JPH0938698A

JPH0938698A - 廃液処理方法および廃液処理システム

Info

Publication number: JPH0938698A
Application number: JP7193786A
Authority: JP
Inventors: Wataru Fujii; 渉藤井; Minoru Okada; 実岡田; Shigeru Tanabe; 茂田辺; Tsutomu Tsunoda; 務角田
Original assignee: Dia Furotsuku Kk; Mitsubishi Rayon Co Ltd; Nitto Chemical Industry Co Ltd; Mitsubishi Rayon Engineering Co Ltd
Current assignee: Dia Furotsuku Kk; Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Engineering Co Ltd
Priority date: 1995-07-28
Filing date: 1995-07-28
Publication date: 1997-02-10

Abstract

(57)【要約】【課題】活性汚泥法における沈殿処理後において、発
生する汚泥を短時間で濃縮し、さらには高い透過流速を
長時間保つことのできる処理方法および処理システム。【解決手段】廃液を最終沈殿槽で処理して生じた汚泥
を膜分離槽内で分離膜モジュールを備えた膜分離装置で
濾過処理し濃縮する。最終沈殿槽では処理しきれない大
量の余剰汚泥の濃縮処理を短時間で行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、し尿、下水などの
廃水を河川等に放流する前に行う廃水処理に関するもの
で、特に廃水処理によって生じる汚泥の濃縮に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、し尿や下水などの都市廃水、
工場などからの有機性廃水などは、その中に含有される
種々の懸濁物質（ＳＳ）を取り除く処理が施されてから
河川等に放流される。

【０００３】従来の都市廃水や有機性廃水の一般的な処
理は、図７に示すようなシステムにより行われている。
まず、処理しようとする廃水原水は、初期沈殿槽にて比
較的大きな懸濁物質が沈殿分離される。次に、曝気槽に
て、活性汚泥により廃水中のＢＯＤ、ＣＯＤ等の水溶性
成分が分解される。その後、最終沈殿槽にて、活性汚泥
のフロックが沈殿分離された後に放流される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで特に下水処理
の場合、含有される懸濁物質の量は一定ではなく、廃水
の水質変動、水量変動、水温変動などがあり、このよう
な負荷変動が大きいと発生する汚泥量の変動も大きくな
る。最終沈殿槽では重力沈降により汚泥を濃縮している
ため、汚泥の濃縮に長時間を要する。このため、汚泥量
が増加すると、最終沈殿槽での処理が間に合わない事態
になる。こうした最終沈殿槽の容量オーバーが生じた場
合、最終沈殿槽から余剰汚泥の引抜きを停止し、余剰汚
泥を曝気槽に一時貯溜する対処が行われる。しかし、こ
うした余剰汚泥の滞留を行うと、システム全体の処理条
件が崩れ、最終沈殿槽からフロックが流出してしまうお
それがある。また、処理すべき汚泥量が過剰になったと
きに、これを一時貯溜する予備槽を設けることも考えら
れるが、実際の廃水処理に供しない槽を別個に設けるこ
とは、極めて不経済であり、施設確保のための広大な用
地を必要としてしまう。また、分離膜を利用した濃縮方
法が種々検討されたが、いずれも低透過流速や短時間で
の膜の閉塞などにより実用化されていない。

【０００５】本発明は前記課題を解決するためになされ
たもので、活性汚泥法における沈殿処理後において、発
生する汚泥を短時間で濃縮する廃水処理を行うことを目
的とし、さらには高い透過流速を長時間保つことのでき
る処理方法および処理システムを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の廃液処理方法
は、廃液を最終沈殿槽で処理して生じた汚泥を分離膜モ
ジュールを備えた膜分離装置で濾過処理し濃縮すること
を特徴とするものである。

【０００７】また本発明を実施するに際しては、膜分離
装置に凝集剤を添加することにより、その濃縮をさらに
効率よく実施することができる。

【０００８】ここに用いる凝集剤としては、カチオン
系、アニオン系、ノニオン系または両性の高分子凝集剤
を用いることができる。

【０００９】凝集剤として、金属系フロック改質剤と両
性高分子凝集剤とを併用して用いることにより、汚泥フ
ロックの強度を高くすることができ、さらに廃液処理の
効率化を図ることができる。

