(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾板の表面を有機膜で覆ってなり、活性汚泥の固液分離に使用した膜カートリッジを再生するに際し、複数の工程においてそれぞれの洗浄液で膜カートリッジを洗浄するものであり、各工程において洗浄槽内に膜カートリッジを収納した洗浄用ケーシングを設置した状態で、吸引ポンプを駆動し、膜カートリッジを通して洗浄槽内の洗浄液を吸引し、膜カートリッジを透過した洗浄液を洗浄槽に循環させて洗浄することを特徴とする活性汚泥用膜カートリッジの再生方法。
【請求項２】
平膜状の有機膜をその周縁部において樹脂製の濾板に溶着固定してなり、反応槽内に鉛直方向に浸漬し、反応槽内で活性汚泥の固液分離に使用する膜カートリッジを再生するに際し、複数の工程においてそれぞれの洗浄液で膜カートリッジを洗浄するものであり、各工程において洗浄槽内に膜カートリッジを収納した洗浄用ケーシングを設置した状態で、吸引ポンプを駆動し、膜カートリッジを通して洗浄槽内の洗浄液を吸引し、膜カートリッジを透過した洗浄液を洗浄槽に循環させて洗浄し、洗浄した膜カートリッジの有機膜と濾板との溶着部に沿って有機膜の周縁部に湿式硬化型軟質接着剤を塗布し、湿式硬化型軟質接着剤により濾板に有機膜を接着することを特徴とする活性汚泥用膜カートリッジの再生方法。
【請求項３】
有機膜と濾板の溶着部に沿った有機膜の周縁部を覆って、帯状をなす補強用有機膜を配置し、補強用有機膜に湿式硬化型軟質接着剤を塗布し、湿式硬化型軟質接着剤により濾板に有機膜と補強用有機膜を一体に接着することを特徴とする請求項２に記載する活性汚泥用膜カートリッジの再生方法。
【請求項４】
濾板の表面を有機膜で覆ってなり、活性汚泥の固液分離に使用した膜カートリッジを収納する洗浄用ケーシングと、各種の洗浄液を貯留し、膜カートリッジを収納した洗浄用ケーシングを浸漬する複数の洗浄槽と、各洗浄槽間にわたって洗浄用ケーシングを搬送する搬送手段とを備え、洗浄槽は、洗浄液を貯留し、膜カートリッジを収納した洗浄用ケーシングを浸漬する槽本体と、系内に吸引ポンプを有し、吸引側が膜カートリッジの透過液流路に連通するとともに、吐出側が槽本体に連通する洗浄液循環系とを有することを特徴とする活性汚泥用膜カートリッジの再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高濃度活性汚泥の固液分離装置に使用する有機平膜を用いた膜カートリッジの再生方法に係り、膜カートリッジを簡単で安価に再生する活性汚泥用膜カートリッジの再生方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高濃度活性汚泥の固液分離に使用する膜カートリッジは、消耗品として扱われており、破損もしくは老朽化により膜カートリッジの寿命が尽きた時点で、あるいは破損等により寿命が尽きる前に新品と交換している。
【０００３】
その理由としては、以下に記するものが考えられる。
１．膜カートリッジの性能及び寿命評価が困難であった。
２．用途不明の汚染された膜カートリッジの洗浄方法が確立されていなかった。３．膜カートリッジを構成する有機膜や濾板等が老朽化し、リサイクルしても使用に耐えうる製品にならなかった。
４．膜カートリッジの洗浄はできても、破損した部位の適当な補修方法がなかった。
５．再生することはできるが、再生に要する費用が新膜カートリッジの価格より高くなり、使用者には何のメリットもなかった。
【０００４】
ところで、この種の膜カートリッジを使用する固液分離装置としては、図５に示すような浸漬型の膜分離装置２１がある。膜分離装置２１は、複数枚の平板状膜カートリッジ２２と、その下方より膜面洗浄気体を噴出する散気装置２３とをケース２４の内部に配置したものである。ケース２４は、搬送やメンテナンスを容易にするために、膜ケース２５と散気ケース２６とに分割形成し、散気装置２３より噴出する膜面洗浄気体の全量が膜ケース２５内に入り込むように形成している。
【０００５】
膜カートリッジ２２は、ＡＢＳ樹脂製の濾板２２Ａの両表面に濾過膜２２Ｂを配置し、濾板２２Ａと濾過膜２２Ｂとの間、および濾板２２Ａの内部に透過液流路を形成し、透過液流路に連通する透過液取出口２２Ｃを濾板２２Ａの上端縁に形成したものである。各膜カートリッジ２２は、透過液取出口２２Ｃに接続したチューブ２７を介して集水管２８に連通しており、２９は集水管２８に連通して膜透過液を導出する透過液導出管であり、３０は膜カートリッジ２２の浮上を防止する押さえ板である。
