CN103492054A - 膜组件的洗涤方法 - Google Patents

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Abstract

在将原水进行膜过滤得到膜过滤水的、具有微滤膜及超滤膜的至少一方的膜组件的洗涤方法中，为了抑制水回收率的降低和化学药品成本、同时防止在洗涤工序后药液向膜组件的已过滤侧泄漏和滞留，从而有效地洗涤膜组件，在进行将含药液水供给至上述膜组件的供给侧、使药液从上述膜组件的供给侧向已过滤侧扩散的药液扩散工序之后，进行使膜过滤水从上述膜组件的已过滤侧向供给侧进行逆压洗涤的逆洗工序，并且在上述药液扩散工序中，基于向上述膜组件的已过滤侧扩散的药液的浓度来控制该药液扩散工序的实施时间。

Description

膜组件的洗涤方法
技术领域
本发明涉及对造水装置进行的膜组件的洗涤方法，所述造水装置中，利用具有微滤膜及超滤膜的至少一方的膜组件对原水进行膜过滤而得到膜过滤水。
背景技术
近年来，在上下水道、废水处理等的水处理用途中，利用膜将原水中的杂质分离除去从而转换成清澈水的膜过滤法日益普及。通过膜除去的对象物质根据膜的种类而不同，在微滤膜(MF膜)或超滤膜(UF膜)(以下，将它们统称为MF/UF膜)的情况下，通常可以举出悬浊物质、细菌、原生动物、胶体物质等。另外，在反渗透膜(RO膜)或纳滤膜(NF膜)(以下，将它们统称为半透膜)的情况下，可以举出溶解性有机物、病毒、离子性物质等。
在进行MF/UF膜的过滤运转时，随着持续过滤，膜表面和膜细孔内的腐殖性物质、蛋白质等的附着量增大，导致跨膜压上升，此类跨膜压上升已变成问题。
因此，空气洗涤、逆压洗涤等物理洗涤已被实用化，所述空气洗涤通过向膜的供给侧导入气泡、使膜振动、使膜彼此接触，由此将膜表面的附着物质刮落，所述逆压洗涤是在与过滤成相反方向上在压力下使膜过滤水或清澈水流过，将附着在膜表面和膜细孔内的附着物质除去。为了进一步提高洗涤效果，例如在专利文献1中记载了为了分解·除去附着在膜表面和膜细孔内的腐殖性物质和来自微生物的蛋白质等有机物，向膜过滤水中添加次氯酸钠等氧化剂来进行逆压洗涤，在专利文献2中记载了使氯水从已过滤侧向供给侧逆流后、使氯水和膜接触一定时间、之后排出氯水的洗涤方法。另外，专利文献3中记载了将药液供给至膜组件的供给侧、施加压力将药液从供给侧转移至已过滤侧的洗涤方法。但是，这些洗涤方法中，在洗涤工序后于膜组件的已过滤侧管道有未反应的氧化剂滞留，需要用膜过滤水充分地冲洗、或用硫代硫酸钠或亚硫酸氢钠等还原剂进行还原和中和，存在水回收率降低和化学药品成本变高的问题。
专利文献1：日本特开2001-79366号公报
专利文献2：日本特开平10-15365号公报
专利文献3：日本特表2008-539054号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种有效地洗涤膜组件的方法，所述方法能够抑制在用膜组件对原水进行膜过滤的膜分离装置中水回收率的下降和化学药品成本，并且防止在洗涤工序后药液向膜组件的已过滤侧泄漏·滞留。
为了实现上述目的，本发明采用以下任一构成。
(1)一种膜组件的洗涤方法，所述膜组件将原水进行膜过滤得到膜过滤水、且具有微滤膜及超滤膜的至少一方，所述洗涤方法在进行将含药液水供给至上述膜组件的供给侧、使药液从上述膜组件的供给侧向已过滤侧扩散的药液扩散工序之后，进行使膜过滤水从上述膜组件的已过滤侧向供给侧进行逆压洗涤的逆洗工序，其中，在上述药液扩散工序中，基于向上述膜组件的已过滤侧扩散的药液的浓度来控制该药液扩散工序的实施时间。
(2)如上述(1)所述的膜组件的洗涤方法，其中，在将上述含药液水供给至上述膜组件的供给侧的期间的至少一部分、上述药液扩散工序的至少一部分、或将上述含药液水供给至上述膜组件的供给侧的期间及上述药液扩散工序的各至少一部分，实施空气洗涤。
