JPH11285689A - 浸漬型膜分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】内側を濾過液側とする膜エレメント１の複数枚
を相互間に鉛直方向通路ａを保持して原液槽６１内に配
設し、これらの膜エレメント群の下方に散気手段３を設
け、該散気手段からの噴出エア−により槽内原液を上記
鉛直方向通路ａを経て旋回させる膜分離装置において、
膜エレメント相互の間隔維持を容易に、かつ低コストで
行い得るようにする。 【解決手段】膜エレメント間スペ−サ１５を各膜エレメ
ント１に取換え可能に取付けた。

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、生活排
水、工場廃水（以下、汚水と称する）の浄化処理乃至は
固液分離に使用する浸漬型膜分離装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近来、汚水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）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を軽減
できる、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
向流路を有する膜エレメント群を前記散気装置の直上に
配設し、該膜エレメント群の膜体濾過側を負圧とするた
めの手段（吸引ポンプ）を設けた散気式曝気槽」を既に
提案した（特公平４−７０９５８号）。この散気式曝気
槽によれば、散気装置からの噴出空気のエア−リフト効
果で原液を膜エレメント間の鉛直方向流路に向け上昇さ
せることにより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
せて有機物を減少させると共に好気性微生物を増殖さ
せ、鉛直方向流路の上昇流により膜面に作用する剪断力
で膜面での汚泥ケ−ク層の生成を抑制しつつ膜エレメン
トの濾過液側を減圧して膜間差圧で活性汚泥液から水を
濾過により分離していくことができる。この汚水処理装
置における膜エレメント間の鉛直方向通路は、膜エレメ
ントの巾両端に四角形外郭の凸部を設け、膜エレメント
をラック内に装着して前記凸部で膜エレメント間に間隙
を保持させることにより設けることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、原液旋
回流のために長期間経過後には、膜エレメントが撓み変
形し膜エレメントの巾中央部位での膜エレメント間の間
隔が狭くなって膜エレメント間鉛直方向流路の巾方向へ
の不均一化が避けられず、かかるもとでは、上記膜面で
の汚泥ケ−ク層の生成抑制を満足に行い難く膜エレメン
トの透過流束の早期低下が招来される。そこで、膜エレ
メントの巾中央にスペ−サを設けることが提案されてい
る（特開平６−２１８２４７号公報）。而るに、この構
成においても、上記原液旋回流が脈動であるために、膜
エレメントの撓み変形に振動が同伴して上記スペ−サが
経時的に摩耗していく。かかるもとでは、膜エレメント
を交換せざるを得ず、膜分離装置の維持管理がきわめて
困難である。

【０００５】本発明の目的は、内側を濾過液側とする膜
エレメントの複数枚を相互間に鉛直方向通路を保持して
原液槽内に配設し、これらの膜エレメント群の下方に散
気手段を設け、該散気手段からの噴出エア−により槽内
原液を上記鉛直方向通路を経て旋回させる膜分離装置に
おいて、膜エレメント相互の間隔維持を容易に、かつ低
コストで行い得る浸漬型膜分離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】本発明に係る浸漬型膜分
離装置は、内側を濾過液側とする膜エレメントの複数枚
を相互間に鉛直方向通路を保持して汚水槽内に配設し、
これらの膜エレメント群の下方に散気手段を設け、該散
気手段からの噴出エア−により槽内汚水を上記鉛直方向
通路を経て旋回させる膜分離装置において、膜エレメン
ト間スペ−サを各膜エレメントに取換え可能に取付けた
ことを特徴とする構成である。

【０００７】

【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の（イ）は本発明に
おいて使用する平膜エレメントの一例の平面図を、図１
の（ロ）及び図１の（ハ）は図１の（イ）におけるロ−
ロ断面図及びハ−ハ断面図をそれぞれ示し、外郭が四角
形の濾過液集水管部１０を両端に有するプラスチック製
枠体１１内に濾過液通路用部材１２（例えば、プラスチ
ックネット、プラスチック不織布、トリコット等）を収
容し、この濾過液通路用部材１２を挾んで平膜１３，１
３を配し、各平膜１３の周囲部を枠体１１に接着剤１４
や融着により封止固定してある。１５は膜エレメント１
の枠体１１の上下枠辺両面に接着剤により取外し可能に
取付けたスペ−サであり、その高さは濾過液集水管部１
０の枠辺面からの高さｈに等しくしてある。

