JP4896782B2 - Membrane filtration system and membrane cleaning method - Google Patents
Membrane filtration system and membrane cleaning method Download PDFInfo
- Publication number
- JP4896782B2 JP4896782B2 JP2007073034A JP2007073034A JP4896782B2 JP 4896782 B2 JP4896782 B2 JP 4896782B2 JP 2007073034 A JP2007073034 A JP 2007073034A JP 2007073034 A JP2007073034 A JP 2007073034A JP 4896782 B2 JP4896782 B2 JP 4896782B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- membrane
- water
- temperature
- membrane module
- raw water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
本発明は、河川水・地下水・湖沼水などの淡水、雨水貯水・産業廃水・下水などの汚水、バラスト水などの海水、などの水処理に適した膜ろ過システムおよびこの膜ろ過システムにおける膜の洗浄方法に関する。 The present invention relates to a membrane filtration system suitable for water treatment of fresh water such as river water, ground water, lake water, sewage such as rainwater storage, industrial wastewater, sewage, seawater such as ballast water, and the like . It relates to a cleaning method .
従来、水処理分野において、原水(河川水・地下水・湖沼水などの淡水、雨水貯水・産業廃水・下水などの汚水、バラスト水などの海水など)をろ過して、生活用水、工業用水、農業用水を得る方法として、例えば、精密ろ過膜、限外ろ過膜、ナノろ過膜、逆浸透膜などの膜が用いられている。 Conventionally, in the water treatment field, raw water (fresh water such as river water, groundwater, lake water, etc., rainwater storage, industrial wastewater, sewage such as sewage, seawater such as ballast water) is filtered, and used for domestic water, industrial water, and agriculture. As a method for obtaining water, for example, membranes such as microfiltration membranes, ultrafiltration membranes, nanofiltration membranes, and reverse osmosis membranes are used.
膜は、原水中の微生物、藻類、粘土などの固形分に対して高い分離性能を有しており、水処理分野での適用が拡大している。近年では、膜の素材として親水性材料を用いるのが一般的である。また、疎水性材料を用いる場合でも、膜面を重クロム酸カリの硫酸溶液等で親水化処理することで、ろ過性能を向上させることが検討されている(例えば、特許文献1参照)。 The membrane has a high separation performance with respect to solids such as microorganisms, algae, and clay in the raw water, and its application in the water treatment field is expanding. In recent years, it is common to use a hydrophilic material as the material of the membrane. Even when a hydrophobic material is used, it has been studied to improve the filtration performance by hydrophilizing the membrane surface with a sulfuric acid solution of potassium dichromate or the like (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、膜は、継続的に原水を通水することによって、膜表面や内部に原水中の固形分が堆積してろ過抵抗が増加し、ろ過性能が低下することがある。この場合、必要な処理水量を得るために膜差圧が高くなり、膜ろ過システムの運転に要するエネルギーが増大する恐れがある。 However, when the membrane is continuously passed through the raw water, solid content in the raw water is deposited on the membrane surface or inside, and the filtration resistance may increase, and the filtration performance may deteriorate. In this case, in order to obtain the necessary amount of treated water, the membrane differential pressure increases, and there is a risk that the energy required for operation of the membrane filtration system will increase.
そこで、このような膜ろ過システムでは、予め設定された周期、あるいは膜が所定の差圧上昇を示した時点で、ろ過した処理水を処理水側から流す、原水側あるいは処理水側から圧縮空気を送るなどの物理洗浄を行い、膜表面や内部の付着物のうち、可逆的なものを取り除いている。 Therefore, in such a membrane filtration system, when the membrane shows a predetermined differential pressure increase at a preset period or when the membrane shows a predetermined differential pressure increase, the filtered treated water is allowed to flow from the treated water side or compressed air from the raw water side or treated water side. Physical remediation such as sending a film to remove reversible material from the surface of the film and internal deposits.
一方、膜表面や内部には、このような物理洗浄で除去し難い付着物が徐々に蓄積するため、膜差圧が予め設定されている上限値を越えた時点で、膜ろ過処理を停止して薬品洗浄を行い、物理洗浄で除去できなかった付着物を除去している。 On the other hand, since deposits that are difficult to remove by such physical cleaning gradually accumulate on the membrane surface and inside, the membrane filtration treatment is stopped when the membrane differential pressure exceeds the preset upper limit value. Chemical cleaning is used to remove deposits that could not be removed by physical cleaning.
そして、薬品洗浄を行っても、膜表面や内部などの付着物が取り除けなくなり、膜差圧の回復が認められなくなった場合、あるいは、膜の使用期間がある一定期間を超えた場合には、膜が寿命に達したと判断して交換を行っている。
このような膜ろ過システムでは、薬品洗浄や膜交換に要する費用を抑制するために、膜基体の外表面側に所定の温度で可逆的に膨張/収縮する高分子材料を付加した膜を用いて、膜表面あるいは膜内部の付着物を温水で洗浄することが検討されている。 In such a membrane filtration system, a membrane in which a polymer material that reversibly expands / shrinks at a predetermined temperature is added to the outer surface side of the membrane substrate in order to suppress the cost required for chemical cleaning and membrane replacement. In addition, it has been studied to wash the deposits on the membrane surface or inside the membrane with warm water.
しかしながら、このような膜ろ過システムでは、被処理水の温度が高分子材料の下限臨界溶液温度(LCST:Lower Critical Solution Temperature)よりも著しく低い場合、温水を得るために要する費用が増大していた。また、被処理水の温度が高分子材料のLCSTよりも高い場合、可逆的に膨張/収縮する高分子材料の作用によるろ過および洗浄の効果を十分に得られないことがあった。 However, in such a membrane filtration system, when the temperature of the water to be treated is significantly lower than the lower critical solution temperature (LCST) of the polymer material, the cost required to obtain hot water has increased. . In addition, when the temperature of the water to be treated is higher than the LCST of the polymer material, the effect of filtration and washing due to the action of the polymer material that reversibly expands / contracts may not be sufficiently obtained.
本発明は上記に鑑みてなされたもので、膜の洗浄に用いる温水を得るために要する費用を低減し、トータルのランニングコストを低減しながら、効果的なろ過および洗浄を行うことができる膜ろ過システムおよび膜の洗浄方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and membrane filtration that can perform effective filtration and washing while reducing the cost required to obtain hot water used for membrane washing and reducing the total running cost It is an object to provide a system and a method for cleaning a membrane .
上記目的を達成するため、本発明の膜ろ過システムは、請求項1に記載のように、複数の貫通孔を有する膜基体と、この膜基体の外表面側に温度およびpHの変化に応答して可逆的に膨張/収縮する高分子材料を付加した孔径調整材とを有する膜を容器に充填して一体化してなり、供給された原水を膜ろ過し、処理水として排出する膜モジュールと、前記原水または前記処理水を前記膜モジュール内に供給して前記膜の洗浄を行う洗浄手段と、前記孔径調整材の周囲の温度およびpHを変化させることにより、前記膜ろ過時は前記孔径調整材を膨張させ、前記洗浄時は前記孔径調整材を収縮させる条件可変手段とを備え、前記条件可変手段は、前記洗浄時において、前記孔径調整材の周囲の温度を調整するために、前記原水または前記処理水の一部を、温度を調整しつつ前記膜モジュールの周囲を介して循環させることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a membrane filtration system according to the present invention is responsive to changes in temperature and pH on a membrane substrate having a plurality of through holes and an outer surface side of the membrane substrate. a membrane module becomes integrated by filling a membrane having a pore size adjusting material added with the reversibly expandable / contracting polymeric material container, the supplied raw water to membrane filtration, it is discharged as treated water Te Cleaning means for supplying the raw water or the treated water into the membrane module and cleaning the membrane; and changing the temperature and pH around the pore size adjusting material to adjust the pore size during membrane filtration. Condition variable means for expanding the material and contracting the hole diameter adjusting material during the cleaning, the condition variable means for adjusting the temperature around the hole diameter adjusting material during the cleaning. Or the treated water Part, characterized in that circulating through the periphery of the membrane module while controlling the temperature.
