JP6212435B2 - Water treatment apparatus and water treatment method - Google Patents

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JP6212435B2 JP2014101916A JP2014101916A JP6212435B2 JP 6212435 B2 JP6212435 B2 JP 6212435B2 JP 2014101916 A JP2014101916 A JP 2014101916A JP 2014101916 A JP2014101916 A JP 2014101916A JP 6212435 B2 JP6212435 B2 JP 6212435B2
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Description

本発明は、水処理装置及び水処理方法に関し、より詳細には、膜モジュールが汚れ難く
、仮に汚れたとしても膜モジュールを容易に洗浄できる水処理装置及び水処理方法に関す
る。
The present invention relates to a water treatment apparatus and a water treatment method, and more particularly, to a water treatment apparatus and a water treatment method capable of easily washing a membrane module even if the membrane module is hardly contaminated.

従来から、高分子水処理膜を備えた水処理装置によって原水を精製している。原水の精
製の一例として、河川水及び地下水の除濁、工業用水の清澄、排水及び汚水の処理、海水
の淡水化のための前処理等が挙げられる。上記高分子水処理膜は、高分子材料からなる中
空糸状の多孔質膜(以下「中空糸膜」とも記す)を用いることが多い。なぜなら、中空糸
膜は、原水に含有される種々の成分を分離しやすいからである。
Conventionally, raw water is purified by a water treatment apparatus provided with a polymer water treatment membrane. Examples of the purification of raw water include turbidity of river water and groundwater, clarification of industrial water, treatment of drainage and sewage, pretreatment for desalination of seawater, and the like. The polymer water treatment membrane is often a hollow fiber-like porous membrane (hereinafter also referred to as “hollow fiber membrane”) made of a polymer material. This is because the hollow fiber membrane easily separates various components contained in the raw water.

原水を分離するためには中空糸膜の膜分離性能が重要となってくる。上記中空糸膜の構
成の一例として、特開平10−249105号公報(特許文献1)には、中空部の内径が
200μmであって、かつ三層構造の中空糸膜が開示されている。特許文献1の中空糸膜
の構造は、内側から順に、厚さ25μmの多孔質層、厚さ1μmの非多孔質層、30μm
の多孔質層の3層を積層している。
In order to separate raw water, the membrane separation performance of the hollow fiber membrane is important. As an example of the configuration of the hollow fiber membrane, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-249105 (Patent Document 1) discloses a hollow fiber membrane having a hollow portion with an inner diameter of 200 μm and a three-layer structure. The structure of the hollow fiber membrane of Patent Document 1 is, in order from the inside, a porous layer with a thickness of 25 μm, a non-porous layer with a thickness of 1 μm, and 30 μm.
Three layers of porous layers are laminated.

また別の中空糸膜の一例として、特開平09−253631号公報(特許文献2)では
、中空糸膜を中央部でU字上に折り返した上で、中空糸膜の先端を収容容器とともに熱硬
化性樹脂でポッティングしている。この収容容器は、端部の内周部分にクサビ状突起を設
けることにより、熱硬化性樹脂と収容容器との接着力を高めている。
As another example of the hollow fiber membrane, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-253631 (Patent Document 2), the hollow fiber membrane is folded back in a U shape at the center, and the tip of the hollow fiber membrane is heated together with the container. Potting with curable resin. In this container, the wedge-shaped protrusion is provided on the inner peripheral portion of the end portion, thereby increasing the adhesive force between the thermosetting resin and the container.

特開平10−249105号公報JP-A-10-249105 特開平09−253631号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-256331

しかしながら、従来の中空糸膜は外径がμmオーダーの大きさであったため、収容容器
と中空糸膜と熱硬化性樹脂を接着させるときに、その熱硬化性樹脂が十分に行き渡らず、
収容容器と中空糸膜との接着が十分でないことがあった。かかる接着不良に起因して、中
空糸膜と収容容器との間の剥離が生じやすく、膜モジュールの信頼性が低かった。また、
中空糸膜の洗浄時に洗浄液を逆流させることにより中空糸膜の界面剥離が生じることがあ
った。
However, since the conventional hollow fiber membrane has an outer diameter of the order of μm, when the container, the hollow fiber membrane and the thermosetting resin are bonded, the thermosetting resin does not spread sufficiently,
Adhesion between the container and the hollow fiber membrane may not be sufficient. Due to such poor adhesion, peeling between the hollow fiber membrane and the container was likely to occur, and the reliability of the membrane module was low. Also,
In some cases, the interfacial separation of the hollow fiber membrane may occur due to the reverse flow of the cleaning liquid during the cleaning of the hollow fiber membrane.

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、その目的は、中空糸膜を確実に固定
することにより、膜モジュールの信頼性を高めることができる水処理装置及び水処理方法
を提供することにある。
This invention is made | formed in view of the said present condition, The objective provides the water treatment apparatus and water treatment method which can improve the reliability of a membrane module by fixing a hollow fiber membrane reliably. There is.

本発明者は、熱硬化性樹脂が中空糸膜表面に十分に行き渡らなくなる原因を考察したと
ころ、中空糸膜の外径が小さく、かつ膜充填率が大きい場合には、中空糸膜の表面張力が
大きいことに起因して熱硬化性樹脂が拡散し難くなるとの知見を得た。かかる知見に基づ
き、中空糸膜の外径及び充填率を調整することにより、膜自体の自立性を保持しつつ、中
空糸膜同士の間の空間を確保し得るを以って、熱硬化性樹脂が中空糸膜の間に十分に行き
渡るようにし、以下に示す本発明を完成した。
[1]本発明の水処理装置は、原水を貯留する貯留槽と、原水を処理する膜モジュールと
、貯留槽及び膜モジュールに接続され、膜モジュールで処理した濃縮水を貯留槽に供給す
る戻し管と、を含み、膜モジュールは、原水を固液分離する中空糸膜と、中空糸膜を保持
する保持部材と、中空糸膜と保持部材とを固定する熱硬化性樹脂とを含み、中空糸膜は、
3mm以上10mm以下の外径であって、かつ40%以上70%以下の膜充填率であるこ
とを特徴とする。
[2]貯留槽及び前記膜モジュールに接続され、貯留槽に貯留した原水を前記膜モジュー
ルに供給する供給管をさらに含むことが好ましい。
[3]保持部材は、中空糸膜の形状を保持するための支持体をさらに備えることが好まし
い。
[4]原水を膜モジュールに供給するための供給装置が接続されていることが好ましい。
[5]本発明の水処理方法は、上記[1]〜[4]のいずれか記載の水処理装置を用いた
水処理方法であって、中空糸膜に供給される原水の流速は、0.05m/秒以上1m/秒
以下であることを特徴とする。
The present inventor considered the reason why the thermosetting resin does not sufficiently spread on the surface of the hollow fiber membrane. When the outer diameter of the hollow fiber membrane is small and the membrane filling rate is large, the surface tension of the hollow fiber membrane is It was found that the thermosetting resin is difficult to diffuse due to the large thickness. Based on this knowledge, by adjusting the outer diameter and filling rate of the hollow fiber membrane, the space between the hollow fiber membranes can be secured while maintaining the self-supporting property of the membrane itself, and thermosetting The resin was sufficiently distributed between the hollow fiber membranes to complete the present invention described below.
[1] The water treatment device of the present invention is connected to the storage tank that stores the raw water, the membrane module that processes the raw water, the storage tank and the membrane module, and returns the concentrated water processed by the membrane module to the storage tank. The membrane module includes a hollow fiber membrane that solid-liquid separates raw water, a holding member that holds the hollow fiber membrane, and a thermosetting resin that fixes the hollow fiber membrane and the holding member, and is hollow Yarn membrane
The outer diameter is 3 mm or more and 10 mm or less, and the film filling rate is 40% or more and 70% or less.
[2] It is preferable to further include a supply pipe connected to the storage tank and the membrane module and supplying the raw water stored in the storage tank to the membrane module.
[3] The holding member preferably further includes a support for holding the shape of the hollow fiber membrane.
[4] A supply device for supplying raw water to the membrane module is preferably connected.
[5] The water treatment method of the present invention is a water treatment method using the water treatment apparatus according to any one of the above [1] to [4], wherein the flow rate of raw water supplied to the hollow fiber membrane is 0. .05 m / sec to 1 m / sec.

