JP7122941B2 - Biopolymer removal equipment and water treatment system - Google Patents

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Description

本発明は、バイオポリマー除去装置、及び水処理システムに関する。 The present invention relates to biopolymer removal devices and water treatment systems.

水処理において、水中から異物を除去する際、異物としてバイオポリマーを除去することが求められることがある。水中から異物を除去する際、具体的には、膜ろ過技術を用いることがある。 In water treatment, when removing contaminants from water, it is sometimes required to remove biopolymers as contaminants. Membrane filtration technology is sometimes used to remove foreign substances from water.

水処理における膜ろ過技術は、分離対象物の相転移及び化学変化等を伴わないため、他の分離法に比べて、高効率且つ省エネルギという観点から注目されている。具体的には、膜ろ過技術は、海水淡水化、上水道、超純水製造、排水回収、及び膜分離活性汚泥法(MBR)等の分野において、その利用が検討されている。 Membrane filtration technology in water treatment is attracting attention from the viewpoint of high efficiency and energy saving compared to other separation methods because it does not involve phase transition, chemical change, or the like of the substance to be separated. Specifically, membrane filtration technology is being considered for use in fields such as seawater desalination, water supply, ultrapure water production, wastewater recovery, and membrane separation activated sludge (MBR).

しかしながら、膜ろ過は、ろ過時間の増加とともに、供給される水中に存在する懸濁物質及び汚染物等の物質が膜の表面及び膜中の細孔に付着して、透水性能が低下する現象、いわゆる膜ファウリングが発生する。この膜ファウリングの進行に伴って、単位処理水量当たりに必要となるエネルギが上昇する。一方で、膜ファウリングの発生は、膜が固液分離を達成している証明にもなる。これらのことから、膜ろ過技術において、膜ファウリングの制御が重要な技術要素となっているが、劇的な改善がなされていない。具体的には、膜ろ過のランニングコストは、この30年間ほどの期間、劇的な改善がなされていない。膜ファウリングの対策技術が未だ確立できていないことを示唆しているとも言える。 However, in membrane filtration, as the filtration time increases, substances such as suspended solids and contaminants present in the supplied water adhere to the surface of the membrane and pores in the membrane, resulting in a decrease in water permeability. So-called membrane fouling occurs. As this membrane fouling progresses, the energy required per unit amount of treated water increases. On the other hand, the occurrence of membrane fouling also proves that the membrane has achieved solid-liquid separation. For these reasons, control of membrane fouling has become an important technical factor in membrane filtration technology, but dramatic improvements have not been made. Specifically, the running cost of membrane filtration has not improved dramatically in the last 30 years or so. It can also be said that this suggests that a technique for dealing with membrane fouling has not yet been established.

膜ろ過において、膜ファウリングの抑制のための膜の洗浄方法としては、大きく分けて、物理洗浄と化学洗浄とが挙げられる。物理洗浄としては、例えば、膜の透過方向とは逆の方向に透過水を透過させて、膜を物理的に洗浄する、いわゆる逆洗(バックウォッシュ)等が一般的な方法として挙げられる。膜ファウリングのうち、このような物理洗浄によって除去されるものを、可逆的なファウリングと呼ばれ、物理洗浄によっても除去されないものを、不可逆的なファウリングと呼ばれる。また、化学洗浄としては、例えば、酸やアルカリ等の化学薬品を用いて、膜を洗浄する方法が一般的な方法として挙げられる。化学洗浄は、不可逆的なファウリングを除去するために行われる洗浄である。そして、この不可逆的なファウリングの制御が、膜ファウリングの抑制技術として、非常に重要である。 Membrane filtration methods for suppressing membrane fouling are roughly classified into physical cleaning and chemical cleaning. Physical washing includes, for example, so-called backwashing, in which permeated water is permeated in a direction opposite to the permeation direction of the membrane to physically wash the membrane. Membrane fouling that is removed by such physical cleaning is called reversible fouling, and membrane fouling that is not removed by physical cleaning is called irreversible fouling. As for chemical cleaning, for example, a method of cleaning a film using chemicals such as acids and alkalis can be mentioned as a general method. Chemical cleaning is cleaning performed to remove irreversible fouling. Control of this irreversible fouling is very important as a technique for suppressing membrane fouling.

バイオポリマーは、河川水における精密ろ過膜、及び海水淡水化における逆浸透膜のいずれにおいても、不可逆的なファウリングの原因になることが報告されている(例えば、非特許文献1及び非特許文献2参照)。このことから、バイオポリマーを膜ろ過法で分離しようとすると、不可逆的なファウリングが発生することになる。バイオポリマーとしては、多糖類やたんぱく質等の、微生物の代謝物質によって構成される有機物等が挙げられるが、詳細な物質の特定は困難である。バイオポリマーは、例えば、Liquid Chromatography-Organic Carbon Detection(LC-OCD:DOC-Labor Dr.Huber社製)と呼ばれる、サイズ排除カラムによる液体クロマトグラフィーと有機炭素検出器とを直結した装置によって、保持時間30分前後に検出される最も保持時間が短い成分と定義されている。バイオポリマーが、上述のように、多糖類やたんぱく質であると例示されているのは、以下のことによる。まず、前記サイズ排除カラムによる液体クロマトグラフィーの保持時間が短いことから、当該成分が、高分子量成分であり、かつ、親水性であることによる。また、LC-OCDには、UV吸収の検出器が接続されており、当該ピークからは254nmのUV吸収が観測されないことから、不飽和結合を有しない成分であると考えられることによる。これらのことから、バイオポリマーは、多糖類やたんぱく質等の、微生物の代謝物質によって構成される有機物等と推察されるが、詳細な物質の特定は困難である。 Biopolymers have been reported to cause irreversible fouling in both microfiltration membranes in river water and reverse osmosis membranes in seawater desalination (e.g., Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2). For this reason, irreversible fouling occurs when biopolymers are separated by membrane filtration. Biopolymers include organic substances composed of metabolites of microorganisms, such as polysaccharides and proteins, but it is difficult to specify detailed substances. For biopolymers, for example, a device called Liquid Chromatography-Organic Carbon Detection (LC-OCD: manufactured by DOC-Labor Dr. Huber), in which liquid chromatography using a size exclusion column is directly connected to an organic carbon detector, is used to determine the retention time. It is defined as the component with the shortest retention time detected around 30 minutes. The reason why biopolymers are exemplified as polysaccharides and proteins as described above is as follows. First, because the retention time of liquid chromatography by the size exclusion column is short, the component is a high-molecular-weight component and is hydrophilic. In addition, the LC-OCD is connected to a UV absorption detector, and no UV absorption at 254 nm is observed from the peak. Based on these findings, biopolymers are presumed to be organic substances composed of metabolites of microorganisms, such as polysaccharides and proteins, but it is difficult to identify detailed substances.

バイオポリマーを膜ろ過法で分離しようとすると、上述したように、不可逆的なファウリングが発生することになる。そこで、このようなバイオポリマーによる膜ファウリングを抑制する方法としては、図4に示すような、膜ろ過装置2の前段に、吸着材による処理や凝集沈殿させる処理等の前処理装置3を備える水処理システムを用いる方法等が挙げられる。すなわち、前記膜ろ過装置2に供給する水として、吸着材を用いてバイオポリマーを吸着除去して得られた水や、バイオポリマーを凝集処理により除去して得られた水等の、前記前処理装置3により処理された水を使用する方法等が挙げられる。このように、膜ろ過装置2に、前記前処理装置3によりバイオポリマーを除去した水を供給して、膜ろ過装置2でろ過すると、バイオポリマーによる膜ファウリングを抑制することができる。なお、図4は、従来の、バイオポリマーによる膜ファウリングを抑制した水処理システムの構成を示す概略図である。 When attempting to separate biopolymers by membrane filtration, irreversible fouling occurs as described above. Therefore, as a method for suppressing such membrane fouling due to biopolymers, as shown in FIG. A method using a water treatment system and the like can be mentioned. That is, as the water supplied to the membrane filtration device 2, the water obtained by removing the biopolymer by adsorption using an adsorbent, the water obtained by removing the biopolymer by coagulation treatment, etc. A method of using water treated by the device 3 and the like can be mentioned. Thus, when the water from which the biopolymer has been removed by the pretreatment device 3 is supplied to the membrane filtration device 2 and filtered by the membrane filtration device 2, membrane fouling due to the biopolymer can be suppressed. FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of a conventional water treatment system that suppresses membrane fouling due to biopolymers.

吸着材を用いてバイオポリマーを吸着除去する方法としては、例えば、特許文献1に記載の吸着材を用いる方法等が挙げられる。 As a method for adsorbing and removing a biopolymer using an adsorbent, for example, a method using an adsorbent described in Patent Literature 1 and the like can be mentioned.

特許文献1には、カチオン性基を含有する第1の高分子を含む吸着材であって、前記吸着材は、所定のカチオン性基密度及び所定のカチオン性基の含有量である、膜ファウリング原因物質に対して吸着能を有する膜ファウリング原因物質吸着材が記載されている。 Patent Document 1 discloses an adsorbent containing a first polymer containing cationic groups, the adsorbent having a predetermined cationic group density and a predetermined cationic group content. A membrane fouling agent adsorbent having adsorption capacity for ring causing agents is described.

バイオポリマーを凝集処理により除去する方法としては、特許文献2及び特許文献3に記載の方法等が挙げられる。 Examples of methods for removing biopolymers by flocculation include the methods described in Patent Documents 2 and 3.

特許文献2には、工業用水にメラミン・ホルムアルデヒド樹脂酸コロイド溶液を添加して凝集処理した後、濾過する工業用水の清澄化方法が記載されている。 Patent Document 2 describes a method for clarifying industrial water by adding a melamine-formaldehyde resin acid colloid solution to industrial water, flocculating it, and then filtering it.

特許文献3には、海水にメラミン・ホルムアルデヒド樹脂酸コロイド溶液を所定量添加して凝集処理した後、濾過処理し、得られた濾過水を逆浸透膜処理する海水の処理方法が記載されている。 Patent Document 3 describes a seawater treatment method in which a predetermined amount of a melamine-formaldehyde resin acid colloid solution is added to seawater, flocculation treatment is performed, filtration treatment is performed, and the obtained filtered water is treated with a reverse osmosis membrane. .

国際公開第2015/178458号WO2015/178458 特開2017-131871号公報JP 2017-131871 A 特開2017-113681号公報JP 2017-113681 A

Katsuki Kimura,Ken Tanaka,Yoshimasa Watanabe、WATER RESEARCH、2014、49、434-443Katsuki Kimura, Ken Tanaka, Yoshimasa Watanabe, WATER RESEARCH, 2014, 49, 434-443 竹内 和久、Bull.Soc.Sea Water Sci.Jpn.2009、63、367-371Kazuhisa Takeuchi, Bull. Soc. Sea Water Sci. Jpn. 2009, 63, 367-371

特許文献1によれば、バイオポリマーを、被処理水中で効率的に吸着除去することが可能であり、これにより膜ろ過工程において、膜ファウリング、特に物理的に不可逆な膜ファウリングが生じるのを抑制し、ろ過膜の透水性を長期にわたり維持することが可能である旨が開示されている。また、特許文献1には、吸着工程で膜ファウリング原因物質を吸着した吸着材を、洗浄流体と接触させることにより再生することも記載されている。 According to Patent Document 1, biopolymers can be efficiently adsorbed and removed in the water to be treated, thereby preventing membrane fouling, especially physically irreversible membrane fouling in the membrane filtration process. is suppressed, and the water permeability of the filtration membrane can be maintained for a long period of time. Patent document 1 also describes regenerating an adsorbent that has adsorbed membrane fouling-causing substances in an adsorption step by bringing it into contact with a cleaning fluid.

しかしながら、膜ろ過装置に供給する水として、特許文献1に記載されているような吸着材を用いてバイオポリマーを吸着除去して得られた水を用いる方法では、膜ろ過に供給する前に、吸着材と被処理水を接触させる必要があるため、産業上、比較的大きな吸着塔が必要になってしまう。また、再生する際にも、洗浄流体等の薬品が必要である。 However, in the method of using water obtained by adsorbing and removing biopolymers using an adsorbent as described in Patent Document 1 as water to be supplied to the membrane filtration device, before supplying to the membrane filtration, Since it is necessary to bring the adsorbent and the water to be treated into contact with each other, industrially, a relatively large adsorption tower is required. In addition, chemicals such as cleaning fluid are required for regeneration.

特許文献2によれば、凝集処理水の直接濾過が可能な少ない凝集剤量で、高い清澄度の処理水を得ることができる旨が開示されている。 According to Patent Document 2, it is disclosed that treated water with high clarity can be obtained with a small amount of coagulant that enables direct filtration of coagulated treated water.

特許文献3によれば、RO膜汚染、及びそれによる透過水量の低下、膜閉塞を防止し、膜の洗浄頻度を低減して、安定かつ効率的な処理を継続することが可能となる旨が開示されている。 According to Patent Document 3, it is possible to prevent RO membrane contamination, a decrease in the amount of permeated water due to it, and membrane clogging, reduce the frequency of cleaning the membrane, and continue stable and efficient treatment. disclosed.

膜ろ過装置に供給する水として、特許文献2及び特許文献3に記載されているような凝集処理によりバイオポリマーを除去して得られた水を用いる方法では、上述したように、凝集剤として、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂酸コロイド溶液を添加して、凝集処理した後に、ろ過処理や沈殿(加圧浮上)操作等をすることによって、清澄化し、バイオポリマーを除去する。 As water to be supplied to the membrane filtration device, in the method of using water obtained by removing biopolymers by coagulation treatment as described in Patent Document 2 and Patent Document 3, as described above, as a coagulant, After adding a melamine-formaldehyde resin acid colloid solution and performing flocculation treatment, filtration treatment or precipitation (pressure flotation) operation or the like is performed to clarify and remove the biopolymer.

しかしながら、このような方法では、凝集剤として、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂酸コロイド溶液が必要な上に、凝集操作を行うための凝集槽、及びそれらを固液分離するためのろ過、沈殿、加圧浮上のいずれかの設備が必要であり、設備が大型化してしまう。また、薬剤コストが上昇してしまう。 However, in such a method, a melamine-formaldehyde resin acid colloidal solution is required as a flocculating agent. Either one of the facilities is required, and the facility becomes large. Moreover, drug cost will rise.

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、吸着材や凝集剤等の特別な薬剤を用いることなく、膜ろ過によるバイオポリマーの直接的な除去を長期間にわたって実施できるバイオポリマー除去装置、及び前記バイオポリマー除去装置を備える水処理システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and is a biopolymer removal method that enables direct removal of biopolymers by membrane filtration over a long period of time without using special agents such as adsorbents and flocculants. It is an object to provide a device and a water treatment system comprising said biopolymer removal device.

本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。 As a result of various studies, the inventors of the present invention have found that the above object can be achieved by the present invention described below.

本発明の一態様に係るバイオポリマー除去装置は、分画分子量が30,000~500,000であり、水に対する接触角が40~85°である中空糸膜と、前記中空糸膜を定期的に酸洗浄する酸洗浄部とを備えることを特徴とする。 A biopolymer removal device according to an aspect of the present invention comprises a hollow fiber membrane having a molecular cutoff of 30,000 to 500,000 and a contact angle to water of 40 to 85°; and an acid cleaning unit for performing acid cleaning.

このような構成によれば、吸着材や凝集剤等の特別な薬剤を用いることなく、膜ろ過によるバイオポリマーの直接的な除去を長期間にわたって実施できるバイオポリマー除去装置を提供することができる。 According to such a configuration, it is possible to provide a biopolymer removal apparatus capable of directly removing biopolymers by membrane filtration over a long period of time without using special agents such as adsorbents and flocculants.

このことは、以下のことによると考えられる。 This is believed to be due to the following.

まず、分画分子量が30,000~500,000である中空糸膜は、被処理水を透過させることによって、被処理水中に含まれるバイオポリマーを除去することができると考えられる。膜ファウリングの原因物質であるバイオポリマーは、LC-OCDによる解析によれば、物質の種類によっても異なるが、その分子量は、おおよそ10万以上であると考えられる。膜ろ過において、バイオポリマーが不可逆的なファウリングの原因になるのは、バイオポリマーが、水処理で用いられる膜の細孔よりも小さいためであると本発明者等は考えた。すなわち、水処理で用いられる膜で、バイオポリマーを含む水を処理すると、Hermans-Bredeeらの閉塞モデルにおける、標準閉塞モデル又は完全閉塞モデルに該当するためであると考えた。このことから、水処理で用いる膜とは別に、細孔径がバイオポリマーの実効サイズより小さいと思われる中空糸膜を用いることによって、膜ろ過によって、バイオポリマーを直接的に除去できると考えられる。 First, hollow fiber membranes having a molecular weight cut off of 30,000 to 500,000 are considered to be able to remove biopolymers contained in the water to be treated by permeating the water to be treated. According to LC-OCD analysis, the biopolymer, which is the causative agent of membrane fouling, is considered to have a molecular weight of approximately 100,000 or more, although it varies depending on the type of substance. The inventors reasoned that biopolymers cause irreversible fouling in membrane filtration because they are smaller than the pores of the membranes used in water treatment. In other words, it was thought that this is because when biopolymer-containing water is treated with a membrane used in water treatment, it corresponds to the standard occlusion model or the complete occlusion model in the occlusion model of Hermans-Bredee et al. From this, it is considered that biopolymers can be directly removed by membrane filtration by using a hollow fiber membrane whose pore size is considered to be smaller than the effective size of biopolymers, in addition to the membranes used in water treatment.

なお、バイオポリマーは、その構造等によって、同じ分子量でも、中空糸膜の透過しやすさが異なる。このため、中空糸膜の分画分子量がバイオポリマーの分子量より小さくても、細孔径がバイオポリマーより小さい中空糸膜とは言い切れない。このため、中空糸膜の細孔径とバイオポリマーの大きさとの関係において、バイオポリマーの大きさに関しては、分子量ではなく、実効サイズであるほうが好ましい。すなわち、バイオポリマーの実効サイズより細孔径が小さい中空糸膜であることが求められる。 It should be noted that the ease with which biopolymers pass through hollow fiber membranes differs depending on their structures and the like, even if they have the same molecular weight. Therefore, even if the molecular weight cut off of the hollow fiber membrane is smaller than the molecular weight of the biopolymer, it cannot be said that the hollow fiber membrane has a pore size smaller than that of the biopolymer. Therefore, regarding the relationship between the pore diameter of the hollow fiber membrane and the size of the biopolymer, it is preferable that the size of the biopolymer is not the molecular weight but the effective size. That is, the hollow fiber membrane is required to have a pore size smaller than the effective size of the biopolymer.

そして、前記分画分子量が30,000~500,000である中空糸膜は、細孔径がバイオポリマーの実効サイズより小さいと思われる中空糸膜であると考えられる。よって、このような中空糸膜を用いることによって、膜ろ過によって、バイオポリマーを直接的に除去できると考えられる。 Hollow fiber membranes with a molecular weight cutoff of 30,000 to 500,000 are considered to be hollow fiber membranes with pore sizes smaller than the effective size of the biopolymer. Therefore, it is considered that biopolymers can be directly removed by membrane filtration by using such a hollow fiber membrane.

