【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は濾過膜モジュールを設備する濾過装置において濾過膜モジュール部分の薬液洗浄を効率的に行うための濾過膜モジュールの洗浄方法及び膜濾過装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
濾過膜モジュールを用いて原水から濾過水を得る膜濾過装置において、濾過膜の表面に生物分が付着したり、濾過膜の細孔に金属成分が蓄積したりして、濾過膜が詰まるため、濾過水量が低下するという問題がある。
このような問題に対して、濾過膜モジュールの物理洗浄や薬液洗浄が行なわれている。
【０００３】
濾過膜モジュールの薬液洗浄方法としては、薬液を注入しながら原水又は濾過水を通常濾過と同じ流路で濾過膜モジュールに供給して濾過膜モジュールを薬液洗浄する方法がある。この方法で洗浄を行うと、濾過膜モジュールの充填密度が高い場合、濾過膜モジュールの外側表面に近い部分で薬液が消費され濾過膜モジュールの中心部分の洗浄が不十分になるという問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
芯管を有する濾過膜モジュールを用いて原水から濾過水を得る膜濾過装置において、薬液を注入しながら原水又は濾過水を通常濾過と同じ流路で濾過膜モジュールに供給して濾過膜モジュールを薬液洗浄する際、効率的に濾過膜モジュール全体を薬液洗浄するための洗浄方法とそのための膜濾過装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題に対し検討を行った結果、芯管を有する濾過膜モジュールにおいて、薬液を注入しながら原水又は濾過水を通常濾過と同じ流路で濾過膜モジュールに供給し濾過膜モジュールを薬液洗浄する際、芯管から供給された薬液を含有した水の一部を抜き出すことで濾過膜モジュール中心部分の薬液洗浄が十分に行える手段を見いだした。
【０００６】
すなわち、本発明は、以下のものである。
▲１▼芯管を有する濾過膜モジュールを用いて原水から濾過水を得る膜濾過装置に、薬液を注入しながら原水又は濾過水を通常濾過と同じ流路で濾過膜モジュールに供給して濾過膜モジュールを薬液洗浄する方法において、供給された薬液を含有した水の一部を芯管から抜き出すことを特徴とする膜濾過モジュールの洗浄方法。
▲２▼濾過膜モジュールの充填率が４０体積％以上である上記の膜濾過モジュールの洗浄方法。
▲３▼上記の濾過膜モジュールの洗浄方法において、芯管から抜き出す薬液を含有した水の流量を調整できることを特徴とする膜濾過装置。
▲４▼濾過膜モジュールの充填率が４０体積％以上である上記の膜濾過装置。
である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の濾過膜モジュールを用いた膜濾過装置は、例えば、湖沼や河川の原水から浄水を得るために使用する。濾過膜モジュールとしては、例えば、限外濾過膜、精密濾過膜などの濾過膜モジュールが挙げられる。特に図−１に示すような中空糸型分離膜を芯管のまわりに複数本結束した中空糸膜モジュールを設備した膜濾過装置は、生物分が濾過膜に付着しやすい。この様な濾過膜モジュールを洗浄する際、濾過膜モジュールの充填率が４０体積％以上になると濾過膜モジュールの外側表面に近い部分で薬液が消費され濾過膜モジュールの中心部分では薬液濃度が低くなり洗浄が不十分になるので、本発明の洗浄方法を適用することが有効である。
【０００８】
本発明における濾過膜モジュールは、例えば図−１に示すような中空糸型分離膜０３を芯管０６のまわりに複数本結束し、樹脂などの素材であるシール部材を用いることにより、中空糸膜モジュールの結束開口端部にて中空糸型分離膜の内側と外側を液密にシールしたシール部０４を有するエレメントを作製し、これをケース０５に入れ、濾過水取出し口０２と芯管０６がケース外に配管にて接続できる構造を有する濾過膜モジュールである。
【０００９】
本発明の膜濾過装置は、例えば、図−２のフロー図を示したような、ポンプ１０、濾過膜モジュール１１、薬液供給ポンプ１２、逆止弁１３、芯管から抜く水量を調整するための弁１４などから構成される。
【００１０】
濾過膜装置で通常濾過を実施する時には、ポンプ１０を稼働させ、薬液供給ポンプ１２は停止し、芯管から抜く水量を調整するための弁１４を全閉にして濾過膜モジュール１１に原水を原水入口０１より供給し、濾過水取出し口０２から濾過水を得る。
【００１１】
本発明の濾過膜モジュールの洗浄方法においては、ポンプ１０を稼働させ、薬液供給ポンプ１２も稼働し、芯管から抜く水量を調整するための弁１４を開にして、薬液を注入しながら原水を通常濾過と同じ流路で濾過膜モジュール１１に供給して濾過膜モジュールを薬液洗浄する。この際、弁１４を開にして芯管から供給された薬液を含有した水の一部を抜きとることで濾過膜モジュールの中心部まで十分な濃度の薬液を行き渡らせることができ、芯管に近い濾過膜も効率的に薬液洗浄することができる。弁１４は、芯管から抜く水量を、供給水量、薬液の供給濃度、洗浄に有効な薬液濃度、薬液のコストなどを考慮して最適な量に調整することができる機能を有することが好ましい。
