JPH09206565A - 外圧型中空糸膜モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外圧型中空糸膜の膜間流路閉塞を防止し、長
期間、フラックスの低下しない安定した連続採水運転を
可能にする。 【解決手段】 処理槽６内の水中に、少なくとも１本は
集水管である２本の平行な支持材１，２に対して多数本
の外圧型中空糸膜３の各端部を固定して、平行に配列
し、上記各外圧型中空糸膜の中空部に透過した透過水を
集水管４´，５を通じ、採水する外圧型中空糸膜モジュ
ールにおいて、上記２本の支持材１，２を相対的に往復
移動させることにより前記多数本の中空糸膜３を正逆の
長手方向にずらせながら平行移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、中空糸膜の外側
から中空部に水を透過させる外圧型中空糸膜モジュール
に関する。

【０００２】

【従来の技術】処理槽内の水中に浸漬し、少なくとも１
本は集水管である２本の平行な支持材に対して多数本の
外圧型中空糸膜の各端部を固定して、平行に配列し、上
記各外圧型中空糸膜の中空部に透過した透過水を集水管
を通じ、採水する外圧型中空糸膜モジュールは従来から
公知である。この中空糸膜モジュールの場合は、透過水
の採水運転の継続によって多数本の中空糸膜と中空糸膜
の間に処理水中の懸濁物質が濃縮され、ゲル化、或いは
ケーク化して膜間流路閉塞を生じ、中空糸膜の有効面積
が減少し、採水効率が低減する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】中空糸膜の膜間流路閉
塞を防止するため、サポート部材を用いて中空糸膜同志
の間隔を拡げたり、中空糸膜をスクリーン状に展開、固
定することが従来から行われている。しかしながら、そ
のようにしても中空糸膜の数本や、数十本宛が寄り集ま
り、膜間流路閉塞を引き起こすことがある。特に長期間
無洗浄で運転を行うと、最終的には流路閉塞を起こす場
合が多い。そして、一旦膜間流路閉塞が起こると、膜間
に詰った汚泥ケーク等の除去が非常に困難である。即
ち、洗浄用の薬剤を満たした洗浄槽に膜モジュールを浸
漬し、曝気による循環流を与えても完全には汚泥ケーク
を除去できない場合が多く、時には寄り集まった中空糸
膜をほぐしながらスプレーを当てゝ汚泥ケークを除去し
なければならず、非常に手数と時間がかゝる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために採水運転中、常時、又は定期的に、又は
随時、平行に配列された多数本の中空糸膜を正逆の長手
方向にずらせながら平行移動させ、中空糸膜間に生じる
剪断力で中空糸膜の間に汚泥ケークが詰るのを防いだ
り、詰った汚泥ケークを剥離、除去するようにしたので
ある。

【０００５】

【発明の実施の形態】そこで本発明は、処理槽内の水中
に浸漬して、少なくとも１本は集水管である２本の平行
な支持材に対して多数本の外圧型中空糸膜の各端部を固
定して、平行に配列し、上記各外圧型中空糸膜の中空部
に透過した透過水を集水管を通じ、採水する外圧型中空
糸膜モジュールにおいて、上記２本の支持材を相対的に
往復移動させることにより前記多数本の中空糸膜を正逆
の長手方向にずらせながら平行移動させるようにしたこ
とを特徴とする。

【０００６】

【実施例】図示の各実施例において、１と２は２本の平
行な支持材、３は上記両支持材に各端部を固定され、支
持材１と２の間に平行に配列された多数本の外圧型中空
糸膜である。尚、支持部材１と２は、この実施例では両
方とも中空糸膜の中空部と連通した集水管であるが、集
水管はどちらか一方だけでもよい。２本の平行な支持材
と、これに各端部を固定された多数本の外圧型中空糸膜
とによって１つのモジュールＭが構成され、同様な複数
のモジュールが両方の各支持材１同志、及び２同志の上
端を連結する集水ヘッダ４，５で一体に組立てられ、原
水が供給される処理槽６の水中に浸漬されている。尚、
処理槽６は水中の懸濁物を分離する固液分離槽であって
もよく、又、有機性廃水を生物的に処理する曝気槽であ
ってもよい。処理槽６の底面上にはブロワーＢから供給
される空気を噴出する散気管７を敷設し、その気泡によ
り中空糸膜に接触して上昇するエアリフト上昇流を槽内
に生じさせ、中空糸膜の表面に汚泥などが付着するのを
防止する。尚、原水中の有機物を活性汚泥で好気的に生
物処理する際は、上記気泡は活性汚泥の働きを高めるの
にも役立つ。

【０００７】図１〜４に示した実施例では、集水ヘッダ
４で上端を連結された複数のモジュールの支持材１は、
処理槽の側壁６ａの高さの中程に上下方向に固定してあ
る。これに対し、集水ヘッダ５で上端を連結された複数
のモジュールの支持材２は側壁６ａと対向した側壁６ｂ
の近くで、該側壁６ｂと平行に上下動し、上昇したとき
は支持材２の上端は、図１の破線及び図４で示したよう
に固定の支持材１の上端よりも高くなり、下降したとき
は支持材２の下端は支持材１の下端よりも低くなる（図
１実線、図３）。

