JP3395846B2 - 水の膜浄化方法及びその装置の運転方法 - Google Patents
水の膜浄化方法及びその装置の運転方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、限外又は精密瀘過膜モ
ジュールを利用した水の浄化方法に関し、特に河川水や
湖沼水等の表流水の浄化方法及びその装置の運転方法に
関するものである。
ジュールを利用した水の浄化方法に関し、特に河川水や
湖沼水等の表流水の浄化方法及びその装置の運転方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、河川水や湖沼水等の表流水から水
道水を得るための浄水処理システムとしては、凝集−沈
澱−砂濾過−塩素滅菌工程を経るのが一般的である。こ
のような工程を実現するためには、凝集池、沈澱池、砂
濾過池、塩素滅菌設備が必要であり、大きな設置スペー
スを要するという問題点がある。加えて、近年河川等の
水源の汚濁が進んでいるため、これに対する新しい高度
浄水処理システムの開発が求められ、上記工程に活性炭
処理システムやオゾン処理システムを付加することが提
案されている。
道水を得るための浄水処理システムとしては、凝集−沈
澱−砂濾過−塩素滅菌工程を経るのが一般的である。こ
のような工程を実現するためには、凝集池、沈澱池、砂
濾過池、塩素滅菌設備が必要であり、大きな設置スペー
スを要するという問題点がある。加えて、近年河川等の
水源の汚濁が進んでいるため、これに対する新しい高度
浄水処理システムの開発が求められ、上記工程に活性炭
処理システムやオゾン処理システムを付加することが提
案されている。
【０００３】しかしながら、従来の浄水処理システムに
上述した活性炭処理システムやオゾン処理システムを付
加することは、設置スペースの更なる増加を招き、複雑
な計測制御技術をも必要とする新たな問題点が生ずる。
上述した活性炭処理システムやオゾン処理システムを付
加することは、設置スペースの更なる増加を招き、複雑
な計測制御技術をも必要とする新たな問題点が生ずる。
【０００４】これに対し、限外又は精密濾過膜と呼ばれ
る新しい材料の利用技術が多方面にわたって提案されて
おり、その一例として中空糸型限外又は精密濾過膜モジ
ュールを使用した浄水処理システムの実用化が検討され
ている。
る新しい材料の利用技術が多方面にわたって提案されて
おり、その一例として中空糸型限外又は精密濾過膜モジ
ュールを使用した浄水処理システムの実用化が検討され
ている。
【０００５】その一例を図６を参照して説明する。図６
において、逆止弁３０を経て導入された河川水等の原水
は、ポンプ３１により昇圧されて中空糸型限外濾過膜モ
ジュール（以下、ＵＦモジュールと呼ぶことがある）３
２に供給される。ＵＦモジュール３２は、簡単に言え
ば、中空糸状の限外濾過膜を多数集合させたものであ
り、この中空糸膜の内側に濁質成分を含む原水を供給す
ると、濁質成分を除去された透過水が中空糸膜外に得ら
れる。このようにして、ＵＦモジュール３２では、限外
濾過膜の濾過作用により濁質成分を除去した透過水を、
透過水自動弁３３を通して次段の処理施設に供給する。
において、逆止弁３０を経て導入された河川水等の原水
は、ポンプ３１により昇圧されて中空糸型限外濾過膜モ
ジュール（以下、ＵＦモジュールと呼ぶことがある）３
２に供給される。ＵＦモジュール３２は、簡単に言え
ば、中空糸状の限外濾過膜を多数集合させたものであ
り、この中空糸膜の内側に濁質成分を含む原水を供給す
ると、濁質成分を除去された透過水が中空糸膜外に得ら
れる。このようにして、ＵＦモジュール３２では、限外
濾過膜の濾過作用により濁質成分を除去した透過水を、
透過水自動弁３３を通して次段の処理施設に供給する。
【０００６】ところで、ＵＦモジュール３２内では中空
糸膜の内側表面に透過されない濁質成分が蓄積し、詰ま
って処理能力の低下、ひいては運転停止の原因となるの
で、これを排出する処理が必要である。これは、ＵＦモ
ジュール３２の中空糸膜に供給する水流を高速とするこ
とで実現されている。すなわち、中空糸膜の内表面に糸
の長さ方向と平行に高速の水流（クロスフロー）を与え
ることで中空糸膜の内表面に付着している濁質成分を、
いわばはぎとるものである。
糸膜の内側表面に透過されない濁質成分が蓄積し、詰ま
って処理能力の低下、ひいては運転停止の原因となるの
で、これを排出する処理が必要である。これは、ＵＦモ
ジュール３２の中空糸膜に供給する水流を高速とするこ
とで実現されている。すなわち、中空糸膜の内表面に糸
の長さ方向と平行に高速の水流（クロスフロー）を与え
ることで中空糸膜の内表面に付着している濁質成分を、
いわばはぎとるものである。
【０００７】このため、ＵＦモジュール３２内における
中空糸膜の内側に連通する出口には、濁質成分を大量に
