JP3603596B2 - 浸漬型平膜分離装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、膜分離装置に係り、特に精密濾過膜や限外濾過膜による廃水中の懸濁物を効率良く分離し得る浸漬型平膜分離装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近来、膜分離は、技術発展に伴い薬品や食品の製造ラインの固液分離だけでなく、用水の製造、廃水からの有機物の回収、上水、中水及びし尿の固液に広く適用され、更には下水や産業廃棄水処理にまで適用されようとしている。
廃水処理に適用できるランニングコストの安価な方法として、被濾過液中に膜を浸漬しながら、全量を濾過する浸漬方式が開発されている。
これは、膜面上に原液の流れを与えない代わりに、液循環方式より低い膜間差圧で濾過することによって膜面へのケーキの蓄積を抑制して濾過する方法で、低動力の運転が可能である。
また、構造がシンプルなためメンテナンスが容易という利点がある。
膜分離において、濾過するために膜間に差圧を生じさせるには、加圧方式よりも目詰まりの少ないこと、膜を被濾過液中に浸漬するだけで良いことから吸引方式が多く用いられている。
膜面上に付着するケーキは、膜の下部に設けられた散気管又は散気板から空気を供給しながらバブリングで剥離、除去される。
【0003】
使用される膜の形状としては、管状膜、中空糸膜及び平膜があり、これらのうち管状膜は膜面積を大きく確保することができないため大量処理には不向きである。
また、中空糸膜は、容積効率が高いが、特開平4−265128号公報等に示されているように、中空糸膜の束の内部に懸濁物が付着又は固着するために濾過抵抗が高くなり、これらの懸濁物をエアバブリングによって除去することは極めて困難である。
これに対して平膜は、中空糸膜のように局部的に懸濁物が付着しないため、エアバブリングによる膜面の洗浄が容易であり、また、管状膜よりも容積効率が高い。
このような観点から懸濁物濃度の高い液を濾過する場合の浸漬型の濾過方式としては、平膜の適用が望ましい。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の膜濾過においては、平膜の下方からのエアバブリングによる膜面上のケーキの除去や剥離が充分でないときがあり、これを補うために、多くの膜面積を必要とし、コストの上昇につながる等の問題があった。
これに対処する方法として、特開平6−327949号公報に開示されているように、複数枚の平膜を分離槽内に浸漬立設し、平膜間に紐状の可撓製の洗浄体を設けたものがある。
これは、下方からのエアバブリングによって可撓製の洗浄体が膜面に接触して付着物を剥離するものであるが、接触状態が不均一のため効率的ではない。
このようにエアバブリングによる洗浄には、未だ改善されるべき問題が残されている。
【0005】
特に、凝集汚泥のようにケーキの剥離性が高い原液を濾過する場合、膜面洗浄用の空気量は、単位設置面積(1m2 )当たり毎秒0.01m3 (0.01m3/m2 −設置面積/S)程度で充分であるが、活性汚泥のように膜面への付着力が高い(即ち、ケーキ剥離性が悪い)原液では、空気量が凝集汚泥時の6倍量程度必要であり、積層した平膜間への空気の均一な供給が難しく、また、空気の吹き込みによる平膜にかかる応力も大きくなり、平膜の破損につながる恐れがあるという問題があった。
【0006】
本発明の目的は、前記従来技術の欠点を解消し、各平膜間に洗浄用空気が均一に供給でき、効率よく膜面上のケーキを除去しながら、長時間濾過を継続することのできる浸漬型平膜分離装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の浸漬型平膜分離装置は、平面的な可撓性透水材の両面に濾過膜を積層一体化して形成することにより可撓性のある平膜となし、この平膜を分離槽内で原液中に浸漬配置することにより前記可撓性透水材を介して膜透過水を分離抽出するとともに、当該平膜の下部に配置された散気手段により前記平膜表面をバブリングすることにより膜面を搖動させて除泥可能とした浸漬型平膜分離装置において、平膜の水平部分の膜端部に膜端固定材を設け、該膜端固定材に突起を設けたことにより、下方からの空気供給の均一化が促進されるとともに、隣り合って配設された膜端固定材の外側に突起が衝突することで、その膜端固定材に固定された平膜に振動が伝達され、平膜の膜面に付着したケーキの剥離を促進することができる。
