JPH08290044A - 膜処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】循環ポンプを用いることなく、且つ低圧損、低
流速であってもチューブラー膜内の液循環を行なうこと
ができる膜処理装置を提供すること。 【構成】竪型の膜装置本体４内に複数の透孔を有する上
部支持板５と下部支持板６が透孔の位置を一致させて相
対向して設けられ、該両支持板５、６によって下方から
順に原液供給部７、濾液部８及び濃縮液部９の三つの空
間が画定され、該濾液部８に上下方向に立設された各チ
ューブラー膜11の両端側は上部支持板５と下部支持板６
の透孔に各々密接して挿着されており、且つ前記チュー
ブラー膜11の下端の開口近傍に微細気泡の吐出口が設け
られている膜装置１と、濾液を吸引する濾液ポンプ２
と、前記原液供給部７に原液を導入する流入管301と濃
縮液を排出する排出管302とを有する循環タンク３と、
前記膜装置１と前記循環タンク３の間の液循環過程に有
する脱気手段303とによって構成される膜処理装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は膜処理装置に関し、詳し
くは低コストでチューブラー膜の有効利用を計れる膜処
理装置に関する。

【０００２】

【発明の背景】従来、チューブラー膜処理装置として
は、図10に示す装置が知られている。即ち、例えば活性
汚泥等の原液は循環槽50から循環ポンプ51によって、膜
装置53に圧送され、濃縮液と濾液に分離され、濃縮液は
循環槽50に戻される。膜装置53の本体54内には1000〜30
00mm程度の長さのチューブラー膜55が水平方向に配列さ
れている。各チューブラー膜55の両端はＵ字管56で連結
され、チューブラー膜全体が直列に連結され、１つの流
路が形成されている。

【０００３】かかるチューブラー膜処理装置では、所定
の濾液量を確保するためには、チューブラー膜内の液循
環及び一定以上の濾過面積の確保が必要である。

【０００４】しかし、液循環を循環ポンプを用いて行な
うと、循環ポンプ自体のコストがかかるのみならず、動
力コストもかかる問題がある。

【０００５】また一定以上の濾過面積を確保するため
に、従来のように直列に連結したチューブラー膜を用い
ると、圧力損失が高くなり、循環ポンプの揚程を上げる
必要があり、やはりコスト高を招く問題がある。

【０００６】更にチューブラー膜の径を大きくして圧力
損失を低下する方法も考えられるが、流路内の循環流速
が低下し、所定の濾液量が確保できない問題がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、循環ポンプを用いることなく、且つ低圧損、低流速
であってもチューブラー膜内の液循環を行なうことがで
きる膜処理装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の膜処理装置は、竪型の膜装置本体内に複数の透孔を
有する上部支持板と下部支持板が透孔の位置を一致させ
て相対向して設けられ、該両支持板によって下方から順
に原液供給口を有する原液供給部、濾液排出口を有する
濾液部及び濃縮液排出口を有する濃縮液部の三つの空間
が画定され、該濾液部には複数のチューブラー膜が上下
方向に立設されており、各チューブラー膜の両端側は上
部支持板と下部支持板の透孔に各々密接して挿着されて
おり、且つチューブラー膜の下端の開口が原液供給部に
導通可能に構成されていると共にチューブラー膜の上端
の開口が濃縮液部に導通可能に構成されており、且つ前
記チューブラー膜の下端の開口近傍に微細気泡の吐出口
が設けられている膜装置と、前記濾液排出口から濾液を
吸引する濾液ポンプと、前記原液供給口に原液を導入す
る流入管と前記濃縮液排出口から濃縮液を排出する排出
管とを有する循環タンクと、前記膜装置と前記循環タン
クの間の液循環過程に有する脱気手段とによって少なく
とも構成される。

【０００９】本発明の好ましい態様としては、下部支持
板の下方であって、チューブラー膜の下端の開口への原
液流入を阻害しない部位に、微細気泡の吐出口に空気を
供給可能な空気チャンバーが設けられていることであ
る。

【００１０】更に好ましい態様としては空気チャンバー
が、原液供給部の下方に、仕切部材を介して設けられ、
該仕切部材には下部支持板の透孔の真下方向に該透孔と
同数の空気孔が設けられ、該空気孔上には細管が立設さ
れ、該細管の先端に前記チューブラー膜の下端の開口近
傍に微細気泡を供給する吐出口が設けられていることで
あり、また空気チャンバーが、間隙を介して並設された
２枚板材の間に形成され、該２枚板材の上板材が下部支
持板の下面に固定され、該空気チャンバーの微細気泡を
供給する吐出口には微細気泡の吐出部材が設けられてい
ることである。更に本発明の他の好ましい態様として
は、循環タンクが膜装置に近接して立設され、脱気手段
が循環タンクに設けられ、且つ循環タンクに原液導入口
と循環液排出口を有することであり、また他の好ましい
態様としては、循環タンクに洗浄液導入口を有すること
である。