含んだ濃縮水を濃縮水排出自動弁３４を通してその一部
を常時排出する経路３５と、高速の水流を得るためにＵ
Ｆモジュール３２に供給された原水をポンプ３１のサク
ション側に戻すための循環経路３６が接続される。ポン
プ３１のサクション側に戻される循環流量は、逆止弁３
０を経て供給される原水の流量に比べて通常１０倍程度
以上とはるかに多い。このようにしてＵＦモジュール３
２からポンプ３１のサクション側に原水を戻す処理方式
はクロスフロー方式と呼ばれている。
中空糸膜の内側に連通する出口には、濁質成分を大量に
含んだ濃縮水を濃縮水排出自動弁３４を通してその一部
を常時排出する経路３５と、高速の水流を得るためにＵ
Ｆモジュール３２に供給された原水をポンプ３１のサク
ション側に戻すための循環経路３６が接続される。ポン
プ３１のサクション側に戻される循環流量は、逆止弁３
０を経て供給される原水の流量に比べて通常１０倍程度
以上とはるかに多い。このようにしてＵＦモジュール３
２からポンプ３１のサクション側に原水を戻す処理方式
はクロスフロー方式と呼ばれている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このようなクロスフロ
ーのため、ポンプ３１の容量は、同程度の処理能力を持
つ従来の凝集ー沈澱ー砂濾過による浄水処理システムに
おけるポンプの容量に比べてはるかに大きく、従って電
力消費量も従来方式のポンプの電力消費量に比べてはる
かに多く、ランニングコストが高くなるという問題点が
ある。加えて、濃縮水の排出は連続して行われており、
例えば原水の流入量を１としたとき、透過水を０．３得
る場合は、濃縮水の割合は０．７となり、水の大部分を
捨てていることになるので、回収率は３０％と悪いとい
う問題点もある。なお、ここでは透過水の流量をＰ、濃
縮水の排出流量をＣとすると、回収率は１００×Ｐ／
（Ｐ＋Ｃ）（％）で表される。
ーのため、ポンプ３１の容量は、同程度の処理能力を持
つ従来の凝集ー沈澱ー砂濾過による浄水処理システムに
おけるポンプの容量に比べてはるかに大きく、従って電
力消費量も従来方式のポンプの電力消費量に比べてはる
かに多く、ランニングコストが高くなるという問題点が
ある。加えて、濃縮水の排出は連続して行われており、
例えば原水の流入量を１としたとき、透過水を０．３得
る場合は、濃縮水の割合は０．７となり、水の大部分を
捨てていることになるので、回収率は３０％と悪いとい
う問題点もある。なお、ここでは透過水の流量をＰ、濃
縮水の排出流量をＣとすると、回収率は１００×Ｐ／
（Ｐ＋Ｃ）（％）で表される。
【０００９】それゆえ、本発明の課題は限外又は精密濾
過膜モジュールを利用した表流水の浄化処理システムに
おいてランニングコストの低減化を図ると共に、全量濾
過に近い回収率が得られる膜浄化方法および膜浄化装置
の運転方法を提供することにある。
過膜モジュールを利用した表流水の浄化処理システムに
おいてランニングコストの低減化を図ると共に、全量濾
過に近い回収率が得られる膜浄化方法および膜浄化装置
の運転方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、限外又
は精密濾過膜モジュールを用いてクロスフロー濾過によ
り水を浄化する方法において、前記濾過膜モジュールが
中空糸型濾過膜モジュールであり、原水流入量に対して
ゼロを越え６倍以下の循環量で、かつ膜面線速が０．０
０５ｍ／ｓｅｃ以上０．５ｍ／ｓｅｃ未満でクロスフロ
ーを行いながら濃縮水を排出せずに濾過し、前記中空糸
型濾過膜モジュールは、該濾過膜モジュールからの透過
水または別途供給される清浄水により、圧力制御または
あらかじめ定められた周期で間欠的な逆洗を行い、透過
水の流量をＰ、逆洗水の排出量をＣとしたときの回収
率、１００×（Ｐ−Ｃ）／Ｐ（％）を９０％以上９９％
以下で濾過することを特徴とする水の膜浄化方法が提供
される。
は精密濾過膜モジュールを用いてクロスフロー濾過によ
り水を浄化する方法において、前記濾過膜モジュールが
中空糸型濾過膜モジュールであり、原水流入量に対して
ゼロを越え６倍以下の循環量で、かつ膜面線速が０．０
０５ｍ／ｓｅｃ以上０．５ｍ／ｓｅｃ未満でクロスフロ
ーを行いながら濃縮水を排出せずに濾過し、前記中空糸
型濾過膜モジュールは、該濾過膜モジュールからの透過
水または別途供給される清浄水により、圧力制御または
あらかじめ定められた周期で間欠的な逆洗を行い、透過
水の流量をＰ、逆洗水の排出量をＣとしたときの回収
率、１００×（Ｐ−Ｃ）／Ｐ（％）を９０％以上９９％
以下で濾過することを特徴とする水の膜浄化方法が提供
される。
【００１１】本発明によればまた、中空糸型限外又は精
密濾過膜モジュールを用い、原水を昇圧するポンプのサ
クションラインに非透過水を還流させるクロスフロー濾
