JP2005319375A - Membrane treatment method and membrane treatment apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、膜処理方法および膜処理装置に関し、さらに詳しくは、オゾン関連設備をろ過および洗浄の両方で使用することが出来る膜処理方法および膜処理装置に関する。 The present invention relates to a membrane treatment method and a membrane treatment apparatus, and more particularly to a membrane treatment method and a membrane treatment apparatus that can use ozone-related equipment for both filtration and cleaning.
従来、洗浄時に、0.2mg/L以上の濃度のオゾン含有水を1m/s以上の線流速で膜に流す「スライムの除去方法」が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
また、逆洗時に、膜モジュールの二次側で逆洗水にオゾンを注入し、二次側を経たオゾンを一次側の循環水に混合してエアスクラビング(バブリング)を行う「膜分離水処理装置」が知られている(例えば、特許文献2参照。)。
また、逆洗時に、膜モジュールの一次側にオゾン含有空気を吹き込んでエアスクラビング(バブリング)を行う「膜ろ過装置の洗浄方法」が知られている(例えば、特許文献3参照。)。
また、ろ過時に、膜モジュールの一次側へ供給する水にオゾンを吹き込む「下水2次処理水の浄化方法」が知られている(例えば、特許文献4参照。)。
Also, during backwashing, ozone is injected into the backwashing water on the secondary side of the membrane module, and ozone that has passed through the secondary side is mixed with the circulating water on the primary side to perform air scrubbing (bubbling). "Apparatus" is known (for example, refer to Patent Document 2).
In addition, a “membrane cleaning device cleaning method” is known in which ozone scrubbing (bubbling) is performed by blowing ozone-containing air into the primary side of the membrane module during backwashing (see, for example, Patent Document 3).
Further, a “purification method of sewage secondary treated water” is known in which ozone is blown into water supplied to the primary side of the membrane module during filtration (see, for example, Patent Document 4).
上記「スライムの除去方法」では、オゾン関連設備が循環洗浄工程のためにだけ利用されており、ろ過工程では利用されておらず、設備の利用効率が悪い問題点がある。また、オゾン含有水を流してそのまま系外へ排出してしまうので、利用されなかったオゾンも捨てられることになり、無駄が多い問題点がある。
また、上記「膜分離水処理装置」では、オゾン関連設備が循環洗浄工程のためにだけ利用されており、ろ過工程では利用されておらず、設備の利用効率が悪い問題点がある。また、膜モジュールの一次側には二次側を経たオゾンが混合されるため、オゾン洗浄の必要性が二次側より高い一次側のオゾン濃度の制御が難しい問題点がある。
また、上記「膜ろ過装置の洗浄方法」では、オゾン関連設備が循環洗浄工程のためにだけ利用されており、ろ過工程では利用されておらず、設備の利用効率が悪い問題点がある。また、オゾン含有空気を吹き込んでそのまま系外へ排出してしまうので、利用されなかったオゾンも捨てられることになり、無駄が多い問題点がある。
また、上記「下水2次処理水の浄化方法」では、オゾン関連設備がろ過工程のためにだけ利用されており、循環洗浄工程では利用されておらず、設備の利用効率が悪い問題点がある。
そこで、本発明の目的は、オゾン関連設備をろ過と洗浄の両方で利用することが出来る膜処理方法および膜処理装置を提供することにある。
In the above “slime removal method”, the ozone-related equipment is used only for the circulation cleaning process, and is not used in the filtration process. Moreover, since ozone-containing water is flowed and discharged out of the system as it is, ozone that has not been used is also discarded, and there is a problem that there is a lot of waste.
Further, in the above-mentioned “membrane separation water treatment apparatus”, ozone-related equipment is used only for the circulation cleaning process, and is not used in the filtration process, so there is a problem that the utilization efficiency of the equipment is poor. Moreover, since ozone that has passed through the secondary side is mixed with the primary side of the membrane module, there is a problem that it is difficult to control the ozone concentration on the primary side, which requires higher ozone cleaning than the secondary side.
Moreover, in the above-mentioned “cleaning method of membrane filtration apparatus”, ozone-related equipment is used only for the circulation cleaning process, and is not used in the filtration process, so there is a problem that the utilization efficiency of the equipment is poor. Moreover, since ozone-containing air is blown and discharged out of the system as it is, ozone that has not been used is also discarded, and there is a problem that there is a lot of waste.
Moreover, in the above-mentioned “purification method of sewage secondary treated water”, ozone-related equipment is used only for the filtration process, and is not used in the circulation cleaning process. .
Therefore, an object of the present invention is to provide a membrane treatment method and a membrane treatment apparatus that can use ozone-related equipment for both filtration and cleaning.
第1の観点では、本発明は、オゾン濃度をろ過時オゾン濃度としたオゾン処理水を膜モジュールの一次側に循環通水して前記オゾン処理水の一部を前記膜モジュールの一次側から二次側へ透過させるろ過工程と洗浄水を前記膜モジュールの二次側から一次側へ透過させる逆洗工程とを繰り返す通常運転の間に、オゾン濃度を循環洗浄時オゾン濃度としたオゾン処理水を膜モジュールの一次側に循環通水して前記膜モジュールを洗浄する循環洗浄工程を挟むことを特徴とする膜処理方法を提供する。
上記第1の観点による膜処理方法では、ろ過工程でも循環洗浄工程でもオゾンを利用するため、オゾン関連設備をろ過と洗浄の両方で利用でき、設備の利用効率を向上できる。また、オゾン処理水を膜モジュールの一次側に循環通水するため、オゾンを無駄なく利用できると共に一次側でのオゾン濃度の制御を的確に行うことが出来る。
In a first aspect, the present invention circulates ozone-treated water whose ozone concentration is the ozone concentration during filtration to the primary side of the membrane module, and a part of the ozone-treated water is recovered from the primary side of the membrane module. During the normal operation of repeating the filtration process for permeating to the secondary side and the backwashing process for allowing the washing water to permeate from the secondary side to the primary side of the membrane module, the ozone-treated water with the ozone concentration being the ozone concentration at the time of circulating cleaning is used. Provided is a membrane treatment method characterized by sandwiching a circulation washing step of washing the membrane module by circulating water through a primary side of the membrane module.
In the membrane treatment method according to the first aspect, since ozone is used in both the filtration step and the circulation cleaning step, ozone-related equipment can be used for both filtration and washing, and the utilization efficiency of the equipment can be improved. Further, since the ozone treated water is circulated through the primary side of the membrane module, ozone can be used without waste and the ozone concentration on the primary side can be accurately controlled.
第2の観点では、本発明は、上記構成の膜処理方法において、前記ろ過時オゾン濃度より前記循環洗浄時オゾン濃度を高くすることを特徴とする膜処理方法を提供する。
上記第2の観点による膜処理方法では、ろ過時オゾン濃度より循環洗浄時オゾン濃度を高くすることで、洗浄効果を高めることが出来る。
In a second aspect, the present invention provides the membrane treatment method having the above-described configuration, wherein the ozone concentration during circulation cleaning is made higher than the ozone concentration during filtration.
In the membrane treatment method according to the second aspect, the cleaning effect can be enhanced by making the ozone concentration during circulation cleaning higher than the ozone concentration during filtration.
第3の観点では、本発明は、上記構成の膜処理方法において、前記膜モジュールを複数並列に設置し、一部の膜モジュールでは前記通常運転を行い、残りの膜モジュールでは前記通常運転を停止して前記循環洗浄工程を行うことを特徴とする膜処理方法を提供する。
上記第3の観点による膜処理方法では、ろ過を完全に止めないで循環洗浄を行うことが出来る。
In a third aspect, the present invention provides the membrane treatment method having the above-described configuration, wherein a plurality of the membrane modules are installed in parallel, the normal operation is performed in some membrane modules, and the normal operation is stopped in the remaining membrane modules. Then, a film processing method is provided in which the circulation cleaning step is performed.
In the membrane treatment method according to the third aspect, circulation cleaning can be performed without completely stopping filtration.