【００１２】
本発明において使用される薬液は、たとえば有機物を対象とする場合には次亜塩素酸ソーダなどが用いられ、金属成分を対象とする場合には塩酸などが用いられるが、洗浄に効果のある薬液であれば構わない。
【００１３】
この洗浄方法はオフラインでの薬液洗浄でも、オンラインの薬液洗浄でも適応できる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
（実施例１）
図−１に示すように中空糸型分離膜を芯管のまわりに結束し、シール部材としてウレタン樹脂を用い中空膜型分離膜の結束開口端部にて中空糸型分離膜の内側と外側を液密にシールしたシール部を有するエレメントを作製し、これを原水入口、濾過水取出口、芯管継ぎ手を有するステンレス製の耐圧ケースに入れ、芯管がケース外に配管にて接続できる構造を有する濾過膜モジュールを作製した。
【００１５】
図−２のフロー図を示したような、ポンプ１０、上記のとおり作製した濾過膜モジュール１１、薬液供給ポンプ１２、逆止弁１３、芯管から抜く水量を調整するための弁１４から構成される膜濾過装置を作製した。
【００１６】
洗浄操作の有効性は、以下のような条件で行い、評価した。
（１）原水：琵琶湖水
（２）運転条件
膜モジュール：膜面積３５ｍ２（中空糸膜外側の総面積）
モジュール：１本
膜素材：ＣＴＡ（セルローストリアセテート）製限外濾過（ＵＦ）膜
約１０００時間通水を行った後の濾過膜モジュールを使用した。その通水中は１時間に１回の物理洗浄と８時間に１回の次亜塩素酸ソーダによる薬液洗浄を実施した。
【００１７】
（３）洗浄方法
芯管から抜く水量を調整するための弁１４を開にして薬液洗浄を実施した。供給水量は１０リットル／分とした。弁１４の開度は芯管側から排出される排水量は原水供給量の１０％になるように調整した。薬液供給ポンプ１２を用いて薬液は次亜塩素酸ソーダが塩素注入量で供給水に対して５ｐｐｍになるように注入した。
【００１８】
（４）芯管内の薬液の濃度測定
薬液洗浄開始３分後に芯管から排出される薬液含有水の塩素濃度を測定した。その結果、塩素濃度は４ｐｐｍであった。
【００１９】
（比較例１）
芯管から抜く水量を調整するための弁１４を全閉にした以外は実施例１と同様にして薬液洗浄を実施した。
薬液洗浄開始３分後に芯管から抜く水量を調整するための弁１４を微開にし芯管側の薬液含有水を抜き取り、塩素濃度を測定した。その結果、塩素濃度は２ｐｐｍであった。
【００２０】
比較例１では塩素濃度が供給された薬液の塩素濃度５ｐｐｍに対して芯管から抜いた水の塩素濃度は２ｐｐｍに下がっていた。濾過膜モジュール外周部で薬液が消費され芯管近傍の薬液濃度が低下していることがわかる。それに比べて実施例１では芯管から抜いた水の塩素濃度は４ｐｐｍであり、薬液濃度の低下が少なく芯管付近の濾過膜にも十分な濃度の薬液が行き渡り、効率的に薬液洗浄することができることがわかった。
【００２１】
【発明の効果】
実施例からも明らかなとおり、本発明によれば、芯管を有する濾過膜モジュールを用いて原水から濾過水を得る膜濾過装置に薬液を注入しながら原水又は濾過水を通常濾過と同じ流路で膜モジュールに供給して濾過膜モジュールを薬液洗浄する方法において、供給された薬液を含有した水の一部を芯管から抜き出すことで膜モジュールの中心部まで十分な濃度の薬液が行き渡り、効率的に薬液洗浄することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で使用した濾過膜モジュールの図の一例である。
【図２】本発明の膜濾過装置のフロー図の一例である。
【符号の説明】
０１ 原水入口
０２ 濾過水取出口
０３ 中空糸型分離膜束
０４ シール材
０５ ケース
０６ 芯管
０７ 芯管継ぎ手
０８ Ｏリング
１０ ポンプ
１１ 濾過膜モジュール
１２ 薬液供給ポンプ
１３ 逆止弁
１４ 芯管から抜く水量を調整するための弁[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for cleaning a filtration membrane module and a membrane filtration device for efficiently performing a chemical solution cleaning of a filtration membrane module portion in a filtration device equipped with a filtration membrane module.
