JP3579188B2

JP3579188B2 - Filtration device

Info

Publication number: JP3579188B2
Application number: JP19876596A
Authority: JP
Inventors: 龍男捫垣
Original assignee: Asahi Kasei Chemicals Corp
Current assignee: Asahi Kasei Chemicals Corp
Priority date: 1996-07-29
Filing date: 1996-07-29
Publication date: 2004-10-20
Anticipated expiration: 2016-07-29
Also published as: JPH1033957A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原液を循環しながら濾過を行う濾過装置に係り、詳細には、河川水、湖沼水、地下水或いは海水等を原水としてクロスフロー型の精密濾過または限外濾過装置により大量に浄化する水処理に好適な濾過技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
クロスフロー型の精密濾過または限外濾過装置において、濾過能力の維持のために循環濾過法が用いられているが、従来のこの種の濾過装置においては、濾過処理中は定流量運転や定圧運転方式で稼働し、濾過膜に蓄積した懸濁物質を排除する逆洗やエアバブリング時には、例えば、特開平7-275671号公報に開示されたように循環側を停止して濾過膜内の液を抜いたり、空気と置換して運転する方式となっているのが一般である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の従来の技術では、逆洗やエアバブリング時に、循環側を停止して濾過膜内の液を抜いたり、空気と置換して運転した後、通常の濾過処理を開始する際に、濾過膜及び配管内の液が抜かれた状態であるため比較的軽負荷となって原液循環ポンプの回転数が不安定となり、場合によっては、原液循環ポンプの送り圧力が増大して濾過膜の耐圧限界を超える虞がある。
【０００４】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、濾過膜に蓄積した懸濁物質を排除する逆洗、エアバブリングまたは停止状態からの濾過処理開始への切り換え時に安定した運転が出来る濾過装置を提供せんとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明に係る濾過装置は、原液を循環しながら濾過を行うクロスフロー型の精密濾過または限外濾過装置において、濾過液流路に該濾過液流路を流通する濾過液の流量を検知する流量センサを設けると共に、濾過膜の上流側に該濾過膜への原液の入力圧力を検知する圧力センサを設け、前記流量センサの検知情報及び前記圧力センサの検知情報に選択的に対応して原液循環ポンプの出力を制御するインバータを有し、通常の濾過処理状態では前記流量センサの検知情報に基づいてインバータが原液循環ポンプの出力を制御して濾過液を定流量運転し、濾過膜に蓄積した懸濁物質を排除する逆洗、エアバブリングまたは停止状態からの濾過処理開始への切り換え時に前記圧力センサの検知情報に基づいてインバータが原液循環ポンプの出力を制御して濾過膜への原液の入力圧力を所定時間低圧運転するように構成したことを特徴とする。
【０００６】
上記構成によれば、通常の濾過処理状態では濾過液流路に設けた流量センサの検知情報に基づいてインバータが原液循環ポンプの出力を制御して濾過液の流量が一定流量になるように運転し、濾過膜に蓄積した懸濁物質を排除する逆洗、エアバブリングまたは停止状態からの濾過処理開始への切り換え時に濾過膜の上流側に設けた圧力センサの検知情報に基づいて前記インバータが原液循環ポンプの出力を制御して濾過膜への原液の入力圧力を所定時間低圧運転させることが出来、これにより濾過膜が保護されて安定運転することが出来る。
【０００７】
また、前記インバータの周波数を変化させて前記原液循環ポンプの回転数を変化させるように構成すれば好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図により本発明に係る濾過装置の一実施形態を具体的に説明する。図１は本発明に係る濾過装置を適用した濾過システムの一例を示す全体図、図２は本発明に係る濾過装置の通常運転時において、濾過液を定流量運転する構成を示す模式図、図３は本発明に係る濾過装置において、濾過膜に蓄積した懸濁物質を排除する逆洗、エアバブリングまたは停止状態からの濾過処理開始への切り換え時に濾過膜への原液の入力圧力を所定時間低圧運転する構成を示す模式図である。
【０００９】
図１に示す濾過システムは、原液を循環しながら濾過を行うクロスフロー型の精密或いは限外濾過装置として構成される。ここでは、濾過装置にクロスフロー方式の中空糸状膜で構成される濾過膜モジュール４が並列に６個設置されて構成された一例を示す。
【００１０】
図１において、１は原液タンクであり、濾過されるべき原液１ａが貯蔵されている。本実施形態では、原液１ａとして、例えば、河川水、湖沼水、地下水或いは海水等が使用される。原液タンク１の下流側には、各系統に夫々原液循環ポンプ２が接続されており、該原液循環ポンプ２を駆動することにより原液タンク１内の原液１ａを配管３に供給する。
