JP2007203218A

JP2007203218A - 膜分離式水浄化装置

Info

Publication number: JP2007203218A
Application number: JP2006026131A
Authority: JP
Inventors: Akiyoshi Hasegawa; 明寿長谷川; Chihiro I; 千尋井; Teru Saito; 照斎藤
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2006-02-02
Filing date: 2006-02-02
Publication date: 2007-08-16

Abstract

【課題】原水の浄化運転を行ないながら、薬品を用いて膜ユニットの洗浄を行なうことができる膜分離式水浄化装置を提供する。
【解決手段】複数の浄化槽１に接続され、任意の浄化槽１を選択して原水を供給する原水配管２と、活性汚泥で浄化された水を分離する膜ユニット３と、各膜ユニット３に接続され、任意の膜ユニット３を選択して浄水を吸引・排出する吸引排出手段４を備えた膜分離式水浄化装置に関する。各浄化槽１に接続され、任意の浄化槽１を選択して薬品を投入する薬品投入手段６と、複数の浄化槽１のうち任意の一つの浄化槽１内の活性汚泥を含む水を他の浄化槽１に移送する水移送手段４と、各浄化槽１に接続された排水手段と、各浄化槽１内に設けられた水位検知手段を備える。そして水移送手段４で原水と活性汚泥との混合水を他の浄化槽１に送り出して空にした浄化槽１に薬品投入手段６で薬品を投入し、この浄化槽１の膜ユニット３を薬品で洗浄する。
【選択図】図１

Description

本発明は、原水を活性汚泥で浄化し、浄化した水を膜ユニットに通して活性汚泥から分離して排出するようにした膜分離式水浄化装置に関するものである。

図７は膜分離式水浄化装置の従来の一例を示すものである（例えば非特許文献１等参照）。図７において１は浄化槽、２は浄化槽１に原水を供給する原水配管であり、原水配管２には原水開閉弁２０が設けてある。浄化槽１内には膜ユニット３が設けてあり、膜ユニット３には吸引配管２１が接続してある。この吸引配管２１には吸引開閉弁２２と吸引ポンプ２３が設けてあり、また吸引配管２１には薬品タンク２４が薬品供給配管２５によって接続してある。薬品供給配管２５には投薬開閉弁２６が設けてある。さらに浄化槽１には送風器２８に接続された散気管２７が設けてある。

この図７の膜分離式水浄化装置にあって、浄化槽１内には原水開閉弁２０を開くことによって原水配管２から原水が供給されており、この原水は浄化槽１内で活性汚泥によって浄化作用を受ける。そして吸引ポンプ２３で膜ユニット３内を吸引することによって、浄化された浄水は膜ユニット３を通過して活性汚泥から濾過・分離され、吸引配管２１を通して排出されるようになっている。このように活性汚泥の作用で浄化された水を膜ユニット３を通して活性汚泥から分離して排出する膜分離式水浄化装置では、膜ユニット３の表面に活性汚泥が堆積して、膜ユニット３が目詰まりし、膜ユニット３による浄水の濾過の効率が低下する。このため、吸引ポンプ２３による吸引圧力が所定値に上昇したときや、あるいは定期的に、膜ユニット３を洗浄する必要がある。

図７の膜分離式水浄化装置において、膜ユニット３を洗浄するにあたっては、まず原水開閉弁２０を閉じて原水配管２から浄化槽１への原水の供給を停止し、また吸引ポンプ２３を停止すると共に吸引開閉弁２２を閉じて、浄化槽１による原水の浄化運転を停止する。そして、投薬開閉弁２６を開いて薬品タンク２４から薬品供給配管２５及び吸引配管２１を通して薬品を膜ユニット３内に供給し、膜ユニット３内に薬品を充填させた状態で所定時間保持することによって、膜ユニット３の目詰まりを薬品で分解等して洗浄する。このように膜ユニット３の目詰まりを薬品で洗浄した後、吸引ポンプ２３を作動させると共に吸引開閉弁２２を開くことによって、膜ユニット３内の薬品を排出し、後は、原水開閉弁２０を開いて原水配管２から原水を浄化槽１に供給することによって、上記のような浄化運転を再開することができる。

上記のようにして膜ユニット３を洗浄する洗浄運転を行なうことができるが、図７の膜分離式水浄化装置のように一槽の浄化槽１で形成されているものでは、膜ユニット３を洗浄する洗浄運転をしている間は、同じ浄化槽１内で原水を浄化する浄化運転を行なうことができず、原水を浄化する生産性が低下するという問題があった。また膜ユニット３内に薬品を充填して洗浄を行なう際に、薬品の一部が膜ユニット３を通して浄化槽１内の水中に混入し易く、浄化槽１内の活性汚泥中の微生物がこの薬品で殺されて浄化性能が低下するおそれがあるという問題があり、さらにこのように活性汚泥中の微生物が死滅してしまうと、微生物の再生にまで長時間が必要になるという問題もあった。

一方、上記の図７のような浄化槽が一槽型のものに対して、浄化槽を複数槽に形成し、複数の浄化槽のうち一つの浄化槽内から原水と活性汚泥とを抜き取った後、この浄化槽に洗浄水を徐々に充満していくと共に散気管から気泡流を発生させることによって、水面での気泡の破裂で膜ユニットの表面に付着したものを剥離するようにして、洗浄を行なうようにしたものも提案されている（例えば、特許文献１等参照）。

このように複数の浄化槽を備えることによって、一つの浄化槽で膜ユニットを洗浄する洗浄運転を行なっている間、他の浄化槽では原水を浄化する浄化運転を並行して行なうことができるので、原水を浄化する生産性が低下することがなくなるものである。

しかし、特許文献１のものでは、膜ユニットの洗浄に薬品を用いていないので、膜ユニットの洗浄効果が不十分であり、また膜ユニットを洗浄する浄化槽から原水と活性汚泥を抜き取って排出しているために、活性汚泥が無駄になるという問題を有するものであった。
環境省大臣官房廃棄物・リサイクル対策部廃棄物対策課浄化槽対策室監修、「窒素除去型・膜分離型小型合併処理浄化槽維持管理ガイドライン・同解説」、財団法人日本環境整備教育センター、平成１３年２月、ｐ．１７４、ｐ．２１５−２１６特開平６−９１２８８号公報