第4の観点では、本発明は、上記構成の膜処理方法において、前記ろ過工程中に前記膜モジュールの一次側と二次側の差圧が所定値以上のときに前記ろ過工程を停止して前記循環洗浄工程を行うことを特徴とする膜処理方法を提供する。
上記第4の観点による膜処理方法では、逆洗工程ではろ過能力が回復しなかった場合に循環洗浄工程を行うことが出来る。
In a fourth aspect, the present invention provides the membrane treatment method configured as described above, wherein the filtration step is stopped when a differential pressure between a primary side and a secondary side of the membrane module is equal to or greater than a predetermined value during the filtration step. Provided is a film processing method characterized by performing the circulation cleaning step.
In the membrane treatment method according to the fourth aspect, the circulation washing step can be performed when the filtration ability is not recovered in the back washing step.
第5の観点では、本発明は、膜モジュールと、原水にオゾンを注入しオゾン処理水とするオゾン反応塔と、前記オゾン処理水を貯留するオゾン処理水槽と、前記オゾン処理水のオゾン濃度をろ過時オゾン濃度としながら前記オゾン反応搭と前記オゾン処理水槽と前記膜モジュールの一次側の間でオゾン処理水を循環させることによって前記オゾン処理水の一部を前記膜モジュールの一次側から二次側へ透過させてろ過水を得るろ過循環手段と、洗浄水を前記膜モジュールの二次側から一次側へ透過させる逆洗手段と、前記オゾン処理水のオゾン濃度を循環洗浄時オゾン濃度としながら前記オゾン反応搭と前記オゾン処理水槽と前記膜モジュールの一次側の間でオゾン処理水を循環させることによって前記膜モジュールを洗浄する循環洗浄手段とを具備したことを特徴とする膜処理装置を提供する。
上記第5の観点による膜処理装置では、ろ過工程でも循環洗浄工程でもオゾンを利用するため、オゾン関連設備をろ過と洗浄の両方で利用でき、設備の利用効率を向上できる。また、オゾン処理水を膜モジュールの一次側に循環通水するため、オゾンを無駄なく利用できると共に一次側でのオゾン濃度の制御を的確に行うことが出来る。
In a fifth aspect, the present invention relates to a membrane module, an ozone reaction tower that injects ozone into raw water to produce ozone treated water, an ozone treated water tank that stores the ozone treated water, and an ozone concentration of the ozone treated water. By circulating ozone treated water between the ozone reaction tower, the ozone treated water tank and the primary side of the membrane module while maintaining the ozone concentration during filtration, a part of the ozone treated water is secondary from the primary side of the membrane module. Filtration circulation means for permeating to the side to obtain filtered water, backwashing means for allowing washing water to permeate from the secondary side to the primary side of the membrane module, while the ozone concentration of the ozone treated water is set to the ozone concentration during circulation washing Circulating cleaning means for cleaning the membrane module by circulating ozone treated water between the ozone reaction tower, the ozone treated water tank, and the primary side of the membrane module. To provide a membrane treatment apparatus is characterized in that comprises a.
In the membrane treatment apparatus according to the fifth aspect, since ozone is used in both the filtration process and the circulation washing process, the ozone-related equipment can be used for both filtration and washing, and the utilization efficiency of the equipment can be improved. Further, since the ozone treated water is circulated through the primary side of the membrane module, ozone can be used without waste and the ozone concentration on the primary side can be accurately controlled.
第6の観点では、本発明は、膜モジュールと、原水にオゾンを注入しオゾン処理水とするオゾン反応塔と、前記オゾン処理水を貯留するオゾン処理水槽と、前記オゾン処理水のオゾン濃度をろ過時オゾン濃度としながら前記オゾン処理水槽と前記膜モジュールの一次側の間でオゾン処理水を循環させることによって前記オゾン処理水の一部を前記膜モジュールの一次側から二次側へ透過させてろ過水を得るろ過循環手段と、洗浄水を前記膜モジュールの二次側から一次側へ透過させる逆洗手段と、前記オゾン処理水のオゾン濃度を循環洗浄時オゾン濃度としながら前記オゾン反応搭と前記オゾン処理水槽の間でオゾン処理水を循環させ且つ前記オゾン処理水槽と前記膜モジュールの一次側の間でオゾン処理水を循環させることによって前記膜モジュールを洗浄する循環洗浄手段とを具備したことを特徴とする膜処理装置を提供する。
上記第6の観点による膜処理装置では、ろ過工程でも循環洗浄工程でもオゾンを利用するため、オゾン関連設備をろ過と洗浄の両方で利用でき、設備の利用効率を向上できる。また、オゾン処理水を膜モジュールの一次側に循環通水するため、オゾンを無駄なく利用できると共に一次側でのオゾン濃度の制御を的確に行うことが出来る。
In a sixth aspect, the present invention relates to a membrane module, an ozone reaction tower that injects ozone into raw water to make ozone treated water, an ozone treated water tank that stores the ozone treated water, and an ozone concentration of the ozone treated water. A portion of the ozone treated water is transmitted from the primary side to the secondary side of the membrane module by circulating ozone treated water between the ozone treated water tank and the primary side of the membrane module while maintaining the ozone concentration during filtration. Filtration circulation means for obtaining filtered water, backwashing means for permeating the washing water from the secondary side to the primary side of the membrane module, and the ozone reaction tower while the ozone concentration of the ozone treated water is set to the ozone concentration during the circulation washing. The membrane by circulating ozone treated water between the ozone treated water tank and circulating ozone treated water between the ozone treated water tank and the primary side of the membrane module. To provide a membrane treatment apparatus is characterized in that comprises a circulation cleaning means for cleaning the module.
In the membrane treatment apparatus according to the sixth aspect, since ozone is used in both the filtration process and the circulation cleaning process, the ozone-related equipment can be used for both filtration and washing, and the utilization efficiency of the equipment can be improved. Further, since the ozone treated water is circulated through the primary side of the membrane module, ozone can be used without waste and the ozone concentration on the primary side can be accurately controlled.
第7の観点では、本発明は、膜モジュールと、原水にオゾンを注入しオゾン処理水とするオゾン反応塔と、前記オゾン処理水を貯留するオゾン処理水槽と、前記オゾン処理水のオゾン濃度をろ過時オゾン濃度としながら前記オゾン反応搭と前記オゾン処理水槽と前記膜モジュールの一次側の間でオゾン処理水を循環させることによって前記オゾン処理水の一部を前記膜モジュールの一次側から二次側へ透過させてろ過水を得るろ過循環手段と、洗浄水を前記膜モジュールの二次側から一次側へ透過させる逆洗手段と、前記オゾン処理水のオゾン濃度を循環洗浄時オゾン濃度としながら前記オゾン反応搭と前記オゾン処理水槽の間でオゾン処理水を循環させ且つ前記オゾン反応搭と前記オゾン処理水槽と前記膜モジュールの一次側の間でオゾン処理水を循環させることによって前記膜モジュールを洗浄する循環洗浄手段とを具備したことを特徴とする膜処理装置を提供する。
上記第7の観点による膜処理装置では、ろ過工程でも循環洗浄工程でもオゾンを利用するため、オゾン関連設備をろ過と洗浄の両方で利用でき、設備の利用効率を向上できる。また、オゾン処理水を膜モジュールの一次側に循環通水するため、オゾンを無駄なく利用できると共に一次側でのオゾン濃度の制御を的確に行うことが出来る。
In a seventh aspect, the present invention relates to a membrane module, an ozone reaction tower that injects ozone into raw water to produce ozone treated water, an ozone treated water tank that stores the ozone treated water, and an ozone concentration of the ozone treated water. By circulating ozone treated water between the ozone reaction tower, the ozone treated water tank and the primary side of the membrane module while maintaining the ozone concentration during filtration, a part of the ozone treated water is secondary from the primary side of the membrane module. Filtration circulation means for permeating to the side to obtain filtered water, backwashing means for allowing washing water to permeate from the secondary side to the primary side of the membrane module, while the ozone concentration of the ozone treated water is set to the ozone concentration during circulation washing Ozone treated water is circulated between the ozone reaction tower and the ozone treated water tank, and ozone is circulated between the ozone reaction tower, the ozone treated water tank and the primary side of the membrane module. To provide a membrane treatment apparatus is characterized in that comprises a circulation washing means for washing the membrane module by circulating physical water.
