(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水槽と、
該水槽に浸漬してなる散気装置と、
該散気装置の上部に設けられ、前記水槽に浸漬された膜ろ過装置と、
を備え、
前記散気装置は、
（Ａ）下端に複数の散気孔を有する散気管と、
（Ｂ）該散気管の両側面に密接して対向するように並設され、且つ前記散気管の下端より下方に延出してなる正面板と裏面板と、該正面板と該裏面板の上流側と下流側に形成される開口を封止する上流側仕切板と下流側仕切板とからなり、前記散気管の下方に、前記正面板と前記裏面板、及び前記上流側仕切板と前記下流側仕切板によって、底部が解放された、少なくとも２以上の前記散気孔を囲う散気孔カバーとからなり、
前記（Ｂ）の散気孔カバーを構成する前記正面板と前記裏面板の各々の下部で前記散気管に沿う方向に、上下方向の複数のスリットが並設され、
前記散気管の下端よりも少なくとも５ｍｍ以上離れた位置で、且つ上下方向の複数のスリットの領域範囲に気液界面を有するように、前記散気管の下端と前記気液界面との間に空間を形成してなることを特徴とする膜処理装置。
【請求項２】
前記散気装置における前記正面板と前記裏面板の間隔が、下方に向かって狭小となるように構成されることを特徴とする請求項１記載の膜処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は膜処理装置に関し、詳しくは、散気装置の洗浄が不要な膜処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
浸漬型膜ろ過装置を固液分離槽に浸漬して、活性汚泥と処理水を分離する固液分離装置が知られている。この浸漬型膜ろ過装置は、膜ろ過による固液分離なので、清浄な処理水が安定して得られる反面、膜の目詰まりが発生する問題がある。かかる膜ろ過装置の目詰まりの発生を抑制するために、膜ろ過装置の下方から散気する手法が採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３３８２９２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、特許文献１には、膜ろ過装置の下方に、散気管を配置し、散気管から気泡を出して、上昇する気泡によって膜洗浄する散気装置が開示されている。この散気装置に用いられる散気管には、複数の散気孔が設けられている。
【０００５】
しかし、この散気管の場合には、散気孔が気液界面となり、汚泥等が散気管内に出入りする。散気管内に入った汚泥は、散気空気により乾燥して配管内面に固着する。固着した汚泥は、膜ろ過装置を設置した水槽の液面より上まで立ち上げた散気管末端の弁を開放し、エアリフト効果による脈動で定期的に洗浄を行う必要がある。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、散気装置の洗浄が不要な膜処理装置を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
【０００９】
（請求項１）
水槽と、
該水槽に浸漬してなる散気装置と、
該散気装置の上部に設けられ、前記水槽に浸漬された膜ろ過装置と、
を備え、
前記散気装置は、
（Ａ）下端に複数の散気孔を有する散気管と、
（Ｂ）該散気管の両側面に密接して対向するように並設され、且つ前記散気管の下端より下方に延出してなる正面板と裏面板と、該正面板と該裏面板の上流側と下流側に形成される開口を封止する上流側仕切板と下流側仕切板とからなり、前記散気管の下方に、前記正面板と前記裏面板、及び前記上流側仕切板と前記下流側仕切板によって、底部が解放された、少なくとも２以上の前記散気孔を囲う散気孔カバーとからなり、
前記（Ｂ）の散気孔カバーを構成する前記正面板と前記裏面板の各々の下部で前記散気管に沿う方向に、上下方向の複数のスリットが並設され、
前記散気管の下端よりも少なくとも５ｍｍ以上離れた位置で、且つ上下方向の複数のスリットの領域範囲に気液界面を有するように、前記散気管の下端と前記気液界面との間に空間を形成してなることを特徴とする膜処理装置。
（請求項２）
