JP2945894B2 - 洗浄薬品の除去方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ろ過膜装置を洗浄
処理した後の洗浄薬品の除去方法に関するものであっ
て、特に、リンス水を最小限に少なくできる洗浄薬品の
除去方法の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】ろ過膜装置としては、高分子化合物ある
いはセラミックからなる管状、中空糸状、モノリス状の
精密ろ過膜または限外ろ過膜をろ過エレメントとし、そ
の膜エレメントを複数集合したろ過装置が広く用いられ
ている。図３に例示するモデル化したろ過膜装置１０に
おいて、膜エレメント１１を境界にして、原水側ろ過室
１２とろ過水側ろ過室１５が形成され、それぞれのろ過
室１２、１５には、下部配管接続口１３、１６および上
部配管接続口１４、１７が設けられている。そして、こ
のろ過装置を運転するときは、図３中の実線が示すよう
に、下部配管接続口１３から原水が原水側ろ過室１２に
供給され、ろ過水は、ろ過水側ろ過室１５の上部配管接
続口１７から取り出されるのである。

【０００３】このろ過膜装置１０において、ろ過運転に
伴い膜エレメント１１に膜閉塞が生じた場合には、例え
ば、クエン酸あるいは次亜塩素酸ナトリウムのような薬
品の水溶液を、図４に示すように、洗浄水タンク２０か
ら原水側ろ過室１２に供給して、膜エレメント１１を浸
漬したり、あるいは上部配管接続口１４から洗浄水タン
ク２０に還流させたり、膜エレメントを通過させて洗浄
した後、ろ過水側ろ過室１５の上部配管接続口１７から
洗浄水タンク２０に還流するように、装置内を循環させ
たりして、洗浄処理を行って、膜のろ過機能を回復させ
るのが通常である。

【０００４】そして、この洗浄処理が終了したときに
は、ろ過膜装置の運転再開の前に、図５、６に示すよう
に、原水側およびろ過側ろ過室１２、１５に充満してい
た薬品洗浄水を抜き出して、洗浄水タンク２０に回収す
る。この場合、上部配管接続口１４、１７から、加圧空
気を送入して薬品洗浄水の抜き出しを促進している。こ
のように、薬品洗浄水を除去するように操作するのであ
るが、膜エレメント１１の微細なろ過孔空間および膜の
支持層内には薬品洗浄水が含浸状態に残留しているとと
もに、ろ過室１２、１５の内部部材にも付着した状態で
残留しているので、これら残留薬品洗浄水を十分に取り
除くには、上記薬品洗浄水の抜き出しの後で清浄な水な
どを装置内に導入してすすぎ処理（以下、リンスとい
う）を行うことが必要であった。

【０００５】ここでこのリンスについて説明すると、リ
ンスには水道水あるいは膜ろ過した清浄な膜ろ過水を用
いて、内部に残ったクエン酸などの薬品をすすぎ出すの
であって、このすすぎのための使用水をリンス水と呼ぶ
こととする。このリンスの操作は、例えば図４の洗浄水
タンク２０をリンス水タンク２０と呼び変えて説明する
と、このリンス水タンク２０からリンス水を原水側ろ過
室１２に供給して、上部配管接続口１４からリンス水タ
ンク２０に還流させたり、膜エレメント１１を通過さ
せ、ろ過水側ろ過室１５の上部配管接続口１７からリン
ス水タンク２０に還流させることで行うことができる。
そして、リンス水中に前記薬品が検出されなくなるま
で、適宜にこの操作を繰り返すことになる。

