(57)【要約】【課題】  処理流量の大小に関わらず処理水配管の内部に空気を残留させることなく安定的に運転を継続することができる浸漬型膜ろ過装置およびろ過方法を提供する。【解決手段】  被処理液の入った曝気槽に浸漬設置されるろ過膜と、該ろ過膜からろ液を槽外に取り出す処理水配管とを備えた浸漬型膜ろ過装置に、少なくとも２本の下降配管と、使用する下降配管を選択する弁装置とを設け、ろ液の流速に応じて使用する下降配管を選択する。【選択図】図１
2005270711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理液の入った曝気槽に浸漬設置されるろ過膜と、該ろ過膜からろ液を槽外に取り出す処理水配管とを備えた浸漬型膜ろ過装置であって、処理水配管はろ液が下方に流れる少なくとも２本の下降配管を有し、さらに、使用する下降配管を選択する弁装置を有していることを特徴とする浸漬型膜ろ過装置。
【請求項２】
前記ろ過膜の下方に散気管が設けられる、請求項１に記載の浸漬型膜ろ過装置。
【請求項３】
前記弁装置は、下降配管内におけるろ液の流速が0.5m/s〜1.0m/sの範囲内となるように、使用する下降配管の本数を選択するものである、請求項１または２に記載の浸漬型膜ろ過装置。
【請求項４】
前記少なくとも２本の下降配管は、少なくとも２種の管径を有するものである、請求項１〜３のいずれかに記載の浸漬型膜ろ過装置。
【請求項５】
前記曝気槽は活性汚泥が貯留される槽である、請求項１〜４のいずれかに記載の浸漬型膜ろ過装置。
【請求項６】
曝気槽に浸漬設置されたろ過膜で被処理液をろ過し、該ろ液を少なくとも２本の下降配管を有する処理水配管を介して槽外に取り出すろ過方法であって、該ろ液の流速に応じて使用する下降配管を選択することを特徴とするろ過方法。
【請求項７】
前記下降配管内におけるろ液の流速が0.5m/s〜1.0m/sの範囲内となるように、使用する下降配管の本数または管径を選択する、請求項６に記載のろ過方法。
【請求項８】
活性汚泥処理した被処理液を前記ろ過膜でろ過する、請求項６または７に記載のろ過方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浄水、下水、し尿、産業廃水等の処理などにおいて好適に使用することができる浸漬型膜ろ過装置およびろ過方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、浄水、下水、し尿、産業廃水等を膜によりろ過処理する水処理装置として、図５及び図６に示すものがある。図５において、曝気槽２に浸漬した浸漬型膜分離装置は、複数枚の平板状ろ過膜（膜エレメント）を平行に配置した膜モジュール３と、膜モジュール３の透過側に連通した処理水配管７とを有し、処理水配管７はろ液を下方に流す下降配管を有している。また、膜モジュール３の下方には散気装置５を配置し、散気装置５に接続してブロア６を設けている。曝気槽２の上方には被処理液供給管１が開口している。そして、ろ過の駆動力としては、たとえば曝気槽２と処理水槽９の液位差を利用したサイホンによりろ過膜に膜間差圧を発生させ、被処理液を膜モジュール３によってろ過し、ろ液を下降配管を介して槽外に取り出し、処理水槽９に貯留する。なお、図６に示すように吸引ポンプ４を設け、ろ過の駆動力として吸引ポンプ４を使用してもよい。
【０００３】
ここで、運転時には、ブロア６から散気装置５に空気を供給し、散気装置５から曝気槽２内に空気を噴出させ、噴出する空気のエアリフト作用によって生起する気液混合の上向流をろ過膜の膜面に掃流として作用させて、ろ過を行いつつも膜面に対するケーキ層の付着を抑制する。したがって、曝気によって曝気槽２内の液には空気が過飽和に溶解することになる。
【０００４】
しかしながら、膜モジュール３の透過液側は被処理液側に対して負圧状態であるので、ろ過膜を透過したろ過液は減圧されて、過剰な空気が気体としてろ処理水配管７内に放出される。ところが、上述したように、処理水配管７には下降部（下降配管）があるために、放出された空気は処理水配管７の頂部に滞留し、気相部と液相部とに分離し、処理水配管７の頂部で液切れを起こし、吸引の圧力が伝達されなくなりろ過量不足又はろ過不能等の問題を生じることがある。そのため、空気の溜まりを防止する技術として、処理水配管の下降部においても空気がろ過水に随伴されるようにと、配管内流速が0.5m/s〜1.0m/sの範囲となる配管径にする技術も提案されている（特許文献１）。しかしながら、たとえば被処理液となり得る廃水の原水流入量は、一般に２〜３倍の時間変動又は日間変動があり、大流量のときと小流量のとき両方の処理水量において流速設定を満足する管径にはできない場合があり、結局上記問題が解決されない場合がある。
【特許文献１】特開2001-70938号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記した課題を解決するものであり、処理流量の大小に関わらず処理水配管の内部に空気を残留させることなく安定的に運転を継続することができる浸漬型膜ろ過装置およびろ過方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明は、被処理液の入った曝気槽に浸漬設置されるろ過膜と、該ろ過膜からろ液を槽外に取り出す処理水配管とを備えた浸漬型膜ろ過装置であって、処理水配管はろ液が下方に流れる少なくとも２本の下降配管を有し、さらに、使用する下降配管を選択する弁装置を有している浸漬型膜ろ過装置を特徴とするものである。ここで、前記ろ過膜の下方に散気管が設けられることや、前記弁装置は、下降配管内におけるろ液の流速が0.5m/s〜1.0m/sの範囲内となるように、使用する下降配管の本数を選択するものであることが好ましい。また、前記少なくとも２本の下降配管は、少なくとも２種の管径を有するものであることや、前記曝気槽は活性汚泥が貯留される槽であることも好ましい。
【０００７】
また、本発明は、曝気槽に浸漬設置されたろ過膜で被処理液をろ過し、該ろ液を少なくとも２本の下降配管を有する処理水配管を介して槽外に取り出すろ過方法であって、該ろ液の流速に応じて使用する下降配管を選択するろ過方法を特徴とするものである。このとき、前記下降配管内におけるろ液の流速が0.5m/s〜1.0m/sの範囲内となるように、使用する下降配管の本数または管径を選択することが好ましい。また、活性汚泥処理した被処理液を前記ろ過膜でろ過することも好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ろ液を取り出す処理水配管が少なくとも２本の下降配管を有するので、処理流量に合わせて使用する配管を適宜選択する事ができ、その結果、下降配管内のろ液の流速を所定の範囲内に、好ましくは0.5m/s〜1.0m/sの範囲に設定する事ができる。その結果、処理流量が少ない時でも、膜モジュールの透過側に発生する空気をろ過液とともに速やかに系外へ排出できる流速を保つことができ、処理流量が多くなったときにも配管抵抗が過大にならない流速を維持できるので、安定した吸引ろ過を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の浸漬型膜ろ過装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
本発明に係る浸漬型膜ろ過装置は、たとえば図１に示すように、複数枚の平板状ろ過膜（膜エレメント）を平行に配置した膜モジュール３と、膜モジュール３の透過側に連通した処理水配管７と、この処理水配管７に設けられた、ろ過の駆動力を与える吸引ポンプ４とを有している。
【００１１】
処理水配管７は、ろ液を下方に流すための、複数本に分岐した下降配管を有し、使用する下降配管を選択できるように切換弁８（弁装置）も設けられている。処理水配管７の複数本の下降配管は、全ての下降配管が同一の管径を有するようにしてもよいが、異なる管径としてもよい。また、その場合、複数本の下降配管の全ての管径を異なるようにする必要はなく、たとえば５本の下降配管がある場合はそれらを２つの群にわけ、管径ａを有する下降配管を２本と、管径ｂを有する下降配管を３本としてもよい。
【００１２】
また、膜モジュール３の下方には散気装置５を配置し、散気装置５に接続してブロア６を設けている。曝気槽２の上方には被処理液供給管１が開口している。
【００１３】
この装置においては、吸引ポンプ４によってろ過膜に膜間差圧を発生させ、活性汚泥などによって生物処理された被処理液を膜モジュール３によってろ過し、ろ液を下降配管を介して槽外に取り出し、処理水槽（図示しない）に貯留する。同時に、ブロア６から散気装置５に空気を供給し、散気装置５から曝気槽２内に空気を噴出させる。噴出する空気は、エアリフト作用によって気液混合の上向流を生起し、ろ過膜の膜面に掃流として作用する。これによって、ろ過を行いつつも膜面に対するケーキ層の付着を抑制する。
【００１４】
このとき、膜モジュール３の透過液側は被処理液側に対して負圧状態であるので、ろ過膜を透過したろ過液は減圧されて、膜モジュール３の透過側に連通している処理水配管７内でろ液に溶存していた空気が気体として放出される。しかしながら、本発明に係る装置においては、処理水配管７に複数本の下降配管が設けられており、さらに切換弁８が設けられているので、使用する下降配管を選択して、ろ液の流速を放出される空気を押し流すことができる流速に保つようにすればよい。
【００１５】
すなわち、ろ過流量が少ないときは使用する下降配管の本数を少なく、平常時の数倍の流量となる場合には本数を多くし、処理水配管内の流速が、放出される空気を押し流すことができるようにろ液中における気泡の上昇速度以上の流速にする。放出される空気を押し流すことができるろ液の流速の具体的な数値としては、0.5m/s以上であることが好ましく、また配管抵抗が過剰にならないよう、1.0m/s以下であることが好ましい。
【００１６】
この結果、処理流量が少ない時でも、膜モジュールの透過側に発生する空気をろ過液とともに速やかに系外へ排出できる流速を保つことができ、処理水配管７内で発生する空気をろ過液とともに速やかに系外へ流出することができる。また、処理流量が多くなったときにも配管抵抗が過大にならない流速を維持でき、安定した吸引ろ過を行なうことができる。
【００１７】
なお、下降配管の選択にあたっては、択一的に選択してもよいし複数本、さらには全下降配管を使用することを選択してもよい。また、複数種の管径の下降配管を設けておき、使用する下降配管の管径を選択するようにしてもよい。
【００１８】
本発明は、たとえば図２に示すように変更実施してもよい。図２は、本発明の他の実施の形態を示すもので、図１において説明したものと同様に作用する浸漬型膜ろ過装置であるが、処理水配管７を途中で分岐して複数本の下降配管を設けたのではなく、膜モジュール３に複数本の配管を直接設けたものである。
【００１９】
さらに、本発明は、図３、図４に示すように、吸引ポンプを設けず、曝気槽２と処理水槽９との液位差を利用したサイホンによりろ過膜に膜間差圧を発生させて膜ろ過するように変更してもよい。なお、図３、図４に示す浸漬型膜ろ過装置は、サイホンろ過する点以外は、それぞれ図１、図２において説明したものと同様に作用するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態を示す浸漬型膜ろ過装置の概略フロー図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す浸漬型膜ろ過装置の概略フロー図である。
【図３】本発明の一実施形態を示す浸漬型膜ろ過装置の概略フロー図である。
【図４】本発明の一実施形態を示す浸漬型膜ろ過装置の概略フロー図である。
【図５】サイホン吸引における従来の浸漬型膜ろ過装置の概略フロー図である。
【図６】ポンプ吸引における従来の浸漬型膜ろ過装置の概略フロー図である。
【符号の説明】
【００２１】
１ 被処理液供給管
２ 曝気槽
３ 膜モジュール
４ 吸引ポンプ
５ 散気装置
６ ブロア
７ 処理水配管
８ 切換弁
９ 処理水槽
【図１】
2005270711.tif 000003
【図２】
2005270711.tif 000004
【図３】
2005270711.tif 000005
【図４】
2005270711.tif 000006
【図５】
2005270711.tif 000007
【図６】
2005270711.tif 000008