JP2020093233A - Separation membrane module and separation membrane system - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、分離膜モジュール及び分離膜システムに関する。 The present disclosure relates to a separation membrane module and a separation membrane system.
分離膜エレメントは、海水の淡水化、純水の製造、廃水処理、原油の採掘などの様々な分野で使用されている。分離膜エレメントは、例えば、集水管と、集水管に巻きつけられた分離膜とを備え、通常、圧力容器の内部に直列に配置されている。分離膜システムは、分離膜エレメント又は分離膜モジュールを備えたシステムである。 Separation membrane elements are used in various fields such as desalination of seawater, production of pure water, wastewater treatment, and crude oil mining. The separation membrane element includes, for example, a water collection pipe and a separation membrane wound around the water collection pipe, and is usually arranged in series inside the pressure vessel. A separation membrane system is a system equipped with a separation membrane element or a separation membrane module.
分離膜システムによって原水を処理するとき、有機物などの汚染物質が分離膜エレメントに堆積する。汚染物質が堆積すると原水流路の流路断面積が減少し、処理効率が低下する。そのため、分離膜エレメントに堆積した汚染物質を効率よく除去できることが望まれている。 When treating raw water with a separation membrane system, contaminants such as organics deposit on the separation membrane element. When the pollutants are accumulated, the cross-sectional area of the raw water flow channel is reduced and the treatment efficiency is reduced. Therefore, it is desired that the contaminants deposited on the separation membrane element can be efficiently removed.
例えば、特許文献1には、圧力容器の内部に直列に配置された複数の分離膜エレメントを備えた分離膜モジュールが記載されている。特許文献1は、正方向フラッシングと逆方向フラッシングとを組み合わせて分離膜エレメントを洗浄することを開示している。 For example, Patent Document 1 describes a separation membrane module including a plurality of separation membrane elements arranged in series inside a pressure vessel. Patent Document 1 discloses that the separation membrane element is washed by combining forward flushing and reverse flushing.
特許文献1に記載された分離膜モジュールにおいて、分離膜エレメントの洗浄の頻度を減らすことは、必ずしも容易ではない。そのため、分離膜エレメントの洗浄の頻度を減らすことができる分離膜モジュール及びそれを用いた分離膜システムが求められている。 In the separation membrane module described in Patent Document 1, it is not always easy to reduce the frequency of cleaning the separation membrane element. Therefore, there is a demand for a separation membrane module and a separation membrane system using the separation membrane module, which can reduce the frequency of cleaning of the separation membrane element.
本開示は、
第1原液入口、第1濃縮液出口及び透過液出口を有する容器と、
前記容器の内部に配置された複数の分離膜エレメントと、
を備え、
前記複数の分離膜エレメントのそれぞれは、前記透過液出口に接続された集液管と、前記集液管に巻き付けられた分離膜とを有し、
前記複数の分離膜エレメントが前記容器の内部で並列に並べられている、分離膜モジュールを提供する。
This disclosure is
A container having a first stock solution inlet, a first concentrated solution outlet, and a permeate outlet
A plurality of separation membrane elements arranged inside the container,
Equipped with
Each of the plurality of separation membrane elements has a liquid collection tube connected to the permeate outlet, and a separation membrane wound around the liquid collection tube,
A separation membrane module is provided in which the plurality of separation membrane elements are arranged in parallel inside the container.
別の側面において、本開示は、
少なくとも1つの第1分離膜モジュールと、
前記第1分離膜モジュールから排出された濃縮液をろ過するように前記第1分離膜モジュールに直列に接続された少なくとも1つの第2分離膜モジュールと、
を備え、
前記第1分離膜モジュールが上記の分離膜モジュールである、分離膜システムを提供する。
In another aspect, the present disclosure provides
At least one first separation membrane module;
At least one second separation membrane module connected in series to the first separation membrane module so as to filter the concentrated liquid discharged from the first separation membrane module;
Equipped with
A separation membrane system is provided, wherein the first separation membrane module is the above-mentioned separation membrane module.
本開示の技術によれば、分離膜エレメントの洗浄の頻度を減らすことができる分離膜モジュール及びそれを用いた分離膜システムを提供できる。 According to the technique of the present disclosure, it is possible to provide a separation membrane module and a separation membrane system using the same, which can reduce the frequency of cleaning of the separation membrane element.
