JP2006255708A - Method for backwashing of hollow fiber membrane and hollow fiber membrane water treatment apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、本発明は、排水処理に用いられる中空糸膜の逆洗方法及び中空糸膜水処理装置に係り、特に、原水が高濃度の懸濁物質を含む場合の水処理に用いて好適な技術に関する。 The present invention relates to a hollow fiber membrane backwash method and a hollow fiber membrane water treatment apparatus used for wastewater treatment, and is particularly suitable for water treatment when raw water contains a high concentration of suspended solids. Technology.
従来より、100ppm以下の懸濁物質を含む水を濾過する水処理装置の濾過エレメントとして中空糸膜を使用した水処理装置が知られており、一般的には「中空糸膜水処理装置」と呼ばれている。 Conventionally, a water treatment device using a hollow fiber membrane is known as a filtration element of a water treatment device that filters water containing suspended solids of 100 ppm or less, and is generally referred to as a “hollow fiber membrane water treatment device”. being called.
図5は、従来の中空糸膜水処理装置の要部を示す構成図であって、処理対象となる原水は、原水タンク(図示省略)に導かれて貯水される。原水タンク内の原水は、配管流路2を経て循環槽3に導かれる。この循環槽3は、後述する濾過モジュール10と原水供給管路P1及び原水戻り管路P2により連結されており、これらの供給管路P1及び戻り管路P2により水の循環経路が形成されている。
濾過モジュール10は、図6に示すように、筒状のシェル11内に両端部をそれぞれ仕切板12,13によって支持された多数の中空糸膜14が設置されている。シェル11の側面には、原水供給管P1が連結されてシェル11内に処理前の原水を供給する循環水入口15と、原水戻り配管P2が連結されてシェル11内から濃縮された原水を流出させる循環水出口16とが設けられている。また、筒状のシェル11の両端部には、中空糸膜14を通過した処理水の流出出口17,18が設けられている。
なお、中空糸膜14の内部に形成された中空糸膜内側の空間部は、一般的には「ルーメン」と呼ばれている。
FIG. 5 is a configuration diagram showing a main part of a conventional hollow fiber membrane water treatment apparatus, in which raw water to be treated is guided to a raw water tank (not shown) and stored. The raw water in the raw water tank is guided to the
As shown in FIG. 6, the
The space inside the hollow fiber membrane formed inside the
濾過モジュール10のシェル11内に供給された原水は、循環水入口15から循環水出口16へ流れていく過程において、懸濁物質を除く水分が中空糸膜14を透過してルーメンへ流れ込む。この処理水(浄水)は、ルーメン内を流れて処理水の流出出口17,18に至り、さらに、流出出口17,18に連結された処理水管路P3を通って次工程へと導かれる。なお、処理水の流量は、処理水管路P3に設けられた流量制御弁4の開度制御により適宜調整される。
In the process in which the raw water supplied into the
このようにして原水を流し、中空糸膜14で懸濁物質を除去する水処理運転(以下、「通水運転」と呼ぶ)を続けると、中空糸膜14の表面及び繊維層内には濾過処理されて残った懸濁物質が付着して汚れとなる。この汚れは、中空糸膜14の膜間差圧を上昇させる原因となるので、すなわち、中空糸膜14を透過する処理水の抵抗を増して処理水量の低下または、通水動力の増加を招くため、一般的に「逆洗」と呼ばれている運転操作を行って汚れを除去する必要がある。
このような逆洗運転は、以下に示す方法が知られており、通常は懸濁物質や中空糸膜14の特性などから判断して、たとえば数10分程度または数時間程度毎に通水運転と交互に実施されている。
When water treatment operation (hereinafter referred to as “water flow operation”) in which raw water is flowed in this manner and the suspended matter is removed by the
For such backwashing operation, the following method is known. Usually, water passage operation is performed every several tens of minutes or several hours, for example, based on the characteristics of the suspended matter and the
(1)濾過処理された処理水によって逆圧洗浄する。すなわち、通水運転時にはシェル側(中空糸膜14の外側)からルーメン側へ水を流すのに対し、その逆となるルーメン側からシェル側へ処理水を流して洗浄を行う。
(2)圧縮空気によって逆圧洗浄を行う。すなわち、圧縮空気をルーメン側からシェル側へ流して洗浄を行う。
(3)シェル側にエアバブリングを行うことにより、付着物を振動により剥離させる。すなわち、シェル側に液体及び空気の二相流を流して、付着物の洗浄を行う。
(1) Wash with back pressure using filtered treated water. That is, in the water flow operation, water is flowed from the shell side (outside of the hollow fiber membrane 14) to the lumen side, whereas cleaning is performed by flowing treated water from the opposite lumen side to the shell side.
(2) Back pressure washing with compressed air. That is, cleaning is performed by flowing compressed air from the lumen side to the shell side.
(3) Air bubbling is performed on the shell side to separate the deposits by vibration. That is, the deposits are washed by flowing a two-phase flow of liquid and air on the shell side.
