JPH07323218A

JPH07323218A - ろ過装置

Info

Publication number: JPH07323218A
Application number: JP11673094A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Okata; 政信大方
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1994-05-30
Filing date: 1994-05-30
Publication date: 1995-12-12

Abstract

(57)【要約】【目的】コストを低くし、大規模化を容易にする。【構成】回転自在に支持された架台１２と、該架台１２
の下方に懸垂された円筒状の架台フレーム２１と、該架
台フレーム２１に固定されて処理槽内に浸漬（しんせ
き）され、円筒状に構成された平膜モジュール２３と、
該平膜モジュール２３によって分離されたろ液を集水す
る配管３１〜３４と、前記架台１２を回転させる駆動装
置１６とを有する。平膜モジュール２３の外側表面及び
内側表面において、接線方向の被処理水の流れが発生さ
せられ、膜面流速を一定値以上に維持することができ
る。また、ファウリングが発生するのを防止することが
でき、ポンプによって被処理水を循環させたり、膜面に
空気を吹き付けてエアバブリングを行ったりする操作は
必ずしも必要ないので、動力費を小さくすることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ろ過装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、汚水処理、浄水処理等において
は、被処理水中の懸濁物質、高分子コロイド物質等の分
離を行うプロセスが必要とされ、そのために重力沈降、
凝集沈澱（ちんでん）、砂ろ過等が採用される。例え
ば、下水処理場等において採用される通常の活性汚泥法
の場合、曝気（ばっき）槽内において、汚水と好気性微
生物とを反応させて有機物を分解し、除去した後、別途
配設された沈澱池において、微生物を重力によって分離
している。

【０００３】この場合、上澄水は放流され、沈澱分離し
た汚泥は、曝気槽に返送されて再利用される。したがっ
て、曝気槽のほかに沈澱池及び汚泥返送設備が必要にな
り、広い敷地だけでなく、返送設備の高度な運転管理が
必要とされる。一方、浄水処理を行う浄水処理装置にお
いては、原水すなわち被処理水を急速混和池に供給し、
該急速混和池において凝集剤を投入して懸濁性物質、コ
ロイド等を凝集させた後、フロック形成池、沈澱池、急
速ろ過池等を通して被処理水中の不純物を除去するよう
にしている。

【０００４】ところが、前記急速混和池、フロック形成
池、沈澱池、急速ろ過池等の処理施設を設置するために
必要なスペースが大きくなり、浄水処理装置が大型化し
てしまうだけでなく、各処理施設の保守・管理が困難に
なり、コストが高くなってしまう。また、運転管理が煩
わしい。そこで、膜ろ過技術を利用したろ過装置が提供
されている。この場合、膜モジュールを処理槽内に複数
配設し、圧力が加えられた被処理水を前記膜モジュール
に通すだけで被処理水中の不純物を除去するようになっ
ている。

【０００５】前記膜モジュールは、活性汚泥の固液分離
（膜ろ過）及び凝集沈澱汚泥の固液分離（膜ろ過）を用
途とするものが多い。そして、膜の種類には、限外ろ過
（ＵＦ）膜、精密ろ過（ＭＦ）膜、ルーズＲＯ（ＬＲ
Ｏ）膜、逆浸透（ＲＯ）膜等が、また、膜モジュールの
型式には、チューブラ型（内圧、外圧）、中空糸型、平
膜型等がある。また、膜面への圧力のかけ方としては、
加圧方式及び吸引（減圧）方式がある。

【０００６】そして、膜処理設備を配設すると、活性汚
泥法の沈澱池、汚泥返送設備、凝集沈澱設備（前記急速
混和池、フロック形成池、沈澱池）、急速ろ過池等の処
理施設が不要になり、必要なスペースを小さくすること
ができ、浄水処理装置を小型化することができる。ま
た、各処理施設の保守・管理が容易になり、コストを低
くすることができるだけでなく、自由水面がないので衛
生的である。さらに、運転管理も容易になる。

【０００７】ところで、前記構成のろ過装置において
は、膜モジュールの膜面に所定以上の被処理水の流れを
形成しないと、ファウリングが発生してしまう。すなわ
ち、懸濁物質（ＳＳ分）、高分子物質、一部の溶解性成
分等が膜面に付着してろ過層（ケーキ層、ゲル層等）を
形成し、ろ過抵抗が大きくなってしまう。その結果、フ
ラックス（ろ過流束）、すなわち、同一操作圧力に換算
したときの単位膜面積当たり、単位時間当たりの被処理
水の処理量が低下してしまう。

【０００８】そこで、処理槽にポンプを配設し、該ポン
プによって被処理水を循環させ、膜面における被処理水
の速度（以下「膜面流速」という。）を一定値以上に維
持するか、膜面に空気を吹き付けてエアバブリングを行
うか、膜モジュールを円板状にして回転させるかしてい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のろ過装置においては、ポンプによって被処理水を循
環させるもの、及び膜面に空気を吹き付けてエアバブリ
ングを行うものの場合、動力費が大きくなり、コストが
高くなってしまう。一方、膜モジュールを円板状にして
回転させるものにおいては、２〜３〔ｍ〕の径が限度で
あり、大規模化するのが困難である。一方、処理槽の被
処理水中に駆動装置、動力伝達系等の主要部分が浸漬
（しんせき）させられることになるので、保守・管理が
困難になってしまう。

【００１０】本発明は、前記従来のろ過装置の問題点を
解決して、コストを低くすることができ、大規模化する
のが容易であり、しかも、駆動装置、動力伝達系等の主
要部分を液外に配設することができるろ過装置を提供す
ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明のろ
過装置においては、回転自在に支持された架台と、該架
台の下方に懸垂された円筒状の架台フレームと、該架台
フレームに固定されて処理槽内に浸漬され、円筒状に構
成された平膜モジュールと、該平膜モジュールによって
分離されたろ液を集水する配管と、前記架台を回転させ
る駆動装置とを有する。

【００１２】

【作用】本発明によれば、前記のようにろ過装置におい
ては、回転自在に支持された架台と、該架台の下方に懸
垂された円筒状の架台フレームと、該架台フレームに固
定されて処理槽内に浸漬され、円筒状に構成された平膜
モジュールと、該平膜モジュールによって分離されたろ
液を集水する配管と、前記架台を回転させる駆動装置と
を有する。

【００１３】この場合、駆動装置によって架台を回転さ
せると、円筒状の架台フレーム及び平膜モジュールが回
転させられる。その間に、処理槽内の被処理水は前記平
膜モジュールの分離膜によって不純物が分離され、前記
平膜モジュールの内側において、不純物が除去されたろ
液を得ることができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明の実施例における
ろ過装置の斜視図、図２は本発明の実施例におけるろ過
装置の断面図、図３は本発明の実施例におけるろ過装置
の要部平面図、図４は本発明の実施例におけるろ過装置
の要部断面図、図５は本発明の実施例における平膜モジ
ュールの配設状態図、図６は本発明の実施例における平
膜モジュールの断面図である。

【００１５】図において、１１はスラブであり、該スラ
ブ１１に円形の架台１２が回転自在に支持される。該架
台１２の上部には、被動側歯車１４が配設され、該被動
側歯車１４と噛合（しごう）するように駆動側歯車１５
が配設され、該駆動側歯車１５が駆動装置１６によって
回転させられる。前記架台１２の円周方向における複数
箇所には、ローラ１８が回転自在に配設され、該ローラ
１８が前記スラブ１１に形成された環状の軌道１１ａの
上に載置され、回転させられる。

【００１６】前記架台１２の下方には円筒状の架台フレ
ーム２１が懸垂され、該架台フレーム２１における被処
理水の液面下には、複数の円弧状の平膜モジュール２３
が配設され、前記架台フレーム２１に固定される。前記
平膜モジュール２３は架台フレーム２１の円周方向にお
いて等ピッチで配設され、全体で円筒状の形状を構成す
る。また、隣接する各平膜モジュール２３間には開口２
５が形成される。

【００１７】前記平膜モジュール２３としては、大きさ
が０．０１〜数ミクロン程度の懸濁性物質、コロイド等
の微粒子及び微生物を分離する精密ろ過膜、分子量が数
百〜数百万程度の高分子量物質から成る溶質及び粒子を
分離する限外ろ過膜、分子量が数十〜数千程度の低分子
量物質から成る溶質及び粒子を分離する逆浸透膜等を使
用することができる。

【００１８】図６に示すように、前記平膜モジュール２
３は円弧状の内外平面にそれぞれ分離膜２３ａ、２３ｂ
を、内部にスペーサ２３ｃを有し、前記分離膜２３ａ、
２３ｂとしては、ポリオレフィン、ポリアクリロニトリ
ル、ポリスルホン、ポリプロピレン、ポリエーテルスル
ホン等の合成高分子によって形成された有機膜を使用す
ることができる。また、アルミナ、アルミニウムシリケ
ート、磁器質等の無機系の素材によって形成された無機
膜を使用することもできる。

【００１９】そして、前記平膜モジュール２３の外側す
なわち分離膜の一方側に被処理水を供給すると、分離膜
によって不純物が分離され、前記平膜モジュール２３の
内側、すなわち分離膜の他方側（スペーサ２３ｃ側）に
おいて、不純物が除去されたろ液を得ることができる。
該ろ液は平膜モジュール２３のろ液取出口２３ｄから取
り出され、配管３１〜３４を介して集水されて排出され
る。なお、配管３２は環状部３２ａ及び該環状部３２ａ
から中央に延びる放射部３２ｂから成り、前記配管３１
を介して集水されたろ液は環状部３２ａを介して中央配
管３３に集水される。したがって、中央配管３３の１箇
所にメカニカルシール３６を配設するだけでよい。

