JPH1147747A - 浸漬式膜処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 活性炭吸着処理槽と浸漬型膜モジュールとを
一体化した浸漬式膜処理装置において、活性炭の吸着能
力を十分に発揮させて、活性炭使用量を低減すると共に
高度な処理水を得る。 【解決手段】 原水が順次流通される複数の槽部１〜３
の第１段目の槽部１に原水を供給し、最終段の槽部３に
浸漬型膜モジュール８を設け、その透過水を処理水とし
て取り出す。活性炭は最終段の槽部３に供給し、各段の
槽部内の活性炭混合液を上流側の槽部へ順次移送し、第
１段目の槽部１から使用済み活性炭を排出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は原水を活性炭により
吸着処理し、吸着処理水を膜濾過処理するための浸漬式
膜処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】排水中の難分解性物質や色度、臭気等の
除去を目的として粉末活性炭を用いる吸着処理が広く採
用されている。そして、近年、この粉末活性炭吸着処理
装置に、ＭＦ（精密濾過）膜又はＵＦ（限外濾過）膜モ
ジュールを組み合わせ、吸着処理と吸着処理水の膜濾過
処理とを同時に行う方式が開発された。

【０００３】活性炭吸着処理に膜濾過処理を組み合せる
ことにより、ＳＳが高度に除去された良好な水質の処理
水が得られることから、この方式は有望な処理方式とし
て高く評価されている。特に、活性炭吸着処理槽内に外
圧型の膜モジュールを浸漬した浸漬式膜処理装置は、装
置のコンパクト化に極めて有利である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】活性炭吸着処理におい
ては、添加した粉末活性炭の吸着能力を十分に活用して
いるか否かが、処理効率を左右する重要な因子となる。

【０００５】しかしながら、活性炭吸着処理槽内に浸漬
型膜モジュールを設けた従来の浸漬式膜処理装置では、
投入された活性炭が、その吸着能力を残したまま排出さ
れる場合が多い。このため、活性炭の利用効率が悪く、
また、処理水（膜透過水）の一部は活性炭による吸着処
理が不十分な状態で排出される可能性があった。

【０００６】このように、活性炭吸着処理槽と浸漬型膜
モジュールとを一体化した従来の浸漬式膜処理装置で
は、装置がコンパクトで、ＳＳを含まない処理水が得ら
れるなどの利点がある反面、投入した活性炭の利用効率
が悪く、このために理論量以上の活性炭が必要となり、
活性炭コストが増大するという欠点があった。

【０００７】本発明は上記従来の問題点を解決し、活性
炭吸着処理槽と浸漬型膜モジュールとを一体化した浸漬
式膜処理装置であって、投入した活性炭を有効に利用す
ることができる浸漬式膜処理装置を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の浸漬式膜処理装
置は、原水が順次に流通される複数の槽部と、第１段目
の槽部に原水を供給する手段と、最終段の槽部内に設け
られた浸漬型膜モジュールと、最終段の槽部に活性炭を
供給する手段と、各段の槽部内の活性炭混合液を上流側
の段の槽部へ移送する手段と、第１段目の槽部から活性
炭を排出する手段とを備えてなることを特徴とする。

【０００９】本発明では、最終段の槽部に添加された活
性炭が順次上流側の槽部へ移送される間に、原水と十分
に接触して原水中の汚染物質を吸着し、その吸着能力を
十分に発揮することができる。

【００１０】特に、活性炭は、まず、最終段の槽部に添
加されて、既に前段の槽部を通過する間に、十分に清浄
化された水と接触するため、この水に残留するわずかな
汚染物質を、そのフレッシュな吸着面にて、高度に吸着
除去することができる。

【００１１】この活性炭は、順次上流側の槽部へ移送さ
れ、各々の槽部で原水と接触して汚染物質を吸着する
が、汚染物質を吸着し、吸着能力が低下した活性炭は、
順次、汚染物質含有量の多い水と接触するため、活性炭
に残る吸着能力で原水中の汚染物質を十分に吸着するこ
とができる。

【００１２】このように、活性炭を段階的に原水と接触
させて吸着処理することにより、活性炭の吸着能力を十
分に発揮させることができ、活性炭使用量を低減すると
共に、高度な処理水を得ることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００１４】図１は本発明の浸漬式膜処理装置の実施の
形態を示す断面図である。

