TWI498151B - 被處理水的過濾方法 - Google Patents

Description

被處理水的過濾方法

本發明是有關於一種使用有包括分離膜模組(module)的膜單元(unit)的被處理水的過濾方法。

本申請案基於2010年3月15日在日本提出申請的特願2010-057906號來主張優先權，且將該特願2010-057906號的內容援用於本申請案。

於有機性的污水的處理中，廣泛採用如下的方法，即，藉由活性污泥(activated sludge)來對污水進行生物處理之後，進行固液分離。作為此時的固液分離的方法，已為人所知有於沈澱槽中進行自然沈澱的方法、以及進行膜分離的方法。

於膜分離過程中，隨著過濾時間變長，被處理水中所含的固體成分等會蓄積於膜表面，過濾差壓逐步升高。因此，通常自膜的下方散氣，利用氣液混合流來對膜表面進行清洗。然而，膜表面清洗所需的空氣量大，此成為使污水處理的運轉成本(running cost)增大的主要原因。

因此，作為削減膜表面清洗所需的空氣量的方法，於專利文獻1中已提出有如下的方法，即，以持續時間為120秒以下的重複週期，在高流量與該高流量的二分之一以下的流量的低流量之間，對膜清洗過程中的散氣進行切換。

[先行技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利第3645814號公報

然而，當被處理水包含活性污泥時，於多數情形下，活性污泥濃度高，因此，於專利文獻1所揭示的方法中，必須以高頻率(例如10秒以下的間隔)來對高流量的散氣與低流量的散氣進行切換，從而防止膜表面的污泥的蓄積。然而，為了以高頻率來對空氣流量進行切換，必須以高頻率來重複地使散氣用鼓風機(blower)啟動與停止，或對用以將流路(flow channel)予以變更的閥門(valve)進行切換。一般而言，鼓風機在啟動時電力消耗量多，因此，若以高頻率來重複地啟動、停止，則會導致整個膜分離過程的電力消耗量增大。又，若以高頻率來重複地使鼓風機啟動以及停止或重複地對閥門進行切換，則此成為鼓風機以及閥門提早出現損傷的原因。尤其於引用文獻1所揭示的方法中，由於以10秒~60秒為單位來頻繁地進行切換，因此，當閥門的切換耐久限度估計為約100萬次時，僅數個月左右便有可能會達到閥門的耐久極限。而且，若以高頻率來對高流量與低流量進行切換，則膜會劇烈地搖動，從而亦有可能會產生膜損傷。因此，需要即便鼓風機的啟動以及停止或閥門切換的頻率小，膜的清洗性仍優異的過濾方法。

因此，本發明的目的在於提供如下的被處理水的過濾方法，該被處理水的過濾方法可削減空氣使用量，而且即便使鼓風機的啟動、停止或閥門切換的頻率減小，仍可充 分地對膜進行清洗。

本發明包含以下的形態。

[1]一種被處理水的過濾方法，包括一面使用膜單元來對被處理水進行過濾處理，一面使空氣自散氣單元噴出的步驟(以下，有時僅將使空氣噴出的步驟稱為「散氣」)，上述過濾處理為間歇性的過濾處理，上述膜單元包括兩塊以上的分離膜模組，上述分離膜模組呈平板狀且膜面沿著鉛垂方向，兩個以上的上述散氣單元配置於上述膜單元的下方，使用包括一根以上的散氣管的散氣單元作為上述散氣單元，當自上述散氣單元噴出空氣時，每隔固定的散氣時間t₁ 對使空氣噴出的散氣單元進行切換，使空氣僅自任一個散氣單元噴出，且使上述散氣時間t₁ 為90秒以上且為300秒以下。

[2]如[1]所述的被處理水的過濾方法，其中上述各散氣管分別呈直線狀，且以相鄰接的散氣管之間產生間隙的方式而平行且水平地配置，上述分離膜模組配置於上述間隙中的至少一個間隙的正上方，彼此相鄰接的散氣管構成各不相同的散氣單元。

[3]如[1]或[2]所述的被處理水的過濾方法，其中上述散氣時間t₁ 滿足下述式，於自過濾停止至過濾開始為止的期間，對散氣單元進行切換。

t₁ =(過濾時間t₂ +過濾停止時間t₃ )/na

(式中，na為2以上的偶數；所謂過濾時間t₂ ，是指自過濾開始至過濾停止為止的時間；所謂過濾停止時間t₃ ，是指自過濾停止至再次開始過濾為止的時間。)

[4]如[1]或[2]所述的被處理水的過濾方法，其中上述散氣時間t₁ 滿足下述式。

t₁ =(過濾時間t₂ +過濾停止時間t₃ )/nb

(式中，nb為3以上的奇數；所謂過濾時間t₂ ，是指自過濾開始至過濾停止為止的時間；所謂過濾停止時間t₃ ，是指自過濾停止至再次開始過濾為止的時間。)

[5]如[1]~[4]中任一項所述的被處理水的過濾方法，其中將上述散氣的一個循環(此處，所謂散氣的一個循環，是指自各散氣單元中的上述散氣管開始散氣至散氣停止之後再次開始散氣為止的時間。)分別設為180秒以上且為600秒以下。

根據本發明的被處理水的過濾方法，可削減空氣使用量，而且即便使鼓風機的啟動、停止或閥門切換的頻率減小，仍可充分地對膜進行清洗。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

以下，詳細地對本發明的較佳實施形態進行說明，本發明可於申請專利範圍內實施各種變更，且並不解釋為限定於以下的實施形態。

(過濾裝置)

