JP2004313900A - Cleaning apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は浄化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
食品加工や水産加工の分野においては、井戸水、工業用水、海水等の原水から一般細菌、大腸菌等の細菌や原虫を除去して除菌水を得るために、従来から浄化装置が用いられている。しかるに、井戸水には砂分が異常に増加する場合があり、又、海水は沿岸から取水するケースが多く、天候によっては砂分が異常に増加する場合がある。そこで、井戸水、工業用水、海水等の原水の除菌を行う場合には、予め、原水から砂分等の固形分を除去する必要がある。
【0003】
而して、従来の浄化装置では、井戸水、工業用水、海水等の原水は、φ1mm程度のメッシュやスリットを備えたストレーナへ送給されて原水中の木屑、海藻類等の固形物が除去され、しかる後、膜濾過モジュールに送給される。膜濾過モジュールでは、原水は多数の中空糸膜の外周側から中空糸膜の中空孔内に流入し、中空孔から後工程側へ送給される。原水が中空糸膜を通過する際には、原水中の一般細菌、大腸菌等の細菌及び原虫が濾過されて除菌され、除菌された水(除菌水)は膜濾過モジュールから流出して除菌水槽に貯留され、食品加工や水産加工に用いられる。
【0004】
なお、この出願の発明に直接関連する先行技術文献情報は調査した範囲では見当たらないが、水を除菌処理する装置としては、水を逆浸透膜で処理して淡水と濃縮水とに分離すると共に、その濃縮水の少なくとも一部を限外濾過膜で除菌処理して淡水に添加するものがある(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開2003−024939号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来の浄化装置において、固形分の中の砂分をストレーナで除去できれば、固形分が膜濾過モジュールに導入されることを防止でき、中空糸膜の表面の摩滅が防止され、原水の処理能力の低下を招来することがない。
【0007】
しかるに、従来の浄化装置では、木屑、海藻類は従来のストレーナでは除去できるが、砂分の場合は、0.2mm以上の粒径の砂分であっても、従来のストレーナでは目開きが大きくて通過するか若しくは目詰まり等の弊害が発生し、除去することができない。
【0008】
従って、中空糸膜の表面に砂分による摩滅が生じ、摩滅が生じた中空糸膜は交換する必要があるため、コストアップを招来すると共に高い原水処理能力を保持することができず、又、ストレーナに砂が溜まった状態で操業を行う場合には、ストレーナの圧力損失が高くなるため、原水供給ポンプの消費電力が高くなってコストアップに繋がり、更に、溜まった砂を除去するには、装置を停止しなければならず、この点からも高い原水処理能力を保持することができない。
【0009】
本発明は、上述の実情に鑑み、所定の粒径以上の砂分を確実に除去し得るようにし、且つ中空糸膜、平面膜といった濾過膜の交換頻度を減少させると共に原水供給ポンプの消費電力を押えることにより、コストダウンを図り、しかも、高い原水処理能力を保持して効率的な操業を行い得るようにした浄化装置を提供することを目的としてなしたものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1の浄化装置は、原水を濾過手段に送給して原水中の被濾過物を濾過し、浄化された水を得るようにした浄化装置であって、前記濾過手段の原水流れ方向上流側には、濾過手段に導入される前の原水中の固形分を除去するためのサイクロンを設けたものである。
【0011】
請求項2の浄化装置においては、濾過手段は多数の中空糸膜を備え、原水中の被濾過物は、原水が中空糸膜の外周側或は中空孔側から中空糸膜の中空孔側或は外周側へ通過することにより中空糸膜により濾過されるよう構成したものであり、請求項3の浄化装置においては、濾過手段は平面膜を備え、原水中の被濾過物は、原水が平面膜の一方の面から他方の面へ通過することにより平面膜により濾過されるよう構成したものである。
【0012】
請求項4の浄化装置においては、原水は井戸水又は工業用水であり、請求項5の浄化装置においては、原水は海水であり、請求項6の浄化装置においては、固形分は粒径が約0.2mm以上の砂分であり、請求項7の浄化装置においては、被濾過物は細菌及び/又は原虫である。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図1及び図2は本発明の浄化装置を実施する形態の一例であって、食品加工向け用の浄化装置の例であり、原水は井戸水又は工業用水である。図中、1は取水された原水2を貯留する原水貯槽、3は原水貯槽1の原水2を管路4を介し送給する原水供給ポンプ、5は原水供給ポンプ3からの原水2から砂分等の固形分を除去するためのサイクロン、6はサイクロン5で砂分等の固形分を除去されて管路7を介して送給された原水2から一般細菌、大腸菌等の細菌や原虫を除去することにより除菌する膜濾過モジュール、8は膜濾過モジュール6から管路9を介して送給された除菌水10を貯留するための除菌水槽である。
【0014】
