JP4107819B2 - Multi-stage submerged membrane separator - Google Patents
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多段積み浸漬型膜分離装置に関し、下廃水処理、汚泥濃縮などに使用する浸漬型膜分離装置の技術に係るものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、図2に示すように、浸漬型膜分離装置1は、ケーシング2の内部に複数の平板状膜カートリッジ3を膜面を鉛直方向にして、かつ膜面間に一定間隙をおいて(通常6〜10mm)配列し、その下方に散気装置4を配設している。
【0003】
図3に示すように、平板状膜カートリッジ3は樹脂などの剛性を有する濾板3Aの表裏両面に濾過膜3Bを配置し、その周縁部において濾過膜3Bを濾板3Aに接着あるいは溶着し、濾板3Aと濾過膜3Bとの間、および濾板3Aに形成した透過水流路3Cに連通する透過水取出口3Dを濾板3Aに設けている。
【0004】
この浸漬型膜分離装置1は、処理槽5の内部に処理水量に応じた必要台数を設置し、原水を処理槽5に導入するとともに、散気装置4より散気する状態において、槽内の処理対象液を平板状膜カートリッジ3により濾過し、濾過膜を透過した透過水をチューブ6、集水管7を通じて槽外へ導出する。
【0005】
また、図4に示すような、浸漬型膜分離装置11においては、上下が開口した膜ケース12の内部に複数の平板状膜カートリッジ13を鉛直方向に沿って、かつ膜面間に一定間隙をおいて平行に配列することにより膜ケースユニット14を構成し、膜ケースユニット14を上下2段に配置しており、上下の膜ケースユニット14の間には開放空間を形成する間隔ケース15を設けて、上下の膜ケースユニット14を覆って空気の漏れや槽内液の流入を阻止している。下段の膜ケースユニット14の下方には散気装置16を内設した散気ケース17を設け、散気ケース17に処理対象液の流通開口17Aを形成している。
【0006】
上段の膜ケース12および間隔ケース15には、膜カートリッジ13の透過水取出口13Dにチューブ18を介して連通する集水管19,20をそれぞれ設けている。集水管19,20には吸引ポンプ21を有する透過水導出管22を接続し、散気装置16にはブロワ23を接続している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、膜ケースユニット14を通過した原水は水分だけが除去されるので、膜ケースユニット14を多段に配置すると原水は上段に流れるのにしたがって汚泥濃度が上昇し、濃度の高まりによって濾過抵抗が大きくなって平板状膜カートリッジ13の間において膜間閉塞を引き起こす問題がある。
【0008】
また、水分量の減少によって原水の流量が減少し、結果として平板状膜カートリッジ13の間を流れる原水のクロスフロー流速が低下し、膜面洗浄効果を低下させる。
【0009】
本発明は上記した課題を解決するものであり、上下に多段に配置した各膜ケースユニットにおいて原水が円滑に流れて、安定した濾過作用を行うことができる多段積み浸漬型膜分離装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1に係る本発明の浸漬型膜分離装置は、上下が開口した膜ケースの内部に複数の平板状膜カートリッジを膜面を鉛直方向にして膜面間に一定間隙をおいて配列することで膜ケースユニットを構成し、複数の膜ケースユニットを多段に配置して処理槽内に浸漬し、上下の膜ケースユニット間に周囲の槽内空間に開口部で連通する開放空間を形成し、最下段の膜ケースユニットの下方に散気装置を配置したものである。
【0011】
上記した構成により、散気装置から噴出する空気によって上向流が生じ、上向流は周囲の槽内混合液を伴って固気液混相流となって最下段の膜ケースユニットに流入し、平板状膜カートリッジの間の流路をクロスフローで流れる間に膜分離される。最下段の膜ケースユニットを通過した固気液混相流は開放空間を通して上方の各膜ケースユニットへ順次に流入し、各膜ケースユニットを通過する間に膜分離される。
【0012】
各膜ケースユニット内を槽内混合液が上昇することで各膜ケースユニット内の圧力が周囲の槽内領域よりも低くなり、開放空間には開口部を通して周囲の槽内混合液が流入する。このため、固気液混相流は、上下の膜ケースユニット間の開放空間を通過する際に、開口部を通して開放空間へ流入する槽内混合液を新たに伴って上方の膜ケースユニットへ流入する。
【0013】
したがって、膜分離作用によって減少した流量を新たに流入する槽内混合液で補うことで、各膜ケースユニットを流れる槽内混合液の流量が変動せず、下方の膜ケースユニットで高まった汚泥濃度を新たに流入する槽内混合液で希釈することができ、各膜ケースユニットの平板状膜カートリッジの間の流路に槽内混合液を安定した汚泥濃度およびクロスフロー流速で通液することができ、十分な膜面洗浄効果を確保して膜間閉塞を防止できる。
【0014】
請求項2に係る本発明の浸漬型膜分離装置は、開口部の上側縁に所定高さのスカート部を設けたものである。
この構成により、上向流が上方の膜ケースユニットへ再流入するのに際して流路断面積の急激な減少によって気泡が外部へ押し出されることをスカート部で抑制することができる。
【0015】
請求項3に係る本発明の浸漬型膜分離装置は、膜ケースユニットの平板状膜カートリッジより下方に所定高さのスカート部を設けたものである。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。先に説明したものと同様の作用を行うものは同一番号を付して説明を省略する。図1において、処理槽24に浸漬した浸漬型膜分離装置11は、上下に多段に配置する各膜ケースユニット14の内部に剛性を有する複数の平板状膜カートリッジ13(厚さ約6mm)を鉛直方向に沿って、かつ膜面間に一定間隙をおいて(通常6〜10mm)平行に配列している。
【0017】
各膜ケースユニット14は中間ケース部25で連結することで上下の膜ケースユニット14の間に周囲の槽内空間に開口部26で連通する開放空間27を形成しており、最下段の膜ケースユニット14の下方に配置した散気ケース17の内部に散気装置16を配置している。開口部26の上側縁には40mm以上の所定高さのスカート部25aを設けている。
【0018】
上下の膜ケースユニット14はフレーム材によって連結することも可能であり、この場合には、膜ケースユニット14の下端縁に平板状膜カートリッジ13より下方へ所定高さのスカート部25aを40〜50mm巾のアングル材等で形成する。
【0019】
以下、上記した構成における作用を説明する。生物処理を行う処理槽24に原水を導入し、散気装置16を通じて散気するとともに、吸引ポンプ21によって吸引圧を負荷する。
【0020】
散気装置16から噴出する空気によって上向流が生じ、この上向流によって処理槽24の内部に循環流が発生し、槽内の活性汚泥を含む槽内混合液が十分に攪拌混合され、効率よい活性汚泥処理が行われる。
