JP2013192974A - Membrane separation facility, and method of operating the membrane separation facility - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば下廃水や浄水等の処理対象液を固液分離する逆曝気方式の膜分離設備および膜分離設備の運転方法に関する。尚、逆曝気とは、下向流が膜エレメント間に流れている状態で、膜エレメントの下方より曝気して膜エレメント間に気泡を上昇させることをいう。 The present invention relates to a reverse-aeration type membrane separation facility and a method for operating the membrane separation facility, for example, for solid-liquid separation of a liquid to be treated such as sewage wastewater or purified water. Note that the reverse aeration means that air bubbles are raised between the membrane elements by aeration from below the membrane elements in a state where a downward flow is flowing between the membrane elements.
従来、この種の膜分離設備としては、例えば図26に示すように、処理槽101の内部に浸漬型の膜ユニット102と、上下方向に循環する循環流103を発生させる複数の散気装置104,109とを設置したものがある。膜ユニット102は、上下が開口した箱状のケーシング105と、ケーシング105内に上下方向に配置され且つ所定間隔で並列に並べられた複数の膜エレメント106とを有している。
Conventionally, as this type of membrane separation equipment, for example, as shown in FIG. 26, a plurality of
洗浄用散気装置104は膜エレメント106の下方に配置され、循環流用散気装置109は、処理槽101内の底部で且つ膜ユニット102の外側に配置されている。
これによると、駆動用空気を循環流用散気装置109から処理槽101内の活性汚泥混合液中に散気することにより、膜ユニット102の外側に上向流107が生起し、これらの上向流107は液面付近で反転して下向流108となり、この下向流108は、膜ユニット102の上部から流入して膜ユニット102内を流れた後、処理槽101内の底部で反転し、膜ユニット102の下部から外側へ流出する。このような上向流107と下向流108とによって、処理槽101内に循環流103が発生する。
The
According to this, when the driving air is diffused from the circulating
この際、少量の洗浄用空気を洗浄用散気装置104から散気することにより、少量の空気のエアリフト作用により膜ユニット102に上向流が生起するが、この上向流は循環流用散気装置104による下向流108よりも劣るため、膜ユニット102内には下向流108が生じる。この下向流108は膜エレメント106間に形成されている膜間流路を流れる。この際、洗浄用散気装置104から下向流108中に供給された少量の洗浄用空気の気泡は、下向流108に抗して逆方向に上昇することで上昇速度が遅速し、膜間流路をろ過膜の膜面に沿って上昇しながら上方向のみならず斜め方向や横方向へも漂流する。このような気泡の存在により、下向流108の流れが乱れるとともに、膜間流路における液中の気泡保持量が増加する。これにより、ろ過膜の膜面が良好に洗浄されるとともに、総曝気量を低減できる。
At this time, when a small amount of cleaning air is diffused from the
尚、上記のような逆曝気方式の膜分離設備は例えば下記特許文献1に記載されている。
Note that the reverse aeration type membrane separation equipment as described above is described in, for example,
上記の従来形式では、図26に示すように処理槽101内に浸漬型の膜ユニット102を一台設置しているが、図27に示すように複数台の膜ユニット102を設置してもよい。この場合、膜ユニット102間の設置間隔Aや膜ユニット102と処理槽101の壁面101aとの間隔B等の条件によっては、処理槽101内に循環流103がスムーズに形成されず、膜エレメント106のろ過膜の膜面の洗浄効果が低下することがある。
In the above conventional format, one immersion
特に、処理槽101が大型で、上記各間隔A,Bが大きい場合、上記のような洗浄効果の低下が顕著であり、また、逆に、処理槽101が小型で、上記各距離A,Bが狭い場合であっても、循環流103が不安定になって洗浄効果の低下を招くことがある。
In particular, when the
本発明は、循環流が安定してスムーズに形成され、膜面の洗浄効果が向上する膜分離設備および膜分離設備の運転方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a membrane separation facility and a method for operating the membrane separation facility in which a circulating flow is stably and smoothly formed, and a membrane surface cleaning effect is improved.
上記目的を達成するために、本第1発明は、処理槽内に、浸漬型の複数台の膜ユニットと、上下方向に循環する循環流を発生させる散気装置とが設けられ、
各膜ユニットは循環流の流路となる空間をあけて配列された複数の膜エレメントを有し、
膜エレメントの下方において散気装置から散気することにより、少なくとも一台の膜ユニットの膜エレメント間流路に下向流が流れるとともに残りの膜ユニットの膜エレメント間流路に上向流が流れる膜分離設備であって、
膜エレメントを配置した部分での処理槽の水平方向断面において、循環流が流れる流路のうちの下向流流路の総断面積Dと上向流流路の総断面積Rとの面積比D/Rが0.63以上で3.33以下の範囲内にあり、膜エレメント間流路の下向流の流速が0.15m/秒以上で0.25m/秒以下の範囲内にあるものである。
In order to achieve the above object, the first invention is provided with a plurality of immersion type membrane units and an air diffuser for generating a circulating flow circulating in the vertical direction in the treatment tank,
Each membrane unit has a plurality of membrane elements arranged with a space as a circulation flow path,
By diffusing from the diffuser below the membrane element, a downward flow flows in the flow path between the membrane elements of at least one membrane unit, and an upward flow flows in the flow path between the membrane elements of the remaining membrane units. A membrane separation facility,
The area ratio of the total cross-sectional area D of the downward flow channel and the total cross-sectional area R of the upward flow channel among the flow channels through which the circulating flow flows in the horizontal section of the treatment tank at the portion where the membrane element is disposed D / R is in the range of 0.63 or more and 3.33 or less, and the flow velocity of the downstream flow between the membrane elements is in the range of 0.15 m / second or more and 0.25 m / second or less. It is.
これによると、散気装置で散気することにより、処理槽内に循環流が形成され、少なくとも一台の膜ユニットの膜エレメント間流路に下向流が流れるとともに残りの膜ユニットの膜エレメント間流路に上向流が流れる。このとき、面積比D/Rが0.63以上で3.33以下の範囲内で、且つ、膜エレメント間流路を流れる下向流の流速が0.15m/秒以上で0.25m/秒以下の範囲内となるように散気を行うことで、循環流が安定してスムーズに流れ、下向流中の気泡保持量が増加すると共に気泡の動きの乱れが増加するため、膜エレメントの膜面の洗浄効果が向上する。 According to this, a circulation flow is formed in the treatment tank by aeration by the aeration device, a downward flow flows in the flow path between the membrane elements of at least one membrane unit, and the membrane elements of the remaining membrane units An upward flow flows in the intermediate flow path. At this time, the area ratio D / R is in the range of 0.63 or more and 3.33 or less, and the flow velocity of the downward flow through the flow path between the membrane elements is 0.15 m / second or more and 0.25 m / second. By performing aeration so as to be within the following range, the circulating flow flows stably and smoothly, and the amount of bubbles retained in the downward flow increases and the disturbance of bubble movement increases, so The cleaning effect of the film surface is improved.
本第2発明における膜分離設備は、面積比D/Rが0.67以上で3.0以下の範囲内にあり、膜エレメント間流路を流れる下向流の流速が0.16m/秒以上で0.22m/秒以下の範囲内にあるものである。 The membrane separation facility in the second aspect of the present invention has an area ratio D / R in the range of 0.67 or more and 3.0 or less, and the flow velocity of the downward flow through the flow path between the membrane elements is 0.16 m / second or more. Is within the range of 0.22 m / sec or less.
これによると、循環流がより一段と安定してスムーズに流れ、膜エレメントの膜面の洗浄効果がさらに向上する。
本第3発明における膜分離設備は、下向流が流れる膜エレメント間流路のボイド率εdは0.07以上であるものである。
According to this, the circulating flow flows more stably and smoothly, and the cleaning effect of the membrane surface of the membrane element is further improved.
