JPH0975687A - 中空糸膜による膜分離装置 - Google Patents

中空糸膜による膜分離装置

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JPH0975687A
JPH0975687A JP26095595A JP26095595A JPH0975687A JP H0975687 A JPH0975687 A JP H0975687A JP 26095595 A JP26095595 A JP 26095595A JP 26095595 A JP26095595 A JP 26095595A JP H0975687 A JPH0975687 A JP H0975687A
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JP
Japan
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membrane
hollow fiber
fiber membrane
backward
membrane element
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Pending
Application number
JP26095595A
Other languages
English (en)
Inventor
Mikio Kitagawa
幹夫 北川
Akishi Hori
晃士 堀
Tetsuro Fukase
哲朗 深瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kurita Water Industries Ltd
Original Assignee
Kurita Water Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理槽1内の水中に、二つの支持材5,6間
に多数本の中空糸膜7を張ってスクリーン面7´とした
複数の膜エレメント4を前後方向に流路間隔3を保って
並べ、槽内底部の散気管10が散気する気泡により中空
糸膜のスクリーン面に接触して上昇するエアリフト上向
流を生じさせ、各膜エレメントの中空糸膜の膜を透過し
た透過水を採水する中空糸膜による膜分離装置のスクリ
ーン面に付着したり、中空糸膜の隣接間隙に入り込む汚
泥などを除去する洗浄を容易、且つ確実に行う。 【解決手段】 各膜エレメント4の中空糸膜のスクリー
ン面7´を垂直に対し前傾、後傾させる傾斜反転装置2
0を膜分離装置に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、多数本のMF膜
や、UF膜からなる中空糸膜を有する膜エレメントを用
いた中空糸膜による膜分離装置に関する。
【0002】
【従来の技術】排水処理設備のコンパクト化と、高度な
処理水を安定して得るために、活性汚泥処理装置の処理
槽内の活性汚泥を含む水中に、上下の支持材間に多数本
の中空糸膜を張ってスクリーン面とした複数の膜エレメ
ントを前後方向に流路間隔を保って垂直に立て並べ、槽
内底部の散気管が散気する気泡により中空糸膜の垂直な
スクリーン面に接触して上昇するエアリフト上向流を生
じさせ、中空糸膜の膜を透過した透過水を採水する中空
糸膜による膜分離装置が開発されている。これにより、
原水からSSを固液分離する沈殿槽が不要になると共
に、生物処理槽内の生物濃度を高めることが可能なり、
原水の水量変動や、水質変動に対して安定した高度な処
理を継続的に行うことができ、処理水に汚泥や、原水の
SSが流出、混入が皆無になり、運転管理が容易にな
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、運転を
継続すると、垂直なスクリーン面を構成する中空糸膜の
表面に、槽内の活性汚泥や、蛋白質、脂質等を含んだ未
分解の種々な汚染物質が付着して中空糸膜の膜面積を減
少させるので膜の透過性能を大幅に低下すると共に、中
空糸膜の垂直な隣接間隙に活性汚泥が入り込んで間隙を
塞ぐため、同様に中空糸膜の膜面積が減少し、膜の透過
性能は大幅に低下する。このようにして中空糸膜の透過
性能が低下すると、酸や、アルカリ液、又は界面活性剤
や、酸化剤等の薬品を含有した洗浄水により中空糸膜の
表面に付着した汚泥や、汚染物質、中空糸膜の隣接間隙
を塞ぐ汚泥を除去する必要があるが、この洗浄作業は水
