特許 6965154 膜ろ過装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6965154

(24)【登録日】2021年10月22日

(45)【発行日】2021年11月10日

(54)【発明の名称】膜ろ過装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/44 20060101AFI20211028BHJP

   B01D 21/01 20060101ALI20211028BHJP

   B01D 71/02 20060101ALI20211028BHJP

   B01D 61/14 20060101ALI20211028BHJP

   B01D 63/08 20060101ALI20211028BHJP

【ＦＩ】

   C02F1/44 A

   B01D21/01 102

   B01D71/02

   B01D61/14 500

   B01D63/08

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2017-250145(P2017-250145)

(22)【出願日】2017年12月26日

(65)【公開番号】特開2019-115877(P2019-115877A)

(43)【公開日】2019年7月18日

【審査請求日】2020年8月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004400

【氏名又は名称】オルガノ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】瀧口 佳介

(72)【発明者】

【氏名】國東 俊朗

【審査官】 宮部 裕一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１１９４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−２１５８８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５０７６２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２０２０１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／００８７６０７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１１／０５２５２５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−２３３６８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０８６１４９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ６１／００−７１／８２

Ｃ０２Ｆ １／４４

Ｃ０２Ｆ ３／０６

Ｂ０１Ｄ ２１／００−２１／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

浸漬槽と、
被処理水と凝集剤とを含む凝集処理水を前記浸漬槽内に供給する供給手段と、
前記浸漬槽内に設置され、前記凝集処理水を膜ろ過する浸漬型ろ過膜と、
前記浸漬槽内を、第１室と第２室とに仕切る仕切り板と、を有し、
前記供給手段は、前記浸漬槽の前記第１室内に設置され、前記浸漬型ろ過膜より下方に配置される分配管を備え、
前記仕切り板は、前記浸漬槽の底部から略鉛直方向に延びて、前記仕切り板の上端が、前記分配管より上方で、前記浸漬型ろ過膜の下端より下方に位置し、
前記分配管は、前記凝集処理水を吐出する吐出口を有し、前記吐出口は、前記凝集処理水の吐出方向が水平方向より下方となるように前記分配管に配置され、
前記分配管の前記吐出口から吐出された前記凝集処理水は、前記浸漬型ろ過膜より下方から前記第１室に供給され、前記第１室内に供給された前記凝集処理水は、前記浸漬型ろ過膜に向かって上向流で流れ、前記第１室内に供給された前記凝集処理水中のフロックの少なくとも一部は、前記第１室から前記第２室に流れ込み、前記第２室内に貯留され、
前記凝集処理水の前記上向流の流速は、０．５〜３ｍ／ｈの範囲であることを特徴とする膜ろ過装置。

【請求項2】

前記仕切り板には、前記第１室と前記第２室とを連通する連通路が形成され、
前記第１室内に供給された前記凝集処理水中のフロックの少なくとも一部は、前記第１室から前記連通路を通って前記第２室に流れ込み、前記第２室内に貯留されることを特徴とする請求項１に記載の膜ろ過装置。

【請求項3】

前記浸漬型ろ過膜は、セラミック製で、平膜状の精密ろ過膜であることを特徴とする請求項１又は２に記載の膜ろ過装置。

【請求項4】

前記凝集剤は、塩基度６０％以上７０％以下のポリ塩化アルミニウム溶液であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の膜ろ過装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、浸漬型ろ過膜を用いた膜ろ過装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、上水処理、下水処理、工業用水処理、工業排水処理等の各種水処理分野において、被処理水をろ過して被処理水中の懸濁物質を除去し、清浄なろ過水を得る方法として、膜ろ過法が用いられる。

【0003】

例えば、特許文献１には、被処理水に凝集剤を添加して、被処理水と凝集剤とを含む凝集処理水を、浸漬槽内に設置された浸漬型ろ過膜でろ過する膜ろ過方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第５７６３４００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、被処理水を浸漬型ろ過膜で連続的にろ過すると、被処理水中の懸濁物質等により、浸漬型ろ過膜が閉塞されて、ろ過フラックスが低下する場合があるが、ろ過フラックスの低下を抑制することは、長期に亘り安定かつ効率的な膜ろ過処理を行う点で重要である。

