JP2017070915A - Washing method of hollow fiber membrane module and filtration device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a washing method of a hollow fiber membrane module and a filtration device where stable continuous filtration operation can be performed with high washing performance and for a long term compared to the conventional one and the miniaturization of the device can be performed.SOLUTION: A washing method of a hollow fiber membrane module is implemented in a filtration device equipped with a hollow fiber membrane module 1 provided with spaces at a stock solution side B and a filtrate side A. The washing method of the hollow fiber membrane module includes: a chemical injection step injecting a chemical into a filtrate existing in the space at the filtrate side A; and a pressurizing step where the filtrate after being injected with the chemical is pressurized by a gas having smaller pressure than pressure when the gas is discharged from the stock solution side B in a state of being filled with a stock solution in the space at the stock solution side B and the filtrate is pushed out to the space at the stock solution side B from the space at the filtrate side A via a hollow fiber membrane 4.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、中空糸膜モジュールの洗浄方法及び濾過装置に関する。   The present invention relates to a method for cleaning a hollow fiber membrane module and a filtration device.

近年、中空糸膜による分離技術の開発が進み、水の濾過をはじめ様々な用途に広く用いられている。しかし、中空糸膜による濾過の過程では、SSと呼ばれる原液中の懸濁物質等の固形物が中空糸膜表面に付着し、または微多孔に侵入して膜閉塞を生じ、経時的に濾過中の膜間差圧が上昇し、さらに膜閉塞が進行すると透過流束の低下が生じる。そこで、安定して長期的に濾過運転を継続するためには、濾過条件の設定と同時に中空糸膜の洗浄方法並びに洗浄における濾過装置の運転方法の開発が不可欠とされている。   In recent years, the development of separation technology using hollow fiber membranes has progressed, and it is widely used for various applications including water filtration. However, in the process of filtration with a hollow fiber membrane, solid matter such as suspended solids in a stock solution called SS adheres to the surface of the hollow fiber membrane or enters into the micropores to cause membrane clogging. When the transmembrane pressure increases, and the membrane clogging further proceeds, the permeation flux decreases. Therefore, in order to continue the filtration operation stably over a long period of time, it is indispensable to develop a method for washing the hollow fiber membrane and a method for operating the filtration device in washing simultaneously with setting of the filtration conditions.

従来、中空糸膜モジュールの洗浄方法として、種々の方法が提案されており、これらは物理的洗浄方法と化学的洗浄方法とに大別できる。   Conventionally, various methods have been proposed as cleaning methods for hollow fiber membrane modules, and these can be broadly classified into physical cleaning methods and chemical cleaning methods.

物理的洗浄方法としては、水、濾過水等の液体を濾液側から原液側へ通過させる液体逆洗方法、加圧気体を濾液側から原液側へ通過させる気体逆洗方法(特許文献1、特許文献2など)、原液側でモジュール底部などから気泡を噴出させるバブリング方法、超音波法など、多種多様の方法が提案されている。また、化学的洗浄方法としては酸、アルカリ水溶液、酸化剤、洗浄剤などの薬液により、付着物を溶解または分解することで除去する方法が知られている。   As a physical cleaning method, a liquid backwashing method for passing a liquid such as water or filtered water from the filtrate side to the stock solution side, a gas backwashing method for passing a pressurized gas from the filtrate side to the stock solution side (Patent Document 1, Patent Document 2 etc.), a variety of methods such as a bubbling method in which bubbles are ejected from the bottom of a module on the stock solution side, an ultrasonic method, and the like have been proposed. Further, as a chemical cleaning method, a method is known in which a deposit is dissolved or decomposed with a chemical solution such as an acid, an alkaline aqueous solution, an oxidizing agent, or a cleaning agent.

一般に、従来公知の物理的洗浄方法を用いた場合、その洗浄効果は必ずしも満足できるレベルにはなく、例えば濾過工程と洗浄工程とをシーケンスコントロールなどによって連続して運転した場合、数日から数ヶ月程度で透過流束が大きく低下するといった問題があった。この問題を解決するために、特許文献3において、中空糸膜の原液側から気体が放出される圧力よりも小さい圧力の気体を中空糸膜の濾液側から導入する物理洗浄方法が提案されている。また特許文献4には、液体逆洗方法において、薬液を注入した膜濾過水を用いた液体逆洗方法が提案されている。   In general, when a conventionally known physical cleaning method is used, the cleaning effect is not always satisfactory. For example, when the filtration process and the cleaning process are continuously operated by sequence control or the like, it is several days to several months. There was a problem that the permeation flux was greatly reduced. In order to solve this problem, Patent Document 3 proposes a physical cleaning method in which a gas having a pressure smaller than the pressure at which the gas is released from the raw liquid side of the hollow fiber membrane is introduced from the filtrate side of the hollow fiber membrane. . Patent Document 4 proposes a liquid backwashing method using membrane filtered water into which a chemical solution has been injected.

特開昭53−108882号公報JP-A-53-108882 特表平1−500732号公報Japanese translation of PCT publication 1-500732 特開平10−286441号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-286441 特開平11−009973号公報JP-A-11-009973

特許文献3及び特許文献4の物理洗浄方法を用いることで、濾過による膜目詰まりが起こりにくい原液の濾過、あるいは単位膜面積当たりの濾過流量である濾過流束を低く設定した濾過では、長期間の連続した濾過運転が可能になる。しかし、特許文献3では、洗浄能力が不十分であるため、膜の目詰まりが起こりやすい原液の濾過、あるいは濾過流束を高く設定した濾過においては、次第に中空糸膜が閉塞し、膜間差圧の上昇や濾過流束の低下により濾過運転の継続が困難となる場合が多い。したがって、膜の目詰まりが起こりやすい原液の濾過、あるいは濾過流束を高く設定した濾過において長期間の連続したろ過運転を可能とするには、有効な洗浄方法の開発が必要である。   By using the physical cleaning methods of Patent Document 3 and Patent Document 4, filtration of a stock solution in which membrane clogging is unlikely to occur by filtration, or filtration with a low filtration flux, which is a filtration flow rate per unit membrane area, is performed for a long time. Continuous filtration operation becomes possible. However, in Patent Document 3, since the cleaning ability is insufficient, in filtration of a stock solution in which membrane clogging is likely to occur, or in filtration with a high filtration flux, the hollow fiber membrane is gradually clogged, resulting in a difference between the membranes. In many cases, it is difficult to continue the filtration operation due to an increase in pressure or a decrease in filtration flux. Therefore, it is necessary to develop an effective cleaning method in order to enable continuous filtration operation for a long period of time in filtration of a stock solution in which membrane clogging is likely to occur, or in filtration with a high filtration flux.

また、特許文献4では、中空糸膜全体を十分に洗浄するために大量の逆洗水を供給する必要があるため、大量の逆洗水を貯留するためのタンクや中空糸膜モジュールへ送液するためのポンプなどが必要となり、装置の小型化が困難である。   Moreover, in patent document 4, since it is necessary to supply a lot of backwashing water in order to fully wash | clean the whole hollow fiber membrane, it is liquid-fed to the tank for storing a lot of backwashing water, or a hollow fiber membrane module Therefore, it is difficult to reduce the size of the apparatus.

本発明の目的は、従来と比較して洗浄能力が高く長期間安定的に連続した濾過運転を可能にすると共に、装置の小型化が可能な中空糸膜モジュールの洗浄方法および濾過装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a cleaning method and a filtration device for a hollow fiber membrane module that have a higher cleaning ability than that of the prior art and that enable a continuous filtration operation for a long period of time and that can reduce the size of the device. There is.

上記課題を解決する本発明の中空糸膜モジュールの洗浄方法及び濾過装置は、下記の特徴を有する。   The washing method and filtration device for a hollow fiber membrane module of the present invention that solves the above problems have the following characteristics.

(1)本発明の中空糸膜モジュールの洗浄方法は、原液側及び濾液側の空間が設けられた中空糸膜モジュールを備えた濾過装置で実施される中空糸膜モジュールの洗浄方法である。前記中空糸膜モジュールの洗浄方法は、前記濾液側の空間に存在する濾液に薬液を注入する薬液注入工程と、前記原液側の空間に原液が満たされた状態で前記原液側から気体が放出される圧力よりも小さい圧力の気体によって薬液注入後の濾液を加圧することにより、該濾液を前記濾液側の空間から中空糸膜を通じて前記原液側の空間に押し出す加圧工程と、を備える。   (1) The method for cleaning a hollow fiber membrane module of the present invention is a method for cleaning a hollow fiber membrane module that is carried out by a filtration apparatus including a hollow fiber membrane module provided with a space on the stock solution side and the filtrate side. The hollow fiber membrane module cleaning method includes a chemical solution injection step of injecting a chemical solution into the filtrate existing in the filtrate side space, and gas is released from the stock solution side in a state where the stock solution is filled in the space on the stock solution side. Pressurizing the filtrate after injection of the chemical solution with a gas having a pressure lower than the pressure to push the filtrate from the filtrate side space to the stock solution side space through a hollow fiber membrane.

(2)上記中空糸膜モジュールの洗浄方法は、前記加圧工程後において、前記中空糸膜モジュールの前記原液側を気体で洗浄する気体洗浄工程をさらに備えていてもよい。   (2) The method for cleaning the hollow fiber membrane module may further include a gas cleaning step of cleaning the stock solution side of the hollow fiber membrane module with gas after the pressurizing step.

(3)上記中空糸膜モジュールの洗浄方法は、前記加圧工程と前記気体洗浄工程との間において、薬液が注入された液体に中空糸膜を浸漬させる浸漬工程をさらに備えていてもよい。   (3) The method for cleaning the hollow fiber membrane module may further include an immersing step of immersing the hollow fiber membrane in the liquid into which the chemical solution is injected between the pressurizing step and the gas cleaning step.

(4)上記中空糸膜モジュールの洗浄方法は、前記加圧工程後でかつ前記気体洗浄工程前において、前記中空糸膜モジュールの前記原液側の空間に原液を満たす充水工程と、前記気体洗浄工程後において、前記中空糸膜モジュール内の液体を系外に排出する排水工程と、をさらに備えていてもよい。前記充水工程、前記気体洗浄工程及び前記排水工程が順に実施される洗浄サイクルが繰り返されてもよい。   (4) The method for cleaning the hollow fiber membrane module includes a water filling step for filling the stock solution in a space on the stock solution side of the hollow fiber membrane module after the pressurizing step and before the gas cleaning step, and the gas cleaning. After the step, a drainage step of discharging the liquid in the hollow fiber membrane module out of the system may be further provided. A cleaning cycle in which the water filling step, the gas cleaning step, and the drainage step are sequentially performed may be repeated.

