(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の支持部材の両面もしくは片面にシート状の分離膜が貼付され、前記支持部材と前記分離膜との間に透過水流路（ａ）が形成された、互いに間隔を空けて設けられた複数のろ過膜エレメントと、該複数のろ過膜エレメントから得られる透過水を集水する集水管と、前記透過水流路（ａ）に連通し、該透過水流路（ａ）から前記集水管へ透過水を送水する、複数の透過水流路（ｂ）とを有する、被膜ろ過液に浸漬されているろ過膜モジュール、ならびに、前記集水管に連通し、集水した透過水を所望する場所へ送水するための、送水配管（ｃ）および該送水配管に連通結合された送水配管（ｄ）を備えるとともに、
前記透過水流路（ｂ）、集水管、および前記送水配管（ｃ）のいずれかが閉塞可能部を有し、透過水の流れ方向に関して前記閉塞可能部よりも上流側でかつ前記ろ過膜エレメントよりも下流側に大気圧開放可能部を有している
膜ろ過装置から前記ろ過膜エレメントを取り出すに際し、
前記閉塞可能部を閉にした状態で、前記送水配管（ｃ）と前記送水配管（ｄ）とを離して前記ろ過膜モジュールおよび前記送水配管（ｃ）を被膜ろ過液の外に取り出し、その後、該ろ過膜モジュールから所望するろ過膜エレメントを取り出すことを特徴とするろ過膜エレメントの取り出し方法。
【請求項２】
前記ろ過膜モジュールおよび前記送水配管（ｃ）を被膜ろ過液の外に取り出した後、前記閉塞可能部を前記大気圧開放可能部より低位に配置して前記閉塞可能部を開とし、続いて、前記大気圧開放可能部を開とすることによって、前記閉塞可能部と前記大気圧開放可能部との間の透過水を前記閉塞可能部の側から排出し、その後、所望するろ過膜エレメントを取り出すことを特徴とする請求項１に記載のろ過膜エレメントの取り出し方法。
【請求項３】
前記ろ過装置は、前記複数の透過水流路（ｂ）それぞれが、大気圧開放可能に設けられているとともに前記閉塞可能部を有していることを特徴とする請求項１に記載のろ過膜エレメントの取り出し方法。
【請求項４】
前記膜ろ過装置は、被膜ろ過液の液面水位より上位に前記閉塞可能部を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のろ過膜エレメントの取り出し方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃水処理などに使用されるろ過膜エレメントをろ過膜装置から取り出す方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
膜分離法は、省エネルギー、省スペース、省力化および製品の品質向上などの特徴を有するため、適用分野を拡大しながら普及している技術である。膜分離法には、逆浸透、限外ろ過、精密ろ過などの方法がある。また、ろ過膜の形態には、中空糸膜、平膜、および管状膜などがあり、各分離対象物の性質や特徴に応じて使い分けられている。
【０００３】
たとえば、従来、精密ろ過の分野では、比較的少量処理で、かつ比較的清澄な水溶液を分離・ろ過する目的で、小型のディスクフィルターや平膜プリーツ型カートリッジフィルタが使用されていた。また、限外ろ過の分野では、超純水の製造や食品製造および清涼飲料の製造などに平膜ろ過装置や中空糸型膜モジュールが使用されていた。そして、最近では環境保全の観点から、廃水処理にも膜分離技術を適用しようとする研究が進められている。
【０００４】
廃水処理では、多くの場合、沈殿による固液分離を行っていたが、その代替として膜分離技術が実施できれば、高品位な処理水が得られるだけでなく、広大な沈殿池の省略あるいは縮小ができ、スペースメリットが非常に大きい。また、廃水処理では、活性汚泥と呼ばれる微生物により、廃水中の有機物を分解した後に、フロック化した汚泥と処理水を分離する活性汚泥処理プロセスが広く用いられているが、かかる活性汚泥処理プロセスで処理効率を上げるために活性汚泥を高濃度化すると、分解処理が進む一方で後段の沈殿池において汚泥の沈降性不良を生じる場合があり、水質の悪化を防止するための管理作業が煩雑である。しかし、沈殿分離の代替として膜分離技術を採用すれば、水質の悪化、スペース確保といった問題点を解決することができるため、膜分離技術が注目されている。
【０００５】