特許文献1に記載された分離膜モジュールによれば、圧力容器の内部の最も上流に配置された分離膜エレメントの汚染が最も早く進み、その水処理能力の低下も著しい。汚染が進行したとき、例えば、最も上流に配置された分離膜エレメントだけを交換することが考えられる。しかし、圧力容器の構造上、最も上流に配置された分離膜エレメントだけを交換することは困難である。分離膜エレメントを交換するためには運転を停止しなければならず、これにより、システムの稼働率が低下する。 According to the separation membrane module described in Patent Document 1, the separation membrane element arranged at the most upstream inside the pressure vessel is swiftly contaminated, and the water treatment capacity thereof is significantly deteriorated. When the fouling progresses, it is conceivable, for example, to replace only the most upstream arranged separation membrane element. However, due to the structure of the pressure vessel, it is difficult to replace only the most upstream separation membrane element. The operation must be shut down in order to replace the separation membrane element, which reduces the availability of the system.
分離膜エレメントの洗浄は、例えば、圧力容器の内部に分離膜エレメントが配置された状態で、圧力容器の内部に薬品を含む洗浄液を流すことによって行われる。このときの洗浄効率は、圧力容器の内部の分離膜エレメントの位置に依存する。つまり、複数の分離膜エレメントのうち、上流の分離膜エレメントの洗浄効率は高く、下流の分離膜エレメントの洗浄効率は低い。そのため、全ての分離膜エレメントを均一に洗浄することが困難であるとともに、最も汚染の進んだ分離膜エレメントに合わせて洗浄を行う必要がある。この問題を解決する方法として、分離膜エレメントを圧力容器から取り出し、分離膜エレメントを個別に洗浄する方法がある。ただし、この方法は多大な労力とコストがかかる。このような知見に基づいて、本発明者らは、本開示の分離膜モジュール及び分離膜システムを完成させるに至った。 The cleaning of the separation membrane element is performed, for example, by flowing a cleaning liquid containing a chemical into the pressure vessel while the separation membrane element is arranged inside the pressure vessel. The cleaning efficiency at this time depends on the position of the separation membrane element inside the pressure vessel. That is, among the plurality of separation membrane elements, the upstream separation membrane element has a high cleaning efficiency and the downstream separation membrane element has a low cleaning efficiency. Therefore, it is difficult to uniformly wash all the separation membrane elements, and it is necessary to perform washing in accordance with the most contaminated separation membrane element. As a method of solving this problem, there is a method of taking out the separation membrane element from the pressure vessel and individually washing the separation membrane element. However, this method requires a lot of labor and cost. Based on such knowledge, the present inventors have completed the separation membrane module and the separation membrane system of the present disclosure.
