JP2005342547A - 膜分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】分離膜の洗浄を、空気や洗浄水用の配管、ブロア、ポンプを使うことなく簡素に行うことができる膜分離装置を提供すること。
【解決手段】有機性廃水を処理する生物反応槽に浸漬して、処理水と汚泥とを濾過により分離する膜分離装置において、回転駆動する回転中空軸２を金属膜１の中心に設け、被処理液中に浸漬せしめた金属膜１を回転駆動するとともに、この金属膜１の濾過面の一部に摺接するブラシ部材３を槽構造物等の固定側に設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、膜分離装置に関し、特に、微細な固形物の混在する液体中に分離膜を浸漬して固形物と液体を分離するに際し、分離膜表面の濾過孔の固形物の付着による閉塞を防止するのに有効に利用することができ、例えば、有機性排水を処理する下水処理場や農業集落排水施設、産業排水などで固形物の汚泥と処理水を分離する分離膜の洗浄に用いることができる膜分離装置に関するものである。

汚水に含まれる有機物等を活性汚泥中の微生物によって吸着・分解処理する方法として、従来から標準活性汚泥法などがあるが、近年では精密濾過膜などを利用し、汚泥と処理水とを分離する膜分離装置が提案されている。

膜分離装置の分離膜には有機性膜と無機性膜とがあるが、無機性膜には金属膜やセラミック膜があり、素材の強度が強いことから、その特性を利用した膜分離装置が提案されている。
下記特許文献１〜９では、金属膜を用いて固液分離を行う際に、金属膜表面の濾過孔に付着し閉塞した濾過孔の洗浄に、空気や熱水、蒸気を用いたり、金属膜の透過水側からオゾンや洗浄水を供給することにより洗浄を行ったり、もしくは、金属膜を固定し、ブラシを金属板下方に設けられた散気管からの上昇する気泡の上昇流により回転させることにより、固定した金属膜を洗浄する方法が提案されている。
これらの技術は、いずれもブロアや洗浄用ポンプ、洗浄用配管、オゾン発生装置等を必要としている。

特開平１１−２６７４７２号公報 特開２０００−３５４７４１号公報 特開２００１−７９３６０号公報 特開２００２−３５５５６号公報 特開２００２−３５７５０号公報 特開２００３−１０６５２号公報 特開２００３−２３６３５０号公報 特開２００３−２８４９０６号公報

しかしながら、上記従来の膜分離装置は、分離膜表面の閉塞した濾過孔の洗浄に、空気洗浄用の散気用配管や、洗浄水用の配管、ブロア、ポンプといった設備を要しており、システムが大掛かりで運転費用が高くなっていた。
また、洗浄を行う場合、洗浄空気から酸素が水中に溶解するが、水処理を行うために酸素を供給する曝気機とのバランスを図ることが難しく、運転方法を煩雑にする要因になっていた。

本発明は、上記従来の膜分離装置の有する問題点に鑑み、分離膜の洗浄を、空気や洗浄水用の配管、ブロア、ポンプを使うことなく簡素に行うことができる膜分離装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の膜分離装置は、有機性廃水を処理する生物反応槽に浸漬して、処理水と汚泥とを濾過により分離する膜分離装置において、回転駆動する回転中空軸を分離膜の中心に設け、被処理液中に浸漬せしめた分離膜を回転駆動するとともに、該分離膜の濾過面の一部に摺接するブラシ部材を固定側に設けたことを特徴とする。

この場合において、前記ブラシ部材を、分離膜の濾過面に対し接離可能に設けることができる。

また、回転駆動する分離膜の回転数を１〜１００ｒｐｍとすることができる。

本発明の膜分離装置によれば、有機性廃水を処理する生物反応槽に浸漬して、処理水と汚泥とを濾過により分離する膜分離装置において、回転駆動する回転中空軸を分離膜の中心に設け、被処理液中に浸漬せしめた分離膜を回転駆動するとともに、該分離膜の濾過面の一部に摺接するブラシ部材を固定側に設けることから、空気洗浄用の散気用配管や、洗浄水用の配管、ブロア、ポンプといった設備が不要になり、更に分離膜表面の濾過孔に付着し、閉塞した濾過孔をブラシ部材が直接洗浄することができ、長期間安定した濾過性能を得ることができる。

また、前記ブラシ部材を、分離膜の濾過面に対し接離可能に設けることにより、フラックスが低下したときのみブラシ部材を分離膜に接触させることができる。

また、回転駆動する分離膜の回転数を１〜１００ｒｐｍとすることにより、低速回転によりブラシ部材の消耗を少なくするとともに、駆動に要するエネルギーも極めて小さくすることができる。

