JPH1024221A - 固液分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 中空糸膜エレメントを洗浄した洗浄廃水の発
生量を大幅に減少させることのできる固液分離装置を提
供する。 【解決手段】 膜保護管１１とケーシング１３との間に
形成される空間には、膜保護管１１の上端周面に形成し
たオーバーフロー穴２４を閉塞しないように、充填物３
８が充填される。本発明によれば、充填物３８は、膜保
護管１１とケーシング１３との間に形成される空間を減
少できるので、従来技術では多かった中空糸膜エレメン
ト６を洗浄した洗浄廃水の発生量を大幅に減少させ、こ
れにより水回収率を高める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固液分離装置に係
り、特に浄水処理、下水処理、排水処理等の分野で使用
される固液分離装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７により、固液分離装置１における濾
過と洗浄について説明する。原水流入口２より濾過室３
内に流入した懸濁物質を含む原水は、濾過室３に満たさ
れ、多数本の中空糸膜５を結束した中空糸膜エレメント
６により濾過される。濾過された濾過水は、中空糸膜エ
レメント６内を通って集水室７に集まり濾過水流出口８
から取り出される。濾過を継続すると、中空糸膜エレメ
ント６には原水中の懸濁物質が付着して濾過性能が低下
するため、定期的に洗浄を行う。洗浄は、例えばエア配
管口９から集水室７にエアを送り込んで中空糸膜エレメ
ント６の内側に圧力をかけたり、エア噴出器１０から中
空糸膜エレメント６を収納する膜保護管１１内にエアを
吹き込んで中空糸膜エレメント６をスクラビングするエ
アスクラビング洗浄を行い、中空糸膜エレメント６に付
着した懸濁物質を原水中に剥離する。剥離された懸濁物
質を含む原水である洗浄廃水はドレイン管１２からケー
シング１３外へ排出される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示した従来の固液分離装置は、ドレイン管１２から排出
される洗浄廃水の発生量が多く、濾過室３内に供給した
原水に対する濾過水の収量である水回収率が悪くなると
いう欠点がある。また洗浄廃水は、そのまま河川等に放
流できないので、浄化処理してから放流しなくてはなら
ないという問題もある。

【０００４】このような背景から、洗浄廃水の発生量を
少なくすることのできる中空糸膜エレメント型の固液分
離装置が要望されていた。本発明は、このような事情を
鑑みてなされたもので、中空糸膜エレメントを洗浄した
洗浄廃水の発生量を大幅に減少させることのできる固液
分離装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、筒状の膜保護管内に収納されると共に、
多数本の中空糸膜を結束した複数の中空糸膜エレメント
を、ケーシング内の上方を横方向に仕切る仕切板の連通
部に吊設して前記仕切板の下側に濾過室を形成すると共
に上側に前記中空糸膜エレメントで濾過した濾過水を集
水する集水室を形成し、前記濾過室内に流入させた原水
を中空糸膜エレメントで濾過する一方、中空糸膜エレメ
ントを適宜洗浄してその洗浄廃水を前記濾過室から装置
外に排出する固液分離装置において、前記ケーシングと
前記膜保護管との間の空間に充填物を充填したことを特
徴とする。

【０００６】本発明によれば、ケーシングと膜保護管と
の間の空間に充填物を充填することにより、濾過室の容
積が小さくなり、従来技術では多かった中空糸膜エレメ
ントを洗浄した洗浄廃水の発生量を大幅に減少させ、こ
れにより水回収率を高めることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
る固液分離装置の好ましい実施の形態について詳説す
る。尚、従来技術の説明した図７と同じ装置や部材につ
いては、同符号を付して説明する。図１は本発明の固液
分離装置の第１の実施の形態の全体構成を示す断面図で
ある。図１に示すように、固液分離装置５０の略円筒状
に形成されたケーシング１３内の上方には、ケーシング
１３内を横方向に仕切る仕切板２０が設けられ、仕切板
２０の下側に濾過室３が形成されると共に、上側に濾過
水の集水室７が形成される。濾過室３内には、中空糸膜
エレメント６が複数配設される。

