(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機濾過膜を支持体の表面に配置した上下方向の平板状膜カートリッジを処理槽の内部において散気装置の上方に配列し、膜カートリッジの透過液流路に連通して設けた透過液導出管に吸引手段を介装した浸漬型の膜分離装置を運転するに際し、処理槽内の濾過対象液の水位が所定の低水位より低下した時には、吸引手段により透過液導出管を通じて膜カートリッジの透過液流路に作用させる吸引圧を調節して、濾過対象液の水頭によって有機濾過膜を透過した透過液量に相応する低流量で膜透過液を導出する低流量濾過を行うことを特徴とする膜分離装置の運転方法。
【請求項２】
有機濾過膜を支持体の表面に配置した上下方向の平板状膜カートリッジを処理槽の内部において散気装置の上方に配列し、膜カートリッジの透過液流路に連通して設けた透過液導出管に吸引手段を介装した浸漬型の膜分離装置を運転するに際し、所定の低水位において、吸引手段を停止してから、濾過対象液の水頭によって有機濾過膜を透過した膜透過液の滞留により有機濾過膜の膨らみが生じるまでの滞留時間と、その後に吸引手段によって所定の吸引圧を作用させてから、有機濾過膜の膨らみが解消されるまでの滞留解消時間とを予め実験的に求め、槽内の濾過対象液の水位が所定の低水位より低下した時には、前記滞留時間に相当する時間の濾過停止と、滞留解消時間に相当する時間の濾過運転とを交互に行う間欠濾過を行うことを特徴とする膜分離装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機性汚水、下水等の処理に使用される浸漬型の膜分離装置の運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機性汚水、下水等の処理では、図３に示したように、膜分離装置１を内部に設置した膜分離槽２において固液分離が行われることがある。膜分離装置１は、複数枚の平板状膜カートリッジ３と散気装置４とをケース５の内部に配置したものである。
【０００３】
活性汚泥処理を行う場合について簡略に説明すると、前処理設備において除渣、沈砂、流量調整した被処理水を膜分離槽２に導き、散気装置４より膜面洗浄を兼ねた曝気空気を噴出させる状態において、被処理水により持ち込まれた有機物や窒素を活性汚泥により処理する。
【０００４】
それとともに、膜カートリッジ３の透過液流路に吸引ポンプ６より透過液導出管７を通じて吸引圧を作用させることによって、膜カートリッジ３の膜面において槽内の活性汚泥混合液８を濾過し（点線で示したようにして活性汚泥混合液８の自然水頭を駆動圧とする重力濾過も可能である）、膜面を透過して透過液導出管７（７ａ）に流入した膜透過液を消毒・放流設備に導き、消毒し、放流する。
【０００５】
このような膜分離装置１は、処理水質が安定し、維持管理も容易なことから、広く使用されるようになってきた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、水処理設備を設計する際には、被処理水の流入量が多い時もスムーズに処理できるように計画量を大きめに設定しており、通常の流入量は計画量より少ない。
【０００７】
このため、上記したような膜分離装置１では、重力濾過方式を採用した場合には、透過液導出管７ａの大気中開口位置に相応する水位に低下するまでたえず濾液が導出されるが、吸引濾過方式で運転している場合には、槽内に設置したレベル計で計測される水位に基き被処理水供給ポンプ９と吸引ポンプ６との発停を行うことで、流入量と濾液量のバランスをとっており、被処理液の流入量が著しく少ない時には、濾過を長時間停止させている。
【０００８】
しかし、吸引ポンプ６を停止させていても、実際には槽内の濾過対象液の水頭によって濾過が若干起こり、膜透過側に濾液が溜まる。そのため、膜カートリッジ３を、図４に示したように、濾板３ａの表裏各面に有機濾過膜３ｂを配置し、膜周縁部において接着剤や超音波で溶着固定して構成している場合には、濾過膜３ｂが、透過側に溜まった濾液によって膨らみ、曝気空気により煽られて仮想線で示したような状態となり、特に上部の溶着部３ｃの付近にしわが生じて、破断する恐れがある。
【０００９】