【０００８】集水ヘッダ５で連結された支持材２の群を
上下動させるため、支持材２の下端を横方向の連結材９
で一連に連結し、側壁６ｂ上に設けたモータで正逆に回
転されるウインチ１０から転向プーリ１１を経て垂れ下
がるロープ１２の下端を連結材９に連結してある。又、
支持材２の群の上下動をガイドするため、集水ヘッダ５
と、連結材９の各端部が対向する壁面には上下方向にレ
ール１３を設け、集水ヘッダ５と、連結材９の各端部に
は上記レールに沿って転動するコロ１４を軸着する。

【０００９】こうしてウインチ１０でロープ１２を巻取
ると、支持材２の上端は固定の支持材１の上端よりも上
昇し、両支持材間に配列された多数本の中空糸膜３は図
１の破線、及び図４に示すように右上りに傾斜し、逆に
ウインチ１０でロープ１２を巻解くと、支持材２の群は
自重で下降し、その上端は固定の支持材１の上端よりも
低くなり、両支持材間に配列された多数本の中空糸は図
１実線、及び図３に示すように左上りに傾斜する。

【００１０】つまり、支持材２の群を上下動する際、支
持材２が固定の支持材１と同じ高さになったとき、両支
持材間に配列された多数本の中空糸膜３には弛みが生じ
る。そして、支持材２が支持材１よりも上昇するときは
両支持材間に配列された中空糸膜は長手方向にずれ動き
ながら中空糸膜同志が平行を保ちつつ（平行移動）右上
りに傾斜し、又、支持材２が支持材１よりも下降すると
きは両支持材に配列された中空糸膜は逆の長手方向にず
れ動きながら平行移動して左上りに傾斜する。

【００１１】このように多数本の中空糸膜が一旦弛みな
がら正逆の長手方向にずれ動いて平行移動するので、中
空糸膜の間に汚泥ケークが付着して詰ろうとするのを防
止したり、中空糸膜の平行移動する際のずれによる剪断
力で中空糸膜の間に詰った汚泥ケークを剥離、除去する
ことができる。例えば、隣り合う中空糸膜間に付着して
いるケークは、中空糸膜の平行移動の際、隣り合う中空
糸膜の位置の変化や、中空糸膜と付着ケークとの接触角
度の変化が生じ、剪断力が働くものと思われる。

【００１２】尚、固定の支持材１である集水管を連結し
た集水ヘッダ４は固定の集水管４´で吸引ポンプＰに接
続し、上下動する支持材２である集水管を連結した集水
ヘッダ５はホースなど可撓の集水管５´で吸引ポンプＰ
に接続し、各中空糸膜の中空部に透過した透過水を採水
する。

【００１３】図１〜４の実施例では各支持材１の下端を
横方向の連結材８で一連に連結し、側壁６ａに上下方向
に固定したが、図５に示すように、支持材１も支持材２
と同様に上下方向にガイドしてウインチ１０´，ロープ
１２´などで上下動可能にし、支持材２を下降する際は
支持材１を上昇させ、支持材２を上昇する際は支持材１
を下降することにより、両支持材１，２間に配列した多
数本の中空糸膜を正逆の長手方向に同様にずれ動かしな
がら平行移動させ、中空糸膜の間に汚泥ケークが付着す
るのを防止したり、中空糸膜の間に詰った汚泥ケークを
剥離、除去する。尚、集水ヘッダ４，５は共に上下動す
るので、集水ヘッダを可撓の集水管４´，５´で吸引ポ
ンプＰに接続し、透過水を採水する。

【００１４】図６〜８の実施例では複数のモジュールの
支持材１の上端を連結した一連の集水ヘッダ４の各端部
と、同じく支持材２の上端を連結した一連の集水ヘッダ
５の各端部を処理槽６の相対向した側壁６ａと６ｂの上
部の中央部に軸受１５で枢着し、支持材１と２を揺動可
能にする。

【００１５】そして、集水ヘッダ４と５の端部と、一方
の側壁６ａ又は６ｂ上に４つのプーリ１６を四辺形のコ
ーナに位置するように配置し、この４つのプーリに無端
帯１７を張設すると共に、側壁上に設けた正逆転可能な
モータ１８のプーリ１８´と、側壁上の一方のプーリと
同軸のプーリ１９の間に無端帯２０を張設する。これに
より、図６に示したように、モータ１８を正転すると、
４つのプーリ１６間に張設された無端帯１７は一方向に
循環動し、集水ヘッダ４と５は時計方向に回動して支持
材１と２は垂直を越して左から右に一体に揺動し、モー
タ１８を逆転すると、４つのプーリ１６間に張設された
無端帯１７は反対方向に循環動し、集水ヘッダ４と５は
反時計方向に回動して支持材１と２と垂直を越えて右か
ら左に一体に揺動する。支持材１と２の揺動量は９０°
程度、揺動した支持材１や２と、その間に配列された中
空糸膜とのなす角度は４５°程度でよい。モータとして
はワイパー用モータなどの一定量宛、正逆に回転するも
のを用いるのが好ましい。

