JP2013212497A - Water treating method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水処理方法に関し、より詳細には、メンテナンスのタイミングが制御された水処理方法に関する。 The present invention relates to a water treatment method, and more particularly, to a water treatment method with controlled maintenance timing.
従来から、例えば、河川水及び地下水の除濁、工業用水の清澄、排水及び汚水処理、海水淡水化の前処理等の水の精製のために、中空糸膜が利用されている。そして、安全な水を定常的に大量に供給することが求められている状況下においては、より効率的かつより経済的に、被処理水に含有される種々の成分を膜によって分離して大量の水を供給することが必要である。
このために、例えば、中空糸膜による膜モジュールを、ろ過工程の間にろ過水を逆流させる逆洗工程を行うことによる洗浄及び/又は所定間隔ごとに薬液による洗浄に付している(例えば、特許文献1及び2)。
Conventionally, hollow fiber membranes have been used for water purification, for example, clarification of river water and groundwater, clarification of industrial water, drainage and sewage treatment, pretreatment for seawater desalination, and the like. In a situation where it is required to constantly supply a large amount of safe water, various components contained in the water to be treated are separated by a membrane in a more efficient and more economical manner. It is necessary to supply water.
For this purpose, for example, a membrane module made of a hollow fiber membrane is subjected to washing by performing a backwashing process in which filtered water flows back during the filtration process and / or washing with a chemical solution at predetermined intervals (for example,
しかし、適切なろ過工程と逆洗工程との繰り返しを行っていても、膜面や膜内部への吸着により、剥離しきれない汚れが蓄積する。よって、長時間の濾過での汚れの蓄積によってろ過性能が低下することとなる。
このような場合には、薬液による化学洗浄を行うことになるが、中空糸膜の汚染の進行の程度は、被処理水の種類又は状態、温度等によって異なることから、中空糸膜面の薬液による洗浄は、時間による制御では適切なタイミングで洗浄が行われない場合がある。その結果、ろ過効率を十分に確保できない、薬液による洗浄前に、膜モジュールの使用範囲圧力を超えて膜を破断させることがある等の問題がある。
However, even if an appropriate filtration step and backwashing step are repeated, dirt that cannot be peeled off accumulates due to adsorption on the membrane surface and inside the membrane. Therefore, filtration performance will fall by accumulation of dirt in filtration for a long time.
In such a case, chemical cleaning with a chemical solution is performed. However, since the degree of progress of contamination of the hollow fiber membrane varies depending on the type or state of the water to be treated, the temperature, etc., the chemical solution on the surface of the hollow fiber membrane is used. The cleaning by may not be performed at an appropriate timing in the control by time. As a result, there is a problem that the filtration efficiency cannot be sufficiently secured, and the membrane may be broken beyond the use range pressure of the membrane module before washing with the chemical solution.
さらに、膜モジュールの薬液による洗浄には、膜モジュールを薬液に浸漬させる方法及び薬液を高速で膜モジュール内に循環させる方法などがあるが、いずれの方法によっても、比較的長時間を要するとともに大量の薬液が必要となり、あるいは、薬液洗浄の間の水処理運転の停止を余儀なくされる。従って、薬液による洗浄を効率的に行うために、水処理におけるろ過効率を最大限に発揮させることができる最適な薬液洗浄のタイミングを管理し、薬液洗浄に用いる薬品のコスト、排薬品の処理コスト、運転コストの低減を図ることが求められている。 Furthermore, there are methods for immersing the membrane module with the chemical solution, such as a method of immersing the membrane module in the chemical solution and a method of circulating the chemical solution in the membrane module at a high speed. Or the water treatment operation is forced to stop during the chemical cleaning. Therefore, in order to efficiently perform cleaning with chemicals, the optimal chemical cleaning timing that can maximize the filtration efficiency in water treatment is managed, the cost of chemicals used for chemical cleaning, and the processing cost of waste chemicals Therefore, it is required to reduce the operating cost.
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、最適時に最適な薬液洗浄を行うことによって、ろ過効率を、経済的にかつ最大限に向上させることができる水処理方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a water treatment method capable of economically and maximally improving the filtration efficiency by performing an optimal chemical cleaning at an optimal time. To do.
本発明の水処理方法は、
外径が3.6mm〜10mm及び外径と肉厚の比であるSDR値が5.8〜34である自立構造を有する単一主要構成素材による中空糸膜を用いた膜モジュール又は外径が3.6mm〜10mm、外径と肉厚の比であるSDR値が5.8〜34、内径が3.2mm以上である自立構造を有し、両面において分離機能を有する中空糸膜を用いた膜モジュールを用いて原水を膜に透過させてろ過水を得るろ過工程と、
前記ろ過水の一部を供給して膜の洗浄を行う逆洗工程とを交互に繰り返し行う水処理方法であって、
前記ろ過工程においてろ過圧力が所定圧力よりも上昇した際又はろ過流量が所定流量よりも下降した際に、あるいは
前記逆洗工程における逆洗圧力が所定逆洗圧力よりも上昇した際又は逆洗流量が所定逆洗流量よりも下降した際に、薬液での洗浄を行うことを特徴とする。
このような水処理方法では、以下の1以上をさらに備えることが好ましい。
前記中空糸膜が、塩化ビニル系樹脂の単一主要構成素材により形成されてなる。
逆洗工程において、活性炭、限外ろ過膜又は逆浸透膜で処理をした処理水、ろ過水、水道水及び工業用水からなる群から選択される水を定流量で供給する。
ろ過工程においてろ過圧力が所定圧力よりも上昇した際又はろ過流量が所定流量よりも下降した際、ろ過水の一部を定流量で供給して膜の洗浄を行う逆洗工程を行った後に、薬液での洗浄を行う。
薬液洗浄は、活性炭、限外ろ過膜又は逆浸透膜で処理をした処理水、ろ過水、水道水及び工業用水からなる群から選択される水を用いて行う。
薬液洗浄は、有機又は無機の酸又はアルカリ水溶液、酸化剤、洗剤、界面活性剤、有機溶媒等又はこれらの組み合わせを用いて行う。
逆洗工程又は薬液洗浄は、加温水を用いて行う。
The water treatment method of the present invention comprises:
A membrane module using a hollow fiber membrane made of a single main constituent material having a self-standing structure having an outer diameter of 3.6 mm to 10 mm and an SDR value of 5.8 to 34 which is a ratio of the outer diameter to the wall thickness, or an outer diameter is A hollow fiber membrane having a self-supporting structure of 3.6 mm to 10 mm, an SDR value that is a ratio of outer diameter to wall thickness of 5.8 to 34, and an inner diameter of 3.2 mm or more, and having a separation function on both sides was used. A filtration step of obtaining filtered water by permeating raw water through the membrane using a membrane module;
A water treatment method for alternately and repeatedly performing a backwashing step of washing a membrane by supplying a part of the filtered water,
When the filtration pressure rises above a predetermined pressure in the filtration step or when the filtration flow rate falls below a predetermined flow rate, or when the backwash pressure in the backwash step rises above a predetermined backwash pressure, or the backwash flow rate When the flow rate drops below a predetermined backwash flow rate, cleaning with a chemical solution is performed.
