特開 2025-2157 水処理施設の更新方法および膜分離装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025002157

(43)【公開日】2025-01-09

(54)【発明の名称】水処理施設の更新方法および膜分離装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/44 20230101AFI20241226BHJP

   C02F 3/12 20230101ALI20241226BHJP

   C02F 1/00 20230101ALI20241226BHJP

【ＦＩ】

C02F1/44 A

C02F3/12 S

C02F1/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023102117

(22)【出願日】2023-06-22

(71)【出願人】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(74)【代理人】

【識別番号】110001298

【氏名又は名称】弁理士法人森本国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】矢次 壮一郎

(72)【発明者】

【氏名】永江 信也

【テーマコード（参考）】

4D006

4D028

【Ｆターム（参考）】

4D006GA02

4D006HA41

4D006HA93

4D006JA31Z

4D006KA31

4D006KA44

4D006KB23

4D006KC14

4D006PA01

4D006PB08

4D028BC17

4D028BD17

4D028BD21

(57)【要約】

【課題】浸漬型の膜ユニットの台数を少なくしても、膜ユニットによる処理効率を良好に保つことができる水処理施設の更新方法を提供する。
【解決手段】第１散気装置２３を備えた複数の処理槽７～９を有する水処理施設１の更新方法であって、更新対象以外の少なくとも１つの処理槽８に浸漬型の膜ユニット３１を設置し、更新対象以外の処理槽８に供給された被処理液２の一部を膜ユニット３１によって固液分離して処理槽８の外部へ排出するとともに、上記被処理液２の残りを第１散気装置２３で散気した後に処理槽８の外部へ排出する第１工程と、更新対象の処理槽７の第１散気装置２３を停止した状態で、更新対象の処理槽７を更新する第２工程と、更新後に更新対象以外の処理槽８から膜ユニット３１を撤去する第３工程とを有し、第１工程において、膜ユニット３１の側方周囲を囲い体３２で取り囲んで固液分離し、第１工程を実施しながら第２工程を実施する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１散気装置を備えた複数の処理槽を有する水処理施設の更新方法であって、
更新対象以外の少なくとも１つの処理槽に浸漬型の膜ユニットを設置し、更新対象以外の処理槽に供給された被処理液の一部を膜ユニットによって固液分離して処理槽の外部へ排出するとともに、上記被処理液の残りを第１散気装置で散気した後に処理槽の外部へ排出する第１工程と、
更新対象の処理槽の第１散気装置を停止した状態で、更新対象の処理槽を更新する第２工程と、
更新後に更新対象以外の処理槽から膜ユニットを撤去する第３工程とを有し、
第１工程において、膜ユニットの側方周囲を囲い体で取り囲んで固液分離し、
第１工程を実施しながら第２工程を実施することを特徴とする水処理施設の更新方法。

【請求項2】

第１工程において、更新対象以外の処理槽の第１散気装置を用いて散気を行いながら、膜ユニットを用いて被処理液を固液分離することを特徴とする請求項１に記載の水処理施設の更新方法。

【請求項3】

囲い体は、下端が処理槽内の液面下に没し、上端が液面の上方に突出することを特徴とする請求項１に記載の水処理施設の更新方法。

【請求項4】

液面下において囲い体の内側と外側とに連通する連通部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の水処理施設の更新方法。

【請求項5】

囲い体の内側の被処理液を外側に排出する排出装置が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の水処理施設の更新方法。

【請求項6】

排出装置を用いて囲い体の内側の被処理液のＭＬＳＳ濃度を調節することを特徴とする請求項５に記載の水処理施設の更新方法。

【請求項7】

膜ユニットは、膜エレメントと、膜エレメントに沿って上下方向に旋回する旋回流を発生させる第２散気装置とを有し、
囲い体は、膜ユニットの側方周囲を取り囲む周壁と、周壁の下部に設けられて膜ユニットの下方を覆う底壁とを有し、
底壁は処理槽の第１散気装置よりも上方に位置することを特徴とする請求項１に記載の水処理施設の更新方法。

【請求項8】

更新後の処理槽の第１散気装置を作動させて更新後の処理槽の運転を再開する第４工程を有し、
第１工程を実施しながら第２工程を実施した後、第３工程と第４工程とを同時に或いは時間を前後させて行うことを特徴とする請求項１に記載の水処理施設の更新方法。