【００１６】こうして、支持材１と２が一体となって図
６実線に示すように左から右、又、図６破線に示すよう
に右から左に一定量宛、往復揺動すると、両支持材１，
２間に配列された多数本の中空糸膜は長手方向の前後に
ずれ動きながら平行移動し、中空糸膜の間に汚泥ケーク
が付着して詰ろうとするのを防止したり、平行移動する
際のずれによる剪断力で中空糸膜の間に詰った汚泥ケー
クを剥離、除去することができる。尚、集水ヘッダ４，
５は共に回動するので、各集水ヘッダを可撓の集水管４
´，５´で吸引ポンプＰに接続し、透過水を採水する。

【００１７】図１〜４に示した装置を２系列用意し、系
列１はモジュールの支持材２を上下動させないで採水運
転し、系列２はモジュールの支持材２を上下動させ、支
持材１，２と中空糸膜の長手方向のなす角度が、最小４
５°となるように中空糸膜を長手方向に交互にずらせな
がら平行移動させた。角度の変更速度は１秒当り約１０
°、１８秒で１周期となるようにした。

【００１８】両系列とも、処理槽６は、ＭＬＶＳＳ１万
ｍｇ／立、ＣＯＤcr槽負荷１．２ｋｇ／ｍ³ ／日、ＳＲ
Ｔ５０日の条件の活性汚泥処理槽であり、使用した外圧
型中空糸膜は材質がポリエチレン、公称孔径０．１μｍ
のＭＦ膜であり、槽底の散気管７からは膜濾過部水平断
面積１ｍ² 当り１５ｍ³ ／時で空気を曝気し、膜面に上
昇水流を与えた。この空気量は中空糸膜に膜間流路閉塞
が起り易い可成り低めの設定である。運転条件は、差圧
２０ＫＰａ、濾過８分、休止２分の間欠運転とした。

【００１９】採水運転の結果は、運転初期は両系列のフ
ラックスは０．６ｍ³ ／ｍ² ／日であったが、どちらも
日数の経過につれてフラックスが低下し、系列２の方が
低下速度が遅かった。１カ月後のフラックスは、系列１
が０．３ｍ³ ／ｍ² ／日となり、系列２が０．５５ｍ³
／ｍ² ／日となった。この時、膜モジュールを引き上げ
て膜面を観察したところ、系列１の膜は、中空糸膜が数
十本づつ束になり、その束の中に汚泥ケークが堆積して
いるのが観察されたが、系列２の中空糸膜は束になら
ず、殆ど汚泥ケークが観察されなかった。

【００２０】前述したように中空糸膜の往復の平行移動
は、採水運転中、常時行ってもよいが、１週間に１度な
ど定期的に、又は随時行う際は、１度について３０回以
上平行移動させることが好ましく、その際は散気管６か
ら散気しながら行うのが好ましい。

【００２１】

【発明の効果】以上で明らかなように、従来の中空糸膜
モジュールでは、採水運転の継続により急速に汚泥ケー
クが付着してフラックスが低下し、長期間の連続運転が
難しい条件下でも、本発明によれば効果的に汚泥ケーク
を剥離することにより、フラックスの低下を僅かなもの
とし、長期間安定して連続運転を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の外圧型中空糸膜モジュールの第１実施
例の縦断側面図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】図１の中空糸膜が実線の状態のときの縦断正面
図である。

【図４】図１の中空糸膜が破線の状態のときの縦断正面
図である。

【図５】本発明の外圧型中空糸膜モジュールの第２実施
例の縦断側面図である。

【図６】本発明の外圧型中空糸膜モジュールの第３実施
例の縦断側面図である。

【図７】図６の平面図である。

【図８】図６のＡ−Ｂ線での断面図である。

【符号の説明】

１ 支持材 ２ 支持材 ３ 外圧型中空糸膜 ４ 集水ヘッダ ５ 集水ヘッダ ６ 処理槽

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理槽内の水中に浸漬して、少なくとも
   １本は集水管である２本の平行な支持材に対して多数本
   の外圧型中空糸膜の各端部を固定して、平行に配列し、
   上記各外圧型中空糸膜の中空部に透過した透過水を集水
   管を通じ、採水する外圧型中空糸膜モジュールにおい
   て、上記２本の支持材を相対的に往復移動させることに
   より前記多数本の中空糸膜を正逆の長手方向にずらせな
   がら平行移動させるようにしたことを特徴とする外圧型
   中空糸膜モジュール。