JP2003144864A - 浸漬型膜ろ過装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 散気管から発生した気泡が中央付近に集まっ
てきても、全体に分散できる分散板を提供することを課
題とする。また、分散板の構造をシンプルな形状にする
ことによって、軽量でメンテナンスが容易な分散手段を
提供する￥。 【解決手段】 ポスト３、３間に中空糸膜２を複数掛け
渡した中空糸膜モジュール４ａと、中空糸膜モジュール
４ａ、４ｂを多段に積層させ、中空糸膜モジュール４ａ
の最下段側に、中空糸膜モジュールを洗浄するための気
泡を発生させる散気管８と、を備えた浸漬型膜ろ過装置
１であって、中空糸膜モジュール４ａと中空糸膜モジュ
ール４ｂとの間に、所定の傾斜角を有し、下方側の中空
糸膜モジュール４ａを洗浄しながら上昇した気泡を前記
ポスト３、３側に導くための分散手段を設けたことを特
徴とする浸漬型膜ろ過装置１である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、産業排水処理や下
水処理等の浄化するためのろ過装置であり、特に、中空
糸膜モジュールを使用して浄化する浸漬型膜ろ過装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、被処理水である懸濁液の浄化手段
として、特開平１１−５７４２６号公報に開示されてい
るような浸漬型膜ろ過装置が知られている。この浸漬型
膜ろ過装置は、複数枚の平板状の膜エレメント（平膜エ
レメント）を膜面が互いに平行となるように所定の間隔
をおいて並列配置してなる膜モジュールを、膜面が鉛直
方向となるように被処理水槽内に浸漬し、膜モジュール
の下部には散気管を設置して散気を行い、膜面をエアー
スクラビング洗浄方式（以下、エアースクラビングとい
う）によって膜面を洗浄しながら、ろ過水（浄化水）を
取り出すものである。

【０００３】特開平１１−５７４２６号公報に開示され
ている図３（ａ）は、浸漬型膜ろ過装置１０であり、膜
モジュール１５ａ、１５ｂを上下方向に２段積層して被
処理水槽１１に浸漬した状態を示す模式図である。図３
（ａ）に示すように、平膜エレメント１４、１４…は、
膜モジュール１５ａ、１５ｂの固定用ガイドレール２１
Ａ、２１Ｂの間に設けられ、多段に設置されている。ま
た、被処理水槽１１の底部には散気管１８が配置されて
いる。この浸漬型膜ろ過装置１０は、浄化水の取り出し
部が平膜エレメント１４の上部１４ａに設けられてお
り、上下の膜モジュール１５ａ、１５ｂ間に浄化水の集
水のための配管類を設置する必要が無いため、装置構造
がシンプルである。また、各々の膜モジュール１５ａ、
１５ｂが取り外し自由で、個々の膜モジュール１５ａ、
１５ｂは、平膜エレメント１４の抜き差しができるた
め、膜モジュールの組み立てや膜エレメント交換の際の
作業性が容易である。

【０００４】しかし、この浸漬型膜ろ過装置１０では、
膜モジュール１５ａ、１５ｂの平膜エレメント１４に沿
って上昇する気泡が、膜モジュール１５ａと膜モジュー
ル１５ｂの間の中央付近に吸い寄せられるようにして集
まる傾向がある。したがって、散気管１８により下段側
の膜モジュール１５ａの下方から散気されると、上段側
の膜モジュール１５ｂ内においては、気泡が中央付近に
集まるため、気泡の通過領域が偏在化し、平膜エレメン
ト１４と気泡との接触が不十分になる。

【０００５】そこで、上下に設置された膜モジュール１
５ａ、１５ｂ間に整流板１６を設けることにより、膜モ
ジュール１５ａからの気泡は整流されて均一に分布した
状態で上段の膜モジュール１５ｂに入るようになり、膜
モジュール１５ｂ内における気泡の偏在化を防止するこ
とができる。また、気泡を膜モジュール１５ｂの全域に
整流することにより、膜モジュール１５ｂの平膜エレメ
ント１４、１４…の汚染（汚れの付着）を確実に防止す
ることができる。