このような逆洗は、原水中に含まれる懸濁物質の性状や濃度、中空糸膜14の特性や寿命設定、中空糸膜水処理装置の運転条件等を考慮して、適宜選択及び組み合わせて実施されている。
以下では、上述した(2)及び(3)を組み合わせた逆洗運転、すなわち「フラッシュ逆洗」と称する逆洗運転の実施例を図7及び図8に基づいて簡単に説明する。なお、図7は、従来の中空糸膜水処理装置における運転実施例として、横軸の運転時間と縦軸の膜間差圧との関係を示すグラフである。
Such backwashing is appropriately selected and combined in consideration of the properties and concentration of suspended substances contained in the raw water, the characteristics and life settings of the
In the following, an example of a backwash operation combining the above-described (2) and (3), that is, a backwash operation referred to as “flush backwash” will be briefly described with reference to FIGS. In addition, FIG. 7 is a graph which shows the relationship between the operation time of a horizontal axis, and the transmembrane differential pressure of a vertical axis | shaft as an operation example in the conventional hollow fiber membrane water treatment apparatus.
この運転実施例では、原水として、懸濁物質濃度約10000mg/lit.の排水を用いており、15分間の通水運転と3分間の逆洗運転とを1サイクルとして交互に繰り返している。なお、図8(a)は通水運転時の状態を示し、図8(b)はフラッシュ逆洗運転時の状態を示しており、図中の実線太線が排水及び循環水の流れ、一点鎖線太線が処理水の流れを示している。
ここで、フラッシュ逆洗運転時について簡単に説明すると、たとえば0.59MPa程度の圧縮空気をルーメン内に供給して加圧した後、大気開放して膜面を洗浄する。さらに、空気を供給しながら循環ポンプ5を運転して排水(原水)を流し、付着物を振動で剥離させる二相流洗浄を実施し、最後に水で洗い流す単相流洗浄を実施するという一連の操作をフラッシュ逆洗と称する。
In this operation example, as raw water, a suspended substance concentration of about 10,000 mg / lit. The water drainage operation for 15 minutes and the backwash operation for 3 minutes are alternately repeated as one cycle. 8A shows the state during water flow operation, and FIG. 8B shows the state during flash backwash operation. The solid line in FIG. 8 indicates the flow of drainage and circulating water, and the alternate long and short dash line. The thick line shows the flow of treated water.
Here, the flash backwash operation will be briefly described. For example, compressed air of about 0.59 MPa is supplied into the lumen to pressurize it, and then the atmosphere is released to clean the membrane surface. Further, a series of two-phase flow cleaning is performed in which the
すなわち、中空糸膜14に付着している汚れ成分は、ルーメン内に供給された圧縮空気に押し出されてシェル側へ流出する。この汚れ成分は、圧縮空気及び処理水と共に循環ポンプ5の運転でシェル内に供給される排水と合流し、中空糸膜14の外表面側を流れる気液の二相流と共に流れる。このため、中空糸膜14に付着している汚れ成分はエアバブリングによっても除去され、排水戻り管路P2を通って循環槽3へ回収される。
That is, the dirt component adhering to the
図7の1サイクル拡大図によれば、膜間差圧は通水運転時間の増加と共に上昇する。これは、排水中に含まれている懸濁物質が中空糸膜14の表面に付着して処理水が透過する流路を塞ぐため、通水抵抗が増加していることを示している。このような通水運転及び逆洗運転は、長時間繰り返すことにより逆洗効果が低下し、傾向として差圧が緩やかに上昇する。従って、たとえば運転時間が750時間になった時点で酸やアルカリなどの薬品を使用して洗浄を行う薬洗を実施し、当初の差圧まで回復させる処置が取られている。
According to the one-cycle enlarged view of FIG. 7, the transmembrane pressure difference rises with an increase in water passage operation time. This indicates that the water flow resistance is increased because the suspended solids contained in the wastewater adhere to the surface of the
図8において、図中の符号8は循環槽3内の懸濁物質濃度を検出するSS濃度計であり、このSS濃度計が所定値以上のSS高濃度を検出した場合には、濃縮排水管路P4に設けた制御弁6を開いて高濃度の濃縮排水を循環経路外へ排出する。すなわち、中空糸膜14を通過した処理水の増加によりシェル側に残った懸濁物質濃度が増すので、適宜制御弁6を開いて系外へ排水している。
In FIG. 8,
原水のなかに含まれる懸濁物質の性状や濃度によっては、上述の逆洗方式によって、長期間の使用が困難になるという問題がある。
たとえば石炭や重油等を燃料とする火力発電所における排水中には、懸濁物質が高濃度(概ね300ppm以上)で含まれている。このような排水の処理では、特に中空糸膜14の膜表面に形成されている細孔が閉塞しやすくなり、長期使用に伴い、処理水量の低下または通水動力の増加が問題となっている。これは、高濃度の懸濁物質が共存していることにより、逆洗(フラッシュ逆洗)の繰り返しにより膜表面の細孔が塞がれるためと考えられる。
Depending on the nature and concentration of the suspended matter contained in the raw water, there is a problem that long-term use becomes difficult by the above-described backwashing method.
