(57)【要約】【課題】本発明の目的は、膜分離性能を安定維持できる膜分離装置及び被処理液の固液分離方法を提供することにある。【解決手段】被処理液が供給され排出される懸濁部（懸濁板８）と、懸濁部の被処理液を膜（平膜１９）によってろ過するろ過部（ろ過板７）とを交互に配置した膜分離装置１であって、被処理液が複数の懸濁部に対し直列的に流れるよう構成し、ろ過部の吸引作用（吸引機構６）によって各懸濁部から被処理液をろ過部に流入させ、ろ過部でろ過するよう構成する。或いは、被処理液が供給され排出される懸濁部と、懸濁部の被処理液を膜によってろ過するろ過部とを交互に配置した膜分離装置による被処理液の固液分離方法であって、被処理液を複数の懸濁部に対し直列的に流し、ろ過部の吸引作用によって各懸濁部から被処理液をろ過部に流入させ、ろ過部でろ過する。【選択図】  図１
2004167329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理液が供給され排出される懸濁部と、該懸濁部の被処理液を膜によってろ過するろ過部とを交互に配置した膜分離装置であって、
該被処理液が複数の懸濁部に対し直列的に流れるよう構成し、
該ろ過部の吸引作用によって各懸濁部から被処理液をろ過部に流入させ、該ろ過部でろ過するよう構成したことを特徴とする膜分離装置。
【請求項２】
吸引口と中央に中空部を有するろ過板と、この中空部より大きく、流入口と排出口に連通する中空領域を有する懸濁板とを交互に位置させ、これらの最後方に吸引口のみを有するろ過板を設け、ろ過板と懸濁板の間にろ過板の中空部と同等径の内穴を有する平膜を配した膜分離器と、この膜分離器の外部に設けた回転駆動機と連動する回転軸を全ての中空部を有するろ過板と平膜、及び懸濁板を貫通するように配置し、この回転軸に遊挿されて連続回転し、懸濁板の両側に位置する平膜面にその一部が接触する洗浄治具を全懸濁板内に設けた洗浄機構と、前記膜分離器の最前方に設置された中空部を有するろ過板と回転軸間をシールする密封機構とから成り、隣り合う懸濁板の排出口と流入口を接続し、被処理液を最前方の懸濁板流入口に流入させて最後方の懸濁板排出口から流出させ、全ろ過板の吸引口を接続して吸引機構に導くことを特徴とする膜分離装置。
【請求項３】
請求項２に記載の膜分離装置において、
最前方と最後方以外のろ過板の中空部に、前方の懸濁板内被処理液が後方の懸濁板内に流入するのを抑制する機構を設けることを特徴とする膜分離装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の膜分離装置おいて、
前記洗浄治具は、回転軸に遊挿されるフレームと微細毛を層状に固定した直線型ブラシとし、該ブラシをフレームに装・脱着可能に構成したもの、或いは、回転軸に遊挿されるフレームと微細毛を層状に固定した直線型ブラシとし、先端割れ又は先細化させたものとすることを特徴とする膜分離装置。
【請求項５】
請求項２，請求項３の何れかに記載の膜分離装置おいて、
前記回転軸は、金属製であって、フレームを回転軸に接触する部分を金属製とし、それ以外を樹脂製とすることを特徴とする膜分離装置。
【請求項６】
請求項２において、ろ過板と懸濁板が接触する外周近傍にＯリングを２重に設け、外径が２つのＯリング間に位置する平膜であることを特徴とする膜分離装置。
【請求項７】
被処理液が供給され排出される懸濁部と、該懸濁部の被処理液を膜によってろ過するろ過部とを交互に配置した膜分離装置による被処理液の固液分離方法であって、
該被処理液を複数の懸濁部に対し直列的に流し、
該ろ過部の吸引作用によって各懸濁部から被処理液をろ過部に流入させ、該ろ過部でろ過することを特徴とする被処理液の固液分離方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、膜を利用して活性汚泥等の懸濁物の被処理液を固液分離する膜分離装置及び被処理液の固液分離方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
固液分離する技術に、膜を利用して活性汚泥等の懸濁物を固液分離する方式
