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発明の名称 浸漬型膜分離装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−87763(P2001−87763A)
公開日 平成13年4月3日(2001.4.3)
出願番号 特願平11−272670
出願日 平成11年9月27日(1999.9.27)
代理人
発明者 松田 芳文
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 汚水処理装置内に設置され、平膜モジュールを構成する膜を介した濾過により処理水を得る浸漬型膜分離装置であって、ケーシング内に互いに平行に配列された複数の前記平膜モジュールと、これら平膜モジュールの下方に配置された散気管とを備え、前記散気管は、複数の散気口を有する互いに平行な2本のパイプにより構成され、これら2本のパイプは、それぞれ水平かつ前記平膜モジュールの膜面に平行な方向になるように固定され、これら2本のパイプの両側から空気が供給されることを特徴とする浸漬型膜分離装置。
【請求項2】 平膜モジュールの膜面に対して垂直な方向のケーシングの幅と、散気管を構成する2本のパイプの中心軸間距離との比が、5:3〜5:4である請求項1に記載の浸漬型膜分離装置。
【請求項3】 散気管の散気口は、鉛直下向きに開口し、かつ、散気口間の距離と平膜モジュールの水平方向の幅との比が1:3〜1:5である請求項1又は2に記載の浸漬型膜分離装置。
【請求項4】 散気管と平膜モジュールの下端との距離は、平膜モジュールの水平方向の幅の1/2以上である請求項1〜3のいずれか1項に記載の浸漬型膜分離装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、排水処理槽内に浸漬された、平膜モジュールを構成する精密濾過膜で汚泥を固液分離することによって処理水を得る浸漬型膜分離装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から生活排水、産業排水等の排水処理法として、処理槽内に設置された膜分離装置により活性汚泥と処理水を分離する浸漬型膜分離活性汚泥法が知られている。このような膜分離装置は、鉛直面内に展開される一定間隔に配置した複数の平膜モジュール、この平膜モジュールを保持するケーシング、及び、平膜モジュールの下方に設けられた散気管等を含んで構成され、平膜モジュールの内側を減圧にすることにより活性汚泥を固液分離して処理水を得る。
【0003】この浸漬型膜分離活性汚泥法では、活性汚泥の固液分離の際に、固形分が膜表面に付着し、特に死流域が存在すると、この死流域では固形分を剥離させる剪断力が働かないので、高濃度の汚泥が堆積して膜の目詰まりが起こり、それにより有効膜面積が減少し、膜透過流量が減少するという問題がある。また、透過流量の減少によりメンテナンス頻度が増加するという問題もある。
【0004】このような問題を防ぐために、例えば、特開平10−33955号公報には、ケーシング内に複数の平膜モジュールからなる膜濾過ユニットが配置され、この膜濾過ユニットの下方に散気管を備えた膜分離装置であって、散気管の管壁における両側部分に、複数の横向き散気口が長さ方向に間隔をおいて形成されている膜分離装置が開示されている。
【0005】この膜分離装置では、散気管からケーシング内に均等に気泡を拡散させ、この気泡の拡散によって生じる水流の剪断効果とエアスクラビング効果によって膜表面の洗浄を行っている。
【0006】しかしながら、このような浸漬型膜分離装置では、より送風機に近い位置の散気口から多量の気泡が噴出され、偏った流れが形成されるため死流域が生じてしまい、そのため、この死流域において汚泥が付着してしまう。
【0007】また、膜分離装置の作製時又は処理槽に膜分離装置を設置する際に、膜分離装置自身が傾く場合が度々ある。この場合には、散気管も傾き、より水面に近い位置にある散気口からの気泡量が増大し、偏った流れが形成される結果、死流域が生じてしまうという問題がある。
