JP5832178B2 - 洗浄方法及び洗浄システム - Google Patents

Description

本発明は、薬液を含有する洗浄液を用いた浸漬膜モジュールのろ過膜の洗浄方法及び洗浄システムに関する。

種々の原水のろ過には、浸漬膜モジュールが好適に用いられている。この浸漬膜モジュールにあっては、ろ過の継続に伴い原水中の除去対象物質が膜表面に付着して孔を閉塞するため、徐々にろ過性能が低下し、ついにはろ過できなくなってしまうという問題がある。そこで、ろ過性能を維持するために、薬液に浸漬させると共に、空気等の気体により浸漬膜モジュールの下方から曝気を行い、膜面に付着した除去対象物を除去することが行われている（例えば、特許文献１参照）。

特許３６８４８２５号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の洗浄方法では、十分に汚れを除去しようとすると薬液に浸漬膜モジュールを長時間浸漬する必要があり、ろ過膜が劣化するといった問題が生じる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、効果的に浸漬膜モジュールのろ過膜の洗浄を行うことができる洗浄方法及び洗浄システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る洗浄方法は、浸漬膜モジュールのろ過膜の洗浄方法であって、洗浄用の薬液を含有する洗浄液が導入された槽内に浸漬膜モジュールを設置し、ろ過膜に洗浄液を透過させると共に、浸漬膜モジュールと槽とを連絡する循環ラインによって洗浄液を循環させることを特徴とする。

この洗浄方法では、浸漬膜モジュールのろ過膜に薬液を含有する洗浄液を透過させている。したがって、薬液は、浸漬膜モジュールのろ過膜の膜面に接触するだけではなく、ろ過膜の内部にまで透過する。これにより、ろ過膜の微細な空隙（孔）に堆積した除去対象物にまで薬液が行き渡り、その除去対象物を溶解して除去できる。また、除去対象物を効果的に除去できるため、薬液による洗浄時間の短縮が図れ、ろ過膜の劣化を抑制し得る。さらに、洗浄液を循環ラインにより循環させることにより、槽内に流れが生じて洗浄液が攪拌され、ろ過膜の膜面に付着した除去対象物を好適に除去できる。したがって、効果的に浸漬膜モジュールのろ過膜の洗浄を行うことが可能となる。

洗浄液を浸漬膜モジュールにおいて吸引してろ過を行い、ろ過した洗浄液を循環ラインによって循環させることが好ましい。このようにすれば、より一層効果的に浸漬膜モジュールのろ過膜の洗浄を行うことができる。

また、本発明に係る洗浄システムは、浸漬膜モジュールを浸漬させると共に、洗浄用の薬液を含有する洗浄液が導入される槽と、浸漬膜モジュールと槽とを連絡し、洗浄液を循環させる循環ラインと、を備え、洗浄液が導入された槽内に浸漬膜モジュールを設置し、浸漬膜モジュールのろ過膜に洗浄液を透過させると共に、循環ラインによって洗浄液を循環させることを特徴とする。

この洗浄システムでは、薬液を含有する洗浄液が導入された槽において、浸漬膜モジュールのろ過膜に洗浄液を透過させている。したがって、薬液は、浸漬膜モジュールのろ過膜の膜面に接触するだけではなく、ろ過膜の内部にまで透過する。これにより、ろ過膜の微細な空隙（孔）に堆積した除去対象物にまで薬液が行き渡り、その除去対象物を溶解して除去できる。また、除去対象物を効果的に除去できるため、薬液による洗浄時間の短縮が図れ、ろ過膜の劣化を抑制し得る。さらに、洗浄液を循環ラインにより循環させることにより、槽内に流れが生じて洗浄液が攪拌され、ろ過膜の膜面に付着した除去対象物を好適に除去できる。したがって、効果的に浸漬膜モジュールのろ過膜の洗浄を行うことが可能となる。

浸漬膜モジュールによってろ過された洗浄液を排出する排出ラインと、排出ラインに設けられると共に、洗浄液を吸引する吸引手段と、を備え、循環ラインは、排出ラインにおいて、吸引手段の下流側に接続されている。このような構成によれば、吸引手段によって洗浄液を循環させることができるため、循環用のポンプを更に設ける必要がない。したがって、洗浄システムの構成の簡易化を図れる。

浸漬膜モジュールによってろ過された洗浄液を排出する排出ラインと、排出ラインに設けられると共に、洗浄液を吸引する吸引手段と、循環ラインに設けられると共に、洗浄液を循環させる循環手段と、を備え、循環ラインは、排出ラインにおいて、吸引手段の上流側に接続されている。このような構成によれば、除去対象物を含んだ洗浄液が吸引手段を通過しないため、吸引手段の劣化を防止できる。