【0006】

そこで、本発明の目的は、ろ過フラックスの低下を抑制することが可能な膜ろ過装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本実施形態は、浸漬槽と、被処理水と凝集剤とを含む凝集処理水を前記浸漬槽内に供給する供給手段と、前記浸漬槽内に設置され、前記凝集処理水を膜ろ過する浸漬型ろ過膜と、前記浸漬槽内を、第１室と第２室とに仕切る仕切り板と、を有し、前記供給手段は、前記浸漬槽の前記第１室内に設置され、前記浸漬型ろ過膜より下方に配置される分配管を備え、前記仕切り板は、前記浸漬槽の底部から略鉛直方向に延びて、前記仕切り板の上端が、前記分配管より上方で、前記浸漬型ろ過膜の下端より下方に位置し、前記分配管は、前記凝集処理水を吐出する吐出口を有し、前記吐出口は、前記凝集処理水の吐出方向が水平方向より下方となるように前記分配管に配置され、前記分配管の前記吐出口から吐出された前記凝集処理水は、前記浸漬型ろ過膜より下方から前記第１室に供給され、前記第１室内に供給された前記凝集処理水は、前記浸漬型ろ過膜に向かって上向流で流れ、前記第１室内に供給された前記凝集処理水中のフロックの少なくとも一部は、前記第１室から前記第２室に流れ込み、前記第２室内に貯留され、前記凝集処理水の前記上向流の流速は、０．５〜３ｍ／ｈの範囲である膜ろ過装置である。

【0008】

前記膜ろ過装置において、前記仕切り板には、前記第１室と前記第２室とを連通する連通路が形成され、前記第１室内に供給された前記凝集処理水中のフロックの少なくとも一部は、前記第１室から前記連通路を通って前記第２室に流れ込み、前記第２室内に貯留されることが好ましい。

【0009】

前記膜ろ過装置において、前記浸漬型ろ過膜は、セラミック製で、平膜状の精密ろ過膜であることが好ましい。

【0010】

前記凝集剤は、塩基度が６０％以上７０％以下のポリ塩化アルミニウム溶液であることが好ましい。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、ろ過フラックスの低下を抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本実施形態に係る膜ろ過装置の一例を示す模式断面図である。

【図2】本実施形態に係る膜ろ過装置の他の一例を示す模式断面図である。

【図3】本実施形態に係る膜ろ過装置の他の一例を示す模式断面図である。

【図4】（Ａ），（Ｂ）は、供給装置を構成する分配管の径方向断面の形状の一例を示す模式図である。

【図5】本実施形態に係る膜ろ過装置の他の一例を示す模式断面図である。

【図6】本実施形態に係る膜ろ過装置の他の一例を示す模式断面図である。

【図7】比較例で使用した膜ろ過装置の模式断面図である。

【図8】実施例及び比較例におけるろ過工程中のろ過水量に対するろ過フラックスの結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明の実施形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。

【0014】

図１は、本実施形態に係る膜ろ過装置の一例を示す模式断面図である。図１に示す膜ろ過装置１は、凝集槽１０と、浸漬槽１２と、供給手段の一例としての供給装置１４と、浸漬型膜モジュール１６と、処理水槽１８と、ポンプ２０ａ，２０ｂと、原水配管２２と、凝集剤添加配管２４と、ろ過処理水配管２６と、汚泥排出管２８と、逆洗配管３０と、を備える。凝集槽１０には、撹拌装置３１が設置されることが好ましい。