【０００６】図３（ｂ）、（ｃ）は、整流板１６を示す
斜視図である。図３（ｂ）に示す整流板１６ａは、多層
の板から形成されており、気泡が左右方向に移動するの
を防止することができる。また、整流板１６ｂは、さら
に、格子状に形成されており、気泡が左右方向と前後方
向に移動するのを防止することができるようになってい
る。

【０００７】また、図４は、中空糸膜モジュールを使用
した浸漬型膜ろ過装置の断面図である。図４に示すよう
に、浸漬型膜ろ過装置３０は、被処理水槽３８の中の垂
直に配置したポスト３３、３３間に無数の微細孔を有す
る中空糸膜３２を複数掛け渡された中空糸膜モジュール
３４ａと、その上部に多段積みさせた中空糸膜モジュー
ル３４ｂを配設して、前記ポスト３３，３３の上端部か
ら水を抜き取ることによりろ過する外圧式中空糸膜モジ
ュールによる浸漬型膜ろ過装置３０において、中空糸膜
３２の外周に付着した懸濁物質を気泡によって洗浄を行
う場合、散気管３６から発生した気泡は、ここでも抵抗
の少ない中央に吸い寄せられるようにして集まる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図4に
示すように、中空糸膜モジュール３４ａ、３４ｂ間に整
流板１６を設けた場合でも、散気管３６から発生した気
泡は、ポスト３３，３３間の中央に集まる傾向にあるた
め、お互いに並置された整流板１６で前記気泡を分散さ
せることは困難であった。また、整流板１６は構造が複
雑であり、また清掃等のメンテナンスがたいへんである
という問題があった。

【０００９】そこで、本発明は、散気管から発生した気
泡が中央付近に集まってきても、全体に分散できる分散
板を提供することを課題とする。また、分散板の構造を
シンプルな形状にすることによって、軽量でメンテナン
スが容易な分散手段を提供することを課題とする。

【００１０】

【発明が解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１に記載された発明に係る浸漬型膜ろ過装置
は、ポスト間に中空糸膜を複数掛け渡した中空糸膜モジ
ュールと、前記中空糸膜モジュールを多段に積層させ、
前記中空糸膜モジュールの最下段側に前記中空糸膜モジ
ュールを洗浄するための気泡を発生させる散気管と、を
備えた浸漬型膜ろ過装置であって、前記中空糸膜モジュ
ールと中空糸膜モジュールの間に、または、前記中空糸
膜モジュールの下部に、所定の傾斜角を有し、下方側か
ら上昇した気泡を前記ポスト側に導くための傾斜面を有
した分散手段を設けたことを特徴とする。

【００１１】請求項１に記載された発明では、中空糸膜
モジュールの下部に、または中空糸膜モジュールと中空
糸膜モジュールとの間に、傾斜面を有する分散手段を設
けることにより、下層からの気泡を右側部、左側部、中
央部の３つに分散させることができる。さらに、右側部
と左側部に分散された気泡は、両ポストに接続された中
空糸膜の接続部近傍に強く衝突し、その衝撃により中空
糸膜を振動させ、その振動が中心部に伝播して中空糸膜
全体を振動させることにより、一層高い洗浄効果が発揮
できる。

【００１２】請求項２に記載された発明に係る請求項１
に記載の浸漬型膜ろ過装置は、前記分散手段が、前記一
対のポスト間の中央部寄りから両ポスト側に向けて上側
に傾斜面を有し、右側部、左側部、中央部の３方向に分
散させる分散板であることを特徴とする。

【００１３】請求項２に記載された発明では、分散板
は、２枚の板で構成され、逆ハの字形状に設置される。
分散板の傾斜面の勾配角度は、４５〜７０度が好適であ
る。この角度からなる分散板は、整流板とは異なり、３
方向に分散させることができる。つまり、ポスト間の中
央寄りに集まる無数の気泡の力を損なうことなく下方か
ら上方に分散させることにより、結果として気泡を集束
させ、ポスト間に掛け渡された中空糸膜の両サイドに気
泡を衝突させることにより、振動を発生させる振動源を
設け、両者の振動と中央部の振動とが共鳴してさらに不
規則な振動を引き起こすことにより、より高い洗浄効果
が発揮できる。また、分散板の構造をシンプルな形状に
することによって、軽量で安価であり、メンテナンスが
容易な分散手段を提供することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、図を参照しながら詳細に説明する。図１は、実施の
形態の浸漬型膜ろ過装置１を示す断面図である。また、
図２は、その全体を示す浸漬型膜ろ過装置の斜視図であ
る。図１に示すように、本発明の浸漬型膜ろ過装置１
は、垂直に配置したポストである集水管３，３の間に複
数の中空糸膜２を束にして配設した中空糸膜モジュール
４ａが配設されている。被処理水槽８内には、中空糸膜
モジュール４ａを複数並設した中空糸膜モジュール群５
ａと、その上方には、中空糸膜モジュール４ｂを複数並
設した中空糸膜モジュール群５ｂが上下に配置されてい
る。

