(57)【要約】【課題】平膜エレメントによる膜濾過運転時と膜洗浄時との切り分けを開閉弁の切替で確実且つ簡単に行う。【解決手段】膜濾過運転時には、第三配管の第三開閉弁及び第四開閉弁を閉止し、第一配管及び第二配管を吸引ポンプに連通し、吸引ポンプで第一配管及び第二配管から濾過液を吸引して濾過液配管へ送出し、膜洗浄運転時には、第一開閉弁及び第二開閉弁を閉止すると共に第三配管の第三開閉弁及び第四開閉弁を開放し、薬液投入部で投入される所定の薬液を吸引ポンプで、第三配管から第一配管を経由して一方の集水管へ吸引した後、一方の集水管から平膜エレメントを経由して他方の集水管へ吸引し、他方の集水管から第二配管及び第一配管を経由して第三配管に導出する薬液循環路を構成する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾過膜流路より外部に濾過液を取り出す集水口を２つ以上有する平膜エレメントと、
前記平膜エレメントを浸漬する反応槽と、
前記集水口にそれぞれ接続される２つの集水管と、
第一開閉弁を設け、一方の前記集水管に接続される第一配管と、
前記第一配管を吸込口側に接続させる吸引ポンプと、
他方の前記集水管に接続され、前記第一開閉弁と前記吸引ポンプの吸込口との間の前記第一配管に接続される第二配管と、
第二開閉弁を設け、前記吸引ポンプの吐出口側に接続される濾過液配管と、
薬液投入部を設け、一端が前記吸引ポンプと前記第二開閉弁との間の前記濾過液配管に第三開閉弁を介して接続され、他端が前記第一開閉弁と前記一方の集水管との間の第一配管に第四開閉弁を介して接続される第三配管と
を備え、
前記第一開閉弁及び前記第二開閉弁は、膜濾過運転時には開放され、膜洗浄運転時には閉止され、
前記第三開閉弁及び前記第四開閉弁は、膜濾過運転時には閉止され、膜洗浄運転時には開放され、
前記吸引ポンプは、膜濾過運転時には前記第一配管及び前記第二配管に濾過液を導出するように吸引し、膜洗浄運転時には前記薬液投入部から投入される薬液を前記第三配管から前記第一配管を経由して前記一方の集水管へ吸引し、前記薬液を前記平膜エレメントを経由して前記他方の集水管から導出するように吸引する
ことを特徴とする浸漬型膜分離装置。
【請求項２】
請求項１記載の浸漬型膜分離装置において、
前記平膜エレメントは、前記平膜エレメントの両端部に前記集水口をそれぞれ有する
ことを特徴とする浸漬型膜分離装置。
【請求項３】
請求項２記載の浸漬型膜分離装置において、
前記集水管は、前記集水口とそれぞれ対向配置されている
ことを特徴とする浸漬型膜分離装置。
【請求項４】
請求項２記載の浸漬型膜分離装置において、
前記平膜エレメントの両端部は、一方の端は浸漬された前記平膜エレメントの上端で、もう一方の端は浸漬された前記平膜エレメントの下端である
ことを特徴とする浸漬型膜分離装置。
【請求項５】
請求項１又は請求項２記載の浸漬型膜分離装置において、
前記薬液投入部が、漏斗状の入れ口を備えながら逆止機構を有する薬液投入口である
ことを特徴とする浸漬型膜分離装置。
【請求項６】
請求項１又は請求項２に記載の浸漬型膜分離装置において、
前記薬液投入部が、筐体に開口状の薬液投入口を備え、前記吸引ポンプによって前記第三配管に導入される前記薬品を貯留する中継槽である
ことを特徴とする浸漬型膜分離装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６の何れか記載の浸漬型膜分離装置の運転方法において、
膜濾過運転時には、前記第三配管の前記第三開閉弁及び前記第四開閉弁を閉止し、前記第一配管及び前記第二配管を前記吸引ポンプに連通し、前記吸引ポンプで前記第一配管及び前記第二配管から濾過液を吸引して前記濾過液配管へ送出し、
