JP2008520428A - Filtration membrane cleaning method - Google Patents

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Abstract

本発明は、廃水処理プラントの排水の濾過に使用される濾過膜の洗浄方法であって、酵素洗浄溶液を使用する少なくとも1つの酵素洗浄工程を含む濾過膜の洗浄方法に関する。  The present invention relates to a filtration membrane cleaning method used for filtration of wastewater from a wastewater treatment plant, the method including at least one enzyme cleaning step using an enzyme cleaning solution.

Description

本発明は、廃水処理に使用される濾過膜の洗浄に関する。   The present invention relates to cleaning of filtration membranes used in wastewater treatment.

再利用目的又は排水の水質改善目的の廃水の高性能処理における膜濾過の用途は、乾燥地域における水不足や近い将来より厳しくなるであろう法律の存在により増大しつつある。世界中の多数のフルスケール設備は既に数年間稼動している。   The use of membrane filtration in high-performance treatment of wastewater for reuse or improved water quality is increasing due to water shortages in dry areas and the existence of laws that will become more severe in the near future. Many full-scale facilities around the world have been in operation for several years.

稼動中、膜の汚れの問題がより深刻になってきている。これらの問題は、廃水処理プラントの排水の限外濾過において見られるだけでなく、地表水処理のような他の膜濾過用途においても見られる。しかしながら、適用した水圧洗浄方法及び化学洗浄方法は多くの場合、十分に効果的なものではなく、実際の経験に基づくことが多い。   During operation, the problem of membrane fouling has become more serious. These problems are not only seen in ultrafiltration of wastewater treatment plant wastewater, but also in other membrane filtration applications such as surface water treatment. However, the applied hydraulic and chemical cleaning methods are often not sufficiently effective and are often based on actual experience.

有機汚れによる膜の流量回復を最大にするような洗浄戦略を適用する上での多くの試みが研究されている。NaOH、NaOCl、HCl、クエン酸等の様々な化学物質、及びアニオン系界面活性剤の効果が、多くの場合短期間の濾過試験によって、場合によっては不可逆的な汚れを調査するパイロット規模研究によって研究されている。しかしながら、廃水処理プラントの排水汚染物質の物理化学特性に基づく不可逆的な汚れの除去を目的とする洗浄戦略のより機械的な研究は比較的珍しい。   Many attempts to apply cleaning strategies to maximize membrane flow recovery due to organic fouling have been studied. The effects of various chemicals such as NaOH, NaOCl, HCl, citric acid, and anionic surfactants are often studied by short-term filtration tests and possibly pilot-scale studies investigating irreversible soils. Has been. However, more mechanistic studies of cleaning strategies aimed at irreversible soil removal based on the physicochemical properties of wastewater treatment plant wastewater pollutants are relatively rare.

特定の洗浄剤は、汚染物質の性質及び物理化学特性に関する情報を与える。汚染物質と膜材料との結合タイプに関する情報を与える洗浄剤の使用によって、汚染物質と膜材料との相互作用が干渉されるか、又は破壊される。   Certain cleaning agents provide information on the nature and physicochemical properties of the contaminants. By using a cleaning agent that provides information on the type of binding between the contaminant and the membrane material, the interaction between the contaminant and the membrane material is interfered with or destroyed.

最先端技術によれば、膜は水圧により洗浄されるか又は化学的に洗浄される。水圧洗浄は、水又は水と空気との組み合わせで実行され得る。化学洗浄は種々の洗浄化学物質によって実行され得る。   According to the state of the art, the membrane is cleaned by water pressure or chemically. The hydraulic wash can be performed with water or a combination of water and air. Chemical cleaning can be performed with various cleaning chemicals.

