JP2007289940A - 中空糸膜モジュールの洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 中空糸膜モジュールの効率的な洗浄方法を提供する。
【解決手段】 膜ろ過に続けて中空糸膜モジュール３を洗浄する方法において、ろ過終了後、膜１次側の原水を中空糸膜モジュール系外に排出することにより、膜１次側における中空糸膜の周囲が気体となるまで水位を下げた後、空気洗浄と逆流洗浄を同時に行うことにより、中空糸膜モジュールを洗浄する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、中空糸膜モジュールの洗浄方法に関するものである。

中空糸膜による膜分離法は、省エネルギー、省スペース、省力化およびろ過水質向上等の特長を有するため、様々な分野での使用が拡大している。例えば、精密ろ過膜や限外ろ過膜を河川水や地下水や下水処理水から工業用水や水道水を製造する浄水プロセスへの適用や、海水淡水化逆浸透膜処理工程における前処理への適用があげられる。

しかし、原水を膜によってろ過すると、原水に含まれる濁質や有機物等の除去対象物が膜面に蓄積し、膜の閉塞現象が起こるため、膜のろ過抵抗が上昇し、やがて膜ろ過差圧が上限に達し、ろ過を行うことができなくなる。そこで膜ろ過性能を維持するため、膜の洗浄を行う必要がある。膜の洗浄には膜ろ過水を膜の２次側（ろ過水側）から１次側（原水側）へ逆流させる逆流洗浄や、気体を膜の１次側に供給して膜の汚れを取る空気洗浄や、薬液を膜と接触させて洗浄する方法がある。これらの洗浄を有効に行うことが膜ろ過を安定に運転するために非常に重要である。

この洗浄方法として、特許文献１には、膜ろ過処理に続けて、塩素が含まれる水を使用して逆流洗浄を行い、これと同時に空気洗浄を行う方法が記載されている。また特許文献２には、膜モジュールに原水を供給しながら空気洗浄を行う方法が記載されている。また特許文献３には、塩素水を２次側から１次側へ逆流させた後、塩素水と膜を一定時間接触させ、その後に塩素水を排出する洗浄方法が記載されている。しかしこれら方法を実施しても中空糸膜の洗浄は未だ不十分であり、膜ろ過の運転を十分に安定化できないといった問題があった。
特開２００１−７９３６６号公報 特開平１１−３４２３２０号公報 特開平１０−１５３６５号公報

本発明の目的は、中空糸膜モジュールの効率的な洗浄方法を提供し、中空糸膜モジュールを安定に運転する方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の中空糸膜モジュールの洗浄方法は、次の特徴とするものである。

（１）膜ろ過に続けて中空糸膜モジュールを洗浄する方法において、ろ過終了後、膜１次側の原水を中空糸膜モジュール系外に排出することにより、膜１次側における中空糸膜の周囲が気体となるまで水位を下げた後、空気洗浄と逆流洗浄を同時に行うことを特徴とする中空糸膜モジュールの洗浄方法。

（２）膜１次側から中空糸膜モジュール系外に排出された原水を、洗浄終了後に供給する膜ろ過原水の一部として使用することを特徴とする上記（１）記載の中空糸膜モジュールの洗浄方法。

（３）膜ろ過に続けて中空糸膜モジュールを洗浄する方法において、ろ過終了後に膜を薬液中に一定時間接触させた後、膜１次側の薬液を中空糸膜モジュール系外に排出することにより、膜１次側における中空糸膜の周囲が気体となるまで薬液水位を下げた後、空気洗浄と逆流洗浄を同時に行うことを特徴とする中空糸膜モジュールの洗浄方法。

（４）膜ろ過に続けて中空糸膜モジュールを洗浄する方法において、ろ過終了後、膜１次側の原水を中空糸膜モジュール系外に排出することにより、膜１次側における中空糸膜の周囲が気体となるまで水位を下げた後に、膜モジュール内に薬液を供給して中空糸膜を薬液と一定時間接触させ、次いで、膜１次側の薬液を中空糸膜モジュール系外に排出することにより、膜１次側における中空糸膜の周囲が気体となるまで薬液水位を下げた後、空気洗浄と逆流洗浄を同時に行うことを特徴とする中空糸膜モジュールの洗浄方法。