【００１５】この浸漬式膜処理装置は、仕切壁１０Ａ，
１０Ｂにより１つの処理槽１０が３つに分割されて、第
１ないし第３の３つの槽部１，２，３が形成されてい
る。

【００１６】各槽部１〜３にはドラフト管４，５，６が
設けられ、最終段の第３槽部３には、ドラフト管６と共
に浸漬型膜モジュール８が設けられている。このドラフ
ト管６と膜モジュール８との間に隔壁７が設けられ、一
側が活性炭吸着部３Ａ、他側が膜濾過部３Ｂとされてい
る。

【００１７】各槽部のドラフト管４〜６の下方には空気
が散気され、これにより各槽部内の活性炭が流動撹拌さ
れ、活性炭と被処理液とが混合される。また、ドラフト
管４〜６の下部から吹き込まれる空気でドラフト管４〜
６内にエアーリフトが生じ、これにより、ドラフト管４
〜６内の活性炭混合液がドラフト管４〜６内を上昇す
る。そして、ドラフト管５，６では、その上部の側部に
連結された移送管５Ａ，６Ａを経てそれぞれ前段の槽部
１，２へ活性炭混合液が移送される。この移送管５Ａ，
６Ａの途中には流量調節弁（図示せず）が設けられてお
り、液移送量が調整可能とされている。ドラフト管４で
は、管内を上昇した活性炭混合液は、再び管外の第１槽
部内に溢流して循環する。

【００１８】また、第３槽部３内の浸漬型膜モジュール
８の下部にも空気が散気され、この散気により膜面に付
着するＳＳや活性炭が剥離除去される。

【００１９】原水は第１槽部１に導入され、順次後段の
槽部２，３に流入する。そして、各槽部で活性炭と混合
されて吸着処理された後、膜モジュール８で濾過された
透過水が処理水として取り出される。

【００２０】活性炭は第３槽部３の活性炭吸着部３Ａに
添加され、ドラフト管内のエアーリフトにより順次前段
の槽部２，１に移送され、その間に被処理液の吸着処理
を行う。使用済み活性炭は第１槽部１の底部から引き抜
かれる。

【００２１】この第１槽部１は使用済み活性炭を引き抜
き易いように、底部がコーン状とされている。

【００２２】第３槽部３に設ける浸漬型膜モジュール８
は、膜の透過水側（２次側）に連結した吸引ポンプ９に
より透過水を取り出すか、或いは、第３槽部３の水圧に
より透過水を取り出す外圧型であれば良く、その形状
は、中空糸状、チューブラー状、平膜状等のいずれであ
っても良い。また、膜の材質も有機膜、セラミック膜の
いずれでも良く、膜の種類もＭＦ膜、ＵＦ膜のいずれで
も良い。

【００２３】浸漬型膜モジュールでは、表面へのＳＳや
活性炭の付着を防止する観点から、膜の下部から曝気を
行い、絶えず膜表面の液を流動状態として膜洗浄を行う
必要がある。或いは、膜モジュール下部からの曝気と共
に、間欠的に膜の透過水側から処理水や工水を注入する
方法も、膜洗浄の有効な方法である。更に一定期間の運
転継続後は、アルカリや酸、次亜塩素酸ソーダ、過酸化
水素等の酸化剤、適当な界面活性剤、酵素剤等で洗浄す
る必要もある。

【００２４】吸引ポンプ９としては、膜からの吸引が可
能であれば形状は任意であり、また、ポンプ以外にサイ
フォンを使用することもできる。

【００２５】各槽部１〜３に設置されるドラフト管４〜
６は、各槽部１〜３内の活性炭を十分に流動撹拌できる
ものであることが必要とされる。なお、各後段槽部から
各前段槽部に活性炭の一部を移送する手段としては、ド
ラフト管に付設したエアーリフト機構を用いるのが簡便
であるが、エアーリフト以外にポンプ移送を行うことも
可能である。活性炭の移送量は投入する活性炭量により
異なるが、各槽部の活性炭濃度が均一になるように各槽
部の活性炭移送量を調整するのが好ましい。

【００２６】このような浸漬式膜処理装置であれば、原
水の活性炭吸着処理及び活性炭吸着処理水の膜濾過処理
を行うに当り、活性炭の利用効率を高め、少ない活性炭
使用量で高度な処理水を得ることができる。

【００２７】なお、図１では、１つの処理槽を３つに分
割しているが、独立した処理槽を連結したものであって
も良い。また、連結する槽部の数には特に制限はなく、
２槽或いは４槽以上であっても良い。一般的には、活性
炭による段階的な吸着処理を繰り返すことで活性炭の利
用効率を高める点からは、３槽以上設けることが好まし
く、経済性等を考慮した場合、３〜５槽が好適である。