【0015】

図１に示す浸漬型膜モジュール１６は、浸漬型ろ過膜３２及び集水配管３４を備えている。浸漬型ろ過膜３２は、浸漬槽１２内に設置されている。浸漬型ろ過膜３２は単一でも複数でもよい。集水配管３４は、浸漬型ろ過膜３２の上端に設置されている。図１に示す浸漬型ろ過膜３２は、例えば、その内部に膜を透過した処理水が流入する集水空間が形成されており、浸漬型ろ過膜３２の上端に設置された集水配管３４と連通している。

【0016】

図１に示す供給装置１４は、凝集処理水配管３６と、分配管３８とを備えている。供給装置１４は、凝集処理水配管３６に設置されるポンプ（不図示）を備えることが好ましい。分配管３８は、浸漬槽１２内に設置され、浸漬型ろ過膜３２より下方に配置されている。分配管３８には、複数の吐出口４０が設けられており、複数の吐出口４０は所定の間隔を空けて配置されている。吐出口４０は、分配管３８のどの位置に設けられていてもよいが、図１においては、分配管３８の下側に設けられ、後述する凝集処理水が水平方向より下方に吐出されるように構成されている。なお、図１に示す供給装置１４の構成は一例であって、変形例については後述する。

【0017】

凝集槽１０の原水入口には原水配管２２が接続され、凝集槽１０の薬品入口には凝集剤添加配管２４が接続されている。また、凝集槽１０の出口と分配管３８とは凝集処理水配管３６により接続されている。また、集水配管３４と処理水槽１８の処理水入口とはろ過処理水配管２６により接続されている。浸漬槽１２の下部出口には汚泥排出管２８が接続されている。ろ過処理水配管２６と処理水槽１８の処理水出口とは逆洗配管３０により接続されている。ろ過処理水配管２６にはポンプ２０ａが設置され、逆洗配管３０にはポンプ２０ｂが設置されている。

【0018】

本実施形態に係る膜ろ過装置１の動作の一例について説明する。

【0019】

懸濁物質等を含む原水（被処理水）が、原水配管２２から凝集槽１０内に供給される。また、凝集剤が、凝集剤添加配管２４から凝集槽１０内に供給される。凝集槽１０内では、撹拌装置３１により被処理水と凝集剤とが撹拌され、凝集剤の凝集作用により、被処理水中の懸濁物質がフロック化される。ここで、凝集剤は、塩基度が６０％％以上７０％以下のポリ塩化アルミニウム溶液を使用することが好ましい。塩基度が６０％以上７０％以下のポリ塩化アルミニウム溶液を使用することで、例えば、被処理水のｐＨが６〜８．５程度であれば、被処理水のｐＨを調整しなくても懸濁物質を十分に凝集させることができ、ｐＨ調整に必要な薬品使用量を削減することが可能である。また、被処理水中の懸濁物質と共に有機物もフロック中に取り込まれるので、後述する膜ろ過処理により、有機物濃度の低い清浄なろ過水を得ることができる。

【0020】

凝集処理後、フロック化した懸濁物質（以下、フロック）を含む被処理水と凝集剤とを含む凝集処理水は、凝集処理水配管３６を経由して分配管３８に供給される。分配管３８を通る凝集処理水は吐出口４０から吐出される（図１では、水平方向より下方に吐出される）。すなわち、凝集処理水は浸漬型ろ過膜３２より下方から浸漬槽１２内に供給される。そして、吐出口４０から吐出された凝集処理水は、分配管３８より上方に位置する浸漬型ろ過膜３２に向かって上向流で流れる。ここで、ろ過処理水配管２６に設置されたポンプ２０ａによって、浸漬型ろ過膜３２には吸引圧力（負圧）が付与されており、浸漬型ろ過膜３２に向かって上向流で流れる凝集処理水が、浸漬型ろ過膜３２によりろ過される（ろ過工程）。浸漬型ろ過膜３２を透過したろ過水（処理水）は、膜内の内部空間（二次側（処理水側））、集水配管３４、ろ過処理水配管２６を通り、処理水槽１８に供給される。