化学洗浄は、特定の順序で実行しなければならないいくつかの工程を含有する。初めに、逆流(BF)又は順方向流(FF)が、可逆的な汚れを除去するのに提供される。化学洗浄液を、BF又はFFによって膜表面に誘導することができる。その後、膜は多くの場合、特定時間浸漬されることになる。機械エネルギーを導入して、洗浄液を膜表面に沿ってポンプで送ることができる。最終工程は、膜を透過水、水道水又は超純水でフラッシングすることである。   Chemical cleaning involves several steps that must be performed in a specific order. Initially, reverse flow (BF) or forward flow (FF) is provided to remove reversible soil. A chemical cleaning solution can be directed to the membrane surface by BF or FF. Thereafter, the membrane will often be immersed for a specific time. Mechanical energy can be introduced to pump the cleaning liquid along the membrane surface. The final step is to flush the membrane with permeate, tap water or ultrapure water.

一般的には、化学洗浄について4つの観点、すなわち接触時間、化学反応、温度及び機械エネルギーが問題になる。これらのパラメータは、本発明の汚れ及び洗浄剤に応じて変更可能である。化学洗浄における温度の影響は指数関数的に増大し得る。ほとんどの化学洗浄は、膜モジュールの限度に応じて30〜50℃で実行される。   In general, four aspects of chemical cleaning are problematic: contact time, chemical reaction, temperature and mechanical energy. These parameters can be changed according to the soil and cleaning agent of the present invention. The effect of temperature in chemical cleaning can increase exponentially. Most chemical cleaning is performed at 30-50 ° C. depending on the limits of the membrane module.

本発明の目的は、かかる膜の汚れを低減し又は除去するために、廃水処理プラントの排水の濾過に使用される濾過膜の洗浄方法を提供することである。本発明のさらに別の目的は、当初の洗浄水流量を事実上確保するために、かかる膜を洗浄することである。   It is an object of the present invention to provide a method for cleaning a filtration membrane used for filtering wastewater from a wastewater treatment plant in order to reduce or remove such membrane fouling. Yet another object of the present invention is to clean such membranes in order to effectively ensure the initial wash water flow rate.

本発明によれば、前記目的及び他の目的は、廃水処理プラントの排水の濾過に使用される濾過膜の洗浄方法であって、酵素洗浄溶液を使用する少なくとも1つの酵素洗浄工程を含む濾過膜の洗浄方法によって達成される。   According to the present invention, the object and other objects are a method for cleaning a filtration membrane used for filtering wastewater from a wastewater treatment plant, the filtration membrane comprising at least one enzyme cleaning step using an enzyme cleaning solution. This is achieved by the washing method.

酵素洗浄工程は、不可逆的な汚れを有利に低減又は除去することができ、この汚れは廃水処理プラントの排水の限外濾過中に起こり、且つ細胞外高分子物質の主な成分の1種のようなタンパク質吸着が原因であるものと考えられる。したがって、酵素洗浄溶液に基づく新規の酵素洗浄プロトコルが、本発明により適用される。   The enzyme washing process can advantageously reduce or eliminate irreversible soil, which occurs during ultrafiltration of wastewater treatment plant effluent and is one of the main components of extracellular polymeric substances. Such protein adsorption is considered to be the cause. Therefore, a novel enzyme cleaning protocol based on enzyme cleaning solution is applied according to the present invention.

本発明の好ましい実施の形態によれば、洗浄工程は、10℃〜50℃、とりわけ25℃〜30℃の温度を有する酵素洗浄溶液を用いて行う。   According to a preferred embodiment of the present invention, the washing step is carried out using an enzyme washing solution having a temperature of 10 ° C to 50 ° C, especially 25 ° C to 30 ° C.

本発明方法は、酵素洗浄工程の前若しくは後又は前後の両方で、膜を水でフラッシングすることを含み得る。フラッシングに使用する水は、例えば水道水又は廃水処理プラント内の膜による透過水であり得る。さらに、酵素洗浄溶液を、一定の循環時間の間、膜全体に循環させることができる。この循環時間は好ましくは、10分〜1.5時間、とりわけ1時間であり得る。   The method of the present invention may comprise flushing the membrane with water before, after, or both before and after the enzyme wash step. The water used for flushing can be, for example, tap water or permeate through a membrane in a wastewater treatment plant. Furthermore, the enzyme wash solution can be circulated throughout the membrane for a certain circulation time. This circulation time can preferably be 10 minutes to 1.5 hours, in particular 1 hour.

