JP5269749B2 - Filtration device cleaning method - Google Patents

Filtration device cleaning method Download PDF

Info

Publication number
JP5269749B2
JP5269749B2 JP2009260413A JP2009260413A JP5269749B2 JP 5269749 B2 JP5269749 B2 JP 5269749B2 JP 2009260413 A JP2009260413 A JP 2009260413A JP 2009260413 A JP2009260413 A JP 2009260413A JP 5269749 B2 JP5269749 B2 JP 5269749B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
raw water
filtration
gas
pressure
pump
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.)
Active
Application number
JP2009260413A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011104488A (en
Inventor
文▲隆▼ 松川
泰 森川
武 宮原
修志 中塚
Original Assignee
セントラルフィルター工業株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by セントラルフィルター工業株式会社 filed Critical セントラルフィルター工業株式会社
Priority to JP2009260413A priority Critical patent/JP5269749B2/en
Publication of JP2011104488A publication Critical patent/JP2011104488A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5269749B2 publication Critical patent/JP5269749B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a washing method of a filtration apparatus surely and extremely efficiently separating and removing deposit accumulated on a filtration filter or a separation membrane. <P>SOLUTION: The washing method of a filtration apparatus is provided for washing the filtration apparatus equipped with the filtration filter or the separation membrane. An air chamber set on the filtrate side of the filtration apparatus is filled with gas, a valve on the filtrate outflow side is closed from a filtering operation state of obtaining the filtrate by feeding raw water containing super-fine bubbles to the filtration apparatus by a raw water feed pump, to increase the pressure in a flow path from a discharge side of the raw water feed pump to a filtrate outflow side valve up to a pump delivery pressure, making once the filtration apparatus a pressurized sealed state, then a concentrated liquid discharge side valve is opened to rapidly reduce the raw water side pressure, to thereby separate the deposit on the filter or separation membrane to the raw water side. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は濾過装置の洗浄方法、より詳しくは、濾過フィルター又は分離膜を備えた濾過装置において、濾過フィルター又は分離膜に堆積した堆積物を効果的に剥離できる濾過装置の洗浄方法に関する。   The present invention relates to a cleaning method for a filtration device, and more particularly to a filtration method for a filtration device that can effectively peel off deposits deposited on the filtration filter or the separation membrane in a filtration device equipped with a filtration filter or a separation membrane.

濾過フィルター又は分離膜を備えた濾過装置を長期間運転すると、濾過フィルター又は分離膜に、原水中の濁質物質が付着、堆積し、濾過フィルターや分離膜の濾過能力が低下する。このような濾過能力が低下した濾過フィルターや分離膜の濾過性能を回復させる方法として、例えば、原水の通水の断続、原水フラッシング、エアバブリング、膜の機械的振動、膜表面堆積物の物理的擦り落とし、あるいは水又は気体を濾過時とは逆方向に膜透過させる逆圧洗浄(以下、「逆洗」と称する場合がある)等の方法が知られている。   When a filtration device equipped with a filtration filter or a separation membrane is operated for a long period of time, turbid substances in raw water adhere to and accumulate on the filtration filter or the separation membrane, and the filtration ability of the filtration filter and the separation membrane decreases. Examples of methods for recovering the filtration performance of filtration filters and separation membranes with reduced filtration capability include, for example, intermittent flow of raw water, raw water flushing, air bubbling, mechanical vibrations of the membrane, and physical deposits on the membrane surface. There are known methods such as scrubbing or back-pressure cleaning (hereinafter sometimes referred to as “backwashing”) in which water or gas is passed through the membrane in the direction opposite to that during filtration.

例えば、特開昭63−111995号公報には、原水タンクと、中空糸型限外濾過モジュールと、原水を前記モジュールに供給するポンプを備えた無菌水製造装置において、自動フラッシング機構を組み込んだ無菌水製造装置が開示されている。この装置では、モジュール流出透過水ラインのバルブ開放、モジュール流出濃縮液フラッシングラインのバルブ閉止の状態から、タイマーのタイムアップの信号によりモジュール流出濃縮液フラッシングラインのバルブ閉止とし、モジュール流入水の圧力が上昇し所定の圧力となるとスイッチが作動して、モジュール流出濃縮液フラッシングラインのバルブ開放とし、一挙に放圧することにより、所定時間フラッシングが行われる。しかし、この方法では、原水が主に原水供給側分離膜表面に並行に流れるので、分離膜に堆積した濁質物質の除去効果は十分なものとはいえない。   For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-111995 discloses an aseptic water production apparatus equipped with a raw water tank, a hollow fiber type ultrafiltration module, and a pump for supplying raw water to the module. A water production apparatus is disclosed. In this device, the valve of the module effluent permeate line is opened and the valve of the module effluent concentrate flushing line is closed, and the valve of the module effluent concentrate flushing line is closed according to the timer time-up signal, and the pressure of the module influent water is reduced. When the pressure rises and reaches a predetermined pressure, the switch is operated to open the valve of the module effluent concentrate flushing line and release it all at once to perform flushing for a predetermined time. However, in this method, since raw water mainly flows in parallel to the surface of the raw water supply side separation membrane, it cannot be said that the effect of removing turbid substances deposited on the separation membrane is sufficient.

特開昭60−197206号公報には、透過膜モジュールの透過水側を、その透過水側に予めガス体を満たして密閉し、所定時間原水側の原水圧力を上昇させ、しかる後原水側の原水圧力を降下させて透過膜の蓄積物を原水側に剥離させる透過膜モジュールの洗浄方法が開示されている。そして、この方法によれば、透過水が透過側から原水側へ、透過側で圧縮されていたガス体の膨張力により流れ、逆洗が行われるため、膜面上に堆積していた微小懸濁物が膜表面から浮かび上がり、原水側の流れにのって系外に排出され、膜面が洗浄されると記載されている。しかし、この方法では、膜面上の堆積物はかなり剥離するが、全面的ではなく、必ずしも十分満足できる方法とは言えない。   In JP-A-60-197206, the permeate side of a permeable membrane module is sealed with a gas body filled in advance with the permeate side, the raw water pressure on the raw water side is increased for a predetermined time, and then the raw water side A method for cleaning a permeable membrane module is disclosed in which the accumulated water in the permeable membrane is peeled to the raw water side by lowering the raw water pressure. According to this method, the permeated water flows from the permeate side to the raw water side due to the expansion force of the gas body compressed on the permeate side, and backwashing is performed. It is described that the turbid matter emerges from the membrane surface, is discharged out of the system along the flow of the raw water, and the membrane surface is washed. However, with this method, the deposit on the film surface is considerably peeled off, but it is not entirely satisfactory and is not necessarily a satisfactory method.

特開昭63−111995号公報JP 63-111995 A 特開昭60−197206号公報JP-A-60-197206

本発明の目的は、濾過フィルター又は分離膜に堆積した堆積物を確実に且つ極めて効率よく剥離除去できる濾過装置の洗浄方法を提供することにある。   The objective of this invention is providing the washing | cleaning method of the filtration apparatus which can peel and remove the deposit deposited on the filtration filter or the separation membrane reliably and extremely efficiently.

本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、濾過装置の濾過水側にエアチャンバーを設け、このエアチャンバーに気体を満たしておき、原水供給ポンプにより超微細気泡を含有する原水を濾過装置に供給する濾過運転状態から、濾過水流出口側バルブを閉止して、濾過装置内をポンプ吐出圧まで昇圧し、一旦濾過装置内を加圧密閉状態とした後、濃縮液排出口側バルブを開にして原水側圧力を急激に降下させると、濾過フィルター又は分離膜表面に堆積した堆積物が極めて効率よく且つ確実に、また微細に粉砕された状態で原水側に剥離することを見いだし、本発明を完成した。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor has provided an air chamber on the filtered water side of the filtration device, filled the gas in this air chamber, and contains ultrafine bubbles by the raw water supply pump. From the filtration operation state in which the raw water is supplied to the filtration device, the filtered water outlet side valve is closed, the inside of the filtration device is increased to the pump discharge pressure, the inside of the filtration device is once pressurized and sealed, and then the concentrate discharge port When the side valve is opened and the pressure on the raw water side is drastically reduced, the deposits deposited on the surface of the filtration filter or separation membrane can be peeled off to the raw water side in an extremely efficient and reliable manner in a finely pulverized state. As a result, the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、濾過フィルター又は分離膜を備えた濾過装置を洗浄する方法であって、濾過装置の濾過水側に設けたエアチャンバーに気体を満たしておき、原水供給ポンプにより超微細気泡を含有する原水を濾過装置に供給して濾過水を得る濾過運転状態から、濾過水流出口側バルブを閉止して、原水供給ポンプ吐出側から濾過水流出口側バルブまでの流路をポンプ吐出圧まで昇圧し、一旦濾過装置内を加圧密閉状態とした後、濃縮液排出口側バルブを開にして原水側圧力を急激に降下させ、濾過フィルター又は分離膜の堆積物を原水側に剥離させることを特徴とする濾過装置の洗浄方法を提供する。   That is, the present invention is a method for washing a filtration device equipped with a filtration filter or a separation membrane, wherein an air chamber provided on the filtrate water side of the filtration device is filled with gas, and ultrafine bubbles are removed by a raw water supply pump. The filtration water outlet side valve is closed and the flow path from the raw water supply pump discharge side to the filtered water outlet side valve is increased to the pump discharge pressure from the filtration operation state in which the raw water contained is supplied to the filtration device to obtain filtered water. Once the inside of the filtration device is pressurized and sealed, the concentrate outlet port valve is opened, the pressure on the raw water side is drastically lowered, and the deposit on the filtration filter or separation membrane is peeled off to the raw water side. A filtering device cleaning method is provided.

この濾過装置の洗浄方法において、超微細気泡を含有する原水は、原水中に気体を混合して得られる気液混合流体を、原水供給ポンプによる高圧により縮小部・最挟部・拡大部を有する流路を流通させ、流路内で形成される気液混合流体の高速せん断流の流速と圧力を変化させて超微細気泡を発生させることにより得られる超微細気泡含有原水であってもよい。   In this filtering apparatus cleaning method, the raw water containing ultrafine bubbles has a gas-liquid mixed fluid obtained by mixing gas in the raw water, and has a reduced portion, a most sandwiched portion, and an enlarged portion due to the high pressure by the raw water supply pump. It may be ultrafine bubble-containing raw water that is obtained by circulating a flow path and changing the flow velocity and pressure of the high-speed shear flow of the gas-liquid mixed fluid formed in the flow path to generate ultrafine bubbles.

なお、本明細書では、濾過フィルターを通過した濾過水及び分離膜を通過した透過水を「濾過水」と総称する。また、濾過フィルター及び分離膜を「膜」、濾過フィルターによる濾過及び分離膜による濾過を「膜濾過」と総称する場合がある。   In the present specification, the filtered water that has passed through the filtration filter and the permeated water that has passed through the separation membrane are collectively referred to as “filtered water”. Further, the filtration filter and the separation membrane may be collectively referred to as “membrane”, and filtration through the filtration filter and filtration through the separation membrane may be collectively referred to as “membrane filtration”.

本発明の濾過装置の洗浄方法によれば、濃縮液排出口側バルブを開にして原水側圧力を急激に降下させた際の圧力の急激な変動によって濾過フィルター又は分離膜が受ける衝撃と、エアチャンバー内の気体の急激な膨張による濾過水の濾過水側から原水側への急激な流れ(逆流)と、濁質物質の堆積物内にしみ込んだ原水中の超微細気泡の急激な膨張による堆積物の破砕との相乗的な効果により、濾過フィルター又は分離膜表面の堆積物を極めて効率よく且つ確実に、また細かく粉砕した状態で剥離、除去できる。   According to the method for cleaning a filtration device of the present invention, the impact received by the filtration filter or the separation membrane due to a sudden change in pressure when the concentrate discharge port side valve is opened and the raw water side pressure is suddenly lowered, Accumulated flow of filtered water from the filtered water side to the raw water side due to rapid expansion of gas in the chamber (back flow), and deposition due to rapid expansion of ultrafine bubbles in the raw water soaked in the sediment of turbid material Due to a synergistic effect with the crushing of the object, the deposit on the surface of the filtration filter or the separation membrane can be peeled off and removed very efficiently and reliably and in a finely pulverized state.

本発明の濾過装置の洗浄方法の一例を示す概略説明図(概略フロー図)である。It is a schematic explanatory drawing (schematic flowchart) which shows an example of the washing | cleaning method of the filtration apparatus of this invention. 本発明の方法で使用される送水ポンプと超微細気泡発生装置とが一体化した装置(超微細気泡発生装置内蔵送水ポンプ)の一例を示す部分断面図(送液分散部の断面図)である。It is a fragmentary sectional view (sectional view of a liquid feeding dispersion part) showing an example of a device (water pump with a built-in ultrafine bubble generator) in which a water pump used in the method of the present invention and an ultrafine bubble generator are integrated. . 図2の超微細気泡発生装置内蔵送水ポンプの収納室の部分拡大図(断面図)である。It is the elements on larger scale (sectional drawing) of the storage chamber of the water pump with a built-in ultrafine bubble generator of FIG. 本発明の方法で使用される送水ポンプと超微細気泡発生装置とが一体化した装置(超微細気泡発生装置内蔵送水ポンプ)の他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of the apparatus (water pump with a built-in ultrafine bubble generator) with which the water pump used by the method of this invention and the ultrafine bubble generator were integrated. 図4の超微細気泡発生装置内蔵送水ポンプの部分拡大図(断面図)である。It is the elements on larger scale (sectional drawing) of the water pump with a built-in ultrafine bubble generator of FIG. 本発明の方法で使用される送水ポンプと超微細気泡発生装置とが一体化した装置(超微細気泡発生装置内蔵送水ポンプ)のさらに他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the further another example of the apparatus (water pump with a built-in ultrafine bubble generator) in which the water pump and the ultrafine bubble generator used by the method of this invention were integrated. 本発明の方法で使用される超微細気泡発生装置の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the ultrafine bubble generator used by the method of this invention.

