膜分離装置
【課題】自然排出経路によるろ過液の排出を安定して行うことができ、自然排出経路から強制排出経路への切換を円滑に行うことができる膜分離装置を提供する。
【解決手段】膜分離装置６は、被処理液が供給される膜分離槽４と、膜分離槽４内に浸漬配置されたろ過膜６ａと、ろ過膜６ａで固液分離したろ過液を槽外に設置した貯水槽１２へ排出する排出機構２０を備え、排出機構２０は、膜分離槽４の内外の水頭差によりろ過液を排出する自然排出管２１と、ろ過液を吸引するポンプ２４を備えた強制排出管２３と、自然排出管２１と強制排出管２３の何れかからろ過液を排出する経路切換機構としての電磁弁２９ａ，２９ｂを備え、自然排出管２１に、ろ過液に混入した空気を分離する気液分離タンク２５を設けている。
【解決手段】膜分離装置６は、被処理液が供給される膜分離槽４と、膜分離槽４内に浸漬配置されたろ過膜６ａと、ろ過膜６ａで固液分離したろ過液を槽外に設置した貯水槽１２へ排出する排出機構２０を備え、排出機構２０は、膜分離槽４の内外の水頭差によりろ過液を排出する自然排出管２１と、ろ過液を吸引するポンプ２４を備えた強制排出管２３と、自然排出管２１と強制排出管２３の何れかからろ過液を排出する経路切換機構としての電磁弁２９ａ，２９ｂを備え、自然排出管２１に、ろ過液に混入した空気を分離する気液分離タンク２５を設けている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理液が供給される処理槽と、前記処理槽内に浸漬配置されたろ過膜と、前記ろ過膜で固液分離したろ過液を槽外に排出する排出機構を備えている膜分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８に示すように、従来、膜分離槽８５に浸漬配置されたろ過膜８１と、ろ過膜８１内の処理液を貯留槽９０に排出する自然排出管８２にポンプ８３を備えた強制排出管８４を分岐接続し、膜分離槽８５に備えられた液位計８６と、膜分離槽８５への被処理水の供給管８７に備えられた流量計８８に計測値に基づいて、自然排出管８２と強制排出管８４に夫々備えられた開閉弁８９ａ，８９ｂの開閉を制御することで、自然排出管８２と強制排出管８４によるろ過液の排出を切り換えるように構成された膜分離装置８０が提案されている。
【０００３】
貯留槽９０の液面が、膜分離槽８５の液面より低くなるように貯留槽９０が配置され、両液面の水頭差を利用して膜分離槽８５から自然排出管８２を介して貯留槽９０にろ過液が排水されている。従って、自然排出管８２と強制排出管８４も、膜分離槽８５の液面より低い位置に配設されている。そして、膜分離槽８５に流入する被処理水が多くなったり、膜分離槽８５の液位が高くなれば、開閉弁８９ａ，８９ｂを制御し、ポンプ８３を起動することによって強制排出管８４によりろ過膜を強制的に排出することで安定してろ過液の排出を行うように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１４３８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ろ過膜８１でろ過された被処理水には気泡が含まれているため、自然排出管８２または強制排出管８４を流下して貯留槽９０に排水される流量が不安定になるという不都合があった。特に、自然排出管８２がアーチ型に配設され、膜分離槽８５の液面より高い配管部位があると、気泡によって排水が途切れる虞もあった。
【０００６】
また、膜分離槽等の設備は地中に掘削された領域に構築され、その近傍にポンプ設備等が配設されるが、既設の設備を拡張したり更新する際に、コストの抑制や設置空間が制限される等の様々な要因で、ポンプ設備や排出管等が膜分離装置の液面より下方に設置できない場合がある。
【０００７】
そのような場合には、ポンプ設備や、自然排出管及び強制排出管の一部が、膜分離装置の液面より上方に位置するスラブ上に設置されるが、自然排出管によってろ過液を排出しようとしても、膜分離槽内の曝気装置によりろ過液は曝気され、空気を多量に含んでいるため、ろ過液中の空気が自然排出管内に析出し、自然排出管によるろ過液の排出が中断することがあり安定してろ過液の排出が行えないという問題があった。
【０００８】
さらに、ポンプを起動し強制移送管によってろ過液を排出しようとしても、ポンプの起動時に呼び水が必要になるという問題や、上述と同様にろ過液は多量の空気を含んでいるため、自吸式のポンプであってもエアロックによって自吸できない問題があった。また、キャビテーションが激しくなりポンプが破損される虞もあった。
【０００９】
本発明は、自然排出経路によるろ過液の排出を安定して行うことができ、自然排出経路から強制排出経路への切換を円滑に行うことができる膜分離装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を達成するため、本発明による膜分離装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の請求項１に記載した通り、被処理液が供給される処理槽と、前記処理槽内に浸漬配置されたろ過膜と、前記ろ過膜で固液分離したろ過液を槽外に排出する排出機構を備えている膜分離装置であって、前記排出機構は、前記処理槽の内外の水頭差によりろ過液を排出する自然排出経路と、ろ過液を吸引するポンプを備えた強制排出経路と、前記自然排出経路と前記強制排出経路の何れかからろ過液を排出する経路切換機構とを備え、前記自然排出経路に、ろ過液に混入した空気を分離する気液分離部を設けている点にある。
【００１１】
上述の構成によれば、自然排出経路に気液分離部を備えているため、自然排出経路によってろ過液が排出される際に、ろ過液に混入した空気が気液分離部で分離されるので、自然排出経路が途切れることがなく、ろ過液の移送流量を安定させることができる。移送量を増加させる場合は、経路切換機構により自然排出経路から強制排出経路へと切り換えることで、ポンプによる強制排出ができる。
【００１２】
同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記強制排出経路が前記気液分離部に接続されている点にある。
【００１３】
上述の構成によれば、強制排出経路に混入した空気が気液分離部で分離されるので、移送流量を安定させることができる。また、強制排出経路の一部を自然排出経路と兼用できるため、排出管路の部品及び施工コストを削減でき、また設備をコンパクトに構成することができる。
【００１４】
同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第二特徴構成に加えて、前記ポンプの吐出側経路が前記気液分離部に接続されている点にある。
【００１５】
上述の構成によれば、強制排出経路中の空気は、ポンプの吐出側経路に備えられた気液分離部に溜まるので、ポンプの停止時にポンプの吸込側経路やポンプ内部に空気が溜まることがなくなり、ポンプの運転再開時にエアロックが発生する虞を回避できる。
【００１６】
同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第二または第三特徴構成に加えて、前記強制排出経路に切り換える際に、前記気液分離部の液位は前記ポンプの吐出部より上方である点にある。
【００１７】
上述の構成によれば、自然排出経路によるろ過液の排出中に、気液分離部の液位がポンプの吐出部より上方になるようにろ過液が貯留されていれば、気液分離部内のろ過液が強制排出経路に流れ込み、強制排出経路がろ過液で満たされるので、自然排出経路から強制排出経路へ切り換える際に、ポンプを起動するための呼び水の必要がなくなり、自然排出経路から強制排出経路への切換をスムーズに行うことができる。
【００１８】
同第五の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第二または第三特徴構成に加えて、前記自然排出経路にろ過液を吸引するポンプを備えて前記強制排出経路が構成されている点にある。
【００１９】
上述の構成によれば、自然排出経路にろ過液を吸引するポンプを備えて強制排出経路が構成されているので、ポンプが停止中は自然排出経路となり、ポンプの稼働中は強制排出経路となるように、自然排出経路と強制排出経路が兼用できるようになる。なお、ポンプが、自然排出経路と強制排出経路の何れかからろ過液を排出する経路切換機構として機能する。従って、排出管路の部品及び施工コストを削減でき、また設備をコンパクトに構成することができる。
【００２０】
同第六の特徴構成は、同請求項６に記載した通り、上述の第一から第五の何れかの特徴構成に加えて、前記気液分離部の液位を測定する液位計と、前記液位計による測定液位に基づいて前記気液分離部の空気を吸引排気する排気機構を設けている点にある。
【００２１】
上述の構成によれば、排気機構により気液分離部の空気を吸引排気して、気液分離部内を負圧にすることにより、ろ過液が自然排出経路を経由して気液分離部内に貯留され、気液分離部の液位を所定の液位に上げることで、自然排出経路によるろ過液の排出開始をすることができる。さらに、例えば、気液分離部で分離されたろ過液中の空気が溜まり、気液分離部の液位が下がっても、液位計の測定水位に基づいて排気機構により気液分離部の空気が吸引排気されるので、気液分離部の液位が所定の液位に保たれ、自然排出機構によるろ過液の排出の維持が容易に可能となる。
【００２２】
また、第四の特徴構成を備える場合には、排気機構により気液分離部のろ過液の液位が、強制排出経路に備えたポンプの吐出部より上方になるように調整されることにより、自然排出経路から強制排出経路によるろ過液の排出をスムーズに切り換えることができる。
【００２３】
同第七の特徴構成は、同請求項７に記載した通り、上述の第一から第六の何れかの特徴構成に加えて、前記気液分離部に、停電時に大気開放される自動弁を備えた開放機構を設けている点にある。
【００２４】
開放機構は、停電時に自動弁が開いて気液分離部が大気開放され、自然排出経路によるろ過液の排出を停止するサイフォンブレークとして機能させることで、自然排出経路を介したろ過液の排出中に停電が発生した際に、ろ過液の排出を自動停止して、ろ過膜の閉塞を未然に回避することができる。
【００２５】
また、自然排出経路内の圧力が設定値以下になると自動弁が開いて気液分離部を大気開放させる大気開放機構として機能させることで、自然排出経路内の圧力が極端に低下して配管等がつぶれる事故を未然に防止することができる。
【００２６】
同第八の特徴構成は、同請求項８に記載した通り、上述の第三特徴構成に加えて、前記気液分離部を大気開放する開放機構と、前記気液分離部の液位を測定する液位計と、前記気液分離部のろ過液出口を開閉する開閉機構と、前記液位計による測定液位が所定値以下になると、前記ポンプを稼動し、前記開放機構により前記気液分離部を大気開放するとともに、前記開閉機構を閉鎖して前記気液分離部の液位を回復させる制御部を備えている点にある。
【００２７】
上述の構成によれば、制御部は液位計による測定液位が所定値以下になると、開閉機構により気液分離部のろ過液出口を閉めて、開放機構により気液分離部を大気開放するとともに、強制排出経路に備えられたポンプを稼働して、気液分離部内にろ過液を移送して、気液分離部の液位を回復させるので、気液分離部の空気を吸引排気する排気機構を備えなくても、サイフォンを維持した状態での気液分離部内の空気の排気が可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明した通り、本発明によれば、自然排出経路によるろ過液の排出を安定して行うことができ、自然排出経路から強制排出経路への切換を円滑に行うことができる膜分離装置を提供することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明による汚水処理装置の説明図
【図２】本発明による膜分離装置の説明図
【図３】制御部の説明図
【図４】膜分離装置の第二実施形態の説明図
【図５】膜分離装置の第三実施形態の説明図
【図６】膜分離装置の第四実施形態の説明図
【図７】膜分離装置の第五実施形態の説明図
【図８】従来の膜分離装置の説明図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明による膜分離装置を汚水処理装置に適用した場合の実施形態を説明する。
図１に示すように、汚水処理装置１００は、未処理の被処理水である原水を流入させる嫌気槽１と、嫌気槽１の下流側に隣接した無酸素槽２と、無酸素槽２の下流側に隣接した好気槽３が、それぞれ隔壁で分離されて構成されている。
【００３１】
嫌気槽１では、嫌気条件下で微生物により嫌気処理され、原水に含まれるＢＯＤ成分が微生物に取り込まれるとともに、リン化合物が加水分解されて正リン酸としてりリンが液中に放出される。
