JP7233338B2 - ろ過膜の洗浄方法 - Google Patents
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Description
また、例えば特許文献3では、ろ過時の膜差圧の測定値に応じて、洗浄時間や逆洗に用いる洗浄水の操作圧力を制御する技術が提案されている。
なお、本発明において、ろ過膜の孔径は、AMST F316-86に準拠して測定することができる。
なお、「所定量」とは、ろ過膜を逆流洗浄する際に使用する量であり、被処理水の量と、所望の水回収率とに基づき定めることができる。
ここで、本発明のろ過膜の洗浄方法は、特に限定されることなく、上水処理システム、下水処理システム、工業用水処理システム、排水処理システム、海水淡水化システムなどの各種水処理システムにおいて用いられているろ過膜を逆流洗浄する際に用いることができる。
なお、逆洗用設備としては、特に限定されることなく、洗浄水としてのろ過水を貯留しておく逆洗水槽と、逆洗水槽内のろ過水を圧縮空気などの加圧気体で加圧する加圧装置とを備え、逆洗時には加圧気体で加圧したろ過水をろ過膜へと送る気体加圧式の逆洗用設備や、逆洗ポンプを用いることができる。
なお、懸濁物質の濃度を連続的に測定する場合、被処理水中の懸濁物質の濃度は、SS濃度計(例えば、赤外線式のSS濃度計である東亜ディーケーケー製のSSF-1600型など)を用いた測定や、濁度計で測定した濁度からの換算などの方法で求めることができる。また、懸濁物質の濃度が殆ど変化しない場合には、被処理水中の懸濁物質の濃度は、SS濃度計や濁度計を用いて測定してもよいし、「水質汚濁に関わる環境基準の付表9(環境省)」に記載の方法を用いて求めてもよい。
なお、洗浄排水中に含まれている懸濁物質の量は、洗浄排水の量と、洗浄排水中の懸濁物質の濃度とを測定し、それらの値を乗算することにより求めることができる。そして、洗浄排水中の懸濁物質の濃度は、SS濃度計(例えば、東亜ディーケーケー製のSSF-1600型など)や濁度計を用いて測定してもよいし、「水質汚濁に関わる環境基準の付表9(環境省)」に記載の方法を用いて求めてもよい。
図3に示すろ過システム100を使用し、以下のようにして単位膜面積当たりのSS負荷量と圧力比との関係を調べた。なお、ろ過膜としてはセラミック膜(、孔径:0.1μm、膜面積:24m2)を使用し、被処理水としては人口原水(水道水に対し懸濁物質としてカオリンとベントナイトとを1:1の質量比で合計25~238mg/L添加したもの)を使用した。また、SS負荷量は電磁式流量計で測定した被処理水の流量と、「水質汚濁に係る環境基準の付表9(環境省)」に記載の方法で測定した懸濁物質の濃度とから求めた。
具体的には、ろ過流束が5.0m/日、10m/日、3.0m/日、12m/日の各条件下で、単位膜面積当たりのSS負荷量および逆洗圧力を変化させてろ過および逆洗を行った際のSS回収率(=洗浄排水中に含まれている懸濁物質の量/ろ過膜に流入した懸濁物質の量)および差圧回復率(=逆洗直前の差圧/逆洗直後の差圧)を求めた。なお、逆洗に用いた洗浄水(ろ過水)の量は50Lで一定とした。結果を表1~4に示す。
また、表1~4より、SS負荷量が同じであれば、ろ過流束や最大差圧が異なっていてもSS回収率が1.00に到達する「逆洗圧力/最大差圧」の値が同一であることが分かる(例1-4および例4-3;例1-10、例2-3および例3-3;並びに、例1-13および例3-5を参照)。
