JPH09890A - 平膜分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な装置を配置するだけで濾過膜表面への
汚泥等の付着の防止や、付着した後の濾過膜の付着物剥
離が可能となると共に濾過膜を傷付ける恐れもなく、ス
ライムやスケ−ルの生成を防止して長期間濾過膜の濾過
性能を維持でき、従来よりも大幅に洗浄の頻度を削減す
ることができる平膜分離装置を提供する 【構成】生物処理槽内に配設される上下端面が開口した
筒状の矩形ケ−シングまたは、生物処理槽外に配設され
る密閉構造の矩形ケ−シングと、矩形ケ−シング内の水
平方向に所定の間隔で併設された複数の矩形板状の平膜
から成る平膜モジュ−ルと、上記平膜間に形成された間
隙からなる被処理液流路と、上下端部が支持部材で支持
され、被処理液流路に沿って縦通され平膜の略全面にわ
たって緩やかに多数張設された長繊維束と、平膜モジュ
−ルの下方に配置され気体を被処理液流路に噴出する散
気手段とが設けられて成ることを特徴とする平膜分離装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、し尿や下水等の有機性
廃水の処理に好適に用いられる平膜分離装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、有機性廃水を活性汚泥処理装置や
硝化・脱窒処理装置等の好気性または嫌気性の生物処理
装置で処理した後の生物処理液を、精密濾過膜や限外濾
過膜を用いた円筒や矩形板状の平膜などの濾過膜分離装
置により、濃縮汚泥と透過水とに分離し、濃縮汚泥を生
物処理槽に循環して高負荷運転を維持し、透過水を処理
水として排出し、効率的に有機物を処理する装置等が用
いられている。

【０００３】通常、上記濾過膜分離装置は、濾過膜表面
に付着した汚泥等のスライムまたはスケ−ル等の除去の
ため、薬剤洗浄等を行う必要性から生物処理槽とは別に
配置されるが、一部には設置場所や効率の面から生物処
理槽内に固定して設けられる装置もあり、またその装置
には、濾過膜の下方から散気する気体により濾過膜表面
への付着防止や付着物の剥離除去を行う装置や、ケ−シ
ング内に回転自在に支承された回転軸の軸方向に円板状
の平膜を複数水平に併設し、平膜を回転させながら濾過
することにより、付着防止及び付着物の剥離除去を行う
回転平膜分離装置等も提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の濾過膜表面
への汚泥等の付着防止や付着物の剥離除去を行う装置に
あっては、気体の散気や回転によって乱流を起こし、せ
ん断力による付着物の剥離効果を期待しているが、生物
処理液中の汚泥やタンパク質等の高分子物質は極めて濾
過膜表面に付着しやすく粘着性もあるため剥離しにく
く、乱流効果のみでは期待した程の効果が得られず、短
期間にスケ−ルやスライムが形成され、膜透過液量が減
少し運転を停止して洗浄する回数が多くなっていると共
に、散気量も必要以上に多くなっているのが現状であ
る。

【０００５】従って本発明は、簡単な装置を配置するだ
けで濾過膜表面への汚泥等の付着の防止や、付着した後
の濾過膜の付着物剥離が可能となると共に、濾過膜を傷
付ける恐れもなく、スライムやスケ−ルの生成を防止し
て長期間濾過膜の濾過性能を維持でき、従来よりも大幅
に洗浄の頻度を削減することができる平膜分離装置を提
供する目的で成されたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の要旨は、上下端面が開口し、下端開口を被処
理液の流入口、上端開口を濃縮液の排出口として具備し
た筒状の矩形ケ−シングと、矩形ケ−シング内の水平方
向に所定の間隔で併設された複数の矩形板状の平膜から
成る平膜モジュ−ルと、上記平膜間に形成された間隙か
らなる被処理液流路と、上下端部が支持部材で支持さ
れ、被処理液流路に沿って縦通され平膜の略全面にわた
って緩やかに多数張設された長繊維束と、平膜モジュ−
ルの下方に配置され気体を被処理液流路に噴出する散気
手段とが設けられ、生物処理槽内に配設されて成ること
を特徴とする平膜分離装置である。

