JPH06126280A - 中空糸膜のモジュールを用いる汚水の再利用装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 中空糸膜のモジュールを用いる汚水の再利用
装置における中空糸膜の透過能力を洗滌により回復させ
るのが、該再利用装置の運転を中断させることなく、該
再利用装置を運転して汚水の透過処理を行ないながら洗
滌処理し得るようにする。 【構成】 中空糸膜のモジュールに汚水を循環させる循
環流路に、モジュールを流過する汚水の流れ方向がモジ
ュールの他端側から一端側に向うよう迂回させる迂回流
路を接続するとともに、この迂回流路を経てモジュール
に対し汚水を逆方向から流過させる状態とモジュールに
対し汚水を正方向から流過させる状態とに切換える切換
弁を接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビルの排水・生活排水
等の有機質物質を含む汚水を、クロスフロー内圧型の中
空糸膜のモジュールを用いて、膜透過処理を行ない、透
過させた濾液を、中水道等の用水に再利用する汚水の再
利用装置についての改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】上述の形態の排水の再利用装置は、原理
的には、図２に示している如く、限外濾過膜よりなる中
空のパイプａ内に汚水を加圧して送給し、汚水を中空の
パイプａの管壁となる限外濾過膜を透過した濾液を取り
出して、中水道等の用水に再利用する形態のものであ
る。そして、通常は、図１に示している如く、限外濾過
膜を２ミリ程度の細い中空糸状のパイプ（中空糸膜）ａ
に形成し、これを数百本束ねてモジュールｂに形成し、
この中空糸膜ａ…のモジュールｂに、汚水槽から流入管
ｃから曝気槽ｄに送られてくる汚水を、ポンプ装置Ｐ１
と配管ｅとにより圧送して、そのモジュールｂの各中空
糸膜ａ…の内腔を経て再び汚水槽ｄに戻るよう循環さ
せ、この間に各中空糸膜ａ…を透過してモジュールｂを
包む外筒ｆ内に溜まる濾液を、ポンプ装置Ｐ２と配管ｇ
とにより取り出し、消毒装置を経て、中水道等の用水に
用いるように構成している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く構成される
汚水の再利用装置は、時間の経過に従って、中空糸膜ａ
を透過する透過水量が減少してくる。これは、中空糸膜
ａを形成している限外濾過膜の微細孔が目詰まりしてく
ることで、中空糸膜ａの内部に汚泥が集積し、中空糸膜
ａの内径を狭めてくることによる。このため、通常は、
計画透過水量が落ちた時点で、中空糸膜ａのモジュール
ｂに対する汚水の送給を停め、配管ｅを介して中空糸膜
ａのモジュールｂに薬品を通して洗滌するか、中空糸膜
ａ…に対して、モジュールｂを包む外筒ｆの側から洗滌
水を加圧送給して、各中空糸膜ａ…の膜の微細孔を洗滌
するか、中空系膜ａ…内にエアーを圧送してフラシッン
グにより目詰まりを解消させる作業を行ない、透過水量
の回復を図るようにしている。

【０００４】このことから、この形態の汚水の再利用装
置は、高い処理能力を維持させるためには、透過水量が
落ちてくる度ごとに、運転を中断して、処理能力を回復
させる洗滌処理を行なわなければならないことで、運転
操作が面倒になる問題がある。また、洗滌処理を行なわ
ないと、１時間程度の使用で透過水量が殆んど半減する
ように低下してくることで、処理能力が著しく低い状態
で運転しなければならない制約を受ける問題がある。

【０００５】本発明は、従来手段に生じているこれらの
問題を解消せしめるためになされたものであって、中空
糸膜のモジュールを用いる汚水の再利用装置における中
空糸膜の透過能力を洗滌により回復させるのが、該再利
用装置の運転を中断させることなく、該再利用装置を運
転して汚水の透過処理を行ないながら洗滌処理し得るよ
うにして、運転操作を面倒にすることなく高い透過能力
を保持せしめた状態で、中空糸膜のモジュールによる汚
水の透過処理が行なえるようにする新たな手段を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そして、本発明において
は、この目的を達成するための手段として、クロスフロ
ー内圧型の中空糸膜のモジュールに、汚水槽内の汚水
を、ポンプ装置と流路とにより、該モジュールの各中空
糸膜内をそれの一端側から他端側に流過して汚水槽に戻
るよう循環させ、そのモジュールの各中空糸膜の内部を
流下する間に膜壁を透過する濾液を取り出す汚水の再利
用装置において、モジュールに汚水を循環させる循環流
路に、モジュールを流過する汚水の流れ方向がモジュー
ルの他端側から一端側に向うよう迂回させる迂回流路を
接続するとともに、この迂回流路を経てモジュールに対
し汚水を逆方向から流過させる状態とモジュールに対し
汚水を正方向から流過させる状態とに切換える切換弁を
接続したことを特徴とする中空糸膜のモジュールを用い
る汚水の再利用装置を提起するものである。

