JP7144925B2 - 膜ろ過装置及び膜ろ過方法 - Google Patents
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Description
凝集処理後、フロック化した懸濁物質(以下、フロック)を含む被処理水と凝集剤とを含む凝集処理水は、凝集処理水配管46を経由して分配管48に供給される。分配管48を通る凝集処理水は吐出口50から吐出される(図1では、水平方向より下方に吐出される)。すなわち、凝集処理水は浸漬型ろ過膜42より下方から浸漬槽12内に供給される。そして、吐出口50から吐出された凝集処理水は、分配管48より上方に位置する浸漬型ろ過膜42に向って上向流で流れる。
制御部32により、ポンプ20aが稼働されることで、浸漬型ろ過膜42に吸引圧力(負圧)が付与される。これにより、浸漬型ろ過膜42に向って上向流で流れる凝集処理水が、浸漬型ろ過膜42により膜ろ過処理される。浸漬型ろ過膜42を透過したろ過水(処理水)は、膜内の内部空間(二次側(処理水側))、集水配管44、ろ過処理水配管26を通り、処理水槽18に供給される。
本実施形態では、ろ過処理後に、逆洗処理を実施する。具体的には、制御部32によりポンプ20aの稼働が停止され後、ポンプ20bが稼働されることで、処理水槽18内の処理水が、逆洗配管36、ろ過処理水配管26、集水配管44を通り、浸漬型ろ過膜42の内部空間(二次側)に供給される。浸漬型ろ過膜42の二次側に供給された処理水は、浸漬型ろ過膜42の一次側に透過し、浸漬型ろ過膜42の表面に付着したフロック(懸濁物質)が剥離され、浸漬型ろ過膜42が洗浄される。本実施形態では、処理水を逆洗水として使用しているが、これに限定されるものではなく、酸剤、アルカリ剤等の薬品等を使用してもよい。
本実施形態では、浸漬槽12内の汚泥を浸漬槽12外へ排出する汚泥排出処理を間欠的に実施する。例えば、制御部32により、電磁バルブ40が一定の間隔で開放されることで、浸漬槽12の底部に堆積したフロック及び浮遊しているフロックの一部が、汚泥として汚泥排出配管38から一定の間隔で排出される。汚泥排出処理は、ろ過工程中(ポンプ20aの稼働中)やろ過工程停止中(ポンプ20aの停止中)に関わらず実施されることが望ましい。
本実施形態では、浸漬槽内のSS濃度に基づいて、ろ過工程における膜ろ過処理の時間を制御する。例えば、浸漬槽内のSS濃度が上昇した場合には、上昇する前に設定された膜ろ過処理時間より短い膜ろ過処理時間に設定する。これにより、短い時間の膜ろ過処理→逆洗処理を繰り返し行うことになるので、浸漬槽内のSS濃度が高くても、浸漬型ろ過膜が閉塞し難く、吸引圧力の上昇を抑制することが可能となる。また、被処理水中の懸濁物質濃度が低下する等により、浸漬槽内のSS濃度が低下した場合には、SS濃度上昇前の膜ろ過処理時間に戻す。これにより、SS濃度上昇前の時間の膜ろ過処理→逆洗処理を繰り返し行うことになるので、処理水量の回復を図ることができる。なお、SS濃度によっては、SS濃度上昇前の膜ろ過処理時間より長い時間に設定してもよい。これにより、処理水量の増加を図ることができる。
本実施形態では、浸漬槽内のSS濃度に基づいて、汚泥排出処理工程における汚泥排出処理の間隔を制御する。ここで、汚泥排出処理の間隔とは、汚泥排出処理が終了した時点から次の汚泥排出処理が開始するまでの時間で定義してもよいし、汚泥排出処理が開始した時点から次の汚泥排出処理が開始するまでの時間で定義してもよい。
本実施形態では、ろ過処理後に、気体洗浄処理を実施する。具体的には、制御部32によりポンプ20aの稼働が停止された後、コンプレッサ56が稼働され、空気等の気体が気体供給配管58、散気装置60を通して浸漬型ろ過膜42の一次側に供給され、気体により浸漬型ろ過膜42が振動されて、浸漬型ろ過膜42に付着したフロック(懸濁物質)が剥離され、浸漬型ろ過膜42が洗浄される。
図1に示す膜ろ過装置を用いて、以下の条件で試験を行った。
<処理条件>
被処理水:河川水(水質を表1に示す。)
凝集剤:塩基度70%のポリ塩化アルミニウム溶液
凝集剤の添加量:100mg/L
凝集槽:単槽
浸漬型ろ過膜:孔径0.1μm、膜面積12.5m2(0.5m2×25枚)、セラミック製、平膜状の精密ろ過膜(明電舎製)
通水条件:1m/d
浸漬槽の断面積:1m2
浸漬槽内における凝集処理水の上向流の流速(LV):0.5m/h
比較例では、浸漬槽内のSS濃度に関わらず、60分間の膜ろ過処理→1分間の逆洗処理を繰り返し行ったこと以外は、実施例と同様の条件とした。
Claims (13)
- 被処理水と凝集剤とを含む凝集処理水が供給される浸漬槽と、
前記浸漬槽内に設置され、前記凝集処理水を膜ろ過処理する浸漬型ろ過膜と、
前記膜ろ過処理後に、前記浸漬型ろ過膜の一次側に気体を供給して、前記浸漬型ろ過膜を洗浄する気体洗浄処理、及び前記浸漬型ろ過膜の二次側に逆洗水を供給して、前記浸漬型ろ過膜を洗浄する逆洗処理のうち少なくともいずれか一方を行う洗浄手段と、
前記浸漬槽内の汚泥を前記浸漬槽外へ排出する汚泥排出処理を間欠的に行う汚泥排出手段と、
前記浸漬槽内のSS濃度に基づいて、前記膜ろ過処理の時間を制御する制御部と、を有し、
前記浸漬槽への前記凝集処理水の供給は、前記浸漬型ろ過膜の下方にブランケットゾーンが形成されるように、前記浸漬型ろ過膜に向かって上向流で行われ、
前記制御部は、前記浸漬槽内のSS濃度が閾値を超えた場合には、前記閾値を超える前の膜ろ過処理時間より短い膜ろ過処理時間で、前記膜ろ過処理を行わせることを特徴とする膜ろ過装置。 - 前記制御部は、前記短い膜ろ過処理時間で膜ろ過処理した後の膜ろ過処理において、前記浸漬槽内のSS濃度が前記閾値以下となった場合には、前記閾値を超える前に設定された膜ろ過処理時間に戻すことを特徴とする請求項1に記載の膜ろ過装置。
- 前記制御部は、前記浸漬槽内のSS濃度に基づいて、前記膜ろ過処理の時間を制御すると共に、前記汚泥排出処理の間隔を制御する制御部であって、
前記制御部は、前記浸漬槽内のSS濃度が上昇した場合には、上昇する前に設定された汚泥排出処理の間隔より短い間隔に設定し、その後、前記浸漬槽内のSS濃度が低下した場合には、前記上昇する前に設定された汚泥排出処理の間隔に戻すことを特徴とする請求項1又は2に記載の膜ろ過装置。 - 前記凝集処理水を前記浸漬型ろ過膜より下方から前記浸漬槽内に供給する供給手段を有し、前記浸漬槽内に供給された前記凝集処理水は、前記浸漬型ろ過膜に向かって上向流で流れることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の膜ろ過装置。
- 前記浸漬槽内を、第1室と第2室とに仕切る仕切り板を備え、
前記供給手段は、前記凝集処理水を前記浸漬型ろ過膜より下方から前記第1室に供給し、前記第1室内に供給された凝集処理水は、前記浸漬型ろ過膜に向って上向流で流れ、
前記汚泥排出手段は、前記第1室内に供給された前記凝集処理水中のフロックのうち、前記第1室から前記第2室に流れ込み、前記第2室内に貯留されたフロックを前記汚泥として前記浸漬槽外へ排出することを特徴とする請求項4に記載の膜ろ過装置。 - 前記浸漬型ろ過膜は、セラミック製で、平膜状の精密ろ過膜であることを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の膜ろ過装置。
- 前記凝集剤は、塩基度60%以上70%以下のポリ塩化アルミニウム溶液であることを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載の膜ろ過装置。
- 浸漬槽内に設置された浸漬型ろ過膜により、被処理水と凝集剤とを含む凝集処理水を膜ろ過処理するろ過工程と、
前記ろ過工程後に、前記浸漬型ろ過膜の一次側に気体を供給して、前記浸漬型ろ過膜を洗浄する気体洗浄処理、及び前記浸漬型ろ過膜の二次側に逆洗水を供給して、前記浸漬型ろ過膜を洗浄する逆洗処理のうち少なくもいずれか一方を行う洗浄工程と、
前記浸漬槽内の汚泥を前記浸漬槽外へ排出する汚泥排出処理を間欠的に行う汚泥排出工程と、を有し、
前記浸漬槽への前記凝集処理水の供給は、前記浸漬型ろ過膜の下方にブランケットゾーンが形成されるように、前記浸漬型ろ過膜に向かって上向流で行い、
前記浸漬槽内のSS濃度に基づいて、前記膜ろ過処理の時間を制御する際、前記浸漬槽内のSS濃度が閾値を超えた場合には、前記閾値を超える前の膜ろ過処理時間より短い膜ろ過処理時間で、前記膜ろ過処理を行うことを特徴とする膜ろ過方法。 - 前記膜ろ過処理の時間制御では、前記短い膜ろ過処理時間で膜ろ過処理した後の膜ろ過処理において、前記浸漬槽内のSS濃度が前記閾値以下となった場合には、前記閾値を超える前に設定された膜ろ過処理時間に戻すことを特徴とする請求項8に記載の膜ろ過方法。
- 前記浸漬槽内のSS濃度に基づいて、前記膜ろ過処理の時間を制御すると共に、前記汚泥排出処理の間隔を制御し、
前記汚泥排出処理の間隔制御では、前記浸漬槽内のSS濃度が上昇した場合には、上昇する前に設定された汚泥排出処理の間隔より短い間隔に設定し、その後、前記浸漬槽内のSS濃度が低下した場合には、前記上昇する前に設定された汚泥排出処理の間隔に戻すことを特徴とする請求項8又は9に記載の膜ろ過方法。 - 前記凝集処理水を前記浸漬型ろ過膜より下方から前記浸漬槽内に供給する供給工程を有し、前記浸漬槽内に供給された前記凝集処理水を、前記浸漬型ろ過膜に向かって上向流で流すことを特徴とする請求項8~10のいずれか1項に記載の膜ろ過方法。
- 前記浸漬型ろ過膜は、セラミック製で、平膜状の精密ろ過膜であることを特徴とする請求項8~11のいずれか1項に記載の膜ろ過方法。
- 前記凝集剤は、塩基度60%以上70%以下のポリ塩化アルミニウム溶液であることを特徴とする請求項8~12のいずれか1項に記載の膜ろ過方法。
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