JPH0580247B2 - - Google Patents
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- JPH0580247B2 JPH0580247B2 JP61249226A JP24922686A JPH0580247B2 JP H0580247 B2 JPH0580247 B2 JP H0580247B2 JP 61249226 A JP61249226 A JP 61249226A JP 24922686 A JP24922686 A JP 24922686A JP H0580247 B2 JPH0580247 B2 JP H0580247B2
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- Japan
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- membrane
- pipe
- tank
- gas
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、逆浸透圧法、限外瀘過濾過或いは精
密瀘過法によつて原液を処理する装置に関する。
密瀘過法によつて原液を処理する装置に関する。
(従来の技術)
食品工業における溶液の分離、濃縮、工業排水
や下水の直接膜分離処理或いは排水や下水を活性
汚泥処理又は嫌気性処理等の生物学的処理によつ
て浄化する際の微生物を含む汚泥を高濃度に維持
する場合に従来から膜処理装置を用いている。
や下水の直接膜分離処理或いは排水や下水を活性
汚泥処理又は嫌気性処理等の生物学的処理によつ
て浄化する際の微生物を含む汚泥を高濃度に維持
する場合に従来から膜処理装置を用いている。
この膜処理装置は第5図に示すように、原液1
00を満たしたタンク101から循環ポンプ10
2によつて透過膜103を備えた膜処理装置10
4に原液100を供給し、透過膜103によつて
原液を透過液と濃縮液に分離し、濃縮液をタンク
101に戻すようにしたものである。
00を満たしたタンク101から循環ポンプ10
2によつて透過膜103を備えた膜処理装置10
4に原液100を供給し、透過膜103によつて
原液を透過液と濃縮液に分離し、濃縮液をタンク
101に戻すようにしたものである。
上述した膜処理にあつては、濃度分極等によつ
て膜面に溶質が析出してゲル状となつて付着した
り、原液中の異物が膜面に付着し、透過水量が低
下する不利がある。
て膜面に溶質が析出してゲル状となつて付着した
り、原液中の異物が膜面に付着し、透過水量が低
下する不利がある。
斯る不利を解消すべく従来から種々の方法が採
られている。具体的には管状の膜モジユール内に
スポンジボール或いはプラスチツクボールを流
し、膜面の付着物を除去す方法、膜モジユール内
における原液の流れに積極的に乱流を生じさせて
膜面の付着物を除去する方法及び膜モジユール内
に原液と気体とを混合して供給して付着物を除去
する方法があり、気体を混合する方法としては特
公昭55−23644号及び特開昭61−129094号に開示
されるものが知られている。
られている。具体的には管状の膜モジユール内に
スポンジボール或いはプラスチツクボールを流
し、膜面の付着物を除去す方法、膜モジユール内
における原液の流れに積極的に乱流を生じさせて
膜面の付着物を除去する方法及び膜モジユール内
に原液と気体とを混合して供給して付着物を除去
する方法があり、気体を混合する方法としては特
公昭55−23644号及び特開昭61−129094号に開示
されるものが知られている。
特公昭5−23644号に開示される方法は、透過
流束がある程度低下した時点で、電磁弁を開とし
て圧縮気体を瞬間的に膜モジユール内に導入して
付着物を除去するようにしたものであり、特開昭
61−129094号に開示される方法は、曝気槽内に散
気管を設け、この散気管の上方に膜装置を配置
し、散気管からの気液混合流を膜間通路に通すこ
とで、膜面での濃度分極及び膜面の汚染を防止す
るようにしたものである。
流束がある程度低下した時点で、電磁弁を開とし
て圧縮気体を瞬間的に膜モジユール内に導入して
付着物を除去するようにしたものであり、特開昭
61−129094号に開示される方法は、曝気槽内に散
気管を設け、この散気管の上方に膜装置を配置
し、散気管からの気液混合流を膜間通路に通すこ
とで、膜面での濃度分極及び膜面の汚染を防止す
るようにしたものである。
また特開昭50−109178号公報、特開昭52−
134882号公報或いは特開昭56−21615号公報に開
示される先行技術もある。
134882号公報或いは特開昭56−21615号公報に開