膜洗浄運転時には、前記第一開閉弁及び前記第二開閉弁を閉止すると共に前記第三配管の前記第三開閉弁及び前記第四開閉弁を開放し、前記薬液投入部で投入される所定の薬液を前記吸引ポンプで、前記第三配管から前記第一配管を経由して前記一方の集水管へ吸引した後、前記一方の集水管から前記平膜エレメントを経由して前記他方の集水管へ吸引し、前記他方の集水管から前記第二配管及び前記第一配管を経由して前記第三配管に導出する薬液循環路を構成する
ことを特徴とする浸漬型膜分離装置の運転方法。
【請求項８】
請求項７に記載の浸漬型膜分離装置の運転方法において、
前記一方の集水管を前記平膜エレメントの下端の集水口に対向配置すると共に、前記他方の集水管を前記平膜エレメントの上端の集水口に対向配置することによって、前記膜洗浄運転時には前記平膜エレメント内を前記薬液が下から上に向かって流れるよう構成されている
ことを特徴とする浸漬型膜分離装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、固液分離を行う浸漬型膜分離装置及びその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、下水、し尿、生活排水、工場廃水などの汚水を好気的に生物分解させる活性汚泥法による排水処理において、平膜エレメントによる固液分離を行う技術が知られている。
従来の活性汚泥法では、汚水を活性汚泥にて生物分解させた後、汚泥と浄化された水との固液分離を沈殿槽により重力分離させる方法が取られている。膜分離活性汚泥処理法では、固液分離を膜で行うため、重力分離に比べて反応槽内の活性汚泥濃度を高くすることができる。このため、同容量の反応槽でも処理能力を上げることができる処理技術となる。
【０００３】
平膜エレメントを使用した膜分離活性汚泥処理法の浸漬型膜分離装置（メンブレンバイオリアクター（Membrane Bioreactor： ＭＢＲ））は、例えば、開放式の反応槽内に複数の平膜エレメントで構成される膜ユニットを配置している。
各平膜エレメントは、平板状の膜支持体の表面ないしは内部に濾過液流路を有し、膜支持体の表面を覆って濾過膜を配置し、２箇所以上の集水口を備えている。
【０００４】
各集水口には、濾過液を取り出すための配管がそれぞれ接続されている。配管には吸引ポンプが設けられている。濾過液は、配管を介して処理水槽へ送られる。
反応槽には、原水供給配管から被処理液が供給される。原水供給配管には、原水供給ポンプが設けられている。
各平膜エレメントの直下には、散気管が配設されている。散気管は平膜エレメントの直下の端部と異なる端部を反応槽から外部へ導き、大気中に設置するブロワに接続されている。
【０００５】
この処理装置では、被処理液を原水供給ポンプにより反応槽に供給し、ブロワの駆動により散気管から空気を噴出させ、この噴出気流により反応槽内の被処理液を同伴しながら、各平膜エレメント間を速い速度で被処理液を上昇させ、反応槽の膜ユニットの設置されていない箇所で下降流の流れを形成して、結果反応槽内の被処理液を旋回させると共に、各平膜エレメント表面に被処理液に含まれる固形物が付着堆積しないようにしている。そして、吸引ポンプの間歇的駆動により平膜エレメントのろ過液通路側を間歇的に減圧し、平膜エレメントのろ過液側の減圧と反応槽の水位による平膜エレメントへの加圧水圧とによる膜間差圧のもとで水を膜ろ過させ、集水口から配管を介して膜により所定の固体が分離されたろ過液を処理水槽に貯えることができる。
【０００６】
そして、この処理装置では、ブロワの駆動により散気管から噴出した空気の上昇によって生じる気液混合の上向流によって平膜エレメントの膜面を洗浄し、膜濾過を行いつつも被処理液中の固形分による汚泥層の付着を抑制することで安定した膜濾過運転を行っている。近年では、気液混合による上向流を効果的に利用するために平膜エレメントの大型化（高さ方向への長尺化）が進んでいる。
膜濾過運転は連続的に行われるが、一定期間運転すると気液混合による上向流では付着を抑制できない汚れが膜面に堆積するため、定期的に運転を停止し薬液洗浄を行う必要がある。
【０００７】