さらに、上記膜を、一定の浸漬時間の間、酵素洗浄溶液に浸漬することもでき、この浸漬時間は好ましくは、12〜48時間、とりわけ24時間である。   Furthermore, the membrane can also be immersed in an enzyme cleaning solution for a certain immersion time, which is preferably 12 to 48 hours, in particular 24 hours.

本発明の一実施形態によれば、上記酵素洗浄工程は、
A)洗浄液、好ましくは透過水(濾過水)によって膜を順方向にフラッシングする工程;
B)酵素洗浄溶液を膜全体に1時間循環させる工程;
C)膜を酵素洗浄溶液に24時間浸漬させる工程;
D)酵素洗浄溶液を膜全体に1時間循環させる工程;及び
E)膜を水でフラッシングする工程と
を含む。
According to one embodiment of the present invention, the enzyme washing step comprises:
A) Flushing the membrane in the forward direction with a cleaning liquid, preferably permeate (filtered water);
B) circulating the enzyme cleaning solution through the membrane for 1 hour;
C) soaking the membrane in the enzyme cleaning solution for 24 hours;
D) circulating the enzyme wash solution through the membrane for 1 hour; and E) flushing the membrane with water.

本発明方法によって洗浄され得る膜は、例えば、限外濾過膜、精密濾過膜、ナノ濾過膜又は逆浸透膜であり得る。   The membrane that can be washed by the method of the present invention can be, for example, an ultrafiltration membrane, a microfiltration membrane, a nanofiltration membrane or a reverse osmosis membrane.

本発明の1つの好ましい実施形態によれば、酵素洗浄溶液は、エンド型若しくはエキソ型タンパク質分解酵素又はそれらの混合物を含有している。   According to one preferred embodiment of the invention, the enzyme wash solution contains an endo-type or exo-type proteolytic enzyme or a mixture thereof.

本発明の1つの好ましい実施形態によれば、酵素洗浄溶液はプロテアーゼを含有している。   According to one preferred embodiment of the invention, the enzyme cleaning solution contains a protease.

本発明方法に使用される酵素洗浄溶液は好ましくは、0.0125%〜0.1%の濃度で酵素を含有している。好ましくは、酵素洗浄溶液は8.5〜10のpH値を有している。   The enzyme cleaning solution used in the method of the present invention preferably contains the enzyme at a concentration of 0.0125% to 0.1%. Preferably, the enzyme wash solution has a pH value of 8.5-10.

さらに、本発明の膜洗浄方法は、酸性洗浄液を使用して膜を洗浄する酸性洗浄工程を含有することができる。酸性洗浄工程は、酵素洗浄工程前、酵素洗浄工程後又は酵素洗浄工程の前後両方で実施することができる。好ましくは、酵素洗浄プロトコルを実施する前に弱酸性前洗浄を実施する。   Furthermore, the membrane cleaning method of the present invention can include an acidic cleaning step of cleaning the membrane using an acidic cleaning liquid. The acidic washing step can be performed both before the enzyme washing step, after the enzyme washing step, and before and after the enzyme washing step. Preferably, a weakly acidic prewash is performed prior to performing the enzyme wash protocol.

酸性洗浄液は、少なくとも1種類の酸と、少なくとも1種類の補助洗浄剤とを含有することができる。この少なくとも1種類の補助洗浄剤は、界面活性剤、キレート化剤及び金属イオン封鎖剤からなる群より選択され得る。   The acidic cleaning liquid can contain at least one acid and at least one auxiliary cleaning agent. The at least one auxiliary cleaning agent may be selected from the group consisting of surfactants, chelating agents and sequestering agents.

本願の1つの好ましい実施形態によれば、酸性洗浄液は3より小さいpH値を有する。   According to one preferred embodiment of the present application, the acidic cleaning solution has a pH value of less than 3.

さらに、本発明の膜洗浄方法は、アルカリ性洗浄液を使用して膜を洗浄するアルカリ洗浄工程を含有し得る。   Furthermore, the film cleaning method of the present invention may include an alkali cleaning step of cleaning the film using an alkaline cleaning liquid.

