CN102239121A

CN102239121A - 水处理装置以及水处理方法

Info

Publication number: CN102239121A
Application number: CN2010800034718A
Authority: CN
Inventors: 高田一贵; 西尾弘伸
Original assignee: Kobelco Eco Solutions Co Ltd
Current assignee: Shinko Pantec Co Ltd
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2010-03-04
Publication date: 2011-11-09
Also published as: JP5548378B2; BRPI1007607A2; JP2010234239A; WO2010113589A1

Abstract

本发明的一个课题在于提供一种对应一次药品洗涤能够得到更多净化水的水处理装置以及水处理方法。本发明提供一种水处理装置，其具有使用过滤膜的膜分离模块，并以通过该膜分离模块对被处理水进行膜分离的方式构成，其特征在于，以将透过该过滤膜的透过水的通量设定在0.10-0.35m/d范围内的同时，在30日以上的持续期间通过该膜分离模块持续性地进行膜分离的方式构成。

Description

水处理装置以及水处理方法

技术领域

本发明涉及一种水处理装置以及水处理方法，更详细地讲，涉及一种通过使用过滤膜的膜分离模块进行膜分离的水处理装置以及水处理方法。

背景技术

一直以来，这种水处理装置用于，将例如工厂(钢铁、食品、电力、电子、医药、汽车等工厂)废水、生活废水、垃圾浸出水等废水，工业用水等的用水，河水，湖水，以及海水等作为原水(被处理水)，用膜分离模块进行膜分离，从而得到作为透过水的净化水上。

但，这种水处理装置若长时间使用将会产生堵塞，由此过滤膜的功能显著降低。为了恢复其功能，定期进行过滤膜的药品洗涤。

现有技术文献

特许文献

特许文献1：日本国特开平9-308882号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，药品洗涤存在不但使过滤膜受损，还缩短过滤膜寿命的问题。因此，一直期待提供一种不仅能够降低药品洗涤的频率，同时能够得到更多净化水的水处理装置以及水处理方法。

本发明是鉴于所述的问题和需求而做出的，其课题在于提供一种对应一次药品洗涤能够得到更多净化水的水处理装置以及水处理方法。

解决课题的方法

本发明者们经过专心研究发现，使透过过滤膜的透过水的通量处在一定的范围内的同时，在一定以上的持续期间通过该膜分离模块对被处理水进行膜分离，由此对应一次药品洗涤能够得到的净化水则更多。从而完成了本发明。

即，本发明是一种水处理装置，其具有使用过滤膜的膜分离模块，并以通过该膜分离模块对被处理水进行膜分离的方式构成，其特征在于，以将透过该过滤膜的透过水的通量设定在0.10-0.35m/d范围内的同时，在30日以上的持续期间通过该膜分离模块持续性地进行膜分离的方式构成。

另外，本发明是一种水处理方法，其通过使用过滤膜的膜分离模块对被处理水进行膜分离，其特征在于，将透过该过滤膜的透过水的通量设定在0.10-0.35m/d范围内的同时，在30日以上的持续期间通过该膜分离模块持续性地进行膜分离。

发明效果

如上所述，根据本发明，对应一次药品洗涤能够得到更多净化水。

附图说明

图1是一实施方案的水处理装置的模式方框图。

图2是表示对透过水通量的膜压差上升速度的图表。

图3是表示对透过水通量的透过效率的图表。

附图标记说明

1：水处理装置，2：膜分离部，2a：膜分离模块，2b：膜分离槽，3：泵，4：流量计，5：变换器，6：第1信号传递机构，7：第2信号传递机构，8：原水移送路径，9：透过水移送路径，A：原水，B：净化水

具体实施方式

下面，参照附图对本发明一实施方案进行说明。

如图1所示，本实施方案的水处理装置1具有膜分离部2，该膜分离部2具有膜分离模块2a并通过该膜分离模块2a对原水A进行膜分离。

另外，本实施例的水处理装置1具有：原水移送路径8，其用于将作为被处理水的原水移送到膜分离部2；透过水移送路径9，其用于将在膜分离模块2a得到的作为透过水的净化水B移送到净化水贮留槽(未图示)。

而且，本实施方案的水处理装置1以如下方式构成，即：经由原水移送路径8，移送原水A至膜分离部2，并经由透过水移送路径9，移送在膜分离部2得到的作为透过水的净化水B至净化水贮留槽(未图示)。

