JPH09122457A - 膜エレメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】散気装置を有し、膜面に沿い鉛直方向通路を有
する膜モジュ−ルを前記散気装置の直上に配設し、該膜
装置の膜体濾過側を負圧とするための手段を設けた散気
式曝気槽の膜モジュ−ル用エレメントとして、高速の気
液混合上昇流並びに膜装置の濾過側の間歇的吸引のもと
でも安全に使用できる膜エレメントを提供する。 【解決手段】内側の減圧で濾過が行われる膜モジュ−ル
用エレメントであり、押出成形法による扁平中空体の両
平坦プレ−ト部ｂ，ｂに多数の孔ｃまたはスリットが設
けられてなる合成樹脂製本体部５を有する膜支持体の各
平坦プレ−ト部ｂに平膜７が配設されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、し尿、下水、工場
排水等の汚水処理に使用される浸漬型膜モジュ−ルの膜
エレメントに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近来、し尿、下水、工場排水等（以下、
汚水と称する）の伝統的な処理方法である重力分離活性
汚泥処理法（曝気槽で微生物分解処理を行い、この処理
汚水を沈殿分離室に導き、活性汚泥を重力分離により分
離し、その分離汚泥の一部を曝気槽に返送する方法）に
代替する方法として、膜分離活性汚泥処理法が注目され
ている。この処理法においては、固液分離を膜モジュ−
ルによる濾過で行い、濾過液を取出し、余剰汚泥を直接
曝気槽から引き抜いており、曝気槽のMLSS（混合液浮
遊性固形物）濃度を重力分離法に較べて著しく高くでき
るので、曝気槽を重力分離法の場合に較べて相当に縮小
でき、更に沈殿分離室が不要であるので、装置全体を小
型化できる、曝気槽内のMLSS濃度を高く維持できるの
で、重力分離法とは異なり、余剰汚泥処理に際しての脱
水が不要である、運転エネルギ−の省力化を図ること
ができる、等の利点がある。

【０００３】本出願人においては、膜分離活性汚泥処理
法による汚水処理装置として、「散気装置を有し、膜面
に沿い鉛直方向通路を有する膜モジュ−ルを前記散気装
置の直上に配設し、該膜装置の膜体濾過側を負圧とする
ための手段を設けた散気式曝気槽」を既に提案した（特
公平４−７０９５８号、特許第１８７４８８１号）。

【０００４】この散気式曝気槽を使用して汚水を処理す
るには、散気装置からの噴出気泡のエア−リフト効果で
槽内原液を旋回させ、汚水中の有機物を空気との接触
下、好気性微生物により吸着・代謝分解させ、有機物を
減少させると共に好気性微生物を増殖させ、膜モジュ−
ルの膜面に沿う気液混合上昇流で膜面での汚泥ゲル層の
付着・生成を抑制しつつ膜モジュ−ルの濾過液側を減圧
して膜間差圧を発生させ、この膜間差圧下で活性汚泥液
から水を濾過により分離していく。この場合、膜モジュ
−ルの濾過液側の減圧を間歇的に行えば、非減圧時では
膜面ゲル層への吸引力の作用がなくなりゲル層の剥離が
促されて濾過流束の維持に有効である一方、非減圧時に
濾過が行われずに濾過流束が減少されるが、減圧時間１
０〜２０分程度に対し非減圧時間を３〜１０分程度とす
れば、濾過流束を全体として高くできる。

【０００５】従来、上記散気式曝気槽に使用する膜モジ
ュ−ルとして、「微小孔または微小スリットを設けた一
対の平板の周縁部を連結支持材で接着剤または融着によ
り連結し、内部に前記平板を支持する垂直支持材を設け
た中空状の膜支持体の表面に膜を配設して成る膜エレメ
ントを相互に間隔を隔てて並設したもの」が公知である
（特開平７−１９４９４７号公報）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記散気式曝気槽に使
用する膜モジュ−ルにおいては、単位体積当たりの膜面
積を充分に大きくするために、膜エレメントの厚みを可
及的に薄くする必要がある。而るに、上記膜モジュ−ル
の膜面に沿う気液混合上昇流で汚泥ゲル層の付着・生成
を有効に抑制するには、気液混合上昇流の線速を相当に
高速とする必要があり、かかる高速の気液混合上昇流を
上記膜エレメント間に通すと、膜エレメントが撓み変形
し、上記平板の周縁部と連結支持材との間に接着または
融着界面が存する膜エレメントでは、この撓み変形に伴
い界面剥離が発生し易く、更に、上記間歇吸引に伴う頻
繁な内圧変動のためにその界面剥離が一層に促され、安
全性を保証し難い。