アルカリ洗浄液は、少なくとも1種類の塩基と、少なくとも1種類の補助洗浄剤とを含有することができる。この少なくとも1種類の補助洗浄剤は、界面活性剤、キレート化剤及び金属イオン封鎖剤からなる群より選択され得る。   The alkaline cleaning liquid can contain at least one base and at least one auxiliary cleaning agent. The at least one auxiliary cleaning agent may be selected from the group consisting of surfactants, chelating agents and sequestering agents.

本発明の1つの好ましい実施形態によれば、アルカリ性洗浄液は9を超えるpH、特に9.3〜12.5のpH値を有する。   According to one preferred embodiment of the invention, the alkaline cleaning liquid has a pH greater than 9, in particular a pH value of 9.3 to 12.5.

本発明方法において、異なる各洗浄工程を連続的に実行することができる。異なる各洗浄工程は好ましくは、間に数日又は数週間の範囲の時間間隔を設けて実行される。異なる各洗浄工程は、順次、間に相当な時間間隔を設けることなく実行することもできる。   In the method of the present invention, different cleaning steps can be carried out continuously. Each different washing step is preferably carried out with a time interval in the range of days or weeks. Each of the different cleaning steps can be performed sequentially without any significant time interval between them.

本発明は添付の図面に例示される。図1は、本発明方法を用いて膜を洗浄し得るパイロットプラントの構成の概略図を示す。   The present invention is illustrated in the accompanying drawings. FIG. 1 shows a schematic diagram of the configuration of a pilot plant that can clean the membrane using the method of the present invention.

図1によれば、廃水処理プラントの排水1は、スクリーン2へと進み、ここから精密濾過装置3を直接通過するか、又は初めに多層濾過器4を通過してそれから精密濾過装置3を通過し得る。精密濾過装置3からの精密濾過液は、限外濾過装置5に入る。精密濾過装置3の膜6及び限外濾過装置5の膜7は、汚れに曝され、それらの洗浄水流量は低減する。これらの膜の洗浄水流量を100%まで回復させるために、本発明の方法をこれらの膜に適用することができる。   According to FIG. 1, the wastewater treatment plant effluent 1 proceeds to a screen 2 from which it passes directly through a microfiltration device 3 or first through a multilayer filter 4 and then through a microfiltration device 3. Can do. The microfiltrate from the microfiltration device 3 enters the ultrafiltration device 5. The membrane 6 of the microfiltration device 3 and the membrane 7 of the ultrafiltration device 5 are exposed to dirt, and their washing water flow rate is reduced. In order to restore the washing water flow rate of these membranes to 100%, the method of the present invention can be applied to these membranes.

図1に示されるような構成を用いて、本発明による方法を試験した。   The method according to the present invention was tested using a configuration as shown in FIG.

1つのアンスラサイト層の及び1つの砂の層を有する多層濾過器4を1.73mの濾床上で所定の水量を用いて操作した。給水が濾過器に入る前に、凝固剤をインラインで給水パイプに投与し、静電ミキサーで混合することが可能であった。凝集は濾床上又は濾床内で行った。   A multi-layer filter 4 having one anthracite layer and one sand layer was operated on a 1.73 m filter bed with a predetermined amount of water. Before the feed water entered the filter, it was possible to administer the coagulant in-line to the feed pipe and mix with an electrostatic mixer. Aggregation was performed on or in the filter bed.

精密濾過装置3は45mの膜表面積を有する3つのモジュールを有していた。膜の孔径は0.2μmであった。この設備を、15分の生成間隔を設けて50〜105l/m・hで変動する一定流量で操作し、その後逆洗浄を行った。化学洗浄は、濾過抵抗に応じて週に1度又は2度行った。 Microfiltration device 3 had three modules having a membrane surface area of 45 m 2. The pore size of the membrane was 0.2 μm. The equipment was operated at a constant flow rate varying from 50 to 105 l / m 2 · h with a production interval of 15 minutes and then backwashed. Chemical cleaning was performed once or twice a week depending on the filtration resistance.

限外濾過装置5は、0.8mmの毛細管直径及び0.02μmの孔径を有するX流の膜を含有していた。この設備容量は10m/hであり、2つの20.32cm(8インチ)のモジュールを備えており、このモジュールはそれぞれ1.5mの長さを有し、70mの膜面積を提供する。この設備を一定流量で操作した。凝固剤をインラインで給水に投与した。 The ultrafiltration device 5 contained an X-flow membrane having a capillary diameter of 0.8 mm and a pore diameter of 0.02 μm. The installed capacity is 10 m 3 / h and comprises two 8 inch modules, each 1.5 m long, providing a membrane area of 70 m 2 . The equipment was operated at a constant flow rate. The coagulant was administered inline to the water supply.

廃水処理プラントにおけるパイロット調査期間中、数種類の洗浄実験を行った。初めに、プロテアーゼによる酵素洗浄を、酵素プロテアーゼの効力を調査するためにその塩基性アルカリ洗浄と比較した。プロテアーゼによる酵素洗浄は、タンパク質吸着が汚れのメカニズムであることを示す。適用した洗浄液及びプロトコルを表1に示す。洗浄効果は、洗浄の前後の洗浄水流量(CWF)を測定することによって判定した。これらの洗浄実験を2度行った。第1の廃水処理プラントにおいて、これらの実験を操作の8ヶ月後に行った。第2の廃水処理プラントでは、これらの実験をパイロット調査期間の最初に行った。   Several types of cleaning experiments were conducted during the pilot survey period at the wastewater treatment plant. Initially, an enzyme wash with a protease was compared to its basic alkaline wash to investigate the efficacy of the enzyme protease. Enzymatic washing with proteases indicates that protein adsorption is a fouling mechanism. The applied cleaning solution and protocol are shown in Table 1. The cleaning effect was determined by measuring the cleaning water flow rate (CWF) before and after cleaning. These washing experiments were performed twice. In the first wastewater treatment plant, these experiments were conducted 8 months after operation. In the second wastewater treatment plant, these experiments were conducted at the beginning of the pilot study period.

Figure 2008520428
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パイロット調査の最後に、別の廃水処理プラントで調査を継続するために、膜を洗浄した。したがって、異なる各洗浄方法をプロテアーゼによる酵素洗浄に基づき連続的に適用させた。適用した各洗浄方法を表2に示す。   At the end of the pilot study, the membrane was washed to continue the investigation at another wastewater treatment plant. Therefore, each different washing method was applied continuously based on enzyme washing with protease. Table 2 shows the applied cleaning methods.

Figure 2008520428
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Rosenbergerの方法を、廃水処理プラントの排水中のタンパク質を測定するために改変して用いた。この方法は、Lowryの方法に基づく。形成される色の吸着は、750nmで、4cmのガラスキュベット中、分光器Milton Roy spectromic 401によって測定される。タンパク質の量はmg/l単位で表す。   The Rosenberger method was modified and used to measure proteins in wastewater from wastewater treatment plants. This method is based on the Lowry method. The adsorption of the color formed is measured by a spectrograph Milton Roy spectral 401 in a 4 cm glass cuvette at 750 nm. The amount of protein is expressed in mg / l.

第1の酵素洗浄実験及び塩基性アルカリ洗浄実験の結果を時系列順に表3に示す。洗浄水流量(CWF)を20℃に基準化した。新規の膜モジュールのCWFは、20℃で4.00×10〜5.00×10l/m・h・Pa(400〜500l/m・h・bar)であり、これは本発明の製造物によって得られる。 Table 3 shows the results of the first enzyme washing experiment and the basic alkali washing experiment in chronological order. The wash water flow rate (CWF) was normalized to 20 ° C. The CWF of the new membrane module is 4.00 × 10 7 to 5.00 × 10 7 l / m 2 · h · Pa (400 to 500 l / m 2 · h · bar) at 20 ° C. Obtained by the product of the invention.

Figure 2008520428
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結果は、本発明による新規の酵素洗浄プロトコルを実施した後、CWFが新規の膜モジュールの元のCWFに戻ったことを明らかに示している。第1の廃水処理プラントにおいて、酵素洗浄の効果は、塩基性アルカリ洗浄方法よりも著しく大きい。塩基性アルカリ洗浄の効果が経時的に減少するということから、タンパク質吸着が汚れのメカニズムとして起こっていたことが示される。第2の廃水処理プラントでは、酵素洗浄後のCWFは、塩基性アルカリ洗浄後と類似の結果を示している。酵素洗浄の効果は塩基性アルカリ洗浄に関するものよりも大きいと考えられるが、両方の洗浄方法の適用はCWFの100%の回復をもたらした。   The results clearly show that CWF returned to the original CWF of the new membrane module after performing the new enzyme wash protocol according to the present invention. In the first wastewater treatment plant, the effect of enzyme cleaning is significantly greater than the basic alkaline cleaning method. The effect of basic alkaline washing decreases with time, indicating that protein adsorption occurred as a fouling mechanism. In the second wastewater treatment plant, the CWF after enzyme cleaning shows similar results as after basic alkaline cleaning. Although the effect of enzyme washing is believed to be greater than that for basic alkaline washing, application of both washing methods resulted in 100% recovery of CWF.

図2及び図3に、第1の廃水処理プラント及びに第2の廃水処理プラントおけるこれらの洗浄実験の結果、並びに洗浄後の膜汚れをそれぞれ、時間に対する、20℃に基準化された洗浄水流量(CWF)の関係として示す。精密濾過液の限外濾過の開始後に、特にCWFが4.00×10l/m・h・Pa(400l/m・h・bar)を超え始めると、CWFは急速に減少する。第1の廃水処理プラントでは、CWFは、約1日のうちに約4.40×10l/m・h・Pa(440l/m・h・bar)から2.20×10l/m・h・Pa(220l/m・h・bar)まで減少し、さらに、約3日間の間に約1.50×10l/m・h・Pa(150l/m・h・bar)まで減少する。第2の廃水処理プラントにおけるCWFは、約1日のうちに約4.30×10l/m・h・Pa(430l/m・h・bar)から3.05×10l/m・h・Pa(305l/m・h・bar)まで減少し、さらに、約3日間の間に約2.60×10l/m・h・Pa(260l/m・h・bar)まで減少する。精密濾過液の限外濾過の1日後のCWFの低下は、第2の廃水処理プラントにおいて40%未満である約30%に比べて、第1の廃水処理プラントでは約50%である。濾過の約3日後、CWFは第1の廃水処理プラントにおいて1.60×10l/m・h・Pa(160l/m・h・bar)へと一定になるのに対して、第2の廃水処理プラントでは、この値は2.60×10l/m・h・Pa(260l/m・h・bar)付近に見られる。すなわち、有機高分子による限外濾過膜の汚れは、第2の廃水処理プラントよりも第1の廃水処理プラントにおいて深刻である。 FIGS. 2 and 3 show the results of these washing experiments in the first wastewater treatment plant and the second wastewater treatment plant, and the membrane contamination after washing, respectively, in the washing water normalized to 20 ° C. with respect to time. It shows as a relationship of flow volume (CWF). After the start of ultrafiltration of the microfiltrate, the CWF decreases rapidly, especially when the CWF begins to exceed 4.00 × 10 7 l / m 2 · h · Pa (400 l / m 2 · h · bar). In the first wastewater treatment plant, CWF ranges from about 4.40 × 10 7 l / m 2 · h · Pa (440 l / m 2 · h · bar) to 2.20 × 10 7 l in about one day. / M 2 · h · Pa (220 l / m 2 · h · bar) and about 1.50 × 10 7 l / m 2 · h · Pa (150 l / m 2 · h · bar). The CWF in the second wastewater treatment plant is about 4.30 × 10 7 l / m 2 · h · Pa (430 l / m 2 · h · bar) to 3.05 × 10 7 l / in about one day. It decreased to m 2 · h · Pa (305l / m 2 · h · bar), further, to about 2.60 × 10 7 in about 3 days l / m 2 · h · Pa (260l / m 2 · h -It decreases to bar). The reduction in CWF after one day of ultrafiltration of the microfiltrate is about 50% in the first wastewater treatment plant, compared to about 30%, which is less than 40% in the second wastewater treatment plant. After about 3 days of filtration, the CWF becomes constant at 1.60 × 10 7 l / m 2 · h · Pa (160 l / m 2 · h · bar) in the first wastewater treatment plant, whereas In a wastewater treatment plant of 2, this value is found around 2.60 × 10 7 l / m 2 · h · Pa (260 l / m 2 · h · bar). That is, the contamination of the ultrafiltration membrane by the organic polymer is more serious in the first wastewater treatment plant than in the second wastewater treatment plant.

Figure 2008520428
図2:第1の廃水処理プラントにおける精密濾過液の限外濾過による、洗浄された膜及び汚れた膜のCWF測定
Figure 2008520428
Figure 2: CWF measurement of washed and dirty membranes by ultrafiltration of microfiltrate at the first wastewater treatment plant

Figure 2008520428
図3:第2の廃水処理プラントにおける精密濾過液の限外濾過による、洗浄された膜及び汚れた膜のCWF測定
Figure 2008520428
Figure 3: CWF measurement of washed and dirty membranes by ultrafiltration of microfiltrate at the second wastewater treatment plant

結果は、酵素洗浄プロトコルを実施した後で、膜モジュール自体の元の洗浄水流量に対して100%の洗浄水流量の回復を示している。このプロトコルを用いて、低温(25〜30℃)で酵素洗浄を行うことができるため、低温抵抗膜を利用することができる。   The results show 100% recovery of the wash water flow rate relative to the original wash water flow rate of the membrane module itself after performing the enzyme wash protocol. Using this protocol, enzyme cleaning can be performed at a low temperature (25 to 30 ° C.), so that a low temperature resistance film can be used.

金属錯体が(前濾過された)廃水処理プラントの排水の濾過中に形成される場合、酵素洗浄より先に酸洗浄を実施することが示唆される。   If the metal complex is formed during the filtration of the wastewater of the (pre-filtered) wastewater treatment plant, it is suggested to carry out the acid wash prior to the enzyme wash.

図1は、本発明方法を用いて膜を洗浄し得るパイロットプラントの構成の概略図を示す。FIG. 1 shows a schematic diagram of the configuration of a pilot plant that can clean the membrane using the method of the present invention.

Claims (24)

廃水処理プラントの排水の濾過に使用される濾過膜の洗浄方法であって、酵素洗浄溶液を使用する少なくとも1つの酵素洗浄工程を含むことを特徴とする濾過膜の洗浄方法。   A filtration membrane cleaning method used for filtering wastewater from a wastewater treatment plant, the method comprising at least one enzyme cleaning step using an enzyme cleaning solution. 前記洗浄工程を10〜50℃の温度を有する酵素洗浄溶液を用いて行う請求項1に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the washing step is performed using an enzyme washing solution having a temperature of 10 to 50 ° C. 前記酵素洗浄工程の前又は後に前記膜を水でフラッシングすることを含む請求項1又は2に記載の方法。   The method according to claim 1 or 2, comprising flushing the membrane with water before or after the enzyme washing step. 前記酵素洗浄溶液を、一定の循環時間の間、前記膜全体を循環させる請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the enzyme cleaning solution is circulated throughout the membrane for a certain circulation time. 前記循環時間が10分〜1.5時間である請求項4に記載の方法。   The method according to claim 4, wherein the circulation time is 10 minutes to 1.5 hours. 前記膜を、一定の浸漬時間の間、前記酵素洗浄溶液に浸漬する請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the membrane is immersed in the enzyme cleaning solution for a certain immersion time. 前記浸漬時間が12時間〜48時間である請求項6に記載の方法。   The method according to claim 6, wherein the immersion time is 12 hours to 48 hours. 前記酵素洗浄工程が、
F)前記膜を洗浄液によって順方向にフラッシングする工程;
G)前記酵素洗浄溶液を前記膜全体に1時間循環させる工程;
H)前記膜を前記酵素洗浄溶液に24時間浸漬させる工程;
I)前記酵素洗浄溶液を前記膜全体に1時間循環させる工程;及び
J)前記膜を水でフラッシングする工程
を含む請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
The enzyme washing step
F) Flushing the membrane in the forward direction with a cleaning liquid;
G) circulating the enzyme cleaning solution through the membrane for 1 hour;
H) soaking the membrane in the enzyme cleaning solution for 24 hours;
The method according to any one of claims 1 to 7, comprising I) circulating the enzyme cleaning solution through the membrane for 1 hour; and J) flushing the membrane with water.
前記膜が、限外濾過膜、精密濾過膜、ナノ濾過膜又は逆浸透膜である請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the membrane is an ultrafiltration membrane, a microfiltration membrane, a nanofiltration membrane or a reverse osmosis membrane. プロテアーゼを含有する酵素洗浄溶液を使用する請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein an enzyme cleaning solution containing a protease is used. 前記酵素洗浄溶液が、エンド型若しくはエキソ型のタンパク質分解酵素又はそれらの混合物を含有している請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 10, wherein the enzyme cleaning solution contains an endo-type or exo-type proteolytic enzyme or a mixture thereof. 前記酵素洗浄溶液が、0.0125%〜0.1%の濃度で酵素を含有している請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the enzyme cleaning solution contains an enzyme at a concentration of 0.0125% to 0.1%. 前記酵素洗浄溶液が、8.5〜10のpH値を有している請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 12, wherein the enzyme cleaning solution has a pH value of 8.5 to 10. 酸性洗浄溶液を用いて前記膜を洗浄する酸性洗浄工程を有している請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法。   The method according to claim 1, further comprising an acidic cleaning step of cleaning the film using an acidic cleaning solution. 前記酸性洗浄工程を前記酵素洗浄工程の前に実施する請求項14に記載の方法。   The method according to claim 14, wherein the acidic washing step is performed before the enzyme washing step. 前記酸性洗浄液が、少なくとも1種類の酸と、少なくとも1種類の補助洗浄剤とを含有している請求項14又は15に記載の方法。   The method according to claim 14 or 15, wherein the acidic cleaning liquid contains at least one acid and at least one auxiliary cleaning agent. 前記少なくとも1種類の補助洗浄剤が、界面活性剤、キレート化剤及び金属イオン封鎖剤からなる群より選択されたものである請求項16に記載の方法。   The method according to claim 16, wherein the at least one auxiliary cleaning agent is selected from the group consisting of a surfactant, a chelating agent, and a sequestering agent. 前記酸性洗浄液が、3より小さいpH値を有している請求項14〜17のいずれか一項に記載の方法。   The method according to any one of claims 14 to 17, wherein the acidic cleaning liquid has a pH value of less than 3. アルカリ性洗浄溶液を用いて前記膜を洗浄するアルカリ洗浄工程を有する請求項1〜18のいずれか一項に記載の濾過膜を洗浄する方法。   The method for cleaning the filtration membrane according to any one of claims 1 to 18, further comprising an alkaline cleaning step of cleaning the membrane using an alkaline cleaning solution. 前記アルカリ性洗浄溶液が、少なくとも1種類の塩基と、少なくとも1種類の補助洗浄剤とを含有している請求項19に記載の方法。   20. The method of claim 19, wherein the alkaline cleaning solution contains at least one base and at least one auxiliary cleaning agent. 前記少なくとも1種類の補助洗浄剤が、界面活性剤、キレート化剤及び金属イオン封鎖剤からなる群より選択されたものである請求項20に記載の方法。   21. The method of claim 20, wherein the at least one auxiliary cleaning agent is selected from the group consisting of surfactants, chelating agents and sequestering agents. 前記アルカリ性洗浄溶液が、9.3〜12.5のpH値を有している請求項19〜21のいずれか一項に記載の方法。   The method according to any one of claims 19 to 21, wherein the alkaline cleaning solution has a pH value of 9.3 to 12.5. 異なる各洗浄工程を連続的に実行する請求項1〜22のいずれか一項に記載の方法。   23. A method according to any one of the preceding claims, wherein each different washing step is carried out continuously. 異なる各洗浄工程を、間に数日又は数週間の範囲内の時間間隔を空けて実行する請求項1〜22のいずれか一項に記載の方法。   23. A method according to any one of the preceding claims, wherein each different washing step is carried out with a time interval in the range of days or weeks in between.
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