示される先行技術もある。
特開昭50−109178号公報に開示されるものは、
タンクから導出されタンクに戻る配管の途中に膜
モジユール(管状要素)を配設し、この膜モジユ
ールよりも上流側の配管の一部にガス吹込み口を
設け、更にこのガス吹込み口よりも上流側に循環
ポンプを配置している。
タンクから導出されタンクに戻る配管の途中に膜
モジユール(管状要素)を配設し、この膜モジユ
ールよりも上流側の配管の一部にガス吹込み口を
設け、更にこのガス吹込み口よりも上流側に循環
ポンプを配置している。
特開昭52−134882号公報に開示されるものは、
撹拌槽と濾槽とを原液導管および益流管でつな
ぎ、これら撹拌槽及び濾槽内に空気吹込み管を配
置するとともに、原液導管の途中に循環ポンプを
設けている。
撹拌槽と濾槽とを原液導管および益流管でつな
ぎ、これら撹拌槽及び濾槽内に空気吹込み管を配
置するとともに、原液導管の途中に循環ポンプを
設けている。
また、特開昭56−21615号公報に開示されるも
のは、眼外濾過装置に原液を供給する配管の途中
で空気を導入するとともに、この空気導入部より
も上流側に循環ポンプを設けている。
のは、眼外濾過装置に原液を供給する配管の途中
で空気を導入するとともに、この空気導入部より
も上流側に循環ポンプを設けている。
(発明が解決しようとする問題点)
特開昭55−23644号に開示される方法にあつて
は、間欠的に膜装置(膜モジユール)の圧力を開
放するとともに圧縮気体を膜装置に供給するた
め、昇圧・降圧を繰返すこととなる。特に眼外濾
過法にあつては2〜10Kg・f/cm2、逆浸透圧法に
つては30〜100Kg・f/cm2の圧力をかけて行うた
め、昇圧・降圧を繰返すと、膜だけでなく、ハウ
ジング、配管、パツキング、圧力計、流量計等装
置を構成する部材全てに圧変化の繰返しによる疲
労を又え、部材の寿命が短くなるとともに部材の
破損も生じやすい。また、膜装置への原液の供給
は循環ポンプを用いなければならず運転コストの
面で問題がある。
は、間欠的に膜装置(膜モジユール)の圧力を開
放するとともに圧縮気体を膜装置に供給するた
め、昇圧・降圧を繰返すこととなる。特に眼外濾
過法にあつては2〜10Kg・f/cm2、逆浸透圧法に
つては30〜100Kg・f/cm2の圧力をかけて行うた
め、昇圧・降圧を繰返すと、膜だけでなく、ハウ
ジング、配管、パツキング、圧力計、流量計等装
置を構成する部材全てに圧変化の繰返しによる疲
労を又え、部材の寿命が短くなるとともに部材の
破損も生じやすい。また、膜装置への原液の供給
は循環ポンプを用いなければならず運転コストの
面で問題がある。
一方、特開昭61−129094号に開示される方法に
あつては、膜装置を曝気槽内に設けているため、
膜装置にトラブルが発生すると曝気槽の運転を停
止しなければならず、且つ膜装置を目視によつて
観察できないので、異常検出が困難となり、更に
膜装置を長期間曝気槽に浸漬しておくと外筒ジヤ
ケツト等が汚染し、膜装置全体を交換しなければ
ならないという問題がある。
あつては、膜装置を曝気槽内に設けているため、
膜装置にトラブルが発生すると曝気槽の運転を停
止しなければならず、且つ膜装置を目視によつて
観察できないので、異常検出が困難となり、更に
膜装置を長期間曝気槽に浸漬しておくと外筒ジヤ
ケツト等が汚染し、膜装置全体を交換しなければ
ならないという問題がある。
また、特開昭50−109178号公報、特開昭5−
134882号公報或いは特開昭56−21615号公報に開
示されている先行技術にあつては原液を膜モジユ
ールに送るために循環ポンプが必須の部材とな
り、運転コストがかかる。
134882号公報或いは特開昭56−21615号公報に開
示されている先行技術にあつては原液を膜モジユ
ールに送るために循環ポンプが必須の部材とな
り、運転コストがかかる。
(問題点を解決するための手段)
上記問題点を解決すべく本発明は、原液を貯留
するタンクと、このタンクから導出される降下管
と、この降下管に一体的に連続する上昇管と、こ
の上昇管の途中に設けられる透過膜を備えた膜モ
ジユールと、この膜モジユールからの濃縮液を前
記タンク戻す戻し管と、前記膜モジユールよりも
下方位置の上昇管の一部に設けられた常時上昇管
内の原液にガスを供給する気液混合器にて膜処理
装置を構成した。
するタンクと、このタンクから導出される降下管
と、この降下管に一体的に連続する上昇管と、こ
の上昇管の途中に設けられる透過膜を備えた膜モ
ジユールと、この膜モジユールからの濃縮液を前
記タンク戻す戻し管と、前記膜モジユールよりも
下方位置の上昇管の一部に設けられた常時上昇管
内の原液にガスを供給する気液混合器にて膜処理
装置を構成した。
(作用)
