JP2005279618A - Liquid chemical cleaning method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、膜の洗浄方法に関する。さらに詳しくは、疎水性樹脂からなる膜の洗浄方法に関する。 The present invention relates to a method for cleaning a membrane. More specifically, the present invention relates to a method for cleaning a film made of a hydrophobic resin.
液体中の成分を分離したり、SSを除去する膜は、省エネルギーであることから色々な用途に使用されてきた。例えば、工場排水処理、河川水や地下水除濁、海水淡水化、バイオリアクターなどは、一例である。使用される膜も、その用途に応じて、さまざまなものが使用されてきた。例えば、河川水では、精密濾過膜、限外濾過膜や逆浸透膜によって濾過され飲用水などに利用される。また、排水においては、活性汚泥水を精密濾過膜やダイナミック濾過によって活性汚泥固形物と濾過水に分離されている。 Membranes that separate components in liquids and remove SS have been used for various applications because of energy saving. For example, factory wastewater treatment, river water and groundwater clarification, seawater desalination, bioreactor, etc. are examples. Various types of membranes have been used depending on the application. For example, river water is filtered through a microfiltration membrane, an ultrafiltration membrane, or a reverse osmosis membrane and used as drinking water. In the drainage, the activated sludge water is separated into activated sludge solids and filtered water by a microfiltration membrane or dynamic filtration.
濾過に用いられる膜の種類は親水性樹脂からなるものと疎水性樹脂のものとがあり、それぞれ特徴を生かした使用方法がとられている。 There are two types of membranes used for filtration, one made of a hydrophilic resin and one made of a hydrophobic resin.
しかし、このような濾過は、濾過面にSSや吸着物が付着し濾過能力を低下させ、必要な濾過水量が得られなくなることがある。このため、濾過面を定期的または非定期的に洗浄することで、濾過面に付着したSS分などを除去して濾過能力を保持している。例えば、特開平8−141375では、定期的に濾過側から濾過水を逆透過させることで濾過性能を維持している。また、特開平2001−38177には、濾過体下よりエアーを供給することで濾過面を洗浄しながら濾過を行うことが提案されている。さらに、特開平2002−126470には、このような方法でも濾過面が洗浄できず、濾過体を化学洗浄する方法も提案されている。
それでも濾過能力は100%の回復には時間、労力を要し、特に疎水性樹脂からなる濾過膜は地下水、井水、河川水、湖沼水の何れか、若しくはそれらの混合液をろ過した場合、これまで化学洗浄をしても回復率は低く、再使用することが非常に困難な状況であった。
Still, it takes time and labor to recover the filtration capacity to 100%. Especially when the filtration membrane made of hydrophobic resin is used to filter groundwater, well water, river water, lake water, or a mixture of them, So far, even after chemical cleaning, the recovery rate is low and it is very difficult to reuse.
本発明は、疎水性樹脂からなる膜の洗浄方法を提供する。 The present invention provides a method for cleaning a membrane made of a hydrophobic resin.
本発明者は、疎水性樹脂からなる膜において、地下水、井水、河川水、湖沼水の何れかを含むか、あるいはそれらの混合液をろ過したときのろ過膜の洗浄方法について、高い回復率を得ることができ、膜モジュールを再使用することが可能となる洗浄方法を完成したものである。 The inventor of the present invention has a high recovery rate with respect to a method for washing a filtration membrane when a membrane composed of a hydrophobic resin contains any of groundwater, well water, river water, lake water, or a mixture thereof. This completes the cleaning method that makes it possible to reuse the membrane module.