本発明は上記問題を解決するもので、濾過膜が破断しにくい膜分離装置の運転方法を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、本発明の請求項１記載の膜分離装置の運転方法は、有機濾過膜を支持体の表面に配置した上下方向の平板状膜カートリッジを処理槽の内部において散気装置の上方に配列し、膜カートリッジの透過液流路に連通して設けた透過液導出管に吸引手段を介装した浸漬型の膜分離装置を運転するに際し、処理槽内の濾過対象液の水位が所定の低水位より低下した時には、吸引手段により透過液導出管を通じて膜カートリッジの透過液流路に作用させる吸引圧を調節して、濾過対象液の水頭によって有機濾過膜を透過した透過液量に相応する低流量で膜透過液を導出する低流量濾過を行うようにしたものである。
【００１１】
請求項２記載の膜分離装置の運転方法は、有機濾過膜を支持体の表面に配置した上下方向の平板状膜カートリッジを処理槽の内部において散気装置の上方に配列し、膜カートリッジの透過液流路に連通して設けた透過液導出管に吸引手段を介装した浸漬型の膜分離装置を運転するに際し、所定の低水位において、吸引手段を停止してから、濾過対象液の水頭によって有機濾過膜を透過した膜透過液の滞留により有機濾過膜の膨らみが生じるまでの滞留時間と、その後に吸引手段によって所定の吸引圧を作用させてから、有機濾過膜の膨らみが解消されるまでの滞留解消時間とを予め実験的に求め、槽内の濾過対象液の水位が所定の低水位より低下した時には、前記滞留時間に相当する時間の濾過停止と、滞留解消時間に相当する時間の濾過運転とを交互に行う間欠濾過を行うようにしたものである。
【００１２】
上記した請求項１記載の構成によれば、被処理液の流入量が低く、所定の低水位より低下した時も、濾過対象液の水頭によって有機濾過膜を透過した透過液量に相応する膜透過液だけは透過液導出管を通じて槽外へ導出されるので、濾過運転を完全に停止する場合のように膜透過液の滞留による有機濾過膜の膨らみは生じず、散気装置を通じての曝気を継続しても有機濾過膜が煽られることはないため、煽りに起因する有機濾過膜の破断は生じない。
【００１３】
請求項２記載の構成によれば、被処理液の流入量が低く、所定の低水位より低下した時には、基本的には濾過を停止しながら、有機濾過膜の膨らみを防止するだけの濾過が間欠的に行われるので、散気装置を通じての曝気を継続しても有機濾過膜が煽られることはなく、煽りに起因する膜の破断は生じない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１において、供給ポンプ１８を介装した被処理水供給管１９が上部に開口する膜分離槽２０の内部に、膜分離装置２１が設置されている。
【００１５】
膜分離装置２１は、図２に示したようなものであり、複数枚の平板状膜カートリッジ２２と、その下方より膜面洗浄気体を噴出する散気装置２３とをケース２４の内部に配置したものであり、ケース２４は、搬送やメンテナンスを容易にするために膜ケース２５と散気ケース２６とに分割形成されている。
【００１６】
膜カートリッジ２２は、ＡＢＳ樹脂などで製作した濾板２２Ａの表裏各面に、スペーサかつ芯材となるシートの表面に膜部を一体に製作したポリオレフィン系の濾過膜２２Ｂを配置して、膜周縁部において接着剤や超音波で溶着固定し、濾板２２Ａと濾過膜２２Ｂとの間、および濾板２２Ａの内部に形成された透過液流路に連通する透過液取出口２２Ｃを濾板２２Ａに形成したものである。
【００１７】
各膜カートリッジ２２の透過液取出口２２Ｃにチューブ２７を介して連通する集水管２８は膜ケース２５に取り付けて設けられており、この集水管２８に連通して膜透過液を導出する透過液導出管２９が槽外へ導かれている。
【００１８】
透過液導出管２９には、集水管２８に近い方から順に、圧力計３０、吸引ポンプ３１、定流量弁３２が介装されている。
また膜分離槽２０の内部には、槽内の活性汚泥混合液３３の水位を測定するレベル計３４が設置されており、供給ポンプ１８、圧力計３０、吸引ポンプ３１、レベル計３４に電気的に接続して、圧力計３０、レベル計３４の測定値にもとづいて供給ポンプ１８、吸引ポンプ３１を制御する制御装置３５が設けられている。
【００１９】
上記した膜分離槽２０における膜分離装置２１の運転方法を説明する。
供給ポンプ１８により被処理水供給管１９を通じて被処理水を膜分離槽２０の内部に導入して、槽内の活性汚泥混合液３３と混合し、散気装置２３より曝気空気を噴出させる状態において、被処理水によって持ち込まれた有機物や窒素を活性汚泥により処理する。
【００２０】
それとともに、膜カートリッジ２２の透過液流路に吸引ポンプ３１により透過液導出管２９を通じて吸引圧を作用させることによって、膜カートリッジ２２の膜面において槽内の活性汚泥混合液３３を濾過し、膜面を透過して透過液導出管２９に流入した膜透過液を吸引ポンプ３１によって槽外へ導出する。
【００２１】
