JP4538881B2 - 膜モジュールの洗浄方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浄水、用水、廃水系で使用される膜濾過装置の膜モジュールの洗浄方法に係り、特に、膜モジュールの薬品洗浄で排出される洗浄排液の処理を不要として薬品洗浄操作を簡素化する膜モジュールの洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
浄水、用水、廃水系で使用される膜濾過装置では、膜濾過処理を継続することにより、膜表面が原水に含まれる濁質等により汚染される。そして、この汚染が進行することにより、膜差圧が上昇し、圧力あたりの処理水量が減少する。そこで、この膜差圧を回復させるために、薬品洗浄が定期的に実施されている。
【０００３】
この薬品洗浄では、スケール成分の除去のために酸が、また有機成分の除去のためにＮａＣｌＯ等の酸化剤が使用されている。このため、このような薬品洗浄で排出される洗浄排水は、低ｐＨで酸化剤も含んでいるために、これをそのまま系外に排出することはできず、ｐＨ及びＮａＣｌＯ等の酸化剤を例えば放流基準値以下に処理する必要がある。しかし、このような排液処理は容易ではなく、特に膜の洗浄頻度が多い場合には、処理に多くの時間と費用を要し、作業が困難であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来の問題点を解決し、膜モジュールの薬品洗浄で排出される洗浄排液の処理を省略することができ、これにより薬品洗浄の作業数を軽減して効率的な洗浄処理を行うことを可能とする膜モジュールの洗浄方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の膜モジュールの洗浄方法は、酸化剤を含むアルカリ溶液と還元剤を含む酸溶液を用いて膜モジュールを洗浄した後、該酸化剤を含むアルカリ溶液による膜洗浄で排出される洗浄排液と該還元剤を含む酸溶液による膜洗浄で排出される洗浄排液とを混合する膜モジュールの洗浄方法であって、該混合液中のアルカリと酸とがほぼ中和すると共に、酸化剤と還元剤とがほぼ等当量となるように、前記酸化剤を含むアルカリ溶液中の酸化剤及びアルカリ濃度と還元剤を含む酸溶液中の還元剤及び酸濃度を設定することを特徴とする。
【０００６】
このような本発明の膜モジュールの洗浄方法によれば、洗浄薬品の組み合わせと濃度を選定することにより、各々の薬品洗浄で排出される洗浄排液を単に混合するのみで排液を無害化できるため、煩雑な排液処理が不要となる。この結果、膜モジュールの薬品洗浄に係る作業工程数を大幅に軽減して薬品洗浄操作を簡易化することができる。
【０００７】
本発明において、アルカリとしてはＮａＯＨ，ＫＯＨ及びＬｉＯＨよりなる群から選ばれる１種又は２種以上が好ましく、酸としてはＨＣｌ，Ｈ２ＳＯ４及びＨＮＯ３よりなる群から選ばれる１種又は２種以上が好ましい。また、酸化剤としてはＮａＣｌＯ及び／又はＣｌ２ガスが好ましく、還元剤としてはＮａＨＳＯ３，Ｎａ２ＳＯ３及びＳＯ２ガスよりなる群から選ばれる１種又は２種以上が好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【０００９】
本発明においては、２種類の薬品を用いる薬品洗浄を、以下の(1)〜(3)の洗浄溶液の組み合わせのうち(3)の組み合わせで行う。
【００１０】
(1) アルカリ溶液と酸溶液
(2) 酸化剤含有溶液と還元剤含有溶液
(3) 酸化剤を含むアルカリ溶液と還元剤を含む酸溶液
このため、組み合わせて用いる洗浄溶液の薬品濃度を予め調整しておくことにより、薬品洗浄後、各薬品洗浄で排出される洗浄排液を混合するのみで、これらを無害化することができる。
