JP2024014165A - 液処理設備及び液処理設備における液処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スカーリングの実施に起因する処理水の水質の低下及び液処理装置の処理効率の低下を抑制可能な液処理設備及び液処理設備における液処理方法を提供する。【解決手段】液処理設備１０は処理槽１１と膜ユニット２０と処理水路１３と散気管２２と生物膜流出阻止装置３０Ａ、３０Ｂとを備える。膜ユニット２０は、中空糸膜２３と生物膜２４とを有し、生物膜２４により被処理液Ｓを処理する。処理水路１３は、膜ユニット２０により処理された被処理液Ｓを処理槽１１の外部へ排出させる。散気管２２は、中空糸膜２３の外部に空気を供給する。生物膜流出阻止装置３０Ａ、３０Ｂは、中空糸膜２３から剥離した生物膜２４が処理水路１３から処理槽１１の外部へ流出することを阻止する。生物膜流出阻止装置３０Ａ、３０Ｂは、処理槽１１での被処理液Ｓの流れＦを規制することで、処理槽１１から処理水路１３への生物膜２４の流入を阻止する。【選択図】図１

Description

本発明は、生物膜によって被処理液を処理する液処理設備及び液処理設備における液処理方法に関する。

従来、この種の液処理設備では、特許文献１に示すような液処理装置を備えている。特許文献１の液処理装置は、処理槽内の被処理液に浸漬され上下が開口したケーシングと、ケーシングの内部に配置されたガス透過性を有する複数の中空糸膜と、中空糸膜の内部にガスを供給するガス供給手段と、ケーシングの下方に設置され中空糸膜の外部に空気等のガスを供給する散気手段と有する。特許文献１の液処理装置は、中空糸膜の外表面に、中空糸膜の内部に供給されるガスを利用する生物膜が形成されている。

特許文献１の液処理装置では、中空糸膜の表面に繁殖する生物膜の厚さを適正に維持するために、定期的に中空糸膜を揺動させることで生物膜の剥離を促す操作（スカーリング）を行う。ここで、中空糸膜は、ケーシングの下部からの曝気によってケーシングの内部に発生する比較的早いガスの上向流により揺動される。

特開２００６－１０１８０５号

しかしながら、特許文献１の液処理設備では、液処理装置において上記スカーリングを行う際に、剥離された生物膜がガスの上向流に乗ってケーシングの上部から流出する。そのため、スカーリングの実施中或いは実施直後にケーシングの近傍から流出される処理液中には、大量の生物膜が含まれる。それゆえに、スカーリングの実施によって処理液の水質が悪化するという問題があった。

このようなことから、従来の液処理設備では、上記スカーリングの実施中に、処理槽への被処理液の供給を一時的に停止することで処理液の水質の悪化を抑制している。しかしながら、大規模な液処理設備では、処理槽への被処理液の供給を一時的に停止することが難しい場合が多い。そのため、被処理液の供給を一時的に停止することで却って液処理装置の処理効率が低下するという問題があった。

本発明は、スカーリングの実施に起因する処理水の水質の低下及び液処理装置の処理効率の低下を抑制可能な液処理設備及び液処理設備における液処理方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の液処理設備は、被処理液が供給される処理槽と、前記処理槽内の前記被処理液中に浸漬させた気体透過性を有する気体透過膜と、前記気体透過膜の外表面に形成されて前記気体透過膜内に供給される酸素含有の気体を利用する生物膜と、を有し、前記生物膜によって前記被処理液を処理する液処理装置と、前記液処理装置によって処理された前記被処理液を前記処理槽の外部へ排出する排出部と、前記気体透過膜の下方に位置して前記気体透過膜の外部に気体を供給する散気装置と、前記散気装置から供給される前記気体によって前記気体透過膜から剥離した前記生物膜が前記排出部から前記処理槽の外部へ流出することを阻止する生物膜流出阻止装置と、を備え、前記生物膜流出阻止装置は、前記処理槽における前記被処理液の流れを規制することで、前記処理槽から前記排出部への前記生物膜の流入を阻止するものである。

ここで、前記生物膜が前記排出部から前記処理槽の外部へ流出することを阻止する生物膜流出阻止装置とは、前記生物膜が前記処理槽の外部へ流出することを完全に阻止する装置だけではなく、前記生物膜が前記処理槽の外部へ流出する量を大幅に削減する装置も含まれる。また、前記処理槽から前記排出部への前記生物膜の流入を阻止するとは、前記生物膜の流入を完全に阻止するたけではなく、前記生物膜の流入量を大幅に削減することも含まれる。

これによると、スカーリングの実施によって気体透過膜から剥離した生物膜が、処理槽から排出部へ流入することを阻止できる。

本発明の液処理設備では、前記膜流出阻止装置は、前記処理槽から前記排出部へ流入する前記被処理液の流れを規制可能な可動堰を備え、前記可動堰は、前記被処理液の流れを規制することで、前記処理槽から前記排出部へ流入する前記生物膜を堰き止めるものである。

これによると、スカーリングの実施によって気体透過膜から剥離した生物膜を、処理槽から排出部へ流入する前に堰き止めることができる。

本発明の液処理設備では、前記膜流出阻止装置は、前記液処理装置の上部における前記被処理液の流れを規制する仕切部を備え、前記仕切部は、前記液処理装置を取り囲むように前記液処理装置に対して昇降可能に形成され、前記処理槽の液面から上方に突出するように上昇して前記被処理液の流れを規制することで、前記液処理装置から流出する前記生物膜を堰き止めるものである。

これによると、スカーリングの実施によって気体透過膜から剥離した生物膜を、液処理装置から流出する前に堰き止めることができる。

本発明の液処理設備では、前記仕切り部は、前記被処理液の流れを規制する部分であって、前記液処理装置を取り囲むように形成される部分の径が漸次拡大して形成されるものである。

これによると、流れを規制することが可能な被処理液の容量が増加するため、被処理液が仕切り部を越流し難くなる。そのため、被処理液とともに流出する生物膜を、液処理装置から流出する前に効率良く堰き止めることができる。

本発明の液処理設備では、前記仕切り部は、前記被処理液の流れを規制する部分であって、前記液処理装置を取り囲むように形成される部分の径が漸次縮小して形成されるものである。

これによると、仕切り部が被処理液の流れに対して逆方向に傾斜して形成されるため、被処理液とともに流出する生物膜を仕切り部の返しによって下方に留め易くすることができる。そのため、生物膜を、液処理装置から流出する前に効率良く堰き止めることができる。

本発明の液処理設備では、前記生物膜流出阻止装置は、前記散気装置が前記気体透過膜の外部に供給する気体を利用して駆動されるものである。

これによると、散気装置が供給する気体を、生物膜の洗浄と、生物膜が処理槽から排出部へ流入することを阻止することの両方に使用することができる。

本発明の液処理設備における液処理方法は、被処理液が供給される処理槽と、前記処理槽内の前記被処理液中に浸漬させた気体透過性を有する気体透過膜と、前記気体透過膜の外表面に形成されて前記気体透過膜内に供給される酸素含有の気体を利用する生物膜と、を有し、前記生物膜によって前記被処理液を処理する液処理装置と、前記液処理装置によって処理された前記被処理液を前記処理槽の外部へ排出する排出部と、前記気体透過膜の下方に位置して前記気体透過膜の外部に気体を供給する散気装置と、を備える液処理設備において、前記散気装置によって供給される前記気体によって前記気体透過膜から前記生物膜を剥離する生物膜剥離工程と、前記膜剥離工程によって前記気体透過膜から剥離された前記生物膜が、前記排出部から前記処理槽の外部へ流出することを阻止する膜流出阻止工程と、を含み、前記生物膜流出阻止工程では、前記処理槽における前記被処理液の流れを規制することで、前記処理槽から前記排出部への前記生物膜の流入を阻止する方法である。

これによると、スカーリングの実施によって気体透過膜から剥離した生物膜が、処理槽から排出部へ流入することを阻止できる。

本発明の液処理設備によれば、スカーリングの実施によって気体透過膜から剥離した生物膜が排出部から処理槽の外部へ流出することがないため、スカーリングの実施に起因する処理液の水質の悪化を抑制できる。また、スカーリングの実施時に、処理槽への被処理液の供給を一時的に停止する必要がないため、液処理装置の処理効率（処理能力、処理時間）が低下しない。

本発明の一実施形態に係る液処理設備の概略構成図である。 同液処理設備の概略平面図である。 同液処理設備の膜モジュールにおける中空糸膜及び生物膜の部分拡大断面図である。 同液処理設備の生物膜流出阻止装置における可動堰が下方に向けて倒れた場合の図である。 本発明の別実施形態に係る液処理設備の概略構成図である。 同液処理設備の生物膜流出阻止装置の平面図である。 図６のＡ－Ａ断面図である。 図６のＢ－Ｂ断面図である。 同液処理設備の生物膜流出阻止装置におけるバッフルの上部が処理槽の液面から上方に突出した場合の図である。 本発明の別実施形態に係る液処理設備の概略構成図である。 本発明の別実施形態に係る液処理設備の概略構成図である。

以下、本発明の液処理設備について説明する。

図１に示すように、本発明の一実施形態に係る液処理設備１０は、下水処理場或いは産業排水処理場等において、処理槽１１内の被処理液Ｓ（例えば、有機性排水、汚泥等）を好気性生物処理する設備である。液処理設備１０は、処理槽１１と、膜ユニット２０（「液処理装置」の一例）と、第１生物膜流出阻止装置３０Ａを主に備える。

処理槽１１は、被処理液Ｓが供給される槽である。処理槽１１には、流入水路１２と、処理水路１３（「排出部」の一例）と、が接続されている。

流入水路１２は、被処理液Ｓを槽内に供給するための水路である。図２に示すように、流入水路１２は、処理槽１１の一端側（上流側）に処理槽１１に沿って形成されている。流入水路１２は、処理槽１１の一端側から被処理液Ｓを槽内に供給する。

処理水路１３は、被処理液Ｓを処理槽１１の外部へ排出するための水路である。図２に示すように、処理水路１３は、処理槽１１の他端側（下流側）に処理槽１１に沿って形成されている。処理水路１３は、処理槽１１の他端側から槽内の被処理液Ｓを処理槽１１の外部へ排出する。

図１及び図２に示すように、液処理設備１０では、被処理液Ｓ（原水）が流入水路１２から処理槽１１に供給される。さらに、膜ユニット２０によって処理された被処理液Ｓ（処理水）が処理槽１１から処理水路１３に排出される。被処理液Ｓ（原水）は、初沈流出水路（不図示）から原水槽（不図示）を経て流入水路１２を介して処理槽１１に供給される。処理槽１１に供給された被処理液Ｓは、循環ポンプ（不図示）によって槽内を循環する。膜ユニット２０によって処理された被処理液Ｓ（処理水）は、処理水路１３を介して処理槽１１の外部へ排出される。

図２に示すように、処理槽１１には、複数の膜ユニット２０が所定の間隔をあけて並列に配置されている。なお、図２では、一例として３台の膜ユニット２０が配置されているが、これに限定されるものではなく、４台以上或いは２台以下の膜ユニット２０を配置しても構わない。

膜ユニット２０は、処理槽１１内の被処理液Ｓを処理する装置である。図１に示すように、膜ユニット２０は、膜モジュール２１と、散気管２２（「散気装置」の一例）と、から主に構成されている。

膜ユニット２０には、複数枚の膜モジュール２１が所定の間隔をあけて並列に配置されている。なお、図１では、一例として６枚の膜モジュール２１が配置されているが、これに限定されるものではなく、実際には多数（例えば、数十枚から数百枚）の膜モジュール２１が配置される。

図３に示すように、膜モジュール２１は、多数本の束ねられた中空糸膜２３（「気体透過膜」の一例）と、生物膜２４と、から主に構成されている。

中空糸膜２３は、処理槽１１内の被処理液Ｓ中に浸漬させた膜である。中空糸膜２３は、処理槽１１の上下方向に延びるように配置される。中空糸膜２３は、気体透過性を有しており、空気中の酸素を選択的に透過させることができる。中空糸膜２３は主に非多孔性膜によって構成されるが、非多孔質と多孔質の複合膜等であっても構わない。

図１及び図３に示すように、中空糸膜２３の内部には、処理槽１１の外部に設けられる第１ブロワ１４から送気管１５を介して空気Ａ（「酸素含有の気体」の一例）が供給される。第１ブロワ１４によって供給される空気Ａは、気泡となることなく、中空糸膜２３の膜面を透過して処理槽１１内の被処理液Ｓに溶解する。

図３に示すように、中空糸膜２３の外表面には、生物膜２４が形成されている。生物膜２４では、生物が、中空糸膜２３からの空気Ａ中に含まれる酸素を利用して被処理液Ｓ中の被処理物質（例えば、有機物、窒素化合物等）を生物学的に除去する。生物膜２４は、中空糸膜２３の外表面から所定の膜厚Ｍで形成されている。生物膜２４の膜厚Ｍは、生物膜２４（生物膜２４中の生物）と酸素との接触効率、生物膜２４における酸素の移動効率等の条件を考慮して設定される。

膜ユニット２０では、中空糸膜２３に形成される生物膜２４を適正な膜厚Ｍで維持するために、散気管２２から供給される洗浄用空気（「気体」の一例）によって、生物膜２４の洗浄（スカーリング）を定期的に（例えば、１日に１回から数回）実施する。具体的には、散気管２２から洗浄用空気を吐出することで上向流を発生させる。発生した上向流によって中空糸膜２３を揺動させることで、生物膜２４を中空糸膜２３から剥離させて、膜厚Ｍを調節する。

図１に示すように、散気管２２は、膜モジュール２１（中空糸膜２３）の下方に位置して中空糸膜２３（図３参照）の外部に洗浄用空気を供給する。散気管２２は、膜モジュール２１の下方から中空糸膜２３（図３参照）に向けて洗浄用空気を間欠的に吐出する。散気管２２から吐出される洗浄用空気は、処理槽１１の外部に設けられる第２ブロワ１６から空気供給配管１７を介して散気管２２に供給される。ここで、空気供給配管１７は、一端部が第２ブロワ１６に接続され、他端部が散気管２２に接続される。空気供給配管１７は、処理槽１１内では、処理槽１１の上方から膜ユニット２０に沿って鉛直方向に配置される。

図１に示すように、散気管２２は、洗浄用空気を気泡として被処理液Ｓ中に供給する。散気管２２から吐出した気泡が上昇することで、処理槽１１内に上向流が発生する。散気管２２は、発生させた上向流によって生物膜２４（図３参照）の表面で乱流或いは剪断力を作り出すことで、生物膜２４の洗浄を行う。なお、散気管２２から吐出されるガスは洗浄用空気に限定されるものではなく、生物膜２４を洗浄可能なガスであれば、例えば、窒素ガス、バイオガス等であっても構わない。

液処理設備１０では、生物膜２４の洗浄（スカーリング）を実施することで、中空糸膜２３から剥離した生物膜２４が、上記洗浄用空気による上向流に乗って、膜ユニット２０の上部（近傍部）から流出する。そのため、スカーリングの実施中或いは実施直後に膜ユニット２０の近傍から流出される被処理液Ｓ中には、大量の生物膜２４が含まれる。それゆえに、スカーリングの実施によって、処理水路１３から処理槽１１の外部へ排出される処理液の液質が悪化する。そこで、液処理設備１０は、第１生物膜流出阻止装置３０Ａを備えることで、散気管２２から供給される洗浄用空気によって中空糸膜２３から剥離した生物膜２４が処理水路１３から処理槽１１の外部へ流出することを阻止している。ここで、生物膜２４が処理水路１３から処理槽１１の外部へ流出することを阻止しているとは、生物膜２４が処理槽１１の外部へ流出することを、液処理設備１０（第１生物膜流出阻止装置３０Ａ）が完全に阻止するだけではなく、生物膜２４が処理槽１１の外部へ流出する量を大幅に削減することも含まれる。

図１に示すように、第１生物膜流出阻止装置３０Ａは、処理槽１１から処理水路１３へ流入する被処理液Ｓの流れＦ（図２参照）を規制可能な可動堰３１と、可動堰３１を作動させるための駆動部３２と、を備える。

可動堰３１は、処理水路１３が接続される側における処理槽１１の側壁の上部（処理槽１１と処理水路１３との境界部）に設けられる。可動堰３１は、処理槽１１の側壁の上部において揺動可能な平板状の堰によって構成される。可動堰３１は、処理槽１１の側壁の上部において上方に向けて起立することで、処理槽１１から処理水路１３へ流入する被処理液Ｓの流れＦを規制し、被処理液Ｓを処理水路１３へ流入させる前に堰き止める。すなわち、可動堰３１は、処理槽１１の側壁の上部において上方に向けて起立することで、堰レベル（越流高さ）を高くする。さらに、可動堰３１は、処理水路１３へ流入する被処理液Ｓの流れＦを規制することで、被処理液Ｓに含まれる生物膜２４を処理水路１３へ流入させる前に堰き止める。

一方で、図４に示すように、可動堰３１は、処理槽１１の側壁の上部において下方に向けて倒れることで、被処理液Ｓの流れＦの規制を解除し、被処理液Ｓを処理槽１１から処理水路１３へ流入させる。すなわち、可動堰３１は、処理槽１１の側壁の上部において下方に向けて倒れることで、堰レベル（越流高さ）を低くする。

図１及び図４に示すように、可動堰３１は、駆動部３２の駆動によって作動する。駆動部３２は、エアシリンダ３３と、切換バルブ３４とを主に備える。

エアシリンダ３３は、切換バルブ３４を介して空気供給配管１７に接続されている。エアシリンダ３３は、膜ユニット２０の散気管２２に供給される洗浄用空気によって駆動される。すなわち、エアシリンダ３３は、散気管２２が中空糸膜２３の外部に供給する洗浄用空気を利用して駆動される。つまりは、可動堰３１は、散気管２２が中空糸膜２３の外部に供給する洗浄用空気を利用して作動する。

エアシリンダ３３は、可動堰３１を上方に向けて起立させる場合には、図１に示すように、ピストンロッド３３ａを収縮させる。一方で、エアシリンダ３３は、可動堰３１を下方に向けて倒す場合には、図４に示すように、ピストンロッド３３ａを伸長させる。

図２に示すように、液処理設備１０では、複数の可動堰３１（図２では３台の可動堰３１）が処理水路１３に沿って並列に配置されている。各可動堰３１は、処理槽１１に配置される複数の膜ユニット２０（図２では３台の膜ユニット２０）のうちのいずれかの膜ユニット２０と対向するように配置される。なお、図２では、一例として３台の可動堰３１が配置されているが、これに限定されるものではなく、膜ユニット２０の数と対応させて配置すれば、４台以上或いは２台以下の可動堰３１を配置しても構わない。

次に、第１生物膜流出阻止装置３０Ａを備える液処理設備１０における生物膜２４の洗浄（スカーリング）実施時の液処理方法について説明する。

上述のように、液処理設備１０では、生物膜２４に対して定期的にスカーリングを実施する。スカーリングは、複数の膜ユニット２０のうちのいずれか１台の膜ユニット２０に対して実施する。例えば、図２における左側の膜ユニット２０（第１膜ユニット２０Ａ）に対してスカーリングを実施する。

膜ユニット２０に対するスカーリングは、散気管２２のよって供給される洗浄用空気によって実施する。具体的には、スカーリングの対象である第１膜ユニット２０Ａの散気管２２から洗浄用空気を中空糸膜２３の外部に対して間欠的に吐出する。散気管２２が洗浄用空気を吐出することで洗浄用空気の気泡による上向流が生じる。生じた洗浄用空気の上向流によって、中空糸膜２３から生物膜２４を剥離させる（生物膜剥離工程）。

ここで、図２に示すように、第１膜ユニット２０Ａに対してスカーリングを実施する場合には、第１膜ユニット２０Ａに近接する可動堰３１（第１可動堰３１Ａ及び第２可動堰３１Ｂ）を上方に向けて起立させることで、処理槽１１から処理水路１３へ流入する被処理液Ｓの流れＦを規制する。具体的には、図２に示すように、第１可動堰３１Ａ及び第２可動堰３１Ｂを作動させるエアシリンダ３３を、空気供給配管１７から供給される洗浄用空気によって駆動させることで、第１可動堰３１Ａ及び第２可動堰３１Ｂを上方に向けて起立させる（図１参照）。これによって、第１可動堰３１Ａ及び第２可動堰３１Ｂが上方に向けて起立して、処理槽１１から処理水路１３への被処理液Ｓの流れＦを規制する。このため、上記生物膜剥離工程にて中空糸膜２３から剥離された生物膜２４が、処理槽１１から処理水路１３へ流入することが阻止される。すなわち、上記生物膜剥離工程によって中空糸膜２３から剥離された生物膜２４が、処理水路１３から処理槽１１の外部へ流出することが阻止される（膜流出阻止工程）。

一方で、第１膜ユニット２０Ａに対してスカーリングを実施する場合には、図２に示すように、第１膜ユニット２０Ａから離れた場所に位置する可動堰３１（第３可動堰３１Ｃ）を下方に向けて倒すこと（図４参照）で、被処理液Ｓを処理槽１１から処理水路１３へ流入させる。すなわち、上記膜剥離工程によって剥離された生物膜２４が処理水路１３に流入し難い位置にある可動堰３１（第３可動堰３１Ｃ）を倒すことで、スカーリングを実施中の第１膜ユニット２０Ａから離れた場所より集中的に被処理液Ｓを処理水路１３へ流入させる。このように、スカーリングを実施している膜ユニット２０から離れた場所に位置する可動堰３１を倒して、被処理液Ｓを処理槽１１から処理水路１３へ限定的に流入させることで、スカーリング実施中に、処理槽１１への被処理液Ｓの供給を一時的に停止することなく、膜ユニット２０に対するスカーリングと、生物膜２４による被処理液Ｓの処理とを同時に行うことができる。これによって、第３可動堰３１Ｃを通って処理水路１３から処理槽１１の外部へ流出する生物膜２４の流出量が削減される。

また、液処理設備１０においては、中空糸膜２３から剥離した生物膜２４が処理水路１３から処理槽１１の外部へ流出することを阻止する生物膜流出阻止装置を、図１に示す第１生物膜流出阻止装置３０Ａから図５に示す第２生物膜流出阻止装置３０Ｂに変更しても構わない。

図５に示すように、第２生物膜流出阻止装置３０Ｂは、膜ユニット２０の上部における被処理液Ｓの流れＦ１（図６参照）を規制するバッフル４０（「仕切部」の一例）と、バッフル４０を昇降させるための昇降部５０と、を備える。

図６に示すように、バッフル４０は、膜ユニット２０の周りを取り囲むように、４枚の仕切り板４１を組み合わせて筒状に形成した部材である。図７及び図８に示すように、仕切り板４１は、平行な２枚の板材の上端部を閉じ、下端部を開放して内部に空間を有する中空の部材である。仕切り板４１の内部空間は、空気等の気体を供給可能なエアだまり４２となっている。このため、バッフル４０を膜ユニット２０に取り付けて処理槽１１に沈めた際に、エアだまり４２に空気等の気体を供給することで、バッフル４０に浮力が付与され、バッフル４０が処理槽１１の液面Ｅから上方に突出するように上昇する。

図６及び図７に示すように、バッフル４０は、４枚の仕切り板４１のうちの対向する２枚の仕切り板４１の内側面（膜ユニット２０と対向する側の面）に、ガイド溝を形成する一対のガイド板４３ａ、４３ｂが設けられている。ガイド板４３ａ、４３ｂは、バッフル４０が昇降する際に、空気供給配管１７、送気管１５、又はガイド管５３に案内される部分である。ガイド板４３ａ、４３ｂは、溝状の部分が鉛直方向に形成される。

図７に示すように、一対の第１ガイド板４３ａは、溝状の部分が空気供給配管１７に嵌り込み、空気供給配管１７に沿って摺動する。一対の第２ガイド板４３ｂは、溝状の部分が送気管１５又はガイド管５３に嵌り込み、送気管１５及びガイド管５３に沿って摺動する。このように、一対の第１ガイド板４３ａが空気供給配管１７に沿って摺動し、一対の第２ガイド板４３ｂが送気管１５及びガイド管５３に沿って摺動することで、バッフル４０が、空気供給配管１７、送気管１５及びガイド管５３に案内されて鉛直方向に昇降可能となる。

図６から図８に示すように、昇降部５０は、給気支管５１と、排気管５２と、ガイド管５３と、ストッパ５４と、を主に備える。

給気支管５１は、空気供給配管１７から分岐した給気管である。図７に示すように、給気支管５１は、バッフル４０を膜ユニット２０に取り付けて処理槽１１に沈めた際に、エアだまり４２（仕切り板４１の下端部）に挿入される。給気支管５１は、散気管２２に供給される洗浄用空気の一部をエアだまり４２に供給する。給気支管５１からエアだまり４２に洗浄用空気が供給されることで、バッフル４０に浮力が付与され、バッフル４０の上部が処理槽１１の液面Ｅから上方に突出するように上昇する。加えて、散気管２２から吐出した洗浄用空気の一部が気泡となってバッフル４０の下方からエアだまり４２内に流入することで、バッフル４０に浮力が付与され、バッフル４０の上部が処理槽１１の液面Ｅから上方に突出するように上昇する。つまり、バッフル４０は、散気管２２が中空糸膜２３の外部に供給する洗浄用空気を利用して作動する。

排気管５２は、エアだまり４２に溜められた洗浄用空気を外部に排気するための配管である。図７及び図８に示すように、排気管５２は、仕切り板４１の上端部に形成されている。排気管５２は、その上端部が処理槽１１の液面Ｅから上方に突出するように延設される。排気管５２は、その下端部が仕切り板４１のエアだまり４２と通気可能に形成されている。エアだまり４２に溜められた洗浄用空気が排気管５２から排気されることで、バッフル４０に付与される浮力が小さくなり、バッフル４０の上部が処理槽１１の液面Ｅより下方に下降（沈降）する。

ガイド管５３は、バッフル４０を鉛直方向に案内するためのガイドである。図７に示すように、ガイド管５３は、送気管１５の下方から鉛直方向に延設される。ガイド管５３は、鉛直方向に延設される送気管１５と同一直線状に形成される。ガイド管５３は、空気供給配管１７と平行に膜ユニット２０を挟むように配置される。

ストッパ５４は、処理槽１１内で下降するバッフル４０を所定の下限位置で停止させるための部材である。図７及び図８に示すように、ストッパ５４は、空気供給配管１７及びガイド管５３に固定されている。ストッパ５４は、バッフル４０の下端（仕切り板４１の下端）が当接することで、バッフル４０の下降を制止する。

次に、第２生物膜流出阻止装置３０Ｂを備える液処理設備１０における生物膜２４の洗浄（スカーリング）実施時の液処理方法について説明する。

上述のように、空気供給配管１７から散気管２２に洗浄用空気を供給して、洗浄用空気を吐出させる。続いて、散気管２２が洗浄用空気を吐出することで生じる上向流によって、中空糸膜２３から生物膜２４を剥離させる（膜剥離工程）。また同時に、空気供給配管１７から散気管２２に洗浄用空気を供給することで、図９に示すように、バッフル４０の上端部が処理槽１１の液面Ｅから上方に突出するように、バッフル４０を膜ユニット２０に対して上昇させる。これによって、膜ユニット２０の上部における被処理液Ｓの流れＦ１（図６参照）がバッフル４０によって規制される。

具体的には、バッフル４０のエアだまり４２に給気支管５１から洗浄用空気を供給してバッフル４０に浮力を付与する。なお、エアだまり４２には、給気支管５１から供給される洗浄用空気に加えて、散気管２２から吐出される洗浄用空気が流入する。これによって、図９に示すように、バッフル４０が上昇（浮上）して、バッフル４０の上部が処理槽１１の液面Ｅから上方に突出する。そして、図６に示すように、バッフル４０が膜ユニット２０の上方を取り囲む。このため、上記生物膜剥離工程にて中空糸膜２３から剥離された生物膜２４が膜ユニット２０の上部から流出することをバッフル４０によって阻止できる（生物膜流出阻止工程）。すなわち、上記生物膜剥離工程にて中空糸膜２３から剥離された生物膜２４が処理水路１３から処理槽１１の外部へ流出することがない。

一方で、散気管２２からの洗浄用空気の吐出を停止する（空気供給配管１７から散気管２２への洗浄用空気の供給を停止する）ことで、給気支管５１からエアだまり４２への洗浄用空気の供給及び散気管２２からエアだまり４２への洗浄用空気の流入が停止する。これによって、エアだまり４２に溜められた洗浄用空気が排気管５２から排気されて、バッフル４０への浮力の付与が解除される。そのため、バッフル４０は、自重によって自動的に所定の下限位置まで下降（沈降）する。バッフル４０が所定の下限位置まで下降すると、循環ポンプ（不図示）による処理槽１１内の被処理液Ｓの循環を再開する。なお、バッフル４０によって膜ユニット２０の上方で堰き止められている生物膜２４は、散気管２２からの洗浄用空気の吐出が停止して洗浄用空気の気泡による上向流が無くなることで、自重によって処理槽１１の底まで沈降する。

また、第２生物膜流出阻止装置３０Ｂは、対象となる１台の膜ユニット２０に対してのみ作動する。そのため、図２に示すように、膜ユニット２０が複数ある場合には、スカーリングを実施していない膜ユニット２０に設けられる第２生物膜流出阻止装置３０Ｂを停止させ、スカーリングを実施している膜ユニット２０（例えば、第１膜ユニット２０Ａ）に設けられる第２生物膜流出阻止装置３０Ｂのみを作動させる。このように、スカーリングを実施している膜ユニット２０に設けられる第２生物膜流出阻止装置３０Ｂのみを作動させることで、スカーリング実施中に、処理槽１１への被処理液Ｓの供給を一時的に停止することなく、膜ユニット２０に対するスカーリングと、被処理液Ｓの処理とを同時に行うことができる。

以上のように、本実施の形態によると、スカーリングの実施によって中空糸膜２３から剥離した生物膜２４が処理水路１３から処理槽１１の外部へ流出することがないため、スカーリングの実施に起因する処理液の水質の悪化を抑制できる。また、スカーリングの実施時に、処理槽１１への被処理液Ｓの供給を一時的に停止する必要がないため、膜ユニット２０の処理効率（処理能力、処理時間）が低下しない。

特に、第１生物膜流出阻止装置３０Ａは、スカーリングを実施している膜ユニット２０から離れた場所に位置する可動堰３１を倒して、被処理液Ｓを処理水路１３へ限定的に流入させることできるため、膜ユニット２０の台数が多く、膜ユニット２０と処理水路１３との距離を充分に確保できる大規模な液処理設備では、膜ユニット２０に対するスカーリングと、被処理液Ｓの処理とを同時に行うことができ、液処理設備全体の処理能力を著しく低下させない。

また、第２生物膜流出阻止装置３０Ｂは、バッフル４０を膜ユニット２０の周りに設ける構造であるため、既存の膜ユニット２０に容易に設けることができる。そのため、既存の処理槽１１の形状等に影響されることなく、容易に第２生物膜流出阻止装置３０Ｂを処理槽１１に導入することができる。

さらに、第２生物膜流出阻止装置３０Ｂは、１台の膜ユニット２０の上部（近傍部）を取り囲むことで、膜ユニット２０の上部から流出する生物膜２４を阻止するため、処理水路１３の直前で生物膜２４を阻止する第１生物膜流出阻止装置３０Ａと比べて、中空糸膜２３から剥離された生物膜２４が、液処理設備１０全体の被処理液Ｓの処理に及ぼす影響を軽減することができる。

さらにまた、第２生物膜流出阻止装置３０Ｂは、１台の膜ユニット２０の上部（近傍部）を取り囲むことで、膜ユニット２０の上部から流出する生物膜２４を阻止するため、膜ユニット２０のスカーリングを１台毎に実施する液処理設備（例えば、小規模液処理設備）では、効率良く、膜ユニット２０のスカーリングと、被処理液Ｓの処理とを行うことができる。

なお、本実施の形態では、可動堰３１の作動を、エアシリンダ３３の駆動によって行っているが、これに限定されるものではなく、モータの駆動によって可動堰３１を作動させても構わない。

また、本実施の形態では、可動堰３１を平板状の堰によって構成しているが、これに限定されるものではなく、処理槽１１と処理水路１３との境界部における堰レベル（越流高さ）を変更可能構成であれば、堰の内部を空気等で満たすことによって発生する浮力によって堰レベル（越流高さ）を高くする方式であっても構わない。

さらに、本実施の形態では、処理水路１３を凹状の溝によって構成しているが、これに限定されるものではなく、パイプ部材の一部を開口させて、内部に被処理液Ｓを流入させることが可能な構造としても構わない。

さらにまた、本実施の形態では、図９に示すように、バッフル４０の上部を鉛直方向に形成しているが、これに限定されるものではなく、図１０に示すように、バッフル４０の上部が外方向に拡がるように形成しても構わない。すなわち、膜ユニット２０の上部における被処理液Ｓの流れＦ１を規制する部分であって、膜ユニット２０を取り囲むように形成される部分の径を漸次拡大して形成しても構わない。このようにバッフル４０の上部を形成することで、バッフル４０の上部を鉛直方向に形成した場合と比べて、バッフル４０の上部の被処理液Ｓの容量（流れを規制することが可能な被処理液Ｓの容量）が増加するため、被処理液Ｓがバッフル４０を越流し難くなる。そのため、被処理液Ｓとともに流出する生物膜２４を、膜ユニット２０から流出する前に効率良く堰き止めることができる。

