(57)【要約】【課題】  膜分離活性汚泥処理装置において用いられる膜エレメントが、曝気を受けて処理を続けるうちに、ろ板とろ過膜との密着固定が壊れて剥離しシール破壊される問題を解消する。特に膜エレメント上端部におけるシール性の破壊を大幅に低減できる簡便な改良手段を提供する。【解決手段】  槽内に、膜エレメントの複数枚が配置された膜分離装置と、該膜分離装置の下方に散気装置とを設置してなる膜分離活性汚泥処理装置において、膜エレメントが、ろ板の表裏両面にろ過膜を配置しろ過膜の周縁部をろ板に密着固定させてシールしてなるものであって、ろ過膜がろ板の１辺で折り返されてろ板の両面に配置されていて、膜分離装置内において、ろ過膜面が鉛直面と略同じとなるように、かつ、ろ過膜の折り返し辺が鉛直上方となるように膜エレメントを配置する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
槽内に、膜エレメントの複数枚が配置された膜分離装置と、該膜分離装置の下方に散気装置とを設置してなる膜分離活性汚泥処理装置において、膜エレメントが、ろ板の表裏両面にろ過膜を配置しろ過膜の周縁部をろ板に密着固定させてシールしてなるものであって、ろ過膜がろ板の１辺で折り返されてろ板の両面に配置されていて、膜分離装置内において、ろ過膜面が鉛直面と略同じとなるように、かつ、ろ過膜の折り返し辺が鉛直上方となるように膜エレメントが配置されていることを特徴とする膜分離活性汚泥処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃水等を活性汚泥処理し膜ろ過処理するための膜分離活性汚泥処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
膜分離活性汚泥法において用いられる膜分離装置としては、たとえば複数の膜エレメントを適当な間隔で平行に配置した浸漬型膜装置が知られている（特許文献１）。このような浸漬型膜装置の内部に設置される膜エレメントとしては、長方形平板状のろ板に、一端がろ板の表面に開口するとともに他端がろ過処理水吸引管に連通するろ過処理水流路を形成し、ろ板の表面を覆って有機ろ過膜を設けた構造のものが用いられている。そして、ろ板とろ過膜との間には、必要に応じて所定の間隙を形成するスペーサを設けている。処理を行うときは、膜エレメントを槽内の被処理水中に浸漬させ、ろ過処理水吸引管を通して負圧を与えることにより、ろ過膜で被処理水をろ過している。
【０００３】
上記のような膜エレメントの製作に際しては、有機ろ過膜を単独で固定すると接着部分の境界においてろ過膜が破れるなど、膜強度上の問題があるため、膜強度を向上させるために不織布を支持材として配置したろ過膜が使用されている。支持材としての不織布には、製造の容易さから、主として飽和ポリエステルのような溶剤に溶けにくい熱可塑性の樹脂が用いられる。そして、樹脂製ろ板の表面に、不織布を支持材としたろ過膜を配置し、ろ過膜の周縁部を接着剤を用いて接着したり、超音波を照射し溶着させたりして密着固定させ、シールし製作される（特許文献２）。
【０００４】
ここで、浸漬型膜分離装置において、特に、槽内の活性汚泥混合被処理水中に膜エレメントを浸漬させて、ろ過膜表面を洗浄する目的でその下方から曝気しながら固液分離を行う場合には、曝気によって生起された気液混合上向流のエネルギーによりろ過膜とろ板の接着部が疲労破壊してしまう危険性がある。特に、膜エレメント上部で水流エネルギーの負荷が大きいため、この場所で、ろ過膜がろ板から剥離する危険性が最も高く、強制試験でもろ過膜のろ板からの剥離は、膜エレメント上部に集中して発生する。
【０００５】
このような理由から、膜エレメント上部でろ板とろ過膜との接着強度をより一層高めることが望まれている。そのための方法として、特許文献３には、枠体を用いたエレメントが提案されているが、枠体を必要とするため、製作に必要なコスト・労力が多くなるという問題があり、満足できる技術ではなかった。
【０００６】
【特許文献１】特許３３２８１４９号公報
【特許文献２】特許３０２８９００号公報