【0021】
この上向流は周囲の槽内混合液を伴って固気液混相流となって最下段の膜ケースユニット14に流入し、平板状膜カートリッジ13の間の流路をクロスフローで流れる間に膜分離される。最下段の膜ケースユニット14を通過した固気液混相流は開放空間27を通して上方の各膜ケースユニット14へ順次に流入し、各膜ケースユニット14を通過する間に膜分離される。
【0022】
固気液混相流は、上下の膜ケースユニット14の間の開放空間27を通過する際に、開口部26を通して開放空間へ流入する槽内混合液を新たに伴って膜ケースユニット14へ流入する。
【0023】
このため、膜分離作用によって減少した流量を新たに流入する槽内混合液で補うことで、各膜ケースユニット14を流れる槽内混合液の流量が変動せず、下方の膜ケースユニット14で高まった汚泥濃度を新たに流入する槽内混合液で希釈することができ、各膜ケースユニット14の平板状膜カートリッジ13の間の流路に槽内混合液を安定した汚泥濃度およびクロスフロー流速で通液することができ、十分な膜面洗浄効果を確保して膜間閉塞を防止できる。
【0024】
開口部26の上側縁には所定高さのスカート部25aを設けているので、上向流が上方の膜ケースユニット14へ再流入するのに際して流路断面積の急激な減少によって気泡が外部へ押し出されることを抑制することができる。
【0025】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、固気液混相流は上下の膜ケースユニット間の開放空間を通過する際に開口部を通して開放空間へ流入する槽内混合液を新たに伴って上方の膜ケースユニットへ流入するので、各膜ケースユニットを流れる槽内混合液の流量が変動せず、膜ケースユニットにおける汚泥濃度が平均化でき、各膜ケースユニットの平板状膜カートリッジの間の流路に槽内混合液を安定した汚泥濃度およびクロスフロー流速で通液することができ、十分な膜面洗浄効果を確保して膜間閉塞を防止できる。上向流が上方の膜ケースユニットへ再流入するのに際してはスカート部で気泡が外部へ押し出されることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における多段積み浸漬型膜分離装置を示す模式図である。
【図2】従来の膜分離装置の斜視図である。
【図3】同膜分離装置の平板状膜カートリッジの一部破断正面図である。
【図4】従来の多段積み浸漬型膜分離装置を示す模式図である。
【符号の説明】
11 浸漬型膜分離装置
12 膜ケース
13 平板状膜カートリッジ
14 膜ケースユニット
14a スカート部
15 間隔ケース
16 散気装置
17 散気ケース
17A 流通開口
18 チューブ
19、20 集水管
21 吸引ポンプ
22 透過水導出管
23 ブロワ
24 処理槽
25 中間ケース部
25a スカート部
26 開口部
27 開放空間[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a multi-stage submerged membrane separator, and relates to a technology of a submerged membrane separator used for sewage treatment, sludge concentration, and the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as shown in FIG. 2, the submerged membrane separation device 1 has a plurality of
[0003]
As shown in FIG. 3, the
[0004]
This submerged membrane separation device 1 is installed in the
[0005]
Further, in the submerged
[0006]
The
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, since only water is removed from the raw water that has passed through the
[0008]
Further, the flow rate of the raw water is reduced due to the decrease in the water content, and as a result, the cross flow flow rate of the raw water flowing between the
[0009]
The present invention solves the above-described problems, and provides a multi-stage submerged membrane separator that can perform raw filtration smoothly and perform a stable filtering action in each membrane case unit arranged in multiple stages above and below. For the purpose.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the immersion membrane separation apparatus according to the first aspect of the present invention includes a plurality of flat membrane cartridges in a membrane case having upper and lower openings, and a membrane surface between the membrane surfaces in a vertical direction. Membrane case units are configured by arranging them at a certain gap, and a plurality of membrane case units are arranged in multiple stages and immersed in the treatment tank. Between the upper and lower membrane case units, an opening is formed in the surrounding tank interior space. An open space that communicates is formed, and an air diffuser is disposed below the lowermost membrane case unit.
