JP2019122929A - Filtration device and method for cleaning hollow fiber membrane - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、濾過装置及び中空糸膜の洗浄方法に関する。 The present invention relates to a filtration device and a method for cleaning a hollow fiber membrane.
濾過膜により液体中の不純物を分離する各種の濾過装置が広く用いられている。このような濾過装置では、濾過膜に不純物が付着して濾過能力が低下していくため、時折洗浄液によって濾過膜に付着した不純物を除去することによって濾過能力を回復する操作が行われる。 Various filtration devices for separating impurities in a liquid by filtration membranes are widely used. In such a filtration apparatus, since the impurities adhere to the filtration membrane and the filtration ability is lowered, an operation of recovering the filtration ability is sometimes performed by removing the impurities adhering to the filtration membrane by the cleaning liquid.
濾過膜の洗浄方法としては、通常の濾過運転時とは逆方向に洗浄液を供給する逆圧洗浄が知られている。また、このような逆圧洗浄の効果を向上する方法として、加温した洗浄液を濾過膜に供給することが提案されている(特開平10−192850号公報参照)。 As a method of cleaning the filtration membrane, reverse pressure cleaning is known in which the cleaning solution is supplied in the reverse direction to that in the normal filtration operation. Further, as a method of improving the effect of such reverse pressure washing, it has been proposed to supply a heated washing solution to a filtration membrane (see JP-A-10-192850).
上記公報に記載されるように、加温した洗浄液によって逆圧洗浄を行っても、十分に濾過膜に付着した不純物を除去することができない場合がある。この場合、濾過膜を洗浄液中に浸漬した状態で保持することで、時間を掛けて濾過膜の濾過能力を回復する方法が採用される。しかしながら、例えば冬期等、濾過装置の雰囲気温度が低いときには、洗浄液の温度が低下して、濾過膜を洗浄する効果が低下することがある。 As described in the above-mentioned publication, even when the reverse pressure washing is performed with the heated washing solution, the impurities attached to the filtration membrane may not be sufficiently removed. In this case, a method is employed in which the filtration capacity of the filtration membrane is recovered over time by holding the filtration membrane in the state of being immersed in the cleaning liquid. However, when the ambient temperature of the filtration device is low, for example, in winter, the temperature of the washing solution may be lowered, and the effect of washing the filtration membrane may be lowered.
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、低温環境下でも濾過能力を容易に回復することができる濾過装置及び中空糸膜の洗浄方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made based on the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to provide a filtration device and a method of cleaning a hollow fiber membrane which can easily recover the filtration capacity even in a low temperature environment.
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る濾過装置は、被処理液を貯留する水槽と、上下に引き揃えられる複数本の中空糸膜を有し、上記水槽内に配置される膜モジュールと、上記水槽内の上記膜モジュールの下方に配置されるヒーターとを備える。 A filtration apparatus according to an aspect of the present invention made to solve the above problems has a water tank for storing a liquid to be treated, and a plurality of hollow fiber membranes which can be aligned vertically. A membrane module, and a heater disposed below the membrane module in the water tank.
本発明の別の態様に係る中空糸膜の洗浄方法は、被処理液を貯留する水槽と、上下に引き揃えられる複数本の中空糸膜を有し、上記水槽内に配置される膜モジュールと、上記水槽内の上記膜モジュールの下方に配置されるヒーターと、上記水槽内の上記膜モジュールの下方に配置される散気管とを備える濾過装置の上記膜モジュールを洗浄液で洗浄する方法であって、洗浄液を上記水槽内に供給する洗浄液供給工程と、上記散気管から気泡を発生させて上記洗浄液を対流しつつ、上記洗浄液を上記ヒーターで加温して上記洗浄液を一定の温度に保持する洗浄液加温工程とを備える。 A method for cleaning a hollow fiber membrane according to another aspect of the present invention includes a water tank for storing a liquid to be treated, and a plurality of hollow fiber membranes which can be aligned vertically, and the membrane module disposed in the water tank And cleaning the membrane module of the filtration apparatus with a heater disposed below the membrane module in the water tank and a diffuser provided below the membrane module in the water tank with a cleaning liquid, And a cleaning solution supplying step of supplying a cleaning solution into the water tank, and generating a bubble from the aeration tube to convection the cleaning solution while heating the cleaning solution with the heater to maintain the cleaning solution at a constant temperature. And a heating step.
本発明の一態様に係る濾過装置は、低温環境下でも濾過能力を容易に回復することができる。 The filtration device according to one aspect of the present invention can easily restore its filtration capacity even in a low temperature environment.