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本開示は、以下の実施形態に限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. The present disclosure is not limited to the following embodiments.
(実施形態1)
図1は、本開示の実施形態1に係る分離膜システム100の構成を示している。図2は、分離膜システム100に使用された第1分離膜モジュール11の構成を示している。分離膜システム100は、第1分離膜モジュール11及び第2分離膜モジュール12を備えている。第1分離膜モジュール11から排出された濃縮水が第2分離膜モジュール12でさらにろ過されるように、第1分離膜モジュール11と第2分離膜モジュール12とが直列に接続されている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows the configuration of a
分離膜システム100によって処理(ろ過)されるべき液体としては、水(原水)が挙げられる。本明細書では、簡単のため、液体の代表として「水」の用語を使用する。
The liquid to be treated (filtered) by the
第1分離膜モジュール11は、容器8及び複数の分離膜エレメント13を備えている。複数の分離膜エレメント13は、容器8の内部に配置されている。容器8の内部において、複数の分離膜エレメント13は並列に並べられている。容器8の内部において、原水は、複数の分離膜エレメント13のいずれかを流れる。このような構成によれば、原水が接触する分離膜エレメント13の端面の面積が増えるので、分離膜エレメント13の端面における汚染物質の堆積は抑制される。そのため、洗浄が必要になるまでの時間又は分離膜エレメント13の交換が必要になるまでの時間を稼ぐことができる。第1分離膜モジュール11によって汚染物質が取り除かれるので、下流の第2分離膜モジュール12への汚染物質の堆積が抑制される。つまり、分離膜システム100における薬品を含む洗浄液による洗浄の頻度が低減する。第1分離膜モジュール11の分離膜エレメント13のみを交換することも容易である。
The first
本実施形態によれば、複数の分離膜エレメント13のそれぞれが分離膜システム100において最も上流に位置している。言い換えれば、最も汚れやすい先頭の分離膜エレメント13が容器8の中に集められている。このような構造によれば、洗浄時における汚染物質の排出性が良好であるとともに、逆方向洗浄などによる洗浄の効果を得やすい。最も汚れやすい複数の分離膜エレメント13を並列に並べることによって、原水によって分離膜エレメント13の各端面が顕著に汚れるまでの期間を伸ばすことができる。
According to this embodiment, each of the plurality of
容器8は、耐圧性を有する円筒状の容器である。容器8は、第1原水入口11a、第1濃縮水出口11b及び透過水出口11cを有する。原水は、第1原水入口11aを通じて、容器8の内部に導入される。濃縮水は、第1濃縮水出口11bを通じて、容器8の外部に排出される。透過水は、透過水出口11cを通じて、容器8の外部に排出される。本実施形態では、複数の透過水出口11cが容器8に設けられている。ただし、透過水出口11cが1つのみ容器8に設けられていてもよい。
The
容器8は、第2原水入口11d及び第2濃縮水出口11eをさらに有する。原水は、第2原水入口11dを通じて、容器8の内部に導入される。濃縮水は、第2濃縮水出口11eを通じて、容器8の外部に排出される。容器8の内部空間は、第1側空間8aと第2側空間8bとに仕切られている。第1側空間8aは、第1原水入口11a及び第2濃縮水出口11eが位置している空間である。第2側空間8bは、第2原水入口11d及び第1濃縮水出口11bが位置している空間である。このような構成によれば、第1分離膜モジュール11の各分離膜エレメント13に対して両方向から原水を流すことができる。分離膜エレメント13の一方の端面に堆積した汚染物質によって水処理の効率が低下しても、原水を分離膜エレメント13の他方の端面から導入することによって、汚染物質が堆積していない端面を水処理に使用できる。分離膜エレメント13の両方の端面を使用することによって効率的に水処理を行うことができるとともに、洗浄が必要になるまでの時間又は分離膜エレメント13の交換が必要になるまでの時間をさらに稼ぐことができる。
The
また、第1分離膜モジュール11における原水の流れ方向を定期又は不定期に切り替えることによって、分離膜エレメント13の第1側空間8aに位置する端面に堆積した汚染物質は、第2側空間8bから第1側空間8aに向かって原水を流すことによって除去されうる。分離膜エレメント13の第2側空間8bに位置する端面に堆積した汚染物質は、第1側空間8aから第2側空間8bに向かって原水を流すことによって除去されうる。つまり、逆方向洗浄によって、分離膜エレメント13に堆積した汚染物質を取り除くことができる。その結果、薬品を含む洗浄液による洗浄の頻度をさらに減らすことができるとともに、分離膜エレメント13の寿命も伸びる。分離膜エレメント13の寿命が伸びると、分離膜エレメント13の交換の頻度を下げることができるので経済的である。
