(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形板状平膜が複数水平方向に所定の間隔で併設され、平膜間の間隙が被処理液流路として形成された平膜モジュ−ルの前記被処理液流路に沿って縦通し、上下端部が支持部材により支持されて平膜濾過面の略全面にわたって張設され、上下方向スリットが水平方向に所定の間隔で多数設けられたシート部を有する洗浄部材において、前記シ−ト部が防水性の格子状織布シ−トであり、シ−トの上下端部を上下夫々の支持部材に懸け回し、端部を水平方向にミシン縫いして支持し、上下方向スリットを端部の先端近傍まで設けたことを特徴とする平膜分離装置の洗浄部材。
【請求項２】
矩形板状平膜が複数水平方向に所定の間隔で併設され、平膜間の間隙が被処理液流路として形成された平膜モジュ−ルの前記被処理液流路に沿って縦通し、上下端部が支持部材により支持されて平膜濾過面の略全面にわたって張設され、上下方向スリットが水平方向に所定の間隔で多数設けられたシート部を有する洗浄部材において、前記上下支持部材に夫々懸け回した補強部材の両端部にシート部の上下端部が夫々挟着されて成ることを特徴とする平膜分離装置の洗浄部材。
【請求項３】
前記洗浄部材のシート部に設けられた上下方向のスリットが補強部材の両端部に達して延設されているスリットであることを特徴とする請求項２記載の平膜分離装置の洗浄部材。
【請求項４】
前記支持部材に懸け回した上下補強部材の両端部が上下方向で長さが相違し、洗浄部材のシート部に設けられた上下方向のスリットが補強部材の短い方の端部の先端近傍まで延設されているスリットであることを特徴とする請求項２記載の平膜分離装置の洗浄部材。
【請求項５】
前記洗浄部材を挟着する挟着手段が水平方向のミシン縫いであることを特徴とする請求項２、請求項３又は請求項４記載の平膜分離装置の洗浄部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、矩形板状の平膜が複数水平方向に所定の間隔で併設された平膜モジュ−ルにより固液分離する平膜分離装置における平膜表面の洗浄部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、有機性廃水を好気性又は嫌気性の生物処理槽で処理する活性汚泥処理装置や硝化・脱窒処理装置等における生物処理槽の高負荷運転を維持するための汚泥濃縮や、し尿処理場や下水処理場における沈殿池の代替、余剰汚泥の濃縮、又は、医薬、食品、その他の業種における精密濾過等に、精密濾過膜や限外濾過膜を用いた円筒膜や矩形板状平膜等の濾過膜モジュ−ルにより固液分離する濾過膜分離装置が用いられている。
【０００３】
前記濾過膜分離装置は、濾過膜モジュ−ルの膜面に汚泥やタンパク質等の高分子物質で形成されたスライム等が附着するため、薬剤洗浄や空気を濾過膜モジュ−ルの下方から散気する気体により膜表面への付着防止や付着物の剥離除去等が行われているが、複数の平膜が併設されて成る平膜モジュ−ルを用いた濾過膜分離装置（以下平膜分離装置という。）において、平膜間に洗浄部材を配置した平膜分離装置が、特開平８−１３１７８３号公報、特開平８−３０９１６１号公報及び特開平９−８９０号公報に記載されている。
【０００４】
前記特開平８−１３１７８３号公報に記載された洗浄部材は、プラスチック網状物等の可撓性部材を上端部で支持したものであり、また、特開平８−３０９１６１号公報に記載された洗浄部材は、糸状又は紐状部材の上下端を膜モジュ−ルに固定したものであり、更に特開平９−８９０号公報に記載された洗浄部材は、長繊維束の上下端を支持したものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の気体を散気して乱流を起こし、せん断力によって付着物を剥離する濾過膜装置においては、生物処理液中の汚泥やタンパク質等の高分子物質が、極めて濾過膜表面に付着しやすく粘着性もあるため、乱流効果のみでは剥離しにくく期待した程の効果が得られない。従って、短期間にスケ−ルやスライムが形成され、膜透過液量が減少し運転を停止して洗浄する回数が多くなっていると共に散気量も必要以上に多くなっているのが現状である。
【０００６】
