JPH0822370B2 - 膜濾過装置 - Google Patents

膜濾過装置

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JPH0822370B2
JPH0822370B2 JP3353926A JP35392691A JPH0822370B2 JP H0822370 B2 JPH0822370 B2 JP H0822370B2 JP 3353926 A JP3353926 A JP 3353926A JP 35392691 A JP35392691 A JP 35392691A JP H0822370 B2 JPH0822370 B2 JP H0822370B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は河川水、湖沼水、し尿、
用水及び廃水などの原水に含まれる懸濁物を濾過するた
めの膜濾過装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に精密濾過膜と称される膜の有する
孔径は、0.01〜数μmであり、また限外濾過膜と称
される膜の分画分子量は1000〜300,000であ
り、外圧型の膜モジュールは濾過時透水に必要な濾過圧
は膜透過水量にも依るが0.1kg/cm2 以上の圧力
が必要となる。この濾過圧は従来、膜に対して原水をポ
ンプで圧入させるか、吸引して原水を膜透過させるかに
よって得てきた。
【0003】図4に外圧型濾過膜を用い、加圧ポンプで
原水を濾過膜に送水し、処理水を得る従来のシステムの
フロー図を示した。また図5には外圧型濾過膜を用い、
吸引ポンプで原水を濾過膜に吸引し、処理水を得る従来
のシステムのフロー図を示した。図において、30は原
水供給管、31は外圧型膜モジュール、32は処理水流
出管、、33は加圧ポンプ、34は吸引ポンプである。
【0004】いうまでもなく、図4の外圧型膜モジュー
ル31を備えた膜濾過装置では加圧ポンプ33を用いて
原水に加圧し、図5の外圧型膜モジュール31を備えた
膜濾過装置では吸引ポンプ34を用いて原水を膜濾過し
て処理水を得る。
【0005】ポンプを用いて加圧し、あるいは吸引して
原水を濾過する従来の方式では、膜濾過装置を運転中は
常時ポンプを稼働して置かねばならないので、動力エネ
ルギーの消費が大きく、従ってランニングコストも大き
くなる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、外圧型膜モ
ジュールが配備されている膜濾過装置において、濾過の
ための動力エネルギーの消費が少なく、従ってランニン
グコストも少なくて済む膜濾過装置を提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題は、以下に記載
する膜濾過装置の開発により達成される。 1)外圧型膜モジュールが配備されている膜濾過装置に
おいて、処理槽内に配備される外圧型膜モジュールの処
理水流出管と該処理槽の水位よりも低い位置にある処理
水槽とを連通管で連結すると共に、該連通管に真空ポン
プならびに真空配管を連結してサイホン装置を形成した
ことを特徴とする膜濾過装置。
【0008】2)外圧型膜モジュールが配備されている
膜濾過装置において、処理槽内に配備される外圧型膜モ
ジュールの処理水流出管と該処理槽の水位よりも低い位
置にある処理水槽とを連通管で連結すると共に、該連通
管にエジェクターならびに真空配管を連結してサイホン
装置を形成したことを特徴とする膜濾過装置。
【0009】3)外圧型膜モジュールが配備されている
膜濾過装置において、処理槽内に配備される外圧型膜モ
ジュールの処理水流出管と該処理槽の水位よりも低い位
置にある処理水槽とを連通管で連結すると共に、該連通
管と前記処理槽とにそれぞれ連絡している密閉し得る真
空生成槽と、該真空生成槽と連結する水封槽とから構成
される真空形成装置ならびに真空配管を連結してサイホ
ン装置を形成したことを特徴とする膜濾過装置。
【0010】
【0011】上記1)〜3)に記載した本発明の膜濾過