過により表流水を浄化する膜浄化装置の運転方法におい
て、前記濾過膜モジュールの透過水の出口経路には透過
水自動弁を設けると共に、該透過水自動弁の下流側に前
記透過水を貯留するタンクを設け、前記透過水の出口経
路には更に、前記タンクの前記透過水を前記濾過膜モジ
ュールの前記透過水の出口に戻す逆洗用ポンプ及び逆洗
自動弁を設け、前記濾過膜モジュールには洗浄水排出自
動弁を有する洗浄水の排出経路を接続し、通常運転にお
いては前記透過水自動弁を開、前記逆洗自動弁、前記洗
浄水排出自動弁は閉として原水流入量に対してゼロを越
え６倍以下の循環量で、かつ膜面線速が０．００５ｍ／
ｓｅｃ以上０．５ｍ／ｓｅｃ未満でクロスフローを行い
ながら濃縮水を排出せずに濾過し、前記濾過膜モジュー
ルからの透過水を前記タンクに貯留し、前記濾過膜モジ
ュールの逆洗に際しては、前記透過水自動弁を閉、前記
逆洗自動弁、前記洗浄水排出自動弁は開とすると共に、
前記原水流入を止め、前記タンクに貯留された透過水を
または別途供給される清浄水を膜の透過側から原水側へ
逆方向に所定圧で前記濾過膜モジュールに供給すること
により、前記濾過膜モジュールの逆洗を行うことを特徴
とする表流水の浄化装置の運転方法が提供される。
密濾過膜モジュールを用い、原水を昇圧するポンプのサ
クションラインに非透過水を還流させるクロスフロー濾
過により表流水を浄化する膜浄化装置の運転方法におい
て、前記濾過膜モジュールの透過水の出口経路には透過
水自動弁を設けると共に、該透過水自動弁の下流側に前
記透過水を貯留するタンクを設け、前記透過水の出口経
路には更に、前記タンクの前記透過水を前記濾過膜モジ
ュールの前記透過水の出口に戻す逆洗用ポンプ及び逆洗
自動弁を設け、前記濾過膜モジュールには洗浄水排出自
動弁を有する洗浄水の排出経路を接続し、通常運転にお
いては前記透過水自動弁を開、前記逆洗自動弁、前記洗
浄水排出自動弁は閉として原水流入量に対してゼロを越
え６倍以下の循環量で、かつ膜面線速が０．００５ｍ／
ｓｅｃ以上０．５ｍ／ｓｅｃ未満でクロスフローを行い
ながら濃縮水を排出せずに濾過し、前記濾過膜モジュー
ルからの透過水を前記タンクに貯留し、前記濾過膜モジ
ュールの逆洗に際しては、前記透過水自動弁を閉、前記
逆洗自動弁、前記洗浄水排出自動弁は開とすると共に、
前記原水流入を止め、前記タンクに貯留された透過水を
または別途供給される清浄水を膜の透過側から原水側へ
逆方向に所定圧で前記濾過膜モジュールに供給すること
により、前記濾過膜モジュールの逆洗を行うことを特徴
とする表流水の浄化装置の運転方法が提供される。
【００１２】なお、前記濾過膜モジュールはその膜材質
が酢酸セルロースであるのが最適であり、その形状とし
てはプレート・アンド・フレーム型、プリーツ型、スパ
イラル型、チューブラー（管状）型、中空糸型等が挙げ
られるが、中空糸型が好ましい。また、中空糸型濾過膜
モジュールを用いる場合は、中空糸膜の内側に原水を供
給する内圧方式が好ましい。
が酢酸セルロースであるのが最適であり、その形状とし
てはプレート・アンド・フレーム型、プリーツ型、スパ
イラル型、チューブラー（管状）型、中空糸型等が挙げ
られるが、中空糸型が好ましい。また、中空糸型濾過膜
モジュールを用いる場合は、中空糸膜の内側に原水を供
給する内圧方式が好ましい。
【００１３】また、前記洗浄時の圧力は、前記通常運転
時の運転圧の実質上１．０倍以上１．５倍以下とするこ
とが望ましい。また、透過水の流量をＰ、逆洗水の排出
量をＣとしたときの回収率、１００×（Ｐ−Ｃ）／Ｐ
（％）を９０％以上９９％以下で濾過運転することが好
ましい。
時の運転圧の実質上１．０倍以上１．５倍以下とするこ
とが望ましい。また、透過水の流量をＰ、逆洗水の排出
量をＣとしたときの回収率、１００×（Ｐ−Ｃ）／Ｐ
（％）を９０％以上９９％以下で濾過運転することが好
ましい。
【００１４】逆洗に用いられる水は、膜透過水であって
もよく、あるいはまた最終的に得られる水道水等の清浄
水を別途供給してもよい。逆洗はあらかじめ定められた
周期による時間制御でも圧力制御であってもよく、圧力
制御の場合は運転圧の実質上１．３倍以上で動作する様
にすればよい。本発明において透過水の流量をＰ、洗浄
水の排出流量をＣとすると、回収率は１００×（Ｐ−
Ｃ）／Ｐ（％）で表され、本発明によれば、回収率９０
％以上９９％以下で運転することが可能である。
もよく、あるいはまた最終的に得られる水道水等の清浄
水を別途供給してもよい。逆洗はあらかじめ定められた
周期による時間制御でも圧力制御であってもよく、圧力
制御の場合は運転圧の実質上１．３倍以上で動作する様
にすればよい。本発明において透過水の流量をＰ、洗浄
水の排出流量をＣとすると、回収率は１００×（Ｐ−
Ｃ）／Ｐ（％）で表され、本発明によれば、回収率９０
％以上９９％以下で運転することが可能である。