In the membrane treatment apparatus according to the seventh aspect, since ozone is used in both the filtration process and the circulation cleaning process, ozone-related equipment can be used for both filtration and washing, and the utilization efficiency of the equipment can be improved. Further, since the ozone treated water is circulated through the primary side of the membrane module, ozone can be used without waste and the ozone concentration on the primary side can be accurately controlled.
第8の観点では、本発明は、上記構成の膜処理装置において、前記ろ過時オゾン濃度より前記循環洗浄時オゾン濃度を高くすることを特徴とする膜処理装置を提供する。
上記第8の観点による膜処理装置では、ろ過時オゾン濃度より循環洗浄時オゾン濃度を高くすることで、洗浄効果を高めることが出来る。
In an eighth aspect, the present invention provides a membrane treatment apparatus having the above-described configuration, wherein the ozone concentration during circulation cleaning is higher than the ozone concentration during filtration.
In the membrane treatment apparatus according to the eighth aspect, the cleaning effect can be enhanced by making the ozone concentration during circulation cleaning higher than the ozone concentration during filtration.
第9の観点では、本発明は、上記構成の膜処理装置において、前記膜モジュールを複数並列に設置し、一部の膜モジュールでは前記ろ過循環手段を動作させ、残りの膜モジュールでは前記ろ過循環手段を停止して前記循環洗浄手段を作動させることを特徴とする膜処理装置を提供する。
上記第9の観点による膜処理装置では、ろ過を完全に止めないで循環洗浄を行うことが出来る。
In a ninth aspect, the present invention provides the membrane processing apparatus having the above-described configuration, wherein a plurality of the membrane modules are installed in parallel, the filtration circulation means is operated in some membrane modules, and the filtration circulation is performed in the remaining membrane modules. The film processing apparatus is characterized in that the circulating cleaning means is operated by stopping the means.
In the membrane treatment apparatus according to the ninth aspect, the circulation cleaning can be performed without completely stopping the filtration.
第10の観点では、本発明は、上記構成の膜処理装置において、前記ろ過循環手段を動作させた時の前記膜モジュールの一次側と二次側の差圧が所定値以上のときに前記循環洗浄手段を動作させることを特徴とする膜処理装置を提供する。
上記第10の観点による膜処理方法では、逆洗工程ではろ過能力が回復しなかった場合に循環洗浄工程を行うことが出来る。
In a tenth aspect, the present invention provides the membrane treatment apparatus having the above-described configuration, wherein the circulation is performed when a differential pressure between the primary side and the secondary side of the membrane module when the filtration circulation unit is operated is equal to or greater than a predetermined value. A film processing apparatus characterized by operating a cleaning means is provided.
In the membrane treatment method according to the tenth aspect, the circulation washing step can be performed when the filtration ability is not recovered in the back washing step.
第11の観点では、本発明は、上記構成の膜処理装置において、前記膜モジュールの一次側にはオゾン処理水を供給せずに前記オゾン反応搭と前記オゾン処理水槽の間でオゾン処理水を循環させながら前記オゾン処理水のオゾン濃度をろ過時オゾン濃度とするろ過前循環手段を具備したことを特徴とする膜処理装置を提供する。
上記第11の観点による膜処理方法では、ろ過工程の開始時に、ろ過時オゾン濃度より低いオゾン濃度のオゾン処理水が膜モジュールの一次側に供給されて膜の目詰まりが進行することを防止できる。
In an eleventh aspect, the present invention provides the membrane treatment apparatus having the above-described configuration, wherein ozone treatment water is not supplied to the primary side of the membrane module between the ozone reaction tower and the ozone treatment water tank without supplying ozone treatment water. There is provided a membrane treatment apparatus comprising a pre-filtration circulation means for making the ozone concentration of the ozone treated water to be the ozone concentration during filtration while circulating.
In the membrane treatment method according to the eleventh aspect, it is possible to prevent clogging of the membrane from proceeding when ozone treatment water having an ozone concentration lower than the ozone concentration during filtration is supplied to the primary side of the membrane module at the start of the filtration step. .
本発明の膜処理方法および膜処理装置によれば、オゾン関連設備をろ過と洗浄の両方で利用でき、設備の利用効率を向上できる。また、オゾン処理水を膜モジュールの一次側に循環通水するため、オゾンを無駄なく利用できると共に一次側でのオゾン濃度の制御を的確に行うことが出来る。 According to the membrane treatment method and the membrane treatment apparatus of the present invention, ozone-related equipment can be used for both filtration and cleaning, and the utilization efficiency of the equipment can be improved. Further, since the ozone treated water is circulated through the primary side of the membrane module, ozone can be used without waste and the ozone concentration on the primary side can be accurately controlled.
以下、図に示す実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the embodiments shown in the drawings. Note that the present invention is not limited thereby.
図1は、実施例1に係る膜処理装置100を示す構成説明図である。
この膜処理装置100は、下水の二次処理水や水道原水などの原水W1を取り込む原水ポンプ10と、原水W1をオゾン化空気によりオゾン処理水W2にするオゾン反応塔11と、オゾン化空気を発生するオゾン発生器12と、オゾン反応塔11から排出されたオゾンを無害化処理する排オゾン処理塔13と、オゾン処理水W2を貯留するオゾン処理水槽14と、オゾン処理水W2を循環させるための循環ポンプ15と、循環ポンプ15の入口でのオゾン処理水W2のオゾン濃度を測定するためのオゾン濃度計16と、一次側に通水されたオゾン処理水W2をろ過し二次側へろ過水W3を透過させる膜モジュール1,2,3と、ろ過されずに膜モジュール1,2,3の一次側から出たオゾン処理水W2をオゾン反応塔11に戻す戻りパス17aと、循環ポンプ15から吐出されたオゾン処理水W2を膜モジュール1,2,3を介さずにオゾン反応塔11へ戻すショートパス17bと、ろ過水W3を貯留するろ過水槽20と、ろ過水槽20からろ過水W3を膜モジュール1,2,3の二次側へ供給し逆洗するための逆洗ポンプ21と、逆洗排水を貯留する排水槽23と、膜モジュール1,2,3の一次側へ空気を供給しエアスクラビングを行うためのコンプレッサ24と、ろ過水W3の生産量と浄水や再生水としての需要量のアンバランスを緩和するためにろ過水W3を貯水する貯水槽30と、流量や膜モジュール1,2,3の差圧やオゾン濃度や貯水量などを監視すると共にポンプ10,15,21やオゾン発生器12やコンプレッサ24やバルブV1〜V20,V22〜V24を操作する制御装置40とを具備している。なお、図中のFIは、流量計である。
また、図示しないが、各膜モジュール1,2,3の一次側入口の圧力p11,p21,p31、一次側出口の圧力p12,p22,p32、二次側出口の圧力p13,p23,p33を測定する圧力計を備えている。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a configuration of a
The
Although not shown, the primary side inlet pressures p11, p21, and p31, the primary side outlet pressures p12, p22, and p32, and the secondary side outlet pressures p13, p23, and p33 are measured. It has a pressure gauge.