【０００７】また、下端部に被処理液の流入口と、上端
部に濃縮液の排出口を具備した密閉構造の矩形ケ−シン
グと、矩形ケ−シング内の水平方向に所定の間隔で併設
された複数の矩形板状の平膜から成る平膜モジュ−ル
と、上記平膜間に形成された間隙からなる被処理液流路
と、上下端部が支持部材で支持され、被処理液流路に沿
って縦通され平膜の略全面にわたって緩やかに多数張設
された長繊維束と、平膜モジュ−ルの下方に配置され気
体を被処理液流路に噴出する散気手段とが設けられ、生
物処理槽外に配設されて成ることを特徴とする平膜分離
装置である。

【０００８】更に、上記長繊維束が多数集束された幅１
〜１０ｍｍ、厚さ０．０１〜０．０５ｍｍの合成繊維で
あり、下端部が支持部材で固定支持され、上端部が自由
端として支持部材で支持されて成ることを特徴とする平
膜分離装置である。

【０００９】

【作用】嫌気性または好気性の生物処理装置で、微生物
の生物学的作用により有機性廃水中の有機物を分解して
ＢＯＤ、ＣＯＤ或いはＮ化合物等を低減処理した後の生
物処理液は、被処理液として平膜分離装置のケ−シング
下部の被処理液流入口からケ−シング内に導入され、散
気手段から供給された気体のエアリフト効果により、複
数の平膜間を上向流通する間に濾過膜により濾過され
て、清澄な透過液と汚泥が濃縮された濃縮液が得られ
る。

【００１０】上記濾過処理において、濃縮液の一部また
は全部は、ケ−シング上部の濃縮液排出口から生物処理
槽に循環されて生物処理槽における高負荷運転用汚泥と
して提供され、また透過液は排出手段から清澄な処理液
として系外に排出される。

【００１１】また従来は、被処理液を濾過膜装置で濾過
処理する運転を続けると、濾過膜の表面に汚泥やタンパ
ク質等の高分子物質が付着してスライムやスケ−ルが形
成されるが、本発明の平膜分離装置では散気手段から供
給される気体により長繊維束を波動させ、適宜な振幅の
波動が与えられた長繊維束の側面が平膜表面に接触して
付着汚泥を常に剥離すると共に、気体の乱流効果で膜表
面が洗浄されるためスケ−ルが極めて形成されにくくな
っている。

【００１２】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施例の生物処理槽内に配置された平
膜分離装置の概略縦断面図であり、図２は他の実施例の
生物処理槽外に配置された平膜分離装置の概略縦断面図
である。尚、両図において相当する部材については、同
一符番を用いている。

【００１３】１は、上下端面が開口され、下端開口を被
処理液の流入口１２、上端開口を濃縮液の排出口１３と
して具備し、生物処理槽１０内の下流側に支持脚により
底面から一定間隔を持って載置されて成る筒状の矩形ケ
−シングで、生物処理槽１０内に浸漬配置する形式の平
膜分離装置である。

【００１４】また１１は下端部に被処理液の流入口２２
と、上端部に濃縮液の排出口２３を具備した密閉構造の
矩形ケ−シングで生物処理槽外に配設する形式の平膜分
離装置であり、被処理液の流入口２２と、濃縮液の排出
口２３がそれぞれ生物処理槽と接続され、適宜方法で被
処理液と、濃縮液が循環される。

【００１５】２は矩形ケ−シング１、１１内の水平方向
に所定の間隔で併設された複数の矩形板状の平膜３から
成る平膜モジュ−ルであり、また平膜３は透過液流路を
設けた矩形板状枠で周囲を囲った不織布成形体の両面
に、セルロ−スアセテ−ト系、芳香族ポリアミド系及び
ポリスフォン系等の有機材質の濾過膜を貼着した平膜が
好ましいが、これには限定されずセラミックス膜等の無
機材料で形成してもよい。

【００１６】また上記濾過膜は、孔径が１〜数μの精密
濾過膜や分画分子量数万〜数１０万程度の限外濾過膜等
が用いられるが、限外濾過膜を用いるのが好ましい。

【００１７】４は上記それぞれの平膜３間に形成された
間隙からなる被処理液流路５に沿って縦通され、平膜３
の略全面にわたって緩やかに多数張設され、上下端部を
支持部材８、９で支持された長繊維束である。