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、原水の浄化運転を行ないながら膜ユニットの洗浄を行なうことができ、また活性汚泥中の微生物に悪影響を及ぼすことなく、薬品を用いて膜ユニットの洗浄を行なうことができ、しかも活性汚泥を排出する無駄が生じることなく膜ユニットの洗浄を行なうことができる膜分離式水浄化装置を提供することを目的とするものである。

本発明の請求項１に係る膜分離式水浄化装置は、原水を活性汚泥で浄化する複数の浄化槽１と、各浄化槽１に個別に接続され、且つ任意の浄化槽１を選択して原水を供給する原水配管２と、各浄化槽１内に設けられ、活性汚泥で浄化された原水を通過させて浄水として活性汚泥から濾過して分離する膜ユニット３と、各膜ユニット３に接続され、且つ任意の膜ユニット３を選択して浄水を吸引して排出する吸引排出手段４と、各浄化槽１内に散気する散気手段５とを備えて形成される膜分離式水浄化装置であって、各浄化槽１に個別に接続され、且つ任意の浄化槽１を選択して薬品を投入する薬品投入手段６と、複数の浄化槽１のうち任意の一つの浄化槽１内の原水と活性汚泥との混合水を他の浄化槽１に移送する水移送手段７と、各浄化槽１に接続された排水手段と、各浄化槽１内の水位を検知する水位検知手段とを備えると共に、水移送手段７で原水と活性汚泥との混合水を他の浄化槽１に送り出して空にした一つの浄化槽１に薬品投入手段６で薬品を投入し、この浄化槽１の膜ユニット３を薬品で洗浄するようにしたことを特徴とするものである。

この発明によれば、一つの浄化槽１の膜ユニット３を洗浄している間、他の浄化槽１では原水を浄化する運転を並行して行なうことができるものであり、原水を浄化する生産性が低下することがなくなるものである。また、空にした一つの浄化槽１に薬品を投入して膜ユニット３を薬品で洗浄するため、薬品は活性汚泥に混入することがなくなり、活性汚泥中の微生物に悪影響を及ぼすことなく、薬品を用いて効率の高い膜ユニットの洗浄を行なうことができるものである。さらに、膜ユニット３を洗浄する浄化槽１内の原水と活性汚泥との混合水を水移送手段７で他の浄化槽１に移送して、この浄化槽１を空にするようにしているので、活性汚泥を排出するような無駄が生じることなく膜ユニット３の洗浄を行なうことができるものである。

また請求項２の発明は、請求項１において、散気手段５は各浄化槽１に個別に設けられ、且つ任意の浄化槽１を選択して散気するものであることを特徴とするものである。

この発明によれば、膜ユニット３を洗浄するために薬品を投入した浄化槽１では、必要に応じて散気手段５からの散気を停止することができるものである。

また請求項３の発明は、請求項１又は２において、膜ユニット３を複数本の中空糸膜８の両端部をそれぞれ固定部９，１０で固定して形成すると共に各固定部９，１０内に中空糸膜８を透過した浄水を集めて通過させる通水部１１を形成し、少なくとも一方の固定部９，１０の中空糸膜８の側の面を凸湾曲面に形成して成ることを特徴とするものである。

この発明によれば、散気手段５による散気で浄化槽１内に生じる水流が固定部９，１０の表面で滞留することを防ぐことができ、水流による中空糸膜８の目詰まり防止効果を高く得ることができるものである。

また請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかにおいて、膜ユニット３に、超音波発振器１２を付設して成ることを特徴とするものである。

この発明によれば、膜ユニット３に超音波振動を与えることによって、膜ユニット３に目詰まりが生じることを低減することができるものである。

また請求項５の発明は、請求項４において、超音波発振器１２は、浄化槽１内で移動を可能にする移動手段と、発振周波数を可変にする周波数制御手段のうち、少なくとも一方を備えて成ることを特徴とするものである。

この発明によれば、膜ユニット３の各部位を超音波振動させることができ、膜ユニット３の目詰まり防止効果を高く得ることができるものである。

本発明によれば、原水の浄化運転を行ないながら膜ユニット３の洗浄を行なうことができるものであり、また活性汚泥中の微生物に悪影響を及ぼすことなく、薬品を用いて膜ユニット３の洗浄を行なうことができるものであり、しかも活性汚泥を排出する無駄が生じることなく膜ユニット３の洗浄を行なうことができるものである。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１は本発明の実施の形態の一例を示すものであり、水槽３１内を仕切って複数槽の浄化槽１が形成されるようにしてある。浄化槽１はステンレス製やセメント製など任意の材質で形成されるものであり、また図１のように各浄化槽１は一体化されたものであっても、それぞれ独立した別体のものであってもよい。図１の実施の形態では浄化槽１として３つの浄化槽１ａ，１ｂ，１ｃを備えているが、浄化槽１の数は任意である。各浄化槽１の大きさは、一つの浄化槽１内の原水と活性汚泥との混合水を、残りの他の浄化槽１に振り分けて移送しても、この他の浄化槽１から水が溢れないように形成されるものである。

また浄化槽１の底部には排水配管３２が接続してある。各浄化槽１ａ，１ｂ，１ｃにそれぞれ排水配管３２ａ，３２ｂ，３２ｃが接続されるものであり、各排水配管３２ａ，３２ｂ，３２ｃに排水開閉弁３３ａ，３３ｂ，３３ｃが設けてある。この排水配管３２ａ，３２ｂ，３２ｃと排水開閉弁３３ａ，３３ｂ，３３ｃによって排水手段を形成することができるものである。排水開閉弁３３ａ，３３ｂ，３３ｃの種類は特に限定されないが、自動運転をすることができるように、電動弁で形成するのが望ましい。排水手段としてはこの他に、ポンプを用いて浄化槽１から排水を行なうようにしたものであってもよい。

