JP2009028614A

JP2009028614A - 浸漬型膜分離装置とそれを用いた濾過運転方法

Info

Publication number: JP2009028614A
Application number: JP2007194075A
Authority: JP
Inventors: Yasumitsu Miyazaki; 泰光宮崎; Junzo Kobayashi; 順三小林; Katsuhisa Nishijima; 克久西島; Satoshi Terui; 聡照井
Original assignee: Daicen Membrane Systems Ltd
Current assignee: Daicen Membrane Systems Ltd
Priority date: 2007-07-26
Filing date: 2007-07-26
Publication date: 2009-02-12

Abstract

【課題】濾過性能の良い浸漬型膜分離装置の提供。
【解決手段】槽２内が、液の流通が可能なように仕切壁13で凝集槽３と膜分離槽４に仕切られており、凝集槽３に凝集剤添加装置11、攪拌機12が備えられており、膜分離槽４内に膜分離モジュール15が浸漬されている。槽２から引き抜かれた汚泥は、汚泥貯留槽６内の濾過手段で脱水され、水は原水槽１に返送される。
【選択図】図１

Description

本発明は、各分野の水処理に用いることができる浸漬型膜分離装置とそれを用いた濾過運転方法に関する。

各種分野の水処理において、凝集処理と膜分離処理を併用する方法が採用されている。凝集処理と膜分離処理を１つの槽内で行う方法は、装置全体をコンパクトにできる点で好ましいが、凝集処理で生じたフロックにより膜が閉塞され、濾過性能が低下するおそれもある。
特開平４−２５６５００号公報特許２８５２０３４号公報特開平６−７１２５７号公報特開２００５−３４９３３７号公報特開２００２−１７７９８３号公報

本発明は、凝集処理と膜分離処理を１つの槽内で行う方法であり、装置全体として高い濾過性能を維持できる浸漬型膜分離装置と、それを用いた濾過運転方法を提供することを課題とする。

本願発明は、課題の解決手段として、
少なくとも原水槽、凝集及び膜分離槽、前記凝集及び膜分離槽から引き抜かれた汚泥含有水を貯留する汚泥貯留槽とを有する浸漬型膜分離装置であり、
前記凝集及び膜分離槽が、凝集剤添加装置と撹拌機を備え、槽内に膜分離モジュールが浸漬されたものであり、
前記汚泥貯留槽が、汚泥含有水を脱水するための濾過手段を有しており、
前記汚泥貯留槽と前記原水槽が、前記汚泥貯留槽で脱水された後の水を返送するための返送ラインで接続されている、浸漬型膜分離装置を提供する。

本願発明は、他の課題の解決手段として、
請求項１〜３のいずれか１項記載の浸漬型膜分離装置を用いた濾過運転方法であり、
原水槽内の原水を凝集及び膜分離槽に送り、凝集及び膜分離処理する工程、
前工程により膜分離した透過水を透過水槽に送り、凝集及び膜分離槽内に溜まった汚泥含有水を引き抜いて汚泥貯留槽に送る工程、
前記汚泥貯留槽にて、槽内に設置された濾過手段により前記汚泥含有水を脱水する工程、
前工程で脱水した水を原水槽に返送する工程、
を有している、濾過運転方法を提供する。

本発明の浸漬型膜分離装置によれば、装置全体として高い濾過性能を維持することができる。

＜浸漬型膜分離装置＞
図１により、本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の浸漬型膜分離装置の概念図である。図１中の丸で囲まれたＰは、ポンプを示している。

原水槽１は、原水ライン２１により供給された原水で満たされており、内部にポンプが浸漬されている。原水槽１は、原水供給ライン２２で凝集及び膜分離槽２に接続されている。

凝集及び膜分離槽２は、内部が仕切壁１３により、凝集槽３と膜分離槽４とに分けられている。凝集槽３と膜分離槽４の容積は、同程度であるか、膜分離槽４の方が大きいことが好ましい。凝集及び膜分離槽２の底面と凝集槽３側の側面の境界は、図示するように傾斜面２ａとなっている。

仕切壁１３は、凝集及び膜分離槽２の対向する壁面に両側面が固定されており、下面１３ａは凝集及び膜分離槽２の底面から離れており、上面１３ｂは満水状態のときに水面よりも下に位置するように設定されている。このため、凝集槽３と膜分離槽４は、仕切壁１３の上面（上端）１３ｂ側と下面（下端）１３ａ側にて液の流通が可能なように連通されている。

凝集槽３は、所定量の凝集剤を添加するための凝集剤添加装置１１、槽内を攪拌するための攪拌機１２が備えられており、必要に応じて図示していないｐＨ調整装置も設けることができる。

