JP2020018986A - Method for cleaning membrane filtration device and water treatment method - Google Patents

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高志 西田
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Abstract

To provide a method for cleaning a membrane filtration device which can sufficiently remove iron or manganese from a filtration membrane when cleaning the membrane filtration device for subjecting treated water containing at least one type of iron and manganese and ions or colloids thereof to membrane treatment using a precise filtration membrane or ultrafiltration membrane.SOLUTION: A method for cleaning a membrane filtration device for filtrating treated water containing at least one type of iron and manganese and ions or colloids thereof with a filtration membrane to obtain treatment water includes: a first acid cleaning step of supplying a sulfuric acid to the filtration membrane; and a second acid cleaning step of supplying a mixed acid of a hydrochloric acid and an organic acid to the filtration membrane, in which the filtration membrane is a precise filtration membrane or ultrafiltration membrane.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、膜ろ過装置の洗浄方法および水処理方法に関する。   The present invention relates to a method for cleaning a membrane filtration device and a method for treating water.

東南アジア(ベトナム、タイ、ミャンマーなど)における工業用水の水源には、工場排水、緑藻類、塩分、金属イオンもしくはコロイド、および無機物などが含まれており、その中でも特に鉄またはマンガンなどが多く含まれている。工業用水の水源から工業用水を得る場合、逆浸透膜を用いる水処理の前処理として精密ろ過膜または限外ろ過膜(UF膜)を用いてろ過を行うが、鉄またはマンガンを含む被処理水をろ過するとろ過膜が閉塞しやすい問題がある。この問題に対し、鉄またはマンガンを含む被処理水をろ過したろ過膜を効率的に洗浄して、ろ過性能を回復させる方法が知られている(特許文献1および2参照)。   Industrial water sources in Southeast Asia (Vietnam, Thailand, Myanmar, etc.) include industrial effluents, green algae, salinity, metal ions or colloids, and inorganic substances, especially iron or manganese. I have. When industrial water is obtained from an industrial water source, filtration is performed using a microfiltration membrane or an ultrafiltration membrane (UF membrane) as a pretreatment for water treatment using a reverse osmosis membrane. When filtration is performed, there is a problem that the filtration membrane is easily clogged. In order to solve this problem, there is known a method in which a filtration membrane that has filtered water to be treated containing iron or manganese is efficiently washed to recover filtration performance (see Patent Documents 1 and 2).

特許文献1には、塩酸と有機酸を含有する液体を多孔質膜モジュール内で循環させる、膜モジュールの洗浄方法が記載されている。   Patent Literature 1 describes a method for cleaning a membrane module in which a liquid containing hydrochloric acid and an organic acid is circulated in a porous membrane module.

特許文献2には、マンガンにより閉塞した中空糸膜の薬液洗浄方法の検討として、二酸化マンガン粉末の溶解性を評価したところ、シュウ酸をベースに塩酸を混ぜた薬液の溶解量が大きかったことが記載されている。さらに特許文献2には、マンガンにより閉塞した膜の透水性能による薬液洗浄方法の評価を行い、混酸(シュウ酸、塩酸)および次亜塩素酸ナトリウムで洗浄する方法での洗浄効果を確認したことが記載されている。   In Patent Document 2, as a study of a method for cleaning a chemical solution of a hollow fiber membrane clogged with manganese, when the solubility of manganese dioxide powder was evaluated, it was found that the dissolved amount of a chemical solution mixed with hydrochloric acid based on oxalic acid was large. Has been described. In addition, Patent Document 2 evaluates a chemical cleaning method based on the water permeability of a membrane closed with manganese, and confirms the cleaning effect of a method of cleaning with a mixed acid (oxalic acid, hydrochloric acid) and sodium hypochlorite. Has been described.

特開平10−118471号公報JP-A-10-118471

衛生工学シンポジウム論文集. 5, 1997, 252−255Proceedings of the Sanitary Engineering Symposium. 5, 1997, 252-255

しかしながら、鉄、マンガンおよびこれらのイオンもしくはコロイドのうち少なくとも1種類を含む被処理水を用いて特許文献1および特許文献2の洗浄方法を検討したところ、依然として、ろ過膜から鉄またはマンガンを十分には除去できていなかった。   However, when the cleaning methods of Patent Literature 1 and Patent Literature 2 were examined using water to be treated containing at least one of iron, manganese and their ions or colloids, iron or manganese was still sufficiently removed from the filtration membrane. Could not be removed.

本発明が解決しようとする課題は、鉄、マンガンおよびこれらのイオンもしくはコロイドのうち少なくとも1種類を含む被処理水を精密ろ過膜または限外ろ過膜を用いて膜処理するための膜ろ過装置を洗浄する場合に、ろ過膜から鉄またはマンガンを十分に除去できる膜ろ過装置の洗浄方法を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a membrane filtration device for subjecting treated water containing at least one of iron, manganese and their ions or colloids to membrane treatment using a microfiltration membrane or an ultrafiltration membrane. An object of the present invention is to provide a method for cleaning a membrane filtration device capable of sufficiently removing iron or manganese from a filtration membrane when cleaning.

本発明では、ろ過膜に対して硫酸を供給する第1の酸洗浄工程と、ろ過膜に対して塩酸および有機酸の混酸を供給する第2の酸洗浄工程を行うことによって、ろ過膜から鉄またはマンガンを十分に除去できることを見出し、上記課題を解決した。   In the present invention, by performing a first acid washing step of supplying sulfuric acid to the filtration membrane and a second acid washing step of supplying a mixed acid of hydrochloric acid and an organic acid to the filtration membrane, iron is removed from the filtration membrane. Alternatively, they have found that manganese can be sufficiently removed, and have solved the above problem.

上記課題を解決するための具体的な手段である本発明の構成と、本発明の好ましい構成を以下に記載する。
[1] 鉄、マンガンおよびこれらのイオンもしくはコロイドのうち少なくとも1種類を含む被処理水をろ過膜によりろ過して処理水を得るための膜ろ過装置の洗浄方法であって;
ろ過膜に対して硫酸を供給する第1の酸洗浄工程と、
ろ過膜に対して塩酸および有機酸の混酸を供給する第2の酸洗浄工程を含み、
ろ過膜が精密ろ過膜または限外ろ過膜である、膜ろ過装置の洗浄方法。
[2] 第2の酸洗浄工程の後のろ過膜に、鉄、マンガンおよびこれらのイオンもしくはコロイドを残留物として含まない、[1]に記載の膜ろ過装置の洗浄方法。
[3] 有機酸がシュウ酸またはクエン酸である[1]または[2]に記載の膜ろ過装置の洗浄方法。
[4] 第1の酸洗浄工程が膜ろ過装置の内部に硫酸を循環させる工程であり、
第2の酸洗浄工程が膜ろ過装置の内部に混酸を循環させる工程である[1]〜[3]のいずれか一つに記載の膜ろ過装置の洗浄方法。
[5] 第1の酸洗浄工程の後および第2の酸洗浄工程の後に、それぞれ排出水を膜ろ過装置から排出する工程と、中和工程を含む[1]〜[4]のいずれか一つに記載の膜ろ過装置の洗浄方法。
[6] 第2の酸洗浄工程の後に、少なくとも次亜塩素酸またはその塩、水酸化ナトリウム、過酸化水素水のうち少なくとも1種類を含む洗浄剤による洗浄工程を含む[1]〜[5]のいずれか一つに記載の膜ろ過装置の洗浄方法。
[7] ろ過膜が、中空糸膜である[1]〜[6]のいずれか一つに記載の膜ろ過装置の洗浄方法。
[8] 被処理水が、凝集剤を添加された被処理水である[1]〜[7]のいずれか一つに記載の膜ろ過装置の洗浄方法。
[9] 被処理水が、鉄またはそのイオンもしくはコロイド、マンガンまたはそのイオンもしくはコロイド、カルシウムまたはそのイオンもしくはコロイド、および、アルミニウムまたはそのイオンもしくはコロイドを含む[1]〜[8]のいずれか一つに記載の膜ろ過装置の洗浄方法。
[10] 鉄、マンガンおよびこれらのイオンもしくはコロイドのうち少なくとも1種類を含む被処理水を、膜ろ過装置が備えるろ過膜によりろ過して処理水を得る膜処理工程と、
[1]〜[9]のいずれか一つに記載の膜ろ過装置の洗浄方法とを含む、水処理方法。
[11] 膜ろ過装置の洗浄方法を1年間当たり6回以下の頻度で行う[10]に記載の水処理方法。
[12] 被処理水に凝集剤を添加してフロックを形成する工程を含み、かつ、
膜処理工程より前にフロックを固液分離する工程を含まない[10]または[11]に記載の水処理方法。
[13] 膜処理工程の後に、処理水を逆浸透膜に透過させて透過水を得る工程を含む[10]〜[12]のいずれか一つに記載の水処理方法。
The configuration of the present invention, which is a specific means for solving the above problems, and a preferred configuration of the present invention will be described below.
[1] A method for washing a membrane filtration device for filtering treated water containing at least one of iron, manganese and ions or colloids thereof through a filtration membrane to obtain treated water;
A first acid washing step of supplying sulfuric acid to the filtration membrane;
A second acid washing step of supplying a mixed acid of hydrochloric acid and an organic acid to the filtration membrane,
A method for cleaning a membrane filtration device, wherein the filtration membrane is a microfiltration membrane or an ultrafiltration membrane.
[2] The method for cleaning a membrane filtration device according to [1], wherein the filtration membrane after the second acid cleaning step does not contain iron, manganese, or ions or colloids thereof as a residue.
[3] The method for washing a membrane filtration device according to [1] or [2], wherein the organic acid is oxalic acid or citric acid.
[4] The first acid washing step is a step of circulating sulfuric acid inside the membrane filtration device,
The method for cleaning a membrane filtration device according to any one of [1] to [3], wherein the second acid cleaning step is a step of circulating a mixed acid inside the membrane filtration device.
[5] Any one of [1] to [4] including, after the first acid washing step and after the second acid washing step, a step of discharging discharged water from the membrane filtration device and a neutralizing step, respectively. The method for cleaning a membrane filtration device according to any one of the first to third aspects.
[6] After the second acid washing step, a washing step with a detergent containing at least one of hypochlorous acid or a salt thereof, sodium hydroxide, and hydrogen peroxide solution is included [1] to [5]. The method for cleaning a membrane filtration device according to any one of the above.
[7] The method for cleaning a membrane filtration device according to any one of [1] to [6], wherein the filtration membrane is a hollow fiber membrane.
[8] The method for cleaning a membrane filtration device according to any one of [1] to [7], wherein the water to be treated is water to be treated with a coagulant added.
[9] Any one of [1] to [8], wherein the water to be treated contains iron or its ions or colloids, manganese or its ions or colloids, calcium or its ions or colloids, and aluminum or its ions or colloids. The method for cleaning a membrane filtration device according to any one of the first to third aspects.
[10] A membrane treatment step of filtering treated water containing at least one of iron, manganese and their ions or colloids with a filtration membrane provided in a membrane filtration device to obtain treated water,
A water treatment method, comprising: the method for cleaning a membrane filtration device according to any one of [1] to [9].
[11] The water treatment method according to [10], wherein the method of cleaning the membrane filtration device is performed at a frequency of 6 times or less per year.
[12] including a step of adding flocculants to the water to be treated to form flocs, and
The water treatment method according to [10] or [11], which does not include a step of solid-liquid separation of flocs before the membrane treatment step.
[13] The water treatment method according to any one of [10] to [12], including a step of permeating the treated water through a reverse osmosis membrane to obtain a permeated water after the membrane treatment step.