また、本発明の膜ろ過システムは、請求項2に記載のように、請求項1に記載の膜ろ過システムにおいて、前記孔径調整材の周囲の温度またはpHの少なくともいずれか一方を検知する検知手段と、この検知手段による検知結果に応じて、前記孔径調整材の周囲の温度またはpHの少なくともいずれか一方が所定の目標値になるように前記条件可変手段を制御する制御手段とをさらに備えることを特徴とする。
Also, membrane filtration system of the present invention, as described in claim 2, in a membrane filtration system according to
本発明の膜の洗浄方法は、請求項3に記載のように、複数の貫通孔を有する膜基体と、この膜基体の外表面側に温度およびpHの変化に応答して可逆的に膨張/収縮する高分子材料を付加した孔径調整材とを有する膜を容器に充填して一体化してなり、供給された原水を膜ろ過し、処理水として排出する膜モジュールを備える膜ろ過システムにおける膜の洗浄方法であって、前記原水または前記処理水の一部のpHを変化させる工程と、pHが変化した前記原水または前記処理水を前記膜モジュール内に供給するとともに、前記原水または前記処理水の一部を、温度を調整しつつ前記膜モジュールの周囲を介して循環させることにより前記前記孔径調整材の周囲の温度を変化させて、前記孔径調整材を収縮させる工程と、前記膜モジュール内に供給された水を排出する工程とを含むことを特徴とする。 The method of cleaning membranes according to the present invention, as described in claim 3, a film substrate having a plurality of through holes, reversibly in response to changes in temperature and pH on the outer surface of the membrane substrate expansion / A membrane having a pore size adjusting material to which a shrinking polymer material is added is filled in a container and integrated, and the membrane in a membrane filtration system comprising a membrane module that membrane-filters the supplied raw water and discharges it as treated water. A cleaning method comprising: changing a pH of a part of the raw water or the treated water; supplying the raw water or the treated water having a changed pH into the membrane module; and supplying the raw water or the treated water. A step of circulating a part of the pore diameter adjusting material by circulating a part of the membrane module while adjusting the temperature, and shrinking the pore diameter adjusting material; Characterized in that it comprises a step of discharging the supplied water.
また、本発明の膜の洗浄方法は、請求項4に記載のように、請求項3に記載の膜の洗浄方法において、前記孔径調整材の周囲の温度またはpHの少なくともいずれか一方を検知する工程と、前記検知する工程における検知結果に応じて、前記孔径調整材の周囲の温度またはpHの少なくともいずれか一方が所定の目標値になるように調整する工程とをさらに含むことを特徴とする。 Further, the method of cleaning membranes according to the present invention, as described in claim 4, in the membrane cleaning method according to claim 3, for detecting at least one of the temperature or pH of the surrounding of the pore size adjusting agent And a step of adjusting so that at least one of the ambient temperature and pH of the pore diameter adjusting material becomes a predetermined target value according to a detection result in the detecting step. .
本発明によれば、膜基体の外表面側に物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張/収縮する高分子材料を付加した膜を用い、温度調整と薬品添加を組み合わせることで効果的なろ過および洗浄を行うことができ、また、膜の洗浄に用いる温水を得るために要する費用を低減し、トータルのランニングコストを低減することができる。 According to the onset bright, using membranes obtained by adding reversible expansion / contraction polymeric material in response to physical or chemical environmental changes on the outer surface of the membrane substrate, combined with temperature control and chemical additives Thus, effective filtration and cleaning can be performed, and the cost required to obtain hot water used for cleaning the membrane can be reduced, and the total running cost can be reduced.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
まず、本発明の第1の実施形態に係る膜ろ過システムで用いる膜について説明する。図1は本発明の第1の実施形態に係る膜ろ過システムで用いる膜を示す断面構成図である。
(First embodiment)
First, the membrane used in the membrane filtration system according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram showing a membrane used in the membrane filtration system according to the first embodiment of the present invention.
図1に示すように、第1の実施形態で用いる膜10は、ポリエチレン等の高分子材料からなり、複数の貫通孔(膜孔)を有する膜基体1と、物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張/収縮する高分子材料を付加した孔径調整材2とで構成される。孔径調整材2は膜基体1の外表面側に付加されている。孔径調整材2の一例としては、N−イソプロピルアクリルアミドがある。
As shown in FIG. 1, a
膜基体1、孔径調整材2は、炭素原子、水素原子、酸素原子、窒素原子から構成され、図3に示すように、物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張/収縮する。
The
図1(a)に示すように、固形分などの溶質3を含む原水(河川水・地下水・湖沼水などの淡水、雨水貯水・産業廃水・下水などの汚水、バラスト水などの海水、など)、100μm以下の細孔を有する膜10のふるい作用により、細孔よりも大きな物質は膜面および孔径調整材2に捕捉される。原水中に含まれる溶質3としては、例えば、シリカコロイド、ベントナイト、粘土などの無機物のほか、大腸菌などのバクテリア、クリプトスポリジウム、ジアルジアなどの原虫、プランクトンが挙げられる。これら溶質3は、カルボキシル基、アミノ基、水酸基などを有している。
As shown in Fig. 1 (a), raw water containing solute 3 such as solids (fresh water such as river water, groundwater, lake water, sewage such as rainwater storage, industrial wastewater, sewage, seawater such as ballast water, etc.) By the sieving action of the
上述したように、N−イソプロピルアクリルアミドは温度およびpHに対して応答性を示す。 As described above, N-isopropylacrylamide is responsive to temperature and pH.
このような物理的または化学的な環境変化に対応したN−イソプロピルアクリルアミドの高分子鎖の膨張/収縮の変化を利用して、ろ過および逆洗を行うようにする。すなわち、図1に示す膜10を用いて、原水を膜の外表面側から内表面側に通水して外表面側に原水中の溶質3を捕捉する。この後、膜10の内表面側から外表面側に逆洗する際に、外表面側に滞留している原水に対して温度調整またはpH調整の少なくともいずれか一方を行うことにより、N−イソプロピルアクリルアミドの高分子鎖を収縮させる。このとき、図1(b)に示すように、高分子鎖の収縮にともなって、膜孔の孔径が拡張(開口)する。
Filtration and backwashing are performed by utilizing the change in expansion / contraction of the polymer chain of N-isopropylacrylamide corresponding to such a physical or chemical environmental change. That is, using the
N−イソプロピルアクリルアミドは、その性状が変化する下限臨界溶液温度(LCST:Lower Critical Solution Temperature)以下では、アミド基と水との強い相互作用によって膨張するが、温度の上昇によりアミド基と水との水素結合が不安定になるにともない収縮する。 N-isopropylacrylamide expands due to strong interaction between the amide group and water below the lower critical solution temperature (LCST) at which the property changes, but as the temperature rises, the amide group and water Shrink as hydrogen bonds become unstable.
N−イソプロピルアクリルアミドの孔径調整材2はその側鎖にアミド基を持ち、図3(a)に示すように、LCSTである約32℃以下において膨張する。しかし、図2および図3(b)に示すように、約25℃を超えると脱水和して収縮し、40℃付近では収縮もほぼ飽和状態となる。 The pore size adjusting material 2 of N-isopropylacrylamide has an amide group in its side chain, and expands at about 32 ° C. or less, which is LCST, as shown in FIG. However, as shown in FIG. 2 and FIG. 3B, when it exceeds about 25 ° C., it dehydrates and contracts, and at around 40 ° C., the contraction is also almost saturated.
また、N−イソプロピルアクリルアミドの孔径調整材2は、pHが酸性領域になるにともない収縮し、中性あるいはアルカリ性領域になるにしたがい膨張する。したがって、洗浄水のpH調整を行う場合は、洗浄水のpHを酸性領域とすることで、孔径調整材2を収縮させるのがよい。 Further, the pore size adjusting material 2 of N-isopropylacrylamide shrinks as the pH becomes an acidic region, and expands as it becomes a neutral or alkaline region. Therefore, when the pH of the cleaning water is adjusted, the pore diameter adjusting material 2 is preferably contracted by setting the pH of the cleaning water to an acidic region.
また、このときの膜差圧は通常5〜30kPa程度であるが、(財)水道技術研究センターの「小規模水道における膜ろ過施設導入ガイドライン」によると、「精密ろ過膜の場合は最大150kPa、限外ろ過膜の場合は300kPa以下であること」とされていることから同程度以下であることが望ましい。 In addition, the membrane differential pressure at this time is usually about 5 to 30 kPa, but according to the “Guidelines for Introducing Membrane Filtration Facilities in Small-Scale Waterworks” of the Water Technology Research Center, “Maximum 150 kPa for microfiltration membranes, In the case of an ultrafiltration membrane, it is said that it is 300 kPa or less.
以上説明したように、従来の膜では、カルボキシル基、アミノ基、水酸基などを有している溶質3が水素結合により膜面に付着するため、単に逆洗するだけでは除去し難い。このため、逆洗時に、洗浄水の温度調整またはpH調整の少なくともいずれか一方を行うことで、固形分3と膜表面との結合力を弱めて剥離しやすくすることができる。 As described above, in the conventional film, the solute 3 having a carboxyl group, an amino group, a hydroxyl group, and the like adheres to the film surface by hydrogen bonding, so that it is difficult to remove by simply backwashing. For this reason, at the time of backwashing, by performing at least one of temperature adjustment and pH adjustment of the washing water, it is possible to weaken the bonding force between the solid content 3 and the film surface to facilitate peeling.
