JP2010119948A - 膜分離装置、及びろ過処理運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ろ過水配管内に滞留する空気を、洗浄開始時に確実に排出でき、さらに、空気排出時に洗浄水の浪費を大幅に減少させることができる膜分離装置を提供する。
【解決手段】膜分離エレメントとその下方に配置された散気装置とを備えた膜ろ過ユニット２が少なくとも２つ以上処理槽１内に浸漬され、該膜分離エレメントによって被処理水を膜分離し、膜分離後のろ過水が、該膜分離エレメントに具備されたろ過水配管３、該ろ過水配管３と接続され該処理槽１内の該被処理水の液面の上方に配置された集水管４、該集水管４と連結された接続配管７、該接続配管７と連結された幹配管５、の順で回収される膜分離装置であって、該幹配管５は各集水管４に対して各々０．２ｍ以上の高低差をつけて各集水管４の上方に配置され、該接続配管７内に該接続配管７の該幹配管５との連結部分より上方に排気手段８を備えたエア溜まり部が設けられたことを特徴とする膜分離装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、排水処理や上水処理、膜分離活性汚泥処理など処理槽内の被処理水を、膜分離エレメントを用いてろ過吸引処理する膜分離装置に関する。

工業用水や農業用水、水道水、下水処理水などを製造する浄水プロセスにおける膜分離手段として実用化が進んでいる浸漬型膜ろ過装置は、大気開放された処理槽内の被処理水中に膜ろ過ユニットを浸漬して配置し、膜ろ過ユニットを用いて被処理水中の固形分と処理水を膜分離し、得られたろ過水を吸引ポンプ等により吸引して回収する。

前記膜ろ過ユニットは、膜分離エレメントとその下方に配置された散気装置とから構成されるものが通常使用される。また個々の膜分離エレメントはろ過水配管を具備しており，前記膜分離エレメントは集水管と接続され、該集水管の一端に接続された吸引ポンプにより吸引ろ過を行う。膜分離エレメントとしては、多孔性のろ過膜を構成部材とした平膜型、管状膜型など種々の分離膜を採用することが知られている。特に、管状膜型の中空糸膜を採用した膜分離エレメントは、単位体積あたりのろ過面積が広く造水能力の効率が向上するために多用されるようになっている。

また、膜分離エレメントは、処理槽内の被処理中に膜を浸漬させて使用されることから、膜間に詰まる濁質の排出性に優れるため高濁質の被処理水にも対応できることを利点とする。

しかし、上述した膜分離エレメントを用いて膜ろ過処理を続けると、原水中に含まれる濁質や有機物などの除去対象物質が膜の表層に次第に蓄積していき膜の閉塞現象を生じる。これは膜のろ過抵抗を上昇させ、ろ過処理を困難にさせる。そこで、一般的には定期的に膜ろ過処理を停止し、物理洗浄を実施することによって膜のろ過性能を維持する手法がとられるため、ろ過処理の運転サイクルは、基本的にろ過処理工程と物理洗浄工程を１サイクルとする繰り返し運転となる。

ここで、物理洗浄には、膜エレメントの下方から空気を吹き込んで膜を水中で振動させる空気洗浄（空洗）や、膜エレメントのろ過方向とは逆方向、つまりろ過水側から供給水側に膜ろ過水などの洗浄水を圧送する逆圧水洗浄（以下、逆洗と略称する。）などがある。

近年の要求される造水量の増大に伴い、膜ろ過ユニットを１基設置したろ過処理装置では対応不可能となってきている。そのため、処理槽内に複数基の膜ろ過ユニットを直列あるいは並列に浸漬配置して、ろ過処理量を増大させる方法がとられる傾向がある。この場合、単一の処理槽内に浸漬された複数基の各膜ろ過ユニットには各々ろ過水配管が接続され、これらのろ過水配管は集水管で集約されて処理水槽に至る。処理槽が２つ以上ある場合は、各処理槽内で集約された各々の集水管が幹配管に接続され、最終的に処理水槽に連結されるような装置形態がとられる。

