JPH0975938A - 膜分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エアーリフト循環型膜分離装置において、被
処理液の性状が変動した場合であっても、一定の濾過性
能を維持し、安定かつ効率的な処理を行う。 【解決手段】 槽内部の液の粘性係数又は粘性係数に相
関する物理指標を測定し、この測定値に基いて、汚泥引
抜手段の汚泥引き抜き量を制御する。 【効果】 汚泥引き抜き量を増加させることにより、粘
性係数を低減し、膜濾過性能の低下を防止することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は膜分離装置に係り、
特に、処理水槽内に膜モジュールが浸漬設置され、この
膜モジュールの下部からの曝気で生じたエアーリフト循
環流で効率的なクロスフロー濾過を行う膜分離装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、曝気槽内に膜モジュールを浸漬設
置し、膜モジュール下方から曝気することにより生じる
エアーリフト循環流で効率的に膜濾過を行う膜分離装置
が提案されている。

【０００３】図２は、このような膜分離装置を示し、曝
気槽１内に膜モジュール２が浸漬設置され、この膜モジ
ュール２の下方からはブロワ３及び散気管４で曝気がな
される。原水は配管５より曝気槽１内に導入され、槽内
で好気性生物処理される。生物処理液は、吸引ポンプ６
による間欠的吸引と曝気によるエアーリフト循環流の上
昇液とで高い透過流束で膜濾過され、透過水は配管７よ
り系外へ排出される。８は良好なエアーリフト循環流を
生成させるための整流板である。９は汚泥引抜配管であ
り、曝気槽１内の汚泥は間欠的又は連続的に配管９より
引き抜かれる。

【０００４】また、図２に示すような膜分離装置におい
て、被処理液の有機物濃度に基いて、吸引圧力や曝気量
を調整することにより、膜の閉塞を防止する方法も提案
されている。

【０００５】更に、曝気による良好なエアーリフト循環
流を形成するために、処理水槽を、図３に示す如く、原
水が導入される原水槽１Ａと、膜モジュール２を設置す
る分離膜槽１Ｂとに分割し、両槽１Ａ，１Ｂを連通管１
０Ａ，１０Ｂで連通したものも提案されている。なお、
図３において、図２に示す部材と同一機能を奏する部材
には同一符号を付してある。

【０００６】このような膜分離装置は、有機性排水を生
物処理して活性汚泥を固液分離するための膜分離装置と
して、或いは、有機又は無機系排水を凝集処理してコロ
イド状成分を凝集処理した凝集汚泥を固液分離するため
の膜分離装置として用いられる。

【０００７】この曝気によるエアーリフト循環流を利用
する浸漬型膜分離装置では、 濾過圧力を水頭差や吸引圧力により得ることによ
り、加圧循環型膜分離装置のような高圧操作を要するこ
となく、従って、膜面に堆積する膜排除物を圧密化させ
ることなく、低圧力で効率的な膜濾過を行える。 エアーリフト循環流でクロスフロー濾過を行うた
め、小さいエネルギーで大量の水を循環させることがで
きる。このため、膜モジュールを多段に配列して処理す
る場合においても、末端部の膜モジュールの濾過効率低
下を引き起こすことなく、効率的な処理を行える。 といった優れた効果が奏される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】循環ポンプにより強制
的に被処理液を圧送する加圧循環型膜分離装置では、適
当なポンプを選択することにより、被処理液の粘性係数
等の液性状の影響を殆ど受けることなく、濾過性能を維
持することができるが、エアーリフト循環型膜分離装置
では、膜モジュール内外の液の見掛けの密度差を液循環
の駆動力としているため、槽内の液性状、特に粘性係数
の影響を受け易く、粘性係数が増加すると、液の流動性
が低下するため、エアーリフト循環流が減少する。ま
た、エアーリフト循環流の下降流部における気泡の巻き
込み量も粘性係数の増加と共に増大することにより、膜
モジュール内外の密度差が減少し、エアーリフト循環流
はより一層減少する。

【０００９】このように、粘性係数の増加によってエア
ーリフト循環流が減少することにより、クロスフロー濾
過における膜面堆積物を掃流する力も低下し、これによ
り、膜面堆積物の増加で膜の濾過抵抗が増大し、濾過性
能が低下するという問題が生じる。