【０００８】上記接着剤１４にはエポキシ樹脂、ウレタ
ン樹脂、ホットメルト樹脂等を使用でき、融着には熱融
着法、超音波融着法等を使用できる。上記平膜１３に
は、不織布、織布等の支持材上に限外濾過膜や精密濾過
膜等を貼り合わせたもの、限外濾過膜や精密濾過膜等に
織布、不織布等の支持材を埋入したものを使用できる。
上記平膜エレメント１の寸法は、通常、縦５０〜１５０
ｃｍ、横２０〜１００ｃｍ、厚さ（枠体の厚さ）３ｍｍ
〜６ｍｍとされる。上記スペ−サ１５の形状は前面が平
坦であれば、特に制限されず、例えば図２の（イ）〜図
２の（ホ）〔各図において、左側の図面は平面図、右側
の図面は側面図〕に示すような形状とすることができ
る。

【０００９】図３の（イ）は本発明において使用する膜
モジュ−ルの外観を、図３の（ロ）はその膜モジュ−ル
における膜エレメントの配列状態を示している。図３に
おいて、２は下端にスカ−ト部２１を有するラックを、
１，…はラック２内に装着した平膜エレメントを示し、
膜エレメント１の濾過液集水管部１０により膜エレメン
ト相互間に鉛直方向流路が形成され、各膜エレメント１
に取外し可能に取付けたスペ−サ１５が膜エレメント
１，１間において相互に接触されている。３は膜エレメ
ント群１，…の下方に配設した散気管であり、給気管部
３１においてスカ−ト部２１に支持してある。

【００１０】図４は本発明に係る浸漬型膜分離装置の一
例を示している。図４において、６１は開放式の被処理
液槽である。Ａは上記した膜モジュ−ルである。６２は
膜モジュ−ル膜エレメントの各膜エレメント１の濾過液
集水管部を連通した濾過液集合ヘッダ−、６３はヘッダ
−６２に接続した濾過液取出し配管、６４は配管６３に
設けた吸引ポンプ、６５は濾過液貯水槽である。６６は
汚水供給配管、６７はこの配管６６に設けた液送ポンプ
である。３は膜エレメント群の直下に配設した散気管、
３３は散気管３に接続したブロワである。

【００１１】上記の膜分離装置により汚水を処理するに
は、汚水を液送ポンプ６７により被処理液槽６１に供給
し、ブロワ３３の駆動により散気管３から空気を噴出さ
せ、この噴出気流のエアリフト作用で汚水を膜エレメン
ト間の鉛直方向流路ａにおいて上昇させ、その上昇流に
伴いスカ−ト部２１の下端開口２１０よりスカ−ト部２
１内に汚水を流入させて汚水を槽６１内に旋回させる。
同時に吸引ポンプ６４の間歇的運転により平膜エレメン
ト１の濾過液通路側を間歇的に減圧して濾過を行い、濾
過液をを濾過液貯水槽６５に貯えていく。

【００１２】上記汚水の旋回により、汚水中の有機物が
空気との接触下、好気性微生物により吸着・代謝分解さ
れ、有機物が減少されると共に好気性微生物（活性汚
泥）が増殖されていく。この汚水の旋回流速は通常０．
０１〜２ｍ／ｓに設定される（０．０１ｍ／ｓ未満で
は、汚泥の沈殿が顕著となり、好気性微生物により吸着
・代謝分解を満足に行い難く、また膜面への活性汚泥粒
子の付着が顕著となる。２ｍ／ｓを越えると、膜エレメ
ントの強度上問題が生じる）。

【００１３】上記エアリフト作用に基づく膜エレメント
間の鉛直方向流路ａでの汚水の上昇流で膜面に剪断力が
作用し、特に、吸引ポンプ６４の間歇的減圧の非減圧時
に膜面の吸引が解除されて膜面への汚泥付着が生じ難く
なる結果、膜面でのケ−ク層の生成がよく抑制される。
この膜エレメント間の鉛直方向流路ａの厚さは通常２ｍ
ｍ〜６ｍｍ程度に設定される（２ｍｍ未満では汚水上昇
に対する抵抗が高くなり過ぎ、膜面剪断力が不足してケ
−ク層の生成防止を満足に行い得なくなり、６ｍｍを越
えると膜モジュ−ルの大型化が避けられない）。

