JPH0724268A - 膜濾過装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 膜濾過装置において、膜モジュールの全膜面
に対して膜面掃流が均等に得られ、高い濾過速度が得ら
れるようにする。 【構成】 剛性を有する枠体をなす膜支持体１８の表面
を覆って有機濾過膜２０を配置し、膜支持体１８と有機
濾過膜２０の間に所定の間隙を形成する膜支持ネット１
９を介在させることにより膜モジュール１０を構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水処理施設などで用い
られる膜濾過装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、膜濾過装置として管状内圧型の装
置が知られている。しかしこのような膜濾過装置は、濾
過処理水１m³当たり５〜６kwh の大きなポンプ動力を要
するため、排水処理や用水処理へは適用し難かった。

【０００３】そこで、動力消費の低減を目的として、特
公平４−７０９５８号、特開平４−２６５１２８号、実
開平２−１２９３００号などに種々の膜モジュールまた
は膜モジュールを配置した膜濾過装置が提案された。こ
の種の膜濾過装置は一般に、処理槽の内部に複数個の浸
漬型膜モジュールを垂直に一定間隔をおいて並列に配置
し、膜モジュールの下方に散気装置を設けている。膜モ
ジュールは膜支持体を濾過膜で覆ったものであり、膜支
持体には濾過処理水流路が形成されている。そして、濾
過処理水流路に連通してこの濾過処理水流路内を負圧と
する手段が設けられていて、この手段で負圧を与えるこ
とにより、被処理水中の微生物粒子、無機物粒子などの
懸濁物質を濾過膜で捕捉し、濾過膜を透過して濾過処理
水流路内に吸引された清浄な濾過処理水を処理槽の外部
へ取り出している。また、散気装置より供給される気体
の気泡のエアリフト作用により生じる膜面に平行な上昇
流によって、濾過膜から膜面付着物を離脱させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、たとえ
ば上記特公平４−７０９５８号に開示された平膜と透過
水路用スペーサとで構成された膜モジュールは剛性が不
十分であり、膜モジュール間の被濾過液流路幅が不規則
に変化するため、全膜面に対して膜面堆積物の掃流効果
が均等に得られず、高い濾過速度が得られないばかりで
なく、膜面堆積物によって流路が局部的に閉塞してしま
うという問題がある。さらに、スペーサ部に微生物が繁
殖し、透過水流路を閉塞するといった致命的な欠点があ
る。

【０００５】また、特開平４−２６５１２８号に開示さ
れたように、平面状分離膜と濾過機能を有する多孔体で
あるスペーサとで膜モジュールを構成した場合、上記の
剛性の問題は解消されるものの、多孔体内を濾液が流れ
るときの抵抗が大きいため、高い濾過速度が得られない
という問題がある。さらに、多孔体内に微生物が繁殖
し、透過水流路を閉塞するといった欠点がある。

【０００６】また、実開平２−１２９３００号に開示さ
れたような、濾過膜と膜支持体との間にスペーサーとし
ての膜支持ネットを介在させた膜モジュールの場合、膜
支持体が樹脂形成されるため反り易く、膜モジュール間
の被濾過液流路幅を均等にすることが困難であるという
問題がある。

【０００７】本発明は上記問題を解決するもので、膜モ
ジュールの全膜面に対して膜面掃流が均等に得られ、高
い濾過速度が得られるとともに、万一透過水流路に微生
物が繁殖しても閉塞が生じない膜濾過装置を提供するこ
とを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に本発明は、処理槽内に複数の浸漬型膜モジュールを配
列し、この膜モジュールの膜の内側を負圧として膜透過
液を取り出す手段と膜モジュールに対して膜面平行流を
供給する手段とを設けた膜濾過装置において、前記膜モ
ジュールは、剛性を有する枠体をなす膜支持体の表面を
覆って有機濾過膜を配置し、膜支持体と有機濾過膜の間
に所定の間隙を形成する膜支持ネットを介在させて構成
したものである。

