(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜浸漬槽と、
該膜浸漬槽内に設けられた濾過膜と、
該濾過膜の透過水を排出する手段と、
前記膜浸漬槽に原水を供給する手段と、
該原水の供給を停止する手段と、
前記膜浸漬槽内の液を槽外へ移送する液移送手段と
を備え、有機性懸濁物を含む原水中を前記濾過膜により膜濾過して透過水を得る膜浸漬型固液分離装置において、
前記膜浸漬槽の底面の一隅部に液溜まり部として設けられた凹部と、
前記膜浸漬槽に膜洗浄薬液を供給する手段と、前記膜浸漬槽にリンス液を供給する手段とを備え、
前記液移送手段は、前記凹部内に先端開口を位置させ、かつ、該凹部に前記液移送手段に連動する液位検知計を設けたことを特徴とする膜浸漬型固液分離装置。
【請求項２】
有機性懸濁物を含む原水を、底面の一隅部に液溜まり部として設けられた凹部を有し、かつ、該凹部に液位検知計を設けた膜浸漬槽に供給し、該膜浸漬槽内に設けられた濾過膜を透過する透過水を処理水として取り出す膜濾過工程と、
該膜濾過工程終了後、原水の前記膜浸漬槽への供給を停止する原水供給停止工程と、
該原水供給停止工程終了後、前記膜浸漬槽内の液を槽外へ移送する移送工程と、
該移送工程終了後、前記膜浸漬槽内に設けられた濾過膜を洗浄する洗浄工程とを有する膜浸漬型固液分離方法において、
前記洗浄工程は、前記膜浸漬槽内の液を、前記液位検知計との連動により、前記凹部から該膜浸漬槽の底面より１００ｍｍ以下にまで液位が下がるように抜き出して槽外へ移送する前記移送工程後、前記膜浸漬槽にリンス液を供給してリンスし、その後リンス液を、前記液位検知計との連動により、前記膜浸漬槽の前記凹部から該膜浸漬槽の底面より１００ｍｍ以下にまで液位が下がるように抜き出すリンス工程と
該リンス工程終了後、前記膜浸漬槽に膜洗浄薬液を供給して前記濾過膜の薬品洗浄を行う薬品洗浄工程とを含むことを特徴とする膜浸漬型固液分離方法。
【請求項３】
前記薬品洗浄工程後、前記膜浸漬槽内の膜洗浄薬液を前記凹部から抜き出し、次いで、該膜浸漬槽にリンス液を供給してリンスし、その後、リンス液を前記凹部から抜き出した後、該膜浸漬槽への原水の供給を再開して膜濾過工程を開始することを特徴とする請求項２に記載の膜浸漬型固液分離方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、活性汚泥に代表される、懸濁物質（ＳＳ）濃度５００ｍｇ／Ｌ以上の有機性懸濁物を含む原水中に濾過膜を浸漬し、該濾過膜により膜濾過を行って濾過水を得る膜浸漬型固液分離装置及び方法に係り、特に、膜浸漬槽に浸漬された濾過膜の薬品洗浄の効果を高めると共に、薬品洗浄時に併発する種々のトラブルを解決し、運転管理を容易にする膜浸漬型固液分離装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高濃度の有機性懸濁物質を含む原水を直接濾過する方法として、水槽内に濾過膜を浸漬し、外圧式で濾過を行うことが有効であることが知られている。これは、この方式によれば、槽内の被濾過液の流路を広く取ることができるため、被濾過液が濃縮されてゲル状又はケーク状となって、被濾過液流路や膜面を閉塞する問題を軽減できるためである。
【０００３】
図３（ａ）は、従来の膜浸漬型固液分離装置を示す断面図であり、図３（ｂ）は同膜浸漬槽の平面図である。
【０００４】
図３において、１は膜浸漬槽であり、両側に上下を開口する仕切り板２Ａ，２Ｂを備えた膜モジュール３Ａ，３Ｂが、中央に浸漬されている。この仕切り板２Ａ，２Ｂは、膜モジュール３Ｂの下部に設けた散気管４により、ブロワＢでその内部のみを曝気し、その曝気による上昇流を促進させるためのものである。
【０００５】
５は、オーバーフロー口であり、余剰の濃縮された被濾過液をオーバーフローさせるためのものである。
【０００６】
原水はポンプＰ１を備える配管１１より膜浸漬槽１に供給され、膜濾過水（透過水）は処理水として配管１２より取り出される。この配管１２は、自吸式ポンプＰ２を備え、ポンプＰ２の吸引側には濾過圧力測定用の圧力計ＰＩが、また、吐出側には流量計ＦＩが設けられている。