【００１１】
即ち、アルカリ溶液によるアルカリ洗浄で排出されるアルカリ性の洗浄排液と、酸溶液による酸洗浄で排出される酸性の洗浄排液を混合するのみで、これらの排液中のアルカリと酸とが中和反応し、混合して得られる混合排液は無害化される。
【００１２】
また、酸化剤含有溶液による酸化洗浄で排出される残留酸化剤を含む洗浄排液と、還元剤含有溶液による還元洗浄で排出される残留還元剤を含む洗浄排液を混合するのみで、これらの排液中の残留酸化剤と残留還元剤とが酸化還元反応し、その酸化性と還元性が失われるため、混合して得られる混合排液は無害化される。
【００１３】
同様に、酸化剤を含むアルカリ溶液と還元剤を含む酸溶液を用いた２液洗浄においても、各薬品洗浄で排出される洗浄排液を混合するのみで、中和反応及び酸化還元反応により混合排液を無害化することができる。
【００１４】
前記(1)の組み合わせによる２液洗浄に用いるアルカリとしてはＮａＯＨ，ＫＯＨ，ＬｉＯＨの１種又は２種以上が挙げられるが、これらに限定されるものではない。このアルカリ洗浄溶液のｐＨは９以上、特に１１〜１３であることが望ましい。
【００１５】
また、酸としてはＨＣｌ，Ｈ２ＳＯ４，ＨＮＯ３の１種又は２種以上が挙げられるが、これらに限定されるものではない。この酸洗浄溶液のｐＨは４以下、特に１〜３であることが望ましい。
【００１６】
また、前記(2)の組み合わせによる２液洗浄に用いる酸化剤としてはＮａＣｌＯ及び／又はＣｌ２ガスが挙げられるが、これらに限定されるものではない。酸化剤濃度は、塩素濃度で５ｍｇ／Ｌ以上、特に７０〜１４００ｍｇ／Ｌであることが望ましい。また、還元剤としてはＮａＨＳＯ３，Ｎａ２ＳＯ３，ＳＯ２ガスの１種又は２種以上が挙げられるが、これらに限定されるものではない。還元剤濃度は、ＮａＨＳＯ３濃度で７ｍｇ／Ｌ以上、特に１００〜２０００ｍｇ／Ｌであることが望ましい。
【００１７】
また、前記(3)の組み合わせによる２液洗浄に用いる酸、アルカリ、酸化剤及び還元剤の種類やｐＨ及び濃度は、上記(1)，(2)の組み合わせによる２液洗浄に用いるものと同様であり、酸化剤とアルカリとの組み合わせ、還元剤と酸との組み合わせも任意である。
【００１８】
前記(1)〜(3)の２液洗浄において、洗浄の順番には特に制限はないが、ｐＨの上昇によりスケール化が起こり易い場合にはアルカリ洗浄を先に行い、酸洗浄を最後に行うのが好ましい。
【００１９】
この洗浄溶液による洗浄方法には特に制限はないが、例えば、予め適切な濃度に調整した溶液をそのまま膜モジュール内に注入して膜を洗浄溶液に浸漬する方法を採用することができる。また、高濃度溶液を用いる場合には、少量の洗浄溶液を膜モジュール外の容器に添加し、膜透過水で希釈して膜モジュール内に注入すれば良い。
【００２０】
いずれの場合においても、全薬品洗浄工程で排出される２種類の洗浄排液を混合することにより、混合排液の中の酸とアルカリの中和、及び／又は、酸化剤と還元剤との酸化還元反応により、混合排液が無害化されるように各洗浄溶液中の薬品濃度を調整すれば良い。
【００２１】
従って、本発明の薬品洗浄は、２液の洗浄溶液を用いて、各々１回ずつ洗浄を行うものに何ら限定されず、例えば、酸洗浄後にアルカリ洗浄し、その後再び酸洗浄を行う方法であっても良い。
【００２２】
このような本発明の方法は、浄水、用水、廃水等の各水処理工程で使用される膜濾過装置の膜モジュールの薬品洗浄に当たり、洗浄排液の処理を軽減して一連の薬品洗浄操作を短時間で効率的に行うことが可能とされる。
【００２３】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００２４】
実施例１
スパイラル膜モジュールを用いて、膜差圧が所定の値になるまで原水を通水し、この膜に、アルカリ洗浄及び酸洗浄からなる２液洗浄を実施して膜差圧を回復させた。
