JPH06126281A - 中空糸膜のモジュールを用いた汚水再利用装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 汚水槽から中空糸膜のモジュールを経て汚水
槽に戻るよう汚水を循環させて、この間に中空糸膜の膜
壁を透過する濾液を中水道等の用水に再利用する汚水再
利用装置において、汚水槽および循環系における汚水の
液濃度の上昇の抑止が、汚泥液の抜き出し操作を不要ま
たは極度に少なくし、かつ、施設費を嵩ませることなく
行ない得るようにする。 【構成】 中空糸膜のモジュールを用いる汚水再利用装
置の、汚水の循環流路を、汚水槽内の汚水が、前記モジ
ュールの中空糸膜内を、それの一端側から他端側に流過
して汚水槽に戻る状態と他端側から一端側に逆に流過し
て汚水槽に戻る状態とに交互に切換わるよう構成して、
この循環流路の前記モジュールより下流側の戻り側の管
路に、流過する汚水から固相の汚泥を分離して循環流路
から取り出す固液分離機を装設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビルの排水・生活排水
等の有機質物質を含む汚水を、クロスフロー内圧型の中
空糸膜のモジュールを用いて、膜透過処理を行ない、透
過させた濾液を、中水道等の用水に再利用する汚水の再
利用装置についての改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】クロスフロー内圧型の中空糸膜のモジュ
ールを用いる形態の汚水の再利用装置は、通常、図１に
示している如く、限外濾過膜を２ミリ程度の細い中空糸
状のパイプ（中空糸膜）ａに形成し、これを数百本束ね
てモジュールｂに形成し、この中空糸膜ａ…のモジュー
ルｂに、流入管ｃから曝気槽に構成してある汚水槽ｄに
送られてくる汚水を、ポンプ装置Ｐ１と配管ｅとにより
圧送し、そのモジュールｂの各中空糸膜ａ…の内腔を、
それの一端側から他端側に向け流過して再び汚水槽ｄに
戻るよう循環させ、この循環の間に、各中空糸膜ａ…の
内腔を流過する汚水のうちの、各中空糸膜ａ…の膜壁を
透過してモジュールｂを包む外筒ｆ内に溜まる濾液を、
ポンプ装置Ｐ２と配管ｇとにより取り出し、消毒装置を
経て、中水道等の用水に用いるように構成している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く構成される
中空糸膜のモジュールを用いる汚水再利用装置Ａは、汚
水槽内の汚水の濃度が、運転時間の経過にともない、循
環する汚水から中空糸膜ａ…の膜壁を透過して取り出さ
れる濾液の分だけ、濃縮されて液濃度が高くなってく
る。このため、汚水槽内の汚水が、一定の液濃度に濃縮
されてきたときに、汚水槽内の汚泥液を抜き出して循環
系の外に搬出処分するか、または別途設ける脱水機また
は濃縮機にかけて、脱水または濃縮処理を行なうこと
で、汚水槽内の汚水の液濃度を調整することが必要とな
る。

【０００４】この液濃度の調整を、液の抜き出しで行な
う場合は、バキューム車により搬出処分する場合につい
ていえば、およそＭＬＳＳ６０００〜１０，０００ppm
程度の液の廃棄処分となり、含水率９９．４〜９９％と
水分の多い状態での処分となることで費用が嵩む問題が
ある。

【０００５】また、脱水機または濃縮機を用いて、汚水
槽内の汚水液の処理を行ない、汚水液のなかの汚泥を含
水率の低いものとして廃棄処分する場合は、当然に脱水
機・濃縮機および、これらに汚水液を供給して排出され
る液を汚水槽に戻すための配管ならびにポンプ装置らの
施設が必要で、施設費が嵩む問題がでてくる。

