JPH06134461A - 中空糸膜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】 活性汚泥とすることがむづかしいＢＤＯ濃度
の低い雑排水を、中空糸膜モジュールを用いて能率良く
透過処理し得るようにする。 【構成】 中空糸膜モジュールに汚水を循環さす循環流
路の供給側の管路と圧送ポンプを介し接続するとともに
その循環流路の戻り側の管路と連通する混合槽を設け、
その混合槽には、それの内部の汚水を撹拌流動させる撹
拌装置を設け、かつ、該混合槽内の汚水には、石炭灰・
セラミック粉粒等の水に不溶の粉粒を所望の割合で添加
し、汚水を、添加した水に不溶の粉粒が前記撹拌装置に
より分散・浮遊する状態として循環流路に循環させる。

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、限外濾過膜よりなるクロ
スフロー内圧型の中空糸膜モジュールに、循環流路を介
し循環させて、膜透過処理を行ない、中空糸膜モジュー
ルの膜壁を透過した濾液を配管により取り出して水道等
の用水に再利用する汚水の再利用装置のうちで、膜透過
処理の対象とする汚水が、曝気槽を用いて活性汚泥とし
た汚水ではなく、ビル・事務所の手洗水・湯沸台等から
排出される雑排水の如く、活性汚泥ができにくいＢＯＤ
濃度の低い汚水を対象とし、この汚水を直接中空糸膜モ
ジュールに循環させるように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、通
常、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
数百本束ねて中空糸膜モジュールｂに形成し、この中空
糸膜モジュール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Ｐと循環流路ｅとに
より圧送して、その中空糸膜モジュール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…の膜壁を透過して中空糸膜モジュ
ールｂを包む外筒ｆ内に溜まる濾液（透過水）を、配管
ｇ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
中空糸膜モジュールを用いる汚水の再利用装置は、時間
の経過に従って、束ねた中空糸膜の膜壁を透過する濾液
（透過水）の水量が減少してくることで、効率良く透過
水が得られない問題がある。これは、中空糸膜を形成し
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
が落ちてきた時点で、中空糸膜モジュールｂに対する汚
水の送給を停め、循環流路ｅを介して中空糸膜モジュー
ルｂに薬品を通して洗滌するか、中空糸膜モジュールｂ
に対して、その中空糸膜モジュール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、中空糸膜モジュールｂにエアーを圧送
してフラッシ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ことが必要で、運転操作が
面倒な問題がある。特に、生の雑排水を対象とする場合
には、汚水中に生の夾雑物を多く含むことから、汚水を
活性汚泥として中空糸膜モジュールに循環させる場合に
比して、経時的な透過水量の低下が早く、度々清掃作業
を行なわなければならず、その清掃作業の度ごとに、運
転を停止することで能率が上がらない問題がある。

【０００４】

【目的】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、活性汚泥
とすることが困難な雑排水を、直接、中空糸膜モジュー
ルに循環させて、膜透過処理を行なう際に、運転中にお
ける経時的な処理能力の低下を回復させるために行なう
洗滌作業が、運転を中断させることなく、汚水の膜透過
処理を行ないながら行なえるようにして、中空糸膜モジ
ュールによる汚水の膜透過処理が効率良く行なえるよう
になる中空糸膜モジュールを用いる汚水の再利用装置を
構成する新たな手段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】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、中空糸膜モ
ジュールに汚水を循環さす循環流路の供給側の管路と圧
送ポンプを介し接続するとともにその循環流路の戻り側
の管路と連通する混合槽を設け、その混合槽には、それ
の内部の汚水を撹拌流動させる撹拌装置を設け、かつ、
該混合槽内の汚水には、石炭灰・セラミック粉粒等の水
に不溶の粉粒を所望の割合で添加し、汚水を、添加した
水に不溶の粉粒が前記撹拌装置により分散・浮遊する状
態として循環流路に循環させることを特徴とする中空糸
膜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。