本発明によれば、鉄、マンガンおよびこれらのイオンもしくはコロイドのうち少なくとも1種類を含む被処理水を精密ろ過膜または限外ろ過膜を用いて膜処理するための膜ろ過装置を洗浄する場合に、ろ過膜から鉄またはマンガンを十分に除去できる膜ろ過装置の洗浄方法を提供できる。   According to the present invention, when cleaning the membrane filtration device for treating the water to be treated containing at least one of iron, manganese and their ions or colloids using a microfiltration membrane or an ultrafiltration membrane, In addition, it is possible to provide a method for cleaning a membrane filtration device capable of sufficiently removing iron or manganese from a filtration membrane.

図1は、第1の酸洗浄工程および第2の酸洗浄工程を行う場合の水処理装置の一例の概略図である。FIG. 1 is a schematic view of an example of a water treatment apparatus when performing a first acid cleaning step and a second acid cleaning step. 図2は、排出水を膜ろ過装置から排出する工程を行う場合の水処理装置の一例の概略図である。FIG. 2 is a schematic view of an example of a water treatment device when performing a step of discharging discharged water from a membrane filtration device. 図3は、本発明の水処理方法で用いられる水処理装置の一例の概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram of an example of a water treatment device used in the water treatment method of the present invention. 図4は、実施例1の膜ろ過装置の洗浄方法のフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart of a method for cleaning the membrane filtration device according to the first embodiment. 図5は、比較例1〜6の膜ろ過装置の洗浄方法のフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart of a method for cleaning the membrane filtration devices of Comparative Examples 1 to 6.

以下において、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は「〜」前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail. The description of the components described below may be made based on representative embodiments or specific examples, but the present invention is not limited to such embodiments. In addition, in this specification, the numerical range represented by using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit and an upper limit.

[膜ろ過装置の洗浄方法]
本発明の膜ろ過装置の洗浄方法は、鉄、マンガンおよびこれらのイオンもしくはコロイドのうち少なくとも1種類を含む被処理水をろ過膜によりろ過して処理水を得るための膜ろ過装置の洗浄方法であって;ろ過膜に対して硫酸を供給する第1の酸洗浄工程と、ろ過膜に対して塩酸および有機酸の混酸を供給する第2の酸洗浄工程を含み、ろ過膜が精密ろ過膜または限外ろ過膜である。
本発明によれば、鉄、マンガンおよびこれらのイオンもしくはコロイドのうち少なくとも1種類を含む被処理水を精密ろ過膜または限外ろ過膜を用いて膜処理するための膜ろ過装置を洗浄する場合に、ろ過膜から鉄またはマンガンを十分に除去できる。
塩酸および有機酸の混酸を用いる第2の酸洗浄工程の洗浄前処理として硫酸を用いる第1の酸洗浄工程を行うことによって、ろ過膜の表面に付着した鉄またはマンガンを効果的に洗浄できると推定される。さらに、その後の塩酸および有機酸の混酸を用いる洗浄によりろ過膜の内部に浸透している鉄またはマンガンを効果的に洗浄でき、相乗効果を奏すると推定される。
以下、本発明の膜ろ過装置の洗浄方法の好ましい態様について説明する。
[Washing method for membrane filtration device]
The method for cleaning a membrane filtration device of the present invention is a method for cleaning a membrane filtration device for obtaining treated water by filtering water to be treated containing at least one of iron, manganese and ions or colloids thereof through a filtration membrane. A first acid washing step of supplying sulfuric acid to the filtration membrane, and a second acid washing step of supplying a mixed acid of hydrochloric acid and an organic acid to the filtration membrane, wherein the filtration membrane is a microfiltration membrane or It is an ultrafiltration membrane.
According to the present invention, when cleaning the membrane filtration device for treating the water to be treated containing at least one of iron, manganese and their ions or colloids using a microfiltration membrane or an ultrafiltration membrane, In addition, iron or manganese can be sufficiently removed from the filtration membrane.
By performing the first acid cleaning step using sulfuric acid as a pre-cleaning treatment in the second acid cleaning step using a mixed acid of hydrochloric acid and an organic acid, iron or manganese adhering to the surface of the filtration membrane can be effectively cleaned. Presumed. Furthermore, it is presumed that iron or manganese permeating the inside of the filtration membrane can be effectively washed by the subsequent washing using a mixed acid of hydrochloric acid and an organic acid, and a synergistic effect is exhibited.
Hereinafter, preferred embodiments of the method for cleaning a membrane filtration device of the present invention will be described.

<膜ろ過装置の洗浄方法の全体的な構成>
本発明の膜ろ過装置の洗浄方法の全体的な構成について、図面を用いて説明する。図1は、第1の酸洗浄工程および第2の酸洗浄工程を行う場合の水処理装置の一例の概略図である。
図1に示した水処理装置51は、被処理水をろ過膜22によりろ過して処理水を得るための膜ろ過装置22aを備える。
第1の酸洗浄工程および第2の酸洗浄工程を行う場合、膜ろ過装置22aおよび薬品洗浄槽25の間の流路を開き、この流路に薬品洗浄槽25の酸を循環用ポンプ41により循環させ、ろ過膜22を洗浄することが好ましい。
水処理装置51は、被処理水を貯留できる被処理水槽21と、ろ過膜の下流に設置される逆浸透膜23と、排出水を貯留できる排出水槽24を備える。ただし、第1の酸洗浄工程および第2の酸洗浄工程を行う場合はこれらの部材と膜ろ過装置22aの間の流路は閉じられることが好ましい。
図1に示した水処理装置51では、これらの第1の酸洗浄工程および第2の酸洗浄工程を行う場合の流路の状態となるように、バルブ42a、42b、42cを制御して開閉する。
<Overall configuration of cleaning method for membrane filtration device>
The overall configuration of the method for cleaning a membrane filtration device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of an example of a water treatment apparatus when performing a first acid cleaning step and a second acid cleaning step.
The water treatment device 51 shown in FIG. 1 includes a membrane filtration device 22a for filtering treated water through a filtration membrane 22 to obtain treated water.
When performing the first acid cleaning step and the second acid cleaning step, a flow path between the membrane filtration device 22a and the chemical cleaning tank 25 is opened, and the acid in the chemical cleaning tank 25 is supplied to the flow path by the circulation pump 41. It is preferable to circulate and wash the filtration membrane 22.
The water treatment apparatus 51 includes a water tank 21 that can store water to be treated, a reverse osmosis membrane 23 installed downstream of the filtration membrane, and a water tank 24 that can store discharged water. However, when performing the first acid washing step and the second acid washing step, the flow path between these members and the membrane filtration device 22a is preferably closed.
In the water treatment apparatus 51 shown in FIG. 1, the valves 42a, 42b, and 42c are controlled to open and close so as to be in a state of a flow path when performing the first acid cleaning step and the second acid cleaning step. I do.

図2は、排出水を膜ろ過装置から排出する工程を行う場合の水処理装置の一例の概略図である。
排出水を膜ろ過装置から排出する工程を行う場合、膜ろ過装置22aおよび排出水槽24の間の流路を開き、この流路に排出水15を排出することが好ましい。排出水を膜ろ過装置から排出する工程を行う場合は、被処理水槽21と膜ろ過装置22aの間の流路、逆浸透膜23と膜ろ過装置22aの間の流路、および、膜ろ過装置22aから薬品洗浄槽25へ向かう流路は閉じられることが好ましい。
図2に示した水処理装置51では、これらの排出水を膜ろ過装置から排出する工程を行う場合の流路の状態となるように、バルブ42a、42b、42cを制御して開閉する。
排出水を膜ろ過装置から排出する工程の後に、さらに中和工程を行う態様を図2に破線で示した。中和工程で得られる中和洗浄廃液16は、膜ろ過装置22aに循環させることなく、系外に排出することが好ましい。例えば、排出水槽24に設けられた中和剤添加手段33から中和剤を添加して酸を中和する中和工程を行ってから、水処理装置51の系外に中和洗浄廃液16として排出することが好ましい。
また、第1の酸洗浄工程および第2の酸洗浄工程の後、薬品洗浄槽25に、循環させていた酸(洗浄廃液)の一部を貯留したものを排出水(図2には不図示)として系外に排出してもよい。この場合、薬品洗浄槽25から膜ろ過装置22aへの流路を閉じた状態とし(図2には不図示)、薬品洗浄槽25に設けられた中和剤添加手段33からアルカリなどの中和剤を添加して酸を中和する中和工程を行ってから、排出水(図2には不図示)を水処理装置51の系外に中和洗浄廃液16として排出することが好ましい。
FIG. 2 is a schematic view of an example of a water treatment device when performing a step of discharging discharged water from a membrane filtration device.
When performing the step of discharging the discharged water from the membrane filtration device, it is preferable to open a flow path between the membrane filtration device 22a and the discharge water tank 24, and discharge the discharged water 15 to this flow path. When performing the step of discharging the discharged water from the membrane filtration device, a flow path between the water tank 21 to be treated and the membrane filtration device 22a, a flow channel between the reverse osmosis membrane 23 and the membrane filtration device 22a, and a membrane filtration device The flow path from 22a to the chemical cleaning tank 25 is preferably closed.
In the water treatment apparatus 51 shown in FIG. 2, the valves 42a, 42b, and 42c are controlled to open and close so as to be in a state of a flow path when performing a step of discharging the discharged water from the membrane filtration device.
A mode in which the neutralization step is further performed after the step of discharging the discharged water from the membrane filtration device is shown by a broken line in FIG. It is preferable that the neutralized washing waste liquid 16 obtained in the neutralization step be discharged out of the system without being circulated to the membrane filtration device 22a. For example, after performing a neutralization step of adding a neutralizing agent from the neutralizing agent adding means 33 provided in the discharge water tank 24 to neutralize the acid, the neutralized washing waste liquid 16 is provided outside the water treatment apparatus 51. It is preferable to discharge.
After the first acid cleaning step and the second acid cleaning step, a part of the circulated acid (cleaning waste liquid) stored in the chemical cleaning tank 25 is drained (not shown in FIG. 2). ) May be discharged outside the system. In this case, the flow path from the chemical cleaning tank 25 to the membrane filtration device 22a is closed (not shown in FIG. 2), and the neutralizing agent adding means 33 provided in the chemical cleaning tank 25 neutralizes alkali or the like. After performing a neutralization step of adding an agent to neutralize the acid, it is preferable to discharge discharged water (not shown in FIG. 2) as a neutralized washing waste liquid 16 outside the water treatment apparatus 51.