以下、本発明の膜分離装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図２に、本発明の膜分離装置の一実施例を示す。
この膜分離装置は、有機性廃水を処理する生物反応槽に浸漬して、処理水と汚泥とを濾過により分離するもので、回転駆動する回転中空軸２を金属膜１の中心に設け、被処理液中に浸漬せしめた金属膜１を回転駆動するとともに、該金属膜１の濾過面の一部に摺接するブラシ部材３を槽構造物等の固定側に設けている。
ブラシ部材３は、固定側に回動可能に支持されたブラシ駆動軸３１と、該ブラシ駆動軸３１に直交するように配設されたブラシ固定軸３２と、該ブラシ固定軸３２に植設されたブラシ本体３３からなり、ブラシ本体３３の先端部が金属膜１に濾過側から接触するように配設されている。
ブラシ部材３は、図２に示すように、ブラシ固定軸３２が揺動することにより、金属膜１の濾過面に対し接離可能に設けられている。

金属膜１は、中空円盤状のものからなり、複数の金属膜１が回転中空軸２により連通した状態で連結され、回転中空軸２の回転に伴い回転駆動する。
また、回転駆動する金属膜１の回転数は、１〜１００ｒｐｍに設定することができる。

次に、本実施例の膜分離装置の作用を説明する。
図１〜図２に示す膜分離装置は、有機性排水を処理する処理施設で活性汚泥と処理水の分離に利用される。
活性汚泥中で、金属膜１は回転中空軸２の中空軸部から濾過液が吸引される。この濾過量が増えると、透過流量が低下する。このフラックスの低下は、金属膜１表面の濾過孔に汚泥粒子が付着したためで、定期的に洗浄除去する必要がある。
そこで、金属膜１は、回転中空軸２によって回転駆動することにより、固定側に設置したブラシ本体３３が金属膜１の濾過面を摺擦し、物理的に濾過孔に付着した汚泥粒子を掻き落として除去する。

この金属膜１の形状は濾過の目的が達せられれば、特にこだわらないが、安全上、円盤型が望ましい。
また、本発明の膜分離装置に適応可能な金属膜は、ステンレス鋼繊維を均一に積層焼結した金属膜又は金属粉末を焼結した金属膜等であるが、微細な濾過孔を有し、固液分離が可能な限り、膜の素材が金属又はその他の素材の膜でもあっても、本発明の趣旨から逸脱しない限り、いずれの素材の分離膜も適応が可能である。

金属膜１の回転速度は１〜１００ｒｐｍの低速回転で、十分ブラシ本体３３による濾過孔に付着した汚泥粒子を除去することが可能であり、低速回転により、ブラシ部材３の消耗も少なくてすみ、また駆動に要するエネルギーも極めて小さい。

また、図１に示すように、ブラシ本体３３を金属膜１表面に常時接触させることも可能であるが、図２に示すように、ブラシ駆動軸３１を中心に揺動させて金属膜１との接触を解き、フラックスが低下したときのみ、ブラシ本体３３を金属膜１と接触させる方法もある。

以上、本発明の膜分離装置について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、実施例に記載した構成を適宜組み合わせる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。

本発明の膜分離装置は、微細な固形物の混在する液体中に分離膜を浸漬して固形物と液体を分離するに際し、分離膜表面の濾過孔の固形物の付着による閉塞を有効に防止するという特性を有していることから、有機性排水を処理する下水処理場や農業集落排水施設、産業排水などで固形物の汚泥と処理水を分離する膜分離装置に用いることができ、空気洗浄用の散気用配管や洗浄水用の配管、ブロア、ポンプといった設備が不要で、長期間安定した濾過性能を得ることができる。

本発明の膜分離装置の一実施例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 同膜分離装置のブラシ部材を離脱させた状態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。

符号の説明

１ 金属膜
２ 回転中空軸
３ ブラシ部材
３１ ブラシ駆動軸
３２ ブラシ固定軸
３３ ブラシ本体

Claims (3)

1. 有機性廃水を処理する生物反応槽に浸漬して、処理水と汚泥とを濾過により分離する膜分離装置において、回転駆動する回転中空軸を分離膜の中心に設け、被処理液中に浸漬せしめた分離膜を回転駆動するとともに、該分離膜の濾過面の一部に摺接するブラシ部材を固定側に設けたことを特徴とする膜分離装置。
2. 前記ブラシ部材を、分離膜の濾過面に対し接離可能に設けたことを特徴とする請求項１記載の膜分離装置。
3. 回転駆動する分離膜の回転数が１〜１００ｒｐｍであることを特徴とする請求項１又は２記載の膜分離装置。

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