【００１５】浸漬型膜ろ過装置１は、被処理水に浸漬さ
れた中空糸膜２を一種のフィルターを通して浄化するろ
過装置である。したがって、中空糸膜２の有する無数の
微細孔の孔径より大きな懸濁物質を取り除くことができ
る。微細孔の孔径は０．０１〜０．００１μであり、懸
濁物質はもとより、大腸菌、一般の細菌、ウイルス等を
除去することができる。

【００１６】図１に示すように、中空糸膜モジュール群
５ａと中空糸膜モジュール群５ｂの間には、下方からの
気泡を効率的に分散させるための分散手段である分散板
７ａ、７ａが設けられている。分散板７ａ、７ｂは、２
枚の板から構成され、上方に向かって広がる逆ハの字状
を形成しており、分散板７ａの下部と分散板７ｂの下部
との間に隙間が設けられている。図中の矢印は、気泡の
流れを示している。気泡の流れは、右側部の気泡ａ、左
側部の気泡ｂ、中央部の気泡ｃの３つに分散するのが容
易に判る。また、分散板７ａ、７ｂの傾斜角は、４５°
〜７０°が好適であり調整式が好ましい。分散板７ａ、
７ｂの形状は、フラットであってもよいし、波形を有す
る波板であっても構わない。また、材質は鋼板のＳＰＣ
Ｃ材やＳＰＨＣ材であり、防錆処理等の塗装を施したも
のであるが、ステンレス板やプラスチック板であっても
よい。さらに、被処理水槽の底部には、エアースクラビ
ングにより中空糸膜２の洗浄を行うために気泡を発生さ
せる散気管６が設けられている。散気管６には、常時、
圧搾空気が供給されている。

【００１７】図２は、浸漬型膜ろ過装置１の斜視図であ
る。図中の矢印は、気泡の流れを示している。図２に示
すように、被処理水槽８の底部に設けられた散気管６か
らの無数の気泡は、第１中空糸膜モジュール群５ａの中
空糸膜モジュール４ａの中空糸膜２に衝突しながらエア
ースクラビングによる洗浄を行う。そして、無数の気泡
は、抵抗の少ない中央部に集まりながら上昇するため、
本発明の分散板７ａ、７ｂによって、３つに分散され
る。

【００１８】つまり、分散板７ａと分散板７ｂとの間を
通り抜けた中央部の気泡は、そのまま上昇を続け、中空
糸膜をエアースクラビングにより洗浄する。なお、エア
ースクラビングとは、気泡を吹き付ける方法をいう。さ
て、分散板７ａ、７ｂによって左右に分散された気泡
は、分散板７ａ、７ｂの傾斜面に沿って、上昇し、図の
左右に再び放散されて、中空糸膜モジュール４ｂの右側
をエアースクラビングにより洗浄するとともに、中空糸
膜モジュール４ｂのポスト３と中空糸膜２の接続部近傍
に衝突し、その衝撃により中空糸膜を振動させることに
より洗浄効果を高めることができる。また、左側におい
ても同様である。

【００１９】このように、中空糸膜モジュール４ｂの中
空糸膜２の両サイドに振動源を効果的に設けることによ
り、両者の振動と中央部の振動とが共鳴してさらに不規
則な振動を引き起こすことにより、中空糸膜２の洗浄効
果を一層高めることができる。さらに、全体の洗浄が効
率よく行われ、コンパクトで省スペース、しかも低コス
トで行うことができる。

