JP2009195874A - Membrane separation activated sludge treatment apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、廃水等を活性汚泥処理し膜ろ過処理するための膜分離活性汚泥処理装置に関する。 The present invention relates to a membrane separation activated sludge treatment apparatus for treating wastewater or the like with activated sludge and performing membrane filtration treatment.
膜分離活性汚泥法において用いられる膜分離装置としては、たとえば複数の膜エレメントを適当な間隔で平行に配置した浸漬型膜装置が知られている(特許文献1)。このような浸漬型膜装置の内部に設置される膜エレメントとしては、長方形平板状のろ板に、一端がろ板の表面に開口するとともに他端がろ過処理水吸引管に連通するろ過処理水流路を形成し、ろ板の表面を覆って有機ろ過膜を設けた構造のものが用いられている。そして、ろ板とろ過膜との間には、必要に応じて所定の間隙を形成するスペーサを設けている。処理を行うときは、膜エレメントを槽内の被処理水中に浸漬させ、ろ過処理水吸引管を通して負圧を与えることにより、ろ過膜で被処理水をろ過している。 As a membrane separation apparatus used in the membrane separation activated sludge method, for example, an immersion type membrane apparatus in which a plurality of membrane elements are arranged in parallel at appropriate intervals is known (Patent Document 1). As a membrane element installed inside such a submerged membrane device, a filtered water flow in which one end opens on the surface of the filter plate and the other end communicates with a filtered water suction pipe in a rectangular flat plate-shaped filter plate. The thing of the structure which formed the path | route and provided the organic filtration membrane so that the surface of the filter plate was covered is used. And the spacer which forms a predetermined gap | interval as needed is provided between the filter plate and the filtration membrane. When the treatment is performed, the membrane element is immersed in the water to be treated in the tank, and the negative pressure is applied through the filtered water suction pipe, thereby filtering the water to be treated with the filtration membrane.
上記のような膜エレメントの製作に際しては、有機ろ過膜を単独で固定すると接着部分の境界においてろ過膜が破れるなど、膜強度上の問題があるため、膜強度を向上させるために不織布を支持材として配置したろ過膜が使用されている。支持材としての不織布には、製造の容易さから、主として飽和ポリエステルのような溶剤に溶けにくい熱可塑性の樹脂が用いられる。そして、樹脂製ろ板の表面に、不織布を支持材としたろ過膜を配置し、ろ過膜の周縁部を接着剤を用いて接着したり、超音波を照射し溶着させたりして密着固定させ、シールし製作される(特許文献2)。 When manufacturing the membrane element as described above, there is a problem in membrane strength, such as tearing the filtration membrane at the boundary of the adhesive part when the organic filtration membrane is fixed alone. The filtration membrane arranged as is used. For the non-woven fabric as the support material, a thermoplastic resin that is hardly soluble in a solvent such as saturated polyester is mainly used because of easy manufacture. Then, a filtration membrane using a nonwoven fabric as a support material is placed on the surface of the resin filter plate, and the periphery of the filtration membrane is adhered using an adhesive, or is adhered and fixed by irradiating ultrasonic waves. It is manufactured by sealing (Patent Document 2).
ここで、浸漬型膜分離装置において、特に、槽内の活性汚泥混合被処理水中に膜エレメントを浸漬させて、ろ過膜表面を洗浄する目的でその下方から曝気しながら固液分離を行う場合には、曝気によって生起された気液混合上向流のエネルギーによりろ過膜とろ板の接着部が疲労破壊してしまう危険性がある。特に、膜エレメント上部で水流エネルギーの負荷が大きいため、この場所で、ろ過膜がろ板から剥離する危険性が最も高く、強制試験でもろ過膜のろ板からの剥離は、膜エレメント上部に集中して発生する。 Here, in the submerged membrane separation device, particularly when solid-liquid separation is performed while aeration is performed from below for the purpose of immersing the membrane element in the activated sludge mixed treated water in the tank and cleaning the surface of the filtration membrane. There is a risk that the bonded portion of the filter membrane and the filter plate will be fatigued and destroyed by the energy of the gas-liquid mixed upward flow generated by aeration. In particular, since the load of water flow energy is large at the upper part of the membrane element, the risk of separation of the filtration membrane from the filter plate is the highest at this location, and the separation of the filtration membrane from the filter plate is concentrated at the upper part of the membrane element even in the forced test. Occur.