<被処理水>
本発明に用いられる被処理水は、鉄、マンガンおよびこれらのイオンもしくはコロイドのうち少なくとも1種類を含む。
その他は特に制限はなく、例えば地下水、井水、河川水、湖沼水、下水や工場の排水等の様々な種類の原水を、被処理水として用いることができる。特に、東南アジア(ベトナム、タイ、ミャンマーなど)における工業用水の水源からの水を挙げることができる。
原水に対して、必要に応じて適当な前処理をした水を被処理水として用いることが好ましい。前処理としては、生物処理、凝集剤の添加処理、固液分離処理、その他の一般的な中和処理や混和処理を挙げることができる。特に被処理水が、凝集剤を添加された被処理水であることが好ましく、鉄、アルミニウムまたはこれらのイオンもしくはコロイドを含む凝集剤を添加された被処理水であることがより好ましい。凝集剤を添加された被処理水であることは、例えばSS濃度が5mg/L以上であることから確認することができる。
本発明では、被処理水が、鉄またはそのイオンもしくはコロイド、マンガンまたはそのイオンもしくはコロイド、カルシウムまたはそのイオンもしくはコロイド、および、アルミニウムまたはそのイオンもしくはコロイドを含むことが好ましい。さらに被処理水はケイ素またはそのイオンもしくはコロイドを含んでいてもよく、緑藻類を含んでいてもよい。
被処理水が、マンガンまたはそのイオンもしくはコロイドを0.01mg/L以上含むことが好ましく、0.01〜0.1mg/L含むことがより好ましい。
被処理水が、鉄またはそのイオンもしくはコロイドを0.01mg/L以上含むことが好ましく、0.01〜0.1mg/L含むことがより好ましい。
被処理水が、カルシウムまたはそのイオンもしくはコロイドを50mg/L以上含むことが好ましく、50〜200mg/L含むことがより好ましい。
被処理水が、アルミニウムまたはそのイオンもしくはコロイドを1mg/L以上含むことが好ましく、1〜5mg/L含むことがより好ましい。
これらの被処理水をろ過したろ過膜に対して本発明の膜ろ過装置の洗浄方法を適用することが特に有効であり、ろ過膜から鉄またはマンガンを十分に除去できる。特に、凝集剤の添加処理を行う前後に、沈殿などの固液分離処理を行わなかった被処理水をろ過する場合であっても、本発明の膜ろ過装置の洗浄方法によればろ過膜から鉄またはマンガンを十分に除去できる。
<Water to be treated>
The water to be treated used in the present invention contains at least one of iron, manganese, and ions or colloids thereof.
Others are not particularly limited, and various types of raw water such as groundwater, well water, river water, lake water, sewage, and factory drainage can be used as the water to be treated. In particular, water from industrial water sources in Southeast Asia (Vietnam, Thailand, Myanmar, etc.) can be mentioned.
It is preferable to use, as the water to be treated, water which has been appropriately pretreated as needed with respect to the raw water. Examples of the pretreatment include biological treatment, coagulant addition treatment, solid-liquid separation treatment, and other general neutralization treatments and mixing treatments. In particular, the water to be treated is preferably water to which a coagulant has been added, and more preferably water to which a coagulant containing iron, aluminum, or their ions or colloids has been added. The water to be treated to which the coagulant has been added can be confirmed, for example, from an SS concentration of 5 mg / L or more.
In the present invention, the water to be treated preferably contains iron or its ions or colloids, manganese or its ions or colloids, calcium or its ions or colloids, and aluminum or its ions or colloids. Further, the water to be treated may contain silicon or its ions or colloids, and may contain green algae.
The water to be treated preferably contains manganese or its ion or colloid in an amount of 0.01 mg / L or more, more preferably 0.01 to 0.1 mg / L.
The water to be treated preferably contains iron or its ions or colloids in an amount of 0.01 mg / L or more, more preferably 0.01 to 0.1 mg / L.
The water to be treated preferably contains calcium or its ions or colloids in an amount of 50 mg / L or more, more preferably 50 to 200 mg / L.
The water to be treated preferably contains aluminum or its ion or colloid in an amount of 1 mg / L or more, more preferably 1 to 5 mg / L.
It is particularly effective to apply the method for cleaning a membrane filtration device of the present invention to a filtration membrane obtained by filtering the water to be treated, and iron or manganese can be sufficiently removed from the filtration membrane. In particular, before and after performing the coagulant addition treatment, even when filtering the water to be treated that has not been subjected to solid-liquid separation treatment such as precipitation, the filtration method according to the membrane filtration device cleaning method of the present invention removes water from the filtration membrane. Iron or manganese can be sufficiently removed.

<ろ過膜>
本発明では、ろ過膜が精密ろ過膜または限外ろ過膜である。
精密ろ過膜の開口径は特に制限はなく、0.1〜0.5μmであることが好ましく、0.1〜0.2μmであることがより好ましい。限外ろ過膜の開口径は特に制限はなく、0.01〜0.05μmであることが好ましく、0.01〜0.02μmであることがより好ましい。
ろ過膜の形状は特に制限はなく、例えば中空糸膜、スパイラル膜、プリーツ膜、平膜などを挙げることができる。本発明では、ろ過膜が、中空糸膜であることが好ましい。
<Filtration membrane>
In the present invention, the filtration membrane is a microfiltration membrane or an ultrafiltration membrane.
The opening diameter of the microfiltration membrane is not particularly limited, and is preferably 0.1 to 0.5 μm, and more preferably 0.1 to 0.2 μm. The opening diameter of the ultrafiltration membrane is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 0.05 μm, and more preferably 0.01 to 0.02 μm.
The shape of the filtration membrane is not particularly limited, and examples thereof include a hollow fiber membrane, a spiral membrane, a pleated membrane, and a flat membrane. In the present invention, the filtration membrane is preferably a hollow fiber membrane.

<第1の酸洗浄工程>
本発明の膜ろ過装置の洗浄方法は、ろ過膜に対して硫酸を供給する第1の酸洗浄工程を含む。
硫酸の濃度は1%以上であることが好ましく、1〜2%であることがより好ましく、1.5〜2.0%であることが特に好ましい。
<First acid washing step>
The method for cleaning a membrane filtration device of the present invention includes a first acid cleaning step of supplying sulfuric acid to a filtration membrane.
The concentration of sulfuric acid is preferably 1% or more, more preferably 1 to 2%, and particularly preferably 1.5 to 2.0%.

本発明では、第1の酸洗浄工程が膜ろ過装置の内部に硫酸を循環させる工程であることが好ましい。循環の方法は特に制限はない。任意の循環用ポンプを用いてもよい。ここで循環とは、酸などの薬液をろ過膜に2回以上繰り返し通過させることをいう。循環は、通常のろ過方向に薬液を透過して洗浄してもよく、逆洗してもよい。循環させる時間は特に制限はないが、例えば1〜5時間とすることができる。   In the present invention, the first acid washing step is preferably a step of circulating sulfuric acid inside the membrane filtration device. The method of circulation is not particularly limited. Any circulation pump may be used. Here, the term “circulation” refers to repeatedly passing a chemical such as an acid through a filtration membrane twice or more. In the circulation, the chemical solution may be permeated in a normal filtration direction for washing or back washing. The circulation time is not particularly limited, but may be, for example, 1 to 5 hours.