【００１５】
【作用】本発明において、前述の課題は通常運転中は濾
過膜モジュールへ戻すクロスフローの水量（循環量）は
極限まで減らし、濾過膜表面に付着した濁質成分の除去
は主に圧力制御または定時間間隔で行われる逆洗によっ
て実現される。すなわち、逆洗により、濾過膜表面に付
着した濁質成分は中空糸膜の外面側からの逆流により洗
浄されることになる。また、通常運転中は濃縮水を排出
せず、見かけ上の全量濾過とし、逆洗時のみ一定量の洗
浄水をシステム外に排出する。従って、本発明による膜
浄化方式は、低循環量のクロスフロー濾過方式を併用し
た見かけ上の全量濾過方式といえるものである。
過膜モジュールへ戻すクロスフローの水量（循環量）は
極限まで減らし、濾過膜表面に付着した濁質成分の除去
は主に圧力制御または定時間間隔で行われる逆洗によっ
て実現される。すなわち、逆洗により、濾過膜表面に付
着した濁質成分は中空糸膜の外面側からの逆流により洗
浄されることになる。また、通常運転中は濃縮水を排出
せず、見かけ上の全量濾過とし、逆洗時のみ一定量の洗
浄水をシステム外に排出する。従って、本発明による膜
浄化方式は、低循環量のクロスフロー濾過方式を併用し
た見かけ上の全量濾過方式といえるものである。
【００１６】
【実施例】以下にＵＦモジュールを用いた場合の本発明
の一実施例について、図面を参照して説明するが、精密
濾過膜モジュールを用いても同様に行うことが出来る。
図１は本発明による浄化方法を実施するための構成を示
す模式図であり、従来例と同様の逆止弁１０、ポンプ１
１、ＵＦモジュール１２、透過水自動弁１３、洗浄水排
出自動弁１４の構成に加えて、透過水を蓄積するための
透過水タンク１７、蓄積された透過水をＵＦモジュール
１２の出口側に戻して逆洗を行うためのポンプ１８、逆
洗自動弁１９とを設けている。
の一実施例について、図面を参照して説明するが、精密
濾過膜モジュールを用いても同様に行うことが出来る。
図１は本発明による浄化方法を実施するための構成を示
す模式図であり、従来例と同様の逆止弁１０、ポンプ１
１、ＵＦモジュール１２、透過水自動弁１３、洗浄水排
出自動弁１４の構成に加えて、透過水を蓄積するための
透過水タンク１７、蓄積された透過水をＵＦモジュール
１２の出口側に戻して逆洗を行うためのポンプ１８、逆
洗自動弁１９とを設けている。
【００１７】この処理システムの運転は次のようにして
行われる。通常運転に際しては、透過水自動弁１３を
開、洗浄水排出自動弁１４、逆洗自動弁１９は共に閉と
し、ポンプ１８を停止状態におく。このようにして、逆
止弁１０を経て導入された河川水等の原水は、ポンプ１
１により昇圧されてＵＦモジュール１２に供給される。
ＵＦモジュール１２では、限外濾過膜の濾過作用により
濁質成分を除去した透過水を、透過水自動弁１３を通し
て透過水タンク１７に蓄積する。なお、この通常運転の
間、循環経路１６を通して原水の流入量に対してゼロを
越え６倍以下程度の量のクロスフローが行われるが、透
過水量は原水量に等しい。
行われる。通常運転に際しては、透過水自動弁１３を
開、洗浄水排出自動弁１４、逆洗自動弁１９は共に閉と
し、ポンプ１８を停止状態におく。このようにして、逆
止弁１０を経て導入された河川水等の原水は、ポンプ１
１により昇圧されてＵＦモジュール１２に供給される。
ＵＦモジュール１２では、限外濾過膜の濾過作用により
濁質成分を除去した透過水を、透過水自動弁１３を通し
て透過水タンク１７に蓄積する。なお、この通常運転の
間、循環経路１６を通して原水の流入量に対してゼロを
越え６倍以下程度の量のクロスフローが行われるが、透
過水量は原水量に等しい。
【００１８】逆洗は、例えば３０分ないし１時間程度の
定時間間隔で３０〜６０秒の間行われる。この場合、原
水の供給を停止すると共に透過水自動弁１３を閉、洗浄
水排出自動弁１４、逆洗自動弁１９は共に開とし、ポン
プ１１を停止状態、ポンプ１８を運転する。このように
して、透過水タンク１７に蓄積された透過水の一部を利
用してＵＦモジュール１２に対する逆洗が行われ、逆洗
により中空糸膜の内表面からはぎとられた濁質成分は、
洗浄水として洗浄水排出自動弁１４を通してシステム外
に排出される。逆洗水量は洗浄水排出水量に等しい。
定時間間隔で３０〜６０秒の間行われる。この場合、原
水の供給を停止すると共に透過水自動弁１３を閉、洗浄
水排出自動弁１４、逆洗自動弁１９は共に開とし、ポン
プ１１を停止状態、ポンプ１８を運転する。このように
して、透過水タンク１７に蓄積された透過水の一部を利
用してＵＦモジュール１２に対する逆洗が行われ、逆洗
により中空糸膜の内表面からはぎとられた濁質成分は、
洗浄水として洗浄水排出自動弁１４を通してシステム外
に排出される。逆洗水量は洗浄水排出水量に等しい。
【００１９】以下、図１の膜浄化装置を用いて行った各
