JP3433663B2 - 膜モジュールの運転方法 - Google Patents
膜モジュールの運転方法Info
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Description
置、限外濾過膜分離装置、逆浸透膜分離装置などの膜モ
ジュールの運転方法に係り、特に膜としてフレッシュ
(新品)のものを用いた場合の運転方法に関する。
り、分離膜の1次側に原水を所定圧力をかけて供給し、
分離膜の透過水を取り出す。この分離膜に汚れが付着す
ると透過差圧が次第に上昇してくるので、所定の時期に
なったときに分離膜の2次側に空気等の気体や水を供給
して膜の逆洗を行う。
量が目標透過水量となるように原水圧力を制御すること
がある。この場合、新品の膜エレメントを装着した膜モ
ジュールに通水を開始するときにあっても、目標透過水
量となるように運転を行っている。
る分離膜としては、従来より例えばアセチルセルロー
ス、ニトロセルロース、ポリアクリロニトリル、ポリス
ルホン酸、ポリジメチルフェニレンオキサイド、ポリイ
オンコンプレックス、ポリビニルアルコール、ポリ塩化
ビニル、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリテトラ
フルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリプロピ
レン、芳香族ポリアミド、ポリベンツイミダゾロンなど
が用いられているが、これらの膜の多くは新品(フレッ
シュ)のうちは疎水性である。この膜エレメントに通水
が行われ、膜が水と接していると膜は次第に親水性にな
るという特性がある。
を有した膜モジュールに通水を開始するに際し、最初か
ら目標透過水量を得るように運転した場合、膜が比較的
早期に目詰まりし透過差圧が比較的早期に高くなること
が見出された。これは、新品の膜が疎水性を帯びている
ために、原水中の親水性コロイドが膜表面付近で膜に捕
捉されず、膜内の奥深い箇所まで侵入し、膜の微細孔を
閉塞させるためであろうと推察される。
過差圧が長期にわたって低く保たれる膜モジュールの運
転方法を提供することを目的とする。
運転方法は、フレッシュな膜エレメントを備えた膜モジ
ュールに原水の通水を開始する場合、通水開始から所定
時間が経過するまでの初期時(例えば通水開始から12
ないし48時間経過するまで)は目標透過水量の20〜
50%の透過水量にて運転し、その後目標透過水量にて
運転することを特徴とするものである。
水を開始する場合に透過水量を少なくして通水すると、
原水中のコロイド成分が膜の微細孔の奥深くまで入るこ
とがなく、微細孔の閉塞が防止される。この低透過水量
の初期時の間に水と接触していることにより膜は次第に
親水化してくる。そして、この初期時が経過した頃には
膜が十分に親水化しているので、透過水量を大きくして
もコロイドは膜の微細孔の奥深くまで入ることがなく、
透過差圧はそれ程上昇しない。
というよりも膜の親水化が主要な目的であり、膜の透過
水の少なくとも一部を原水側に戻し、膜モジュールに供
給される原水をコロイド濃度の低いものとすることも好
ましい。このようにすれば、膜の微細孔へのコロイドの
侵入がさらに少ないものとなり、透過差圧をより低く保
つことができる。
ールに供給される原水圧力及び流量を調節したり、ある
いは透過水取出ラインに設けられている弁の開度を調節
すれば良い。
ラル状に巻回してなり、原水が巻回体の一端面から分離
膜同士の間の原水流路に流入し、他端面から濃縮水及び
透過水が流出するものであることが好ましい。
の内部に透過水流路材が配置され、袋状膜同士の間には
原水流路材が配置されており、該袋状膜は第1、第2、
第3及び第4の辺部を有した略方形であり、該第1、第
2及び第3の辺部は封じられ、該第4の辺部は一部が開
放部となり残部が閉鎖部となっており、前記第4の辺部
と直交する第1の辺部をシャフトに当てて袋状膜を巻回
して巻回体とし、前記第4の辺部を該巻回体の後端面に
臨ませ、該第4の辺部に対向する第2の辺部を該巻回体
の前端面に臨ませ、該袋状膜同士の間の原水流路は、該
第3の辺部の全体が封じられると共に、第4の辺部にあ
っては前記袋状膜の開放部と重なる箇所が閉鎖部となっ
ており、且つ前記袋状膜の閉鎖部と重なる箇所が開放部
となっていることが好ましい。
は、巻回体の前端面から原水が原水流路に流入する。こ