請求項2において、膜端固定材に設けた突起の高さを、隣り合った膜端固定材のクリアランスより小さく、且つ洗浄空気が平膜間に均一に供給できる最低クリアランスより大きくしたことにより、下方からの空気供給の均一化が促進されるとともに、洗浄空気が平膜間に均一に供給できる。
請求項3において、膜端固定材に膜を挟む機構としたことにより、膜の固定を確実に行うことができる。
請求項4において、膜端固定材にスペーサを挟み、膜を膜端固定材側面に装着したことにより、膜の間の距離即ち処理水流路の面積を大きく取ることができ、処理水の通水抵抗を低減することができる。
請求項5において、膜端固定材を膜の端部に設けた筒状支持部内に配設したことにより、装置を組み立てる際の作業効率を向上させることができる。
請求項6において、平面的な可撓性透水材の両面に濾過膜を積層一体化して形成することにより可撓性のある平膜となし、この平膜下部に膜端補強材を設けたことにより、膜が安定し、膜が振れることなく、隣り合った膜が接触する恐れが無いものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1乃至図3を参照して、本発明の実施例を説明する。
図1及び図2において、浸漬型平膜分離装置は、平面的な可撓性透水材の両面に濾過膜を積層一体化して形成する可撓性のある平膜1、即ち2枚の濾過膜を併設して形成され、外側から該濾過膜の間に液が流通する際に濾過される平膜1を、1枚又は複数枚を所定間隔で並列に並べて形成した平膜濾過部10と、各平膜1の垂直方向の2辺に連結された処理水集水部2と、これを固定する枠3と、各平膜1の下方に平膜1に沿って延設された散気管5と、各平膜1の上下端辺(水平方向の2辺)に平膜1と一緒に装着された膜端固定材6と、平膜等の全体を収容する平膜槽(分離槽)4とを備えている。
【0009】
膜端固定材6はプラスチック、鋼材等で形成されており、一般に接着剤で平膜1と膜端固定材6を接着固定しているが、固定手段はこれに限るものではない。散気管5は噴気口50を有し、送風機51に流量調整弁52を介して接続されており、流量計5を備えている。
2基の処理水集水部2の上端に処理水集水管7がそれぞれ接続され、処理水集水管7は、吸引ポンプ71が流量調整弁70を介して接続され、流量計72及び圧力計73を備えている。
【0010】
図3において、平膜1は上辺と下辺とに形成された2枚の濾過膜1A,1Bの溶着シール部8を、開口幅の狭い溝60を有する矩形断面に形成された膜端固定材6の溝60に挟み込み、コーキング剤9等を充填して固定する。
なお、2枚の濾過膜1A,1Bの間に、不織布等で形成されたスペーサ7を挟み込むことにより、2枚の濾過膜1A,1Bの間の液(処理水)の流路を確保する。
【0011】
動作について説明すると、吸引ポンプ71の駆動により、各平膜1の濾過膜1A,1Bの間の液(処理水)流路を低圧とし、処理対象液(被濾過液)を濾過膜1A,1Bの面から通水させて濾過し、処理水を処理水集水部2,2に集め、処理水集水管7から取り出す。
濾過の進行に伴い、濾過膜1A,1Bの外面に付着物が堆積するから、散気管5から散気を行い、付着物の付着を防止、或いは除去するものであるが、散気は間欠的に行っても、連続して行っても良く、処理対象液(被濾過液)に応じて設定する。
また、散気の空気量の大小が膜性能に影響を与えるから、膜端固定材6によりバブリングで供給される空気量を全体、特に平膜1,1の間に供給する空気量を均一にするものである。
【0012】
図4において膜端固定材の変形例を説明すると、(a)図に示すものは、膜端固定材6の断面形を略円形(略円柱状)に形成するとともに、平膜1の溶着シール部8を挟み込むための溝60と、本体部61の外側部に突設された突起62とを備えている。
(b)図に示すものは、膜端固定材6は、平膜1の溶着シール部8を挟み込むための溝60と、本体部の外側部に、膜端固定材6の中心について対称に配設され、長手方向に延びる一対の溝部63と、各溝部63の両端に長手方向に延びる側壁状の一対の突壁(突起)62A,62Aが設けられている。
【0013】
この構成によると、膜端固定材の曲げに対する強度が増大し、長尺となっても折れる恐れがなくなる。
また、外側部に突起(又は突壁)を設けたことにより、下方からの空気供給の均一化が促進されるとともに、隣り合って配設された膜端固定材の外側に突起が衝突することで、その膜端固定材に固定された平膜に振動が伝達され、平膜の膜面に付着したケーキの剥離を促進することができる。
【0014】
なお、膜端固定材の外側部に設ける突起(又は突壁)は、高さが、隣り合って配設された膜端固定材のクリアランスよりも小さく、且つ空気の均一な供給に必要な最小のクリアランスよりも大きく形成されている。