In the membrane separation facility according to the third aspect of the present invention, the void ratio εd of the channel between the membrane elements in which the downward flow flows is 0.07 or more.
これによると、循環流がより一段と安定してスムーズに流れ、膜エレメントの膜面の洗浄効果がさらに向上する。尚、ボイド率とは、気液二相流の中のある領域における気体の占める体積比率をいう。 According to this, the circulating flow flows more stably and smoothly, and the cleaning effect of the membrane surface of the membrane element is further improved. In addition, a void ratio means the volume ratio which the gas occupies in a certain area | region in a gas-liquid two-phase flow.
本第4発明における膜分離設備は、膜エレメントを配置した部分での処理槽の水平方向断面において、下向流は膜エレメント間流路のみに流れるものである。
本第5発明は、処理槽内に、浸漬型の複数台の膜ユニットと、上下方向に循環する循環流を発生させる散気装置とが設けられ、
各膜ユニットは循環流の流路となる空間をあけて配列された複数の膜エレメントを有し、散気装置の散気量を異ならせることにより、上向流と下向流とを発生させる膜分離設備の運転方法であって、
散気量を調節することにより、膜エレメントを配置した部分での処理槽の水平方向断面において、循環流が流れる流路のうちの下向流が流れる下向流流路の総断面積Dと上向流が流れる上向流流路の総断面積Rとの面積比D/Rを0.63以上で3.33以下の範囲内で循環流を発生させ、膜エレメント間流路を流れる下向流の流速を0.15m/秒以上で0.25m/秒以下の範囲内に調節するものである。
In the membrane separation facility according to the fourth aspect of the invention, the downward flow flows only in the flow path between the membrane elements in the horizontal cross section of the treatment tank at the portion where the membrane elements are arranged.
In the fifth invention, a plurality of submerged membrane units and an air diffuser for generating a circulating flow circulating in the vertical direction are provided in the treatment tank,
Each membrane unit has a plurality of membrane elements arranged with a space as a circulation flow path, and generates an upward flow and a downward flow by varying the amount of air diffused by the air diffuser. A method for operating a membrane separation facility,
By adjusting the amount of air diffused, in the horizontal cross section of the treatment tank at the portion where the membrane element is arranged, the total cross-sectional area D of the downward flow channel through which the downward flow flows among the flow channels through which the circulating flow flows A circulating flow is generated within an area ratio D / R with the total cross-sectional area R of the upward flow channel through which the upward flow flows is 0.63 or more and 3.33 or less. The counter flow velocity is adjusted within a range of 0.15 m / second or more and 0.25 m / second or less.
以上のように本発明によると、循環流が安定してスムーズに流れ、下向流中の気泡保持量が増加すると共に気泡の動きの乱れが増加するため、膜エレメントの膜面の洗浄効果が向上する。 As described above, according to the present invention, the circulation flow stably and smoothly flows, the amount of bubbles held in the downward flow increases, and the disturbance of the movement of the bubbles increases. improves.
以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。
(第1の実施の形態)
本発明の逆曝気方式の膜分離設備は例えば下廃水や浄水等の水処理に用いるものであり、本第1の実施の形態では、膜分離活性汚泥処理に用いる膜分離設備について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
The reverse aeration type membrane separation equipment of the present invention is used for water treatment such as sewage waste water and purified water, and in the first embodiment, the membrane separation equipment used for membrane separation activated sludge treatment will be described.
図1〜図3に示すように、膜分離設備1は、処理槽2と、浸漬型の複数の膜ユニット3a〜3dと、上下方向に循環する循環流4を発生させる散気設備5とを有している。
各膜ユニット3a〜3dはそれぞれ、処理槽2内に設置され且つ上下両端が開放された四角箱型の膜ケース7と、膜ケース7内に設けられた複数の膜エレメント8とを有している。各膜エレメント8は、樹脂製のろ板9と、ろ板9の両表面に取り付けられたろ過膜10とを有している。これら各膜エレメント8は、ろ過膜10を透過した透過液を導出する透過液導出系12に連通している。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
Each of the
各膜エレメント8は、ろ過膜10の膜面を上下方向に沿わせて、膜ケース7内に所定間隔C(一般的に約5〜8mm程度)をあけて平行に配列されている。膜エレメント8の厚さ方向において隣り合う膜エレメント8のろ過膜10の膜面間には膜エレメント間流路11が形成されている。
The
散気設備5は、処理槽2内の底部に設置された散気ケース13と、散気ケース13内に設置された複数の散気装置14a〜14dと、各散気装置14a〜14dに散気用の空気を供給する給気装置(図示省略)とを有している。膜ユニット3a〜3dは散気ケース13の上部に設けられ、各膜ケース7の下端部は散気ケース13内に連通している。また、各散気装置14a〜14dはそれぞれ、各膜ユニット3a〜3dの下方に配置されており、複数の散気管等から構成されている。尚、給気装置は、ブロワや、各散気装置14a〜14dの散気量(空気噴出量)を調節するバルブ等を有している。
The
また、散気ケース13の内部は、複数の仕切板15によって、複数のドラフト部17a〜17dに仕切られている。尚、各仕切板15の下端と処理槽2の底面との間には連通部16が形成されており、仕切板15を介して隣接するドラフト部17a〜17d同士は連通部16を介して連通している。
Further, the inside of the
図2に示すように、各膜ユニット3a〜3dの膜ケース7の内部における内側縦寸法をL1とし、内側横寸法をL2とすると、一台の膜ケース7の内側横断面積SはL1×L2となる。この内側横断面積SのE%を膜エレメント間流路11が占めているとすると(以下、上記Eを膜エレメント間流路率という)、膜ユニット3a〜3dの一台当りの膜エレメント間流路11の流路断面積S1は下記式のように示される。
S1=S×E/100=L1×L2×E/100
例えば、内側縦寸法L1=2000mm、内側横寸法L2=500mmとすると、内側横断面積Sは2000mm×500mm=1m2となる。このうちの50%が膜エレメント間流路11とすると、各膜ユニット3a〜3dの一台当りの流路断面積S1は0.5m2となる。
As shown in FIG. 2, when the inner vertical dimension inside the
S1 = S × E / 100 = L1 × L2 × E / 100
For example, if the inner longitudinal dimension L1 = 2000 mm and the inner lateral dimension L2 = 500 mm, the inner transverse area S is 2000 mm × 500 mm = 1 m 2 . Assuming that 50% of these are the flow passages 11 between the membrane elements, the flow passage cross-sectional area S1 per one of the
各散気装置14a〜14dの散気量を調節することにより、処理槽2内の処理対象液19が流動して、処理槽2内に上下方向の循環流4が発生する。この際、循環流4が流れる流路のうちの下向流20が流れる下向流流路の総断面積をDとし、上向流21が流れる上向流流路の総断面積をRとすると、総断面積Dと総断面積Rとの面積比D/Rが0.63以上で3.33以下の範囲内にあり、膜エレメント間流路11を流れる下向流20の流速が0.15m/秒以上で0.25m/秒以下の範囲内になるように、各散気装置14a〜14dの散気量を調節する。
By adjusting the amount of air diffused by each of the
尚、膜エレメント間流路11を流れる下向流20の流速は、散気ケース13内の各ドラフト部17a〜17dの特定の水平断面における下向きの流速を電磁流速計等で測定し、測定された流速に、各ドラフト部17a〜17dの水平断面積と下向流20が流れる膜エレメント間流路11の総断面積との比を乗じることにより、求めることができる。また、上向流21の流速も同様にして求めることができる。
In addition, the flow velocity of the
例えば、図1に示すように、第1および第3の散気装置14a,14cの散気量を減らして小曝気量とし、第2および第4の散気装置14b,14dの散気量を第1および第3の散気装置14a,14cの散気量よりも増やして大曝気量とすることにより、第2および第4の膜ユニット3b,3dの各膜エレメント間流路11に循環流4の一部である上向流21が生起し、上向流21が液面付近で反転して下向流20となり、下向流20は、第1および第3の膜ユニット3a,3cの各膜エレメント間流路11を流れた後、第1および第3のドラフト部17a,17cから底部の連通部16を通って隣の第2および第4のドラフト部17b,17dに流入して循環する。
For example, as shown in FIG. 1, the amount of air diffused by the first and
このときの面積比D/Rは以下のようになる。
面積比D/R=(第1の膜ユニット3aの流路断面積S1+第3の膜ユニット3cの流路断面積S1)/(第2の膜ユニット3bの流路断面積S1+第4の膜ユニット3dの流路断面積S1)=(0.5m2+0.5m2)/(0.5m2+0.5m2)=1
上記のように面積比D/R=1となり、0.63≦D/R≦3.33の条件を満たしている。また、例えば、第1,第3,第4の膜ユニット3a,3c,3dに下向流20を発生させ、第2の膜ユニット3bに上向流21を発生させた場合は、上記面積比D/R=3となる。
The area ratio D / R at this time is as follows.