圖1中表示應用本實施形態的過濾方法的過濾裝置。該過濾裝置1包括：積存有包含污泥的被處理水的處理槽10、設置於處理槽10內的膜單元20、朝膜單元20散氣的散氣裝置30、經由抽吸管41而連接於膜單元20的過濾泵40、以及對過濾泵40進行控制的控制裝置50。

如圖2所示，本實施形態的膜單元20包括：多塊平板狀的分離膜模組21、與集水集管(catchment header)22，該集水集管22連接於分離膜模組21，且將通過分離膜模組21的水予以收集。

各分離膜模組21是以使彼此相鄰接的膜面彼此相對向的方式，以固定間隔來平行地配置。各分離膜模組21包括：膜面21a₁ 沿著鉛垂方向的多個膜片材21a、將膜片材21a的上端予以固定的膜片材上端固定部21b、以及將膜片材21a的下端予以固定的膜片材下端固定部21c，各膜片材21a的膜面21a₁ 被配置為成為同一個面。

本實施形態的膜片材21a是由在表面形成有多個微細孔的多張中空纖維膜彼此平行地配置而形成。

作為中空纖維的材質，可列舉纖維素、聚烯烴、聚碸、聚偏氟乙烯(Polyvinylidene Difluoride，PVDF)、聚四氟乙烯(Poly Tetra Fluoro Ethylene，PTFE)、以及陶瓷等。

於膜單元20中，集水集管22的內部以及膜片材上端固定部21b的內部為中空，且與各中空纖維膜的中空部連通。因此，對被處理水進行過濾之後，進入至中空纖維膜的中空部的水經由膜片材上端固定部21b的內部而聚集至集水集管22。

如圖1、圖3所示，散氣裝置30包括：鼓風機31；連接於鼓風機31且沿著鉛垂方向而各設置一根的第1空氣供給管32及第2空氣供給管33；連接於第1空氣供給管32的下端且沿著水平方向而設置的四角管狀的第1空氣分支管34；連接於第2空氣供給管33的下端且沿著水平方向而設置的四角管狀的第2空氣分支管35；具有連接於第1空氣分支管34的2根以上的直線狀的第1散氣管36a的第1散氣單元36；以及具有連接於第2空氣分支管35的2根以上的直線狀的第2散氣管37a的第2散氣單元37。

如圖4、圖5所示，第1散氣管36a朝第2空氣分支管35水平地配置，第2散氣管37a朝第1空氣分支管34水平地配置。第1散氣管36a與第2散氣管37a交替且以固定間隔而平行地配置，於第1散氣管36a與第2散氣管37a之間形成有間隙A。於本實施形態中，在各間隙A的正上方配置有分離膜模組21。於此種配置中，第1散氣管36a與第2散氣管37a的合計數量比分離膜模組21的數量更多。

如圖5所示，於散氣裝置30中，第1散氣管36a固定於第1空氣分支管34、以及第2空氣分支管35。第1散氣 管36a分別與第1空氣分支管34的內部彼此連通，但並不與第2空氣分支管35的內部彼此連通。第2散氣管37a固定於第1空氣分支管34、以及第2空氣分支管35。第2散氣管37a分別與第2空氣分支管35的內部彼此連通，但並不與第1空氣分支管34的內部彼此連通。

如圖6所示，於第1散氣管36a以及第2散氣管37a中，分別形成有朝上方開口的散氣孔36b、37b。根據分離膜模組21的大小、種類等，以可充分地進行清洗的方式來適當地選擇散氣孔36b、37b的直徑、數量即可。

於上述圖1、圖3所示的散氣裝置30中，鼓風機31所供給的空氣經由第1空氣供給管32以及第1空氣分支管34而供給至第1散氣管36a，且經由第2空氣供給管33以及第2空氣分支管35而供給至第2散氣管37a。但，自鼓風機31供給的空氣在藉由流路切換閥門38(38a及38b)(例如旋轉式閥門、往返式閥門等)來進行切換時，是以僅供給至第1空氣供給管32與第2空氣供給管33中的任一個空氣供給管的方式來進行切換。因此，空氣僅自第1散氣管36a與第2散氣管37a中的任一個散氣管噴出。

流路切換閥門38可如圖1般由38a與38b該兩個閥門構成，亦可利用一個閥門來構成38a與38b。

(過濾方法)

於使用上述過濾裝置1的過濾方法中，使過濾泵40作動，經由抽吸管41來進行抽吸，使分離膜模組21的中空纖維膜的內部為負壓(negative pressure)。使中空纖維 膜的內部為負壓之後，被處理水的水會通過中空纖維膜的微細孔，但大於微細孔的污泥等不會通過微細孔。因此，可對被處理水進行過濾。

於過濾的同時，藉由控制裝置50來對鼓風機31進行控制，經由第1空氣供給管32以及第1空氣分支管34而將空氣供給至第1散氣單元36，經由第2空氣供給管33以及第2空氣分支管35而將空氣供給至第2散氣單元37。此處，使用流路切換閥門38，使空氣自第1散氣單元36或第2散氣單元37噴出，然後每隔固定的散氣時間t₁ ，對使空氣噴出的散氣單元進行切換。具體而言，首先，於散氣時間t₁ 的期間，不使空氣自第2散氣單元37噴出而使空氣自第1散氣單元36噴出之後，停止使空氣自第1散氣單元36噴出，於散氣時間t₁ 的期間，使空氣自第2散氣單元37噴出。