原水配管２は浄化処理する原水を供給するものであり、図１の実施の形態では自然落下で原水を供給するようにしてあるが、ポンプ等の液送手段で原水を供給できるようにしてもよい。原水配管２は浄化槽１の数に応じて分岐させてあり、各分岐原水配管２ａ，２ｂ，２ｃをそれぞれ各浄化槽１ａ，１ｂ，１ｃの上部に接続してある。また各分岐原水配管２ａ，２ｂ，２ｃには原水開閉弁２０ａ，２０ｂ，２０ｃが設けてある。原水開閉弁２０ａ，２０ｂ，２０ｃの種類は特に限定されないが、自動運転をすることができるように、電動弁で形成するのが望ましい。

複数の各浄化槽１内にはそれぞれ膜ユニット３が配置してある。膜ユニット３は後述のように中空糸膜８からなる膜モジュールで形成する他、任意の種類のものを用いることができる。浄化槽１内の水は、膜ユニット３の外周側から内周側へと通過することによって、浄化槽１内の活性汚泥から濾過して分離されるものである。

吸引排出手段４は吸引配管２１を備えて形成されるものであり、浄化槽１の数に応じて分岐させた分岐吸引配管２１ａ，２１ｂ，２１ｃが設けてある。この各分岐吸引配管２１ａ，２１ｂ，２１ｃをそれぞれ各浄化槽１ａ，１ｂ，１ｃの膜ユニット３の上部に接続してある。吸引配管２１には吸引ポンプ２３が設けてあり、各分岐吸引配管２１ａ，２１ｂ，２１ｃには吸引開閉弁２２ａ，２２ｂ，２２ｃが設けてある。図１の実施の形態では、吸引ポンプ２３を作動させて吸引することによって、膜ユニット３に水を通過させると共に膜ユニット３を通過した水を排出するようにしているが、吸引ポンプ２３を用いず、高低差を利用して自然吸引させる構造に形成することも可能である。

散気手段５は散気管２７と送風器２８を備えて形成されるものであり、散気管２７は膜ユニット３より下方の浄化槽１の底部内に、散気管２７に接続される送風器２８は槽外にそれぞれ配置してある。図１の実施の形態では、一本の散気管２７が各浄化槽１ａ，１ｂ，１ｃの底部間に跨って配置されるようにしてある。送風器２８はブロワー、コンプレッサーなどの空気を送風する機械や、空気入りの圧力ボンベなど、空気などの酸素を含む気体を送風するものであれば何でもよい。送風量は浄化槽１内の活性汚泥が必要とする溶存酸素量が確保できるものであればよい。また散気管２７は送風器２８から送られてきた気体を微細な泡にして酸素が浄化槽１内に行き渡るようにするものであり、例えばパイプに直径２ｍｍ程度の孔を複数設けたものとして形成することができる。

散気管２７の散気部の構造は図２（ａ）のように形成することもできる。このものでは、水平に配置される散気管２７の長手方向に沿った複数箇所に、内周の開口がすり鉢状の散気孔３５となった弁座３６が設けてある。この弁座３６を覆うようにストッパー箱３７が取り付けてあり、ストッパー箱３７の上面に通気孔３８が開口させてある。またストッパー箱３７内において弁座３６には弁蓋３９が上下動自在に取り付けてあり、散気孔３５を弁蓋３９で開閉できるようにしてある。弁蓋３９は逆円錐台形状に形成してあり、弁蓋３９の上面の直径は通気孔３８の径より大きく形成してある。

このものにあって、送風器２８から空気などの気体が散気管２７に送られると、その送風圧で弁蓋３９が押し上げられて散気孔３５が開口し、送風された気体が散気孔３５から通気孔３８を通して浄化槽１内に散気される。また送風器２８の作動が停止して気体が送られなくなると、水圧で弁蓋３９が押し下げられて散気孔３５が塞がれることになり、浄化槽１内の活性汚泥が散気管２７内に逆流して浸入して、散気管２７内が活性汚泥で詰まることを防ぐことができるものである。

また散気管２７の散気部の構造は図２（ｂ）（ｃ）のように形成することもできる。このものでは、散気管２７の複数箇所に内周の開口が散気孔３５となった弁座３６が設けてあり、弁座３６の外周を囲んで弁座３６の上方へ立ち上がるように、上下端が開口するガイド筒４１が取り付けてある。このガイド筒４１にはその内外に貫通する横棒４２が取り付けてあり、横棒４２の両端部はガイド筒４１の外方へ突出している。横棒４２は２本ずつ十字に交差させて設けてある。この横棒４２の下側において弁座３６には弁球４３が上下動自在に取り付けてあり、散気孔３５を弁球４３で開閉できるようにしてある。またガイド筒４１の上部を下面が開口するトラップ容器４４で覆ってある。ガイド筒４１の上底面には円錐台形状の弁蓋４５が設けてあり、弁蓋４５でガイド筒４１の上端開口を開閉できるようにしてある。またトラップ容器４４の周壁には縦長のスライド孔４６が穿設してあり、このスライド孔４６に横棒４２の端部が差し込んである。従って横棒４２に対してスライド孔４６が上下できる範囲で、トラップ容器４４は上下動されるものである。さらにトラップ容器４４の周壁にはその周方向に亘る複数箇所に散気スリット４７が穿設してあり、各散気スリット４７はトラップ容器４４の周壁の下端縁で開放されるようにしてある。