Area ratio D / R = (channel sectional area S1 of the
As described above, the area ratio D / R = 1, which satisfies the condition of 0.63 ≦ D / R ≦ 3.33. Further, for example, when the
尚、本実施の形態では、各膜ユニット3a〜3d間のスペース22に発生する下向流および各膜ユニット3a〜3dと処理槽2の側壁面2aとの間のスペース23に発生する下向流は、途中で散気ケース13により遮断されるため、各膜ユニット3a〜3dの下方に連通せず、循環流4にはならない。このような循環流4にならない下向流が発生する各スペース22,23は、下向流流路とみなさず、総断面積Dには含まない。また、上向流についても同様である。
In the present embodiment, the downward flow generated in the
尚、膜分離設備1の実運転に際して、所定時間毎に下向流20と上向流21とを切り替える運転を行なってもよい。例えば、所定時間経過後に第1,第2,第4の膜ユニット3a,3b,3dに下向流20を発生させ、第3の膜ユニット3cに上向流21を発生させた運転に切り替え、さらに所定時間経過後に第1,第2,第3の膜ユニット3a,3b,3cに下向流20を発生させ、第4の膜ユニット3dに上向流21を発生させた運転に切り替え、さらに所定時間経過後に第2,第3,第4の膜ユニット3b,3c,3dに下向流20を発生させ、第1の膜ユニット3aに上向流21を発生させた運転に切り替え、これを繰り返す運転を行なうこともできる。
In the actual operation of the
以下、上記構成における作用を説明する。
面積比D/Rを0.63以上で3.33以下の範囲内にし、下向流20の流速を0.15m/秒以上で0.25m/秒以下の範囲内にすることで、第1および第3の散気装置14a,14cから放出された気泡の上昇速度が遅くなり、気泡は、第1および第3の膜ユニット3a,3cの膜エレメント間流路11を流れる下向流20中を、横方向へ揺動しながら低速で上昇する。このような気泡の存在により、下降流20の流れが乱れるとともに、第1および第3の膜ユニット3a,3cの膜エレメント間流路11における処理対象液19中の気泡保持量が増加し、ボイド率が増加する。また、気泡同士が接触して適度に気泡径が大きくなることで、膜面と気泡との接触機会が増加し、第1および第3の膜ユニット3a,3cのろ過膜10の膜面が良好に洗浄される。尚、このような作用効果は逆曝気によって顕著に生じるものである。
Hereinafter, the operation of the above configuration will be described.
By making the area ratio D / R in the range of 0.63 or more and 3.33 or less and the flow velocity of the
尚、仮に、下向流20の流速が0.25m/秒を超えてしまうと、第1および第3の散気装置14a,14cから放出された気泡の一部が上昇せずに下向流20と共に下降してしまうため、第1および第3の膜ユニット3a,3cのろ過膜10の膜面の洗浄効率が低下してしまう。
If the flow velocity of the
また、反対に、下向流20の流速が0.15m/秒よりも低いと、第1および第3の散気装置14a,14cから放出された気泡の上昇速度があまり遅くならず、下向流20中における気泡の横方向へ揺動が不足するため、第1および第3の膜ユニット3a,3cの膜エレメント間流路11における処理対象液19中の気泡保持量が低下し、第1および第3の膜ユニット3a,3cのろ過膜10の膜面の洗浄効率が低下してしまう。
On the contrary, when the flow velocity of the
また、第2および第4の膜ユニット3b,3dのろ過膜10の膜面は上向流21中の大量の気泡により十分に洗浄される。
上記実施の形態では、面積比D/Rを0.63以上で3.33以下の範囲内にし、下向流20の流速を0.15m/秒以上で0.25m/秒以下の範囲内にしているが、より好適な範囲として、面積比D/Rを0.67以上で3.0以下の範囲内にし、下向流20の流速を0.16m/秒以上で0.22m/秒以下の範囲内にしてもよい。これによって膜面がより良好に洗浄される。
Further, the membrane surfaces of the
In the above embodiment, the area ratio D / R is in the range of 0.63 to 3.33, and the flow rate of the
図4に示すグラフは、面積比D/Rと膜ユニット3a〜3dの膜間流速(m/秒)との関係を示すものであり、グラフGdは下向流20の膜間流速、グラフGrは上向流21の膜間流速を示す。尚、下向流20の膜間流速とは膜エレメント間流路11を流れる下向流20の流速であり、上向流21の膜間流速とは膜エレメント間流路11を流れる上向流21の流速である。
The graph shown in FIG. 4 shows the relationship between the area ratio D / R and the intermembrane flow velocity (m / sec) of the
また、図4のグラフにおいては、処理槽2内に5〜8台の膜ユニットを設け、下向流20が流れる膜ユニットの台数と上向流21が流れる膜ユニットの台数との比を、2対3、3対3、4対2、6対2、4対1に切り換えることにより、面積比D/Rを0.67、1、2、3、4とした。
In the graph of FIG. 4, 5 to 8 membrane units are provided in the
また、各々の曝気量の総量(総曝気量)が同じになるようにして、面積比D/R=0.67、1、2、3、4に対応する小曝気量と大曝気量との比を、13対87、19対81、32対68、39対61、49対51とした場合、グラフGdの下向流20の膜間流速は0.2〜0.08m/秒となった。例えば、面積比D/Rが0.67(すなわち上記台数比が2対3)で小曝気量と大曝気量との比が13対87の場合、下向流20が流れる2台の膜ユニットの1台当りの曝気量が6.5(=13/2)となり、上向流21が流れる3台の膜ユニットの1台当りの曝気量が29(=87/3)となる。
Also, the total aeration amount (total aeration amount) of each aeration amount is made the same so that the small aeration amount and the large aeration amount corresponding to the area ratio D / R = 0.67, 1, 2, 3, 4 When the ratio was 13:87, 19:81, 32:68, 39:61, 49:51, the inter-membrane flow velocity of the
また、面積比D/Rが4(すなわち上記台数比が4対1)で小曝気量と大曝気量との比が49対51の場合、上向流21が流れる膜ユニットの1台当りの曝気量が51となり、流れの推進力が高まって上向流21の流速が早くなると予想されるが、実験では流速が遅くなる傾向が見られた。この原因は、ボイド率が大きくなるとドラフト部から膜エレメント間流路への流入部で滞留する気泡が増えて抵抗が大きくなることが一因と考えられる。そして、上向流21の流速が低下するため、結果として下向流20の流速も低下した。
In addition, when the area ratio D / R is 4 (that is, the number ratio is 4 to 1) and the ratio of the small aeration amount to the large aeration amount is 49 to 51, the per unit of membrane unit through which the
図5,図6に示すグラフは、膜分離設備1の運転経過日数(日)と膜エレメント8の膜汚れ比率(kPa/kPa)との関係を示すものである。尚、膜汚れ比率は、清浄な新しい膜エレメント8の膜間差圧に対する所定の経過日数運転した膜エレメント8の膜間差圧の比である。
The graph shown in FIG. 5 and FIG. 6 shows the relationship between the number of days (days) of operation of the
図5に示すグラフにおいて、第1のグラフG1は面積比D/Rが1であり下向流20の流速が0.22m/秒、第2のグラフG2は面積比D/Rが1であり下向流20の流速が0.08m/秒、第3のグラフG3は面積比D/Rが0.67であり下向流20の流速が0.19m/秒、第4のグラフG4は面積比D/Rが0.67であり下向流20の流速が0.08m/秒で運転した場合を示す。また、第5のグラフG5は、全ての膜ユニットに対する曝気量を大曝気量にして、全ての膜ユニットに上向流21を発生させる上向流運転を行った場合を示す。
In the graph shown in FIG. 5, the first graph G1 has an area ratio D / R of 1, the flow rate of the
また、図6に示すグラフにおいて、第6のグラフG6は面積比D/Rが2であり下向流20の流速が0.2m/秒、第7のグラフG7は面積比D/Rが3であり下向流20の流速が0.22m/秒、第8のグラフG8は面積比D/Rが3であり下向流20の流速が0.16m/秒、第9のグラフG9は面積比D/Rが3であり下向流20の流速が0.12m/秒、第10のグラフG10は面積比D/Rが4であり下向流20の流速が0.14m/秒で運転した場合を示す。また、第5のグラフG5は、図5に示したグラフと同じものであり、全ての膜ユニットに対する曝気量を大曝気量にして、全ての膜ユニットに上向流21を発生させる上向流運転を行った場合を示す。
In addition, in the graph shown in FIG. 6, the sixth graph G6 has an area ratio D / R of 2, the flow rate of the