Further, by switching the flow direction of the raw water in the first
さらに、原水の流れ方向の切り替えによって汚染物質を除去することが困難である場合、洗浄液によって分離膜エレメント13を洗浄する。分離膜エレメント13は容器8の内部に並列に配置されているため、分離膜エレメントが容器の内部に直列に配置された分離膜モジュールよりも、各分離膜エレメント13に対して洗浄液を均一に流すことができる。さらに、第1分離膜モジュール11の各分離膜エレメント13に対して両方向から洗浄液を流すこともできる。この場合、高い洗浄効果を得ることができる。
Furthermore, when it is difficult to remove contaminants by switching the flow direction of the raw water, the
第1側空間8aと第2側空間8bとは、例えば、仕切り30によって仕切られている。第1側空間8aと第2側空間8bとの間の液体の往来を阻止できる限り、仕切り30の構造及び材料は特に限定されない。一例において、仕切り30は、ゴム材料で作られたシール部材でありうる。
The
第1分離膜モジュール11における分離膜エレメント13の数は特に限定されず、例えば、2〜7本である。図2に示すように、本実施形態では、円筒状の容器8の内部に7本の分離膜エレメント13がハニカム状に配置されている。
The number of
図3は、分離膜エレメント13を部分的に展開して示している。分離膜エレメント13は、集水管61、分離膜62、原水スペーサ63及び透過水スペーサ64によって構成されている。詳細には、分離膜エレメント13は、複数の分離膜62、複数の原水スペーサ63及び複数の透過水スペーサ64によって構成されている。
FIG. 3 shows the
複数の分離膜62は、互いに重ね合わされ、袋状の構造を有するように3辺において封止され、集水管61に巻きつけられている。袋状の構造の外部に位置するように、分離膜62と分離膜62との間に原水スペーサ63が配置されている。原水スペーサ63は、分離膜62と分離膜62との間に原水流路としての空間を確保している。袋状の構造の内部に位置するように、分離膜62と分離膜62との間に透過水スペーサ64が配置されている。透過水スペーサ64は、分離膜62と分離膜62との間に透過水流路としての空間を確保している。透過水流路が集水管61に連通するように、袋状の構造の開口端が集水管61に接続されている。
The plurality of
分離膜エレメント13は、スパイラル型の分離膜エレメントでありうる。スパイラル型の分離膜エレメントの材料、構造、特性、製造方法などは良く知られている。そのため、最小限の設計変更にて、既存のスパイラル型の分離膜エレメントを分離膜モジュール11に適用できる。
The
分離膜62は、例えば、逆浸透膜、ナノ濾過膜、限外濾過膜又は精密濾過膜である。分離膜62は、典型的には、逆浸透膜又はナノ濾過膜である。
The
集水管61は、各分離膜62を透過した透過水を集めて分離膜エレメント13の外部に導く役割を担っている。集水管61には、その長手方向に沿って複数の貫通孔61hが所定間隔で設けられている。透過水は、これらの貫通孔61hを通じて集水管61の中に流入する。
The
図2に示すように、分離膜エレメント13の各集水管61は、共通の集合管65に接続されている。集合管65は、透過水経路20に接続されている。このような構成によれば、分離膜モジュール13で生成された透過水を効率的に集めることができる。集合管65が容器8の内部に存在する場合、容器8は、透過水出口11cを1つのみ有しうる。
As shown in FIG. 2, each
本実施形態では、第1分離膜モジュール11における複数の分離膜エレメント13の集水管61のそれぞれの長手方向が重力方向に平行である。分離膜エレメント13に堆積した汚染物質が重力の影響で自然落下しやすいので、分離膜システム100において洗浄運転を行ったときに高い洗浄効果が得られる。なお、「長手方向が重力方向に平行」とは、数学的に完全に平行であることを必ずしも意味しない。意図した効果が得られる範囲(例えば3度以下)において、集水管61の長手方向が重力方向に対して傾いていてもよい。
In the present embodiment, the longitudinal direction of each of the
第2分離膜モジュール12は、容器9及び複数の分離膜エレメント23を備えている。複数の分離膜エレメント23は、容器9の内部に配置されている。容器9の内部において、複数の分離膜エレメント23は直列に並べられている。このような構造を有する第2分離膜モジュール12を第1分離膜モジュール11と組み合わせて使用することによって、高い塩阻止率及び高い透過水量を達成できる。ただし、第2分離膜モジュールの構造は特に限定されない。例えば、既存の水処理システムにおける任意の分離膜モジュールを第2分離膜モジュール12と捉えることができ、その上流に第1分離膜モジュール11が配置されうる。このような構成によれば、大幅な設計変更を伴うことなく、既存の水処理システムに本実施形態の構成が採用されうる。
The second
容器9は、耐圧性を有する円筒状の容器である。容器9は、原水入口12a、濃縮水出口12b及び透過水出口12cを有する。原水入口12aを通じて、第1分離膜モジュール11から排出された濃縮水が原水として容器9の内部に導入される。濃縮水は、濃縮水出口12bを通じて、容器9の外部に排出される。透過水は、透過水出口12cを通じて、容器9の外部に排出される。