【０００７】

【実施例】次に実施例を図面に従い詳述する。図３は本
発明を実施せる中空糸膜のモジュールを用いた汚水の再
利用装置のフローシートで、同図において、１はビル等
から汚水を導く流入管、２はこの流入管１により導いた
汚水を溜める汚水槽、３は汚水槽１内の汚水、４は中空
糸膜４０…を束ねたモジュール、５はこのモジュール４
に汚水槽１内の汚水を循環させる循環流路、６は汚水が
モジュール４の中空糸膜４０…内を流過していく方向を
逆方向とするよう前記循環流路５に接続する迂回流路、
Ｖ１・Ｖ２・Ｖ３・Ｖ４は循環流路５を循環させる汚水
の流れを、モジュール４の一端側から他端側に向う正の
方向と前記迂回流路６を介してモジュール４の他端側か
ら一端側に向う逆の方向の流れとに切換えるよう循環流
路５に接続して設けた切換弁を示す。

【０００８】流入管１は、それの下流側が、ビル等から
排出される汚水を前処理する沈砂槽、調整槽、スクリー
ンに接続する通常のものである。

【０００９】この流入管１で導く汚水を溜める汚水槽２
は、曝気槽に構成してあって、汚水３が活性汚泥として
溜められるようにしてある。

【００１０】モジュール４は、限外濾過膜で２ミリ程度
の径のパイプに形成した中空糸膜４０…を数百本束ねる
ことで形成される通常のもので、長手方向の端部には、
各中空糸膜４０…を一度に配管に接続させる接続口４１
・４２が装設してある。また、束ねた中空糸膜４０…の
外周側は各中空糸膜４０の膜壁を透過した濾液を集める
外筒４３で囲われ、その外筒４３には透過した濾液を取
出す取出口４４が設けてあり、その取出口４４には、濾
液を所望の場所に導く配管８が接続している。

【００１１】この中空糸膜４０…のモジュール４に汚水
を循環させる循環流路５は、汚水槽２内の汚水をポンプ
装置Ｐ１によりモジュール４の一端側の接続口４１に圧
送して供給する供給側の管路５ａと、モジュール４の中
空糸膜４０…内を流過して他端側の接続口４２に流出し
てくる汚水を汚水槽２に戻す戻り側の管路５ｂとよりな
り、各管路５ａ・５ｂには、迂回流路６の配管を接続す
るための接続管５０・５１がそれぞれ設けてある。

【００１２】迂回流路６は、前記循環流路５の供給側の
管路５ａの途中に一端側が接続し、他端側が循環流路５
の戻り側の管路５ｂに設けた接続管５１に接続する供給
側の管路６ａと、前記循環流路５の戻り側の管路５ｂの
途中に一端側が接続し、他端側が循環流路５の供給側の
管路５ａに設けた接続管５０と接続する管路６ｂとより
なる。

【００１３】また、切換弁Ｖ１・Ｖ２・Ｖ３・Ｖ４は、
循環流路５の供給側の管路５ａにおける迂回流路６の供
給側の管路６ａとの接続位置よりも上流側になる部位に
第１の切換弁Ｖ１を設け、循環流路５の戻り側の管路５
ｂにおける迂回流路６の戻り側の管路６ｂとの接続位置
よりも下流側となる部位に第２の切換弁Ｖ２を設け、循
環流路５の供給側および戻り側の各管路５ａ・５ｂにそ
れぞれ設けた接続管５０・５１と、迂回流路６の供給側
および戻り側の各管路６ａ・６ｂとのそれぞれの接続部
位に、第３の切換弁Ｖ３と第４の切換弁Ｖ４とを接続し
て設けるようにしてある。