In such a water treatment method, it is preferable to further include one or more of the following.
The hollow fiber membrane is formed of a single main constituent material of vinyl chloride resin.
In the backwashing step, water selected from the group consisting of treated water treated with activated carbon, ultrafiltration membrane or reverse osmosis membrane, filtered water, tap water and industrial water is supplied at a constant flow rate.
When the filtration pressure rises above the predetermined pressure in the filtration step or when the filtration flow rate falls below the predetermined flow rate, after performing a backwashing step of washing the membrane by supplying a part of the filtered water at a constant flow rate, Wash with chemicals.
The chemical cleaning is performed using water selected from the group consisting of activated water, treated water treated with an ultrafiltration membrane or a reverse osmosis membrane, filtered water, tap water, and industrial water.
The chemical cleaning is performed using an organic or inorganic acid or alkali aqueous solution, an oxidizing agent, a detergent, a surfactant, an organic solvent, or a combination thereof.
The back washing step or the chemical solution washing is performed using warm water.
本発明によれば、最適時に最適な薬液洗浄を行うことができ、ろ過効率を、経済的にかつ最大限に向上させることが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, optimal chemical | medical solution washing | cleaning can be performed at the optimal time, and it becomes possible to improve filtration efficiency economically and to the maximum.
本発明の水処理方法は、通常、ろ過工程と逆洗工程とを交互に行うことができるシステムを用いて行われる。 The water treatment method of the present invention is usually performed using a system that can alternately perform a filtration step and a backwashing step.
(水処理システム)
本発明の水処理方法で使用される水処理システムは、特に限定されるものではないが、例えば、図1に示す水処理システムを利用することができる。このような水処理システムは、原水槽1、膜モジュール2、透過水タンク3、薬液注入ユニット4等を備えて構成されている。
(Water treatment system)
Although the water treatment system used with the water treatment method of this invention is not specifically limited, For example, the water treatment system shown in FIG. 1 can be utilized. Such a water treatment system includes a
ここで、膜モジュール2としては、水処理において一般に用いられ、膜によってろ過が可能なものであればどのようなものを用いてもよい。このような膜モジュール自体は従来から公知であり、例えば、特開昭62−140607号公報、特開平6−319961号公報、特開2009−183822号公報、国際公開2011/004786A1及び2011/108579A1等に記載された種々のものを利用することができる。
Here, any
具体的には、図2に示すように、少なくとも、ケース10と、その中に収容される複数本の中空糸膜12とを備えるものが挙げられる。
ケース10としては、例えば、筒状のものが挙げられ、金属、プラスチック類等の種々の材料のものを使用することができるが、一般的にケース成型が容易で、機械的強度を確保することができるプラスチックが用いられる。
中空糸膜12は、中空糸膜外径、長さ、数等について、得ようとする膜モジュールの特性等に応じて、適宜調整することができる。中空糸膜12は、所定本数束ねて中空糸膜束とし、その中空糸膜束を筒状ケース10に合わせて所定の長さに切断してケース内に、ストレート状に挿入されることが好ましい。
Specifically, as shown in FIG. 2, at least a
Examples of the
The
この複数本の中空糸膜12は、ケース10内において、その両端面10a、10b側がシール材11によってシールされている。このシール材11間のケース表面(例えば、端面(片端面又は両端面)10a、10b側)には、上述した複数本の中空糸膜12の内側(中空内)空間と連通する原水供給/排出配管(図示せず)が接続される原水供給口2a及び排水口2bを備えている。なお、原水供給口2a及び排水口2bのうち排水口2bは、デッドエンドろ過を行なう場合には閉じており、いわゆるフラッシング、ドレン等を行なう場合に利用される。シール11間のケースの別の部位(例えば、側面)には、中空糸膜2の外側空間と連通する透過側配管(図示せず)が接続されるろ過水取出口2cが配置されている。このろ過水取出口2cは2以上配置されていてもよい。
The plurality of
特に、本発明においては、膜モジュール2に使用される中空糸膜12は、外径が3.6mm〜10mm及び外径と肉厚の比であるSDR値が5.8〜34である自立構造を有する膜が挙げられる。また、内径は、3.2mm以上が好ましい。さらに、ポリマーからなり、両面において分離機能を有するものがより好ましい。ここでの分離機能とは、精密ろ過以上の分離機能を意味する。
In particular, in the present invention, the
中空糸膜は、その両面において分離機能を有している限り、当該分野で公知の方法、例えば、コーティング法、多層又は単層押し出し法、ラミネート法、熱誘起相分離法(TIPS)、非溶媒誘起相分離法(NIPS)、延伸法などを利用して製造することができる。具体的な方法は、国際公開2011/108579に記載されたものを利用することができる。なかでも、熱又は溶媒で溶かした1種以上のポリマーから成形する、NIPS法、TIPS法によって製造することが好ましい。 As long as the hollow fiber membrane has a separation function on both sides, the method known in the art, for example, coating method, multilayer or single layer extrusion method, lamination method, thermally induced phase separation method (TIPS), non-solvent It can be produced using an induced phase separation method (NIPS), a stretching method, or the like. As a specific method, a method described in International Publication 2011/108579 can be used. Especially, it is preferable to manufacture by the NIPS method and TIPS method which shape | mold from 1 or more types of polymers melt | dissolved with the heat | fever or the solvent.
なお、本発明で用いる中空糸膜は、異なる組成のポリマーを共押出又はラミネートすることにより得られる一体的な積層膜も含まれる。特に、単一主要構成素材、例えば、塩化ビニル系樹脂による中空糸膜であることが好ましい。
ここで、単一主要構成素材による中空糸膜とは、主要構成素材が単一の素材であり、中空糸膜として機能する部位に、他の材料による支持部材等を用いることなく、自立構造をとり得るものを意味する。つまり、支持体フリーの膜であり、自立構造を有する支持体上に塗布することにより得られる膜とは異なる。
具体的には、国際公開2011/004786A1及び2011/108579A1等に記載されたものを用いることが好ましい。特に、外径が、4mm程度以上、4.2mm程度以上、4.5mm程度以上、5mm程度以上のものがより好ましく、SDR値が6.0程度以上、6.2程度以上、6.5程度以上のものがより好ましい。ただし、これらの場合、内径は、3.2mm以上が好ましい。
The hollow fiber membrane used in the present invention includes an integral laminated membrane obtained by coextrusion or lamination of polymers having different compositions. In particular, a hollow fiber membrane made of a single main constituent material such as a vinyl chloride resin is preferable.
Here, the hollow fiber membrane made of a single main constituent material means that the main constituent material is a single material, and a self-supporting structure is formed on the site functioning as a hollow fiber membrane without using a support member made of other materials. It means what can be taken. That is, it is a support-free film, which is different from a film obtained by coating on a support having a self-supporting structure.