【０００６】

【実施例】次に実施例を図面に従い詳述する。図２は本
発明を実施せる中空糸膜モジュールを用いる汚水の再利
用装置の展開図で、同図において、１は限外濾過膜より
なる中空糸膜１ａ…を束ねて構成する中空糸膜モジュー
ル、２は中空糸膜モジュール１に汚水を循環させる循環
流路、３は中空糸膜モジュール１を循環する汚水から中
空糸膜１ａ…の膜壁を透過した濾液を導く配管、４は供
給側の迂回路４ａと戻り側の迂回路４ｂとからなる迂回
流路、Ｖ１・Ｖ２・Ｖ３・Ｖ４は循環流路２により循環
する汚水が中空糸膜モジュール１内を流過していく方向
を順・逆に切換える切換弁、５は循環流路２に循環させ
る汚水を溜めておく貯槽を兼ねた混合槽、６は混合槽５
内に装設した撹拌装置、７は混合槽に汚水を導く汚水供
給管を示す。

【０００７】中空糸膜モジュール１は、限外濾過膜より
なる中空糸膜１ａ…を数百本束ねて形成する通常のもの
で、長手方向の両端部には、束ねた中空糸膜１ａ…の各
端部を一度に循環流路２の配管に対して接続させる接続
口１０・１１がそれぞれ形設してある。また、束ねた中
空糸膜１ａ…のまわりには、膜壁を透過した濾液を集め
る外筒１２が設けてあり、その外筒１２に設けた排出口
１３に濾液を導く配管３の基端が接続している。

【０００８】循環流路２は、供給側の管路２０と戻り側
の管路２１とよりなり、供給側の管路２０には汚水を圧
送する圧送ポンプＰが接続し、また、該管路２０の先端
側が中空糸膜モジュール１の一方の接続口１０と接続し
ている。そして、戻り側の管路２１は、基端側が中空糸
膜モジュール１の他方の接続口１１と接続している。

【０００９】迂回流路４は、供給側の迂回路４ａと戻り
側の迂回路４ｂとよりなり、それら迂回路４ａ・４ｂ
は、中空糸膜モジュール１を跨いで、循環流路２の供給
側の管路２０と戻り側の管路２１とを連通するように循
環流路２に接続している。

【００１０】切換弁Ｖ１・Ｖ２・Ｖ３・Ｖ４は、循環流
路２により循環さす汚水が中空糸膜モジュール１内を流
過するときの流れの方向を、図３に示している如く中空
糸膜モジュール１の接続口１０の側から接続口１１に流
れる方向と、図４に示している如く迂回流路４により、
接続口１１の側から接続口１０に流れる方向とに切換え
るよう循環流路２に接続している。

【００１１】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
を行なう場合がある。

【００１２】また、この切換弁Ｖ１・Ｖ２・Ｖ３・Ｖ４
の切換作動の自動制御は、循環流路２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または圧力
を検出するセンサを設けて、これによる循環流路２を流
れる汚水の流量または圧力変化により切換弁の切換作動
の自動制御を行なわすようにする場合、また、中空糸膜
モジュール１の外筒１２の排出口１３に接続する配管３
により所定の場所に導かれる濾液（透過水）の流量を、
流量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る場合、さら
に、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、中空糸膜モジュール１…に生じてくる目詰まり
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Ｖ
１〜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する場合がある。

【００１３】混合槽５は、汚水供給管７により送給され
てくる汚水を受入れ、その汚水を循環流路２の供給側の
管路２０に送り出すとともに、中空糸膜モジュール１を
経て循環流路２の戻り側の管路２１を介して戻ってくる
汚水を再び受入れるようにする槽であるが、中空糸膜モ
ジュール１に循環させる汚水に混入しておく、石炭灰・
セラミック粉粒等の水に溶けない粉粒ｗ…を、汚水中に
均等に分散した状態とするよう、汚水と撹拌混合させる
作用を行なわすように構成してある。

【００１４】即ち、槽本体５０の内部には、汚水に対し
所定の割合で添加しておく水に不溶の粉粒を汚水中に分
散させるための、撹拌翼６０を具備する撹拌装置６を設
置するが、槽本体５０は、図２にあるように、それの周
壁が略球形をなす形状に形成しておき、また、撹拌装置
６は、それの撹拌翼６０の作動により押し出される水流
が、槽本体５０の内部の底面に沿って略水平に流れるよ
うに設置しておいて、槽本体５０の内部の汚水の全体が
図２において矢印に示している如く、該槽本体５０内を
循環流動するようにし、これにより添加した粉粒ｗ…が
汚水中に浮遊分散した状態を保持するようにしてある。