【０００６】ところが、最近のようにろ過膜装置自体が
大型化してくるに従い、前記した薬品洗浄水が残留する
物量が増大し、そのためにリンス水が大量に必要になっ
てきた結果、ある程度の洗浄用薬品を溶存したリンス排
水が大量に発生することになり、次のような点が問題と
なってきた。 （１）使用後のリンス排水の浄化のため大型の施設が必
要となった。 （２）廃棄物として処分できる場合でも水量が多いため
コストが増加する。 （３）薬品洗浄後の処理水質の安全性を確実にすること
は勿論、安定に運転、処理するために、より確実なリン
スを効率よく行うことが重要な課題となってきた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決するためになされたものであり、ろ過膜装置か
ら薬品洗浄水をほぼ完全に除去することを企図するとと
もに、リンス水量を可能な限り削減して、処分の容易化
と処分コストの削減が可能となる洗浄薬品の除去方法を
提供する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決する本
発明の洗浄薬品の除去方法は、精密ろ過膜装置または限
外ろ過膜装置内を薬品洗浄水にて洗浄処理し、膜閉塞を
解消した後、加圧空気をろ過側に供給して、その加圧空
気により前記ろ過膜装置の膜エレメントに残留している
薬品洗浄水を原水側に押し出して除去し、かつ当該ろ過
膜装置内から排出することを特徴とするものである。

【０００９】また、本発明は、前記ろ過膜装置から除去
した薬品洗浄水を洗浄水タンクに返送し、回収する態様
の洗浄薬品の除去方法としても具体化することができ
る。

【００１０】さらには、本発明の洗浄薬品の除去方法
は、前記の洗浄方法にしたがって薬品洗浄水により洗浄
処理した精密ろ過膜装置または限外ろ過膜装置内をリン
ス水により洗浄し、次いで加圧空気をろ過側または原水
側に供給して、その加圧空気により前記ろ過膜装置の膜
エレメントに残留しているリンス水を供給側の反対側に
押し出して除去し、かつ当該ろ過膜装置内から排出する
ことを特徴とするものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態につい
て、図１〜６を参照しながら説明する。先ず、ろ過膜装
置１０において、ろ過運転に伴い膜エレメント１１に膜
閉塞が生じた場合に、薬品洗浄水を洗浄水タンク２０か
ら原水側ろ過室１２に供給して、膜エレメント１１を洗
浄し膜閉塞を解消する処理が終了したときに、ろ過膜装
置の運転再開の前に、原水側およびろ過水側ろ過室１
２、１５に充満していた薬品洗浄水を、上部配管接続口
１４、１７から、０．５〜２ｋｇ／ｃｍ² 程度のゲージ
圧の加圧空気を送入しながら抜き出して、洗浄水タンク
２０に回収するというステップまでは、先に説明した場
合と同様である。

【００１２】本発明の特徴とするところは、前記ステッ
プに続いて、ろ過水側ろ過室１５の下部接続口１６を閉
じ、上部接続口１７から０．５〜５ｋｇ／ｃｍ² 程度の
加圧空気を供給して、その加圧空気により膜エレメント
１１のろ過膜が具備する微細なろ過孔空間やその膜の支
持層内の空間に残留している薬品洗浄水を反対側の原水
側に押し出して除去する点にある。この場合、加圧空気
の供給は、前記残留薬品洗浄水が滲み出るように押し出
せるゆっくりした速さで供給することが好ましく、押し
出されて噴出するような高速、例えば逆洗に用いられる
ような高速は不適当である。

【００１３】かくして、原水側ろ過室１２の下部に集ま
った前記の除去洗浄水は、図５に示すように、その下部
接続口１３を通じて、ろ過膜装置外に排出すればよいの
である。なお、この実施形態におけるように、加圧空気
をろ過水側から供給して、残留薬品洗浄水を原水側に押
し出すのが、残留薬品洗浄水の回収率を高める点で好ま
しいが、加圧空気を反対側の原水側から供給するように
しても、本発明の目的は一応達成することができる。ま
た、図１に示すように、除去し、ろ過膜装置外に排出し
た残留薬品洗浄水を洗浄水タンク２０に返送すれば、洗
浄薬品を回収でき、薬品の節減も可能となる。

