JPH11244674A - 浸漬型膜分離装置 - Google Patents
浸漬型膜分離装置Info
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- JPH11244674A JPH11244674A JP5520598A JP5520598A JPH11244674A JP H11244674 A JPH11244674 A JP H11244674A JP 5520598 A JP5520598 A JP 5520598A JP 5520598 A JP5520598 A JP 5520598A JP H11244674 A JPH11244674 A JP H11244674A
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Abstract
た膜モジュールを安定に運転することができる散気管を
備えた浸漬型膜分離装置を提供する。 【手段】 槽体内に中空糸膜3を有した膜モジュール4
が配置され、その下方に複数の散気管5が配置されてい
る。散気管5は空気ヘッダ6,7に支持され、空気ヘッ
ダ6,7は縦管11〜14に支持されている。空気は縦
管13又は13,14から供給される。縦管11〜14
の下端近傍は散気管5の下方に延設され、この延長部に
開口Hが設けられている。
Description
関するものであり、特に浸漬型膜分離装置に用いる散気
管の散気孔の目詰まりを防止し、散気の偏りを防止して
均質に曝気することを可能にした浸漬型膜分離装置に関
するものである。
ールを槽体等の内部の被処理水中に浸漬し、該膜モジュ
ール内を吸引して水を透過させる。この膜モジュールの
下方に散気管を配置しこの散気管から空気を曝気するこ
とにより、膜モジュールに沿う気泡流れ及び上昇水流を
形成することがある。
管としては、管状体の上、下または横向きにに穴を開け
たものが用いられている。
ば散気孔が目詰まりし、散気に偏りが生ずるという問題
があった。このように散気が偏ると、目詰まりした散気
孔の上方に存在する濾過膜には、散気による気泡及びそ
れに伴い引き起こされる上昇水流(以下曝気水流と呼
ぶ)が当たりにくくなり、膜濾過による濃縮が進行し、
ついには脱水ケーキ状(以下、汚泥ケークという)に付
着して膜のその部分は目詰まりを引き起こしやすくな
る。
00mg/L以上の高濃度条件ではこのような散気孔の
目詰まり及びそれに伴う濾過膜の目詰まりが生じやす
く、問題であった。
浸漬膜の安定運転を可能にする浸漬型膜分離装置を提供
することを目的とするものである。
装置は、槽内に浸漬配置された膜モジュールと、該膜モ
ジュールの下方に配置された散気管と、該散気管に接続
された気体供給管とを備えてなる浸漬型膜分離装置にお
いて、該気体供給管に該散気管よりも下方に延在する延
長部を設け、該延長部に該延長部内を槽内に開放する開
放部を設けたことを特徴とするものである。
管に気体を供給した場合、この気体は気体供給管から散
気管に入り、散気孔から噴出する。この散気管内に固形
物が滞留していたときには、この固形物が散気管から散
気管より低レベルの延長部に押し流され、次いで開放部
を経て槽内に流出するようになる。従って、第1発明に
よれば、散気管内に浸入した固形物を散気孔に目詰まら
せることなく散気管外に排出することが可能になり、散
気管の目詰まりを防止することができる。
漬配置された膜モジュールと、該膜モジュールの下方に
配置された散気管と、該散気管に接続された気体供給管
とを備えてなる浸漬型膜分離装置において、該散気管の
両端が該気体供給管に連通され、該散気管の両端から散
気ガスが供給されることを特徴とするものである。
管の散気孔に与えられる散気圧力を均一化することがで
き、均一に散気することが可能となる。また、散気孔の
目詰まり位置を、膜への悪影響が比較的少ない散気管中
央部(長手方向の中央部)とすることができる。
漬配置された膜モジュールと、該膜モジュールの下方に
配置された散気管と、該散気管に接続された気体供給管
とを備えてなる浸漬型膜分離装置において、該散気管に
水を供給する手段を設けたことを特徴とするものであ
る。