【０００７】
ＬＳは液位検知計（レベルスイッチ）であり、３段階の液位Ｌ−１，Ｌ−２，Ｌ−３を検知する。液位Ｌ−１は槽内液の抜き出し時に、液位Ｌ−２は薬液の注入時に、液位Ｌ−３はポンプＰ２の異常停止条件にそれぞれ使用される。
【０００８】
１３は槽内液の抜き出し用配管であり、レベルスイッチＬＳと連動するポンプＰ３を備える。１４は薬液供給用の配管であり、ポンプＰ４を備える。なお、ポンプＰ３とＰ４を共用し、バルブの切り換えで槽内液の抜き出しと、薬液の供給の流路切り換えを行うこともできる。
【０００９】
このような膜浸漬型固液分離装置では、膜モジュール３Ａ，３Ｂの濾過膜として、通常、ＭＦ（精密濾過）膜又はＵＦ（限外濾過）膜が用いられ、特に、ＭＦ膜の外圧型中空糸膜又は平膜が好適に用いられる。
【００１０】
膜濾過工程においては、膜浸漬槽１内の被濾過液は曝気又は攪拌手段により攪拌することで、膜面への被濾過物質（ＳＳ）の濃縮を抑制し、膜の閉塞を軽減する。この場合、図３の如く、膜モジュール３Ａ，３Ｂの側面付近に上下を開口した仕切り板２Ａ，２Ｂを設け、仕切り板２Ａ，２Ｂ内部の膜モジュール３Ａ，３Ｂの下部のみ曝気することで、仕切り板２Ａ，２Ｂ内にエアリフトによる上昇流を生じさせる方式が多く採用されている。
【００１１】
このような形式で膜濾過を行う場合、被濾過液のいわゆるクロスフロー流束を高く取れないことから、膜の目詰まりを防止するために、膜フラックスは１ｍ３／ｍ２／ｄａｙ以下に設定される。また、被濾過液流路の閉塞を防止するため、膜と膜との間隔は比較的広く取る必要がある。従って、この結果、膜モジュールは比較的大きな占有面積が必要となり、膜浸漬槽も比較的大容量となる。例えば、処理水１００ｍ３／ｄａｙを得るためには、通常、膜浸漬槽１の容積は１０〜５０ｍ３（例えば、図３の如く、３０００ｍｍ×３８００ｍｍ×４０００ｍｍ）程度必要とされる。
【００１２】
ところで、このような膜浸漬型固液分離装置では、濾過膜の表面に付着したＳＳ等を除去するための膜洗浄を行う必要があるが、上述の如く、膜モジュール３Ａ，３Ｂが大きく、膜浸漬槽１が大容量となることから、膜の薬品洗浄には、ポンプＰ１を停止して原水の流入を停止し、膜浸漬槽１内の被濾過液を配管１３より槽外に抜き出した後、洗浄薬液を配管１４より膜浸漬槽１内に導入することで、膜を膜浸漬槽１内に設置したまま薬品洗浄する方式が提案されている（例えば特開平１０−３０９５９５号公報）。この場合、膜浸漬槽１内の被濾過液は、廃液として処理したり、別の水槽に退避させておいたりする。特に、活性汚泥に適用する場合には、前段の生物処理槽のフリーボードを高く取り、その生物処理槽に返送する方法が多く採用されている。
【００１３】
この薬品洗浄中は、通常の膜濾過工程時と同様に曝気又は攪拌手段を用いて膜面を攪拌し、膜面の汚染物質を剥離させることが有効である。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の薬品洗浄方法を実施したところ、実用上次のような問題があることが判明した。
【００１５】
〔課題１〕
膜浸漬槽内から被濾過液を抜き出したところ、水槽内に被濾過液が５％程度残留した。この残留した被濾過液の液位（本明細書において、「液位」とは槽底面からの高さを指す。）は約２００ｍｍ程度であり、これ以上液位を下げることは通常困難である。これは、液位を感知することが難しく、また送液ポンプが空気を吸い込み障害を起こす可能性があるためである。即ち、槽内液の抜き出しに用いるポンプは、液を全て吸い込み終わっても運転を続けると、いわゆる空引きによりポンプが破損する危険があり、また破損に到らない場合でも、ポンプ内部に空気溜まりができることで、次回使用時に円滑に液を吸い込まず、起動に時間がかかる問題がある。
【００１６】
更に、膜浸漬槽の底面には沈降してヘドロ状となった懸濁物質が残留した。この残留物を除去せずに洗浄薬液を投入し、膜面を曝気したところ、次の問題が生じた。
【００１７】