(5)上記中空糸膜モジュールの洗浄方法において、前記加圧工程では、0.1MPa以上0.5MPa以下の圧力の気体によって薬液注入後の濾液が加圧されてもよい。   (5) In the above-described method for cleaning a hollow fiber membrane module, in the pressurizing step, the filtrate after chemical injection may be pressurized with a gas having a pressure of 0.1 MPa to 0.5 MPa.

(6)上記中空糸膜モジュールの洗浄方法は、中空糸膜の外表面側に原液が供給され、中空糸膜の内表面側から濾液が取り出される外圧濾過方式の濾過装置で実施されてもよい。   (6) The method for cleaning the hollow fiber membrane module may be carried out by an external pressure filtration type filtration device in which a stock solution is supplied to the outer surface side of the hollow fiber membrane and the filtrate is taken out from the inner surface side of the hollow fiber membrane. .

(7)上記中空糸膜モジュールの洗浄方法において、前記中空糸膜モジュールとして、中空糸膜束の上端は一括で固定し、下端は中空糸膜が一本ずつ固定されない状態で封止された片端フリータイプの中空糸膜モジュールが用いられてもよい。   (7) In the method for cleaning a hollow fiber membrane module, as the hollow fiber membrane module, the upper ends of the hollow fiber membrane bundles are fixed together and the lower ends are sealed in a state where the hollow fiber membranes are not fixed one by one A free type hollow fiber membrane module may be used.

(8)本発明の濾過装置は、原液側及び濾液側の空間が設けられた中空糸膜モジュールと、前記原液側の空間に原液を供給する送液ポンプと、前記濾液側の空間に薬液を供給する薬液供給装置と、前記濾液側の空間に存在する濾液を加圧するための気体を当該空間に供給する気体供給装置と、前記送液ポンプ、前記薬液供給装置及び前記気体供給装置の動作を制御する制御装置と、を備える。前記制御装置は、前記濾液側の空間に存在する濾液に薬液が注入され、前記原液側の空間に原液が満たされた状態で前記原液側から気体が放出される圧力よりも小さい圧力の気体によって薬液注入後の濾液が加圧されるように、前記送液ポンプ、前記薬液供給装置及び前記気体供給装置の動作を制御する。   (8) The filtration device of the present invention comprises a hollow fiber membrane module provided with a stock solution side and a filtrate side space, a liquid feed pump that supplies the stock solution to the stock solution side space, and a chemical solution in the filtrate side space. The operation of the chemical supply device to be supplied, the gas supply device for supplying the gas for pressurizing the filtrate existing in the filtrate side space to the space, the liquid feed pump, the chemical supply device and the gas supply device A control device for controlling. The control device uses a gas having a pressure smaller than a pressure at which a chemical solution is injected into the filtrate existing in the filtrate side space and the gas is discharged from the stock solution side in a state where the stock solution is filled in the space on the stock solution side. The operations of the liquid feed pump, the chemical solution supply device, and the gas supply device are controlled so that the filtrate after the chemical solution is injected is pressurized.

(9)上記濾過装置において、前記中空糸膜モジュールは、中空糸膜束の上端は一括で固定され、下端は中空糸膜が一本ずつ固定されない状態で封止された片端フリータイプの中空糸膜モジュールであってもよい。   (9) In the above filtration device, the hollow fiber membrane module is a single-end free type hollow fiber in which the upper ends of the hollow fiber membrane bundle are fixed together and the lower ends are sealed in a state where the hollow fiber membranes are not fixed one by one. It may be a membrane module.

本発明の中空糸膜モジュールの洗浄方法及び濾過装置が、従来と比較して優れた効果を発現する理由について、図1及び図2に示す外圧濾過方式を例として、以下に説明する。   The reason why the cleaning method and the filtration device for the hollow fiber membrane module of the present invention exhibit an excellent effect as compared with the prior art will be described below using the external pressure filtration method shown in FIGS. 1 and 2 as an example.

図1は、濾過液を用いた液体逆洗において、中空糸膜の長さ方向に沿った断面視における濾過液の流れを示している。図1は、一端を固定しない状態で封止した片端フリータイプの中空糸膜の濾液側(内表面側)に、ポンプを使用して濾過液を流した場合を示している。図2は、中空糸膜の原液側に液体が満たされた状態で当該原液側から気体が放出される圧力よりも小さい圧力の気体によって濾過液を加圧した場合における、中空糸膜の長さ方向に沿った断面視における濾過液の流れを示している。図2は、前記片端フリータイプの中空糸膜の濾液側にコンプレッサーを使用して圧縮気体を導入した場合を示している。図1及び図2において、中空糸膜の内側から外側に向かう矢印は、中空糸膜内側の濾液側から中空糸膜の壁面を通って中空糸膜外側の原液側に流出する濾過液を示し、この矢印の長さは濾過液の流量の大小を表している。   FIG. 1 shows the flow of the filtrate in a cross-sectional view along the length direction of the hollow fiber membrane in liquid backwashing using the filtrate. FIG. 1 shows a case where a filtrate is caused to flow using a pump on the filtrate side (inner surface side) of a one-end free type hollow fiber membrane sealed without fixing one end. FIG. 2 shows the length of the hollow fiber membrane when the filtrate is pressurized with a gas having a pressure smaller than the pressure at which the gas is released from the stock solution side in a state where the liquid is filled on the stock solution side of the hollow fiber membrane. The flow of the filtrate in the cross sectional view along the direction is shown. FIG. 2 shows a case where compressed gas is introduced into the filtrate side of the one-end free type hollow fiber membrane using a compressor. In FIG. 1 and FIG. 2, the arrow from the inside of the hollow fiber membrane toward the outside indicates the filtrate flowing out from the filtrate side inside the hollow fiber membrane through the wall surface of the hollow fiber membrane to the stock side outside the hollow fiber membrane, The length of this arrow represents the magnitude of the flow rate of the filtrate.

図1に模式的に図示するように、中空糸膜の内表面側に導入された濾過液は、圧力損失の小さい透過液導入部付近から優先的に中空糸膜の壁面を通じて原液側に流出するため、圧力損失の大きい中空糸末端部には、膜を洗浄するために十分な濾過液が流れないことが多い。一方で、図2のa〜dに模式的に図示するように、中空糸膜の原液側に液体が満たされた状態で当該原液側から気体が放出される圧力よりも小さい圧力の気体を用いて逆洗を行った場合では、加圧気体により中空糸膜内部の濾過液の液面が順次低下する。このとき、圧力損失の小さい液面付近が優先的に逆洗されるため、中空糸膜内部の濾過液の液面が低下するにしたがって、中空糸膜の透過液導入部から末端部に至るまで全体が均一に洗浄される。また、濾過液による洗浄が終了した後に、中空糸膜が内部から気体により加圧されて、外側方向へ膨張する力を受け、図2のeにおいて破線で示すように中空糸膜が膨張する。このとき、中空糸膜の外側に付着したSS成分に剥離または亀裂が生じ、この加圧工程後に行われる気体洗浄工程でSS成分が脱落しやすくなる。以上より、中空糸膜の原液側に液体が満たされた状態で当該原液側から気体が放出される圧力よりも小さい圧力の気体を用いる逆洗によれば、図1を参照して説明した逆洗と異なり、中空糸膜全体を均一に洗浄することができ、優れた洗浄効果が発揮される。   As schematically shown in FIG. 1, the filtrate introduced to the inner surface side of the hollow fiber membrane flows preferentially through the wall surface of the hollow fiber membrane from the vicinity of the permeate introduction portion where the pressure loss is small. Therefore, in many cases, the filtrate that is sufficient to wash the membrane does not flow to the end portion of the hollow fiber where the pressure loss is large. On the other hand, as schematically shown in FIGS. 2a to 2d, a gas having a pressure smaller than the pressure at which the gas is discharged from the stock solution side in a state where the liquid is filled on the stock solution side of the hollow fiber membrane is used. When backwashing is performed, the liquid level of the filtrate inside the hollow fiber membrane is sequentially lowered by the pressurized gas. At this time, since the vicinity of the liquid surface with a small pressure loss is preferentially backwashed, as the liquid surface of the filtrate inside the hollow fiber membrane decreases, from the permeate introduction part to the end part of the hollow fiber membrane The whole is washed uniformly. Further, after the washing with the filtrate is completed, the hollow fiber membrane is pressurized with gas from the inside and receives a force to expand outward, and the hollow fiber membrane expands as indicated by a broken line in FIG. At this time, the SS component adhering to the outside of the hollow fiber membrane is peeled off or cracked, and the SS component is likely to fall off in the gas washing step performed after the pressurizing step. From the above, according to backwashing using a gas having a pressure smaller than the pressure at which the gas is discharged from the stock solution side in a state where the liquid is filled on the stock solution side of the hollow fiber membrane, the reverse described with reference to FIG. Unlike washing, the entire hollow fiber membrane can be washed uniformly, and an excellent washing effect is exhibited.

本発明の中空糸膜モジュールの洗浄方法及び濾過装置では、濾過後に中空糸膜モジュールの濾液側の空間に残存する濾液に薬液を注入し、原液側の空間に原液が満たされた状態で当該原液側から気体が放出される圧力よりも小さい圧力の気体によって薬液注入後の濾液を原液側に押し出して逆洗することにより、優れた物理洗浄効果を発揮すると同時に、中空糸膜に付着した有機物、無機物などを溶解または分解除去することができ、従来の洗浄方法と比べて格段に優れた洗浄効果が発揮される。   In the cleaning method and the filtration device of the hollow fiber membrane module of the present invention, the chemical solution is injected into the filtrate remaining in the filtrate side space of the hollow fiber membrane module after filtration, and the stock solution is filled in the stock solution side space. By extruding the filtrate after injecting the chemical solution to the stock solution side with a gas having a pressure smaller than the pressure at which the gas is released from the side, and performing backwashing, an organic substance adhering to the hollow fiber membrane is exhibited at the same time, Inorganic substances and the like can be dissolved or decomposed and removed, and a cleaning effect that is remarkably superior to conventional cleaning methods is exhibited.

