浸漬型膜分離装置及びその運転方法
【課題】 濾過性能の良い浸漬型膜分離装置の提供。
【解決手段】 凝集槽２と膜分離槽３とを有しており、凝集槽２に、凝集剤添加装置11、攪拌機12が備えられており、膜分離槽３が、内部が仕切壁14により第１槽3aと第２槽3bとに分けられ、第１槽3aと第２槽3bが仕切壁14の上端側と下端側にて液の流通が可能なように連通されており、第１槽3aに攪拌機16が備えられ、第２槽3b内に膜分離モジュール15と散気装置17が備えられている。
【解決手段】 凝集槽２と膜分離槽３とを有しており、凝集槽２に、凝集剤添加装置11、攪拌機12が備えられており、膜分離槽３が、内部が仕切壁14により第１槽3aと第２槽3bとに分けられ、第１槽3aと第２槽3bが仕切壁14の上端側と下端側にて液の流通が可能なように連通されており、第１槽3aに攪拌機16が備えられ、第２槽3b内に膜分離モジュール15と散気装置17が備えられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種分野の水処理に使用できる、浸漬型膜分離装置及びその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種分野の水処理において、凝集処理と膜分離処理を併用する方法が採用されている。特許文献１には、凝集処理と膜分離処理を別々の槽内で行う装置が記載されており、特許文献２には、凝集処理と膜分離処理を一つの槽内で行う装置が記載されている。
【特許文献１】特開平９−１４１０６５号公報
【特許文献２】特開２００６−１６７６０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、凝集処理と膜分離処理を別々の槽内で行う装置であり、膜分離処理の分離能力が高められた浸漬型膜分離装置及びその運転方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、課題の解決手段として、
少なくとも凝集槽と膜分離槽とを有する浸漬型膜分離装置であり、
前記凝集槽に、凝集剤添加装置、攪拌機が備えられており、
前記膜分離槽が、内部が仕切壁により第１槽と第２槽とに分けられ、前記第１槽と前記第２槽が前記仕切壁の上端側と下端側にて液の流通が可能なように連通されており、
前記第１槽に攪拌機が備えられており、前記第２槽内に膜分離モジュールと散気装置が備えられている、浸漬型膜分離装置を提供する。
【０００５】
本発明は、課題の他の解決手段として、
請求項１記載の浸漬型膜分離装置の運転方法であり、
凝集槽内にて凝集剤を添加し、攪拌機で攪拌することにより凝集処理する工程と、
凝集処理後の凝集処理水を膜分離槽の第１槽内に被処理水として送り、第１槽と第２槽内を被処理水で満たした後、第１槽内を攪拌機で攪拌しながら、第２槽内の膜分離モジュールで濾過処理する工程であり、このとき、第１槽内の被処理水と第２槽内の被処理水を互いに流通させながら濾過処理する、浸漬型膜分離装置の運転方法を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の浸漬型膜分離装置によれば、膜分離槽における膜分離モジュールによる濾過能力を高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
＜浸漬型膜分離装置＞
図１により、本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の浸漬型膜分離装置の概念図である。図１中の丸で囲まれたＰは、ポンプを示している。
【０００８】
原水槽１は、原水ライン２１により供給された原水で満たされており、内部にポンプが浸漬されている。原水槽１は、原水供給ライン２２で凝集槽２に接続されている。
【０００９】
凝集槽２は、所定量の凝集剤を添加するための凝集剤添加装置１１、槽内を攪拌するための攪拌機１２、槽内の被処理水のｐＨを調整するためのｐＨ調整装置１３を備えている。凝集槽２の内部にはポンプが浸漬されている。凝集槽２は、凝集処理水ライン２３で膜分離槽３に接続されている。
【００１０】
膜分離槽３内は、内部が仕切壁１４により第１槽３ａと第２槽３ｂとに分けられている。第１槽３ａと第２槽３ｂの容積は、同程度であるか、第２槽３ｂの方が大きいことが好ましい。
【００１１】
仕切壁１４は、膜分離槽３の対向する壁面に両側面が固定されており、下面１４ａは膜分離槽３の底面から離れており、上面１４ｂは満水状態のときに水面よりも下に位置するように設定されている。このため、第１槽３ａと第２槽３ｂは、仕切壁１４の上面（上端）１４ｂ側と下面（下端）１４ａ側にて液の流通が可能なように連通されている。
【００１２】
第１槽３ａには、槽内を攪拌するための攪拌機１６が備えられており、第２槽３ｂ内には、膜分離モジュール１５が吊り下げられた状態で浸漬されている。膜分離モジュール１５としては、例えば、公知の中空糸膜モジュール（外圧型又は内圧型であるが、好ましくは外圧型）を用いることができる。
【００１３】
膜分離モジュール１５の直下の第２槽３ｂの底面には、散気装置１７が設置されている。膜分離槽３の底面と一方の側面の境界は、図示するように傾斜面３１となっている。
【００１４】
膜分離槽３は、ポンプを備えた透過水ライン２４で透過水槽４に接続され、散気装置１７は、散気ライン２６で空気供給源に接続されている。
【００１５】
透過水槽４と膜分離槽３内の膜分離モジュール１５の透過水出口は、ポンプを備えた逆圧洗浄ライン２５で接続されている。
【００１６】
膜分離槽３は、傾斜面３１において汚泥引抜ライン２７で汚泥貯留槽５に接続されている。汚泥引抜ライン２７により、膜分離槽３の底面付近に溜まった汚泥を水とともに汚泥含有水として引き抜くことができる。傾斜面３１を有していることにより、汚泥が膜分離槽３の底面に溜まりやすくなり、抜き取りが容易になる。
【００１７】
汚泥貯留槽５内には、図示していない濾過手段（例えば、ＪＩＳ規格で１０メッシュ程度のポリエステルからなる不織布製の濾布が、ステンレス製の箱枠に固定されたもの）が設置されており、汚泥引抜ライン２７から送られた汚泥含有水を汚泥と水に分離する（汚泥を脱水する）。汚泥貯留槽５は、返送ライン２８により、原水槽１に接続されている。
【００１８】
＜浸漬型膜分離装置の運転方法＞
次に、図１により、本発明の浸漬型膜分離装置の運転方法について説明する。
【００１９】
原水が満たされた原水槽１内のポンプを作動させ、原水供給ライン２２から凝集槽２に原水を供給する。
【００２０】
凝集槽２では、攪拌機１２により槽内を攪拌しながら、凝集剤添加装置１１により、所要量の凝集剤を添加する。このとき、必要に応じてｐＨ調整装置１３により、ｐＨ調整剤を添加してｐＨを９〜１０に調整する。凝集剤は公知のものを用いることができ、例えば、特許文献２に記載の無機凝集剤と有機凝集剤の混合物を用いることができる。凝集槽２で凝集処理した処理水は、ポンプを作動させ、ライン２３から膜分離槽３に送る。
【００２１】
次に、膜分離槽３では、第１槽３ａと第２槽３ｂが凝集フロックを含む凝集処理水で満たされた状態で、第１槽３ａでは攪拌機１６で攪拌しながら、第２槽３ｂでは膜分離モジュール１５で濾過する。膜分離モジュール１５による濾過時には、膜面を外側から洗浄するため、散気装置１７から散気することができる。また、適当間隔をおいて、逆圧洗浄ライン２５により、逆圧洗浄することができる。
【００２２】
膜分離槽３内の濾過時において、第１槽３ａ内が攪拌機１６で攪拌されているため、第１槽３ａと第２槽３ｂ内の凝集処理水は、仕切壁１４の下面１４ａの下を通り、上面１４ｂを越えて互いに流通する。このため、膜分離槽３内の凝集処理水は、フロックが偏在することなく均一状態になり、分離膜モジュール１５による濾過性能が安定する。
【００２３】
膜分離槽３で濾過した透過水は、透過水ライン２４により、透過水タンク４に送られ、貯水される。透過水タンク４内の透過水は、適宜河川等に放流するほか、膜分離モジュール１５の逆圧洗浄水としても用いられる。
【００２４】
膜分離槽３の底面付近に溜まったフロック（汚泥）は、汚泥引抜ライン２７から引き抜き、汚泥貯留槽５に送る。汚泥貯留槽５では、汚泥を脱水して、水は原水槽１に返送し、汚泥は廃棄する。
【実施例】
【００２５】
実施例１
＜図１で示す浸漬型膜分離装置＞
凝集槽は、高さ０．８５ｍ、幅０．５５ｍ、奥行き０．３３ｍ（容積０．５ｍ３）を用いた。
【００２６】
膜分離槽（図１に示す傾斜面３１を有している）は、高さ１．３５ｍ、幅０．６３ｍ、奥行き０．８６ｍ（容積０．８１ｍ３）で、幅方向１／３〜１／２の位置に、高さ１ｍの仕切壁が、上側に０．３５ｍ、下側に０．２５ｍの隙間を空けて、槽の壁に固定されたものを用いた。
【００２７】
＜図１で示す浸漬型膜分離装置による濾過運転＞
凝集槽では、ＢＯＤ５２ppm，ｎヘキサン抽出物量７．６mg／Ｌ、濁度５２、ｐＨ７．３の原水（化粧品工場の排水）に対して、凝集剤（商品名メムフロックＵ００２；ダイセン・メンブレン・システムズ株式会社製）を濃度が８０ppmとなるように添加し、攪拌凝集処理を行った。凝集槽内の滞留時間は約１０分間であった。
【００２８】
膜分離槽では、膜分離モジュール（ポリエーテルスルホン中空糸膜を充填したケーシングフリーの浸漬型中空糸膜エレメント〔有効膜面積２．２ｍ２〕を８ユニット組み合わせたもの）により、吸引濾過した。
【００２９】
濾過運転は、散気管（パールコン；ダイセン・メンブレン・システムズ社製，PMD-T06）により散気しながら行った。濾過運転３０分ごとに４５秒間の逆圧洗浄をした。
【００３０】
濾過運転１時間経過時の透過水は、ＢＯＤ３８ppm、ｎヘキサン抽出物量０．７６mg／Ｌ以下、濁度０．２であり、そのまま河川放流ができるものであった。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の浸漬型膜分離装置の概念図。
【符号の説明】
【００３２】
１ 原水槽
２ 凝集槽
３ 膜分離槽
３ａ 第１槽
３ｂ 第２槽
４ 透過水槽
５ 汚泥貯留槽
１１ 凝集剤添加装置
１２ 攪拌機
１４ 仕切壁
１５ 膜分離モジュール
１６ 攪拌機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種分野の水処理に使用できる、浸漬型膜分離装置及びその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種分野の水処理において、凝集処理と膜分離処理を併用する方法が採用されている。特許文献１には、凝集処理と膜分離処理を別々の槽内で行う装置が記載されており、特許文献２には、凝集処理と膜分離処理を一つの槽内で行う装置が記載されている。
【特許文献１】特開平９−１４１０６５号公報
【特許文献２】特開２００６−１６７６０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、凝集処理と膜分離処理を別々の槽内で行う装置であり、膜分離処理の分離能力が高められた浸漬型膜分離装置及びその運転方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、課題の解決手段として、
少なくとも凝集槽と膜分離槽とを有する浸漬型膜分離装置であり、
前記凝集槽に、凝集剤添加装置、攪拌機が備えられており、
前記膜分離槽が、内部が仕切壁により第１槽と第２槽とに分けられ、前記第１槽と前記第２槽が前記仕切壁の上端側と下端側にて液の流通が可能なように連通されており、
前記第１槽に攪拌機が備えられており、前記第２槽内に膜分離モジュールと散気装置が備えられている、浸漬型膜分離装置を提供する。
【０００５】
本発明は、課題の他の解決手段として、
請求項１記載の浸漬型膜分離装置の運転方法であり、
凝集槽内にて凝集剤を添加し、攪拌機で攪拌することにより凝集処理する工程と、
凝集処理後の凝集処理水を膜分離槽の第１槽内に被処理水として送り、第１槽と第２槽内を被処理水で満たした後、第１槽内を攪拌機で攪拌しながら、第２槽内の膜分離モジュールで濾過処理する工程であり、このとき、第１槽内の被処理水と第２槽内の被処理水を互いに流通させながら濾過処理する、浸漬型膜分離装置の運転方法を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の浸漬型膜分離装置によれば、膜分離槽における膜分離モジュールによる濾過能力を高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
＜浸漬型膜分離装置＞
図１により、本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の浸漬型膜分離装置の概念図である。図１中の丸で囲まれたＰは、ポンプを示している。
【０００８】
原水槽１は、原水ライン２１により供給された原水で満たされており、内部にポンプが浸漬されている。原水槽１は、原水供給ライン２２で凝集槽２に接続されている。
【０００９】
凝集槽２は、所定量の凝集剤を添加するための凝集剤添加装置１１、槽内を攪拌するための攪拌機１２、槽内の被処理水のｐＨを調整するためのｐＨ調整装置１３を備えている。凝集槽２の内部にはポンプが浸漬されている。凝集槽２は、凝集処理水ライン２３で膜分離槽３に接続されている。
【００１０】
膜分離槽３内は、内部が仕切壁１４により第１槽３ａと第２槽３ｂとに分けられている。第１槽３ａと第２槽３ｂの容積は、同程度であるか、第２槽３ｂの方が大きいことが好ましい。
【００１１】
仕切壁１４は、膜分離槽３の対向する壁面に両側面が固定されており、下面１４ａは膜分離槽３の底面から離れており、上面１４ｂは満水状態のときに水面よりも下に位置するように設定されている。このため、第１槽３ａと第２槽３ｂは、仕切壁１４の上面（上端）１４ｂ側と下面（下端）１４ａ側にて液の流通が可能なように連通されている。
【００１２】
第１槽３ａには、槽内を攪拌するための攪拌機１６が備えられており、第２槽３ｂ内には、膜分離モジュール１５が吊り下げられた状態で浸漬されている。膜分離モジュール１５としては、例えば、公知の中空糸膜モジュール（外圧型又は内圧型であるが、好ましくは外圧型）を用いることができる。
【００１３】
膜分離モジュール１５の直下の第２槽３ｂの底面には、散気装置１７が設置されている。膜分離槽３の底面と一方の側面の境界は、図示するように傾斜面３１となっている。
【００１４】
膜分離槽３は、ポンプを備えた透過水ライン２４で透過水槽４に接続され、散気装置１７は、散気ライン２６で空気供給源に接続されている。
【００１５】
透過水槽４と膜分離槽３内の膜分離モジュール１５の透過水出口は、ポンプを備えた逆圧洗浄ライン２５で接続されている。
【００１６】
膜分離槽３は、傾斜面３１において汚泥引抜ライン２７で汚泥貯留槽５に接続されている。汚泥引抜ライン２７により、膜分離槽３の底面付近に溜まった汚泥を水とともに汚泥含有水として引き抜くことができる。傾斜面３１を有していることにより、汚泥が膜分離槽３の底面に溜まりやすくなり、抜き取りが容易になる。
【００１７】
汚泥貯留槽５内には、図示していない濾過手段（例えば、ＪＩＳ規格で１０メッシュ程度のポリエステルからなる不織布製の濾布が、ステンレス製の箱枠に固定されたもの）が設置されており、汚泥引抜ライン２７から送られた汚泥含有水を汚泥と水に分離する（汚泥を脱水する）。汚泥貯留槽５は、返送ライン２８により、原水槽１に接続されている。
【００１８】
＜浸漬型膜分離装置の運転方法＞
次に、図１により、本発明の浸漬型膜分離装置の運転方法について説明する。
【００１９】
原水が満たされた原水槽１内のポンプを作動させ、原水供給ライン２２から凝集槽２に原水を供給する。
【００２０】
凝集槽２では、攪拌機１２により槽内を攪拌しながら、凝集剤添加装置１１により、所要量の凝集剤を添加する。このとき、必要に応じてｐＨ調整装置１３により、ｐＨ調整剤を添加してｐＨを９〜１０に調整する。凝集剤は公知のものを用いることができ、例えば、特許文献２に記載の無機凝集剤と有機凝集剤の混合物を用いることができる。凝集槽２で凝集処理した処理水は、ポンプを作動させ、ライン２３から膜分離槽３に送る。
【００２１】
次に、膜分離槽３では、第１槽３ａと第２槽３ｂが凝集フロックを含む凝集処理水で満たされた状態で、第１槽３ａでは攪拌機１６で攪拌しながら、第２槽３ｂでは膜分離モジュール１５で濾過する。膜分離モジュール１５による濾過時には、膜面を外側から洗浄するため、散気装置１７から散気することができる。また、適当間隔をおいて、逆圧洗浄ライン２５により、逆圧洗浄することができる。
【００２２】
膜分離槽３内の濾過時において、第１槽３ａ内が攪拌機１６で攪拌されているため、第１槽３ａと第２槽３ｂ内の凝集処理水は、仕切壁１４の下面１４ａの下を通り、上面１４ｂを越えて互いに流通する。このため、膜分離槽３内の凝集処理水は、フロックが偏在することなく均一状態になり、分離膜モジュール１５による濾過性能が安定する。
【００２３】
膜分離槽３で濾過した透過水は、透過水ライン２４により、透過水タンク４に送られ、貯水される。透過水タンク４内の透過水は、適宜河川等に放流するほか、膜分離モジュール１５の逆圧洗浄水としても用いられる。
【００２４】
膜分離槽３の底面付近に溜まったフロック（汚泥）は、汚泥引抜ライン２７から引き抜き、汚泥貯留槽５に送る。汚泥貯留槽５では、汚泥を脱水して、水は原水槽１に返送し、汚泥は廃棄する。
【実施例】
【００２５】
実施例１
＜図１で示す浸漬型膜分離装置＞
凝集槽は、高さ０．８５ｍ、幅０．５５ｍ、奥行き０．３３ｍ（容積０．５ｍ３）を用いた。
【００２６】
膜分離槽（図１に示す傾斜面３１を有している）は、高さ１．３５ｍ、幅０．６３ｍ、奥行き０．８６ｍ（容積０．８１ｍ３）で、幅方向１／３〜１／２の位置に、高さ１ｍの仕切壁が、上側に０．３５ｍ、下側に０．２５ｍの隙間を空けて、槽の壁に固定されたものを用いた。
【００２７】
＜図１で示す浸漬型膜分離装置による濾過運転＞
凝集槽では、ＢＯＤ５２ppm，ｎヘキサン抽出物量７．６mg／Ｌ、濁度５２、ｐＨ７．３の原水（化粧品工場の排水）に対して、凝集剤（商品名メムフロックＵ００２；ダイセン・メンブレン・システムズ株式会社製）を濃度が８０ppmとなるように添加し、攪拌凝集処理を行った。凝集槽内の滞留時間は約１０分間であった。
【００２８】
膜分離槽では、膜分離モジュール（ポリエーテルスルホン中空糸膜を充填したケーシングフリーの浸漬型中空糸膜エレメント〔有効膜面積２．２ｍ２〕を８ユニット組み合わせたもの）により、吸引濾過した。
【００２９】
濾過運転は、散気管（パールコン；ダイセン・メンブレン・システムズ社製，PMD-T06）により散気しながら行った。濾過運転３０分ごとに４５秒間の逆圧洗浄をした。
【００３０】
濾過運転１時間経過時の透過水は、ＢＯＤ３８ppm、ｎヘキサン抽出物量０．７６mg／Ｌ以下、濁度０．２であり、そのまま河川放流ができるものであった。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の浸漬型膜分離装置の概念図。
【符号の説明】
【００３２】
１ 原水槽
２ 凝集槽
３ 膜分離槽
３ａ 第１槽
３ｂ 第２槽
４ 透過水槽
５ 汚泥貯留槽
１１ 凝集剤添加装置
１２ 攪拌機
１４ 仕切壁
１５ 膜分離モジュール
１６ 攪拌機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも凝集槽と膜分離槽とを有する浸漬型膜分離装置であり、
前記凝集槽に、凝集剤添加装置、攪拌機が備えられており、
前記膜分離槽が、内部が仕切壁により第１槽と第２槽とに分けられ、前記第１槽と前記第２槽が前記仕切壁の上端側と下端側にて液の流通が可能なように連通されており、
前記第１槽に攪拌機が備えられており、前記第２槽内に膜分離モジュールと散気装置が備えられている、浸漬型膜分離装置。
【請求項２】
更に前記凝集槽にｐＨ調整装置が備えられている、請求項１記載の浸漬型膜分離装置。
【請求項３】
請求項１記載の浸漬型膜分離装置の運転方法であり、
凝集槽内にて凝集剤を添加し、攪拌機で攪拌することにより凝集処理する工程と、
凝集処理後の凝集処理水を膜分離槽の第１槽内に被処理水として送り、第１槽と第２槽内を被処理水で満たした後、第１槽内を攪拌機で攪拌しながら、第２槽内の膜分離モジュールで濾過処理する工程であり、このとき、第１槽内の被処理水と第２槽内の被処理水を互いに流通させながら濾過処理する、浸漬型膜分離装置の運転方法。
【請求項４】
凝集槽内で凝集処理するとき、ｐＨを９〜１０に調整する、請求項３記載の浸漬型膜分離装置の運転方法。
【請求項１】
少なくとも凝集槽と膜分離槽とを有する浸漬型膜分離装置であり、
前記凝集槽に、凝集剤添加装置、攪拌機が備えられており、
前記膜分離槽が、内部が仕切壁により第１槽と第２槽とに分けられ、前記第１槽と前記第２槽が前記仕切壁の上端側と下端側にて液の流通が可能なように連通されており、
前記第１槽に攪拌機が備えられており、前記第２槽内に膜分離モジュールと散気装置が備えられている、浸漬型膜分離装置。
【請求項２】
更に前記凝集槽にｐＨ調整装置が備えられている、請求項１記載の浸漬型膜分離装置。
【請求項３】
請求項１記載の浸漬型膜分離装置の運転方法であり、
凝集槽内にて凝集剤を添加し、攪拌機で攪拌することにより凝集処理する工程と、
凝集処理後の凝集処理水を膜分離槽の第１槽内に被処理水として送り、第１槽と第２槽内を被処理水で満たした後、第１槽内を攪拌機で攪拌しながら、第２槽内の膜分離モジュールで濾過処理する工程であり、このとき、第１槽内の被処理水と第２槽内の被処理水を互いに流通させながら濾過処理する、浸漬型膜分離装置の運転方法。
【請求項４】
凝集槽内で凝集処理するとき、ｐＨを９〜１０に調整する、請求項３記載の浸漬型膜分離装置の運転方法。
【図１】
【公開番号】特開２００９−２８６１２（Ｐ２００９−２８６１２Ａ）
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９４０７３（Ｐ２００７−１９４０７３）
【出願日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【出願人】（５９４１５２６２０）ダイセン・メンブレン・システムズ株式会社 (104)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【出願人】（５９４１５２６２０）ダイセン・メンブレン・システムズ株式会社 (104)
【Ｆターム（参考）】
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