JPH05184885A - Method for cleaning meso-porous tubular membrane of ultrafiltration - Google Patents
Method for cleaning meso-porous tubular membrane of ultrafiltrationInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、液の限外ろ過に使用さ
れる、メゾ多孔質管状膜（中空ファイバを含む）、特に
その細孔の平均直径が実質的に０．１μｍ以下であるよ
うな多孔質管状膜に関する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to mesoporous tubular membranes (including hollow fibers) used for ultrafiltration of liquids, and in particular, the average diameter of their pores is substantially 0.1 μm or less. Such a porous tubular membrane.
【０００２】[0002]
【従来の技術】そのような管状膜は一般的に、複数個の
管状膜の少なくとも１つの集合体をケーシング内に備え
て成るろ過モジュールの形で使用される。各膜の内部の
チャンネルの少なくとも一方の端部が適当な装備、例え
ばヘッドプレートを通してケーシングの外部につながれ
る。ろ過される液、例えば混濁した状態から清澄な状態
へ変えられようとする水がモジュールへ供給され、そし
て膜を透過するろ過の方向に応じて膜の内部へ、あるい
は膜の外部へ通される。外側スキンをもつファイバの場
合、ろ過はそのファイバの外部から内部へと行われ、そ
こで汚染物質がケーシング内部のそれら膜（ファイバ）
上及び周囲のスペース内に集積し、膜上に付着した汚染
物質はろ過ケーキとなり、そして膜の周囲には汚染物質
の濃縮された懸濁液ができる。そこでそのスペースは濃
縮液コンパートメントと称される。ろ過された液は各膜
の中心チャンネルから送出される。この中心チャンネル
は透過液コンパートメントを構成する。BACKGROUND OF THE INVENTION Such tubular membranes are commonly used in the form of filtration modules comprising at least one assembly of tubular membranes in a casing. At least one end of the channel inside each membrane is connected to the outside of the casing through suitable equipment, such as a head plate. The liquid to be filtered, for example water that is about to be turned from a cloudy state to a clear state, is fed to the module and passed inside or outside the membrane, depending on the direction of filtration through the membrane. .. In the case of fibers with an outer skin, filtration is carried out from the outside to the inside of the fiber, where the contaminants are those membranes (fibers) inside the casing.
The contaminants that collect in the upper and surrounding spaces and adhere to the membrane become a filter cake, and there is a concentrated suspension of contaminants around the membrane. The space is then called the concentrate compartment. The filtered liquid is delivered through the central channel of each membrane. This central channel constitutes the permeate compartment.
【０００３】膜に付着する物質の層の厚さが透過液の充
分な産出を阻害するようなある限界値に達したら、それ
ら膜を洗浄しなければならない。従来知られているその
洗浄方法は、適切な液又はガスをろ過方向とは逆の方向
に流して行われる（逆流洗浄）。即ち、洗浄材料がろ過
方向の逆の向方へ加圧注入され、膜を通過してそこに付
着している物質を剥離し、濃縮液の中に懸濁させる。こ
の濃縮液は洗浄中に排出装置（弁その他同様な装置）を
通して排出される。Once the thickness of the layer of material adhering to the membrane reaches a certain threshold value which impedes the sufficient production of permeate, the membrane must be washed. The conventionally known cleaning method is performed by flowing an appropriate liquid or gas in a direction opposite to the filtering direction (backwashing). That is, the washing material is pressure-injected in the direction opposite to the filtration direction, passes through the membrane, peels off the substance adhering thereto, and suspends it in the concentrated liquid. This concentrate is drained through a drainage device (valve or similar device) during cleaning.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】そこでその逆流洗浄を
効果的に行うためには、洗浄材料（液又はガス）の注入
圧力を高くし、又その洗浄材料の持続時間と消費量及び
濃縮液の損失を大きくする必要があるが、それはろ過装
置の全体的な効率を悪くする。Therefore, in order to effectively carry out the backwashing, the injection pressure of the cleaning material (liquid or gas) is increased, and the duration and consumption of the cleaning material and the concentration of the concentrated liquid are increased. The losses need to be high, but they reduce the overall efficiency of the filter.
