JPH08323164A - 膜分離装置における目詰まり防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 濃度分極の発生を電気的に抑制することによ
り、ケーキ層の付着を防止する。 【構成】 管状のセラミック膜エレメント７ａの内部流
路を負圧となし、膜間差圧によって汚泥を固液分離する
膜分離装置において、セラミック膜エレメント７ａの内
部流路を軸心方向に挿通し、膜内面に対向して陰電極１
１を設け、セラミック膜エレメント７ａの外側周囲に位
置し、膜外面に対向して陽電極１２を設け、陰電極１１
および陽電極１２に接続して両電極間に直流電圧を印加
する直流電源１３を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、膜面に濾過物等が付着
してケーキ層を形成することを抑制するもので、膜分離
装置における目詰まり防止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、膜を使った固液分離装置として
は、例えば図４に示すような浄水処理に関するものがあ
る。図４において、水槽１内に原水供給管２から原水３
を供給する一方で、攪拌ブロワ４から供給する空気を散
気装置５を通して曝気する。散気装置５の上方に配置し
た膜分離装置６は、管状をなす複数のセラミック膜エレ
メント７ａを適当間隔を開けて配置し、各セラミック膜
エレメント７ａの端部をヘッダ８で結合して膜モジュー
ル７を形成したものである。

【０００３】濾過時には、膜分離装置６に吸引管９を通
して吸引ポンプ１０による負圧を作用させ、セラミック
膜エレメント７ａによって原水３に含まれた濁質を固液
分離し、吸引濾過した膜透過水を吸引ポンプ１０を介し
て系外に取り出す。散気装置５から曝気する空気は、そ
のエアリフト作用によって原水と空気の気液混合流の上
向流を生起し、この上向流が膜分離装置６の膜面間を通
って水槽１内を循環するとともに、膜面に対して掃流と
して作用することにより膜面におけるケーキ層の成長を
抑制する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般に、限外濾過膜や
逆浸透膜を使用した膜分離においては、膜による阻止の
ために膜表面の近傍で溶質濃度が上昇する濃度分極と呼
ぶ現象が生じる。特に溶質に蛋白質や糖を含むときに
は、膜表面における濃度上昇によりゲルを生じ、膜の透
過速度が著しく小さくなるので、濃度分極を抑えながら
膜分離操作を行うことが重要である。

【０００５】このため、上記した構成においては、上向
流を膜分離装置６のセラミック膜エレメント７ａの膜面
に掃流として作用させ、膜面におけるケーキ層の成長を
抑制している。しかし、掃流による洗浄効果だけでは、
完全にケーキ層の付着を防止することはできず、一定時
間の吸引濾過を行った後に、セラミック膜エレメント７
ａの内部に洗浄流体を圧入し、セラミック膜エレメント
７ａの内側から外側に向けて通液して逆圧洗浄を行う必
要がある。この逆圧洗浄によって透過速度は一時的に回
復するが、完全なケーキ層の除去は望み得ず、徐々に閉
塞は進行する。このため、次亜塩素酸ナトリウム等の薬
品による薬液洗浄を行う必要がある。

【０００６】このように、逆圧洗浄や薬液洗浄等の作業
は、濾過運転を停止した状態で行う必要があるので、運
転効率を阻害する要因となっていた。また、運転時に減
圧した状態に維持し、逆洗時に加圧状態となすことはエ
ネルギー的な損失が大きかった。

【０００７】本発明は上記した課題を解決するもので、
濃度分極の発生を電気的に抑制することにより、ケーキ
層の付着を防止する膜分離装置における目詰まり防止装
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】上記した課題を解決する
ために、本発明の膜分離装置における目詰まり防止装置
は、管状の膜エレメントの内部流路を負圧となし、膜間
差圧によって汚泥を固液分離する膜分離装置において、
膜エレメントの内部流路を軸心方向に挿通し、膜内面に
対向して陰電極を設け、膜エレメントの外側周囲に位置
し、膜外面に対向して陽電極を設け、陰電極および陽電
極に接続して両電極間に直流電圧を印加する直流電源を
設けた構成としたものである。

【０００９】

【作用】上記した構成において、膜エレメントの濾過膜
を隔てた陽電極と陰電極間に直流電源によって直流電圧
を印加する状態において、膜エレメントにより内部流路
を負圧とする膜間差圧によって周囲の汚泥を固液分離
し、膜エレメントを透過した膜透過液を内部流路に導
く。

【００１０】このとき、浄水処理や下水処理で発生する
汚泥は、懸濁物質としてコロイド粒子を含み、コロイド
粒子の多くは負に帯電している。一方で、膜エレメント
の周囲には、膜エレメントの内側を陰極となし、外側を
陽極とする電界が存在する。このため、汚泥中の負に帯
電したコロイド粒子は溶媒の移動に伴って膜エレメント
に接近するが、電気的な反発力を受けて膜エレメントの
膜面から離間する。よって、膜エレメントの膜面上にゲ
ル層が付着することを防止し、膜エレメントの濾過膜の
目詰まりを防止する。また、電気浸透作用により、汚泥
の溶媒が膜エレメントを透過し、結果として膜透過液の
透過速度が増大する。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。先に図４において説明したものと同様の作用を
行う部材については同一番号を付して説明を省略する。
図１〜図２において、膜モジュール７は、管状をなす複
数のセラミック膜エレメント７ａを平行に配置し、各セ
ラミック膜エレメント７ａの端部をヘッダ８で結合した
ものである。

【００１２】各セラミック膜エレメント７ａの内部流路
には軸心方向に挿通して棒状の陰電極１１が配置してあ
り、陰電極１１はセラミック膜エレメント７ａの膜内面
に対向している。各セラミック膜エレメント７ａの外側
周囲には網材からなる筒状の陽電極１２が配置してあ
り、陽電極１２はセラミック膜エレメント７ａの膜外面
に対向している。陰電極１１および陽電極１２に接続し
て直流電源１３が設けてあり、直流電源１３は両電極間
に直流電圧を印加する。

【００１３】以下、上記した構成における作用を説明す
る。濾過時には、セラミック膜エレメント７ａの濾過膜
を隔てた陰電極１１と陽電極１２の間に直流電源１３に
よって直流電圧を印加する。この状態で、吸引ポンプ１
０によってセラミック膜エレメント７ａの内部流路に負
圧を作用させ、膜間差圧によって周囲の汚泥を固液分離
し、セラミック膜エレメント７ａを透過した膜透過液を
内部流路に導き、吸引ポンプ１０を介して系外に取り出
す。散気装置５から曝気する空気によって生起する上向
流をセラミック膜エレメント７ａの膜面に対して掃流と
して作用させ、ケーキ層の成長を抑制する。

【００１４】このとき、浄水処理や下水処理で発生する
汚泥は、懸濁物質としてコロイド粒子を含み、コロイド
粒子の多くは負に帯電している。一方で、セラミック膜
エレメント７ａの周囲には、セラミック膜エレメント７
ａの内側を陰極となし、外側を陽極とする電界が存在す
る。このため、汚泥中の負に帯電したコロイド粒子は溶
媒の移動に伴ってセラミック膜エレメント７ａに接近す
るが、電気的な反発力を受けてセラミック膜エレメント
７ａの膜面から離間し、膜面上にゲル層が付着すること
がない。

【００１５】図３に示すように、陽電極１２は、膜モジ
ュール７を形成するセラミック膜エレメント７ａの内
で、水平方向において隣接するセラミック膜エレメント
７ａの間に、板体として配置することも可能である。ま
た、網状の板体を格子状に配置し、各格子空間にセラミ
ック膜エレメント７ａを配置する構成とすることも可能
である。

【００１６】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、膜エ
レメントの周囲に、膜エレメントの内側を陰極となし、
外側を陽極とする電界を形成することにより、汚泥中の
負に帯電したコロイド粒子を電気的な反発力で膜エレメ
ントの膜面から離間させ、膜エレメントの膜面上にゲル
層が付着することを防止し、膜エレメントの濾過膜の目
詰まりを防止でき、電気浸透作用により、膜透過液の透
過速度を増大させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す膜分離装置の断面図で
ある。

【図２】同実施例におけるセラミック膜エレメントの断
面図である。

【図３】本発明の他の実施例における陽電極の配置構造
を示す断面図である。

【図４】従来の膜分離装置の斜視図である。

【符号の説明】

７ 膜モジュール ７ａ セラミック膜エレメント １１ 陰電極 １２ 陽電極 １３ 直流電源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管状の膜エレメントの内部流路を負圧と
   なし、膜間差圧によって汚泥を固液分離する膜分離装置
   において、膜エレメントの内部流路を軸心方向に挿通
   し、膜内面に対向して陰電極を設け、膜エレメントの外
   側周囲に位置し、膜外面に対向して陽電極を設け、陰電
   極および陽電極に接続して両電極間に直流電圧を印加す
   る直流電源を設けたことを特徴とする膜分離装置におけ
   る目詰まり防止装置。