[本発明の実施形態の説明]
本発明の一態様に係る濾過装置は、被処理液を貯留する水槽と、上下に引き揃えられる複数本の中空糸膜を有し、上記水槽内に配置される膜モジュールと、上記水槽内の上記膜モジュールの下方に配置されるヒーターとを備える。
Description of the embodiment of the present invention
A filtration apparatus according to an aspect of the present invention includes a water tank for storing a liquid to be treated, and a plurality of hollow fiber membranes aligned vertically, and a membrane module disposed in the water tank, and in the water tank. And a heater disposed below the membrane module.
当該濾過装置は、上記水槽内の上記膜モジュールの下方に配置されるヒーターを備えることによって、水槽中に貯留される洗浄液を加温することができる。これにより、低温環境下でも上記複数本の中空糸膜を加温した洗浄液に浸漬して効率よく洗浄して濾過能力を回復することができる。 The said filtration apparatus can heat the washing | cleaning liquid stored in a water tank by providing the heater arrange | positioned under the said membrane module in the said water tank. As a result, even in a low temperature environment, the plurality of hollow fiber membranes can be immersed in the heated cleaning liquid to be efficiently washed to recover the filtering ability.
当該濾過装置において、上記ヒーターが上記水槽の側壁下部に形成される開口を封止する封止部とこの封止部から延びる発熱部とを有してもよい。このように、上記ヒーターが上記水槽の側壁下部に形成される開口を封止する封止部とこの封止部から伸びる発熱部とを有することによって、膜モジュールを上記水槽から取り出さなくとも開口部から上記ヒーターを引き出して、ヒーターのメンテナンスを容易に行うことができる。 In the filtration device, the heater may have a sealing portion sealing an opening formed in a lower portion of the side wall of the water tank and a heat generating portion extending from the sealing portion. Thus, by having the sealing portion sealing the opening formed in the lower portion of the side wall of the water tank and the heat generating portion extending from the sealing portion, the opening can be obtained without removing the membrane module from the water tank It is possible to easily carry out the maintenance of the heater by pulling out the above heater.
当該濾過装置において、上記水槽が傾斜した底壁を有してもよい。このように、上記水槽が傾斜した底壁を有することによって、濾過により被処理液を濃縮した濃縮液を容易に排出することができる。 In the filtration device, the water tank may have a sloped bottom wall. As described above, when the water tank has the inclined bottom wall, it is possible to easily discharge the concentrate obtained by concentrating the liquid to be treated by filtration.
当該濾過装置において、上記膜モジュールが吊り下げられて上記水槽内に保持されてもよい。このように、上記膜モジュールが吊り下げられて上記水槽内に保持されることによって、上記膜モジュールが上記ヒーターに干渉しないようにすることができ、上記水槽が傾斜した底壁の場合でも上記膜モジュールを水平に設置することができる。 In the filtration device, the membrane module may be suspended and held in the water tank. Thus, by suspending the membrane module and holding it in the water tank, the membrane module can be prevented from interfering with the heater, and the membrane is inclined even when the water tank is inclined. The module can be installed horizontally.
当該濾過装置において、上記水槽内の上記膜モジュールの下方に配置される散気管をさらに備えてもよい。このように、上記水槽内の上記膜モジュールの下方に配置される散気管をさらに備えることによって、上記中空糸膜を気泡により揺動させて洗浄を促進すると共に、上記ヒーターによって加温された洗浄液の対流を促進して洗浄液を効率よく加温することができる。 The filtration device may further include an air diffusion pipe disposed below the membrane module in the water tank. Thus, the hollow fiber membrane is oscillated by air bubbles by further providing the aeration pipe disposed below the membrane module in the water tank to promote the cleaning and the cleaning liquid heated by the heater. Convection can be promoted to efficiently heat the cleaning solution.
上記散気管が上記水槽の側壁下部に形成される開口を貫通して水平に延びてもよい。このように、上記散気管が上記水槽の側壁下部に形成される開口を貫通して水平に延びることによって、上記膜モジュールを配置したまま上記散気管を上記水槽から取り外すことができるので、上記散気管のメンテナンスを容易に行うことができる。 The air diffusion tube may extend horizontally through an opening formed in a lower side wall of the water tank. As described above, since the aeration tube extends horizontally through the opening formed in the lower portion of the side wall of the water tank, the aeration tube can be removed from the water tank while the membrane module is disposed. Maintenance of trachea can be easily performed.
本発明の別の態様に係る中空糸膜の洗浄方法は、被処理液を貯留する水槽と、上下に引き揃えられる複数本の中空糸膜を有し、上記水槽内に配置される膜モジュールと、上記水槽内の上記膜モジュールの下方に配置されるヒーターと、上記水槽内の上記膜モジュールの下方に配置される散気管とを備える濾過装置の上記膜モジュールを洗浄液で洗浄する方法であって、洗浄液を上記水槽内に供給する洗浄液供給工程と、上記散気管から気泡を発生させて上記洗浄液を対流しつつ、上記洗浄液を上記ヒーターで加温して上記洗浄液を一定の温度に保持する洗浄液加温工程とを備える。 A method for cleaning a hollow fiber membrane according to another aspect of the present invention includes a water tank for storing a liquid to be treated, and a plurality of hollow fiber membranes which can be aligned vertically, and the membrane module disposed in the water tank And cleaning the membrane module of the filtration apparatus with a heater disposed below the membrane module in the water tank and a diffuser provided below the membrane module in the water tank with a cleaning liquid, And a cleaning solution supplying step of supplying a cleaning solution into the water tank, and generating a bubble from the aeration tube to convection the cleaning solution while heating the cleaning solution with the heater to maintain the cleaning solution at a constant temperature. And a heating step.
