CN113165912A - 含油排水的过滤装置及过滤方法、以及过滤膜装置的再生方法及再生装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种紧凑且不易附着含油固体物质的含油排水的过滤装置及过滤方法。含油排水的过滤装置(1)具有：膜浸渍槽(2)，导入有含油排水；过滤膜装置(3)，浸渍于导入到膜浸渍槽(2)的含油排水中，对含油排水进行过滤；和搅拌机(8)，设置于膜浸渍槽(2)，对贮存于膜浸渍槽(2)的含油排水进行搅拌。含油排水的过滤方法具有：向收容有过滤膜装置(3)的膜浸渍槽(2)导入含油排水，利用含油排水浸渍过滤膜装置(3)；在利用设置于膜浸渍槽(2)的搅拌机(8)对导入到膜浸渍槽(2)的含油排水进行搅拌的同时，利用过滤膜装置(3)对含油排水进行过滤。

Description

含油排水的过滤装置及过滤方法、以及过滤膜装置的再生方 法及再生装置

技术领域

本申请基于2018年12月7日申请的日本申请的日本特愿2018-229800和日本特愿2018-229801并主张基于上述申请的优先权。这些申请通过参照将其整体援引到本申请中。

本发明涉及含油排水的过滤装置及过滤方法、以及过滤膜装置的再生方法及再生装置，特别是涉及膜浸渍型的过滤装置的结构。

背景技术

已知对含油排水进行过滤而减量化的技术。作为含油排水的一例，可举出从船舶的废气洗涤器排出的洗涤器排水。废气洗涤器是将搭载于船舶的柴油发动机的废气中所含的硫氧化物(SOx)除去的装置。废气洗涤器存在几个种类，作为其中之一，已知水清洗式。在水清洗式的废气洗涤器中，向柴油发动机的废气喷雾清洗水，使经喷雾的清洗水与废气进行气液接触，吸收并除去SOx。洗涤器排水除了SOx之外，还包含废气中包含的煤尘等微细粒状体、油分、芳香族烃等。洗涤器排水例如能够通过过滤膜进行净化。

含油排水有时为高粘度，若利用过滤膜进行过滤，则有时在膜面上附着由油分和悬浮物质构成的含油固体物质(也称为滤饼)。含油固体物质逐渐被压密而发生膜堵塞，因此期望抑制含油固体物质向膜面的附着。以往，含油排水的过滤有时也使用组件型的过滤膜，但膜组件内部以及膜组件与容器之间的空间容易被含油固体物质堵塞，有时无法进行稳定的运转。因此，有时使用将过滤膜浸渍在浸渍槽中的膜浸渍型的过滤装置进行含油排水的过滤。在日本特开2013-52364号公报中，公开了在浸渍有中空纤维膜组件的浸渍槽的上游设置使含油排水的油分浮起分离的分离层的方法。

发明内容

日本特开2013-52364号公报中记载的方法使用浸渍槽，因此与组件型的过滤膜相比，含油固体物质附着的可能性少。但是，在使用高粘度的含油排水的情况下，依然难以抑制含油固体物质向浸渍槽的壁面、过滤膜的膜面的附着。另外，由于与浸渍槽分开地设置分离槽，因此从设置面积、成本的观点出发，还有改善的余地。

本发明的目的在于提供一种紧凑且不易附着含油固体物质的含油排水的过滤装置及过滤方法。

本发明的含油排水的过滤装置具有：膜浸渍槽，其导入有含油排水；过滤膜装置，其浸渍在导入到膜浸渍槽的含油排水中，对含油排水进行过滤；以及搅拌机，其设置在膜浸渍槽中，对贮存在膜浸渍槽中的含油排水进行搅拌。

本发明的含油排水的过滤方法包括：向收容有过滤膜装置的膜浸渍槽导入含油排水，利用含油排水浸渍过滤膜装置；在利用设置于膜浸渍槽的搅拌机对导入到膜浸渍槽的含油排水进行搅拌的同时，利用过滤膜装置对含油排水进行过滤。

根据本发明，由于通过设置于膜浸渍槽的搅拌机对导入到膜浸渍槽的含油排水进行搅拌，因此能够提供一种紧凑且不易附着含油固体物质的含油排水的过滤装置及过滤方法。

上述以及其他的本申请的目的、特征、以及优点通过参照例示本申请的附图的以下所述的详细说明而变得清楚。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的过滤装置的概略结构图。

图2是图1所示的过滤装置的膜浸渍槽的俯视图。

图3A是过滤膜组件的侧视图。

图3B是过滤膜组件的截面图。

图4A是本发明的第二实施方式的过滤装置的膜浸渍槽的俯视图。

图4B是图4A的局部放大图。

图5是本发明的第三实施方式的过滤装置的概略结构图。

图6是表示陶瓷膜的概略结构的立体图。

图7是本发明的第四实施方式的过滤装置的概略结构图。

图8是本发明的第四实施方式的过滤装置的变形例的概略结构图。

图9是本发明的第五实施方式的过滤装置的概略结构图。

图10是表示反洗前后的吸引压力的变化的示意图。

图11是本发明的第六实施方式的过滤装置的概略结构图。

图12是本发明的第七实施方式的过滤装置的概略结构图。

图13是表示实施例中的通水天数与吸引压力的关系的图表。

符号说明

1 过滤装置

2 膜浸渍槽

3 过滤膜装置

3A 过滤膜组件

3B 子组件

3C 中空纤维膜过滤器

3D 陶瓷膜

4 含油排水供给单元

5 吸引单元

5A 吸引管线

5B 吸引泵

6 过滤水罐(过滤水贮存单元)