【0021】

このように、供給装置１４により浸漬型ろ過膜３２より下方から浸漬槽１２内に凝集処理水を供給し、凝集処理水を浸漬型ろ過膜３２に向かって上向流で流した場合、凝集処理水中のフロックの一部（例えば、粒径の大きいフロック）は、浸漬型ろ過膜３２に達する前に沈降する、或いは分配管３８と浸漬型ろ過膜３２との間に浮遊するため、浸漬型ろ過膜３２より上方から浸漬槽１２内に凝集処理水を供給し、凝集処理水を浸漬型ろ過膜３２に向かって下向流で流した場合と比較して、浸漬型ろ過膜３２に接触するフロックの量を低減することができる。その結果、浸漬型ろ過膜３２より上方から浸漬槽１２内に凝集処理水を供給し、凝集処理水を浸漬型ろ過膜３２に向かって下向流で流した場合と比較して、フロックによる浸漬型ろ過膜３２の閉塞が抑えられ、ろ過フラックスの低下が抑制される。

【0022】

また、本実施形態では、浸漬型ろ過膜３２に向かって流れる上向流の流速を調整することで、沈降するフロックと上向流とのバランスから、分配管３８（凝集処理水の供給点）と浸漬型ろ過膜３２下端との間に、ブランケットゾーンと呼ばれるフロック群を形成することが可能である。そして、図１に示すように、ブランケットゾーン４２を形成することで、上向流で流れる凝集処理水中のフロックの一部は、ブランケットゾーン４２に捕捉されるため、浸漬型ろ過膜３２に接触するフロック量をより低減し、ろ過フラックスの低下をより抑制することが可能となる。浸漬型ろ過膜３２に向かって流れる上向流の流速の調整は、例えば、供給装置１４により供給する凝集処理水の流量を調整することにより行われる。

【0023】

また、本実施形態では、浸漬槽１２の底部に堆積したフロックを汚泥排出管２８から排出することが好ましい。フロックの排出タイミングは、ろ過工程中（ポンプ２０ａ稼働中）やろ過工程を停止した後（ポンプ２０ａ停止中）等、特に制限されるものではない。なお、フロック中に有価物が含まれている場合には、フロックは汚泥排出管２８から不図示の回収槽に供給（回収）されることが好ましい。

【0024】

また、本実施形態では、定期的に逆洗を実施することが好ましい。具体的には、ポンプ２０ａを停止した後、ポンプ２０ｂを稼働させ、処理水槽１８内の処理水を逆洗配管３０、ろ過処理水配管２６、集水配管３４を通して浸漬型ろ過膜３２の内部空間（二次側）に供給し、浸漬型ろ過膜３２の一次側に透過させる。逆洗を行うタイミングは、特に制限されるものではなく、例えば、予め定めた一定の時間間隔で実施しても良いし、予め定めた一定のろ過水量の間隔で実施しても良い。

【0025】

図２は、本実施形態に係る膜ろ過装置の他の一例を示す模式断面図である。図２に示す膜ろ過装置２において、図１に示す膜ろ過装置１と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する（その他の図も同様である）。図２に示す膜ろ過装置２は、浸漬槽１２内を、第１室４４と第２室４６とに仕切る仕切り板４８を備えている。仕切り板４８は、例えば、図２に示すように、浸漬槽１２の底部から略鉛直方向に延びて、その上端が、分配管３８（凝集処理水の供給点）より上方で浸漬型ろ過膜３２の下端より下方に位置している。