(1-1)  激しい発泡が生じ、数１０ｍｇ／Ｌという多量の消泡剤添加が必要となった。特に、被濾過液の残留が１０％程度と多い場合には、消泡剤では発泡を抑制しきれず、泡が水槽から溢れたため、曝気を停止する必要が生じた。この場合、消泡剤はコストの高い薬剤であり、また消泡剤注入設備を設ける必要が生じることから、ランニングコスト、イニシャルコストが増加する。
【００１８】
また、膜の洗浄薬剤には通常高濃度の苛性ソーダを主体とした高アルカリの薬剤を用いるため、これが発泡して溢れることは、作業の安全性を著しく悪化させる。
【００１９】
更に、曝気を停止する必要がたびたび生じることにより、膜の薬品洗浄効果が低下し、洗浄時間を延長することが必要となる。また、発泡の状態を監視し、曝気量を制御する必要が生じるため、運転員の負担が増大する。この作業を自動化するためには、発泡検知センサと、曝気量制御弁と、これらの制御回路を設置する必要があり、建設費が増大する。
【００２０】
(1-2)  活性汚泥を被濾過液としている膜浸漬槽において、洗浄薬液として約２重量％の苛性ソーダと約７００ｍｇ／Ｌの有効塩素（次亜塩素酸ソーダ）を成分として含む溶液を使用したところ、洗浄開始直後に有効塩素が消費され、有効塩素濃度が１０ｍｇ／Ｌ以下となった。膜の薬品洗浄に効果的な有効塩素濃度は５００ｍｇ／Ｌ以上であり、この濃度を維持するためには、３０００ｍｇ／Ｌ相当の有効塩素を投入する必要があった。この量は、本来必要とする次亜塩素酸ソーダ量の６倍に相当し、その分薬剤コストが増加した。
【００２１】
〔課題２〕
薬品洗浄終了後、膜浸漬槽から薬液を抜き出したところ、槽内に薬液が５％程度残留した。この残留物を除去せずに原水を投入し、濾過を再開したところ、次のような問題が生じた。
【００２２】
(2-1)  薬液と原水が混合することで、アルカリ性の薬液を使った場合は被濾過液がアルカリ性になり、膜を透過して得られる処理水もアルカリとなった。また酸性の薬液を使った場合は被濾過液が酸性となり、処理水も酸性となった。このため、処理水の次のプロセスへの送水又は放流を中断し、膜浸漬槽内の液を中和する必要が生じた。このため、運転員の負担が増大し、特に酸又はアルカリによる危険性を伴う中和作業が必要となった。なお、中性の薬液（界面活性剤等）であれば、このような問題は生じないが、中性の薬液では洗浄効果が低く、実用的でない。
【００２３】
(2-2)  特に、アルカリ性の薬液を用い、被濾過液がアルカリ性となった場合には、被濾過液が激しく発泡し、水槽から泡が溢れかけ、多量の消泡剤の添加が必要となった。また、処理水が着色し、ＣＯＤＭｎも数１０ｍｇ／Ｌ上昇し、後段のプロセスや、放流水質規制によっては、放流不可能となる水質（ＣＯＤＭｎ＞５０ｍｇ／Ｌ）となった。
【００２４】
本発明は上記従来の問題点を解決し、膜浸漬槽に浸漬された濾過膜の薬品洗浄の効果を高めると共に、薬品洗浄時に併発する種々のトラブルを解決し、運転管理を容易にする膜浸漬型固液分離装置及び方法を提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明の膜浸漬型固液分離装置は、膜浸漬槽と、該膜浸漬槽内に設けられた濾過膜と、該濾過膜の透過水を排出する手段と、前記膜浸漬槽に原水を供給する手段と、該原水の供給を停止する手段と、前記膜浸漬槽内の液を槽外へ移送する液移送手段とを備え、有機性懸濁物を含む原水中を前記濾過膜により膜濾過して透過水を得る膜浸漬型固液分離装置において、前記膜浸漬槽の底面の一隅部に液溜まり部として設けられた凹部と、前記膜浸漬槽に膜洗浄薬液を供給する手段と、前記膜浸漬槽にリンス液を供給する手段とを備え、前記液移送手段は、前記凹部内に先端開口を位置させ、かつ、該凹部に前記液移送手段に連動する液位検知計を設けたことを特徴とする。
【００２６】