8 搅拌单元(搅拌机)

8A 旋转轴

8B 搅拌叶片

11 反洗管线

12 反洗泵

13 排液管线

14 废液贮存槽

15 排液泵

16 循环管线

17 药剂供给单元

17A 药剂贮存罐

17B 药剂供给管线

18 再生装置

19 第一清水供给管线

20 喷吹装置

21 清水罐

22 第二清水供给管线

31 上部容器

32 下部容器

34 起重机

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的几个实施方式进行说明。本发明适用于过滤含油排水的过滤装置。作为含油排水，除了从船舶的废气洗涤器(未图示)排出的洗涤器排水之外，还可举出包含从食品工厂排出的油渣的废液等，本发明能够广泛地应用于含有油分的液体。洗涤器排水除了油分之外还包含悬浮物质(SS)。

(第一实施方式)

图1表示本发明的第一实施方式的过滤装置1的概略结构图。含油排水的过滤装置1具有：导入有含油排水的膜浸渍槽2；收容在膜浸渍槽2中的过滤膜装置3；向膜浸渍槽2供给含油排水的含油排水供给单元4；对含油排水的过滤水进行吸引的吸引单元5；以及对吸引后的过滤水进行储存的过滤水罐(过滤水储存单元)6。

膜浸渍槽2具有大致圆筒形状、即在与含油排水的液面平行的平面P上具有圆形形状。膜浸渍槽2具有比过滤膜装置3的设置空间足够大的容积，防止膜浸渍槽2与过滤膜装置3之间的空间被含油固体物质堵塞。另外，为了抑制含油固体物质的附着，优选膜浸渍槽2由不锈钢等材料形成，和/或在内表面施加聚乙烯衬里。膜浸渍槽2也优选由PE(聚乙烯)、PVC(聚氯乙烯)、PTFE(聚四氟乙烯)或陶瓷形成。为了使水流复杂化，也可以在膜浸渍槽2的侧面设置凹凸、肋、挡板(baffle)等。

过滤膜装置3浸渍在导入到膜浸渍槽2的含油排水中，对含油排水进行过滤。过滤膜装置3具有多个中空纤维膜过滤器3C，多个中空纤维膜过滤器3C设置在共用的上部支承部7A与下部支承部7B之间。中空纤维膜过滤器3C未被壳体等覆盖，而成为相对于膜浸渍槽2的含油排水露出的状态。从中空纤维膜过滤器3C的外侧与中空纤维膜过滤器3C的侧壁接触的含油排水在中空纤维膜过滤器3C的侧壁被过滤，油分等残留在侧壁的外侧。油分、SS(以下称为油分等)被除去或减少的过滤水浸入中空纤维膜过滤器3C的内侧空间。在以下的说明中，将中空纤维膜过滤器3C的外侧空间称为一次侧空间9，将中空纤维膜过滤器3C的内侧空间称为二次侧空间10。作为中空纤维膜过滤器3C的材料，只要是亲水性高的材料就没有限定，例如可举出PTFE(聚四氟乙烯)、PES(聚醚砜)、PAN(聚丙烯腈)等。图1是示意图，仅图示了2个中空纤维膜过滤器3C。

含油排水供给单元4具有向膜浸渍槽2供给含油排水的含油排水供给管线4A。含油排水供给单元4具有能够用含油排水浸渍过滤膜装置3的含油排水的供给能力。

在膜浸渍槽2的内部设置有对贮存在膜浸渍槽2中的含油排水进行搅拌的搅拌单元8。搅拌单元8是具有旋转轴8A和固定于旋转轴8A的多个搅拌叶片8B的搅拌机8。旋转轴8A在上下方向、即与膜浸渍槽2的液面垂直的方向上延伸。搅拌机8的旋转轴8A的中心与膜浸渍槽2的中心轴2A(参照图2)同心。旋转轴8A由马达8C旋转驱动，搅拌叶片8B搅拌膜浸渍槽2内部的含油排水。由此，能够防止油分等的沉降、上浮，提高过滤效率。另外，能够防止含油固体物质向过滤膜装置3的膜面以及膜浸渍槽2的侧面的附着。从防止含油固体物质附着的观点出发，搅拌机8的转速优选G值为30～3000，进一步从经济性的观点出发，更优选为100～2000。G值是指搅拌时的能量的指标，由下式表示。

G＝(P/(V×μ))^0.5

P：搅拌能量(W)

V：搅拌槽(膜浸渍槽2)的容积(m³)

μ：所搅拌的液体的粘性系数(kg/(m·s))