[0011]
With the configuration described above, an upward flow is generated by the air ejected from the diffuser, and the upward flow flows into the lowermost membrane case unit as a solid-gas / liquid mixed phase flow with the surrounding liquid mixture in the tank, The membrane is separated while flowing in the cross flow through the flow path between the flat membrane cartridges. The solid-gas-liquid mixed phase flow that has passed through the lowermost membrane case unit sequentially flows into the upper membrane case units through the open space, and is separated while passing through each membrane case unit.
[0012]
As the liquid mixture in the tank rises in each membrane case unit, the pressure in each film case unit becomes lower than the area in the surrounding tank, and the liquid mixture in the surrounding tank flows into the open space through the opening. For this reason, when the solid-gas-liquid mixed phase flow passes through the open space between the upper and lower membrane case units, the in-tank mixed solution flowing into the open space through the opening newly flows into the upper membrane case unit. .
[0013]
Therefore, the flow rate of the mixed liquid in the tank flowing through each membrane case unit does not fluctuate by supplementing the flow rate decreased by the membrane separation action with the newly flowing in- tank mixed liquid, and the sludge concentration increased in the lower membrane case unit. Can be diluted with the newly introduced in-tank mixture, and the in-tank mixture can be passed through the flow path between the flat membrane cartridges of each membrane case unit at a stable sludge concentration and cross-flow flow rate. It is possible to secure a sufficient film surface cleaning effect and prevent clogging between the films.
[0014]
The submerged membrane separation apparatus of the present invention according to
With this configuration, when the upward flow re-enters the upper membrane case unit, it is possible to suppress the air bubbles from being pushed out by the skirt portion due to a rapid decrease in the flow path cross-sectional area.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a submerged membrane separation apparatus in which a skirt portion having a predetermined height is provided below a flat membrane cartridge of a membrane case unit.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Components that perform the same operations as those described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In FIG. 1, a submerged
[0017]
Each
[0018]
The upper and lower
[0019]
Hereinafter, the operation of the above-described configuration will be described. Raw water is introduced into the
[0020]
An upward flow is generated by the air ejected from the
[0021]
This upward flow becomes a solid-gas / liquid mixed phase flow along with the surrounding liquid mixture in the tank and flows into the lowermost
[0022]
When the solid-gas-liquid mixed phase flow passes through the
[0023]
For this reason, by supplementing the flow rate decreased by the membrane separation action with the newly introduced in-vessel mixture, the flow rate of the in-vessel mixture flowing through each
[0024]
Since the
[0025]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the solid-gas-liquid mixed phase flow causes the upper membrane to be newly accompanied by the in-tank mixture flowing into the open space through the opening when passing through the open space between the upper and lower membrane case units. Since it flows into the case unit, the flow rate of the mixed liquid in the tank flowing through each membrane case unit does not fluctuate, the sludge concentration in the membrane case unit can be averaged, and the flow path between the flat membrane cartridges of each membrane case unit The liquid mixture in the tank can be passed at a stable sludge concentration and a cross flow rate, and a sufficient membrane surface cleaning effect can be secured to prevent clogging between the membranes. When the upward flow flows back into the upper membrane case unit, it is possible to suppress the bubbles from being pushed out to the outside by the skirt portion.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a multi-stage stacked immersion type membrane separation apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a conventional membrane separation apparatus.
FIG. 3 is a partially broken front view of the flat membrane cartridge of the membrane separation apparatus.
FIG. 4 is a schematic view showing a conventional multi-stage submerged membrane separation apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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