は、散気管内に間欠的に水を供給することにより、散気
管内に滞留している汚泥を、乾燥して肥大化する前に洗
い流すことができ、散気孔の目詰まり原因となる粗大な
夾雑物の発生を防ぐことができる。
気を散気することが通常であるので、以下気体供給管を
空気供給管と称し、気体として空気を例にして説明する
が、本発明は空気以外の各種気体を散気する場合にも適
用できる。
長部に槽内への開放部を設けるが、この開放部としては
例えば開口が用いられる。
以上下方、特に5〜70cmとりわけ15〜30cm下
方とするのが好ましい。さらに詳しくは、散気孔におけ
るガス線速度(散気孔から噴出する空気の線速度)が1
0m/s以上であるときは5cm以上下方とし、該線速
度が15m/s以上であるときは10cm以上下方と
し、該線速度が20m/s以上であるときは15cm以
上下方とする事が好ましい。これは、散気孔におけるガ
ス線速度を高く取るほど散気孔付近の空気圧力が高ま
り、その結果散気管及び空気供給管内の水位がより低く
なるところから、この水位より低い位置に前記開口を設
けないと、該開口から空気が噴出する恐れがあるためで
ある。
ち該開口の位置が過度に下方であると、散気管ないし空
気供給管内の水面と開口とが遠くなる結果、散気管内に
滞留する汚泥量が多くなり、腐敗したり固形化したりす
るため、不都合である。これを防ぐため、該開口の位置
(レベル)は散気孔より70cm以内とすることが好ま
しい。
/s程度に設定されるため、該開口のレベルは散気孔下
方10〜70cmであれば良いが、余裕を取って15〜
30cmに設定するのが好ましい。
望ましく、通常は直径10〜100mm程度の口径の円
形孔、又は一辺が10〜100mmの角穴がよい。な
お、開口の形状は楕円形、多角形などであっても良く、
この場合の開口の大きさは最大開口径が10〜100m
m程度であれば良い。
けても良く、この延長部に管部材を接続し、この管部材
の先端の開口を介して延長部を槽内に開放しても良い。
この管部材は、上方に立ち上がる部分を有していても良
い。
を速やかに排出するため散気孔を下向きに設けるが、本
発明の浸漬型膜分離装置にあっては散気孔を上向き又は
横向きに設けることも可能であり、その方が好適である
場合もある。
管内の汚泥が散気管から排出されにくいため、汚泥が散
気管内の下部に溜まり易い。この滞留した汚泥は徐々に
乾燥して粗大化し、やがて剥離して空気の流れにのって
移動し、散気孔を閉塞する。しかし本発明の浸漬型膜分
離装置用散気装置にあっては、通常、散気圧力により散
気配管内水面は散気管より下方にあるため、散気管内汚
泥が乾燥・粗大化して散気孔に詰まる恐れはほとんど無
くなる。むしろ散気孔が上にある分、散気管内の固形物
が重力に逆らって散気孔に付着することが困難になるた
め、かえって散気孔の閉塞を抑止する効果がある場合が
ある。特に、原液中に数mm程度の大きさの粗大な夾雑
物が多く含まれる場合や、散気を長時間停止したまま放
置する事が想定されるときには散気孔を上向きや横向き
等の下方以外の向きにすることが有効である。
が散気管内に侵入することが多く、このときに懸濁成分
や粗大な夾雑物は沈殿して散気管下部に堆積する。この
堆積物が固形化する前であれば、散気を再開したときに
散気管内の液が排出される勢いや曝気圧力により、堆積
物は散気管を閉塞させることなく散気孔から排出され
る。ところが、粗大固形物があらかじめ散気管内に滞留
していたり、懸濁成分が腐敗して固形化するほど長時間
散気を停止したりする場合には、固形物はこのようには
速やかに排出されない。このため、散気孔が下向きに設
けられている場合にはそのまま散気孔を閉塞する事にな
る。これに対し、散気孔が下向き以外に設けられている
場合には、管内の懸濁物質が散気孔上に沈殿して堆積す
ることがなく、散気孔を閉塞することがない。
散気管がその両端側から散気ガス(空気)の供給を受け
るよう構成されている。このように構成することによ
り、散気孔に与える散気圧力を均一化することができ、
より均一に散気する事が可能になる。また、散気孔の目
詰まり位置を、膜への悪影響が比較的少ない、散気管中
央部とすることができる。
端側のみより散気空気の供給を受ける構成とされる。こ