また本発明の中空糸膜モジュールの洗浄方法及び濾過装置では、原液側の空間に原液が満たされた状態で当該原液側から気体が放出される圧力よりも小さい圧力の気体によって加圧することにより、図2のa〜dを参照して説明したように、濾液側の空間に残存する少量の濾液によって液面の低下に伴い中空糸膜全体を均一に洗浄することができる。そのため、従来のように、大量の逆洗水を貯留するためのタンクが不要となり、装置の小型化を図ることができる。また逆洗水の使用量を減らすことで、これに注入される薬液の使用量も減らすことができる。   Moreover, in the cleaning method and filtration device of the hollow fiber membrane module of the present invention, by pressurizing with a gas having a pressure smaller than the pressure at which the gas is discharged from the stock solution side in a state where the stock solution is filled in the stock solution side space, As described with reference to FIGS. 2A to 2D, the entire hollow fiber membrane can be uniformly washed with a decrease in the liquid level by a small amount of filtrate remaining in the filtrate side space. Therefore, unlike the conventional case, a tank for storing a large amount of backwash water becomes unnecessary, and the apparatus can be miniaturized. Moreover, the usage-amount of the chemical | medical solution inject | poured into this can also be reduced by reducing the usage-amount of backwash water.

本発明によれば、洗浄能力が高く長期間安定的に連続した濾過運転を可能にすると共に、装置の小型化が可能な中空糸膜モジュールの洗浄方法および濾過装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a cleaning method and a filtering device for a hollow fiber membrane module that have a high cleaning capability and enable a continuous filtration operation for a long period of time and that can be downsized.

濾過液を用いた逆洗における濾過液の流れを模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the flow of the filtrate in the backwashing using a filtrate. 中空糸膜の原液側から気体が放出される圧力よりも小さい圧力の気体を用いた逆洗における濾過液の流れを模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the flow of the filtrate in the backwashing using the gas of a pressure smaller than the pressure from which the gas is discharge | released from the stock solution side of a hollow fiber membrane. 本発明の実施形態に係る濾過装置に用いられる中空糸膜モジュールの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the hollow fiber membrane module used for the filtration apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る濾過装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the filtration apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図4に示す濾過装置の基本的な運転プログラムを示す図である。It is a figure which shows the basic driving | operation program of the filtration apparatus shown in FIG.

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(濾過装置)
まず、本実施形態の濾過装置10の一例を、図3及び図4を参照して説明する。図3は、本実施形態の濾過装置10に用いられる外圧型の中空糸膜モジュール1の一例を示す図である。図4は、中空糸膜モジュール1を用いた濾過装置10の一例を示す概略構成図である。
(Filtering device)
First, an example of the filtration device 10 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an external pressure type hollow fiber membrane module 1 used in the filtration device 10 of the present embodiment. FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating an example of the filtration device 10 using the hollow fiber membrane module 1.

濾過装置10は、中空糸膜4(中空糸膜エレメント)の外表面側に原液が供給され、中空糸膜4の内表面側から濾液が取り出される外圧濾過方式の濾過装置である。濾過装置10は、原液側B及び濾液側Aの空間が設けられた中空糸膜モジュール1と、中空糸膜モジュール1の原液側Bの空間に原液を供給する送液ポンプ29と、中空糸膜モジュール1の原液側B及び濾液側Aの空間に気体を供給するエアーコンプレッサー30(気体供給装置)と、中空糸膜モジュール1の濾液側Aの空間に薬液を注入する薬液注入ポンプ32(薬液供給装置)と、制御装置40と、を備えている。   The filtration device 10 is an external pressure filtration type filtration device in which a stock solution is supplied to the outer surface side of the hollow fiber membrane 4 (hollow fiber membrane element) and the filtrate is taken out from the inner surface side of the hollow fiber membrane 4. The filtration device 10 includes a hollow fiber membrane module 1 provided with a space on the stock solution side B and a filtrate side A, a liquid feed pump 29 that supplies the stock solution to a space on the stock solution side B of the hollow fiber membrane module 1, and a hollow fiber membrane. An air compressor 30 (gas supply device) that supplies gas to the stock solution side B and filtrate side A spaces of the module 1, and a chemical solution injection pump 32 (chemical solution supply) that injects the chemical solution to the filtrate side A space of the hollow fiber membrane module 1 Device) and a control device 40.

中空糸膜モジュール1の内部は、上部が濾液側A、下部が原液側Bの空間となるように接着端部2によって仕切られている。濾液側Aには濾液側配管51が接続されており、当該濾液側配管51には濾液出口5、加圧気体導入口6及び薬液注入口11が設けられている。原液側Bには気体排出口8及び原液側配管52が設けられており、当該原液側配管52には原液導入口7、気体導入口9及び原液排水口12が設けられている。原液側Bの空間には中空糸膜4が複数配置されており、中空糸膜4の下側には散気部材13が配置されている。原液導入口7から原液側Bの空間内に導入された原液は、中空糸膜4の壁面を通過し、濾液となって濾液側Aの空間に導かれる。   The inside of the hollow fiber membrane module 1 is partitioned by the bonded end 2 so that the upper part is a space on the filtrate side A and the lower part is a stock solution side B. A filtrate side pipe 51 is connected to the filtrate side A, and the filtrate side pipe 51 is provided with a filtrate outlet 5, a pressurized gas inlet 6, and a chemical liquid inlet 11. The stock solution side B is provided with a gas discharge port 8 and a stock solution side piping 52, and the stock solution side piping 52 is provided with a stock solution introduction port 7, a gas introduction port 9, and a stock solution drain port 12. A plurality of hollow fiber membranes 4 are arranged in the space on the stock solution side B, and an aeration member 13 is arranged below the hollow fiber membrane 4. The stock solution introduced into the space on the stock solution side B from the stock solution introduction port 7 passes through the wall surface of the hollow fiber membrane 4 and is led to the space on the filtrate side A as a filtrate.

送液ポンプ29は、原液導入配管41を介して原液導入口7に接続されている。原液導入配管41には、配管内における原液の流通及び遮断を切り替える原液導入口バルブ21が設けられている。送液ポンプ29は、原液導入配管41を介して原液側Bの空間に濾過前の原液を供給する。   The liquid feed pump 29 is connected to the stock solution introduction port 7 via a stock solution introduction pipe 41. The stock solution introduction pipe 41 is provided with a stock solution inlet valve 21 for switching between the flow and shut-off of the stock solution in the pipe. The liquid feed pump 29 supplies the undiluted solution to the space on the undiluted solution side B via the undiluted solution introduction pipe 41.

エアーコンプレッサー30は、第1気体導入配管42を介して加圧気体導入口6に接続され、かつ第2気体導入配管43を介して気体導入口9に接続されている。エアーコンプレッサー30は、第1気体導入配管42を介して濾液側Aの空間に加圧気体を供給することにより、当該空間に存在する濾液を加圧する。またエアーコンプレッサー30は、第2気体導入配管43を介して原液側Bの空間に加圧気体を供給することにより、当該空間に存在する原液の気体洗浄(バブリング)を行う。なお、本発明における気体供給装置は、エアーコンプレッサー30に限られず、加圧気体を供給可能な構成を有する装置であればよい。   The air compressor 30 is connected to the pressurized gas inlet 6 via the first gas inlet pipe 42 and is connected to the gas inlet 9 via the second gas inlet pipe 43. The air compressor 30 pressurizes the filtrate present in the space by supplying the pressurized gas to the space on the filtrate side A via the first gas introduction pipe 42. Moreover, the air compressor 30 supplies the pressurized gas to the space on the stock solution side B through the second gas introduction pipe 43 to perform gas cleaning (bubbling) of the stock solution existing in the space. In addition, the gas supply apparatus in this invention is not restricted to the air compressor 30, What is necessary is just an apparatus which has the structure which can supply pressurized gas.

薬液注入ポンプ32は、薬液注入配管44を介して薬液注入口11に接続されている。薬液注入ポンプ32は、薬液注入配管44を介して濾液側Aの空間に残存する濾液に薬液を注入する。薬液としては、酸化剤、酸、アルカリなどが挙げられ、原液の性質や濾過挙動に応じて適宜選択して注入することができる。薬液注入ポンプ32は、一種類の薬液を注入可能な注入手段を有していてもよいし、複数種類の薬液を注入可能な注入手段を有していてもよい。なお、本発明における薬液供給装置は、薬液注入ポンプ32に限られず、濾液側Aの空間に薬液を供給可能であればよく、例えば薬液貯留タンクなどによって構成されていてもよい。   The chemical solution injection pump 32 is connected to the chemical solution injection port 11 via a chemical solution injection pipe 44. The chemical solution injection pump 32 injects the chemical solution into the filtrate remaining in the filtrate side A space via the chemical solution injection pipe 44. Examples of the chemical liquid include an oxidizing agent, an acid, an alkali, and the like, and can be appropriately selected and injected according to the properties of the stock solution and the filtration behavior. The chemical solution injection pump 32 may have injection means capable of injecting one type of chemical solution, or may have injection means capable of injecting a plurality of types of chemical solutions. In addition, the chemical solution supply device in the present invention is not limited to the chemical solution injection pump 32, and any chemical solution may be used as long as the chemical solution can be supplied to the filtrate side A space.

制御装置40は、送液ポンプ29、エアーコンプレッサー30及び薬液注入ポンプ32の各装置の駆動を制御し、かつ各バルブの開閉動作を制御する。制御装置40は、例えばパーソナルコンピュータなどによって構成されている。制御装置40は、濾過プロセスにおいて順次実行される各工程(充水、濾過、薬液注入、加圧、気体洗浄、排水など)のシーケンス情報が格納された記憶部と、当該シーケンス情報に従って各装置の駆動及びバルブの開閉動作を制御する制御部と、を有している。   The control device 40 controls the drive of each device of the liquid feed pump 29, the air compressor 30, and the chemical solution injection pump 32, and controls the opening / closing operation of each valve. The control device 40 is configured by, for example, a personal computer. The control device 40 includes a storage unit in which sequence information of each step (water filling, filtration, chemical injection, pressurization, gas washing, drainage, etc.) sequentially executed in the filtration process is stored, and each device according to the sequence information. And a controller for controlling the opening and closing operation of the valve.

(中空糸膜)
次に、上記濾過装置10で使用される中空糸膜4について詳細に説明する。
(Hollow fiber membrane)
Next, the hollow fiber membrane 4 used in the filtration device 10 will be described in detail.