（特許文献１及び特許文献２）がある。その固液分離の膜利用の方式には、各懸濁板に被処理液を分配供給する分配供給方式や複数のろ過板の吸引口を接続して吸引する吸引方式が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−２０４４７３号公報
【特許文献２】
特開平６−７９１４６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
膜利用方式の課題は、膜面に付着あるいは捕捉された懸濁物質を排除し、長期間水質が変化することなく、必要量の分離清澄液を安定して提供でき、さらにメンテナンス頻度が少なく、薬品など膜再生剤を必要としない低運転コストの分離機構と洗浄方式の確立である。そして、膜分離装置で活性汚泥反応槽の懸濁液を固液分離する際、各懸濁板に被処理液を分配供給する方式では、被処理液供給圧力の変化や排出ラインの汚泥付着によって流量バランスが崩れ、流れが停止する懸濁板が現われ、膜分離装置全体の分離性能を急激に低下させてしまい、また、複数のろ過板の吸引口を接続して吸引する方式では、混入した空気や負圧吸引時に発生する気泡が吸引ラインに停滞し、均等吸引されずに特定の平膜の負荷を増加させ、平膜に対して付着あるいは捕捉される懸濁物が多くなり、膜分離装置全体の分離性能を低下してしまう。
【０００５】
本発明の目的は、膜分離性能を安定維持できる膜分離装置及び被処理液の固液分離方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
被処理液が供給され排出される懸濁部と、該懸濁部の被処理液を膜によってろ過するろ過部とを交互に配置した膜分離装置で、該被処理液を複数の懸濁部に対し直列的に流すように構成する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態では、河川，湖沼，都市下水や産業排水、さらには、それらを処理するプラントにおける懸濁液の固液分離装置に関するもので、特に、活性汚泥など微生物を含む懸濁液でも水質を変化させることなく固液分離し、分析あるいは機器計測に必要な清澄液を提供する膜分離装置につき説明する。下水処理場では、下水中の有機物に加えて窒素，リンも除去できる高度処理を導入し、環境保全している。これらの物質は活性汚泥と称す微生物の代謝機能を利用して処理されている。活性汚泥プラントでは、施設に直接センサーを設置し、溶存酸素濃度（ＤＯ），ｐＨ，活性汚泥濃度（ＭＬＳＳ），酸化還元電位（ＯＲＰ）や水温などを計測して運転管理に既に利用している。
【０００８】
一方、処理対象物質や処理に影響する物質の処理過程の濃度が現状の代謝機能や運転管理の良否を判断する上で重要な監視要因となる。対象となる監視要因は、生物学的酸素要求量（ＢＯＤ），化学的酸素要求量（ＣＯＤ），全有機炭素
（ＴＯＣ）や紫外線式化学的酸素要求量（ＵＶ−ＣＯＤ）などを指標とする有機物濃度，全窒素（ＴＮ），アンモニア態窒素（ＮＨ４−Ｎ），硝酸態窒素（ＮＯ３−Ｎ）や亜硝酸態窒素（ＮＯ２−Ｎ）などの窒素濃度，全リン（ＴＰ）やオルトリン酸態リン（ＰＯ４−Ｐ）のリン濃度，アルカリ度などである。また、放流水域の環境保全や衛生上の観点から、環境ホルモンやトリハロメタン前駆物質，色度なども必要となる。
【０００９】
これらの物質の水中濃度は、熱分解や紫外線による反応促進を併用した化学的定量法，特定波長の光を照射する吸光度法等を測定原理とした実用化機器で計測できる。しかし、これらの計測器は、懸濁物や定量試薬を消費する物質が存在すると大きな計測誤差を生じる。活性汚泥は大部分が有機物から成る炭素，窒素やリンも含む懸濁物である。また、流入下水は殆ど活性汚泥を含んでいないが、懸濁物質を多く含む。この懸濁物質も大部分が有機物で構成されている。このため、上述した物質濃度を正確に計測し、適正な運転管理を実現するには活性汚泥や懸濁物質を分離除去した清澄な試料を計測器に供給する必要がある。
【００１０】
そして、膜を利用して活性汚泥等の懸濁物を固液分離する方式が提案されている。膜利用方式の課題は、膜面に付着あるいは捕捉された懸濁物質を排除し、長期間水質が変化することなく、必要量の分離清澄液を安定して提供でき、さらにメンテナンス頻度が少なく、薬品など膜再生剤を必要としない低運転コストの分離機構と洗浄方式の確立である。