また、従来の濾過膜表面への汚泥等の付着防止や付着物の剥離除去を行う洗浄部材を配置した平膜分離装置にあっては、多数の糸状又は紐状の洗浄部材を上下支持部材に支持させる手数がかかると共に、適宜な柔軟性や軽さを持ち、十分な強度と濾過膜を傷めることがない材質の最適な洗浄部材を選定するのに、極めて煩雑な事前調査が必要となり、また、製作に費用が嵩む問題もある。
【０００７】
従って本発明は、濾過膜を傷付ける恐れもなく、濾過膜表面への汚泥等の付着防止や、付着した後の濾過膜の付着物剥離が効果的に行われる洗浄部材を配置することにより、長期間濾過膜の濾過性能を維持でき、大幅に洗浄の頻度を削減することができると共に、洗浄部材の寿命を大幅に長寿命化することができる平膜分離装置の洗浄部材を提供する目的で成されたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の要旨は、請求項１に記載の発明においては、矩形板状平膜が複数水平方向に所定の間隔で併設され、平膜間の間隙が被処理液流路として形成された平膜モジュ−ルの前記被処理液流路に沿って縦通し、上下端部が支持部材により支持されて平膜濾過面の略全面にわたって張設され、上下方向スリットが水平方向に所定の間隔で多数設けられたシート部を有する洗浄部材において、前記シ−ト部が防水性の格子状織布シ−トであり、シ−トの上下端部を上下夫々の支持部材に懸け回し、先端を水平方向にミシン縫いして支持し、上下方向スリットを端部の先端近傍まで設けたことを特徴とする平膜分離装置の洗浄部材である。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明においては、矩形板状平膜が複数水平方向に所定の間隔で併設され、平膜間の間隙が被処理液流路として形成された平膜モジュ−ルの前記被処理液流路に沿って縦通し、上下端部が支持部材により支持されて平膜濾過面の略全面にわたって張設され、上下方向スリットが水平方向に所定の間隔で多数設けられたシート部を有する洗浄部材において、前記上下支持部材に夫々懸け回した補強部材の両端部にシート部の上下端部が夫々挟着されて成ることを特徴とする平膜分離装置の洗浄部材である。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明においては、前記請求項２記載の平膜分離装置の洗浄部材において、洗浄部材のシート部に設けられた上下方向のスリットが補強部材の両端部に達して延設されているスリットであることを特徴とする平膜分離装置の洗浄部材である。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明においては、前記請求項２記載の平膜分離装置の洗浄部材において、支持部材に懸け回した上下補強部材の両端部が上下方向で長さが相違し、洗浄部材のシート部に設けられた上下方向のスリットが補強部材の短い方の端部の先端近傍まで延設されているスリットであることを特徴とする平膜分離装置の洗浄部材である。
【００１２】
更に、請求項５に記載の発明においては、前記請求項２、請求項３又は請求項４記載に記載の平膜分離装置の洗浄部材において、洗浄部材を挟着する挟着手段が水平方向のミシン縫いであることを特徴とするの平膜分離装置の洗浄部材である。
【００１３】
なお、前記平膜は、透過液流路を具備した矩形板状枠で周囲を囲った不織布成形体の両面に、セルロ−スアセテ−ト系、芳香族ポリアミド系及びポリスフォン系等の有機材質の濾過膜を貼着して成るのが好ましいが、これには限定されず、セラミックス膜等の無機材料で形成してもよい。また前記濾過膜は、孔径が０．１〜数μの精密濾過膜や分画分子量数万〜数１０万程度の限外濾過膜等が用いられるが、精密濾過膜を用いるのが好ましい。
【００１４】
また、前記洗浄部材のシ−ト部は、厚さ０．０１〜０．１ｍｍのポリエチレン、ポリプロピレンやナイロン等のシ−トが丈夫且つ柔軟で濾過膜を傷付けることがないため好ましく、また、上下方向のスリットは水平方向に３〜１５ｍｍ間隔で設けられるのが、適宜な揺動が得られるため好ましい。
【００１５】
前記において、シ−ト厚が０．０１ｍｍ以下ではシ−トの強度が弱く成りすぎて切断し易い欠点があり、０．１ｍｍ以上であると適宜な揺動が得にくいと共に、柔軟性がなくなり濾過膜面を傷付ける恐れがあり、またスリット間隔が３ｍｍ以下ではシ−トの強度が弱く成りすぎて切断し易すくなり、１５ｍｍ以上であると適宜な揺動が得にくいと共に、広い面接触となるため付着物の剥離効果も低くなる。
