JPH10309579A - 膜組込み型水処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 濾過膜ユニットの膜面の洗浄効果を向上させ
る。 【解決手段】 処理槽１と、処理槽１内に配置される濾
過膜ユニット３と、処理槽１における濾過膜ユニット３
の下方に配置される第１散気装置４とを備えた膜組込み
型水処理装置である。処理槽１内における濾過膜ユニッ
ト３の左右両側部分に、上端が処理槽１内に入れられる
被処理水の液面よりも下方に位置するとともに、下端が
槽底よりも上方に位置する仕切板５を設ける。仕切板５
と処理槽１の左右両側壁1aとの間の部分における下端部
に第２散気装置６を配置する。濾過膜ユニット３の下方
の第１散気装置４、および仕切板５と処理槽１の左右両
側壁1aとの間の第２散気装置６のうちのいずれか一方か
ら空気を吹き出すようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、下水、産業排
水、生活排水等の有機物を含む有機系排水や、無機物を
含む無機系排水や、異臭味原因物質およびトリハロメタ
ン前駆物質である有機物を含む河川水、地下水、湖沼
水、池水等を処理するのに用いられる膜組込み型水処理
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、水処理プロセス数を減らし、水処
理設備を小形化することを目的として、被処理水中の懸
濁物や細菌類を膜組込み型水処理装置を用いて膜により
分離することが考えられている。

【０００３】そして、従来、このような膜組込み型水処
理装置として、処理槽と、互いに平行となるように間隔
をおいて配された複数の垂直中空状平膜モジュールより
なり、かつ処理槽内に配置される濾過膜ユニットと、処
理槽内における濾過膜ユニットの下方の部分に配置され
る散気装置とを備えたものが用いられるようになってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
膜組込み型水処理装置には次のような問題があることが
判明した。すなわち、従来の水処理装置における散気装
置の働きは、散気装置から吹出された気泡によって、平
膜モジュールにより濾別され、その膜面に付着した物質
を洗浄して離脱させることである。なお、被処理水が有
機物を含む場合には、処理槽内で好気性微生物による有
機物の分解を行うので、微生物の活性化を図ることも散
気装置の働きである。ところが、従来の膜組込み型水処
理装置では、気泡の平膜モジュールの膜面への接触効率
が悪く、付着物を離脱させるための十分な洗浄効果が得
られないという問題がある。しかも、気泡による膜面の
洗浄効果が十分ではないため、排水処理設備を停止させ
て膜面を洗浄するためのメンテナンスの頻度が高くな
り、しかもこのような洗浄は、濾過膜ユニットを処理槽
から取り出して他の槽に移し、この槽内でブラシ洗浄や
薬品洗浄により行う必要があり、その作業が面倒になる
とともに人件費が高くなるという問題がある。さらに、
ブラシ洗浄や薬品洗浄を頻繁に行う必要があるので、膜
の寿命が短くなるという問題がある。

【０００５】この発明の目的は、上記問題を解決し、濾
過膜ユニットの膜面の洗浄効果を向上させることのでき
る膜組込み型水処理装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段と発明の効果】この発明に
よる膜組込み型水処理装置は、処理槽と、処理槽内に配
置される濾過膜ユニットと、処理槽における濾過膜ユニ
ットの下方に配置される散気装置とを備えた膜組込み型
水処理装置であって、処理槽内における濾過膜ユニット
の両側部分に、上端が処理槽内に入れられる被処理水の
液面よりも下方に位置するとともに、下端が槽底よりも
上方に位置する仕切板が設けられ、仕切板と処理槽の周
壁との間の部分における下端部に散気装置が配置されて
おり、濾過膜ユニットの下方の散気装置、および仕切板
と処理槽の周壁との間の散気装置のうちのいずれか一方
から空気が吹き出されるようになされているものであ
る。