【0008】さらに、散気口からの気泡による水流の速度は、散気口の中心軸から離れるほど小さくなり、また、ケーシングの下側から流れ込む旋回流の影響でケーシング中央部の流速が大きくなるため、流れが中央に集中し膜の両端部に汚泥が付着し易いという問題もある。しかしながら、均等な気泡拡散のために、むやみに散気口を増やすことは送風機の能力アップの原因となる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記に鑑み、比較的簡単な構造で確実に均等な流れを作ることが可能で、汚泥付着による膜の目詰まりを防止することができる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】本発明は、汚水処理装置内に設置され、平膜モジュールを構成する膜を介した濾過により処理水を得る浸漬型膜分離装置であって、ケーシング内に互いに平行に配列された複数の上記平膜モジュールと、これら平膜モジュールの下方に配置された散気管とを備え、上記散気管は、複数の散気口を有する互いに平行な2本のパイプにより構成され、これら2本のパイプは、それぞれ水平かつ上記平膜モジュールの膜面に平行な方向になるように固定され、これら2本のパイプの両側から空気が供給されることを特徴とする浸漬型膜分離装置である。以下、本発明を詳述する。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の浸漬型膜分離装置を模式的に示す斜視図であり、図2は、汚水処理槽内に設置された上記浸漬型膜分離装置を模式的に示す縦断面図である。
【0012】図1に示したように、本発明の浸漬型膜分離装置は、ケーシング3内に互いに平行に配列された複数の平板状の平膜モジュール2と、これら平膜モジュール2の下方に配置された散気管4とを備えている。
【0013】平膜モジュール2は、スペーサーを介して2枚の精密濾過膜が張り合わされた構造となっており、上端部には、処理水を吸引するための集水口8が設けられている。上記精密濾過膜としては、通常、このような汚水処理に利用されているものを使用することができ、その材料は特に限定されない。
【0014】この散気管4は、複数の散気口9を有する互いに平行な2本のパイプ4a、4bにより構成され、これら2本のパイプ4a、4bは、互いの両端末を縦管10が接続されたパイプにより接続されている。そして、縦管10は送風機(図示せず)に接続されており、従って、縦管10を通って、これら2本のパイプ4a、4bの両側から空気が供給されるようになっている。
【0015】また、これら2本のパイプ4a、4bは、気泡が平膜モジュール2の全面に拡散するように、それぞれ水平かつ平膜モジュール2の膜面に平行な方向になるように縦管10により、支持、固定されている。
【0016】散気管4の2本のパイプ4a、4bの中心軸間距離cは、ケーシング3の大きさによって決定される。そして、平膜モジュール2の膜面に対して垂直な方向のケーシングの幅bと、2本のパイプ4a、4bの中心軸間距離cとの比は、5:3から5:4の範囲内であることが好ましい。
【0017】上記ケーシングの幅bと2本のパイプの中心軸間距離cとの比、すなわち、(ケーシングの幅b/パイプの中心軸間距離c)の値が上記5/4よりも大きいと、噴出した気泡がケーシングの周辺部分まで届きにくくなって、死流域が生じやすくなり、一方、上記値が上記5/3よりも小さいと、噴出した気泡がケーシングの周辺に多く流れすぎ、中心部分に死流域が生じやすくなる。
【0018】散気管4の散気口9は、気泡が拡散しやすいように、鉛直下向きに開口していることが好ましい。また、散気口9間の距離dと平膜モジュール2の水平方向の幅aとの比は、1:3から1:5の範囲内であることが好ましい。
【0019】(散気口間の距離d/平膜モジュールの水平方向の幅a)の値が上記1/5よりも大きいと、すなわち、散気口間の距離が長くなると、気泡の密度が小さくなるため、死流域が生ずる可能性があり、一方、上記値が上記1/3よりも小さいと、散気口を多く設ける必要が生じ、気泡量が多くなるため、経済的でない。
【0020】散気口9の個数は、図2においては、5個であるが、この個数に限定されるものではない。また、上記散気口の径も、通常は、5mmが好ましいが、これに限られるものではない。