【００３２】
無酸素槽２では、嫌気槽１から流入した被処理水が無酸素条件下で微生物により無酸素処理され、硝酸イオン及び亜硝酸イオンの窒素ガスへの還元処理、つまり脱窒処理が行われる。
【００３３】
好気槽３には、底部に散気装置３ａが設置され、無酸素槽２から流入した被処理水に含まれるし尿等が由来のアンモニウムイオンが、好気条件下で微生物により酸化され、亜硝酸や硝酸に変換される硝化処理が行われ、さらに、被処理水中の正リン酸が汚泥に取り込まれ、ポリリン酸として蓄積される好気性処理が行われる。
【００３４】
各処理槽１，２，３で生物処理された被処理水は、隔壁の下部に形成された開口部を介して下流側に移送され、或いは、隔壁をオーバーフローして下流側に移送される。
【００３５】
好気槽３で好気性処理された被処理水は、好気槽３の下流側に隣接した膜分離装置６によりろ過され、さらに下流側の貯水槽７へ排出される。
【００３６】
膜分離装置６は、被処理液が供給される処理槽としての膜分離槽４と、膜分離槽４内に浸漬配置されたろ過膜６ａと、ろ過膜６ａで固液分離したろ過液を後述する貯水槽７へ排出する排出機構２０を備えている。
【００３７】
ろ過膜６ａは、限外ろ過膜、精密ろ過膜等が採用される。膜の形態は、平膜、チューブラー膜、中空糸膜などが好適に用いられる。
【００３８】
膜分離槽４は、膜分離槽４の液位を検知する液位計４ｂ及び余剰汚泥を排出する余剰汚泥排出管路５を備えている。さらに、ろ過膜６ａの下部には散気装置４ａが配設されている。
【００３９】
散気装置４ａは図示しないブロワから供給される空気により、被処理水に膜面に対して平行な流速を付与し、膜表面に蓄積した汚れ物質を剥離させるとともに、膜分離槽４内の被処理水が含有する活性汚泥に酸素を供給する。これにより膜分離槽４内は好気条件となり、活性汚泥が被処理水の硝化処理を行う。
【００４０】
さらに、汚水処理装置１００は膜分離槽４内の被処理水を好気槽３へ循環させる第一の循環路８と、膜分離槽４内の被処理水を無酸素槽２へ循環させる第二の循環路９と、無酸素槽２内の被処理水を嫌気槽１へ循環させる第三の循環路１０を備えている。
【００４１】
排出機構２０は、図２に示すように、膜分離槽４の内外の水頭差によりろ過液を排出する自然排出経路としての自然排出管２１と、ろ過液を吸引する吸引ポンプ２４を備えた強制排出経路としての強制排出管２３と、自然排出管２１と強制排出管２３の何れかからろ過液を排出する経路切換機構としての切換バルブ２９ａ，２９ｂとを備えている。
【００４２】
自然排出管２１及び強制排出管２３は、一端がろ過膜６ａのろ過液側に配置され、他端は貯水槽７に開放されている。
【００４３】
自然排出管２１には、膜分離槽４より高い位置に、ろ過液に混入した空気を分離する気液分離部としての気液分離タンク２５が設けられ、気液分離タンク２５には、気液分離タンク２５内の液位を測定する液位計２６と、液位計２６の測定液位に基づいて気液分離タンク２５内の空気を吸引排気する排気機構として真空ポンプ２７ａ及び自動弁２７ｂと、停電時に開となり気液分離タンク２５を大気開放する自動弁２８を備えた開放機構と、気液分離タンク２５内の気体部分の圧力を検知する圧力計７０が備えられている。
【００４４】
さらに自然排出管２１は、気液分離タンク２５の下流側に気液分離タンク２５のろ過液出口を開閉する開閉機構としての開閉バルブ２２を備えている。
【００４５】
自動弁２７ｂ，２８は、例えば、制御部１２により開閉制御される電磁弁で構成されている。
【００４６】
切換バルブ２９ａ，２９ｂ及び開閉バルブ２２は管内を流れる処理水の通水・遮断ができるものであればよく、例えば、ゲートバルブ、グローブバルブ、ボールバルブ、バタフライバルブ、ニードルバルブ、ストップバルブ等が好適に用いられる。さらに、バルブは装置の自動化の観点から電動で開閉制御されるものが好ましいが、作業員が手動により開閉を行うものであってもよい。
【００４７】
制御部１２は、図３に示すように、液位計４ｂ、液位計２６や圧力計７０の信号に基づいて、真空ポンプ２７ａの起動停止及び自動弁２７ｂの開閉や、切換バルブ２９ａ，２９ｂの開閉、吸引ポンプ２４の起動停止、開閉バルブ２２の開閉及び自動弁２８の開閉制御をする。
【００４８】
なお、自動弁２８は制御部１２からの給電により閉じ、停電時に制御部１２からの給電が停止すると開き、気液分離タンク２５が大気開放されるように構成されている。さらに、制御部１２は、圧力計７０が検知する気液分離タンク２５内の圧力が設定値以下になったことを検知すると自動弁２８を開き、気液分離タンク２５を大気開放するように制御されている。
【００４９】
従って、膜分離装置６が設置される施設内が停電となってろ過膜洗浄を行っている散気装置４ａが停止しても、自動弁２８が開いて気液分離タンク２５を大気開放するので、直ちにろ過を停止することができ、膜の閉塞を未然に防止することができ、貯水槽７のオーバーフローも回避することができる。
【００５０】
また、制御部１２は、圧力計７０が検知する気液分離タンク２５内の圧力が設定値以下になったことを検知すると、自動弁２８を開き気液分離タンク２５を大気開放するように制御されているので、例えば、ろ過膜６ａの目詰まりや切換バルブ２９ａ、開閉バルブ２２の故障等による締め切り状態での真空ポンプ２７ａの運転による、気液分離タンク２５内の異常な負圧状態を検知できるので、気液分離タンク２５や自然移送管２１内の圧力が極端に低下し、つぶれる等の事故を未然に防止することができる。
【００５１】
なお、制御部１２は真空ポンプ２７ａの電流や電圧を監視しておき、気液分離タンク２５内の異常な負圧状態を検知してもよい。
【００５２】
気液分離タンク２５内の液位が自然排出管２１による移送可能最低水位ＬＷＬ以下の状態で、自然排出管２１による排水を開始するときは、切換バルブ２９ａを開いて、切換バルブ２９ｂ、開閉バルブ２２を閉じる。自動弁２７ｂを開いて真空ポンプ２７ａを起動し、気液分離タンク２５内の空気を外部に排出することで、気液分離タンク２５内を負圧にする。すると、自然排出管２１を通って処理水が気液分離タンク２５内に貯留される。なお、開閉バルブ２２は開いた状態にしておいてもよい。
【００５３】
液位計２６が気液分離タンク２５の液位の高水位ＨＷＬを検知すると、自動弁２７ｂを閉じ、真空ポンプ２７ａを停止し、開閉バルブ２２を開く。このとき気液分離タンク２５より上流側の自然排出管２１内には処理水が満たされていることになる。
【００５４】
すると、膜分離槽４の液面と貯水槽７の液面との水頭差に応じた水頭圧力差によりサイフォンの原理で膜分離装置６のろ過膜６ａによりろ過された処理水が自然排出管２１を通って貯水槽７へと自然移送されるのである。
【００５５】
なお、真空ポンプ２７ａによる気液分離タンク２５内の空気の排出の開始から、気液分離タンク２５内の液位が自然排出管２１による移送可能最低水位ＬＷＬになった時点で、開閉バルブ２２を開いてろ過を開始し、気液分離タンク２５の液位が高水位ＨＷＬになった時点で真空ポンプ２７ａを停止する運転方法も可能である。
【００５６】
このように、自然排出管２１に処理水が流れだすと、処理水を移送するための動力は必要とせず経済的である。なお、貯水槽７に貯水された処理水は、排水管１１により適宜排水される。
【００５７】
制御部１２は、液位計２６が検出する気液分離タンク２５内の液位が自然排出管２１による移送可能最低水位ＬＷＬを検出すると、自動弁２７ｂを開き真空ポンプ２７ａを稼動して、気液分離タンク２５内の空気を排出して液位を回復させる。このとき、気液分離タンク２５のろ過液出口を開閉する開閉機構としての開閉バルブ２２、または、切換バルブ２９ａを閉じてろ過を停止させてもよいし、開いたままろ過を継続させてもよい。
【００５８】
制御部１２は、液位計４ｂが膜分離槽４の液位の低水位ＬＷＬを検出すると、切換バルブ２９ａを閉じて自然移送管２１によるろ過液の排出を停止する。また、自動弁２８を開き、気液分離タンク２５を大気開放し、自然移送管２１によるろ過液の排出を停止することも可能である。
【００５９】
強制排出管２３による処理水の強制排出を行う場合は、制御部１２は、切換バルブ２９ａを閉じて切換バルブ２９ｂを開き、吸引ポンプ２４を起動する。
【００６０】
自然排出管２１と強制排出管２３の切り換えは、液位計４ｂが異常高水位ＨＨＷＬを検出すると強制排出管２３に切り換えるように構成すればよい。
【００６１】
なお、気液分離タンク２５内の空気を排出する真空ポンプ２７ａ及び自動弁２７ｂは必ずしも設ける必要はなく、作業員が気液分離タンク２５に処理水を注ぎ込むなどして気液分離タンク２５内に処理水を満たしてもよい。
【００６２】
さらに、気液分離部は気液分離タンク２５のようなタンクである必要はなく、自然排出管２１を構成する配管中にレデューサで拡径した部分を設け、当該拡径した部分を気液分離部としてもよい。
【００６３】
本実施形態では、気液分離タンク２５の下部に開閉バルブ２２を設けたが、上述した通り、開閉バルブ２２は常に開いた状態で運転することができるので、開閉バルブ２２は必ずしも設ける必要はない。
【００６４】
次に、第二実施形態について説明する。上述の実施形態と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００６５】
図４に示すように、排出機構３０は、膜分離槽４の内外の水頭差によりろ過液を排出する自然排出経路としての自然排出管３１と、ろ過液を吸引する吸引ポンプ３４を備えた強制排出経路としての強制排出管３３と、自然排出管３１と強制排出管３３の何れかからろ過液を排出する経路切換機構としての切換バルブ３９ａ，３９ｂとを備えている。
【００６６】
自然排出管３１には、膜分離槽４より高い位置に、ろ過液に混入した空気を分離する気液分離部としての気液分離タンク２５が設けられている。
【００６７】
自然排出管３１は、一端がろ過膜６ａのろ過液側に配置され、他端は貯水槽７に開放され、強制排出管３３は、吸引ポンプ３４の吸込側が気液分離タンク２５の下流側の自然排出管３１であって気液分離タンク２５側に接続され、吸引ポンプの吐出側が気液分離タンク２５の下流側の自然排出管３１であって貯水タンク７側に接続されている。
【００６８】
自然排出管３１と強制排出管３３の何れかからろ過液を排出する経路切換機構としての切換バルブ３９ａ，３９ｂは、気液分離タンク２５のろ過液出口を開閉する開閉機構としての開閉バルブとしても機能するように構成されている。
【００６９】
制御部１３（図示せず）は、液位計４ｂ、液位計２６や圧力計７０の信号に基づいて、真空ポンプ２７ａの起動停止及び自動弁２７ｂの開閉や、経路切換機構及び開閉バルブとしての切換バルブ３９ａ，３９ｂの開閉、吸引ポンプ３４の起動停止、自動弁２８の開閉制御をする。
【００７０】
なお、自動弁２８は制御部１３からの給電により閉じ、停電時に制御部１３からの給電が停止すると開き、気液分離タンク２５が大気開放されるように構成されている。さらに、制御部１３は、圧力計７０が検知する気液分離タンク２５内の圧力が設定値以下になったことを検知すると自動弁２８を開き、気液分離タンク２５を大気開放するように制御されている。
【００７１】
従って、膜分離装置６が設置される施設内が停電となってろ過膜洗浄を行っている散気装置４ａが停止しても、自動弁２８が開いて気液分離タンク２５を大気開放するので、直ちにろ過を停止することができ、膜の閉塞を未然に防止することができ、貯水槽７のオーバーフローも回避することができる。
【００７２】
また、制御部１３は、圧力計７０が検知する気液分離タンク２５内の圧力が設定値以下になったことを検知すると、自動弁２８を開き気液分離タンク２５を大気開放するように制御されているので、例えば、ろ過膜６ａの目詰まりや切換バルブ３９ａ，３９ｂの故障等による締め切り状態での真空ポンプ２７ａの運転による、気液分離タンク２５内の異常な負圧状態を検知できるので、気液分離タンク２５や自然移送管３１、強制排出管３３内の圧力が極端に低下し、つぶれる等の事故を未然に防止することができる。
【００７３】
なお、制御部１３は真空ポンプ２７ａの電流や電圧を監視しておき、気液分離タンク２５内の異常な負圧状態を検知してもよい。
【００７４】
気液分離タンク２５内の液位が自然排出管３１による移送可能最低水位ＬＷＬ以下の状態で、自然排出管３１による排水を開始するときは、切換バルブ３９ａ，３９ｂを閉じる。自動弁２７ｂを開いて真空ポンプ２７ａを起動し、気液分離タンク２５内の空気を外部に排出することで、気液分離タンク２５内を負圧にする。すると、自然排出管３１を通って処理水が気液分離タンク２５内に貯留される。なお、切換バルブ３９ａは開いた状態にしておいてもよい。
【００７５】