【０００７】この発明の膜組込み型水処理装置によれ
ば、濾過膜ユニットの下方の散気装置から空気を吹き出
した場合、気泡が上昇して濾過膜ユニットの膜面を擦
り、しかも上昇する気泡によって両仕切板間においては
被処理水が上向きに流れるので、上昇する気泡および上
向きに流れる被処理水の働きにより濾過膜ユニットの膜
面が洗浄される。このとき、仕切板と処理槽の周壁との
間の部分では、上記上向き流れが生じることにより被処
理水は下向きに流れる。また、仕切板と処理槽の周壁と
の間の散気装置から空気を吹き出した場合、気泡が上昇
し、上昇する気泡によって仕切板と処理槽の周壁との間
の部分では被処理水は上向きに流れ、このような上向き
流れが生じることにより両仕切板間においては被処理水
が下向きに流れるので、下向きに流れる被処理水の働き
により濾過膜ユニットの膜面が洗浄される。そして、濾
過膜ユニットの下方の散気装置からの空気の吹き出し
と、仕切板と処理槽の周壁との間の散気装置からの空気
の吹き出しとを切換えることにより、両仕切板間に被処
理水の上向き流れと下向き流れとを交互に生じさせるこ
とができるので、洗浄効果が一層向上する。したがっ
て、従来の膜組込み型水処理装置に比較して、水処理設
備を停止させて膜面を洗浄するためのメンテナンスの頻
度が低くなり、その作業が簡素化されるとともに人件費
が安くなる。しかも、膜面を頻繁に洗浄する必要がなく
なるので、膜の寿命が大幅に延びる。

【０００８】また、この発明の膜組込み型水処理装置
は、処理槽と、処理槽内に配置される濾過膜ユニット
と、処理槽における濾過膜ユニットの下方に配置される
散気装置と、処理槽内における濾過膜ユニットの両側部
分に、上端が処理槽内に入れられる被処理水の液面より
も下方に位置するとともに、下端が槽底よりも上方に位
置するように設けられた仕切板と、仕切板と処理槽の周
壁との間の部分における下端部に配置されている散気装
置とを備えているだけであるので、非常にシンプルな構
成で、建設コストが易くなるとともに、操作上の故障が
少なく、メンテナンスが容易になる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を、
図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、
図１および図２の左右を左右といい、図２の下側を前、
これと反対側を後というものとする。

【００１０】図１および図２において、膜組込み型水処
理装置は、処理槽(1) と、互いに平行となるように左右
方向に間隔をおいて配された複数の中空状平膜モジュー
ル(2) よりなり、かつ処理槽(1) 内に配置される濾過膜
ユニット(3) と、処理槽(1)内における濾過膜ユニット
(3) の下方の部分に配置された散気装置(4) （以下、第
１散気装置という）と、第１散気装置(4) に空気を送り
込むブロワ（図示略）とを備えている。

【００１１】処理槽(1) 内における濾過膜ユニット(3)
の左右両側部分に、それぞれ処理槽(1) の左右両側壁(1
a)と間隔をおいて仕切板(5) が設けられている。仕切板
(5)の上端は、処理槽(1) 内に入れられる被処理水の液
面よりも下方に位置し、その下端は、槽底よりも上方に
位置するようになっている。左右の仕切板(5) と処理槽
(1) の左右両側壁(1a)との間の部分の下端部には散気装
置(6) （以下、第２散気装置という）が配置されてい
る。

【００１２】処理槽(1) の底壁(1b)には水抜出し管(7)
が接続され、この水抜出し管(7) の途中に開閉弁(8) が
設けられている。そして、開閉弁(8) を開くことによっ
て、濾過膜ユニット(3) の平膜モジュール(2) の膜面か
ら離脱させられた被濾別物質等を含む水が定期的に排出
されるようになっている。

【００１３】各中空状平膜モジュール(2) は、図示は省
略したが、対向状に配置された２枚の平膜と、両平膜の
周縁部間に配置された額縁状スペーサとよりなる。平膜
としては、精密濾過膜や限外濾過膜が用いられる。濾過
膜ユニット(3) の上方に１本の吸引管(9) が配置されて
おり、吸引管(9) から分岐した平膜モジュール(2) と同
数の分岐管(9a)が、各平膜モジュール(2) に、その中空
部内と連通するように接続されている。吸引管(9) は図
示しない吸引ポンプに接続されており、この吸引ポンプ
により水が平膜を通過し、濾過水として平膜モジュール
(2) 内に吸引されるようになっている。このとき、平膜
により懸濁物等が濾別される。なお、濾過膜ユニットと
しては、平膜モジュールに代えて、中空糸状膜を用いた
キャピラリーモジュールを適用することもできる。