【０００８】中空糸膜エレメント６は、多数のチューブ
状の中空糸膜５が結束して円柱状に形成されたもので、
中空糸膜エレメント６の上端が仕切板２０によって形成
された濾過室３と集水室７とを連通する多数の連通部２
２に吊設される。これにより、中空糸膜エレメント６で
濾過された濾過水は集水室７に集められる。この中空糸
膜エレメント６は、破損等を防止するために筒状の膜保
護管１１内に収納され、膜保護管１１の上端が仕切板２
０に支持されると共に、膜保護管１１の上端部外周に
は、オーバーフロー穴２４が複数開口される。

【０００９】また、濾過室３内の中空糸膜エレメント６
の下方には、中空糸膜エレメント６のエアスクラビング
洗浄のためのエア噴出器１０が配設される。エア噴出器
１０は、下面が開放された中空円盤状に形成され、コン
プレッサもしくはブロア等に接続されるエア流入管２６
のエア吹出口２８がエア噴出器１０内に配設される。ま
た、エア噴出器１０の外周面及び内周面には、複数のス
リット３０が形成され、各スリット３０が形成される位
置と、膜保護管１１の中心位置とが合致するように設定
されている。これにより、濾過室３に原水が満たされた
状態でコンプレッサからエア流入管２６を介してエア噴
出器１０にエアが供給されると、そのエア圧力によりエ
ア噴出器１０内の原水がエア噴出器１０から追い出され
てエア噴出器１０の上部にエアベッド層３２が形成され
る。このエアベッド層３２に溜まったエアは、エア噴出
器１０の各スリット３０から均等に噴出されて原水中を
気泡３４となって上昇し、各膜保護管１１内に流入し、
各中空糸膜エレメント６をスクラビングする。

【００１０】また、ケーシング１３の下端部側面には、
懸濁物質１８（図３参照）を含む原水が濾過室３内に流
入する原水流入口２が形成されるとともに、濾過室３の
上部側面には、エア抜き管３６が形成される。このエア
抜き管３６は原水流出用としても使用される。また、集
水室７の上部には、濾過水流出口８が形成されると共
に、集水室７にエアを供給したりエアを抜いたりするエ
ア配管口９が形成され、濾過室３最下端には、洗浄廃水
を排出するドレイン管１２が形成される。

【００１１】そして、膜保護管１１とケーシング１３と
の間に形成される空間には、膜保護管１１の上端周面に
形成したオーバーフロー穴２４を閉塞しないように、充
填物３８が充填される。充填物３８は、膜保護管１１と
ケーシング１３との間に形成される空間を減少できるも
ので、原水に溶解しないものであるならば何でも良く、
例えば、ケーシング１３内に嵌入可能な円柱状のプラス
チック成形体に膜保護管１１の挿入される貫通孔を形成
したものをケーシング１３に支持、又は仕切板２０から
吊設させるようにしてもよい。この場合、充填物３８と
膜保護管１１の間には、中空糸膜エレメント６のメンテ
ナンス等において膜保護管１１を引き抜ける程度の隙間
を形成しておくことが好ましい。或いは、膜保護管１１
が挿入される挿入路を確保するように形成したゴム袋を
空気で膨らませることにより膜保護管１１とケーシング
１３との間に形成される空間を埋めるようにしてもよ
い。この場合には、中空糸膜エレメント６のメンテナン
ス等において膜保護管１１を引き抜く時にはゴム袋の空
気を抜けばよいので、膜保護管１１と充填物３８との間
に隙間を形成する必要がない。更に、膜保護管１１が挿
入されるパイプ管４２を上下一対の支持板４４、４６に
支持し、その一対の支持板の外周を板材４８で巻いたプ
ラスチック製の太鼓状の充填物３８（図５）を、図６に
示すようにケーシング１３内に嵌入させるようにしても
よい。この場合は、充填物３８の内部が空洞なので、前
記プラスチック成形体よりも重量が軽く、また前記ゴム
袋よりも構造的に強くできる。