11は管路12を介し管路7に接続されて空気13を管路7に送給し得るようにしたブロア、14は膜濾過モジュール6のケーシング15上端側側部に接続されて膜濾過モジュール6の後述の中空糸膜30を洗浄した逆洗排水16を排水するための逆洗排水管、18はサイクロン5の下端に接続されてサイクロン5で分離された砂分等の固形分19を逆洗排水管14に排出するための管路、20は除菌水槽8と管路9を連結する管路21に設けられて逆洗水22を送給するための逆洗水ポンプ、23,24,25,26,27は開閉弁、31は逆止弁、37はストレーナである。
【0015】
膜濾過モジュール6の詳細は図2に示されており、中空筒状の縦向き配置のケーシング15内の上下部には、多数の縦向きの貫通孔が形成された管板28,29が収納され、上下の管板28,29間には中空孔を有する多数の中空糸膜30が収納されている。而して、中空糸膜30の下端は管板29の上面に貫通孔を避けて固設され、中空糸膜30の上端は管板28の貫通孔に嵌合されて固設されている。中空糸膜30は、例えばポリフッ化ビニリデン製で、孔径が約0.1μmの中空糸精密濾過膜である。
【0016】
中空筒状の縦向き配置のケーシング15の下端には管路7が接続され、ケーシング15の上端には管路9が接続され、ケーシング15の上端側側部には、天端が管板28下面の下方となるよう逆洗排水管14が接続されている。
【0017】
次に、上記図示例の作動を説明する。
原水2の除菌を行って除菌水10を製造する場合には、開閉弁23,24を開き、開閉弁25,26を閉止させ、原水供給ポンプ3を駆動し、逆洗水ポンプ20、ブロア11を停止させておく。なお、開閉弁27は後述のごとく、砂等の固形分がサイクロン5内にある程度溜まった際に開かれる。
【0018】
原水貯槽1に貯留された原水2は原水供給ポンプ3により管路4を送給され、サイクロン5にケーシング接線方向から導入される。このため、原水2はサイクロン5内で渦流となり、原水2に含まれている砂分等の固形分は遠心力により除去されて下方へ沈降する。開閉弁27はサイクロン5内で原水2から除去された砂等の固形分がサイクロン5内にある程度溜まった際に、例えば図示してないレベル検出器からの信号により開かれ、このため、サイクロン5内からの砂分等の固形分19は一部の水と共に管路18,14から後工程の装置へ排出される。
【0019】
固形分19の除去された原水2はサイクロン5から管路7へ導出され、管路7を経て下端から膜濾過モジュール6内に導入され、導入された原水2は管板29の貫通孔を通って、管板29,28の間に配置されている中空糸膜30外側の空間に流入し、中空糸膜30を通って中空孔内に入る。この際、原水2中の一般細菌、大腸菌等の細菌及び原虫は中空糸膜30により濾過されてその外周部に付着するため、原水2は除菌されて除菌水10が生成される。
【0020】
生成された除菌水10は中空糸膜30の中空孔から流出して管路9から除菌水槽8へ送給される。而して、除菌水槽8中の除菌水10は適宜、食品加工に使用される。
【0021】
原水2の除菌により膜濾過モジュール6の中空糸膜30外周には、濾過された細菌や原虫が付着するため、中空糸膜30は適宜洗浄する必要がある。而して、この場合には、開閉弁25,26を開き、開閉弁23,24を閉止させ、原水供給ポンプ3を停止し、逆洗水ポンプ20、ブロア11を駆動させる。
【0022】
このため、除菌水槽8内の除菌水10は、逆洗水ポンプ20により逆洗水22として、管路21,9を介し膜濾過モジュール6のケーシング15内に供給され、ケーシング15内上部から中空糸膜30の中空孔内に導入され、中空孔から中空糸膜30を通りその外周側に流出する。
【0023】
一方、逆洗の際には、ブロア11からの空気13は管路7を経て膜濾過モジュール6のケーシング15下部に導入され、管板29の貫通孔から管板29,28の間に配置されている中空糸膜30外側の空間に流入し、中空糸膜30の外周側の空間を流れて該空間内の水を撹拌させ、中空糸膜30の中空孔内から流出する逆洗水22と協働して中空糸膜30の外周に付着している細菌及び原虫等の洗浄を行う。
【0024】
このため、中空糸膜30の外周に付着していた細菌や原虫は逆洗水22及び空気13により剥離、除去され、細菌や原虫を同伴した水及び空気の混合した流体は逆洗排水管14へ排出され、逆洗排水管14を通って後工程に送給される。
【0025】
本図示例によれば、除菌水の製造時には、原水2に混入している砂分等の固形分は、原水2が膜濾過モジュール6に導入される前にサイクロン5により除去される。
【0026】
従って、膜濾過モジュール6には約0.2mm以上の粒径の砂分が浸入することはないため、中空糸膜30の砂分による摩滅が減少して中空糸膜30の寿命が長期化する。又、サイクロン5には砂等の固形分が滞留することがなく、サイクロン5における圧力損失を低く押えることができるため、原水供給ポンプ3の消費電力を押えることができる。以上の結果、高い原水処理能力を保持して効率的な操業を行うことができる。
【0027】
更に、中空糸膜30の寿命が長期化すること及び原水供給ポンプ3の消費電力を押えることにより、コストダウンを図ることができる。
【0028】
図3は本発明の浄化装置を実施する形態の他の例であって、水産加工向け用の浄化装置の例であり、原水2は海水であり、除菌水10は除菌海水である。本図示例では、図1のブロア11に替えてコンプレッサ32を設けている。コンプレッサ32は管路33を介して管路34に接続され、管路34の一端は管路7に、又、他端は管路9に接続されている。図中、35,36は逆止弁であり、図1に示すものと同一のものには同一の符号が付してある。