(3)如上述(1)或(2)所述的膜组件的洗涤方法，其中，在进行上述药液扩散工序之前，将上述膜组件的供给侧的原水排出。
(4)如上述(1)～(3)中任一项所述的膜组件的洗涤方法，其中，在进行上述逆洗工序之前，将上述膜组件的供给侧的含药液水排出。
(5)如上述(1)～(4)中任一项所述的膜组件的洗涤方法，其中，将从上述膜组件的供给侧排出的含药液水回收并再利用。
(6)如上述(1)～(5)中任一项所述的膜组件的洗涤方法，其中，通过将比上述膜组件的供给侧的容量更多的含药液水导入上述膜组件使其溢出，以及将溢出的含药液水再次导入上述膜组件的供给侧。
(7)如上述(1)～(6)中任一项所述的膜组件的洗涤方法，其中，将上述含药液水加热。
(8)如上述(1)～(7)中任一项所述的膜组件的洗涤方法，其中，上述膜组件是下述膜分离装置中的膜组件，所述膜分离装置中，将从该膜组件产生的膜过滤水的至少一部分接着用半透膜单元进行膜过滤从而分离成透过水和浓缩水。
(9)如上述(1)～(8)中任一项所述的膜组件洗涤方法，其中，上述药液含有氧化剂或还原剂。
(10)如上述(1)～(9)中任一项所述的膜组件的洗涤方法，其中，在上述药液扩散工序中，基于上述膜组件的已过滤侧的水的氧化还原电位值来控制该药液扩散工序的实施时间。
(11)一种造水装置，包括：膜组件，其将原水进行膜过滤得到膜过滤水、且具有微滤膜及超滤膜的至少一方；逆压洗涤单元，其将上述膜过滤水从上述膜组件的已过滤侧供给至供给侧；药液供给单元，其向被供给至上述膜组件的供给侧的水中供给药液；过滤水阀及过滤水管道，其在进行膜过滤时打开、在进行逆压洗涤时关闭，且设置在上述膜组件的已过滤侧管道上；逆洗阀及逆洗水管道，其在进行膜过滤时关闭、在进行逆压洗涤时打开，且设置在上述膜组件的已过滤侧；药液浓度测定单元，其设置在比上述过滤水阀及上述逆洗阀更靠近上述膜组件的已过滤侧管道上、用于测定上述膜组件的已过滤侧的药液浓度；和药液扩散工序实施时间控制单元，其基于上述药液浓度的测定结果来控制药液扩散工序的实施时间。
(12)如上述(11)所述的造水装置，其中，所述造水装置还包括向上述膜组件的供给侧供给气体的空气供给单元。
(13)如上述(11)或(12)所述的造水装置，其中，所述造水装置还包括含药液水加热单元，所述含药液水加热单元对利用上述药液供给单元供给了药液的供给至上述膜组件的供给侧的水进行加热。
(14)如上述(11)～(13)中任一项所述的造水装置，其中，所述造水装置在上述膜组件的供给侧还包括含药液水循环线路。
(15)如上述(11)～(14)中任一项所述的造水装置，其中，所述造水装置还包括对通过上述膜组件得到的膜过滤水的至少一部分进行处理的半透膜单元。
根据本发明，能够抑制水回收率的降低和化学药品成本，并且能够防止在洗涤工序后药液向膜组件的已过滤侧泄漏·滞留，由此能够有效地洗涤膜组件。
附图说明
[图1]为表示本发明的造水装置的一个实施方式的流程简图，所述造水装置设置有测定药液扩散工序中的MF/UF膜组件的已过滤侧的水的药液浓度的药液浓度传感器。
[图2]为表示本发明的造水装置的一个实施方式的流程简图，所述造水装置设置有测定药液扩散工序中的MF/UF膜组件的已过滤侧的水的药液浓度的药液浓度传感器、同时设置有循环含药液水的线路。
[图3]为表示本发明的造水装置的一个实施方式的流程简图，所述造水装置设置有测定药液扩散工序中的MF/UF膜组件的已过滤侧的水的药液浓度的药液浓度传感器、同时设置有将MF/UF膜组件的膜过滤水分离成透过水和浓缩水的半透膜单元。
具体实施方式
以下，使用附图说明本发明的优选实施方式。但是，本发明的范围并不限定于以下实施方式。