このものにあって、送風器２８から空気などの気体が散気管２７に送られると、その送風圧で弁球４３が押し上げられて散気孔３５が開口し、さらに弁蓋４５がトラップ容器４４と共に押し上げられ、気体は散気孔３５からガイド筒４１を通してトラップ容器４４内に流入して、散気スリット４７から浄化槽１内に散気される。散気スリット４７はトラップ容器４４の周壁の下端縁で開放された形態であるので、散気スリット４７が活性汚泥で詰まり難くなっている。また送風器２８の作動が停止して気体が送られなくなると、弁球４３が自重で落下して散気孔３５が塞がれると共に、トラップ容器４４が水圧で押し下げられてガイド筒４１の上端開口が弁蓋４５で塞がれることになり、浄化槽１内の活性汚泥が散気管２７内に逆流することを防止することができ、散気管２７内に活性汚泥が浸入して詰まることを防ぐことができるものである。ここで、活性汚泥の逆流は、トラップ容器４４とガイド筒４１との間のトラップ効果と、弁蓋４５によるガイド筒４１の閉塞と、弁球４３による散気孔３５の閉塞とで、三重に防止されるようになっているものであり、散気管２７内が活性汚泥で詰まることを確実に防ぐことができるものである。

薬品投入手段６は薬品を貯溜する薬品タンク２４と、薬品タンク２４に接続される薬品供給配管２５とから形成されるものである。薬品供給配管２５は浄化槽１の数に応じて分岐させてあり、各分岐薬品供給配管２５ａ，２５ｂ，２５ｃをそれぞれ各浄化槽１ａ，１ｂ，１ｃの上部に接続してある。また各分岐薬品供給配管２５ａ，２５ｂ，２５ｃには投薬開閉弁２６ａ，２６ｂ，２６ｃが設けてある。投薬開閉弁２６ａ，２６ｂ，２６ｃの種類は特に限定されないが、自動運転をすることができるように、電動弁で形成するのが望ましい。図１の実施の形態では、予め所定濃度に調整した薬品を薬品タンク２４から自然落下で薬品供給配管２５を通して浄化槽１に供給することができるようにしているが、高濃度の薬品と水を別々に浄化槽１に供給するようにしたり、ポンプ等の液送手段で供給するようにしたりすることもできる。そして薬品としては、膜ユニット３の材質、膜ユニット３に付着する汚れの種類等によって異なるが、例えば、次亜塩素酸ナトリウム、苛性ソーダ、クエン酸ナトリウム、塩酸などの水溶液を用いることができる。

水移送手段７は、各浄化槽１の底部に設置される移送ポンプ５０と、各移送ポンプ５０から導出される移送配管５１とから形成されるものであり、この移送配管５１の端部は他の浄化槽１に接続するようにしてある。各浄化槽１に設置される移送ポンプ５０から導出される移送配管５１を他の浄化槽１に接続することによって、各浄化槽１が移送配管５１を介して閉ループで接続されるようにするものである。例えば図１の実施の形態では、浄化槽１ａの移送ポンプ５０に設けた移送配管５１は浄化槽１ｂの上部に、浄化槽１ｂの移送ポンプ５０に設けた移送配管５１は浄化槽１ｃの上部に、浄化槽１ｃの移送ポンプ５０に設けた移送配管５１は浄化槽１ａの上部に、それぞれ接続することによって、浄化槽１ａ，１ｂ，１ｃが移送配管５１によって閉ループに接続するようにしてある。

上記の膜分離式水浄化装置にあって、原水開閉弁２０ａ，２０ｂ，２０ｃ、吸引開閉弁２２ａ，２２ｂ，２２ｃ、吸引ポンプ２３、投薬開閉弁２６ａ，２６ｂ，２６ｃ、送風器２８、排水開閉弁３３ａ，３３ｂ，３３ｃ、移送ポンプ５０などはそれぞれ制御装置(図示省略)で自動的に制御されるようになっている。

しかして、上記のように形成される膜分離式水浄化装置で原水を浄化する浄化運転を行なうにあたっては、投薬開閉弁２６ａ，２６ｂ，２６ｃと排水開閉弁３３ａ，３３ｂ，３３ｃを閉じた状態で、まず原水開閉弁２０ａ，２０ｂ，２０ｃを開くことによって、原水を原水配管２１及び分岐原水配管２１ａ，２１ｂ，２１ｃを通して各浄化槽１ａ，１ｂ，１ｃに供給し、膜ユニット３が浸漬される所定の水位Ｌ_１にまで到達すると、原水開閉弁２０ａ，２０ｂ，２０ｃを閉じて原水の供給を停止する。一方、送風器２８を作動させて散気管２７から空気などの気体を各浄化槽１ａ，１ｂ，１ｃ内に供給して散気し、また吸引開閉弁２２ａ，２２ｂ，２２ｃを開いた状態で吸引ポンプ２３を作動させる。このように各浄化槽１ａ，１ｂ，１ｃに供給された原水は、各浄化槽１ａ，１ｂ，１ｃ内において活性汚泥の作用で浄化される。このとき、散気管２７からの散気作用で活性汚泥に酸素を供給することによって、活性汚泥による浄化作用がより活性化されるものであり、またこの散気によって各浄化槽１ａ，１ｂ，１ｃ内で水が廻流するので、廻流水の作用で膜ユニット３の表面に汚れが付着することを低減し、膜ユニット３が短時間で目詰まりすることを防ぐことができるものである。そして、膜ユニット３内は吸引ポンプ２３による吸引で減圧されているので、各浄化槽１ａ，１ｂ，１ｃ内で浄化された原水は膜ユニット３を通過して、浄水として活性汚泥から濾過して分離される。このように膜ユニット３を通過した浄水は分岐吸引配管２１ａ，２１ｂ，２１ｃ及び吸引配管２１を通して、各浄化槽１ａ，１ｂ，１ｃから排出されるものである。

またこのように膜ユニット３を通過した浄水を各浄化槽１ａ，１ｂ，１ｃから排出することによって、各浄化槽１ａ，１ｂ，１ｃの水位が下がるが、所定の水位Ｌ_２にまで低下すると、原水開閉弁２０ａ，２０ｂ，２０ｃを開いて原水を各浄化槽１ａ，１ｂ，１ｃに上記の水位Ｌ_１まで供給するようになっている。この水位Ｌ_１，Ｌ_２は水位検知手段（図示省略）で検知されるようにしてあり、水位Ｌ_１，Ｌ_２の検知に応じて自動的に原水開閉弁２０ａ，２０ｂ，２０ｃを開閉制御するようにしてある。水位検知手段としては、フロートスイッチや圧力センサーなどを用いることができる。また水位検知手段としてタイマーを用い、一定の時間が経過すれば原水開閉弁２０ａ，２０ｂ，２０ｃを開閉制御するようにすることも可能である。