【００１６】
また、シ−ト部が、格子状織布シ−ト等の場合には、強度があるため補強部材を用いることなく、シ−トの上下端部を上下夫々の支持部材に懸け回し、先端部を水平方向にミシン縫いして支持すればよいが、通常の滑らかなポリプロピレン製シ−ト等では、スリット端部でノッチ効果により破断しやすいため、強度のある補強部材を使用して支持部材に支持する必要がある。
【００１７】
前記の補強部材を使用して支持部材に支持するには、支持部材に懸け回した上下補強部材の夫々の両端部に、シート部の上下端部を夫々挟み込み、水平方向にミシン縫いする等の挟着手段で挟着して緩く張設されて成ることが、散気手段から供給される気体により適宜な振幅の揺動が与えられると共に、濾過膜面の全面と均一に接触するため好ましい。なお、挟着手段として接着剤のみでは剥がれ易いため好ましくないが、ミシン縫いと併用して接着剤を用いるのは強度が増すため好ましい
【００１８】
また、前記上下方向のスリットは、シ−ト部と共に補強部材の両端部に達して延設されているスリットであること、また、支持部材に懸け回した上下補強部材の両端部が上下方向で長さが相違し、洗浄部材のシート部に設けられた上下方向のスリットが補強部材の短い方の端部の先端近傍位置まで延設されているスリットであることにより、適宜な揺動が得られるため好ましい。
【００１９】
更に、前記支持部材は、長尺の矩形板状、棒状又は管状等を適宜に用いることができるが、長尺の矩形板状の支持部材が強度を保持し、被処理液流路における被処理液の上向流通を妨げる恐れが少なく、また、洗浄部材の適宜な揺動が得られるため好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施例の平膜分離装置の洗浄部材の概略図、図２は他の実施例の平膜分離装置の洗浄部材の概略図、図３は他の実施例の平膜分離装置の洗浄部材の概略図、図４は汚泥分離処理槽内に配置された平膜分離装置の概略縦断面図である。
【００２１】
１は洗浄部材であり、上下端部が支持部材６（６ａ、６ｂ）により支持されて、上下方向スリット３が水平方向に所定の間隔で多数設けられたシート部２を有し、平膜モジュ−ルの被処理液流路に沿って縦通し、平膜濾過面の略全面にわたって張設される。
【００２２】
前記洗浄部材のシ−ト部２は、厚さ０．０１〜０．１ｍｍのポリエチレン、ポリプロピレンやナイロン等のシ−トが丈夫且つ柔軟で濾過膜を傷付けることがないため好ましく、また、上下方向のスリット３は水平方向に３〜１５ｍｍ間隔で設けられるのが、適宜な揺動が得られるため好ましい。
【００２３】
前記において、シ−ト厚が０．０１ｍｍ以下ではシ−トの強度が弱く成りすぎて切断し易い欠点があり、０．１ｍｍ以上であると適宜な揺動が得にくいと共に、柔軟性がなくなり濾過膜面を傷付ける恐れがあり、またスリット間隔が３ｍｍ以下ではシ−トの強度が弱く成りすぎて切断し易すくなり、１５ｍｍ以上であると適宜な揺動が得にくいと共に、広い面接触となるため付着物の剥離効果も低くなる。
【００２４】
また、図１におけるシ−ト部２は、ハイピ−（商標）又はブル−シ−トと呼称される防水性の格子状織布シ−ト等で形成されているもので、強度があるため補強部材を用いることなく、シ−トの上下端部４を支持部材６に懸け回し、端部４が水平方向にミシン縫い５して支持されている。
【００２５】
また、図２におけるシ−ト部２は、通常の滑らかなポリプロピレン製シ−ト等で形成されているもので、強度が弱くスリット端部でノッチ効果により破断しやすいため、タ−ポリン等の強度のある補強部材７を使用して支持部材６に支持されており、支持部材６に支持するには、支持部材６に懸け回した上下補強部材７の夫々の両端部８に、シート部２の上下端部を夫々挟み込み、水平方向にミシン縫い５する等の挟着手段で挟着して緩く張設されて成ることが、散気手段から供給される気体により適宜な振幅の揺動が与えられると共に、濾過膜面の全面と均一に接触するため好ましい。なお、挟着手段として接着剤のみでは剥がれ易いため好ましくないが、ミシン縫いと併用して接着剤を用いるのは強度が増すため好ましい。
【００２６】