本発明の方法で洗浄の対象となる濾過装置は濾過フィルター又は分離膜を備えている。濾過フィルターとしては、特に限定されず、例えば孔径1μm以上25μm未満程度の種々の材質、形状の濾過フィルターを使用できる。濾過フィルターの材質としては、例えば、金属(金網)、プラスチック、紙などが挙げられる。濾過フィルター(エレメント)の形状としては、例えば、円筒型、プレート&フレームタイプエレメントなどが挙げられる。濾過フィルター(濾材エレメント)の内容積としては、例えば、50〜5000mL、好ましくは100〜2000mL程度である。また、濾過フィルター(濾材エレメント)の濾過面積は、例えば0.001〜1m2、好ましくは0.005〜0.5m2程度である。 The filtration device to be cleaned by the method of the present invention includes a filtration filter or a separation membrane. The filtration filter is not particularly limited, and for example, filtration filters of various materials and shapes having a pore diameter of about 1 μm or more and less than 25 μm can be used. Examples of the material of the filtration filter include metal (metal mesh), plastic, paper, and the like. Examples of the shape of the filtration filter (element) include a cylindrical type and a plate & frame type element. The internal volume of the filtration filter (filter element) is, for example, about 50 to 5000 mL, preferably about 100 to 2000 mL. Further, filtration area of the filtration filter (filter media element), for example 0.001~1M 2, preferably 0.005~0.5M 2 approximately.

分離膜としては、特に限定されず、限外濾過膜、精密濾過膜、ナノ濾過膜、逆浸透膜などが挙げられる。限外濾過(UF)膜とは分子量500〜30万の物質(分子サイズとして0.001〜0.03μm程度)を分離対象とする分離膜であり、通常のナノ濾過膜の範疇も含む。精密濾過(MF)膜は粒径0.02〜2μmの粒子を分離対象とする分離膜である。従って、限外又は精密濾過膜の孔径は0.001〜2μmであるが、より好ましくは、0.01〜1μmである。また、逆浸透(RO)膜は塩類や分子量500程度までの物質を分離対象とする分離膜(分子サイズとして1Å〜0.001μm程度)であり、例えば海水の淡水化に使用される。また、限外濾過膜の透過水を逆浸透膜に通すこともある。   The separation membrane is not particularly limited, and examples thereof include an ultrafiltration membrane, a microfiltration membrane, a nanofiltration membrane, and a reverse osmosis membrane. The ultrafiltration (UF) membrane is a separation membrane for separating a substance having a molecular weight of 500 to 300,000 (molecular size of about 0.001 to 0.03 μm), and includes a category of a normal nanofiltration membrane. A microfiltration (MF) membrane is a separation membrane for separating particles having a particle size of 0.02 to 2 μm. Accordingly, the pore diameter of the ultrafiltration or microfiltration membrane is 0.001 to 2 μm, more preferably 0.01 to 1 μm. A reverse osmosis (RO) membrane is a separation membrane (with a molecular size of about 1 to 0.001 μm) for separation of salts and substances having a molecular weight of about 500, and is used for desalination of seawater, for example. Further, the permeated water of the ultrafiltration membrane may be passed through the reverse osmosis membrane.

分離膜の材質としては、一般的なもの、例えば、酢酸セルロース、ポリアクリロニトリル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリロニトリル、芳香族ポリアミド、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド、セラミックなどを使用できる。これらの中でも、限外濾過膜の材質としては酢酸セルロース、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリロニトリル、芳香族ポリアミドが好ましく、精密濾過膜の材質としてはポリフッ化ビニリデン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスルホン、セラミックが好ましい。逆浸透膜の材質としては、酢酸セルロース、芳香族ポリアミドなどが好ましい。   Examples of the material for the separation membrane include general materials such as cellulose acetate, polyacrylonitrile, polysulfone, polyethersulfone, polyacrylonitrile, aromatic polyamide, polyvinylidene fluoride, polyvinyl chloride, polyethylene, polypropylene, polyimide, and ceramic. Can be used. Among these, cellulose acetate, polysulfone, polyethersulfone, polyacrylonitrile, and aromatic polyamide are preferable as the material for the ultrafiltration membrane, and polyvinylidene fluoride, polyethylene, polypropylene, polysulfone, and ceramic are preferable as the material for the microfiltration membrane. . As a material for the reverse osmosis membrane, cellulose acetate, aromatic polyamide and the like are preferable.

分離膜を備えた濾過装置として、膜モジュールが挙げられる。膜モジュールとしては、中空糸型濾過膜モジュール、平板モジュール、チューブラーモジュール、スパイラルモジュール等の何れであってもよいが、逆洗が比較的容易に行える点から、中空糸型濾過膜モジュールが好ましい。中空糸型濾過膜モジュールにおける中空糸膜の内径は、中空糸膜の内側に気泡径50μm以下の微細気泡を効果的に通過させるとともに、汚染物質の閉塞の防止、中空糸充填率の向上という観点から、0.1〜2.0mm程度の範囲が好ましく、0.5〜1.0mmの範囲がさらに好ましい。   A membrane module is mentioned as a filtration apparatus provided with the separation membrane. The membrane module may be any of a hollow fiber filtration membrane module, a flat plate module, a tubular module, a spiral module, etc., but a hollow fiber filtration membrane module is preferable because it can be backwashed relatively easily. . The hollow fiber membrane inner diameter of the hollow fiber membrane module is such that fine bubbles having a bubble diameter of 50 μm or less are effectively passed through the inside of the hollow fiber membrane, while preventing the blocking of contaminants and improving the hollow fiber filling rate. Therefore, the range of about 0.1 to 2.0 mm is preferable, and the range of 0.5 to 1.0 mm is more preferable.

中空糸膜としては、酢酸セルロース系中空糸膜、ポリスルホン系中空糸膜、ポリアクリロニトリル系中空糸膜、ポリフッ化ビニリデン中空糸膜等を挙げることができるが、これらの中でも、低い膜間圧力で運転することができ、膜のファウリングも抑制しやすいことから、酢酸セルロース系中空糸膜が好ましい。また、外表面側の細孔より内表面側の細孔の方が小さい孔径のものが内圧式としては好適である。   Examples of the hollow fiber membrane include cellulose acetate-based hollow fiber membranes, polysulfone-based hollow fiber membranes, polyacrylonitrile-based hollow fiber membranes, and polyvinylidene fluoride hollow fiber membranes. The cellulose acetate-based hollow fiber membrane is preferable because it can be easily suppressed and fouling of the membrane is easily suppressed. In addition, a pore having a smaller pore diameter on the inner surface side than on the outer surface side is suitable as the internal pressure type.

なお、濾過装置に供する原水としては、特に限定されず、淡水(河川水、湖沼水等)、海水などが挙げられる。原水としては、濾過装置を経て得られる濃縮液の循環水を混合したものを用いることもできる。   In addition, it does not specifically limit as raw water provided to a filtration apparatus, Fresh water (river water, lake water, etc.), seawater, etc. are mentioned. As the raw water, a mixture of the concentrated circulating water obtained through the filtration device can be used.

本発明では、濾過装置の濾過水側に設けたエアチャンバー(エアホールドタンク)に気体を満たしておき、原水供給ポンプ(「送水ポンプ」と称する場合がある)により超微細気泡を含有する原水を濾過装置に供給して濾過水を得る濾過運転状態から、濾過水流出口側バルブを閉止して、原水供給ポンプ吐出側から濾過水流出口側バルブまでの流路をポンプ吐出圧まで昇圧し、一旦濾過装置内を加圧密閉状態とした後、濃縮液排出口側バルブを開にして原水側圧力を急激に降下させ、濾過フィルター又は分離膜の堆積物を原水側に剥離させる。   In the present invention, gas is filled in an air chamber (air hold tank) provided on the filtered water side of the filtration device, and raw water containing ultrafine bubbles is removed by a raw water supply pump (sometimes referred to as a “water supply pump”). From the filtration operation state where the filtered water is supplied to the filtration device, the filtered water outlet side valve is closed, the flow path from the raw water supply pump discharge side to the filtered water outlet side valve is increased to the pump discharge pressure, and once filtered After the inside of the apparatus is pressurized and sealed, the concentrate discharge port side valve is opened, the raw water side pressure is rapidly lowered, and the filter filter or separation membrane deposit is peeled off to the raw water side.

エアチャンバーの形状、材質、大きさとしては、特に限定されず、濾過装置の大きさ、洗浄操作の操作性、安全性等を考慮して適宜選択できる。エアチャンバーの形状としては、例えば、円筒状、バルーン状(内部が空洞の球状、楕球状等)等の何れであってもよい。エアチャンバーの材質としては、例えば、金属(ステンレス、チタン等)、ガラス、プラスチック等の何れであってもよい。エアチャンバーの大きさとしては、円筒状の場合、直径は、例えば5mm〜200mm、好ましくは10mm〜100mm程度、内部空間の高さ(長さ)は、例えば10mm〜1000mm、好ましくは20mm〜500mm程度である。   The shape, material, and size of the air chamber are not particularly limited, and can be appropriately selected in consideration of the size of the filtration device, the operability of the cleaning operation, safety, and the like. The shape of the air chamber may be any of, for example, a cylindrical shape, a balloon shape (a hollow spherical shape, an elliptical shape, etc.). The material of the air chamber may be any of metal (stainless steel, titanium, etc.), glass, plastic, etc., for example. As the size of the air chamber, in the case of a cylindrical shape, the diameter is, for example, 5 mm to 200 mm, preferably about 10 mm to 100 mm, and the height (length) of the internal space is, for example, 10 mm to 1000 mm, preferably about 20 mm to 500 mm. It is.

エアチャンバーの内容積は、例えば20mL〜30L、好ましくは25mL〜1L、さらに好ましくは25mL〜500mL程度である。エアチャンバーの内容積が小さすぎると、フィルター又は分離膜の表面の堆積物の剥離性が低下しやすくなり、大きすぎると、排水削減面やコスト面で無駄が増大してゆく。   The internal volume of the air chamber is, for example, about 20 mL to 30 L, preferably about 25 mL to 1 L, and more preferably about 25 mL to 500 mL. If the internal volume of the air chamber is too small, the peelability of deposits on the surface of the filter or separation membrane tends to be lowered, and if it is too large, waste is reduced in terms of drainage reduction and cost.

エアチャンバーの取付け位置としては、濾過装置の濾過水側であって、エアを貯留できる箇所であればよいが、濾過運転時において濾過水の水面より上方に取り付けるのが好ましい。   The attachment position of the air chamber may be a place where the air can be stored on the filtered water side of the filtration device, but it is preferable that the air chamber is attached above the surface of the filtered water during the filtration operation.

エアチャンバーに満たす気体としては、空気、窒素、アルゴンなどが挙げられるがこれらに限定されない。本発明では、濾過装置の濾過水側にエアチャンバーを設けるので、洗浄時、濾過装置内の圧力を急激に降下させる際、濾過フィルター又は分離膜に強い衝撃を与えるとともに、圧力降下時の気体の膨張は水に比して著しく大きいため、二次側(濾過水側)の水を一次側(原水側、濃縮液側)に押し出すキャパシティアップの効果が得られる。   Examples of the gas that fills the air chamber include, but are not limited to, air, nitrogen, and argon. In the present invention, since an air chamber is provided on the filtered water side of the filtration device, when the pressure in the filtration device is suddenly lowered during cleaning, a strong impact is given to the filtration filter or the separation membrane, and the gas at the time of the pressure drop is reduced. Since the expansion is significantly larger than that of water, an effect of increasing the capacity of pushing the secondary side (filtrated water side) water to the primary side (raw water side, concentrated liquid side) can be obtained.

次に、超微細気泡を含有する原水について説明する。   Next, raw water containing ultrafine bubbles will be described.

本明細書において、超微細気泡とは、発生時において気泡径50μm以下の気泡をいう。気泡径は、発生時において50μm以下が好ましく、更に好ましくは発生時において気泡径10μm以下である。超微細気泡は、発生時において例えば10μm程度であっても時間とともに徐々に小さくなる現象がある。本発明においては、濾過装置に流入させる超微細気泡含有原水中に含まれる気泡径2〜50μmの気泡の個数(パーティクルカウンタで測定される個数)は、20〜30℃において、例えば100個/mL以上、好ましくは300個/mL以上、さらに好ましくは1000個/mL以上であり、特に2000個/mL以上が好ましい。なお、膜モジュールに流入させる超微細気泡含有原水には、気泡径50μm以上の気泡が含有されていてもよい。   In the present specification, ultrafine bubbles refer to bubbles having a bubble diameter of 50 μm or less when they are generated. The bubble diameter is preferably 50 μm or less when generated, and more preferably 10 μm or less when generated. Even when the ultrafine bubbles are generated, for example, about 10 μm, there is a phenomenon that they gradually decrease with time. In the present invention, the number of bubbles having a bubble diameter of 2 to 50 μm (number measured by a particle counter) contained in the ultrafine bubble-containing raw water flowing into the filtration device is, for example, 100 / mL at 20 to 30 ° C. As mentioned above, Preferably it is 300 piece / mL or more, More preferably, it is 1000 piece / mL or more, Especially 2000 piece / mL or more is preferable. The ultrafine bubble-containing raw water that flows into the membrane module may contain bubbles having a bubble diameter of 50 μm or more.

本発明では、超微細気泡を含有する原水を用いるため、洗浄時に濾過装置内の圧力を急激に降下させる際、濾過面の堆積物にしみ込んだ原水中の超微細気泡が急激に膨張して、堆積物を細かく粉砕する。このため、濾過フィルター又は分離膜の濾過面を極めて効率よく清浄化できる。なお、超微細気泡は、濾過面の汚れをはぎ取り且つ粉砕するだけでなく、静電気的な作用によるためか、一旦剥離した汚れを再び膜表面に付着させない働きをする。   In the present invention, since raw water containing ultrafine bubbles is used, when the pressure in the filtration device is drastically reduced during cleaning, the ultrafine bubbles in the raw water soaked in the deposit on the filtration surface are rapidly expanded, Grind the deposit finely. For this reason, the filtration surface of a filtration filter or a separation membrane can be cleaned very efficiently. Note that the ultrafine bubbles not only remove and crush the dirt on the filtration surface, but also work to prevent the once-separated dirt from adhering to the membrane surface again due to electrostatic action.