従来、膜の洗浄には、平膜エレメントを反応槽内に浸漬した状態で、自然流下やポンプで濾過液の流れと逆方向に薬液を流入させ、濾過膜から薬液が被処理液側へ浸出する状態で、一定時間保持することで、膜面（膜細孔）の汚れを除去（薬液洗浄）していた。
しかし、従来の洗浄方法では、複数枚を並設する浸漬型の平膜エレメントを反応槽内において薬液洗浄する場合、各平膜エレメントに十分な量の薬液が均一に流入することが望ましいが、ムラが生じやすい。
そのため、膜支持体を覆った濾過膜が被処理液側に膨らんだ状態に全体がなるまで薬液を流入する必要があった。その結果、多くの薬液量を必要としていた。
【０００８】
また、薬液を流入させ、濾過液流路内の濾過液と薬液が混じり均一な濃度になるまでに時間がかかり、一定時間保持する時間が長くなるという問題があった。
さらに、薬液を入れてから保持する時間が長くなれば、濾過膜から被処理液側に流出する薬液量が多くなり、膜の洗浄には効果的だが、生物にとって薬液は毒となるため、過剰な流出は極力避けた方が良い。
【０００９】
また、薬液洗浄時に膜面の散気洗浄を行えば、汚れ除去の効果が高まると考えられる。この方法では膜面が膨らんでおり、この状態で散気を行うと、膜のよれ等が発生しやすく、膜の溶着部分の剥がれや破れが懸念されるなどの問題があった。
そこで、薬液を循環させるとともに、平膜エレメントへ流入する流入液量と平膜エレメントから流れ出る流出液量との差分液量を増減調整することで、薬液の使用効率と洗浄効率を高め、さらに濾過膜の表面に付着したファウリング物質を解砕して濾過膜から剥離させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
また、上部に薬液注入用及び排出用の２つのノズルを有する平膜エレメントの洗浄方法において、水頭差を用いて薬液を注入し、薬液及び濾過室に貯留していた濾過液の混合液を循環させる技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】再公表特許２００９−１２２４６０号公報
【特許文献２】特開２００６−１９８４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１では、膜モジュールの一方の連結部及び他方の連結部に循環系を連通し、この循環系を、洗浄薬液を貯溜する薬液槽と、薬液槽と一方の集水部に連通する供給管路部と、他方の集水部と薬液槽に連通する排出管路部と、供給管路部から分岐して薬液槽に連通する分流管路部とを備える構成としているので、構造が複雑で、しかも薬液を供給する供給ポンプと薬液を排出する排出ポンプとを必要としている。
また、特許文献１は、膜濾過運転時に両方の集水部に集水系を接続し、両方の集水部から濾過液を吸引することを開示するが、上述の循環系では、両方の集水部にそれぞれ供給管路部と排出管路部とが接続しているので、特別な装置や配管構成が無いと、濾過液を吸引することはできないという問題がある。
また、特許文献１では、膜の洗浄時に、膜モジュールへ流入する供給液量と膜モジュールの濾過液流路から流れ出る排出液量との差分液量を増減調整して差分液量の供給超過状態と排出超過状態を繰り返し生じさせているが、供給超過状態（濾過膜が被処理液側に膨らんだ状態）とするためには、従来の洗浄方法と同じ量の薬液量が必要となってしまう。
【００１３】
特許文献２では、基板の両面が流路材、平膜の順で覆われ、流路材が配された濾過室と連通する薬液注入用と薬液排出用の少なくとも２つのノズルを基板の上部に有する平膜エレメントの洗浄方法であって、水頭差を用いて薬液を注入し、薬液及び濾過室に貯留していた濾過液の混合液を循環させることを開示するが、２つのノズルが基板の上部に設けられているため、薬液注入用のノズルから流入した薬液は濾過室に行き渡ることなく薬液排出用のノズルへ短絡する虞がある。
