JPH09271643A - 平膜モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】膜面を垂直に立てて被処理液中に浸漬され
て固液分離を行う平膜モジュールであって、その平膜モ
ジュールは、膜支持部材、その膜支持部材の表面を覆う
濾過膜及びフレームを有し、かつ平膜モジュール上部に
は吸引管を兼ねる上部連通管と平膜モジュール内を通り
モジュール内底部に通じる下部連通管とが併設されてい
る平膜モジュール。 【効果】本発明の平膜モジュールは、槽から取り出す必
要がなく、膜モジュール内の液を容易に空気及び／又は
薬液で置換でき、洗浄を容易に行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生活汚水・排水の
生物処理浄化槽や浄水処理設備等において固液分離のた
めに用いられる平膜モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】便所・洗面所・風呂・厨房等から排出さ
れる汚水・排水を処理する浄化槽は、従来、維持管理が
容易で、槽内汚泥濃度を高く保つことができ、浄化槽の
大きさを比較的小型にできる固定床式がよく用いられて
いる。この固定床式浄化槽の多くは、嫌気濾床室、好気
活性汚泥室、沈殿室及び消毒室から成り、沈殿室上澄水
の一部を嫌気濾床室へ返送する方式は循環式ともいわれ
る。上記固定床式の浄化槽では、嫌気濾床室に導入され
た汚水の有機物がそこで嫌気分解（メタン発酵等）を受
ける。また、沈殿室から返送されてくる液中の硝酸イオ
ンはそこで脱窒素される。次の好気活性汚泥室において
は、有機物が酸化分解され、アンモニアは硝酸化され
る。そして、沈殿室で汚泥と上澄水が分離され、上澄水
は嫌気濾床室へ返送される一部を除いて消毒室に送られ
塩素等で滅菌処理されて放流される。

【０００３】近年、沈殿室を設けず、代わりに好気活性
汚泥室内に膜分離器（膜モジュール）を浸漬・設置する
膜分離型浄化槽が、汚水が短時間に流入しても無処理汚
水流出の危険が少なく、槽の小型化も期待できることか
ら、検討されている（特開昭６１−１２０６９４号公
報、特開平２−８６８９３号公報、特開平４−２６５１
２８号公報、造水技術：第20巻、No.2、第65-68頁、199
4年）。

【０００４】図４は、従来の膜モジュールの一例で、一
個の平膜に対して図のように両側にそれぞれ集水管が設
けられ、それぞれの管は上部で吸引ポンプに連通してい
る（特開昭６１−１２０６９４号公報）。図５は、従来
の濾過膜モジュールの他の例で、膜モジュールの上部に
は図のように流出管（吸引管）一本が設けられ、その流
出管は吸引ポンプに連通されている（特開平２−８６８
９３号公報、特開平４−２６５１２８号公報）。

【０００５】これらの膜モジュールは、浄化槽等の槽内
の被処理液中に浸漬させて、流出管を通じて内部を吸引
しながら、液中の固液を分離する目的、すなわち固体を
濾過し清澄液を得る目的で用いられる。ところが、濾過
処理に伴い膜の閉塞やファウリングが起こり、次第に濾
過速度が低下し、そのままでは運転不可能の状態に陥
る。これを解消するためには、定期的に膜モジュールの
膜を薬液等で洗浄する必要がある。従来、膜モジュール
の洗浄方法としては、膜モジュールを槽から取り出して
薬液に浸漬する方法や、膜モジュールの流出管（吸引
管）から膜モジュール内部に強制的に薬液を供給し膜面
を逆洗する方法等が知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
膜モジュールを槽から取り出して薬液に浸漬する方法は
人手がかかる。また、流出管（吸引管）から膜モジュー
ル内部に薬液を供給して膜面を逆洗する方法は、膜モジ
ュール内の液が薬液で容易に置き換わらない問題や、薬
液で置き換える前処置としての空気置換に時間がかかる
問題がある。本発明は、上記課題を解決するもので、膜
モジュールを槽から取り出す必要がなく、膜モジュール
内の液を容易に空気及び／又は薬液で置換でき、洗浄を
容易に行うことのできる平膜モジュールを提供する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、膜面を垂直に
立てて被処理液中に浸漬されて固液分離を行う平膜モジ
ュールであって、その平膜モジュールは、膜支持部材、
その膜支持部材の表面を覆う濾過膜及びフレームを有
し、かつ平膜モジュール上部には吸引管を兼ねる上部連
通管と平膜モジュール内を通りモジュール内底部に通じ
る下部連通管とが併設されている平膜モジュールであ
る。従来の平膜モジュールとは異なり、平膜モジュール
の上方フレーム部に吸引管を兼ねる流出管（上部連通
管）のほかモジュール内底部に連通する管（下部連通
管）が設けられている。