【００１４】また、図１、３〜６に例示したろ過膜装置
に接続されている原水供給ライン、または排液ライン
は、薬品洗浄水などが完全に流出するような最下部に設
けられているとは限らないので、加圧空気を用いても装
置内底部に薬品洗浄水が若干残留する場合がある。そこ
で、ろ過膜装置１０の最下部に小径配管１８用の接続口
を設けておくと、そのような底部に溜まる水も取り出せ
るので好適であり、特に、この小径配管１８は、排液機
能があればよいのであるから、ホールドの少ない極小径
であるのが好ましい。

【００１５】次に、表１に示す諸元のろ過膜装置に基づ
く、本発明の洗浄薬品の除去方法による作用効果を比較
例とともに説明する。この比較テストでは、クエン酸１
％水溶液の薬品洗浄水５００リットルを用いて洗浄処理
した後、先のリンスについて説明した段落記載の従来の
方法に従い、一回当たり５００リットルの清浄水でリン
ス処理を３回繰り返して行い、そのときのリンス排水の
ｐＨを測定した。なお、比較例は、本発明の特徴とする
加圧空気により膜エレメント中の残留薬品洗浄水を押し
出すという処理を省いたものである。

【００１６】この比較テストによるリンス排水のｐＨの
変化は、表１の下段に示す通りであり、リンス排水のｐ
Ｈが少なくとも６．５まで回復すれば、リンス処理を終
了できるという基準に照らしてみると、本発明の場合は
第一回目のリンス処理で基準を満たすのに比較して、比
較例の場合はリンス処理を３回繰り返す必要があった。
この結果、比較例ではリンス水量を５００×３＝１５０
０リットルも使用しなければならなかったうえ、リンス
排水を放流するにあたって中和処理のような後処理が必
要となるのに較べて、本発明の洗浄薬品の除去方法によ
れば、中和処理のような特別の後処理が必要でないう
え、比較例の１／３のリンス水量で済ませることができ
る利点が得られた。

【００１７】

【表１】 注：リンス水量は、１回あたり５００リットルとした。

【００１８】さらに、本発明の洗浄薬品の除去方法にお
けるリンスの特徴とするところは、前記薬品洗浄水によ
る洗浄処理後にリンス水による洗浄処理を行い、その洗
浄処理後、加圧空気を供給して、それによって前記膜エ
レメントに残留しているリンス水を押し出して除去し、
ろ過装置該に排出する点にある。図７を参照して説明す
ると、先に説明した薬品洗浄水による洗浄が終了した
後、リンス水をリンス水タンク２１ａから原水側ろ過室
１２に供給して、膜エレメント１１を洗浄しながら通過
させ、原水側およびろ過水側ろ過室１２、１５に充満さ
せる。

【００１９】上記リンスが終了した後、この原水側ろ過
室１２に加圧空気を供給しながら、充満させたリンス水
をリンス水タンク２１ａに排出するのであるが、このと
きに前記供給空気の圧力によって、膜エレメント１１の
ろ過膜の微細なろ過孔空間やその膜の支持層内の空間に
残留しているリンス水をろ過水側に押し出して除去する
のである。そして、排出したリンス水中に先に使用した
洗浄薬品の検出量が許容値になるまで、この操作を繰り
返して、リンスを完全なものとするのである。なお、こ
の場合、ろ過水側から空気を供給して、膜エレメント内
の残留リンス水を原水側に押し出しリンス水を排出する
ようにしてもよい。

【００２０】以上の説明で理解されるように、本発明に
おけるリンスは、先に説明した薬品洗浄水を空気で押し
出して除去する場合における、薬品洗浄水をリンス水で
置き換えた方法であって、薬品洗浄水に関する記載はこ
のリンス水の場合にも共通して適用され得るものであ
る。なお、本発明におけるリンス方法において、リンス
水をろ過水側から供給した場合には、加圧空気の供給を
ろ過水側から行うのが、リンスの目的からして適当であ
り、リンス水と空気の供給は、前記の方法に限定される
ものではない。

【００２１】次に、表２に、表１の場合と同じろ過膜装
置に基づく、本発明のリンス方法による作用効果を比較
例とともに説明する。この比較テストでは、比較例のリ
ンスでは、一回当たり５００リットルの清浄水をろ過装
置とリンス水タンクの間を循環させて、リンスするとい
う従来のリンス処理を３回繰り返して行い、それぞれの
リンス排水のｐＨを測定した。（この結果は、先の表１
の実施例に相当することになる）

