JPH10180048A - 浸漬型膜分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理槽の水中に浸漬される膜モジュールの多
数本の外圧型中空管状膜の１本宛の全長に気泡を均一に
接触させて振動し、中空管状膜の表面をＳＳが部分に閉
塞したり、ＳＳの粘着性で中空管状膜がブロック化現象
を生じたり、中空管状膜に伸縮の差が生じて切断したり
するのを防止する。 【解決手段】 処理槽１の水中に多数本の外圧型中空管
状膜１１を有する膜モジュール１０を浸漬し、上記各中
空管状膜の膜を透過した透過液を採水する浸漬型膜分離
装置において、上記処理槽の水中に、曝気用給気管２１
に接続して気泡を水中に噴出する曝気手段２０を浸漬
し、前記膜モジュールを構成する中空管状膜１１によっ
て上記曝気手段を囲む。

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、アルミナセラミ
ック等からなる無機材質や、有機材質からなる逆浸透
膜、限外濾過膜、精密濾過膜の多数本の外圧型中空糸膜
やチューブラー型膜を有する中空管状の膜モジュールを
処理槽の水中に浸漬し、水頭差や吸引ポンプにより生じ
る負圧作用で各中空管状膜を外側から中空部に透過した
透過液を採水する固液分離用の浸漬型膜分離装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】このような浸漬型膜分離装置では、固液
分離を行うに伴い各中空管状膜の表面にＳＳが細長いス
パゲッティ状に付着、生長して膜の表面を閉塞させるた
め、従来は処理槽内の膜モジュールの下方に曝気装置を
設置し、曝気装置から浮上する気泡により中空管状膜を
上下、或いは左右に浮遊、振動させて中空管状膜の表面
に付着、生長するＳＳを払い落とし、膜の表面の閉塞を
防止している。特に処理槽の液中に好気微生物を存在さ
せて有機性廃水を生物処理しながら固液分離を行う場合
は、曝気した空気が好気性微生物を活性化するため、処
理効果が極めて高い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、曝気による空
気は、膜モジュールを構成する中空管状膜の１本宛に均
一に接触しないため、部分的にＳＳが中空管状膜の表面
を閉塞したり、膜の表面に付着、生長するＳＳの粘着性
によって数１０本、数１００本の規模で中空管状膜が固
着するブロック化現象が生じることがあった。更に、中
空管状膜の１本の外径は０．２〜１．０ｍｍ、膜モジュ
ールを構成するための採水装置に対する埋込み密度は数
１０本／ｃｍ² であるため、曝気による浮遊、振動で１
本宛の中空管状膜に伸縮の差が発生すると、中空管状膜
が絡み合い、部分的に張力が加わるとその個所で切断し
てしまい、固液分離機能が劣化するという事態がたまに
生じていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した問題
点を解消するために開発されたもので、処理槽の水中に
多数本の外圧型中空管状膜を有する膜モジュールを浸漬
し、上記各中空管状膜の膜を透過した透過液を採水する
浸漬型膜分離装置において、上記処理槽の水中に、曝気
用給気管に接続して気泡を水中に噴出する曝気手段を浸
漬し、前記膜モジュールを構成する中空管状膜によって
上記曝気手段を囲んだことを特徴とする。

【０００５】

【実施例】図示の各実施例において、１１は１本宛の外
圧型中空管状膜、１２は中空集水部１２´を有し、多数
本の中空管状膜の１本宛の端部を固定し、図１（Ｂ）に
拡大して示したように、各中空管状膜の中空部が前記中
空集水部に連通した採水装置であって、上記採水装置１
２と、これに端部を固定された多数本の中空管状膜１１
とによって処理槽１の水中に浸漬した膜モジュール１０
が構成される。そして、採水装置の中空集水部には処理
槽の水面上に突出して吸引ポンプＰに接続した採水管１
３が連結し、吸引ポンプの運転により採水装置の中空集
水部を経て各１本宛の中空管状膜の中空部に生じる減圧
吸引作用で処理槽内の液は中空管状膜の膜を外側から中
空部に透過して採水装置の中空集水部１２´で合流し、
採水管１３、吸引ポンプＰを経て採水される。

【０００６】２０は処理槽１の水中に浸漬し、曝気用給
気管２１に接続して気泡を水中に噴出する曝気手段で、
気泡を均一に噴出できれば曝気手段の壁面を不織布や、
ポーラスな多孔質材料で構成してもよいし、細孔や、ス
リットを有する金属板で構成してもよく、構造は任意で
ある。