【０００８】本発明の平膜モジュールを図により説明す
る。図１は、本発明の平膜モジュールの一例の斜視図で
あり、図２は図１のａ−ａ断面図（２Ａ）とｂ−ｂ断面
図（２Ｂ）である。本発明の平膜モジュールの形状は、
図１に示すように長方形又は正方形の平板状を基本とす
る。この四隅に丸みをもたせたり、上部連通管及び下部
連通管が設けられている平膜モジュール上部にテーパを
つける等の変化をもたせてもよい。平膜モジュールの大
きさ及び厚みは特に限定されるものではないが、通常
は、縦及び横３０〜１５０ｃｍ、厚み５〜１０ｍｍが好
ましく用いられる。本発明の平膜モジュールの濾過体
は、厚みをもつ平板状の膜支持部材とその全体表面又は
表・裏の両面を覆う濾過膜からなる。

【０００９】用いられる濾過膜としては、清澄濾過が可
能な濾過膜で限外濾過膜、精密濾過膜等と呼ばれる種々
の薄い膜のほか、全体としては一定の厚みがあるが膜状
の薄い濾過層をもつ濾過体であってもよい。材質は有機
高分子（膜）、金属（膜）、セラミック（膜）等が使用
できる。

【００１０】濾過膜を支持する膜支持部材としては、濾
液の流路となる溝部や凹凸を設けた樹脂板、多孔性（発
泡性）樹脂、樹脂製ネット、多孔性セラミック、天然も
しくは合成繊維、ガラス繊維、フエルト、金網、各種の
不織布等があり、濾液の流路は樹脂板等に予め設けた規
則的な溝部・凹凸や多孔性支持部材中の不規則な流路を
用いることができる。

【００１１】濾過体の周縁部にはフレームを取り付け
る。用いられるフレームは、合成樹脂製又は金属製等の
材質で、その形状は通常、角柱を長方形もしくは正方形
に閉じた中空状のフレーム等である。濾過体の周縁部と
フレームの固定には接着剤等が用いられる。

【００１２】平膜モジュールの上部は、図１又は図２に
示すようにフレームに二つの穴があけられ、一方は濾液
の吸引管を兼ねる流出口（上部連通管）が取り付けら
れ、他方は平膜モジュール内を通って平膜モジュール内
底部（底面から約１ｃｍ以内の部分）に通じる管（下部
連通管）が取り付けられる。本発明の平膜モジュール
は、一枚のみを用いることもできるが、必要な濾過速度
を確保するために通常は、複数個を一定間隔で垂直かつ
平行に並べ、その下部に設置した散気管から曝気しなが
ら、吸引管（上部連通管）を通じて吸引ポンプで吸引し
つつ被処理液を濾過する。

【００１３】平膜モジュールを洗浄する場合、先ず、平
膜モジュール内部を空気で置換させる。この場合、濾液
排出管を兼ねる吸引管（上部連通管）から徐々に空気を
入れながら、モジュール内底部に連通する管（下部連通
管）から濾液を取り出せば、平膜モジュール内の濾液を
空気で置換できる。膜モジュール内の空気を薬液で置換
させる場合は、下部連通管から平膜モジュール底部に薬
液を入れながら、上部連通管から空気を取り出すことに
より、容易に濾過膜モジュール内の空気を薬液で置換で
きる。また、膜モジュールの下部が平坦なことにより、
濾過膜面での偏流に起因する膜の目づまりや繊維状物質
の絡みの恐れがない。

【００１４】

【発明の実施の形態】図３は、本発明の平膜モジュール
を用いた浄化槽全体構成を示す模式図である。曝気槽１
において、汚水供給管２から供給される汚水３を曝気処
理する。曝気槽１の内部には、本発明の平膜モジュール
６を垂直に一定間隔をおいて並列に配置し、その下部に
散気管５を設ける。平膜モジュールは頂部を水没せしめ
て浸漬させる。平膜モジュール６の直下に散気管５を配
置し、そこから複数の膜モジュール６の間に空気を吹き
込む。散気管５は給気管７を介してブロワ８に接続され
ている。また、平膜モジュール６は上部連通管９を介し
て三方流路切換バルブ１０に接続され、三方流路切換バ
ルブ１０によって給気管１１を介したブロワ１２又は吸
引管１３を介した濾液槽１４に連通するように切り換え
られる。三方流路切換バルブ１０と濾液槽１４の間には
濾液を吸引する吸引ポンプ１５を配置する。

【００１５】また、平膜モジュール６は下部連通管１６
及び開閉バルブ１８を介し三方流路切換バルブ１７に接
続している。三方流路切換バルブ１７によって濾液流路
管１９を介した濾液槽１４又は薬液流路管２０を介した
三方流路切換バルブ２１に接続するように切り換えら
れ、三方流路切換バルブ２１によって薬液供給管２２を
介した薬液タンク２３下部又は薬液返送管２４を介した
薬液タンク２３上部の空間に連通するように切り換えら
れる。