本発明の膜浸漬型固液分離方法は、有機性懸濁物を含む原水を、底面の一隅部に液溜まり部として設けられた凹部を有し、かつ、該凹部に液位検知計を設けた膜浸漬槽に供給し、該膜浸漬槽内に設けられた濾過膜を透過する透過水を処理水として取り出す膜濾過工程と、該膜濾過工程終了後、原水の前記膜浸漬槽への供給を停止する原水供給停止工程と、該原水供給停止工程終了後、前記膜浸漬槽内の液を槽外へ移送する移送工程と、該移送工程終了後、前記膜浸漬槽内に設けられた濾過膜を洗浄する洗浄工程とを有する膜浸漬型固液分離方法において、前記洗浄工程は、前記膜浸漬槽内の液を、前記液位検知計との連動により、前記凹部から該膜浸漬槽の底面より１００ｍｍ以下にまで液位が下がるように抜き出して槽外へ移送する前記移送工程後、前記膜浸漬槽にリンス液を供給して、リンスし、その後リンス液を、前記液位検知計との連動により、前記膜浸漬槽の前記凹部から該膜浸漬槽の底面より１００ｍｍ以下にまで液位が下がるように抜き出すリンス工程と該リンス工程終了後、前記膜浸漬槽に膜洗浄薬液を供給して前記濾過膜の薬品洗浄を行う薬品洗浄工程とを含むことを特徴とする。
【００２７】
本発明者は、薬品洗浄時に併発する前述の種々のトラブルを解決すべく検討を重ね、これらのトラブルを解決するためには、薬品洗浄に当たり、膜浸漬槽内液の残留を極力なくすべく、すすぎを行うことが有効であるとの知見を得た。
【００２８】
即ち、〔課題１〕に挙げたものは、次のような知見から、洗浄薬液を投入する前に膜浸漬槽内に残留する被濾過液を減らすことで解決できることが判明した。
【００２９】
課題1-1における発泡は、被濾過液中の微生物が薬剤と接触したときに発泡性の物質を出すことが原因と考えられる。特に、菌体が薬剤によって死滅することにより放出される菌体の内容物が発泡の主原因と考えられる。膜浸漬槽中では一般に微生物が濃縮されて高濃度になっていること、また微生物が底部に堆積してヘドロ状となっていることも、この現象を促進している。
【００３０】
また課題1-2における有効塩素の消費も、槽内に残留した微生物と有効塩素が反応し、塩素が消費されているために生じていると考えられる。
【００３１】
従って、被濾過液や底部のヘドロと共に膜浸漬槽内の微生物を排出し、低濃度にすることで、これらの問題を軽減もしくは解決することができる。
【００３２】
また、〔課題２〕に挙げたものは、次のような知見から薬品洗浄後、被濾過液を投入する前に、膜浸漬槽内に残留する薬液を減らすことで解決できることが判明した。
【００３３】
課題2-1における、被濾過液の酸性化又はアルカリ化は、膜浸漬槽内に残留している薬液の酸成分又はアルカリ成分が膜浸漬槽に投入した原水の干渉能を上回る場合に生ずる。従って、膜浸漬槽内に残留する薬剤を減少させることにより、このｐＨの変動を抑制することができる。
【００３４】
課題2-2における問題は、被濾過液中の微生物がアルカリにより死滅し、これが着色成分やＣＯＤ成分になっており、またその際菌体から放出される発泡性の物質により、被濾過液が発泡していると考えられる。従って、この問題も膜浸漬槽内に残留する薬液量を低減し、ｐＨ変動を抑制することで、軽減ないし解決することが可能である。
【００３５】
以上より、薬品洗浄に当たり、膜浸漬槽内に残留する液をリンス液で希釈し、リンス液ごと槽外へ抜き出すことが有効である。
【００３６】
本発明によれば、膜浸漬槽内液を抜き出した後、リンス液を供給して槽内をリンスした後薬品洗浄を行うことにより、或いは更に好ましくは薬品洗浄後、膜浸漬槽内の洗浄薬液を抜き出した後、リンス液を供給して槽内をリンスした後膜濾過を再開することにより、良好な効果を得ることができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００３８】
図１（ａ）は本発明の膜浸漬型固液分離装置の実施の形態を示す断面図であり、図１（ｂ）は同膜浸漬槽の平面図である。図２は本発明の膜浸漬型固液分離装置の他の実施の形態を示す断面図である。なお、図１，２において、図３に示す部材と同一機能を奏する部材には同一符号を付してある。
【００３９】
図１に示す膜浸漬型固液分離装置は、膜浸漬槽１Ａの底面の一隅部に液溜まり部６としての凹部を設け、槽内液の抜き出し用の吸引ポンプＰ３を備える配管１３の先端開口をこの液溜まり部６の底面近傍に位置させると共に、この液溜まり部６にエアパージ式の液位検知計（レベルスイッチ）ＬＳを設け、更にリンス液の供給配管１５を設けた点が図３に示す従来の膜浸漬型固液分離装置と異なり、その他は同様の構成とされている。
【００４０】
