JP7310643B2 - 廃水処理用膜モジュール、廃水処理装置及び廃水処理方法 - Google Patents
廃水処理用膜モジュール、廃水処理装置及び廃水処理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7310643B2 JP7310643B2 JP2020028145A JP2020028145A JP7310643B2 JP 7310643 B2 JP7310643 B2 JP 7310643B2 JP 2020028145 A JP2020028145 A JP 2020028145A JP 2020028145 A JP2020028145 A JP 2020028145A JP 7310643 B2 JP7310643 B2 JP 7310643B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hollow fiber
- fiber membrane
- wastewater treatment
- layer
- membrane module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
Landscapes
- Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
- Activated Sludge Processes (AREA)
Description
本発明は、廃水処理用膜モジュール、廃水処理装置及び廃水処理方法に関する。
工業廃水や生活廃水は、廃水中に含まれる有機物等を取り除く処理が施されてから、工業用水として再利用されるか、もしくは河川等に放流される。工業廃水等の処理方法としては、一般的に、被処理水を曝気して好気的な微生物又は菌に有機物等を分解させる活性汚泥処理法等が挙げられる。このような、活性汚泥処理法等に代表される生物学的水処理方法では、好気性微生物や、硝酸性窒素を除去するための脱窒細菌等が利用されている。また、近年では、活性汚泥処理法による処理と、分離膜モジュールによる膜ろ過とを組み合わせた膜分離活性汚泥（ＭＢＲ）法による処理が行われるようになっている。
好気性微生物を利用して廃水を処理する場合、微生物の活性維持と処理能力向上のため、被処理水を空気又は酸素で曝気する必要がある。このように、被処理水を効率よく曝気する方法として、中空糸膜を用いた方法が採用されている。この中空糸膜は、廃水処理等の他、例えば、飲料水製造又は浄水処理等の様々な分野で利用されている。
また、最近では、中空糸膜を用いて廃水処理を行うにあたり、中空糸膜の外表面に、廃水中の微生物等に由来する微生物層（バイオフィルム）を形成させ、この状態で廃水処理を行う方法も提案されている。このように、中空糸膜の外表面に微生物層を形成させることで、中空糸膜の内面側から供給される酸素により、微生物層の膜厚方向で酸素勾配が形成される。これにより、微生物層の内層側において好気処理（ＢＯＤ酸化、アンモニアの硝酸化）が進行するとともに、微生物層の外層側において硝酸の嫌気処理（ＢＯＤ酸化、脱窒処理）が進行するので、ワンプロセスで各種の汚染物質を除去することが可能になり、従来の膜分離活性汚泥法のような、好気処理と嫌気処理とを別々の処理槽で行う方法に比べて省スペースの設備が実現できる。
上記のような、中空糸膜の表面に微生物層を形成させて廃水処理を行う方法においては、微生物層の内層側の好気性菌に高い酸素利用効率で酸素を供給することが要求される。また、長期にわたり廃水に空気を供給するために、中空糸膜の有効表面積を低下させないことが要求される。
特許文献１では、中空糸膜束を水平方向と鉛直方向とに配置して交差させた中空糸膜モジュールの使用を提案している。特許文献１の中空糸膜モジュールによれば、中空糸膜に微生物が付着しやすくなり、微生物層が形成されやすい。しかしながら、特許文献１の中空糸膜モジュールでは、中空糸膜が水平に配置されているため膜内に凝縮水（酸素や空気等に含まれる水分や廃水中の水分が膜の中で水として凝縮したもの）が蓄積しやすくなる。そのため、有効表面積が低下することにより、廃水の処理能力が低下するという問題がある。
特許文献１では、中空糸膜束を水平方向と鉛直方向とに配置して交差させた中空糸膜モジュールの使用を提案している。特許文献１の中空糸膜モジュールによれば、中空糸膜に微生物が付着しやすくなり、微生物層が形成されやすい。しかしながら、特許文献１の中空糸膜モジュールでは、中空糸膜が水平に配置されているため膜内に凝縮水（酸素や空気等に含まれる水分や廃水中の水分が膜の中で水として凝縮したもの）が蓄積しやすくなる。そのため、有効表面積が低下することにより、廃水の処理能力が低下するという問題がある。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、酸素利用効率が高く、且つ各中空糸膜の有効表面積を十分に確保できる廃水処理用膜モジュール、廃水処理装置、及び廃水処理方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明は、以下の態様を包含する。
［１］廃水処理中に、廃水中の微生物又は菌に由来する微生物層が表面に形成される中空糸膜を含む、廃水処理用膜モジュールであって、
前記廃水処理用膜モジュールは複数の中空糸膜で構成されており、
前記中空糸膜の両端部に互いに並行する複数のハウジングを備えており、
前記中空糸膜が鉛直方向に対して角度が５°以上８５°以下に配置されている、廃水処理用膜モジュール。
［２］前記中空糸膜は互いに交差している、［１］に記載の廃水処理用膜モジュール。
［３］前記中空糸膜は少なくとも１つの多孔質層と、少なくとも１つの非多孔質層とを有する複層構造を有し、最外層に前記多孔質層が配置されている、［１］又は［２］に記載の廃水処理用膜モジュール。
［４］前記中空糸膜は複数の多孔質層と、少なくとも１つの非多孔質層とを有する複層構造を有し、前記非多孔質層が前記複数の多孔質層の間に配置されている、［１］～［３］のいずれか一項に記載の廃水処理用膜モジュール。
［５］前記多孔質層がポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、及びフッ素系樹脂からなる群から選択される少なくとも１種を含む材料からなる、［３］又は［４］に記載の廃水処理用膜モジュール。
［６］［１］～［５］のいずれか一項に記載の廃水処理用膜モジュールを含む廃水処理装置。
［７］［１］～［５］のいずれか一項に記載の廃水処理用膜モジュール、又は、［６］に記載の廃水処理装置を用いて廃水を処理する廃水処理方法であって、
前記中空糸膜の表面に、前記廃水中の微生物又は菌に由来する前記微生物層を形成させる工程、及び前記中空糸膜の中空部に酸素を含む気体を供給する工程を有する、廃水処理方法。
前記廃水処理用膜モジュールは複数の中空糸膜で構成されており、
前記中空糸膜の両端部に互いに並行する複数のハウジングを備えており、
前記中空糸膜が鉛直方向に対して角度が５°以上８５°以下に配置されている、廃水処理用膜モジュール。
［２］前記中空糸膜は互いに交差している、［１］に記載の廃水処理用膜モジュール。
［３］前記中空糸膜は少なくとも１つの多孔質層と、少なくとも１つの非多孔質層とを有する複層構造を有し、最外層に前記多孔質層が配置されている、［１］又は［２］に記載の廃水処理用膜モジュール。
［４］前記中空糸膜は複数の多孔質層と、少なくとも１つの非多孔質層とを有する複層構造を有し、前記非多孔質層が前記複数の多孔質層の間に配置されている、［１］～［３］のいずれか一項に記載の廃水処理用膜モジュール。
［５］前記多孔質層がポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、及びフッ素系樹脂からなる群から選択される少なくとも１種を含む材料からなる、［３］又は［４］に記載の廃水処理用膜モジュール。
［６］［１］～［５］のいずれか一項に記載の廃水処理用膜モジュールを含む廃水処理装置。
［７］［１］～［５］のいずれか一項に記載の廃水処理用膜モジュール、又は、［６］に記載の廃水処理装置を用いて廃水を処理する廃水処理方法であって、
前記中空糸膜の表面に、前記廃水中の微生物又は菌に由来する前記微生物層を形成させる工程、及び前記中空糸膜の中空部に酸素を含む気体を供給する工程を有する、廃水処理方法。
本発明に係る廃水処理用膜モジュール（以下、単に「中空糸膜モジュール」ともいう）によれば、中空糸膜が特定の範囲内の角度で配置されることにより、微生物が付着しにくく、微生物層が形成されにくい問題と、凝縮水が蓄積されやすい問題とを解決し、酸素利用効率が高く、各中空糸膜の有効表面積も十分に確保され、効率よく廃水処理を行うことができる。つまり、本発明に係る中空糸膜モジュールによれば、微生物層が形成されやすく、且つ、中空糸膜内への凝縮水の蓄積を抑制することができる。
また、本発明に係る廃水処理装置によれば、本発明に係る中空糸膜モジュールが備えられたものなので、上記同様、効率よく廃水処理を行うことが可能になる。
また、本発明に係る廃水処理方法によれば、本発明に係る中空糸膜モジュール、又は、本発明に係る廃水処理装置を用い、中空糸膜の表面に微生物層を形成させる工程、及び中空糸膜の中空部に酸素を含む気体を供給する工程を行うことで廃水処理を行う方法を採用している。これにより、上記同様、効率よく廃水処理を行うことが可能になる。さらに、本発明に係る廃水処理方法によれば、従来は別のプロセスで行っていた好気処理及び嫌気処理の両方を、微生物層におけるワンプロセスで実施できるので、処理効率に優れるとともに、装置の省スペース化も可能となる。
