JP2003245665A - 水処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ストレーナの洗浄設備費や洗浄作業量を増や
すことなく、ストレーナの洗浄を確実に行う。 【解決手段】 逆洗時において、逆洗ポンプ２６を駆動
し、逆洗水を膜ろ過装置１８に供給する。そして、この
膜ろ過装置１８の逆洗排水をその排出圧力でそのままス
トレーナ１６に導入し、ストレーナ１６を逆流洗浄す
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、被処理水をストレ
ーナにおいて粗ろ過し、この粗ろ過処理水について分離
膜を使用し逆洗可能な膜ろ過装置によりろ過してろ過処
理水を得る水処理装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来より、ろ過装置として、精密ろ過膜
や限外ろ過膜などの分離膜を利用した膜ろ過装置が使用
されている。この膜ろ過装置は、砂ろ過装置などに比べ
操作の簡便性や、処理水の安定性などに優れており、各
種排水処理、産業用水処理、浄水処理などへ多数導入さ
れている。 【０００３】ここで、この膜ろ過装置を利用する場合、
被処理水に含まれる枯れ葉やゴミなどの夾雑物によって
使用している分離膜モジュールの端面閉塞や導水管が閉
塞されることを防止する目的で、分離膜モジュールの前
にストレーナを通常設置する。このストレーナは、金属
製や合成樹脂製で目開き数百μｍ〜数ｍｍの網目状に形
成されたろ過体（分離エレメント）を内包した装置であ
り、分離エレメントの網目によって被処理水中の夾雑物
を分離除去する。従って、ストレーナを長時間連続運転
していると、分離エレメントの網目に夾雑物が詰まって
くるため、これを取り除く必要がある。 【０００４】ストレーナに詰まった夾雑物を取り除く方
式として、清澄水を加圧ポンプでストレーナへ逆流させ
たり、ろ過体に近接して予め設けられたブラシやスクレ
ーパを駆動させて分離エレメントの網目部分を常時ある
いは定期的に自動掻き取りしたり、分離エレメント本体
が駆動して詰まりを防止する等の方式があり、これを自
動的に行う自動洗浄手段を搭載したストレーナが知られ
ている。 【０００５】また、自動洗浄手段を搭載していないスト
レーナでは、網目が詰まった段階で装置を休止して、網
目を手作業で洗浄するか、網そのものを交換している。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】自動洗浄式のストレー
ナでは、逆流洗浄を実施する場合には加圧水を生成する
ためのポンプや、洗浄用の清澄水を貯留する貯留手段が
必要となる。また、ブラシやスクレーパを設けた装置で
はそれらを駆動するモータなどの設備が必要である。従
って、自動洗浄式のストレーナでは、設備費が高くなる
とともに、運転費用も高くなってしまうという問題があ
る。 【０００７】また、自動洗浄式でないストレーナでは、
洗浄作業時の労務費がかかり、装置休止による稼働率の
低下が問題となる。 【０００８】本発明は、ストレーナの洗浄設備費や洗浄
作業量を増やすことなく、ストレーナの洗浄を確実に実
施できる水処理装置を提供することを目的とする。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明は、被処理水をス
トレーナにおいて粗ろ過し、この粗ろ過処理水について
分離膜を使用し逆洗可能な膜ろ過装置によりろ過してろ
過処理水を得る水処理装置において、前記膜ろ過装置の
逆洗排水をそのままストレーナに逆流させ、逆洗排水の
排出圧力でストレーナを逆流洗浄することを特徴とす
る。 【００１０】このように、本発明によれば、膜ろ過装置
の逆洗に用いた水を、その排出圧力を利用してそのまま
ストレーナへ導入し、ストレーナを逆流洗浄することが
可能となる。このため、ストレーナに洗浄設備を付帯し
なくても、ストレーナを自動洗浄することが可能とな
り、ストレーナの洗浄設備費や洗浄作業量を増やすこと
なく、またストレーナの運転費用を削減しつつストレー
ナの洗浄を確実に実施し、水処理装置の安定な運転が可
能となる。 【００１１】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面に基づいて説明する。 【００１２】図１は、本発明の実施の形態を示す水処理
