(57)【要約】  【課題】原水槽内の原水中に浸漬した膜分離装置を逆洗するための回路構成や回路切換制御を簡単にした水処理装置を提供する。  【解決手段】原水Ａの供給を受ける原水槽11内に、水を透過する微細孔を有する中空糸膜により原水Ａ中の汚濁物質および細菌類を除去する膜分離装置13を浸漬設置する。この膜分離装置13の各中空糸膜を透過した膜透過水の流路に処理水吸引管17を接続し、この処理水吸引管17に正逆転可能な渦流ポンプ18の正転時吸込口19を接続する。この渦流ポンプ18の正転時吐出口20に接続した処理水供給管21を、処理水貯留用の処理水槽22に挿入する。  【選択図】図１
2005144237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水が供給される原水槽と、
この原水槽内に浸漬され水を透過する微細孔を有する分離膜により膜透過水中から汚濁物質および細菌類を除去する膜分離装置と、
この膜分離装置の分離膜を透過した膜透過水の流路に接続した処理水吸引管と、
この処理水吸引管に正転時吸込口が接続された正逆転可能な渦流ポンプと、
この渦流ポンプの正転時吐出口に接続された処理水供給管と、
この処理水供給管が挿入された処理水貯留用の処理水槽と
を具備したことを特徴とする水処理装置。
【請求項２】
原水槽内における膜分離装置の下側に配置され加圧供給された空気を原水中に放出する散気装置
を具備したことを特徴とする請求項１記載の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜分離装置を有する水処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
河川水、湖沼水、下水などの原水が供給される原水槽内に、無数の微細孔を有する管状分離膜により構成した膜モジュールを複数積層した膜分離装置を浸漬して設け、この膜分離装置に膜モジュールの膜透過水流路に連通する処理水吸引管を接続し、この処理水吸引管を吸引ポンプを介して処理水槽に連通し、一方、処理水槽には逆洗ポンプを介して逆洗管を接続し、この逆洗管は吸引ポンプの上流側にて処理水吸引管に連通した水処理装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
そして、運転時には吸引ポンプを駆動し、処理水吸引管を通して吸引負圧を膜分離装置に作用させ、膜分離装置の各管状分離膜に膜間差圧を発生させて、原水槽内の原水を管状分離膜を透過させる際に濾過し、膜分離装置を透過した処理水を処理水槽へ供給する。一方、膜分離装置の洗浄時には、吸引ポンプを停止し、逆洗ポンプを駆動して処理水槽の処理水を逆洗管を通して膜分離装置の膜透過水流路に圧送し、膜モジュールの各管状分離膜を逆洗する。
【特許文献１】特開２００１−３８１６３号公報（第２頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、従来の水処理装置は、原水槽内の原水を原水槽内に浸漬された膜分離装置を透して吸引ポンプにより吸引するとともに処理水槽へ移送する吸引回路と、処理水槽内の処理水を逆洗ポンプにより膜分離装置に逆流させることにより膜分離装置を洗浄する逆洗回路とをそれぞれ設置しているため、回路構成や回路切換制御が複雑になる問題がある。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、原水槽内の原水中に浸漬された膜分離装置を逆洗するための回路構成や回路切換制御を簡単にした水処理装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、原水が供給される原水槽と、この原水槽内に浸漬され水を透過する微細孔を有する分離膜により膜透過水中から汚濁物質および細菌類を除去する膜分離装置と、この膜分離装置の分離膜を透過した膜透過水の流路に接続した処理水吸引管と、この処理水吸引管に正転時吸込口が接続された正逆転可能な渦流ポンプと、この渦流ポンプの正転時吐出口に接続された処理水供給管と、この処理水供給管が挿入された処理水貯留用の処理水槽とを具備した水処理装置であり、運転時には渦流ポンプを正転駆動し、処理水吸引管を通して吸引負圧を膜分離装置に作用させ、膜分離装置の分離膜に膜間差圧を発生させて原水を分離膜を透過させる際に濾過することで、その膜透過水中から汚濁物質および細菌類を除去し、膜分離装置を透過した処理水を処理水槽へ供給し、一方、渦流ポンプは低圧濾過運転が可能であるから、膜分離装置の分離膜での汚濁物質などの目詰まりが起こりにくいものの、分離膜での汚濁物質などの目詰まりが生じた場合は、渦流ポンプを逆転駆動して処理水槽の処理水を処理水供給管で汲み上げて、処理水吸引管を通して膜分離装置の分離膜に加圧逆送し、分離膜を逆洗することで、分離膜の表面に付着している汚濁物質などを離脱させ、原水槽の底部に沈澱させるので、原水槽内の原水中に浸漬された膜分離装置を逆洗するための回路構成や回路切換制御が簡単になる。