(57)【要約】      （修正有）【課題】本発明は、分離膜表面に洗浄水を流す装置と、分離膜表面に超音波を照射できる超音波発振器を備えた膜分離活性汚泥槽や、膜分離凝集沈澱槽を提供する。【解決手段】超音波発振器３１と、散気機構２１を備えた膜分離式廃水処理装置であり、散気中はエアリフト作用で分離膜１１表面を洗浄する。また、分離膜表面に蓄積する付着物は散気を停止させ、分離膜表面に洗浄水を流し、分離膜表面に残留する気泡を除去し、超音波を照射して除去する。このとき、洗浄水は散気管２１の散気部をエア源から洗浄水源に切換えて散気部より噴出させる。超音波発振器は固定位置で発振させても、移動させながら発振させてもよい。前記分離膜は全面に貫通孔を有するＰＥＴフィルムと前記ＰＥＴフィルムの両側に厚さ０．１〜０．３ｍｍ、直径０．０１〜０．５μｍの貫通孔を全面に有するＰＴＦＥフィルムを重ねて、構成されている。【選択図】図４
2014205110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾過モジュールと、散気モジュールと、超音波発振モジュールとを構成要素に含む固液分離ユニットが設置された膜分離活性汚泥槽又は、膜分離凝集沈澱槽を有する廃水処理装置であって、
前記濾過モジュールが長方形枠体と、該枠体の枠領域両側面を覆う分離膜と、前記枠体を貫通して設けられる吸引パイプとで構成されており、且つ、前記分離膜が全面に貫通孔を有するポリエチレンテレフタレートフィルムの両側に、厚さ０．１〜０．３ｍｍ、直径０．０１〜０．５μｍの貫通孔を全面に有するポリテトラフロロエチレンフィルムを重ねて構成され、更に、前記吸引パイプが前記短辺枠体の一方を貫通し、前記枠部材と前記分離膜により形成される閉鎖空間に連通して設けられており、
前記散気モジュールが前記濾過モジュールの下方に配置されて、前記散気モジュールから散気される気泡が前記分離膜の表面に接触ながら浮上し、
前記超音波発振モジュールが前記分離膜を超音波振動させるよう超音波を発振させることを特徴とする廃水処理装置。
【請求項２】
前記散気モジュールがエア源に加え洗浄水源に切換自在に接続されており、前記エア源から前記洗浄水源に切り替え接続し、前記分離膜表面を水洗しながら前記超音波モジュールに超音波を発振させることを特徴とする請求項１に記載の廃水処理装置。
【請求項３】
前記固液分離ユニットが、前記超音波発振モジュールの移動を自在とするガイドを備えていることを特徴とする請求項２に記載の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水、産業廃水、生活廃水等の廃水処理方法及び廃水処理装置に関し、更に詳しくは、膜分離活性汚泥槽や、膜分離凝集沈澱槽を有する廃水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、食品・水産加工廃水、化学薬品製造廃水、半導体、液晶、現像廃水、塗料、染料廃水などの産業廃水や、し尿などの生活廃水などの処理において、膜分離法が幅広く用いられている。更に、従来の活性汚泥法や凝集沈殿法と膜分離法を組み合わせた方法も実用化されている。
【０００３】
従来の活性汚泥処理装置は、曝気槽と沈殿槽の両方を備えることが必須であるため、広い敷地面積が必要とされ、特に土地に余裕のない場所では問題点として指摘されていた。一方、生物処理と膜分離を組み合わせた膜分離活性汚泥法は、曝気槽内で活性汚泥などの固形物を濾過分離するため沈殿槽が不要となり、装置がコンパクト化でき、従来の活性汚泥法に代わる有望な処理方法の一つであると考えられている。
また、薬剤を用いる凝集沈殿法と膜分離法を組み合わせた膜分離凝集沈殿法も、膜分離を利用することで沈殿槽が不要となり、処理装置を小型化できるなどの利点がある。
【０００４】