請求項1の発明はシュウ酸水溶液によりろ過膜モジュールを洗浄することを特徴とする薬液洗浄方法であって、その前、または後に次亜塩素酸ナトリウム水溶液及び水酸化ナトリウム水溶液の混合液で洗浄する薬液洗浄方法である。また請求項2の発明は、洗浄されるろ過膜モジュールが、地下水、井水、河川水、湖沼水の何れかを含むか、あるいはそれらの混合液をろ過する膜モジュールである洗浄方法であり、請求項3の発明は、洗浄薬液の濃度が、シュウ酸水溶液は100〜30,000mg/リットルであり、次亜塩素酸ナトリウム水溶液は遊離塩素濃度で10〜2,000ppmであって、水酸化ナトリウム水溶液は100〜30,000mg/リットルである薬液洗浄方法である。また、請求項4の発明は、洗浄されるろ過膜モジュールが、精密濾過膜もしくは限外濾過膜であって、ろ過膜が疎水性樹脂からなる請求項1〜3いずれかに記載の薬液洗浄方法であり、請求項5の発明は、ろ過膜が、ポリエーテルサルホン樹脂からなるものである、請求項1〜4いずれかに記載の薬液洗浄方法である。 The invention according to claim 1 is a chemical cleaning method for cleaning a filtration membrane module with an aqueous oxalic acid solution, which is cleaned with a mixed solution of an aqueous sodium hypochlorite solution and an aqueous sodium hydroxide solution before or after that. This is a chemical cleaning method. The invention of claim 2 is a cleaning method in which the filtration membrane module to be washed contains any of groundwater, well water, river water, lake water, or a membrane module that filters a mixed solution thereof. In the invention of claim 3, the concentration of the cleaning chemical solution is 100 to 30,000 mg / liter for the oxalic acid aqueous solution, and the sodium hypochlorite aqueous solution is 10 to 2,000 ppm in terms of free chlorine concentration. The aqueous solution is a chemical solution cleaning method of 100 to 30,000 mg / liter. The invention according to claim 4 is the chemical solution cleaning method according to any one of claims 1 to 3, wherein the filtration membrane module to be washed is a microfiltration membrane or an ultrafiltration membrane, and the filtration membrane is made of a hydrophobic resin. The invention according to claim 5 is the chemical solution cleaning method according to any one of claims 1 to 4, wherein the filtration membrane is made of a polyether sulfone resin.
本発明では、シュウ酸水溶液により、ろ過膜の薬液洗浄を行なう。シュウ酸は、市販のものを使用することができる。本発明ではシュウ酸を用いており、膜に付着する無機物に作用し、特にPES膜に対し他の酸に比べて有効であり、高い洗浄効果が得られる。 In the present invention, chemical cleaning of the filtration membrane is performed with an aqueous oxalic acid solution. A commercially available oxalic acid can be used. In the present invention, oxalic acid is used and acts on an inorganic substance adhering to the film, and is particularly effective for the PES film as compared with other acids, and a high cleaning effect is obtained.
またシュウ酸洗浄の前、または後に次亜塩素酸ナトリウム水溶液と水酸化ナトリウム水溶液の混合液で洗浄する。膜の付着物として菌類または有機物が存在するとき、洗浄効果が高い。付着物の付着状態(例えば、層状であるかどうか等)により、シュウ酸洗浄の前に行なう方が効果的な場合と、後に行なう方が効果的な場合とがある。水酸化ナトリウムは、有機物等を溶解すると考えられ、また、次亜塩素酸ナトリウムはそれをさらに分解させる為、効果が高いと考えられる。次亜塩素酸ナトリウムを単独で用いた場合、消費される速度が速いため、単独では洗浄効果の持続性が低く、混合液として用いるのが好ましい。 Further, before or after washing with oxalic acid, washing is performed with a mixed solution of sodium hypochlorite aqueous solution and sodium hydroxide aqueous solution. When fungi or organic substances are present as film deposits, the cleaning effect is high. Depending on the state of attachment of the deposit (for example, whether it is layered or the like), there are cases where it is more effective to perform before oxalic acid cleaning and cases where it is more effective to perform after that. Sodium hydroxide is considered to dissolve organic substances and the like, and sodium hypochlorite further decomposes it, so it is considered to be highly effective. When sodium hypochlorite is used alone, the rate of consumption is high. Therefore, it is preferable that the sodium hypochlorite is used alone as a mixed solution because the durability of the cleaning effect is low.
本発明の洗浄方法は、対象とする処理水の種類が限定されるものではない。例えば、地下水、井水、河川水、湖沼水、あるいはそれらの混合物を処理したろ過膜モジュールを洗浄するのに用いることができる。 In the cleaning method of the present invention, the type of treated water to be processed is not limited. For example, it can be used for washing a filtration membrane module treated with ground water, well water, river water, lake water, or a mixture thereof.
洗浄に用いる薬液中の、各成分の濃度についてはそれぞれ下記の範囲のものを用いることが好ましい。シュウ酸水溶液の濃度は、100〜30,000mg/リットルである、より好ましくは1,000〜10,000mg/リットルである。シュウ酸濃度がこの範囲より高いと、中空糸自体に損傷を与える恐れがあり、またこの範囲より低いと洗浄効果が低く実用レベルに達しない。又は、洗浄が長時間におよび実用的ではない。 As for the concentration of each component in the chemical solution used for cleaning, it is preferable to use the concentration within the following range. The concentration of the oxalic acid aqueous solution is 100 to 30,000 mg / liter, more preferably 1,000 to 10,000 mg / liter. If the oxalic acid concentration is higher than this range, the hollow fiber itself may be damaged. If it is lower than this range, the cleaning effect is low and the practical level is not reached. Or cleaning is long and impractical.