【００１８】尚、上記長繊維束４は幅１〜１０ｍｍ、厚
さ０．０１〜０．０５ｍｍのポリプロピレンやナイロン
などの合成繊維が丈夫且つ柔軟で平膜を傷付けることが
ないため好ましく、幅１ｍｍ以下または厚さ０．０１ｍ
ｍ以下では繊維の強度が弱く成りすぎて切断し易い欠点
があり、幅１０ｍｍ以上であると適宜な波動が得にくい
と共に、面接触となるため付着物の剥離効果も低くな
り、また厚さ０．０５ｍｍ以上であると適宜な波動が得
にくいと共に、柔軟性がなくなり濾過膜面を傷付ける恐
れがある。

【００１９】更に長繊維束４は下端部が支持部材９で固
定支持され、上端部が移動可能な自由端として支持部材
８で支持されて成ることが、散気手段６から供給される
気体により適宜な振幅の波動が与えられると共に、濾過
膜面の全面と均一に接触するため好ましく、また運転停
止時にも長繊維束４が落下せず安定した状態を保つこと
ができる。

【００２０】６は平膜モジュ−ル２の下方に配置され、
気体を被処理液流路５に噴出して被処理液の上向流を惹
起すると共に、長繊維束４の波動を行うための散気手段
であり、７は平膜３の透過液流路に接続し、それぞれの
平膜３から排出される透過液をまとめて排出する透過液
の排出管であり、図示しない透過液の排出手段に接続し
ている。

【００２１】散気手段６から散気される気体としては、
好気性で使用される場合には主に空気が使用されるが、
嫌気性で使用される場合には生物処理で生成された嫌気
性ガスを用いるのが好ましく、また上記透過液の排出管
７は、夫々の平膜３の枠に設けられた透過液流路に接続
され、吸引排出するよう図示しない減圧装置に接続され
ている。

【００２２】１０は有機性廃水を好気的に処理する生物
処理装置における生物処理槽であるが、生物処理装置と
しては、単一処理槽で嫌気、好気を繰り返して処理する
装置や、処理槽内を区画または生物処理槽を複数別置し
て好気性及び嫌気性処理を組み合わせて生物学的な脱窒
・脱燐効果の向上を図った装置等でもよい。

【００２３】以下に上記構成の平膜分離装置の作用につ
いて述べる。生物処理槽１０で微生物の生物学的作用に
より有機性廃水中の有機物を分解してＢＯＤ、ＣＯＤ等
を低減処理された生物処理液は、被処理液として平膜分
離装置の被処理液流入口１２または２２から矩形ケ−シ
ング１または１１内に導入され、散気手段６から供給さ
れた気体のエアリフト効果により、複数の平膜３間に形
成された被処理液流路５を上向流通し、排出管７に接続
した図示しない減圧装置により減圧吸引濾過され、水分
のみが濾過膜を透過して、清澄な透過液と汚泥が濃縮さ
れた濃縮液が得られる。

【００２４】上記濾過処理において、減圧装置による吸
引圧は−１００〜−３００ｍｍＡｑが好ましく、濃縮液
の一部は矩形ケ−シング１または１１の濃縮液の排出口
１３または２３から生物処理槽１０に循環されて生物処
理槽１０における高負荷運転用汚泥として提供され、ま
た透過液は排出管７から清澄な処理液として系外に排出
される。

【００２５】尚、処理液を直接排出する場合であって
も、通常は消毒した後河川等に放流されるが、処理水を
更に清浄化する必要がある場合には、後段に凝集処理槽
や活性炭吸着槽等が任意に配設される。

【００２６】また通常は被処理液を濾過膜装置で濾過処
理する運転を続けると、濾過膜の表面に汚泥やタンパク
質等の高分子物質が付着してスライムが形成されるが、
本発明の平膜分離装置では、散気手段６から供給される
気体により適宜な振幅の波動が与えられた長繊維束４の
側面が平膜３の表面に接触して、付着汚泥を常に剥離す
ると共に、気体で膜表面が洗浄されるためスケ−ルが極
めて形成されにくくなっている。