なお、孔径調整材2の高分子材料としては、(1)N−イソプロピルアクリルアミドに、アクリル酸、2-カルボキシイソプロピルアクリルアミド、3-カルボキシ-n-プロピルアクリルアミドを共重合した高分子、(2)N−ビニルイソ酪酸アミド系重合体、(3)ポリ−N−アルキルアクリルアミド誘導体、(4)ポリイソプロピルアクリルアミドに代表されるポリアクリルアミド誘導体とポリビニル誘導体との共重合体、(5)N−ビニルイソ酪酸アミドなどのN−ビニルC3−9アシルアミドと、N−ビニルアセトアミドなどのN−ビニルC1−3アシルアミドとの共重合体、(6)ポリアクリルアミド誘導体およびポリ−N−ビニルアシルアミド、(7)N−イソプロピルアクリルアミドで構成された単量体の重合体、およびN−ビニルイソ酪酸アミドで構成された単量体の重合体、などが考えられる。なお、孔径調整材2としては、これらの高分子に限定されるものではなく、物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張/収縮する高分子材料であればよい。 The polymer material of the pore diameter adjusting material 2 is (1) a polymer obtained by copolymerizing acrylic acid, 2-carboxyisopropylacrylamide, 3-carboxy-n-propylacrylamide with N-isopropylacrylamide, and (2) N -Vinyl isobutyric acid amide-based polymer, (3) poly-N-alkylacrylamide derivative, (4) copolymer of polyacrylamide derivative represented by polyisopropylacrylamide and polyvinyl derivative, (5) N-vinylisobutyric acid amide, etc. A copolymer of N-vinyl C 3-9 acylamide of N-vinyl C 1-3 acylamide such as N-vinylacetamide, (6) polyacrylamide derivative and poly-N-vinylacylamide, (7) N A polymer of monomers composed of isopropylacrylamide, and N-vinyl A monomer polymer composed of ruisobutyric acid amide can be considered. The pore diameter adjusting material 2 is not limited to these polymers, and may be any polymer material that reversibly expands / contracts in response to physical or chemical environmental changes.
次に、本発明の第1の実施形態に係る膜ろ過システムで用いる膜モジュールについて説明する。図4は第1の実施形態に係る膜ろ過システムで用いる膜モジュールの一例を示している。 Next, the membrane module used in the membrane filtration system according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 shows an example of a membrane module used in the membrane filtration system according to the first embodiment.
図4に示すように、円筒状のケーシング内には、円筒軸方向に多数の膜が装填されている。この膜モジュールに装填される膜としては、図1に示した膜10が用いられる。原水がこの膜を通過する間にろ過され、膜ろ過水(処理水)と濃縮水(排水)とに分離される。
As shown in FIG. 4, a large number of films are loaded in the cylindrical casing in the cylindrical casing. As the membrane loaded in this membrane module, the
この場合、固形分などの溶質3(図1参照)を含む原水(河川水・地下水・湖沼水などの淡水、雨水貯水・産業廃水・下水などの汚水、バラスト水などの海水、など)は、100μm以下の細孔を有する膜のふるい作用により細孔よりも大きな物質は膜面および孔径調整材2に捕捉される。容器に一体化した場合は、原水を膜面に沿って流し、処理水が原水とは直角方向に流れ、原水の一部が循環するクロスフローろ過方式か、原水を循環させることなく全量ろ過する全量ろ過方式によってろ過を行うことが可能となる。 In this case, raw water containing solute 3 such as solids (see Fig. 1) (fresh water such as river water, groundwater, lake water, sewage such as rainwater storage, industrial wastewater, sewage, seawater such as ballast water, etc.) A substance larger than the pores is trapped by the membrane surface and the pore diameter adjusting material 2 by the sieving action of the membrane having pores of 100 μm or less. When integrated into a container, the raw water flows along the membrane surface, the treated water flows in a direction perpendicular to the raw water, and a part of the raw water circulates, or the whole amount is filtered without circulating the raw water. It becomes possible to perform filtration by the total amount filtration method.
次に、本発明の第1の実施形態に係る膜ろ過システムについて説明する。図5は本発明の第1の実施形態に係る膜ろ過システムを示す構成図である。 Next, the membrane filtration system according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a block diagram showing a membrane filtration system according to the first embodiment of the present invention.
図5に示す膜ろ過システム100は、図4に示した構成の膜モジュール13を用いたもので、図示しない導水ポンプによって導かれた原水を一時貯水する原水槽11と、原水槽11内の原水を膜モジュール13に供給する原水ポンプ12と、原水ポンプ12によって導かれた原水を膜ろ過する膜モジュール13と、膜モジュール13で膜ろ過された処理水を貯水する処理水槽14とを備えている。また、原水槽11内に貯水された原水の一部を洗浄水として導入して貯水する洗浄水槽15と、この洗浄水槽15内に貯水された原水を所定温度に加熱するヒータ16と、原水槽11および洗浄水槽15にpH調整のための薬品を注入する薬品注入設備17とを備えている。さらに、洗浄時に加圧空気を供給するコンプレッサ18も備えている。なお、図中V1〜V10は各配管に設けられたバルブを示す。
A
図6は本発明に係る膜ろ過システムにおけるろ過処理を説明するための図、図7は本発明に係る膜ろ過システムにおける物理洗浄の一例を説明するための図である。図6および図7では、図5に示す膜ろ過システム100におけるろ過処理および物理洗浄を説明するために必要な部分のみを図示している。
FIG. 6 is a diagram for explaining filtration processing in the membrane filtration system according to the present invention, and FIG. 7 is a diagram for explaining an example of physical cleaning in the membrane filtration system according to the present invention. 6 and FIG. 7 show only the portions necessary for explaining the filtration process and physical cleaning in the
図6において、原水は図示しない導水ポンプによって原水槽11へ導かれている。そして、原水ポンプ12の加圧によって膜モジュール13に原水が導入され、膜モジュール13を透過した処理水は処理水槽14に貯留される。
In FIG. 6, the raw water is led to the
通常の洗浄は、図7を用いて説明する以下の手順により実施する。 Normal cleaning is performed according to the following procedure described with reference to FIG.