次亜塩素酸ナトリウムの濃度は、遊離塩素濃度が、10〜2,000ppmの範囲であり、より好ましくは、500〜1,000ppmである。次亜塩素酸ナトリウム濃度がこの範囲より高いと中空糸膜自体に損傷を与える可能性があり、またこの範囲より低いと洗浄効果が充分に得られないことがある。 The concentration of sodium hypochlorite is such that the free chlorine concentration is in the range of 10 to 2,000 ppm, more preferably 500 to 1,000 ppm. If the sodium hypochlorite concentration is higher than this range, the hollow fiber membrane itself may be damaged, and if it is lower than this range, the cleaning effect may not be sufficiently obtained.
更に、水酸化ナトリウムの濃度は、100〜30,000mg/リットルであり、より好ましくは1,000〜5,000mg/リットルである。水酸化ナトリウムの濃度がこの範囲より高いと、中空糸膜自体に損傷を与える恐れがあり、またこの範囲より低いと洗浄効果が充分に得られないことがある。 Furthermore, the concentration of sodium hydroxide is 100 to 30,000 mg / liter, more preferably 1,000 to 5,000 mg / liter. If the concentration of sodium hydroxide is higher than this range, the hollow fiber membrane itself may be damaged, and if it is lower than this range, the cleaning effect may not be sufficiently obtained.
本発明は、特に疎水性樹脂を主な成分とするろ過膜を薬液洗浄するのに効果が大きいものである。疎水性膜は、その膜表面に付着した汚れを除去しにくいものであるが、本発明の洗浄方法により、シュウ酸および、次亜塩素酸ナトリウムと水酸化ナトリウムの混合物を用いることにより、この汚れを効率良く除去できるようになった。 The present invention is particularly effective for chemical cleaning of a filtration membrane containing a hydrophobic resin as a main component. Hydrophobic membranes are difficult to remove dirt adhering to the surface of the membrane, but by using the oxalic acid and a mixture of sodium hypochlorite and sodium hydroxide by the cleaning method of the present invention, this dirt is removed. Can be removed efficiently.
本発明の方法は、以下のようにして実施することができる。まず最初に所定有効濃度のシュウ酸水溶液を調合する。これを例えば薬液タンクに入れ、薬液ポンプを用いて所定の割合で、ろ過膜モジュールの透過側から仕込む。そして、このシュウ酸による洗浄の前、あるいは後に、シュウ酸と同様の方法で、次亜塩素酸ナトリウムと水酸化ナトリウムの混合溶液で洗浄を行なう。この際、次亜塩素酸ナトリウムは所定の温度にまで加温した後に加えるのが好ましい。 The method of the present invention can be carried out as follows. First, an oxalic acid aqueous solution having a predetermined effective concentration is prepared. This is placed in, for example, a chemical tank and charged from the permeation side of the filtration membrane module at a predetermined rate using a chemical pump. Then, before or after washing with oxalic acid, washing is performed with a mixed solution of sodium hypochlorite and sodium hydroxide in the same manner as oxalic acid. At this time, sodium hypochlorite is preferably added after being heated to a predetermined temperature.
本発明に使用する膜モジュールの膜の材質である疎水性樹脂とは、ポリサルホン系樹脂、ポリアクリルニトリル系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、フッ素系樹脂、をさす。好ましくはポリエーテルサルホン樹脂、ポリサルホン樹脂である。また、膜の孔径はどのようなものでもよい。好ましくは、精密濾過膜もしくは限外濾過膜である。 The hydrophobic resin that is the material of the membrane of the membrane module used in the present invention refers to polysulfone resin, polyacrylonitrile resin, polyethylene resin, polyethylene terephthalate resin, and fluorine resin. Polyether sulfone resin and polysulfone resin are preferable. Further, the membrane may have any pore diameter. A microfiltration membrane or an ultrafiltration membrane is preferable.
本発明の薬液洗浄方法では、疎水性樹脂からなる膜モジュールを有効に洗浄でき、膜モジュールとしての性能を回復させ、再使用することを可能とする。 In the chemical solution cleaning method of the present invention, a membrane module made of a hydrophobic resin can be effectively cleaned, and the performance as a membrane module can be recovered and reused.
