JPH05317660A

JPH05317660A - 膜分離装置

Info

Publication number: JPH05317660A
Application number: JP4128738A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Sawada; 繁樹沢田
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 1992-05-21
Filing date: 1992-05-21
Publication date: 1993-12-03
Anticipated expiration: 2016-08-13
Also published as: JP3198612B2

Abstract

(57)【目的】分離膜を閉塞させる危険性を排除し、かつ用
水の回収率を高めることができる膜分離装置を提供す
る。【構成】原水を第１の膜分離装置３で全量濾過する。
第１の膜分離装置３の洗浄排水は、中間水槽８で受け、
平行流濾過方式の第２の膜分離装置１０で濃縮処理す
る。原水の濁度を濁度計２０で検出し、濁度が高くなる
ほど洗浄間隔を短くするよう制御器２１で洗浄タイミン
グの制御を行なう。【効果】原水の濁質の変動のみに影響されず、変動に
応じた洗浄頻度の自動調節により、モジュールを閉塞さ
せる危険性を排除し、膜の洗浄限界まで運転できかつ回
収率を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は膜分離装置に係り、特
に、原水濁度の変動に対して、膜モジュールの閉塞を防
止し、濾過速度を低下させず安定させるよう改良された
膜分離装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】膜分離装置は、周知の通り、耐圧容器内
に設けられた分離膜の一方の側（１次室）に原水を加圧
供給し、該膜の透過水を他方の側（２次室）から取り出
すよう構成されたものである。

【０００３】この膜分離装置には、該容器内の１次室に
供給された原水の全量を膜透過させて処理する全量濾過
（以下、デッド・エンド濾過ということがある。）型の
膜分離装置と、原水を１次室に循環供給し、該１次室内
を通過する原水の一部を膜透過させて２次室側から取り
出すようにした平行流濾過（以下、クロス・フローとい
うことがある。）型の膜分離装置とがある。

【０００４】クロス・フロー型の膜分離装置にあって
は、濁度変動があっても、使用に耐えない程の濾過速度
まで低下させることなく膜濾過を継続させることができ
る。このため、河川水、工業用水、上水をＲＯ（逆浸
透）膜分離するための前処理に凝集・沈澱・濾過に代わ
って、ＵＦ（限外濾過）膜やＭＦ（精密濾過）膜で膜濾
過を行ない、前処理プロセスを簡素化することができ
る。

【０００５】また、半導体洗浄廃水中に含有している微
量のＴＯＣ成分（イソプロピルアルコール、メタノール
などの有機洗浄剤）を、好気性流動層式生物処理装置
（バイオ・フィルター）で生物分解し、バイオ・フィル
ターから剥離する菌体を例えば１０⁶ 個／ｍｌレベル程
度含む流出水を塩素減菌した後、菌体を除去するところ
にも適用されている。この透過水を次工程の超純水製造
装置に送水することにより、安価な処理で次工程の生菌
増殖を抑制することが可能となった。

【０００６】このような用途では濁度変動が極めて激し
い。河川水や工業用水などでは季節変動に加えて、降雨
の影響がある。また、半導体洗浄廃水を工期性流動層式
生物処理装置で処理したものでは、廃水中のＴＯＣ濃度
の変動に比例して、流出してくる菌体濃度（濁質濃度）
も変動する。

【０００７】しかしながら、両者の場合はいずれも、濁
度はほとんど低濃度で維持される場合が多い。

【０００８】このようにほとんどの場合が低濁度である
原水に対しては、クロス・フロー濾過をもちいなくても
デッド・エンド濾過で十分な膜濾過速度を得る。

【０００９】ただし、デッド・エンド濾過を採用する場
合は、濾過速度を維持（回復）させるために、定期的に
洗浄操作（逆洗）を行ない、膜面に析出したケーク層を
洗浄除去する必要がある。膜濾過速度を高く維持するに
は、この定期的な洗浄操作の排出水を原水槽に戻さず系
外に排出するのが望ましい。

【００１０】洗浄廃水を系外に排出すれば、用水の回収
率（＝（１−排出水量／原水量）×１００）を低下させ
ることになる。

【００１１】洗浄間隔を短くすると、用水の回収率を下
げるので経済性を低下させる。反対に洗浄間隔を長くす
ると、原水の濁質が急上昇したときには洗浄が間に合わ
ず、モジュールを閉塞させてしまう危険性が高いなどの
問題があった。

【００１２】このような問題に対処する公知例として、
濁度を測定し、設定値との比較により、それを超えた場
合、洗浄をするものがある。これは、閾値制御のため、
濁度が悪化すると頻繁に洗浄をおこなってしまう。

【００１３】従って、河川水等の濁度変動が激しいとこ
ろでは不利である。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記の通り、従来の膜
分離装置においては、原水の濁度変動等により分離膜が
閉塞したり、用水回収率が低下したりするという問題が
あった。

【００１５】本発明は、原水の濁質の変動に応じて洗浄
頻度を調節することにより、分離膜を閉塞させる危険性
を排除し、かつ用水の回収率を高めることができる膜分
離装置を提供するものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は分離膜に原水を
供給する手段、及び、該分離膜を洗浄する手段を有する
膜分離装置において、原水の濁度を検出する手段と、検
出手段の検出値に基づき洗浄の間隔を設定する洗浄間隔
設定手段とを備えたことを特徴とするものである。

【００１７】

【作用】本発明は、原水の濁度変動に基いて洗浄間隔を
設定するものであり、濁度の変動のみにより影響を受け
ない。

【００１８】

【実施例】図１に実施例装置の系統図を示す。原水は、
原水受槽１からポンプ２によりデッド・エンド型の第１
の膜分離装置３の原水室（１次室）３ａに送り込まれ
る。分離膜３ｂを透過した水は、逆洗用加圧水槽４及び
取出ライン５を経て膜透過水として取り出される。

【００１９】ポンプ２の吐出水の一部は濁度計２０に供
給され、濁度計測された後、原水受槽１に戻される。濁
度計２０の検出値は制御器２１に入力され、この濁度検
出値に基いて逆洗間隔が設定される。

【００２０】分離膜３ｂに蓄積したケーキ状物質を逆洗
除去する際には、ポンプ２を停止し、取出ライン５の弁
５ａを閉、前記加圧水槽４に接続された空気ライン６の
弁６ａを開とする。これにより、加圧水槽４内の透過水
が膜分離装置３の透過水室（２次室）３ｃに加圧下で送
り込まれ、分離膜３ｂの逆洗が行なわれる。逆洗排水
は、洗浄排水ライン７を経て中間水槽８に送られる。

【００２１】なお、この洗浄排水ライン７の弁７ａは、
当然ながら、逆洗排水の排出時にのみ開とされ、膜分離
装置３の運転中には閉とされる。

【００２２】中間水槽８内の洗浄排水は、ポンプ９によ
りクロス・フロー型の第２の膜分離装置１０の１次室１
０ａに送り込まれ、次いで循環ライン１１を経て中間水
槽８に戻される。なお、このとき、循環ライン１１の弁
１１ａは開となっている。第２の膜分離装置１０内の分
離膜１０ｂの透過水は、２次室１０ｃから加圧水槽に取
出ライン１３を経て膜透過水として回収される。

【００２３】中間水槽８内の濁質濃度が所定濃度以上に
なった場合には、弁１１ａを閉とし、循環ライン１１か
ら分岐した濃縮排水ライン１４の弁１４ａを開とし、中
間水槽８内の濃縮水を系外に排出する。なお、この弁１
４ａは、この排出時以外のときには閉とされている。

【００２４】分離膜１０ｂの逆洗を行なうには、取出ラ
イン１３の弁１３ａを閉、空気ライン１５の弁１５ａを
開とし、空気圧によって透過水を透過水室１０ｃに送り
込む。

【００２５】逆洗間隔の時間Ｔは、濁度ｃに応じてたと
えば次のような演算式で設定される。

【００２６】Ｔ＝Ａ・（１／Ｃ）・（Ｍ／Ｑ）・・・（１）ここで、Ａ：膜モジュールの形式や、膜洗浄方法によて
決まる定数、Ｃ：膜入口側の濁度、Ｍ：膜分離装置の膜
面積、Ｑ：単位時間あたりの膜濾過水量。

【００２７】なお、図示の実施例の如く複数段の膜分離
装置を備えたものにおける２段目以降の逆洗間隔の時間
は、上記（１）式のＡ、Ｍ、Ｑの数値を変更するだけで
設定できる。

【００２８】なお、本実施例の膜分離装置は、次のよう
な優れた特徴を有する。

【００２９】処理する原水量の例えば５０〜９０％
を第１の膜分離装置３によって濾過で処理できるので、
濾過する原水だけをポンプ２で送水すればよく、運転動
力を小さくできる。

【００３０】また、第１の膜分離装置３の洗浄排水
を中間水槽８に排出するので、原水の濁質濃度を高める
ことがない。そのため、分離膜３ｂの膜面への濁質の負
荷を一定に維持することができ、膜の濾過速度を高く且
つ一定に維持することができる。

【００３１】原水の濁度が著しく高いときも洗浄間
隔を短縮することにより、第１の膜分離装置３の濾過速
度を維持できる。また、膜３ｂの閉塞を防止できる。

【００３２】膜面に付着したケーキ層の剥離物を多
量に含む第１の膜分離装置３の洗浄排水を第２の膜分離
装置１０で濃縮するので、膜分離装置全体としての用水
回収率も高いものとなる。

【００３３】クロス・フロー濾過方式の第２の膜分
離装置１０では、原水流路の膜面に生ずる強い剪断力の
ために、ケーキ層の成長が抑止される。このため、濁質
を多量に含む原水でも原水流路を閉塞させることなく濾
過処理できる。

【００３４】第２の膜分離装置１０の濾過処理量
は、全体の１０〜５０％程度と少量であり、クロス・フ
ロー濾過に関わる運転動力費用は、水処理装置全体とし
てみるとわずかなものである。

【００３５】複数段の膜分離装置により、それぞれ
の洗浄排水を処理する系では、それぞれの膜入口側に濁
度計を設けなくても第１段の濁度信号を代表値として、
それぞれの洗浄排出頻度を調節できる。用水の回収率を
高めることができる。

【００３６】本発明において、膜モジュールの形態は、
中空糸、平膜などいずれでも良く、また外圧、内圧のい
ずれでも良い。なお、膜面のケーキ層除去のための物理
的洗浄の容易なものが好ましい。

【００３７】更に、洗浄は実施例のように逆洗に限らず
流速変更等の他の手段でも良い。

【００３８】図示の実施例装置において、膜モジュール
は、第１、第２の膜分離装置３、１０ともに同じ形式の
ものでもよく、それぞれ濾過方式の違いによりその形状
を変えたものでもよい。分離膜は、濁質を除去できるも
のであれば良く、目標とする処理水質に応じてＲＯ（逆
浸透）、ＵＦ（限外濾過）、ＭＦ（精密濾過）等を採用
する。

【００３９】

【発明の効果】以上の通り、本発明の膜分離装置による
と、原水の濁質の変動のみに影響されず、変動に応じた
洗浄頻度の自動調節により、モジュールを閉塞させる危
険性を排除し、膜の洗浄限界まで運転できる。また、用
水の回収率を高めることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例装置の系統図である。

【符号の説明】

１原水受槽３第１の膜分離装置４加圧水槽８中間水槽１０第２の膜分離装置１２加圧水槽２０濁度計２１制御器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】分離膜に原水を供給する手段、及び、該
分離膜を洗浄する手段を有する膜分離装置において、原
水の濁度を検出する手段と、検出手段の検出値に基づき
洗浄の間隔を設定する洗浄間隔設定手段とを備えたこと
を特徴とする膜分離装置。