装置では、外圧型膜モジュールの処理水流出管と該処理
槽の水位よりも低い位置にある処理水槽とを真空弁や真
空開放弁を備えた真空配管で連結すると共に、該連通管
を介して真空ポンプ、エジェクターあるいは真空形成手
段に連結してサイホン装置を形成し、それにより前記外
圧型膜モジュールの処理水流出管と処理水槽との間に連
続した液柱を形成することにより、膜濾過に必要な差圧
をポンプによる加圧あるいは前記真空ポンプなどの真空
装置による吸引ではなく、サイホン作用を用い、膜を設
置する濾過槽と処理水槽との水位差を利用することによ
り得るので濾過中ポンプを稼働する必要がなく、従って
濾過のための動力エネルギーの消費が少なく、かつラン
ニングコストも少なくて済む。
【0012】外圧型膜モジュールに使用する膜の形式
は、中空糸膜でもセラミック膜でも構わない。また膜濾
過装置は、外圧型膜モジュールを開放槽に浸漬させて使
用するタイプでも密閉ケースに膜を封入したタイプでも
よいが、開放槽に浸漬させて使用するタイプが好まし
い。
【0013】
【作用】外圧型膜モジュールがこれらの処理槽中に浸漬
されて、吸引方式で原水を膜濾過する膜濾過装置の場合
について本発明の膜濾過の作用を説明する。膜濾過装置
において、外圧型膜モジュールの2次側の処理水流出管
と処理槽よりも低い位置に置かれた処理水槽との間を連
通管で連結し、該連通管と前記真空形成手段により前記
したようにサイホンを形成して、処理槽と処理水槽との
間の水位差を利用して膜濾過を行うことが本発明の作用
である。
【0014】イホンを作動させる方法は、連通管と真
空配管で連結している真空形成手段を起動して連通管内
部および膜モジュールの膜内にまで処理水を導水し満水
にする。真空配管にある真空弁を閉じるとサイホンが作
動する。
【0015】発明に使用される膜は濾過が水位差を利
用することにより行われるので、必要な差圧としては低
い方が良く、差圧として0.1〜0.8kg/cm2
度で処理水が得られる膜とすることが必要である。
【0016】本発明の膜濾過装置は活性汚泥法による汚
水処理にも利用することができ、活性汚泥処理の沈澱池
の代わりに利用したり、処理槽に活性汚泥を存在させて
生物処理したりする利用によって、活性汚泥処理工程
(特に汚泥の分離・濃縮工程)の効率化をはかることが
できる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示すが、本発
明はこれに限定されるものではない。
【0018】(実施例1)処理水流出管、連通管で処理
槽と処理水槽とを連絡し、真空ポンプを用いて該連通管
に設けた真空配管から脱気して該サイホンを作動させる
場合につき図1によって説明する。
【0019】図1に示した膜濾過装置の構造は、処理槽
1に槽の底部より原水供給管2を通して原水を供給し、
処理されない原水は槽の上部の越流堰3から系外に排出
し、循環される。処理槽1中には外圧型膜モジュール5
が5本縦に配列して浸漬されている。膜モジュール5の
下部にはブロアー11から空気供給管12で連結された
散気装置9が配置されている。膜モジュール5の処理水
流出管13により連通管4に連結されている。処理槽1
に隣接して、処理槽1より低い位置に水位を有する処理
水槽6が配置され、処理水は連通管4より処理水槽6に
流入し槽の上部の越流堰14から処理水流出管8を経て
取り出される。サイホン装置7は連通管4の頂上部にあ
たる部位の真空配管10と真空ポンプ16からなり、真
空配管10はその一方は真空弁15を介して真空ポンプ
16に連結され、他の一方は大気開放弁17を介して大
気に通じている。図中Hは処理槽1の水位と処理水槽6
の水位との差を示す。
【0020】処理槽1中の原水は満水状態で、越流堰3
から原水が系外に排出されている状態にあり、真空配管
10の大気開放弁17を閉じ、真空弁15を開いた状態
で真空ポンプ16を運転して処理水槽6から処理水を吸
い上げ連通管4(および膜モジュール5の膜中)に処理
水を満水にする(実施例2以下には単にサイホン装置7