（５）膜１次側から中空糸膜モジュール系外に排出された薬液を、膜の洗浄薬液として再度使用することを特徴とする上記（３）又は（４）記載の中空糸膜モジュールの洗浄方法。

（６）膜１次側に供給する原水に無機系凝集剤を添加すること、及び、膜洗浄用の薬液として酸水溶液を使用することを特徴とする上記（３）〜（５）のいずれかに記載の中空糸膜モジュールの洗浄方法。

本発明の洗浄方法によれば、中空糸膜モジュールの洗浄効率を高めることができ、中空糸膜モジュールによる膜ろ過運転をさらに安定化させることができる。

本発明の最良の実施形態を、河川水の浄化装置として適用される加圧型中空糸膜モジュールろ過装置を例にとって、図面を参照しながら以下に説明する。但し、本発明が以下に示す実施態様に限定される訳ではない。

図１は本発明法が適用される膜ろ過装置の概略図である。この図において、原水槽１に溜められた原水を、供給ポンプ２により膜モジュール３内の膜１次側の空間３Ａに供給する。膜モジュール３の内部に接着剤によって開孔端部が固定された中空糸膜及びその接着固定部によって、膜モジュールの内部は、膜１次側の空間３Ａと膜２次側の空間３Ｂとに区分されている。膜モジュール内で、原水は中空糸膜によってろ過され、ろ過水は膜２次側から流路及びろ過水弁４を経てろ過水貯留槽５へと移送される。この時、原水弁１１は開、ろ過水弁４は開であり、排水弁８は閉、エア抜き弁１０は閉、逆洗弁７は閉、エア供給弁９は閉である。この膜ろ過により得られる膜ろ過水は、ろ過水貯留槽５に一部または全量が溜められる。

所定時間の膜ろ過を行った後、膜モジュール３を構成する中空糸膜に付着した汚れを除去するために、当該膜の洗浄が行われる。まず、原水弁１１とろ過水弁４を閉にして膜ろ過を中断させた後、膜モジュール３のエア抜き弁１０と排水弁８を開き、モジュール内の膜１次側の原水をモジュール下部の排水弁８より膜モジュール系外に排出する。この排出と同時に、モジュール内の膜１次側にはエア抜き弁１０より気体が流入し、膜表面が気体と触れる状態となる。モジュール内の膜１次側の水は少量残っていてもかまわないが、中空糸膜の大半以上が、好ましくは全体が水面よりも上となり、気体に触れるようにする。

次にモジュール下部の排水弁８を閉じ、その後、逆流洗浄と空気洗浄を同時に行う。逆流洗浄とは、ろ過水貯留槽５に溜められたろ過水を、逆洗ポンプ６を使用し、逆洗弁７を開とし、ろ過水弁４を閉とし、エア抜き弁１０を開として、膜２次側から膜１次側にろ過水を透過させ、膜の汚れを除去する洗浄方法である。また、空気洗浄とは、排水弁８を閉とし、エア供給弁９を開とし、エア抜き弁１０を開とし、エア供給弁９よりエアを膜１次側に送り込み、膜を振動させることによって洗浄する方法である。

本発明における洗浄では、この逆流洗浄と空気洗浄を同時に行う前に、まず中空糸膜モジュール内の液体（原液もしくは薬液）の全部もしくは一部を排出することにより、膜中空糸膜の大半以上が気体と接触するように、モジュール内の水位を下げることが重要である。膜モジュールから原水もしくは薬液を排出すると、それまで水中でばらばらに浮かんでいた中空糸膜同士がくっつき、その際に膜面上の汚れ成分が剥がれやすくなる。その状態で、逆流洗浄と空気洗浄を同時に行うと、逆流水は中空糸膜を透過し、中空糸膜の１次側表面をしたたり落ちながら、モジュール下部に逆流水が溜まっていく。この際に、中空糸膜表面を伝って流れる逆流水によって汚れの剥離が起こる。また、モジュール内の膜１次側に溜まった逆流水の液面がモジュール下部から徐々に上昇する。その際エア供給弁９よりエアが供給されながら気液界面（水位）が中空糸膜下部から上部に移動しながら空気洗浄が行われる。気液界面では、供給されたエアによって液面が激しく変動し、中空糸膜自身が揺さぶられるので、強力な洗浄効果が発揮される。図２は、空気洗浄と逆流洗浄が同時に行なわれつつ水位が上昇していく途中を示す装置フロー図である。この図で太線がエアの流れや逆流水の流れを示し、黒抜きの弁が開、白抜きの弁が閉の状態にあることを示す。