本発明の水処理装置及び水処理方法は、中空糸膜を確実に固定されるため、膜モジュー
ルの信頼性が高く、かつ膜モジュールの作製時に熱硬化性樹脂の充填不良による原水のリ
ークを防ぐことができる。
In the water treatment apparatus and the water treatment method of the present invention, since the hollow fiber membrane is securely fixed, the reliability of the membrane module is high, and the leakage of raw water due to poor filling of the thermosetting resin is prevented during the production of the membrane module. be able to.

実施形態1の水処理装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the water treatment apparatus of Embodiment 1. FIG. 膜モジュールの模式図及び断面図である。It is the schematic diagram and sectional drawing of a membrane module. 膜モジュールを複数組合せた形態の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the form which combined multiple membrane modules. 図3の膜モジュールを接続したものの左側面図である。It is a left view of what connected the membrane module of FIG. 実施形態2の水処理装置を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the water treatment apparatus of Embodiment 2. 実施形態3の水処理装置を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the water treatment apparatus of Embodiment 3.

<実施形態1>
(水処理装置)
図1は、実施形態1の水処理装置の概略を示す模式図である。本実施形態の水処理装置
は、図1に示すように、膜モジュール2が貯留槽1外に配置される「槽外型」である。本
実施形態の水処理装置は、原水を貯留する貯留槽1と、原水を処理する膜モジュール2と
、貯留槽1及び膜モジュール2に接続され、膜モジュール2で処理した濃縮水を貯留槽1
に供給する戻し管4と、を含む。本実施形態の水処理装置は、貯留槽1及び膜モジュール
2に接続され、貯留槽1に貯留した原水を膜モジュール2に供給する供給管3をさらに含
む。また、膜モジュール2を透過した透過水を透過水槽9に供給する透過水管6をさらに
含むことが好ましい。以下に本発明の特徴部分である膜モジュールを説明する。
<Embodiment 1>
(Water treatment equipment)
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an outline of the water treatment apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the water treatment apparatus according to this embodiment is a “outside tank type” in which the membrane module 2 is disposed outside the storage tank 1. The water treatment apparatus of this embodiment is connected to the storage tank 1 for storing raw water, the membrane module 2 for processing raw water, the storage tank 1 and the membrane module 2, and the concentrated water processed by the membrane module 2 is stored in the storage tank 1.
And a return pipe 4 to be supplied. The water treatment apparatus of the present embodiment further includes a supply pipe 3 that is connected to the storage tank 1 and the membrane module 2 and supplies the raw water stored in the storage tank 1 to the membrane module 2. Moreover, it is preferable to further include a permeated water pipe 6 that supplies permeated water that has passed through the membrane module 2 to the permeated water tank 9. The membrane module which is a characteristic part of the present invention will be described below.

図2は、膜モジュールの模式図及び断面図である。水処理装置で用いる膜モジュール2
は、図2に示されるように、原水を固液分離する中空糸膜7と、中空糸膜7を保持する保
持部材11と、中空糸膜7と保持部材11とを固定する熱硬化性樹脂8とを含む。当該中
空糸膜7は、3mm以上10mm以下の外径であって、かつ40%以上70%以下の膜充
填率であることを特徴とする。このような内径及び膜充填率の中空糸膜7を用いることに
より、熱硬化性樹脂8が中空糸膜7の表面に馴染みやすくなり、中空糸膜7と保持部材1
1との密着性が高められ、モジュールの信頼性が向上するという優れた効果を示す。
FIG. 2 is a schematic view and a cross-sectional view of the membrane module. Membrane module 2 used in water treatment equipment
As shown in FIG. 2, a hollow fiber membrane 7 for solid-liquid separation of raw water, a holding member 11 for holding the hollow fiber membrane 7, and a thermosetting resin for fixing the hollow fiber membrane 7 and the holding member 11 8 and so on. The hollow fiber membrane 7 has an outer diameter of 3 mm to 10 mm and a membrane filling rate of 40% to 70%. By using the hollow fiber membrane 7 having such an inner diameter and a membrane filling rate, the thermosetting resin 8 can be easily adapted to the surface of the hollow fiber membrane 7.
1 shows an excellent effect that the adhesiveness to 1 is improved and the reliability of the module is improved.

ここで、上記の中空糸膜を構成する材料は、吸湿性を有する樹脂を含むことが好ましい
。「吸湿性を有する樹脂」とは、23℃で相対湿度50%に24時間放置後の樹脂の重量
増加率(水分率)が0.1%以上6%以下の樹脂を意味する。かかる吸湿性を有する樹脂
の水分率は、1%以上5%以下であることが好ましく、より好ましくは2%以上3%以下
である。なお、湿度は、JISP8111で規定されている方法で調湿を行なうことによ
り、樹脂中の水分量を評価するものとする。
Here, the material constituting the hollow fiber membrane preferably contains a hygroscopic resin. “Hygroscopic resin” means a resin having a weight increase rate (water content) of 0.1% or more and 6% or less after being left for 24 hours at 23 ° C. and 50% relative humidity. The moisture content of the hygroscopic resin is preferably 1% or more and 5% or less, and more preferably 2% or more and 3% or less. In addition, humidity shall evaluate the moisture content in resin by adjusting humidity by the method prescribed | regulated by JISP8111.

吸湿性を有する樹脂としては、例えばポリ酢酸ビニル、ポリビニルホルマール、ポリア
セタール、ポリビニルブチラール、及びポリビニルアルコールからなる群より選択される
1種以上の樹脂が挙げられる。このような樹脂を用いることにより、汚染物質が中空糸膜
7に付着し難くなり、また仮に付着しても逆洗等の洗浄工程により容易に汚染物質を除去
し得る。なお、汚染物質の付着防止は、かかる材料選択に加え、上記数値範囲の内径のよ
うな大口径の中空糸膜を用いることが有効であり、このような材料及び外径の中空糸膜を
用いることにより、膜内流速を容易に制御することができ、中空糸膜に付着した汚染物質
を除去しやすいという優れた効果を示す。
Examples of the hygroscopic resin include one or more resins selected from the group consisting of polyvinyl acetate, polyvinyl formal, polyacetal, polyvinyl butyral, and polyvinyl alcohol. By using such a resin, it becomes difficult for the contaminants to adhere to the hollow fiber membrane 7, and even if temporarily attached, the contaminants can be easily removed by a washing process such as backwashing. In addition to the selection of such materials, it is effective to use a hollow fiber membrane having a large diameter such as the inner diameter in the above numerical range, and such a material and a hollow fiber membrane having an outer diameter are used to prevent the adhesion of contaminants. Thus, the flow rate in the membrane can be easily controlled, and an excellent effect of easily removing contaminants attached to the hollow fiber membrane is exhibited.

図1を参照しながら、本実施形態の水処理装置の水処理の手順を説明する。まず、貯留
槽1に処理したい原水を貯留する。そして、貯留槽1中の原水を、供給管3を通じて膜モ
ジュール2に供給する。膜モジュール2に原水を通過させることにより、原水を処理する
。膜モジュール2で処理した透過水は、透過水管6を通じて透過水槽9に供給される。一
方、膜モジュール2で濃縮された濃縮水を、戻し管4経由で貯留槽1に戻す。戻し管4に
は、第1気体供給装置5が接続されている。この第1気体供給装置5から戻し管4にエア
が供給される。このエアが動力源となって濃縮水が貯留槽1に戻される。これらの一連の
流れにより原水を処理する。以下において、本実施形態の水処理装置を構成する各部を説
明する。
A water treatment procedure of the water treatment apparatus of the present embodiment will be described with reference to FIG. First, raw water to be treated is stored in the storage tank 1. Then, the raw water in the storage tank 1 is supplied to the membrane module 2 through the supply pipe 3. Raw water is treated by passing the raw water through the membrane module 2. The permeate treated by the membrane module 2 is supplied to the permeate tank 9 through the permeate pipe 6. On the other hand, the concentrated water concentrated in the membrane module 2 is returned to the storage tank 1 via the return pipe 4. A first gas supply device 5 is connected to the return pipe 4. Air is supplied from the first gas supply device 5 to the return pipe 4. This air serves as a power source and the concentrated water is returned to the storage tank 1. Raw water is treated by a series of these flows. Below, each part which comprises the water treatment apparatus of this embodiment is demonstrated.

(膜モジュール)
図2は、膜モジュールの形態を示す模式図である。膜モジュール2は、原水を透過水と
濃縮水に分離するために設けられる。図2において、原水は供給管3から膜モジュールに
供給され、膜モジュール中の中空糸膜7を透過した透過水が透過水管6から透過水槽に供
給される。一方、中空糸膜に補集された汚染物質は、濃縮水として戻し管4を通じて貯留
槽1に戻される。透過水と濃縮水の分離は、膜モジュール2に内外膜間差圧を負荷するこ
とによって行なわれる。
(Membrane module)
FIG. 2 is a schematic diagram showing the form of the membrane module. The membrane module 2 is provided to separate raw water into permeate and concentrated water. In FIG. 2, raw water is supplied from the supply pipe 3 to the membrane module, and permeated water that has permeated through the hollow fiber membrane 7 in the membrane module is supplied from the permeated water pipe 6 to the permeated water tank. On the other hand, the contaminant collected in the hollow fiber membrane is returned to the storage tank 1 through the return pipe 4 as concentrated water. The separation of the permeated water and the concentrated water is performed by loading the membrane module 2 with a differential pressure between the inner and outer membranes.

膜モジュール2は、図2の断面図に示されるように、複数本の中空糸膜7と、当該中空
糸膜7を収納する保持部材11を備える。この中空糸膜7の外径、長さ、本数等は、得よ
うとする膜モジュールの特性に応じて適宜調整することができる。中空糸膜7は、所定本
数束ねて中空糸膜束としてもよい。中空糸膜束は、ストレート状であることが好ましい。
中空糸膜束は、保持部材11に合わせて所定の長さに切断して保持部材内に挿入すること
が好ましい。
As shown in the cross-sectional view of FIG. 2, the membrane module 2 includes a plurality of hollow fiber membranes 7 and a holding member 11 that houses the hollow fiber membranes 7. The outer diameter, length, number, etc. of the hollow fiber membrane 7 can be appropriately adjusted according to the characteristics of the membrane module to be obtained. A predetermined number of hollow fiber membranes 7 may be bundled to form a hollow fiber membrane bundle. The hollow fiber membrane bundle is preferably straight.
The hollow fiber membrane bundle is preferably cut into a predetermined length according to the holding member 11 and inserted into the holding member.

図2に示されるように、筒状の膜モジュール2の一端側に供給管3が接続されており、
筒状の膜モジュール2の他端側に戻し管4が接続されている。図2の膜モジュールでは、
図中下側の供給管3から原水が供給され、戻し管4から濃縮水が取り出され、透過水管6
から透過水が取り出される。つまり、供給管3から供給された原水は、中空糸膜7で膜分
離され、熱硬化性樹脂8に到達するまでに透過水として透過水管6に供給される。一方、
原水のうちの中空糸膜を透過しなかった分は、濃縮水として熱硬化性樹脂8の間を通過し
て戻し管4に排出される。
As shown in FIG. 2, the supply pipe 3 is connected to one end side of the tubular membrane module 2,
A return pipe 4 is connected to the other end side of the tubular membrane module 2. In the membrane module of FIG.
The raw water is supplied from the lower supply pipe 3 in the figure, the concentrated water is taken out from the return pipe 4, and the permeated water pipe 6.
Permeate is taken out of the water. That is, the raw water supplied from the supply pipe 3 is membrane-separated by the hollow fiber membrane 7 and supplied to the permeate pipe 6 as permeate before reaching the thermosetting resin 8. on the other hand,
A portion of the raw water that has not permeated through the hollow fiber membrane passes between the thermosetting resins 8 as concentrated water and is discharged to the return pipe 4.

供給管3と膜モジュール2との接続位置は、膜モジュール2の最下部よりの高い位置で
あることが好ましい。このような位置に供給管3を接続することにより、膜モジュールの
側面側からでも原水を供給することができ、膜モジュール単体で自立可能な構造にするこ
とができる。さらには、供給管3を膜モジュール2の下部分に接続すると、当該接続に必
要な部材によって装置全体の高さが高くなるため、膜モジュールの設置空間をコンパクト
にすることができる。
The connection position between the supply pipe 3 and the membrane module 2 is preferably higher than the lowermost part of the membrane module 2. By connecting the supply pipe 3 to such a position, raw water can be supplied even from the side surface side of the membrane module, and the membrane module can be made independent. Furthermore, when the supply pipe 3 is connected to the lower part of the membrane module 2, the height of the entire apparatus is increased by the members necessary for the connection, so that the installation space of the membrane module can be made compact.

膜モジュール2は、単独で用いてもよいし、2以上を組み合わせて用いてもよい。2以
上の膜モジュールを用いる場合、各膜モジュールを直列に接続してもよいし、並列に接続
してもよいし、直列と並列を組み合わせてもよい。図3は、10本の膜モジュールを並列
に接続した場合の形態を示す模式図である。膜モジュールを直列に接続することにより、
膜モジュールの全長が長くなるため、少ない動力で同等の透過水及び濃縮水を得ることが
できる。また、図3に示すように膜モジュール2を並列に接続してもよい。これにより、
中空糸膜に供給される原水の流速を調整することができ、中空糸膜の目詰まりが生じにく
くなる。
The membrane module 2 may be used alone or in combination of two or more. When two or more membrane modules are used, each membrane module may be connected in series, may be connected in parallel, or a combination of series and parallel may be used. FIG. 3 is a schematic diagram showing a form in which ten membrane modules are connected in parallel. By connecting the membrane modules in series,
Since the total length of the membrane module is increased, equivalent permeated water and concentrated water can be obtained with less power. Further, as shown in FIG. 3, the membrane modules 2 may be connected in parallel. This
The flow rate of the raw water supplied to the hollow fiber membrane can be adjusted, and the hollow fiber membrane is not easily clogged.

図3において、各膜モジュールの供給管3は、供給本管13に接続されており、各膜モ
ジュールの透過水管6は透過水本管16に接続されており、各膜モジュールの戻し管4は
、戻し本管14に接続されている。供給本管13から各供給管3に原水が供給され、各膜
モジュールで水処理されて、各膜モジュールの透過水管6から透過水本管16に透過水が
供給されるとともに、各膜モジュールの戻し管4から戻し本管14に濃縮水が供給される
In FIG. 3, the supply pipe 3 of each membrane module is connected to the supply main pipe 13, the permeate pipe 6 of each membrane module is connected to the permeate main pipe 16, and the return pipe 4 of each membrane module is , Connected to the return main pipe 14. Raw water is supplied from the supply main pipe 13 to each supply pipe 3, treated with water in each membrane module, and permeated water is supplied from the permeate pipe 6 of each membrane module to the permeated water main pipe 16. Concentrated water is supplied from the return pipe 4 to the return main pipe 14.

図4は、図3の膜モジュールを接続したものの左側面図である。図4を参照し、供給水
本管13の直径をNmとすると、供給水本管13に接続されている供給管3は、供給水本
管の中心から1/2Nm以内の位置に供給管3の中心が配置されるように膜モジュール2
に接続されることが好ましく、より好ましくは1/4Nm以内である。このような接続位
置に供給管を接続することにより、膜モジュールの設置空間をコンパクトにすることがで
きるとともに、供給水本管13と供給管3との配置のバランスが適したものとなる。
FIG. 4 is a left side view of the membrane module of FIG. 3 connected. Referring to FIG. 4, when the diameter of the supply water main pipe 13 is N m , the supply pipe 3 connected to the supply water main pipe 13 is supplied to a position within ½ N m from the center of the supply water main pipe. Membrane module 2 so that the center of tube 3 is arranged
It is preferable that connected to, more preferably within 1 / 4N m. By connecting the supply pipe to such a connection position, the installation space of the membrane module can be made compact, and the balance between the arrangement of the supply water main pipe 13 and the supply pipe 3 becomes suitable.