【０００６】
この膜分離装置２１を活性汚泥処理施設において使用する場合には、曝気槽内部の活性汚泥混合液中に膜分離装置２１を浸漬し、散気装置２３より曝気空気を噴出させる状態において、原水中の有機物や窒素を活性汚泥により処理しており、活性汚泥混合液は、槽内での水頭を駆動圧として膜カートリッジ２２により重力濾過し（透過液導出管２９に吸引ポンプを介装することで吸引濾過も可能である）、膜カートリッジ２２の膜面を透過した透過液を処理水として透過液導出管２９を通じて槽外へ導出する。このとき、散気装置２３より噴出する曝気空気の気泡およびそれにより生起される上昇流によって膜カートリッジ２２の膜面を洗浄し、分離機能の低下を抑制して膜分離装置２１が機能不全に至ることを防止している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
膜カートリッジ２２は、濾過膜２２Ｂをその周縁部において濾板に超音波溶着で貼り付けたもので、通常においてその寿命が２年から５年であるが、その使用時に曝気空気による上昇流によって周縁部を煽られるので、溶着部の強度が劣化し、このことが膜カートリッジの寿命を左右することになる。一方、膜カートリッジ２２に使用する濾過膜２２Ｂのそれ自体の構造は、基材をなす不織布の表裏の両面に有機高分子系の膜材をコーティングしたものであり、膜材そのものも耐薬品性に優れ、しかも活性汚泥に対する耐久性を備えた素材を使用しているので、溶着部より先に濾過膜２２Ｂが破損することはまずない。
【０００８】
したがって、溶着部が破損する前に、膜カートリッジを汚染状況に応じた薬品で洗浄して膜透過性を再生し、強度の劣化した溶着部を何らかの方法で補強してやれば膜カートリッジを再生することが可能であり、濾過膜および膜カートリッジの性能および強度を測定すれば、再生膜の寿命を推定することも可能である。
【０００９】
本発明は上記した課題を解決するものであり、汚染された膜カートリッジを洗浄して濾過機能を回復するとともに、破損した部位を簡単にかつ低コストで補修して再生する活性汚泥用膜カートリッジの再生方法及びその装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、本発明の活性汚泥用膜カートリッジの再生方法は、濾板の表面を有機膜で覆ってなり、活性汚泥の固液分離に使用した膜カートリッジを再生するに際し、複数の工程においてそれぞれの洗浄液で膜カートリッジを洗浄するものであり、各工程において洗浄槽内に膜カートリッジを収納した洗浄用ケーシングを設置した状態で、吸引ポンプを駆動し、膜カートリッジを通して洗浄槽内の洗浄液を吸引し、膜カートリッジを透過した洗浄液を各工程の洗浄槽に循環させて洗浄するものである。
【００１２】
本発明の活性汚泥用膜カートリッジの再生方法は、平膜状の有機膜をその周縁部において樹脂製の濾板に溶着固定してなり、反応槽内に鉛直方向に浸漬し、反応槽内で活性汚泥の固液分離に使用する膜カートリッジを再生するに際し、複数の工程においてそれぞれの洗浄液で膜カートリッジを洗浄するものであり、各工程において洗浄槽内に膜カートリッジを収納した洗浄用ケーシングを設置した状態で、吸引ポンプを駆動し、膜カートリッジを通して洗浄槽内の洗浄液を吸引し、膜カートリッジを透過した洗浄液を各工程の洗浄槽に循環させて洗浄し、洗浄した膜カートリッジの有機膜と濾板との溶着部に沿って有機膜の周縁部に湿式硬化型軟質接着剤を塗布し、湿式硬化型軟質接着剤により濾板に有機膜を接着するものである。
【００１３】
また、有機膜と濾板の溶着部に沿った有機膜の周縁部を覆って、帯状をなす補強用有機膜を配置し、補強用有機膜に湿式硬化型軟質接着剤を塗布し、湿式硬化型軟質接着剤により濾板に有機膜と補強用有機膜を一体に接着するものである。
【００１４】
本発明の活性汚泥用膜カートリッジの再生装置は、濾板の表面を有機膜で覆ってなり、活性汚泥の固液分離に使用した膜カートリッジを収納する洗浄用ケーシングと、各種の洗浄液を貯留し、膜カートリッジを収納した洗浄用ケーシングを浸漬する複数の洗浄槽と、各洗浄槽間にわたって洗浄用ケーシングを搬送する搬送手段とを備え、洗浄槽は、洗浄液を貯留し、膜カートリッジを収納した洗浄用ケーシングを浸漬する槽本体と、系内に吸引ポンプを有し、吸引側が膜カートリッジの透過液流路に連通するとともに、吐出側が槽本体に連通する洗浄液循環系とを有するものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図４に示すように、膜カートリッジ１は、ＡＢＳ樹脂等を素材とする濾板２に、表裏の両面を覆って平膜状の有機膜３を配設したものであり、有機膜３は基材をなす不織布の表裏面に、活性汚泥および各種の洗浄用薬液に対する耐久性を有するポリオレフィン系等の膜材をコーティングしたものである。有機膜３は、その周縁部で濾板２に接着剤や超音波等により溶着固定しており、有機膜３の全周に亘って存在する溶着部４が止水機能を担っている。
