CN102548908B - 使用压载水处理用膜滤筒的压载水处理方法 - Google Patents
使用压载水处理用膜滤筒的压载水处理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102548908B CN102548908B CN201080043605.9A CN201080043605A CN102548908B CN 102548908 B CN102548908 B CN 102548908B CN 201080043605 A CN201080043605 A CN 201080043605A CN 102548908 B CN102548908 B CN 102548908B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ballast
- water
- former
- membrane filtration
- filtration cylinder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 256
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 135
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 67
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 110
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 116
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 claims description 91
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 6
- 238000005429 filling process Methods 0.000 claims description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 3
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 18
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000008676 import Effects 0.000 description 7
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 3
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 3
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 3
- 102000002322 Egg Proteins Human genes 0.000 description 2
- 108010000912 Egg Proteins Proteins 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 210000004681 ovum Anatomy 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 241000894007 species Species 0.000 description 2
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000003292 diminished effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
- B63J4/00—Arrangements of installations for treating ballast water, waste water, sewage, sludge, or refuse, or for preventing environmental pollution not otherwise provided for
- B63J4/002—Arrangements of installations for treating ballast water, waste water, sewage, sludge, or refuse, or for preventing environmental pollution not otherwise provided for for treating ballast water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
- B01D63/10—Spiral-wound membrane modules
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
- B01D65/02—Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B13/00—Conduits for emptying or ballasting; Self-bailing equipment; Scuppers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