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples.
井水の濾過に3ヶ月使用された中空糸膜モジュールFS10−FUS1582(ダイセン・メンブレン・システムズ社製)(ポリエーテルサルホン樹脂でできた中空糸膜で、有効膜面積5m2のものを搭載)の透過側から、濃度1.0%、40℃のシュウ酸水溶液を1.5m3/Hの流量で仕込み、全量ろ過による洗浄を3時間実施した。次に遊離塩素濃度1000ppmの次亜塩素酸ナトリウム水溶液および、濃度が2000mg/リットルの水酸化ナトリウム水溶液の混合薬液を使用し、透過側より薬液を、1.5m3/Hの流量で、20秒逆透過させた後、仕込みを中止し、薬液をモジュール内に満たしたまま、膜モジュールを20℃で15時間浸漬・放置した。この後、再度混合薬液を1.5m3/Hの流量で30分間逆透過させた後、フラッシング洗浄を20分および循環ろ過洗浄を4時間実施した。洗浄後の膜モジュールの透過流束は、製造直後の値と比較して95%の性能に回復した。 Hollow fiber membrane module FS10-FUS1582 (manufactured by Daisen Membrane Systems Co., Ltd.) (a hollow fiber membrane made of polyethersulfone resin with an effective membrane area of 5 m2) that was used for filtration of well water for 3 months From the permeate side, an oxalic acid aqueous solution having a concentration of 1.0% and 40 ° C. was charged at a flow rate of 1.5 m 3 / H, and washing by filtration was carried out for 3 hours. Next, a mixed chemical solution of a sodium hypochlorite aqueous solution with a free chlorine concentration of 1000 ppm and a sodium hydroxide aqueous solution with a concentration of 2000 mg / liter is used, and the chemical solution is reversed from the permeate side for 20 seconds at a flow rate of 1.5 m 3 / H. After permeation, the charging was stopped, and the membrane module was immersed and left at 20 ° C. for 15 hours while the chemical solution was filled in the module. Thereafter, the mixed chemical solution was again permeated for 30 minutes at a flow rate of 1.5 m 3 / H, and then flushing washing was performed for 20 minutes and circulation filtration washing was performed for 4 hours. The permeation flux of the membrane module after washing recovered to 95% performance compared to the value immediately after production.
地下水のろ過に1年間使用した中空糸膜モジュールFS10−FUS1582(ダイセン・メンブレン・システムズ社製)(ポリエーテルサルホン樹脂でできた中空糸膜で、有効膜面積5m2を搭載)を、遊離塩素濃度1000ppmの次亜塩素酸ナトリウム水溶液および、2000mg/リットルの濃度の水酸化ナトリウム水溶液の混合薬液を使用して、循環ろ過で2時間洗浄した。次に濃度1.0%、40℃のシュウ酸水溶液を1.5m3/Hで仕込みながら、全量ろ過による洗浄を2時間実施し、さらにフラッシング洗浄を20分、および、透過側より薬液を20分逆透過させ洗浄を終了した。透過流速は製造直後の値と比較して洗浄前は36%であったのに対し洗浄後135%まで回復した。 Hollow fiber membrane module FS10-FUS1582 (manufactured by Daisen Membrane Systems Co., Ltd.) (a hollow fiber membrane made of polyethersulfone resin with an effective membrane area of 5m2) used for groundwater filtration for one year, free chlorine concentration Using a mixed chemical solution of 1000 ppm sodium hypochlorite aqueous solution and 2000 mg / liter sodium hydroxide aqueous solution, it was washed by circulation filtration for 2 hours. Next, while charging an aqueous oxalic acid solution with a concentration of 1.0% and 40 ° C. at 1.5 m 3 / H, washing by filtration was carried out for 2 hours, followed by flushing washing for 20 minutes, and the chemical solution from the permeation side for 20 minutes. Washing was completed by reverse permeation. The permeation flow rate was 36% before washing as compared to the value immediately after production, whereas it recovered to 135% after washing.
上記実施例1、2から、本発明の方法により、疎水性樹脂からなるろ過膜の洗浄を、シュウ酸および次亜塩素酸ナトリウムと水酸化ナトリウムの混合液で行なうことにより、高い洗浄効果が得られることが明らかとなった。 From Examples 1 and 2 described above, a high cleaning effect can be obtained by washing the filtration membrane made of a hydrophobic resin with oxalic acid and a mixed solution of sodium hypochlorite and sodium hydroxide by the method of the present invention. It became clear that
Claims (5)
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