【０００６】本発明は、従来手段に生じているこれらの
問題を解消せしめるためになされたものであって、汚水
槽から中空糸膜のモジュールを経て汚水槽に戻すよう汚
水を循環させる循環流路を有効に利用して、この循環流
路において汚水内の固相汚泥分を分離して循環系の外に
排出せしめることで、汚水槽および循環系における汚水
の液濃度の上昇の抑止が、汚泥液の抜き出し操作を不要
または極度に少なくし、かつ、施設費を嵩ませることな
く行ない得るようにする新たな手段を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そして、本考案において
は、上述の目的を達成するための手段として、汚水槽と
クロスフロー内圧型の中空糸膜のモジュールとを、汚水
槽内の汚水が、前記モジュールの各中空糸膜内をそれの
一端側から他端側に流過して汚水槽に戻るよう循環管路
を介し連通し、前記モジュールの外周側に、それの中空
糸膜の内部を流過する間にその中空糸膜の膜壁を透過す
る濾液を取り出す管路を接続した汚水再利用装置におい
て、循環流路を、汚水槽内の汚水が、前記モジュールの
中空糸膜内を、それの一端側から他端側に流過して汚水
槽に戻る状態と他端側から一端側に逆に流過して汚水槽
に戻る状態とに交互に切換わるよう構成して、この循環
流路の前記モジュールより下流側の戻り側の管路に、流
過する汚水から固相の汚泥を分離して循環流路から取り
出す固液分離機を装設したことを特徴とする中空糸膜の
モジュールを用いた汚水再利用装置を提起するものであ
る。

【０００８】

【作用】この手段においては、汚水槽から中空糸膜のモ
ジュールを経て汚水槽に戻すよう汚水を循環させる循環
流路を、汚水が中空糸膜内をそれの一端側から他端側に
向けて流過していく状態と中空糸膜内をそれの他端側か
ら一端側に向け逆に流過していく状態とに交互に切換え
る度ごとに、中空糸膜の内部に圧密汚泥の状態となって
集積してくる固相の汚泥が、その状態のまま細い糸状乃
至棒状に連なって、循環流路の戻り側の管路に流出して
きて、その戻り側の管路の途中に設けた固液分離機によ
り循環系の外に排除されることで、循環する汚水から固
相汚泥が分離除去されて汚水の液濃度の低下が行なわれ
るようになって、運転中における循環する汚水の液濃度
が、時間の経過と共に高くなってくるのを抑止するよう
になる。

【０００９】

【実施例】次に実施例を図面に従い詳述する。図２は本
発明を実施せる中空糸膜のモジュールを用いた汚水の再
利用装置Ａのフローシートで、同図において、１はビル
等から汚水を導く流入管、２はこの流入管１により導い
た汚水を溜める汚水槽、３は汚水槽１内の汚水、４は中
空糸膜４０…を束ねたモジュール、５はこのモジュール
４に汚水槽１内の汚水を循環させる循環流路、６は汚水
がモジュール４の中空糸膜４０…内を流過していく方向
を逆方向とするよう前記循環流路５に接続して設けた迂
回流路、Ｖ１・Ｖ２・Ｖ３・Ｖ４は循環流路５を循環さ
せる汚水の流れを、モジュール４の一端側から他端側に
向う正の方向と前記迂回流路６を介してモジュール４の
他端側から一端側に向う逆の方向の流れとに切換えるよ
う循環流路５に接続して設けた切換弁、７は中空糸膜４
０…の膜壁を透過した濾液を導き出す配管、８は循環流
路５の戻り側の管路５ｂの途中に設けた固液分離機を示
す。

【００１０】流入管１は、それの下流側が、ビル等から
排出される汚水を前処理する沈砂槽、調整槽、スクリー
ンに接続する通常のものである。

【００１１】この流入管１で導く汚水を溜める汚水槽２
は、曝気槽に構成してあって、汚水３が活性汚泥として
溜められるようにしてある。

【００１２】モジュール４は、限外濾過膜で２ミリ程度
の径のパイプに形成した中空糸膜４０…を数百本束ねる
ことで形成される通常のもので、長手方向の両端部に
は、各中空糸膜４０…を一度に配管に接続させる接続口
４１・４２がそれぞれ装設してある。また、束ねた中空
糸膜４０…の外周側は各中空糸膜４０の膜壁を透過した
濾液を集める外筒４３で囲われ、その外筒４３には透過
した濾液を取出す取出口４４が設けてあり、その取出口
４４には、濾液を所望の場所に導く配管７が接続してい
る。

【００１３】この中空糸膜４０…のモジュール４に汚水
を循環させる循環流路５は、汚水槽２内の汚水をポンプ
装置Ｐ１によりモジュール４の一端側の接続口４１に圧
送して供給する供給側の管路５ａと、モジュール４の中
空糸膜４０…内を流過して他端側の接続口４２に流出し
てくる汚水を汚水槽２に戻す戻り側の管路５ｂとよりな
り、各管路５ａ・５ｂには、迂回流路６の配管を接続す
るための接続管５０・５１がそれぞれ設けてある。

【００１４】迂回流路６は、前記循環流路５の供給側の
管路５ａの途中に一端側が接続し、他端側が循環流路５
の戻り側の管路５ｂに設けた接続管５１に接続する供給
側の管路６ａと、前記循環流路５の戻り側の管路５ｂの
途中に一端側が接続し、他端側が循環流路５の供給側の
管路５ａに設けた接続管５０と接続する管路６ｂとより
なる。

【００１５】また、切換弁Ｖ１・Ｖ２・Ｖ３・Ｖ４は、
循環流路５の供給側の管路５ａにおける迂回流路６の供
給側の管路６ａとの接続位置よりも上流側になる部位に
第１の切換弁Ｖ１を設け、循環流路５の戻り側の管路５
ｂにおける迂回流路６の戻り側の管路６ｂとの接続位置
よりも下流側となる部位に第２の切換弁Ｖ２を設け、循
環流路５の供給側および戻り側の各管路５ａ・５ｂにそ
れぞれ設けた接続管５０・５１と、迂回流路６の供給側
および戻り側の各管路６ａ・６ｂとのそれぞれの接続部
位に、第３の切換弁Ｖ３と第４の切換弁Ｖ４とを接続し
て設けるようにしてある。

【００１６】そして、これにより、図３に示している如
く、第１および第２の切換弁Ｖ１・Ｖ２を開弁し、第３
および第４の切換弁Ｖ３・Ｖ４を閉弁した状態におい
て、循環流路５の供給側の管路５ａに設けておくポンプ
装置Ｐ１を作動させることで、汚水槽２内の汚水が、モ
ジュール４に対し、それの一端側の接続口４１側のから
供給されて、モジュール４の中空糸膜４０…の内部を、
他端側の接続口４２に向けて流過していくように流れる
状態となり、また、第１および第２の切換弁Ｖ１・Ｖ２
を閉弁し、第３および第４の切換弁Ｖ３・Ｖ４を開弁し
ておくことで、図４に示している如く、ポンプ装置Ｐ１
により圧送される汚水が、迂回流路６により、モジュー
ル４に対しそれの他端側の接続口４２の側から供給され
て、中空糸膜４０…の内部を一端側の接続口４１に向け
て流れる状態になるようにしてある。

【００１７】この切換弁Ｖ１・Ｖ２・Ｖ３・Ｖ４は、そ
れの切換作動を、手動操作で行なう形態のものであって
差支えないものであるが、通電により開閉作動が制御さ
れる電動弁または電磁弁に構成し、これを、制御盤に組
付けておくタイマーにより自動制御し、一定の時間ごと
に、切換弁Ｖ１・Ｖ２・Ｖ３・Ｖ４が自動的に切換作動
を行なって、前述の図４の状態と図５の状態との切換え
が行なわれるようにする場合、または、循環流路５内を
流れる汚水の流量または圧力、または配管７に取り出さ
れる濾液の流量を、センサにより検出して、それにより
自動制御する場合がある。