本発明の洗浄によって膜から剥離した濁質は、モジュール上部のエア抜き弁１０よりエアと逆流水と共に排出される。また洗浄後は、エア抜き弁１０の他に排水弁８を開けることにより下部の排水弁８より膜１次側の液体を排出し、再びろ過を行う前には原水弁１１とエア抜き弁１０を開とし、原水を原水ポンプ２を使って原水弁１１より流入させ、エア抜き弁１０より一定量排出操作を行った後、再び原水をろ過する操作を開始すればよい。

この洗浄方法は一定時間のろ過終了後に毎回行っても構わないし、別の洗浄方法と組み合わせて時々行ってもかまわない。また空気洗浄と逆流洗浄を同時に行うためのそれら洗浄開始時期は同時であることが好ましいが、逆流洗浄のみを数秒間行った後に空気洗浄と逆流洗浄を同時に行うようにしてもかまわないし、空気洗浄と逆流洗浄を同時に行い、その後どちらかの洗浄を停止した後も片方の洗浄のみを続けて行ってもかまわない。

ここで、膜１次側とはろ過対象となる原水を供給する側のことであり、膜２次側とは原水を膜でろ過したろ過水側のことをいう。

逆流洗浄及び空気洗浄を実施する前に、モジュール下部の排水弁８より排出された原水は、膜モジュールに供給される原水として再び使用することが好ましい。ここで排出された原水は、事前に空気洗浄や逆流洗浄を行っていないため汚れが少なく、再び膜ろ過原水として使用するのに支障がない。これにより、回収率（膜ろ過水量／原水量）が向上し、無駄となる廃水を大幅に減らすことが可能となり、経済効率を高めることができる。原水として再使用するためには、原水槽１に戻したり、前処理を行っている場合はその前処理の前に戻したりして再度膜ろ過の原水とすればよい。

また、上記したようにして空気洗浄と逆流洗浄とを同時に行なう前に、膜と薬液を一定時間接触させる処理を行うことが洗浄効率をさらに高めるために好ましい。即ち、ろ過終了後に膜を薬液中に一定時間接触させた後、膜１次側の薬液を中空糸膜モジュール系外に排出することにより、膜１次側における中空糸膜の周囲が気体となるまで薬液水位を下げ、その後空気洗浄と逆流洗浄を同時に行うことにより、より効率的な洗浄が可能となる。

具体的には、所定時間の膜ろ過を行った後、膜ろ過を停止し、膜１次側の原水を排出した後、又は、原水を排出することなく、膜１次側または膜２次側から薬液をポンプによって膜モジュール内に流入させ、一定時間薬液と膜を接触させる。図３はろ過水側からポンプによって薬液を膜モジュール内に注入させることができる装置例である。この場合、逆流洗浄時に、薬液１２を薬液ポンプ１３を利用して逆流水に供給し、逆洗ポンプ６によって、薬液を注入した逆流水を膜モジュール３の膜２次側から膜１次側に供給する。

この際、ろ過終了後、モジュール内の水をモジュール下部から系外に排出し、膜１次側における中空糸膜周囲が気体となるまで水位を下げた後に、膜モジュール内に薬液を供給すると、膜に接触する薬液が膜１次側の原水によって薄まることが無いため、高い薬液濃度のままで薬液処理することができ好ましい。薬液の供給を停止し、一定時間、膜と薬液を接触させた後、薬液をモジュール系外に排出し、膜１次側における中空糸膜の周囲が気体となるまで薬液水位を下げる。その後、逆流洗浄と空気洗浄を同時に行うことによって、薬液によって膜から剥がれやすくなった汚れ物質を、非常に効率的に膜の表面から剥がすことが可能となる。また逆流洗浄を行うことによって、膜モジュールに付着した薬液をすすぎ落とすためのリンスも同時に行うことができ、洗浄終了後にろ過を再開する際に、ろ過水中に薬液が混入することを防ぐことが可能となる。