【0026】

図２に示す膜ろ過装置２では、第１室４４側に分配管３８が配置され、第２室４６側に汚泥排出管２８が接続されている。

【0027】

分配管３８を通る凝集処理水は、吐出口４０から吐出され、第１室４４内に供給される。すなわち、凝集処理水は浸漬型ろ過膜３２より下方から浸漬槽１２内に供給される。そして、吐出口４０から吐出された凝集処理水は、分配管３８より上方に位置する浸漬型ろ過膜３２に向かって、第１室４４内を上向流で流れ、浸漬型ろ過膜３２によりろ過される。また、凝集処理水中のフロックの一部は、第１室４４内から仕切り板４８を越えて第２室４６に流れ込み、第２室４６内に貯留される。第２室４６内に流れ込んだフロックは、仕切り板４８により、第１室４４内の上向流の影響を受け難いため、第１室４４内のフロックより沈降し易く、濃縮され易い。したがって、第２室４６内で濃縮されたフロック（汚泥）を汚泥排出管２８から系外へ排出することが可能となるため、フロックの処分費を削減することが可能となる。また、第１室４４内に浮遊するフロックの少なくとも一部が仕切り板４８を越えて第２室４６に流れ込み、第２室４６内に貯留されるため、第１室４４内に浮遊するフロック濃度（或いはブランケットゾーン４２におけるフロック濃度）を比較的一定に保持することができ、安定した膜ろ過を行うことが可能となる。

【0028】

仕切り板４８の上端位置は、浸漬槽１２の液面より下方であれば特に制限されるものではなく、例えば、浸漬型ろ過膜３２の下端近傍等でも良いが、図２に示すように、分配管３８（凝集処理水の供給点）より上方で浸漬型ろ過膜３２の下端より下方に位置することが好ましい。第１室内のフロックの多くは、分配管３８と浸漬型ろ過膜３２との間に浮遊しているため、仕切り板４８の上端位置を分配管３８（凝集処理水の供給点）より上方で浸漬型ろ過膜３２の下端より下方にすることで、第１室４４内のフロックを第２室４６内に効率的に流れ込ませることが可能となる。

【0029】

図３は、本実施形態に係る膜ろ過装置の他の一例を示す模式断面図である。図３に示す膜ろ過装置３では、仕切り板４８にスリット５０が形成されている。スリット５０は、第１室４４と第２室４６との間の連通路である。したがって、第１室４４内の凝集処理水中のフロックの一部が、スリット５０を通って第２室４６に流れ込み、第２室４６内に貯留される。仕切り板４８に形成されるスリット５０の幅、長さ、形状等は、第１室４４から第２室４６へのフロックの流れ込みを阻害しない範囲で適宜設定されればよい。仕切り板４８に形成されるスリット５０の位置は、第１室４４内のフロックを第２室４６内に効率的に流れ込ませる点等から、例えば、分配管３８（凝集処理水の供給点）より上方で浸漬型ろ過膜３２の下端より下方に位置することが好ましい。なお、スリット５０が形成された仕切り板４８の上端位置は、特に制限されるものではなく、浸漬槽１２の液面より下方であってもよいし、浸漬槽１２の液面より上方であってもよい。

【0030】

以下、本実施形態に係る膜ろ過装置の各構成について詳述する。

【0031】

凝集槽１０は、被処理水と凝集剤とを急速撹拌条件下で混合する急速撹拌槽と、急速撹拌槽で混合した被処理水と凝集剤とを含む凝集処理水を緩速撹拌条件下で混合する緩速撹拌槽とから構成されることが好ましい。

【0032】

急速撹拌槽では、被処理水と凝集剤とが、例えばＧ値＝１００〜３００/sの急速撹拌条件下で混合され、被処理水中の懸濁物質が凝集して微細なフロックを形成する。緩速撹拌槽では、急速撹拌槽から流入した微細なフロックを有する被処理水と凝集剤とを含む凝集処理水が、例えばＧＴ値＝２３０００〜２１００００の緩速撹拌条件下で混合され、微細なフロックを粗大化させる。このように、急速撹拌槽および緩速撹拌槽からなる凝集槽１０により、粗大なフロックを含有する被処理水と凝集剤とを含む凝集処理水を浸漬槽１２に導入して、膜ろ過処理を行うことができるため、より良好な水質を有するろ過水が得られる。なお、本実施形態では、急速撹拌槽及び緩速撹拌槽のいずれか一方または両方をインライン型ミキサー等に代えても良い。また、薬品の注入点を被処理水が越流し、槽に流れ込む部分に注入しても良い。