以下、本発明に係る中空糸膜モジュール、廃水処理装置、及び廃水処理方法の一実施形態を挙げ、図１～図８を適宜参照しながら詳述する。なお、以下の説明で用いる各図面は、その特徴をわかりやすくするために、便宜上、特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等は実際とは異なる場合がある。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
本発明に係る中空糸膜モジュール１０Ａ～１０Ｅ、この中空糸膜モジュール１０Ａ～１０Ｅを複数備えた廃水処理装置１００、及び、中空糸膜モジュール１０Ａ～１０Ｅ又は廃水処理装置１００を用いた廃水処理方法は、例えば、工業廃水や生活廃水等に含まれる有機物等を取り除く処理に用いられるものである。各種汚染物が取り除かれた廃水は、例えば、必要に応じて追加処理を行い、工業用水として再利用されるか、もしくは河川等に放流される。
＜＜第１実施形態＞＞
＜中空糸膜モジュール＞
以下、本発明に係る中空糸膜モジュールの第１実施形態について詳述する。
図１は、本実施形態の中空糸膜モジュール１０Ａの全体構成を示す斜視図である。
＜中空糸膜モジュール＞
以下、本発明に係る中空糸膜モジュールの第１実施形態について詳述する。
図１は、本実施形態の中空糸膜モジュール１０Ａの全体構成を示す斜視図である。
図１に示すように、本実施形態の中空糸膜モジュール１０Ａは、廃水中の微生物又は菌に由来する微生物層が表面に形成される中空糸膜１Ａを含み、廃水処理に用いられるものである。また、中空糸膜モジュール１０Ａにおいては、中空糸膜１Ａが、少なくとも１層以上の多孔質層及び非多孔質層を含む複層構造とされていることが好ましい。
そして、本実施形態の中空糸膜モジュール１０Ａは、中空糸膜１Ａが複数で鉛直方向に対して５°以上８５°以下になるように配列され、長手方向の両端が一対のハウジング（一対の固定部）５に支持される。
図１に示す本実施形態の中空糸膜モジュール１０Ａは、第１のハウジング５ａ、第２のハウジング５ｂ、中空糸膜シート状物から構成される。
中空糸膜シート状物は、中空糸膜１Ａが複数束ねられて中空糸膜束１１Ａａ、１１Ａｂ、１１Ａｃ、１１Ａｄを形成し、隣接する中空糸膜束と一定間隔離れて配置されている。中空糸膜束１１Ａａ、１１Ａｂ、１１Ａｃ、１１Ａｄはそれぞれ、中空糸膜束の中心を通る長さ方向の線が鉛直方向に対して５°以上８５°以下になるように配列されている。中空糸膜束の両端部が、詳細を後述するハウジング５内に挿入されて開口しており、全体として平型のシート状に構成される。
中空糸膜１Ａの鉛直方向に対する角度は、５°以上８５°以下であり、１０°以上７０°以下が好ましく、２０°以上５０°以下がより好ましく、２０°以上３０°以下がさらに好ましい。
前記角度が上記下限値未満であると、水の流れと中空糸膜の方向が略平行になるため微生物が中空糸膜に付着しにくく、微生物層の形成が不十分になりやすい。
前記角度が上記上限値超であると、凝縮水の排出が困難になり、中空糸膜の有効表面積が低下しやすくなり、微生物層の形成が不十分になりやすい。
なお、本明細書における「角度」は、図１に示すように、中空糸膜束の中心部分を通る長さ方向に沿った線と、第１のハウジングに挿入されている部分から鉛直方向に引いた線とが交わる点における角度θであって、中空糸膜束の角度θを複数箇所（５箇所以上）で測定し、その平均値を求めたものである。
前記角度が上記下限値未満であると、水の流れと中空糸膜の方向が略平行になるため微生物が中空糸膜に付着しにくく、微生物層の形成が不十分になりやすい。
前記角度が上記上限値超であると、凝縮水の排出が困難になり、中空糸膜の有効表面積が低下しやすくなり、微生物層の形成が不十分になりやすい。
なお、本明細書における「角度」は、図１に示すように、中空糸膜束の中心部分を通る長さ方向に沿った線と、第１のハウジングに挿入されている部分から鉛直方向に引いた線とが交わる点における角度θであって、中空糸膜束の角度θを複数箇所（５箇所以上）で測定し、その平均値を求めたものである。
［中空糸膜］
本実施形態の中空糸膜モジュール１０Ａに備えられる中空糸膜１Ａは、図２に示す例においては、中心側から第１多孔質層（多孔質層）２、非多孔質層３及び第２多孔質層（多孔質層）４が順次積層された構造を有しており、第２多孔質層４の表面４ａに、廃水中の微生物又は菌に由来する微生物層６が形成される。また、図示例の中空糸膜１Ａは、２層の多孔質層（第１多孔質層２及び第２多孔質層４）の間に非多孔質層３が配置された３層構造とされている。
本実施形態の中空糸膜モジュール１０Ａに備えられる中空糸膜１Ａは、図２に示す例においては、中心側から第１多孔質層（多孔質層）２、非多孔質層３及び第２多孔質層（多孔質層）４が順次積層された構造を有しており、第２多孔質層４の表面４ａに、廃水中の微生物又は菌に由来する微生物層６が形成される。また、図示例の中空糸膜１Ａは、２層の多孔質層（第１多孔質層２及び第２多孔質層４）の間に非多孔質層３が配置された３層構造とされている。
また、図示例の中空糸膜１Ａは、最内層である多孔質層２の内面２ｂ側が中空部７とされ、この中空部７に酸素を供給することで、内面２ｂ側から外層側の第２多孔質層４の表面４ａに向けて酸素を透過させることが可能に構成されている。
（多孔質層）
中空糸膜１Ａを構成する多孔質層は、少なくとも１層以上で設けられ、図２に示す例においては、第１多孔質層２及び第２多孔質層４の２層の多孔質層が、非多孔質層３を介して同心状に配置されている。また、図示を省略するが、第１多孔質層２及び第２多孔質層４は、それぞれ、複数の細孔を有する膜から構成されており、これら多孔質層２、４の全周にわたって細孔が形成されている。
中空糸膜１Ａを構成する多孔質層は、少なくとも１層以上で設けられ、図２に示す例においては、第１多孔質層２及び第２多孔質層４の２層の多孔質層が、非多孔質層３を介して同心状に配置されている。また、図示を省略するが、第１多孔質層２及び第２多孔質層４は、それぞれ、複数の細孔を有する膜から構成されており、これら多孔質層２、４の全周にわたって細孔が形成されている。
本実施形態において、第１多孔質層２及び第２多孔質層４に形成される細孔とは、少なくとも内表面側から外表面までの連通孔を意味する。即ち、第１多孔質層２においては、内面２ｂ側から外面２ａ側までの連通孔を意味し、第２多孔質層４においては、内面４ｂ側から表面４ａ側までの連通孔を意味する。
また、本実施形態で説明する「細孔」とは、三次元的な構造を形成している膜基材の隙間の空間を表し、内面側から表面（外面）側に向けて酸素が透過する際の、酸素の通り道となる部分を意味する。
また、本実施形態で説明する「細孔」とは、三次元的な構造を形成している膜基材の隙間の空間を表し、内面側から表面（外面）側に向けて酸素が透過する際の、酸素の通り道となる部分を意味する。
多孔質層は、例えば、溶融延伸法により形成される。溶融延伸法とは、まず、多孔質層の材料となる樹脂を融点以上の流動状態に加熱し、これを筒状に吐出する。次いで、吐出された流動状態にある樹脂を冷却することで非流動状態にし、形状を固定する。その後、形状が固定された樹脂に対して最適条件で延伸加工を施すことで、多孔質構造が形成される。
多孔質層の材質としては、特に限定されないが、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、又はフッ素系樹脂の少なくとも何れかを含む材料からなることが、十分な酸素透過性を確保する観点から好ましい。多孔質層が上記の何れかを含む材料からなることで、上記のような多孔質構造に制御しながら形成することが可能になり、酸素透過性が高められるとともに、耐酸化劣化性、耐薬品性、耐熱性及び機械的耐久性を付与できる。また、製膜原液を調整する際の溶剤への溶解性も良好となる。
なお、第１多孔質層２及び第２多孔質層４の各膜厚は、特に限定されないが、多孔質層全体の合計膜厚、即ち、図示例における第１多孔質層２と第２多孔質層４との合計の平均膜厚Ｄｎが１０μｍ以上１００μｍ以下となるような膜厚であることが好ましい。各多孔質層の合計の平均膜厚Ｄｎが１０μｍ以上であれば、中空糸膜１Ａ全体における十分な機械的強度の確保に寄与できる。一方、各多孔質層の合計の平均膜厚Ｄｎが１００μｍ以下であれば、必要以上に膜の外径が大きくなることがないので、中空糸膜をモジュール化する際の膜の充填量が小さくなるのを防止できる。
また、上記の観点からは、各多孔質層の合計の平均膜厚Ｄｎは、１５μｍ以上９０μｍ以下がより好ましく、２０μｍ以上８０μｍ以下が最も好ましい。
また、上記の観点からは、各多孔質層の合計の平均膜厚Ｄｎは、１５μｍ以上９０μｍ以下がより好ましく、２０μｍ以上８０μｍ以下が最も好ましい。
なお、本実施形態で説明する「平均膜厚」とは、中空糸膜の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、この画像を解析して当該層（膜）の膜厚を複数箇所（５箇所以上）で測定し、その平均値を求めたものである。
本実施形態において、中空糸膜１Ａは、少なくとも、後述の微生物層６を除いた最外層に多孔質層が配置されていることが好ましい。このように、微生物層６を除いた最外層に多孔質層が配置されることで、十分な酸素透過性を確保することができる。図示例においては、第２多孔質層４が最外層とされ、その表面４ａに後述の微生物層６が形成される。
また、微生物層６を除いた最外層に配置される多孔質層、即ち、図示例における第２多孔質層４は、表面４ａが凹凸構造とされていることがより好ましい。第２多孔質層４の表面４ａが凹凸構造であることで、廃水中に存在する微生物又は菌が付着しやすくなるので、後述の微生物層６が均一に形成される効果が得られる。なお、上記の凹凸構造は、例えば、図示略の複数の細孔に由来する凹凸構造であってもよい。
