JPH06190251A

JPH06190251A - 濁質成分を含む水の処理方法及び装置

Info

Publication number: JPH06190251A
Application number: JP34790592A
Authority: JP
Inventors: Katsuo Takada; 尅男高田; Shigeaki Nishizawa; 栄朗西沢; Satoshi Yo; 敏楊
Original assignee: Organo Corp; Japan Organo Co Ltd
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 1992-12-28
Filing date: 1992-12-28
Publication date: 1994-07-12
Anticipated expiration: 2014-06-23
Also published as: JP2911327B2

Abstract

(57)【要約】【目的】浮遊性の濁質成分を含む水を原水として、そ
の濁質成分を濾過除去してきれいな透過水を得、また濁
質成分を効率よく減容化して廃棄できる処理方法を提供
する。【構成】管状濾過膜の管内に浮遊性の濁質成分を含む
原水を流し、この原水中に含まれる濁質成分を該膜の内
周面に堆積させながら膜の径方向外側に透過水を流出さ
せる濾過操作と、この濾過操作を中断して、管状濾過膜
の内周面に付着堆積した濁質成分を該膜内周面から除去
する洗浄操作とを行う処理方法において、洗浄操作を、
管状濾過膜の内周面に筒状に付着堆積した濁質成分から
なる筒状体をその筒形状を実質的に破壊することなく膜
面から剥離させるように該膜の径方向の外側から内側に
逆洗水を流す剥離操作と、この剥離操作により膜面から
剥離された濁質成分の筒状体を該管状濾過膜の軸方向に
水を流して管端部から押出す押出し操作とにより行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、濁質成分を含む水を原
水として、その濁質成分を濾過により除去してきれいな
透過水を得る水の処理方法、及び濁質成分を効率よく減
容化して廃棄できる処理方法、ならびにこれらの方法に
用いる装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に「ＳＳ(Suspended Solidの略）」
と呼ばれる濁質成分を含む原水からその濁質成分を除去
して水をきれいにする処理は広く行なわれており、この
ような方法として従来一般的なのは、原水に凝集剤を添
加して水中の微細な濁質成分を凝集させてフロック化
し、これを凝集沈澱層で固液分離後、上澄水を濾過器で
濾過することで清澄な濾過水を得、他方、凝集沈澱層で
沈殿したフロックを汚泥濃縮槽で濃縮して汚泥として回
収し、更に適当な脱水処理を行なって減容化した後、廃
棄物とする方法が知られている。

【０００３】このような方法のうちで近時においては、
濾過手段として優れた濾過性能を有し、また設置容積も
僅少とできる濾過膜方式、特に中空糸型濾過膜等を内圧
式で用いる方法が注目されている。

【０００４】図１２はこのような濾過膜を用いた水処理
装置の一例のフロー概要を示したものである。この図に
おいて、２０１は原水が流入される凝集槽であり、原水
に対し凝集剤を添加してこれに含まれる濁質成分を粗大
にフロック化する。このフロックを含む水は、ポンプピ
ット２０２に流入しポンプ２０３で中空糸型濾過膜を有
する濾過器２０４の管内にクロスフロー形式で通水さ
れ、膜を透過した透過水は系外に排出され（または次段
の適当な処理装置に送水され）、非濾過側の水は上記ポ
ンプピット２０２に戻される。

【０００５】このようにしてポンプピット２０２と濾過
器２０４で形成する循環系内を流れる水の中のフロック
濃度は、次第に高くなる。そしてポンプピット２０２が
濾過器２０４に循環水を送る送水ラインの途中から、上
記によってフロックが濃縮された水を適当な時期，適当
な量で濃縮槽２０５に抜き出し、静置して所定時間経過
した時点で該濃縮槽２０５の下部から沈降分離した堆積
フロック（以下「汚泥」という）を脱水機２０６に抜き
出し、脱水処理して減容した廃棄物とされる。一方、こ
のような濾過操作を継続すると濾過膜の膜面に濁質成分
が付着し、得られる透過水の流量が次第に低下してくる
ので、ある程度透過水量が低下した時点で膜管内への原
水の供給を続行しながら、膜の外側（透過水側）から内
側に逆洗水を流して膜面に付着している濁質を洗い流す
という洗浄操作を行い、洗浄終了後、逆洗水の供給を停
止して再び上述のような濾過を行う。

【０００６】このような構成の廃水処理装置において用
いられている濾過器は、中空糸型濾過膜を内圧式で用
い、膜管内に流した廃水の一部を該濾過膜を通過させる
ことなくポンプピット２０２に戻すクロスフロー方式と
して運転される。またこの際、高透過水量を得るという
目的から、例えば濾過膜の膜面（分離膜面）に廃水中の
濁質成分を極力付着させず、高透過水量が得られるよう
に廃水を高流速で流す方法や、上述のような逆洗を頻繁
に行うことによって濁質成分が膜面にあまり付着しない
ようにする運用方法が採用される。このため、逆洗排水
中の汚泥濃度は一般に低い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述の図１２で示され
る水処理法は要するに、濾過膜に濁質成分が付着して透
過速度が下がるのをできるだけ抑制し、濁質成分を含む
廃水をクロスフローで流して透過側にできるだけ多くの
透過水を得ながら、非濾過（透過）側の循環水の濁質成
分の濃度をなるべく高くし、原水の供給量及び透過水の
流量とのバランスをとりながらこの循環系から比較的高
濃度の濁質成分含有の水を得ようとするものである。な
お、循環系通水中の濁質成分濃度を高くするのは、系か
ら抜いた汚泥の濃縮・脱水・減容化の負担を軽減するた
めである。