【特許文献３】特開２００３−１９０７４６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、膜分離活性汚泥処理装置において用いられる膜エレメントが、曝気を受けて処理を続けるうちに、ろ板とろ過膜との密着固定が壊れて剥離しシール破壊される問題を解消し、特に膜エレメント上端部におけるシール性を保持することができ、または、そのシール破壊の可能性を大幅に低減することができる膜分離活性汚泥処理装置を、簡便な改良手段でもって提供することにある。そして、膜分離活性汚泥処理装置における膜エレメントの耐用年数を延長させ、運転費低減に寄与する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を有する。
【０００９】
槽内に、膜エレメントの複数枚が配置された膜分離装置と、該膜分離装置の下方に散気装置とを設置してなる膜分離活性汚泥処理装置において、膜エレメントが、ろ板の表裏両面にろ過膜を配置しろ過膜の周縁部をろ板に密着固定させてシールしてなるものであって、ろ過膜がろ板の１辺で折り返されてろ板の両面に配置されていて、膜分離装置内において、ろ過膜面が鉛直面と略同じとなるように、かつ、ろ過膜の折り返し辺が鉛直上方となるように膜エレメントが配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
膜エレメントの上端部では、ろ過膜が折り返された状態で表裏にわたって繋がっているため、確実かつ容易に膜エレメント上端での膜剥離を防止できる。その結果、膜エレメントの耐用年数を延長でき、運転費の低減、膜交換作業の簡素化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１に、本発明の膜分離活性汚泥処理装置の装置構成を概念的に示す。
【００１２】
図１に示す膜分離活性汚泥処理装置は、活性汚泥を収容し生物処理を行うための活性汚泥処理槽（曝気槽）１と、その曝気槽１内に廃水を供給する原液供給ポンプ４と、活性汚泥で生物処理された生物処理水を固液分離するための膜分離装置２と、膜で固液分離するためにろ過液側を吸引する吸引ポンプ３と、余剰汚泥を引き抜く汚泥引き抜きポンプ７、とを備えている。膜分離装置２は、曝気槽１内の被処理水に浸漬されており、その膜分離装置２の下方には、酸素を供給し、好気処理を進行させるとともに、ろ過膜面の洗浄を行うための、ブロワー６に接続された散気装置５が設けられている。膜分離装置２が収容された曝気槽１以外の処理槽として、別の生物処理槽、例えば、嫌気槽、無酸素槽、好気処理槽などを独立に設けていても良い。
【００１３】
ここで、膜分離装置２の内部に配置する膜エレメントは、ろ板の表裏両面にろ過膜を配置し、ろ過膜の周縁部をろ板に密着固定させてシールしてなる膜エレメントであって、ろ過膜がろ板の１辺で折り返されてろ板の両面に配置されていて、膜分離槽内において、ろ過膜面が鉛直線と略同じとなるように、かつ、ろ過膜の折り返し辺が鉛直上方となるように膜エレメントが配置されている。
【００１４】
以下、図２、図３、図４を用いて、本発明で使用する膜エレメントの製造方法を説明する。図２は、本発明において用いる膜エレメントの一例を示す平面図である。その膜エレメントを、膜を折り返した一辺側から見た上面図が、図３である。図４は、膜エレメント作製時における膜の折り返しを説明するための斜視図である。
【００１５】
これらの図において、１０は長方形平板状のろ板であり、１１はろ板の表裏両面を覆って配置されたろ過膜である。ろ過膜１１とろ板１０の間には、必要に応じて水の流路を確保するためのスペーサを設けてもよい。ろ板１０はＡＢＳ樹脂などの熱可塑性樹脂で構成され、平板状、または、長辺の両側が膜で覆われる中央部分よりも肉厚構造を有する板状等に製作されている。ろ板とろ過膜との間にはろ過水流路が形成されるとともに、このろ過水流路に連通してろ過水吸引管１３が設けられている。
【００１６】