【0029】
本図示例において、除菌水10を製造する場合は、開閉弁23,24を開き、開閉弁26を閉止し、原水供給ポンプ3を駆動し、コンプレッサ32を停止させて運転を行う。このため、本図示例でも、図1の場合と同様の作用効果を奏することができる。なお、本図示例においても、開閉弁27は砂等の固形分がサイクロン5内にある程度溜まった際に、例えばレベル検出器からの信号により開かれる。
【0030】
膜濾過モジュール6における中空糸膜30(図2参照)の逆洗を行う場合は、開閉弁23,24を閉止し、開閉弁26を開き、原水供給ポンプ3を停止し、コンプレッサ32を駆動する。
【0031】
コンプレッサ32からの空気は、一部は管路34から管路9へ導入され、管路9及び膜濾過モジュール6における中空糸膜30の中空孔に滞留している水に圧力を掛けて水を逆洗水として中空糸膜30の外周側へ流出させるポンプとして機能する。又、コンプレッサ32からの空気の残部は、管路7から膜濾過モジュール6における中空糸膜30の外周側に送給される。このため、中空糸膜30の外周に付着していた細菌や原虫は、中空糸膜30の外周側へ流出する逆洗水及び中空糸膜30の外周を流れる空気により生じる撹拌により、洗浄され、除去される。
【0032】
図4は上記浄化装置に使用する膜濾過モジュール6の他の例であり、図中、30aはケーシング15a内に収納された平面膜である。平面膜30aは、例えばポリスルフォン等の樹脂製で、孔径が約0.1μmの平面精密濾過膜である。
【0033】
而して、本図示例では、図1、図3に示すサイクロン5により砂分等の固形分を除去された原水2はケーシング15a内に導入されて平面膜30aを一方の面から他方の面へ通過し、この通過の際に、原水2中の一般細菌、大腸菌等の細菌及び原虫は平面膜30aにより濾過されて前記一方の面に付着する。
【0034】
このため、原水2は除菌されて除菌水10が生成され、生成された除菌水10は図1、図3に示す除菌水槽8へ送給される。平面膜30aの逆洗を行う場合には、洗浄水を除菌水10の流出側から膜濾過モジュール6のケーシング15aへ供給することにより行う。
【0035】
なお、本発明の浄化装置においては、図1の装置を井戸水や工業用水の除菌に適用し、図3の装置を海水の除菌に適用する場合について説明したが、図1の装置により海水の除菌を行うようにし、図3の装置により井戸水や工業用水の除菌を行うようにしても実施できること、除菌水槽は設けずに除菌水を直接食品加工や水産加工に使用することもできること、膜濾過モジュールに中空糸膜を用いる場合は、原水が中空糸膜の外周側から中空孔内へ流入することにより、原水中の細菌及び原虫を濾過する場合について説明したが、原水が中空孔側から外周側へ流出することにより、原水中の細菌及び原虫を濾過するようにすることも可能なこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【0036】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の請求項1〜7記載の浄化装置によれば、下記のごとき種々の優れた効果を奏し得る。
I)原水に混入している砂等の固形分は、原水が除菌装置に導入される前にサイクロンにより除去されるため、除菌装置には所定粒径以上の砂分が浸入することはなく、中空糸膜や平面膜の摩滅が減少してこれら濾過膜の寿命が長期化する。
II)サイクロンには砂等の固形分が滞留することがなく、サイクロンにおける圧力損失を低く押えることができるため、原水供給ポンプの消費電力を押えることができる。
III)以上の結果、高い原水処理能力を保持して効率的な操業を行うことができると共にコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の浄化装置の実施の形態の一例のフロー図である。
【図2】図1の浄化装置に使用する膜濾過モジュールの一例の縦断面図である。
【図3】本発明の浄化装置の実施の形態の他の例のフロー図である。
【図4】本発明の浄化装置に使用する膜濾過モジュールの他の例の斜視図である。
【符号の説明】
2 原水
5 サイクロン
6 膜濾過モジュール(濾過手段)
10 除菌水(浄化された水)
30 中空糸膜
30a 平面膜[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a purification device.
[0002]
[Prior art]
In the field of food processing and fishery processing, purification devices have been conventionally used to remove bacteria and protozoa such as general bacteria and Escherichia coli from raw water such as well water, industrial water and seawater to obtain sterilized water. . However, the well water sometimes has an abnormal increase in sand content, and the seawater often takes water from the coast, and the sand content may increase abnormally depending on the weather. Therefore, when sterilizing raw water such as well water, industrial water, and seawater, it is necessary to remove solids such as sand from the raw water in advance.