また、特許文献２を、特に、高さ方向に長尺化した平膜エレメントに適用すると、薬液注入用のノズルから流入した薬液は濾過室に行き渡ることなく薬液排出用のノズルへ短絡する虞がおおきく、平膜エレメントの下部側膜面の洗浄が十分行われない、又は洗浄時間が従来の洗浄方法と変わらないことが懸念される。
また、特許文献２では、濾過運転時には、薬液注入用のノズルを閉止するため、ノズルが２つあるにも拘わらず、一方のノズルしか使用できないという問題がある。
【００１４】
本発明は斯かる従来の問題点を解決するために為されたもので、その目的は、平膜エレメントによる膜濾過運転時と膜洗浄時との切り分けを開閉弁の切替で確実且つ簡単に行うことができる浸漬型膜分離装置及びその運転方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る浸漬型膜分離装置は、濾過膜流路より外部に濾過液を取り出す集水口を２つ以上有する平膜エレメントと、前記平膜エレメントを浸漬する反応槽と、前記集水口にそれぞれ接続される２つの集水管と、第一開閉弁を設け、一方の前記集水管に接続される第一配管と、前記第一配管を吸込口側に接続させる吸引ポンプと、他方の前記集水管に接続され、前記第一開閉弁と前記吸引ポンプの吸込口との間の前記第一配管に接続される第二配管と、第二開閉弁を設け、前記吸引ポンプの吐出口側に接続される濾過液配管と、薬液投入部を設け、一端が前記吸引ポンプと前記第二開閉弁との間の前記濾過液配管に第三開閉弁を介して接続され、他端が前記第一開閉弁と前記一方の集水管との間の第一配管に第四開閉弁を介して接続される第三配管とを備え、前記第一開閉弁及び前記第二開閉弁は、膜濾過運転時には開放され、膜洗浄運転時には閉止され、前記第三開閉弁及び前記第四開閉弁は、膜濾過運転時には閉止され、膜洗浄運転時には開放され、前記吸引ポンプは、膜濾過運転時には前記第一配管及び前記第二配管に濾過液を導出するように吸引し、膜洗浄運転時には前記薬液投入部から投入される薬液を前記第三配管から前記第一配管を経由して前記一方の集水管へ吸引し、前記薬液を前記平膜エレメントを経由して前記他方の集水管から導出するように吸引する。
【００１６】
本発明に係る浸漬型膜分離装置は、前記平膜エレメントが、前記平膜エレメントの両端部に前記集水口をそれぞれ有する。
本発明に係る浸漬型膜分離装置は、前記集水管が前記集水口とそれぞれ対向配置されている。
本発明に係る浸漬型膜分離装置は、前記平膜エレメントの両端部は、一方の端は浸漬された前記平膜エレメントの上端で、もう一方の端は浸漬された前記平膜エレメントの下端である。
本発明に係る浸漬型膜分離装置は、前記薬液投入部が、漏斗状の入れ口を備えながら逆止機構を有する薬液投入口である。
本発明に係る浸漬型膜分離装置は、前記薬液投入部が、筐体に開口状の薬液投入口を備え、前記吸引ポンプによって前記第三配管に導入される前記薬品を貯留する中継槽である。
【００１７】
本発明に係る浸漬型膜分離装置の運転方法は、膜濾過運転時には、前記第三配管の前記第三開閉弁及び前記第四開閉弁を閉止し、前記第一配管及び前記第二配管を前記吸引ポンプに連通し、前記吸引ポンプで前記第一配管及び前記第二配管から濾過液を吸引して前記濾過液配管へ送出し、膜洗浄運転時には、前記第一開閉弁及び前記第二開閉弁を閉止すると共に前記第三配管の前記第三開閉弁及び前記第四開閉弁を開放し、前記薬液投入部で投入される所定の薬液を前記吸引ポンプで、前記第三配管から前記第一配管を経由して前記一方の集水管へ吸引した後、前記一方の集水管から前記平膜エレメントを経由して前記他方の集水管へ吸引し、前記他方の集水管から前記第二配管及び前記第一配管を経由して前記第三配管に導出する薬液循環路を構成する。
本発明に係る浸漬型膜分離装置の運転方法は、前記一方の集水管を前記平膜エレメントの下端の集水口に対向配置すると共に、前記他方の集水管を前記平膜エレメントの上端の集水口に対向配置することによって、前記膜洗浄運転時には前記平膜エレメント内を前記薬液が下から上に向かって流れるよう構成されている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、片側の集水口から濾過液流路内の液を吸引しながら、もう一方の集水口から薬液を流入させ循環させるため、膜が膨らむまでの薬液を入れず少量の薬液で、各平膜エレメント内に薬液を充填し、均一な濃度で膜面全体を洗浄できる。