超微細気泡を含有する原水は、超微細気泡源としての気体を原水中に混入させた気液混合流体に高速せん断を与えたり、或いは該気液混合流体を間隙の変化する流路を流通させ、流路間隙の変化によって該気液混合流体の流速と圧力を変化させて、主に50μm以下のサイズの気泡を発生させる超微細気泡発生装置(例えば、発生する全気泡の70%以上が気泡径50μm以下の気泡である超微細気泡発生装置)により調製することができる。超微細気泡発生方法としては、一般に、薬品を用いる方法、気体を過飽和に溶解させてから圧力低下させて発生させる方法、流体に気体を混合させて高速せん断を与える方法、気液混合流体の流路間隙を変化させて該気液混合流体の流速と圧力を変化させる方法などがある。超微細気泡の発生方法が異なると、発生した超微細気泡の性質は大きく異なることが一般に知られている(大成博文:マイクロバブルのすべて、日本実業出版 p1−285、2006)。   Raw water containing ultrafine bubbles gives high-speed shearing to a gas-liquid mixed fluid in which a gas as a source of ultrafine bubbles is mixed into the raw water, or causes the gas-liquid mixed fluid to flow through a flow path where the gap changes. , An ultra-fine bubble generator that generates bubbles mainly having a size of 50 μm or less by changing the flow velocity and pressure of the gas-liquid mixed fluid by changing the channel gap (for example, 70% or more of all generated bubbles are bubbles It can be prepared by an ultrafine bubble generator which is a bubble having a diameter of 50 μm or less. As a method for generating ultrafine bubbles, generally, a method using a chemical, a method in which a gas is dissolved in a supersaturated state and a pressure is reduced, a method in which a gas is mixed with a fluid to give high-speed shearing, a flow of a gas-liquid mixed fluid There is a method of changing the flow gap and pressure of the gas-liquid mixed fluid by changing the passage gap. It is generally known that the properties of the generated ultrafine bubbles differ greatly depending on the generation method of the ultrafine bubbles (Hirofumi Taisei: All of microbubbles, Nihon Jitsugyo Shuppan pp. 1-285, 2006).

超微細気泡の発生方法としては、原水中に気体を混入させて高速せん断を与える方法や、気液混合流体の流路間隙を変化させて該気液混合流体の流速と圧力を変化させる方法が好ましい。高速せん断を与える方法としては、液体と気体を円筒形状の中で超高速旋回させることによって気泡を発生させる方法、気液混合流体を高速で環状スリットに通過させて気泡を発生させる方法などがある。特に、気液混合流体を環状スリットに通過させて噴出させることにより、液中に超微細気泡を発生させる環状スリットを備えた装置が好適である。この環状スリットは、内径側から外径側に向かって間隙最小部から拡大するように設けられた流路拡大部を備えているのが好ましい(この場合、気液混合流体は内径側から外径側に向かって流れる)。なお、環状スリットは、外径側から内径側に向かって間隙最小部から拡大するように設けられた流路拡大部を備えているものであってもよい(この場合、気液混合流体は外径側から内径側に向かって流れる)。気液混合流体を環状スリットに通過させて噴出させる際、遠心翼を備えた回転体の高速回転で発生する高圧を利用して環状スリットを通過させてもよい。また、気液混合流体の流路間隙を変化させることにより該気液混合流体の流速と圧力を変化させる方法としては、例えば、気液混合流体を高圧により縮小部・最挟部・拡大部を有する流路(例えば、環状スリット)を流通させる方法などが挙げられる。   As a method for generating ultrafine bubbles, there are a method in which gas is mixed in raw water to give high-speed shearing, and a method in which the flow gap and pressure of the gas-liquid mixed fluid are changed by changing the flow gap of the gas-liquid mixed fluid. preferable. As a method for applying high-speed shearing, there are a method of generating bubbles by rotating a liquid and a gas at a high speed in a cylindrical shape, and a method of generating bubbles by passing a gas-liquid mixed fluid through an annular slit at a high speed. . In particular, an apparatus including an annular slit that generates ultrafine bubbles in the liquid by allowing the gas-liquid mixed fluid to pass through the annular slit and ejecting the fluid is suitable. This annular slit is preferably provided with a flow path expanding portion provided so as to expand from the minimum gap portion from the inner diameter side to the outer diameter side (in this case, the gas-liquid mixed fluid flows from the inner diameter side to the outer diameter. Flows towards the side). The annular slit may be provided with a flow passage expanding portion provided so as to expand from the smallest gap portion from the outer diameter side toward the inner diameter side (in this case, the gas-liquid mixed fluid is outside It flows from the diameter side toward the inner diameter side). When the gas-liquid mixed fluid is caused to pass through the annular slit to be ejected, the annular slit may be passed using high pressure generated by high-speed rotation of a rotating body provided with a centrifugal blade. Further, as a method of changing the flow velocity and pressure of the gas-liquid mixed fluid by changing the channel gap of the gas-liquid mixed fluid, for example, the gas-liquid mixed fluid can be reduced by using a high pressure to reduce the narrowing portion, Examples thereof include a method of circulating a flow path (for example, an annular slit).

本発明では、原水供給ポンプでの加圧後(より具体的には原水供給ポンプのポンプインペラの回転による加圧後)において、超微細気泡を発生させつつ、前記原水供給ポンプによる加圧膜濾過を行ってもよい。原水供給ポンプにより圧力が高められた状態で発生した超微細気泡は、膜を通過する際の圧力降下により膨張するとともに、高圧下で溶解した気体が膜(ならびに膜孔)を流通する際の圧力降下により極めて多数の超微細気泡が発生する。濾過フィルターを用いる場合、原水供給ポンプの吐出側の圧力(すなわち、膜濾過時の濾過圧力)は、例えば0.01MPa(ゲージ圧)以上[例えば、0.01〜0.5MPa(ゲージ圧)]である。限外又は精密濾過膜モジュールを用いる場合、原水供給ポンプの吐出側の圧力(すなわち、膜濾過時の濾過圧力)は、例えば0.01MPa(ゲージ圧)以上[例えば、0.01〜0.1MPa(ゲージ圧)]、好ましくは0.02MPa(ゲージ圧)以上[例えば、0.02〜0.08MPa(ゲージ圧)]である。膜モジュールとして逆浸透膜モジュールを用いる場合には、水供給ポンプの吐出側圧力は、限外又は精密濾過膜モジュールの場合の100倍程度高いため、水供給ポンプの吐出側の圧力は、例えば1MPa以上[例えば、1〜7MPa(ゲージ圧)]であり、高圧ポンプが必要である。   In the present invention, after pressurization by the raw water supply pump (more specifically, after pressurization by rotation of the pump impeller of the raw water supply pump), pressure membrane filtration by the raw water supply pump is performed while generating ultrafine bubbles. May be performed. Ultra-fine bubbles generated in a state where the pressure is increased by the raw water supply pump expands due to the pressure drop when passing through the membrane, and the pressure when the gas dissolved under high pressure flows through the membrane (and membrane pores) An extremely large number of ultrafine bubbles are generated by the descending. When a filtration filter is used, the pressure on the discharge side of the raw water supply pump (that is, the filtration pressure during membrane filtration) is, for example, 0.01 MPa (gauge pressure) or more [eg, 0.01 to 0.5 MPa (gauge pressure)]. It is. When using an ultrafiltration membrane or a microfiltration membrane module, the pressure on the discharge side of the raw water supply pump (that is, the filtration pressure during membrane filtration) is, for example, 0.01 MPa (gauge pressure) or more [eg, 0.01 to 0.1 MPa. (Gauge pressure)], preferably 0.02 MPa (gauge pressure) or more [for example, 0.02 to 0.08 MPa (gauge pressure)]. When a reverse osmosis membrane module is used as the membrane module, the pressure on the discharge side of the water supply pump is about 100 times higher than that of the ultrafiltration or microfiltration membrane module. This is [for example, 1 to 7 MPa (gauge pressure)], and a high-pressure pump is required.

超微細気泡源となる気体(空気等)の導入位置(気体供給手段の設置箇所)は、濾過装置及び超微細気泡を発生させる装置(超微細気泡発生装置)の上流側であれば特に制限はないが、導入された気体と原水とを原水供給ポンプの回転羽根などで効率よく混合できる点で、前記原水供給ポンプの上流側(ポンプインペラの回転による加圧前)であるのが好ましく、特に、前記原水供給ポンプの直前(ポンプインペラの回転による加圧直前)であるのが好ましい。気体の供給量は、原水供給ポンプの吐出流量1m3/hあたり、例えば0.005〜0.50L/min(標準状態)、好ましくは0.03〜0.30L/min(標準状態)、さらに好ましくは0.05〜0.30L/min(標準状態)である。気体の供給量は、少なすぎれば超微細気泡の数が少なくなり、多すぎれば超微細気泡の大きさが50μm以上のものの割合が多くなり、いずれも濾過装置の汚れや目詰まりを効果的に防止できなくなる。なお、気体の供給量が少なくても、超微細気泡が発生すれば、ある程度の効果が得られる。 If the introduction position of the gas (air, etc.) that is the source of ultrafine bubbles (installation location of the gas supply means) is upstream of the filtration device and the device that generates ultrafine bubbles (ultrafine bubble generator), there are no restrictions. However, it is preferably upstream of the raw water supply pump (before pressurization due to rotation of the pump impeller) in that the introduced gas and raw water can be efficiently mixed with the rotary blades of the raw water supply pump. It is preferable to be immediately before the raw water supply pump (immediately before pressurization by rotation of the pump impeller). The gas supply amount is, for example, 0.005 to 0.50 L / min (standard state), preferably 0.03 to 0.30 L / min (standard state) per 1 m 3 / h of the discharge flow rate of the raw water supply pump, Preferably, it is 0.05-0.30 L / min (standard state). If the amount of gas supplied is too small, the number of ultrafine bubbles will decrease, and if it is too large, the proportion of ultrafine bubbles with a size of 50 μm or more will increase, both effectively removing dirt and clogging of the filtration device. It cannot be prevented. Even if the gas supply amount is small, a certain degree of effect can be obtained if ultrafine bubbles are generated.

また、超微細気泡の発生を原水タンク内で行ってもよい。この場合は、原水タンク内に超微細気泡発生装置を備え付けることにより、超微細気泡を含有する原水を調製することができる。   Further, generation of ultrafine bubbles may be performed in the raw water tank. In this case, raw water containing ultrafine bubbles can be prepared by providing an ultrafine bubble generator in the raw water tank.

濾過運転において、膜濾過方式は、濾過装置の構造等に応じて適宜選択でき、全量濾過方式、クロスフロー濾過方式の何れであってもよいが、膜供給水中の懸濁物質やコロイドが膜面に堆積する現象を抑制できる点で、内圧式のクロスフロー濾過方式が特に好ましい。クロスフロー濾過方式の場合、原水の膜面線速が大きいほど膜面への付着物質の堆積が抑制されるので高い濾過流束(フラックス)が得られ、膜汚染防止の点で好ましいが、高膜面線速となるほどランニングコストが増加することになる。クロスフロー濾過方式における原水の膜面線速(クロスフロー速度)は、例えば0.02m/s以上0.5m/s未満であり、好ましくは0.05m/s以上0.2m/s未満である。   In the filtration operation, the membrane filtration method can be appropriately selected according to the structure of the filtration device and the like, and may be either a full-volume filtration method or a cross-flow filtration method. In particular, an internal pressure type cross-flow filtration method is preferable in that it can suppress the phenomenon of accumulation on the surface. In the case of the cross-flow filtration method, the higher the linear velocity of the raw water membrane surface, the more the deposition of adhering substances on the membrane surface is suppressed, so that a higher filtration flux (flux) is obtained, which is preferable in terms of preventing membrane contamination. The running cost increases as the film surface speed increases. The film surface linear velocity (cross flow velocity) of the raw water in the cross flow filtration method is, for example, 0.02 m / s or more and less than 0.5 m / s, preferably 0.05 m / s or more and less than 0.2 m / s. .

濾過運転においては、通常、膜面への付着物質の堆積を防止し、長期間膜濾過運転を行うため、濾過装置に対し、該濾過装置からの濾過水又は別途供給される清浄水により間欠的にあるいは定期的に逆洗を施す。この逆洗として、本発明の洗浄方法を採用することにより、濾過装置の洗浄を極めて効率よく行うことができる。また、本発明の洗浄方法を採用することにより、従来行われてきた逆洗の回数を大幅に減らすことができる。   In the filtration operation, in general, in order to prevent deposition of adhering substances on the membrane surface and perform the membrane filtration operation for a long time, the filtration device is intermittently supplied with filtered water from the filtration device or separately supplied clean water. Or backwash regularly. By adopting the cleaning method of the present invention as this backwashing, the filtration device can be cleaned extremely efficiently. In addition, by employing the cleaning method of the present invention, the number of backwashes that have been conventionally performed can be greatly reduced.

本発明の濾過装置の洗浄方法について、以下、図面を参照しつつ説明する。図1は本発明の濾過装置の洗浄方法の一例を示す概略説明図(概略フロー図)である。なお、図中、8はバルブ、9は流量調整バルブ、28は圧力計、29は流量計を示す。   Hereinafter, the cleaning method for the filtration device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic explanatory diagram (schematic flow diagram) showing an example of a cleaning method for a filtration device of the present invention. In the figure, 8 is a valve, 9 is a flow rate adjusting valve, 28 is a pressure gauge, and 29 is a flow meter.

原水供給ライン(原水補充ライン)1から原水タンク3に送水貯留された原水(被処理水)は、原水供給ライン4から超微細気泡発生ポンプ(送水ポンプと超微細気泡発生装置とが一体化した装置)6により濾過装置11に供給される。超微細気泡発生ポンプ6には空気を原水中に導入するエア吸引口(気体供給手段;空気供給口)5が設けられている。エア吸引口5はポンプインペラによる加圧前、加圧後の何れに設けられていてもよいが、自吸できる点からは、ポンプインペラによる加圧前に設けられているのが好ましい。原水供給ライン4は複数設けてもよい。原水の夾雑物を除去する目的で適宜な位置にプレフィルターを取り付けてもよい。超微細気泡発生ポンプ6としては、後述のものを使用できる。   The raw water (treated water) stored in the raw water tank 3 from the raw water supply line (raw water replenishment line) 1 is integrated with the ultrafine bubble generating pump (the water supply pump and the ultrafine bubble generating device) from the raw water supply line 4. Device) 6 and supplied to the filtration device 11. The ultrafine bubble generating pump 6 is provided with an air suction port (gas supply means; air supply port) 5 for introducing air into the raw water. The air suction port 5 may be provided either before or after pressurization by the pump impeller, but is preferably provided before pressurization by the pump impeller from the viewpoint that it can be self-sucked. A plurality of raw water supply lines 4 may be provided. A prefilter may be attached at an appropriate position for the purpose of removing impurities in the raw water. As the ultrafine bubble generating pump 6, those described later can be used.