装置の概略図である。被処理水は、原水貯槽１０に流入
貯留される。この被処理水としては、河川水、湖沼水、
地下水、工業用水、上水、各種排水などが利用される。
原水貯槽１０には、加圧ポンプ１２の吸い込み側が接続
されており、この加圧ポンプ１２の吐き出し側は、原水
バルブ１４を介し、ストレーナ１６に接続されている。 【００１３】このストレーナ１６は、その内部に有底円
筒状の分離エレメント（網状に形成されたろ過体）１６
ａが配置されており、この分離エレメント１６ａによっ
て、外側の原水室１６ｂと、内側のろ過水室１６ｃに区
切られている。原水貯槽１０からの原水は、原水室１６
ｂに供給され、分離エレメント１６ａを通過したろ過水
がろ過水室１６ｃから排出される。なお、分離エレメン
ト１６ａは、パンチングメタルなどでもよく、また周面
を山、谷を繰り返すように折り畳んだ形状などとしても
よい。 【００１４】ストレーナ１６の分離エレメント１６ａの
材質は特に限定されるものではなく、金属、合成繊維、
合成樹脂など、ストレーナ１６の分離エレメント１６ａ
として用いられているものであれば、どのようなもので
も利用することができるが、耐用年数などの観点からス
テンレスなどの金属製が望ましい。 【００１５】ストレーナ１６の分離エレメント１６ａの
目開きについても特に限定されるものではないが、通常
は数百μｍ〜数ｍｍの範囲であり、好ましくは１００μ
ｍ〜１ｍｍの範囲が採用される。 【００１６】ストレーナ１６の分離エレメント１６ａの
形状についても特に限定されるものではなく、水が逆流
可能な形状であれば、いずれも適用できるが、好ましく
は円筒型か周面がプリーツ状になっているプリーツ型が
採用される。 【００１７】ストレーナ１６のろ過水室１６ｃは、内部
に分離膜を収容した膜ろ過装置１８に接続されている。
この膜ろ過装置１８は、分離膜１８ａを有しており、こ
の分離膜１８ａによって、内部が原水室１８ｂと、処理
水室１８ｃに区分されている。 【００１８】分離膜１８ａの形状には、中空糸膜、管状
膜、モノリス型、プリーツ型、平膜などがあり、逆洗可
能であれば、いずれの形状のものでも用いることができ
るが、好ましくは逆洗の容易である中空糸膜、モノリス
型、管状膜が適用される。 【００１９】また、分離膜１８ａの素材には、ポリアク
リロニトリル、ポリスルフォン、ポリフッ化ビニリデ
ン、ポリプロピレン、ポリエチレン、酢酸セルロース、
セラミック、金属など分離膜に用いられているどんな素
材でも使用可能である。 【００２０】さらに、分離膜１８ａの分離孔径はその処
理用途によって、様々なものが使用可能であるが、通常
は分画分子量数万程度から分離孔径数μｍの分離膜が適
用され、好ましくは分画分子量１３，０００から分離孔
径０．４μｍの範囲の分離膜が適用される。 【００２１】そして、ストレーナ１６の透過水は、膜ろ
過装置１８の原水室１８ｂに導入され、分離膜１８ａを
透過した処理水が処理水室１８ｃに得られる。 【００２２】膜ろ過装置１８の処理水室１８ｃには、処
理水バルブ２０を介し、処理水貯槽２２が接続されてい
る。従って、膜ろ過装置１８で得られたろ過処理水が処
理水貯槽２２に導入貯留される。この処理水貯槽２２内
の処理水は、適宜利用場所で利用されたり、後段の処理
装置に供給されたり、系外に放流されたりする。 【００２３】また、膜ろ過装置１８の原水室１８ｂは、
循環バルブ２４を介し原水貯槽１０に接続されている。
従って、原水室１８ｂに導入された原水の一部は、原水
貯槽１０に戻され、いわゆるクロスフローろ過が行われ
るようになっている。 【００２４】また、処理水貯槽２２には、逆洗ポンプ２
６の吸い込み側が接続され、この逆洗ポンプ２６の吐き
出し側は、逆洗バルブ２８を介し膜ろ過装置１８の処理
水室１８ｃに接続されている。従って、逆洗ポンプ２６
を駆動することによって、処理水貯槽２２内の処理水で
膜ろ過装置１８を逆洗することができる。 【００２５】また、ストレーナ１６の底部（原水室１６
ｂ）には、ドレインバルブ３０が接続されており、この
ドレインバルブ３０を開くことによって、ストレーナ１
６内の原水を系外に排出できるようになっている。 【００２６】このような装置のろ過運転時の動作につい
て、図２に基づいて説明する。この図２において、水の
流れを太線で示し、開のバルブを斜線のハッチングで示
してある。まず、ろ過運転時には、原水バルブ１４、処
理水バルブ２０、循環バルブ２４が開、逆洗バルブ２
８、ドレインバルブ３０が閉とされる。そして、加圧ポ
ンプ１２が駆動され、これにより原水がストレーナ１６
に供給される。このストレーナ１６では、分離エレメン
ト１６ａによるろ過分離処理が行われ、分離エレメント
１６ａのろ過水はそのまま膜ろ過装置１８へ供給され
る。 【００２７】膜ろ過装置１８において、分離膜１８ａに
よる膜ろ過が行われ、処理水が処理水貯槽２２に導入さ
れる。また、膜ろ過装置１８に供給された原水の一部
は、循環バルブ２４を介し原水貯槽１０に返送される。
なお、逆洗ポンプ２６は停止している。 【００２８】このようなろ過運転の継続により、膜ろ過
装置１８における圧損が所定値以上になったときや、ろ
過継続時間が設定値になったときには、逆洗を行う。こ
の逆洗時の動作について、図３に基づいて説明する。こ
の図３において、水の流れを太線で示し、開のバルブを
斜線のハッチングで示してある。 【００２９】まず、加圧ポンプ１２を停止し、原水バル
ブ１４、処理水バルブ２０、循環バルブ２４を閉とする
とともに、逆洗バルブ２８、ドレインバルブ３０を開と
する。次いで、逆洗用ポンプ２６を起動し、処理水貯槽
２２から処理水（逆洗水）を膜ろ過装置１８の処理水室
１８ｃに圧送する。これによって、逆洗水が膜ろ過装置
１８の処理水室１８ｃ側から分離膜１８ａを通って原水
室１８ｂ側に流れ、逆洗が行われる。 【００３０】そして、膜ろ過装置１８の原水室１８ｂ
は、ストレーナ１６のろ過水室１６ｃに接続されている
ため、膜ろ過装置１８の原水室１８ｂから排出された逆
洗排水は、その排出圧力によってそのままストレーナ１
６の透過水室１６ｃへ供給される。このとき、ドレイン
バルブ３０が開であり、ストレーナ１６の透過水室１６
ｃに供給された膜ろ過装置１８の逆洗排水は、分離エレ
メント１６ａを逆方向に通過し、その洗浄排水はストレ
ーナ１６の底部からドレインされる。すなわち、本実施
形態によれば、逆洗ポンプ２６からの逆洗水によって、
膜ろ過装置１８の逆洗が行われ、その逆洗排水によっ
て、ストレーナの逆洗が行われる。 【００３１】このように、膜ろ過装置１８、ストレーナ
１６へ連続して逆流させ、膜ろ過装置１８、ストレーナ
１６の洗浄を行う。洗浄排水はストレーナ１６よりドレ
インバルブ３０を介して排出される。 【００３２】本発明の装置によれば、膜ろ過装置１８の
逆洗に用いた水を、その排出圧力を利用してそのままス
トレーナ１６へ導入し、洗浄することが可能となる。こ
のため、ストレーナ１６に洗浄設備を付帯しなくても、
ストレーナ１６の自動洗浄が可能となり、かつストレー
ナ１６の洗浄設備費や洗浄作業量を増やすことがない。
従って、ストレーナ１６の運転費用を削減しつつストレ
ーナ１６の洗浄を確実に実施し、水処理装置の安定な運
転が可能となる。 【００３３】図４には、他の実施の形態が示されてい
る。この構成では、ストレーナ１６と、膜ろ過装置１８
との間にポンプ３４が配置されている。従って、このポ
ンプ３４を利用して、膜ろ過装置１８に原水を圧送する
ことができる。また、このポンプ３４の吸い込み側（ス
トレーナ１６側）には、循環バルブ２４を介し膜ろ過装
置１８の原水室１８ｂが接続されている。従って、原水
室１８ｂ内の原水がこのポンプ３４によって、原水室１
８ｂに循環される。 【００３４】また、このポンプ３４をバイパスするバイ
パスライン３８にバルブ３６が設けられており、この装
置において、逆洗を行う場合には、上述の場合の操作の
他に、ポンプ３４を停止し、バルブ３６を開く。これに
よって、膜ろ過装置１８の逆洗排水がバイパスライン３
８を介してそのままストレーナ１６に導入される。 【００３５】また、本発明の実施の形態では、膜ろ過装
置１８を一つの単体として図示したが、本発明は膜ろ過
装置１８を複数本並列で並べ一組とするような分離膜ユ
ニットとした装置にも適用可能である。 【００３６】また、上記実施の形態では、膜ろ過装置１
８の運転は、クロスフローろ過として示したが、デッド
エンドろ過への適用も可能である。なお、デッドエンド
ろ過は、循環バルブ２４を閉じた循環系がない場合に対
応する。 【００３７】また、上記実施の形態ではストレーナ１
６、膜ろ過装置１８への送水や、逆洗をポンプによるも
のとして示したが、水頭圧などを利用して送水すること
も可能である。 【００３８】さらに、ストレーナ１６からの洗浄排水の
排出は、ストレーナ１６底部からドレインバルブ３０を
介して実施するものとしたが、ストレーナ１６から効率
的に排水ができれば、他の手法でもかまわない。例え
ば、原水の配管から洗浄排水を排出してもよい。 【００３９】なお、図１〜４に示す装置は本発明の実施
の形態の一例を示すものであって、本発明はその要旨を
越えない限り、図示の形態に限定されるものではない。 【００４０】 【実施例】以下、実施例および比較例を挙げて本発明を
より具体的に説明する。 【００４１】本発明の実施の形態で述べた、図１の装置
（実施例）と従来装置の代表例である図５の装置（比較
例）を用いて、河川表流水より上水を得る目的で、同時
並列運転を実施し、運転にかかる消費電力量を比較し
た。 【００４２】ここで、図５の装置では、ストレーナ１６
として、モータＭにより分離エレメント１６ａを常時回
転する自動洗浄式とした。また、ストレーナ１６から膜
ろ過装置１８へ到る配管に分岐管を接続し、ここにバル
ブ３２を設け、膜ろ過装置１８の逆洗時の逆洗排水をバ
ルブ３２を介して系外に排出できるようになっている。
その他の構成は、図１に示した実施例の装置と同様であ
る。 【００４３】実施例の装置（図１）のストレーナ１６の
分離エレメント１６ａには、ＳＵＳ３０４製、目開き２
００μｍの円筒型エレメントの製品を採用した。また、
比較例（図５）のストレーナ１６には、同様のＳＵＳ３
０４製、目開き２００μｍの円筒型エレメントで、通水
中は分離エレメント１６ａが３ｒｐｍで回転する自動洗
浄式の製品を採用した。 【００４４】実施例および比較例の両装置の分離膜１８
ａには、酢酸セルロース製、ＵＦ中空糸膜、分画分子量
１５０，０００、有効膜面積５ｍ^２の製品を用いた。 【００４５】また、両装置の膜ろ過条件は、処理水量１
０ｍ^３／日、回収率９０％、通水時間６０ｍｉｎ、逆洗
時間６０ｓｅｃ、クロスフローろ過とした。 【００４６】各装置での消費電力量実績を表１に示す。 【表１】 【００４７】この表１に示すように、実施例装置によれ
ば、一日当たりの消費電力量は２３．１９ｋＷｈ、比較
例装置では、２４．４９ｋＷｈであり、本実施例装置に
より１．３ｋＷｈ削減できることが確認できる。また、
両装置とも運転期間中にストレーナの閉塞や分離膜の差
圧上昇などは見られず、安定運転を維持できた。 【００４８】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
膜ろ過装置の逆洗に用いた水をその排出圧力を利用して
そのままストレーナへ導入し、洗浄することが可能とな
る。このため、ストレーナに洗浄設備を付帯しなくて
も、ストレーナの自動洗浄が可能となり、ストレーナの
洗浄設備費や洗浄作業量を増やすことなく、またストレ
ーナの運転費用を削減しつつストレーナの洗浄を確実に
実施し、水処理装置の安定な運転が可能となる。

【図面の簡単な説明】 【図１】 実施の形態に係る水処理装置の構成を示す図
である。 【図２】 実施の形態に係る水処理装置におけるろ過運
転時の水の流れを説明する図である。 【図３】 実施の形態に係る水処理装置における逆洗時
の水の流れを説明する図である。 【図４】 他の実施の形態に係る水処理装置の構成を示
す図である。 【図５】 比較例に係る水処理装置の構成を示す図であ
る。 【符号の説明】 １０ 原水貯槽、１２ 加圧ポンプ、１４ 原水バル
ブ、１６ ストレーナ、１８ 膜ろ過装置、２０ 処理
水バルブ、２２ 処理水貯槽、２４ 循環バルブ、２６
逆洗ポンプ、２８ 逆洗バルブ、３０ ドレインバル
ブ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D006 GA06 GA07 KA02 KA12 KB14 KC03 KC13 KE22Q KE23Q KE24Q KE28P MA01 MA02 MA03 MA04 MC02 MC03 MC18X MC22 MC23 MC29 MC39 MC62 PA01 PB04 4D066 AA05 BB02 BB16 BB20 EA11 FA02

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 被処理水をストレーナにおいて粗ろ過
   し、この粗ろ過処理水について分離膜を使用し逆洗可能
   な膜ろ過装置によりろ過してろ過処理水を得る水処理装
   置において、 前記膜ろ過装置の逆洗排水をそのままストレーナに逆流
   させ、逆洗排水の排出圧力でストレーナを逆流洗浄する
   ことを特徴とする水処理装置。