【００１０】本発明の廃液処理システムは、廃液を最終
沈殿槽にて処理し、該処理後の汚泥を膜分離装置で処理
する手段を有し、該膜分離装置は、汚泥の流入される膜
分離槽と該膜分離槽内に配置された分離膜モジュールを
備えていることを特徴とするものである。

【００１１】本発明の廃液処理システムにおいて用いる
前記膜分離装置としては、複数の中空糸で構成された中
空糸膜からなる分離膜と該分離膜の両端に設けられた管
状支持体とを有し、中空糸内に入った濾液が管状支持体
内に形成された内部路を通過し得る分離膜モジュール
と、前記分離膜の膜面が鉛直方向に沿うように内部に配
置されると共に、余剰汚泥を貯溜する膜分離槽と、前記
管状支持体の内部路と連通した吸引ポンプとを備えてい
るものを適用できる。

【００１２】また他の型の分離膜モジュールとしては、
複数の中空糸からなる分離膜と、該分離膜のほぼ中央部
を折り返してその間に板状のスペーサを挿入し、該スペ
ーサの一端部に設けられた管状支持体とを有し、該管状
支持体の内部に形成された内部路内に前記中空糸の両端
部が位置し、中空糸内に入った濾液が内部路内を通過し
得る分離膜モジュールがある。

【００１３】さらに他の型の分離膜モジュールとして
は、内部空間を有し、外部と前記内部空間を連通する孔
が表面に多数形成された扁平状のスペーサと、該スペー
サを覆う多孔質状の分離膜と、前記スペーサの一端に設
けられた管状支持体とを有し、前記スペーサの内部空間
内に入った濾液が管状支持体の内部に形成された内部路
内を通過し得る分離膜モジュールがある。

【００１４】汚泥の濃度が低い場合には、膜分離槽内で
あって分離膜の下方に、気体を発散する散気装置を配置
することにより膜汚泥を防止することができる。

【００１５】本発明では、廃液処理において生じる汚泥
から水分のみを分離膜を介して吸引濾過して固形汚泥中
の水分を低減することに特徴がある。本発明は分離膜を
用いた汚泥中の水分の除去であるので、最終沈殿槽より
生じた汚泥量の変化などによる負荷変動に対応でき、し
かも吸引により強制的に汚泥の脱水濾過を行うので短時
間で固形汚泥の処理を行うことができる。

【００１６】また、分離膜の膜面が鉛直方向に沿うよう
に分離膜モジュールを配置したことにより、濾過水を水
平方向に抜くことができ、膜での膜水処理を効率よく行
うことができる。

【００１７】また、吸引濾過による膜分離を行うと、膜
分離槽中の汚泥濃度は高まり、ひいては膜の透過流速が
低下する傾向があるが、膜分離槽内に凝集剤を添加する
ことにより、汚泥中の微細フロックは比較的大きく且つ
強度の高いフロックが形成され、汚泥の脱水効率を高め
ることができる。

【００１８】また、金属系フロック改質剤と両性高分子
を凝集剤として用いる場合には、金属系フロック改質剤
の添加後に両性高分子を添加する方法を用いるのがよ
い。金属系フロック改質剤の添加により、有機汚泥中の
粘質物質層および溶解成分が金属系フロック改質剤との
反応により荷電中和し、親水コロイドを疎水化し、粒子
径は小さいが粘着性の小さい強固な核を形成するように
汚泥が改質される。これに、両性系高分子凝集剤を添加
することにより、両性系高分子凝集剤は液相中でイオン
解離して正負両荷電を有すると共に、ポリマーどうし又
は金属イオンを介在して架橋化し、架橋化したポリマー
は汚泥粒子の核と反応して粗大なフロックが生成され
る。

【００１９】分離膜モジュールとして図４に示す如きも
のを用いると、膜分離槽内の余剰汚泥は分離膜で固液分
離されて水分が除去され、中空糸内に取入れられた濾液
は中空糸内を通り、その端部から管状支持体の内部路内
に入り、内部路を通過して放出される。この廃液処理シ
ステムであると、１枚の分離膜に対して１つの管状支持
体を用いればよく、コストの削減や小型化などを促進で
きる。また、折り返した分離膜間にスペーサを配置した
ことにより、分離膜どうしの付着がなく、分離膜が束ね
られてしまうことなどによる濾過性能の低下をきたすこ
とがない。