例如如图1所示，本发明的造水装置设置有：储存原水的原水储存槽1；由原水储存槽1供给原水的原水供给泵2；将原水储存槽1的原水供给至原水供给泵2的原水供给线路3；原水供给期间打开的原水供给阀4；将原水过滤的MF/UF膜组件5；在逆压洗涤和空气洗涤时打开的排气阀6；在过滤期间打开的过滤水阀7；储存MF/UF膜过滤水的过滤水储存槽8；供给MF/UF膜过滤水来对MF/UF膜组件5进行逆压洗涤的逆洗泵9；在逆压洗涤期间打开的逆洗阀10；从过滤水储存槽8向MF/UF膜组件5供给MF/UF膜过滤水的逆洗管道11；在将MF/UF膜组件5的供给侧的原水排出时打开的排水阀12；在将压缩空气供给至MF/UF膜组件5的下部进行空气洗涤时打开的空气阀13；作为压缩空气的供给源的压缩机14；储存药液的药液储存槽15；向原水供给药液的药液供给泵16；在药液扩散工序中测定MF/UF膜组件5的MF/UF膜过滤水(存在于MF/UF膜组件的已过滤侧的水)的药液浓度的药液浓度传感器17；及用于加热含药液水而设置的加热装置18。
在该造水装置中，通常的过滤工序中，在排气阀6和原水供给阀4打开的状态下，储存在原水储存槽1中的原水被原水供给泵2供给至MF/UF膜组件5的供给侧，打开过滤水阀7，关闭排气阀6，由此进行MF/UF膜组件5的加压过滤。优选地，过滤时间根据原水水质或过滤通量适当设定，但也可以使过滤持续至达到规定的跨膜压。
在规定时间的过滤运转后，定期地对MF/UF膜组件5进行从与过滤方向相反的方向使膜过滤水逆流的逆压洗涤。该逆压洗涤如下进行，即，停止原水供给泵2，关闭原水供给阀4和过滤水阀7，停止(中断)MF/UF膜组件5的过滤工序，然后打开排气阀6和逆洗阀10，使逆洗泵9工作。在逆洗工序结束后，打开排水阀12，由此MF/UF膜组件5内的排水被排出。然后，在排水阀12关闭、排气阀6和原水供给阀4打开的状态下，原水被原水供给泵2供给至MF/UF膜组件5的供给侧，打开过滤水阀7，关闭排气阀6，由此返回到通常过滤工序。
MF/UF膜组件5的逆压洗涤在持续膜过滤的过程中定期地进行，其频率通常为每15分钟～120分钟1次左右。另外，逆压洗涤的时间没有特别限制，但优选在5秒以上120秒以下的范围内。若1次的逆压洗涤时间小于5秒，则无法得到充分的洗涤效果，若超过120秒，则MF/UF膜组件5的工作效率变低。逆压洗涤的通量没有特别限制，但优选为过滤通量的0.5倍以上。逆压洗涤的通量低于过滤通量的0.5倍时，难以充分除去附着堆积在膜面及细孔内的污染物。逆压洗涤的通量越高，膜的洗涤效果变得越高，故优选，但在不发生MF/UF膜组件5的组件破损和膜破裂等损伤的范围内进行适当设定。
此处，本发明的MF/UF膜组件5的洗涤方法中，在上述逆压洗涤之前对MF/UF膜组件5实施如下所述的处理。即，在规定时间的过滤运转后，打开排气阀6，关闭过滤水阀7，一边使用药液供给泵16向原水供给药液储存槽15的药液，一边利用原水供给泵2向MF/UF膜组件5的供给侧供给该水。在将含药液水供给至MF/UF膜组件5的供给侧之后，停止原水供给泵2和药液供给泵16，关闭原水供给阀4，进行使药液从MF/UF膜组件5的供给侧向已过滤侧扩散的药液扩散工序。在药液扩散工序的实施中，药液从膜的供给侧向已过滤侧扩散，用药液浓度传感器17测定的药液浓度变成设定值时，结束药液扩散工序。
需要说明的是，优选在药液扩散工序中不对膜负荷除了水头压力以外的压力。
另外，所谓扩散，是指离子、粒子、热等由于梯度自发地分散并扩展的物理现象，通过上述处理，供给至MF/UF膜组件5的供给侧的药液离子通过膜的细孔向已过滤侧转移。
在药液扩散工序结束后，打开逆洗阀10，使逆洗泵9工作，实施使用MF/UF膜过滤水进行逆压洗涤的逆洗工序。在逆洗工序结束后，通过打开排水阀12，MF/UF膜组件5内的排水被排出。然后，在排水阀12关闭、排气阀6和原水供给阀4打开的状态下，原水被原水供给泵2供给至MF/UF膜组件5的供给侧，打开过滤水阀7，关闭排气阀6，由此返回到通常过滤工序，重复上述的工序。
如果膜的已过滤侧用水充满，则药液从MF/UF膜组件5的供给侧向已过滤侧扩散，因此供给至MF/UF膜组件5的供给侧的含药液水可以为少量。但是，从分解MF/UF膜组件5的供给侧的污染成分的观点出发，优选用含药液水充满MF/UF膜组件5的供给侧。