各多孔質層に形成される複数の細孔の平均細孔径は、０．０１μｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。各多孔質層における平均細孔径が０．０１μｍ以上であれば、十分な酸素透過性が確保できる。また、各多孔質層における平均細孔径が５μｍ以下であれば、十分な膜強度が得られる。
また、上記の観点からは、各多孔質層における平均細孔径は、０．０３μｍ以上４μｍ以下がより好ましく、０．０４μｍ以上３μｍ以下が最も好ましい。
また、上記の観点からは、各多孔質層における平均細孔径は、０．０３μｍ以上４μｍ以下がより好ましく、０．０４μｍ以上３μｍ以下が最も好ましい。
なお、本実施形態において説明する、各多孔質層に形成される複数の細孔の平均細孔径とは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて多孔質層の外表面部分を観察し、３０個の細孔を無作為に選び、各細孔の最長径を測定して、これら３０個の細孔の最長径を平均して求めた値である。
（非多孔質層）
本実施形態において、中空糸膜１Ａは、非多孔質層３が少なくとも１層以上で設けられ、図示例においては、第１多孔質層２と第２多孔質層４との間に単層で設けられている。非多孔質層３は、多孔質層に比べて高めの機械的強度を有するので、この非多孔質層３は、中空糸膜１Ａにおける支持体（補強材）としても機能する。
本実施形態において、中空糸膜１Ａは、非多孔質層３が少なくとも１層以上で設けられ、図示例においては、第１多孔質層２と第２多孔質層４との間に単層で設けられている。非多孔質層３は、多孔質層に比べて高めの機械的強度を有するので、この非多孔質層３は、中空糸膜１Ａにおける支持体（補強材）としても機能する。
非多孔質層３の材質としても、特に限定されないが、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、フッ素系樹脂、又はシリコン系樹脂の少なくとも何れかを含む材料からなることが好ましい。非多孔質層３が上記の何れかを含む材料からなることで、十分な酸素透過性を確保しながら、中空糸膜１Ａ全体の機械的強度をより高めることが可能になる。
なお、非多孔質層３の膜厚は、特に限定されないが、１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。非多孔質層３の平均膜厚が１μｍ以上であれば、製造時に欠陥が発生することなく、安定的に生産することが可能になる。また、非多孔質層３の平均膜厚が１０μｍ以上であれば、実使用において影響があるような酸素透過性の低下を招くことはない。
また、上記の観点から、非多孔質層３の平均膜厚は、１．５μｍ以上８μｍ以下がより好ましく、２μｍ以上６μｍ以下が最も好ましい。
また、上記の観点から、非多孔質層３の平均膜厚は、１．５μｍ以上８μｍ以下がより好ましく、２μｍ以上６μｍ以下が最も好ましい。
なお、非多孔質層を複数で設けた場合の合計の平均膜厚Ｄｐ（単層の場合は当該層のみの膜厚）も特に限定されないが、非多孔質層の膜厚が大きくなることは酸素透過抵抗が大きくなることを意味するため、可能な限り薄膜に形成されることが、十分な酸素透過率を確保する観点から好ましい。
（非多孔質層の合計の平均膜厚Ｄｎと多孔質層の合計の平均膜厚Ｄｐとの関係）
本実施形態において、非多孔質層の合計の平均膜厚Ｄｎ、及び、多孔質層の合計の平均膜厚Ｄｐについては、特に限定されるものではない。一方、本実施形態においては、非多孔質層の合計の平均膜厚Ｄｎ、即ち、図示例における単層とされた非多孔質層３の平均膜厚Ｄｎと、多孔質層の合計の平均膜厚Ｄｐ、即ち、図示例における第１多孔質層２と第２多孔質層４との合計の平均膜厚Ｄｐとが、次式｛０．０１≦Ｄｎ／Ｄｐ≦１．０｝で表される関係を満たすことがより好ましい。
本実施形態において、非多孔質層の合計の平均膜厚Ｄｎ、及び、多孔質層の合計の平均膜厚Ｄｐについては、特に限定されるものではない。一方、本実施形態においては、非多孔質層の合計の平均膜厚Ｄｎ、即ち、図示例における単層とされた非多孔質層３の平均膜厚Ｄｎと、多孔質層の合計の平均膜厚Ｄｐ、即ち、図示例における第１多孔質層２と第２多孔質層４との合計の平均膜厚Ｄｐとが、次式｛０．０１≦Ｄｎ／Ｄｐ≦１．０｝で表される関係を満たすことがより好ましい。
非多孔質層の平均膜厚Ｄｎと多孔質層の平均膜厚Ｄｐとの関係が上記式で表される関係を満たすことで、多孔質層及び非多孔質層の全体膜厚に対する非多孔質層の膜厚の割合が小さくなる。従って、実使用に適した十分な機械的強度を確保しながら非多孔質層を薄膜化できるので、酸素透過性も十分に高められる。
また、上記の観点からは、非多孔質層の合計の平均膜厚Ｄｎと多孔質層の合計の平均膜厚Ｄｐとの関係は、次式｛０．０２≦Ｄｎ／Ｄｐ≦０．９｝で表される関係がより好ましく、次式｛０．０３≦Ｄｎ／Ｄｐ≦０．８｝で表される関係が最も好ましい。
また、上記の観点からは、非多孔質層の合計の平均膜厚Ｄｎと多孔質層の合計の平均膜厚Ｄｐとの関係は、次式｛０．０２≦Ｄｎ／Ｄｐ≦０．９｝で表される関係がより好ましく、次式｛０．０３≦Ｄｎ／Ｄｐ≦０．８｝で表される関係が最も好ましい。
（中空糸膜の形状）
本実施形態の中空糸膜１Ａの形状としては、特に限定されず、例えば、略円筒状に構成し、上記のように、細孔を有する第２多孔質層４が外表面に配置され、この第２多孔質層４を覆うように微生物層６が形成されるように構成することができる。ここで、本実施形態で説明する中空糸膜１Ａの形状とは、微生物層６を除いた状態での形状、及び、第２多孔質層４の表面に微生物層６が形成された状態での形状の両方を含む。
なお、本実施形態で説明する「略円筒状」とは、長手方向に垂直な任意の断面の形状が、例えば、真円形、卵形、長円形、楕円形等のオーバル形である立体形状を意味する。
本実施形態の中空糸膜１Ａの形状としては、特に限定されず、例えば、略円筒状に構成し、上記のように、細孔を有する第２多孔質層４が外表面に配置され、この第２多孔質層４を覆うように微生物層６が形成されるように構成することができる。ここで、本実施形態で説明する中空糸膜１Ａの形状とは、微生物層６を除いた状態での形状、及び、第２多孔質層４の表面に微生物層６が形成された状態での形状の両方を含む。
なお、本実施形態で説明する「略円筒状」とは、長手方向に垂直な任意の断面の形状が、例えば、真円形、卵形、長円形、楕円形等のオーバル形である立体形状を意味する。
また、本実施形態で説明するように、第１多孔質層２と第２多孔質層４との間に非多孔質層３が配置されている場合、これらの界面においては、各多孔質層２、４からなる領域と、非多孔質層３からなる領域とが、互いに若干入り込んでいてもよい。
（中空糸膜の平均外径Ｄｏ）
本実施形態においては、中空糸膜１Ａの外径は特に限定されないが、微生物層６を除く平均外径Ｄｏで０．０１ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることが好ましい。中空糸膜１Ａの平均外径Ｄｏが３．０ｍｍ以下であることで、膜モジュール化する際に膜の充填量が小さくなるのを防止できる。また、中空糸膜１Ａの平均外径Ｄｏが０．０１ｍｍ以上であることで、中空部７の内径を十分に確保できるので、中空部７を流れる酸素の流量が圧力損失等によって低下するのを防止できる。
また、中空糸膜１Ａの平均外径Ｄｏは、第２多孔質層４の表面４ａに形成される微生物層６が剥がれ落ちない程度の表面積を確保できる寸法であることがより好ましい。
本実施形態においては、中空糸膜１Ａの外径は特に限定されないが、微生物層６を除く平均外径Ｄｏで０．０１ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることが好ましい。中空糸膜１Ａの平均外径Ｄｏが３．０ｍｍ以下であることで、膜モジュール化する際に膜の充填量が小さくなるのを防止できる。また、中空糸膜１Ａの平均外径Ｄｏが０．０１ｍｍ以上であることで、中空部７の内径を十分に確保できるので、中空部７を流れる酸素の流量が圧力損失等によって低下するのを防止できる。
また、中空糸膜１Ａの平均外径Ｄｏは、第２多孔質層４の表面４ａに形成される微生物層６が剥がれ落ちない程度の表面積を確保できる寸法であることがより好ましい。
なお、本実施形態で説明する「中空糸膜の平均外径Ｄｏ」とは、微生物層６が形成される前の中空糸膜１Ａを長手方向に対して垂直な任意の面で切断したとき、その切断面の外縁を内接する最少の円の直径を意味する。また、この中空糸膜１Ａの平均外径Ｄｏは、上記の切断面における任意の３箇所以上、１０箇所以下測定し、その平均値として求めることができる。
（中空糸膜の平均内径Ｄｉ）
本実施形態においては、中空糸膜１Ａの平均内径Ｄｉは特に限定されないが、５μｍ以上１．０ｍｍ以下であることが好ましい。中空糸膜１Ａの平均内径Ｄｉが１．０ｍｍ以下であることで、膜モジュール化する際に膜の充填量が小さくなるのを防止できる。また、中空糸膜１Ａの平均内径Ｄｉが５μｍ以上であることで、中空部７の内径を十分に確保できるので、中空部７を流れる酸素の流量が圧力損失等によって低下するのを防止できる。
本実施形態においては、中空糸膜１Ａの平均内径Ｄｉは特に限定されないが、５μｍ以上１．０ｍｍ以下であることが好ましい。中空糸膜１Ａの平均内径Ｄｉが１．０ｍｍ以下であることで、膜モジュール化する際に膜の充填量が小さくなるのを防止できる。また、中空糸膜１Ａの平均内径Ｄｉが５μｍ以上であることで、中空部７の内径を十分に確保できるので、中空部７を流れる酸素の流量が圧力損失等によって低下するのを防止できる。
なお、本実施形態で説明する「中空糸膜の平均外径Ｄｉ」とは、微生物層６が形成される前の中空糸膜１Ａを長手方向に対して垂直な任意の面で切断したとき、その切断面の中空部７を内接する最少の円の直径を意味する。また、この中空糸膜１Ａの平均内径Ｄｉは、上記の切断面における任意の３箇所以上、１０箇所以下測定し、その平均値として求めることができる。