【０００７】本発明の目的は、散気装置を有し、膜面に
沿い鉛直方向通路を有する膜モジュ−ルを前記散気装置
の直上に配設し、該膜装置の膜体濾過側を負圧とするた
めの手段を設けた散気式曝気槽の膜モジュ−ル用エレメ
ントとして、高速の気液混合上昇流並びに膜装置の濾過
側の間歇的吸引のもとでも安全に使用できる膜エレメン
トを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る膜エレメン
トは、内側の減圧で濾過が行われる膜モジュ−ル用エレ
メントであり、押出成形法による扁平中空体の両平坦プ
レ−ト部に多数の孔またはスリットが設けられてなる合
成樹脂製本体部を有する膜支持体の各平坦プレ−ト部に
平膜が配設されていることを特徴とする構成であり、本
体部の内部に押出方向の中間壁部が形成され、本体部一
端の開口に臨む中間壁部分が切り欠かれ、本体部両端の
開口が端板部材で閉塞され、本体部一端側の端板部材に
濾過液取出し部が設けられるか、または、本体部の内部
に押出方向の中間壁部が形成され、本体部一端の開口に
臨む中間壁部分が切り欠かれ、本体部両端の開口が圧潰
により封止され、本体部一端側の封止部に濾過液取出し
管が貫通される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について説明する。図１は、本発明に係る膜
エレメントに使用する膜支持体の本体部の製造方法を示
し、内部に中間壁部を有する扁平中空体を押出機１で押
出し、押出樹脂を冷却固化のうえキャタピラ−２で引き
取り、この引き取りに同調して回転する穿孔ロ−ル３で
中空体の両平坦プレ−ト部に微小孔またはスリットを穿
孔し、更に、引き取りに同調して作動するカッタ−４で
定尺切断していく。このカッタ−には、被切断物の切断
端がリミットスイッチ４１に当接すると、既に待機して
いたカッタ−の回転刃が被切断物に接し、次いで被切断
物に同調して走行していき、リミットスイッチ４１より
も前で切断を終了して初期の位置に復帰して次ぎの切断
に待機し、その切断端がリミットスイッチに当たるとカ
ッタ−の次ぎの切断動作を開始する。従って、定尺切断
長さは、カッタ−の初期位置とリミットスイッチとの間
隔で与えられる。上記の穿孔器３には、図２に示すよう
に、被穿孔物に同調走行しつつ穿孔を行い、穿孔を終え
れば初期の位置に高速で復帰するドリル式のものを使用
することもできる。上記穿孔は、定尺切断後に、オフラ
インでドリルやパンチングやスリット加工装置等で後加
工することも可能である。

【００１０】上記扁平中空体には、図３の（イ）に示す
ように中間壁部ａ，ａ間の間隔が比較的狭いもの、また
は図３の（ロ）に示すように中間壁部ａ，ａ間の間隔が
比較的広いもの、あるいは、図３の（ハ）に示すように
中間壁部ａを交互に反対方向に傾斜させたもの（横ズレ
方向の剛性を大にできる）を使用でき、各平坦プレ−ト
部ｂの孔ｃは中間壁部ａ，ａ間の間隔に関係無く一定の
密度で設けられる。上記樹脂には、熱可塑性樹脂、例え
ば、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ
塩化ビニルが使用され、特に、寸法安定性や強度面の向
上を図るために、補強繊維入り樹脂、例えばガラス繊維
入り樹脂を使用することもできる。

【００１１】図４の（イ）は本発明に係る膜エレメント
に使用する膜支持体の一例を示し、本体部５の一端の開
口に臨む中間壁部分が切り欠かれ（ａ’で示されてい
る）、濾過液取出し管６０を有する端板部材６１により
接着または溶接によりその開口が閉塞され、本体部５の
他端の開口が端板部材６２により接着または溶接により
閉塞されている。図４の（ロ）は本発明に係る膜エレメ
ントに使用する膜支持体の別例を示し、上記と同様本体
部５の一端の開口に臨む中間壁部分が切り欠かれ、該開
口が加熱圧潰により閉塞される（６１’で示されてい
る）と共に濾過液取出し管６０が貫通され、本体部５の
他端の開口が加熱圧潰により閉塞されている（６２’で
示されている）。

【００１２】図４の（ハ）は本発明に係る膜エレメント
の断面図を示し、膜支持体の本体部５の両平坦プレ−ト
ｂ，ｂ上に平膜（精密濾過膜、限外濾過膜等）７が配さ
れ、その膜周囲が接着剤融着により膜支持体の本体部５
に封止されている。８は必要に応じて膜７と平坦プレ−
トｂとの間に介在させたスペ−サ（孔の径よりも一段の
目の細かいネット、織布等）であり、膜支持体内の減圧
下、膜７の孔ｃへの食い込みを防止するのに有効であ
る。

【００１３】図５は本発明に係る膜エレメントから組み
立てた膜モジュ−ルを用いた汚水処理装置を示してい
る。図５において、９１は原液処理槽である。Ａ，…は
本発明に係る膜エレメントであり、原液処理槽９１内に
所定の間隔で配設されている。９２は膜エレメントＡ，
…の下方に配設された散気管であり（所定の間隔ごとに
散気孔を穿設してある）、膜エレメント間の間隙に原液
がエア−リフト効果により効率良く昇流され得るように
配設されている。９３は散気管９２に接続された送気配
管、９４はブロワである。９５は膜エレメントＡ，…の
濾過液取出し部に接続された濾過液取出し配管、９６は
この配管４に挿入された吸引ポンプである。９７は被処
理液供給配管、９８はこの配管９７に挿入された液送ポ
ンプである。