使空氣自第1散氣單元36或第2散氣單元37噴出之後，氣泡一面於被處理水中擺動，一面上浮。此時，由氣泡產生的氣液混合流在分離膜模組21的膜面21a₁ 附近上升，藉此，可將附著於膜面21a₁ 的附著物予以剝離。

因此，重複地對第1散氣單元36與第2散氣單元37進行切換，藉此來交替地對分離膜模組21的各膜面21a₁ 的兩個膜面進行清洗。

於本發明中，散氣時間t₁ 為90秒以上且為300秒以下，較佳為100秒以上且為180秒以下。自膜的清洗性的方面考慮，散氣時間t₁ 越小越好，但若散氣時間t₁ 不足90 秒，則會導致每一天的流路切換閥門38的動作次數為960次以上，流路切換閥門38容易受到損傷。又，若散氣時間t₁ 為90秒以上，則可抑制膜片材21a的搖動，從而防止損傷。另一方面，若散氣時間t₁ 為300秒以下，則可充分地對膜面21a₁ 進行清洗，但若超過300秒，則過濾差壓上升率存在上升的傾向，從而有可能會產生對穩定的運轉造成影響的情形。

通常，較佳為藉由使第1散氣單元36以及第2散氣單元37中的任一個散氣單元進行散氣來使散氣裝置30連續地進行散氣，但亦可使第1散氣單元36以及第2散氣單元37均暫時停止散氣。然而，若停止散氣的狀態下的過濾時間超過300秒，則附著於膜面21a₁ 的污泥附著量增加，因此，即便再次開始散氣，亦難以將附著的污泥予以除去，從而有可能會使過濾差壓上升。

自流路切換閥門的耐久性以及過濾差壓的方面考慮，各散氣的一個循環(此處所謂散氣的一個循環，是指從自各散氣單元中的散氣管開始散氣至散氣停止之後再次開始散氣為止的時間)，亦即，一次的散氣時間t₁ 與接著上述一次的散氣而進行的散氣停止時間的和較佳為180秒以上且為600秒以下，更佳為200秒以上且為360秒以下。

於上述過濾處理中，使過濾泵40間歇地作動而暫時地使過濾停止。此處，所謂過濾時間t₂ ，是指對被處理水進行過濾的時間。

過濾時間t₂ 較佳為30分鐘以下，更佳為5分鐘以上 且為20分鐘以下。若過濾時間t₂ 為30分鐘以下，則污泥不易附著於膜面21a₁ 且不易堵塞微細孔，因此，可藉由過濾停止時的清洗來更容易地將附著於膜面21a₁ 的污泥予以剝離。

此處，於過濾停止時間中，亦可定期地利用清洗用水來實施逆清洗。

所謂逆清洗，是指使清洗用水自分離膜模組的二次側通過至一次側，藉此來對膜面或膜內部進行清洗。清洗用水亦可為過濾水或自來水。或者，清洗用水亦可為包含次氯酸鈉等的氧化劑的溶液。

而且，根據過濾運轉時的通量(flux)或差壓上升來任意地對逆清洗的頻率以及清洗用水量進行設定即可。所謂過濾停止時間t₃ ，是指使過濾停止的時間。

過濾停止時間t₃ 較佳為5秒以上且為600秒以下，更佳為10秒以上且為300秒以下。若過濾停止時間t₃ 為5秒以上，則可充分地確保將在過濾停止時附著於膜面21a₁ 的污泥予以剝離的時間，清洗性變得更高。過濾停止時間t₃ 越長，則清洗性越高，但若過濾停止時間t₃ 變長，則每一天的處理量會降低。因此，過濾停止時間t₃ 較佳為600秒以下。

於上述過濾方法中，較佳為基於過濾時間t₂ 以及過濾停止時間t₃ 來對散氣時間t₁ 進行設定，使得在過濾停止的期間，並不僅由第1散氣單元36以及第2散氣單元37中的任一個散氣單元進行散氣，且對第1散氣單元36與第2 散氣單元37進行切換。對於過濾停止的期間的散氣而言，尤其是清洗性優異，因此，若在過濾停止的期間，並不僅由第1散氣單元36以及第2散氣單元37中的任一個散氣單元進行散氣，則可均一地對分離膜模組21的兩個膜面21a₁ 進行清洗。

為了在過濾停止的期間，並不僅由第1散氣單元36以及第2散氣單元37中的任一個散氣單元進行散氣，具體而言，較佳為散氣的條件滿足選自以下的(a)以及(b)中的至少一個條件。

(a)散氣時間t₁ 滿足下述式，在自過濾停止至過濾開始為止的期間，對第1散氣單元36與第2散氣單元37進行切換。

t₁ =(過濾時間t₂ +過濾停止時間t₃ )/na

(式中，na為2以上的偶數；所謂過濾時間t₂ ，是指自過濾開始至過濾停止為止的時間；所謂過濾停止時間t₃ ，是指自過濾停止至再次開始過濾為止的時間。)

(b)散氣時間t₁ 滿足下述式。

t₁ =(過濾時間t₂ +過濾停止時間t₃ )/nb

(式中，nb為3以上的奇數；所謂過濾時間t₂ ，是指自過濾開始至過濾停止為止的時間；所謂過濾停止時間 t₃ ，是指自過濾停止至再次開始過濾為止的時間。)

本說明書中，na表示於過濾處理的一個循環中，對第1散氣單元36與第2散氣單元37進行奇數次的切換時的次數，nb表示於過濾處理的一個循環中，對第1散氣單元36與第2散氣單元37進行偶數次的切換時的次數。所謂過濾處理的一個循環，是指自過濾開始至過濾停止之後再次開始過濾為止的時間。