【００１４】第１散気装置(4) は、右端が電磁切換弁(1
4)を介してブロワから伸びてきた空気供給管(15)に接続
され、かつ左方に伸びて処理槽(1) の右側壁(1a)および
右側の仕切板(5) を貫通し、左端が処理槽(1) の左側の
仕切板(5) の若干右側に位置する送気管(11)と、送気管
(11)の前後両側に左右方向に間隔をおいて設けられかつ
前後方向に伸びるとともに基端が送気管(11)に接続され
た複数の散気管(12)とよりなり、各散気管(12)に前後方
向に間隔をおいて複数の散気口(13)が形成されている。

【００１５】第２散気装置(6) は、基端が電磁切換弁(1
4)のもう１つのポートに接続され、先端が処理槽(1) 内
における右側の仕切板(5) よりも右側の部分に位置する
第１送気管(16)と、前後方向に伸びかつ長さの中間部で
第１送気管(16)の先端に接続された右側散気管(17)と、
第１送気管(16)から分岐し、先端が処理槽(1) 内におけ
る左側の仕切板(5) よりも左側の部分に位置する第２送
気管(19)と、前後方向に伸びかつ長さの中間部で第２送
気管(19)の先端に接続された左側散気管(21)とよりな
り、各散気管(17)(21)に前後方向に間隔をおいて複数の
散気口(18)(22)が形成されている。

【００１６】電磁切換弁(14)はタイマを備えた制御器(2
3)に接続されている。制御器(23)は、ブロワから空気供
給管(15)を通して送られてきた空気を、第１散気装置
(4) の送気管(11)および第２散気装置(6) の第１送気管
(16)のうちのいずれか一方に供給するように電磁切換弁
(14)を制御する。したがって、第１散気装置(4) の散気
管(12)の散気口(13)および第２散気装置(6) の両散気管
(17)(21)の散気口(18)(22)のうちのいずれか一方から空
気が吹き出されるようになっている。そして、第１散気
装置(4) から吹き出される空気の量と第２散気装置(6)
から吹き出される空気の量とが等しくなる。

【００１７】上述した膜組込み型水処理装置において、
有機物を含む有機系排水からなる被処理水を処理する場
合、処理槽(1) 内に、表面に好気性微生物が付着してい
る粒状および／または粉状活性炭を保有させておき、水
抜出し管(7) の開閉弁(8) を閉じた状態で被処理水を処
理槽(1) 内に供給する。そして、制御器(23)により、第
１散気装置(4) の散気管(12)の散気口(13)からの空気の
吹き出しと、第２散気装置(6) の両散気管(17)(21)の散
気口(18)(22)からの空気の吹き出しとを、所定時間ごと
に交互に行う。第１散気装置(4) の散気管(12)の散気口
(13)から空気を吹き出している場合には、気泡が上昇す
るとともに、上昇する気泡によって両仕切板(5) 間では
被処理水が上向きに流れ、両仕切板(5) と処理槽(1) の
左右両側壁(1a)との間の部分では被処理水は下向きに流
れる（図１実線矢印参照）。逆に第２散気装置(6) の両
散気管(17)(21)の散気口(18)(22)から空気を吹き出して
いる場合には、気泡が上昇するとともに、上昇する気泡
によって仕切板(5) と処理槽(1) の左右両側壁(1a)との
間の部分では被処理水は上向きに流れ、両仕切板(5) 間
の部分では下向きに流れる（図１破線参照）。被処理水
中の有機物は、活性炭に吸着されるとともに活性炭表面
で濃縮され、散気装置(4)(6)から吹き込まれた空気中の
酸素の存在下に好気性微生物により好気的に分解され
る。これと同時に、吸引ポンプにより被処理水を平膜モ
ジュール(2) 内に吸引することにより、懸濁物や細菌類
が濾別され、濾過水が得られる。