種の測定結果を参照しながら説明する。図２は横軸の運
転日数、縦軸のフラックスとも称される単位面積・時間
当たりの流量（以下、単に「流量」と略す、単位はリッ
トル／ｍ2・ｈ、但し２５℃、１ｋｇ／ｃｍ2換算）変化
との関係を示した図で、運転条件としては、ＵＦモジュ
ール１２の材質に分画分子量３００００のポリエーテル
スルホンを使用し、膜面積は２．２ｍ2、平均運転圧は
１ｋｇ／ｃｍ2とした。
種の測定結果を参照しながら説明する。図２は横軸の運
転日数、縦軸のフラックスとも称される単位面積・時間
当たりの流量（以下、単に「流量」と略す、単位はリッ
トル／ｍ2・ｈ、但し２５℃、１ｋｇ／ｃｍ2換算）変化
との関係を示した図で、運転条件としては、ＵＦモジュ
ール１２の材質に分画分子量３００００のポリエーテル
スルホンを使用し、膜面積は２．２ｍ2、平均運転圧は
１ｋｇ／ｃｍ2とした。
【００２０】図２から明らかなように、比較例として示
すクロスフローなしの通常の全量濾過方式で運転した場
合（図中、白丸の曲線イ）には、逆洗を行っても濁質成
分の除去が不十分で目詰りを生じ時間経過と共に流量の
低下が著しい。また１ｍ／ｓｅｃの膜面線速（原水流入
量に対する循環量の倍率約８倍）でクロスフローを行う
従来法（回収率２０％で運転）で、逆洗はなしの場合
（図中、黒三角の曲線ハ）は、曲線イより流量低下は改
善される。これに対し０．０１ｍ／ｓｅｃの遅い膜面線
速（前記循環倍率約０．４倍）でもクロスフローを行い
ながら定周期で逆洗も行う本発明方法の場合（図中、白
三角の曲線ロ）、曲線イよりは流量の低下は抑制され
る。更に、逆洗を行いながら０．１ｍ／ｓｅｃの線速
（前記循環倍率約４倍）でクロスフローを行う本発明方
法によると（図中、黒丸の曲線ニ）、曲線ハよりも流量
低下が改善される。このような結果から本発明によれ
ば、逆洗の効果がより発揮されることが理解できる。
すクロスフローなしの通常の全量濾過方式で運転した場
合（図中、白丸の曲線イ）には、逆洗を行っても濁質成
分の除去が不十分で目詰りを生じ時間経過と共に流量の
低下が著しい。また１ｍ／ｓｅｃの膜面線速（原水流入
量に対する循環量の倍率約８倍）でクロスフローを行う
従来法（回収率２０％で運転）で、逆洗はなしの場合
（図中、黒三角の曲線ハ）は、曲線イより流量低下は改
善される。これに対し０．０１ｍ／ｓｅｃの遅い膜面線
速（前記循環倍率約０．４倍）でもクロスフローを行い
ながら定周期で逆洗も行う本発明方法の場合（図中、白
三角の曲線ロ）、曲線イよりは流量の低下は抑制され
る。更に、逆洗を行いながら０．１ｍ／ｓｅｃの線速
（前記循環倍率約４倍）でクロスフローを行う本発明方
法によると（図中、黒丸の曲線ニ）、曲線ハよりも流量
低下が改善される。このような結果から本発明によれ
ば、逆洗の効果がより発揮されることが理解できる。
【００２１】図３は運転日数（横軸）と流量（縦軸、１
５℃で測定）との関係に及ぼす回収率の影響を示した図
で、運転条件としては、ＵＦモジュール１２の材質に酢
酸セルロースを使用し、膜面積は１．３ｍ2、平均運転
圧は１ｋｇ／ｃｍ2、原水の流入量は１００リットル／
ｈ、膜循環水量は３００リットル／ｈ、逆洗圧は１．５
ｋｇ／ｃｍ2とした。回収率を９８％とすると、これは
逆洗時に排出される洗浄水中の濁質成分は５０倍程度に
濃縮されることを意味し、回収率を９５％とすると、こ
れは逆洗時に排出される洗浄水の濁質成分は２０倍程度
に濃縮されることを意味する。回収率を高め、逆洗時に
排出される洗浄水中の濁質成分の濃度を高めて排水量を
少なくすることがより好ましいが、回収率を上げると流
量低下が早まるので、バランス上回収率はある限界値を
定めてこの値に維持することが必要であり、図３より、
回収率は９５％程度が好ましいことがわかる。この値は
図６で説明した方式に比べて、濃縮水として無駄に排出
される水量が大幅に少なくて済むことを表わしている。
５℃で測定）との関係に及ぼす回収率の影響を示した図
で、運転条件としては、ＵＦモジュール１２の材質に酢
酸セルロースを使用し、膜面積は１．３ｍ2、平均運転
圧は１ｋｇ／ｃｍ2、原水の流入量は１００リットル／
ｈ、膜循環水量は３００リットル／ｈ、逆洗圧は１．５
ｋｇ／ｃｍ2とした。回収率を９８％とすると、これは
逆洗時に排出される洗浄水中の濁質成分は５０倍程度に
濃縮されることを意味し、回収率を９５％とすると、こ
れは逆洗時に排出される洗浄水の濁質成分は２０倍程度
に濃縮されることを意味する。回収率を高め、逆洗時に
排出される洗浄水中の濁質成分の濃度を高めて排水量を
少なくすることがより好ましいが、回収率を上げると流
量低下が早まるので、バランス上回収率はある限界値を
定めてこの値に維持することが必要であり、図３より、
回収率は９５％程度が好ましいことがわかる。この値は
図６で説明した方式に比べて、濃縮水として無駄に排出