上記図5のグラフにおいて、第1および第3のグラフG1,G3は0.63≦面積比D/R≦3.33かつ0.15m/s≦下向流流速≦0.25m/sの条件を満たしており、第1および第3のグラフG1,G3の膜汚れ比率は、第2および第4のグラフG2,G4の膜汚れ比率に比べて低くなり、第5のグラフG5の膜汚れ比率とほぼ同等に保たれる。 In the graph of FIG. 5, the first and third graphs G1 and G3 are in the condition of 0.63 ≦ area ratio D / R ≦ 3.33 and 0.15 m / s ≦ downward flow velocity ≦ 0.25 m / s. The film contamination ratio of the first and third graphs G1 and G3 is lower than the film contamination ratio of the second and fourth graphs G2 and G4, and the film contamination ratio of the fifth graph G5. Is kept almost the same.
また、上記図6のグラフにおいて、第6〜第8のグラフG6〜G8も0.63≦面積比D/R≦3.33かつ0.15m/s≦下向流流速≦0.25m/sの条件を満たしており、第6〜第8のグラフG6〜G8の膜汚れ比率は、第9および第10のグラフG9,G10の膜汚れ比率に比べて低くなり、第5のグラフG5の膜汚れ比率とほぼ同等に保たれる。これにより、上記の条件を満たすことで、循環流が安定してスムーズに流れ、膜エレメントの膜面の洗浄効果が向上することが明らかである。 In the graph of FIG. 6, the sixth to eighth graphs G6 to G8 are also 0.63 ≦ area ratio D / R ≦ 3.33 and 0.15 m / s ≦ downward flow velocity ≦ 0.25 m / s. The film contamination ratio of the sixth to eighth graphs G6 to G8 is lower than the film contamination ratio of the ninth and tenth graphs G9 and G10, and the film of the fifth graph G5 It is kept almost the same as the dirt ratio. Thus, it is clear that satisfying the above conditions, the circulating flow stably and smoothly flows, and the cleaning effect of the membrane surface of the membrane element is improved.
(第2の実施の形態)
本第2の実施の形態では、各散気装置14a〜14dの散気量を調節することにより、上記第1の実施の形態における0.63≦面積比D/R≦3.33かつ0.15m/s≦下向流流速≦0.25m/sの条件を満たしつつ、下向流20が流れる膜エレメント間流路11のボイド率εdを0.07以上にしている。尚、ボイド率εdは、膜エレメント間流路11に、日本カノマックス製の気液流計測システム(光ファイバボイド率計)を設置することで、測定できる。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, by adjusting the amount of air diffused by each of the
以下、上記構成における作用を説明する。
例えば、上記第1の実施の形態と同様に、図1に示すように、第1および第3の散気装置14a,14cの散気量を小曝気量とし、第2および第4の散気装置14b,14dの散気量を大曝気量として、第2および第4の膜ユニット3b,3dの各膜エレメント間流路11に上向流21を生起させ、第1および第3の膜ユニット3a,3cの各膜エレメント間流路11に下向流20を生起させる。
Hereinafter, the operation of the above configuration will be described.
For example, as in the first embodiment, as shown in FIG. 1, the first and
下向流20が流れる膜エレメント間流路11のボイド率εdが0.07以上の場合、径が適度に増大した気泡と第1および第3の膜ユニット3a,3cのろ過膜10との接触機会が増加し、気泡の乱れが膜面に作用する機会が増加するため、第1および第3の膜ユニット3a,3cの膜面に対する洗浄効果が向上する。
When the void ratio εd of the inter-membrane-element flow path 11 through which the
尚、下向流20が流れる膜エレメント間流路11のボイド率εdが0.07未満に低下してしまうと、膜エレメント8のろ過膜10の膜面への気泡の作用が低下するため、第1および第3の膜ユニット3a,3cの膜面に対する洗浄効果が低下する。
In addition, when the void ratio εd of the inter-membrane element flow path 11 through which the
図7に示すグラフは、面積比D/Rと膜ユニット3a〜3dの膜間ボイド率との関係を示すものであり、グラフGdは下向流20が流れる膜エレメント間流路11のボイド率εd、グラフGrは上向流21が流れる膜エレメント間流路11のボイド率εrを示す。尚、図7に示すグラフは上記図4に示すグラフと同じ条件で得られたものである。
The graph shown in FIG. 7 shows the relationship between the area ratio D / R and the inter-membrane void ratio of the
尚、逆曝気では、下向流20を形成する膜ユニットの曝気量は上向流21を形成する膜ユニットの曝気量よりも少ないが、下向流20が流れる膜エレメント間流路11のボイド率は上向流が流れる膜エレメント間流路11のボイド率と同等になる特徴がある。上向流21が流れる膜エレメント間流路11のボイド率は、上向流21の流速、気泡径の因子が影響し、面積比D/Rが4のときのように、曝気量は多いが上向流21の流速が低下することでボイド率も低下する場合があることが分かった。
In the reverse aeration, the aeration amount of the membrane unit that forms the
また、図8に示すグラフは、膜分離設備1の運転経過日数(日)と膜エレメント8の膜汚れ比率(kPa/kPa)との関係を示すものである。
このグラフにおいて、第1のグラフG1はボイド率εdが0.1であり下向流20の流速が0.25m/秒、第2のグラフG2はボイド率εdが0.075であり下向流20の流速が0.2m/秒、第3のグラフG3はボイド率εdが0.07であり下向流20の流速が0.15m/秒、第4のグラフG4はボイド率εdが0.05であり下向流20の流速が0.1m/秒で運転した場合を示す。また、第5のグラフG5は、全ての膜ユニットに対する曝気量を大曝気量にして、全ての膜ユニットに上向流21を発生させる上向流運転を行ったときにおけるボイド率εrが0.06の場合を示す。
Moreover, the graph shown in FIG. 8 shows the relationship between the operation elapsed days (days) of the
In this graph, the first graph G1 has a void rate εd of 0.1 and the flow velocity of the
上記図8に示すグラフにおいて、第1〜第3のグラフG1〜G3は、上記第1の実施の形態における0.63≦面積比D/R≦3.33かつ0.15m/s≦下向流流速≦0.25m/sの条件を満たすと共に、ボイド率εd≧0.07の条件を満たしている。第1〜第3のグラフG1〜G3の膜汚れ比率は、第4のグラフG4の膜汚れ比率に比べて低くなり、特に、第1のグラフG1は第5のグラフG5の膜汚れ比率とほぼ同等に保たれる。これにより、上記の条件を満たすことで、循環流が安定してスムーズに流れ、気泡保持量が増加すると共に気泡の動きの乱れが増加するため、膜エレメントの膜面の洗浄効果が向上することが明らかである。 In the graph shown in FIG. 8, the first to third graphs G1 to G3 are 0.63 ≦ area ratio D / R ≦ 3.33 and 0.15 m / s ≦ downward in the first embodiment. The flow velocity ≦ 0.25 m / s is satisfied, and the void ratio εd ≧ 0.07 is satisfied. The film contamination ratio of the first to third graphs G1 to G3 is lower than the film contamination ratio of the fourth graph G4. In particular, the first graph G1 is almost the same as the film contamination ratio of the fifth graph G5. Kept the same. Thereby, by satisfying the above conditions, the circulation flow stably and smoothly flows, the bubble retention amount increases, and the disturbance of the bubble movement increases, so the cleaning effect of the membrane surface of the membrane element is improved. Is clear.