【００２０】前記配管３４の先にはポンプＰが配設さ
れ、該ポンプＰを作動させることによって、前記平膜モ
ジュール２３の内側に負圧を発生させることができると
ともに、ろ液を吸引することができる。なお、前記架台
フレーム２１の下端には、スラストベアリング３８が配
設され、該スラストベアリング３８は架台フレーム２１
のシャフト２１ａを介してスラスト荷重を受ける。

【００２１】前記構成のろ過装置において、駆動装置１
６を作動させると、歯車１５及び歯車１４を介して動力
が伝達され、架台フレーム２１が回転させられる。した
がって、平膜モジュール２３の外側表面及び内側表面に
おいて、接線方向の被処理水の流れが発生させられ、膜
面流速を一定値以上に維持することができる。その結
果、ファウリングが発生するのを防止することができ
る。

【００２２】しかも、ポンプによって被処理水を循環さ
せたり、膜面に空気を吹き付けてエアバブリングを行っ
たりすることを必ずしも必要としないので、動力費を小
さくすることができ、コストを低くすることができる。
また、架台フレーム２１及び平膜モジュール２３の荷重
をローラ１８及びスラストベアリング３８によって支持
することができるので、平膜モジュール２３に加わる荷
重が小さくなる。したがって、膜モジュール２３を大規
模化するのが容易である。また、液外に駆動装置１６、
ローラ１８等を配設することができるので、保守・管理
が容易になる。

【００２３】本実施例においては、歯車１５及び歯車１
４を介して動力が伝達され、架台フレーム２１が回転さ
せられるようになっているが、図示しない駆動装置によ
ってローラを回動自在に配設し、該ローラによって架台
１２を回転させたり、架台１２に駆動装置を配設し、自
走式で架台１２を回転させたりすることもできる。ま
た、処理槽を大気に開放し、ポンプＰによってろ液を吸
引する吸引ろ過方式を採用しているが、ろ過装置の全体
を加圧容器内に収容し、加圧容器内を加圧する加圧ろ過
方式を採用することもできる。

【００２４】図７は平膜モジュールの第１の例を示す
図、図８は平膜モジュールの第２の例を示す図、図９は
平膜モジュールの第３の例を示す図である。図７におい
て、１２３は単円筒式の平膜モジュールであり、図１に
示す平膜モジュール２３はこの種のものである。また、
図８において、２２３〜２２５は同心円状に配設された
複数の平膜モジュールである。この場合、膜面積を大き
くすることができる。

【００２５】そして、図９において、３２３〜３２６は
ブロック化された平膜モジュールである。なお、本発明
は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨
に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを
本発明の範囲から排除するものではない。

【００２６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、ろ過装置においては、回転自在に支持された架台
と、該架台の下方に懸垂された円筒状の架台フレーム
と、該架台フレームに固定されて処理槽内に浸漬され、
円筒状に構成された平膜モジュールと、該平膜モジュー
ルによって分離されたろ液を集水する配管と、前記架台
を回転させる駆動装置とを有する。

【００２７】したがって、平膜モジュールの外側表面及
び内側表面において、接線方向の被処理水の流れが発生
させられ、膜面流速を一定値以上に維持することができ
る。その結果、ファウリングが発生するのを防止するこ
とができる。しかも、ポンプによって被処理水を循環さ
せたり、膜面に空気を吹き付けてエアバブリングを行っ
たりする必要がないので、動力費を小さくすることがで
き、コストを低くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例におけるろ過装置の斜視図であ
る。

【図２】本発明の実施例におけるろ過装置の断面図であ
る。

【図３】本発明の実施例におけるろ過装置の要部平面図
である。

【図４】本発明の実施例におけるろ過装置の要部断面図
である。

【図５】本発明の実施例における平膜モジュールの配設
状態図である。

【図６】本発明の実施例における平膜モジュールの断面
図である。

【図７】平膜モジュールの第１の例を示す図である。

【図８】平膜モジュールの第２の例を示す図である。

【図９】平膜モジュールの第３の例を示す図である。

【符号の説明】

１２架台１６駆動装置２１架台フレーム２３平膜モジュール３１、３２配管３３中央配管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）回転自在に支持された架台と、
（ｂ）該架台の下方に懸垂された円筒状の架台フレーム
と、（ｃ）該架台フレームに固定されて処理槽内に浸漬
され、円筒状に構成された平膜モジュールと、（ｄ）該
平膜モジュールによって分離されたろ液を集水する配管
と、（ｅ）前記架台を回転させる駆動装置とを有するこ
とを特徴とするろ過装置。