の場合には、散気管内の固形物を該他端側から空気供給
管へスムーズに排出することができる。
るタイプとするか両端側から供給するタイプとするかは
原水の性状に応じて選定すれば良い。なお、1つの膜モ
ジュールの下方に両方のタイプの散気管を共存させても
良く、バルブにより散気経路を切り替え、どちらのタイ
プにも切り替え可能としても良い。
対側から汚泥が抜けていくタイプとした場合、空気供給
管からもっとも遠い散気孔までの距離が長くなるため、
空気供給管に近い側の散気孔と遠い側の散気孔の曝気圧
力が異なりがちであり、各々の散気孔から均一の流量で
曝気することが困難になる。すなわち、散気管の管路抵
抗により空気供給管より遠い側の散気孔における曝気圧
力が低下し、その散気孔の曝気量が減少し、その上方に
ある分離膜が汚泥ケークにより閉塞しやすくなる。この
現象を防止するためには散気管内のガス線速度を10m
/s以下、好ましくは1〜5m/sとし、散気管内の管
路抵抗による圧力損失を防止するのが好ましい。
気量を、膜モジュール設置部の底面への投影面積当た
り、150m3−Air/m2/hour以上と大きく取
り、ガス線速度を4m/s以下と低く取る場合などは、
散気管が太くなり、膜モジュール下部が散気管で塞がれ
てしまうという事態が生ずる場合がある。このような場
合には、散気管に対し両端側から空気を供給することに
より、散気管を細くし且つガス線速度を低くするのが良
い。但しこの場合には、散気管の長手方向の中央部の散
気孔から管内汚泥の一部が排出されるため、該中央部付
近の散気孔が、目詰まりしやすくなるという問題があ
る。しかし通常は曝気による上昇水流は該中央部に縮流
する(集まる)ため、中央部の散気孔は目詰まりしても
重大な問題とはならない場合が多い。
積)としては、槽体底面への膜モジュールの投影面積の
2/3以下、とくに1/2以下が好ましい。これは、散
気管の占める面積が大きすぎると、曝気により生ずる上
昇流を阻害し、均一な上昇流が生じなくなり、その結果
膜面に汚泥ケークが付着しやすくなるためである。ま
た、これを防ぐためには散気管を多段に設置することも
有効であるが、この場合には各段ごとの槽体底面への投
影面積が膜モジュールの投影面積の2/3以下、とくに
1/2以下とするのが好ましい。
散気管内に水を供給することにより、散気管内に滞留し
ている汚泥を、乾燥して肥大化する前に洗い流す事がで
き、散気孔の目詰まり原因となる粗大な夾雑物の発生を
防ぐことができる。
気管内部に汚泥が付着してくるため、これの乾燥を防止
するためである。特に散気孔周辺は汚泥が付着しやす
く、これが剥がれて散気孔を閉塞する場合があるので、
散気管内に水を供給することは効果的である。
又は膜透過水(処理水)を用いることが好ましい。供給
頻度は5〜60分に1回、特に10〜20分に1回の間
欠供給が好ましい。供給量は、通常の散気空気量をa
(m3−air/min)としたときに0.1〜1×a
(m3−水/min)とするのが好ましく、これを1回
当たり0.1〜2秒間供給するのが好ましい。また、全
供給量が全処理水量の10%以下にするのが好ましい。
水の供給方法は、あらかじめ必要量貯めておいた水を空
気供給配管ラインに挿入するようにバルブを切り替える
ことで、曝気空気の押し出し圧力を利用して散気管に供
給するのが好適である。
しい。特に膜モジュールと共に薬品洗浄するのが好適で
ある。薬剤としては苛性ソーダ等のアルカリ剤や次亜塩
素酸ソーダ等の酸化剤、或いはこれらの混合物、又は塩
酸や硫酸等の酸を用いることが好ましい。
上、特に15000mg/L以上で運転される浸漬型膜
分離装置に適用するのに特に有効である。この濃度以下
であると散気孔の目詰まりは生じにくく、また多少目詰
まりして曝気水流が偏流したところで、膜はケーク化し
にくく、大きな問題とはならない場合が多い。一方10
000mg/L以上では散気孔は閉塞しやすく、また曝
気が偏流した場合の膜へ与える悪影響も大きい。
場合、このヘッダ管にも散気孔を設けても良い。
説明の便宜上、まず比較例1について説明する。
な集水管1,2間に多数の中空糸膜3をシート状に配列
した膜モジュール4を槽体内に配置した。この中空糸膜
は分離面積8m 2、外径410μm、内径270μm、