【００１０】この被処理液の粘性係数の増加によるエア
ーリフト循環流の減少、及び、それによる濾過性能の低
下が、従来のエアーリフト循環型膜分離装置における、
解決すべき重要な課題であった。

【００１１】なお、被処理液の有機物濃度に基いて吸引
圧力や曝気を調整する方法を採用することにより、ある
程度の効果は得られるものの、粘性係数の増加に十分に
対応した処置を施して、濾過性能を長期にわたり確実に
維持することは困難である。

【００１２】本発明は上記従来の問題点を解決し、被処
理液の性状が変動した場合であっても、一定の濾過性能
を維持し、安定かつ効率的な処理を行えるエアーリフト
循環型膜分離装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の膜分離装置は、
被処理液が導入される処理水槽と、該処理水槽内に浸漬
設置された膜モジュールと、該膜モジュール下部に設け
られた曝気手段と、該膜モジュールの透過水を処理水と
して取り出す処理水取出手段と、該処理水槽内部から汚
泥を引き抜く汚泥引抜手段とを備える膜分離装置におい
て、槽内部の液の粘性係数又は粘性係数に相関する物理
指標を測定し、この測定値に基いて、前記汚泥引抜手段
の汚泥引き抜き量を制御する制御手段を設けてなること
を特徴とする。

【００１４】本発明者らは、エアーリフト循環型膜分離
装置の被処理液の粘性係数の変化について鋭意研究した
ところ、次の２項目が支配的であることを知見した。

【００１５】 懸濁成分の濃度変化 溶存有機成分の濃度変化 このうち、の懸濁成分の濃度変化は、原水濃度と汚泥
引き抜き量との不均衡によって生じる。一方、の溶存
有機成分の濃度変化は、原水の性状変化によってもたら
せる場合と、の懸濁成分の濃度変化により粘性係数が
増大し、膜の濾過抵抗が増大したために、膜面の排除性
が良くなることで、溶存有機成分の透過が高度に阻止さ
れて、溶存有機成分が濃縮されることによる場合とがあ
る。

【００１６】このようなことから、粘性係数が増大した
場合は、汚泥引き抜き量を増加させて、槽内の懸濁成分
の濃度を低減することによって回復（減小）させること
ができることがわかる。

【００１７】即ち、被処理液の粘性係数と汚泥引き抜き
量とは、当該被処理液において、一定の関係が成り立
ち、汚泥引き抜き量を増加させることで、粘性係数を低
減することができる。

【００１８】ところで、このように、汚泥引き抜き量を
増加させることにより、粘性係数を低減し、膜濾過性能
の低下を防止することができるが、即効的な対応策とは
言えず、汚泥の引き抜き量の制御により粘性係数が変化
するまでにはある程度の時間を要する。

【００１９】このため、本発明においては、曝気手段に
よる曝気量の制御を、汚泥引き抜き量の制御と同時に、
或いは、前後の時間差を設けて行うのが好ましい。

【００２０】即ち、曝気量を増加することにより、粘性
係数の増加で減少したエアーリフト循環流の減少分を補
い、クロスフロー流速の低下、濾過効率の低下を即効的
に防止する。

【００２１】本発明の膜分離装置では、粘性係数を指標
として汚泥引き抜き量、更には曝気量を制御することに
より、膜面に容易に除去し得ない汚染物の堆積層が形成
される前に、エアーリフト循環流を増大させて良好な処
置を講じることができ、膜性能の低下を防止して、長期
にわたり安定かつ効率的な処理を行える。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明を詳
細に説明する。

【００２３】図１は本発明の膜分離装置の一実施例を示
す系統図である。図１に示す膜分離装置は、図２に示す
膜分離装置に、槽内設置型の粘性係数（又は粘性係数に
相関する物理指標）測定手段１１と、槽外設置型の粘性
係数（又は粘性係数に相関する物理指標）測定手段１２
とを設け、これらの測定手段１１，１２の測定値が入力
され、入力された測定値に基いて、ブロワ３の曝気量及
び汚泥引抜配管９に設けたバルブ９Ａの開閉を制御する
制御ユニット１３を設けたものである。なお、粘性係数
測定手段１２は、曝気槽１の底部から、ポンプ１４を備
える配管１５で汚泥を抜き出して粘性係数を測定した
後、配管１６より再び曝気槽１に返送するように設けら
れている。