以上のような点から、近年、活性汚泥を含む水槽内にろ過膜モジュールを浸漬してモジュールの透過側をポンプで吸引、あるいはサイホンなどのように水位差を利用して処理水を得る、浸漬タイプのろ過膜モジュールの研究が行われている。活性汚泥処理では通常、好気性の微生物を飼育するための曝気が行われており、この浸漬タイプは曝気により水槽内に形成される旋回流を利用して膜面の汚れをかきとりながら固液分離を行うことができ非常に低コストで運転が可能である。
【０００６】
浸漬タイプのろ過膜モジュールとしては、たとえば特許文献１に示されるような平膜を用いたろ過膜エレメントを複数設置したものが提案されている。このようなモジュールにおいては、散気管を交換する必要が生じた場合など、被膜ろ過液の外にモジュールを取り出して維持管理を行うことがある。このとき、ろ過膜モジュールを被膜ろ過液の外に取り出すためには、透過水を所望する場所へ送水するための送水配管の部分でモジュールを切り離す必要があるが、結合を分離すると、その結果ろ過膜の透過側が大気圧開放されることになるので、送水管内の透過水が高低差によりろ過膜エレメントに逆流することになる。そして、ろ過膜エレメントの支持材とろ過膜との間隙に透過水が溜まってしまい、個々のろ過膜エレメントが膨らんだ状態となる。その結果、ろ過膜エレメントを上方に取り出そうとしても、ろ過膜同士が接触するため、なかなか取り出すことができず、無理に取り出すとろ過膜の損傷を招いてしまう。
【特許文献１】特開２００３−１１２０１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、ろ過膜モジュールを被膜ろ過液の外に取り出してからろ過膜エレメントの取り出しを行う際にろ過膜の破損を防ぐことができる、ろ過膜エレメントの取り出し方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の目的を達成するために、下記（１）〜（４）を特徴とするものである。
（１）平板状の支持部材の両面もしくは片面にシート状の分離膜が貼付され、前記支持部材と前記分離膜との間に透過水流路（ａ）が形成された、互いに間隔を空けて設けられた複数のろ過膜エレメントと、該複数のろ過膜エレメントから得られる透過水を集水する集水管と、前記透過水流路（ａ）に連通し、該透過水流路（ａ）から前記集水管へ透過水を送水する、複数の透過水流路（ｂ）とを有する、被膜ろ過液に浸漬されているろ過膜モジュール、ならびに、前記集水管に連通し、集水した透過水を所望する場所へ送水するための、送水配管（ｃ）および該送水配管に連通結合された送水配管（ｄ）を備えるとともに、
前記透過水流路（ｂ）、集水管、および前記送水配管（ｃ）のいずれかが閉塞可能部を有し、透過水の流れ方向に関して前記閉塞可能部よりも上流側でかつ前記ろ過膜エレメントよりも下流側に大気圧開放可能部を有している
膜ろ過装置から前記ろ過膜エレメントを取り出すに際し、
前記閉塞可能部を閉にした状態で、前記送水配管（ｃ）と前記送水配管（ｄ）とを離して前記ろ過膜モジュールおよび前記送水配管（ｃ）を被膜ろ過液の外に取り出し、その後、該ろ過膜モジュールから所望するろ過膜エレメントを取り出すことを特徴とするろ過膜エレメントの取り出し方法。
（２）前記ろ過膜モジュールおよび前記送水配管（ｃ）を被膜ろ過液の外に取り出した後、前記閉塞可能部を前記大気圧開放可能部より低位に配置して前記閉塞可能部を開とし、続いて、前記大気圧開放可能部を開とすることによって、前記閉塞可能部と前記大気圧開放可能部との間の透過水を前記閉塞可能部の側から排出し、その後、所望するろ過膜エレメントを取り出すことを特徴とする、前記（１）に記載のろ過膜エレメントの取り出し方法。
（３）前記ろ過装置は、前記複数の透過水流路（ｂ）それぞれが、大気圧開放可能に設けられているとともに前記閉塞可能部を有していることを特徴とする、前記（１）に記載のろ過膜エレメントの取り出し方法。
（４）前記膜ろ過装置は、被膜ろ過液の液面水位より上位に前記閉塞可能部を有していることを特徴とする、前記（１）〜（３）のいずれかに記載のろ過膜エレメントの取り出し方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、モジュールが切断位置よりも上流側に閉塞可能部を有し、該閉塞可能部を閉にした状態でモジュールを下流側の送水配管から切り離して被膜ろ過液の外に取り出し、その後、所望するろ過膜エレメントをモジュールから取り出すので、送水配管中の透過水全量がろ過膜エレメントに逆流してしまうことを防ぐことができる。そのため、ろ過膜エレメントの膨張や隣接するろ過膜同士の接触を防ぐことができ、ろ過膜の損傷を防ぎつつろ過膜エレメントを一枚ずつ取り出すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
浸漬式膜ろ過装置の一実施態様を図１に示す。図１に示す浸漬式膜ろ過装置は、被膜ろ過液をろ過して透過水を得るためのろ過膜エレメント１が複数枚間隔を空けて設置されている平膜モジュール２と、平膜モジュール２を被膜ろ過液に浸漬するための処理槽７と、平膜モジュール２の下流側に設けられた、被膜ろ過液をろ過することによって得られる透過水を系外に取り出すための配管５（送水配管（ｃ））および配管９（送水配管（ｄ））とを有している。配管５、９はフランジ部８を介して連通結合されているが、必要に応じて連結を分離することができるように構成されている。
平膜モジュール２は、上記したように複数枚のろ過膜エレメント１を有しているが、個々のろ過膜エレメント１は、ろ過膜の取り扱い性や物理的耐久性を向上させるための平板状の支持部材の両面もしくは片面に、たとえば使用時における鉛直方向の長さが４００〜２０００ｍｍとなるような大きさのシート状の分離膜が貼付されることで、前記支持部材と前記分離膜との間に透過水流路（ａ）が形成されて構成されている。また、平膜モジュールは、ろ過膜エレメント１のほか、かかる複数枚のエレメントから得られる透過水を集水する集水管４と、その集水管４およびそれぞれのろ過膜エレメント１に連通し、透過水をろ過膜エレメントから集水管に送水する配管３（透過水流路（ｂ））とを備えている。
【００１１】
そして、本発明においては、上記のような構成の膜ろ過装置を配管５（送水配管（ｃ））と配管９（送水配管（ｄ））との間で切り離し、平膜モジュール２を被膜ろ過液から取り出すときのために、配管３（透過水流路（ｂ））、集水管４および配管５（送水配管（ｃ））のいずれかに閉塞可能部を設けるとともに、かかる閉塞可能部よりも上流側でかつろ過膜エレメント１よりも下流側に大気圧開放可能部を設ける。図１に示す形態においては、配管５（送水配管（ｃ））にバルブ６を設け閉塞可能とするとともに、配管３（透過水流路（ｂ））を取り外し可能、すなわち大気圧開放可能に構成しており、以下、この形態に基づいて本発明を説明する。
【００１２】
本発明においては、ろ過膜装置を以上のような構成とし、被膜ろ過液に浸漬しているろ過膜エレメント１を該ろ過膜装置から取り出す際には、バルブ６を閉にした状態で、配管５（送水配管（ｃ））と配管９（送水配管（ｄ））とをフランジ部８の部分で分離して平膜モジュール２および配管５（送水配管（ｃ））を被膜ろ過液の外に取り出し、その後、該平膜モジュール２から所望するろ過膜エレメント１を取り出す。このような装置構成および手順でろ過膜エレメントを取り出すことで、送水配管中の透過水全量がろ過膜エレメントに逆流してしまうことを防ぐことができる。そのため、ろ過膜エレメントの膨張や隣接するろ過膜同士の接触を防ぐことができ、従来ろ過膜エレメント１を取り出す際に発生していたろ過膜の損傷という問題を解決できる。
【００１３】
平膜モジュール２および配管５（送水配管（ｃ））を被膜ろ過液の外に取り出し、その平膜モジュール２から所望するろ過膜エレメント１を取り出す際には、たとえば、バルブ６を大気圧開放可能部すなわち配管３（透過水流路（ｂ））の取り外し可能な位置より低位に配置したうえで該バルブ６を開とし、続いて、大気圧開放可能部を開とする、すなわち配管３（透過水流路（ｂ））を取り外すことによって、バルブ６と配管３（透過水流路（ｂ））の取り外し可能な位置（大気圧開放可能部）との間の透過水をバルブ６の側から排出し、その後、所望するろ過膜エレメント１を取り出せばよい。
【００１４】
また、異なるろ過膜エレメントもしくはそれに対応して設けられた配管３（透過水流路（ｂ））からの透過水の逆流をより確実に防ぐためには、閉塞可能部や大気圧開放可能部を次のように設けるのが好ましい。すなわち、透過水をろ過膜エレメント１から集水管４に送水する複数の配管３（透過水流路（ｂ））を大気圧開放可能に設けるとともに、該複数の配管３（透過水流路（ｂ））それぞれを閉塞可能に設けることが好ましい。但し、大気圧開放とした箇所は閉塞可能とした箇所よりも上流側に設ける必要がある。そして、これら閉塞可能でかつ大気圧開放可能な複数の配管３（透過水流路（ｂ））を用いて上記したような手順でろ過膜エレメント１を取り出すことが好ましい。このようにすることで、異なるろ過膜エレメントやそれに対応して設けられた配管３からの透過水の逆流を確実に防ぐことができるので、ろ過膜エレメントの膨張や隣接するろ過膜同士の接触をより確実に防ぐことができる。