- C02F1/444—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by ultrafiltration or microfiltration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2315/00—Details relating to the membrane module operation
- B01D2315/08—Fully permeating type; Dead-end filtration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
- B01D2321/02—Forward flushing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
- B01D2321/04—Backflushing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
- B01D2321/10—Use of feed
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/008—Originating from marine vessels, ships and boats, e.g. bilge water or ballast water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/002—Construction details of the apparatus
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/16—Regeneration of sorbents, filters
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
本发明提供一种压载水处理方法,其使用可在短时间内向压载舱供给大量压载处理水的压载水处理用膜滤筒。该压载水处理方法使用压载水处理用膜滤筒,其将压载原水(10)供给到具备螺旋膜模块的膜滤筒(1)并交替进行获得处理水的膜处理和膜清洗。在所述膜处理时,以死端方式进行全量过滤而获得膜处理水。接着是膜清洗,在所述膜清洗时,通过压载原水的膜面平行流对膜表面进行清洗。
Description
技术领域
本发明涉及使用压载水处理用膜滤筒的压载水处理方法,其交替进行将压载原水供给到具备螺旋膜模块而形成的膜滤筒中来获得处理水的膜处理和膜清洗,更具体地,本发明涉及使用可在短时间内向压载舱供给大量压载处理水的压载水处理用膜滤筒的压载水处理方法。
背景技术
在输送原油等的货物用船舶中,为了保持航行时船体的稳定性而设有压载舱。通常,在未装载原油等时,在压载舱内装满压载水,在装入原油等时,通过将压载水排出来调整船体的浮力,使船体稳定。
这样,压载水是为了船舶的安全航行所必要的水,通常,利用进行装卸货物的港湾的压载原水。已知其用量全世界一年超过100亿吨。
但是,在压载水中,会混入在取压载水的港湾生息的微生物或小型、大型生物的卵,随着船舶的移动,这些微生物或小型、大型生物的卵一同被运抵其它国家。
因而,原本在其海域未生息的生物种类代替了已有生物种类的这种对生态系统的破坏正在扩大。
在该背景下,在国际海事机构(IMO)的外交会议上,通过了涉及压载水处理装置等的定期检查的受检义务,从2009年以后的建造船开始适用。
另外,根据用于船舶的压载水及沉淀物的限制及管理的条约(下面称为条约),压载水的排出标准要求在压载水排出时杀菌或除菌到存在于远洋的微生物数的百分之一的程度。
作为对压载水中的微生物进行杀菌的技术,已知有臭氧杀菌技术(专利文献1)。另外,从减少臭氧使用量的观点来看,本申请人还提案有膜处理技术(专利文献2)。考虑成为分离对象的微生物的大小,膜处理所使用的膜通常使用精密过滤膜或超过滤膜。作为膜的类型已知有平膜(专利文献3)及螺旋膜(专利文献4)等,但无论哪种类型,在膜处理的情况下,也具有造成膜堵塞、每膜面积的处理量(通量)降低的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:US 2003/0015481
专利文献2:日本特开2007-268379号公报
专利文献3:日本专利第3160609号公报
专利文献4:日本特开2000-271454号公报
发明概述
本发明要解决的课题
压载舱的容量也因船舶的规模而不同,在大型船舶的场合下,例如庞大到10,000~50,000m3。尽管如此,为了向该水箱填充大量压载水,存在必须在一日左右的时间完成的压载特有的问题。这是因为船舶卸下载货到再出港的时间是受限制的。
但是,在现有的膜处理方法中,通常采用加压循环方式。该加压循环方式是对原水进行加压并供给到膜之间,在通过膜之间时,分离出过滤水和浓缩水,浓缩液再次返回到原水侧,与原水共同进行循环的方式。该方式中,不能避免的是,来自原水的浓缩液为仅仅要分离的部分,而从原水分离的过滤水的量减少。因此,在短时间内获得大量过滤水的方面存在问题。
于是,本发明人对全量过滤原水的死端方式(デツドエンド方式)进行了研究。死端方式具有压载水处理快的优点,但其不足之处是容易引起膜表面附着物质造成的堵塞,通量降低快。在进行数周的长期连续运转的场合下,液体因堵塞而滞留,对膜的负荷变大,也担心会对膜造成损伤。
目前,由于具有这样的问题,在利用螺旋膜滤筒的膜处理中,进行全量过滤的死端方式未被采用。
但是,在压载水处理中,由于充满水通常在1天左右结束,因此本发明人着眼于不要求长期连续运转这一点,以及如果是螺旋膜滤筒,则可应用膜面平行流进行清洗这一点,并且发现通过交替进行死端方式和利用膜面平行流的清洗,能够在短时间内获得大量过滤水,从而得到本发明。