(第3の実施の形態)
上記第1の実施の形態では、図1に示すように、各膜ユニット3a〜3dの下方に一台の共通した散気ケース13を設けたが、本第3の実施の形態では、図9,図10に示すように、各膜ユニット3a〜3d毎に複数の散気ケース13a〜13dを設けている。各散気装置14a〜14dは各散気ケース13a〜13d内に設置されている。各膜ユニット3a〜3dは各散気ケース13a〜13dの上部に設けられ、各膜ケース7の下端部は各散気ケース13a〜13d内に連通している。
(Third embodiment)
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, one
互いに隣り合う膜ユニット3a〜3dの下部間は上部遮蔽板26で遮蔽されている。各散気ケース13a〜13dの下端部には連通口27が形成されている。このうち、互いに隣り合う散気ケース13a〜13d同士が向い合う面の連通口27以外の連通口27は下部遮蔽板28で閉じられている。
The lower part of the
これによると、上記第1および第2の実施の形態と同様な作用、効果が得られる。
(第4の実施の形態)
本第4の実施の形態は、上記第3の実施の形態の変形例であり、図11,図12に示すように、互いに隣り合う膜ユニット3a〜3dの下部間が上部遮蔽板26で遮蔽されており、さらに、各膜ユニット3a〜3dの下部と処理槽2の壁面2aとの間も上部遮蔽板26で遮蔽されている。
According to this, the same operation and effect as the first and second embodiments can be obtained.
(Fourth embodiment)
The fourth embodiment is a modification of the third embodiment. As shown in FIGS. 11 and 12, the
これによると、上記第1および第2の実施の形態と同様な作用、効果が得られる。
(第5の実施の形態)
本第5の実施の形態では、図13〜図15に示すように、膜分離設備1は、処理槽2と、浸漬型の複数の膜ユニット3a〜3dと、上下方向に循環する循環流4を発生させる散気設備5とを有している。
According to this, the same operation and effect as the first and second embodiments can be obtained.
(Fifth embodiment)
In the fifth embodiment, as shown in FIGS. 13 to 15, the
各膜ユニット3a〜3dは隣接しており、各膜ユニット3a〜3dの上部領域および下部領域は処理槽2内において相互に連通している。各膜ユニット3a〜3dはそれぞれ、処理槽2内に設置された膜ケース32と、膜ケース32内に設けられた複数の膜エレメント8とを有している。膜ケース32は、上部領域が膜充填部をなし、下部領域がドラフト部をなす。膜エレメント8は、ろ過膜10の膜面を上下方向に沿わせて、膜充填部に所定間隔Cをあけて平行に配列されている。
The
散気設備5は、各膜ユニット3a〜3dの膜エレメント8の下方に設置された複数の散気装置14a〜14dと、各散気装置14a〜14dに散気用の空気を供給する給気装置(図示省略)とを有している。
The
これによると、例えば、第1および第3の散気装置14a,14cの散気量を小曝気量とし、第2および第4の散気装置14b,14dの散気量を大曝気量とすることにより、第2および第4の膜ユニット3b,3dの各膜エレメント間流路11に上向流21が生起し、上向流21は液面付近で反転して下向流20となる。この下向流20は、第2および第4の膜ユニット3b,3dの上部領域から第1および第3の膜ユニット3a,3cの上部領域に流れ、第1および第3の膜ユニット3a,3cの各膜エレメント間流路11を流れた後、第1および第3の膜ユニット3a,3cの下部領域から第2および第4の膜ユニット3b,3dの下部領域に流入して循環する。この場合、膜エレメント8を配置した部分での処理槽2の水平方向断面において、下向流20は第1および第3の膜ユニット3a,3cの各膜エレメント間流路11に流れ、上向流21は第2および第4の膜ユニット3b,3dの各膜エレメント間流路11に流れる。
According to this, for example, the amount of air diffused by the first and
このとき、各膜ユニット3a〜3dの内側縦寸法L1=1500mmとし、内側横寸法L2=500mmとし、各膜ユニット3a〜3dの膜エレメント間流路率Eを50%とすると、面積比D/Rは以下のようになる。
D/R=(0.75m2×0.5+0.75m2×0.5)/(0.75m2×0.5+0.75m2×0.5)=1
このように、面積比D/Rを0.63以上で3.33以下の範囲内にすることにより、上記第1および第2の実施の形態と同様な作用、効果が得られる。
At this time, when the inner vertical dimension L1 of each
D / R = (0.75 m 2 × 0.5 + 0.75 m 2 × 0.5) / (0.75 m 2 × 0.5 + 0.75 m 2 × 0.5) = 1
As described above, by setting the area ratio D / R within the range of 0.63 or more and 3.33 or less, the same operation and effect as the first and second embodiments can be obtained.
(第6の実施の形態)
本第6の実施の形態は、上記第5の実施の形態の変形例であり、図16に示すように、処理槽2内に、複数の膜ユニット3a〜3d,34a〜34dが上下二段(複数段)積みで設置されている。
(Sixth embodiment)
The sixth embodiment is a modification of the fifth embodiment, and as shown in FIG. 16, a plurality of
これによると、上記第1および第2の実施の形態と同様な作用、効果が得られる。
上記第6の実施の形態では、膜ユニット3a〜3d,34a〜34dを上下二段で設置したが、三段以上であってもよい。また、上段の膜ユニット3a〜3dを四台、下段の膜ユニット34a〜34dを四台設置したが、それぞれ四台以外の複数台設置してもよい。
According to this, the same operation and effect as the first and second embodiments can be obtained.