【００１４】上記原液の旋回流により上記の膜エレメン
ト１が撓み変形される。しかしながら、膜エレメント間
にはスペ−サ１５を介在させてあるから、膜エレメント
が撓み変形膜エレメント間の鉛直方向流路ａの厚みを一
定に保持でき、上記膜エレメント間の鉛直方向流路ａで
の汚水の上昇流による膜面でのケ−ク層の生成抑制を充
分一様に行わせることができ、透過流束の早期低下をよ
く防止できる。上記原液の旋回流は激しい脈動を伴うか
ら、各膜エレメント１に取付けたスペ−サ１５はスペ−
サ同士の接触面において摩耗していく。しかし、スペ−
サ１５を取換え可能なように膜エレメントに取付けてあ
るから、スペ−サ１５が上記ケ−ク層の一様な生成抑制
に支障となる程度にまで摩耗すれば（例えば高さが１／
２程度になると）、スペ−サ１５を取換えるだけで膜エ
レメント１，１間の鉛直方向流路ａの厚みを初期の厚み
に確実に保持させ得、膜エレメント１を取換えることな
く膜面ケ−ク層の充分に一様な生成抑制による透過流束
の安定化を図り得る。

【００１５】上記実施例においては、スペ−サ１５に膜
エレメント１の枠体の材質よりも軟質の材質を使用する
場合は、スペ−サ１５と枠体との接触にもかかわらず枠
体の摩耗損傷を防止できるので、図５に示すように、膜
エレメント１の枠体１１の片面にスペ−サ（高さＨは濾
過液集水管部の枠辺面からの高さｈの２倍にする）を接
着剤で取付け、スペ−サ同士を接触させるようにするこ
とができる。また、接着剤によるスペ−サの取付けに代
え、図６に示すように膜エレメントの枠体１１に嵌着用
凸部〔図６の（イ）〕又は凸部〔図６の（ロ）〕を設
け、スペ−サ１５を嵌着方式で取換え可能に取付けるこ
ともできる。更に、上記実施例では膜エレメントの巾両
端に濾過液集水管部を設けているが、巾の片端にのみ濾
過液集水管部を設け、膜エレメントをラックに一枚ごと
に１８０°回転の向き違いで装着して膜エレメント相互
間に鉛直方向流路を形成してもよい。

【００１６】

【発明の効果】本発明に係る浸漬型膜分離装置は、内側
を濾過液側とする膜エレメントの複数枚を相互間に鉛直
方向流路を保持して汚水槽内に配設し、これらの膜エレ
メント群の下方に散気手段を設け、該散気手段からの噴
出エア−により槽内汚水を上記鉛直方向通路を経て旋回
させる膜分離装置において、膜エレメントの撓みによる
膜エレメント間の鉛直方向流路厚みの変動を防止するた
めのスペ−サを取換え可能に設けてあるから、原液旋回
流による膜エレメントの撓みでスペ−サが摩耗しても、
スペ−サのみを取換えて鉛直方向流路厚みを一定の厚み
に復元でき、膜エレメントを取換えることなく鉛直方向
流路厚みの確実な維持のもとで、膜面ケ−ク層の充分に
一様な生成抑制を図って透過流束の安定化を保証でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明において使用する膜エレメントの一例を
示す図面である。

【図２】本発明において使用する膜エレメント間スペ−
サの各種の形状を示す図面である。

【図３】本発明において使用する膜モジュ−ルの一例を
示す図面である。

【図４】本発明に係る浸漬型膜分離装置の一例を示す図
面である。

【図５】本発明において使用する膜エレメント間スペ−
サの別例を示す図面である。

【図６】本発明に係る浸漬型膜分離装置におけるスペ−
サの取付け構造の別例を示す図面である。

【符号の説明】

１ 膜エレメント １０ 膜エレメント間の間隙 １５ スペ−サ ３ 散気管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内側を濾過液側とする膜エレメントの複数
   枚を相互間に鉛直方向流路を保持して原液槽内に配設
   し、これらの膜エレメント群の下方に散気手段を設け、
   該散気手段からの噴出エア−により槽内原液を上記鉛直
   方向通路を経て旋回させる膜分離装置において、膜エレ
   メント間スペ−サを各膜エレメントに取換え可能に取付
   けたことを特徴とする浸漬型膜分離装置。