于是,本发明的课题在于提供一种使用能够在短时间内向压载舱供给大量压载处理水的压载水处理用膜滤筒的压载水处理方法。
另外,本发明的其他课题通过下面的记载而变得明朗。
解决本发明课题的手段
所述课题通过下面的各发明来解决。
权利要求1记载的发明是提供一种压载水处理方法,其交替进行膜处理和膜清洗,该膜处理将压载原水供给到具备螺旋膜模块而形成的膜滤筒中来获得处理水,其特征在于,在所述膜处理时,以死端方式进行全量过滤而获得膜处理水,接着,在所述膜清洗时,通过压载原水的膜面平行流对膜表面进行清洗。
权利要求2记载的发明是如权利要求1所记载的使用压载水处理用膜滤筒的压载水处理方法,其特征在于,在所述膜清洗时,在通过压载原水的膜面平行流对膜表面进行清洗的同时不会获得膜处理水。
权利要求3记载的发明是如权利要求1所记载的使用压载水处理用膜滤筒的压载水处理方法,其特征在于,在所述膜清洗时,在通过压载原水的膜面平行流对膜表面进行清洗的同时获得膜处理水。
权利要求4记载的发明是如权利要求1-3中任一项所记载的使用压载水处理用膜滤筒的压载水处理方法,其特征在于,用定时器进行利用全量过滤的膜处理和利用膜面平行流的膜清洗的切换。
权利要求5记载的发明是如权利要求1-4中任一项所记载的使用压载水处理用膜滤筒的压载水处理方法,其特征在于,具备用于在1日内向压载舱装满处理水所需要的个数的膜滤筒。
发明效果
根据本发明,能够提供一种使用可在短时间内向压载舱供给大量压载处理水的压载水处理用膜滤筒的压载水的处理方法。
附图说明
图1是表示使用本发明的压载水处理用膜滤筒的压载水处理设备的一个例子的图;
图2是膜滤筒的主要部分剖面图;
图3是表示使用本发明压载水处理用膜滤筒的压载水处理设备的其它例子的图;
图4是歧管构造的立体图;
图5表示歧管构造第一方式的剖面图;
图6是并排设置膜滤筒的本发明和现有例的对比图;
图7是表示歧管构造第二方式的剖面图;
图8表示歧管构造第三方式的剖面图;
图9是表示具备膜单元集合体的压载水处理设备的一个例子的图。
符号说明
1:膜滤筒
100:压载处理水集水管
101:封筒状膜(螺旋膜)
102:支承体
103:压载原水通路
203:压载原水入口
303:清洗排液出口
305:处理水出口
2:第一歧管
201:压载原水室
202:压载原水导入口
204:处理水室
205:处理水导入口
206:处理水排出口
207:导入口
208:压载原水导入管
3:第二歧管
301:清洗排液室
302:处理水室
304:清洗排液排出口
306:处理水排出口
307:排出口
4:膜单元
5:膜单元集合体
10:压载原水
11:压载泵
12:压载原水吸入管
13:开关阀
14:放流管
15:开关阀
16:压载舱
17:处理水管
18:开关阀
19:控制装置
具体实施方式
下面,对用于实施本发明的方式进行说明。
图1是表示使用本发明的压载水处理用膜滤筒的压载水处理设备的一个例子的图。
压载原水10被压载泵11吸起并供给到膜滤筒1。12为压载原水吸入管,13为压载原水吸入管12中所设置的开关阀。
膜滤筒1经由该膜滤筒1具备的压载原水入口203、处理水出口305及清洗排液出口303分别与压载原水吸入管12、处理水管17及放流管14连接。18为处理水管17中所设置的开关阀,15为放流管14中所设置的开关阀。压载泵11及开关阀13、15、18连接到控制装置19,利用控制装置19可控制压载泵11的泵流量调节及开关阀13的开闭。
本发明中,作为船舶压载水的压载原水只要是通常使用的水即可,多半使用海水。
另外,本方式中使用了一个膜滤筒,但对于膜滤筒优选并排设置而具备用于在1日内向压载舱装满处理水所需要的个数,对此进行后述。
对被供给到膜滤筒1的压载原水进行膜处理,产生的处理水经由处理水管17供给到压载舱16。
另外,膜滤筒1经由放流管14将清洗排液放流到例如大海里。
参照图2对膜滤筒的一个例子进行说明。
图2是膜滤筒的主要部分剖面图。
膜滤筒1的内部装填有由压载处理水集水管100和卷绕于该集水管100外周的1个以上的封筒状膜(螺旋膜)101构成的螺旋膜模块。上述集水管100的内部与各个封筒状膜101的封筒体内部相连通。
另外,在卷绕于该集水管100外周的多个封筒状膜101的各自封筒体内部中,可以设置有用于将膜张紧设置成封筒状并且向该集水管100输送处理水(透过水)的支承体102。
原水通路103在螺旋膜外部、在该集水管100与膜滤筒1的内面中形成。
另外,集水管100经由处理水出口305与处理水管17连接,原水通路103经由压载原水入口203与压载原水吸入管12连接,并且经由清洗排液出口303与放流管14连接。
在具有以上构成的设备中,使压载泵11工作,吸起压载原水,供给到膜滤筒1。
在本发明中,通过膜滤筒的膜处理进行死端方式的全量过滤。
该方式如下进行,即:关闭设于放流管14中的开关阀15,开启处理水管17的开关阀18,启动压载泵11,将压载原水供给到膜滤筒1的压载原水入口203,对其全量进行膜处理。通过膜处理而产生的处理水从处理水出口305输送到处理水管17并供给到压载舱16。
在以死端方式进行全量过滤的情况中,理想的是因膜过滤产生的压力损失为100~200kPa,因此,优选将压载原水压力调节成实际的扬程+100~200kPa。在压载原水压力低于此值的情况下,不能获得充分的通量,在高于此值的情况下,螺旋膜受到的压力负荷大,担心膜受到损伤。
在现有的加压循环方式的膜处理中,压载原水被分离成处理水和浓缩水,进行其比率为处理水10∶浓缩水90左右的低负荷运转。相比之下,在以死端方式进行全量过滤的情况下,处理水与浓缩水的比率为100∶0,处理速度上升到通常运转时的10倍左右。
因此,在此方式中,压载原水的处理为高速的,可以在短时间内向压载舱16填充大量的压载水。
