JP3697719B2 - Water purifier and method for cleaning porous filtration membrane in water purifier - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、多孔質ろ過膜を利用して水をろ過する浄水器及び浄水器における多孔質ろ過膜の洗浄方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から中空糸膜のような多孔質ろ過膜を用いた浄水器が知られている。この多孔質ろ過膜で原水をろ過してろ過水を得るのであるが、多孔性ろ過膜が詰まって流量が減少するという問題がある。これに対する対策としては例えば、特開平5ー23667号公報などに示されるように、ろ過時と逆方向から洗浄水を多孔質ろ過膜に流して詰まりを解除し、流量を改善するという方法を取っていた。しかしながら、上記のような逆流洗浄においては、多孔質ろ過膜の目が詰まっていない所の方が詰まっている所よりも抵抗が少ないため、詰まっていない部分が選択的に逆流洗浄が行われることになり、逆洗の効率が低いという本質的な欠点があった。これを避けるためにはかなりの量のろ過水を逆方向に流す必要があった。また、逆方向に原水を流すと原水に含まれている異物が多孔質ろ過膜の下流側の面において目詰まりし、このため洗浄効果が劣り、逆洗に当たっては原水をろ過したろ過水を使用する必要があり、多孔質ろ過膜でいったんろ過したろ過水を貯めておいて使うことになり、装置が複雑になるという問題があった。
【0003】
更に、従来にあっては、通常多孔質ろ過膜は活性炭より下流側に置かれているため活性炭に水中の有機物や無機物が付着し、活性炭の本来の吸着性能が衰える前に活性炭表面がそのような物質で覆われてしまって活性炭の寿命が短いという問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の従来例の問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは、多孔質ろ過膜が目詰まりした場合における多孔質ろ過膜の洗浄が簡単且つ確実に行え、装置の長寿命化がはかれる浄水器及び浄水器における多孔質ろ過膜の洗浄方法を提供するにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記のような従来例の問題点を解決して本発明の目的を達成するため、本発明の浄水器は、原水入口1からハウジング2内に供給された原水をハウジング2内に内装した多孔質ろ過膜3によりろ過してろ過水出口4より排出する浄水器において、多孔質ろ過膜3の上流側の面を洗浄するために多孔質ろ過膜3の上流側においてハウジング2内に洗浄液を供給するための洗浄液供給口5を設けると共に多孔質ろ過膜3の上流側の面を洗浄した後の
洗浄液を多孔質ろ過膜3の上流側においてハウジング2外に排出するための排出口6を設け、洗浄液供給口5側及び排出口6側の夫々にろ過運転時には閉じられて洗浄時には開かれる開閉弁14、15、を設け、原水入口1側及びろ過水出口4側の夫々にろ過運転時には開かれて洗浄時には閉じられる開閉弁13を設け、多孔質ろ過膜3の下流側において空気を送り込むための空気送り込み手段10を設けて成ることを特徴とするものである。
【0006】
ここで、洗浄液が原水であったり、洗浄液が温水であったり、洗浄液が界面活性剤であったり、あるいは、洗浄液が希塩酸等の酸や水酸化ナトリウム水溶液、あるいは水の電気分解による酸性水やアルカリ水のうちのいずれかであったりするのが好ましい。また、多孔質ろ過膜3の洗浄に当たり、多孔質ろ過膜3を振動又は揺動させる手段を設けて成る構成とすることも好ましい。
【0007】
そして、振動又は揺動させる手段が超音波発生手段7であったり、振動又は揺動させる手段がカルマン渦発生手段8であったり、振動又は揺動させる手段が流体素子9であったりするのが好ましい。また、振動又は揺動の際に多孔質ろ過膜3相互が擦れ合うことができる距離を持っていることも好ましい。
【0008】
また、多孔質ろ過膜3の下流側に活性炭ろ過部11を設けて成ることも好ましい。また、活性炭ろ過部11の外周部に多孔質ろ過膜3を配置して成ることも好ましい。
【0009】
また、本発明の浄水器における多孔質ろ過膜3の洗浄方法は、原水入口1からハウジング2内に供給された原水をハウジング2内に内装した多孔質ろ過膜3によりろ過してろ過水出口4より排出する浄水器における多孔質ろ過膜3の洗浄方法であって、原水を多孔質ろ過膜3によってろ過するろ過運転を止めた後、ハウジング2内に洗浄液を供給して多孔質ろ過膜3の上流側の面を洗浄し、該多孔質ろ過膜3の洗浄時に、多孔質ろ過膜3の下流側からの空気の逆流による洗浄を同時に行い、該多孔質ろ過膜3の上流側の面を洗浄した後の洗浄液を多孔質ろ過膜3の上流側からハウジング2外に排出することを特徴とするものである。
【0010】
また、前回の多孔質ろ過膜3の洗浄直後の多孔質ろ過膜3を通過する原水の通過流量の約半分程度の流量に低下した時点で、多孔質ろ過膜3の再洗浄を行うことも好ましい。また、多孔質ろ過膜3によるろ過運転を行った後一定時間経過してから多孔質ろ過膜3の洗浄をすることも好ましい。
【0011】
【作用】
しかして本発明によれば、多孔質ろ過膜3の上流側の面を洗浄するために多孔質ろ過膜3の上流側においてハウジング2内に洗浄液を供給するための洗浄液供給口5を設けると共に多孔質ろ過膜3の上流側の面を洗浄した後の洗浄液を多孔質ろ過膜3の上流側においてハウジング2外に排出するための排出口6を設けるので、多孔質ろ過膜3が目詰まりして洗浄する際、多孔質ろ過膜3の上流側においてハウジング2内に供給した洗浄液により、多孔質ろ過膜3の上流側の面を洗浄することで、多孔質ろ過膜3の上流側の面を洗浄し、目詰まり物質を除去して多孔質ろ過膜3の上流側からハウジング2外に排出できることになり、この結果、中空糸膜のような多孔質ろ過膜3の上流側の面に主として付着して目詰まりしている目詰まり物質を効率的に洗浄して除去できるようになったものであり、また、洗浄した目詰まり物質を多孔質ろ過膜3を通して排出することがなく、また、従来のように逆洗するものにおいては多孔質ろ過膜3の下流側の面が目詰まりしないようにろ過水を使用しているが、本発明によれば、多孔質ろ過膜3の上流側の面を洗浄して上流側から排出することでろ過水を洗浄液として使用する必要がなくなったものである。また、多孔質ろ過膜3の下流側において空気を送り込むための空気送り込み手段10を設けることで、多孔質ろ過膜3の上流側の面を洗浄液により洗浄するのに加えてバブリングによって
も洗浄され、効果的に洗浄できることになる。
【0012】
そして、洗浄液が原水であると、従来のようにろ過水を洗浄液とするものに比べてろ過水を貯めて逆洗するための複雑な装置が必要でなく、装置の構成を簡略化できるものである。また、洗浄液が温水であると、多孔質ろ過膜3の洗浄効率が向上することになる。
【0013】
また、洗浄液が界面活性剤であると、油脂分の洗浄が効果的にできる。また、洗浄液が希塩酸等の酸や水酸化ナトリウム水溶液、あるいは水の電気分解による酸性水やアルカリ水のうちのいずれかであると、酸を使うことで主として無機の成分の溶解除去による洗浄ができ、また、アルカリを使うことで主として有機成分を溶解除去することができる。
【0014】
また、多孔質ろ過膜3の洗浄に当たり、多孔質ろ過膜3を振動又は揺動させる手段を設けることで、多孔質ろ過膜3の上流側の面を洗浄するに当たり、振動又は揺動させて洗浄効果を向上させることができるものである。また、振動又は揺動させる手段が超音波発生手段7であると、簡単な構成で多孔質ろ過膜3を振動又は揺動させることができる。
【0015】
また、振動又は揺動させる手段がカルマン渦発生手段8であると、洗浄液の供給口の位置設定等の簡単な構成で多孔質ろ過膜3を振動又は揺動させることができる。また、振動又は揺動させる手段が流体素子9であると、簡単な構成で多孔質ろ過膜3を振動又は揺動させることができる。
【0016】
また、振動又は揺動の際に多孔質ろ過膜3相互が擦れ合うことができる距離を持っていると、多孔質ろ過膜3を振動又は揺動させた際に隣合う多孔質ろ過膜3の上流側の面同士が擦れ合って多孔質ろ過膜3の上流側の面に付着している異物を払い落とすことになり、効果的に洗浄できることになる。
【0017】
また、多孔質ろ過膜3の下流側に活性炭ろ過部11を設けてあると、多孔質ろ過膜3により原水中の有機物や無機物がろ過され、活性炭ろ過部11の表面に原水中の有機物や無機物が付着して、活性炭本来の吸着性能を損なわないようにできる。
【0018】
また、活性炭ろ過部11の外周部に多孔質ろ過膜3を配置してあることで、多孔質ろ過膜3が外側に位置しており、この結果、多孔質ろ過膜3の洗浄がしやすいことになる。
【0019】
また、本発明の浄水器における多孔質ろ過膜の洗浄方法によれば、原水入口1からハウジング2内に供給された原水をハウジング2内に内装した多孔質ろ過膜3によりろ過してろ過水出口4より排出する浄水器における多孔質ろ過膜3の洗浄方法であって、原水を多孔質ろ過膜3によってろ過するろ過運転を止めた後、ハウジング2内に洗浄液を供給して多孔質ろ過膜3の上流側の面を洗浄し、該多孔質ろ過膜3の上流側の面を洗浄した後の洗浄液を多孔質ろ過膜3の上流側からハウジング2外に排出することで、簡単に多孔質ろ過膜3の上流側の面を洗浄液で洗浄して多孔質ろ過膜3の上流側から排出できるものである。また、多孔質ろ過膜3の洗浄時に、多孔質ろ過膜3の下流側からの水又は空気の逆流による洗浄を同時に行うことで、多孔質ろ過膜3の上流側の面を洗浄液によりろ過する際、下流側からも多孔質ろ過膜3の上流側の面を閉塞している閉塞物を多孔質ろ過膜3から離そうとする流れを形成し、より効果的な洗浄ができるものである。
【0020】
また、洗浄をあまり頻繁に行うと却って性能回復度合いが低くなることが実験的に知られており、これは洗浄により除去できない非常に小さい粒子等が頻繁な洗浄により常に膜の表面に付き蓄積していくことになるからであると考えらえている。そこで、前回の多孔質ろ過膜3の洗浄直後の多孔質ろ過膜3を通過する原水の通過流量の約半分程度の流量に低下した時点で、多孔質ろ過膜3の再洗浄を行うというような頻度の低い洗浄にすると、
非常に小さな粒子は先に膜に付いた大きな粒子がフィルターとなって、これに捕捉された状態となり、洗浄時に多孔質ろ過膜3の上流側の面に付着している大きな粒子と一緒に除去されることになる。
【0021】
また、多孔質ろ過膜3によるろ過運転を行った後一定時間経過してから多孔質ろ過膜3の洗浄をすることで、多孔質ろ過膜3によるろ過運転を行って一定時間が経過するまでの間、多孔質ろ過膜3の内部と外部の間にろ過物質の濃度差ができ、流れを止めた時に逆浸透して性能回復を図ることができ、この逆浸透して性能回復を図った時点で洗浄を行うことでより洗浄効果を高めることができるものである。
【0022】
【実施例】
以下本発明を添付図面に示す実施例に基づいて詳述する。図1、図2には本発明の浄水器の一例が示してある。2は浄水器のハウジングであり、内部に多孔質ろ過膜3が内装してあり、ハウジング2に設けた原水入口1からハウジング2内に原水を供給し、ハウジング2内に内装した多孔質ろ過膜3によりろ過し、ハウジング2に設けたろ過水出口4からろ過水を排出するようになっている。つまり、図1において矢印A方向から原水を供給し、多孔質ろ過膜3によりろ過し、ろ過水を矢印B方向に排出するのである。
