JP4043628B2 - 中空糸膜モジュールの洗浄方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は中空糸膜モジュールの洗浄方法に関し、詳しくは、塩素を発生することなく洗浄できる、環境に配慮した中空糸膜モジュールの洗浄方法を提供することである。
【０００２】
【従来の技術】
中空糸膜モジュールは無菌水、飲料水、高純度水の製造や、空気の浄化といったいわゆる精密濾過の分野において多く使用されてきたが、最近では、下水処理場における二次処理、三次処理や浄化槽における固液分離等の高汚濁性水の処理にも用いられている。
高汚濁性水の処理法の１つに、活性汚泥中の微生物の作用で汚濁水中の有機物を分解する生物処理槽の利用があるが、中空糸膜モジュールをその生物処理槽に浸漬し、膜モジュールの１次側から２次側へ汚濁水を吸引あるいは加圧して濾過することによって、処理効率をさらに向上することができる。
このような用途に用いられる浸漬吸引型中空糸膜モジュールは、濾過処理時における中空糸膜の目詰まりが大きいので、一定時間の濾過処理後、膜面洗浄を行う必要がある。目詰まりには、膜面へ微粒子等が堆積する物理的なものと、有機物や微小な無機物が膜面へ吸着する化学的なものがあり、それぞれ、空気を送って中空糸膜を振動させる等の物理的方法や、濾過処理と逆方向に次亜塩素酸ナトリウム水溶液等の洗浄水を通水する逆洗等の化学的方法によって膜面洗浄され、除去される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、中空糸膜モジュールを逆洗する化学的方法においては、洗浄水として次亜塩素酸ナトリウム等の次亜塩素酸塩水溶液を用いるために、次亜塩素酸塩が膜浸漬槽内の有機物を酸化分解するとともに、塩素を発生するという問題がある。塩素が大気中に放出されると、ダイオキシン等の有害物質を生成する可能性があり、大気汚染、土壌汚染等の環境汚染の原因となり好ましくない。
一方、塩素を含まず、環境汚染を引き起こさない洗浄水として、塩酸等の酸性水溶液や水酸化ナトリウム等のアルカリ性水溶液の利用が考えられる。しかし、高汚濁性水を浄化する膜浸漬槽内では活性汚泥を用いて有機物を分解させているので、酸性あるいはアルカリ性の水溶液を洗浄液として通水すると、膜浸漬槽内の溶液のｐＨが大きく変化して、汚泥中の微生物が死んでしまうという問題がある。
【０００４】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、塩素を発生することなく、かつ、活性汚泥中の微生物に影響を与えずに洗浄できる、環境に配慮した中空糸膜モジュールの洗浄方法を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明にあっては、中空糸膜モジュールを浸漬させた浄化槽において、中空糸膜モジュールの２次側から１次側へアルカリ性または酸性の水溶液を通水し、ついで、１次側にアルカリまたは酸を添加して、浄化槽内の溶液のｐＨを制御することを特徴とする中空糸膜モジュールの洗浄方法によって解決される。
請求項２の発明にあっては、中空糸膜モジュールを浸漬させた槽内の溶液のｐＨが６．５〜７．５である浄化槽において、中空糸膜モジュールの２次側から１次側へアルカリ性水溶液を通水し、浄化槽内の溶液のｐＨが９未満となるように１次側に酸を添加することを特徴とする中空糸膜モジュールの洗浄方法によって解決される。
【０００６】
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明の洗浄方法は、中空糸膜モジュールを浸漬させた浄化槽において、中空糸膜モジュールの２次側から１次側へアルカリ性または酸性の水溶液を洗浄水として通水、すなわち逆洗することからなる。この方法で洗浄する中空糸膜モジュールは、複数の中空糸膜がケーシング内やハウジングに様々な形態で固定されているもの等であって、その形態に制限はない。また、中空糸膜の材質は、特に限定されるものではなく、セルロース系、ポリオレフィン系、ポリビニルアルコール、ポリスルフォン系等であり、好ましくは化学的安定性に優れたポリオレフィン系である。
【０００７】
中空糸膜モジュールは浄化槽内に浸漬されているものであって、このような膜浸漬槽での汚濁水処理は、汚濁水を加圧あるいは吸引して膜の１次側から２次側へ濾過することによって行われる。また、この膜浸漬槽には汚濁水中の有機物を分解させるために活性汚泥を入れてもよい。活性汚泥内の微生物の作用によって、汚濁水中の有機物が分解され、汚濁水を効率よく浄化することができる。
本発明の洗浄方法は、上記の汚濁水処理によって発生する中空糸膜モジュールの目詰まりを、洗浄水の逆洗によって除去する方法であって、洗浄水としてアルカリ性または酸性の水溶液が通水される。