液位計２６が気液分離タンク２５の液位の高水位ＨＷＬを検知すると、自動弁２７ｂを閉じ、真空ポンプ２７ａを停止し、切換バルブ３９ａを開く。このとき気液分離タンク２５より上流側の自然排出管３１内には処理水が満たされていることになる。
【００７６】
すると、膜分離槽４の液面と貯水槽７の液面との水頭差に応じた水頭圧力差によりサイフォンの原理で膜分離装置６のろ過膜６ａによりろ過された処理水が自然排出管３１を通って貯水槽７へと自然移送されるのである。
【００７７】
なお、真空ポンプ２７ａによる気液分離タンク２５内の空気の排出の開始から、気液分離タンク２５内の液位が自然排出管３１による移送可能最低水位ＬＷＬになった時点で、切換バルブ３９ａを開いてろ過を開始し、気液分離タンク２５の液位が高水位ＨＷＬになった時点で真空ポンプ２７ａを停止する運転方法も可能である。
【００７８】
このように、自然排出管３１に処理水が流れだすと、処理水を移送するための動力は必要とせず経済的である。なお、貯水槽７に貯水された処理水は、排水管１１により適宜排水される。
【００７９】
制御部１３は、液位計２６が検出する気液分離タンク２５内の液位が自然排出管３１による移送可能最低水位ＬＷＬを検出すると、自動弁２７ｂを開き真空ポンプ２７ａを稼動して、気液分離タンク２５内の空気を排出して液位を回復させる。このとき、気液分離タンク２５のろ過液出口を開閉する開閉機構としての切換バルブ３９ａを閉じてろ過を停止させてもよいし、開いたままろ過を継続させてもよい。
【００８０】
制御部１３は、液位計４ｂが膜分離槽４の液位の低水位ＬＷＬを検出すると、切換バルブ３９ａを閉じて、自然移送管３１によるろ過液の排出を停止する。また、自動弁２８を開き、気液分離タンク２５を大気開放し、自然移送管３１によるろ過液の排出を停止することも可能である。
【００８１】
強制排出管３３による処理水の強制排出を行う場合は、制御部１３は、切換バルブ３９ａを閉じて、切換バルブ３９ｂを開き、吸引ポンプ３４を起動する。
【００８２】
自然排出管３１と強制排出管３３の切り換えは、液位計４ｂが異常高水位ＨＨＷＬを検出すると強制排出管３３に切り換えるように構成すればよい。
【００８３】
なお、気液分離タンク２５内の空気を排出する真空ポンプ２７ａ及び自動弁２７ｂは必ずしも設ける必要はなく、作業員が気液分離タンク２５に処理水を注ぎ込むなどして気液分離タンク２５内に処理水を満たしてもよい。
【００８４】
次に、第三実施形態について説明する。上述の何れかの実施形態と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００８５】
図５に示すように、排出機構４０は、膜分離槽４の内外の水頭差によりろ過液を排出する自然排出経路としての自然排出管４１と、自然排出管４１の経路中であって膜分離槽４より高い位置に、ろ過液に混入した空気を分離する気液分離部としての気液分離タンク２５が設けられ、気液分離タンク２５の下流側の自然排出管４１には、吸引ポンプ４４が備えられている。
【００８６】
つまり、本実施形態では、自然排出管４１は吸引ポンプ４４の停止中には、自然排出経路となり、吸引ポンプ４４の起動中は強制排出経路となり、吸引ポンプ４４が自然排出経路と強制排出経路を切り換える経路切換機構となる。
【００８７】
なお、気液分離タンク２５の下流側であって、吸引ポンプ４４の吸込側の上流側に気液分離タンク２５のろ過液出口を開閉する開閉機構としての開閉バルブ４２が備えられている。
【００８８】
制御部１４（図示せず）は、液位計４ｂ、液位計２６や圧力計７０の信号に基づいて、真空ポンプ２７ａの起動停止及び自動弁２７ｂの開閉や、開閉バルブ４２の開閉、吸引ポンプ４４の起動停止及び自動弁２８の開閉制御をする。
【００８９】
なお、自動弁２８は制御部１４からの給電により閉じ、停電時に制御部１４からの給電が停止すると開き、気液分離タンク２５が大気開放されるように構成されている。さらに、制御部１４は、圧力計７０が検知する気液分離タンク２５内の圧力が設定値以下になったことを検知すると自動弁２８を開き、気液分離タンク２５を大気開放するように制御されている。
【００９０】
従って、膜分離装置６が設置される施設内が停電となってろ過膜洗浄を行っている散気装置４ａが停止しても、自動弁２８が開いて気液分離タンク２５を大気開放するので、直ちにろ過を停止することができ、膜の閉塞を未然に防止することができ、貯水槽７のオーバーフローも回避することができる。
【００９１】
また、制御部１４は、圧力計７０が検知する気液分離タンク２５内の圧力が設定値以下になったことを検知すると、自動弁２８を開き気液分離タンク２５を大気開放するように制御されているので、例えば、ろ過膜６ａの目詰まりや開閉バルブ４２の故障等による締め切り状態での真空ポンプ２７ａの運転による、気液分離タンク２５内の異常な負圧状態を検知できるので、気液分離タンク２５や自然移送管４１内の圧力が極端に低下し、つぶれる等の事故を未然に防止することができる。
【００９２】
なお、制御部１４は真空ポンプ２７ａの電流や電圧を監視しておき、気液分離タンク２５内の異常な負圧状態を検知してもよい。
【００９３】
気液分離タンク２５内の液位が自然排出管４１による移送可能最低水位ＬＷＬ以下の状態で、自然排出管４１による排水を開始するときは、開閉バルブ４２を閉じる。自動弁２７ｂを開いて真空ポンプ２７ａを起動し、気液分離タンク２５内の空気を外部に排出することで、気液分離タンク２５内を負圧にする。すると、自然排出管４１を通って処理水が気液分離タンク２５内に貯留される。なお、開閉バルブ４２は開いた状態にしておいてもよい。
【００９４】
液位計２６が気液分離タンク２５の液位の高水位ＨＷＬを検知すると、自動弁２７ｂを閉じ、真空ポンプ２７ａを停止し、開閉バルブ４２を開く。このとき気液分離タンク２５より上流側の自然排出管４１内には処理水が満たされていることになる。
【００９５】
すると、膜分離槽４の液面と貯水槽７の液面との水頭差に応じた水頭圧力差によりサイフォンの原理で膜分離装置６のろ過膜６ａによりろ過された処理水が自然排出管４１を通って貯水槽７へと自然移送されるのである。
【００９６】
なお、真空ポンプ２７ａによる気液分離タンク２５内の空気の排出の開始から、気液分離タンク２５内の液位が自然排出管４１による移送可能最低水位ＬＷＬになった時点で、開閉バルブ４２を開いてろ過を開始し、気液分離タンク２５の液位が高水位ＨＷＬになった時点で真空ポンプ２７ａを停止する運転方法も可能である。
【００９７】
このように、自然排出管４１に処理水が流れだすと、処理水を移送するための動力は必要とせず経済的である。なお、貯水槽７に貯水された処理水は、排水管１１により適宜排水される。
【００９８】
制御部１４は、液位計２６が検出する気液分離タンク２５内の液位が自然排出管４１による移送可能最低水位ＬＷＬを検出すると、自動弁２７ｂを開き真空ポンプ２７ａを稼動して、気液分離タンク２５内の空気を排出して液位を回復させる。このとき、気液分離タンク２５のろ過液出口を開閉する開閉機構としての開閉バルブ４２を閉じてろ過を停止させてもよいし、開いたままろ過を継続させてもよい。
【００９９】
制御部１４は、液位計４ｂが膜分離槽４の液位の低水位ＬＷＬを検出すると、開閉バルブ４２を閉じて自然移送管４１によるろ過液の排出を停止する。また、自動弁２８を開き、気液分離タンク２５を大気開放し、自然移送管４１によるろ過液の排出を停止することも可能である。
【０１００】
本実施形態の場合、吸引ポンプ４４を起動することで処理水の強制排出が行われる。
【０１０１】
自然排出管４１と強制排出管の切り換えは、液位計４ｂが異常高水位ＨＨＷＬを検出すると強制排出管に切り換えるように構成すればよい。
【０１０２】
なお、気液分離タンク２５内の空気を排出する真空ポンプ２７ａ及び自動弁２７ｂは必ずしも設ける必要はなく、作業員が気液分離タンク２５に処理水を注ぎ込むなどして気液分離タンク２５内に処理水を満たしてもよい。
【０１０３】
次に、本発明の第四実施形態について説明する。上述の何れかの実施形態と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
【０１０４】
図６に示すように、排出機構５０は、膜分離槽４の内外の水頭差によりろ過液を排出する自然排出経路としての自然排出管５１と、ろ過液を吸引する吸引ポンプ５４を備えた強制排出経路としての強制排出管５３と、自然排出管５１と強制排出管５３の何れかからろ過液を排出する経路切換機構としての切換バルブ５９ａ，５９ｂとを備えている。
【０１０５】
自然排出管５１は、一端がろ過膜６ａのろ過液側に配置され、他端は貯水槽７に開放されている。
【０１０６】
自然排出管５１には、膜分離槽４より高い位置に、ろ過液に混入した空気を分離する気液分離部としての気液分離タンク２５が設けられ、気液分離タンク２５の上流側の自然排出管５１には強制排出管５３が接続されている。
【０１０７】
制御部１５（図示せず）は、液位計４ｂ、液位計２６や圧力計７０の信号に基づいて、真空ポンプ２７ａの起動停止及び自動弁２７ｂの開閉や、切換バルブ５９ａ，５９ｂの開閉、吸引ポンプ５４の起動停止、開閉バルブ５２の開閉及び自動弁２８の開閉制御をする。
【０１０８】
なお、自動弁２８は制御部１５からの給電により閉じ、停電時に制御部１５からの給電が停止すると開き、気液分離タンク２５が大気開放されるように構成されている。さらに、制御部１５は、圧力計７０が検知する気液分離タンク２５内の圧力が設定値以下になったことを検知すると自動弁２８を開き、気液分離タンク２５を大気開放するように制御されている。
【０１０９】
従って、膜分離装置６が設置される施設内が停電となってろ過膜洗浄を行っている散気装置４ａが停止しても、自動弁２８が開いて気液分離タンク２５を大気開放するので、直ちにろ過を停止することができ、膜の閉塞を未然に防止することができ、貯水槽７のオーバーフローも回避することができる。
【０１１０】
また、制御部１５は、圧力計７０が検知する気液分離タンク２５内の圧力が設定値以下になったことを検知すると、自動弁２８を開き気液分離タンク２５を大気開放するように制御されているので、例えば、ろ過膜６ａの目詰まりや切換バルブ５９ａ，５９ｂ、開閉バルブ５２の故障等による締め切り状態での真空ポンプ２７ａの運転による、気液分離タンク２５内の異常な負圧状態を検知できるので、気液分離タンク２５や自然移送管５１、強制排出管５３内の圧力が極端に低下し、つぶれる等の事故を未然に防止することができる。
【０１１１】
なお、制御部１５は真空ポンプ２７ａの電流や電圧を監視しておき、気液分離タンク２５内の異常な負圧状態を検知してもよい。
【０１１２】
気液分離タンク２５内の液位が自然排出管５１による移送可能最低水位ＬＷＬ以下の状態で、自然排出管５１による排水を開始するときは、切換バルブ５９ａを開き、切換バルブ５９ｂ、開閉バルブ５２を閉じる。自動弁２７ｂを開いて真空ポンプ２７ａを起動し、気液分離タンク２５内の空気を外部に排出することで、気液分離タンク２５内を負圧にする。すると、自然排出管５１を通って処理水が気液分離タンク２５内に貯留される。なお、開閉バルブ５２は開いた状態にしておいてもよい。
【０１１３】
液位計２６が気液分離タンク２５の液位の高水位ＨＷＬを検知すると、自動弁２７ｂを閉じ、真空ポンプ２７ａを停止し、開閉バルブ５２を開く。このとき気液分離タンク２５より上流側の自然排出管５１内には処理水が満たされていることになる。
【０１１４】
すると、膜分離槽４の液面と貯水槽７の液面との水頭差に応じた水頭圧力差によりサイフォンの原理で膜分離装置６のろ過膜６ａによりろ過された処理水が自然排出管５１を通って貯水槽７へと自然移送されるのである。
【０１１５】
なお、真空ポンプ２７ａによる気液分離タンク２５内の空気の排出の開始から、気液分離タンク２５内の液位が自然排出管５１による移送可能最低水位ＬＷＬになった時点で、開閉バルブ５２を開いてろ過を開始し、気液分離タンク２５の液位が高水位ＨＷＬになった時点で真空ポンプ２７ａを停止する運転方法も可能である。
【０１１６】
このように、自然排出管５１に処理水が流れだすと、処理水を移送するための動力は必要とせず経済的である。なお、貯水槽７に貯水された処理水は、排水管１１により適宜排水される。
【０１１７】
制御部１５は、液位計２６が検出する気液分離タンク２５内の液位が自然排出管５１による移送可能最低水位ＬＷＬを検出すると、自動弁２７ｂを開き真空ポンプ２７ａを稼動して、気液分離タンク２５内の空気を排出して液位を回復させる。このとき、気液分離タンク２５のろ過液出口を開閉する開閉機構としての開閉バルブ５２、または、切換バルブ５９ａを閉じてろ過を停止させてもよいし、開いたままろ過を継続させてもよい。
【０１１８】
制御部１２は、液位計４ｂが膜分離槽４の液位の低水位ＬＷＬを検出すると、切換バルブ５９ａを閉じて、自然移送管５１によるろ過液の排出を停止する。また、自動弁２８を開き、気液分離タンク２５を大気開放し、自然移送管５１によるろ過液の排出を停止することも可能である。