【００２０】分離膜モジュールとして図５に示した如き
ものを用いると、膜分離槽内の余剰汚泥は分離膜にて固
液分離して水分が除去され、分離膜を透過した濾液はス
ペーサに形成された孔を通ってスペーサの内部空間内に
取入れられ、内部空間を介して管状支持体の内部路内に
入り、内部路を通過して放出される。この廃液処理シス
テムであると、１枚の分離膜に対して１つの管状支持体
を用いればよく、コストの削減や小型化などを促進でき
る。また、折り返した分離膜間にスペーサを配置したこ
とにより、分離膜どうしの付着がなく、分離膜が束ねら
れてしまうことなどによる濾過性能の低下をきたすこと
がない。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の形態例を以下に説明する
が、本発明がそれらに限定解釈されるものでないことは
勿論のことである。

【００２２】〔形態例１〕本形態例の廃液処理方法で
は、図１に示すように、まず、処理する廃液原水を初期
沈殿槽に導入する。この初期沈殿槽では、比較的大きな
懸濁物質を沈殿分離する。そして、処理水は曝気槽中で
活性汚泥によって処理され、次いで最終沈殿槽に導かれ
て汚泥を沈殿分離する。廃液は曝気槽で、活性汚泥によ
り廃水中のＢＯＤ、ＣＯＤ等の水溶性成分が分解された
後、最終沈殿槽にて、活性汚泥のフロックが沈殿分離さ
れる。そして、処理水は放流され、最終沈殿槽で発生し
沈降した汚泥は膜分離装置に移送される。膜分離装置で
は、最終沈殿槽からの汚泥を濃縮処理する。膜分離装置
にて濃縮された汚泥はその後脱水機にて水分をさらに除
去して処分される。

【００２３】膜分離装置としては、図２に示す構成のも
のが適用できる。図２に示す膜分離装置１０は、最終沈
殿槽より分離した汚泥を貯溜する膜分離槽１２と、この
膜分離槽１２内に配置される分離膜モジュール１４と、
分離膜モジュール１４と接続された吸引ポンプ１６とを
有して概略構成される。分離膜モジュール１４は図３に
示すようなもので、複数の中空糸で構成される中空糸膜
からなる分離膜１８と、分離膜１８の両端に設けられた
管状支持体２０とを有して概略構成される。中空糸には
種々の多孔質かつ管状の中空糸が使用でき、例えば、セ
ルロース系、ポリオレフィン系、ポリビニルアルコール
系、ＰＭＭＡ系、ポリスルフォン系等の各種材料からな
るものが使用できる。中でも、ポリエチレンやポリプロ
ピレン等の伸度の高い材質のものが好ましい。また、特
に限定されるものではないが、中空糸の外径は２０〜２
０００μm、孔径は０.０１〜１μm、空孔率は２０〜９
０％、中空糸膜の膜厚は５〜３００μmのものが好まし
い。

【００２４】また、分離膜は、表面に親水基を有する所
謂恒久親水化膜であることが望ましい。分離膜の表面が
疎水性であると、被処理水中の有機物と分離膜表面の間
に疎水性相互作用がはたらき、膜面への有機物吸着が発
生し、これが膜面閉塞につながり、濾過寿命が短くなり
易いからである。しかも、吸着に起因する目詰りは膜面
洗浄によっても濾過性能の回復は一般に難しい。しかし
ながら、恒久親水化膜を用いることにより有機物と分離
膜表面の疎水性相互作用を抑制することができ、有機物
の吸着を抑えることができる。