【０００９】

【作用】上記構成において、膜支持体を十分な剛性を有
する枠体として製作したことにより、膜モジュールは剛
性を持って形成され、膜モジュールどうしの間の被濾過
液流路幅が流れにより不均等になることが防止される。
これにより、全膜面に対して掃流が均等に得られ、局部
的に膜面付着物が堆積することが防止されるため、高い
濾過速度が確保される。また、膜透過液は膜支持ネット
で形成される間隙および膜支持体の内部の空間を流れる
ため、その抵抗は小さく、これによっても高い濾過速度
が得られる。さらに、十分な空間を形成することが容易
であるため、万一微生物が繁殖しても透過液流路を閉塞
することがない。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１〜図３は、本発明の第１の実施例の膜濾過装
置を示し、図１の断面図に示したように、曝気槽１の内
部には、浸漬型膜濾過装置２と散気管３が設けられてい
る。そして、曝気槽１は、原水供給管４から供給される
原水５の浄化処理を行うものであり、底部に汚泥引抜ポ
ンプ６が汚泥引抜管７を介して接続されている。また、
膜濾過装置２は、原水５の活性汚泥処理などで生じた曝
気槽混合液８の固液分離を行うものであり、上下両面が
開放された方形の箱枠９の内部に複数個の膜モジュール
１０が垂直に一定間隔をおいて並列に設けられ、膜モジ
ュール１０は頂部を水没せしめて浸されている。そし
て、散気管３は、空気などの酸素を含有する曝気用気体
１１を膜モジュール１０の間に吹き込むものであり、膜
濾過装置２の直下に配置され、給気管１２を介してブロ
ワー１３に接続されている。また、膜モジュール１０は
濾過処理水吸引管１４を介して濾過処理水槽１５に連通
しており、濾過処理水吸引管１４の途中には濾過処理水
１６を吸引する吸引ポンプ１７が介装されている。

【００１１】そして、図２〜図３に示すように、膜モジ
ュール１０は、膜支持体１８と膜支持ネット１９と有機
濾過膜２０とで構成されている。膜支持体１８は、断面
がコの字形のステンレス鋼を用いて、コの字形の溝が中
央側に向いた矩形の枠体として構成されており、枠体の
内側の空間は濾過処理水１６の流路を構成している。枠
体の内側には、同様に断面がコの字形のステンレス鋼を
用いて縦横に交差する桟２１，２２が設けられている。
横桟２１には上下方向に、縦桟２２には水平方向に貫通
した複数個の孔２３が設けられていて、この孔２３も濾
過処理水１６の流路となるように構成されている。膜支
持体１８と濾過膜２０との間には膜支持ネット１９が枠
状の膜支持体１８に溶接されて設けられており、この膜
支持ネット１９によって膜支持体１８と濾過膜２０の間
に所定の間隙が形成されている。濾過膜２０は膜支持体
１８の両側の表面を覆っており、水密を保つように周縁
部において接着剤により膜支持体１８に固着されるか、
あるいは融着テープを用いて加熱または超音波などによ
り膜支持ネット１９に融着されている。そして、膜支持
体１８には、濾過膜２０よりも内側に通じて濾過処理水
１６を濾過膜モジュール１０の外部に導く吸引ノズル２
４が設けられていて、この吸引ノズル２４は上で説明し
た濾過処理水吸引管１４に接続されている。

【００１２】以下、上記構成における作用を説明する。
原水供給管４から曝気槽１内に送られた原水５は、ブロ
ワー１３から給気管１２および散気管３を経て膜モジュ
ール１０の間に吹き出される曝気用気体１１により曝気
され、活性汚泥処理された混合液８となる。そして、膜
モジュール１０の枠状の膜支持体１８の内側が濾過処理
水吸引管１４を通して吸引ポンプ１７により吸引力を受
けることによって、混合液８が濾過膜２０で固液分離さ
れ、濾過膜２０を透過した清浄な濾過処理水１６が吸引
ノズル２４から濾過処理水吸引管１４を通って濾過処理
水槽１５に送られる。このとき、吸引力によって膜支持
体１８の側に付勢される濾過膜２０は、膜支持ネット１
９を介して膜支持体１８に保持されるので、膜支持体１
８と濾過膜２０の間には膜支持ネット１９によって常に
所定の間隙が維持される。これにより、濾過膜２０と膜
支持体１８の間に、吸引ノズル２４に連通する空間が濾
過膜２０の全面にわたって形成され、濾過膜２０の全面
に吸引力が作用する。この結果、濾過膜２０の有効濾過
面積の減少が防止されるとともに、濾過効率の向上が図
られる。さらに、万一微生物が繁殖しても濾過処理水の
流路が閉塞されることがない。

【００１３】そして、膜モジュール１０の間を上昇する
曝気用気体１１は、その気泡のエアリフト作用により膜
モジュール１０の間に膜面に平行な上昇流を生じさせ、
この上昇流が濾過膜２０の膜面付着物を離脱させること
により、濾過膜２０の目づまりが防止される。