さらにまた、図１１に示すように、バッフル４０の上部が内側に狭まるように形成しても構わない。すなわち、膜ユニット２０の上部における被処理液Ｓの流れＦ１を規制する部分であって、膜ユニット２０を取り囲むように形成される部分の径を漸次縮小して形成しても構わない。このようにバッフル４０の上部を形成することで、バッフル４０の上部が被処理液Ｓの流れＦ１に対して逆方向に傾斜して形成されるため、被処理液Ｓとともに流出する生物膜２４をバッフル４０の上部の返しによって下方に留め易くすることができる。そのため、生物膜２４を、膜ユニット２０から流出する前に効率良く堰き止めることができる。なお、図１１では、バッフル４０の上部自体が内側に狭まるように形成されているが、図９に示すような鉛直方向に形成されるバッフル４０の上部に対して内側に延びる返し片（不図示）を設けても構わない。鉛直方向に形成されるバッフル４０の上部に対して返し片を設けることで、膜ユニット２０の上部における被処理液Ｓの流れＦ１を規制する部分の径を漸次縮小して形成することができる。

１０ 液処理設備
１１ 処理槽
１３ 処理水路（排出部）
２０ 膜ユニット（液処理装置）
２２ 散気管（散気装置）
２３ 中空糸膜（気体透過膜）
２４ 生物膜
３０Ａ 第１生物膜流出阻止装置（生物膜流出阻止装置）
３０Ｂ 第２生物膜流出阻止装置（生物膜流出阻止装置）
Ｆ 被処理液の流れ
Ｆ１ 被処理液の流れ
Ｓ 被処理液

Claims (7)

1. 被処理液が供給される処理槽と、
   前記処理槽内の前記被処理液中に浸漬させた気体透過性を有する気体透過膜と、前記気体透過膜の外表面に形成されて前記気体透過膜内に供給される酸素含有の気体を利用する生物膜と、を有し、前記生物膜によって前記被処理液を処理する液処理装置と、
   前記液処理装置によって処理された前記被処理液を前記処理槽の外部へ排出する排出部と、
   前記気体透過膜の下方に位置して前記気体透過膜の外部に気体を供給する散気装置と、
   前記散気装置から供給される前記気体によって前記気体透過膜から剥離した前記生物膜が前記排出部から前記処理槽の外部へ流出することを阻止する生物膜流出阻止装置と、
   を備え、
   前記生物膜流出阻止装置は、前記処理槽における前記被処理液の流れを規制することで、前記処理槽から前記排出部への前記生物膜の流入を阻止すること
   を特徴とする液処理設備。
2. 前記生物膜流出阻止装置は、前記処理槽から前記排出部へ流入する前記被処理液の流れを規制可能な可動堰を備え、
   前記可動堰は、前記被処理液の流れを規制することで、前記処理槽から前記排出部へ流入する前記生物膜を堰き止めること
   を特徴とする請求項１に記載の液処理設備。
3. 前記生物膜流出阻止装置は、前記液処理装置の上部における前記被処理液の流れを規制する仕切部を備え、
   前記仕切部は、
   前記液処理装置を取り囲むように前記液処理装置に対して昇降可能に形成され、
   前記処理槽の液面から上方に突出するように上昇して前記被処理液の流れを規制することで、前記液処理装置から流出する前記生物膜を堰き止めること
   を特徴とする請求項１に記載の液処理設備。
4. 前記仕切り部は、前記被処理液の流れを規制する部分であって、前記液処理装置を取り囲むように形成される部分の径が漸次拡大して形成されること
   を特徴とする請求項３に記載の液処理設備。
5. 前記仕切り部は、前記被処理液の流れを規制する部分であって、前記液処理装置を取り囲むように形成される部分の径が漸次縮小して形成されること
   を特徴とする請求項３に記載の液処理設備。
6. 前記生物膜流出阻止装置は、前記散気装置が前記気体透過膜の外部に供給する気体を利用して駆動されること
   を特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の液処理設備。
7. 被処理液が供給される処理槽と、
   前記処理槽内の前記被処理液中に浸漬させた気体透過性を有する気体透過膜と、前記気体透過膜の外表面に形成されて前記気体透過膜内に供給される酸素含有の気体を利用する生物膜と、を有し、前記生物膜によって前記被処理液を処理する液処理装置と、
   前記液処理装置によって処理された前記被処理液を前記処理槽の外部へ排出する排出部と、
   前記気体透過膜の下方に位置して前記気体透過膜の外部に気体を供給する散気装置と、
   を備える液処理設備において、
   前記散気装置によって供給される前記気体によって前記気体透過膜から前記生物膜を剥離する生物膜剥離工程と、
   前記生物膜剥離工程によって前記気体透過膜から剥離された前記生物膜が、前記排出部から前記処理槽の外部へ流出することを阻止する生物膜流出阻止工程と、
   を含み、
   前記生物膜流出阻止工程では、前記処理槽における前記被処理液の流れを規制することで、前記処理槽から前記排出部への前記生物膜の流入を阻止すること
   を特徴とする液処理設備における液処理方法。

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