上記のようにして原水を浄化する浄化運転を行なうことができるが、膜ユニット３に目詰まりが発生すると、膜ユニット３による濾過効率が低下するので、洗浄運転を行なう。例えば吸引配管２１や分岐吸引配管２１ａ，２１ｂ，２１ｃに吸引圧力検知手段を設けておき、吸引圧力が所定値に達したときや、吸引圧力が洗浄直後の値よりも所定量低下したときに、膜ユニット３に目詰まりが発生したと判断して洗浄運転を行なうようにしたり、上記の浄化運転が所定時間を経過したときに、洗浄運転を行なうようにしたりすることができるものである。

本発明では洗浄運転は、複数の各浄化槽１のうち、一つの浄化槽１において行なうものであり、洗浄運転を行なうにあたっては、まず総ての原水開閉弁２０ａ，２０ｂ，２０ｃを閉じて総ての浄化槽１ａ，１ｂ，１ｃへの原水の供給を停止し、また総ての吸引開閉弁２２ａ，２２ｂ，２２ｃを閉じると共に吸引ポンプ２３を停止させる。そして浄化槽１ａ，１ｂ，１ｃのうち、例えば浄化槽１ａの洗浄を行なう場合、浄化槽１ａと浄化槽１ｂの移送ポンプ５０を作動させる。浄化槽１ａの移送ポンプ５０を作動させることによって、浄化槽１ａ内の水と活性汚泥の混合液は移送配管５１を通して浄化槽１ｂに移送され、浄化槽１ｂの移送ポンプ５０を作動させることによって、浄化槽１ｂ内の水と活性汚泥の混合液は移送配管５１を通して浄化槽１ｃに移送されるものであり、浄化槽１ｂ内の水と活性汚泥の混合液の半分量が浄化槽１ｃに、浄化槽１ａ内の水と活性汚泥の混合液の全量が浄化槽１ｂに移送されるようにしてある。この際、水位検知手段で浄化槽１ａ，１ｂ，１ｃの水位を監視して浄化槽１ｂ，１ｃから水が溢れないように移送ポンプ５０の作動を制御するものであり、そして浄化槽１ａ内の水位がゼロになったことが検知されると、原水開閉弁２０ｂ，２０ｃを開いて浄化槽１ｂ，１ｃへの原水の供給を再開し、また吸引開閉弁２２ｂ，２２ｃを開くと共に吸引ポンプ２３を作動させ、浄化槽１ｂ，１ｃにおいて上記と同様にして原水の浄化運転を再開する。

そして、投薬開閉弁２６ａを開いて、薬品タンク２４から薬品を薬品供給配管２５及び分岐薬品供給配管２５ａを通して浄化槽１ａに供給する。浄化槽１ａの膜ユニット３の全体が薬品に浸漬される水位まで薬品が供給されたことが水位検知手段で検知されると、投薬開閉弁２６ａが閉じて薬品の供給は停止される。このように薬品に膜ユニット３を所定時間浸漬することによって、薬品で膜ユニット３を洗浄して目詰まりを除去することがでできるものである。この際、散気管２７で浄化槽１ａ内に散気がされることによって、薬品による洗浄効果を高めることが可能である。所定時間が経過した後、排水開閉弁３３ａが開き、浄化槽１ａ内の薬品は排水配管３２ａを通して排出される。薬品の排出が水位検知手段で検知されると、排水開閉弁３３ａが閉じる。このようにして浄化槽１ａの膜ユニット３の洗浄運転を終了することができるものである。

上記のようにして浄化槽１ａの膜ユニット３を洗浄する洗浄運転を終えた後、次に浄化槽１ｂの膜ユニット３を薬品で洗浄する洗浄運転を行なう。この浄化槽１ｂで洗浄運転を行なうにあたって、上記と同様にして行なうことができる。すなわち、総ての原水開閉弁２０ａ，２０ｂ，２０ｃを閉じて浄化槽１ａ，１ｂ，１ｃへの原水の供給を停止し、また総ての吸引開閉弁２２ａ，２２ｂ，２２ｃを閉じると共に吸引ポンプ２３を停止させる。そして浄化槽１ｂと浄化槽１ｃの移送ポンプ５０を作動させ、浄化槽１ｂ内の水と活性汚泥の混合液を浄化槽１ｃに移送すると共に浄化槽１ｃ内の水と活性汚泥の混合液を浄化槽１ａに移送し、浄化槽１ｂ内の水と活性汚泥の混合液の全量を浄化槽１ａ，１ｃに移行させる。この後、原水開閉弁２０ａ，２０ｃを開いて浄化槽１ａ，１ｃへの原水の供給を再開し、また吸引開閉弁２２ａ，２２ｃを開くと共に吸引ポンプ２３を作動させ、浄化槽１ａ，１ｃにおいて原水の浄化運転を再開する。そして、投薬開閉弁２６ｂを開いて薬品を浄化槽１ｂに供給し、薬品に膜ユニット３を所定時間浸漬することによって洗浄する。所定時間が経過した後、排水開閉弁３３ｂを開いて浄化槽１ｂ内の薬品を排水配管３２ｂを通して排出し、浄化槽１ｂの膜ユニット３の洗浄運転を終了する。