For example, wastewater in a thermal power plant using coal or heavy oil as a fuel contains suspended solids at a high concentration (approximately 300 ppm or more). In such wastewater treatment, pores formed on the membrane surface of the
また、上述したフラッシュ逆洗は、図7の実施例では、15分の通水運転毎に実施されているため、年間では20000〜30000回程度実施されることとなるので、膜表面が痛んで性能が低下し、所望の寿命を満足できないという耐久性低下の問題が生じてくる。 In addition, in the embodiment of FIG. 7, the flush back washing described above is performed every 15 minutes of water-flowing operation, and therefore is performed about 20000 to 30000 times per year, so that the membrane surface is damaged. The performance deteriorates, and the problem of deterioration in durability that the desired life cannot be satisfied arises.
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、中空糸膜の耐久性を低下させる原因のフラッシュ逆洗回数を低減し、かつ、中空糸膜に付着する汚れ成分の除去を確実に行うことができる中空糸膜の逆洗方法及び中空糸膜水処理装置の提供を目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and reduces the number of flush backwashing that causes a decrease in the durability of the hollow fiber membrane, and reliably removes dirt components adhering to the hollow fiber membrane. An object of the present invention is to provide a hollow fiber membrane backwashing method and a hollow fiber membrane water treatment device that can be used.
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
請求項1に記載の中空糸膜の逆洗方法は、懸濁物質を含む原水を濾過モジュールのシェル内へ供給し、該シェル内に設置された中空糸膜を通水させて濾過処理を行う通水工程後に、前記中空糸膜の膜表面及び繊維層内の付着物を除去する中空糸膜の逆洗方法であって、前記濾過モジュールのシェル側に残った濃縮水をシェル外へ略全量排出するブロー逆洗工程を設け、該ブロー逆洗工程が、前記濾過モジュールのシェル側及びルーメン側の両方に空気の供給を受けることにより行われることを特徴とするものである。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
In the method for backwashing the hollow fiber membrane according to
このような中空糸膜の逆洗方法によれば、濾過モジュールのシェル側に残った濃縮水をシェル外へ排出するブロー逆洗工程を設けたので、中空糸膜の性能維持や耐久性にとって好ましくないフラッシュ逆洗の回数を最小限にして、中空糸膜に付着した汚れ成分を効率よく除去することができる。
また、ブロー逆洗工程においては、濾過モジュールのシェル側及びルーメン側の両方に空気の供給を受けるようにしたので、残った水を濾過モジュール外へ排水することができる。
この時、ルーメン内に供給された空気は、ルーメン内に残った水と共に汚れ成分を内側から外側へ押し流し、膜面の汚れを浮かせることができる。
また、シェル側に供給された空気は、排水を濾過モジュール外へ排出すると共に、膜面に浮き出た汚れ成分を掻き取るようにして流出させる。
According to such a hollow fiber membrane backwashing method, a blow backwashing process for discharging the concentrated water remaining on the shell side of the filtration module to the outside of the shell is provided, which is preferable for maintaining the performance and durability of the hollow fiber membrane. It is possible to efficiently remove the soil components adhering to the hollow fiber membrane by minimizing the number of flush backwashing.
In the blow back washing process, since air is supplied to both the shell side and the lumen side of the filtration module, the remaining water can be drained out of the filtration module.
At this time, the air supplied into the lumen can flush the dirt component from the inside to the outside together with the water remaining in the lumen, thereby floating the dirt on the membrane surface.
In addition, the air supplied to the shell side discharges the waste water to the outside of the filtration module, and causes the dirt component that has floated to the membrane surface to flow out.
請求項1に記載の中空糸膜の逆洗方法においては、前記通水工程及び前記ブロー逆洗工程を所定回数繰り返した後にフラッシュ逆洗工程を1回行うことが好ましく、これにより、最小限のフラッシュ逆洗回数で汚れ成分を効率よく除去することができる。
In the backwashing method of the hollow fiber membrane according to
請求項3に記載の中空糸膜水処理装置は、懸濁物質を含む原水が、シェル内部に設置された中空糸膜を通水することにより濾過処理される濾過モジュールを具備してなる中空糸膜水処理装置において、
前記濾過モジュールのシェル側に残った濃縮水を略全量シェル外へ排水するブロー逆洗排水経路を設け、該ブロー逆洗排水流路が、前記濾過モジュールのシェル側及びルーメン側の両方に空気の供給を受けることにより前記凝縮水を排水するものであることを特徴とするものである。
The hollow fiber membrane water treatment apparatus according to
A blow backwash drainage path for draining substantially all of the concentrated water remaining on the shell side of the filtration module to the outside of the shell is provided, and the blow backwash drainage passage is configured to supply air to both the shell side and the lumen side of the filtration module. The condensed water is drained by receiving the supply.
このような中空糸膜水処理装置によれば、濾過モジュールのシェル側に残った濃縮水をシェル外へ排水するブロー逆洗排水経路を設けたので、ブロー逆洗を実施して中空糸膜の洗浄を行うことができるようになり、結果としてフラッシュ逆洗の実施回数を最小限にすることが可能になる。
また、ブロー逆洗排水経路は、濾過モジュールのシェル側及びルーメン側の両方に空気の供給を受けることにより濃縮水を排水するようにしたので、濾過モジュール内に残った水を濾過モジュール外へ排水することができる。
この時、ルーメン内に供給された空気は、ルーメン内に残った水と共に汚れ成分を内側から外側へ押し流し、膜面の汚れを浮かせることができる。
また、シェル側に供給された空気は、排水を濾過モジュール外へ排出すると共に、膜面に浮き出た汚れ成分を掻き取るようにして流出させる。
According to such a hollow fiber membrane water treatment device, the blow backwash drainage path for draining the concentrated water remaining on the shell side of the filtration module to the outside of the shell is provided. Cleaning can be performed, and as a result, the number of times of flush backwashing can be minimized.
In addition, the blow backwash drainage path drains the concentrated water by supplying air to both the shell side and the lumen side of the filtration module, so the water remaining in the filtration module is drained outside the filtration module. can do.
At this time, the air supplied into the lumen can flush the dirt component from the inside to the outside together with the water remaining in the lumen, thereby floating the dirt on the membrane surface.
In addition, the air supplied to the shell side discharges the waste water to the outside of the filtration module, and causes the dirt component that has floated to the membrane surface to flow out.
請求項3記載の中空糸膜水処理装置においては、前記ブロー逆洗排水経路が濃縮排水管路に連結されていることが好ましく、これにより、ブロー逆洗により除去された汚れ成分を含んでいる原水よりも懸濁物質濃度の高いブロー排水を濃縮排水管路へ導いて排水することが可能になる。
In the hollow fiber membrane water treatment device according to
本発明の中空糸膜の逆洗方法及び中空糸膜水処理装置によれば、以下の効果を奏する。
請求項1の発明によれば、濾過モジュールのシェル側に残った濃縮水をシェル外へ排出するブロー逆洗工程を設け、該ブロー逆洗工程が、前記濾過モジュールのシェル側及びルーメン側の両方に空気の供給を受けることにより行われる中空糸膜の逆洗方法としたので、中空糸膜の性能維持や耐久性にとって好ましくないフラッシュ逆洗の回数を最小限にして、中空糸膜に付着した汚れ成分を効率よく除去することができるようになり、中空糸膜の性能を確保して耐久性を向上させるという顕著な効果が得られる。なお、フラッシュ逆洗の実施は、ブロー逆洗工程を所定回(たとえば5〜20回程度)実施した後に1回行う程度でよい。
According to the hollow fiber membrane backwashing method and the hollow fiber membrane water treatment apparatus of the present invention, the following effects are obtained.
According to the first aspect of the present invention, there is provided a blow back washing process for discharging the concentrated water remaining on the shell side of the filtration module to the outside of the shell, and the blow back washing process is performed on both the shell side and the lumen side of the filtration module. Since the hollow fiber membrane backwashing method is performed by receiving air supply, the number of times of flush backwashing, which is undesirable for maintaining the performance and durability of the hollow fiber membrane, is minimized and adhered to the hollow fiber membrane. The dirt component can be efficiently removed, and the remarkable effect of ensuring the performance of the hollow fiber membrane and improving the durability can be obtained. The flash backwashing may be performed once after the blow backwashing process is performed a predetermined number of times (for example, about 5 to 20 times).
請求項3の発明によれば、濾過モジュールのシェル側に残った濃縮水をシェル外へ排水するブロー逆洗排水経路を設け、該ブロー逆洗排水流路が、濾過モジュールのシェル側及びルーメン側の両方に空気の供給を受けることにより濃縮水を排出する中空糸膜水処理装置としたので、ブロー逆洗を実施して中空糸膜の洗浄を行うことができるようになり、結果としてフラッシュ逆洗の実施回数を最小限にすることが可能になる。従って、中空糸膜の性能維持や耐久性にとって好ましくないフラッシュ逆洗の回数を最小限にして、中空糸膜に付着した汚れ成分を効率よく除去することができるようになり、中空糸膜の性能を確保して耐久性を向上させるという顕著な効果が得られる。
According to the invention of
以下、本発明に係る中空糸膜の逆洗方法及び中空糸膜水処理装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。
中空糸膜水処理装置は、図2に示すように、循環槽3、循環ポンプ5及び濾過モジュール10を具備して構成される。
Hereinafter, an embodiment of a backwashing method of a hollow fiber membrane and a hollow fiber membrane water treatment device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 2, the hollow fiber membrane water treatment apparatus includes a
水処理の対象となる原水は、図示を省略した原水発生源から原水タンク(図示省略)に導いて貯水される。
ここで処理対象とする原水は、懸濁物質を含む水であれば特に制限されることはないが、特に、原水に含まれる懸濁物質濃度が300ppm以上の高濃度となる場合に適している。具体的な原水例としては、用水、電力排水、下水及び産業排水(たとえば化学工業、製鉄業、食品製造業、製紙・繊維産業など)などのように多岐にわたっている。
Raw water to be subjected to water treatment is led from a raw water generation source (not shown) to a raw water tank (not shown) and stored.
The raw water to be treated here is not particularly limited as long as it is water containing suspended solids, but is particularly suitable when the concentration of suspended solids contained in the raw water is a high concentration of 300 ppm or more. . Specific examples of raw water are diverse, such as water for use, electric power drainage, sewage, and industrial drainage (for example, chemical industry, steel industry, food manufacturing industry, paper and textile industry, etc.).
このうち、電力排水については、特に石炭を燃料とするボイラや重油等を燃料とする油焚ボイラを使用する火力発電所の非定常排水、具体的には電気集塵機、エアヒータ及びボイラ等を洗浄した排水の処理に対して特に有効である。このような電力排水には、粒子が細かくて硬い灰水を含む固形分が高濃度で含まれているという特有の事情がある。 Among these, as for electric power drainage, unsteady drainage of thermal power plants that use oil-fired boilers that use coal-fired boilers or heavy oil as fuel, specifically, electric dust collectors, air heaters, boilers, etc. were washed It is particularly effective for wastewater treatment. Such electric power drainage has a peculiar situation that solids containing fine ash water with fine particles are contained at a high concentration.
また、処理対象となる原水は、上述した原水中に懸濁物質が含まれている場合だけでなく、処理過程において懸濁物質が発生または濃縮されて300ppm以上の懸濁物質濃度となる場合も包含する。
なお、処理過程において懸濁物質が発生する例としては、たとえばpHを上げて水酸化物を析出させるような場合などがある。
In addition, the raw water to be treated is not limited to the case where the suspended water is contained in the raw water described above, but the suspended matter is generated or concentrated in the treatment process to have a suspended solid concentration of 300 ppm or more. Include.
An example in which suspended substances are generated in the treatment process is, for example, a case where hydroxide is precipitated by raising the pH.
原水は、配管流路2を通って循環槽3に導かれる。この循環槽3は、排水供給管路P1及び排水戻り管路P2を介して濾過モジュール10と連結され、これらの排水供給管路P1及び排水戻り管路P2により排水の循環経路が形成されている。
なお、排水供給管路P1には、循環槽3内の排水を濾過モジュール10へ送水する循環ポンプ5が設けられている。
The raw water is guided to the
The drainage supply line P1 is provided with a
濾過モジュール10は、図6に示して説明したように、筒状のシェル11内に多数の中空糸膜14が設置されている。各中空糸膜14は中空円筒状の細長い部材であり、それぞれの両端部は仕切板12,13によって支持されている。
シェル11の側面には、循環水入口15及び循環水出口16がそれぞれ仕切板12,13の内側近傍に開口して設けられている。一方の循環水入口15には、シェル11内に処理前の排水を供給する排水供給管P1が連結されている。他方の循環水出口16には、シェル11内から未処理の排水を流出させる排水戻り配管P2が連結されている。また、筒状のシェル11の両端部には、中空糸膜14を通過した処理水の流出出口17,18が設けられており、共に処理水管路P3が連結されている。
なお、処理水管路P3には、次工程へ供給する処理水の流量を制御するため、流量制御弁4が設けられている。
As illustrated in FIG. 6, the
On the side surface of the
In addition, a flow
また、上述した排水戻り管路P2の途中から分岐する濃縮排水管路P4が設けられ、該濃縮排水管路P4には制御弁6が設けられている。
なお、排水戻り管路P2には、濃縮排水管路P4の分岐点より下流側となる位置に、すなわち分岐点より循環槽3側に開閉弁7を設けてある。
Further, a concentrated drainage pipe P4 that branches from the middle of the drainage return pipe P2 described above is provided, and a
The drain return pipe P2 is provided with an on-off
以下、上述した構成の中空糸膜水処理装置において、通水運転時の状態を説明する。なお、図2においては、実際に排水が流れる流路を実線太線で示し、実際に処理水が流れる流路を一点鎖線太線で示している。
循環槽3内の排水は、循環ポンプ5の運転により排水供給管路P1を通って濾過モジュール10へ供給される。濾過モジュール10のシェル11内に供給された排水は、循環水入口15から循環水出口16へ流れていく過程において、懸濁物質を除く水分が中空糸膜14を透過して中空糸膜内側の中間部(ルーメン)へ流れ込む。この処理水(浄水)は、ルーメン内を流れて処理水の流出出口17,18に至り、さらに、流出出口17,18に連結された処理水管路P3を通って次工程へと導かれる。なお、処理水の流量は、処理水管路P3に設けられた流量制御弁4の開度制御により適宜調整される。
Hereinafter, the state at the time of water flow operation in the hollow fiber membrane water treatment apparatus having the above-described configuration will be described. In FIG. 2, the flow path through which the waste water actually flows is shown by a solid line, and the flow path through which the treated water actually flows is shown by a one-dot chain line.
The waste water in the
一方、中空糸膜14を透過することなく循環水出口16から流出した排水の主流は、排水戻り管路P2を通って循環槽3へ戻される。この結果、循環槽3から送水される排水の主流(循環排水)は、濾過モジュール10及び排水戻り管路P2を含む循環経路を通って循環する。
On the other hand, the main flow of waste water that has flowed out of the circulating
次に、ブロー逆洗運転時の状態を図3に基づいて説明する。なお、図3においては、実際に排水が流れる流路を実線太線で示している。
このブロー逆洗運転は、通水運転の継続により中空糸膜14の表面や繊維層内に付着して残った排水中の懸濁物質(以下、「汚れ成分」と呼ぶ)を除去するための運転である。この場合、循環ポンプ5は停止され、比較的圧力の低い圧縮空気(たとえば0.98MPa程度)を排水供給管路P1及び処理水管路P3から濾過モジュール10内へ供給するのが好ましい。
なお、排水供給管路P1及び処理水管路P3においては、図示省略の開閉弁等により圧縮空気が循環槽3側及び処理水供給側へ流出しないようにしておく。
Next, the state at the time of blow back washing operation is demonstrated based on FIG. In FIG. 3, the flow path through which the waste water actually flows is indicated by a solid line.
This blow back washing operation is for removing suspended substances (hereinafter referred to as “dirt components”) in the wastewater that remain attached to the surface of the
In the drainage supply pipe P1 and the treated water pipe P3, the compressed air is prevented from flowing out to the
こうして圧縮空気を供給すると、シェル11内に残留している排水は圧縮空気の圧力を受けることにより、モジュール下部を経由し、排水戻り管路P2を通って排水される。この時、排水戻り管路P2の開閉弁7を閉じ、かつ、濃縮排水管路P4の制御弁6は開とする。この結果、ブロー逆洗排水経路が形成され、シェル11内の残留排水は、濃縮排水管路P4から循環経路外へブロー水として排出される。このブロー水には中空糸膜14から除去された汚れ成分が含まれているため、一般的には循環水と比較して懸濁物質濃度が1.2〜1.5倍程度高い排水となる。このため、循環水中の懸濁物質濃度を従来方式と比較して下げることができ、さらに、ブロー水を循環系路外の汚泥処理系統へ排出することにより、排水の原水SS濃度の変動に対し、たとえばSS濃度計を設けなくても安定した運転を実施することができる。
なお、シェル11内に供給された圧縮空気は、残留排水を押し出し流出する過程において、中空糸膜14をゆらすことにより表面から汚れ成分を掻き取るように除去して流出させる機能も有している。
When the compressed air is supplied in this way, the waste water remaining in the
The compressed air supplied into the
また、上述した圧縮空気が中空糸膜14のルーメンに供給されると、ルーメン内に残っている処理水(中空糸膜を透過した水)が圧縮空気の圧力を受けることにより、中空糸膜14を内側から外側へ逆向きに透過する。この時、中空糸膜14の表面や繊維層に付着して残った汚れ成分を処理水の流れによりシェル側へ押し出すため、汚れ成分の除去はより一層効率よく実施される。
こうして繊維層内の汚れ成分はルーメン側からシェル側へ押し出され、また、表面に付着している汚れ成分は浮き上がるようにして剥離するので、シェル内を流れる残留排水の流れによって容易に除去することができる。
When the compressed air described above is supplied to the lumen of the
In this way, the dirt component in the fiber layer is pushed out from the lumen side to the shell side, and the dirt component adhering to the surface is lifted and peeled off, so that it can be easily removed by the flow of residual drainage flowing in the shell. Can do.
ところで、上述した圧縮空気は、シェル側及びルーメン側の両方に供給するのが好ましいのであるが、いずれか一方のみに供給してもよい。また、圧縮空気を全く供給しなくても、シェル11内の残留排水をシェル外へ排水する水抜きを実施すれば水流が形成されるので、この残留排水の流れにより中空糸膜14の表面から汚れ成分を除去することができる。
By the way, although it is preferable to supply the compressed air mentioned above to both the shell side and the lumen side, it may be supplied to only one of them. Further, even if no compressed air is supplied, a water flow is formed by draining the residual wastewater in the
最後に、フラッシュ逆洗運転時の状態を図4に基づいて説明する。なお、図4においては、実際に排水が流れる流路を実線太線で示している。
フラッシュ逆洗運転では、ブロー逆洗に続きシェル11に排水を供給して水張りをする。この状態で、上述したブロー逆洗運転時よりも高圧な圧縮空気、たとえば0.59MPa程度の圧縮空気をルーメン内に供給して加圧した後、大気開放して中空糸膜14の膜内部及び膜面を洗浄する。
このような圧縮空気を用いた逆圧洗浄(加圧フラッシュ)を行った後には、排水供給管路P1に圧縮空気(たとえば0.59MPa程度)を供給しながら循環ポンプ5を運転して排水(原水)を循環させ、循環排水及び循環排水中の圧縮空気(気泡)により汚れ成分の付着物を振動で剥離させる。このような循環排水の水流及び圧縮空気の気泡よりなる二相流で中空糸膜14の洗浄を行う二相流洗浄を実施した後、最後に圧縮空気の供給を停止して循環排水のみで洗い流す単相流洗浄を実施する。
Finally, the state during the flash backwash operation will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the flow path through which the waste water actually flows is indicated by a solid line.
In the flush back washing operation, drainage is supplied to the
After performing the reverse pressure cleaning (pressurized flush) using such compressed air, the circulating
すなわち、本実施形態におけるフラッシュ逆洗運転は、加圧フラッシュとエアバブルを用いた二相流洗浄との組み合わせである。
このようなフラッシュ逆洗運転を行うと、加圧フラッシュによりルーメン内の処理水は圧縮空気に押し出されてシェル側へ流出し、その際、中空糸膜14の表面及び繊維層に付着している汚れ成分が押し出されるようにして除去される。この汚れ成分は、圧縮空気及び処理水と共に循環ポンプ5の運転でシェル内に供給される排水と合流し、中空糸膜14の外表面側を流れる気液の二相流と共に流れる。このため、中空糸膜14に付着している汚れ成分はエアバブリングによっても除去され、排水戻り管路P2を通って循環槽3へ回収される。
That is, the flash backwash operation in the present embodiment is a combination of a pressurized flash and two-phase flow cleaning using air bubbles.
When such a flush back washing operation is performed, the treated water in the lumen is pushed out to the shell side by the pressurized flash and flows out to the shell side, and at that time, adheres to the surface of the
また、上述したフラッシュ洗浄運転では、圧縮空気を用いた加圧フラッシュとエアバブルを用いた二相流洗浄とを組み合わせているが、いずれか一方のみでもよい。
なお、このようなフラッシュ洗浄運転が終了した後には、通水運転に戻る。
Further, in the above-described flush cleaning operation, the pressurized flash using compressed air and the two-phase flow cleaning using air bubbles are combined, but only one of them may be used.
In addition, after such a flush washing | cleaning operation is complete | finished, it returns to a water flow operation.
さて、上述した通水運転、ブロー逆洗運転及びフラッシュ逆洗運転は、図1に示すフローチャートのような手順で実施する。
中空糸膜水処理装置の運転を開始すると、最初に第1回目の通水運転ST1が開始され、所定時間(たとえば15分)継続される。この後、通水運転ST1を停止して第1回目のブロー逆洗運転SB1を開始し、所定の操作を行った後終了する。
この結果、第1回目の通水・逆洗運転サイクルC1が完了する。
Now, the water flow operation, blow backwash operation, and flush backwash operation described above are performed according to the procedure shown in the flowchart of FIG.
When the operation of the hollow fiber membrane water treatment device is started, the first water flow operation ST1 is first started and continued for a predetermined time (for example, 15 minutes). Thereafter, the first round of the blow backwash operation S B1 stop and start the water flow operation S T1, ends after a predetermined operation.
As a result, the first water flow / backwash operation cycle C1 is completed.
そして、上述した通水運転及びブロー逆洗運転よりなる通水・逆洗運転サイクルを所定回数、図示の例ではCnまでn回繰り返した後、今度はフラッシュ逆洗運転SF1の一連の操作を行う。このフラッシュ逆洗運転SF1が終了した後、続いて通水・逆洗運転サイクルCn+1 が開始され、以下同様にして通水・逆洗運転サイクルn回毎にフラッシュ逆洗運転を実施する。 Then, the above-mentioned water flow operation and blow backwash predetermined number of times water flow-backwash operation cycle consisting of operation, after repeated n times until Cn in the illustrated example, the series of operations of the flash backwash operation S F1 in turn Do. After flash backwash operation S F1 is completed, the water passing-backwash operation cycle C n + 1 is started to perform the flash backwash operation every Similarly water passing-backwash operation cycle n times less.
このように、本発明の中空糸膜水処理装置によれば、ブロー逆洗運転をn回実施する毎にフラッシュ逆洗運転を1回実施するという逆洗方法を採用することができる。そして、この逆洗方法を採用することにより、中空糸膜14の耐久性を損なうフラッシュ逆洗運転回数を最小限にして濾過性能の低下を抑えることができる。
すなわち、ブロー逆洗運転を中心とした逆洗を実施し、フラッシュ逆洗運転の頻度を下げるという逆洗運転方法を採用することにより、高濃度の懸濁物質を含む排水を処理した中空糸膜14の汚れ成分を確実に除去し、しかも耐久性を低下させることもない。
Thus, according to the hollow fiber membrane water treatment apparatus of the present invention, it is possible to employ a backwashing method in which the flush backwash operation is performed once every time the blow backwash operation is performed n times. By adopting this backwashing method, it is possible to minimize the number of flush backwashing operations that impair the durability of the
That is, a hollow fiber membrane that has treated wastewater containing high-concentration suspended solids by adopting a backwash operation method in which backwashing is performed mainly in blow backwashing operation and the frequency of flush backwashing operation is reduced. The 14 contamination components are reliably removed, and the durability is not lowered.