所述膜分离部2具有膜分离槽2b，其用于贮留移送到该膜分离部2的原水A。

所述膜分离模块2a作为浸渍膜设置在膜分离槽2b内的液面下。

所述膜分离模块2a具有过滤膜。

对于所述过滤膜的种类没有特别的限定。可以举例的有，超滤膜(UF膜)、微滤膜(MF膜)等。

作为所述过滤膜能够采用如下的现有公知的过滤膜：被称作中空丝膜等类型的过滤膜，其中，该中空丝膜由聚偏氟乙烯(PVDF)、四氟乙烯(PTFE)、醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚乙烯咔唑等材料形成且以直径几毫米的中空丝状形成；称为管状膜的类型的过滤膜，具有比该中空丝膜直径大几厘米的直径；还有称为平模的过滤膜，其呈袋装，使用时在内部配有网眼等支撑材料的状态下以平板状使用。

本实施方案的水处理装置1以如下方式构成，即：将透过过滤膜的透过水的通量(单位时间单位面积的透过水量m³/m²/日＝m/d)设定在0.10-0.35/d范围内的同时，在30天以上的持续期间内使膜分离模块2a持续性地接触原水A并对其进行膜分离。

另外，在“将透过过滤膜的透过水的通量设定在规定范围内的同时，在规定持续期间内使膜分离模块2a持续性地接触原水A并对其进行膜分离”，也包括“在持续期间内，在该通量一时性地偏离规定范围的状态下，使膜分离模块2a接触原水A并对其进行膜分离”的情况。例如，也包括“在持续期间内的总计的1/20期间，在该通量偏离规定范围的状态下，使膜分离模块2a接触原水A并对其进行膜分离”的情况。并且，也包括“在持续期间内的总计的1/10的期间，在该通量偏离规定范围的状态下，使膜分离模块2a接触原水A并对其进行膜分离”的情况。

另外，本实施方案的水处理装置1以如下方式构成，即：将透过过滤膜的透过水的通量设定在0.10-0.35m/d的范围内，优选设定在0.15-0.25m/d的范围内的同时，在30日以上的持续期间内使膜分离模块2a持续性地接触原水A并对其进行膜分离。

所述期间(持续期间)优选为180日以上，更优选为1-20年，进一步优选为2-15年。

本实施方案的水处理装置1以如下方式构成：具备泵3，通过该泵3吸引原水A至所述膜分离模块2a，并且将透过该膜分离模块2a过滤膜的作为透过水的净化水B移送至净化水贮留槽。

另外，本实施方案的水处理装置1包括：流量计4，其测定透过过滤膜的透过水的流量；变换器5，其用于基于所得到的测定值变更泵3的转数；第1信号传递机构6，通过控制装置(未图示)将由流量计4发出的信号(得到的测定值)传递至变换器5；第2信号传递机构7，将由变换器5发出的信号(用于变更泵3的转数的命令)传递至泵3。

并且，本实施方案的水处理装置1，以基于从所述流量计4得到的测定值来控制透过过滤膜的透过水通量的方式构成。

另外，所述控制装置(未图示)以如下方式构成：从该流量计4测定出的流量(单位时间移动量)值，算出过滤膜单位面积的流量值，也就是，算出透过过滤膜的透过水的通量的值。

对于所述原水A没有特别的限定。作为原水A，可以举出例如，工厂(钢铁、食品、电力、电子、医药、汽车等工厂)废水、生活废水、垃圾浸出水等的废水，工业用水等的用水，河水，湖水，以及海水。

本实施方案的水处理装置如上所述那样构成，下面对本实施方案的水处理方法进行说明。

本实施方案的水处理方法使所述膜分离模块2a接触原水A并对其进行膜分离。

另外，本实施方案的水处理方法，将透过该过滤膜的透过水的通量设定在0.10-0.35m/d的范围内，并在30日以上的期间持续性地使该膜分离模块2a接触原水A并对其进行膜分离。

此外，膜分离槽内的悬浊物质(SS)的浓度随原水的水质而发生变化。当被处理水为河水、湖水等的情况，其浓度为10-2000mg/L，优选为100-1500mg/L。

另外，为了去除附着在膜表面的悬浊物质，最好定期进行如下的空气洗涤(air scrubbing)：从膜模块(称为“膜分离模块”)2a的下部供给空气规定时间(如30-180秒之间)，从而摇动膜模块2a的膜。

并且，本实施方案的水处理装置以及水处理方法，通过上述的构成具有上述的优点，但本发明的水处理装置以及水处理方法不限定于此，可以适当变更其设计。

即，本实施方案的水处理装置1以如下方式构成，即：通过该泵3，吸引原水A至所述膜分离模块2a，并且将透过该膜分离模块2a过滤膜的作为透过水的净化水B移送至净化水贮留槽(未图示)。但水处理装置也可以如下方式构成，即：利用重力的水压差，吸引原水A至所述膜分离模块2a，并且将透过该膜分离模块2a的过滤膜的作为透过水的净化水B移送至净化水贮留槽(未图示)。

