JPH08309163A

JPH08309163A - 膜分離装置

Info

Publication number: JPH08309163A
Application number: JP14398295A
Authority: JP
Inventors: Masashi Beppu; 雅志別府; Hajime Hisada; 肇久田; Yuji Nishida; 祐二西田
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1995-05-18
Filing date: 1995-05-18
Publication date: 1996-11-26

Abstract

(57)【要約】【目的】処理槽１内で、枠体３内に平型の膜エレメント
２を複数枚垂直配置で並設し、その下方に囲い壁４を設
け、該囲い壁４内に散気手段５１を設けてなる膜分離装
置において、膜エレメント群の両端の膜エレメントに対
してもケ−ク層の生成防止を良好に行い得る膜分離装置
を提供する。【構成】枠体３の下方に巾ａが枠体３の両端板３１，３
１間の間隔ｂよりも狭い囲い壁４を設け、該囲い壁４内
に散気手段５１を設け、この囲い壁４の上端に上記の巾
ａと間隔ｂとの差に基づく巾の吸い込み用スリットｓを
形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は膜分離装置に関し、特に
生活排水や工場排水の浄化処理に有用なものである。

【０００２】

【従来の技術】懸濁液を膜分離法により浄化処理する場
合、濾過液流路部材の両側に半透膜を設けた平型膜エレ
メントの複数枚を原液槽内に、垂直配置で所定の間隔を
隔てて並設し、この膜エレメント群の下方に散気管を配
設し、原液槽内に懸濁液を供給し、散気管からの噴出エ
アによりエアスクラビングを行いつつ、膜エレメントの
濾過液流路側を減圧して懸濁液を濾過することが公知で
ある（特公平４−７０９５８号公報）。

【０００３】この膜分離においては、特に、懸濁液が生
活排水や工場排水のように有機物を多量に含有する場
合、排水中の有機物が浮遊状態の活性汚泥によって好気
状態下で吸着・代謝分解されて病原菌が減少され、活性
汚泥が増殖されていく。即ち、微生物反応も進行してい
く。

【０００４】従来、上記形式の膜分離装置において、並
設膜エレメントを収納した第１ケ−シング部の下方に第
２ケ−シング部を設け、この第２ケ−シング部の下端部
に散気手段を設け、この散気手段からの噴出エアによる
気液混合流れを当該第２ケ−シング部上端位置に達する
までに平行流にして、エアを膜エレメントの膜面に一様
分散で接触させて膜面でのケ−ク層の生成を防止し、濾
過流速の低下を抑制することが提案されている（特開平
５−２７７３４５号公報）。また、並設膜エレメントを
収納したモジュ−ルケ−シングの下方にガイドケ−シン
グを設け、該ガイドケ−シングの下方空間に噴流管を設
け、同ガイドケ−シングの下端に噴流ガイドを設け、該
噴流ガイド外の両側の各部位に散気管をそれぞれ配設す
ることにより、消費エネルギ−の低減を図ると共に上昇
流を膜エレメントの膜面に対し平行流れにして膜面での
ケ−ク層の生成を防止し、濾過流速の低下を抑制するこ
とが提案されている（特開平４−３３４５３０号公
報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記何
れの膜分離装置においても、並設膜エレメント収納する
ケ−シング本体（第１ケ−シング部、モジュ−ルケ−シ
ング）の内面と下部ケ−シング（第２ケ−シング、ガイ
ドケ−シング）の内面とが連続であり、散気管の配置
上、気液混合流が下部ケ−シングの中央部に偏り、下部
ケ−シングの内面に気液混合流を接触させ難く、これが
ケ−シング本体の内面に対しても波及する結果、並設膜
エレメント群の両端の膜エレメントには充分に気液混合
流を接触させることが難しく、両端膜エレメントの膜面
での満足なケ−ク層の生成防止が困難である。

【０００６】本発明の目的は、処理槽内で、枠体内に平
型の膜エレメントを複数枚垂直配置で並設し、その下方
に囲い壁を設け、該囲い壁内に散気手段を設けてなる膜
分離装置において、膜エレメント群の両端の膜エレメン
トに対してもケ−ク層の生成防止を良好に行い得る膜分
離装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る膜分離装置
は、処理槽内において、端板を巾両端に有する枠体内に
平型膜エレメントを複数枚垂直で、かつ前記端板に対し
並行な配置で並設し、上記枠体の下方に巾ａが上記の両
端板の間隔ｂよりも狭い囲い壁を設け、該囲い壁内に散
気手段を設け、この囲い壁の上端に上記の巾ａと間隔ｂ
との差に基づく巾の吸い込み用スリットを形成したこと
を特徴とする構成である。