(1)逆圧工程
バルブV9を開け、コンプレッサ18によって膜の処理水側から加圧空気を供給して膜の内表面側に圧力をかける。
(1) Back pressure process The valve V9 is opened and pressurized air is supplied from the treated water side of the membrane by the
(2)逆流工程
膜の原水側のバルブV1,V4、および膜モジュール13上部のバルブV6を開け、膜モジュール13の上部(2次側)の処理水を原水側に押し出して排出する。排出した水は回収率を向上させるため、原水槽11へ戻してもよい。
(2) Backflow process Valves V1 and V4 on the raw water side of the membrane and a valve V6 on the upper side of the
(3)エアスクラビング工程
圧力を保持したまま、バルブV8を開けて一定時間だけ膜モジュール13の原水側下部からコンプレッサ18により加圧空気を供給し、膜モジュール13を空気によって揺動させる。
(3) Air scrubbing step While maintaining the pressure, the valve V8 is opened and pressurized air is supplied from the raw water side lower portion of the
(4)ドレン工程
一定時間エアスクラビングを行った後、バルブV10および膜モジュール13下部のバルブV5を開けて膜モジュール13内の水を排出する。このときコンプレッサ18から加圧空気を流したままの方がより効果的に付着物を排出することができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
(4) Drain process After air scrubbing for a certain period of time, the valve V10 and the valve V5 below the
(5)原水すすぎ
バルブV1,V4、および膜モジュール13上部のバルブV6を開け、原水ポンプ12を起動し、膜モジュール13のすすぎを行う。このときコンプレッサ18から加圧空気を流したままの方がより効果的にすすぎを行うことができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
(5) Raw Water Rinsing Valves V1 and V4 and valve V6 above the
(6)ろ過
膜モジュール13上部のバルブV6を閉め、ろ過側のバルブV7を開けてろ過を再開する。前工程でコンプレッサ18が動いている場合には停止する。
(6) Filtration The valve V6 at the top of the
図5に示す膜ろ過システム100では、通常の洗浄は上記手順により行い、ある所定の頻度で、以下の手順により、温度調整または薬品添加によるpH調整の少なくともいずれか一方を用いて洗浄を行う。
In the
(1)ドレン工程
バルブV10および膜モジュール13下部のバルブV5を開けて膜モジュール13内の水を排出する。排出した水は回収率を向上させるため、原水槽11へ戻してもよい。
(1) Drain process The valve V10 and the valve V5 below the
(2)温水工程
薬品注入設備17により、原水槽11、あるいは洗浄水槽15に導入した原水に薬品を添加し、ヒータ16により孔径調整材2の高分子材料のLCSTまで温度調整した洗浄水槽15内の原水の一部を、原水ポンプ12で膜モジュール13内の原水側を介して循環させる。このようにして、膜モジュール13内の原水の温度調整または原水への薬品添加の少なくともいずれか一方の手段により、膜の外表面に付加した孔径調整材2を可逆的に収縮させる。
(2) Hot water process The
(3)逆圧・逆流工程
バルブV9を開け、膜モジュール13の処理水側からコンプレッサ18からの加圧空気を供給して膜の内表面側に圧力をかける。さらに膜モジュール13上部のバルブV6を開け、膜モジュール13の上部(2次側)の処理水を原水の循環ラインへ押し出す。
(3) Back pressure / back flow process The valve V9 is opened, and pressurized air from the
(4)エアスクラビング工程
圧力を保持したまま、バルブV8を開けて一定時間だけ膜モジュール13の原水側下部からコンプレッサ18により加圧空気を供給し、膜モジュール13を空気によって揺動させる。
(4) Air scrubbing step While maintaining the pressure, the valve V8 is opened and pressurized air is supplied from the raw water side lower portion of the
(5)ドレン工程
一定時間エアスクラビングを行った後、バルブV10および膜モジュール13下部のバルブV5を開けて膜モジュール13内の水を排出する。このときコンプレッサ18から加圧空気を流したままの方がより効果的に付着物を排出することができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
(5) Drain process After performing air scrubbing for a certain period of time, the valve V10 and the valve V5 below the
(6)原水すすぎ
バルブV1,V4、および膜モジュール13上部の循環ラインのバルブV6を開け、原水ポンプ12を起動し、膜モジュール13のすすぎを行う。すすいだ水は、上記の図7を用いて説明した手順における原水すすぎ工程と同様に、系外に排出しても構わない。このときコンプレッサ18から加圧空気を流したままの方がより効果的にすすぎを行うことができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
(6) Raw Water Rinsing Valves V1 and V4 and the valve V6 in the circulation line above the
(7)ろ過
膜モジュール13上部のバルブV6を閉め、ろ過側のバルブV7を開けてろ過を再開する。前工程でコンプレッサ18が動いている場合には停止する。
(7) Filtration The valve V6 at the top of the
第1の実施形態によれば、膜モジュール13へ流入する原水の温度またはpHの少なくともいずれか一方の条件を変化させることにより、物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張/収縮する高分子材料の特性によって、膜モジュール13における膜の外表面の孔径調整材2で捕捉した溶質3を系外へ、効果的に排出することができる。
According to the first embodiment, by changing the condition of at least one of the temperature and pH of the raw water flowing into the
(第1の実施形態の変形例)
図8は本発明の第1の実施形態に係る膜ろ過システムの変形例を示す構成図である。
(Modification of the first embodiment)
FIG. 8 is a configuration diagram showing a modification of the membrane filtration system according to the first embodiment of the present invention.
図8に示す膜ろ過システム110は、図5に示した膜ろ過システム100に対し、洗浄水槽15内の原水の温度、pH値等を検知するためのセンサ19と、膜モジュール13の内部の温度、pH値等を検知するためのセンサ20と、センサ19,20で検知した値に応じて温度、pH値等を制御するための監視制御装置21とを追加した構成である。
The membrane filtration system 110 shown in FIG. 8 is different from the
膜ろ過システム110における洗浄の手順は、上記膜ろ過システム100と同様であるが、監視制御装置21は、上記温水工程において、センサ19,20の検出結果により、膜モジュール13内(孔径調整材の周囲)の温度またはpHの少なくともいずれか一つが所定の目標値になるように、ヒータ16および薬品注入設備17を制御する。ここで、温度を変化させる費用と薬品添加に要する費用との和が最小となるように温度または薬品添加量の少なくともいずれか一つを制御することが好ましい。
The washing procedure in the membrane filtration system 110 is the same as that in the
第1の実施形態の変形例によれば、膜モジュール13へ流入する原水の温度およびpHに応じて、温度または薬品添加量の少なくともいずれか一方を制御することで、温度を変化させる費用と薬品添加に要する費用を抑制しながら、物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張/収縮する高分子材料の特性を生かした効果的なろ過と洗浄を行うことができる。
According to the modification of the first embodiment, the cost and chemicals for changing the temperature are controlled by controlling at least one of the temperature and the chemical addition amount according to the temperature and pH of the raw water flowing into the
(第2の実施形態)
図9は本発明の第2の実施形態に係る膜ろ過システムを示す構成図である。
(Second Embodiment)
FIG. 9 is a block diagram showing a membrane filtration system according to the second embodiment of the present invention.
図9に示す膜ろ過システム120は、図5に示した膜ろ過システム100に対し、膜モジュール13の周囲を所定の空間を介して覆うように設けられた外筒13aと、洗浄水槽15に貯水された原水を外筒13aに供給し、膜モジュール13の外側を介して循環させる原水ポンプ22とを追加した構成である。また、薬品注入設備17は原水槽11に薬品を注入するが、洗浄水槽15には注入しないようになっている。
The membrane filtration system 120 shown in FIG. 9 stores water in an
膜ろ過システム120におけるろ過処理および通常の洗浄は、上述した膜ろ過システム100と同様の手順で行われる。そして、ある所定の頻度で、以下の手順により、温度調整または薬品添加によるpH調整の少なくともいずれか一方を用いて洗浄を行う。
The filtration process and normal washing in the membrane filtration system 120 are performed in the same procedure as the
(1)ドレン工程
バルブV10および膜モジュール13下部のバルブV5を開けて膜モジュール13内の水を排出する。排出した水は回収率を向上させるため、原水槽11へ戻してもよい。
(1) Drain process The valve V10 and the valve V5 below the
(2)温水工程
原水槽11に薬品を添加した原水を膜モジュール13内に供給する。また、ヒータ16により孔径調整材2の高分子材料のLCSTまで温度調整した洗浄水槽15内の原水の一部を、原水ポンプ22で外筒13aに供給し、膜モジュール13の外側を介して循環させる。このようにして、膜モジュール13内の原水の温度調整または原水への薬品添加の少なくともいずれか一方の手段により、膜の外表面に付加した孔径調整材2を可逆的に収縮させる。なお、膜モジュール13内の温度が以下の工程中でLCST以上を確保できる時点で、循環は停止して構わない。
(2) Hot water process The raw | natural water which added the chemical | medical agent to the raw |
(3)逆圧・逆流工程
バルブV9を開け、膜モジュール13の処理水側からコンプレッサ18からの加圧空気を供給して膜の内表面側に圧力をかける。さらに膜モジュール13上部のバルブV6を開け、膜モジュール13の上部(2次側)の処理水を原水の循環ラインへ押し出す。
(3) Back pressure / back flow process The valve V9 is opened, and pressurized air from the
(4)エアスクラビング工程
圧力を保持したまま、バルブV8を開けて一定時間だけ膜モジュール13の原水側下部からコンプレッサ18により加圧空気を供給し、膜モジュール13を空気によって揺動させる。
(4) Air scrubbing step While maintaining the pressure, the valve V8 is opened and pressurized air is supplied from the raw water side lower portion of the
(5)ドレン工程
一定時間エアスクラビングを行った後、バルブV10および膜モジュール13下部のバルブV5を開けて膜モジュール13内の水を排出する。このときコンプレッサ18から加圧空気を流したままの方がより効果的に付着物を排出することができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
(5) Drain process After performing air scrubbing for a certain period of time, the valve V10 and the valve V5 below the
(6)原水すすぎ
バルブV1,V4、および膜モジュール13上部の循環ラインのバルブV6を開け、原水ポンプ12を起動し、膜モジュール13のすすぎを行う。すすいだ水は回収率を向上させるため、洗浄水槽15に戻しても構わない。このときコンプレッサ18から加圧空気を流したままの方がより効果的にすすぎを行うことができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
(6) Raw Water Rinsing Valves V1 and V4 and the valve V6 in the circulation line above the
(7)ろ過
膜モジュール13上部のバルブV6を閉め、ろ過側のバルブV7を開けてろ過を再開する。前工程でコンプレッサ18が動いている場合には停止する。
(7) Filtration The valve V6 at the top of the
第2の実施形態によれば、膜モジュール13内の原水の温度またはpHの少なくともいずれか一方の条件を変化させることにより、物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張/収縮する高分子材料の特性によって、膜モジュール13における膜の外表面の孔径調整材2で捕捉した溶質3を系外へ、効果的に排出することができる。
According to the second embodiment, the condition of at least one of the temperature and pH of the raw water in the
また、ヒータ16により温めた原水を膜モジュール13の外側を介して循環させることで膜モジュール13内の温度調整を行うので、温めた原水を有効に利用することができ、温める原水の量を節約することができる。
In addition, since the temperature inside the
なお、上記説明では、温度調整した原水を膜モジュール13の外側を介して循環することで膜モジュール13内の温度調整を行っているが、膜モジュール13自体を外部から温度調整する方法であれば、上記説明の温度調整方法に限定するものではない。
In the above description, the temperature inside the
(第2の実施形態の変形例)
図10は本発明の第2の実施形態に係る膜ろ過システムの変形例を示す構成図である。
(Modification of the second embodiment)
FIG. 10 is a configuration diagram showing a modification of the membrane filtration system according to the second embodiment of the present invention.