Specifically, it is preferable to use those described in International Publications 2011 / 004786A1 and 2011 / 108579A1. In particular, the outer diameter is preferably about 4 mm or more, about 4.2 mm or more, about 4.5 mm or more, about 5 mm or more, and the SDR value is about 6.0 or more, about 6.2 or more, or about 6.5. The above is more preferable. However, in these cases, the inner diameter is preferably 3.2 mm or more.
塩化ビニル系樹脂としては、中空糸膜を構成する全モノマーに対して、塩化ビニル(塩素化塩化ビニルを含む)が50質量%以上のものが挙げられる。また、塩化ビニル系樹脂が、中空糸膜を構成する全樹脂に対して50質量%以上、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上含有されているものが挙げられる。塩化ビニル系樹脂以外に、ポリスルホン(PS)系、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)系、ポリエチレン(PE)等のポリオレフィン系、酢酸セルロース(CA)系、ポリアクリロニトリル(PAN)系、ポリエーテルスルフォン系、ポリビニルアルコール(PVA)系、ポリイミド(PI)系等の種々の高分子材料を用いてもよい。 Examples of the vinyl chloride resin include those having 50% by mass or more of vinyl chloride (including chlorinated vinyl chloride) with respect to all monomers constituting the hollow fiber membrane. Moreover, what contains 50 mass% or more of vinyl chloride-type resin with respect to all the resin which comprises a hollow fiber membrane, Preferably it is 60 mass% or more, More preferably, 70 mass% or more is mentioned. In addition to vinyl chloride resin, polysulfone (PS), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyolefins such as polyethylene (PE), cellulose acetate (CA), polyacrylonitrile (PAN), polyether sulfone, Various polymer materials such as polyvinyl alcohol (PVA) and polyimide (PI) may be used.
このような中空糸膜は、膜間差圧100kPaにおける純水の透過水量が100L/(m2・h)程度以上、200L/(m2・h)程度以上であることが適しており、600L/(m2・h)程度以上であることが好ましく、800L/(m2・h)程度以上であることがより好ましく、1000L/(m2・h)程度以上であることがさらに好ましい。 In such a hollow fiber membrane, the amount of pure water permeated at a transmembrane pressure difference of 100 kPa is suitably about 100 L / (m 2 · h) or more, about 200 L / (m 2 · h) or more, and 600 L / (M 2 · h) or higher, preferably 800 L / (m 2 · h) or higher, more preferably 1000 L / (m 2 · h) or higher.
水処理システムにおいては、原水槽1と膜モジュール2の原水供給口2aとの間、膜モジュール2のろ過水取出口2cと薬液ユニット4との間、膜モジュール2のろ過水取出口2cと透過水タンク3との間が、それぞれ配管によって連結されている。これらの配管には、それぞれ原水ポンプ5、薬液注入ポンプ6及び逆洗ポンプ7が配設されている。なお、膜モジュール2のろ過水取出口2cと透過水タンク3との間には、逆洗ポンプ7が配設されていない通路を構成する配管も連結されている。また、膜モジュール2の排水口2bは、原水槽1と配管によって連結されている。
In the water treatment system, between the
膜モジュール2の排水口2bと原水槽1との間、膜モジュール2と透過水タンク3との間には、それぞれ、自動弁8、9が配設されている。
また、原水槽1と膜モジュール2の原水供給口2aとの間;膜モジュール2の排水口2bと原水槽1との間であって、自動弁8の膜モジュール2側;膜モジュール2のろ過水取出口2cと透過水タンク3及び薬液注入ユニット4との間であって、自動弁9の膜モジュール2側;の配管には、圧力計PI−1、PI−2及びPI−3がそれぞれ配設されていることが好ましい。
さらに、膜モジュール2の排水口2bと原水槽1との間であって、自動弁8の原水槽1側;膜モジュール2のろ過水取出口2cと透過水タンク3の間であって、自動弁9の透過水タンク3側;透過水タンク3と膜モジュール2との間であって、逆洗ポンプ7と圧力計PI−3との間;にそれぞれ流量計FI−1、FI−2及びFI−3が配設されていることが好ましい。
Also, between the
Further, between the
原水ポンプ5は、原水を膜モジュールに送液することができるものであれば特に制限されるものではなく、例えば、渦巻ポンプ、ディフューザーポンプ、渦巻斜流ポンプ、斜流ポンプ、ピストンポンプ、プランジャポンプ、ダイアフラムポンプ、歯車ポンプ、スクリューポンプ、ベーンポンプ、カスケードポンプ、ジェットポンプなど、種々のポンプを用いることができる。なお、原水ポンプは、図1に示した位置にかかわらず、膜モジュール2の下流又は上流のいずれかにおいて、原水又は透過水を、吸水、揚水、圧出等するためのポンプとして利用することができる。
The
膜モジュール2は、1つのみを用いてもよいし、2つ以上を直列で、並列で又は直列及び並列を組み合わせて連結して用いてもよい。
逆洗ポンプ7は、逆洗の際に透過水を膜モジュールに供給するために使用するポンプであり、上述した原水供給ポンプ5で例示したものと同様のものを利用することができる。
薬液注入ポンプ6も、上述した原水供給ポンプ5で例示したものと同様のものを利用することができる。薬液を膜モジュール2に供給する場合には、薬液注入ポンプ6を稼動させると同時に、逆洗ポンプ7も稼動させて、透過水に所定の濃度で薬液が注入されるようにして用いることが好ましい。
Only one
The
The chemical
上述したシステムでは、逆洗時又は薬液洗浄の際に、気体供給装置を利用することができる。この気体供給装置は、気体(好ましくは圧縮空気)を膜モジュール2に供給するための装置であり、一般にはブロア、コンプレッサ、マイクロバブル発生ブロア等が挙げられる。通常、気体としては空気、オゾン、窒素ガス、不活性ガスが供給される。気体は膜モジュール内に気泡として供給され、この気泡により、膜モジュール内の中空糸膜を効果的に洗浄することができる。気泡の大きさは、中空糸膜を洗浄するために有用なものであれば特に限定されるものではなく、ステンレス、セラミック、プラスチック、ゴムなどに1mm〜数十mm程度の空気吐出孔を開けた散気管等を利用して、適宜調整することが好ましい。また、いわゆるマイクロバブル(例えば、数十μm〜数百μm程度)を発生させる手段等を利用してもよい。気体供給装置は、膜モジュールの上流側(被水処理槽側)及び/又は下流側(透過水槽側)のいずれに連結されていてもよいが、上流側に連結されていることが好ましく、少なくとも上述した原水供給ポンプ5と膜モジュール2との間に連結されていることがより好ましい。
In the above-described system, a gas supply device can be used during backwashing or chemical cleaning. This gas supply device is a device for supplying gas (preferably compressed air) to the
(水処理方法)
このような水処理システムを利用する場合の水処理方法は、通常、以下のとおりである。
まず、原水槽1内の原水は、原水供給ポンプ5により膜モジュール2の原水供給口2aに供給され、膜モジュール2の中空部内部を流れて、排水口2bから流出し、再び原水槽1に戻る原水循環路を循環する。
一方、膜モジュール2の原水供給口2aに供給された原水は、膜モジュール2によってろ過される。このろ過水は、膜モジュール2のろ過水取出口2cから取り出され、膜モジュール2と透過水タンク3とを結ぶ配管に設けられた自動弁9の開弁により、ろ過水タンク3に送水される。
なお、原水は、上述したようにクロスフローろ過に付されてもよいし、排水口2bを閉塞し、原水循環路を省略又は閉塞した水処理システムを用いたデッドエンドろ過に付されてもよい。
(Water treatment method)
A water treatment method in the case of using such a water treatment system is usually as follows.