【０１１９】
強制排出管５３による処理水の強制排出を行う場合は、制御部１５は、切換バルブ５９ａを閉じて、切換バルブ５９ｂを開き、吸引ポンプ５４を起動する。
【０１２０】
自然排出管５１と強制排出管５３の切り換えは、液位計４ｂが異常高水位ＨＨＷＬを検出すると強制排出管５３に切り換えるように構成すればよい。なお、強制排出経路５３による排水への切り換えは、気液分離タンク２５の液位ＰＬが吸引ポンプ２４の吐出部より上方であるときに可能である。
【０１２１】
本実施形態では、気液分離タンク２５の下部に開閉バルブ５２を設けたが、上述した通り開閉バルブ５２は常に開いた状態で運転することができるので、開閉バルブ５２は必ずしも設ける必要はない。
【０１２２】
なお、気液分離タンク２５内の空気を排出する真空ポンプ２７ａ及び自動弁２７ｂは必ずしも設ける必要はなく、作業員が気液分離タンク２５に処理水を注ぎ込むなどして気液分離タンク２５内に処理水を満たしてもよい。
【０１２３】
真空ポンプ２７ａ及び自動弁２７ｂを備えない場合、制御部１５は、液位計２６が気液分離タンク２５内の液位が所定液位まで下がったことを検出すると、吸引ポンプ５４を稼動するとともに、自動弁２８を開き気液分離タンク２５を大気開放するとともに、開閉バルブ５２を閉鎖して気液分離タンク２５の液位を回復させる。このように、サイフォンを維持したまま、気液分離タンク２５内の空気を排出することができる。
【０１２４】
次に、本発明の第五実施形態について説明する。上述の何れかの実施形態と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
【０１２５】
図７に示すように、排出機構６０は、膜分離槽４の内外の水頭差によりろ過液を排出する自然排出経路としての自然排出管６１と、自然排出管６１の経路中であって膜分離槽４より高い位置に、ろ過液に混入した空気を分離する気液分離部としての気液分離タンク２５が設けられ、気液分離タンク２５の上流側の自然排出管６１には、吸引ポンプ６４及び開閉バルブ６３が、気液分離タンク２５の下流側の自然排出管６１には開閉バルブ６２が備えられている。
【０１２６】
つまり、本実施形態では、自然排出管６１は吸引ポンプ６４の停止中には自然排出経路となり、吸引ポンプ６４の起動中は強制排出経路となり、吸引ポンプ６４が自然排出経路と強制排出経路を切り換える経路切換機構となる。
【０１２７】
制御部１６（図示せず）は、液位計４ｂ、液位計２６や圧力計７０の信号に基づいて、真空ポンプ２７ａの起動停止及び自動弁２７ｂの開閉や、開閉バルブ６２及び開閉バルブ６３の開閉、吸引ポンプ６４の起動停止、自動弁２８の開閉制御をする。
【０１２８】
なお、自動弁２８は制御部１６からの給電により閉じ、停電時に制御部１６からの給電が停止すると開き、気液分離タンク２５が大気開放されるように構成されている。さらに、制御部１６は、圧力計７０が検知する気液分離タンク２５内の圧力が設定値以下になったことを検知すると自動弁２８を開き、気液分離タンク２５を大気開放するように制御されている。
【０１２９】
従って、膜分離装置６が設置される施設内が停電となってろ過膜洗浄を行っている散気装置４ａが停止しても、自動弁２８が開いて気液分離タンク２５を大気開放するので、直ちにろ過を停止することができ、膜の閉塞を未然に防止することができ、貯水槽７のオーバーフローも回避することができる。
【０１３０】
また、制御部１６は、圧力計７０が検知する気液分離タンク２５内の圧力が設定値以下になったことを検知すると、自動弁２８を開き気液分離タンク２５を大気開放するように制御されているので、例えば、ろ過膜６ａの目詰まりや開閉バルブ６２，６３の故障等による締め切り状態での真空ポンプ２７ａの運転による、気液分離タンク２５内の異常な負圧状態を検知できるので、気液分離タンク２５や自然移送管６１内の圧力が極端に低下し、つぶれる等の事故を未然に防止することができる。
【０１３１】
なお、制御部１６は真空ポンプ２７ａの電流や電圧を監視しておき、気液分離タンク２５内の異常な負圧状態を検知してもよい。
【０１３２】
気液分離タンク２５内の液位が自然排出管６１による移送可能最低水位ＬＷＬ以下の状態で、自然排出管６１による排水を開始するときは、開閉バルブ６２を閉じる。自動弁２７ｂを開いて真空ポンプ２７ａを起動し、気液分離タンク２５内の空気を外部に排出することで、気液分離タンク２５内を負圧にする。すると、自然排出管６１を通って処理水が気液分離タンク２５内に貯留される。なお、開閉バルブ６２は開いた状態にしておいてもよい。
【０１３３】
液位計２６が気液分離タンク２５の液位の高水位ＨＷＬを検知すると、自動弁２７ｂを閉じ、真空ポンプ２７ａを停止し、開閉バルブ６２を開く。このとき気液分離タンク２５より上流側の自然排出管６１内には処理水が満たされていることになる。
【０１３４】
すると、膜分離槽４の液面と貯水槽７の液面との水頭差に応じた水頭圧力差によりサイフォンの原理で膜分離装置６のろ過膜６ａによりろ過された処理水が自然排出管６１を通って貯水槽７へと自然移送されるのである。
【０１３５】
なお、真空ポンプ２７ａによる気液分離タンク２５内の空気の排出の開始から、気液分離タンク２５内の液位が自然排出管６１による移送可能最低水位ＬＷＬになった時点で、開閉バルブ６２を開いてろ過を開始し、気液分離タンク２５の液位が高水位ＨＷＬになった時点で真空ポンプ２７ａを停止する運転方法も可能である。
【０１３６】
このように、自然排出管６１に処理水が流れだすと、処理水を移送するための動力は必要とせず経済的である。なお、貯水槽７に貯水された処理水は、排水管１１により適宜排水される。
【０１３７】
制御部１６は、液位計２６が検出する気液分離タンク２５内の液位が自然排出管６１による移送可能最低水位ＬＷＬを検出すると、自動弁２７ｂを開き真空ポンプ２７ａを稼動して、気液分離タンク２５内の空気を排出して液位を回復させる。このとき、気液分離タンク２５のろ過液出口を開閉する開閉機構としての開閉バルブ６２，開閉バルブ６３の少なくとも一方を閉じてろ過を停止させてもよいし、開いたままろ過を継続させてもよい。
【０１３８】
制御部１６は、液位計４ｂが膜分離槽４の液位の低水位ＬＷＬを検出すると、開閉バルブ６２，開閉バルブ６３の少なくとも一方を閉じて、自然移送管６１によるろ過液の排出を停止する。また、自動弁２８を開き、気液分離タンク２５を大気開放し、自然移送管６１によるろ過液の排出を停止することも可能である。
【０１３９】
本実施形態の場合、吸引ポンプ６４を起動することで処理水の強制排出が行われる。
【０１４０】
自然排出管６１と強制排出管の切り換えは、液位計４ｂが異常高水位ＨＨＷＬを検出すると強制排出管に切り換えるように構成すればよい。なお、吸引ポンプ６４による処理水の強制排出を行う場合は、気液分離タンク２５の液位ＰＬが吸引ポンプ６４の吐出部より上方であるときに可能である。
【０１４１】
本実施形態では、気液分離タンク２５の下部に開閉バルブ６２を設けたが、上述した通り開閉バルブ６２は常に開いた状態で運転することができるので、開閉バルブ６２は必ずしも設ける必要はない。
【０１４２】
なお、気液分離タンク２５内の空気を排出する真空ポンプ２７ａ及び自動弁２７ｂは必ずしも設ける必要はなく、作業員が気液分離タンク２５に処理水を注ぎ込むなどして気液分離タンク２５内に処理水を満たしてもよい。
【０１４３】
真空ポンプ２７ａ及び自動弁２７ｂを備えない場合、制御部１６は、液位計２６が気液分離タンク２２内の液位が所定液位まで下がったことを検出すると、吸引ポンプ６４を稼動するとともに、自動弁２８を開き気液分離タンク２５を大気開放するとともに、開閉バルブ６２を閉鎖して気液分離タンク２５の液位を回復させる。このように、サイフォンを維持したまま、気液分離タンク２５内の空気を排出することができる。
【０１４４】
上述の何れの実施形態も、水頭差によりサイフォンろ過するものについて説明したが、本発明はサイフォンろ過に限定されるものではなく、膜分離槽と自然排出管の出口の水頭差でろ過する重力ろ過にも適用される。
【０１４５】
上述の何れの実施形態でも、自然排出管や強制排出管のろ過液の流量調整については明示しなかったが、自然排出管や強制排出管に流量計や流量調整バルブ等を適宜備え、公知の技術で流量調整ができることは言うまでもない。また、その他の計装装置やバルブについて明示しなかったが、自然排出管や強制排出管に圧力計や逆止弁、仕切弁等を適宜備えることは言うまでもない。
【０１４６】
上述の何れの実施形態でも、定常運転時は自然排出経路による処理水の自然排出を行い、膜分離装置４が異常高水位ＨＨＷＬのときに強制排出経路に切り替える運転方法について説明したが、自然排出経路と強制排出経路との切り替え方法は本記載に限定されるものではない。
【０１４７】
例えば、定常時は自然排出経路により運転するが、流量調整弁の故障などにより処理液の排出流量の調整が適切に行えない場合に、強制排出経路による運転に切り替える制御を併用することも可能である。
【０１４８】
また、原水の流入量が設定値以下の場合は自然排出経路による運転を行い、設定値を超えた場合に強制排出経路による運転に切り替える制御方法も可能である。
【０１４９】
上述した実施形態は、何れも本発明の一例であり、該記載により本発明が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明の作用効果が奏される範囲で適宜変更設計可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１５０】
１：嫌気槽
２：無酸素槽
３：好気槽
３ａ：散気装置
４：処理槽（膜分離槽）
４ａ：散気装置
４ｂ：液位計
５：余剰汚泥排出管路
６：膜分離装置
６ａ：ろ過膜
７：貯水槽
８：第一の循環路
９：第二の循環路
１０：第三の循環路
１１：排水管
１２，１３，１４，１５，１６：制御部
２０：排出機構
２１：自然排出経路（自然排出管）
２２：開閉機構（開閉バルブ）
２３：強制排出経路（強制排出管）
２４：吸引ポンプ
２５：気液分離部（気液分離タンク）
２６：液位計
２７ａ：排気機構（真空ポンプ）
２７ｂ：排気機構（自動弁）
２８：開放機構（自動弁）
２９ａ，２９ｂ：経路切換機構（切換バルブ）
３０：排出機構
３１：自然排出経路（自然排出管）
３３：強制排出経路（強制排出管）
３４：吸引ポンプ
３９ａ，３９ｂ：経路切換機構（切換バルブ）
４０：排出機構
４１：自然排出経路（自然排出管）
４２：開閉バルブ
４４：吸引ポンプ
５０：排出機構
５１：自然排出経路（自然排出管）
５２：開閉機構（開閉バルブ）
５３：強制排出経路（強制排出管）
５４：吸引ポンプ
５９ａ，５９ｂ：経路切換機構（切換バルブ）
６０：排出機構
６１：自然排出経路（自然排出管）
６２：開閉機構（開閉バルブ）
６３：開閉機構（開閉バルブ）
６４：吸引ポンプ
７０：圧力計
１００：汚水処理装置
ＬＷＬ：最低水位
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理液が供給される処理槽と、前記処理槽内に浸漬配置されたろ過膜と、前記ろ過膜で固液分離したろ過液を槽外に排出する排出機構を備えている膜分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８に示すように、従来、膜分離槽８５に浸漬配置されたろ過膜８１と、ろ過膜８１内の処理液を貯留槽９０に排出する自然排出管８２にポンプ８３を備えた強制排出管８４を分岐接続し、膜分離槽８５に備えられた液位計８６と、膜分離槽８５への被処理水の供給管８７に備えられた流量計８８に計測値に基づいて、自然排出管８２と強制排出管８４に夫々備えられた開閉弁８９ａ，８９ｂの開閉を制御することで、自然排出管８２と強制排出管８４によるろ過液の排出を切り換えるように構成された膜分離装置８０が提案されている。
【０００３】
貯留槽９０の液面が、膜分離槽８５の液面より低くなるように貯留槽９０が配置され、両液面の水頭差を利用して膜分離槽８５から自然排出管８２を介して貯留槽９０にろ過液が排水されている。従って、自然排出管８２と強制排出管８４も、膜分離槽８５の液面より低い位置に配設されている。そして、膜分離槽８５に流入する被処理水が多くなったり、膜分離槽８５の液位が高くなれば、開閉弁８９ａ，８９ｂを制御し、ポンプ８３を起動することによって強制排出管８４によりろ過膜を強制的に排出することで安定してろ過液の排出を行うように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１４３８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ろ過膜８１でろ過された被処理水には気泡が含まれているため、自然排出管８２または強制排出管８４を流下して貯留槽９０に排水される流量が不安定になるという不都合があった。特に、自然排出管８２がアーチ型に配設され、膜分離槽８５の液面より高い配管部位があると、気泡によって排水が途切れる虞もあった。
