JP4783773B2 - 膜ろ過装置の移動式洗浄装置 - Google Patents
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Description
図1(a)は移動式洗浄装置を接続していない膜ろ過装置の構成図であり、図1(b)は移動式洗浄装置を接続した膜ろ過装置の構成図である。同図に示す膜ろ過装置は、原水槽11に水源から供給される原水が貯留される。原水槽11は原水供給配管13を介して膜モジュール12の原水側(一次側)に連通しており、原水供給配管13に設けた原水供給ポンプ14を駆動することにより膜モジュール12の原水側に原水が送水される。膜モジュール12の透過側(二次側)はろ過水配管15を介して逆洗水槽16に連通している。また、逆洗水槽16は逆洗用配管17を介して膜モジュール12の透過側に連結されており、逆洗水供給ポンプ18を駆動することにより逆洗水槽16の膜ろ過水が膜モジュール12の透過側へ送水される。原水供給ポンプ14の下流側に膜入口バルブ21が設けられ、逆洗水槽16入口に逆洗水槽入口バルブ22が設けられている。逆洗用配管17には膜モジュール12透過側出口近傍に逆洗水供給バルブ23が設けられ、膜モジュール12の原水側の逆洗水排水パイプ近傍に膜出口バルブ24が設けられている。
ろ過工程では、膜入口バルブ21、逆洗水槽入口バルブ22をそれぞれ開き、膜出口バルブ24及び逆洗水供給バルブ23をそれぞれ閉じ、原水槽11に流入した原水を原水供給ポンプ14にて膜モジュール12へ送水してろ過水を得る。膜モジュール12で得られたろ過水は逆洗水槽16を経てろ過水タンク(図示略)に貯留する。
物理洗浄工程は、ろ過工程終了毎に行う。この物理洗浄工程には、フラッシング工程、エアースクラビング(空気、水混合洗浄)のいずれか一方と逆洗工程が含まれる。フラッシング工程は、膜モジュール12内の中空糸膜40の膜表面に付着した比較的大きな固形分を排出する目的で実施し、原水を原水供給ポンプ14にて膜モジュール12へ送水し、中空糸膜40の内径部を洗浄する。この際、膜入口バルブ21及び膜出口バルブ24をそれぞれ開く。フラッシング流束は、原水供給ポンプ14の最大値近傍で行う。エアースクラビング(空気、水混合洗浄)工程は、コンプレッサ(図示略)より空気を導入するものであり、それ以外はフラッシング工程と同じである。
膜ろ過装置の運転を6ヶ月間行って膜差圧が上昇した膜モジュール12に原水を満たした後、移動式洗浄装置を上記した手順で組み立てて膜ろ過装置に取り付ける。組立て完了後に、膜入口バルブ21、膜出口バルブ24、逆洗水槽入口バルブ22及び逆洗水供給バルブ23のそれぞれを閉じる。薬液循環ポンプ34を駆動して循環運転を開始し、同時に洗浄用薬品注入装置33から有機酸を所定の濃度になるまで供給する。洗浄用薬品注入装置33から添加される薬品を含んだ循環水は、第1の薬品循環用細配管31、膜モジュール12、第2の薬品循環用細配管32、第1の薬液循環ポンプ34の経路で循環する。以上の薬品循環洗浄を所定時間行った後、薬液循環ポンプ34を停止させると共に吸引ポンプ37を駆動する。これにより、上記循環経路(第1の薬品循環用細配管31、膜モジュール12、第2の薬品循環用細配管32、第1の薬液循環ポンプ34)に存在する薬品廃液は、吸引されて薬品廃液タンク36に貯留される。この操作を2〜7回繰り返す。薬品廃液タンク36に溜められた有機酸を含有する薬品廃液は輸送中の安全のため、アルカリ(水酸化Na等)を添加し中和処理する。
最後に、膜損傷の判定、ろ過水の濁度を確認して洗浄作業が終了する。
(実施例1)
(原水)
原水として用いた井戸水は、平均濁度0.01度、TOC(全有機炭素)0.2mg/Lである。溶解金属成分として鉄を0.001mg/L含有している。
(使用した膜)
膜モジュールの内径190mm
膜:内圧式中空糸膜の内径0.8mm、収納本数約10000本、膜面積35m2、中空糸内部の容積7L
(運転条件)
ろ過流束:4m/日
ろ過時間:115分
物理洗浄:30秒
運転時間:6ヶ月
薬品洗浄は次の順序で行った。
a)クエン酸洗浄
運転を6ヶ月間行って膜差圧が上昇した膜モジュール12に原水を満たした後、移動式洗浄装置を取り付け、膜入口バルブ21、膜出口バルブ24、逆洗水槽入口バルブ22及び逆洗水供給バルブ23をそれぞれ閉じて循環運転を開始し、同時に洗浄用薬品注入装置33からクエン酸を0.2%の濃度になるまで供給する。約30分間循環洗浄後、一旦薬液を吸引用ポンプ37にて薬品廃液タンク36に送水し、区画Aに貯留させた。薬品廃液タンク36に貯留した薬品廃液は約15Lであった。この操作を5回繰り返した。
1回目はpH=3.0、2回目はpH=2.8、3回目はpH=2.6、4回目はpH=2.5、5回目はpH=2.4で、5回目のpHの値は0.2%のクエン酸溶液の初期値とほぼ同じ値を示した。なお、1回目と2回目の循環洗浄後に固形分の分離用のフィルタを交換しその後の洗浄では、固形分の分離フィルタの交換は実施しなかった。
逆洗水槽16に貯留させたろ過水を供給し、膜モジュール12中に1/2程度(約7L)満たした後、2分間循環してすすぎを行い、吸引用ポンプ37により、薬品廃液タンク36に送水し、区画Bに貯留させた。この操作を3回繰り返した。洗浄回数毎のpHは、1回目はpH=3.7、2回目はpH=5.0、3回目はpH=6.5であった。