【請求項9】

上記請求項１に記載の水処理施設の更新方法で使用される膜ユニットと囲い体とを備えた膜分離装置であって、
膜ユニットと囲い体とが支持フレーム体に設けられ、
支持フレーム体は、処理槽内の液面下に没する水没部と、液面上に露出する露出部とを有し、
支持フレーム体の露出部は処理槽に支持される被支持部を有し、
支持フレーム体に浮力を発生させる浮き体が設けられていることを特徴とする膜分離装置。

【請求項10】

処理槽内の被処理液に浸漬された状態で被処理液を固液分離する膜ユニットと、膜ユニットを支持する支持フレームとを有する膜分離装置であって、
支持フレーム体は、処理槽内の液面下に没する水没部と、液面上に露出する露出部とを有し、
支持フレーム体の露出部は処理槽に支持される被支持部を有し、
支持フレーム体に、浮力を発生させる浮き体と、膜ユニットの側方周囲を取り囲む囲い体とが設けられ、
囲い体は、下端が処理槽内の液面下に没し、上端が液面の上方に突出することを特徴とする膜分離装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、散気装置を備えた複数の処理槽を有する水処理施設を更新する際の更新方法および膜分離装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の水処理施設の更新方法としては、例えば、図１２に示すように、既設の散気装置１２１を備えた複数の既設の好気槽１２２～１２４のいずれか一つの所定の好気槽１２２に、浮上式の浸漬型膜分離装置１２６を複数台投入して、所定の好気槽１２２を、浮上式の浸漬型膜分離装置１２６を使用した好気槽として運転する第１工程と、浮上式の浸漬型膜分離装置１２６が投入されていない他の好気槽１２３，１２４に貯留される被処理液１２７を好気槽１２３，１２４の外部に排出し、空になった他の好気槽１２３，１２４を更新した後、他の好気槽１２３，１２４に被処理液１２７を供給して、他の好気槽１２３，１２４を運転する第２工程と、第１工程において浮上式の浸漬型膜分離装置１２６を投入した所定の好気槽１２２から浮上式の浸漬型膜分離装置１２６を撤去する第３工程と、を有するものがある。

【0003】

尚、浮上式の浸漬型膜分離装置１２６は、浮上手段を備えて被処理液１２７中に浮かんだ状態で、膜ユニットによって被処理液１２７を固液分離する。

【0004】

上記のような水処理施設の更新方法は例えば下記特許文献１に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１７－１０４７８０

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら上記の従来形式では、図１２に示すように、所定の好気槽１２２に供給される被処理液１２７の全量を浸漬型膜分離装置１２６で膜分離処理して好気槽１２２の外部へ排出するため、浸漬型膜分離装置１２６の台数が増加した。これに伴って膜ユニットの台数も増加するため、イニシャルコストやランニングコストが増加するといった問題がある。また、膜分離処理に要する動力も増加するため、電源の確保も難しくなる。

【0007】

尚、上記特許文献１に記載されているように、改造後、最終的に膜分離装置を本設備として継続的に使用する場合は、膜ユニットの台数の増加は最終形態に到達するために必要な投資であるため、特に問題にはならないが、更新後の処理方式として、膜分離活性汚泥処理（ＭＢＲ）以外の処理方式を採用する場合、使用する膜ユニットの台数を極力少なくすることが望ましい。

【0008】

本発明は、浸漬型の膜ユニットの台数を少なくしても、膜ユニットによる処理効率を良好に保つことができる水処理施設の更新方法および膜分離装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するために、本第１発明は、第１散気装置を備えた複数の処理槽を有する水処理施設の更新方法であって、
更新対象以外の少なくとも１つの処理槽に浸漬型の膜ユニットを設置し、更新対象以外の処理槽に供給された被処理液の一部を膜ユニットによって固液分離して処理槽の外部へ排出するとともに、上記被処理液の残りを第１散気装置で散気した後に処理槽の外部へ排出する第１工程と、
更新対象の処理槽の第１散気装置を停止した状態で、更新対象の処理槽を更新する第２工程と、
更新後に更新対象以外の処理槽から膜ユニットを撤去する第３工程とを有し、
第１工程において、膜ユニットの側方周囲を囲い体で取り囲んで固液分離し、
第１工程を実施しながら第２工程を実施するものである。

【0010】

これによると、第１工程において、更新対象以外の処理槽に供給される被処理液の一部を膜ユニットによって固液分離して処理槽の外部へ排出するとともに、上記被処理液の残りを第１散気装置で散気した後に処理槽の外部へ排出する。このため、更新対象以外の処理槽に供給される被処理液の全量を膜ユニットによって固液分離して処理槽の外部へ排出する場合に比べて、膜ユニットの台数を少なくすることができる。