In the sixth embodiment, the
(第7の実施の形態)
本第7の実施の形態は、図9に示した上記第3の実施の形態の変形例であり、第3の実施の形態における上部および下部遮蔽板26,28を無くしたものである。図17,図18に示すように、互いに隣り合った各膜ユニット3a〜3d間および各散気ケース13a〜13d間にはそれぞれ、所定の間隔を有する流通路37が形成されている。また、各膜ユニット3a〜3dおよび各散気ケース13a〜13dと処理槽2の壁面2aとの間にはそれぞれ、所定の間隔を有する流通路38が形成されている。
(Seventh embodiment)
The seventh embodiment is a modification of the third embodiment shown in FIG. 9 and eliminates the upper and
各散気ケース13a〜13dの内部は連通口27を介して散気ケース13a〜13dの外部に連通している。
これによると、例えば、第2の散気装置14bの散気量を小曝気量とし、第1,第3,第4の散気装置14a,14c,14dの散気量を大曝気量とした場合、第1,第3,第4の膜ユニット3a,3c,3dの各膜エレメント間流路11に上向流21が生起し、第1,第3,第4のユニット3a,3c,3d内を通過した上向流21が液面付近で反転して下降流20となり、下向流20は、第2のユニット3b内と各流通路37,38とを流れた後、連通口27を通って第1,第3,第4の散気ケース13a,13c,13d内に流れ込んで循環する。
The inside of each of the
According to this, for example, the amount of air diffused by the
このとき、各膜ユニット3a〜3dの内側縦寸法L1=2000mmとし、内側横寸法L2=500mmとし、処理槽2の内側縦寸法L3=2200mmとし、内側横寸法L4=2500mmとすると、下向流20が流れる下向流流路の総断面積Dは第2のユニット3bの流路断面積S1に各流通路37,38の流路断面積S2(横断面積)を加えた値になる。すなわち、膜エレメント間流路率Eを50%とすると、面積比D/Rは以下のようになる。
面積比D/R=(第2のユニット3bの流路断面積S1+流通路37,38の流路断面積S2)/(第1のユニット3aの流路断面積S1+第3のユニット3cの流路断面積S1+第4のユニット3dの流路断面積S1)=(1m2×0.5+(5.5m2−4m2))/(1m2×0.5×3)=1.33
このように、面積比D/Rを0.63以上で3.33以下の範囲内にすることにより、上記第1および第2の実施の形態と同様な作用、効果が得られる。
At this time, if the inner vertical dimension L1 of each
Area ratio D / R = (channel cross-sectional area S1 of the
As described above, by setting the area ratio D / R within the range of 0.63 or more and 3.33 or less, the same operation and effect as the first and second embodiments can be obtained.
尚、各流通路37,38を流れる下向流20は、連通口27を通って第1,第3,第4の散気ケース13a,13c,13d内に流れ込み、第1,第3,第4の膜ユニット3a,3c,3dの下方に連通して上下に循環する。このように循環流4の一部となる下向流20が流れる流通路37,38は、下向流流路とみなして、総断面積Dに含む。
In addition, the
(第8の実施の形態)
本第8の実施の形態は、上記第3の実施の形態の変形例であり、図19,図20に示すように、各流通路37,38の底部にそれぞれ、流れを促進させるための流れ促進用散気装置41(流れ促進装置の一例)が設置されている。
(Eighth embodiment)
The eighth embodiment is a modification of the third embodiment, and as shown in FIGS. 19 and 20, a flow for promoting the flow at the bottom of each
これによると、例えば、第1,第3,第4の散気装置14a,14c,14dの散気量を小曝気量とし、第2の散気装置14bの散気量と流れ促進用散気装置41の散気量とを大曝気量とした場合、第2のユニット3bの各膜エレメント間流路11と各流通路37,38とに上向流21が生起し、上向流21が液面付近で反転して下降流20となり、下向流20は、第1,第3,第4の膜ユニット3a,3c,3dを流れた後、連通口27を通って第2の散気ケース13b内と各流通路37,38の底部とに流れ込んで循環する。
According to this, for example, the amount of air diffused by the first, third, and
このとき、上向流21が流れる上向流流路の総断面積Rは第2のユニット3bの流路断面積S1に各流通路37,38の流路断面積S2を加えた値になる。すなわち、面積比D/Rは以下のようになる。
面積比D/R=(第1のユニット3aの流路断面積S1+第3のユニット3cの流路断面積S1+第4のユニット3dの流路断面積S1)/(第2のユニット3bの流路断面積S1+流通路37,38の流路断面積S2)=(1m2×0.5×3)/(1m2×0.5+(5.5m2−4m2))=0.75
このように、面積比D/Rを0.63以上で3.33以下の範囲内にすることにより、上記第1および第2の実施の形態と同様な作用、効果が得られる。
At this time, the total cross-sectional area R of the upward flow path through which the
Area ratio D / R = (channel cross-sectional area S1 of
As described above, by setting the area ratio D / R within the range of 0.63 or more and 3.33 or less, the same operation and effect as the first and second embodiments can be obtained.
尚、各流通路37,38を流れる上向流21は、液面付近で反転し、上方から第1,第3,第4の膜ユニット3a,3c,3d内に流れ込んで上下に循環する。このように循環流4の一部となる上向流21が流れる流通路37,38は、上向流流路とみなして、総断面積Rに含む。
The
(第9の実施の形態)
本第9の実施の形態は、図13に示した上記第5の実施の形態の変形例であり、図21,図22に示すように、処理槽2内に、第1および第2の膜ユニット3a,3bと、第1および第2の散気装置14a,14bと、流れ促進用散気装置41(流れ促進装置の一例)とが設置されている。第1の膜ユニット3aと第2の膜ユニット3bとの間には、所定の間隔を有する流通路44が形成されており、流れ促進用散気装置41は流通路44の底部に設置されている。
(Ninth embodiment)
The ninth embodiment is a modification of the fifth embodiment shown in FIG. 13, and as shown in FIGS. 21 and 22, the first and second films are disposed in the
また、流通路44の下部領域と第1および第2の膜ユニット3a,3bの下部領域とは連通しており、流通路44の上部領域と第1および第2の膜ユニット3a,3bの上部領域とは連通している。
Further, the lower region of the
尚、一例として、各膜ユニット3a,3bの内側縦寸法L1を2000mm、内側横寸法L2を500mm、流通路44の幅Wを150mm、膜エレメント間流路率Eを50%とする。
As an example, the inner vertical dimension L1 of each
以下、上記構成における作用を説明する。
例えば、図21に示すように、第1運転として、第1および第2の散気装置14a,14bの散気量を小曝気量とし、流れ促進用散気装置41の散気量を大曝気量とすることにより、流通路44に上向流21が生起し、流通路44の上部領域において上向流21が液面付近で反転して下降流20となる。この下向流20は、第1および第2の膜ユニット3a,3bの各膜エレメント間流路11を流れた後、第1および第2の膜ユニット3a,3bの下部領域から流通路44の下部領域に流れ込んで循環する。
Hereinafter, the operation of the above configuration will be described.
For example, as shown in FIG. 21, in the first operation, the amount of air diffused by the first and
この場合、面積比D/Rは以下のようになる。
面積比D/R=(第1のユニット3aの流路断面積S1+第2のユニット3bの流路断面積S1)/(流通路44の流路断面積S2)=(1m2×0.5+1m2×0.5)/(0.3m2)=3.33
上記第1運転を所定時間実施した後、第1運転から以下のような第2運転に切換える。
In this case, the area ratio D / R is as follows.
Area ratio D / R = (channel cross-sectional area S1 of the
After performing the first operation for a predetermined time, the first operation is switched to the second operation as follows.