从提高洗涤恢复性及提高设备开动率的观点出发，药液扩散工序的实施时间优选根据MF/UF膜组件5的污染程度进行调整。本发明的膜组件的洗涤方法中，例如基于使用设置在MF/UF膜组件5的已过滤侧的药液浓度传感器17测定的MF/UF膜过滤水的药液浓度，控制药液扩散工序的实施时间。具体而言，供给至MF/UF膜组件5的供给侧的含药液水一边分解污染成分、一边从MF/UF膜组件5的供给侧扩散至已过滤侧。MF/UF膜组件5的污染程度高的情况，污染成分的分解需要耗费时间，药液不会迅速地从MF/UF膜组件5的供给侧扩散至已过滤侧。因此，在MF/UF膜的已过滤侧的水的药液浓度达到设定值为止需要耗费时间，药液扩散工序的实施时间变长。另一方面，MF/UF膜组件5的污染程度低的情况下，污染成分的分解迅速地进行，药液迅速地从MF/UF膜组件5的供给侧扩散至已过滤侧。因此，MF/UF膜的已过滤侧的水的药液浓度迅速地变为设定值，药液扩散工序的实施时间变短。
为了测定在药液扩散工序中从MF/UF膜组件5的供给侧扩散至已过滤侧的药液浓度，如图1所示，药液浓度传感器17设置在比MF/UF膜组件5的已过滤侧管道的过滤水阀7和逆洗阀10更靠近MF/UF膜组件5的位置。
作为药液扩散工序中使用的药液，可以为酸、碱、氧化剂、还原剂、螯合剂、表面活性剂等的任何，但从废水处理的观点出发，与有机类药液相比，更优选无机类药液。
药液浓度传感器17根据使用的药液适当选择。例如，使用次氯酸钠、氯胺等氯类药液时，作为药液浓度传感器17，优选使用利用DPD法、电流法、吸光光度法等测定的游离氯浓度传感器或氯胺浓度计。在MF/UF膜组件5的洗涤中，使用各种药液，但由于通常多使用酸、碱、氧化剂或还原剂，所以可以将pH或氧化还原电位(ORP)值作为药液浓度的指标。另一方面，使用有机类药液时，可以将总有机碳(TOC)浓度作为药液浓度的指标。
使用酸作为药液的情况下，使用pH计测定膜过滤水(MF/UF膜的已过滤侧的水)的pH，可以用pH控制药液扩散工序的实施时间。使用酸作为药液的情况下，适合实施该药液扩散工序直至从含药液水的pH减去药液扩散工序中的MF/UF膜过滤水的pH的值为1～3，更优选实施至值为1～2。从含药液水的pH减去药液扩散工序中的MF/UF膜过滤水的pH的值大于3时，药液尚未达到从MF/UF膜组件5的供给侧扩散至已过滤侧，优选继续药液扩散工序。从含药液水的pH减去药液扩散工序中的MF/UF膜过滤水的pH的值小于1时，担心MF/UF膜过滤水的pH异常。另一方面，使用碱作为药液的情况下，由于与使用酸的情况同样的理由，也优选实施药液扩散工序直至从药液扩散工序中的MF/UF膜过滤水的pH减去含药液水的pH的值为1～3，更优选实施至值为1～2。
作为酸，可以使用盐酸、硫酸、硝酸等。另外，作为碱，可以使用氢氧化钠、氢氧化钾等。作为含药液水中的酸及碱的浓度，优选数十mg/L～数千mg/L的范围。
使用氧化剂或还原剂作为药液时，使用氧化还原电位(ORP)传感器测定膜过滤水中的氧化还原电位(ORP)值，用所得的氧化还原电位(ORP)值来控制药液扩散工序的实施时间。使用氧化剂作为药液时，优选实施药液扩散工序直至药液扩散工序中的MF/UF膜过滤水(MF/UF膜的已过滤侧的水)的氧化还原电位(ORP)值为300mV～600mV，更优选实施至300mV～400mV。若MF/UF膜过滤水的氧化还原电位(ORP)值过小，则氧化剂氧化分解膜表面及内部的污染成分不充分，氧化剂尚未达到从MF/UF膜组件5的供给侧扩散至已过滤侧，优选继续药液扩散工序。若MF/UF膜过滤水的氧化还原电位(ORP)值过大，则MF/UF膜过滤水中含有大量残留氧化剂，特别是在后段具有半透膜单元的情况下，由于膜过滤水中的残留氧化剂，半透膜有可能氧化劣化。