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の水処理装置において、原水槽内における膜分離装置の下側に配置され加圧供給された空気を原水中に放出する散気装置を具備したものであり、散気装置より加圧供給された空気を原水中に放出すると、空気とともに上昇する気水混合流が発生し、この気水混合流が上側に位置する膜分離装置の分離膜を揺するとともにその表面を掃除することにより、分離膜の表面に対する汚濁物質などの付着を抑制する。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、運転時には渦流ポンプを正転駆動し、処理水吸引管を通して吸引負圧を膜分離装置に作用させ、膜分離装置の分離膜に膜間差圧を発生させて原水を分離膜を透過させる際に濾過することで、その膜透過水中から汚濁物質および細菌類を除去し、膜分離装置を透過した処理水を処理水槽へ供給し、一方、渦流ポンプは低圧濾過運転が可能であるから、膜分離装置の分離膜での汚濁物質などの目詰まりが起こりにくいものの、分離膜での汚濁物質などの目詰まりが生じた場合は、渦流ポンプを逆転駆動して処理水槽の処理水を処理水供給管で汲み上げて、処理水吸引管を通して膜分離装置の分離膜に加圧逆送し、分離膜を逆洗することで、分離膜の表面に付着している汚濁物質などを離脱させ、原水槽の底部に沈澱させるので、原水槽内の原水中に浸漬された膜分離装置を逆洗するための回路構成や回路切換制御を簡単にできる。
【０００９】
請求項２記載の発明によれば、散気装置より加圧供給された空気を原水中に放出すると、空気とともに上昇する気水混合流が発生し、この気水混合流が上側に位置する膜分離装置の分離膜を揺するとともにその表面を掃除するので、分離膜の表面に対する汚濁物質などの付着を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１に示されるように、11は、河川水、湖沼水、下水などの原水Ａの供給を受ける原水槽であり、これらの原水Ａは、原水供給管12により原水槽11に供給される。この原水槽11内には膜分離装置13が浸漬設置されている。
【００１１】
この膜分離装置13は、水を透過するほぼ０．１μｍ径の微細孔を無数に有する中空糸状の分離膜（以下、この中空糸状の分離膜を「中空糸膜」という）を多数平行配置して膜モジュールを構成し、さらに複数の膜モジュールを積層したものであり、中空糸膜の微細孔を透過する膜透過水中より汚濁物質および細菌類を除去する。
【００１２】
原水槽11内において膜分離装置13の下側に散気装置14が配置され、この散気装置14に給気管15を介してブロワ16が接続されている。この散気装置14は、ブロワ16から加圧供給された空気を原水Ａ中に放出することで、空気とともに上昇する気水混合流を発生させ、この気水混合流を上側に位置する膜分離装置13の中空糸膜の表面に当てる。
【００１３】
膜分離装置13には膜モジュールの各中空糸膜を透過した膜透過水の流路が設けられているが、この膜透過水の流路に外部の処理水吸引管17が接続され、この処理水吸引管17に正逆転可能な渦流ポンプ18の正転時吸込口19が接続され、この渦流ポンプ18の正転時吐出口20に処理水供給管21が接続され、この処理水供給管21は、処理水貯留用の処理水槽22に挿入されている。
【００１４】
原水槽11の底部には、汚泥などの沈澱物を排出するための沈澱物排出管23が配設され、また、処理水槽22の上流側には、塩素剤などの殺菌剤を供給する配管系24が接続されている。
【００１５】
図２に示されるように、渦流ポンプ18は、ポンプ本体31内に羽根車32が回転可能に嵌合されており、この羽根車32の外周部には、多数の小羽根33およびこれらの小羽根33間の羽根溝34が一定のピッチで設けられており、羽根車32の中心に嵌着された回転軸35を外部の可逆モータで回動することにより、羽根車32とともにこれらの小羽根33および羽根溝34が正転または逆転する。
【００１６】
ポンプ本体31と羽根車32との間には環状の昇圧通路36が形成され、この昇圧通路36の正転時入口37に、外部の管路と接続される正転時吸込口19が連通され、昇圧通路36の正転時出口38に、処理水槽22に挿入された処理水供給管21と接続される正転時吐出口20が連通され、また、正転時入口37と正転時出口38との間に隔離部39が形成されている。
【００１７】
そして、図２（ａ）に示されるように、渦流ポンプ18の羽根車32を正転させると、正転時吸込口19から正転時入口37に吸込まれた水は、羽根車32とともに昇圧通路36を反時計方向にほぼ一周し、その間に昇圧されて正転時出口38より正転時吐出口20を経て外部へ吐出される。