前記中空糸膜は、上述したように、標準閉塞モデル又は完全閉塞モデルに該当しないと考えられ、バイオポリマーが不可逆的なファウリングの原因になりにくく、洗浄により中空糸膜から除去されやすいと考えられる。さらに、前記中空糸膜は、水に対する接触角が40~85°であるので、バイオポリマーによるファウリング以外のファウリングを抑制しつつ、バイオポリマーを中空糸膜から剥離しやすいと考えられる。このことからも、バイオポリマーを洗浄により中空糸膜から除去されやすいと考えられる。さらに、バイオポリマーは、多糖類やたんぱく質等であり、酸性の液体で加水分解させることができる。このことから、中空糸膜の洗浄として、酸洗浄を定期的に行うことにより、バイオポリマーを中空糸膜から好適に除去できると考えられる。これらのことから、前記中空糸膜によりバイオポリマーの除去を行っても、バイオポリマーが不可逆的なファウリングの原因にならず、酸洗浄を定期的に行うことにより、バイオポリマーを中空糸膜から好適に除去できると考えられる。よって、中空糸膜によるバイオポリマーの直接的な除去を長期間にわたって実施できると考えられる。 As described above, the hollow fiber membrane is not considered to correspond to the standard blockage model or the complete blockage model, and the biopolymer is unlikely to cause irreversible fouling and is likely to be removed from the hollow fiber membrane by washing. be done. Furthermore, since the hollow fiber membrane has a contact angle with water of 40 to 85°, it is considered that the biopolymer can be easily peeled off from the hollow fiber membrane while suppressing fouling other than fouling by the biopolymer. This also suggests that the biopolymer is easily removed from the hollow fiber membrane by washing. Furthermore, biopolymers, such as polysaccharides and proteins, can be hydrolyzed with acidic liquids. From this, it is considered that the biopolymer can be preferably removed from the hollow fiber membrane by periodically performing acid cleaning as cleaning of the hollow fiber membrane. From these facts, even if the biopolymer is removed by the hollow fiber membrane, the biopolymer does not cause irreversible fouling, and by periodically performing acid cleaning, the biopolymer is removed from the hollow fiber membrane. It is considered that it can be preferably removed. Therefore, it is believed that direct removal of biopolymers by hollow fiber membranes can be carried out over a long period of time.

以上のことから、このバイオポリマー除去装置は、吸着材や凝集剤等の特別な薬剤を用いることなく、膜ろ過によるバイオポリマーの直接的な除去を長期間にわたって実施できると考えられる。 From the above, it is considered that this biopolymer removal apparatus can directly remove biopolymers by membrane filtration over a long period of time without using special agents such as adsorbents and flocculants.

また、前記バイオポリマー除去装置において、前記中空糸膜は、荷重200g/mmの条件下におけるMIT試験法による耐折回数が1万回以上であることが好ましい。 Further, in the biopolymer removal device, the hollow fiber membrane preferably has a folding endurance of 10,000 times or more according to the MIT test method under the condition of a load of 200 g/mm 2 .

前記バイオポリマー除去装置に備えられる前記中空糸膜は、酸洗浄を定期的に行う。具体的には、後述するような、酸性下での逆洗だけではなく、気体を供給することによる気泡を用いた揺動等が定期的に行われる。このような構成によれば、中空糸膜がこのような酸洗浄に対する耐久性が充分に高く、膜ろ過によるバイオポリマーの直接的な除去をより長期間にわたって実施できる。 The hollow fiber membrane provided in the biopolymer removal device is periodically washed with an acid. Specifically, as will be described later, not only backwashing under acidic conditions but also rocking using air bubbles by supplying gas is periodically performed. According to such a configuration, the durability of the hollow fiber membrane against such acid washing is sufficiently high, and direct removal of the biopolymer by membrane filtration can be carried out over a longer period of time.

また、前記バイオポリマー除去装置において、前記中空糸膜は、60℃恒温下にて5質量%硫酸に浸漬した後における破断強度の、前記浸漬前における破断強度に対する割合が、80%以上であることが好ましい。 Further, in the biopolymer removal device, the hollow fiber membrane has a breaking strength after being immersed in 5% by mass sulfuric acid at a constant temperature of 60° C., and a ratio of the breaking strength before the immersion to the breaking strength is 80% or more. is preferred.

このような構成によれば、中空糸膜が上記のような酸洗浄に対する耐久性が充分に高く、膜ろ過によるバイオポリマーの直接的な除去をより長期間にわたって実施できる。 According to such a configuration, the hollow fiber membrane has sufficiently high durability against acid washing as described above, and the direct removal of the biopolymer by membrane filtration can be carried out over a longer period of time.

また、前記バイオポリマー除去装置において、前記中空糸膜は、ポリフッ化ビニリデンを主成分として含むことが好ましい。 Moreover, in the biopolymer removal device, the hollow fiber membrane preferably contains polyvinylidene fluoride as a main component.

このような構成によれば、中空糸膜が上記のような酸洗浄に対する耐久性が充分に高く、膜ろ過によるバイオポリマーの直接的な除去をより長期間にわたって実施できる。 According to such a configuration, the hollow fiber membrane has sufficiently high durability against acid washing as described above, and the direct removal of the biopolymer by membrane filtration can be carried out over a longer period of time.

また、前記バイオポリマー除去装置において、前記酸洗浄部が、前記中空糸膜のろ液側から被処理水側へ逆洗用流体を透過させて逆洗する逆洗部と、前記逆洗時に前記中空糸膜に接触する液体に、酸を添加する酸添加部と、前記逆洗後に、前記中空糸膜の被処理水側から気体を供給して、前記中空糸膜を揺動させる気体供給部とを備え、前記酸添加部は、前記逆洗時に前記中空糸膜に接触されていた液体の、前記逆洗後のpHが、5未満となるように、前記逆洗前又は前記逆洗時に、前記液体に酸を添加することが好ましい。 Further, in the biopolymer removal apparatus, the acid washing unit includes a backwashing unit for backwashing by allowing a backwashing fluid to permeate from the filtrate side of the hollow fiber membrane to the water to be treated side, and during the backwashing, the An acid addition unit that adds acid to the liquid that contacts the hollow fiber membranes, and a gas supply unit that supplies gas from the water-to-be-treated side of the hollow fiber membranes after the backwashing to rock the hollow fiber membranes. and the acid addition unit is added before or during the backwashing so that the pH of the liquid that has been in contact with the hollow fiber membranes during the backwashing after the backwashing is less than 5. , preferably an acid is added to the liquid.

このような構成によれば、膜ろ過によるバイオポリマーの直接的な除去をより長期間にわたって実施できるバイオポリマー除去装置を提供することができる。 According to such a configuration, it is possible to provide a biopolymer removal apparatus that can directly remove biopolymers by membrane filtration over a longer period of time.

このことは、以下のことによると考えられる。前記逆洗時に前記中空糸膜に接触されていた液体の、前記逆洗後のpHが、5未満となるように、前記逆洗前又は前記逆洗時に、前記液体に酸を添加し、このような酸性条件下で逆洗をするので、バイオポリマーを中空糸膜から剥離しやすい状態になると考えられる。このようなバイオポリマーが中空糸膜から剥離されやすい状態で、前記中空糸膜の被処理水側から気体を供給して、前記中空糸膜を揺動させることによって、バイオポリマーを中空糸膜から好適に除去できると考えられる。よって、中空糸膜によるバイオポリマーの直接的な除去をより長期間にわたって実施できると考えられる。 This is believed to be due to the following. An acid is added to the liquid before or during the backwashing so that the pH of the liquid, which has been in contact with the hollow fiber membranes during the backwashing, after the backwashing is less than 5. Since backwashing is performed under such acidic conditions, it is thought that the biopolymer is easily peeled off from the hollow fiber membrane. In such a state that the biopolymer is easily peeled off from the hollow fiber membrane, gas is supplied from the water to be treated side of the hollow fiber membrane to rock the hollow fiber membrane, thereby removing the biopolymer from the hollow fiber membrane. It is considered that it can be preferably removed. Therefore, it is believed that the direct removal of biopolymers by hollow fiber membranes can be carried out over a longer period of time.

以上のことから、このバイオポリマー除去装置は、膜ろ過によるバイオポリマーの直接的な除去をより長期間にわたって実施できると考えられる。 From the above, it is considered that this biopolymer removal device can directly remove biopolymers by membrane filtration over a longer period of time.

また、前記バイオポリマー除去装置において、前記酸洗浄部が、前記中空糸膜のろ液側から被処理水側へ逆洗用流体を透過させて逆洗する逆洗部と、前記逆洗後に、前記中空糸膜の被処理水側から気体を供給して、前記中空糸膜を揺動させる気体供給部と、前記気体の供給時に前記中空糸膜に接触する液体に、酸を添加する酸添加部とを備え、前記酸添加部は、前記気体を供給する時に前記中空糸膜に接触されていた液体のpHが、5未満となるように、前記気体を供給する前又は前記気体を供給する時に、前記液体に酸を添加することが好ましい。 Further, in the biopolymer removal apparatus, the acid washing unit performs backwashing by allowing a backwashing fluid to permeate from the filtrate side of the hollow fiber membrane to the treated water side, and after the backwashing, a gas supply unit that supplies gas from the water to be treated side of the hollow fiber membranes to rock the hollow fiber membranes; and the acid addition unit is configured to supply the gas before or after supplying the gas so that the pH of the liquid that is in contact with the hollow fiber membrane when the gas is supplied is less than 5. Sometimes it is preferable to add an acid to the liquid.

このような構成によれば、膜ろ過によるバイオポリマーの直接的な除去をより長期間にわたって実施できるバイオポリマー除去装置を提供することができる。 According to such a configuration, it is possible to provide a biopolymer removal apparatus that can directly remove biopolymers by membrane filtration over a longer period of time.

このことは、以下のことによると考えられる。前記気体を供給する時に前記中空糸膜に接触されていた液体のpHが5未満となるように、前記気体を供給する前又は前記気体を供給する時に、前記液体に酸を添加するので、このような酸性条件下で、前記中空糸膜の被処理水側から気体を供給して、前記中空糸膜を揺動させることになる。このことから、バイオポリマーが中空糸膜から剥離されやすい状態で、前記気体の供給により、前記中空糸膜が揺動するので、バイオポリマーを中空糸膜から好適に除去できると考えられる。よって、中空糸膜によるバイオポリマーの直接的な除去をより長期間にわたって実施できると考えられる。 This is believed to be due to the following. An acid is added to the liquid before or when the gas is supplied so that the pH of the liquid that is in contact with the hollow fiber membrane when the gas is supplied is less than 5. Under such acidic conditions, gas is supplied from the water-to-be-treated side of the hollow fiber membranes to cause the hollow fiber membranes to oscillate. From this, it is considered that the biopolymer can be preferably removed from the hollow fiber membrane because the hollow fiber membrane is rocked by the supply of the gas in a state where the biopolymer is easily separated from the hollow fiber membrane. Therefore, it is believed that the direct removal of biopolymers by hollow fiber membranes can be carried out over a longer period of time.

以上のことから、このバイオポリマー除去装置は、膜ろ過によるバイオポリマーの直接的な除去をより長期間にわたって実施できると考えられる。 From the above, it is considered that this biopolymer removal device can directly remove biopolymers by membrane filtration over a longer period of time.

また、前記バイオポリマー除去装置において、バイオポリマーの除去率が、40~100%であることが好ましい。 Further, in the biopolymer removal device, the biopolymer removal rate is preferably 40 to 100%.

このような構成によれば、膜ろ過によるバイオポリマーの除去をより好適に行うことができる。そして、前記バイオポリマー除去装置は、被処理水からのバイオポリマーの除去を好適に行った中空糸膜から、バイオポリマーを中空糸膜から好適に除去できるので、膜ろ過によるバイオポリマーの直接的な除去をより長期間にわたって実施できる。 According to such a configuration, it is possible to more preferably remove the biopolymer by membrane filtration. Since the biopolymer removal apparatus can suitably remove the biopolymer from the hollow fiber membrane that has suitably removed the biopolymer from the water to be treated, the biopolymer can be directly removed by membrane filtration. Removal can be carried out over a longer period of time.

また、前記バイオポリマー除去装置において、膜ろ過装置に供給される水を前処理するために用いられることが好ましい。 Moreover, in the biopolymer removal device, it is preferably used for pretreating water supplied to the membrane filtration device.

このような構成によれば、前記バイオポリマー除去装置が、膜ろ過装置に供給される水を前処理するために用いられることによって、膜ろ過装置で水処理を行っても、この膜ろ過装置に備えられる膜において、バイオポリマーによるファウリングを抑制できる。すなわち、吸着材や凝集剤等の特別な薬剤を用いることなく、膜ろ過装置で水処理を行っても、バイオポリマーによるファウリングを抑制できる。よって、バイオポリマーによるファウリングを抑制しながら、膜ろ過装置で水処理を行うことができる。 According to such a configuration, the biopolymer removal device is used to pretreat the water supplied to the membrane filtration device, so that even if water treatment is performed by the membrane filtration device, the membrane filtration device In the provided membrane, fouling by biopolymers can be suppressed. That is, even if water treatment is performed with a membrane filtration device without using special agents such as adsorbents and flocculants, fouling due to biopolymers can be suppressed. Therefore, water treatment can be performed with the membrane filtration device while suppressing fouling due to the biopolymer.

また、本発明の他の一態様に係る水処理システムは、前記バイオポリマー除去装置と、前記バイオポリマー除去装置で処理された水を膜ろ過する膜ろ過装置とを備える。 A water treatment system according to another aspect of the present invention includes the biopolymer removal device and a membrane filtration device that performs membrane filtration on the water treated by the biopolymer removal device.

このような構成によれば、吸着材や凝集剤等の特別な薬剤を用いることなく、バイオポリマーによるファウリングを抑制できるので、膜ろ過装置で水処理を長期間にわたって好適に行うことができる。 According to such a configuration, fouling due to biopolymers can be suppressed without using special agents such as adsorbents and flocculants, so water treatment can be suitably performed over a long period of time with the membrane filtration device.

本発明によれば、吸着材や凝集剤等の特別な薬剤を用いることなく、膜ろ過によるバイオポリマーの直接的な除去を長期間にわたって実施できるバイオポリマー除去装置、及び前記バイオポリマー除去装置を備える水処理システムを提供することができる。 According to the present invention, there is provided a biopolymer removal device capable of directly removing biopolymers by membrane filtration over a long period of time without using special agents such as adsorbents and flocculants, and the biopolymer removal device. A water treatment system can be provided.

図1は、本発明の実施形態に係るバイオポリマー装置を備える水処理システムの構成を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a water treatment system comprising a biopolymer device according to an embodiment of the invention. 図2は、本発明の実施形態に係るバイオポリマー除去装置の一例を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a biopolymer removal device according to an embodiment of the present invention. 図3は、本発明の実施形態に係るバイオポリマー除去装置の他の一例を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing another example of the biopolymer removal device according to the embodiment of the present invention. 図4は、従来の、バイオポリマーによる膜ファウリングを抑制した水処理システムの構成を示す概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of a conventional water treatment system that suppresses membrane fouling due to biopolymers.

以下、本発明に係る実施形態について説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。 Embodiments according to the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these.

本実施形態に係るバイオポリマー除去装置は、分画分子量が30,000~500,000であり、水に対する接触角が40~85°である中空糸膜と、前記中空糸膜を定期的に酸洗浄する酸洗浄部とを備える。 The biopolymer removal apparatus according to the present embodiment comprises a hollow fiber membrane having a molecular weight cutoff of 30,000 to 500,000 and a contact angle to water of 40 to 85°, and a hollow fiber membrane which is periodically acidified. and an acid cleaning section for cleaning.

前記バイオポリマー除去装置は、被処理水を前記中空糸膜に透過させることによって、被処理水に含まれるバイオポリマーを除去する装置である。また、前記バイオポリマー除去装置1は、図1に示すように、膜ろ過装置2に供給される水を前処理するために用いられることが好ましい。すなわち、水処理システムとしては、図1に示すように、膜ろ過装置2の前段に、前記バイオポリマー除去装置1を備える水処理システムが好ましい。そうすることによって、前記膜ろ過装置における、バイオポリマーによるファウリングを抑制できる。なお、図1は、本実施形態に係るバイオポリマー装置を備える水処理システムの構成を示す概略図である。 The biopolymer removal device is a device that removes biopolymers contained in the water to be treated by permeating the water to be treated through the hollow fiber membrane. Moreover, the biopolymer removal device 1 is preferably used to pretreat water supplied to the membrane filtration device 2, as shown in FIG. That is, as a water treatment system, as shown in FIG. 1, a water treatment system having the biopolymer removal device 1 in front of the membrane filtration device 2 is preferable. By doing so, fouling by the biopolymer can be suppressed in the membrane filtration device. Note that FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a water treatment system provided with a biopolymer device according to this embodiment.

前記バイオポリマーは、LC-OCDと呼ばれる、サイズ排除カラムによる液体クロマトグラフィーと有機炭素検出器とを直結した装置によって、保持時間30分前後に検出される最も保持時間が短い成分と定義されている。前記バイオポリマーは、具体的には、水処理システムおける膜ろ過装置に備えられる膜、例えば、逆浸透膜等に被処理水を透過させた後に、前記膜に付着されるファウリングのうち、物理的な洗浄により除去できない不可逆的なファウリングで、かつ、生物由来の物質等が挙げられる。また、前記バイオポリマーは、前記サイズ排除カラムによる液体クロマトグラフィーの保持時間が短いことから、高分子量成分であり、かつ、親水性であると考えられる。また、LC-OCDには、UV吸収の検出器が接続されており、当該ピークからは254nmのUV吸収が観測されないことから、不飽和結合を有しない成分であると考えられる。このことから、前記バイオポリマーとしては、より具体的には、多糖類やたんぱく質等の、水中微生物の代謝物質によって構成される有機物等が挙げられる。一方で、前記バイオポリマーは、多糖類やたんぱく質等の、微生物の代謝物質によって構成される有機物等と推察されるが、詳細な物質の特定は困難である。 The biopolymer is defined as a component with the shortest retention time detected around 30 minutes retention time by a device called LC-OCD, which directly connects liquid chromatography using a size exclusion column and an organic carbon detector. . Specifically, the biopolymer is a membrane provided in a membrane filtration device in a water treatment system, for example, after permeating the water to be treated through a reverse osmosis membrane or the like, among the fouling attached to the membrane, physical It is irreversible fouling that cannot be removed by regular washing, and includes substances of biological origin. In addition, the biopolymer is considered to be a high-molecular-weight component and hydrophilic, since the retention time of the biopolymer in liquid chromatography on the size exclusion column is short. In addition, the LC-OCD was connected to a UV absorption detector, and no UV absorption at 254 nm was observed from the peak, suggesting that the component does not have an unsaturated bond. For this reason, more specifically, the biopolymers include organic substances such as polysaccharides and proteins, which are composed of metabolites of aquatic microorganisms. On the other hand, the biopolymer is presumed to be an organic substance or the like composed of metabolites of microorganisms such as polysaccharides and proteins, but it is difficult to specify the detailed substance.

前記被処理水は、前記バイオポリマーを含む水であれば、特に限定されない。前記被処理水としては、工業用水、河川水、及び海水等の幅広い原水が挙げられる。なお、海水におけるバイオポリマーは、TEP(Transparent Exopolymer Particles)とも呼ばれる。 The water to be treated is not particularly limited as long as it contains the biopolymer. The water to be treated includes a wide range of raw water such as industrial water, river water, and seawater. Biopolymers in seawater are also called TEPs (Transparent Exopolymer Particles).

前記中空糸膜は、分画分子量が30,000~500,000であり、水に対する接触角が40~85°であれば、特に限定されない。 The hollow fiber membrane is not particularly limited as long as it has a molecular weight cutoff of 30,000 to 500,000 and a contact angle to water of 40 to 85°.

前記中空糸膜は、前記バイオポリマーが不可逆的なファウリングの原因にならないように、前記バイオポリマーが前記中空糸膜を閉塞しないことが好ましい。このためには、前記中空糸膜の細孔径が、バイオポリマーの実効サイズより小さいことが好ましい。このことから、前記中空糸膜の分画分子量は、上述したように、30,000~500,000であり、30,000~400,000であることが好ましく、50,000~400,000であることがより好ましい。分画分子量は、中空糸膜の通過を阻止できる最小高分子の分子量のことをいい、具体的には、例えば、中空糸膜による阻止率が90%となる高分子の重量平均分子量等が挙げられる。前記中空糸膜の分画分子量が小さすぎると、水の透過性能を充分に確保できなくなる傾向がある。また、水の透過性能を充分に確保できなくなるだけではなく、中空糸膜の強度面が不充分になる場合が多くなる。また、前記中空糸膜の分画分子量が大きすぎると、バイオポリマーの除去性能が低下する傾向がある。中空糸膜がバイオポリマーを充分に除去しない場合は、バイオポリマー除去装置として充分に機能しないことになる。 Preferably, the biopolymer does not clog the hollow fiber membrane so that the biopolymer does not cause irreversible fouling. For this purpose, the pore diameter of the hollow fiber membrane is preferably smaller than the effective size of the biopolymer. For this reason, the cutoff molecular weight of the hollow fiber membrane is, as described above, 30,000 to 500,000, preferably 30,000 to 400,000, and 50,000 to 400,000. It is more preferable to have The cut-off molecular weight refers to the molecular weight of the minimum polymer that can block passage through the hollow fiber membrane. Specifically, for example, the weight average molecular weight of the polymer at which the hollow fiber membrane has a rejection rate of 90%. be done. If the cutoff molecular weight of the hollow fiber membrane is too small, there is a tendency that sufficient water permeability cannot be ensured. Moreover, not only does it become impossible to ensure sufficient water permeation performance, but the strength of the hollow fiber membrane often becomes insufficient. In addition, when the cutoff molecular weight of the hollow fiber membrane is too large, the biopolymer removal performance tends to decrease. If the hollow fiber membrane does not sufficiently remove biopolymers, it will not function sufficiently as a biopolymer removal device.