中に浸漬する膜エレメントを水面上に引き上げて行わね
ばならないので、非常に手数がかゝると共に面倒であ
る。その上、薬品のコストが嵩み、維持管理コストを増
大させる。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、活性汚泥や、
種々な汚染物質が中空糸膜の表面に付着し難くすると共
に、中空糸膜の隣接間隙に入り込み難くし、上述の問題
点を解消したのであって、処理槽内の水中に、二つの支
持材間に多数本の中空糸膜を張ってスクリーン面とした
複数の膜エレメントを前後方向に流路間隔を保って並
べ、槽内底部の散気管が散気する気泡により中空糸膜の
スクリーン面に接触して上昇するエアリフト上向流を生
じさせ、各膜エレメントの中空糸膜の膜を透過した透過
水を採水する中空糸膜による膜分離装置において、各膜
エレメントの中空糸膜のスクリーン面を垂直に対し前
傾、後傾させる傾斜反転装置を設けたことを特徴とす
る。
【0005】
【発明の実施の形態】図示の各実施形態において、1
は、原水として有機性の廃水がポンプP1 、供給管2に
より供給される活性汚泥の処理装置の処理槽、4は活性
汚泥が浮遊する槽内の水中に前後方向に流路間隔3を保
って一列に並ぶ複数の膜エレメントを示す。各膜エレメ
ントは上下二つの支持材5,6と、上下の支持材に上端
と下端を固定されて上下方向に配列されたMF膜や、U
F膜からなる多数本の中空糸膜7を有し、多数本の中空
糸膜はスクリーン面7´を構成する。上部支持部材5は
1本宛の中空糸膜の中空部と連通した採水管であり、各
膜エレメントの採水管を採水用のヘッダー管9に伸縮可
能な可撓管8を介して連結し、ヘッダー管9に接続した
吸引ポンプP2 の吸引作用により槽内の原水中の透過水
を中空糸膜の中空部に透過させ、処理水として採水す
る。処理槽の底部には、原水中の有機物を活性汚泥で好
気的に生物処理するためと、中空糸膜に接触して上昇す
るエアリフト上向流を槽内の原水に生じさせ、中空糸膜
の表面に汚泥などが付着するのを防止するため複数の散
気管10が敷設してあり、散気管に接続した散気用のヘ
ッダー管11に設けてあるブロワーBからの送風を散気
管10から気泡として散気する。
【0006】処理槽の左右の側壁の上部に水平なレール
12を対向して取付け、このレールに車輪を載せて台車
13を前後方向に移動可能に設ける。台車13は四角な
フレーム形で、その相対向した左右の側辺間に前述した
複数の膜エレメントの上部支持材5の左右の各端部を前
後方向に所定の間隔を保って回動可能に渡設してある。
そして、台車を前後方向の往復移動装置14に連結し、
レール沿いに前後に移動できるようにしてある。往復移
動装置14は、図では台車の前端に連結したロープ15
aと、台車の後端に連結したロープ15bを、夫々転向
プーリ16を介して巻取ったり、巻出したりするウイン
チ17からなり、ウインチ17はロープ15aをドラム
に巻取って台車を前進させるときは、ロープ15bをド
ラムから巻出し、ロープ15bをドラムに巻取って台車
を後退させるときは、ロープ15aをドラムから巻出
す。
【0007】図1〜3の第1実施形態では、各膜エレメ
ントの下部支持部材6の左右の各端部を処理槽の左右の
側壁の下部に所定の間隔を保って軸受18で回動可能に
取付けてある。軸受18で取付けた下部支持材6の前後
方向の間隔と、台車13の左右側辺に取付けた上部支持
材5の前後方向の間隔は流路間隔3に等しい。そして、
前記台車13は、所定距離進退し、軸受18に下部支持
部材6を取付けられた各膜エレメントを垂直に対し約1
5〜45°の所定角度αだけ傾いた前傾状態4aと、後
傾状態4bにする。このため、レール12には、膜エレ
メントが前傾状態になったときに台車が当接するストッ
パ19aと、後傾状態になったときに台車が当接するス
トッパ19bを設けておくことが好ましい。
【0008】図1〜3の第1実施形態では、槽壁のレー
ル12、各膜エレメントの上部支持材を取付けた台車1
3、台車を前後方向に移動させる往復移動装置14、各
膜エレメントの下部支持材を回動可能に槽壁に取付けた
軸受18が傾斜反転装置20を構成する。
【0009】図4,5の第2実施形態では、処理槽の左
右の側壁の下部にも水平な下部レール22を対向して取
付け、このレールに車輪を載せて下部台車23を前後方
向に移動可能に設ける。台車23も四角なフレーム形
で、その相対向した左右の側辺間に複数の膜エレメント
の下部支持材6の左右の各端部を前後方向に所定の間隔