膜モジュール1,2,3のろ過膜は、例えばオゾン耐性を有する外圧式中空糸膜である。ろ過膜の孔径は、0.45μm以下である。
The filtration membranes of the
次に動作を説明するが、初期状態として、ポンプ10,15,21とオゾン発生器12とコンプレッサ24は停止しており、バルブV1〜V20,V22〜V24は閉じているものとする。
Next, the operation will be described. As an initial state, it is assumed that the
[開始運転]
−ろ過前循環工程−
原水ポンプ10を作動させ、原水W1をオゾン反応塔11に通水する。また、オゾン発生器12を作動させ、オゾン化空気をオゾン反応塔11に注入する。さらに、バルブV1,V2を開き、循環ポンプ15を作動させる。
オゾン反応塔11内でオゾン処理されたオゾン処理水W2は、オゾン処理水槽14に流入する。オゾン処理水槽14に貯まったオゾン処理水W2は、ショートパス17bを通って、オゾン反応塔11に戻る。従って、オゾン処理水W2は、オゾン反応塔11とオゾン処理水槽14の間で循環する。
原水W1の流入量やオゾン化空気の注入量を調節して、オゾン濃度計16で測定したオゾン濃度がろ過時オゾン濃度に達すると、通常運転に移行する。
ろ過時オゾン濃度は、通常運転時の膜モジュール1,2,3の出口での残留オゾン濃度が1.0〜2.0mg/Lになるようなオゾン濃度である。これは、細菌類や原虫の殺菌あるいは不活性化処理,色度の除去,COD(化学的酸素要求量)の低減と併せて、膜モジュール1,2,3での目詰まり防止効果を得るためである。
[Start operation]
-Circulation process before filtration-
The raw water pump 10 is operated to pass the raw water W1 through the ozone reaction tower 11. Further, the
The ozone-treated water W <b> 2 that has been subjected to ozone treatment in the ozone reaction tower 11 flows into the ozone-treated water tank 14. The ozone-treated water W2 stored in the ozone-treated water tank 14 returns to the ozone reaction tower 11 through the short path 17b. Accordingly, the ozone treated water W2 circulates between the ozone reaction tower 11 and the ozone treated water tank 14.
When the inflow amount of the raw water W1 and the injection amount of ozonized air are adjusted and the ozone concentration measured by the ozone concentration meter 16 reaches the ozone concentration during filtration, the operation is shifted to normal operation.
The ozone concentration during filtration is such that the residual ozone concentration at the outlets of the
[通常運転]
−ろ過工程−
バルブV3〜V11,V20を開き、バルブV2を閉じる。
オゾン処理水W2は、オゾン処理水槽14から膜モジュール1,2,3の一次側の入口に流入し、一次側の出口から流出し、戻りパス17aを経て、オゾン反応塔11に戻る。従って、オゾン処理水W2は、オゾン反応塔11とオゾン処理水槽14と膜モジュール1,2,3の一次側の間で循環する。
膜モジュール1,2,3の一次側を通るオゾン処理水W2の一部(通常は50%強)は一次側から二次側へ膜を透過してろ過水W3となり、残りがオゾン反応塔11に戻る。
ろ過水W3は、ろ過水槽20に貯まる。ろ過水槽20をオーバーフローしたろ過水W3は貯水槽30に貯まる。
[Normal operation]
-Filtration process-
The valves V3 to V11 and V20 are opened, and the valve V2 is closed.
The ozone-treated water W2 flows from the ozone-treated water tank 14 into the primary inlet of the
Part of the ozone-treated water W2 that passes through the primary side of the
The filtered water W3 is stored in the filtered
ろ過工程中に、各膜モジュール1,2,3における差圧ΔP1,ΔP2,ΔP3を求める。
ΔP1=(p11+p12)/2−p13
ΔP2=(p21+p22)/2−p23
ΔP3=(p31+p32)/2−p33
である。そして、差圧ΔP1,ΔP2,ΔP3の全てが第1閾値(例えば0.20MPa)以下ならろ過工程を継続し、差圧ΔP1,ΔP2,ΔP3の全てが第2閾値(例えば0.25MPa)以上なら薬品洗浄を要求し、差圧ΔP1,ΔP2,ΔP3の1つでも第1閾値と第2閾値の間なら循環洗浄運転へ移行する。
ろ過工程を10〜20分間継続すると、逆洗工程へ移行する。
During the filtration step, differential pressures ΔP1, ΔP2, and ΔP3 in the
ΔP1 = (p11 + p12) / 2−p13
ΔP2 = (p21 + p22) / 2−p23
ΔP3 = (p31 + p32) / 2−p33
It is. If all of the differential pressures ΔP1, ΔP2, and ΔP3 are equal to or lower than the first threshold value (for example, 0.20 MPa), the filtration process is continued. If all of the differential pressures ΔP1, ΔP2, and ΔP3 are equal to or higher than the second threshold value (for example, 0.25 MPa). The chemical cleaning is requested, and if any one of the differential pressures ΔP1, ΔP2, and ΔP3 is between the first threshold value and the second threshold value, the process proceeds to the circulation cleaning operation.
If a filtration process is continued for 10 to 20 minutes, it will transfer to a backwash process.
−逆洗工程−
膜モジュール1,2,3を順に逆洗する。
例えば、膜モジュールX(Xは、1,2,3のうちの一つ)を逆洗するときは、バルブV16+Xを開き、バルブV2+X,V5+X,V8+Xを閉じる。また、バルブV12,V11+Xを開き、逆洗ポンプ21を作動させる。これにより、ろ過水W3が膜モジュールXの二次側から一次側へ逆透過し、膜の逆洗が行われる。
同時に、バルブV21+Xを開き、コンプレッサ24を作動させる。これにより、エアスクラビング洗浄が行われる。
逆洗およびエアスクラビングを30秒〜3分間継続すると、逆洗ポンプ21とコンプレッサ24を停止し、バルブV21+X,V12,V12+Xを閉じる。その後、バルブV2+Xを開け、循環ポンプ15を作動させ、膜モジュールXの一次側の逆洗排水をバルブV16+Xから排水槽23へ排水させる。30〜60秒後に、バルブV16+Xを閉じ、バルブV5+X,V8+Xを開け、ろ過工程に戻る。
-Backwash process-
The
For example, when the membrane module X (X is one of 1, 2 and 3) is back-washed, the valve V 16 + X is opened and the valves V 2 + X , V 5 + X , and V 8 + X are closed. Further, the valves V12 and V11 + X are opened, and the
At the same time, the valve V 21 + X is opened and the
When backwashing and air scrubbing are continued for 30 seconds to 3 minutes, the
[循環洗浄運転]
−循環洗浄工程−
膜モジュール1,2,3を同時に循環洗浄する。
原水ポンプ10を停止させ、バルブV9〜V11を閉じる。これにより、オゾン処理W2が、ろ過されずに、オゾン反応塔11とオゾン処理水槽14と膜モジュール1,2,3の一次側の間で循環する。
オゾン化空気の注入量を調節して、オゾン濃度計16で測定したオゾン濃度を循環洗浄時オゾン濃度にする。
洗浄時オゾン濃度は、循環ポンプ15の入口での残留オゾン濃度が1.0〜5.0mg/Lになるようなオゾン濃度である。
循環洗浄工程を0.5〜5時間継続した後、バルブV9〜V11を開け、原水ポンプ10を作動させ、ろ過工程に戻る。
[Circulation cleaning operation]
-Circulation cleaning process-
The
The raw water pump 10 is stopped and the valves V9 to V11 are closed. Thereby, the ozone treatment W2 circulates between the ozone reaction tower 11, the ozone treatment water tank 14, and the primary sides of the
The ozone concentration measured by the ozone densitometer 16 is adjusted to the ozone concentration during circulation cleaning by adjusting the injection amount of ozonized air.
The ozone concentration during cleaning is such that the residual ozone concentration at the inlet of the circulation pump 15 becomes 1.0 to 5.0 mg / L.
After continuing a circulation washing process for 0.5 to 5 hours, valve | bulb V9-V11 is opened, the raw | natural water pump 10 is operated, and it returns to a filtration process.
[試験例]
実施例1の膜処理装置100を使用して膜処理を行った。
ろ過運転の条件は次の通りである。
(1)ろ過膜の材質はポリフッ化ビニリデン(PVDF)で、孔径は0.1μmである。
(2)ろ過流束は4m/日、ろ過流量は3.6m3/時間・モジュールとした。
(3)ろ過時オゾン濃度は、循環ポンプ15の入口での残存オゾンが1.75mg/Lになるようなオゾン濃度とした。このときの膜モジュール1,2,3の一次側での溶存オゾン濃度は1.0mg/Lであった。
(4)ろ過工程は、10分間の継続とした。
(5)逆洗工程は、逆洗およびエアスクラビングを30秒間行い、膜モジュール1,2,3の一次側出口からの排水を60秒間行った。
図2に、原水W1の水質と、ろ過水W3の水質を示す。
[Test example]
Membrane treatment was performed using the
The conditions for the filtration operation are as follows.