膜分離活性汚泥法と膜分離凝集沈殿法では、反応槽内に浸漬型膜分離装置を設置し、浸漬型膜分離装置の下方に散気装置を配置する。散気装置から空気を散気させ、空気のエアリフト作用によって発生する上昇流を浸漬型膜分離装置の分離膜面に掃流させ、分離膜面に付着する付着物を連続的に洗浄する。この洗浄には、気泡流、液体流、固体流の３種類の流れ要素が重畳する相乗効果が認められる。
また、膜分離活性汚泥法では、散気する空気によって生成する固気液混相の上向流によって汚濁物を含む被処理水と、活性汚泥とを槽内で混合、循環させながら酸素を溶解させ、活性汚泥中の微生物により汚泥中の有機物を分解除去する。散気装置は槽内に酸素を供給する効果に加え、槽内を混合する役割も果たしている。
【０００５】
膜分離凝集沈殿法は、固液を分離するため結果的に汚濁物濃度が高くなり、汚濁物濃度の上昇によって膜面が閉塞する。従って、膜分離凝集沈殿法は汚濁物の分離に有効ではあるが、ＭＬＳＳ濃度が比較的低く、汚濁物が十分低濃度でないと、被透過水が膜を透過する際に汚濁物による目詰りが起こり、更には、汚濁物が親水化処理した膜の表面を疎水化し、濾過特性を一層低下させる。これを避けるため、膜分離凝集沈澱法では、散気装置から散気する曝気空気量を大幅に増加させて上昇流の流速を上げ、汚濁部の分離膜面への付着を防止している。また、膜濾過吸引ポンプの吸引圧力を増加させることにより、膜に多少の目詰まりが生じても処理能力を一定に維持するなどの対策が採られる。しかしながら、曝気空気量を増やし、吸引圧力を大きくすると、設備の消費電力が増え、ランニングコストが増加する。
【０００６】
膜分離活性汚泥法でも、膜分離凝集沈殿法同様、固液分離により汚泥濃度が高くなるため、曝気空気量を増加させた上で、膜濾過の吸引圧力を増加させる必要がある。また、被処理水が高濃度の有機物質を含有している場合、微生物により有機物が完全に分解されず、活性汚泥混合液の粘度が上昇し、流動性が低下する。その結果、濾過膜の濾過抵抗が異常に大きくなり、通常の濾過圧力では十分な濾過流速を得ることが困難になり、更なる曝気空気量の増加と、膜濾過の吸引圧力の増加が必要となる。このような状況下では、設備の消費電力が著しく増え、ランニングコストも増加する。
【０００７】
これらの状況を改善するために、様々な方法が提案されている。
例えば、特許文献１には、散気装置のモジュール本体に超音波振動子を装着させた浸漬型膜分離装置が開示されている。超音波振動子が放射する超音波で原水中にキャビテーションが生成され、かかるキャビテーションが壊れる際の衝撃力がＰＴＦＥ分離膜に作用し、ＰＴＦＥ分離膜全体を効率良く洗浄する。また、キャビテーションが壊れる際の衝撃力によって生じる攪拌作用により、ＰＴＦＥ分離膜に固形物等の付着物が付着するのを防止する効果もあり、分離膜面付着物による透過流速の低下を防止している。
【０００８】
また特許文献２には、嫌気性処理槽において、原水が流入する反応槽と、反応槽に浸漬する浸漬型膜濾過装置と、反応槽内液中に超音波を照射する超音波照射手段とを備えたことを特徴とする浸漬型膜濾過装置の水処理設備が開示されている。曝気空気により生起するクロスフローによって分離膜表面を洗浄し、更に、超音波の照射によって被処理水中にキャビテーションを発生させ、かかるキャビテーションが壊れる際の衝撃力で付着物の分離膜面への付着を防止し、逆洗や空気散気による洗浄を行なわずとも、濾過流速の低下を抑制しながら浸漬型膜濾過装置を運転できるとしている。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−１４９０６４号
【特許文献２】特開２００１−０１７９７０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に開示された方法では、散気装置からの空気のエアリフト作用によって発生する上昇流が分離膜面に付着する付着物の除去に活用されておらず、超音波振動だけでは、分離膜面へ付着物質の付着を抑制することは困難である。また、特許文献２に記載された方法は、曝気空気により生起するクロスフローによって分離膜面を洗浄し、更に、超音波の照射によって被処理水中にキャビテーション気泡を発生させ、キャビテーション気泡が壊れる際の衝撃力を膜に与えようとしている。しかし、曝気空気による気泡が分離膜面付近に存在すると、超音波照射効果は著しく低下することが確認されており、この方法の有効性にも疑問がある。