【００１８】第１散気装置(4) の散気管(12)の散気口(1
3)から空気を吹き出した場合、気泡が上昇して濾過膜ユ
ニット(3) の平膜モジュール(2) の膜面を擦り、しかも
両仕切板(5) 間においては被処理水が上向きに流れるの
で、上昇する気泡および上向きに流れる被処理水の働き
により濾過膜ユニット(3) の平膜モジュール(2) の膜面
が洗浄され、膜面に付着していた濾過物が膜面から剥離
させられる。また、第２散気装置(6) の両散気管(17)(2
1)の散気口(18)(22)から空気を吹き出した場合、この空
気によって仕切板(5) と処理槽(1) の左右両側壁(1a)と
の間の部分では被処理水は上向きに流れ、その結果両仕
切板(5) 間では被処理水は下向きに流れるので、下向き
に流れる被処理水の働きにより濾過膜ユニット(3) の平
膜モジュール(2) の膜面が洗浄され、膜面に付着してい
た濾過物が膜面から剥離させられる。さらに、両仕切板
(5) 間においては被処理水の上向き流れと下向き流れと
が交互に生じるので、洗浄効果が一層向上する。平膜モ
ジュール(2) の膜面から剥離させられた濾過物は、開閉
弁(8) を開くことにより被処理水とともに水抜出し管
(7) から定期的に排出される。

【００１９】上記においては、第１散気装置(4) の散気
管(12)の散気口(13)からの空気の吹き出しと、第２散気
装置(6) の両散気管(17)(21)の散気口(18)(22)からの空
気の吹き出しとを、所定時間ごとに交互に行っている
が、これに代えて、濾過膜ユニット(3) の平膜モジュー
ル(2) による濾別時には第１散気装置(4) の散気管(12)
の散気口(13)からの空気の吹き出しだけを行い、平膜モ
ジュール(2) の膜面の洗浄を行う場合に、第１散気装置
(4) の散気管(12)の散気口(13)からの空気の吹き出し
と、第２散気装置(6) の両散気管(17)(21)の散気口(18)
(22)からの空気の吹き出しとを、所定時間ごとに交互に
行うように制御器(23)のタイマを設定してもよい。

【００２０】異臭味原因物質およびトリハロメタン前駆
物質である有機物を含む河川水、地下水、湖沼水、池水
等の場合も、上述した有機系排水の場合と同様にして処
理される。

【００２１】また、無機物を含む無機系排水からなる被
処理水の処理は、上述した有機系排水の場合とほぼ同様
にして行われるが、異なる点は、処理槽(1) 内に表面に
好気性微生物が付着している粒状および／または粉状活
性炭を保有させておく必要はないことと、無機系排水を
処理槽(1) 内に入れる前に、無機物である重金属をキレ
ート化合物にするとともに、このキレート化合物を凝集
させておくことである。この場合、凝集物が、他の懸濁
物や細菌類とともに濾別される。

【００２２】上記実施形態においては、第１散気装置
(4) の散気管(12)の散気口(13)からの空気の吹き出し
と、第２散気装置(6) の両散気管(17)(21)の散気口(18)
(22)からの空気の吹き出しとの切換を、タイマを有する
制御器(23)により行っているので、運転に熟練を要しな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による膜組込み型水処理装置の実施形
態を示す正面から見た垂直断面図である。

【図２】図１のII−II線断面図である。

【符号の説明】

(1)：処理槽 (3)：濾過膜ユニット (4)(6)：散気装置 (5)：仕切板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理槽と、処理槽内に配置される濾過膜
   ユニットと、処理槽における濾過膜ユニットの下方に配
   置される散気装置とを備えた膜組込み型水処理装置であ
   って、 処理槽内における濾過膜ユニットの両側部分に、上端が
   処理槽内に入れられる被処理水の液面よりも下方に位置
   するとともに、下端が槽底よりも上方に位置する仕切板
   が設けられ、仕切板と処理槽の周壁との間の部分におけ
   る下端部に散気装置が配置されており、濾過膜ユニット
   の下方の散気装置、および仕切板と処理槽の周壁との間
   の散気装置のうちのいずれか一方から空気が吹き出され
   るようになされている膜組込み型水処理装置。