First, the raw water in the
On the other hand, the raw water supplied to the raw
The raw water may be subjected to cross-flow filtration as described above, or may be subjected to dead-end filtration using a water treatment system that closes the
透過水タンク3に送水された透過水の一部は、膜モジュール2を構成する膜の逆洗用水として供給するために、逆洗ポンプ7によって、膜モジュール2に逆送することができる。
また、透過水タンク3に送水された透過水の一部が膜モジュール2に逆送する際に、その逆洗用水に、薬液注入ユニット4から薬液注入ポンプ6によって、薬液が注入され、薬液洗浄用水が、膜モジュール2に逆送される。
ただし、逆洗及び薬液洗浄に用いられる水は、ろ過水のみならず、水道水、工業用水、処理水(例えば、活性炭、UF膜、RO膜などで処理をした水)などの清浄水であればよい。
A part of the permeated water sent to the
Further, when a part of the permeated water sent to the
However, the water used for backwashing and chemical cleaning is not only filtered water but also clean water such as tap water, industrial water, and treated water (for example, water treated with activated carbon, UF membrane, RO membrane, etc.). That's fine.
薬液洗浄でろ過水を用いる場合、例えば、ろ過水タンクに次亜塩酸ナトリウムなどの殺菌剤を一定濃度になるように添加し続け、ろ過水を清浄に保ち続けることが好ましい。
また、活性炭をろ過水タンクに入れるか、あるいは逆洗配管中に活性炭を配置させることも有効である。
When using filtered water for chemical cleaning, for example, it is preferable to continue adding a bactericide such as sodium hypochlorite to the filtrate tank so as to have a constant concentration and keep the filtrate clean.
It is also effective to place activated carbon in a filtered water tank or to arrange activated carbon in the backwash pipe.
膜モジュール2に逆送された透過水及び薬液洗浄用水は、膜モジュール2の膜を逆洗した後、膜モジュール2の排水口2bから配管を経て、システム外に排出される。
The permeated water and the chemical cleaning water that have been sent back to the
本発明の水処理方法では、ろ過水を得るろ過工程を、当該分野で公知の方法及び条件等で行うことができる。ろ過方法は、上述したように、デッドエンドろ過、クロスフローろ過のいずれでもよい。また、定圧ろ過、定流量ろ過、これらの組み合わせなどのいずれであってもよい。なかでも、定圧ろ過又は定流量ろ過のいずれかが好ましい。圧力の程度及び流量の程度は、用いる水処理システムの規模及び設備の種類/特性(例えば、膜モジュールの物理的強度など)、処理水の量等によって適宜調整することができる。例えば、膜モジュールにおける加圧方式は、内圧式又は外圧式のいずれの方式でもよいが、特に、内圧式、つまり、中空糸膜の内側に被処理水を供給し、中空糸膜の外側に透過水を取り出す方式が好ましい。この場合の内外の膜間差圧は、例えば、透過圧力で10〜300kPa程度が挙げられ、好ましくは、200kPa程度以下である。膜間差圧をこの範囲とすることにより、実用上要求される透水性能 を維持することができるとともに、長期間、安定した透水速度を得ることができる。特に、膜モジュールに使用される中空糸膜が大口径(例えば、4mm程度以上)である場合には、濁度の高い水を、膜孔が閉塞されることなく、処理することができる。 In the water treatment method of the present invention, the filtration step for obtaining filtered water can be performed by methods and conditions known in the art. As described above, the filtration method may be either dead-end filtration or crossflow filtration. Moreover, any of constant pressure filtration, constant flow filtration, these combinations, etc. may be sufficient. Among these, either constant pressure filtration or constant flow filtration is preferable. The degree of pressure and the degree of flow can be appropriately adjusted depending on the scale of the water treatment system to be used, the type / characteristics of the equipment (for example, the physical strength of the membrane module, etc.), the amount of treated water, and the like. For example, the pressure method in the membrane module may be either an internal pressure type or an external pressure type. In particular, the internal pressure type, that is, water to be treated is supplied to the inside of the hollow fiber membrane and permeated to the outside of the hollow fiber membrane. A method of taking out water is preferred. In this case, the transmembrane pressure difference between the inside and the outside is, for example, about 10 to 300 kPa in terms of permeation pressure, and preferably about 200 kPa or less. By setting the transmembrane pressure difference within this range, the water permeation performance required in practice can be maintained, and a stable water permeation rate can be obtained for a long period of time. In particular, when the hollow fiber membrane used in the membrane module has a large diameter (for example, about 4 mm or more), water with high turbidity can be treated without clogging the membrane pores.
本発明の水処理方法において、逆洗工程は、逆洗圧力を一定圧力で供給する定圧逆洗であってもよいが、ろ過水の一部を定流量で供給して行うことが好ましい。逆洗の継続時間及び間隔は、特に限定されるものではなく、被処理水の種類、濁度等によって適宜調整することができる。 In the water treatment method of the present invention, the backwashing step may be constant pressure backwashing in which the backwashing pressure is supplied at a constant pressure, but is preferably performed by supplying a part of the filtered water at a constant flow rate. The duration and interval of backwashing are not particularly limited, and can be appropriately adjusted depending on the type of water to be treated, turbidity, and the like.
従って、本発明の水処理方法では、通常、ろ過及び逆洗の一連工程は、
(a)定量ろ過−定量逆洗の繰り返し、
(b)定量ろ過−定圧逆洗の繰り返し、
(c)定圧ろ過−定量逆洗の繰り返し、又は
(d)定圧ろ過−定圧逆洗の繰り返しが挙げられる。ただし、これらの2種以上を任意に組み合わせてもよい。
Therefore, in the water treatment method of the present invention, usually, a series of steps of filtration and backwashing are:
(A) repeated quantitative filtration-quantitative backwashing,
(B) repeated quantitative filtration-constant pressure backwashing,
(C) Repeating constant pressure filtration-quantitative backwashing, or (d) Repeating constant pressure filtration-constant pressure backwashing. However, you may combine these 2 or more types arbitrarily.