<実施例>
上述した構成の中空糸膜水処理装置及び中空糸膜の逆洗方法により、下記の条件で運転試験を実施した。
1.排水(原水)SS濃度:2000mg/lit.
2.循環槽SS濃度 :7000〜10000mg/lit.
3.排水SS濃度 :10000〜15000mg/lit.
この結果、フラッシュ逆洗運転の頻度をブロー逆洗運転の1/6(すなわち、図1におけるn=6)として、連続運転に伴う膜間差圧上昇がないこと、そして、フラッシュ逆洗の繰り返しによる膜表面の細孔の閉塞に伴う処理水量の低下または通水動力の増加を抑制できた。なお、フラッシュ逆洗のみを実施する従来例と比較して、約5倍の長期使用が可能であることを確認した。
また、フラッシュ逆洗運転の頻度は、排水SS濃度、懸濁物質の種類や性質等の各種条件により異なるが、一般的には概ね5〜20回のブロー逆洗運転に1回が好ましいことも確認できた。
<Example>
Using the hollow fiber membrane water treatment device and the hollow fiber membrane backwash method configured as described above, an operation test was performed under the following conditions.
1. Drainage (raw water) SS concentration: 2000 mg / lit.
2. Circulating tank SS concentration: 7000 to 10000 mg / lit.
3. Wastewater SS concentration: 10000-15000 mg / lit.
As a result, the frequency of flush backwash operation is 1/6 of blow backwash operation (ie, n = 6 in FIG. 1), there is no increase in transmembrane pressure due to continuous operation, and repeated flush backwashing It was possible to suppress the decrease in the amount of treated water or the increase in water flow power due to the clogging of the pores on the membrane surface. In addition, compared with the prior art which implements only flash backwashing, it was confirmed that long-term use of about 5 times was possible.
In addition, the frequency of the flush backwash operation varies depending on various conditions such as the concentration of the drainage SS and the type and nature of the suspended solids, but in general, it is preferable that the frequency is once in 5 to 20 blow backwash operations. It could be confirmed.
特に、上述した中空糸膜水処理装置及び中空糸膜の逆洗方法は、懸濁物質濃度が300ppm以上となる高濃度排水の処理に適している。 In particular, the hollow fiber membrane water treatment apparatus and the hollow fiber membrane backwash method described above are suitable for the treatment of high-concentration waste water having a suspended substance concentration of 300 ppm or more.
なお、本発明の構成は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。 In addition, the structure of this invention is not limited to embodiment mentioned above, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably.
1 pH調整槽
3 循環槽
4 流量制御弁
5 循環ポンプ
6 制御弁
10 濾過モジュール
11 シェル
14 中空糸膜
P1 原水(排水)供給管路
P2 原水(排水)戻り管路
P3 処理水管路
P4 濃縮排水管路
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記濾過モジュールのシェル側に残った濃縮水をシェル外へ略全量排出するブロー逆洗工程を設け、該ブロー逆洗工程が、前記濾過モジュールのシェル側及びルーメン側の両方に空気の供給を受けることにより行われることを特徴とする中空糸膜の逆洗方法。 The membrane surface of the hollow fiber membrane and the fiber layer are supplied after the water passing step of supplying the raw water containing the suspended substance into the shell of the filtration module and allowing the hollow fiber membrane installed in the shell to pass through the filtration process. A method for backwashing the hollow fiber membrane to remove the deposits inside,
A blow back washing process is provided for discharging substantially all of the concentrated water remaining on the shell side of the filtration module to the outside of the shell, and the blow back washing process receives supply of air to both the shell side and the lumen side of the filtration module. A method for backwashing a hollow fiber membrane, characterized in that
前記濾過モジュールのシェル側に残った濃縮水をシェル外へ略全量排水するブロー逆洗排水経路を設け、該ブロー逆洗排水経路が、前記濾過モジュールのシェル側及びルーメン側の両方に空気の供給を受けることにより前記濃縮水を排水するものであることを特徴とする中空糸膜水処理装置。 In a hollow fiber membrane water treatment apparatus comprising a filtration module in which raw water containing suspended solids is filtered by passing through a hollow fiber membrane installed inside the shell,
A blow backwash drainage path for draining substantially all of the concentrated water remaining on the shell side of the filtration module to the outside of the shell is provided, and the blow backwash drainage path supplies air to both the shell side and the lumen side of the filtration module. The hollow fiber membrane water treatment apparatus is characterized by draining the concentrated water by receiving the water.
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