【0033】

本実施形態では、浸漬槽１２の前段に凝集槽１０を設置することが望ましいが、必ずしも凝集槽１０を設置しなくてもよい。凝集槽１０を設置しない場合には、原水配管２２を凝集処理水配管３６に接続し、凝集剤添加配管２４を原水配管２２或いは凝集処理水配管３６に接続すればよい。

【0034】

凝集剤は、従来公知の凝集剤等が挙げられるが、特に、塩基度が６０％以上７０％以下のポリ塩化アルミニウム溶液を含むことが好ましい。塩基度が６０％以上７０％以下のポリ塩化アルミニウム溶液は、塩基度が４０％以上５０％以下の通常のポリ塩化アルミニウム溶液より、浸漬型ろ過膜３２に対して剥離性の良好なフロックが形成され易く、よりろ過フラックスの低下が抑制される場合がある。

【0035】

塩基度が６０％以上７０％以下のポリ塩化アルミニウム溶液を用いることで、浸漬型ろ過膜３２に対して剥離性が良好なフロックが形成される理由は、明らかではないが、以下のことが考えられる。塩基度が６０％％以上７０％％以下のポリ塩化アルミニウム溶液は高い荷電中和力を有し、塩基度が６０％％以上７０％％以下のポリ塩化アルミニウム溶液により形成されたフロックは荷電の中和が進んでいるため、荷電中和が進んだフロックと浸漬型ろ過膜３２との親和性が低下したことによるものであると推察される。

【0036】

塩基度が６０％以上７０％以下のポリ塩化アルミニウム溶液は、例えば特開２００９−２０３１２５号公報に記載の方法で製造することができる。具体的には、Ａｌ_２Ｏ_３濃度が５〜１７質量％、Ｃｌ／Ａｌ_２Ｏ_３（モル比）が１．８０〜３．６０、ＳＯ_４／Ａｌ_２Ｏ_３（モル比）が０〜０．３５で且つ塩基度が４０〜６３％の塩基性塩化アルミニウム溶液に、８５℃以下の温度下でアルカリ金属および／またはアルカリ土類金属の化合物を添加した後、６５〜８５℃の温度で０．５〜２時間熟成を行うことによって製造することができる。ポリ塩化アルミニウム溶液の塩基度は、滴定により測定することができる（ＪＩＳ Ｋ−１５４：２０１６）。

【0037】

ポリ塩化アルミニウム溶液は、塩基度が６０％以上７０％以下で、且つ、Ａｌ_２Ｏ_３濃度が１０．２質量％のときのＳＯ_４濃度が１〜４質量％、更に好ましくは１．５〜３．５質量％のポリ塩化アルミニウム溶液を用いることが好ましい。ポリ塩化アルミニウム溶液の塩基度が６０％未満になると、残留アルミニウムが多くなる傾向があるので好ましくない。また、ＳＯ_４濃度が１質量％未満になると、ポリ塩化アルミニウム溶液の安定性がより増加するものの凝集性が悪くなる傾向があり、４質量％超になると、ポリ塩化アルミニウム溶液の安定性が低下する傾向がある。なお、ポリ塩化アルミニウム溶液の塩基度については、６５％以上７０％以下が特に好ましく、６８％以上７０％以下が更に好ましい。塩基度が６８％以上７０％以下であれば、本発明の効果が最もよく得られ、且つ、残留アルミニウムを少なくすることができる。また、ＰＡＣ溶液中のＡｌ_２Ｏ_３濃度は、９〜１１質量％の範囲であることが好ましく、１０質量％前後の範囲であることが更に好ましい。

【0038】

本実施形態におけるろ過工程は、ポンプ２０ａによる吸引式の膜ろ過処理に制限されるものではなく、浸漬槽１２の水位と処理水槽１８の水位との水位差によるサイホン作用を利用したサイホン式の膜ろ過処理等でもよい。

