JP2004249168A

JP2004249168A - 水処理装置の運転方法

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Publication number: JP2004249168A
Application number: JP2003040070A
Authority: JP
Inventors: Komei Kadokawa; 角川　　功明; Nobuyuki Motoyama; 本山　　信行
Original assignee: Fuji Electric Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2003-02-18
Filing date: 2003-02-18
Publication date: 2004-09-09

Abstract

【課題】オゾン含有水によって濾過用膜モジュールの逆洗を行う水処理装置において、組込まれた各膜モジュールが濾過性能にばらつきを生じないよう適正に洗浄される運転方法を得る。
【解決手段】オゾン水生成塔１２で生成したオゾン含有水を各膜モジュール５の二次側から一次側へと一定流量通流し、各膜モジュール５の両端の圧力差を膜出口圧力センサー８によって測定して、この圧力差が規定値に達したときオゾン含有水の通流を停止してその膜モジュールの洗浄操作を終了する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被処理水に含まれる汚濁物質を分離除去するための膜モジュールを備えた水処理装置の運転方法に関し、特に、その膜モジュールの洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上水道、下水道、工業用水あるいは廃水等の被処理水に含まれる汚濁物質を分離除去する水処理装置としては、膜濾過を利用して処理する水処理装置がよく知られている。この膜濾過を利用した水処理装置においては、水処理運転の継続に伴って膜の表面に汚濁物質の付着層が生じ、目詰まりや固形物による流路閉塞などのファウリングが起こるので、濾過性能が低下し、安定した処理水量が得られなくなる。このため、所定の処理水量を得るためには、膜の洗浄を行って、濾過性能を規定のレベルに保持する必要がある。
【０００３】
したがって、従来のこの種の水処理装置においては、例えば特許文献１に示されているごとく、いわゆる逆洗水を膜モジュールに逆方向に流し、膜に付着した汚濁物質を物理洗浄する方法が一般に用いられている。しかしながら、この逆洗水による洗浄においては、逆洗水量を増大させても必ずしも洗浄効果が増大しないという難点があるため、今までの逆洗水に替えてオゾン含有水を用いて逆洗処理する方法が、近年提案されている。
図３は、オゾン含有水を逆洗水として用いた従来の膜濾過式水処理装置の構成例を示すフロー図である。
【０００４】
本水処理装置における浄化処理は以下のごとく行われる。すなわち、原水タンク１に流入した原水は、運転ポンプ２により、原水供給弁３を通って各膜モジュール５へと供給される。このとき、濾過流量は、流量センサー９で検出される値が一定となるように運転ポンプ２をインバータ制御することによって設定される。各膜モジュール５で濾過された水は、流量センサー９および濾過水出口弁１０を通り、処理水として次工程へと送られる。なお、４は、膜モジュール５の入口側の圧力を検出する膜入口圧力センサー、８は、膜モジュール５の出口側の圧力を検出する膜出口圧力センサーである。上記の濾過工程において得られる濾過水の一部は、濾過開始時より開状態に保持された濾過水供給弁１１を通してオゾン水生成塔１２へと供給される。オゾン水生成塔１２では、図示しないオゾン発生器、制御機器、排オゾン処理設備を用いて所定濃度のオゾン含有水が生成される。
【０００５】
上記の濾過工程を２８分間実施したのち、各膜モジュール５の物理洗浄工程に進む。すなわち、運転ポンプ２を停止し、原水供給弁３と濾過水出口弁１０を閉止したのち、逆洗水供給弁１４を開き、オゾン水生成塔１２で生成したオゾン含有水を逆洗ポンプ１３によって各膜モジュール５の二次側から一次側へと通流させ、排水弁７より排水して逆洗を行う。この逆洗処理を１分間実施した後、図示しないエアーコンプレッサーを用いたエアーバブリング処理を３０秒間行い、さらに、原水供給弁３を開き、原水を膜モジュール５に通水して膜モジュール５内の濃縮水を排水弁７より排水するフラッシング処理を行って、２分間の物理洗浄工程が終了する。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００―３５０９２５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の膜モジュールを備えた水処理装置においては、上記のごとく、膜モジュールの物理洗浄を適宜行って原水の処理を行っている。