を満水にとする)、満水になるとサイホン装置7が作動
状態に入り、濾過が開始される。その後、真空弁15を
閉じ、真空ポンプ16の運転を停止する。
【0021】長時間濾過を続けると膜モジュール5の濾
過抵抗が上昇し濾過速度が減少した段階に達した時、ブ
ロアー11を運転して散気装置9から膜モジュール5に
気泡を供給して膜モジュール5を洗浄する。膜モジュー
ル5の洗浄中も濾過を停止する必要は必ずしもない。膜
モジュール5を散気装置9からの気泡によって空気洗浄
する方法は洗浄方法の1例でありその他の方法で行って
もよい。真空配管10の大気開放弁17を開くと連通管
4に空気が入り作動が停止し、濾過も停止される。
【0022】(実施例2)実施例1で説明した膜濾過装
置の構造と比較して、本実施例2で使用する膜濾過装置
の構造は、連通管4の部位に取り付けられた真空配管1
0の分岐管の一方が真空弁15を介してエジェクター1
8に連結されている以外実施例1で説明した膜濾過装置
の構造と同じ構造であり図2にその模式図を示した。図
2では、従って構成部材の符号はエジェクター以外図1
と同じ符号を使用した。
【0023】図2により、実施例2の膜濾過装置の稼働
を説明する。処理槽1中に原水が満水状態にあり、越流
堰3から原水が系外に排出されている。サイホン装置7
は連通管4の頂上部にあたる部位の真空配管10とエジ
ェクター18とからなっている。真空配管10はその一
方は真空弁15を介してエジェクター18に連結されて
いる。真空配管10の大気開放弁17を閉じ、真空弁1
5を開いた状態で原水の排水で稼働されるエジェクター
18を稼働させて処理水槽6から処理水を吸い上げ連通
管4に処理水を満水にする、満水になるとサイホン装置
7が作動状態に入り、濾過が開始される。その後、真空
弁15を閉じエジェクター18の運転を停止する。
【0024】図2では、原水の排水でエジェクター18
を稼働させる例を示したが、別途エジェクター18を稼
働させる駆動水があればそれを使用しても構わない。
【0025】膜モジュール5の洗浄の方法は実施例1の
場合と同様処理槽1底部の散気装置9からの気泡によっ
て空気洗浄する。勿論その他の方法で行ってもよい。真
空配管10の大気開放弁17を開くと連通管4に空気が
入り作動が停止し、濾過も停止される。この方法は実施
例1の方法に比べエジェクター18により連通管4に処
理水を吸いあげるのに時間を要するが、一切動力を使用
しない利点がある。
【0026】(実施例3)実施例1および実施例2で説
明した膜濾過装置の構造と比較して、本実施例3で使用
する膜濾過装置の構造は、連通管4の部位に取り付けら
れた真空配管10の分岐管の一方が真空弁15を介し
て、処理槽1と連通する密閉し得る真空生成槽19と水
封槽20とからなる系(真空生成系)、により該真空生
成槽19に真空を生成して、それにより真空配管10か
ら脱気して該サイホンを作動させる真空生成系以外は実
施例1および実施例2で説明した膜濾過装置の構造と同
じ構造であり図3にそのフロー図を示した。図3では、
従って構成部材の符号は真空生成系以外図1と同じ符号
を使用した。
【0027】図3により、実施例3の膜濾過装置の稼働
操作を説明する。処理槽1中に原水が満水状態にあり、
越流堰3から原水が系外に排出されている状態から、真
空配管10の大気開放弁17を閉じ、真空弁15も閉じ
た状態とする。真空生成槽19は真空槽流入弁21を介
して処理槽1と連通しており、また真空槽流出弁22を
介して水封槽20に通じている。先ず真空開放弁23は
開に、真空槽流出弁22は閉じて置く。かくして、真空
槽流入弁21を開くと処理槽1中の原水で真空生成槽1
9が満水状態となる。真空開放弁23と真空槽流入弁2
1を閉じると真空生成槽19は孤立系となり準備が終わ
る。
【0028】膜濾過装置の稼働開始は、真空生成槽19
の上部の真空弁15を開き、真空生成槽19の下部の真
空槽流出弁22を開くと、真空生成槽19中の原水が水
封槽20に落ち込むと共に処理水槽6から処理水を吸い
上げ連通管4に処理水を満水にする。サイホンが形成さ
れサイホン装置7が作動し、濾過が開始される。その後
