JP2005246156A - ろ過膜の逆洗方法 - Google Patents

Abstract

【課題】逆洗時間を短縮でき、逆洗によるろ過能力の回復率も向上できるろ過膜の逆洗方法を提供する。
【解決手段】ろ過運転を停止し、逆洗水ｅの供給ライン３ａに設けた逆洗バルブ３１を開けて、予め加圧タンク２で加圧して準備した逆洗水ｅを膜ろ過装置１のろ過水側二次室１３に充填する。この場合、１次室と２次室との圧力差、すなわち逆洗圧力が０．４〜０．５ＭＰａの範囲になるよう調整しておき、この逆洗水ｅに、前記逆洗バルブ３１を約１秒間隔で瞬間的な開閉動作を行うことによって断続的にパルス状の圧力を加え、膜ろ過装置１のろ過膜１２に瞬間的な圧力変化による衝撃を与える点にある。
【選択図】 図１

Description

本発明は、水を浄化処理するためのろ過膜の逆洗方法に関する。

従来、上水原水を処理した際に生じる上水汚泥を有機性限外ろ過膜を用いてクロスフロー方式で濃縮する当たり、汚泥濃度が所定濃度に達した場合、ろ過膜を逆洗手段によって洗浄することが知られている。（特許文献１を参照のこと）
また、精密ろ過膜の逆洗に際して、逆洗水に酢酸、過酸化水素などの酸化性殺菌剤を含有させるものも知られている。（特許文献２を参照のこと）
また、放射性排水をセラミックろ過膜でろ過し、放射性核種を除去する方法においても、ろ過能力が低下したときに逆洗して回復させることが知られている。（特許文献３を参照のこと）

膜ろ過装置のろ過操作が進むに従い、ろ過膜によって阻止された固形分などがろ過膜表面およびろ過細孔内に順次堆積してろ過流路が狭められてろ過水の通過抵抗が増加する結果、ろ過能力が低下するので、ろ過操作を中断して、洗浄水をろ過水側から原水側に流すことによって、表面やろ過細孔内に堆積した閉塞物をろ過膜から原水側に分離する、すなわちろ過とは逆方向に洗浄水を流して洗浄するいわゆる「逆洗」が行われるのである。

ところが、この逆洗の所要時間は全ろ過運転時間の約５〜１０％達するので、ろ過運転効率の向上のためには、逆洗時間の短縮化が要望されていた。また、逆洗によるろ過能力の回復率は通常６０％〜９０％程度であって、これをさらに向上させ得る技術手段の開発も要望されていた。
特開２０００−１５２９８号公報：特許請求の範囲の欄 特開２０００−１１７０６９号公報：特許請求の範囲の欄 特開２００１−１０８７８９号公報：特許請求の範囲の欄、段落〔０００４〕

本発明は、上記のろ過膜の逆洗方法において、問題点を解決するためになされたものであり、逆洗時間を短縮でき、逆洗によるろ過能力の回復率も向上できるろ過膜の逆洗方法を提供する。

上記の問題は、膜ろ過装置の１次室に原水を供給し、ろ過膜によって固形分をろ過し、２次室からろ過水を取り出す膜ろ過方法の過程において、１次室に原水を充満させた状態で２次室に逆洗水を充満させるとともに、その２次室の逆洗水に瞬間的に断続した逆洗圧力を加えることを特徴とする本発明のろ過膜の逆洗方法によって、解決することができる。

また、本発明における前記の断続して加えられる逆洗圧力は、０．４〜１．０ＭＰａの範囲の圧力であるのが好ましく、０．４〜０．５ＭＰａの範囲の圧力であるのがより好ましい。また前記逆洗水を温度３０℃〜９０℃に加熱して用いるのが好ましい。
さらに、この逆洗方法においては、１次室の一端から原水を供給し、他端から排出し、これを循環させる循環運転を行いながら、前記逆洗操作を行うようにするのが特に好ましい。

本発明によれば、１次室に原水を充満させた状態で２次室に逆洗水を充満させるとともに、その２次室の逆洗水に断続した逆洗圧力を加えて逆洗するようにした結果、逆洗時間が平均３０％短縮可能となったのである。その理由は、本発明では、ろ過膜表面やろ過細孔内に堆積した閉塞物に衝撃を与えるので、ろ過膜からそれらが容易に分離するようになるからと思われる。

本発明のろ過膜の逆洗方法は、逆洗時間を短縮でき、逆洗によるろ過能力の回復率も向上するようになり、膜ろ過装置の長時間、高効率運転に寄与するという優れた効果がある。よって本発明は、従来の問題点を解消したろ過膜の逆洗方法として、技術的価値はきわめて大なるものがある。

