JP3473465B2 - 膜の洗浄方法 - Google Patents
膜の洗浄方法Info
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O)膜や、微量有機物を除去する用水処理、河川水や工
業用水又は排水等の固液分離処理に使用される限外濾過
(UF)膜や精密濾過(MF)膜等を効率的に薬品洗浄
する方法に関する。
機物汚染により、微生物代謝産物であるフミン酸やフル
ボ酸からなるTOC成分が増加し、膜を用いる水処理施
設においては、膜汚染が益々増加する傾向にある。
来、凝集,沈澱,砂濾過からなるシステムが採用されて
きたが、原水の有機物濃度が高まった場合には、塩化第
二鉄、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム等の凝
集剤を多量に添加する必要がある。この場合、これらの
凝集剤が過剰に添加されると、凝集しきれない微量の溶
解状態の凝集剤が凝集処理水中に残存し、この残存凝集
剤がRO膜で濃縮される過程で再凝集してRO膜の表面
に固着し、薬品洗浄頻度を高めるという問題があった。
処理システムに替わって、MF膜やUF膜を用いる前処
理システムが採用されるようになり、このような膜分離
処理によれば、凝集剤を添加することなく、或いは微量
の凝集剤の添加だけで、RO膜を汚染させる原水中のコ
ロイド状成分を除去することができるため、RO膜の汚
染を抑制して、薬品洗浄間隔を延ばすことによりRO膜
の運転効率を向上させることができる。
UF膜では、原水中のTOC成分である高分子状のフミ
ン酸やフルボ酸がこれらの膜面に吸着ないし沈着し、こ
れらの膜の濾過抵抗を高めることになる。このような高
分子状のフミン酸やフルボ酸による膜汚染は、一般的な
水逆洗では除去することができず、薬品洗浄を行うこと
が必要となる。
離処理して再利用する場合においても、その生物処理水
中には微生物代謝産物であるフミン酸やフルボ酸からな
るTOC成分が存在するため、このような生物処理水の
膜分離に用いられる膜においては、上記と同様の問題が
あった。
ールの一端側から洗浄薬剤を注入し、洗浄薬剤槽と膜モ
ジュールとの間で洗浄薬剤を循環させる方式が採用され
ている。
照して説明する。図2(a)において、1は中空糸膜モ
ジュールであって、原水の膜分離処理に当っては、バル
ブV1,V3開、バルブV2,V4閉として、供給ポンプP
1により、原水を配管11,12を経て膜モジュール1
の給水口1Aより膜モジュール1内に供給する。膜モジ
ュール1の中空糸膜内から膜を透過した透過水は透過水
排出口1B,1Bから取り出され、濃縮水は濃縮水出口
1Cより取り出され、必要に応じて一部が濃縮水排出排
管13より系外に排出され、残部は循環配管14により
膜モジュール1の給水口1A側へ循環される。
を停止し、バルブV2,V4を開、バルブV1,V3を閉と
して洗浄薬剤槽2内の洗浄薬剤を薬品洗浄ポンプP2に
より、配管15より膜モジュール1の濃縮水出口1C側
から供給し、中空糸膜の内部を通した後、膜モジュール
1の給水口1Aから、配管16を経て洗浄薬剤槽2に戻
す。このように、所定時間洗浄薬剤を循環させること
で、膜の濃縮水(原水)側(以下「一次側」と称す場合
がある。)を薬品洗浄する。
(a)に示すような、洗浄薬品の循環による従来の薬品
洗浄方法では、次のような欠点があった。
洗浄を開始した際に、膜モジュール1内に導入された洗
浄薬剤は、膜モジュール1内に残留する保有水(原水な
いし濃縮水)により希釈されてしまうため、薬品洗浄効
果が低減する。
る洗浄方式では、図2(b)の中空糸膜11の断面図や
図2(c)のスパイラル膜12の断面図(なお、図2
(c)において、13は流路スペーサである。)に示す
如く、膜面に堆積した汚染物10の表面を洗浄薬剤の掃
流で擦るのみであるため、汚染物10の剥離効果が低
く、十分な洗浄効果が得られない。
16にも洗浄薬剤を満たすこととなり、洗浄薬剤の必要
量が多い。上述の如く、洗浄効果が十分でなく、一方
で、最近の原水水質の悪化により膜汚染の程度が増加し
ており、薬品洗浄頻度が高くなっていることから、薬品
洗浄に使用する洗浄薬剤量は益々増加する傾向にあり、