なお、バイオポリマーの分子量は、おおよそ10万以上とされているが、例えば、自然界に存在するたんぱく質は、三次構造として三次元構造をとっているため、分子量がたんぱく質の大きさをそのまま表してはいない。同じ分子量であっても、例えば、直鎖状たんぱく質と、三次構造によって球状になった球状たんぱく質とでは、中空糸膜の透過しやすさが異なる。直鎖が中空糸膜の細孔を通過しやすいことから、直鎖状たんぱく質のほうが、球状たんぱく質より、中空糸膜を透過しやすい。このため、直鎖状たんぱく質のほうが、球状たんぱく質より、見かけ上、小さくなってしまう。他にも、たんぱく質の表面に存在する親水性基の量などによっても、中空糸膜による除去のしやすさが異なってくる。これらのことから、中空糸膜の細孔径が、バイオポリマーの実効サイズより小さいことが好ましいのであって、前記中空糸膜の分画分子量が、バイオポリマーの分子量より小さくないと、バイオポリマーの除去性能が担保できないわけではない。よって、前記中空糸膜の分画分子量は、上記範囲内であれば、中空糸膜によるバイオポリマーの除去が好適に行われる。 Although the molecular weight of biopolymers is said to be approximately 100,000 or more, for example, proteins that exist in nature have a three-dimensional structure as a tertiary structure, so the molecular weight does not represent the size of the protein as it is. Not in. Even if they have the same molecular weight, for example, a linear protein and a globular protein formed into a globular shape by a tertiary structure differ in ease of permeation through a hollow fiber membrane. Linear proteins are more likely to permeate hollow fiber membranes than globular proteins, since linear chains are more likely to pass through the pores of hollow fiber membranes. For this reason, linear proteins appear smaller than globular proteins. In addition, the ease of removal by the hollow fiber membrane also varies depending on the amount of hydrophilic groups present on the surface of the protein. For these reasons, the pore diameter of the hollow fiber membrane is preferably smaller than the effective size of the biopolymer, and the molecular weight cut off of the hollow fiber membrane is not smaller than the molecular weight of the biopolymer. Performance cannot be guaranteed. Therefore, if the cut-off molecular weight of the hollow fiber membrane is within the above range, removal of the biopolymer by the hollow fiber membrane is preferably carried out.

前記中空糸膜の、水に対する接触角は、40~85°であり、40~80°であることが好ましく、40~65°であることがより好ましい。接触角としては、例えば、静的接触角等が挙げられ、具体的には、中空糸膜の表面上に、水滴を滴下したときの、水滴表面が中空糸膜の表面に接する場所における、水滴表面と中空糸膜の表面とがなす角が挙げられる。前記中空糸膜の、水に対する接触角が小さすぎると、前記中空糸膜の親水性が高くなりすぎ、バイオポリマー自体が高い親水性を有しているため、バイオポリマーを中空糸膜から剥離しにくくなる傾向がある。このため、バイオポリマーを洗浄により中空糸膜から除去されにくくなる傾向がある。よって、バイオポリマー除去装置における中空糸膜において差圧が上昇しやすくなる傾向がある。また、前記中空糸膜の、水に対する接触角が大きすぎると、前記中空糸膜の親水性が低くなりすぎて、バイオポリマー以外の水中疎水成分によって、膜目詰まりが発生しやすくなる傾向がある。すなわち、バイオポリマーによるファウリングを抑制できても、バイオポリマーによるファウリング以外のファウリングが発生しやすくなる傾向がある。よって、バイオポリマー除去装置における中空糸膜において差圧が上昇しやすくなる傾向がある。これらのことから、前記中空糸膜の、水に対する接触角を上記範囲内にすることによって、バイオポリマーによるファウリング以外のファウリングを抑制しつつ、バイオポリマーを中空糸膜から剥離しやすくすることができる。このことから、バイオポリマーを洗浄により中空糸膜から除去しやすくなり、バイオポリマーによるファウリングを抑制でき、さらに、バイオポリマーによるファウリング以外のファウリングを抑制できる。よって、中空糸膜によるバイオポリマーの直接的な除去を長期間にわたって実施できる。 The hollow fiber membrane has a contact angle with water of 40 to 85°, preferably 40 to 80°, more preferably 40 to 65°. The contact angle includes, for example, a static contact angle. Specifically, when a water droplet is dropped on the surface of the hollow fiber membrane, the water droplet surface is in contact with the surface of the hollow fiber membrane. The angle formed by the surface and the surface of the hollow fiber membrane can be mentioned. When the contact angle of the hollow fiber membrane to water is too small, the hydrophilicity of the hollow fiber membrane becomes too high, and the biopolymer itself has high hydrophilicity, so the biopolymer is peeled off from the hollow fiber membrane. tends to become weaker. Therefore, the biopolymer tends to be difficult to remove from the hollow fiber membrane by washing. Therefore, the differential pressure tends to increase in the hollow fiber membranes in the biopolymer removal device. Further, when the contact angle of the hollow fiber membrane with respect to water is too large, the hydrophilicity of the hollow fiber membrane becomes too low, and membrane clogging tends to occur easily due to hydrophobic components in water other than the biopolymer. . That is, even if biopolymer fouling can be suppressed, fouling other than biopolymer fouling tends to occur more easily. Therefore, the differential pressure tends to increase in the hollow fiber membranes in the biopolymer removal device. For these reasons, by setting the contact angle of the hollow fiber membrane to water within the above range, the biopolymer can be easily peeled off from the hollow fiber membrane while suppressing fouling other than fouling by the biopolymer. can be done. As a result, the biopolymer can be easily removed from the hollow fiber membrane by washing, the fouling due to the biopolymer can be suppressed, and fouling other than the fouling due to the biopolymer can be suppressed. Therefore, direct removal of biopolymers by hollow fiber membranes can be carried out over a long period of time.

なお、前記中空糸膜の被処理水が接触する側の面の、水に対する接触角が、上記範囲内であればよく、前記中空糸膜の両面、水に対する接触角が、上記範囲内であってもよい。また、前記中空糸膜の、水に対する接触角は、前記中空糸膜の長手方向の位置にかかわらず、ほぼ同等である。このことから、前記中空糸膜の被処理水が接触する側の面の、水に対する接触角が、前記中空糸膜の長手方向の位置にかかわらず、上記範囲内であればよい。 The water contact angle of the surface of the hollow fiber membrane that comes into contact with the water to be treated may be within the above range. may Further, the contact angle of the hollow fiber membrane with respect to water is substantially the same regardless of the position of the hollow fiber membrane in the longitudinal direction. For this reason, the contact angle of the surface of the hollow fiber membrane that comes into contact with the water to be treated should be within the above range regardless of the position of the hollow fiber membrane in the longitudinal direction.

前記中空糸膜の素材は、中空糸膜の素材として利用可能な素材であれば、特に限定されない。また、前記中空糸膜は、樹脂を含むことが好ましい。 The material for the hollow fiber membrane is not particularly limited as long as it can be used as a material for the hollow fiber membrane. Moreover, it is preferable that the hollow fiber membrane contains a resin.

前記中空糸膜に含まれる樹脂は、中空糸膜の素材として利用可能なものであれば、特に限定されない。前記中空糸膜に主成分として含まれる樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン及びポリフッ化ビニリデン等のフッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリクロロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、結晶性セルロース、ポリサルホン、ポリフェニルサルホン、ポリエーテルサルホン、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)樹脂、アクリロ二トリルスチレン(AS)樹脂、及びそれらの共重合体等が挙げられる。前記主成分として含まれる樹脂としては、例示した樹脂を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、前記主成分として含まれる樹脂としては、上記例示した樹脂の中でも、フッ素樹脂が好ましく、ポリフッ化ビニリデンがより好ましい。すなわち、前記中空糸膜は、ポリフッ化ビニリデンを主成分として含むことが好ましい。なお、ここで主成分とは、中空糸膜に占める、その樹脂の割合が高いことをいい、例えば、中空糸膜に対して、主成分として含まれる樹脂(例えば、ポリフッ化ビニリデン)が85質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましく、また、100質量%未満であることが好ましい。前記中空糸膜に含まれる主成分として含まれる樹脂(例えば、ポリフッ化ビニリデン)は、中空糸膜の主成分であり、具体的には、85質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましく、また、100質量%未満であることが好ましい。 The resin contained in the hollow fiber membrane is not particularly limited as long as it can be used as a material for the hollow fiber membrane. Examples of the resin contained as a main component in the hollow fiber membrane include fluororesins such as polytetrafluoroethylene and polyvinylidene fluoride, acrylic resins, polyacrylonitrile, polystyrene, polyamide, polyacetal, polycarbonate, polyphenylene ether, polyphenylene sulfide, and polyethylene. Terephthalate, polyetherimide, polyamideimide, polychloroethylene, polyethylene, polypropylene, crystalline cellulose, polysulfone, polyphenylsulfone, polyethersulfone, acrylonitrile butadiene styrene (ABS) resin, acrylonitrile styrene (AS) resin, and copolymers thereof. As the resin contained as the main component, the exemplified resins may be used alone, or two or more of them may be used in combination. Among the resins exemplified above, the resin contained as the main component is preferably a fluororesin, and more preferably polyvinylidene fluoride. That is, the hollow fiber membrane preferably contains polyvinylidene fluoride as a main component. Here, the main component means that the proportion of the resin in the hollow fiber membrane is high. % or more, more preferably 90% by mass or more, and preferably less than 100% by mass. Resin contained as a main component contained in the hollow fiber membrane (for example, polyvinylidene fluoride) is a main component of the hollow fiber membrane, and specifically, it is preferably 85% by mass or more, and 90% by mass or more. and preferably less than 100% by mass.

前記中空糸膜は、前記主成分となる樹脂以外にも、他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては、親水性樹脂等が挙げられる。例えば、前記中空糸膜の水に対する接触角を上記範囲内に調整するために、前記他の成分として、親水性樹脂を中空糸膜に含有させてもよい。前記親水性樹脂は、親水性基を分子内に含む樹脂であれば、特に限定されない。前記親水性樹脂としては、例えば、セルロースエステル、エチレン-ビニルアルコール共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ビニルピロリドンとビニルアセテートとの共重合体、ビニルピロリドンとビニルカプロラクタムとの共重合体、及びポリアクリル酸エステル等が挙げられる。前記親水性樹脂としては、例示した樹脂を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、前記親水性樹脂としては、上記例示した樹脂の中でも、取扱が容易な点から、ポリビニルアルコール及びポリビニルピロリドンが好ましい。 The hollow fiber membrane may contain other components in addition to the resin that is the main component. Other components include hydrophilic resins and the like. For example, in order to adjust the contact angle of the hollow fiber membrane to water within the above range, the hollow fiber membrane may contain a hydrophilic resin as the other component. The hydrophilic resin is not particularly limited as long as it contains a hydrophilic group in its molecule. Examples of the hydrophilic resin include cellulose ester, ethylene-vinyl alcohol copolymer, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, copolymer of vinylpyrrolidone and vinyl acetate, copolymer of vinylpyrrolidone and vinylcaprolactam, and poly Examples include acrylic acid esters. As the hydrophilic resin, the exemplified resins may be used alone, or two or more of them may be used in combination. Among the resins exemplified above, polyvinyl alcohol and polyvinylpyrrolidone are preferable as the hydrophilic resin because they are easy to handle.

前記中空糸膜は、膜間差圧0.1MPaにおける透水量が、100~10000L/m/時であることが好ましく、100~8000L/m/時であることがより好ましく、100~5000L/m/時であることがさらに好ましい。前記透水量が少なすぎると、中空糸膜を用いることによる装置の小型化メリット(中空糸膜式による設置スペース削減メリット)が減る傾向がある。また、前記透水量が多すぎると、分画特性が低下する傾向があり、中空糸膜において、上記範囲の分画分子量を確保することができなくなる場合がある。 The hollow fiber membrane preferably has a water permeability at a transmembrane pressure difference of 0.1 MPa of 100 to 10,000 L/m 2 /hr, more preferably 100 to 8,000 L/m 2 /hr, and 100 to 5,000 L. /m 2 /hr is more preferred. If the water permeation rate is too small, there is a tendency that the advantage of downsizing the device by using the hollow fiber membrane (the advantage of reducing the installation space by the hollow fiber membrane type) tends to decrease. On the other hand, if the water permeability is too large, the fractionation properties tend to be lowered, and it may not be possible to secure the molecular weight cutoff within the above range in the hollow fiber membrane.

前記中空糸膜の破断強度は、中空糸膜として使用できれば、特に限定されない。前記中空糸膜の破断強度は、具体的には、引張強度で、3~25MPaであることが好ましく、3~20MPaであることがより好ましく、3~15MPaであることがさらに好ましい。前記中空糸膜の破断強度として、引張強度が、上記範囲内であれば、中空糸膜として好適に使用することができる。なお、引張強度は、所定の大きさに切った中空糸膜を、所定の速度で引っ張り、中空糸膜が破断したときの荷重から求められるものである。 The breaking strength of the hollow fiber membrane is not particularly limited as long as it can be used as a hollow fiber membrane. Specifically, the tensile strength of the hollow fiber membrane is preferably 3 to 25 MPa, more preferably 3 to 20 MPa, even more preferably 3 to 15 MPa. As the breaking strength of the hollow fiber membrane, if the tensile strength is within the above range, it can be suitably used as a hollow fiber membrane. The tensile strength is obtained from the load when a hollow fiber membrane cut into a predetermined size is pulled at a predetermined speed and the hollow fiber membrane breaks.

前記中空糸膜は、酸洗浄されるので、酸に対する耐久性が高いことが好ましい。前記中空糸膜は、具体的には、60℃恒温下にて5質量%の硫酸に浸漬した後における破断強度の、前記浸漬前における破断強度の割合(前記浸漬後の破断強度/前記浸漬前の破断強度×100:破断強度保持率)が、80%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましく、90%以上であることがさらに好ましい。なお、ここでの破断強度は、例えば、上記のような引張強度等が挙げられる。また、前記浸漬の時間は、酸による中空糸膜の損傷が充分に起こる時間であればよく、具体的には、例えば、30日間等が挙げられる。前記破断強度保持率が低すぎると、酸洗浄による中空糸膜の損傷が大きくなり、定期的な酸洗浄を実施した際に、中空糸膜の劣化により長期にわたる運転を阻害する傾向がある。 Since the hollow fiber membrane is washed with an acid, it is preferable that the hollow fiber membrane has high acid resistance. Specifically, the hollow fiber membrane is a ratio of the breaking strength after immersion in 5% by mass sulfuric acid at a constant temperature of 60 ° C. to the breaking strength before the immersion (breaking strength after the immersion / before the immersion breaking strength×100: breaking strength retention) is preferably 80% or more, more preferably 85% or more, and even more preferably 90% or more. In addition, the above tensile strength etc. are mentioned as the breaking strength here, for example. Moreover, the immersion time may be sufficient as long as the hollow fiber membrane is sufficiently damaged by the acid, specifically, for example, 30 days. If the breaking strength retention rate is too low, the hollow fiber membranes are more likely to be damaged by the acid cleaning, and the deterioration of the hollow fiber membranes tends to hinder long-term operation when periodic acid cleaning is carried out.

前記バイオポリマー除去装置に備えられる前記中空糸膜は、酸洗浄を定期的に行う。具体的には、後述するような、酸性下での逆洗だけではなく、気体を供給することによる気泡を用いた揺動等が定期的に行われる。このため、前記中空糸膜は、前記破断強度や前記破断強度保持率が上記範囲内であることだけでなく、これらの酸洗浄に耐えうることが好ましい。具体的には、前記中空糸膜は、荷重200g/mmの条件下におけるMIT試験法による耐折回数が1万回以上であることが好ましい。すなわち、前記中空糸膜は、前記耐折回数が1万回以上となる耐久性を有していることが好ましい。前記耐折回数は、1万回以上が好ましく、2万回以上がより好ましく、3万回以上がさらに好ましい。前記耐折回数が少なすぎると、前記酸洗浄、具体的には、前記揺動等に対する耐久性が低くなり、バイオポリマー装置として、長期間にわたる運転を阻害する傾向がある。 The hollow fiber membrane provided in the biopolymer removal device is periodically washed with an acid. Specifically, as will be described later, not only backwashing under acidic conditions but also rocking using air bubbles by supplying gas is periodically performed. Therefore, it is preferable that the hollow fiber membrane not only have the breaking strength and the breaking strength retention rate within the above ranges, but also be able to withstand these acid washings. Specifically, the hollow fiber membrane preferably has a folding endurance of 10,000 times or more according to the MIT test method under the condition of a load of 200 g/mm 2 . That is, it is preferable that the hollow fiber membrane has durability such that the number of folds is 10,000 or more. The folding endurance is preferably 10,000 times or more, more preferably 20,000 times or more, and even more preferably 30,000 times or more. If the folding endurance number is too low, the durability against the acid washing, specifically against the rocking or the like, tends to be low, which tends to hinder long-term operation of the biopolymer device.

MIT試験法は、JIS P 8115(2001)に準じる耐折性試験であって、試験片の折り曲げに対する強度を評価する方法である。本実施形態では、前記中空糸膜の強度として、前記破断強度に加えて、このMIT試験法により、前記揺動等に対する耐久性を評価する。前記MIT試験法は、前記中空糸膜を、荷重200g/mmの条件下で折り曲げを繰り返し、前記中空糸膜に割れが発生したときの折り曲げ回数を測定する。前記MIT試験法としては、例えば、温度60℃、試料幅15mm、荷重200g/mm、屈折角135°、屈折サイクル175cpm、及び屈折部局率半径0.38mmの条件下におけるMIT試験法等が挙げられる。 The MIT test method is a folding endurance test according to JIS P 8115 (2001), and is a method for evaluating the strength of a test piece against bending. In this embodiment, as the strength of the hollow fiber membrane, in addition to the breaking strength, the MIT test method is used to evaluate the durability against rocking and the like. In the MIT test method, the hollow fiber membrane is repeatedly folded under the condition of a load of 200 g/mm 2 and the number of times of folding is measured when the hollow fiber membrane is cracked. Examples of the MIT test method include the MIT test method under conditions of a temperature of 60° C., a sample width of 15 mm, a load of 200 g/mm 2 , a refraction angle of 135°, a refraction cycle of 175 cpm, and a refractive local index radius of 0.38 mm. be done.

前記中空糸膜の形状は、特に限定されない。中空糸膜は、中空糸状であって、長手方向の一方側は開放し、他方側は、開放していても閉じていてもよい。前記中空糸膜の形状としては、例えば、中空糸状であって、長手方向の一方側を開放したままで、他方側を閉じた形状等が挙げられる。また、前記中空糸膜は、ろ過の方式として、中空糸膜の内側に、被処理水(原水)を流し、外側にろ過水を流す内圧ろ過式と、中空糸膜の外側に、被処理水(原水)を流し、内側にろ過水を流す外圧ろ過式とが挙げられ、これらは特に限定されない。中空糸膜の表面積を稼ぐことができるという観点から、外圧ろ過式が好ましい。 The shape of the hollow fiber membrane is not particularly limited. The hollow fiber membrane has a hollow fiber shape, and one side in the longitudinal direction may be open and the other side may be open or closed. Examples of the shape of the hollow fiber membrane include a hollow fiber shape in which one side in the longitudinal direction is open and the other side is closed. In addition, the hollow fiber membrane is a filtration method in which the water to be treated (raw water) is allowed to flow inside the hollow fiber membrane and the filtered water is allowed to flow to the outside. An external pressure filtration type in which (raw water) is allowed to flow and filtered water is allowed to flow inside, but these are not particularly limited. The external pressure filtration system is preferable from the viewpoint that the surface area of the hollow fiber membrane can be increased.