(1) The material of the filtration membrane is polyvinylidene fluoride (PVDF), and the pore diameter is 0.1 μm.
(2) The filtration flux was 4 m / day, and the filtration flow rate was 3.6 m 3 / hour / module.
(3) The ozone concentration during filtration was such that the residual ozone at the inlet of the circulation pump 15 was 1.75 mg / L. At this time, the dissolved ozone concentration on the primary side of the
(4) The filtration process was continued for 10 minutes.
(5) In the backwashing process, backwashing and air scrubbing were performed for 30 seconds, and drainage from the primary side outlets of the
FIG. 2 shows the quality of raw water W1 and the quality of filtered water W3.
循環洗浄運転の条件は次の通りである。
(6)循環ポンプ15の吐出量は3.6m3/時間・モジュールとした。
(7)洗浄時オゾン濃度は、循環ポンプ15の入口での残存オゾンが3.0mg/Lになるようなオゾン濃度とした。このときの膜モジュール1,2,3の出口での溶存オゾン濃度は2.0mg/Lであった。
(8)循環洗浄工程は、3時間の継続とした。
図3に、循環洗浄運転直前のろ過運転条件と、循環洗浄運転直後のろ過運転条件を示す。
循環洗浄運転により、差圧が下り、循環ポンプ15の出力も少なくて済み、循環ポンプ15の電力消費量も約16%低減できた。
The conditions of the circulating cleaning operation are as follows.
(6) The discharge rate of the circulation pump 15 was 3.6 m 3 / hour · module.
(7) The ozone concentration during cleaning was such that the residual ozone at the inlet of the circulation pump 15 was 3.0 mg / L. At this time, the dissolved ozone concentration at the outlets of the
(8) The circulation cleaning step was continued for 3 hours.
FIG. 3 shows the filtration operation conditions immediately before the circulation cleaning operation and the filtration operation conditions immediately after the circulation cleaning operation.
By the circulation cleaning operation, the differential pressure was reduced, the output of the circulation pump 15 was reduced, and the power consumption of the circulation pump 15 was reduced by about 16%.
実施例1の膜処理装置100によれば、ろ過工程でも循環洗浄工程でもオゾンを利用するため、オゾン関連設備をろ過と洗浄の両方で利用でき、設備の利用効率を向上できる。また、オゾン処理水W2を膜モジュール1,2,3の一次側に循環通水するため、オゾンを無駄なく利用できると共に、一次側でのオゾン濃度の制御を的確に行うことが出来る。
According to the
実施例1の膜処理装置100において、次のように循環洗浄運転を変えてもよい。
[循環洗浄運転]
−循環洗浄工程−
膜モジュール1,2,3の一部または全部を循環洗浄する。
差圧ΔP1,ΔP2,ΔP3が第1閾値以上の膜モジュールX(Xは、1,2,3のうちの一つ又は二つ又は三つ)のバルブVX+8を閉じる。これにより、膜モジュールXに関しては、オゾン処理W2が、ろ過されずに、オゾン反応塔11とオゾン処理水槽14と膜モジュールXの一次側の間で循環する。膜モジュールX以外の膜モジュールに関しては、ろ過工程が継続される。
オゾン化空気の注入量を調節して、オゾン濃度計16で測定したオゾン濃度を循環洗浄時オゾン濃度にする。
洗浄時オゾン濃度は、ろ過時オゾン濃度よりも高くしてもよいが、ろ過時オゾン濃度のままでもよい。ろ過時オゾン濃度のままでも、ろ過しない膜モジュールXでは洗浄効果が得られる。
In the
[Circulation cleaning operation]
-Circulation cleaning process-
Circulating and washing part or all of the
The valve V X + 8 of the membrane module X (X is one, two or three of 1, 2, 3) whose differential pressures ΔP1, ΔP2, ΔP3 are equal to or higher than the first threshold value is closed. Thereby, regarding the membrane module X, the ozone treatment W2 circulates between the ozone reaction tower 11, the ozone treatment water tank 14, and the primary side of the membrane module X without being filtered. For membrane modules other than membrane module X, the filtration process is continued.
The ozone concentration measured by the ozone densitometer 16 is adjusted to the ozone concentration during circulation cleaning by adjusting the injection amount of ozonized air.
The ozone concentration at the time of washing may be higher than the ozone concentration at the time of filtration, but may be the ozone concentration at the time of filtration. Even with the ozone concentration at the time of filtration, the membrane module X that is not filtered can provide a cleaning effect.
循環洗浄工程を0.5〜5時間継続すると、バルブVX+8を開き、ろ過工程に戻る。 If the circulation washing process is continued for 0.5 to 5 hours, the valve V X + 8 is opened and the process returns to the filtration process.
実施例2によれば、膜モジュールXで循環洗浄運転中でも、膜モジュールX以外の膜モジュールからろ過水W3を供給できる。 According to the second embodiment, the filtrate W3 can be supplied from a membrane module other than the membrane module X even during the circulation cleaning operation of the membrane module X.
図4は、実施例3に係る膜処理装置200を示す構成説明図である。
この膜処理装置200は、下水の二次処理水や水道原水などの原水W1を取り込む原水ポンプ10と、原水W1をオゾン化空気によりオゾン処理水W2にするオゾン反応塔11と、オゾン化空気を発生するオゾン発生器12と、オゾン反応塔11から排出されたオゾンを無害化処理する排オゾン処理塔13と、オゾン処理水W2を貯留するオゾン処理水槽14と、ろ過工程でオゾン処理水W2を循環させるための循環ポンプ15と、循環ポンプ15の入口でのオゾン処理水W2のオゾン濃度を測定するためのオゾン濃度計16と、一次側に通水されたオゾン処理水W2をろ過し二次側へろ過水W3を透過させる膜モジュール1,2,3と、ろ過されずに膜モジュール1,2,3の一次側から出たオゾン処理水W2をオゾン処理水槽14に戻す戻りパス17cと、循環洗浄工程でオゾン反応塔11とオゾン処理水槽14の間でオゾン処理水W2を循環させるためのショートパス17dおよび循環ポンプ18と、循環ポンプ18の入口でのオゾン濃度を測定するためのオゾン濃度計19と、ろ過水W3を貯留するろ過水槽20と、ろ過水槽20からろ過水W3を膜モジュール1,2,3の二次側へ供給し逆洗するための逆洗ポンプ21と、逆洗排水を貯留する排水槽23と、膜モジュール1,2,3の一次側へ空気を供給しエアスクラビングを行うためのコンプレッサ24と、ろ過水W3の生産量と浄水や再生水としての需要量のアンバランスを緩和するためにろ過水W3を貯水する貯水槽30と、流量や膜モジュール1,2,3の差圧やオゾン濃度や貯水量などを監視すると共にポンプ10,15,18,21やオゾン発生器12やコンプレッサ24やバルブV1,V3〜V19,V21〜V24を操作する制御装置40とを具備している。なお、図中のFIは、流量計である。
また、図示しないが、各膜モジュール1,2,3の一次側入口の圧力p11,p21,p31、一次側出口の圧力p12,p22,p32、二次側出口の圧力p13,p23,p33を測定する圧力計を備えている。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a configuration of the
The
Although not shown, the primary side inlet pressures p11, p21, and p31, the primary side outlet pressures p12, p22, and p32, and the secondary side outlet pressures p13, p23, and p33 are measured. It has a pressure gauge.