【００１６】汚水供給管から曝気槽内に送られた汚水
は、ブロワ８から給気管７及び散気管５を経て膜モジュ
ール６の間に吹き出される空気により曝気される。この
とき、曝気で生じる気泡がエアーリフト作用により膜モ
ジュールの間を膜面に平行に沿って上昇する。膜モジュ
ールの下部が平坦であるため上昇流は偏流を起こすこと
なく膜面全体に均一に生じ、濾過膜の膜面付着物を剥離
する。また、曝気処理液は開閉バルブを閉じた状態で吸
引ポンプ１５によって、三方流路切換バルブ１０及び上
部連通管９を介して膜モジュール６内部にかかる負圧に
より濾過され、膜を透過した濾液は上部連通管９及び三
方流路切換バルブ１０を通って濾液槽１４に送られる。

【００１７】開閉バルブ１８を開け、濾液流路管１９を
介して濾液槽１４に連通するように三方流路切換バルブ
１７を切り換え、吸引ポンプ１５を停止し、給気管１１
を介してブロワ１２に接続するように三方流路切換バル
ブ１０を切り換えると、膜モジュール内部は上部連通管
から入る空気で次第に置換され、濾液は下部連通管から
取り出され、膜モジュール内部は空気で置換される。

【００１８】開閉バルブ１８を開けたまま、三方流路切
換バルブ１７を薬液流路管を介して三方流路切換バルブ
２１に接続するように切り換え、三方流路切換バルブ２
１を薬液供給管２２を介して薬液タンク下部に連通する
ように切り換え、三方流路切換バルブ１０を吸引ポンプ
１５と平膜モジュール６が連通するように切り換えて吸
引ポンプ１５を作動させると、薬液が下部連通管から入
り、空気は上部連通管から取り出されて膜モジュール内
部は薬液で置換される。

【００１９】開閉バルブ１８を開けたままで、三方流路
切換バルブ１７を薬液流路管２０を介して三方流路切換
バルブ２１に接続させ、薬液返送管を介して薬液タンク
２３上の空間に接続するように三方流路切換バルブ２１
を切り換え、平膜モジュール６は給気管１１を介してブ
ロワ１２に接続するように三方流路切換バルブ１０を切
り換えると、平膜モジュール６には上部連通管９から空
気が入り、下部連通管１６から膜モジュール内部の薬液
が取り出されて、膜モジュール内の薬液は再び空気で置
換される。

【００２０】開閉バルブ１８を開けたまま、三方流路切
換バルブ１７を濾液流路管１９を介して濾液槽１４に連
通するように切り換え、また三方流路切換バルブ１０を
吸引管を介して吸引ポンプ１５に連通するように切り換
えて、吸引ポンプ１５を作動させると、下部連通管１６
から濾液槽１４中の濾液が入り、空気は上部連通管から
排出され、膜モジュール内部の空気は濾液で置換され
る。

【００２１】開閉バルブ１８を閉じ、また三方流路切換
バルブ１０を吸引ポンプ１５に接続するように切り換え
て吸引ポンプ１５を作動させると、上部連通管９を介し
て膜モジュール内部は負圧となり、曝気槽１内の被処理
液は平膜モジュール濾過装置によって濾過され、膜を透
過した濾液は上部連通管９及び三方流路切換バルブ１０
の経路を経て濾液槽１４に送られる。

【００２２】

【発明の効果】本発明の平膜モジュールでは、膜モジュ
ール内の液を効率的かつ容易に空気及び／又は薬液で置
換できる。したがって、平膜モジュールの定期的な洗浄
操作が簡単であり、薬液のロスが少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の平膜モジュール一個の斜視図である。

【図２】２Ａは図１のａ−ａ断面図、２Ｂは図１のｂ−
ｂ断面図である。

【図３】本発明の平膜モジュールを用いた浄化槽全体の
構成を示す模式図である。

【図４】従来の平膜モジュールの斜視図である。

【図５】従来の他の平膜モジュールの斜視図である。

【符号の説明】

１…曝気槽 ２…汚水供給管 ３…汚水 ４…支持架台 ５…散気管 ６…平膜モジュー
ル ７…給気管 ８…ブロワ ９…上部連通管 １０…三方流路切換
バルブ １１…給気管 １２…ブロワ １３…吸引管 １４…濾液槽 １５…吸引ポンプ １６…下部連通管 １７…三方流路切換バルブ １８…開閉バルブ １９…濾液流路管 ２０…薬液流路管 ２１…三方流路切換バルブ ２２…薬液供給管 ２３…薬液タンク ２４…薬液返送管 ２５…濾液

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】膜面を垂直に立てて被処理液中に浸漬され
   て固液分離を行う平膜モジュールであって、その平膜モ
   ジュールは、膜支持部材、その膜支持部材の表面を覆う
   濾過膜及びフレームを有し、かつ平膜モジュール上部に
   は吸引管を兼ねる上部連通管と平膜モジュール内を通り
   モジュール内底部に通じる下部連通管とが併設されてい
   る平膜モジュール。