また、上記実施例においては、膜端固定材の外側部に設ける突起(又は突壁)が膜端固定材の両外側部に設けられているが、一方の側にだけ設けても良いものである。
さらに、膜端固定材の断面形は、上記実施例の他にパイプ状等も採用することができるものであり、突起(又は突壁)を設ける膜端固定材の断面形は任意に選択できる。
【0015】
図5において他の実施例を説明すると、膜端固定材6の断面形を略凹字形に形成し、2基の膜端固定材6の凹字形断面の溝61の開放側を対抗させて配置し、薄板状のスペーサ81の上下端縁を膜端固定材6の溝61内に挿入固定する。
濾過膜1A,1Bの上下端を、外側から膜端固定材6の外側面の接着シール部64に接着剤、ホットメルト剤、超音波シールド等の手段で接着固定する。
この構成によると、濾過膜1Aと1Bの間の距離即ち処理水流路の面積を大きく取ることができ、処理水の通水抵抗を低減することができる。
【0016】
なお、図6に膜端固定材の変形例を示す。
(a)は、膜端固定材6の凹字形の溝61の両側壁65を、先端に向かって徐々に薄く形成して斜面部を形成し、接着シール部64に接着剤、ホットメルト剤等の接合剤10を予め塗布しておくことにより、濾過膜1A,1Bの膜端固定材6への固着作業を容易にする。
(b)は、膜端固定材6を2個の略L字形部材6A,6Bに分割し、両部材6A,6Bを接合して溝61を形成する。
溝61の両側壁を形成するL字形部材6A,6Bの辺に、それぞれ溝61内に向けて突設され、長手方向に延びるブラケット65A,65Bが突設され、ブラケット65A,65Bの位置が上下方向にずれており、図(b)のように、交互に溝61内に突出している。
スペーサ81の上下端を溝61内に固定する際に、確実に固定することができるとともに、機械的強度を増大させることができる。
【0017】
図7において、平膜1の濾過膜1A,1Bの上下端の溶着シール部8を2重シールとして、溶着シール部8,8に挟まれた筒状支持部1Cを形成し、筒状支持部1C内に膜端固定材として支持棒11を挿入したものである。
なお、支持棒11の断面は、実施例においては円形であるが、図8に示すように、上下方向が長径の楕円形(a)、下方に尖った頂点を向けた5角形(b)も使用でき、さらに6角形等の多角形を用いることもできる。
この構成によると、平膜1を組み立てる際の作業効率を向上させることができる。
【0018】
図9乃至図11において異なる実施例を説明すると、平膜濾過部10の下部を膜端補強材12で覆い、取付ネジ15で固定している。
膜端補強材12は、処理水集水部2が嵌め込まれる上方が開放した桶状の集水部受13と、2個の集水部受13を連結し、平膜1の下端(膜端固定材6)が嵌め込まれる上方開放の樋状に形成された平膜受部14とを備えている。
この構成によると、平膜濾過部10が安定し、平膜1が振れることなく、隣り合った平膜1が接触する恐れが無いものである。
【0019】
【実施例】
図12は縦軸に25℃における濾過圧力(kPa at25℃)を、横軸にフラックス(m3/m2 ・d)をとったグラフで、本発明の効果を示す。
本発明の効果は曲線A,Bで示し、従来のものは曲線Cで示しており、実験条件は、膜材質:塩ビ系、膜孔径:0.4μm、空気量:0.06m3/m2 −設置面積/S、濾過条件:8分濾過・2分休止である。
曲線Aは原液の懸濁物混合量として、MLSS=16g/L、曲線BはMLSS=13g/L、曲線CはMLSS=13g/Lである。
グラフから明らかなように、従来装置に較べて、本発明の装置は、低い濾過圧力で高いフラックス量を得るものである。
【0020】
【発明の効果】
本発明は上述のとおり構成されているから以下に述べる効果を奏する。
平膜の水平部分の膜端部に膜端固定材を設け、該膜端固定材に突起を設けたことにより、下方からの空気供給の均一化が促進されるとともに、隣り合って配設された膜端固定材の外側に突起が衝突することで、その膜端固定材に固定された平膜に振動が伝達され、平膜の膜面に付着したケーキの剥離を促進することができる。
請求項2において、膜端固定材に設けた突起の高さを、隣り合った膜端固定材のクリアランスより小さく、且つ洗浄空気が平膜間に均一に供給できる最低クリアランスより大きくしたことにより、下方からの空気供給の均一化が促進されるとともに、洗浄空気が平膜間に均一に供給できる。
請求項3において、膜端固定材に膜を挟む機構としたことにより、膜の固定を確実に行うことができる。
請求項4において、膜端固定材にスペーサを挟み、膜を膜端固定材側面に装着したことにより、膜の間の距離即ち処理水流路の面積を大きく取ることができ、処理水の通水抵抗を低減することができる。