【０００５】所で、もし濃縮液コンパートメントを予め
空にした後で洗浄液により逆流洗浄を行うならば、洗浄
時間を短縮し、洗浄液と濃縮液の消費を少なくして逆流
洗浄の効率を実質的に高められることが偶然に知られた
のである。However, if the concentrate compartment is emptied in advance and then backwashed with a washing solution, the washing time is shortened, the washing solution and the concentrate are consumed less, and the efficiency of the backwashing is substantially reduced. It was accidentally known to be enhanced.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、懸濁状
態並びに管状膜に保留された物質が集積する所の濃縮液
コンパートメント及びろ過された液を収集する透過液コ
ンパートメントの区画を有するケーシング内に束にして
装架された限外ろ過メゾ多孔質管状膜を清掃する方法に
おいて、（ａ）該濃縮液コンパートメント内のろ過され
る液とその懸濁物質を排出するため該濃縮液コンパート
メントを空にする段階、次いで（ｂ）該管状膜に付着し
た汚染物質を剥離して排出するため該透過液コンパート
メントの液を該膜に通して該濃縮液コンパートメントの
方へ送ることによって逆流洗浄を行う段階より成ること
を特徴とする方法を提供する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is therefore directed to an interior of a casing having a concentrate compartment and a permeate compartment for collecting filtered fluid in suspension and where the material retained in the tubular membrane accumulates. In a method of cleaning an ultrafiltration mesoporous tubular membrane mounted in a bundle in (a), (a) emptying the concentrated liquid compartment to drain the liquid to be filtered and its suspended matter in the concentrated liquid compartment. And (b) performing backwashing by directing liquid from the permeate compartment through the membrane towards the retentate compartment to strip and expel contaminants adhering to the tubular membrane. And a method comprising:
【０００７】第１変化形において、該段階（ａ）は、該
濃縮液コンパートメントの排出システムと該濃縮液コン
パートメントを大気圧に置く装置を開放することによっ
て行われる。In a first variant, step (a) is carried out by opening the exhaust system of the concentrate compartment and the device for placing the concentrate compartment at atmospheric pressure.
【０００８】第２変化形において、該段階（ａ）は、該
濃縮液コンパートメントの排出システムを開放し、そし
て該濃縮液コンパートメント内へ圧力ガスを注入するこ
とによって行われる。In a second variant, step (a) is carried out by opening the exhaust system of the concentrate compartment and injecting pressurized gas into the concentrate compartment.
【０００９】第３変化形において、該段階（ａ）は、該
濃縮液コンパートメント内の液をポンプ装置によって吸
出し、そして該濃縮液コンパートメントを大気圧に置く
装置を開放することによって行われる。In a third variant, step (a) is carried out by pumping the liquid in the concentrate compartment by means of a pump device and opening the device for placing the concentrate compartment at atmospheric pressure.
【００１０】該２つの段階（ａ）と（ｂ）は、処理され
る液の供給を行って、又は停止して行うことができる。The two steps (a) and (b) can be carried out with or without the supply of the liquid to be treated.
【００１１】第１実施態様において、該段階（ｂ）は、
該濃縮液コンパートメント内の空気（又はガス）の圧力
より高い高圧で洗浄液を注入することによって行われ
る。In a first embodiment, step (b) comprises
This is done by injecting the cleaning liquid at a high pressure that is higher than the pressure of the air (or gas) in the concentrate compartment.
【００１２】該段階（ｂ）の第２実施態様において、該
濃縮液コンパートメントが部分的空状態にされる。In a second embodiment of step (b), the concentrate compartment is partially emptied.
【００１３】第３実施態様において、該段階（ｂ）は、
高圧で洗浄液を注入し、そして該濃縮液コンパートメン
トを部分的空状態にすることによって行われる（先の２
つの実施態様の組合せ）。In a third embodiment, step (b) comprises
This is done by injecting the wash solution at high pressure and partially emptying the concentrate compartment (2 above).
Combination of two embodiments).
【００１４】何等かの理論につなげようとするものでは
ないが、逆流洗浄の効率が改善される理由は、濃縮液コ
ンパートメントが空にされた後で、大気圧で又は加圧し
て注入される空気又はガスで充満されることにある。逆
流洗浄が行われるとき、洗浄液（例えば水）は膜を透過
し、その膜の反対側で膜の長さに沿って流れ、液のフィ
ルムを作る。この液フィルムは膜の円周に沿ったリング
の形になり、そして膜の長さに沿って高速で滑ってい
き、これによって膜に付着した物質を良好に剥がし、運
んでいく。その液フィルムの流れの速度は、濃縮液コン
パートメントが水で充満されている場合よりも高い。膜
に沿って流れていく液の全量は下流にいくほど多くな
り、従って液フィルムの厚さと流率は大きくなる。Without wishing to be bound by any theory, the reason that the efficiency of the backwash is improved is that the air injected at atmospheric pressure or under pressure after the concentrate compartment has been emptied. Or it may be filled with gas. When a backwash is performed, the wash fluid (eg, water) permeates the membrane and flows along the length of the membrane on the opposite side of the membrane, creating a film of fluid. The liquid film takes the form of a ring along the circumference of the membrane and slides at high speed along the length of the membrane, thereby favorably stripping and carrying substances attached to the membrane. The rate of flow of the liquid film is higher than when the concentrate compartment is full of water. The total amount of liquid flowing along the membrane increases in the downstream direction, and thus the thickness and flow rate of the liquid film increase.