對於上述(a)而言，對第1散氣單元36與第2散氣單元37進行切換的時序只要為自過濾停止至過濾開始為止的期間，則不受限制，但該時序更佳為自過濾停止起經過[0.25×過濾停止時間t₃ ]的時間~自過濾停止起經過[0.75×過濾停止時間t₃ ]的時間的期間(參照圖7)，尤佳為自過濾停止起經過[0.3×過濾停止時間t₃ ]的時間~自過濾停止起經過[0.7×過濾停止時間t₃ ]的時間的期間，最佳為自過濾停止起經過[0.5×過濾停止時間t₃ ]的時間(參照圖8)。

若對第1散氣單元36與第2散氣單元37進行切換的時序為自過濾停止至過濾開始為止的期間，則於使過濾停止的期間，可對分離膜模組21的兩個面進行清洗。亦即，當清洗效果高時，對分離膜模組21的兩個面進行清洗，因此，清洗性更高。

又，當對第1散氣單元36與第2散氣單元37進行切換的時序為自過濾停止起經過[0.25×過濾停止時間t₃ ]的時間~自過濾停止起經過[0.75×過濾停止時間t₃ ]的時間的期間時，於使過濾停止的期間，至少可在[0.25×過濾停止時 間t₃ ]的經過時間的時間內，對分離膜模組21的各膜面21a₁ 進行清洗。

又，當對第1散氣單元36與第2散氣單元37進行切換的時序為自過濾停止起經過[0.5×過濾停止時間t₃ ]的時間，且na為4時，如圖8所示，於使過濾停止的期間，即，當清洗效果變高時，可每隔[0.5×過濾停止時間t₃ ]，交替地藉由第1散氣單元36以及第2散氣單元37來對分離膜模組的各面進行清洗。如此，於使過濾停止的期間，當均等地藉由第1散氣單元36以及第2散氣單元37來進行清洗時，尤其可抑制污泥蓄積於膜面21a₁ 。

再者，如圖9所示，於使過濾停止的期間，亦可必然僅使用一個散氣單元(於圖示的例子中為第2散氣單元37)來進行散氣，但於該情形下，當清洗效果高時，僅對分離膜模組21的一個膜面21a₁ 進行清洗，而不對另一個膜面21a₁ 進行清洗。因此，對於另一個膜面21a₁ 的清洗不充分，污泥等會蓄積而引起堵塞，一個膜面21a₁ 的過濾的負擔增加，從而有可能會加劇該一個膜面21a₁ 的堵塞。因此，兩個膜面21a₁ 有可能會在短時間內堵塞。

圖10表示上述(b)的一例。圖10的例子為nb=5的例子。

於如圖示的例子般的過濾處理的循環與散氣的循環中，在過濾處理的第一個循環的過濾停止過程中，藉由第1散氣單元36來對分離膜模組21的一個膜面21a₁ 進行清洗。接著，在過濾處理的第二個循環的過濾停止過程中， 藉由第2散氣單元37來對分離膜模組21的另一個膜面21a₁ 進行清洗，在過濾處理的第三個循環的過濾停止時間中，再次藉由第1散氣單元36來對分離膜模組21的一個膜面21a₁ 進行清洗。亦即，於過濾處理中，在第奇數次的過濾停止時間時，藉由第1散氣單元36來對分離膜模組的一個膜面21a₁ 進行清洗，在第偶數次的過濾停止時間時，藉由第2散氣單元37來對分離膜模組21的另一個膜面21a₁ 進行清洗。

因此，於使過濾停止的期間，可藉由第1散氣單元36以及第2散氣單元37來均等地對分離膜模組21的各膜面21a₁ 進行清洗，從而可進一步抑制對於膜面21a₁ 的污泥蓄積。

(作用效果)

於上述過濾方法中，由於間歇地進行過濾處理，因此，暫時使過濾停止。於使過濾停止的期間，來自膜的內側的抽吸力消失，因此，附著於膜面21a₁ 的污泥處於易於剝離的狀態。因此，當過濾停止時，若藉由散氣來進行清洗，則膜面21a₁ 的清洗性變高，可容易地使過濾差壓恢復。

而且，於上述過濾方法中，交替且重複地利用第1散氣單元36來進行散氣及利用第2散氣單元37來進行散氣，藉此，可對各分離膜模組21的每個單側的膜面21a₁ 進行清洗。而且，於過濾停止時，並不固定地由第1散氣單元36或第2散氣單元37進行散氣。藉此，可充分地對兩側的膜面21a₁ 進行清洗，並且可抑制膜面21a₁ 的污泥蓄 積，因此，可長期地進行過濾處理而不會堵塞膜面21a₁ ，從而可使穩定的過濾處理持續地進行。

(其他實施形態)

本發明並不限定於上述實施形態。例如，膜片材21a並不限於彼此平行地配置中空纖維膜而成的分離膜，只要包括具有多個微細的孔的過濾膜，則例如可應用平膜類型、管狀膜類型、袋狀膜類型等的各種眾所周知的分離膜。