【０００８】以下、図面を参照しつつ本発明の構成を説
明する。図１は本発明に係る膜分離装置を示す説明図で
ある。図１において、１は処理槽である。２は平型膜エ
レメント、３は少なくとも巾両端に端板３１，３１を有
する枠体であり、枠体内に膜エレメント２の複数枚を膜
面２１を垂直とするように、かつ端板３１と並行な配置
で所定の間隔にて並設し、各端板３１と膜エレメント２
との間にも所定の間隔を保持してある。４は膜エレメン
ト２，…の下方に設けた囲い壁であり、枠体３の上記端
板３１，３１間の間隔ｂ（端板内面間の間隔）に対し、
この囲い壁４の巾ａ（外郭巾）は、ｂ＞ａとしてある。

【０００９】５１，…は囲い壁４内に設けた散気管であ
る。ｓは囲い壁４の上端に上記の巾ａと間隔ｂとの差に
基づき形成されたスリットであり、散気管５１からの噴
出エアによる気液混合流のために、囲い壁４外部の被処
理液がこのスリットｓへと吸引されていく。図１におい
て、５２は被処理液を原液槽１に供給するための液送ポ
ンプ、５１１は散気管５１，…にエアを供給するための
ブロワ、５１２はエア供給配管、５３は膜エレメント
２，…の濾過液流路側を減圧するための吸引ポンプ、５
４は濾過液取出し配管、５５は濾過液貯槽である。

【００１０】本発明に係る膜分離装置により懸濁液、例
えば、生活排水、工場排水等の汚水を処理するには、図
１において、この汚水を液送ポンプ５２により原液槽１
に供給し、ブロワ５１１の駆動により散気管５１，…か
らエアを噴出させ、この噴出エアに基づく気液混合流を
囲い壁内から枠体内の並設膜エレメント間に昇流させ、
この気液混合上昇流で膜面２１をエアスクラビングし、
一方、吸引ポンプ５３の駆動により膜エレメント２の濾
過液流路側を減圧して所定の膜間差圧を発生させ、汚水
中の有機物をエアとの接触下、好気性微生物により吸着
・代謝分解させ、病原菌を減少させると共に好気性微生
物を増殖させつつ、膜エレメント２の膜に水を透過さ
せ、これを濾過液取出し配管５４を経て濾過液貯槽５５
に取出していく。この場合、囲い壁４内から枠体３内に
流れる気液混合流のために、囲い壁４外の懸濁液がスリ
ットｓより吸入され、更に、並設膜エレメント両側の端
板３１の内面に沿って上昇していく。

【００１１】上記気液混合流の上昇速度は、懸濁液の液
質や濃度や処理速度等によっても異なるが、通常０．０
１〜２ｍ／ｓｅｃ、好ましくは、０．０２〜１ｍ／ｓｅ
ｃとされる。０．０１ｍ／ｓｅｃ以下では、活性汚泥が
沈殿して微生物反応を促進させ難く、また、膜面の洗浄
効果も不充分となる。２ｍ／ｓｅｃ以上では、膜分離装
置本体（例えば、後述の図４）の強度上、安全保障が難
しくなり、エア供給コストも高くなる。かかる気液混合
流速を得るための散気管の散気口からのエアの噴出線速
は、１０〜２０ｍ／ｓｅｃ以上である。

【００１２】上記膜エレメント２の寸法は、通常、高さ
が５０ｃｍ〜１５０ｃｍ、巾が２０ｃｍ〜１００ｃｍ、
厚みが３ｍｍ〜６ｍｍ程度とされる。膜エレメント２，
２間の相互間隔は、原液の水質等によっても異なるが、
通常、５〜１５ｍｍ程度とされる。５ｍｍ以下では、膜
エレメント間の気液混合流の上昇に対する抵抗が高くな
り過ぎ、膜面洗浄効果の低下が招来され、１５ｍｍ以上
では、原液槽容積に対する膜面積が小となり過ぎ、膜分
離装置の大型化が招来される。上記した本発明に係る膜
分離装置の構成例では、散気管５１のエア噴出孔を上に
向けているが、囲い壁下端と処理槽底面との間からのエ
ア漏出を僅かにとどめ得るようにその間のギャップを充
分に小さくして、エア噴出孔を処理槽の底面側に向ける
こともできる。この場合、沈殿汚泥に対して散気孔の目
詰りが生じ難い、また、囲い壁内での散気孔から囲い壁
上端に至る気液混合流の流路距離がほぼ倍になり、囲い
壁を低くしても気液混合流の並行流化が可能になる等の
利点がある。

【００１３】本発明に係る膜分離装置を使用する場合、
膜エレメント２の濾過液流路側の吸引ポンプ５３による
減圧は、間歇的に行うことが好ましく（例えば、１０分
間吸引ポンプ駆動，５分間吸引ポンプ停止の繰返し）、
かくすることにより、吸引ポンプ停止期間中、膜間差圧
を零にしケ−ク層の膜面への押え付けを回避してエアス
クラビングによるケ−ク層の除去を効率よく行い得、全
体としての経時的なケ−ク層の付着生成を抑制すること
ができる。

【００１４】この場合、膜面での経時的なケ−ク層の生
成にもかかわらず、濾過流束を一定とするように、ケ−
ク層生成に基づく濾過抵抗の増大に応じ、漸次に減圧度
（上記間歇的減圧運転の減圧時の減圧度）を高くして膜
間差圧を増大し、所定の減圧度（例えば、−５０KPa程
度）に達すれば、運転を中断し、適当な手段で濾過流束
をほぼ回復させたうえで、前記の一定濾過流束下での再
運転を行うことができる（定量運転）。あるいは、一定
の減圧度で間歇的に減圧し、透過流束が下限値に低下す
ると運転を中断し、適当な手段で濾過流束をほぼ回復さ
せたうえで、前記の一定減圧度下での再運転を行うこと
もできる（定圧運転）。

【００１５】本発明において、平型膜エレメントには例
えば、図２の（イ）及び図２の（ロ）〔図２の（イ）に
おけるロ−ロ断面図〕に示す構成の膜エレメントを使用
することができる。図２の（イ）並びに図２の（ロ）に
おいて、２２は濾過液流路用シ−トであり、例えば、プ
ラスチックネット、プラスチック不織布、織物（例え
ば、ポリエステル製トリコット織物、特に、この織物を
樹脂液、例えばメラミン樹脂液で内部に繊維間隙を残す
ように固めたもの等）、多孔プラスチック板等が使用さ
れる。２３はプラスチック製（例えば、塩化ビニル樹脂
製）または軽量金属製（例えば、アルミニウム製）の濾
過液集水管部材（外形は四角形）、２４は同じく補強縁
板であり、濾過液集水管部材２３の嘴部２３１に濾過液
流路用シ−ト２２の一端が差し込まれ、この濾過液流路
用シ−ト２２の三方に補強縁板２４がボルト２４１の締
め付けにより挾着され、合掌面が接着剤２５１でシ−ル
されている。２１は濾過液集水管部材２３の嘴部２３１
と補強縁板２４にわたり接着剤２５２または融着により
貼着された半透膜（精密濾過膜や限外濾過膜等）であ
り、精密濾過膜や限外濾過膜を不織布等の基材に貼り合
わせたもの、精密濾過膜や限外濾過膜に不織布等の基材
を埋め込んだもの等も使用できる。２６は濾過液集水管
部材２３の上端開口に接着剤を介して水密に差し込まれ
た濾過液取出し短管、２７は同じく濾過液集水管部２３
の下端開口に接着剤を介して水密に差し込まれた密栓で
ある。上記において、補強縁板２４，２４の合掌面のシ
−ル、半透膜２１の貼着、濾過液取出し短管２６や密栓
２７の水密固定に用いる接着剤には、例えば、エポキシ
樹脂、ウレタン樹脂等の硬化型接着剤、ホットメルト接
着剤等を使用できる。

【００１６】図３は本発明において使用する枠体３並び
に囲い壁４を示し、フレ−ム３０に対向する一対の端板
３１，３１をビス３１１，…により取付け、フレ−ム３
０内に複数枚の膜エレメント２を相互間に間隙を置いて
挿入してある。５４１は透過液取出し管を、５１２は散
気管へのエア供給口をそれぞれ示している。図３には、
囲い壁４とフレ−ム３との間の連結構造は現れていない
が、図１に示すようにフレ−ム３に支持脚３１１，…を
取付け、囲い壁４とフレ−ム３とを別々に処理槽底面に
据置くか、フレ−ムを吊り下げ支持することができる。
本発明においては、図４に示すように、フレ−ム３の内
郭よりも囲い壁４の外郭を小として、囲い壁上端の四方
に上記吸引用スリットを形成することも可能である（３
１は端板、５１は散気管）。この場合、フレ−ムの四方
に端板を取付けることもできる。

