JP3444349B2 - 回転平膜装置 - Google Patents
回転平膜装置Info
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転平膜装置に係
り、特に回転平膜による排水の膜分離により排水中の微
生物を回転平膜の膜面に付着させて微生物層を形成し、
この微生物層により用水、廃水の浄化処理を行う微生物
担持型の回転平膜装置に関する。
り、特に回転平膜による排水の膜分離により排水中の微
生物を回転平膜の膜面に付着させて微生物層を形成し、
この微生物層により用水、廃水の浄化処理を行う微生物
担持型の回転平膜装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】微生物担持型の回転平膜装置は、回転平
膜による排水の膜分離により排水中の微生物を回転平膜
の膜面に付着させて微生物層を形成し、この微生物層に
より排水中のアンモニア性窒素等を生物学的に浄化処理
を行う。また、この膜分離により、排水中の濁質成分
（以下ＳＳ成分という）のろ過処理も同時に行なわれ
る。
膜による排水の膜分離により排水中の微生物を回転平膜
の膜面に付着させて微生物層を形成し、この微生物層に
より排水中のアンモニア性窒素等を生物学的に浄化処理
を行う。また、この膜分離により、排水中の濁質成分
（以下ＳＳ成分という）のろ過処理も同時に行なわれ
る。
【０００３】しかし、排水の浄化処理を続けるうちに排
水中の微生物が微生物層の上に更に付着して微生物層の
層厚が次第に厚くなる。微生物層の層厚が厚くなり過ぎ
ると、ろ過性能が低下するだけでなく、生物学的な浄化
処理性能も低下する。従って、微生物層の層厚が厚くな
り過ぎた場合には、微生物層を剥離する必要がある。
水中の微生物が微生物層の上に更に付着して微生物層の
層厚が次第に厚くなる。微生物層の層厚が厚くなり過ぎ
ると、ろ過性能が低下するだけでなく、生物学的な浄化
処理性能も低下する。従って、微生物層の層厚が厚くな
り過ぎた場合には、微生物層を剥離する必要がある。
【０００４】このことから、従来は、微生物層を剥離す
るために定期的に回転平膜を回転させたまま膜分離の運
転を停止することにより、回転平膜の回転で膜表面の微
生物層を剥離し、微生物層の厚みを制御していた。
るために定期的に回転平膜を回転させたまま膜分離の運
転を停止することにより、回転平膜の回転で膜表面の微
生物層を剥離し、微生物層の厚みを制御していた。
【０００５】しかし、従来のように、回転平膜の微生物
層を回転平膜の回転で剥離洗浄しようとすると、膜表面
に排水の乱流による所定以上の剪断力を与える必要があ
るため、膜分離運転時における回転平膜の低速回転を、
剥離洗浄のために高速回転させなくてはならない。従っ
て、剥離洗浄のためだけに回転平膜を高速回転させる大
出力のモータを設置しなくてはならないだけでなく、装
置の構成部品も耐久性がよく、加工精度や組み付け精度
のよい部品を使用しなくてはならないので、装置コスト
が高価になるという問題がある。
層を回転平膜の回転で剥離洗浄しようとすると、膜表面
に排水の乱流による所定以上の剪断力を与える必要があ
るため、膜分離運転時における回転平膜の低速回転を、
剥離洗浄のために高速回転させなくてはならない。従っ
て、剥離洗浄のためだけに回転平膜を高速回転させる大
出力のモータを設置しなくてはならないだけでなく、装
置の構成部品も耐久性がよく、加工精度や組み付け精度
のよい部品を使用しなくてはならないので、装置コスト
が高価になるという問題がある。
【０００６】更には、回転平膜の回転だけによる微生物
層の剥離洗浄は、微生物層が膜面に高密度に付着した場
合、剥離効率が悪く剥離操作に長時間を必要とするた
め、排水を浄化処理するための浄化処理運転時間が大幅
に削減されてしまうという欠点がある。
層の剥離洗浄は、微生物層が膜面に高密度に付着した場
合、剥離効率が悪く剥離操作に長時間を必要とするた
め、排水を浄化処理するための浄化処理運転時間が大幅
に削減されてしまうという欠点がある。
【０００７】これらの問題の対策として、本出願人は膜
分離槽内に洗浄用スポンジ状部材を多数投入し、このス
ポンジ状部材を微生物層に接触させることで微生物層の
剥離洗浄を行なうことを提案している。
分離槽内に洗浄用スポンジ状部材を多数投入し、このス
ポンジ状部材を微生物層に接触させることで微生物層の
剥離洗浄を行なうことを提案している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、洗浄用
スポンジ状部材による微生物層の剥離洗浄は、排水中の
アンモニア性窒素濃度が低い低負荷時の処理には、膜分
離槽内の生物量も少ないため効果的であるが、高負荷時
には効果が減少してしまう。この理由は、高負荷時の場
合には、微生物の栄養源が多くなり微生物が増殖して膜
分離槽内の生物量が多くなるため、回転平膜の膜表面に
付着する微生物の付着速度が速くなる。この結果、洗浄
用スポンジ状部材で微生物を膜から剥離洗浄する速度が
間に合わなくなるためである。これにより、回転平膜装
置の運転圧力の上昇によるフラックス（ＦＬＵＸ）の低
下が生じ、処理効率が低下する。従って、高負荷時の場
合には、洗浄用スポンジ状部材による剥離洗浄に加えて
回転平膜の高速回転による剥離洗浄をも併用しなくては
ならないという問題があり、根本的な解決にはならな
い。
スポンジ状部材による微生物層の剥離洗浄は、排水中の
アンモニア性窒素濃度が低い低負荷時の処理には、膜分
離槽内の生物量も少ないため効果的であるが、高負荷時
には効果が減少してしまう。この理由は、高負荷時の場
合には、微生物の栄養源が多くなり微生物が増殖して膜
分離槽内の生物量が多くなるため、回転平膜の膜表面に
付着する微生物の付着速度が速くなる。この結果、洗浄
用スポンジ状部材で微生物を膜から剥離洗浄する速度が
間に合わなくなるためである。これにより、回転平膜装
置の運転圧力の上昇によるフラックス（ＦＬＵＸ）の低
下が生じ、処理効率が低下する。従って、高負荷時の場
合には、洗浄用スポンジ状部材による剥離洗浄に加えて
回転平膜の高速回転による剥離洗浄をも併用しなくては
ならないという問題があり、根本的な解決にはならな
い。
【０００９】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、排水中のアンモニア窒素濃度の高い高負荷時で
あっても回転平膜の回転数を膜分離時と同様の低速回転
のままで膜面に付着した付着物を洗浄用スポンジ状部材
により効果的に除去することのできる回転平膜装置を提
供することを目的とする。
もので、排水中のアンモニア窒素濃度の高い高負荷時で
あっても回転平膜の回転数を膜分離時と同様の低速回転
のままで膜面に付着した付着物を洗浄用スポンジ状部材
により効果的に除去することのできる回転平膜装置を提
供することを目的とする。
【００１０】
【発明を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、膜分離槽内に配設された回転軸に間隔を
おいて支持された複数枚の回転平膜の表面に微生物層を
形成して排水を生物処理する回転平膜装置において、前
記膜分離槽内には、前記生物処理のための微生物を担持
するための微生物担持用スポンジ状部材と、前記回転平
膜の表面に形成された微生物層に接触させて該微生物層
を剥離洗浄するための洗浄用スポンジ状部材とが投入さ
れるとともに、前記洗浄用スポンジ状部材の径を前記微
生物担持用スポンジ状部材の径よりも大きくしたことを
特徴とする。
成するために、膜分離槽内に配設された回転軸に間隔を
おいて支持された複数枚の回転平膜の表面に微生物層を
形成して排水を生物処理する回転平膜装置において、前
記膜分離槽内には、前記生物処理のための微生物を担持
するための微生物担持用スポンジ状部材と、前記回転平
膜の表面に形成された微生物層に接触させて該微生物層
を剥離洗浄するための洗浄用スポンジ状部材とが投入さ
れるとともに、前記洗浄用スポンジ状部材の径を前記微
生物担持用スポンジ状部材の径よりも大きくしたことを
特徴とする。
【００１１】本発明によれば、膜分離槽内に微生物を担
持した微生物担持用スポンジ状部材を投入したので、排
水中のアンモニア窒素濃度の高い高負荷時、即ち微生物
の栄養源が多くある場合でも、膜分離槽内での微生物の
増殖は、回転平膜に形成された微生物層と微生物担持用
スポンジ状部材とで分担される。これにより、膜分離槽
内全体での微生物の生物量は増加するが、微生物層が増
殖により厚くなりすぎることを防止できると共に排水中
に浮遊して回転平膜に膜分離される微生物を少なくする
ことができる。この結果、微生物層が厚くなりすぎて生
物処理効率が低下するのを防止でき、且つ洗浄用スポン
ジ状部材で微生物層を低負荷時の時と同様に効果的に剥
離洗浄することができる。この場合、洗浄用スポンジ状
部材の径を微生物担持用スポンジ状部材の径よりも大き
くしたので、微生物担持用スポンジ状部材は表面積を大
きくして付着効率を向上できる一方、洗浄用スポンジ状
部材は回転平膜に接触した際の剪断力を大きくできる。
持した微生物担持用スポンジ状部材を投入したので、排
水中のアンモニア窒素濃度の高い高負荷時、即ち微生物
の栄養源が多くある場合でも、膜分離槽内での微生物の
増殖は、回転平膜に形成された微生物層と微生物担持用
スポンジ状部材とで分担される。これにより、膜分離槽
内全体での微生物の生物量は増加するが、微生物層が増
殖により厚くなりすぎることを防止できると共に排水中
に浮遊して回転平膜に膜分離される微生物を少なくする
ことができる。この結果、微生物層が厚くなりすぎて生
物処理効率が低下するのを防止でき、且つ洗浄用スポン
ジ状部材で微生物層を低負荷時の時と同様に効果的に剥
離洗浄することができる。この場合、洗浄用スポンジ状
部材の径を微生物担持用スポンジ状部材の径よりも大き
くしたので、微生物担持用スポンジ状部材は表面積を大
きくして付着効率を向上できる一方、洗浄用スポンジ状
部材は回転平膜に接触した際の剪断力を大きくできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、添付図面により本発明の回
転平膜装置の好ましい実施の形態を詳説する。
転平膜装置の好ましい実施の形態を詳説する。
【００１３】図１は、本発明の回転平膜装置１０の全体
構成を示す横断面図であり、図２は縦断面図である。ま
た、回転平膜装置１０として、回転平膜１６の膜面に微
生物を付着して微生物層１５を形成することにより、排
水を生物学的に浄化処理する微生物担持型の例で説明す
る。
構成を示す横断面図であり、図２は縦断面図である。ま
た、回転平膜装置１０として、回転平膜１６の膜面に微
生物を付着して微生物層１５を形成することにより、排
水を生物学的に浄化処理する微生物担持型の例で説明す
る。
【００１４】図１及び図２に示すように、アンモニア窒
素を含有する排水が供給される膜分離槽１２内には、左
右に平行な２本の中空回転軸１４、１４が回転自在に並
設される。それぞれの中空回転軸１４には、その軸方向
に所定間隔をもって穿設された連通口（図示せず）を臨
んで、円板状を有する複数の回転平膜１６、１６…が支
持される。回転平膜１６は、膜支持体上の不織布や網等
のように通水性を有するスペーサに精密ろ過膜あるいは
限外ろ過膜を被覆させて構成され、膜の材質としては、
ポリスチレン系、ポリプロピレン系、ポリエチレン系、
ポリオレフィン系等の高分子樹脂膜を用いることができ
る。並設された２本の中空回転軸１４に支持された回転
平膜１６同士は、隣り合う回転平膜１６同士の一部分が
オーバラップするようになっている。中空回転軸１４の
両端は膜分離槽１２外に延設されると共に、膜分離槽１
２と中空回転軸１４とは軸封手段１８により水密性が確
保される。そして、中空回転軸１４の一方閉塞端がモー
タ２０、２０にそれぞれ接続され、他方開放端が処理水
配管２２、２２にそれぞれ接続され、中空回転軸１４と
回転平膜１６とが一体的に回転される。処理水配管２２
は、２本の中空回転軸１４にそれぞれ接続された枝管２
４、２４と、枝管２４が合流した幹管２６で構成され、
幹管２６に吸引ポンプ２８が設けられる。また、中空回
転軸１４と枝管２４との接続は、中空回転軸１４の回転
を阻害しないための連結装置３０、３０を介して連結さ
れる。２本の中空回転軸１４に支持された回転平膜１６
は、同方向に低速回転される。この場合、回転数も回転
平膜１６の径の大きさに応じて変えることが好ましい。
この同方向の回転により、回転平膜１６同士のオーバラ
ップした部分では、回転方向が反対向きになり、乱流が
発生する。
素を含有する排水が供給される膜分離槽１２内には、左
右に平行な２本の中空回転軸１４、１４が回転自在に並
設される。それぞれの中空回転軸１４には、その軸方向
に所定間隔をもって穿設された連通口（図示せず）を臨
んで、円板状を有する複数の回転平膜１６、１６…が支
持される。回転平膜１６は、膜支持体上の不織布や網等
のように通水性を有するスペーサに精密ろ過膜あるいは
限外ろ過膜を被覆させて構成され、膜の材質としては、
ポリスチレン系、ポリプロピレン系、ポリエチレン系、
ポリオレフィン系等の高分子樹脂膜を用いることができ
る。並設された２本の中空回転軸１４に支持された回転
平膜１６同士は、隣り合う回転平膜１６同士の一部分が
オーバラップするようになっている。中空回転軸１４の
両端は膜分離槽１２外に延設されると共に、膜分離槽１
２と中空回転軸１４とは軸封手段１８により水密性が確
保される。そして、中空回転軸１４の一方閉塞端がモー
タ２０、２０にそれぞれ接続され、他方開放端が処理水
配管２２、２２にそれぞれ接続され、中空回転軸１４と
回転平膜１６とが一体的に回転される。処理水配管２２
は、２本の中空回転軸１４にそれぞれ接続された枝管２
４、２４と、枝管２４が合流した幹管２６で構成され、
幹管２６に吸引ポンプ２８が設けられる。また、中空回
転軸１４と枝管２４との接続は、中空回転軸１４の回転
を阻害しないための連結装置３０、３０を介して連結さ
れる。２本の中空回転軸１４に支持された回転平膜１６
は、同方向に低速回転される。この場合、回転数も回転
平膜１６の径の大きさに応じて変えることが好ましい。
この同方向の回転により、回転平膜１６同士のオーバラ
ップした部分では、回転方向が反対向きになり、乱流が
発生する。
【００１５】回転平膜１６の膜面に微生物を付着させて
微生物層１５を形成するには、吸引ポンプ２８を作動さ
せて回転平膜１６内を負圧にして排水中に浮遊する微生
物を膜分離することにより膜表面に付着させる。また、
膜分離槽１２内には、微生物層１５に酸素を供給するた
めのエア供給配管２５（図２参照）が配設される。エア
供給配管２５のエア吐出口２５Ａは、回転平膜１６の回
転により排水が下向流となる膜分離槽１２の上部位置に
配置される。これにより、エア吐出口２５Ａから排水中
に吐出されたエアは、下向流に乗って膜分離槽１２の底
部位置まで運ばれるので、エア吐出口２５Ａを排水深く
挿入する必要がない。
微生物層１５を形成するには、吸引ポンプ２８を作動さ
せて回転平膜１６内を負圧にして排水中に浮遊する微生
物を膜分離することにより膜表面に付着させる。また、
膜分離槽１２内には、微生物層１５に酸素を供給するた
めのエア供給配管２５（図２参照）が配設される。エア
供給配管２５のエア吐出口２５Ａは、回転平膜１６の回
転により排水が下向流となる膜分離槽１２の上部位置に
配置される。これにより、エア吐出口２５Ａから排水中
に吐出されたエアは、下向流に乗って膜分離槽１２の底
部位置まで運ばれるので、エア吐出口２５Ａを排水深く
挿入する必要がない。
【００１６】図３は、回転平膜１６の微生物層１５に酸
素を供給するための変形例であり、回転平膜１６はその
一部が水面２７から露出するように配設されると共に、
該回転平膜１６にはその回転により水面を叩いて空気を
排水中に供給するエア供給部材２９が設けられている。
図４（ａ）、（ｂ）はエア供給部材２９の態様を示した
ものであり、（ａ）は図３の部分拡大図で、回転平膜１
６の両側面の周縁近傍に、放射状に複数の板部材２９Ａ
を設けたものである。（ｂ）は、回転平膜１６の周縁部
から外側に突き出すように鰭状の突起部２９Ｂを設けた
ものである。尚、図２及び図３の符号３１はエア供給配
管２５からのエアで形成される気泡である。
素を供給するための変形例であり、回転平膜１６はその
一部が水面２７から露出するように配設されると共に、
該回転平膜１６にはその回転により水面を叩いて空気を
排水中に供給するエア供給部材２９が設けられている。
図４（ａ）、（ｂ）はエア供給部材２９の態様を示した
ものであり、（ａ）は図３の部分拡大図で、回転平膜１
６の両側面の周縁近傍に、放射状に複数の板部材２９Ａ
を設けたものである。（ｂ）は、回転平膜１６の周縁部
から外側に突き出すように鰭状の突起部２９Ｂを設けた
ものである。尚、図２及び図３の符号３１はエア供給配
管２５からのエアで形成される気泡である。
【００１７】また、膜分離槽１２内には、排水中の微生
物を担持する多数の微生物担持用スポンジ状部材３２、
３２…と、回転平膜１６に形成された微生物層１５に接
触させてその剪断力により微生物層１５を剥離洗浄する
多数の洗浄用スポンジ状部材３４、３４…とが投入され
る。微生物担持用スポンジ状部材３２の材質としては、
ポリウレタンフォーム等の多孔質なものが表面積を大き
くでき、微生物との接触効率を大きくできるので好まし
い。また、微生物担持用スポンジ状部材３２は、エチレ
ングリコール等の担体に硝化菌等の微生物を予め包括固
定した微生物担体であってもよい。
物を担持する多数の微生物担持用スポンジ状部材３２、
３２…と、回転平膜１６に形成された微生物層１５に接
触させてその剪断力により微生物層１５を剥離洗浄する
多数の洗浄用スポンジ状部材３４、３４…とが投入され
る。微生物担持用スポンジ状部材３２の材質としては、
ポリウレタンフォーム等の多孔質なものが表面積を大き
くでき、微生物との接触効率を大きくできるので好まし
い。また、微生物担持用スポンジ状部材３２は、エチレ
ングリコール等の担体に硝化菌等の微生物を予め包括固
定した微生物担体であってもよい。
【００１８】図５は、微生物担持用スポンジ状部材３２
の径の適切な範囲を設定するための試験結果であり、
０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、２．０ｍｍ、３．０ｍｍ、
４．０ｍｍ、５．０ｍｍの６試験区について容積％で１
０％になるように膜分離槽１２内に投入した。
の径の適切な範囲を設定するための試験結果であり、
０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、２．０ｍｍ、３．０ｍｍ、
４．０ｍｍ、５．０ｍｍの６試験区について容積％で１
０％になるように膜分離槽１２内に投入した。
【００１９】微生物担持用スポンジ状部材３２の適切な
径の評価方法としては次のように行なった。即ち、回転
平膜装置１０で連続的に膜分離して回転平膜１６に微生
物層１５を形成して生物学的処理を行なったときに、微
生物担持用スポンジ状部材３２に担持された微生物の処
理能力が大きいほど窒素除去率が高くなることを利用し
たものである。試験に供した排水としては、微生物とア
ンモニア性窒素をそれぞれ一定量含有する合成廃水を使
用し、洗浄用スポンジ部材３４は膜分離槽１２内に投入
しなかった。
径の評価方法としては次のように行なった。即ち、回転
平膜装置１０で連続的に膜分離して回転平膜１６に微生
物層１５を形成して生物学的処理を行なったときに、微
生物担持用スポンジ状部材３２に担持された微生物の処
理能力が大きいほど窒素除去率が高くなることを利用し
たものである。試験に供した排水としては、微生物とア
ンモニア性窒素をそれぞれ一定量含有する合成廃水を使
用し、洗浄用スポンジ部材３４は膜分離槽１２内に投入
しなかった。
【００２０】図５の横軸は微生物担持用スポンジ状部材
３２の径〔ｍｍ〕を示し、縦軸は窒素除去率を示す。
３２の径〔ｍｍ〕を示し、縦軸は窒素除去率を示す。
【００２１】その結果、図５から分かるように、微生物
担持用スポンジ状部材３２の径が０．５ｍｍ〜３．０ｍ
ｍまでは、窒素除去率が９７％程度と極めて高く、３．
０ｍｍを越えると窒素除去率に明らかな低下が認められ
た。このことは、微生物担持用スポンジ状部材３２の径
が大きくなるにつれて単位容積当たりの表面積が小さく
なり担持された微生物と排水との接触効率が悪くなるた
めと考察される。また、微生物担持用スポンジ状部材３
２の径が０．５ｍｍを下回ると、取り扱いが不便になる
とともに排水からの分離が難しくなる。この結果から、
膜分離槽１２内に投入する微生物担持用スポンジ状部材
３２の径は０．５ｍｍ〜３．０ｍｍに設定することが好
ましい。
担持用スポンジ状部材３２の径が０．５ｍｍ〜３．０ｍ
ｍまでは、窒素除去率が９７％程度と極めて高く、３．
０ｍｍを越えると窒素除去率に明らかな低下が認められ
た。このことは、微生物担持用スポンジ状部材３２の径
が大きくなるにつれて単位容積当たりの表面積が小さく
なり担持された微生物と排水との接触効率が悪くなるた
めと考察される。また、微生物担持用スポンジ状部材３
２の径が０．５ｍｍを下回ると、取り扱いが不便になる
とともに排水からの分離が難しくなる。この結果から、
膜分離槽１２内に投入する微生物担持用スポンジ状部材
３２の径は０．５ｍｍ〜３．０ｍｍに設定することが好
ましい。
【００２２】図６は、洗浄用スポンジ状部材３４の径の
適切な範囲を設定するために、回転平膜１６の微生物層
１５の剥離効率を調べた試験結果である。
適切な範囲を設定するために、回転平膜１６の微生物層
１５の剥離効率を調べた試験結果である。
【００２３】試験は、微生物を一定量含有する合成廃水
を回転平膜装置１０で連続的に膜分離して回転平膜１６
に微生物層１５を形成した後、回転平膜１６を回転させ
たままで吸引ポンプ２８のみ停止し、洗浄用スポンジ状
部材３４を容積％で１％になるように膜分離槽１２内に
投入して一定時間剥離洗浄を行なった。そして、洗浄用
スポンジ状部材３４の径と微生物層１５の剥離洗浄効果
との関係を調べた。洗浄回復率とは、回転平膜１６から
微生物層１５がほぼ完全に剥離された場合を１００％と
した。また、洗浄用スポンジ状部材３４の径は、回転平
膜同士１６、１６の間隔に対する比（以下、「相対比
径」という）で表し、相対比径が０．０３、０．２５、
０．３８、０．５０、０．７５、１．０、１．５、２．
０の８試験区で行なった。
を回転平膜装置１０で連続的に膜分離して回転平膜１６
に微生物層１５を形成した後、回転平膜１６を回転させ
たままで吸引ポンプ２８のみ停止し、洗浄用スポンジ状
部材３４を容積％で１％になるように膜分離槽１２内に
投入して一定時間剥離洗浄を行なった。そして、洗浄用
スポンジ状部材３４の径と微生物層１５の剥離洗浄効果
との関係を調べた。洗浄回復率とは、回転平膜１６から
微生物層１５がほぼ完全に剥離された場合を１００％と
した。また、洗浄用スポンジ状部材３４の径は、回転平
膜同士１６、１６の間隔に対する比（以下、「相対比
径」という）で表し、相対比径が０．０３、０．２５、
０．３８、０．５０、０．７５、１．０、１．５、２．
０の８試験区で行なった。
【００２４】その結果、相対比径が０．０３のときの洗
浄回復率は約７３％であるが、相対比径を０．２５まで
大きくすると洗浄回復率は９５％まで上昇した。また、
相対比径が０．２５〜０．７５まで同じ良好な洗浄回復
率で推移し、相対比径が０．７５を越えると急激に低下
した。この結果から、膜分離槽１２内に投入する洗浄用
スポンジ状部材３４の相対比径は、０．２５〜０．７５
（１／４〜３／４）に設定することが好ましい。この場
合、図１のように、並設された２本の中空回転軸１４に
支持された回転平膜１６同士において、隣り合う回転平
膜１６同士の一部分がオーバラップする場合、回転平膜
同士１６、１６の間隔としてはＤ1 とＤ 2 の２種類が形
成される。従って、Ｄ1 ×（１／４〜３／４）と、Ｄ2
×（１／４〜３／４）の相対比径の２種類の洗浄用スポ
ンジ状部材３４を膜分離槽内に投入する必要がある。
浄回復率は約７３％であるが、相対比径を０．２５まで
大きくすると洗浄回復率は９５％まで上昇した。また、
相対比径が０．２５〜０．７５まで同じ良好な洗浄回復
率で推移し、相対比径が０．７５を越えると急激に低下
した。この結果から、膜分離槽１２内に投入する洗浄用
スポンジ状部材３４の相対比径は、０．２５〜０．７５
（１／４〜３／４）に設定することが好ましい。この場
合、図１のように、並設された２本の中空回転軸１４に
支持された回転平膜１６同士において、隣り合う回転平
膜１６同士の一部分がオーバラップする場合、回転平膜
同士１６、１６の間隔としてはＤ1 とＤ 2 の２種類が形
成される。従って、Ｄ1 ×（１／４〜３／４）と、Ｄ2
×（１／４〜３／４）の相対比径の２種類の洗浄用スポ
ンジ状部材３４を膜分離槽内に投入する必要がある。
【００２５】また、微生物担持用スポンジ状部材３４
は、表面積を大きくして処理効率を上げるために径を小
さくすることが重要であるとともに、回転平膜同士１
６、１６の間、特に上記Ｄ1 の間（通常、１４〜１５ｍ
ｍ）をも自由に浮遊して排水との接触率的を上げる必要
があるので、Ｄ1 よりも径が十分に小さいことが好まし
い。更に、微生物担持用スポンジ状部材３４は、膜分離
槽１２内を浮遊して槽内の壁や回転平膜に接触したとき
に、その衝撃で一旦付着した微生物を排水中に離散しな
いことが重量である。そのためには、衝撃力が小さくな
るように微生物担持用スポンジ状部材を小さくすること
が必要である。
は、表面積を大きくして処理効率を上げるために径を小
さくすることが重要であるとともに、回転平膜同士１
６、１６の間、特に上記Ｄ1 の間（通常、１４〜１５ｍ
ｍ）をも自由に浮遊して排水との接触率的を上げる必要
があるので、Ｄ1 よりも径が十分に小さいことが好まし
い。更に、微生物担持用スポンジ状部材３４は、膜分離
槽１２内を浮遊して槽内の壁や回転平膜に接触したとき
に、その衝撃で一旦付着した微生物を排水中に離散しな
いことが重量である。そのためには、衝撃力が小さくな
るように微生物担持用スポンジ状部材を小さくすること
が必要である。
【００２６】一方、洗浄用スポンジ状部材３４は、微生
物層１５に接触してその剪断力により剥離洗浄するもの
であり、前記Ｄ1 よりも径が過度に小さすぎると回転平
膜同士１６、１６の間に入り込んでも接触効率が悪くな
る。また、洗浄用スポンジ状部材の径が小さすぎると、
微生物層１５に接触したときの剪断力が小さくなるので
効率的な剥離洗浄を行なうことができない。従って、洗
浄用スポンジ状部材３４は、その作用目的から微生物担
持用スポンジ状部材３２よりも径が大きいことが好まし
い。また、洗浄用スポンジ状部材３４は、間欠投入のた
め、微生物担持用スポンジ状部材３４との分離が容易で
あるように、径を大きくしている。従って、例えば、洗
浄用スポンジ状部材３４の径よりも小さく、微生物担持
用スポンジ状部材３４の径よりも大きな目のザルやスク
リーン等により簡単に分離回収できる。
物層１５に接触してその剪断力により剥離洗浄するもの
であり、前記Ｄ1 よりも径が過度に小さすぎると回転平
膜同士１６、１６の間に入り込んでも接触効率が悪くな
る。また、洗浄用スポンジ状部材の径が小さすぎると、
微生物層１５に接触したときの剪断力が小さくなるので
効率的な剥離洗浄を行なうことができない。従って、洗
浄用スポンジ状部材３４は、その作用目的から微生物担
持用スポンジ状部材３２よりも径が大きいことが好まし
い。また、洗浄用スポンジ状部材３４は、間欠投入のた
め、微生物担持用スポンジ状部材３４との分離が容易で
あるように、径を大きくしている。従って、例えば、洗
浄用スポンジ状部材３４の径よりも小さく、微生物担持
用スポンジ状部材３４の径よりも大きな目のザルやスク
リーン等により簡単に分離回収できる。
【００２７】次に、上記の如く構成された微生物担持型
の回転平膜装置１０の作用について説明する。
の回転平膜装置１０の作用について説明する。
【００２８】回転平膜装置１０による排水の運転は、モ
ータ２０で回転平膜１６を回転しながら吸引ポンプ２８
を作動することにより行なわれる。即ち、吸引ポンプ２
８の作動により、処理水配管２２、中空回転軸１４を介
して回転平膜１６内が負圧になり、膜分離槽１２中の排
水が回転平膜１６内に吸引ろ過され、排水中のＳＳ成分
が除去される。また、排水中の例えばアンモニアや有機
物は、排水が回転平膜１６の微生物層１５を通過する際
に、微生物層１５の微生物により生物処理されて排水中
から除去される。回転平膜１６の微生物層１５に必要な
酸素は、エア供給配管２５から常時又は間欠的に供給さ
れる。
ータ２０で回転平膜１６を回転しながら吸引ポンプ２８
を作動することにより行なわれる。即ち、吸引ポンプ２
８の作動により、処理水配管２２、中空回転軸１４を介
して回転平膜１６内が負圧になり、膜分離槽１２中の排
水が回転平膜１６内に吸引ろ過され、排水中のＳＳ成分
が除去される。また、排水中の例えばアンモニアや有機
物は、排水が回転平膜１６の微生物層１５を通過する際
に、微生物層１５の微生物により生物処理されて排水中
から除去される。回転平膜１６の微生物層１５に必要な
酸素は、エア供給配管２５から常時又は間欠的に供給さ
れる。
【００２９】回転平膜１６を通過した処理水は、中空回
転軸１４、処理水配管２２を通って装置１０外に引き抜
かれる。
転軸１４、処理水配管２２を通って装置１０外に引き抜
かれる。
【００３０】この運転において、膜分離槽１２内には微
生物担持用スポンジ状部材３２と洗浄用スポンジ状部材
３４が多数投入される。これにより、排水中のアンモニ
ア窒素濃度の高い高負荷時における微生物の増殖は、回
転平膜に形成された微生物層１５以外にも微生物担持用
スポンジ状部材３２上でも行なわれる。従って、高負荷
時でも、膜分離槽１２内全体での微生物の生物量は増加
するが、微生物層１５が増殖で厚くなりすぎるのを防止
でき、且つ排水中に浮遊して回転平膜１６で膜分離付着
する微生物を少なくすることができる。これにより、微
生物層１５が厚くなりすぎることによる生物処理効率が
低下するのを防止でき、高負荷時であっても低負荷時の
ときと同様に、洗浄用スポンジ状部材３４による剥離洗
浄操作だけで、微生物層１５を十分に且つ効率的に剥離
洗浄することができる。この場合、微生物担持用スポン
ジ状部材３２の径を０．５ｍｍ〜３．０ｍｍに設定した
ので、微生物をより効率的に付着することができるとと
もに、洗浄用スポンジ状部材３４の相対径を０．２５〜
０．７５（１／４〜３／４）に設定したので、洗浄剥離
効果をより一層高めることができる。更には、洗浄用ス
ポンジ状部材３４を前述したＤ1 ×（１／４〜３／４）
と、Ｄ2 ×（１／４〜３／４）の相対比径の２種類のも
のが投入されるので、同じ回転軸１４に配設された回転
平膜同士１６、１６の間（Ｄ2 ）と、異なる回転軸１
４、１４に配設された回転平膜同士１６、１６の間（Ｄ