图2表示膜浸渍槽2的俯视图，即与含油排水的液面平行的截面。图3A是表示过滤膜组件3A的侧视图，图3B表示沿着图3A的A-A线的过滤膜组件3A的截面图，即与含油排水的液面平行的截面。过滤膜装置3具有分别具备多个中空纤维膜过滤器3C的多个过滤膜组件3A。各过滤膜组件3A与吸引管线5A连接(仅图示一部分)。多个过滤膜组件3A在与含油排水的液面平行的平面P上具备具有长轴3L的细长形状。多个过滤膜组件3A从搅拌机8的旋转轴8A的中心8D呈放射状延伸。即，各过滤膜组件3A的长轴3L的延长线3E通过搅拌机8的旋转轴8A的中心8D。多个过滤膜组件3A的长轴3L以与搅拌机8的旋转轴8A的中心8D同心的同心圆C1上的周向的相互不同的位置为起点，向远离同心圆C1的方向延伸。在本实施方式中，8个过滤膜组件3A以45°间隔旋转对称地排列。但是，过滤膜组件3A的数量可以不是8个，也可以不以相同间隔排列。另外，所有的过滤膜组件3A也可以以一个同心圆C1为起点向径向外侧延伸，但以相互不同的同心圆C1为起点。即，各过滤膜组件3A距旋转轴8A的中心8D的距离也可以互不相同。

如图3B所示，各过滤膜组件3A沿着长轴3L相互隔开间隔G而被分割为多个子组件3B。各子组件3B由将多个中空纤维膜过滤器3C捆扎而成的束构成。有时在各子组件3B内，多个中空纤维膜过滤器3C密集配置，中空纤维膜过滤器3C彼此的间隔不是恒定的，也存在中空纤维膜过滤器3C彼此接触的情况。因此，难以严格地控制各子组件3B内部的流路形状。另一方面，子组件3B间的间隔G能够调整，因此含油排水能够可靠地通过子组件3B之间的间隙，能够抑制含油固体物质向子组件3B的附着。子组件3B的数量、长度方向的长度以及间隔G没有特别限定，可以适当地设定，间隔G优选为子组件3B的宽度W以上。为了增加子组件3B之间的间隙的流动，优选搅拌叶片8B和过滤膜组件3A不存在于同一截面。由于在膜浸渍槽2内的含油排水的流速大时，含油固体物质难以附着，所以也可以延长子组件3B的长度，或者使间隔G变窄。也可以将各子组件3B分散配置在膜浸渍槽2内，来代替用多个子组件3B构成一个过滤膜组件3A。但是，若考虑过滤膜装置3的膜浸渍槽2内的固定夹具的构成、安装、更换等的劳力和时间，则更优选过滤膜组件3A的方式。为了防止过滤膜组件3A与搅拌机8接触，也可以在过滤膜组件3A与搅拌机8之间设置防护栏(未图示)。防护栅一般具有格子形状，但只要是不妨碍搅拌机8的水流的形状，就没有特别限定。

吸引管线5A与各中空纤维膜过滤器3C的二次侧空间10连接。在吸引管线5A上设置有用于将过滤水吸引到二次侧空间10的吸引泵5B。吸引管线5A和吸引泵5B构成过滤水的吸引单元5。若提高吸引通量(吸引所产生的过滤水的流束：每单位面积的流量)，则处理量增加，能够减少中空纤维膜过滤器3C的数量，但有时附着于膜面的含油固体物质被高粘度的油成分压密化，吸引压力急剧上升。在从废气洗涤器排出的洗涤器排水的情况下，吸引通量优选为0.1～1m/d左右。虽然省略了图示，但也可以利用水头压力来吸引过滤水。例如，通过将吸引管线5A沿上下方向配置，使过滤水向下流动，能够得到用于将过滤水吸引到二次侧空间10的驱动力。

被吸引到二次侧空间10的过滤水能够在确认满足规定的水质基准后排出到系统外。过滤水的一部分贮存在与吸引管线5A连接的过滤水罐6中，用作反洗水。在过滤水罐6连接有反洗管线11(在图1中为了与吸引管线5A进行区别，用虚线表示)。反洗管线11在中空纤维膜过滤器3C与吸引泵5B之间的位置与吸引管线5A合流。在反洗管线11上设置有用于压送反洗水的反洗泵12。在反洗时，储存于过滤水罐6的过滤水通过反洗管线11向中空纤维膜过滤器3C的二次侧空间10供给，附着于中空纤维膜过滤器3C的膜面的油分等被剥离而释放至一次侧空间9。在将过滤装置1设置于船舶的情况等存在公用工程水的情况下，也可以将该公用工程水作为反洗水使用。虽然省略图示，但也可以通过将吸引管线5A和反洗管线11重组，并利用阀对吸引管线5A和反洗管线11进行切换，从而使吸引泵5B和反洗泵12共用化。

在膜浸渍槽2的底部连接有用于排出内部的含油废液的排液管线13。排液管线13与储存来自膜浸渍槽2的含油废液的废液贮存槽14连接，在排液管线13设置有将含油废液移送至废液贮存槽14的排液泵15。进而，设置有从排液管线13的排液泵15的下游分支而与排液泵15的上游侧的膜浸渍槽2连接的循环管线16。根据含油废液的水质，也可以省略循环管线16。由于从排液管线13排出高度浓缩的含油废液，因此通过使含油废液在循环管线16中循环，能够降低排液管线13堵塞的可能性。从膜浸渍槽2向排液管线13取出含油废液可以连续地进行，也可以间歇地进行。或者也可以测定膜浸渍槽2内的含油排水的SS浓度、油浓度，在它们中的一方或双方达到一定的基准值时取出含油废液。在废液贮存槽14中设置有用于取出含油废液的排液管线17。能够从药剂贮存槽18经由药品供给管线19向排液管线13添加表面活性剂等药剂。在药品供给管线19配置有药品供给泵20。通过在含油废液中附加表面活性剂，能够进一步降低因含油废液而排液管线13堵塞的可能性。也可以省略废液贮存槽14、排液泵15、循环管线16，将从排液管线13排出的含油废液进行废弃处理。也可以省略排液管线13，利用泵(未图示)吸出贮存在膜浸渍槽2中的含油废液。