作为氧化剂，可以使用次氯酸钠、二氧化氯、过氧化氢、氯胺等，但从使用容易性、成本及洗涤效果的观点出发，优选次氯酸钠。含药液水中的氧化剂浓度优选为50mg/L以上、1000mg/L以下。其原因是：如果氧化剂浓度过低，则在MF/UF膜组件内保持期间氧化剂全部被消耗，无法充分获得洗涤效果，如果氧化剂浓度过高，则处理排水的成本变高。
作为还原剂，可以使用亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、亚硫酸钠等。含药液水中的还原剂浓度优选为50mg/L以上、1000mg/L以下。其原因是：如果还原剂浓度过低，则在MF/UF膜组件内保持期间还原剂全部被消耗，无法充分获得洗涤效果，如果还原剂浓度过高，则处理排水的成本变高。
使用有机类药液时，可以使用总有机碳(TOC)计测定膜过滤水中的总有机碳(TOC)值，用总有机碳(TOC)值控制药液扩散工序的实施时间。
本发明的洗涤方法中，优选如图1所示，使用加热装置18将供给至MF/UF膜组件5的含药液水进行加热。此时，优选将含药液水的液温调整为20℃以上且40℃以下，更优选调整为30℃以上且40℃以下。若液温过低，则污染成分的分解及从MF/UF膜组件5的供给侧向已过滤侧的扩散不会迅速进行。另一方面，若液温过高，则可能发生膜的收缩变形或氧化剂汽化。另外，在外部空气温度等的影响下、药液扩散工序中液温有可能变化的情况下，优选在药液扩散工序中对MF/UF膜组件5内的药液进行温度调整。
另外，从通过药液接触刮去从膜表面浮出的污染成分的观点出发，优选在将含药液水供给至MF/UF膜组件5的供给侧的期间、或药液扩散工序中的至少一部分实施空气洗涤。当然，也可以在将含药液水供给至MF/UF膜组件5的供给侧的期间和药液扩散工序中的各至少一部分实施空气洗涤。
空气洗涤特别适合于污染成分附着蓄积在膜表面的情况，具体而言，打开空气阀13，将压缩机14的压缩空气送入MF/UF膜组件5的供给侧，使膜振动而进行。压缩空气的压力越高，膜的洗涤效果变得越高，故优选，但需要在膜不受损伤的范围内适当设定。
需要说明的是，空气洗涤可以在逆压洗涤进行中或逆压洗涤后实施。
另外，如图2所示，也优选在造水装置中设置使从MF/UF膜组件5溢出的含药液水循环的含药液水循环线路19，在MF/UF膜组件5中导入比该膜组件的供给侧的容量更多的含药液水，使溢出的含药液水经由含药液水循环线路19再次导入MF/UF膜组件5的供给侧，使其循环。
利用含药液水的循环洗涤可以在不排出MF/UF膜组件5的供给侧的原水的情况下实施，但为了不稀释含药液水，优选在排出MF/UF膜组件5的供给侧的原水之后实施。另外，可以与空气洗涤并用。
通过使含药液水循环，使用加热装置18将含药液水的水温调整为一定温度变得容易，并且，补充被消耗的药液使其为一定浓度变得容易，故优选。例如，在使用次氯酸钠的情况下，利用设置在含药液水循环线路19上的游离氯计21测定循环的含药液水的游离氯浓度，可以使用药液供给泵16适当供给药液储存槽15的药液，使成为设定的游离氯浓度。
本发明的洗涤方法中，从不稀释含药液水的观点出发，优选在进行药液扩散工序之前排出MF/UF膜组件5的供给侧的原水。
另外，从药液不易残留在MF/UF膜组件5内的观点出发，优选在药液扩散工序后、进行逆洗工序之前，排出MF/UF膜组件5的供给侧的含药液水。这里，也优选将被排出的MF/UF膜组件5的供给侧的含药液水回收从而再利用。回收的含药液水也可以暂且贮存在槽中，再次在MF/UF膜组件5的洗涤中再利用，MF/UF膜组件存在多个系列时，也可以将回收的含药液水转移从而再利用于其他系列的MF/UF膜组件的洗涤。
作为本发明中的MF/UF膜组件5，除了图1所示的加压型膜组件以外，也可以为使其浸渍在装有原水的膜浸渍槽中、用泵或虹吸管等进行抽滤的浸渍型膜组件。另外，加压型膜组件的情况，可以为外压式，也可以为内压式，但从前处理的简便性的观点出发，优选外压式。MF/UF膜组件5可以为卧式，也可以为立式，但从空气洗涤的实施容易性的观点出发，优选为立式。