【００１１】
本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その課題は、分離膜表面に洗浄水を流す装置と、分離膜表面に超音波を照射できる超音波発振器を備えた膜分離活性汚泥槽や、膜分離凝集沈澱槽を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第一の発明は膜分離活性汚泥槽や、膜分離凝集沈澱槽を有する水処理装置についての発明である。これら膜分離活性汚泥槽や、膜分離凝集沈澱槽には、濾過モジュールと、散気モジュールと、超音波発振モジュールとを構成要素に含む固液分離ユニットが設置される。
このうち、濾過モジュールは長方形枠体と、長方形枠体の両側面を覆う分離膜と、吸引パイプとで構成される。
また、分離膜は全面に貫通孔を有するポリエチレンテレフタレートフィルムの両側に、厚さ０．１〜０．３ｍｍ、直径０．０１〜０．５μｍの貫通孔を全面に有するポリテトラフロロエチレンフィルムを重ねて作られる。
【００１３】
更に、枠体には枠体部材を貫通して枠体内部の閉鎖空間に連通する吸引パイプが設けられる。吸引パイプは濾過ユニットの短辺枠体端面から短辺枠体を貫通して、濾過ユニット内部に形成される閉鎖空間に連通して設けられる。この濾過モジュールにより、膜分離活性汚泥槽或いは、膜分離凝集沈澱槽内の被処理水は、分離膜の微細な貫通孔で濾過され、濾過ユニットの長方形枠体内の空間に流入する。濾過された被処理水は吸引パイプを経由して吸引ポンプに吸引され、膜分離活性汚泥槽や、膜分離凝集沈澱槽外に排出される。
一方、散気モジュールが濾過モジュールの下方に配置され、散気モジュールから散気されて浮上する気泡は、分離膜の表面と接触する掃流を形成し、分離膜表面に付着物が付着するのを防止する効果を発揮する。
また、超音波発振モジュールは散気を停止させたとき、分離膜を効率よく超音波振動させることのできる適宜の位置に配置されて超音波を発振する。これにより、分離膜表面への付着物の付着を防止し、分離膜表面に付着した付着物を膜表面より脱落させる。
【００１４】
第二の発明は、超音波による洗浄効果を一層高める発明である。前記散気モジュールは通常エア源に接続されるが、切換弁を設け、洗浄水源にも接続される。洗浄水源は本処理装置により処理された処理水であっても、水道水など本廃水処理装置の外部から入手する水であってもよい。切換バルブを洗浄水源に切換え、分離膜表面を水洗しながら超音波モジュールに超音波を発振させ、分離膜を超音波振動させる。このとき、廃水処理装置内に気泡は存在せず、超音波発振器から発信された超音波は気泡の妨害を受けることなく被処理水中を伝搬し、分離膜を超音波振動させてキャビテーションを発生させ、分離膜表面に付着する付着物を分離膜表面より脱落させる。
【００１５】
第三の発明は、固液分離ユニットに設置される超音波発振モジュールが、固液分離ユニットフレーム内面に設置されたガイド上で、位置を変更させて超音波発振を行う。超音波発振モジュールの移動手段は固液分離ユニットの外部上方に設置された駆動装置に牽引されるワイヤで駆動されても、或いは自走式の駆動機構であってもよい。また、超音波発振モジュールは位置を変更しながら超音波を連続的に発振しても、或いは、複数の固定点で停止して発振してもよい。これにより、超音波発振器の必要台数が削減でき、また、超音波の届き難い場所を無しにする効果がある。
【００１６】
本発明の実施によっても、長期間の運転では分離膜面の閉塞は逐次進行する。濾過能力が許容限界を下回った時点で逆洗浄作業を実施し、濾過能力を回復させる作業が必要となる。本発明では、この逆洗浄作業までの期間を大幅に延長させることができる。また、膜分離活性汚泥槽内で超音波を照射することにより、被処理水中の活性汚泥濃度（ＭＬＳＳ）の低減が図れ、しかも活性汚泥を含む被処理水の粘度を低下させる効果のあることも確認している。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では濾過ユニットの濾材にポリエチレンテレフタレートの基膜にポリテトラフルオロエチレンフィルムを被覆した分離膜を用い、また、槽底面には散気管を敷設し、底面より気泡を浮上させる。このため、気泡が被処理水中を浮上する気体流と、気泡が上昇する際被処理水を伴って起こす上昇液体流と、液体流が懸濁する固形物の流動により起こる固体流の３種類の流れが発生し、これら３種類の流れの相乗効果により、分離膜面に付着する付着物は連続的、且つ効果的に洗浄される。これにより、分離膜の濾過抵抗の上昇が抑えられ、濾過抵抗の小さい状態が長期間維持される。
【００１８】
一方、濾過ユニットは連続的に使用すると、分離膜表面に除去困難な付着物が付着することで表面が疎水化し、濾過能力も次第に低下する。この付着物を除去し、分離膜の濾過機能を回復させるため、一般に逆圧洗浄を行う。逆圧洗浄では吸引ポンプによる吸引方向を逆転させて洗浄水を濾過ユニット内に圧送したり、吸引ポンプに代え重力差を利用して濾過ユニット内に洗浄水を圧送し、濾過ユニットの内圧を高め分離膜の微細な貫通孔から噴出させる。この時、微細孔を閉塞させていた付着物は分離膜より脱落し、微細孔は初期状態に復帰し、分離膜は初期の固液分離機能を回復する。
本発明を用いる固液分離方法では、３種類の流れの相乗効果により分離膜に付着物が付着し難いので、装置を停止させる逆圧洗浄回数が減り、装置の稼働率を高めることができる効果もある。
【００１９】
また、分離膜は本来疎水性である膜表面を改質し親水化しているが、付着物が付着するに従って疎水化する。本発明の固液分離ユニットは、分離膜面への付着物が付着し難いので、分離膜表面の親水性が持続でき、分離膜の高寿命化が図れる効果もある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】濾過モジュール
【図２】分離膜の構成
【図３】濾過モジュールと散気モジュール
【図４】固液分離ユニット
【図５】膜分離活性汚泥処理装置
【図６】超音波の有無をパラメータとした透過差圧の経日変化
【図７】粘度の経日変化と超音波の効果
【図８】ＭＬＳＳの経日変化と超音波の効果
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に本発明の好適な実施の形態を具体的に説明するが、本発明の技術的範囲はこの実施形態によって限定されるものでなく、本発明の範囲で様々に改変して実施することができる。
【００２２】
図１は、本発明の廃水処理装置に使用される濾過モジュールの外観図である。濾過モジュール１０は、長方形枠体１４の両側面を分離膜１１で覆われて構成される。分離膜１１は、図２に示すように３層構造になっており、中心のポリエチレンテレフタレートフィルム１２の両側にＰＴＦＥ（ポリテトラフロロエチレンフィルム）１３が重ねられて作られる。ＰＴＦＥ膜の膜厚は０．１〜０．３ｍｍの範囲内で適宜選定されるが、特に有利には、０．２ｍｍ厚さが採用される。この場合、膜が薄いと充分な膜強度が保てず、液体流、気泡流、固体流などの上昇流により膜表面が傷つけられ、膜が破れる恐れがある。また、膜が厚いと気泡の浮上に伴い発生する上昇流のため、分離膜１１の吸引圧力が増加するなどの問題が生じる。
濾過ユニット１０の枠体１４の短辺側には吸引パイプ１５が枠体を貫通して設けられる。
また、吸引パイプ１５の先端には吸引チューブ１６が挿入され、吸引チューブ１６の他端は吸引集合管２３（図４参照）に接続される。吸引集合管２３の末端は吸引ポンプ２５に接続されるので、吸引ポンプ２５の稼働により濾過ユニット１０の内部は吸引される。