【０００６】
また、膜分離槽等の設備は地中に掘削された領域に構築され、その近傍にポンプ設備等が配設されるが、既設の設備を拡張したり更新する際に、コストの抑制や設置空間が制限される等の様々な要因で、ポンプ設備や排出管等が膜分離装置の液面より下方に設置できない場合がある。
【０００７】
そのような場合には、ポンプ設備や、自然排出管及び強制排出管の一部が、膜分離装置の液面より上方に位置するスラブ上に設置されるが、自然排出管によってろ過液を排出しようとしても、膜分離槽内の曝気装置によりろ過液は曝気され、空気を多量に含んでいるため、ろ過液中の空気が自然排出管内に析出し、自然排出管によるろ過液の排出が中断することがあり安定してろ過液の排出が行えないという問題があった。
【０００８】
さらに、ポンプを起動し強制移送管によってろ過液を排出しようとしても、ポンプの起動時に呼び水が必要になるという問題や、上述と同様にろ過液は多量の空気を含んでいるため、自吸式のポンプであってもエアロックによって自吸できない問題があった。また、キャビテーションが激しくなりポンプが破損される虞もあった。
【０００９】
本発明は、自然排出経路によるろ過液の排出を安定して行うことができ、自然排出経路から強制排出経路への切換を円滑に行うことができる膜分離装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を達成するため、本発明による膜分離装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の請求項１に記載した通り、被処理液が供給される処理槽と、前記処理槽内に浸漬配置されたろ過膜と、前記ろ過膜で固液分離したろ過液を槽外に排出する排出機構を備えている膜分離装置であって、前記排出機構は、前記処理槽の内外の水頭差によりろ過液を排出する自然排出経路と、ろ過液を吸引するポンプを備えた強制排出経路と、前記自然排出経路と前記強制排出経路の何れかからろ過液を排出する経路切換機構とを備え、前記自然排出経路に、ろ過液に混入した空気を分離する気液分離部を設けている点にある。
【００１１】
上述の構成によれば、自然排出経路に気液分離部を備えているため、自然排出経路によってろ過液が排出される際に、ろ過液に混入した空気が気液分離部で分離されるので、自然排出経路が途切れることがなく、ろ過液の移送流量を安定させることができる。移送量を増加させる場合は、経路切換機構により自然排出経路から強制排出経路へと切り換えることで、ポンプによる強制排出ができる。
【００１２】
同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記強制排出経路が前記気液分離部に接続されている点にある。
【００１３】
上述の構成によれば、強制排出経路に混入した空気が気液分離部で分離されるので、移送流量を安定させることができる。また、強制排出経路の一部を自然排出経路と兼用できるため、排出管路の部品及び施工コストを削減でき、また設備をコンパクトに構成することができる。
【００１４】
同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第二特徴構成に加えて、前記ポンプの吐出側経路が前記気液分離部に接続されている点にある。
【００１５】
上述の構成によれば、強制排出経路中の空気は、ポンプの吐出側経路に備えられた気液分離部に溜まるので、ポンプの停止時にポンプの吸込側経路やポンプ内部に空気が溜まることがなくなり、ポンプの運転再開時にエアロックが発生する虞を回避できる。
【００１６】
同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第二または第三特徴構成に加えて、前記強制排出経路に切り換える際に、前記気液分離部の液位は前記ポンプの吐出部より上方である点にある。
【００１７】
上述の構成によれば、自然排出経路によるろ過液の排出中に、気液分離部の液位がポンプの吐出部より上方になるようにろ過液が貯留されていれば、気液分離部内のろ過液が強制排出経路に流れ込み、強制排出経路がろ過液で満たされるので、自然排出経路から強制排出経路へ切り換える際に、ポンプを起動するための呼び水の必要がなくなり、自然排出経路から強制排出経路への切換をスムーズに行うことができる。
【００１８】
同第五の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第二または第三特徴構成に加えて、前記自然排出経路にろ過液を吸引するポンプを備えて前記強制排出経路が構成されている点にある。
【００１９】
上述の構成によれば、自然排出経路にろ過液を吸引するポンプを備えて強制排出経路が構成されているので、ポンプが停止中は自然排出経路となり、ポンプの稼働中は強制排出経路となるように、自然排出経路と強制排出経路が兼用できるようになる。なお、ポンプが、自然排出経路と強制排出経路の何れかからろ過液を排出する経路切換機構として機能する。従って、排出管路の部品及び施工コストを削減でき、また設備をコンパクトに構成することができる。
【００２０】
同第六の特徴構成は、同請求項６に記載した通り、上述の第一から第五の何れかの特徴構成に加えて、前記気液分離部の液位を測定する液位計と、前記液位計による測定液位に基づいて前記気液分離部の空気を吸引排気する排気機構を設けている点にある。
【００２１】
上述の構成によれば、排気機構により気液分離部の空気を吸引排気して、気液分離部内を負圧にすることにより、ろ過液が自然排出経路を経由して気液分離部内に貯留され、気液分離部の液位を所定の液位に上げることで、自然排出経路によるろ過液の排出開始をすることができる。さらに、例えば、気液分離部で分離されたろ過液中の空気が溜まり、気液分離部の液位が下がっても、液位計の測定水位に基づいて排気機構により気液分離部の空気が吸引排気されるので、気液分離部の液位が所定の液位に保たれ、自然排出機構によるろ過液の排出の維持が容易に可能となる。
【００２２】
また、第四の特徴構成を備える場合には、排気機構により気液分離部のろ過液の液位が、強制排出経路に備えたポンプの吐出部より上方になるように調整されることにより、自然排出経路から強制排出経路によるろ過液の排出をスムーズに切り換えることができる。
【００２３】
同第七の特徴構成は、同請求項７に記載した通り、上述の第一から第六の何れかの特徴構成に加えて、前記気液分離部に、停電時に大気開放される自動弁を備えた開放機構を設けている点にある。
【００２４】
開放機構は、停電時に自動弁が開いて気液分離部が大気開放され、自然排出経路によるろ過液の排出を停止するサイフォンブレークとして機能させることで、自然排出経路を介したろ過液の排出中に停電が発生した際に、ろ過液の排出を自動停止して、ろ過膜の閉塞を未然に回避することができる。
【００２５】
また、自然排出経路内の圧力が設定値以下になると自動弁が開いて気液分離部を大気開放させる大気開放機構として機能させることで、自然排出経路内の圧力が極端に低下して配管等がつぶれる事故を未然に防止することができる。
【００２６】
同第八の特徴構成は、同請求項８に記載した通り、上述の第三特徴構成に加えて、前記気液分離部を大気開放する開放機構と、前記気液分離部の液位を測定する液位計と、前記気液分離部のろ過液出口を開閉する開閉機構と、前記液位計による測定液位が所定値以下になると、前記ポンプを稼動し、前記開放機構により前記気液分離部を大気開放するとともに、前記開閉機構を閉鎖して前記気液分離部の液位を回復させる制御部を備えている点にある。
【００２７】
上述の構成によれば、制御部は液位計による測定液位が所定値以下になると、開閉機構により気液分離部のろ過液出口を閉めて、開放機構により気液分離部を大気開放するとともに、強制排出経路に備えられたポンプを稼働して、気液分離部内にろ過液を移送して、気液分離部の液位を回復させるので、気液分離部の空気を吸引排気する排気機構を備えなくても、サイフォンを維持した状態での気液分離部内の空気の排気が可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
以上説明した通り、本発明によれば、自然排出経路によるろ過液の排出を安定して行うことができ、自然排出経路から強制排出経路への切換を円滑に行うことができる膜分離装置を提供することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明による汚水処理装置の説明図
【図２】本発明による膜分離装置の説明図
【図３】制御部の説明図
【図４】膜分離装置の第二実施形態の説明図
【図５】膜分離装置の第三実施形態の説明図
【図６】膜分離装置の第四実施形態の説明図
【図７】膜分離装置の第五実施形態の説明図
【図８】従来の膜分離装置の説明図
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明による膜分離装置を汚水処理装置に適用した場合の実施形態を説明する。
図１に示すように、汚水処理装置１００は、未処理の被処理水である原水を流入させる嫌気槽１と、嫌気槽１の下流側に隣接した無酸素槽２と、無酸素槽２の下流側に隣接した好気槽３が、それぞれ隔壁で分離されて構成されている。
【００３１】
嫌気槽１では、嫌気条件下で微生物により嫌気処理され、原水に含まれるＢＯＤ成分が微生物に取り込まれるとともに、リン化合物が加水分解されて正リン酸としてりリンが液中に放出される。
【００３２】
無酸素槽２では、嫌気槽１から流入した被処理水が無酸素条件下で微生物により無酸素処理され、硝酸イオン及び亜硝酸イオンの窒素ガスへの還元処理、つまり脱窒処理が行われる。
【００３３】
好気槽３には、底部に散気装置３ａが設置され、無酸素槽２から流入した被処理水に含まれるし尿等が由来のアンモニウムイオンが、好気条件下で微生物により酸化され、亜硝酸や硝酸に変換される硝化処理が行われ、さらに、被処理水中の正リン酸が汚泥に取り込まれ、ポリリン酸として蓄積される好気性処理が行われる。
【００３４】
各処理槽１，２，３で生物処理された被処理水は、隔壁の下部に形成された開口部を介して下流側に移送され、或いは、隔壁をオーバーフローして下流側に移送される。
【００３５】
好気槽３で好気性処理された被処理水は、好気槽３の下流側に隣接した膜分離装置６によりろ過され、さらに下流側の貯水槽７へ排出される。
【００３６】
膜分離装置６は、被処理液が供給される処理槽としての膜分離槽４と、膜分離槽４内に浸漬配置されたろ過膜６ａと、ろ過膜６ａで固液分離したろ過液を後述する貯水槽７へ排出する排出機構２０を備えている。
【００３７】
ろ過膜６ａは、限外ろ過膜、精密ろ過膜等が採用される。膜の形態は、平膜、チューブラー膜、中空糸膜などが好適に用いられる。
【００３８】
膜分離槽４は、膜分離槽４の液位を検知する液位計４ｂ及び余剰汚泥を排出する余剰汚泥排出管路５を備えている。さらに、ろ過膜６ａの下部には散気装置４ａが配設されている。
【００３９】
散気装置４ａは図示しないブロワから供給される空気により、被処理水に膜面に対して平行な流速を付与し、膜表面に蓄積した汚れ物質を剥離させるとともに、膜分離槽４内の被処理水が含有する活性汚泥に酸素を供給する。これにより膜分離槽４内は好気条件となり、活性汚泥が被処理水の硝化処理を行う。
【００４０】
さらに、汚水処理装置１００は膜分離槽４内の被処理水を好気槽３へ循環させる第一の循環路８と、膜分離槽４内の被処理水を無酸素槽２へ循環させる第二の循環路９と、無酸素槽２内の被処理水を嫌気槽１へ循環させる第三の循環路１０を備えている。
【００４１】
排出機構２０は、図２に示すように、膜分離槽４の内外の水頭差によりろ過液を排出する自然排出経路としての自然排出管２１と、ろ過液を吸引する吸引ポンプ２４を備えた強制排出経路としての強制排出管２３と、自然排出管２１と強制排出管２３の何れかからろ過液を排出する経路切換機構としての切換バルブ２９ａ，２９ｂとを備えている。
【００４２】
自然排出管２１及び強制排出管２３は、一端がろ過膜６ａのろ過液側に配置され、他端は貯水槽７に開放されている。
【００４３】
自然排出管２１には、膜分離槽４より高い位置に、ろ過液に混入した空気を分離する気液分離部としての気液分離タンク２５が設けられ、気液分離タンク２５には、気液分離タンク２５内の液位を測定する液位計２６と、液位計２６の測定液位に基づいて気液分離タンク２５内の空気を吸引排気する排気機構として真空ポンプ２７ａ及び自動弁２７ｂと、停電時に開となり気液分離タンク２５を大気開放する自動弁２８を備えた開放機構と、気液分離タンク２５内の気体部分の圧力を検知する圧力計７０が備えられている。
