JP4285805B2

JP4285805B2 - 膜分離装置及び膜分離方法

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Publication number: JP4285805B2
Application number: JP25721098A
Authority: JP
Inventors: 聡史宮下; 修身加藤; 賢治本城
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1998-09-10
Filing date: 1998-09-10
Publication date: 2009-06-24
Anticipated expiration: 2018-09-10
Also published as: JP2000084553A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水処理にて、固液分離を行う膜分離装置、及びこれを用いた膜分離方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、浄水処理、下排水処理、或いは産業排水の処理等、濁度の高い被処理水の固液分離を行う方法として、砂濾過や重力沈殿等が行われている。しかしながら、これら方法による固液分離は、得られる処理水の水質が不充分となる場合が生じることや、固液分離のために広大な用地を必要とするといった不都合を有している。
この様な不都合を解決する方法として、近年精密濾過膜、限外濾過膜等の分離膜を配設した膜モジュールを用いて被処理水の固液分離を行う方法が種々検討されている。分離膜を用いて被処理水の濾過処理を行うと、水質の高い処理水を得ることができる。
【０００３】
分離膜を用いて被処理水の固液分離を行う場合、濾過処理を継続するに従って懸濁物質による分離膜表面の目詰まりが進行するため、濾過流量の低下、或いは膜間差圧の上昇が生じる。このような状態を回復させるため、膜モジュールの下方に散気管を配設し、散気管からエアーの散気を行い、分離膜を揺動させることにより膜表面の懸濁物質を引き剥がす方法が行われている。
しかしながら、膜モジュールを用いて排水の濾過を行う方式においても、運転が長期にわたった場合、懸濁物質が膜表面を閉塞し、濾過流量が低下するため、低下した濾過流量を回復するための、頻繁なメンテナンス作業が必要になるといった不都合があった。
【０００４】
これに対し、特開平８−２５７３７８号公報には、膜モジュールの下方に囲い壁を設けて気液混合流をほぼ平行流とする方法が提案されているものの、気液混合流が平行流の場合、乱流の時と比較して膜面のスクラビング効果が低いという不都合を有していた。
【０００５】
また、特開平８−２４５９６号公報のように、散気部材を移動させる方式が提案されている。この方式の場合、移動する散気部材より発生される気泡も移動するため、乱流となりやすく、洗浄効果の向上は期待できるものの、移動させるための動力を必要とし、かつ可動部材の故障等の懸念があり、頻繁なメンテナンス作業が必要になるといった不都合があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前述した不都合を解決するためになされたものであり、長期にわたる濾過を行っても懸濁物による膜面の閉塞が少ない膜分離装置、及びこれを用いた膜分離方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、分離膜の膜面が鉛直方向になるように配設された平型の膜モジュールと、前記分離膜の下方に設けられて気体を散気し、該気体により生起される気液混合流により前記分離膜の膜面洗浄を行うための散気装置と、該散気装置より散気される気体を分離膜の膜面に導くための遮蔽壁とを備えて処理槽内に設置される膜分離装置であって、膜分離装置の上方から見て、前記分離膜が相対した少なくとも一対の遮閉壁の内側に位置するとともに、前記遮閉壁に水を通過させることができる通水孔が設けられている膜分離装置にある。