本実施形態で使用される中空糸膜4としては、ポリビニルアルコール系樹脂により親水化処理されたポリスルホン系樹脂、ポリフッ化ビニリデン系樹脂、親水性高分子が注入されたポリスルホン系樹脂、ポリフッ化ビニリデン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、酢酸セルロース系樹脂、親水化処理されたポリエチレン系樹脂などの親水性素材からなるものが、高い親水性を有するためにSS成分の難付着性、付着したSS成分の剥離性に優れている点で好ましいが、他の素材で構成された中空糸膜を用いることもできる。例えば、ポリオレフィン系、ポリスルホン系、ポリエーテルスルホン系、酢酸セルロース系、ポリフッ化ビニリデン系、ポリパーフルオロエチレン系、ポリメタクリル酸エステル系、ポリエステル系、ポリアミド系などの有機高分子系の素材で構成された中空糸膜、セラミック系などの無機系の素材で構成された中空糸膜などを使用条件、所望する濾過性能などに応じて選択することができる。ここで、ポリビニルアルコール系樹脂により親水化処理されたポリスルホン系樹脂、ポリフッ化ビニリデン系樹脂、親水性高分子が注入されたポリスルホン系樹脂、ポリフッ化ビニリデン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂からなる中空糸膜は、上記した親水性に優れるのみならず、耐熱性にも優れることから、特に好ましい。有機高分子系の素材を使用する場合、30モル%以内の量で他成分を共重合したもの、または30重量%以内の量で他の素材をブレンドしたものであってもよい。   The hollow fiber membrane 4 used in the present embodiment includes a polysulfone resin hydrophilized with a polyvinyl alcohol resin, a polyvinylidene fluoride resin, a polysulfone resin injected with a hydrophilic polymer, and a polyvinylidene fluoride resin. Resin, polyvinyl alcohol-based resin, polyacrylonitrile-based resin, cellulose acetate-based resin, and hydrophilic materials such as polyethylene-based resin that have been hydrophilized have high hydrophilicity, so that SS components are difficult to adhere and adhere to. However, a hollow fiber membrane made of another material can also be used. For example, it is composed of organic polymer materials such as polyolefin, polysulfone, polyethersulfone, cellulose acetate, polyvinylidene fluoride, polyperfluoroethylene, polymethacrylate, polyester, and polyamide. Hollow fiber membranes, hollow fiber membranes made of inorganic materials such as ceramics, and the like can be selected according to use conditions, desired filtration performance, and the like. Here, a hollow fiber membrane comprising a polysulfone resin hydrophilized with a polyvinyl alcohol resin, a polyvinylidene fluoride resin, a polysulfone resin injected with a hydrophilic polymer, a polyvinylidene fluoride resin, and a polyvinyl alcohol resin. Is particularly preferable because it is excellent not only in the above-described hydrophilicity but also in heat resistance. When an organic polymer material is used, it may be a copolymer obtained by copolymerizing other components in an amount of 30 mol% or less, or a blend of other materials in an amount of 30 wt% or less.

有機高分子系の中空糸膜を使用する場合、中空糸膜の製造方法は特に限定されることはなく、素材の特性及び所望する中空糸膜性能に応じて、公知の方法から適宜選択した方法を選択することができる。一般的には、溶融紡糸法、湿式紡糸法、乾湿式紡糸法などが採用される。また、透水性の観点から中空糸膜は緻密層と支持層とを有する傾斜構造を持つことが好ましいが、一般に溶融紡糸法により製造される中空糸は対称構造となることから、乾湿式紡糸法などの相転換法により製造することが好ましい。   When an organic polymer hollow fiber membrane is used, the method for producing the hollow fiber membrane is not particularly limited, and a method appropriately selected from known methods depending on the characteristics of the material and the desired hollow fiber membrane performance Can be selected. Generally, a melt spinning method, a wet spinning method, a dry wet spinning method, or the like is employed. Further, from the viewpoint of water permeability, the hollow fiber membrane preferably has an inclined structure having a dense layer and a support layer. However, since hollow fibers generally produced by melt spinning have a symmetric structure, the dry and wet spinning method It is preferable to produce by a phase change method such as

本実施形態で使用される中空糸膜4の孔径は特に限定されないが、0.001〜5ミクロンの範囲内であることが、高い透水性を有し、濾過効率が低下するおそれが小さいことから好ましい。なお、ここでいう孔径とは、コロイダルシリカ、エマルジョン、ラテックスなどの粒子径が既知の各種基準物質を中空糸膜で濾過した際に、その90%が排除される基準物質の粒子径をいう。孔径は均一であることが好ましい。限外濾過膜であれば、上記のような基準物質の粒子径に基づいて、孔径を求めることは不可能であるが、分子量が既知の蛋白質を用いて同様の測定を行ったときに、分画分子量が3000以上であるものが好ましい。   The pore diameter of the hollow fiber membrane 4 used in the present embodiment is not particularly limited, but being within a range of 0.001 to 5 microns has high water permeability and is less likely to reduce filtration efficiency. preferable. Here, the pore diameter refers to the particle diameter of a reference material from which 90% is excluded when various reference substances with known particle diameters such as colloidal silica, emulsion, and latex are filtered through a hollow fiber membrane. The pore diameter is preferably uniform. With an ultrafiltration membrane, it is impossible to determine the pore size based on the particle size of the reference material as described above. However, when a similar measurement is performed using a protein with a known molecular weight, Those having a molecular weight of 3000 or more are preferred.

中空糸膜の力学的性質およびモジュールとしての膜面積の観点から、中空糸膜4の外径は200〜30000ミクロンの範囲内に設定されることが好ましく、500〜2000ミクロンの範囲内に設定されることがより好ましい。同様に中空糸膜4の厚さは100〜600ミクロンの範囲内に設定されることが好ましい。   From the viewpoint of the mechanical properties of the hollow fiber membrane and the membrane area as a module, the outer diameter of the hollow fiber membrane 4 is preferably set in the range of 200 to 30000 microns, and is set in the range of 500 to 2000 microns. More preferably. Similarly, the thickness of the hollow fiber membrane 4 is preferably set within a range of 100 to 600 microns.

本実施形態において、中空糸膜4は、図3に示すようにモジュール化されて濾過に使用される。濾過方法、濾過条件、洗浄方法などに応じてモジュールの形態を適宜選択することが可能であり、1本又は複数本の中空糸膜を装着することにより中空糸膜モジュールが構成されてもよい。モジュールの形態としては、例えば数十本から数十万本の中空糸膜を束ねてモジュール内でU字型にしたもの、中空糸繊維束の一端を適当なシール材により一括封止したもの、中空糸繊維束の一端を適当なシール材により一本ずつ固定されていない状態(フリー状態)で封止したもの、中空糸繊維束の両端を開口したものなどが挙げられる。また、中空糸膜モジュールの形態も特に限定されることはなく、例えば円筒状であってもスクリーン状であってもよい。本実施形態では、気体による膜表面の洗浄効果が極めて高くなることから、中空糸膜束の上端は一括で固定され、下端は中空糸膜が一本ずつ固定されない状態(フリー状態)で封止された「片端フリータイプ」の中空糸膜モジュール1を用いることが特に好ましい。   In this embodiment, the hollow fiber membrane 4 is modularized and used for filtration as shown in FIG. The form of the module can be appropriately selected according to the filtration method, filtration conditions, washing method, and the like, and the hollow fiber membrane module may be configured by mounting one or a plurality of hollow fiber membranes. As the form of the module, for example, a bundle of dozens to hundreds of thousands of hollow fiber membranes is made into a U-shape in the module, one end of the hollow fiber bundle is collectively sealed with an appropriate sealing material, Examples include one in which one end of a hollow fiber bundle is sealed in a state where it is not fixed one by one with a suitable sealing material (free state), and one in which both ends of the hollow fiber bundle are opened. Further, the form of the hollow fiber membrane module is not particularly limited, and may be, for example, a cylindrical shape or a screen shape. In this embodiment, since the effect of cleaning the membrane surface with gas is extremely high, the upper ends of the hollow fiber membrane bundles are fixed together and the lower ends are sealed in a state where the hollow fiber membranes are not fixed one by one (free state). It is particularly preferable to use the “one end free type” hollow fiber membrane module 1.

上記中空糸膜モジュール1を用いた濾過方式としては、外圧全濾過、外圧循環濾過、内圧全濾過、内圧循環濾過などが挙げられ、所望の処理条件、処理性能に応じて適宜選択することができる。膜寿命の点では濾過と膜表面の洗浄を同時に行うことができる循環方式が好ましく、設備の単純さ、設置コスト、運転コストの点では全濾過方式が好ましい。本実施形態では、気体による膜表面の洗浄を行う際に、中空糸膜同士が擦れ合うことによる洗浄効果が発現することから、中空糸膜4の外表面側に原液が供給され、中空糸膜4の内表面側から濾液が取り出される外圧濾過方式が好ましい。   Examples of the filtration method using the hollow fiber membrane module 1 include external pressure total filtration, external pressure circulation filtration, internal pressure total filtration, and internal pressure circulation filtration, and can be appropriately selected according to desired treatment conditions and treatment performance. . From the viewpoint of membrane life, a circulation system capable of performing filtration and cleaning of the membrane surface at the same time is preferable, and from the viewpoint of facility simplicity, installation cost, and operation cost, a total filtration system is preferable. In the present embodiment, when the membrane surface is cleaned with gas, a cleaning effect is produced by rubbing the hollow fiber membranes, so that the stock solution is supplied to the outer surface side of the hollow fiber membrane 4 and the hollow fiber membrane 4 An external pressure filtration method in which the filtrate is taken out from the inner surface side is preferable.

(中空糸膜モジュールの洗浄方法)
次に、上記濾過装置10による濾過運転、及び当該運転中に実施される本実施形態に係る中空糸膜モジュールの洗浄方法について、図3〜図5を参照して説明する。図5には、図4に示した濾過装置10の基本的な運転方法について、各工程と作動バルブの開閉状態との相関が示されている。図5中の丸印は、該当するバルブが開いていることを意味する。
(Washing method for hollow fiber membrane module)
Next, a filtration operation by the filtration device 10 and a method for cleaning the hollow fiber membrane module according to the present embodiment performed during the operation will be described with reference to FIGS. FIG. 5 shows the correlation between each process and the open / closed state of the operation valve in the basic operation method of the filtration device 10 shown in FIG. A circle in FIG. 5 means that the corresponding valve is open.

