JP2935252B2 - 固液分離装置 - Google Patents

固液分離装置

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JP2935252B2
JP2935252B2 JP5076032A JP7603293A JP2935252B2 JP 2935252 B2 JP2935252 B2 JP 2935252B2 JP 5076032 A JP5076032 A JP 5076032A JP 7603293 A JP7603293 A JP 7603293A JP 2935252 B2 JP2935252 B2 JP 2935252B2
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liquid separation
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宏司 石田
清司 和泉
修三 松村
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    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)
  • Photoreceptors In Electrophotography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、固液分離装置に関し、
特に汚水の活性汚泥処理や凝集分離処理において沈殿池
の代わりに使用される固液分離装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の固液分離のために、種々
の装置が提案されている。たとえば、図6に示したよう
な浸漬型濾過装置が提案されている。この濾過装置は複
数のチューブ状のセラミック製濾過材1を有し、これら
濾過材1は、その両端部がヘッダ2,3にて支持される
ことにより、互いに間隔をおいて平行に配列されてい
る。各セラミック製濾過材1は、その一端部がヘッダ2
の面板4を貫通して吸引室5の内部に開口している。セ
ラミック製濾過材1の他端部はヘッダ3の凹部6内にあ
り、その開口端はヘッダ3により塞がれている。また、
ヘッダ2には、吸引室5を外部へ連通させるための吸引
口7が設けられている。そして、濾過材1は、両端部が
接着剤8などで固定されるとともに、その側方には濾過
材1の保護および整流を目的とするガイド板9が設けら
れている。
【0003】処理を行う時は、処理槽内において汚水中
に濾過装置を浸漬させておき、吸引口7に吸引負圧を作
用させることによって、セラミック製濾過材1で汚泥等
を濾過し、濾過材1を透過した濾過処理水を、吸引室5
および吸引口7を経て濾過装置の外部へ取り出してい
る。
【0004】また、特開平2-86893 号には、図7に示し
たような固液分離装置が開示されている。図7におい
て、10は曝気槽であり、槽10内には複数個の膜モジュー
ル11が一定間隔をおいて並列に設けられている。膜モジ
ュール11の下方には散気管12が配置されており、この散
気管12により空気など、酸素を含有する曝気用気体13が
膜モジュール11の間に吹き込まれる。
【0005】この装置において使用される膜モジュール
11は、図示したように、凹凸面に形成した膜支持体14を
濾過膜15で覆ったものであり、膜支持体14には濾過処理
水吸引管16に通じた濾過処理水流路17が形成されてい
る。
【0006】処理を行う時は、散気管12から曝気用気体
13を噴き出して原水18を浄化処理し、浄化された浄化処
理水19を膜モジュール11を通して吸引することにより、
濾過膜15で汚泥等を捕捉するとともに、濾過膜15を透過
して濾過処理水流路17内に吸引された清浄な濾過処理水
20を、濾過処理水吸引管16から取り出している。
【0007】しかし、この構成の膜モジュール11では、
濾過膜15が膜支持体14に圧接して両者の間に間隙がなく
なると、その部分に吸引力が有効に作用しなくなるとと
もに濾過膜15を透過した濾過処理水20の流路がなくなっ
て、濾過機能が低下する。
【0008】そこで、上記の欠点を解消すべく、たとえ
ば実開平2-129300号において、次のような膜モジュール
が提案された。図8に示したように、膜モジュール21
は、膜支持体22と膜支持ネット23と濾過膜24とで形成さ
れている。そして、樹脂材よりなる膜支持体22には濾過
処理水流路25が形成されており、濾過処理水流路25は一
端が膜支持体22の表面に開口するとともに、他端が図示
を省略した濾過処理水吸引管に接続している。
【0009】この膜モジュール21を用いて処理を行う時
は、濾過処理水吸引管を通して濾過処理水流路25に吸引
力を作用させ、濾過膜24を介して濾過対象物を吸引す
る。このとき、濾過膜24は、吸引力によって膜支持体22
の側に引き寄せられるが、膜支持ネット23を介して膜支
持体22に保持されるため、膜支持体22と濾過膜24との間
には常に所定の間隙が維持される。これにより、濾過膜
24と膜支持体22との間には、濾過膜24の全面にわたっ
て、濾過処理水流路25に連通した空間が形成されるの
で、この空間に吸引力を作用させて濾過機能を維持する
ことができる。
【0010】上記のような膜モジュールまたはチューブ
状セラミック製濾過材を配置した装置を用いて汚水の固
液分離を行うときは、上で説明したように、装置の下方
に設けた散気管などにより、膜モジュールまたはチュー
ブ状セラミック製濾過材の間に曝気用気体を供給してい
る。そして、気泡のエアリフト作用によって上昇水流を
生起し、この上昇水流で膜面または濾過材から汚泥等を
離脱させて、その目づまりを防止している。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の固
液分離装置において、膜モジュールを配置すること等に
より、濾過液1m3当たりの固液分離のための動力消費
を、チューブ状セラミック製濾過材を配置する場合の1/
10以下(たとえば0.65kwh/m3)に低減することができる
が、このような固液分離法を下水や廃水の処理に適用す
るには、0.1kwh/m3程度の動力消費まで低減されること
が望まれる。動力消費を0.65kwh/m3以下に低減できない
原因は、膜面掃流を維持するためにある程度の空気吹き
込み量が必要であり、そのために空気ブロワーなどの動
力消費をある程度までしか低減できないことにある。膜
モジュールやチューブ状セラミック製濾過材の鉛直方向
長さを長くすれば濾過面積当たりの必要空気量を低減で
きるが、保守面から、これらの鉛直方向長さは1m 程度
までとすることが望ましい。
【0012】本発明は上記問題を解決するもので、動力
消費を、例えば下水の活性汚泥処理に適用したときに0.
1kwh/m3 以下まで低減できる固液分離装置を提供するこ
とを目的とするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明の固液分離装置は、処理槽内に、槽内に水平
方向流を形成せしめる手段を設けるとともに、この水平
方向流の流下方向に浸漬型濾過装置を複数段設置したも
のであって、前記浸漬型濾過装置は、複数個の濾過モジ
ュールが間隔をおいて並列に設けられてなり、各濾過モ
ジュールは、濾液側を負圧とする手段を備えている構成
としたものである。
【0014】また、浸漬型濾過装置の下方に散気管を設
置した構成としたものである。
【0015】
【作用】上記構成により、槽内に設けた水平方向流を形
成せしめる手段によって水平方向流を供給することで、
浸漬型濾過装置の各濾過モジュール表面への汚泥等の堆
積を防止し、濾過装置による濾過速度を維持する状態に
おいて、槽内の汚水を固液分離できる。このとき、処理
槽内に浸漬型濾過装置を複数段設置したことにより、水
平方向流を濾過装置で順次利用できるので、動力消費を
低減できる。
【0016】また、浸漬型濾過装置の下方に配置した散
気管から気体を供給することによって、上昇水流を生起
し、掃流効果を助長することができる。水平方向流を形
成せしめる手段が酸素を取り入れる機能を持たないとき
は、散気管は酸素供給手段として有効である。
【0017】
【実施例】以下、本発明の一実施例の固液分離装置を、
図1から図3を参照しながら説明する。固液分離装置26
は、図1に全体構成を示したように、ほぼ長円形の処理
槽27の内部が、槽中央に槽の長さ方向に設けられた隔壁
28によって2分されるとともに、処理槽27の上方に、原
水供給管29が開口している。隔壁28の両側には、浸漬型
濾過装置30が、槽27の長さ方向に複数段設置されてい
る。
【0018】隔壁28の両端部近傍には、槽27内に水平方
向流を形成せしめる手段としてのポンプ31a,31b が設け
られていて、このポンプ31a,31b により形成された矢印
Aで示される水平方向流が隔壁28の両側において浸漬型
濾過装置30に供給されるように構成されている。
【0019】浸漬型濾過装置30は、図2および図3に示
したように、複数個の濾過膜モジュール32が垂直に、間
隔をおいて並列に設けられたものであって、濾過膜モジ
ュール32の表面の濾過膜33が槽27の長さ方向に平行に、
すなわち水平方向流Aに平行になるように設置されてい
る。各濾過膜モジュール32は、濾過膜33の内側に図示を
省略した濾過処理水流路を有していて、この濾過処理水
流路に通じてノズル34が設けられている。このノズル34
に、吸引パイプ35、吸引ヘッダー管36が順次接続すると
ともに、このヘッダー管36に、槽27外の吸引ポンプ37が
接続していて、吸引ポンプ37で吸引して濾過処理水流路
に負圧をかけることで、濾過膜33を透過した濾過処理水
を取り出すように構成されている。
【0020】浸漬型濾過装置30の下方には、図2に示し
たように、散気管38が配置されていて、槽27外に設置し
たブロワー39などで空気または酸素を供給可能である。
また、浸漬型濾過装置30の上端部と下端部には、水平方
向流Aを濾過膜モジュール32の部分に誘導するための阻
流板40が設けられている。
【0021】上記構成における作用を説明する。処理槽
27内に原水供給管29より原水を供給すると、原水は槽内
の被処理液に混合された後に、ポンプ31a により形成さ
れる水平方向流Aとして隔壁28の一方の側に供給され
て、処理槽27内に複数段設置された浸漬型濾過装置30に
順次供給される。
【0022】浸漬型濾過装置30に供給された水平方向流
Aは、装置30の上端部と下端部とに設けられた阻流板40
により、主に濾過膜モジュール32の部分に誘導されて、
濾過膜モジュール32どうしの間を濾過膜33に平行に通過
する。このとき、吸引ポンプ37で吸引して濾過膜モジュ
ール32の濾過処理水流路に負圧をかけることで、槽内の
被処理液を固液分離し、濾過膜33を透過した濾過処理水
を、ノズル34、吸引パイプ35、次に吸引ヘッダー管36を
経て取り出すことができる。被処理液は、複数段の浸漬
型濾過装置30において順次固液分離された後に、隔壁28
の端部近傍においてポンプ31b により隔壁28のもう一方
の側に供給されて、上記と同様にして固液分離され、そ
の後、再びポンプ31a により隔壁28の一方の側に供給さ
れる。このようにして、槽27内を循環する間に、上記の
固液分離過程が繰り返されて、原水の固液分離が行われ
る。一方、ポンプ31a,31b により供給される水平方向流
は掃流となって濾過装置30に供給されるため、濾過膜33
の表面への汚泥等の堆積が防止され、堆積物が除去され
て、膜面の目詰まりが防止される。
【0023】このとき、浸漬型濾過装置30の下方に配置
した散気管38から空気または酸素を供給すると、矢印B
で示した上昇水流が生起され、掃流効果が助長されると
ともに、気泡による膜面堆積物の剥離効果が生じる。処
理に酸素を取り入れる必要があるときは、散気管38は酸
素供給手段としても有効である。
【0024】次に、本発明の他の実施例の固液分離装置
を図4および図5を参照しながら説明する。この実施例
の固液分離装置41は、図1から図3を用いて上で説明し
た固液分離装置とほぼ同じ構成を有するため、同一の構
成および同一の作用を有する部材には同じ符号を付して
説明を省略する。この実施例の固液分離装置41が先の実
施例の固液分離装置と異なるのは、隔壁28が、その両側
が連通するように、槽の内壁との間に距離をおいて設け
られるとともに、槽27内に水平方向流を形成せしめる手
段としてのポンプに代えてロータ42a,42b が設置された
点である。
【0025】ロータ42a,42b は、隔壁28の各側におい
て、槽27の長さ方向に複数段設置された浸漬型濾過装置
30と同列に設けられるとともに、ロータ42a とロータ42
b とが互いに最も離れた位置になるように対角線上に設
けられている。そして、これらのロータ42a,42b の回転
により形成された矢印Aで示した水平方向流が隔壁28の
両側において、ロータ42a,42b の下流の浸漬型濾過装置
30に供給されるように構成されている。また、ロータ42
a,42b の下方にはさらに、図5に示したように、ロータ
42a,42b によって形成された水平方向流Aを主として濾
過膜モジュールの部分に供給するための阻流板43が設け
られている。
【0026】この構成によっても、上記の実施例と同様
に、被処理液が槽27内を循環する間に浸漬型濾過装置30
による固液分離が繰り返されて、原水の固液分離が行わ
れる。また、ロータ42a,42b により生起された水平方向
流が掃流となって濾過装置30に供給されるため、濾過膜
表面への汚泥等の堆積が防止されて、膜面の目詰まりが
防止される。さらに、ロータ42a,42b の回転により被処
理液が大気中に飛散したときに、被処理液中に酸素を吸
収させることができるため、散気管を設けることなく、
浄化に必要な酸素を被処理液に供給することができる。
【0027】また、上記の2つの実施例の構成における
濾過膜モジュールを配置した濾過装置に代えて、チュー
ブ状セラミック製濾過材を配置した濾過装置を使用する
こともできる。
【0028】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、槽内に設
けた水平方向流を形成せしめる手段により水平方向流を
供給し、浸漬型濾過装置の各濾過モジュール表面への汚
泥等の堆積を防止して濾過機能を維持する状態におい
て、濾過装置で槽内の汚水を固液分離することができ
る。また、処理槽内に浸漬型濾過装置を複数段設置した
ことにより、水平方向流を浸漬型濾過装置において順次
利用できる。この結果、濾過モジュールの鉛直方向長さ
を長くするなどの、濾過モジュールの保守性を損なうよ
うな処置を行うことなく、動力消費を0.1kwh/m2 以下に
低減することが可能になった。
【0029】槽内に水平方向流を形成せしめる手段とし
て、空気を取入れ可能なロータまたはポンプなどを用い
れば、クロスフロー濾過に必要な水平方向流が得られる
だけでなく、散気管を設けることなく被処理液の浄化に
必要な酸素を供給できる。
【0030】また、浸漬型濾過装置の下方に配置された
散気管から気体を供給することで、掃流効果を助長する
ことができる。水平方向流を形成せしめる手段が酸素を
取り入れる機能を持たないときは、散気管に酸素供給手
段の機能も持たせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の固液分離装置の全体構成を
示した説明図である。
【図2】図1の固液分離装置において使用される浸漬型
濾過装置を示した説明図である。
【図3】図2の浸漬型濾過装置において使用される濾過
膜モジュールを示した説明図である。
【図4】本発明の他の実施例の固液分離装置の全体構成
を示した説明図である。
【図5】図4の固液分離装置において使用される、槽内
に水平方向流を形成せしめる手段を示した説明図であ
る。
【図6】従来例の浸漬型固液分離装置を示した説明図で
ある。
【図7】他の従来例の固液分離装置の全体構成を示した
説明図である。
【図8】さらに他の従来例の固液分離装置において使用
される膜モジュールを示した説明図である。
【符号の説明】
26 固液分離装置 27 処理槽 30 浸漬型濾過装置 31a ポンプ 31b ポンプ 32 濾過膜モジュール 41 固液分離装置 42a ロータ 42b ロータ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B01D 65/02 520 B01D 29/10 520Z C02F 1/44 29/24 Z 3/14 29/38 580A (72)発明者 和泉 清司 大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目2番47 号 株式会社クボタ内 (72)発明者 松村 修三 イギリス国 ダブリュ8 4エイチワイ ロンドン グロウセスター ウォーク 38エイ (56)参考文献 特開 平2−86893(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B01D 61/00 - 65/10 C02F 1/44 C02F 3/14 - 3/26 C02F 7/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 処理槽内に、槽内に水平方向流を形成せ
    しめる手段を設けるとともに、この水平方向流の流下方
    向に浸漬型濾過装置を複数段設置したものであって、前
    記浸漬型濾過装置は、複数個の濾過モジュールが間隔を
    おいて並列に設けられてなり、各濾過モジュールは、濾
    液側を負圧とする手段を備えていることを特徴とする固
    液分離装置。
  2. 【請求項2】 浸漬型濾過装置の下方に散気管を設置し
    たことを特徴とする請求項1記載の固液分離装置。
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JP4819841B2 (ja) * 2008-04-23 2011-11-24 株式会社日立プラントテクノロジー 膜分離装置
JP4819840B2 (ja) * 2008-04-23 2011-11-24 株式会社日立プラントテクノロジー 膜分離装置
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