<第2の酸洗浄工程>
本発明の膜ろ過装置の洗浄方法は、ろ過膜に対して塩酸および有機酸の混酸を供給する第2の酸洗浄工程を含む。
塩酸の濃度は0.5%以上であることが好ましく、0.5〜1.0%であることがより好ましい。
有機酸としては特に制限はなく、例えば酢酸、クエン酸、シュウ酸、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、フタル酸、フマル酸などを挙げることができる。本発明では、有機酸がシュウ酸またはクエン酸であることが好ましい。有機酸は1種類のみを用いてもよく、2種類以上を用いてもよい。有機酸の濃度は混酸全体に対して0.5質量%以上であることが好ましく、0.5〜1.0質量%であることがより好ましい。
塩酸および有機酸の混酸を用いることにより、塩酸が鉄、カルシウム、アルミニウム、ケイ素などの無機物を溶解して、有機酸との相乗効果が発揮される。例えば、塩化アルミニウムや塩化カルシウムなどの水溶性の塩を形成して無機物を溶解しやすくでき、ケイ酸カルシウムなどを塩酸により溶解させることができる。また、酸化鉄および酸化マンガンは有機酸により洗浄することができる。
本発明では、第2の酸洗浄工程が膜ろ過装置の内部に混酸を循環させる工程であることが好ましい。循環させる時間は特に制限はないが、例えば1〜5時間とすることができる。その他の第2の酸洗浄工程における循環の方法の好ましい態様は、第1の酸洗浄工程における循環の方法の好ましい態様と同様である。
本発明では、第2の酸洗浄工程の後のろ過膜に、鉄、マンガンおよびこれらのイオンもしくはコロイドを残留物として含まないことが好ましい。第2の酸洗浄工程の後のろ過膜に、鉄またはそのイオンもしくはコロイド、マンガンまたはそのイオンもしくはコロイド、カルシウムまたはそのイオンもしくはコロイド、および、アルミニウムまたはそのイオンもしくはコロイドを残留物として含まないことがより好ましい。なお、「残留物として含まない」ことは、ろ過膜の表面を二次イオン質量分析法(SIMS)で分析した場合に各元素の濃度が例えば1ppm以下であることから確認できる。より簡単には、肉眼で見て、着色分が除去されていること、かつ膜間差圧が回復していることから確認しても構わない。
<Second acid cleaning step>
The cleaning method of the membrane filtration device of the present invention includes a second acid cleaning step of supplying a mixed acid of hydrochloric acid and an organic acid to the filtration membrane.
The concentration of hydrochloric acid is preferably 0.5% or more, and more preferably 0.5 to 1.0%.
The organic acid is not particularly limited, and examples thereof include acetic acid, citric acid, oxalic acid, ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), phthalic acid, and fumaric acid. In the present invention, the organic acid is preferably oxalic acid or citric acid. Only one type of organic acid may be used, or two or more types may be used. The concentration of the organic acid is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 0.5 to 1.0% by mass, based on the whole mixed acid.
By using a mixed acid of hydrochloric acid and an organic acid, hydrochloric acid dissolves inorganic substances such as iron, calcium, aluminum, and silicon, and exhibits a synergistic effect with an organic acid. For example, water-soluble salts such as aluminum chloride and calcium chloride can be formed to easily dissolve inorganic substances, and calcium silicate and the like can be dissolved with hydrochloric acid. Further, iron oxide and manganese oxide can be washed with an organic acid.
In the present invention, it is preferable that the second acid washing step is a step of circulating a mixed acid inside the membrane filtration device. The circulation time is not particularly limited, but may be, for example, 1 to 5 hours. Other preferable embodiments of the circulation method in the second acid washing step are the same as the preferable embodiments of the circulation method in the first acid washing step.
In the present invention, it is preferred that the filtration membrane after the second acid washing step does not contain iron, manganese and their ions or colloids as residues. The filtration membrane after the second acid washing step should not contain iron or its ions or colloids, manganese or its ions or colloids, calcium or its ions or colloids, and aluminum or its ions or colloids as residues. More preferred. Note that “not included as a residue” can be confirmed from the fact that the concentration of each element is, for example, 1 ppm or less when the surface of the filtration membrane is analyzed by secondary ion mass spectrometry (SIMS). More simply, it may be confirmed from the naked eye that the colored components have been removed and the transmembrane pressure has recovered.

<排出水を膜ろ過装置から排出する工程>
膜ろ過装置の洗浄方法は、第1の酸洗浄工程の後および第2の酸洗浄工程の後に、排出水を膜ろ過装置から排出する工程を含むことが好ましい。特に本発明では、第1の酸洗浄工程の後および第2の酸洗浄工程の後に、それぞれ排出水を膜ろ過装置から排出する工程を含むことがより好ましい。
<Process of discharging discharged water from membrane filtration device>
The method for washing the membrane filtration device preferably includes a step of discharging the discharged water from the membrane filtration device after the first acid washing step and after the second acid washing step. In particular, in the present invention, it is more preferable to include a step of discharging discharged water from the membrane filtration device after each of the first acid cleaning step and the second acid cleaning step.

<中和工程>
膜ろ過装置の洗浄方法は、第1の酸洗浄工程の後および/または第2の酸洗浄工程の後に中和工程を含むことが好ましい。特に本発明では、第1の酸洗浄工程の後および第2の酸洗浄工程の後にそれぞれ中和工程を含むことがより好ましい。
第2の酸洗浄工程の後の中和工程では、硫酸を中和するために水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、その他アルカリ源となる一般中和剤を用いることができる。これらの中でも水酸化ナトリウムがコスト削減の観点から好ましい。
第2の酸洗浄工程の後の中和工程では、塩酸と有機酸の混酸を中和するために水酸化ナトリウムを用いることが好ましく、有機酸濃度が低ければ実質的には食塩水として系外に排出できる。
<Neutralization step>
The method for washing the membrane filtration device preferably includes a neutralization step after the first acid washing step and / or after the second acid washing step. In particular, in the present invention, it is more preferable to include a neutralization step after the first acid washing step and after the second acid washing step, respectively.
In the neutralization step after the second acid washing step, sodium hydroxide, sodium hydrogen carbonate, and other general neutralizing agents serving as alkali sources can be used to neutralize sulfuric acid. Among them, sodium hydroxide is preferable from the viewpoint of cost reduction.
In the neutralization step after the second acid washing step, it is preferable to use sodium hydroxide to neutralize a mixed acid of hydrochloric acid and an organic acid. Can be exhausted.

<リンス工程>
膜ろ過装置の洗浄方法は、第2の酸洗浄工程から洗浄剤による洗浄工程までの間に、膜ろ過水(被処理水をろ過膜によりろ過して得られた、処理水)などによる水溶液でのリンス工程を含むことが膜の長寿命化、コスト削減の観点から好ましい。
<Rinse process>
The washing method of the membrane filtration device is such that an aqueous solution such as membrane filtered water (processed water obtained by filtering water to be treated, which is obtained by filtration with a filtration membrane) is used between the second acid washing step and the washing step with a detergent. It is preferable to include a rinsing step from the viewpoint of extending the life of the film and reducing the cost.

<洗浄剤による洗浄工程>
膜ろ過装置の洗浄方法は、第2の酸洗浄工程の後に洗浄剤による洗浄工程を含むことが、鉄またはマンガンなどの無機物をより洗浄し、かつ、耐酸性を持つ物質(例えば緑藻類などの有機物)を洗浄する観点から好ましい。洗浄剤は、アルカリや限外ろ過膜への耐性を有する洗浄剤であることが好ましい。アルカリや限外ろ過膜への耐性を有する洗浄剤としては、次亜塩素酸またはその塩などの塩素含有アルカリや、水酸化ナトリウム、過酸化水素水などを挙げることができる。本発明では、少なくとも次亜塩素酸またはその塩(次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウム、次亜塩素酸カルシウム等)、水酸化ナトリウム、過酸化水素水のうち少なくとも1種類を含む洗浄剤による洗浄工程を含むことが好ましい。その中でも、次亜塩素酸および次亜塩素酸ナトリウムがより好ましい。
<Washing process with detergent>
The method of cleaning the membrane filtration device may include a cleaning step with a cleaning agent after the second acid cleaning step, which further cleans inorganic substances such as iron or manganese, and has an acid-resistant substance (for example, organic substances such as green algae). Is preferred from the viewpoint of cleaning. The cleaning agent is preferably a cleaning agent having resistance to an alkali or an ultrafiltration membrane. Examples of the detergent having resistance to the alkali and the ultrafiltration membrane include a chlorine-containing alkali such as hypochlorous acid or a salt thereof, sodium hydroxide, and hydrogen peroxide. In the present invention, a detergent containing at least one of hypochlorous acid or a salt thereof (sodium hypochlorite, potassium hypochlorite, calcium hypochlorite, etc.), sodium hydroxide, and hydrogen peroxide solution It is preferable to include a washing step. Among them, hypochlorous acid and sodium hypochlorite are more preferred.

[水処理方法]
本発明の水処理方法は、鉄、マンガンおよびこれらのイオンもしくはコロイドのうち少なくとも1種類を含む被処理水を、膜ろ過装置が備えるろ過膜によりろ過して処理水を得る膜処理工程と、本発明の膜ろ過装置の洗浄方法とを含む。
[Water treatment method]
The water treatment method of the present invention comprises a membrane treatment step of filtering treated water containing at least one of iron, manganese and their ions or colloids with a filtration membrane provided in a membrane filtration device to obtain treated water, And a method for cleaning a membrane filtration device of the invention.

ここで、精密ろ過膜または限外ろ過膜の物理洗浄(例えば、逆洗やバブリング洗浄)では安定運転が維持できない場合に行う、薬品を用いたCIP(クリーニングインプレイス洗浄)洗浄の頻度を減らすことが好ましい。薬品を用いたCIP洗浄は水処理を止めて水処理装置の系内に薬品を循環させるので、水処理の効率が落ちる上、薬品コスト、電気代、人件費などがかかる。これに対し、本発明の好ましい態様では、ろ過膜から鉄またはマンガンを十分に除去できる結果、薬品洗浄後のろ過膜の閉塞までの時間を延長することができ、薬品洗浄の頻度を抑制できることが好ましい。
本発明の水処理方法は、本発明の膜ろ過装置の洗浄方法を1年間当たり6回以下の頻度で行うことが好ましく、1年間当たり4回以下の頻度で行うことがより好ましく、1年間当たり3回以下の頻度で行うことが特に好ましい。
また、本発明の水処理方法では薬品洗浄の頻度を抑制できることから、得られる処理水または透過水の量を従来よりも多くすることができる。
Here, to reduce the frequency of CIP (cleaning-in-place cleaning) cleaning using chemicals, which is performed when stable operation cannot be maintained by physical cleaning (for example, backwashing or bubbling cleaning) of the microfiltration membrane or ultrafiltration membrane. Is preferred. Since the CIP cleaning using chemicals stops the water treatment and circulates the chemicals in the system of the water treatment apparatus, the efficiency of the water treatment is reduced, and the chemical cost, electricity cost, labor cost and the like are required. In contrast, in a preferred embodiment of the present invention, as a result of sufficiently removing iron or manganese from the filtration membrane, it is possible to extend the time until the filtration membrane is clogged after chemical cleaning, and to suppress the frequency of chemical cleaning. preferable.
In the water treatment method of the present invention, the cleaning method of the membrane filtration device of the present invention is preferably performed at a frequency of 6 times or less per year, more preferably at a frequency of 4 times or less per year, and more preferably per year. It is particularly preferable to carry out the treatment three times or less.
Further, since the frequency of chemical cleaning can be suppressed in the water treatment method of the present invention, the amount of treated water or permeated water obtained can be made larger than before.

<水処理装置の全体的な構成>
本発明の水処理方法に用いられる、水処理装置の全体的な構成を、図面を用いて説明する。図3は、本発明の水処理方法で用いられる水処理装置の一例の概略図である。
図3に示した水処理装置51は、原水11を貯留できる被処理水槽21と、凝集剤添加手段31と、殺菌剤添加手段32を備え、被処理水12を調製することができる。図3に示した水処理装置51は、さらにろ過膜22を備える膜ろ過装置22aと、逆浸透膜と、排出水槽24を備える。
本発明の水処理方法では、膜処理工程により、被処理水12を、膜ろ過装置22aのろ過膜22によりろ過して、処理水13を得る。鉄、マンガンおよびこれらのイオンもしくはコロイドのうち少なくとも1種類を含む被処理水12を水処理装置51で膜処理すると、被処理水12に含まれる鉄、マンガンおよびこれらのイオンもしくはコロイドなどを、ろ過膜22により効果的に除去できる。さらに、凝集剤を添加されてフロック(凝集剤由来の濁質)が形成され、フロックを固液分離されていない被処理水12を水処理装置51で膜処理すると、被処理水12に含まれるフロックなどを、ろ過膜22により効果的に除去できる。ただし、鉄、マンガンなどの無機物や凝集剤由来の濁質は、ろ過膜22に付着または含侵することとなる。そして、ろ過膜22に付着または含侵した、鉄、マンガンなどの無機物や凝集剤由来の濁質は、前述の本発明の膜ろ過装置の洗浄方法により洗浄される。その結果、薬品を用いたCIP洗浄の頻度を劇的に抑制することができ、低コストで水処理ができる。
本発明の水処理方法では、必要に応じて得られた処理水13を、逆浸透膜23に透過させて、透過水14を得ることが好ましい。
一方、必要に応じて膜ろ過装置22aのろ過膜22を通過しなかった被処理水12の一部を排出水15として排出水槽24に排出できる。
<Overall configuration of water treatment device>
The overall configuration of the water treatment apparatus used in the water treatment method of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a schematic diagram of an example of a water treatment device used in the water treatment method of the present invention.
The water treatment apparatus 51 shown in FIG. 3 includes a treated water tank 21 that can store the raw water 11, a coagulant adding unit 31, and a bactericide adding unit 32, and can prepare the treated water 12. The water treatment device 51 shown in FIG. 3 further includes a membrane filtration device 22 a including the filtration membrane 22, a reverse osmosis membrane, and a discharge water tank 24.
In the water treatment method of the present invention, in the membrane treatment step, the water to be treated 12 is filtered by the filtration membrane 22 of the membrane filtration device 22a to obtain the treated water 13. When the water to be treated 12 containing at least one of iron, manganese, and their ions or colloids is subjected to membrane treatment by the water treatment device 51, iron, manganese, ions, or colloids contained in the water to be treated 12 are filtered. The film 22 can be effectively removed. Further, a floc (a flocculant derived from the flocculant) is formed by adding a flocculant, and the treated water 12 in which the flocs are not subjected to solid-liquid separation is subjected to membrane treatment by the water treatment device 51, and is included in the treated water 12. Flock and the like can be effectively removed by the filtration membrane 22. However, inorganic substances such as iron and manganese and turbid substances derived from the coagulant adhere to or impregnate the filtration membrane 22. Then, the suspended matter derived from an inorganic substance such as iron or manganese or a coagulant that has adhered or impregnated to the filtration membrane 22 is washed by the above-described washing method of the membrane filtration device of the present invention. As a result, the frequency of CIP cleaning using chemicals can be dramatically reduced, and water treatment can be performed at low cost.
In the water treatment method of the present invention, it is preferable that the treated water 13 obtained as necessary is passed through the reverse osmosis membrane 23 to obtain the permeated water 14.
On the other hand, if necessary, a part of the water to be treated 12 that has not passed through the filtration membrane 22 of the membrane filtration device 22a can be discharged to the discharge water tank 24 as the discharge water 15.

<膜処理工程>
本発明の水処理方法は、鉄、マンガンおよびこれらのイオンもしくはコロイドのうち少なくとも1種類を含む被処理水を、膜ろ過装置が備えるろ過膜によりろ過して処理水を得る膜処理工程を含む。
<Film treatment step>
The water treatment method of the present invention includes a membrane treatment step of filtering treated water containing at least one of iron, manganese and their ions or colloids with a filtration membrane provided in a membrane filtration device to obtain treated water.

<凝集剤添加>
水処理方法は、被処理水に凝集剤を添加してフロックを形成する工程を含むことが好ましい。凝集剤添加は、ろ過膜よりも上流であることが好ましい。
凝集剤としては、無機凝集剤および高分子凝集剤を挙げることができる。無機凝集剤としては、硫酸アルミニウム(硫酸バンド)、ポリ塩化アルミニウム(PAC)、塩化第二鉄、硫酸第一鉄、ポリ硫酸鉄、ポリシリカ鉄が例示される。これらの中でも、硫酸バンドおよびPACが好ましく、pH調整せずに用いられる観点からPACがより好ましい。高分子凝集剤としては、両性高分子凝集剤、ノニオン性高分子凝集剤、アニオン性高分子凝集剤、カチオン性高分子凝集剤などを挙げることができる。これらの中でも、両性高分子凝集剤またはアニオン性高分子凝集剤が好ましい。
凝集剤の添加量としては特に制限はないが、沈殿槽などの固液分離手段を用いずにフロックを除去できるような粒径のフロックが形成できるように、適宜調整することが好ましい。
<Adding flocculant>
The water treatment method preferably includes a step of forming a floc by adding a flocculant to the water to be treated. The addition of the flocculant is preferably upstream of the filtration membrane.
Examples of the flocculant include an inorganic flocculant and a polymer flocculant. Examples of the inorganic coagulant include aluminum sulfate (sulfuric acid band), polyaluminum chloride (PAC), ferric chloride, ferrous sulfate, polyiron sulfate, and polysilica iron. Among these, a sulfate band and PAC are preferable, and PAC is more preferable from the viewpoint of being used without pH adjustment. Examples of the polymer flocculant include an amphoteric polymer flocculant, a nonionic polymer flocculant, an anionic polymer flocculant, and a cationic polymer flocculant. Among these, an amphoteric polymer flocculant or an anionic polymer flocculant is preferable.
The amount of the flocculant to be added is not particularly limited, but is preferably adjusted appropriately so that flocs having a particle diameter capable of removing the flocs without using a solid-liquid separating means such as a sedimentation tank can be formed.

水処理装置には、ろ過膜の上流または下流に沈殿槽、浮上槽、遠心分離機、砂ろ過装置などの固液分離手段を設けてもよい。従来は、これらの大規模な装置(凝集沈殿槽、砂ろ過装置など)を設置していた。
ただし、本発明の水処理方法ではろ過膜の上流または下流で、固液分離処理を行わなくても連続稼働できるため、水処理装置が固液分離手段を備えないことがコストを低減する観点から好ましい。すなわち、本発明の水処理方法は、被処理水に凝集剤を添加してフロックを形成する工程を含み、かつ、膜処理工程より前にフロックを固液分離する工程を含まないことが好ましい。特にろ過膜の上流に固液分離手段を備えないことがより好ましく、ろ過膜の上流に沈殿槽および砂ろ過装置を備えないことが特に好ましい。凝集剤の適切な種類や添加量の制御によりフロック化を制御することと精密ろ過膜または限外ろ過膜を組み合わせて、従来よりもコンパクトかつ低コストである水処理装置となる。
ここで、被処理水に凝集剤を添加してフロックを形成する工程を含み、かつ、膜処理工程より前にフロックを固液分離する工程を含まない場合、フロック由来の成分は従来の薬品洗浄方法ではろ過膜から十分に洗浄できなかった。そのため、薬品洗浄後の膜閉塞までの期間が短く、薬品洗浄の頻度の高さに起因する薬品費のコストアップの原因となる可能性があった。しかし、この場合であっても、本発明の膜ろ過装置の洗浄方法によれば、フロック由来の成分をろ過膜から十分に洗浄でき、薬品洗浄後の膜閉塞までの期間を長くでき、薬品洗浄の頻度を低くして薬品費のコストを低くできる。
The water treatment apparatus may be provided with a solid-liquid separation means such as a sedimentation tank, a floating tank, a centrifuge, and a sand filtration device upstream or downstream of the filtration membrane. Conventionally, these large-scale devices (coagulation settling tank, sand filtration device, etc.) have been installed.
However, in the water treatment method of the present invention, upstream or downstream of the filtration membrane, since it can be continuously operated without performing solid-liquid separation treatment, from the viewpoint of reducing the cost that the water treatment apparatus does not include the solid-liquid separation means. preferable. That is, the water treatment method of the present invention preferably includes a step of adding flocculants to the water to be treated to form flocs, and does not include a step of solid-liquid separating flocs prior to the membrane treatment step. In particular, it is more preferable that no solid-liquid separation means is provided upstream of the filtration membrane, and it is particularly preferable that no settling tank and sand filtration device are provided upstream of the filtration membrane. By controlling flocculation by controlling the appropriate type and amount of the flocculant and combining the microfiltration membrane or the ultrafiltration membrane, a water treatment apparatus which is more compact and lower in cost than before can be obtained.
Here, in the case where the step of adding flocculant to the water to be treated includes a step of forming flocs and does not include the step of solid-liquid separation of flocs prior to the membrane treatment step, the components derived from flocs are subjected to conventional chemical washing. The method did not allow sufficient washing from the filtration membrane. For this reason, the period from the chemical cleaning to the film blockage is short, and the frequency of chemical cleaning may increase the cost of chemicals. However, even in this case, according to the method for cleaning a membrane filtration device of the present invention, the components derived from flocs can be sufficiently washed from the filtration membrane, and the period from membrane cleaning to membrane blockage can be extended, and chemical cleaning can be performed. And the cost of chemicals can be reduced.

<殺菌剤添加>
水処理方法は、逆浸透膜の上流に、殺菌剤を添加する工程を含むことが好ましく、酸化剤である殺菌剤を添加する工程を含むことがより好ましい。殺菌剤添加と凝集剤添加の順序は特に限定されず、いずれが先であってもよく、実質的に同時に殺菌剤と凝集剤を添加してもよい。
殺菌剤としては特に制限はなく、酸化剤、スライムコントロール剤、アルカリ剤を挙げることができる。
酸化剤としては、塩素系酸化剤、臭素系酸化剤、オゾンを挙げることができる。特に、被処理水を塩素系酸化剤で殺菌することにより、逆浸透膜の膜面のバイオファウリングを抑制することが、よりろ過膜および/または逆浸透膜の薬品洗浄の頻度を抑制する観点から好ましい。ただし、水処理の条件にあわせて最適な殺菌剤を選択できる。
塩素系酸化剤としては、二酸化塩素、次亜塩素酸、次亜塩素酸ナトリウムなどを挙げることができ、次亜塩素酸ナトリウムがより好ましい。また、特開2015−174018号公報の[0036]に記載の添加剤を用いてもよい。
殺菌剤の添加量としては特に制限はないが、被処理水が殺菌剤を0.1〜10mg/L(より好ましくは0.5〜5mg/L、特に好ましくは2〜5mg/L)含むように、殺菌剤を添加することが好ましい。水処理装置は、被処理水の残留塩素測定手段と、残留塩素測定手段から得られたデータに応じて塩素系酸化剤の添加量を制御する手段を備えることが好ましい。被処理水の残留塩素が0.1mg/L以上になるまで、塩素系酸化剤を添加することが好ましく、0.2mg/L以上になるまで添加することがより好ましい。
<Add fungicide>
The water treatment method preferably includes a step of adding a disinfectant upstream of the reverse osmosis membrane, and more preferably includes a step of adding a disinfectant that is an oxidizing agent. The order of adding the germicide and the flocculant is not particularly limited, and any one may be added first, and the bactericide and the flocculant may be added substantially simultaneously.
The fungicide is not particularly limited, and includes an oxidizing agent, a slime control agent, and an alkali agent.
Examples of the oxidizing agent include a chlorine-based oxidizing agent, a bromine-based oxidizing agent, and ozone. In particular, by sterilizing the water to be treated with a chlorine-based oxidizing agent to suppress biofouling on the reverse osmosis membrane surface, a viewpoint of further reducing the frequency of chemical cleaning of the filtration membrane and / or the reverse osmosis membrane. Is preferred. However, an optimum bactericide can be selected according to the conditions of the water treatment.
Examples of the chlorine-based oxidizing agent include chlorine dioxide, hypochlorous acid, and sodium hypochlorite, and sodium hypochlorite is more preferable. Further, an additive described in [0036] of JP-A-2015-174018 may be used.
The amount of the fungicide to be added is not particularly limited, but the water to be treated should contain the fungicide in an amount of 0.1 to 10 mg / L (more preferably 0.5 to 5 mg / L, particularly preferably 2 to 5 mg / L). It is preferable to add a bactericide to the mixture. The water treatment apparatus preferably includes a means for measuring the residual chlorine in the water to be treated and a means for controlling the amount of the chlorine-based oxidizing agent to be added according to the data obtained from the means for measuring the residual chlorine. It is preferable to add a chlorine-based oxidizing agent until the residual chlorine of the water to be treated becomes 0.1 mg / L or more, and it is more preferable to add the chlorine-based oxidizing agent until the residual chlorine becomes 0.2 mg / L or more.

<透過水を得る工程>
本発明の水処理方法は、膜処理工程の後に、処理水を逆浸透膜に透過させて透過水を得る工程を含むことが好ましい。
逆浸透膜の開口径は特に制限はなく、0.001〜0.005μmであることが好ましく、0.001〜0.002μmであることがより好ましい。
逆浸透膜の材料としては特に制限はなく、例えばポリアミド膜などを用いることができる。
<Step of obtaining permeated water>
The water treatment method of the present invention preferably includes, after the membrane treatment step, a step of permeating treated water through a reverse osmosis membrane to obtain permeated water.
The opening diameter of the reverse osmosis membrane is not particularly limited, and is preferably 0.001 to 0.005 μm, and more preferably 0.001 to 0.002 μm.
The material of the reverse osmosis membrane is not particularly limited, and for example, a polyamide membrane or the like can be used.

<透過水>
本発明の水処理方法によって、処理水を逆浸透膜処理し、透過水(回収水とも言われる)として回収して、再利用することができる。例えば、工場からの排水を工業用水並みの水質の透過水として回収し、用水(工業用水)として再利用することができる。また、透過水は、無菌水として再利用することができる。
<Permeated water>
According to the water treatment method of the present invention, treated water can be subjected to reverse osmosis membrane treatment, recovered as permeated water (also referred to as recovered water), and reused. For example, wastewater from a factory can be collected as permeated water having a quality similar to that of industrial water, and can be reused as service water (industrial water). The permeated water can be reused as sterile water.

<その他の装置>
水処理装置は、その他の機能を有する部分を備えていてもよい。例えば、pH調整手段を備えていてもよい。
<Other devices>
The water treatment device may include a portion having another function. For example, a pH adjusting means may be provided.

以下に実施例と比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples. Materials, usage amounts, ratios, processing contents, processing procedures, and the like shown in the following examples can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as being limited by the specific examples described below.

[実施例1]
<凝集剤の添加>
図3に記載の水処理装置を準備し、水処理を行った。
工場排水、緑藻類、塩分、金属イオンもしくはコロイドや無機物を含む、東南アジア(ベトナム、タイ、ミャンマー)における工業用水の水源からの水を原水として、被処理水槽に貯留した。
被処理水槽に、無機凝集剤として硫酸バンドおよびポリ塩化アルミニウム(PAC)を添加し、フロックを形成させる工程を行い、被処理水を調製した。被処理水をICP発光分析法および原子吸光法で定性分析を行ったところ、鉄、マンガン、カルシウム、アルミニウムの各元素を少なくとも含むことがわかった。被処理水には、鉄またはそのイオンもしくはコロイドが0.05mg/L、マンガンまたはそのイオンもしくはコロイドが0.05mg/L、カルシウムまたはそのイオンもしくはコロイドが100mg/L、アルミニウムまたはそのイオンもしくはコロイドが3mg/L含まれていた。
なお、被処理水中のフロックは固液分離せずに、膜処理に用いた。被処理水中に凝集剤を添加されたことは、目視でフロックを含むことを確認し、またSS濃度が5mg/L以上であることからも確認された。
[Example 1]
<Addition of flocculant>
The water treatment apparatus shown in FIG. 3 was prepared, and water treatment was performed.
Water from industrial water sources in Southeast Asia (Vietnam, Thailand, Myanmar), including industrial wastewater, green algae, salinity, metal ions or colloids, and inorganic substances, was stored in the treated water tank as raw water.
A process of adding a sulfuric acid band and polyaluminum chloride (PAC) as an inorganic coagulant to a water tank to be treated and forming flocs was performed to prepare water to be treated. Qualitative analysis of the water to be treated by ICP emission spectrometry and atomic absorption spectrometry revealed that the water contained at least each of iron, manganese, calcium and aluminum. The water to be treated contains 0.05 mg / L of iron or its ion or colloid, 0.05 mg / L of manganese or its ion or colloid, 100 mg / L of calcium or its ion or colloid, aluminum or its ion or colloid. 3 mg / L was contained.
The flocs in the water to be treated were used for membrane treatment without solid-liquid separation. The fact that the flocculant was added to the water to be treated was visually confirmed to contain floc, and also confirmed that the SS concentration was 5 mg / L or more.

<膜処理>
被処理水を、被処理水槽からポンプで限外ろ過膜に通過させて膜処理工程を行い、処理水を得た。
さらに処理水に圧力をかけて、ポリアミド系逆浸透膜を透過させて、透過水を得る工程を行った。
その後、図3には不図示の逆洗浄用の水供給部から、逆洗浄用の水をろ過膜の下流側から供給して、ろ過膜の逆洗浄およびバブリング洗浄を1時間あたり数回行った。
以上の工程を、逆洗浄およびバブリング洗浄による差圧回復効果が低下するまで(差圧が一時的に下がっても膜処理工程時に直ぐ上昇してしまい、膜処理時の差圧上昇幅が収束しなくなって、実質的に差圧回復効果が無くなるまで)繰り返した。
<Film treatment>
The water to be treated was passed through the ultrafiltration membrane with a pump from the water tank to be treated to perform a membrane treatment step, and treated water was obtained.
Further, a step of applying pressure to the treated water to permeate the polyamide-based reverse osmosis membrane to obtain permeated water was performed.
Then, water for back washing was supplied from the downstream side of the filtration membrane from a water supply unit for back washing not shown in FIG. 3, and back washing and bubbling washing of the filtration membrane were performed several times per hour. .
The above process is repeated until the differential pressure recovery effect by the back washing and the bubbling cleaning is reduced. (Even if the differential pressure temporarily drops, it immediately rises during the membrane processing step, and the differential pressure increase width during the membrane processing converges. Until it disappeared and the pressure difference recovery effect was substantially lost).

<膜ろ過装置の洗浄方法>
(第1の酸洗浄、排出および中和)
その後、実施例1の膜ろ過装置の洗浄方法を以下の方法で行った。図3に記載の水処理装置のバルブ(不図示)を開閉して流路を切り替え、図1および図2に記載の流路として、膜ろ過装置の洗浄方法を行った。図4に、実施例1および後述の実施例2の膜ろ過装置の洗浄方法のフローチャートを示した。
まず、図1に記載の流路として、第1の酸洗浄を行った。流路は、バルブ42aを開状態とし、バルブ42bを閉状態とし、バルブ42cをろ過膜22から薬品洗浄槽25への流路を開状態とした。そして、薬品洗浄槽から循環用ポンプ41を用いて濃度1%の硫酸9をろ過膜22へ供給し、ろ過膜22から薬品洗浄槽25へ循環させた。循環させる時間は1時間とした。
第1の酸洗浄の後、図2に記載の流路とし、排出水の排出を行った。流路は、バルブ42aを閉状態とし(図2には不図示)、バルブ42bを開状態とし、バルブ42cを開状態とし、ろ過膜22からバルブ42bへの流路を開状態とし、排出水15を、排出水槽24へ排出した。
その後、バルブ42aを閉状態としたまま、中和剤添加手段33からアルカリ(具体的には、水酸化ナトリウム)を排出水槽24および薬品洗浄槽25にそれぞれ添加して中和を行い、水処理装置51の系外に中和洗浄廃液16を排出した。
<Washing method of membrane filtration device>
(First acid wash, discharge and neutralization)
Then, the washing method of the membrane filtration device of Example 1 was performed by the following method. The flow path was switched by opening and closing a valve (not shown) of the water treatment apparatus shown in FIG. 3, and the washing method of the membrane filtration device was performed as the flow path shown in FIGS. 1 and 2. FIG. 4 shows a flowchart of a method for cleaning the membrane filtration device of Example 1 and Example 2 described later.
First, the first acid cleaning was performed as the flow channel shown in FIG. In the flow path, the valve 42a was opened, the valve 42b was closed, and the valve 42c was opened in the flow path from the filtration membrane 22 to the chemical cleaning tank 25. Then, sulfuric acid 9 having a concentration of 1% was supplied from the chemical cleaning tank to the filtration membrane 22 using the circulation pump 41, and circulated from the filtration membrane 22 to the chemical cleaning tank 25. The circulation time was 1 hour.
After the first acid cleaning, the flow path shown in FIG. 2 was set, and the discharged water was discharged. In the flow path, the valve 42a is closed (not shown in FIG. 2), the valve 42b is open, the valve 42c is open, the flow path from the filtration membrane 22 to the valve 42b is open, 15 was discharged to a discharge water tank 24.
Thereafter, while the valve 42a is kept closed, an alkali (specifically, sodium hydroxide) is added from the neutralizing agent adding means 33 to the discharge water tank 24 and the chemical cleaning tank 25 to perform neutralization. The neutralized washing waste liquid 16 was discharged out of the system of the device 51.

(第2の酸洗浄、排出および中和)
次に、図1に記載の流路として、第2の酸洗浄を行った。第2の酸洗浄では、硫酸の代わりに、濃度0.5%の塩酸および混酸全体に対して0.5質量%のクエン酸の水溶液である混酸を用いた以外は第1の酸洗浄と同様とした。
第2の酸洗浄の後、アルカリとして水酸化ナトリウムを用いて第1の酸洗浄後と同様にして排出および中和を行った。
(Second acid wash, discharge and neutralization)
Next, a second acid cleaning was performed as the flow channel shown in FIG. In the second acid washing, the same as the first acid washing except that instead of sulfuric acid, a mixed acid which is an aqueous solution of 0.5% by mass citric acid with respect to the whole mixed acid was used instead of hydrochloric acid having a concentration of 0.5%. And
After the second acid washing, discharge and neutralization were performed in the same manner as after the first acid washing, using sodium hydroxide as an alkali.

(リンス洗浄、洗浄液洗浄)
次に、図1に記載の流路として、処理水を用いたリンス洗浄を行った。
リンス洗浄の後、さらに洗浄剤として次亜塩素酸ナトリウムを用いた洗浄液洗浄を行った。
(Rinse cleaning, cleaning liquid cleaning)
Next, rinse cleaning using treated water was performed as the flow path shown in FIG.
After the rinsing, a cleaning liquid cleaning using sodium hypochlorite as a cleaning agent was further performed.

(膜ろ過装置の洗浄方法の頻度)
洗浄液洗浄を行ったろ過膜を用いて、再び膜処理工程を行った。そして、逆洗浄およびバブリング洗浄による差圧回復効果が低下した場合に膜ろ過装置の洗浄方法を行うことを繰り返した。
以上の実施例1の水処理装置を用いて水処理を1年間行ったところ、膜ろ過装置の洗浄方法の頻度(すなわち限外ろ過膜の薬品洗浄の頻度)は1年間当たり2回であった。なお、ここでいう薬品洗浄とは、水処理を止めて、限外ろ過膜を備える膜ろ過装置に薬品を循環させるCIP洗浄(クリーニングインプレイス洗浄)を意味する。
(Frequency of cleaning method for membrane filtration device)
The membrane treatment process was performed again using the filtration membrane that had been washed with the washing liquid. Then, when the differential pressure recovery effect by the back washing and the bubbling washing was reduced, the method of washing the membrane filtration device was repeated.
When water treatment was performed for one year using the water treatment apparatus of Example 1 described above, the frequency of the method of cleaning the membrane filtration device (ie, the frequency of chemical cleaning of the ultrafiltration membrane) was twice per year. . Here, the chemical cleaning means CIP cleaning (cleaning-in-place cleaning) in which the water treatment is stopped and the chemical is circulated through a membrane filtration device provided with an ultrafiltration membrane.

[実施例2]
第2の酸洗浄で塩酸とクエン酸の混酸の代わりに、塩酸とシュウ酸の混酸を用いた以外は実施例1と同様にして、実施例2の膜ろ過装置の洗浄方法および水処理を行った。
実施例2の方法で水処理を1年間行ったところ、膜ろ過装置の洗浄方法の頻度は1年間当たり2回であった。
[Example 2]
The cleaning method and water treatment of the membrane filtration device of Example 2 were performed in the same manner as in Example 1 except that a mixed acid of hydrochloric acid and oxalic acid was used in place of the mixed acid of hydrochloric acid and citric acid in the second acid washing. Was.
When the water treatment was performed for one year by the method of Example 2, the frequency of the cleaning method of the membrane filtration device was twice per year.

[比較例1]
第2の酸洗浄を行わなかった以外は実施例1と同様にして、比較例1の膜ろ過装置の洗浄方法および水処理を行った。図5(A)に、比較例1の膜ろ過装置の洗浄方法のフローチャートを示した。
比較例1の方法で水処理を1年間行ったところ、膜ろ過装置の洗浄方法の頻度は1年間当たり12回であった。
[Comparative Example 1]
A cleaning method and a water treatment of the membrane filtration device of Comparative Example 1 were performed in the same manner as in Example 1 except that the second acid cleaning was not performed. FIG. 5A shows a flowchart of a method for cleaning the membrane filtration device of Comparative Example 1.
When the water treatment was performed for one year by the method of Comparative Example 1, the frequency of the method of cleaning the membrane filtration device was 12 times per year.

[比較例2]
第1の酸洗浄で硫酸の代わりにクエン酸を用い、かつ、第2の酸洗浄を行わなかった以外は実施例1と同様にして、比較例2の膜ろ過装置の洗浄方法および水処理を行った。図5(B)に、比較例2の膜ろ過装置の洗浄方法のフローチャートを示した。
比較例2の方法で水処理を1年間行ったところ、膜ろ過装置の洗浄方法の頻度は1年間当たり12回であった。
[Comparative Example 2]
A cleaning method and a water treatment of the membrane filtration device of Comparative Example 2 were performed in the same manner as in Example 1 except that citric acid was used instead of sulfuric acid in the first acid cleaning, and the second acid cleaning was not performed. went. FIG. 5B shows a flowchart of a method for cleaning the membrane filtration device of Comparative Example 2.
When the water treatment was performed for one year by the method of Comparative Example 2, the frequency of the cleaning method of the membrane filtration device was 12 times per year.

[比較例3]
第1の酸洗浄で硫酸の代わりに混酸として塩酸およびクエン酸を用い、かつ、第2の酸洗浄で混酸の代わりに硫酸を用いた以外は実施例1と同様にして、比較例3の膜ろ過装置の洗浄方法および水処理を行った。図5(C)に、比較例3の膜ろ過装置の洗浄方法のフローチャートを示した。
比較例3の方法で水処理を1年間行ったところ、膜ろ過装置の洗浄方法の頻度は1年間当たり12回であった。
[Comparative Example 3]
The membrane of Comparative Example 3 was prepared in the same manner as in Example 1 except that hydrochloric acid and citric acid were used as a mixed acid instead of sulfuric acid in the first acid washing, and sulfuric acid was used instead of the mixed acid in the second acid washing. The washing method of the filtration device and the water treatment were performed. FIG. 5C shows a flowchart of a method for cleaning the membrane filtration device of Comparative Example 3.
When the water treatment was performed for one year by the method of Comparative Example 3, the frequency of the cleaning method of the membrane filtration device was 12 times per year.

[比較例4]
第1の酸洗浄および第2の酸洗浄を行わなかった以外は実施例1と同様にして、比較例4の膜ろ過装置の洗浄方法および水処理を行った。図5(D)に、比較例4の膜ろ過装置の洗浄方法のフローチャートを示した。
比較例4の方法で水処理を1年間行ったところ、膜ろ過装置の洗浄方法の頻度は1年間当たり12回であった。
[Comparative Example 4]
A cleaning method and a water treatment of the membrane filtration device of Comparative Example 4 were performed in the same manner as in Example 1 except that the first acid cleaning and the second acid cleaning were not performed. FIG. 5D shows a flowchart of a method for cleaning the membrane filtration device of Comparative Example 4.
When the water treatment was performed for one year by the method of Comparative Example 4, the frequency of the cleaning method of the membrane filtration device was 12 times per year.

[比較例5]
第1の酸洗浄で硫酸の代わりに混酸として塩酸およびクエン酸を用い、かつ、第2の酸洗浄を行わなかった以外は実施例1と同様にして、比較例5の膜ろ過装置の洗浄方法および水処理を行った。図5(E)に、比較例5および後述の比較例6の膜ろ過装置の洗浄方法のフローチャートを示した。
比較例5の方法で水処理を1年間行ったところ、膜ろ過装置の洗浄方法の頻度は1年間当たり12回であった。
[Comparative Example 5]
A method for cleaning the membrane filtration device of Comparative Example 5 in the same manner as in Example 1 except that hydrochloric acid and citric acid were used as mixed acids instead of sulfuric acid in the first acid washing, and the second acid washing was not performed. And water treatment. FIG. 5E shows a flowchart of a method of cleaning the membrane filtration device of Comparative Example 5 and Comparative Example 6 described later.
When the water treatment was performed for one year by the method of Comparative Example 5, the frequency of the cleaning method of the membrane filtration device was 12 times per year.

[比較例6]
第1の酸洗浄で硫酸の代わりに混酸として塩酸およびシュウ酸を用い、かつ、第2の酸洗浄を行わなかった以外は実施例1と同様にして、比較例6の膜ろ過装置の洗浄方法および水処理を行った。
比較例6の方法で水処理を1年間行ったところ、膜ろ過装置の洗浄方法の頻度は1年間当たり12回であった。
[Comparative Example 6]
A method for cleaning the membrane filtration device of Comparative Example 6 in the same manner as in Example 1 except that hydrochloric acid and oxalic acid were used as a mixed acid instead of sulfuric acid in the first acid washing, and the second acid washing was not performed. And water treatment.
When the water treatment was performed for one year by the method of Comparative Example 6, the frequency of the cleaning method of the membrane filtration device was 12 times per year.

<評価>
以下に記載の方法で、各実施例および比較例の膜ろ過装置の洗浄方法における、ろ過膜からの除去物およびろ過膜の残留物を、定性的に分析した。
ろ過膜からの除去物は、すべての排出工程で得られた排出水に対して、ICP発光分析法および原子吸光法を用いて、含まれる元素を確認した。
ろ過膜の残留物は、ろ過膜の表面を二次イオン質量分析法(SIMS)で分析し、顕著に不純物として認められる元素(実質的には1ppm以上の不純物として認められる元素)を確認した。
得られた結果を下記表1に記載した。
<Evaluation>
By the methods described below, the removals from the filtration membrane and the residues of the filtration membrane were qualitatively analyzed in the cleaning methods of the membrane filtration devices of the respective Examples and Comparative Examples.
The elements removed from the filtration membrane were confirmed by using ICP emission spectrometry and atomic absorption spectrometry with respect to the discharged water obtained in all the discharging steps.
As for the residue of the filtration membrane, the surface of the filtration membrane was analyzed by secondary ion mass spectrometry (SIMS), and elements remarkably recognized as impurities (elements substantially recognized as impurities of 1 ppm or more) were confirmed.
The obtained results are shown in Table 1 below.