上昇管に設けた気液混合器によつて、膜モジユ
ールに供給する眼液を常時気液混合の二相流とし
たので、膜表面の付着物を効果的に除去できると
ともに、ヘツダータンクと膜モジユールとの間で
原液が循環ポンプを用いずに自然循環する。
ールに供給する眼液を常時気液混合の二相流とし
たので、膜表面の付着物を効果的に除去できると
ともに、ヘツダータンクと膜モジユールとの間で
原液が循環ポンプを用いずに自然循環する。
(実施例)
以下に本発明の実施例を添付図面に基いて説明
する。
する。
第1図は本発明に係る膜処理装置の全体図であ
り、原液1を満たした原液タンク2は上方位置に
液面レベルを一定にするために設けられたヘツダ
ータンク3と供給管4を介して接続され、この供
給管4には供給ポンプ5を設けている。ヘツダー
タンク3からは下方に降下管6が導出され、この
降下管6の下端はU字状に湾曲して上昇管7とな
り、この上昇管7の途中に気液混合器8を設けて
いる。この気液混合器8はヘツダータンク3より
も下方に配置され、配管9によつて加圧ボンベ或
いはコンプレツサに接続されている。また、気液
混合器8よりも上方位置において上昇管7に膜モ
ジユール10,10が垂直状態で上下に離間して
接続され、上方の膜モジユール10からはヘツダ
ータンク3への戻し管11が導出され、また各膜
モジユール10,10からは透過水の取出し管1
2が導出され、この取出し管12には吸引ポンプ
13が設けられている。尚、ヘツダータンク3に
は原液タンク2へのオーバーフロー管14を取付
けている。
り、原液1を満たした原液タンク2は上方位置に
液面レベルを一定にするために設けられたヘツダ
ータンク3と供給管4を介して接続され、この供
給管4には供給ポンプ5を設けている。ヘツダー
タンク3からは下方に降下管6が導出され、この
降下管6の下端はU字状に湾曲して上昇管7とな
り、この上昇管7の途中に気液混合器8を設けて
いる。この気液混合器8はヘツダータンク3より
も下方に配置され、配管9によつて加圧ボンベ或
いはコンプレツサに接続されている。また、気液
混合器8よりも上方位置において上昇管7に膜モ
ジユール10,10が垂直状態で上下に離間して
接続され、上方の膜モジユール10からはヘツダ
ータンク3への戻し管11が導出され、また各膜
モジユール10,10からは透過水の取出し管1
2が導出され、この取出し管12には吸引ポンプ
13が設けられている。尚、ヘツダータンク3に
は原液タンク2へのオーバーフロー管14を取付
けている。
ここで、前記膜モジユール10は透視可能な透
明樹脂からなる筒状ジヤケツト内に管状透過膜を
配置し、管状透過膜の内側流路と前記上昇管7及
び戻し管11とをつなぎ、管状透過膜の外側流路
と前記取出し管12とをつないでいる。
明樹脂からなる筒状ジヤケツト内に管状透過膜を
配置し、管状透過膜の内側流路と前記上昇管7及
び戻し管11とをつなぎ、管状透過膜の外側流路
と前記取出し管12とをつないでいる。
そして、膜モジユール10の配列は第1図に示
したように複数の膜モジユール10を縦置きにし
て上下方向に離間した配列に限定されず、第2図
に示すように複数の膜モジユール10を千島状に
配列したもの、或いは第3図に示すように複数の
膜モジユール10を横置きにして上下方向に離間
したものであつてもよい。ただし、気液二相流中
の気体は管内の上部を流動する傾向があるので、
管状透過膜の全周を均一に洗浄するには、第1図
に示した配列が最も有利となる。
したように複数の膜モジユール10を縦置きにし
て上下方向に離間した配列に限定されず、第2図
に示すように複数の膜モジユール10を千島状に
配列したもの、或いは第3図に示すように複数の
膜モジユール10を横置きにして上下方向に離間
したものであつてもよい。ただし、気液二相流中
の気体は管内の上部を流動する傾向があるので、
管状透過膜の全周を均一に洗浄するには、第1図
に示した配列が最も有利となる。
また、前記気液混合器8から上昇管7内に吹込
むガスとしては、原液の酸化をきらうものにあつ
てはN2ガス等を用い、原液が活性汚染処理液の
ような場合にはエアーレーシヨンを兼ねて空気を
吹込む。
むガスとしては、原液の酸化をきらうものにあつ
てはN2ガス等を用い、原液が活性汚染処理液の
ような場合にはエアーレーシヨンを兼ねて空気を
吹込む。
以上において、原液タンク2から供給ポンプ5
の駆動で供給管4を介してヘツダータンク3内に
供給された原液1は、降下管6内を通つて降下
し、上昇管7に入り、この上昇管7の気液混合器
8の部分で気液混合の二相流(中心部が気体で外
周部が液体)となつて管状透過膜内に流入する。
の駆動で供給管4を介してヘツダータンク3内に
供給された原液1は、降下管6内を通つて降下