真空弁15を閉じ、次のサイホン形成のために真空生成
槽19の真空槽流入弁21を開、真空槽流出弁22を
閉、真空開放弁23は開にして置く。
【0029】膜モジュール5の洗浄の方法は実施例1お
よび実施例2の場合と同様である。またサイホン装置7
を停止して濾過を終える時は大気開放弁17を開けばよ
い。本方式の場合、真空生成槽19で生成する真空圧は
サイホン装置7の作動圧よりも大きくとる必要があるの
で、図3において真空生成槽19の上面と水封槽20の
水位との差n0 は処理槽1の水位と処理水槽6の水位と
の差Hとの間にn0 >Hの関係が保たれる必要がある。
【0030】
【0031】
【0032】
【0033】
【発明の効果】本発明の水位差を利用して濾過圧を生成
する方式の膜濾過装置を開発することにより、0.1〜
0.8kg/cm2 程度の濾過圧で処理水が得られる場
合には濾過中常時ポンプを稼働して置く必要がないので
濾過のための動力エネルギーの消費が少なく、従ってラ
ンニングコストも少なくて済む。
【図面の簡単な説明】
【図1】真空ポンプを用いてサイホンを作動させる方式
の本発明の膜濾過装置の模式図。
【図2】原水の流下エネルギーで稼働するエジェクター
を用いてサイホンを作動させる方式の本発明の膜濾過装
置の模式図。
【図3】真空生成槽を主とする真空生成装置を用いてサ
イホンを作動させる方式の本発明の膜濾過装置の模式
図。
【図4】加圧ポンプで膜濾過を行う方式の説明図。
【図5】吸引ポンプで膜濾過を行う方式の説明図。
【符号の説明】
1 処理槽 2 原水供給管 3 越流堰 4 連通管 5 外圧型膜モジュール 6 処理水槽 7 サイホン装置 8 処理水流出管 9 散気装置 10 真空配管 11 ブロワー 12 空気供給管 13 処理水流出管 14 越流堰 15 真空弁 16 真空ポンプ 17 大気開放弁 18 エジェクター 19 真空生成槽 20 水封槽 21 真空槽流入弁 22 真空槽流出弁 23 真空開放 0 原水供給管 31 外圧型膜モジュール 32 外圧型膜モジュール 33 処理水流出管 34 加圧ポンプ 35 吸引ポンプ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外圧型膜モジュールが配備されている膜
    濾過装置において、処理槽内に配備される外圧型膜モジ
    ュールの処理水流出管と該処理槽の水位よりも低い位置
    にある処理水槽とを連通管で連結すると共に、該連通管
    に真空ポンプならびに真空配管を連結してサイホン装置
    を形成したことを特徴とする膜濾過装置。
  2. 【請求項2】 外圧型膜モジュールが配備されている膜
    濾過装置において、処理槽内に配備される外圧型膜モジ
    ュールの処理水流出管と該処理槽の水位よりも低い位置
    にある処理水槽とを連通管で連結すると共に、該連通管
    にエジェクターならびに真空配管を連結してサイホン装
    置を形成したことを特徴とする膜濾過装置。
  3. 【請求項3】 外圧型膜モジュールが配備されている膜
    濾過装置において、処理槽内に配備される外圧型膜モジ
    ュールの処理水流出管と該処理槽の水位よりも低い位置
    にある処理水槽とを連通管で連結すると共に、該連通管
    と前記処理槽とにそれぞれ連絡している密閉し得る真空
    生成槽と、該真空生成槽と連結する水封槽とから構成さ
    れる真空形成装置ならびに真空配管を連結してサイホン
    装置を形成したことを特徴とする膜濾過装置。
JP3353926A 1991-12-19 1991-12-19 膜濾過装置 Expired - Lifetime JPH0822370B2 (ja)

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JPH05168864A JPH05168864A (ja) 1993-07-02
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