膜モジュール1,2,3のろ過膜は、例えばオゾン耐性を有する外圧式中空糸膜である。ろ過膜の孔径は、0.45μm以下である。
The filtration membranes of the
次に動作を説明するが、初期状態として、ポンプ10,15,18,21とオゾン発生器12とコンプレッサ24は停止しており、バルブV1,V3〜V19,V21〜V24は閉じているものとする。
Next, the operation will be described. As an initial state, the
[開始運転]
−ろ過前循環工程−
原水ポンプ10を作動させ、原水W1をオゾン反応塔11に通水する。また、オゾン発生器12を作動させ、オゾン化空気をオゾン反応塔11に注入する。さらに、バルブV21を開き、循環ポンプ18を作動させる。
オゾン反応塔11内でオゾン処理されたオゾン処理水W2は、オゾン処理水槽14に流入する。オゾン処理水槽14に貯まったオゾン処理水W2は、ショートパス17dを通って、オゾン反応塔11に戻る。従って、オゾン処理水W2は、オゾン反応塔11とオゾン処理水槽14の間で循環する。
原水W1の流入量やオゾン化空気の注入量を調節して、オゾン濃度計19で測定したオゾン濃度がろ過時オゾン濃度に達すると、通常運転に移行する。
ろ過時オゾン濃度は、通常運転時の膜モジュール1,2,3の出口での残留オゾン濃度が1.0〜2.0mg/Lになるようなオゾン濃度である。これは、細菌類や原虫の殺菌あるいは不活性化処理,色度の除去,COD(化学的酸素要求量)の低減と併せて、膜モジュール1,2,3での目詰まり防止効果を得るためである。
[Start operation]
-Circulation process before filtration-
The raw water pump 10 is operated to pass the raw water W1 through the ozone reaction tower 11. Further, the
The ozone-treated water W <b> 2 that has been subjected to ozone treatment in the ozone reaction tower 11 flows into the ozone-treated water tank 14. The ozone-treated water W2 stored in the ozone-treated water tank 14 returns to the ozone reaction tower 11 through the
When the inflow amount of the raw water W1 and the injection amount of ozonized air are adjusted and the ozone concentration measured by the ozone concentration meter 19 reaches the ozone concentration during filtration, the operation is shifted to normal operation.
The ozone concentration during filtration is such that the residual ozone concentration at the outlets of the
[通常運転]
−ろ過工程−
バルブV1,V3〜V11を開き、循環ポンプ15を作動させる。
オゾン処理水W2は、オゾン処理水槽14から膜モジュール1,2,3の一次側の入口に流入し、一次側の出口から流出し、戻りパス17cを経て、オゾン処理水槽14に戻る。従って、オゾン処理水W2は、オゾン反応塔11とオゾン処理水槽14の間およびオゾン処理水槽14と膜モジュール1,2,3の一次側の間で循環する。
膜モジュール1,2,3の一次側を通るオゾン処理水W2の一部(通常は50%強)は一次側から二次側へ膜を透過してろ過水W3となり、残りがオゾン処理水槽14に戻る。
ろ過水W3は、ろ過水槽20に貯まる。ろ過水槽20をオーバーフローしたろ過水W3は貯水槽30に貯まる。
[Normal operation]
-Filtration process-
The valves V1, V3 to V11 are opened, and the circulation pump 15 is operated.
The ozone-treated water W2 flows from the ozone-treated water tank 14 into the primary side inlet of the
Part (usually over 50%) of the ozone-treated water W2 passing through the primary side of the
The filtered water W3 is stored in the filtered
ろ過工程中に、各膜モジュール1,2,3における差圧ΔP1,ΔP2,ΔP3を求める。
ΔP1=(p11+p12)/2−p13
ΔP2=(p21+p22)/2−p23
ΔP3=(p31+p32)/2−p33
である。そして、差圧ΔP1,ΔP2,ΔP3の全てが第1閾値(例えば0.20MPa)以下ならろ過工程を継続し、差圧ΔP1,ΔP2,ΔP3の全てが第2閾値(例えば0.25MPa)以上なら薬品洗浄を要求し、差圧ΔP1,ΔP2,ΔP3の1つでも第1閾値と第2閾値の間なら循環洗浄運転へ移行する。
ろ過工程を10〜20分間継続すると、逆洗工程へ移行する。
During the filtration step, differential pressures ΔP1, ΔP2, and ΔP3 in the
ΔP1 = (p11 + p12) / 2−p13
ΔP2 = (p21 + p22) / 2−p23
ΔP3 = (p31 + p32) / 2−p33
It is. If all of the differential pressures ΔP1, ΔP2, and ΔP3 are equal to or lower than the first threshold value (for example, 0.20 MPa), the filtration process is continued. If all of the differential pressures ΔP1, ΔP2, and ΔP3 are equal to or higher than the second threshold value (for example, 0.25 MPa). The chemical cleaning is requested, and if any one of the differential pressures ΔP1, ΔP2, and ΔP3 is between the first threshold value and the second threshold value, the process shifts to the circulation cleaning operation.
If a filtration process is continued for 10 to 20 minutes, it will transfer to a backwash process.
−逆洗工程−
膜モジュール1,2,3を順に逆洗する。
例えば、膜モジュールX(Xは、1,2,3のうちの一つ)を逆洗するときは、バルブV16+Xを開き、バルブV2+X,V5+X,V8+Xを閉じる。また、バルブV12,V11+Xを開き、逆洗ポンプ21を作動させる。これにより、ろ過水W3が膜モジュールXの二次側から一次側へ逆透過し、膜の逆洗が行われる。
同時に、バルブV21+Xを開き、コンプレッサ24を作動させる。これにより、エアスクラビング洗浄が行われる。
逆洗およびエアスクラビングを30秒〜3分間継続すると、逆洗ポンプ21とコンプレッサ24を停止し、バルブV21+X,V12,V12+Xを閉じる。その後、バルブV2+Xを開け、循環ポンプ15を作動させ、膜モジュールXの一次側の逆洗排水をバルブV16+Xから排水槽23へ排水させる。30〜60秒後に、バルブV16+Xを閉じ、バルブV5+X,V8+Xを開け、ろ過工程に戻る。
-Backwash process-
The
For example, when the membrane module X (X is one of 1, 2 and 3) is back-washed, the valve V 16 + X is opened and the valves V 2 + X , V 5 + X , and V 8 + X are closed. Further, the valves V12 and V11 + X are opened, and the
At the same time, the valve V 21 + X is opened and the
When backwashing and air scrubbing are continued for 30 seconds to 3 minutes, the
[循環洗浄運転]
−循環洗浄工程−
膜モジュール1,2,3を同時に循環洗浄する。
原水ポンプ10を停止させ、バルブV9〜V11を閉じる。これにより、オゾン処理W2が、ろ過されずに、オゾン反応塔11とオゾン処理水槽14の間およびオゾン処理水槽14と膜モジュール1,2,3の一次側の間で循環する。
オゾン化空気の注入量を調節して、オゾン濃度計16で測定したオゾン濃度を循環洗浄時オゾン濃度にする。
洗浄時オゾン濃度は、循環ポンプ15の入口での残留オゾン濃度が1.0〜5.0mg/Lになるようなオゾン濃度である。
循環洗浄工程を0.5〜5時間継続すると、バルブV9〜V11を開け、原水ポンプ10を作動させ、ろ過工程に戻る。
[Circulation cleaning operation]
-Circulation cleaning process-
The
The raw water pump 10 is stopped and the valves V9 to V11 are closed. Thereby, the ozone treatment W2 circulates between the ozone reaction tower 11 and the ozone treatment water tank 14 and between the ozone treatment water tank 14 and the primary side of the
The ozone concentration measured by the ozone densitometer 16 is adjusted to the ozone concentration during circulation cleaning by adjusting the injection amount of ozonized air.
The ozone concentration during cleaning is such that the residual ozone concentration at the inlet of the circulation pump 15 becomes 1.0 to 5.0 mg / L.
When the circulation cleaning process is continued for 0.5 to 5 hours, the valves V9 to V11 are opened, the raw water pump 10 is operated, and the process returns to the filtration process.