【００１１】更に本発明の他の好ましい態様としては、
一つの循環タンクが複数の膜装置に連結されることであ
る。

【００１２】

【作用】循環タンクには膜装置の原液供給口に原液を導
入する流入管と濃縮液排出口から濃縮液を排出する排出
管とが設けられている。このため膜装置と循環タンクの
間では液循環が可能になっている。循環タンク内の原液
は、流入管を介して膜装置の原液供給口から原液供給部
に供給される。

【００１３】濾液ポンプが作動すると、並列に配置され
た複数のチューブラー膜の各々から濾液が取り出され
る。濾液以外の原液はチューブラー膜で阻止され、膜内
に留まり濃縮液となる。

【００１４】チューブラー膜の下端の開口近傍に微細気
泡の吐出口が設けられているため、チューブラー膜内の
液流に微細気泡が混入され、気泡を含有した液は相対密
度が減少する。従って、気泡を含有しない原液との間に
密度差が生じ、上昇液流が生じる。従って、濃縮液は強
制的な動力、例えば循環ポンプを用いなくても循環液流
が生じる。このため循環のための動力を用いない分、コ
ストの低減を計ることができる。

【００１５】本発明ではチューブラー膜を並列に配列し
たため、チューブラー膜の各々に微細気泡を均等に供給
することが可能となり、偏流を防止し安定した濾過が可
能となる。従来の直列流路式のチューブラー膜では各膜
に均等に微細気泡を供給することは構造上困難であり、
実現しようとすると大幅なコスト増を招く。

【００１６】膜装置と循環タンクの間の液循環過程に脱
気手段を設けているので、膜装置から送られてきた濃縮
液を再度膜装置に戻す際には、気泡を含まない濃縮液を
戻すことができ、膜内の流路における液の密度差を実現
でき、外部動力によらない液循環を可能にする。

【００１７】

【実施例】以下に、本発明の一実施例を図面に基づき説
明する。

【００１８】図１は、本発明の膜処理装置の一例を示す
概略説明図である。図１において、１は竪型の膜装置、
２は濾液ポンプ、３は循環タンクである。

【００１９】４は竪型の膜装置本体であり、該本体４内
に上部支持板５と下部支持板６が相対向して設けられ、
該両支持板５、６によって下方から順に原液供給部７、
濾液部８及び濃縮液部９の三つの空間が画定されてい
る。原液供給部７には原液供給口701、濾液部８には濾
液排出口801、濃縮液部９には濃縮液排出口901が各々設
けられている。

【００２０】上部支持板５及び下部支持板６には図２に
示すように複数の透孔10が設けられている。上部支持板
５の透孔10及び下部支持板６の透孔10の数は同数であ
り、設置位置も同位置であり、従って上部支持板５及び
下部支持板６を同一に形成することが好ましい。

【００２１】濾液部８には複数のチューブラー膜11が上
下方向に立設されている。複数のチューブラー膜11はそ
の両端側が上部支持板５と下部支持板６の透孔10に各々
挿着されている。挿着手段は特に限定されない。下部支
持板６の透孔10に挿着する手段の一例を図３に基き説明
する。即ち、図示のように、チューブラー膜11の下端に
シール材12を巻いて透孔10に挿入し、下部をＯリング13
でシールすることによって挿着できる。同様にして上部
支持板５にチューブラー膜11の上端を挿着できる。

【００２２】このように下部支持板６の透孔10に挿着す
ることによって、チューブラー膜の下端の開口14は下部
支持板６の下方に導通し、従って原液供給部７に導通さ
れることになる。また同様にしてチューブラー膜の上端
の開口（図示せず）も濃縮液部９に導通可能となる。

【００２３】本発明ではチューブラー膜の下端の開口近
傍に微細気泡の吐出口が設けられていることが必須の構
成であるが、本発明においては、下部支持板の下方であ
って、チューブラー膜の下端の開口への原液流入を阻害
しない部位に、微細気泡の吐出口に空気を供給可能な空
気チャンバーが設けられていることが好ましい。なお本
発明において原液流入を阻害しない部位というのは実質
的に原液流入を阻害しなければよいので、原液の流れに
一部突出して設けられることを排除しない。

【００２４】空気チャンバーを設ける手段の一例を図４
に基いて説明する。同図には、本体４内に下部支持板６
が設けられた状態が示されており、下部支持板６の下方
に原液供給部７が配置されている。