【００２８】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。

【００２９】実施例１ ＳＳ：５〜８ｍｇ／Ｌ，ＣＯＤ_Mn：２７〜３３ｍｇ／
Ｌ，ＢＯＤ：５〜１２ｍｇ／Ｌのビール工場総合排水の
活性汚泥処理水を原水として、図１に示す浸漬式膜処理
装置で処理した。

【００３０】各槽部の容量は、第１槽部１：１５Ｌ，第
２槽部２：１５Ｌ，第３槽部（膜浸漬槽部）３：３０Ｌ
（合計６０Ｌ）であり、各槽部１〜３に設置したドラフ
ト管４〜６は、内径５０ｍｍ，高さ５００ｍｍである。
また、第３槽部３の浸漬型膜モジュール８としては、中
空糸ＭＦ膜モジュール（三菱レイヨン（株）製「ステラ
ポアー（登録商標）Ｌ」有効面積０．５ｍ² ，分画孔径
０．１μｍ）を用いた。

【００３１】各槽部１〜３のドラフト管４〜６の下方か
らは、空気を散気することで、槽部内の活性炭を流動撹
拌した。また、各ドラフト管４〜６の下部に空気を吹き
込んでエアーリフトを起こし、第３槽部３の活性炭混合
液を第２槽部２へ、第２槽部２の活性炭混合液を第１槽
部１へ順次移送した。

【００３２】第３槽部３に設置した膜モジュール８は吸
引ポンプ９で透過水側を吸引して処理水を取り出した。
この膜モジュール８は下部から空気を散気することで膜
表面に付着するＳＳや活性炭を剥離した。

【００３３】原水は通水量６００Ｌ／日で第１槽部１に
導入した。また、粉末活性炭としては、クラレ（株）製
「クラレコール（登録商標）ＰＦＫ」（粒径３２０メッ
シュ以下）を用い、第３槽部３に１００ｇ／日（乾燥粉
末活性炭重量）で連続投入した。使用済み活性炭は、第
１槽部１の下部から投入量相当量だけ連続排出した。

【００３４】このような条件で処理したときの処理水の
水質を調べ、結果を表１に示した。

【００３５】また、引き抜き活性炭の活性炭当りのＣＯ
Ｄ吸着量を調べ、結果を表１に示した。

【００３６】比較例１ 容量５０Ｌの撹拌機付き処理槽内に、実施例１で用いた
ものと同様の膜モジュールを浸漬し、実施例１と同様に
膜モジュールの底部から空気を散気し、この処理槽に原
水を導入すると共に活性炭を投入し、使用済み活性炭を
槽底部から取り出した。処理した原水の水質及びその通
水量、活性炭投入量は実施例１と同条件とした。

【００３７】このときの処理水の水質及び引き抜き活性
炭のＣＯＤ吸着量を調べ結果を表１に示した。

【００３８】

【表１】

【００３９】表１より明らかなように、実施例１では、
処理水ＣＯＤ，ＢＯＤは共に、比較例１のものよりも良
好で、また、活性炭のＣＯＤ吸着量も比較例１に比べて
２３％も増加している。

【００４０】この結果から、本発明の浸漬式膜処理装置
によれば、投入した活性炭の吸着能力が十分に活用され
るため、少ない活性炭使用量で高度な処理水を得ること
ができることがわかる。

【００４１】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の浸漬式膜処
理装置によれば、活性炭吸着処理槽と浸漬型膜モジュー
ルを一体化した浸漬式膜処理装置において、活性炭の吸
着能力を十分に発揮させることができるため、活性炭使
用量を低減して高度な処理水を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の浸漬式膜処理装置の実施の形態を示す
断面図である。

【符号の説明】

１ 第１槽部 ２ 第２槽部 ３ 第３槽部 ４，５，６ ドラフト管 ７ 隔壁 ８ 浸漬型膜モジュール ９ 吸引ポンプ １０ 処理槽 １０Ａ，１０Ｂ 仕切壁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原水が順次に流通される複数の槽部と、 第１段目の槽部に原水を供給する手段と、 最終段の槽部内に設けられた浸漬型膜モジュールと、 最終段の槽部に活性炭を供給する手段と、 各段の槽部内の活性炭混合液を上流側の段の槽部へ移送
   する手段と、 第１段目の槽部から活性炭を排出する手段とを備えてな
   る浸漬式膜処理装置。