前記中空糸膜の外径は、0.5~3mmであることが好ましく、0.7~2.5mmであることがより好ましく、0.8~2mmであることがさらに好ましい。このような外径であれば、中空糸膜を用いた分離技術を実現する装置に備える中空糸膜として、好適な大きさである。 The outer diameter of the hollow fiber membrane is preferably 0.5 to 3 mm, more preferably 0.7 to 2.5 mm, even more preferably 0.8 to 2 mm. With such an outer diameter, it is a suitable size for a hollow fiber membrane provided in a device that realizes a separation technique using a hollow fiber membrane.

前記中空糸膜の内径は、0.4~2.5mmであることが好ましく、0.5~2mmであることが好ましく、0.5~1.2mmであることがさらに好ましい。中空糸膜の内径が小さすぎると、透過液の抵抗(管内圧損)が大きくなり、流れが不良になる傾向がある。また、中空糸膜の内径が大きすぎると、中空糸膜の形状を維持できず、膜の潰れやゆがみ等が発生しやすくなる傾向がある。 The inner diameter of the hollow fiber membrane is preferably 0.4 to 2.5 mm, preferably 0.5 to 2 mm, more preferably 0.5 to 1.2 mm. If the inner diameter of the hollow fiber membrane is too small, the resistance of the permeated liquid (pipe pressure loss) increases, and the flow tends to be poor. On the other hand, if the inner diameter of the hollow fiber membrane is too large, the shape of the hollow fiber membrane cannot be maintained, and the membrane tends to be easily crushed or distorted.

前記中空糸膜の外径、及び内径が、それぞれ上記範囲内であれば、中空糸膜を用いたバイオポリマー除去装置に備える中空糸膜として、好適な大きさであり、前記装置の小型化が図れる。 When the outer diameter and inner diameter of the hollow fiber membrane are within the above ranges, the hollow fiber membrane has a suitable size as a hollow fiber membrane provided in a biopolymer removal device using a hollow fiber membrane, and the device can be miniaturized. I can plan.

前記バイオポリマー除去装置は、バイオポリマーの除去率が、40~100%であることが好ましく、50~100%であることがより好ましく、60~100%であることがさらに好ましい。前記バイオポリマー除去装置において、バイオポリマーの除去は、前記中空糸膜への透過によってなされるので、前記中空糸膜が、前記バイオポリマー除去装置における、バイオポリマーの除去率が上記範囲内になるような中空糸膜であることが好ましい。バイオポリマーの除去率が低すぎると、例えば、前記バイオポリマー除去装置で処理した水を、膜ろ過装置に供給される水として利用した場合、前記膜ろ過装置において、バイオポリマーによる不可逆的なファウリングを充分に抑制できず、膜間差圧が上昇する傾向がある。バイオポリマーの除去率は、前記中空糸膜を透過する前の被処理水におけるバイオポリマー濃度(A)と、前記中空糸膜を透過した後のろ過水におけるバイオポリマー濃度(B)とに基づいて算出される。バイオポリマーの除去率は、(1-B/A)×100(%)により算出される。 The biopolymer removal device preferably has a biopolymer removal rate of 40 to 100%, more preferably 50 to 100%, and even more preferably 60 to 100%. In the biopolymer removal device, the biopolymer is removed by permeation through the hollow fiber membrane. It is preferably a hollow fiber membrane. If the biopolymer removal rate is too low, for example, when the water treated by the biopolymer removal device is used as the water supplied to the membrane filtration device, irreversible fouling due to the biopolymer occurs in the membrane filtration device. cannot be sufficiently suppressed, and the transmembrane pressure tends to increase. The biopolymer removal rate is based on the biopolymer concentration (A) in the water to be treated before passing through the hollow fiber membrane and the biopolymer concentration (B) in the filtered water after passing through the hollow fiber membrane. Calculated. The biopolymer removal rate is calculated by (1−B/A)×100(%).

前記バイオポリマー除去装置は、まず、前記中空糸膜を備える。前記中空糸膜は、例えば、以下のようにモジュール化し、このモジュール化されたもの(中空糸膜モジュール)として、備えられていてもよい。具体的には、前記中空糸膜は、所定本数束ねられ、所定長さに切断されて、所定形状のケーシングに充填され、中空糸束の端部はポリウレタン樹脂やエポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂によりケーシングに固定されて、モジュールとなる。なお、このモジュールの構造としては、中空糸膜の両端が開口固定されているタイプ、中空糸膜の一端が開口固定され、他端が密封されているが、固定されていないタイプ等、種々の構造のものが知られており、本実施形態において、前記中空糸膜は、いずれのモジュールの構造においても使用可能である。このような中空糸膜モジュールは、中空糸膜を筐体に封止されているので、中空糸膜が筐体に液密に固定されている。また、中空糸膜モジュールは、前記各中空糸膜と前記筐体とが封止剤によって直接接着されて封止されていてもよいし、前記各中空糸膜が封止剤によって筒状ケースに接着され、この筒状ケースが筐体に固定されることによって、前記各中空糸膜と前記筐体とが封止されていてもよい。 The biopolymer removal device first includes the hollow fiber membrane. For example, the hollow fiber membranes may be modularized as follows and provided as this modularized product (hollow fiber membrane module). Specifically, a predetermined number of the hollow fiber membranes are bundled, cut into a predetermined length, and filled in a casing having a predetermined shape. It is fixed to the casing with resin to form a module. There are various structures of this module, such as a type in which both ends of the hollow fiber membrane are open and fixed, and a type in which one end of the hollow fiber membrane is open and fixed and the other end is sealed but not fixed. Structures are known, and in this embodiment, the hollow fiber membrane can be used in any module structure. In such a hollow fiber membrane module, since the hollow fiber membranes are sealed in the housing, the hollow fiber membranes are liquid-tightly fixed to the housing. Further, in the hollow fiber membrane module, the hollow fiber membranes and the housing may be directly bonded and sealed with a sealing agent, or the hollow fiber membranes may be attached to the cylindrical case with the sealing agent. Each of the hollow fiber membranes and the housing may be sealed by bonding and fixing the cylindrical case to the housing.

前記バイオポリマー除去装置は、上述したように、前記中空糸膜だけではなく、前記中空糸膜を定期的に酸洗浄する酸洗浄部を備える。 As described above, the biopolymer removal device includes not only the hollow fiber membranes but also an acid cleaning section that periodically acid-cleans the hollow fiber membranes.

前記酸洗浄部は、前記中空糸膜を定期的に酸洗浄することができれば、特に限定されない。前記中空糸膜は、バイオポリマーを含む被処理水を透過させた後、前記中空糸膜上に存在するバイオポリマーを、前記酸洗浄により、前記中空糸膜から除去できる。 The acid washing section is not particularly limited as long as it can periodically acid wash the hollow fiber membranes. After the water to be treated containing the biopolymer is permeated through the hollow fiber membrane, the biopolymer present on the hollow fiber membrane can be removed from the hollow fiber membrane by the acid washing.

このことは、以下のことによると考えられる。まず、前記中空糸膜は、分画分子量が30,000~500,000であり、水に対する接触角が40~85°であることから、バイオポリマーを含む被処理水を透過させても、閉塞モデルに該当しないと考えられ、バイオポリマーが不可逆的なファウリングの原因になりにくいと考えられる。さらに、バイオポリマーは、多糖類やたんぱく質等であり、酸性の液体で加水分解されやすいと考えられる。このことから、前記中空糸膜は、バイオポリマーを含む被処理水を透過させた後、前記中空糸膜上に存在するバイオポリマーを、前記酸洗浄により、前記中空糸膜から剥離しやすくなると考えられる。このことから、前記酸洗浄により、前記中空糸膜から、バイオポリマーを除去できると考えられる。 This is believed to be due to the following. First, the hollow fiber membrane has a molecular weight cutoff of 30,000 to 500,000 and a contact angle to water of 40 to 85°. It is considered that the model does not apply, and biopolymers are unlikely to cause irreversible fouling. Furthermore, biopolymers are polysaccharides, proteins, etc., and are considered to be easily hydrolyzed in acidic liquids. From this, it is thought that after the water to be treated containing the biopolymer permeates the hollow fiber membrane, the biopolymer present on the hollow fiber membrane is easily peeled off from the hollow fiber membrane by the acid washing. be done. From this, it is considered that the biopolymer can be removed from the hollow fiber membrane by the acid washing.

前記酸洗浄部は、前記中空糸膜に前記酸洗浄を行うことができれば、特に限定されない。前記酸洗浄部としては、例えば、前記中空糸膜のろ液側から被処理水側へ逆洗用流体を透過させて逆洗する逆洗部と、前記逆洗時に前記中空糸膜に接触する液体に、酸を添加する酸添加部と、前記逆洗後に、前記中空糸膜の被処理水側から気体を供給して、前記中空糸膜を揺動させる気体供給部とを備えるものが挙げられる。 The acid cleaning section is not particularly limited as long as it can perform the acid cleaning on the hollow fiber membrane. As the acid washing unit, for example, a backwashing unit that backwashes by allowing a backwashing fluid to permeate from the filtrate side of the hollow fiber membranes to the water to be treated side, and a backwashing unit that contacts the hollow fiber membranes during the backwashing. and a gas supply unit for supplying gas from the water-to-be-treated side of the hollow fiber membranes after the backwashing to rock the hollow fiber membranes. be done.

前記酸洗浄部は、前記酸添加部で、前記逆洗時に前記中空糸膜に接触する液体に酸を添加し、前記逆洗部で、前記中空糸膜のろ液側から被処理水側へ逆洗用流体を透過させて逆洗する。そして、前記酸添加部は、前記逆洗時に前記中空糸膜に接触されていた液体の、前記逆洗後のpHが、5未満となるように、前記逆洗前又は前記逆洗時に、前記液体に酸を添加する。そうすることで、前記中空糸膜を、上記のような酸性条件下で、逆洗することができる。 In the acid washing section, the acid addition section adds acid to the liquid that contacts the hollow fiber membranes during the backwashing, and the backwashing section transfers acid from the filtrate side of the hollow fiber membranes to the water to be treated side. The backwashing fluid is permeated and backwashed. Then, the acid adding section adds the Add acid to the liquid. By doing so, the hollow fiber membrane can be backwashed under the acidic conditions as described above.

前記酸は、特に限定されず、例えば、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、酢酸、シュウ酸、クエン酸、過酸化水素水、及び次亜塩素酸水溶液等が挙げられる。 The acid is not particularly limited, and examples thereof include sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, acetic acid, oxalic acid, citric acid, hydrogen peroxide water, and hypochlorous acid aqueous solution.

前記逆洗時に前記中空糸膜に接触する液体は、前記酸を添加することによって、前記逆洗時に前記中空糸膜に接触されていた液体の、前記逆洗後のpHが、5未満であることが好ましく、4以下であることがより好ましく、3.5以下であることがさらに好ましい。バイオポリマーに該当する多糖類及びたんぱく質は、pHが低いほうが、加水分解が促進され、例えば、pHが3以下や4以下の領域で加水分解が促進される。このため、前記逆洗時に前記中空糸膜に接触されていた液体の、前記逆洗後のpHが、5未満であることが好ましい。なお、前記逆洗時に前記中空糸膜に接触されていた液体の、前記逆洗後のpHが低いと、前記逆洗時に前記中空糸膜に接触する液体のpHが低く、前記逆洗時に前記中空糸膜に接触されていた液体の、前記逆洗後のpHが高いと、前記逆洗時に前記中空糸膜に接触する液体のpHが高い。前記逆洗時に前記中空糸膜に接触する液体のpHが高すぎると、バイオポリマーの加水分解が抑えられすぎて、逆洗しても、充分な洗浄効果を奏さない傾向がある。このpHは、バイオポリマーの加水分解が促進される3以下や4以下でなくてもよいが、高すぎると、例えば、pHが5を超えるようになると、バイオポリマーが加水分解されていない状態で逆洗することになり、充分な洗浄効果を奏さない。 By adding the acid, the liquid in contact with the hollow fiber membranes during the backwashing has a pH of less than 5 after the backwashing of the liquid that has been in contact with the hollow fiber membranes during the backwashing. is preferred, 4 or less is more preferred, and 3.5 or less is even more preferred. Hydrolysis of polysaccharides and proteins corresponding to biopolymers is promoted at a lower pH. For example, hydrolysis is promoted at a pH of 3 or less or 4 or less. Therefore, it is preferable that the pH of the liquid that has been in contact with the hollow fiber membranes during the backwashing is less than 5 after the backwashing. If the pH of the liquid in contact with the hollow fiber membranes during the backwashing is low after the backwashing, the pH of the liquid in contact with the hollow fiber membranes during the backwashing is low, and the pH of the liquid in contact with the hollow fiber membranes during the backwashing is low. If the pH of the liquid in contact with the hollow fiber membranes after the backwashing is high, the pH of the liquid in contact with the hollow fiber membranes during the backwashing is high. If the pH of the liquid that contacts the hollow fiber membranes during the backwashing is too high, the hydrolysis of the biopolymer is suppressed too much, and there is a tendency that the backwashing does not produce a sufficient cleaning effect. This pH does not have to be 3 or less or 4 or less, which promotes hydrolysis of the biopolymer, but if it is too high, e.g. Backwashing results in insufficient cleaning effect.

前記酸洗浄部は、前記気体供給部で、前記逆洗後に、前記中空糸膜の被処理水側から気体を供給して、前記中空糸膜を揺動させる。前記のような酸性条件下で逆洗をして、バイオポリマーを中空糸膜から剥離しやすい状態になっているので、この状態で、前記中空糸膜の被処理水側から気体を供給して、前記中空糸膜を揺動させることによって、バイオポリマーを中空糸膜から好適に除去できる。 The acid cleaning section supplies gas from the side of the water to be treated of the hollow fiber membranes after the backwashing in the gas supply section to cause the hollow fiber membranes to oscillate. Since the biopolymer is in a state where it is easy to separate from the hollow fiber membrane by backwashing under acidic conditions as described above, gas is supplied from the water to be treated side of the hollow fiber membrane in this state. , the biopolymer can be preferably removed from the hollow fiber membrane by shaking the hollow fiber membrane.

前記酸洗浄部としては、例えば、前記中空糸膜のろ液側から被処理水側へ逆洗用流体を透過させて逆洗する逆洗部と、前記逆洗後に、前記中空糸膜の被処理水側から気体を供給して、前記中空糸膜を揺動させる気体供給部と、前記気体を供給する時に前記中空糸膜に接触する液体に、酸を添加する酸添加部とを備えるものが挙げられる。 The acid washing unit includes, for example, a backwashing unit that allows a backwashing fluid to permeate from the filtrate side of the hollow fiber membranes to the water to be treated side, and a backwashing unit that backwashes the hollow fiber membranes after the backwashing. A gas supply unit that supplies gas from the treated water side to rock the hollow fiber membranes, and an acid addition unit that adds acid to the liquid that comes into contact with the hollow fiber membranes when the gas is supplied. is mentioned.

前記酸洗浄部は、前記酸添加部で、前記気体を供給する時に前記中空糸膜に接触する液体に酸を添加し、前記気体供給部で、前記中空糸膜の被処理水側から気体を供給して、前記中空糸膜を揺動させる。そして、前記酸添加部は、前記気体を供給する時に前記中空糸膜に接触されていた液体のpHが、5未満となるように、前記気体を供給する前又は前記気体を供給する時に、前記液体に酸を添加する。そうすることで、前記中空糸膜を、上記のような酸性条件下で、前記気体により、前記中空糸膜を揺動させることができる。 The acid washing section adds acid to the liquid that contacts the hollow fiber membrane when the gas is supplied in the acid adding section, and the gas is supplied from the water to be treated side of the hollow fiber membrane in the gas supplying section. supply to cause the hollow fiber membranes to oscillate. Then, the acid adding section, before or at the time of supplying the gas, performs the above-described Add acid to the liquid. By doing so, the hollow fiber membranes can be rocked by the gas under the acidic conditions as described above.

前記酸は、特に限定されず、例えば、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸、酢酸、シュウ酸、クエン酸、過酸化水素水、及び次亜塩素酸水溶液等が挙げられる。 The acid is not particularly limited, and examples thereof include sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, acetic acid, oxalic acid, citric acid, hydrogen peroxide water, and hypochlorous acid aqueous solution.

前記気体を供給する時に前記中空糸膜に接触する液体は、前記酸を添加することによって、前記気体を供給する時に前記中空糸膜に接触されていた液体のpHが、5未満であることが好ましく、4以下であることがより好ましく、3.5以下であることがさらに好ましい。バイオポリマーに該当する多糖類及びたんぱく質は、pHが低いほうが、加水分解が促進され、例えば、pHが3以下や4以下の領域で加水分解が促進される。このため、前記気体を供給する時に前記中空糸膜に接触されていた液体のpHが、5未満であることが好ましい。前記気体を供給する時に前記中空糸膜に接触されていた液体のpHが高すぎると、バイオポリマーの加水分解が抑えられすぎて、前記気体の供給により前記中空糸膜を揺動させても、充分な洗浄効果を奏さない傾向がある。このpHは、バイオポリマーの加水分解が促進される3以下や4以下でなくてもよいが、高すぎると、例えば、pHが5を超えるようになると、バイオポリマーが加水分解されていない状態で中空糸膜を揺動させることになり、充分な洗浄効果を奏さない。 By adding the acid, the liquid in contact with the hollow fiber membranes when the gas is supplied has a pH of less than 5, which is in contact with the hollow fiber membranes when the gas is supplied. It is preferably 4 or less, more preferably 3.5 or less. Hydrolysis of polysaccharides and proteins corresponding to biopolymers is promoted at a lower pH. For example, hydrolysis is promoted at a pH of 3 or less or 4 or less. Therefore, it is preferable that the pH of the liquid that is in contact with the hollow fiber membranes when the gas is supplied is less than 5. If the pH of the liquid that is in contact with the hollow fiber membranes when the gas is supplied is too high, hydrolysis of the biopolymer is suppressed too much, and even if the hollow fiber membranes are rocked by the supply of the gas, There is a tendency that sufficient cleaning effect is not exhibited. This pH does not have to be 3 or less or 4 or less, which promotes hydrolysis of the biopolymer, but if it is too high, e.g. This causes the hollow fiber membrane to oscillate, resulting in insufficient cleaning effect.

前記酸洗浄部は、前記気体供給部で、前記逆洗後に、前記中空糸膜の被処理水側から気体を供給して、前記中空糸膜を揺動させる。前記のような酸性条件下で、前記中空糸膜の被処理水側から気体を供給して、前記中空糸膜を揺動させることによって、バイオポリマーを中空糸膜から好適に除去できる。 The acid cleaning section supplies gas from the side of the water to be treated of the hollow fiber membranes after the backwashing in the gas supply section to cause the hollow fiber membranes to oscillate. By supplying gas from the water-to-be-treated side of the hollow fiber membranes under the acidic conditions described above to agitate the hollow fiber membranes, the biopolymer can be preferably removed from the hollow fiber membranes.

前記バイオポリマー除去装置は、前記酸洗浄の後に、前記中空糸膜に接触する液体を中性付近に戻すために、水をかけるリンス部、及び、前記中空糸膜に接触する液体を中和させる中和処理部を備えていてもよい。 After the acid cleaning, the biopolymer removal device includes a rinsing section that sprinkles water in order to return the liquid in contact with the hollow fiber membranes to near neutrality, and neutralizes the liquid in contact with the hollow fiber membranes. A neutralization processing unit may be provided.

前記バイオポリマー除去装置としては、例えば、図2に示す装置等が挙げられる。なお、図2は、本実施形態に係るバイオポリマー除去装置1の一例を示す概略図である。 Examples of the biopolymer removing device include the device shown in FIG. FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the biopolymer removal device 1 according to this embodiment.