本発明によれば、より効果的に浸漬膜モジュールのろ過膜の洗浄を行うことができる。

第１実施形態に係る洗浄システムの構成を示す図である。 中空糸膜を示す図である。 ろ過による洗浄を説明するための図である。 第２実施形態に係る洗浄システムの構成を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る洗浄システムの構成を示す図である。図１に示すように、洗浄システム１は、複数（ここでは３つ）の浸漬膜モジュール３を浸漬させる浸漬槽５と、各浸漬膜モジュール３に集液ラインＬ１を介して接続されるヘッダー管７と、ヘッダー管７に接続され、ろ過された液体（以下、ろ過水）を排出するろ過水ライン（排出ライン）Ｌ２と、ろ過水ラインＬ２に取り付けられ、ろ過水を吸引する吸引ポンプ（吸引手段）Ｐと、ろ過水を貯留する貯留タンク９と、ろ過水ラインＬ２に接続される循環ラインＬ３とを備えている。ろ過水ラインＬ２において、吸引ポンプＰと貯留タンク９との間には、バルブＢ１が取り付けられている。

なお、図１に示す洗浄システム１は、被ろ過水（原水）をろ過するろ過システムとしても機能する。すなわち、ろ過システムでは、浸漬槽５に連続的、または断続的にろ過対象となる被ろ過水が導入され、浸漬膜モジュール３により被ろ過水がろ過処理されるようになっている。

浸漬膜モジュール３は、複数本の中空糸膜３ａ（図２参照）から構成されている。中空糸膜３ａは、内部にろ過水の流路が形成されたチューブ形状（筒状）をなしており、その壁面は被ろ過水をろ過するためのろ過膜となっているため、ろ過水を吸い込むことによって被ろ過水中の汚泥を除去することができる。

循環ラインＬ３は、浸漬膜モジュール３と浸漬槽５とを連絡し、浸漬膜モジュール３においてろ過された（中空糸膜３ａを透過した）洗浄液Ｗを浸漬槽５に戻す管である。循環ラインＬ３の一端部は、ろ過水ラインＬ２において、吸引ポンプＰの下流側、すなわち吸引ポンプＰと貯留タンク９との間に接続されている。循環ラインＬ３の他端部は、浸漬槽５内に設置されている。より具体的には、循環ラインＬ３の他端部、すなわち中空糸膜３ａを透過した洗浄液Ｗの排出口は、浸漬槽５の側面寄りに設置されている。この循環ラインＬ３から排出された洗浄液Ｗの液流と、吸引ポンプＰの吸引とにより、浸漬槽５内の洗浄液Ｗが攪拌される。また、循環ラインＬ３には、バルブＢ２が取り付けられている。

洗浄システム１において、浸漬槽５には、洗浄液Ｗが導入される。洗浄液Ｗには、洗浄用の薬液が含有されている。この薬液としては、以下のものを用いることができる。例えば、洗浄（除去）対象となる除去対象物Ｓ（図２参照）が活性汚泥から産出される多糖類、糖蛋白、低分子有機物などである場合には、アルカリ洗浄が有効であるため、薬液として、次亜塩素酸ナトリウム：ＮａＣｌＯ（５００ｍｇ／１〜２ｗｔ％）、水酸化ナトリウム：ＮａＯＨ（５００ｍｇ／１〜２ｗｔ％）を用いることができる。

また、洗浄対象となる除去対象物Ｓがカルシウムや酸化鉄などの無機化合物などである場合には、酸洗浄が有効であるため、薬液として、有機酸（クエン酸、シュウ酸、酢酸など：０．１〜２ｗｔ％）や、無機酸（塩酸、硫酸、硝酸など：０．１〜２ｗｔ％）を用いることができる。

続いて、洗浄システム１における浸漬膜モジュール３の中空糸膜３ａの洗浄方法について説明する。

まず、汚泥を取り除いた浸漬槽５に浸漬膜モジュール３を浸漬させて、薬液を含有する洗浄液Ｗで浸漬槽５を満たす。また、ろ過水ラインＬ２のバルブＢ１を閉めると共に、循環ラインＬ３のバルブＢ２を開放する。次に、吸引ポンプＰで吸引し、浸漬膜モジュール３により洗浄液Ｗをろ過する。このとき、ろ過水ラインＬ２により搬送されるろ過された洗浄液Ｗは、循環ラインＬ３により浸漬槽５に戻される。

浸漬膜モジュール３により洗浄液Ｗをろ過する（透過させる）時間、すなわち洗浄時間は、アルカリ洗浄の場合には少なくとも２時間〜２４時間であることが好ましく、４時間〜１２時間であることがより好ましい。また、酸洗浄の場合には、少なくとも０．５時間〜１２時間であることが好ましい。

このように浸漬膜モジュール３において洗浄液Ｗを繰り返し透過させることにより、図２及び図３に示すように、浸漬膜モジュール３の中空糸膜３ａの微細な空隙（孔）Ｈに薬液が透過し、内部に付着した除去対象物Ｓを溶解して除去する。そして、吸引ポンプＰの吸引により、溶解された除去対象物Ｓは、ろ過水ラインＬ２及び循環ラインＬ３を介して浸漬槽５に戻される。所定時間の運転後、浸漬槽５内の洗浄液Ｗを排出すると共に、浸漬槽５内を例えば水などの液体で満たし、浸漬膜モジュール３において所定時間ろ過を行う。以上のようにして、浸漬膜モジュール３の中空糸膜３ａの洗浄が行われる。

以上説明したように、洗浄システム１による浸漬膜モジュール３の中空糸膜３ａの洗浄方法では、浸漬膜モジュール３において薬液を含有する洗浄液Ｗのろ過を行っている。したがって、薬液は、浸漬膜モジュール３の中空糸膜３ａの膜面に接触するだけではなく、中空糸膜３ａの内部にまで透過する。これにより、中空糸膜３ａの微細な空隙（孔）Ｈに堆積した除去対象物Ｓにまで薬液が行き渡り、その除去対象物Ｓを溶解して除去できる。また、除去対象物Ｓを効果的に除去できるため、薬液による洗浄時間の短縮が図れ、中空糸膜３ａの劣化を抑制し得る。さらに、循環ラインＬ３により洗浄液Ｗを循環させるため、その液流により浸漬槽５内の洗浄液Ｗが攪拌され、中空糸膜３ａの膜面に付着した除去対象物Ｓを好適に除去できる。したがって、効果的に浸漬膜モジュール３の洗浄を行うことができる。

また、洗浄システム１では、ろ過水ラインＬ２において吸引ポンプＰの下流側に循環ラインＬ３が接続されている。これにより、循環ラインＬ３において洗浄液Ｗを浸漬槽５に戻すためのポンプを必要としない。したがって、洗浄システム１の構成の簡易化を図れる。

［第２実施形態］
続いて、第２実施形態について説明する。図４は、第２実施形態に係る洗浄システムを示す図である。図４に示す洗浄システム１Ａは、循環ラインＬ３Ａの構成が第１実施形態と異なっている。

ろ過水ラインＬ２には、吸引ポンプＰの上流側に、バルブ（第１バルブ）Ｂ３が取り付けられている。循環ラインＬ３Ａは、浸漬膜モジュール３においてろ過された洗浄液Ｗを浸漬槽５に戻すラインである。循環ラインＬ３Ａの一端部は、ろ過水ラインＬ２において、吸引ポンプＰの上流側に接続されている。循環ラインＬ３Ａの他端部は、浸漬槽５内に設置されている。また、循環ラインＬ３Ａには、洗浄液Ｗを吸引する循環ポンプ（循環手段）Ｐ１と、バルブ（第２バルブ）Ｂ２とが取り付けられている。

続いて、洗浄システム１Ａにおける浸漬膜モジュール３の中空糸膜３ａの洗浄方法について説明する。

まず、汚泥を取り除いた浸漬槽５に浸漬膜モジュール３を浸漬させて、薬液を含有する洗浄液Ｗで浸漬槽５を満たす。また、ろ過水ラインＬ２のバルブＢ３を閉めると共に、循環ラインＬ３ＡのバルブＢ２を開放する。次に、循環ポンプＰ１で吸引し、浸漬膜モジュール３により洗浄液Ｗをろ過する。このとき、ろ過水ラインＬ２により搬送されるろ過された洗浄液Ｗは、循環ラインＬ３Ａにより浸漬槽５に戻される。

以上説明したように、洗浄システム１Ａによる浸漬膜モジュール３の中空糸膜３ａの洗浄方法では、浸漬膜モジュール３において薬液を含有する洗浄液Ｗのろ過を行っている。したがって、薬液は、浸漬膜モジュール３の中空糸膜３ａの膜面に接触するだけではなく、中空糸膜３ａの内部にまで透過する。これにより、中空糸膜３ａの微細な空隙（孔）Ｈに堆積した除去対象物Ｓにまで薬液が行き渡り、その除去対象物Ｓを溶解して除去できる。また、除去対象物Ｓを効果的に除去できるため、薬液による洗浄時間の短縮が図れ、中空糸膜３ａの劣化を抑制し得る。さらに、循環ラインＬ３Ａにより洗浄液Ｗを循環させるため、その液流により浸漬槽５内の洗浄液Ｗが攪拌され、中空糸膜３ａの膜面に付着した除去対象物Ｓを好適に除去できる。したがって、効果的に浸漬膜モジュール３の洗浄を行うことができる。