実施例3の膜処理装置200によれば、ろ過工程でも循環洗浄工程でもオゾンを利用するため、オゾン関連設備をろ過と洗浄の両方で利用でき、設備の利用効率を向上できる。また、オゾン処理水W2を膜モジュール1,2,3の一次側に循環通水するため、オゾンを無駄なく利用できると共に、一次側でのオゾン濃度の制御を的確に行うことが出来る。
According to the
実施例3の膜処理装置200において、次のように循環洗浄運転を変えてもよい。
[循環洗浄運転]
−循環洗浄工程−
膜モジュール1,2,3の一部または全部を循環洗浄する。
差圧ΔP1,ΔP2,ΔP3が第1閾値以上の膜モジュールXのバルブVX+8を閉じる(Xは、1,2,3のうちの一つ又は二つ又は三つ)。これにより、膜モジュールXに関しては、オゾン処理W2が、ろ過されずに、オゾン処理水槽14と膜モジュールXの一次側の間で循環する。膜モジュールX以外の膜モジュールに関しては、ろ過工程が継続される。
オゾン化空気の注入量を調節して、オゾン濃度計16で測定したオゾン濃度を循環洗浄時オゾン濃度にする。
洗浄時オゾン濃度は、ろ過時オゾン濃度よりも高くしてもよいが、ろ過時オゾン濃度のままでもよい。ろ過時オゾン濃度のままでも、ろ過しない膜モジュールXでは洗浄効果が得られる。
In the
[Circulation washing operation]
-Circulation cleaning process-
Circulating and washing part or all of the
The valve V X + 8 of the membrane module X whose differential pressures ΔP1, ΔP2, and ΔP3 are equal to or higher than the first threshold value is closed (X is one, two, or three of 1, 2, and 3). Thereby, regarding the membrane module X, the ozone treatment W2 is circulated between the ozone-treated water tank 14 and the primary side of the membrane module X without being filtered. For membrane modules other than membrane module X, the filtration process is continued.
The ozone concentration measured by the ozone densitometer 16 is adjusted to the ozone concentration during circulation cleaning by adjusting the injection amount of ozonized air.
The ozone concentration at the time of washing may be higher than the ozone concentration at the time of filtration, but may be the ozone concentration at the time of filtration. Even with the ozone concentration at the time of filtration, the membrane module X that is not filtered can provide a cleaning effect.
循環洗浄工程を0.5〜5時間継続すると、バルブVX+8を開き、ろ過工程に戻る。 If the circulation washing process is continued for 0.5 to 5 hours, the valve V X + 8 is opened and the process returns to the filtration process.
実施例4によれば、膜モジュールXで循環洗浄運転中でも、膜モジュールX以外の膜モジュールからろ過水W3を供給できる。 According to the fourth embodiment, the filtered water W3 can be supplied from a membrane module other than the membrane module X even in the circulation cleaning operation of the membrane module X.
図5は、実施例5に係る膜処理装置300を示す構成説明図である。
この膜処理装置300は、下水の二次処理水や水道原水などの原水W1を取り込む原水ポンプ10と、原水W1をオゾン化空気によりオゾン処理水W2にするオゾン反応塔11と、オゾン化空気を発生するオゾン発生器12と、オゾン反応塔11から排出されたオゾンを無害化処理する排オゾン処理塔13と、オゾン処理水W2を貯留するオゾン処理水槽14と、ろ過工程でオゾン処理水W2を循環させるための循環ポンプ15と、循環ポンプ15の入口でのオゾン処理水W2のオゾン濃度を測定するためのオゾン濃度計16と、一次側に通水されたオゾン処理水W2をろ過し二次側へろ過水W3を透過させる膜モジュール1,2,3と、ろ過されずに膜モジュール1,2,3の一次側から出たオゾン処理水W2をオゾン反応塔11に戻す戻りパス17aと、循環洗浄工程でオゾン反応塔11とオゾン処理水槽14の間でオゾン処理水W2を循環させるためのショートパス17dおよび循環ポンプ18と、循環ポンプ18の入口でのオゾン濃度を測定するためのオゾン濃度計19と、ろ過水W3を貯留するろ過水槽20と、ろ過水槽20からろ過水W3を膜モジュール1,2,3の二次側へ供給し逆洗するための逆洗ポンプ21と、逆洗排水を貯留する排水槽23と、膜モジュール1,2,3の一次側へ空気を供給しエアスクラビングを行うためのコンプレッサ24と、ろ過水W3の生産量と浄水や再生水としての需要量のアンバランスを緩和するためにろ過水W3を貯水する貯水槽30と、流量や膜モジュール1,2,3の差圧やオゾン濃度や貯水量などを監視すると共にポンプ10,15,18,21やオゾン発生器12やコンプレッサ24やバルブV1,V3〜V19,V21〜V24を操作する制御装置40とを具備している。なお、図中のFIは、流量計である。
また、図示しないが、各膜モジュール1,2,3の一次側入口の圧力p11,p21,p31、一次側出口の圧力p12,p22,p32、二次側出口の圧力p13,p23,p33を測定する圧力計を備えている。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a configuration of a
The
Although not shown, the primary side inlet pressures p11, p21, and p31, the primary side outlet pressures p12, p22, and p32, and the secondary side outlet pressures p13, p23, and p33 are measured. It has a pressure gauge.
膜モジュール1,2,3のろ過膜は、例えばオゾン耐性を有する外圧式中空糸膜である。ろ過膜の孔径は、0.45μm以下である。
The filtration membranes of the
次に動作を説明するが、初期状態として、ポンプ10,15,18,21とオゾン発生器12とコンプレッサ24は停止しており、バルブV1,V3〜V19,V21〜V24は閉じているものとする。
Next, the operation will be described. As an initial state, the
[開始運転]
−ろ過前循環工程−
原水ポンプ10を作動させ、原水W1をオゾン反応塔11に通水する。また、オゾン発生器12を作動させ、オゾン化空気をオゾン反応塔11に注入する。さらに、バルブV21を開き、循環ポンプ18を作動させる。
オゾン反応塔11内でオゾン処理されたオゾン処理水W2は、オゾン処理水槽14に流入する。オゾン処理水槽14に貯まったオゾン処理水W2は、ショートパス17dを通って、オゾン反応塔11に戻る。従って、オゾン処理水W2は、オゾン反応塔11とオゾン処理水槽14の間で循環する。
原水W1の流入量やオゾン化空気の注入量を調節して、オゾン濃度計19で測定したオゾン濃度がろ過時オゾン濃度に達すると、通常運転に移行する。
ろ過時オゾン濃度は、通常運転時の膜モジュール1,2,3の出口での残留オゾン濃度が1.0〜2.0mg/Lになるようなオゾン濃度である。これは、細菌類や原虫の殺菌あるいは不活性化処理,色度の除去,COD(化学的酸素要求量)の低減と併せて、膜モジュール1,2,3での目詰まり防止効果を得るためである。
[Start operation]
-Circulation process before filtration-
The raw water pump 10 is operated to pass the raw water W1 through the ozone reaction tower 11. Further, the
The ozone-treated water W <b> 2 that has been subjected to ozone treatment in the ozone reaction tower 11 flows into the ozone-treated water tank 14. The ozone-treated water W2 stored in the ozone-treated water tank 14 returns to the ozone reaction tower 11 through the
When the inflow amount of the raw water W1 and the injection amount of ozonized air are adjusted and the ozone concentration measured by the ozone concentration meter 19 reaches the ozone concentration during filtration, the operation is shifted to normal operation.
The ozone concentration during filtration is such that the residual ozone concentration at the outlets of the
[通常運転]
−ろ過工程−
バルブV1,V3〜V11を開き、循環ポンプ15を作動させる。
オゾン処理水W2は、オゾン処理水槽14から膜モジュール1,2,3の一次側の入口に流入し、一次側の出口から流出し、戻りパス17aを経て、オゾン反応塔11に戻る。従って、オゾン処理水W2は、オゾン反応塔11とオゾン処理水槽14と膜モジュール1,2,3の一次側の間で循環する。
膜モジュール1,2,3の一次側を通るオゾン処理水W2の一部(通常は50%強)は一次側から二次側へ膜を透過してろ過水W3となり、残りがオゾン反応塔11に戻る。
ろ過水W3は、ろ過水槽20に貯まる。ろ過水槽20をオーバーフローしたろ過水W3は貯水槽30に貯まる。
[Normal operation]
-Filtration process-
The valves V1, V3 to V11 are opened, and the circulation pump 15 is operated.