膜分離槽４には、膜分離モジュール１５が吊り下げられた状態で浸漬されている。膜分離モジュール１５としては、例えば、公知の中空糸膜モジュール（外圧型又は内圧型であるが、好ましくは外圧型）を用いることができる。膜分離モジュール１５の直下の槽底面には、必要に応じて、膜面を外側から洗浄するための散気装置を設置することができる。凝集及び膜分離槽２は、ポンプを備えた透過水ライン２３で透過水槽５に接続されている。

透過水槽５と凝集及び膜分離槽２内の膜分離モジュール１５の透過水出口は、ポンプを備えた逆圧洗浄ライン２４で接続されている。逆圧洗浄ライン２４には、薬液添加装置７が設置されている。

凝集及び膜分離槽２は、傾斜面２ａにおいて汚泥引抜ライン２５で汚泥貯留槽６に接続されている。汚泥引抜ライン２５により、凝集及び膜分離槽２の底面付近に溜まった汚泥を水とともに汚泥含有水として引き抜くことができる。汚泥貯留槽６は、返送ライン２６により、原水槽１に接続されている。

汚泥貯留槽６内には、汚泥含有水を脱水して、汚泥と水を分離するための図示していない濾過手段が設置されている。この濾過手段としては、例えば、ＪＩＳ規格で１０〜５０メッシュ程度の不織布製の濾布が、ステンレス製等の箱枠や籠等の支持体に固定されたものを用いることができる。

不織布の材質は特に制限されるものはなく、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド等の公知のものを用いることができる。

＜浸漬型膜分離装置を用いた濾過運転方法＞
次に、図１により、本発明の浸漬型膜分離装置を用いた濾過運転方法について説明する。

原水が満たされた原水槽１内のポンプを作動させ、原水供給ライン２２から凝集槽３に原水を供給し、凝集槽３と膜分離槽４内に原水を満たす。

凝集槽３では、攪拌機１２により槽内を攪拌しながら、凝集剤添加装置１１により、所要量の凝集剤を添加する。このとき、必要に応じてｐＨ調整装置により、ｐＨ調整剤を添加してｐＨを９〜１０に調整することができる。

凝集剤は、例えば、吸着剤、凝結剤、高分子凝集剤等を用いることができる。吸着剤としては、珪藻土、モンモリロナイト、活性白土等の油吸着剤、凝結剤としては、硫酸アルミニウム等の無機化合物、高分子凝集剤としては、アニオン系とカチオン系の高分子凝集剤を挙げることができる。

膜分離槽４では、膜分離モジュール１５で濾過する。膜分離モジュール１５による濾過時には、膜面を外側から洗浄するため、散気装置で散気することができる。また、適当間隔をおいて、逆圧洗浄ライン２４により、薬液を含む洗浄液で逆圧洗浄することができる。

膜分離槽４内の濾過時において、凝集槽３内が攪拌機１２で攪拌されているため、凝集槽３と膜分離槽４内の被処理水は、仕切壁１３の下面１３ａの下を通り、上面１３ｂを越えて互いに流通する。このため、膜分離槽４内の被処理水は、フロックが偏在することなく均一状態になり、分離膜モジュール１５の膜面が閉塞されることもなく、分離膜モジュール１５による濾過性能が安定する。

膜分離槽４で濾過した透過水は、透過水ライン２３により、透過水タンク５に送られ、貯水される。透過水タンク５内の透過水は、適宜河川等に放流するほか、膜分離モジュール１５の逆圧洗浄水としても用いられる。

凝集及び膜分離槽２の底面付近に溜まったフロック（汚泥）は、汚泥引抜ライン２５から引き抜き、汚泥貯留槽６に送る。汚泥貯留槽６では、汚泥を脱水して、水は原水槽１に返送し、汚泥は廃棄する。

＜図１で示す浸漬型膜分離装置＞
凝集及び膜分離槽２（図１に示す傾斜面２ａを有している）は、高さ１．３５ｍ、幅０．６３ｍ、奥行き０．８６ｍ（容積０．８１ｍ^３）で、幅方向１／３〜１／２の位置に、高さ１ｍの仕切壁が、上側に０．３５ｍ、下側に０．２５ｍの隙間を空けて、槽の壁に固定されたものを用いた。

汚泥貯留槽６は、高さ０．６５ｍ、幅０．３５ｍ、奥行き０．３６ｍ（容積０．０８ｍ^３）のものを用いた。濾過手段は、ステンレス網で作られた籠の内部に、厚さ１０〜３０μmのポリエステル製の濾布（１０メッシュ；ＪＩＳ規格）が装着されたものを用いた。

＜図１で示す浸漬型膜分離装置による濾過運転＞
凝集及び膜分離槽２では、以下に記載する凝集処理と膜分離処理を並行させた。

原水槽１から１０００kg／ｈの速度で供給されたＢＯＤ５２ppm，ｎヘキサン抽出物量７．６mg／Ｌ、濁度５２、ｐＨ７．３の原水（化粧品工場の排水）に対して、凝集剤（商品名メムフロックＵ００２；ダイセン・メンブレン・システムズ株式会社製）を濃度が８０ppmとなるように添加し、攪拌凝集処理を行った。

そして、膜分離モジュール１５（外径２mm、内径０．９mmの酢酸セルロース中空糸膜を充填したケーシングフリーの浸漬型中空糸膜エレメント〔有効膜面積３ｍ^２〕を９０mm間隔で６ユニット組み合わせたもの）により、吸引濾過した。濾過運転は、散気管（パールコン；ダイセン・メンブレン・システムズ社製，PMD-T06）により散気しながら行った。濾過運転３０分ごとに４５秒間の逆圧洗浄をした。

濾過運転０．５時間に１回の割合で、凝集及び膜分離槽２から３０〜５０Ｌの量の汚泥を汚泥引抜ライン２５により取り出し、汚泥貯留槽６内に設置した濾布上に供給して、汚泥を脱水した。その結果、５０〜８０Ｌ／ｈの水を原水槽１に戻した。原水槽のＢＯＤは５１ppmとなった。

濾過運転１時間経過時の透過水は、ＢＯＤ３８ppm、ｎヘキサン抽出物量０．６mg／Ｌ以下、濁度０．２であり、そのまま河川放流ができるものであった。

本発明の浸漬型膜分離装置の概念図。

符号の説明

１原水槽
２凝集及び膜分離槽
３凝集槽
４膜分離槽
５透過水槽
６汚泥貯留槽
１１凝集剤添加装置
１２攪拌機
１３仕切壁
１５膜分離モジュール

Claims

少なくとも原水槽、凝集及び膜分離槽、前記凝集及び膜分離槽から引き抜かれた汚泥含有水を貯留する汚泥貯留槽とを有する浸漬型膜分離装置であり、
前記凝集及び膜分離槽が、凝集剤添加装置と撹拌機を備え、槽内に膜分離モジュールが浸漬されたものであり、
前記汚泥貯留槽が、汚泥含有水を脱水するための濾過手段を有しており、
前記汚泥貯留槽と前記原水槽が、前記汚泥貯留槽で脱水された後の水を返送するための返送ラインで接続されている、浸漬型膜分離装置。
前記凝集及び膜分離槽が、内部が仕切壁により凝集槽と膜分離槽とに分けられ、前記凝集槽と前記膜分離槽が前記仕切壁の上端側と下端側にて液の流通が可能なように連通されており、前記凝集槽に凝集剤添加装置と攪拌機が備えられており、前記膜分離槽内に膜分離モジュールが備えられている、請求項１記載の浸漬型膜分離装置。
前記汚泥貯留槽に設置された濾過手段が、支持体に１０〜５０メッシュ（ＪＩＳ規格）の不織布からなる濾布が固定されたものである、請求項１又は２記載の浸漬型膜分離装置。
請求項１〜３のいずれか１項記載の浸漬型膜分離装置を用いた濾過運転方法であり、
原水槽内の原水を凝集及び膜分離槽に送り、凝集及び膜分離処理する工程、
前工程により膜分離した透過水を透過水槽に送り、凝集及び膜分離槽内に溜まった汚泥含有水を引き抜いて汚泥貯留槽に送る工程、
前記汚泥貯留槽にて、槽内に設置された濾過手段により前記汚泥含有水を脱水する工程、
前工程で脱水した水を原水槽に返送する工程、
を有している、濾過運転方法。
前記凝集及び膜分離処理工程が、
内部が仕切壁により凝集槽と膜分離槽とに分けられ、前記凝集槽と前記膜分離槽が前記仕切壁の上端側と下端側にて液の流通が可能なように連通された槽を使用し、
原水を凝集槽内に送り、凝集槽と膜分離槽内を被処理水で満たした後、凝集槽内に凝集剤を添加し、攪拌機で攪拌しながら凝集処理し、膜分離槽内に浸漬した膜分離モジュールで濾過処理するとき、凝集槽内の被処理水と膜分離槽内の被処理水を互いに流通させながら凝集及び膜分離処理する工程である、請求項４記載の濾過運転方法。