【００１４】そして、これにより、図４に示している如
く、第１および第２の切換弁Ｖ１・Ｖ２を開弁し、第３
および第４の切換弁Ｖ３・Ｖ４を閉弁した状態におい
て、循環流路５の供給側の管路５ａに設けておくポンプ
装置Ｐ１を作動させることで、汚水槽２内の汚水が、モ
ジュール４に対し、それの一端側の接続口４１側のから
供給されて、モジュール４の中空糸膜４０…の内部を、
他端側の接続口４２に向けて流過していくように流れる
状態となり、また、第１および第２の切換弁Ｖ１・Ｖ２
を閉弁し、第３および第４の切換弁Ｖ３・Ｖ４を開弁し
ておくことで、図５に示している如く、ポンプ装置Ｐ１
により圧送される汚水が、迂回流路６により、モジュー
ル４に対しそれの他端側の接続口４２の側から供給され
て、中空糸膜４０…の内部を一端側の接続口４１に向け
て流れる状態になるようにしてある。

【００１５】この切換弁Ｖ１・Ｖ２・Ｖ３・Ｖ４は、そ
れの切換作動を、手動操作で行なう形態のものであって
差支えないものであるが、通電により開閉作動が制御さ
れる電動弁または電磁弁に構成し、これを、制御盤に組
付けておくタイマーにより自動制御し、一定の時間ごと
に、切換弁Ｖ１・Ｖ２・Ｖ３・Ｖ４が自動的に切換作動
を行なって、前述の図４の状態と図５の状態との切換え
が行なわれるようにする場合がある。

【００１６】また、この切換弁Ｖ１・Ｖ２・Ｖ３・Ｖ４
の切換作動の自動制御は、図３に示している如く、循環
流路５の戻り側の管路５ｂに、そこを流れる汚水の流量
を感知する流量計よりなるセンサＳ１を設けて、流量が
低下してきたときに、このセンサＳ１の感知作動によ
り、電動弁または電磁弁に構成した該切換弁Ｖ１〜Ｖ４
に切換作動を行なわすようにしてよい。

【００１７】さらに、この切換弁Ｖ１〜Ｖ４の切換作動
の自動制御は、図３に示す如く、循環流路５の供給側の
管路５ａおよび戻り側の管路５ｂにそれぞれ圧力計７ａ
・７ｂを設けて、それらにより供給側の管路５ａと戻り
側の管路５ｂとの間の圧力差を検出するセンサを構成
し、モジュール４の中空糸膜４０…に目詰まりが生じて
きたときにそれにより生成される圧力差によって、切換
弁の切換作動の自動制御を行なわすようにする場合があ
る。

【００１８】また、モジュール４の中空糸膜４０…を透
過してモジュール４の外筒４３内に集められ、その外筒
４３の取出口４４に接続する配管８内をポンプ装置Ｐ２
により所定の場所に導かれる濾液（透過水）の流量を、
流量計等のセンサにより検出して、それの検出信号によ
り、濾液の流量が低下してきたときに切換弁Ｖ１〜Ｖ４
の切換作動が行なわれるように自動制御せしめてよい。

【００１９】さらに、この切換弁Ｖ１〜Ｖ４の切換作動
は、組立てた汚水の再利用装置Ａを実験的に運転し、そ
の際の、中空糸膜４０…を用いたモジュール４の目詰ま
り状態の結果から、これに応じたプログラムを作り、こ
のプログラムを、電動弁または電磁弁に構成した切換弁
Ｖ１〜Ｖ４の作動を制御する制御盤に組込み、このプロ
グラムに従って自動制御するようにしても良い。

【００２０】９は切換弁Ｖ１〜Ｖ４の切換作動を行なっ
て、中空糸膜４０…のモジュール４に対する汚水の流れ
方向を逆にしたときに、それにより、中空糸膜４０…の
内腔に圧密汚泥の状態に集積していた固相の汚泥が、細
い糸状乃至棒状に連続した状態で中空糸膜４０…から押
し出されて、循環流路５の戻り側の管路５ｂに流れてく
るのを、汚水槽２に戻す前に戻り側の管路５ｂの途中で
捕捉するよう、その戻り側の管路５ｂの途中に設けた分
離機で、大径の筒状に形成したボディ９０の内部に、そ
のボディ９０の上端側の接続口９１から流入して下端側
の接続口９２から流出していく汚泥を濾過する濾体９３
を、傾斜する流し板状に傾斜させて設け、この濾体９３
の傾斜下降側の上面側と対向する部位に、固相の汚泥を
ボディ９０内から排出する排出口９４を設けて、これ
に、所望の場所に設置する汚泥集合槽（図示省略）に分
離した固相の汚泥を導く排出管９５を接続することで構
成してある。