（中空糸膜の平均膜厚Ｄ）
なお、中空糸膜１Ａの膜厚Ｄは、特に限定されないが、２０μｍ以上２００μｍ以下となるような膜厚であることが好ましい。中空糸膜１Ａの平均膜厚Ｄが２０μｍ以上であれば、中空糸膜１Ａ全体における十分な機械的強度の確保に寄与できる。一方、中空糸膜１Ａの平均膜厚Ｄが２００μｍ以下であれば、必要以上に膜の外径が大きくなることがないので、中空糸膜をモジュール化する際の膜の充填量が小さくなるのを防止できる。
また、上記の観点からは、中空糸膜１Ａの平均膜厚Ｄは、３０μｍ以上１８０μｍ以下がより好ましく、４０μｍ以上１６０μｍ以下が最も好ましい。
なお、中空糸膜１Ａの膜厚Ｄは、特に限定されないが、２０μｍ以上２００μｍ以下となるような膜厚であることが好ましい。中空糸膜１Ａの平均膜厚Ｄが２０μｍ以上であれば、中空糸膜１Ａ全体における十分な機械的強度の確保に寄与できる。一方、中空糸膜１Ａの平均膜厚Ｄが２００μｍ以下であれば、必要以上に膜の外径が大きくなることがないので、中空糸膜をモジュール化する際の膜の充填量が小さくなるのを防止できる。
また、上記の観点からは、中空糸膜１Ａの平均膜厚Ｄは、３０μｍ以上１８０μｍ以下がより好ましく、４０μｍ以上１６０μｍ以下が最も好ましい。
（微生物層）
本実施形態における微生物層６は、中空糸膜１Ａを、例えば、中空糸膜モジュール１０Ａとして廃水処理に使用する際に、別の廃水処理場等で既に使用している活性汚泥を種として微生物又は菌を増殖処理し、所定濃度としたものに中空糸膜モジュール１０Ａを浸漬させることで、微生物又は菌に由来して形成されるものである。
本実施形態における微生物層６は、中空糸膜１Ａを、例えば、中空糸膜モジュール１０Ａとして廃水処理に使用する際に、別の廃水処理場等で既に使用している活性汚泥を種として微生物又は菌を増殖処理し、所定濃度としたものに中空糸膜モジュール１０Ａを浸漬させることで、微生物又は菌に由来して形成されるものである。
上記の活性汚泥は、廃水の種類によって様々な成分構成・割合が存在するが、廃水中に含まれるＢＯＤ（有機物）成分や栄養分（窒素、りん等）を食物とし、増殖を行ったものを用いることができる。そして、これに含まれる微生物又は菌に由来する層として、第２多孔質層４の表面４ａに微生物層６が形成される。
本実施形態の中空糸膜１Ａは、上記の微生物層６が形成されることで、中空糸膜１Ａの中空部７から第１多孔質層２、非多孔質層３及び第２多孔質層４を透過した酸素が微生物層６内で溶解拡散し、微生物層６の膜厚方向において酸素勾配（濃度）が形成され、内層側においては酸素に富んだ好気状態となる一方、外層側は酸素が減少した嫌気状態となる。これにより、微生物層６は、内層側に好気処理領域が形成され、外層側に嫌気処理領域が形成された状態となる。
そして、好気処理領域においては、好気処理（ＢＯＤ酸化）によって廃水中に含まれるアンモニアの酸化が進行し、硝酸化される。さらに、嫌気処理領域においては、嫌気処理（ＢＯＤ酸化）によって、好気処理領域で生じた硝酸が、嫌気バクテリアによって窒素として処理され、脱窒される。これにより、好気処理及び嫌気処理の両方をワンプロセスで行うことができるので、従来、好気処理と嫌気処理とを別々の処理槽で行っていた場合に比べ、省スペースの設備が実現できるとともに、処理効率も向上する。
本実施形態の中空糸膜モジュール１０Ａは、中空糸膜１Ａが鉛直方向に対して角度が５°以上８５°以下となるように配置されることにより、中空糸膜１Ａの有効表面積が十分に確保され、これにより表面４ａに形成される微生物層６も十分な面積で確保される。従って、廃水処理を効率的に行うことが可能になる。
なお、微生物層６の膜厚としては、特に限定されず、所定以上の厚み、又は所定の処理時間に達したところで空気によるバブリング洗浄等の操作を行い、最適な好気処理及び嫌気処理を行うことが可能な膜厚に調整すればよい。
（酸素透過性）
本実施形態において説明する、中空糸膜１Ａの酸素透過性とは、中空糸膜全体における、酸素を透過させる性能を示す指標であり、例えば、単位膜面積あたりで１日（２４ｈｒ）に透過する酸素の量（単位：ｇ－Ｏ２／ｍ２／ｄａｙ）で表すことができる。
本実施形態において説明する、中空糸膜１Ａの酸素透過性とは、中空糸膜全体における、酸素を透過させる性能を示す指標であり、例えば、単位膜面積あたりで１日（２４ｈｒ）に透過する酸素の量（単位：ｇ－Ｏ２／ｍ２／ｄａｙ）で表すことができる。
（その他の層）
さらに、中空糸膜１Ａは、上記の各多孔質層２、４、非多孔質層３（及び微生物層６）以外に、他の機能層が設けられていてもよい。このように、他の層を備える構成を採用する場合には、他の層を、高い酸素透過性を有する層とすることが、中空糸膜１Ａ全体の酸素透過性を確保する観点から好ましい。
さらに、中空糸膜１Ａは、上記の各多孔質層２、４、非多孔質層３（及び微生物層６）以外に、他の機能層が設けられていてもよい。このように、他の層を備える構成を採用する場合には、他の層を、高い酸素透過性を有する層とすることが、中空糸膜１Ａ全体の酸素透過性を確保する観点から好ましい。
［一対のハウジング］
一対のハウジング（一対の固定部）５は、中空糸膜シート状物の各端部が挿入、固定される略中空状の部材であり、図１に示す例では、第１のハウジング５ａ及び第２のハウジング５ｂから構成される。即ち、上記の中空糸膜シート状物は、第１のハウジング５ａと第２のハウジング５ｂとの間でシート状に保持される。
一対のハウジング（一対の固定部）５は、中空糸膜シート状物の各端部が挿入、固定される略中空状の部材であり、図１に示す例では、第１のハウジング５ａ及び第２のハウジング５ｂから構成される。即ち、上記の中空糸膜シート状物は、第１のハウジング５ａと第２のハウジング５ｂとの間でシート状に保持される。
また、一対のハウジング５には、例えば、第１のハウジング５ａに気体供給ライン１２０が接続され、酸素又は空気が第１のハウジング５ａの内部に供給されるように構成されている。
そして、中空糸膜モジュール１０Ａは、図示略のブロワから供給される酸素又は空気が、ハウジング５を介して複数の中空糸膜１Ａの中空部７（図２を参照）内に送り込まれ、上記のように、第１多孔質層２、非多孔質層３及び第２多孔質層４を透過し、さらに微生物層６内を膜厚方向で溶解拡散するように構成される。
なお、図１中では図示を省略しているが、例えば、第１のハウジング５ａと第２のハウジング５ｂとの間に、第１のハウジング５ａ及び第２のハウジング５ｂの両端部同士を接続するように、棒状部材等からなる一対の支柱を設けることがより好ましい。このような一対の支柱を設け、第１のハウジング５ａと第２のハウジング５ｂとが一定の間隔を保持することで、中空糸膜シート状物の面形態を維持して平型の中空糸膜モジュール１０Ａを構成できる。
［一対のハウジングの間隔Ｌと中空糸膜の長さＬｍとの関係］
本実施形態の中空糸膜モジュール１０Ａは、上記のように、中空糸膜１Ａが複数で平行に配列され、長手方向の両端が第１のハウジング５ａ及び第２のハウジング５ｂに支持されるとともに、これら第１のハウジング５ａと第２のハウジング５ｂとの間隔Ｌと、中空糸膜１Ａの長さＬｍとの関係が次式｛１＜Ｌｍ／Ｌ≦５｝を満たす。
本実施形態の中空糸膜モジュール１０Ａは、上記のように、中空糸膜１Ａが複数で平行に配列され、長手方向の両端が第１のハウジング５ａ及び第２のハウジング５ｂに支持されるとともに、これら第１のハウジング５ａと第２のハウジング５ｂとの間隔Ｌと、中空糸膜１Ａの長さＬｍとの関係が次式｛１＜Ｌｍ／Ｌ≦５｝を満たす。
本実施形態においては、上記関係式で示されるように、「中空糸膜１Ａの長さＬｍ／一対のハウジング５の間隔Ｌ」の比率が１超であることで、中空糸膜１Ａが若干の弛緩状態を有して一対のハウジング５に取り付けられているので、中空糸膜１Ａ同士の間隔を十分に確保し、有効表面積も十分に確保することが可能になる。また、上記の比率「Ｌｍ／Ｌ」が５以下であることで、中空糸膜モジュール１０Ａの取扱性が優れたものとなる。
また、中空糸膜１Ａの有効表面積、廃水処理効率及び糸絡み防止の観点からは、第１のハウジング５ａと第２のハウジング５ｂとの間隔Ｌと、中空糸膜１Ａの長さＬｍとの関係は、次式｛１．２＜Ｌｍ／Ｌ＜５｝であることが好ましく、次式｛１．３＜Ｌｍ／Ｌ＜４｝がより好ましく、次式｛１．４＜Ｌｍ／Ｌ＜３｝がさらに好ましく、次式｛１．５＜Ｌｍ／Ｌ＜２｝が特に好ましい。
また、中空糸膜１Ａの有効表面積、廃水処理効率及び糸絡み防止の観点からは、第１のハウジング５ａと第２のハウジング５ｂとの間隔Ｌと、中空糸膜１Ａの長さＬｍとの関係は、次式｛１．２＜Ｌｍ／Ｌ＜５｝であることが好ましく、次式｛１．３＜Ｌｍ／Ｌ＜４｝がより好ましく、次式｛１．４＜Ｌｍ／Ｌ＜３｝がさらに好ましく、次式｛１．５＜Ｌｍ／Ｌ＜２｝が特に好ましい。
［中空糸膜モジュールのその他の形状］
図１等に示す例においては、平型シート状とされた中空糸膜モジュール１０Ａを示しているが、これには限定されず、例えば、中空糸膜モジュールを円筒形や角筒形等に構成することも可能である。
図１等に示す例においては、平型シート状とされた中空糸膜モジュール１０Ａを示しているが、これには限定されず、例えば、中空糸膜モジュールを円筒形や角筒形等に構成することも可能である。
＜廃水処理装置＞
図６に示す本実施形態の廃水処理装置１００は、上述した本実施形態の中空糸膜モジュール１０Ａを含んで構成されるものである。
以下、本実施形態の廃水処理装置１００について詳述する。
図６に示す本実施形態の廃水処理装置１００は、上述した本実施形態の中空糸膜モジュール１０Ａを含んで構成されるものである。
以下、本実施形態の廃水処理装置１００について詳述する。