【００１１】
これらの課題に対処する例として、図１４に示す方式が考えられる。３個のろ過板７ａ，７ｂ，７ｃと２個の懸濁板８ａ，８ｂを交互に配設し、その間に４枚の平膜１９を設けた積層型膜分離装置の一例である。ろ過板７ａ，７ｂは中央に中空部を有し、最後方のろ過板７ｃには中空部がない。両端のろ過板７ａ，７ｃは片面からろ過し、中間のろ過板７ｂは両面からろ過できる構造である。それぞれのろ過板上部に設けた吸引は互いに連通し、吸引機構６（吸引ポンプ）に接続される。懸濁板８ａ，８ｂは中空構造とし、回転軸４と連動して両面に配置された平膜１９を直接洗浄できる洗浄治具９をそれぞれの懸濁板内に遊挿させる。懸濁液である被処理液１０は分岐させて各懸濁板の流入口から導入し、上部の排出口から外部に排出される。洗浄治具９は、回転軸４に遊挿され、連続的に回転する。吸引機構６は連続、あるいは間欠で運転され、全平膜から一定量の分離液
１２を回収する。なお、洗浄治具は両側に微細毛を層状に配列させて、ろ過器全体を積層化固定したときに、少なくとも両膜面に接触する長さとし、平膜１９はＯリングやパッキン等２３ａ，２３ｂで固定する。
【００１２】
このような図１４に示す膜分離装置においても、活性汚泥反応槽の懸濁液を固液分離した結果、以下に示す課題が考えられる。
【００１３】
各懸濁板に被処理液を分配供給する方式は、被処理液供給圧力の変化や排出ラインの汚泥付着によって流量バランスが崩れ、やがて流れの停止する懸濁板が現われる。一旦、流れが停止すると、流れ易い懸濁板にのみ被処理液が供給され、流れの停止した懸濁板の自力回復は困難となる。この流れの停止した懸濁板でも両側の平膜を介して吸引ろ過が行われ、吸引量に見合う被処理液が流入する。しかし、排出されないため、懸濁板内の懸濁物濃度が上昇し、分離性能の低下を招く。吸引ポンプは一定量の分離液を得る運転操作であることから、分離性能が低下していない平膜から分離量を補填する方向に作用する。このため、性能が悪化していない平膜のろ過流速が増加し、膜面や膜内に付着あるいは捕捉される懸濁物を増長させ、膜分離装置全体の分離性能を急激に低下してしまう。
【００１４】
また、複数のろ過板の吸引口を接続して吸引する方式は、混入した空気や負圧吸引時に発生する気泡が吸引ラインに停滞し、均等吸引されずに特定の平膜の負荷を増加させる。負荷が増加した平膜は付着あるいは捕捉される懸濁物が多くなり、膜分離装置全体の分離性能を低下させた。Ｏリング径より大きい平膜をＯリングとパッキンで固定したところ、固定締めを強弱にかかわらず、膜の外周断面からろ液が透過し、装置内への水漏れが発生してしまう。さらに、洗浄治具は運転条件や仕様によって膜面や微細毛の磨耗に大きく影響をおよぼし、分離・洗浄性能を変化させてしまう。
【００１５】
このような課題にも対処し、メンテナンス頻度が少なく、低運転コストで膜分離性能を安定維持し、水質分析および機器計測に必要な清澄な試料を供給できる膜分離装置の提供が望まれる。
【００１６】
本発明の実施の形態では、以下の実施の形態によって、上記課題を解決する。
【００１７】
被処理液が供給され排出される懸濁部（懸濁板）と、懸濁部（懸濁板）の被処理液を膜（平膜）によってろ過するろ過部（ろ過板）とを交互に配置した膜分離装置であって、被処理液が複数の懸濁部に対し直列的に流れるよう構成し、ろ過部（ろ過板）の吸引作用によって各懸濁部から被処理液をろ過部に流入させ、ろ過部（ろ過板）でろ過するよう構成したことにより、膜分離性能を安定維持できる。また、被処理液が供給され排出される懸濁部（懸濁板）と、その懸濁部（懸濁板）の被処理液を膜（平膜）によってろ過するろ過部（ろ過板）とを交互に配置した膜分離装置による被処理液の固液分離方法であって、被処理液を複数の懸濁部（懸濁板）に対し直列的に流し、ろ過部（ろ過板）への吸引作用によって各懸濁部から被処理液をろ過部（ろ過板）に流入させ、ろ過部（ろ過板）でろ過することにより、膜分離性能を安定維持できる。
【００１８】