の原水は、原水流路を巻回体軸心線と略平行方向に流
れ、次いで巻回体後端面の原水流路開放部から濃縮水と
して流出する。
軸心線と略平行方向に流れ、巻回体の後端面の袋状膜開
放部から流出する。
軸心線と平行方向に流れるため、従来のスパイラル型膜
モジュールに用いられていた集水管が不要となる。そし
て、袋状膜内から該集水管内に流れ込む際の流通抵抗が
無くなり、透過水流通抵抗が小さくなる。
だけ袋状膜の巻回方向の長さを大きくとることができ、
膜面積を拡張できる。そして、このように袋状膜の巻回
方向長さを大きくしても透過水の流通抵抗は増大せず、
透過水量を多くすることができる。
体の後端面の一部においてのみ原水流路を開放させるよ
うにしているため、原水流路の下流側での原水(濃縮
水)流速を従来よりも高めることができ、原水流路下流
域における汚れの付着を防止できる。
端面の外周側又は内周側に配置され、原水流路は巻回体
の後端面の内周側又は外周側に配置されており、袋状膜
の開放部から流出する透過水と原水流路の開放部から流
出する濃縮水とを離隔させるための環状部材が該巻回体
の後端面に接続されていることが好ましい。この環状部
材によって原水の流出側と濃縮水の流出側とが区画され
る。
形態について説明する。
モジュールの運転方法を説明する系統図であり、原水槽
1内の原水は原水ポンプ2によって膜モジュール3内に
供給され、膜エレメント4によって膜透過処理を受け、
透過水と濃縮水とに分離される。この膜モジュール3の
透過水量は膜モジュール3への原水の供給量や圧力ある
いは透過水取出ラインの弁5の開度を調節することによ
り調節される。この膜エレメント4として新品のものを
装着した膜モジュール3に通水を開始する場合、通水開
始から例えば12〜48時間とくに18〜36時間経過
するまでは透過水量が目標透過水量の20〜50%好ま
しくは25〜50%程度となるように通水を開始する。
小さいものとなる。
出されるが、(b)図では透過水の少なくとも一部が流
量調節弁7付きの返送ライン6を介して原水槽1に返送
される。この(b)図のように透過水の少なくとも一部
(例えば20〜100%とくに30〜80%)を返送す
ることにより、透過差圧の上昇を著しく小さくすること
ができる。
ュールについて説明する。
ルに用いられる一枚の袋状膜及び該袋状膜が巻き付けら
れるシャフトの斜視図である。図2(b),(c)はそ
れぞれ図2(a)のB−B線、C−C線に沿う断面図で
ある。図3はシャフトの周りに袋状膜を巻き付ける方法
を示す断面図、図4は巻回体とソケットとの係合関係を
示す斜視図、図5はスパイラル型膜モジュールの側面図
である。
ものであり、第1の辺部11、第2の辺部12、第3の
辺部13及び第4の辺部14を有している。この袋状膜
10は、二枚の分離膜フィルムを重ね合わせ、第1の辺
部11、第2の辺部12、第3の辺部13及び第4の辺
部14の一部を接着するようにしたものである。なお、
この袋状膜10は、長い一枚の分離膜フィルムを第2の
辺部12の部分で二つに折り返し、第1の辺部11及び
第3の辺部13において折り重なった分離膜フィルム同
士を接着剤等によって接着し、第4の辺部14の一部に
ついては接着を行うことなく開放部とした袋状のもので
あっても良い。
4の途中から第3の辺部13にかけて袋状膜10の分離
膜フィルム同士が接着されておらず、透過水流出用の開
放部30となっている。また、この第4の辺部14の該
途中から第1の辺部11にかけては、袋状膜10の分離
膜フィルム同士が接着されており、透過水の流出を阻止
する閉鎖部31となっている。
シュスペーサ等よりなる。)15が挿入配置されてい
る。
6が付着されると共に他方の面には接着剤17,18が
付着され、この袋状膜10がシャフト20の周りに巻き
付けられる。接着剤16は第1の辺部16に沿って付着
され、接着剤17は第3の辺部13に沿って付着されて
いる。接着剤18は第4の辺部14の長手方向の前記途
中箇所から第3の辺部13にかけて、透過水流出用の開
放部30に沿って付着されている。
に巻き付けることにより、重なり合った袋状膜10同士
は接着剤16,17,18の部分において水密的に接合
される。これにより、袋状膜10,10……同士の間に
は原水(及び濃縮水)が流れる原水流路が構成される。
接着剤18が硬化することにより、巻回体の後端面に
は、内周側に原水(濃縮水)の流出用の開放部が形成さ