【００１１】
前記配管３にはクロスフロー方式の中空糸状膜で構成される濾過膜モジュール４が６個並列に接続されており、配管３を通って濾過膜モジュール４に供給された原液１ａは、原液循環ポンプ２の作用により所定の圧力が付与されて濾過膜モジュール４の中空糸状膜の外側から内側に透過することで濾過され、濾過膜モジュール４により濾過された濾過液１ｂが中空糸状膜の内側を流通して濾過液配管５に導かれて濾過液タンク６に貯蔵される。
【００１２】
一方、配管３を通って濾過膜モジュール４に供給された原液１ａの一部は、循環戻り原液１ｃとして濾過膜モジュール４の中空糸状膜の外側を流通して原液戻り配管７に導かれて原液タンク１に戻るようになっている。
【００１３】
また、濾過膜モジュール４の濾過膜に蓄積した懸濁物質を排除する目的で、逆洗装置が設けられており、濾過液タンク６に一旦貯蔵された濾過液１ｂが逆洗回収ポンプ８ａ，８ｂを運転することにより逆洗配管９を流通して濾過液配管５に導かれ、濾過膜モジュール４の中空糸状膜の内側を濾過液１ｂが逆流すると共に、逆洗回収ポンプ８ａ，８ｂにより所定の圧力が付与されて濾過液１ｂが濾過膜モジュール４の中空糸状膜の内側から外側に透過することで濾過膜モジュール４の中空糸状膜の外側表面に蓄積した懸濁物質を剥離する。
【００１４】
上記逆洗運転は、例えば、６０分に１回の割合で６０秒間行なって周期的に繰り返す。
【００１５】
また、同様に濾過膜モジュール４の濾過膜に蓄積した懸濁物質を排除する目的で、エアバブリング装置が設けられており、コンプレッサ10により供給された圧縮空気が空気槽11を介して配管12に導かれ、濾過膜モジュール４の上流側から供給されて該濾過膜モジュール４の中空糸状膜の外側を流通して該中空糸状膜を振動させ、中空糸状膜の外側表面に蓄積した懸濁物質を剥離する。
【００１６】
上記エアバブリング運転は、例えば、先ず、濾過膜モジュール４内に原液１ａを張った状態、即ち、濾過膜モジュール４内で原液１ａが静止して滞留した状態で６０秒間、空気または窒素ガスを供給した後、更に濾過膜モジュール４に原液１ａを流した状態で６０秒間、空気または窒素ガスを供給する。そして、３日に１回の割合で前述の一連のエアバブリング運転を１２０秒間行ってこれを周期的に繰り返す。
【００１７】
そして、原液タンク１から原液循環ポンプ２により供給された原液１ａの一部である循環戻り原液１ｃが濾過膜モジュール４の中空糸状膜の外側を流通して、上述のようにして剥離した懸濁物質を押し流して排液し、剥離した懸濁物質を含む循環戻り原液１ｃは原液戻り配管７に導かれて原液タンク１に戻る。
【００１８】
上述の逆洗運転やエアバブリング運転では、通常の濾過処理運転を一旦停止させることとなり、この運転中に、濾過膜モジュール４及び各配管内の原液１ａ（及び濾過液１ｂ）が抜け出して比較的軽負荷となる。そして、従来では、逆洗運転やエアバブリング運転の終了後に停止状態から濾過処理開始への切り換え時に、原液循環ポンプ２により濾過膜モジュール４へ供給される原液１ａの入力圧力が急激に増大して濾過膜モジュール４の濾過膜に大きな圧力がかかるため、濾過膜モジュール４の濾過膜の耐圧を比較的大きく構成する必要があった。
【００１９】
そこで、以下に示す実施形態では、通常の濾過処理時には、濾過液を定流量運転すると共に、逆洗、エアバブリングまたは停止状態から通常の濾過処理開始への切り換え時に濾過膜モジュール４への原液１ａの入力圧力を所定時間低圧運転するように自動的に変更するように構成したことで、濾過処理運転開始時や通常運転時に流量や圧力の大幅な変動がなく、濾過膜モジュール４の濾過膜に衝撃を与えることがない安定した運転が出来るように構成している。
【００２０】
前記低圧運転とは、濾過膜モジュール４への原液１ａの入力圧力を通常運転時よりも低い圧力で運転するものであり、これは、通常運転圧力によっても変わるが、濾過膜へのショックを少なくするために１kg/cm²以下の圧力で運転することが好ましい。
【００２１】
図２及び図３に示すように、原液循環ポンプ２の下流側で、且つ濾過膜モジュール４の上流側には、濾過膜モジュール４への原液１ａの入力圧力を検知する圧力センサ13が設けられており、濾過液流路となる濾過液配管５には、流量センサ14が設けられている。
【００２２】
そして、前記圧力センサ13及び前記流量センサ14に接続され、該圧力センサ13の検知情報及び前記流量センサ14の検知情報に選択的に対応して原液循環ポンプ２の出力を制御するモータ２ａを制御するインバータ15が設けられている。
【００２３】
図２は、濾過装置の通常運転時において、濾過液１ｂを定流量運転する場合の構成を示し、インバータ15は濾過液配管５に設けられた流量センサ14の検知情報に基づいてモータ２ａを制御し、原液循環ポンプ２の出力を制御して濾過液１ｂを定流量運転するようになっている。
【００２４】
即ち、濾過液配管５を流通する濾過液１ｂの流量を流量センサ14により検知し、該流量センサ14の出力信号に応じてインバータ15がモータ２ａに印加する入力周波数を制御して該モータ２ａの回転数を制御し、原液循環ポンプ２の出力を制御するように構成される。
【００２５】
そして、例えば、濾過液配管５を流通する濾過液１ｂの流量が減少すると、流量センサ14の検知信号に基づいてインバータ15の周波数を増加させてモータ２ａの回転数を所定量増加させ、原液循環ポンプ２の出力を増加させる。そして、原液循環ポンプ２の出力が増加すると、濾過膜モジュール４の濾過膜に印加される濾過圧力が増加して濾過膜モジュール４を通過する濾過液１ｂの流量が増加する。
【００２６】
また、逆に、濾過液配管５を流通する濾過液１ｂの流量が増加すると、流量センサ14の検知信号に基づいてインバータ15の周波数を低下させてモータ２ａの回転数を所定量減少させ、原液循環ポンプ２の出力を減少させる。そして、原液循環ポンプ２の出力が減少すると、濾過膜モジュール４の濾過膜に印加される濾過圧力が減少して濾過膜モジュール４を通過する濾過液１ｂの流量が減少する。
【００２７】
従って、流量センサ14の検知情報によりインバータ15が作動する値を予め設定しておき、濾過液配管５を流通する濾過液１ｂの流量が一定になるようにインバータ15を作動させてモータ２ａを制御し、これにより原液循環ポンプ２を制御することで濾過液配管５を流通する濾過液１ｂの流量を一定にすることが出来る。
【００２８】
図３は、濾過装置において、濾過膜モジュール４の濾過膜に蓄積した懸濁物質を排除する逆洗、エアバブリングまたは停止状態からの濾過処理開始への切り換え時に濾過膜モジュール４への原液１ａの入力圧力を所定時間低圧運転する構成を示し、インバータ15は原液循環ポンプ２の下流側で、且つ濾過膜モジュール４の上流側に設けられた圧力センサ13の検知情報に基づいてモータ２ａを制御し、原液循環ポンプ２の出力を制御して濾過膜モジュール４への原液１ａの入力圧力を低圧運転する。そして、インバータ15の動作をタイマー等でコントロールすることで低圧運転を所定時間行うようになっている。
【００２９】
即ち、通常の濾過処理運転を一旦停止させて、逆洗運転やエアバブリング運転を実施することで、これ等の運転中に、濾過膜モジュール４及び各配管内の原液１ａ（及び濾過液１ｂ）が抜け出して比較的軽負荷となり、圧力センサ13により検知される濾過膜モジュール４の上流側の圧力は減少する。
【００３０】
そして、逆洗、エアバブリングまたは停止状態からの濾過処理開始への切り換え時に、圧力センサ13により検知された検知情報に基づいてインバータ15の周波数を低下させてモータ２ａの回転数を所定量減少させ、原液循環ポンプ２の出力を減少させる。そして、原液循環ポンプ２の出力が減少すると、濾過膜モジュール４の濾過膜に印加される濾過圧力が減少して、原液１ａが低圧で濾過膜モジュール４に供給される。
【００３１】
上記のように、逆洗、エアバブリングまたは停止状態から通常の濾過処理開始への切り換え時に濾過膜モジュール４への原液１ａの入力圧力を所定時間定圧運転することで、原液循環ポンプ２から供給される原液１ａが濾過膜モジュール４に入力される圧力が低圧となり、濾過膜モジュール４の濾過膜に衝撃等を与えることなく、濾過膜モジュール４の濾過膜の保全が維持できると共に、原液循環ポンプ２が安定に運転できる。
【００３２】
従って、従来例のように、逆洗運転やエアバブリング運転の終了後に停止状態から濾過処理開始への切り換え時に、原液循環ポンプ２により濾過膜モジュール４へ供給される原液１ａの入力圧力が増大し、濾過膜モジュール４の濾過膜に大きな圧力がかかり、該濾過膜に多大な負担をかけることがない。
【００３３】
低圧運転が所定時間経過し、濾過液１ｂの流量が安定した時点で、インバータ15に伝達される検知情報が、圧力センサ13からの検知情報から流量センサ14からの検知情報に自動的に変更されるようになっており、これによって、前述したように、濾過液１ｂを定流量運転する通常の濾過処理運転に移行するようになっている。
【００３４】
以上の構成により、通常の濾過処理状態では流量センサ14の検知情報に基づいてインバータ15が原液循環ポンプ２の出力を制御して定流量運転し、濾過膜モジュール４の濾過膜に蓄積した懸濁物質を排除する逆洗、エアバブリングまたは停止状態からの濾過処理開始への切り換え時には、圧力センサ13の検知情報に基づいてインバータ15が原液循環ポンプ２の出力を制御して濾過膜モジュール４への原液１ａの入力圧力を所定時間低圧運転することが出来るものである。
【００３５】
尚、図中の16は温度センサ、17は流量センサ、18は流量弁である。前記実施形態における通常の濾過処理運転中の流量及び圧力の制御の一例として、原液循環ポンプ２の下流側で濾過膜モジュール４の上流側の原液１ａの流量が２．５ｍ³/hr、圧力が２．０kg/cm²であり、濾過膜モジュール４の下流側の濾過液１ｂの流量が２．０ｍ³/hrの定流量で、圧力が０．１kg/cm²であり、濾過膜モジュール４の下流側の循環戻り原液１ｃの流量が０．５ｍ³/hrの定流量で、圧力が１．７kg/cm²等の数値で制御される。尚、ここで使用される濾過膜モジュール４の濾過膜の耐圧は３kg/cm²に設定されている。
【００３６】
濾過膜モジュール４の濾過膜に蓄積した懸濁物質を排除する逆洗、エアバブリングまたは停止状態からの濾過処理開始への切り換え時には、原液循環ポンプ２により供給される原液１ａが濾過膜モジュール４の上流側に入力される圧力が好ましくは１．０kg/cm²以下の範囲内で所定時間低圧運転され、所定時間が経過後は、通常の濾過処理運転の圧力が２．０kg/cm²に復帰する。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は、上述の如き構成と作用とを有するので、濾過処理時には、定流量運転すると共に、逆洗、エアバブリングまたは停止状態から通常の濾過処理開始への切り換え時に濾過膜への原液の入力圧力を所定時間低圧運転するように自動的に変更されるようにすることで、逆洗、エアバブリングまたは停止状態から通常の濾過処理状態への移行が安定して行える。よって、濾過膜入口圧力のオーバーシュートもなくなり、濾過膜に過大な圧力がかかることがなくなり、濾過膜に衝撃等を与えることがなく、濾過膜の保全を確保することが出来る。
【００３８】
また、低圧運転から定流量運転に切り換えることで、濾過膜内に液が満たされていない状態であっても、濾過膜入口の圧力の大きな変動を生じることがないため、流量や圧力の大幅な変動がなく、安定した運転が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る濾過装置を適用した濾過システムの一例を示す全体図である。
【図２】本発明に係る濾過装置の通常運転時において、濾過液を定流量運転する構成を示す模式図である。
【図３】本発明に係る濾過装置において、濾過膜に蓄積した懸濁物質を排除する逆洗、エアバブリングまたは停止状態からの濾過処理開始への切り換え時に濾過膜への原液の入力圧力を所定時間低圧運転する構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１…原液タンク
１ａ…原液
１ｂ…濾過液
１ｃ…循環戻り原液
２…原液循環ポンプ
２ａ…モータ
３…配管
４…濾過膜モジュール
５…濾過液配管
６…濾過液タンク
７…原液戻り配管
８ａ，８ｂ…逆洗回収ポンプ
９…逆洗配管
10…コンプレッサ
11…空気槽
12…配管
13…圧力センサ
14…流量センサ
15…インバータ
16…温度センサ
17…流量センサ
18…流量弁[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a filtration device that performs filtration while circulating undiluted solution, and in particular, purifies a large amount by cross-flow type microfiltration or ultrafiltration device using river water, lake water, groundwater or seawater as raw water. The present invention relates to a filtration technique suitable for water treatment.
[0002]
[Prior art]
In a cross-flow type microfiltration or ultrafiltration apparatus, a circulating filtration method is used to maintain the filtration capacity. However, in this type of conventional filtration apparatus, a constant flow rate operation or a constant pressure operation is performed during a filtration process. During the backwashing or air bubbling that operates in the system and eliminates suspended substances accumulated in the filtration membrane, for example, the circulation side is stopped and the liquid in the filtration membrane is stopped as disclosed in JP-A-7-275671. In general, the system is operated by removing or replacing with air.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional technology, at the time of backwashing or air bubbling, when the circulation side is stopped to drain the liquid in the filtration membrane, or after the air is replaced with air and operated, a normal filtration process is started. Since the liquid in the filtration membrane and the piping has been drained, the load becomes relatively light and the rotation speed of the stock solution circulation pump becomes unstable. In some cases, the feed pressure of the stock solution circulation pump increases and the pressure resistance of the filtration membrane increases. The limit may be exceeded.
[0004]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a stable operation at the time of switching from a backwashing, air bubbling, or a stop state to a filtration process start for removing suspended substances accumulated in a filtration membrane. The purpose of the present invention is to provide a filtration device capable of performing the above-mentioned steps.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
A filtration device according to the present invention for achieving the above object is a cross-flow type microfiltration or ultrafiltration device that performs filtration while circulating a stock solution, wherein the filtration device circulates through the filtrate channel in the filtrate channel. A flow sensor for detecting the flow rate of the liquid is provided, and a pressure sensor for detecting the input pressure of the undiluted solution to the filtration membrane is provided on the upstream side of the filtration membrane, and selected for the detection information of the flow sensor and the detection information of the pressure sensor. An inverter that controls the output of the stock solution circulating pump in a corresponding manner, and in a normal filtration processing state, the inverter controls the output of the stock solution circulating pump based on the detection information of the flow rate sensor to operate the filtrate at a constant flow rate. Then, at the time of switching from the backwashing, air bubbling or the stop state to the start of the filtration process for removing suspended substances accumulated in the filtration membrane, the inverter is activated based on the detection information of the pressure sensor. Characterized by being configured so as to control the output of the liquid circulation pump for a predetermined time low driving input pressure stock to the filtration membrane.
[0006]
According to the above configuration , in a normal filtration state, the inverter controls the output of the stock solution circulating pump based on the detection information of the flow rate sensor provided in the filtrate flow path so that the flow rate of the filtrate becomes constant. Then, based on the detection information of the pressure sensor provided on the upstream side of the filtration membrane at the time of switching from the backwashing, air bubbling or the stop state to the start of the filtration process to eliminate suspended substances accumulated in the filtration membrane, the inverter performs undiluted liquid processing. By controlling the output of the circulating pump, the input pressure of the undiluted solution to the filtration membrane can be operated at a low pressure for a predetermined time, whereby the filtration membrane is protected and can be operated stably.
[0007]
It is preferable that the frequency of the inverter is changed to change the rotation speed of the stock solution circulating pump.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the filtration device according to the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall view showing an example of a filtration system to which a filtration device according to the present invention is applied, and FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration in which a filtrate is operated at a constant flow rate during normal operation of the filtration device according to the present invention. In the filtration apparatus according to the present invention, the input pressure of the undiluted solution to the filtration membrane is reduced for a predetermined time at the time of backwashing, air bubbling or switching from a stopped state to the start of filtration processing in the filtration apparatus according to the present invention. It is a schematic diagram which shows the structure which drives.
[0009]
The filtration system shown in FIG. 1 is configured as a cross-flow type precision or ultrafiltration device that performs filtration while circulating a stock solution. Here, an example is shown in which six filtration membrane modules 4 each composed of a cross-flow type hollow fiber membrane are installed in a filtration device in parallel.
[0010]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a stock solution tank which stores a stock solution 1a to be filtered. In the present embodiment, for example, river water, lake water, groundwater, seawater, or the like is used as the stock solution 1a. A stock solution circulation pump 2 is connected to each system on the downstream side of the stock solution tank 1, and the stock solution 1 a in the stock solution tank 1 is supplied to the pipe 3 by driving the stock solution circulation pump 2.
[0011]
Six filtration membrane modules 4 composed of cross-flow type hollow fiber membranes are connected in parallel to the pipe 3, and the stock solution 1a supplied to the filtration membrane module 4 through the pipe 3 is fed to the stock solution circulation pump. The filter 1b is filtered by applying a predetermined pressure by the action of 2 and permeating from the outside to the inside of the hollow fiber membrane of the filtration membrane module 4, and the filtrate 1b filtered by the filtration membrane module 4 flows inside the hollow fiber membrane. Then, it is led to the filtrate pipe 5 and stored in the filtrate tank 6.
[0012]
On the other hand, a part of the stock solution 1a supplied to the filtration membrane module 4 through the pipe 3 flows outside the hollow fiber membrane of the filtration membrane module 4 as the circulation return stock solution 1c, and is led to the stock solution return pipe 7, It returns to tank 1.
[0013]
In order to remove suspended substances accumulated in the filtration membrane of the filtration membrane module 4, a backwashing device is provided, and the filtrate 1b once stored in the filtrate tank 6 is supplied to the backwash recovery pumps 8a, 8b. , The liquid 1b flows through the backwash pipe 9 and is guided to the filtrate pipe 5, and the filtrate 1b flows backward inside the hollow fiber membrane of the filtration membrane module 4 and at a predetermined rate by the backwash recovery pumps 8a and 8b. When the pressure is applied, the filtrate 1b permeates from the inside to the outside of the hollow fiber membrane of the filtration membrane module 4, thereby removing the suspended substance accumulated on the outer surface of the hollow fiber membrane of the filtration membrane module 4.
[0014]
The backwashing operation is performed, for example, once every 60 minutes for 60 seconds, and is repeated periodically.
[0015]
Similarly, an air bubbling device is provided for the purpose of removing suspended substances accumulated in the filtration membrane of the filtration membrane module 4, and compressed air supplied by the compressor 10 is supplied to the pipe 12 through the air tank 11. The suspension is supplied from the upstream side of the filtration membrane module 4, circulates outside the hollow fiber membrane of the filtration membrane module 4, vibrates the hollow fiber membrane, and accumulates suspended matter accumulated on the outer surface of the hollow fiber membrane. Peel off.
[0016]
In the air bubbling operation, for example, first, air or nitrogen gas is supplied for 60 seconds in a state in which the stock solution 1a is stretched in the filtration membrane module 4, that is, in a state in which the stock solution 1a is stationary and retained in the filtration membrane module 4. After that, air or nitrogen gas is further supplied for 60 seconds while the stock solution 1a is flowing through the filtration membrane module 4. Then, the above-described series of air bubbling operations is performed once every three days for 120 seconds, and this is periodically repeated.
[0017]
The recirculated undiluted solution 1c, which is a part of the undiluted solution 1a supplied from the undiluted solution tank 1 by the undiluted solution circulation pump 2, flows outside the hollow fiber membrane of the filtration membrane module 4 and is separated as described above. The circulating return stock solution 1c containing the suspended material that has been washed away by draining the material is guided to the stock solution return pipe 7 and returns to the stock solution tank 1.
[0018]
In the above-described backwashing operation and air bubbling operation, the ordinary filtration operation is temporarily stopped, and during this operation, the undiluted solution 1a (and the filtrate 1b) in the filtration membrane module 4 and each pipe escapes and is relatively removed. Light load. In the related art, when switching from the stopped state to the start of the filtration process after the backwashing operation or the air bubbling operation is completed, the input pressure of the stock solution 1a supplied to the filtration membrane module 4 by the stock solution circulation pump 2 sharply increases. Since a large pressure is applied to the filtration membrane of the filtration membrane module 4, it is necessary to make the pressure resistance of the filtration membrane of the filtration membrane module 4 relatively large.
[0019]
Therefore, in the embodiment described below, during a normal filtration process, the filtrate is operated at a constant flow rate, and at the time of switching from the backwashing, air bubbling or stop state to the normal filtration process start, the undiluted solution 1a to the filtration membrane module 4 is switched. The input pressure of the filter is automatically changed so as to operate at a low pressure for a predetermined time, so that the flow rate and the pressure do not greatly change at the start of the filtration process or at the time of the normal operation. The system is designed to enable stable operation without impact.
[0020]
The low-pressure operation refers to an operation in which the input pressure of the undiluted solution 1a to the filtration membrane module 4 is operated at a pressure lower than that in the normal operation, and this varies depending on the normal operation pressure. For this purpose, it is preferable to operate at a pressure of 1 kg / cm ² or less.
[0021]
As shown in FIGS. 2 and 3, a pressure sensor 13 for detecting the input pressure of the stock solution 1 a to the filtration membrane module 4 is provided downstream of the stock solution circulation pump 2 and upstream of the filtration membrane module 4. A flow sensor 14 is provided in the filtrate pipe 5 serving as a filtrate flow path.
[0022]
The motor 2a is connected to the pressure sensor 13 and the flow rate sensor 14, and controls the motor 2a that controls the output of the stock solution circulating pump 2 selectively in response to the detection information of the pressure sensor 13 and the detection information of the flow rate sensor 14. An inverter 15 is provided.
[0023]
FIG. 2 shows a configuration in which the filtrate 1b is operated at a constant flow rate during the normal operation of the filtration device. The inverter 15 controls the motor 2a based on the detection information of the flow rate sensor 14 provided in the filtrate pipe 5. Then, the output of the stock solution circulating pump 2 is controlled to operate the filtrate 1b at a constant flow rate.
[0024]
That is, the flow rate of the filtrate 1b flowing through the filtrate pipe 5 is detected by the flow rate sensor 14, and the inverter 15 controls the input frequency applied to the motor 2a in accordance with the output signal of the flow rate sensor 14 to control the motor 2a. It is configured to control the rotation speed and control the output of the stock solution circulation pump 2.
[0025]
Then, for example, when the flow rate of the filtrate 1b flowing through the filtrate pipe 5 decreases, the frequency of the inverter 15 is increased based on the detection signal of the flow sensor 14 to increase the rotation speed of the motor 2a by a predetermined amount, thereby circulating the undiluted solution. The output of the pump 2 is increased. When the output of the stock solution circulation pump 2 increases, the filtration pressure applied to the filtration membrane of the filtration membrane module 4 increases, and the flow rate of the filtrate 1b passing through the filtration membrane module 4 increases.
[0026]
Conversely, when the flow rate of the filtrate 1b flowing through the filtrate pipe 5 increases, the frequency of the inverter 15 is reduced based on the detection signal of the flow sensor 14 to reduce the number of revolutions of the motor 2a by a predetermined amount. The output of the circulation pump 2 is reduced. When the output of the stock solution circulation pump 2 decreases, the filtration pressure applied to the filtration membrane of the filtration membrane module 4 decreases, and the flow rate of the filtrate 1b passing through the filtration membrane module 4 decreases.
[0027]
Therefore, a value at which the inverter 15 operates is set in advance based on the detection information of the flow sensor 14, and the motor 15 is controlled by operating the inverter 15 so that the flow rate of the filtrate 1b flowing through the filtrate pipe 5 is constant. By controlling the undiluted solution circulation pump 2, the flow rate of the filtrate 1b flowing through the filtrate pipe 5 can be made constant.
[0028]
FIG. 3 shows that in the filtration device, the stock solution 1a is transferred to the filtration membrane module 4 at the time of backwashing, air bubbling, or switching from the stopped state to the start of the filtration process to eliminate suspended substances accumulated in the filtration membrane of the filtration membrane module 4. A configuration in which the input pressure is operated at a low pressure for a predetermined time is shown, and an inverter 15 controls the motor 2a based on detection information of a pressure sensor 13 provided on the downstream side of the stock solution circulating pump 2 and on the upstream side of the filtration membrane module 4. The input pressure of the stock solution 1a to the filtration membrane module 4 is reduced by controlling the output of the stock solution circulation pump 2. The low-pressure operation is performed for a predetermined time by controlling the operation of the inverter 15 with a timer or the like.
[0029]
That is, by temporarily stopping the normal filtration process operation and performing the backwashing operation and the air bubbling operation, during these operations, the stock solution 1a (and the filtrate 1b) in the filtration membrane module 4 and each pipe are provided. Escapes to a relatively light load, and the pressure on the upstream side of the filtration membrane module 4 detected by the pressure sensor 13 decreases.
[0030]
Then, at the time of switching from the backwashing, the air bubbling or the stop state to the start of the filtration process, the frequency of the inverter 15 is reduced based on the detection information detected by the pressure sensor 13 to reduce the rotation speed of the motor 2a by a predetermined amount. In addition, the output of the stock solution circulating pump 2 is reduced. When the output of the stock solution circulating pump 2 decreases, the filtration pressure applied to the filtration membrane of the filtration membrane module 4 decreases, and the stock solution 1a is supplied to the filtration membrane module 4 at a low pressure.
[0031]
As described above, the constant pressure operation of the input pressure of the stock solution 1a to the filtration membrane module 4 for a predetermined time at the time of switching from the backwashing, the air bubbling or the stop state to the start of the normal filtration process is performed. The pressure at which the undiluted solution 1a is input to the filtration membrane module 4 becomes low pressure, the integrity of the filtration membrane of the filtration membrane module 4 can be maintained without giving an impact to the filtration membrane of the filtration membrane module 4, and the undiluted solution circulating pump 2 Can be operated stably.
[0032]
Therefore, as in the conventional example, when switching from the stop state to the start of the filtration process after the backwash operation or the air bubbling operation is completed, the input pressure of the stock solution 1a supplied to the filtration membrane module 4 by the stock solution circulation pump 2 increases. In addition, a large pressure is applied to the filtration membrane of the filtration membrane module 4, and a large load is not applied to the filtration membrane.
[0033]
When the low-pressure operation has passed for a predetermined time and the flow rate of the filtrate 1b has stabilized, the detection information transmitted to the inverter 15 is automatically changed from the detection information from the pressure sensor 13 to the detection information from the flow rate sensor 14. As a result, as described above, the operation shifts to the ordinary filtration operation in which the filtrate 1b is operated at a constant flow rate.
[0034]
With the above configuration, in a normal filtration processing state, the inverter 15 controls the output of the stock solution circulating pump 2 based on the detection information of the flow rate sensor 14 to operate at a constant flow rate, and the suspension accumulated in the filtration membrane of the filtration membrane module 4. At the time of switching from the backwashing, air bubbling or stop state to the start of the filtration process for removing the substance, the inverter 15 controls the output of the stock solution circulating pump 2 based on the detection information of the pressure sensor 13, The input pressure of the stock solution 1a can be operated at a low pressure for a predetermined time.
[0035]
In the drawing, 16 is a temperature sensor, 17 is a flow sensor, and 18 is a flow valve. As an example of the control of the flow rate and the pressure during the normal filtration processing operation in the embodiment, the flow rate of the stock solution 1a downstream of the stock solution circulation pump 2 and the upstream side of the filtration membrane module 4 is 2.5 m ³ / hr, and the pressure is 2.0 kg / cm ² , the flow rate of the filtrate 1b downstream of the filtration membrane module 4 is a constant flow rate of 2.0 m ³ / hr, the pressure is 0.1 kg / cm ² , The flow rate of the circulating undiluted solution 1c on the downstream side is controlled at a constant flow rate of 0.5 m ³ / hr, and the pressure is controlled at a numerical value such as 1.7 kg / cm ² . The pressure resistance of the filtration membrane of the filtration membrane module 4 used here is set to 3 kg / cm ² .
[0036]
At the time of back washing, air bubbling, or switching from the stopped state to the start of the filtration process, the stock solution 1a supplied by the stock solution circulating pump 2 is used to remove the suspended matter accumulated in the filtration membrane of the filtration membrane module 4. The pressure inputted to the upstream side is preferably low pressure operation within a range of preferably 1.0 kg / cm ² or less, and after the predetermined time has elapsed, the pressure of the normal filtration operation returns to 2.0 kg / cm ² I do.
[0037]
【The invention's effect】
Since the present invention has the above-described configuration and operation, at the time of filtration, a constant flow rate operation is performed, and at the time of switching from backwashing, air bubbling, or a stopped state to the start of normal filtration, input of the undiluted solution to the filtration membrane is performed. By automatically changing the pressure to the low-pressure operation for a predetermined time, the transition from the backwashing, air bubbling or stop state to the normal filtration processing state can be performed stably. Therefore, there is no overshoot of the filtration membrane inlet pressure, so that excessive pressure is not applied to the filtration membrane, and no impact is applied to the filtration membrane, so that the maintenance of the filtration membrane can be secured.
[0038]
Further, by switching from the low pressure operation to the constant flow operation, even when the liquid is not filled in the filtration membrane, the pressure at the filtration membrane inlet does not fluctuate greatly. There is no fluctuation and stable operation is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall view showing an example of a filtration system to which a filtration device according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration for performing a constant flow operation of a filtrate during a normal operation of the filtration device according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which the input pressure of the undiluted solution to the filtration membrane is set to a predetermined value at the time of backwashing, air bubbling, or switching from a stopped state to the start of filtration processing in the filtration device according to the present invention. It is a schematic diagram which shows the structure which performs low pressure operation for a time.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Undiluted solution tank 1a ... Undiluted solution 1b ... Filtrate 1c ... Circulating return undiluted solution 2 ... Undiluted solution circulation pump 2a ... Motor 3 ... Piping 4 ... Filtration membrane module 5 ... Filtrate piping 6 ... Filtrate tank 7 ... Undiluted solution return piping 8a, 8b … Backwash recovery pump 9… Backwash piping
10 ... Compressor
11… Air tank
12… Piping
13… Pressure sensor
14… Flow sensor
15… Inverter
16… Temperature sensor
17… Flow sensor
18… Flow valve

Claims

In a cross-flow type microfiltration or ultrafiltration device that performs filtration while circulating the undiluted solution, a flow rate sensor for detecting the flow rate of the filtrate flowing through the filtrate flow path is provided in the filtrate flow path, A pressure sensor for detecting the input pressure of the undiluted solution to the filtration membrane is provided on the upstream side, and an inverter for selectively controlling the output of the undiluted solution circulation pump in response to the detection information of the flow rate sensor and the detection information of the pressure sensor. In a normal filtration process state, the inverter controls the output of the stock solution circulating pump based on the detection information of the flow rate sensor to operate the filtrate at a constant flow rate, and backwash to remove suspended substances accumulated in the filtration membrane. The inverter controls the output of the stock solution circulating pump based on the detection information of the pressure sensor at the time of switching from the air bubbling or the stop state to the start of the filtration process, so that the stock solution enters the filtration membrane. Filtration device, characterized in that to constitute a pressure to low pressure operation a predetermined time.

The filtering device according to claim 1 , wherein a frequency of the inverter is changed to change a rotation speed of the stock solution circulating pump.