作为构成MF/UF膜组件5的MF/UF膜的材质，没有特别限定，只要为多孔质的MF/UF膜即可，优选含有选自下述物质的至少一种：陶瓷等无机材料、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚氯三氟乙烯、聚四氟乙烯、聚氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、氯三氟乙烯-乙烯共聚物、聚偏氟乙烯、聚砜、乙酸纤维素、聚乙烯醇、聚醚砜及聚氯乙烯，进而从膜强度和耐化学药品性的方面出发，更优选聚偏氟乙烯(PVDF)，从亲水性高、耐污性强的方面出发，更优选聚丙烯腈。对于MF/UF膜表面的细孔径没有特别限定，可以为MF膜也可以为UF膜，可以在0.001μm～10μm的范围内适当选择。
作为MF/UF膜的形状，没有特别限定。包括中空纤维膜、平膜、管状膜、单片膜(monolith membrane)等，可以为上述中的任何。
过滤方式可以为死端过滤(dead-end filtration)方式、错流过滤(cross-flow filtration)方式中的任何，但从能量消耗少的观点出发，优选死端过滤。
此处，作为造水装置的过滤流量控制方法，可以为定流量过滤、也可以为定压过滤，但从过滤水的生产水量的控制的容易性的方面考虑，优选定流量过滤。
本发明的洗涤方法也可以适合在图3所示的造水装置中实施，所述造水装置在MF/UF膜组件5的下游侧具有半透膜单元22，将MF/UF膜的过滤水供给至半透膜单元22从而分离成透过水和浓缩水。需要说明的是，图3中，经由中间槽(过滤水储存槽8)，MF/UF膜过滤水被供给至高压泵23，但也可以不经由中间槽将MF/UF膜过滤水供给至高压泵23，将MF/UF膜过滤水供给至半透膜单元22从而分离成透过水和浓缩水。
所谓半透膜，是指使被分离混合液中的一部分成分例如溶剂透过、其他成分不透过、具有半透性的膜，包括纳滤膜(NF膜)和反渗透膜(RO膜)。其材料通常使用乙酸纤维素类聚合物、聚酰胺、聚酯、聚酰亚胺、乙烯基聚合物等高分子材料。另外，就其膜结构而言，可以适当使用下述膜：在膜的至少一面具有致密层、具有从致密层朝向膜内部或另一面逐渐增大的孔径的微细孔的非对称膜；在非对称膜的致密层上具有由其他材料形成的非常薄的分离功能层的复合膜等。膜形态包括中空纤维膜、平膜。本发明不论这些膜材料、膜结构和膜形态如何均能实施并均具有效果，作为代表性的膜，例如有乙酸纤维素类或聚酰胺类的非对称膜及具有聚酰胺类、聚脲类的分离功能层的复合膜等，从造水量、耐久性、盐排除率的观点出发，优选使用乙酸纤维素类的非对称膜、聚酰胺类的复合膜。
在半透膜单元22中，MF/UF膜组件5的过滤水被浓缩，因此优选防止由浓缩导致的水垢析出，向MF/UF膜组件5的过滤水中添加阻垢剂、将其供给至半透膜单元22是有效的。需要说明的是，为了除去硼等，在MF/UF膜组件5的下游侧且在半透膜单元22的上游侧进行pH调节的情况下，阻垢剂的添加优选在比pH调节更靠上游侧实施，以能够发挥其添加效果。另外，也优选下述方式：在刚添加化学药品(阻垢剂)之后设置在线搅拌机、或使化学药品的添加口与供给水的水流直接接触等，来防止添加口附近的浓度或pH急剧变化。
半透膜单元22的运转压力通常为0.1MPa～15MPa，可根据供给水的种类、运转方法等适当选择。在将盐水、超纯水等渗透压低的水作为供给水的情况下在较低压下使用，在海水淡水化、废水处理、有用物质的回收等情况下在较高压下使用。
另外，本发明中，作为具有纳滤膜或反渗透膜的半透膜单元22没有特别限制，但为了容易处理，优选使用下述装置，即，将中空纤维膜状或平膜状的半透膜收纳在壳体中制成流体分离元件(element)并将该元件填充在耐压容器中所得的装置。流体分离元件由平膜形成的情况下，例如通常是将半透膜与流路材料(网)一起呈圆筒状卷绕在穿设有大量孔的筒状的中心管的周围而成的元件。作为市售品，可以举出东丽(株)制反渗透膜元件TM700系列或TM800系列。也优选由1个该流体分离元件、或由多个该流体分离元件串联或并联连接来构成半透膜单元。
实施例
以下举出具体实施例说明本发明，但本发明并不受这些实施例的任何限定。
<实施例1>
在MF/UF膜组件5中使用1个东丽(株)制的具有截留分子量为15万Da的聚偏氟乙烯制中空纤维UF膜、且膜面积为72m2的加压型组件(HFU-2020)，准备图1所示的造水装置。在该装置中，打开原水供给阀4和过滤水阀7，使原水供给泵2工作，对浊度为5度、TOC(Total Organic Carbon：总有机碳)浓度为2～10mg/L的原水以过滤通量3.0m/d进行死端过滤。
在死端过滤期间，对于MF/UF膜组件5，在30分钟的过滤工序之后，关闭原水供给阀4和过滤水阀7，停止原水供给泵2，同时打开逆洗阀10、空气阀13和排气阀6，使逆洗泵9工作，同时进行逆压洗涤和空气洗涤1分钟。需要说明的是，在逆压洗涤中，使用MF/UF膜过滤水，使逆洗通量为3.3m/d，另外在空气洗涤中，从膜组件下方以100L/min供给空气。然后，关闭逆洗阀10和空气阀13，停止逆洗泵9，同时打开排水阀12，将MF/UF膜组件5内的水全部排出系统外。然后，打开原水供给阀4，使原水供给泵2工作，将原水供给至MF/UF膜组件5内，然后打开过滤水阀7，关闭排气阀6，返回到过滤工序。每30分钟的过滤工序重复上述的洗涤工序。
另外，1日1次实施下述洗涤代替上述洗涤工序，所述洗涤将在原水中添加药液储存槽15内的次氯酸钠溶液所得的含药液水供给至MF/UF膜组件的供给侧并使药液扩散，然后进行逆压洗涤。
具体而言，暂时停止原水供给泵2，关闭过滤水阀7和原水供给阀4，中断MF/UF膜组件5的过滤工序，然后打开排气阀6和排水阀12，由此将MF/UF膜组件5内的水排出。然后，在关闭排水阀12、打开排气阀6和原水供给阀4的状态下，一边用药液供给泵16向原水中供给药液储存槽15内的次氯酸钠溶液，一边利用原水供给泵2将该水供给至MF/UF膜组件5的供给侧。需要说明的是，适当调整药液供给泵16的添加量，以使含药液水中的游离氯浓度为500mg/L。MF/UF膜组件5的供给侧被含药液水充满后，停止原水供给泵2和药液供给泵16，关闭原水供给阀4，实施使药液从MF/UF膜组件5的供给侧扩散至已过滤侧的药液扩散工序。实施药液扩散工序，利用设置在MF/UF膜组件5的已过滤侧管道上的游离氯浓度计17测定的游离氯浓度变为5mg/L的时刻，结束药液扩散工序。药液扩散工序结束后，打开排气阀6和排水阀12，排出MF/UF膜组件5内的药液。然后，关闭排水阀12，打开逆洗阀10，使逆洗泵9工作，实施使用MF/UF膜过滤水进行逆压洗涤的逆压洗涤。逆洗工序结束后，打开排水阀12，将MF/UF膜组件5内的水排出到系统外。然后，在关闭排水阀12、打开排气阀6和原水供给阀4的状态下利用原水供给泵2将原水供给至MF/UF膜组件5的供给侧，打开过滤水阀7、关闭排气阀6，由此返回到通常过滤工序。
重复3个月如上所述的工序，结果原水的TOC浓度在2～10mg/L的范围内较大变动，根据TOC浓度变动，药液扩散工序的实施时间在5～60分钟的范围内变动，MF/UF膜组件5的跨膜压在刚开始运转后为70kPa，相对于此，在运转期间在90～100kPa之间变化，能够稳定操作。
<比较例1>
除了将药液浸渍时间(相当于实施例1的药液扩散工序的时间)固定为10分钟进行运转以外，与实施例1完全相同地进行试验。
其结果，MF/UF膜组件5的跨膜压在刚开始运转后为70kPa。另外，原水的TOC浓度为2～5mg/L的期间，跨膜压与实施例1同样地在90～100kPa之间变化，能够稳定运转。但是，原水的TOC浓度为5～10mg/L的期间，在10天的很短的期间内跨膜压上升至180kPa，不得不停止运转。
符号说明
1：原水储存槽
2：原水供给泵
3：原水供给线路
4：原水供给阀
5：MF/UF膜组件
6：排气阀
7：过滤水阀
8：过滤水储存槽
9：逆洗泵
10：逆洗阀
11：逆洗管道
12：排水阀
13：空气阀
14：压缩机
15：药液储存槽
16：药液供给泵
17：药液浓度传感器
18：加热装置
19：含药液水循环线路
20：含药液水循环线路切换泵
21：游离氯计
22：半透膜单元
23：高压泵

Claims (15)

1.一种膜组件的洗涤方法，所述膜组件将原水进行膜过滤得到膜过滤水、且具有微滤膜及超滤膜的至少一方，所述洗涤方法包括：在进行将含药液水供给至所述膜组件的供给侧、使药液从所述膜组件的供给侧向已过滤侧扩散的药液扩散工序之后，进行使膜过滤水从所述膜组件的已过滤侧向供给侧逆压洗涤的逆洗工序，其中，在所述药液扩散工序中，基于向所述膜组件的已过滤侧扩散的药液的浓度来控制所述药液扩散工序的实施时间。
2.如权利要求1所述的膜组件的洗涤方法，其中，在将所述含药液水供给至所述膜组件的供给侧的期间的至少一部分、所述药液扩散工序的至少一部分、或将所述含药液水供给至所述膜组件的供给侧的期间及所述药液扩散工序的各至少一部分，实施空气洗涤。
3.如权利要求1或2所述的膜组件的洗涤方法，其中，在进行所述药液扩散工序之前，将所述膜组件的供给侧的原水排出。
4.如权利要求1～3中任一项所述的膜组件的洗涤方法，其中，在进行所述逆洗工序之前，将所述膜组件的供给侧的含药液水排出。
5.如权利要求1～4中任一项所述的膜组件的洗涤方法，其中，将从所述膜组件的供给侧排出的含药液水回收并再利用。
6.如权利要求1～5中任一项所述的膜组件的洗涤方法，其中，通过将比所述膜组件的供给侧的容量更多的含药液水导入所述膜组件使其溢出，以及将溢出的含药液水再次导入所述膜组件的供给侧。
7.如权利要求1～6中任一项所述的膜组件的洗涤方法，其中，将所述含药液水加热。
8.如权利要求1～7中任一项所述的膜组件的洗涤方法，其中，所述膜组件是下述膜分离装置中的膜组件，所述膜分离装置中，将从该膜组件产生的膜过滤水的至少一部分接着用半透膜单元进行膜过滤从而分离成透过水和浓缩水。
9.如权利要求1～8中任一项所述的膜组件洗涤方法，其中，所述药液含有氧化剂或还原剂。
10.如权利要求1～9中任一项所述的膜组件的洗涤方法，其中，在所述药液扩散工序中，基于所述膜组件的已过滤侧的水的氧化还原电位值来控制所述药液扩散工序的实施时间。
11.一种造水装置，包括：膜组件，其将原水进行膜过滤得到膜过滤水、且具有微滤膜及超滤膜的至少一方；逆压洗涤单元，其将所述膜过滤水从所述膜组件的已过滤侧供给至供给侧；药液供给单元，其向被供给至所述膜组件的供给侧的水中供给药液；过滤水阀及过滤水管道，其在进行膜过滤时打开、在进行逆压洗涤时关闭，且设置在所述膜组件的已过滤侧管道上；逆洗阀及逆洗水管道，其在进行膜过滤时关闭、在进行逆压洗涤时打开，且设置在所述膜组件的已过滤侧；药液浓度测定单元，其设置在比所述过滤水阀及所述逆洗阀更靠近所述膜组件的已过滤侧管道上，用于测定所述膜组件的已过滤侧的药液浓度；和药液扩散工序实施时间控制单元，其基于所述药液浓度的测定结果来控制药液扩散工序的实施时间。
12.如权利要求11所述的造水装置，其中，所述造水装置还包括向所述膜组件的供给侧供给气体的空气供给单元。
13.如权利要求11或12所述的造水装置，其中，所述造水装置还包括含药液水加热单元，所述含药液水加热单元对利用所述药液供给单元供给了药液的供给至所述膜组件的供给侧的水进行加热。
14.如权利要求11～13中任一项所述的造水装置，其中，所述造水装置还在所述膜组件的供给侧包括含药液水循环线路。
15.如权利要求11～14中任一项所述的造水装置，其中，所述造水装置还包括对通过所述膜组件得到的膜过滤水的至少一部分进行处理的半透膜单元。
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