【００２５】
アルカリ洗浄には、ＮａＯＨ及びＮａＣｌＯを混合した溶液を用い、この溶液を膜モジュール内に注入して膜を浸漬することにより行った。この浸漬終了後、洗浄排液を排出し、水道水で膜モジュール内を数回洗い流した。引き続き、同様の操作で酸洗浄を行った。この酸洗浄にはＨ２ＳＯ４及びＮａＨＳＯ３を混合した溶液を用い、洗浄排液を排出した。
【００２６】
２液洗浄で排出された洗浄排液は排水槽で混合した。なお、アルカリ洗浄の洗浄排液と酸洗浄の洗浄排液とはほぼ同容量であった。
【００２７】
これにより、各排液中に含まれる酸及びアルカリは中和された。また、酸化剤（ＮａＣｌＯ）及び還元剤（ＮａＨＳＯ３）も、両者の反応により酸化性及び還元性をそれぞれ失い無害化された。
【００２８】
なお、各洗浄溶液の薬品濃度は種々の条件で実施したが、いずれも混合排液が無害化されるようにアルカリ洗浄溶液と酸洗浄溶液の濃度のバランスを調整した。
【００２９】
用いた洗浄溶液及び混合排液の水質は表１に示す通りであり、混合排液は水道水と同レベルまで無害化された。
【００３０】
【表１】
【００３１】
実施例２〜５
砂濾過水を原水として膜流束２０ｍ／ｄａｙで１週間通水することにより膜差圧が上昇した膜モジュールに対して、表２に示すアルカリ洗浄溶液と酸洗浄溶液とを用いて実施例１と同様にして２液洗浄を実施し、洗浄後の洗浄排液を混合した。
【００３２】
その結果、膜モジュールの膜差圧は表２に示す通り、良好に回復すると共に、各薬品洗浄で排出された洗浄排液を混合して得られた混合排液は、表２に示す如く、水道水と同レベルにまで無害化された。
【００３３】
【表２】
【００３４】
実施例６〜８
河川水に凝集剤（ＰＡＣ：ポリ塩化アルミニウム）を添加して凝集処理した水を原水として膜流束５ｍ／ｄａｙで３ヶ月間通水することにより膜差圧が上昇した膜モジュールに対して、表３に示すアルカリ洗浄溶液と酸洗浄溶液とを用いて実施例１と同様にして２液洗浄を実施し、洗浄後の洗浄排液を混合した。
【００３５】
その結果、膜モジュールの膜差圧は表３に示す通り、良好に回復すると共に、各薬品洗浄で排出された洗浄排液を混合して得られた混合排液は、表３に示す如く、水道水と同レベルにまで無害化された。
【００３６】
【表３】
【００３７】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の膜モジュールの洗浄方法によれば、膜モジュールの薬品洗浄で排出される洗浄排液を単に混合するのみで無害化することができるため、膜モジュールの薬品洗浄に係る作業数を大幅に軽減して効率的な洗浄処理を行うことができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、浄水、用水、廃水系で使用される膜濾過装置の膜モジュールの洗浄方法に係り、特に、膜モジュールの薬品洗浄で排出される洗浄排液の処理を不要として薬品洗浄操作を簡素化する膜モジュールの洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
浄水、用水、廃水系で使用される膜濾過装置では、膜濾過処理を継続することにより、膜表面が原水に含まれる濁質等により汚染される。そして、この汚染が進行することにより、膜差圧が上昇し、圧力あたりの処理水量が減少する。そこで、この膜差圧を回復させるために、薬品洗浄が定期的に実施されている。
【０００３】
この薬品洗浄では、スケール成分の除去のために酸が、また有機成分の除去のためにＮａＣｌＯ等の酸化剤が使用されている。このため、このような薬品洗浄で排出される洗浄排水は、低ｐＨで酸化剤も含んでいるために、これをそのまま系外に排出することはできず、ｐＨ及びＮａＣｌＯ等の酸化剤を例えば放流基準値以下に処理する必要がある。しかし、このような排液処理は容易ではなく、特に膜の洗浄頻度が多い場合には、処理に多くの時間と費用を要し、作業が困難であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来の問題点を解決し、膜モジュールの薬品洗浄で排出される洗浄排液の処理を省略することができ、これにより薬品洗浄の作業数を軽減して効率的な洗浄処理を行うことを可能とする膜モジュールの洗浄方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の膜モジュールの洗浄方法は、酸化剤を含むアルカリ溶液と還元剤を含む酸溶液を用いて膜モジュールを洗浄した後、該酸化剤を含むアルカリ溶液による膜洗浄で排出される洗浄排液と該還元剤を含む酸溶液による膜洗浄で排出される洗浄排液とを混合する膜モジュールの洗浄方法であって、該混合液中のアルカリと酸とがほぼ中和すると共に、酸化剤と還元剤とがほぼ等当量となるように、前記酸化剤を含むアルカリ溶液中の酸化剤及びアルカリ濃度と還元剤を含む酸溶液中の還元剤及び酸濃度を設定することを特徴とする。
【０００６】
このような本発明の膜モジュールの洗浄方法によれば、洗浄薬品の組み合わせと濃度を選定することにより、各々の薬品洗浄で排出される洗浄排液を単に混合するのみで排液を無害化できるため、煩雑な排液処理が不要となる。この結果、膜モジュールの薬品洗浄に係る作業工程数を大幅に軽減して薬品洗浄操作を簡易化することができる。
【０００７】
本発明において、アルカリとしてはＮａＯＨ，ＫＯＨ及びＬｉＯＨよりなる群から選ばれる１種又は２種以上が好ましく、酸としてはＨＣｌ，Ｈ２ＳＯ４及びＨＮＯ３よりなる群から選ばれる１種又は２種以上が好ましい。また、酸化剤としてはＮａＣｌＯ及び／又はＣｌ２ガスが好ましく、還元剤としてはＮａＨＳＯ３，Ｎａ２ＳＯ３及びＳＯ２ガスよりなる群から選ばれる１種又は２種以上が好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【０００９】
本発明においては、２種類の薬品を用いる薬品洗浄を、以下の(1)〜(3)の洗浄溶液の組み合わせのうち(3)の組み合わせで行う。
【００１０】
(1) アルカリ溶液と酸溶液
(2) 酸化剤含有溶液と還元剤含有溶液
(3) 酸化剤を含むアルカリ溶液と還元剤を含む酸溶液
このため、組み合わせて用いる洗浄溶液の薬品濃度を予め調整しておくことにより、薬品洗浄後、各薬品洗浄で排出される洗浄排液を混合するのみで、これらを無害化することができる。
【００１１】
即ち、アルカリ溶液によるアルカリ洗浄で排出されるアルカリ性の洗浄排液と、酸溶液による酸洗浄で排出される酸性の洗浄排液を混合するのみで、これらの排液中のアルカリと酸とが中和反応し、混合して得られる混合排液は無害化される。
【００１２】
また、酸化剤含有溶液による酸化洗浄で排出される残留酸化剤を含む洗浄排液と、還元剤含有溶液による還元洗浄で排出される残留還元剤を含む洗浄排液を混合するのみで、これらの排液中の残留酸化剤と残留還元剤とが酸化還元反応し、その酸化性と還元性が失われるため、混合して得られる混合排液は無害化される。
【００１３】
同様に、酸化剤を含むアルカリ溶液と還元剤を含む酸溶液を用いた２液洗浄においても、各薬品洗浄で排出される洗浄排液を混合するのみで、中和反応及び酸化還元反応により混合排液を無害化することができる。
【００１４】
前記(1)の組み合わせによる２液洗浄に用いるアルカリとしてはＮａＯＨ，ＫＯＨ，ＬｉＯＨの１種又は２種以上が挙げられるが、これらに限定されるものではない。このアルカリ洗浄溶液のｐＨは９以上、特に１１〜１３であることが望ましい。
【００１５】
また、酸としてはＨＣｌ，Ｈ２ＳＯ４，ＨＮＯ３の１種又は２種以上が挙げられるが、これらに限定されるものではない。この酸洗浄溶液のｐＨは４以下、特に１〜３であることが望ましい。
【００１６】
また、前記(2)の組み合わせによる２液洗浄に用いる酸化剤としてはＮａＣｌＯ及び／又はＣｌ２ガスが挙げられるが、これらに限定されるものではない。酸化剤濃度は、塩素濃度で５ｍｇ／Ｌ以上、特に７０〜１４００ｍｇ／Ｌであることが望ましい。また、還元剤としてはＮａＨＳＯ３，Ｎａ２ＳＯ３，ＳＯ２ガスの１種又は２種以上が挙げられるが、これらに限定されるものではない。還元剤濃度は、ＮａＨＳＯ３濃度で７ｍｇ／Ｌ以上、特に１００〜２０００ｍｇ／Ｌであることが望ましい。
【００１７】
また、前記(3)の組み合わせによる２液洗浄に用いる酸、アルカリ、酸化剤及び還元剤の種類やｐＨ及び濃度は、上記(1)，(2)の組み合わせによる２液洗浄に用いるものと同様であり、酸化剤とアルカリとの組み合わせ、還元剤と酸との組み合わせも任意である。
【００１８】
前記(1)〜(3)の２液洗浄において、洗浄の順番には特に制限はないが、ｐＨの上昇によりスケール化が起こり易い場合にはアルカリ洗浄を先に行い、酸洗浄を最後に行うのが好ましい。
【００１９】
この洗浄溶液による洗浄方法には特に制限はないが、例えば、予め適切な濃度に調整した溶液をそのまま膜モジュール内に注入して膜を洗浄溶液に浸漬する方法を採用することができる。また、高濃度溶液を用いる場合には、少量の洗浄溶液を膜モジュール外の容器に添加し、膜透過水で希釈して膜モジュール内に注入すれば良い。
【００２０】
いずれの場合においても、全薬品洗浄工程で排出される２種類の洗浄排液を混合することにより、混合排液の中の酸とアルカリの中和、及び／又は、酸化剤と還元剤との酸化還元反応により、混合排液が無害化されるように各洗浄溶液中の薬品濃度を調整すれば良い。
【００２１】
従って、本発明の薬品洗浄は、２液の洗浄溶液を用いて、各々１回ずつ洗浄を行うものに何ら限定されず、例えば、酸洗浄後にアルカリ洗浄し、その後再び酸洗浄を行う方法であっても良い。
【００２２】
このような本発明の方法は、浄水、用水、廃水等の各水処理工程で使用される膜濾過装置の膜モジュールの薬品洗浄に当たり、洗浄排液の処理を軽減して一連の薬品洗浄操作を短時間で効率的に行うことが可能とされる。
【００２３】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００２４】
実施例１
スパイラル膜モジュールを用いて、膜差圧が所定の値になるまで原水を通水し、この膜に、アルカリ洗浄及び酸洗浄からなる２液洗浄を実施して膜差圧を回復させた。
【００２５】
アルカリ洗浄には、ＮａＯＨ及びＮａＣｌＯを混合した溶液を用い、この溶液を膜モジュール内に注入して膜を浸漬することにより行った。この浸漬終了後、洗浄排液を排出し、水道水で膜モジュール内を数回洗い流した。引き続き、同様の操作で酸洗浄を行った。この酸洗浄にはＨ２ＳＯ４及びＮａＨＳＯ３を混合した溶液を用い、洗浄排液を排出した。
【００２６】
２液洗浄で排出された洗浄排液は排水槽で混合した。なお、アルカリ洗浄の洗浄排液と酸洗浄の洗浄排液とはほぼ同容量であった。
【００２７】
これにより、各排液中に含まれる酸及びアルカリは中和された。また、酸化剤（ＮａＣｌＯ）及び還元剤（ＮａＨＳＯ３）も、両者の反応により酸化性及び還元性をそれぞれ失い無害化された。
【００２８】
なお、各洗浄溶液の薬品濃度は種々の条件で実施したが、いずれも混合排液が無害化されるようにアルカリ洗浄溶液と酸洗浄溶液の濃度のバランスを調整した。
【００２９】
用いた洗浄溶液及び混合排液の水質は表１に示す通りであり、混合排液は水道水と同レベルまで無害化された。
【００３０】
【表１】
実施例２〜５
砂濾過水を原水として膜流束２０ｍ／ｄａｙで１週間通水することにより膜差圧が上昇した膜モジュールに対して、表２に示すアルカリ洗浄溶液と酸洗浄溶液とを用いて実施例１と同様にして２液洗浄を実施し、洗浄後の洗浄排液を混合した。
【００３２】
その結果、膜モジュールの膜差圧は表２に示す通り、良好に回復すると共に、各薬品洗浄で排出された洗浄排液を混合して得られた混合排液は、表２に示す如く、水道水と同レベルにまで無害化された。
【００３３】
【表２】
実施例６〜８
河川水に凝集剤（ＰＡＣ：ポリ塩化アルミニウム）を添加して凝集処理した水を原水として膜流束５ｍ／ｄａｙで３ヶ月間通水することにより膜差圧が上昇した膜モジュールに対して、表３に示すアルカリ洗浄溶液と酸洗浄溶液とを用いて実施例１と同様にして２液洗浄を実施し、洗浄後の洗浄排液を混合した。
【００３５】
その結果、膜モジュールの膜差圧は表３に示す通り、良好に回復すると共に、各薬品洗浄で排出された洗浄排液を混合して得られた混合排液は、表３に示す如く、水道水と同レベルにまで無害化された。
【００３６】
【表３】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の膜モジュールの洗浄方法によれば、膜モジュールの薬品洗浄で排出される洗浄排液を単に混合するのみで無害化することができるため、膜モジュールの薬品洗浄に係る作業数を大幅に軽減して効率的な洗浄処理を行うことができる。
Claims (3)
- 酸化剤を含むアルカリ溶液と還元剤を含む酸溶液を用いて膜モジュールを洗浄した後、該酸化剤を含むアルカリ溶液による膜洗浄で排出される洗浄排液と該還元剤を含む酸溶液による膜洗浄で排出される洗浄排液とを混合する膜モジュールの洗浄方法であって、該混合液中のアルカリと酸とがほぼ中和すると共に、酸化剤と還元剤とがほぼ等当量となるように、前記酸化剤を含むアルカリ溶液中の酸化剤及びアルカリ濃度と還元剤を含む酸溶液中の還元剤及び酸濃度を設定することを特徴とする膜モジュールの洗浄方法。
- 請求項１において、アルカリがＮａＯＨ，ＫＯＨ及びＬｉＯＨよりなる群から選ばれる１種又は２種以上であり、酸がＨＣｌ，Ｈ２ＳＯ４及びＨＮＯ３よりなる群から選ばれる１種又は２種以上であることを特徴とする膜モジュールの洗浄方法。
- 請求項１又は２において、酸化剤がＮａＣｌＯ及び／又はＣｌ２ガスであり、還元剤がＮａＨＳＯ３，Ｎａ２ＳＯ３及びＳＯ２ガスよりなる群から選ばれる１種又は２種以上であることを特徴とする膜モジュールの洗浄方法。
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
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|---|---|---|---|---|
| CN108031295A (zh) * | 2017-12-15 | 2018-05-15 | 中国海洋石油集团有限公司 | 一种陶瓷超滤膜清洗剂及其制备方法 |
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Family Cites Families (4)
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2000
- 2000-02-22 JP JP2000044649A patent/JP4538881B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JP2001232161A (ja) | 2001-08-28 |
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