JPH0549868A - 膜分離装置 - Google Patents

膜分離装置

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JPH0549868A
JPH0549868A JP3200287A JP20028791A JPH0549868A JP H0549868 A JPH0549868 A JP H0549868A JP 3200287 A JP3200287 A JP 3200287A JP 20028791 A JP20028791 A JP 20028791A JP H0549868 A JPH0549868 A JP H0549868A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 濾過速度を低下させることなく、処理水の回
収率を高める。 【構成】 膜モジュール3の膜濃縮水排出側15に濁度
計4を設け、膜濃縮水の濁度の検出値が一定値となるよ
うに排出手段(排出弁5及び演算機6)で膜濃縮水排出
量を制御する。 【効果】 濾過速度を低減させることなく、原水の水
質、即ち原水の濁度に対応して、必要最低限の膜濃縮水
排出量となるように制御することが可能とされ、処理水
の回収率、装置の稼動効率を高め効率的な膜分離処理を
行なうことが可能とされる。

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
膜モジュールの濾過速度を高く維持し、処理水を高い回
収率で得ることができる膜分離装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、膜分離技術の発達により、各種の
技術分野で膜濾過による処理方法が採用されるようにな
った。例えば、除濁、除菌などの分野での膜濾過は、従
来より多用されていたが、クロス・フロー型の膜モジュ
ールの発達により、その適用可能な原水の濃度範囲が拡
大された。これは、クロス・フロー型の膜モジュールを
用いれば、原水の濁度変動があっても、濾過速度を使用
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とによる。
【0003】このため、例えば、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としての凝
集・沈殿・濾過に代わって、UF(限外濾過)膜やMF
(精密濾過)膜で膜濾過を行い、前処理プロセスを簡素
化することが可能となった。
【0004】また、半導体洗浄廃水中に含有されている
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(10 6 個/mlレベル)を含む
流出水を塩素滅菌した後、菌体を除去する際の除去手段
としても膜濾過を適用することが可能となった。しかし
て、このような処理工程から排出される膜透過水を次工
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。
【0005】ところで、このような膜濾過の用途では、
原水の濁度変動が極めて激しい。例えば、河川水や工業
用水などを原水とする場合には、季節変動に加えて、降
雨の影響により濁度が激しく変動する。また、半導体洗
浄廃水を好気性流動層式生物処理装置で処理したものを
原水とする場合には、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(これが濁質濃度とな
る。)も変動する。
【0006】しかしながら、上記した原水では、いずれ
もその濁度の変動は、殆ど低濃度(低濁度)範囲で維持
される場合が多い。このように、殆どの場合、原水の濁
度の変動は低濁度範囲であるため、従来の膜分離処理に
おいては、一定量の原水に対して、その処理水回収率、
膜濃縮水排出率を一定として処理を行なっている。
【0007】同様に、高濁度にも変動する可能性のある
原水を対象とする場合でも、従来のクロス・フロー濾過
では、一定量の濃縮水を連続或いは間欠的に排出する操
作を採用している。このため、原水の濁度が高濁度に変
動した場合においても、過剰に濃縮して濾過速度を低下
させないように、従来においては、比較的多量の濃縮水
を定量排出させている。従って、従来においては多くの
場合、原水の水質にかかわらず、処理水(膜透過水)の
回収率(=(1−濃縮水排出水量/原水量)×100)
は90%程度に維持し、濃縮水排出率(=(濃縮水排出
水量/原水量)×100)は10%とし、原水が低濁度
で回収率を高めることができる場合であっても、この値
を一定としている。
【0008】なお、従来、濃縮水の濁度を測定して、原
水の濁度や膜モジュールの汚染度合を監視する方法は提
案されているが、この方法は、膜モジュールの汚染を防
止するために、濃縮水の濁度に応じて、原水量を調節し
たり、膜洗浄を行なうものであって、処理水の回収率を
管理するものではない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来にお
いては、原水の水質が比較的高く、回収率を高めること
ができる場合においても一定の回収率に抑えられてしま
い、処理水を高回収率にて得ることができないという欠
点があった。
【0010】本発明は上記従来の問題点を解決し、膜モ
ジュールの濾過速度を低下させることなく、これを高く
維持し、かつ、濃縮水の排出量を必要最低限として、処
理水を高回収率で得る膜分離装置を提供することを目的
とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の膜分離装置は、
分離膜を備えた膜モジュールと、膜モジュールから排出
された膜濃縮水の濁度を検出するための濁度計と、該濁
度計の検出値と設定値とを比較して、該膜濃縮水の濁度
を一定に保つように、膜モジュールからの膜濃縮水の排
出量を制御する排出手段とを備えることを特徴とする。
【0012】
【作用】膜モジュールの膜濃縮水の排出側に濁度計を設
けることにより、原水では検出できなかった低濃度の原
水の場合に対しても、精度よく濁度を検出することが可
能とされる。即ち、例えば、回収率90%で運転する場
合、濃縮倍率は10倍であるから、原水濁度が0.2度
で検出限界以下の場合でも、膜モジュールの膜濃縮水の
排出側に設けた濁度計では、膜濃縮水濁度2度として検
出可能となる。
【0013】しかして、この膜濃縮水の濁度を予め設定
した値に一定に保つように、膜濃縮水の排出量を制御す
ることにより、処理水の回収率を高めることができる。
即ち、原水の水質が比較的良好であり濁度が低い場合に
は、当然のことながら、膜濃縮水の濁度も設定値よりも
低い。この場合には、濃縮倍率を上げて、膜濃縮水の排
出量を少なくし、処理水の回収率を高めることができ
る。原水の水質が変動して、濁度が高くなり、膜濃縮水
の濁度が設定値よりも高くなった場合には、濃縮倍率を
下げて、膜濃縮水の排出量を多くし、処理水の回収率を
低くする。
【0014】このように、本発明の膜分離装置によれ
ば、原水の変動に迅速に対応して、最適な膜濃縮水排出
量となるように制御することにより、膜濾過速度や処理
水の水質を低下させることなく、処理水を高い回収率で
得ることが可能とされる。
【0015】
【実施例】以下に図面を参照して本発明の実施例につい
て詳細に説明する。第1図及び第2図はそれぞれ本発明
の一実施例を示す系統図である。なお、第1図及び第2
図において、同一機能を奏する部材には同一符号を付し
てある。
【0016】第1図に示す膜分離装置は、原水槽1、循
環水槽2、膜モジュール3、濁度計4、膜濃縮水の排出
弁5、演算機6及び予備の膜分離装置7を備えるもので
あって、図中、11は原水を原水槽1に導入する配管、
12は原水槽1の原水を循環水槽2に導入する配管、1
3は循環水槽2内の水を膜モジュール3に送給するため
のポンプ13Aを備える配管、14は膜モジュール3の
抜出管であり途中に濁度計4を備える。配管13にはポ
ンプ17Aを備えるバイパス管17が設けられている。
15は膜濃縮水を循環水槽2に循環させる配管であり、
途中に膜濃縮水の排出弁(自動弁)5とこの排出弁5か
ら分岐した膜濃縮水の排出管16を備える。18は膜モ
ジュール3の透過水を処理水として取り出す配管であ
る。演算機6は膜濃縮水の排出弁5、濁度計4、バイパ
ス管17のポンプ17A及び予備の膜分離装置7に連動
しており、濁度計4の検出値を電気信号に置き換えて、
排出弁5の開閉(開度)、ポンプ17A及び予備の膜分
離装置7の作動を制御する。即ち、排出弁5と演算機6
とで、膜モジュール3からの膜濃縮水の排出量を制御す
る排出手段を構成している。なお、予備の膜分離装置7
は図示されていない配管により循環水槽2の水が導入さ
れるように構成されている。
【0017】本実施例の膜分離装置においては、原水は
配管11、原水槽1、配管12、循環水槽2、ポンプ1
3Aを備える配管13を経て膜モジュール3に供給さ
れ、膜透過水は配管18より処理水として系外に排出さ
れる。一方、膜濃縮水は、配管14、15を経て循環水
槽2に循環される。この間に、必要量の膜濃縮水が排出
弁5、配管16を経て系外に排出される。
【0018】このような膜分離処理において、膜モジュ
ール3から抜き出される膜濃縮水の濁度が濁度計4によ
り測定されており、その検出値は演算機6に送られる。
演算機6では、濁度計4の検出値を電気信号に置換する
と共に、これを設定値と比較し、濁度計4の検出値が設
定値よりも低い場合には、膜濃縮水の濁度を上げるため
に濃縮倍率を高く、即ち、膜濃縮水の排出量が少なくな
るように、排出弁5の開度を調節する。逆に、濁度計4
の検出値が設定値よりも高い場合には、膜濃縮水の濁度
を下げるために濃縮倍率を低く、即ち、膜濃縮水の排出
量が多くなるように、排出弁5の開度を調節する。上記
排出弁5の開度の調節にあたり、必要に応じて、演算機
6より信号を発して、バイパス管17のポンプ17Aを
作動させて膜面流速を上げたり、予備の膜分離装置7を
作動させて膜モジュール3の処理能力を超える原水を予
備の膜分離装置7へ送給して処理する。
【0019】このような膜分離装置によれば、濾過速度
を低下させることなく、原水の水質に応じて、必要最低
限の膜濃縮水排出量となるように制御することができ、
処理水の回収率は大幅に向上される。
【0020】第2図に示す膜分離装置は、膜濃縮水の循
環ラインとなる配管、バイパス配管及び予備の膜分離装
置がないこと以外は第1図に示す膜分離装置と同様の構
成とされている。なお、2Aは中間水槽である。
【0021】本実施例の膜分離装置においても、濁度計
4で検出された膜濃縮水の濁度の検出値を、演算機6に
て設定値と比較し、その比較結果に応じて膜濃縮水の排
出弁5の開閉(開度)を制御して膜濃縮水の排出量を調
節することにより、良好な結果が得られる。
【0022】なお、第1図、第2図に示す膜分離装置は
本発明の一実施例であって、本発明は何ら図示のものに
限定されるものではない。第1図に示す如く、膜濃縮水
の循環ラインを備えるものにあっては、濁度計はこの循
