(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下が開口した膜ケースの内部に複数の平板状膜カートリッジを膜面を鉛直方向にして膜面間に一定間隙をおいて配列することで膜ケースユニットを構成し、複数の膜ケースユニットを多段に配置して処理槽内に浸漬し、上下の膜ケースユニット間に周囲の槽内空間に開口部で連通する開放空間を形成し、最下段の膜ケースユニットの下方に散気装置を配置したことを特徴とする多段積み浸漬型膜分離装置。
【請求項２】
開口部の上側縁に所定高さのスカート部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の多段積み浸漬型膜分離装置。
【請求項３】
膜ケースユニットの平板状膜カートリッジより下方に所定高さのスカート部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の多段積み浸漬型膜分離装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多段積み浸漬型膜分離装置に関し、下廃水処理、汚泥濃縮などに使用する浸漬型膜分離装置の技術に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図２に示すように、浸漬型膜分離装置１は、ケーシング２の内部に複数の平板状膜カートリッジ３を膜面を鉛直方向にして、かつ膜面間に一定間隙をおいて（通常６〜１０ｍｍ）配列し、その下方に散気装置４を配設している。
【０００３】
図３に示すように、平板状膜カートリッジ３は樹脂などの剛性を有する濾板３Ａの表裏両面に濾過膜３Ｂを配置し、その周縁部において濾過膜３Ｂを濾板３Ａに接着あるいは溶着し、濾板３Ａと濾過膜３Ｂとの間、および濾板３Ａに形成した透過水流路３Ｃに連通する透過水取出口３Ｄを濾板３Ａに設けている。
【０００４】
この浸漬型膜分離装置１は、処理槽５の内部に処理水量に応じた必要台数を設置し、原水を処理槽５に導入するとともに、散気装置４より散気する状態において、槽内の処理対象液を平板状膜カートリッジ３により濾過し、濾過膜を透過した透過水をチューブ６、集水管７を通じて槽外へ導出する。
【０００５】
また、図４に示すような、浸漬型膜分離装置１１においては、上下が開口した膜ケース１２の内部に複数の平板状膜カートリッジ１３を鉛直方向に沿って、かつ膜面間に一定間隙をおいて平行に配列することにより膜ケースユニット１４を構成し、膜ケースユニット１４を上下２段に配置しており、上下の膜ケースユニット１４の間には開放空間を形成する間隔ケース１５を設けて、上下の膜ケースユニット１４を覆って空気の漏れや槽内液の流入を阻止している。下段の膜ケースユニット１４の下方には散気装置１６を内設した散気ケース１７を設け、散気ケース１７に処理対象液の流通開口１７Ａを形成している。
【０００６】
上段の膜ケース１２および間隔ケース１５には、膜カートリッジ１３の透過水取出口１３Ｄにチューブ１８を介して連通する集水管１９，２０をそれぞれ設けている。集水管１９，２０には吸引ポンプ２１を有する透過水導出管２２を接続し、散気装置１６にはブロワ２３を接続している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、膜ケースユニット１４を通過した原水は水分だけが除去されるので、膜ケースユニット１４を多段に配置すると原水は上段に流れるのにしたがって汚泥濃度が上昇し、濃度の高まりによって濾過抵抗が大きくなって平板状膜カートリッジ１３の間において膜間閉塞を引き起こす問題がある。
【０００８】
また、水分量の減少によって原水の流量が減少し、結果として平板状膜カートリッジ１３の間を流れる原水のクロスフロー流速が低下し、膜面洗浄効果を低下させる。
【０００９】
本発明は上記した課題を解決するものであり、上下に多段に配置した各膜ケースユニットにおいて原水が円滑に流れて、安定した濾過作用を行うことができる多段積み浸漬型膜分離装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明の浸漬型膜分離装置は、上下が開口した膜ケースの内部に複数の平板状膜カートリッジを膜面を鉛直方向にして膜面間に一定間隙をおいて配列することで膜ケースユニットを構成し、複数の膜ケースユニットを多段に配置して処理槽内に浸漬し、上下の膜ケースユニット間に周囲の槽内空間に開口部で連通する開放空間を形成し、最下段の膜ケースユニットの下方に散気装置を配置したものである。
【００１１】
上記した構成により、散気装置から噴出する空気によって上向流が生じ、上向流は周囲の槽内混合液を伴って固気液混相流となって最下段の膜ケースユニットに流入し、平板状膜カートリッジの間の流路をクロスフローで流れる間に膜分離される。最下段の膜ケースユニットを通過した固気液混相流は開放空間を通して上方の各膜ケースユニットへ順次に流入し、各膜ケースユニットを通過する間に膜分離される。
【００１２】
各膜ケースユニット内を槽内混合液が上昇することで各膜ケースユニット内の圧力が周囲の槽内領域よりも低くなり、開放空間には開口部を通して周囲の槽内混合液が流入する。このため、固気液混相流は、上下の膜ケースユニット間の開放空間を通過する際に、開口部を通して開放空間へ流入する槽内混合液を新たに伴って上方の膜ケースユニットへ流入する。
【００１３】
したがって、膜分離作用によって減少した流量を新たに流入する槽内混合液で補うことで、各膜ケースユニットを流れる槽内混合液の流量が変動せず、下方の膜ケースユニットで高まった汚泥濃度を新たに流入する槽内混合液で希釈することができ、各膜ケースユニットの平板状膜カートリッジの間の流路に槽内混合液を安定した汚泥濃度およびクロスフロー流速で通液することができ、十分な膜面洗浄効果を確保して膜間閉塞を防止できる。
【００１４】
請求項２に係る本発明の浸漬型膜分離装置は、開口部の上側縁に所定高さのスカート部を設けたものである。
この構成により、上向流が上方の膜ケースユニットへ再流入するのに際して流路断面積の急激な減少によって気泡が外部へ押し出されることをスカート部で抑制することができる。
【００１５】
請求項３に係る本発明の浸漬型膜分離装置は、膜ケースユニットの平板状膜カートリッジより下方に所定高さのスカート部を設けたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。先に説明したものと同様の作用を行うものは同一番号を付して説明を省略する。図１において、処理槽２４に浸漬した浸漬型膜分離装置１１は、上下に多段に配置する各膜ケースユニット１４の内部に剛性を有する複数の平板状膜カートリッジ１３（厚さ約６ｍｍ）を鉛直方向に沿って、かつ膜面間に一定間隙をおいて（通常６〜１０ｍｍ）平行に配列している。
【００１７】
各膜ケースユニット１４は中間ケース部２５で連結することで上下の膜ケースユニット１４の間に周囲の槽内空間に開口部２６で連通する開放空間２７を形成しており、最下段の膜ケースユニット１４の下方に配置した散気ケース１７の内部に散気装置１６を配置している。開口部２６の上側縁には４０ｍｍ以上の所定高さのスカート部２５ａを設けている。
【００１８】
上下の膜ケースユニット１４はフレーム材によって連結することも可能であり、この場合には、膜ケースユニット１４の下端縁に平板状膜カートリッジ１３より下方へ所定高さのスカート部２５ａを４０〜５０ｍｍ巾のアングル材等で形成する。
【００１９】
以下、上記した構成における作用を説明する。生物処理を行う処理槽２４に原水を導入し、散気装置１６を通じて散気するとともに、吸引ポンプ２１によって吸引圧を負荷する。
【００２０】
散気装置１６から噴出する空気によって上向流が生じ、この上向流によって処理槽２４の内部に循環流が発生し、槽内の活性汚泥を含む槽内混合液が十分に攪拌混合され、効率よい活性汚泥処理が行われる。
【００２１】
この上向流は周囲の槽内混合液を伴って固気液混相流となって最下段の膜ケースユニット１４に流入し、平板状膜カートリッジ１３の間の流路をクロスフローで流れる間に膜分離される。最下段の膜ケースユニット１４を通過した固気液混相流は開放空間２７を通して上方の各膜ケースユニット１４へ順次に流入し、各膜ケースユニット１４を通過する間に膜分離される。
【００２２】
固気液混相流は、上下の膜ケースユニット１４の間の開放空間２７を通過する際に、開口部２６を通して開放空間へ流入する槽内混合液を新たに伴って膜ケースユニット１４へ流入する。
【００２３】
このため、膜分離作用によって減少した流量を新たに流入する槽内混合液で補うことで、各膜ケースユニット１４を流れる槽内混合液の流量が変動せず、下方の膜ケースユニット１４で高まった汚泥濃度を新たに流入する槽内混合液で希釈することができ、各膜ケースユニット１４の平板状膜カートリッジ１３の間の流路に槽内混合液を安定した汚泥濃度およびクロスフロー流速で通液することができ、十分な膜面洗浄効果を確保して膜間閉塞を防止できる。
【００２４】
開口部２６の上側縁には所定高さのスカート部２５ａを設けているので、上向流が上方の膜ケースユニット１４へ再流入するのに際して流路断面積の急激な減少によって気泡が外部へ押し出されることを抑制することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、固気液混相流は上下の膜ケースユニット間の開放空間を通過する際に開口部を通して開放空間へ流入する槽内混合液を新たに伴って上方の膜ケースユニットへ流入するので、各膜ケースユニットを流れる槽内混合液の流量が変動せず、膜ケースユニットにおける汚泥濃度が平均化でき、各膜ケースユニットの平板状膜カートリッジの間の流路に槽内混合液を安定した汚泥濃度およびクロスフロー流速で通液することができ、十分な膜面洗浄効果を確保して膜間閉塞を防止できる。上向流が上方の膜ケースユニットへ再流入するのに際してはスカート部で気泡が外部へ押し出されることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における多段積み浸漬型膜分離装置を示す模式図である。
【図２】従来の膜分離装置の斜視図である。
【図３】同膜分離装置の平板状膜カートリッジの一部破断正面図である。
【図４】従来の多段積み浸漬型膜分離装置を示す模式図である。
【符号の説明】
１１    浸漬型膜分離装置
１２    膜ケース
１３    平板状膜カートリッジ
１４    膜ケースユニット
１４ａ  スカート部
１５    間隔ケース
１６    散気装置
１７    散気ケース
１７Ａ  流通開口
１８    チューブ
１９、２０  集水管
２１    吸引ポンプ
２２    透過水導出管
２３    ブロワ
２４    処理槽
２５    中間ケース部
２５ａ  スカート部
２６    開口部
２７    開放空間
【図１】
0004107819.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004107819.tif 000004
【図４】
0004107819.tif 000005