【００１５】膜の透過性及び外径によって異なるが、そ
れぞれの膜に沿って流れる洗浄液が相互に独立してリン
グ状の液フィルムの形を保っていられる膜の長さにはあ
る限界がある。しかしそれら液フィルムは全て相互に接
合するので、膜どうしの間のスペースは液流によって完
全に占められる。それでも濃縮液コンパートメントの中
には充分な空気が残っているから（ここでの場合その濃
縮液コンパートメントは、膜どうしの間のスペース及び
それら膜の１個又は複数個の束とケーシングとの間のス
ペースで構成される）、液流の速度は、同じ逆流洗浄の
条件において、ケーシング内に液が入っている場合より
もずっと高い。Although depending on the permeability and outer diameter of the membrane, there is a certain limit on the length of the membrane in which the cleaning liquids flowing along the respective membranes independently maintain the shape of a ring-shaped liquid film. However, since the liquid films are all joined together, the space between the membranes is completely occupied by the liquid flow. There is still sufficient air left in the concentrate compartment (in this case the concentrate compartment is the space between the membranes and between the bundle or bundles of membranes and the casing). (Consisting of spaces), the velocity of the liquid flow is much higher than if there is liquid in the casing under the same backwash conditions.
【００１６】本発明の清掃方法の更に他の利点として、
逆流洗浄の前に濃縮液コンパートメントを空にすること
によって、膜上に付着していない溶解又は懸濁状態の物
質を、全てではないにしても、ほぼ全て除去することが
できる。従って逆流洗浄液の量は、膜に付着した物質を
剥がして濃縮液コンパートメントの出口の方へ運んでい
くに必要なものだけでよい。As another advantage of the cleaning method of the present invention,
By emptying the concentrate compartment prior to the backwash, it is possible to remove most, if not all, of the dissolved or suspended material that is not deposited on the membrane. Therefore, the amount of backwash solution is only necessary to strip the material adhering to the membrane and carry it towards the outlet of the concentrate compartment.
【００１７】本発明は、濃縮液コンパートメントがケー
シング内部のスペースで構成され、従って透過液コンパ
ートメントが膜内部のスペースで構成される場合にのみ
限定されるものではない。The invention is not limited only to the case where the concentrate compartment is made up of the space inside the casing and thus the permeate compartment is made up of the space inside the membrane.
【００１８】本発明の方法は又、内側スキンをもったメ
ゾ多孔質膜、即ちろ過が内部（濃縮液コンパートメン
ト）から外部（透過液コンパートメント）へと行われる
膜にも適用でき、更に又、対称的な膜（両側にスキンを
もつ）あるいは等方的な膜（スキン無し）にも適用でき
る。この場合、透過液コンパートメントと濃縮液コンパ
ートメントを決めるのはろ過の方向である。ろ過が膜の
外部から内部へと行われるときには膜の内部スペースが
透過液コンパートメントとなり、そしてろ過が膜の内部
から外部へと行われるときには膜の間及び周囲の外部ス
ペースが透過液コンパートメントになる。いずれの場合
も膜の他方のスペースが濃縮液コンパートメントとなる
ことはいうまでもない。The method of the invention is also applicable to mesoporous membranes with an inner skin, ie membranes in which filtration is carried out from the inside (concentrate compartment) to the outside (permeate compartment), and also symmetrically. It can be applied to a standard membrane (having skins on both sides) or an isotropic membrane (without skins). In this case, it is the direction of filtration that determines the permeate and concentrate compartments. When filtration is performed from the outside of the membrane to the inside, the inner space of the membrane becomes the permeate compartment, and when filtration is performed from the inside of the membrane to the outside, the outer space between and around the membrane becomes the permeate compartment. It goes without saying that in each case the other space of the membrane serves as the concentrate compartment.
【００１９】本発明の清掃方法は、ろ過する液の種類、
又使用される管状膜の種類のいかんに拘わらず、管状膜
でのろ過が行われる全ての場合に対して適用できること
が知られている。この方法は、特にメゾ多孔質管状膜の
化学的性質（ポリマー、セラミック等）のいかんに拘わ
らず、内側スキンをもつ管状膜、外側スキンをもつ管状
膜、両側スキンをもつ管状膜、等方的管状膜に使用でき
る。特に産業規模において、多孔質ポリマーの管状膜を
用いて公共水道の水の処理に応用できる。以下の実施例
はこの用例に関連するものであるが、無論本発明はそれ
に限定されるものではない。According to the cleaning method of the present invention, the type of liquid to be filtered,
It is also known to be applicable to all cases where filtration is performed on tubular membranes, regardless of the type of tubular membrane used. This method applies to tubular membranes with an inner skin, tubular membranes with an outer skin, tubular membranes with a bilateral skin, isotropic, regardless of the chemistry of the mesoporous tubular membrane (polymers, ceramics, etc.). It can be used for tubular membranes. Especially on an industrial scale, it can be applied to the treatment of water in public tap water using tubular membranes of porous polymers. The following examples relate to this application, but of course the invention is not limited thereto.