また、図4を参照して、膜モジュール2の供給管3、戻し管4及び透過水管6は、膜モ
ジュールの最下部から同一の高さの位置に接続されることが好ましい。このような位置に
各配管を接続することにより、必要に応じて膜モジュールの本数を適宜増減させることが
できる。さらに、膜モジュール2の上段に戻し本管14を接続し、膜モジュール2の中段
に透過水本管16を接続し、膜モジュール2の下段に供給本管13を接続することが好ま
しい。そして、透過水本管16は、透過水管6の接続位置によりも距離Dだけ下の位置に
接続することが好ましい。このように接続することにより、透過水管6と透過水本管16
との距離Dの配管が膜モジュールに横方向の力が加わったときに生じる歪みを吸収するこ
とができる。このような機能を有する膜モジュールは、地震等で膜モジュール全体に横方
向の力が加わった場合にも破壊され難い。一方、透過水本管16と透過水管6との間の距
離Dが0の場合、すなわち、透過水本管16と透過水管6との高さが同一の場合、供給管
3と戻し管4と透過水管6とが平行に3点で接続されることになるため、各膜モジュール
の接続自体は強固なものとなるが、地震等で横方向の力が加わったときの耐性は必ずしも
十分ではない。ここで、透過水本管16と透過水管6との間の距離Dは、膜モジュール全
体の長さ(間が手方向の長さ)の10%以上60%以下であることが好ましく、より好ま
しくは20%以上50%以下であり、さらに好ましくは25%以上40%以下である。
In addition, referring to FIG. 4, the supply pipe 3, the return pipe 4, and the permeate pipe 6 of the membrane module 2 are preferably connected to the same height from the bottom of the membrane module. By connecting each pipe to such a position, the number of membrane modules can be increased or decreased as needed. Further, it is preferable that the main pipe 14 is connected to the upper stage of the membrane module 2, the permeated water main pipe 16 is connected to the middle stage of the membrane module 2, and the supply main pipe 13 is connected to the lower stage of the membrane module 2. The permeated water main pipe 16 is preferably connected to a position that is lower than the connection position of the permeated water pipe 6 by a distance D. By connecting in this way, the permeate pipe 6 and the permeate main pipe 16
And a pipe having a distance D can absorb a strain generated when a lateral force is applied to the membrane module. The membrane module having such a function is not easily destroyed even when a lateral force is applied to the entire membrane module due to an earthquake or the like. On the other hand, when the distance D between the permeated water main pipe 16 and the permeated water pipe 6 is 0, that is, when the permeated water main pipe 16 and the permeated water pipe 6 have the same height, the supply pipe 3 and the return pipe 4 Since the permeated water pipe 6 is connected at three points in parallel, the connection of each membrane module itself is strong, but the resistance when a lateral force is applied due to an earthquake or the like is not necessarily sufficient. . Here, the distance D between the permeated water main pipe 16 and the permeated water pipe 6 is preferably 10% or more and 60% or less of the entire length of the membrane module (the length in the hand direction). Is 20% to 50%, more preferably 25% to 40%.

膜モジュール2は、図3に示すように、縦方向に直立させた上で並列に連結することが
好ましい。このように並列に結合することにより、膜モジュール同士の接続配管を簡便に
することができるし、膜モジュールの本数を容易に増減させることができる。
As shown in FIG. 3, the membrane modules 2 are preferably connected in parallel after standing upright in the vertical direction. By connecting in parallel in this way, the connection piping between the membrane modules can be simplified, and the number of membrane modules can be easily increased or decreased.

原水を膜モジュール2に供給するときには、原水と同時に気体が供給されることが好ま
しい。膜モジュール2に気体が供給されると、膜に付着した汚染物質を効率的に剥離し、
水処理の効率を向上させることができるからである。したがって、供給管3又は供給水本
管13には、気体供給装置を接続することが好ましい。
When supplying raw water to the membrane module 2, it is preferable that gas is supplied simultaneously with the raw water. When gas is supplied to the membrane module 2, the contaminants attached to the membrane are efficiently peeled off,
This is because the efficiency of water treatment can be improved. Therefore, it is preferable to connect a gas supply device to the supply pipe 3 or the supply water main pipe 13.

水処理を開始してから一定期間が経過すると、膜モジュール2に浮遊物等が堆積し、膜
モジュール2の分離性能が低下することもある。このときに逆洗を実行することが好まし
い。逆洗は、図1に示すように逆洗ポンプ10によって行なわれることが好ましい。これ
により膜モジュール2に付着した浮遊物等を剥離することができ、膜モジュールの処理性
能を再生することができる。
When a certain period of time elapses from the start of water treatment, suspended matter or the like accumulates on the membrane module 2, and the separation performance of the membrane module 2 may be reduced. At this time, backwashing is preferably performed. The backwashing is preferably performed by a backwashing pump 10 as shown in FIG. As a result, suspended matter or the like attached to the membrane module 2 can be peeled off, and the processing performance of the membrane module can be regenerated.

逆洗は、定圧ろ過においては、透水性能の低下が20%以上の時に実行することが好ま
しく、定量ろ過においては、膜間差圧の上昇が20%以上の時に実行することが好ましい
。逆洗は、10%以内の膜間差圧の変動で実行することが好ましい。これにより、高圧で
の逆洗の回数を減らすことができ、中空糸膜を長寿命化し得る。
In the constant pressure filtration, the backwashing is preferably performed when the decrease in water permeability is 20% or more, and in the quantitative filtration, it is preferably performed when the increase in transmembrane pressure difference is 20% or more. The backwashing is preferably performed with a variation in transmembrane pressure difference within 10%. Thereby, the frequency | count of backwashing by a high voltage | pressure can be reduced, and a hollow fiber membrane can be lengthened.

(中空糸膜)
本実施形態において、中空糸膜は、単一主要構成素材により形成されてもよいし、保持
部材11中の支持体(図示せず)によって形状を保持してもよい。支持体を用いる場合、
中空糸膜の形状を保持できる程度の強度を有するものが好ましく、セラミック、不織布等
を用いることが好ましい。このように支持体を用いることにより、中空糸膜の形状が安定
化し、中空糸膜と熱硬化性樹脂との接着性を高めることができる。
(Hollow fiber membrane)
In the present embodiment, the hollow fiber membrane may be formed of a single main constituent material, or the shape may be held by a support (not shown) in the holding member 11. When using a support,
What has the intensity | strength which can hold | maintain the shape of a hollow fiber membrane is preferable, and it is preferable to use a ceramic, a nonwoven fabric, etc. By using the support in this manner, the shape of the hollow fiber membrane can be stabilized, and the adhesion between the hollow fiber membrane and the thermosetting resin can be enhanced.

ここで、「単一主要構成素材」とは、その主要材料が単一材料であることを意味する。
つまり、中空糸膜を形成する素材(例えば、膜を構成する樹脂)は、1種の樹脂が50質
量%以上(好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上、80質量%以上
、さらに好ましくは85質量%以上)を占めることを意味する。
Here, “single main constituent material” means that the main material is a single material.
That is, the material forming the hollow fiber membrane (for example, the resin constituting the membrane) is 50% by mass or more (preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more), More preferably 85% by mass or more).

上記中空糸膜は、自立構造を有することが好ましい。「自立構造を有する」とは、中空
糸膜の使用時に、その形状が円筒形状等の所望の形状を保持し得る程度の強度を有するこ
とを意味する。このように単一主要構成素材で自立構造を有する中空糸膜が形成されるこ
とにより、表裏両面に分離機能が付与され、逆洗時における汚染を防止するとともに、中
空糸膜内部の汚染を回避することも可能となる。
The hollow fiber membrane preferably has a self-supporting structure. “Having a self-supporting structure” means that when the hollow fiber membrane is used, the shape thereof has a strength that can maintain a desired shape such as a cylindrical shape. Thus, by forming a hollow fiber membrane having a self-supporting structure with a single main constituent material, a separation function is provided on both the front and back surfaces, preventing contamination during backwashing and avoiding contamination inside the hollow fiber membrane It is also possible to do.

中空糸膜は、40%以上70%以下の膜充填率であることが特徴であり、好ましくは
45%以上65%以下の膜充填率である。このような膜充填率であることにより、熱硬
化性樹脂8によって中空糸膜を固定しやすくなり、以って膜モジュールの信頼性を高める
ことができる。ここで、膜充填率は、保持部材の内径をNとし、中空糸膜の外径をnとし
、保持部材に保持される中空糸膜の本数をxとしたときに、下記の関係式(I)によって
算出される。
{1−((N2×π)−(n2×π)×x)/(N2×π)}×100 ・・・(I)
The hollow fiber membrane is characterized by a membrane filling rate of 40% to 70%, preferably
The film filling rate is 45% or more and 65% or less. With such a membrane filling rate, the hollow fiber membrane can be easily fixed by the thermosetting resin 8, and thus the reliability of the membrane module can be improved. Here, the membrane filling rate is expressed by the following relational expression (I) where N is the inner diameter of the holding member, n is the outer diameter of the hollow fiber membrane, and x is the number of hollow fiber membranes held by the holding member. ).
{1-((N 2 × π) − (n 2 × π) × x) / (N 2 × π)} × 100 (I)

中空糸膜の外径は、3mm〜10mmであることが好ましく、より好ましくは4mm以
上8mm以下であり、さらに好ましくは4.5mm以上7mm以下、特に好ましくは5m
m以上7mm以下である。また中空糸膜の膜厚は、0.1mm以上1.7mm以下である
ことが好ましく、より好ましくは0.5mm以上1.5mm以下であり、さらに好ましく
は0.6mm以上1mm以下である。このような外径を有する中空糸膜を用いることによ
り、汚染物質が付着し難く、また仮に付着しても容易に汚染物質を除去することができる
。中空糸膜の内径が細いと、エアが通るときの抵抗が大きく、原水が循環しにくくなる傾
向がある。また、上記膜厚の中空糸膜を用いることにより、中空糸膜自体の曲げ強度を向
上させることができ、熱硬化性樹脂と中空糸膜との密着性を確保することができる。
The outer diameter of the hollow fiber membrane is preferably 3 mm to 10 mm, more preferably 4 mm to 8 mm, further preferably 4.5 mm to 7 mm, particularly preferably 5 m.
m to 7 mm. Moreover, it is preferable that the film thickness of a hollow fiber membrane is 0.1 mm or more and 1.7 mm or less, More preferably, it is 0.5 mm or more and 1.5 mm or less, More preferably, it is 0.6 mm or more and 1 mm or less. By using a hollow fiber membrane having such an outer diameter, it is difficult for contaminants to adhere, and even if temporarily adhered, contaminants can be easily removed. If the inner diameter of the hollow fiber membrane is thin, the resistance when air passes is large, and the raw water tends to be difficult to circulate. Further, by using the hollow fiber membrane having the above thickness, the bending strength of the hollow fiber membrane itself can be improved, and the adhesion between the thermosetting resin and the hollow fiber membrane can be ensured.

複数本の中空糸膜7の両端は、保持部材11内で熱硬化性樹脂8によってシールされる
。この熱硬化性樹脂8は、例えば、遠心成形によるポッティング等によって形成される。
熱硬化性樹脂8の材料は、初期の粘性低く、経時的に粘度が増加して硬化し、最終的に所
定硬度に硬化する材料であることが好ましく、このような材料としてエポキシ樹脂、ウレ
タン樹脂等が挙げられる。本実施形態においては、上述の大口径の中空糸膜を用いること
により、中空糸膜間に適度な空間を形成され、熱硬化性樹脂8が中空糸膜の周囲に回り込
みやすくなる。これにより熱硬化性樹脂8が中空糸膜7の表面に広がりやすくなり、ポッ
ティング不良を低減させるとともに、使用時に封止部の不良を低減することができ、膜モ
ジュール2の長期信頼性を向上させることができる。
Both ends of the plurality of hollow fiber membranes 7 are sealed with the thermosetting resin 8 in the holding member 11. The thermosetting resin 8 is formed by, for example, potting by centrifugal molding.
The material of the thermosetting resin 8 is preferably a material having a low initial viscosity, a viscosity that increases with time and is cured, and finally is cured to a predetermined hardness. Examples of such a material include an epoxy resin and a urethane resin. Etc. In the present embodiment, by using the above-described large-diameter hollow fiber membrane, an appropriate space is formed between the hollow fiber membranes, and the thermosetting resin 8 can easily go around the hollow fiber membrane. This makes it easier for the thermosetting resin 8 to spread on the surface of the hollow fiber membrane 7, reducing potting failure, reducing the failure of the sealing part during use, and improving the long-term reliability of the membrane module 2. be able to.

熱硬化性樹脂8は、中空糸膜の周囲に回り込みやすくするという観点から、その初期粘
度は、100mPa・s以上2500mPa・s以下であることが好ましく、200mP
a・s以上2000mPa・s以下であることがより好ましく、さらに好ましくは500
mPa・s以上1500mPa・s以下である。このような粘度の熱硬化性樹脂を用いる
ことにより、中空糸膜の膜間にも熱硬化性樹脂が流れ込みやすくなる。
The thermosetting resin 8 preferably has an initial viscosity of 100 mPa · s or more and 2500 mPa · s or less from the viewpoint of facilitating wraparound around the hollow fiber membrane.
It is more preferable that it is a m or more and 2000 mPa * s or less, More preferably, it is 500
mPa · s or more and 1500 mPa · s or less. By using a thermosetting resin having such a viscosity, the thermosetting resin easily flows between the hollow fiber membranes.

(保持部材)
保持部材11は、中空糸膜7を保持できるものであれば特に限定されない。保持部材1
1を構成する材料として、金属、プラスチック等を用いることができるが、成型が容易で
機械的強度を確保しやすいという観点から、プラスチックが好ましい。プラスチックとし
ては、例えば、アクリル系樹脂、ポリスチレン樹脂、ABS樹脂、AS樹脂、ポリカーボ
ネート樹脂、塩化ビニル系樹脂等が挙げられる。
(Holding member)
The holding member 11 is not particularly limited as long as it can hold the hollow fiber membrane 7. Holding member 1
Metal, plastic, or the like can be used as the material constituting 1, but plastic is preferable from the viewpoint of easy molding and easy mechanical strength. Examples of the plastic include acrylic resin, polystyrene resin, ABS resin, AS resin, polycarbonate resin, and vinyl chloride resin.

(第1気体供給装置)
第1気体供給装置5は、供給管3又は戻し管4に接続されるものである。第1気体供給
装置5が供給管3に接続される場合は、膜モジュール中の中空糸膜を効率的に洗浄するも
のとして用いられる。第1気体供給装置5が戻し管4に接続される場合は、第1気体供給
装置5は、水処理装置内で原水を循環させるための動力源である。この位置に第1気体供
給装置5を設けることにより、水処理のエネルギー効率を向上させることができるし、膜
モジュール内での圧力損失がなくエアを供給することができる。また、供給管3及び戻し
管4にエアが溜まりにくくなる。このため、膜モジュール内でエアを均一に分散して供給
することができる。
(First gas supply device)
The first gas supply device 5 is connected to the supply pipe 3 or the return pipe 4. When the 1st gas supply apparatus 5 is connected to the supply pipe | tube 3, it is used as what wash | cleans the hollow fiber membrane in a membrane module efficiently. When the first gas supply device 5 is connected to the return pipe 4, the first gas supply device 5 is a power source for circulating the raw water in the water treatment device. By providing the first gas supply device 5 at this position, the energy efficiency of the water treatment can be improved, and air can be supplied without any pressure loss in the membrane module. Further, air is less likely to accumulate in the supply pipe 3 and the return pipe 4. For this reason, air can be uniformly distributed and supplied in the membrane module.

第1気体供給装置5が供給する気体は、空気、圧縮空気、オゾン、窒素、二酸化炭素等
が挙げられるが、圧縮空気が好ましい。また、気体は、気泡の形態で供給されることが好
ましく、より好ましくは、数十μm〜数百μm程度のマイクロバブルである。マイクロバ
ブルは、原水を均一に循環させやすいという利点がある。気泡の供給方法は、例えば、ス
テンレス、セラミック、プラスチック、ゴム等に1mm〜数十mm程度の空気吐出孔を開
けた散気管を用いてもよい。第1気体供給装置5としては、例えばブロア、コンプレッサ
、マイクロバブル発生ブロア等が挙げられる。
Examples of the gas supplied by the first gas supply device 5 include air, compressed air, ozone, nitrogen, carbon dioxide, and the like, but compressed air is preferable. Moreover, it is preferable that gas is supplied with the form of a bubble, More preferably, it is a microbubble about several dozen micrometer-several hundred micrometer. Microbubbles have the advantage of easily circulating the raw water uniformly. As a method for supplying air bubbles, for example, a diffuser tube in which air discharge holes of about 1 mm to several tens of mm are formed in stainless steel, ceramic, plastic, rubber, or the like may be used. Examples of the first gas supply device 5 include a blower, a compressor, and a microbubble generating blower.

(戻し管)
戻し管4は、貯留槽1及び膜モジュール2に接続され、膜モジュール2で処理した濃縮
水を貯留槽1に供給するために設ける。戻し管4に濃縮水を供給するときの供給圧は、2
0kPa以上200kPa以下であることが好ましく、より好ましくは20kPa以上1
00kPa以下である。なお、戻し管4には、戻し管内のエアを抜くためのエア抜きライ
ンを設けてもよい。
(Return pipe)
The return pipe 4 is connected to the storage tank 1 and the membrane module 2 and is provided to supply the concentrated water treated by the membrane module 2 to the storage tank 1. Supply pressure when supplying concentrated water to the return pipe 4 is 2
It is preferably 0 kPa or more and 200 kPa or less, more preferably 20 kPa or more and 1
00 kPa or less. The return pipe 4 may be provided with an air release line for extracting air from the return pipe.

また、戻し管の内径は、任意に設定することができるが、10mm以上250mm以下
であることが好ましく、30mm以上400mm以下がより好ましく、さらに好ましくは
40mm以上200mm以下である。このような内径にすることにより、圧力損失を減ら
し、かつ移送効率を高めることができる。
The inner diameter of the return pipe can be arbitrarily set, but is preferably 10 mm or more and 250 mm or less, more preferably 30 mm or more and 400 mm or less, and further preferably 40 mm or more and 200 mm or less. By using such an inner diameter, pressure loss can be reduced and transfer efficiency can be increased.

第1気体供給装置5が気体を供給するタイミングは、特に限定されず、水処理、逆洗、
又はフラッシングのいずれの工程中に行なってもよい。気体を供給する時間は、気泡の大
きさによって異なるが、連続して、1秒以上、1分以上、好ましくは数秒〜数分であり、
常時供給することがより好ましい。膜モジュールに導入する気泡は、膜モジュールに導入
する原水体積(原水比)に対し、0.25以上2.5以下の体積で供給することが好まし
い。通常、気体量と循環させる原水との体積比は、水位差とモジュール前後の配管抵抗、
モジュール内流れ抵抗、モジュール内の空気の流れの均一性等に依存する。
The timing which the 1st gas supply apparatus 5 supplies gas is not specifically limited, Water treatment, backwashing,
Alternatively, it may be performed during any step of flushing. The time for supplying the gas varies depending on the size of the bubble, but continuously is 1 second or more, 1 minute or more, preferably several seconds to several minutes,
It is more preferable to always supply. The bubbles introduced into the membrane module are preferably supplied in a volume of 0.25 or more and 2.5 or less with respect to the raw water volume (raw water ratio) introduced into the membrane module. Normally, the volume ratio between the amount of gas and the raw water to be circulated is the difference between the water level and the pipe resistance before and after the module,
It depends on the flow resistance in the module and the uniformity of the air flow in the module.

(供給管)
供給管3は、貯留槽1及び膜モジュール2に接続され、膜モジュール2に原水を供給す
るために設けられる。供給管3に原水を供給するときの供給圧は、例えば、20kPa以
上100kPa以下であることが好ましい。
(Supply pipe)
The supply pipe 3 is connected to the storage tank 1 and the membrane module 2 and is provided to supply raw water to the membrane module 2. The supply pressure when supplying raw water to the supply pipe 3 is preferably 20 kPa or more and 100 kPa or less, for example.

(透過水管)
透過水管6は、膜モジュール2及び透過水槽9に接続され、膜モジュール2の中空糸膜
を透過した透過水を透過水槽9に供給するために設けられる。透過水管6の内径及び長さ
は特に限定されない。
(Permeate pipe)
The permeated water pipe 6 is connected to the membrane module 2 and the permeated water tank 9 and is provided to supply permeated water that has permeated through the hollow fiber membrane of the membrane module 2 to the permeated water tank 9. The inner diameter and length of the permeate pipe 6 are not particularly limited.

(透過水槽)
透過水槽9は、膜モジュールでろ過した透過水を貯留するために設けられる。透過水槽
9には、透過水の一部を逆洗に利用することができるように、膜モジュール2からの透過
水が通る管とは異なる経路で膜モジュールに連結される逆洗管を備えていることが好まし
い。当該逆洗管に逆洗ポンプ10を接続することにより、透過水槽で貯留された透過水の
一部を用いて膜モジュールを逆洗することができる。
(Permeate tank)
The permeated water tank 9 is provided for storing permeated water filtered by the membrane module. The permeated water tank 9 includes a backwash pipe connected to the membrane module through a different path from the pipe through which the permeated water from the membrane module 2 passes so that a part of the permeated water can be used for backwashing. Preferably it is. By connecting the backwash pump 10 to the backwash tube, the membrane module can be backwashed using a portion of the permeate stored in the permeate tank.

(逆洗ポンプ)
逆洗ポンプ10は、逆洗の際に透過水を膜モジュールに供給するために使用するポンプ
である。当該逆洗ポンプ10としては、例えば、渦巻ポンプ、ディフューザーポンプ、渦
巻斜流ポンプ、斜流ポンプ、ピストンポンプ、プランジャポンプ、ダイアフラムポンプ、
歯車ポンプ、スクリューポンプ、ベーンポンプ、カスケードポンプ、ジェットポンプ等を
用いることができる。
(Backwash pump)
The backwash pump 10 is a pump used to supply permeated water to the membrane module during backwashing. Examples of the backwash pump 10 include a centrifugal pump, a diffuser pump, a spiral mixed flow pump, a mixed flow pump, a piston pump, a plunger pump, a diaphragm pump,
A gear pump, screw pump, vane pump, cascade pump, jet pump, or the like can be used.

(貯留槽)
貯留槽1は、原水を貯留する槽である。貯留槽1は、膜モジュール2に原水を供給する
ための供給管3と、膜モジュール2からの透過水を戻す戻し管4とが接続される。貯留槽
1は、2m×10m程度のユニット単体又は連結した貯留槽であってもよいし、5m×5
0m程度の水槽単体又は連結した貯留槽であってもよい。
(Reservoir)
The storage tank 1 is a tank for storing raw water. The storage tank 1 is connected to a supply pipe 3 for supplying raw water to the membrane module 2 and a return pipe 4 for returning permeated water from the membrane module 2. The storage tank 1 may be a single unit of about 2 m × 10 m or a connected storage tank, or 5 m × 5.
It may be a water tank of about 0 m or a connected storage tank.

(原水)
原水は、汚水処理場等の活性汚泥等を含む排水、家庭排水等の都市下水、工場排水、農
業排水、生物処理水、海水、井戸水、河川水、湖沼の水等の他、果汁、ミルク等の液状食
品であってもよい。原水の浮遊物質(SS:Suspended Solids)は、20000未満であ
ることが好ましい。
(Raw water)
Raw water includes wastewater containing activated sludge from sewage treatment plants, urban sewage such as household wastewater, industrial wastewater, biological wastewater, seawater, well water, river water, lake water, fruit juice, milk, etc. It may be a liquid food. Suspended solids (SS) of raw water is preferably less than 20000.

(水処理方法)
本実施形態の水処理装置を用いた水処理方法は、クロスフロー方式であることが好まし
い。クロスフロー方式は、中空糸膜の膜面と原水の流れ方向とが実質的に平行であり、中
空糸膜の膜面に付着した浮遊物等を剥離して循環させることができる。これにより、中空
糸膜の目詰まりを抑制し、原水の処理速度が安定する。なお、本実施形態の水処理装置は
、原水の汚染状態によってデッドエンド方式で使用しても差し支えない。
(Water treatment method)
The water treatment method using the water treatment apparatus of the present embodiment is preferably a cross flow method. In the cross flow method, the membrane surface of the hollow fiber membrane and the flow direction of the raw water are substantially parallel, and the suspended matter attached to the membrane surface of the hollow fiber membrane can be peeled and circulated. Thereby, clogging of the hollow fiber membrane is suppressed, and the treatment speed of the raw water is stabilized. Note that the water treatment apparatus of this embodiment may be used in a dead-end manner depending on the contamination state of raw water.

また、原水の管内流速は、0.3m/s以上2m/s以下であることが好ましく、0.
5m/s以上1.5m/s以下であることがより好ましく、さらに好ましくは0.7m/
s以上1m/s以下である。なお、管内流速は、単位時間当たりの循環させる原水の体積
に基づいて算出した値を採用するものとする。
The flow rate of the raw water in the pipe is preferably 0.3 m / s or more and 2 m / s or less, and
More preferably, it is 5 m / s or more and 1.5 m / s or less, More preferably, it is 0.7 m / s.
s to 1 m / s. In addition, the value calculated based on the volume of the raw | natural water circulated per unit time shall be employ | adopted for the pipe | tube flow velocity.

また、中空糸膜に供給される原水の流速は、0.05m/秒以上1m/秒以下であるこ
とが好ましく、より好ましくは、0.2m/秒以上0.6m/秒以下である。このような
流速で中空糸膜に原水を供給することにより、汚染物質が中空糸膜に付着し難くなるため
、原水を効率的に処理し続けることが可能となる。ここで、中空糸膜に供給される原水の
流速は、汚水処理用の電磁流量計(エンドレスハウザー社製)によって測定した値を採用
するものとする。
The flow rate of the raw water supplied to the hollow fiber membrane is preferably 0.05 m / second or more and 1 m / second or less, more preferably 0.2 m / second or more and 0.6 m / second or less. By supplying raw water to the hollow fiber membrane at such a flow rate, it becomes difficult for contaminants to adhere to the hollow fiber membrane, so that it is possible to continue to treat the raw water efficiently. Here, the flow rate of raw water supplied to the hollow fiber membrane is a value measured by an electromagnetic flow meter for wastewater treatment (manufactured by Endless Hauser).

原水は、5kPa以上200kPa以下の膜間差圧を負荷することにより中空糸膜内に
供給されることが好ましく、より好ましくは10kPa以上100kPa以下の膜間差圧
である。かかる膜間差圧であることにより、実用上要求される透水性能を維持するととも
に、汚染物質の中空糸膜への付着を防止することができる。
The raw water is preferably supplied into the hollow fiber membrane by applying a transmembrane pressure difference of 5 kPa to 200 kPa, more preferably a transmembrane pressure of 10 kPa to 100 kPa. With such a transmembrane pressure difference, it is possible to maintain water permeability performance that is practically required, and to prevent contaminants from adhering to the hollow fiber membrane.

原水は、内圧式で処理してもよいし、外圧式で処理してもよい。内圧式は、中空糸膜の
内側に原水を供給し、中空糸膜の外側から透過水を取り出す方式である。外圧式は、中空
糸膜の外側に原水を供給し、中空糸膜の内側から透過水を取り出す方式である。膜面流速
をより高く設定し得るという観点から、内圧式で処理することが好ましい。
The raw water may be treated with an internal pressure type or with an external pressure type. The internal pressure type is a system in which raw water is supplied inside the hollow fiber membrane and permeate is taken out from the outside of the hollow fiber membrane. The external pressure type is a system in which raw water is supplied to the outside of the hollow fiber membrane and permeate is taken out from the inside of the hollow fiber membrane. From the viewpoint that the film surface flow rate can be set higher, it is preferable to perform the treatment with an internal pressure method.

水処理と逆洗とを切り替えるときに、フラッシング又はドレンを行なってもよいし、水
処理を一時停止してもよい。
When switching between water treatment and backwashing, flushing or draining may be performed, or water treatment may be temporarily stopped.

フラッシングは、貯留槽、各配管、及び膜モジュールに付着した浮遊物等を除去する工
程である。中空糸膜の内径よりも大きな浮遊物等が原水の循環経路を閉塞することがある
が、この閉塞は、原水の供給向きと逆向きにフラッシングすることにより防止することが
できる。フラッシングは、原水を加圧することなく、0.1m/s以上の膜面流速で行な
うことが好ましい。フラッシングにより膜モジュール2を通過した水は、フラッシング水
として貯留槽1に戻される。
Flushing is a process of removing suspended matters attached to the storage tank, each pipe, and the membrane module. A suspended matter or the like larger than the inner diameter of the hollow fiber membrane may block the circulation path of the raw water. This blockage can be prevented by flushing in the direction opposite to the supply direction of the raw water. Flushing is preferably performed at a membrane surface flow rate of 0.1 m / s or higher without pressurizing raw water. The water that has passed through the membrane module 2 by flushing is returned to the storage tank 1 as flushing water.

ドレンは、膜モジュールの中空糸膜に残留する浮遊物等を系外に排出する工程である。
ドレンは、水処理装置の運転を停止した状態で、膜モジュールを開放し、濃縮液を落下さ
せることにより回収するか、又は膜モジュールを開放した状態で逆洗し、逆洗排水を回収
することにより行なう。回収した濃縮水又は逆洗排水は、別途設けたドレン水タンクに貯
めてもよい。
Draining is a step of discharging suspended matter remaining in the hollow fiber membrane of the membrane module out of the system.
Drain is collected by opening the membrane module with the water treatment device stopped and dropping the concentrate, or backwashing with the membrane module opened, and collecting backwash wastewater. To do. The collected concentrated water or backwash waste water may be stored in a drain water tank provided separately.

本実施形態の水処理装置は、図1には示していないが、生物処理槽、凝集剤処理槽、凝
集剤注入手段、薬液槽、薬液注入手段、濃縮水槽、開閉弁、超音波発生装置、吸引装置等
を設けてもよい。
Although the water treatment apparatus of this embodiment is not shown in FIG. 1, a biological treatment tank, a flocculant treatment tank, a flocculant injection means, a chemical liquid tank, a chemical liquid injection means, a concentrated water tank, an on-off valve, an ultrasonic generator, A suction device or the like may be provided.

本実施形態の水処理装置を海水淡水化装置として使用する場合、砂ろ過等の除濁処理を
行なうことが好ましい。除濁処理を実行することにより、粗い不純物を除去することがで
きる。また、第1気体供給装置からエアを供給することにより、原水中の溶存酸素を上昇
させることができるため、水処理装置を生物処理槽として用いるときの曝気動力を抑制す
ることもできる。
When using the water treatment apparatus of this embodiment as a seawater desalination apparatus, it is preferable to perform turbidity treatment such as sand filtration. By executing the turbidity removal treatment, coarse impurities can be removed. Moreover, since the dissolved oxygen in raw | natural water can be raised by supplying air from a 1st gas supply apparatus, the aeration motive power when using a water treatment apparatus as a biological treatment tank can also be suppressed.

<実施形態2>
図5は、実施形態2の水処理装置の概略を示す模式図である。本実施形態は、図5に示
されるように、実施形態1に対し、透過水吸引装置17を接続したこと、第1気体供給装
置5の接続位置を代えたこと及び供給装置15を接続したことが異なる他は、実施形態1
と同一の水処理装置である。透過水吸引装置17は、透過水を吸引する機能を有するもの
である。
<Embodiment 2>
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an outline of the water treatment apparatus according to the second embodiment. As shown in FIG. 5, the present embodiment is that the permeated water suction device 17 is connected to the first embodiment, the connection position of the first gas supply device 5 is changed, and the supply device 15 is connected. Embodiment 1 is different except that
It is the same water treatment apparatus. The permeated water suction device 17 has a function of sucking permeated water.

供給装置15は、中空糸膜に付着した汚染物質を浮上させる効果を発揮するものであれ
ば特に限定されず、例えば、渦巻ポンプ、ディフューザーポンプ、渦巻斜流ポンプ、斜流
ポンプ、ピストンポンプ、プランジャポンプ、ダイアフラムポンプ、歯車ポンプ、スクリ
ューポンプ、ベーンポンプ、カスケードポンプ、ジェットポンプ等を用いることができる
The supply device 15 is not particularly limited as long as it exhibits the effect of floating the contaminants attached to the hollow fiber membrane. For example, a centrifugal pump, a diffuser pump, a spiral mixed flow pump, a mixed flow pump, a piston pump, a plunger Pumps, diaphragm pumps, gear pumps, screw pumps, vane pumps, cascade pumps, jet pumps, and the like can be used.

<実施形態3>
図6は、実施形態3の水処理装置の概略を示す模式図である。本実施形態は、図6に示
されるように、実施形態2に対し、供給装置15に代えて吸引装置12を戻し管4に接続
したことが異なる他は、実施形態2と同一の水処理装置である。吸引装置12によって戻
し管内の圧力を減圧し、これにより原水が膜モジュールに供給される。吸引装置12とし
ては、供給装置15と同様のものを用いることができる。
<Embodiment 3>
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an outline of the water treatment apparatus according to the third embodiment. As shown in FIG. 6, this embodiment is the same as the second embodiment except that the suction device 12 is connected to the return pipe 4 instead of the supply device 15. It is. The pressure in the return pipe is reduced by the suction device 12, whereby raw water is supplied to the membrane module. As the suction device 12, the same device as the supply device 15 can be used.

以下、本発明の水処理装置及び水処理方法を、実施例に基づいて詳細に説明する。なお
、本発明は、これら実施例のみに限定されるものではない。
Hereinafter, a water treatment device and a water treatment method of the present invention are explained in detail based on an example. In addition, this invention is not limited only to these Examples.

(実施例1〜4)
実施例1〜4においては、ビニルピロリドン-塩化ビニル共重合体を含む中空糸膜を用
いて、表1の「膜充填率」の欄に示す膜充填率の膜モジュールを作製した。当該膜モジュー
ルの作製においては、表1の「粘度」の特性を示すウレタン樹脂を熱硬化性樹脂として用
いて中空糸膜を封止した。なお、中空糸膜の膜充填率は、保持部材の内径をNとし、中空
糸膜の外径をnとし、保持部材に保持される中空糸膜の本数をxとしたときに、下記の関
係式(I)によって算出した。
{1−((N2×π)−(n2×π)×x)/(N2×π)}×100 ・・・(I)
(Examples 1-4)
In Examples 1 to 4, a membrane module having a membrane filling rate shown in the column of “Membrane filling rate” in Table 1 was prepared using a hollow fiber membrane containing a vinylpyrrolidone-vinyl chloride copolymer. In the production of the membrane module, the hollow fiber membrane was sealed using a urethane resin having the “viscosity” characteristics shown in Table 1 as a thermosetting resin. The membrane filling rate of the hollow fiber membrane is expressed as follows when the inner diameter of the holding member is N, the outer diameter of the hollow fiber membrane is n, and the number of hollow fiber membranes held by the holding member is x. It was calculated by the formula (I).
{1-((N 2 × π) − (n 2 × π) × x) / (N 2 × π)} × 100 (I)

上記のようにして得られた膜モジュールを用いて、図1に示す構造の水処理装置を作製
した。
Using the membrane module obtained as described above, a water treatment apparatus having a structure shown in FIG. 1 was produced.

各実施例の水処理装置に対し、活性汚泥浮遊物(MLSS):8000〜10000の
原水を供給したところ、供給管を流れる原水の流速は、表1の「流速」の欄に示す値とな
った。各実施例の水処理装置は、水処理の初期の充填不良もなく、かつ使用したときにも
封止部が剥離しなかった。この結果から、所定の外径及び膜充填率の中空糸膜を用いて原
水を処理することにより、信頼性が高く安定して水処理を行なえることが明らかとなり、
本発明の効果が示された。
When the raw water of activated sludge suspended matter (MLSS): 8000 to 10000 was supplied to the water treatment apparatus of each example, the flow rate of the raw water flowing through the supply pipe is a value shown in the column of “flow rate” in Table 1. It was. In the water treatment apparatus of each example, there was no defective filling in the initial stage of water treatment, and the sealing part did not peel off when used. From this result, it becomes clear that by treating raw water using a hollow fiber membrane having a predetermined outer diameter and membrane filling rate, water treatment can be performed stably with high reliability.
The effect of the present invention was shown.

本発明は、河川水及び地下水の除濁、工業用水の清澄、排水及び汚水処理、海水淡水化
の前処理等の水の精製等のために使用される水処理装置として、広範に利用することがで
き、経済的かつ効率的な水処理を行なうことができる。
The present invention is widely used as a water treatment apparatus used for water purification such as clarification of river water and groundwater, clarification of industrial water, drainage and sewage treatment, pretreatment for seawater desalination, etc. It is possible to carry out economical and efficient water treatment.

1 貯留槽
2 膜モジュール
3 供給管
4 戻し管
5 第1気体供給装置
6 透過水管
7 中空糸膜
8 熱硬化性樹脂
9 透過水槽
10 逆洗ポンプ
11 保持部材
12 吸引装置
13 供給本管
14 戻し本管
15 供給装置
16 透過水本管
17 透過水吸引装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Storage tank 2 Membrane module 3 Supply pipe 4 Return pipe 5 1st gas supply apparatus 6 Permeate pipe 7 Hollow fiber membrane 8 Thermosetting resin 9 Permeate tank 10 Backwash pump 11 Holding member 12 Suction device 13 Supply main pipe 14 Return book Pipe 15 Supply device 16 Permeated water main pipe 17 Permeated water suction device

Claims (5)

原水を貯留する貯留槽と、
前記原水を処理する膜モジュールと、
前記貯留槽及び前記膜モジュールに接続され、前記膜モジュールで処理した濃縮水を前記貯留槽に供給する戻し管と、を含み、
前記膜モジュールは、前記原水を固液分離する中空糸膜と、前記中空糸膜を保持する保持部材と、前記中空糸膜と前記保持部材とを固定する熱硬化性樹脂とを含み、
前記中空糸膜は、3mm以上10mm以下の外径であって、かつ、前記保持部材の内径をNとし、中空糸膜の外径をnとし、保持部材に保持される中空糸膜の本数をxとしたときに、下記の式(I)によって算出した充填率が40%以上70%以下あることを特徴とする水処理装置。
{(n ×π×x)/(N ×π)}×100 (I)
A storage tank for storing raw water;
A membrane module for treating the raw water;
A return pipe connected to the storage tank and the membrane module, and supplying concentrated water treated by the membrane module to the storage tank,
The membrane module includes a hollow fiber membrane for solid-liquid separation of the raw water, a holding member for holding the hollow fiber membrane, and a thermosetting resin for fixing the hollow fiber membrane and the holding member,
The hollow fiber membrane has an outer diameter of 3 mm to 10 mm, the inner diameter of the holding member is N, the outer diameter of the hollow fiber membrane is n, and the number of hollow fiber membranes held by the holding member is when the x, water treatment apparatus, characterized in that the calculated filling factor is 70% or less 40% or more by the following formula (I).
{(N 2 × π × x) / (N 2 × π)} × 100 (I)
前記貯留槽及び前記膜モジュールに接続され、前記貯留槽に貯留した原水を前記膜モジュールに供給する供給管をさらに含む、請求項1に記載の水処理装置。   The water treatment apparatus according to claim 1, further comprising a supply pipe connected to the storage tank and the membrane module and configured to supply raw water stored in the storage tank to the membrane module. 前記保持部材は、前記中空糸膜の形状を保持するための支持体をさらに備える、請求項1又は2記載の水処理装置。   The water treatment apparatus according to claim 1, wherein the holding member further includes a support for holding the shape of the hollow fiber membrane. 前記原水を前記膜モジュールに供給するための供給装置をさらに含む、請求項1〜3のいずれか一項記載の水処理装置。   The water treatment device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a supply device for supplying the raw water to the membrane module. 請求項1〜4のいずれか一項記載の水処理装置を用いた水処理方法であって、
前記中空糸膜に供給される前記原水の流速は、0.05m/秒以上1m/秒以下であることを特徴とする水処理方法。

A water treatment method using the water treatment apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The water treatment method, wherein a flow rate of the raw water supplied to the hollow fiber membrane is 0.05 m / second or more and 1 m / second or less.

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