【００１２】次に、上記の如く構成された固液分離装置
５０の作用について説明する。本発明の固液分離装置５
０において、懸濁物質１８を含む原水を濾過する場合
は、原水流入口２及び濾過水流出口８を開口して、原水
を原水流入口２から流入する。原水は各膜保護管１１の
下端から中空糸膜エレメント６内に流入する。そして、
各中空糸膜エレメント６により懸濁物質１８を濾過し、
濾過水を集水室７で集合し濾過水流出口８から取り出
す。なお同時にエア抜き管３６も開口して、原水の１部
をエア抜き管３６から取り出し、これを原水流入口２か
ら流入原水に混入する循環濾過も行うことができる。

【００１３】このような濾過の続行により中空糸膜５の
表面に懸濁物質１８が付着するため、定期的に濾過を中
断し次の洗浄操作を行う。まず、固液分離装置５０内に
水を満たした状態で原水流入口２及び濾過水流出口８を
閉じ、エア流入管２６及びエア抜き管３６を開口してエ
ア流入管２６からエアを流入する。エアを流入するとそ
の圧力によりまずエア噴出器１０内の水が、エア噴出器
１０の下部及びスリット３０から流出し、図１に示すよ
うにエアベッド層３２がエア噴出器１０内に形成され、
当該エアベッド層３２を介してエアがスリット３０から
噴出する。このようなエアベッド層３２を形成すること
により、各スリット３０から噴出するエアの量を均一に
することができる。エア噴出器１０外に噴出したエア
は、水中を気泡３４となって上昇する。各スリット３０
の直上に中空糸膜エレメント６が位置しているので、前
記気泡３４は各膜保護管１１の下端から各中空糸膜エレ
メント６内に流入し、各中空糸膜エレメント６をスクラ
ビングして各中空糸膜５の表面に付着している懸濁物質
１８を原水中に剥離する。そして気泡３４は各膜保護管
１１の上部側面に設けられたオーバーフロー穴２４から
膜保護管１１外に流出し、エア抜き管３６よりケーシン
グ１３外に放出される。

【００１４】エアスクラビング洗浄を終了した後、エア
流入管２６を閉じ、エア抜き管３６を開口した状態でエ
ア配管口９からエアを流入して、その圧力により集水室
７に存在する濾過水を連通部２２を介して各中空糸膜エ
レメント６に逆流させる。逆流工程が終了したら、次い
でエア配管口９を閉じ、エア抜き管３６を開口した状態
でドレイン管１２を開口し、濾過室３に存在する懸濁物
質１８を含む原水である洗浄廃水をドレイン管１２より
排出する。又、エアスクラビング洗浄の前に逆洗工程を
行ってもよい。

【００１５】この洗浄操作において、本発明の固液分離
装置５０によれば、ケーシング１３と膜保護管１１の間
の空間を充填物３８で埋めたので、洗浄廃水の発生量を
減少させることができる。ケーシング１３内に収納され
る中空糸膜エレメント６の本数によるケーシング１３と
膜保護管１１の間の空間量の大小にもよるが、本発明の
固液分離装置５０の洗浄廃水の発生量は、従来の固液分
離装置１の３０％〜７０％程度であり、大幅に削減する
ことができた。これにより、水回収率を向上させること
ができると共に、洗浄廃水を浄化する処理量を削減する
ことができる。

【００１６】また本発明の固液分離装置５０によれば、
ケーシング１３と膜保護管１１の間の空間を充填物３８
で埋めたので、エア噴出器１０からの気泡３４のうち、
膜保護管１１内に侵入しなかった気泡３４は、充填物３
８の下端に衝突してその一部は膜保護管１１内に流れ込
む。従って、従来の固液分離装置１のように、膜保護管
１１内に侵入しなかった気泡３４がケーシング１３と膜
保護管１１の間の空間を上昇してエア抜き管３６から無
駄に排出されることがないので、エア噴出器１０からの
気泡３４を中空糸膜エレメント６の洗浄に有効に活用す
ることができる。

【００１７】以上のようなエアスクラビング洗浄、逆
流、排水という３つの洗浄操作が終了したら、再び濾過
を行うが、この際は、まず原水流入口２及びエア抜き管
３６を開口して原水流入口２から原水を流入して、濾過
室３に存在するエアをエア抜き管３６から放出し、次い
でエア抜き管３６を閉じ、エア配管口９を開口して集水
室７に存在するエアをエア配管口９から放出し、ケーシ
ング１３内を満水状態にした後、エア配管口９、エア抜
き管３６を閉じ、濾過水流出口８を開口して前述の濾過
を再開する。

【００１８】図２は、本発明の固液分離装置の第２の実
施の形態を説明する断面図である。第２の実施の形態
が、第１の実施の形態と異なる点は、充填物３８の下端
形状を、膜保護管１１の下端からラッパ管状に拡がる空
間が形成されるように成形したことである。この第２の
実施の形態によれば、エア噴出器１０のスリット３０よ
り噴出した気泡３４は、図３に示すようにラッパ管部４
０に集められ、各膜保護管１１内に導かれる。従って、
気泡３４は全て懸濁物質１８の剥離に寄与し、第１の実
施の形態より更に気泡３４を洗浄の為に有効に活用でき
るので、少ないエアで高い剥離効果を得ることができ
る。

【００１９】図４は、本発明の固液分離装置の第３の実
施の形態を説明する断面図である。第３の実施の形態が
第１の実施の形態と異なる点は、充填物３８の下端にエ
ア噴出器１０の上面を接着したことである。この第３の
実施の形態によれば、あらかじめエア噴出器１０のスリ
ット３０が中空糸膜エレメント６の直下になるように位
置を合わせてから、ケーシング１３内にエア噴出器１０
を設置することができるため、エア噴出器１０の設置が
容易になる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の固液分離
装置によれば、充填物により濾過室の容積が小さくなる
ため、従来技術では多かった中空糸膜エレメントを洗浄
した洗浄廃水の発生量を大幅に減少させ、これにより水
回収率を高めることができると共に、洗浄廃水を浄化す
る処理量を削減することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の固液分離装置における第１の実施の形
態の全体構成を説明する断面図

【図２】本発明の固液分離装置における第２の実施の形
態の全体構成を説明する断面図

【図３】第２の実施の形態を説明する図であり、エア噴
出器から気泡が噴出し、中空糸膜エレメントへ導かれる
様子を説明する図

【図４】本発明の固液分離装置における第３の実施の形
態の全体構成を説明する断面図

【図５】本発明の固液分離装置における第１の実施の形
態の充填物の具体例の構成を説明する図

【図６】本発明の固液分離装置における第１の実施の形
態の図５の充填物を使用した場合の全体構成を説明する
断面図

【図７】従来の固液分離装置の全体構成を示す断面図

【符号の説明】

２…原水流入口 ３…濾過室 ５…中空糸膜 ６
…中空糸膜エレメント ７…集水室 ８…濾過水流出口 ９…エア配管口
１０…エア噴出器 １１…膜保護管 １２…ドレイン管 １３…ケーシ
ング １８…懸濁物質 ２０…仕切板 ２６…エア流入管
３６…エア抜き管 ３８…充填物 ４０…ラッパ管部 ５０…固液分離
装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状の膜保護管内に収納されると共に、
   多数本の中空糸膜を結束した複数の中空糸膜エレメント
   を、ケーシング内の上方を横方向に仕切る仕切板の連通
   部に吊設して前記仕切板の下側に濾過室を形成すると共
   に上側に前記中空糸膜エレメントで濾過した濾過水を集
   水する集水室を形成し、前記濾過室内に流入させた原水
   を中空糸膜エレメントで濾過する一方、中空糸膜エレメ
   ントを適宜洗浄してその洗浄廃水を前記濾過室から装置
   外に排出する固液分離装置において、 前記ケーシングと前記膜保護管との間の空間に充填物を
   充填したことを特徴とする固液分離装置。
2. 【請求項２】 前記充填物の下端形状を、前記膜保護管
   の下端からラッパ管状に拡がる空間が形成されるように
   成形したことを特徴とする請求項１の固液分離装置。