前記バイオポリマー除去装置1は、中空糸膜の外表面側に被処理水(原水)を供給し、中空糸膜の内表面側から処理水(ろ液)を取り出す外圧ろ過式の装置である。前記バイオポリマー除去装置1は、図2に示すように、ハウジング内に収納された中空糸膜が備えられた中空糸膜モジュール31と、送液ポンプ11~13と、エアーコンプレッサ32と、薬液タンク33と、逆洗用水タンク34と、これらを接続する配管と、前記配管に設けられた開閉バルブ21~29と、制御装置35とを備える。 The biopolymer removal apparatus 1 is an external pressure filtration type apparatus that supplies water to be treated (raw water) to the outer surface side of the hollow fiber membranes and extracts treated water (filtrate) from the inner surface side of the hollow fiber membranes. As shown in FIG. 2, the biopolymer removal device 1 includes a hollow fiber membrane module 31 provided with hollow fiber membranes housed in a housing, liquid feed pumps 11 to 13, an air compressor 32, and a chemical liquid tank. 33, a backwash water tank 34, piping connecting these, open/close valves 21 to 29 provided on the piping, and a control device 35.

前記送液ポンプ11~13は、原水等の流体を前記配管中に送液する。前記エアーコンプレッサ32は、気体を前記配管中に供給する。前記薬液タンク33は、前記酸洗浄を行うための酸を貯留する。前記逆洗用水タンク34は、前記逆洗時に、前記中空糸膜のろ液側から被処理水側へ透過させるための逆洗用流体を貯留する。前記開閉バルブ21~29は、前記配管中の流体の移動を規制する。 The liquid-sending pumps 11 to 13 send fluids such as raw water into the pipes. The air compressor 32 supplies gas into the piping. The chemical liquid tank 33 stores an acid for performing the acid cleaning. The backwashing water tank 34 stores a backwashing fluid to be permeated from the filtrate side of the hollow fiber membrane to the treated water side during the backwashing. The on-off valves 21-29 regulate movement of the fluid in the pipe.

前記制御装置35は、前記送液ポンプ11~13、及び前記エアーコンプレッサ32の駆動を制御し、前記開閉バルブ21~29の開閉動作を制御する。前記制御装置35は、例えば、パーソナルコンピュータ等によって構成されている。前記制御装置35は、バイオポリマー除去のプロセス(ろ過プロセス)において順次実行される各工程(充水工程、ろ過工程、逆洗工程、バブリング工程、排水工程等)のシーケンス情報が格納された記憶部と、前記シーケンス情報に従って、及び前記エアーコンプレッサ32の駆動を制御し、前記開閉バルブ21~29の開閉動作を制御する制御部とを有する。 The control device 35 controls driving of the liquid-sending pumps 11-13 and the air compressor 32, and controls opening/closing operations of the opening/closing valves 21-29. The control device 35 is configured by, for example, a personal computer or the like. The control device 35 stores sequence information of each step (filling step, filtering step, backwashing step, bubbling step, draining step, etc.) sequentially executed in the biopolymer removal process (filtration process). and a control unit for controlling the driving of the air compressor 32 and controlling the opening/closing operations of the opening/closing valves 21 to 29 according to the sequence information.

前記バイオポリマー除去装置1によるバイオポリマー除去運転、及び前記運転中に行われる洗浄方法について説明する。 A biopolymer removal operation by the biopolymer removal apparatus 1 and a cleaning method performed during the operation will be described.

まず、洗浄として、酸洗浄を行わない場合について、表1を参照して説明する。表1には、図2に示すバイオポリマー除去装置の基本的な運転方法について、各工程と送液ポンプの駆動状態及び開閉バルブの開閉状態との関係を示す。表1中の「○」は、該当する送液ポンプが駆動していることや、該当する開閉バルブが開いていることを意味する。 First, referring to Table 1, a case where acid cleaning is not performed as cleaning will be described. Table 1 shows the relationship between each step, the drive state of the liquid feed pump, and the open/closed state of the open/close valve for the basic operating method of the biopolymer removal apparatus shown in FIG. "○" in Table 1 means that the corresponding liquid transfer pump is driven or the corresponding open/close valve is open.

Figure 0007122941000001
Figure 0007122941000001

はじめに、充水工程(ろ過前)を実施する。この充水工程(ろ過前)では、バイオポリマー除去装置1の全開閉バルブが閉じられた状態から前記制御装置35によって、開閉バルブ21及び開閉バルブ23が開かれ、送液ポンプ11が駆動する。これにより、原水が中空糸膜モジュール31まで供給され、中空糸膜に原液が接する状態になる。具体的には、中空糸膜モジュールのハウジング内に原水が充水される。 First, the water filling process (before filtration) is performed. In this water filling step (before filtration), the control device 35 opens the opening/closing valves 21 and 23 from a state in which all the opening/closing valves of the biopolymer removal device 1 are closed, and the liquid feed pump 11 is driven. As a result, raw water is supplied to the hollow fiber membrane module 31, and the raw water is brought into contact with the hollow fiber membranes. Specifically, the housing of the hollow fiber membrane module is filled with raw water.

次に、ろ過工程が実施される。このろ過工程では、前記制御装置35によって、開閉バルブ22が開かれ、かつ、開閉バルブ23が閉じられる。これにより、原水が中空糸膜モジュール31に備えられた中空糸膜の外表面側から内表面側へ透過し、ろ液が得られる。 Next, a filtration step is performed. In this filtration process, the control device 35 opens the on-off valve 22 and closes the on-off valve 23 . As a result, the raw water permeates from the outer surface side to the inner surface side of the hollow fiber membranes provided in the hollow fiber membrane module 31 to obtain a filtrate.

次に、逆洗工程が実施される。この逆洗工程では、前記制御装置35によって、開閉バルブ24,25が開かれ、かつ、開閉バルブ21,22が閉じられ、さらに、送液ポンプ12を駆動させ、且つ、送液ポンプ11を停止させる。これにより、逆洗用水タンク34に貯留された逆洗用流体が、中空糸膜モジュール31に備えられる中空糸膜のろ液側に供給され、この逆洗用流体が被処理水側に透過する。このようにして、中空糸膜モジュール31に備えられる中空糸膜が逆洗される。 Next, a backwash process is performed. In this backwashing step, the control device 35 opens the on-off valves 24 and 25, closes the on-off valves 21 and 22, drives the liquid feed pump 12, and stops the liquid feed pump 11. Let As a result, the backwashing fluid stored in the backwashing water tank 34 is supplied to the filtrate side of the hollow fiber membranes provided in the hollow fiber membrane module 31, and this backwashing fluid permeates to the treated water side. . In this way, the hollow fiber membranes provided in the hollow fiber membrane module 31 are backwashed.

次に、圧抜き工程が実施される。この圧抜き工程では、前記制御装置35によって、開閉バルブ27が開かれ、かつ、開閉バルブ24,25が閉じられ、さらに、送液ポンプ12を停止させる。これにより、前記逆洗工程により高められた中空糸膜モジュールのハウジング内の気圧を低めることができる。 Next, a depressurization step is performed. In this depressurization step, the control device 35 opens the open/close valve 27, closes the open/close valves 24 and 25, and stops the liquid feed pump 12. FIG. As a result, the air pressure inside the housing of the hollow fiber membrane module, which is increased by the backwashing process, can be lowered.

次に、充水工程(ろ過後)を実施する。この充水工程(ろ過後)では、前記制御装置35によって、開閉バルブ21,23が開かれ、かつ、開閉バルブ27が閉じられ、さらに、送液ポンプ11を駆動させる。すなわち、前記充水工程(ろ過前)と同様の工程を行う。これにより、原水が中空糸膜モジュール31まで供給され、中空糸膜に原液が接する状態になる。具体的には、中空糸膜モジュールのハウジング内に原水が充水される。 Next, a water filling step (after filtration) is performed. In this water filling step (after filtration), the control device 35 opens the opening/closing valves 21 and 23, closes the opening/closing valve 27, and drives the liquid feed pump 11. FIG. That is, the same process as the water filling process (before filtration) is performed. As a result, raw water is supplied to the hollow fiber membrane module 31, and the raw water is brought into contact with the hollow fiber membranes. Specifically, the housing of the hollow fiber membrane module is filled with raw water.

次に、バブリング工程を実施する。このバブリング工程では、前記制御装置35によって、開閉バルブ26が開かれ、かつ、開閉バルブ21が閉じられ、さらに、送液ポンプ11を停止させ、エアーコンプレッサ32を駆動させる。これにより、原液が接した状態の中空糸膜に、気体を被処理水側から供給し、前記中空糸膜を揺動させることができる。 Next, a bubbling process is performed. In this bubbling process, the control device 35 opens the open/close valve 26 and closes the open/close valve 21 , stops the liquid feed pump 11 , and drives the air compressor 32 . As a result, the gas can be supplied from the water to be treated side to the hollow fiber membranes in contact with the undiluted solution, and the hollow fiber membranes can be oscillated.

次に、排水工程を実施する。この排水工程では、前記制御装置35によって、開閉バルブ24が開かれ、かつ、開閉バルブ26が閉じられ、さらに、エアーコンプレッサ32を停止させる。これにより、前記中空糸膜モジュールのハウジング内に充水された水が排水される。 Next, a drainage process is performed. In this draining process, the control device 35 opens the on-off valve 24, closes the on-off valve 26, and stops the air compressor 32. As shown in FIG. As a result, the water filled in the housing of the hollow fiber membrane module is drained.

以上のような工程により、前記バイオポリマー除去装置は、洗浄として、酸洗浄を行わない場合において、バイオポリマー除去運転、及び前記運転中に行われる洗浄を行う。 Through the steps described above, the biopolymer removal apparatus performs the biopolymer removal operation and the cleaning performed during the operation when acid cleaning is not performed as cleaning.

次に、洗浄として、酸洗浄を行う場合であって、酸を逆洗工程の前に添加する場合について、表2を参照して説明する。表2には、図2に示すバイオポリマー除去装置の基本的な運転方法について、各工程と送液ポンプの駆動状態及び開閉バルブの開閉状態との関係を示す。表2中の「○」は、該当する送液ポンプが駆動していることや、該当する開閉バルブが開いていることを意味する。 Next, with reference to Table 2, the case where acid cleaning is performed as cleaning and the acid is added before the backwashing step will be described. Table 2 shows the relationship between each step, the drive state of the liquid feed pump, and the open/closed state of the open/close valve for the basic operating method of the biopolymer removal apparatus shown in FIG. "○" in Table 2 means that the corresponding liquid transfer pump is driven or the corresponding open/close valve is open.

Figure 0007122941000002
Figure 0007122941000002

はじめに、充水工程(ろ過前)を実施する。この充水工程(ろ過前)は、前記洗浄として、酸洗浄を行わない場合における充水工程(ろ過前)と同様である。 First, the water filling process (before filtration) is performed. This water filling step (before filtration) is the same as the water filling step (before filtration) when acid washing is not performed as the washing.

次に、ろ過工程を実施する。このろ過工程も、前記洗浄として、酸洗浄を行わない場合におけるろ過工程と同様である。 Next, a filtration step is performed. This filtration step is also the same as the filtration step when acid washing is not performed as the washing.

次に、酸添加工程を実施する。この酸添加工程では、前記制御装置35によって、開閉バルブ23、29が開かれ、かつ、開閉バルブ22が閉じられ、さらに、送液ポンプ13を駆動させる。これにより、薬液タンク33に貯留された酸を原水に添加し、この酸が添加された原水が中空糸膜モジュール31まで供給される。よって、中空糸膜に接する原液には酸が添加された状態になる。 Next, an acid addition step is performed. In this acid addition step, the control device 35 opens the opening/closing valves 23 and 29, closes the opening/closing valve 22, and drives the liquid feed pump 13. As shown in FIG. As a result, the acid stored in the chemical liquid tank 33 is added to the raw water, and the raw water to which the acid has been added is supplied to the hollow fiber membrane module 31 . Therefore, the undiluted solution in contact with the hollow fiber membranes is in a state in which an acid has been added.

次に、逆洗工程が実施される。この逆洗工程では、前記制御装置35によって、開閉バルブ24,25が開かれ、かつ、開閉バルブ21,23,29が閉じられ、さらに、送液ポンプ12を駆動させ、且つ、送液ポンプ11,13を停止させる。これにより、逆洗用水タンク34に貯留された逆洗用流体が、中空糸膜モジュール31に備えられる中空糸膜のろ液側に供給され、この逆洗用流体が被処理水側に透過する。このようにして、中空糸膜モジュール31に備えられる中空糸膜が逆洗される。このとき、前記逆洗工程が施される中空糸膜は、前記酸添加工程により、中空糸膜の被処理水側から酸が添加された原水が接する状態である。このため、この逆洗工程では、前記逆洗時に前記中空糸膜に接触されていた液体が酸性、すなわち、pHが5未満の状態で、中空糸膜が逆洗される。また、前記逆洗工程において、開閉バルブ24を通過して出てきた液体のpHを測定し、このpHが5未満となるように、前記酸添加工程で酸を添加する。 Next, a backwash process is performed. In this backwashing step, the control device 35 opens the opening/closing valves 24 and 25 and closes the opening/closing valves 21, 23, and 29, drives the liquid feed pump 12, and , 13 are stopped. As a result, the backwashing fluid stored in the backwashing water tank 34 is supplied to the filtrate side of the hollow fiber membranes provided in the hollow fiber membrane module 31, and this backwashing fluid permeates to the treated water side. . In this way, the hollow fiber membranes provided in the hollow fiber membrane module 31 are backwashed. At this time, the hollow fiber membranes to be subjected to the backwashing step are in contact with raw water to which acid has been added from the side of the water to be treated of the hollow fiber membranes due to the acid addition step. Therefore, in this backwashing step, the hollow fiber membranes are backwashed in a state in which the liquid that has been in contact with the hollow fiber membranes during the backwashing is acidic, that is, has a pH of less than 5. Further, in the backwashing step, the pH of the liquid that has passed through the on-off valve 24 is measured, and acid is added in the acid addition step so that the pH becomes less than 5.

次に、圧抜き工程、充水工程(ろ過後)、バブリング工程、及び排水工程が実施される。これらの、圧抜き工程、充水工程(ろ過後)、バブリング工程、及び排水工程は、前記洗浄として、酸洗浄を行わない場合における圧抜き工程、充水工程(ろ過後)、バブリング工程、及び排水工程と、それぞれ同様である。 Next, a depressurization step, a water filling step (after filtration), a bubbling step, and a draining step are carried out. These depressurization process, water filling process (after filtration), bubbling process, and drainage process are the depressurization process, water filling process (after filtration), bubbling process, and It is the same as the drainage process, respectively.

以上のような工程により、前記バイオポリマー除去装置は、洗浄として、酸洗浄を行う場合であって、酸を逆洗工程の前に添加する場合において、バイオポリマー除去運転、及び前記運転中に行われる洗浄を行う。 According to the above-described steps, the biopolymer removal apparatus performs the biopolymer removal operation and during the operation when acid cleaning is performed as cleaning and acid is added before the backwashing step. Wash as required.

次に、洗浄として、酸洗浄を行う場合であって、酸を逆洗工程と同時に添加する場合について、表3を参照して説明する。表3には、図2に示すバイオポリマー除去装置の基本的な運転方法について、各工程と送液ポンプの駆動状態及び開閉バルブの開閉状態との関係を示す。表3中の「○」は、該当する送液ポンプが駆動していることや、該当する開閉バルブが開いていることを意味する。 Next, referring to Table 3, the case where acid cleaning is performed as cleaning and the acid is added at the same time as the backwashing step will be described. Table 3 shows the relationship between each step, the drive state of the liquid feed pump, and the open/closed state of the open/close valve for the basic operating method of the biopolymer removal apparatus shown in FIG. "○" in Table 3 means that the corresponding liquid transfer pump is driven or the corresponding open/close valve is open.

Figure 0007122941000003
Figure 0007122941000003

はじめに、充水工程(ろ過前)を実施する。この充水工程(ろ過前)は、前記洗浄として、酸洗浄を行わない場合における充水工程(ろ過前)と同様である。 First, the water filling process (before filtration) is performed. This water filling step (before filtration) is the same as the water filling step (before filtration) when acid washing is not performed as the washing.

次に、ろ過工程を実施する。このろ過工程も、前記洗浄として、酸洗浄を行わない場合におけるろ過工程と同様である。 Next, a filtration step is performed. This filtration step is also the same as the filtration step when acid washing is not performed as the washing.

次に、酸添加工程を実施する。この酸添加工程では、前記制御装置35によって、開閉バルブ23、28が開かれ、かつ、開閉バルブ22が閉じられ、さらに、送液ポンプ13を駆動させる。これにより、薬液タンク33に貯留された酸を、逆洗用水タンク34に供給することができる。 Next, an acid addition step is performed. In this acid addition step, the control device 35 opens the opening/closing valves 23 and 28, closes the opening/closing valve 22, and drives the liquid feed pump 13. As shown in FIG. As a result, the acid stored in the chemical liquid tank 33 can be supplied to the backwash water tank 34 .

次に、逆洗工程が実施される。この逆洗工程では、前記制御装置35によって、開閉バルブ24,25が開かれ、かつ、開閉バルブ28が閉じられ、さらに、送液ポンプ12を駆動させ、且つ、送液ポンプ13を停止させる。これにより、逆洗用水タンク34に貯留された逆洗用流体が、中空糸膜モジュール31に備えられる中空糸膜のろ液側に供給され、この逆洗用流体が被処理水側に透過する。このようにして、中空糸膜モジュール31に備えられる中空糸膜が逆洗される。そして、この逆洗用流体には、前記逆洗工程の前に、前記酸添加工程により、酸が添加されている。このため、この逆洗工程では、酸が添加された逆洗用流体を用いて、中空糸膜が逆洗されるので、中空糸膜には、逆洗工程と同時に酸が添加されることになる。また、前記逆洗工程において、開閉バルブ24を通過して出てきた液体のpHを測定し、このpHが5未満となるように、前記酸添加工程で酸を添加する。 Next, a backwash process is performed. In this backwashing process, the control device 35 opens the on-off valves 24 and 25 and closes the on-off valve 28 , drives the liquid feed pump 12 , and stops the liquid feed pump 13 . As a result, the backwashing fluid stored in the backwashing water tank 34 is supplied to the filtrate side of the hollow fiber membranes provided in the hollow fiber membrane module 31, and this backwashing fluid permeates to the treated water side. . In this way, the hollow fiber membranes provided in the hollow fiber membrane module 31 are backwashed. An acid is added to the backwashing fluid by the acid addition step prior to the backwashing step. Therefore, in this backwashing step, the hollow fiber membranes are backwashed using a backwashing fluid to which acid has been added, so that the hollow fiber membranes are added with acid at the same time as the backwashing step. Become. Further, in the backwashing step, the pH of the liquid that has passed through the on-off valve 24 is measured, and acid is added in the acid addition step so that the pH becomes less than 5.

次に、圧抜き工程、充水工程(ろ過後)、バブリング工程、及び排水工程が実施される。これらの、圧抜き工程、充水工程(ろ過後)、バブリング工程、及び排水工程は、前記洗浄として、酸洗浄を行わない場合における圧抜き工程、充水工程(ろ過後)、バブリング工程、及び排水工程と、それぞれ同様である。 Next, a depressurization step, a water filling step (after filtration), a bubbling step, and a draining step are carried out. These depressurization process, water filling process (after filtration), bubbling process, and drainage process are the depressurization process, water filling process (after filtration), bubbling process, and It is the same as the drainage process, respectively.

以上のような工程により、前記バイオポリマー除去装置は、洗浄として、酸洗浄を行う場合であって、酸が逆洗工程と同時に添加される場合において、バイオポリマー除去運転、及び前記運転中に行われる洗浄を行う。 According to the above-described steps, the biopolymer removal apparatus performs the biopolymer removal operation and during the operation when acid cleaning is performed as cleaning and acid is added at the same time as the backwashing step. Wash as required.

次に、洗浄として、酸洗浄を行う場合であって、酸をバブリング工程(気体供給工程)の前に添加する場合について、表4を参照して説明する。表4には、図2に示すバイオポリマー除去装置の基本的な運転方法について、各工程と送液ポンプの駆動状態及び開閉バルブの開閉状態との関係を示す。表4中の「○」は、該当する送液ポンプが駆動していることや、該当する開閉バルブが開いていることを意味する。 Next, with reference to Table 4, a case where acid cleaning is performed as cleaning and an acid is added before the bubbling step (gas supply step) will be described. Table 4 shows the relationship between each step, the drive state of the liquid feed pump, and the open/closed state of the open/close valve for the basic operating method of the biopolymer removal apparatus shown in FIG. "○" in Table 4 means that the corresponding liquid transfer pump is driven or the corresponding open/close valve is open.