【００２０】[0020]
【実施例】図１は、ケーシング１内に収納された外側ス
キンをもつ複数個の管状膜のモジュール２の場合の水流
回路を概略的に示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT FIG. 1 schematically shows the water flow circuit for a plurality of tubular membrane modules 2 with an outer skin housed in a casing 1.
【００２１】混濁した水が供給ポンプＰ1 によってケー
シング１内へ供給され、そして清澄にされた水（透過
液）はケーシングのヘッド４内に集められ、ここから透
過液貯蔵槽５へ送られ貯蔵される。この槽５は弁Ｖ2 に
よってろ過モジュールから遮断することができる。ケー
シング１の底部の弁Ｖ1 と上部の弁Ｖ4 が濃縮液コンパ
ートメント３を空にできるようにする。逆流洗浄は、槽
５の透過液の一部分を、コンジット６に通し逆流洗浄ポ
ンプＰ2 と弁Ｖ3 を介して透過液コンパートメント（ヘ
ッド４プラス膜の内部）へ還流させることによって行わ
れる。Turbid water is supplied into the casing 1 by the supply pump P 1 , and the clarified water (permeate) is collected in the head 4 of the casing, from which it is sent to the permeate storage tank 5 for storage. To be done. This tank 5 can be shut off from the filtration module by the valve V 2 . The bottom valve V 1 and the top valve V 4 of the casing 1 allow the concentrate compartment 3 to be emptied. Backwashing is performed by passing a portion of the permeate of tank 5 through conduit 6 and back to the permeate compartment (inside the head 4 plus membrane) via backwash pump P 2 and valve V 3 .
【００２２】実例１（比較用） １０ＮＴＵの混濁度と１０ｐｐｍの有機炭素総含有量を
もった河川の水が、供給ポンプ１により１ｍ3 ／ｈの流
率で、外径１ｍｍの外側スキンをもったポリマーの中空
ファイバの束２（その全ろ過表面積は２０ｍ2 ）を収納
するケーシング１の上部から濃縮液コンパートメント３
内へ導入される。ケーシング１とファイバ束２との間の
その濃縮液コンパートメント３に導入された水は、それ
ら管状膜（中空ファイバ）の壁を透過し、膜の内部チャ
ンネルを通ってケーシング１の上部ヘッド４へ流れ、そ
してここから透過液槽５へ送られる。Example 1 (for comparison) River water having a turbidity of 10 NTU and a total organic carbon content of 10 ppm has a flow rate of 1 m 3 / h by a supply pump 1 and an outer skin having an outer diameter of 1 mm. From the top of a casing 1 containing a bundle 2 of polymer hollow fibers (whose total filtration surface area is 20 m 2 ).
Be introduced inside. The water introduced into the concentrate compartment 3 between the casing 1 and the fiber bundle 2 permeates the walls of these tubular membranes (hollow fibers) and flows through the inner channels of the membrane to the upper head 4 of the casing 1. , And from there to the permeate tank 5.
【００２３】操作の開始時、ケーシング１内に測定して
設定された圧力は１５０，０００Ｐａである。ろ過が進
行するに従って、管状膜に捕捉された溶解物質と粒子が
膜の外表面に溜まって褐色の層を形成する（透明な材料
のケーシング内で行う実験では、外側スキンをもつファ
イバを使用した場合それらファイバの目詰り又は汚染状
態を外部から視覚的に観察することができる）。At the start of the operation, the pressure measured and set in the casing 1 is 150,000 Pa. As the filtration progresses, dissolved substances and particles entrapped in the tubular membrane accumulate on the outer surface of the membrane to form a brown layer. (Experiments performed in a casing of transparent material used fibers with an outer skin. In some cases, the clogging or contamination of the fibers can be visually observed from the outside).
【００２４】操作して１５分後、２５０リットルの混濁
水がろ過され、そしてケーシング内の圧力は１５７，０
００Ｐａの値に達する。After 15 minutes of operation, 250 liters of turbid water was filtered and the pressure in the casing was 157,0.
Reach a value of 00Pa.