【００２０】なお、本発明は、この実施の形態のみに限
定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく限
りにおいて適宜に変更することが可能である。たとえ
ば、気泡を分散させる分散手段は、中空糸膜モジュール
群５ａと中空糸膜モジュール群５ｂの間に限るものでな
く、中空糸膜モジュール群５ａの下方に設置されてもよ
いし、途中にあっても構わない。さらに、傾斜面を有す
る分散手段は、傾斜板である分散板に限られるものでは
なく、図２（ｂ）、（ｃ）の示すような形態であっても
構わない。つまり、図２（ｂ）は、斜視図であり、傾斜
面を有する三角柱状をした中空の分散手段であり、断面
形状が三角形で、その斜辺が傾斜面としている例を示し
ている。また、図２（ｃ）は、傾斜面を有する三角柱状
をした中実のブロックを分散手段とした例を示してい
る。

【００２１】

【発明の効果】以上詳述した通り、請求項１に記載の本
発明の浸漬型膜ろ過装置によれば、エアースクラビング
効果を高めるために、上下に隣接する中空糸膜モジュー
ル間に傾斜をつけた分散板を設置することにより、下層
からの気泡を左側部、中央部、右側部に分散させること
ができる。また、中空糸膜モジュールの中空糸膜の両サ
イドに気泡の衝突による振動源を設け、両者の振動と中
央部の振動とが共鳴してさらに不規則な振動を引き起こ
すことにより、中空糸膜２の洗浄効果を一層高めること
ができる。さらに、全体の洗浄が効率よく行われ、コン
パクトで省スペース、しかも低コストで行うことができ
る。

【００２２】請求項２に記載の本発明の浸漬型膜ろ過装
置によれば、分散板により３つの方向に分散させ、集束
ができる。つまり、ポスト間の中央寄りに集まる無数の
気泡の力を損なうことなく下方から上方に分散させるこ
とにより、結果として気泡を集束させ、ポスト間に掛け
渡された中空糸膜の両サイドに気泡を衝突させることに
より振動を発生させる振動源を設け、両者の振動と中央
部の振動とが共鳴してさらに不規則な振動を引き起こす
ことにより、より高い洗浄効果が発揮できる。また、分
散板の構造をシンプルな形状にすることによって、軽量
で安価であり、メンテナンスが容易な分散板を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態を示す浸漬型膜ろ過装置の断面図で
ある。

【図２】（ａ）は、実施の形態の全体を示す浸漬型膜ろ
過装置の斜視図である。（ｂ）は、傾斜面を有する分散
手段の例を示す斜視図である。（ｃ）は、傾斜面を有す
る分散手段の例を示す斜視図である。

【図３】（ａ）は、従来の浸漬型膜ろ過装置であり、膜
モジュールを上下方向に２段に積層して被処理水槽に浸
漬した状態を示す模式図である。（ｂ）、（ｃ）は、整
流板の形状を示す斜視図である。

【図４】中空糸膜モジュールを使用した従来の浸漬型膜
ろ過装置の断面図である。

【符号の説明】

１ 浸漬型膜ろ過装置 ２ 中空糸膜 ３ ポスト（集水管） ４ａ、４ｂ 中空糸膜モジュール ５ａ、５ｂ 中空糸膜モジュール群 ６ 散気管 ７ａ、７ｂ 分散板

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D006 GA07 HA16 HA19 HA93 JA19A JA29A JA29C JA31A KA43 MA22 PA01 PB08

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポスト間に中空糸膜を複数掛け渡した中空
   糸膜モジュールと、前記中空糸膜モジュールを多段に積
   層させ、前記中空糸膜モジュールの最下段側に前記中空
   糸膜モジュールを洗浄するための気泡を発生させる散気
   管と、を備えた浸漬型膜ろ過装置であって、 前記中空糸膜モジュールと中空糸膜モジュールの間に、
   または、前記中空糸膜モジュールの下部に、所定の傾斜
   角を有し、下方側から上昇した気泡を前記ポスト側に導
   くための傾斜面を有した分散手段を設けたことを特徴と
   する浸漬型膜ろ過装置。
2. 【請求項２】前記分散手段は、前記一対のポスト間の中
   央部寄りから両ポスト側に向けて上側に傾斜面を有し、
   右側部、左側部、中央部の３方向に分散させる分散板で
   あることを特徴とする請求項１に記載の浸漬型膜ろ過装
   置。