第1散氣管36a以及第2散氣管37a的散氣孔36b、37b亦可形成為朝下方形成開口。

於上述實施形態中，第1散氣單元36的第1散氣管36a與第2散氣單元37的第2散氣管37a交替地配置，但並不限定於該配置。例如，自散氣裝置的配置於最外側的散氣管噴出的氣泡的一部分有時會遠離分離膜模組21，導致分離膜模組的最外側的膜面21a₁ 的清洗不充分。因此，亦可以連續地噴出氣泡的方式，將散氣裝置的配置於最外側的散氣管設為與第1散氣單元36以及第2散氣單元37不同的散氣單元。只要連續地噴出氣泡，則即便一部分的氣泡遠離分離膜模組21，分離膜模組的最外側的膜面21a₁ 的清洗性亦不易降低。

又，如圖11所示，亦可將第2散氣管37a(或第1散氣管36a)配置為鄰接於最外側的第1散氣管36a(或第2散氣管37a)。於該情形時，自第1散氣管36a噴出的氣泡與自第2散氣管37a噴出的氣泡交替地與分離膜模組21的最外側的膜面21a₁ 接觸。因此，可獲得與自配置於最外 側的散氣管連續地噴出氣泡時相同的效果。

又，如圖12、圖13所示，於散氣裝置30中，亦可分別設置有兩根第1空氣供給管32以及兩根第2空氣供給管33。於該情形時，第1空氣分支管34連接於兩根第1空氣供給管32中的各個空氣供給管，第2空氣分支管35連接於兩根第2空氣供給管33中的各個空氣供給管。又，各第1散氣管36a的兩端連接於兩根第1空氣分支管34，且各第1散氣管36a與各第1空氣分支管34的內部彼此連通。第1散氣管36a與第2空氣分支管35的內部彼此並不連通。

各第2散氣管37a的兩端連接於兩根第2空氣分支管35，且各第2散氣管37a與各第2空氣分支管35的內部彼此連通。第2散氣管37a與第1空氣分支管34的內部彼此並不連通。

於上述散氣裝置30中，自第1空氣供給管32供給的空氣經由各第1空氣分支管34，自各第1空氣分支管34的兩端側供給至第1散氣管36a。自第2空氣供給管33供給的空氣經由各第2空氣分支管35，自各第2空氣分支管35的兩端側供給至第2散氣管37a。

又，第1空氣分支管34以及第2空氣分支管35可並非為四角管狀，亦可為圓筒狀等。

散氣裝置30包括兩個散氣單元，但亦可包括三個以上的散氣單元。

又，散氣管可並非為直線狀，例如可彎曲，可彎折，亦可蜿蜒。又，散氣管亦可並非彼此平行地配置。而且， 散氣管亦不一定必須水平地配置。

又，部分而言，彼此相鄰接的散氣管亦可為相同的散氣單元。

[實例]

<實例1>

於實例1中，使用圖1所示的包括處理槽10、膜單元20、散氣裝置30、過濾泵40、以及控制裝置50的過濾裝置1。

此處，使用包括膜面沿著鉛垂方向的11塊平板狀的分離膜模組、與安裝於該分離膜模組的集水集管的膜單元作為膜單元20。使用如下的模組作為分離膜模組，該模組是將平均孔徑為0.4μm的精密過濾用聚偏氟乙烯中空纖維膜展開成高度為2m、寬度為1.2m的網版狀且加以固定而成的中空纖維膜模組(Mitsubishi Rayon(股)製造的STERAPORE SADF)，且以使彼此相鄰接的膜面彼此相對向的方式，以固定間隔(模組之間的中心間隔：4.5cm)來平行地配置。

又，如圖4所示，分離膜模組21配置於下述的第1散氣管36a與第2散氣管37a之間的正上方。分離膜模組21的底面與第1散氣管36a及第2散氣管37a的高低差設為150mm。

使用圖3、圖5所示的包括第1空氣供給管32及第2空氣供給管33、第1空氣分支管34、第2空氣分支管35、第1散氣單元36、以及第2散氣單元37的散氣裝置作為 散氣裝置30。第1散氣單元36包括6根第1散氣管36a，第2散氣單元37使用包括6根第2散氣管37a的散氣單元。

使用如下的散氣管作為第1散氣管36a以及第2散氣管37a，該散氣管是內徑為20mm、長度為120cm的不鏽鋼製管，且以50mm的間隔而形成有22個朝上方形成開口的孔徑為4mm的散氣孔36b、37b。

將固體成分濃度MLSS控制為8,000mg/L~10,000mg/L之間的被處理水供給至處理槽10。

接著，使過濾泵40間歇地作動，間歇地進行過濾處理。此時，過濾流速LV=0.8m³ /m² /d，過濾時間t₂ 設為420秒，過濾停止時間t₃ 設為60秒。

又，藉由控制裝置50來對鼓風機31進行控制，經由第1空氣供給管32以及第1空氣分支管34而將空氣供給至第1散氣單元36，經由第2空氣供給管33以及第2空氣分支管35而將空氣供給至第2散氣單元37。此處，利用流路切換閥門38來進行流路切換，藉此來使空氣自第1散氣單元36或第2散氣單元37噴出，而且，每隔固定的散氣時間t₁ ，對使空氣噴出的散氣單元進行切換。重複地對該第1散氣單元36與第2散氣單元37進行切換，從而交替地對分離膜模組21的各膜面21a₁ 進行清洗。

以130L/分鐘的流量來將空氣供給至各散氣管36a、37a。由於一個散氣單元36、37包括6根散氣管36a、37a，因此，針對一個散氣單元36、37，以780L/分鐘的流量來供給空氣。又，將散氣時間t₁ 設為90秒。

本例中的通氣(aeration)倍率為5.1。再者，所謂通氣倍率，是指將每單位時間的空氣供給量除以每單位時間的過濾處理水量所得的值。

於上述條件下，在28天中，對被處理水進行過濾，此時測定過濾差壓。圖14的期間1表示過濾差壓隨著時間的變化。再者，圖14的橫軸為經過天數D(天)，縱軸為過濾差壓TMP(kPa)。