【００２５】そこで混濁水供給ポンプＰ1 が停められ、
弁Ｖ2 を閉じて透過液槽５が遮断され、逆流洗浄ポンプ
Ｐ2 が始動されて洗浄液（得られたばかりの清澄な水）
が送られ、それから濃縮液コンパートメント３の排出装
置（弁Ｖ1 ）が開かれる（従って濃縮液コンパートメン
トを予め空にすることは行われない）。Then, the turbid water supply pump P 1 is stopped,
The valve V 2 is closed, the permeate tank 5 is shut off, the backwash pump P 2 is started, and the cleaning liquid (clear water just obtained) is obtained.
Is then sent, and then the drainage device (valve V 1 ) of the concentrate compartment 3 is opened (thus no preemption of the concentrate compartment takes place).
【００２６】逆流洗浄ポンプＰ2 の吐出側に設けられた
放出弁Ｖ3 によって、逆流洗浄圧力は４００，０００Ｐ
ａに調節される。この圧力は１分間加えられ、そしてこ
の間に５５リットルのろ過された液と１５リットルの最
初からケーシング内にあった濃縮液とが使用される。By means of the discharge valve V 3 provided on the discharge side of the backwashing pump P 2 , the backwashing pressure is 400,000P.
adjusted to a. This pressure is applied for 1 minute, and during this time 55 liters of filtered liquor and 15 liters of concentrate originally in the casing are used.
【００２７】逆流洗浄が終ると、再びろ過サイクルを行
うために逆流洗浄ポンプＰ2 が停められ、ケーシング排
出弁Ｖ1 が閉じられ、そして混濁水供給ポンプＰ1 が再
始動される。When the backwashing is finished, the backwashing pump P 2 is stopped to perform the filtration cycle again, the casing discharge valve V 1 is closed, and the turbid water supply pump P 1 is restarted.
【００２８】この再開されるろ過サイクルで、１ｍ3 ／
ｈのろ過をするに必要な最初の圧力は１５２，０００Ｐ
ａであり、そして１５分後その圧力は１５９，０００Ｐ
ａになる。ここで再び先と同じようにして新しい逆流洗
浄が行われる。こうして逆流洗浄は逐次的に７８時間に
亘って行われる。この時間が経過した点で、ろ過サイク
ル開始時のケーシング内の圧力は１７０，０００Ｐａで
ある。この７８時間後のサイクル開始時の圧力は、いう
までもなく、実験開始時に必要だった圧力（１５０，０
００Ｐａ）より高い。その時間経過に対する圧力上昇率
は直線的であり、ろ過１時間当り２５６Ｐａである。そ
の逆流洗浄を行った後でも、ファイバに付着した褐色の
外被（汚染物質）は消えない。[0028] In this resumed the filtration cycle, 1m 3 /
The initial pressure required to filter h is 152,000P
and after 15 minutes the pressure is 159,000 P
It becomes a. Here again, a new backwash is carried out as before. Thus, backwashing is sequentially performed for 78 hours. At the point when this time has elapsed, the pressure in the casing at the start of the filtration cycle is 170,000 Pa. Needless to say, the pressure at the start of the cycle after 78 hours was the pressure required at the start of the experiment (150,0
Higher than 00 Pa). The rate of pressure increase with the passage of time is linear, and is 256 Pa per hour of filtration. Even after the backwashing, the brown coating (contaminant) attached to the fiber is not erased.
【００２９】実例２（本発明による） 時間を共に６０ＮＴＵと１０ＮＴＵの間で変化する混濁
度及び１０ｐｐｍの有機炭素総含有量をもった河川の水
が１ｍ3 ／ｈの流率で、実例１で使用したものと同じ中
空ファイバの束２を収納するケーシング１の上部入口に
導入される。導入された水は全てそれら管状膜の壁を透
過して透過液槽５に入る。Example 2 (according to the invention) A river water with a turbidity varying both between 60 NTU and 10 NTU and a total organic carbon content of 10 ppm at a flow rate of 1 m 3 / h, in Example 1 It is introduced into the upper inlet of a casing 1 containing the same bundle 2 of hollow fibers as used. All the introduced water permeates the walls of the tubular membranes and enters the permeate tank 5.
【００３０】ケーシング内に測定して設定された最初の
圧力は１５０，０００Ｐａである。操作して１５分後、
２５０リットルの混濁水がろ過され、そしてケーシング
内の圧力は１６０，０００Ｐａの値に達する。そこで洗
浄が下記のようにして行われた。即ち、先ず原水（混濁
水）供給ポンプＰ1 を停止し、そしてケーシング排弁Ｖ
1 及びケーシング上部にある空気送入弁Ｖ4 を開いてケ
ーシング内の濃縮液コンパートメント３にある濃縮液を
排出する。The initial pressure measured and set in the casing is 150,000 Pa. 15 minutes after operation,
250 liters of turbid water are filtered and the pressure in the casing reaches a value of 160,000 Pa. Therefore, cleaning was performed as follows. That is, first, the raw water (turbid water) supply pump P 1 is stopped, and the casing discharge valve V
1 and the air inlet valve V 4 on the upper part of the casing are opened to discharge the concentrated liquid in the concentrated liquid compartment 3 in the casing.