【0011】

また、第１工程において、膜ユニットの側方周囲を囲い体で取り囲んで固液分離するため、囲い体の内側の被処理液が濃縮され、囲い体の内側の被処理液中の浮遊物質の濃度が囲い体の外側の被処理液中の浮遊物質の濃度よりも高くなる。これにより、囲い体の内側の被処理液中の浮遊物質の濃度を膜分離処理に適した濃度に高めることができ、膜ユニットによる処理効率を良好に保つことができる。

【0012】

本第２発明における水処理施設の更新方法は、第１工程において、更新対象以外の処理槽の第１散気装置を用いて散気を行いながら、膜ユニットを用いて被処理液を固液分離するものである。

【0013】

これによると、第２工程において更新対象の処理槽を更新している際、水処理施設の処理能力が一時的に低下するのを防止することができる。

【0014】

本第３発明における水処理施設の更新方法は、囲い体は、下端が処理槽内の液面下に没し、上端が液面の上方に突出するものである。

【0015】

本第４発明における水処理施設の更新方法は、液面下において囲い体の内側と外側とに連通する連通部が設けられているものである。

【0016】

本第５発明における水処理施設の更新方法は、囲い体の内側の被処理液を外側に排出する排出装置が設けられているものである。

【0017】

これによると、排出装置で囲い体の内側の被処理液を外側に排出することにより、囲い体の外側の被処理液が連通部を通って囲い体の内側に流入する。このため、囲い体の内側の被処理液中の浮遊物質の濃度を膜分離処理に適した濃度に調節することができる。

【0018】

本第６発明における水処理施設の更新方法は、排出装置を用いて囲い体の内側の被処理液のＭＬＳＳ濃度を調節するものである。

【0019】

これによると、囲い体の内側の被処理液のＭＬＳＳ濃度を膜分離活性汚泥処理に適した濃度に保つことができる。

【0020】

本第７発明における水処理施設の更新方法は、膜ユニットは、膜エレメントと、膜エレメントに沿って上下方向に旋回する旋回流を発生させる第２散気装置とを有し、
囲い体は、膜ユニットの側方周囲を取り囲む周壁と、周壁の下部に設けられて膜ユニットの下方を覆う底壁とを有し、
底壁は処理槽の第１散気装置よりも上方に位置するものである。

【0021】

これによると、第２散気装置を作動させて散気を行うことにより、囲い体の内側において、膜エレメントに沿って旋回流が発生し、膜エレメントの表面が洗浄される。

【0022】

この際、膜ユニットの下方は囲い体の底壁で覆われているため、処理槽の第１散気装置を作動させて散気を行ったとき、第１散気装置から放出された気泡が下方から囲い体の内側へ大量に侵入するのを抑制することができる。

【0023】

これにより、第１散気装置から放出された気泡が囲い体の内側へ大量に侵入して旋回流の円滑な流れが妨害されるといった不具合を防止することができ、膜エレメントの洗浄効率を良好に保つことができる。

【0024】

本第８発明における水処理施設の更新方法は、更新後の処理槽の第１散気装置を作動させて更新後の処理槽の運転を再開する第４工程を有し、
第１工程を実施しながら第２工程を実施した後、第３工程と第４工程とを同時に或いは時間を前後させて行うものである。

【0025】

本第９発明は、上記第１発明に記載の水処理施設の更新方法で使用される膜ユニットと囲い体とを備えた膜分離装置であって、
膜ユニットと囲い体とが支持フレーム体に設けられ、
支持フレーム体は、処理槽内の液面下に没する水没部と、液面上に露出する露出部とを有し、
支持フレーム体の露出部は処理槽に支持される被支持部を有し、
支持フレーム体に浮力を発生させる浮き体が設けられているものである。

【0026】

これによると、第１工程において、膜ユニットを処理槽に設置した際、膜分離装置の支持フレーム体の被支持部が処理槽に支持される。この状態で、支持フレーム体に設けられた浮き体によって浮力が発生するため、支持フレーム体の被支持部を介して処理槽に作用する膜分離装置の荷重（自重）が浮力の分だけ軽減される。これにより、処理槽の補強工事を不要にしたり、或いは、補強工事を大幅に縮小することができる。