前記散気装置における前記正面板と前記裏面板の間隔が、下方に向かって狭小となるように構成されることを特徴とする請求項１記載の膜処理装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、散気装置の洗浄が不要な膜処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の膜処理装置の一例を用いた実施形態を示す図
【図２】図１における散気装置を下方から見た図
【図３】本発明の実施形態における散気孔カバーを示す斜視図
【図４】本発明の実施形態における運転状態を示す散気装置の断面図
【図５】散気装置の一例を水槽に浸漬した状態を水槽の下方にから見た図
【図６】散気孔カバーが５つのブロックに分けられている態様を示す図
【図７】膜ろ過装置が５つの膜モジュールで構成された態様を示す図
【図８】散気装置設置部位と膜ろ過装置設置部位が設けられている態様を示す図
【図９】膜モジュールの構造の一例を示す図
【図１０】散気装置の他の例を示す図
【図１１】図１０のxi-xi線断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の膜処理装置の一実施形態を示す図である。
１は水槽であり、２は水槽１に浸漬された膜ろ過装置であり、３は膜ろ過装置２の下方に設置された散気装置である。４は散気用のブロワである。
【００１３】
膜ろ過装置の下方に散気装置３を設置し、気泡を上昇させるようにすれば、膜ろ過装置の膜洗浄に寄与できる。
【００１４】
膜ろ過装置２に用いられる膜としては、例えば精密ろ過膜、限外ろ過膜などが挙げられ、膜形態としては、平膜型、チューブラー型などの何れでもよい。
【００１５】
散気装置３は、下端に複数の散気孔を有する散気管３０を備えており、散気管３０の下方に散気孔カバー３１を備えている。散気孔カバー３１は、散気管３０の下端より下方に延出するように形成される。
【００１６】
散気管３０は、例えば、図２に示すように散気孔３００を複数有している。なお図２は、図１における散気装置を下方から見た図面である。図示の例では、二つの散気孔３００、３００に一つの散気孔カバー３１を設けている。
【００１７】
散気孔カバー３１は、図３に示すように散気管の両側面に密接して対向するように並設される正面板３１０と裏面板３１１を備える。
【００１８】
３１２、３１３は、正面板３１０と裏面板３１１の上流側と下流側に形成される開口を封止する上流側仕切板と下流側仕切板である。上流側仕切板３１２と下流側仕切板３１３は対向している。
【００１９】
正面板３１０と裏面板３１１が対向し、上流側仕切板３１２と下流側仕切板３１３が対向しており、且つ正面板３１０や裏面板３１１が、上流側仕切板３１２や下流側仕切板３１３に直交して設けられることにより、散気孔カバー３１は方形状の筒状体に形成される。筒状体の散気孔カバー３１は上部及び底部が解放されており、３１４は底部の開口、３１５は上部の開口である。
【００２０】
正面板３１０と裏面板３１１は、散気管３０の両側面に密接して対向するように並設される。ここで密接というのは、散気管３０の下部と散気孔カバー３１によって形成される空間３１６内の空気が下方のスリット３１７以外から外部に漏洩しない気密性が確保されるように接していることである。
【００２１】
密接させる手段としては、溶接（溶着）又は接着等を挙げることができる。例えば、正面板３１０と裏面板３１１が塩化ビニル等の樹脂板で形成されている場合は、該樹脂板を溶接することで散気管３の中間外周に固着することができる。
【００２２】
上流側仕切板３１２や下流側仕切板３１３は、正面板３１０や裏面板３１１と一体的に形成され、空間３１６内の気密性が確保されることが好ましい。
【００２３】
正面板３１０や裏面板３１１は、図３、図４に示すように内側に傾斜して、幅が狭小になるように形成することは好ましい。散気孔カバー３１の底部から空気が漏洩するのを防ぐためである。散気管３０の散気孔３００から排出される空気の空気圧に対して、圧損を生じさせることで、容易に底部まで気液界面が下がることを防ぎ、漏洩を防ぐことができる。
【００２４】