はじめに、充水工程(濾過前)が実施される。この工程では、濾過装置10の全バルブが閉じた状態から制御装置40によって気体排出口バルブ24及び原液導入口バルブ21が開かれ、送液ポンプ29が作動する。これにより、送液ポンプ29から中空糸膜モジュール1の原液側Bの空間に原液が導入され、濾過容器25の下部に原液が充填される。   First, a water filling step (before filtration) is performed. In this step, the gas discharge port valve 24 and the stock solution inlet valve 21 are opened by the control device 40 from the state where all the valves of the filtration device 10 are closed, and the liquid feed pump 29 is operated. Thereby, the stock solution is introduced from the feed pump 29 into the space on the stock solution side B of the hollow fiber membrane module 1, and the lower portion of the filtration container 25 is filled with the stock solution.

次に、濾過工程が実施される。この工程では、気体排出口8(気体排出口バルブ24)から原液が溢れた後、制御装置40によって濾液出口バルブ23が開かれ、かつ気体排出口バルブ24が閉じられる。そして、原液側Bの空間に満たされた液体が中空糸膜4の外表面側から壁面を通過して内表面側へ浸透し、濾過液として取り出される。   Next, a filtration step is performed. In this step, after the stock solution overflows from the gas outlet 8 (gas outlet valve 24), the filtrate outlet valve 23 is opened by the control device 40 and the gas outlet valve 24 is closed. Then, the liquid filled in the space on the stock solution side B passes through the wall surface from the outer surface side of the hollow fiber membrane 4 to permeate the inner surface side and is taken out as a filtrate.

この濾過工程では、濾過時間の経過に伴って中空糸膜4の外表面にSS成分が付着し、これにより濾過能力が低下する。そのため、当該濾過工程が一定時間実施された後、以下に説明する本実施形態に係る中空糸膜モジュールの洗浄方法により中空糸膜モジュール1の洗浄が行われる。   In this filtration step, the SS component adheres to the outer surface of the hollow fiber membrane 4 as the filtration time elapses, thereby reducing the filtration capacity. Therefore, after the said filtration process is implemented for a fixed time, the hollow fiber membrane module 1 is wash | cleaned with the washing | cleaning method of the hollow fiber membrane module which concerns on this embodiment demonstrated below.

まず、薬液注入工程が実施される。この工程では、送液ポンプ29を停止させた後、原液導入口バルブ21及び濾液出口バルブ23が閉じられ、濾過が停止する。そして、制御装置40によって気体排出口バルブ24が開かれ、その状態で薬液注入ポンプ32を所定時間作動させる。これにより、薬液注入ポンプ32から中空糸膜モジュール1の濾液側Aの空間に残存する濾液に薬液が注入される。   First, a chemical solution injection step is performed. In this step, after the feed pump 29 is stopped, the stock solution inlet valve 21 and the filtrate outlet valve 23 are closed, and the filtration is stopped. Then, the gas outlet valve 24 is opened by the control device 40, and the chemical solution injection pump 32 is operated for a predetermined time in this state. Thereby, the chemical solution is injected from the chemical solution injection pump 32 into the filtrate remaining in the filtrate side A space of the hollow fiber membrane module 1.

薬液としては、酸化剤、酸、アルカリなどが挙げられ、原液の性質や濾過挙動に応じて好ましいものが注入される。また、複数種類の薬液を組み合わせたものが注入されてもよい。薬液の濃度は、原液の性質、膜閉塞の度合い、及び薬液を用いた逆洗を行う頻度などに応じて変更することができるが、中空糸膜の劣化や性能低下が起こらない範囲であることが好ましい。また濾過運転中において、中空糸膜モジュール1の洗浄が複数回行われる場合には、各回毎に異なる種類の薬液が順番に使用されてもよい。   Examples of the chemical solution include an oxidizing agent, an acid, an alkali, and the like, and a preferable one is injected according to the properties of the stock solution and the filtration behavior. Moreover, what combined several types of chemical | medical solution may be inject | poured. The concentration of the chemical solution can be changed according to the nature of the stock solution, the degree of membrane blockage, the frequency of backwashing with the chemical solution, etc., but it should be in a range where deterioration of the hollow fiber membrane and performance degradation do not occur Is preferred. Further, when the hollow fiber membrane module 1 is washed a plurality of times during the filtration operation, different types of chemical solutions may be used in turn for each time.

次に、加圧工程が実施される。この工程では、制御装置40によって原液排出口バルブ27及び加圧気体導入口バルブ22が開かれ、かつエアーコンプレッサー30を作動させる。これにより、加圧気体が加圧気体導入口6より濾過容器25の濾液側Aの空間(中空糸膜モジュール1の濾液側Aの空間)に導入され、薬液注入後の濾液が当該気体によって加圧される。そして、当該濾液は、濾液側Aの空間から中空糸膜4の内表面側の領域に侵入し、中空糸膜4の壁面を通じて原液側Bの空間に押し出される。このとき、原液側Bの空間に満たされた原液の一部が原液排水口12(原液排出口バルブ27)から系外へ排出される。このようにして、薬液が注入された濾液によって中空糸膜4の逆洗が行われる。その後、濾液側圧抜きバルブ31を開くことにより、中空糸膜モジュール1の濾液側Aの空間の圧力が低下する。   Next, a pressurization process is implemented. In this step, the control device 40 opens the stock solution outlet valve 27 and the pressurized gas inlet valve 22 and operates the air compressor 30. As a result, the pressurized gas is introduced into the space on the filtrate side A of the filtration container 25 (the space on the filtrate side A of the hollow fiber membrane module 1) from the pressurized gas introduction port 6, and the filtrate after the chemical solution injection is added by the gas. Pressed. Then, the filtrate enters the region on the inner surface side of the hollow fiber membrane 4 from the space on the filtrate side A, and is pushed out to the space on the stock solution side B through the wall surface of the hollow fiber membrane 4. At this time, a part of the stock solution filled in the space on the stock solution side B is discharged out of the system from the stock solution drain 12 (stock solution outlet valve 27). In this manner, the hollow fiber membrane 4 is backwashed with the filtrate into which the chemical solution has been injected. Thereafter, the pressure in the space on the filtrate side A of the hollow fiber membrane module 1 is lowered by opening the filtrate side pressure release valve 31.

この加圧工程では、中空糸膜モジュール1の原液側Bの空間に原液が満たされた状態で、薬液注入後の濾液を加圧することにより、該濾液が中空糸膜モジュール1の濾液側Aの空間から中空糸膜を通じて原液側Bの空間に押し出される。該加圧は、当該原液側Bから気体が放出される圧力よりも小さい圧力の気体によって、行われる。このとき、濾液側配管51及び中空糸膜モジュール1の濾液側Aの空間に満たされた濾液が原液側Bの空間に押し出される過程で中空糸膜4が逆洗される。本実施形態では、図2のa〜dを参照して説明したように、中空糸膜4の内表面側において濾液の液面を末端部に向かって徐々に低下させることにより、中空糸膜4の長さ方向における全体を均一に洗浄することができる。なお、濾液側配管51の途中に濾液を貯留するためのタンクを設けることにより、逆洗に使用される濾過液の量を増やしてもよい。   In this pressurizing step, the filtrate after the injection of the chemical solution is pressurized in a state in which the space on the stock solution side B of the hollow fiber membrane module 1 is filled, so that the filtrate is on the filtrate side A of the hollow fiber membrane module 1. It is extruded from the space into the space on the stock solution side B through the hollow fiber membrane. The pressurization is performed by a gas having a pressure smaller than the pressure at which the gas is released from the stock solution side B. At this time, the hollow fiber membrane 4 is back-washed in the process in which the filtrate filled in the filtrate side piping 51 and the filtrate side A space of the hollow fiber membrane module 1 is pushed out into the stock solution side B space. In the present embodiment, as described with reference to FIGS. 2A to 2D, the hollow fiber membrane 4 is formed by gradually decreasing the liquid level of the filtrate toward the end on the inner surface side of the hollow fiber membrane 4. The whole in the length direction can be cleaned uniformly. In addition, you may increase the quantity of the filtrate used for backwashing by providing the tank for storing a filtrate in the middle of the filtrate side piping 51. FIG.

加圧工程に使用される気体としては、空気、窒素などが挙げられ、その圧力は中空糸膜4の破裂圧力を超えない範囲で選択される。中空糸膜4の破裂圧力が0.5MPaよりも大きい場合は、加圧気体の圧力は0.10MPa以上0.50MPa以下の範囲内であることが好ましく、0.15MPa以上0.30MPa以下の範囲内であることがより好ましい。   Examples of the gas used in the pressurizing step include air and nitrogen, and the pressure is selected within a range not exceeding the burst pressure of the hollow fiber membrane 4. When the burst pressure of the hollow fiber membrane 4 is greater than 0.5 MPa, the pressure of the pressurized gas is preferably in the range of 0.10 MPa to 0.50 MPa, and in the range of 0.15 MPa to 0.30 MPa. More preferably, it is within.

加圧工程の実施時間は、中空糸膜モジュール1の濾液側Aの空間に残存する濾液を完全に排出又は置換可能な時間以上に設定される必要があるが、加圧気体の単位時間当たりの導入量と中空糸膜モジュール1の濾液側Aの空間の体積により異なる。また加圧時間は、中空糸膜4の内部の体積も考慮して設定する必要がある。   The execution time of the pressurization step needs to be set to a time longer than the time at which the filtrate remaining in the filtrate side A of the hollow fiber membrane module 1 can be completely discharged or replaced, but per unit time of the pressurized gas It differs depending on the amount of introduction and the volume of the space on the filtrate side A of the hollow fiber membrane module 1. The pressurization time needs to be set in consideration of the volume inside the hollow fiber membrane 4.

次に、浸漬工程が実施される。この工程では、薬液による膜洗浄の効果を高めるため、
上記加圧工程により薬液注入後の液体が原液側Bの空間に押し出された後、中空糸膜4が当該薬液注入後の液体に所定時間浸漬される。浸漬工程の実施時間は、薬液の種類、原液の性質、膜閉塞の度合いに応じて適宜変更される。浸漬時間が長くなるに従って薬液による洗浄効果は高くなるが、一方で濾過運転の稼働率は低下する。そのため、浸漬時間は、60分以下であることが好ましく、30分以下であることがより好ましい。なお、当該浸漬工程は必須の工程ではなく、省略されてもよい。
Next, an immersion process is performed. In this process, in order to enhance the membrane cleaning effect with chemicals,
After the liquid is injected into the space on the stock solution side B by the pressurizing step, the hollow fiber membrane 4 is immersed in the liquid after the liquid is injected for a predetermined time. The implementation time of the dipping process is appropriately changed according to the type of chemical solution, the nature of the stock solution, and the degree of membrane clogging. As the immersion time increases, the cleaning effect by the chemical solution increases, but on the other hand, the operation rate of the filtration operation decreases. Therefore, the immersion time is preferably 60 minutes or less, and more preferably 30 minutes or less. In addition, the said immersion process is not an essential process and may be omitted.