【００１４】なお、枠体としての膜支持体および膜支持
ネットの素材はステンレス鋼でなくプラスチック樹脂で
あってもよい。図４にその一実施例を、上記実施例と同
一作用を有するものに同じ符号を付して示した。この実
施例においても枠体の内側に交差する桟２１，２２が設
けられており、桟２１および桟２２にはそれぞれ、図示
を省略した複数個の貫通した孔が設けられて濾過処理水
の流路を構成している。

【００１５】図５は、本発明の第２の実施例の膜濾過装
置を示した平面図である。この実施例の膜濾過装置で
は、膜モジュールに対して水平方向の膜面平行流を与え
る手段が設けられている。図示したように、処理槽２５
は槽内の混合液８が容易に流動するようにほぼ長円形に
形成されており、槽２５の内部は、槽中央に槽の長さ方
向に設けられた隔壁２６によって２分されている。処理
槽２５の上方には原水供給管２７が開口しており、隔壁
２６の両側には浸漬型膜濾過装置２８が槽２５の長さ方
向に複数段設置されている。隔壁２６の両端部近傍に
は、槽２５内に水平方向流を形成せしめる手段としての
ポンプ２９，２９が設けられていて、このポンプ２９，
２９により形成された矢印Ａで示される水平方向流が隔
壁２６の両側において膜濾過装置２８に供給されるよう
に構成されている。濾過装置２８は、上で図２および図
３、または図４を用いて説明した膜モジュール１０が複
数個、垂直に間隔をおいて並列に設けられたものであっ
て、膜モジュール１０の表面の濾過膜２０が槽２５の長
さ方向に平行に、すなわち水平方向流Ａに平行になるよ
うに設置されている。

【００１６】この実施例の膜濾過装置においては、原水
供給管２７から供給された原水５は槽内の混合液８に混
合され、水平方向流Ａとして隔壁２６の一方の側を流下
し、槽２５内の膜濾過装置２８に順次供給されて、膜モ
ジュール１０どうしの間を濾過膜２０に平行に通過す
る。このとき、混合液８は、上で説明したのと同様にし
て膜モジュール１０によって固液分離され、濾過膜２０
を透過した濾過処理水１６が吸引ノズル２４、濾過処理
水吸引管１４を経て膜モジュール１０の外部へ取り出さ
れる。一方、ポンプ２９，２９により供給される水平方
向流は掃流となって膜濾過装置２８に供給されるため、
濾過膜２０表面への膜面付着物の堆積が防止されて、膜
面の目詰まりが防止される。この実施例の膜濾過装置に
おいても、上記第１の実施例の膜濾過装置と同様に、膜
濾過装置２８の下方に散気管を配置して空気または酸素
を供給することで、掃流効果を助長し、気泡による膜面
堆積物の剥離効果を得ることができる。

【００１７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、膜支持体
を剛性を有する枠体として膜モジュールに剛性を持たせ
たことにより、膜面に沿った流れが激しくなっても膜モ
ジュール間の被濾過液流路幅に変化を生じることなく、
全膜面に対して均等に掃流を供給することができ、局部
的な膜面付着物の堆積を防止できる。また、膜透過液は
膜支持ネットおよび膜支持体によって確保される空間を
流れるため、その抵抗は小さくなる。これらの結果、高
い濾過速度が得られる。また、濾過膜を貼り替えること
により、膜支持体を廃棄することなく再利用できる。さ
らに、十分な空間を容易に形成することができるので、
微生物が繁殖しても透過液流路を閉塞することがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の膜濾過装置の全体構成
を示した断面図である。

【図２】図１の膜濾過装置に設置される一実施例の膜モ
ジュールを示した説明図である。

【図３】図２の膜モジュールの横断面図である。

【図４】図１の膜濾過装置に設置される他の実施例の膜
モジュールを示した説明図である。

【図５】本発明の第２の実施例の膜濾過装置の全体構成
を示した平面図である。

【符号の説明】

１ 曝気槽（処理槽） ３ 散気管 10 膜モジュール 13 ブロワー 14 濾過処理水吸引管 17 吸引ポンプ 18 膜支持体 19 膜支持ネット 20 有機濾過膜 24 吸引ノズル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理槽内に複数の浸漬型膜モジュールを
   配列し、この膜モジュールの膜の内側を負圧として膜透
   過液を取り出す手段と膜モジュールに対して膜面平行流
   を供給する手段とを設けた膜濾過装置において、前記膜
   モジュールは、剛性を有する枠体をなす膜支持体の表面
   を覆って有機濾過膜を配置し、膜支持体と有機濾過膜の
   間に所定の間隙を形成する膜支持ネットを介在させて構
   成したことを特徴とする膜濾過装置。