該膜分離装置においては、通水孔の総面積が遮閉壁の総側面積の１〜６０％であることが好ましい。
本発明の膜分離方法においては、該膜分離装置を構成する散気装置からの気体の吐出量が、該膜分離装置の水平方向の断面積あたり１０〜１５０Ｎｍ^３／ｍ^２／ｈｒである。
また、本発明の膜分離方法においては、該膜モジュールにおける、散気装置からの気体により生起される気液混合流の水平方向の平均移動流速が、０．０１〜１．５ｍ／ｓｅｃである。
本発明で使用する分離膜は、ポリオレフィン製中空糸膜であることが好ましく、該分離膜が中空糸を緯糸とする編織物からなり、該中空糸の端部の開口状態を保ちつつ膜固定部材のスリットに液密に固定されてなる中空糸膜であって、このスリットの断面形状がほぼ矩形である中空糸膜であることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の形態例を説明するが、本発明がそれらに限定解釈されるものではないことはもちろんである。図２は本発明の膜分離装置の例を示す図である。
該膜分離装置は、図２に示すように、分離膜１３の膜面が鉛直方向になるように配設された平型の膜モジュール３が複数平行に配列されてなる膜モジュール集合体２と、前記分離膜１３の下方に設けられて気体を散気し、散気された気体により生起される気液混合流により前記分離膜１３の膜面洗浄を行うための散気装置４と、該散気装置４より散気される気体を分離膜１３の膜面に導くための板状の遮蔽壁６ａ、６ｂとを備えて処理槽内に設置される膜分離装置２０であって、該膜分離装置２０の上下方向が開放されているとともに、膜分離装置２０の上方から見て、前記膜モジュール集合体２を構成する分離膜１３の全てが壁面が互いに平行な相対した一対の遮閉壁６ａ、６ｂの内側に位置するとともに、前記遮閉壁６ａ、６ｂの一面側から他面側に水を通過させることができる通水孔７が遮閉壁６ａ、６ｂのそれぞれの壁内に設けられ、しかも前記遮閉壁６ａ、６ｂの壁面が分離膜１３の膜面に実質的に平行である膜分離装置である。
【０００９】
図１に示すように、処理槽１内に膜分離装置２０が配置される。処理槽１内に導入された被処理液１ａは、処理槽内において曝気されつつ生物処理される。
生物処理された被処理液１ａは分離膜１３により固液分離されて浄化され、浄化された水は、膜モジュール３に連通する取出流路２’から処理槽１の外へ取り出される。
【００１０】
処理槽１内に、膜分離装置２０を１個配置してもよいし、また膜分離装置２０の２個以上を連続的に或いは所定間隔をおいて配置してもよい。
膜分離装置２０の少なくとも上下方向が解放されているので、被処理液１ａは遮閉壁と遮蔽壁との間を上下方向に移動できる。膜分離装置２０は概略直方体の形状をなしており、その内部には、被処理液１ａを効率よく浄化するために、通常複数個の膜モジュール３が配設されて膜モジュール集合体２とされる。
【００１１】
本発明に使用される膜モジュール３としては、平膜タイプ、中空糸膜タイプ、管状膜タイプ、袋状膜タイプ等の形状の分離膜を適用することができる。また、その材質としては、セルロース、ポリオレフィン、ポリスルホン、ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフロライド）、ＰＴＦＥ（ポリ四フッ化エチレン）、セラミックス等を適用することができる。
【００１２】
また、膜モジュール３を構成する分離膜１３の孔径としては、特に限定されるものではなく、一般に限外濾過膜と呼ばれる孔径０．００１〜０．１μｍのもの、または一般に精密濾過膜と呼ばれる孔径０．１〜１μｍのもの、あるいはそれ以上の孔径のものを用いることが可能であり、固液分離の対象となる物質の粒径に応じて選択され、例えば活性汚泥の固液分離に用いるならば、０．５μｍ以下とするのが好ましく、また、浄水の濾過のように、除菌が必要な場合は０．１μｍ以下とするのが好ましい。
【００１３】
膜モジュール３は分離膜１３と、該分離膜１３を固定する膜固定部材１４とにより概略構成される。膜モジュール３としては、モジュールのコンパクト性、濾液取り出し時の圧損の低減、モジュール配設時の加工の容易性、等を総合的に加味すると、分離膜１３の膜面が、図２に示すように、鉛直方向になるように配設された平型の膜モジュール３が好ましく、特に分離膜１３の両端に膜固定部材１４を持ち、且つ固定部材１４が濾液を集める集水部を兼ねたものが好ましい。