薬品コストが高騰する。
薬品洗浄を効果的に行って、洗浄薬剤量及び薬品洗浄頻
度を低減し、薬品洗浄コストの低減及び運転効率の向上
を図る膜の洗浄方法を提供することを目的とする。
は、膜モジュールの通水口を介して原水が一次側に流通
され、該膜モジュール内に装填された膜を透過した透過
水が該膜モジュールの二次側から取り出される膜モジュ
ールの該膜を薬品洗浄する方法において、該膜モジュー
ルの一次側に前記通水口を介してガスを導入し、該一次
側の保有水をガス圧送により該一次側から押し出した
後、前記通水口から該一次側に洗浄薬剤を注入し、その
後、前記通水口を介して該一次側にガスを導入し、該洗
浄薬剤をガス圧送により該一次側から押し出すことを特
徴とする。
ュール内の保有水をガス圧送により押し出すため、その
後に流入される洗浄薬剤の希釈を防止して、洗浄薬剤に
よる洗浄効果を十分に得ることができる。また、ガスの
導入で保有水を瞬間的に排出させることで、図1(b)
の中空糸膜11の断面図や図1(c)のスパイラル膜1
2の断面図(なお、図1(c)において13は流路スペ
ーサである。)に示す如く、膜の一次側において、ガス
と保有水との気液界面Sの急激な移動が生じ、この気液
界面Sの急激な移動によってもたらされる剪断力によ
り、膜面に堆積した汚染物10の強力な剥離、排出効果
を得ることもできる。このため、この保有水の押し出し
後、流入した洗浄薬剤を、膜面になお強固に付着残存し
ている汚染物のみに接触させて、良好な洗浄効果を得る
ことができる。また、注入された洗浄薬剤は保有水によ
り希釈させることがないため、その薬剤本来の高い薬品
洗浄効果を発揮し、膜面に強固に付着残存している汚染
物を化学的に溶解、浮遊、剥離させて、膜面から効率的
に洗浄除去することができる。
剤の循環に先立ち、膜モジュール内の保有水を自重によ
り排出させる場合もあったが、自重により保有水を流出
させるのみでは、上述のような気液界面の急激な移動及
びそれによる剪断力は生じないため、膜面の汚染物の剥
離効果は得られない。
送により押し出すことで上述の保有水の押し出しの際と
同様に、気液界面の急激な移動による剪断力で、洗浄薬
剤による作用で剥離し易い状態となった膜面の汚染物が
効果的に剥離除去される。
よる保有水の排出、洗浄薬剤の注入及びガス圧送による
洗浄薬剤の排出を行うのみで、洗浄薬剤の循環を行わな
いため、洗浄薬剤の無駄を抑えて少ない洗浄薬剤量で効
果的な薬品洗浄を行える。
施の形態を詳細に説明する。
の形態を示す系統図、図1(b),(c)は本発明によ
る薬品洗浄効果を説明する図であって、図1(b)は中
空糸膜の断面図、図1(c)はスパイラル膜の断面図で
ある。なお、図1において、図2に示す部材と同一機能
を奏する部材には同一符号を付してある。図1(a)に
おいては、洗浄薬剤槽2の代りに薬品溶解槽3と排水槽
4を設けると共に、ブロワ5を設けた点が図2(a)に
示す膜モジュールと大きく異なる。
離処理工程は、前述の図2の膜モジュールの場合と同様
に実施される。
は、ポンプP1を停止し、バルブV1,V3を閉、バルブ
V5,V7を開として、圧力空気をブロワ5により配管1
9を経て膜モジュール1の濃縮水出口1Cから膜モジュ
ール1の一次側に導入し、内部の保有水を押し出し、配
管12,18を経て排水槽4に排出する。この保有水の
押し出し時には、図1(b),(c)に示す如く、気液
界面Sの急激な移動による剪断力で汚染物の剥離効果が
得られる。
バルブV7を閉じ、バルブV6を開いて、ポンプP2によ
り薬品溶解槽3内の洗浄薬剤を膜モジュール1の一次側
に注入する。この洗浄薬剤の注入は、膜モジュール1の
給水口1A側から洗浄薬剤が排出された時点で停止す
る。従って、洗浄薬剤量は、ほぼ膜モジュール1の一次
側を満たすに十分な量であれば良い。
硫酸、塩酸、硝酸、クエン酸、シュウ酸、チオ硫酸ナト
リウム、重亜硫酸ナトリウム、ヒドラジン、水酸化ナト
リウム、次亜塩素酸ナトリウム等の酸、アルカリ、還元
剤、酸化剤の他、界面活性剤等の単独もしくはそれらの
混合薬剤を用いることができる。
は、希釈されることなく、良好な薬品洗浄効果を発揮す
る。
した後は、バルブV6を閉、バルブV7を開として、再び
ブロワ5により圧力空気を圧送して、膜モジュール1内
の洗浄薬剤を押し出し、排水槽4に排出する。この洗浄
薬剤の押し出し時にも、図1(b),(c)に示す如
く、気液界面Sの急激な移動による剪断力で汚染物の剥
離効果が得られる。
過水)或いは工水、その他の水を膜モジュール1内に導
入して残留する洗浄薬剤を洗い出して薬品洗浄工程を終
了し、膜分離処理を再開する。
着強度、汚染物の種類)状況に応じて同種又は異種の洗
浄薬剤を用いて繰り返し行っても良い。
び洗浄薬剤の押し出しのための圧送ガスの圧力は、低過
ぎると前述の剪断力による汚染物の剥離効果を十分に得
ることができず、逆に高過ぎると膜を損傷させる恐れが
あるため、この圧送ガスの圧力は、膜の汚染状況や膜型
式等によって適宜決定されるが、一般的には、0.5〜
5.0kgf/cm2程度とするのが好ましい。
モジュール内に注入した後は、10〜120分程度洗浄
薬剤を保持し、その後、圧送ガスにより洗浄薬剤を押し
出すようにすることが、洗浄薬剤による汚染物の溶解、
浮遊、剥離効果を十分に得ることができ、好ましい。
に、各種水処理に用いられる固液分離用のUF膜又はM
F膜、或いは脱塩用のRO膜の薬品洗浄に有効である。
り具体的に説明する。
膜の透過流束が5.0m3/m2・day(25℃,0.
5kgf/m2)となった時点で本発明方法に従って薬
品洗浄を行い、その洗浄効果を調べた。
を圧送して、膜モジュールの一次側保有水を押し出し、
その後、洗浄薬剤として500mg/Lの次亜塩素酸ナ
トリウム水溶液を膜モジュール内に注入した。この状態
で30分静置した後、1.5kgf/cm2の圧力の空
気を圧送して膜モジュール内の洗浄薬剤を押し出した。
その後、透過水で洗浄して、膜分離処理を再開したとき
の膜の透過流束は7.0m3/m2・day(25℃,
0.5kgf/cm2)であり、透過流束の回復率は非
常に良かった。
わず保有水を自重により排出したこと以外は同様にして
薬品洗浄を行い、洗浄後の膜の透過流束を調べたとこ
ろ、透過流束は6.5m3/m2・day(25℃,0.
5kgf/cm2)と実施例1に比べて回復率が劣る結
果となった。
わず、洗浄薬剤を自重により排出したこと以外は同様に
して薬品洗浄を行い、洗浄後の膜の透過流束を調べたと
ころ、透過流束は5.5m3/m2・day(25℃,
0.5kgf/cm2)と実施例1に比べ回復率が劣る
結果となった。
法によれば、膜の薬品洗浄を効果的に行って、洗浄薬剤
量及び薬品洗浄頻度を低減し、薬品洗浄コストの低減及
び運転効率の向上を図ることができる。
態を示す系統図、図1(b),(c)は本発明による薬
品洗浄効果を説明する図であって、図1(a)は中空糸
膜の断面図、図1(b)はスパイラル膜の断面図であ
る。
図、図2(b),(c)は従来法による洗浄効果を説明
する図であって、図2(a)は中空糸膜の断面図、図2
(b)はスパイラル膜の断面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 膜モジュールの通水口を介して原水が一
次側に流通され、該膜モジュール内に装填された膜を透
過した透過水が該膜モジュールの二次側から取り出され
る膜モジュールの該膜を薬品洗浄する方法において、 該膜モジュールの一次側に前記通水口を介してガスを導
入し、該一次側の保有水をガス圧送により該一次側から
押し出した後、前記通水口から該一次側 に洗浄薬剤を注入し、 その後、前記通水口を介して該一次側にガスを導入し、
該洗浄薬剤をガス圧送により該一次側から押し出すこと
を特徴とする膜の洗浄方法。 - 【請求項2】 請求項1において、該洗浄薬剤を該一次
側に注入した後は、10〜120分該洗浄薬剤を保持
し、その後ガス圧送により該一次側から押し出すことを
特徴とする膜の洗浄方法。 - 【請求項3】 請求項1又は2において、該洗浄薬剤を
ガス圧送により該一次側から押し出した後、原水又は処
理水或いは工水、その他の水を膜モジュール内に導入し
て残留する洗浄薬剤を洗い出して薬品洗浄工程を終了し
た後、膜分離工程を再開することを特徴とする膜の洗浄
方法。
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