アルカリ性の水溶液としては、通常、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム等の水溶液であって制限はないが、酸で中和された場合に生成する中和物の環境への影響が少ないものであることから、好ましくは水酸化ナトリウムが用いられる。水溶液の濃度は、膜の閉塞度合、水温、汚濁水の混合液浮遊物質（ＭＬＳＳ）濃度等の条件によって異なるが、好ましくは０．５〜１．０ｍｏｌ／Ｌである。
酸性の水溶液としては、塩酸、硫酸、硝酸、燐酸、クエン酸、シュウ酸等の水溶液であって制限はないが、アルカリで中和された場合に生成する中和物の環境への影響が少ないものであることから、好ましくは塩酸が用いられる。水溶液の濃度は、膜の閉塞度合、水温、ＭＬＳＳ濃度等の条件によって異なるが、好ましくは０．５〜１．０ｍｏｌ／Ｌである。
このような洗浄液は、目詰まりを発生させた物質の種類等によって適宜選択されるが、有機物が原因である場合が多いことから、より好ましくはアルカリ性の水溶液が使用される。
しかしながら、目詰まりの原因が、汚濁水を膜浸漬槽へ送るための配管等から出る鉄錆や原水由来のマンガン等の無機物である場合には、酸性の水溶液が使用され、好ましくは塩酸が使用される。
【０００８】
本発明の洗浄方法では、アルカリ性または酸性の水溶液で膜モジュールを逆洗した後、１次側にアルカリまたは酸を添加して、浄化槽内の溶液のｐＨを制御することを特徴としている。すなわち、洗浄水としてアルカリ性水溶液を使用した場合には酸を、酸性水溶液を使用した場合にはアルカリを添加して、膜浸漬槽内の水溶液のｐＨを制御するものである。これは、膜浸漬槽内に活性汚泥が入っている場合に水溶液のｐＨが大きく変化すると、汚泥中の微生物が死んでしまうためであって、ｐＨを制御することによって微生物への影響を抑えることができる。
ｐＨを制御するために添加されるアルカリまたは酸は、添加されるとただちに水溶液に溶解して作用するものであり、酸またはアルカリで中和された場合に生成する中和物の環境への影響が少ないものであることが好ましく、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム等のアルカリや、クエン酸、塩酸等の酸が使用されるが、好ましくは、あらかじめ水溶液としたものが使用される。
【０００９】
逆洗時において、洗浄液は膜モジュールを通過する際にアルカリあるいは酸として作用することが必要であって、通過後はそれぞれ酸あるいはアルカリによって中和されてもその洗浄効果に影響はない。
したがって、ｐＨを制御するためのアルカリや酸の添加は、アルカリ性または酸性の水溶液で膜モジュールを逆洗した後に添加してｐＨを制御する方法に限られるものではなく、逆洗とｐＨ制御用の水溶液の添加を交互に繰り返し行う方法や、洗浄の効果に悪影響を与えない程度に逆洗と同時に行って、常にｐＨが一定の範囲内にあるように制御してもよい。
特に洗浄液としてアルカリ性の水溶液を使用する場合には、ｐＨが常に９未満であるように制御することが好ましい。これは活性汚泥中の微生物はｐＨが６〜８で効率よく有機物を分解し、９以上では死んでしまう微生物の割合が増加するためである。
【００１０】
膜浸漬槽内の溶液は、槽内に設けられたブロアーによって攪拌されることが好ましい。これは、槽内の溶液を均一にして正確なｐＨを把握するとともに、添加したｐＨ制御用の水溶液を効率よく作用させるためである。
さらに、本発明の方法で洗浄する際には、空気を送って中空糸膜を振動させる等の物理的方法による洗浄を併せて実施してもよい。
【００１１】
以上説明したように、請求項１の洗浄方法は、中空糸膜モジュールを浸漬させた浄水槽において、中空糸膜モジュールの２次側から１次側へアルカリ性または酸性の水溶液を通水し、ついで、１次側にアルカリまたは酸を添加して、浄化槽内の溶液のｐＨを制御する方法であるので、次亜塩素酸塩を使用した場合にみられる塩素の発生がなく、環境に配慮したものである。また、槽内に活性汚泥を入れた場合に微生物に影響を与えることなく膜モジュールを洗浄することができる。
さらに、請求項２の洗浄方法は、中空糸膜モジュールを浸漬させた槽内の溶液のｐＨが６．５〜７．５である浄化槽において、中空糸膜モジュールの２次側から１次側へアルカリ性水溶液を通水し、浄化槽内の溶液のｐＨが９未満となるように１次側に酸を添加する方法であるので、特に有機物の洗浄に効果的で、微生物への影響をより抑制することができる。

Claims (2)

1. 中空糸膜モジュールを浸漬させた浄化槽において、中空糸膜モジュールの２次側から１次側へアルカリ性または酸性の水溶液を通水し、ついで、１次側にアルカリまたは酸を添加して、浄化槽内の溶液のｐＨを制御することを特徴とする中空糸膜モジュールの洗浄方法。
2. 中空糸膜モジュールを浸漬させた槽内の溶液のｐＨが６．５〜７．５である浄化槽において、中空糸膜モジュールの２次側から１次側へアルカリ性水溶液を通水し、浄化槽内の溶液のｐＨが９未満となるように１次側に酸を添加することを特徴とする中空糸膜モジュールの洗浄方法。