環ラインのどの部位に設置しても良い。また、膜濃縮水
の排出量の制御のためには排出弁の他、排出ポンプを設
けても良い。
【0023】このような本発明の膜分離装置による膜濃
縮水の排出量の制御は間欠制御であっても連続比例制御
であってもいずれでも良く、装置の規模と要求精度に応
じて適宜決定される。
【0024】以下に実験例及び比較実験例を挙げて本発
明の効果をより具体的に説明する。 実験例1 バイオ・フィルターから剥離する菌体(106 個/ml
レベル)を含む流出水を塩素滅菌した後、菌体を除去す
る膜分離装置として、本発明の膜分離装置を適用して実
験を行なった。バイオ・フィルターの入口TOCと流出
水の濁度の関係は概ね次のようになった。
【0025】
【表1】
【0026】平均膜面流速を0.3m/sでクロス・フ
ロー濾過したときのUF膜の濾過速度は、循環水の濁度
が7度以下で一定となり、3.8m3 /m2 ・d(25
℃,Kg/cm2 )であった。ここで、バイオ・フィル
ターの入口TOCを次のように2段階に変えた場合にお
いて、膜濃縮水の濁度を7度と一定に保つように、膜濃
縮水の排出量を制御した。 AM10:00〜PM10:00→TOC:4.0mg/l PM10:00〜AM10:00→TOC:2.1mg/l その結果、1日平均の濃縮倍率は16.7倍、回収率は
94%に維持でき、濾過速度も3.8m3 /m2 ・d
(25℃,Kg/cm2 )と高かった。
【0027】比較実験例1 比較のため、実験例1において、濁度による制御を行な
わず、濃縮倍率が10倍、回収率が90%となるよう
に、膜濃縮水の排出量を一定量として排出したところ、
濾過速度は上記本発明例と同じく3.8m3 /m2 ・d
(25℃,Kg/cm2 )であった。
【0028】実験例2 実験例1において、平均濾過速度が2m3 /m2 ・dの
ときに、計画水量を処理できるように膜面積を設定し、
膜濃縮水の濁度を14度と一定に保つように、膜濃縮水
の排出量を制御した。その結果、1日平均の濃縮倍率は
33.3倍、回収率は97%に維持でき、ポンプの稼動
率を83%に高めることができた。
【0029】比較実験例2 実験例2において、濁度による制御を行なわず、濃縮倍
率が20倍、回収率が95%となるように、膜濃縮水の
排出量を一定量として排出したところ、ポンプの稼動率
は68%であった。
【0030】実験例3 実験例1において、平均濾過速度が3m3 /m2 ・dの
ときに、計画水量を処理できるように膜面積を設定し、
膜濃縮水の濁度を14度と一定に保つように、膜濃縮水
の排出量を制御した。また、循環水槽の水位が高水位と
なったところで、クロス・フロー濾過における膜面流速
を0.5m/sに高めた。その結果、1日平均の濃縮倍
率は33.3倍、回収率は97%に維持でき、計画水量
を処理できた。
【0031】比較実験例3 実験例3において、濁度による制御を行なわず、濃縮倍
率が20倍、回収率が95%となるように、膜濃縮水の
排出量を一定量として排出したところ、PM9:00に
循環水槽の水位が高水位となり、処理できなくなった。
【0032】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の膜分離装置
によれば、濾過速度を低減させることなく、原水の水
質、即ち原水の濁度に対応して、必要最低限の膜濃縮水
排出量となるように制御することが可能とされ、処理水
の回収率、装置の稼動効率を高め効率的な膜分離処理を
行なうことが可能とされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1図は本発明の膜分離装置の一実施例を示す
系統図である。
【図2】第2図は本発明の膜分離装置の他の実施例を示
す系統図である。
【符号の説明】
1 原水槽 2 循環水槽 3 膜モジュール 4 濁度計 5 膜濃縮水の排出弁 6 演算機

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 分離膜を備えた膜モジュールと、膜モジ
    ュールから排出された膜濃縮水の濁度を検出するための
    濁度計と、該濁度計の検出値と設定値とを比較して、該
    膜濃縮水の濁度を一定に保つように、膜モジュールから
    の膜濃縮水の排出量を制御する排出手段とを備えること
    を特徴とする膜分離装置。
JP03200287A 1991-08-09 1991-08-09 膜分離装置 Expired - Lifetime JP3104313B2 (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005270934A (ja) * 2004-03-26 2005-10-06 Ebara Corp 膜ろ過方法及び膜ろ過装置
JP2007152271A (ja) * 2005-12-07 2007-06-21 Kobelco Eco-Solutions Co Ltd 水処理システム及びその運転方法
JP2008237972A (ja) * 2007-03-26 2008-10-09 Miura Co Ltd 膜濾過システム
KR101655965B1 (ko) * 2016-04-19 2016-09-08 강승규 도서지역 담해수 처리용 소형 해수담수화 시설
JP2018065120A (ja) * 2016-10-21 2018-04-26 株式会社日立製作所 水処理装置及び水処理方法

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