过滤装置1如下进行工作。来自废气洗涤器的含油排水通过含油排水供给管线4供给至膜浸渍槽2。通过吸引泵5B的吸引压力，含油排水从中空纤维膜过滤器3C的一次侧空间9向二次侧空间10移动，油分等被中空纤维膜过滤器3C捕捉。在此期间，通过搅拌机8将膜浸渍槽2内的含油排水在水平方向和上下方向上搅拌。通过搅拌产生的水流，剪切力作用于中空纤维膜过滤器3C的膜表面。通过该剪切力，防止含油固体物质向膜表面的附着，并且促进附着的含油固体物质的剥离。即，根据本实施方式，向收容有过滤膜装置3的膜浸渍槽2导入含油排水，利用含油排水浸渍过滤膜装置3。然后，一边利用设置于膜浸渍槽2的搅拌机8对导入到膜浸渍槽2的含油排水进行搅拌，一边利用过滤装置1对含油排水进行过滤。另外，为了进一步促进含油固体物质的剥离，也可以在马达8C的电动机上设置逆变器(未图示)来变更搅拌机8的转速，或者设置切换装置(未图示)来变更搅拌机8的旋转方向。也可以在膜浸渍槽2的底部设置空气吹出部(未图示)来进行换气操作。

优选在使吸引泵5B工作一定时间而进行过滤工序之后，停止吸引泵5B，切换未图示的阀，进行利用反洗管线11的短时间的反洗(将该反洗称为简易反洗)。通过反复进行过滤和简易反洗的组合，并且利用搅拌机8搅拌含油排水，能够在维持中空纤维膜过滤器3C的性能的同时进行过滤工序。在简易反洗时，通过利用搅拌机8搅拌膜浸渍槽2内的含油排水，也能够提高反洗的效果。

如上所述，膜浸渍槽2为圆形，搅拌机8设置于膜浸渍槽2的中心，因此不会如矩形的膜浸渍槽那样在角部滞留含油排水，能够在膜浸渍槽2的整个区域得到一定以上的流速。另外，过滤膜组件3A由于是细长的形状，因此整体作为一种挡板发挥功能。因此，水流复杂化，水流也遍及到过滤膜组件3A间的空间以及膜浸渍槽2的侧壁的附近。

(第二实施方式)

图4A表示本发明的第二实施方式的过滤装置1的膜浸渍槽2的与图2相同的俯视图，图4B表示图4A的局部放大图。在本实施方式中，多个过滤膜组件3A的长轴3L也以在与搅拌机8的旋转轴8A的中心8D同心的同心圆C1上的周向上相互不同的位置为起点，向远离同心圆C1的方向延伸。但是，各过滤膜组件3A的长轴3L的延长线3E与其他同心圆C2相切，其他同心圆C2与同心圆C1同心且直径比同心圆C1小。其结果，多个过滤膜组件3A在搅拌机8的旋转轴8A的周围以叶轮的方式配置。在本实施方式中，12个过滤膜组件3A以30°间隔旋转对称地排列。但是，过滤膜组件3A的数量也可以不是12，也可以不以相同间隔排列。另外，所有的过滤膜组件3A以一个同心圆C1为起点向径向外侧延伸，但也可以以互不相同的同心圆为起点。即，各过滤膜组件3A距旋转轴8A的中心8D的距离也可以互不相同。

优选搅拌机8的旋转轴8A在图4A、4B中顺时针旋转。更一般而言，优选搅拌机8的旋转轴8A在与各过滤膜组件3A的延长线3E与其他同心圆C2的接点C，向从各过滤膜组件3A向接点C的延长线3E的方向D1与由搅拌机8引起的流动的方向D2一致的方向旋转。由此，在各过滤膜组件3A的径向内侧区域，从与各过滤膜组件3A的径向侧面大致垂直的方向对过滤膜组件3A施加水流，能够更有效地抑制含油固体物质的附着。根据本实施方式，能够改善过滤膜组件3A的填充效率，与第一实施方式相比，能够配置更多的过滤膜组件3A。本实施方式的过滤膜组件3A具有与第一实施方式的过滤膜组件3A相同的形状及尺寸，膜浸渍槽2的大小也与第一实施方式相同，但在本实施方式中，能够将12个过滤膜组件3A收容在膜浸渍槽2中。

(第三实施方式)

图5表示本发明的第三实施方式的过滤装置1的概略结构图。本实施方式在使用陶瓷膜3D作为过滤膜装置3的过滤膜组件3A这一点上与第一实施方式不同，其他结构与第一实施方式相同。在相邻的陶瓷膜3D之间设置有能够供含油排水流通的间隙。陶瓷膜3D优选为亲水性的膜。在膜浸渍槽2中露出地收容有多个陶瓷膜3D。虽然省略了图示，但多个陶瓷膜3D以与图2、4A所示的方式同样的方式配置在膜浸渍槽2中。图6表示陶瓷膜3D的概略结构。陶瓷膜3D是陶瓷制的平膜，在内部形成有供含油排水流通的多个流路41。流路41形成陶瓷膜3D的二次侧空间10。流路41的两端在陶瓷膜3D的侧面开口，在两端连接有集水管107A、107B(参照图5)。集水管107A、107B与吸引管线5A连接。含油排水如箭头43所示那样从陶瓷膜3D的外表面通过陶瓷的无数的细孔向内部渗透。粒径大的油分等停留在陶瓷膜3D的外表面，粒径小的油分等被陶瓷的细孔捕捉。在流路41中收集充分除去了油分等的过滤水，过滤水如箭头44所示那样从流路41排出。虽然省略了图示，但也可以与第一实施方式同样地，将陶瓷膜3D沿着长轴3L相互隔开间隔地分割为多个子组件。

(第四实施方式)

图7表示本发明的第四实施方式的过滤装置1的概略结构图。过滤装置1被分割收容于上部容器(container)31和下部容器32。具体而言，在上部容器31中收容有膜浸渍槽2和过滤水罐6，在下部容器32中收容有废液贮存槽14。在本实施方式中，在废液贮存槽14的内部设置有用于搅拌含油废液的2台搅拌机33。与第一实施方式同样地，也可以设置排液管线13、排液泵15和循环管线16。另外，也可以与第一实施方式同样地设置药品贮存槽17、药品供给管线18和药品供给泵19。下部容器32配置在上部容器31的下方，优选配置在正下方，排液管线13在上部容器31与下部容器32之间延伸。也可以将下部容器32配置在远离上部容器31的位置，在该情况下，也可以在排液管线13上设置移送泵(未图示)。

例如，在将过滤装置1设置于集装箱船的情况下，优选上部容器31和下部容器32为与搭载于集装箱船的一般的集装箱相同的大小和形状。由此，有可能缓和上部容器31和下部容器32的设置场所的制约。过滤装置1预先在工厂中分割设置于上部容器31和下部容器32，由车辆、货物列车等运输。上部容器31和下部容器32在船上合体，通过排液管线13连接。在运输上部容器31和下部容器32时，能够使用容器搬运用的一般的卡车、拖车、货车等，在安装时能够使用船舶、港口设备所具备的容器搭载用的起重机，因此，对于运输、安装，不需要特殊的设备、装置。另外，由于预先在工厂预制装配化，因此缩短了向船舶安装的安装工序。

图8表示第四实施方式的变形例的过滤装置1的概略结构图。图8仅示出了上部容器31，但下部容器32能够与第四实施方式相同。在本变形例中，在上部容器31的上部空间设置有用于过滤膜装置3在膜浸渍槽2中的设置以及过滤膜装置3从膜浸渍槽2的取出的起重机34。作为起重机34，优选使用能够在设置于上部容器31的顶板的单轨道35上行驶的链滑车或起重机，但也可以使用其他的起重机。在将过滤装置1设置于船舶的情况下，为了在航行中或停泊中进行过滤膜装置3的更换或维护，有时需要从膜浸渍槽2中取出及安装过滤膜装置3。过滤膜装置3由于难以用人力进行处理，因此需要某些起重设备，但有时难以在船舶内使用这样的设备。在本实施方式中，由于在上部容器31的内部设置有起重机34，因此能够改善维护性，并且缓和设置场所的制约(例如，配置于船舶的升降设备的附近的必要性)。

(第五实施方式)

图9表示本发明的第五实施方式的过滤装置1的概略结构图。第五实施方式的过滤装置1具有与第一实施方式的过滤装置1大致相同的结构。图9中仅示出一个过滤膜组件3A。在与中空纤维膜过滤器3A的二次侧空间10连接的吸引管线5A上设置有对吸引管线5A的压力、即吸引压力进行测定的压力计23。能够根据压力计23的测定值和膜浸渍槽2的液位，计算在中空纤维膜过滤器3C产生的差压(一次侧空间9与二次侧空间10的压力差)。

过滤装置1具有药剂贮存箱17A和将药剂贮存箱17A与反洗管线11连接的药剂供给管线17B。药剂贮存箱17A和药剂供给管线17B构成药剂供给单元17。另外，药剂供给单元17、膜浸渍槽2和反洗管线11构成过滤膜装置3的再生装置18。过滤膜3的再生装置18对浸渍于含油排水中并过滤含油排水的中空纤维膜过滤器3C进行再生。药剂含有表面活性剂，优选还含有氢氧化钠。

本实施方式的过滤装置1与第一实施方式的过滤装置1同样地工作。但是，由于简易反洗的效果有限，因此在中空纤维膜过滤器3C的面向一次侧空间9的膜面上，油分等随着时间而以饼状附着。因此，以往在进行给定时间的以过滤和简易反洗为组合的运转后，不利用流水或药剂进行清洗或者再生，去除附着于膜面的含油固体物质，利用再生后的中空纤维膜过滤器再次进行含油排水的过滤。在图10中，示意性地示出利用以往的方法对中空纤维膜过滤器进行再生前后的吸引压力的变化。在此，使用新的中空纤维膜过滤器进行过滤，并且随着时间，含油固体物质附着于中空纤维膜过滤器的膜面，吸引压力上升(过滤工序A)。当吸引压力达到一定的水平时进行再生(图10的B)。由此，附着于中空纤维膜过滤器的膜面的含油固体物质被除去，吸引压力恢复。之后，当进行过滤时，吸引压力再次上升(过滤工序C)。但是，吸引压力与上次的过滤工序相比急剧增加。即，如图10所示，吸引压力以比上次的过滤工序(过滤工序A)的增加率(用虚线表示)大的增加率增加。

与此相对，在本实施方式中，对含油排水进行过滤而得到的中空纤维膜过滤器3C在反洗时用含有表面活性剂的药剂进行再生。表面活性剂有离子性表面活性剂和非离子性表面活性剂，离子性表面活性剂被分类为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂。作为本发明中的表面活性剂，可以使用任意种类的表面活性剂，从与排水中含有的悬浮物质、油分的亲和性的观点出发，优选非离子性表面活性剂或阴离子表面活性剂。作为非离子性表面活性剂，优选以聚氧化烯烷基醚为主成分的物质(例如，CEDRANE(三洋化成工业株式会社制)等)、以聚氧乙烯脂肪酸二酯或聚氧乙烯脂肪酸单酯为主成分的物质(例如IONET(三洋化成工业株式会社制)等)。作为阴离子表面活性剂，优选以十二烷基二甲基氧化胺、十二烷基硫酸钠为主要成分的表面活性剂(例如，MCL-20(住友电气工业株式会社制)等)。另外，还优选含有非离子性表面活性剂和阴离子表面活性剂的物质(例如，粉皂(monota RO公司制造)等)。

药剂从药剂供给管线17B添加到反洗水中。如图10所示，吸引压力下降(恢复)到与现有例相同的程度，在刚再生之后(图10的B)，在本实施方式和现有例中，吸引压力没有显著的差异。但是，在本实施方式中，之后的过滤工序中的吸引压力的增加比现有例缓和，并且吸引压力的增加率比上次的过滤工序(过滤工序A)的增加率(虚线)小。

其理由可认为如下。在本实施方式中，在现有例中，含油固体物质也不会被药剂完全除去(中空纤维膜过滤器3C的膜面不返回到新品状态)。因此，在现有例中，新的油分等容易附着于稍微附着的(残留的)油分等，与新品状态相比，油分等的附着速度变快。其结果，吸引压力急剧增加。与此相对，在本实施方式中，稍微附着的(残留的)油分等被表面活性剂覆盖，作为亲水基团的-OH基等形成于表面，因此难以产生新的油分等的附着。换言之，附着于中空纤维膜过滤器3C的膜面的油分等的表面因表面活性剂而受到一种改性，新的油分等难以附着。

进行反洗的时机(进行利用药剂的再生的时机)没有特别限定，但反洗优选在油分等向中空纤维膜过滤器3C的膜面的附着量较小时实施。反洗的时机例如能够设为在由压力计23测定出的二次侧空间10的压力低于给定值时(一次侧空间9与二次侧空间10的差压超过给定值时)、或者吸引管线5A的流量低于给定值时。或者，也可以利用照相机对附着于中空纤维膜过滤器3C的膜面的含油固体物质的膜厚进行拍摄并测定。如果是一般的使用环境，则由药剂进行的再生只要是几小时～数日一次的频率即可。

而且，也可以在反洗时利用搅拌单元8搅拌中空纤维膜过滤器3C的周围的含油排水(过滤膜装置3的周围的包含药剂的液体的一例)。通过搅拌效果，能促进含油固体物质从膜面的剥离。另外，也可以在反洗之前将膜浸渍槽2的含油排水从排液管线13排出。

以往，如日本特开平4-190808号公报所公开的那样，为了确保含油排水的流路，有时进行凝聚过滤、硅藻土过滤。在这些方法中，由于在过滤膜的膜面上附着有粒径大的凝聚物或硅土，因此容易确保含油排水的流路。但是，由于凝聚过滤或硅藻土过滤需要定期地补充凝聚剂、硅藻土，因此难以降低运行成本和废弃物量。本实施方式能够提供一种经济且废弃物量少的过滤膜装置3的再生方法。

如上所述，在本实施方式中，使用中空纤维膜过滤器3C作为过滤膜装置3。即使在使用陶瓷膜3B的情况下，通过用含有表面活性剂的药剂进行反洗再生，也能得到同样的效果。

图11表示本发明的第六实施方式的过滤装置1的概略结构图。在本实施方式中，药剂被注入含油排水供给管线4A。在过滤膜装置3的再生时，一边从含油排水供给管线4A供给添加有药剂的含油排水，一边对过滤膜装置3进行反洗。换言之，一边从含油排水供给管线4A向浸渍有过滤膜装置3的含油排水中加入新的含油排水，一边对过滤膜装置3进行反洗，药剂添加到新的含油排水中。此时，也可以利用搅拌叶片14对过滤膜装置3的周围的含油排水(过滤膜装置3的周围的包含药剂的液体的一例)进行搅拌。根据本实施方式，通过反洗而使堆积在膜表面的油分等的一部分剥离，在残留于膜表面的油分等上附着表面活性剂。由此，难以引起新的油分等的堆积，因此过滤压力的上升变得缓慢。但是，由于通过反洗而剥离的油分等是一部分，因此，优选去除浸渍槽内的水而使膜露出，通过喷吹清洗等使油分等落下后与表面活性剂接触。过滤膜装置3可以是中空纤维膜过滤器3C，也可以是陶瓷膜3D。

作为第六实施方式的变形例，也可以首先将浸渍过滤膜装置3的含油排水通过排液管线13排出，随后将添加有药剂的含油排水从含油排水供给管线4A供给至膜浸渍槽2。过滤膜装置3用添加有药剂的含油排水进行再浸渍。此时，也可以利用搅拌单元8对过滤膜装置3的周围的含油排水(过滤膜装置3的周围的包含药剂的液体的一例)进行搅拌。本变形例能够使用与第六实施方式的过滤装置1相同结构的过滤装置1来实施。本变形例也起到与第六实施方式相同的效果。

图12表示本发明的第七实施方式的过滤装置1的概略结构图。在本实施方式中，第一清水供给管线19与膜浸渍槽2连接。药剂供给管线17B与第一清水供给管线19合流，从第一清水供给管线19供给添加有药剂的清水。另外，在膜浸渍槽2的上部设置有清水的喷吹装置20。喷吹装置20经由第二清水供给管线22与清水罐21连接。喷吹装置20只要能够向过滤膜装置3喷吹清水，则没有特别限定，能够使用具备多个喷嘴的散水单元等。在本实施方式中，首先，在储存有含油排水的膜浸渍槽2中，经由第二清水供给管线22利用喷吹装置20向过滤膜装置3喷吹储存于清水罐21的清水。由此，能够预先使过滤膜装置3露出。为了使含油固体物质向下掉落，优选清水从过滤膜3的上方往下方喷吹。由此，附着于膜表面的含油固体物质的一部分被剥离。接着，通过排液管线13将膜浸渍槽2的含油排水排出。然后，将添加有药剂的清水从第一清水供给管线19供给到膜浸渍槽2，再浸渍过滤膜装置3。此时，也可以通过搅拌单元8搅拌过滤膜装置3的周围的添加有药剂的清水(过滤膜装置3的周围的含有药剂的液体的一例)。喷吹装置20也能够省略。在该情况下，在通过排液管线13将膜浸渍槽2的含油排水排出后，将添加有药剂的清水从第一清水供给管线19供给到膜浸渍槽2，再浸渍过滤膜装置3。过滤膜装置3可以是中空纤维膜过滤器3C，也可以是陶瓷膜3D。

(实施例)

使用图9所示的过滤装置1，进行第一过滤工序、中空纤维膜过滤器3C的再生工序和第二过滤工序，测定吸引压力的变化。具体而言，使用含有炭黑的液体作为含油排水，在第一过滤工序中吸引压力上升到给定值后，在含有药剂的再生液中浸渍中空纤维膜过滤器3C约3小时，然后进行第二过滤工序。在第一和第二过滤工序中，反复实施约30分钟的过滤和约1分钟的反洗的组合。在实施例1中，使用含有表面活性剂(以十二烷基二甲基氧化胺为主要成分)和1％浓度的氢氧化钠的再生液，在实施例2中，使用仅含有表面活性剂(以十二烷基二甲醇作为主成分)的再生液。再生液使用在水中溶解有药剂的溶液。比较例不进行利用药剂的再生，仅进行流水清洗。图13表示从第二过滤工序的开始时刻起的通水时间(单位：日)与吸引压力的关系。在比较例中，随着通水天数的经过，吸引压力逐渐增加。在实施例1、2中，吸引压力逐渐增加，但增加率小于比较例。特别是在实施例1中，吸引压力的增加率最小。可认为实施例1由于使用含有氢氧化钠的药剂，因此通过氢氧化钠的水解而促进油分等的分解。但是，如实施例2所示，即使在不使用氢氧化钠的情况下，与比较例相比，也能够抑制吸引压力的增加，能够得到本发明的效果。

以上，通过实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不限定于这些。例如，本实施方式以过滤含油排水的过滤装置及过滤含油排水的过滤膜的再生方法为对象，但本发明也可以用于过滤含有除油分以外的高粘性物质的液体的过滤装置及过滤含有除油分以外的高粘性物质的液体的过滤膜的再生方法。如果粘性高的物质附着于过滤膜的膜面，则与本实施方式同样地，产生由附着的物质引起的膜堵塞或吸引压力的增加。

另外，在本实施方式中，使用搅拌机8作为搅拌单元8，但只要能够搅拌导入到膜浸渍槽2的含油排水，则搅拌单元8并不限定于搅拌机8。例如，能够通过设置于膜浸渍槽2的外部的循环管线和设置于循环管线上的循环泵来搅拌含油排水。或者，也可以在膜浸渍槽2的内部设置循环泵。或者，也可以在膜浸渍槽2的底部设置散气喷嘴，利用鼓风机等向散气喷嘴供给空气，对含油排水进行空气搅拌。或者，能够利用设置在膜浸渍槽2的侧面的搅拌机对含油排水进行搅拌。搅拌单元8可以由这些单元单独或组合而构成，或者由这些单元与搅拌机8的组合构成。

另外，在本实施方式中，膜浸渍槽2的截面形状为圆形，只要膜浸渍槽2的整个区域能够被搅拌单元8良好地搅拌，则也可以是圆形以外的形状，例如椭圆形等。搅拌机8可以稍微偏心地配置来代替配置于膜浸渍槽2的中央，也可以设置2个以上的搅拌机8。

另外，在本实施方式中，使用膜浸渍槽2进行过滤膜的再生，但过滤膜的再生也可以在专用的再生槽中进行。即，在进行过滤膜的再生时，可以将过滤膜从膜浸渍槽2取出，浸渍于还包含表面活性剂、更优选浸渍于还包含氢氧化钠的再生液中，使再生后的过滤膜返回膜浸渍槽2。在要求过滤膜装置的连续运转的情况下，也可以并列设置多个过滤膜装置。通过将需要再生的系统隔离，能够同时进行过滤膜装置的运转和隔离的过滤膜装置的再生。

第五～第七实施方式的过滤装置1与第一～第四实施方式的过滤装置1同样地具备搅拌单元8，但在没有搅拌单元8的过滤装置中也能够执行第五～第七实施方式的发明。

虽然详细地示出并说明了本发明的几个优选的实施方式，但应当理解的是，能够在不脱离所附的权利要求的主旨或范围的情况下进行各种变更及修正。

Claims (18)

1.一种含油排水的过滤装置，其具有：

膜浸渍槽，其导入含油排水；

过滤膜装置，其浸渍于导入到所述膜浸渍槽的含油排水中，对所述含油排水进行过滤；以及

搅拌机，其设置于所述膜浸渍槽，对导入到所述膜浸渍槽的所述含油排水进行搅拌。

2.根据权利要求1所述的过滤装置，其中，

所述搅拌机具有旋转轴和固定于所述旋转轴的搅拌叶片，所述过滤膜装置具有分别具备多个过滤膜的多个过滤膜组件，各过滤膜组件在与所述含油排水的液面平行的平面上，具有以所述搅拌机的所述旋转轴的同心圆上的相互不同的位置为起点并向远离所述同心圆的方向延伸的长轴。

3.根据权利要求2所述的过滤装置，其中，

各过滤膜组件的所述长轴的延长线通过所述搅拌机的所述旋转轴的中心。

4.根据权利要求2所述的过滤装置，其中，

各过滤膜组件的所述长轴的延长线与其他同心圆相切，所述其他同心圆与所述同心圆同心且直径比所述同心圆的直径小。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的过滤装置，其中，

各过滤膜组件沿着所述长轴相互隔开间隔地分割为多个子组件。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的过滤装置，其中，

所述过滤装置具有：

排液管线，其与所述膜浸渍槽的底部连接；

废液贮存槽，其与所述排液管线连接，用于贮存来自所述膜浸渍槽的废液；

排液泵，其设置于所述排液管线，将所述废液移送至所述废液贮存槽；以及

所述废液的循环管线，其从所述排液管线的所述排液泵的下游分支并与所述膜浸渍槽连接。

7.根据权利要求6所述的过滤装置，其中，

所述过滤装置具有：

上部容器，其收容有所述膜浸渍槽；以及

下部容器，其收容有所述废液贮存槽，并配置于所述上部容器的下方，

所述排液管线在所述上部容器与所述下部容器之间延伸。

8.根据权利要求7所述的过滤装置，其中，

所述过滤装置在所述上部容器的上部具备起重机，所述起重机用于进行所述过滤膜装置向所述膜浸渍槽的设置以及所述过滤膜装置从所述膜浸渍槽的取出。

9.一种含油排水的过滤方法，其包括：

向收容有过滤膜装置的膜浸渍槽导入含油排水，用所述含油排水浸渍所述过滤膜装置；

一边由设置于所述膜浸渍槽的搅拌机对导入到所述膜浸渍槽的所述含油排水进行搅拌，一边由所述过滤膜装置对所述含油排水进行过滤。

10.一种过滤膜装置的再生方法，是权利要求1～8中任一项所述的过滤装置中的过滤膜装置的再生方法，其包括：

用含有表面活性剂的药剂将过滤了所述含油排水的所述过滤膜装置进行再生。

11.根据权利要求10所述的过滤膜装置的再生方法，其中，

所述药剂含有氢氧化钠。

12.根据权利要求10或11所述的过滤膜装置的再生方法，其中，

所述过滤膜装置的再生方法包括对所述过滤膜装置进行反洗，

所述药剂被添加到反洗水中。

13.根据权利要求10或11所述的过滤膜装置的再生方法，其中，

所述过滤膜装置的再生方法包括在向浸渍所述过滤膜装置的所述含油排水中加入新的含油排水的同时对所述过滤膜装置进行反洗，

所述药剂被添加到所述新的含油排水中。

14.根据权利要求10或11所述的过滤膜装置的再生方法，其中，

将浸渍所述过滤膜装置的所述含油排水排出，之后用添加有所述药剂的含油排水再次浸渍所述过滤膜装置。

15.根据权利要求10或11所述的过滤膜装置的再生方法，其中，

将浸渍所述过滤膜装置的所述含油排水排出，之后用添加有所述药剂的清水再次浸渍所述过滤膜装置。

16.根据权利要求12～15中任一项所述的过滤膜装置的再生方法，其中，对所述过滤膜装置的周围的包含所述药剂的液体进行搅拌。

17.一种含油排水的过滤方法，其包括：

用含油排水浸渍过滤膜装置，用所述过滤膜装置对浸渍所述过滤膜装置的所述含油排水进行过滤；

通过权利要求10～16中任一项所述的过滤膜装置的再生方法，对过滤了所述含油排水的所述过滤膜装置进行再生；

用再生后的所述过滤膜装置再次过滤含油排水。

18.一种过滤膜装置的再生装置，是权利要求1～8中任一项所述的过滤装置中的过滤膜装置的再生装置，其具有：

膜浸渍槽，其收容所述过滤膜装置；以及

供给单元，其将使所述过滤膜装置再生的药剂供给至所述膜浸渍槽，

所述药剂含有表面活性剂。

Images