【００１４】上記の汚水処理装置により生活排水、工場
排水等の汚水を処理するには、この汚水を貯槽に一旦貯
えたうえ、図５において、この汚水を液送ポンプ９８に
より原液処理槽９１に供給し、ブロワ９４の駆動により
散気管９２から空気を噴出させ、同時に、吸引ポンプ９
６の駆動により膜エレメントＡ，…の濾過液流路側を減
圧して所定の膜間差圧を作用させ、汚水中の有機物を噴
出空気との接触下、好気性微生物により吸着・代謝分解
させ、好気性微生物を増殖させつつ、膜エレメントＡ，
…の膜に濾過液を透過させる。膜を透過した濾過液は膜
支持板の孔を通り、中空室内に入り、中間壁の切欠部
ａ’，…を経て濾過液取出し管６０より配管９５を経て
濾過液貯槽に取出されていく。

【００１５】この場合、エア−スクラビングによる旋回
流速（平均流速）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０．４〜２．０ｍ／ｓｅｃ、
好ましくは、０．５〜１．０ｍ／ｓｅｃの範囲内とする
ように、ブロワ９４の送風量が調整される。０．４ｍ／
ｓｅｃ以下では、エア−スクラビングによる膜面の洗浄
効果を満足に行い難く、また、活性汚泥が沈殿して微生
物反応を促進させ難いし、２．０ｍ／ｓｅｃ以上では、
上記膜エレメントの固定が困難となり、空気供給コスト
が高くなり過ぎる。

【００１６】上記において、膜エレメントＡの濾過液側
の吸引ポンプ９６による減圧は、間歇的に行うことが好
ましい。吸引ポンプ９６を間歇的に作動させれば、吸引
ポンプ９６の作動停止時に、膜面のゲル層の剥離を促す
ことができ、吸引ポンプ９６の作動時間／停止時間の比
を調整することにより、エア−スクラビングによる洗浄
効果を効果的に発揮させ、濾過流束を効果的に高めるこ
とができる。その比は、原液の水質や懸濁質濃度やエア
−スクラビングの旋回流速によって異なるが、通常、２
〜３〔（１０〜２０分）／（３〜１０分）〕とされる。

【００１７】

【発明の効果】本発明に係る膜エレメントは、上述した
通りの構成であり、樹脂製の膜支持体の本体部が押出に
より成形されているから、本体部がエア−スクラビング
による過酷な曲げや間歇的吸引により内圧変動を繰返し
て受けても、その本体部に接着界面が存在しないから界
面剥離を回避でき、また、製作の自動化により品質面の
バラツキも少なくでき、かかる面からも強度を保証でき
るので、信頼性に優れた汚水処理装置を提供できる。ま
た、製作の自動化により製作時間の短縮、コスト低減を
図り得、更に、押出ダイスの形状を調整することにより
所望剛性の膜支持体を容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明において使用する膜支持体の本体部の製
造方法を示す説明図である。

【図２】図１の本体部の製造方法に使用する穿孔器の別
例を示す説明図である。

【図３】本発明において使用する膜支持体の異なる断面
形状の本体部の断面図である。

【図４】図４の（イ）は本発明において使用する膜支持
体の一例を示す説明図、図４の（ロ）は本発明において
使用する膜支持体の他の例を示す説明図、図４の（ハ）
は本発明に係る膜エレメントの断面である。

【図５】本発明に係る膜エレメントを使用した汚水処理
装置を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 押出機 ２ 穿孔器 ４ 切断器 ５ 膜支持板の本体部 ａ 中間壁部 ｂ 平坦プレ−ト部 ｃ 孔 ６０ 濾過液取出し管 ６１ 端板部材 ６１’ 圧潰部 ６２ 端板部材 ６２’ 圧潰部 Ａ 膜エレメント ９１ 処理槽 ９２ 散気管 ９６ 吸引ポンプ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内側の減圧で濾過が行われる膜モジュ−ル
   用エレメントであり、押出成形法による扁平中空体の両
   平坦プレ−ト部に多数の孔またはスリットが設けられて
   なる樹脂製本体部を有する膜支持体の各平坦プレ−ト部
   に平膜が配設されていることを特徴とする膜エレメン
   ト。
2. 【請求項２】本体部の内部に押出方向の中間壁部が形成
   され、本体部一端の開口に臨む中間壁部分が切り欠か
   れ、本体部両端の開口が端板部材で閉塞され、本体部一
   端側の端板部材に濾過液取出し部が設けられている請求
   項１記載の膜エレメント。
3. 【請求項３】本体部の内部に押出方向の中間壁部が形成
   され、本体部一端の開口に臨む中間壁部分が切り欠か
   れ、本体部両端の開口が圧潰により封止され、本体部一
   端側の封止部に濾過液取出し管が貫通されている請求項
   １記載の膜エレメント。