【００１８】
その際、昇圧通路36に吸込まれた水には、羽根車32の各羽根溝34内と昇圧通路36との間で渦流が生じ、この渦流の発生が各羽根溝34で同時に行なわれながら昇圧通路36内を進み、昇圧通路36を進むにつれて昇圧される。
【００１９】
このようなポンプ作用は、図２（ｂ）に示されるように羽根車32が逆転されたときも同様になされ、正転時吐出口20から正転時出口38に吸込まれた水は、羽根車32とともに昇圧通路36を時計方向にほぼ一周し、その間に昇圧されて正転時入口37より正転時吸込口19を経て外部へ吐出される。
【００２０】
次に、図示された実施の形態の作用を説明する。
【００２１】
図１（ａ）に示されるように、運転時には渦流ポンプ18を正転駆動し、処理水吸引管17を通して吸引負圧を膜分離装置13の各中空糸膜に作用させ、これらの各中空糸膜に膜間差圧を発生させて原水Ａが各中空糸膜の微細孔を透過する際に汚濁物質および細菌類を濾過し、膜分離装置13の各中空糸膜を透過した膜透過水を処理水吸引管17により外部へ引出し、処理水供給管21により処理水槽22へ送水する。
【００２２】
このとき、ブロア16から供給する空気を散気装置14から原水槽11内の原水Ａ中に散気すると、この空気の浮上作用によって膜分離装置13の中空糸膜に沿った気水混合上昇流が発生し、この気水混合上昇流が中空糸膜を揺するとともに中空糸膜の表面を掃除し、中空糸膜の表面に対する汚濁物質などの付着を抑制する。
【００２３】
一方、渦流ポンプ18は低圧による濾過運転が可能であるから、膜分離装置13の各中空糸膜での汚濁物質などの目詰まりが起こりにくいものの、膜分離装置13の中空糸膜が有する無数の微細孔は原水を吸込むので、その微細孔の表面側に微細な汚濁物質などが目詰まりすることがある。
【００２４】
このような目詰まりが多くの微細孔で発生すると、渦流ポンプ18の吸込側の圧力が低下するので、その圧力低下を圧力検出器（図示せず）により検出したり、または設定された時間が経過した時点で定期的に発信される信号により、図１（ｂ）に示されるように、渦流ポンプ18を逆転させることにより、膜分離装置13の中空糸膜の逆洗を開始する。
【００２５】
すなわち、正逆転可能な可逆モータを逆転させて渦流ポンプ18を逆転駆動することで、処理水槽22内の処理水Ｂを処理水供給管21により吸引し、処理水吸引管17を経て膜分離装置13の各中空糸膜の膜透過水流路に逆送することで、濾過する時と逆方向流れの水圧により、各中空糸膜の微細孔の表面側に目詰まりしている汚濁物質などを逆洗する。
【００２６】
この逆洗により、膜分離装置13の各中空糸膜の表面から離脱して沈降した汚濁物質などは、原水槽11の底部に沈澱し、沈澱物排出管23により外部へ排出される。
【００２７】
次に、図示された実施の形態の効果を説明する。
【００２８】
運転時には渦流ポンプ18を正転駆動し、処理水吸引管17を通して膜分離装置13の膜モジュールに吸引負圧を作用させ、膜モジュールの各中空糸膜に膜間差圧を発生させて原水Ａを中空糸膜の微細孔を透過させることで、その膜透過水中から汚濁物質および細菌類を除去し、各中空糸膜を透過した膜透過水を処理水槽22へ供給し、一方、渦流ポンプ18は低圧濾過運転が可能であるから、膜分離装置13の各中空糸膜での汚濁物質などの目詰まりが起こりにくいものの、各中空糸膜での汚濁物質などの目詰まりが生じた場合は、渦流ポンプ18を逆転駆動して処理水槽22の処理水Ｂを処理水供給管21で汲上げて、処理水吸引管17を通して膜分離装置13の各中空糸膜に加圧逆送し、各中空糸膜を逆洗することで、各中空糸膜の表面に付着している汚濁物質などを離脱させ、原水槽11の底部に沈澱させるので、膜分離装置13を逆洗するための回路構成や回路切換制御を簡単にできる。
【００２９】
また、運転中は、散気装置14より加圧供給された空気を原水Ａ中に放出すると、空気とともに上昇する気水混合流が発生し、この気水混合流が上側に位置する膜分離装置13の各中空糸膜の表面を掃除することにより、各中空糸膜の表面に対する汚濁物質などの付着を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る水処理装置の一実施の形態を示す配管図であり、（ａ）はその運転時の状態、（ｂ）はその逆洗時の状態を示す。
【図２】同上水処理装置の渦流ポンプを示す断面図であり、（ａ）はその運転時の状態、（ｂ）はその逆洗時の状態を示す。
【符号の説明】
【００３１】
Ａ    原水
Ｂ    処理水
11    原水槽
13    膜分離装置
14    散気装置
17    処理水吸引管
18    渦流ポンプ
19    正転時吸込口
20    正転時吐出口
21    処理水供給管
22    処理水槽
【図１】
2005144237.tif 000003
【図２】
2005144237.tif 000004