【0027】

本第１０発明は、処理槽内の被処理液に浸漬された状態で被処理液を固液分離する膜ユニットと、膜ユニットを支持する支持フレームとを有する膜分離装置であって、
支持フレーム体は、処理槽内の液面下に没する水没部と、液面上に露出する露出部とを有し、
支持フレーム体の露出部は処理槽に支持される被支持部を有し、
支持フレーム体に、浮力を発生させる浮き体と、膜ユニットの側方周囲を取り囲む囲い体とが設けられ、
囲い体は、下端が処理槽内の液面下に没し、上端が液面の上方に突出するものである。

【発明の効果】

【0028】

以上のように本発明によると、第１工程において、膜ユニットの台数を少なくすることができる。さらに、囲い体の内側の被処理液中の浮遊物質の濃度を膜分離処理に適した濃度に高めることができ、膜ユニットによる処理効率を良好に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明の第１の実施の形態における水処理施設の平面図である。

【図2】図１におけるＸ－Ｘ矢視図である。

【図3】同、水処理施設を更新する際に使用される膜分離装置の図である。

【図4】同、水処理施設の更新方法を説明するための平面図である。

【図5】図４におけるＸ－Ｘ矢視図である。

【図6】同、水処理施設の更新を行う際に、膜分離装置の囲い体の内側に発生させる旋回流を示す図である。

【図7】本発明の第２の実施の形態における水処理施設を更新する際に使用される膜分離装置の図である。

【図8】本発明の第３の実施の形態における水処理施設を更新する際に使用される膜分離装置の図である。

【図9】本発明の第４の実施の形態における水処理施設を更新する際に使用される膜分離装置の図である。

【図10】本発明の第５の実施の形態における水処理施設を更新する際に使用される膜分離装置の平面図である。

【図11】本発明の第６の実施の形態における水処理施設を更新する際に使用される膜分離装置の図である。

【図12】従来の水処理施設の更新方法を説明するための平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

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。

【0031】

（第１の実施の形態）
第１の実施の形態では、図１，図２に示すように、１は例えば下水又は産業排水等の被処理水２（原水）を標準活性汚泥法により生物処理する既設の水処理施設である。

【0032】

水処理施設１は、並列に並んだ複数（例えば図１では３つ）の既設の好気槽７～９（処理槽の一例）と、好気槽７～９の上流に設けられた最初沈殿池１０と、好気槽７～９の下流に設けられた最終沈殿池１１と、最終沈殿池１１の下流に設けられた消毒槽１２とを有している。

【0033】

被処理水２は最初沈殿池１０から供給経路１４を流れて好気槽７～９に供給される。好気槽７～９内で好気処理された被処理水２は、処理水３として、排出経路１５に排出されて最終沈殿池１１に送られる。最終沈殿池１１から排出された処理水３は、消毒槽１２に送られて消毒された後、消毒槽１２から河川又は海洋等に放出される。

【0034】

水処理施設１には、最終沈殿池１１内に沈殿した汚泥を好気槽７～９に返送する返送経路１６が設けられている。

【0035】

好気槽７～９は、左右一対の側壁２０と、底壁２２とを有している。好気槽７～９内の底部にはそれぞれ、既設の第１散気装置２３が複数設置されている。

【0036】

通常運転時においては、被処理水２が最初沈殿池１０から各好気槽７～９に供給され、各好気槽７～９の第１散気装置２３によって散気され、その後、処理水３として各好気槽７～９から最終沈殿池１１に送られる。

【0037】

水処理施設１を更新する際、図３に示すように、浸漬型の膜分離装置３０が使用される。膜分離装置３０は、被処理水２を固液分離する複数組の膜ユニット３１と、これら膜ユニット３１の側方周囲を取り囲む囲い体３２と、支持フレーム体３３とを有している。

【0038】

膜ユニット３１は、支持フレーム体３３に設けられており、ケース３５内に収納された複数の膜エレメント３６と、膜エレメント３６に沿って上下方向に旋回する旋回流３７（図６参照）を発生させる第２散気装置３８と、膜エレメント３６の上方に設けられた集水管３９とを有している。

【0039】

膜エレメント３６は濾板に濾過膜を装着したものである。濾過膜を透過した被処理水２は濾過水４０として集水管３９内に集められる。第２散気装置３８は膜エレメント３６の下方に設けられている。

【0040】

囲い体３２は、支持フレーム体３３に設けられており、平面視において四角筒状に形成された周壁４１によって形成されており、下端部が好気槽７～９内の水面４下に没し、上端部が水面４の上方に突出する。囲い体３２の上端部と下端部とはそれぞれ開口しており、これにより、囲い体３２の下端には、水面４下において囲い体３２の内側と外側とに連通する連通口３４（連通部の一例）が設けられている。