【0039】

浸漬型ろ過膜３２の材質は、例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、ムライト、スピネル、又はこれらの混合物等のセラミック製材料、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、セルロースアセテート（ＣＡ）等の有機物製材料等が挙げられる。浸漬型ろ過膜３２の形状は、例えば、管状、平膜状、中空糸膜状、スパイラル状等が挙げられる。浸漬型ろ過膜３２の種類は、例えば、限外ろ過膜（ＵＦ膜）、精密ろ過膜（ＭＦ膜）、逆浸透膜（ＲＯ膜）等が挙げられる。そして、浸漬型ろ過膜３２の材質、形状、種類の組み合わせについては、浸漬型ろ過膜３２のろ過フラックスの低下を抑制する点で、セラミック製で、平膜状の精密ろ過膜であることが好ましい。なお、浸漬型ろ過膜３２の通水方式は、内圧型、外圧型等のあらゆる通水方式が適用可能であり、クロスフローろ過やデッドエンドろ過等のあらゆるろ過方法が適用可能である。

【0040】

図４（Ａ），（Ｂ）は、供給装置を構成する分配管の径方向断面の形状の一例を示す模式図である。分配管３８に設けられる吐出口４０は、分配管３８のどの位置に設けられていてもよいが、図４（Ａ）に示すように、吐出口４０から吐出される凝集処理水の吐出方向Ｘが水平方向Ｌより下方となるように配置されることが好ましく、凝集処理水の吐出方向Ｘが水平方向Ｌより３０°以上下方となるように配置されることがより好ましい。これにより、浸漬槽１２内のフロックにより吐出口４０が閉塞されることが抑制される。また、図４（Ｂ）に示すように、分配管３８の上部にフロック堆積防止板５２を設置し、分配管３８上に浸漬槽１２内のフロックが堆積することを抑制してもよい。図４（Ｂ）に示すフロック堆積防止板５２は、分配管３８の上部を覆うようにテーパー状に広がった形状をなしているが、分配管３８上にフロックが堆積し難い形状であれば図４（Ｂ）に示す形状に制限されるものではない。なお、分配管３８の径方向断面の形状は、図４に示す円形に限定されるものではなく、多角形等でもよい。

【0041】

分配管３８に設けられる吐出口４０は、ブランケットゾーン４２の形成が容易となる点等で、分配管３８の周方向或いは長手方向に所定の間隔を空けて複数配置されることが好ましい。これにより、凝集処理水の上向流に乱流が発生して、フロックがより撹拌されるため、ブランケットゾーン４２が形成され易くなる。

【0042】

図５及び図６は、本実施形態に係る膜ろ過装置の他の一例を示す模式断面図である。供給装置１４は、凝集処理水を浸漬型ろ過膜３２より下方から浸漬槽１２内に供給するように構成されていればよく、例えば、図５に示す膜ろ過装置４のように、分配管３８を設置せず、浸漬型ろ過膜３２より下方の浸漬槽１２に接続された凝集処理水配管３６から直接凝集処理水を第１室４４内に供給してもよい。また、図６に示す膜ろ過装置５のように、凝集処理水配管３６より上方であって、浸漬型ろ過膜３２の下端より下方の第１室４４内に、複数の孔５３が形成された板状部材５４を設置してもよい。凝集処理水が板状部材５４の孔５３を通過することで、板状部材５４より上方で、凝集処理水の上向流に乱流が発生し、ブランケットゾーン４２が形成され易くなる。

【0043】

浸漬槽１２内における凝集処理水の上向流の流速は、特に制限されるものではないが、ブランケットゾーン４２を形成する等の点で、例えば、０．５〜５ｍ／ｈの範囲であることが好ましく、１．５〜３．０ｍ／ｈの範囲であることがより好ましい。凝集処理水の上向流の流速は、例えば、供給装置１４により供給される凝集処理水の流量によって調整することが可能である。