また、吸引口と中央に中空部を有するろ過板と、この中空部より大きく、流入口と排出口に連通する中空領域を有する懸濁板とを交互に位置させ、これらの最後方に吸引口のみを有するろ過板を設け、ろ過板と懸濁板の間にろ過板の中空部と同等径の内穴を有する平膜を配した膜分離器と、この膜分離器の外部に設けた回転駆動機と連動する回転軸を全ての中空部を有するろ過板と平膜、及び懸濁板を貫通するように配置し、この回転軸に遊挿されて連続回転し、懸濁板の両側に位置する平膜面にその一部が接触する洗浄治具を全懸濁板内に設けた洗浄機構と、前記膜分離器の最前方に設置された中空部を有するろ過板と回転軸間をシールする密封機構とから成り、隣り合う懸濁板の排出口と流入口を接続し、被処理液を最前方の懸濁板流入口に流入させて最後方の懸濁板排出口から流出させ、全ろ過板の吸引口を接続して吸引機構に導く膜分離装置とする。このような構成によって、最前方の懸濁板に被処理液を流入させ、順次、前方に位置する懸濁板の排出液を後段懸濁板の流入水として小型化を可能としつつ、最後段の懸濁板排出液を膜分離装置外に排出することにより複数の懸濁板を直列方式で利用するもので、排出ラインの閉塞を防止し、全ての懸濁板に常時被処理液が通水され、全平膜を均等に利用できる。また、流入した被処理液の全量が全ての懸濁板に通水されるため、懸濁板内を通過する被処理液の流速が高められ、流速により膜面に付着した懸濁物の排除するクロスフロー効果も増加し、膜分離性能を安定維持できる。
【００１９】
また、被処理液の初期通水時に、懸濁板内の空気が抵抗となり、被処理液は懸濁板排出口から排出されず、ろ過板の中空部と回転軸の隙間を介して後段の懸濁板に流入する。この場合、排出口と流入口の各接続管に開閉弁を有する分岐管を設け、被処理液を通水させながら、開閉弁を一時的に開とすることで懸濁板内の空気を順次排除することで、被処理液が全ての懸濁板をシリアルに流れ、全平膜面に被処理液が満たされるため、膜の有効利用と分離性能の安定化を図れる。
【００２０】
また、回転軸に対してろ過板の中空部が大きい場合、初期通水時に空気排除しても、その後供給された被処理液中に混入した気泡が合体し、懸濁板上部の排出口部に停滞して抵抗となる。このような場合も、被処理液は懸濁板排出口から排出されず、ろ過板の中空部と回転軸の隙間を介して後段の懸濁板に流入する。最前方と最後方以外のろ過板の中空部に、前方の懸濁板内被処理液が後方の懸濁板内に流入するのを抑制する機構を設けている。この抑制機構により、被処理液は懸濁板排出口から排出され、後段の懸濁板には流入口から確実に流入し、分離性能の安定化を図れる。
【００２１】
なお、隣り合う懸濁板の排出口と流入口との接続部に流れを目視確認できる機構を設けることで、懸濁板及び膜面の利用状況を容易に把握できる。流れていない接続部のみ分岐管の開閉弁を一時開にして、気泡や目詰り懸濁物質を排除することができる。
【００２２】
複数のろ過板吸引口を接続して同一の吸引機構で分離液を吸引する場合、吸引部に空気泡があるろ過板はこの空気泡が抵抗となって均等に吸引されない。吸引機構に近い吸引口同士の接続位置を相対的に高くするもので、設置位置に係らず、ろ過板内の空気泡を吸引機構の運転のみで抜ける。この吸引方式により、全ての平膜が均等に利用され、分離性能を安定維持できる。
【００２３】
また、空間的制約によって吸引機構に近い吸引口同士の接続位置を相対的に高くできない場合のもので、全てのろ過板吸引口に開閉弁を設け、空気泡で吸引不良となっているろ過板を除いて開閉弁を一時閉とすることで、吸引が回復する。この場合も全平膜を均等に利用でき、分離性能の安定化に効果がある。
【００２４】
洗浄治具は、回転軸に遊挿されるフレームと微細毛を層状に固定した直線型ブラシで構成され、ブラシをフレームに装・脱着できる構造とする。洗浄治具は１個で両側の膜面を同時洗浄できるように、フレームの両側にブラシを設置する。この構造により、摺動回転で磨耗したブラシのみを交換でき、コストが低減する。
【００２５】
また、洗浄機構の材質として、回転軸は金属製とし、フレームは回転軸に接触する一部分を金属製、それ以外を樹脂製とする。これにより、回転軸と接触しても磨耗せず、軽量なフレームとなり、小出力の回転駆動機を適用できるとともにフレームの長寿命化に対する効果もある。
【００２６】