本例中的平均的過濾差壓上升率為0.16kPa/天，過濾差壓大致固定，可進行穩定的過濾。又，過濾結束之後，藉由目視來對分離膜模組21的膜面21a₁ 進行觀察，未確認污泥附著於膜面21a₁ 。

平均的過濾差壓上升率表示根據下述式計算出的值。

平均的過濾差壓上升率={[測試結束時的膜間差壓(kPa)]-[測試開始時的膜間差壓(kPa)]}/測試期間(天數)

<實例2>

將過濾時間t₂ 設為420秒，將過濾停止時間t₃ 設為60秒，且將散氣時間t₁ 設為(t₂ +t₃ )/4=120秒，除此以外，與實例1同樣地對被處理水進行過濾。

於上述條件下，在26天中，對被處理水進行過濾，此時測定過濾差壓。圖14的期間2表示過濾差壓隨著時間的變化。

本例中的平均的過濾差壓上升率為0.14kPa/天，過濾 差壓大致固定，可進行穩定的過濾。又，過濾結束之後，藉由目視來對分離膜模組21的膜面21a₁ 進行觀察，未確認污泥附著於膜面21a₁ 。

<實例3>

自過濾停止起經過過濾停止時間t₃ 的1/2之後(即自過濾停止起經過30秒之後)，對散氣單元進行切換，除此以外，與實例2同樣地對被處理水進行過濾。

於上述條件下，在21天中，對被處理水進行過濾，此時測定過濾差壓。圖14的期間3表示過濾差壓隨著時間的變化。

本例中的平均的過濾差壓上升率為0.08kPa/天，過濾差壓大致固定，可進行穩定的過濾。又，過濾結束之後，藉由目視來對分離膜模組21的膜面21a₁ 進行觀察，未確認污泥附著於膜面21a₁ 。

<比較例1>

並不每隔散氣時間t₁ 來對第1散氣單元36與第2散氣單元37進行切換，而是使空氣自第1散氣管36a以及第2散氣管37a該兩個散氣管連續地噴出，除此以外，與實例1同樣地對被處理水進行過濾。

亦即，本例中的通氣倍率為10.2。

於上述條件下，在45天中，對被處理水進行過濾，此時測定過濾差壓。圖16的期間4表示過濾差壓隨著時間的變化。

本例中的平均的過濾差壓上升率為0.13kPa/天，過濾 差壓大致固定，可進行穩定的過濾。又，過濾結束之後，藉由目視來對分離膜模組21的膜面21a₁ 進行觀察，未確認污泥附著於膜面21a₁ 。

<比較例2>

並不每隔散氣時間t₁ 來對第1散氣單元36與第2散氣單元37進行切換，而是使空氣自第1散氣管36a以及第2散氣管37a該兩個散氣管連續地噴出，以及將朝各散氣管供給的空氣供給量設為65L/min，除此以外，與實例1同樣地對被處理水進行過濾。

亦即，本例中的通氣倍率為5.1。

於上述條件下，在12天中，對被處理水進行過濾，此時測定過濾差壓。圖16的期間5表示過濾差壓隨著時間的變化。

於本例中，初始的過濾差壓為9.3kPa，12天之後的過濾差壓為25.4kPa。

本例中的平均的過濾差壓上升率為1.3kPa/天，無法進行穩定的過濾。又，過濾結束之後，藉由目視來對分離膜模組21的膜面21a₁ 進行觀察，已確認污泥附著於膜面21a₁ 。

<實例4>

於實例4中，使用圖1所示的包括處理槽10、膜單元20、散氣裝置30、過濾泵40、以及控制裝置50的過濾裝置1。

此處，使用包括膜面沿著鉛垂方向的5塊平板狀的分 離膜模組、與安裝於該分離膜模組的集水集管的膜單元作為膜單元20。使用如下的模組作為分離膜模組，該模組是將平均孔徑為0.4μm的精密過濾用聚偏氟乙烯中空纖維膜展開成高度為1m、寬度為0.6m的網版狀且加以固定而成的中空纖維膜模組(Mitsubishi Rayon(股)製造的STERAPORE SADF)，且以使彼此相鄰接的膜面彼此相對向的方式，以固定間隔(模組之間的中心間隔：4.5cm)來平行地配置。

又，如圖4所示，分離膜模組21配置於下述的第1散氣管36a與第2散氣管37a之間的正上方。分離膜模組21的底面與第1散氣管36a及第2散氣管37a的高低差設為150mm。

使用圖3、圖5所示的包括第1空氣供給管32、第2空氣供給管33、第1空氣分支管34、第2空氣分支管35、第1散氣單元36、以及第2散氣單元37的散氣裝置作為散氣裝置30。第1散氣單元36包括3根第1散氣管36a，第2散氣單元37使用包括3根第2散氣管37a的散氣單元。

使用如下的散氣管作為第1散氣管36a以及第2散氣管37a，該散氣管是內徑為20mm、長度為60cm的聚氯乙烯製管，且以50mm的間隔而形成有10個朝上方形成開口的孔徑為4mm的散氣孔36b、37b。

