JP3668570B2

JP3668570B2 - 膜処理装置

Info

Publication number: JP3668570B2
Application number: JP25642296A
Authority: JP
Inventors: 賢治本城; 真澄小林; 正松田; 潤一村越; 達郎山本
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1996-09-27
Filing date: 1996-09-27
Publication date: 2005-07-06
Anticipated expiration: 2016-09-27
Also published as: JPH1099663A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被処理液を分離膜モジュールによりろ過処理する膜処理装置に関し、特に汚濁性（殊に有機物の汚濁性）の高い液体をろ過するのに適した膜処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、膜処理装置は、無菌水、飲料水、高純度水等の製造や空気の浄化に用いられていたが、近年ではこれらの用途に加えて、汚濁性の高い液体の処理に用いることが検討され、一部実用化されている。汚濁性の高い液体の処理としては、具体的には下水処理における二次処理および三次処理やその浄化槽における固液分離等が挙げられる。
【０００３】
図１は、分離膜モジュールを用いた膜処理装置の一例を示す模式図である。この膜処理装置は、被処理液槽２と、被処理液槽２内に配置された分離膜モジュール４と、ろ過用配管９によって分離膜モジュール４と接続されたポンプ６と、散気装置７とによって構成されている。
【０００４】
ポンプ６を稼働させると、分離膜モジュール４内が負圧になり、被処理液槽２内の被処理液は分離膜モジュール４によってろ過され、ろ液はろ液用配管９の内部を通って系外に排出される。
【０００５】
このろ過処理を継続すると、分離膜モジュール４が次第に閉塞して、分離能が低下するが、これはろ液用配管９に設けられた圧力計１０に表示される差圧上昇とろ過流量の低下から知ることができる。このような分離能の低下は、散気装置７による分離膜モジュールのエアースクラビング洗浄によって、容易に回復することができる。特に、汚濁性の高い液体の処理においては、分離膜モジュール４の閉塞が生じやすいことから、エアースクラビング洗浄をろ過運転に関係なく常時実施することによって、分離能の回復が図られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、エアースクラビングを行う散気装置７において、エアー吐出孔から被処理液が侵入し、被処理液中の固形物が散気管８の吐出孔を塞いでしまったり、エアーによって乾燥され吐出孔の内側を乾燥物が覆ってしまったりしてエアー吐出の妨げとなり、エアースクラビング洗浄が充分に行われないことがあった。
【０００７】
また、このような散気管の孔の詰まりを防ぐために、散気部の構造を管状ではなく、図２のようにコの字型部材の開口を下向きにしたような構造にして、エアーをエアー注入口１より供給して側面のスリット３から吐出させながら散気部材内に水が常に接するようにして検討を行った。しかし、この場合には処理槽の中でかなり厳密に水平度を保って散気部材を設置しないと、エアーの吐出に偏りがみられるため、あまり効果的な構造とはいえなかった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、分離膜モジュールを用いて被処理液のろ過処理を行うと共に、この分離膜モジュールの下方に設けた散気装置によってエアースクラビング洗浄を行う膜処理装置であって、散気装置の被処理液侵入に起因する吐出孔の詰まりを簡便に解消でき、エアースクラビング洗浄を常に安定しておこなえる膜処理装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、分離膜モジュールと、その下方に配置され、孔径２〜５ｍｍφのエアー吐出口を有する散気管からなる散気装置とを有する膜処理装置において、散気装置を洗浄する洗浄液を、５０〜５００ｋＰａの水圧で間欠的に散気装置内へ供給するための洗浄液供給手段が付設されたことを特徴とする、汚濁性の高い液体を処理するための膜処理装置である。
【００１０】
本発明の膜処理装置において散気装置の洗浄は、エアーバブリング中、散気装置内に適量の洗浄液を間欠的に圧入する。この場合、簡便に洗浄を実施するために、散気装置へのエアー供給配管に水等の洗浄液の供給用配管を接続しておき、弁の開閉によって洗浄液を供給して散気装置内の洗浄が行なえることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図３は、本発明の膜処理装置の一例を示す模式図である。この膜処理装置は、被処理液槽２内に分離膜モジュール４と、その下方に分離膜をエアースクラビング洗浄するための散気装置７が配設されて構成され、分離膜モジュール４にはポンプ６が接続されている。
【００１２】
分離膜モジュール４に用いられる分離膜の形状や材質は、洗浄可能なものであれば特に限定されることはなく、例えばセルロース、ポリオレフィン、ポリスルフォン、ポリフッ化ビニリデン、ポリ四フッ化エチレン、セラミック等任意の材質よりなる、平膜タイプ、中空糸膜タイプ、管状タイプあるいは袋形状のもの等各種のものを用いることができる。
【００１３】
分離膜モジュール４の分画性能は、そのろ過の目的によって任意のものが選択でき、通常、０．０１〜１μｍのものが用いられる。また、この分離膜モジュールを用いて、被処理液をろ過する方法としては、図３のように被処理液槽に分離膜モジュールを浸漬して、ろ液側を負圧にして吸引ろ過を行う方法、例えば自給式給水ポンプによる方法、真空ポンプによる方法、水頭差を利用するサイフォン方式などが主たる方法として挙げられる。また、分離膜モジュールを密閉容器に配設して、被処理液を加圧して分離膜を透過させるいわゆる加圧ろ過法等も適用することができる。しかし、密閉容器を作製することなく、既存の被処理液槽へ分離膜モジュールを浸漬させることで簡単にろ過処理を行うことができることから、ろ液側を負圧にして使用する吸引ろ過法が好ましい。
【００１４】
本発明の膜処理装置は、洗浄液を散気装置内へ供給するための洗浄液供給手段が付設されたものであるが、この例では洗浄液供給手段は、エアー供給配管へ弁を経て接続された洗浄液供給配管で構成されている。
【００１５】
すなわち、散気装置７のエアー配管１１の途中に、洗浄液配管１３が接続されており、弁１２によって散気管８にエアー配管１１だけが接続された通常の状態と、散気管８にエアー配管だけでなく洗浄液配管１３も接続された散気管洗浄の状態に切り換えられる。弁１２は、洗浄液配管の接続状態を簡単に切り換えることができるものであれば特に制限なく各種の構造のものが使用できる。
【００１６】
ろ過処理を行う際は、弁１２を閉じ、散気管８がエアー配管１１だけに接続した状態にして、エアーバブリングを実施しながら、ポンプ６を稼働させることにより分離膜モジュールによる被処理液のろ過が行われる。ろ液は、ろ液配管９を通って系外に排出される。
【００１７】
上述のようなろ過運転を行っているうちに、散気管８のエアー吐出口が被処理液により詰まり、均一にエアーが出なくなることがあり、その場合には以下のような要領にて散気管を洗浄することができる。すなわち、弁１２を開き、散気管８と洗浄液配管１３とを接続し、洗浄液配管に接続されたポンプ１４を稼働させ散気管８内に洗浄液を送り込む。散気管８内の詰まりが除去できれば、送り込む洗浄液の量には特に制限はないが、５０ｋＰａ〜５００ｋＰａの水圧で最低５秒〜５分の時間をかけて洗浄するのが好ましい。この際、エアーの供給を停止せずに洗浄液をエアーと混合した気液混合流を散気管内に供給して散気孔から気液混合液を放出するのが好ましいが、エアーの供給を停止して洗浄液のみを供給して洗浄液を散気孔から放水することもできる。また、洗浄液を送り込む方法として、ポンプによる方法以外に、例えば水頭差による自然流下方式なども用いることができる。洗浄液については、水道水、井戸水、被処理液ろ過水、薬液水など特に制限なく使用できるが、薬液水などは被処理液へ影響を及ぼす可能性があることと手軽に利用できることから、被処理液のろ過水を用いることが好ましい。
【００１８】
散気管のエアー吐出口については、孔の形状、数、配置などに特に制限はないが、２〜５ｍｍφの孔径であることが好ましい。また、散気管は、分離膜モジュールの膜面にエアーが当たるように、任意の数が、分離膜モジュールの下方に配置される。散気管を構成する素材は、例えばポリカーボネート、ポリスルフォン、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、塩化ビニル樹脂等の合成樹脂、金属、木材等を用いることができるが、耐腐食性、加工の容易性、計量等の点から合成樹脂で構成することが好ましい。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明を実施例を示して詳しく説明する。
【００２０】
図１に示すような、膜処理装置を用いてろ過試験を行った。分離膜モジュール４は、ステラポアーＦ（商品名、三菱レイヨン（株）製、中空糸膜使用、分画性能０．１μｍ）を５エレメント積層したものを使用した（１エレメント当たりの膜面積は４ｍ² なので５エレメント積層体の膜面積は２０ｍ² ）。また、被処理液には、ＳＳ＝１００００ｍｇ／Ｌの活性汚泥水を用いた。
【００２１】
エアー供給用ポンプ１５には、ルーツブロワーを用いて、エアー量０．２ｍ³ ／ｍｉｎで、孔径３ｍｍの散気孔を１５個持つ内径２０ｍｍの円管を３本配してなる散気装置からエアーをバブリングさせながら膜処理装置のろ過運転を行った。
【００２２】
この結果、６か月後には、見た目で解る程度に分離膜モジュールに対するバブリングエアーに偏りが認められ、また、ろ過時の分離膜モジュールの差圧も初期には−８ｋＰａだったものが−６０ｋＰａへ上昇した。
【００２３】
一方、図３に示すような散気装置のエアー配管の途中に洗浄液配管を接続した膜処理装置を用いて同様の試験を実施した。この場合、ろ過水を洗浄水として１００ｋＰａの圧力で２０秒間供給する洗浄を１日に４回の割合で実施したところ、１年経過後においてもエアーの偏りが見られず、差圧の上昇も起こらなかった。
【００２４】
このように、本発明の膜処理装置においては、散気装置の洗浄を定期的に行うことにより、被処理液による詰まりを起こすことがなく、エアーバブリングの偏りの現象も起こらず順調なろ過運転が可能であった。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の膜処理装置は、水等の液体を用いて散気装置内の洗浄が簡便に実施できるので、これを定期的に行うことにより、被処理液による詰まりを防止でき、エアー吐出の偏り等を生じることなく、長期にわたり順調にスクラビング洗浄を行うことができる。その結果、膜処理装置の運転も長期にわたり安定して継続することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】分離膜モジュールを用いた膜処理装置の一例を示す模式図である。
【図２】水接触型散気管の一例を下側からみた斜視図である。
【図３】本発明の詰まり防止機構を備えた散気装置を有する膜処理装置の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
１エアー注入口
２被処理液槽
３エアー吐出スリット
４分離膜モジュール
５コの字型散気部材
６ろ過用吸引ポンプ
７散気装置
８散気管
９ろ液配管
１０圧力計
１１エアー配管
１２弁
１３洗浄液配管
１４洗浄液供給用ポンプ
１５エアー供給用ポンプ

Claims

分離膜モジュールと、その下方に配設され、孔径２〜５ｍｍφのエアー吐出口を有する散気管からなる散気装置とを有する膜処理装置において、散気装置を洗浄する洗浄液を、５０〜５００ｋＰａの水圧で間欠的に散気装置内へ供給するための洗浄液供給手段が付設されたことを特徴とする、汚濁性の高い液体を処理するための膜処理装置。
洗浄液供給手段が、散気装置へのエアー供給配管へ弁を経て接続された洗浄液供給配管である請求項１に記載の膜処理装置。