また、洗浄治具と平膜間に、平膜の内穴より小径の弾性機構を設け、ブラシが両側の平膜面に均等の圧力で接触させる。ブラシが均等圧で接触するため、両側の平膜面がムラなく洗浄できる。
【００２７】
また、ブラシ仕様として、ブラシは直径が０．３ｍｍ  以下の微細毛を層状に固定し、さらに、平膜面に接触する先端部分が開削されている先端割れ、あるいは先細化構造とする。また、フレームに固定した場合、一方側の平膜に接触する距離を３ｍｍ以下とする。このようなブラシ仕様とすることで、ブラシによる平膜面の磨耗を防止し、膜面に付着した懸濁物質を効果的に排除できる。また、回転駆動機の負荷を軽減できるため、小出力機器を適用できる。
【００２８】
また、平膜の固定方法として、ろ過板と懸濁板が接触する外周近傍にＯリングを２重に設け、平膜の外径が２つのＯリング間に位置させる大きさとする。これにより、平膜外周面から滲み出る分離液が膜分離器外に漏出させずに、平膜をろ過板と懸濁板の間に固定できる。
【００２９】
（実施例）
次により具体的に本発明の実施の形態を説明する。
【００３０】
図１において、膜分離装置１は膜分離器２，回転駆動機３，回転軸４，密封機構５，吸引機構６で構成される。膜分離器２は５個のろ過板７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅと４個の懸濁板８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄを交互に配設し、積層固定した例である。各懸濁板には下部と上部にそれぞれ流入口と流出口を設け、最前方の懸濁板８ａの下部流入口に被処理液供給管１０ａを接続し、最後方の懸濁板
８ｄの上部流出口に処理液排出管１１ｄを接続する。第２番目以降の懸濁板８ｂ，８ｃ，８ｄの流入口とその前方の懸濁板８ａ，８ｂ，８ｃの流出口はそれぞれ処理液導管１１ａ，１１ｂ，１１ｃで接続される。各ろ過板には吸引口を設け、それぞれの吸引口と接続された吸引管１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅが分離液導出管１２ｆに接続される。分離液導出管１２ｆは吸引機構６に導かれる。
【００３１】
図２に示すろ過器（膜分離器２）の断面構造を用いて、膜分離機構を説明する。図２で中間部のろ過板７ｃ，７ｄと懸濁板８ｂ，８ｃを省略している。ろ過板７ｃ，７ｄはろ過板７ｂと、懸濁板は全て同一構造・構成である。前方の４個のろ過板７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは中央に中空部を有し、最後方のろ過板７ｅのみ中空部のない構造とする。また、両端のろ過板７ａ，７ｅは片面から、中間のろ過板７ｂ，７ｃ，７ｄは両面からろ過できる構造である。懸濁板８ａ，８ｂ，
８ｃ，８ｄは全てろ過板の中空部より大きく、流入口と排出口に連通する中空部を有する構造とし、この中空部に回転軸４に遊挿されて連動する洗浄治具９を内蔵する。各ろ過板と懸濁板の間には、ろ過板の中空部と同等径の内穴を有する平膜１９を配する。５個のろ過板と４個の懸濁板で構成した図１の例では、平膜
１９が８枚となる。ろ過板７には、平膜１９の支持と分離液導出のために吸引口と連通する多孔質板１３を設ける。平膜１９の外周部はろ過板７側に設置されたＯリング１４と懸濁板８側のパッキン１５及び懸濁板８で密着固定する（固定治具は図示せず）。一方、平膜１９の内径部はＯリング１６，パッキン１７と押え治具１８で密着固定する。最前方のろ過板７ａ中空部はメカニカルシール等の密封機構５で密封し、膜分離器２内部の処理液が流出しないようにする。減速機付モータ等の回転駆動機３に接続された回転軸４は全懸濁板を貫通させ、遊挿された洗浄治具９を同期させる。洗浄治具９は両側に微細毛を層状に配列させて、膜分離器２全体を積層化固定したときに、少なくとも両膜面に接触する長さとすることにより、両面に配置された平膜１９の膜面を直接洗浄する。
【００３２】