し、上昇管7に入り、この上昇管7の気液混合器
8の部分で気液混合の二相流(中心部が気体で外
周部が液体)となつて管状透過膜内に流入する。
そして、通過膜内に入つた原液は透過水と濃縮
液に分離され、透過水は取出し管12を介して取
出され、濃縮液は戻し管11を介してヘツダータ
ンク3に戻される。
液に分離され、透過水は取出し管12を介して取
出され、濃縮液は戻し管11を介してヘツダータ
ンク3に戻される。
ここで、透過膜内に流入する原液は気液混合の
二相流となつており、この二相流は脈動(0.05〜
0.4Kg・f/cm2Gの範囲)を呈するため膜表面へ
の剪断効果が発揮され、膜表面の付着物を効果的
に除去する。
二相流となつており、この二相流は脈動(0.05〜
0.4Kg・f/cm2Gの範囲)を呈するため膜表面へ
の剪断効果が発揮され、膜表面の付着物を効果的
に除去する。
更に原液1は、ヘツダータンク3→降下管6→
上昇管7→膜モジユール10→戻し管11→ヘツ
ダータンク3の順で循環するが、上昇部(上昇管
及び膜モジユールを含む)の流路内にはガスが存
在してみかけの比重が低下し、降下管6内の原液
との密度差(水頭差)が駆動力となつて自然に循
環するため、循環ポンプは不要である。
上昇管7→膜モジユール10→戻し管11→ヘツ
ダータンク3の順で循環するが、上昇部(上昇管
及び膜モジユールを含む)の流路内にはガスが存
在してみかけの比重が低下し、降下管6内の原液
との密度差(水頭差)が駆動力となつて自然に循
環するため、循環ポンプは不要である。
また図示例にあつては原液タンクからの原液を
一旦ヘツダータンクに供給するようにたが、原液
タンクを上昇位置に設け、ヘツダータンクを省略
してもよい。
一旦ヘツダータンクに供給するようにたが、原液
タンクを上昇位置に設け、ヘツダータンクを省略
してもよい。
(発明の効果)
第4図は第1図に示した本発明方法と、第5図
に示した従来方法とを実験結果に基いて比較した
グラフであり、実験に用いた膜モジユールの透過
膜は、外径5.2mm、内径3.9mm、流さ500mm、平均
気孔径0.42μm、気孔率47%のアルミナセラミツ
ク膜とし、原液は平均粒径0.48μmのポリメチル
メタアクリレート粒子が5000ppmとなるようにイ
オン交換水中に分散させたもの(25℃)を用い
た。
に示した従来方法とを実験結果に基いて比較した
グラフであり、実験に用いた膜モジユールの透過
膜は、外径5.2mm、内径3.9mm、流さ500mm、平均
気孔径0.42μm、気孔率47%のアルミナセラミツ
ク膜とし、原液は平均粒径0.48μmのポリメチル
メタアクリレート粒子が5000ppmとなるようにイ
オン交換水中に分散させたもの(25℃)を用い
た。
また、従来方法にあつては運転圧を1.05Kg・
f/cm2G、膜面流速を1.93m/sとして実施し、
本発明方法にあつては、透過水側圧力を真空ポン
プによつて22mmHgまで減圧し、ガス吹込流量を
2.54N/minとして実施した。尚本発明方法に
よる循環流量は0.329/minであり、気相或い
は液相が単独で膜の流路を全て満たして流れたと
仮定して評価したみかけの流速に換算すれば、み
かけの液流速は0.44m/s、みかけのガス流速は
3.74m/sであつた。
f/cm2G、膜面流速を1.93m/sとして実施し、
本発明方法にあつては、透過水側圧力を真空ポン
プによつて22mmHgまで減圧し、ガス吹込流量を
2.54N/minとして実施した。尚本発明方法に
よる循環流量は0.329/minであり、気相或い
は液相が単独で膜の流路を全て満たして流れたと
仮定して評価したみかけの流速に換算すれば、み
かけの液流速は0.44m/s、みかけのガス流速は
3.74m/sであつた。
グラフからも明らかなように本発明方法によれ
ば透過流束が約5.0m3/m2・dayにも達し、従来法
に比べ大巾に改善されていることが分る。
ば透過流束が約5.0m3/m2・dayにも達し、従来法
に比べ大巾に改善されていることが分る。
また本発明によれば、常時気体を吹込むように
しているため自然循環によつて原液が循環し、従
来のように循環ポンプを設ける必要がなく、コス
ト的に極めて有利となる。
しているため自然循環によつて原液が循環し、従
来のように循環ポンプを設ける必要がなく、コス
ト的に極めて有利となる。
第1図は本発明に係る膜処理装置の全体構成
図、第2図及び第3図は別実施例を示す要部構成
図、第4図は透過流束と経過時間との関係を示す
グラフ、第5図は従来の膜処理装置の構成図であ
る。 尚、図面中1は原液、2は原液タンク、3はヘ
ツダータンク、6は降下管、7は上昇管、8は気
液混合器、10は膜モジユールである。
図、第2図及び第3図は別実施例を示す要部構成