第1の散気装置14aの散気量を小曝気量とし、流れ促進用散気装置41の散気量と第2の散気装置14bの散気量とを大曝気量とすることにより、流通路44と第2の膜ユニット3bの各膜エレメント間流路11とに上向流21が生起し、上向流21が液面付近で反転して下降流20となり、下向流20は、第1の膜ユニット3aの各膜エレメント間流路11を流れた後、第1の膜ユニット3aの下部領域から流通路44の下部領域と第2の膜ユニット3bの下部領域とに流れ込んで循環する。
By setting the aeration amount of the
この場合、面積比D/Rは以下のようになる。
面積比D/R=(第1のユニット3aの流路断面積S1)/(第2のユニット3bの流路断面積S1+流通路44の流路断面積S2)=(1m2×0.5)/(1m2×0.5+0.3m2)=0.63
上記第2運転を所定時間実施した後、第2運転から以下のような第3運転に切換える。
In this case, the area ratio D / R is as follows.
Area ratio D / R = (channel cross-sectional area S1 of
After performing the second operation for a predetermined time, the second operation is switched to the following third operation.
第2の散気装置14bの散気量を小曝気量とし、流れ促進用散気装置41の散気量と第1の散気装置14aの散気量とを大曝気量とすることにより、流通路44と第1の膜ユニット3aの各膜エレメント間流路11とに上向流21が生起し、上向流21が液面付近で反転して下降流20となり、下向流20は、第2の膜ユニット3bの各膜エレメント間流路11を流れた後、第2の膜ユニット3bの下部領域から流通路44の下部領域と第1の膜ユニット3aの下部領域とに流れ込んで循環する。
By setting the aeration amount of the
この場合、面積比D/Rは、上記第2運転時と同様であり、0.63となる。
上記第1運転〜第3運転を所定時間毎に切り換えて実施する際、各運転において、面積比D/Rをほぼ0.63以上で3.33以下の範囲内にすることにより、上記第1および第2の実施の形態と同様な作用、効果が得られる。
In this case, the area ratio D / R is the same as that in the second operation and is 0.63.
When the first operation to the third operation are performed by switching at predetermined time intervals, in each operation, the area ratio D / R is set within a range of approximately 0.63 or more and 3.33 or less. In addition, operations and effects similar to those of the second embodiment can be obtained.
(第10の実施の形態)
本第10の実施の形態は、上記第9の実施の形態の変形例であり、図23に示すように、上記第9の実施の形態において記載した第1および第2の膜ユニット3a,3bと第1および第2の散気装置14a,14bと流れ促進用散気装置41(流れ促進装置の一例)と流通路44とを膜分離ユニット46とすると、このような膜分離ユニット46が処理槽2内に複数台設置されている。
(Tenth embodiment)
The tenth embodiment is a modification of the ninth embodiment. As shown in FIG. 23, the first and
これによると、上記第9の実施の形態と同様な作用、効果が得られる。
尚、上記第10の実施の形態では、膜分離ユニット46を処理槽2内に三台設置したが、三台以外の複数台設置してもよい。
According to this, the same operation and effect as in the ninth embodiment can be obtained.
In the tenth embodiment, three
尚、上記第8〜第10の実施の形態では、流れ促進装置の一例として流れ促進用散気装置41を用いたが、流れ促進用散気装置41の代りに攪拌装置等を設けて流れを促進してもよい。
In the eighth to tenth embodiments, the flow promoting
(第11の実施の形態)
本第11の実施の形態では、図24に示すように、処理槽の一例である膜分離槽55内に、上記第1の実施の形態で示した膜ユニット3a〜3dと散気設備5とが設けられている。膜分離槽55の上流側には生物処理槽56(上流側槽の一例)が設置され、膜分離槽55の下流側には汚泥貯留槽57(下流側槽の一例)が設置されている。尚、生物処理槽56は、曝気槽、硝化槽、嫌気性消化槽等である。また、下流側槽の一例として汚泥貯留槽57を設けたが、汚泥貯留槽57の代わりに汚泥濃縮槽を設けてもよい。
(Eleventh embodiment)
In the eleventh embodiment, as shown in FIG. 24, in the
生物処理槽56の上部と膜分離槽55の上部とは供給口59を介して連通し、生物処理槽56内の処理対象液19は供給口59からオーバーフローして膜分離槽55内に供給される。また、散気設備5の散気ケース13内と汚泥貯留槽57の下部とは排出管60を介して連通している。また、汚泥貯留槽57には、槽内の処理対象液19(汚泥)を引き抜いて生物処理槽56へ返送する引抜きポンプ61と返送路64とが設けられている。尚、供給口59と排出管60と引抜きポンプ61と返送路64とによって、膜分離槽55内の下向流の流れを促進させる流れ促進装置が構成されている。
The upper part of the
以下、上記構成における作用を説明する。
例えば、第1および第3の散気装置14a,14cの散気量を減らして小曝気量とし、第2および第4の散気装置14b,14dの散気量を第1および第3の散気装置14a,14cの散気量よりも増やして大曝気量とすることにより、第2および第4の膜ユニット3b,3dの各膜エレメント間流路11に上向流21が生起し、上向流21が液面付近で反転して下向流20となり、下向流20は、第1および第3の膜ユニット3a,3cの各膜エレメント間流路11を流れた後、第1および第3のドラフト部17a,17cから連通部16を通って第2および第4のドラフト部17b,17dに流入して循環する。
Hereinafter, the operation of the above configuration will be described.
For example, the amount of air diffused by the first and
この際、引抜きポンプ61を駆動して汚泥貯留槽57内の処理対象液19を引き抜いて生物処理槽56へ返送することにより、生物処理槽56内の処理対象液19は、供給口59からオーバーフローして膜分離槽55内に供給され、膜分離槽55内を下向きに流れた後、排出管60を通って汚泥貯留槽57内へ排出され、引抜きポンプ61により生物処理槽56へ返送される。これにより、処理対象液19が各槽55、56、57に亘って循環する。
At this time, the
この際、排出管60は供給口59よりも下位にあるため、供給口59から膜分離槽55内に供給された処理対象液19は、下向流となって、第1および第3の膜ユニット3a,3cの各膜エレメント間流路11を流れる。これにより、第1および第3の膜ユニット3a,3cには、曝気により生起された下向流に加えて、供給口59から排出管60に向って下向流が流れることになる。このため、第1および第3の膜ユニット3a,3cを流れる下向流20の流量が増加し、第1および第3の膜ユニット3a,3cの各膜エレメント間流路11を流れる下向流20の流速が増大する。これにより、第2および第4の散気装置14b,14dの曝気量(大曝気量)を低減しても、下向流20の流速を0.15m/秒以上で0.25m/秒以下の範囲内にすることが可能であり、散気設備5の総曝気量を低減して消費電力を節約することができる。
At this time, since the
(第12の実施の形態)
本第12の実施の形態は、上記第11の実施の形態の変形例であり、図25に示すように、汚泥貯留槽57が設置されていない。また、膜分離槽55には、散気ケース13内の処理対象液19を引き抜いて生物処理槽56へ返送する引抜きポンプ61と返送路64とが設けられている。尚、供給口59と引抜きポンプ61と返送路64とによって、膜分離槽55内の下向流の流れを促進させる流れ促進装置が構成されている。また、引抜きポンプ61は引抜き管61aを介して膜分離槽55の底部に接続されている。
(Twelfth embodiment)
The twelfth embodiment is a modification of the eleventh embodiment, and as shown in FIG. 25, the
以下、上記構成における作用を説明する。
例えば、第1および第3の散気装置14a,14cの散気量を減らして小曝気量とし、第2および第4の散気装置14b,14dの散気量を第1および第3の散気装置14a,14cの散気量よりも増やして大曝気量とすることにより、第2および第4の膜ユニット3b,3dに上向流21を生起させ、第1および第3の膜ユニット3a,3cに下向流20を生起させる。
Hereinafter, the operation of the above configuration will be described.