但是,因为死端方式的压载水处理如此高速,容易引起因膜表面的附着物质造成的堵塞,通量降低得很快。在进行长期连续运转后,液体由于堵塞而滞留,对膜的负荷变大,也担心膜损伤。
目前,由于具有这样的问题,在利用螺旋膜滤筒的膜处理中,本发明方式的全量过滤没有被采用。
尽管这样,在本发明中,优选应用死端方式的全量过滤的理由是,本发明人发现,在压载水处理中,充满水通常在1天左右完成,因此不要求长期连续运转这一点,以及只要是螺旋膜滤筒,则可应用下面说明的膜面平行流进行的清洗这一点。
本发明中,在充填压载水时,与上述全量过滤交替地进行利用膜面平行流对膜表面的清洗(本发明中,该清洗可以是错流方式的膜清洗,单称方式时,有时叫做错流方式)。
上述膜面平行流不是透过膜的液流,而是在原水通路103中以与封筒状膜101表面大致平行的状态,向沿着封筒状膜101表面的方向流动的液流。
该错流方式是将设于放流管14的开关阀15开启,将压载原水供给到膜滤筒1的压载原水入口203,使其从清洗排液出口303排出。供给到膜滤筒1内的压载原水利用与螺旋膜面平行的流,将膜表面的附着物质剥离。排出的含有附着物质的压载原水(清洗排液)可以从清洗排液出口303经由放流管14放流到例如大海里,或也可以将该清洗排液返回到压载原水侧(压载原水入口203),使清洗排液作为浓缩液进行循环。
接着,参照图3对错流方式的膜清洗的其它方式进行说明。
图3是表示使用本发明压载水处理用膜滤筒的压载水处理设备的其它例子的图。
在图中表示的压载水处理设备中,12a为清洗用压载原水吸入管,与膜滤筒1具备的清洗排液出口303连接。13a为设于清洗用压载原水吸入管12a的开关阀。
另外,14a为放流管(清洗排液放流管),连接于膜滤筒1具备的压载原水入口203和开关阀13之间。15a为设于该放流管14a的开关阀。压载泵11及开关阀13、13a、15a、18与控制装置19连接,利用控制装置19可以控制压载泵11的泵流量调节及开关阀13、13a、15a、18的开闭。
在具有上述构成的压载水处理设备中,在膜清洗时,关闭开关阀13,开启开关阀13a及15a,将压载原水从清洗排液排出口303导入,从压载原水入口203排出。
由此,可以利用与膜处理时反方向的膜面平行流进行膜清洗。该膜面平行流与和膜处理时同方向的膜面平行流相比,由于附着在膜表面的附着物质的剥离作用更强,可以获得更好的膜清洗效果。
在本发明中,以错流方式进行膜清洗时的压载原水压力,可以在与实际的扬程相同的范围,且与死端方式的全量过滤的情况相比,可以为低的压力。
另外,在本发明中,在错流方式的膜清洗时,也可以开放处理水管17的开关阀18,与膜清洗一起过滤压载原水而获得处理水,反之,也可以关闭开关阀18而不获得处理水。
即,本发明中,因为全量过滤,在膜面上附着了附着物质,使得通量降低,但通过利用膜面平行流的膜清洗,附着物质被从膜面剥离或消除,因此在进行膜清洗期间获得处理水的情况下,也可以恢复通量并高效地获得膜处理水。因此,发挥可大幅缩短向压载舱供给压载水的时间的效果。
另一方面,在不获得处理水的情况下,向膜方向按压附着物质的力进一步降低,因此可以进一步促进膜面平行流的形成,清洗效率飞跃地上升,以短时间结束清洗。因而,可以增加分配给全量过滤的时间,因此导致可大幅缩短向压载舱供给压载水的时间的效果。
对于膜清洗和全量过滤的切换时刻的控制,优选例如在全量过滤时测定通量,在该通量低于特定值(最小通量)前切换成膜清洗。
上述最小通量可以适当设定,优选为初始通量的80~95%,更优选为初始通量的85~90%。
根据本发明人的实验,在全量过滤时,通量降低到初始通量的80%的时间为3~4小时。
另外,膜清洗的时间可以适当设定,优选3分钟~30分钟,更优选在5分钟~15分钟左右恢复充分的通量。
从而,也可以基于上述时间,通过定时器控制来控制膜清洗和全量过滤的切换时刻。优选进行全量过滤0.5~3小时,进行膜清洗1~10分钟,更优选进行全量过滤1~2小时,进行膜清洗3~6分钟,进一步优选进行全量过滤1小时,进行膜清洗6分钟。定时器控制可以使用控制装置19,具体地说,例如在图1的方式中,以全量过滤时关闭开关阀15并开启开关阀18,膜清洗时开启开关阀15并根据获得/不获得处理水而开启/关闭开关阀18的方式进行控制,或在图3的方式中,以全量过滤时关闭开关阀13a及15a并且开启开关阀13及18,膜清洗时开启开关阀13a及15a,关闭开关阀13,并根据获得/不获得处理水而开启/关闭开关阀18的方式进行控制。此时,根据需要,也可以进行压载泵11的流量调节。
通过使用具有以上构成的压载水处理用膜滤筒的压载水处理方法,可以在短时间内向压载舱供给大量压载处理水。
另外,本发明人对具有上述构成的压载水处理设备的压力损失的降低进行了研究。特别是在全量过滤时,由于压载原水透过膜时的压力损失较大,所以产生泵的负荷大、泵动力的成本上升、泵寿命降低等问题。与此相对,在对应设置多个泵的场合下,导致设置空间及设置成本的增加。即使增大膜的开孔来进行应对,也受到应消除的微生物的大小的限制。
于是,本发明人注意到,不只是压载原水的膜透过压力产生压力损失,而且与膜滤筒连接的配管也产生压力损失。
即,使用配管的情况下,流体力学上由于配管长度、配管的弯曲、配管径的扩大或缩小等都会产生压力损失。特别是在具备多个膜滤筒的情况下,配管的数量也根据膜滤筒的数量而增加,使压力损失增加。
于是,本发明人对配管产生的压力损失的减轻进行了潜心研究,发现通过用下面详细叙述的特有的歧管构造连结膜滤筒而构成膜单元,可以降低压力损失。
图4是表示歧管构造的第一方式的立体图,图5是表示歧管构造的第一方式的剖面图。
在本方式中,将6个膜滤筒1并排设置而形成膜单元4。本发明中,对于膜滤筒1,其数量不限定,只要并排设置2个以上即可,但优选为3~20个的范围,更优选为4~15个,进一步优选为5~10个。