The
分離膜エレメント23は、例えば、スパイラル型の分離膜エレメントである。分離膜エレメント23の構造は、分離膜エレメント13の構造と同一であってもよく、異なっていてもよい。分離膜エレメント13に使用された分離膜の種類は、分離膜エレメント23に使用された分離膜の種類と同一であってもよく、異なっていてもよい。
The
第2分離膜モジュール12における分離膜エレメント23の数は特に限定されず、例えば、1〜10本である。
The number of
分離膜システム100は、ブースターポンプ15、第1原水経路18及び第1濃縮水経路21をさらに備えている。ブースターポンプ15は、第1原水経路18に配置されている。第1原水経路18は、容器8の第1原水入口11aに接続されている。原水は、ブースターポンプ15によって加圧され、第1原水経路18を通じて容器8に導かれる。第1濃縮水経路21は、容器8の第1濃縮水出口11bに接続されている。濃縮水は、第1濃縮水経路21を通じて、容器8の外部に排出される。
The
分離膜システム100は、第2原水経路19及び第2濃縮水経路24をさらに備えている。第2原水経路19は、容器8の第2原水入口11dに接続されている。原水は、ブースターポンプ15によって加圧され、第2原水経路19を通じて容器8に導かれる。第2濃縮水経路24は、容器8の第2濃縮水出口11eに接続されている。濃縮水は、第2濃縮水経路24を通じて、容器8の外部に排出される。
The
本実施形態において、第2原水経路19は、第1原水経路18から分岐している。第2濃縮水経路24は、第1濃縮水経路21に合流している。
In the present embodiment, the second
分離膜システム100は、経路切替機構14をさらに備えている。経路切替機構14は、第1運転モードと第2運転モードとを切り替えるように構成されている。第1運転モードは、第1原水入口11aに接続された第1原水経路18に原水を導く運転モードである。第2運転モードは、第2原水入口11dに接続された第2原水経路19に原水を導く運転モードである。本実施形態において、経路切替機構14は、第1原水経路18と第2原水経路19との接続部に設けられている。経路切替機構14によれば、第1分離膜モジュール11における原水又は洗浄液の流れ方向を任意のタイミングで容易に切り替えることができる。
The
分離膜システム100は、経路切替機構25をさらに備えている。経路切替機構25は、第1運転モードと第2運転モードとを切り替えるように構成されている。第1運転モードは、第1濃縮水出口11bに接続された第1濃縮水経路21に濃縮水を導く運転モードである。第2運転モードは、第2濃縮水出口11eに接続された第2濃縮水経路24に濃縮水を導く運転モードである。本実施形態において、経路切替機構25は、第1濃縮水経路21と第2濃縮水経路24との接続部に設けられている。経路切替機構25によれば、第1分離膜モジュール11における原水又は洗浄液の流れ方向を任意のタイミングで容易に切り替えることができる。
The
経路切替機構14及び25は、例えば、弁を含む。本実施形態において、経路切替機構14及び25は、それぞれ、三方弁である。経路切替機構14及び25は、複数の開閉弁によって構成されていてもよい。例えば、三方弁は2つの開閉弁で代用可能である。
The
分離膜システム100は、経路22をさらに備えている。経路22は、経路切替機構25と第2分離膜モジュール12とを接続している。経路22を通じて、第2分離膜モジュール12へと第1分離膜モジュール11から排出された濃縮水が原水として供給される。経路22には、圧力を高めるためのブースターポンプ17が設けられている。
The
分離膜システム100は、タンク16、透過水経路20及び透過水経路26をさらに備えている。タンク16は、第1分離膜モジュール11及び第2分離膜モジュール12で生成された透過水を一時的に貯留する。透過水経路20は、第1分離膜モジュール11に接続されており、第1分離膜モジュール11で生成された透過水をタンク16に導く。透過水経路20は、詳細には、容器8の透過水出口11cとタンク16とを接続している。透過水経路26は、第2分離膜モジュール12に接続されており、第2分離膜モジュール12で生成された透過水をタンク16に導く。透過水経路26は、詳細には、容器9の透過水出口12cとタンク16とを接続している。
The
分離膜システム100は、濃縮水経路28をさらに備えている。濃縮水経路28は、第2分離膜モジュール12に接続されている。第2分離膜モジュール12で生成された濃縮水は、濃縮水出口12bを通じて、容器9の外部に排出される。濃縮水経路28は、詳細には、容器9の濃縮水出口12bに接続されている。
The
各経路には、必要に応じて、弁、センサなどの機器が配置されていてもよい。経路上には、原水、透過水、濃縮水などの液体を一時的に貯留可能なタンクが設けられていてもよい。 If necessary, devices such as valves and sensors may be arranged in each path. A tank that can temporarily store a liquid such as raw water, permeated water, and concentrated water may be provided on the route.