また、循環ラインＬ３Ａは、ろ過水ラインＬ２において、吸引ポンプＰの上流側に接続されている。そのため、吸引ポンプＰを除去対象物Ｓが通過しないため、吸引ポンプＰの劣化を防止でき、吸引ポンプＰの長期利用が可能となる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、浸漬膜モジュール３により薬液を含む洗浄液Ｗをろ過しているが、洗浄液Ｗを用いた逆圧水洗浄を行ってもよい。具体的には、洗浄システム１（１Ａ）においては、吸引ポンプＰ（Ｐ１）の液流の方向を逆方向とし、浸漬槽５の洗浄液Ｗを循環ラインＬ３（Ｌ３Ａ）を介して汲み上げて浸漬膜モジュール３の内部に供給する。この場合においても、浸漬膜モジュール３の中空糸膜３ａにおいて、その内部にまで薬液が透過するため、除去対象物Ｓを効果的に除去できる。

また、中空糸膜３ａの洗浄に用いる薬液は、上記のものだけに限定されない。薬液は、除去対象となる除去対象物Ｓに応じて適宜選択されればよい。

１，１Ａ…洗浄システム、３…浸漬膜モジュール、３ａ…中空糸膜（ろ過膜）、５…浸漬槽、Ｌ２…ろ過水ライン（排出ライン）、Ｌ３，Ｌ３Ａ…循環ライン、Ｐ…吸引ポンプ（吸引手段）、Ｐ１…循環ポンプ（循環手段）、Ｗ…洗浄液。

Claims (2)

1. 洗浄システムによる浸漬膜モジュールのろ過膜の洗浄方法であって、
   前記洗浄システムは、
   浸漬膜モジュールを浸漬させると共に、洗浄用の薬液を含有する洗浄液が導入される槽と、
   前記浸漬膜モジュールによってろ過された前記洗浄液を排出する排出ラインと、
   前記排出ラインに設けられると共に、前記洗浄液を吸引する吸引手段と、
   前記排出ラインにおける前記吸引手段の上流側に接続されると共に、前記浸漬膜モジュールと前記槽とを連絡し、前記洗浄液を循環させる循環ラインと、
   前記循環ラインに設けられると共に、前記洗浄液を循環させる循環手段と、
   前記排出ラインにおいて、前記吸引手段の上流側で且つ前記循環ラインと前記排出ラインとの接続部分の下流側に取り付けられた第１バルブと、
   前記循環ラインにおいて前記循環手段の上流側に取り付けられた第２バルブと、を備え、
   前記浸漬膜モジュールを洗浄するときには、前記洗浄液が導入された前記槽内に前記浸漬膜モジュールを設置し、前記第１バルブを閉じると共に前記第２バルブを開放して、前記浸漬膜モジュールのろ過膜に前記洗浄液を透過させると共に、前記循環手段によって前記循環ラインで前記洗浄液を循環させ、
   前記槽から前記洗浄液を排出するときには、前記第１バルブを開放すると共に前記第２バルブを閉じて、前記吸引手段によって前記排出ラインで前記洗浄液を排出することを特徴とする洗浄方法。
2. 浸漬膜モジュールを浸漬させると共に、洗浄用の薬液を含有する洗浄液が導入される槽と、
   前記浸漬膜モジュールによってろ過された前記洗浄液を排出する排出ラインと、
   前記排出ラインに設けられると共に、前記洗浄液を吸引する吸引手段と、
   前記排出ラインにおける前記吸引手段の上流側に接続されると共に、前記浸漬膜モジュールと前記槽とを連絡し、前記洗浄液を循環させる循環ラインと、
   前記循環ラインに設けられると共に、前記洗浄液を循環させる循環手段と、
   前記排出ラインにおいて、前記吸引手段の上流側で且つ前記循環ラインと前記排出ラインとの接続部分の下流側に取り付けられた第１バルブと、
   前記循環ラインにおいて前記循環手段の上流側に取り付けられた第２バルブと、を備え、
   前記浸漬膜モジュールを洗浄するときには、前記洗浄液が導入された前記槽内に前記浸漬膜モジュールを設置し、前記第１バルブを閉じると共に前記第２バルブを開放して、前記浸漬膜モジュールのろ過膜に前記洗浄液を透過させると共に、前記循環手段によって前記循環ラインで前記洗浄液を循環させ、
   前記槽から前記洗浄液を排出するときには、前記第１バルブを開放すると共に前記第２バルブを閉じて、前記吸引手段によって前記排出ラインで前記洗浄液を排出することを特徴とする洗浄システム。

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