[0002]
[Prior art]
In a membrane filtration device that obtains filtered water from raw water using a filtration membrane module, organisms adhere to the surface of the filtration membrane, or metal components accumulate in pores of the filtration membrane, and the filtration membrane is clogged. There is a problem that the amount of filtered water decreases.
In order to solve such a problem, physical cleaning and chemical cleaning of the filtration membrane module are performed.
[0003]
As a method of cleaning a chemical solution of a filtration membrane module, there is a method of supplying raw water or filtered water to a filtration membrane module through the same flow path as that of normal filtration while injecting a chemical solution, and cleaning the filtration membrane module with a chemical solution. When washing is performed by this method, when the packing density of the filtration membrane module is high, there is a problem that the chemical solution is consumed in a portion near the outer surface of the filtration membrane module, and the central portion of the filtration membrane module is insufficiently washed. Was.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In a membrane filtration device that obtains filtered water from raw water using a filtration membrane module having a core tube, raw water or filtered water is supplied to the filtration membrane module through the same flow path as for normal filtration while injecting a chemical solution, and the filtration membrane module is subjected to the chemical solution. An object of the present invention is to provide a cleaning method for efficiently cleaning a whole filtration membrane module with a chemical solution when cleaning, and a membrane filtration device therefor.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention, as a result of studying the above problem, in a filtration membrane module having a core tube, supplies raw water or filtered water to the filtration membrane module in the same flow path as the normal filtration while injecting a chemical solution, and During the chemical cleaning, a means for sufficiently cleaning the central part of the filtration membrane module by extracting a part of the water containing the chemical supplied from the core tube was found.
[0006]
That is, the present invention is as follows.
{Circle around (1)} Raw water or filtered water is supplied to the filtration membrane module through the same flow path as for ordinary filtration while injecting a chemical solution into a membrane filtration device for obtaining filtered water from raw water using a filtration membrane module having a core tube. What is claimed is: 1. A method for cleaning a module, comprising: removing a part of water containing a supplied chemical from a core tube.
(2) The method for cleaning a membrane filtration module described above, wherein the filling rate of the filtration membrane module is 40% by volume or more.
{Circle over (3)} The membrane filtration device according to the above method for cleaning a filtration membrane module, wherein the flow rate of the water containing the chemical solution withdrawn from the core tube can be adjusted.
(4) The above-mentioned membrane filtration device, wherein the filling rate of the filtration membrane module is 40% by volume or more.
It is.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The membrane filtration device using the filtration membrane module of the present invention is used, for example, to obtain purified water from raw water of a lake or a river. Examples of the filtration membrane module include a filtration membrane module such as an ultrafiltration membrane and a microfiltration membrane. In particular, in a membrane filtration device equipped with a hollow fiber membrane module in which a plurality of hollow fiber type separation membranes are tied around a core tube as shown in FIG. 1, organisms easily adhere to the filtration membrane. When such a filtration membrane module is washed, when the filling rate of the filtration membrane module becomes 40% by volume or more, the chemical solution is consumed in a portion near the outer surface of the filtration membrane module, and the concentration of the chemical solution becomes low in the central portion of the filtration membrane module. Since cleaning becomes insufficient, it is effective to apply the cleaning method of the present invention.
[0008]
The filtration membrane module according to the present invention comprises a plurality of hollow fiber type separation membranes 03 as shown in FIG. 1, for example, tied around a core tube 06 and using a sealing member made of a material such as resin. At the binding opening end of the module, an element having a sealing portion 04 in which the inside and the outside of the hollow fiber type separation membrane are sealed in a liquid-tight manner is produced, put into a case 05, and a filtered water outlet 02 and a core tube 06 are provided. This is a filtration membrane module having a structure that can be connected to the outside of the case by piping.
[0009]
The membrane filtration device according to the present invention is, for example, a pump 10, a filtration membrane module 11, a chemical solution supply pump 12, a check valve 13, and a water supply device for adjusting an amount of water drawn from a core pipe, as shown in the flowchart of FIG. It comprises a valve 14 and the like.
[0010]
When normal filtration is performed by the filtration membrane device, the pump 10 is operated, the chemical solution supply pump 12 is stopped, and the valve 14 for adjusting the amount of water drawn from the core pipe is fully closed, so that the raw water is supplied to the filtration membrane module 11. The water is supplied from the inlet 01, and the filtered water is obtained from the filtered water outlet 02.