図10に示す膜ろ過システム130は、図9に示した膜ろ過システム120に対し、洗浄水槽15内の原水の温度、pH値等を検知するためのセンサ19と、膜モジュール13の外側を循環する原水の温度、pH値等を検知するためのセンサ23と、センサ19,23で検知した値に応じて温度、pH値等を制御するための監視制御装置21とを追加した構成である。
The membrane filtration system 130 shown in FIG. 10 circulates outside the
膜ろ過システム130における洗浄の手順は、上記膜ろ過システム120と同様であるが、監視制御装置21は、上記温水工程において、センサ19,23の検出結果により、膜モジュール13内の温度またはpHの少なくともいずれか一つが所定の目標値になるように、ヒータ16および薬品注入設備17を制御する。ここで、温度を変化させる費用と薬品添加に要する費用との和が最小となるように温度または薬品添加量の少なくともいずれか一つを制御することが好ましい。
The washing procedure in the membrane filtration system 130 is the same as that in the membrane filtration system 120. However, the monitoring
第2の実施形態の変形例によれば、膜モジュール13内の原水の温度およびpHに応じて、温度または薬品添加量の少なくともいずれか一方を制御することで、温度を変化させる費用と薬品添加に要する費用を抑制しながら、物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張/収縮する高分子材料の特性を生かした効果的なろ過と洗浄を行うことができる。
According to the modification of the second embodiment, the cost of changing the temperature and the chemical addition are controlled by controlling at least one of the temperature and the chemical addition amount according to the temperature and pH of the raw water in the
(第3の実施形態)
図11は本発明の第3の実施形態に係る膜ろ過システムを示す構成図である。
(Third embodiment)
FIG. 11 is a block diagram showing a membrane filtration system according to the third embodiment of the present invention.
図11に示す膜ろ過システム140は、図5に示した膜ろ過システム100に対し、洗浄水槽15と、ヒータ16と、薬品注入設備17とを省略し、処理水槽14内に貯水された処理水の一部を洗浄水として導入して貯水する洗浄水槽24と、この洗浄水槽24内の処理水を加熱するヒータ25と、洗浄水槽24にpH調整のための薬品を注入する薬品注入設備26と、洗浄水槽24内の洗浄水を膜モジュール13に処理水側から供給する逆洗水ポンプ27とを追加した構成である。
The membrane filtration system 140 shown in FIG. 11 omits the cleaning
図12は本発明に係る膜ろ過システムにおける物理洗浄の他の一例を説明するための図である。図12では、図11に示す膜ろ過システム140における物理洗浄を説明するために必要な部分のみを図示している。 FIG. 12 is a diagram for explaining another example of physical cleaning in the membrane filtration system according to the present invention. In FIG. 12, only the part necessary for explaining the physical cleaning in the membrane filtration system 140 shown in FIG. 11 is shown.
膜ろ過システム140におけるろ過処理は、上述した膜ろ過システム100と同様の手順で行われるが、通常の洗浄は、図12を用いて説明する以下の手順により実施する。
The filtration process in the membrane filtration system 140 is performed according to the same procedure as that of the
(1)逆圧水工程
処理水槽14内の処理水を逆洗水ポンプ27により膜モジュール13の処理水側から逆流させ、膜モジュール13下部の原水側か、あるいは膜モジュール13上部の原水側から排出する。このとき、コンプレッサ18によって膜モジュール13下部の原水側から加圧空気を供給して膜モジュール13を揺動させる。
(1) Back-pressure water process The treated water in the treated
(2)原水すすぎ
バルブV1,V4、および膜モジュール13上部のバルブV6を開け、原水ポンプ12を起動し、膜モジュール13のすすぎを行う。このときコンプレッサ18から加圧空気を流したままの方がより効果的にすすぎを行うことができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
(2) Raw Water Rinsing The valves V1 and V4 and the valve V6 above the
(3)ろ過
膜モジュール13上部のバルブV6を閉め、ろ過側のバルブV7を開けてろ過を再開する。このときコンプレッサ18が動いている場合には停止する。
(3) Filtration The valve V6 at the top of the
図11に示す膜ろ過システム140では、通常の洗浄は、図12を用いて説明した手順または前述の図7を用いて説明した手順の少なくともいずれか一方により行い、ある所定の頻度で、以下の手順により、温度調整または薬品添加によるpH調整の少なくともいずれか一方を用いて洗浄を行う。 In the membrane filtration system 140 shown in FIG. 11, normal cleaning is performed by at least one of the procedure described with reference to FIG. 12 or the procedure described with reference to FIG. 7. According to the procedure, washing is performed using at least one of temperature adjustment and pH adjustment by chemical addition.
(1)逆圧水工程
洗浄水槽24に導入された処理水に薬品注入設備26により薬品を添加し、逆洗水ポンプ27により膜の処理水側から逆流させ、膜モジュール13下部の原水側か、あるいは膜モジュール13上部の原水側から排出する。このとき、コンプレッサ18によって膜モジュール13下部の原水側から加圧空気を供給して膜モジュール13を揺動させる。
(1) Back-pressure water process Chemicals are added to the treated water introduced into the
同時に、ヒータ25により孔径調整材2の高分子材料のLCSTまで温度調整した洗浄水槽24内の処理水を、逆洗水ポンプ27で膜モジュール13の処理水側から供給する。このようにして、膜モジュール13内の温度調整あるいは処理水への薬品添加の少なくともいずれか一方の手段により、膜の外表面に付加した孔径調整材2を可逆的に収縮させる。
At the same time, treated water in the
(2)原水すすぎ
バルブV1,V4、および膜モジュール13上部のバルブV6を開け、原水ポンプ12を起動し、膜モジュール13のすすぎを行う。このとき、すすぎ水は原水槽11へ循環しても構わない。このときコンプレッサ18から加圧空気を流したままの方がより効果的にすすぎを行うことができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
(2) Raw Water Rinsing The valves V1 and V4 and the valve V6 above the
(3)ろ過
膜モジュール13上部のバルブV6を閉め、ろ過側のバルブV7を開けてろ過を再開する。このときコンプレッサ18が動いている場合には停止する。
(3) Filtration The valve V6 at the top of the
第3の実施形態によれば、膜モジュール13内の温度またはpHの少なくともいずれか一方の条件を変化させることにより、物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張/収縮する高分子材料の特性によって、膜モジュール13における膜の外表面の孔径調整材2で捕捉した溶質3を系外へ、効果的に排出することができる。
According to the third embodiment, by changing the condition of at least one of temperature and pH in the
(第3の実施形態の変形例)
図13は本発明の第3の実施形態に係る膜ろ過システムの変形例を示す構成図である。
(Modification of the third embodiment)
FIG. 13: is a block diagram which shows the modification of the membrane filtration system which concerns on the 3rd Embodiment of this invention.
図13に示す膜ろ過システム150は、図11に示した膜ろ過システム140に対し、膜モジュール13の内部の温度、pH値等を検知するためのセンサ20と、洗浄水槽24内の処理水の温度、pH値等を検知するためのセンサ28と、センサ20,28で検知した値に応じて温度、pH値等を制御するための監視制御装置21とを追加した構成である。
The membrane filtration system 150 shown in FIG. 13 is different from the membrane filtration system 140 shown in FIG. 11 in that the
膜ろ過システム150における洗浄の手順は、上記膜ろ過システム140と同様であるが、監視制御装置21は、上記逆圧水工程において、センサ20,28の検出結果により、膜モジュール13内の温度またはpHの少なくともいずれか一つが所定の目標値になるように、ヒータ25および薬品注入設備26を制御する。ここで、温度を変化させる費用と薬品添加に要する費用との和が最小となるように温度または薬品添加量の少なくともいずれか一つを制御することが好ましい。
The washing procedure in the membrane filtration system 150 is the same as that in the membrane filtration system 140. However, the
第3の実施形態の変形例によれば、膜モジュール13へ流入する処理水の温度およびpHに応じて、温度または薬品添加量の少なくともいずれか一つを制御することで、温度を変化させる費用と薬品添加に要する費用を抑制しながら、物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張/収縮する高分子材料の特性を生かした効果的なろ過と洗浄を行うことができる。
According to the modification of the third embodiment, the cost of changing the temperature by controlling at least one of the temperature and the chemical addition amount according to the temperature and pH of the treated water flowing into the
(第4の実施形態)
図14は本発明の第4の実施形態に係る膜ろ過システムを示す構成図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 14 is a block diagram showing a membrane filtration system according to the fourth embodiment of the present invention.
