JP2011078949A - 膜浸漬槽及び膜処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】浸漬型膜ユニットを適当な位置に据え付けることが容易になって作業性の向上を図り易い膜浸漬槽及び膜処理装置を提供することを目的とする。
【解決手段】原水を膜ろ過する一または複数の浸漬型膜ユニット５を収容する膜浸漬槽３Ａにおいて、原水を貯留する槽本体３１と、槽本体３１の底部に設けられると共に、膜ユニット５の下端に当接して膜ユニット５を支える台座部３５ｂと、槽本体３１の底部に設けられると共に、台座部３５ｂを避けて形成された堆積物Ｆの排出部３５ｄと、を備えたことを特徴とする。この膜浸漬槽３Ａでは、台座部３５ｂと堆積物Ｆの排出部３５ｄとは明確に区別されているために膜ユニット５を設置または再設置する際の作業性を向上できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、原水を膜ろ過する一または複数の浸漬型膜ユニットを収容する膜浸漬槽及び膜処理装置に関する。

河川水、湖沼水、地下水、貯水、下水二次処理水、工場排水、下水、高濁度汚水の膜ろ過処理設備や、海水淡水化に用いる逆浸透膜（RO）装置などの高度水処理装置の前処理用の膜ろ過処理設備や膜分離活性汚泥処理（ＭＢＲ）設備などでは、固液分離の対象となる原水を槽内に蓄え、蓄えた原水中に膜ユニットを浸漬させて固液分離を図る膜処理装置が利用されている。膜処理装置は、例えば、曝気槽などの膜浸漬槽内に設置される浸漬型膜ユニット（膜分離装置）を備えている（特許文献１参照）。この種の膜ユニットは、膜浸漬槽内に立設される脚部を有し、この脚部は、例えば、コンクリート製の底部にアンカー金具などで固定される。

特開平８−２５７５８１号公報

しかしながら従来の膜浸漬槽の底は膜ユニットを据え付けた際の安定性を考慮して平坦である場合が多く、さらに、膜ユニットの設置場所と堆積物の堆積場所との明確な区分けもなかったので、膜ユニットの設置は作業者の勘に委ねられることが多く、適切な場所への設置が簡単ではなく、設置作業に伴う負担が少なくなかった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、浸漬型膜ユニットを適当な位置に据え付けることが容易になって作業性の向上を図り易い膜浸漬槽及び膜処理装置を提供することを目的とする。

本発明は、原水を膜ろ過する一または複数の浸漬型膜ユニットを収容する膜浸漬槽において、原水を貯留する槽本体と、槽本体に設けられると共に、浸漬型膜ユニットに当接して浸漬型膜ユニットを支えるユニット支持部と、槽本体の底部に設けられると共に、ユニット支持部を避けて形成された堆積物の排出部と、を備えたことを特徴とする。

本発明では、浸漬型膜ユニットを支えるユニット支持部と堆積物の排出部とは明確に区別されており、新設の際には、浸漬型膜ユニットをユニット支持部に狙って設置することで適切な場所への設置を簡単に行うことができる。また、浸漬型膜ユニットをメンテナンス等で膜浸漬槽から引き上げて再設置する場合などであっても、ユニット支持部の上には堆積物は溜りにくいため、再設置の際に浸漬型膜ユニットが傾くなどの不具合が生じ難く、作業性の向上を図る上で有利である。

さらに、ユニット支持部は、浸漬型膜ユニットの下端に当接して浸漬型膜ユニットを支える台座部であると好適である。浸漬型膜ユニットの下端が台座部に載るように設置することで、浸漬型膜ユニットを所定位置に簡単に設置できる。

また、ユニット支持部は、浸漬型膜ユニットの上部に設けられた吊り下げ部に当接して浸漬型膜ユニットを支える支持受け部であると好適である。浸漬型膜ユニットの上部に設けられた吊り下げ部が支持受け部に係止されるように設置することで、浸漬型膜ユニットを所定位置に簡単に設置できる。

さらに、浸漬型膜ユニットは、複数の膜エレメントを有する浸漬部と、膜エレメントを透過した処理水が通過する管路が設けられると共に、浸漬部よりも上側に配置される配管部と、を備え、槽本体は、浸漬部を収容して浸漬部を水没させる下槽部と、下槽部よりも幅が広く、且つ、配管部が配置される上槽部と、を有すると好適である。上槽部を下槽部の幅よりも広げることで、逆洗時には、上槽部を逆洗水の溜り部とすることができ、従って、下槽部を浸漬部に対応して小型化でき、その結果として、薬液洗浄の際の薬液の量を少なくすることができる。

さらに、槽本体は、上槽部に隣接して設けられた原水貯留部と、上槽部と原水貯留部との間に配置されるとともに、原水貯留部に供給された原水が乗り越えて上槽部に流れ込む堰部と、を有すると好適である。原水は、一旦、原水貯留部内に蓄えられ、所定の水位に達すると堰部を乗り越えて上槽部に流れ込む。原水が堰部を乗り越えなければ上槽部に流れ込めないように構成することで、少なくとも、堰部を設けた一定の範囲で原水中の濁質が均等化され、槽本体内での原水中の濁質が均等化されて処理効率の向上を図り易くなる。

さらに、並んで設置される複数の浸漬型膜ユニット同士の間隔を保持する位置決め部材を備えると好適である。位置決め部材によって浸漬型膜ユニットを所定位置に確実に保持することが可能になる。

さらに、位置決め部材は、槽本体の底部から上下方向に沿って延在するスペーサであり、スペーサの上端は、上槽部内に配置されていると好適である。原水が下槽部内に蓄えられた状態であっても、スペーサが上槽部内にまで突き出しているためにスペーサを目視にて確認することができる。従って、浸漬型膜ユニットをメンテナンスなどによって引き上げ、その後に再設置する場合であっても浸漬型膜ユニットを所定位置に簡単に設置することができる。

さらに、堆積物の排出部は、ドレン管と、ドレン管に向けて堆積物を誘導する集積部と、を有し、集積部は、水平面に対して勾配を有する傾斜壁を有し、傾斜壁の下部は、ドレン管に連絡していると好適である。傾斜壁に沿って堆積物はドレン管に向けて誘導され、ドレン管からスムーズに排出される。

また、本発明は、膜浸漬槽と、膜浸漬槽内に設置されると共に原水を膜ろ過する一または複数の浸漬型膜ユニットとを備えた膜処理装置において、浸漬型膜ユニットは、複数の膜エレメントと、複数の膜エレメントを支持するフレームと、フレームに設けられると共に、膜エレメントの下方に配置された散気部と、複数の膜エレメントの上方に設けられると共に、膜エレメントを透過した処理水が通過する管路と、有し、膜浸漬槽は、原水を貯留する槽本体と、槽本体に設けられると共に、浸漬型膜ユニットに当接して浸漬型膜ユニットを支えるユニット支持部と、槽本体の底部に設けられると共に、ユニット支持部を避けて形成された堆積物の排出部と、を備えたことを特徴とする。本発明によれば、ユニット支持部と堆積物の排出部とは明確に区別されているため、ユニット支持部に浸漬型膜ユニットを設置する際の作業性の向上を図る上で有利である。

さらに、浸漬型膜ユニットにおける膜面積とフレームの据付面積との比は４００〜２０００ｍ^２／ｍ^２であると好適である。この構成によれば、膜モジュールを密に搭載することで、散気を効率良くすることができる。

本発明によれば、浸漬型膜ユニットを適当な位置に据え付けることが容易になって作業性の向上を図り易い。

本発明の第１実施形態に係る膜処理装置の断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 浸漬型膜ユニットの第１の例を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。 膜浸漬槽内に浸漬膜ユニットを設置した状態を模式的に示す斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る膜浸漬槽の断面図である。 図６のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。 膜浸漬槽の槽本体の受入部の斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る膜処理装置の断面図である。 浸漬型膜ユニットの第２の例を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。

以下、本発明に係る膜処理装置の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態では、膜分離活性汚泥処理（ＭＢＲ）に利用された膜処理装置１Ａを例に説明する。

図１〜図３に示されるように、膜処理装置１Ａは、活性汚泥を含む原水を蓄える膜浸漬槽３Ａと、膜浸漬槽３Ａ内に設置される浸漬型の膜ユニット５と、を備えている。膜浸漬槽３Ａは、一台の膜ユニット５または複数の膜ユニット５を等間隔ピッチでカセット状に任意の数（処理水量に応じて）だけ収納可能に設計されるが、本実施形態では、五台の膜ユニット５を設置する場合を例示する。

図４に示されるように、膜ユニット５は、集水ヘッダ（管路）７と、集水ヘッダ７に接続された複数の膜モジュール９とを備えている。集水ヘッダ７は、二列に並んで配置された一対の主ヘッダ管７ａと、一対の主ヘッダ管７ａに連絡して、主ヘッダ管７ａ内の処理水を合流させる合流管７ｂと、を備えている。一対の主ヘッダ管７ａはリブなどの補強部材７ｃによって一体に固定されている。合流管７ｂは、主ヘッダ管７ａの端部寄りの位置に設けられており、処理水排出管１１にフランジ接続される。処理水排出管１１には吸引ポンプ（図示せず）が接続され、吸引ポンプの駆動によって膜モジュール９を透過した処理水は集水ヘッダ７に集められ、処理水排出管１１を通って排出される。

主ヘッダ管７ａには、長手方向に沿って複数の枝管１３が一列に並んで設けられており、各枝管１３には縦長の膜モジュール９が接続されている。枝管１３と膜モジュール９との接続部位には、組み付け作業時における枝管１３の軸線方向に沿った膜モジュール９の移動を許容し、また軸線に対する膜モジュール９の僅かな傾きを許容して調整可能とする調節継手１５が配置されている。

膜モジュール９は、複数の中空糸膜９ａと、複数の中空糸膜９ａを一方の端部（下端）側で結束する下部結束部（図示せず）と、下部結束部に取り付けられたスカート部（筒状部材）９ｂと、複数の中空糸膜９ａを他方の端部（上端）側で結束する上部結束部（図示せず）と、上部結束部に被せられて取り付けられたキャップ部９ｃと、を備えている。キャップ部９ｃは、調節継手１５及び枝管１３を介して集水ヘッダ７に接続されている。

中空糸膜９ａは、例えば、疎水性材質の濾過膜を親水化処理したチューブ状の精密濾過膜であり、内部には、周壁を透過した処理水が流れる流路が形成されている。中空糸膜９ａの下端は閉塞され、上端は開放されている。中空糸膜９ａの周壁を透過して内部に流入した処理水は、上端の開口からキャップ部９ｃの内側及び枝管１３を通って集水ヘッダ７に集められる。以下、上部結束部及び下部結束部によって纏められた複数の中空糸膜９ａの束を膜エレメント１７という。

本実施の形態において膜ユニット５の膜面積と膜ユニット５の据付面積の比は４００〜２０００ｍ^２／ｍ^２であることが好ましく、５００〜１５００ｍ^２／ｍ^２であることがより好ましい。
ここで、「膜ユニットの膜面積」とは膜浸漬槽３Ａに配置される膜ユニット５内に収められる複数の膜モジュール９において、膜モジュール９の上部結束部及び下部結束部によって纏められた複数の中空糸膜９ａの束の膜エレメント１７の周壁外表面積の総和をいう。

また、「膜ユニットの据付面積」とは複数の膜モジュール９が収められた膜ユニット５を構成する長方体（矩形の立体）形状のフレーム２１において、膜モジュール９が地表面に対して垂直になる様に膜ユニット５を倒立させたときフレーム２１の幅と奥行きとの積である。

膜浸漬槽３Ａに供給される原水に対して、膜浸漬槽３Ａに設置した膜ユニット５の下部から定期的または連続的に散気空気を与えることによって、槽３Ａ内の原水に攪拌流(上昇流）を発生させることができ、膜浸漬槽３Ａ内の原水の顕濁成分の密度分布を均質化することができる。
この攪拌流は膜ユニット５内の膜モジュール９を密に搭載することで散気空気による攪拌流の強度を向上することができる。

膜浸漬槽３Ａには１つ以上の膜ユニット５を設置することができ、
膜ユニット５を順次並べた最後の膜ユニット５の外面から５０ｍｍ以上を隔てた位置に壁を設けることで、膜ユニット５の下部からの散気空気で発生する上昇流を旋回させて、下向きの流れ（旋回下降流）を得ることができる。
また、下向きの流れ(旋回下降流）を整流するための前述の壁は、流速を制御するために開口が無いものや、開口面積を変えた種々の形状の邪魔板としてパンチングプレート（多孔板）等を設置してもよい。

邪魔板の形態は平板、格子組板などを用いることができ、膜浸漬槽の上下(垂直）方向に配置することができる。

膜モジュール９のスカート部９ｂは、アンダーサポート１９によって保持されている。アンダーサポート１９は、矩形箱状の樹脂部材であり、上面側にはスカート部９ｂを受け入れて膜モジュール９を支持する挿入孔が形成されている。アンダーサポート１９には、複数本の膜モジュール９を支持すべく複数の挿入孔が形成されており、本実施形態では、隣接して配置された四本の膜モジュール９を支持すべく、四個の挿入孔が形成されている。

集水ヘッダ７及び複数の膜モジュール９は、長方体（矩形の立体）状のフレーム２１によって支持されている。フレーム２１は矩形の下部支持体２１ａと、下部支持体２１ａの各角に立設された四本の柱部材２１ｂと、四本の柱部材２１ｂに支持された矩形の上部支持体２１ｃと、を備えている。

下部支持体２１ａは矩形の構造体であり、横一列に並ぶ複数のアンダーサポート１９を囲むように保持する。下部支持体２１ａに保持された状態での複数のアンダーサポート１９には、内部で互いに連通する主空気流路と、主空気流路から分岐した複数の散気流路が形成される。主空気流路は、空気洗浄（エアースクラビング）や活性汚泥への供給の為の空気が通過する流路である。また、散気流路は、複数の膜モジュール９それぞれのスカート部９ｂ内に連通しており、主空気流路を通過した空気は、散気流路を通って所定の散気口から散気され、スカート部９ｂ内を上昇する。アンダーサポート１９は、散気部に相当する。

下部支持体２１ａに立設された柱部材２１ｂは管状であり、内部の空洞は、アンダーサポート１９の主空気流路に連通している。柱部材２１ｂの内部は、空気流路となっており、柱部材２１ｂを通過した空気は、主空気流路に供給される。

四本の柱部材２１ｂに支えられた上部支持体２１ｃは、矩形の環状体を形成し、集水ヘッダ７の両端を支持すると共に集水ヘッダ７を脇から支える。上部支持体２１ｃの内部には、柱部材２１ｂの内部に連通する空洞が形成されており、さらに、上部支持体２１ｃには、内部の空洞に連通する空気導入管２１ｄが設けられている。空気導入管２１ｄは空気圧送管２３にフランジ接続される。

膜エレメント１７を空気洗浄（エアースクラビング）する際には、空気圧送管２３を通った空気が上部支持体２１ｃ、柱部材２１ｂを通ってアンダーサポート１９の主空気流路に供給され、さらに、その空気は、散気流路を通って原水中に散気される。この散気によって生じる気泡は、スカート部９ｂを通過し、原水中を上昇して膜エレメント１７を振動させ、スクラビング作用によって膜エレメント１７の表面に付着した汚泥を剥離させて除去する。また、原水中への散気により、活性汚泥への酸素供給も行われる。

また、膜エレメント１７を薬液洗浄する際には、膜浸漬槽３Ａの外部に設置された薬液槽（図示せず）から処理水排出管１１を通って集水ヘッダ７に薬液が供給される。さらに、その薬液は、各枝管１３を通って膜モジュール９に供給され、膜エレメント１７を薬洗する。薬液は、例えば、次亜塩素酸水溶液、シュウ酸水溶液、クエン酸水溶液または苛性ソーダ水溶液などである。

図１〜図３及び図５に示されるように、膜ユニット５は、膜浸漬槽３Ａ内に設置される。膜浸漬槽３Ａ内に設置された状態において、集水ヘッダ７よりも下側となる部分、具体的には、複数の膜モジュール９が取り付けられた部分は浸漬部２５を構成し、浸漬部２５よりも上側に配置される部分、具体的には、膜エレメント１７を透過した処理水が集められる集水ヘッダ（管路）７が設けられた部分は配管部２７を構成する。膜ユニット５は、複数台が等間隔に並んで膜浸漬槽３Ａ内に設置されており、また、膜ユニット５の台数は処理水量に応じて適宜に決められる。

膜浸漬槽３Ａは、槽本体３１と、槽本体３１を立設させる脚部３３とを備えている。槽本体３１は、膜ユニット５の浸漬部２５を収容して水没させる下槽部３５と、膜ユニット５の配管部２７が配置される上槽部３７とに分かれており、上槽部３７の方が、下槽部３５よりも広くなっている。具体的には、上槽部３７の横断面の面積は、下槽部３５の横断面の面積の１．５倍程度広くなっている。

下槽部３５は、複数の膜ユニット５に近接した状態で、複数の膜ユニット５を四方から矩形に取り囲む外壁３５ａを備えている。外壁３５ａの下方部分である下槽部３５の底部には、膜ユニット５の下部支持体２１ａに当接して、膜ユニット５を支える台座部３５ｂが設けられている。下部支持体２１ａは、膜ユニット５の下端に相当する。

台座部３５ｂは、外壁３５ａに沿った矩形環状のプレートであり、台座部３５ｂ上には、上下方向に延在する複数のスペーサ３５ｃが立設されている。スペーサ３５ｃは、隣接する膜ユニット５同士の間に配置された縦長のプレートであり、上端３５ｋは上槽部３７内に配置されている。台座部３５ｂは、ユニット支持部に相当する。

スペーサ３５ｃは、隣接する膜ユニット５同士が互いに干渉しないように膜ユニット５を所定位置で保持する役割を担う。その結果として各膜ユニット５は、集水ヘッダ５の合流管７ｂが処理水排出管１１に対して接続可能な所定位置、すなわち合流管７ｂと処理水排出管１１とのセンターライン同士が一致する位置に確実に位置決めされる。

さらにスペーサ３５ｃは、膜ユニット５を膜浸漬槽３Ａ内に差し入れて設置する際に、膜ユニット５を所定位置まで案内するガイドレール（ガイド部）としての役割も担う。特に、スペーサ３５ｃの上端３５ｋは上槽部３７内に配置されているので、下槽部３５内に濁った原水が満たされても、スペーサ３５ｃの上端３５ｋは原水から突き出すことになり、再設置の際でも容易に目視可能であり、所定位置を狙いやすくなる。

下槽部３５の底部には、台座部３５ｂを避けるようにして汚泥などの堆積物Ｆを集積して排出するための排出部３５ｄが設けられている。排出部３５ｄは、台座部３５ｂを避けるようにして設けられている。具体的には、台座部３５ｂは矩形の環状（リング状）であるため、台座部３５ｂで囲まれた中央寄りの領域は、台座部３５ｂを避けて形成された矩形の開口領域Ａとなる。排出部３５ｄは、台座部３５ｂの下方で、開口領域Ａを介して下槽部３５の上部に連通するように設けられている。

排出部３５ｄは、沈降する汚泥などの堆積物Ｆを下部に集める集積室（集積部）３５ｅと、集積室３５ｅの下部（最下端の近傍）に連絡するドレン管３５ｆと、を備えている。集積室３５ｅは、下端が頂点となる四角錐を形成する四枚の側壁を有する。四枚の側壁のうち、一枚は水平面に対して垂直な鉛直壁３５ｇであり、残りの三枚は水平面に対して所定の勾配を有する傾斜壁３５ｈである。鉛直壁３５ｇの下端にはドレン管３５ｆに連通する開口が形成されている。鉛直壁３５ｇと傾斜壁３５ｈとの連絡箇所（交線）及び傾斜壁３５ｈ同士の連絡箇所（交線）には、直線状の谷部３５ｊが形成される。傾斜壁３５ｈは、ドレン管３５ｆに近い側で低く、遠い側で高くなるように傾斜しており、傾斜壁３５ｈの最下部はドレン管３５ｆに連絡している。その結果、傾斜壁３５ｈは、堆積物Ｆをドレン管３５ｆ側に誘導し、ドレン管３５ｆからのスムーズな排出を促し、堆積物Ｆの完全な払い出しを行い易くする。

ドレン管３５ｆは鉛直壁３５ｇに固定されており、ドレン管３５ｆの管軸線Ｌ１は上下方向（鉛直方向）に対して交差する方向（横方向）、例えば、直交する方向（水平方向）に延在する。ドレン管３５ｆは、汚泥排出管３６に接続されており、汚泥排出管３６は汚泥ポンプ（図示省略）に接続されている。汚泥ポンプによって、集積室３５ｅ内に堆積する濃縮汚泥などの堆積物Ｆは定期的に引き抜かれる。また、汚泥ポンプで堆積物Ｆ及び原水を引き抜くことで、水位制御を行うこともできる。

また、ドレン管３５ｆは集積室３５ｅから横に向けて配置されるので、集積室３５ｅの下端から下方に向けてドレン管３５ｆを配置する場合に比べて、集積室３５ｅの下方にはドレン管３５ｆ配置のためのスペースは不要になり、結果として、膜浸漬槽３Ａの嵩を低く抑えることが可能になる。また、ドレン管３５ｆを横向きに配置することで配管径を大きくし易くなり、堆積物Ｆの排出促進に有効である。

図１及び図２に示されるように、膜浸漬槽３Ａの上側に設けられた上槽部３７は、下槽部３５の全周に亘って下槽部３５よりも幅が広がっている。上槽部３７の上面は、着脱可能な蓋部（カバー部）３７ａで覆われており、蓋部３７ａには処理水排出管１１や空気圧送管２３が貫通している。上槽部３７に蓋部３７ａを設けることにより、膜エレメント１７の薬洗の際における薬液の漏出を防ぎ、外部設備の腐蝕を防止することができる。蓋部３７ａの材料には薬品に耐蝕性のある材質のものを選定するが、例としてナイロン基材の布地の接液部に薬品耐蝕性のあるテフロン（登録商標）系樹脂または、クロロプレンゴムを塗布したものを蓋状に加工したものや、金属板を蓋上に加工した内面にテフロン（登録商標）系樹脂または、クロロプレンゴムを塗布したものが用いられる。好ましくは、ステンレス板の接液部にテフロン（登録商標）系樹脂等を塗布したものが機械的強度に富むため好ましい。なお、薬液を投入して膜エレメント１７を洗浄する際には、下槽部３５は洗浄槽になる。

上槽部３７の側壁には、オーバーフロー管３７ｂが設けられている。逆洗時にはろ過が停止するため、膜エレメント１７から排出される逆洗水が上槽部３７内に蓄えられる。すなわち、逆洗時には、上槽部３７は逆洗水の溜り部となり、水位が一定以上になるとオーバーフロー管３７ｂから逆洗水が排出される。なお、オーバーフロー管３７ｂには、膜処理装置１Ａの不調時以外の場合には、通水は行われない。

本実施形態に係る膜浸漬槽３Ａ及び膜処理装置１Ａでは、膜ユニット５が設置される台座部３５ｂと堆積物Ｆの排出部３５ｄとは明確に区別されており、新設の際には、膜ユニット５を台座部３５ｂに狙って設置することで適切な場所への設置を簡単に行うことができる。

特に、本実施形態に係る膜エレメント１７は疎水性材質の濾過膜を親水化処理した濾過膜であり、この種の膜エレメント１７を用いる場合には、膜エレメント１７を乾燥させないようにする必要があり、できるだけ迅速に膜ユニット５を膜浸漬槽３Ａ内に設置し、さらに、できるだけ短時間で原水を膜浸漬槽３Ａ内に注入する必要がある。ここで、膜浸漬槽３Ａ及び膜処理装置１Ａでは、膜ユニット５の設置を簡単に行えるので作業の迅速化に有利である。

また、例えば、膜ユニットをコンクリート製の底部にアンカーセットする場合などには、コンクリートの耐水養生のための十分な時間が必要になって施行作業の迅速化を図り難い。しかしながら、本実施形態では、台座部３５ｂ上に膜ユニット５を載置することで、膜ユニット５の設置が完了し、さらにスペーサ３５ｃによって膜ユニット５は所定位置に保持されるので、施行作業の迅速化にも有利である。

また、通常は、膜ユニットに脚部を設け、槽の底部に堆積する濃縮汚泥の巻き込みを避けて膜モジュールを配置するようにするような構成が一般的である。この種の膜ユニットの場合、脚部の長さ分だけ膜ユニットの背丈が高くなり、従って、従来の膜浸漬槽（特許文献１参照）では、脚部の長さ分だけ深さを深くする必要がある。すると、膜ユニットを設置するための揚程高さも高くなり、結果として、膜ユニットの取り付け、取り外しのための作業性が損なわれる。

一方で、本実施形態に係る膜浸漬槽３Ａでは、膜ユニット５を支える台座部３５ｂを避けて、台座部３５ｂの下方に堆積物Ｆの排出部３５ｄが設けられており、この排出部３５ｄ内で堆積物Ｆが濃縮される。従って、脚部の無い膜ユニット５であっても、膜エレメント１７への堆積物Ｆの巻き込みが避けられる。従って、この膜浸漬槽３Ａの深さは、脚部の無い膜ユニット５に対応した深さでも足りるようになって比較的浅くても済むようになり、膜ユニット５を設置するための揚程高さも低く抑えられて、膜ユニット５の取り付け、取り外しのための作業性の向上に有効である。

また、例えば、膜浸漬槽の底部に凹部（開口）を設け、この凹部に膜ユニットを固定、支持するための梁を設置するような構成では、膜浸漬槽内に梁を設置するためのスペースが必要になり、膜浸漬槽自身が大型化し易い。さらに、梁などの突起物があると、膜ユニットを設置する際に、ろ過膜が引っ掛かって損傷する虞がある。一方で、本実施形態によれば、梁などは設けていないので、小型化に有効であり、スペーサ３５ｃによって膜ユニット５を適正な位置まで誘導させながら設置できるので、膜ユニット５の損傷を軽減できる。

また、本実施形態に係る膜ユニット５をメンテナンス等で膜浸漬槽３Ａから引き上げた際には、膜モジュール９を交換した後で再設置する必要がある。ここで、従来の膜浸漬槽（特許文献１参照）では、膜ユニットが設置される部分と堆積物が堆積する部分とは必ずしも明確に区別されておらず、従って、堆積物が底部に溜ることになり、膜ユニットを再設置する際に堆積物を踏み付けて斜めに傾き、作業性が低下する可能性がある。しかしながら、本実施形態に係る膜浸漬槽３Ａでは、台座部３５ｂと排出部３５ｄとは明確に区別されているために、台座部３５ｂには堆積物Ｆは溜りにくくなっており、従って、再設置の際に膜ユニット５が傾くなどの不具合が生じにくく、作業性の向上を図る上で有利である。

また、従来の膜浸漬槽では、一般に、底部から上方に亘って内径は一定である。ここで、膜エレメントの逆洗を行う際にはろ過が停止するため、膜エレメントから排出される逆洗水量を保持するための容量を確保する必要があり、膜浸漬槽が深くなり易い。一方で、本実施形態に係る膜浸漬槽３Ａでは、槽本体３１は下槽部３５と上槽部３７とに分けられ、上槽部３７の幅は下槽部３５よりも広くなっているので、逆洗時には、上槽部３７が逆洗水の溜り部となって逆洗水が溢れ難くなる。従って、下槽部３５の容積を決定する際には逆洗水の溢れ出しを考慮する必要性が少なくなり、その結果、下槽部３５を浸漬部３５に近接するまで積極的に小型化できる。下槽部３５が小型になると、膜エレメント１７の薬液洗浄に必要となる薬液の量は少なくなり、結果として薬洗効率を向上できる。

さらに、上槽部３７を下槽部３５の幅よりも広げることで、逆洗時の空気洗浄（エアースクラビング）で、液面が泡立ち、結果として原水が槽外に溢れ出てしまうことの抑制にもつなげ易くなる。

また、本実施形態に係る膜浸漬槽３Ａは、並んで設置される複数の膜ユニット５同士の間隔を保持するスペーサ３５ｃ（位置決め部材）を備えているので、複数の膜ユニット５を所定位置に確実に位置決めし、さらに保持することが可能になる。

さらに、スペーサ３５ｃは下槽部３５を越えて上槽部３７まで延び、スペーサ３５ｃの上端３５ｋは上槽部３７内に配置されている。従って、原水が下槽部３５内に満たされた状態であっても、スペーサ３５ｃの上端３５ｋを目視にて確認することができる。その結果として、膜ユニット５をメンテナンスなどによって引き上げて再設置する場合であっても、スペーサ３５ｃの上端３５ｋを目視しながら膜ユニット５を所定位置に簡単に設置することができる。

さらに、堆積物Ｆの排出部３５ｄは、ドレン管３５ｆと、ドレン管３５ｆに向けて堆積物Ｆを誘導する集積室３５ｅと、を有し、集積室３５ｅは、水平面に対して勾配を有する傾斜壁３５ｈを有し、傾斜壁３５ｈの下部は、ドレン管３５ｆに連絡している。したがって、堆積物Ｆは、集積室３５ｅの傾斜壁３５ｈに沿ってドレン管３５ｆに向けて誘導され、ドレン管３５ｆからスムーズに排出される。
（第２実施形態）

次に、図６〜図８を参照して第２実施形態に係る膜浸漬槽及び膜処理装置を説明する。なお、第２実施形態に係る膜浸漬槽３Ｂ及び膜処理装置１Ｂは、第１実施形態に係る膜浸漬槽３Ａ及び膜処理装置１Ａと同等の要素や部材等を備えており、第１実施形態と同等の要素や部材等については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

図６は、本実施形態に係る膜浸漬槽３Ｂの断面図であり、図７は図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。また、図８は、槽本体の受入部を拡大して示す斜視図である。

膜浸漬槽３Ｂは、活性汚泥を含む原水を貯留する縦長の槽本体４１と、槽本体４１を立設する四本の脚部４３とを備えている。槽本体４１には、二台（複数）の膜ユニット５が並んで収容される。膜ユニット５は、第１実施形態に係る膜ユニット５と同様の構成からなり、長方体（矩形の立体）形状のフレーム２１と、フレーム２１によって支持された集水ヘッダ７、膜モジュール９及びアンダーサポート１９を備えている。

槽本体４１は、上側から順番に受入部４５、胴体部４７及び底部４９の三つの部位に分割され、最も下側に配置される底部４９には、脚部４３が固定されている。中央に配置される胴体部４７は、横断面が矩形の筒状であり、収容する膜ユニット５の台数に応じた容積を備える。胴体部４７は、受入部４５及び底部４９に液密にてフランジ接合される。

底部４９は、胴体部４７に対して内面が面一に連結される矩形筒状の周壁部４９ａと、周壁部４９ａの下部に形成された台座部４９ｂと、台座部４９ｂを避けて周壁部４９ａの下方に設けられた堆積物Ｆの排出部４９ｃと、を備えている。

台座部４９ｂは、周壁部４９ａの内面に固定された矩形環状のプレートであり、台座部４９ｂ上には二台の膜ユニット５が並んで設置される。また、台座部４９ｂ上には、隣接する膜ユニット５を所定位置に保持する複数のスペーサ４９ｊが立設されている。スペーサ４９ｊは、膜ユニット５同士の間で上下方向に延在する縦長のプレートであり、隣接する膜ユニット５同士を干渉させないように保持する役割を担い、さらに、膜ユニット５を設置する際のガイドレール（ガイド部）としての役割も担う。なお、スペーサ４９ｊの上端４９ｋは、後述のヘッダ収容部５３内に配置されている。

台座部４９ｂは矩形の環状（リング状）であるため、台座部４９ｂで囲まれた中央寄りの領域は、台座部４９ｂを避けて形成された矩形の開口領域Ａとなる。排出部４９ｃは開口領域Ａを介して周壁部４９ａ内に連通している。

排出部４９ｃは、沈降する汚泥などの堆積物Ｆを下部に集める集積室（集積部）４９ｄと、集積室４９ｄの下部に連絡するドレン管４９ｅと、を備えている。集積室４９ｄは、下端が頂点となる四角錐を形成する四枚の側壁を有する。四枚の側壁のうち、一枚は鉛直壁４９ｆであり、残りの三枚は傾斜壁４９ｇである。左右の傾斜壁４９ｇに挟まれた真中の傾斜壁４９ｇの下端近傍には、ドレン管４９ｅに連通する開口が形成されている。鉛直壁４９ｆと傾斜壁４９ｇとの連絡箇所（交線）及び傾斜壁４９ｇ同士の連絡箇所（交線）には、直線状の谷部４９ｈが形成される。傾斜壁４９ｇは、ドレン管４９ｅに近い側で低く、遠い側で高くなるように傾斜しており、傾斜壁４９ｇの最下部はドレン管４９ｅに連絡して堆積物Ｆをドレン管４９ｅ側に誘導し、ドレン管４９ｅからの堆積物Ｆのスムーズな排出を促す。本実施形態に係るドレン管４９ｅの管軸線Ｌ２は上下方向に沿って延在する。

図８に示されるように、槽本体４１の受入部４５は、胴体部４７に連通する連絡部５１と、連絡部５１の上方に設けられたヘッダ収容部５３と、ヘッダ収容部５３の上方に設けられた原水導入部５５を備えている。連絡部５１は、矩形の胴体部４７に対して内面が面一に連絡する矩形の筒状体である。連絡部５１の下部は、胴体部４７に液密にフランジ接合される。

ヘッダ収容部５３は連絡部５１の上方に設けられ、連絡部５１の全周に亘って連絡部５１よりも幅が広がっている。ヘッダ収容部５３は、四方を矩形に取り囲む四枚の壁部５３ａ，５３ｂと、連絡部５１に繋がって段差を形成する張出部５３ｃと、を有する。ヘッダ収容部５３の内側には、連絡部５１の周壁に沿って立設された一対の仕切壁５３ｄが設けられている

原水導入部５５はヘッダ収容部５３の上方に設けられ、四方を矩形に取り囲むように配置された四枚の壁部５５ａ，５５ｂと、ヘッダ収容部５３に繋がって段差を形成する張出部５５ｃと、を有する。なお、原水導入部５５の短辺側の壁部５５ａとヘッダ収容部５３の短辺側の壁部５３ａとは面一に連なってＴ字平板状の壁を形成する。このＴ字平板状の壁には、ヘッダ収容部５３内に溜った逆洗水が所定の水位に達するとオーバーフローするオーバーフロー管５４が設けられている。

原水導入部５５の長辺に沿った幅Ｄ１とヘッダ収容部５３の長辺に沿った幅Ｄ１とは同一である。一方で、原水導入部５５の短辺に沿った幅Ｄ３は、ヘッダ収容部５３の短辺に沿った幅Ｄ２よりも広くなっており、原水導入部５５には、長辺側でヘッダ収容部５３よりも外側に張り出した原水貯留部５７が形成されている。原水導入部５５の内側には、ヘッダ収容部５３の長辺側の壁部５３ｂに沿って立設された一対の堰部５９が設けられている。

原水導入部５５は、一対の堰部５９によって、ヘッダ収容部５３内に連通する原水落下スペースＳ１と、原水貯留部５７内の原水貯留スペースＳ２とが仕切られている。原水貯留部５７を形成する壁部には、原水が供給される供給口５７ａが形成されている。原水は、供給口５７ａを介して原水貯留部５７内に供給され、その原水は原水貯留スペースＳ２で一旦貯留され、所定の水位まで達すると、堰部５９を乗り越え（オーバーフロー）、原水落下スペースＳ１に流入して落下する。

上述のように、槽本体４１は、受入部４５、胴体部４７及び底部４９からなり、さらに、受入部４５は、原水導入部５５、ヘッダ収容部５３及び連絡部５１を有する。連絡部５１、胴体部４７及び底部４９は横断面の面積（横断面の外形）が同一の矩形の筒状体を形成して下槽部５６を構成する。また、受入部４５のヘッダ収容部５３は下槽部５６よりもよりも幅が広く、且つ、配管部２７が配置されており、上槽部に相当する。さらに、本実施形態では、原水導入部５５の一部によって原水貯留部５７が構成され、その結果として原水貯留部５７はヘッダ収容部（上槽部）５３に隣接して設けられた構成を具現化しており、さらに、原水貯留部５７とヘッダ収容部（上槽部）５３との間には堰部５９が設けられた構成になっている。

以上、本実施形態に係る膜浸漬槽３Ｂ及び膜処理装置１Ｂでは、第１実施形態と同様の利益を享受でき、膜ユニット５を設置または再設置の際の作業性の向上を図る上で有利である。

さらに、本実施形態に係る槽本体４１は、ヘッダ収容部（上槽部）５３に隣接して設けられた原水貯留部５７と、ヘッダ収容部５３と原水貯留部５７との間に配置されるとともに、原水貯留部５７に供給された原水が乗り越えてヘッダ収容部５３に流れ込む堰部５９と、を有する。原水は、一旦、原水貯留部５７内に蓄えられ、所定の水位に達すると堰部５９を乗り越えてヘッダ収容部５３に流れ込む。原水は堰部５９を乗り越えなければヘッダ収容部５３に流れ込めないので、少なくとも、堰部５９を設けた一定の範囲で原水中の濁質が均等化され、槽本体４１内での原水中の濁質が均等化されて処理効率の向上を図り易くなる。
（第３実施形態）

次に、図９及び図１０を参照して第３実施形態に係る膜浸漬槽及び膜処理装置を説明する。なお、第３実施形態に係る膜浸漬槽３Ｃ及び膜処理装置１Ｃは、第１実施形態に係る膜浸漬槽３Ａ及び膜処理装置１Ａと同等の要素や部材等を備えており、第１実施形態と同等の要素や部材等については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

図９は、本実施形態に係る膜処理装置１Ｃの断面図であり、図１０は浸漬型膜ユニットの第２の例を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。

図１０に示されるように、膜ユニット６０は、集水ヘッダ（管路）７と、集水ヘッダ７に接続された複数の膜モジュール９とを備えている。集水ヘッダ７及び複数の膜モジュール９は、長方体（矩形の立体）状のフレーム２１によって支持されている。フレーム２１は矩形の下部支持体２１ａと、下部支持体２１ａの各角に立設された四本の柱部材２１ｂと、四本の柱部材２１ｂに支持された矩形の上部支持体２１ｃと、を備えている。

膜ユニット６０の上部には、左右一対の吊り下げ部２１ｆが設けられている。吊り下げ部２１ｆは、柱部材の２１ｂの上端部から、上部支持体２１ｃの長手方向の外側に張り出すように設けられたステンレス製のプレート体であり、下面には、後述の支持受け部６５に係り合う段差部２１ｇが形成されている。なお、膜ユニット６０は、吊り下げ部２１ｆを除いて実質的に上述の膜ユニット５と同様の構成からなる。

図９に示されるように、膜ユニット６０は、膜浸漬槽３Ｃ内に設置される。膜浸漬槽３Ｃ内に設置された状態において、集水ヘッダ７よりも下側となる部分、具体的には、複数の膜モジュール９が取り付けられた部分は浸漬部２５を構成し、浸漬部２５よりも上側に配置される部分、具体的には、膜エレメント１７を透過した処理水が集められる集水ヘッダ（管路）７が設けられた部分は配管部２７を構成する。

膜浸漬槽３Ｃは、槽本体６１と、槽本体３１を立設させる脚部６３とを備えている。槽本体６１は、膜ユニット６０の浸漬部２５を収容して水没させる下槽部３５と、膜ユニット５の配管部２７が配置される上槽部３７とに分かれている。