【００１８】固液分離機８は、切換弁Ｖ１〜Ｖ４の切換
作動を行なって、中空糸膜４０…のモジュール４に対す
る汚水の流れ方向を逆にしたときに、それにより、中空
糸膜４０…の内腔に詰まっていた固相の汚泥が、糸状の
寒天のように連続した状態で中空糸膜４０…から押し出
されて、循環流路５の戻り側の管路５ｂに流れてくるの
を、汚水槽２に戻す前に戻り側の管路５ｂの途中で捕捉
して循環系の外に排出するよう、その戻り側の管路５ｂ
の途中に設けた分離機で、大径の筒状に形成したボディ
８０の内部に、そのボディ８０の上端側の接続口８１か
ら流入して下端側の接続口８２から流出していく汚泥を
濾過する濾体８３を、傾斜する流し板状に傾斜させて設
け、この濾体８３の傾斜下降側の上面側と対向する部位
に、固相の汚泥をボディ８０内から排出する排出口８４
を設けて、これに、所望の場所に設置する汚泥集合槽
（図示省略）に分離した固相の汚泥を導く排出管８５を
接続することで構成してある。

【００１９】また、Ｐ１は循環流路５の供給側の管路５
ａに設けたポンプ装置、Ｐ２は濾液を導く配管７に設け
たポンプ装置である。

【００２０】次に、このように構成せる中空糸膜のモジ
ュールを用いる汚水の再利用装置Ａによる浄化工程につ
いて説明する。

【００２１】ビル等から排出される汚水は、曝気槽に構
成している汚水槽２で適当な滞留時間と曝気を行ない活
性汚泥の形態としておく。この活性汚泥濃度はＭＬＳＳ
で２０００ppm 〜８０００ppm 程度が、汚水の再利用装
置Ａの運転操作上望ましく、そのように活性汚泥濃度を
調節する。

【００２２】次に、この汚水槽２内の活性汚泥たる汚水
を、ポンプ装置Ｐ１により循環流路５に圧送する。この
とき、運転の第１行程においては、切換弁Ｖ１〜Ｖ４の
うちの切換弁Ｖ１と切換弁Ｖ２とが開弁し、切換弁Ｖ３
と切換弁Ｖ４が閉弁した状態としておく。これにより汚
水は図３に示す流れとなって中空糸膜４０…のモジュー
ル４を流過し汚水槽２に戻るよう循環し、この間に中空
糸膜４０…の膜壁を透過した濾液が配管７を経て取り出
され、消毒装置を経て再利用水として利用されるように
なる。

【００２３】この第１の行程による運転が所定の時間を
経過したところで、前述の切換弁Ｖ１〜Ｖ４を切換作動
させて、中空糸膜４０…のモジュール４に対する汚水の
流れ方向を、図４に示す如く、前述の第１の行程とは逆
に、モジュール４の他端の接続口４２側から流入して一
端の接続口４１に流過していく状態に切換え、この状態
での第２の行程に移行させる。

【００２４】運転を第１の行程からこの第２の行程に切
換えるタイミングは、この形態の汚水再利用装置Ａの汚
水の処理能力が、図５の透過水量の経時的な変化を現わ
す図表に示して要る如く、約３０分位までは時間の経過
に比例して急激に低下し、それ以後は緩やかに低下して
いくことから、第１の行程での運転が３０分内外の短い
時間を経過したときに行なわれるようにすることが望ま
しい。

【００２５】しかして、この第１の行程から第２の行程
への移行で、中空糸膜４０…内を流過する汚水の流れ方
向が逆方向に切換わることで、第１行程による運転の際
に中空糸膜４０…の内腔に圧密汚泥の状態となって集積
した固相の汚泥が、逆方向に流れる汚水により細い糸状
乃至棒状に連なって循環流路５の戻り側の管路５ｂに押
し出され、その戻り側の管路５ｂの途中に設けた固液分
離機８により捕捉されて循環系の外に排除される。

【００２６】これにより循環する汚水の液濃度は、固液
分離機８により排除した固相の汚泥の分だけ低下する。
また、同時に、中空糸膜４０…の内部が洗滌されること
で、この中空糸膜４０…のモジュール４の処理能力が再
生復活し、第１行程の当初と同等の処理能力で汚水の透
過処理が行なわれる。