一般に、膜モジュールにおける膜の透水性能の低下の原因は、主に(i)ケーキ層の発生、(ii)ゲル層の発生、(iii)ケーキ層及び/又はゲル層の吸着などである。(i)および(ii)による汚れは逆洗、後述するフラッシング又はエアスクラビングなどの物理洗浄で除去することができる可逆的な汚れである。一方、発生したケーキ層が成長して膜面を閉塞すると、単純な物理洗浄等では汚れを除去できなくなる。また、(iii)は、物理洗浄だけでは除去することができない不可逆な汚れと相関する。よって、これらの汚れ及び/又は汚れの成長は、膜の維持管理にとって致命的となり得る。
つまり、水処理においては、上述したように、ろ過及び逆洗を繰り返し行っていても、逆洗工程を行っても、剥離/除去しきれない汚れが蓄積していく。
In general, the cause of the decrease in the water permeability of the membrane in the membrane module is mainly (i) generation of a cake layer, (ii) generation of a gel layer, (iii) adsorption of the cake layer and / or gel layer, and the like. The stain due to (i) and (ii) is a reversible stain that can be removed by physical washing such as backwashing, flushing or air scrubbing described later. On the other hand, if the generated cake layer grows and closes the film surface, the soil cannot be removed by simple physical cleaning or the like. Further, (iii) correlates with irreversible dirt that cannot be removed by physical cleaning alone. Thus, these soils and / or soil growth can be fatal to membrane maintenance.
That is, in the water treatment, as described above, even if filtration and backwashing are repeatedly performed, dirt that cannot be removed / removed accumulates even if the backwashing process is performed.
本発明の水処理方法では、このような汚れの成長を確実に防止/低減するために、その蓄積の程度を、ろ過又は逆洗時の流量の下降又は圧力の上昇によって判断し、ろ過又は逆洗の流量又は圧力が、所定の流量又は所定の圧力に達したタイミングで薬液洗浄を行うことによって、常に所定のろ過効果及び常に一定の逆洗効果を得ることができる。また、逆洗流量が低下することによる急激な洗浄効果の低減及び加速度的な膜面の閉塞の進行を阻止することが可能となる。さらに、薬液洗浄の早計なタイミングによる実行を回避して、より薬品コスト、運転コストの低減を図ることが可能となる。 In the water treatment method of the present invention, in order to reliably prevent / reduce the growth of such dirt, the degree of accumulation is determined by a decrease in flow rate or an increase in pressure during filtration or backwashing, and filtration or reverse By performing the chemical cleaning at the timing when the washing flow rate or pressure reaches the predetermined flow rate or the predetermined pressure, it is possible to always obtain a predetermined filtering effect and a constant backwashing effect. In addition, it is possible to reduce the rapid cleaning effect due to a decrease in the backwash flow rate and to prevent the progressive progress of the film surface blockage. Furthermore, it is possible to avoid the execution of chemical cleaning at an early timing, and to further reduce the chemical cost and the operating cost.
ろ過及び逆洗工程において一定の流量とする方法としては、当該分野で公知の方法を利用することができる。例えば、インバータを用いたポンプのPID制御などが挙げられる。
具体的には、定流量ろ過は、自動弁8を閉の状態にするとともに、自動弁9を開の状態として、原水供給ポンプ5を作動させることにより行われる。これによって、原水を原水タンク1から膜モジュール2内に供給し、膜モジュール2のろ過水取出口2cから配管を経て、ろ過水タンク3に一定量でろ過水を排出させることができる。
同様に、定流量逆洗は、自動弁9を閉の状態にするとともに、自動弁8を開の状態として、逆洗ポンプ7を作動させることにより行われる。これによって、逆洗水(一部のろ過水)をろ過水タンク3から膜モジュール2の内側に一定量で噴出させ、膜モジュール2の排水口2bから配管を経て、システム外に排出させることができる。
As a method for obtaining a constant flow rate in the filtration and backwashing steps, a method known in the art can be used. For example, PID control of a pump using an inverter can be mentioned.
Specifically, the constant flow filtration is performed by operating the raw
Similarly, constant flow backwashing is performed by operating the
ここで、定流量とは、所定の流量値を示すことを意味するが、若干の変動は許容される。ここでの一定の流量は、用いる水処理システムの規模及び設備の種類/特性、処理水の量等によって適宜調整することができる。 Here, the constant flow rate means that a predetermined flow rate value is indicated, but slight fluctuation is allowed. The constant flow rate here can be appropriately adjusted according to the scale of the water treatment system to be used, the type / characteristics of the equipment, the amount of treated water, and the like.
逆洗工程間に行う1回の連続的に行われる定流量ろ過の際には、ろ過初期から時間を経ることで、ろ過圧力が略一定に維持されるか、ろ過初期から時間を経るにつれて、ろ過による膜モジュールの目詰まり又は表面閉塞等により、ろ過圧力({〔(PI−1)+(PI−2)〕/2)}−(PI−3)で表される値)が徐々に上昇することが想定される。ろ過圧力の上昇は、連続したろ過中だけでなく、逆洗を挟んで繰り替えされる一連工程においても不可逆な汚れの進行によって発生する。
また、ろ過工程間に行う1回の連続的に行われる定流量逆洗の際には、逆洗流量を一定に保つことによって、逆洗初期から時間を経るにつれて、逆洗の効果が発揮されることによって逆洗圧力((PI−3)−{[(PI−1)+(PI−2)]/2}で表される値)が徐々に低下することが想定される。ただし、長期的には不可逆な汚れの進行によって逆洗圧力は上昇する。
During constant flow filtration performed once during the backwashing process, the filtration pressure is maintained substantially constant over time from the beginning of filtration, or as time passes from the beginning of filtration, Filtration pressure (value represented by {[(PI-1) + (PI-2)] / 2)}-(PI-3)) gradually increases due to clogging or surface blockage of the membrane module due to filtration. It is assumed that The increase in the filtration pressure occurs not only during continuous filtration but also due to the progress of irreversible contamination in a series of steps repeated with backwashing.
In addition, in the case of one continuous constant flow backwash performed between the filtration steps, the effect of backwashing is exhibited as time passes from the initial backwashing by keeping the backwash flow rate constant. Thus, it is assumed that the backwash pressure (value represented by (PI-3)-{[(PI-1) + (PI-2)] / 2}) gradually decreases. However, the backwash pressure increases due to the progress of irreversible dirt in the long term.
従って、これらろ過又は逆洗の際の膜間差圧(つまり、ろ過圧力又は逆洗圧力)をモニタリングしていると、このろ過圧力又は逆洗圧力が突然又は徐々に上昇し続けることがある。このろ過圧力又は逆洗圧力の上昇が、膜の汚れの進行程度を表す指標となる。よって、このろ過圧力又は逆洗圧力が予め設定された所定圧力に達した(所定圧力以上となった)タイミングを、薬液洗浄を行うタイミングと設定することができる。
ここで、ろ過工程においてろ過圧力が所定圧力に達したことは、例えば、膜モジュールの透過水取出口2c側において、圧力変動を伴わない連結管に装備された圧力、例えば、図1においては、ろ過圧力({〔(PI−1)+(PI−2)〕/2)}−(PI−3)で表される値)により判断することができる。また、逆洗工程においては、逆洗圧力が所定逆洗圧力に達したことは、(PI−3)−{[(PI−1)+(PI−2)]/2}で表される圧力によって判断することができる。所定圧力又は所定逆洗圧力は、用いる水処理システムの種類、排水性状等、種々の要因を考慮して、最適な値を設定することができ、好ましくは0.3MPa以下、より好ましくは0.2MPa以下、さらに好ましくは0.1MPa以下である。
Therefore, if the transmembrane pressure difference (that is, the filtration pressure or the backwash pressure) during the filtration or backwashing is monitored, the filtration pressure or the backwash pressure may continue to increase suddenly or gradually. The increase in the filtration pressure or the backwash pressure is an index representing the degree of progress of the membrane contamination. Therefore, the timing at which the filtration pressure or backwash pressure reaches a predetermined pressure set in advance (becomes a predetermined pressure or higher) can be set as the timing at which chemical cleaning is performed.
Here, the fact that the filtration pressure has reached a predetermined pressure in the filtration step is, for example, on the
ろ過及び逆洗工程において一定の圧力とする方法としては、当該分野で公知の方法を利用することができる。例えば、インバータを用いたポンプのPID制御などが挙げられる。
具体的には、定圧ろ過は、自動弁8を閉の状態にするとともに、自動弁9を開の状態として、ろ過圧力({〔(PI−1)+(PI−2)〕/2)}−(PI−3)で表される値)をモニターしながら、原水供給ポンプ5を作動させることにより行われる。これによって、原水を原水タンク1から膜モジュール2内に供給し、膜モジュール2のろ過水取出口2cから配管を経て、ろ過水タンク3に一定圧でろ過水を排出させることができる。
同様に、定圧逆洗は、自動弁9を閉の状態にするとともに、自動弁8を開の状態として、(PI−3)−{[(PI−1)+(PI−2)]/2}で表される圧力をモニターしながら、逆洗ポンプ7を作動させることにより行われる。これによって、逆洗水(一部のろ過水)をろ過水タンク3から、一定圧で、膜モジュール2の内側に噴出させることができ、逆洗水は、膜モジュール2の排水口2bから配管を経て、システム外に排出させることができる。
As a method of setting a constant pressure in the filtration and backwashing steps, methods known in the art can be used. For example, PID control of a pump using an inverter can be mentioned.
Specifically, in the constant pressure filtration, the
Similarly, in the constant pressure backwash, the automatic valve 9 is closed and the
ここで、定圧とは、所定の圧力値を示すことを意味するが、若干の変動は許容される。ここでの一定の圧力は、用いる水処理システムの規模及び設備の種類/特性、処理水の量等によって適宜調整することができる。 Here, the constant pressure means that a predetermined pressure value is indicated, but a slight fluctuation is allowed. The constant pressure here can be appropriately adjusted depending on the scale of the water treatment system used, the type / characteristics of the equipment, the amount of treated water, and the like.
逆洗工程間に行う1回の連続的に行われる定圧ろ過の際には、ろ過圧力を一定に保つことによって、ろ過初期から時間を経てもろ過による膜モジュールの目詰まり又は表面閉塞等が生じない場合には、ろ過流量が略一定に維持されるか、ろ過初期から時間を経るにつれて、若干のろ過による膜モジュールの目詰まり又は表面閉塞等により、ろ過流量が徐々に低下することが想定される。
一方、ろ過工程間に行う1回の連続的に行われる定圧逆洗の際には、逆洗圧力を一定に保つことによって、逆洗初期から時間を経るにつれて、逆洗の効果が発揮されることによって逆洗流量が徐々に上昇することが想定される。ただし、長期的には不可逆な汚れの進行によって逆洗流量は低下する。
In the case of one continuous constant pressure filtration performed during the backwashing process, by keeping the filtration pressure constant, the membrane module is clogged or clogged by filtration even after a long time from the beginning of filtration. If not, it is assumed that the filtration flow rate is gradually reduced due to the clogging of the membrane module or surface clogging due to slight filtration as the filtration flow rate is maintained substantially constant or as time passes from the beginning of filtration. The
On the other hand, in the case of one constant pressure backwashing performed continuously during the filtration step, the effect of backwashing is exhibited as time passes from the initial backwashing by keeping the backwashing pressure constant. Therefore, it is assumed that the backwash flow rate gradually increases. However, the backwash flow rate decreases due to the progress of irreversible dirt in the long term.
従って、これらろ過又は逆洗の際のろ過流量又は逆洗流量をモニタリングしていると、このろ過流量又は逆洗流量が突然又は徐々に減少し続けることがある。このろ過流量又は逆洗流量の減少が、膜の汚れの進行程度を表す指標となり、この減少によって、予め設定された所定流量に達した(所定流量以下となった)タイミングで、薬液洗浄を行うタイミングと設定することができる。
ここで、ろ過工程においてろ過流量が所定圧流量に達したことは、例えば、膜モジュールの透過水取出口2c側において、連結管に装備された流量計、例えば、図1においては流量計FI−2により判断することができる。また、逆洗工程においては、逆洗流量が所定逆洗圧流量に達したことは、ろ過工程に準じて判断することができる。所定流量又は所定逆洗流量は、用いる水処理システムの種類、規模、個々の設備、特に膜モジュールの構成、大きさ、性能等、種々の要因を考慮して、最適な値を設定することができる。
Therefore, if the filtration flow or backwash flow at the time of filtration or backwashing is monitored, the filtration flow or backwash flow may continue to decrease suddenly or gradually. This decrease in the filtration flow rate or backwash flow rate serves as an index indicating the degree of progress of membrane contamination, and chemical cleaning is performed at the timing when the flow rate reaches a predetermined flow rate that is set in advance (below the predetermined flow rate). Can be set with timing.
Here, the fact that the filtration flow rate has reached the predetermined pressure flow rate in the filtration step is, for example, a flow meter provided in the connecting pipe on the
なお、本発明では、上述したように、ろ過工程においてろ過圧力が所定圧力よりも上昇した際又はろ過流量が所定流量よりも下降した際に、薬液による洗浄を行うが、このようなろ過工程を中断して、あるいはろ過圧力上昇又はろ過流量が下降したろ過工程のサイクルが終了した後、薬液による洗浄を行ってもよいし、このようなろ過工程を中断して、あるいはろ過圧力上昇又はろ過流量が下降したろ過工程のサイクルが終了した後、通常の逆洗工程を行った後に薬液による洗浄を行ってもよい。
ただし、逆洗工程において逆洗圧力が所定圧力よりも上昇した際又は逆洗流量が所定流量よりも下降した際には、このような逆洗工程を中断して、あるいは逆洗圧力上昇又は逆洗流量が下降した逆洗工程のサイクルが終了した後、ろ過工程を行うことなく、薬液による洗浄を行うことが好ましい。
In the present invention, as described above, when the filtration pressure rises above the predetermined pressure in the filtration step or when the filtration flow rate falls below the predetermined flow rate, cleaning with a chemical solution is performed. After the interruption of the filtration process cycle when the filtration pressure is increased or the filtration flow rate is lowered, washing with a chemical solution may be performed, or such a filtration process is interrupted, or the filtration pressure rises or the filtration flow rate. After the cycle of the filtration step in which has been lowered, the normal backwashing step may be performed and then the cleaning with the chemical solution may be performed.
However, when the backwash pressure rises above a predetermined pressure or when the backwash flow rate falls below a predetermined flow rate in the backwash process, such backwash process is interrupted, or the backwash pressure rises or reverses. After the cycle of the backwashing process in which the washing flow rate is lowered, it is preferable to perform the cleaning with the chemical solution without performing the filtration process.