將固體成分濃度MLSS控制為10,000mg/L~120,000mg/L之間的被處理水供給至處理槽10。

接著，使過濾泵40間歇地作動，間歇地進行過濾處 理。此時，過濾流速LV=0.8m³ /m² /d，將過濾時間t₂ 設為420秒，將過濾停止時間t₃ 設為60秒。

又，藉由控制裝置50來對鼓風機31進行控制，經由第1空氣供給管32以及第1空氣分支管34而將空氣供給至第1散氣單元36，經由第2空氣供給管33以及第2空氣分支管35而將空氣供給至第2散氣單元37。此處，利用流路切換閥門來進行流路切換，藉此來使空氣自第1散氣單元36或第2散氣單元37噴出，而且每隔固定的散氣時間t₁ ，對使空氣噴出的散氣單元進行切換。重複地對該第1散氣單元36與第2散氣單元37進行切換，從而交替地對分離膜模組21的各膜面21a₁ 進行清洗。

以60L/分鐘的流量來將上述空氣供給至各散氣管36a、37a。由於一個散氣單元36、37包括3根散氣管36a、37a，因此，針對一個散氣單元36、37，以180L/分鐘的流量來供給空氣。又，將散氣時間t₁ 設為160秒。

本例中的通氣倍率為21.6。

於上述條件下，在12天中，對被處理水進行過濾，此時測定過濾差壓。圖15表示過濾差壓隨著時間的變化。再者，圖15的橫軸為經過天數D(天)，縱軸為過濾差壓TMP(kPa)。

於本例中，初始的過濾差壓為3.5kPa，12天之後的過濾差壓為6.8kPa。

本例中的平均的過濾差壓上升率為0.28kPa/天，可進行穩定的過濾。又，過濾結束之後，藉由目視來對分離膜 模組21的膜面21a₁ 進行觀察，未確認污泥附著於膜面21a₁ 。

<比較例3>

並不每隔散氣時間t₁ 來對第1散氣單元36與第2散氣單元37進行切換，而是使空氣自第1散氣管36a以及第2散氣管37a該兩個散氣管連續地噴出，除此以外，與實例4同樣地對被處理水進行過濾。

亦即，將30L/分鐘的空氣供給至各散氣管。

本例中的通氣倍率為21.6。

於上述條件下，在10天中，對被處理水進行過濾，此時測定過濾差壓。圖15表示過濾差壓隨著時間的變化。

於本例中，初始的過濾差壓為3.8kPa，10天之後的過濾差壓為29.8kPa。

本例中的平均的過濾差壓上升率為高達2.6kPa/天的值，無法進行穩定的過濾。又，過濾結束之後，藉由目視來對分離膜模組21的膜面21a₁ 進行觀察，已確認污泥附著於膜面21a₁ 。

<比較例4>

將60L/分鐘的空氣供給至各散氣管，除此以外，與實例4同樣地對被處理水進行過濾。

本例中的通氣倍率為43.2。

於上述條件下，在10天中，對被處理水進行過濾，此時測定過濾差壓。圖15表示過濾差壓隨著時間的變化。

於本例中，初始的過濾差壓為3.8kPa，10天之後的 過濾差壓為21.1kPa。

本例中的平均的過濾差壓上升率為高達1.7kPa/天的值，無法進行穩定的過濾。又，過濾結束之後，藉由目視來對分離膜模組21的膜面21a₁ 進行觀察，已確認污泥附著於膜面21a₁ 。

<比較例5>

除了將t₁ 設為600秒以外，與實例4同樣地對被處理水進行過濾。

於上述條件下，在10天中，對被處理水進行過濾，此時測定過濾差壓。圖17(期間6)表示過濾差壓隨著時間的變化。

於本例中，初始的過濾差壓為3.5kPa，10天之後的過濾差壓為7.9kPa。本例中的平均的過濾差壓上升率為比較高的值即0.44kPa/天，無法進行穩定的運轉。

又，過濾結束之後，藉由目視來對分離膜模組21的膜面21a₁ 進行觀察，已確認極少的污泥附著於膜面21a₁ 。

<比較例6>

除了將t₁ 設為720秒以外，與實例4同樣地對被處理水進行過濾。

於上述條件下，在4天中，對被處理水進行過濾，此時測定過濾差壓。圖17(期間7)表示過濾差壓隨著時間的變化。

於本例中，初始的過濾差壓為10.7kPa，4天之後的過濾差壓為24.1kPa。

本例中的平均的過濾差壓上升率為高達3.4kPa/天的值，無法進行穩定的過濾。

又，過濾結束之後，藉由目視來對分離膜模組21的膜面21a₁ 進行觀察，已確認污泥附著於膜面21a₁ 。

將實例1~實例4、以及比較例1~比較例6的結果表示於表1。

[產業上之可利用性]

根據本發明的被處理水的過濾方法，可削減空氣使用量，而且即便使鼓風機的啟動、停止或閥門切換的頻率減小，仍可充分地對膜進行清洗。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧過濾裝置