図、第4図は透過流束と経過時間との関係を示す
グラフ、第5図は従来の膜処理装置の構成図であ
る。 尚、図面中1は原液、2は原液タンク、3はヘ
ツダータンク、6は降下管、7は上昇管、8は気
液混合器、10は膜モジユールである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 原液を貯溜するタンクと、このタンクから導
出される降下管と、この降下管に一体的に連続す
る上昇管と、この上昇管の途中に設けられる透過
膜を備えた膜モジユールと、この膜モジユールか
らの濃縮液を前記タンクに戻す戻し管と、前記膜
モジユールよりも下方位置の上昇管の一部に設け
られ常時上昇管内の原液にガスを供給する気液混
合器とからなる膜処理装置。 2 前記膜モジユールは上昇管の途中に複数個直
列に配置されていることを特徴とする請求項1に
記載の膜処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24922686A JPS63104609A (ja) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | 膜処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24922686A JPS63104609A (ja) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | 膜処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63104609A JPS63104609A (ja) | 1988-05-10 |
| JPH0580247B2 true JPH0580247B2 (ja) | 1993-11-08 |
Family
ID=17189795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24922686A Granted JPS63104609A (ja) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | 膜処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63104609A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0747110B2 (ja) * | 1989-02-27 | 1995-05-24 | 東陶機器株式会社 | 膜処理方法 |
| GB9515438D0 (en) * | 1995-07-27 | 1995-09-27 | Isis Innovation | Membrane filtration apparatus |
| US6217770B1 (en) * | 1998-08-14 | 2001-04-17 | Atp International | Apparatus and method for treatment of water |
| JP2010162505A (ja) * | 2009-01-16 | 2010-07-29 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 水処理装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5615924B2 (ja) * | 1974-02-07 | 1981-04-13 | ||
| JPS52134882A (en) * | 1976-05-07 | 1977-11-11 | Tooshin Sci Kk | Precise filter |
| JPS5621615A (en) * | 1979-07-26 | 1981-02-28 | Iwai Kikai Kogyo Kk | Prevention of gel layer adhesion on membrane of flat membrane type ultrafiltration device |
| JPH0534799Y2 (ja) * | 1986-02-05 | 1993-09-02 |
-
1986
- 1986-10-20 JP JP24922686A patent/JPS63104609A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63104609A (ja) | 1988-05-10 |
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