【００２３】
濾過ユニット１０は長辺を垂直方向にして、図３に示すように、散気モジュール２０の上部に立設配置される。散気モジュール２０の内部には散気管２１が配置される。散気管２１の内径は３５〜４５ｍｍであり、特に有利には、４０ｍｍが採用される。
この散気管２１の内径が小さいと、散気管内に圧力差が生じエアレーションが不均一になる。逆に大きいと、散気に必要な印加圧力が大きくなり装置の大型化と、消費電力の増大を招く。
【００２４】
散気管２１の表面には、内部に貫通する散気孔２２が設けられる。この散気孔２２の内径は、９〜１１ｍｍであるが、特に有利には１０ｍｍの孔径が採用される。散気孔２２の径が小さと気泡が細かくなり、分離膜１１の表面と接触する気泡の数が減少し、十分な洗浄効果を得ることが困難になる。逆に孔径が大きいと、気泡径も大きくなり、気泡が分裂して分離膜の洗浄効果にばらつきが生じ、洗浄効果を低下させる。
本発明の気泡の上昇速度は、９０〜１１０ｃｍ／秒の範囲内で適宜に選定するが、特に有利には１００ｃｍ／秒の上昇速度が採用される。上昇速度が小さいと、分離膜１１の表面に付着物が付着しやすく、分離膜１１に目詰まりが起こる。逆に、気泡の上昇速度が大きいと、気泡の分離膜表面との接触滞留時間が短く、分離膜面に付着する付着物を連続的に洗浄する効果が低下する。
【００２５】
また、散気管からの散気量は、分離膜１１の単位面積当たりの散気密度に換算して１１〜１４Ｌ／分／ｍ２に設定される。これは分離膜１枚あたり９〜１１Ｌ／分の散気量になる。特に有利には１２Ｌ／分／ｍ２の散気量が採用される。散気量が小さいと分離膜表面に付着物が付着し、分離膜に目詰まりが起る。また、この散気量が大きいと有効濾過面積が確保されず、分離膜の見かけの濾過抵抗が大きくなり、所定の処理能力の維持には、吸引圧力を増大させる必要が生じ、正常な運転の継続が困難に陥る。
濾過モジュール１０と、散気モジュール２０は一体化して膜分離活性汚泥槽や、膜分離凝集沈殿槽の底部に載置される。
【００２６】
図４は固液分離ユニット３０の構造説明図である。図３の濾過モジュール１０と散気モジュール２０に付帯設備が追加されたものである。複数個の濾過モジュール１０が散気モジュール２０の上部に設置され、散気モジュール２０内部には、散気・散水管２１が配置される。散気・散水管２１は洗浄水バルブ３７を閉じて、散気バルブ２８を開にし、ブロア２７を稼働させたとき、散気管として機能し、散気バルブ２８を閉じて、洗浄水バルブ３７を開にすることで、散気・散水管２１は散水管として機能する。
濾過モジュール１０の枠体１４の上部から引出され吸引パイプ１５に挿入接続される吸引チューブ１６の他端は、吸引集合管２３に挿入されており、吸引集合管２３は吸引ポンプ２５の吸引側に接続される。吸引ポンプ２５の突出側は排出配管２４に配管され、配管２４の他端は槽外に配管される。
フレーム４２の側壁には固定超音波発振器３１と、移動超音波発振器３２が設置される。
移動超音波発振器３２は、フレーム４２に敷設されるガイドレール３９上を、牽引ワイヤ３３及び、上部滑車３５と下部滑車３４を介し、図示しない駆動モータにより牽引され、昇降自在に移動できる。なお、図４ではガイドレール３９がフレーム４２の側面に付設されているが、ガイドレール３９はフレーム４２の底面に付設されてもよい。
【００２７】
次に膜分離活性汚泥槽について図５を用い説明する。
図５は膜分離活性汚泥槽４０の外観図である。膜分離活性汚泥槽４０の内部には図３に示した固液分離ユニット３０が複数個設置される。固液分離ユニット３０は複数個の濾過モジュール１０が一体に設置されるので、膜分離活性汚泥槽４０内の撹拌流に対しても定位置を維持できる。
図５に於ける固定超音波発振器３１は、膜分離活性汚泥槽４０の底面上に載置されるが、図４の固液分離ユニット３０では、側面に設置され、しかも、固定超音波発振器３１に加えて移動超音波発振器３２が設置されるなど、構成上の相違はあるが、本発明に於ける超音波発振器の設置位置、設置形態はこれら何れであっても、また、これらを組み合わせたものであってもよい。
【００２８】
被処理水は被処理水投入管４５から、膜分離活性汚泥槽４０内部に投入される。膜分離活性汚泥槽４０内部では通常洗浄水バルブ３７が閉じられ、散気バルブ２８が開となり、ブロアより供給される空気により散気・散水管２１より空気が散気される。このとき散気・散水管２１は散気管として機能し、槽内は活性汚泥の曝気槽として機能し、被処理水の有機成分が活性汚泥微生物により分解され逐次浄化される。濾過モジュール１０内部は吸引ポンプ２５で吸引され負圧に維持されるので、浄化された処理水は分離膜１１で濾過され、吸引パイプ１５、吸引チューブ１６、吸引集合管２３を経由して槽外に設置された吸引ポンプ２５で排出される。濾過モジュール１０は膜分離活性汚泥槽４０内に複数設置され、膜分離活性汚泥処理装置の処理能力は濾過モジュール１０の総数で決まる。
【００２９】
また、散気・散水管２１から放出される散気気泡の上昇流と、これに誘導されて起こる上昇液体流と、懸濁する固形物の上昇固体流の３種類の流れの相乗効果により、分離膜表面に付着する付着物は連続的、且つ効率的に洗浄される。
しかし、長時間運転を続けた場合、分離膜表面には徐々に付着物が蓄積する。付着物が蓄積すると、所定の処理能力を維持するために吸引圧力を高める必要が生じ、結果的に吸引ポンプ負荷が大きくなり、ポンプモータの消費電力が増える。
【００３０】
従って、所定時間爆気処理した後、ブロアを停止させ、散気バルブ２８を閉じ、洗浄水バルブ３７を開にし、洗浄水を散気・散水管２１から噴出させる。洗浄水は分離膜表面に付着した付着物や、分離膜表面に付着する気泡を分離膜表面から離脱させる。なおこの洗浄水に重畳させて、固定超音波発振器３１から分離膜表面に向け、超音波が発振される。一般に液体中に気泡が存在すると超音波は気液界面で反射や屈折が起こり伝搬効率が低下する。本発明では、液中や分離膜表面に残存する気泡を洗浄水で除去するので、被処理水中には気泡が存在せず、超音波発振器から発信される超音波は、効率よく分離膜を振動させる。
所定時間洗浄水の噴出と超音波発振を行った後、洗浄工程を終了させ、再び洗浄水バルブ３７を閉にし、散気バルブ２８を開にして、ブロアを始動させ、散気・散水管２１から空気を散気させる。
【００３１】
次に、膜分離凝集沈澱槽について述べる。
図５に示めした膜分離活性汚泥槽では、被処理水４６に含まれる汚濁物は活性汚泥であった。しかし、膜分離凝集沈澱槽の被処理水に含まれる汚濁物は、凝集剤に吸着された汚濁物質である。しかし、被処理水以外は、膜分離凝集沈澱槽と膜分離活性汚泥槽に相違がない。従って、膜分離凝集沈澱槽も図５に示す膜分離活性汚泥槽と同一構成となる。
【実施例１】
【００３２】
超音波による分離膜洗浄効果の確認実験を行った。
実験に用いた水槽は、縦９００×奥行４１０×高さ２１０５ ｍｍ、被処理水（廃水）の収納容量は７００Ｌ、材質は５ｍｍ厚のステンレス（ＳＵＳ３０４）鋼板、耐水圧は１０ｍ。水槽内部に４９０×１０００
ｍｍのＰＴＦＥ濾過モジュール３個設置した。ＰＴＦＥ分離膜の下方には、散気管として硬質塩化ビニル管（外径２６ ｍｍ, 厚さ３．０
ｍｍ, 内径２０ ｍｍ）を設置し、直径６ ｍｍの孔を開けて空気を散気し、散気により浮上するエアが分離膜面に対して平行になるようにした。散気条件は、ＰＴＦＥ濾過モジュール３個に対して５０
Ｌ／ｍｉｎであったので、1個当たり約１６．７ Ｌ／ｍｉｎとなる。
【００３３】
分離膜にはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）不織布（厚さ約９０μｍ）の片面に厚さ約２０μｍのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）シートを接着した全体の膜厚１１０μｍのシートを使用した。
また、活性汚泥のＭＬＳＳ濃度は１７０００ｍｇ／Ｌであり、粘度２１８  ｍＰａ・ｓｅｃ、ｐＨ７．３〜７．５であった。被処理水にはし尿廃水を用い、生物化学的酸素要求量（ＢＯＤ）は１５０００ｍｇ／Ｌ、水槽の水温は２８.０±０．５℃以内であった。
超音波発振器には本多電子社製、発振周波数２８ ｋＨｚ、最大出力３００
Ｗを使用した。
通常の活性汚泥処理を実施した後、超音波の効果を検証するため次の３パターンで、所定の濾過水量に於ける濾過圧（分離膜の差圧）を測定した。測定結果を図６に示す。
【００３４】
Ｎｏ１： 通常の膜濾過操作（超音波照射なし）。
Ｎｏ２：
散気を停止させ、超音波出力３００Ｗを１０分間照射した後、超音波照射しながら膜濾過。
Ｎｏ３：散気しながら、超音波出力３００Ｗを１０分間照射した後、散気と超音波照射しながら膜濾過。
図６より、Ｎｏ２の散気を停止させて超音波を分離膜に照射させる方法が最も濾過圧の変化が小さく、分離膜表面から付着物が円滑に除去された。
また、Ｎｏ３の散気しながら超音波を付加する方法では、濾過圧の増加が大きく分離膜表面からの付着物質の除去は円滑に進まない。即ち、被処理水中や分離膜表面に気泡が存在すると、超音波の効果が弱められる。しかし、Ｎｏ２の実測結果から、超音波が分離膜表面への付着物質の付着防止効果を有することは明らかである。
【実施例２】
【００３５】
本発明の膜分離活性汚泥槽を用い、水産加工品場からの廃水（魚類の血液と油脂分）について、超音波の照射効果の確認行った。使用した装置の設計処理能力は、処理量能力２６ｍ３
／日、流入水量２６ｍ３ ／日、流入水質ＢＯＤ６００〜4、０００ｍｇ／Ｌ。ステンレス製のケーシング内に有効膜面積
１ｍ２の濾過モジュール５０枚を設置し、底部に超音波発振器を設置した。散気管は２本で、稼動条件は、処理量１５ｍ３ ／日、有効膜面積５０ｍ２、流量０．３ｍ３／ｍ２日である。
超音波を３期に分けて照射する実験を行った。超音波照射条件と粘度の経日変化の関係を図７に、超音波照射条件とＭＬＳＳの経日変化を図８に示す。
【００３６】
図７から、照射する超音波強度を３００Ｗから、５００Ｗに強めることで粘度が低下し、超音波照射を停止させることで、粘度の増加することが確認できる。
また、図８から、照射する超音波強度を３００Ｗから、５００Ｗに強めることでＭＬＳＳ濃度が減少し、超音波照射を停止させることで、ＭＬＳＳの増加することが確認できる。
これら実験結果から、超音波照射が分離膜への付着物の除去に有効であることに加えて、被処理水の粘度低下や、ＭＬＳＳ濃度の低減に有効であることが確認できた。なお、被処理水の粘度低下は吸引ポンプの電力軽減に、また、ＭＬＳＳの低減は排出汚泥の減量に寄与するので、本実施例２により、本発明が被処理水の粘度低減や、ＭＬＳＳの低減の側面から膜分離活性汚泥装置のランニングコスト低減効果を有することが実証された。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は膜分離活性汚泥処理装置や、膜分離凝集沈澱装置に最も有効に活用されるが、砂利採取場等における懸濁水の濾過や、その他様々な水の濾過処理用途に活用できる。
【符号の説明】
【００３８】
１０    濾過モジュール
１１    分離膜
１５    吸引パイプ
１６    吸引チューブ
２０    散気モジュール
２１    散気・散水管
２２    散気孔
２４    排出配管
２２    散気孔
２５    吸引ポンプ
２７    ブロア
２８    散気バルブ
３１    固定超音波発振器
３２    移動超音波発振器
３３    牽引ワイヤ
３４    下部滑車
３５    上部滑車
４０    膜分離活性汚泥槽
４５    被処理水投入管
４６    被処理水    
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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