次に、薬品として次亜塩素酸Naを用いて薬液洗浄した。次亜塩素酸Naの場合も有機酸の場合と同様に膜モジュール12に原水を満たした後、膜入口バルブ21、膜出口バルブ24、逆洗水槽入口バルブ22、逆洗水供給バルブ23をそれぞれ閉じて循環運転を開始し、同時に洗浄用薬品注入装置33から次亜塩素酸Naを300mg/Lの濃度になるまで供給する。40分間循環洗浄を行った後、一旦薬品廃液を吸引用ポンプ37により、薬品廃液タンク36に送水し、区画Cに貯留させた。この次亜塩素酸Na洗浄を1回行った。
逆洗水槽16に貯留させたろ過水を供給し、膜モジュール12中に1/2程度(約7L)満たした後、2分間循環してすすぎを行い、吸引用ポンプ37により、薬品廃液タンク36に送水し、区画Cに貯留させた。この操作を3回繰り返した。洗浄回数毎の酸化還元電位は、1回目は600mV、2回目は300mV、3回目は150mVであった。3回目の遊離塩素濃度を測定した結果1mg/Lであった。
ろ過流束:4m/日
ろ過時間:115分
物理洗浄:30秒
上記の条件で膜ろ過運転を開始した結果、25℃に換算した膜差圧は37kPaであり運転開始時の膜差圧36.8kPaであり、ほぼ初期状態まで回復した。
また、35m2膜1本当たりの薬品使用量は以下の通りであった。
薬品の使用量:クエン酸=140g
0.2%濃度クエン酸廃液=70L
希薄濃度クエン酸廃液=40L
次亜塩素酸Naの使用量=4.5g
300mg/L次亜塩素酸Na=15L
希薄次亜塩素酸Na=40L
図3は、比較例となる膜ろ過装置の構成図である。移動式洗浄装置に代えて、通常の太さの配管で薬品洗浄のための洗浄液循環経路を構成している。ろ過水配管15及び逆洗用配管17と同一径の横配管50及び縦配管51からなる薬品循環用配管を形成している。縦配管51の下端は原水供給配管13の原水供給ポンプ14上流側に連結している。縦配管51の途中に薬品溶液供給用槽52が設けられている。原水槽11の原水流出口に原水供給バルブ53が設けられ、縦配管51の薬品溶液供給用槽52の手前に薬品循環用バルブ54が設けられ、縦配管51の上端部にフラッシング水排出バルブ55が設けられている。
ろ過流束:4m/日
ろ過時間:115分
物理洗浄:30秒
の条件で膜ろ過運転を開始した結果、25℃に換算した膜差圧は42kPaであり、運転終了時の膜差圧より回復しているものの、運転開始時の膜差圧36.8kPaより、大きい膜差圧を示した。
35m2膜1本当たりの薬品使用量は以下の通りであった。
薬品の使用量:クエン酸=400g
0.2%濃度クエン酸廃液=150L
希薄濃度クエン酸廃液=450L
次亜塩素酸Naの使用量=60g
300mg/Lの次亜塩素酸Na=150L
希薄次亜塩素酸Na=450L (25mg/L濃度)
薬品廃液の合計は1200Lにも達し、廃液の輸送にはタンクローリが必要となる。
Claims (4)
- 原水供給口と、ろ過水排出口と、逆洗排水口とを有し、前記原水供給口から原水を供給して前記ろ過水排出口からろ過した膜ろ過水を取り出し、予め定めた時期あるいは膜の目詰まりに応じて、膜モジュールの逆洗を行い、当該逆洗排水を前記逆洗排水口から排出する膜ろ過装置であって、前記膜モジュールを前記膜ろ過装置から取り外さずに薬品洗浄を行う移動式洗浄装置において、
前記膜モジュールの一次側に洗浄用薬液を循環させる薬液循環ポンプと、
前記膜モジュールの前記原水と前記逆洗排水の主配管から分岐して、前記薬液循環ポンプを介して両端を連結可能な着脱式の細管からなる薬液循環用配管と、
前記薬液循環用配管に洗浄用の薬品を注入する洗浄用薬品注入装置と、
前記薬液循環用配管に一端を連結可能な着脱式の薬品廃液移送用配管と、
前記薬品廃液移送用配管によって移送される薬品廃液を貯留する薬品廃液タンクと、
前記薬品廃液移送用配管を連結可能で前記膜モジュール及び前記薬液循環用配管に存在する薬品廃液を前記薬品廃液移送用配管経由で吸引して前記薬品廃液タンクへ移送する吸引ポンプと、
を備えた、分解及び組立て可能な移動式洗浄装置。 - 前記膜ろ過装置のすすぎ洗浄で発生した希薄濃度の薬品廃液を、RO膜を用いた水処理装置、又は吸着式廃液処理装置で処理することを特徴とする請求項1記載の移動式洗浄装置。
- 前記移動式洗浄装置を構成する各構成部品を車に積載したことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の移動式洗浄装置。
- 請求項1から請求項3の何れかに記載の移動式洗浄装置を用いて膜ろ過装置を洗浄する薬品洗浄方法であって、
薬品洗浄工程では、薬品洗浄に用いる薬品が有機酸の場合、1回の薬品循環洗浄に用いる薬品溶液使用量がろ過膜の一次側の容積の2.5倍以内で2回以上行い、
すすぎ工程では、1回当たりの使用水量が膜モジュールのろ過膜の一次側の容積1.5倍以内で2回以上行った後、次亜塩素酸Naでの洗浄及びすすぎ洗浄を1回以上行うことを特徴とする膜ろ過装置の薬品洗浄方法。
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