次に、充水工程(洗浄前)が実施される。この工程では、上記加圧工程において低下した原液側Bの空間における液面を上昇させるため、制御装置40によって気体排出口バルブ24及び原液導入口バルブ21が開かれ、送液ポンプ29を作動させることにより、中空糸膜モジュール1の原液側Bの空間に原液が満たされる。そして、気体排出口8(気体排出口バルブ24)から原液が溢れた後、送液ポンプ29を停止させ、原液導入口バルブ21が閉じられ、原液の供給が停止される。   Next, a water filling step (before washing) is performed. In this step, in order to raise the liquid level in the space on the stock solution side B, which has been lowered in the pressurizing step, the gas discharge port valve 24 and the stock solution inlet valve 21 are opened by the control device 40 and the feed pump 29 is operated. As a result, the stock solution is filled in the space on the stock solution side B of the hollow fiber membrane module 1. Then, after the stock solution overflows from the gas discharge port 8 (gas discharge port valve 24), the liquid feed pump 29 is stopped, the stock solution introduction port valve 21 is closed, and the supply of the stock solution is stopped.

次に、気体洗浄工程が実施される。この工程では、中空糸膜モジュール1の原液側Bに液体が満たされた状態において、制御装置40によって気体導入口バルブ28が開かれ、エアーコンプレッサー30が作動する。そして、エアーコンプレッサー30から原液側Bの空間に気体が供給される。これにより、原液側Bの空間に満たされた液体に気泡が発生し、当該気泡によって中空糸膜4の表面が所定時間洗浄される。   Next, a gas cleaning process is performed. In this step, in a state where the stock solution side B of the hollow fiber membrane module 1 is filled with liquid, the control device 40 opens the gas inlet valve 28 and the air compressor 30 operates. Then, gas is supplied from the air compressor 30 to the space on the stock solution side B. Thereby, bubbles are generated in the liquid filled in the space on the stock solution side B, and the surface of the hollow fiber membrane 4 is washed for a predetermined time by the bubbles.

この気体洗浄工程では、空気、窒素などの気体が原液側Bの空間に供給される。このときの気体の供給量は特に限定されないが、膜の洗浄効果を高め、かつ膜破損のおそれを小さくする観点から、中空糸膜の面積1m当たり5〜1000ノルマルリットル/時の範囲内にあることが好ましく、10〜500ノルマルリットル/時の範囲内にあることがより好ましい。本実施形態で使用される片端フリータイプの中空糸膜モジュール1では、中空糸膜4から剥離したSSが排出されやすく、気体による膜洗浄効果が極めて高くなる。 In this gas cleaning step, a gas such as air or nitrogen is supplied to the space on the stock solution side B. The amount of gas supply at this time is not particularly limited, but from the viewpoint of enhancing the membrane cleaning effect and reducing the risk of membrane breakage, it is within the range of 5 to 1000 normal liters per hour per 1 m 2 of the hollow fiber membrane. It is preferable to be within a range of 10 to 500 normal liters / hour. In the one-end free type hollow fiber membrane module 1 used in the present embodiment, SS peeled off from the hollow fiber membrane 4 is easily discharged, and the membrane cleaning effect by gas becomes extremely high.

次に、排水工程が実施される。この工程では、制御装置40によって気体導入口バルブ28が閉じられると共に原液排出口バルブ27が開かれる。これにより、中空糸膜モジュール1内の液体(原液側Bの空間に満たされた原液)が系外に排出される。   Next, a drainage process is performed. In this step, the control device 40 closes the gas inlet valve 28 and opens the stock solution outlet valve 27. Thereby, the liquid in the hollow fiber membrane module 1 (stock solution filled in the space on the stock solution side B) is discharged out of the system.

本実施形態では、上記加圧工程の完了後において、上記充水工程(洗浄前)、上記気体洗浄工程及び上記排水工程が順に実施される洗浄サイクルが所定回数繰り返されてもよい。この洗浄サイクルは、中空糸膜モジュール1内に注入された薬液を系外に確実に排出するために行われる。洗浄サイクルの繰り返し回数は、薬液の種類及び濃度に応じて変更することが可能であり、中空糸膜モジュール1内に薬液が残留しなくなる回数に設定されることが好ましい。上記のようにして中空糸膜モジュール1の洗浄が完了した後、再び充水工程(濾過前)、濾過工程に戻って濾過運転が再開される。   In this embodiment, after the completion of the pressurizing step, a cleaning cycle in which the water filling step (before cleaning), the gas cleaning step, and the draining step are sequentially performed may be repeated a predetermined number of times. This washing cycle is performed in order to reliably discharge the chemical solution injected into the hollow fiber membrane module 1 out of the system. The number of repetitions of the cleaning cycle can be changed according to the type and concentration of the chemical solution, and is preferably set to the number of times that the chemical solution does not remain in the hollow fiber membrane module 1. After the washing of the hollow fiber membrane module 1 is completed as described above, the filtration operation is resumed by returning to the water filling step (before filtration) and the filtration step again.

上記実施形態では、濾過、濾液への薬液注入、気体による加圧、気体洗浄などの一連の工程は、制御装置40を用いたシーケンス制御によって実施可能である。例えば、一定時間濾過工程を行った後、薬液注入工程及び加圧工程により中空糸膜の逆洗を行い、その後気体洗浄工程及び排水工程を含む洗浄サイクルを1回乃至数回繰り返す、というシーケンス制御によって各工程が自動的かつ連続的に行われてもよい。   In the above-described embodiment, a series of steps such as filtration, injection of a chemical solution into the filtrate, pressurization with gas, and gas cleaning can be performed by sequence control using the control device 40. For example, after performing the filtration process for a certain time, the hollow fiber membrane is back-washed by the chemical solution injection process and the pressurization process, and then the washing cycle including the gas washing process and the draining process is repeated once to several times. Each step may be performed automatically and continuously.

本実施形態の中空糸膜モジュールの洗浄方法は、中空糸膜を構成する素材、モジュールの形状を問わず、従来の洗浄方法よりも卓越した洗浄効果が発現されることから、極めて広範な用途において、従来よりも高い透過流束で長期間連続して安定的な濾過を行うことが可能である。例えば食品工業分野では、原料水の除菌・除濁・除鉄・除マンガン、洗浄用水の除菌・微粒子除去・回収、天然水の除菌・微粒子除去、醤油の除菌・精製、清酒の除菌・精製、食酢の除菌・精製、みりんの精製・調味料の除菌・精製、醸造折からの製品回収、糖液の除菌・微粒子除去・精製、ハチミツの精製、酵素・蛋白質の精製・濃縮、発酵液の精製、チーズポエーからの蛋白質の回収精製、ミルクの濃縮による高蛋白乳の製造、水産加工排水からの蛋白質回収、魚肉蛋白の濃縮、肉加工廃棄物からの肉蛋白質の回収、豚の血液からの赤血球の分離、血液中のアルブミンとグロブリンの濃縮精製、大豆ホエーからの生理活性物質の回収・精製、大豆煮汁からの蛋白質回収、あぶらな蛋白の毒素除去と蛋白質濃縮、じゃがいもでんぷん工業排水からの有用蛋白質の回収、天然色素の回収精製、バクテリア細胞及び代謝物質の回収による発酵液の精製などの用途で使用可能である。また、医療分野では、原液となる純水、超純水製造装置の前処理、逆洗用水のパイロジェン除去、注射用水製造、透析用水製造、透析液の精製、ワクチン・酵素・ビールス・核酸・蛋白質などの生理活性物質の分離・濃縮・精製・ホルモンの精製、人口血液の製造、多糖類の濃縮精製、病院手洗い水の除菌、手術器具洗浄水の除菌などの用途に使用可能である。また、電子工業分野では、逆浸透膜の前処理、超純水のファイナルフィルター、超純水のユースポイントフィルター、超純水のユニット組み込みフィルター、洗浄水の微粒子除去、研磨排水の回収、ダイシング排水の回収などの用途で使用可能である。また、化学工業分野では、塗料の濃縮・回収、油剤の分離・回収、エマルジョンの分離・回収、コロイドの分離・回収、微粉体の洗浄精製、洗浄水の微粒子除去、メッキ液の精製、電気透析の前処理等の用途で使用可能である。また、繊維・染色加工分野では、PVA糊抜き排水のクローズド化、繊維加工油剤の回収・再利用、洗毛排水からのラノリンの回収、絹糸加工排水からのセリシンの回収などの用途で使用可能である。また、鉄鋼・機械加工分野では、バレル研磨排水の回収、バフ研磨排水の回収、圧延油排水処理、水溶性切削油排水処理、動植物油加工排水の処理、脱脂専用排水からのエマルジョン除去・洗浄剤回収、リンス水のエマルジョン除去・リンス水回収、スクリーン版洗浄剤からのインク類の除去などの用途で使用することが可能である。   The cleaning method of the hollow fiber membrane module of the present embodiment, in which the cleaning effect superior to the conventional cleaning method is expressed regardless of the material constituting the hollow fiber membrane and the shape of the module, is extremely wide use. It is possible to perform stable filtration continuously for a long period of time with a permeation flux higher than that of the prior art. For example, in the food industry field, sterilization / turbidity / iron removal / manganese removal of raw water, sterilization / fine particle removal / recovery of washing water, sterilization / fine particle removal of natural water, sterilization / purification of soy sauce, Sterilization and purification, vinegar sterilization and purification, mirin purification and seasoning sterilization and purification, product recovery from brewing and folding, sugar solution sterilization and fine particle removal and purification, honey purification, enzyme and protein Purification / concentration, fermentation solution purification, protein recovery from cheese poye, production of high protein milk by milk concentration, protein recovery from fishery processing wastewater, fish protein concentration, meat protein recovery from meat processing waste , Separation of red blood cells from pig blood, concentration and purification of albumin and globulin in blood, recovery and purification of bioactive substances from soybean whey, protein recovery from soybean broth, removal of oily protein toxins and protein concentration, potato Starch industrial waste Recovery of useful proteins from, recovery and purification of the natural pigments can be used in applications such as the purification of fermentation liquid by the recovery of bacterial cells and metabolites. Also, in the medical field, pure water used as a stock solution, pretreatment of ultrapure water production equipment, pyrogen removal of backwash water, injection water production, dialysis water production, dialysate purification, vaccines / enzymes / viruses / nucleic acids / proteins It can be used for applications such as separation / concentration / purification of hormones, purification of hormones, production of artificial blood, concentration and purification of polysaccharides, sterilization of hospital hand washing water, and sterilization of surgical instrument washing water. In the electronics industry, reverse osmosis membrane pretreatment, ultrapure water final filter, ultrapure water use point filter, ultrapure water unit built-in filter, cleaning water particulate removal, polishing wastewater recovery, dicing wastewater It can be used for purposes such as recovery. Also, in the chemical industry, paint concentration / recovery, oil separation / recovery, emulsion separation / recovery, colloid separation / recovery, fine powder washing and purification, washing water particulate removal, plating solution purification, electrodialysis It can be used for purposes such as pre-processing. In the field of textile and dyeing processing, it can be used for applications such as closing PVA desizing drainage, recovery and reuse of textile processing oil, recovery of lanolin from hair washing wastewater, and recovery of sericin from silk processing wastewater. is there. In the steel and machining field, barrel polishing wastewater recovery, buffing wastewater recovery, rolling oil wastewater treatment, water-soluble cutting oil wastewater treatment, animal and vegetable oil processing wastewater treatment, degreasing wastewater, It can be used for applications such as recovery, removal of rinse water emulsion / rinse water recovery, and removal of inks from screen plate cleaning agents.