なかでも、ろ過工程(定圧又は定流量のいずれか)の後、定流量で逆洗を行う工程において、ろ過工程でのろ過圧力が所定圧力よりも上昇した際又はろ過流量が所定流量よりも下降した際又は逆洗工程において逆洗流量を一定にして逆洗圧力をモニターし、この逆洗圧力の所定圧力の上昇をモニターして、薬液での洗浄でのタイミングを図ることが適している。この方法によれば、より一層、不可逆な汚れに対する最適なタイミングを判断することが可能となる。 Especially, in the process of backwashing at a constant flow rate after the filtration step (either constant pressure or constant flow rate), when the filtration pressure in the filtration step rises above a predetermined pressure, or the filtration flow rate falls below a predetermined flow rate In this case, it is suitable to monitor the backwashing pressure with the backwashing flow rate constant in the backwashing process, and monitor the increase in the backwashing pressure by a predetermined pressure, thereby timing the cleaning with the chemical solution. According to this method, it is possible to determine the optimum timing for irreversible dirt.
薬液での洗浄における薬液としては、当該分野で通常用いられているものを利用することができ、例えば、有機又は無機の酸又はアルカリ水溶液、酸化剤、洗剤、界面活性剤、有機溶媒等又はこれらの組み合わせが挙げられる。具体的には、膜面に付着した汚れが有機物の場合には、水酸化ナトリウム等のアルカリ水溶液、次亜塩素酸ナトリウム等の酸化剤を用いることができ、マンガン又は金属塩のような無機物の場合には、塩酸、硫酸、シュウ酸、クエン酸等を使用することができる。また、限外ろ過膜などの目の細かい膜は、酸化剤等で分解しにくい低分子有機物等が汚染物質として捕捉されるため、エタノール等の有機溶媒も有効である。 As the chemical solution in the cleaning with the chemical solution, those usually used in the field can be used, for example, organic or inorganic acid or alkaline aqueous solution, oxidizing agent, detergent, surfactant, organic solvent, etc. or these The combination of is mentioned. Specifically, when the dirt adhering to the film surface is organic, an alkaline aqueous solution such as sodium hydroxide, an oxidizing agent such as sodium hypochlorite can be used, and an inorganic substance such as manganese or a metal salt can be used. In some cases, hydrochloric acid, sulfuric acid, oxalic acid, citric acid and the like can be used. Further, in a fine membrane such as an ultrafiltration membrane, an organic solvent such as ethanol is also effective because low molecular weight organic matter that is difficult to be decomposed by an oxidizing agent or the like is captured as a contaminant.
逆洗及び薬液洗浄の効果は、濃度と温度、時間に比例する傾向が強い。従って、逆洗及び薬液洗浄を、加温水(例えば、20〜80℃)で行うことが好ましい。そのために、逆洗配管をヒータで巻く、逆洗配管に熱交換器を通すなどの手段を利用することができる。加温することにより、液体の粘度を下げることができるために、逆洗流束を高めるのにも有効である。
薬液での洗浄における薬液の濃度は、処理水の種類、量、汚れの程度等によって適宜選択/調整することができる。また、薬液での洗浄は、薬液の定流量又は定圧力の逆洗等のオンライン方式でもよいし、系外の薬液中で所定時間の浸漬又は静置するオフライン方式でもよい。ここでの浸漬時間は、処理水の種類、量、汚れの程度等によって適宜調整することができる。
The effects of backwashing and chemical cleaning tend to be proportional to concentration, temperature, and time. Therefore, it is preferable to perform backwashing and chemical cleaning with warm water (for example, 20 to 80 ° C.). Therefore, means such as winding the backwash pipe with a heater and passing a heat exchanger through the backwash pipe can be used. Since the viscosity of the liquid can be lowered by heating, it is effective for increasing the backwash flux.
The concentration of the chemical solution in the cleaning with the chemical solution can be appropriately selected / adjusted depending on the type and amount of treated water, the degree of contamination, and the like. Further, the cleaning with the chemical solution may be an online method such as a constant flow rate or a constant pressure backwashing of the chemical solution, or an off-line method in which the chemical solution is immersed or allowed to stand in a chemical solution outside the system. The immersion time here can be appropriately adjusted depending on the type and amount of treated water, the degree of contamination, and the like.
本発明の水処理では、特にろ過方式がクロスフローろ過の場合には、膜モジュールにおける入口(つまり、原水供給口2a)−出口(つまり、ろ過水取出口2c)間の圧損が所定値よりも上昇した際においても、薬液での洗浄のタイミングの指標とすることができる。
In the water treatment of the present invention, particularly when the filtration method is cross flow filtration, the pressure loss between the inlet (that is, the raw
本発明の水処理方法では、従来の海水淡水化等で必要としていた砂ろ過、糸巻きフィルター、ストレーナ等の除濁装置は必ずしも必要とせず、除濁装置及びこれに類する装置は設けられていないことが好ましい。これは、従来の口径の比較的小さな中空糸膜を用いて海水処理を行なうと、すぐに中空糸膜の閉塞が起こるため、前処理としての除濁が必要であったが、本発明において、比較的大口径の中空糸膜を使用する場合には、このような閉塞が起こりにくいからである。 The water treatment method of the present invention does not necessarily require a turbidity removal device such as sand filtration, a spool filter, or a strainer, which is necessary for conventional seawater desalination, and a turbidity removal device and similar devices are not provided. Is preferred. This is because when a seawater treatment is performed using a hollow fiber membrane having a relatively small diameter, the hollow fiber membrane is immediately clogged, and thus turbidity as a pretreatment was necessary. This is because such a blockage hardly occurs when a hollow fiber membrane having a relatively large diameter is used.
本発明の水処理方法の対象となる水の種類は特に限定されず、汚水処理場等における活性汚泥等を含む排水、家庭排水等の都市下水、工場廃水等の各種施設の排水、農業廃水、生物処理水、懸濁質を含む排水、海水、井戸水さらには河川、湖沼など水等の膜分離で処理される被処理水のいずれであってもよい。また別の観点から、例えば、SS(浮遊物質)が50000程度以下、20000程度以下、10〜15000程度の液体が挙げられる。 The type of water that is the target of the water treatment method of the present invention is not particularly limited, drainage including activated sludge in a sewage treatment plant, etc., urban sewage such as domestic wastewater, drainage of various facilities such as factory wastewater, agricultural wastewater, Biologically treated water, wastewater containing suspended solids, seawater, well water, and water to be treated by membrane separation such as rivers and lakes may be used. From another viewpoint, for example, a liquid having an SS (floating substance) of about 50000 or less, about 20000 or less, or about 10 to 15000 can be given.
このように、本発明の水処理方法では、ろ過による水処理と、逆洗とを交互に行ない、特に、比較的大口径(大内径)を有しながら、特に、単一素材によって、高強度の単層構造の中空糸膜を利用する場合に、汚れの蓄積による膜の破断等を招くことなく、適時の適切な薬液洗浄の実施により、高濁度排水であっても、低エネルギーで、設備、特に膜モジュールを取り替えることなく、長期間にわたって処理することが可能となり、水処理におけるろ過効率を最大限に発揮させることができる。また、薬液洗浄に用いる薬品のコスト、排薬品の処理コスト、運転コストの低減を図ることができる。 As described above, in the water treatment method of the present invention, water treatment by filtration and backwashing are alternately performed. In particular, while having a relatively large diameter (large inside diameter), particularly with a single material, it has high strength. When using a hollow fiber membrane with a single layer structure, without damaging the membrane due to accumulation of dirt, etc., by performing appropriate and appropriate chemical cleaning, even with high turbidity wastewater, with low energy, It is possible to perform treatment over a long period of time without replacing equipment, particularly a membrane module, and to maximize the filtration efficiency in water treatment. Further, it is possible to reduce the cost of chemicals used for cleaning chemicals, the cost of treating waste chemicals, and the operating cost.
なお、本発明の水処理方法で行なわれる交互の水処理(ろ過)及び逆洗は、必ずしも連続的に行わなくてもよく、例えば、水処理又は逆洗の後あるいはこれらの間に、フラッシング、ドレン、休憩工程を行なってもよい。
フラッシングは、主に槽、配管内部及び/又は膜モジュールなどの浮遊/付着物、残留異物等を除去するために行なう工程であり、加圧せずに、例えば、膜面流速0.1m/s以上で行なうことが好ましい。フラッシングする際の水は、通常被処理水が用いられる。膜モジュールを通した水は、フラッシング水として、再度原水槽1に戻される。
中空糸膜の内径よりも大きな粒子や繊維の塊、棒状の物質が膜モジュール端面でひっかかり、管路を塞ぐことがあるが、このモジュール端面での閉塞を、原水の供給向きと逆向きにフラッシングをすることで防止してもよい。
The alternate water treatment (filtration) and backwashing performed in the water treatment method of the present invention are not necessarily performed continuously, for example, after or during water treatment or backwashing, A drain and break process may be performed.
Flushing is a process performed mainly for removing floating / adherent matters, residual foreign matters, etc. in the tank, piping and / or the membrane module, etc., without applying pressure, for example, a membrane surface flow rate of 0.1 m / s. It is preferable to carry out the above. The water used for flushing is usually treated water. The water passed through the membrane module is returned to the
Particles larger than the inner diameter of hollow fiber membranes, fiber masses, and rod-like substances may get caught at the end face of the membrane module and block the pipe line, but this blockage at the end face of the module may be flushed in the direction opposite to the supply direction of raw water. You may prevent it by doing.
ドレンは、主に、膜モジュールにおいて全ろ過により水処理を行なった際に中空糸膜の被処理水側に残留する浮遊、付着、残留物、濃縮液等を系外に除去/排出する工程であり、例えば、すべてのポンプを停止した状態で膜モジュールの下部又は同時に上部を開放することにより、濃縮液等を自然に落下させて回収する方法が挙げられる。あるいは、膜モジュールの下部又は同時に上部を開放した状態で逆洗を実施し、逆洗排水をモジュール下部又は上部で回収する方法であってもよい。この回収された濃縮水又は逆洗排水は、別途設けたドレン水タンクに貯めてもよいし、処理フローでより上流側に返送してもよい。
休憩工程は、水処理を一次停止することを意味する。
Drain is a process that mainly removes / discharges floating, adhesion, residue, concentrated liquid, etc. remaining on the treated water side of the hollow fiber membrane when water treatment is performed in the membrane module by total filtration. For example, there is a method in which the concentrated liquid or the like is naturally dropped and recovered by opening the lower part or the upper part of the membrane module while all the pumps are stopped. Alternatively, it may be a method in which backwashing is performed with the lower part or the upper part of the membrane module open at the same time, and the backwash waste water is recovered at the lower part or the upper part of the module. The recovered concentrated water or backwash waste water may be stored in a drain water tank provided separately or may be returned to the upstream side in the processing flow.
The break process means that water treatment is temporarily stopped.
さらに、上述した水処理、逆洗、フラッシングにおいては、超音波発生装置を利用して、当該分野で公知の方法を利用して、超音波を付与してもよい。この場合の超音波は、例えば、十数kHz〜数GHz程度の周波数のものであればよい。超音波は、膜モジュールにのみ付与することが好ましく、上述したバブリングと同様に、水処理、逆洗、フラッシング等を行なっている間又はそれら処理と処理との間に付与してもよく、常時行なってもよいし、間欠的に付与してもよい。 Furthermore, in the above-described water treatment, backwashing, and flushing, ultrasonic waves may be applied using a method known in the art using an ultrasonic generator. The ultrasonic waves in this case may be those having a frequency of about a dozen kHz to a few GHz, for example. The ultrasonic wave is preferably applied only to the membrane module, and may be applied during water treatment, backwashing, flushing, etc. or between these treatments, as in the above-described bubbling. It may be performed or may be applied intermittently.
本発明は、河川水及び地下水の除濁、工業用水の清澄、排水及び汚水処理、海水淡水化の前処理等の水の精製等のために使用される水処理装置として、広範に利用することができ、経済的かつ効率的な水処理を行なうことができる。 The present invention is widely used as a water treatment apparatus used for water purification such as clarification of river water and groundwater, clarification of industrial water, drainage and sewage treatment, pretreatment for seawater desalination, etc. It is possible to carry out economical and efficient water treatment.
1 原水槽
2 膜モジュール
2a 原水供給口
2b 排水口
2c ろ過水取出口
3 透過水タンク
4 薬液注入ユニット
5 原水供給ポンプ
6 薬液ポンプ
7 逆洗ポンプ
8、9 自動弁
10 ケース
10a、10b 端面
11 シール材
12 中空糸
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記ろ過水の一部を供給して膜の洗浄を行う逆洗工程とを交互に繰り返し行う水処理方法であって、
前記ろ過工程においてろ過圧力が所定圧力よりも上昇した際又はろ過流量が所定流量よりも下降した際に、あるいは
前記逆洗工程における逆洗圧力が所定逆洗圧力よりも上昇した際又は逆洗流量が所定逆洗流量よりも下降した際に、薬液での洗浄を行うことを特徴とする水処理方法。 Hollow fiber membrane having a self-standing structure with an outer diameter of 3.6 mm to 10 mm, an SDR value of 5.8 to 34 as a ratio of outer diameter to wall thickness, and an inner diameter of 3.2 mm or more, and having a separation function on both sides A filtration step of obtaining filtered water by permeating the raw water through the membrane using a membrane module using
A water treatment method for alternately and repeatedly performing a backwashing step of washing a membrane by supplying a part of the filtered water,
When the filtration pressure rises above a predetermined pressure in the filtration step or when the filtration flow rate falls below a predetermined flow rate, or when the backwash pressure in the backwash step rises above a predetermined backwash pressure, or the backwash flow rate A water treatment method characterized by performing cleaning with a chemical solution when the flow rate drops below a predetermined backwash flow rate.
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