上記構成で、最前方の懸濁板８ａに懸濁液である被処理液１０を流入させ、順次、前方に位置する懸濁板の排出液を後段懸濁板の流入水とし、最後段の懸濁板排出液である処理液１１を膜分離装置１外に排出させながら、回転駆動機３を連続稼動させ、ポンプ等の吸引機構６を運転して分離液１２を提供する。このように被処理液の全量を全ての懸濁板に通水することにより、排出ラインの閉塞が抑制され、懸濁板内が常時被処理液で満たされ、全平膜を均等に利用できる。また、流入した被処理液の全量が全ての懸濁板に通水されるため、懸濁板内を通過する被処理液の流速が高められ、流速により膜面に付着した懸濁物を排除するクロスフロー効果も増加し、膜分離性能を安定維持できる。被処理液１０には下水処理場の流入下水，活性汚泥混合液や処理水の他に懸濁物を含む河川水，湖沼水，産業排水、さらに海水等を対象にでき、分離液１２は水質計測装置（図示せず）に供給、あるいは手分析用試料として使用できる。
【００３３】
被処理液１０が各懸濁板を効果的に通水する方法について、さらに説明する。図３は、懸濁板８ａの排出口と懸濁板８ｂ流入口の接続管である処理液導管１１ａの上部に開閉弁３２ａを有する分岐管３１ａを設けている。被処理液１０を初めて通水する場合、懸濁板内の空気が抵抗となり、被処理液は懸濁板排出口から排出されず、ろ過板の中空部と回転軸の隙間を介して後段の懸濁板に流入する。被処理液１０を通水させながら、開閉弁３２ａを一時的に開とすることで懸濁板
８ａ内の空気を順次排除し、被処理液１０のろ過板７ｂ中空部から後段の懸濁板８ｂにショートパスするのを防止できる。全ての接続管に開閉弁を有する分岐管を設け、順々に一時開操作することで、全懸濁板の流出部から被処理液が排出され、膜の有効利用と分離性能の安定化が図れる。この機能は被処理液１０中に気泡が混入し、懸濁板上部に停滞して排出口から排出されない場合にも有効である。図示しないが、各開閉弁を定期的に自動開閉してもよい。また、図中には、接続管である処理液導管１１ａの下部に開閉弁３４ａを有する分岐管３３ａを設置しているが、平膜や洗浄治具交換時に懸濁板内の被処理液を排除するドレン機能である。また、図４は接続管である処理液導管１１ａにフローモニター３５を設置し、通水状態を目視確認できる機構を設けた例である。この機構により、流れていない接続管の分岐開閉弁を一時開にして、気泡や目詰り懸濁物質を容易に排除できる。
【００３４】
図５は、前方の懸濁板内被処理液が後方の懸濁板内に流入するのを強制的に防止する一例である。回転軸４に対してろ過板の中空部が大きい場合、被処理液は懸濁板排出口から排出されず、ろ過板の中空部と回転軸の隙間を介して後段の懸濁板に流入する。最前方と最後方以外のろ過板７の中空部に抑制治具２０を設置する。抑制治具２０は、図６に示すように、回転軸４に遊挿させ、膜押え治具
１８の内径より小さく、また、洗浄治具９に接触しても膜押え治具１８から外れない長さの中空治具とする。このような仕様により、回転駆動機３に負荷を与えることなく回転軸４と連動させながら、各接続管を介して確実に被処理液を通水でき、分離性能の安定化が図れる。
【００３５】
次に、分離液１２の吸引効果を高める方法について説明する。図７は分離液導出管１２ｆと各ろ過板の吸引管１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅを接続する位置を、吸引機構６に近いほど相対的に高くしている。これは１個の吸引機構６で複数のろ過板から吸引する場合、吸引部に空気泡があるろ過板は、この空気泡が抵抗となって均等に吸引されない。図７のように、吸引機構６に近い吸引口同士の接続位置を高めることで、ろ過板内の空気泡を吸引機構６の運転のみで抜くことができ、全平膜の均等利用による分離性能の安定維持に効果がある。なお、高低差ｈは特に規定するものではない。図８は、分離液１２の吸引効果を高める他の一例である。各ろ過板の吸引管に開閉弁４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅを設け、空気泡で吸引不良となっているろ過板を除いて開閉弁を一時閉とすることで、吸引不良を解除できる。なお、図示しないが、各開閉弁を定期的に自動開閉操作する機構を設けてもよい。
【００３６】
洗浄治具９の構成について説明する。図９はその一構成例で、回転軸４に遊挿されるフレーム９ａと微細毛を層状に固定した直線型ブラシ９ｂで構成され、ブラシ９ｂをフレーム９ａに止め具９ｃで固定する。フレーム９ａはＨ型の断面構造とし、凹部にブラシ９ｂを挿入してネジ等の止め具９ｃで押える。フレーム