【実施例】

【0044】

以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

【0045】

＜実施例＞
図１に示す膜ろ過装置を用いて、以下の条件で試験を行った。
＜処理条件＞
被処理水：河川水（水質を表１に示す。）
凝集剤：塩基度７０％のポリ塩化アルミニウム溶液
凝集剤の添加量：１００ｍｇ／Ｌ
凝集槽／撹拌条件：単槽／Ｇ：２００／ｓ×３ｍｉｎ
浸漬型ろ過膜：孔径０．１μｍ、膜面積１２．５ｍ^２（０．５ｍ^２×２５枚）、セラミック製、平膜状の精密ろ過膜（明電舎製）
通水条件：１ｍ／ｄ
浸漬槽の断面積：１ｍ^２
浸漬槽内における凝集処理水の上向流の流速（ＬＶ）：０．５ｍ／ｈ

【0046】

上記処理条件により、分配管と浸漬型ろ過膜との間に、フロック群からなるブランケットゾーンが形成された。

【0047】

【表1】

【0048】

＜比較例＞
図７は、比較例で使用した膜ろ過装置の模式断面図である。図７の比較例で使用した膜ろ過装置６では、浸漬型ろ過膜３２より上方の浸漬槽に凝集処理水配管３６を接続した。すなわち、浸漬型ろ過膜３２より上方から浸漬槽１２内に凝集処理水を供給し、浸漬型ろ過膜３２に向かって下向流で流し、浸漬型ろ過膜３２によりろ過処理を行った。その他の条件は、実施例と同様とした。なお、比較例では、浸漬槽１２内にブランケットゾーンは形成されなかった。

【0049】

図８は、実施例及び比較例におけるろ過工程中のろ過水量に対するろ過フラックスの結果を示す図である。図８に示すように、実施例及び比較例共にろ過水量が増すにつれてろ過フラックス（ｍ／ｄ）は低下したが、実施例の方が比較例よりろ過フラックスの低下が小さかった。したがって、実施例のように、浸漬型ろ過膜より下方の浸漬槽から凝集処理水を供給し、凝集処理水を浸漬型ろ過膜に向かって上向流で流して、ろ過処理を行うことにより、浸漬型ろ過膜のろ過フラックスの低下を抑制することが可能となる。

【0050】

また、実施例及び比較例では、ろ過工程中の浸漬型ろ過膜の上端、中央、下端、浸漬型ろ過膜の下端から２０ｃｍ下方の位置における凝集処理水をサンプリングし、サンプリングした凝集処理水の濁度を濁度計（日本電飾社製、ＷＡ６０００）により測定した。その結果を表２にまとめた。

【0051】

【表2】

【0052】

実施例では、浸漬型ろ過膜の周辺（上端、中央、下端）の濁度は３度以下であり、比較例と比べて著しく低い値であった。すなわち、実施例のように、凝集処理水を浸漬型ろ過膜より下方から浸漬槽内に供給し、浸漬型ろ過膜に向かって上向流で流すことで、浸漬型ろ過膜に到達する前に、凝集処理水中のフロックの大部分が除去されるため、フロックによる浸漬型ろ過膜の閉塞が抑制され、浸漬型ろ過膜のろ過フラックスの低下が抑制されると考えられる。

【符号の説明】

【0053】

１〜６ 膜ろ過装置、１０ 凝集槽、１２ 浸漬槽、１４ 供給装置、１６ 浸漬型膜モジュール、１８ 処理水槽、２０ａ，２０ｂ ポンプ、２２ 原水配管、２４ 凝集剤添加配管、２６ ろ過処理水配管、２８ 汚泥排出管、３０ 逆洗配管、３１ 撹拌装置、３２ 浸漬型ろ過膜、３４ 集水配管、３６ 凝集処理水配管、３８ 分配管、４０ 吐出口、４２ ブランケットゾーン、４４ 第１室、４６ 第２室、４８ 仕切り板、５０ スリット、５２ フロック堆積防止板、５３ 孔、５４ 板状部材。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】