しかしながら、上記のごとき洗浄効果の高いオゾン含有水を用いた逆洗処理を行うものにおいても、各膜モジュール毎に濾過工程で生じる膜面の汚染度が異なるので、逆洗処理の際の流体抵抗が異なり、供給されるオゾン含有水の水量に差が生じるという状態が生じる。すなわち、膜面の汚染度が低く流体抵抗が低い膜モジュールほど多量の逆洗水が流れ、膜面が汚れて流体抵抗の大きい膜モジュールには十分なオゾン含有水が流れないという状態となる。したがって、逆洗水による洗浄の度合が各膜モジュールによって異なり、洗浄後の膜モジュールの濾過性能にばらつきが生じていた。特に、図３のごとくオゾン含有水を用いて物理洗浄を実施する膜濾過システムにおいては、オゾンの洗浄効果を考慮して高い膜濾過流速で運転しているので、濾過特性の低い膜モジュールが生じると、その他の膜モジュールに加わる負荷が非常に大きくなり、膜モジュールの圧力損失も上昇して高い供給圧力が必要となるという問題点がある。
【０００８】
本発明は、上記のごとき問題点を鑑みてなされたもので、本発明の目的は、濾過用の膜モジュールの逆洗処理をオゾン含有水を用いて行う水処理装置において、各膜モジュールへそれぞれ必要な流量のオゾン含有水が供給されて各膜モジュールの洗浄が適正に行われ、各膜モジュールの濾過性能のばらつきが小さく抑えられて効果的に濾過処理を行うことができる水処理装置の運転方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明においては、
複数の膜モジュールに被処理水を通流して濾過する水処理装置の運転方法において、膜モジュールを洗浄する際、各膜モジュールの逆洗ラインに均等に流量制御されたオゾン含有水を通流し、膜モジュールの両端の圧力差が規定値に達したことを検知して、その膜モジュールのオゾン含有水の通流を停止し、その逆洗ラインの洗浄操作を終了することとする。
上記のごとく、例えば定流量計を設置して各逆洗ラインに流れるオゾン含有水の流量を均等流量に制御し、例えば各逆洗ラインの膜モジュールの上流側に設置した圧力計によって膜モジュールの両端の圧力差を測定すれば、この圧力差と流量より流体抵抗が知られ、この流体抵抗より膜モジュールの膜面汚染度が知られる。したがって、圧力差が規定値に達したとき、その逆洗ラインのオゾン含有水の通流を停止して、その逆洗ラインの洗浄操作を終了することとすれば、膜モジュールの膜面汚染度を規定値に抑えることができる。また、各膜モジュールの洗浄操作を同一レベルで行えば、各膜モジュールの膜面汚染度は同一レベルに保持され、膜モジュール間のばらつきのない濾過処理が可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の運転方法が用いられる膜濾過式水処理装置の構成例を示すフロー図である。本図においても、図３に示した従来の構成例の構成要素と同一機能を有する構成要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。本構成の従来の構成例との相違点は、膜出口圧力センサー８が各膜モジュール５の二次側に配置されていること、および、オゾン含有水よりなる逆洗水の排水ラインに定流量計６が設置されていることにある。
本水処理装置においても、原水の濾過工程においては従来例と同様の運転方法が用いられる。一方、膜モジュール５のオゾン含有水による逆洗処理は、以下のごとく従来例とは異なる運転方法が採られる。
【００１１】
すなわち、本水処理装置においては、オゾン水生成塔１２で生成したオゾン含有水を逆洗ポンプ１３によって各膜モジュール５の二次側から一次側へと通流させて逆洗処理を行う際に、各膜モジュール５の逆洗水の排水ラインに設置された定流量計６によって、各膜モジュール５に通流される逆洗水の流量が均等に保持される。また、各膜モジュール５の二次側に配置された膜出口圧力センサー８の検出圧力を監視しつつ逆洗処理を行い、検出圧力が規定値となった膜モジュール５より、順次、排水弁７を閉止してオゾン含有水の供給を停止し、その膜モジュール５の逆洗処理を停止する。すべての膜モジュール５の逆洗処理が終了したのち、従来例で述べたごときエアーバブリング処理、フラッシング処理を行って、物理洗浄工程を終了する。
【００１２】