当該中空糸膜の洗浄方法は、上記洗浄液を上記ヒーターで加温する洗浄液加温工程を備えることによって、低温環境下でも膜モジュールの中空糸膜を加温した洗浄液に浸漬して効率よく洗浄することができるので、膜モジュールの濾過能力を容易に回復することができる。 The hollow fiber membrane cleaning method includes the cleaning liquid heating step of heating the cleaning liquid with the heater, so that the hollow fiber membrane of the membrane module is immersed in the heated cleaning liquid and efficiently cleaned even under a low temperature environment. As a result, the filtration capacity of the membrane module can be easily restored.
[本発明の実施形態の詳細]
以下、本発明に係る濾過装置の各実施形態について図面を参照しつつ詳説する。
Details of the Embodiment of the Present Invention
Hereinafter, each embodiment of the filtration device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1及び図2に、本発明の一実施形態に係る濾過装置の構成を示す。当該濾過装置は、被処理液を貯留する水槽1と、水槽1内に配置される複数の膜モジュール2と、水槽1内の膜モジュール2の下方に配置されるヒーター3と、水槽1内の膜モジュール2の下方に配置される散気管4とを備える。
1 and 2 show the configuration of a filtration device according to an embodiment of the present invention. The filtration apparatus includes a
<水槽>
水槽1は、四角筒状の側壁5と、傾斜した底壁6とを有する。また、水槽1は、底壁6が最も高くなる側の側壁5の下部にヒーター3が取り付けられるヒーター用開口7及び散気管4が取り付けられる散気管用開口8が形成され、底壁6が最も低くなる側の側壁5の下部に被処理液を排出するための排出ノズル9が配設されている。
<Water tank>
The
ヒーター用開口7にはヒーター用フランジ10を有するヒーター用ノズル11が設けられる。このように、ヒーター用開口7にヒーター用フランジ10を有するヒーター用ノズル11を設けることによって、ヒーター3の着脱が容易となる。同様に、散気管用開口8には、散気管用フランジ12を有する散気管用ノズル13が設けられる。
A
水槽1は、底壁6が傾斜していることによって、濃縮された被処理液を排出ノズル9から容易に排出することができる。この底壁6の水平に対する傾斜角度の下限としては5°が好ましく、10°がより好ましい。一方、底壁6の水平に対する傾斜角度の上限としては30°が好ましく、20°がより好ましい。底壁6の水平に対する傾斜角度が上記下限に満たない場合、被処理液の排出を十分に促進できないおそれがある。一方、底壁6の水平に対する傾斜角度が上記上限を超える場合、水槽1の高さが不必要に大きくなることで膜モジュール2のメンテナンス等が煩雑となるおそれがある。
The
<膜モジュール>
膜モジュール2は、上下方向に引き揃えられ、行列状に並んだ複数の四角柱状の束を形成する複数本の中空糸膜14と、中空糸膜14の束の上端を固定する複数の上側保持部材15と、中空糸膜14の束の下端を固定する複数の下側保持部材16と、上側保持部材15及び下側保持部材16間を接続する連結部材17とをそれぞれ有する。複数の膜モジュール2には、各膜モジュール2の中空糸膜14により濾過された濾過液を集める集液管18が接続される。また、複数の膜モジュール2及び集液管18は、フレーム19によって保持される。
<Membrane module>
The
(中空糸膜)
中空糸膜14は、被処理液中の溶媒を透過させる一方、被処理液に含まれる一定粒径以上の不純物の透過を阻止する多孔性の膜を管状に成形したものであり、例えば熱可塑性樹脂を主成分とするものを用いることができる。ここで、「主成分」とは、最も含有量の多い成分を意味する。
(Hollow fiber membrane)
The
上記熱可塑性樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリスチレン、ポリサルホン、ポリビニルアルコール、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、酢酸セルロース、ポリアクリロニトリル、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等が挙げられる。これらの中でも機械的強度、耐薬品性、耐熱性、耐候性、不燃性等に優れ、多孔質性であるPTFEが好ましく、1軸又は2軸延伸したPTFEがより好ましい。なお、中空糸膜14の形成材料には、他のポリマー、潤滑剤などの添加剤等が適宜配合されていてもよい。