【０００８】しかしこの方法によると、濾過膜に繰返し
循環する通水中の濁質成分が原水のＳＳ濃度より高濃度
化するので、その分、濾過膜表面に濁質成分が付着堆積
し易くなり、膜面への濁質成分の付着を出来るだけ抑制
しながら運転するという目的からすれば必ずしも有利な
方法ではない。

【０００９】つまり、従来方式は、膜面に濁質を付着さ
せないように、非常に高い膜面流速（通常３ｍ／ｓｅｃ
以上）で通水し、例えば、循環流速対透過流速の比は通
常１０以上、高い場合には３０以上であり、エネルギー
の面からも非常に無駄な処理を行っている。さらに、設
備面においてもポンプや配管など付属設備も大きい欠点
がある。

【００１０】さらに、従来の膜処理による固液分離は、
濾過膜表面に濁質成分の付着堆積をできるだけ抑制する
ため循環系の濁質濃度をあまり高くすることができず、
系外に排出する汚泥濃度はせいぜい１００００〜２００
００ｍｇ／ｌにとどまっている。このためこの濃度では
直接脱水機による脱水は、含水率や脱水助剤の使用量等
から有利な方法とは言えず、さらに汚泥を濃縮するため
の濃縮槽が必要となる。

【００１１】更に、水中の濁質成分が比較的低濃度であ
る場合は、膜面に付着する堆積物の量は少ないので、エ
ネルギー効率で考えればクロスフロー方式よりも全量濾
過方式の通水による濾過を行なう方が好ましいと考えら
れるが、従来ではクロスフロー方式の通水が常識であっ
たため、全量濾過方式の水処理法はあまり一般的ではな
い。

【００１２】本発明者は、以上のような従来技術の現状
に鑑み、多くの利点を有する膜濾過方式を有効に利用で
きる処理方法、及びこれに用いることができる新規な水
処理装置について鋭意検討を重ねた。

【００１３】この検討の過程で本発明者は、「膜面への
濁質成分の付着をできるだけ抑制しながら運転する」と
いう従来法の考え方にとらわれることなく、濾過操作の
過程で現われる現象を詳細に検討したところ、極めて注
目すべき点のあることが知見された。すなわち、濾過膜
表面に付着堆積した濁質成分は、比較的弱い力で破壊さ
れてしまうような緩い結合状態ではあるが筒状の構造を
呈し、高い沈降性を示すという性質をもつことが注目さ
れたのである。ここでこの高沈降性の筒状汚泥を、その
筒形状を実質的に破壊することなく取り出すことができ
れば、従来法の様々な問題点をいずれも解決できること
に気が付いた。

【００１４】以上のような観点から本発明はなされたも
のであり、その目的は、原水中に含まれる濁質成分を、
槽の下部に速やかに沈降して原水との分離が容易な状態
として取り出すことのできる新規な水処理方法及び装置
を提供するところにある。

【００１５】また本発明の別の目的は、上記のような速
やかな沈降性を有する筒状の構造性を有する汚泥を、こ
れが沈降した槽の下部から大量の水を伴うことなく外部
に抜き出すようにして、従来の汚泥分離のための濃縮槽
を不要とでき、また、抜き出した汚泥を直ちに脱水処理
することで、設備容積の縮小化が図れる新規な水処理方
法及び装置を提供するところにある。

【００１６】また本発明の更に別の目的は、原水の濁質
成分含有量に応じて、例えば濁質成分含有量が少ない場
合にはエネルギー効率に優れた全量濾過方式を採用で
き、また高濁質成分含有の原水の場合には、低循環水量
で処理するため従来法と同等の透過水量を容量の小さな
ポンプで得ることができる省エネルギー化した新規な水
処理方法及び装置を提供するところにある。

【００１７】また本発明の他の目的は、自動化が容易で
ある新規な水処理方法及び装置を提供するところにあ
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するために本発明者は、上記特許請求の範囲の各請求項
に記載した発明を完成した。

【００１９】本発明の特徴の一つは、管状濾過膜の管内
に濁質成分を含む原水を流してこの原水中に含まれる濁
質成分を該膜の内周面に堆積させながら膜の径方向外側
に透過水を流出させる濾過操作と、この濾過操作を中断
して管状濾過膜の内周面に付着堆積した濁質成分を該膜
内周面から除去する洗浄操作とに特徴があり、最も代表
的な特徴は、管状濾過膜の内周面に筒状に付着堆積した
濁質成分の筒状体を実質的にその筒状の構造を破壊する
ことなく膜面から剥離させるように、該膜の径方向外側
から内側に逆洗水を流す剥離操作と、これによって剥離
した濁質成分の筒状体を、該管状濾過膜の軸方向の水流
で管内から軸方向に押出す押出し操作とを順次に行なう
ところにある。

