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JP3832969B2 - 膜分離装置の運転方法 - Google Patents

膜分離装置の運転方法 Download PDF

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permeate
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山田  豊
雅治 塗師
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機性汚水、下水等の処理に使用される浸漬型の膜分離装置の運転方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
有機性汚水、下水等の処理では、図3に示したように、膜分離装置1を内部に設置した膜分離槽2において固液分離が行われることがある。膜分離装置1は、複数枚の平板状膜カートリッジ3と散気装置4とをケース5の内部に配置したものである。
【0003】
活性汚泥処理を行う場合について簡略に説明すると、前処理設備において除渣、沈砂、流量調整した被処理水を膜分離槽2に導き、散気装置4より膜面洗浄を兼ねた曝気空気を噴出させる状態において、被処理水により持ち込まれた有機物や窒素を活性汚泥により処理する。
【0004】
それとともに、膜カートリッジ3の透過液流路に吸引ポンプ6より透過液導出管7を通じて吸引圧を作用させることによって、膜カートリッジ3の膜面において槽内の活性汚泥混合液8を濾過し(点線で示したようにして活性汚泥混合液8の自然水頭を駆動圧とする重力濾過も可能である)、膜面を透過して透過液導出管7(7a)に流入した膜透過液を消毒・放流設備に導き、消毒し、放流する。
【0005】
このような膜分離装置1は、処理水質が安定し、維持管理も容易なことから、広く使用されるようになってきた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、水処理設備を設計する際には、被処理水の流入量が多い時もスムーズに処理できるように計画量を大きめに設定しており、通常の流入量は計画量より少ない。
【0007】
このため、上記したような膜分離装置1では、重力濾過方式を採用した場合には、透過液導出管7aの大気中開口位置に相応する水位に低下するまでたえず濾液が導出されるが、吸引濾過方式で運転している場合には、槽内に設置したレベル計で計測される水位に基き被処理水供給ポンプ9と吸引ポンプ6との発停を行うことで、流入量と濾液量のバランスをとっており、被処理液の流入量が著しく少ない時には、濾過を長時間停止させている。
【0008】
しかし、吸引ポンプ6を停止させていても、実際には槽内の濾過対象液の水頭によって濾過が若干起こり、膜透過側に濾液が溜まる。そのため、膜カートリッジ3を、図4に示したように、濾板3aの表裏各面に有機濾過膜3bを配置し、膜周縁部において接着剤や超音波で溶着固定して構成している場合には、濾過膜3bが、透過側に溜まった濾液によって膨らみ、曝気空気により煽られて仮想線で示したような状態となり、特に上部の溶着部3cの付近にしわが生じて、破断する恐れがある。
【0009】
本発明は上記問題を解決するもので、濾過膜が破断しにくい膜分離装置の運転方法を提供することを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、本発明の請求項1記載の膜分離装置の運転方法は、有機濾過膜を支持体の表面に配置した上下方向の平板状膜カートリッジを処理槽の内部において散気装置の上方に配列し、膜カートリッジの透過液流路に連通して設けた透過液導出管に吸引手段を介装した浸漬型の膜分離装置を運転するに際し、処理槽内の濾過対象液の水位が所定の低水位より低下した時には、吸引手段により透過液導出管を通じて膜カートリッジの透過液流路に作用させる吸引圧を調節して、濾過対象液の水頭によって有機濾過膜を透過した透過液量に相応する低流量で膜透過液を導出する低流量濾過を行うようにしたものである。
【0011】
請求項2記載の膜分離装置の運転方法は、有機濾過膜を支持体の表面に配置した上下方向の平板状膜カートリッジを処理槽の内部において散気装置の上方に配列し、膜カートリッジの透過液流路に連通して設けた透過液導出管に吸引手段を介装した浸漬型の膜分離装置を運転するに際し、所定の低水位において、吸引手段を停止してから、濾過対象液の水頭によって有機濾過膜を透過した膜透過液の滞留により有機濾過膜の膨らみが生じるまでの滞留時間と、その後に吸引手段によって所定の吸引圧を作用させてから、有機濾過膜の膨らみが解消されるまでの滞留解消時間とを予め実験的に求め、槽内の濾過対象液の水位が所定の低水位より低下した時には、前記滞留時間に相当する時間の濾過停止と、滞留解消時間に相当する時間の濾過運転とを交互に行う間欠濾過を行うようにしたものである。