【００２７】そして、この中空糸膜４０…の内部を流過
する汚水の流れ方向を逆方向に切換えた第２行程による
運転が、前述した第１行程の運転時間と同等の時間を経
過したときに、再び切換弁Ｖ１〜Ｖ４の切換作動を行な
って、汚水の流れ方向が前述の図３に示す第１行程にお
ける流れ方向となるようにする。

【００２８】これにより、前述の切換作動の際と同様
に、循環系から、固相の汚泥が固液分離機８により取り
出されて、汚水の液濃度を低下させ、同時に、中空糸膜
４０…のモジュール４の処理能力の再生復活が行なわれ
る。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による中空
糸膜のモジュールを用いた汚水再利用装置は、汚水槽か
ら中空糸膜のモジュールを経て汚水槽に戻す汚水の循環
流路を、汚水が中空糸膜のモジュールの一端側から他端
側に流過して汚水槽に戻る状態とそのモジュールの他端
側から一端側に向け逆に流れる状態とに交互に切換わる
よう構成し、この循環流路の戻り側の管路に、流過する
汚水から固相の汚泥を分離して循環流路から取り出す固
液分離機を装設して、中空糸膜のモジュール内を流過す
る汚水の流れ方向が切換わる度ごとに、中空糸膜の内部
に圧密汚泥の状態として集積していた汚水中の固相汚泥
が、循環流路に押し出されて固液分離機により循環系か
ら排除されるようにしているのだから、汚水槽および循
環系における汚水の液濃度の上昇の抑止が、汚泥液の抜
き出し操作を不要または極度に少なくし、かつ、施設費
を嵩ませることなく行ない得るようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従前の中空糸膜のモジュールを用いた汚水再利
用装置の展開図である。

【図２】本発明を実施せる中空糸膜のモジュールを用い
た汚水再利用装置の展開図である。

【図３】同上装置のモジュールに対する汚水の流れ方向
を順方向とした状態の説明図である。

【図４】同上装置のモジュールに対する汚水の流れ方向
を逆方向とした状態の説明図である。

【図５】同上装置の運転中における透過水量の経時的な
変化を現わす図表である。

【符号の説明】

Ａ…再利用装置、ａ…中空糸膜、ｂ…モジュール、ｃ…
流入管、ｄ…汚水槽、ｅ…配管、ｆ…外筒、ｇ…配管、
Ｐ１・Ｐ２…ポンプ装置、Ｖ１・Ｖ２・Ｖ３・Ｖ４…切
換弁、１…流入管、２…汚水槽、３…汚水、４…モジュ
ール、４０…中空糸膜、４１・４２…接続口、４３…外
筒、４４…取出口、５…循環流路、５ａ・５ｂ…管路、
５０・５１…接続管、６…迂回流路、６ａ・６ｂ…管
路、７…配管、８…固液分離機、８０…ボディ、８１・
８２…接続口、８３…濾体、８４…排出口、８５…排出
管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 汚水槽とクロスフロー内圧型の中空糸膜
   のモジュールとを、汚水槽内の汚水が、前記モジュール
   の各中空糸膜内をそれの一端側から他端側に流過して汚
   水槽に戻るよう循環管路を介し連通し、前記モジュール
   の外周側に、それの中空糸膜の内部を流過する間にその
   中空糸膜の膜壁を透過する濾液を取り出す管路を接続し
   た汚水再利用装置において、循環流路を、汚水槽内の汚
   水が、前記モジュールの中空糸膜内を、それの一端側か
   ら他端側に流過して汚水槽に戻る状態と他端側から一端
   側に逆に流過して汚水槽に戻る状態とに交互に切換わる
   よう構成して、この循環流路の前記モジュールより下流
   側の戻り側の管路に、流過する汚水から固相の汚泥を分
   離して循環流路から取り出す固液分離機を装設したこと
   を特徴とする中空糸膜のモジュールを用いた汚水再利用
   装置。