For example, the amount of air diffused by the first and
この際、引抜きポンプ61を駆動して散気ケース13内の処理対象液19を引き抜いて生物処理槽56へ返送することにより、生物処理槽56内の処理対象液19は、供給口59からオーバーフローして膜分離槽55内に供給され、引抜きポンプ61により膜分離槽55内から生物処理槽56へ返送される。これにより、処理対象液19が各槽55、56に亘って循環する。
At this time, the
この際、供給口59から膜分離槽55内に供給された処理対象液19は、下向流となって、第1および第3の膜ユニット3a,3cの各膜エレメント間流路11を流れる。これにより、第1および第3の膜ユニット3a,3cには、曝気により生起された下向流に加えて、供給口59から引抜き管61aに向って下向流が流れることになる。このため、第1および第3の膜ユニット3a,3cの各膜エレメント間流路11を流れる下向流20の流速が増大し、これにより、第2および第4の散気装置14b,14dの曝気量(大曝気量)を低減しても、下向流20の流速を0.15m/秒以上で0.25m/秒以下の範囲内にすることが可能であり、散気設備5の総曝気量を低減して消費電力を節約することができる。
At this time, the
上記第11および第12の実施の形態では、膜分離槽55内に、上記第1の実施の形態で示した膜ユニット3a〜3dと散気設備5とを設けたが、膜分離槽55内に、上記第2〜第10の実施の形態で示したものを設けてもよい。
In the eleventh and twelfth embodiments, the
上記第1の実施の形態では、図1に示すように、第1および第3の膜ユニット3a,3cに下向流20を発生させ、第2および第4の膜ユニット3b,3dに上向流21を発生させたが、下向流20と上向流21とが逆になるように切り換えてもよい。また、下向流20と上向流21との組み合わせを適宜変更してもよい。尚、その他の実施の形態においても同様である。
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, a
上記各実施の形態では、処理槽2内に四台の膜ユニット3a〜3dを設置したが、四台以外の複数台設置したものであってもよい。この場合、少なくとも一台の膜ユニットの膜エレメント間流路に下向流20が流れ、残りの膜ユニットの膜エレメント間流路に上向流が流れるものであればよい。
In each said embodiment, although the four film |
上記各実施の形態では、膜エレメント8は平膜形式のものを用いたが、中空糸形式の膜エレメント8であってもよい。
膜分離装置を設置する水槽の容量(断面積)や形状は、膜分離装置のレイアウトを優先することができないことが多い。すなわち、生物処理槽と兼用する場合はBOD−MLSS負荷、BOD容積負荷、総窒素−MLSS負荷等の条件によって水槽容量が決まり、設備を設置する敷地形状によって水槽の形状に制約を受けることもある。また、最近は既設プラントの改造工事が増加しているが、既設改造工事では既設水槽に膜分離装置を設置することになり、自由度は全くない。本願発明は、水槽容量や水槽形状に捉われずに設置することができる膜分離装置の開発が望まれる中、その期待に応えることができるものである。
In each of the above embodiments, the
In many cases, the capacity (cross-sectional area) and shape of the water tank in which the membrane separator is installed cannot give priority to the layout of the membrane separator. That is, when combined with a biological treatment tank, the tank capacity is determined by conditions such as BOD-MLSS load, BOD volume load, total nitrogen-MLSS load, etc., and the shape of the tank may be restricted by the site shape where the equipment is installed. . Moreover, although the remodeling work of the existing plant has been increasing recently, the existing remodeling work will install a membrane separation device in the existing water tank, and there is no degree of freedom. The present invention can meet the expectation while it is desired to develop a membrane separation apparatus that can be installed without being constrained by the capacity of the water tank or the shape of the water tank.
1 膜分離設備
2 処理槽
3a〜3d,34a〜34d 膜ユニット
4 循環流
8 膜エレメント
11 膜エレメント間流路
14a〜14d 散気装置
20 下向流
21 上向流
55 膜分離槽(処理槽)
DESCRIPTION OF
Claims (5)
各膜ユニットは循環流の流路となる空間をあけて配列された複数の膜エレメントを有し、
膜エレメントの下方において散気装置から散気することにより、少なくとも一台の膜ユニットの膜エレメント間流路に下向流が流れるとともに残りの膜ユニットの膜エレメント間流路に上向流が流れる膜分離設備であって、
膜エレメントを配置した部分での処理槽の水平方向断面において、循環流が流れる流路のうちの下向流流路の総断面積Dと上向流流路の総断面積Rとの面積比D/Rが0.63以上で3.33以下の範囲内にあり、膜エレメント間流路の下向流の流速が0.15m/秒以上で0.25m/秒以下の範囲内にあることを特徴とする膜分離設備。 In the treatment tank, a plurality of immersion type membrane units and an air diffuser for generating a circulating flow circulating in the vertical direction are provided,
Each membrane unit has a plurality of membrane elements arranged with a space as a circulation flow path,
By diffusing from the diffuser below the membrane element, a downward flow flows in the flow path between the membrane elements of at least one membrane unit, and an upward flow flows in the flow path between the membrane elements of the remaining membrane units. A membrane separation facility,
The area ratio of the total cross-sectional area D of the downward flow channel and the total cross-sectional area R of the upward flow channel among the flow channels through which the circulating flow flows in the horizontal section of the treatment tank at the portion where the membrane element is disposed D / R is in the range of 0.63 or more and 3.33 or less, and the flow velocity of the downstream flow between the membrane elements is in the range of 0.15 m / second or more and 0.25 m / second or less. A membrane separation facility.
各膜ユニットは循環流の流路となる空間をあけて配列された複数の膜エレメントを有し、散気装置の散気量を異ならせることにより、上向流と下向流とを発生させる膜分離設備の運転方法であって、
散気量を調節することにより、膜エレメントを配置した部分での処理槽の水平方向断面において、循環流が流れる流路のうちの下向流が流れる下向流流路の総断面積Dと上向流が流れる上向流流路の総断面積Rとの面積比D/Rを0.63以上で3.33以下の範囲内で循環流を発生させ、膜エレメント間流路を流れる下向流の流速を0.15m/秒以上で0.25m/秒以下の範囲内に調節することを特徴とする膜分離設備の運転方法。 In the treatment tank, a plurality of immersion type membrane units and an air diffuser for generating a circulating flow circulating in the vertical direction are provided,
Each membrane unit has a plurality of membrane elements arranged with a space as a circulation flow path, and generates an upward flow and a downward flow by varying the amount of air diffused by the air diffuser. A method for operating a membrane separation facility,
By adjusting the amount of air diffused, in the horizontal cross section of the treatment tank at the portion where the membrane element is arranged, the total cross-sectional area D of the downward flow channel through which the downward flow flows among the flow channels through which the circulating flow flows A circulating flow is generated within an area ratio D / R with the total cross-sectional area R of the upward flow channel through which the upward flow flows is 0.63 or more and 3.33 or less. A method for operating a membrane separation facility, characterized by adjusting a countercurrent flow velocity within a range of 0.15 m / sec or more and 0.25 m / sec or less.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9333464B1 (en) | 2014-10-22 | 2016-05-10 | Koch Membrane Systems, Inc. | Membrane module system with bundle enclosures and pulsed aeration and method of operation |
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| USD779631S1 (en) | 2015-08-10 | 2017-02-21 | Koch Membrane Systems, Inc. | Gasification device |
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