液溜まり部６内に設ける槽内液の引き抜き手段は、図１に示す如く、吸引ポンプＰ３を備える配管１３の他、水中ポンプ等の従来公知のいずれの手段でも良いが、膜の洗浄薬品に耐性を有することが必要である。
【００４１】
また、液溜まり部６に設ける液位検知センサは、従来公知のいずれの型式のものでも良いが、スカムや泡の影響を受けないものが好ましい。また、液溜まり部６は膜浸漬槽１Ａの底部にあり、ヘドロが堆積しがちなため、特に、常時空気を送給し、この空気の押し込み圧により液位を検知するエアパージ式や、圧力検知式のレベルスイッチが好ましい。その他、フリクト式のレベルスイッチも好適に使用することができる。
【００４２】
液溜まり部６は、このような液の引抜き手段と、液位検知センサの動作を妨げないものであれば良く、その形状は問わないが、過度に大きいと液溜まり部内に残留した液が障害を起こすため、通常は２５０〜５００ｍｍ角程度の大きさとするのが好ましい。また、液溜まり部６を設置する位置は、液が滞留せずに流れている部分が好ましい。具体的には、曝気管５の底面投影位置から２０００ｍｍ以内、特に１０００ｍｍ以内とするのが望ましい。
【００４３】
また、図１に示す如く、旋回流上昇部と下降部を仕切る仕切り板２Ａ，２Ｂを設けた場合は、この仕切り板２Ａ，２Ｂの底面投影位置から１５００ｍｍ以内、特に６００ｍｍ以内とするのが好ましい。
【００４４】
また、膜浸漬槽１Ａの底面は完全に平坦であると、液が残留しやすくなるため、液溜まり部６に向かって傾斜を付けることが好ましい。この傾斜の勾配は３〜１００パーミルとするのが好適であり、特に５〜２０パーミルとするのが良い。
【００４５】
また、薬品洗浄に際しては、膜浸漬槽１Ａ内に残留する被濾過液やヘドロをできるだけ減少させるために、液位検知センサは膜浸漬槽１Ａ内のなるべく下方に設けるのが好ましく、また液位検知センサは槽内液の引き抜き手段と連動させる。
【００４６】
リンス液としては、通常、上水、中水、工水、処理水等の清澄な水を用いる。ＳＳが５００ｍｇ／Ｌ以下であれば原水でも代用が可能であるが、極力清澄な水が好ましい。
【００４７】
従って、リンス液供給手段には、上水、工水等をバルブを介して配管しても良いし、必要に応じてポンプで昇圧した処理水を必要に応じてバルブを介して供給するようにしても良い。リンス液は液位検知センサと連動し、リンス液位までリンス液を供給すると自動的に停止するものが好ましい。この場合、リンス液供給手段のバルブは自動弁を用いるのが好ましい。なお、リンス液供給手段は、薬液供給手段の配管１４やポンプＰ４とバルブを介して共用することもできる。また、リンス液として原水を用いる場合には、原水供給手段を用いることができ、この場合には別途リンス液供給手段を設けることが不要となる。
【００４８】
リンス液の供給手段は膜浸漬槽１Ａの容量の２０％以上の水量を１時間以内に供給できるものが良く、望ましくは２０分以内に供給できるものがよい。また、リンス液の供給量は、膜浸漬槽１Ａ内に残留している液量の３倍以上、特に７倍以上が好ましい。液位としては、５０〜７００ｍｍ程度が好ましい。ただし、過剰に投入すると、リンス液のコストが高騰したり、廃液が増えたり、膜の洗浄工程に要する時間が長くなったりするため、多くとも膜浸漬槽の容量の半量以下とするのが好ましい。膜浸漬槽内に投入した後に抜き出したリンス液は、廃液として処理したり、原水槽に戻したり、前段に活性汚泥処理槽がある場合には活性汚泥処理槽に投入したりするのが良い。リンス液が薬液と混合されて希薄な薬液となっているものは、この薬液の中和操作を行える工程に投入するか、膜浸漬槽内で予め中和してから排出するのが良い。膜浸漬槽内で予め中和する場合は、水位が低くなっているため、槽内液をポンプ循環しながら循環ラインに中和薬剤を投入するのが好ましい。この時に、中和を検知する計器（ｐＨ計、ＯＲＰ計など）も循環ライン中に設けておくのが好適である。循環に用いるポンプは、槽内液の抜き出しに用いるポンプと共有するのが好適である。
【００４９】
図１に示す膜浸漬型固液分離装置において、原水の膜濾過は、ブロワＢによる曝気下、ポンプＰ１を作動させて配管１１より原水を膜浸漬槽１Ａに供給すると共に、ポンプＰ２により膜濾過水を処理水として配管１２を経て抜き出すことにより行われる。この膜濾過工程後の薬品洗浄は、好ましくは次のような手順で実施できる。
