(57)【要約】【課題】排水処理装置等の水処理装置に膜分離装置を使用する場合、現在は専ら浸漬型散気装置を備えた浸漬型膜分離装置が使用されているが、気泡の上昇速度が遅いために膜の閉塞防止効果が十分でなく、更に散気装置の閉塞が起こりやすい。また高い送気圧力が必要となるために、ルーツブロワーなどの高価な設備が必要となっている。【解決手段】膜分離装置を非浸漬型となし、膜面を流下する被処理液に安価な装置で空気流を作用させることにより、強い膜閉塞防止効果をもたらすことにより、上記の課題を根本的に解決する。【選択図】図１
2005262187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排水処理装置等の水処理装置において使用される非浸漬型分離膜処理装置であって、垂直或いは傾斜した状態に設置された膜カートリッジ或いは膜及びその支持体の上部に被処理液が供給され、被処理液は重力により濾過膜材に沿うて或いは濾過膜材の間を通って流下する構造であって、且つファン或いはブロワー等により濾過膜材に平行、直角或いは斜めに、押し込み方式或いは吸引方式により、連続的或いは間歇的に、定常的に或いは脈動的に強度或いは方向が変化する空気を吹きあてることにより、面の目詰まり閉塞及び濾過膜材表面への粘性物質の付着或いは固着を防止する構造の非浸漬型分離膜処理装置及び運転方法。
【請求項２】
請求項１に記載された垂直或いは傾斜した状態に設置された膜カートリッジ或いは膜及びその支持体の上部に、予め被処理液が噴霧或いは散水された空気と被処理液の液滴との混合物を、吸引方式或いは加圧方式により吹き付け供給する構造の非浸漬型膜処理装置及び運転方法。
【請求項３】
請求項１の非浸漬型膜分離装置に使用される平膜であって、高速の空気による風圧による膜の吸引剥離、破れ等を防止する為に、膜濾過材の表面に格子状の力網、保護網或いは一方向に平行に配置された抑え支持材等をもって補強した平膜濾過材。
【請求項４】
請求項１の非浸漬型膜分離装置に使用される中空糸膜であって、風圧による中空糸膜の切断等を防止する為に、保護網或いはロープ等で中空糸膜材の束を包みこんだ構造の中空糸膜濾過材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、排水処理装置、浄水処理装置等の水処理装置において、近年普及が進んでいる浸漬型膜分離装置に替わる非浸漬型膜分離装置に関するものであり、浸漬型膜分離装置に比較して運転エネルギーが少ないにもかかわらず、膜の閉塞防止をより完全に防止する技術である。
【背景技術】
【０００２】  水処理の分野で現在普及が進んでいる浸漬型膜分離装置は、膜カートリッジの部分全体が文字通り曝気槽等の水槽の中に浸漬されており、膜カートリッジの下部に、膜の閉塞防止の為に散気装置が設けられているのが最も普及した方式であるが、この方式には下記の三つの問題点がある。【０００３】  第１の問題点は、散気された空気の上昇速度が遅く、従ってその気泡により流動化されている膜面近傍の原水の流動速度が遅くなり、膜面の閉塞防止作用が弱いということである。【０００４】  第２の問題点は、散気装置が水深の深いところに設置されているために、散気孔においてその水頭圧に打ち勝つだけの圧力、通常少なくとも水柱１メートルに相当する空気圧を必要とし、装置としてはルーツブロワー等の高価な装置を必要となり、且つ消費動力も大きいということである。【０００５】  第３の問題点は、膜濾過処理の対象となる原水が縣濁物質濃度の高い場合には、散気装置の閉塞事故が発生しやすいということである。実際の水処理施設では、運転管理上間欠運転したり、負荷の軽い時には運転を一時停止したり、或いは装置の故障や台風地震などの自然災害による停電等種々の原因により、空気の供給が停止となり、送気管内の空気圧力が低下することがある。送気管内の空気圧力が低下すると、原水の水頭圧により、懸濁物質を含む原水が散気装置に逆流し、時間の経過とともに、原水中の懸濁物質が散気ノズルや散気管に沈着して閉塞を生じさせる事例が数多く発生している。【０００６】  散気装置の一部が閉塞すると、それに対応する膜カートリッジが閉塞し、甚だしい場合には膜面に粘性物質が多量に固着して膜カートリッジに不均一な力が作用し、膜分離装置の運転が継続できなくなる。【０００７】  この散気装置の閉塞トラブルに対処するために、膜処理メーカー及び水処理装置メーカーから数多くの特許提案がなされているが、このこと自体散気装置の閉塞トラブルが関係業界でいかに大きな問題になっているかを如実に示している。【０００８】  本発明では、この散気装置そのものを  全く必要としていないので、閉塞問題は全く発生しない技術である。【０００９】  特開平９−９４４４０号公報では、
【発明が解決しようとする課題】