またこのように浄化槽１ｂの膜ユニット３を洗浄する洗浄運転を終えた後、同様にして浄化槽１ｃの膜ユニット３を薬品で洗浄する洗浄運転を行なうものであり、複数の浄化槽１ａ，１ｂ，１ｃの膜ユニット３を順に洗浄することができるものである。最後に浄化槽１ｃの膜ユニット３を洗浄した後は、浄化槽１ａ，１ｂの移送ポンプ５０を作動させて、浄化槽１ｃに水と活性汚泥の混合液を戻し、総ての浄化槽１ａ，１ｂ，１ｃで原水の浄化運転を再開することができるものである。尚、上記の実施の形態では、排水配管３２ａ，３２ｂ，３２ｃと排水開閉弁３３ａ，３３ｂ，３３ｃで形成される排水手段で、浄化槽１からの薬品の排出を行なうようにしたが、吸引排出手段４をこの排水手段として用いることも可能である。このように吸引排出手段４を排水手段として用いる場合、洗浄運転を一旦停止し、薬品を排出する浄化槽１の膜ユニット３に接続した分岐吸引配管２１ａ，２１ｂ，２１ｃの吸引開閉弁２２ａ，２２ｂ，２２ｃを開くと共に他の吸引開閉弁２２ａ，２２ｂ，２２ｃは閉じた状態で、吸引ポンプ２３を作動させることによって、薬品の排出を行なうことができる。

上記のようにして、複数の浄化槽１の膜ユニット３を順に洗浄することができるものであり、このとき、一つの浄化槽１の膜ユニット３を洗浄している間、他の浄化槽１では原水を浄化する運転を並行して行なうことができるものである。従って膜ユニット３を洗浄している間、原水の浄化運転を停止する場合のような、原水を浄化する生産性が低下することがなくなるものである。また、膜ユニット３を薬品で洗浄するにあたって、空にした一つの浄化槽１に薬品を投入して膜ユニット３を薬品に浸漬するようにしており、洗浄が終了した後にはこの浄化槽１から薬品を排出するようにしているため、薬品が活性汚泥に混入することがなくなるものであり、活性汚泥中の微生物に悪影響を及ぼすことなく、薬品を用いて効率の高い膜ユニットの洗浄を行なうことができるものである。さらに、膜ユニット３を洗浄する浄化槽１内を空にして薬品を供給するにあたって、この浄化槽１内の原水と活性汚泥との混合水は、他の浄化槽１に移送するようにしているので、空にする浄化槽１の活性汚泥を排出してしまうような必要がなくなり、活性汚泥を排出する無駄が生じることなく膜ユニット３の洗浄を行なうことができるものである。

図３（ａ）の実施の形態では、複数の浄化槽１を相互に連通して接続する連通配管５３を設け、各浄化槽１のうち任意の浄化槽１を選択して、選択した浄化槽１同士を連通させることができるようにしてある。連通配管５３は浄化槽１の槽数に応じて分岐させてあり、各分岐連通配管５３ａ，５３ｂ，５３ｃをそれぞれ各浄化槽１ａ，１ｂ，１ｃの側面に接続してある。また各分岐連通配管５３ａ，５３ｂ，５３ｃには連通開閉弁５４ａ，５４ｂ，５４ｃが設けてある。分岐連通配管５３ａ，５３ｂ，５３ｃは浄化槽１ａ，１ｂ，１ｃの側面の中段部に接続してあるが、水位Ｌ_２より下であれば、接続の部位はどこでもよい。その他の構成は、図１のものと同じである。

総ての浄化槽１ａ，１ｂ，１ｃで原水の浄化運転を行なっているときには、総ての連通開閉弁５４ａ，５４ｂ，５４ｃは閉じている。そして例えば浄化槽１ａで膜ユニット３の洗浄運転を行なうとき、浄化槽１ｂ，１ｃで原水の浄化運転を行なう際に、連通開閉弁５４ｂ，５４ｃを開き、連通配管５３と分岐連通配管５３ｂ，５３ｃを通して浄化槽１ｂ内と浄化槽１ｃ内を連通させる。浄化槽１ａで洗浄運転を行なうときには、浄化槽１ａの水と活性汚泥の混合物は浄化槽１ｂ，１ｃに移送されるので、浄化槽１ｂ，１ｃの一方の活性汚泥の濃度が高くなるおそれがあり、活性汚泥の濃度が高いと膜ユニット３に目詰まりが発生し易くなる。このため、浄化槽１ｂ内と浄化槽１ｃ内を連通させるようにしているものであり、浄化槽１ｂ内と浄化槽１ｃ内の活性汚泥の濃度を均一化して、膜ユニット３の目詰まりを防止するようにしているものである。また、浄化槽１ａ，１ｂ，１ｃで膜ユニット３の洗浄運転を終えた後、浄化槽１ａ，１ｂ，１ｃでの原水の浄化運転を再開したときには、総ての連通開閉弁５４ａ，５４ｂ，５４ｃを所定時間開いて、各浄化槽１ａ，１ｂ，１ｃを所定時間連通させることによって、各浄化槽１ａ，１ｂ，１ｃ内の活性汚泥の濃度を均一化することができるものである。

図３（ｂ）の実施の形態では、各浄化槽１に設けた排水配管３２を連通配管５３で連結して、各排水配管３２が相互に連通されるようにしてあり、また連通配管５３に排水元配管５５を接続すると共に排水元配管５５に排水元開閉弁５６が設けてある。その他の構成は図１のものと同じである。このものでは、排水元開閉弁５６を閉じた状態で、任意の排水開閉弁３３ａ，３３ｂ，３３ｃを開くことによって、排水配管３２ａ，３２ｂ，３２ｃ及び連通配管５３を通して、任意の浄化槽１ａ，１ｂ，１ｃ内を連通させることができるものであり、図３（ａ）のような連通開閉弁５４ａ，５４ｂ，５４ｃを設けた連通配管５３は不要になる。またこのものでは、浄化槽１ａ，１ｂ，１ｃのいずれかから薬品を排出する場合には、対応する排水開閉弁３３ａ，３３ｂ，３３ｃと排水元開閉弁５６を開くことによって、対応する排水配管３２ａ，３２ｂ，３２ｃ、連通配管５３、排水元配管５５を通して、薬品を排出することができるものである。