【0041】

支持フレーム体３３は、好気槽７～９に懸垂されて固定可能であり、上部横フレーム４３と、上部横フレーム４３から垂下された左右一対の縦フレーム４４と、両縦フレーム４４の下端部間に設けられた下部横フレーム４５とを有している。

【0042】

また、支持フレーム体３３は、好気槽７～９内の水面４下に没する水没部４７と、水面４上に露出する露出部４８とを有している。上部横フレーム４３は、露出部４８に含まれており、その両端部には、好気槽７～９の側壁２０の上端部に支持される被支持部４３ａを有している。

【0043】

上部横フレーム４３には、濾過水４０を消毒槽１２の下流側に送る濾過水排出管５０と、第２散気装置３８に空気を供給する送気管５１とが支持されている。濾過水排出管５０は第１接続管５２を介して集水管３９に接続されている。送気管５１は第２接続管５３を介して第２散気装置３８に接続されている。

【0044】

囲い体３２は上部横フレーム４３に取り付けられている。下部横フレーム４５には、支持フレーム体３３に浮力を発生させる浮き体５５（フロート）が設けられている。下部横フレーム４５と浮き体５５とは水没部４７に含まれている。

【0045】

囲い体３２の下端と好気槽７～９の底壁２２との間には、被処理水２が流れる下部スペース５８が形成される。また、囲い体３２の外周面と好気槽７～９の側壁２０との間には、被処理水２が流れる側部スペース５９が形成される。

【0046】

以下に、膜分離装置３０を用いて水処理施設１を更新する更新方法について説明する。

【0047】

例えば好気槽７を更新対象の処理槽とし、それ以外の好気槽８，９を更新対象以外の処理槽とする。

【0048】

更新方法は以下のような第１～第４工程を有する。

【0049】

図４，図５に示すように、第１工程において、更新対象以外の好気槽８，９のうちのいずれかの好気槽８（又は好気槽９でもよい）に、膜ユニット３１を有する膜分離装置３０を設置する。そして、更新対象以外の好気槽８，９の第１散気装置２３から気泡６０を放出して散気を行いながら、好気槽８の膜ユニット３１によって被処理水２を固液分離する。これにより、処理槽８に供給された被処理水２の一部が膜ユニット３１によって固液分離されて処理槽８の外部へ排出されるとともに、処理槽８に供給された被処理水２の残りが第１散気装置２３で散気された後に処理水３として処理槽８から最終沈殿池１１に排出され、且つ、好気槽９に供給された被処理水２の全量が第１散気装置２３で散気された後に処理水３として処理槽９から最終沈殿池１１に排出される。

【0050】

この際、図３，図５に示すように、膜エレメント３６の濾過膜を透過した被処理水２は濾過水４０として集水管３９内に集められ、集水管３９から第１接続管５２と濾過水排出管５０を通って消毒槽１２の下流側に送られ、河川又は海洋等に放出される。

【0051】

また、膜分離装置３０の第２散気装置３８から気泡６１を放出して散気を行うことにより、図６に示すように、膜エレメント３６に沿って旋回流３７が発生し、旋回流３７によって膜エレメント３６の濾過膜が洗浄される。

【0052】

第２工程において、最初沈殿池１０から更新対象の処理槽７への被処理水２の供給を停止するとともに、更新対象の処理槽７の第１散気装置２３を停止した状態で、処理槽７内の被処理水２を外部に排出して、処理槽７を空にし、処理槽７を更新する。更新の内容としては、例えば、処理槽７の第１散気装置２３を新しいものと取り換えたり、或いは、処理槽７に第１散気装置２３を増設したり、処理槽７に付帯する機械、電気設備や処理槽７の側壁２０又は底壁２２の保守点検、修理等を行う。

【0053】

第３工程において、第１工程で好気槽８に設置した膜分離装置３０を撤去する。

【0054】

第４工程において、被処理水２を最初沈殿池１０から更新後の好気槽７内に供給し、更新前と同様に、図１に示すように好気槽７の第１散気装置２３を作動させて好気槽７内の被処理水２を散気し、更新後の好気槽７の運転を再開する。

【0055】

更新方法では、第１工程を実施しながら第２工程を実施し、第２工程が終了した後（すなわち処理槽７を更新した後）、第３工程と第４工程とを同時に実施する。

【0056】

上記実施の形態では、第１工程を実施しながら第２工程を実施し、第２工程が終了した後、第３工程と第４工程とを同時に実施しているが、第３工程と第４工程とを、時間を前後させて行ってもよい。すなわち、第３工程を先に実施した後、第４工程を実施してもよく、或いは、第４工程を先に実施した後、第３工程を実施してもよい。

【0057】

上記実施の形態では、好気槽７を更新対象の処理槽とし、好気槽８，９を更新対象以外の処理槽としたが、好気槽８を更新対象の処理槽とし、好気槽７，９を更新対象以外の処理槽とする場合、又は、好気槽９を更新対象の処理槽とし、好気槽７，８を更新対象以外の処理槽とする場合も同様に、上記第１工程～第４工程を行えばよい。これにより、複数の好気槽７～９を順次更新することができる。

【0058】

上記のような更新方法によると、第１工程において、図４，図５に示すように、更新対象以外の処理槽８，９のうちの処理槽８に供給される被処理液２の一部を膜ユニット３１によって固液分離して濾過水４０として消毒槽１２の下流側（処理槽８の外部の一例）へ排出するとともに、処理槽８に供給される被処理液２の残りを第１散気装置２３で散気した後に処理水３として最終沈殿池１１（処理槽８の外部の一例）に排出する。このため、更新対象以外の処理槽８に供給される被処理液２の全量を膜ユニット３１によって固液分離して濾過水４０として消毒槽１２の下流側へ排出する場合に比べて、膜ユニット３１の台数を少なくすることができる。

【0059】

また、第１工程において、膜ユニット３１の側方周囲を囲い体３２で取り囲んで固液分離するため、囲い体３２の内側の被処理液２が濃縮され、囲い体３２の内側の被処理液２の汚泥濃度が囲い体３２の外側の被処理液２の汚泥濃度よりも高くなる。これにより、囲い体３２の内側の被処理液２の汚泥濃度を膜分離活性汚泥処理に適した所定の濃度に高めることができ、膜ユニット３１の個数を少なくしても、膜ユニット３１による処理効率を良好に保つことができる。また、膜ユニット３１の設計フラックスを高くすることができる。

【0060】

尚、一例として、囲い体３２の外側のＭＬＳＳは約２０００ｍｇ／Ｌに保たれ、囲い体３２の内側のＭＬＳＳは約１００００ｍｇ／Ｌに保たれるが、これらの数値に限定されるものではない。

【0061】

また、第１工程において、更新対象以外の好気槽８，９の第１散気装置２３によって散気を行いながら、好気槽８の膜ユニット３１によって被処理水２を固液分離するため、第２工程において更新対象の処理槽７を空にして更新している際、水処理施設１の処理能力が一時的に低下するのを防止することができる。また、更新対象以外の好気槽８，９から最終沈殿池１１に流入する処理水３のＭＬＳＳ濃度は、従来と同等の濃度に維持されるため、最終沈殿池１１における水面積負荷の変更が不要になり、最終沈殿池１１による固液分離処理も並行して実施することが可能となる。

【0062】

また、第１工程において、図４，図５に示すように膜ユニット３１を好気槽８に設置した際、図３に示すように、膜分離装置３０の支持フレーム体３３の被支持部４３ａが好気槽８の側壁２０に支持される。この状態で、浮き体５５によって支持フレーム体３３に浮力が発生するため、支持フレーム体３３の被支持部４３ａを介して処理槽８の側壁２０に作用する膜分離装置３０の荷重（自重）が浮力の分だけ軽減される。これにより、処理槽８の側壁２０の補強工事を不要にしたり、或いは、補強工事を大幅に縮小することができる。

【0063】

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態では、図７に示すように、膜分離装置３０は、囲い体３２の内側の被処理液２を外側に排出するエアリフト装置６５（排出装置の一例）と、囲い体３２の内側のＭＬＳＳを計測するＭＬＳＳ濃度計６６とを有している。

【0064】

エアリフト装置６５は、囲い体３２の内側下部に設けられた第３散気装置６７と、囲い体３２の内側で且つ第３散気装置６７の上方に設けられた排出管６８とを有している。排出管６８は、上下が逆のＬ形状の管であり、下端に流入口６９を有するとともに、上端に流出口７０を有している。流入口６９は水面４下に没した状態で囲い体３２の内側に開口し、流出口７０は水面４と同じ高さで囲い体３２の外側に開口する。