次に、本発明のろ過膜の逆洗方法に係る実施形態について、図１、２を参照しながら説明する。
（１）逆洗準備：ろ過運転中はろ過対象の原水ａは、原水タンク２から供給原水ｂとしてポンプＰによって膜ろ過装置１の原水側１次室１１に供給され、１次室内をクロスフローし、返送原水ｃとして取り出される間に、ろ過膜１２を通じてろ過されて、ろ過水ｄがろ過水側２次室１３からろ過水ライン１ａに取り出される。そして、１次室１１から取り出された返送原水ｃは原水タンク２に返送され、再度１次室に供給されるように循環運転しながらろ過運転が行われるのである。

そして、ろ過運転が進行し、ろ過膜１２に閉塞物が堆積してろ過性能が予め定めた程度に低下した場合、逆洗運転に転換する。この逆洗を行うに当たり、ろ過水排出ライン１ａのろ過水バルブ１４を閉じてろ過運転を中断し、循環運転を停止する。

（２）加圧逆洗水の供給：予め加圧タンク３で加圧して準備する。この場合、１次室と２次室との圧力差、すなわち逆洗圧力が０．４〜０．５ＭＰａの範囲になるよう調整しておく。

（３）断続加圧：本発明の重要な特徴は、逆洗時に逆洗水ｅに約１〜３秒間隔で断続的にパルス状の圧力を加える、あるいは逆洗水ｅの供給ライン３ａに設けた逆洗バルブ３１が約１〜３秒間隔で瞬間的な開閉動作を繰り返すことによって、膜ろ過装置１のろ過膜１２に瞬間的な圧力変化による衝撃を与える点にある。

（４）逆洗水の加熱：逆洗水・を３０℃〜９０℃の温度に加熱して逆洗に使用するのが好ましい。これは、洗浄効果を向上させるためであり、この目的には、図２に示すように、ろ過水ｄを加圧タンク３に送給して逆洗水ｅとして利用するのが好ましい。その理由は、供給原水ｂ自体が循環運転にともない循環ポンプＰの発熱によって加熱されているので、そこから抽出されたろ過水ｄもある程度の温度を有しているからである。

（５）原水の循環運転：以上の説明は供給原水ｂ、返送原水ｃなどの循環運転を停止した状態における逆洗を例示したが、本発明では、前記逆洗を行うに当たりこの循環運転を行うのもより好ましい方法である。この循環運転によるろ過膜１２の表面の洗浄効果が逆洗に加わることによって、ろ過膜表面とろ過細孔内に堆積した閉塞物を効果的に除去できるようになる。なお、この循環運転を行う場合でも、逆洗水の前記逆洗圧力が０．４〜１．０ＭＰａの範囲、より好ましくは０．４〜０．５ＭＰａの範囲を維持するよう調整することが重要である。

（６）ろ過運転再開：逆洗バルブ３１を閉じ、逆洗操作を終了する。ろ過再開に先立って、循環運転を５〜１０分程度継続し、循環流束や膜面の状態が定常状態になる時間を設ける。次いで、ろ過再開に当たって、ろ過膜に急激な負荷をかけないよう配慮し、ろ過水バルブ１４を予め決めた開度まで１〜５分かけてゆっくり開くようにする。

セラミック製ろ過膜を備えた、規模２４０リットル／日の膜ろ過試験装置において、有機性洗浄廃水のろ過実験を行い、本発明の逆洗方法とその範囲外の比較例との結果を表１に示す。この結果によれば、逆洗所要時間は、約３０％の短縮効果が認められ、またろ過性能回復率も８５％から９５％に向上することが分った。その結果、逆洗運転間隔は、４時間から６時間に延びるなど長時間運転が可能となるので、ろ過膜装置としての運転効率が向上した。

本発明の実施形態を説明するための膜ろ過装置の要部ブロック図。 他の実施形態を説明するための膜ろ過装置の要部ブロック図。

符号の説明

１膜ろ過装置、１ａろ過水排出ライン、１１１次室、１２ろ過膜、１３２次室、１４ろ過水バルブ、２原水タンク、２１、２２、２３、２４、３加圧タンク、３ａ供給ライン、３１逆洗バルブ、３２、３３、３４、４、４１、４２、４３、４４、ａ原水、ｂ供給原水、ｃ返送原水、ｄろ過水、ｅ逆洗水、Ｐポンプ。

Claims (4)

1. 膜ろ過装置の１次室に原水を供給し、ろ過膜によって固形分をろ過し、２次室からろ過水を取り出す膜ろ過方法の過程において、１次室に原水を充満させた状態で２次室に逆洗水を充満させるとともに、その２次室の逆洗水に瞬間的に断続した逆洗圧力を加えることを特徴とするろ過膜の逆洗方法。
2. 前記断続して加えられる逆洗圧力が０．４〜１．０ＭＰａの範囲の圧力である請求項１に記載のろ過膜の逆洗方法。
3. 前記逆洗水が温度３０℃〜９０℃に加熱されたものである請求項１または２に記載のろ過膜の逆洗方法。
4. １次室の一端から原水を供給し、他端から排出し、これを循環させる循環運転を行いながら、前記逆洗操作を行うようにした請求項１〜３のいずれかに記載のろ過膜の逆洗方法。

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