の中で、曝気気泡による洗浄は補助的なものに過ぎないと述べ、非浸漬型膜濾過装置において平膜カートリッジを多数垂直に設け、洗浄用具を用いて閉塞及び粘性物質の固着を防止する提案をなしているが、構造が複雑であり実際には普及していない。
【００１０】  特開平１１−２４４６７４号公報では、浸漬型膜分離装置用の散気装置において、散気孔閉塞の原因を縷々詳述し、その対策として、『気体供給管よりも下方に延在する延長部を設け、該延長部に該延長部内を槽内に開放する開放部を設ける。（請求項１）』としているが、これは散気装置内への逆流を前提とした対策である。
【００１１】  しかしながら、
【０００９】の方法は構造が複雑であり、
【００１０】の方法は懸濁物質を含む排水の逆流を完全に防止しておらず、散気装置の閉塞トラブルを完全に解決することは困難である。
【特許文献１】特開平９−９４４４０号公報
【特許文献２】特開平１１−２４４６７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】  水処理装置に使用されている膜濾過装置は、浸漬型膜濾過装置が圧倒的に多いが、これには【０００２】で既に述べた如く三つの問題点がある。即ち散気装置から上昇する気泡の上昇速度が遅く、膜の閉塞防止や粘性物質の固着防止効果が弱いこと及び高価な高圧ブロワー等を必要とし且つ消費動力が大きく、更に散気装置の閉塞トラブルが発生しやすいことである。本発明は、これ等の問題点を根本的に解決しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】    現在水処理業界に普及しつつある浸漬型膜分離装置の閉塞防止に使用されている散気装置は、被処理水に酸素を溶け込ませる為に開発された方法であって、濾過膜の閉塞防止用に開発されたものではない。したがって
【特許文献２】で述べられている如く、その閉塞防止効果は強くない。
【００１４】  本発明ではこの問題点を解決するために、膜濾過装置を非浸漬型となし、被処理液を垂直或いは傾斜した状態に設置された濾過膜材表面を重力により自然流下させつつ膜濾過と膜洗浄を同時に行うとともに、濾過膜材表面に風を当てることにより、膜濾過面に接する被処理液に強い乱れを生じさせて、膜の閉塞及び粘性物質の固着等を防止する。【００１５】  元来高速の空気が物体の表面に及ぼす力が極めて大きいことは、強風、突風、台風等における自然現象や災害状況を観察すれば自明のことであり多言を要しない。建築物の換気ダクトなどで採用されている風速は毎秒２０メートル程度であるが、プレートファン等の安価な装置を用いても、毎秒３０メートル以上の空気の流れを発生させることは、工業的には極めて簡単なことである。勿論どの程度の風速が必要になるかは、非処理液の性状によるのであるが、いずれにしても、散気装置から発生して浮上する気泡が生み出す力より遥かに大きな力を安価に発生させることは極めて容易である。【００１６】  高速の空気を作用させる方法は、押し込み方式吸引方式のどちらでも良い。
又高速の空気を膜濾過材に作用させる方向は、望ましくは下向きであるが、方向はいかなる方向でもよい。又非処理液の性状によっては、定常連続的に高速空気を作用させる代わりに、間欠的に或いは脈動的に高速空気を作用させても良い。【００１７】  但し高速空気が膜濾過材に及ぼす力は、操作条件によっては非常に大きくなるので、
【請求項３】
及び
【請求項４】
に述べた如く、膜濾過材を保護するために力網、保護網等を設けることが必要になる場合がある。
膜濾過装置を非浸漬型とすることにより、散気装置は必要がなくなるので、散気装置の閉塞問題も根本的に解決される。
【発明の効果】
【００１８】  本発明により、水処理装置において使用される膜濾過装置の濾過膜の閉塞や粘性物質の固着問題等が安価確実に実現し、消費動力も節減され、浸漬型膜濾過装置で問題となる散気装置の閉塞問題を根本的に解決するものである。更に膜の交換等のメンテナンス作業は、浸漬型膜濾過装置より非浸漬型膜濾過装置の方がより容易になるなどの副次的効果もある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の内、被処理水が散水された空気を垂直平行に設置されている平膜の膜面に沿って平行に下向きに吸引する方式の平膜濾過装置を、標準的な活性汚泥法の曝気槽に適用した場合の説明用構成図である。
【符号の説明】
【００２０】１平膜分離装装置収納ケーシング
２平膜カートリッジ集合体
３被処理水散水装置
４濾過液吸引配管
５各平膜カートリッジの濾過液取りだし配管
６吸引空気の流量制御装置
７吸引ファン
８曝気槽よりの被処理供給配管
９吸引空気排気ダクト
１０曝気槽への被処理液排出口
【図１】
2005262187.tif 000003