【００５０】
▲１▼  ブロワＢを停止して曝気を止めると共に、ポンプＰ１及びポンプＰ２を停止して原水の供給と処理水の取り出しを停止した後、ポンプＰ３を作動させて配管１３より槽内液を抜き出す。この槽内液の抜き出しに当り、本発明の膜浸漬型固液分離装置では、膜浸漬槽１Ａの底面に液溜まり部６が設けられているため、従来に比べて相当に低い液位まで槽内液を抜き出すことができる。この槽内液の抜き出しはレベルスイッチＬＳとの連動により、膜浸漬槽１Ａの底面１ａより１００ｍｍ以下にまで液位が下がるように行うのが好ましい。
【００５１】
▲２▼  槽内液を抜き出した後は、配管１５よりリンス液を供給して膜浸漬槽１Ａ内に残留する槽内液と共に配管１３より抜き出す。このときの抜き出しも、膜浸漬槽１Ａの底面１ａより１００ｍｍ以下にまで液位が下がるように行うのが好ましい。このようにリンス液を供給して抜き出すことにより、槽底部のヘドロを円滑に抜き出して、薬品洗浄への悪影響を防止することができる。なお、このリンス液の供給、抜き出しは、２回以上行っても良い。
【００５２】
▲３▼  上記リンス後は、ポンプＰ４を作動させて配管１４より薬液を供給して薬品洗浄を行い、薬品洗浄後、膜浸漬槽１内の薬液を配管１３より抜き出す。この薬品洗浄時は２０〜１００ｍ３／ｍ２／ｈｒ程度で曝気を行うのが好ましい。
【００５３】
▲４▼  薬品洗浄後、上記▲２▼と同様にしてリンス液を供給し、膜浸漬槽１Ａ内に残留する薬液と共に配管１３より抜き出す。この際、必要に応じて前述の如く、薬液の中和を行う。このようにリンス液を供給して薬液と共に抜き出すことにより、膜浸漬槽１Ａ内に残留する薬液量を著しく低減して、膜濾過工程への悪影響を防止できる。
【００５４】
▲５▼  上記リンス後、配管１１より原水を導入して膜濾過を再開する。この際、膜浸漬槽１Ａに原水を投入した後、曝気をしながら一定時間の経過を待って、濾過を開始するのが好ましい。即ち、色度やＣＯＤは時間の経過と共に増加する場合があり、特に原水が活性汚泥の場合に顕著であるが、これら着色成分やＣＯＤ成分は、曝気を継続することにより一部を再び生物的に分解することができる。また、洗浄薬液がアルカリであり、原水がアルカリ性になった場合には、曝気により大気中の二酸化炭素が溶解し、アルカリを中和する効果がある。また、原水が活性汚泥であり、前段に設けた曝気槽との間で活性汚泥を循環している場合には、拡散効果によりｐＨの正常化、色度、ＣＯＤの低減を図ることができる。ここで、待機する時間としては３０分〜１週間程度が好ましく、特に１時間〜１日間が好ましい。特に、他の処理槽との間に循環を行っている場合には、循環水量に対する膜浸漬槽の滞留時間が１〜６倍、特に２〜３倍が好ましい。
【００５５】
なお、図１に示す膜浸漬型固液分離装置及び上記薬品洗浄手順は、本発明の実施の形態の一例であって、本発明はその要旨を超えない限り、何ら上記のものに限定されない。例えば、液溜まり部の形状や位置等に特に制限はなく、図２に示す如く、膜浸漬槽１Ｂの底面を傾斜面として液溜まり部６Ａを形成することもできる。液溜まり部を設けた膜浸漬型固液分離装置を採用することにより、薬品洗浄工程の前後の膜浸漬槽内液の抜き出しに際して、ポンプの空引きを防止して、水深２００ｍｍ以下までに槽内液を引き抜くことができるようになるため、膜浸漬槽内の残留液を極く少量とすることができるため、残留液に起因するトラブルをより一層確実に防止して良好な薬品洗浄効果を得ると共に、薬品洗浄後の膜濾過工程の再開時における前述のトラブルを防止することができ、好ましい。
【００５６】
また、上記薬品洗浄手順のうち、▲４▼のリンス工程は必ずしも必要とされず、これを省略しても良いが、この薬品洗浄後のリンス工程も採用することにより薬品洗浄工程後の膜浸漬槽内液の残留をも防止して、良好な薬品洗浄効果を得ると共に、薬品洗浄後の膜濾過工程の再開時における前述のトラブルを防止することができ、好ましい。
【００５７】
【実施例】