超微細気泡発生ポンプ6により原水中に超微細気泡が多数生成する。超微細気泡発生ポンプ6で調製された超微細気泡含有原水は、バルブV−4(原水入口バルブ)及び流量調整バルブFCVを経て、縦置きに設置された濾過装置11の側部に設けられた超微細気泡含有原水供給口10から濾過装置11に供給される。   A number of ultrafine bubbles are generated in the raw water by the ultrafine bubble generation pump 6. The ultrafine-bubble-containing raw water prepared by the ultrafine-bubble generating pump 6 is provided on the side of the filtration device 11 installed vertically through a valve V-4 (raw water inlet valve) and a flow rate adjusting valve FCV. The raw water supply port 10 containing ultrafine bubbles is supplied to the filtration device 11.

濾過装置11は、円筒状のハウジング内に円筒状の濾過フィルター26が収容されたものであり、超微細気泡含有原水供給口10、濾過水流出口18、濃縮液排出口12を有している。超微細気泡含有原水供給口、濾過水流出口は少なくとも1つ備えていればよい。なお、超微細気泡眼油原水供給口は濃縮液排出口を兼ねていてもよい。濾過フィルター26には焼結金網製円筒型エレメント等の濾材エレメントが収容されている。   The filtration device 11 includes a cylindrical filtration filter 26 housed in a cylindrical housing, and has an ultrafine bubble-containing raw water supply port 10, a filtered water outlet 18, and a concentrate discharge port 12. It is sufficient that at least one ultrafine bubble-containing raw water supply port and filtered water outlet are provided. The ultrafine bubble eye oil raw water supply port may also serve as the concentrate discharge port. The filter 26 contains a filter element such as a sintered wire mesh cylindrical element.

濾過装置11において、所定条件下で膜濾過された濾過水は、濾過水流出口18、バルブV−6(濾過水流出口バルブ)を経て、濾過水及び濃縮液排水ライン16より回収される。   In the filtration device 11, the filtered water that has been membrane-filtered under a predetermined condition is recovered from the filtered water and the concentrate drainage line 16 through the filtered water outlet 18 and the valve V-6 (filtered water outlet valve).

濾過運転時には、濾過能力を維持するために、定期的に本発明の洗浄方法により逆圧洗浄を行う。すなわち、濾過装置11の濾過水側に設けたエアチャンバー14に気体を満たしておき、超微細気泡発生ポンプ(原水供給ポンプ)6により超微細気泡を含有する原水を濾過装置11に供給して濾過水を得る濾過運転状態から、V−6(濾過水出口バルブ)を閉止して、原水供給ポンプ吐出側からV−6(濾過水出口バルブ)までの流路をポンプ吐出圧[例えば0.01MPa(ゲージ圧)以上(例えば、0.01〜0.5MPa(ゲージ圧))、好ましくは0.05MPa(ゲージ圧)以上(例えば、0.05〜0.5MPa(ゲージ圧))]まで昇圧し、一旦濾過装置内を加圧密閉状態とした後、V−7及びV−8(濃縮液出口バルブ)を開にして原水側圧力を急激に降下させ、濾過フィルター又は分離膜の堆積物を原水側に剥離させる。   During the filtration operation, in order to maintain the filtration capacity, back pressure washing is periodically performed by the washing method of the present invention. That is, the air chamber 14 provided on the filtered water side of the filtering device 11 is filled with gas, and the raw water containing ultrafine bubbles is supplied to the filtering device 11 by the ultrafine bubble generating pump (raw water supply pump) 6 and filtered. From the filtration operation state to obtain water, V-6 (filtrated water outlet valve) is closed and the flow path from the raw water supply pump discharge side to V-6 (filtrated water outlet valve) is pump discharge pressure [for example, 0.01 MPa. (Gauge pressure) or more (for example, 0.01 to 0.5 MPa (gauge pressure)), preferably 0.05 MPa (gauge pressure) or more (for example, 0.05 to 0.5 MPa (gauge pressure))] Once the inside of the filtration device is pressurized and sealed, V-7 and V-8 (concentrate outlet valve) are opened to rapidly reduce the pressure on the raw water side, and the filter filter or separation membrane deposit is removed from the raw water. Peel to the side

本発明の方法では、濾過装置内が加圧密閉された状態から、濃縮液排出側バルブを開くことで、濾過装置内圧力が一気に降下する。この急激な圧力降下が起こる際に、濾過装置内部(特に、濾過フィルターの濾材エレメントや分離膜に蓄積した濁質の内部)にしみ込んだ原水中に存在する超微細気泡が膨張し、濁質が破砕する。これに加えて、原水側(一次側)より圧力降下が生じるため、濾過水側(二次側)の圧力も一次側へ逃げることから、濾過水の逆流が生じ、破砕された濁質は濾材又は分離膜表面から流れに沿って引き離される。このため、濾過面は効率よく且つ確実に清浄化されることになる。   In the method of the present invention, the pressure in the filtration device is lowered at a stroke by opening the concentrate discharge side valve from a state where the inside of the filtration device is pressurized and sealed. When this sudden pressure drop occurs, the ultrafine bubbles present in the raw water that have saturated inside the filtration device (especially the turbidity accumulated in the filter element and separation membrane of the filtration filter) expand, Crush. In addition, since a pressure drop occurs from the raw water side (primary side), the pressure on the filtered water side (secondary side) also escapes to the primary side, resulting in a reverse flow of filtered water, and the crushed suspended matter is filtered. Alternatively, they are separated along the flow from the separation membrane surface. For this reason, the filtration surface is efficiently and reliably cleaned.

なお、膜濾過運転を長期間行うことにより蓄積された濁質の排出については、本発明の洗浄方法と、以下の方法とを兼用してもよい。すなわち、定期的に、濾過水をバルブV−9側より濾過水ライン20を通じて濾過水タンク21へ貯留した後、バルブV−1とV−2を切り替え、バルブV−7,V−8を開の状態にして、濾過水を超微細気泡発生ポンプ6を用いて、濾過フィルター又は分離膜26へ送液することで、フィルター又は分離膜内部の一次側(濃縮液側)の水を更新して、フィルター又は分離膜内部の原水の過剰な濁質濃度上昇を防止する。濾過水を濾過フィルター又は分離膜26へ送液する経路については、V−4側から送り込むフラッシング方式とV−5側から送り込む逆流方式の2つの方式を使い分けることができる。   In addition, about the discharge | emission of the turbidity accumulated by performing a membrane filtration operation for a long period, you may combine the washing | cleaning method of this invention, and the following method. That is, regularly, filtrate water is stored in the filtrate water tank 21 from the valve V-9 side through the filtrate water line 20, and then the valves V-1 and V-2 are switched and the valves V-7 and V-8 are opened. In this state, the filtered water is sent to the filtration filter or separation membrane 26 using the ultrafine bubble generating pump 6 to update the water on the primary side (concentrate side) inside the filter or separation membrane. , Preventing excessive increase in turbidity in raw water inside the filter or separation membrane. As for the route for sending filtrate to the filtration filter or separation membrane 26, two methods, a flushing method for feeding from the V-4 side and a backflow method for feeding from the V-5 side, can be used properly.

次に、超微細気泡発生ポンプについて詳しく説明する。   Next, the ultrafine bubble generating pump will be described in detail.

図2は、送水ポンプと超微細気泡発生装置とが一体化した装置(超微細気泡発生ポンプ或いは超微細気泡発生装置内蔵送水ポンプ)の一例を示す部分断面図(送液分散部の断面図)である。図3は、図2の送液ポンプと超微細気泡発生装置とが一体化した装置の収納室の部分拡大図(断面図)である。   FIG. 2 is a partial cross-sectional view (cross-sectional view of a liquid-feeding dispersion unit) showing an example of a device (super-fine bubble generation pump or a water-feed pump with a built-in ultra-fine bubble generation device) in which a water feed pump and an ultra-fine bubble generation device are integrated It is. FIG. 3 is a partially enlarged view (cross-sectional view) of a storage chamber of an apparatus in which the liquid feed pump and the ultrafine bubble generating apparatus of FIG. 2 are integrated.

この超微細気泡発生ポンプは、液体中に供給された気体を超微細気泡として分散させるものであり、キャンドモータと送液分散部とを備えている。図2ではキャンドモータ部は省略されている。30はキャンドモータの回転軸であり、31は前部軸受箱(前部の軸受収納固定部位)である。   This ultrafine bubble generating pump disperses the gas supplied in the liquid as ultrafine bubbles, and includes a canned motor and a liquid feed dispersion unit. In FIG. 2, the canned motor section is omitted. Reference numeral 30 denotes a rotating shaft of the canned motor, and reference numeral 31 denotes a front bearing box (front bearing housing fixing portion).

筐体34は、前部軸受箱31にボルト42にて液密に締結固定されている。筐体34と前部軸受箱31は、収納室35を画定する。筐体34には、液体供給口39及び液体流出口38が設けられてる。液体供給口39は、キャンドモータの回転子の回転軸30の延在位置に設けられ、液体流出口38は、筐体34の回転軸30に対し交差する方向に位置する面に設けられている。   The housing 34 is fastened and fixed in a liquid-tight manner to the front bearing box 31 with bolts 42. The housing 34 and the front bearing box 31 define a storage chamber 35. The casing 34 is provided with a liquid supply port 39 and a liquid outflow port 38. The liquid supply port 39 is provided at an extended position of the rotating shaft 30 of the rotor of the canned motor, and the liquid outlet 38 is provided on a surface located in a direction intersecting the rotating shaft 30 of the housing 34. .

収納室35内には、インペラ(ポンプインペラ)43が収納される。インペラ43は、キャンドモータの回転軸30の先端にボルト44により締結される。図2に示すように、インペラ43は、クローズタイプの遠心インペラで構成され、インペラ本体部45内部に、インペラ本体部の一部を構成する円板の表面に送液用の遠心羽根46を備えた構成となっている。また、インペラ本体部45の裏面側には、循環羽根47が設けられている。循環羽根47は、遠心羽根46に比較して大径に構成されている。   An impeller (pump impeller) 43 is stored in the storage chamber 35. The impeller 43 is fastened by a bolt 44 to the tip of the rotating shaft 30 of the canned motor. As shown in FIG. 2, the impeller 43 is formed of a closed type centrifugal impeller, and includes a centrifugal blade 46 for feeding liquid on the surface of a disk constituting a part of the impeller main body within the impeller main body 45. It becomes the composition. A circulation blade 47 is provided on the back side of the impeller body 45. The circulation blade 47 has a larger diameter than the centrifugal blade 46.

インペラ43は、収納室35内において、前部軸受箱31のインペラ本体部45の対向面32とインペラ43との間に隙間が生じるように構成されている。インペラ本体部45によって、収納室35内は、送液空間36と循環空間37に区画される。送液空間36は、インペラ43の遠心羽根46によって、収納室35内の流体を液体流出口38側に搬送し、循環空間37では、供給された液体が、インペラ43の遠心羽根46及び循環羽根47によって生じた圧力差によって、インペラ本体部45の遠心方向及び求心方向に循環する。   The impeller 43 is configured such that a gap is generated between the facing surface 32 of the impeller main body 45 of the front bearing box 31 and the impeller 43 in the storage chamber 35. The interior of the storage chamber 35 is divided into a liquid feeding space 36 and a circulation space 37 by the impeller main body 45. The liquid feeding space 36 conveys the fluid in the storage chamber 35 to the liquid outlet 38 side by the centrifugal blades 46 of the impeller 43, and the supplied liquid is supplied to the centrifugal blades 46 and the circulating blades of the impeller 43 in the circulation space 37. Due to the pressure difference generated by 47, the impeller body 45 circulates in the centrifugal direction and the centripetal direction.

前部軸受箱31のインペラ本体部45の対向面32とインペラ43との間の隙間には、分散部48が設けられる。分散部48は、前部軸受箱31の対向面32に当接して配置される。分散部48は、図3に示すように、2枚の円盤49,50で構成された分散部本体を備え、これら円盤49,50間には、円盤49,50の(ほぼ)全周にわたって分散流路51(環状スリット)が形成されている。   A dispersion portion 48 is provided in the gap between the facing surface 32 of the impeller main body 45 of the front bearing box 31 and the impeller 43. The dispersion part 48 is disposed in contact with the facing surface 32 of the front bearing box 31. As shown in FIG. 3, the dispersion unit 48 includes a dispersion unit body composed of two disks 49 and 50, and the discs 49 and 50 are distributed over (almost) the entire circumference of the disks 49 and 50. A flow path 51 (annular slit) is formed.

2枚の円盤49,50がそれぞれ対向する側の対向面には、図3に示すように、内径側から外径側に向かって拡開するようにテーパー部が対向して形成されており、流路51には、外径側から内径側に向かうに従って流路51の間隙が縮小していく流路縮小部51aが設けられる。また、この流路縮小部51aの内径側で流路51の隙間が外径側から内径側に向かうに従って拡大していく流路拡大部51bが形成され、これら流路縮小部51aと流路拡大部51bとの間に流路51の間隙が最も小さくなる間隙最小部51cが設けられている。このように、環状スリットは、外径側から内径側に向かって間隙最小部から拡大するように設けられた流路拡大部を備えているのも好ましい。   As shown in FIG. 3, taper portions are formed to face each other so as to expand from the inner diameter side toward the outer diameter side on the facing surfaces on the side where the two disks 49 and 50 face each other. The channel 51 is provided with a channel reducing portion 51a in which the gap of the channel 51 is reduced from the outer diameter side toward the inner diameter side. Further, a flow path enlargement part 51b is formed on the inner diameter side of the flow path reduction part 51a so that the gap of the flow path 51 expands from the outer diameter side toward the inner diameter side. A gap minimum portion 51c in which the gap of the flow path 51 is the smallest is provided between the portion 51b. Thus, it is also preferable that the annular slit is provided with a flow path expanding portion provided so as to expand from the minimum gap portion from the outer diameter side toward the inner diameter side.

前部軸受箱31を貫通する管路として設けられた気体供給流路40は、循環空間37の回転軸30の近接位置に開口する。   The gas supply flow path 40 provided as a pipe line penetrating the front bearing box 31 opens at a position close to the rotating shaft 30 in the circulation space 37.

次に、図2、図3を用いて超微細気泡発生ポンプの動作を説明する。   Next, the operation of the ultrafine bubble generating pump will be described with reference to FIGS.

キャンドモータの回転軸30が回転すると、インペラ43も一体に回転し、液体を液体供給口39より取り入れる。インペラ43が回転することにより、液体が回転軸から遠心方向に送られ、一部が液体流出口38から流出する。   When the rotating shaft 30 of the canned motor rotates, the impeller 43 also rotates together to take in the liquid from the liquid supply port 39. As the impeller 43 rotates, the liquid is sent in the centrifugal direction from the rotating shaft, and a part flows out from the liquid outlet 38.

インペラ43の回転により収納室35内において圧力分布が生じる。圧力分布は、回転軸30から離れるにつれて圧力が高くなり、図3に示すように、回転軸30から遠い側の領域A2の方が、回転軸30に近い側の領域A1よりも高圧になる。   A pressure distribution is generated in the storage chamber 35 by the rotation of the impeller 43. In the pressure distribution, the pressure increases as the distance from the rotation shaft 30 increases, and the region A2 far from the rotation shaft 30 has a higher pressure than the region A1 near the rotation shaft 30, as shown in FIG.

液体流出口38から流出しなかった液体は、インペラ43の循環空間37へ移動する。循環空間37では、気体供給流路40から取り込まれた空気と液体とが存在している。循環空間37の圧力は、回転軸30近傍の流体の領域A3の圧力よりも高いため流体は回転軸に近づくように移動する。このとき、気液混合物は、分散部48の分散流路51に設けられた流路縮小部51aおよび流路拡大部51bを順に通過して回転軸30に近づく方向に移動する。そして、気液混合物が流路縮小部51aを経て流路拡大部51bを通るとき、流路隙間の変化により気液混合物は流速が変化して圧力が変化し、気体が微細化され、超微細気泡が発生する。すなわち、ポンプのインペラ43での加圧後において、超微細気泡が発生する。   The liquid that has not flowed out from the liquid outlet 38 moves to the circulation space 37 of the impeller 43. In the circulation space 37, air and liquid taken in from the gas supply channel 40 exist. Since the pressure in the circulation space 37 is higher than the pressure in the fluid region A3 in the vicinity of the rotating shaft 30, the fluid moves so as to approach the rotating shaft. At this time, the gas-liquid mixture sequentially passes through the flow path reducing section 51 a and the flow path expanding section 51 b provided in the dispersion flow path 51 of the dispersion section 48 and moves in a direction approaching the rotating shaft 30. When the gas-liquid mixture passes through the flow path enlargement part 51b via the flow path reduction part 51a, the flow rate of the gas-liquid mixture changes due to the change in the flow path gap, the pressure changes, the gas is refined, and the ultrafine Bubbles are generated. That is, after pressurization with the impeller 43 of the pump, ultrafine bubbles are generated.

この気体微細化は、主として、液体の流速、気体の量、間隙最小部51cおよび流路拡大部51bの隙間寸法などによって決定される。例えば、気体の流速がある閾値以下であると、気泡の径が小さくならず十分な微細化が行われない。この場合、微細化される気泡の径は、主として、間隙最小部51cおよび流路拡大部51bの隙間寸法によって調整することができる。一方、液体の流速が閾値以上になると、気泡の径は小さくなって十分な微細化が行われる。分散流路51に設けられた流路拡大部51bがベンチュリ管と同様の効果を呈し、気体を伴った液体が分散部48の流路51内を通過することにより、気体を微細化することができる。分散流路(環状スリット)51の流路拡大部51bにおける拡がり角度(断面での拡がり角度)は、超微細気泡発生効率の点から、流路縮小部51aにおける縮小角度(断面での縮小角度)より小さくすることが多いが、前記拡がり角度は前記縮小角度と同じか又はそれより大きくてもよい。   This gas refinement is mainly determined by the flow rate of the liquid, the amount of gas, the gap size of the gap minimum portion 51c and the flow path enlargement portion 51b, and the like. For example, if the gas flow rate is below a certain threshold value, the bubble diameter is not reduced and sufficient miniaturization is not performed. In this case, the diameter of the bubbles to be refined can be adjusted mainly by the gap size of the gap minimum portion 51c and the flow path expanding portion 51b. On the other hand, when the flow rate of the liquid is equal to or higher than the threshold value, the bubble diameter is reduced and sufficient miniaturization is performed. The flow path enlargement part 51b provided in the dispersion flow path 51 exhibits the same effect as the Venturi tube, and the liquid accompanying the gas passes through the flow path 51 of the dispersion part 48, so that the gas can be refined. it can. The expansion angle (expansion angle in the cross section) of the dispersion flow path (annular slit) 51 in the flow path expansion section 51b is the reduction angle (reduction angle in the cross section) of the flow path contraction section 51a from the viewpoint of the ultrafine bubble generation efficiency. Although often smaller, the spread angle may be the same as or greater than the shrink angle.

インペラ本体部45の裏面側に設けられた循環羽根47は、放射流を発生させ、循環空間37内の気液分散流体を回転軸30側から遠心方向に移動させる。上記の通り、循環空間37内の回転軸近傍には、分散部48を通過して微細化された気液分散流体が存在しているため、この流体が回転軸30側から遠心方向に移動する。   The circulation blade 47 provided on the back side of the impeller main body 45 generates a radiant flow, and moves the gas-liquid dispersion fluid in the circulation space 37 from the rotating shaft 30 side in the centrifugal direction. As described above, in the vicinity of the rotation axis in the circulation space 37, there is a gas-liquid dispersion fluid that has been refined by passing through the dispersion portion 48. Therefore, this fluid moves in the centrifugal direction from the rotation axis 30 side. .

また、循環羽根47の回転により、回転軸30に近傍の領域A3と循環羽根47の外側領域A4における流体の圧力が高くなるため、インペラ本体部45の循環空間37内の流体が遠心方向及び求心方向へ循環流動する。また、循環羽根の回転による遠心圧力場の形成により、気体供給流路40の出口は負圧になり、空気の自吸が促進される。   Further, the rotation of the circulation blade 47 increases the pressure of the fluid in the region A3 near the rotation shaft 30 and the outer region A4 of the circulation blade 47, so that the fluid in the circulation space 37 of the impeller body 45 is in the centrifugal direction and centripetal. Circulate and flow in the direction. In addition, due to the formation of a centrifugal pressure field by the rotation of the circulation blade, the outlet of the gas supply flow path 40 has a negative pressure and air self-priming is promoted.

なお、本実施形態では、循環空間37内の流体の循環を促進するため、分散部48のインペラに近い側に設けられている円盤50には、回転軸側へ伸びる仕切り部50aが設けられている。円盤50によって、循環空間37内を仕切ることにより(37a、37b)、仕切り部50aを含む円盤50とインペラの本体部に対する対向面との空間、すなわち、分散流路51では、流体は求心方向へ移動しやすくなり、また、循環羽根47が位置するインペラの本体部45と円盤50との空間では、流体が遠心方向へ移動しやすくなる。このような構成を採用することにより、循環空間37内の流体の循環が促進され、また、流体が分散部48をより効率よく通過することとなるため、超微細気泡の発生を促進することができる。   In the present embodiment, in order to promote the circulation of the fluid in the circulation space 37, the disk 50 provided on the side close to the impeller of the dispersion part 48 is provided with a partition part 50a extending to the rotating shaft side. Yes. By partitioning the inside of the circulation space 37 by the disk 50 (37a, 37b), in the space between the disk 50 including the partition part 50a and the surface facing the main body of the impeller, that is, the dispersion channel 51, the fluid flows in the centripetal direction. In addition, the fluid easily moves in the centrifugal direction in the space between the impeller body 45 and the disk 50 where the circulation blade 47 is located. By adopting such a configuration, circulation of the fluid in the circulation space 37 is promoted, and the fluid passes through the dispersion portion 48 more efficiently, so that the generation of ultrafine bubbles can be promoted. it can.

本実施形態にかかる超微細気泡発生ポンプは、収納室35内で遠心羽根46によって加圧された流体の一部が遠心羽根46の背後で循環流を起こす機構を有している。また、循環流路に空気を自吸させることができ、その自給させた空気を遠心羽根46の流れに合流させて、液体流出口38から流出させることができる。また、循環流の途中に分散部を備え、気泡の微細化を行うことができるため、液体の搬送と微細気泡の生成とを1つの装置で行うことができる。また、収納室35内に循環羽根47を備えることで、加圧条件下での使用であっても、差圧を発生させることができ、気泡の微細化を行うことができる。   The ultrafine bubble generating pump according to the present embodiment has a mechanism in which a part of the fluid pressurized by the centrifugal blade 46 in the storage chamber 35 causes a circulation flow behind the centrifugal blade 46. Further, air can be self-primed into the circulation flow path, and the self-supplied air can be merged with the flow of the centrifugal blade 46 and can be discharged from the liquid outlet 38. In addition, since the dispersion part is provided in the middle of the circulation flow and the bubbles can be made finer, the liquid can be transported and the fine bubbles can be generated with one apparatus. In addition, by providing the circulation vane 47 in the storage chamber 35, even when used under a pressurized condition, a differential pressure can be generated, and bubbles can be made finer.

なお、上記の例では、循環羽根47が2つの円盤49,50で区画された領域の外側に設けられているが、循環羽根47を2つの円盤49,50で区画された領域の内側に設けるとともに、2つの円盤49,50で区画された領域内に流体が流入する流路を設けることもできる。このような実施形態では、上記の例とは逆に、2つの円盤49,50で区画された領域内に流入した流体(ポンプのインペラ43で加圧された流体)が分散流路(環状スリット)を、流路縮小部、間隙最小部、流路拡大部の順に通過して、前記領域の外側に(遠心方向に)噴出し、超微細気泡が発生する。   In the above example, the circulation blade 47 is provided outside the region partitioned by the two disks 49 and 50, but the circulation blade 47 is provided inside the region partitioned by the two disks 49 and 50. In addition, a flow path into which a fluid flows can be provided in a region defined by the two disks 49 and 50. In such an embodiment, contrary to the above example, the fluid (fluid pressurized by the impeller 43 of the pump) that flows into the region defined by the two disks 49 and 50 is dispersed in the dispersion channel (annular slit). ) In the order of the channel reducing portion, the gap minimum portion, and the channel expanding portion, and is ejected to the outside of the region (in the centrifugal direction) to generate ultrafine bubbles.

また、上記の例では、分散部48がインペラ43の近傍に設けられているが、インペラ43で加圧された後に気液混合物中に超微細気泡を発生させる(例えば、環状スリットを通過させることにより)機構を有する限り、分散部48はインペラ43から離隔した位置に設けられていてもよい。   In the above example, the dispersion portion 48 is provided in the vicinity of the impeller 43. However, after being pressurized by the impeller 43, ultrafine bubbles are generated in the gas-liquid mixture (for example, passing through an annular slit). As long as it has a mechanism, the dispersion part 48 may be provided at a position separated from the impeller 43.

図4は本発明の方法で使用される送水ポンプと超微細気泡発生装置とが一体化した装置(超微細気泡発生ポンプ;超微細気泡発生装置内蔵送水ポンプ)の他の例を示す断面図である。図5は、図4の超微細気泡発生装置内蔵送水ポンプのポンプ部及び分散部(超微細気泡発生部)の部分拡大図(断面図)である。図4、図5において、矢印は液体、気液混合物の流れ方向を示す。図4において、「MB発生部」とは分散部(超微細気泡発生部)を意味する。   FIG. 4 is a cross-sectional view showing another example of a device in which a water pump and an ultrafine bubble generator used in the method of the present invention are integrated (ultrafine bubble generator pump; water pump with a built-in ultrafine bubble generator). is there. FIG. 5 is a partially enlarged view (cross-sectional view) of a pump part and a dispersion part (ultrafine bubble generation part) of the water pump with a built-in ultrafine bubble generation apparatus of FIG. 4 and 5, arrows indicate the flow direction of the liquid and gas-liquid mixture. In FIG. 4, “MB generation part” means a dispersion part (ultrafine bubble generation part).

この超微細気泡発生ポンプは、液体中に供給された気体を超微細気泡として分散させるものであり、モータ部(キャンドモータ部)とポンプ部と超微細気泡発生部とからなっている。230はキャンドモータの回転軸である。   This ultrafine bubble generating pump disperses the gas supplied in the liquid as ultrafine bubbles, and includes a motor part (canned motor part), a pump part, and an ultrafine bubble generating part. Reference numeral 230 denotes a rotating shaft of the canned motor.

ポンプ部には、液体供給口239、気体供給流路240及びエア抜きバルブ260が設けられてる。液体供給口239は、キャンドモータの回転子の回転軸230の延在位置に設けられ、エア抜きバルブ260は、回転軸230に対し交差する方向に位置する面に設けられている。259はバルブである。   The pump unit is provided with a liquid supply port 239, a gas supply channel 240, and an air vent valve 260. The liquid supply port 239 is provided at an extension position of the rotating shaft 230 of the rotor of the canned motor, and the air vent valve 260 is provided on a surface located in a direction intersecting the rotating shaft 230. Reference numeral 259 denotes a valve.

ポンプ部内には、インペラ(ポンプインペラ)243が収納される。インペラ243は、キャンドモータの回転軸230の先端に取り付けられている。図4、図5に示すように、インペラ243は、クローズタイプの遠心インペラで構成され、インペラ本体部内部に、インペラ本体部の一部を構成する円板の表面に送液用の遠心羽根246を備えた構成となっている。インペラ243の高速回転により、液体供給口239付近は負圧となり、空気が気体供給流路240から自吸される。   An impeller (pump impeller) 243 is accommodated in the pump unit. The impeller 243 is attached to the tip of the rotating shaft 230 of the canned motor. As shown in FIGS. 4 and 5, the impeller 243 is configured by a closed type centrifugal impeller, and a centrifugal blade 246 for feeding liquid to the surface of a disk constituting a part of the impeller main body within the impeller main body. It is the composition provided with. Due to the high speed rotation of the impeller 243, the vicinity of the liquid supply port 239 becomes negative pressure, and air is sucked from the gas supply channel 240.

液体供給口239及び気体供給流路240からポンプ部内に流入した液体と気体(空気)は遠心羽根246により混合され、遠心方向に移行した後、ポンプ部とモータ部の間に設けられた超微細気泡発生部に流入する。超微細気泡発生部は、図5に示すように、2枚の円盤249,250で構成された分散部本体を備え、これら円盤249,250間には、その周縁部において、円盤249,250の(ほぼ)全周にわたって分散流路251(環状スリット)が形成されている。また、2枚の円盤249,250で区画された領域内において、回転軸230に回転体252が設けられており、回転体252は円盤252aと複数の遠心翼252bにより構成されている。   The liquid and gas (air) that flowed into the pump unit from the liquid supply port 239 and the gas supply channel 240 are mixed by the centrifugal blade 246 and moved in the centrifugal direction, and then ultrafine provided between the pump unit and the motor unit. It flows into the bubble generator. As shown in FIG. 5, the ultrafine bubble generating portion includes a dispersion portion main body composed of two discs 249 and 250, and between these discs 249 and 250, the discs 249 and 250 have a peripheral portion. Dispersion flow paths 251 (annular slits) are formed over (almost) the entire circumference. In addition, in a region defined by two disks 249 and 250, a rotating body 252 is provided on the rotating shaft 230, and the rotating body 252 is configured by a disk 252a and a plurality of centrifugal blades 252b.

2枚の円盤249,250がそれぞれ対向する側の対向面には、図5に示すように、内径側から外径側に向かって拡開するようにテーパー部が対向して形成されており、流路251には、内径側から外径側に向かうに従って流路251の間隙が縮小していく流路縮小部251aが設けられる。また、この流路縮小部251aの外径側で流路251の隙間が内径側から外径側に向かうに従って拡大していく流路拡大部251bが形成され、これら流路縮小部251aと流路拡大部251bとの間に流路251の間隙が最も小さくなる間隙最小部251cが設けられている。   As shown in FIG. 5, taper portions are formed to face each other so that the two disks 249 and 250 face each other so as to expand from the inner diameter side toward the outer diameter side. The channel 251 is provided with a channel reducing portion 251a in which the gap of the channel 251 is reduced from the inner diameter side toward the outer diameter side. Further, a flow path enlargement part 251b is formed on the outer diameter side of the flow path reduction part 251a, and the gap of the flow path 251 expands from the inner diameter side toward the outer diameter side. A gap minimum portion 251c where the gap of the flow path 251 is the smallest is provided between the enlarged portion 251b.

次に、図4、図5を用いて超微細気泡発生ポンプの動作を説明する。   Next, the operation of the ultrafine bubble generating pump will be described with reference to FIGS.

キャンドモータの回転軸230が回転すると、インペラ243も一体に回転し、液体を液体供給口239から、気体(空気)を気体供給流路240から取り入れる。インペラ243が回転することにより、気液混合物が回転軸から遠心方向に送られ、さらに超微細気泡発生部に移動する。   When the rotating shaft 230 of the canned motor rotates, the impeller 243 also rotates integrally to take in liquid from the liquid supply port 239 and gas (air) from the gas supply channel 240. As the impeller 243 rotates, the gas-liquid mixture is sent in the centrifugal direction from the rotating shaft, and further moves to the ultrafine bubble generating unit.

超微細気泡発生部では、回転軸230の高速回転により、気液混合物は2枚の円盤249,250で区画された領域内に流入し、回転体252の遠心翼252bの回転により、分散部248の分散流路251に設けられた流路縮小部251aおよび流路拡大部251bを順に通過する。そして、気液混合物が流路縮小部251aを経て流路拡大部251bを通るとき、流路隙間の変化により気液混合物は流速が変化して圧力が変化し、気体が微細化され、超微細気泡が発生する。すなわち、ポンプのインペラ243での加圧後において、超微細気泡が発生する。   In the ultrafine bubble generating unit, the gas-liquid mixture flows into the region defined by the two disks 249 and 250 by the high-speed rotation of the rotating shaft 230, and the dispersing unit 248 by the rotation of the centrifugal blade 252 b of the rotating body 252. The flow path reducing section 251a and the flow path expanding section 251b provided in the dispersion flow path 251 are sequentially passed. When the gas-liquid mixture passes through the flow path reduction section 251a and the flow path expansion section 251b, the flow rate of the gas-liquid mixture changes due to the change in the flow gap, the pressure changes, the gas is refined, and the ultrafine Bubbles are generated. That is, after pressurization with the impeller 243 of the pump, ultrafine bubbles are generated.

この気体微細化は、前述したように、主として、液体の流速、気体の量、間隙最小部251cおよび流路拡大部251bの隙間寸法などによって決定される。分散流路(環状スリット)251の流路拡大部251bにおける拡がり角度(断面での拡がり角度)は、超微細気泡発生効率の点から、流路縮小部251aにおける縮小角度(断面での縮小角度)より小さくすることが多いが、前記拡がり角度は前記縮小角度と同じか又はそれより大きくてもよい。   As described above, this gas refinement is mainly determined by the flow rate of the liquid, the amount of gas, the gap size of the gap minimum portion 251c and the flow path enlargement portion 251b, and the like. The expansion angle (expansion angle in the cross section) of the dispersion flow path (annular slit) 251 in the flow path expansion section 251b is the reduction angle (reduction angle in the cross section) of the flow path reduction section 251a from the viewpoint of the generation efficiency of ultrafine bubbles. Although often smaller, the spread angle may be the same as or greater than the shrink angle.

図6は本発明の方法で使用される送水ポンプと超微細気泡発生装置とが一体化した装置(超微細気泡発生ポンプ;超微細気泡発生装置内蔵送水ポンプ)のさらに他の例を示す断面図である。図6において、矢印は液体、気液混合物の流れ方向を示す。また、「MB発生部」とは分散部(超微細気泡発生部)を意味する。   FIG. 6 is a cross-sectional view showing still another example of a device in which the water pump and the ultrafine bubble generator used in the method of the present invention are integrated (superfine bubble generator pump; water pump with a built-in ultrafine bubble generator). It is. In FIG. 6, the arrows indicate the flow direction of the liquid and gas-liquid mixture. Further, “MB generation part” means a dispersion part (ultrafine bubble generation part).

この超微細気泡発生ポンプは、液体中に供給された気体を超微細気泡として分散させるものであり、モータ部(キャンドモータ部)とポンプ部と超微細気泡発生部とからなっている。330はキャンドモータの回転軸である。ポンプ部と超微細気泡発生部はモータ部を挟んでその両側に設けられている。   This ultrafine bubble generating pump disperses the gas supplied in the liquid as ultrafine bubbles, and includes a motor part (canned motor part), a pump part, and an ultrafine bubble generating part. Reference numeral 330 denotes a rotating shaft of the canned motor. The pump part and the ultrafine bubble generating part are provided on both sides of the motor part.

ポンプ部には、液体供給口339、気体供給流路340が設けられてる。液体供給口339は、キャンドモータの回転子の回転軸330の延在位置に設けられいる。359はバルブである。   A liquid supply port 339 and a gas supply channel 340 are provided in the pump unit. The liquid supply port 339 is provided at the extended position of the rotating shaft 330 of the rotor of the canned motor. Reference numeral 359 denotes a valve.

ポンプ部内には、インペラ(ポンプインペラ)343が収納される。インペラ343は、キャンドモータの回転軸330の先端に取り付けられている。図6に示すように、インペラ343は、クローズタイプの遠心インペラで構成され、インペラ本体部内部に、インペラ本体部の一部を構成する円板の表面に送液用の遠心羽根346を備えた構成となっている。インペラ343の高速回転により、液体供給口339付近は負圧となり、空気が気体供給流路340から自吸される。   An impeller (pump impeller) 343 is accommodated in the pump unit. The impeller 343 is attached to the tip of the rotating shaft 330 of the canned motor. As shown in FIG. 6, the impeller 343 is constituted by a closed type centrifugal impeller, and a centrifugal blade 346 for feeding liquid is provided on the surface of a disk constituting a part of the impeller main body inside the impeller main body. It has a configuration. Due to the high speed rotation of the impeller 343, the vicinity of the liquid supply port 339 becomes negative pressure, and air is sucked from the gas supply flow path 340.

液体供給口339及び気体供給流路340からポンプ部内に流入した液体と気体(空気)は遠心羽根346により混合され、その一部はキャンドモータの冷却用として用いられ(冷却ラインを循環した後、ポンプ部に戻る)、残りは遠心方向に移行した後、中間配管370を通って超微細気泡発生部に流入する。超微細気泡発生部は、図6に示すように、2枚の円盤349,350で構成された分散部本体を備え、これら円盤349,350間には、その周縁部において、円盤349,350の(ほぼ)全周にわたって分散流路351(環状スリット)が形成されている。また、2枚の円盤349,350で区画された領域内において、回転軸330に回転体352が設けられており、回転体352は円盤352aと複数の遠心翼352bにより構成されている。   The liquid and gas (air) that flowed into the pump unit from the liquid supply port 339 and the gas supply flow path 340 are mixed by the centrifugal blade 346, and a part thereof is used for cooling the canned motor (after circulating through the cooling line, After returning to the pump part), the rest moves in the centrifugal direction, and then flows into the ultrafine bubble generating part through the intermediate pipe 370. As shown in FIG. 6, the ultrafine bubble generating portion includes a dispersion portion main body constituted by two disks 349 and 350, and between these disks 349 and 350, the peripheral edges of the disks 349 and 350 are arranged. A dispersion channel 351 (annular slit) is formed over (almost) the entire circumference. Further, in a region partitioned by two disks 349 and 350, a rotating body 352 is provided on the rotating shaft 330, and the rotating body 352 is constituted by a disk 352a and a plurality of centrifugal blades 352b.

2枚の円盤349,350がそれぞれ対向する側の対向面には、図6に示すように、内径側から外径側に向かって拡開するようにテーパー部が対向して形成されており、流路351には、内径側から外径側に向かうに従って流路351の間隙が縮小していく流路縮小部351aが設けられる。また、この流路縮小部351aの外径側で流路351の隙間が内径側から外径側に向かうに従って拡大していく流路拡大部351bが形成され、これら流路縮小部351aと流路拡大部351bとの間に流路351の間隙が最も小さくなる間隙最小部351cが設けられている。なお、超微細気泡発生部には、エア抜きバルブ360が、回転軸330に対し交差する方向に位置する面に設けられている。   As shown in FIG. 6, taper portions are formed to face each other on the facing surfaces on the side where the two disks 349 and 350 face each other so as to expand from the inner diameter side toward the outer diameter side, The channel 351 is provided with a channel reducing portion 351a in which the gap of the channel 351 is reduced from the inner diameter side toward the outer diameter side. Further, a flow path expanding portion 351b is formed on the outer diameter side of the flow path reducing portion 351a, and the gap of the flow path 351 expands from the inner diameter side toward the outer diameter side. A minimum gap portion 351c in which the gap of the flow path 351 is the smallest is provided between the enlarged portion 351b. Note that an air bleeding valve 360 is provided on a surface located in a direction intersecting the rotating shaft 330 in the ultrafine bubble generating unit.

次に、図6を用いて超微細気泡発生ポンプの動作を説明する。   Next, the operation of the ultrafine bubble generating pump will be described with reference to FIG.

キャンドモータの回転軸330が回転すると、インペラ343も一体に回転し、液体を液体供給口339から、気体(空気)を気体供給流路340から取り入れる。インペラ343が回転することにより、気液混合物が回転軸から遠心方向に送られ、中間配管370を通ってMB発生部に移動する。   When the rotating shaft 330 of the canned motor rotates, the impeller 343 also rotates integrally, and takes in liquid from the liquid supply port 339 and gas (air) from the gas supply flow path 340. As the impeller 343 rotates, the gas-liquid mixture is sent in the centrifugal direction from the rotating shaft, and moves to the MB generating section through the intermediate pipe 370.

MB発生部では、回転軸330の高速回転により、気液混合物は2枚の円盤349,350で区画された領域内に流入し、回転体352の遠心翼352bの回転により、分散部348の分散流路351に設けられた流路縮小部351aおよび流路拡大部351bを順に通過する。そして、気液混合物が流路縮小部351aを経て流路拡大部351bを通るとき、流路隙間の変化により気液混合物は流速が変化して圧力が変化し、気体が微細化され、超微細気泡が発生する。すなわち、ポンプのインペラ343での加圧後において、超微細気泡が発生する。   In the MB generator, the gas-liquid mixture flows into the region defined by the two disks 349 and 350 due to the high-speed rotation of the rotating shaft 330, and the dispersion of the dispersion part 348 is caused by the rotation of the centrifugal blade 352 b of the rotating body 352. It passes through the flow path reduction part 351a and the flow path enlargement part 351b provided in the flow path 351 in order. When the gas-liquid mixture passes through the flow path reduction part 351a and the flow path enlargement part 351b, the flow rate of the gas-liquid mixture changes due to the change in the flow path gap, the pressure changes, the gas is refined, and the ultrafine Bubbles are generated. That is, after pressurization with the impeller 343 of the pump, ultrafine bubbles are generated.

この気体微細化は、前述したように、主として、液体の流速、気体の量、間隙最小部351cおよび流路拡大部351bの隙間寸法などによって決定される。分散流路(環状スリット)351の流路拡大部351bにおける拡がり角度(断面での拡がり角度)は、超微細気泡発生効率の点から、流路縮小部351aにおける縮小角度(断面での縮小角度)より小さいのが好ましい。   As described above, this gas refinement is mainly determined by the flow rate of the liquid, the amount of gas, the gap size of the gap minimum portion 351c and the flow path expanding portion 351b, and the like. The expansion angle (expansion angle in the cross section) of the dispersion flow path (annular slit) 351 in the flow path expansion section 351b is the reduction angle (reduction angle in the cross section) of the flow path contraction section 351a in terms of the efficiency of generating ultrafine bubbles. Smaller is preferred.

図2〜図6で示される送水ポンプと超微細気泡発生装置とが一体化した装置を用いた場合、20〜30℃において、例えば100個/mL以上(好ましくは300個/mL以上、さらに好ましくは1000個/mL以上、特に2000個/mL以上)である超微細気泡含有原水を得ることができ、気泡径2〜5μmの気泡の個数(パーティクルカウンタで測定される個数)が、20〜30℃において、例えば100個/mL以上(好ましくは300個/mL以上、さらに好ましくは1000個/mL以上、特に2000個/mL以上)である超微細気泡混合液を得ることができる。   When the apparatus in which the water pump and the ultrafine bubble generator shown in FIGS. 2 to 6 are integrated is used, at 20 to 30 ° C., for example, 100 / mL or more (preferably 300 / mL or more, more preferably Can obtain raw water containing ultrafine bubbles of 1000 / mL or more, particularly 2000 / mL or more), and the number of bubbles having a bubble diameter of 2 to 5 μm (number measured by a particle counter) is 20 to 30. At 0 ° C., for example, an ultrafine bubble mixed liquid of 100 / mL or more (preferably 300 / mL or more, more preferably 1000 / mL or more, particularly 2000 / mL or more) can be obtained.

上記の例では、送水ポンプと超微細気泡発生装置とが一体化した装置(超微細気泡発生ポンプ;超微細気泡発生装置内蔵送水ポンプ)を用いているが、送水ポンプと超微細気泡発生装置とを別々の機器、装置として用いることもできる。例えば、通常の送水ポンプの下流側(吐出側)に超微細気泡発生装置7を設けてもよい。この場合、気体(空気)を原水中に導入するエア吸引口(気体供給手段;空気供給口)を、適宜な箇所、例えば、送水ポンプの上流側に設ける。   In the above example, a device in which a water pump and an ultrafine bubble generator are integrated (ultrafine bubble generator pump; water pump with a built-in ultrafine bubble generator) is used. Can also be used as separate devices and devices. For example, the ultrafine bubble generator 7 may be provided on the downstream side (discharge side) of a normal water pump. In this case, an air suction port (gas supply means; air supply port) for introducing gas (air) into the raw water is provided at an appropriate location, for example, upstream of the water pump.

超微細気泡発生装置7について、以下に詳しく説明する。   The ultrafine bubble generator 7 will be described in detail below.

図7は超微細気泡発生装置7の一例を示す断面図である。この例では、超微細気泡発生装置7は、直径と比較して高さの低い円筒状の筐体71と、該筐体71の内部に水平に設置されている上下2つの円盤74,75とで構成されている。筐体71の下部には気液混合物流入口72が設けられており、上部には気液混合物流出口73が設けられている。2つの円盤のうち下に位置する円盤74はドーナッツ状であり、筐体71の内部の底面に設置されている。2つの円盤のうち上に位置する円盤75は円盤74とほぼ同径の円板状であり、円盤74を覆うように設置されている。円盤74と円盤75の対向面周縁部の周方向には、送水ポンプ6により圧力がかけられた気液混合物を通過させて外方向に噴出させる環状スリットが形成されている。気液混合物の噴出方向は、気液混合物流入口から円盤74と円盤75とで区画される領域に流入する気液混合物の流入方向に対して直交する方向である。圧力がかけられた気液混合物が環状スリットを通過する際、超微細気泡が多数生成し、この超微細気泡を含んだ気液混合物(超微細気泡混合液)が気液混合物流出口73から流出し、膜モジュール11に供給される。図7中の矢印は気液混合物の流れを示す。気液混合物流出口73が筐体71の上部に設けられているため、気体が滞留せず、超微細気泡混合液がスムーズに膜モジュール6に供給される。   FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of the ultrafine bubble generator 7. In this example, the ultrafine bubble generating device 7 includes a cylindrical casing 71 having a low height compared to its diameter, and two upper and lower disks 74 and 75 installed horizontally inside the casing 71. It consists of A gas-liquid mixed flow inlet 72 is provided at the lower portion of the casing 71, and a gas-liquid mixed flow outlet 73 is provided at the upper portion. The disc 74 located below the two discs is donut-shaped and is installed on the bottom surface inside the casing 71. The disc 75 located above the two discs has a disk shape with substantially the same diameter as the disc 74 and is installed so as to cover the disc 74. In the circumferential direction of the peripheral portions of the opposing surfaces of the disks 74 and 75, an annular slit is formed through which the gas-liquid mixture pressurized by the water pump 6 is passed and ejected outward. The jet direction of the gas-liquid mixture is a direction orthogonal to the inflow direction of the gas-liquid mixture flowing into the region partitioned by the disk 74 and the disk 75 from the gas-liquid mixture flow inlet. When the pressurized gas-liquid mixture passes through the annular slit, a large number of ultrafine bubbles are generated, and the gas-liquid mixture (ultrafine bubble mixture) containing the ultrafine bubbles flows out from the gas-liquid mixture flow outlet 73. And supplied to the membrane module 11. The arrows in FIG. 7 indicate the flow of the gas-liquid mixture. Since the gas-liquid mixture distribution outlet 73 is provided in the upper part of the housing 71, the gas does not stay and the ultrafine bubble mixture is smoothly supplied to the membrane module 6.

超微細気泡発生装置7では、例えば環状スリットの構造、気液混合物の環状スリットにおける通過速度、気体と液体の供給割合等を調整することにより、超微細気泡混合液中の(超)微細気泡の気泡径、気泡径分布、及び気泡の個数を制御することができる。気泡の個数、気泡径、気泡径の分布等は、前記のように、パーティクルカウンターを用いて測定することができる。   In the ultrafine bubble generator 7, for example, by adjusting the structure of the annular slit, the passage speed of the gas-liquid mixture in the annular slit, the supply ratio of gas and liquid, etc., the (ultra) fine bubbles in the ultrafine bubble mixture are adjusted. The bubble diameter, bubble diameter distribution, and number of bubbles can be controlled. The number of bubbles, bubble diameter, bubble diameter distribution, and the like can be measured using a particle counter as described above.

環状スリットは、内径側から外径側に向かって間隙最小部77から拡大するように設けられた流路拡大部78を備えているのが好ましい。環状スリットがこのような構造を有すると、気液混合物が高速で通過して噴出することにより、流路間隙の変化によって、気液混合物中に超微細気泡が発生する。これは、気液混合物が内径側から外径側に向かって間隙最小部77から連続的に拡大する流路(流路拡大部78)を通過する際に、気液混合物の流速が変化して圧力が変化するためである。   It is preferable that the annular slit includes a flow path expanding portion 78 provided so as to expand from the gap minimum portion 77 from the inner diameter side toward the outer diameter side. When the annular slit has such a structure, the gas-liquid mixture passes through and ejects at a high speed, so that ultrafine bubbles are generated in the gas-liquid mixture due to a change in the gap between the channels. This is because the flow rate of the gas-liquid mixture changes when the gas-liquid mixture passes through the flow path (flow path expanding portion 78) continuously expanding from the gap minimum portion 77 from the inner diameter side toward the outer diameter side. This is because the pressure changes.

上記好ましい環状スリットの構造においては、少なくとも内径側から外径側に向かって間隙最小部77から拡大するように設けられた流路拡大部78を備えている限り特に限定されず、例えば、間隙最小部77の内径側に、間隙最小部に向かって連続的に流路が縮小する流路縮小部76を有していてもよい。また、環状スリットは、内径側から外径側に向かって段階的に流路断面積が増える構造、内径側から外径側に向かって段階的に流路断面積が減少する構造、内径側から外径側に向かって連続的に流路断面積が増える構造、内径側から外径側に向かって連続的に流路断面積が減少する構造を有していてもよい。本発明では、超微細気泡を効率よく発生させる観点から、環状スリットは、内径側から外径側に向かって間隙最小部から連続的に流路断面積が増える流路拡大部を備えることが好ましい。   The preferable structure of the annular slit is not particularly limited as long as it has the flow path expanding portion 78 provided so as to expand from the minimum gap portion 77 at least from the inner diameter side to the outer diameter side. On the inner diameter side of the portion 77, there may be provided a flow path reducing portion 76 in which the flow path is continuously reduced toward the smallest gap portion. In addition, the annular slit has a structure in which the channel cross-sectional area increases stepwise from the inner diameter side to the outer diameter side, a structure in which the channel cross-sectional area decreases stepwise from the inner diameter side to the outer diameter side, You may have the structure where a flow-path cross-sectional area increases continuously toward an outer diameter side, and the structure where a flow-path cross-sectional area decreases continuously from an inner diameter side toward an outer diameter side. In the present invention, from the viewpoint of efficiently generating ultrafine bubbles, it is preferable that the annular slit includes a flow channel expanding portion in which the flow channel cross-sectional area continuously increases from the smallest gap portion from the inner diameter side toward the outer diameter side. .

環状スリットの流路拡大部78における拡がり角度(断面での拡がり角度)θ2は、超微細気泡発生効率の点から、流路縮小部76における縮小角度(断面での縮小角度)θ1より小さくする場合が多いが、θ2はθ1と等しいか又はそれより大きくてもよい。   When the expansion angle (expansion angle in the cross section) θ2 of the annular slit in the flow path expansion portion 78 is made smaller than the reduction angle (reduction angle in the cross section) θ1 in the flow path reduction portion 76 from the viewpoint of the generation efficiency of the ultrafine bubbles. However, θ2 may be equal to or greater than θ1.

上記のような構造を有する超微細気泡発生装置7を用いることにより、気泡径2〜50μmの気泡の個数(パーティクルカウンタで測定される個数)が、20〜30℃において、例えば100個/mL以上(好ましくは300個/mL以上、さらに好ましくは1000個/mL以上、特に2000個/mL以上)である超微細気泡含有原水を得ることができる。また、上記のような構造を有する超微細気泡発生装置7を用いた場合、気泡径2〜5μmの気泡の個数(パーティクルカウンタで測定される個数)が、20〜30℃において、例えば100個/mL以上(好ましくは300個/mL以上、さらに好ましくは1000個/mL以上、特に2000個/mL以上)である超微細気泡混合液を得ることができる。   By using the ultrafine bubble generator 7 having the above structure, the number of bubbles having a bubble diameter of 2 to 50 μm (number measured by a particle counter) is, for example, 100 / mL or more at 20 to 30 ° C. The raw water containing ultrafine bubbles can be obtained (preferably 300 / mL or more, more preferably 1000 / mL or more, particularly 2000 / mL or more). Further, when the ultrafine bubble generating device 7 having the above structure is used, the number of bubbles having a bubble diameter of 2 to 5 μm (the number measured by a particle counter) is, for example, 100 / It is possible to obtain a mixture of ultrafine bubbles that is mL or more (preferably 300 / mL or more, more preferably 1000 / mL or more, particularly 2000 / mL or more).

本発明の濾過装置の洗浄方法は、内部に濾過フィルター又は分離膜を備え、原水流入口、濾過水流出口及び濃縮液排出口を有する濾過装置と、該濾過装置に原水を供給するための原水供給ポンプと、濾過装置に供給される原水中に超微細気泡を発生させる超微細気泡発生装置と、前記濾過装置の濾過水側に設けられたエアチャンバーとを備えた水浄化装置に適用できる。原水供給ポンプと超微細気泡発生装置は一体化していてもよい。   The method for cleaning a filtration device of the present invention includes a filtration device having a filtration filter or a separation membrane therein, a raw water inlet, a filtered water outlet, and a concentrate outlet, and raw water supply for supplying raw water to the filtration device. The present invention can be applied to a water purification apparatus including a pump, an ultrafine bubble generating device that generates ultrafine bubbles in raw water supplied to the filtration device, and an air chamber provided on the filtered water side of the filtration device. The raw water supply pump and the ultrafine bubble generator may be integrated.

この水浄化装置における超微細気泡発生装置としては、原水中に気体を混合して得られる気液混合流体を、原水供給ポンプによる高圧により縮小部・最挟部・拡大部を有する流路を流通させ、流路内で形成される気液混合流体の高速せん断流の流速と圧力を変化させて超微細気泡を発生させる装置であるのが好ましい。   As an ultrafine bubble generator in this water purification device, a gas-liquid mixed fluid obtained by mixing gas in raw water is circulated through a flow path having a reduced portion, the most sandwiched portion, and an enlarged portion by high pressure by a raw water supply pump. It is preferable that the apparatus generate ultrafine bubbles by changing the flow velocity and pressure of the high-speed shear flow of the gas-liquid mixed fluid formed in the flow path.

以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。   The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to these examples.

実施例1
図1に示す水浄化システム(設備)において、濾過装置11の洗浄を行った。濾過装置11内の濾過フィルター26として、SUS特殊焼結金網製円筒型エレメント(セントラルフィルター工業社製、商品名「PM−A−C65*40*250−GL」、濾材寸法Φ65/Φ40×250L、濾過面積0.05m2、エレメント内容積829cc)を円筒状のハウジング内に充填したものを用いた。エアチャンバー14として、内容積88ccのステンレス製のシリンダー(直径1インチ、長さ100mm)を取り付けた。超微細気泡発生ポンプ6として図6に示すポンプ(超微細気泡発生装置内蔵送水ポンプ)を用いた。また、原水として、水に生化学用カオリン(和光純薬工業社製)(擬似汚泥)を100重量ppm添加したものを用いた。濾過圧力は0.2MPa(ゲージ圧)である。濾過フィルターの洗浄の手順は以下の通りである。なお、洗浄前の濾過フィルターの濾過面は一面に疑似汚泥のケークが堆積した状態となっている。
(1)予め濾過装置11の濾過水側に設けたエアチャンバー14に空気を満たしておき、超微細気泡発生ポンプ6により超微細気泡を含有させた原水を、バルブV−4(原水入口バルブ)側から濾過フィルター26内の特殊エレメントで濾過し、バルブV−6(濾過水出口バルブ)より濾過水を取得する(バルブV−2、V−5、V−7、V−8は閉)[濾過運転]。この濾過運転を所定時間行った。
(2)濾過運転の状態で、バルブV−6を閉止することで、濾過フィルター26内部をポンプ吐出圧まで昇圧する[加圧工程]。
(3)昇圧完了後、バルブV−4(原水入口バルブ)を閉止し、濾過フィルター26を加圧状態のまま、密閉する[圧力保持工程]。
(4)バルブV−7及びV−8(濃縮液出口バルブ)を一気に開け、濾過フィルター26内部の圧力を一次側(濃縮液排水側)方向へ脱圧し、特殊エレメント洗浄を行う[脱圧工程]。
上記の操作を行った後、濾過フィルターを取り出し、擬似汚泥の剥離状況を目視観察した。その結果、疑似汚泥のケークは非常に細かく粉砕され、濾過面は極めてきれいに更新されていた。
Example 1
In the water purification system (equipment) shown in FIG. 1, the filtration device 11 was washed. As a filtration filter 26 in the filtration device 11, a cylindrical element made of SUS special sintered wire mesh (manufactured by Central Filter Industry Co., Ltd., trade name “PM-A-C65 * 40 * 250-GL”, filter medium size Φ65 / Φ40 × 250L, A filter housing with a filtration area of 0.05 m 2 and an element internal volume of 829 cc) packed in a cylindrical housing was used. As the air chamber 14, a stainless steel cylinder (diameter: 1 inch, length: 100 mm) having an internal volume of 88 cc was attached. As the ultrafine bubble generating pump 6, the pump shown in FIG. 6 (water pump with a built-in ultrafine bubble generator) was used. Moreover, as raw water, water added with 100 ppm by weight of kaolin for biochemistry (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (pseudo sludge) was used. The filtration pressure is 0.2 MPa (gauge pressure). The procedure for washing the filter is as follows. In addition, the filter surface of the filter before cleaning is in a state where a cake of pseudo sludge is accumulated on one surface.
(1) The air chamber 14 provided on the filtered water side of the filtration device 11 in advance is filled with air, and the raw water containing ultrafine bubbles by the ultrafine bubble generating pump 6 is supplied to the valve V-4 (raw water inlet valve). Filter with a special element in the filtration filter 26 from the side, and obtain filtered water from the valve V-6 (filtrated water outlet valve) (valves V-2, V-5, V-7, V-8 are closed) [ Filtration operation]. This filtration operation was performed for a predetermined time.
(2) The inside of the filtration filter 26 is increased to the pump discharge pressure by closing the valve V-6 in the state of the filtration operation [pressurization step].
(3) After completion of pressurization, the valve V-4 (raw water inlet valve) is closed, and the filtration filter 26 is sealed in a pressurized state [pressure maintaining step].
(4) Valves V-7 and V-8 (concentrate outlet valve) are opened at once, the pressure inside the filtration filter 26 is depressurized toward the primary side (concentrate drainage side), and special element cleaning is performed [depressurization step. ].
After performing said operation, the filtration filter was taken out and the peeling condition of pseudo sludge was observed visually. As a result, the pseudo sludge cake was crushed very finely and the filtration surface was renewed very cleanly.