(その他実施形態)
上記実施形態の濾過装置10において、複数本の中空糸膜モジュール1が原液導入口7、濾液出口5及び原液排出口12を共有するように濾過容器25内に並列して配置されてもよい。この場合、各中空糸膜モジュール1の濾液側Aに薬液注入口11が設けられてもよいし、共有された濾液出口5に一つの薬液注入口11が設けられていてもよい。
(Other embodiments)
In the filtration device 10 of the above embodiment, a plurality of hollow fiber membrane modules 1 may be arranged in parallel in the filtration container 25 so as to share the stock solution introduction port 7, the filtrate outlet 5 and the stock solution discharge port 12. In this case, the chemical solution injection port 11 may be provided on the filtrate side A of each hollow fiber membrane module 1, or one chemical solution injection port 11 may be provided on the shared filtrate outlet 5.

上記実施形態の洗浄方法において、逆洗後に中空糸膜モジュール1の原液側Bに薬液が供給され、中空糸膜4に付着した有機物、無機物などが溶解除去されてもよい。ここで、薬液洗浄の方法としては、有機物、無機物などを除去するために水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリや酸化剤で処理する方法、金属類を除去するために酸水溶液などの酸で処理する方法、洗浄剤で処理する方法、又はこれらを組み合わせて連続的に行う方法があり、これによって中空糸膜4の再生が可能である。薬液の種類及び濃度は原液の性質、膜閉塞の度合いに応じて変更することが可能であり、中空糸膜4の劣化や性能低下が起こらないように選択されることが好ましい。逆洗時と同じ薬液を用いる場合には、洗浄効果を高める観点から逆洗時よりも濃度が高い薬液を用いることが好ましい。   In the cleaning method of the above-described embodiment, the chemical solution may be supplied to the stock solution side B of the hollow fiber membrane module 1 after backwashing, and organic substances and inorganic substances attached to the hollow fiber membrane 4 may be dissolved and removed. Here, as a chemical cleaning method, a method of treating with an alkali or an oxidizing agent such as an aqueous sodium hydroxide solution to remove organic substances or inorganic materials, a method of treating with an acid such as an acid aqueous solution to remove metals There is a method of treating with a cleaning agent, or a method of continuously carrying out a combination thereof, whereby the hollow fiber membrane 4 can be regenerated. The type and concentration of the chemical solution can be changed according to the nature of the stock solution and the degree of membrane clogging, and are preferably selected so that the hollow fiber membrane 4 is not deteriorated or deteriorated in performance. When the same chemical solution as that used for backwashing is used, it is preferable to use a chemical solution having a higher concentration than that for backwashing from the viewpoint of enhancing the cleaning effect.

上記実施形態の洗浄方法において、薬液注入を伴う中空糸膜モジュールの洗浄後に濾過プロセスを再開するとき、濾過開始から所定時間経過するまで濾液を廃棄するようにシーケンス制御が行われてもよい。このとき、濾液を廃棄する時間は、濾液中に薬液が混入しなくなる時間に設定されることが好ましい。   In the cleaning method of the above embodiment, when the filtration process is restarted after cleaning the hollow fiber membrane module with chemical solution injection, sequence control may be performed so that the filtrate is discarded until a predetermined time has elapsed from the start of filtration. At this time, it is preferable that the time for discarding the filtrate is set to a time at which no chemical is mixed in the filtrate.

上記実施形態の洗浄方法において、ドレン排出と充水とを繰り返して中空糸膜4の表面及び中空糸膜モジュール1内を洗浄する工程又はフラッシング洗浄工程などが、必要に応じて追加実施されてもよい。   In the cleaning method of the above embodiment, a step of cleaning the surface of the hollow fiber membrane 4 and the inside of the hollow fiber membrane module 1 by repeating drain discharge and water filling or a flushing cleaning step may be additionally performed as necessary. Good.

上記実施形態の洗浄方法において、濾過工程と薬液注入を伴わない洗浄工程とを交互に繰り返しつつ濾過運転が継続され、濾過工程と洗浄工程の繰り返し回数が一定以上に達した場合や膜の目詰まりが大きくなった場合に、薬液注入を伴う洗浄工程が行われてもよい。そして、薬液注入を伴う洗浄工程が完了した後、濾過工程と薬液注入を伴わない洗浄工程が再び繰り返されてもよい。このような所謂セレクトスイッチ方式により、長期間安定的に濾過運転を継続することも可能である。ここで、薬液注入を伴う洗浄工程の実施頻度が少ない方が、濾過運転の稼働率が高くなり、薬液の使用量も少なくなるため好ましい。しかし、膜目詰まりの進行の程度が大きくなると、薬液による洗浄効果が小さくなってしまうため、実施頻度を適切な範囲で管理することが重要である。例えば、濾過工程と薬液注入を伴わない洗浄工程とを10〜1000回繰り返した後、又は膜間差圧が50〜100kPaの範囲で設定された一定値以上に達したタイミングで、薬液注入を伴う洗浄工程が実施されることが好ましい。   In the cleaning method of the above embodiment, the filtration operation is continued while alternately repeating the filtration step and the cleaning step without chemical solution injection, and the membrane is clogged when the number of repetitions of the filtration step and the cleaning step reaches a certain value. In the case where the value becomes larger, a cleaning process with chemical solution injection may be performed. And after the washing | cleaning process accompanied by chemical | medical solution injection | pouring is completed, the washing | cleaning process not accompanied by a filtration process and chemical | medical solution injection | pouring may be repeated again. By such a so-called select switch system, it is possible to continue the filtration operation stably for a long period of time. Here, it is preferable that the frequency of the cleaning process involving the chemical solution injection is low because the operation rate of the filtration operation is high and the amount of the chemical solution used is also small. However, if the degree of progress of film clogging increases, the cleaning effect by the chemical solution decreases, so it is important to manage the execution frequency within an appropriate range. For example, after repeating the filtration step and the washing step without chemical solution injection 10 to 1000 times, or at the timing when the transmembrane pressure difference reaches a predetermined value or more set in the range of 50 to 100 kPa, the chemical solution injection is accompanied. A washing step is preferably performed.

また制御装置40によるシーケンス制御には限定されず、当該制御装置40を省略し、薬液注入工程、加圧工程、浸漬工程、気体洗浄工程などの各工程が順に実施されるように、作業者が手動でバルブの切り替え作業を行ってもよい。   Moreover, it is not limited to the sequence control by the control apparatus 40, The said control apparatus 40 is abbreviate | omitted, and an operator is so that each process, such as a chemical | medical solution injection | pouring process, a pressurization process, an immersion process, and a gas washing process, may be implemented in order. The valve switching operation may be performed manually.

(実施例)
以下、本発明の実施例について説明する。以下の実施例及び比較例の結果より、本発明において長期的に安定した濾過運転が可能であることが明らかになる。
(Example)
Examples of the present invention will be described below. From the results of the following examples and comparative examples, it becomes clear that stable filtration operation can be performed for a long time in the present invention.

<実施例1>
中空糸膜モジュールとして、ポリビニルアルコールにより親水化処理されたポリフッ化ビニリデン系樹脂からなり、平均孔径が0.02ミクロンである中空糸膜からなるものを使用した。この中空糸膜モジュールは、片端フリータイプであり、膜面積が42mである。
<Example 1>
As the hollow fiber membrane module, a hollow fiber membrane made of a polyvinylidene fluoride resin hydrophilized with polyvinyl alcohol and having an average pore diameter of 0.02 microns was used. This hollow fiber membrane module is a one-end free type and has a membrane area of 42 m 2 .

原液として湖水を使用し、中空糸膜モジュールを用いて外圧全濾過方式により流量3000L/hの条件で定流量濾過を行った。そして、濾過工程15分毎に1回の洗浄工程を実施した。シーケンス制御により、濾過工程と薬液注入を伴わない洗浄工程のサイクル(80回)と、濾過工程と薬液注入を伴う洗浄工程のサイクル(1回)と、を交互に実施した。   Lake water was used as a stock solution, and a constant flow rate filtration was performed under the condition of a flow rate of 3000 L / h using a hollow fiber membrane module by an external pressure total filtration method. And the washing | cleaning process was implemented once every 15 minutes of filtration processes. By the sequence control, a filtration process and a cleaning process cycle (80 times) without chemical liquid injection and a filtration process and a cleaning process cycle (single time) with chemical liquid injection were alternately performed.