【０００７】図１の実施例では膜モジュールの採水装置
１２は中空の環状体からなり、多数本の中空管状膜１１
は１本宛Ｕ形に曲がり、その両端部を環状体の中空集水
部１２´に下から突入して固定され、環状体の直径方向
に位置する。これにより環状体の下には多数本の中空管
状膜のＵ形に曲がった折返し部分が交錯して底を形成す
る籠形になる。そして、この多数本の中空管状膜で構成
された籠の内部に、籠の内形よりも外形が少し小さい相
似形の曝気手段２０が同心状に嵌入し、籠を構成する多
数本の中空管状膜の全部に対して均一に気泡を噴出する
ようになっている。

【０００８】曝気手段の上面は上壁２０´により閉じ、
その中央からは環状体の中心を貫いて、給気管２１に上
端を接続した連絡管２２が起立し、曝気手段の内部は連
絡管２２で給気管２１と連通する。

【０００９】採水装置１２の環状体も、上端を採水管１
３に接続した連通管１４を有し、この連通管１４により
環状体の中空集水部１２´は採水管１３と連通する。

【００１０】給気管２１から連絡管２２で下がる曝気手
段２０を、多数本の中空管状膜からなる籠の内部に同心
状に位置させ、曝気手段を多数本の中空管状膜で囲むた
め、採水装置の環状体は複数の上向きの取付部材１５に
よって採水管１３に固定されている。

【００１１】前述したように曝気手段２０の外形は、多
数本の中空管状膜が構成する籠の内形より少し小さい。
このため中空管状膜と曝気手段の外面との間には間隙１
６が保たれている。従って、固液分離を行うため吸引ポ
ンプＰを運転し、且つ給気管２１にブロワーなどから空
気を給気すると、曝気手段２０は上壁２０´を除く外面
全体から空気を噴出し、籠を構成している多数本の中空
管状膜の１本宛の全長に気泡を均一に浴びせ、振動させ
る。これにより、ＳＳが中空管状膜の膜の表面に付着し
ようとしても振動によって払い落とされ、付着できな
い。こうして、吸引ポンプの吸引作用で処理槽中の液
の、中空管状膜を透過できた透過液を環状体、連通管１
４、採水管１３を経て長時間、連続的に採水できる。そ
して、ＳＳが中空管状膜の表面に付着しないので中空管
状膜同志が固着するブロック化現象が生じないと共に、
１本宛の中空管状膜は一様に振動するため絡み合いによ
る切断も生じない。

【００１２】図１の実施例では多数本の中空管状膜の１
本宛をＵ字形に曲げ、その両端を環状体に固定して膜モ
ジュールを底を有する籠形にしたが、多数本の中空管状
膜を平らなメッシュ状に編み、これを袋状に変形させて
中空管状膜の１本宛の両端を環状体に固定して膜モジュ
ールにしても同じ作用効果を有する。

【００１３】図２の実施例は、採水装置１２として２つ
の中空の環状体を上下に配置し、上下の環状体に対して
多数本の中空管状膜１１の１本宛が上端部と下端部を突
入して固定され、上下の環状体と、これに上端部と下端
部を固定された直線状の多数本の中空管状膜により膜モ
ジュール１０を円筒形の底が無い籠形にした場合のもの
である。この籠の内部に、多数本の中空管状膜が囲む内
径よりも外径が少し小さい円筒形で、上面と底が塞がれ
た曝気手段２０を同心状に嵌入し、曝気手段の外周面の
全体から均一に気泡を噴出するようにしてある。

【００１４】膜モジュールの上の環状体の採水管１３に
対する配管、固定、及び曝気手段２０の給気管２１に対
する配管は図１の実施例と同様で、同じ部材には同じ符
号を付して説明を省略する。この図２の実施例では採水
装置として下にも環状体を有するので、下の環状体から
の採水管１３´を設け、下の採水管１３´と上の採水管
１３を連結して、１台の吸水ポンプＰに接続する。

【００１５】この実施例でも円筒形の曝気手段２０の外
径は、多数本の中空管状膜が囲む内径より少し小さい。
このため中空管状膜と曝気手段の外周面との間には間隙
１６が保たれている。従って、固液分離を行うため吸引
ポンプＰを運転し、且つ給気管２１にブロワーなどから
空気を給気すると、曝気手段２０は外周面全体から空気
を噴出し、籠を構成している直線状の多数本の中空管状
膜の１本宛の全長に気泡を均一に浴びせ、振動させる。
これにより、ＳＳが中空管状膜の膜の表面に付着しよう
としても振動によって払い落とされ、付着できない。こ
うして、吸引ポンプの吸引作用で処理槽中の液の、中空
管状膜を透過できた透過液を上下の環状体、連通管１
４、採水管１３，１３´を経て長時間、連続的に採水で
きる。そして、ＳＳが中空管状膜の表面に付着しないの
で中空管状膜同志が固着するブロック化現象が生じない
と共に、１本宛の中空管状膜は一様に振動するため絡み
合いによる切断も生じない。

