JPH09155166A

JPH09155166A - 浸漬型平膜分離装置

Info

Publication number: JPH09155166A
Application number: JP33798195A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kon; 正浩昆; Naoki Okuma; 直紀大熊; Masataka Kasai; 正隆河西
Original assignee: Hitachi Plant Engineering and Construction Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-12-01
Filing date: 1995-12-01
Publication date: 1997-06-17

Abstract

(57)【要約】【課題】可撓性の平膜を用い、効率よく膜面上のケー
キを除去しながら、長時間ろ過を継続することのできる
浸漬型平膜分離装置を提供すること。【解決手段】可撓性の透水材の両面にろ過膜を被覆し
た複数の平膜１１を分離槽１０内に垂直に、かつ隣接す
る平膜との距離を一定間隔に保持して平行に配置し、垂
直に配置した平膜の横方向の両端又は片端に透過液取出
部１３、１４を設け、平膜の下方に散気手段１５を設置
した浸漬型膜分離装置において、垂直に配置した複数の
平膜の横方向の中央部に、複数の平膜を挟み、その挟み
間隔を拡縮しうる一対の挟み板２１を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、膜分離装置に係
り、特に精密ろ過膜や限外ろ過膜による廃水中の懸濁物
を効率良く分離しうる浸漬型膜分離装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、膜分離は、技術発展に伴い薬品や
食品の製造ラインの固液分離だけでなく、用水の製造、
排水からの有機物の回収、上水、中水及びし尿の固液分
離に広く適用され、更には下水や産業廃水処理にまで適
用されようとしている。廃水処理に適用できるランニン
グコストの安価な方法として、原液槽に膜を浸漬しなが
ら、全量ろ過する浸漬方式が開発されている。これは、
膜面上に原液の流れを与えない代わりに、液循環方式よ
り低い膜間差圧でろ過することによって膜面へのケーキ
の蓄積を抑制してろ過する方式で、低動力の運転が可能
である。また、構造がシンプルなためメンテナンスが容
易という利点がある。ろ過するため膜間に差圧を生じさ
せるには、加圧方式より目詰まりの少ないこと、膜を原
液槽に浸漬するだけでよいことから吸引方式が多く用い
られている。膜面上に付着するケーキは、膜の下部に設
けた散気管又は散気板から空気を供給しながらバブリン
グして剥離、除去される。

【０００３】使用される膜の形状としては、管状膜、中
空糸膜及び平膜がある。これらのうち管状膜は膜面積を
大きく確保できないため大量処理には不向きである。ま
た、中空糸膜は、容積効率が高いが、特開平４−２６５
１２８号公報などで示されているように、中空糸膜の束
の内部に懸濁物が付着又は固着するためにろ過抵抗が高
くなり、これらの懸濁物をエアバブリングによって除去
することは極めて困難である。これに対して平膜は、中
空糸膜のように局部的に懸濁物が付着しないため、エア
バブリングによる膜面の洗浄が容易であり、また、管状
膜より容積効率が高い。このような観点から懸濁物濃度
の高い液をろ過する場合の浸漬型のろ過方式は、平膜の
適用が望ましい。

【０００４】しかしながら、可撓性の平膜を用いた場
合、エアバブリングによって膜の揺動も加味され、膜面
上のケーキを剥離、除去できるが、横方向の平膜の中央
部分は、張り度合いが最も小さいため次の問題がある。
平膜の中央部分は、エアバブリングによる揺動が大き
く、膜と膜との間隔である膜間距離が横方向の平膜の両
端に比べて変動しやすい。そのため、膜間距離が小さく
なるところではエアの気泡が入りにくいこともあり、膜
面上に付着したケーキが剥離、除去できないところも生
じる。このように、可撓性の平膜を用いた場合には、エ
アバブリングによる洗浄にはまだ改善すべき問題が残っ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術の欠点を解消し、可撓性の平膜を用い、効率よく膜面
上のケーキを除去しながら、長時間効率のよいろ過を継
続することのできる浸漬型平膜分離装置を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による浸漬型平膜
分離装置は、可撓性の透水材の両面にろ過膜を被覆した
複数の平膜を槽内に垂直に、かつ隣接する平膜との距離
を一定間隔に保持して平行に配置し、垂直に配置した平
膜の横方向の両端又は片端に透過液取出部を設け、平膜
の下方に散気手段を設置した浸漬型膜分離装置におい
て、垂直に配置した複数の平膜の横方向の中央部の膜間
距離を拡縮する手段を設けたことを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の平膜分離装置において、
平膜のろ過膜の内側にある支持体は、可撓性の透水材で
ある。この可撓性の透水材の両面にろ過膜を被覆した平
膜を用いてろ過し、膜面上からのケーキの除去、剥離の
ために平膜の下方からエアバブリングした場合、気泡が
左右に揺れ、蛇行しながら上昇して膜面に間欠的に圧力
を加えるために、分離槽に垂直に浸漬した平膜の表裏方
向にろ過膜と支持体とが一緒になって揺れる。即ち、可
撓性の支持体を用いた平膜は揺動する。しかし、横方向
の平膜の中央部分では、張り度合いが小さいため膜間距
離が小さくなるところがあり、そこでは、平膜の下部か
らのエアバブリングによる気泡の供給は困難になってい
る。この解決策として、エアの気泡径を膜間距離によ小
さくすることが考えられるが、膜面上にケーキが付着し
ており、膜間に気泡を入り込ませることは困難である。