また、図２におけるシ−ト部２は、上下方向のスリット３がシ−ト部２と共に補強部材７の両端部８に達して延設されているスリット３であるが、図３におけるシ−ト部２は、支持部材１に懸け回した補強部材７の両端部８が上下方向でａだけ長さが相違し、洗浄部材１のシート部２に設けられた上下方向のスリット３が補強部材７の短い方の端部の先端近傍位置まで延設されているスリット３であることにより、適宜な揺動が得られるため好ましい。
【００２７】
図４において、１１は、上下端面が開口され、下端開口を被処理液の流入口２２、上端開口を濃縮液の排出口２３として具備し、汚泥分離処理槽２１内に支持脚により底面から一定間隔を持って浸漬載置されて成る筒状の矩形ケ−シング１７の内部に、複数の矩形板状の平膜１３が水平方向に所定の間隔で併設された平膜モジュ−ル１２が内設され、平膜モジュ−ル１２の下方に、気体を平膜１３間の間隙から成る被処理液流路１５に散気する散気手段１６が配設された平膜分離装置である。
【００２８】
平膜モジュ−ル１２は、複数の矩形板状の平膜１３が、適宜の支持部材により、水平方向に所定の間隔で併設され、平膜１３に具備された透過液流路に接続し、それぞれの平膜１３を透過した透過液をまとめて排出する透過液の排出管２０が設けられ、図示しない透過液の排出手段に接続されている。
【００２９】
前記平膜１３は、透過液流路を具備した矩形板状枠で周囲を囲った不織布成形体の両面に、セルロ−スアセテ−ト系、芳香族ポリアミド系及びポリスフォン系等の有機材質の濾過膜を貼着して成るのが好ましいが、これには限定されず、セラミックス膜等の無機材料で形成してもよい。また前記濾過膜は、孔径が０．１〜数μの精密濾過膜や分画分子量数万〜数１０万程度の限外濾過膜等が用いられるが、精密濾過膜を用いるのが好ましい。
【００３０】
また、前記平膜分離装置１１には、平膜モジュ−ル１２の夫々の平膜１３間に形成された間隙からなる被処理液流路１５に沿って縦通して平膜濾過面の略全面にわたって張設され、上下端部を支持部材６ａ、６ｂで支持され、上下方向のスリットが水平方向に所定の間隔で多数設けられたシ−ト状の洗浄部材１が配置されている。
【００３１】
また、被処理液の上向流を惹起すると共に、洗浄部材１の揺動を行うための散気手段１６から散気される気体としては、好気性で使用される場合には主に空気が使用されるが、嫌気性で使用される場合には生物処理で生成された嫌気性ガスを用いるのが好ましい。
【００３２】
前記汚泥分離処理槽２１は、生物処理装置で有機性廃水を好気的に処理した後の生物処理液を汚泥と清澄な処理液とに固液分離する処理槽であるが、生物処理装置の処理槽内に直接平膜分離装置１１を配設してもよく、また、前記生物処理装置としては、単一処理槽で嫌気、好気を繰り返して処理する装置や、処理槽内を区画または生物処理槽を複数別置して好気性及び嫌気性処理を組み合わせて生物学的な脱窒・脱燐効果の向上を図った装置等でもよい。
【００３３】
前記支持部材は、強度を保持し、被処理液流路における被処理液の上向流通を妨げる恐れが少なく、また、洗浄部材の適宜な揺動が得られるため、長尺の矩形板状であるが、棒状又は管状等を適宜に用いることができる。
【００３４】
以下に前記構成の平膜分離装置１１の作用について述べる。生物処理装置で微生物の生物学的作用により有機性廃水中の有機物を分解してＢＯＤ、ＣＯＤ等を低減処理された生物処理液は、生物処理液供給管２４から汚泥分離処理槽２１に供給され、被処理液として平膜分離装置１１の下端の被処理液流入口２２から矩形ケ−シング１７内に流入し、散気手段１６から供給された気体のエアリフト効果により、複数の平膜１３間に形成された被処理液流路１５を上向流通する間に、透過液の排出管２０に接続した図示しない排出手段により減圧された平膜１３により吸引濾過され、水分のみが濾過膜を透過して、清澄な透過液と汚泥が濃縮された濃縮液が得られる。
【００３５】
前記濾過処理において、排出手段による吸引圧は０〜−６００ｍｍＨｇであり、濃縮液は矩形ケ−シング１７の上端の濃縮液排出口２３から汚泥分離処理槽２１内で循環されて適宜に濃縮され、汚泥排出管２５から生物処理装置等に高負荷運転用汚泥として循環供給されると共に、一部は余剰汚泥として汚泥処理装置に供給されて処理される。また透過液は排出管２０から清澄な処理液として系外に排出される。
【００３６】