このように排水配管３２を利用して浄化槽１ａ，１ｂ，１ｃ内を連通させることができるようにすることによって、開閉弁の必要個数を少なくすることができるものである。例えば、図３（ａ）の場合には、３個の連通開閉弁５４ａ，５４ｂ，５４ｃ及び３個の排水開閉弁３３ａ，３３ｂ，３３ｃの合計６個の開閉弁に対して、図３（ｂ）の場合には、３個の排水開閉弁３３ａ，３３ｂ，３３ｃ及び１個の排水元開閉弁５６の合計４個の開閉弁で済む。また図３（ａ）の場合には連通配管５３内に活性汚泥が残留して腐敗するおそれがあるが、図３（ｂ）の場合には活性汚泥が残留しても薬品を排出する際に同時に排出されるものであり、活性汚泥が腐敗するというような問題はなくなる。

図４は他の実施の形態を示すものであり、散気手段５を構成する散気管２７を複数の各浄化槽１に個別に設けるようにしてある。各浄化槽１ａ，１ｂ，１ｃに個別に設置される各散気管２７ａ，２７ｂ，２７ｃはそれぞれ散気配管５８ａ，５８ｂ，５８ｃによって送風器２８に接続してあり、各散気配管５８ａ，５８ｂ，５８ｃには散気開閉弁５９ａ，５９ｂ，５９ｃが設けてある。その他の構成は図１や図３（ｂ）のものと同じである。このものでは、任意の散気開閉弁５９ａ，５９ｂ，５９ｃを開閉することによって、浄化槽１ａ，１ｂ，１ｃに設けた散気管２７ａ，２７ｂ，２７ｃのうち、任意の散気管２７ａ，２７ｂ，２７ｃから散気させ、他からは散気させないようにすることが可能になるものである。

既述のようにして浄化槽１に薬品を投入して膜ユニット３を薬品に浸漬させることによって洗浄する場合、洗浄用の薬品のなかには揮発性の高いものがあり、膜ユニット３を薬品に浸漬している間も散気管２７から散気していると、この散気で揮発が促進されて薬品の濃度が低下し、薬品による洗浄効果が落ちてしまうおそれがある。また膜ユニット３を洗浄する場合に付着物と薬品との反応で悪臭が生じる場合があるが、散気管２７から散気していると、散気によってこの悪臭を周囲に広げてしまうおそれがある。そこでこの場合には、洗浄運転している浄化槽１の散気管２７に対応する散気開閉弁５９ａ，５９ｂ，５９ｃを閉じることによって、洗浄運転している浄化槽１では散気が行なわれないようにすることができるものであり、薬品の濃度を安定的に保って洗浄効果を維持することができ、また悪臭が周囲に拡大することを防ぐことができるものである。

図５（ａ）は膜ユニット３の実施の形態の一例を示すものであり、膜ユニット３を複数本の平行に引き揃えた中空糸膜８を具備して形成するようにしてある。この各中空糸膜８の両端部はそれぞれ固定部９，１０に固定して、保持するようにしてある。各固定部９，１０はそれぞれ中空に形成してあって、内部空間を通水部１１として形成してあり、各通水部１１は中空糸膜８と反対側の面に設けた接続口６２で開口させてある。中空糸膜８は両端の開口部がそれぞれ固定部９，１０の通水部１１内に開口するようにしてある。図の実施の形態では、固定部９，１０にそれぞれ通水部１１を形成するようにしたが、固定部９，１０の一方のみに通水部１１を形成するようにしてもよい。さらに図の実施の形態では固定部９，１０の両方に接続口６２を設けて吸引配管２１に接続するようにしたが、固定部９，１０のいずれか一方、例えば固定部９の接続口６２にだけ吸引配管２１を接続するような構成であってもよい。また中空糸膜８としては、ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアクルロニトリル、ポルスルホンなど任意の材質のものを用いることができ、孔径なども特に限定されるものではない。

そして図５（ａ）に示すように、各固定部９，１０の中空糸膜８の側の面を凸湾曲面６３に形成してある。図５（ａ）の実施の形態では、固定部９，１０の中空糸膜８の側の面を、中空糸膜８と平行な面で切断した断面が中空糸膜８の側が凸となる流線形となるような凸湾曲面６３に形成してある。固定部９，１０の両方にこのような凸湾曲面６３が形成されるようにするのが好ましいが、固定部９，１０のうち一方のみに凸湾曲面６３が形成されるようにしてもよい。

図５（ａ）のように形成される膜ユニット３は、中空糸膜８が縦になるように浄化槽１内に配置して、水中に浸漬されているものであり、各固定部９，１０の接続口６２は吸引配管２１の分岐吸引配管２１ａ，２１ｂ，２１ｃに接続するようにしてある。そして、吸引ポンプ２３を作動させると、浄化槽１内の浄化された水は、中空糸膜８を通過して通水部１１に集水され、接続口６２から吸引配管２１を通して排出されるものである。また浄化槽１の底部に設けた散気管２７による散気によって、浄化槽１内には図５（ａ）にイ矢印で示すような廻流が生じており、この廻流で中空糸膜８の表面が洗われると共に中空糸膜８が振動されるものであり、中空糸膜８に汚れが付着して目詰まりすることを低減するようになっている。

ここで、図５（ｂ）のように各固定部９，１０の中空糸膜８側の面がフラット面であると、各固定部９，１０の中空糸膜８側の面の端部（図５（ｂ）のロの箇所）には水の廻流が作用し難く、廻流を利用して中空糸膜８に汚れが付着することを低減する効果は低い。これに対して、図５（ａ）のように固定部９，１０の中空糸膜８の側の面を凸湾曲面６３に形成することによって、廻流が作用し難くなるような部分が生じないものであり、廻流を利用して中空糸膜８に汚れが付着することを低減する効果を高く得ることができるものである。尚、図５の実施の形態では、膜ユニット３は中空糸膜８が縦になるように配置してあるが、中空糸膜８が横になるように配置してもよい。