なお、上記の逆洗処理においては、一般的に運転初期に膜差圧が上昇するので、その初期の膜差圧の上昇が納まった後の状態の圧力値を膜出口圧力センサー８の検出圧力の規定値に用いているが、運転使用とともに基準の膜面汚染度が上昇して上記の圧力値が上昇することを考慮して、初期の値を基準として運転時間とともに増加する圧力値を膜出口圧力センサー８の検出圧力の規定値として用いてもよい。
また、逆洗処理を停止する際、上記の圧力値が規定値に達した時点で直ちに排水弁７を閉止することとしてもよく、あるいは、規定値に達した後一定時間経過した時点で排水弁７を閉止することとしてもよい。
【００１３】
図２は、図１の構成の処理装置を用いて本発明の運転方法により使用した膜モジュールの純水透過流束の変化を、図３の構成の処理装置を用いて従来の運転方法により使用した膜モジュールの特性と比較して示した特性図である。図において、横軸は、試験に供した膜モジュールの番号を示し、縦軸は、１０日間使用後の膜モジュールの純水透過流束を初期純水透過流束を１００とし示した値であり、図中、Ａで示した特性が本発明の運転方法により使用した膜モジュールの特性、Ｂで示した特性が従来の運転方法により使用した膜モジュールの特性である。
これらの運転試験においては、本発明の運転方法でも、従来の運転方法でも、河川表流水を原水とし、膜濾過流束を５ｍ^３／（ｍ^２・ｄａｙ）として濾過処理を行い、逆洗水として、溶存オゾン濃度が１０ｍｇ／ｌ、水温が２０ ℃のオゾン含有水を用いて逆洗処理を行った。図３の構成の処理装置を用いた従来の運転方法においては、濾過工程を５７分間実施したのち、オゾン含有水による逆洗を２分実施し、次いで、エアーバブリング３０秒、フラッシング３０秒の物理洗浄を実施して、回収率（（透過水量−逆洗水量）／原水供給量）が９０．０％ととなるよう運転した。また、図１の構成の処理装置を用いた本発明の運転方法においては、同じく濾過工程を５７分間実施したのち、オゾン含有水による逆洗を実施し、膜出口圧力センサー８の検出圧力が５５ｋＰａに達したのを検知して１０秒間経過したのち、オゾン含有水の通流を停止する逆洗方法を用いて運転した。運転終了時の回収率は９１．１
％であった。
【００１４】
図２に示された膜モジュールの純水透過流束の変化を見れば、従来の運転方法により洗浄された膜モジュール（Ｂ）では、示された４個の膜モジュールの純水透過流束に大きな差異があり、特に１番目の膜モジュールでは、純水透過流束が当初の４９％まで低下している。これに対して、本発明の運転方法により洗浄された膜モジュール（Ａ）では、示された４個の膜モジュールの純水透過流束には大きなばらつきがなく、最も劣化しているものにおいても当初の７０％の性能が維持されている。したがって、本発明の運転方法により洗浄すれば、濾過特性の低い膜モジュールに伴う膜モジュールの圧力損失の上昇も低く抑えられ、安定した濾過処理が実施できることが判る。
【００１５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、
請求項１に記載のごとく、複数の膜モジュールに被処理水を通流して濾過する水処理装置の運転方法において、膜モジュールを洗浄する際、各膜モジュールの逆洗ラインに均等に流量制御されたオゾン含有水を通流し、膜モジュールの両端の圧力差が規定値に達したことを検知して、その逆洗ラインのオゾン含有水の通流を停止し、その膜モジュールの洗浄操作を終了することとしたので、各膜モジュールの洗浄が適正に行われ、各膜モジュールの濾過性能のばらつきが小さく抑えられて膜モジュールの圧力損失の上昇が低く抑えられ、効果的に濾過処理を行うことができることとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の運転方法が用いられる膜濾過式水処理装置の構成例を示すフロー図
【図２】本発明の運転方法により使用した膜モジュールの純水透過流束の変化を従来の運転方法により使用した膜モジュールの特性と比較して示した特性図
【図３】オゾン含有水を逆洗水として用いた従来の膜濾過式水処理装置の構成例を示すフロー図
【符号の説明】
１原水タンク
２運転ポンプ
４膜入口圧力センサー
５膜モジュール
６定流量計
７排水弁
８膜出口圧力センサー
９流量センサー
１０濾過水出口弁
１１濾過水供給弁
１２オゾン水生成塔
１３逆洗ポンプ
１４逆洗水供給弁

Claims

複数の膜モジュールに被処理水を通流して濾過する水処理装置の運転方法において、各膜モジュールの逆洗ラインに均等に流量制御されたオゾン含有水を通流し、膜モジュールの両端の圧力差が規定値に達したことを検知して該逆洗ラインのオゾン含有水の通流を停止し、該膜モジュールの洗浄操作を終了することを特徴とする水処理装置の運転方法。