【００１７】

【作用】図１において、散気管５１，…からの噴出エア
による気液混合流が囲い壁４より枠体３内に昇流し、膜
エレメント２の膜面がこの気液混合流で洗浄され、膜面
でのケ−ク層の生成が防止される。しかし、枠体３の端
板３１に面する膜エレメント２には、この気液混合流を
充分に接触させ難い。而るに、本発明に係る膜分離装置
においては、散気管５１，…からの噴出エアによる気液
混合流が囲い壁４内から枠体３内に流入する際、囲い壁
４周囲の被処理液がスリットｓへと吸引されて枠体３の
巾両端の端板３１の内面に沿って上昇し、この端板３１
に面する膜エレメント２の膜面もその上昇流のために洗
浄されてケ−ク層の生成がよく防止される。従って、初
期透過流束をよく保持でき、効率のよい膜分離が可能と
なる。

【００１８】

【実施例】

〔実施例１〕膜エレメントには図２の（イ）並びに
（ロ）に示すものを使用し、寸法は縦１０６０ｍｍ×横
（巾）６１０ｍｍとし、膜２１には公称孔径０．４μ
ｍ、面積１ｍ²のポリオレフィン系精密濾過膜を、濾過
液流路用シ−ト２２にはプラスチックネツトをそれぞれ
使用し、補強縁板と膜との接着、補強縁板間の接着シ−
ルには、共にウレタン樹脂を使用した。膜装置本体は、
図３に示す構成とし、囲い壁３２の高さを４５０ｍｍと
し、フレ−ム３の枠部３１に上記膜エレメント２を３０
枚、１３ｍｍの間隔で重ねて挿入し（端板間の間隔ｂは
４２０ｍｍ）、囲い壁４の外郭面積を枠部３１の内郭面
積の９０％とした。この装置本体を処理槽内に設置し、
被処理液にはMLSS濃度６，０００〜７，０００ｍｇ／リ
ットルの活性汚泥溶液を使用し、膜エレメントの膜面で
の気液混合流の流速を０．５ｍ／secとするようにエア
噴出量を設定し、濾過流束を０．６ｍ³／ｍ²・dayに保
持するように、吸引ポンプを１０分間作動、５分間停止
の間歇的減圧で運転した。

【００１９】〔実施例２〕実施例１に対し、囲い壁の外
郭面積を枠部の内郭面積の８０％とした以外、実施例１
に同じとした。〔比較例〕実施例１に対し、囲い壁の外郭面積を枠部の
内郭面積に等しくした以外、実施例１に同じとした。

【００２０】上記の実施例並びに比較例における、濾過
処理開始後、濾過流束０．６ｍ³／ｍ²・day保持下での
膜エレメントの濾過液流路側吸引圧力（吸引ポンプの間
歇作動における吸引ポンプ操作圧力）は、図５に示す通
りであり、実施例においては、比較例に較べて経時的な
濾過抵抗の増大が小であり、減圧度を小にできること、
従って、ケ−ク層の生成が少ないことが明らかである。
なお、（囲い壁の外郭面積）／（枠部の内郭面積）の比
は、０．７５〜０．９８、好ましくは、０．８０〜０．
９５とすることが適切である（０．７５以下では、気液
混合流に接触する膜エレメントの割合が減少し、０．９
８以上では、吸引流量が減少して、透過流束の効果的な
低下抑制が期待できなくなる）。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、処理槽内で枠体内に平
型の膜エレメントを複数枚垂直配置で並設し、その下方
に囲い壁を設け、該囲い壁内に散気手段を設けてなる膜
分離装置において、膜エレメント全体の膜面でのケ−ク
層の生成をよく抑制でき、濾過流速の安定化を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る膜分離装置を示す説明図である。

【図２】本発明において使用する膜エレメントの一例を
示す説明図である。

【図３】本発明において使用する膜分離装置本体の一例
を示す説明図である。

【図４】本発明において使用する膜分離装置本体の別例
を示す説明図である。

【図５】本発明に係る実施例と比較例との定量濾過のも
とでの膜エレメントの濾過液流路側の減圧状態を示す図
面である。

【符号の説明】

１処理槽２平型膜エレメント２１半透膜３枠体３１端板４囲い壁ｓスリット５１散気管５３吸引ポンプ５４濾過液取出し配管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】処理槽内において、端板を巾両端に有する
枠体内に平型膜エレメントを複数枚垂直で、かつ前記端
板に対し並行な配置で並設し、上記枠体の下方に巾ａが
上記の両端板の間隔ｂよりも狭い囲い壁を設け、該囲い
壁内に散気手段を設け、この囲い壁の上端に上記の巾ａ
と間隔ｂとの差に基づく巾の吸い込み用スリットを形成
したことを特徴とする膜分離装置。