JP6074281B2 - 膜ろ過システム - Google Patents
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Description
即ち、図7(a)に示すように、通水孔91と分離層とを有する柱状のろ過膜92を、ろ過膜92と略等しい長さの内部空間を有する容器93の内部に収容し、通水孔91の延在方向が設置面に対して略鉛直になるように縦置きすると、二次側領域94内のろ過水を空気等で加圧して逆洗を行った際に、図7(b)に示すように経時的に二次側領域94内のろ過水の水位が低下するため、ろ過膜92の上部を十分に洗浄することができないという問題が生じることが明らかとなった。
なお、本発明において、「略鉛直方向」には、本発明の効果が得られる範囲内で鉛直方向に対して傾斜した方向、例えば、鉛直方向に対する角度が15°以下の方向も含まれる。そして、本発明において「ろ過膜の軸線を略鉛直方向に向けて設置する」には、ろ過膜の軸線が鉛直方向に沿って延びるように設置することと、本発明の効果が得られる範囲内でろ過膜の軸線が鉛直方向に対して例えば15°以下の角度で傾斜して延びるように設置することとが含まれる。
なお、被処理水ライン11の、被処理水ポンプ12と容器20との間には、被処理水弁13が設けられている。また、被処理水ライン11の、被処理水弁13と容器20との間からは、逆洗排水ライン70が分岐して延びている。そして、逆洗排水ライン70には、逆洗排水弁71が設けられている。
なお、ろ過水ライン50には、ろ過水弁51が設けられており、エアーブロー用加圧空気ライン80には、エアーブロー用加圧空気弁81が設けられており、水張りライン82には、水張り弁83が設けられている。更に、ろ過水ライン50の、容器20とろ過水弁51との間からは、逆洗用加圧空気ライン60が分岐して延びており、逆洗用加圧空気ライン60には、逆洗用加圧空気弁61が設けられている。
なお、本発明の膜ろ過システムでは、容器としては、ろ過膜を液密に収容可能な任意の容器を用いることができる。また、本発明の膜ろ過システムでは、容器は、軸線が鉛直方向に対して傾斜するように設置してもよい。
なお、ろ過膜30は、図示例では、ろ過膜30の軸線が鉛直方向と平行になるように設置されている。即ち、膜ろ過システム100では、ろ過膜30およびろ過膜30を収容した容器20は、ろ過膜30の軸線が鉛直方向と平行になるように設置されている。因みに、本発明の膜ろ過システムでは、ろ過膜は、軸線が鉛直方向に対して傾斜するように設置してもよい。
なお、上記では被処理水をデッドエンドろ過する場合について説明したが、この膜ろ過システム100では、被処理水をクロスフローろ過してもよい。
次に、図3(b),(c)に示すように、逆洗排水弁71を開き、二次側領域内の加圧したろ過水をろ過膜30の通水孔31(一次側領域)内へ流入させて、ろ過膜30を逆洗する。
なお、二次側領域内のろ過水を用いた逆洗が終了した後は、任意に、逆洗用加圧空気弁61を閉じ、エアーブロー用加圧空気弁81を開いてエアーブロー用加圧空気をろ過膜30の通水孔31内に流し、通水孔31内をエアーブロー用加圧空気で更に洗浄してもよい。因みに、エアーブロー用加圧空気を用いたろ過膜30の洗浄が終了した後は、例えば、逆洗排水弁71およびエアーブロー用加圧空気弁81を閉じ、被処理水弁13および水張り弁83を開いた状態で被処理水ポンプ12を運転させ、一次側領域内の空気を水張りライン82から抜いて一次側領域に被処理水を満たしてから被処理水のろ過を再開することができる。
なお、本発明において、「実質的に容器の二次側領域内に存在するろ過水のみを使用してろ過膜を逆洗する」とは、逆洗水槽を設けることなく、二次側領域内に存在する水と、逆洗用加圧空気を供給する際に不可避的に二次側領域内に流入するろ過水ライン中のろ過水とを用いてろ過膜を逆洗することを指す。
そこで、膜ろ過システム100では、ろ過膜全体をより効果的に逆洗する観点から、加圧したろ過水を複数回に分けて通水孔31(一次側領域)に流入させることが好ましく、少なくとも一回目の流入量をスペーサー40と容器20の内周面との間に存在するろ過水量以下とすることが更に好ましい。ろ過水を複数回に分けて通水孔31に流入させれば、一度目のろ過水の流入では剥離しなかった閉塞物質を二度目以降のろ過水の流入で剥離させることができるからである。また、一回目の流入量をスペーサー40と容器20の内周面との間に存在するろ過水量以下とすれば、二次側領域内のろ過水の水位が一回目の通水時にろ過膜30の上端位置(図3(b)に示す位置)まで低下することがない。従って、ろ過膜30の外周面に対して均一に圧力をかけた状態でろ過水を2回以上通水させ、ろ過膜全体をより効果的に逆洗することができるからである。
因みに、加圧したろ過水は、例えば、制御装置を用いて逆洗排水弁71の開閉を制御することにより、或いは、逆洗排水弁71の開閉をタイマー制御することにより、複数回に分けて通水孔31に流入させることができる。
11 被処理水ライン
12 被処理水ポンプ
13 被処理水弁
20 容器
21 内部空間
22,23 仕切り板
24 第1共通流路
25,26 仕切り板
27 第2共通流路
30 ろ過膜(セラミック膜)
31 通水孔
32 外周面
40 スペーサー
41 大径部
42 テーパー部
43 小径部
44 環状凹部
45 パッキン
46 Oリング
47 パッキン
50 ろ過水ライン
51 ろ過水弁
60 逆洗用加圧空気ライン
61 逆洗用加圧空気弁
70 逆洗排水ライン
71 逆洗排水弁
80 エアーブロー用加圧空気ライン
81 エアーブロー用加圧空気弁
82 水張りライン
83 水張り弁
91 通水孔
92 ろ過膜
93 容器
94 二次側領域
100 膜ろ過システム
40A スペーサー
100A 膜ろ過システム
Claims (3)
- 両端面間で軸線方向に延在する通水孔および当該通水孔の周囲に位置する分離層を有する柱状のろ過膜と、内部空間に前記ろ過膜が収容された容器とを有し、前記ろ過膜の前記通水孔内に供給した被処理水を前記分離層でろ過してろ過水を得るろ過装置を備える膜ろ過システムであって、
前記ろ過膜を収容した容器は、ろ過膜の軸線を略鉛直方向に向けて設置され、
前記容器の前記内部空間は、前記被処理水が流れる一次側領域と、前記ろ過水が流れる二次側領域とに区分され、
加圧ガスを用いて前記二次側領域内に存在するろ過水を加圧し、加圧したろ過水を前記一次側領域へ流入させると共に前記加圧ガスを前記二次側領域内に流入させることにより、前記二次側領域内のろ過水を用いて前記ろ過膜を逆洗する逆洗機構と、
前記ろ過膜の上端面と前記内部空間の上端面との間に配設された、前記内部空間よりも小径のスペーサーと、
を更に備え、
前記二次側領域内に前記加圧ガスが流入する位置が、前記容器の上部であり、且つ、前記スペーサーに対向していることを特徴とする、膜ろ過システム。 - 前記逆洗機構が、前記加圧したろ過水を複数回に分けて前記一次側領域へ流入させ、且つ、少なくとも一回目の前記一次側領域への流入量を、前記スペーサーの外周面と、当該スペーサーに対向する前記容器の内周面との間に存在するろ過水量以下とすることを特徴とする、請求項1に記載の膜ろ過システム。
- 前記スペーサーが、前記ろ過膜側のスペーサー端部よりも外径が小さい縮径部を有することを特徴とする、請求項1または2に記載の膜ろ過システム。
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