【００２０】つまり、通水操作を行うと、濾過膜内面に
は図１０に示すように次第に汚泥が付着し、例えばＳＳ
濃度５００ｍｇ／ｌの廃水を１〜２時間通水した場合、
通水終了時には汚泥層が約１〜２ｍｍ程度の厚さとな
る。そして汚泥層が厚くなるにしたがって透過水量も減
少し、例えば通水初期に約３００リットル／ｍ² ・ｈで
あったものが、通水終了時には１００リットル／ｍ² ・
ｈ程度まで減少する。したがって一般的には透過水量が
初期通水量の１／２〜１／３程度に減少した時点で、上
述した本発明の逆洗により付着した汚泥を除去する操作
を行う。

【００２１】上述のような剥離操作と押出し操作を順次
に行なうことで、図１１に示すように、濾過膜内面に付
着堆積した筒状汚泥が実質的に破壊されることなく濾過
膜から押出される。

【００２２】剥離操作と押出し操作を順次に行なうの
は、筒状体を膜面から剥離させる剥離操作を先行させる
ことで、該筒状体の軸方向への押出しが円滑となるよう
にするためである。押出し水は透過水または原水を使用
してもよい。

【００２３】本発明の方法において、濾過膜の内面に付
着した濁質成分の筒状体を実質的に破壊することなく膜
面から剥離させるために行なう剥離操作は、濾過膜の外
側から例えば透過水を濾過とは反対方向に流す操作を言
うが、従来法において行なわれている高流速での逆洗と
は全く性質が異なるものである。すなわち従来法は、濾
過操作を中断することなく、濾過膜の管内に原水を流し
続けたまま膜の外側から内側に逆洗水を流すようにして
いたので、全体としては弱い結合状態で筒状体を呈して
付着している付着体積物を原水の流れによって破壊して
しまい、そのため汚泥は微細化され沈降性の悪い汚泥と
なる。筒状体の実質的な破壊を招かずに剥離を行なわせ
るためには、上述の如く、一旦、濾過操作を中断し、そ
の後逆洗水を流して剥離操作を行い、次いでこの逆洗水
の流入を停止して、剥離した筒状汚泥の押出し操作を行
うことが重要である。

【００２４】また逆洗の後段の操作である筒状体を膜の
端部から軸方向に押出すための押出し水の通水も、剥離
した筒状体を実質的に破壊することなく行なう必要があ
り、一般的には０．５〜２ｍ／ｓｅｃ、好ましくは０．
５〜１．０ｍ／ｓｅｃ程度の流速で流すことがよい。押
出し水には透過水，原水のいずれを用いてもよい。

【００２５】本発明方法によって、実質的に破壊される
ことなく管状濾過膜から押出された濁質成分の筒状体
は、後述する実施例において確認されるように、殆どの
場合、中空筒状（マカロニ状）の形状を呈しているが、
機械的な力を加えると比較的容易に破壊してしまう程度
の弱い結合状態でその構造を形造っていることが分か
る。ここで「実質的に破壊することなく」とは、筒状体
が破壊されて付着堆積前のフロック状態に復してしまう
割合をできるだけ少なく操作することをいうが、フロッ
ク状態に戻る割合が５０％以上では本発明の効果が十分
でないので、一般的にはその割合が２０％以下、好まし
くは１０％以下であることがよい。

【００２６】本発明方法は、原水の濁質成分が高濁度
（一般的にはＳＳ≒１０００ｍｇ／ｌ以上）である場合
には、管状濾過膜に対して原水を、膜面流速を０．１〜
１ｍ／ｓｅｃ、好ましくは０．２〜０．５ｍ／ｓｅｃと
いう従来より低流速でクロスフローで流す方式が好まし
く採用され、他方、原水の濁質成分が低濁度（一般的に
はＳＳ≒１０００ｍｇ／ｌ以下）である場合には、管状
濾過膜に対して全量濾過方式が好ましい。

【００２７】なお上記の膜面流速とは、濾過されずに管
状濾過膜外に流出する非透過水（通常、これが循環水と
なる）の流量を、管状濾過膜の開口断面積で除したもの
である。したがって、全量濾過方式の場合は膜面流速が
ゼロということである。

【００２８】本発明においては、循環水量を多くするこ
とによって、管状濾過膜に対する膜面流速を速く（通常
３ｍ／ｓｅｃ以上）し、膜面への濁質成分の付着をでき
るだけ抑制しながら運転するという従来の考え方にとら
われることなく、むしろ膜面に濁質成分を積極的に付着
させるようにするので、たとえクロスフロー方式で濾過
を行う場合でも、循環水量は従来の場合よりも大幅に少
なくて良く、よって管状濾過膜に原水を供給するための
ポンプの容量も小さく出来るなどの種々の利点も得られ
る。