特に、高さ方向に大型化した平膜エレメントにおいて、自然流下で流し込んで膜面全体に薬液を行き渡らせるよりも効果的である。
【００１９】
本発明によれば、洗浄時間が短縮でき、片側から吸引を行っているため、被処理液側への薬液の流出が抑えられる。
本発明によれば、膜が膨らんだ状態にならないため、薬液洗浄時に散気洗浄を行っても膜のよれや溶着部分の剥がれや破れが起こりにくく、より効果の高い洗浄が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第一実施形態に係る浸漬型膜分離装置の膜濾過運転状態を示す説明図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る浸漬型膜分離装置の膜洗浄運転状態を示す説明図である。
【図３】本発明の第二実施形態に係る浸漬型膜分離装置の膜濾過運転状態を示す説明図である。
【図４】本発明の第二実施形態に係る浸漬型膜分離装置の膜洗浄運転状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第一実施形態に係る浸漬型膜分離装置１０の膜濾過運転状態を示す。図２は、本発明の第一実施形態に係る浸漬型膜分離装置１０の膜洗浄運転状態を示す。
【００２２】
本実施形態に係る浸漬型膜分離装置１０は、開放式の反応槽１１内に複数の平膜エレメント１５で構成される膜ユニット１３が配置されている。
各平膜エレメント１５は、平板状の膜支持体の表面ないしは内部に濾過液流路を有し、膜支持体の表面を覆って濾過膜を配置し、濾過液流路に連通する２つの集水口１７ａ，１７ｂを各平膜エレメント１５の両端部（図１の紙面の上下方向の端部）に備えている。各集水口１７ａ，１７ｂは、濾過液を取り出すための集水管１９ａ，１９ｂにそれぞれ接続されている。
【００２３】
下方の集水管１９ａは、平膜エレメント１５の下端の集水口１７ａに対向配置されている。そして、下方の集水管１９ａは、第一開閉弁２３を備える第一配管２１に接続されている。第一配管２１は、吸引ポンプ２７の吸込口に接続されている。上方の集水管１９ｂは、平膜エレメント１５の上端の集水口１７ｂに対向配置されている。そして、上方の集水管１９ｂは、第二配管２５に接続されている。第二配管２５は、第一配管２１に設けた第一開閉弁２３の下流側でかつ吸引ポンプ２７の吸込側の手前の合流部２１ｂで第一配管２１に合流するように接続されている。
【００２４】
吸引ポンプ２７の吐出側は、第二開閉弁３１を設けた濾過液管２９に接続されている。濾過液管２９は濾過液を貯留する処理水槽（図示せず）に接続されている。
吸引ポンプ２７の吐出側は、濾過液管２９に設けた第二開閉弁３１の手前側の合流部２９ａで第三配管３３に接続されている。第三配管３３は、第一配管２１に設けた第一開閉弁２３の上流側の合流部２１ａで第一配管２１に接続されている。第三配管３３は、濾過液管２９との合流部２９ａ側に第三開閉弁３５を設けている。第三配管３３は、第一配管２１との合流部２１ａ側に第四開閉弁３７及び薬液投入口３９を設けている。
【００２５】
薬液投入口３９から投入される薬液は、特に限定されるものではないが、次亜塩素酸ナトリウム、過酸化水素、塩酸、硫酸、硝酸、シュウ酸、クエン酸、リンゴ酸、水酸化ナトリウム、その他の薬液を適宜選択して使用することができる。
反応槽１１には、原水供給配管４１を介して被処理液が供給される。原水供給配管４１は、原水供給ポンプ（図示せず）を設けている。
膜ユニット１３の直下には、散気管４５を反応槽底面から浮かせて収容し周囲には障害にならない散気ユニット４３が配設されている。空気供給管４７は一端部を散気管４５に接続し、もう一端部は反応槽１１の外部に導かれてブロワ４９に接続されている。
【００２６】
次に、図１に基づいて本実施形態に係る浸漬型膜分離装置１０の作用を説明する。
この浸漬型膜分離装置１０は、図１に示すように、膜濾過運転する場合には、先ず、第三配管３３内に濾過液が流入しないように、第三配管３３の第三開閉弁３５及び第四開閉弁３７を閉止する。また、第一配管２１の第一開閉弁２３及び濾過液管２９の第二開閉弁３１を開放する。
【００２７】
次に、被処理液を原水供給ポンプにより反応槽１１に供給する。同時に、ブロワ４９を駆動して空気供給管４７を介して供給される空気を、散気管４５から膜ユニット１３に向かって矢印で示すように噴出させる。
この空気の噴出により反応槽１１内に貯留される被処理液に旋回流を起こさせる。つまり、この噴出気流により反応槽１１内の被処理液を同伴しながら、各平膜エレメント１５間を速い速度で被処理液を上昇させ、反応槽１１の膜ユニット１３の設置されていない箇所で下降流の流れを形成して、結果反応槽１１内の被処理液を旋回させる。同時に、吸引ポンプ２７の間歇的駆動により平膜エレメント１５の濾過液通路側を間歇的に減圧し、平膜エレメント１５の濾過液側の減圧と反応槽１１の水位による平膜エレメント１５への加圧水圧とによる膜間差圧のもとで被処理液を膜濾過させる。この膜濾過液は、集水口１７ａ，１７ｂから集水管１９ａ，１９ｂに集められ、矢印で示すように、集水管１９ａ，１９ｂから第一配管２１及び第二配管２５に流入し、濾過液管２９を経由して処理水槽に貯えられる。
【００２８】
以上のように、本実施形態に係る浸漬型膜分離装置１０によれば、散気運転を行うことにより、被処理液の膜濾過を連続して行うことができる。
本実施形態に係る浸漬型膜分離装置１０は、従来の浸漬型膜分離装置と同様に、被処理液の膜濾過に伴って平膜エレメント１５の膜に汚れが蓄積し、膜を洗浄する必要がある。
【００２９】
次に、図２に基づいて本実施形態に係る浸漬型膜分離装置１０の洗浄方法を説明する。
この浸漬型膜分離装置１０は、図２に示すように、膜の洗浄時には、第三配管３３の第三開閉弁３５及び第四開閉弁３７を開放する。また、第一配管２１の第一開閉弁２３及び濾過液管２９の第二開閉弁３１を閉止する。これによって、第三配管３３は合流部２１ａを介して第一配管２１に接続される。また、第三配管３３は合流部２９ａを介して吸引ポンプ２７の吐出側に接続される。また、第一配管２１は、第三配管３３との合流部２１ａと第二配管２５との合流部２１ｂとの区間が閉止される。
【００３０】
次に、漏斗状の入れ口を備えながら逆止機構を有する薬液投入口３９から所定の薬液を投入する。
投入された薬液を含む濾過液は、吸引ポンプ２７の連続駆動（運転）により、矢印で示すように、第三配管３３から合流部２１ａを経由して第一配管２１へ流入し、下方の集水管１９ａから集水口１７ａを介して各平膜エレメント１５内に流入し、膜の洗浄を行いながら集水口１７ｂを介して上方の集水管１９ｂへ導かれる。
【００３１】
薬液を含む濾過液は、吸引ポンプ２７によって、さらに、上方の集水管１９ｂから第二配管２５を経由して合流部２１ｂへ吸引され、合流部２１ｂから合流部２９ａを経由して第三配管３３へ再度流入する。
このように、本実施形態に係る浸漬型膜分離装置１０の洗浄方法によれば、薬液投入口３９から薬液を注入しながら、薬液を第三配管３３及び第一配管２１を介して下方の集水管１９ａから各平膜エレメント１５を供給して洗浄した後、上方の集水管１９ｂと連通する第二配管２５から吸引ポンプ２７で吸引し、吸引した薬液を第三配管３３の薬液投入口３９に戻す（循環）ため、各平膜エレメント１５の膜が膨らむまでの大量の薬液を入れず少量の薬液量と短い時間で膜面全体に薬液を充填させ、均一な濃度で膜面全体を洗浄できる。特に、高さ方向に大型化した平膜エレメントにおいて、自然流下で流し込んで膜面全体に薬液を行き渡らせるよりも効果的である。
【００３２】