【００３１】液が全て排出されたら（この排出は約３０
秒かかり、そして１５リットルの原水の損失を意味す
る）、透過液槽５への水送給弁Ｖ2 が閉じられると共に
逆流洗浄ポンプＰ2 が始動される。この逆流洗浄ポンプ
Ｐ2 は２０秒間ファイバの内部に４００，０００Ｐａの
圧力を加える。ここで２０リットルのろ過された液が使
われる。この逆流洗浄の際、膜上に確認された褐色の付
着物質が液によってケーシングの排出口へ運ばれていく
のが観察された。膜を通過した液は全て膜に沿って流
れ、ケーシング内に溜まることなく排出される。２０秒
間の洗浄の後、ケーシング内に残っている空気を追出す
ように空気送入弁Ｖ4 を１分間開放してろ過が再開され
る。ここで１ｍ3 ／ｈのろ過を行うに必要な圧力は１５
０，０００Ｐａであり、そして１５分後その圧力は１６
０，０００Ｐａまで上昇する。そこで先と同様にして新
しい逆流洗浄が行われる。こうして複数の逆流洗浄が逐
次的に１４４時間行われた。７８時間経ったとき、サイ
クル開始時のケーシング内の圧力は１５３，０００Ｐａ
であった。即ち時間が経過すると僅かな圧力上昇が生じ
る。しかしこの圧力上昇は前出の比較用の実例のそれに
較べればずっと小さい。その圧力上昇率は直線的であ
り、ろ過１時間当り３８Ｐａである。When all the liquid is discharged (this discharge is about 30
It takes seconds and means a loss of 15 liters of raw water), the water feed valve V 2 to the permeate tank 5 is closed and the backwash pump P 2 is started. This backwash pump P 2 applies a pressure of 400,000 Pa inside the fiber for 20 seconds. Here 20 liters of filtered liquid are used. During the backwashing, it was observed that the brown adhering substance confirmed on the membrane was carried by the liquid to the outlet of the casing. All the liquid that has passed through the membrane flows along the membrane and is discharged without accumulating in the casing. After washing for 20 seconds, the air inlet valve V 4 is opened for 1 minute so as to expel the air remaining in the casing, and the filtration is restarted. The pressure required to carry out filtration of 1 m 3 / h is 15
50,000 Pa and after 15 minutes the pressure is 16
It rises to 10,000 Pa. Therefore, new backwashing is performed in the same manner as above. Thus multiple backwash was performed sequentially for 144 hours. After 78 hours, the pressure inside the casing at the start of the cycle is 153,000 Pa.
Met. That is, a slight increase in pressure occurs over time. But this pressure rise is much smaller than that of the comparative example above. The rate of pressure increase is linear and is 38 Pa per hour of filtration.
【００３２】逆流洗浄の後ファイバは元の白さに戻って
おり、褐色の外被（付着した汚染物質）は認められなか
った。After backwashing, the fiber had returned to its original white color and no brown jacket (adhered contaminants) was observed.
【００３３】１４４時間後、ケーシング内の圧力は１５
５，４００Ｐａまで上昇する。After 144 hours, the pressure in the casing was 15
Increase to 5,400 Pa.
【００３４】実例３ 上記実例２において、逆流洗浄の圧力を４００，０００
Ｐａから２５０，０００Ｐａに下げれば、２０リットル
であった洗浄水の消費量は９リットルになる。時間経過
に対する圧力上昇率は実例２の場合と同じである。Example 3 In Example 2 above, the backwash pressure was 400,000.
If the pressure is reduced from Pa to 250,000 Pa, the consumption of washing water, which was 20 liters, will be 9 liters. The rate of pressure increase over time is the same as in Example 2.
【００３５】従ってより少ない水の消費量でもって前出
の比較用実例の場合より良好な逆流洗浄が行われること
が理解されよう。It will thus be appreciated that with a lower water consumption, a better backwash is achieved than in the comparative example above.
【００３６】以上の実例ではいずれも、逆流洗浄が行わ
れている間、ろ過される水（混濁水）の供給は停められ
ているが、しかしこの供給停止は不可欠ではない。だ
が、洗浄の終了時にその水供給が再開されてケーシング
内に残っている空気又はガスを加圧排出することによる
追加の利点もある。即ち、膜のヘッドプレートの個所、
又はそれら膜自体、あるいは濃縮液コンパートメントと
透過液コンパートメントとの間の緘封部に漏洩個所があ
った場合透過液コンパートメント内に空気又はガスの気
泡が生じるので、透過液コンパートメントの一部が外か
ら見られるようになっていればそれら気泡によって漏洩
のあることを検知することができる。In each of the above examples, the supply of filtered water (turbid water) is stopped while the backwashing is being performed, but this supply stop is not essential. However, at the end of the wash, there is also the additional benefit of resuming the water supply to pressurize any air or gas remaining in the casing. That is, the location of the membrane head plate,
Or if there is a leak in the membrane itself or in the seal between the concentrate and permeate compartments, air or gas bubbles will form in the permeate compartment, so that part of the permeate compartment is If they are visible, it is possible to detect that there is a leak due to the bubbles.
【００３７】前記の３つの変化形の段階（ａ）と３つの
実施態様の段階（ｂ）を実行する場合、 −段階（ａ）については、弁Ｖ4 を開くこと（第１変化
形）、弁Ｖ4 を開いておいてその上流から圧力空気又は
ガスを注入すること（第２変化形）、やはり弁Ｖ4 を開
くと共に弁Ｖ1 の下流側に追加のポンプを備えること
（第３変化形）によって行われ、そして −段階（ｂ）については、ポンプＰ2 と弁Ｖ3 によって
圧力を加えること（第１実施態様）、弁Ｖ1 の下流側に
ポンプを追加すること（第２実施態様）、それら第１及
び第２実施態様を組合せること（第３実施態様）によっ
て行われる。When carrying out step (a) of the three variants described above and step (b) of the three embodiments: -for step (a), opening valve V 4 (first variant), Open valve V 4 and inject pressurized air or gas from its upstream (second variant), also open valve V 4 and provide an additional pump downstream of valve V 1 (third variant) performed by the shape), and - for step (b), the application of pressure by a pump P 2 and the valve V 3 (the first embodiment), adding a pump to the downstream side of the valve V 1 (second embodiment Aspect), by combining the first and second embodiments (third embodiment).
【００３８】又、逆流洗浄液を塩素処理することによっ
て逆流洗浄の効率を更に改良することができる。逆流洗
浄の型式を問わずそのような処理が逆流洗浄の効率をよ
くすることは一般に確認されている所である。The efficiency of backwashing can be further improved by treating the backwashing solution with chlorine. It is generally confirmed that such a treatment improves the efficiency of backwashing regardless of the type of backwashing.
【図１】ケーシング内に収納された外側スキンをもつ複
数個の管状膜のモジュールの場合の水流回路の概略図。FIG. 1 is a schematic diagram of a water circuit for a module of multiple tubular membranes with an outer skin housed in a casing.
１ ケーシング ２ 管状膜束 ３ 濃縮液コンパートメント ４ ヘッド ５ 透過液貯蔵槽 ６ コンジット Ｐ1 混濁液供給ポンプ Ｐ2 逆流洗浄ポンプ Ｖ1 排出弁 Ｖ2 遮断弁 Ｖ3 圧力調節弁 Ｖ4 空気送入弁1 Casing 2 Tubular membrane bundle 3 Concentrate compartment 4 Head 5 Permeate storage tank 6 Conduit P 1 Turbid solution supply pump P 2 Backwash pump V 1 Discharge valve V 2 Shutoff valve V 3 Pressure control valve V 4 Air inlet valve
Claims (14)
が集積する所の濃縮液コンパートメント及びろ過された
液を収集する透過液コンパートメントの区画を有するケ
ーシング内に束にして装架された限外ろ過メゾ多孔質管
状膜（中空ファイバを含む）を清掃する方法において、 （ａ）該濃縮液コンパートメント内のろ過される液とそ
の懸濁物質を排出するため該濃縮液コンパートメントを
空にする段階、次いで （ｂ）該管状膜に付着した汚染物質を剥離して排出する
ため該透過液コンパートメントの液を該膜に通して該濃
縮液コンパートメントの方へ送ることによって逆流洗浄
を行う段階より成ることを特徴とする方法。1. A suspension-mounted and bundle-mounted enclosure in a casing having compartments for the concentrate and permeate compartments where the trapped material accumulates on the tubular membrane and for collecting the filtered liquid. A method of cleaning an outer filtration mesoporous tubular membrane (including hollow fibers), comprising: (a) emptying the concentrate compartment to drain filtered liquid and its suspended matter in the concentrate compartment. And then (b) performing backwashing by stripping the contaminants adhering to the tubular membrane and pumping the liquid of the permeate compartment through the membrane towards the concentrate compartment for discharge. A method characterized by.
ントの排出システムと該濃縮液コンパートメントを大気
圧に置く装置を開放することによって行われることを特
徴とする請求項１の方法。2. The method of claim 1, wherein step (a) is performed by opening the exhaust system of the concentrate compartment and the device that places the concentrate compartment at atmospheric pressure.