を保って回動可能に渡設する。下部支持材の前後方向の
取付け間隔は、上部支持材の前後方向の取付け間隔と同
じで、流路間隔3に等しい。そして、下部台車を前後方
向の第2往復移動装置24に連結し、レール沿いに前後
に移動できるようにする。第2往復移動装置24も図で
は、下部台車の前端に連結したロープ25aと、台車の
後端に連結したロープ25bを、夫々転向プーリ26を
介して巻取ったり、巻出したりするウインチ27からな
り、ウインチ27はロープ25aをドラムに巻取って台
車を前進させるときは、ロープ25bをドラムから巻出
し、ロープ25bをドラムに巻取って台車を後退させる
ときは、ロープ25aをドラムから巻出す。
【0010】そして、膜エレメントの上部支持材を取付
けた台車13の往復移動装置14と、膜エレメントの下
部支持材を取付けた下部台車23の第2往復移動装置2
4は、往復移動装置14が台車13を一定距離前進させ
るときは第2往復移動装置24は下部台車23を同じ距
離だけ後退させ、往復移動装置14が台車13を一定距
離後退させるときは第2往復移動装置24は下部台車2
3を同じ距離だけ前進させるようにする。これにより、
台車13と下部台車23は、移動距離の中間地点で上下
に重なるが、残りの半分の距離宛すれ違い状に移動し、
各膜エレメントを垂直に対し約15〜45°の所定角度
αだけ傾いた前傾状態4aと、後傾状態4bにする。こ
のため、下部レール22にも、膜エレメントが前傾状態
になったときに下部台車23が当接するストッパ29a
と、後傾状態になったときに下部台車が当接するストッ
パ29bを設けておくことが好ましい。
【0011】図4,5の第2実施形態では、槽の上下の
レール12,22、各膜エレメントの上下の支持材を取
付けた上下の台車13,23、上下の台車をすれ違い状
に前後方向に移動させる往復移動装置14,24が傾斜
反転装置20を構成する。
【0012】第1,第2どちらの実施形態でも、台車1
3や23が進退の際に移動距離の中間地点に到達する
と、各膜エレメント4は垂直に直立し、上部の台車13
は持ち上げられる。このため上方のレール12は図3,
5に示したようにC形断面のものを使用し、台車13が
持ち上げられたとき、その車輪はレール12の上部片の
下面に摺接し、車輪がレールから脱線するのを防止する
ことが好ましい。
【0013】そして、ポンプP1 ,P2 、ブロワーBを
駆動して運転を行う際は、傾斜反転装置20を作動し、
膜エレメント4を前傾状態(又は後傾状態)にしてお
く。これにより処理槽内に供給管22で供給される有機
物を含んだ原水は、槽内の水中に浮遊する活性汚泥で生
物処理され、有機物は分解する。そして、原水中の中空
糸膜を透過する透過水は、散気管10が噴出する気泡に
より各膜エレメントの中空糸膜7に接触して上向流する
過程で、吸引ポンプP2 の負圧が作用する中空糸膜の中
空部に膜を透過して流入し、採水管5、採水用ヘッダー
管9を経て採水される。
【0014】又、膜エレメント4は前傾状態(又は後傾
状態)になっていて、散気管10から噴出し、流路間隔
3中を真上に浮上しようとする気泡を斜めに遮る。この
ため、気泡は中空糸膜の斜め下向きになったスクリーン
面に激しく当接し、その表面に付着する汚泥や、有機物
の分解過程で発生する種々な汚染物質を剥離すると共
に、中空糸膜の隣接間隙に入り込んだ汚泥を除去する。
そして、1日に1回の頻度で、或いは1日おき、又は数
日おきに傾斜反転装置20を作動し、前傾状態(又は後
傾状態)の膜エレメントを後傾状態(又は前傾状態)に
し、それまで斜め上向きになっていた中空糸膜のスクリ
ーン面を斜め下向きにし、同様に汚泥を気泡で激しく剥
離、除去する。こうして中空糸膜の二つのスクリーン面
を気泡により確実に洗浄し、中空糸膜の透過性能を維持
することができる。
【0015】図示の実施形態では、中空糸膜の上端を固
定した上部支持材5を採水管にし、中空糸膜の上端の固
定と、中空糸膜を透過した透過水の採水とを兼用させた
が、中空糸膜の構造によっては中空糸膜の上端を固定す
る支持部材と、中空糸膜を透過した透過水の採水管を別
個に設置してもよい。又、中空糸膜の下端を固定する下
部支持部材14bも採水管にし、中空糸膜の下端の固定
と、中空糸膜を透過した透過水の採水とを兼用させても
よい。更に、中空糸膜は上下方向に配列することに限定
されず、水平方向に配列してもよい。
【0016】膜エレメントの垂直に対する前傾角度、及
び後傾角度αに応じ、流路間隔3の前後方向の距離を適
切に定め、気泡が膜エレメントのスクリーン面の高さの