[0003]
Thus, in the conventional purification device, raw water such as well water, industrial water, and seawater is fed to a strainer having a mesh and slits of about φ1 mm to remove solids such as wood chips and seaweed in the raw water. Thereafter, it is fed to the membrane filtration module. In the membrane filtration module, raw water flows into the hollow holes of the hollow fiber membranes from the outer peripheral sides of the many hollow fiber membranes, and is fed from the hollow holes to the post-process side. When raw water passes through the hollow fiber membrane, general bacteria, bacteria such as Escherichia coli, and protozoa in the raw water are filtered and sterilized, and the sterilized water (sterilized water) flows out of the membrane filtration module. It is stored in a disinfecting water tank and used for food processing and fishery processing.
[0004]
Prior art literature information directly related to the invention of this application is not found in the range searched, but as an apparatus for sterilizing water, water is treated with a reverse osmosis membrane to separate it into fresh water and concentrated water. At the same time, there is one in which at least a part of the concentrated water is subjected to sterilization treatment by an ultrafiltration membrane and added to fresh water (for example, see Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-024939
[Problems to be solved by the invention]
In a conventional purification device, if the sand content in the solid content can be removed by a strainer, the solid content can be prevented from being introduced into the membrane filtration module, the surface of the hollow fiber membrane can be prevented from being worn, and the processing capacity of the raw water can be reduced. There is no inconvenience.
[0007]
However, in the conventional purification device, wood chips and seaweed can be removed by the conventional strainer, but in the case of sand, even if the sand has a particle size of 0.2 mm or more, the conventional strainer has a large opening. Adverse effects such as clogging or clogging occur and cannot be removed.