図６に示すように、本実施形態の廃水処理装置１００は、本実施形態の中空糸膜モジュール１０Ａを単体もしくは複数のユニットで含んで概略構成される。図示例の廃水処理装置１００は、処理槽１１０の内部に中空糸膜モジュール１０Ａが収容されてなる。
処理槽１１０は、被処理水である廃水Ｗを収容するものであり、例えば、金属製の大型容器状とされた処理槽等、従来から当該分野で用いられているものを何ら制限無く採用できる。また、図６においては詳細な図示を省略しているが、処理槽１１０には、被処理水である廃水を内部に収容するための廃水導入管と、処理が完了した処理水を槽外に排出するための排出管が接続される。
そして、処理槽１１０内には中空糸膜モジュール１０Ａが収容され、この中空糸膜モジュール１０Ａが廃水Ｗに浸漬するように配置されている。また、上述したように、中空糸膜モジュール１０Ａの第１のハウジング５ａには気体供給ライン１２０が接続され、酸素を含む気体が供給される。
上記構成により、本実施形態の廃水処理装置１００は、処理槽１１０内の廃水Ｗに対し、中空糸膜モジュール１０Ａを用いた廃水処理を行うことができる。この中空糸膜モジュール１０Ａは、中空糸膜１Ａ同士の間隔が所定以上で確保されたものなので、中空糸膜１Ａの有効表面積が十分に確保されている。従って、廃水Ｗに対する処理を行った場合に、中空糸膜１Ａによる水交換が効率的に行われるようになり、優れた廃水処理効率が得られる。
また、中空糸膜モジュール１０Ａに備えられる中空糸膜１Ａは、上記のように、第２多孔質層４の表面４ａに微生物層６が形成されるものなので、好気処理及び嫌気処理を同時に進行させ、ワンプロセスで廃水処理を行うことができる。これにより、従来のような好気処理と嫌気処理を別々の処理槽で行っていた場合に比べ、装置が小型化され、省スペース性に優れたものとなる。
なお、処理槽１１０内において、中空糸膜モジュール１０Ａは、例えば、廃水Ｗの流れを邪魔しないように配置される図示略のフレーム部材等により、処理槽１１０の開口部１１１側から収容されていればよい。この場合、処理槽１１０の開口部１１１近傍にフレーム部材の一端側を固定し、このフレーム部材の他端側に、中空糸膜モジュール１０Ａに備えられる第１のハウジング５ａを固定すればよい。
＜廃水処理方法＞
本実施形態の廃水処理方法は、図１に示すような本実施形態の中空糸膜モジュール１０Ａ、又は、図６に示すような廃水処理装置１００を用いて廃水を処理する方法である。
本実施形態の廃水処理方法は、図１に示すような本実施形態の中空糸膜モジュール１０Ａ、又は、図６に示すような廃水処理装置１００を用いて廃水を処理する方法である。
具体的には、本実施形態の廃水処理方法は、まず、処理槽１１０内に被処理水となる廃水Ｗを導入する。この際、処理槽１１０内に配置された中空糸膜モジュール１０Ａが廃水Ｗ中に浸漬されるように、処理槽１１０内を廃水Ｗで満たす。
次いで、図示略のブロワから気体供給ライン１２０を介して中空糸膜モジュール１０Ａに酸素を含む気体を供給することにより、図１に示す中空糸膜１Ａの中空部７から、第１多孔質層２、非多孔質層３及び第２多孔質層４に向けて酸素又は空気を透過させる。本実施形態では、このような廃水処理の初期段階において、第２多孔質層４の表面４ａに、廃水Ｗ中に存在する微生物等を付着させ、これに由来する微生物層６を形成させる。
その後、中空糸膜モジュール１０Ａへの酸素又は空気の供給を継続することにより、廃水Ｗの処理を行う。この際、上述したように、微生物層６の膜厚方向における酸素の溶解拡散が進行し、好気処理領域及び嫌気処理領域が形成される。
そして、好気処理領域において、好気処理により、廃水中に含まれるアンモニアが硝酸化される。また、嫌気処理領域において、嫌気処理により、好気処理領域で生じた硝酸が窒素として処理され、脱窒される。本実施形態の廃水処理方法においては、上記のように、好気処理及び嫌気処理の両方をワンプロセスで行うことも可能になるので、これらを別々の処理槽で行っていた場合に比べ、処理効率が向上する。
次いで、所定の時間で上記の好気処理及び嫌気処理を行った後、例えば、図示略の散気装置等を用いたバブリング処理により、中空糸膜１Ａから微生物層６を剥離させる。
その後、図示略の分離膜等を用いることで、微生物層の剥離分を含むスラッジを回収し、廃水処理が完了する。
その後、図示略の分離膜等を用いることで、微生物層の剥離分を含むスラッジを回収し、廃水処理が完了する。
上記のプロセスによる廃水処理の後、廃水Ｗが浄化処理された処理水は、例えば、必要に応じて追加処理を行い、工業用水として再利用することができる他、下水道に排出するか、あるいは、河川等に放流される。
なお、中空糸膜１Ａの内面２ｂ側、即ち中空部７から供給する気体（酸素又は空気）の圧力は、特に限定されないが、２００ｋＰａ以下の圧力であることが好ましい。気体の圧力が２００ｋＰａ以下であれば、廃水処理効果に与しない気体の過供給を防止できるとともに、この過供給によって部材が損傷するのを防止できる。なお、上記の気体の圧力下限は、実使用に十分な廃水処理効果が得られる観点から、例えば、５ｋＰａ以上とすればよい。
また、中空糸膜モジュール１０Ａに向けて供給する気体としては、例えば、純酸素であることが好ましい。このように、純度の高い酸素を中空糸膜モジュール１０Ａに供給することで、微生物層６に溶解拡散する酸素濃度が十分なものとなり、上述した好気処理及び嫌気処理を効率的に進行させ、より効果的な廃水処理が可能になる。
また、中空糸膜モジュール１０Ａに向けて酸素を含む空気を供給する場合、この空気は大気中の空気であればよい。このように、廃水処理に大気中の空気を用いる場合には、酸素を用いる場合に比べ、ランニングコストが低減されるメリットがある。
さらに、中空糸膜モジュール１０Ａに向けて供給する気体としては、例えば、大気中の空気を分離又は濃縮する処理により、成分構成比を変更したものであってもよい。このように、廃水処理に、大気中の空気の成分構成比を変更したものを用いた場合には、上記同様、酸素を用いる場合に比べてランニングコストが低減されるとともに、処理する廃水の特性に合わせた処理を行うことが可能になる。
本発明の廃水処理方法では、中空糸膜の表面に、廃水中の微生物又は菌に由来する微生物層を形成させる工程行った後、続いて中空糸膜の中空部に酸素を含む気体を供給する工程を行ってもよいし、中空糸膜の中空部に酸素を含む気体を供給する工程を行った後、続いて中空糸膜の表面に、廃水中の微生物又は菌に由来する微生物層を形成させる工程を行ってもよい。
＜＜第２実施形態＞＞
以下、本発明に係る中空糸膜モジュールの第２実施形態について詳述する。
なお、以下の説明においては、第１実施形態の中空糸膜モジュール１０Ａと共通する構成については、同じ符号を用いて説明するとともに、その詳細な説明を省略する。
図３に示すように、本実施形態の中空糸膜モジュール１０Ｃは、中空糸膜１Ｃが交差するように配置したものであり、その他の層構造や各種寸法等は、第１実施形態の中空糸膜モジュール１０Ａと同様である。
中空糸膜シート状物は、中空糸膜１Ｃが複数束ねられて中空糸膜束１１Ｃａ、１１Ｃｂ、１１Ｃｃ、１１Ｃｄ、１１Ｃｅ、１１Ｃｆ、１１Ｃｇ、１１Ｃｈを形成し、隣接する中空糸膜束と一定間隔離れて配置されている。中空糸膜束１１Ｃａ、１１Ｃｂ、１１Ｃｃ、１１Ｃｄ、１１Ｃｅ、１１Ｃｆ、１１Ｃｇ、１１Ｃｈはそれぞれ、中空糸膜束の中心を通る長さ方向の線が鉛直方向に対して５°以上８５°以下になるように配列されている。中空糸膜束１１Ｃａは１１Ｃｅと、１１Ｃｂは１１Ｃｆと、１１Ｃｃは１１Ｃｇと、１１Ｃｄは１１Ｃｈとそれぞれ交差するように配置されている。交差される部分は、微生物層を形成しやすい点から、中空糸膜１Ｃの長さ方向の中央部付近が好ましい。中空糸膜束の両端部が、詳細を後述するハウジング５内に挿入されて開口しており、全体として平型のシート状に構成される。
以下、本発明に係る中空糸膜モジュールの第２実施形態について詳述する。
なお、以下の説明においては、第１実施形態の中空糸膜モジュール１０Ａと共通する構成については、同じ符号を用いて説明するとともに、その詳細な説明を省略する。
図３に示すように、本実施形態の中空糸膜モジュール１０Ｃは、中空糸膜１Ｃが交差するように配置したものであり、その他の層構造や各種寸法等は、第１実施形態の中空糸膜モジュール１０Ａと同様である。
中空糸膜シート状物は、中空糸膜１Ｃが複数束ねられて中空糸膜束１１Ｃａ、１１Ｃｂ、１１Ｃｃ、１１Ｃｄ、１１Ｃｅ、１１Ｃｆ、１１Ｃｇ、１１Ｃｈを形成し、隣接する中空糸膜束と一定間隔離れて配置されている。中空糸膜束１１Ｃａ、１１Ｃｂ、１１Ｃｃ、１１Ｃｄ、１１Ｃｅ、１１Ｃｆ、１１Ｃｇ、１１Ｃｈはそれぞれ、中空糸膜束の中心を通る長さ方向の線が鉛直方向に対して５°以上８５°以下になるように配列されている。中空糸膜束１１Ｃａは１１Ｃｅと、１１Ｃｂは１１Ｃｆと、１１Ｃｃは１１Ｃｇと、１１Ｃｄは１１Ｃｈとそれぞれ交差するように配置されている。交差される部分は、微生物層を形成しやすい点から、中空糸膜１Ｃの長さ方向の中央部付近が好ましい。中空糸膜束の両端部が、詳細を後述するハウジング５内に挿入されて開口しており、全体として平型のシート状に構成される。
本実施形態の中空糸膜モジュール１０Ｃによれば、第１実施形態の中空糸膜モジュール１０Ａの場合と同様、中空糸膜１Ｃの有効表面積も十分に確保されるので、第１実施形態の場合と同様に水交換効率が高められ、優れた廃水処理効率が得られるものとなる。さらに、中空糸膜１Ｃが交差することにより微生物又は菌が付着しやすくなるとともに、中空糸膜モジュール１０Ｃ全体を大きくすることなく中空糸膜１Ｃの有効表面積を大きくすることができるため、省スペースかを図りつつ、より優れた廃水処理効率が得られる。
＜＜第３実施形態＞＞
以下、本発明に係る中空糸膜モジュールの第４実施形態について詳述する。