【0012】
上記した請求項1記載の構成によれば、被処理液の流入量が低く、所定の低水位より低下した時も、濾過対象液の水頭によって有機濾過膜を透過した透過液量に相応する膜透過液だけは透過液導出管を通じて槽外へ導出されるので、濾過運転を完全に停止する場合のように膜透過液の滞留による有機濾過膜の膨らみは生じず、散気装置を通じての曝気を継続しても有機濾過膜が煽られることはないため、煽りに起因する有機濾過膜の破断は生じない。
【0013】
請求項2記載の構成によれば、被処理液の流入量が低く、所定の低水位より低下した時には、基本的には濾過を停止しながら、有機濾過膜の膨らみを防止するだけの濾過が間欠的に行われるので、散気装置を通じての曝気を継続しても有機濾過膜が煽られることはなく、煽りに起因する膜の破断は生じない。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図1において、供給ポンプ18を介装した被処理水供給管19が上部に開口する膜分離槽20の内部に、膜分離装置21が設置されている。
【0015】
膜分離装置21は、図2に示したようなものであり、複数枚の平板状膜カートリッジ22と、その下方より膜面洗浄気体を噴出する散気装置23とをケース24の内部に配置したものであり、ケース24は、搬送やメンテナンスを容易にするために膜ケース25と散気ケース26とに分割形成されている。
【0016】
膜カートリッジ22は、ABS樹脂などで製作した濾板22Aの表裏各面に、スペーサかつ芯材となるシートの表面に膜部を一体に製作したポリオレフィン系の濾過膜22Bを配置して、膜周縁部において接着剤や超音波で溶着固定し、濾板22Aと濾過膜22Bとの間、および濾板22Aの内部に形成された透過液流路に連通する透過液取出口22Cを濾板22Aに形成したものである。
【0017】
各膜カートリッジ22の透過液取出口22Cにチューブ27を介して連通する集水管28は膜ケース25に取り付けて設けられており、この集水管28に連通して膜透過液を導出する透過液導出管29が槽外へ導かれている。
【0018】
透過液導出管29には、集水管28に近い方から順に、圧力計30、吸引ポンプ31、定流量弁32が介装されている。
また膜分離槽20の内部には、槽内の活性汚泥混合液33の水位を測定するレベル計34が設置されており、供給ポンプ18、圧力計30、吸引ポンプ31、レベル計34に電気的に接続して、圧力計30、レベル計34の測定値にもとづいて供給ポンプ18、吸引ポンプ31を制御する制御装置35が設けられている。
【0019】
上記した膜分離槽20における膜分離装置21の運転方法を説明する。
供給ポンプ18により被処理水供給管19を通じて被処理水を膜分離槽20の内部に導入して、槽内の活性汚泥混合液33と混合し、散気装置23より曝気空気を噴出させる状態において、被処理水によって持ち込まれた有機物や窒素を活性汚泥により処理する。
【0020】
それとともに、膜カートリッジ22の透過液流路に吸引ポンプ31により透過液導出管29を通じて吸引圧を作用させることによって、膜カートリッジ22の膜面において槽内の活性汚泥混合液33を濾過し、膜面を透過して透過液導出管29に流入した膜透過液を吸引ポンプ31によって槽外へ導出する。
【0021】
このとき、活性汚泥混合液33の水位をレベル計34で連続的にあるいは間欠的に測定して、レベル計34より送信される水位データに基いて制御装置35によって、供給ポンプ18、吸引ポンプ31の発停を行うことで、被処理水の流入量と膜透過液の導出量とのバランスをとる。
【0022】
被処理液の流入量が著しく少なく、レベル計34によって所定の低水位L0より低い水位が測定された時には、制御装置35により吸引ポンプ31をインバータ制御して膜透過液の導出量を調節する。
【0023】
それには予め、所定の低水位LOより低い複数の水位において、活性汚泥混合液33の水頭によって有機濾過膜22Bを透過した膜透過液による有機濾過膜22Bの膨らみが生じない膜透過液の導出量、つまりそれに対応する吸引圧を圧力計30によって実験的に求めておく。
【0024】
そして、予め求められた水位に対応する吸引圧となるように圧力計30に基いて吸引ポンプ31をインバータ制御する。
このような、所定の低水位L0より低い水位における濾過運転は重力濾過方式に相当し、濾過運転を完全に停止する場合のように膜透過液の滞留による有機濾過膜22Bの膨らみは生じず、散気装置23を通じての曝気を継続しても有機濾過膜22Bが煽られることはないため、煽りに起因する有機濾過膜22Bの破断は生じない。