【００２５】管状支持体２０は内部に内部路２４の形成
された筒状のもので、その一端は閉止され、他端は吸引
ポンプ１６と配管２２によって接続されている。尚、こ
の図３に示した管状支持体２０は円筒状のものである
が、これに限られるものではなく、例えば、外形が四角
柱状のものであってもよい。さらに、この管状支持体２
０の側壁２６にはその長さ方向に沿ったスリット２８が
形成されている。このスリット２８には分離膜１８の端
部が挿入されつつ、充填される密封材で閉塞され、分離
膜１８は強固に支持固定される。即ち、分離膜モジュー
ル１４としては、分離膜１８の両端部が２本の管状支持
体２０によってそれぞれ支持される。この場合、分離膜
１８の端部とは中空糸の繊維方向両端部であり、各中空
糸の両端部は管状支持体２０の内部路２４内に位置する
ようになる。スリット２８の幅は３０mm以下が好まし
く、１０mm以下であるとより好ましい。スリット２８の
幅を狭くすることによって、分離膜１８を構成する各中
空糸をより整然と１列に揃え易くなるからである。中空
糸が揃わず中空糸膜が乱れて形成されると、汚泥等の付
着により複数の中空糸が束になって固着一体化し、分離
膜としての表面積を有効に活用できず、分離性能が低下
してしまう。スリットの長さは特に限定されるものでな
いが、あまり短いと分離膜の膜面積を大きくすることが
できず、分離性能を高めることができない。また、あま
り長いと製造が困難となる。１００〜２０００mmが適当
とされる。

【００２６】密封材は、分離膜１８の各中空糸をその端
部の開口状態を保ったまま、集束してスリット２８に固
定するとともに、管状支持体２０の内部路２４を外部か
ら液密に仕切るもので、エポキシ樹脂、不飽和ポリエス
テル樹脂、ポリウレタン等を液状にしたものをスリット
２８に充填、硬化させることにより形成される。また、
１つのスリットに対して２列以上に分離膜を挿入、固定
すれば、または、１つの管状支持体に対して２つ以上の
スリットを形成し、各スリットに分離膜を挿入、固定す
れば、１つの分離膜モジュール１４当たり複数の分離膜
１８を形成することが可能となる。分離膜１８の数は多
い方が全体としての膜面積を増やすことができ、処理性
能を高めることが可能である。しかしながら、分離膜を
３枚以上設けると、後述する分離膜の洗浄時に、内側に
位置した分離膜の洗浄効果を高めることができないの
で、分離膜は２枚が適当である。

【００２７】このような構成の分離膜モジュール１４は
１つの膜分離槽１２内に複数個配置することが可能であ
る。分離膜モジュール１４を複数個配置することによっ
て、全体としての膜面積を増加させることができ、処理
性能を向上させることができる。また、分離槽のコンパ
クト化を考慮すると、隣接する分離膜モジュール１４相
互の間隔は狭い方が好ましい。このため、各分離膜モジ
ュールの間隔は、分離膜モジュールに占める分離膜の膜
面積の大きさ、分離膜モジュールの数、管状支持体の太
さを考慮して選択することが必要であり、その間隔は５
〜１００mmの範囲が好ましく、５〜７０mmの範囲がより
好ましい。

【００２８】各管状支持体２０の内部路２４は吸引ポン
プ１６と配管２２にて接続されている。従って、吸引ポ
ンプ１６を作動させることにより、内部路２４内に入り
込んだ透過液は強制的に移送され、系外に放流される。

【００２９】膜分離槽１２内であって分離膜１８の下方
には、気体を発散する散気装置３０を配置することが好
ましい。散気装置３０は、多数の細孔の形成された中空
体で、圧空ポンプ３２と接続されている。この圧空ポン
プ３２を作動させることにより、散気装置３０からは気
泡が発散される。この散気装置３０を利用することによ
り、エアースクラビング処理を行うことができる。すな
わち、散気装置３０から発散し上昇する気泡により、中
空糸膜が揺動し、この揺動により中空糸同しが擦れあっ
たり又は中空糸と水の相対的流動により、中空糸の表面
に付着した汚泥が取り除かれるようになる。

【００３０】また、上記散気装置３０によるエアースク
ラビング処理を考慮すると、分離膜１８の膜面が鉛直方
向に沿うように分離膜モジュール１４を配置することが
望ましい。膜面が鉛直方向に沿うように配置すること
で、その下方から上昇する気泡が全ての分離膜１８の膜
面全体に対し均一に作用し、かつ円滑に膜分離槽１２の
上方に通り抜け易くなるからである。これに対して、分
離膜１８が水平に寝た状態に分離膜モジュールを配置す
ると、発散した気泡は最下部に配置された分離膜に当た
った後は、その分離膜に沿って水平方向外方に向かって
散ってしまい、上部に配置された分離膜に対して有効に
エアースクラビング処理を施すことができなくなってし
まう。