【0021】散気管4と平膜モジュール2の下端との距離e(図2参照)は、平膜モジュール2の水平方向の幅aの1/2以上であることが好ましい。
【0022】散気管と平膜モジュールの下端との距離eが、平膜モジュールの水平方向の幅aの1/2未満であると、散気管と平膜モジュールの下端との距離が近すぎるため、平膜モジュールの全体に気泡が拡散しにくくなる。
【0023】このような構成の浸漬型膜分離装置を、図2に示したように、処理槽1の内部に設置し、処理槽1内に汚水を流入させ、散気管4に空気を供給し、気泡を発生させると、汚水と活性汚泥6とが混合され、供給された空気中の酸素により活性汚泥6中の好気性微生物が有機性物質を分解する。
【0024】そして、浸漬型膜分離装置を構成する平膜モジュール2の集水口8を吸引ポンプ11に接続し、減圧することにより、活性汚泥6を固液分離し、効率よく処理水5を得ることができる。
【0025】
【実施例】以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれのみに限定されるものではない。
【0026】実施例実施例に係る浸漬型膜分離装置は、図1に示した浸漬型膜分離装置と同様に構成され、図2に示した汚水処理装置内に設置される。以下においては、この浸漬型膜分離装置のより具体的な構成について説明する。
【0027】平膜モジュール2は、水平方向の幅a500mm、鉛直方向の長さ1000mm、厚さ7mmの平板状のものであり、スペーサーを介して2枚の精密濾過膜が張り合わされており、上端部には、減圧により処理水5を吸引するための集水口8が設けられている。
【0028】ケーシング3は、平膜モジュール2の膜面に対して垂直な方向のケーシング3の幅b(以下、縦という)175mm、横600mm、高さ1300mm、厚さ10mmの角筒体であり、その内側には、平膜モジュール2を挿入し、保持するための複数のスリットが設けられており、これらのスリットに、10枚の平膜モジュール2が7mmの一定間隔で平行に挿入、保持されている。
【0029】一方、散気管4は、これらの平膜モジュール2の下方に設置され、それぞれ複数の散気口を有する互いに平行な内径13mmの2本のパイプにより構成され、これら2本のパイプ4a、4bは、2本の縦管10により、それぞれ水平かつ平膜モジュール2の膜面に平行な方向になるように固定されている。
【0030】すなわち、2本のパイプ4a、4bは、その両側が継手で接続され、継ぎ手は、さらにケーシング3に固定された2本の縦管10に接続され、固定されている。2本の縦管10は送風量90リットル/分の送風機7に接続されており、送風機7を作動させることにより、これら2本のパイプ4a、4bの両側から充分に空気が供給され、散気口9から気泡が噴出するようになっている。
【0031】また、2本のパイプ4a、4bは、平膜モジュール2の下方300mmの位置にあり、その中心間距離cは、140mmで保たれている。従って、散気管4と平膜モジュールの下端との距離e300mmは、平膜モジュールの水平方向の幅a500mmの1/2以上であり、平膜モジュール2の膜面に対して垂直な方向のケーシング3の幅b175mmと、散気管を構成する2本のパイプの中心軸間距離c140mmとの比は、5:4である。
【0032】散気管4には、口径5mmの円形の散気口9が1本のパイプにつき5個、計10個設けられている。また、散気口9は、2本のパイプ4a、4bの長手方向に、125mm間隔で鉛直下向きに開口しており、散気口間の距離d125mmと平膜モジュールの水平方向の幅a500mmとの比は、1:4となっている。
【0033】
【発明の効果】本発明の浸漬型膜分離装置によれば、互いに平行な2本散気管での散気により、通常、ケーシング内中央に集中しやすい上昇する気泡や流れを、ケーシング内の全空間に均等に拡散させることができる。また、散気管の両側から空気供給することにより、全ての散気口から均等な大きさの気泡を噴出させることができ、多少の散気管の傾きにも影響されにくいため、ケーシング内の全空間で均一な流れを作ることができ、平膜モジュールを構成する膜表面への汚泥の付着による目詰まりを防止することができる。




 

 


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