このとき、活性汚泥混合液３３の水位をレベル計３４で連続的にあるいは間欠的に測定して、レベル計３４より送信される水位データに基いて制御装置３５によって、供給ポンプ１８、吸引ポンプ３１の発停を行うことで、被処理水の流入量と膜透過液の導出量とのバランスをとる。
【００２２】
被処理液の流入量が著しく少なく、レベル計３４によって所定の低水位Ｌ０より低い水位が測定された時には、制御装置３５により吸引ポンプ３１をインバータ制御して膜透過液の導出量を調節する。
【００２３】
それには予め、所定の低水位ＬＯより低い複数の水位において、活性汚泥混合液３３の水頭によって有機濾過膜２２Ｂを透過した膜透過液による有機濾過膜２２Ｂの膨らみが生じない膜透過液の導出量、つまりそれに対応する吸引圧を圧力計３０によって実験的に求めておく。
【００２４】
そして、予め求められた水位に対応する吸引圧となるように圧力計３０に基いて吸引ポンプ３１をインバータ制御する。
このような、所定の低水位Ｌ０より低い水位における濾過運転は重力濾過方式に相当し、濾過運転を完全に停止する場合のように膜透過液の滞留による有機濾過膜２２Ｂの膨らみは生じず、散気装置２３を通じての曝気を継続しても有機濾過膜２２Ｂが煽られることはないため、煽りに起因する有機濾過膜２２Ｂの破断は生じない。
【００２５】
上記した膜分離槽２０における膜分離装置２１の別の運転方法を説明する。
通常時の運転方法は上記と同じである。
レベル計３４によって所定の低水位Ｌ０より低い水位が測定された時には、制御装置３５により吸引ポンプ３１をインバータ制御して膜透過液の導出量を調節する。
【００２６】
それには予め、所定の低水位Ｌ０において、吸引ポンプ３１を停止してから、活性汚泥混合液３３の水頭により有機濾過膜２２Ｂを透過した膜透過液の滞留によって有機濾過膜２２Ｂの膨らみが生じるまでの滞留時間と、その後に吸引ポンプ３１によって所定の吸引圧を作用させてから、有機濾過膜２２Ｂの膨らみが解消されるまでの滞留解消時間とを予め実験的に求めておく。
【００２７】
そして、前記滞留時間に相当する時間の濾過停止と、滞留解消時間に相当する時間の濾過運転とを交互に行う間欠濾過を行う。
このような方法によれば、濾過運転を完全に停止する場合のように膜透過液の滞留による有機濾過膜２２Ｂの膨らみが生じることはなく、散気装置２３を通じての曝気を継続しても有機濾過膜２２Ｂが煽られることはないため、煽りに起因する有機濾過膜２２Ｂの破断は生じない。
【００２８】
ところで、従来は膜面の上方に少なくとも５０ｃｍ程度の水頭を残すようにポンプの発停を行っており、上記した方法においても、５０ｃｍの水頭が残る水位を所定の低水位Ｌ０とすればよい。ただし、膜カートリッジ２２の膜面の露出を防止するために、吸引ポンプ３１を停止する最低水位を設定しておく。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、被処理液の流入量が著しく低い時も、従来のように濾過運転を停止することなく、槽内の濾過対象液の水頭によって起こる濾過に相応するだけの膜透過液を導出する低流量濾過を行うようにしたので、膜透過液の滞留による有機濾過膜の膨らみは生じず、曝気による煽りに起因する有機濾過膜の破断は生じない。
【００３０】
また、所定の低水位において、槽内の濾過対象液の水頭だけで有機濾過膜の膨らみが生じるまでの滞留時間と、その後に所定の吸引圧を作用させることで有機濾過膜の膨らみが解消されるまでの滞留解消時間とを予め実験的に求め、所定の低水位より低下した時に、前記滞留時間に相当する時間の濾過停止と、滞留解消時間に相当する時間の濾過運転とを交互に行う間欠濾過を行うようにしたので、膜透過液の滞留による有機濾過膜の膨らみは生じず、曝気による煽りに起因する有機濾過膜の破断は生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態において運転される従来の膜分離装置を設置した膜分離槽の説明図である。
【図２】図１に示した膜分離装置の斜視図である。
【図３】同膜分離装置の従来の運転方法を説明する断面図である。
【図４】同膜分離装置に配列された膜カートリッジの断面図である。
【符号の説明】
20    膜分離槽
21    膜分離装置
22    膜カートリッジ
22A    濾板
22B    有機濾過膜
23    散気装置
29    透過液導出管
31    吸引ポンプ
33    活性汚泥混合液
L0    所定の低水位
【図１】
0003832969.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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