【００２５】原液供給部７の下方には、仕切部材210を
介して空気チャンバー20が配置されている。仕切部材21
0には下部支持板６の透孔10の真下方向に該透孔10と同
数の空気孔211が設けられている。空気孔211上には細管
212が立設され、該細管212の先端に微細気泡の吐出口20
0が設けられている。図では細管を１本だけ立設した例
が示されているが、他の空気孔211にも同様に細管212が
立設されている。なお、同図において、213は空気チャ
ンバー20に空気を供給するための空気供給管であり、図
示しない散気装置（ブロアーまたはコンプレッサー等）
から空気が供給される。214は空気チャンバー20を下部
支持板６に取り付けるためのフランジ、215はドレン口
である。

【００２６】細管212は、図示のように１本で形成され
ていてもよいが、製作上の便宜性から図５に示すように
径や長さの異なる２本の細管212、212を接続手段216を
介して接続して用いることもできる。

【００２７】空気チャンバーを設ける手段は上記に限定
されず、図６に示す手段でもよく、例えば空気チャンバ
ー20は間隙を介して並設された２枚板材220、221の間に
形成することができる。該２枚板材の上板材220はパッ
キン222を介して下部支持板６の下面に固定される。空
気チャンバー20には空気供給管213が連結されている。2
23は微細気泡の吐出部材であり、全体が多孔質の管状部
材で形成されることが好ましい。この場合、該吐出部材
223の表面には複数の微細気泡の吐出口200が形成され
る。下板材221の下方には原液供給部７が配置される。

【００２８】本実施例において、微細気泡の吐出口200
の気孔径は、100〜1000μｍの範囲が好ましい。

【００２９】次に、循環タンク３には、膜装置１の原液
供給口701に原液を導入する流入管301と濃縮液排出口90
1から濃縮液を排出する排出管302が連結されている。循
環タンク３は図１のように竪型のタンクであればよい
が、膜装置１に近接して立設されることが好ましい。竪
型のタンクは配管の一部を利用してもよい。

【００３０】流入管301と排出管302によって膜装置１と
循環タンク３の間に液循環過程が形成される。かかる液
循環過程の脱気可能な位置に脱気手段が設けられるが、
本実施例では循環タンク３が脱気手段としての脱気管30
3を有している。

【００３１】脱気管303を設ける場合、図７に示すよう
にすることもできる。即ち、濃縮液部９をやや大きくし
て該濃縮液部９の上部に脱気管303を設ける。排出管302
は図示のように傾斜させる。排出管302の取り付け位置
は濃縮液部９の液面より下がった位置が好ましい。循環
タンク３は配管状に図示されているが、特に限定される
訳ではない。

【００３２】本実施例において、循環タンク３に原液導
入口に接続される原液導入管304と循環液排出口に接続
される循環液排出管305が設けられると、連続的な濾過
処理ができる。

【００３３】また循環タンク３には洗浄液導入口306を
設けることが好ましい。洗浄液導入口306は原液導入口
と兼用してもよい。洗浄液導入口306を設けることによ
って、循環タンク３を洗浄タンクとして利用できる。即
ち、循環タンク３内の原液（例えば汚泥）を抜いて上水
を入れることによって簡単に膜の洗浄ができ、特別な洗
浄装置は必要ない。この循環タンク３に薬品を投入すれ
ば、簡単に薬液洗浄もできる。

【００３４】本発明においては、１つの循環タンク３を
複数の膜装置１と連結して用いることも好ましい。これ
は１つの膜装置１中の膜数に制限がある時に効果的であ
る。図８及び図９には１つの循環タンク３を複数の膜装
置１と連結した態様が示されているが、これらに限定さ
れない。

【００３５】次に上記の膜処理装置の作用について説明
する。

【００３６】原液としては、例えば生物処理の反応槽内
汚泥、或は反応槽から移送されてきた汚泥（循環槽汚泥
等）、あるいはそれらの濃縮汚泥、生物処理前のし尿等
の廃水等（以下、単に「汚泥等」という）が用いられ
る。

【００３７】循環タンク３に導入された汚泥等は流入管
301を介して原液供給部７に送られる。汚泥等は各チュ
ーブラー膜11に分配され、濾液ポンプ２で吸引され、濾
液が取り出される。

【００３８】汚泥等はチューブラー膜11の下端開口で微
細気泡が混入され、散気された微細気泡と一緒にチュー
ブラー膜11内を上昇する。気泡と一緒になった汚泥等
は、膜装置１上部の濃縮液部９から排出管302を介して
再び循環タンク３に戻り、循環タンク３で気泡が分離さ
れる。従って、循環タンク３から膜装置１へ送られる汚
泥等は気泡を実質的に含まない。

【００３９】かかる汚泥等の循環は、循環ポンプ等の外
部の強制動力を用いずに行なわれる。即ち、循環タンク
３から膜装置１へ供給される汚泥等と、チューブラー膜
11内の気泡を含む汚泥等との密度差により汚泥等が循環
する。