【００２９】上記の方法を実施するために用いる本発明
の装置の特徴は、濁質成分を含む原水が管内を軸方向に
流れるように設けられた管状濾過膜と、この管状濾過膜
の管内に上記原水を流して膜周面から膜の径方向外側へ
の透過水の流出と濁質成分の濾過を行なわせる原水通水
手段と、膜内周面に付着堆積した濁質成分の筒状体を膜
面から剥離させるために該管状濾過膜の径方向外側から
内側に逆洗水を流す逆洗水通水手段と、膜面から剥離し
た濁質成分の筒状体を該管状濾過膜の軸方向に流水で押
出す押出し水通水手段と、上記原水通水手段による通水
を間欠的に中断し、逆洗水通水手段及び押出し水通水手
段による通水を順次に行わせる通水制御手段とを備えて
いるというところにある。

【００３０】本発明において用いられる管状濾過膜は、
特にその名称に制限されるものではないが、一般的には
いわゆる中空糸型、チューブラー型の形状のものを用い
ることができ、また膜の種類としては、精密濾過膜、限
外濾過膜等を用いることができる。なお使用する濾過膜
の内径としては２〜１０ｍｍ、好ましくは４〜６ｍｍ程
度のものを用いることがよい。管状濾過膜の長さは特に
限定されるものではないが、通常０．５〜３ｍ程度、好
ましくは０．５〜１ｍ程度のものが用いられる。

【００３１】また本発明の方法，装置は、比較的高濃度
の濁質成分を含む原水を対象として実施することができ
るので、工場廃水や発電所廃水の処理設備の他、種々の
廃水処理の用途に適用でき、また廃水処理に限られず
に、工業用水、上水等の濁質成分を除去する用途にも適
用することができる。

【００３２】本発明装置は、特に、管状濾過膜から押し
出した濁質成分からなる筒状体を底部に沈降させる槽を
有すると共に、沈降した濁質成分の筒状体をこの槽の下
部から外部に抜き出す手段を設けた構造の装置として、
より好ましくは管状濾過膜を濾過塔内に縦型に設置し、
押出し水通水手段をこの管状濾過膜の膜内面から剥離し
た濁質成分の筒状体を下方に押出すように通水させる装
置として実施される。特に管状濾過膜を濾過塔内に縦型
に設置して押出し水を下降流で流す方式によれば、この
濾過塔自体を筒状体の沈降を行なわせる槽として利用で
きるため装置の設置容積をより削減できる。

【００３３】これらの装置によれば、高い沈降性を有す
る筒状体が、速やかに槽の下部に沈降し、これを槽外部
に抜き出す手段により迅速に排出出来るからである。

【００３４】そしてこのような装置において、槽の外部
に抜き出した筒状体を、従来のような濃縮槽等の濃縮手
段を介することなく直接脱水手段に送って脱水処理を行
なうことができ、一層の設備容積の削減が実現できる。

【００３５】本発明の装置は、濾過膜に対して原水をク
ロスフローで流す方式の装置だけでなく、濾過操作時に
濾過膜面に濁質成分が付着堆積することを抑制するとい
う従来方式の運用は全く意図されていないので、濾過膜
に対して全量濾過方式で原水を流す方式でも有効にこれ
を適用することができる。この全量濾過方式で原水を流
す方式の場合には、例えば両端開放型の濾過膜の一端側
を通常は原水が流れないように閉じ、洗浄時にはこの一
端側から押出し水を流すように流路を切換える押出し水
通水手段を設けることができる。

【００３６】

【実施例】

実施例１図１において、４は反応槽であり、廃水貯槽からポンプ
（いずれも図示せず）で送られた廃水が流入ライン１よ
り流入される。この反応槽４には、凝集剤２（硫酸アル
ミニウム，ポリ塩化アルミニウム等のアルミニウム塩，
塩化第２鉄等の鉄塩）が添加され、また酸（塩酸，硫酸
等）及びアルカリ（水酸化ナトリウム等）のｐＨ調整剤
３が注入されて、廃水中のＳＳ分を凝集させてフロック
が生成される。５は撹拌装置である。

【００３７】凝集剤の添加でフロックが生成された廃水
は凝集槽７に送られ、ここで更に高分子凝集剤６が添加
されてフロックの粗大化が行なわれる。８は撹拌装置で
ある。また本例におけるこの凝集槽７は、後述する循環
系によって管状濾過膜から送られる逆洗水中に含まれる
筒状の固形物（管状濾過膜の内面に付着堆積して筒状と
なった濁質成分）を沈降分離するための槽を兼ねてお
り、そのためにその底部がコーン形状（逆錐形状）に設
けられている。

【００３８】この凝集槽７において粗大化したフロック
を含む廃水は、凝集槽７のポンプピット９から膜送水ポ
ンプ９１により送水ライン９２を通して濾過膜装置１１
に送られる。なお、膜送水ポンプ９１により送水ライン
９２で濾過膜装置１１に送られる廃水の一部は、圧力調
整とポンプピット９へのＳＳ分沈積防止のために、リタ
ーン配管ライン１０により凝集槽７のポンプピット９に
戻される。