[0008]
Therefore, the surface of the hollow fiber membrane is worn by sand, and the worn hollow fiber membrane needs to be replaced, which leads to an increase in cost and cannot maintain a high raw water treatment capacity. When the operation is performed with the sand accumulated in the strainer, the pressure loss of the strainer increases, which increases the power consumption of the raw water supply pump, which leads to an increase in cost. The equipment must be shut down, and in this regard, high raw water treatment capacity cannot be maintained.
[0009]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has been made to reliably remove sand having a predetermined particle size or more, to reduce the frequency of replacing a filtration membrane such as a hollow fiber membrane and a flat membrane, and to reduce the power consumption of a raw water supply pump. Therefore, it is an object of the present invention to provide a purifying apparatus which can reduce costs and maintain a high raw water treatment capacity and can operate efficiently.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The purifying apparatus according to claim 1, wherein the raw water is supplied to a filtering means to filter an object to be filtered in the raw water to obtain purified water, and the raw water flows upstream of the filtering means in the raw water flow direction. On the side, a cyclone for removing solids in raw water before being introduced into the filtration means is provided.
[0011]
In the purifying apparatus according to
[0012]
In the purifying apparatus of claim 4, the raw water is well water or industrial water, in the purifying apparatus of
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 and 2 show an example of an embodiment of the purification apparatus of the present invention, which is an example of a purification apparatus for food processing, and raw water is well water or industrial water. In the figure, 1 is a raw water storage tank for storing the
[0014]
A
[0015]
The details of the
[0016]
The
[0017]
Next, the operation of the illustrated example will be described.
When sterilizing the
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
The generated sterilizing
[0021]
Since bacteria and protozoa that are filtered adhere to the outer periphery of the
[0022]
For this reason, the sterilized
[0023]
On the other hand, at the time of back washing, the
[0024]
Therefore, bacteria and protozoa adhering to the outer periphery of the
[0025]
According to the illustrated example, during the production of the sterilized water, solids such as sand mixed in the
[0026]
Accordingly, since sand having a particle size of about 0.2 mm or more does not enter the
[0027]
Furthermore, the cost can be reduced by prolonging the life of the
[0028]
FIG. 3 shows another example of the embodiment of the purifying apparatus of the present invention, which is an example of a purifying apparatus for fishery processing.
[0029]
In the illustrated example, when producing the sterilized
[0030]
When performing back washing of the hollow fiber membrane 30 (see FIG. 2) in the
[0031]
Part of the air from the
[0032]
FIG. 4 shows another example of the
[0033]
In the illustrated example, the
[0034]
For this reason, the
[0035]
In the purification apparatus of the present invention, a case has been described in which the apparatus of FIG. 1 is applied to sterilize well water and industrial water, and the apparatus of FIG. 3 is applied to sterilization of seawater. 3. The sterilization can be performed by using the apparatus shown in FIG. 3 to remove well water or industrial water, and using the sterilized water directly for food processing and marine processing without providing a sterilization water tank. In the case where a hollow fiber membrane is used for the membrane filtration module, the case where raw water flows into the hollow hole from the outer peripheral side of the hollow fiber membrane to filter bacteria and protozoa in the raw water has been described. It is possible to filter bacteria and protozoa in the raw water by flowing out from the hollow hole side to the outer peripheral side. It is.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the purifying device of claims 1 to 7 of the present invention, various excellent effects as described below can be obtained.
I) Since solids such as sand mixed in the raw water are removed by the cyclone before the raw water is introduced into the disinfecting device, sand with a predetermined particle size or more may not enter the disinfecting device. In addition, the wear of the hollow fiber membrane and the flat membrane is reduced, and the life of these filtration membranes is prolonged.
II) Since the solid content such as sand does not stay in the cyclone and the pressure loss in the cyclone can be suppressed low, the power consumption of the raw water supply pump can be suppressed.
III) As a result, efficient operation can be performed while maintaining high raw water treatment capacity, and cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart of an example of an embodiment of a purification device of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of an example of a membrane filtration module used in the purification device of FIG.
FIG. 3 is a flowchart of another example of the embodiment of the purification device of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view of another example of the membrane filtration module used in the purification device of the present invention.
[Explanation of symbols]
2
10 sanitized water (purified water)
30 hollow fiber membrane 30a flat membrane
Claims (7)
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