【0023】
上記の浄水器のハウジング2には多孔質ろ過膜3の上流側においてハウジング2内に洗浄液を供給するための洗浄液供給口5が設けてあり、更に、多孔質ろ過膜3の上流側の面を洗浄した後の洗浄液を多孔質ろ過膜3の上流側においてハウジング2外に排出するための排出口6が設けてある。ここで、添付図面に示す実施例においては図2に示すようにハウジング2に内装する多孔質ろ過膜3は中空糸膜よりなり、膜単体3aをそれぞれU字状にして両端を束ねてポッティングして構成してある。そして、ハウジング2内に内装した場合、ポッティング部12はハウジング2内を仕切る仕切りとなり、U字状部分が上流側に位置し、ポッティング部12が下流側に位置するように内装される。
【0024】
原水入口1側には開閉弁13が設けてあり、洗浄液供給口5側及び排出口6側にもそれぞれ開閉弁14、15が設けてある。しかして、ろ過運転するには開閉弁14、15を閉じた状態で開閉弁13を開くと、原水入口1から原水が供給され、多孔質ろ過膜3でろ過され、ろ過水出口4からろ過水が排出される。そして、ろ過運転により多孔質ろ過膜3の上流側には原水に含まれている微細粒子が付着して目詰まりがしていく。そこで、本発明においては、多孔質ろ過膜3が目詰まりすると、多孔質ろ過膜3を洗浄して性能回復を行うものである。この場合、開閉弁13を閉じた状態で、開閉弁14、15を開き、洗浄液供給口5からハウジング2内の多孔質ろ過膜3の上流側に洗浄液を供給し、この洗浄液により多孔質ろ過膜3の上流側の面を洗浄し、洗浄後の洗浄液を多孔質ろ過膜3の上流側において排出口6からハウジング2外に排出するのである。つまり、図1において矢印C方向から洗浄液を供給し、多孔質ろ過膜3の上流側の面を洗浄した後、排出口6から矢印Dのように排出するのである。この場合、ろ過水出口4側にも開閉弁を設けて、上記洗浄時に開閉弁を閉じるようにしてもよい。このように多孔質ろ過膜3の上流側の面を洗浄することで、ろ過運転の際に主として多孔質ろ過膜3の上流側の面に付着した粒子を効果的に洗浄して排出することができることになる。この場合、洗浄液を高速で多孔質ろ過膜3に噴射する構成とすることで、洗浄液の運動エネルギーにより多孔質ろ過膜3の上流側の面に付着した付着物を高速、高効率で洗浄できることになる。
【0025】
ここで、多孔質ろ過膜3を洗浄するに当たっては、多孔質ろ過膜3の下流側から逆洗浄する従来のもののように多孔質ろ過膜3の下流側の面に異物が付着するのを防止するためにいったんろ過したろ過水を使用するというようなことが必要でなく、ろ過前の原水を直接使用することができる。つまり、浄水器でろ過の対象としている原水をそのままま洗浄液として使用することができて、この場合には、従来のようにいったんろ過したろ過水を
溜めて逆洗浄のために流すという複雑な構造が必要でなく、構造が簡略化されることになる。
【0026】
洗浄水としては上記の原水にのみ限定されず、温水(原水を加熱して温水としたものでよい)を用いると、洗浄効果がより向上するものである。また、洗浄液として界面活性剤を用いることもできる。この場合には、多孔質ろ過膜3に油脂分が付着している場合に効果的に洗浄できるものである。また、洗浄液として希塩酸等の酸を用いることもできる。酸を用いた場合には多孔質ろ過膜3に付着した無機の成分の溶解除去が効果的にできるものである。また、洗浄液として水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリを用いることもできる。アルカリを用いた場合には多孔質ろ過膜3に付着した有機成分の溶解除去が効果的にできるものである。
【0027】
ここで、洗浄水として使用する酸やアルカリとしては電気分解により得られる酸性水やアルカリ水であってもよい。この場合には図9のように洗浄液供給口5の上流側にアルカリイオン整水器と称されるイオン整水器16を接続し、イオン整水器16により生成した酸性水又はアルカリ水のいずれかを洗浄液として洗浄液供給口5側に供給するようにしてもよい。
【0028】
そして本発明においては、多孔質ろ過膜3の上流側に洗浄液を供給して多孔質ろ過膜3 の上流側の面を洗浄し、洗浄後の洗浄液を多孔質ろ過膜3の上流側において排出するようにするに当たり、図6に示すように多孔質ろ過膜3の下流側において空気を送り込むための空気送り込み手段10を設けている。空気の動きにより多孔質ろ過膜3の上流側の面に付着している付着物を下流側から上流側に向けて離そうとする流れが発生し、効果的に洗浄できることになる。
【0029】
ところで、上記のように多孔質ろ過膜3の上流側に洗浄液を供給して多孔質ろ過膜3の上流側の面を洗浄し、洗浄後の洗浄液を多孔質ろ過膜3の上流側において排出するようにするに当たり、洗浄時に多孔質ろ過膜3を振動又は揺動させる手段を設けるとより効果的な洗浄ができる。図1においては略円柱状に束ねた多孔質ろ過膜3の径方向に洗浄液供給口5が開口しており、このような位置関係とすることで、洗浄液供給口5から供給された洗浄液のうち多孔質ろ過膜3の外周に沿って流れる流れがカルマン渦を発生させ、このことにより多孔質ろ過膜3が振動又は揺動することになる。したがって、この実施例では略円柱状に束ねた多孔質ろ過膜3の径方向に開口した洗浄液供給口5の構造そのものがカルマン渦発生手段8となっている。
【0030】
図3に示す実施例では、洗浄液供給口5に振動又は揺動させるための手段として流体素子9を設けた例が示してある。流体素子9は図4に示すようなもので、入口17から流入した洗浄液が発振型の流体素子9内で発振し、出口18aと出口18bとに別れてハウジング2内の多孔質ろ過膜3の上流側に流入し、これにより多孔質ろ過膜3を振動又は揺動させながら洗浄するのである。
【0031】
また、振動又は揺動させる手段として図5に示すように超音波発生手段7を用いてもよい。このものにおいては、洗浄時に超音波発生手段7により超音波を発生させて振動又は揺動させながら洗浄をするのである。ここで、多孔質ろ過膜3を振動や揺動しながら洗浄液により多孔質ろ過膜3の上流側の面を洗浄する際、多孔質ろ過膜3を構成している膜単体3aが隣りの膜単体3aと適当なある一定の距離X(図2に示す)を保つようにしてある。この距離Xは振動又は揺動手段により多孔質ろ過膜3を振動させて洗浄する際、多孔質ろ過膜3相互が擦れ合うことができる距離とする。ここで、あまり距離Xが短いとかえって擦れ合う効果が小さくなるため、振動又は揺動させる方法と膜の剛性により上記距離Xを求める。そして、上記のように振動又は揺動手段により多孔質ろ過膜3を振動又は揺
動させて洗浄する際、多孔質ろ過膜3相互が擦れ合う構成とすることで、多孔質ろ過膜3の上流側の面に付着している粒子が剥離し、洗浄効果をより確実なものとする。
【0032】
また、図1乃至図6、図8の実施例においては浄水器のハウジング2内に多孔質ろ過膜3のみを内装したものの例を示しているが、図1乃至図6、図8では図示を省略しているがハウジング2内に更に活性炭ろ過部11を内装してもよい。この場合、多孔質ろ過膜3の上流側に活性端炭ろ過部11を配置してもよいが、多孔質ろ過膜3の下流側に活性炭ろ過部11を設けてもよい。多孔質ろ過膜3の下流側に活性炭ろ過部11を設けると、原水中のごみは多孔質ろ過膜3でろ過されて活性炭ろ過部11の表面に原水中の有機物や無機物のごみが付着して、活性炭本来の吸着性能を損なわないようできて、活性炭本来の吸着性能の劣化が非常に少なくなる。この場合、活性炭ろ過部11を多孔質ろ過膜3の上流側に配置する場合に比べて多孔質ろ過膜3の目詰まりが早まることは避けられないが、この多孔質ろ過膜3の目詰まりの洗浄による性能回復は、すでに述べたように多孔質ろ過膜3の上流側に洗浄液を供給して多孔質ろ過膜3の上流側の面を洗浄し、洗浄後の洗浄液を多孔質ろ過膜3の上流側において排出するようにすることで、簡単且つ確実に洗浄して性能回復ができるのである。
【0033】
ここで、多孔質ろ過膜3と活性炭ろ過部11とを併用するに当たり、図7に示すように活性炭ろ過部11の外周部に多孔質ろ過膜3を配置した構成とすると、多孔質ろ過膜3が外側に位置することになるので、多孔質ろ過膜3の洗浄がしやすくなる。図7において矢印は原水の流れる方向を示している。ところで、本発明における浄水器の多孔質ろ過膜3の洗浄方法は、すでに述べたように、原水を多孔質ろ過膜3によるろ過するろ過運転を止めた後、ハウジング2内に洗浄液を供給して多孔質ろ過膜3の上流側の面を洗浄し、該多孔質ろ過膜3の上流側の面を洗浄した後の洗浄液を多孔質ろ過膜3の上流側からハウジング2外に排出するのであるが、この洗浄に当たり、前回の多孔質ろ過膜3の洗浄直後の多孔質ろ過膜3を通過する原水の通過流量の約半分程度の流量に低下した時点で、多孔質ろ過膜3の再洗浄を行うようにするのが好ましい。すなわち、本発明者の実験によれば、洗浄をあまり頻繁に行うと却って性能回復度合いが低くなることが確認されている。これは、洗浄により除去できない非常に小さな粒子等が頻繁な洗浄により常に多孔質ろ過膜3の上流側の面に付着して蓄積していくことになるからであると考えられる。一方、頻度の低い洗浄では非常に小さな粒子は先に多孔質ろ過膜3の上流側の面に付着した大きな粒子がフィルターとなってこれに捕捉され、このため、多孔質ろ過膜3の上流側の面を洗浄液で洗浄する際に大きな粒子に捕捉された非常に小さな粒子が一緒に除去されることになり、却って洗浄効果が高くなると考えられる。この結果に鑑み、洗浄頻度の目安として、前回の多孔質ろ過膜3の洗浄直後の多孔質ろ過膜3を通過する原水の通過流量の約半分程度の流量に低下した時点で、多孔質ろ過膜3の再洗浄を行うことによりろ過寿命を長くすることができるのである。
【0034】
また、通常、多孔質ろ過膜3によりろ過を行う場合、ろ過を中断するとろ過性能が回復し、連続的に使うように寿命が長くなることが実験的に確認されている。これは、多孔質ろ過膜3の内部と外部の間にろ過物質の濃度差ができ、流れを止めた時に逆浸透してくるからである。このことにより多孔質ろ過膜3の洗浄のタイミングとしては多孔質ろ過膜3によるろ過運転を行った直後ではなく、例えば、次にろ過しようとする直前に洗浄をすることで、ろ過運転後における逆浸透のための時間を稼ぎ性能回復を図る構造とすると、洗浄効果の高い浄水器を得ることができる。この場合、多孔質ろ過膜3の洗浄のタイミングとして多孔質ろ過膜3によるろ過運転が終わってから一定時間経過してから多孔質ろ過膜3の洗浄をするようにしてもよい。
【0035】
そして本発明は、原水を多孔質ろ過膜3によってろ過するろ過運転を止めた後、ハウジング2内に洗浄液を供給して多孔質ろ過膜3の上流側の面を洗浄し、該多孔質ろ過膜3の
上流側の面を洗浄した後の洗浄液を多孔質ろ過膜3の上流側からハウジング2外に排出するという洗浄方法において、多孔質ろ過膜3の洗浄時に、多孔質ろ過膜3の下流側からの空気の逆流による洗浄を同時に行うことで、多孔質ろ過膜3の上流側の面を上流側で洗浄液による洗浄するのに加え、多孔質ろ過膜3の下流側から上流側への逆流を併用して、多孔質ろ過膜3の目詰まりを効果的に無くすことができることになる。
【0036】
【発明の効果】
本発明の請求項1記載の発明にあっては、原水入口からハウジング内に供給された原水をハウジング内に内装した多孔質ろ過膜によりろ過してろ過水出口より排出する浄水器において、多孔質ろ過膜の上流側の面を洗浄するために多孔質ろ過膜の上流側においてハウジング内に洗浄液を供給するための洗浄液供給口を設けると共に多孔質ろ過膜の上流側の面を洗浄した後の洗浄液を多孔質ろ過膜の上流側においてハウジング外に排出するための排出口を設け、洗浄液供給口側及び排出口側の夫々にろ過運転時には閉じられて洗浄時には開かれる開閉弁を設け、原水入口側及びろ過水出口側の夫々にろ過運転時には開かれて洗浄時には閉じられる開閉弁を設けてあるので、多孔質ろ過膜の上流側の面に主として付着している目詰まり物質を上流側における洗浄で効率的に除去できるものであり、また多孔質ろ過膜の下流側において空気を送り込むための空気送り込み手段を設けてあるので、多孔質ろ過膜の上流側の面を洗浄液により洗浄するのに加えてバブリングによっても洗浄され、両者の相乗的な洗浄効果により効果的に洗浄できるものであり、特に、下流側から 多孔質ろ過膜を通って上流側に空気が流れることで、上流側の面に付着している付着物を剥離し、上流側において洗浄液により効果的に洗い流すことができる。また、洗浄した目詰まり物質を多孔質ろ過膜を通して排出することがなくて除去した目詰まり物質が再び多孔質ろ過膜に目詰まりするというおそれがなく、また、従来のように逆洗するものに比べて洗浄液としてろ過水を使用する必要がないものである。
【0037】
また、請求項2記載の発明にあっては、請求項1記載の発明の効果に加えて、洗浄液が原水であるから、従来のようにろ過水を洗浄液とするものに比べてろ過水を貯めて逆洗するための複雑な装置が必要でなく、装置の構成を簡略化できるものである。また、請求項3記載の発明にあっては、請求項1記載の発明の効果に加えて、洗浄液が温水であるから、多孔質ろ過膜の洗浄効率が向上するものである。
【0038】
また、請求項4記載の発明にあっては、請求項1記載の発明の効果に加えて、洗浄液が界面活性剤であると、油脂分の洗浄が効果的にできるものである。また、請求項5記載の発明にあっては、請求項1記載の発明の効果に加えて、洗浄液が希塩酸等の酸や水酸化ナトリウム水溶液、あるいは水の電気分解による酸性水やアルカリ水のうちのいずれかであると、酸を使うことで主として無機の成分の溶解除去による洗浄ができ、また、アルカリを使うことで主として有機成分を溶解除去することができるものであり、また、電気分解による酸性水やアルカリ水であると、イオン整水器を接続する構成により簡単に酸性水やアルカリ水を供給できるものである。
【0039】
また、請求項6記載の発明にあっては、請求項1記載の発明の効果に加えて、多孔質ろ過膜の洗浄に当たり、多孔質ろ過膜を振動又は揺動させる手段を設けてあるので、洗浄液により多孔質ろ過膜の上流側の面を洗浄する際に、多孔質ろ過膜を振動又は揺動させながら洗浄することで、上流側の面に付着した付着物を剥離して洗い流すことができ、効果的な洗浄ができるものである。
【0040】
また、請求項7記載の発明にあっては、請求項6記載の発明の効果に加えて、振動又は揺動させる手段が超音波発生手段であるから簡単な構成で多孔質ろ過膜を振動又は揺動させることができるものである。また、請求項8記載の発明にあっては、請求項6記載の発明の効果に加えて、振動又は揺動させる手段がカルマン渦発生手段であるから、洗浄液の
供給口の位置設定等の簡単な構成で多孔質ろ過膜を振動又は揺動させることができるものである。
【0041】
また、請求項9記載の発明にあっては、請求項6記載の発明の効果に加えて、振動又は揺動させる手段が流体素子であるから、簡単な構成で多孔質ろ過膜を振動又は揺動させることができるものである。また、請求項10記載の発明にあっては、請求項6乃至9のいずれかに記載の発明の効果に加えて、振動又は揺動の際に多孔質ろ過膜相互が擦れ合うことができる距離を持っているので、多孔質ろ過膜を振動又は揺動させた際に隣合う多孔質ろ過膜の上流側の面同士が擦れ合って多孔質ろ過膜の上流側の面に付着している異物を効果的に払い落とすことになり、より効果的に洗浄できるものである。
【0042】
また、請求項11記載の発明にあっては、請求項1記載の発明の効果に加えて、多孔質ろ過膜の下流側に活性炭ろ過部を設けてあるので、多孔質ろ過膜により原水中の有機物や無機物がろ過され、活性炭ろ過部の表面に原水中の有機物や無機物が付着して、活性炭本来の吸着性能を損なわないようにでき、多孔質ろ過膜の上流側に付着した付着物は洗浄液により効果的に洗浄して簡単に再生できるものである。
【0043】
また、請求項12記載の発明にあっては、請求項1記載の発明の効果に加えて、活性炭ろ過部の外周部に多孔質ろ過膜を配置してあるので、多孔質ろ過膜が外側に位置することになって多孔質ろ過膜の洗浄がしやすいものである。
【0044】
また、請求項13記載の発明にあっては、原水入口からハウジング内に供給された原水をハウジング内に内装した多孔質ろ過膜によりろ過してろ過水出口より排出する浄水器における多孔質ろ過膜の洗浄方法であって、原水を多孔質ろ過膜によってろ過するろ過運転を止めた後、ハウジング内に洗浄液を供給して多孔質ろ過膜の上流側の面を洗浄し、該多孔質ろ過膜の上流側の面を洗浄した後の洗浄液を多孔質ろ過膜の上流側からハウジング外に排出するので、簡単な方法で多孔質ろ過膜の上流側の面を洗浄できて再生でき、また、多孔質ろ過膜の洗浄時に、多孔質ろ過膜の下流側からの空気の逆流による洗浄を同時に行うので、多孔質ろ過膜の上流側の面を洗浄液によりろ過する際、下流側からも多孔質ろ過膜の上流側の面を閉塞している閉塞物を多孔質ろ過膜から離そうとする流れを形成し、より効果的な洗浄ができるものである。
【0045】
また、請求項14記載の発明にあっては、請求項13記載の発明の効果に加えて、前回の多孔質ろ過膜の洗浄直後の多孔質ろ過膜を通過する原水の通過流量の約半分程度の流量に低下した時点で、多孔質ろ過膜の再洗浄を行うので、すでに述べたように、非常に小さい粒子を先に膜に付着している大きな粒子をフィルターとして捕捉でき、洗浄の際に非常に小さい粒子を大きな粒子と共に洗浄できるものである。
【0046】
また、請求項15記載の発明にあっては、請求項13記載の発明の効果に加えて、多孔質ろ過膜によるろ過運転を行った後一定時間経過してから多孔質ろ過膜の洗浄をするので、多孔質ろ過膜によるろ過運転を行って一定時間が経過するまでの間、多孔質ろ過膜の内部と外部の間にろ過物質の濃度差ができ、流れを止めた時に逆浸透して性能回復を図ることができ、この逆浸透して性能回復を図った時点で洗浄を行うことでより洗浄効果を高めることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の浄水器の一実施例の概略構成図である。
【図2】 同上の概略断面図である。
【図3】 本発明の他の実施例の概略構成図である。
【図4】 同上に用いる流体素子の断面図である。
【図5】 本発明の更に他の実施例の概略断面図である。
【図6】 本発明の概略断面図である。
【図7】 本発明の活性炭ろ過部の外周部に多孔質ろ過膜を配置した実施例を示す一部破断した概略斜視図である。
【図8】 本発明の更に他の実施例の概略断面図である。
【符号の説明】
1 原水入口
2 ハウジング
3 多孔質ろ過膜
4 ろ過水出口
5 洗浄液供給口
6 排出口
7 超音波発生手段
8 カルマン渦発生手段
9 流体素子
10 空気送り込み手段
11 活性炭ろ過部[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a water purifier that filters water using a porous filtration membrane and a method for cleaning a porous filtration membrane in a water purifier.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a water purifier using a porous filtration membrane such as a hollow fiber membrane is known. Although raw water is filtered with this porous filtration membrane to obtain filtered water, there is a problem that the porous filtration membrane is clogged and the flow rate is reduced. As a countermeasure against this, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-23667, etc., a method of improving the flow rate by flowing the washing water through the porous filtration membrane from the opposite direction to the time of filtration to release the clogging. It was. However, in the backwashing as described above, the portion where the porous filtration membrane is not clogged has less resistance than the clogged portion, so that the backwashing is selectively performed on the clogged portion. Thus, there is an essential drawback that the efficiency of backwashing is low. In order to avoid this, it was necessary to flow a considerable amount of filtered water in the reverse direction. In addition, if the raw water is flowed in the opposite direction, foreign substances contained in the raw water are clogged on the downstream side of the porous filtration membrane, and therefore the cleaning effect is inferior, and filtered water obtained by filtering the raw water is used for backwashing. Therefore, the filtered water once filtered by the porous filtration membrane is stored and used, and there is a problem that the apparatus becomes complicated.
[0003]
Furthermore, conventionally, since the porous filtration membrane is usually placed downstream of the activated carbon, organic and inorganic substances in the water adhere to the activated carbon, and the activated carbon surface does not deteriorate before the original adsorption performance of the activated carbon deteriorates. There is a problem that the activated carbon has a short life because it is covered with a new material.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention was invented in view of the problems of the above-described conventional example, and the object of the present invention is to easily and reliably perform cleaning of the porous filtration membrane when the porous filtration membrane is clogged, It is in providing the washing | cleaning method of the porous filter membrane in a water purifier and water purifier with which lifetime improvement of an apparatus is achieved.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the problems of the conventional example as described above and achieve the object of the present invention, the water purifier of the present invention is a porous material in which raw water supplied from the raw water inlet 1 into the
A
[0006]
Here, the cleaning liquid is raw water, the cleaning liquid is warm water, the cleaning liquid is a surfactant, or the cleaning liquid is an acid such as dilute hydrochloric acid, an aqueous solution of sodium hydroxide, or acidic water or alkali by electrolysis of water. It is preferably any of water. In addition, it is also preferable to provide a means for vibrating or swinging the
[0007]
The means for vibrating or swinging is the ultrasonic wave generating means 7, the means for vibrating or swinging is the Karman vortex generating means 8, or the means for vibrating or swinging is the
[0008]
Also,It is also preferable that the activated carbon filtration part 11 is provided on the downstream side of the
[0009]
Further, the method for cleaning the
[0010]
It is also preferable to re-clean the
[0011]
[Action]
Thus, according to the present invention, the cleaning liquid supply port 5 for supplying the cleaning liquid into the
Will also be cleaned and effectively cleaned.
[0012]
And if the cleaning liquid is raw water, it is not necessary to use a complicated device for storing the filtered water and backwashing compared to the conventional method using the filtered water as the cleaning liquid, and the configuration of the apparatus can be simplified. is there. Moreover, the cleaning efficiency of the
[0013]
Further, when the cleaning liquid is a surfactant, the oil and fat can be effectively cleaned. In addition, if the cleaning liquid is an acid such as dilute hydrochloric acid, an aqueous sodium hydroxide solution, or acidic water or alkaline water obtained by electrolysis of water, cleaning can be performed mainly by dissolving and removing inorganic components by using an acid. Moreover, organic components can be dissolved and removed mainly by using alkali.
[0014]
Further, when the
[0015]
Further, if the means for vibrating or swinging is the Karman vortex generating means 8, the
[0016]
Further, if the
[0017]
Also,When the activated carbon filtration unit 11 is provided on the downstream side of the
[0018]
In addition, since the
[0019]
In addition, according to the method for cleaning a porous filtration membrane in the water purifier of the present invention, the raw water supplied from the raw water inlet 1 into the
[0020]
In addition, it has been experimentally known that if the cleaning is performed too frequently, the degree of performance recovery is low. This is because very small particles that cannot be removed by cleaning always accumulate on the surface of the film by frequent cleaning. I think it is because it will be followed. Therefore, when the flow rate of the raw water passing through the
Very small particles are filtered by the large particles attached to the membrane first, and are removed together with the large particles adhering to the upstream surface of the
[0021]
In addition, by washing the
[0022]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings. 1 and 2 show an example of the water purifier of the present invention.
[0023]
[0024]
An open / close valve 13 is provided on the raw water inlet 1 side, and open /
[0025]
Here, when the
A complicated structure of storing and flowing for backwashing is not necessary, and the structure is simplified.
[0026]
The cleaning water is not limited to the above raw water, and the use of warm water (which may be heated to heat the raw water) improves the cleaning effect. Further, a surfactant can be used as the cleaning liquid. In this case, it is possible to effectively wash when the fat and oil are adhered to the
[0027]
Here, the acid or alkali used as the washing water may be acidic water or alkaline water obtained by electrolysis. In this case, as shown in FIG. 9, an
[0028]
And in this invention, a washing | cleaning liquid is supplied to the upstream of the
[0029]
By the way, as described above, the cleaning liquid is supplied to the upstream side of the
[0030]
In the embodiment shown in FIG. 3, an example in which a
[0031]
Further, as a means for vibrating or swinging, an ultrasonic wave generating means 7 may be used as shown in FIG. In this apparatus, an ultrasonic wave is generated by the ultrasonic wave generating means 7 during cleaning to vibrate or swing.While lettingIt is washed. Here, when the upstream surface of the
When cleaning by moving the
[0032]
1 to FIG.6The figure8In the embodiment, an example in which only the
[0033]
Here, in using the
[0034]
Moreover, normally, when filtering with the
[0035]
AndThe present inventionIsThen, after the filtration operation of filtering the raw water through the
In the cleaning method of discharging the cleaning liquid after cleaning the upstream surface from the upstream side of the
[0036]
【The invention's effect】
In the invention described in claim 1 of the present invention, in the water purifier for filtering the raw water supplied from the raw water inlet into the housing through the porous filtration membrane built in the housing and discharging the raw water from the filtered water outlet, A cleaning liquid after cleaning the upstream surface of the porous filtration membrane while providing a cleaning liquid supply port for supplying the cleaning liquid into the housing on the upstream side of the porous filtration membrane in order to clean the upstream surface of the filtration membrane A discharge port is provided on the upstream side of the porous filtration membrane to discharge it from the housing.In addition, an opening / closing valve that is closed during filtration operation and opened during cleaning is provided on each of the cleaning liquid supply port side and the discharge port side, and that is opened during filtration operation and closed during cleaning on each of the raw water inlet side and the filtrate outlet side. ProvidedTherefore, clogging substances mainly adhering to the upstream surface of the porous filtration membrane can be efficiently removed by washing on the upstream side,In addition, since air feeding means for feeding air is provided on the downstream side of the porous filtration membrane, the surface on the upstream side of the porous filtration membrane is washed with a cleaning liquid, and is also washed by bubbling. Can be effectively cleaned by the effective cleaning effect, especially from the downstream side. By allowing air to flow upstream through the porous filtration membrane, the adhering material adhering to the upstream surface can be peeled off, and can be effectively washed away with the cleaning liquid on the upstream side.In addition, there is no risk that the clogged material that has been removed without being discharged through the porous filtration membrane will clog the porous filtration membrane again, and it will be backwashed as before. In comparison, it is not necessary to use filtered water as a cleaning liquid.
[0037]
Further, in the invention described in
[0038]
Further, in the invention described in
[0039]
In addition, in the invention according to
[0040]
In addition, in the invention described in
The porous filtration membrane can be vibrated or oscillated with a simple configuration such as setting the position of the supply port.
[0041]
In addition, in the invention according to
[0042]
Also,Claim 11In the described invention, in addition to the effect of the invention described in claim 1, since the activated carbon filtration section is provided on the downstream side of the porous filtration membrane, organic substances and inorganic substances in the raw water are filtered by the porous filtration membrane. In addition, organic and inorganic substances in the raw water adhere to the surface of the activated carbon filtration part so that the original adsorption performance of the activated carbon is not impaired, and the adhering substance adhering to the upstream side of the porous filtration membrane is effectively washed with the cleaning liquid. And can be played easily.
[0043]
Claims12In the described invention, in addition to the effect of the invention described in claim 1, since the porous filtration membrane is arranged on the outer peripheral portion of the activated carbon filtration portion, the porous filtration membrane is located outside. Therefore, it is easy to clean the porous filtration membrane.
[0044]
Claims13In the described invention, there is provided a method for cleaning a porous filtration membrane in a water purifier in which raw water supplied from the raw water inlet into the housing is filtered by a porous filtration membrane built in the housing and discharged from the filtered water outlet. Then, after the filtration operation of filtering the raw water through the porous filtration membrane is stopped, the cleaning liquid is supplied into the housing to clean the upstream surface of the porous filtration membrane, and the upstream surface of the porous filtration membrane is cleaned. Since the cleaning liquid after cleaning is discharged from the upstream side of the porous filtration membrane to the outside of the housing, the surface on the upstream side of the porous filtration membrane can be cleaned and regenerated by a simple method.In addition, when cleaning the porous filtration membrane, since the cleaning by the backflow of air from the downstream side of the porous filtration membrane is performed at the same time, when filtering the upstream surface of the porous filtration membrane with the cleaning liquid, A flow that attempts to separate the blockage blocking the upstream surface of the porous filtration membrane from the porous filtration membrane is formed, and more effective cleaning can be performed.
[0045]
Claims14In the described invention, the claims13In addition to the effects of the described invention, when the flow rate of the raw water passing through the porous filtration membrane immediately after washing the porous filtration membrane is reduced to about half the flow rate of the raw water, the porous filtration membrane is washed again. Because, as already mentioned, very small particlesTheLarge particles previously attached to the film can be captured as a filter, and very small particles can be washed together with large particles during washing.
[0046]
Claims15In the described invention, the claims13In addition to the effects of the described invention, since the porous filtration membrane is washed after a certain time has elapsed after performing the filtration operation with the porous filtration membrane, the filtration operation with the porous filtration membrane is performed for a certain time. In the meantime, there is a difference in the concentration of the filtration material between the inside and outside of the porous filtration membrane, and when the flow is stopped, reverse osmosis can be achieved to restore performance. The cleaning effect can be enhanced by cleaning at the time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of a water purifier according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic sectional view of the above.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a fluidic device used for the above.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of still another embodiment of the present invention.
[Fig. 6]It is a schematic sectional drawing of this invention.
[Fig. 7]It is the schematic perspective view which fractured | ruptured partially which shows the Example which has arrange | positioned the porous filtration membrane in the outer peripheral part of the activated carbon filtration part of this invention.
[Fig. 8]It is a schematic sectional drawing of other Example of this invention.
[Explanation of symbols]
1 Raw water entrance
2 Housing
3 Porous filtration membrane
4 Filtrated water outlet
5 Cleaning liquid supply port
6 outlet
7 Ultrasonic wave generation means
8 Karman vortex generation means
9 Fluid element
10 Air feeding means
11 Activated carbon filtration section
Claims (15)
する請求項1記載の浄水器。The water purifier according to claim 1.
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