Examples of the thermoplastic resin include polyethylene, polypropylene, polyvinylidene fluoride, ethylene-vinyl alcohol copolymer, polyamide, polyimide, polyetherimide, polystyrene, polysulfone, polyvinyl alcohol, polyphenylene ether, polyphenylene sulfide, cellulose acetate, polyacrylonitrile And polytetrafluoroethylene (PTFE). Among these, PTFE which is excellent in mechanical strength, chemical resistance, heat resistance, weather resistance, nonflammability and the like and is porous is preferable, and uniaxially or biaxially stretched PTFE is more preferable. In addition, other polymers, additives such as a lubricant, and the like may be appropriately blended in the forming material of the
中空糸膜14の平均外径に対する短辺方向の平均ピッチの比の下限としては、1が好ましい。一方、中空糸膜14の平均外径に対する短辺方向の平均ピッチの比の上限としては、3/2が好ましく、7/5がより好ましい。中空糸膜14の平均外径に対する短辺方向の平均ピッチの比が上記下限に満たない場合、中空糸膜14が径方向に押し潰された状態で配置されることになるので膜モジュール2の製造が困難となるおそれがある。一方、中空糸膜14の平均外径に対する短辺方向の平均ピッチの比が上記上限を超える場合、短辺方向の中空糸膜14の密度が小さくなることによって十分な濾過効率が得られないおそれがある。
The lower limit of the ratio of the average pitch in the short side direction to the average outer diameter of the
中空糸膜14の平均外径の下限としては、1mmが好ましく、1.5mmがより好ましく、2mmがさらに好ましい。一方、中空糸膜14の平均外径の上限としては、6mmが好ましく、5mmがより好ましく、4mmがさらに好ましい。中空糸膜14の平均外径が上記下限に満たない場合、中空糸膜14の機械的強度が不十分となるおそれがある。一方、中空糸膜14の平均外径が上記上限を超える場合、中空糸膜14の可撓性が不足することにより気泡の接触による中空糸膜14の振動及び搖動が不十分となり、中空糸膜14間の隙間を拡げて気泡を中空糸膜14の束の中心部まで案内することができないおそれや、中空糸膜14の断面積に対する表面積の比が小さくなって濾過効率が低下するおそれがある。
The lower limit of the average outer diameter of the
中空糸膜14の平均内径の下限としては、0.3mmが好ましく、0.5mmがより好ましく、0.9mmがさらに好ましい。一方、中空糸膜14の平均内径の上限としては、4mmが好ましく、3mmがより好ましい。中空糸膜14の平均内径が上記下限に満たない場合、中空糸膜14内の処理済液を排出するときの圧損が大きくなるおそれがある。一方、中空糸膜14の平均内径が上記上限を超える場合、中空糸膜14の厚さが小さくなって機械的強度及び不純物の透過阻止効果が不十分となるおそれがある。
The lower limit of the average inner diameter of the
中空糸膜14の平均外径に対する平均内径の比の下限としては、3/10が好ましく、2/5がより好ましい。一方、中空糸膜14の平均外径に対する平均内径の比の上限としては、4/5が好ましく、3/5がより好ましい。中空糸膜14の平均外径に対する平均内径の比が上記下限に満たない場合、中空糸膜14の厚さが必要以上に大きくなって中空糸膜14の透液性が低下するおそれがある。一方、中空糸膜14の平均外径に対する平均内径の比が上記上限を超える場合、中空糸膜14の厚さが小さくなって機械的強度及び不純物の透過阻止効果が不十分となるおそれがある。
The lower limit of the ratio of the average inner diameter to the average outer diameter of the
(上側保持部材)
上側保持部材15は、下方が開放され、下側から複数本の中空糸膜14の上端部分が挿入されるケーシングを有し、このケーシングの側壁内面と中空糸膜14の外周面との間に、集液管18に連通する内部空間を残すように樹脂組成物が充填されている。より詳しくは、複数本の中空糸膜14の上端部分を予め樹脂組成物によって接着した束がケーシングに挿入され、樹脂組成物の間及び樹脂組成物とケーシングの内壁との間へのさらなる樹脂組成物の充填により、中空糸膜14がケーシングに対して固定されている。
(Upper holding member)
The upper holding
ケーシングの材質としては、例えばPTFE、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ABS樹脂等を主成分とする樹脂組成物が挙げられる。 As a material of a casing, the resin composition which makes PTFE, polyvinyl chloride, polyethylene, an ABS resin etc. the main ingredients is mentioned, for example.