される水量が大幅に少なくて済むことを表わしている。
【００２２】図４は運転日数（横軸）と流量（縦軸、１
５℃で測定）との関係に及ぼす逆洗圧の影響を示した図
で、運転条件としては、ＵＦモジュール１２の材質に酢
酸セルロースを使用し、膜面積は１．３ｍ2、平均運転
圧は１ｋｇ／ｃｍ2、原水の流入量は１００リットル／
ｈ、膜循環水量は３００リットル／ｈ、回収率は９４〜
９５％とした。本結果により、逆洗圧は高いほうが流量
の経時的低下が低く、しかも平均運転圧より高い方が良
いことが理解できる。逆洗圧は１．５ｋｇ／ｃｍ2程度
が最適で、１．３ｋｇ／ｃｍ2程度でも十分な効果が期
待でき、従って平均運転圧の１．３倍以上とするのが好
ましい。
５℃で測定）との関係に及ぼす逆洗圧の影響を示した図
で、運転条件としては、ＵＦモジュール１２の材質に酢
酸セルロースを使用し、膜面積は１．３ｍ2、平均運転
圧は１ｋｇ／ｃｍ2、原水の流入量は１００リットル／
ｈ、膜循環水量は３００リットル／ｈ、回収率は９４〜
９５％とした。本結果により、逆洗圧は高いほうが流量
の経時的低下が低く、しかも平均運転圧より高い方が良
いことが理解できる。逆洗圧は１．５ｋｇ／ｃｍ2程度
が最適で、１．３ｋｇ／ｃｍ2程度でも十分な効果が期
待でき、従って平均運転圧の１．３倍以上とするのが好
ましい。
【００２３】図５は、運転日数（横軸）とＵＦモジュー
ル１２の膜素材による流量（縦軸、１５℃で測定）の変
化との関係を示した図である。運転条件としては、ＵＦ
モジュール１２の平均運転圧は１ｋｇ／ｃｍ2、原水の
流入量は１００リットル／ｈ、膜循環水量は３００リッ
トル／ｈ、逆洗圧は１．０ｋｇ／ｃｍ2とした。図から
明らかなように、分画分子量１５００００の酢酸セルロ
ース（ＣＡ）が最も流量が大きく、経時的低下も低いこ
とが理解できる。なお、河川水には疎水性の濁質成分が
多く含まれていることが多く、疎水性の濁質成分除去に
は親水性の膜素材が好ましいと考えられる。以上の点か
らＵＦモジュール１２の膜素材としては、酢酸セルロー
スが好ましい。
ル１２の膜素材による流量（縦軸、１５℃で測定）の変
化との関係を示した図である。運転条件としては、ＵＦ
モジュール１２の平均運転圧は１ｋｇ／ｃｍ2、原水の
流入量は１００リットル／ｈ、膜循環水量は３００リッ
トル／ｈ、逆洗圧は１．０ｋｇ／ｃｍ2とした。図から
明らかなように、分画分子量１５００００の酢酸セルロ
ース（ＣＡ）が最も流量が大きく、経時的低下も低いこ
とが理解できる。なお、河川水には疎水性の濁質成分が
多く含まれていることが多く、疎水性の濁質成分除去に
は親水性の膜素材が好ましいと考えられる。以上の点か
らＵＦモジュール１２の膜素材としては、酢酸セルロー
スが好ましい。
【００２４】以上、本発明の実施例を説明してきたが、
本発明は表流水のみならず各種の水に適用できることは
いうまでも無い。また、本発明の浄化方法及びそれに用
いる装置の運転方法によれば、濁質成分の除去に特に効
果を発揮するので、イオンなどの溶解性物質や低分子有
機物を除去するためには、前述した活性炭処理システム
やオゾン処理システムを付加することが好ましい。勿
論、従来の浄水処理システムに追加するかたちで利用す
ることも出来、この場合大きな増設スペースを必要とし
ない利点がある。
本発明は表流水のみならず各種の水に適用できることは
いうまでも無い。また、本発明の浄化方法及びそれに用
いる装置の運転方法によれば、濁質成分の除去に特に効
果を発揮するので、イオンなどの溶解性物質や低分子有
機物を除去するためには、前述した活性炭処理システム
やオゾン処理システムを付加することが好ましい。勿
論、従来の浄水処理システムに追加するかたちで利用す
ることも出来、この場合大きな増設スペースを必要とし
ない利点がある。
【００２５】
【発明の効果】以上ＵＦモジュールを例にして説明して
きたように、本発明による浄化方法は、実質的に全量濾
過に近い方式で無駄に排出される水量が非常に少なく、
高回収率が達成できる。しかも、従来のような凝集池や
沈澱池を必要としない省スペースタイプで設置も容易で
あり、使用するＵＦモジュール又は精密濾過膜モジュー
ルに対するクロスフロー量（循環量）も従来方式に比べ
てはるかに少なくて済むので、ＵＦモジュール又は精密
濾過モジュールに原水を供給すると共にクロスフローを
行うためのポンプも大容量のものを必要とせず小型のも
のでよく、ポンプの電力消費量を大幅に減らすことが出
来る。従って、従来の大循環量によるクロスフローに比
し、ランニングコストが小さくなり、さらに長時間の運
転が可能になる。
きたように、本発明による浄化方法は、実質的に全量濾
過に近い方式で無駄に排出される水量が非常に少なく、
高回収率が達成できる。しかも、従来のような凝集池や
沈澱池を必要としない省スペースタイプで設置も容易で
あり、使用するＵＦモジュール又は精密濾過膜モジュー