【００４４】
さらに自然排出管２１は、気液分離タンク２５の下流側に気液分離タンク２５のろ過液出口を開閉する開閉機構としての開閉バルブ２２を備えている。
【００４５】
自動弁２７ｂ，２８は、例えば、制御部１２により開閉制御される電磁弁で構成されている。
【００４６】
切換バルブ２９ａ，２９ｂ及び開閉バルブ２２は管内を流れる処理水の通水・遮断ができるものであればよく、例えば、ゲートバルブ、グローブバルブ、ボールバルブ、バタフライバルブ、ニードルバルブ、ストップバルブ等が好適に用いられる。さらに、バルブは装置の自動化の観点から電動で開閉制御されるものが好ましいが、作業員が手動により開閉を行うものであってもよい。
【００４７】
制御部１２は、図３に示すように、液位計４ｂ、液位計２６や圧力計７０の信号に基づいて、真空ポンプ２７ａの起動停止及び自動弁２７ｂの開閉や、切換バルブ２９ａ，２９ｂの開閉、吸引ポンプ２４の起動停止、開閉バルブ２２の開閉及び自動弁２８の開閉制御をする。
【００４８】
なお、自動弁２８は制御部１２からの給電により閉じ、停電時に制御部１２からの給電が停止すると開き、気液分離タンク２５が大気開放されるように構成されている。さらに、制御部１２は、圧力計７０が検知する気液分離タンク２５内の圧力が設定値以下になったことを検知すると自動弁２８を開き、気液分離タンク２５を大気開放するように制御されている。
【００４９】
従って、膜分離装置６が設置される施設内が停電となってろ過膜洗浄を行っている散気装置４ａが停止しても、自動弁２８が開いて気液分離タンク２５を大気開放するので、直ちにろ過を停止することができ、膜の閉塞を未然に防止することができ、貯水槽７のオーバーフローも回避することができる。
【００５０】
また、制御部１２は、圧力計７０が検知する気液分離タンク２５内の圧力が設定値以下になったことを検知すると、自動弁２８を開き気液分離タンク２５を大気開放するように制御されているので、例えば、ろ過膜６ａの目詰まりや切換バルブ２９ａ、開閉バルブ２２の故障等による締め切り状態での真空ポンプ２７ａの運転による、気液分離タンク２５内の異常な負圧状態を検知できるので、気液分離タンク２５や自然移送管２１内の圧力が極端に低下し、つぶれる等の事故を未然に防止することができる。
【００５１】
なお、制御部１２は真空ポンプ２７ａの電流や電圧を監視しておき、気液分離タンク２５内の異常な負圧状態を検知してもよい。
【００５２】
気液分離タンク２５内の液位が自然排出管２１による移送可能最低水位ＬＷＬ以下の状態で、自然排出管２１による排水を開始するときは、切換バルブ２９ａを開いて、切換バルブ２９ｂ、開閉バルブ２２を閉じる。自動弁２７ｂを開いて真空ポンプ２７ａを起動し、気液分離タンク２５内の空気を外部に排出することで、気液分離タンク２５内を負圧にする。すると、自然排出管２１を通って処理水が気液分離タンク２５内に貯留される。なお、開閉バルブ２２は開いた状態にしておいてもよい。
【００５３】
液位計２６が気液分離タンク２５の液位の高水位ＨＷＬを検知すると、自動弁２７ｂを閉じ、真空ポンプ２７ａを停止し、開閉バルブ２２を開く。このとき気液分離タンク２５より上流側の自然排出管２１内には処理水が満たされていることになる。
【００５４】
すると、膜分離槽４の液面と貯水槽７の液面との水頭差に応じた水頭圧力差によりサイフォンの原理で膜分離装置６のろ過膜６ａによりろ過された処理水が自然排出管２１を通って貯水槽７へと自然移送されるのである。
【００５５】
なお、真空ポンプ２７ａによる気液分離タンク２５内の空気の排出の開始から、気液分離タンク２５内の液位が自然排出管２１による移送可能最低水位ＬＷＬになった時点で、開閉バルブ２２を開いてろ過を開始し、気液分離タンク２５の液位が高水位ＨＷＬになった時点で真空ポンプ２７ａを停止する運転方法も可能である。
【００５６】
このように、自然排出管２１に処理水が流れだすと、処理水を移送するための動力は必要とせず経済的である。なお、貯水槽７に貯水された処理水は、排水管１１により適宜排水される。
【００５７】
制御部１２は、液位計２６が検出する気液分離タンク２５内の液位が自然排出管２１による移送可能最低水位ＬＷＬを検出すると、自動弁２７ｂを開き真空ポンプ２７ａを稼動して、気液分離タンク２５内の空気を排出して液位を回復させる。このとき、気液分離タンク２５のろ過液出口を開閉する開閉機構としての開閉バルブ２２、または、切換バルブ２９ａを閉じてろ過を停止させてもよいし、開いたままろ過を継続させてもよい。
【００５８】
制御部１２は、液位計４ｂが膜分離槽４の液位の低水位ＬＷＬを検出すると、切換バルブ２９ａを閉じて自然移送管２１によるろ過液の排出を停止する。また、自動弁２８を開き、気液分離タンク２５を大気開放し、自然移送管２１によるろ過液の排出を停止することも可能である。
【００５９】
強制排出管２３による処理水の強制排出を行う場合は、制御部１２は、切換バルブ２９ａを閉じて切換バルブ２９ｂを開き、吸引ポンプ２４を起動する。
【００６０】
自然排出管２１と強制排出管２３の切り換えは、液位計４ｂが異常高水位ＨＨＷＬを検出すると強制排出管２３に切り換えるように構成すればよい。
【００６１】
なお、気液分離タンク２５内の空気を排出する真空ポンプ２７ａ及び自動弁２７ｂは必ずしも設ける必要はなく、作業員が気液分離タンク２５に処理水を注ぎ込むなどして気液分離タンク２５内に処理水を満たしてもよい。
【００６２】
さらに、気液分離部は気液分離タンク２５のようなタンクである必要はなく、自然排出管２１を構成する配管中にレデューサで拡径した部分を設け、当該拡径した部分を気液分離部としてもよい。
【００６３】
本実施形態では、気液分離タンク２５の下部に開閉バルブ２２を設けたが、上述した通り、開閉バルブ２２は常に開いた状態で運転することができるので、開閉バルブ２２は必ずしも設ける必要はない。
【００６４】
次に、第二実施形態について説明する。上述の実施形態と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００６５】
図４に示すように、排出機構３０は、膜分離槽４の内外の水頭差によりろ過液を排出する自然排出経路としての自然排出管３１と、ろ過液を吸引する吸引ポンプ３４を備えた強制排出経路としての強制排出管３３と、自然排出管３１と強制排出管３３の何れかからろ過液を排出する経路切換機構としての切換バルブ３９ａ，３９ｂとを備えている。
【００６６】
自然排出管３１には、膜分離槽４より高い位置に、ろ過液に混入した空気を分離する気液分離部としての気液分離タンク２５が設けられている。
【００６７】
自然排出管３１は、一端がろ過膜６ａのろ過液側に配置され、他端は貯水槽７に開放され、強制排出管３３は、吸引ポンプ３４の吸込側が気液分離タンク２５の下流側の自然排出管３１であって気液分離タンク２５側に接続され、吸引ポンプの吐出側が気液分離タンク２５の下流側の自然排出管３１であって貯水タンク７側に接続されている。
【００６８】
自然排出管３１と強制排出管３３の何れかからろ過液を排出する経路切換機構としての切換バルブ３９ａ，３９ｂは、気液分離タンク２５のろ過液出口を開閉する開閉機構としての開閉バルブとしても機能するように構成されている。
【００６９】
制御部１３（図示せず）は、液位計４ｂ、液位計２６や圧力計７０の信号に基づいて、真空ポンプ２７ａの起動停止及び自動弁２７ｂの開閉や、経路切換機構及び開閉バルブとしての切換バルブ３９ａ，３９ｂの開閉、吸引ポンプ３４の起動停止、自動弁２８の開閉制御をする。
【００７０】
なお、自動弁２８は制御部１３からの給電により閉じ、停電時に制御部１３からの給電が停止すると開き、気液分離タンク２５が大気開放されるように構成されている。さらに、制御部１３は、圧力計７０が検知する気液分離タンク２５内の圧力が設定値以下になったことを検知すると自動弁２８を開き、気液分離タンク２５を大気開放するように制御されている。
【００７１】
従って、膜分離装置６が設置される施設内が停電となってろ過膜洗浄を行っている散気装置４ａが停止しても、自動弁２８が開いて気液分離タンク２５を大気開放するので、直ちにろ過を停止することができ、膜の閉塞を未然に防止することができ、貯水槽７のオーバーフローも回避することができる。
【００７２】
また、制御部１３は、圧力計７０が検知する気液分離タンク２５内の圧力が設定値以下になったことを検知すると、自動弁２８を開き気液分離タンク２５を大気開放するように制御されているので、例えば、ろ過膜６ａの目詰まりや切換バルブ３９ａ，３９ｂの故障等による締め切り状態での真空ポンプ２７ａの運転による、気液分離タンク２５内の異常な負圧状態を検知できるので、気液分離タンク２５や自然移送管３１、強制排出管３３内の圧力が極端に低下し、つぶれる等の事故を未然に防止することができる。
【００７３】
なお、制御部１３は真空ポンプ２７ａの電流や電圧を監視しておき、気液分離タンク２５内の異常な負圧状態を検知してもよい。
【００７４】
気液分離タンク２５内の液位が自然排出管３１による移送可能最低水位ＬＷＬ以下の状態で、自然排出管３１による排水を開始するときは、切換バルブ３９ａ，３９ｂを閉じる。自動弁２７ｂを開いて真空ポンプ２７ａを起動し、気液分離タンク２５内の空気を外部に排出することで、気液分離タンク２５内を負圧にする。すると、自然排出管３１を通って処理水が気液分離タンク２５内に貯留される。なお、切換バルブ３９ａは開いた状態にしておいてもよい。
【００７５】
液位計２６が気液分離タンク２５の液位の高水位ＨＷＬを検知すると、自動弁２７ｂを閉じ、真空ポンプ２７ａを停止し、切換バルブ３９ａを開く。このとき気液分離タンク２５より上流側の自然排出管３１内には処理水が満たされていることになる。
【００７６】
すると、膜分離槽４の液面と貯水槽７の液面との水頭差に応じた水頭圧力差によりサイフォンの原理で膜分離装置６のろ過膜６ａによりろ過された処理水が自然排出管３１を通って貯水槽７へと自然移送されるのである。
【００７７】
なお、真空ポンプ２７ａによる気液分離タンク２５内の空気の排出の開始から、気液分離タンク２５内の液位が自然排出管３１による移送可能最低水位ＬＷＬになった時点で、切換バルブ３９ａを開いてろ過を開始し、気液分離タンク２５の液位が高水位ＨＷＬになった時点で真空ポンプ２７ａを停止する運転方法も可能である。
【００７８】
このように、自然排出管３１に処理水が流れだすと、処理水を移送するための動力は必要とせず経済的である。なお、貯水槽７に貯水された処理水は、排水管１１により適宜排水される。
【００７９】
制御部１３は、液位計２６が検出する気液分離タンク２５内の液位が自然排出管３１による移送可能最低水位ＬＷＬを検出すると、自動弁２７ｂを開き真空ポンプ２７ａを稼動して、気液分離タンク２５内の空気を排出して液位を回復させる。このとき、気液分離タンク２５のろ過液出口を開閉する開閉機構としての切換バルブ３９ａを閉じてろ過を停止させてもよいし、開いたままろ過を継続させてもよい。
【００８０】
制御部１３は、液位計４ｂが膜分離槽４の液位の低水位ＬＷＬを検出すると、切換バルブ３９ａを閉じて、自然移送管３１によるろ過液の排出を停止する。また、自動弁２８を開き、気液分離タンク２５を大気開放し、自然移送管３１によるろ過液の排出を停止することも可能である。
【００８１】
強制排出管３３による処理水の強制排出を行う場合は、制御部１３は、切換バルブ３９ａを閉じて、切換バルブ３９ｂを開き、吸引ポンプ３４を起動する。
【００８２】
自然排出管３１と強制排出管３３の切り換えは、液位計４ｂが異常高水位ＨＨＷＬを検出すると強制排出管３３に切り換えるように構成すればよい。
【００８３】
なお、気液分離タンク２５内の空気を排出する真空ポンプ２７ａ及び自動弁２７ｂは必ずしも設ける必要はなく、作業員が気液分離タンク２５に処理水を注ぎ込むなどして気液分離タンク２５内に処理水を満たしてもよい。
【００８４】
次に、第三実施形態について説明する。上述の何れかの実施形態と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
【００８５】
図５に示すように、排出機構４０は、膜分離槽４の内外の水頭差によりろ過液を排出する自然排出経路としての自然排出管４１と、自然排出管４１の経路中であって膜分離槽４より高い位置に、ろ過液に混入した空気を分離する気液分離部としての気液分離タンク２５が設けられ、気液分離タンク２５の下流側の自然排出管４１には、吸引ポンプ４４が備えられている。
【００８６】
つまり、本実施形態では、自然排出管４１は吸引ポンプ４４の停止中には、自然排出経路となり、吸引ポンプ４４の起動中は強制排出経路となり、吸引ポンプ４４が自然排出経路と強制排出経路を切り換える経路切換機構となる。