【００４０】膜内に供給された微細気泡は、密度差によ
る汚泥等循環の推進力だけでなく、膜内流路の流れに乱
れを作って、膜表面に付着するゲル層の成長を防止する
役割も果たす。なお水洗浄を実施している時にも、散気
を停止せずに継続すると、膜表面に付着成長したゲル層
や汚泥等を洗浄することが簡単にできる。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、外部の強制動力、例え
ば循環ポンプを用いることなく、且つ低圧損、低流速で
あってもチューブラー膜内の液循環を行なうことがで
き、チューブラー膜の有効利用を計ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の膜処理装置の一例を示す概略説明図

【図２】支持板の一例を示す斜視図

【図３】チューブラー膜の挿着状態を示す要部断面図

【図４】空気チャンバーを設ける手段の一例を示す要部
切欠斜視図

【図５】細管の他の例を示す概略図

【図６】空気チャンバーを設ける手段の他の例を示す要
部断面図

【図７】脱気管の他の設置態様を示す概略図

【図８】１つの循環タンクを複数の膜装置と連結した態
様を示す平面図

【図９】１つの循環タンクを複数の膜装置と連結した態
様を示す平面図

【図10】従来の膜処理装置を示す概略説明図

【符号の説明】

１：膜処理装置 ２：濾液ポンプ ３：循環タンク 301：流入管 302：排出管 303：脱気管 304：原液導入管 305：循環液排出管 306：洗浄液導入口 ４：本体 ５：上部支持板 ６：下部支持板 ７：原液供給部 701 : 原液供給口 ８：濾液部 801 : 濾液排出口 ９：濃縮液部 901：濃縮液排出口 10：透孔 11：チューブラー膜 12：シール材 13：Ｏリング 14：開口 20：空気チャンバー 200：吐出口 210：仕切部材 211：空気孔 212：細管 213：空気供給管 214：フランジ 215：ドレン口 216：接続手段 220、221：板材 222：パッキン 223：微細気泡の吐出部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０２Ｆ 11/12 Ｃ０２Ｆ 11/12 Ｚ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】竪型の膜装置本体内に複数の透孔を有する
   上部支持板と下部支持板が透孔の位置を一致させて相対
   向して設けられ、該両支持板によって下方から順に原液
   供給口を有する原液供給部、濾液排出口を有する濾液部
   及び濃縮液排出口を有する濃縮液部の三つの空間が画定
   され、該濾液部には複数のチューブラー膜が上下方向に
   立設されており、各チューブラー膜の両端側は上部支持
   板と下部支持板の透孔に各々密接して挿着されており、
   且つチューブラー膜の下端の開口が原液供給部に導通可
   能に構成されていると共にチューブラー膜の上端の開口
   が濃縮液部に導通可能に構成されており、且つ前記チュ
   ーブラー膜の下端の開口近傍に微細気泡の吐出口が設け
   られている膜装置と、前記濾液排出口から濾液を吸引す
   る濾液ポンプと、前記原液供給口に原液を導入する流入
   管と前記濃縮液排出口から濃縮液を排出する排出管とを
   有する循環タンクと、前記膜装置と前記循環タンクの間
   の液循環過程に有する脱気手段とによって少なくとも構
   成されることを特徴とする膜処理装置。
2. 【請求項２】下部支持板の下方であって、チューブラー
   膜の下端の開口への原液流入を阻害しない部位に、微細
   気泡の吐出口に空気を供給可能な空気チャンバーが設け
   られていることを特徴する請求項１記載の膜処理装置。
3. 【請求項３】空気チャンバーが、原液供給部の下方に、
   仕切部材を介して設けられ、該仕切部材には下部支持板
   の透孔の真下方向に該透孔と同数の空気孔が設けられ、
   該空気孔上には細管が立設され、該細管の先端に前記チ
   ューブラー膜の下端の開口近傍に微細気泡を供給する吐
   出口が設けられていることを特徴とする請求項２記載の
   膜処理装置。
4. 【請求項４】空気チャンバーが、間隙を介して並設され
   た２枚板材の間に形成され、該２枚板材の上板材が下部
   支持板の下面に固定され、該空気チャンバーの微細気泡
   を供給する吐出口には微細気泡の吐出部材が設けられて
   いることを特徴とする請求項２記載の膜処理装置。
5. 【請求項５】循環タンクが膜装置に近接して立設され、
   脱気手段が循環タンクに設けられ、且つ循環タンクに原
   液導入口と循環液排出口を有することを特徴とする請求
   項１、２、３又は４記載の膜処理装置。
6. 【請求項６】循環タンクに洗浄液導入口を有することを
   特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の膜処理装
   置。
7. 【請求項７】一つの循環タンクが複数の膜装置に連結さ
   れることを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６
   記載の膜処理装置。