れ、外周側に原水流出阻止用の閉鎖部が形成される。
4のうち透過水流出用の開放部30と透過水流出阻止用
の閉鎖部31との境界部分から、巻回体の後方に向って
フィン19が延設されている。このフィン19は、例え
ば合成樹脂フィルム又はシートよりなり、袋状膜10に
対し接着等により接合されるのが好ましい。
りに図3の如くメッシュスペーサ29を介して巻き付け
ることにより、図4に示すように巻回体24が形成され
る。この巻回体24の後端面からは、フィン19が延出
する。各袋状膜10の第4の辺部14において同一箇所
にフィン19を設けておくことにより、フィン19は巻
回体24の軸心から等半径位上に位置し、フィン19が
重なり合うことによりフィン19がリング状の突出部を
形成することになる。このリング状の突出部内に円筒状
のソケット25の後端を挿入し、該ソケット25とフィ
ン19を接着剤等により接合する。なお、ソケット25
をフィン19に外嵌めしても良い。また、フィン19に
沿って巻回体24の後端面に旋盤で切込み溝を付け、該
溝にソケット25の端部を埋め込むようにしても良い。
接合することにより、巻回体24の後端面の外周側の透
過水流出領域とソケット25の内周側の濃縮水流出領域
とが区画される。
後縁にそれぞれトップリング26及びエンドリング27
を合成樹脂モールド等により形成し、トップリング26
の外周にブラインシール28を周設する。このようにし
て形成された膜エレメントを耐圧ベッセル内に収容する
ことにより膜モジュールが構成される。
は、図5に示すように、巻回体24の前端面から原水が
袋状膜10,10……同士の間の原水流路に流入する。
この原水は、巻回体24の軸心線と略平行方向に原水流
路を流れ、巻回体24の後端のソケット25の内側の端
面から取り出される。そして、このように原水が原水流
路を流れる間に、水が袋状膜10内に透過し、透過水は
巻回体24の後端面のうちソケット25の外周側から流
出する。
っては、透過水が袋状膜10内を巻回体24の軸心線と
平行方向に流れて後端面から取り出されるため、従来の
スパイラル型膜モジュールに用いられていた集水管が不
要である。このため、袋状膜から集水管内に流れ込む際
の流通抵抗が無くなり、透過水流通抵抗が著しく小さく
なる。
袋状膜10の巻回方向の長さを大きくとることができ、
膜面積を大きくとることが可能である。袋状膜の巻回方
向の長さを大きくしても、透過水流通抵抗は増大せず、
透過水量を多くすることができる。
口部分をソケット25の内側だけに設けており、原水流
路の出口(最下流部)を絞った構成としているため、原
水流路の下流側においても原水(濃縮水)の流速が十分
に大きなものとなり、原水流路下流域における汚れの付
着を防止することができる。なお、ソケット25の内側
の面積と外側の面積(接着剤18の辺部14方向の長
さ)は、このスパイラル型膜モジュールの水回収率に応
じて決めるのが好ましい。
ト25をフィン19を用いて巻回体24に接続してお
り、ソケット25と巻回体24との接続強度が高い。そ
して、このソケット25によって原水の流入側と濃縮水
の流出側とが水密的に区画分離される。
ト25の外周側に透過水流出部を配置し、ソケット25
の内側に濃縮水流出部を配置しているが、逆にソケット
25の内側を透過水流出部とし、ソケット25の外周側
を濃縮水流出部とするように構成しても良い。
有した膜モジュールに原水として下水三次処理水を通水
開始した。このときの目標透過水量(20m 3 /m 2 /
day)に対して透過水量を次の通りとした。なお、膜
エレメントを構成する袋状膜10の素材はポリテトラフ
ルオロエチレンである。
圧の経時変化を図1(c)に示す。
ほかは同様にして新品の膜エレメントを備えた膜モジュ
ールに通水を開始した。このときの透過差圧の経時変化
を図1(c)に併せて示す。
/dayとしたほかは同様にして新品の膜エレメントを
備えた膜モジュールに通水を開始した。このときの透過
差圧の経時変化を図1(c)に示す。
透過差圧は通水開始後急速に増加するのに対し、実施例
1、2によると透過差圧の増加はきわめて少なく、とく
に実施例2によると、この透過差圧の増加が著しく少な
い。
エレメントを備えた膜モジュールに通水を開始する場
合、透過差圧の増大を著しく小さくすることができる。
図、(c)図は実施例及び比較例の結果を示すグラフで
ある。
(b)図は(a)図のB−B線に沿う断面図、(c)図