以下に比較例及び実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００５８】
比較例１
曝気槽（容量３８０ｍ３）１槽と、図３に示す従来の膜浸漬槽（容量４５ｍ３）３槽により、処理水量約３００ｍ３／ｄａｙで膜式活性汚泥処理を行っている系において、膜の薬品洗浄を行った。曝気槽から各膜浸漬槽へは、約７５０ｍ３／ｄａｙの活性汚泥をポンプで送液し、膜浸漬槽からは約６５０ｍ３／ｄａｙの活性汚泥をオーバーフローさせて曝気槽へ返送した。
【００５９】
膜浸漬槽のうちの１槽（仮にＡ槽とする）への活性汚泥送液を一時停止し、次の手順で薬品洗浄を行った。
【００６０】
まず、Ａ槽内にある活性汚泥を自吸式スラリーポンプ（以下、「薬洗用ポンプ」と称す。）を用いて抜き出し、曝気槽へ投入した。この工程はＡ槽下方に設けられたフリクト式レベルスイッチが水位低を検知することで自動停止させており、動作自体は問題なかったが、底部に３００ｍｍ程度、活性汚泥が抜き出せずに残留した。
【００６１】
汚泥が残留したまま、Ａ槽に苛性ソーダ２重量％、有効塩素濃度１０００ｍｇ／Ｌ（次亜塩素酸ソーダを使用）からなる膜洗浄薬液を投入し、６５ｍ３／ｍ２／ｈｒで曝気を開始したところ、３０分程度で泡の高さが２ｍ以上となり、水槽のヘリより泡が溢れ始めたため、曝気を一時停止し、消泡剤を１０ｍｇ／Ｌ相当投入した。この後、曝気を再開したが、再び３０分程度で水槽のヘリまで泡が盛り上がり、再び曝気を停止した。この後、５０ｍｇ／Ｌ相当まで消泡剤を投入しても、発泡を抑制することができなかった。
【００６２】
このため、曝気量を膜設置部底面積当たり３０ｍ３／ｍ２／ｈｒ以下まで低減し、洗浄を継続したが、間欠的に曝気を中断し、泡が水槽から溢れるのを抑制する必要があった。
【００６３】
また、洗浄薬液の有効塩素濃度を測定すると、１０ｍｇ／Ｌ以下まで低下していたため、再度有効塩素濃度２０００ｍｇ／Ｌ相当の次亜塩素酸ソーダを投入し、３０分後に再び残留塩素濃度を測定したところ、約７００ｍｇ／Ｌであった。この後も徐々に有効塩素濃度は低下したが、洗浄終了時も５００ｍｇ／Ｌ以上を保つことができた。
【００６４】
このようにして計１６時間薬品洗浄を行ったが、洗浄終了後も膜面への汚泥ケークの付着が認められ、濾過差圧の回復率は新膜の８０％程度であった。
【００６５】
洗浄終了後は曝気を停止し、Ａ槽内の薬液を薬洗ポンプで抜き出し、再びフリクト式レベルスイッチで自動停止させたところ、槽底部にはやはり３００ｍｍ程度の薬液が残留した。
【００６６】
Ａ槽内に薬液が残留したまま、曝気槽から活性汚泥の供給を再開し、再びＡ槽からオーバーフローするレベルに達した後、膜濾過を再開したところ、膜透過水のｐＨが１２付近に達しており、液は茶色に着色し、ＣＯＤＭｎは６０ｍｇ／Ｌ程度となった。このため、濾過を停止し、活性汚泥の供給とオーバーフローのみ３時間程度継続した。その後に膜濾過を再開したところ、膜透過水のｐＨは７．６となり、着色はわずかとなり、ＣＯＤＭｎは２０ｍｇ／Ｌ程度となった。なお、曝気槽では自動制御によるｐＨコントロールを行った。
【００６７】
比較例２
比較例１において、Ａ槽として図１に示す膜浸漬槽１Ａを用いて同様の操作を行った。この液溜まり部６は４００ｍｍ×４００ｍｍ×４００ｍｍの大きさであり、散気管４の底面投影位置から７００ｍｍ、仕切り板２Ｂの底面投影位置から４００ｍｍの位置に設けられている。
【００６８】
この膜浸漬槽では、４００ｍｍ角の液溜まり部６の下端から１００ｍｍの位置に、吸引ポンプＰ３の吸引側に連通するパイプ１３の先端開口を配置し、この下端から３５０ｍｍの位置にフリクト式レベルスイッチＬＳを設置し、吸引ポンプＰ３と連動させた。
【００６９】
この結果、活性汚泥は槽底部１ａから５０ｍｍ以下まで抜き出すことができ、薬品洗浄時の発泡も激減した。ただし、消泡剤は１０ｍｇ／Ｌ程度添加する方が好ましかった。また、有効塩素濃度も、初期濃度１０００ｍｇ／Ｌに対し、投入直後６００ｍｇ／Ｌ、洗浄終了時４００ｍｇ／Ｌであった。
【００７０】
また、曝気量は削減する必要がなく、６５ｍ３／ｍ２／ｈｒ程度でも問題がなかった。
【００７１】
この状態で１６時間薬品洗浄を行ったところ、膜面に付着している汚泥ケークはほぼ全て剥離し、差圧は新膜の９０％強まで回復した。
【００７２】
薬品洗浄後、槽内の薬液を吸引ポンプＰ３により抜き出し、フリクト式レベルスイッチＬＳと連動して停止させたところ、底部から５０ｍｍ以下まで薬液を抜き出すことができた。
【００７３】
その後、活性汚泥の投入を開始し、膜浸漬槽１Ａからオーバーフローし始めたのを確認してから膜濾過を開始したところ、膜透過水のｐＨは８．４であり、放流可能であった。ただし、やや着色が認められ、ＣＯＤＭｎ値は３５ｍｇ／Ｌまで上昇した。
【００７４】
実施例１
比較例２において、薬品洗浄の前後で、原水を用いるリンス工程を行ったこと以外は同様にして操作を行った。
【００７５】
即ち、膜浸漬槽から活性汚泥を抜き出した後、約３００ｍｍの液位となるまでリンス水として原水を投入し、再び５０ｍｍの位置まで抜き出した。原水の流量は約１０ｍ３／ｈｒとし、約２０分間で供給した。その後に膜浸漬槽内から抜き出したリンス用原水は曝気槽に返送した後、薬液を供給した。なお、原水はＢＯＤ８００ｍｇ／Ｌ、ＳＳ１５０ｍｇ／Ｌ、ノルマルヘキサン抽出物質５０ｍｇ／Ｌ程度の水質であった。原水を抜き出した後の状況は、比較例２とほぼ同様であったが、水槽底面を目視したところ、ヘドロの排出状況が良好だった。また、薬液投入直後の有効塩素濃度は約７５０ｍｇ／Ｌ、洗浄終了後は約５５０ｍｇ／Ｌであったことから、比較例２よりも良好であると判断された。
【００７６】
薬品洗浄終了後、薬液を抜き出し、再度原水を３００ｍｍの水位まで投入し、残留していた薬液と混ざった原水を５０ｍｍの水位まで抜き出した。このときの薬液混じりの原水は、曝気槽の前段にある５００ｍ３容量の原水槽へ排出した。
【００７７】
その後、膜浸漬槽への活性汚泥の投入を開始し、オーバーフローを待って膜濾過を開始したところ、膜透過水のｐＨは７．６であった。曝気槽の活性汚泥のｐＨが７．４であったため、ｐＨの上昇は０．２程度に抑制されたことが分った。この膜透過水のＣＯＤ値は２０ｍｇ／Ｌ程度であり、有意な着色は認められなかった。なお、通常時の膜透過水のＣＯＤ値は１５〜２０ｍｇ／Ｌ程度であるので、薬品洗浄による膜透過水の水質の悪化は殆どないと判断された。
【００７８】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の膜浸漬型固液分離装置及び方法によれば、次のような効果のもとに、膜浸漬型固液分離装置における膜の薬品洗浄を容易な操作で低コストにて効率的に行うことができ、良好な薬品洗浄効果を得ることができる。
▲１▼  膜の薬品洗浄時、更には薬品洗浄後の膜濾過工程再開時の発泡を抑制できる。
▲２▼  ▲１▼により、薬品洗浄時に曝気を停止する必要がなくなり、効率的な薬品洗浄を行える。
▲３▼  薬剤使用量を低減できるため薬品洗浄コストを削減できる。
▲４▼  薬品洗浄後のリンス工程を採用した場合には、膜濾過工程再開時の水質悪化が防止され、膜濾過工程再開後、早期に処理水を採水することができる。
【００７９】
このような本発明の膜浸漬型固液分離装置及び方法は、活性汚泥等の微生物を含有する水、有機廃水を凝集処理した水、タンパク質やデンプン等の有機懸濁物質を含有する水等の処理に有効であり、特に活性汚泥を対象として濾過操作を行っている装置に適用することにより著しく良好な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は本発明の膜浸漬型固液分離装置の実施の形態を示す断面図であり、図１（ｂ）は同膜浸漬槽の平面図である。
【図２】本発明の膜浸漬型固液分離装置の他の実施の形態を示す断面図である。
【図３】図３（ａ）は、従来の膜浸漬型固液分離装置を示す断面図であり、図３（ｂ）は同膜浸漬槽の平面図である。
【符号の説明】
１，１Ａ，１Ｂ  膜浸漬槽
２Ａ，２Ｂ  仕切り板
３Ａ，３Ｂ  膜モジュール
４  曝気管
５  オーバーフロー口
６，６Ａ  液溜まり部
【図１】
0003994620.tif 000002
【図２】
0003994620.tif 000003
【図３】
0003994620.tif 000004