另外,在本方式中,在膜滤筒1一端(附图上左侧)具备第一歧管2,在另一端具备第二歧管3。
第一歧管2在长方体形状的歧管主体200内具有压载原水室201,该压载原水室201具备将取来的压载原水导入的开口即压载原水导入口202。
另外,压载原水室201与上述膜滤筒1的压载原水入口203连通,可将压载原水送到压载原水通路103。
第一歧管2与膜滤筒1的连接方法没有特别限定,只要可拆装即可,例如采用螺纹连接的方法等,图5的例子中采用螺纹连接与O形圈形成的密封。螺纹连接可以是直接螺纹连接的方式,也可以是使用辅助部件进行螺纹连接的方式。
压载原水室201与压载原水通路103的连接没有特别限定,但优选直接连接时可减少压力损失。例如,如图示,在压载原水入口203与设于压载原水室201侧壁的开口连通的情况下,优选使压载原水通路103朝向该开口而连通的方式。
上述第二歧管3在长方体形状的歧管主体300内具备清洗排液室301和处理水室302。可列举出以下方式:清洗排液室301和处理水室302优选如图所示并排设置,更优选与膜滤筒1相接地配置清洗排液室301,在离膜滤筒1远的一侧配置处理水室302。
清洗排液室301与膜滤筒1的清洗排液出口303连通,从压载原水通路103输送的清洗排液可导入该清洗排液室301。
第二歧管3与膜滤筒1的连接没有特别限定,只要可拆装即可,例如采用螺纹连接方法等,图5的例子中采用螺纹连接与O形圈形成的密封。螺纹连接可以是直接螺纹连接的方式,也可以是使用辅助部件的螺纹连接的方式。
另外,清洗排液室301在侧壁中具备用于将清洗排液室301内的清洗排液排出到外部的清洗排液排出口304。
处理水室302与来自压载处理水集水管100的处理水出口305连通,另外,还具备用于将导入处理水室302内的处理水输送至压载舱(未图示)的处理水排出口306。
处理水室302可以设置有用于将清洗排液排出到外部的排出口307。该情况下,通过在上述清洗排液排出口304处设置清洗排液排出管308,将该清洗排液排出管308与排出口307连结,可以将清洗排液室301内的清洗排液排出到外部。
另外,图示的例子中,在清洗排液室301的侧壁中具备清洗排液排出口304,但也可以在清洗排液室301的上壁或下壁设置清洗排液排出口304,该情况下,不需要设置排出口307及清洗排液排出管308。
本发明中,通过上述特有的歧管构造,在处理线上并列地设置多个膜滤筒而将其单元化,从而降低了压力损失(图6(a))。
例如,与如日本特开2005-270810中公开的那样的、相对于集管,通过各个配管连结多个膜滤筒的情况(图6(b))相比较,配管数大幅减少。例如,根据本发明的歧管构造连结六个膜滤筒的场合,配管数减少至1/6。
从而,由于使用配管时产生的流体力学上、配管长度、配管的弯曲、配管径的扩大或缩小等而产生的压力损失被大幅减少,可以抑制原水泵的动力,从而能够降低运转成本。
但是,优选的歧管构造不限定于上述,也可以是图7及图8中表示的方式。
图7表示歧管构造的第二方式的剖面图。
在第二方式中,第一歧管2在长方体形状的歧管主体200内具备压载原水室201和处理水室204。可以列举以下方式:优选压载原水室201和处理水室204如图示并排设置,更优选与膜滤筒1相接地配置压载原水室201,在离膜滤筒1远的一侧配置处理水室204。
压载原水室201具备将取来的压载原水导入的开口即压载原水导入口202。
另外,压载原水室201与上述膜滤筒1的压载原水入口203连通,可将压载原水送到压载原水通路103。
第一歧管2与膜滤筒1的连接方法没有特别限定,只要可拆装即可,例如采用螺纹连接方法等,图示的例子中采用螺纹连接与O形圈形成的密封。螺纹连接可以是直接螺纹连接的方式,也可以是使用辅助部件的螺纹连接的方式。
压载原水室201与压载原水通路103的连接没有特别限定,但优选直接连接时可减少压力损失。例如,如图示,在压载原水入口203与设于压载原水室201侧壁的开口连通的情况下,优选使压载原水通路103朝向该开口而连通的方式。
处理水室204具备可从压载处理水集水管100导入处理水的处理水导入口205和用于将处理水室204内的处理水输送至压载舱(未图示)的处理水排出口206。
处理水室204可以设置有用于将压载原水导入压载原水室201的导入口207。该情况下,通过在上述压载原水导入口202处设置压载原水导入管208,将该压载原水导入管208与导入口207连结,可以将压载原水导入到压载原水室201。
另外,图示的例子中,在压载原水室201的侧壁中具备压载原水导入口202,但也可以在压载原水室201的上壁或下壁设置压载原水导入口202,该情况下,不需要设置导入口207。
上述第二歧管3在长方体形状的歧管主体300内具备清洗排液室301。
清洗排液室301设置成与膜滤筒1的清洗排液出口303连通,从压载原水通路103输送的清洗排液可导入该清洗排液室301。
第二歧管3与膜滤筒1的连接方法没有特别限定,只要可拆装即可,例如采用螺纹连接方法等,图示的例子中采用螺纹连接与O形圈产生的密封。螺纹连接可以是直接螺纹连接的方式,也可以是使用辅助部件的螺纹连接的方式。
另外,清洗排液室301在侧壁中具备用于将清洗排液室301内的清洗排液排出到外部的清洗排液排出口304。
图8是表示歧管构造的第三方式的剖面图。
在第三方式中,第一歧管2在长方体形状的歧管主体200内具备压载原水室201和第一处理水室204。可以列举出以下方式:压载原水室201和第一处理水室204优选如图示并排设置,更优选与膜滤筒1相接地配置压载原水室201,在离膜滤筒1远的一侧配置第一处理水室204。
压载原水室201具备将取来的压载原水导入的开口即压载原水导入口202。
另外,压载原水室201与上述膜滤筒1的压载原水入口203连通,可将压载原水送液到压载原水通路103。
