JP2000288543A - 膜分離装置および同装置におけるろ過膜の防汚方法 - Google Patents

膜分離装置および同装置におけるろ過膜の防汚方法

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JP2000288543A
JP2000288543A JP11103510A JP10351099A JP2000288543A JP 2000288543 A JP2000288543 A JP 2000288543A JP 11103510 A JP11103510 A JP 11103510A JP 10351099 A JP10351099 A JP 10351099A JP 2000288543 A JP2000288543 A JP 2000288543A
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JP
Japan
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filtration membrane
suction
membrane module
filtration
pipe
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JP11103510A
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Koichi Iwasaki
公一 岩崎
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Hitachi Zosen Corp
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Hitachi Zosen Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 吸引ろ過を間欠的に行う膜分離装置におい
て、ろ過膜表面の汚れをより効率的、経済的に防止でき
るようにする。 【解決手段】 原水が入れられる処理槽1 と、処理槽1
内の原水に浸漬されるろ過膜モジュール2 と、吸引管3
を介してろ過膜モジュール2 に接続された吸引ポンプ4
とを備え、吸引ポンプ4 による吸引が間欠的に行われる
膜分離装置において、吸引停止中にろ過膜モジュール2
内にかかる圧力が大気圧以上となるように調整する。具
体的には、例えば、吸引停止中に、ろ過膜モジュール2
と吸引ポンプ4 との間の吸引管3 の一部を開放すること
により、ろ過膜モジュール2 内に大気圧がかかるように
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、下水、産業排水、
生活排水、河川水等の有機性排水および無機性排水から
なる原水を処理槽に入れて、処理槽内の原水に浸漬した
ろ過膜モジュールの内部を間欠的に吸引することにより
膜透過水(処理水)を得る膜分離装置において、ろ過膜
モジュールのろ過膜表面に汚れが付着するのを防止し、
また、付着した汚れが落ち易いようにするろ過膜の防汚
方法、および同方法を適用した膜分離装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】膜分離装置によって原水の吸引ろ過を行
う場合、吸引を連続的に行っていると、原水に含まれる
汚泥等の固形物がろ過膜表面に徐々に堆積して、ろ過抵
抗が増大し、膜透過水量が低下してしまう。そのため、
膜透過水量が低下してくると、吸引を中止し、ろ過膜モ
ジュールを膜洗浄槽に移動させて、ろ過膜の洗浄を行う
必要があったが、このような操作は非常に手間がかか
り、工程管理上の負担が大きかった。
【0003】そこで、このような負担を軽減する手段と
して、吸引を間欠的に行う方法が提案されている(例え
ば、『用水と排水』VOL.29,No.10,P921-928(1987) 参
照。)。この方法によれば、吸引停止中にろ過膜表面が
水流等で洗浄されるため、長期間にわたって高い膜透過
水量を維持することが可能となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に吸引を間欠的に行う場合、吸引停止時におけるろ過膜
モジュール内の圧力は、吸引中に引き続いて負圧になっ
ており、ろ過膜表面(原水側)に堆積した汚泥等の固形
物は、ろ過膜表面に吸い付けられた状態で水流等による
洗浄を受けることになるため、十分な洗浄効果が得られ
なかった。
【0005】なお、上記の通り、吸引停止中にろ過膜モ
ジュール内が負圧に維持され、それが吸引圧力として作
用することにより、ろ過膜モジュール内に膜透過水が僅
かずつではあるが供給される。したがって、吸引停止状
態を維持すれば、いずれは、ろ過膜モジュール内の負圧
が開放され、ろ過膜表面に堆積している汚泥等の固形物
がろ過膜表面に吸い付けられないようになる。しかし、
それには、吸引停止時間を相当長くする必要があって、
その間は原水のろ過処理ができないため、処理能力の低
下を招くことになり、実用的でない。
【0006】本発明の課題は、吸引ろ過を間欠的に行う
膜分離装置において、ろ過膜表面の汚れをより効率的、
経済的に防止できるようにすることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段および発明の効果】本発明
による膜分離装置におけるろ過膜の防汚方法は、原水が
入れられる処理槽と、処理槽内の原水に浸漬されるろ過
膜モジュールと、配管を介してろ過膜モジュールに接続
された吸引手段とを備えてなり、吸引手段による吸引が
間欠的に行われるようになされている膜分離装置におい
て、吸引停止中にろ過膜モジュール内にかかる圧力が大
気圧以上となるように調整することを特徴とするもので
ある。
【0008】このように、吸引停止中にろ過膜モジュー
ル内にかかる圧力が大気圧以上となるように調整すれ
ば、ろ過膜モジュール内に維持された負圧を短時間で開
放することができ、それによって、ろ過膜表面に堆積し
た汚泥等の固形物がろ過膜表面に吸い付けられる力をな
くすことができる。また、ろ過膜モジュール内にかかる
圧力を大気圧よりも大きくすれば、ろ過膜モジュール内
が正圧となって、ろ過膜表面に堆積した固形物をろ過膜
表面から排除する力が働く。したがって、本発明の上記
方法によれば、吸引停止中における水流等によるろ過膜
表面の洗浄効率を高めることができ、ろ過膜表面の汚れ
を長期間にわたって効率的、経済的に防止することが可
能となる。
【0009】ろ過膜モジュール内にかかる圧力が大気圧
以上となるように調整する手段としては、ろ過膜モジュ
ールと吸引手段との間の配管に、気体または液体を送り
込むことが挙げられる。
【0010】本発明の上記方法では、吸引停止中に、ろ
過膜モジュールと吸引手段との間の配管の一部を開放す
ることにより、ろ過膜モジュール内に大気圧がかかるよ
うにする場合がある。
【0011】この場合、前記配管の一部を開放するとい
う構造的にも作業的にもきわめて容易な手段によって、
ろ過膜モジュール内に大気圧を加えて瞬時に負圧を開放
することができるため、ろ過膜表面の洗浄効率の向上を
図ることができるうえ、経済的効果も高く、実用的であ
る。
【0012】また、上記の場合において、吸引停止中
に、さらに、前記配管の開放部からろ過膜モジュール内
にろ過膜洗浄用薬液を供給する場合がある。
【0013】この場合、ろ過膜モジュール内へのろ過膜
洗浄用薬液の供給を前記配管の開放部から容易に行うこ
とができる。また、前記薬液による逆洗効果も得られる
ため、ろ過膜の洗浄効果がより高められる。
【0014】本発明による膜分離装置は、原水が入れら
れる処理槽と、処理槽内の原水に浸漬されるろ過膜モジ
ュールと、配管を介してろ過膜モジュールに接続された
吸引手段とを備えてなる膜分離装置において、前記配管
の途中に、先端が開放しかつ開閉弁を有する分岐管が設
けられているとともに、吸引手段を間欠的に稼働させ、
吸引手段稼働中に開閉弁を閉じかつ吸引手段停止中に開
閉弁を開くように制御する制御装置を備えていることを
特徴とするものである。
【0015】上記の膜分離装置によれば、吸引手段停止
中に、分岐管の先端から内部に大気圧が導入されて、ろ
過膜モジュール内の負圧が瞬時に開放されるため、それ
によって、ろ過膜表面の洗浄効率の向上を図ることがで
きるうえ、経済的効果も高く、実用的である。また、ろ
過膜モジュール内へのろ過膜洗浄用薬液の供給を、分岐
管の先端から容易に行うこともできる。
【0016】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の1つの実施形態
を示す膜分離装置の概略図である。
【0017】図1において、膜分離装置は、原水が入れ
られる処理槽(1) と、処理槽(1) 内の原水に浸漬される
ろ過膜モジュール(2) と、一端がろ過膜モジュール(2)
の内部に接続された吸引管(3) と、吸引管(3) の他端が
接続された吸引ポンプ(4) と、吸引管(3) の途中から上
方に分岐して先端が開放するように設けられかつ開閉弁
(6) を有する分岐管(5) と、吸引ポンプ(4) を間欠的に
稼働させるとともに、吸引ポンプ(4) 稼働中に開閉弁
(6) を閉じ、吸引ポンプ(4) 停止中に開閉弁(6)を開く
ように制御する制御装置(7) とを備えてなる。
【0018】処理槽(1) は、容積3.8m3 の曝気槽か
らなる。この処理槽(1) には、給水ポンプ(8) により原
水供給管(9) を通じて原水が供給される。原水の供給
は、処理槽(1) 内の水位がろ過膜モジュール(2) の上端
よりも上方になるように制御される。
【0019】処理槽(1) の下部に汚泥排出管(10)が接続
され、この汚泥排出管(10)を通じて汚泥排出ポンプ(11)
により余剰の汚泥が排出されるようになっている。
【0020】処理槽(1) 内におけるろ過膜モジュール
(2) の下方に、曝気装置(12)が配置されている。この曝
気装置(12)には、ブロワ(13)によって空気が送り込まれ
るようになっている。
【0021】ろ過膜モジュール(2) としては、平膜を用
いた平膜モジュールや、中空状糸膜を用いたキャピラリ
ーモジュール等の中から適宜のものが用いられる。
【0022】吸引管(3) の途中には、ろ過膜モジュール
(2) 内を吸引するさいの負圧である吸引圧力を計測する
圧力計(14)が設けられている。ろ過膜のろ過抵抗が増大
すると、負圧である吸引圧力が下がって、圧力計(14)の
指示値が下降するので、この指示値をろ過膜の汚れの指
標とすることができる。
【0023】制御装置(7) は、吸引ポンプ(4) を、1時
間稼働、1時間停止を周期的に繰り返すように送信制御
すると同時に、開閉弁(6) を、吸引ポンプ(4) 稼働時に
閉じ、吸引ポンプ(4) 停止時に開くように送信制御して
いる。
【0024】上記の膜分離装置において、吸引ポンプ
(4) の稼働中は、吸引圧力を駆動力として原水がろ過膜
を透過させられ、得られた膜透過水(処理水)がろ過膜
モジュール(2) 内から吸引管(3) を経て取り出される。
一方、吸引ポンプ(4) の停止中は、分岐管(5) の開閉弁
(6) が開いて、この分岐管(5) の先端から内部に大気圧
が導入され、ろ過膜モジュール(2) 内の負圧が瞬時に開
放される。したがって、ろ過膜表面に堆積した汚泥等の
固形物がろ過膜表面に吸い付けられることがなく、この
状態で、ろ過膜表面が、水流および曝気装置(12)からの
気泡により、効率的に洗浄される。また、吸引ポンプ
(4) の停止中に、必要に応じて、分岐管(5)の先端から
ろ過膜モジュール(2) 内にろ過膜洗浄用薬液を供給す
る。上記薬液のろ過膜モジュール(2) 内への供給は、重
力により行われるため、特に供給装置を設ける必要がな
く、作業も容易である。また、この薬液により、ろ過膜
の逆洗効果が得られるため、より洗浄効果が高められ
る。
【0025】
【実施例】吸引ポンプ(4) 停止中に分岐管(5) の開閉弁
(6) を開いた場合(本発明)と、吸引ポンプ(4) 停止中
に分岐管(5) の開閉弁(6) を閉じたままにした場合(比
較例)のそれぞれについて、ろ過膜の汚れの指標となる
吸引圧力の絶対値の経時変化を調べた。結果を図2に示
す。
【0026】図2に示すように、比較例では、吸引ポン
プ(4) が停止しても吸引時の吸引圧力、すなわち負圧が
維持されており、時間の経過の伴って徐々に圧力が低下
しているが、停止期間終了時でも完全に負圧が開放され
るに至っていない。一方、本発明では、吸引ポンプ(4)
が停止すると同時に吸引圧力が0となって負圧が開放さ
れている。この結果からみて、本発明では、吸引停止期
間中、比較例のように残存する負圧の影響を受けること
なく、ろ過膜の洗浄が効率的に行われることがわかる。
【0027】図3は、本発明および比較例について、1
周期における吸引圧力の最大絶対値を経時的にプロット
したものである。
【0028】図3に示すように、比較例では、1周期に
おける吸引圧力の最大絶対値が、周期を繰り返すに従っ
て徐々に高くなってきており、22日間で0.54kg
/cm2 まで上昇している。これに対して、本発明で
は、1周期における吸引圧力の最大絶対値が、178日
間で0.15kg/cm2 まで上昇したにすぎず、長期
間にわたって高い洗浄効果が得られることが確認され
た。
【0029】また、本発明では、運転178日目の吸引
停止期間中に、分岐管(5) の先端から、ろ過膜モジュー
ル(2) の内容積に相当する容量の次亜塩素酸ナトリウム
水溶液を注入した。その結果、吸引圧力の最大絶対値
が、0.15kg/cm2 から運転開始時の値まで回復
し、薬液供給の有効性が確認された。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1つの実施形態を示す膜分離装置の概
略図である。
【図2】本発明および比較例における吸引圧力の絶対値
の経時変化を示すグラフである。
【図3】本発明および比較例における吸引圧力の最大絶
対値の経時変化を示すグラフである。
【符号の説明】
(1) …処理槽 (2) …ろ過膜モジュール (3) …吸引管(配管) (4) …吸引ポンプ(吸引手段) (5) …分岐管(配管) (6) …開閉弁 (7) …制御装置

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原水が入れられる処理槽と、処理槽内の
    原水に浸漬されるろ過膜モジュールと、配管を介してろ
    過膜モジュールに接続された吸引手段とを備えてなり、
    吸引手段による吸引が間欠的に行われるようになされて
    いる膜分離装置において、吸引停止中にろ過膜モジュー
    ル内にかかる圧力が大気圧以上となるように調整するこ
    とを特徴とする、膜分離装置におけるろ過膜の防汚方
    法。
  2. 【請求項2】 吸引停止中に、ろ過膜モジュールと吸引
    手段との間の配管の一部を開放することにより、ろ過膜
    モジュール内に大気圧がかかるようにすることを特徴と
    する、請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 吸引停止中に、さらに、前記配管の開放
    部からろ過膜モジュール内にろ過膜洗浄用薬液を供給す
    ることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 原水が入れられる処理槽と、処理槽内の
    原水に浸漬されるろ過膜モジュールと、配管を介してろ
    過膜モジュールに接続された吸引手段とを備えてなる膜
    分離装置において、前記配管の途中に、先端が開放しか
    つ開閉弁を有する分岐管が設けられているとともに、吸
    引手段を間欠的に稼働させ、吸引手段稼働中に開閉弁を
    閉じかつ吸引手段停止中に開閉弁を開くように制御する
    制御装置を備えていることを特徴とする、膜分離装置。
JP11103510A 1999-04-12 1999-04-12 膜分離装置および同装置におけるろ過膜の防汚方法 Pending JP2000288543A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013233483A (ja) * 2012-05-07 2013-11-21 Mitsubishi Rayon Co Ltd 廃水処理装置及び廃水処理方法
WO2023286457A1 (ja) 2021-07-12 2023-01-19 株式会社クボタ 廃水処理方法

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