【００３９】本例の濾過膜装置１１は、管状の内圧型精
密濾過膜１１ａを備えていて、廃水を管内部に通した後
循環戻しライン１２から上記の凝集槽７のポンプピット
９に戻すクロスフローで循環するように設けられてお
り、クロスフローで流される廃水中のＳＳ成分は、濾過
膜の膜面で濾過され、膜の外側に通った透過水は透過水
ライン１４から逆洗水保有槽１５を経て、処理水１６と
して取り出される。またこの濾過膜装置１１は、例えば
図４に示す如く、下端に原水入口３０１を、上端に非透
過水出口３０２を、また側壁に透過水出口３０３をそれ
ぞれ有する容器３０４内に、内径数ｍｍ程度の管状濾過
膜１１ａを多数本配設すると共に、これら管状濾過膜１
１ａの上端部および下端部を支持部材３０５，３０６に
よって液密的に支持し、原水を原水入口３０１から容器
３０４内に供給し、支持部材３０６の下方の室Ａから管
状濾過膜１１ａの内部を通して支持部材３０５の上方の
室Ｂに流しながら上下支持部材の中間の室Ｃに濾過膜を
透過した透過水を得、得られた透過水を透過水出口３０
３から容器３０４外に流出させる形式のものが採用され
るが、特にこの構造に限定されるものではない。

【００４０】以上の構成は、クロスフロー方式による濾
過操作を行なうための構成を示し、このために各配管ラ
インに介設された自動弁１０１，１０２，１０３，１０
４は開路されている。

【００４１】なお、全量濾過方式で濾過操作を行う場合
は、自動弁１０１，１０２，１０３を開路とし、１０４
を閉路とすればよい。

【００４２】次ぎに、上述のような濾過操作を行った後
に行う洗浄操作について図２及び図３を用いて説明す
る。

【００４３】１８は逆洗水送水用の空気貯槽であり、上
記濾過操作を中断した後、図示しない制御装置からの指
令によって、常閉型の自動弁１０８を開路すると共に圧
力空気を逆洗水保有槽１５に送ることで逆洗水保有槽内
に貯留されている透過水を、逆洗水入口ライン１７、開
路された常閉型の自動弁１０５を通し、濾過膜装置１１
の管状濾過膜１１ａに対してその管の外側から内側に逆
洗水として逆洗通水させる。通水された逆洗水は、循環
戻しライン１２に常閉型の自動弁１０７を介して接続さ
れている逆洗水排出ライン１３を介して凝集槽７に送ら
れる。以上の配管，自動弁等の構成は洗浄工程における
筒状付着堆積物を濾過膜内面から剥離するための操作を
行なうためのものである。なおこの工程においては上記
濾過操作において開路されている各自動弁１０１，１０
２，１０３，１０４は閉路される（図２参照）。

【００４４】次ぎに、上記剥離工程において剥離された
筒状汚泥を管状濾過膜の端部から軸方向に押出す押出し
操作のための構成を述べると、上記逆洗水送水用の空気
貯槽１８からの圧力空気により、逆洗水保有槽１５内の
透過水は、開路された常閉型の自動弁１０６から濾過膜
装置１１の管状濾過膜の内部に通水され、上記の剥離操
作で剥離された筒状の付着堆積物を循環戻しライン１２
側に押出し、更に自動弁１０７，逆洗水排出ライン１３
を介して凝集槽７に送るように設けられている（図３参
照）。なお図３の押出し水は原水を使用してもよい。

【００４５】凝集槽７に送られた逆洗水中に含まれる筒
状の付着堆積物（汚泥）は、凝集槽７内において速やか
に沈降し、該槽の底部に沈殿する。

【００４６】以上の各自動弁の開閉の切換え及び各ポン
プの作動の切換えは、次ぎのように行なわれる。すなわ
ち本例では、濾過膜装置から透過水を流出させる透過水
ライン１４に設けた透過水量検出器３１により、透過水
量の変動情報を図示しない制御装置に送り、制御装置に
おいて、予め逆洗開始条件として定めた閾値と、この検
出された透過水量の値とを比較することにより、検出さ
れた透過水量があらかじめ定めた閾値を下回った場合に
所定の逆洗工程を開始させるように設けられている。な
お逆洗工程の手順は、各自動弁の開閉切換えと、逆洗水
送水用の空気貯槽１８から空気を送り出す作動の時間を
タイマー等を利用して時間管理する制御プログラムによ
り自動化して行なうことができる。

【００４７】次ぎに凝集槽７の底部に沈降した筒状の汚
泥を抜出し、脱水処理する構成について述べる。

【００４８】２０は、上記凝集槽７の底部に接続された
汚泥排出ラインであり、本例では途中に介設された常閉
型の自動弁１０９を定期的に開路することにより、凝集
槽７内の水位と、次段の汚泥貯留槽２１内の水位の差に
よって引抜く。なお引抜きは汚泥引抜きポンプにより行
なってもよい。