薬液注入を伴わない洗浄工程では、中空糸膜モジュールの濾液側から圧力0.2MPaの圧縮空気を送り込んで中空糸膜モジュール内を加圧することにより10秒間加圧操作する加圧工程、濾液側の圧力を低下させる圧抜き工程、原液側に原液を満たす充水工程、中空糸膜モジュールの原液側の下部から空気を1700NL/hの流量で60秒間噴出させる気体洗浄工程、及び原液側のドレンを排出する排水工程を行った。また、薬液注入を伴う洗浄工程では、中空糸膜モジュールの濾液側の液体に対して有効塩素濃度が100mg/Lになるように次亜塩素酸ナトリウムを注入した後、上記加圧工程、上記圧抜き工程を行った。次に、10分間静置して薬液と膜付着物とを反応させる浸漬工程を行った。その後、上記充水工程、上記気体洗浄工程及び排水工程が順に実施される洗浄サイクルを10回繰り返した。   In the washing process not involving the injection of the chemical solution, a pressurizing process in which a pressurized operation is performed for 10 seconds by sending compressed air having a pressure of 0.2 MPa from the filtrate side of the hollow fiber membrane module to pressurize the inside of the hollow fiber membrane module, Depressurizing step for lowering the pressure, filling step for filling the undiluted solution on the undiluted solution side, a gas washing step for blowing air from the lower portion on the undiluted solution side of the hollow fiber membrane module at a flow rate of 1700 NL / h for 60 seconds, The drainage process to discharge was performed. Further, in the washing step involving the injection of the chemical solution, after injecting sodium hypochlorite so that the effective chlorine concentration becomes 100 mg / L with respect to the liquid on the filtrate side of the hollow fiber membrane module, The extraction process was performed. Next, an immersion process was performed in which the chemical solution and the film deposit were reacted by allowing to stand for 10 minutes. Then, the washing cycle in which the water filling step, the gas washing step, and the drainage step were sequentially performed was repeated 10 times.

上記条件で濾過運転を77日間継続したところ、膜閉塞の指標となる膜間差圧に変動は無く、安定した濾過運転が可能であった。   When the filtration operation was continued for 77 days under the above conditions, there was no fluctuation in the transmembrane pressure difference that was an indicator of membrane blockage, and a stable filtration operation was possible.

<比較例1>
原液として上記実施例1と同様に湖水を使用し、中空糸膜モジュールを用いて外圧全濾過方式により流量3000L/hの条件で定流量濾過を行い、濾過工程15分毎に1回洗浄工程を実施した。シーケンス制御により、濾過工程と薬液注入を伴わない洗浄工程のサイクルのみ繰り返す条件で運転を実施した。つまり、上記実施例1と異なり薬液注入を伴う洗浄工程は実施しなかった。その他の条件は上記実施例1と同様であった。
<Comparative Example 1>
The lake water is used as the stock solution in the same manner as in Example 1, and the constant flow filtration is performed under the condition of a flow rate of 3000 L / h by the external pressure total filtration method using the hollow fiber membrane module, and the washing step is performed once every 15 minutes of the filtration step. Carried out. By the sequence control, the operation was performed under the condition that only the cycle of the filtration process and the cleaning process without chemical solution injection was repeated. That is, unlike the above-described Example 1, the cleaning process with chemical injection was not performed. Other conditions were the same as in Example 1.

上記条件で濾過運転を8日間継続したところ、膜間差圧は合計8.7kPa上昇し、運転の継続により徐々に膜閉塞が生じた。   When the filtration operation was continued for 8 days under the above conditions, the transmembrane pressure difference increased by a total of 8.7 kPa, and membrane clogging gradually occurred as the operation continued.

比較例1では、濾過運転の継続により短期間で膜閉塞が生じたのに対して、実施例1では膜間差圧が増加することなく長期間に亘って安定した濾過運転が可能であった。従って、本発明の中空糸膜モジュールの洗浄方法を用いることにより、長期間にわたり安定的に連続した濾過運転が可能になることが分かった。   In Comparative Example 1, membrane clogging occurred in a short period due to the continuation of filtration operation, whereas in Example 1, stable filtration operation was possible over a long period without increasing the transmembrane pressure difference. . Therefore, it has been found that by using the method for cleaning a hollow fiber membrane module of the present invention, a continuous filtration operation can be stably performed over a long period of time.

今回開示された実施形態及び実施例は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。   It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1 中空糸膜モジュール、A 濾液側、B 原液側、4 中空糸膜、10 濾過装置、29 送液ポンプ、30 エアーコンプレッサー(気体供給装置)、32 薬液注入ポンプ(薬液供給装置)、40 制御装置   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hollow fiber membrane module, A Filtrate side, B Stock solution side, 4 Hollow fiber membrane, 10 Filtration apparatus, 29 Liquid feed pump, 30 Air compressor (gas supply apparatus), 32 Chemical liquid injection pump (chemical liquid supply apparatus), 40 Control apparatus

Claims (9)

原液側及び濾液側の空間が設けられた中空糸膜モジュールを備えた濾過装置で実施される中空糸膜モジュールの洗浄方法であって、
前記濾液側の空間に存在する濾液に薬液を注入する薬液注入工程と、
前記原液側の空間に原液が満たされた状態で前記原液側から気体が放出される圧力よりも小さい圧力の気体によって薬液注入後の濾液を加圧することにより、該濾液を前記濾液側の空間から中空糸膜を通じて前記原液側の空間に押し出す加圧工程と、を備えた、中空糸膜モジュールの洗浄方法。
A method for cleaning a hollow fiber membrane module, which is carried out by a filtration apparatus including a hollow fiber membrane module provided with a space on a stock solution side and a filtrate side,
A chemical injection step of injecting a chemical into the filtrate present in the filtrate-side space;
The filtrate is injected from the space on the filtrate side by pressurizing the filtrate after injecting the chemical with a gas having a pressure smaller than the pressure at which the gas is released from the stock solution side in a state where the space on the stock solution side is filled with the stock solution. A method of cleaning the hollow fiber membrane module, comprising: a pressurizing step of pushing the hollow fiber membrane into the space on the stock solution side.
前記加圧工程後において、前記中空糸膜モジュールの前記原液側を気体で洗浄する気体洗浄工程をさらに備えた、請求項1に記載の中空糸膜モジュールの洗浄方法。   The method for cleaning a hollow fiber membrane module according to claim 1, further comprising a gas cleaning step of cleaning the stock solution side of the hollow fiber membrane module with a gas after the pressurizing step. 前記加圧工程と前記気体洗浄工程との間において、薬液が注入された液体に中空糸膜を浸漬させる浸漬工程をさらに備えた、請求項2に記載の中空糸膜モジュールの洗浄方法。   The method for cleaning a hollow fiber membrane module according to claim 2, further comprising an immersion step of immersing the hollow fiber membrane in a liquid into which a chemical solution is injected between the pressurizing step and the gas cleaning step. 前記加圧工程後でかつ前記気体洗浄工程前において、前記中空糸膜モジュールの前記原液側の空間に原液を満たす充水工程と、
前記気体洗浄工程後において、前記中空糸膜モジュール内の液体を系外に排出する排水工程と、をさらに備え、
前記充水工程、前記気体洗浄工程及び前記排水工程が順に実施される洗浄サイクルが繰り返される、請求項2又は3に記載の中空糸膜モジュールの洗浄方法。
After the pressurizing step and before the gas washing step, a water filling step for filling the stock solution in the space on the stock solution side of the hollow fiber membrane module;
After the gas washing step, further comprising a drainage step of discharging the liquid in the hollow fiber membrane module out of the system,
The method for cleaning a hollow fiber membrane module according to claim 2 or 3, wherein a cleaning cycle in which the water filling step, the gas cleaning step, and the drainage step are sequentially performed is repeated.
前記加圧工程では、0.1MPa以上0.5MPa以下の圧力の気体によって薬液注入後の濾液が加圧される、請求項1〜4の何れか1項に記載の中空糸膜モジュールの洗浄方法。   The method for cleaning a hollow fiber membrane module according to any one of claims 1 to 4, wherein in the pressurizing step, the filtrate after chemical injection is pressurized with a gas having a pressure of 0.1 MPa to 0.5 MPa. . 中空糸膜の外表面側に原液が供給され、中空糸膜の内表面側から濾液が取り出される外圧濾過方式の濾過装置で実施される、請求項1〜5の何れか1項に記載の中空糸膜モジュールの洗浄方法。   The hollow according to any one of claims 1 to 5, which is carried out in an external pressure filtration type filtration device in which a stock solution is supplied to the outer surface side of the hollow fiber membrane and the filtrate is taken out from the inner surface side of the hollow fiber membrane. Cleaning method for thread membrane module. 前記中空糸膜モジュールとして、中空糸膜束の上端は一括で固定し、下端は中空糸膜が一本ずつ固定されない状態で封止された片端フリータイプの中空糸膜モジュールが用いられる、請求項1〜6の何れか1項に記載の中空糸膜モジュールの洗浄方法。   The hollow fiber membrane module is a one-end free type hollow fiber membrane module in which the upper ends of the hollow fiber membrane bundles are fixed together and the lower ends are sealed in a state where the hollow fiber membranes are not fixed one by one. The washing | cleaning method of the hollow fiber membrane module of any one of 1-6. 原液側及び濾液側の空間が設けられた中空糸膜モジュールと、
前記原液側の空間に原液を供給する送液ポンプと、
前記濾液側の空間に薬液を供給する薬液供給装置と、
前記濾液側の空間に存在する濾液を加圧するための気体を当該空間に供給する気体供給装置と、
前記送液ポンプ、前記薬液供給装置及び前記気体供給装置の動作を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記濾液側の空間に存在する濾液に薬液が注入され、前記原液側の空間に原液が満たされた状態で前記原液側から気体が放出される圧力よりも小さい圧力の気体によって薬液注入後の濾液が加圧されるように、前記送液ポンプ、前記薬液供給装置及び前記気体供給装置の動作を制御する、濾過装置。
A hollow fiber membrane module provided with a space on the stock solution side and the filtrate side;
A liquid feed pump for supplying the stock solution to the space on the stock solution side;
A chemical supply device for supplying a chemical to the filtrate side space;
A gas supply device for supplying a gas for pressurizing the filtrate present in the filtrate side space to the space;
A control device for controlling the operation of the liquid feed pump, the chemical liquid supply device and the gas supply device,
The control device uses a gas having a pressure smaller than a pressure at which a chemical solution is injected into the filtrate existing in the filtrate side space and the gas is discharged from the stock solution side in a state where the stock solution is filled in the space on the stock solution side. A filtration device that controls operations of the liquid feed pump, the chemical solution supply device, and the gas supply device so that the filtrate after the chemical solution is injected is pressurized.
前記中空糸膜モジュールは、中空糸膜束の上端は一括で固定され、下端は中空糸膜が一本ずつ固定されない状態で封止された片端フリータイプの中空糸膜モジュールである、請求項8に記載の濾過装置。   The hollow fiber membrane module is a one-end free type hollow fiber membrane module in which the upper ends of the hollow fiber membrane bundle are fixed together and the lower ends are sealed in a state where the hollow fiber membranes are not fixed one by one. The filtration apparatus as described in.
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