【００１６】図３の実施例は、採水装置１２が左右２本
の横置き筒体からなり、多数本の中空管状膜１１の１本
宛をアーチ形に曲げ、その下向きの左右各端部を上記左
右の横置き筒体１２，１２に上から突入して固定し、一
列のトンネル状に膜モジュールを構成した場合を示す。
そして、曝気手段２０は左右の横置き筒体の間に入り、
一列のトンネル状に配列されている多数本の中空管状膜
１１との間に間隙１６を保った中空のかまぼこ形で、底
と両端を除くアーチ形の表面から均一に気泡を噴出する
ようにしてある。

【００１７】膜モジュールの採水装置１２である左右２
本の横置き筒体は、例えば処理槽１の底面上に設置し、
曝気手段２０は横置き筒体の間で、多数本の中空管状膜
が構成する一列のトンネルの下に位置するように処理槽
の底面上に設置する。そして、２本の横置き筒体の端面
に夫々採水管１３，１３を接続し、この２本の採水管を
連結して１本にし、吸引ポンプに接続する。又、曝気手
段の端面には給気管２１を接続する。

【００１８】この状態で多数本の中空管状膜が構成する
トンネルと、曝気手段のアーチ形の表面との間には間隙
１６が保たれる。従って、固液分離を行うため吸引ポン
プＰを運転し、且つ給気管２１にブロワーなどから空気
を給気すると、曝気手段２０はアーチ形の表面全体から
空気を噴出し、トンネルを構成している多数本の中空管
状膜の１本宛の全長に気泡を均一に浴びせて振動させ
る。これにより、ＳＳが中空管状膜の膜の表面に付着し
ようとしても振動によって払い落とされ、付着できな
い。こうして、吸引ポンプの吸引作用で処理槽中の液
の、中空管状膜を透過できた透過液を横置き筒体、採水
管１３，１３を経て長時間、連続的に採水できる。そし
て、ＳＳが中空管状膜の表面に付着しないので中空管状
膜同志が固着するブロック化現象が生じないと共に、１
本宛の中空管状膜は一様に振動するため絡み合いによる
切断も生じない。

【００１９】図１，２の実施例では膜モジュールと曝気
手段を処理槽内に上下方向に設置し、図３の実施例では
膜モジュールと曝気手段を処理槽内に横方向に設置した
が、設置する向き、ないし方向は上記に限定されず任意
である。

【００２０】

【発明の効果】以上で明らかなように、本発明によれば
膜モジュールを構成している多数本の中空管状膜の１本
宛の全長に気泡を均一に浴びせて振動させ、中空管状膜
の膜の表面に付着しようとするＳＳを振動によって払い
落とし、付着を防止する。従って、吸引ポンプの吸引作
用で処理槽中の液の、中空管状膜を透過できた透過液を
長時間、連続的に採水できる。そして、ＳＳが中空管状
膜の表面に付着しないので中空管状膜同志が固着するブ
ロック化現象が生じないと共に、１本宛の中空管状膜は
一様に振動するため、固液分離機能の劣化を来す絡み合
いによる切断も生じない。又、脱着が容易なため、膜の
交換や劣化した膜を系外に取り出しての洗浄が容易にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）はこの発明の第１実施例の膜モジュール
と、曝気手段の分解斜視図、（Ｂ）は上記膜モジュール
と、曝気手段によって構成した浸漬型膜分離装置の断面
図である。

【図２】（Ａ）はこの発明の第２実施例の膜モジュール
と、曝気手段の分解斜視図、（Ｂ）は上記膜モジュール
と、曝気手段によって構成した浸漬型膜分離装置の断面
図である。

【図３】（Ａ）はこの発明の第３実施例の膜モジュール
と、曝気手段の斜視図、（Ｂ）は上記膜モジュールと、
曝気手段によって構成した浸漬型膜分離装置の断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 処理槽 １０ 膜モジュール １１ 膜モジュールの中空管状膜 １２ 膜モジュールの採水装置 １３ 採水管 ２０ 曝気手段 ２１ 曝気手段への給気管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ０２Ｆ 3/12 Ｃ０２Ｆ 3/12 Ｓ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理槽の水中に多数本の外圧型中空管状
   膜を有する膜モジュールを浸漬し、上記各中空管状膜の
   膜を透過した透過液を採水する浸漬型膜分離装置におい
   て、上記処理槽の水中に、曝気用給気管に接続して気泡
   を水中に噴出する曝気手段を浸漬し、前記膜モジュール
   を構成する中空管状膜によって上記曝気手段を囲んだこ
   とを特徴とする浸漬型膜分離装置。