分離孔径0.1μmの親水化ポリエチレン製である。
本、平行に配列した。各散気管5の両端は空気ヘッダ
6,7に連結及び連通されている。空気ヘッダ6,7の
両端にはそれぞれ縦管11,12,13,14が連結さ
れ、内部が空気ヘッダ6又は7に連通している。この空
気ヘッダ6,7は40A透明塩ビ管(内径40mm、断
面積1.26×10-3m2)よりなる。散気管は20A
透明塩ビ管(内径20mm、断面積3.14×10-4m
2)よりなる。散気孔5aは5mmφの円形の穴を下向
きに開けたものとし、1本の散気管に対し等間隔に6個
開けた。散気孔は計36個である。
及び散気管5をMLSS濃度15000〜20000m
g/L、BOD槽負荷1kg/m3/dの活性汚泥中に
浸漬し、膜フラックス0.3m3/m2/d(稼働時)、
8分濾過2分停止の間欠運転、空気量33m3/hou
rで濾過を行った。
みから空気ヘッダ6に供給された。この空気量のとき、
空気ヘッダ6内の最大ガス線速度は7.3m/s、散気
管の最大ガス線速度は散気管1本当たりの空気量を5.
5m3/hourとして4.9m/sであった。散気孔
5aのガス線速度(噴出速度)は、散気孔1個当たりの
空気量を0.92m3/hour、散気孔断面積を1.
96×10-5m2として13m/sであった。
力の差)は0.75kPa/dの速度でほぼ直線的に急
増し、2週間程度で15kPaを超えたため、運転を停
止した。このとき膜ユニットを引き上げて観察すると、
膜面のかなりの部分に脱水ケーキ化した汚泥ケークが付
着しており、この汚泥ケークが膜差圧上昇の原因である
と思われた。このとき図2に示すように13個の散気孔
が汚泥ケーク状の固まりで閉塞していた。このことか
ら、散気孔の閉塞により曝気水流が偏流し、その結果曝
気水流が当たりにくくなった部分の膜面に懸濁物質が濃
縮し、膜により脱水されて汚泥ケーク化したものと考え
られた。
ら遠い領域に多く、また閉塞した散気孔の上部の中空糸
膜は明らかに激しくケーク化していた。該、縦管13に
近い2本の中空糸膜モジュールはほとんど汚泥ケークの
付着が見られず、またその下部の散気孔も閉塞していな
かった。
うに推定される。
散気管の中には活性汚泥が入り込んでおり、この活性汚
泥は散気開始時、空気を供給するヘッダ6と反対側に移
動しながら散気孔から排出される。従って、活性汚泥中
の粗大な夾雑物等は空気供給ヘッダ6と反対の方向に移
動し、最終的には空気供給ヘッダ6から遠い散気管で散
気孔を通り抜けられずに閉塞する。空気供給ヘッダ6に
近い側の散気孔では、たとえ閉塞しかかっても、図3
(a)に示したように空気供給側から遠ざかる汚泥の流
れにのって、剥離される。また、空気供給ヘッダ6から
遠い側に行くに従って、散気孔5aを通り抜けられない
夾雑物は濃縮するため、より一層閉塞の可能性が高くな
る。
始後も散気管内部に付着した汚泥(図中の「汚泥ケー
ク」)が半乾燥状態となって溜まっており、空気の流れ
にのって移動する。この結果、やはり空気供給ヘッダ6
側から遠い散気孔を閉塞することになる。
に示すように、各縦管11〜14の下端近傍位置に直径
10mmの開口Hを設けた。なお、各縦管11〜14の
下端近傍は散気管5よりも下方に延設された延長部とな
っている。その他は比較例1と同様にして膜濾過を行っ
たところ、散気孔は殆ど閉塞しなくなり、浸漬膜の差圧
も6kPa程度で横這いとなり、2ケ月以上安定に推移
した。
能になったのは、汚泥の大部分は開口Hを通じて排出さ
れたためと考えられる。特に、従来は空気供給用の縦管
13より遠い側に粗大な夾雑物が濃縮されて散気孔を閉
塞していたのに対し、本発明ではこのように散気孔を通
り抜けられない夾雑物は開口Hを通じて排出されるた
め、散気孔の閉塞が生じない。
様に本実施例1では、散気管5には空気ヘッダ6側のみ
から空気が供給されている。
4から空気ヘッダ6,7内に空気を供給し、散気管5へ
はその両端側から空気が供給されるようにしたこと以外
は同様にして膜濾過を行ったところ、差圧は10kPa
程度でほぼ横這いとなり1ケ月程度安定に推移した。こ
のとき、中央部2列の散気孔は殆ど閉塞しており、また
この上部の膜面に汚泥ケーク付着が多く見られたが、比