【００２２】また、本発明の実施例では、リンス水をろ
過装置に充満させた後、排水しながら加圧空気を供給し
て残留リンス水も押し出して除去する操作を３回繰り返
して、同様にそのｐＨを測定した。この場合、各回所要
のリンス水の水量は、ろ過装置内容積の２００リットル
に相当することになる。

【００２３】この比較テストの結果は、表２に示す通り
であり、リンス排水のｐＨが少なくとも６．５まで回復
すれば、リンス処理を終了できるという基準に照らして
みると、比較例では第一回目のリンス処理で基準を満た
すものの、５００リットルのリンス水を要するのに対し
て、本発明では２回合計４００リットルで済むという利
点が認められる。さらに、洗浄基準をｐＨ：７．０まで
厳しくした場合には、比較例では５００リットル×２＝
１０００リットルを要するのに較べ、実施例では２００
リットル×２＝４００リットルで済むという、顕著なメ
リットが得られるのである。

【００２４】

【表２】 注：リンス水量：比較例の場合は、従来と同様な循環方法とし１回あたり５０ ０リットルとした。実施例では、上記の方法とし、１回あたり、膜モジュールと 同容積の２００リットルとした。

【００２５】

【発明の効果】本発明の洗浄薬品の除去方法は、以上に
説明したように構成されているので、薬品洗浄水をほぼ
完全に回収することが可能となり、リンス水量を大幅に
節減できるうえ、リンス排水の放流処分の容易化と処分
コストの削減をすることもできる。また、薬品洗浄後、
再開したろ過処理水に洗浄用薬品が混入するリスクを低
減できるからろ過処理水の安全性を向上できるというい
う優れた効果がある。よって本発明は従来の問題点を解
消した洗浄薬品の除去方法として、その工業的価値は極
めて大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を説明するための要部フロー
図。

【図２】他の実施形態を説明するための要部フロー図。

【図３】ろ過運転状態を示す要部フロー図。

【図４】薬品洗浄のステップを示す要部フロー図。

【図５】薬品洗浄のステップを示す要部フロー図。

【図６】薬品洗浄のステップを示す要部フロー図。

【図７】リンスのステップを示す要部フロー図。

【符号の説明】

１０ ろ過膜装置、１１ 膜エレメント、１２ 原水側
ろ過室、１３ 下部配管接続口、１４ 上部配管接続
口、１５ ろ過水側ろ過室、１６ 下部配管接続口、１
７ 上部配管接続口、１８ 小径配管、２０ 洗浄水タ
ンク。２１ａ リンス水タンク。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米川 均 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日本碍子株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−236818（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−343834（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−292829（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−7497（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B01D 61/14 - 61/34 B01D 65/02 - 65/06

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 精密ろ過膜装置または限外ろ過膜装置内
   を薬品洗浄水にて洗浄処理し、膜閉塞を解消した後、加
   圧空気をろ過側に供給して、その加圧空気により前記ろ
   過膜装置の膜エレメントに残留している薬品洗浄水を原
   水側に押し出して除去し、かつ当該ろ過膜装置内から排
   出することを特徴とする洗浄薬品の除去方法。
2. 【請求項２】 ろ過膜装置から除去した薬品洗浄水を薬
   品洗浄水タンクに返送し、回収する請求項１に記載の洗
   浄薬品の除去方法。
3. 【請求項３】 前記薬品洗浄水により洗浄処理した精密
   ろ過膜装置または限外ろ過膜装置内をリンス水により洗
   浄し、次いで加圧空気をろ過側または原水側に供給し
   て、その加圧空気により前記ろ過膜装置の膜エレメント
   に残留しているリンス水を供給側の反対側に押し出して
   除去し、かつ当該ろ過膜装置内から排出することを特徴
   とする請求項１または２に記載の洗浄薬品の除去方法。