸膜の浄化能力が早期に低
下することは回避できない。

【００１０】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
って、高濃度の縣濁物質を含む排水を処理することの可
能な中空糸膜排水処理装置を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る中空糸
膜排水処理装置は、中空糸膜排水浄化モジュールと、排
水浄化時に中空糸膜排水浄化モジュールの排水側上部水
室又は排水側下部水室の一方に３００ｐｐｍ以上の縣濁
物質を含む排水を排水貯蔵タンクから供給する排水供給
系統と、排水浄化時に中空糸膜排水浄化モジュールの排
水側上部水室又は排水側下部水室の他方から排水を前記
排水貯蔵タンクに戻す排水戻し系統と、排水浄化時に中
空糸膜排水浄化モジュールの浄化水側上部水室及び浄化
水側下部水室から浄化水を取り出す浄化水取り出し系統
と、中空糸膜排水浄化モジュールの中空糸膜の浄化能力
を改善する浄化能力改善機構を具備する。

【００１２】本発明にあっては、縣濁物質付着抑制機構
により中空糸膜排水浄化モジュールに排水中に含まれる
高濃度の縣濁物質が付着することを抑制することが可能
となる。第２の発明に係る中空糸膜排水処理装置は、浄
化能力改善機構が、排水浄化時に排水供給系統を排水が
排水貯蔵タンクから中空糸膜排水浄化モジュールの排水
側上部水室に供給され中空糸膜排水浄化モジュールの排
水側下部水室から排水を排水貯蔵タンクに戻されるよう
に制御する排水浄化時制御手段と、逆洗時に浄化水取り
出し系統に圧縮空気を供給し中空糸膜モジュールの排水
側上部水室及び排水側下部水室内の排水を前記排水貯蔵
タンクに回収する逆洗時制御手段である。

【００１３】本発明にあっては、逆洗により排水側下部
水室に溜まった縣濁物質が、排水浄化時の下向きに流れ
る排水により排水貯蔵タンクに回収される。第３の発明
に係る中空糸膜排水処理装置は、浄化能力改善機構が、
排水浄化時に中空糸膜排水浄化モジュールの浄化水側下
部水室から流出する浄化水量を調整する浄化水流量調整
機構である。

【００１４】本発明にあっては、浄化水流量調整機構に
より中空糸膜排水浄化モジュールの浄化水側下部水室か
ら流出する浄化水量を、浄化水流量調整機構を設けない
場合より小に調整される。第４の発明に係る中空糸膜排
水処理装置は、浄化能力改善機構が、中空糸膜の束の排
水供給側又は、排水排出側のいずれかに設置され、排水
を中空糸膜の束の中心部まで流入させる流路を確保する
流路確保機構である。

【００１５】本発明にあっては、流路確保機構により、
中空糸膜の束の中心部まで排水が流入する。

【００１６】

【発明の実施の形態】図８は本発明に係る中空糸膜排水
処理装置で使用される中空糸膜を適用したろ過モジュー
ルの斜視断面図であって、円筒状の排水路１４３中に下
部管板１４４及び上部管板１４５に植毛された中空糸膜
１４６の束が配置されている。筐体の下部及び上部の外
周には排水側水室１４１及び１４２が設置されており、
排水は水室から排水路１４３に流入する。

【００１７】中空糸膜１４６は外径約1ｍｍ、内径約0.5
ｍｍ、長さ約１０００ｍｍの中空の糸であって、中空糸
膜１４６の外側を流れる排水中の縣濁物質が中空糸膜１
４６でろ過され、浄化水が中空の流路から得られる。図
１は本発明に係る中空糸膜排水処理装置の第１の実施形
態の構成図であって、図６と同一の構成要素に対しては
同一の参照番号を使用する。

【００１８】排水排出源（図示せず）から排出される排
水はいったん排水貯蔵タンク１０に貯蔵される。浄化時
は、供給側止め弁１３及び戻り側止め弁１６は閉弁さ
れ、排水貯蔵タンク１０内の排水は排水ポンプ１１で汲
み出され、第１のクロス配管３０及び第１のクロス止め
弁３１を介して、ろ過モジュール１４の排水側上部水室
１４２に供給される。

【００１９】排水は、ろ過モジュール１４の排水路１４
３を下降する下向流となり、排水側下部水室１４１に至
る。排水側下部水室１４１に溜まった排水は、第２のク
ロス配管３２及び第２のクロス止め弁３３を介して排水
貯蔵タンク１０に回収される。排水路１４３内の下部管
板１４４と上部管板１４５の間には多数本の中空糸膜１
４６が配置され、中空糸膜１４６で排水から縣濁物質が
除去された浄化水は中空糸膜１４６の内部の中空部を通
過して浄化水側下部水室１４７及び浄化水側上部水室１
４８に溜まる。

【００２０】浄化水側下部水室１４７及び浄化水側上部
水室１４８に溜まった浄化水は、浄化水側下部水室１４
７及び浄化水側上部水室１４８に共通に接続される浄化
水配管１７１及び１７２並びに浄化水止め弁１８を介し
て取り出される。図２は第１の実施形態の逆洗説明図で
あって、供給側止め弁１３及び戻り側止め弁１６は開弁
され、第１のクロス止め弁３１及び第２のクロス止め弁
３３は閉弁される。