図６の実施の形態では、浄化槽１内の水中において、膜ユニット３の中空糸膜８に対向する近傍位置に、超音波発振器１２を配置して設けてある。超音波発振器１２は超音波発振装置６５に接続してあり、超音波発振装置６５を作動させることによって、超音波発振器１２から超音波を発振することができるようにしてある。また図６の実施の形態では、超音波発振器１２を浄化槽１内で移動可能にする移動手段を設けるようにしてある。移動手段は例えば歯車６６とスライドバー６７とから形成してある。スライドバー６７は片面に歯車６６と噛合する歯を設けたラックとして形成してあり、膜ユニット３の中空糸膜８と平行に配置してある。このスライドバー６７の中空糸膜８と対向する側の片面の端部に超音波発振器１２が取り付けてある。

そして、浄化槽１で原水の浄化運転を行なっているときに、超音波発振器１２から超音波を発振することによって、膜ユニット３の中空糸膜８を振動させ、中空糸膜８に汚れが付着することを低減することができるものである。また浄化槽１で膜ユニット３を洗浄する運転を行なっているときに、超音波発振器１２から超音波を発振することによって、膜ユニット３の中空糸膜８を振動させ、中空糸膜８から汚れを剥離させて洗浄効果を高く得ることもできるものである。

また歯車６６を回転駆動させると、スライドバー６７が中空糸膜８と平行に移動し、このスライドバー６７の移動に伴って図６の矢印のように超音波発振器１２を中空糸膜８の全長に沿って移動させることができる。従って、中空糸膜８の全長の各部位に超音波発振器１２から超音波を発振することができるものであり、中空糸膜８の全長の各部位を万遍なく振動させることができ、中空糸膜８が目詰まりすることを低減する効果や、中空糸膜８から汚れを剥離させる洗浄効果を高く得ることもできるものである。

ここで、上記のような移動手段を用いず、超音波発振器１２を浄化槽１内に固定的に配置するようにしてもよい。この場合、超音波発振器１２を配置する位置は特に限定されるものではないが、廻流が起こり難く中空糸膜８に目詰まりが発生し易い部位に対向する位置が望ましい。また図７の実施の形態では超音波発振器１２は中空糸膜８の束の両側に２台設けるようにしたが、中空糸膜８を万遍なく振動させるためには複数個の超音波発振器１２を設けるのが望ましい。

また、上記の超音波発振器１２には発振周波数を可変にする周波数制御手段（図示省略）を設けるようにしてもよい。周波数制御手段としては、周波数変調器など任意のものを用いることができるものである。このように超音波発振器１２から発振される超音波の周波数を可変にすることによって、例えば、原水を浄化運転しているときには、活性汚泥中の微生物が死滅するなどの悪影響を与えない周波数で超音波を発振するようにし、膜ユニット３の洗浄運転しているときには、洗浄が効率良く行なえる振動を中空糸膜８に与えることができる周波数で超音波を発振するようにすることができるものであり、また、発振周波数を変えることによって中空糸膜８の中央部や端部など振動し易い部位も変化するので、発振周波数を変動させることによって、中空糸膜８を全長の各部位を万遍なく振動させることができるものである。尚、図６の移動可能に形成した超音波発振器１２を発振周波数可変に形成することによって、より効率的に目詰まり防止と洗浄を行なうことができるものである。

本発明の実施の形態を示す概略縦断面図である。（ａ）は散気管の実施の形態の一例を示す一部の縦断面図、（ｂ）（ｃ）は他の一例を示すものであり、（ｂ）は（ｃ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ線断面図である。本発明の実施の形態を示すものであり、（ａ）はその一例の概略横断面図、（ｂ）は他の一例の概略縦断面図である。本発明の実施の形態を示す概略縦断面図である。同上の膜ユニットを示すものであり、（ａ）はその実施の形態の一例の縦断面図、（ｂ）は比較例の縦断面図である。同上の膜ユニットの他の実施の形態の縦断面図である。従来例を示す概略断面図である。

符号の説明

１浄化槽
２原水配管
３膜ユニット
４吸引排出手段
５散気手段
６薬品投入手段
７水移送手段
８中空糸膜
９固定部
１０固定部
１１通水部
１２超音波発振器

Claims

原水を活性汚泥で浄化する複数の浄化槽と、各浄化槽に個別に接続され、且つ任意の浄化槽を選択して原水を供給する原水配管と、各浄化槽内に設けられ、活性汚泥で浄化された原水を通過させて浄水として活性汚泥から濾過して分離する膜ユニットと、各膜ユニットに接続され、且つ任意の膜ユニットを選択して浄水を吸引して排出する吸引排出手段と、各浄化槽内に散気する散気手段とを備えて形成される膜分離式水浄化装置であって、各浄化槽に個別に接続され、且つ任意の浄化槽を選択して薬品を投入する薬品投入手段と、複数の浄化槽のうち任意の一つの浄化槽内の原水と活性汚泥との混合水を他の浄化槽に移送する水移送手段と、各浄化槽に接続された排水手段と、各浄化槽内の水位を検知する水位検知手段とを備えると共に、水移送手段で原水と活性汚泥との混合水を他の浄化槽に送り出して空にした一つの浄化槽に薬品投入手段で薬品を投入し、この浄化槽の膜ユニットを薬品で洗浄するようにしたことを特徴とする膜分離式水浄化装置。
散気手段は各浄化槽に個別に設けられ、且つ任意の浄化槽を選択して散気するものであることを特徴とする請求項１に記載の膜分離式水浄化装置。
膜ユニットを複数本の中空糸膜の両端部をそれぞれ固定部で固定して形成すると共に各固定部内に中空糸膜を透過した浄水を集めて通過させる通水部を形成し、少なくとも一方の固定部の中空糸膜の側の面を凸湾曲面に形成して成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の膜分離式水浄化装置。
膜ユニットに、超音波発振器を付設して成ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の膜分離式水浄化装置。
超音波発振器は、浄化槽内で移動を可能にする移動手段と、発振周波数を可変にする周波数制御手段のうち、少なくとも一方を備えて成ることを特徴とする請求項４に記載の膜分離式水浄化装置。