【００３１】このような膜分離装置１０を最終沈殿槽と
接続した本形態例の廃液処理システムにおいては、最終
沈殿槽にて沈殿分離した汚泥は、膜分離槽１２内に流入
され、溜められる。そして、吸引ポンプ１６を作動させ
る。すると、膜分離槽１２内の余剰汚泥は分離膜１８で
吸引濾過され、汚泥のみが分離膜１８の表面に捕えられ
水分と汚泥とが分離される。こうして汚泥の除去された
水分（濾液）は、吸引ポンプ１６により分離膜１８を構
成する各中空糸中を通り、その端部に設けられている管
状支持体２０の内部路２４及び配管２２を経由して放流
される。こうして膜分離槽内では高速で水分だけが除去
されて汚泥が濃縮される。また、適宜上記エアースクラ
ビング処理による分離膜の洗浄を行えば、分離能力の低
下を防止することができる。

【００３２】また、分離膜の洗浄は、エアースクラビン
グ処理ばかりでなく、逆洗処理などによっても行うこと
ができる。即ち、吸引ポンプ１６を圧送ポンプとしても
用いることにより、清浄水を管状支持体２０の内部路２
４を経由して中空糸内を通らせて分離膜の表面から放出
させることにより分離膜１８の表面に付着した懸濁物質
を除去することができる。または、スポンジボールなど
の粒状物を膜分離槽内に散布して、これを分離膜と接触
させたり、超音波振動を付加して分離膜を振動させるな
どの方法も適用できる。また、分離膜の表面の洗浄は、
薬品洗浄によっても行える。薬品洗浄は費用が嵩むもの
であるが、エアースクラビング処理や逆洗処理などを併
用することによって使用する薬品量の低減を図ることが
できる。エアースクラビングや逆洗などによる洗浄は、
吸引による濾過処理と後述する凝集剤の添加を停止した
状態で行う。尚、廃液の性状などにより、逆洗を行わな
くて済む場合には、廃液の濾過処理中に、エアースクラ
ビング処理による洗浄を行うこともできる。

【００３３】本形態例の廃液処理システム及び方法によ
れば、汚泥中の水分を短時間で分離、除去することがで
きる。特に、最終沈殿槽より分離される汚泥量の変化な
どによる負荷変動に対しても柔軟に対処でき、最終沈殿
槽に移送される余剰汚泥を引抜くことによって、最終沈
殿槽での容量オーバーを防止できる。したがって、シス
テム全体の処理を安定して行うことができ、最終沈殿槽
からのフロックの流出を防止できる。

【００３４】膜分離槽に流入される汚泥中には活性汚泥
の微細フロックが含まれているおそれがある。このよう
な活性汚泥を含む微細フロックは、分離膜の膜表面への
付着、分離膜どうし間への付着を起こし、分離膜として
の透過流束を低下させやすい。このような場合、最終沈
殿槽内または膜分離槽内に凝集剤を添加することが有効
である。処理水に凝集剤を添加すると、処理水中の微細
フロックは比較的大きく且つ強度の高いフロックを形成
するようになり、分離膜の表面上に緻密なケーキ層は形
成されず、分離膜からの剥離性が高まる。したがって、
分離膜の高い透過流束を維持することができるようにな
る。即ち、吸引濾過による膜分離を行うほど、膜分離槽
中の汚泥濃度は高まり、しいては膜の透過流束が低下す
る傾向があるが、凝集剤の添加を行うことにより、汚泥
濃度が高く又廃液の粘度が高くても低い膜間差圧で高い
透過流束を維持することができるようになるのである。

【００３５】凝集剤は、微細フロックを適度の大きさの
フロックにするものであれば特に限定されるものではな
いが、カチオン系、アニオン系、ノニオン系または両性
の高分子凝集剤が使用できる。なかでもカチオン系の合
成高分子凝集剤が適している。高分子凝集剤のみ添加す
る場合、高分子凝集剤の使用量は余剰汚泥の性状にもよ
るが、余剰汚泥中の懸濁物質（ＳＳ）１００重量部に対
して０.１〜１重量部となる量が好ましく、０.１〜０.
８重量部が特に好ましい。０.１重量部未満ではフロッ
クの形成が不十分となる。また、１重量部より多いとフ
ロックが再分散したり、フロックの分離膜への付着性が
増すおそれがあるので好ましくない。