【0025】
上記した膜分離槽20における膜分離装置21の別の運転方法を説明する。
通常時の運転方法は上記と同じである。
レベル計34によって所定の低水位L0より低い水位が測定された時には、制御装置35により吸引ポンプ31をインバータ制御して膜透過液の導出量を調節する。
【0026】
それには予め、所定の低水位L0において、吸引ポンプ31を停止してから、活性汚泥混合液33の水頭により有機濾過膜22Bを透過した膜透過液の滞留によって有機濾過膜22Bの膨らみが生じるまでの滞留時間と、その後に吸引ポンプ31によって所定の吸引圧を作用させてから、有機濾過膜22Bの膨らみが解消されるまでの滞留解消時間とを予め実験的に求めておく。
【0027】
そして、前記滞留時間に相当する時間の濾過停止と、滞留解消時間に相当する時間の濾過運転とを交互に行う間欠濾過を行う。
このような方法によれば、濾過運転を完全に停止する場合のように膜透過液の滞留による有機濾過膜22Bの膨らみが生じることはなく、散気装置23を通じての曝気を継続しても有機濾過膜22Bが煽られることはないため、煽りに起因する有機濾過膜22Bの破断は生じない。
【0028】
ところで、従来は膜面の上方に少なくとも50cm程度の水頭を残すようにポンプの発停を行っており、上記した方法においても、50cmの水頭が残る水位を所定の低水位L0とすればよい。ただし、膜カートリッジ22の膜面の露出を防止するために、吸引ポンプ31を停止する最低水位を設定しておく。
【0029】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、被処理液の流入量が著しく低い時も、従来のように濾過運転を停止することなく、槽内の濾過対象液の水頭によって起こる濾過に相応するだけの膜透過液を導出する低流量濾過を行うようにしたので、膜透過液の滞留による有機濾過膜の膨らみは生じず、曝気による煽りに起因する有機濾過膜の破断は生じない。
【0030】
また、所定の低水位において、槽内の濾過対象液の水頭だけで有機濾過膜の膨らみが生じるまでの滞留時間と、その後に所定の吸引圧を作用させることで有機濾過膜の膨らみが解消されるまでの滞留解消時間とを予め実験的に求め、所定の低水位より低下した時に、前記滞留時間に相当する時間の濾過停止と、滞留解消時間に相当する時間の濾過運転とを交互に行う間欠濾過を行うようにしたので、膜透過液の滞留による有機濾過膜の膨らみは生じず、曝気による煽りに起因する有機濾過膜の破断は生じない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態において運転される従来の膜分離装置を設置した膜分離槽の説明図である。
【図2】図1に示した膜分離装置の斜視図である。
【図3】同膜分離装置の従来の運転方法を説明する断面図である。
【図4】同膜分離装置に配列された膜カートリッジの断面図である。
【符号の説明】
20 膜分離槽
21 膜分離装置
22 膜カートリッジ
22A 濾板
22B 有機濾過膜
23 散気装置
29 透過液導出管
31 吸引ポンプ
33 活性汚泥混合液
L0 所定の低水位

Claims (2)

  1. 有機濾過膜を支持体の表面に配置した上下方向の平板状膜カートリッジを処理槽の内部において散気装置の上方に配列し、膜カートリッジの透過液流路に連通して設けた透過液導出管に吸引手段を介装した浸漬型の膜分離装置を運転するに際し、処理槽内の濾過対象液の水位が所定の低水位より低下した時には、吸引手段により透過液導出管を通じて膜カートリッジの透過液流路に作用させる吸引圧を調節して、濾過対象液の水頭によって有機濾過膜を透過した透過液量に相応する低流量で膜透過液を導出する低流量濾過を行うことを特徴とする膜分離装置の運転方法。
  2. 有機濾過膜を支持体の表面に配置した上下方向の平板状膜カートリッジを処理槽の内部において散気装置の上方に配列し、膜カートリッジの透過液流路に連通して設けた透過液導出管に吸引手段を介装した浸漬型の膜分離装置を運転するに際し、所定の低水位において、吸引手段を停止してから、濾過対象液の水頭によって有機濾過膜を透過した膜透過液の滞留により有機濾過膜の膨らみが生じるまでの滞留時間と、その後に吸引手段によって所定の吸引圧を作用させてから、有機濾過膜の膨らみが解消されるまでの滞留解消時間とを予め実験的に求め、槽内の濾過対象液の水位が所定の低水位より低下した時には、前記滞留時間に相当する時間の濾過停止と、滞留解消時間に相当する時間の濾過運転とを交互に行う間欠濾過を行うことを特徴とする膜分離装置の運転方法。
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