ろ過膜１１は、飽和ポリエステルなどの熱可塑性樹脂製の不織布を支持材とし、その表面に分離膜層を一体に形成したものであり、その周縁部１４においてろ板１０に密着固定されている。ろ過膜１１は、多孔質であって膜分離機能があれば特に限定するものではないが、特に活性汚泥混合被処理水の固液分離を行う場合には、その膜表面の細孔径が０．０１〜２０μｍ程度の範囲内であることが好ましい。また、その素材としては特に限定するものではなく、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリビニルアルコール、セルロースアセテート、ポリアクリロニトリル、塩素化ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルフルオライド、その他の材質を適宜選択して使用することができる。特に、物理的・化学的耐久性の高いポリオレフィン系樹脂やフッ素系樹脂が好ましい。
【００１７】
スペーサは、ろ過膜と同じ大きさまたはろ過膜より小さく形成されるが、ろ過膜の支持材としての不織布によってろ過水の流路となる間隙が確保される場合や、額縁状のろ板を用いてろ過処理水の流路となる間隙が実質的に確保される場合は、スペーサは必須ではない。
【００１８】
上記のような膜エレメントを製作する際に、ろ板１０、ろ過膜１１を、図２に示したように、ろ板の上方の１辺で、ろ過膜の被処理水側表面が表側となるように折り返して配置し、そのろ過膜の全周囲を、ろ板と密着固定してシールする。密着固定させる手段としては、接着剤による接着、あるいは、超音波や局部加熱による溶着を行えばよい。ろ過膜の折り返し辺１２ではろ過膜は繋がっているので、図２〜４に示すようにろ過膜の周縁を接着固定するだけでもシール形成させることができるが、さらに、ろ過膜の折り返し辺１２の下側においてろ過膜とろ板とを密着固定させてもよい。
【００１９】
そして、膜エレメントは、曝気による膜面洗浄に対する耐久強度向上のため、ろ過膜の折り返し辺１２が鉛直上側となるように膜分離装置の内部に配置し、槽内に設置する。このようにすると、槽内における下からの曝気が膜エレメントの上端においてろ過膜に大きく作用しても、膜エレメントの上端でのシール破壊を大幅に低減させることができる。
【００２０】
膜表面を下からの曝気により膜面洗浄する際にはろ過膜の短辺を上側下側に配置した方が水流による洗浄効果が高いため、ろ板形状が長方形の場合には、ろ板の長辺が上下方向となるようにし、ろ板の上側の短辺でろ過膜を折り返せばよい。
【００２１】
ろ過水吸引管１３の取り付け位置も特に限定されるものではないが、ろ過膜１２を折り返した上側の短辺であって、ろ過膜に覆われていない左右端に近い箇所に設けることが、膜エレメントの交換作業が行いやすく好ましい。
【００２２】
ろ過膜の折り返し辺１２の内側と接触するろ板上端の表面は、表面形状を、半円柱形などのような角のない形状とすることが好ましい。このような形状にすると、ろ過膜が接触する面積が広くなり、力が分散することによりろ過膜破損の危険性を減らすことができる。
【００２３】
ろ過膜をろ板の１辺で折り返してろ板の表裏両面に配置した状態でろ過膜の周縁部１４をろ板と密着固定することによりシールする際には、ろ過膜の反対側の２辺（下方の２辺）を引っ張り、張力をかけた状態でシールすることが、ろ過膜表面を平らにろ板に密着固定させるために好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明の膜分離活性汚泥処理装置は、廃水等の汚水を浄化処理するために利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る膜分離活性汚泥装置の装置構成を概念的に示す図である。
【図２】本発明における膜エレメントの一例を示す平面図である。
【図３】図２の膜エレメントを、膜を折り返した一辺側から見た上面図である。
【図４】膜エレメント作製時における膜の折り返しを説明するための斜視図である。
【符号の説明】
【００２６】
１：曝気槽
２：膜分離装置
３：吸引ポンプ
４：原液供給ポンプ
５：散気装置
６：ブロワー
７：汚泥引き抜きポンプ
１０：ろ板
１１：ろ過膜
１２：ろ過膜の折り返し辺
１３：ろ過水吸引管
１４：ろ過膜の周縁部
【図１】
2009195874.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
2009195874.tif 000005