【００３６】また、鉄系やアルミ系等の金属系フロック
改質剤を添加した後に、主として両性系高分子凝集剤を
添加する方法はより好ましい。ここで、金属系フロック
改質剤としては、硫酸バンド、塩化第二鉄、硫酸第一
鉄、ポリ硫酸鉄等が用いられるが、なかでも鉄系の無機
凝集剤が好ましい。

【００３７】また、両性系高分子凝集剤は、１つの分子
中にカチオン性基およびアニオン性基を有する高分子凝
集剤である。カチオン性基としては、第３級アミン、そ
の中和塩、４級塩等、アニオン性基としては、カルボキ
シル基、スルホン基またはこれらの塩等が挙げられる。
特にカルボキシル基を有する両性系高分子凝集剤が好ま
しい。また、これらのイオン性成分の他にノニオン性成
分が含まれていてもよい。より具体的には、アニオン性
のモノマー単位として、アクリル酸、メタクリル酸若し
くはこれらのアルカリ金属塩等が挙げられる。カチオン
性のモノマー単位としては、ジメチルアミノエチル（メ
タ）アクリレート、ジエチルアミノエチル（メタ）アク
リレート、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルア
ミド、ジエチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミ
ド、アリルジメチルアミン若しくはこれらの中和塩、４
級塩などが挙げられる。ノニオン性のモノマー単位とし
ては、（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メ
タ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチル（メタ）アクリ
ルアミド等が挙げられる。

【００３８】このように、金属系フロック改質剤の添加
後に凝集剤を添加する手段としては、金属系フロック改
質剤を最終沈殿槽に加えるか、最終沈殿槽から膜分離装
置に汚泥を移送する配管中において添加し、凝集剤を膜
分離槽内に添加する手段を採ればよい。

【００３９】このような金属系フロック改質剤と凝集剤
を添加する方法であると、まず、金属系フロック改質剤
を添加することにより、有機汚泥中の粘質物質層および
溶解成分が金属系フロック改質剤と反応することにより
荷電中和し、親水コロイドを疎水化する。そして、これ
により粒子径は小さいが粘着性の小さい強固な核を形成
するように汚泥が改質される。その後、両性系高分子凝
集剤を添加すると、両性系高分子凝集剤は液相中でイオ
ン解離して正負両荷電を有すると共に、ポリマーどうし
又は金属イオンを介在して架橋化する。そして、架橋化
したポリマーは上記汚泥粒子の核と反応して粗大なフロ
ックが生成される。尚、生成したフロックは攪拌等によ
って、より疎水化、収縮した強固なフロックとなる。ま
た、液相中に残留金属イオンやポリマーはほとんどな
く、粘性のない濾水性、剥離性の良好な状態となる。し
たがって、難脱水性汚泥であっても凝集処理を行い易く
なる。

【００４０】このように、凝集剤を添加することによ
り、分離膜を用いた吸引濾過における圧損の経時的な上
昇を著しく抑制し、圧損の小さい濾過条件で長時間透過
流束を高く保つことが可能となる。したがって、安定し
て水分の分離、除去を行えると共に、使用する分離膜の
膜面積の削減を図ることもできる。さらに、分離膜の負
担を軽減し、分離膜の寿命を延ばすこともできる。また
さらに、分離膜に付着したフロックが剥離しやすくなる
ので膜表面の洗浄頻度を低減することができ、特に薬品
洗浄処理を削減することができる。尚、上記例において
は、吸引濾過を行った例を示したが、加圧濾過を適用す
ることもできる。

【００４１】〔形態例２〕形態例１の廃液処理システム
において、分離膜モジュールとして次の如きものを用い
た。図４に示すように、複数本の中空糸からなる分離膜
３４と、板状のスペーサ３６と、内部路の形成された管
状支持体３８を有して構成される。スペーサ３６は分離
膜３４によって覆われるもので、シート状の分離膜を折
り返し、その間にスペーサ３６を挟み込むようにし、分
離膜は、その両側周縁部４０，４０をヒートシールや接
着剤などを利用することにより接着し、袋状のものとす
る。また、その袋の開口部に該当する箇所の端部を管状
支持体３８にて固定すると共に、分離膜を構成する各中
空糸の端部が管状支持体３８の内部路２４内に位置する
ようにする。