【００４９】汚泥貯留槽２１に引抜かれた汚泥は、この
槽内で撹拌機２２により均一に撹拌され、汚泥供給ポン
プ２３により脱水機２５に送られて、脱水後ケーキ２６
として搬出される。なお脱水前に必要に応じて脱水助剤
２４を添加してもよい。脱水機２５から排出される脱水
濾液２７は、脱水濾液槽２８に溜め、濾液送水ポンプ２
９によって濾液送水ライン３０を介して反応槽４または
図示しない廃水貯槽に送られる。

【００５０】実施例２図５に示した本実施例は、図１の凝集槽７を、前半部の
固形物分離部７１と後半部の凝集部７２に独立させた構
成としている他は、実施例１と同様の構成をなしてい
る。

【００５１】本例の場合には、コーン形状とする底部を
固形分分離部７１に局限できるので、槽の造築が容易と
なる。

【００５２】実施例３図６に示した本実施例は、濾過膜装置１１１を構成する
濾過塔１１１ａの底部１１１ｅをコーン形状に形成し、
縦型設置濾過膜１１１ｄの内部に付着堆積した筒状汚泥
の洗浄工程における押出しを下方に押出すようにした装
置の例を示している。

【００５３】本例においては、上記の筒状汚泥の押出し
方向を下方とするために、押出し水を濾過塔１１１ａの
上部の室１１１ｂから濾過膜内部を通って下部の室１１
１ｃに下降流で流し、一方、濾過塔内の余分な水は逆洗
水戻りライン１１２で凝集槽７のポンプピット９に戻る
ように設けられている。またこのような構成により、筒
状汚泥は凝集槽７ではなく濾過膜装置１１１の底部に沈
降することになるため、汚泥引抜きのためのライン２
０、定期的に開路される常閉型の自動弁１０９、汚泥供
給槽２１等はこの濾過膜装置１１１の底部に接続されて
いる。

【００５４】他の構成は、クロスフローで循環水を流す
実施例１と同様の構成が採用されている。

【００５５】図７はこの例における濾過膜装置１１１の
部分拡大図であり、通常は送水ライン９２から自動弁１
０１−濾過塔１１１ａの下部室１１１ｃ−濾過膜１１１
ｄ−上部室１１１ｂ−循環戻りライン１２に廃水が流れ
て、濁質成分は濾過膜内面で濾過され、透過水は自動弁
１０２から透過水ライン１４に流れるという濾過工程が
行なわれる。この際、自動弁１０６，１０７，１０９は
閉じている。

【００５６】次ぎに、洗浄工程においては、まず上記自
動弁１０１，１０４が閉路され、また自動弁１０２，１
０７が開路されて逆洗水保有槽（図示せず）からの逆洗
水が透過水ライン１４を介して送られ、濾過膜の外側か
ら内側に流されて筒状汚泥の剥離が行なわれる。

【００５７】これに続いて次ぎに、自動弁１０２を閉
じ、自動弁１０６を開いて逆洗水を濾過塔の上部室１１
１ｂから下降流で濾過膜内部に流し、剥離された筒状汚
泥を下部室１１１ｃに押出す。押出された筒状汚泥は速
やかに沈降して濾過塔１１１ａの底部に沈積し、一方、
濾過塔１１１ａ内の余分な水は逆洗水戻りライン１１２
を介し塔外に排出される。

【００５８】実施例４本例は特に図示していないが、例えば図７の循環戻りラ
イン１２の途中に設けた自動弁１０４を常閉することに
より、濾過膜装置１１１を全量濾過方式で運用する場合
のものである。その他の構成、及び洗浄工程における各
自動弁等の開閉切換えは上記実施例３と同様に行なわれ
る。

【００５９】本例によれば、原水中に含まれる濁質成分
濃度が比較的低い場合の全量濾過方式の運用を容易に行
なうことができる。

【００６０】試験例１上記図１の装置を使用してクロスフロー方式により、下
記の条件で本発明方法による水処理操作を行なった。

【００６１】条件濾過膜装置：日東電工（株）製内圧型管状精密濾過膜
（内径５．５ｍｍ）原水：火力発電所廃水、ＳＳ濃度４７６０ｍ
ｇ／ｌ濾過操作条件：膜入口圧力約１．６ｋｇ／ｃｍ² 、
膜面流速約０．２ｍ／ｓｅｃ（循環水量／透過水量比
（循環比）＝５）洗浄操作条件：剥離操作・・・・逆洗水圧力約１．６ｋｇ／ｃｍ² 時間５秒押出操作・・・・押出水流入速度０．５ｍ／ｓｅｃ押出水量約４００ｍｌ上記濾過条件で３０分間濾過操作を行い、その後濾過操
作を停止して上記洗浄操作を行う工程を１サイクルと
し、このようなサイクルを５サイクル繰り返したとこ
ろ、各サイクルの洗浄操作において管状濾過膜の内部か
ら固形物濃度５．５〜５．７％の筒状汚泥が排出され、
凝集槽の底部に速やかに沈降した。