樹脂組成物としては、中空糸膜14及びケーシングに対して高い接着性を有し、ケーシング内で硬化できるものであればよい。特に中空糸膜14の主成分としてPTFEを用いる場合、樹脂組成物の主成分としては、PTFEに対して高い接着性を有し、中空糸膜14の脱落を確実に防止できるエポキシ樹脂及びポリウレタンが好ましい。ケーシングに樹脂組成物を充填することにより、中空糸膜14とケーシングとの間の空間を気密に封止することができ、濾過された処理済液に濾過されていない被処理液が外部から混入することを防止できる。
Any resin composition may be used as long as it has high adhesion to the
(下側保持部材)
下側保持部材16は、上方が開放され、上側から複数本の中空糸膜14の下端部分が挿入されるケーシングを有する。また、下側保持部材16は、ケーシングと複数本の中空糸膜14との間及び複数本の中空糸膜14間に樹脂組成物が充填されている。
(Lower side holding member)
The
下側保持部材16は、上側保持部材15を上下反転した構成とすることができる。下側保持部材16の材質としては、上側保持部材15の材質と同様とされる。また、処理済液を排出する機能を有しない下側保持部材16は、ケーシング内に内部空間を形成せず、中空糸膜14の開口を閉塞するような方法で中空糸膜14の下端を保持してもよい。
The
(連結部材)
連結部材17は、上下に対向する上側保持部材15と下側保持部材16との間を連結して、中空糸膜14に下側保持部材16の荷重が加わらないようにする。また、連結部材17は、対向する上側保持部材15及び下側保持部材16並びにこれらの間に配設される中空糸膜14の束を一体化して取り扱い(運搬、設置、交換等)を容易にする。
(Connection member)
The connecting
この連結部材17としては、例えば金属製の支持棒や、樹脂製のケーシング(外筒)等を用いることができる。
For example, a support rod made of metal, a casing (outer cylinder) made of resin, or the like can be used as the
(集液管)
集液管18は、各上側保持部材15に延びる複数の分岐管20と、各分岐管20からの濾過液をまとめて水槽1外へ排出するための集合管21とを有する。
(Collecting tube)
The
集液管18は、集合管21がフレーム19に保持される。また、集液管18は、分岐管20により上側保持部材15、ひいては中空糸膜14、連結部材17及び下側保持部材16を保持する。
The collecting
集液管18に接続される管路には、被処理液を中空糸膜14の外側から内腔部へと透過させることで得られる濾過液を集液管18を介して水槽1外に排出するための吸引ポンプ(不図示)が接続されている。
In the pipe connected to the
(フレーム)
フレーム19は、上述のように集液管18を保持すると共に、下側保持部材16を水平方向に位置決めすることにより、中空糸膜14の束を互いに平行で鉛直方向に延びるよう保持する。
(flame)
The
このフレーム19は、上端に水槽1の側壁5の上縁に載置される支持部22を有し、複数の膜モジュール2が吊り下げられて水槽1内に保持されるよう構成される。つまり、膜モジュール2は、水槽1の底壁6に当接することなく、水槽1内の被処理液中で支持される。これにより、膜モジュール2は、ヒーター3及び散気管4に干渉しないように保持される。
The
<ヒーター>
ヒーター3は、水槽1のヒーター用開口7を封止すると共に、ヒーター3をヒーター用開口7に固定することができる封止部23と、この封止部23から水槽1の内部に延び、発熱して水槽1に貯留される洗浄液を加温する発熱部24とを有する構成とすることができる。このように、ヒーター3が水槽1のヒーター用開口7に着脱可能な封止部23と水槽1の中に配置される発熱部24とを有することによって、膜モジュール2を水槽1の中に配置したままヒーター3を水槽1から取り外すことができるので、ヒーター3のメンテナンスを容易に行うことができる。
<Heater>
The
ヒーター3は、図2に示すように、膜モジュール2の中空糸膜14の束の列の直下にそれぞれ配置されることが好ましい。つまり、当該濾過装置は、中空糸膜14の束の列数と同じ数のヒーター3を備えることが好ましい。このように、中空糸膜14の束の列の直下にそれぞれヒーターを配置することによって、加温した洗浄液の対流によって中空糸膜14を効率よく加温した洗浄液に接触させることができる。
As shown in FIG. 2, the
(封止部)
封止部23は、水槽1のヒーター用開口7を封止すると共に、ヒーター3をヒーター用開口7に固定するよう構成される。本実施形態の封止部23は、ヒーター用フランジ10に取り付けられるヒーター固定フランジ25を有する。
(Sealing part)
The sealing
ヒーター固定フランジ25は、ヒーター用フランジ10にボルト及びナットによって取り付けられる。また、ヒーター固定フランジ25とヒーター用フランジ10との間には、隙間を封止するためのパッキンを挟み込んでもよい。
The
(発熱部)
発熱部24は、水槽1の中に直線的且つ水平に延びる棒状に形成されることが好ましい。また、発熱部24は、表面に被処理液中の固形分が固着し難いよう円形断面を有することが好ましい。
(Heating part)
The
発熱部24の長さとしては、水槽1の中に貯留した洗浄液を均等に加温するために、水槽1の発熱部24の延在方向の幅よりも僅かに小さい程度とすることが好ましい。
The length of the
このような発熱部24は、例えば保護管(シース)の中に発熱抵抗体を配置した電気ヒーターとすることができる。発熱部24が保護管を有することで、固着した固形分を除去するメンテナンスがさらに容易となる。
Such a
以上のような封止部23及び発熱部24を有するヒーター3としては、市販のフランジヒーターを使用することができる。