全体に当接できるようにする。
【0017】
【実施例】幅600mm、奥行900mm、深さ120
0mm、有効容量540立のテスト処理槽内の水中に、
分画特性0.1μm、素材がポリエチレン、幅486m
m、高さ798mm、有効表面積4m2 の中空糸MF膜
が上下方向に配列された膜エレメント(三菱レイヨン株
式会社、商品名ステラボアーL)を、第2実施形態と同
様にして設置した。上下のレールの上下方向の間隔は4
70mmで、膜エレメントは垂直に対し30°の角度で
前傾状態と、後傾状態になるようにした。槽底には散気
管を敷設し、底面全体から均一に空気が噴出するように
した。
【0018】上記処理槽内には活性汚泥を汚泥濃度とし
て5000mg/立投入し、ペプトンとグルコースを用
いたBOD濃度1000mg/立の合成原水を滞流時間
24時間で通水した。運転を開始後、最初の20日間は
膜エレメントを前傾状態に保った。この期間中、中空糸
膜から−0.3kg/cm2 の減圧下で吸引可能な最大
透過液量は、運転開始から5日間は1.43m3 /cm
2 ・日であったが、最大透過液量は徐々に低下し、10
日後には1.03m3 /m2 ・日、14日後には0.8
3 /m2 ・日、20日後には0.6m3 /m2 ・日に
なり、中空糸膜による斜め上向きのスクリーン面上には
活性汚泥が堆積付着していた。その後、1日に1回の頻
度で膜エレメントを前傾状態と、後傾状態に変換し、1
0日間運転を継続した。その結果、−0.3kg/cm
2 の減圧下で吸引可能な最大透過液量は、直ちに0.8
3 /m2 ・日に増加し、10日を経過しても0.8m
3/m2 日を堆移した。又、中空糸膜の膜面を観察した
結果、膜の表面に汚泥が付着、堆積している状況は見ら
れなかった。
【0019】
【発明の効果】以上で明らかなように、本発明によれば
膜エレメントを垂直に対し交互に傾けて前傾、後傾させ
ることで、散気管が噴出する気泡を斜め下向きになった
スクリーン面に交互に強烈に当て、膜面に付着する活性
汚泥、中空糸膜の隣接間隙に入り込む汚泥などを確実に
剥離、除去し、膜の透過液量の減少を防止することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による膜分離装置の第1実施形態の縦断
側面図である。
【図2】図1の平面図である。
【図3】図1の左半部の正面図である。
【図4】本発明による膜分離装置の第2実施形態の縦断
側面図である。
【図5】図4の右半部の正面図である。
【符号の説明】
1 処理槽 2 原水の供給管 3 流路間隔 4 膜エレメント 5 膜エレメントの上部支持材 6 膜エレメントの下部支持材 7 中空糸膜 7´ 中空糸膜のスクリーン面 8 可撓管 9 採水用ヘッダー管 10 散気管 11 散気用ヘッダー管 12 レール 13 台車 14 往復移動装置 15 ロープ 16 転向プーリ 17 ウインチ 18 軸受 19 ストッパ 20 傾斜反転装置 22 下部レール 23 下部台車 24 往復移動装置 25 ロープ 26 転向プーリ 29 ストッパ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 処理槽内の水中に、二つの支持材間に多
    数本の中空糸膜を張ってスクリーン面とした複数の膜エ
    レメントを前後方向に流路間隔を保って並べ、槽内底部
    の散気管が散気する気泡により中空糸膜のスクリーン面
    に接触して上昇するエアリフト上向流を生じさせ、各膜
    エレメントの中空糸膜の膜を透過した透過水を採水する
    中空糸膜による膜分離装置において、各膜エレメントの
    中空糸膜のスクリーン面を垂直に対し前傾、後傾させる
    傾斜反転装置を設けたことを特徴とする中空糸膜による
    膜分離装置。
JP26095595A 1995-09-14 1995-09-14 中空糸膜による膜分離装置 Pending JPH0975687A (ja)

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JP26095595A JPH0975687A (ja) 1995-09-14 1995-09-14 中空糸膜による膜分離装置

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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