図3に示すろ過システム100を使用し、被処理水のろ過と、ろ過膜の逆流洗浄とを交互に繰り返し行った。なお、ろ過膜としてはセラミック膜(孔径:0.1μm、膜面積:24m2)を使用し、被処理水としては人口原水(水道水に対し懸濁物質としてカオリンとベントナイトとを1:1の質量比で合計38~50mg/L添加したもの)を使用した。また、ろ過流束は12m/日とし、逆洗は、ろ過時の単位膜面積当たりのSS負荷量および最大差圧を測定しておき、6時間ごとに図1に示すグラフを用いて単位膜面積当たりのSS負荷量(電磁式流量計で測定した被処理水の流量と、「水質汚濁に係る環境基準の付表9(環境省)」に記載の方法で測定した懸濁物質の濃度とから算出)と最大差圧とから求めた最適逆洗圧力で行った(洗浄水の量:50L)。
逆洗前後の差圧の値および差圧の回復率などを表5に示し、ろ過の経過時間と差圧との関係を図2に示す。
逆洗を常に圧力400kPaで行った以外は実施例と同様にして被処理水のろ過と、ろ過膜の逆流洗浄とを交互に繰り返し行った。
逆洗前後の差圧の値および差圧の回復率などを表6に示し、ろ過の経過時間と差圧との関係を図2に示す。
逆洗を、差圧の回復率が1.00になる圧力で行った以外は実施例と同様にして被処理水のろ過と、ろ過膜の逆流洗浄とを交互に繰り返し行った。なお、差圧の回復率が1.00になる圧力は、逆洗圧力を変化させ、差圧回復率を評価した実験の結果から求めた。また、48時間以上経過した後は、差圧の回復率が1.00になる圧力の大きさが逆洗ポンプの最大吐出圧力(500kPa)を超えたため、逆洗は500kPaで行った。
逆洗前後の差圧の値および差圧の回復率などを表7に示し、ろ過の経過時間と差圧との関係を図2に示す。
20 被処理水ライン
21 ポンプ
22 第1の弁
23 流量計
24 第1の圧力計
30 ろ過器
31 ろ過膜
40 ろ過水ライン
41 第2の圧力計
42 第2の弁
60 排水ライン
61 第3の弁
100 ろ過システム
Claims (5)
- 被処理水をろ過した後のろ過膜を逆流洗浄するろ過膜の洗浄方法であって、
ろ過中にろ過膜に流入した懸濁物質の量およびろ過中の差圧の最大値を求める工程(A)と、
前記工程(A)で求めた前記懸濁物質の量および前記差圧の最大値を用いて最適逆洗圧力を決定する工程(B)と、
前記工程(B)で決定した前記最適逆洗圧力以上の圧力でろ過膜を逆流洗浄する工程(C)と、
を含む、ろ過膜の洗浄方法。 - ろ過中にろ過膜に流入した懸濁物質の量と、最適逆洗圧力をろ過中の差圧の最大値で除した値である圧力比との関係を予め求めておき、前記工程(B)では、前記関係を用いて前記工程(A)で求めた前記懸濁物質の量から圧力比を求めた後、前記工程(A)で求めた前記差圧の最大値と前記圧力比とから前記最適逆洗圧力を決定する、請求項1に記載のろ過膜の洗浄方法。
- 前記ろ過膜の孔径が0.1μm以上1μm以下である、請求項1または2に記載のろ過膜の洗浄方法。
- 前記最適逆洗圧力が、所定量の洗浄水を用いてろ過膜を逆流洗浄した際に洗浄排水中に含まれている懸濁物質の量とろ過中にろ過膜に流入した懸濁物質の量とが等しくなる圧力である、請求項1~3のいずれかに記載のろ過膜の洗浄方法。
- ろ過膜に流入した懸濁物質の量および差圧の値を前記被処理水のろ過中に連続的に測定し、
前記ろ過膜の逆流洗浄に用いる装置がろ過膜に負荷可能な最大圧力を前記最適逆洗圧力が超える前に逆流洗浄を開始する、請求項1~4のいずれかに記載のろ過膜の洗浄方法。
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