第一歧管2与膜滤筒1的连接方法没有特别限定,只要可拆装即可,例如采用螺纹连接方法等,图示的例子中采用螺纹连接与O形圈产生的密封。螺纹连接可以以直接螺纹连接的方式,也可以以使用辅助部件的螺纹连接的方式。
压载原水室201与压载原水通路103的连接没有特别限定,但优选直接连接时可减少压力损失。例如,如图示,在压载原水入口203与设于压载原水室201侧壁的开口连通的情况下,优选使压载原水通路103向该开口连通的方式。
第一处理水室204具备从压载处理水集水管100可导入处理水的处理水导入口205和用于将第一处理水室204内的处理水输送至压载舱(未图示)的处理水排出口206。
第一处理水室204可以设置有用于将压载原水导入压载原水室201的导入口207。在该情况下,通过在上述压载原水导入口202处设置压载原水导入管208,将该压载原水导入管208与导入口207连结,可以将压载原水导入压载原水室201。
另外,图示的例子中,在压载原水室201的侧壁中具备压载原水导入口202,但也可以在压载原水室201的上壁或下壁设置压载原水导入口202,该情况下,不需要设置导入口207。
上述第二歧管3在长方体形状的歧管主体300内具备清洗排液室301和第二处理水室302。可以列举出以下方式:优选清洗排液室301和第二处理水室302如图示并排设置,更优选与膜滤筒1相接地配置清洗排液室301,在离膜滤筒1远的一侧配置第二处理水室302。
清洗排液室301与膜滤筒1的清洗排液出口303连通,从压载原水通路103输送的清洗排液可导入该清洗排液室301。
第二歧管3与膜滤筒1的连接没有特别限定,只要可拆装即可,例如采用螺纹连接方法等,图示的例子中采用螺纹连接与O形圈形成的密封。螺纹连接可以是直接螺纹连接的方式,也可以是使用辅助部件的螺纹连接的方式。
另外,清洗排液室301在侧壁中具备用于将清洗排液室301内的清洗排液排出到外部的清洗排液排出口304。
第二处理水室302具备可从压载处理水集水管100导入处理水的处理水出口305和用于将第二处理水室302内的处理水输送至压载舱(未图示)的处理水排出口306。
第二处理水室302可以设置有用于将清洗排液排出到外部的排出口307。该情况下,通过在上述清洗排液排出口304处设置清洗排液排出管308,将该清洗排液排出管308与排出口307连接,可以将清洗排液室301内的清洗排液排出到外部。
另外,图示的例子中,在清洗排液室301的侧壁中具备清洗排液排出口304,但也可以在清洗排液室301的上壁或下壁设置清洗排液排出口304,该情况下,不需要设置排出口307及清洗排液排出管308。
根据上述第三方式,可以将第一歧管2及第二歧管3形成同一部件,使装置的成形变得容易。
但是,在本发明中,对于膜滤筒,优选并排地设置而具备在1日内向压载舱装满处理水所需要的个数。
在处理时间T(天)的期间,对于向压载舱装满处理水所需要的膜滤筒个数n,在将压载舱容量设为Q(m3)、将平均1个膜滤筒的膜面积设为S(m2)、将初始通量(透过流束)设为F0(m/天)、处理时间设为T(天)的情况下,用下面的公式表示。
n=α·Q/(S·F0·T)
因此,在1日内装满处理水的情况,用下面的公式表示。
n=α·Q/(S·F0)
α是修正全量过滤时的通量降低引起的处理量的降低及膜清洗时的处理量降低的系数,通常为1.05~1.30的范围。
例如,1个膜滤筒的膜面积使用38m2,初始通量使用1.5m/天。压载舱的容量为20000m3时,在1日内供给处理水的情况下,膜滤筒需要大约370~460个。
这样,在压载水处理的情况下,需要并排设置大量的膜滤筒。在以利用现有配管的歧管构造并排设置的情况下,配管产生的压力损失大,因此在应用进一步使压力损失增大的全量过滤的方面还留有问题。
与此相对,利用上述特有的歧管构造减少的压力损失,依据减少的配管数而变得巨大,使得可以更实用地施行压力损失大的全量过滤。
另外,使用上述特有的歧管构造的场合,通过形成下面说明的膜单元集合体,来进一步实现压力损失。
图9是表示具备膜单元集合体的压载水处理设备的一个例子的图。
5为膜单元集合体,通过以棚段状嵌入多个膜单元4而构成。在此,膜单元4使用图4表示的方式。
对于各个膜单元4,使长方体形状的歧管下侧面与膜单元载置部位接触而载置成棚段状。另外,各个膜单元4中,膜滤筒1以将两端支承于歧管的状态存在。
上述膜单元载置部位可以是利用L字型等角铁形成的框架,也可以是其它膜单元所具有的歧管上侧面。
这样,通过形成膜单元集合体,可以使多个膜单元密集,用于将各个膜单元与集水管连结的配管也可以是短配管,因此进一步减少配管引起的压力损失。
另外,当然,以上说明的压力损失的降低效果不只是在全量过滤时,在膜清洗时也可获得。
Claims (5)
1.一种使用压载水处理用膜滤筒的压载水处理方法,其交替进行膜处理和膜清洗,所述膜处理使用具备内部压载原水流路、压载处理水集水管和卷绕于所述压载处理水集水管外周的螺旋膜的膜滤筒,向所述膜滤筒的所述压载原水流路中供给压载原水并经过所述螺旋膜过滤,从所述压载处理水集水管中获得膜处理水,其特征在于,
同时设置两个以上的所述膜滤筒,所述两个以上的所述膜滤筒的一端共同具备长方体形状的第一歧管同时在另一端共同具备长方体形状的第二歧管,
所述第一歧管在歧管主体内具备与所述膜滤筒的各个所述压载原水流路连通的压载原水室,
所述第二歧管在歧管主体内具备与所述膜滤筒的各个所述压载原水流路连通的清洗排液室,
从而在所述第一歧管和第二歧管中的任一个或两个的歧管主体内具备和所述膜滤筒的各个所述压载处理水集水管连通的处理水室,
在所述膜处理时,通过从所述第一歧管的所述压载原水室向所述膜滤筒的各个所述压载原水流路供给压载原水,以死端方式进行全量过滤而获得膜处理水,
接着,在所述膜清洗时,通过从所述第一歧管的所述压载原水室向所述膜滤筒的各个所述压载原水流路供给压载原水,不进行反冲洗,利用压载原水的膜面平行流将膜表面的附着物质剥离并进行清洗,向所述第二歧管的所述清洗排液室排出清洗排液。