ルに対するクロスフロー量（循環量）も従来方式に比べ
てはるかに少なくて済むので、ＵＦモジュール又は精密
濾過モジュールに原水を供給すると共にクロスフローを
行うためのポンプも大容量のものを必要とせず小型のも
のでよく、ポンプの電力消費量を大幅に減らすことが出
来る。従って、従来の大循環量によるクロスフローに比
し、ランニングコストが小さくなり、さらに長時間の運
転が可能になる。
【図１】 本発明による浄化方法を実施するための浄化
装置の構成を示す模式図である。
装置の構成を示す模式図である。
【図２】 図１に示された構成において各種条件を設定
して運転した場合の運転日数と流量変化との関係を示し
た図である。
して運転した場合の運転日数と流量変化との関係を示し
た図である。
【図３】 図１に示された構成において各種条件を設定
して運転した場合の運転日数と流量の関係に及ぼす回収
率の影響を示した図である。
して運転した場合の運転日数と流量の関係に及ぼす回収
率の影響を示した図である。
【図４】 図１に示された構成において各種条件を設定
して運転した場合の運転日数と流量の関係に及ぼす逆洗
圧の影響を示した図である。
して運転した場合の運転日数と流量の関係に及ぼす逆洗
圧の影響を示した図である。
【図５】 図１に示された構成において各種条件を設定
して運転した場合の運転日数と流量の関係に及ぼすＵＦ
モジュール１２の膜素材による影響を示した図である。
して運転した場合の運転日数と流量の関係に及ぼすＵＦ
モジュール１２の膜素材による影響を示した図である。
【図６】 ＵＦモジュール利用による従来の浄化方法を
実施するための構成を示す模式図である。
実施するための構成を示す模式図である。
１０、３０ 逆止弁
１１、１８、３１ ポンプ
１２、３２ ＵＦモジュール
１３、３３ 透過水自動弁
１４ 洗浄水排出自動弁
１７ 透過水タンク
１９ 逆洗自動弁
３４ 濃縮水排出自動弁
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭55−121812（ＪＰ，Ａ)
特開 昭52−49645（ＪＰ，Ａ)
特開 昭54−110183（ＪＰ，Ａ)
特開 昭50−140544（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−74584（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−159587（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C02F 1/44
B01D 61/22
B01D 63/02
Claims (7)
- 【請求項１】 限外又は精密濾過膜モジュールを用いて
クロスフロー濾過により水を浄化する方法において、前
記濾過膜モジュールが中空糸型濾過膜モジュールであ
り、原水流入量に対してゼロを越え６倍以下の循環量
で、かつ膜面線速が０．００５ｍ／ｓｅｃ以上０．５ｍ
／ｓｅｃ未満でクロスフローを行いながら濃縮水を排出
せずに濾過し、前記中空糸型濾過膜モジュールは、該濾
過膜モジュールからの透過水または別途供給される清浄
水により、圧力制御またはあらかじめ定められた周期で
間欠的な逆洗を行い、透過水の流量をＰ、逆洗水の排出
量をＣとしたときの回収率、１００×（Ｐ−Ｃ）／Ｐ
（％）を９０％以上９９％以下で濾過することを特徴と
する水の膜浄化方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の水の膜浄化方法におい
て、逆洗圧が通常運転時の運転圧の１．０〜１．５倍の
圧力であることを特徴とする水の膜浄化方法。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の水の膜浄化方法に
おいて、前記水が表流水であることを特徴とする水の膜
浄化方法。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の水の膜
浄化方法において、前記濾過膜モジュールは、その膜材
質が酢酸セルロースであることを特徴とする水の膜浄化
方法。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の水の膜
浄化方法において、前記中空糸型濾過膜モジュールを用
いたクロスフロー濾過は、内圧方式であることを特徴と
する水の膜浄化方法。 - 【請求項６】 中空糸型限外又は精密濾過膜モジュール
を用い、原水を昇圧するポンプのサクションラインに非
透過水を還流させるクロスフロー濾過により表流水を浄
化する膜浄化装置の運転方法において、前記濾過膜モジ
ュールの透過水の出口経路には透過水自動弁を設けると
共に、該透過水自動弁の下流側に前記透過水を貯留する
タンクを設け、前記透過水の出口経路には更に、前記タ