【００１５】この混合槽５に汚水を供給する汚水供給管
７は、ビル・事務所の洗面台または湯沸台から排出され
る雑排水の如く、活性汚泥の生育がむづかしいＢＯＤ濃
度が低い汚水を導くよう、その洗面台または湯沸台等の
雑排水の排水管に接続してあり、混合槽５の手前で、ス
クリーン等の前処理装置により、大きい粒径の夾雑物を
除去するようにしてある。

【００１６】９は切換弁Ｖ１〜Ｖ４の切換作動を行なっ
て、中空糸膜モジュール１…内を流過する汚水の流れ方
向を逆にしたときに、それにより、中空糸膜モジュール
１…の内腔に圧密汚泥の状態となって集積していた固相
の汚泥が、糸状に連続した状態で中空糸膜モジュール１
…の内腔から押し出されて、循環流路２の戻り側の管路
２１に流れてくるのを、混合槽５に戻す前に、戻り側の
管路２１の途中で分離・排除するよう、その戻り側の管
路２１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
汚水中の固相の汚泥を濾過するスクリーン９３を、傾斜
する流し板状に傾斜させて設け、このスクリーン９３の
傾斜下降側の上面側と対向する部位に、分離した固相の
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。

【００１７】次に、このように構成せる実施例装置を用
いて行なう汚水の処理工程について説明する。汚水供給
管７により混合槽５内に送給されてくる汚水は、汚水供
給管７に設けるバルブ７０を、混合槽５に設ける液面セ
ンサにより制御するなどで、所定の量が混合槽５内に張
られた状態としておく。そして、この汚水に所定の割合
で石炭灰・セラミック粉粒等の水に不溶の粉粒ｗ…を添
加し、撹拌装置６の作動により、この水に不溶の粉粒ｗ
…が汚水中に分散した状態としておく。

【００１８】この状態の汚水を、圧送ポンプＰの作動に
より循環流路２の供給側の管路２０から中空糸膜モジュ
ール１を経て混合槽５に戻るよう循環させる。このと
き、循環流路２は、切換弁Ｖ１〜Ｖ４の切換え作動によ
り図３に示す流れ方向で中空糸膜モジュール１を流過す
るようにしておく。

【００１９】これにより、圧送ポンプＰにより圧送され
て循環流路２を循環する汚水は、中空糸膜モジュール１
を流過する際に、真水の分が限外濾過膜よりなる中空糸
膜１ａ…の膜壁を透過して濾液として配管３に取り出さ
れてくる。

【００２０】この中空糸膜モジュール１による汚水の透
過処理は、時間の経過と共に、中空糸膜１ａの膜壁が目
詰まりしてくることで、次第に、透過水量が減少してく
るが、循環させる汚水中には水に不溶の粉粒ｗ…が分散
させてあることにより、この粉粒が中空糸膜１ａ…の膜
壁面を摺接して循環することによって、その膜壁面に付
着集積してくる汚泥を剥落させて汚水の流れに浮遊させ
るようになることから、中空糸膜１ａ…の膜壁に生ずる
目詰まりが緩和されて、透過水量の低下の度合いを軽減
し、透過処理の能率を高い状態に維持するようになる。

【００２１】次に、この図３の流れ方向による透過処理
の工程が所定の時間行なわれて透過水量が低下してきた
ときに、切換弁Ｖ１〜Ｖ４を作動させて、図４の如く、
中空糸膜モジュール１を流過する汚水の流れ方向を逆に
切換える。

【００２２】この流れ方向の切換えによる汚水の逆流と
汚水中に分散して浮遊している粉粒ｗ…による摺接で、
中空糸膜１ａ…の膜壁面に圧密汚泥の状態となって付着
集積していた固相の汚泥が、膜壁面から剥離し、糸状に
連続する状態となって中空糸膜１ａ…の内腔から押し出
されて、循環流路２の戻り側の管路２１に流出し、その
管路２１に設けてある固液分離機９のスクリーン９３よ
り分離除去される。そして、これにより中空糸膜モジュ
ール１は、透過処理の能力が当初の状態に戻る。

