JP3333089B2 - 吸引圧力調整装置 - Google Patents

吸引圧力調整装置

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JP3333089B2 JP14057296A JP14057296A JP3333089B2 JP 3333089 B2 JP3333089 B2 JP 3333089B2 JP 14057296 A JP14057296 A JP 14057296A JP 14057296 A JP14057296 A JP 14057296A JP 3333089 B2 JP3333089 B2 JP 3333089B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、下水処理設備や上
水処理設備や埋立地浸出水処理設備等において使用する
浸漬式膜濾過装置に関し、吸引圧力調整装置に係る。
【0002】
【従来の技術】従来、下水処理設備や上水処理設備や埋
立地浸出水処理設備等においては、原水中の固形分を除
去するために、膜浸漬槽内に浸漬型セラミック膜等から
なる膜濾過装置を浸漬し、膜濾過装置のヘッダーに連通
する吸引管に接続して吸引ポンプを設け、吸引ポンプで
発生する吸引圧力を膜濾過装置に作用させて固形分を膜
分離している。吸引ポンプとしては自吸式ポンプを使用
しており、自吸式ポンプの回転数制御により吸引流量を
制御して膜透過流束を調整している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、自吸式ポン
プを使用する場合にあっては、運転開始時においてポン
プの吸込側が正圧であることが正常な運転を保障する条
件である。しかし、膜浸漬槽を地下に配置して自吸式ポ
ンプを地上に配置する場合には、ポンプの運転開始時に
吸込側の圧力が負圧となるために、自吸式ポンプでは吸
込負荷が過剰に大きくなってポンプの正常な運転を保障
し得ない問題があった。
【0004】一方、ポンプとして真空ポンプを使用する
場合には回転数制御により吸引圧力を制御することが困
難であるために、膜濾過装置における膜透過流束を任意
の値に調整することができなかった。
【0005】本発明は負圧下においても膜濾過装置の運
転を円滑に行うことができるとともに、膜濾過装置に任
意の吸引圧力を作用させることができる吸引圧力調整装
置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、本発明の吸引圧力調整装置は、膜浸漬槽の水面
下に配置した膜濾過装置に駆動圧力として負圧を及ぼす
ものであって、天部開口を大気開放する圧力調整槽と、
圧力調整槽内に遊嵌して配置し、底部開口が圧力調整槽
の水面下に没するとともに内部に真空を形成する真空缶
と、膜濾過装置に吸引管を介して連通する気水分離器
と、気水分離器の液相領域と圧力調整槽の内部領域を連
通する導水管と、気水分離器の気相領域と真空缶の内部
領域を連通する導圧管と、流量調整機能を有して圧力調
整槽内に滞留する膜濾過水を排出する排出系とを備えた
ものである。
【0007】この構成により、真空缶内に所定負圧−P
を形成すると、缶内の水面L1 と缶外の水面L2 との間
に大気圧と缶内圧力の圧力差に相応して水頭Hが生起す
る。この状態で、真空缶内における導圧管の開口位置か
ら缶外の水面までの水頭h2に見合う調整負圧−Δpが
気水分離器に及び、この調整負圧−Δpを原動力として
膜濾過装置に膜間差圧Pd が生起する。この膜間差圧P
d は、気水分離器内の水面L3 から膜浸漬槽内の水面L
4 までの水頭h3 に見合う正圧を調整負圧−Δpに加算
した値と大気圧との差圧となる。
【0008】上述の膜間差圧Pd を駆動力として膜濾過
装置が膜浸漬槽内の原水を固液分離し、膜濾過水は吸引
管、気水分離器、導水管、圧力調整槽に流入して後に、
排出系を通って槽外へ流出する。このとき、導水管から
圧力調整槽への流入量と圧力調整槽から排出系への流出
量を等しくすることにより、膜間差圧Pd を一定に維持
して安定した透過流束が得られる。
【0009】膜間差圧Pd を調整する場合には、排出系
を通して槽外に流れ出る流量を増減することにより、缶
外の水面L2 を上昇ないしは降下させる。このとき、所
定負圧−Pおよび真空缶内の水面L1 と缶外の水面L2
との間の水頭Hは一定で変化せず、缶外の水面L2 の変
化分に応じて、真空缶内における導圧管の開口位置から
缶内の水面L1 までの水頭h1 と、導圧管の開口位置か
ら缶外の水面L2 までの水頭h2 とが相補的に変化し、
この変化に追随して調整負圧−Δpおよび膜間差圧Pd
が変化する。
【0010】因に、缶外の水面L2 が降下すると水頭h
2 の増加に伴って調整負圧−Δpの負値が大きくなり、
結果として膜間差圧Pd が増加する。逆に、缶外の水面
2が上昇すると水頭h2 の減少に伴って調整負圧−Δ
pの負値が小さくなり、結果として膜間差圧Pd が減少
する。
【0011】ここで、真空缶に形成する真空は、真空ポ
ンプによって負圧を及ぼすことによっても生起すること
ができる。また、圧力調整槽内に補給水を供給する補給
水系を設置することにより、圧力調整槽における缶外の
水面L2 の調整を、導水管から圧力調整槽への流入量と
圧力調整槽から排出系への流出量との流量差のみなら
ず、補給水系から供給する補給水量を缶内の水面L2
増加因子として利用することができ、速やかな膜間差圧
の調整を行うことができる。
【0012】ここで、吸引管に流量計を設けるととも
に、圧力調整槽に水位計を設けることにより、膜濾過装
置の透過流束を流量計で計測する流量として検出するこ
とができ、膜間差圧を水位計で計測する水位として検出
することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1において、原水1が流入する膜
浸漬槽2には水面下に膜濾過装置3が配置してあり、膜
濾過装置3に駆動圧力として負圧を及ぼす真空ポンプ4
との間に吸引圧力調整装置5が介装してある。
【0014】吸引圧力調整装置5は、天部開口を大気開
放する圧力調整槽6の内部に遊嵌して真空缶7が配置し
てあり、真空缶7は底部開口が圧力調整槽6の水面下に
没するとともに頂部側が真空ポンプ4に連通している。
膜濾過装置3に吸引管8を介して連通する気水分離器9
は、液相領域が圧力調整槽6の内部領域に導水管10を
介して連通し、気相領域が真空缶7の内部領域に導圧管
11を介して連通している。
【0015】圧力調整槽6の下側部には膜濾過水を排出
する排出系12が接続してあり、排出系12には流量調
整機能を有する排出弁13が介装してある。真空ポンプ
4は排気弁14を介して真空缶7の頂部に連通し、また
真空缶7の頂部には吸気弁15が設けてあり、導圧管1
1には真空破壊弁16が設けてある。
【0016】また、圧力調整槽6には開閉弁17を介し
て補給水系18が連通しており、圧力調整槽6の下側部
には水位計19が設けてあり、吸引管8には流量計20
が設けてある。
【0017】この構成により、膜濾過装置3の運転時に
は、吸気弁15および真空破壊弁16を閉栓し、排気弁
14を開栓し、真空ポンプ4の稼働によって生起する所
定負圧−Pを真空缶7の内部領域に及ぼす。尚、真空ポ
ンプ4を設けない構成においては、真空缶7をその頂部
が圧力調整槽6の水面下に没することができるように配
置し、真空缶7の内部に水が満ちるまで圧力調整槽6の
水位を高めた後に、排出系12を通して排水することに
より、真空缶7の内部に真空を形成する。
【0018】真空缶7の内部に真空が生起すると、所定
負圧−Pを受けて、真空缶7の缶内の水面L1 と圧力調
整槽6における缶外の水面L2 との間に大気圧と缶内圧
力との圧力差に相応して水頭Hが生起する。
【0019】この状態において、真空缶7の内部におけ
る導圧管11の開口位置から缶外の水面L2 までの水頭
2 に見合う調整負圧−Δpが気水分離器9に及び、こ
の調整負圧−Δpを原動力として膜濾過装置3に膜間差
圧Pd が生起する。この膜間差圧Pd は、気水分離器内
の水面L3 から膜浸漬槽内の水面L4 までの水頭h3
見合う正圧を調整負圧−Δpに加算した値と大気圧との
差圧となる。
【0020】上述の膜間差圧Pd を駆動力として膜濾過
装置3が膜浸漬槽2内の原水1を固液分離し、膜濾過水
は吸引管8、気水分離器9、導水管10、圧力調整槽6
に流入して後に、排出系12を通って槽外へ流出する。
このとき、排出弁13を操作して、導水管10から圧力
調整槽6への流入量と圧力調整槽6から排出系12への
流出量を等しくすることにより、膜間差圧Pd を一定に
維持して安定した透過流束が得られる。
【0021】膜間差圧Pd を変更調整する場合には、排
出弁13を操作して、排出系12を通して槽外に流れ出
る流量を増減することにより、缶外の水面L2 を上昇な
いしは降下させる。このとき、所定負圧−Pおよび真空
缶7の缶内の水面L1 と缶外の水面L2 との間の水頭H
は一定で変化せず、缶外の水面L2 の変化分に応じて、
真空缶7における導圧管11の開口位置から缶内の水面
1 までの水頭h1 と、導圧管の開口位置から缶外の水
面L2 までの水頭h2 とが相補的に変化し、この変化に
追随して調整負圧−Δpおよび膜間差圧Pd が変化す
る。
【0022】因に、缶外の水面L2 が降下すると水頭h
1 が減少して水頭h2 が増加し、水頭h2 の増加に伴っ
て調整負圧−Δpの負値が大きくなり、結果として膜間
差圧Pd が増加する。逆に、缶外の水面L2 が上昇する
と水頭h2 の減少に伴って調整負圧−Δpの負値が小さ
くなり、結果として膜間差圧Pd が減少する。
【0023】また、補給水系18から圧力調整槽6内に
補給水を供給することにより、供給する補給水量を缶内
の水面L2 の増加因子として利用することができ、圧力
調整槽6における缶外の水面L2 の調整を、導水管10
から圧力調整槽6への流入量と圧力調整槽6から排出系
12への流出量との流量差のみに頼ることなく、速やか
な膜間差圧Pd の調整を行うことができる。
【0024】このとき、流量計20で計測する膜濾過水
の流量によって膜濾過装置3における透過流束を検出す
ることができ、水位計19で計測する缶外の水面L2
水位によって調整負圧−Δpおよび膜間差圧Pd を検出
することができ、経時変化による透過流束の変動に応じ
て膜間差圧Pd を適時に調整することができるととも
に、流量計20および水位計19の計測値を指標として
自動制御運転を行うこともできる。
【0025】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、真空
缶および気水分離器を介して膜濾過装置に膜間差圧を生
起させ、圧力調整槽における水面の上昇ないしは降下に
より、膜間差圧を調整するので、負圧下においても膜濾
過装置の運転を円滑に行うことができるとともに、膜濾
過装置に任意の吸引圧力を作用させることができる。
【0026】また、補給水系から供給する補給水量を缶
内の水面の増加因子として利用することにより、速やか
な膜間差圧の調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態における吸引圧力調整装置の
全体構成図である。
【符号の説明】
1 原水 2 膜浸漬槽 3 膜濾過装置 4 真空ポンプ 5 吸引圧力調整装置 6 圧力調整槽 7 真空缶 8 吸引管 9 気水分離器 10 導水管 11 導圧管 12 排出系 18 補給水系 19 水位計 20 流量計

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 膜浸漬槽の水面下に配置した膜濾過装置
    に駆動圧力として負圧を及ぼすものであって、天部開口
    を大気開放する圧力調整槽と、圧力調整槽内に遊嵌して
    配置し、底部開口が圧力調整槽の水面下に没するととも
    に内部に真空を形成する真空缶と、膜濾過装置に吸引管
    を介して連通する気水分離器と、気水分離器の液相領域
    と圧力調整槽の内部領域を連通する導水管と、気水分離
    器の気相領域と真空缶の内部領域を連通する導圧管と、
    流量調整機能を有して圧力調整槽内に滞留する膜濾過水
    を排出する排出系とを備えたことを特徴とする吸引圧力
    調整装置。
  2. 【請求項2】 真空缶の頂部側に連通して真空ポンプを
    設けたことを特徴とする請求項1記載の吸引圧力調整装
    置。
  3. 【請求項3】 圧力調整槽内に補給水を供給する補給水
    系を備えたことを特徴とする請求項1又は2記載の吸引
    圧力調整装置。
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