図14に示す膜ろ過システム160は、図11に示した膜ろ過システム140と同様の構成である。 The membrane filtration system 160 shown in FIG. 14 has the same configuration as the membrane filtration system 140 shown in FIG.
膜ろ過システム160におけるろ過処理および通常の洗浄は、上述した膜ろ過システム140と同様の手順で行われる。そして、ある所定の頻度で、以下の手順により、温度調整または薬品添加によるpH調整の少なくともいずれか一方を用いて洗浄を行う。 The filtration process and normal cleaning in the membrane filtration system 160 are performed in the same procedure as the membrane filtration system 140 described above. Then, cleaning is performed at a predetermined frequency using at least one of temperature adjustment and pH adjustment by chemical addition according to the following procedure.
(1)ドレン工程
バルブV10および膜モジュール13下部のバルブV5を開けて膜モジュール13内の水を排出する。排出した水は回収率を向上させるため、原水槽11へ戻してもよい。
(1) Drain process The valve V10 and the valve V5 below the
(2)温水工程
洗浄水槽24に導入された処理水に薬品注入設備26により薬品を添加し、ヒータ25により孔径調整材2の高分子材料のLCSTまで温度調整した洗浄水槽24内の処理水を逆洗水ポンプ27で膜モジュール13の処理水側から供給し、膜モジュール13内を薬品を添加した温水で満たす。回収率を向上させるため、膜モジュール13から排出される薬品を添加した温水は原水槽11に戻しても構わない。このようにして、膜モジュール13内の温度調整あるいは処理水への薬品添加の少なくともいずれか一方の手段により、膜の外表面に付加した孔径調整材2を可逆的に収縮させる。
(2) Warm water process A chemical is added to the treated water introduced into the
(3)逆圧・逆流工程
バルブV9を開け、膜モジュール13の処理水側からコンプレッサ18からの加圧空気を供給して膜の内表面側に圧力をかける。さらに膜モジュール13上部のバルブV6を開け、膜モジュール13の上部(2次側)の処理水を押し出す。このとき、回収率を向上させるため、排出水を原水槽11に戻しても構わない。
(3) Back pressure / back flow process The valve V9 is opened, and pressurized air from the
(4)エアスクラビング工程
圧力を保持したまま、バルブV8を開けて一定時間だけ膜モジュール13の原水側下部からコンプレッサ18により加圧空気を供給し、膜モジュール13を空気によって揺動させる。
(4) Air scrubbing step While maintaining the pressure, the valve V8 is opened and pressurized air is supplied from the raw water side lower portion of the
(5)ドレン工程
一定時間エアスクラビングを行った後、バルブV10および膜モジュール13下部のバルブV5を開けて膜モジュール13内の水を排出する。このときコンプレッサ18から加圧空気を流したままの方がより効果的に付着物を排出することができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
(5) Drain process After performing air scrubbing for a certain period of time, the valve V10 and the valve V5 below the
(6)原水すすぎ
バルブV1,V4、および膜モジュール13上部の循環ラインのバルブV6を開け、原水ポンプ12を起動し、膜モジュール13のすすぎを行う。すすいだ水は、原水槽11に戻しても構わない。このときコンプレッサ18から加圧空気を流したままの方がより効果的にすすぎを行うことができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
(6) Raw Water Rinsing Valves V1 and V4 and the valve V6 in the circulation line above the
(7)ろ過
膜モジュール13上部のバルブV6を閉め、ろ過側のバルブV7を開けてろ過を再開する。前工程でコンプレッサ18が動いている場合には停止する。
(7) Filtration The valve V6 at the top of the
第4の実施形態によれば、膜モジュール13へ供給する処理水の温度またはpHの少なくともいずれか一方の条件を変化させることにより、物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張/収縮する高分子材料の特性によって、膜モジュール13における膜の外表面の孔径調整材2で捕捉した溶質3を系外へ、効果的に排出することができる。
According to the fourth embodiment, by changing the condition of at least one of the temperature and pH of the treated water supplied to the
(第4の実施形態の変形例)
図15は本発明の第4の実施形態に係る膜ろ過システムの変形例を示す構成図である。
(Modification of the fourth embodiment)
FIG. 15 is a block diagram showing a modification of the membrane filtration system according to the fourth embodiment of the present invention.
図15に示す膜ろ過システム170は、図14に示した膜ろ過システム160に対し、膜モジュール13の内部の温度、pH値等を検知するためのセンサ20と、洗浄水槽24内の処理水の温度、pH値等を検知するためのセンサ28と、センサ20,28で検知した値に応じて温度、pH値等を制御するための監視制御装置21とを追加した構成である。
The membrane filtration system 170 shown in FIG. 15 is different from the membrane filtration system 160 shown in FIG. 14 in that the
膜ろ過システム170における洗浄の手順は、上記膜ろ過システム160と同様であるが、監視制御装置21は、上記温水工程において、センサ20,28の検出結果により、膜モジュール13内の温度またはpHの少なくともいずれか一つが所定の目標値になるように、ヒータ25および薬品注入設備26を制御する。ここで、温度を変化させる費用と薬品添加に要する費用との和が最小となるように温度または薬品添加量の少なくともいずれか一つを制御することが好ましい。
The washing procedure in the membrane filtration system 170 is the same as that in the membrane filtration system 160. However, the monitoring
第4の実施形態の変形例によれば、膜モジュール13へ流入する処理水の温度およびpHに応じて、温度または薬品添加量の少なくともいずれか一方を制御することで、温度を変化させる費用と薬品添加に要する費用を抑制しながら、物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張/収縮する高分子材料の特性を生かした効果的なろ過と洗浄を行うことができる。
According to the modification of the fourth embodiment, according to the temperature and pH of the treated water flowing into the
(第5の実施形態)
図16は本発明の第5の実施形態に係る膜ろ過システムを示す構成図である。
(Fifth embodiment)
FIG. 16 is a block diagram showing a membrane filtration system according to the fifth embodiment of the present invention.
図16に示す膜ろ過システム180は、図14に示した膜ろ過システム160に対し、膜モジュール13の周囲を所定の空間を介して覆うように設けられた外筒13aと、洗浄水槽24内の洗浄水を外筒13aに供給し、膜モジュール13の外側を介して循環させる逆洗水ポンプ29とを追加した構成である。
The membrane filtration system 180 shown in FIG. 16 is different from the membrane filtration system 160 shown in FIG. 14 in the
膜ろ過システム160におけるろ過処理および通常の洗浄は、上述した膜ろ過システム140と同様の手順で行われる。そして、ある所定の頻度で、以下の手順により、温度調整または薬品添加によるpH調整の少なくともいずれか一方を用いて洗浄を行う。 The filtration process and normal cleaning in the membrane filtration system 160 are performed in the same procedure as the membrane filtration system 140 described above. Then, cleaning is performed at a predetermined frequency using at least one of temperature adjustment and pH adjustment by chemical addition according to the following procedure.
(1)逆圧水工程
洗浄水槽24に導入された処理水に薬品注入設備26により薬品を添加し、逆洗水ポンプ27により膜の処理水側から逆流させ、膜モジュール13下部の原水側か、あるいは膜モジュール13上部の原水側から排出する。このとき、コンプレッサ18によって膜モジュール13下部の原水側から加圧空気を供給して膜モジュール13を揺動させる。
(1) Back-pressure water process Chemicals are added to the treated water introduced into the
同時に、ヒータ25により孔径調整材2の高分子材料のLCSTまで温度調整した洗浄水槽24内の処理水を、逆洗水ポンプ29で外筒13aに供給し、膜モジュール13の外側を介して循環させる。このようにして、膜モジュール13内の処理水の温度調整または処理水への薬品添加の少なくともいずれか一方の手段により、膜の外表面に付加した孔径調整材2を可逆的に収縮させる。なお、膜モジュール13内の温度が以下の工程中でLCST以上を確保できる時点で、循環は停止して構わない。
At the same time, the treated water in the
(2)原水すすぎ
バルブV1,V4、および膜モジュール13上部のバルブV6を開け、原水ポンプ12を起動し、膜モジュール13のすすぎを行う。このとき、すすぎ水は原水槽11へ循環しても構わない。このときコンプレッサ18から加圧空気を流したままの方がより効果的にすすぎを行うことができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
(2) Raw Water Rinsing The valves V1 and V4 and the valve V6 above the
(3)ろ過
膜モジュール13上部のバルブV6を閉め、ろ過側のバルブV7を開けてろ過を再開する。このときコンプレッサ18が動いている場合には停止する。
(3) Filtration The valve V6 at the top of the
本実施形態によれば、膜モジュール13内の温度またはpHの少なくともいずれか一方の条件を変化させることにより、物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張/収縮する高分子材料の特性によって、膜モジュール13における膜の外表面の孔径調整材2で捕捉した溶質3を系外へ、効果的に排出することができる。
According to the present embodiment, the polymer material that reversibly expands / contracts in response to a physical or chemical environmental change by changing at least one of temperature and pH in the
また、ヒータ25により温めた処理水を膜モジュール13の外側を介して循環させることで膜モジュール13内の温度調整を行うので、温めた原水を有効に利用することができ、温める原水の量を節約することができる。
Moreover, since the temperature inside the
なお、上記説明では、温度調整した処理水を膜モジュール13の外側を介して循環することで膜モジュール13内の温度調整を行っているが、膜モジュール13自体を外部から温度調整する方法であれば、上記説明の温度調整方法に限定するものではない。
In the above description, the temperature inside the
(第5の実施形態の変形例)
図17は本発明の第5の実施形態に係る膜ろ過システムの変形例を示す構成図である。
(Modification of the fifth embodiment)
FIG. 17 is a configuration diagram showing a modification of the membrane filtration system according to the fifth embodiment of the present invention.
図17に示す膜ろ過システム190は、図16に示した膜ろ過システム180に対し、膜モジュール13の外側を循環する原水の温度、pH値等を検知するためのセンサ23と、洗浄水槽24内の処理水の温度、pH値等を検知するためのセンサ28と、センサ23,28で検知した値に応じて温度、pH値等を制御するための監視制御装置21とを追加した構成である。
The membrane filtration system 190 shown in FIG. 17 is different from the membrane filtration system 180 shown in FIG. 16 in the cleaning
膜ろ過システム190における洗浄の手順は、上記膜ろ過システム180と同様であるが、監視制御装置21は、上記逆圧水工程において、センサ23,28の検出結果により、膜モジュール13内の温度またはpHの少なくともいずれか一つが所定の目標値になるように、ヒータ25および薬品注入設備26を制御する。ここで、温度を変化させる費用と薬品添加に要する費用との和が最小となるように温度または薬品添加量の少なくともいずれか一つを制御することが好ましい。
The washing procedure in the membrane filtration system 190 is the same as that in the membrane filtration system 180. However, the
第5の実施形態の変形例によれば、膜モジュール13内の温度およびpHに応じて、温度または薬品添加量の少なくともいずれか一方を制御することで、温度を変化させる費用と薬品添加に要する費用を抑制しながら、物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張/収縮する高分子材料の特性を生かした効果的なろ過と洗浄を行うことができる。
According to the modification of the fifth embodiment, the temperature and the chemical addition amount are controlled by controlling at least one of the temperature and the chemical addition amount according to the temperature and pH in the
(第6の実施形態)
図18は第6の実施形態に係る膜ろ過システムで用いる膜モジュールの一例を示している。
(Sixth embodiment)
FIG. 18 shows an example of a membrane module used in the membrane filtration system according to the sixth embodiment.
図18に示すように、この膜モジュールは、平面状に形成された膜モジュールを複数積層して構成したものであり、図18(a)に示すように、原水が平板面からモジュール内に流入すると、図18(b)に示すように、膜内を通過して膜ろ過水(処理水)となる。図18に示す膜モジュールに装填される膜としては、図1に示した膜10が用いられる。この膜モジュールは、原水が流入している槽(開放型または密閉型)に浸漬させた状態で使用することができる。
As shown in FIG. 18, this membrane module is configured by laminating a plurality of membrane modules formed in a planar shape. As shown in FIG. 18 (a), raw water flows into the module from a flat plate surface. Then, as shown in FIG. 18B, it passes through the membrane and becomes membrane filtered water (treated water). As the membrane loaded in the membrane module shown in FIG. 18, the
図19は本発明の第6の実施形態に係る膜ろ過システムを示す構成図である。 FIG. 19 is a configuration diagram showing a membrane filtration system according to a sixth embodiment of the present invention.
図19に示す膜ろ過システム200は、図18に示した構成の膜モジュール55を、原水が流入している槽(開放型または密閉型)に浸漬させた構成を示しており、原水を導く導水ポンプ51と、導水ポンプ51によって導かれた原水を一時貯水する原水槽52と、原水槽52内の原水を膜浸漬槽54に供給する原水ポンプ53と、原水ポンプ53によって導水された原水をろ過する膜浸漬槽54と、この膜浸漬槽54内に浸漬された膜モジュール55と、膜ろ過後の処理水を吸引する吸引ポンプ56と、吸引ポンプ56で吸引された処理水を貯水する処理水槽57と、処理水槽57内の原水を所定温度に加熱するためのヒータ58とを備えている。また、原水槽52の原水温度を測定する温度計59と、原水槽52内の原水を所定温度に加熱するためのヒータ60とを備えている。さらに、処理水槽57内に貯水された処理水の一部を洗浄水として導入して貯水する洗浄水槽61と、この洗浄水槽61内の洗浄水の温度を測定する温度計62と、洗浄水槽61内に貯水された洗浄水を所定温度に加熱するヒータ63と、洗浄水槽61内の洗浄水を膜モジュール55に供給する逆洗水ポンプ64とを備えている。さらに、膜浸漬槽54内の原水を加熱するヒータ65と、膜浸漬槽54に導入される原水自体を加熱するヒータ66と、逆洗時に洗浄水を加熱するヒータ67とを備えている。加えて、原水槽52にpH調整のための薬品を注入する薬品注入設備68も備えている。なお、図中V31〜V41は各配管に設けられたバルブを示す。
A membrane filtration system 200 shown in FIG. 19 shows a configuration in which the
図19に示す膜ろ過システム200において、原水は導水ポンプ51によって原水槽52へ導かれている。原水ポンプ53によって膜浸漬槽54へ原水が導入され、膜モジュール55を透過した処理水は、槽外に配置された吸引ポンプ56によって処理水槽57内に吸引される。この場合、原水は、水位差方式または吸引方式、およびこれらの併用により生じる膜差圧により、膜を透過する。
In the membrane filtration system 200 shown in FIG. 19, the raw water is guided to the raw water tank 52 by the water transfer pump 51. Raw water is introduced into the membrane immersion tank 54 by the raw water pump 53, and the treated water that has permeated through the
そして、洗浄時には、原水槽52に薬品を添加し、ヒータ60,65,66のいずれか、またはそれらの組み合わせによって膜浸漬槽54内の原水温度を加温した後、逆洗水ポンプ64から供給される洗浄水をヒータ58,63,67のいずれかまたはそれらの組み合わせで25〜60℃に加温して膜モジュール55に供給して洗浄処理を実行する。すなわち、原水側での加熱は、ヒータ60,65,66のいずれかあるいはそれらの組み合わせで行い、処理水側での加熱はヒータ58,63,67のいずれかあるいはそれらの組み合わせで行う。
And at the time of washing | cleaning, after adding a chemical | medical agent to the raw | natural water tank 52 and heating the raw | natural water temperature in the film | membrane immersion tank 54 with either of heater 60,65,66 or those combination, it supplies from the backwash water pump 64. The cleaning water is heated to 25 to 60 ° C. by any one of the heaters 58, 63 and 67 or a combination thereof and supplied to the
このように、物理的または化学的な環境変化に応答性を有する膜から構成された膜モジュール55を原水が流入している膜浸漬槽54に浸漬させることによって、簡素なシステムを構成でき、また膜の交換が容易となり、膜供給水の濁度が高い場合にあっても安定した運転を実行することができる。
In this way, a simple system can be configured by immersing the
なお、図19においては、原水側での加熱は、ヒータ60,65,66で構成し、処理水側での加熱はヒータ58,63,67で構成するようにしたが、これに限定されるものではない。すなわち、原水側では原水槽52内の原水を加熱するヒータ60、原水槽52から膜浸漬槽54に供給される原水を加熱するヒータ66、または膜浸漬槽54内の原水を加熱するヒータ65の少なくともいずれかを備える構成であればよい。また、処理水側では、洗浄水槽61内の処理水を加熱するヒータ63、処理水槽57内の処理水を加熱するヒータ58、または膜浸漬槽54に供給される処理水を加熱するヒータ67の少なくともいずれかを備える構成であればよい。また、薬品注入設備68が原水槽52の替わりに洗浄水槽61に薬品を注入するように構成してもよい。
In FIG. 19, the heating on the raw water side is constituted by the heaters 60, 65, 66, and the heating on the treated water side is constituted by the heaters 58, 63, 67. However, the heating is limited to this. It is not a thing. That is, on the raw water side, a heater 60 that heats the raw water in the raw water tank 52, a heater 66 that heats the raw water supplied from the raw water tank 52 to the membrane immersion tank 54, or a heater 65 that heats the raw water in the film immersion tank 54 Any configuration including at least one of them may be used. On the treated water side, a heater 63 that heats the treated water in the cleaning water tank 61, a heater 58 that heats the treated water in the treated water tank 57, or a heater 67 that heats the treated water supplied to the film immersion tank 54. Any configuration including at least one of them may be used. Further, the
なお、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合せてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the components without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
1 膜基体
2 孔径調整材
3 溶質
10 膜
11 原水槽
12,22 原水ポンプ
13 膜モジュール
14 処理水槽
15,24 洗浄水槽
16,25 ヒータ
17,26 薬品注入設備
18 コンプレッサ
19,20,23,28 センサ
21 監視制御装置
27,29 逆洗水ポンプ
51 導水ポンプ
52 原水槽
53 原水ポンプ