【００１５】
また、隣接するろ過膜エレメントの設置間隔狭い方が上記課題が顕著となるため、ろ過膜レメントの設置間隔が４〜１０ｍｍであるようなろ過装置からろ過膜エレメントを取り出す場合に本発明は特に好適である。
【００１６】
また、ろ過運転時に集水管４等に流れる透過水流量が多いほど、ろ過膜エレメントを取り出する際に生じる上記問題、すなわち逆流する透過水の流量も多くなり易い。したがって、本発明は、集水管４や配管５（送水配管（ｃ））の径が１５ｍｍ以上であるようなろ過装置、配管５（送水配管（ｃ））の長さが１ｍ以上であるようなろ過装置、さらには、複数のろ過膜モジュールを鉛直方向に積み上げた多段の膜ろ過装置（特にその下側のろ過膜モジュール）からろ過膜エレメントを取り出す場合に特に好適である。なお、集水管４や配管５（送水配管（ｃ））の径は現実には１００ｍｍ程度が上限である。
【００１７】
さらに、本発明において、閉塞可能部は、配管３（透過水流路（ｂ））、集水管４および配管５（送水配管（ｃ））のいずれかに設ければよいが、バルブを設けてそれら配管や集水管を閉塞可能としてもよいし、また、クリップ等で挟み込んで閉塞するように構成してもよい。特に、複数の配管３（透過水流路（ｂ））は可撓性を有する樹脂製のチューブで構成されることが多いため、クリップ等で挟み込んで閉塞することが好ましい。
【００１８】
さらに、何れの形態の場合も、本発明では閉塞可能部を閉にした状態で平膜モジュールを被膜ろ過液外に取り出すため、閉塞可能部は、平膜モジュールを被膜ろ過液に浸漬した状態で該被膜ろ過液の液面水位より上位に設置することが好ましい。その結果、処理槽７の中にある被膜ろ過液を引き抜かなくても閉塞可能部を操作できる。
【００１９】
処理槽７は被膜ろ過液を貯え、平膜モジュール２を被膜ろ過液に浸漬することができれば特に制限されるものではなく、コンクリート槽、繊維強化プラスチック槽などが好ましく用いられる。また、処理槽の内部が複数に分割されていても構わないし、複数に分割されている槽のうち一部をろ過膜エレメントを浸漬する槽として、他方を脱窒槽として利用し、被膜ろ過液を互いの分割されている槽間で循環されるようにしていてもよい。
【実施例】
【００２０】
ポリエステル不織布にポリフッ化ビニリデン膜がコーティングされた複合平膜（細孔径
０．０８μｍ）をフレームの両面に貼り付けた平膜のろ過膜エレメント１（有効膜部分：縦１０１０ｍｍ、幅４７０ｍｍ、有効膜面積０．９ｍ２）５０枚を図１に示す浸漬式膜ろ過装置（ろ過膜エレメントの設置間隔７．５ｍｍ）の処理槽７（内寸の幅２．８ｍ×奥行１．２ｍ×深さ２．１ｍの直方体状）に浸漬した。配管３にはポリウレタン製のチューブ（内径８ｍｍφ×外径１１ｍｍφ×全長３６０ｍｍ）を使用した。集水管４と配管５の内径はそれぞれ３２ｍｍであった。バルブ６は配管５の中間に設置し、被膜ろ過液の液面水位より１ｍ上位に設置した。被処理液として工場廃水を１２．５Ｌ／分の割合で供給し、被膜ろ過液である活性汚泥の濃度（ＭＬＳＳ）は２２，０００ｐｐｍで、膜ろ過ポンプをバルブ６よりも下流側にある配管９に設け、１３．８Ｌ／分で膜ろ過運転を行った。
【００２１】
その後、上記条件の膜ろ過運転を停止し、バルブ６を閉とし、バルブ６の下流側にあるフランジ部８における連通結合を切り離し、配管５、９を分離して、平膜モジュール２を処理槽７外に出し、安定した場所に平膜モジュール２を静置した。続いて、ろ過膜エレメント１とバルブ６との流路間の大気圧開放可能部（上記平膜モジュール２では配管３とろ過膜エレメント１の接続部）よりバルブ６を低位に配置し、バルブ６を開とした後、前記大気圧開放可能部を開とすることによって、前記大気圧開放可能部とバルブ６との間の透過水をバルブ６側から排出し、ろ過膜エレメントを取り出した。
【００２２】
その結果、隣接するろ過膜同士が接触せず、ろ過膜を傷つけずにろ過膜エレメントを１枚ずつ交換することができた。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明における浸漬式膜濾過装置の一実施態様を示す概略フロー図である。
【符号の説明】
【００２４】
１：ろ過膜エレメント  
２：平膜モジュール
３：配管  
４：集水管
５：配管  
６：バルブ
７：処理槽
８：フランジ部
９：配管
【図１】
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