【００２４】図１に示す膜分離装置のその他の構成は、
図２に示す膜分離装置と同様であり、同一機能を奏する
部材には同一記号を付してある。

【００２５】本実施例の膜分離装置にあっては、配管５
から曝気槽１に導入された原水は、槽内で好気性生物処
理され、生物処理液は、膜モジュール２で膜濾過され、
透過水は配管７より系外へ排出される。そして、曝気槽
１内の汚泥は間欠的又は連続的に配管９より引き抜かれ
る。

【００２６】このような膜濾過処理において、粘性係数
測定手段１１により、曝気槽内の液の粘性係数が測定さ
れると共に、粘性係数測定手段１２により、配管１５か
ら抜き出された汚泥の粘性係数が測定され、制御ユニッ
ト１３では、これらの測定値に基いて、ブロワ３による
曝気量又は配管９からの汚泥引き抜き量を制御する。

【００２７】即ち、粘性係数が所定値よりも増大した場
合、或いは、増大する傾向を示した場合には、配管９か
らの汚泥引き抜き量を増加させて粘性係数の低減を図る
と共に、曝気量を増加させてエアーリフト循環流を増大
させる。

【００２８】これにより、粘性係数の増加で、エアーリ
フト循環流が減少し、更に、膜面に容易に剥離すること
ができないような堆積物が付着、成長するのを防止し
て、膜の濾過性能を高く維持することができる。

【００２９】本発明において、被処理液の粘性係数又は
粘性係数に相関する物理指標の測定手段としては、槽内
設置型のものであっても槽外設置型のものであっても、
また、これらの併用であっても良いが、具体的には次の
ようなものを用いることができる。

【００３０】熱線流速計 熱膜流速計 ドップラー流速計 超音波流速計 回転粘度計等のトルクメーター このうち、粘性係数測定手段を槽内に設置した場合に
は、エアーリフト循環流の上昇流部に設けると泡の影響
を受けて誤動作を招くおそれがあることから、エアーリ
フト循環流の下降流部分に設置するのが好適である。ま
た、粘性係数測定手段を槽外に設置する場合には、槽底
部の液を連続的又は間欠的にサンプリングして測定する
ものが好適である。

【００３１】なお、図１に示す膜分離装置では、槽内設
置型の粘性係数測定手段と槽外設置型の粘性係数測定手
段とを併用しているが、いずれか一方の粘性係数測定手
段のみでも良いことは言うまでもない。

【００３２】このように２種類の粘性係数測定手段を用
いる場合、例えば、汚泥引き抜き量は一方の粘性係数測
定手段に基いて制御し、曝気量は他方の粘性係数測定手
段に基いて制御するようにしても良い。また、ある特定
の期間においては、一方の粘性係数測定手段を制御基準
とし、別の期間では他の粘性係数測定手段を制御基準と
することもできる。更に、両粘性係数測定手段の測定値
を適当な演算式に代入し、当該処理条件に最も好適な制
御基準を算出するようにしても良い。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の膜分離装置
によれば、膜の濾過性能を高く維持し、長期にわたり、
安定かつ効率的な処理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の一実施例を示す系統図で
ある。

【図２】従来の膜分離装置を示す系統図である。

【図３】従来の膜分離装置を示す系統図である。

【符号の説明】

１ 曝気槽 ２ 膜モジュール ３ ブロワ ４ 散気管 ６ 吸引ポンプ １１，１２ 粘性係数測定手段 １３ 制御ユニット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理液が導入される処理水槽と、該処
   理水槽内に浸漬設置された膜モジュールと、該膜モジュ
   ール下部に設けられた曝気手段と、該膜モジュールの透
   過水を処理水として取り出す処理水取出手段と、該処理
   水槽内部から汚泥を引き抜く汚泥引抜手段とを備える膜
   分離装置において、 槽内部の液の粘性係数又は粘性係数に相関する物理指標
   を測定し、この測定値に基いて、前記汚泥引抜手段の汚
   泥引き抜き量を制御する制御手段を設けたことを特徴と
   する膜分離装置。