このような理由から、膜エレメント上部でろ板とろ過膜との接着強度をより一層高めることが望まれている。そのための方法として、特許文献3には、枠体を用いたエレメントが提案されているが、枠体を必要とするため、製作に必要なコスト・労力が多くなるという問題があり、満足できる技術ではなかった。
For these reasons, it is desired to further increase the adhesive strength between the filter plate and the filtration membrane above the membrane element. As a method for that purpose,
本発明の目的は、膜分離活性汚泥処理装置において用いられる膜エレメントが、曝気を受けて処理を続けるうちに、ろ板とろ過膜との密着固定が壊れて剥離しシール破壊される問題を解消し、特に膜エレメント上端部におけるシール性を保持することができ、または、そのシール破壊の可能性を大幅に低減することができる膜分離活性汚泥処理装置を、簡便な改良手段でもって提供することにある。そして、膜分離活性汚泥処理装置における膜エレメントの耐用年数を延長させ、運転費低減に寄与する技術を提供することにある。 The purpose of the present invention is to solve the problem that the membrane element used in the membrane separation activated sludge treatment device is subjected to aeration and the adhesion and fixation between the filter plate and the filtration membrane are broken and peeled off, and the seal is destroyed. In particular, a membrane separation activated sludge treatment apparatus that can maintain the sealing performance at the upper end of the membrane element or can greatly reduce the possibility of the seal breakage is provided with a simple improvement means. It is in. And it is providing the technique which extends the service life of the membrane element in a membrane separation activated sludge processing apparatus, and contributes to a reduction in operating cost.
上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を有する。 In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
槽内に、膜エレメントの複数枚が配置された膜分離装置と、該膜分離装置の下方に散気装置とを設置してなる膜分離活性汚泥処理装置において、膜エレメントが、ろ板の表裏両面にろ過膜を配置しろ過膜の周縁部をろ板に密着固定させてシールしてなるものであって、ろ過膜がろ板の1辺で折り返されてろ板の両面に配置されていて、膜分離装置内において、ろ過膜面が鉛直面と略同じとなるように、かつ、ろ過膜の折り返し辺が鉛直上方となるように膜エレメントが配置されていることを特徴とする。 In a membrane separation activated sludge treatment apparatus in which a membrane separation apparatus in which a plurality of membrane elements are arranged in a tank and an air diffuser is installed below the membrane separation apparatus, the membrane elements are arranged on the front and back of the filter plate. Filtration membranes are arranged on both sides and the periphery of the filtration membrane is tightly fixed to the filter plate and sealed, and the filtration membrane is folded on one side of the filter plate and arranged on both sides of the filter plate, In the membrane separator, the membrane element is arranged so that the filtration membrane surface is substantially the same as the vertical surface, and the folded side of the filtration membrane is vertically upward.
膜エレメントの上端部では、ろ過膜が折り返された状態で表裏にわたって繋がっているため、確実かつ容易に膜エレメント上端での膜剥離を防止できる。その結果、膜エレメントの耐用年数を延長でき、運転費の低減、膜交換作業の簡素化が可能となる。 At the upper end of the membrane element, the filtration membrane is connected over the front and back in a folded state, and therefore membrane peeling at the upper end of the membrane element can be prevented reliably and easily. As a result, the service life of the membrane element can be extended, the operating cost can be reduced, and the membrane replacement operation can be simplified.
図1に、本発明の膜分離活性汚泥処理装置の装置構成を概念的に示す。 In FIG. 1, the apparatus structure of the membrane separation activated sludge processing apparatus of this invention is shown notionally.
図1に示す膜分離活性汚泥処理装置は、活性汚泥を収容し生物処理を行うための活性汚泥処理槽(曝気槽)1と、その曝気槽1内に廃水を供給する原液供給ポンプ4と、活性汚泥で生物処理された生物処理水を固液分離するための膜分離装置2と、膜で固液分離するためにろ過液側を吸引する吸引ポンプ3と、余剰汚泥を引き抜く汚泥引き抜きポンプ7、とを備えている。膜分離装置2は、曝気槽1内の被処理水に浸漬されており、その膜分離装置2の下方には、酸素を供給し、好気処理を進行させるとともに、ろ過膜面の洗浄を行うための、ブロワー6に接続された散気装置5が設けられている。膜分離装置2が収容された曝気槽1以外の処理槽として、別の生物処理槽、例えば、嫌気槽、無酸素槽、好気処理槽などを独立に設けていても良い。
The membrane separation activated sludge treatment apparatus shown in FIG. 1 includes an activated sludge treatment tank (aeration tank) 1 for containing activated sludge and performing biological treatment, a stock solution supply pump 4 for supplying wastewater into the aeration tank 1, A
ここで、膜分離装置2の内部に配置する膜エレメントは、ろ板の表裏両面にろ過膜を配置し、ろ過膜の周縁部をろ板に密着固定させてシールしてなる膜エレメントであって、ろ過膜がろ板の1辺で折り返されてろ板の両面に配置されていて、膜分離槽内において、ろ過膜面が鉛直線と略同じとなるように、かつ、ろ過膜の折り返し辺が鉛直上方となるように膜エレメントが配置されている。
Here, the membrane element arranged inside the
以下、図2、図3、図4を用いて、本発明で使用する膜エレメントの製造方法を説明する。図2は、本発明において用いる膜エレメントの一例を示す平面図である。その膜エレメントを、膜を折り返した一辺側から見た上面図が、図3である。図4は、膜エレメント作製時における膜の折り返しを説明するための斜視図である。 Hereinafter, the manufacturing method of the membrane element used in the present invention will be described with reference to FIGS. 2, 3, and 4. FIG. 2 is a plan view showing an example of a membrane element used in the present invention. FIG. 3 is a top view of the membrane element viewed from one side where the membrane is folded. FIG. 4 is a perspective view for explaining the folding of the membrane during the production of the membrane element.
これらの図において、10は長方形平板状のろ板であり、11はろ板の表裏両面を覆って配置されたろ過膜である。ろ過膜11とろ板10の間には、必要に応じて水の流路を確保するためのスペーサを設けてもよい。ろ板10はABS樹脂などの熱可塑性樹脂で構成され、平板状、または、長辺の両側が膜で覆われる中央部分よりも肉厚構造を有する板状等に製作されている。ろ板とろ過膜との間にはろ過水流路が形成されるとともに、このろ過水流路に連通してろ過水吸引管13が設けられている。
In these drawings, 10 is a rectangular flat filter plate, and 11 is a filtration membrane arranged so as to cover both the front and back surfaces of the filter plate. Between the
ろ過膜11は、飽和ポリエステルなどの熱可塑性樹脂製の不織布を支持材とし、その表面に分離膜層を一体に形成したものであり、その周縁部14においてろ板10に密着固定されている。ろ過膜11は、多孔質であって膜分離機能があれば特に限定するものではないが、特に活性汚泥混合被処理水の固液分離を行う場合には、その膜表面の細孔径が0.01〜20μm程度の範囲内であることが好ましい。また、その素材としては特に限定するものではなく、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリビニルアルコール、セルロースアセテート、ポリアクリロニトリル、塩素化ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルフルオライド、その他の材質を適宜選択して使用することができる。特に、物理的・化学的耐久性の高いポリオレフィン系樹脂やフッ素系樹脂が好ましい。
The
スペーサは、ろ過膜と同じ大きさまたはろ過膜より小さく形成されるが、ろ過膜の支持材としての不織布によってろ過水の流路となる間隙が確保される場合や、額縁状のろ板を用いてろ過処理水の流路となる間隙が実質的に確保される場合は、スペーサは必須ではない。 The spacer is formed to be the same size as the filtration membrane or smaller than the filtration membrane. Thus, the spacer is not essential when a gap serving as a flow path for the filtered water is substantially secured.
上記のような膜エレメントを製作する際に、ろ板10、ろ過膜11を、図2に示したように、ろ板の上方の1辺で、ろ過膜の被処理水側表面が表側となるように折り返して配置し、そのろ過膜の全周囲を、ろ板と密着固定してシールする。密着固定させる手段としては、接着剤による接着、あるいは、超音波や局部加熱による溶着を行えばよい。ろ過膜の折り返し辺12ではろ過膜は繋がっているので、図2〜4に示すようにろ過膜の周縁を接着固定するだけでもシール形成させることができるが、さらに、ろ過膜の折り返し辺12の下側においてろ過膜とろ板とを密着固定させてもよい。
When the membrane element as described above is manufactured, the
そして、膜エレメントは、曝気による膜面洗浄に対する耐久強度向上のため、ろ過膜の折り返し辺12が鉛直上側となるように膜分離装置の内部に配置し、槽内に設置する。このようにすると、槽内における下からの曝気が膜エレメントの上端においてろ過膜に大きく作用しても、膜エレメントの上端でのシール破壊を大幅に低減させることができる。
The membrane element is placed inside the membrane separation device and placed in the tank so that the folded
膜表面を下からの曝気により膜面洗浄する際にはろ過膜の短辺を上側下側に配置した方が水流による洗浄効果が高いため、ろ板形状が長方形の場合には、ろ板の長辺が上下方向となるようにし、ろ板の上側の短辺でろ過膜を折り返せばよい。 When cleaning the membrane surface by aeration from below, it is better to place the short side of the filtration membrane on the upper lower side. The long side is in the vertical direction, and the filtration membrane may be folded at the short side on the upper side of the filter plate.
ろ過水吸引管13の取り付け位置も特に限定されるものではないが、ろ過膜12を折り返した上側の短辺であって、ろ過膜に覆われていない左右端に近い箇所に設けることが、膜エレメントの交換作業が行いやすく好ましい。
The attachment position of the filtered
ろ過膜の折り返し辺12の内側と接触するろ板上端の表面は、表面形状を、半円柱形などのような角のない形状とすることが好ましい。このような形状にすると、ろ過膜が接触する面積が広くなり、力が分散することによりろ過膜破損の危険性を減らすことができる。
The surface of the upper end of the filter plate that comes into contact with the inside of the folded
ろ過膜をろ板の1辺で折り返してろ板の表裏両面に配置した状態でろ過膜の周縁部14をろ板と密着固定することによりシールする際には、ろ過膜の反対側の2辺(下方の2辺)を引っ張り、張力をかけた状態でシールすることが、ろ過膜表面を平らにろ板に密着固定させるために好ましい。 When sealing the filter membrane by folding the filter membrane on one side of the filter plate and placing the filter membrane on the front and back surfaces of the filter membrane in close contact with the filter plate, the two sides on the opposite side of the filter membrane ( It is preferable that the lower two sides) are pulled and sealed in a tensioned state so that the surface of the filtration membrane is flatly adhered and fixed to the filter plate.
本発明の膜分離活性汚泥処理装置は、廃水等の汚水を浄化処理するために利用することができる。 The membrane separation activated sludge treatment apparatus of the present invention can be used to purify sewage such as wastewater.
1:曝気槽
2:膜分離装置
3:吸引ポンプ
4:原液供給ポンプ
5:散気装置
6:ブロワー
7:汚泥引き抜きポンプ
10:ろ板
11:ろ過膜
12:ろ過膜の折り返し辺
13:ろ過水吸引管
14:ろ過膜の周縁部
1: Aeration tank 2: Membrane separation device 3: Suction pump 4: Stock solution supply pump 5: Aeration device 6: Blower 7: Sludge extraction pump 10: Filter plate 11: Filtration membrane 12:
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