上流側仕切板３１２や下流側仕切板３１３の上部は、散気管３０の外形形状に対応する切欠きが形成され、その切欠きが散気管３０に接して、空間３１６内の気密性が確保されるようになっている。この切欠きの形状は、散気管３０の外形形状に対応していればよく、特に形状は限定されない。
【００２５】
散気管３０、正面板３１０や裏面板３１１及び上流側仕切板３１２や下流側仕切板３１３は、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル、アクリル樹脂などの樹脂板を用いて形成されることが好ましい。
【００２６】
正面板３１０や裏面板３１１の各々の下部に並設されたスリット３１７は、散気管３０に沿う方向に、上下方向に複数形成されている。
【００２７】
スリット３１７の幅は４〜１２ｍｍの範囲が好ましく、長さは１５〜３０ｍｍの範囲が好ましい。
【００２８】
即ち、図４に示すように、散気管３０の下端（散気孔３００の部位）をＡ、スリット３１７の上端をＢ１、スリット３１７の下端（正面板３１０や裏面板３１１の下端）をＢ２としたとき、スリット３１７は、散気管３０の下端Ａよりも少なくとも５ｍｍ以上離れた位置に形成される。そのように形成されることにより、上下方向のスリット３１７の領域範囲であるＢ１〜Ｂ２までの範囲に気液界面Ｗを形成する。散気管３０の下端と気液界面Ｗとの間に前述の空間３１６が形成される。なお、散気孔３００は、散気管３０の下端から円周方向の左右いずれかに多少ずれて設けられても良い。この場合、Ａは、散気孔３００の最下部位となる。
【００２９】
図１に示す膜処理装置において、ブロワ４から空気を散気管３０に供給すると、散気孔３００から空気が散気孔カバー３１内の空間３１６に送られる。
【００３０】
空間３１６内に供給された空気の圧力は、気液界面Ｗを所定位置に維持できるように調整される。
【００３１】
気液界面Ｗは、上下方向のスリット３１７の領域範囲であるＢ１〜Ｂ２までの範囲に形成される。このようにすることにより、空間３１６内に供給された空気はスリットから気泡となって外部に排出され、上部の膜ろ過装置の膜洗浄に効果的に機能する。
【００３２】
気液界面Ｗが上記のように形成されることにより、空間３１６の下部から空気が排出される事態や、気泡を形成できない事態を回避できる効果がある。
【００３３】
スリット３１７が、散気管３０の下端Ａよりも少なくとも５ｍｍ以上離れた位置に形成されることにより、気液界面Ｗが上記のように形成されることになり、その結果、空間３１６内で汚泥等が飛沫しても、散気孔から離れているため、散気孔に汚泥が固着することを抑制できる。
【００３４】
本発明の好ましい態様では、散気孔カバー３１の底部を解放している。底部を解放していることにより、気液界面Ｗがスリットの領域範囲にあるため、水槽内の液によりスリットに汚泥等が付着しても、その汚泥等の乾燥を防ぐことができる。その結果、汚泥等の堆積を防ぐことができ、スリットの閉塞を防ぐことができる。
【００３５】
さらに、底部から漏洩散気されない程度に、空間３１６内の空気圧を保つことにより、脈動を防ぐことができ、安定した散気をすることができる。
【００３６】
この実施態様では、散気孔カバー３１は、散気管３０の側面から下方に垂れ下った形態であり、従来のような１本の散気ノズルの先に設けられる形態ではない。そして、その散気孔カバー３１は、１又は２以上の散気孔から噴出する空気を受け入れる空間３１６が形成されている。
【００３７】
図示の例では二つの散気孔３００、３００から空間３１６に空気が供給されるようになっているが、一定数の散気孔に対して、それぞれ一つずつの散気孔カバー３１を設けるようにすると、散気孔自体のオリフィス効果により、散気管３０の空気圧は、圧損によって減圧され、空間３１６内の圧力を均等に保つことができる。
【００３８】
次に、本発明の他の実施態様を説明する。
図５〜図８は、本発明の他の実施態様を示す図である。
この態様は、水槽の底付近に散気装置を設置し、その上に膜ろ過装置を設け、散気装置と膜ろ過装置はいずれも水中に浸漬している。
【００３９】
水槽１は、図８に示すように膜ろ過装置設置部位２Ａと散気装置設置部位３Ａが設けられており、その各々設置部位に、図５〜図７に示す膜ろ過装置２や散気装置３が設置される。
【００４０】