ンクの前記透過水を前記濾過膜モジュールの前記透過水
の出口に戻す逆洗用ポンプ及び逆洗自動弁を設け、前記
濾過膜モジュールには洗浄水排出自動弁を有する洗浄水
の排出経路を接続し、通常運転においては前記透過水自
動弁を開、前記逆洗自動弁、前記洗浄水排出自動弁は閉
として原水流入量に対してゼロを越え６倍以下の循環量
で、かつ膜面線速が０．００５ｍ／ｓｅｃ以上０．５ｍ
／ｓｅｃ未満でクロスフローを行いながら濃縮水を排出
せずに濾過し、前記濾過膜モジュールからの透過水を前
記タンクに貯留し、前記濾過膜モジュールの逆洗に際し
ては、前記透過水自動弁を閉、前記逆洗自動弁、前記洗
浄水排出自動弁は開とすると共に、前記原水流入を止
め、前記タンクに貯留された透過水をまたは別途供給さ
れる清浄水を膜の透過側から原水側へ逆方向に所定圧で
前記濾過膜モジュールに供給することにより、前記濾過
膜モジュールの逆洗を行うことを特徴とする表流水の浄
化装置の運転方法。 - 【請求項７】 請求項６記載の表流水の膜浄化装置の運
転方法において、逆洗圧が通常運転時の運転圧の１．０
倍以上１．５倍以下で、かつ、透過水の流量をＰ、逆洗
水の排出量をＣとしたときの回収率、１００×（Ｐ−
Ｃ）／Ｐ（％）を９０％以上９９％以下で濾過運転する
ことを特徴とする表流水の浄化装置の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21544392A JP3395846B2 (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | 水の膜浄化方法及びその装置の運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21544392A JP3395846B2 (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | 水の膜浄化方法及びその装置の運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0631270A JPH0631270A (ja) | 1994-02-08 |
| JP3395846B2 true JP3395846B2 (ja) | 2003-04-14 |
Family
ID=16672444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21544392A Expired - Lifetime JP3395846B2 (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | 水の膜浄化方法及びその装置の運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3395846B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3514828B2 (ja) * | 1994-07-13 | 2004-03-31 | ダイセル化学工業株式会社 | 水浄化システムの運転方法および水浄化装置 |
| JP2001179058A (ja) * | 1999-12-24 | 2001-07-03 | Nitto Denko Corp | スパイラル型膜エレメントおよびスパイラル型膜モジュールの運転方法ならびにスパイラル型膜モジュール |
| AU2003235823A1 (en) * | 2003-05-01 | 2004-11-23 | Daicel Chemical Industries, Ltd. | Flocculant for treating cleaning wastewater and cleaning wastewater treatment equipment |
| CN109833776A (zh) * | 2017-11-28 | 2019-06-04 | 浙江太阳石水处理有限公司 | 一种陶瓷膜错流过滤装置 |
| CN109761312A (zh) * | 2019-03-25 | 2019-05-17 | 山东建筑大学 | 一种超滤膜过滤组件 |
| CN110217858A (zh) * | 2019-07-03 | 2019-09-10 | 费森尤斯卡比华瑞制药有限公司 | 带有浓水回流结构的中空纤维超滤装置 |
-
1992
- 1992-07-21 JP JP21544392A patent/JP3395846B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0631270A (ja) | 1994-02-08 |
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