【００４２】この構成の分離膜モジュールであると、管
状支持体３８の内部路２４と連通した吸引ポンプを作動
させることにより、膜分離槽内の余剰汚泥は分離膜３４
で固液分離され、中空糸内に取入れられた濾液は中空糸
内を通り、その端部から管状支持体３８の内部路２４内
に入り、内部路２４を通過して吸引ポンプを介して放流
される。

【００４３】この分離膜モジュールであると、１枚の分
離膜に対して１つの管状支持体を用いればよく、コスト
の削減や小型化などを促進できる。また、折り返した分
離膜間にスペーサを配置したことにより、分離膜どうし
の付着がなく、分離膜が束ねられてしまうことなどによ
る濾過性能の低下をきたすことがない。

【００４４】〔形態例３〕形態例１の廃液処理システム
において、分離膜モジュールとして次のものを用いた。
図５に示すように、形態例３の分離膜モジュールは、扁
平状のスペーサ４２と、これを覆う分離膜４４と、スペ
ーサ４２の一端に設けられる管状支持体３８とから構成
される。形態例３のスペーサは、その内部に内部空間が
形成された箱状のもので、かつスペーサ４２を構成する
６面の内、１つの面には開口部４６が形成され、他の面
の表面には、複数の孔が形成され、その孔は外部と内部
空間とを連通している。開口部４６は、管状支持体３８
の内部路２４と接続している。分離膜４４は上記形態例
２のようにスペーサ４２を覆うように設けられるが、形
態例３における分離膜４４は中空糸からなる必要はな
く、汚泥を透過させることのない多孔質状のものであれ
ば種々のものを適用することができる。

【００４５】この構成の分離膜モジュールを備えた膜分
離装置であると、管状支持体３８の内部路２４と連通し
た吸引ポンプを作動させることにより、膜分離槽内の余
剰汚泥は分離膜４４にて固液分離し、分離膜４４を透過
した濾液はスペーサ４２に形成された孔を通ってスペー
サ４２の内部空間内に取入れられ、内部空間内を通り、
その開口部４６から管状支持体３８の内部路２４内に入
り、内部路２４を通過して吸引ポンプを介して放流され
る。

【００４６】この分離膜モジュールであると、１枚の分
離膜４４に対して１つの管状支持体３８を用いればよ
く、コストの削減や小型化などを促進できる。また、折
り返した分離膜間にスペーサ４２を配置したことによ
り、分離膜どうしの付着がなく、分離膜が束ねられてし
まうことなどによる濾過性能の低下をきたすことがな
い。しかも、分離膜として中空糸膜以外のものを適用す
ることができ、分離膜の選択の幅を広げられる。

【００４７】〔試験例〕容量が０.５ｍ³の膜分離槽内に
膜面積が４ｍ²の図３に示した分離膜モジュールを膜面
が鉛直方向に沿うように１０本平行に並べて膜分離装置
を構成した。そして、膜分離槽内へ最終沈殿槽より分離
した汚泥を５（l/min）で供給すると共に、分離膜モジ
ュールの透過流束も２６（l/min）になるように吸引濾
過して膜透過水を得た。尚、汚泥の濃度は１００００mg
/lで温度は１５℃であった。また、膜分離槽の底部に設
けた散気装置からは３０m³／hrで空気を気泡として発散
させた。また、吸引濾過脱水処理の開始直前に、膜分離
槽内に汚泥固形分１００重量部に対して０.７重量部の
カチオン系高分子凝集剤を加えても行った。この凝集剤
の添加したものと添加しなかったものについて、差圧の
経時変化を測定した。測定結果を図６に示す。尚、図６
中、−□−□−は凝集剤を添加した例、−×−×−は凝
集剤を添加しなかった例の測定結果を示す。図６から、
凝集剤を添加しなかったものであると、処理時間に伴っ
て分離膜の表面の汚泥の付着量が増え、差圧が増加して
いるが、凝集剤を添加したものであると、差圧は約０.
２kgf／cm²で安定し、増加し続けないことがわかる。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば、最終沈殿槽より分離し
た汚泥の濃縮処理を短時間で行うことができる。特に、
汚泥の負荷変動に対応でき高速で水分の除去を行える。
したがって、汚泥量が増加し、最終沈殿槽での処理が間
に合わない事態になっても、汚泥濃縮の高速処理が可能
な膜分離装置に引抜くことによって、余剰汚泥の曝気槽
や最終沈殿槽での一時貯溜を行う必要がなく、システム
全体の処理を安定化することができ、最終沈殿槽からの
フロックの流出を抑制できる。また、予備槽を設ける必
要がなく、また膜分離装置は小型で広大な設置面積を必
要としないので、敷地の有効利用を図ることができる。