Figure 0007122941000004
Figure 0007122941000004

はじめに、充水工程(ろ過前)を実施する。この充水工程(ろ過前)は、前記洗浄として、酸洗浄を行わない場合における充水工程(ろ過前)と同様である。 First, the water filling process (before filtration) is performed. This water filling step (before filtration) is the same as the water filling step (before filtration) when acid washing is not performed as the washing.

次に、ろ過工程を実施する。このろ過工程も、前記洗浄として、酸洗浄を行わない場合におけるろ過工程と同様である。 Next, a filtration step is performed. This filtration step is also the same as the filtration step when acid washing is not performed as the washing.

次に、逆洗工程を実施する。この逆洗工程も、前記洗浄として、酸洗浄を行わない場合における逆洗工程と同様である。 Next, a backwash process is performed. This backwashing process is also the same as the backwashing process when acid washing is not performed as the washing.

次に、圧抜き工程を実施する。この圧抜き工程も、前記洗浄として、酸洗浄を行わない場合における圧抜き工程と同様である。 Next, a depressurization step is performed. This depressurization step is also the same as the depressurization step when acid cleaning is not performed as the cleaning.

次に、酸添加工程を実施する。なお、この酸添加工程は、前記洗浄として、酸洗浄を行わない場合における充水工程(ろ過後)も兼ねている。この酸添加工程では、前記制御装置35によって、開閉バルブ21、23、29が開かれ、かつ、開閉バルブ27が閉じられ、さらに、送液ポンプ11、13を駆動させる。これにより、薬液タンク33に貯留された酸を原水に添加し、この酸が添加された原水が中空糸膜モジュール31まで供給され、中空糸膜に原液が接する状態になる。具体的には、中空糸膜モジュールのハウジング内に酸が添加された原水が充水される。よって、中空糸膜に接する原液には酸が添加された状態になる。 Next, an acid addition step is performed. This acid addition step also serves as the water filling step (after filtration) when acid washing is not performed as the washing. In this acid addition step, the control device 35 opens the opening/closing valves 21, 23, and 29, closes the opening/closing valve 27, and drives the liquid feed pumps 11, 13. As shown in FIG. As a result, the acid stored in the chemical tank 33 is added to the raw water, and the raw water to which the acid has been added is supplied to the hollow fiber membrane module 31, and the hollow fiber membranes are brought into contact with the raw water. Specifically, the housing of the hollow fiber membrane module is filled with acid-added raw water. Therefore, the undiluted solution in contact with the hollow fiber membranes is in a state in which an acid has been added.

次に、バブリング工程を実施する。このバブリング工程では、前記制御装置35によって、開閉バルブ26が開かれ、かつ、開閉バルブ21、29が閉じられ、さらに、送液ポンプ12を停止させ、エアーコンプレッサ32を駆動させる。これにより、酸が添加された原液が接した状態の中空糸膜に気体を、被処理水側から供給し、前記中空糸膜を揺動させることができる。このとき、前記バブリング工程が施される中空糸膜は、前記酸添加工程により、酸が添加された原水が接する状態である。このため、このバブリング工程では、前記気体を供給する時に前記中空糸膜に接触されていた液体が酸性、すなわち、pHが5未満の状態で、中空糸膜がバブリングされる。また、この液体のpHは、排水工程において、開閉バルブ24を通過して出てきた液体のpHを測定し、このpHが5未満となるように、前記酸添加工程で酸を添加する。 Next, a bubbling process is performed. In this bubbling process, the control device 35 opens the opening/closing valve 26, closes the opening/closing valves 21 and 29, stops the liquid feed pump 12, and drives the air compressor 32. FIG. As a result, gas can be supplied from the water to be treated side to the hollow fiber membranes in contact with the undiluted solution to which the acid has been added, and the hollow fiber membranes can be oscillated. At this time, the hollow fiber membranes subjected to the bubbling step are in contact with the raw water to which the acid has been added by the acid addition step. Therefore, in this bubbling step, the hollow fiber membranes are bubbled while the liquid that is in contact with the hollow fiber membranes when the gas is supplied is acidic, that is, has a pH of less than 5. Also, the pH of this liquid is determined by measuring the pH of the liquid that has passed through the on-off valve 24 in the drainage process, and adding an acid in the acid addition process so that the pH becomes less than 5.

次に、排水工程が実施される。この排水工程は、前記洗浄として、酸洗浄を行わない場合における排水工程と同様である。 Next, a drainage process is performed. This draining process is the same as the draining process when acid cleaning is not performed as the cleaning.

以上のような工程により、前記バイオポリマー除去装置は、洗浄として、酸洗浄を行う場合であって、酸をバブリング工程の前に添加する場合において、バイオポリマー除去運転、及び前記運転中に行われる洗浄を行う。 According to the above-described steps, the biopolymer removal apparatus performs the biopolymer removal operation and during the operation when acid cleaning is performed as cleaning and acid is added before the bubbling step. Wash.

前記バイオポリマー除去装置としては、例えば、上記のような図2に示す装置以外に、図3に示す装置等も挙げられる。なお、図3は、本実施形態に係るバイオポリマー除去装置1の他の一例を示す概略図である。 Examples of the biopolymer removal apparatus include the apparatus shown in FIG. 3 and the like, in addition to the apparatus shown in FIG. 2 as described above. FIG. 3 is a schematic diagram showing another example of the biopolymer removal device 1 according to this embodiment.

前記バイオポリマー除去装置1は、中空糸膜の外表面側に被処理水(原水)を供給し、中空糸膜の内表面側から処理水(ろ液)を取り出す外圧ろ過式の装置である。前記バイオポリマー除去装置1は、図3に示すように、ハウジング内に収納された中空糸膜が備えられた中空糸膜モジュール31と、送液ポンプ41、42と、エアーコンプレッサ32と、薬液タンク33と、これらを接続する配管と、前記配管に設けられた開閉バルブ51~59と、制御装置35とを備える。 The biopolymer removal apparatus 1 is an external pressure filtration type apparatus that supplies water to be treated (raw water) to the outer surface side of the hollow fiber membranes and extracts treated water (filtrate) from the inner surface side of the hollow fiber membranes. As shown in FIG. 3, the biopolymer removal device 1 includes a hollow fiber membrane module 31 provided with hollow fiber membranes housed in a housing, liquid feed pumps 41 and 42, an air compressor 32, and a chemical liquid tank. 33, pipes connecting these, on-off valves 51 to 59 provided in the pipes, and a control device 35.

前記送液ポンプ41、42は、原水等の流体を前記配管中に送液する。前記エアーコンプレッサ32は、気体を前記配管中に供給する。前記薬液タンク33は、前記酸洗浄を行うための酸を貯留する。前記開閉バルブ51~59は、前記配管中の流体の移動を規制する。 The liquid feed pumps 41 and 42 feed a fluid such as raw water into the pipe. The air compressor 32 supplies gas into the piping. The chemical liquid tank 33 stores an acid for performing the acid cleaning. The on-off valves 51-59 regulate movement of the fluid in the pipe.

前記制御装置35は、前記送液ポンプ41、42、及び前記エアーコンプレッサ32の駆動を制御し、前記開閉バルブ51~59の開閉動作を制御する。前記制御装置35は、例えば、パーソナルコンピュータ等によって構成されている。前記制御装置35は、バイオポリマー除去のプロセス(ろ過プロセス)において順次実行される各工程(充水工程、ろ過工程、逆洗工程、バブリング工程、排水工程等)のシーケンス情報が格納された記憶部と、前記シーケンス情報に従って、及び前記エアーコンプレッサ32の駆動を制御し、前記開閉バルブ51~59の開閉動作を制御する制御部とを有する。 The control device 35 controls driving of the liquid-sending pumps 41 and 42 and the air compressor 32, and controls opening/closing operations of the opening/closing valves 51-59. The control device 35 is configured by, for example, a personal computer or the like. The control device 35 stores sequence information of each step (filling step, filtering step, backwashing step, bubbling step, draining step, etc.) sequentially executed in the biopolymer removal process (filtration process). and a control unit for controlling the driving of the air compressor 32 and controlling the opening/closing operations of the opening/closing valves 51 to 59 according to the sequence information.

前記バイオポリマー除去装置1によるバイオポリマー除去運転、及び前記運転中に行われる洗浄方法について説明する。 A biopolymer removal operation by the biopolymer removal apparatus 1 and a cleaning method performed during the operation will be described.

まず、洗浄として、酸洗浄を行わない場合について、表5を参照して説明する。表5には、図3に示すバイオポリマー除去装置の基本的な運転方法について、各工程と送液ポンプの駆動状態及び開閉バルブの開閉状態との関係を示す。表5中の「○」は、該当する送液ポンプが駆動していることや、該当する開閉バルブが開いていることを意味する。 First, the case where acid cleaning is not performed as cleaning will be described with reference to Table 5. Table 5 shows the relationship between each step, the drive state of the liquid feed pump, and the open/closed state of the open/close valve for the basic operating method of the biopolymer removal apparatus shown in FIG. "○" in Table 5 means that the corresponding liquid transfer pump is driven or the corresponding open/close valve is open.

Figure 0007122941000005
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はじめに、充水工程(ろ過前)を実施する。この充水工程(ろ過前)では、バイオポリマー除去装置1の全開閉バルブが閉じられた状態から前記制御装置35によって、開閉バルブ51、53が開かれ、送液ポンプ41が駆動する。これにより、原水が中空糸膜モジュール31まで供給され、中空糸膜に原液が接する状態になる。具体的には、中空糸膜モジュールのハウジング内に原水が充水される。 First, the water filling process (before filtration) is performed. In this water filling step (before filtration), the control device 35 opens the opening/closing valves 51 and 53 from a state in which all the opening/closing valves of the biopolymer removal device 1 are closed, and the liquid feed pump 41 is driven. As a result, raw water is supplied to the hollow fiber membrane module 31, and the raw water is brought into contact with the hollow fiber membranes. Specifically, the housing of the hollow fiber membrane module is filled with raw water.

次に、ろ過工程が実施される。このろ過工程では、前記制御装置35によって、開閉バルブ52が開かれ、かつ、開閉バルブ53が閉じられる。これにより、原水が中空糸膜モジュール31に備えられた中空糸膜の外表面側から内表面側へ透過し、ろ液が得られる。 Next, a filtration step is performed. In this filtering step, the control device 35 opens the on-off valve 52 and closes the on-off valve 53 . As a result, the raw water permeates from the outer surface side to the inner surface side of the hollow fiber membranes provided in the hollow fiber membrane module 31 to obtain a filtrate.

次に、逆洗工程が実施される。この逆洗工程では、前記制御装置35によって、開閉バルブ54,55が開かれ、かつ、開閉バルブ51,52が閉じられ、さらに、送液ポンプ41を停止させ、エアーコンプレッサ32を駆動させる。これにより、原液が接した状態の中空糸膜のろ液側に、気体が供給され、このろ過工程によりろ過されたろ液の一部(配管に存在するろ液)等が、被処理水側に透過する。このようにして、中空糸膜モジュール31に備えられる中空糸膜が逆洗される。 Next, a backwash process is performed. In this backwashing process, the control device 35 opens the opening/closing valves 54 and 55 and closes the opening/closing valves 51 and 52 , stops the liquid feed pump 41 , and drives the air compressor 32 . As a result, gas is supplied to the filtrate side of the hollow fiber membrane in contact with the stock solution, and part of the filtrate filtered by this filtration process (filtrate existing in the pipe) etc. is transferred to the water to be treated side. To Penetrate. In this way, the hollow fiber membranes provided in the hollow fiber membrane module 31 are backwashed.

次に、圧抜き工程が実施される。この圧抜き工程では、前記制御装置35によって、開閉バルブ57が開かれ、かつ、開閉バルブ54,55が閉じられ、さらに、エアーコンプレッサ32を停止させる。これにより、前記逆洗工程により高められた中空糸膜モジュールのハウジング内の気圧を低めることができる。 Next, a depressurization step is performed. In this depressurization step, the control device 35 opens the open/close valve 57, closes the open/close valves 54 and 55, and stops the air compressor 32. As shown in FIG. As a result, the air pressure inside the housing of the hollow fiber membrane module, which is increased by the backwashing process, can be lowered.

次に、充水工程(ろ過後)を実施する。この充水工程(ろ過後)では、前記制御装置35によって、開閉バルブ51,53が開かれ、かつ、開閉バルブ57が閉じられ、さらに、送液ポンプ41を駆動させる。すなわち、前記充水工程(ろ過前)と同様の工程を行う。これにより、原水が中空糸膜モジュール31まで供給され、中空糸膜に原液が接する状態になる。具体的には、中空糸膜モジュールのハウジング内に原水が充水される。 Next, a water filling step (after filtration) is performed. In this water filling step (after filtration), the control device 35 opens the opening/closing valves 51 and 53 and closes the opening/closing valve 57, and further drives the liquid feed pump 41. FIG. That is, the same process as the water filling process (before filtration) is performed. As a result, raw water is supplied to the hollow fiber membrane module 31, and the raw water is brought into contact with the hollow fiber membranes. Specifically, the housing of the hollow fiber membrane module is filled with raw water.

次に、バブリング工程を実施する。このバブリング工程では、前記制御装置35によって、開閉バルブ56が開かれ、かつ、開閉バルブ51が閉じられ、さらに、送液ポンプ41を停止させ、エアーコンプレッサ32を駆動させる。これにより、原液が接した状態の中空糸膜に気体を、被処理水側から供給し、前記中空糸膜を揺動させることができる。 Next, a bubbling process is performed. In this bubbling process, the control device 35 opens the open/close valve 56 and closes the open/close valve 51 , stops the liquid feed pump 41 , and drives the air compressor 32 . As a result, gas can be supplied from the water to be treated side to the hollow fiber membranes in contact with the undiluted solution, and the hollow fiber membranes can be oscillated.

次に、排水工程を実施する。この排水工程では、前記制御装置35によって、開閉バルブ54が開かれ、かつ、開閉バルブ56が閉じられ、さらに、エアーコンプレッサ32を停止させる。これにより、前記中空糸膜モジュールのハウジング内に充水された水が排水される。 Next, a drainage process is performed. In this drainage process, the control device 35 opens the opening/closing valve 54, closes the opening/closing valve 56, and stops the air compressor 32. As shown in FIG. As a result, the water filled in the housing of the hollow fiber membrane module is drained.

以上のような工程により、前記バイオポリマー除去装置は、洗浄として、酸洗浄を行わない場合において、バイオポリマー除去運転、及び前記運転中に行われる洗浄を行う。 Through the steps described above, the biopolymer removal apparatus performs the biopolymer removal operation and the cleaning performed during the operation when acid cleaning is not performed as cleaning.

次に、洗浄として、酸洗浄を行う場合であって、酸を逆洗工程の前に添加する場合について、表6を参照して説明する。表6には、図3に示すバイオポリマー除去装置の基本的な運転方法について、各工程と送液ポンプの駆動状態及び開閉バルブの開閉状態との関係を示す。表6中の「○」は、該当する送液ポンプが駆動していることや、該当する開閉バルブが開いていることを意味する。 Next, with reference to Table 6, the case where acid cleaning is performed as cleaning and the acid is added before the backwashing step will be described. Table 6 shows the relationship between each step, the drive state of the liquid feed pump, and the open/closed state of the open/close valve for the basic operating method of the biopolymer removal apparatus shown in FIG. "○" in Table 6 means that the corresponding liquid transfer pump is driven or the corresponding open/close valve is open.

Figure 0007122941000006
Figure 0007122941000006

はじめに、充水工程(ろ過前)を実施する。この充水工程(ろ過前)は、前記洗浄として、酸洗浄を行わない場合における充水工程(ろ過前)と同様である。 First, the water filling process (before filtration) is performed. This water filling step (before filtration) is the same as the water filling step (before filtration) when acid washing is not performed as the washing.

次に、ろ過工程を実施する。このろ過工程も、前記洗浄として、酸洗浄を行わない場合におけるろ過工程と同様である。 Next, a filtration step is performed. This filtration step is also the same as the filtration step when acid washing is not performed as the washing.

次に、酸添加工程を実施する。この酸添加工程では、前記制御装置35によって、開閉バルブ53、59が開かれ、かつ、開閉バルブ52が閉じられ、さらに、送液ポンプ42を駆動させる。これにより、薬液タンク33に貯留された酸を原水に添加し、この酸が添加された原水が中空糸膜モジュール31まで供給される。よって、中空糸膜に接する原液には酸が添加された状態になる。 Next, an acid addition step is performed. In this acid addition step, the control device 35 opens the on-off valves 53 and 59, closes the on-off valve 52, and drives the liquid feed pump . As a result, the acid stored in the chemical liquid tank 33 is added to the raw water, and the raw water to which the acid has been added is supplied to the hollow fiber membrane module 31 . Therefore, the undiluted solution in contact with the hollow fiber membranes is in a state in which an acid has been added.

次に、逆洗工程が実施される。この逆洗工程では、前記制御装置35によって、開閉バルブ54,55が開かれ、かつ、開閉バルブ51,53,59が閉じられ、さらに、送液ポンプ41,42を停止させ、エアーコンプレッサ32を駆動させる。これにより、原液が接した状態の中空糸膜のろ液側に、気体が供給され、前記ろ過工程によりろ過されたろ液の一部等が、被処理水側に透過する。このようにして、中空糸膜モジュール31に備えられる中空糸膜が逆洗される。このとき、前記逆洗工程が施される中空糸膜は、前記酸添加工程により、中空糸膜の被処理水側から酸が添加された原水が接する状態である。このため、この逆洗工程では、前記逆洗時に前記中空糸膜に接触されていた液体が酸性、すなわち、pHが5未満の状態で、中空糸膜が逆洗される。また、前記逆洗工程において、開閉バルブ54を通過して出てきた液体のpHを測定し、このpHが5未満となるように、前記酸添加工程で酸を添加する。 Next, a backwash process is performed. In this backwash process, the control device 35 opens the on-off valves 54 and 55, closes the on-off valves 51, 53 and 59, stops the liquid feed pumps 41 and 42, and turns off the air compressor 32. drive. As a result, the gas is supplied to the filtrate side of the hollow fiber membrane in contact with the stock solution, and part of the filtrate filtered in the filtration step permeates to the water to be treated side. In this way, the hollow fiber membranes provided in the hollow fiber membrane module 31 are backwashed. At this time, the hollow fiber membranes to be subjected to the backwashing step are in contact with raw water to which acid has been added from the side of the water to be treated of the hollow fiber membranes due to the acid addition step. Therefore, in this backwashing step, the hollow fiber membranes are backwashed in a state in which the liquid that has been in contact with the hollow fiber membranes during the backwashing is acidic, that is, has a pH of less than 5. Further, in the backwashing step, the pH of the liquid that has passed through the on-off valve 54 is measured, and acid is added in the acid adding step so that the pH becomes less than 5.

次に、圧抜き工程、充水工程(ろ過後)、バブリング工程、及び排水工程が実施される。これらの、圧抜き工程、充水工程(ろ過後)、バブリング工程、及び排水工程は、前記洗浄として、酸洗浄を行わない場合における圧抜き工程、充水工程(ろ過後)、バブリング工程、及び排水工程と、それぞれ同様である。 Next, a depressurization step, a water filling step (after filtration), a bubbling step, and a draining step are carried out. These depressurization process, water filling process (after filtration), bubbling process, and drainage process are the depressurization process, water filling process (after filtration), bubbling process, and It is the same as the drainage process, respectively.

以上のような工程により、前記バイオポリマー除去装置は、洗浄として、酸洗浄を行う場合であって、酸を逆洗工程の前に添加する場合において、バイオポリマー除去運転、及び前記運転中に行われる洗浄を行う。 According to the above-described steps, the biopolymer removal apparatus performs the biopolymer removal operation and during the operation when acid cleaning is performed as cleaning and acid is added before the backwashing step. Wash as required.

次に、洗浄として、酸洗浄を行う場合であって、酸を逆洗工程と同時に添加する場合について、表7を参照して説明する。表7には、図3に示すバイオポリマー除去装置の基本的な運転方法について、各工程と送液ポンプの駆動状態及び開閉バルブの開閉状態との関係を示す。表7中の「○」は、該当する送液ポンプが駆動していることや、該当する開閉バルブが開いていることを意味する。 Next, with reference to Table 7, a case where acid cleaning is performed as cleaning and an acid is added at the same time as the backwashing step will be described. Table 7 shows the relationship between each step, the drive state of the liquid feed pump, and the open/closed state of the open/close valve for the basic operating method of the biopolymer removal apparatus shown in FIG. "○" in Table 7 means that the corresponding liquid transfer pump is driven or the corresponding open/close valve is open.

Figure 0007122941000007
Figure 0007122941000007

はじめに、充水工程(ろ過前)を実施する。この充水工程(ろ過前)は、前記洗浄として、酸洗浄を行わない場合における充水工程(ろ過前)と同様である。 First, the water filling process (before filtration) is performed. This water filling step (before filtration) is the same as the water filling step (before filtration) when acid washing is not performed as the washing.

次に、ろ過工程を実施する。このろ過工程も、前記洗浄として、酸洗浄を行わない場合におけるろ過工程と同様である。 Next, a filtration step is performed. This filtration step is also the same as the filtration step when acid washing is not performed as the washing.

次に、酸添加工程を実施する。この酸添加工程では、前記制御装置35によって、開閉バルブ53、58が開かれ、かつ、開閉バルブ51,52が閉じられ、さらに、送液ポンプ42を駆動させる。これにより、薬液タンク33に貯留された酸を、前記ろ過工程によりろ過されたろ液の一部(配管に存在するろ液)等に供給することができる。 Next, an acid addition step is performed. In this acid addition step, the control device 35 opens the opening/closing valves 53 and 58, closes the opening/closing valves 51 and 52, and drives the liquid feed pump 42. As shown in FIG. As a result, the acid stored in the chemical liquid tank 33 can be supplied to a part of the filtrate (filtrate existing in the pipe) or the like filtered in the filtering step.

次に、逆洗工程が実施される。この逆洗工程では、前記制御装置35によって、開閉バルブ54,55が開かれ、かつ、開閉バルブ53、58が閉じられ、さらに、送液ポンプ42を停止させ、エアーコンプレッサ32を駆動させる。これにより、逆洗用水タンク34に貯留された逆洗用流体が、中空糸膜モジュール31に備えられる中空糸膜のろ液側に供給され、気体が供給され、このろ過工程によりろ過されたろ液の一部(配管に存在するろ液)等が、被処理水側に透過する。このようにして、中空糸膜モジュール31に備えられる中空糸膜が逆洗される。そして、この逆洗に用いられたろ液には、前記逆洗工程の前に、前記酸添加工程により、酸が添加されている。このため、この逆洗工程では、酸が添加されたろ液を用いて、中空糸膜が逆洗されるので、中空糸膜には、逆洗工程と同時に酸が添加されることになる。また、前記逆洗工程において、開閉バルブ24を通過して出てきた液体のpHを測定し、このpHが5未満となるように、前記酸添加工程で酸を添加する。 Next, a backwash process is performed. In this backwashing process, the control device 35 opens the opening/closing valves 54 and 55 and closes the opening/closing valves 53 and 58, stops the liquid feed pump 42, and drives the air compressor 32. As a result, the backwashing fluid stored in the backwashing water tank 34 is supplied to the filtrate side of the hollow fiber membranes provided in the hollow fiber membrane module 31, the gas is supplied, and the filtrate filtered by this filtration step is supplied. A part of (filtrate existing in the pipe) and the like permeate to the water to be treated side. In this way, the hollow fiber membranes provided in the hollow fiber membrane module 31 are backwashed. An acid is added to the filtrate used for the backwashing by the acid addition step before the backwashing step. Therefore, in this backwashing step, the hollow fiber membranes are backwashed using the acid-added filtrate, so that the hollow fiber membranes are added with acid at the same time as the backwashing step. Further, in the backwashing step, the pH of the liquid that has passed through the on-off valve 24 is measured, and acid is added in the acid addition step so that the pH becomes less than 5.

次に、圧抜き工程、充水工程(ろ過後)、バブリング工程、及び排水工程が実施される。これらの、圧抜き工程、充水工程(ろ過後)、バブリング工程、及び排水工程は、前記洗浄として、酸洗浄を行わない場合における圧抜き工程、充水工程(ろ過後)、バブリング工程、及び排水工程と、それぞれ同様である。 Next, a depressurization step, a water filling step (after filtration), a bubbling step, and a draining step are carried out. These depressurization process, water filling process (after filtration), bubbling process, and drainage process are the depressurization process, water filling process (after filtration), bubbling process, and It is the same as the drainage process, respectively.

以上のような工程により、前記バイオポリマー除去装置は、洗浄として、酸洗浄を行う場合であって、酸が逆洗工程と同時に添加される場合において、バイオポリマー除去運転、及び前記運転中に行われる洗浄を行う。 According to the above-described steps, the biopolymer removal apparatus performs the biopolymer removal operation and during the operation when acid cleaning is performed as cleaning and acid is added at the same time as the backwashing step. Wash as required.

次に、洗浄として、酸洗浄を行う場合であって、酸をバブリング工程(気体供給工程)の前に添加する場合について、表8を参照して説明する。表8には、図3に示すバイオポリマー除去装置の基本的な運転方法について、各工程と送液ポンプの駆動状態及び開閉バルブの開閉状態との関係を示す。表8中の「○」は、該当する送液ポンプが駆動していることや、該当する開閉バルブが開いていることを意味する。 Next, referring to Table 8, a case where acid cleaning is performed as cleaning and an acid is added before the bubbling step (gas supply step) will be described. Table 8 shows the relationship between each step, the drive state of the liquid feed pump, and the open/closed state of the open/close valve for the basic operating method of the biopolymer removal apparatus shown in FIG. "○" in Table 8 means that the corresponding liquid transfer pump is driven or the corresponding open/close valve is open.

Figure 0007122941000008
Figure 0007122941000008

はじめに、充水工程(ろ過前)を実施する。この充水工程(ろ過前)は、前記洗浄として、酸洗浄を行わない場合における充水工程(ろ過前)と同様である。 First, the water filling process (before filtration) is performed. This water filling step (before filtration) is the same as the water filling step (before filtration) when acid washing is not performed as the washing.

次に、ろ過工程を実施する。このろ過工程も、前記洗浄として、酸洗浄を行わない場合におけるろ過工程と同様である。 Next, a filtration step is performed. This filtration step is also the same as the filtration step when acid washing is not performed as the washing.

次に、逆洗工程を実施する。この逆洗工程も、前記洗浄として、酸洗浄を行わない場合における逆洗工程と同様である。 Next, a backwash process is performed. This backwashing process is also the same as the backwashing process when acid washing is not performed as the washing.

次に、圧抜き工程を実施する。この圧抜き工程も、前記洗浄として、酸洗浄を行わない場合における圧抜き工程と同様である。 Next, a depressurization step is performed. This depressurization step is also the same as the depressurization step when acid cleaning is not performed as the cleaning.

次に、酸添加工程を実施する。なお、この酸添加工程は、前記洗浄として、酸洗浄を行わない場合における充水工程(ろ過後)も兼ねている。この酸添加工程では、前記制御装置35によって、開閉バルブ51、53、59が開かれ、かつ、開閉バルブ57が閉じられ、さらに、送液ポンプ41、42を駆動させる。これにより、薬液タンク33に貯留された酸を原水に添加し、この酸が添加された原水が中空糸膜モジュール31まで供給され、中空糸膜に原液が接する状態になる。具体的には、中空糸膜モジュールのハウジング内に酸が添加された原水が充水される。よって、中空糸膜に接する原液には酸が添加された状態になる。 Next, an acid addition step is performed. This acid addition step also serves as the water filling step (after filtration) when acid washing is not performed as the washing. In this acid addition step, the control device 35 opens the on-off valves 51, 53, 59, closes the on-off valve 57, and drives the liquid feed pumps 41, . As a result, the acid stored in the chemical tank 33 is added to the raw water, and the raw water to which the acid has been added is supplied to the hollow fiber membrane module 31, and the hollow fiber membranes are brought into contact with the raw water. Specifically, the housing of the hollow fiber membrane module is filled with acid-added raw water. Therefore, the undiluted solution in contact with the hollow fiber membranes is in a state in which an acid has been added.

次に、バブリング工程を実施する。このバブリング工程では、前記制御装置35によって、開閉バルブ56が開かれ、かつ、開閉バルブ51、59が閉じられ、さらに、送液ポンプ41、42を停止させ、エアーコンプレッサ32を駆動させる。これにより、酸が添加された原液が接した状態の中空糸膜に気体を、被処理水側から供給し、前記中空糸膜を揺動させることができる。このとき、前記バブリング工程が施される中空糸膜は、前記酸添加工程により、酸が添加された原水が接する状態である。このため、このバブリング工程では、前記気体を供給する時に前記中空糸膜に接触されていた液体が酸性、すなわち、pHが5未満の状態で、中空糸膜がバブリングされる。また、この液体のpHは、排水工程において、開閉バルブ54を通過して出てきた液体のpHを測定し、このpHが5未満となるように、前記酸添加工程で酸を添加する。 Next, a bubbling process is performed. In this bubbling process, the control device 35 opens the open/close valve 56 and closes the open/close valves 51 and 59 , stops the liquid feed pumps 41 and 42 , and drives the air compressor 32 . As a result, gas can be supplied from the water to be treated side to the hollow fiber membranes in contact with the undiluted solution to which the acid has been added, and the hollow fiber membranes can be oscillated. At this time, the hollow fiber membranes subjected to the bubbling step are in contact with the raw water to which the acid has been added by the acid addition step. Therefore, in this bubbling step, the hollow fiber membranes are bubbled while the liquid that is in contact with the hollow fiber membranes when the gas is supplied is acidic, that is, has a pH of less than 5. Also, the pH of this liquid is determined by measuring the pH of the liquid that has passed through the on-off valve 54 in the drainage process, and adding acid in the acid addition process so that the pH becomes less than 5.

次に、排水工程が実施される。この排水工程は、前記洗浄として、酸洗浄を行わない場合における排水工程と同様である。 Next, a drainage process is performed. This draining process is the same as the draining process when acid cleaning is not performed as the cleaning.

以上のような工程により、前記バイオポリマー除去装置は、洗浄として、酸洗浄を行う場合であって、酸をバブリング工程の前に添加する場合において、バイオポリマー除去運転、及び前記運転中に行われる洗浄を行う。 According to the above-described steps, the biopolymer removal apparatus performs the biopolymer removal operation and during the operation when acid cleaning is performed as cleaning and acid is added before the bubbling step. Wash.

前記バイオポリマー除去装置は、上述したように、前記中空糸膜周辺を被処理水で充たす充水工程、前記中空糸膜による被処理水をろ過するろ過工程、前記中空糸膜を逆洗する逆洗工程、前記中空糸膜の被処理水側から気体を供給して、前記中空糸膜を揺動させるバブリング工程、及び前記中空糸膜周辺から被処理水を排水する排水工程等を行うことによって、バイオポリマーの除去及び中空糸膜の洗浄を実施する。前記バイオポリマー除去装置において、前記送液ポンプと、前記エアーコンプレッサと、前記薬液タンクと、前記逆洗用水タンクと、前記配管と、前記開閉バルブと、前記制御装置とが、前記酸洗浄部に相当する。また、前記酸洗浄は、前記逆洗工程と前記バブリング工程とであって、前記逆洗工程として、上記のような酸性条件下で行う工程に相当する。前記バイオポリマー除去装置は、前記充水工程、前記ろ過工程、前記バブリング工程、及び前記排水工程を順に行う場合、このような酸洗浄となるような前記逆洗工程と前記バブリング工程とを、前記ろ過工程を実施する毎に、前記ろ過工程の後に行ってもよいし、前記ろ過工程を複数回行った後に行ってもよい。前記酸洗浄を行い、次に前記酸洗浄を行うまでの前記ろ過工程の回数は、1~480回であることが好ましく、1~192回であることがより好ましく、1~48回であることがさらに好ましい。 As described above, the biopolymer removal apparatus includes a water filling step of filling the periphery of the hollow fiber membrane with the water to be treated, a filtering step of filtering the water to be treated by the hollow fiber membrane, and a backwashing of the hollow fiber membrane. By performing a washing step, a bubbling step of supplying gas from the side of the water to be treated of the hollow fiber membrane to rock the hollow fiber membrane, and a draining step of draining the water to be treated from the periphery of the hollow fiber membrane. , removing the biopolymer and washing the hollow fiber membrane. In the biopolymer removal apparatus, the liquid feed pump, the air compressor, the chemical tank, the backwash water tank, the pipe, the opening/closing valve, and the control device are connected to the acid washing unit. Equivalent to. Further, the acid washing is the backwashing step and the bubbling step, and corresponds to the step of performing the backwashing step under the acidic conditions as described above. When the water filling step, the filtering step, the bubbling step, and the draining step are performed in order, the biopolymer removal apparatus includes the backwashing step and the bubbling step that result in such acid washing. Each time the filtration step is performed, it may be performed after the filtration step, or may be performed after the filtration step is performed a plurality of times. The number of times of the filtration step between performing the acid cleaning and then performing the acid cleaning is preferably 1 to 480 times, more preferably 1 to 192 times, and 1 to 48 times. is more preferred.

以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these.

[実施例1~3、及び比較例1~3]
まず、本実施例において用いる中空糸膜について説明する。
[Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3]
First, the hollow fiber membrane used in this example will be described.

本実施例において用いる膜は、外圧ろ過方式に用いる中空糸膜であり、表1に示すように、主成分として含まれる樹脂及び親水性樹脂を含む中空糸膜である。 The membrane used in this example is a hollow fiber membrane used in the external pressure filtration system, and as shown in Table 1, it is a hollow fiber membrane containing a resin and a hydrophilic resin as main components.

(主成分として含まれる樹脂)
PVDF:ポリフッ化ビニリデン(アルケマ株式会社製のKynar741)
PSF:ポリスルホン(BASFジャパン株式会社製のUltrasonS3010)
(親水性樹脂)
PVA:ポリビニルアルコール(株式会社クラレ製のPVA205)
PVP:ポリビニルピロリドン(BASFジャパン株式会社製のソカランK-90P)
(主成分として含まれる樹脂の含有率)
前記中空糸膜における、主成分として含まれる樹脂の含有率は、以下のようにして算出した。
(Resin contained as main component)
PVDF: Polyvinylidene fluoride (Kynar741 manufactured by Arkema)
PSF: Polysulfone (Ultrason S3010 manufactured by BASF Japan Ltd.)
(Hydrophilic resin)
PVA: polyvinyl alcohol (PVA205 manufactured by Kuraray Co., Ltd.)
PVP: Polyvinylpyrrolidone (Sokalan K-90P manufactured by BASF Japan Co., Ltd.)
(Content rate of resin contained as main component)
The content of the resin contained as the main component in the hollow fiber membrane was calculated as follows.

まず、前記中空糸膜をジメチルホルムアミド及びジメチルアセトアミド等の溶媒に溶解させた後に、溶解せずに残存した未溶解物の重さを測定した。この未溶解物を親水性樹脂として、中空糸膜における、主成分として含まれる樹脂の重さを算出した。すなわち、ここで測定した未溶解物の重さが、中空糸膜における、親水性樹脂の含有量であり、前記中空糸膜の重さと前記未溶解物の重さとの差分(前記中空糸膜の重さ-前記未溶解物の重さ)が、中空糸膜における、主成分として含まれる樹脂の含有量である。これらの、主成分として含まれる樹脂の含有量と親水性樹脂の含有量とから、前記中空糸膜における、主成分として含まれる樹脂の含有率を算出した。 First, after dissolving the hollow fiber membrane in a solvent such as dimethylformamide and dimethylacetamide, the weight of the remaining undissolved material was measured. Using this undissolved matter as a hydrophilic resin, the weight of the resin contained as the main component in the hollow fiber membrane was calculated. That is, the weight of the undissolved matter measured here is the content of the hydrophilic resin in the hollow fiber membrane, and the difference between the weight of the hollow fiber membrane and the weight of the undissolved matter (the weight of the hollow fiber membrane The weight-the weight of the undissolved matter) is the content of the resin contained as the main component in the hollow fiber membrane. From the content of the resin contained as the main component and the content of the hydrophilic resin, the content of the resin contained as the main component in the hollow fiber membrane was calculated.

その結果、前記中空糸膜における、主成分として含まれる樹脂の含有率が、実施例1~3及び比較例1では、95質量%であり、比較例2,3では、100質量%であった。 As a result, the content of the resin contained as the main component in the hollow fiber membrane was 95% by mass in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1, and 100% by mass in Comparative Examples 2 and 3. .

(分画分子量)
前記中空糸膜の分画分子量は、以下の手順で測定した。
(Molecular weight cutoff)
The molecular weight cutoff of the hollow fiber membrane was measured by the following procedure.

測定対象物である中空糸膜を、エタノール50質量%水溶液に15分間浸漬させ、その後、15分間純水で洗浄するといった湿潤処理を施した。この湿潤処理を施した中空糸膜の一端を封止した、有効長20cmの中空糸膜モジュールを用意した。 A hollow fiber membrane to be measured was subjected to wet treatment such as immersing it in a 50% by mass ethanol aqueous solution for 15 minutes and then washing it with pure water for 15 minutes. A hollow fiber membrane module having an effective length of 20 cm was prepared by sealing one end of the wet-treated hollow fiber membrane.

原水として、リン酸緩衝液を用いて、マーカータンパク質を全有機炭素量(Total Organic Carbon:TOC)が500mg/lになるように展開した溶液を用意した。マーカータンパク質は、例えば、下記のような重量平均分子量(Mw)が既知なたんぱく質を使用した。なお、TOCは、水中に存在している有機物の濃度指標となる。また、TOCは、測定対象物である水を燃やして発生するCO量を検出し、その検出したCO量から推定された、水中に存在している有機物の濃度として測定される。 A phosphate buffer solution was used as raw water to prepare a solution in which the marker protein was developed to a total organic carbon (TOC) of 500 mg/l. For the marker protein, for example, a protein with a known weight average molecular weight (Mw) as shown below was used. TOC is a concentration index of organic matter present in water. TOC is measured as the concentration of organic matter present in water, which is estimated from the amount of CO2 generated by burning water, which is the measurement object, and is estimated from the detected amount of CO2 .

インスリン(Mw:5720)
シトクロムC(Mw:12500)
オバルブミン(Mw:43000)
アルブミン(Mw:67000)
アルドラーゼ(Mw:158000)
アポフェリチン(Mw:440000)
チログロブリン(Mw:669000)
ブルーデキストラン(Mw:2000000)
ろ過圧力が0.1MPa、温度が25℃の条件で濾過して、得られた膜ろ過水のTOCと原水のTOCとから除去率[(1-膜ろ過水のTOC/原水のTOC)×100]を算出した。得られた除去率と、マーカータンパク質の分子量との関係を以下の式に代入し、フィッティングすることで分画曲線を作成し、90%の除去率の分子量(Mw)を分画分子量と定義した。
Insulin (Mw: 5720)
Cytochrome C (Mw: 12500)
Ovalbumin (Mw: 43000)
Albumin (Mw: 67000)
Aldolase (Mw: 158000)
Apoferritin (Mw: 440000)
Thyroglobulin (Mw: 669000)
Blue dextran (Mw: 2000000)
Filtration is performed under conditions of a filtration pressure of 0.1 MPa and a temperature of 25° C., and the removal rate [(1−TOC of membrane filtered water/TOC of raw water)×100 from the TOC of the membrane filtered water and the TOC of the raw water. ] was calculated. The relationship between the obtained removal rate and the molecular weight of the marker protein was substituted into the following formula and fitted to create a fractionation curve, and the molecular weight (Mw) at 90% removal rate was defined as the molecular weight cutoff. .

R=100/(1-m×exp(-a×log(S)))
上記式中のaおよびmは、中空糸膜によって定まる定数であって、少なくとも2種類以上の阻止率の測定値をもとに算出される。Rに、実験値での阻止率を代入し、Sに、実験に使用したマーカータンパク質の分子量を代入することで、aとmとを決定することで分画曲線を定めることができる。
R=100/(1−m×exp(−a×log(S)))
In the above formula, a and m are constants determined by the hollow fiber membrane, and are calculated based on at least two types of rejection measurements. A fractionation curve can be defined by determining a and m by substituting the experimental value of the inhibition rate for R and substituting the molecular weight of the marker protein used in the experiment for S.