【００６２】因みに、凝集槽の底部から取り出した筒状
汚泥を含有する洗浄排水を高さ３０ｃｍ、容量１リット
ルのメスシリンダに入れ、時間と共に汚泥が沈降する様
子を調べたところ、１分以内に筒状汚泥の全量がメスシ
リンダの底部に沈降した。

【００６３】なお、本試験の濾過操作における濾過時間
と透過水量との関係を図８に示した。

【００６４】試験例２試験例１と同じ装置を使用して、クロスフロー方式によ
り本発明方法による水処理を行い、原水ＳＳ濃度が変化
した場合に、得られる筒状汚泥の固形物濃度がどのよう
に変化するかを調べた。

【００６５】濾過操作条件および洗浄操作条件は下記の
如くである。

【００６６】原水：発電所廃水濾過操作条件：膜入口圧力約１．６ｋｇ／ｃｍ² 、
膜面流速約０．２ｍ／ｓｅｃ（循環比５）洗浄操作条件：剥離操作・・・・逆洗水圧力約１．６ｋｇ／ｃｍ² 時間５〜１０秒押出操作・・・・押出水流入速度０．５ｍ／ｓｅｃ押出水量約４００ｍｌ結果を下記表１に示した。

【００６７】

【表１】

【００６８】この表１の結果から分かるように、初期の
ＳＳ濃度に関係なく逆洗によって得られた筒状汚泥の固
形物濃度はほぼ一定であり、またその沈降性も極めて良
好であった。

【００６９】試験例３図１の装置を使用し、濾過操作の時に循環戻しライン１
２に付設されている自動弁１０４を閉じて全量濾過方式
により本発明の水処理操作を行った。

【００７０】試験条件は下記の如くである。なお、使用
した濾過膜装置は試験例１の場合と同じである。

【００７１】原水：発電所廃水、ＳＳ濃度７９７ｍｇ／ｌ濾過操作条件：膜入口圧力約１．６ｋｇ／ｃｍ² 洗浄操作条件：剥離操作・・・・逆洗水圧力約１．６ｋｇ／ｃｍ² 押出操作・・・・押出水流入速度０．５ｍ／ｓｅｃ上記条件による濾過操作と洗浄操作とを２サイクル行っ
たところ、いずれのサイクルにおいても洗浄操作によっ
て固形物濃度が約５．５％の沈降性の良い筒状汚泥が得
られた。

【００７２】なお、この時の濾過時間と透過水量との関
係を図９に示した。

【００７３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば以下
のような種々の効果を得ることができる。

【００７４】管状濾過膜の内面に付着堆積した筒状
体の濁質成分をその筒形状を実質的に破壊することなく
該濾過膜管内から押出して、弱い結合力によるとはいえ
筒状の構造をもった沈降性の高い汚泥として槽の下部に
速やかに沈降することができ、原水との分離が容易に行
なえる。

【００７５】これにより、従来の浮遊性フロックが
高濃度に含まれた循環水を系外に抜き出していたのに比
べ、筒状の構造をもつ沈降性の高い汚泥を、大量の水を
伴うことなく外部に抜き出すことができ、従来のような
汚泥濃縮のための濃縮槽が不要になって設備の設置容積
縮小化ができる他、抜き出した汚泥を直ちに脱水手段に
送って脱水処理することが可能となり、処理の迅速化も
図ることができる。

【００７６】また濁質成分を膜面に積極的に付着堆
積させながら濾過操作を行なうので、濁質成分が低濃度
な原水であっても、従来のような長時間の循環濃縮を行
なうことなく、短時間の濾過操作で高濃度でかつ沈降性
の高い汚泥を得ることができる。したがって原水の濁質
成分の含有量によらず本発明を適用できる。特に本発明
は、濁質成分の含有量が少ない場合には全量濾過方式の
運転を行なうこともできるため、濁質成分の含有量に合
わせてエネルギー効率に優れた装置を提供できる。

【００７７】濁質濃度の高い（ＳＳ≒１０００ｍｇ
／ｌ以上）原水をクロスフロー方式で処理する場合、循
環流量を従来法に比べて少なくでき、濾過膜に対する循
環水の流速を低く設定できるので、循環水を流すポンプ
の容量は小さくてすみ、さらに、濁質濃度の低い（ＳＳ
≒１０００ｍｇ／ｌ以下）場合は、循環流を必要としな
いためさらにポンプ容量を小さくできるので消費される
運転エネルギーも少なくできる。

【００７８】濾過操作及び、剥離操作，押出し操作
からなる逆洗操作の時間は通常、濁質成分の濃度に関係
して変化するが、各操作のための通水制御を、例えば透
過水量の減少程度を目安にして単純に行なうことができ
るので、自動化を容易に実現できる。

【００７９】以上のような種々の利点から、設置容
積が小さく、自動化運転にも適している濾過膜方式の水
処理装置の特徴を、本発明によってより一層効果的に発
揮させることができ、工業的な実施に際しての効果は極
めて大きいものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の水処理装置の構成をフローで示した
図であり、図中の太線は濾過操作時の水の流れを示して
いる。