2.如权利要求1所述的使用压载水处理用膜滤筒的压载水处理方法,其特征在于,在所述膜清洗时,在利用压载原水的膜面平行流对膜表面进行清洗的同时不会获得膜处理水。
3.如权利要求1所述的使用压载水处理用膜滤筒的压载水处理方法,其特征在于,在所述膜清洗时,在利用压载原水的膜面平行流对膜表面进行清洗的同时获得膜处理水。
4.如权利要求1~3中任一项所述的使用压载水处理用膜滤筒的压载水处理方法,其特征在于,由定时器进行利用全量过滤的膜处理和利用膜面平行流的膜清洗的切换。
5.如权利要求1~3中任一项所述的使用压载水处理用膜滤筒的压载水处理方法,其特征在于,具有用于在1日内向压载舱装满处理水所需要的个数的膜滤筒。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009231015 | 2009-10-02 | ||
JP2009-231015 | 2009-10-02 | ||
PCT/JP2010/067269 WO2011040603A1 (ja) | 2009-10-02 | 2010-10-01 | バラスト水処理用膜カートリッジを用いたバラスト水の処理方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102548908A CN102548908A (zh) | 2012-07-04 |
CN102548908B true CN102548908B (zh) | 2015-02-18 |
Family
ID=43826408
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201080043605.9A Expired - Fee Related CN102548908B (zh) | 2009-10-02 | 2010-10-01 | 使用压载水处理用膜滤筒的压载水处理方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (2) | JP5031108B2 (zh) |
KR (1) | KR101413157B1 (zh) |
CN (1) | CN102548908B (zh) |
WO (1) | WO2011040603A1 (zh) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6432310B1 (en) * | 1999-01-22 | 2002-08-13 | Nitto Denko Corporation | Methods of running and washing spiral wound membrane module |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55126903U (zh) * | 1979-02-28 | 1980-09-08 | ||
JPH08309158A (ja) * | 1995-05-23 | 1996-11-26 | Toray Ind Inc | 浄水器 |
GB9511842D0 (en) * | 1995-06-10 | 1995-08-09 | North West Water Group Plc | Filter |
JPH1043553A (ja) * | 1996-08-02 | 1998-02-17 | Nok Corp | 濾過装置及び濾過方法 |
JPH10225625A (ja) * | 1997-02-17 | 1998-08-25 | Nitto Denko Corp | 液体分離装置および膜エレメントの接続方法 |
JP4270644B2 (ja) * | 1999-01-22 | 2009-06-03 | 日東電工株式会社 | スパイラル型膜エレメントおよびスパイラル型膜モジュールの運転方法および洗浄方法 |
JP2000210540A (ja) * | 1999-01-25 | 2000-08-02 | Japan Organo Co Ltd | 膜ろ過装置 |
JP2001029756A (ja) * | 1999-07-16 | 2001-02-06 | Nitto Denko Corp | スパイラル型膜モジュールを用いた処理システムおよびその運転方法 |
JP2003181247A (ja) * | 2001-12-17 | 2003-07-02 | Nitto Denko Corp | スパイラル型膜エレメントを備えた処理システムおよびその運転方法 |
JP2005218901A (ja) * | 2004-02-03 | 2005-08-18 | Nitto Denko Corp | 分離膜モジュールおよびそれを用いた液体分離装置 |
JP2006000729A (ja) * | 2004-06-16 | 2006-01-05 | Japan Organo Co Ltd | 船舶用バラスト水の製造方法及び製造装置 |
JP4704791B2 (ja) * | 2005-04-01 | 2011-06-22 | ダイセン・メンブレン・システムズ株式会社 | スパイラル型膜モジュール |
EP1726353A1 (en) * | 2005-05-25 | 2006-11-29 | Johnson Diversey, Inc. | Membrane filtration of a product |
JP2007090212A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Japan Organo Co Ltd | バラスト水製造装置、これを搭載する船舶及びバラスト水の製造方法 |