【００８７】
なお、気液分離タンク２５の下流側であって、吸引ポンプ４４の吸込側の上流側に気液分離タンク２５のろ過液出口を開閉する開閉機構としての開閉バルブ４２が備えられている。
【００８８】
制御部１４（図示せず）は、液位計４ｂ、液位計２６や圧力計７０の信号に基づいて、真空ポンプ２７ａの起動停止及び自動弁２７ｂの開閉や、開閉バルブ４２の開閉、吸引ポンプ４４の起動停止及び自動弁２８の開閉制御をする。
【００８９】
なお、自動弁２８は制御部１４からの給電により閉じ、停電時に制御部１４からの給電が停止すると開き、気液分離タンク２５が大気開放されるように構成されている。さらに、制御部１４は、圧力計７０が検知する気液分離タンク２５内の圧力が設定値以下になったことを検知すると自動弁２８を開き、気液分離タンク２５を大気開放するように制御されている。
【００９０】
従って、膜分離装置６が設置される施設内が停電となってろ過膜洗浄を行っている散気装置４ａが停止しても、自動弁２８が開いて気液分離タンク２５を大気開放するので、直ちにろ過を停止することができ、膜の閉塞を未然に防止することができ、貯水槽７のオーバーフローも回避することができる。
【００９１】
また、制御部１４は、圧力計７０が検知する気液分離タンク２５内の圧力が設定値以下になったことを検知すると、自動弁２８を開き気液分離タンク２５を大気開放するように制御されているので、例えば、ろ過膜６ａの目詰まりや開閉バルブ４２の故障等による締め切り状態での真空ポンプ２７ａの運転による、気液分離タンク２５内の異常な負圧状態を検知できるので、気液分離タンク２５や自然移送管４１内の圧力が極端に低下し、つぶれる等の事故を未然に防止することができる。
【００９２】
なお、制御部１４は真空ポンプ２７ａの電流や電圧を監視しておき、気液分離タンク２５内の異常な負圧状態を検知してもよい。
【００９３】
気液分離タンク２５内の液位が自然排出管４１による移送可能最低水位ＬＷＬ以下の状態で、自然排出管４１による排水を開始するときは、開閉バルブ４２を閉じる。自動弁２７ｂを開いて真空ポンプ２７ａを起動し、気液分離タンク２５内の空気を外部に排出することで、気液分離タンク２５内を負圧にする。すると、自然排出管４１を通って処理水が気液分離タンク２５内に貯留される。なお、開閉バルブ４２は開いた状態にしておいてもよい。
【００９４】
液位計２６が気液分離タンク２５の液位の高水位ＨＷＬを検知すると、自動弁２７ｂを閉じ、真空ポンプ２７ａを停止し、開閉バルブ４２を開く。このとき気液分離タンク２５より上流側の自然排出管４１内には処理水が満たされていることになる。
【００９５】
すると、膜分離槽４の液面と貯水槽７の液面との水頭差に応じた水頭圧力差によりサイフォンの原理で膜分離装置６のろ過膜６ａによりろ過された処理水が自然排出管４１を通って貯水槽７へと自然移送されるのである。
【００９６】
なお、真空ポンプ２７ａによる気液分離タンク２５内の空気の排出の開始から、気液分離タンク２５内の液位が自然排出管４１による移送可能最低水位ＬＷＬになった時点で、開閉バルブ４２を開いてろ過を開始し、気液分離タンク２５の液位が高水位ＨＷＬになった時点で真空ポンプ２７ａを停止する運転方法も可能である。
【００９７】
このように、自然排出管４１に処理水が流れだすと、処理水を移送するための動力は必要とせず経済的である。なお、貯水槽７に貯水された処理水は、排水管１１により適宜排水される。
【００９８】
制御部１４は、液位計２６が検出する気液分離タンク２５内の液位が自然排出管４１による移送可能最低水位ＬＷＬを検出すると、自動弁２７ｂを開き真空ポンプ２７ａを稼動して、気液分離タンク２５内の空気を排出して液位を回復させる。このとき、気液分離タンク２５のろ過液出口を開閉する開閉機構としての開閉バルブ４２を閉じてろ過を停止させてもよいし、開いたままろ過を継続させてもよい。
【００９９】
制御部１４は、液位計４ｂが膜分離槽４の液位の低水位ＬＷＬを検出すると、開閉バルブ４２を閉じて自然移送管４１によるろ過液の排出を停止する。また、自動弁２８を開き、気液分離タンク２５を大気開放し、自然移送管４１によるろ過液の排出を停止することも可能である。
【０１００】
本実施形態の場合、吸引ポンプ４４を起動することで処理水の強制排出が行われる。
【０１０１】
自然排出管４１と強制排出管の切り換えは、液位計４ｂが異常高水位ＨＨＷＬを検出すると強制排出管に切り換えるように構成すればよい。
【０１０２】
なお、気液分離タンク２５内の空気を排出する真空ポンプ２７ａ及び自動弁２７ｂは必ずしも設ける必要はなく、作業員が気液分離タンク２５に処理水を注ぎ込むなどして気液分離タンク２５内に処理水を満たしてもよい。
【０１０３】
次に、本発明の第四実施形態について説明する。上述の何れかの実施形態と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
【０１０４】
図６に示すように、排出機構５０は、膜分離槽４の内外の水頭差によりろ過液を排出する自然排出経路としての自然排出管５１と、ろ過液を吸引する吸引ポンプ５４を備えた強制排出経路としての強制排出管５３と、自然排出管５１と強制排出管５３の何れかからろ過液を排出する経路切換機構としての切換バルブ５９ａ，５９ｂとを備えている。
【０１０５】
自然排出管５１は、一端がろ過膜６ａのろ過液側に配置され、他端は貯水槽７に開放されている。
【０１０６】
自然排出管５１には、膜分離槽４より高い位置に、ろ過液に混入した空気を分離する気液分離部としての気液分離タンク２５が設けられ、気液分離タンク２５の上流側の自然排出管５１には強制排出管５３が接続されている。
【０１０７】
制御部１５（図示せず）は、液位計４ｂ、液位計２６や圧力計７０の信号に基づいて、真空ポンプ２７ａの起動停止及び自動弁２７ｂの開閉や、切換バルブ５９ａ，５９ｂの開閉、吸引ポンプ５４の起動停止、開閉バルブ５２の開閉及び自動弁２８の開閉制御をする。
【０１０８】
なお、自動弁２８は制御部１５からの給電により閉じ、停電時に制御部１５からの給電が停止すると開き、気液分離タンク２５が大気開放されるように構成されている。さらに、制御部１５は、圧力計７０が検知する気液分離タンク２５内の圧力が設定値以下になったことを検知すると自動弁２８を開き、気液分離タンク２５を大気開放するように制御されている。
【０１０９】
従って、膜分離装置６が設置される施設内が停電となってろ過膜洗浄を行っている散気装置４ａが停止しても、自動弁２８が開いて気液分離タンク２５を大気開放するので、直ちにろ過を停止することができ、膜の閉塞を未然に防止することができ、貯水槽７のオーバーフローも回避することができる。
【０１１０】
また、制御部１５は、圧力計７０が検知する気液分離タンク２５内の圧力が設定値以下になったことを検知すると、自動弁２８を開き気液分離タンク２５を大気開放するように制御されているので、例えば、ろ過膜６ａの目詰まりや切換バルブ５９ａ，５９ｂ、開閉バルブ５２の故障等による締め切り状態での真空ポンプ２７ａの運転による、気液分離タンク２５内の異常な負圧状態を検知できるので、気液分離タンク２５や自然移送管５１、強制排出管５３内の圧力が極端に低下し、つぶれる等の事故を未然に防止することができる。
【０１１１】
なお、制御部１５は真空ポンプ２７ａの電流や電圧を監視しておき、気液分離タンク２５内の異常な負圧状態を検知してもよい。
【０１１２】
気液分離タンク２５内の液位が自然排出管５１による移送可能最低水位ＬＷＬ以下の状態で、自然排出管５１による排水を開始するときは、切換バルブ５９ａを開き、切換バルブ５９ｂ、開閉バルブ５２を閉じる。自動弁２７ｂを開いて真空ポンプ２７ａを起動し、気液分離タンク２５内の空気を外部に排出することで、気液分離タンク２５内を負圧にする。すると、自然排出管５１を通って処理水が気液分離タンク２５内に貯留される。なお、開閉バルブ５２は開いた状態にしておいてもよい。
【０１１３】
液位計２６が気液分離タンク２５の液位の高水位ＨＷＬを検知すると、自動弁２７ｂを閉じ、真空ポンプ２７ａを停止し、開閉バルブ５２を開く。このとき気液分離タンク２５より上流側の自然排出管５１内には処理水が満たされていることになる。
【０１１４】
すると、膜分離槽４の液面と貯水槽７の液面との水頭差に応じた水頭圧力差によりサイフォンの原理で膜分離装置６のろ過膜６ａによりろ過された処理水が自然排出管５１を通って貯水槽７へと自然移送されるのである。
【０１１５】
なお、真空ポンプ２７ａによる気液分離タンク２５内の空気の排出の開始から、気液分離タンク２５内の液位が自然排出管５１による移送可能最低水位ＬＷＬになった時点で、開閉バルブ５２を開いてろ過を開始し、気液分離タンク２５の液位が高水位ＨＷＬになった時点で真空ポンプ２７ａを停止する運転方法も可能である。
【０１１６】
このように、自然排出管５１に処理水が流れだすと、処理水を移送するための動力は必要とせず経済的である。なお、貯水槽７に貯水された処理水は、排水管１１により適宜排水される。
【０１１７】
制御部１５は、液位計２６が検出する気液分離タンク２５内の液位が自然排出管５１による移送可能最低水位ＬＷＬを検出すると、自動弁２７ｂを開き真空ポンプ２７ａを稼動して、気液分離タンク２５内の空気を排出して液位を回復させる。このとき、気液分離タンク２５のろ過液出口を開閉する開閉機構としての開閉バルブ５２、または、切換バルブ５９ａを閉じてろ過を停止させてもよいし、開いたままろ過を継続させてもよい。
【０１１８】
制御部１２は、液位計４ｂが膜分離槽４の液位の低水位ＬＷＬを検出すると、切換バルブ５９ａを閉じて、自然移送管５１によるろ過液の排出を停止する。また、自動弁２８を開き、気液分離タンク２５を大気開放し、自然移送管５１によるろ過液の排出を停止することも可能である。
【０１１９】
強制排出管５３による処理水の強制排出を行う場合は、制御部１５は、切換バルブ５９ａを閉じて、切換バルブ５９ｂを開き、吸引ポンプ５４を起動する。
【０１２０】
自然排出管５１と強制排出管５３の切り換えは、液位計４ｂが異常高水位ＨＨＷＬを検出すると強制排出管５３に切り換えるように構成すればよい。なお、強制排出経路５３による排水への切り換えは、気液分離タンク２５の液位ＰＬが吸引ポンプ２４の吐出部より上方であるときに可能である。
【０１２１】
本実施形態では、気液分離タンク２５の下部に開閉バルブ５２を設けたが、上述した通り開閉バルブ５２は常に開いた状態で運転することができるので、開閉バルブ５２は必ずしも設ける必要はない。
【０１２２】
なお、気液分離タンク２５内の空気を排出する真空ポンプ２７ａ及び自動弁２７ｂは必ずしも設ける必要はなく、作業員が気液分離タンク２５に処理水を注ぎ込むなどして気液分離タンク２５内に処理水を満たしてもよい。
【０１２３】
真空ポンプ２７ａ及び自動弁２７ｂを備えない場合、制御部１５は、液位計２６が気液分離タンク２５内の液位が所定液位まで下がったことを検出すると、吸引ポンプ５４を稼動するとともに、自動弁２８を開き気液分離タンク２５を大気開放するとともに、開閉バルブ５２を閉鎖して気液分離タンク２５の液位を回復させる。このように、サイフォンを維持したまま、気液分離タンク２５内の空気を排出することができる。
【０１２４】
次に、本発明の第五実施形態について説明する。上述の何れかの実施形態と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。
【０１２５】
図７に示すように、排出機構６０は、膜分離槽４の内外の水頭差によりろ過液を排出する自然排出経路としての自然排出管６１と、自然排出管６１の経路中であって膜分離槽４より高い位置に、ろ過液に混入した空気を分離する気液分離部としての気液分離タンク２５が設けられ、気液分離タンク２５の上流側の自然排出管６１には、吸引ポンプ６４及び開閉バルブ６３が、気液分離タンク２５の下流側の自然排出管６１には開閉バルブ６２が備えられている。
【０１２６】
つまり、本実施形態では、自然排出管６１は吸引ポンプ６４の停止中には自然排出経路となり、吸引ポンプ６４の起動中は強制排出経路となり、吸引ポンプ６４が自然排出経路と強制排出経路を切り換える経路切換機構となる。
【０１２７】
制御部１６（図示せず）は、液位計４ｂ、液位計２６や圧力計７０の信号に基づいて、真空ポンプ２７ａの起動停止及び自動弁２７ｂの開閉や、開閉バルブ６２及び開閉バルブ６３の開閉、吸引ポンプ６４の起動停止、自動弁２８の開閉制御をする。
【０１２８】
なお、自動弁２８は制御部１６からの給電により閉じ、停電時に制御部１６からの給電が停止すると開き、気液分離タンク２５が大気開放されるように構成されている。さらに、制御部１６は、圧力計７０が検知する気液分離タンク２５内の圧力が設定値以下になったことを検知すると自動弁２８を開き、気液分離タンク２５を大気開放するように制御されている。