請求項5において、膜端固定材を膜の端部に設けた筒状支持部内に配設したことにより、装置を組み立てる際の作業効率を向上させることができる。
請求項6において、平面的な可撓性透水材の両面に濾過膜を積層一体化して形成することにより可撓性のある平膜となし、この平膜下部に膜端補強材を設けたことにより、膜が安定し、膜が振れることなく、隣り合った膜が接触する恐れが無いものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の浸漬型平膜分離装置の概略構成を示す断面図である。
【図2】平膜濾過部の拡大斜視図である。
【図3】図1におけるIII −III 線断面図である。
【図4】膜端固定材の変形例を示す斜視図である。
【図5】平膜の変形例を示す断面図である。
【図6】膜端固定材の変形例を示す斜視図である。
【図7】平膜の他の変形例を示す断面図である。
【図8】膜端固定材の変形例を示す斜視図である。
【図9】本発明のさらに他の実施例を示す正面図である。
【図10】図9におけるX方向矢視図である。
【図11】図9におけるXI方向矢視図である。
【図12】本発明の浸漬型平膜分離装置の実験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
1 平膜、2 処理水集水部、3 枠、4 平膜槽(分離槽)、5 散気管
6 膜端固定材、7 処理水集水管、10 平膜濾過部、50 噴気口
51 送風機、52 流量調整弁、71 吸引ポンプ、72 流量計
Claims (6)
- 平面的な可撓性透水材の両面に濾過膜を積層一体化して形成することにより可撓性のある平膜となし、この平膜を分離槽内で原液中に浸漬配置することにより前記可撓性透水材を介して膜透過水を分離抽出するとともに、当該平膜の下部に配置された散気手段により前記平膜表面をバブリングすることにより膜面を搖動させて除泥可能とした浸漬型平膜分離装置において、平膜の水平部分の膜端部に膜端固定材を設け、該膜端固定材に突起を設けたことを特徴とする浸漬型平膜分離装置。
- 膜端固定材に設けた突起の高さを、隣り合った膜端固定材のクリアランスより小さく、且つ洗浄空気が平膜間に均一に供給できる最低クリアランスより大きくしたことを特徴とする請求項1記載の浸漬型平膜分離装置。
- 膜端固定材に膜を挟む機構としたことを特徴とする請求項1または2記載の浸漬型平膜分離装置。
- 膜端固定材にスペーサを挟み、膜を膜端固定材側面に装着したことを特徴とする請求項1記載の浸漬型平膜分離装置。
- 膜端固定材を膜の端部に設けた筒状支持部内に配設したことを特徴とする請求項1記載の浸漬型平膜分離装置。
- 平面的な可撓性透水材の両面に濾過膜を積層一体化して形成することにより可撓性のある平膜となし、この平膜下部に膜端補強材を設けたことを特徴とする浸漬型平膜分離装置。
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JP10389998A JP3603596B2 (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | 浸漬型平膜分離装置 |
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JP10389998A JP3603596B2 (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | 浸漬型平膜分離装置 |
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JPH11276863A JPH11276863A (ja) | 1999-10-12 |
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Family Applications (1)
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JP10389998A Expired - Lifetime JP3603596B2 (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | 浸漬型平膜分離装置 |
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1998
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