は(a)図のC−C線に沿う断面図である。
袋状膜の巻き付け方法を示す断面図である。
ある。
側面図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 フレッシュな膜エレメントを備えた膜モ
ジュールに原水を供給して膜分離処理を開始する膜モジ
ュールの運転方法において、 通水開始から所定の初期時にあっては目標透過水量の2
0〜50%の透過水量にて運転し、その後目標透過水量
にて運転することを特徴とする膜モジュールの運転方
法。 - 【請求項2】 請求項1において、前記初期時にあって
は透過水の少なくとも一部を原水側に戻すことを特徴と
する膜モジュールの運転方法。 - 【請求項3】 請求項1又は2において、前記所定の初
期時が通水開始から12ないし48時間経過するまでで
あることを特徴とする膜モジュールの運転方法。 - 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれか1項におい
て、前記膜エレメントは、分離膜をスパイラル状に巻回
してなり、原水が巻回体の一端面から分離膜同士の間の
原水流路に流入し、他端面から濃縮水及び透過水が流出
するスパイラル型膜エレメントであることを特徴とする
膜モジュールの運転方法。 - 【請求項5】 請求項4において、前記膜エレメント
は、袋状膜の内部に透過水流路材が配置され、袋状膜同
士の間には原水流路材が配置されており、 該袋状膜は第1、第2、第3及び第4の辺部を有した略
方形であり、該第1、第2及び第3の辺部は封じられ、
該第4の辺部は一部が開放部となり残部が閉鎖部となっ
ており、 前記第4の辺部と直交する第1の辺部をシャフトに当て
て袋状膜を巻回して巻回体とし、前記第4の辺部を該巻
回体の後端面に臨ませ、該第4の辺部に対向する第2の
辺部を該巻回体の前端面に臨ませ、 該袋状膜同士の間の原水流路は、該第3の辺部の全体が
封じられると共に、第4の辺部にあっては前記袋状膜の
開放部と重なる箇所が閉鎖部となっており、且つ前記袋
状膜の閉鎖部と重なる箇所が開放部となっているスパイ
ラル型膜エレメントであることを特徴とする膜モジュー
ルの運転方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35723797A JP3433663B2 (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 膜モジュールの運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35723797A JP3433663B2 (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 膜モジュールの運転方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH11179168A JPH11179168A (ja) | 1999-07-06 |
JP3433663B2 true JP3433663B2 (ja) | 2003-08-04 |
Family
ID=18453092
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP35723797A Expired - Fee Related JP3433663B2 (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 膜モジュールの運転方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3433663B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5465654B2 (ja) * | 2010-12-27 | 2014-04-09 | 日東電工株式会社 | スパイラル型膜エレメント |
-
1997
- 1997-12-25 JP JP35723797A patent/JP3433663B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JPH11179168A (ja) | 1999-07-06 |
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