A commercially available flange heater can be used as the
<散気管>
散気管4は、空気を吐出して気泡を発生させる複数の散気孔を有し、散気管用開口8を貫通して膜モジュール2の中空糸膜14の束の列方向に水平に延びるパイプ26と、このパイプ26に取り付けられ、散気管用フランジ12に取り付けられて散気管用開口8を封止する散気管固定フランジ27とを有する構成とすることができる。このように、散気管4が水槽1の散気管用開口8に、膜モジュール2を水槽1の中に配置したまま散気管4を水槽1から取り外すことができるので、散気管4のメンテナンスを容易に行うことができる。
<Diffusion tube>
The
散気管4の材質としては、ヒーター3の熱源に対する耐熱性に優れ、洗浄液中によって劣化しにくい耐薬品性を有することから、例えばステンレス鋼、ポリプロピレン、耐熱塩化ビニル等が好ましい。
As a material of the
散気管4は、当該濾過装置の濾過運転時には、膜モジュール2の中空糸膜14に下方から気泡を供給し、気泡で中空糸膜を揺動させて中空糸膜14に被処理液中の不純物が付着して閉塞することを抑制することができる。
During the filtration operation of the filtration device, the
また、散気管4は、当該濾過装置の洗浄時には、膜モジュール2の中空糸膜14に下方から気泡を供給して、気泡で中空糸膜を揺動させて中空糸膜14に付着した不純物を除去する効果を促進する。
In addition, during the cleaning of the filtration device, the
この散気管4は、水槽1の高さを小さくするためにヒーター3と水平方向に並んで配設してもよいが、ヒーター3の発熱部24の直下に配設することが好ましい。このように、散気管4をヒーター3の直下に配置することで、ヒーター3で加熱された洗浄液の対流を促進して洗浄効果を高めることができる。また、散気管4をヒーター3の直下に配置することで、発熱部24に気泡を接触させて洗浄液中の不純物が発熱部24に固着することを抑制し、ヒーター3による洗浄液の加温効率の低下を抑制する効果も得られる。
The
<中空糸膜の洗浄方法>
当該濾過装置において、中空糸膜14の洗浄は、本発明の一実施形態に係る中空糸膜の洗浄方法によって行うことができる。当該中空糸膜の洗浄方法は、水槽1から被処理液を排出する工程(被処理液排出工程)と、水槽1に洗浄液を供給する工程(洗浄液供給工程)と、ヒーター3により洗浄液を加温する工程(洗浄液加温工程)と、水槽1から洗浄液を排出する工程(洗浄液排出工程)と、膜モジュール2に残留した洗浄液を排出する工程(リンス工程)とを備える方法によって行うことができる。
<Method for cleaning hollow fiber membrane>
In the said filtration apparatus, washing | cleaning of the
(被処理液排出工程)
被処理液排出工程では、排出ノズル9から水槽1内に貯留されている被処理液を排出する。このとき、底壁6が傾斜していることによって、水槽1の下部の被処理液の固形分が濃縮されてスラリー状となっていても、被処理液をスムーズに排出することができる。
(Process liquid discharge process)
In the liquid discharge step, the liquid stored in the
(洗浄液供給工程)
洗浄液供給工程では、水槽1に洗浄液を供給して膜モジュール2の少なくとも中空糸膜14を洗浄液中に浸漬する。
(Cleaning solution supply process)
In the cleaning liquid supply process, the cleaning liquid is supplied to the
洗浄液は、水槽1に直接供給してもよいが、加圧ポンプを用いて集液管18ひいては中空糸膜14を通して供給してもよい。つまり、中空糸膜14を逆圧洗浄することによって水槽1に洗浄液を供給してもよい。
The washing solution may be supplied directly to the
上記洗浄液としては、中空糸膜14の種類や、中空糸膜14に付着する被処理液の不純物の種類等に応じて選択することができ、例えば酸、アルカリ、酸化剤、還元剤、キレート剤、界面活性剤等を挙げることができる。酸としては、塩酸、硫酸、硝酸、クエン酸、シュウ酸等が好ましい。アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が好ましい。酸化剤としては、次亜塩素酸ナトリウム、二酸化塩素、過酸化水素、クロラミン等が好ましい。還元剤としては、重亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム等が好ましい。
The cleaning solution can be selected according to the type of
(洗浄液加温工程)
洗浄液加温工程では、ヒーター3によって洗浄液を加温し、洗浄液による中空糸膜14の外表面及び膜内部に付着した不純物の溶解又は剥離を促進する。
(Washing solution heating process)
In the cleaning liquid heating step, the cleaning liquid is heated by the