【００２１】そして、圧縮空気止め弁１９を開弁して圧
縮空気源（図示せず）から圧縮空気を充填する。そし
て、ろ過モジュール１４内圧力が所定値（例えば６ａｔ
ａ）になったときに、供給側止め弁１３及び戻り側止め
弁１６を開弁する。すると、圧縮空気は中空糸膜１４６
の内部から排水路１４３中に噴出し、縣濁物質は中空糸
膜１４６表面から除去され、中空糸膜１４６は浄化能力
を回復する。この時、中空糸膜１４６から除去された縣
濁物質の一部は排水側上部水室１４２から戻り側配管１
５及び戻り側止め弁１６を介して排水貯蔵タンク１０に
回収されるが、一部は排水側下部水室１４１に溜まる。

【００２２】この排水側下部水室１４１に溜まった縣濁
物質は、浄化時に第２のクロス配管３２及び第２のクロ
ス止め弁３３を介して排水貯蔵タンク１０に回収され
る。即ち、第１の実施形態においては、逆洗することに
より排水側下部水室１４１に溜まった縣濁物質が浄化時
に下向流で運転を行うことにより排水貯蔵タンク１０に
回収されるので、浄化時に上向流で運転する場合に発生
する逆洗により排水側下部水室１４１に溜まった縣濁物
質の排水路１４３内への吹き上げが抑制され中空糸膜の
浄化能力を改善することが可能となる。

【００２３】なお、本実施形態で使用される止め弁は、
例えば電磁弁であり、その開閉は制御部４０によって制
御される。図３は本発明に係る中空糸膜排水処理装置の
第２の実施形態の構成図であって、図６に示す従来の中
空糸膜排水処理装置の下部浄化水配管１７１の途中に浄
化水流量調整機構６１が追設される。なお、浄化水流量
調整機構６１としてはオリフィス、流量調節弁等を適用
することが可能である。

【００２４】即ち、排水タンク１０内の排水は排水ポン
プ１１で汲み出され、供給側配管１２及び供給側止め弁
１３を介して、ろ過モジュール１４の排水側下部水室１
４１に導かれる。排水は、排水側下部水室１４１と排水
側上部水室１４２を結ぶ排水路１４３内を上昇し、排水
側上部水室１４２に至る。そして、排水側上部水室１４
２に溜まった排水は、戻り側配管１５及び戻り側止め弁
１６を介して排水タンク１０に戻される。

【００２５】排水から縣濁物質が除去された浄化水は中
空糸膜１４６の内部の中空部を通過して浄化水側下部水
室１４７及び浄化水側上部水室１４８に溜まる。浄化水
側上部水室１４８に溜まった浄化水は上部浄化水配管１
７２及び浄化水止め弁１８を介して取り出され、浄化水
側下部水室１４７に溜まった浄化水は下部浄化水配管１
７１、浄化水流量調整機構６１及び浄化水止め弁１８を
介して取り出される。

【００２６】そして、浄化水流量調整機構６１により浄
化水側下部水室１４７から流出する浄化水流量を浄化水
流量調整機構６１を設けない場合より小に調節する。こ
の結果、中空糸膜下半部に縣濁物質が付着し浄化能力が
低下することが抑制され、ろ過モジュールの浄化能力を
改善することが可能となる。なお、第１の実施形態の下
部浄化水配管に浄化水流量調整機構６１を設置すること
により相乗効果を得ることも可能である。

【００２７】図４は本発明に係る中空糸膜排水処理装置
の第３の実施形態で使用される中空糸膜モジュールの斜
視図であって、下部管板１４４と上部管板１４５の間に
張られた中空糸膜の上部及び下部の少なくとも一方の少
なくとも１箇所に流路確保機構の一例である流路確保格
子７１が設置される。下部管板１４４と上部管板１４５
に柱状かつ高密度に中空糸膜１４６が植毛されているた
め下部管板１４４（又は上部管板１４５）の周囲から流
入し上部管板１４５（又は下部管板１４４）の周囲から
流出する排水が柱状の中空糸膜１４６の外側に沿って流
れてしまうので、管板中心部の中空糸膜１４６は排水浄
化への寄与率は小さい。

【００２８】図５は流路確保格子の形状図であって、図
４及び図５の（イ）に示すような放射形状に限定され
ず、柱状の中空糸膜１４６の束を半径方向に貫通する排
水の流路を形成できるものであれば図５（ロ）及び
（ハ）に示す形状であってもよい。さらに、流路確保機
構は流路確保格子７１に限定されず、排水路１４３へ供
給される排水が柱状の中空糸膜１４６の中心部にまで流
入する流路を形成できるものであれば流路確保機構は流
路確保格子７１に限定されない。