54 膜浸漬槽
55 膜モジュール
56 吸引ポンプ
57 処理水槽
58,60,63,65〜67 ヒータ
59,62 温度計
61 洗浄水槽
64 逆洗水ポンプ
68 薬品注入設備
100〜190 膜ろ過システム
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記原水または前記処理水を前記膜モジュール内に供給して前記膜の洗浄を行う洗浄手段と、
前記孔径調整材の周囲の温度およびpHを変化させることにより、前記膜ろ過時は前記孔径調整材を膨張させ、前記洗浄時は前記孔径調整材を収縮させる条件可変手段とを備え、
前記条件可変手段は、前記洗浄時において、前記孔径調整材の周囲の温度を調整するために、前記原水または前記処理水の一部を、温度を調整しつつ前記膜モジュールの周囲を介して循環させることを特徴とする膜ろ過システム。 A film substrate having a plurality of through-holes, the membrane container having a pore size adjusting material added with a polymeric material which reversibly expansion / contraction in response to changes in temperature and pH on the outer surface of the membrane substrate a membrane module becomes integrated by filling, the supplied raw water to membrane filtration, is discharged as treated water,
A cleaning means for cleaning the membrane by supplying the raw water or the treated water into the membrane module;
By changing the ambient temperature and pH of the pore diameter adjusting material, the pore diameter adjusting material is expanded at the time of the membrane filtration, and the condition variable means for contracting the pore diameter adjusting material at the time of the cleaning,
The condition variable means circulates part of the raw water or the treated water through the periphery of the membrane module while adjusting the temperature in order to adjust the temperature around the pore diameter adjusting material during the cleaning. membrane filtration system characterized in that it makes.
前記検知手段による検知結果に応じて、前記孔径調整材の周囲の温度またはpHの少なくともいずれか一方が所定の目標値になるように前記条件可変手段を制御する制御手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の膜ろ過システム。 Detecting means for detecting at least one of temperature and pH around the pore diameter adjusting material;
Control means for controlling the condition variable means so that at least one of the ambient temperature and pH of the pore diameter adjusting material becomes a predetermined target value according to a detection result by the detection means. The membrane filtration system according to claim 1 .
前記原水または前記処理水の一部のpHを変化させる工程と、Changing the pH of a portion of the raw water or the treated water;
pHが変化した前記原水または前記処理水を前記膜モジュール内に供給するとともに、前記原水または前記処理水の一部を、温度を調整しつつ前記膜モジュールの周囲を介して循環させることにより前記前記孔径調整材の周囲の温度を変化させて、前記孔径調整材を収縮させる工程と、The raw water or the treated water having a changed pH is supplied into the membrane module, and a part of the raw water or the treated water is circulated through the periphery of the membrane module while adjusting the temperature. Changing the temperature around the hole diameter adjusting material to shrink the hole diameter adjusting material;
前記膜モジュール内に供給された水を排出する工程とDischarging water supplied into the membrane module;
を含むことを特徴とする膜の洗浄方法。A method for cleaning a film, comprising:
前記検知する工程における検知結果に応じて、前記孔径調整材の周囲の温度またはpHの少なくともいずれか一方が所定の目標値になるように調整する工程とA step of adjusting so that at least one of a temperature and a pH around the pore diameter adjusting material becomes a predetermined target value according to a detection result in the detecting step;
をさらに含むことを特徴とする請求項3に記載の膜の洗浄方法。The film cleaning method according to claim 3, further comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007073034A JP4896782B2 (en) | 2007-03-20 | 2007-03-20 | Membrane filtration system and membrane cleaning method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007073034A JP4896782B2 (en) | 2007-03-20 | 2007-03-20 | Membrane filtration system and membrane cleaning method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008229502A JP2008229502A (en) | 2008-10-02 |
JP4896782B2 true JP4896782B2 (en) | 2012-03-14 |
Family
ID=39902934
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007073034A Expired - Fee Related JP4896782B2 (en) | 2007-03-20 | 2007-03-20 | Membrane filtration system and membrane cleaning method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4896782B2 (en) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0715031B2 (en) * | 1988-10-14 | 1995-02-22 | ユニオン・カーバイド・コーポレーシヨン | A method for crosslinking reactive polyolefins via a rhodium-promoted hydrosilylation reaction using a polyorganosiloxane crosslinker. |
JP3597351B2 (en) * | 1997-09-01 | 2004-12-08 | キッコーマン株式会社 | Filtration device |
JPH11199631A (en) * | 1998-01-13 | 1999-07-27 | Sharp Corp | Polymer composite |
JP5134195B2 (en) * | 2005-08-29 | 2013-01-30 | 株式会社東芝 | Temperature-responsive hollow fiber membrane, temperature-responsive hollow fiber membrane module, and filtration device using the same |
-
2007
- 2007-03-20 JP JP2007073034A patent/JP4896782B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008229502A (en) | 2008-10-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5203563B2 (en) | Membrane filtration system | |
JP4896783B2 (en) | Membrane filtration system and membrane cleaning method | |
Van de Ven et al. | Hollow fiber dead-end ultrafiltration: Influence of ionic environment on filtration of alginates | |
JP6003646B2 (en) | Membrane module cleaning method | |
US20030127388A1 (en) | Treatment system having spiral membrane element and method for operating the treatment system | |
JP5960401B2 (en) | Water treatment apparatus and water treatment method | |
AU2010334047B2 (en) | Water production system and operation method therefor | |
JP2011152544A (en) | Membrane filtration system using temperature-responsive membrane | |
JP5829080B2 (en) | Water treatment method | |
JP2010036183A (en) | Separating membrane module for treating wastewater containing oil, and method and device for treating wastewater containing oil | |
JP5134195B2 (en) | Temperature-responsive hollow fiber membrane, temperature-responsive hollow fiber membrane module, and filtration device using the same | |
CN106103349A (en) | Method for treating water | |
WO2013111826A1 (en) | Desalination method and desalination device | |
ES2353194T3 (en) | MEMBRANE ELEMENT IN SPIRAL OF à “SMOSIS REVERSE, MEMBRANE MODULE OF Ó SMOSIS REVERSES USING SUCH ELEMENT AND PROCEDURE INTENDED FOR SEPARATION BY à “SMOSIS INVESTING INTEGRATING THIS MODULE. | |
TW200914382A (en) | Filtering device and water treatment method | |
JP4583671B2 (en) | Operating method and cleaning method of spiral membrane element and spiral membrane module | |
JP6087667B2 (en) | Desalination method and desalination apparatus | |
JP4896782B2 (en) | Membrane filtration system and membrane cleaning method | |
JP2013212497A (en) | Water treating method | |
CN115297950B (en) | Washing failure determination method for water generator and washing failure determination program | |
JP2006255672A (en) | Separation membrane | |
JP2011056340A (en) | Membrane filtration system | |
TWI480231B (en) | Method for processing oil-containing waste | |
CN115103820A (en) | Method for controlling water generator based on filter characteristic prediction, method for determining failure of water generator, operation program for water generator, failure determination program for water generator, and recording medium | |
JP2008289958A (en) | Membrane filtration system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090903 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110204 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110322 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110523 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111129 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111221 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4896782 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150106 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |