JP3601014B2 - 浸漬型膜濾過設備における原水濃縮方法およびその装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、膜モジュールを濾過槽内に浸漬し、膜濾過水吸引ポンプを作動させて濾過槽内の膜に原水を透過させ、原水の濾過を行う浸漬型膜濾過設備において、膜濾過水吸引ポンプを停止し、膜モジュールの下方からエアを噴出させて物理洗浄を行うに当り、原水と汚泥とを効率よく分離することができる浸漬型膜濾過設備における原水濃縮方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
水処理設備においては、凝集・沈殿・砂濾過法に代わる新たな浄水処理として原水を濾過膜に流して透過させ、固液分離を行う膜処理技術が注目され、実用化の段階となっている。図３は、従来から用いられている浸漬型膜濾過設備の一例を示す断面図であり、濾過槽１内に膜モジュール５を浸漬してあり、原水ポンプ４により濾過槽１に導入した原水３を、膜濾過水吸引ポンプ６を作動させて膜モジュール５の膜により濾過し、透過水７を処理水槽８に貯留し、浄水用の処理水として供するものである。膜濾過水吸引ポンプ停止後、物理洗浄を行うときは、エアスクラビング用のブロワ１０を作動させ、膜モジュール５の下方に設けたエア供給用の散気管９からエアを噴出させて上向流を生起し、膜モジュール５の膜表面に付着したコロイドその他の濁質等を除去する。そして、濃縮された濁質等は、濾過槽１の底部に汚泥（沈殿物）１１として沈降し、電動弁１２を開いて系外に排出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の浸漬型膜濾過設備においては、物理洗浄時、膜モジュール５の下方から曝気する空気の気泡流（上向流）により濾過槽１内を上昇し、下降する過程において原水が濃縮され、濾過槽１の底部に汚泥１１として沈降するが、この際、下降中の汚泥および沈降した汚泥１１が上記した上向流により拡散し、これを巻き上げるように持ち去るため、原水と汚泥とを効率的に分離することが困難であり、また、汚泥が固着した部分の膜面は機能しなくなるため、有効膜面積が徐々に減少するという問題点があった。特に、エアスクラビング洗浄の効率を高くするために、ブロワの容量を大きくしバブリング量を大とした場合に、この傾向がますます大きくなるものである。
【０００４】
この発明は、上記した従来技術における問題点を解決し、バブリング量を大としても原水と汚泥とを効率的に分離することができる浸漬型膜濾過設備における原水濃縮方法およびその装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための具体的手段として、この発明は、膜モジュールを濾過槽内に浸漬し、膜濾過水吸引ポンプを作動させて濾過槽内の膜に原水を透過させ、原水の濾過を行う浸漬型膜濾過設備において、膜濾過水吸引ポンプを停止し、膜モジュールの下方からエアを噴出させて物理洗浄を行うに当り、前記エアの上向流により濃縮された原水を、濾過槽の内側において当該濾過槽を内と外の二層に分ける分離槽の上端部をオーバーフローさせることにより、原水と汚泥とを分離することを特徴とする浸漬型膜濾過設備における原水濃縮方法を構成した。
【０００６】
そして、この発明は、濾過槽と、この濾過槽内に浸漬され、濾過槽に供給した原水の濾過を行うための膜モジュールと、膜モジュールの下方に設けたエア供給用の散気管とを有する浸漬型膜濾過設備において、前記濾過槽の内側に、当該濾過槽を内と外の二層に分離すると共に、上端部が前記膜モジュールの上端部よりも上側に位置して、物理洗浄時に前記散気管より供給されたエアの上向流により濃縮された原水をオーバーフローさせ、また、下端部が前記散気管よりも下側に位置する分離槽を設けたことを特徴とする浸漬型膜濾過設備における原水濃縮装置を構成した。この場合、分離槽の下端部に、前記濾過槽の下層に停滞する汚泥がこの分離槽の内部へ侵入することを防止する底板を形成すると、有効である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態を図面について説明する。図１は、この発明に係る浸漬型膜濾過設備における原水濃縮方法を説明するための装置の断面図である。
図１において、濾過槽１内には原水３が原水ポンプ４により導入ラインａ（図では、シンボル的に３つのラインで示している。）より導入され、内部に浸漬した膜モジュール５の膜により濾過される。膜モジュール５は、ＭＦ膜，ＵＦ膜，ＲＯ膜あるいは適宜のメッシュの網状体からなり、この実施形態では、ポリエチレン製親水化中空糸膜精密濾過膜を用いた。ポリエチレン製に代えて酢酸セルロース製を用いてもよい。原水３は、膜濾過水吸引ポンプ６に吸引されて膜モジュール５の内部に透過させ、その内側に透過水を取り入れる。この透過水７は、透過水ラインｂにより濾過槽１の外部に取り出され、処理水槽８に貯留されて、浄水用の処理水として供される。
【０００８】
この種の浸漬型膜処理設備においては、濾過運転を所定時間、例えば３０分〜６０分間継続して行うと、短時間、例えば１〜２分間物理洗浄が行われる。物理洗浄は、膜濾過水吸引ポンプ６を停止した状態で、膜モジュール５の下方からエアを噴出させる、いわゆるエアスクラビングを行うものである。
エアスクラビングは、膜モジュール５の下方にエア供給用の散気管９を設け、その孔の形成方向を上方に向け、濾過槽１外のブロワ１０から散気管９にエアを送給して濾過槽１内にエアを噴出させて上向流を生起し、膜モジュール５の膜の表面に付着したコロイドその他の濁質等を除去するものである。なお、濾過槽１の底部には、汚泥１１等が溜まった場合に、水抜きを行い、汚泥を引き抜くための排水管１ａが接続され、電動弁１２を開いて系外に排出される。
【０００９】
さて、濾過槽１には、その内側にこれと離間させて筒状の分離槽２を設け、濾過槽１の内側において当該濾過槽１を内と外の二層に分けてている。分離槽２は濾過槽１の形状に合わせて円筒状または角筒状をなし、その上端部が膜モジュール５の上端部よりも上側に、また、下端部が散気管９よりも下側に位置するように設置される。
【００１０】
濾過処理時、原水３は原水ポンプ４により導入され、膜濾過水吸引ポンプ６に吸引されて膜モジュール５の膜により濾過される。このとき、原水供給水量と膜濾過水量とを常時一定にし、原水３の水面を膜モジュール５の上端部よりも上側で、分離槽２の上端部よりもやや下側の位置（符号ｃの位置）に保つ。
【００１１】
エアスクラビング時には、膜濾過水吸引ポンプ６を停止し、散気管９に送給されたエアが気泡９ａと共に上向流（一点鎖線の矢印で示す）となって、原水３を濃縮する。このとき、原水３の供給量と電動弁１２の開閉による排泥水量とを調節し、原水３の水面を分離槽２の上端部つまりオーバーフローの位置（符号ｄの位置）とする。上向流により濃縮された水および汚泥は濾過槽１と分離槽２の間に流れ込み（点線の矢印で示す）、濾過槽１の下層において原水３と汚泥とが分離される。分離された汚泥１１は排水管１ａより排出される。上記のように、分離槽２を設けたことにより、濃縮された水および汚泥はこの分離槽２により分離され、従来のようにエアの上向流が下降中の汚泥および沈降した汚泥１１を拡散させ巻き上げるように持ち去るという事態の発生を極力防止し得る。
【００１２】
図２は、この発明の別の実施形態について示す装置の断面図である。基本的な構成は、図１に示したものと同一であり、両図で同一の部位および部材には共通の符号を付したので、詳しい説明は省略する。
膜モジュール５を濾過槽１内に浸漬し、膜濾過水吸引ポンプ６を作動させて濾過槽１内の膜に原水３を透過させ、原水３の濾過を行う浸漬型膜濾過設備において、膜濾過水吸引ポンプ６を停止し、膜モジュール５の下方からエアを噴出させて物理洗浄を行うに当り、エアスクラビング洗浄の効率を高くするためには、前述のように、ブロワの容量を大きくしバブリング量を大とすることが有効であるが、この実施形態では、これに対応してブロワの容量を大きくすると共に、エアの散気管９の孔の形成方向を下方つまり濾過槽１の下層に向かう方向を含むすべての方向に向かうように構成している。
【００１３】
このように構成すると、分離槽２を設けたとしても沈降した汚泥を再び巻き上げる恐れが生じる。この実施形態では、この点に対応させて、分離槽２の下端部に、中心部に通孔２ｂを有する底板２ａを形成している。この底板２ａは散気管９の特に下方に向かう孔から噴出するエアが濾過槽１の下層に向かわないように遮断する作用をし、濾過槽１の下層に停滞する汚泥がこの分離槽の内部へ侵入することを防止している。
【００１４】
散気管９より噴出したエアは、一点鎖線の矢印で示すように、下方に向かうものは底板２ａに反射され気泡９ａと共に上向流となって、原水３を濃縮する。上向流により濃縮された水および汚泥は、点線の矢印で示すように、濾過槽１と分離槽２の間に流れ込み、濾過槽１の下層において原水３と汚泥とが分離される。分離された汚泥１１は排水管１ａより排出され、分離された原水３は再び通孔２ｂより分離槽２の内部に戻る。上記のように、分離槽２の下端部に底板２ａを設けたことにより、散気管９の特に下方に向かう孔から濾過槽１の下層に向かって噴出するエアをこの底板２ａが遮り、散気管９の孔を多数しかも全方向に向け形成したとしても、エアの上向流が下降中の汚泥および沈降した汚泥１１を巻き上げるように持ち去る恐れを回避している。
【００１５】
【発明の効果】
この発明に係る浸漬型膜濾過設備における原水濃縮方法によれば、吸引ポンプを停止し、膜モジュールの下方からエアを噴出させて物理洗浄を行うときに、エアの気泡流（上向流）を、濾過槽の内側において当該濾過槽を内と外の二層に分ける分離槽の上端部をオーバーフローさせることにより、原水と汚泥とを分離する。そして、その装置を、上端部が前記膜モジュールの上端部よりも上側に位置して、物理洗浄時に前記散気管より供給されたエアの上向流により濃縮された原水をオーバーフローさせ、また、下端部が前記散気管よりも下側に位置するように、濾過槽の内側に分離槽を設けて構成した。したがって、上向流により濾過槽内を上昇し、濃縮された水および汚泥は濾過槽と分離槽の間に流れ込み、濾過槽の下層において原水と汚泥とが分離され、従来のようにエアの上向流が下降中の汚泥および沈降した汚泥を拡散させ巻き上げるように持ち去るという事態の発生を極力防止し得る効果がある。
よって、浸漬型中空糸膜を用いた浄水処理において、処理水の回収率が向上すると共に、膜の物理洗浄の効率化が可能となる。
【００１６】
また、分離槽の下端部に底板を形成した場合は、散気管の特に下方に向かう孔から濾過槽の下層に向かって噴出するエアをこの底板が遮り、濾過槽の下層に停滞する汚泥がこの分離槽の内部へ侵入することを防止するので、エアスクラビング洗浄の効率を高くするために、ブロワの容量を大きくしバブリング量を大としたいときに、より有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る浸漬型膜濾過設備における原水濃縮方法を説明するための装置の断面図である。
【図２】図１の別の実施形態について説明するための装置の断面図である。
【図３】従来の浸漬型膜濾過設備における原水濃縮方法を説明するための断面図である。

Claims (3)

1. 膜モジュールを濾過槽内に浸漬し、膜濾過水吸引ポンプを作動させて濾過槽内の膜に原水を透過させ、原水の濾過を行う浸漬型膜濾過設備において、膜濾過水吸引ポンプを停止し、膜モジュールの下方からエアを噴出させて物理洗浄を行うに当り、前記エアの上向流により濃縮された原水を、濾過槽の内側において当該濾過槽を内と外の二層に分ける分離槽の上端部をオーバーフローさせることにより、原水と汚泥とを分離することを特徴とする浸漬型膜濾過設備における原水濃縮方法。
2. 濾過槽と、この濾過槽内に浸漬され、濾過槽に供給した原水の濾過を行うための膜モジュールと、膜モジュールの下方に設けたエア供給用の散気管とを有する浸漬型膜濾過設備において、前記濾過槽の内側に、当該濾過槽を内と外の二層に分離すると共に、上端部が前記膜モジュールの上端部よりも上側に位置して、物理洗浄時に前記散気管より供給されたエアの上向流により濃縮された原水をオーバーフローさせ、また、下端部が前記散気管よりも下側に位置する分離槽を設けたことを特徴とする浸漬型膜濾過設備における原水濃縮装置。
3. 分離槽の下端部に、前記濾過槽の下層に停滞する汚泥がこの分離槽の内部へ侵入することを防止する底板を形成してなる請求項２に記載の浸漬型膜濾過設備における原水濃縮装置。

Images