JP5203563B2 (ja) * | 2005-11-08 | 2013-06-05 | 株式会社東芝 | 膜ろ過システム |
-
2010
- 2010-10-01 WO PCT/JP2010/067269 patent/WO2011040603A1/ja active Application Filing
- 2010-10-01 KR KR1020127009232A patent/KR101413157B1/ko active IP Right Grant
- 2010-10-01 CN CN201080043605.9A patent/CN102548908B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2010-10-01 JP JP2010550773A patent/JP5031108B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2012
- 2012-04-23 JP JP2012098218A patent/JP5453483B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6432310B1 (en) * | 1999-01-22 | 2002-08-13 | Nitto Denko Corporation | Methods of running and washing spiral wound membrane module |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5031108B2 (ja) | 2012-09-19 |
KR20120081130A (ko) | 2012-07-18 |
JP5453483B2 (ja) | 2014-03-26 |
CN102548908A (zh) | 2012-07-04 |
KR101413157B1 (ko) | 2014-07-01 |
JP2012143761A (ja) | 2012-08-02 |
JPWO2011040603A1 (ja) | 2013-02-28 |
WO2011040603A1 (ja) | 2011-04-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10479706B2 (en) | Apparatus, method and system for desalinating water | |
EP2693050B1 (en) | Concentration difference power generation device and method for operating same | |
RU2363663C2 (ru) | Установка для непрерывного обессоливания воды в замкнутом контуре при переменном давлении в одном контейнере | |
CN202576048U (zh) | 一种风光互补反渗透海水淡化装置 | |
JP5535491B2 (ja) | スパイラル型海水淡水化装置 | |
US20040134521A1 (en) | Direct osmosis cleaning | |
KR100969501B1 (ko) | 막결합형 혐기성 소화조의 여과시스템 및 운전방법 | |
CN103189129A (zh) | 中空纤维膜过滤装置及中空纤维膜组件的清洗方法 | |
CN102730816A (zh) | 气提式外置管式膜生物反应器净化装置 | |
CN103112927B (zh) | 以压缩空气为动力的变送系统、海水淡化处理方法与系统 | |
CN202358969U (zh) | 一种风力发电反渗透淡化装置 | |
CN207243593U (zh) | 净水机 | |
CN102574706B (zh) | 歧管结构 | |
CN102548908B (zh) | 使用压载水处理用膜滤筒的压载水处理方法 | |
CN201280443Y (zh) | 换流站工业水预处理设备 | |
CN110835188A (zh) | 带能量回收装置和浓差电池发电装置的海水淡化系统 | |
US10144657B2 (en) | System and method for filtration | |
CN210764675U (zh) | 一种直连式二级反渗透海水淡化装置 | |
KR20120133313A (ko) | 조수시스템 및 조수방법 | |
CN201614327U (zh) | 中水回用处理装置 | |
CN220056382U (zh) | 一种解决纯水机头杯水tds过高的新型装置 | |
CN219991169U (zh) | 一种通过错流过滤解决纯水机头杯水tds过高的装置 | |
JP2013075291A (ja) | 膜ろ過システムおよびその運転制御方法 | |
CN211946629U (zh) | 整体自装卸净水方舱 | |
CN220149240U (zh) | 一种低成本解决纯水机头杯水tds过高的装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150218 Termination date: 20181001 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |