(57)【要約】【課題】容積当たりの膜面積が大きい中空糸膜モジュールを使用し、それでいて中空糸膜どうしが絡みついたりする問題点を生じ難くした膜分離装置とこれを備える膜分離活性汚泥処理装置と膜分離活性汚泥処理方法を提供する。【解決手段】中空糸膜モジュール６を有してこれらの複数枚が配置されて活性汚泥処理可能になっている。複数枚の中空糸膜モジュール６どうしが曝気時に互いに接触しないように配置されている膜分離装置とこれを備える膜分離活性汚泥処理装置と膜分離活性汚泥処理方法。【選択図】　　　　図２
2004105909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空糸膜モジュールを有してこれらの複数枚が配置されて活性汚泥処理可能になっている膜分離装置において、複数枚の前記中空糸膜モジュールどうしが曝気時に互いに接触しないように配置されていることを特徴とする膜分離装置。
【請求項２】
前記中空糸膜モジュールには平膜モジュールが隣接しており、これらが交互に配置されている請求項１の膜分離装置。
【請求項３】
活性汚泥槽に投入された請求項１又は２の膜分離装置を備えると共に、この膜分離装置から処理水を排出する排出手段を有する膜分離活性汚泥処理装置。
【請求項４】
活性汚泥槽中に膜分離装置を配置して活性汚泥を処理する活性汚泥処理方法において、請求項１又は２の膜分離装置を用いて処理水を得るようにすることを特徴とする膜分離活性汚泥処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は膜分離装置と膜分離活性汚泥処理装置と処理方法に関し、詳しくは、中空糸膜モジュールを有してこれらの複数枚が配置されて活性汚泥処理可能になっている膜分離装置と膜分離活性汚泥処理装置と処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、原水を貯留した浸漬槽内に膜（あるいは膜モジュール）を浸漬して、膜によるろ過作用を利用し、処理水を得る方法が近年多く採用されるようになっている。この方法は、広い面積を要する沈殿池あるいは砂ろ過装置などが不要であるため、比較的狭いところでも排水処理を実施可能にし、立地条件に優れるという利点がある。この膜分離装置は、浸漬槽内に設置した膜（膜モジュール）によって原水を固液分離し、ろ液はポンプなどにより吸引されて槽外に排出される。
【０００３】
この方法は、活性汚泥槽中の微生物濃度を高く維持して、処理能力を大きくし、排水の処理滞留時間を短くすることができる。このような膜分離装置に用いられる分離膜としては、平板状をした平膜と中空糸を用いた中空糸膜が一般的に使用される。前者は、膜が損傷したときの判断が容易であると共に、膜自体の損傷も比較的少ないという長所があるが、容積当たりの膜面積が小さいという欠点がある。
【０００４】
それに対して後者は、容積当たりの膜面積が大きく、しかも膜自体が損傷しても、膜の自己修復作用が働く結果、透過水への悪影響は少ないという長所がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、中空糸膜タイプの膜分離装置は、隣接する中空糸膜モジュールを構成する中空糸どうしが汚泥を核とし、膜モジュールの膜面に対する原水の流れの影響を受けて互いに絡みつくという欠点がある。隣接する中空糸膜どうしが絡みつくと活性汚泥中の微生物群の厚いケーキが局部的に形成され、以後の膜を透過する処理能力が著しく低下する現象が発生する。しかも、中空糸どうしが絡みつく現象が生じたとしても直ちに検知できないこともあり、改善の要請は強いものがあった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、容積当たりの膜面積が大きい中空糸膜モジュールを使用し、それでいて中空糸膜どうしが絡みついたりする問題点を生じ難くした膜分離装置とこれを備える膜分離活性汚泥処理装置と膜分離活性汚泥処理方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は各請求項記載の発明により達成される。すなわち、本発明に係る膜分離装置の特徴構成は、中空糸膜モジュールを有してこれらの複数枚が配置されて活性汚泥処理可能になっている膜分離装置において、複数枚の前記中空糸膜モジュールどうしが曝気時に互いに接触しないように配置されていることにある。
【０００８】
この構成によれば、中空糸膜モジュールどうしが互いに接触しないので、流体のフローに起因する中空糸膜どうしの絡みつきがほとんど生じることがない。その結果、簡単な装置構成であるにも関わらず、容積当たりの膜面積が大きい中空糸膜モジュールを使用し、それでいて中空糸膜どうしが絡みついたりする問題点を生じ難くした膜分離装置を提供することができた。又、中空糸膜モジュールどうしが曝気時に互いに接触しないようにするために、中空糸膜モジュールどうしの間隔を大きくする、中空糸膜モジュールどうしを互いに隣接させることなく中空糸膜モジュールどうしの間に他の膜モジュールや多孔質のセパレータを配置する等の構成を採用できる。
【０００９】
更には、前記中空糸膜モジュールには平膜モジュールが隣接しており、これらが交互に配置されていることが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、容積当たりの膜面積が大きい中空糸膜モジュールの構成数を増やすことができ、平膜モジュール自体のろ過能力と併せて処理能力を高めることができると共に、平膜の整流効果により良好なクロスフローを維持でき、さらに曝気によって振動した中空糸膜が平膜と接触して相互の表面に付着した汚濁物を剥離させることにより、良好なフラックスを維持することができる。
【００１１】
又、本発明に係る膜分離活性汚泥処理装置の特徴構成は、活性汚泥槽に投入された請求項１又は２の膜分離装置を備えると共に、この膜分離装置から処理水を排出する排出手段を有することにある。
【００１２】
この構成によれば、容積当たりの膜面積が大きい中空糸膜モジュールを使用し、それでいて中空糸膜どうしが絡みついたりする問題点を生じ難くした膜分離活性汚泥処理装置を提供することができる。
【００１３】
更に又、本発明に係る膜分離活性汚泥処理方法の特徴構成は、活性汚泥槽中に膜分離装置を配置して活性汚泥を処理する活性汚泥処理方法において、請求項１又は２の膜分離装置を用いて処理水を得るようにすることにある。
【００１４】
この構成によれば、容積当たりの膜面積が大きい中空糸膜モジュールを使用し、それでいて中空糸膜どうしが絡みついたりする問題点を生じ難くした膜分離活性汚泥処理方法を提供することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る膜分離活性汚泥処理装置を示す。この膜分離活性汚泥処理装置は、膜分離装置１を活性汚泥槽２に浸漬可能になっていると共に、膜分離装置１に向けて下方から、図外の圧空ポンプなどから空気を送り込む、曝気用の空気送給管３が設けられており、更に膜分離装置１の上方には、膜分離装置１を透過して処理された透過水を排出する集水管４が配置されている。そして、集水管４の下流側には、排水手段の１種である吸引ポンプＰが接続されていると共に、活性汚泥槽２には単位時間あたり所定量の、被処理水である原水が連続的に流入するようになっている。
【００１６】
膜分離装置１は、多数の中空糸膜が層状に張設されたパネル状の中空糸膜モジュール６と、平膜が張設されたパネル状の平膜モジュール７とが交互に隣接して並列されて構成されており、これらが例えば、幅１ｍ×高さ１．５ｍ程度のパネルとして、約１０〜３０ｍｍ間隔で３０枚程度が並列して配置されている。この膜分離装置１によれば、フラックス量０．２〜０．８（ｍ／日）の処理能力を発揮する。もっとも、形状、並列する枚数、間隔などは仕様、用途、目的などに応じて種々の形態に変更可能である。中空糸膜モジュール６についても、中空糸が横方向に張設されているものでもよいし、縦方向に張設されているものでもよい。
【００１７】
膜分離装置１を構成する膜としては、特に限定されるものではなく、限外ろ過膜、精密ろ過膜、ナノろ過膜、逆浸透ろ過膜であってもよく、その材質も、高分子有機膜、金属質、セラミック質のような無機膜、あるいは不織布などから構成されたろ過膜であってもよい。特に、高分子有機膜を使用すると安価であって好ましく、その材質としては、ポリオレフィン、セルロース、ポリスルフォン、ポリカーボネート、ポリアクリルニトリル等を使用できるが、これらに限定されるものではない。要は、目的、用途、規模、原水の性状などによって適宜変更可能である。
【００１８】
これらの並列した膜モジュール間で微生物が滞留して繁殖しつつ原水を処理すると、膜を透過した処理水は、膜分離装置１の上方に配置されている集水管４を通流して、活性汚泥槽２から排出されるようになっている。中空糸膜モジュール６どうしが互いに隣接していないので、中空糸膜どうしが絡みつくことがなく、しかも平膜の整流効果により良好なクロスフローを維持でき、さらに曝気によって振動した中空糸膜が平膜と接触して相互の表面に付着した汚濁物を剥離させることにより、良好なフラックスを維持することができる。もっとも、処理水は必ずしも上方から取り出されるものでなくてもよいし、側方あるいは下方から取り出されてもよく、これらが組み合わされていてもよい。
【００１９】
〔別実施の形態〕
（１）上記実施形態では、処理水の排出を吸引ポンプを用いて吸引ろ過方式で行うようにしたが、この方法に限定されるものではなく、水頭差を利用して重力ろ過する方法、あるいは減圧して排水する方法などを採用してもよい。
【００２０】
（２）上記実施形態では、中空糸膜モジュールと平膜モジュールとが交互に配置されている例を示したが、中空糸膜モジュールに平膜モジュールが隣接する構成であれば、これらが必ずしも交互に並列・配置されている必要はない。例えば、配列例として、中空糸膜モジュール−平膜モジュール−平膜モジュール−中空糸膜モジュールの繰り返し構成でもよいし、その他の組み合わせでもよい。更には、中空糸膜モジュールの隣には多孔質の板状セパレーターが配置されていてもよく、必ずしも中空糸膜モジュールと平膜モジュールとが隣接していなくてもよい。要は、中空糸膜モジュールどうしが曝気時に接触してなければよい。
【００２１】
（３）上記実施形態では、各膜モジュールにより処理された処理水は、１本の集水管により集められて排出される例を示したが、各モジュール毎、あるいはいくつかのモジュール毎に排水処理してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る膜分離活性汚泥処理装置の構成を示す概略正面図
【図２】本発明の一実施形態に係る膜分離装置の構成を示す模式斜視図
【符号の説明】
２　　　　　活性汚泥槽
６　　　　　中空糸膜モジュール
７　　　　　平膜モジュール
Ｐ　　　　　排出手段
【図１】
2004105909.tif 000003
【図２】
2004105909.tif 000004