また、被処理液を平膜分離装置１１で濾過処理する運転を続けても、散気手段１６から供給される気体により適宜な振幅の揺動が与えられた洗浄部材１の側面が平膜１３の表面に接触して、汚泥等の附着が防止されると共に、汚泥が附着しても常に剥離除去され、散気手段からの気体で膜表面が洗浄されるため、汚泥やタンパク質等の高分子物質等によるスライムが極めて形成されにくくなっている。
【００３７】
散気手段１６から供給される気体の供給量は、気体を散気して乱流を起こし、せん断力によって付着物の剥離をする従来の濾過膜装置では、平膜設置投影面積当たり８０〜１３０ｍ3／ｍ2・ｈであったが、本発明の平膜分離装置においては、平膜設置投影面積当たり４０〜８０ｍ3／ｍ2・ｈで運転することができる。
【００３８】
次に食品工場の廃水を好気性生物処理した後の生物処理液を原水とし、生物処理槽外に配置した平膜分離装置を用いて固液分離したテスト例について述べる。
（実施例１）
幅６１０ｍｍ、高さ１０６０ｍｍ、厚さ１３ｍｍの平膜を２４０枚併設した平膜モジュ−ルを矩形ケ−シング内に設け、洗浄部材として、補強部材としてタ−ポリンを使用した、厚さ０．０７ｍｍ、スリット間隔１０ｍｍのポリプロピレンシ−トを配置した平膜分離装置を用い、散気手段からの空気吹き込み量を平膜設置投影面積当たり４５ｍ3／ｍ2・ｈで吹き込み、洗浄部材を揺動させると共に原水を上向流させた。汚泥濃度：１２０００ｍｇ／ｌの混合液を原水として用いてテストした結果、固形分濃度：０ｍｇ／ｌの透過液が、０．４２ｍ3／ｍ2・日の初期透過液量で得られ、４ヶ月経ても殆ど低下せず、その後も低下する様子は見られなかった。
【００３９】
（比較例１）
実施例１と同じ平膜を５枚併設した平膜モジュ−ルを矩形ケ−シング内に設け、洗浄部材を使用せず、空気を平膜設置投影面積当たり１００ｍ3／ｍ2・ｈで散気して乱流を起こし、せん断力によって付着物の剥離をする平膜分離装置を使用し、実施例１と同じ原水を用いて運転した結果、固形分濃度：０ｍｇ／ｌの透過液が、０．４２ｍ3／ｍ2・日の初期透過液量で得られたが、約１０日目から透過圧力が上昇し始めたため、空気の供給量を徐々に増加させたが、大幅な改善を図ることができず、２５日目には、許容圧力を超えたため運転を停止した。
【００４０】
前記のテストの結果、本発明の平膜分離装置では、固形分濃度０ｍｇ／ｌの極めて清澄な透過液が得られ、３〜６ヶ月の長期間にわたり初期透過液量が得られ、また、洗浄部材を取り替える必要がないため、殆ど保守管理の手間が省ける運転が可能となった。また、従来装置と比較して供給空気量を２０〜４０％削減することができ、動力費等の運転経費が節約できることが判明した。更に、糸状や紐状等の洗浄部材を使用する従来装置と比較して、簡単に据え付けが可能であると共に、適宜な柔軟性や軽さを持ち、十分な強度と濾過膜を傷めることがない材質の最適な洗浄部材を容易に選定することができた。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は、濾過膜を傷付ける恐れもなく、濾過膜表面への汚泥等の付着防止や、付着した後の濾過膜の付着物剥離が効果的に行われる洗浄部材を配置することにより、長期間濾過膜の濾過性能を維持でき、大幅に洗浄の頻度を削減することができると共に、洗浄部材の寿命を大幅に長寿命化することができる平膜分離装置の洗浄部材平膜分離装置である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の平膜分離装置の洗浄部材の概略図
【図２】他の実施例の平膜分離装置の洗浄部材の概略図
【図３】他の実施例の平膜分離装置の洗浄部材の概略図
【図４】汚泥分離処理槽内に配置された平膜分離装置の概略縦断面図
【符号の説明】
１：洗浄部材
２：シ−ト部
３：スリット
４：シ−ト部端部
５：ミシン縫い
６：支持部材
６ａ：上端部支持部材
６ｂ：下端部支持部材
７：補強部材
８：補強部材端部
１１：平膜分離装置
１２：平膜モジュ−ル
１３：平膜
１５：被処理液流路
１６：散気手段
１７：矩形ケ−シング
２０：透過液の排出管
２１：汚泥分離処理槽
２２：被処理液の流入口
２３：濃縮液の排出口
２４：生物処理液供給管
２５：汚泥排出管
【図１】
0003976435.tif 000002
【図２】
0003976435.tif 000003
【図３】
0003976435.tif 000004
【図４】
0003976435.tif 000005