【００２１】次に、このように構成せる中空糸膜のモジ
ュールを用いる汚水の再利用装置Ａによる浄化工程につ
いて説明する。

【００２２】ビル等から排出される汚水は、曝気槽に構
成している汚水槽２で適当な滞留時間と曝気を行ない活
性汚泥の形態としておく。この活性汚泥濃度はＭＬＳＳ
で２０００ppm 〜８０００ppm 程度が、汚水の再利用装
置Ａの運転操作上望ましく、そのように活性汚泥濃度を
調節する。

【００２３】次に、この汚水槽２内の活性汚泥たる汚水
を、ポンプ装置Ｐ１により循環流路５に圧送する。この
とき、運転の第１行程においては、切換弁Ｖ１〜Ｖ４の
うちの切換弁Ｖ１と切換弁Ｖ２とが開弁し、切換弁Ｖ３
と切換弁Ｖ４が閉弁した状態としておく。これにより汚
水は図４に示す流れで中空糸膜４０…のモジュール４を
流過して汚水槽２に戻るよう循環し、この間に中空糸膜
４０…を透過した濾液が配管８を経て取り出され、消毒
装置を経て再利用水として利用されるようになる。

【００２４】この第１の行程は、中空糸膜４０…に次第
に目詰まりが生じてくることで、時間の経過に伴ないこ
の中空糸膜４０…内を流過する汚水の流量が減じ、図６
および図７ならびに図８に示す如く、循環流路５におけ
る汚水の圧力が増大し、また、中空糸膜４０…を透過し
た濾液の水量が減少してくる。

【００２５】この時間の経過に伴なう汚水の再利用装置
Ａの処理能力の低下は、図６に示している如く、中空糸
膜４０…の膜壁を透過する濾液の水量の低下が、略３０
分位まで急速に進み、以後は緩やかに進むことから、こ
の運転の第１の行程が３０分乃至１時間程度経過したと
ころで、前述の切換弁Ｖ１〜Ｖ４を逆に切換え、汚水槽
２内の汚水が、中空糸膜４０…のモジュール４に対し、
図５に示している如く、そのモジュール４の他方の端部
側から逆に流入していく状態の第２の行程に切換える。

【００２６】この切換弁Ｖ１〜Ｖ４の切換作動は、前述
した如く、循環流路５に生ずる汚水の流量または圧力の
変化、または濾液を導く配管８における透過水（濾液）
の水量の変化を、センサにより検知して自動制御により
行なうか、または、制御装置に組込むプログラムによ
り、一定の時間ごとに行なわれるようにする。

【００２７】この切換弁Ｖ１〜Ｖ４の切換作動による第
２の行程への移行で、中空糸膜４０…の内腔に圧密汚泥
の状態として集積していた固相の汚泥が、その状態のま
ま細い糸状乃至棒状の寒天の糸のように連らなって中空
糸膜４０…から循環流路５の戻り側の管路５ｂに押し出
されて、分離機９により回収されるようになる。そし
て、中空糸膜４０…のモジュール４は、これにより汚水
の処理能力が回復し、図６・図７・図８において右半側
に示している如く、第１の行程の当初のように汚水の透
過処理を行なうようになる。

【００２８】しかして、この第２の行程においても、第
１の行程と同様に、時間の経過に伴ない透過水の水量が
減少してくるから、第１の行程と同様の時間の経過また
は、循環流路５に置ける流量・圧力の変化、または配管
８における透過水量の変化に応じて、切換弁Ｖ１〜Ｖ４
の切換え制御を行ない、図４に示している流れ方向に戻
して、汚水を循環させる。このときにも、第２の行程の
際に、中空糸膜４０…内に圧密汚泥の状態として集積し
ていた固相の汚泥がその状態のまま細い糸状乃至紐状に
連らなって押し出されてくることで、中空糸膜４０…の
モジュール４の処理能力が当初の能力に復活する。