９ａの両側、及び回転軸４遊挿部の左右にブラシ９ｂを配置することで、洗浄治具は両膜面に均等な圧力で接触し、同時洗浄できる。また、この構造により、摺動回転で磨耗したブラシ９ｂのみを交換でき、コスト低減を図れる。図１０は、ブラシ９ｂの構造例で、微細径の樹脂製線材である微細毛９ｅを層状にして金属製治具９ｄで固定する。図１１はフレーム９ａの材質に係るもので、回転軸４に接触する一部分９ｆを金属製とし、それ以外を樹脂製とする。なお、回転軸４は金属製である。これにより、回転軸４と接触しても磨耗せず、軽量なフレームとなり、小出力の回転駆動機３を適用できるとともに、フレーム９ａの長寿命化に対する効果もある。図１２は、洗浄効果を高める一実施例で、洗浄治具９と膜押え治具１８間に、治具１８の内径より大きく、外径より小径の弾性機構２１を２個設ける。弾性機構２１にはバネを適用でき、両側の平膜１９面に均等の圧力でブラシ９ｂを接触させることができる。これにより、両膜面をムラなく洗浄できる。なお、本発明者らの実験的知見によれば、微細毛は直径が０．３ｍｍ  以下で、さらに、平膜面に接触する先端部分が開削されている先端割れ、あるいは先細化されたもので、フレーム９ａに固定した場合、一方側の平膜に接触する距離が３ｍｍ以下となるブラシ９ｂとすることで、ブラシによる平膜面の磨耗を防止し、膜面に付着した懸濁物質を効果的に排除できるとともに、回転駆動機３の負荷軽減が図られ、小出力機器を適用できる。
【００３７】
図１３は、平膜の固定方法に係る一実施例である。ろ過板７と懸濁板８が接触する外周近傍に２つのＯリング１４ａ，１４ｂを２重に設け、平膜１９の外径が２つのＯリング間に位置させる大きさとする。その外側からパッキン１５と懸濁板８で密着固定することにより、平膜１９外周面から滲み出る分離液を膜分離器２外に漏出させずに、平膜１９をろ過板７と懸濁板８の間に固定できる。
【００３８】
以上のように、本発明の実施例では、河川水や湖沼水のみならず、下水処理場の流入下水や活性汚泥混合液に含まれる懸濁−物を効率よく除去できるために流路閉塞や膜面の損傷がなく、同時洗浄による膜面の目詰り防止が図れて長期的に安定した固液分離操作が行え、清澄な分離液を継続的に供給できることから、高精度で高信頼性の水質計測試料を提供することができる。また、このような水質計測情報を用いることで微生物反応を反映した適正なプラント管理を実現できる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によると、膜分離性能を安定維持できる膜分離装置及び被処理液の固液分離方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の膜分離装置の一実施例を示す構成図である。
【図２】本発明の膜分離装置の内部構造の一例構成図である。
【図３】本発明の膜分離装置の他の一例構成図である。
【図４】本発明の膜分離装置の他の一例構成図である。
【図５】本発明の膜分離装置の内部構造の他の一例構成図である。
【図６】本発明の抑制具の一例構成図である。
【図７】本発明の膜分離装置の他の一例構成図である。
【図８】本発明の膜分離装置の他の一例構成図である。
【図９】本発明の洗浄具の一例構成図である。
【図１０】本発明の洗浄ブラシの一例構成図である。
【図１１】本発明の洗浄フレームの一例構成図である。
【図１２】本発明の膜分離装置の内部構造の他の一例構成図である。
【図１３】本発明の膜分離装置の内部構造の他の一例構成図である。
【図１４】従来の膜分離装置を説明する構成図である。
【符号の説明】
１…膜分離装置、２…膜分離器、３…回転駆動機、４…回転軸、５…密封機構、６…吸引機構、７…ろ過板、８…懸濁板、９…洗浄治具、１０…被処理液、
１１…処理液、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ…処理液導管、１２…分離液、１９…平膜、２０…抑制治具。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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