その結果、得られた中空糸膜の分画粒子径を表9に示す。 Table 9 shows the fractional particle size of the resulting hollow fiber membrane.

(水に対する接触角)
水に対する接触角(水接触角)は、以下のようにして測定した。
(Contact angle with water)
The contact angle with water (water contact angle) was measured as follows.

中空糸膜の表面上に水滴を滴下し、その瞬間の画像を撮影する。そして、水滴表面が中空糸膜表面に接する場所における、水滴表面と中空糸膜の表面とのなす角を測定した。この角を、中空糸の表面における水に対する接触角とした。水に対する接触角の測定装置としては、協和界面科学株式会社製の「Drop Master 700」を用いた。 A water droplet is dropped on the surface of the hollow fiber membrane and an image is taken at that moment. Then, the angle formed by the surface of the water droplet and the surface of the hollow fiber membrane was measured at the location where the surface of the water droplet was in contact with the surface of the hollow fiber membrane. This angle was taken as the contact angle of water on the surface of the hollow fiber. "Drop Master 700" manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. was used as a contact angle measurement device for water.

その結果、得られた中空糸膜の水に対する接触角(水接触角)を表9に示す。 As a result, Table 9 shows the water contact angle (water contact angle) of the resulting hollow fiber membrane.

(中空糸膜の破断強度)
中空糸膜の破断強度は、以下のように測定した。
(Breaking strength of hollow fiber membrane)
The breaking strength of the hollow fiber membrane was measured as follows.

まず、測定対象物である中空糸膜を長さが5cmとなるように切断した。この切断した中空糸膜を、オートグラフ(株式会社島津製作所製のAG-Xplus)を用いて、25℃の水中で、100mm/分で引っ張る引張試験を行い、中空糸膜が破断した際の荷重を測定した。この測定した荷重から引張強度を求めた。この引張強度を破断強度とした。 First, the hollow fiber membrane to be measured was cut into pieces having a length of 5 cm. Using an autograph (AG-Xplus manufactured by Shimadzu Corporation), the cut hollow fiber membrane was subjected to a tensile test in water at 25 ° C. at 100 mm / min, and the load when the hollow fiber membrane broke was measured. The tensile strength was obtained from the measured load. This tensile strength was taken as the breaking strength.

その結果、得られた中空糸膜の破断強度を表9に示す。 Table 9 shows the breaking strength of the resulting hollow fiber membrane.

(中空糸膜の酸処理後の破断強度保持率)
薬液として、5質量%の硫酸水溶液を用い、60℃に加温した薬液に、得られた中空糸膜を、30日間浸漬した。そして、薬液に浸漬させていない中空糸膜の引張強度と、前記薬液に30日間浸漬した後の中空糸膜の引張強度とを、上記中空糸膜の破断強度と同様の方法でそれぞれ測定した。この得られた値から、60℃恒温下にて5質量%の硫酸に浸漬した後における破断強度の、前記浸漬前における破断強度の割合(前記浸漬後の破断強度/前記浸漬前の破断強度×100:破断強度保持率)を算出した。なお、この破断強度保持率は、耐薬品性の指標となる。この破断強度保持率が高いほど、耐薬品性が高いことがわかる。
(Hollow fiber membrane breaking strength retention after acid treatment)
A 5% by mass sulfuric acid aqueous solution was used as the chemical, and the obtained hollow fiber membrane was immersed in the chemical heated to 60° C. for 30 days. Then, the tensile strength of the hollow fiber membranes not immersed in the chemical solution and the tensile strength of the hollow fiber membranes after being immersed in the chemical solution for 30 days were measured in the same manner as for the breaking strength of the hollow fiber membranes. From this obtained value, the ratio of the breaking strength after immersion in 5% by mass of sulfuric acid at a constant temperature of 60 ° C. to the breaking strength before the immersion (breaking strength after the immersion / breaking strength before the immersion × 100: breaking strength retention) was calculated. In addition, this breaking strength retention is an index of chemical resistance. It can be seen that the higher the breaking strength retention, the higher the chemical resistance.

その結果、得られた中空糸膜の破断強度保持率を表9に示す。 As a result, Table 9 shows the breaking strength retention of the obtained hollow fiber membranes.

(中空糸膜の内径及び外径)
中空糸膜の内径及び外径は、株式会社キーエンス製のデジタルマイクロスコープVHX-5000を用いて、測定した。
(Inner diameter and outer diameter of hollow fiber membrane)
The inner diameter and outer diameter of the hollow fiber membrane were measured using a digital microscope VHX-5000 manufactured by Keyence Corporation.

その結果、得られた中空糸膜の内径及び外径を表9に示す。 Table 9 shows the inner and outer diameters of the resulting hollow fiber membranes.

(中空糸膜のMIT試験法による耐折回数)
中空糸膜のMIT試験法による耐折回数は、以下のように測定した。
(Folding number of hollow fiber membranes according to the MIT test method)
The folding endurance number of the hollow fiber membrane according to the MIT test method was measured as follows.

MIT耐折疲労試験機(株式会社東洋精機製作所製)を使用して、中空糸膜のMIT試験法による耐折回数を測定した。具体的には、中空糸膜の外径と内径とから、中空糸膜の面積(=(外径/2)^2×π-(内径/2)^2×π)を算出し、試験片に対して、200g/mmの荷重をかけた。その後、屈折角135°になるまで屈曲を繰り返し行い、中空糸膜を破断させた。その破断するまでの回数を耐折回数とした。 An MIT folding endurance tester (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.) was used to measure the folding endurance number of the hollow fiber membrane according to the MIT test method. Specifically, from the outer diameter and inner diameter of the hollow fiber membrane, the area of the hollow fiber membrane (= (outer diameter / 2) ^ 2 × π - (inner diameter / 2) ^ 2 × π) is calculated, and the test piece A load of 200 g/mm 2 was applied to the After that, bending was repeated until the bending angle reached 135°, and the hollow fiber membrane was broken. The number of times until breakage was taken as the number of folding endurance.

その結果、得られた中空糸膜の耐折回数を表9に示す。なお、屈曲回数は、10000回までとし、その段階で破断していなければ、耐折回数としては、「>10,000」と示す。 As a result, Table 9 shows the folding endurance number of the obtained hollow fiber membrane. The number of bends is up to 10,000 times, and if there is no breakage at that stage, the number of bend endurance is indicated as ">10,000".

(中空糸膜の透水量)
中空糸膜の透水量は、以下のように測定した。
(Water permeability of hollow fiber membrane)
The water permeability of the hollow fiber membrane was measured as follows.

測定対象物である中空糸膜を、エタノール50質量%水溶液に15分間浸漬させ、その後、15分間純水で洗浄するといった湿潤処理を施した。この湿潤処理を施した中空糸膜の一端を封止した、有効長20cmの中空糸膜モジュールを用い、原水として純水を利用し、ろ過圧力が0.1MPa、温度が25℃の条件で濾過して、時間当たりの透水量を測定する。この測定した透水量から、単位膜面積、単位時間、単位圧力当たりの透水量に換算して、膜間差圧0.1MPaにおける透水量(L/m/時:LMH)を得た。 A hollow fiber membrane to be measured was subjected to wet treatment such as immersing it in a 50% by mass ethanol aqueous solution for 15 minutes and then washing it with pure water for 15 minutes. Using a hollow fiber membrane module with an effective length of 20 cm in which one end of the hollow fiber membrane subjected to the wet treatment is sealed, using pure water as raw water, filtration pressure is 0.1 MPa, and filtration is performed at a temperature of 25 ° C. to measure the permeation rate per hour. From the measured water permeation rate, the water permeation rate per unit membrane area, unit time, and unit pressure was converted to obtain the water permeation rate (L/m 2 /h: LMH) at a transmembrane pressure difference of 0.1 MPa.

その結果、得られた中空糸膜の膜間差圧0.1MPaにおける透水量を表9に示す。 As a result, Table 9 shows the water permeation rate of the resulting hollow fiber membrane at a transmembrane pressure difference of 0.1 MPa.

(バイオポリマーの除去)
図2に示すバイオポリマー除去装置に、前記中空糸膜を用いたときの、バイオポリマー除去率を測定した。なお、前記中空糸膜は、有効長1mで100本用いた。
(Removal of biopolymer)
The biopolymer removal rate was measured when the hollow fiber membrane was used in the biopolymer removal device shown in FIG. 100 hollow fiber membranes having an effective length of 1 m were used.

まず、被処理水(原水)及びろ液(処理水)に含まれるバイオポリマーの濃度は、Liquid Chromatography-Organic Carbon Detection(LC-OCD:DOC-Labor Dr.Huber社製のLC-OCD Model18)を用いて測定した。具体的には、原水及び処理水を0.45μmのメンブレンフィルターで懸濁物を除去した後に、前記LC-OCDにオートサンプラーを用いて、測定を行った。TOCが5ppmをこえる場合には、純水を用いて希釈し、5ppm以下になるように調整した後、オートサンプラーにかけた。また、解析については、付属のソフトであるChromCALCを用いて、解析し、保持時間30分前後に検出される最も保持時間が短い成分濃度をバイオポリマー濃度と定義した。 First, the concentration of the biopolymer contained in the water to be treated (raw water) and the filtrate (treated water) was determined by Liquid Chromatography-Organic Carbon Detection (LC-OCD: LC-OCD Model 18 manufactured by DOC-Labor Dr. Huber). was measured using Specifically, the raw water and treated water were filtered with a 0.45 μm membrane filter to remove suspended solids, and then the LC-OCD was measured using an autosampler. When the TOC exceeded 5 ppm, it was diluted with pure water, adjusted to 5 ppm or less, and then subjected to an autosampler. In addition, the analysis was performed using ChromCALC, which is attached software, and the concentration of the component with the shortest retention time detected around the retention time of 30 minutes was defined as the biopolymer concentration.

その結果、原水のバイオポリマー濃度及び処理水のバイオポリマー濃度をそれぞれ表9に示す。 As a result, Table 9 shows the biopolymer concentration in the raw water and the biopolymer concentration in the treated water.

(バイオポリマーの除去率)
バイオポリマー除去率は、上記のようにして求めた、原水のバイオポリマー濃度(A)と処理水のバイオポリマー濃度(B)とに基づいて算出した。すなわち、バイオポリマーの除去率は、(1-B/A)×100(%)により算出した。
(Biopolymer removal rate)
The biopolymer removal rate was calculated based on the raw water biopolymer concentration (A) and the treated water biopolymer concentration (B) obtained as described above. That is, the biopolymer removal rate was calculated by (1−B/A)×100(%).

その結果、バイオポリマーの除去率を表9に示す。 As a result, Table 9 shows the biopolymer removal rate.

(洗浄)
(差圧上昇速度)
図2に示すバイオポリマー除去装置に、前記中空糸膜を用い、表3に示すように、逆洗工程と同時に、酸が添加されるように酸洗浄を行ったときの、差圧上昇速度を測定した。なお、前記中空糸膜は、有効長1mで100本用いた。具体的には、バイオポリマー除去装置を、膜ろ過流束3.0m/m/dで、物理洗浄を行いながら、ろ過工程30回毎に、pHを3に調整した硫酸を用いて、逆洗と同時に酸洗浄を行うろ過を行った。この運転に伴う、差圧上昇速度を測定した。
(Washing)
(Differential pressure rise speed)
Using the hollow fiber membrane in the biopolymer removal device shown in FIG. It was measured. 100 hollow fiber membranes having an effective length of 1 m were used. Specifically, while physically cleaning the biopolymer removal device at a membrane filtration flux of 3.0 m 3 /m 2 /d, every 30 filtration steps, using sulfuric acid adjusted to pH 3, Filtration was carried out with backwashing and acid washing at the same time. The rate of increase in differential pressure accompanying this operation was measured.

その結果、差圧上昇速度を表9に示す。 As a result, Table 9 shows the rate of increase in differential pressure.

(連続運転時間)
また、このバイオポリマー除去装置を用いて処理した水を、分画分子量13,000のPSF製中空糸膜(有効長1m)を100本で束ねた膜モジュールを用意し、3.0m/m/dで通水し、このUF膜の透水性が10%低下するまでの時間を測定した。
(Continuous operation time)
In addition, a membrane module was prepared by bundling 100 PSF hollow fiber membranes (effective length 1 m) with a molecular weight cutoff of 13,000 for water treated using this biopolymer removal device, and the water was treated at 3.0 m 3 /m 2 /d, and the time required for the water permeability of this UF membrane to decrease by 10% was measured.

その結果、このUF膜の透水性が10%低下するまでの時間を表9に示す。 As a result, Table 9 shows the time required for the water permeability of this UF membrane to decrease by 10%.

Figure 0007122941000009
Figure 0007122941000009

表9からわかるように、分画分子量が30,000~500,000であり、水に対する接触角が40~85°である中空糸膜を用いて、酸洗浄部により、この中空糸膜を定期的に酸洗浄するバイオポリマー除去装置である場合(実施例1~3)は、そうでない場合(比較例1~3)と比較して、バイオポリマーの除去率が高く、運転を継続しても差圧上昇速度が低く、得られた処理水を後段の膜ろ過装置に供給することによって、その膜の透水性の低下が抑制された。 As can be seen from Table 9, using a hollow fiber membrane having a molecular weight cut off of 30,000 to 500,000 and a contact angle to water of 40 to 85°, this hollow fiber membrane was periodically washed by an acid washing section. In the case of a biopolymer removal apparatus that performs organic pickling (Examples 1 to 3), the biopolymer removal rate is higher than in the case of not doing so (Comparative Examples 1 to 3), and even if the operation is continued The differential pressure rise rate was low, and by supplying the obtained treated water to the membrane filtration device in the latter stage, the decrease in the water permeability of the membrane was suppressed.

なお、比較例1に係るバイオポリマー除去装置は、中空糸膜の分画分子量が50万を超えており、バイオポリマー除去率が低く、また、得られた処理水を後段の膜ろ過装置に供給しても、その膜の透水性の低下を充分に抑制できなかった。 In the biopolymer removal device according to Comparative Example 1, the molecular weight cut off of the hollow fiber membrane exceeds 500,000, the biopolymer removal rate is low, and the obtained treated water is supplied to the subsequent membrane filtration device. However, the decrease in water permeability of the membrane could not be sufficiently suppressed.

また、比較例2及び比較例3に係るバイオポリマー除去装置は、中空糸膜の親水性が不充分であり、中空糸膜を酸洗浄しても、洗浄が充分になされず、差圧上昇速度が高かった。 In addition, in the biopolymer removal devices according to Comparative Examples 2 and 3, the hydrophilicity of the hollow fiber membranes was insufficient, and even if the hollow fiber membranes were washed with acid, the washing was not sufficiently performed, and the differential pressure increase rate was was high.

1 バイオポリマー除去装置
2 ろ過装置
3 前処理装置
11~13、41、42 送液ポンプ
21~29、51~59 開閉バルブ
31 中空糸膜モジュール
32 エアーコンプレッサ
33 薬液タンク
34 逆洗用水タンク
35 制御装置
1 biopolymer removal device 2 filtration device 3 pretreatment device 11 to 13, 41, 42 liquid feed pump 21 to 29, 51 to 59 opening and closing valve 31 hollow fiber membrane module 32 air compressor 33 chemical tank 34 backwash water tank 35 control device

Claims (10)

分画分子量が30,000~500,000であり、水に対する接触角が40~85°である中空糸膜と、
前記中空糸膜を定期的に酸洗浄する酸洗浄部とを備えることを特徴とするバイオポリマー除去装置。
a hollow fiber membrane having a cutoff molecular weight of 30,000 to 500,000 and a contact angle to water of 40 to 85°;
A biopolymer removing device, comprising: an acid washing unit for periodically acid washing the hollow fiber membranes.
前記中空糸膜は、荷重200g/mmの条件下におけるMIT試験法による耐折回数が1万回以上である請求項1に記載のバイオポリマー除去装置。 The biopolymer removal device according to claim 1, wherein the hollow fiber membrane has a folding endurance of 10,000 times or more according to the MIT test method under the condition of a load of 200 g/ mm2 . 前記中空糸膜は、60℃恒温下にて5質量%硫酸に浸漬した後における破断強度の、前記浸漬前における破断強度に対する割合が、80%以上である請求項1又は請求項2に記載のバイオポリマー除去装置。 3. The hollow fiber membrane according to claim 1, wherein the ratio of the breaking strength after immersion in 5% by mass sulfuric acid at a constant temperature of 60° C. to the breaking strength before the immersion is 80% or more. Biopolymer removal device. 前記中空糸膜は主成分として含まれる樹脂と親水性樹脂とを含む、請求項1~3のいずれか1項に記載のバイオポリマー除去装置。The biopolymer removal device according to any one of claims 1 to 3, wherein the hollow fiber membrane contains a resin and a hydrophilic resin as main components. 前記中空糸膜は、ポリフッ化ビニリデンを主成分として含む請求項1~のいずれか1項に記載のバイオポリマー除去装置。 The biopolymer removal device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the hollow fiber membrane contains polyvinylidene fluoride as a main component. 前記酸洗浄部が、
前記中空糸膜のろ液側から被処理水側へ逆洗用流体を透過させて逆洗する逆洗部と、
前記逆洗時に前記中空糸膜に接触する液体に、酸を添加する酸添加部と、
前記逆洗後に、前記中空糸膜の被処理水側から気体を供給して、前記中空糸膜を揺動させる気体供給部とを備え、
前記酸添加部は、前記逆洗時に前記中空糸膜に接触されていた液体の、前記逆洗後のpHが、5未満となるように、前記逆洗前又は前記逆洗時に、前記液体に酸を添加する請求項1~のいずれか1項に記載のバイオポリマー除去装置。
The acid cleaning unit
a backwashing unit for backwashing by allowing a backwashing fluid to permeate from the filtrate side of the hollow fiber membrane to the treated water side;
an acid addition unit that adds an acid to the liquid that contacts the hollow fiber membrane during the backwash;
a gas supply unit for supplying a gas from the water-to-be-treated side of the hollow fiber membrane after the backwashing to rock the hollow fiber membrane;
The acid-adding section adds a The biopolymer removal device according to any one of claims 1 to 5 , wherein an acid is added.
前記酸洗浄部が、
前記中空糸膜のろ液側から被処理水側へ逆洗用流体を透過させて逆洗する逆洗部と、
前記逆洗後に、前記中空糸膜の被処理水側から気体を供給して、前記中空糸膜を揺動させる気体供給部と、
前記気体の供給時に前記中空糸膜に接触する液体に、酸を添加する酸添加部とを備え、
前記酸添加部は、前記気体を供給する時に前記中空糸膜に接触されていた液体のpHが、5未満となるように、前記気体を供給する前又は前記気体を供給する時に、前記液体に酸を添加する請求項1~のいずれか1項に記載のバイオポリマー除去装置。
The acid cleaning unit
a backwashing unit for backwashing by allowing a backwashing fluid to permeate from the filtrate side of the hollow fiber membrane to the treated water side;
a gas supply unit for supplying gas from the water-to-be-treated side of the hollow fiber membranes after the backwashing to cause the hollow fiber membranes to oscillate;
an acid addition unit that adds an acid to the liquid that contacts the hollow fiber membrane when the gas is supplied;
The acid adding section adds a The biopolymer removal device according to any one of claims 1 to 5 , wherein an acid is added.
バイオポリマーの除去率が、40~100%である請求項1~のいずれか1項に記載のバイオポリマー除去装置。 The biopolymer removal device according to any one of claims 1 to 7 , wherein the biopolymer removal rate is 40 to 100%. 膜ろ過装置に供給される水を前処理するために用いられる請求項1~のいずれか1項に記載のバイオポリマー除去装置。 The biopolymer removal device according to any one of claims 1 to 8 , which is used for pretreating water supplied to a membrane filtration device. 請求項1~のいずれか1項に記載のバイオポリマー除去装置と、
前記バイオポリマー除去装置で処理された水を膜ろ過する膜ろ過装置とを備える水処理システム。
The biopolymer removal device according to any one of claims 1 to 9 ;
A water treatment system comprising a membrane filtration device for membrane filtration of water treated by the biopolymer removal device.
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