図５は、散気装置の一例を水槽に浸漬した状態を水槽の下方から見た図である。同図に示す散気装置３は、ヘッダ管３０Ａから２本の散気管３０、３０が接続された形態をしている。
【００４１】
散気管３０の下方には、図６に示すように、２個の散気孔３００、３００に対して、一つの散気孔カバー３１が設けられ、全体では、５つのブロックに分けられ、各ブロックの上方に膜ろ過装置２を構成する膜モジュール２０が配置されている。
【００４２】
図７は、５つの膜モジュールで構成された膜ろ過装置２の態様を示している。同図において、２０は膜ろ過装置２の膜モジュールであり、２１は吸引ヘッダ管である。  
【００４３】
膜モジュール２０から吸引された透過水は、ホース（図８に符号２２で示す）を介して、吸引孔２１０、２１０・・に送られ、吸引ヘッダ管２１に集められ、透過水が得られる。
【００４４】
膜モジュール２０の構造の一例を図９に基づいて説明する。同図に示すように、分離膜２００は流路材２０１の両側に設けられる。流路材２０１は格別限定されるわけではないが、網状体を好ましく用いることができる。網状体としては、樹脂製網であってもよいし、金網であってもよい。２０２は吸引管であり、透過水を導入する開口２０３を複数備えている。開口２０３は、吸引管２０２の中心軸に対して任意方向のスリットでもよい。
【００４５】
分離膜２００及び流路材２０１は、吸引管２０２の周囲に所定間隔で設置される。所定間隔に膜を設置し、且つシーリングを確実にするために、ガスケット２０４が設けられている。
【００４６】
吸引管２０２を図示しない吸引ポンプで吸引すると、分離膜２００の外部の膜原水は、分離膜２００を通過し、流路材２０１に対応する位置に設けられた開口２０３から吸引管２０２内に入る。
【００４７】
以上の態様では、膜ろ過装置を５つの膜モジュールで構成したが、その数は限定されず、目標透過水量に応じて、数を増減できる。また１つの膜ろ過装置の膜面積を増加させれば膜ろ過装置の設置数を削減できる。
【００４８】
本発明では、散気装置３から、気泡を発生させて上方の膜の洗浄を行い、散気装置自体の洗浄は不要なため、当該洗浄設備や洗浄作業を省略できる。
【００４９】
次に、図１０、図１１に基づいて、散気装置の他の例を説明する。
同図に示す散気装置は、散気管３０の下端に複数の散気孔３００が形成されている。
【００５０】
散気孔３００の各々を囲むように、下方に延びる散気ノズル３０１が設けられている。散気ノズル３０１の下端は開口している。また、散気ノズル３０１の下部側面に小孔３０２を設けている。小孔３０２は、格別限定されるわけではないが、図示のように、隣接するノズル間で、小孔３０２の設置位置を異ならせることができる。具体的には、図示のように、散気ノズル３０１の一つはノズルの正面側に小孔３０２を形成し、隣のノズルは、裏面側に小孔３０２を形成するようにする。なお、散気孔３００は、散気管３０の下端から円周方向の左右いずれかに多少ずれて設けられても良い。
【００５１】
このようにして小孔３０２の部位近傍に気液界面が形成されると共に、散気管３０の下端と気液界面との間に空間３１６を形成する。
【符号の説明】
【００５２】
１：水槽
２：膜ろ過装置
２０：膜モジュール
２００：分離膜
２０１：流路材
２０２：吸引管
２０３：開口
２０４：ガスケット
２１：吸引ヘッダ管
２１０：吸引孔
２２：ホース
３：散気装置
３０Ａ：ヘッダ管
３０：散気管
３００：散気孔
３０１：散気ノズル
３０２：小孔
３１：散気孔カバー
３１０：正面板
３１１：裏面板
３１２：上流側仕切板
３１３：下流側仕切板
３１４，３１５：開口
３１６：空間
３１７：スリット
４：ブロワ
【図１】
0006453783.tif 000002
【図２】
0006453783.tif 000003
【図３】
0006453783.tif 000004
【図４】
0006453783.tif 000005
【図５】
0006453783.tif 000006
【図６】
0006453783.tif 000007
【図７】
0006453783.tif 000008
【図８】
0006453783.tif 000009
【図９】
0006453783.tif 000010
【図１０】
0006453783.tif 000011
【図１１】
0006453783.tif 000012