10‧‧‧處理槽

20‧‧‧膜單元

21‧‧‧分離膜模組

21a‧‧‧膜片材

21a₁ ‧‧‧膜面

21b‧‧‧膜片材上端固定部

21c‧‧‧膜片材下端固定部

22‧‧‧集水集管

30‧‧‧散氣裝置

31‧‧‧鼓風機

32‧‧‧第1空氣供給管

33‧‧‧第2空氣供給管

34‧‧‧第1空氣分支管

35‧‧‧第2空氣分支管

36‧‧‧第1散氣單元

36a‧‧‧第1散氣管

36b、37b‧‧‧散氣孔

37‧‧‧第2散氣單元

37a‧‧‧第2散氣管

38、38a、38b‧‧‧流路切換閥門

40‧‧‧過濾泵

41‧‧‧抽吸管

50‧‧‧控制裝置

A‧‧‧間隙

t₁ ‧‧‧散氣時間

t₂ ‧‧‧過濾時間

t₃ ‧‧‧過濾停止時間

圖1是表示本發明的過濾方法中所使用的過濾裝置的一例的模式圖。

圖2是表示構成圖1的過濾裝置的膜單元的一例的立體圖。

圖3是表示構成圖1的過濾裝置的散氣裝置的一例的立體圖。

圖4是表示分離膜模組與散氣管的配置的一例的側視圖。

圖5是表示圖3的散氣裝置中的第1散氣管與第2散氣管的配置的俯視圖。

圖6是表示形成於第1散氣管或第2散氣管的散氣孔的位置的側視圖。

圖7是對散氣單元的切換時序中，自過濾停止起經過[0.25×過濾停止時間t₃ ]的時間~自過濾停止起經過[0.75×過濾停止時間t₃ ]的時間的期間進行說明的圖。

圖8是對散氣單元的切換時序進行說明的圖。

圖9是對散氣單元的切換時序進行說明的圖。

圖10是對散氣單元的切換時序進行說明的圖。

圖11是表示分離膜模組與散氣管的配置的其他例的側視圖。

圖12是表示散氣裝置的其他例的一部分的俯視圖。

圖13是表示散氣裝置的其他例的一部分的側視圖。

圖14是表示實例1、實例2、實例3中的相對於過濾經過時間的過濾差壓的曲線圖。

圖15是表示實例4及比較例1、比較例2中的相對於過濾經過時間的過濾差壓的曲線圖。

圖16是表示比較例3、比較例4中的相對於過濾經過時間的過濾差壓的曲線圖。

圖17是表示比較例5、比較例6中的相對於過濾經過時間的過濾差壓的曲線圖。

1‧‧‧過濾裝置

10‧‧‧處理槽

20‧‧‧膜單元

30‧‧‧散氣裝置

31‧‧‧鼓風機

32‧‧‧第1空氣供給管

33‧‧‧第2空氣供給管

36‧‧‧第1散氣單元

37‧‧‧第2散氣單元

38、38a、38b‧‧‧流路切換閥門

40‧‧‧過濾泵

41‧‧‧抽吸管

50‧‧‧控制裝置

Claims (3)

1. 一種被處理水的過濾方法，包括：一面使用膜單元來對被處理水進行過濾處理，一面使空氣自散氣單元噴出的步驟，其中，上述過濾處理為間歇性的過濾處理，上述膜單元包括兩塊以上的分離膜模組，上述分離膜模組呈平板狀且膜面沿著鉛垂方向，兩個以上的上述散氣單元配置於上述膜單元的下方，使用包括一根以上的散氣管的散氣單元作為上述散氣單元，當自上述散氣單元噴出空氣時，每隔固定的散氣時間t₁ ，對使空氣噴出的散氣單元進行切換，使空氣僅自任一個散氣單元噴出，且使上述散氣時間t₁ 為90秒以上且為300秒以下，上述各散氣管分別呈直線狀，且以相鄰接的散氣管之間產生間隙的方式而平行且水平地配置，上述分離膜模組配置於上述間隙中的至少一個間隙的正上方，且上述各散氣管與上述分離膜模組平行地配置，彼此相鄰接的散氣管構成各不相同的散氣單元，其中上述散氣時間t₁ 滿足下述式，且自過濾停止起經過[0.25×過濾停止時間t₃ ]的時間~自過濾停止起經過[0.75×過濾停止時間t₃ ]的時間的期間，對散氣單元進行切換，t₁ =(過濾時間t₂ +過濾停止時間t₃ )/na式中，na為2以上的偶數；該過濾時間t₂ ，是指自過 濾開始至過濾停止為止的時間；該過濾停止時間t₃ ，是指自過濾停止至再次開始過濾為止的時間。
2. 一種被處理水的過濾方法，包括：一面使用膜單元來對被處理水進行過濾處理，一面使空氣自散氣單元噴出的步驟，其中，上述過濾處理為間歇性的過濾處理，上述膜單元包括兩塊以上的分離膜模組，上述分離膜模組呈平板狀且膜面沿著鉛垂方向，兩個以上的上述散氣單元配置於上述膜單元的下方，使用包括一根以上的散氣管的散氣單元作為上述散氣單元，當自上述散氣單元噴出空氣時，每隔固定的散氣時間t₁ ，對使空氣噴出的散氣單元進行切換，使空氣僅自任一個散氣單元噴出，且使上述散氣時間t₁ 為90秒以上且為300秒以下，上述各散氣管分別呈直線狀，且以相鄰接的散氣管之間產生間隙的方式而平行且水平地配置，上述分離膜模組配置於上述間隙中的至少一個間隙的正上方，且上述各散氣管與上述分離膜模組平行地配置，彼此相鄰接的散氣管構成各不相同的散氣單元，其中上述散氣時間t₁ 滿足下述式，t₁ =(過濾時間t₂ +過濾停止時間t₃ )/nb式中，nb為3以上的奇數；該過濾時間t₂ ，是指自過濾開始至過濾停止為止的時間；該過濾停止時間t₃ ，是指 自過濾停止至再次開始過濾為止的時間。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之被處理水的過濾方法，其中將上述散氣的一個循環分別設為180秒以上且為600秒以下，其中該散氣的一個循環，是指自各散氣單元中的上述散氣管開始散氣至散氣停止之後再次開始散氣為止的時間。