ントの排出システムを開放し、そして該濃縮液コンパー
トメント内へ圧力ガスを注入することによって行われる
ことを特徴とする請求項１の方法。3. The method of claim 1, wherein step (a) is performed by opening the exhaust system of the concentrate compartment and injecting pressurized gas into the concentrate compartment.
ントの排出システムを通して濃縮液を吸出し、そして該
濃縮液コンパートメントを大気圧に置く装置を開放する
ことによって行われることを特徴とする請求項１の方
法。4. The step (a) is performed by evacuating the retentate through the retentate compartment drainage system and opening the device for placing the retentate compartment at atmospheric pressure. Method 1.
ント内の空気（又はガス）の圧力より高い高圧で洗浄液
を注入することによって行われることを特徴とする請求
項１から４までのいずれか１項の方法。5. The method according to claim 1, wherein the step (b) is carried out by injecting a cleaning liquid at a pressure higher than the pressure of air (or gas) in the concentrate compartment. Or the method of item 1.
トメントが部分的空状態にされることを特徴とする請求
項１から４までのいずれか１項の方法。6. The method according to claim 1, wherein in step (b) the concentrate compartment is partially emptied.
し、そして該濃縮液コンパートメントを部分的空状態に
することによって行われることを特徴とする請求項１か
ら４までのいずれか１項の方法。7. The method according to claim 1, wherein said step (b) is carried out by injecting a washing liquid at a high pressure and partially emptying said concentrate compartment. Method of terms.
ントへのろ過される液の供給無しに行われることを特徴
とする請求項１から７までのいずれか１項の方法。8. A process according to any one of claims 1 to 7, characterized in that said step (b) is carried out without feeding of the liquid to be filtered into said concentrate compartment.
ントへのろ過される液の供給を伴なって行われることを
特徴とする請求項１から７までのいずれか１項の方法。9. A process according to any one of claims 1 to 7, characterized in that said step (b) is carried out with the feeding of the liquid to be filtered into said concentrate compartment.
れた液の収集コンパートメント内に空気又はガスの気泡
が出現するか否かによって、該膜又はこれら膜の該ケー
シングへの装架部における不測の漏洩が検知されること
を特徴とする請求項８の方法。10. Depending on whether air or gas bubbles appear in the collection compartment of the filtered liquid when the supply of the filtered liquid is resumed, in the membrane or in the mounting of these membranes to the casing. The method of claim 8 wherein an unexpected leak is detected.
された液が予め塩素処理剤を添加されることを特徴とす
る請求項１から１０までのいずれか１項の方法。11. Process according to claim 1, characterized in that the filtered liquor injected in step (b) is pre-added with a chlorinating agent.
濃縮液コンパートメントが該ケーシングの内部の束にま
とめられた該管状膜の周囲及び間のスペースで構成さ
れ、該透過液コンパートメントが該管状膜の内部で構成
される、該外側スキンをもつ管状膜を清掃するための、
請求項１から１１までのいずれか１項の方法。12. If the tubular membrane has an outer skin, the concentrate compartment is composed of a space around and between the tubular membranes grouped into an inner bundle of the casing, the permeate compartment being the tubular membrane. For cleaning a tubular membrane having the outer skin, which is constructed inside the membrane,
Method according to any one of claims 1 to 11.
濃縮液コンパートメントが該管状膜の内部スペースで構
成され、該透過液コンパートメントが該ケーシング内部
の該管状膜の周囲及び間のスペースで構成される、該内
側スキンをもつ管状膜を清掃するための、請求項１から
１１までのいずれか１項の方法。13. When the tubular membrane has an inner skin, the concentrate compartment is constituted by the inner space of the tubular membrane and the permeate compartment is constituted by a space inside and between the tubular membrane inside the casing. 12. A method according to any one of claims 1 to 11 for cleaning a tubular membrane with said inner skin.
合、該透過液コンパートメントが、ろ過が該管状膜の外
部から内部へと行われるときには、該管状膜の内部スペ
ースで構成され、そしてろ過が該管状膜の内部から外部
へと行われるときには、該ケーシング内部の該管状膜の
周囲及び間のスペースで構成され、該濃縮液コンパート
メントが該管状膜で区画される他方のスペースで構成さ
れる、該対称的又は等方的な管状膜を清掃するための、
請求項１から１１までのいずれか１項の方法。14. If the tubular membrane is symmetrical or isotropic, the permeate compartment is composed of the interior space of the tubular membrane when filtration is performed from outside to inside the tubular membrane, When filtration is performed from the inside of the tubular membrane to the outside, it is constituted by a space around and between the tubular membrane inside the casing, and the concentrate compartment is constituted by the other space partitioned by the tubular membrane. For cleaning the symmetrical or isotropic tubular membrane,
Method according to any one of claims 1 to 11.
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