【０００８】そこで、本発明においては、平膜自体が可
撓性であることを考慮して、平膜の中央部分の膜間距離
を拡縮する手段を設けた。膜間距離を拡縮する手段とし
ては、平膜に直交する方向に延びるエア噴出手段及び／
又は平膜を挟んで付加的な揺動を平膜に与える手段が挙
げられる。さらに具体的には、平膜の下方に設置され、
平膜に直交する方向に延びるエア噴出管、平膜の上部に
設置され、平膜に直交する方向に延び、水中下向きに空
気を噴出するエア噴出管、あるいは複数の平膜を中央部
分で挟み、その挟み間隔を拡縮しうる１対の挟み板があ
り、これらの手段を単独であるいは組み合わせて設ける
ことができる。

【０００９】

【実施例】次に、図面を参照して本発明を実施例に基づ
いてさらに詳細に説明する。図１は、本発明の第一の実
施例を示す浸漬型平膜分離装置の略示系統図である。支
持体として用いる可撓性の透水材としては、通水路を確
保するため通水抵抗がろ過膜より著しく低いことが望ま
れ、例えば、天然繊維あるいはポリエステル等の合成繊
維からなる不織布、網状体などを用いることができる。
図１に示した平膜分離装置においては、可撓性透水材の
両面をろ過膜で被覆した平膜１１を分離槽１０に垂直に
入れ、設定の膜間距離で等間隔に複数枚並べ、その両端
縁又は片端を合成樹脂等でポッティングしたのちカット
し、塩化ビニル管などで透過液取出部１３及び１４を設
けて透過液のみを取り出しうるようにした。１２は膜シ
ール部である。平膜１１の全体を枠１８で囲んで透過液
取出部１３及び１４の両端を固定し、調節ねじ１９で移
動できるようにして、平膜１１の張り具合を調節できる
膜モジュールを分離槽１０内に浸漬してある。さらに、
平膜１１の膜間距離の拡縮手段として、挟み板２１が設
けられている。

【００１０】分離槽１０の下部には原液及び濃縮液を供
給する原液入口１６が設けてあり、上部には循環水が分
離槽１０内で偏流しないようにするため均一にオーバー
フローできるようにすることが望ましく、さらに排出す
るための循環水出口１７が設けてある。また、分離槽１
０の底部は、沈殿した懸濁物を含む濃縮液を容易に排出
させるため、濃縮液排出口２０が最も低くなるように傾
斜させてある。散気部１５は、平膜１１の下部に設けて
あるが、膜間に設けてもよい。散気部１５には、通常の
散気管、散気板などを用いることができ、目詰まりしに
くいものが好ましい。エアバブリング用の空気は、送風
機３３を用いて平膜１１の下部から供給できるようにし
てある。

【００１１】図２は、平膜を１対の挟み板で挟む構成
（図１に示した形態）の膜間距離の拡縮手段の説明図で
あり、図３は、図２の円で囲んだ部分の拡大図である。
一対の挟み板２１は、横方向に平行に配置した平膜１１
の外側の膜の中央部分に隣接するところに設け、挟み板
２１の高さは、平膜１１より高くする。また、挟み板２
１の下部は、図３に示すように平膜１１の両端の挟み板
２１を回転軸２２及び２３で接続し、それらの回転によ
って一対の挟み板２１の間隔、ひいては膜間距離を拡縮
しうる構造となっている。