【図２】実施例１の洗浄工程における筒状汚泥の剥離操
作を行なう際の水の流れを示している。

【図３】実施例１の洗浄工程における筒状汚泥の押出し
操作を行なう際の水の流れを示している。

【図４】実施例１の水処理装置に用いる膜濾過装置の模
式断面図である。

【図５】実施例２の水処理装置の構成の一部をフローで
示した図である。

【図６】実施例３の水処理装置の構成の一部をフローで
示した図である。

【図７】実施例３の濾過膜装置の構成を拡大して示した
図である。

【図８】試験例１における濾過時間と透過水量との関係
を示した図である。

【図９】試験例３における濾過時間と透過水量との関係
を示した図である。

【図１０】管状濾過膜にクロスフロー方式及び全量濾過
方式で廃水を流した場合にその内面に汚泥が付着する状
態を説明するための図である。

【図１１】管状濾過膜の内面に付着堆積した筒状汚泥を
剥離し、軸方向端部から押出す操作を説明するための図
である。

【図１２】従来の膜濾過装置を使用して行なわれる水処
理法を説明するためのフロー図である。

【符号の説明】

４：反応槽、７：凝集槽、１１：濾過膜装置、１２：循
環戻りライン、１４：透過水ライン、１７：逆洗水入口
ライン、２０：汚泥引抜きライン、９２：送水ライン。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】管状濾過膜の管内に濁質成分を含む原水
を流して、この原水中に含まれる濁質成分を該膜の内周
面に堆積させながら膜の径方向外側に透過水を流出させ
る濾過操作と、この濾過操作を中断して、管状濾過膜の
内周面に付着堆積した濁質成分を該膜内周面から除去す
る洗浄操作と、を行う処理方法であって、上記洗浄操作は、管状濾過膜の内周面に筒状に付着堆積
した濁質成分からなる筒状体を、その筒形状を実質的に
破壊することなく膜面から剥離させるように該膜の径方
向の外側から内側に逆洗水を流す剥離操作と、この剥離
操作により膜面から剥離された濁質成分の筒状体を、該
管状濾過膜の軸方向に水を流して管端部から押出す押出
し操作と、を行うことを特徴とする濁質成分を含む水の
処理方法。
【請求項２】請求項１における濾過操作が、濁質成分
を高濁度に含む原水を管状濾過膜に対してクロスフロー
方式で流すものであることを特徴とする濁質成分を含む
水の処理方法。
【請求項３】請求項１における濾過操作が、濁質成分
を低濁度に含む原水を管状濾過膜に対して全量濾過方式
で流すものであることを特徴とする濁質成分を含む水の
処理方法。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれかにおいて、
管状濾過膜の膜内周面に付着堆積した濁質成分からなる
筒状体を除去する洗浄操作のうち、該筒状体を管状濾過
膜の管端部から軸方向に押出す操作が、縦型に設置した
管状濾過膜の管内に押出し水を下降流で流して、該筒状
体を下方に押出すものであることを特徴とする濁質成分
を含む水の処理方法。
【請求項５】濁質成分を含む原水が管内を軸方向に流
れるように設けられた管状濾過膜と、この管状濾過膜の
管内に上記原水を流して膜周面から膜の径方向外側への
透過水の流出と濁質成分の濾過を行なわせる原水通水手
段と、膜内周面に付着堆積した濁質成分の筒状体を膜面
から剥離させるために該管状濾過膜の径方向外側から内
側に逆洗水を流す剥離水通水手段と、膜面から剥離した
濁質成分の筒状体を該管状濾過膜の軸方向に流水で押出
す押出し水通水手段と、上記原水通水手段による通水を
間欠的に中断し、剥離水通水手段及び押出し水通水手段
による通水を順次に行わせる通水制御手段と、を備えた
ことを特徴とする濁質成分を含む水の処理装置。
【請求項６】請求項５において、管状濾過膜から押し
出した濁質成分からなる筒状体を底部に沈降させる槽を
有すると共に、沈降した濁質成分の筒状体をこの槽の下
部から外部に抜き出す手段を設けたことを特徴とする濁
質成分を含む水の処理装置。
【請求項７】請求項５において、管内に原水が流通さ
れる管状濾過膜を、濾過塔内に縦型に設置し、押出し水
通水手段は、剥離した濁質成分の筒状体を管状濾過膜の
管内から下方に押出すように下降流で押出し水を通水す
るように設け、濾過塔の下部には、管状濾過膜から下方
に押出されて沈降した濁質成分の筒状体を該濾過塔の外
部に抜き出す手段を設けたことを特徴とする濁質成分を
含む水の処理装置。
【請求項８】請求項６又は７において、沈降した濁質
成分の筒状体を槽または濾過塔の外部に抜き出す手段で
抜き出された該筒状体を、濃縮手段を介することなく直
接脱水手段に送るように設けたことを特徴とする濁質成
分を含む水の処理装置。