【００１８】
膜カートリッジ１は、濾板２と有機膜３の間および濾板２の内部に透過液流路を有し、透過液流路に連通する透過液取出口５を濾板２の上端縁部に設けている。膜カートリッジ１は、先に図５において説明したものと同様の形態において使用するものであり、活性汚泥処理を行なう反応槽内に鉛直方向に浸漬して活性汚泥の固液分離に使用するもので、その使用によって膜面に活性汚泥等の有機物のケーキ層が付着し、あるいは膜の孔に有機系の汚染物質が目詰まりし、膜分離機能が劣化する。
【００１９】
この活性汚泥の固液分離に使用した膜カートリッジ１を洗浄する装置は、図１〜図３に示すように、上下が開口し、内部に複数の膜カートリッジ１を鉛直方向に沿って平行に配置して収納する洗浄用ケーシング６と、各種の洗浄液を貯留し、膜カートリッジ１を収納した状態の洗浄用ケーシング６を浸漬する複数の洗浄槽７と、各洗浄槽７の間において洗浄用ケーシング６を搬送するホイストクレーン等の搬送手段８とを備えている。
【００２０】
洗浄槽７としては、水もしくは親水化剤を貯留する洗浄槽７ａと、次亜塩素酸ソーダの０．２〜１．０％の溶液を貯留する洗浄槽７ｂと、苛性ソーダの０．５〜２．０％の溶液を貯留する洗浄槽７ｃと、濯ぎ用の水を貯留する洗浄槽７ｄと、シュウ酸を貯留する洗浄槽７ｅと、塩酸を貯留する洗浄槽７ｆと、濯ぎ用の水を貯留する洗浄槽７ｇと、親水化剤を貯留する洗浄槽７ｈとを順次に配設している。尚、水もしくは親水化剤の洗浄槽７ａと、苛性ソーダの洗浄槽７ｄと、塩酸の洗浄槽７ｆは、膜カートリッジ１を使用する対象水の性状に応じて設けるものであり、必須のものではない。
【００２１】
図２に、洗浄槽７の構造を次亜塩素酸ソーダの洗浄槽７ｂを例として示す。図２において、槽本体９は、洗浄液としての次亜塩素酸ソーダの溶液を貯留し、膜カートリッジ１を収納した洗浄用ケーシング６を浸漬可能な容積を有している。槽内に浸漬した各膜カートリッジ１は、透過液取出口５が吸引チューブ１０を介して集合管１１に連通しており、集合管１１に洗浄液循環系１２が連通している。洗浄液循環系１２は、系内に吸引ポンプ１３を有し、吸引側が集合管１１に連通するとともに、吐出側が槽本体９に連通している。
【００２２】
槽本体９には次亜塩素ソーダの薬液タンク１５が供給ポンプ１５ａを介して連通しており、センサー部が槽本体９に浸漬する残留塩素計１４が供給ポンプ１５ａの駆動を制御して槽本体９における次亜塩素ソーダの濃度を一定の範囲に自動的に維持している。
【００２３】
以下、図３において、膜カートリッジ１を再生する手順を説明する。活性汚泥処理の反応槽から引き出した膜カートリッジ１は、洗浄用ケーシング６に挿入することにより、複数の膜カートリッジ１を一体のものとして、搬送手段８で搬送する。
【００２４】
始めに、洗浄用ケーシング６に収納した膜カートリッジ１は、次工程の前処理として膜に付着した汚泥を洗浄槽７ａにおいて洗い落とし、その後に、洗浄槽７ｂにおいて次亜塩素酸ソーダの酸化力により膜の孔に目詰りした有機系の汚染物質を分解除去する。次に、膜カートリッジ１がアルミ成分が多い排水中において使用したものである場合には、洗浄槽７ｃにおいて苛性ソーダにより膜の内外に付着した難溶解性のアルミナを分解除去する。その後、洗浄槽７ｂを経た膜カートリッジ１、あるいは洗浄槽７ｂと洗浄槽７ｃを経たものを、洗浄槽７ｄにおいて濯ぎ水により水洗いして次亜塩素酸ソーダもしく苛性ソーダを除去し、次工程においてシュウ酸と反応して塩素ガスが発生することを防止する。
【００２５】
次に、膜カートリッジ１は、洗浄槽７ｅにおいてシュウ酸により膜に付着する鉄系の付着物質を洗浄する。次に、膜カートリッジ１に排水中のＣａ成分が難溶解性のＣａＣＯ３として付着している場合には、洗浄槽７ｆにおいて塩酸によりＣａＣＯ３を除去する。その後に、洗浄槽７ｅを経た膜カートリッジ１、あるいは洗浄槽７ｅと洗浄槽７ｆを経たものを洗浄槽７ｇで濯いだ後に、洗浄槽７ｈに浸漬し、親水化剤を膜に塗布して乾燥保存に備える。
【００２６】
以下に、洗浄槽７における洗浄作用を次亜塩素酸ソーダの洗浄槽７ｂを例として説明する。槽本体９に膜カートリッジ１および洗浄用ケーシング６を設置した状態で、吸引ポンプ１３を駆動し、膜カートリッジ１を通して洗浄液としての次亜塩素酸ソーダを吸引し、膜の孔に詰まった汚染物質を除去するとともに、膜カートリッジ１の内部においても洗浄および殺菌を行なう。
【００２７】
膜を透過した次亜塩素酸ソーダは洗浄液循環系１２を通して槽本体９に循環し、消耗分の次亜塩素酸ソーダを薬液タンク１５から供給ポンプ１５ａを通して供給し、次亜塩素酸ソーダの濃度を一定の範囲に維持する。この次亜塩素酸ソーダの吸引循環により洗浄効果が高まるので、単に浸漬するだけの手法において１〜２時間要する洗浄時間が、３０分から１時間程度に短縮できる。尚、濯ぎを行なう洗浄槽７ｄでは、吸引ポンプ１３からの吐出液は槽本体９に循環することなく、処理して後に廃棄する。
【００２８】
次に、洗浄した膜カートリッジ１に対して補修する手順を説明する。図４に示すように、有機膜３もしくは有機膜３と同材質の補強用有機膜１６を５〜１０ｍｍ幅のテープ状に形成し、この補強用有機膜１６を、有機膜３と濾板２との溶着部４に沿って有機膜の全周縁部を覆って配置し、補強用有機膜１６に湿式硬化型軟質接着剤１７を塗布し、湿式硬化型軟質接着剤１７により濾板２に有機膜３と補強用有機膜１６を一体に接着する。尚、補強用有機膜１６を設けずに、有機膜３の周縁部に直接に湿式硬化型軟質接着剤１７を塗布することも可能である。
【００２９】
湿式硬化型軟質接着剤１７としては、軟質ポリウレタン（エステル系）接着剤があり、塗布した湿式硬化型軟質接着剤１７は、膜に浸透して有機膜３と補強用有機膜１６と濾板２を溶かして溶着する。湿式硬化型軟質接着剤１７は、硬化後にいても柔軟性を有し、非塗布部分との境界に力が作用しないので、有機膜３の疲労破壊が生じず、しかも洗浄後の膜カートリッジ１を乾燥させることなく補修作業を行なえ、接着剤が完全に乾燥する前に水中に戻せるので好都合である。
【００３０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、次亜塩素酸ソーダによる洗浄工程と、水による濯ぎ工程と、シュウ酸による洗浄工程と、親水化剤による親水化工程と、あるいは、次亜塩素酸ソーダによる洗浄工程に先立って行なう水もしくは親水化剤による洗浄工程と、次亜塩素酸ソーダによる洗浄工程に続いて行なう苛性ソーダによる洗浄工程と、シュウ酸による洗浄工程に続いて行なう塩酸による洗浄工程とを組み合わせて行なうことにより、膜カートリッジの分離機能を確実に再生することができる。
【００３１】
しかも、湿式硬化型軟質接着剤を使用して膜カートリッジの補修を行なうことにより、場所を選ばずに、安価で、簡単に膜カートリッジの再生を行なうことができ、その接着強度を新品以上に高めることができる。また、膜カートリッジを透過して洗浄薬液を循環することにより、膜カートリッジの内部も洗浄と殺菌を行なうことができ、しかも洗浄効果の高まりにより、短時間で洗浄作業を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における活性汚泥用膜カートリッジの再生装置の構成を示す摸式図である。
【図２】同活性汚泥用膜カートリッジの再生装置の詳細を示す摸式図である。
【図３】同活性汚泥用膜カートリッジの再生装置における処理手順を示すフローチャートである。
【図４】同膜カートリッジの構成を示す摸式図である。
【図５】従来の膜分離装置の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  膜カートリッジ
２  濾板
３  有機膜
４  溶着部
５  透過液取出口
６  洗浄用ケーシング
７，７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ，７ｇ，７ｇ  洗浄槽
８  搬送手段
９  槽本体
１２  洗浄液循環系
１３  吸引ポンプ
１４  残留塩素計
１５  薬液タンク
１５ａ  供給ポンプ
１６  補強用有機膜
１７  湿式硬化型軟質接着剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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