この洗浄液加温工程において、散気管4から水槽1内に気泡を供給してもよい。散気管4からヒーター3の周囲に気泡を供給することによって、加温した洗浄液の対流を加速して中空糸膜14の洗浄を促進することができる。また、散気管4から放出される気泡は、中空糸膜14を揺動させて、付着物の剥離を促進して、中空糸膜14の濾過能力の回復を助ける。さらに、散気管4から放出される気泡がヒーター3の表面に接触することにより、ヒーター3の表面に不純物が固着して洗浄液に対する熱伝達率が低下することを抑制する。ただし、例えば、洗浄液に次亜塩素酸ナトリウムを用いた場合には散気管4から気泡を供給することで洗浄液中の有効塩素が気化して、洗浄効果が悪くなる可能性があるので、常時でなく間欠的に気泡を供給することが好ましい。また洗浄液中の成分に界面活性剤が含有している場合には散気管4から気泡を供給することで界面活性剤由来の泡が多量発生して、水槽1上部から溢れる可能性があるので、常時でなく間欠的に気泡を供給することが好ましい。
In the cleaning solution heating step, air bubbles may be supplied from the
洗浄液の加熱温度(保持温度)は、膜モジュール2の各構成要素の耐熱温度等を考慮して設定される、例えば20℃以上50℃以下とすることができる。洗浄液を一定温度に保持する方法としては、水槽1内に温度検出器(不図示)を設置して、温度検出器の検出温度と設定温度の差からヒーター3をON/OFF制御したり、PID制御することが好ましい。
The heating temperature (holding temperature) of the cleaning liquid can be set to, for example, 20 ° C. or more and 50 ° C. or less, which is set in consideration of the heat resistance temperature of each component of the
洗浄液の加温時間(温度保持時間)としては、中空糸膜14の濾過能力を十分に回復できるように選択すればよく、例えば1時間以上24時間以下とすることができる。
The heating time (temperature holding time) of the washing solution may be selected so as to sufficiently recover the filtration capacity of the
(洗浄液排出工程)
洗浄液排出工程では、洗浄液加温工程終了後に排出ノズル9から水槽1内に貯留されている使用済み洗浄液を排出する。このとき、底壁6が傾斜していることによって、水槽1の下部の使用済み洗浄液中の固形分が沈殿していても、使用済み洗浄液をスムーズに排出することができる。
(Cleaning solution discharge process)
In the cleaning solution discharging process, the used cleaning solution stored in the
(リンス工程)
リンス工程では、加圧ポンプを用いて膜モジュール2を清澄液で逆圧洗浄し、中空糸膜14の外表面及び内部に残存している洗浄液を洗い落とし、排出ノズル9から排出する。
(Rinse process)
In the rinse step, the
このリンス工程において、逆圧洗浄に使用する清澄液としては膜を目詰まりさせる不純物が含有していなければよく、例えば水道水、工業用水、濾過運転時の濾過液等を用いることができる。 In this rinse step, it is preferable that the clear liquid used for reverse pressure washing does not contain any impurities that clog the membrane, and for example, tap water, industrial water, filtrate during filtration operation, etc. can be used.
<利点>
当該濾過装置は、水槽内の膜モジュール2の下方に配置されるヒーター3を備えることによって、水槽1中に貯留される洗浄液を加温することができる。これにより、低温環境下でも複数本の中空糸膜14を加温した洗浄液に浸漬して効率よく洗浄して濾過能力を回復することができる。つまり、当該中空糸膜の洗浄方法は、中空糸膜14を効率よく洗浄することができる。
<Advantage>
The said filtration apparatus can heat the washing | cleaning liquid stored in the
[その他の実施形態]
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、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。
Other Embodiments
It should be understood that the embodiments disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is not limited to the configurations of the above embodiments, but is indicated by the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims. Ru.
当該濾過装置において、ヒーターの封止部は、上記実施形態のようなフランジの他、例えばフェルール、ねじ、カムロック等、管路の接続やタンク等の開口の封止に用いられる他の公知の接続構造を有するものであってもよい。 In the filtration device, the sealing portion of the heater is, in addition to the flange as in the above embodiment, other known connections used for connection of pipelines and sealing of openings such as tanks, such as ferrules, screws, cam locks, etc. It may have a structure.
当該濾過装置において、水槽の開口には、ヒーターの封止部の構造に応じて、封止部と気密に接続可能な構成を設ければよい。例として、上記実施形態と同様にヒーターの封止部がフランジである場合、水槽の開口には、ノズルを有しないパッドフランジ、植え込みボルト付フランジ等を設けてもよい。 In the filtration device, the opening of the water tank may be provided with a configuration that can be airtightly connected to the sealing portion in accordance with the structure of the sealing portion of the heater. As an example, when the sealing portion of the heater is a flange as in the above embodiment, the opening of the water tank may be provided with a pad flange without a nozzle, a flange with a stud and the like.
当該濾過装置において、膜モジュールは、フレームによらず例えば集水管又は集水管から延びる配管によって水槽中に吊り下げられるよう構成されてもよい。また、当該濾過装置は、水槽が膜モジュールを吊り下げ状態に保持する構成を有してもよい。 In the filtration device, the membrane module may be configured to be suspended in the water tank regardless of the frame, for example by a water collection pipe or a pipe extending from the water collection pipe. In addition, the filtration device may have a configuration in which the water tank holds the membrane module in a suspended state.
当該濾過装置において、ヒーターは、水槽の側壁を貫通せず、例えばフレーム等に取り付けることにより、水槽内の膜モジュールの下方に配置されてもよい。 In the filtration device, the heater does not penetrate the side wall of the water tank, and may be disposed below the membrane module in the water tank, for example, by being attached to a frame or the like.
当該濾過装置において、一対又は複数対のヒーターが突合わせ状態となるよう、水槽の対向する側壁にそれぞれ取り付けられてもよい。 In the filtration device, one or more pairs of heaters may be respectively attached to opposite side walls of the water tank so as to be in a butt state.
当該濾過装置において、散気管は必須の構成ではなく、水槽の側壁を貫通せず、例えばフレーム等に取り付けることにより、水槽内の膜モジュールの下方に配置されるものであってもよい。 In the filtration device, the air diffusion pipe is not an essential component, and may not be penetrated through the side wall of the water tank, and may be disposed below the membrane module in the water tank by being attached to, for example, a frame.
当該中空糸膜の洗浄方法において、予め加温した洗浄液を供給してもよい。特に洗浄液により中空糸膜を逆圧洗浄する場合、加温した洗浄液を供給することによって洗浄効果を向上することができる。 In the method of cleaning a hollow fiber membrane, a cleaning solution which has been heated in advance may be supplied. In particular, when the hollow fiber membrane is subjected to reverse pressure cleaning with a cleaning solution, the cleaning effect can be improved by supplying a heated cleaning solution.
当該濾過装置は、種々の液体を濾過する濾過装置として広く利用することができる。 The filtration device can be widely used as a filtration device for filtering various liquids.
1 水槽
2 膜モジュール
3 ヒーター
4 散気管
5 側壁
6 底壁
7 ヒーター用開口
8 散気管用開口
9 排出ノズル
10 ヒーター用フランジ
11 ヒーター用ノズル
12 散気管用フランジ
13 散気管用ノズル
14 中空糸膜
15 上側保持部材
16 下側保持部材
17 連結部材
18 集液管
19 フレーム
20 分岐管
21 集合管
22 支持部
23 封止部
24 発熱部
25 ヒーター固定フランジ
26 パイプ
27 散気管固定フランジ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
上下に引き揃えられる複数本の中空糸膜を有し、上記水槽内に配置される膜モジュールと、
上記水槽内の上記膜モジュールの下方に配置されるヒーターと
を備える濾過装置。 A water tank for storing the liquid to be treated;
A membrane module having a plurality of hollow fiber membranes which are vertically aligned, and disposed in the water tank;
And a heater disposed below the membrane module in the water tank.
上下に引き揃えられる複数本の中空糸膜を有し、上記水槽内に配置される膜モジュールと、
上記水槽内の上記膜モジュールの下方に配置されるヒーターと、
上記水槽内の上記膜モジュールの下方に配置される散気管と
を備える濾過装置の上記膜モジュールの中空糸膜を洗浄液で洗浄する方法であって、
洗浄液を上記水槽内に供給する洗浄液供給工程と、
上記散気管から気泡を発生させて上記洗浄液を対流しつつ、上記洗浄液を上記ヒーターで加温して上記洗浄液を一定の温度に保持する洗浄液加温工程と
を備える中空糸膜の洗浄方法。 A water tank for storing the liquid to be treated;
A membrane module having a plurality of hollow fiber membranes which are vertically aligned, and disposed in the water tank;
A heater disposed below the membrane module in the water tank;
A method of washing a hollow fiber membrane of the membrane module of a filtration apparatus comprising a diffuser provided below the membrane module in the water tank with a cleaning liquid,
A cleaning solution supply step of supplying a cleaning solution into the water tank;
And a cleaning solution heating step of heating the cleaning solution with the heater and maintaining the cleaning solution at a constant temperature while generating air bubbles from the aeration tube and convecting the cleaning solution, and cleaning the hollow fiber membrane.
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