1 ）に効果的に入り込み、微生物層１５を剥離洗浄する
ことができる。
生物担持用スポンジ状部材３２と洗浄用スポンジ状部材
３４が多数投入される。これにより、排水中のアンモニ
ア窒素濃度の高い高負荷時における微生物の増殖は、回
転平膜に形成された微生物層１５以外にも微生物担持用
スポンジ状部材３２上でも行なわれる。従って、高負荷
時でも、膜分離槽１２内全体での微生物の生物量は増加
するが、微生物層１５が増殖で厚くなりすぎるのを防止
でき、且つ排水中に浮遊して回転平膜１６で膜分離付着
する微生物を少なくすることができる。これにより、微
生物層１５が厚くなりすぎることによる生物処理効率が
低下するのを防止でき、高負荷時であっても低負荷時の
ときと同様に、洗浄用スポンジ状部材３４による剥離洗
浄操作だけで、微生物層１５を十分に且つ効率的に剥離
洗浄することができる。この場合、微生物担持用スポン
ジ状部材３２の径を０．５ｍｍ〜３．０ｍｍに設定した
ので、微生物をより効率的に付着することができるとと
もに、洗浄用スポンジ状部材３４の相対径を０．２５〜
０．７５（１／４〜３／４）に設定したので、洗浄剥離
効果をより一層高めることができる。更には、洗浄用ス
ポンジ状部材３４を前述したＤ1 ×（１／４〜３／４）
と、Ｄ2 ×（１／４〜３／４）の相対比径の２種類のも
のが投入されるので、同じ回転軸１４に配設された回転
平膜同士１６、１６の間（Ｄ2 ）と、異なる回転軸１
４、１４に配設された回転平膜同士１６、１６の間（Ｄ
1 ）に効果的に入り込み、微生物層１５を剥離洗浄する
ことができる。
【００３１】従って、回転平膜１６のろ過性能や生物学
的な浄化処理性能を長期間良好に維持することができ
る。
的な浄化処理性能を長期間良好に維持することができ
る。
【００３２】一方、排水中のアンモニア窒素濃度が低い
低負荷時の場合には、微生物の増殖を、微生物層１５と
微生物担持用スポンジ状部材３２との両方で行なうこと
ができるので、従来の微生物層１５のみで増殖した場合
に比べて膜分離槽１２内全体の生物量を増加させること
ができる。これにより、排水の処理効率が向上する。
低負荷時の場合には、微生物の増殖を、微生物層１５と
微生物担持用スポンジ状部材３２との両方で行なうこと
ができるので、従来の微生物層１５のみで増殖した場合
に比べて膜分離槽１２内全体の生物量を増加させること
ができる。これにより、排水の処理効率が向上する。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る回転
平膜装置によれば、排水中のアンモニア窒素濃度が高い
高負荷時であっても回転平膜の回転数を膜分離時の同様
の低速回転のままで膜面に付着した付着物を、低負荷時
のときと同様に洗浄用スポンジ状部材で効果的に除去す
ることができる。
平膜装置によれば、排水中のアンモニア窒素濃度が高い
高負荷時であっても回転平膜の回転数を膜分離時の同様
の低速回転のままで膜面に付着した付着物を、低負荷時
のときと同様に洗浄用スポンジ状部材で効果的に除去す
ることができる。
【図１】本発明に係る回転平膜装置の横断面図
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った縦断面図
【図３】本発明に係る回転平膜装置の別の態様の側面断
面図
面図
【図４】回転平膜に設けた羽根状部材の態様を示した図
【図５】微生物担持用スポンジ状部材の適正な径を設定
するための説明図
するための説明図
【図６】洗浄用スポンジ状部材の適正な径を設定するた
めの説明図
めの説明図
１０…回転平膜装置、１２…膜分離槽、１４…中空回転
軸、１５…微生物層、１６…回転平膜、２０…モータ、
２８…吸引ポンプ、２９…エア供給部材、３２…微生物
担持用スポンジ状部材、３４…洗浄用スポンジ状部材
軸、１５…微生物層、１６…回転平膜、２０…モータ、
２８…吸引ポンプ、２９…エア供給部材、３２…微生物
担持用スポンジ状部材、３４…洗浄用スポンジ状部材
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｃ０２Ｆ 3/10 Ｃ０２Ｆ 3/10 Ｚ
(72)発明者 渡辺 義公
北海道札幌市豊平区西岡５条11丁目12−
８
(72)発明者 木村 克輝
北海道札幌市北区北13条西８丁目 北海
道大学大学院工学研究科内
(72)発明者 吉川 慎一
東京都千代田区内神田１丁目１番14号
日立プラント建設株式会社内
(72)発明者 大熊 那夫紀
東京都千代田区内神田１丁目１番14号
日立プラント建設株式会社内
(56)参考文献 特開 平11−221562（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−197685（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−156163（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−57289（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−214177（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C02F 3/08
B01D 63/16
B01D 65/04 500
Claims (5)
- 【請求項１】膜分離槽内に配設された回転軸に間隔をお
いて支持された複数枚の回転平膜の表面に微生物層を形
成して排水を生物処理する回転平膜装置において、 前記膜分離槽内には、前記生物処理のための微生物を担
持するための微生物担持用スポンジ状部材と、前記回転
平膜の表面に形成された微生物層に接触させて該微生物
層を剥離洗浄するための洗浄用スポンジ状部材とが投入
されるとともに、前記洗浄用スポンジ状部材の径を前記
微生物担持用スポンジ状部材の径よりも大きくしたこと
を特徴とする回転平膜装置。 - 【請求項２】前記微生物担持用スポンジ状部材の径は
０．５ｍｍ〜３．０ｍｍであることを特徴とする請求項
１の回転平膜装置。 - 【請求項３】前記洗浄用スポンジ状部材の径は、前記回
転平膜同士の間隔の１／４〜３／４であることを特徴と
する請求項１又は２の回転平膜装置。 - 【請求項４】前記洗浄用スポンジ状部材は、前記回転平
膜の外側と内側の圧力差に応じて、又は前記排水中の微
生物等の固形物濃度に基づいて前記膜分離槽内に間欠的
に投入されることを特徴とする請求項１、２又は３の回
転平膜装置。 - 【請求項５】前記回転平膜はその一部が水面から露出す
るように配設されると共に、該回転平膜にはその回転に
より水面上の空気を排水中に取り込むエア取込部材が設
けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか
に１の回転平膜装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26617599A JP3444349B2 (ja) | 1999-09-20 | 1999-09-20 | 回転平膜装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26617599A JP3444349B2 (ja) | 1999-09-20 | 1999-09-20 | 回転平膜装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001087780A JP2001087780A (ja) | 2001-04-03 |
| JP3444349B2 true JP3444349B2 (ja) | 2003-09-08 |
Family
ID=17427314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26617599A Expired - Fee Related JP3444349B2 (ja) | 1999-09-20 | 1999-09-20 | 回転平膜装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3444349B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106103349A (zh) * | 2013-12-02 | 2016-11-09 | 东丽株式会社 | 水处理方法 |
| CN108862619A (zh) * | 2018-05-08 | 2018-11-23 | 江苏大学 | 一种旋转填料生物膜反应器 |
| CN112374632A (zh) * | 2021-01-18 | 2021-02-19 | 山东锦绣山河环境工程有限公司 | 一种生活污水处理脱氮用吹脱塔 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3555547B2 (ja) | 2000-03-27 | 2004-08-18 | 日立プラント建設株式会社 | 回転平膜分離装置 |
| DE50110806D1 (de) * | 2001-05-25 | 2006-10-05 | Grundfos As | Vorrichtung zur biologischen Fluidbehandlung |
-
1999
- 1999-09-20 JP JP26617599A patent/JP3444349B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106103349A (zh) * | 2013-12-02 | 2016-11-09 | 东丽株式会社 | 水处理方法 |
| CN108862619A (zh) * | 2018-05-08 | 2018-11-23 | 江苏大学 | 一种旋转填料生物膜反应器 |
| CN112374632A (zh) * | 2021-01-18 | 2021-02-19 | 山东锦绣山河环境工程有限公司 | 一种生活污水处理脱氮用吹脱塔 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001087780A (ja) | 2001-04-03 |
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