【００４９】また、分離膜の膜面が鉛直方向に沿うよう
に分離膜モジュールを配置したものであると、エアース
クラビング処理による洗浄を分離膜の膜面全体に対し均
一に行える。

【００５０】膜分離槽内に凝集剤を添加したものである
と、分離膜を用いた吸引濾過における圧損の経時的な上
昇を著しく抑制し、圧損の小さい濾過条件で長時間透過
流束を高く保つことが可能となる。したがって、安定し
て水分の分離、除去を行えると共に、使用する分離膜の
膜面積の削減を図ることもできる。さらに、分離膜の負
担を軽減し、分離膜の寿命を延ばすこともできる。また
さらに、分離膜に付着したフロックが剥離し易くなるの
で膜表面の洗浄頻度を低減することができ、特に薬品洗
浄処理を削減することができる。

【００５１】また、本発明の廃液処理システムにおい
て、エアースクラビング処理による分離膜の洗浄を行う
ことができ、分離能力の低下を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本形態例の廃液処理システムを示す流れ図であ
る。

【図２】形態例１の膜分離装置を示す構成図である。

【図３】形態例１の分離膜モジュールを示す斜視図であ
る。

【図４】形態例２の分離膜モジュールを示す図で、図４
（ａ）は正面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のｂ−ｂ側断
面図である。

【図５】形態例３の分離膜モジュールを示す図で、図５
（ａ）は正面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のｂ−ｂ側断
面図である。

【図６】差圧の経時変化を示すグラフである。

【図７】従来例の廃液処理システムを示す流れ図であ
る。

【符号の説明】

１０膜分離装置１２膜分離槽１４分離膜モジュール１６吸引ポンプ１８分離膜２０管状支持体２４内部路２８スリット３０散気装置３４分離膜３６スペーサ３８管状支持体４２スペーサ４４分離膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤井渉神奈川県横浜市鶴見区大黒町10番１号日東化学工業株式会社中央研究所内 (72)発明者岡田実東京都江東区木場二丁目８番３号三菱レイヨン・エンジニアリング株式会社内 (72)発明者田辺茂富山県富山市海岸通り３番地ダイヤフロック株式会社技術開発センター内 (72)発明者角田務東京都中央区京橋二丁目３番19号三菱レイヨン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃液を最終沈殿槽で処理して生じた汚泥
を分離膜モジュールを備えた膜分離装置で濾過処理し濃
縮することを特徴とする廃液処理方法。
【請求項２】最終沈殿槽または膜分離装置に凝集剤を
添加することを特徴とする請求項１記載の廃液処理方
法。
【請求項３】凝集剤として、金属系フロック改質剤と
両性高分子凝集剤の組合わせたものを用いることを特徴
とする請求項２記載の廃液処理方法。
【請求項４】廃液を最終沈殿槽にて処理して生じた汚
泥を膜分離装置で処理する手段を有し、該膜分離装置
は、汚泥の流入される膜分離槽と該膜分離槽内に配置さ
れた分離膜モジュールを備えていることを特徴とする廃
液処理システム。
【請求項５】請求項５記載の廃液処理システムにおい
て、前記膜分離装置は、複数の中空糸で構成された中空糸膜からなる分離膜と該
分離膜の両端に設けられた管状支持体とを有し、中空糸
内に入った濾液が管状支持体内に形成された内部路を通
過し得る分離膜モジュールと、前記分離膜の膜面が鉛直方向に沿うように内部に配置さ
れると共に、汚泥を貯溜する膜分離槽と、前記管状支持体の内部路と連通した吸引ポンプとを備え
ていることを特徴とする廃液処理システム。