【００２７】次に下水を好気性生物処理した後の混合液
を生物処理槽外に配置する形式の平膜分離装置を用いた
テスト例について述べる。

【００２８】実施例１ 平膜モジュ−ルは幅６１０ｍｍ、高さ１０６０ｍｍ、厚
さ１３ｍｍの濾過膜を５枚併設した平膜モジュ−ルを矩
形ケ−シング内に設け、長繊維束として厚さ０．０２ｍ
ｍ、幅１〜３ｍｍのポリプロピレン繊維を用い、散気手
段からの空気吹き込み量６〜７ｍ³ ／ｈで長繊維束を波
動させると共に原水を上向流させた。また原水は、汚泥
濃度１０，０００ｍｇ／ｌ、ＣＯＤ３０ｍｇ／ｌの混合
液を用い、濾過後再度調整して循環使用してテストした
結果、３０ｌ／ｍ² ・ｈｒの初期透過液量が約１ヶ月間
殆ど低下せず、その後も低下する様子は見られなかっ
た。

【００２９】比較例１ 長繊維束を使用しない以外は実施例に同じ条件でテスト
した結果、３０ｌ／ｍ² ・ｈｒの初期透過液量が約５日
で２０ｌ／ｍ² ・ｈｒに落ち、その後も徐々に低下した
ため、分解して人手で洗浄せざるをえなかった。

【００３０】比較例２ 長繊維束を使用せず、空気の吹き込みも行わない以外は
実施例に同じ条件でテストした結果、３０ｌ／ｍ² ・ｈ
ｒの初期透過液量が約１０時間で１５ｌ／ｍ²・ｈｒに
落ちたため、多量の空気吹き込みによる濾過膜表面の洗
浄を行った結果約８０％程度回復されたが、その後は洗
浄操作毎に回復度合いが低下して３日後には分解して人
手で洗浄せざるをえなかった。

【００３１】

【発明の効果】本発明は、長繊維束を被処理液流路に配
置する簡単な装置を配置するだけで、濾過膜表面への汚
泥等の付着の防止や付着した後の濾過膜の付着物剥離が
可能となると共に、濾過膜を傷付ける恐れもなく、スラ
イムやスケ−ルの生成を防止して長期間濾過膜の濾過性
能を維持でき、従来よりも大幅に洗浄の頻度を削減する
ことができる平膜分離装置である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の生物処理槽内に配置された
平膜分離装置の概略縦断面図

【図２】本発明の他の実施例の生物処理槽外に配置され
た平膜分離装置の概略縦断面図

【符号の説明】

１：筒状の矩形ケ−シング ２：平膜モジュ−ル ３：平膜 ４：長繊維束 ５：被処理液流路 ６：散気手段 ７：透過液の排出管 ８：上端部支持部材 ９：下端部支持部材 １０：生物処理槽 １１：密閉構造の矩形ケ−シング １２、２２：被処理液の流入口 １３、２３：濃縮液の排出口

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上下端面が開口し、下端開口を被処理液の
   流入口、上端開口を濃縮液の排出口として具備した筒状
   の矩形ケ−シングと、矩形ケ−シング内の水平方向に所
   定の間隔で併設された複数の矩形板状の平膜から成る平
   膜モジュ−ルと、上記平膜間に形成された間隙からなる
   被処理液流路と、上下端部が支持部材で支持され、被処
   理液流路に沿って縦通され平膜の略全面にわたって緩や
   かに多数張設された長繊維束と、平膜モジュ−ルの下方
   に配置され気体を被処理液流路に噴出する散気手段とが
   設けられ、生物処理槽内に配設されて成ることを特徴と
   する平膜分離装置。
2. 【請求項２】下端部に被処理液の流入口と、上端部に濃
   縮液の排出口を具備した密閉構造の矩形ケ−シングと、
   矩形ケ−シング内の水平方向に所定の間隔で併設された
   複数の矩形板状の平膜から成る平膜モジュ−ルと、上記
   平膜間に形成された間隙からなる被処理液流路と、上下
   端部が支持部材で支持され、被処理液流路に沿って縦通
   され平膜の略全面にわたって緩やかに多数張設された長
   繊維束と、平膜モジュ−ルの下方に配置され気体を被処
   理液流路に噴出する散気手段とが設けられ、生物処理槽
   外に配設されて成ることを特徴とする平膜分離装置。
3. 【請求項３】上記長繊維束が多数集束された幅１〜１０
   ｍｍ、厚さ０．０１〜０．０５ｍｍの合成繊維であり、
   下端部が支持部材で固定支持され、上端部が自由端とし
   て支持部材で支持されて成ることを特徴とする請求項１
   または請求項２記載の平膜分離装置。