図４に示すように、本実施形態の中空糸膜モジュール１０Ｄは、中空糸膜モジュール１０Ａと中空糸膜モジュール１０Ｂを重ねてユニットにしたものであり、中空糸膜１Ａ及び１Ｂが正面視で交差するように配置したものである。その他の層構造や各種寸法等は、第１実施形態の中空糸膜モジュール１０Ａと同様である。
中空糸膜シート状物は、中空糸膜１Ａが複数束ねられて中空糸膜束１１Ａａ、１１Ａｂ、１１Ａｃ、１１Ａｄを形成し、隣接する中空糸膜束と一定間隔離れて配置されている。また、中空糸膜モジュール１Ｂは中空糸膜モジュール１Ａを裏返しにしたものであり、中空糸膜１Ｂが複数束ねられて中空糸膜束１１Ｂａ、１１Ｂｂ、１１Ｂｃ、１１Ｂｄを形成し、隣接する中空糸膜束と一定間隔離れて配置されている。中空糸膜束１１Ａａ、１１Ａｂ、１１Ａｃ、１１Ａｄ、１１Ｂａ、１１Ｂｂ、１１Ｂｃ、１１Ｂｄはそれぞれ、中空糸膜束の中心を通る長さ方向の線が鉛直方向に対して５°以上８５°以下になるように配列されている。中空糸膜束１１Ａａは１１Ｂａと、１１Ａｂは１１Ｂｂと、１１Ａｃは１１Ｂｃと、１１Ａｄは１１Ｂｄとそれぞれ交差するように配置されている。交差される部分は、微生物層を形成しやすい点から、中空糸膜１Ａ及び１Ｂの長さ方向の中央部付近が好ましい。中空糸膜束の両端部が、詳細を後述するハウジング５内に挿入されて開口しており、全体として平型のシート状に構成される。
以下、本発明に係る中空糸膜モジュールの第４実施形態について詳述する。
図４に示すように、本実施形態の中空糸膜モジュール１０Ｄは、中空糸膜モジュール１０Ａと中空糸膜モジュール１０Ｂを重ねてユニットにしたものであり、中空糸膜１Ａ及び１Ｂが正面視で交差するように配置したものである。その他の層構造や各種寸法等は、第１実施形態の中空糸膜モジュール１０Ａと同様である。
中空糸膜シート状物は、中空糸膜１Ａが複数束ねられて中空糸膜束１１Ａａ、１１Ａｂ、１１Ａｃ、１１Ａｄを形成し、隣接する中空糸膜束と一定間隔離れて配置されている。また、中空糸膜モジュール１Ｂは中空糸膜モジュール１Ａを裏返しにしたものであり、中空糸膜１Ｂが複数束ねられて中空糸膜束１１Ｂａ、１１Ｂｂ、１１Ｂｃ、１１Ｂｄを形成し、隣接する中空糸膜束と一定間隔離れて配置されている。中空糸膜束１１Ａａ、１１Ａｂ、１１Ａｃ、１１Ａｄ、１１Ｂａ、１１Ｂｂ、１１Ｂｃ、１１Ｂｄはそれぞれ、中空糸膜束の中心を通る長さ方向の線が鉛直方向に対して５°以上８５°以下になるように配列されている。中空糸膜束１１Ａａは１１Ｂａと、１１Ａｂは１１Ｂｂと、１１Ａｃは１１Ｂｃと、１１Ａｄは１１Ｂｄとそれぞれ交差するように配置されている。交差される部分は、微生物層を形成しやすい点から、中空糸膜１Ａ及び１Ｂの長さ方向の中央部付近が好ましい。中空糸膜束の両端部が、詳細を後述するハウジング５内に挿入されて開口しており、全体として平型のシート状に構成される。
本実施形態の中空糸膜モジュール１０Ｄによれば、第１実施形態の中空糸膜モジュール１０Ａの場合と同様、中空糸膜１Ａ及び１Ｂの有効表面積も十分に確保されるので、第１実施形態の場合と同様に水交換効率が高められ、優れた廃水処理効率が得られるものとなる。さらに、中空糸膜１Ａ及び１Ｂが交差することにより微生物又は菌が付着しやすくなるとともに、中空糸膜モジュール１０Ｄ全体を大きくすることなく中空糸膜１Ａ及び１Ｂの有効表面積を大きくすることができるため、省スペース化を図りつつ、より優れた廃水処理効率が得られる。
＜＜第４実施形態＞＞
以下、本発明に係る中空糸膜モジュールの第５実施形態について詳述する。
図５に示すように、本実施形態の中空糸膜モジュール１０Ｅは、中空糸膜１Ｅが交差するように配置したものであり、第１のハウジング５ａ及び第２のハウジング５ｂを鉛直方向に配置したものである。その他の層構造や各種寸法等は、第１実施形態の中空糸膜モジュール１０Ａと同様である。
中空糸膜シート状物は、中空糸膜１Ｃが複数束ねられて中空糸膜束１１Ｅａ、１１Ｅｂ、１１Ｅｃ、１１Ｅｄ、１１Ｅｅ、１１Ｅｆ、１１Ｅｇ、１１Ｅｈを形成し、隣接する中空糸膜束と一定間隔離れて配置されている。中空糸膜束１１Ｅａ、１１Ｅｂ、１１Ｅｃ、１１Ｅｄ、１１Ｅｅ、１１Ｅｆ、１１Ｅｇ、１１Ｅｈはそれぞれ、中空糸膜束の中心を通る長さ方向の線が鉛直方向に対して５°以上８５°以下になるように配列されている。中空糸膜束１１Ｅａは１１Ｅｅと、１１Ｅｂは１１Ｅｆと、１１Ｅｃは１１Ｅｇと、１１Ｅｄは１１Ｅｈとそれぞれ交差するように配置されている。交差される部分は、微生物層を形成しやすい点から、中空糸膜１Ｅの長さ方向の中央部付近が好ましい。中空糸膜束の両端部が、詳細を後述するハウジング５内に挿入されて開口しており、全体として平型のシート状に構成される。
以下、本発明に係る中空糸膜モジュールの第５実施形態について詳述する。
図５に示すように、本実施形態の中空糸膜モジュール１０Ｅは、中空糸膜１Ｅが交差するように配置したものであり、第１のハウジング５ａ及び第２のハウジング５ｂを鉛直方向に配置したものである。その他の層構造や各種寸法等は、第１実施形態の中空糸膜モジュール１０Ａと同様である。
中空糸膜シート状物は、中空糸膜１Ｃが複数束ねられて中空糸膜束１１Ｅａ、１１Ｅｂ、１１Ｅｃ、１１Ｅｄ、１１Ｅｅ、１１Ｅｆ、１１Ｅｇ、１１Ｅｈを形成し、隣接する中空糸膜束と一定間隔離れて配置されている。中空糸膜束１１Ｅａ、１１Ｅｂ、１１Ｅｃ、１１Ｅｄ、１１Ｅｅ、１１Ｅｆ、１１Ｅｇ、１１Ｅｈはそれぞれ、中空糸膜束の中心を通る長さ方向の線が鉛直方向に対して５°以上８５°以下になるように配列されている。中空糸膜束１１Ｅａは１１Ｅｅと、１１Ｅｂは１１Ｅｆと、１１Ｅｃは１１Ｅｇと、１１Ｅｄは１１Ｅｈとそれぞれ交差するように配置されている。交差される部分は、微生物層を形成しやすい点から、中空糸膜１Ｅの長さ方向の中央部付近が好ましい。中空糸膜束の両端部が、詳細を後述するハウジング５内に挿入されて開口しており、全体として平型のシート状に構成される。
本実施形態の中空糸膜モジュール１０Ｅによれば、第１実施形態の中空糸膜モジュール１０Ａの場合と同様、中空糸膜１Ｅの有効表面積も十分に確保されるので、第１実施形態の場合と同様に水交換効率が高められ、優れた廃水処理効率が得られるものとなる。さらに、中空糸膜１Ｅが交差することにより微生物又は菌が付着しやすくなるとともに、中空糸膜モジュール１０Ｅ全体を大きくすることなく中空糸膜１Ｅの有効表面積を大きくすることができるため、省スペース化を図りつつ、より優れた廃水処理効率が得られる。
これらの実施形態の中空糸膜モジュールは、第１実施形態の中空糸膜モジュール１０Ａと同様に、図６に示すような本実施形態の廃水処理装置１００に適用することができる。即ち、図６に示す廃水処理装置１００として、処理槽１１０の内部に、本実施形態の中空糸膜モジュールを単体又は複数のユニットで収容されてなる構成を採用することができる。
図６に示す本実施形態の廃水処理装置１００においては、これらの実施形態の中空糸膜モジュールは、第１実施形態の中空糸膜モジュール１０Ａと同様に、中空糸膜が角度を有して配置されるので、処理槽１１０内の廃水Ｗに対して廃水処理を行った際、中空糸膜内の凝縮水が効率よく排出されるため、中空糸膜の有効表面積を低下させることなく、優れた廃水処理効率が得られる。
さらに、これらの実施形態の中空糸膜モジュールは、第１実施形態の中空糸膜モジュール１０Ａの場合と同様に、単体として、あるいは、図６に示す廃水処理装置１００に含まれる構成として、上述した本実施形態の廃水処理方法に適用することが可能である。
＜作用効果＞
以上説明したように、本発明に係る第１実施形態の中空糸膜モジュール１０Ａによれば、中空糸膜１Ａが鉛直方向に対して角度を有して配置される。これにより、中空糸膜内の凝縮水が効率よく排出されるため、各中空糸膜１Ａの有効表面積も十分に確保される。これにより、優れた廃水処理効率が得られる。
また、中空糸膜１Ａが、少なくとも１層以上の多孔質層２、４及び非多孔質層３を含む複層構造とされている場合には、酸素透過抵抗の上昇や不均一化が生じるのを抑制でき、また、十分な機械的強度を確保することも可能になる。
さらに、中空糸膜１Ａが上記の複合構造とされ、表面４ａに微生物層６が形成されることで、この微生物層６の膜厚方向で酸素が効果的に拡散溶解し、さらに、酸素が豊富な好気処理領域と、酸素が少ない嫌気処理領域とが形成されるので、好気処理と嫌気処理とをワンプロセスで行うことが可能になる。
以上説明したように、本発明に係る第１実施形態の中空糸膜モジュール１０Ａによれば、中空糸膜１Ａが鉛直方向に対して角度を有して配置される。これにより、中空糸膜内の凝縮水が効率よく排出されるため、各中空糸膜１Ａの有効表面積も十分に確保される。これにより、優れた廃水処理効率が得られる。
また、中空糸膜１Ａが、少なくとも１層以上の多孔質層２、４及び非多孔質層３を含む複層構造とされている場合には、酸素透過抵抗の上昇や不均一化が生じるのを抑制でき、また、十分な機械的強度を確保することも可能になる。
さらに、中空糸膜１Ａが上記の複合構造とされ、表面４ａに微生物層６が形成されることで、この微生物層６の膜厚方向で酸素が効果的に拡散溶解し、さらに、酸素が豊富な好気処理領域と、酸素が少ない嫌気処理領域とが形成されるので、好気処理と嫌気処理とをワンプロセスで行うことが可能になる。
また、本発明に係る第２実施形態、第３実施形態及び第４の実施形態の中空糸膜モジュール１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅによれば、上記のように、中空糸膜が交差する構成を採用することで、上記同様、中空糸膜表面に微生物又は菌が付着しやすくなるとともに、中空糸膜モジュール１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ全体を大きくすることなく有効表面積を大きくすることができるため、省スペース化を図りつつ、より優れた廃水処理効率が得られる。
また、本発明に係る第４実施形態の中空糸膜モジュール１０Ｅによれば、上記のように、一対のハウジング５を鉛直方向に沿って配置することで、凝縮水がハウジングの末端に蓄積しやすくなるためより効率的に凝縮水を排出しやすくなる。このため、中空糸膜内の有効表面積を確保しやすくなる。また、中空糸膜１Ｅが交差しているため、微生物又は菌が付着しやすくなる。そのため、より優れた廃水処理効率が得られる。
また、本実施形態の廃水処理装置１００によれば、上記の中空糸膜モジュール１０Ａ～１０Ｅが備えられたものなので、上記同様、効率よく廃水処理を行うことが可能になる。
また、従来は個別の装置で行っていた好気処理及び嫌気処理の両方を微生物層６のみで実施できるので、省スペース性に優れ、装置全体を小型化できるので、例えば、廃水の簡易処理が必要な用途や、狭いスペースでの廃水処理が必要な用途においても非常に好適である。
また、従来は個別の装置で行っていた好気処理及び嫌気処理の両方を微生物層６のみで実施できるので、省スペース性に優れ、装置全体を小型化できるので、例えば、廃水の簡易処理が必要な用途や、狭いスペースでの廃水処理が必要な用途においても非常に好適である。
また、本実施形態の廃水処理方法によれば、上記の中空糸膜モジュール１０Ａ～１０Ｅ又は、廃水処理装置１００を用い、中空糸膜１Ａ～１Ｅの表面に微生物層６を形成させる工程、及び中空糸膜１Ａ～１Ｅの内面２ｂ側の中空部７から酸素を含む気体を供給する工程を行うことで廃水Ｗを処理する方法を採用している。これにより、上記同様、効率よく廃水処理を行うことが可能になる。さらに、従来は別のプロセスで行っていた好気処理及び嫌気処理の両方を、微生物層におけるワンプロセスで実施できるので、処理効率に優れるとともに、装置の省スペース化も可能となる。
以下に本発明を、実施例を用いて説明する。
［実施例１］
＜中空糸膜の製造＞
最内層ノズル部、中間層ノズル部、最外層ノズル部が同心円状に配された複合ノズル口金を用い、以下のようにして紡糸工程を行った。最内層ノズル部と最外層ノズル部には、多孔質層を形成するための樹脂として、チーグラーナッタ一系触媒を用いて単独重合により製造された高密度ポリエチレン（旭化成株式会社製、商品名「サンテック（登録商標）Ｂ１６１」）を供給した。非多孔質層を形成するための樹脂として、ポリエチレン（日本ポリエチ製、商品名「Ｈａｒｍｏｌｅｘ ＮＦ３２４Ａ」）を中間層ノズル部に供給した。
そして、吐出口温度１９０℃、巻取り速度１００ｍ／分で溶融紡糸し、得られた中空糸膜前駆体をボビンに巻き取った（紡糸工程）。
紡糸工程で得られた中空糸膜前駆体をボビンに巻いた状態で、１０８℃、１２時間の条件で定長熱処理（アニール処理）を行った（アニール工程）。
アニール工程の後、連続して、常温（２０℃）下で総延伸倍率が１５０％の冷延伸を行い、引き続き１０６℃に加熱された加熱炉中で総延伸倍率が６２０％になるまで熱延伸を行った。さらに、１１５℃に加熱された加熱炉中で総延伸倍率が４００％になるように緩和熱セットを行い（延伸工程）、中空糸膜を得た。
得られた中空糸膜の端部をハウジング内に配置した。ポッティング材としてウレタン樹脂を使用して、中空糸膜の角度と鉛直方向に対する角度が１０°となるように固定して中空糸膜モジュールを製造した。
＜中空糸膜の製造＞
最内層ノズル部、中間層ノズル部、最外層ノズル部が同心円状に配された複合ノズル口金を用い、以下のようにして紡糸工程を行った。最内層ノズル部と最外層ノズル部には、多孔質層を形成するための樹脂として、チーグラーナッタ一系触媒を用いて単独重合により製造された高密度ポリエチレン（旭化成株式会社製、商品名「サンテック（登録商標）Ｂ１６１」）を供給した。非多孔質層を形成するための樹脂として、ポリエチレン（日本ポリエチ製、商品名「Ｈａｒｍｏｌｅｘ ＮＦ３２４Ａ」）を中間層ノズル部に供給した。
そして、吐出口温度１９０℃、巻取り速度１００ｍ／分で溶融紡糸し、得られた中空糸膜前駆体をボビンに巻き取った（紡糸工程）。
紡糸工程で得られた中空糸膜前駆体をボビンに巻いた状態で、１０８℃、１２時間の条件で定長熱処理（アニール処理）を行った（アニール工程）。
アニール工程の後、連続して、常温（２０℃）下で総延伸倍率が１５０％の冷延伸を行い、引き続き１０６℃に加熱された加熱炉中で総延伸倍率が６２０％になるまで熱延伸を行った。さらに、１１５℃に加熱された加熱炉中で総延伸倍率が４００％になるように緩和熱セットを行い（延伸工程）、中空糸膜を得た。
得られた中空糸膜の端部をハウジング内に配置した。ポッティング材としてウレタン樹脂を使用して、中空糸膜の角度と鉛直方向に対する角度が１０°となるように固定して中空糸膜モジュールを製造した。
［実施例２］
中空糸膜と鉛直方向に対する角度が２０°となるように固定した以外は、実施例１と同様にして中空糸膜モジュールを製造した。
中空糸膜と鉛直方向に対する角度が２０°となるように固定した以外は、実施例１と同様にして中空糸膜モジュールを製造した。
［実施例３］
中空糸膜と鉛直方向に対する角度が３０°となるように固定した以外は、実施例１と同様にして中空糸膜モジュールを製造した。
中空糸膜と鉛直方向に対する角度が３０°となるように固定した以外は、実施例１と同様にして中空糸膜モジュールを製造した。
［比較例１］
中空糸膜と鉛直方向に対する角度が０°となるように固定した以外は、実施例１と同様にして中空糸膜モジュールを製造した。
中空糸膜と鉛直方向に対する角度が０°となるように固定した以外は、実施例１と同様にして中空糸膜モジュールを製造した。
＜バイオフィルムの形成＞
各例の中空糸膜モジュールを、以下の条件で廃水に曝露して、バイオフィルムの形成しやすさを評価を行った。評価に使用した中空糸膜モジュールを図７に示す。
・循環流速：１ｃｍ／ｓｅｃ
・循環流：下から上
・循環時間：１時間
・膜面積：１８０ｃｍ２
・膜の種類：ポリエチレン製３層複合膜（外径２８０μｍ、内径２００μｍ、中空糸膜の膜厚４０μｍ）
評価結果を図８に示す。
各例の中空糸膜モジュールを、以下の条件で廃水に曝露して、バイオフィルムの形成しやすさを評価を行った。評価に使用した中空糸膜モジュールを図７に示す。
・循環流速：１ｃｍ／ｓｅｃ
・循環流：下から上
・循環時間：１時間
・膜面積：１８０ｃｍ２
・膜の種類：ポリエチレン製３層複合膜（外径２８０μｍ、内径２００μｍ、中空糸膜の膜厚４０μｍ）
評価結果を図８に示す。
図７に示す通り、実施例１～３の中空糸膜モジュールは、比較例１の中空糸膜モジュールよりもバイオフィルムを形成しやすいことが判った。このことから、実施例１～３の中空糸膜モジュールを用いれば、効率よく廃水処理を行うことができる。
本発明の中空糸膜モジュール、廃水処理装置、及び廃水処理方法は、中空糸膜の有効表面積を十分に確保できるとともに均一な酸素透過性を有し、廃水処理効率に優れたものなので、例えば、生活廃水や工業廃水の処理に好適である。
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ・・・中空糸膜
２・・・第１多孔質層
２ａ・・・外面
２ｂ・・・内面
３・・・非多孔質層
４・・・第２多孔質層
４ａ・・・表面
４ｂ・・・内面
５・・・一対のハウジング
５ａ・・・第１のハウジング
５ｂ・・・第２のハウジング
５ｃ・・・取水口
６・・・微生物層
７・・・中空部
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ・・・中空糸膜モジュール
１１Ａａ、１１Ａｂ、１１Ａｃ、１１Ａｄ・・・中空糸膜束
１００・・・廃水処理装置
１１０・・・処理槽
１１１・・・開口部
１２０・・・気体供給ライン
Ｗ・・・廃水
２・・・第１多孔質層
２ａ・・・外面
２ｂ・・・内面
３・・・非多孔質層
４・・・第２多孔質層
４ａ・・・表面
４ｂ・・・内面
５・・・一対のハウジング
５ａ・・・第１のハウジング
５ｂ・・・第２のハウジング
５ｃ・・・取水口
６・・・微生物層
７・・・中空部
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ・・・中空糸膜モジュール
１１Ａａ、１１Ａｂ、１１Ａｃ、１１Ａｄ・・・中空糸膜束
１００・・・廃水処理装置
１１０・・・処理槽
１１１・・・開口部
１２０・・・気体供給ライン
Ｗ・・・廃水
Claims (7)
- 廃水処理中に、廃水中の微生物又は菌に由来する微生物層が表面に形成される中空糸膜を含む、廃水処理用膜モジュールであって、
前記廃水処理用膜モジュールは複数の中空糸膜で構成されており、
前記中空糸膜の両端部に互いに並行する複数のハウジングを備えており、
前記中空糸膜が鉛直方向に対して角度が５°以上８５°以下に配置されている、廃水処理用膜モジュール。 - 前記中空糸膜は互いに交差している、請求項１に記載の廃水処理用膜モジュール。
- 前記中空糸膜は少なくとも１つの多孔質層と、少なくとも１つの非多孔質層とを有する複層構造を有し、最外層に前記多孔質層が配置されている、請求項１又は２に記載の廃水処理用膜モジュール。
- 前記中空糸膜は複数の多孔質層と、少なくとも１つの非多孔質層とを有する複層構造を有し、前記非多孔質層が前記複数の多孔質層の間に配置されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の廃水処理用膜モジュール。
- 前記多孔質層がポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、及びフッ素系樹脂からなる群から選択される少なくとも１種を含む材料からなる、請求項３又は４に記載の廃水処理用膜モジュール。
- 請求項１～５のいずれか一項に記載の廃水処理用膜モジュールを含む廃水処理装置。
- 請求項１～５のいずれか一項に記載の廃水処理用膜モジュール、又は、請求項６に記載の廃水処理装置を用いて廃水を処理する廃水処理方法であって、
前記中空糸膜の表面に、前記廃水中の微生物又は菌に由来する前記微生物層を形成させる工程、及び前記中空糸膜の中空部に酸素を含む気体を供給する工程、を有する廃水処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020028145A JP7310643B2 (ja) | 2020-02-21 | 2020-02-21 | 廃水処理用膜モジュール、廃水処理装置及び廃水処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020028145A JP7310643B2 (ja) | 2020-02-21 | 2020-02-21 | 廃水処理用膜モジュール、廃水処理装置及び廃水処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021130102A JP2021130102A (ja) | 2021-09-09 |
| JP7310643B2 true JP7310643B2 (ja) | 2023-07-19 |
Family
ID=77551734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020028145A Active JP7310643B2 (ja) | 2020-02-21 | 2020-02-21 | 廃水処理用膜モジュール、廃水処理装置及び廃水処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7310643B2 (ja) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005042133A1 (ja) | 2003-10-30 | 2005-05-12 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | 中空糸膜モジュール、中空糸膜モジュールユニット、及び水処理方法 |
| JP2008221070A (ja) | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Kurita Water Ind Ltd | 気液接触装置及び気液接触方法 |
| JP5063700B2 (ja) | 2006-10-31 | 2012-10-31 | シェーリング コーポレイション | アニリノピペラジン誘導体およびアニリノピペラジン誘導体を使用する方法 |
| JP2018075538A (ja) | 2016-11-10 | 2018-05-17 | 栗田工業株式会社 | 生物処理装置 |
| JP2018099633A (ja) | 2015-04-24 | 2018-06-28 | 住友電気工業株式会社 | 濾過装置 |
| JP2019076893A (ja) | 2017-10-20 | 2019-05-23 | 三菱ケミカルアクア・ソリューションズ株式会社 | 中空糸膜、中空糸膜モジュール、廃水処理装置、及び廃水処理方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0563700U (ja) * | 1992-02-01 | 1993-08-24 | 日本建鐵株式会社 | 生物固定担体 |
| JP4024330B2 (ja) * | 1996-09-10 | 2007-12-19 | 水道機工株式会社 | 単一槽による硝化・脱窒処理方法および装置 |
-
2020
- 2020-02-21 JP JP2020028145A patent/JP7310643B2/ja active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005042133A1 (ja) | 2003-10-30 | 2005-05-12 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | 中空糸膜モジュール、中空糸膜モジュールユニット、及び水処理方法 |
| JP5063700B2 (ja) | 2006-10-31 | 2012-10-31 | シェーリング コーポレイション | アニリノピペラジン誘導体およびアニリノピペラジン誘導体を使用する方法 |
| JP2008221070A (ja) | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Kurita Water Ind Ltd | 気液接触装置及び気液接触方法 |
| JP2018099633A (ja) | 2015-04-24 | 2018-06-28 | 住友電気工業株式会社 | 濾過装置 |
| JP2018075538A (ja) | 2016-11-10 | 2018-05-17 | 栗田工業株式会社 | 生物処理装置 |
| JP2019076893A (ja) | 2017-10-20 | 2019-05-23 | 三菱ケミカルアクア・ソリューションズ株式会社 | 中空糸膜、中空糸膜モジュール、廃水処理装置、及び廃水処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2021130102A (ja) | 2021-09-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7303677B2 (en) | Supported biofilm process | |
| AU2002230143B2 (en) | Separating film, separating film element, separating film module, sewage and waste water treatment device, and separating film manufacturing method | |
| JP3851864B2 (ja) | 多孔質複層中空糸および該多孔質複層中空糸を備えた濾過モジュール | |
| US7303676B2 (en) | Supported biofilm apparatus and process | |
| JP4185509B2 (ja) | 多孔質複層中空糸の製造方法 | |
| US20100126929A1 (en) | Membrane supported biofilm apparatus and process | |
| JP2019076893A (ja) | 中空糸膜、中空糸膜モジュール、廃水処理装置、及び廃水処理方法 | |
| WO2014192432A1 (ja) | 濾過モジュール及び濾過装置 | |
| JP4200157B2 (ja) | 多孔質複層中空糸および該多孔質複層中空糸を備えた濾過モジュール | |
| JP7359382B2 (ja) | 中空糸膜、中空糸膜モジュール、廃水処理装置及び廃水処理方法 | |
| JPWO2008062788A1 (ja) | 浸漬濾過用中空糸膜、これを用いた浸漬濾過用中空糸膜モジュール、浸漬濾過装置、及び浸漬濾過方法 | |
| WO2014192433A1 (ja) | 濾過装置及びこれを用いた浸漬式濾過方法 | |
| JP2021133349A (ja) | 廃水処理装置及び廃水処理方法 | |
| JP7338503B2 (ja) | 水処理装置 | |
| JP7310643B2 (ja) | 廃水処理用膜モジュール、廃水処理装置及び廃水処理方法 | |
| WO2005016826A2 (en) | Supported biofilm apparatus and process | |
| WO2003043941A1 (fr) | Appareil et procede de traitement des eaux usees organiques | |
| JP2021133342A (ja) | 中空糸膜エレメント、中空糸膜モジュール、廃水処理装置及び廃水処理方法 | |
| JP2022147224A (ja) | 中空糸膜、中空糸膜モジュール、廃水処理装置及び廃水処理方法 | |
| JP2023062886A (ja) | 廃水処理装置及び廃水処理方法 | |
| WO2024116342A1 (ja) | 中空糸膜、中空糸膜モジュール、廃水処理装置及び廃水処理方法 | |
| JP2022147165A (ja) | 中空糸膜、中空糸膜モジュール、廃水処理装置及び廃水処理方法 | |
| CN113329808A (zh) | 用于从流体中去除溶解氧的膜、膜接触器、装置和方法 | |
| JP2023056652A (ja) | 中空糸膜、中空糸膜モジュール、廃水処理装置及び廃水処理方法 | |
| JP2005138103A (ja) | 分離膜モジュールおよび膜分離装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220826 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230524 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230606 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230619 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7310643 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |