JP2003251157A - 中空糸膜モジュールの洗浄方法 - Google Patents

中空糸膜モジュールの洗浄方法

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JP2003251157A
JP2003251157A JP2002053191A JP2002053191A JP2003251157A JP 2003251157 A JP2003251157 A JP 2003251157A JP 2002053191 A JP2002053191 A JP 2002053191A JP 2002053191 A JP2002053191 A JP 2002053191A JP 2003251157 A JP2003251157 A JP 2003251157A
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washing
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Nobudai Yamato
大和  信大
Norimasa Nonaka
規正 野中
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】水中に含まれる汚濁物質を分離除去するために
ろ過処理に用いられる中空糸膜モジュールで、膜の表面
に付着した汚濁物質を除去してろ過性能を維持するため
の洗浄方法には、逆流洗浄法、微細気泡洗浄法、エアバ
ブリング法、スポンジボール法、超音波法などの各種の
物理洗浄方法がある。本発明の目的は、これら各種の物
理洗浄方法を組み合わせて、膜に蓄積した汚濁物質を効
率よく除去できる洗浄方法を提供することにある。 【解決手段】ろ過水を膜のろ過水側から原水側へ通過さ
せる逆流洗浄と、粒径100μm以下の微細気泡を含む
液体を原水側に導入し膜の原水側表面の洗浄を行う微細
気泡洗浄と、モジュール下部より膜の原水側に粗大気泡
を導入し膜を揺動させ膜の原水側表面の洗浄を行うエア
バブリングとを、この順序で洗浄を行う。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】この発明は、水中に含まれる
汚濁物質を分離除去するためのろ過処理に用いられる中
空糸膜モジュールの洗浄方法に関する。 【0002】 【従来の技術】被処理水中の汚濁物質を除去する方法と
して、中空糸膜モジュール膜などによるろ過を利用した
水処理方法がよく知られている。この膜ろ過を利用した
水処理においては、膜ろ過の運転時間が長くなるのに伴
い、膜の表面に汚濁物質の付着層が生じ、目詰まり、固
形物による流路閉塞などのファウリングが起こり、ろ過
性能が低下する。そのため、安定した処理水量が得られ
ないか、もしくは安定した処理水量を得るために膜の薬
品洗浄頻度を上げなければならない。 【0003】ろ過性能を維持する方法の1つとして物理
洗浄があるが、この膜の物理洗浄方法には、ろ過水側か
ら原水側にろ過水あるいは清澄水を通過させ蓄積した汚
濁物質を除去する逆流洗浄法、洗浄水に微細な気泡を含
ませ原水側膜表面の汚濁物質を除去する微細気泡洗浄
法、原水側に気体を導入し膜を揺動させるエアバブリン
グ法、スポンジボールを用いる方法、超音波を用いる方
法など、様々な洗浄方法があり、広く利用されている。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような各種洗浄方法は、それぞれの洗浄方法により除去
可能な汚濁物質の形態及び洗浄効果が異なる。例えば、
膜表面及び膜内部に蓄積した汚濁物質は、逆流洗浄法で
は除去が可能であるが、バブリング法では膜内部の汚濁
物質は除去できず、場合によっては膜表面の汚濁物質を
膜内部に押し込んでしまい逆効果になることもある。こ
のようなことから、各種洗浄方法の組み合わせやその洗
浄順序を選択して、効率的な洗浄方法を見出すことが要
望されている。 【0005】本発明は、上記のような各種の物理洗浄方
法を組み合わせて、膜に蓄積した汚濁物質を効率よく除
去することができる洗浄方法を提供することを目的とし
たものである。 【0006】 【課題を解決するための手段】本発明では、中空糸膜モ
ジュールの物理洗浄方法において、(1)ろ過水を膜の
ろ過水側から原水側へ通過させる逆流洗浄と、(2)粒
径100μm以下の微細気泡を含む液体を原水側に導入
し膜の原水側表面の洗浄を行う微細気泡洗浄と、(3)
モジュール下部より膜の原水側に粗大気泡を導入し膜を
揺動させ膜の原水側表面の洗浄を行うエアバブリングと
を、この洗浄順序で行うこととする。 【0007】膜ろ過における一般的なファウリングの形
態としては、膜孔径以上の大きさの汚濁物質が膜表面に
ケーキ層を形成するもの、膜孔径とほぼ同じくらいの大
きさの汚濁物質が細孔を塞ぐ状態で目詰まりするもの、
膜孔径未満の大きさの汚濁物質が膜細孔の内部に吸着す
るものなどがある。ろ過水を、膜のろ過水側から原水側
へ通過させる(1)の逆流洗浄では、その水圧と水流と
によって、膜細孔に目詰まりしている汚濁物質と膜表面
でケーキ層を形成している汚濁物質を膜から剥離させる
効果がある。しかし、一度汚濁物質が剥離すると、その
部分に集中して洗浄水が流れるため膜全体を効果的に洗
浄できず、その洗浄作用は完全ではない。 【0008】また、(2)の微細気泡洗浄および(3)
のエアバブリングによる洗浄は、膜の原水側表面で行う
洗浄であるため、その洗浄効果は原水側表層部のケーキ
層の除去程度にとどまる。このことから、物理洗浄を行
う順序としては、まず(1)の逆流洗浄を行いケーキ層
および膜孔内の目詰まり物質を剥離させ、次に(2)の
微細気泡洗浄あるいは(3)のエアバブリングによる表
面洗浄を行い、逆流洗浄により剥離した汚濁物質の洗い
流し、及び逆流洗浄では剥離にまで至らなかった汚濁物
質の剥離を行うという順序が望ましい。 【0009】また、(3)のエアバブリングによる洗浄
では、膜を揺動することにより、膜同士がぶつかり合
い、(1)の逆流洗浄により剥離しかかった汚濁物質を
再び膜面に押し付けてしまうこととなる。このため、
(1)の逆流洗浄の次には(2)の微細気泡洗浄を行
う。これにより膜同士をぶつけることなく、その水流に
より逆流洗浄で剥離した汚濁物質を洗い流し、また微細
気泡の吸着浮上効果と気泡が弾ける際の衝撃振動効果と
によりケーキ層が除去された個所における目詰まり汚濁
物質の除去洗い流しを行うことが可能となる。 【0010】最後に、(3)のエアバブリング洗浄を行
い、膜を揺動させることにより、膜と膜の間隙等、微細
気泡洗浄の水流・気泡が行き渡りにくい個所に滞留して
いる汚濁物質を剥離除去することができる。このよう
に、(1)逆流洗浄、(2)微細気泡洗浄、(3)エア
バブリング、の順序で物理洗浄を行うことにより、それ
ぞれの洗浄の効果を最大限に引き出すことが可能とな
り、膜に蓄積した汚濁物質を効率よく除去することがで
きる。 【0011】 【発明の実施の形態】図1に、この発明の逆流洗浄と微
細気泡洗浄とエアバブリングとをこの順序で組み合わせ
た実施例の構成図を示す。この図において、原水1を供
給ポンプ2により中空糸膜の膜モジュール3に供給する
ことにより、膜ろ過水4が得られる。そして、所定のろ
過時間経過後、以下の順序で中空糸膜モジュールの洗浄
を行う。 【0012】(1)逆流洗浄:生成された膜ろ過水4の
一部を逆洗ポンプ5によって膜モジュール3の二次側
(膜ろ過水側)より一次側(原水側)へ供給する。一次
側へ流れた洗浄排水は、ドレン6より系外へ排出され
る。この洗浄においては洗浄効果をより高めるために、
逆洗配管7において次亜塩素酸ナトリウム8を薬品注入
ポンプ9により添加する。所定の洗浄時間経過後、逆洗
ポンプ5は停止し、これと同時に薬品注入ポンプ9も停
止する。 【0013】(2)微細気泡洗浄:引き続いて膜ろ過水
4の一部を微細気泡発生ポンプ10により溶解槽11に
おいて圧力をかけ、エアー吸込み口12より吸込ませた
エアーを溶解させ、膜モジュール3の一次側で圧力を開
放し導入することで微細気泡の含まれた洗浄水とし、ド
レン6より系外へ排出する。この洗浄においても洗浄効
果を高めるために、微細気泡洗浄配管13において次亜
塩素酸ナトリウム8を薬品注入ポンプ9により添加す
る。所定の洗浄時間経過後、微細気泡発生ポンプ10は
停止し、これと同時に薬品注入ポンプ9も停止する。 【0014】(3)エアバブリング:その後コンプレッ
サ14で加圧したエアーを膜モジュールの一次側に導入
し膜を揺動させる。導入したエアー及びモジュール内の
水はドレン6より系外へ排出される。所定の洗浄時間経
過後、エアーの導入を停止し、膜の洗浄工程は終了とな
り、ふたたびろ過を行う。以下に説明する実施例と比較
例とにおいて用いた中空糸膜の膜モジュール3は平均孔
径0.1μm、膜面積7.0m2 の外圧式の中空糸状精
密ろ過膜である。ろ過は、得られる膜ろ過水4の流量が
15L/minになるよう供給ポンプ5の出力を制御す
る定流量ろ過とし、原水は水温20℃前後の海水を用い
た。 〔実施例〕ろ過時間を20分、洗浄順序を(1)逆流洗
浄、(2)微細気泡洗浄、(3)のエアバブリングの順
とし、(1)の逆流洗浄による洗浄時間を20秒、
(2)の微細気泡洗浄による洗浄時間を35秒、(3)
のエアバブリングによる洗浄時間を20秒として、ろ過
回収率が88%となるよう洗浄流量を設定した。これら
の条件で薬品洗浄後の膜モジュールを用いて9日間の連
続運転を行った結果、膜モジュールの一次側と二次側の
圧力差である差圧の増加量は3.9kPaであった。 〔比較例1〕ろ過時間を20分、洗浄は(2)の微細気
泡洗浄は行わず、洗浄順序を(1)逆流洗浄、(3)の
エアバブリングの順とし、(1)の逆流洗浄による洗浄
時間を35秒、(3)のエアバブリングによる洗浄時間
を20秒として、ろ過回収率が88%となるよう洗浄流
量を設定した。これらの条件で薬品洗浄後の膜モジュー
ルを用いて9日間の連続運転を行った結果、差圧の増加
量は5.8kPaであった。 〔比較例2〕ろ過時間を20分、洗浄順序を(2)微細
気泡洗浄、(1)逆流洗浄、(3)エアバブリングの順
とし、(2)の微細気泡洗浄による洗浄時間を35秒、
(1)の逆流洗浄による洗浄時間を20秒、(3)のエ
アバブリングによる洗浄時間を20秒として、ろ過回収
率が88%となるように洗浄流量を設定した。これらの
条件で薬品洗浄後の膜モジュールを用いて9日間の連続
運転を行った結果、差圧の増加量は5.5kPaであっ
た。 〔比較例3〕ろ過時間を20分、洗浄は(3)のエアバ
ブリングを行わず、洗浄順序を(1)逆流洗浄、(2)
微細気泡洗浄の順とし、(1)の逆流洗浄による洗浄時
間を20秒、(2)の微細気泡洗浄による洗浄時間を3
5秒とし、ろ過回収率が88%となるように洗浄流量を
設定した。これらの条件で薬品洗浄後の膜モジュールを
用いて9日間の連続運転を行った結果、差圧の増加量は
5.4kPaであった。 【0015】この実施例と比較例とでの差圧増加量の結
果より、(1)逆流洗浄、(2)微細気泡洗浄、(3)
エアバブリング、の順序で物理洗浄を行うことの有効性
が判る。 【0016】 【発明の効果】上記のとおり、中空糸膜モジュールを逆
流洗浄、微細気泡洗浄、エアバブリング、をこの順序で
行うこの発明により、効果的に膜モジュールの洗浄が行
える。この結果、長期にわたって安定連続運転が可能と
なり、薬品洗浄頻度を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】 【図1】この発明の逆流洗浄、微細気泡洗浄、エアバブ
リング、を組み合わせた実施例の構成図 【符号の説明】 1: 原水 2: 供給ポンプ 3: 膜モジュール 4: 膜ろ過水 5: 逆洗ポンプ 6: ドレン 7: 逆洗配管 8: 次亜塩素酸ナトリウム 9: 薬品注入ポンプ 10: 微細気泡発生ポンプ 11: 溶解槽 12: エアー吸込み口 13: 微細気泡洗浄配管 14: コンプレッサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3B201 AA46 BB02 BB62 BB88 BB90 BB92 BB98 4D006 GA07 HA01 KC03 KC14 KC16 KD24 KE02Q MA22 PA01 PB03

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】中空糸膜モジュールの洗浄方法において、
    ろ過水を膜のろ過水側から原水側へ通過させる逆流洗浄
    と、粒径100μm以下の微細気泡を含む液体を原水側
    に導入し膜の原水側表面の洗浄を行う微細気泡洗浄と、
    モジュール下部より膜の原水側に粗大気泡を導入し膜を
    揺動させ膜の原水側表面の洗浄を行うエアバブリングと
    を、この洗浄順序で行うことを特徴とする膜モジュール
    の洗浄方法。
JP2002053191A 2002-02-28 2002-02-28 中空糸膜モジュールの洗浄方法 Pending JP2003251157A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1326597C (zh) * 2005-05-27 2007-07-18 清华大学 一种利用超声在线控制膜污染发展的方法
KR101023966B1 (ko) 2008-10-20 2011-03-28 김건환 자동차 엔진세척장치
JP2013000714A (ja) * 2011-06-21 2013-01-07 Swing Corp 懸濁水のろ過装置及び方法
JP2014018782A (ja) * 2012-07-23 2014-02-03 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd バラスト水処理用濾過膜の洗浄システム及び洗浄方法

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