【００２９】従って、切換弁Ｖ１〜Ｖ４を所定のインタ
ーバルをおいて切換え、中空糸膜４０…の内部を流過す
る汚水の流れ方向を順逆に切換えることで、中空糸膜４
０…のモジュール４による汚水の透過処理の能力を、再
生復活させ得るようになる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明による中空糸
膜のモジュールを用いる汚水の再利用装置は、中空糸膜
のモジュールに汚水を循環させる循環流路に、モジュー
ルを流過する汚水の流れ方向がモジュールの他端側から
一端側に向うよう迂回させる迂回流路を接続するととも
に、この迂回流路を経てモジュールに対し汚水を逆方向
から流過させる状態とモジュールに対し汚水を正方向か
ら流過させる状態とに切換える切換弁を接続して、切換
弁の切換作動により、中空糸膜の内部を流過する汚水の
流れ方向を順逆に切換え、この流れ方向が切換わる汚水
の流れで中空糸膜内に圧密汚泥の状態として集積してい
た固相の汚泥を、その状態を利用して細い糸状乃至紐状
に連続させて循環流路に押し出して、時間の経過と共に
低下してくる中空糸膜のモジュールの処理能力を復活再
生させるようにしているのだから、中空糸膜のモジュー
ルを用いた汚水の再利用装置を、それの運転を中断させ
ることなく、該再利用装置を運転して汚水の透過処理を
行ないながら処理能力を復活再生させる洗滌処理が行な
えるようになり、中空糸膜のモジュールを用いた汚水の
再利用装置を、面倒な操作を要することなく高い処理能
力に維持せしめて、汚水の透過処理が行なえるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従前の中空糸膜のモジュールを用いた汚水の再
利用装置の展開図である。

【図２】同上の要部の原理の説明図である。

【図３】本発明を実施せる中空糸膜のモジュールを用い
た汚水の再利用装置の展開図である。

【図４】同上装置の運転の第１の行程における汚水の流
れの説明図である。

【図５】同上装置の運転の第２の行程における汚水の流
れの説明図である。

【図６】同上装置の中空糸膜のモジュールを透過した透
過水の経時的流量変化を示す図である。

【図７】同上装置の循環流路における経時的圧力変化を
示す図である。

【図８】同上装置の循環流路における汚水の経時的流量
変化を示す図である。

【符号の説明】

Ａ…再利用装置、ａ…パイプ（中空糸膜）、ｂ…モジュ
ール、ｃ…流入管、ｄ…曝気槽（汚水槽）、ｅ…配管、
ｆ…外筒、ｇ…配管、Ｐ１・Ｐ２…ポンプ装置、Ｖ１・
Ｖ２・Ｖ３・Ｖ４…切換弁、Ｓ１…センサ、１…流入
管、２…汚水槽、３…汚水、４…モジュール、４０…中
空糸膜、４１・４２…接続口、４３…外筒、４４…取出
口、５…循環流路、５ａ・５ｂ…管路、５０…接続管、
６…迂回流路、６ａ・６ｂ…管路、７ａ・７ｂ…圧力
計、８…配管、９…分離機、９０…ボディ、９１・９２
…接続口、９３…濾体、９４…排出口、９５…排出管。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クロスフロー内圧型の中空糸膜のモジュ
   ールに、汚水槽内の汚水を、ポンプ装置と流路とによ
   り、該モジュールの各中空糸膜内をそれの一端側から他
   端側に流過して汚水槽に戻るよう循環させ、そのモジュ
   ールの各中空糸膜の内部を流下する間に膜壁を透過する
   濾液を取り出す汚水の再利用装置において、モジュール
   に汚水を循環させる循環流路に、モジュールを流過する
   汚水の流れ方向がモジュールの他端側から一端側に向う
   よう迂回させる迂回流路を接続するとともに、この迂回
   流路を経てモジュールに対し汚水を逆方向から流過させ
   る状態とモジュールに対し汚水を正方向から流過させる
   状態とに切換える切換弁を接続したことを特徴とする中
   空糸膜のモジュールを用いる汚水の再利用装置。
2. 【請求項２】 切換弁を所定のインターバルをおいて切
   換作動さすよう自動制御せしめた請求項１記載の中空糸
   膜のモジュールを用いる汚水の再利用装置。
3. 【請求項３】 切換弁の切換作動を、中空糸膜を透過す
   る濾液の水量、または循環流路内の汚水の圧力または流
   量の変化を感知するセンサにより自動制御させることを
   特徴とする請求項１記載の中空糸膜のモジュールを用い
   る汚水の再利用装置。