また、本実施形態に係る浸漬型膜分離装置１０の洗浄方法によれば、吸引ポンプ２７の吸引量は、濾過時と同等又は半分程度にて行い、少量で短時間で薬液洗浄を行うため、被処理液側への薬液流出を抑えることができる。
また、本実施形態に係る浸漬型膜分離装置１０の洗浄方法によれば、散気洗浄を行いながらの薬液洗浄が可能であり、より効果的な膜洗浄ができる。
【００３３】
また、本実施形態に係る浸漬型膜分離装置１０の洗浄方法によれば、洗浄時間が短縮でき、下方の集水管１９ａから上方の集水管１９ｂへ向けての吸引ポンプ２７での吸引を行いつつ、吸引ポンプ２７の吐出力で第一配管２１内を水頭ヘッドに逆らって下方の集水管１９ａへ薬液を導入させるので、吸引ポンプ２７の吸込み負圧を吐出圧が押し込んで助けてくれるので、薬液が滞ることなく流れる。また、吸引ポンプ２７の吐出力で第一配管２１内を水頭ヘッドに逆らって下方の集水管１９ａへ薬液を導入するが、膜ユニット１３内は吸引ポンプ２７の吸い込み力も影響するので、被処理液側への薬液の流出が抑えられる。これを、もし上方の集水管１９ｂから下方の集水管１９ａへ向けて吸引ポンプ２７吐出力で導入しつつ、吸引ポンプ２７の吸引力で下方の集水管１９ａから吸引したとすると、下方の集水管１９ａまで抵抗の大きな膜ユニット１３内の圧力損失に抗して届かせようとすると、吸引ポンプの吐出圧を増加させなければならず、その途中に染み出す膜があるので被処理液側への薬液の流出は避けようがない。
また、本実施形態に係る浸漬型膜分離装置１０の洗浄方法によれば、各平膜エレメント１５の膜が膨らんだ状態にならないため、薬液洗浄時に散気洗浄を行っても各平膜エレメント１５の膜のよれや溶着部分の剥がれや破れが起こりにくく、より効果の高い洗浄が可能となる。
【００３４】
図３は、本発明の第二実施形態に係る浸漬型膜分離装置１０Ａの膜濾過運転状態を示す。図４は、本発明の第二実施形態に係る浸漬型膜分離装置１０Ａの膜洗浄運転状態を示す。
本実施形態に係る浸漬型膜分離装置１０Ａは、第三配管３３を、中継槽５１を設けた第三配管３３Ａに置き換えた点で、本発明の第一実施形態に係る浸漬型膜分離装置１０とは相違する。その他の構成は、本発明の第一実施形態に係る浸漬型膜分離装置１０と同じであるから同じ符号を付してそれらの説明は省略する。
中継槽５１は、第三配管３３の薬液投入口３９の位置で薬液を第三配管３３Ａに投入できるように配置されている。
【００３５】
次に、図３に基づいて、本実施形態に係る浸漬型膜分離装置１０Ａの作用を説明する。
この浸漬型膜分離装置１０Ａは、図３に示すように、膜濾過運転する場合には、先ず、第三配管３３Ａ内に濾過液が流入しないように、第三配管３３Ａの第三開閉弁３５及び第四開閉弁３７を閉止する。また、第一配管２１の第一開閉弁２３及び濾過液管２９の第二開閉弁３１を開放する。
次に、被処理液を原水供給ポンプにより反応槽１１に供給する。同時に、ブロワ４９を駆動して空気供給管４７を介して供給される空気を散気管４５から膜ユニット１３に向かって矢印で示すように噴出させる。
【００３６】
この空気の噴出により反応槽１１内に貯留される被処理液に旋回流を起こさせる。同時に、吸引ポンプ２７の間歇的駆動により平膜エレメント１５の濾過液通路側を間歇的に減圧し、平膜エレメント１５の濾過液側の減圧と反応槽１１の水位による平膜エレメント１５への加圧水圧とによる膜間差圧のもとで被処理液を膜濾過させる。この膜濾過液は、集水口１７ａ，１７ｂから集水管１９ａ，１９ｂに集められ、矢印で示すように、集水管１９ａ，１９ｂから第一配管２１及び第二配管２５に流入し、濾過液管２９を経由して処理水槽に貯えられる。
以上のように、本実施形態に係る浸漬型膜分離装置１０Ａによれば、本発明の第一実施形態に係る浸漬型膜分離装置１０と同様に、膜濾過運転を行うことにより、被処理液の膜濾過を連続して行うことができる。
【００３７】
次に、図４に基づいて、本実施形態に係る浸漬型膜分離装置１０Ａの洗浄方法を説明する。