実施例2
エアチャンバー14として、内容積約29ccのステンレス製のシリンダー(直径1インチ、長さ60mm)を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行った。
洗浄後、濾過フィルターを取り出し、擬似汚泥の剥離状況を目視観察したところ、疑似汚泥のケークは細かく粉砕され、濾過面はきれいに更新されていた。
Example 2
The same operation as in Example 1 was performed except that a stainless steel cylinder (diameter 1 inch, length 60 mm) having an internal volume of about 29 cc was used as the air chamber 14.
After washing, the filtration filter was taken out and the peeling state of the pseudo sludge was visually observed. As a result, the pseudo sludge cake was finely pulverized and the filtration surface was renewed cleanly.

比較例1
エアチャンバー14を取り付けず、また、原水供給ポンプとして超微細気泡発生ポンプの代わりに通常の送水ポンプを用いた(超微細気泡を含有しない原水を供給した)こと以外は、実施例1と同様の操作を行った。
洗浄後、濾過フィルターを取り出し、擬似汚泥の剥離状況を目視観察したところ、疑似汚泥のケークは濾過面から浮き上がってはいるが、剥離はほとんどなく、これを再度濾過装置に取り付けて再運転すると、浮き上がったケークはポンプ圧力により濾過面に押しつけられて洗浄前とほとんど変わらない状態となった。
Comparative Example 1
The same as in Example 1 except that the air chamber 14 was not attached and a normal water supply pump was used as the raw water supply pump instead of the ultrafine bubble generating pump (raw water containing no ultrafine bubbles was supplied). The operation was performed.
After cleaning, the filtration filter was taken out, and when the pseudo sludge peeling state was visually observed, the pseudo sludge cake floated from the filtration surface, but there was almost no peeling, and when this was attached to the filtration device again and restarted, The floated cake was pressed against the filtration surface by the pump pressure and became almost the same as before washing.

比較例2
エアチャンバー14を取り付けなかったこと以外は、実施例1と同様の操作を行った。
洗浄後、濾過フィルターを取り出し、擬似汚泥の剥離状況を目視観察したところ、疑似汚泥のケークは砕け、濾過面のケークは剥離していたが、一部ケークが残存している箇所があった。また、剥離したケークは鱗片状であり、細かく粉砕された状態ではなかった。
Comparative Example 2
The same operation as in Example 1 was performed except that the air chamber 14 was not attached.
After washing, the filtration filter was taken out and the peeling state of the pseudo sludge was visually observed. As a result, the pseudo sludge cake was broken and the cake on the filtration surface was peeled off, but there was a portion where the cake remained. Further, the peeled cake was scaly and was not finely pulverized.

比較例3
原水供給ポンプとして超微細気泡発生ポンプの代わりに通常の送水ポンプを用いた(超微細気泡を含有しない原水を供給した)こと以外は、実施例1と同様の操作を行った。
洗浄後、濾過フィルターを取り出し、擬似汚泥の剥離状況を目視観察したところ、擬似ケークはかなりな部分で剥離していたが、全面的ではなく、また、剥離したケークは板状であり、細かく粉砕された状態ではなかった。
Comparative Example 3
The same operation as in Example 1 was performed except that a normal water supply pump was used as the raw water supply pump instead of the ultrafine bubble generating pump (raw water containing no ultrafine bubbles was supplied).
After washing, the filtration filter was taken out, and when the artificial sludge was peeled off visually, the pseudo cake was peeled off at a considerable part, but it was not entirely, and the peeled cake was plate-like and finely pulverized. It was not in the state that was done.

1 原水供給ライン(原水補充ライン)
3 原水タンク
4 原水供給ライン
5 エア吸引口
6 超微細気泡発生ポンプ(原水供給ポンプ)
7 超微細気泡発生装置
8 バルブ
9 流量調整バルブ
10 原水流入口(超微細気泡含有原水供給口)
11 濾過装置
12 濃縮液排出口
13 濃縮液排水ライン
14 エアチャンバー
16 濾過水及び濃縮液排水ライン
17 濾過水循環ライン
18 濾過水流出口
20 濾過水ライン
21 濾過水タンク
26 濾過フィルター(又は分離膜)
27 原水戻りライン
28 圧力計
29 流量計
30,230,330 キャンドモータの回転軸
31 前部軸受箱
32 前部軸受箱のインペラ本体部45の対向面
33 潤滑液排出口
34 筐体
35 収納室
36 送液空間
37 循環空間
38,238,338 液体流出口
39,239,339 液体供給口
40,240,340 気体供給流路
41 潤滑液管路
42 ボルト
43,243,343 インペラ
44 ボルト
45 インペラ本体部
46,246,346 遠心羽根
47 循環羽根
48,248,348 分散部
49,249,349 円盤
50,250,350 円盤
50a 仕切り部
51,251,351 分散流路
51a,251a,351a 流路縮小部
51b,251b,351b 流路拡大部
51c,251c,351c 間隙最小部
259,359 バルブ
260,360 エア抜きバルブ
370 中間配管
71 筐体
72 気液混合物流入口
73 気液混合物流出口
74 円盤
75 円盤
76 流路縮小部
77 間隙最小部
78 流路拡大部
1 Raw water supply line (raw water replenishment line)
3 Raw Water Tank 4 Raw Water Supply Line 5 Air Suction Port 6 Ultrafine Bubble Generation Pump (Raw Water Supply Pump)
7 Ultra Fine Bubble Generator 8 Valve 9 Flow Control Valve 10 Raw Water Inlet (Ultra Fine Bubble Containing Raw Water Supply Port)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Filtration apparatus 12 Concentrate discharge port 13 Concentrate drainage line 14 Air chamber 16 Filtrated water and concentrate drainage line 17 Filtration water circulation line 18 Filtration water outlet 20 Filtration water line 21 Filtration water tank 26 Filtration filter (or separation membrane)
27 Raw water return line 28 Pressure gauge 29 Flow meter 30, 230, 330 Rotating shaft of canned motor 31 Front bearing box 32 Opposing surface of impeller body 45 of front bearing box 33 Lubricant discharge port 34 Housing 35 Storage chamber 36 Liquid feeding space 37 Circulating space 38, 238, 338 Liquid outlet 39, 239, 339 Liquid supply port 40, 240, 340 Gas supply passage 41 Lubricating liquid pipe 42 Bolt 43, 243, 343 Impeller 44 Bolt 45 Impeller main body 46,246,346 Centrifugal blade 47 Circulating blade 48,248,348 Dispersion part 49,249,349 Disc 50,250,350 Disc 50a Partition part 51,251,351 Dispersion channel 51a, 251a, 351a Channel reduction part 51b , 251b, 351b Channel enlarged portion 51c, 251c, 351c Minimum gap 259,359 valves 260 and 360 vent valve 370 intermediate pipe 71 housing 72 gas-liquid mixture flow inlet 73 gas-liquid mixture flow outlet 74 disk 75 disk 76 the flow path reduction portion 77 gap minimum unit 78 enlarged flow path portion

Claims (2)

濾過フィルター又は分離膜を備えた濾過装置を洗浄する方法であって、濾過装置の濾過水側に設けたエアチャンバーに気体を満たしておき、原水供給ポンプにより超微細気泡を含有する原水を濾過装置に供給して濾過水を得る濾過運転状態から、濾過水流出口側バルブを閉止して、原水供給ポンプ吐出側から濾過水流出口側バルブまでの流路をポンプ吐出圧まで昇圧し、一旦濾過装置内を加圧密閉状態とした後、濃縮液排出口側バルブを開にして原水側圧力を急激に降下させ、濾過フィルター又は分離膜の堆積物を原水側に剥離させることを特徴とする濾過装置の洗浄方法。   A method for washing a filtration device provided with a filtration filter or a separation membrane, wherein a gas is filled in an air chamber provided on the filtrate water side of the filtration device, and raw water containing ultrafine bubbles is filtered by the raw water supply pump The filtration water outlet side valve is closed and the flow path from the raw water supply pump discharge side to the filtrate water outlet side valve is increased to the pump discharge pressure from the filtration operation state where the filtrate is obtained by supplying Of the filtration device characterized in that after the pressure is sealed, the concentrate outlet port valve is opened and the pressure on the raw water side is drastically lowered to separate the filtration filter or separation membrane deposit to the raw water side. Cleaning method. 超微細気泡を含有する原水が、原水中に気体を混合して得られる気液混合流体を、原水供給ポンプによる高圧により縮小部・最挟部・拡大部を有する流路を流通させ、流路内で形成される気液混合流体の高速せん断流の流速と圧力を変化させて超微細気泡を発生させることにより得られる超微細気泡含有原水である請求項1記載の濾過装置の洗浄方法。   The raw water containing ultrafine bubbles is mixed with a gas-liquid mixed fluid obtained by mixing gas in the raw water, and the flow path having the reduced portion, the most sandwiched portion, and the enlarged portion is circulated by the high pressure by the raw water supply pump. The cleaning method for a filtration device according to claim 1, which is raw water containing ultrafine bubbles obtained by changing the flow velocity and pressure of the high-speed shear flow of the gas-liquid mixed fluid formed in the inside to generate ultrafine bubbles.
JP2009260413A 2009-11-13 2009-11-13 Filtration device cleaning method Active JP5269749B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009260413A JP5269749B2 (en) 2009-11-13 2009-11-13 Filtration device cleaning method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009260413A JP5269749B2 (en) 2009-11-13 2009-11-13 Filtration device cleaning method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011104488A JP2011104488A (en) 2011-06-02
JP5269749B2 true JP5269749B2 (en) 2013-08-21

Family

ID=44228618

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009260413A Active JP5269749B2 (en) 2009-11-13 2009-11-13 Filtration device cleaning method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5269749B2 (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013052339A (en) * 2011-09-02 2013-03-21 Sekisui Chem Co Ltd Water treating method
JP5829080B2 (en) * 2011-09-02 2015-12-09 積水化学工業株式会社 Water treatment method
JP2013163141A (en) * 2012-02-09 2013-08-22 Toshiba Corp Membrane filtration system
JP2014079829A (en) * 2012-10-15 2014-05-08 Fanuc Ltd Machine tool including filter cleaning device
WO2014103565A1 (en) * 2012-12-28 2014-07-03 住友重機械工業株式会社 Water treatment system
JP6060036B2 (en) * 2013-05-17 2017-01-11 メタウォーター株式会社 Cleaning method for membrane filtration system
JP2015112558A (en) * 2013-12-12 2015-06-22 株式会社モノベエンジニアリング Rotor, agitator and microbubble generator comprising the same, and filtration system using microbubble generator
CN106745374A (en) * 2016-12-13 2017-05-31 浙江双林机械股份有限公司 A kind of aseptic ultra-filtration system of rainwater
KR102133422B1 (en) * 2019-07-19 2020-07-13 회명솔레니스 (주) Cleaning System for Filtering Membrane and Cleaning Method Thereof
KR102364742B1 (en) * 2020-04-17 2022-02-17 이진철 Membrane filtration water treatment system using fine bubble generator

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60197206A (en) * 1984-03-16 1985-10-05 Daicel Chem Ind Ltd Washing method of permeable membrane module
JP2002292256A (en) * 2001-03-30 2002-10-08 Sumitomo Heavy Ind Ltd Method for cleaning filtration membrane
JP2007216102A (en) * 2006-02-14 2007-08-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Filtering device, and membrane washing method of this filtering device
JP2009095806A (en) * 2007-10-19 2009-05-07 Toei Aqua Tekku Kk Filtration method and filtration apparatus
JP2009148673A (en) * 2007-12-19 2009-07-09 Sekisui Chem Co Ltd Membrane separation apparatus and desalination method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011104488A (en) 2011-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5269749B2 (en) Filtration device cleaning method
JP2011083764A (en) Method for operating water purification system and water purification system
JP5068727B2 (en) Operation method of water purification system and water purification system
JP3313367B2 (en) Water purifier with initial filtrate isolation, improved backwashing and improved bubble generation
JP2011194396A (en) Device for treating ballast water for ship
JPH07112185A (en) Waste water treating device and washing method therefor
JP2009148673A (en) Membrane separation apparatus and desalination method
WO2008053700A1 (en) Method of desalting, apparatus for desalting, and bubble generator
JP6170552B2 (en) Seawater desalination apparatus and method
JP2011251284A (en) Apparatus and method for treating ballast water for ship
US20190118142A1 (en) Methods, systems, and compositions for delivery of nanobubbles in water treatment systems
CN104870072A (en) Hydroclone
JP2013138971A (en) Filtering device
JP5464836B2 (en) Cleaning device and cleaning method
JP6580338B2 (en) Film processing apparatus and film processing method
JP2011104549A (en) Filtration system and filtration method
AU2009310485A1 (en) Method for the filtration of a bioreactor liquid from a bioreactor; cross-flow membrane module, and bioreactor membrane system
WO2012145787A1 (en) Apparatus and method for reducing fouling and scaling in a fluid treatment system
JP5801249B2 (en) Desalination apparatus and desalination method
JP3897591B2 (en) Separation membrane module and module assembly
KR101392755B1 (en) Wastewater disposal plant using tubular membrane
JP5401403B2 (en) Solid recovery method
JP6496931B2 (en) Processing fluid treatment system
KR20170033611A (en) Water treatment system and water treatment method
KR20180114820A (en) Antifouling Hollow fiber membrane module, Method for preparing the same and Uses thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20121029

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130417

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: 20130423

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130508

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 5269749

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250