次に、分離膜システム100の運転について説明する。
Next, the operation of the
(第1運転モード)
本実施形態の第1運転モードについて説明する。第1運転モードにおいては、原水が第1原水経路18に導かれ、濃縮水が第1濃縮水経路21に導かれるように経路切替機構14及び25が操作される。原水は、第1原水経路18及び第1原水入口11aを通じて容器8に導入される。原水は、第1側空間8aにおいて複数の流れに分かれ、複数の分離膜エレメント13のそれぞれを並列に流れ、ろ過される。これにより、各分離膜エレメント13において濃縮水と透過水とが生成される。濃縮水の複数の流れは、第2側空間8bにおいて合流する。濃縮された原水である濃縮水は、分離膜エレメント13から排出されたのち、第1濃縮水出口11bを通じて容器8の外部に排出される。透過水は、複数の分離膜エレメント13の集水管61及び透過水出口11cを通じて容器8の外部に排出される。
(First operation mode)
The first operation mode of this embodiment will be described. In the first operation mode, the
濃縮水は、第1濃縮水経路21を通じて容器8の外部に排出され、経路切替機構25を通じて経路22へ導入される。透過水は、透過水経路20を通じてタンク16に供給され、タンク16に一時的に貯留される。
The concentrated water is discharged to the outside of the
濃縮水は、ブースターポンプ17によって加圧され、経路22を通じて第2分離膜モジュール12に供給される。第1分離膜モジュール11の濃縮水である原水は、第2分離膜モジュール12においてろ過される。第2分離膜モジュール12において濃縮水と透過水とが生成される。透過水は、透過水経路26を通じてタンク16に供給される。濃縮水は、濃縮水経路28を通じて所定の場所(例えば、原水のタンク)に導かれる。
The concentrated water is pressurized by the
(第2運転モード)
次に、本実施形態の第2運転モードについて説明する。第2運転モードにおいては、原水が第2原水経路19に導かれ、濃縮水が第2濃縮水経路24に導かれるように経路切替機構14及び25が操作される。原水は、第2原水経路19及び第2原水入口11dを通じて容器8に導入される。原水は、第2側空間8bにおいて複数の流れに分かれ、複数の分離膜エレメント13のそれぞれを並列に流れ、ろ過される。これにより、各分離膜エレメント13において濃縮水と透過水とが生成される。濃縮水の複数の流れは、第1側空間8aにおいて合流する。濃縮水は、分離膜エレメント13から排出されたのち、第2濃縮水出口11eを通じて容器8の外部に排出される。透過水は、複数の分離膜エレメント13の集水管61及び透過水出口11cを通じて容器8の外部に排出される。
(Second operation mode)
Next, the second operation mode of this embodiment will be described. In the second operation mode, the
濃縮水は、第2濃縮水経路24を通じて容器8の外部に排出され、経路切替機構25を通じて経路22へ導入される。透過水は、透過水経路20を通じてタンク16に供給され、タンク16に一時的に貯留される。
The concentrated water is discharged to the outside of the
第1運転モードと第2運転モードとを定期的又は不定期に切り替えることによって、第1分離膜モジュール11における原水の流れ方向を切り替えることができる。原水の流れ方向を切り替える逆方向洗浄によって、分離膜エレメント13に堆積した汚染物質を取り除くことができる。その結果、薬品を含む洗浄液による洗浄の頻度をさらに減らすことができるとともに、分離膜エレメント13の寿命も伸びる。分離膜エレメント13の寿命が伸びると、分離膜エレメント13の交換の頻度を下げることができるので経済的である。
By switching the first operation mode and the second operation mode regularly or irregularly, the flow direction of the raw water in the first
第1分離膜モジュール11における原水の流れ方向を反転させることができる一方、第2分離膜モジュール12における原水の流れ方向は一定であってもよい。この場合、第2分離膜モジュール12における原水の流れ方向を反転させるための構成を省略できる。
The flow direction of the raw water in the first
以下、他のいくつかの実施形態について説明する。実施形態1と他の実施形態とで共通する要素には同じ参照符号を付し、それらの説明を省略することがある。各実施形態に関する説明は、技術的に矛盾しない限り、相互に適用されうる。技術的に矛盾しない限り、各実施形態は、相互に組み合わされてもよい。 Hereinafter, some other embodiments will be described. Elements common to the first embodiment and other embodiments are given the same reference numerals, and explanations thereof may be omitted. The description regarding each embodiment can be applied to each other as long as there is no technical inconsistency. The respective embodiments may be combined with each other as long as there is no technical conflict.