【００２９】例えば、流路確保機構は排水供給側水室と
排水路の間に設置された隔壁に穿孔されたノズルであっ
てもよい。この場合は排水が排水路に高流速で注入され
るため排水は柱状の中空糸膜１４６の中心部まで到達す
る。なお、第３の実施形態は、第１及び第２の実施形態
の一方あるいは双方と組み合わせて使用してもよい。

【００３０】

【発明の効果】第１の発明に係る中空糸膜排水処理装置
によれば、中空糸膜束の浄化能力が改善されるので、縣
濁物質が高濃度に含まれる排水を浄化する場合であって
も中空糸膜の浄化能力を維持することが可能となる。第
２の発明に係る中空糸膜排水処理装置によれば、逆洗時
に中空糸膜から除去され排水側下部水室に溜まった縣濁
物質を、排水浄化時に排水を下向流としクロスフロー運
転を行うことにより排水貯蔵タンクに回収することによ
り、中空糸膜の浄化能力を改善することが可能となる。

【００３１】第３の発明に係る中空糸膜排水処理装置に
よれば、浄化水流量調整機構により浄化水側下部水室か
ら流出する浄化水流量を浄化水流量調整機構を設けない
場合より小とすることにより、中空糸膜下の浄化能力を
改善することが可能となる。第４の発明に係る中空糸膜
排水処理装置によれば、排水を中空糸膜束の中心部まで
流入させることにより中心部の中空糸膜も有効に使用す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る中空糸膜排水処理装置の第１の実
施形態の構成図である。

【図２】第１の実施形態の逆洗説明図である。

【図３】本発明に係る中空糸膜排水処理装置の第２の実
施形態の構成図である。

【図４】本発明に係る中空糸膜排水処理装置の第３の実
施形態で使用される中空糸膜モジュールの斜視図であ
る。

【図５】流路確保格子の形状図である。

【図６】従来の中空糸膜を適用した排水処理装置の構成
図である。

【図７】従来の排水処理装置の逆洗説明図である。

【図８】ろ過モジュールの断面斜視図である。

【符号の説明】

１０…排水貯蔵タンク １１…排水ポンプ １２…供給側配管 １３…供給側止め弁 １４…ろ過モジュール １４１…排水側下部水室 １４２…排水側上部水室 １４３…排水路 １４４…下部管板 １４５…上部管板 １４６…中空糸膜 １４７…浄化水側下部水室 １４８…浄化水側上部水室 １５…戻り側配管 １６…戻り側止め弁 １７１…下部浄化水側配管 １７２…上部浄化水側配管 １８…浄化水止め弁 １９…圧縮空気止め弁 ３０…第１のクロス配管 ３１…第１のクロス止め弁 ３２…第２のクロス配管 ３３…第２のクロス止め弁 ４０…制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 玉井 正俊 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 坂田 薫 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 鳥飼 博善 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 上島 直幸 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 松本 曠世 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目８番19号 高菱エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 4D006 GA02 HA02 KA16 KC03 KE03Q MA01 PA01 PB08

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空糸膜排水浄化モジュールと、 排水浄化時に前記中空糸膜排水浄化モジュールの排水側
   上部水室又は排水側下部水室の一方に３００ｐｐｍ以上
   の縣濁物質を含む排水を排水貯蔵タンクから供給する排
   水供給系統と、 排水浄化時に前記中空糸膜排水浄化モジュールの排水側
   上部水室又は排水側下部水室の他方から排水を前記排水
   貯蔵タンクに戻す排水戻し系統と、 排水浄化時に前記中空糸膜排水浄化モジュールの浄化水
   側上部水室及び浄化水側下部水室から浄化水を取り出す
   浄化水取り出し系統と、 前記中空糸膜排水浄化モジュールの中空糸膜の浄化能力
   を改善する浄化能力改善機構を具備する中空糸膜排水処
   理装置。
2. 【請求項２】 前記浄化能力改善機構が、 排水浄化時に前記排水供給系統を、排水が排水貯蔵タン
   クから前記中空糸膜排水浄化モジュールの排水側上部水
   室に供給され、前記中空糸膜排水浄化モジュールの排水
   側下部水室から排水を前記排水貯蔵タンクに戻されるよ
   うに制御する排水浄化時制御手段と、 逆洗時に前記浄化水取り出し系統に圧縮空気を供給し、
   前記中空糸膜モジュールの排水側上部水室及び排水側下
   部水室内の排水を前記排水貯蔵タンクに回収するように
   制御する逆洗時制御手段である請求項１に記載の中空糸
   膜排水処理装置。
3. 【請求項３】 前記浄化能力改善機構が、 排水浄化時に、前記中空糸膜排水浄化モジュールの浄化
   水側下部水室から流出する浄化水流量を調整する浄化水
   流量調整機構である請求項１に記載の中空糸膜排水処理
   装置。
4. 【請求項４】 前記浄化能力改善機構が、 前記中空糸膜の束の排水供給側叉は、排水排出側のいず
   れかに設置され、排水を該中空糸膜の束の中心部にまで
   流入させる流路を確保する流路確保機構である請求項１
   に記載の中空糸膜排水処理装置。