本方式で洗浄を行うと、非常に短時間で効率的な洗浄を行うことが可能であり、膜ろ過の運転効率を増加させることができ、浄水コストの削減が可能となる。また効率的な洗浄を行うことにより、膜ろ過の運転が安定化し、膜差圧の上昇による浄水製造の停止といったトラブルが減少し、メンテナンスコストの低減が可能となる。

逆流洗浄と空気洗浄を同時に実施する前にモジュール下部より排出された薬液は、空気洗浄を行っていないため、ほとんど固形物質を含んでおらず、薬液もあまり消費されていない。よってこれを一旦タンクに溜めておき、再び膜の洗浄薬液として再利用することが可能である。再利用の方法としては、消費された薬液量を補充した後、再び膜を洗浄するための薬液として使用することが可能である。膜２次側から薬液を注入する場合は、再利用する薬液を別に設けた膜やカートリッジフィルター等でろ過し、濁質を除いた後に使用するのが好ましい。薬液を再利用することにより、装置から排出する薬液の量を大幅に削減することが可能であり、環境面及びコスト面で非常にメリットが大きい。また本操作を行えば逆流洗浄と空気洗浄を同時に実施した際に発生する排水については濁質を多く含むものの、薬液の濃度は少なくなるため、中和等にかかる費用を削減することが可能となる。

本発明による洗浄方法は非常に洗浄効率が高いため、例えば３０分の膜ろ過後に行う洗浄の度に実施する必要は無い。具体的には、３０分間の膜ろ過後、空気洗浄や逆流洗浄を行うことを繰り返す膜ろ過運転方法においては、通常時は３０分に１度逆流洗浄や空気洗浄を行い、１日に１回、薬液と膜を一定時間接触させ、排水した後に空気洗浄と逆流洗浄を同時に行うといった方法が好ましい。本方法により、薬液の使用量は大幅に削減させることが可能となる。

膜と薬液を接触させる時間は５分〜３時間程度が好ましい。あまり接触時間が短いと洗浄力が弱く、長すぎると装置を止めている時間が長くなり、装置の運転効率が落ちるため経済的に不利となるためである。さらには、同じ理由により１０分〜３０分程度がより好ましい。薬液による洗浄の頻度は１週間に１回から１日に３回程度であるのが好ましい。頻繁に洗浄を行いすぎると薬液使用量が増えたり、運転効率が落ちたりするためであり、頻度が少なすぎると洗浄が十分に行われないためである。

本発明による洗浄方法において、モジュール内から膜１次側の原水を排水した後に空気洗浄と逆流洗浄を同時に行い、再びモジュール内から膜１次側の液体を排水し、空気洗浄と逆流洗浄を同時に行うといった方法を繰り返し行うとさらに洗浄効率を高めることができる。これは先に述べたように、モジュール内から膜１次側の液体を排出した際に汚れ物質が剥がれたり、気液界面の上昇中に空気洗浄を行うことによる汚れ物質の剥離といった効果が期待できるためである。また、膜と薬液を一定時間接触させる方法の場合にも、薬液のリンス効果が上がるため、排水した後に空気洗浄と逆流洗浄を同時行う洗浄操作を繰り返し行った方がより好ましい。空気洗浄と逆流洗浄を同時に行う時間は３０秒〜３分程度であるのが好ましく、繰り返す場合は２回〜５回程度とするのが好ましい。

また、中空糸膜の１次側に供給する原水に無機系凝集剤を添加することや、膜と一定時間接触させる薬液として酸水溶液を使用することが、洗浄効果をより高めるために好ましい。これは、無機系凝集剤を原水に添加することにより、原水中の汚れ物質が凝集剤と結合するので、膜に付着した汚れ物質によるろ過抵抗を減らすことが可能であるが、運転を続けると凝集物がモジュール内膜１次側に蓄積していく。そこで、酸を含んだ薬液で定期的に洗浄を行うことにより、膜に付着した凝集物の汚れを非常に効率的に落とすことが有効である。よって凝集剤の添加と酸水溶液による洗浄を組み合わせることが非常に好適である。

無機系凝集剤としては、ポリ塩化アルミニウムやポリ硫酸アルミニウム、塩化第２鉄、ポリ鉄、硫酸第２鉄、ポリシリカ鉄等を使用することが可能であり、膜差圧の上昇を抑制する効果が高い塩化第２鉄がより好ましい。

薬液としては、塩酸、硫酸、硝酸、クエン酸、シュウ酸、アスコルビン酸、亜硫酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム等の薬剤を含有する水溶液が使用できる。酸水溶液としては、廃液処理の観点から有機酸よりも無機酸の水溶液であることがより好ましい。逆流洗浄薬液の濃度は１０ｍｇ／Ｌから１００００ｍｇ／Ｌであることが好ましい。１０ｍｇ／Ｌより薄くなると洗浄効果が十分で無く、１００００ｍｇ／Ｌより濃くなると薬剤のコストが高くなり不経済となるからである。このような点から、１００ｍｇ／Ｌから１０００ｍｇ／Ｌであることがより好ましい。薬剤は１種類とするよりも２種類以上を順番に使用することが好ましく、例えば酸と次亜塩素酸ナトリウムを交互に使用するとより好ましい。

ここで膜モジュール３としては、外圧式でも内圧式であっても差し支えはないが、前処理の簡便さの観点から外圧式である方が好ましい。また膜ろ過方式としては全量ろ過型モジュールでもクロスフローろ過型モジュールであっても差し支えはないが、エネルギー消費量が少ないという点から全量ろ過型モジュールである方が好ましい。さらに加圧型モジュールであっても浸漬型モジュールであっても差し支えはないが、高流速が可能であるという点から加圧型モジュールである方が好ましい。

ここで、膜モジュールに使用する中空糸膜としては、多孔質の中空糸膜であれば特に限定しないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルフルオライド、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、およびクロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ポリスルホン、酢酸セルロース、ポリビニルアルコールおよびポリエーテルスルホンやセラミック等の無機素材からなる群から選ばれる少なくとも１種類を含んでいると好ましく、さらに膜強度や耐薬品性の点からはポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）がより好ましく、親水性が高く耐汚れ性が強いという点からはポリアクリロニトリルがより好ましい。中空糸膜表面の細孔径については特に限定されず、精密ろ過膜であっても限外ろ過膜であってもかまわないが、０．００１μｍ〜１μｍの範囲内で便宜選択することができる。また、中空糸膜の外径についても特に限定されないが、中空糸膜の振動性が高く、洗浄性に優れるため２５０μｍ〜２０００μｍの範囲内であると好ましい。

ここで膜ろ過装置のろ過流量制御方法としては、定流量ろ過であっても定圧ろ過であっても差し支えはないが、ろ過水の生産水量の制御のし易さの点から定流量ろ過である方が好ましい。

従来技術では、ろ過終了後、膜１次側の原水を中空糸膜モジュール系外に排出すること無く、空気洗浄と逆流洗浄を同時に行っていた。この時、逆流水とエアが混合された状態で、エア抜き配管１４を通ってモジュールから排出されるため、エア抜き配管１４の配管径を十分に太くしないと配管を流れる際の圧力損失が非常に大きくなるという問題があった。そのためこれまでは、エア抜き配管１４の配管径を太くしたり、エア供給源にエアコンプレッサーを使用することにより、エア供給源の圧力を配管圧力損失以上まで高める必要があった。これにより装置の設備費や動力費が高価になるという問題があった。

この問題を解決するため、本発明では、膜１次側が気体となるまで水位を下げた後、空気洗浄と逆流洗浄を同時に行うので、洗浄開始からしばらくの間は逆流洗浄水はモジュール１次側の空間内に溜まり、エアのみがエア抜き配管１４から排出されるため、エア抜き配管の圧力損失が高まることは無い。このように本洗浄方法は、エア抜き配管１４の圧力損失が問題とならないため、従来技術よりも空気洗浄のエア流量や逆流洗浄の逆流水流量を多くすることが可能であり、これにより洗浄効果を大幅に高めることができる。この効果は、中空糸膜モジュール１次側の空間内が逆流水で満たされ、逆流水とエアがエア抜き配管１４から同時に排出されるようになるまで続く。逆流水がエア抜き配管１４から排出され始めた時点で、エア抜き配管の圧力損失は増大するため、その後は逆流水やエアの供給流量を減らしたり、逆流水またはエアのどちらかまたは両方を停止したりするのが好ましい。

このように、本洗浄方法によると、エア抜き配管１４の圧力損失を考慮する必要が無くなるため、エア供給源を高圧力とするためのエアコンプレッサーを使用せず、エアブロワを使用することが可能となり、機械の設備費および動力費を削減することが可能となり経済的に有利である。

（実施例１）
外圧式ＰＶＤＦ精密中空糸膜モジュールＨＦＳ−２０２０（東レ（株）製）を１本使用して、図１に示したフローにて以下の条件で実験を行った。

河川水を原水とし、ろ過流速２．０ｍ^３／（ｍ^２・ｄ）、全量ろ過方式かつ定流量ろ過方式にて、ろ過を３０分間行った後、エア抜き弁１０と排水弁８を開け、モジュール内膜１次側の水を全量排出した。その後、排水弁８を閉めた後、逆流洗浄と空気洗浄を同時に３０秒間実施した。その後、モジュール内の膜１次側の水を再び全量排出した後、モジュール内の膜１次側を原水で満水とし、再びろ過を開始した。このように、ろ過、洗浄を行う操作を繰り返して運転を行った。また逆流洗浄と空気洗浄を同時に行う前に排出した膜１次側の原水は、原水槽に戻して再び膜ろ過原水として使用した。逆流洗浄の逆流水量は１５０Ｌ／分、空気洗浄のエア流量は２００Ｌ／分とした。エア抜き配管は内径約４０mmとし、エアの供給源はエアブロワを使用した。

運転初期、膜差圧は２５℃温度補正差圧で２０ｋＰａであり、１ヶ月間運転を行った後の膜差圧は２５℃温度補正差圧で５０ｋＰａであり、安定した運転が可能であった。また水の回収率は９５％であった。

（実施例２）
外圧式ＰＶＤＦ精密中空糸膜モジュールＨＦＳ−２０２０（東レ（株）製）を１本使用して、図３に示したフローにて以下の条件で実験を行った。

河川水を原水とし、ろ過流速２．０ｍ^３／（ｍ^２・ｄ）、全量ろ過方式かつ定流量ろ過方式にて、ろ過を３０分間行った後、すぐに逆流洗浄と空気洗浄を３０秒間同時に実施し、その後原水弁１１とエア抜き弁１０を開けて、原水ポンプ２を使って原水を給水することによって３０秒間汚れを押し出し、再びろ過に戻る操作を繰り返して運転を行った。エア抜き配管の圧力損失を１００ｋPa以下となるようにするために、逆流洗浄の逆流水量は１５０Ｌ／分、空気洗浄のエア流量は８０Ｌ／分とした。エア抜き配管は内径約４０mmとし、エアの供給源はエアブロワを使用した。

さらにこの洗浄とは別に、１日に１回次の方法で薬液による洗浄を行った。ろ過終了後、膜１次側の水を全量排出した後、逆流水に有効塩素濃度が３００ｍｇ／Ｌとなるように次亜塩素酸ナトリウム（１２％溶液）を注入した薬液で１分間逆流洗浄を行い、その後２０分間停止し、膜を次亜塩素酸ナトリウム溶液と接触させた。その後、膜１次側の液を全量排出した後、逆流洗浄と空気洗浄を１分間同時に実施した。この順で、膜１次側の液の全量排出と、逆流洗浄と空気洗浄との１分間実施の操作を３回繰り返し行った。その後、モジュール内の膜１次側の水を全量排出した後、モジュール内の膜１次側を原水で満水とし、その後通常のろ過を再開する操作を行った。この洗浄時の逆流洗浄の逆流水量は１５０Ｌ／分、空気洗浄のエア流量は２００Ｌ／分とした。

また同様な方法で、１日に１回次亜塩素酸ナトリウムの代わりに硫酸を３００ｍｇ／Ｌで注入した逆流水で洗浄を行った。

運転初期、膜差圧は２５℃温度補正差圧で２０ｋＰａであり、１ヶ月間運転を行った後の膜差圧は２５℃温度補正差圧で４０ｋＰａであり、安定した運転が可能であった。３０分毎の洗浄操作では膜差圧はろ過開始前の差圧まで回復することなく徐々に差圧上昇する傾向が見られたが、１日１回の薬液による洗浄操作により、ほぼもとの差圧まで回復した。また水回収率は９５％であった。

（実施例３）
実施例２と同様の運転条件とし、膜１次側に供給する原水に塩化第２鉄3mg/L(as FeCl₃)を急速攪拌槽にて注入して実験を行った。運転初期、膜差圧は２５℃温度補正差圧で２０ｋＰａであったが、運転中徐々に差圧が上昇し、１ヶ月間運転を行った後の膜差圧は２５℃温度補正差圧で３０ｋＰａであり、安定した運転が可能であった。また水回収率は９５％であった。

（比較例１）
実施例１と同じ図１に示したフロー図において、ろ過終了後、膜１次側の水を排出すること無く、空気洗浄と逆流洗浄を同時に行った。この際、ろ過終了時に膜１次側の空間内に存在した原水は、供給されたエアや洗浄水によって押し出され、エア抜き配管１４から系外に排水され、廃棄された。また、エア抜き配管の圧力損失を１００ｋPa以下となるようにするために、逆流洗浄の逆流水量は１５０Ｌ／分、空気洗浄のエア流量は８０Ｌ／分とした。その他の条件は実施例１と同じとして、ろ過、洗浄の運転を行った。

運転初期、膜差圧は２５℃温度補正差圧で２０ｋＰａであった。１ヶ月間運転を行った後の膜差圧は２５℃温度補正差圧で１５０ｋＰａに達した。また水の回収率は９２．６％であった。

本発明の洗浄方法は、浄水プロセス用ろ過膜モジュールで水処理する際に有効である。さらに詳しくは、工業用水や水道水の浄水処理や下水処理や産業排水処理や海水淡水化逆浸透膜前処理などに使用されるろ過膜モジュールを用いた水処理に有効に適用することができるが、本発明はこれらに限られるものではない。

本発明法が適用される膜ろ過装置の一例を示す装置概略フロー図である。 図１の膜ろ過装置において空気洗浄と逆流洗浄とが同時に行われる状態を示す装置概略フロー図である。 本発明法が適用される膜ろ過装置の他の一例を示す装置概略フロー図である。

符号の説明

１ 原水槽
２ 供給ポンプ
３ 膜モジュール
３Ａ 膜１次側の空間
３Ｂ 膜２次側の空間
４ ろ過水弁
５ ろ過水貯留槽
６ 逆洗ポンプ
７ 逆洗弁
８ 排水弁
９ エア供給弁
１０ エア抜き弁
１１ 原水弁
１２ 薬液
１３ 薬液ポンプ
１４ エア抜き配管

Claims (6)

1. 膜ろ過に続けて中空糸膜モジュールを洗浄する方法において、ろ過終了後、膜１次側の原水を中空糸膜モジュール系外に排出することにより、膜１次側における中空糸膜の周囲が気体となるまで水位を下げた後、空気洗浄と逆流洗浄を同時に行うことを特徴とする中空糸膜モジュールの洗浄方法。
2. 膜１次側から中空糸膜モジュール系外に排出された原水を、洗浄終了後に供給する膜ろ過原水の一部として使用することを特徴とする請求項１記載の中空糸膜モジュールの洗浄方法。
3. 膜ろ過に続けて中空糸膜モジュールを洗浄する方法において、ろ過終了後に膜を薬液中に一定時間接触させた後、膜１次側の薬液を中空糸膜モジュール系外に排出することにより、膜１次側における中空糸膜の周囲が気体となるまで薬液水位を下げた後、空気洗浄と逆流洗浄を同時に行うことを特徴とする中空糸膜モジュールの洗浄方法。
4. 膜ろ過に続けて中空糸膜モジュールを洗浄する方法において、ろ過終了後、膜１次側の原水を中空糸膜モジュール系外に排出することにより、膜１次側における中空糸膜の周囲が気体となるまで水位を下げた後に、膜モジュール内に薬液を供給して中空糸膜を薬液と一定時間接触させ、次いで、膜１次側の薬液を中空糸膜モジュール系外に排出することにより、膜１次側における中空糸膜の周囲が気体となるまで薬液水位を下げた後、空気洗浄と逆流洗浄を同時に行うことを特徴とする中空糸膜モジュールの洗浄方法。
5. 膜１次側から中空糸膜モジュール系外に排出された薬液を、膜の洗浄薬液として再度使用することを特徴とする請求項３又は４記載の中空糸膜モジュールの洗浄方法。
6. 膜１次側に供給する原水に無機系凝集剤を添加すること、及び、膜洗浄用の薬液として酸水溶液を使用することを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の中空糸膜モジュールの洗浄方法。

Images