【００１２】図１に示した分離装置を用いてろ過運転を
行う場合には、まず、原液入口１６から原液を供給して
分離槽１０内を満たし、循環水出口１７から原液を循環
させる。次に、吸引ポンプ３０を稼動させ、流量調節弁
３９を開にして流量指示調節計３２を見ながら透過液取
出部１３、１４から吸引ろ過する。吸引ろ過は、透過液
の確保、つまり処理水量が優先されることから、定量ろ
過することが多い。原液中の懸濁物は、吸引ろ過によっ
て平膜１１面上に捕集されて付着し、堆積しながらケー
キ層となる。この間、送風機３３を稼動させ、空気配管
中の流量調節弁３６で流量計３５を見ながら流量を調節
して散気部１５からエアバブリングし、平膜１１の下部
から膜間に気泡を供給する。気泡が膜間を揺れながら上
昇するため、気泡が膜面上のケーキと接触したり、膜を
揺動したりして平膜１１上のケーキを効率よく剥離、除
去する。空気の供給は間欠的でも連続的でもよい。ろ過
の初期は、膜間差圧が大変低いため、問題ないが、長期
間ろ過すると増加してくることから、挟み板２１を間歇
的に稼動させて平膜の中央部分を揺動させ、これにより
膜面上のケーキの除去を促進することができる。

【００１３】図４は、膜間距離の拡幅手段の第二の実施
態様を示すものである。この場合には平膜１１の下方に
散気管２５が平膜と平行に設置されており、平膜１１の
中央部分に相当する下方部に平膜１１及び散気管２５に
直交する方向に延びるエア噴出管２６が設けられてい
る。このエア噴出管２６から空気を噴出させて平膜１１
の中央部分の膜間に気泡を入り込ませ、平膜１１の中央
部分を動揺させ、膜間距離を拡縮することができ、膜面
上のケーキを除去しやすくする。図４に示した実施例で
は、エア噴出管を平膜の下方に設けたが、これを平膜の
上方に設け、下向きに空気を噴出させてもよい。また、
図４にはエア噴出管２６を２本示したが、その数は２本
に限定されず、必要に応じて１本あるいは２本以上設置
することができる。さらに、図１〜３に示した第一の実
施例のものに、平膜の下方又は上方にエア噴出管を併設
することもできる。

【００１４】

【発明の効果】本発明の平膜分離装置によれば、効率よ
く膜面上のケーキを除去することができ、懸濁物を含ん
だ廃水中の懸濁物を効率よく長期間にわたって膜分離す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例を示す浸漬型平膜分離装
置の略示系統図である。

【図２】第一の実施例に用いた膜間距離の拡幅手段の説
明図である。

【図３】図２中の円で囲んで部分の拡大図である。

【図４】本発明の分離装置に用いる膜間距離の拡幅手段
の第二の実施態様を示す説明図である。

【符号の説明】

１０分離槽１１平膜１３透過液取出部１４透過液取出部１５散気部１８枠１９調節ねじ２０濃縮液排出口２１挟み板２２回転軸２３回転軸２５散気管２６エア噴出管３０吸引ポンプ３２流量指示調節計３３送風機３９流量調節弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】可撓性の透水材の両面にろ過膜を被覆し
た複数の平膜を槽内に垂直に、かつ隣接する平膜との距
離を一定間隔に保持して平行に配置し、垂直に配置した
平膜の横方向の両端又は片端に透過液取出部を設け、平
膜の下方に散気手段を設置した浸漬型膜分離装置におい
て、垂直に配置した複数の平膜の横方向の中央部の膜間
距離を拡縮する手段を設けたことを特徴とする浸漬型平
膜分離装置。
【請求項２】膜間距離を拡縮する手段が、複数の平膜
を挟み、その挟み間隔を拡縮しうる１対の挟み板である
請求項１記載の浸漬型平膜分離装置。
【請求項３】膜間距離を拡縮する手段が、平膜の下方
に設置され、平膜に直交する方向に延びるエア噴出管で
ある請求項１記載の浸漬型平膜分離装置。
【請求項４】膜間距離を拡縮する手段が、平膜の上部
に設置され、平膜に直交する方向に延び、水中下向きに
空気を噴出するエア噴出管である請求項１記載の浸漬型
平膜分離装置。