The ozone-treated water W2 flows from the ozone-treated water tank 14 into the primary inlet of the
Part of the ozone-treated water W2 that passes through the primary side of the
The filtered water W3 is stored in the filtered
ろ過工程中に、各膜モジュール1,2,3における差圧ΔP1,ΔP2,ΔP3を求める。
ΔP1=(p11+p12)/2−p13
ΔP2=(p21+p22)/2−p23
ΔP3=(p31+p32)/2−p33
である。そして、差圧ΔP1,ΔP2,ΔP3の全てが第1閾値(例えば0.20MPa)以下ならろ過工程を継続し、差圧ΔP1,ΔP2,ΔP3の全てが第2閾値(例えば0.25MPa)以上なら薬品洗浄を要求し、差圧ΔP1,ΔP2,ΔP3の1つでも第1閾値と第2閾値の間なら循環洗浄運転へ移行する。
ろ過工程を10〜20分間継続すると、逆洗工程へ移行する。
During the filtration step, differential pressures ΔP1, ΔP2, and ΔP3 in the
ΔP1 = (p11 + p12) / 2−p13
ΔP2 = (p21 + p22) / 2−p23
ΔP3 = (p31 + p32) / 2−p33
It is. If all of the differential pressures ΔP1, ΔP2, and ΔP3 are equal to or lower than the first threshold value (for example, 0.20 MPa), the filtration process is continued. If all of the differential pressures ΔP1, ΔP2, and ΔP3 are equal to or higher than the second threshold value (for example, 0.25 MPa). The chemical cleaning is requested, and if any one of the differential pressures ΔP1, ΔP2, and ΔP3 is between the first threshold value and the second threshold value, the process proceeds to the circulation cleaning operation.
If a filtration process is continued for 10 to 20 minutes, it will transfer to a backwash process.
−逆洗工程−
膜モジュール1,2,3を順に逆洗する。
例えば、膜モジュールX(Xは、1,2,3のうちの一つ)を逆洗するときは、バルブV16+Xを開き、バルブV2+X,V5+X,V8+Xを閉じる。また、バルブV12,V11+Xを開き、逆洗ポンプ21を作動させる。これにより、ろ過水W3が膜モジュールXの二次側から一次側へ逆透過し、膜の逆洗が行われる。
同時に、バルブV21+Xを開き、コンプレッサ24を作動させる。これにより、エアスクラビング洗浄が行われる。
逆洗およびエアスクラビングを30秒〜3分間継続すると、逆洗ポンプ21とコンプレッサ24を停止し、バルブV21+X,V12,V12+Xを閉じる。その後、バルブV2+Xを開け、循環ポンプ15を作動させ、膜モジュールXの一次側の逆洗排水をバルブV16+Xから排水槽23へ排水させる。30〜60秒後に、バルブV16+Xを閉じ、バルブV5+X,V8+Xを開け、ろ過工程に戻る。
-Backwash process-
The
For example, when the membrane module X (X is one of 1, 2 and 3) is back-washed, the valve V 16 + X is opened and the valves V 2 + X , V 5 + X , and V 8 + X are closed. Further, the valves V12 and V11 + X are opened, and the
At the same time, the valve V 21 + X is opened and the
When backwashing and air scrubbing are continued for 30 seconds to 3 minutes, the
[循環洗浄運転]
−循環洗浄工程−
膜モジュール1,2,3を同時に循環洗浄する。
原水ポンプ10を停止させ、バルブV9〜V11を閉じる。これにより、オゾン処理W2が、ろ過されずに、オゾン反応塔11とオゾン処理水槽14と膜モジュール1,2,3の一次側の間で循環する。
オゾン化空気の注入量を調節して、オゾン濃度計16で測定したオゾン濃度を循環洗浄時オゾン濃度にする。
洗浄時オゾン濃度は、循環ポンプ15の入口での残留オゾン濃度が1.0〜5.0mg/Lになるようなオゾン濃度である。
循環洗浄工程を0.5〜5時間継続すると、バルブV9〜V11を開け、原水ポンプ10を作動させ、ろ過工程に戻る。
[Circulation washing operation]
-Circulation cleaning process-
The
The raw water pump 10 is stopped and the valves V9 to V11 are closed. Thereby, the ozone treatment W2 circulates between the ozone reaction tower 11, the ozone treatment water tank 14, and the primary sides of the
The ozone concentration measured by the ozone densitometer 16 is adjusted to the ozone concentration during circulation cleaning by adjusting the injection amount of ozonized air.
The ozone concentration during cleaning is such that the residual ozone concentration at the inlet of the circulation pump 15 becomes 1.0 to 5.0 mg / L.
When the circulation cleaning process is continued for 0.5 to 5 hours, the valves V9 to V11 are opened, the raw water pump 10 is operated, and the process returns to the filtration process.
実施例5の膜処理装置300によれば、ろ過工程でも循環洗浄工程でもオゾンを利用するため、オゾン関連設備をろ過と洗浄の両方で利用でき、設備の利用効率を向上できる。また、オゾン処理水W2を膜モジュール1,2,3の一次側に循環通水するため、オゾンを無駄なく利用できると共に、一次側でのオゾン濃度の制御を的確に行うことが出来る。
According to the
実施例5の膜処理装置300において、次のように循環洗浄運転を変えてもよい。
[循環洗浄運転]
−循環洗浄工程−
膜モジュール1,2,3の一部または全部を循環洗浄する。
差圧ΔP1,ΔP2,ΔP3が第1閾値以上の膜モジュールXのバルブVX+8を閉じる(Xは、1,2,3のうちの一つ又は二つ又は三つ)。これにより、膜モジュールXに関しては、オゾン処理W2が、ろ過されずに、オゾン反応塔11とオゾン処理水槽14と膜モジュールXの一次側の間で循環する。膜モジュールX以外の膜モジュールに関しては、ろ過工程が継続される。
オゾン化空気の注入量を調節して、オゾン濃度計16で測定したオゾン濃度を循環洗浄時オゾン濃度にする。
洗浄時オゾン濃度は、ろ過時オゾン濃度よりも高くしてもよいが、ろ過時オゾン濃度のままでもよい。ろ過時オゾン濃度のままでも、ろ過しない膜モジュールXでは洗浄効果が得られる。
In the
[Circulation washing operation]
-Circulation cleaning process-
A part or all of the
The valve V X + 8 of the membrane module X whose differential pressures ΔP1, ΔP2, and ΔP3 are equal to or higher than the first threshold value is closed (X is one, two, or three of 1, 2, and 3). Thereby, regarding the membrane module X, the ozone treatment W2 circulates between the ozone reaction tower 11, the ozone treatment water tank 14, and the primary side of the membrane module X without being filtered. For membrane modules other than membrane module X, the filtration process is continued.
The ozone concentration measured by the ozone densitometer 16 is adjusted to the ozone concentration during circulation cleaning by adjusting the injection amount of ozonized air.
The ozone concentration at the time of washing may be higher than the ozone concentration at the time of filtration, but may be the ozone concentration at the time of filtration. Even with the ozone concentration at the time of filtration, the membrane module X that is not filtered can provide a cleaning effect.
循環洗浄工程を0.5〜5時間継続すると、バルブVX+8を開き、ろ過工程に戻る。 If the circulation washing process is continued for 0.5 to 5 hours, the valve V X + 8 is opened and the process returns to the filtration process.
実施例6によれば、膜モジュールXで循環洗浄運転中でも、膜モジュールX以外の膜モジュールからろ過水W3を供給できる。 According to the sixth embodiment, the filtered water W3 can be supplied from a membrane module other than the membrane module X even in the circulation cleaning operation of the membrane module X.
本発明の膜処理方法および膜処理装置は、オゾン処理と膜ろ過を併用した水処理に利用される。 The membrane treatment method and membrane treatment apparatus of the present invention are used for water treatment using both ozone treatment and membrane filtration.
1,2,3 膜モジュール
10 原水ポンプ
11 オゾン反応塔
12 オゾン発生器
14 オゾン処理水槽
15 循環ポンプ
16 オゾン濃度計
17a,17c 戻りパス
17b,17d ショートパス
20 ろ過水槽
23 排水槽
30 貯水槽
100,200,300 膜処理装置
V1〜V24 バルブ
W1 原水
W2 オゾン処理水
W3 ろ過水
1, 2 and 3 Membrane module 10 Raw water pump 11
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