【００２３】従って、この図４の流れ方向に切換えて行
なう汚水の透過処理は、流れ方向を切換えた際に行なわ
れる再生復活作動によって、当初の透過処理能力に戻っ
た状態から始められ、この状態から前述の図３に示す流
れ方向の行程と同様の行程で行なわれ、所定の時間の経
過で、切換弁Ｖ１〜Ｖ４の作動により再び図３の流れ方
向に戻り、これを繰返す。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による中空
糸膜モジュールを用いた汚水の再利用装置は、中空糸膜
モジュール１に循環させる汚水を、混合槽５において、
水に不溶の粉粒ｗ…を分散・浮遊させた状態としておく
ことから、中空糸膜１ａ…の膜壁面を、この水に不溶の
粉粒が摺接して清掃していくことで、その膜壁面に汚泥
が圧密状態になって付着集積してくるのを抑止するよう
になって、透過処理の能力の低下を効果的に防止するよ
うになるので、活性汚泥とすることがむづかしく、汚泥
の分離が困難なＢＯＤ濃度の低い雑排水の中空糸膜モジ
ュールを用いた透過処理が能率良く行なえるようにな
る。また、中空糸膜モジュール１を流過する汚水の流れ
方向を順・逆に切換えて、その切換えにより逆流する状
態となる汚水の流れを利用して、膜壁面に圧密状態に付
着・集積した汚泥を、中空糸膜１ａ…内から押し出すと
きに、汚水中に分散・浮遊させた水に不溶の粉粒ｗ…が
効果的に働いて、この集積した汚泥の押し出しによる再
生復活作動を効果的にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】従前の中空糸膜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】本発明による中空糸膜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３】同上装置の中空糸膜モジュールを流過する汚水
の流れ方向の説明図である。

【図４】同上装置の中空糸膜モジュールを流過する汚水
の流れ方向を逆に切換えた状態の説明図である。

【符号の説明】

Ａ…再利用装置、ａ…中空糸膜、ｂ…中空糸膜モジュー
ル、ｃ…流入管、ｄ…曝気槽、ｅ…循環流路、ｗ…粉
粒、Ｐ…ポンプ装置、Ｖ１〜Ｖ４…切換弁、１…中空糸
膜モジュール、１ａ…中空糸膜、１０・１１…接続口、
１２…外筒、１３…排出口、２…循環流路、２０・２１
…管路、３…配管、４…迂回流路、４ａ・４ｂ…迂回
路、５…混合槽、５０…槽本体、６…撹拌装置、６０…
撹拌翼、７…汚水供給管、７０…バルブ、９…分離機、
９０…ボディ、９１・９２…接続口、９３…スクリー
ン、９４…排出口、９５…排出管。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空糸膜モジュール１に汚水を循環さす
   循環流路２の供給側の管路２０と圧送ポンプＰを介し接
   続するとともにその循環流路２の戻り側の管路２１と連
   通する混合槽５を設け、その混合槽５には、それの内部
   の汚水を撹拌流動させる撹拌装置６を設け、かつ、該混
   合槽５内の汚水には、石炭灰・セラミック粉粒等の水に
   不溶の粉粒ｗ…を所望の割合で添加し、汚水を、添加し
   た水に不溶の粉粒ｗ…が前記撹拌装置６により分散・浮
   遊する状態として循環流路２に循環させることを特徴と
   する中空糸膜モジュールを用いる汚水の再利用装置。
2. 【請求項２】 循環流路２に、中空糸膜モジュール１を
   流過する汚水の流れ方向が、中空糸膜モジュール１の一
   端側の接続口１０から他端側の接続口１１に向う方向
   と、中空糸膜モジュール１の他端側の接続口１１から一
   端側の接続口１０に向う方向とに、切換え自在とする迂
   回流路４および切換弁Ｖ１〜Ｖ４を設けた請求項１記載
   の中空糸膜モジュールを用いる汚水の再利用装置。