(実施形態2)
図4は、実施形態2に係る分離膜システム200の構成を示している。分離膜システム200は、複数の第1分離膜モジュール11を備えている点で図1を参照して説明した分離膜システム100と異なる。複数の第1分離膜モジュール11は互いに並列に接続されている。原水は、複数の第1分離膜モジュール11のいずれかを流れ、第2分離膜モジュール13へと導かれる。このような構成によれば、原水が接触する分離膜エレメント13の端面の面積がさらに増えるので、洗浄が必要になるまでの時間又は分離膜エレメント13の交換が必要になるまでの時間をさらに稼ぐことができる。複数の第1分離膜モジュール11によって汚染物質が取り除かれるので、下流の第2分離膜モジュール12への汚染物質の堆積がさらに抑制される。つまり、分離膜システム200における薬品を含む洗浄液による洗浄の頻度がさらに低減する。
(Embodiment 2)
FIG. 4 shows the configuration of the
分離膜システム200は、2つの第1分離膜モジュール11を備えている。ただし、第1分離膜モジュール11の数は特に限定されず、分離膜システム200の処理能力に応じて決定される。
The
本実施形態において、第1原水経路18は、分岐し、複数の第1原水入口11aのそれぞれに接続されている。第2原水経路19は、分岐し、複数の第2原水入口11dのそれぞれに接続されている。第1濃縮水経路21は、分岐し、複数の第1濃縮水出口11bのそれぞれに接続されている。第2濃縮水経路24は、分岐し、複数の第2濃縮水出口11eのそれぞれに接続されている。透過水経路20は、分岐し、複数の透過水出口11cのそれぞれに接続されている。経路切替機構14及び25を操作することによって、第1運転モードと第2運転モードとのいずれかのモードでの運転を実施できる。
In the present embodiment, the first
本実施形態によれば、複数の第1分離膜モジュール11から選ばれる一方の第1分離膜モジュール11での水処理を停止したとしても、他方の第1分離膜モジュール11における水処理を継続できる。例えば、分離膜システム200の運転を継続しつつ、一方の第1分離膜モジュール11の分離膜エレメント13の交換又は洗浄を行うことも可能である。そのため、本実施形態によれば、高いシステム稼働率を達成できる。
According to this embodiment, even if the water treatment in one of the first
(実施形態3)
図5は、実施形態3に係る分離膜システム300の構成を示している。分離膜システム300は、複数の第2分離膜モジュール12を備えている点で図4を参照して説明した分離膜システム200と異なる。複数の第2分離膜モジュール12は互いに並列に接続されている。原水は、複数の第1分離膜モジュール11のいずれかを流れる。複数の第1分離膜モジュール11から排出された濃縮水は、原水として、複数の第2分離膜モジュール12のいずれかを流れる。本実施形態によれば、実施形態1及び実施形態2で説明した効果が得られることに加え、水処理能力を向上させることができる。
(Embodiment 3)
FIG. 5 shows the configuration of the
分離膜システム300は、2つの第2分離膜モジュール12を備えている。ただし、第2分離膜モジュール12の数は特に限定されず、分離膜システム300の処理能力に応じて決定される。
The
本実施形態において、経路22は、分岐し、複数の原水入口12aのそれぞれに接続されている。透過水経路26は、分岐し、複数の透過水出口12cのそれぞれに接続されている。
In the present embodiment, the
本実施形態においても、経路切替機構14及び25を操作することによって、第1運転モードと第2運転モードとのいずれかのモードでの運転を実施できる。
Also in the present embodiment, by operating the
本実施形態によれば、複数の第2分離膜モジュール12から選ばれる一方の第2分離膜モジュール12での水処理を停止したとしても、他方の第2分離膜モジュール12における水処理を継続できる。例えば、分離膜システム300の運転を継続しつつ、一方の第2分離膜モジュール12の分離膜エレメント23の交換又は洗浄を行うことも可能である。そのため、本実施形態によれば、高いシステム稼働率を達成できる。
According to this embodiment, even if the water treatment in one of the second
本開示の分離膜システムは、海水の淡水化、純水の製造、廃水処理、原油の採掘などの様々な用途に使用されうる。 The separation membrane system of the present disclosure can be used in various applications such as desalination of seawater, production of pure water, wastewater treatment, and crude oil mining.
8,9 容器
8a 第1側空間
8b 第2側空間
11 第1分離膜モジュール
11a 第1原水入口
11b 第1濃縮水出口
11c,12c 透過水出口
11d 第2原水入口
11e 第2濃縮水出口
12 第2分離膜モジュール
12a 原水入口
12b 濃縮水出口
13,23 分離膜エレメント
14,25 経路切替機構
15,17 ブースターポンプ
16 タンク
18 第1原水経路
19 第2原水経路
20,26 透過水経路
21 第1濃縮水経路
22 経路
24 第2濃縮水経路
28 濃縮水経路
30 仕切り
61 集水管
61h 貫通孔
62 分離膜
63 原水スペーサ
64 透過水スペーサ
65 集合管
100,200,300 分離膜システム
8, 9
Claims (12)
前記容器の内部に配置された複数の分離膜エレメントと、
を備え、
前記複数の分離膜エレメントのそれぞれは、前記透過液出口に接続された集液管と、前記集液管に巻き付けられた分離膜とを有し、
前記複数の分離膜エレメントが前記容器の内部で並列に並べられている、分離膜モジュール。 A container having a first stock solution inlet, a first concentrated solution outlet, and a permeate outlet
A plurality of separation membrane elements arranged inside the container,
Equipped with
Each of the plurality of separation membrane elements has a liquid collection tube connected to the permeate outlet, and a separation membrane wound around the liquid collection tube,
A separation membrane module in which the plurality of separation membrane elements are arranged in parallel inside the container.
透過液は、前記複数の分離膜エレメントの前記集液管及び前記透過液出口を通じて、前記容器の外部に排出される、請求項1に記載の分離膜モジュール。 The stock solution is introduced into the container through the first stock solution inlet, flows in parallel through each of the plurality of separation membrane elements, and then is discharged to the outside of the container through the first concentrated solution outlet,
The separation membrane module according to claim 1, wherein the permeated liquid is discharged to the outside of the container through the liquid collection pipe and the permeated liquid outlet of the plurality of separation membrane elements.
前記容器の内部空間は、前記第1原液入口及び前記第2濃縮液出口が位置している第1側空間と、前記第2原液入口及び前記第1濃縮液出口が位置している第2側空間とに仕切られている、請求項1から4のいずれか1項に記載の分離膜モジュール。 The container further has a second stock solution inlet and a second concentrated solution outlet,
The inner space of the container has a first side space in which the first stock solution inlet and the second concentrated solution outlet are located, and a second side in which the second stock solution inlet and the first concentrated solution outlet are located. The separation membrane module according to any one of claims 1 to 4, which is partitioned into a space.
前記第1分離膜モジュールから排出された濃縮液をろ過するように前記第1分離膜モジュールに直列に接続された少なくとも1つの第2分離膜モジュールと、
を備え、
前記第1分離膜モジュールが請求項1から5のいずれか1項に記載の分離膜モジュールである、分離膜システム。 At least one first separation membrane module;
At least one second separation membrane module connected in series to the first separation membrane module so as to filter the concentrated liquid discharged from the first separation membrane module;
Equipped with
A separation membrane system, wherein the first separation membrane module is the separation membrane module according to any one of claims 1 to 5.
複数の前記第1分離膜モジュールは並列に接続されている、請求項6又は7に記載の分離膜システム。 The at least one first separation membrane module includes a plurality of the first separation membrane modules,
The separation membrane system according to claim 6 or 7, wherein a plurality of the first separation membrane modules are connected in parallel.
前記第1原液入口に接続された第1原液経路と、
前記第2原液入口に接続された第2原液経路と、
原液を前記第1原液経路に導く第1運転モードと、前記原液を前記第2原液経路に導く第2運転モードとを切り替える経路切替機構と、
を備えた、請求項6から8のいずれか1項に記載の分離膜システム。 The first separation membrane module is the separation membrane module according to claim 5,
A first stock solution path connected to the first stock solution inlet;
A second stock solution path connected to the second stock solution inlet;
A path switching mechanism that switches between a first operation mode that guides the stock solution to the first stock solution path and a second operation mode that guides the stock solution to the second stock solution path;
The separation membrane system according to any one of claims 6 to 8, further comprising:
前記第1濃縮液出口に接続された第1濃縮液経路と、
前記第2濃縮液出口に接続された第2濃縮液経路と、
濃縮液を前記第1濃縮液経路に導く第1運転モードと、前記濃縮液を前記第2濃縮液経路に導く第2運転モードとを切り替える経路切替機構と、
を備えた、請求項6から9のいずれか1項に記載の分離膜システム。 The first separation membrane module is the separation membrane module according to claim 5,
A first concentrate path connected to the first concentrate outlet;
A second concentrate passage connected to the second concentrate outlet;
A path switching mechanism that switches between a first operation mode that guides the concentrated liquid to the first concentrated liquid path and a second operation mode that guides the concentrated liquid to the second concentrated liquid path;
The separation membrane system according to any one of claims 6 to 9, further comprising:
複数の前記第2分離膜モジュールは並列に接続されている、請求項6から11のいずれか1項に記載の分離膜システム。 The at least one second separation membrane module includes a plurality of second separation membrane modules,
The separation membrane system according to any one of claims 6 to 11, wherein a plurality of the second separation membrane modules are connected in parallel.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018234416A JP2020093233A (en) | 2018-12-14 | 2018-12-14 | Separation membrane module and separation membrane system |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022054688A1 (en) * | 2020-09-09 | 2022-03-17 | 栗田工業株式会社 | Method for operating desalting device |
JP2022045877A (en) * | 2020-09-09 | 2022-03-22 | 栗田工業株式会社 | Operational method of desalination apparatus |
CN114588783A (en) * | 2022-03-21 | 2022-06-07 | 山东水利建设集团有限公司巨野分公司 | Multistage back flush system in pump house |
-
2018
- 2018-12-14 JP JP2018234416A patent/JP2020093233A/en active Pending
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