【００１４】
図４は、膜モジュール３として用いるのに好適な中空糸膜モジュールの一例を示し、該モジュールにおいては分離膜１３が中空糸膜である。この中空糸膜モジュールは、中空糸１２を緯糸とする編織物を、その端部を開口状態に保ちつつ合成樹脂で固定部材１４のスリット１６に液密に固定されてなり、この合成樹脂の中空糸膜に垂直な断面の形状が細長いほぼ矩形のものであり、この合成樹脂が固定部材１４のスリット１６に取り付けられて構成されている。合成樹脂（例えば、エポキシ樹脂）は、中空糸膜をスリット１６内に固定するとともに、固定部材１４の内部路１５を外部から液密に仕切る。
尚、分離膜１３に垂直な面でスリット１６を断面した場合、スリット１６の断面形状がほぼ矩形であるので、膜面が鉛直方向になっている分離膜１３の端部を固定部材１４に液密に固定できる。
このような中空糸膜モジュールの場合には、中空糸膜が汚泥等により集束固着一体化し難く、散気装置４によるスクラビングが効果的に実施できる。
中空糸膜モジュールは例えば、図２６に示すように、通常糸１１を縦糸とし、中空糸１２を緯糸とし、中空糸１２の端部に開口１０を有する織物を用いて作製できる。
【００１５】
図２に示すように、分離膜１３の下方には、散気装置４が配置される。散気装置４は、その形態は特に限定されるものではないが、金属、樹脂等からなる管状体に気体を吐出させる吐出口４ａを多数設けた散気管を用い、ブロワー５より空気を供給するのが、製作が容易且つ安価なことから好ましい。
【００１６】
散気管４の気体吐出口４ａから散気された気体は気泡４ｂとなって、被処理水液１ａ中を通って膜モジュール３の膜面に達し、さらに該膜面の近傍を通過して水面から大気中に放出される。この際、気泡４ｂは被処理液１ａ中を通って水面まで上方に移動するため、被処理液１ａと気泡４ｂからなる、上向する気液混合流が発生する。この気泡４ｂおよび気液混合流が分離膜１３の膜面をスクラビングすることにより固形分の膜面への付着が防止され、膜面の急速な目詰まりを防止することができる。
【００１７】
また、膜モジュール３の周囲には散気装置４より吐出される気体が、分離膜１３の膜面にあたるように気体を導くための遮閉壁を設ける。この際、遮閉壁は膜分離装置を上方から見て、分離膜１３を備えた膜モジュール３が相対した一対の遮閉壁の内側となるようにすることが好ましい。
【００１８】
膜モジュール３が、壁面同士が実質的に平行な相対した一対の遮閉壁の内側となるようにする際、図２、６に示すように分離膜１３の膜面にその壁面が平行な相対する一組の遮閉壁６ａ、６ｂを膜モジュール集合体２の周囲に配設して膜モジュール集合体２を遮閉壁の６ａ、６ｂが二方向から挟み込むようにしてもよいし、図３、５に示すように分離膜１３の膜面にその壁面が平行な相対する一組の遮閉壁の６ａ、６ｂと、固定部材１４の外側に壁面同士が平行な相対する一組の遮閉壁６ｃ、６ｄとを配設して膜モジュール集合体２の側面の四方を遮閉壁６ａ〜６ｄが取り囲むようにしてもよい。また、図７に示すように固定部材１４の外側にのみ壁面同士が平行な相対する一組の遮閉壁の６ｃ、６ｄを配設して膜モジュール集合体２の二側面を遮閉壁６ｃ、６ｄが取り囲むようにしてもよい。
【００１９】
これらのうち、図７に示すように遮閉壁を配設する場合に比較して、図２、６に示すように、遮閉壁の壁面が分離膜１３の膜面に平行となるように配設する場合が膜面のスクラビング効果が大きく、図２、６に示すように遮閉壁を配設する場合よりも、図３、５に示すように遮閉壁を四方に配設する場合が膜面のスクラビング効果が大きい。いずれの場合も膜分離装置を上方から見た場合、図５〜７に示すように、膜モジュール集合体２が、相対して壁面同士が実質的に平行な少なくとも一対の遮閉壁の内側に位置するように遮閉壁を配設する。
【００２０】
膜モジュール集合体２を水平方向から見た際、図８に示すように、遮閉壁６が膜モジュール集合体２と散気装置４との両方の側面全体を覆うようにしても良い。また、図９〜１３に示すように、膜モジュール集合体２、散気装置４の一方又は両方の側面の一部又は全体を覆うように配置しても構わない。即ち、図９は遮閉壁６が散気装置４を覆わないが膜モジュール集合体２の側面一部を覆って散気装置４の方向に延びる例であり、図１０は遮閉壁６が散気装置４を覆わないが膜モジュール集合体２の側面全体を覆う例であり、図１１は遮閉壁６が膜モジュール集合体２の側面を覆わないが散気装置４の側面全体を覆い、且つ遮閉壁６の上部が膜モジュール集合体２の近傍まで突出している例であり、図１２は遮閉壁６が散気装置４を覆わないが膜モジュール集合体２の側面全体を覆い且つ遮閉壁６の下部が散気装置４の側に突出している例であり、図１３は遮閉壁６が散気装置４の側面全体を覆い且つ遮閉壁６の上部が膜モジュール集合体２の側面の一部を覆う例である。
さらに、図１４、１５に示すように、相対する遮閉壁６の上部が高低差を持つようにしても構わない。
【００２１】
２枚の遮閉壁を用いる場合は、その壁面が、図６に示すように、平型の膜モジュールの分離膜１３の膜面に平行となるように遮閉壁６ａ、６ｂを配置しても、図７に示すように、分離膜１３の膜面に直交する方向に遮閉壁６ｃ、６ｄを配置しても構わない。しかし、図４に示すような両端に膜固定部材１４を持つような膜モジュール３を互いに近接するように、複数配置して使用する場合、膜固定部材１４が遮閉壁と同様の機能を果たす。このため、遮閉壁の壁面が分離膜１３の膜面に対し平行となるように、遮閉壁を配置するのが好ましい。
【００２２】
遮閉壁の材質としては、樹脂、金属、セラミック等、特に限定されるものではない。また形状としては平板状、波板状等を用いることができる。
【００２３】
ここで、遮閉壁には、膜モジュール集合体２の中から外へ、もしくはその逆方向へ被処理液が移動することにより乱流を生起するように、遮閉壁の少なくとも一部に通水孔７を設ける。また、図２に示すように２枚の遮閉壁６ａ、６ｂを用いる場合は、通水孔７は遮閉壁６ａ、６ｂの両方に設けても、片方のみに設けても構わない。膜モジュール３の複数個を用いた場合、膜モジュール３毎の洗浄の均一性を確保する見地より、図２に示すように、両側の遮閉壁６ａ、６ｂに通水孔７を設けることが好ましい。
【００２４】
また、図３に示すように４枚の遮閉壁６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄを設ける場合は、通水孔７を設ける遮閉壁は全部であっても、一部であっても構わないが、複数の膜モジュール３を用いる場合、膜モジュール毎の洗浄の均一性を確保する見地より、相対する２枚の遮閉壁６ａ、６ｂ、或いは、６ｃ、６ｄに通水孔７を設けることが好ましい。尚、図３においては、通水孔の図示を省略している。
【００２５】
図１６〜２４は、通水孔７の形状の例を示す図である。通水孔７の形状は特に限定されるものではなく、図１６〜１９に示すスリット状、図２０に示す円形状、図２１に示す星型形状、図２２に示す楕円形状、図２３に示す多角形状、図２４に示すような不定形状等、いずれの形状とすることができる。また、その分布も特に限定されるものではなく、規則的に配置しても、不規則に配置しても構わない。
【００２６】
通水孔の総面積の割合は、通水孔を設ける前の遮閉壁の総面積（即ち、遮閉壁の総側面積）に対し、水平方向の被処理液の移動を確保するために、下限としては１％とするのが好ましい。また、気泡および気液混合流が過剰に膜モジュール３の配設部より外側に逃げて、膜面の洗浄効果が低下するのを防ぐため、上限としては６０％とすることが好ましい。
【００２７】
尚、打抜加工、切削加工或いは穿孔加工等により板状体に貫通孔を形成し、これを通水孔７とすることで、通水孔７を有する遮蔽壁を作製できる。通水孔７のそれぞれの孔面積は約１０ｍｍ²以上であることが好ましい。
【００２８】
また、散気を行う際の気体の吐出量としては、膜面の洗浄効果を考慮すると、膜分離装置の水平方向の断面積あたり、１０〜１５０Ｎｍ³／ｍ²／ｈｒとすることが好ましく、更に酸素の溶解量、経済性をも考慮すると、２０〜１００Ｎｍ³／ｍ²／ｈｒとすることがより好ましい。
【００２９】
なお、膜分離装置の水平方向の断面積とは、膜モジュール３から散気装置４の周囲に配置した２枚の相対する遮閉壁、もしくは４枚の遮閉壁の内側部分によって概略構成される直方体の水平方向の断面積を言う。例えば、図６に示す膜分離装置において、膜分離装置の水平方向の断面積とは、一方の遮閉壁６ａの内側の線ｌ₁と、遮閉壁６ａと相対する他方の遮閉壁６ｂの内側の線ｌ₂と、一方の遮閉壁６ａの左端部と他方の遮閉壁６ｂの左端部とを結ぶ線ｌ₃と、一方の遮閉壁６ａの右端部と他方の遮閉壁６ｂの右端部とを結ぶ線ｌ₄と、によって囲まれた長方形の面積である。
【００３０】
このとき、膜モジュール３の部分における気液混合流の水平方向の平均移動流速は、前述した範囲内にて遮閉壁の通水孔７の面積を調整し、かつ前述した範囲内にて散気量を調整することにより調節することが可能である。しかし、乱流を生起して洗浄効果を高める見地より、水平方向の平均移動流速の下限としては０．０１ｍ／ｓｅｃとすることが好ましく、０．０５ｍ／ｓｅｃとすることがより好ましい。また、膜モジュール３に過剰な力を与えて破損することを防止する見地より、上限としては１．５ｍ／ｓｅｃとすることが好ましく、１ｍ／ｓｅｃとすることがより好ましい。
【００３１】
膜モジュール３の部分における気液混合流の流速は、鉛直方向（垂直方向）成分ｖ₁（図１に図示）と水平方向の成分ｖ₂（図１に図示）とに分解される。
本発明でいう膜モジュール３の部分における気液混合流の水平方向の平均移動速度とは、水平方向成分ｖ₂の、分離膜１３の膜面における平均値である。膜面における気液混合流の水平方向の移動速度は、例えば被処理液中の粒子や気泡の移動速度を光学的手法により測定する方法や、ファラデー効果による誘導電流を利用した電磁流向流速計等により、膜モジュール近傍の気液混合流の移動速度を測定することにより近似できる。また、平均移動速度とは、少なくとも膜モジュ−ル３の中央部と端部の２点、好ましくはそれ以上の点数において、５〜６０分の間隔をもって少なくとも２回、好ましくはそれ以上の回数で、前述した方法により測定した気液混合流の移動速度の平均値を言う。
【００３２】
本発明の膜分離装置の運転方法としては、浸積吸引濾過法、水頭差による重力濾過法などが用いられる。
図４に示す中空糸膜モジュールを膜モジュール３として用いた膜分離装置の運転方法を図１、４に基づき説明する。この場合、固定部材１４の内部路１５は取出流路２’を介して吸引ポンプに接続される。吸引ポンプを作動し、散気装置４より空気を散気しながら、被処理液１ａを中空糸膜で吸引濾過する。そうすると、汚泥のみが中空糸膜の表面に捕らえられ水分と汚泥とが分離される。こうして汚泥の除去された濾過水は、中空糸膜を構成する孔を通って各中空糸１２内部の中空に至る。そして、中空に至った濾過水は、中空から端部の開口１０、該開口１０から固定部材１４のスリット１６、スリット１６から内部路１５に至り、そして配管２’を経由して処理槽１外に排水される。
【００３３】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。なお、本実施例において、気液混合流の水平方向の平均移動速度の測定は、平型中空糸膜モジュールの２枚の編み地間の中央部および端部と、編み地の外側の中央部および端部の計４箇所の膜面近傍に、２成分流向流速計ＭｏｄｅｌＡＣＭ２５０−Ａ（ＡＬＥＣＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣｏ．ＬＴＤ製）のセンサーを配置し、４点の移動速度の測定を、３０分の間隔をおいて５回実施し、合計２０点の移動速度の平均値を算出して平均移動速度とした。
【００３４】
実施例１
次のようにして、図３に示す膜分離装置であって、遮蔽壁として図１７に示す形状の通水孔を有する膜分離装置を作製した。
即ち、平均孔径０．１μｍの精密濾過用ポリエチレン中空糸膜（分離膜１３）をスクリーン状に展開固定した中空糸膜モジュール３（商品名：ステラポアＬ、三菱レイヨン（株）製）５本を、スクリーンが垂直方向を向き、隣り合う膜モジュール３同士の中心間隔が６ｃｍとなるように横方向に並べて膜モジュール集合体２とした。そして、膜モジュール集合体２の下方に、膜モジュール３の下端部より４５ｃｍの距離に散気装置４を設け、その周囲を、高さ１００ｃｍ、幅８０ｃｍ、厚さ１ｃｍの樹脂板２枚と、高さ１００ｃｍ、幅３０ｃｍ、厚さ１ｃｍの樹脂板２枚とを用いて樹脂板が互いに接するように膜モジュール集合体２を囲って、図３に示す膜分離装置を得た。
【００３５】
尚、遮蔽壁６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄとして用いた前記樹脂板には、図１７に示すように、長さ９０ｃｍ、幅１ｃｍの垂直方向のスリット状の通水孔７を、横方向のスリット同士の間隔が１０ｃｍとなるよう、長辺を形成する２枚の樹脂板６ａ、６ｂにはそれぞれ７つ、短辺を形成する２枚の樹脂板６ｃ、６ｄにはそれぞれ２つ、合計１８個設けた。これにより、通水孔７の総面積は、遮閉壁６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄの総側面積に対し７．４％となる。
【００３６】
散気条件は、ブロワー５を用いて膜分離装置の水平方向の断面積あたり７５ｍ³／ｍ²／ｈｒの強度にて空気を供給した。このとき、前述の方法にて測定した膜モジュール３の部分における水平方向の気液混合流の平均移動速度は０．３ｍ／ｓｅｃであった。
【００３７】
濾過条件は、ＭＬＳＳ濃度８０００〜１２０００ｍｇ／Ｌの活性汚泥を、膜透過流束ＬＶ＝０．０１ｍ³／ｍ²／ｈｒにて、吸引ポンプを用いて、濾過時間／停止時間＝１３分／２分の間欠運転にて、１年間継続して濾過処理を実施した。
【００３８】
実施例２
実施例１と同様の中空糸膜モジュール３を用い、下記の条件のみ変更して濾過処理を実施した。すなわち、実施例１と同じ樹脂板４枚を用いて同様に膜モジュール集合体２を囲うが、スリット状の通水孔７を形成するのは短辺を形成する樹脂板６ｃ、６ｄのみにした。通水孔７の長さ、幅、数は実施例１と同様とし、合計４個とした。これにより、通水孔７の総面積は、遮蔽壁６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄの総側面積に対し１．６％となる。
【００３９】
散気条件は、実施例１と同様にブロワー５を用いて膜分離装置の水平方向の断面積あたり７５ｍ³／ｍ²／ｈｒの強度にて空気を供給した。このとき、前述の方法にて測定した膜モジュール部における水平方向の気液混合流の平均移動速度は０．１ｍ／ｓｅｃであった。また濾過条件も、実施例１と全く同一の条件にて行った。
【００４０】
実施例３
実施例１と同様の中空糸膜モジュール３を用い、下記の条件のみ変更して濾過処理を実施した。すなわち、実施例位置と全く同様に樹脂板を配置するが、樹脂板に、長さ９５ｃｍ、幅３ｃｍのスリットを、横方向のスリット同士の間隔が２ｃｍとなるよう、長辺を形成する２枚の樹脂板にはそれぞれ１５個、短辺を形成する２枚の樹脂板にはそれぞれ５個、合計４０個設けた。これにより、通水孔７の総面積は、遮閉壁６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄの総側面積に対し５１．８％となる。
【００４１】
散気条件は、実施例１と同様にブロワー５を用いて膜分離装置の水平方向の断面積あたり７５ｍ³／ｍ²／ｈｒの強度にて供給した。このとき、前述の方法にて測定した膜モジュール部における水平方向の気液混合流の平均移動速度は０．１ｍ／ｓｅｃであった。また濾過条件も、実施例１と全く同一の条件にて行った。
【００４２】
比較例
実施例１と同様の中空糸膜モジュールを用い、下記の条件のみ変更して濾過処理を実施した。すなわち、膜モジュールの周囲を、実施例１と全く同様に樹脂板にて囲うが、樹脂板には通水孔を全く形成しなかった。
【００４３】
散気条件は、実施例１と同様にブロワーを用いて膜分離装置の水平方向の断面積あたり７５ｍ³／ｍ²／ｈｒの強度にて供給した。このとき、前述の方法にて測定した膜モジュール部における水平方向の気液混合流の平均移動速度は０．００５ｍ／ｓｅｃであった。また、濾過条件も、実施例１と全く同一の条件にて行った。
【００４４】
上記実施例および比較例における膜モジュールの濾過運転時の２次側の吸引差圧は、図２５に示す通りであり、実施例においては経時的な吸引差圧の上昇が比較例に対して緩やかであり、目詰まりの進行が遅く、従って洗浄の効率が高いことは明らかである。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の膜分離装置、及び膜分離方法によれば、分離膜の表面近傍の気液混合流を乱流とし、分離膜の膜面の洗浄効率を高めることによって、長期間にわたって膜面の目詰まりが少なく、高い流量で固液分離を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の膜分離装置を処理槽内に設置した状態の例を示す概念図である。
【図２】本発明の膜分離装置の例を示す斜視図である。
【図３】本発明の膜分離装置の他の例を示す斜視図である。
【図４】本発明に使用する膜モジュールの例を示す斜視図である。
【図５】膜分離装置の平面図であって、遮閉壁の配置の例を示す。
【図６】膜分離装置の平面図であって、遮閉壁の配置の例を示す。
【図７】膜分離装置の平面図であって、遮閉壁の配置の例を示す。
【図８】膜分離装置の側面図であって、遮閉壁の配置の例を示す。
【図９】膜分離装置の側面図であって、遮閉壁の配置の例を示す。
【図１０】膜分離装置の側面図であって、遮閉壁の配置の例を示す。
【図１１】膜分離装置の側面図であって、遮閉壁の配置の例を示す。
【図１２】膜分離装置の側面図であって、遮閉壁の配置の例を示す。
【図１３】膜分離装置の側面図であって、遮閉壁の配置の例を示す。
【図１４】膜分離装置の側面図であって、遮閉壁の配置の例を示す。
【図１５】膜分離装置の側面図であって、遮閉壁の配置の例を示す。
【図１６】遮蔽壁に設けた通水孔の形状の例を示す正面図である。
【図１７】遮蔽壁に設けた通水孔の形状の例を示す正面図である。
【図１８】遮蔽壁に設けた通水孔の形状の例を示す正面図である。
【図１９】遮蔽壁に設けた通水孔の形状の例を示す正面図である。
【図２０】遮蔽壁に設けた通水孔の形状の例を示す正面図である。
【図２１】遮蔽壁に設けた通水孔の形状の例を示す正面図である。
【図２２】遮蔽壁に設けた通水孔の形状の例を示す正面図である。
【図２３】遮蔽壁に設けた通水孔の形状の例を示す正面図である。
【図２４】遮蔽壁に設けた通水孔の形状の例を示す正面図である。
【図２５】濾過試験による経時的な膜間差圧の挙動を示すグラフである。
【図２６】中空糸膜を製造するための織物の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１・・処理槽、１ａ・・被処理液、２・・膜モジュール集合体、２’・・取出流路、３・・膜モジュール、４・・散気装置、４ａ・・吐出口、４ｂ・・気泡、５・・ブロワー、６、６ａ、６ｂ・・遮閉壁（樹脂板）、７・・通水孔、１０・・開口、１１・・通常糸、１２・・中空糸、１３・・分離膜、１４・・膜固定部材、１５・・流路、１６・・スリット、２０・・膜分離装置

Claims

分離膜の膜面が鉛直方向になるように配設された平型の膜モジュールと、前記分離膜の下方に設けられて気体を散気し、該気体により生起される気液混合流により前記分離膜の膜面洗浄を行うための散気装置と、該散気装置より散気される気体を分離膜の膜面に導くための遮蔽壁とを備えて処理槽内に設置される膜分離装置であって、膜分離装置の上方から見て、前記分離膜が相対した二対の遮閉壁で四方を囲まれた内側に位置するとともに、前記遮閉壁に水を通過させることができる鉛直方向に沿ったスリット状の通水孔が設けられている膜分離装置。
通水孔の総面積が、遮閉壁の総側面積の１〜６０％である、請求項１記載の膜分離装置。
請求項１または２記載の膜分離装置を用いて、散気装置からの気体の吐出量を膜分離装置の水平方向の断面積あたり１０〜１５０Ｎｍ^３／ｍ^２／ｈｒとする、膜分離方法。
請求項１または２記載の膜分離装置を用いて、膜モジュールにおける、散気装置からの気体により生起される気液混合流の水平方向の平均移動流速を０．０１〜１．５ｍ／ｓｅｃとする、膜分離方法。