【０１２９】
従って、膜分離装置６が設置される施設内が停電となってろ過膜洗浄を行っている散気装置４ａが停止しても、自動弁２８が開いて気液分離タンク２５を大気開放するので、直ちにろ過を停止することができ、膜の閉塞を未然に防止することができ、貯水槽７のオーバーフローも回避することができる。
【０１３０】
また、制御部１６は、圧力計７０が検知する気液分離タンク２５内の圧力が設定値以下になったことを検知すると、自動弁２８を開き気液分離タンク２５を大気開放するように制御されているので、例えば、ろ過膜６ａの目詰まりや開閉バルブ６２，６３の故障等による締め切り状態での真空ポンプ２７ａの運転による、気液分離タンク２５内の異常な負圧状態を検知できるので、気液分離タンク２５や自然移送管６１内の圧力が極端に低下し、つぶれる等の事故を未然に防止することができる。
【０１３１】
なお、制御部１６は真空ポンプ２７ａの電流や電圧を監視しておき、気液分離タンク２５内の異常な負圧状態を検知してもよい。
【０１３２】
気液分離タンク２５内の液位が自然排出管６１による移送可能最低水位ＬＷＬ以下の状態で、自然排出管６１による排水を開始するときは、開閉バルブ６２を閉じる。自動弁２７ｂを開いて真空ポンプ２７ａを起動し、気液分離タンク２５内の空気を外部に排出することで、気液分離タンク２５内を負圧にする。すると、自然排出管６１を通って処理水が気液分離タンク２５内に貯留される。なお、開閉バルブ６２は開いた状態にしておいてもよい。
【０１３３】
液位計２６が気液分離タンク２５の液位の高水位ＨＷＬを検知すると、自動弁２７ｂを閉じ、真空ポンプ２７ａを停止し、開閉バルブ６２を開く。このとき気液分離タンク２５より上流側の自然排出管６１内には処理水が満たされていることになる。
【０１３４】
すると、膜分離槽４の液面と貯水槽７の液面との水頭差に応じた水頭圧力差によりサイフォンの原理で膜分離装置６のろ過膜６ａによりろ過された処理水が自然排出管６１を通って貯水槽７へと自然移送されるのである。
【０１３５】
なお、真空ポンプ２７ａによる気液分離タンク２５内の空気の排出の開始から、気液分離タンク２５内の液位が自然排出管６１による移送可能最低水位ＬＷＬになった時点で、開閉バルブ６２を開いてろ過を開始し、気液分離タンク２５の液位が高水位ＨＷＬになった時点で真空ポンプ２７ａを停止する運転方法も可能である。
【０１３６】
このように、自然排出管６１に処理水が流れだすと、処理水を移送するための動力は必要とせず経済的である。なお、貯水槽７に貯水された処理水は、排水管１１により適宜排水される。
【０１３７】
制御部１６は、液位計２６が検出する気液分離タンク２５内の液位が自然排出管６１による移送可能最低水位ＬＷＬを検出すると、自動弁２７ｂを開き真空ポンプ２７ａを稼動して、気液分離タンク２５内の空気を排出して液位を回復させる。このとき、気液分離タンク２５のろ過液出口を開閉する開閉機構としての開閉バルブ６２，開閉バルブ６３の少なくとも一方を閉じてろ過を停止させてもよいし、開いたままろ過を継続させてもよい。
【０１３８】
制御部１６は、液位計４ｂが膜分離槽４の液位の低水位ＬＷＬを検出すると、開閉バルブ６２，開閉バルブ６３の少なくとも一方を閉じて、自然移送管６１によるろ過液の排出を停止する。また、自動弁２８を開き、気液分離タンク２５を大気開放し、自然移送管６１によるろ過液の排出を停止することも可能である。
【０１３９】
本実施形態の場合、吸引ポンプ６４を起動することで処理水の強制排出が行われる。
【０１４０】
自然排出管６１と強制排出管の切り換えは、液位計４ｂが異常高水位ＨＨＷＬを検出すると強制排出管に切り換えるように構成すればよい。なお、吸引ポンプ６４による処理水の強制排出を行う場合は、気液分離タンク２５の液位ＰＬが吸引ポンプ６４の吐出部より上方であるときに可能である。
【０１４１】
本実施形態では、気液分離タンク２５の下部に開閉バルブ６２を設けたが、上述した通り開閉バルブ６２は常に開いた状態で運転することができるので、開閉バルブ６２は必ずしも設ける必要はない。
【０１４２】
なお、気液分離タンク２５内の空気を排出する真空ポンプ２７ａ及び自動弁２７ｂは必ずしも設ける必要はなく、作業員が気液分離タンク２５に処理水を注ぎ込むなどして気液分離タンク２５内に処理水を満たしてもよい。
【０１４３】
真空ポンプ２７ａ及び自動弁２７ｂを備えない場合、制御部１６は、液位計２６が気液分離タンク２２内の液位が所定液位まで下がったことを検出すると、吸引ポンプ６４を稼動するとともに、自動弁２８を開き気液分離タンク２５を大気開放するとともに、開閉バルブ６２を閉鎖して気液分離タンク２５の液位を回復させる。このように、サイフォンを維持したまま、気液分離タンク２５内の空気を排出することができる。
【０１４４】
上述の何れの実施形態も、水頭差によりサイフォンろ過するものについて説明したが、本発明はサイフォンろ過に限定されるものではなく、膜分離槽と自然排出管の出口の水頭差でろ過する重力ろ過にも適用される。
【０１４５】
上述の何れの実施形態でも、自然排出管や強制排出管のろ過液の流量調整については明示しなかったが、自然排出管や強制排出管に流量計や流量調整バルブ等を適宜備え、公知の技術で流量調整ができることは言うまでもない。また、その他の計装装置やバルブについて明示しなかったが、自然排出管や強制排出管に圧力計や逆止弁、仕切弁等を適宜備えることは言うまでもない。
【０１４６】
上述の何れの実施形態でも、定常運転時は自然排出経路による処理水の自然排出を行い、膜分離装置４が異常高水位ＨＨＷＬのときに強制排出経路に切り替える運転方法について説明したが、自然排出経路と強制排出経路との切り替え方法は本記載に限定されるものではない。
【０１４７】
例えば、定常時は自然排出経路により運転するが、流量調整弁の故障などにより処理液の排出流量の調整が適切に行えない場合に、強制排出経路による運転に切り替える制御を併用することも可能である。
【０１４８】
また、原水の流入量が設定値以下の場合は自然排出経路による運転を行い、設定値を超えた場合に強制排出経路による運転に切り替える制御方法も可能である。
【０１４９】
上述した実施形態は、何れも本発明の一例であり、該記載により本発明が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明の作用効果が奏される範囲で適宜変更設計可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１５０】
１：嫌気槽
２：無酸素槽
３：好気槽
３ａ：散気装置
４：処理槽（膜分離槽）
４ａ：散気装置
４ｂ：液位計
５：余剰汚泥排出管路
６：膜分離装置
６ａ：ろ過膜
７：貯水槽
８：第一の循環路
９：第二の循環路
１０：第三の循環路
１１：排水管
１２，１３，１４，１５，１６：制御部
２０：排出機構
２１：自然排出経路（自然排出管）
２２：開閉機構（開閉バルブ）
２３：強制排出経路（強制排出管）
２４：吸引ポンプ
２５：気液分離部（気液分離タンク）
２６：液位計
２７ａ：排気機構（真空ポンプ）
２７ｂ：排気機構（自動弁）
２８：開放機構（自動弁）
２９ａ，２９ｂ：経路切換機構（切換バルブ）
３０：排出機構
３１：自然排出経路（自然排出管）
３３：強制排出経路（強制排出管）
３４：吸引ポンプ
３９ａ，３９ｂ：経路切換機構（切換バルブ）
４０：排出機構
４１：自然排出経路（自然排出管）
４２：開閉バルブ
４４：吸引ポンプ
５０：排出機構
５１：自然排出経路（自然排出管）
５２：開閉機構（開閉バルブ）
５３：強制排出経路（強制排出管）
５４：吸引ポンプ
５９ａ，５９ｂ：経路切換機構（切換バルブ）
６０：排出機構
６１：自然排出経路（自然排出管）
６２：開閉機構（開閉バルブ）
６３：開閉機構（開閉バルブ）
６４：吸引ポンプ
７０：圧力計
１００：汚水処理装置
ＬＷＬ：最低水位
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理液が供給される処理槽と、前記処理槽内に浸漬配置されたろ過膜と、前記ろ過膜で固液分離したろ過液を槽外に排出する排出機構を備えている膜分離装置であって、
前記排出機構は、前記処理槽の内外の水頭差によりろ過液を排出する自然排出経路と、ろ過液を吸引するポンプを備えた強制排出経路と、前記自然排出経路と前記強制排出経路の何れかからろ過液を排出する経路切換機構とを備え、
前記自然排出経路に、ろ過液に混入した空気を分離する気液分離部を設けていることを特徴とする膜分離装置。
【請求項２】
前記強制排出経路が前記気液分離部に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の膜分離装置。
【請求項３】
前記ポンプの吐出側経路が前記気液分離部に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の膜分離装置。
【請求項４】
前記強制排出経路に切り換える際に、前記気液分離部の液位は前記ポンプの吐出部より上方であることを特徴とする請求項２または３に記載の膜分離装置。
【請求項５】
前記自然排出経路にろ過液を吸引するポンプを備えて前記強制排出経路が構成されている請求項２または３に記載の膜分離装置。
【請求項６】
前記気液分離部の液位を測定する液位計と、前記液位計による測定液位に基づいて前記気液分離部の空気を吸引排気する排気機構を設けていることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の膜分離装置。
【請求項７】
前記気液分離部に、停電時に大気開放される自動弁を備えた開放機構を設けている請求項１から６の何れかに記載の膜分離装置。
【請求項８】
前記気液分離部を大気開放する開放機構と、前記気液分離部の液位を測定する液位計と、前記気液分離部のろ過液出口を開閉する開閉機構と、前記液位計による測定液位が所定値以下になると、前記ポンプを稼動し、前記開放機構により前記気液分離部を大気開放するとともに、前記開閉機構を閉鎖して前記気液分離部の液位を回復させる制御部を備えていることを特徴とする請求項３に記載の膜分離装置。
【請求項１】
被処理液が供給される処理槽と、前記処理槽内に浸漬配置されたろ過膜と、前記ろ過膜で固液分離したろ過液を槽外に排出する排出機構を備えている膜分離装置であって、
前記排出機構は、前記処理槽の内外の水頭差によりろ過液を排出する自然排出経路と、ろ過液を吸引するポンプを備えた強制排出経路と、前記自然排出経路と前記強制排出経路の何れかからろ過液を排出する経路切換機構とを備え、
前記自然排出経路に、ろ過液に混入した空気を分離する気液分離部を設けていることを特徴とする膜分離装置。
【請求項２】
前記強制排出経路が前記気液分離部に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の膜分離装置。
【請求項３】
前記ポンプの吐出側経路が前記気液分離部に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の膜分離装置。
【請求項４】
前記強制排出経路に切り換える際に、前記気液分離部の液位は前記ポンプの吐出部より上方であることを特徴とする請求項２または３に記載の膜分離装置。
【請求項５】
前記自然排出経路にろ過液を吸引するポンプを備えて前記強制排出経路が構成されている請求項２または３に記載の膜分離装置。
【請求項６】
前記気液分離部の液位を測定する液位計と、前記液位計による測定液位に基づいて前記気液分離部の空気を吸引排気する排気機構を設けていることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の膜分離装置。
【請求項７】
前記気液分離部に、停電時に大気開放される自動弁を備えた開放機構を設けている請求項１から６の何れかに記載の膜分離装置。
【請求項８】
前記気液分離部を大気開放する開放機構と、前記気液分離部の液位を測定する液位計と、前記気液分離部のろ過液出口を開閉する開閉機構と、前記液位計による測定液位が所定値以下になると、前記ポンプを稼動し、前記開放機構により前記気液分離部を大気開放するとともに、前記開閉機構を閉鎖して前記気液分離部の液位を回復させる制御部を備えていることを特徴とする請求項３に記載の膜分離装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１９４４８２（Ｐ２０１０−１９４４８２Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４４１６７（Ｐ２００９−４４１６７）
【出願日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]