上槽部３７は、下槽部３５よりも広くなっており、下槽部３５の周壁と上槽部３７の周壁との間には段差が形成されている。上槽部３７には、段差に沿った環状の床部３７ｃが設けられており、床部３７ｃ上には、支持受け部６５が固定されている。支持受け部６５はプレート体であり、膜ユニット６０の上部から張り出すように設けられた吊り下げ部２１ｆの下面に当接し、特に段差部２１ｇに係り合うようにして膜ユニット６０を支える。本実施形態では、支持受け部６５はユニット支持部に相当し、膜ユニット６０の下端に当接して支える台座部は設けられていない。

以上、本実施形態に係る膜浸漬槽３Ｃ及び膜処理装置１Ｃでは、第１実施形態と同様の利益を享受でき、膜ユニット５を設置または再設置の際の作業性の向上を図る上で有利である。

特に、膜ユニット６０の上部に設けられた吊り下げ部２１ｆが支持受け部６５に係止されるように設置することで、膜ユニット６０を所定位置に簡単に設置できる。

以上、本発明を各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態のみに限定されるものではない。例えば、上記の膜処理装置及び膜浸漬槽は、高濁度汚水を原水とした膜ろ過に利用される場合を例に説明したが、浸漬型の膜ユニットを利用して原水の固液分離を図る態様に広く利用でき、その場合、堆積物は汚泥に限定されず、膜浸漬槽内で沈降堆積する他の固形物等を広く含む。また、膜エレメントは、疎水性材質の濾過膜を親水化処理した濾過膜に限定されず、他の素材、または他の形態からなる浸漬型の濾過膜であってもよい。また、膜浸漬槽に設置される膜ユニットは複数の場合に限定されず、単体の膜ユニットを設置する態様であってもよい。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…膜処理装置、３Ａ，３Ｂ，３Ｃ…膜浸漬槽、５，６０…膜ユニット、７…集水ヘッダ（管路）、１７…膜エレメント、１９…アンダーサポート（散気部）、２１…フレーム、２１ｆ…吊り下げ部、２５…浸漬部、２７…配管部、３１，４１…槽本体、３５，５６…下槽部、３５ｂ，４９ｂ…台座部（ユニット支持部）、３５ｃ，４９ｊ…スペーサ（位置決め部材）、３５ｋ，４９ｋ…スペーサの上端、３５ｄ，４９ｃ…排出部、３５ｅ，４９ｄ…集積室（集積部）、３５ｆ，４９ｅ…ドレン管、３５ｈ，４９ｇ…傾斜壁、３７…上槽部、４９ａ…第２実施形態に係る槽本体の底部、５３…ヘッダ収容部（上槽部）、５７…原水貯留部、５９…堰部、６５…支持受け部、Ｆ…堆積物。

Claims (10)

1. 原水を膜ろ過する一または複数の浸漬型膜ユニットを収容する膜浸漬槽において、
   前記原水を貯留する槽本体と、
   前記槽本体に設けられると共に、前記浸漬型膜ユニットに当接して前記浸漬型膜ユニットを支えるユニット支持部と、
   前記槽本体の底部に設けられると共に、前記ユニット支持部を避けて形成された堆積物の排出部と、を備えたことを特徴とする膜浸漬槽。
2. 前記ユニット支持部は、前記浸漬型膜ユニットの下端に当接して前記浸漬型膜ユニットを支える台座部であることを特徴とする請求項１記載の膜浸漬槽。
3. 前記ユニット支持部は、前記浸漬型膜ユニットの上部に設けられた吊り下げ部に当接して前記浸漬型膜ユニットを支える支持受け部であることを特徴とする請求項１記載の膜浸漬槽。
4. 前記浸漬型膜ユニットは、複数の膜エレメントを有する浸漬部と、前記膜エレメントを透過した処理水が通過する管路が設けられると共に、前記浸漬部よりも上側に配置される配管部と、を備え、
   前記槽本体は、前記浸漬部を収容して前記浸漬部を水没させる下槽部と、前記下槽部よりも幅が広く、且つ、前記配管部が配置される上槽部と、を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の膜浸漬槽。
5. 前記槽本体は、前記上槽部に隣接して設けられた原水貯留部と、前記上槽部と前記原水貯留部との間に配置されるとともに、前記原水貯留部に供給された原水が乗り越えて前記上槽部に流れ込む堰部と、を更に有することを特徴とする請求項４記載の膜浸漬槽。
6. 並んで設置される複数の前記浸漬型膜ユニット同士の間隔を保持する位置決め部材を更に備えることを特徴とする請求項４または５記載の膜浸漬槽。
7. 前記位置決め部材は、前記槽本体の底部から上下方向に沿って延在するスペーサであり、
   前記スペーサの上端は、前記上槽部内に配置されていることを特徴とする請求項６記載の膜浸漬槽。
8. 前記排出部は、ドレン管と、前記ドレン管に向けて前記堆積物を誘導する集積部と、を有し、
   前記集積部は、水平面に対して勾配を有する傾斜壁を有し、前記傾斜壁の下部は、前記ドレン管に連絡していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項記載の膜浸漬槽。
9. 膜浸漬槽と、前記膜浸漬槽内に設置されると共に原水を膜ろ過する一または複数の浸漬型膜ユニットとを備えた膜処理装置において、
   前記浸漬型膜ユニットは、複数の膜エレメントと、前記複数の膜エレメントを支持するフレームと、前記フレームに設けられると共に、前記膜エレメントの下方に配置された散気部と、前記複数の膜エレメントの上方に設けられると共に、前記膜エレメントを透過した処理水が通過する管路と、有し、
   前記膜浸漬槽は、原水を貯留する槽本体と、前記槽本体に設けられると共に、前記浸漬型膜ユニットに当接して前記浸漬型膜ユニットを支えるユニット支持部と、
   前記槽本体の底部に設けられると共に、前記ユニット支持部を避けて形成された堆積物の排出部と、を備えたことを特徴とする膜処理装置。
10. 前記浸漬型膜ユニットにおける膜面積とフレームの据付面積との比は、４００〜２０００ｍ^２／ｍ^２であることを特徴とする請求項９記載の膜処理装置。

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