較例1よりは安定に運転できることが分かり、汚泥ケー
クの付着量も少なかった。これは前述のように曝気水流
が中央部に縮流するため、ある程度は膜面における汚泥
の濃縮を抑制し、ケーク化を抑制することができたもの
と考えられる。
の下線部近傍位置に直径10mmの開口Hを設けて膜濾
過を行ったところ、実施例1と同様、濾過差圧は6kP
a程度で安定した。
防止に有効であることが分かるが、開口Hを設けた散気
管においても、運転を継続するに従って散気管内部の散
気孔周辺には汚泥が付着してくるのが認められた。そし
て、連続運転3ケ月後にはやや散気孔が閉塞する傾向が
現れたため、散気管の洗浄を行った。
ur程度の水量で8Lの水を約0.9秒間供給するよう
に装置をタイマーで制御し、運転を行ったところ、3ケ
月経過後も散気管は清浄なままであり、曝気の偏流が生
ずる兆候が無く、より安定に散気できることが実証され
た。この洗浄水注入の間は短期間ながら曝気が停止する
ため、この間にも膜濾過を行うと、曝気水流が一時的に
弱まるか消滅した状態で膜濾過を行うことになり、膜が
目詰まりする事が予想されたため、この散気管洗浄水注
入工程は、膜濾過を停止している2分間の間に行うよう
にした。なお、散気管の洗浄水としては膜透過水を貯留
槽に貯留しておき、散気管に水を供給するときには貯留
した水を散気空気の圧力を利用して空気供給管に供給す
るようにバルブを切り替える事により行った。
通り、本発明によれば散気孔の閉塞を防ぎ、その上方に
配置された膜モジュールを安定に運転できる。
り、(a)図は正面図、(b)図は右側面図、(c)図
は(a)図のC−C線に沿う断面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 槽内に浸漬配置された膜モジュールと、 該膜モジュールの下方に配置された散気管と、 該散気管に接続された気体供給管とを備えてなる浸漬型
膜分離装置において、 該気体供給管に該散気管よりも下方に延在する延長部を
設け、該延長部に該延長部内を槽内に開放する開放部を
設けたことを特徴とする浸漬型膜分離装置。 - 【請求項2】 槽内に浸漬配置された膜モジュールと、 該膜モジュールの下方に配置された散気管と、 該散気管に接続された気体供給管とを備えてなる浸漬型
膜分離装置において、 該散気管の両端が該気体供給管に連通され、該散気管の
両端から散気ガスが供給されることを特徴とする浸漬型
膜分離装置。 - 【請求項3】 槽内に浸漬配置された膜モジュールと、 該膜モジュールの下方に配置された散気管と、 該散気管に接続された気体供給管とを備えてなる浸漬型
膜分離装置において、 該散気管に水を供給する手段を設けたことを特徴とする
浸漬型膜分離装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05520598A JP3322206B2 (ja) | 1998-03-06 | 1998-03-06 | 浸漬型膜分離装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05520598A JP3322206B2 (ja) | 1998-03-06 | 1998-03-06 | 浸漬型膜分離装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11244674A true JPH11244674A (ja) | 1999-09-14 |
JP3322206B2 JP3322206B2 (ja) | 2002-09-09 |
Family
ID=12992169
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP05520598A Expired - Fee Related JP3322206B2 (ja) | 1998-03-06 | 1998-03-06 | 浸漬型膜分離装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3322206B2 (ja) |
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