上記表1より、本発明によれば、鉄、マンガンおよびこれらのイオンのうち少なくとも1種類を含む被処理水を精密ろ過膜または限外ろ過膜を用いて膜処理するための膜ろ過装置を洗浄する場合に、ろ過膜から鉄またはマンガンを十分に除去できることがわかった。結果的に、本発明の膜ろ過装置の洗浄方法によれば、ろ過膜の薬品洗浄の頻度を抑制できることもわかった。さらに、実施例1および2では、ろ過膜を肉眼で見て、着色分が除去されていたこと、かつ膜間差圧が回復していたことから、ろ過膜が、鉄またはそのイオンもしくはコロイド、マンガンまたはそのイオンもしくはコロイド、カルシウムまたはそのイオンもしくはコロイド、および、アルミニウムまたはそのイオンもしくはコロイドを残留物として含まないことが確認された。
比較例1より、硫酸洗浄を行っても第2の酸洗浄を行わない場合は、ろ過膜から鉄およびマンガンを十分に除去できないことがわかった。
比較例2より、クエン酸洗浄のみの場合は、ろ過膜から鉄およびマンガンを十分に除去できないことがわかった。
比較例3より、混酸洗浄を先に行い、その後に硫酸洗浄を行った場合は、ろ過膜から鉄およびマンガンを十分に除去できないことがわかった。
比較例4より、第1の酸洗浄も第2の酸洗浄も行わない場合は、ろ過膜から鉄およびマンガンを十分に除去できないことがわかった。
比較例5および6より、混酸洗浄のみの場合は、ろ過膜から鉄およびマンガンを十分に除去できないことがわかった。
なお、比較例1〜6では、ろ過膜を肉眼で見て、着色分が除去されていないことも確認できた。
From Table 1 above, according to the present invention, the membrane filtration device for treating the water to be treated containing at least one of iron, manganese, and these ions using a microfiltration membrane or an ultrafiltration membrane is washed. In this case, it was found that iron or manganese could be sufficiently removed from the filtration membrane. As a result, it was also found that according to the method for cleaning a membrane filtration device of the present invention, the frequency of chemical cleaning of a filtration membrane can be suppressed. Furthermore, in Examples 1 and 2, when the filtration membrane was visually inspected, the coloring matter was removed, and the transmembrane pressure was restored. It was confirmed that manganese or its ions or colloids, calcium or its ions or colloids, and aluminum or its ions or colloids were not contained as residues.
From Comparative Example 1, it was found that iron and manganese could not be sufficiently removed from the filtration membrane when the second acid cleaning was not performed even if the sulfuric acid cleaning was performed.
From Comparative Example 2, it was found that iron and manganese could not be sufficiently removed from the filtration membrane when only citric acid washing was performed.
From Comparative Example 3, it was found that when the mixed acid cleaning was performed first and then the sulfuric acid cleaning was performed, iron and manganese could not be sufficiently removed from the filtration membrane.
From Comparative Example 4, it was found that when neither the first acid washing nor the second acid washing was performed, iron and manganese could not be sufficiently removed from the filtration membrane.
From Comparative Examples 5 and 6, it was found that iron and manganese could not be sufficiently removed from the filtration membrane when only the mixed acid washing was performed.
In addition, in Comparative Examples 1 to 6, it was also confirmed by visual observation of the filtration membrane that the coloring matter was not removed.

1 硫酸洗浄
2 排出および中和
3 混酸洗浄
4 リンス洗浄
5 洗浄剤洗浄
6 クエン酸洗浄
11 原水
12 被処理水
13 処理水
14 透過水
15 排出水
16 中和洗浄廃液
21 被処理水槽
22 ろ過膜
22a 膜ろ過装置
23 逆浸透膜
24 排出水槽
25 薬品洗浄槽
31 凝集剤添加手段
32 殺菌剤添加手段
33 中和剤添加手段
41 循環用ポンプ
42a バルブ
42b バルブ
42c バルブ
51 水処理装置
1 Sulfuric acid cleaning 2 Discharge and neutralization 3 Mixed acid cleaning 4 Rinse cleaning 5 Detergent cleaning 6 Citric acid cleaning 11 Raw water 12 Treated water 13 Treated water 14 Permeated water 15 Drained water 16 Neutralized cleaning waste liquid 21 Treated water tank 22 Filtration membrane 22a Membrane filtration device 23 Reverse osmosis membrane 24 Discharge water tank 25 Chemical washing tank 31 Coagulant addition means 32 Disinfectant addition means 33 Neutralizer addition means 41 Circulation pump 42a Valve 42b Valve 42c Valve 51 Water treatment device

Claims (13)

鉄、マンガンおよびこれらのイオンもしくはコロイドのうち少なくとも1種類を含む被処理水をろ過膜によりろ過して処理水を得るための膜ろ過装置の洗浄方法であって;
前記ろ過膜に対して硫酸を供給する第1の酸洗浄工程と、
前記ろ過膜に対して塩酸および有機酸の混酸を供給する第2の酸洗浄工程を含み、
前記ろ過膜が精密ろ過膜または限外ろ過膜である、膜ろ過装置の洗浄方法。
A method for cleaning a membrane filtration device for filtering water to be treated containing at least one of iron, manganese and ions or colloids thereof through a filtration membrane to obtain treated water;
A first acid washing step of supplying sulfuric acid to the filtration membrane;
A second acid washing step of supplying a mixed acid of hydrochloric acid and an organic acid to the filtration membrane,
A method for cleaning a membrane filtration device, wherein the filtration membrane is a microfiltration membrane or an ultrafiltration membrane.
前記第2の酸洗浄工程の後の前記ろ過膜に、鉄、マンガンおよびこれらのイオンもしくはコロイドを残留物として含まない、請求項1に記載の膜ろ過装置の洗浄方法。   The method for cleaning a membrane filtration device according to claim 1, wherein the filtration membrane after the second acid cleaning step does not contain iron, manganese, or ions or colloids thereof as a residue. 前記有機酸がシュウ酸またはクエン酸である、請求項1または2に記載の膜ろ過装置の洗浄方法。   3. The method for cleaning a membrane filtration device according to claim 1, wherein the organic acid is oxalic acid or citric acid. 前記第1の酸洗浄工程が前記膜ろ過装置の内部に前記硫酸を循環させる工程であり、
前記第2の酸洗浄工程が前記膜ろ過装置の内部に前記混酸を循環させる工程である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の膜ろ過装置の洗浄方法。
The first acid washing step is a step of circulating the sulfuric acid inside the membrane filtration device,
The method for cleaning a membrane filtration device according to any one of claims 1 to 3, wherein the second acid cleaning step is a step of circulating the mixed acid inside the membrane filtration device.
前記第1の酸洗浄工程の後および前記第2の酸洗浄工程の後に、それぞれ排出水を膜ろ過装置から排出する工程と、中和工程を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の膜ろ過装置の洗浄方法。   5. The method according to claim 1, further comprising a step of discharging discharged water from the membrane filtration device after the first acid cleaning step and a step of discharging the discharged water from the membrane filtration device, and the neutralizing step after the second acid cleaning step. 6. A method for cleaning a membrane filtration device according to the above. 前記第2の酸洗浄工程の後に、少なくとも次亜塩素酸またはその塩、水酸化ナトリウム、過酸化水素水のうち少なくとも1種類を含む洗浄剤による洗浄工程を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の膜ろ過装置の洗浄方法。   The cleaning method according to any one of claims 1 to 5, further comprising a cleaning step using a cleaning agent containing at least one of hypochlorous acid or a salt thereof, sodium hydroxide, and hydrogen peroxide solution after the second acid cleaning step. The method for cleaning a membrane filtration device according to claim 1. 前記ろ過膜が、中空糸膜である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の膜ろ過装置の洗浄方法。   The method for cleaning a membrane filtration device according to any one of claims 1 to 6, wherein the filtration membrane is a hollow fiber membrane. 前記被処理水が、凝集剤を添加された被処理水である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の膜ろ過装置の洗浄方法。   The method for cleaning a membrane filtration device according to any one of claims 1 to 7, wherein the water to be treated is water to be treated with a coagulant added thereto. 前記被処理水が、鉄またはそのイオンもしくはコロイド、マンガンまたはそのイオンもしくはコロイド、カルシウムまたはそのイオンもしくはコロイド、および、アルミニウムまたはそのイオンもしくはコロイドを含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の膜ろ過装置の洗浄方法。   The said to-be-processed water contains iron or its ion or colloid, manganese or its ion or colloid, calcium or its ion or colloid, and aluminum or its ion or colloid. Cleaning method of membrane filtration device. 鉄、マンガンおよびこれらのイオンもしくはコロイドのうち少なくとも1種類を含む被処理水を、膜ろ過装置が備えるろ過膜によりろ過して処理水を得る膜処理工程と、
請求項1〜9のいずれか一項に記載の膜ろ過装置の洗浄方法とを含む、水処理方法。
A membrane treatment step of filtering treated water containing at least one of iron, manganese and their ions or colloids with a filtration membrane provided in a membrane filtration device to obtain treated water,
A water treatment method, comprising: the method for cleaning a membrane filtration device according to any one of claims 1 to 9.
前記膜ろ過装置の洗浄方法を1年間当たり6回以下の頻度で行う、請求項10に記載の水処理方法。   The water treatment method according to claim 10, wherein the method of cleaning the membrane filtration device is performed at a frequency of 6 times or less per year. 前記被処理水に凝集剤を添加してフロックを形成する工程を含み、かつ、
前記膜処理工程より前に前記フロックを固液分離する工程を含まない、請求項10または11に記載の水処理方法。
Including a step of adding a flocculant to the water to be treated to form flocs, and
The water treatment method according to claim 10, wherein the method does not include a step of solid-liquid separating the floc before the membrane treatment step.
前記膜処理工程の後に、前記処理水を逆浸透膜に透過させて透過水を得る工程を含む、請求項10〜12のいずれか一項に記載の水処理方法。   The water treatment method according to any one of claims 10 to 12, further comprising a step of permeating the treated water through a reverse osmosis membrane to obtain a permeated water after the membrane treatment step.
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