この浸漬型膜分離装置１０Ａは、図４に示すように、膜の洗浄時には、第三配管３３Ａの第三開閉弁３５及び第四開閉弁３７を開放すると共に中継槽５１に所定の薬液を投入する。また、第一配管２１の第一開閉弁２３及び濾過液管２９の第二開閉弁３１を閉止する。これによって、第三配管３３Ａは合流部２１ａを介して第一配管２１に接続される。また、第三配管３３Ａは合流部２９ａを介して吸引ポンプ２７の吐出側に接続される。また、第一配管２１は第三配管３３Ａとの合流部２１ａと第二配管２５との合流部２１ｂとの区間が閉止される。
【００３８】
次に、中継槽５１に投入された薬液を含む濾過液は、吸引ポンプ２７の連続駆動（運転）により、矢印で示すように、第三配管３３Ａから合流部２１ａを経由して第一配管２１へ流入し、下方の集水管１９ａから集水口１７ａを介して各平膜エレメント１５内に流入し、膜の洗浄を行いながら集水口１７ｂを介して上方の集水管１９ｂへ導かれる。
薬液を含む濾過液は、さらに、第二配管２５から合流部２１ｂを経由して吸引ポンプ２７の吐出側から合流部２９ａを経由して第三配管３３Ａへ再度流入する。
【００３９】
このように、本実施形態に係る浸漬型膜分離装置１０Ａの洗浄方法によれば、中継槽５１に薬液を注入しながら、薬液を第三配管３３Ａ及び第一配管２１を介して下方の集水管１９ａから各平膜エレメント１５を供給して洗浄した後、上方の集水管１９ｂと連通する第二配管２５から吸引ポンプ２７で吸引し、吸引した薬液を第三配管３３Ａの中継槽５１に戻す（循環）ため、各平膜エレメント１５の膜が膨らむまでの大量の薬液を入れず少量の薬液量と短い時間で膜面全体に薬液を充填させ、均一な濃度で膜面全体を洗浄できる。特に、高さ方向に大型化した平膜エレメントにおいて、自然流下で流し込んで膜面全体に薬液を行き渡らせるよりも効果的である。
【００４０】
また、本実施形態に係る浸漬型膜分離装置１０Ａの洗浄方法によれば、吸引ポンプ２７の吸引量は、膜濾過時と同等又は半分程度にて行い、少量で短時間で薬液洗浄を行うため、被処理液側への薬液流出を抑えることができる。
また、本実施形態に係る浸漬型膜分離装置１０Ａの洗浄方法によれば、散気洗浄を行いながらの薬液洗浄が可能であり、より効果的な膜洗浄ができる。
【００４１】
また、本実施形態に係る浸漬型膜分離装置１０Ａの洗浄方法によれば、洗浄時間が短縮でき、下方の集水管１９ａから上方の集水管１９ｂへ向けての吸引を行っているため、被処理液側への薬液の流出が抑えられる。
また、本実施形態に係る浸漬型膜分離装置１０Ａの洗浄方法によれば、各平膜エレメント１５の膜が膨らんだ状態にならないため、薬液洗浄時に散気洗浄を行っても各平膜エレメント１５の膜のよれや溶着部分の剥がれや破れが起こりにくく、より効果の高い洗浄が可能となる。
【００４２】
なお、上記各実施形態では、２つの集水口１７ａ，１７ｂを設けた場合について説明したが、本発明はこれに限らず、集水口を３個以上設けても良い。
また、上記各実施形態では、膜ユニット１３の上下に集水口１７ａ，１７ｂを設けると共に上下に集水管１９ａ，１９ｂを設ける場合について説明したが、本発明はこれに限らず、膜ユニット１３を横置きとし、その両側に集水口１７ａ，１７ｂを設けると共に左右に集水管１９ａ，１９ｂを設けても良い。
【符号の説明】
【００４３】
１０，１０Ａ  浸漬型膜分離装置
１１  反応槽
１３  膜ユニット
１５  平膜エレメント
１７ａ，１７ｂ  集水口
１９ａ  下方の集水管
１９ｂ  上方の集水管
２１  第一配管
２１ａ，２１ｂ，２９ａ  合流部
２３  第一開閉弁
２５  第二配管
２７  吸引ポンプ
２９  濾過液管
３１  第二開閉弁
３３，３３Ａ  第三配管
３５  第三開閉弁
３７  第四開閉弁
３９  薬液投入口
４１  原水供給配管
４５  散気管
５１  中継槽
【図１】
2015192937.tif 000003
【図２】
2015192937.tif 000004
【図３】
2015192937.tif 000005
【図４】
2015192937.tif 000006