[0011]
In the method for cleaning a filtration membrane module of the present invention, the pump 10 is operated, the chemical liquid supply pump 12 is also operated, the valve 14 for adjusting the amount of water drawn from the core pipe is opened, and raw water is injected while the chemical liquid is injected. The filtration membrane module is supplied to the filtration membrane module 11 through the same flow path as in the normal filtration, and the filtration membrane module is washed with a chemical solution. At this time, by opening the valve 14 and extracting a part of the water containing the drug solution supplied from the core tube, a drug solution of a sufficient concentration can be spread to the center of the filtration membrane module. A near filtration membrane can also be efficiently washed with a chemical solution. The valve 14 preferably has a function of adjusting the amount of water drawn from the core tube to an optimum amount in consideration of the amount of supplied water, the supply concentration of the chemical solution, the concentration of the chemical solution effective for cleaning, the cost of the chemical solution, and the like.
[0012]
The chemical used in the present invention is, for example, sodium hypochlorite or the like when targeting an organic substance, and hydrochloric acid or the like when targeting a metal component. It does not matter.
[0013]
This cleaning method can be applied to off-line chemical cleaning and on-line chemical cleaning.
[0014]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to examples.
(Example 1)
As shown in FIG. 1, the hollow fiber type separation membrane is bound around the core tube, and the inside and outside of the hollow fiber type separation membrane are bound at the binding opening end of the hollow membrane type separation membrane using urethane resin as a sealing member. An element having a sealed portion that is sealed in a liquid-tight manner is prepared, and the element is placed in a stainless steel pressure-resistant case having a raw water inlet, a filtered water outlet, and a core pipe joint. The filtration membrane module which has was produced.
[0015]
As shown in the flow chart of FIG. 2, the pump 10 includes the pump 10, the filtration membrane module 11 manufactured as described above, the chemical solution supply pump 12, the check valve 13, and the valve 14 for adjusting the amount of water drawn from the core pipe. A membrane filtration device was manufactured.
[0016]
The effectiveness of the washing operation was evaluated under the following conditions.
(1) Raw water: Lake Biwa water (2) Operating conditions Membrane module: Membrane area 35 m 2 (total area outside hollow fiber membrane)
Module: 1 membrane material: Ultrafiltration (UF) membrane made of CTA (cellulose triacetate) A filtration membrane module after passing water for about 1000 hours was used. During the water passage, physical cleaning was performed once an hour, and chemical cleaning with sodium hypochlorite was performed once every 8 hours.
[0017]
(3) Cleaning method The valve 14 for adjusting the amount of water drawn from the core pipe was opened to perform chemical cleaning. The supply water amount was 10 liter / min. The opening of the valve 14 was adjusted so that the amount of wastewater discharged from the core pipe side was 10% of the amount of raw water supplied. The chemical solution was injected using the chemical solution supply pump 12 so that sodium hypochlorite was supplied at a chlorine injection amount of 5 ppm to the supply water.
[0018]
(4) Measurement of the concentration of the chemical solution in the core tube The chlorine concentration of the chemical-containing water discharged from the core tube was measured 3 minutes after the start of the chemical solution washing. As a result, the chlorine concentration was 4 ppm.
[0019]
(Comparative Example 1)
Chemical cleaning was performed in the same manner as in Example 1 except that the valve 14 for adjusting the amount of water drawn from the core pipe was completely closed.
Three minutes after the start of chemical cleaning, the valve 14 for adjusting the amount of water to be drawn from the core tube was slightly opened to extract the chemical-containing water from the core tube, and the chlorine concentration was measured. As a result, the chlorine concentration was 2 ppm.
[0020]
In Comparative Example 1, the chlorine concentration of the water withdrawn from the core tube was reduced to 2 ppm with respect to the chlorine concentration of the supplied chemical solution of 5 ppm. It can be seen that the chemical solution is consumed at the outer peripheral portion of the filtration membrane module and the concentration of the chemical solution near the core tube is reduced. In contrast, in Example 1, the chlorine concentration of water withdrawn from the core tube was 4 ppm, and the decrease in the concentration of the drug solution was small, and a sufficient concentration of the drug solution was distributed to the filtration membrane in the vicinity of the core tube. I knew I could do it.
[0021]
【The invention's effect】
As is clear from the examples, according to the present invention, the raw water or the filtered water is supplied to the same flow channel as that of the normal filtration while injecting the chemical solution into the membrane filtration device for obtaining the filtered water from the raw water using the filtration membrane module having the core tube. In the method of cleaning the filtration membrane module with a chemical solution by supplying the same to the membrane module, a sufficient concentration of the chemical solution is distributed to the center of the membrane module by extracting a part of the water containing the supplied chemical solution from the core tube. Chemical solution cleaning can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an example of a diagram of a filtration membrane module used in the present invention.
FIG. 2 is an example of a flowchart of the membrane filtration device of the present invention.
[Explanation of symbols]
01 Raw water inlet 02 Filtration water outlet 03 Hollow fiber type separation membrane bundle 04 Sealing material 05 Case 06 Core tube 07 Core tube joint 08 O-ring 10 Pump 11 Filtration membrane module 12 Chemical solution supply pump 13 Check valve 14 Water volume to be drawn from core tube Valve for adjusting