こうした大規模な装置においても、ろ過工程中にろ過水配管内は吸引作用による負圧状態ないしはそれに近い状態となり、大気圧下の被処理中では溶解していた空気が一部不溶化してろ過水配管内に滞留する。この滞留した空気は、前記した物理洗浄工程における逆洗時に、洗浄水の膜面透過を阻害する要因となる。すなわち、ろ過工程と逆洗工程の繰り返し処理により、膜エレメントのろ過水側に次第に蓄積していく空気は、膜面の洗浄ができない領域を漸次広げていくことになる。このため、膜の閉塞領域が増大し、膜ろ過差圧の上昇速度が速くなるという課題があった。

上記課題を解決するために、ろ過水配管内に滞留した空気を逆洗工程前にろ過水配管外へ排出する手段が開示されている。たとえば、特許文献１では膜分離エレメントの吸引口の上端に連通させて排気手段と空気抜きバルブを設け、逆洗を行う前に空気抜きバルブを開け、膜分離エレメントのろ過水流路内に滞留した気体を系外へ排出することが提案されている。しかしながら、特許文献１の装置は、空気抜きバルブを開放するだけのものであるため、ろ過水配管内に分散して存在する空気を全て系外へ排出するためにかなりの時間を要する。このことは、洗浄水の供給量を増加させてしまうという課題があった。

この洗浄水の浪費を回避するため、特許文献２では、ろ過配管内の空気を空気抜き用の配管に留めた後に逆洗工程により系外へ空気を排出することが提案されている。しかしながら、工程の増加に伴い、ろ過運転全体の稼働率を低下させてしまうという課題がある。また、特許文献１と同様に、排出空気は洗浄水と共に系外に放出されるため、洗浄水の供給量が増加するという課題は残った。

一方、特許文献３では、ろ過水配管にＴ字管を設け、Ｔ字管の下部をろ過水槽に接続し、Ｔ字管の上部を浸漬槽水面より上方に突出させ、ろ過水に混入する空気を系外に排出することが提案されている。特許文献３の装置を用いた場合では、ろ過工程中に、滞留した空気をろ過水配管内のＴ字管部分である程度分離することは可能である。しかしながら、ろ過水配管の径がすべて同じであるため、ろ過水配管内の流速によっては、ろ過水配管側に空気が混入したり、Ｔ字管の上部に接続された排気管内が空気で満たされ、ろ過水配管側に空気が流れ込んだりするという課題があった。

また、特許文献４では、ろ過水配管に立ち下がり部を設け、その立ち下がり部を鉛直方向に対して傾斜させた空気溜まり部を設け、空気溜まり部から吸引ポンプによって配管内の空気を系外へ排出することが提案されている。特許文献４の装置を用いた場合では、ろ過水に混入している空気が立ち下がり管の上側側面に集まり、それらが次第に大きな気泡となって、立ち下がり管の上側側面に沿って上昇していき空気溜まり部により集まることで空気の滞留が防止されることになる。しかしながら、空気溜まり部にたまった空気を吸引ポンプにて吸引する際に、ろ過水配管内のろ過水も一緒に吸引してしまう可能性があり、その場合、ろ過水も空気と共に系外に排出されてしまうという課題があった。たとえろ過水配管内のろ過水を系外に排出しないように吸引ポンプを調節して作動させたとしても、ろ過水配管内の空気を全て排出できないといった可能性もあり、また効率的なろ過運転の妨げにもなるといった課題があった。

さらに、特許文献１〜４の空気排出手段では、上述したような近年の造水量増大に対応したろ過処理装置の使用形態である複数基の膜ろ過ユニットを浸漬させた配置などの装置において、各々の膜ろ過ユニットのろ過水配管に滞留空気の排気機構を設ける必要があるため、ろ過処理装置全体としてのコスト増の要因となっていた。
特開平８−３３２３５４号公報 特開平１１−２０７３３２号公報 特開２００５−１６１２１８号公報 特開２００２−２４８３０３号公報

本発明は、処理槽内に膜分離エレメントを設置してろ過水を取り出す膜分離装置において、安定な膜ろ過運転を行う際に障害となるろ過水配管内に滞留する空気を、洗浄開始時に確実にろ過水配管内から排出することができ、さらに、配管内の空気排出時における洗浄水の浪費を大幅に減少させることができる膜分離装置を提供することを目的とする。

また、複数基の膜ろ過ユニットを直列あるいは並列に浸漬配置したような大規模な装置において、各膜ろ過ユニットに空気の排出機構を設ける必要のない低コストな膜分離装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、膜分離エレメントと該膜分離エレメントの下方に配置された散気装置とを備えた膜ろ過ユニットが少なくとも２つ以上処理槽内に浸漬され、該膜分離エレメントによって被処理水を膜分離し、膜分離後のろ過水が、該膜分離エレメントに具備されたろ過水配管、該ろ過水配管と接続され該処理槽内の該被処理水の液面の上方に配置された集水管、該集水管と連結された接続配管、該接続配管と連結された幹配管、の順で回収される膜分離装置であって、該幹配管は各集水管に対して各々０．２ｍ以上の高低差をつけて各集水管の上方に配置され、かつ該接続配管の断面積は該集水管の断面積の４倍以上であり、該接続配管内に該接続配管の該幹配管との連結部分より上方に排気手段を備えたエア溜まり部が設けられたことを特徴とする膜分離装置である。

請求項２に記載された発明は、請求項１記載の膜分離装置を用いて被処理水を膜分離するろ過処理運転方法であって、逆圧水洗浄の開始時に前記排気手段を用いて排気操作を実施することを特徴とするろ過処理運転方法である。

請求項１に記載された発明によれば、膜ろ過ユニットを少なくとも２つ以上処理槽内に浸漬し、処理槽内の各ユニットに接続されたろ過水配管を集水管に集約し、該集水管を幹配管に連結させてろ過液を回収する膜分離装置において、該幹配管は各集水管に対して各々０．２ｍ以上の高低差をつけて各集水管の上方にて接続配管を用いて接続され、かつ該接続配管の断面積は該集水管の断面積の少なくとも４倍以上であり、該接続配管内に該接続配管の該幹配管との連結部分より上方に排気手段を備えたエア溜まり部を設けることにより、ろ過工程時において、該接続配管内のろ過水の線速度よりも混入空気の上昇速度の方が速くなり、混入空気がエア溜まり部に優先的に選択分離されるようになるので、配管内の空気排出時における洗浄水の浪費を大幅に減少させることができる。

また、処理槽一つに対して、エア溜まり部は一つで対応できることから、膜ろ過ユニット毎にエア溜まり部を設けた場合よりも低コストな膜分離装置を提供することができる。

請求項２に記載された発明によれば、ろ過工程時におけるろ過水の流れる向きと逆向きとなる逆洗工程の開始時に前記排気手段を用いて排気操作を実施することにより、膜エレメントに洗浄水が到達する前に選択分離された混入空気を排気手段より確実にろ過水配管内から排出することができるので、洗浄水の浪費を大幅に減少させることができるろ過処理運転方法を提供することができる。

以下、本発明の膜分離装置、およびろ過処理運転方法について図１および図２に基づいて説明する。なお、本発明を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付けて説明する。

図１は本発明にかかる膜分離装置の概略の構成を示す上面図である。図２は図１中のA-A線に沿う断面図である。

図１に示された膜分離装置は、工業用水や農業用水、水道水、下水処理水などを製造する浄水プロセスにおける膜分離手段として実用化が進んでいる浸漬型膜ろ過装置の一実施形態であり、大気開放された処理槽１内の被処理水中に複数基の膜ろ過ユニット２を浸漬して配置し、膜ろ過ユニット２を用いて被処理水中の固形分と処理水を膜分離し、得られたろ過水を吸引ポンプ等の吸引手段６により吸引して回収する装置である。

上記膜ろ過ユニット２は、鉛直方向に配置された複数本の中空糸膜からなる図示せぬ複数の膜分離エレメントとその下方に配置された図示せぬ散気装置とを備えている。

膜分離エレメントとして適用できる分離膜は、精密ろ過膜又は限外ろ過膜であり、膜表面の孔径が０．００１μm〜１μmの範囲内の多孔性ろ過膜が採用される。その形状は、特に限定されず、平膜型、管状膜型など種々の形状を適宜採用することができる。特に、管状膜型の中空糸膜を採用した膜分離エレメントは、単位体積あたりのろ過面積が大きく造水能力の効率を向上するために好ましく採用できる。分離膜の材質としては、酢酸セルロース、ポリスルホン、ポリオレフィン、ポリアクリロニトリル、ポリフェニレンスルフォン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスルホン、ポリビニルアルコール、ポリフッ化ビリニデン（ＰＶＤＦ）、PTFE（ポリ四フッ化エチレン）、セラミックスなどが挙げられる。特に、ＰＶＤＦは、膜強度、耐薬品性の観点から好ましく採用できる。

散気装置としては、多孔質のセラミックを板状に成形した散気板や円筒中空状に成形した散気筒、あるいは適度の弾性を有する合成樹脂製又は合成ゴム製のシートに多数の気泡噴出孔を形成した散気膜など種々の気泡発生装置を採用できる。こうした散気装置は、処理槽内の活性汚泥への酸素供給と槽内の汚泥混合を行うこと、あるいは気泡や気泡の上昇に伴って生成される水流により膜エレメント表面を洗浄して膜面の付着物を除去、抑制することを目的として設置される。

上記膜ろ過ユニット２内に装填された個々の膜分離エレメントはろ過水配管３を具備しており，これらは集水管４と接続され、該集水管４は、鉛直方向に配置された接続配管７により幹配管５に接続される。図１は二つの処理槽から構成される装置であり、各々の集水管４は同一平面上に配置し、幹配管５は集水管４よりも鉛直上方に配置し、それらを接続する接続配管７は鉛直方向に沿って配置した。なお、各集水管４と幹配管５を接続する接続配管７は、図１のように鉛直方向に配置しても、鉛直方向に対して４５度以内で傾斜させて配置してもよい。

同様にして、本発明の膜分離装置が二つ以上の処理槽から構成される場合においても、各処理槽に設置された集水管４と幹配管５は一本の接続配管７により各々接続される。

上記幹配管５の一端には、膜分離エレメント内のろ過水側を吸引するための吸引手段６を具備している。一般的に、吸引手段６としては吸引ポンプを用い、図１においても同様である。また、膜分離エレメントを逆洗する際には、ろ過時のろ過水の流れる向きと逆向きに膜エレメント内に洗浄水を圧入する図示せぬ送水手段を備えている。一般的に、送水手段としては逆洗ポンプを用いる。

逆洗は、ろ過工程におけるろ過水の流れる向きとは逆方向にろ過水を流入させ、膜面に堆積する濁質や有機物などの除去対象物質を剥離、除去する物理洗浄操作のひとつである。こうした逆洗操作を運転工程に取り入れることにより、所定の時間ろ過を継続した後、定期的に逆洗操作を行うことで膜面の汚染の進行を防止できる。

一般的に、上記ろ過水配管３はろ過時のろ過水の線速度が１．０ｍ/ｓ程度になるように配管径（内径）を設計する。しかしながら本発明では、接続配管７内にて、ろ過水の上昇速度と混入空気の上昇速度の差分を利用して、混入空気を優先的に選択分離する。一般的な配管内の水中での浮力による混入空気の上昇速度は、０．２ｍ/ｓのため、接続配管７内のろ過水の線速度は０．２ｍ/ｓ以下の低流速となるように設計することが必要である。水のような非圧縮流体の定常流においては、連続の式より流量一定のもとでは流速と内径の自乗（管の断面積）とは反比例する。したがって、上述のろ過水の速度差を得るには、集水管４の断面積に対して接続配管７の断面積を５倍程度にするのが理想的である。しかしながら、上記の配管仕様で設計できる場合はよいが、これでは集水管の内径が大きくなればなるほど接続配管の内径がより大きくなってしまうので、装置の設置面積の増大やコスト高を招き現実的でなくなる。そこで、集水管４の内径２０Aに対して、鉛直方向に配置された接続配管７の内径を種々変化させた場合のろ過水の上昇速度を、ビデオカメラを用いて測定したところ、
ろ過流量２００L/minのろ過運転条件では、接続配管７の内径が４０A以上においては、接続配管７内のろ過水の流速が０．２ｍ/ｓとなることが判明した。このことから、接続配管７の内径を集水管４の内径の少なくとも２倍以上、すなわち、接続配管７の断面積を集水管４の断面積の４倍以上とすることで、目的とするろ過水と上昇空気の速度差を達成できることがわかった。同様の実験を集水管内径を種々変更して実施したところ、上述の結果を得ることができた。なお、断面積とは配管の軸方向に対する法線方向横断面における流路部分の面積とする。

図２において示すとおり、上記接続配管７の鉛直上部には、排気手段として排気バルブ８を設置し、接続配管７から幹配管５に接続される部位の上面１０より上方にエア溜まり部９を設けた。また、集水管４の上面と接続配管７から幹配管５に接続される部位の下面１１との高さの差H（有効な高低差）は、接続配管７内のろ過水の線速度と混入空気の上昇速度の差分の時間的な積分量が多い程、混入空気をろ過水から分離する効果はより大きくなる。したがって、接続配管７の有効な高低差Ｈが大きいほど分離機能は良くなるが、本発明においては、幹配管５と集水管４との高低差Ｈは、０．２ｍ以上であることが本発明の顕著な効果を得るために必要である。その理由は実施例において詳述するが、高低差Ｈが０．２ｍ未満であれば、ろ過水からの混入空気分離機能が十分でなく、またろ過運転ごとの分離機能のばらつきが大きいため、所望の効果を得ることができない。

上記エア溜まり部９は、接続配管７内にて分離された混入空気を蓄積させる箇所であり、ろ過処理運転１サイクルにおいて発生する混入空気の総体積以上の容積を持つことが好ましい。

ろ過処理運転１サイクルで発生する混入空気の総体積以下の容積に設定した場合には、接続配管７内にて分離された混入空気全てをエア溜まり部９に収容することができず、幹配管５あるいはろ過水配管３内に再拡散してしまう不具合が生じやすい。また、エア溜まり部９の容積に余裕を持たせるためにあまりにも鉛直上方にまでエア溜まり部９を延長させると、排気手段８を開放して空気を排出させる時に要する圧力がエア溜まり部９のヘッド圧分だけ余分な圧力を必要とする。そのため、エア溜まり部９の容積は、ろ過処理運転１サイクルにおいて発生する空気の総体積程度に設定することが好ましい。発生する空気の総体積は、装置構成や運転条件などにより異なるため、エア溜まり部９の高さは調節可能にしておくことが好ましく、実際にろ過処理運転を実施した時の目視確認の値や、膜ろ過差圧の速度勾配などからエア溜まり部９の高さを決定することが好ましい。

上述した図１の膜分離装置を用いたろ過処理工程と物理洗浄工程を１サイクルとするろ過処理運転の概略を説明する。なお、ここでは、物理洗浄工程として、逆洗工程を実施した時の場合を例示する。まず、ろ過処理工程時において吸引ポンプ６によりろ過水配管３ないしは集水管４が負圧となることにより不溶化した空気は、接続配管７においてろ過水の上昇速度よりも大きい速度で上昇をするため、エア溜まり部９に優先的に蓄積していく。エア溜まり部９に蓄積された空気は、ろ過処理工程後の逆洗工程開始時にエア溜まり部９内の空気を全て排出するに要する時間だけ排気バルブ８を開放することにより、ろ過水の流れる向きとは逆向きに流れる洗浄水の圧力により系外に圧送、排出される。エア溜まり部I内の混入空気の排出完了後、排気バルブ８を閉じ、通常の逆洗を実施する。なお、図１ではエア溜まり部I内の混入空気は排気バルブ８により系外へと排出されるが、これを処理水槽と連結する構成としてもよい。この場合、洗浄水が系外へ排出されることがなく、洗浄水の浪費量をさらに低減することが可能となる。

ここで、物理洗浄の方法としては、膜エレメントのろ過方向とは逆方向、つまりろ過水側から供給水側に膜ろ過水などの洗浄水を圧送する逆圧水洗浄（逆洗）の他に膜エレメントの下方から空気を吹き込んで膜を水中で振動させる空気洗浄（空洗）などを追加してもよい。なお、逆洗時に洗浄水に加える圧力は、高すぎると膜自体を損傷させてしまうため、洗浄水が膜エレメントの膜面を通過できる最小の圧力を用いることが好ましい。

以上説明したように、本発明により、集水管４と幹配管５を接続する接続配管７内において、ろ過水の線速度よりも混入空気の上昇速度の方が大きくなり、混入空気がエア溜まり部９に優先的に選択分離されるようになるので、配管内の混入空気排出時における洗浄水の浪費を大幅に減少させることができ、かつ膜分離エレメント２に洗浄水が到達する前に混入空気を確実に接続配管７内から排出することができるので、洗浄水の浪費を大幅に減少させることができるろ過処理運転ができる。また、処理槽一つに対して、エア溜まり部は一つで対応できることから、各膜ろ過ユニットにエア溜まり部を設けた場合よりも低コストな膜分離装置となる。

以下、本発明の膜分離装置の実施例について説明するが、本発明は本実施例により限定されるものではない。

なお、各実施例では、ＰＶＤＦからなる管状膜型の中空糸膜（有効膜長１.１ｍ、有効膜面積２５ｍ^２）約８,０００本から構成される膜分離エレメントを膜ろ過ユニット２内に１０基装填した膜ろ過ユニットを用いた。また、用いた配管径は、ろ過水配管３は５０Ａ、集水管４は３００Ａを採用し、エア溜まり部９の高さを０．２ｍと設定した。なお、接続配管７を有する場合においては、接続配管７は８００Ａを採用した。このとき、接続配管７の断面積は集水管４の断面積の７．１１倍であった。
（実施例１）
（１Ａ）
図１に示す膜分離装置を用い、ろ過処理工程と物理洗浄工程（逆洗）を１サイクルとするろ過処理運転をろ過流束０．５ｍ/ｄにて１０サイクルの繰り返し運転を実施した。その際、それぞれの膜分離装置のろ過水配管３には耐圧性のある透明ガラス窓を一つずつ設置し、逆洗工程時における洗浄水中の混入空気の有無を目視確認した。その結果、１０サイクル全てにおいてろ過水配管３内に混入空気を確認することは出来なかった。また、接続配管７内のろ過水の流速は０．１８m/sであった。
（１Ｂ）
上記（１Ａ）における膜分離装置に代えて図３に示す膜分離装置を用いた以外は、（１Ａ）と同様にろ過処理運転を実施した。ここで、図３に示す膜分離装置では、接続配管７および排気手段８を設置しないこと以外は、図１に示す膜分離装置と基本的に同一の構成である。なお、接続配管７を設置しないことにより、集水管４を一本化して幹配管の機能をもたせた。逆洗工程時における洗浄水中の混入空気の有無を目視確認した結果、各サイクルにおいてろ過水配管３内に空気が混入していることを確認できた。

以上（１Ａ）および（１Ｂ）の結果より、接続配管７と排気手段８を用いた本発明の膜分離装置において混入空気の分離、排出機構の優位性を確認することができた。
（実施例２）
図１に示す膜分離装置を用い、集水管４と幹配管５との高低差Hを任意に変更して、ろ過処理工程と物理洗浄工程（逆洗）を１サイクルとするろ過処理運転をろ過流束０．５ｍ/ｄにて３回実施し、サイクル毎にエア溜まり部９のエア占有率を測定した。なお、エア溜まり部９には耐圧性の透明ガラスを設置し、蓄積される空気の下面位置を読み取れるようにした。また、エア溜まり部９の有効容積は、ろ過処理運転１サイクルにて発生する空気の体積と同じ容積に設定した。
（２Ａ）
高低差Ｈを０．３５ｍとして上記試験を行ったところ、図４に示すとおり、エア溜まり部９のエア占有率は１００％であり、サイクル毎の値のばらつきもほとんどなかった。
（２Ｂ）
高低差Ｈを０．３０ｍとして上記試験を行ったところ、図４に示すとおり、エア溜まり部９のエア占有率は１００％であり、サイクル毎の値のばらつきもほとんどなかった。
（２Ｃ）
高低差Ｈを０．２５ｍとして上記試験を行ったところ、図４に示すとおり、エア溜まり部９のエア占有率は１００％であり、サイクル毎の値のばらつきもほとんどなかった。
（２Ｄ）
高低差Ｈを０．２０ｍとして上記試験を行ったところ、図４に示すとおり、エア溜まり部９のエア占有率は８７％であり、サイクル毎の値のばらつきは若干見られたが、いずれのサイクルにおいてもエア占有率８０％以上と高い分離機能を達成していた。
（２Ｅ）
高低差Ｈを０．１５ｍとして上記試験を行ったところ、図４に示すとおり、エア溜まり部９のエア占有率は７２％であり、サイクル毎の値のばらつきも大きかった。そのため、多くのサイクルにおいてエア占有率８０％以上を達成できなかった。
（２Ｆ）
高低差Ｈを０．１０ｍとして上記試験を行ったところ、図４に示すとおり、エア溜まり部９のエア占有率は５３％であり、サイクル毎の値のばらつきも大きかった。いずれのサイクルにおいてエア占有率８０％以上を達成できなかった。
（２Ｇ）
高低差Ｈを０．０５ｍとして上記試験を行ったところ、図４に示すとおり、エア溜まり部９のエア占有率は１９％であり、サイクル毎の値のばらつきも大きかった。いずれのサイクルにおいてエア占有率８０％以上を達成できなかった。

以上（２Ａ）および（２Ｇ）の結果より、集水管４と幹配管５との高低差Ｈを０．２０ｍ以上としたときには、接続配管７内にて分離される混入空気のエア溜まり部９に対する占有率が８０％以上となり、本発明の膜分離装置において、接続配管７内のろ過水の線速度と混入空気の上昇速度の差分の時間的な積分量が十分となり、混入空気の分離機能を必要十分に果たすことが可能になるとともに、洗浄水の浪費を大幅に低減させることができた。

本発明にかかる膜分離設備の概略の構成を示す上面図である。 図１中のA-A線に沿う断面図である。 実施例（１Ｂ）にかかる膜分離設備の概略の構成を示す上面図である。 本発明の効果を評価するために実施した実施例２の結果を示すグラフである。

符号の説明

１：処理槽
２：膜ろ過ユニット
３：ろ過水配管
４：集水管
５：幹配管
６：吸引ポンプ
７：接続配管
８：排気バルブ
９：エア溜まり部
１０：接続配管７から幹配管５に接続される部位の上面
１１：接続配管７から幹配管５に接続される部位の下面
Ｈ：集水管４と幹配管５との高低差

Claims (2)

1. 膜分離エレメントと該膜分離エレメントの下方に配置された散気装置とを備えた膜ろ過ユニットが少なくとも２つ以上処理槽内に浸漬され、該膜分離エレメントによって被処理水を膜分離し、膜分離後のろ過水が、該膜分離エレメントに具備されたろ過水配管、該ろ過水配管と接続され該処理槽内の該被処理水の液面の上方に配置された集水管、該集水管と連結された接続配管、該接続配管と連結された幹配管、の順で回収される膜分離装置であって、該幹配管は各集水管に対して各々０．２ｍ以上の高低差をつけて各集水管の上方に配置され、かつ該接続配管の断面積は該集水管の断面積の４倍以上であり、該接続配管内に該接続配管の該幹配管との連結部分より上方に排気手段を備えたエア溜まり部が設けられたことを特徴とする膜分離装置。
2. 請求項１記載の膜分離装置を用いて被処理水を膜分離するろ過処理運転方法であって、逆圧水洗浄の開始時に前記排気手段を用いて排気操作を実施することを特徴とするろ過処理運転方法。

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