实施例

下面，根据下述实施例，对本发明进行进一步的详细说明。

作为膜分离槽，使用了长度30cm、宽度40cm、高度180cm的PVC制容器。向膜分离槽内供给原水至有效水深1.5m(有效容积180L)，并浸渍了膜面积为25m²的中空丝浸渍型MF膜模块(浸渍膜)。膜的标称口径为0.1μm。作为原水使用地下水，进行了吸滤实验。供给的原水被浸渍膜吸引，悬浊物质(SS)被浓缩蓄积在分离槽内。为防止悬浊物质高浓度地蓄积在膜分离槽内，适当地，分别将30L左右的悬浊物质从膜分离槽下部抽出，使膜分离槽内的悬浊物质的浓度处在500-1,000mg/L。另外，当抽出悬浊物质时进行了用于去除附着在膜表面悬浊物质的空气洗涤。所述的空气洗涤，通过从膜模块下部以5Nm³/hr的空气量供给空气约1分钟来摇动膜模块的中空丝膜而进行，由此将悬浊物质从膜中去除。而且，为了使膜分离槽的水位达到一定程度，时常向膜分离槽供给原水。

在0.01-1.35/d的范围内变化膜过滤通量来进行实验。所实施的膜模块运转期间分别为如下：以0.01/d实施6个月、以0.1m/d实施1.5个月、以0.48m/d实施2个月、以0.75m/d实施1个月、以0.96m/d实施1个月、以1.35m/d实施1个月。此外，就0.48m/d、0.75m/d、0.96m/d、以及1.35m/d情况下的空气洗涤而言，由于悬浊物质附着于膜的现象明显，以十分钟的间隔实施了洗涤。虽然在各条件下的实施期间存在偏差，但通过掌握膜压差上升速度，经过计算求出了达到需要药品洗涤的膜压差为止的时间。

在吸滤侧设置流量计并通过测定流量来求出膜过滤流量。此外，关于膜压差，通过在配管设置压力计测定了吸引压力。并且，每隔1小时测定一次膜过滤流量，调整其流量大致恒定。另外，每隔1小时测定膜压差。

图2示出膜过滤通量和膜压差上升速度之间的关系。并且，关于膜压差升速度，从每隔一小时测定出的膜压差算出平均膜压差上升速度(实验值)。

如图2所示，膜过滤通量(m/d)(X)和膜压差上升速度(kPa/d)(Y)之间有关联，膜过滤通量(m/d)(X)和膜压差上升速度(kPa/d)(Y)之间的关系，能通过下述式(1)来近似地表示。

Y＝0.0059×EXP(5.059*X) (1)

根据这个近似式(式(1))，求出了与表1所示的不同膜过滤通量对应的膜压差上升速度(计算值)。此外，假设对应不同膜过滤通量的该膜压差上升速度(计算值)分别恒定，再假设膜压差达到30kPa为止的年数为药品洗涤间隔(直到需要进行药品洗涤的年数)，从而算出了对应不同膜过滤通量的药品洗涤间隔。

另外，作为得到的每份净化水量所需的药品洗涤频率的指标，算出了透过效率。此处，透过效率通过下述式(2)来算出了。透过效率越高，表示越能够抑制所得到的每份净化水量所需的药品洗涤频率。

透过效率(年·m/d)＝通量(m/d)×药品洗涤间隔(年) (2)

所述的算出结果表示在图3的表1中。

但是，在现有的技术中，特别对上水道中的适用而言，设定药品洗涤间隔约为半年，再选定用于完成此目的的最大膜过滤通量。但是，缺乏对实际过滤效率的考察。因此，在本发明中尝试了在考虑过滤效率(＝透过效率)的前提下确定使透过效率变最大的膜过滤通量的方法。

表1

当透过水通量在0.10-0.35m/d范围的情况与在该范围外的情况相比时，透过效率显示出高值。并且可知，特别是在0.15-0.25m/d的范围时透过效率显示最佳。

由此确定，通过本发明能够抑制所得到的每份净化水量所需的药品洗涤频率。

Claims

1.一种水处理装置，其具有使用过滤膜的膜分离模块，并以通过该膜分离模块对被处理水进行膜分离的方式构成，其特征在于，

以将透过该过滤膜的透过水的通量设定在0.10-0.35m/d范围内的同时，在30日以上的持续期间通过该膜分离模块持续性地进行膜分离的方式构成。

2.根据权利要求1所述的水处理装置，其中，以将透过该过滤膜的透过水的通量设定在0.15-0.25m/d范围内的同时，在30日以上的持续期间通过该膜分离模块持续性地进行膜分离的方式构成。

3.根据权利要求1所述的水处理装置，其中，所述期间为180日以上。

4.一种水处理方法，其通过使用过滤膜的膜分离模块对被处理水进行膜分离，

其特征在于，将透过该过滤膜的透过水的通量设定在0.10-0.35m/d范围内的同时，在30日以上的持续期间通过该膜分离模块持续性地进行膜分离。

5.根据权利要求2所述的水处理装置，其中，所述期间为180日以上。