【0065】

以下、上記構成における作用を説明する。

【0066】

ＭＬＳＳ濃度計６６によって囲い体３２の内側のＭＬＳＳ濃度を計測し、計測値が最適な濃度（例えば１００００ｍｇ／Ｌ）よりも高い場合、第３散気装置６７を作動して、第３散気装置６７から気泡６２を放出する。これにより、第３散気装置６７の上方に被処理液２の上向流が発生し、囲い体３２の内側の被処理液２が気泡６２と共に（気泡６２に連行されて）流入口６９から排出管６８内を流れて流出口７０から囲い体３２の外側に排出される。

【0067】

これにより、囲い体３２の外側の被処理液２が囲い体３２の下端の連通口３４を通って囲い体３２の内側に流入するため、囲い体３２の内側のＭＬＳＳ濃度が次第に低下し、計測値が最適な濃度になったときに、第３散気装置６７を停止する。これにより、囲い体３２の内側の被処理液２が排出管６８から囲い体３２の外側に排出されることはなく、囲い体３２の内側のＭＬＳＳ濃度を膜分離活性汚泥処理に適した所定の濃度に調節することができる。

【0068】

上記第２の実施の形態では、排出装置の一例として、エアリフト装置６５を用いているが、エアリフト装置６５に限定されるものではなく、水中ポンプ等を用いて囲い体３２の内側の被処理液２を外側に排出してもよい。

【0069】

上記第２の実施の形態では、最適なＭＬＳＳ濃度（例えば１００００ｍｇ／Ｌ等）を基準にしているが、最適なＭＬＳＳ濃度範囲（例えば９０００～１１０００ｍｇ／Ｌ等）を基準にしてもよい。

【0070】

上記第２の実施の形態では、囲い体３２の内側にＭＬＳＳ濃度計６６を設けているが、囲い体３２の内側にＤＯ計（溶存酸素計）を設けてもよい。囲い体３２の内側の被処理水２の溶存酸素濃度（ＤＯ）が低くなると、硝化不良が発生し、膜ユニット３１の膜濾過性能が低下し、膜エレメント３６が膜間閉塞したり処理水質が悪化することがある。

【0071】

このため、ＤＯ計によって囲い体３２の溶存酸素濃度を計測し、計測値が最適な濃度よりも低い場合、第３散気装置６７を作動して、第３散気装置６７から気泡６２を放出する。これにより、第３散気装置６７の上方に被処理液２の上向流が発生し、囲い体３２の内側の被処理液２が気泡６２と共に流入口６９から排出管６８内を流れて流出口７０から囲い体３２の外側に排出される。

【0072】

これにより、囲い体３２の外側の被処理液２が囲い体３２の下端の連通口３４を通って囲い体３２の内側に流入するため、囲い体３２の内側の溶存酸素濃度が次第に上昇し、計測値が最適な溶存酸素濃度になったときに、第３散気装置６７を停止する。これにより、囲い体３２の内側の被処理液２が排出管６８から囲い体３２の外側に排出されることはなく、囲い体３２の内側の溶存酸素濃度を膜分離活性汚泥処理に適した所定の濃度に調節することができる。

【0073】

尚、最適な溶存酸素濃度を基準にしているが、最適な溶存酸素濃度範囲を基準にしてもよい。

【0074】

また、ＭＬＳＳ濃度計６６とＤＯ計との両者を囲い体３２の内側に設けてもよい。

【0075】

（第３の実施の形態）
第３の実施の形態では、図８に示すように、囲い体３２は、周壁４１と、周壁４１の下端部に設けられて膜ユニット３１の下方を覆う底壁７５とを有する。底壁７５は好気槽７～９の第１散気装置２３よりも上方に位置する。

【0076】

底壁７５には、水面４下において囲い体３２の内側と外側とに連通する連通口３４（連通部の一例）が設けられている。底壁７５は周壁４１の下端から連通口３４に向かって下方に傾斜している。連通口３４は、水平面内において、囲い体３２の内側と外側とに開口している。

【0077】

以下、上記構成における作用を説明する。

【0078】

第１工程において、更新対象以外の好気槽８，９の第１散気装置２３から気泡６０を放出して散気を行っている際、好気槽８の膜分離装置３０の第２散気装置３８から気泡６１を放出して散気を行うことにより、膜エレメント３６に沿って旋回流３７が発生し、旋回流３７によって膜エレメント３６の濾過膜が洗浄される。

【0079】

このとき、膜ユニット３１の下方は囲い体３２の底壁７５で覆われているため、第１散気装置２３から放出された気泡６０が下方から囲い体３２の内側へ大量に侵入するのを抑制することができる。

【0080】

これにより、第１散気装置２３から放出された気泡６０が囲い体３２の内側へ大量に侵入して旋回流３７の円滑な流れが妨害されるといった不具合を防止することができ、膜エレメント３６の洗浄効率を良好に保つことができる。

【0081】

尚、第１散気装置２３から放出された気泡６０の一部が連通口３４を通って囲い体３２の内側へ侵入する可能性はあるが、このようにして囲い体３２の内側へ侵入する気泡６０は非常に少量であるため、旋回流３７の円滑な流れを妨害するまでには至らない。

【0082】

また、底壁７５は周壁４１の下端から連通口３４に向かって下方に傾斜しているため、第１散気装置２３から放出された気泡６０は底壁７５の傾斜に沿って上昇しながら周壁４１の外側へ案内される。これにより、第１散気装置２３から放出された気泡６０は、滞留することなく、円滑に囲い体３２の外側へ流れる。

【0083】

上記第３の実施の形態では、連通口３４を囲い体３２の底壁７５に設けているが、周壁４１の下部に設けてもよい。

【0084】

（第４の実施の形態）
第４の実施の形態では、図９に示すように、連通口３４は、鉛直面内において、囲い体３２の内側と外側とに開口している。

【0085】

これによると、第１散気装置２３から放出された気泡６０の一部が連通口３４を通って囲い体３２の内側へ侵入する可能性を大幅に低減することができる。

【0086】

（第５の実施の形態）
先述した第１の実施の形態では、図４に示すように、囲い体３２の周壁４１を平面視において四角形状に形成しているが、この形状に限定されるものではなく、例えば、第５の実施の形態として、図１０に示すように、周壁４１を平面視において舟型状に形成してもよい。

【0087】

すなわち、周壁４１は、その幅Ｗが被処理液２の上流側と下流側ほど次第に狭くなるように形成されている。

【0088】

これによると、ＯＤ法（オキシデーションディッチ法）を採用している水処理施設１では、好気槽７～９内の被処理水２の流速が速い。これに対して、上記のように囲い体３２の周壁４１を舟型状に形成することで、被処理水２の流れの抵抗が減り、膜分離装置３０の支持フレーム体３３に作用する外力が軽減される。

【0089】

（第６の実施の形態）
先述した第１の実施の形態では、図３に示すように、膜分離装置３０の浮き体５５を、膜ユニット３１の下方に設けて、水面４下に完全に没した状態にしているが、以下に説明する第６の実施の形態では、図１１に示すように、浮き体５５を、膜ユニット３１の上方に設けて、水面４に浮いた状態にしてもよい。

【0090】

浮き体５５は、内部に空気を貯留する貯留部７８を有するとともに、下面に開口部７９を有しており、第２散気装置３８から放出される気泡６１を、開口部７９を通じて貯留部７８に貯留することで、浮力を得る。

【0091】

これによると、先述した第１の実施の形態と同様に、第１工程において、膜ユニット３１を例えば好気槽８に設置した際、膜分離装置３０の支持フレーム体３３の被支持部４３ａが好気槽８の側壁２０に支持される。この状態で、浮き体５５によって支持フレーム体３３に浮力が発生するため、支持フレーム体３３の被支持部４３ａを介して処理槽８の側壁２０に作用する膜分離装置３０の荷重（自重）が浮力の分だけ軽減される。これにより、処理槽８の側壁２０の補強工事を不要にしたり、或いは、補強工事を大幅に縮小することができる。

【0092】

上記各実施の形態では、図１に示すように、水処理施設１に３つの好気槽７～９を設けているが、２つ又は４つ以上の複数設けてもよい。

【0093】

上記各実施の形態では、図４に示すように、第１工程において、更新対象以外の好気槽８，９のうちの好気槽８又は好気槽９に、膜分離装置３０を設置しているが、好気槽８と好気槽９との両方にそれぞれ膜分離装置３０を設置してもよい。

【0094】

尚、図面は、構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる。また、上記の各実施形態で示す各構成要素の形状、数値等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の構成から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【符号の説明】

【0095】

１ 水処理施設
２ 被処理水（被処理液）
４ 水面（液面）
７～９ 好気槽（処理槽）
２３ 第１散気装置
３０ 膜分離装置
３１ 膜ユニット
３２ 囲い体
３３ 支持フレーム体
３４ 連通口（連通部）
３６ 膜エレメント
３７ 旋回流
３８ 第２散気装置
４１ 周壁
４３ａ 被支持部
４７ 水没部
４８ 露出部
５５ 浮き体
６５ エアリフト装置（排出装置）
７５ 底壁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】