JPH06292820A - 膜分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 洗浄水で溶解し難い膜面付着物をも効率的に
剥離させて除去することにより、良好な洗浄効果を得る
ことができる洗浄機能を備えた膜分離装置を提供する。 【構成】 洗浄水槽４又は５の洗浄水を透過水室２ｂに
供給した後、一部を原水室２ａに送って排出し、残部を
洗浄水槽４又は５に循環させるようにする。 【効果】 洗浄水の一部は分離膜２Ａを透過して逆洗
し、原水室２ａに流入する液流と共に排出される。薬品
洗浄水で溶解し難い膜面付着物をも効果的な逆流、逆洗
作用により剥離除去することができ、少ない洗浄水量及
び短い洗浄時間で著しく良好な洗浄効果を得ることがで
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、膜分離装置の洗浄に当り、膜分離装置内の残留液の
押出し及びその後の洗浄を効率的に行なうことができる
膜分離装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の膜分離装置の洗浄方法としては、
その原水（被処理液）の種類によっても異なるが、一般
に、工業用水又は水道水或いは純水等で膜分離装置内の
残留液を押出した後、洗浄水（洗浄薬品液）を循環させ
る方法がある。

【０００３】ここで、膜分離装置内の残留液の押出し
は、膜分離装置の原水側（原水室）を押出しポンプで押
出し、処理水側（透過水室）は処理水側の弁を開放して
重力で排出するか、或いは、ガス圧を利用して排出した
り、また、原水側に押出水を循環させ、一部を膜透過さ
せることにより行なっている。

【０００４】また、洗浄水を循環させて分離膜と接触さ
せる方法としては、原水室側を加圧した状態で洗浄水を
循環させ、一部の液を透過水室側へ膜透過させる方法が
採用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の洗浄方法で
は、膜分離装置中の残留液の押出しに多量の押出水を必
要とし、しかも、透過水室側の残留液を十分に押出すこ
とができない場合が多いなどといった欠点があり、その
改良が望まれている。

【０００６】また、分離膜に付着している多成分の膜汚
染物をすべて溶解できる洗浄薬品がないことから、一部
の不溶解物が分離膜表面に残留したり、分離膜から剥離
した汚染物が洗浄水中に分散して微細化し、これが膜濾
過抵抗を増大させる原因となる場合があり、十分な洗浄
効果を得られないことが多いという欠点もあった。

【０００７】本発明は上記従来の問題点を解決し、少な
い押出水で膜分離装置中の残留液を効率的に押出すこと
ができ、また、洗浄水で溶解し難い膜面付着物をも効率
的に剥離させて除去することにより、良好な洗浄効果を
得ることができる洗浄機能を備えた膜分離装置を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の膜分離装置は、
分離膜を介して内部が原水室と透過水室とに区画された
膜分離装置本体と、該原水室に原水を導入する原水導入
手段と、該原水室から濃縮水を取り出す濃縮水取出手段
と、該透過水室から透過水を取り出す透過水取出手段と
を備えた膜分離装置において、洗浄水槽と、該洗浄水槽
内の水を前記透過水室に供給する手段と、該透過水室か
ら排出される洗浄水を前記原水室に送り出す手段と、該
原水室から水を取り出す取出手段と、を備えていること
を特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明の膜分離装置にあっては、まず、膜分離
装置内の残留液の押出しを次のようにして行なう。即
ち、押出水槽内の水を透過水室に供給した後、透過水室
から排出される押出水を原水室に送給し、取出手段で取
り出す。これにより、透過水室（処理水側）及び原水室
（被処理水側）内の残留液を同時に効率良く押出すこと
ができる。また、透過水室（処理水側）の圧力が原水室
（被処理水側）の圧力よりも常に高く維持されるため、
この押出工程において、一部の押出水は分離膜を透過し
て透過水室から原水室へ移動する。この移動方向は膜濾
過方向と逆方向であるため、膜濾過により分離膜面に付
着、堆積した膜汚染物の層が逆洗効果で剥離され、剥離
物は、透過水室から排出されて原水室に流入する液流に
より、効率的に掃流除去される。

【００１０】このようにして膜分離装置内の残留液を押
出した後の膜分離装置の洗浄にあたっては、洗浄水槽内
の水を透過水室に供給した後、透過水室から排出される
洗浄水の大部分を洗浄水槽に返送する一方、一部を原水
室に送給する。

【００１１】洗浄工程において、大部分の洗浄水は透過
水室から排出されるが、上述の押出工程と同様に、この
洗浄工程においても、透過水室（処理水側）の圧力が原
水室（被処理水側）の圧力よりも常に高く維持されるた
め、透過水室内の洗浄水の一部は分離膜を原水室側に透
過、逆流して、分離膜表面の付着物を押し上げ、剥離さ
せると共に一部を溶解させ、透過水室から排出されて原
水室に流入する液流により、取出手段より効率的に掃流
除去される。

【００１２】

【実施例】以下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。

【００１３】図１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１において、１は原水槽、２は分離
膜２Ａを介して内部が原水室２ａと透過水室２ｂとに区
画された膜分離装置本体であり、原水槽１内の原水は、
ポンプＰ₁ 及びバルブＶ₁ を備える配管１１及び配管１
２を経て膜分離装置本体２の原水室２ａに導入される。
この膜分離装置本体２の透過水は処理水として配管１３
及びバルブＶ₃ を備える配管１４より系外へ排出される
一方、濃縮水は配管１５及びバルブＶ₂ を備える配管１
６より原水槽１に返送される。

【００１４】３は押出水槽であり、この押出水槽内の押
出水は、ポンプＰ₂ を備える配管１７及びバルブＶ₄ を
備える配管１８より膜分離装置本体２の透過水室２ｂに
導入される。

【００１５】４は第１洗浄水槽、５は第２洗浄水槽であ
り、それぞれバルブＶ₅ を備える配管１９、バルブＶ₆
を備える配管２０、ポンプＰ₃ を備える配管２１により
前記配管１８に接続されており、各々槽内の洗浄水が膜
分離装置本体２の透過水室２ｂに導入されるように構成
されている。

【００１６】また、透過水室２ｂからの排出水の排出配
管１３には、バルブＶ₇ を備える配管２２と配管２３と
が接続されており、排出水を配管２２，１５を経て原水
室２ａに送り出すか、或いは、配管２３及び配管２３か
ら分岐するバルブＶ₈ を備える配管２４、バルブＶ₉ を
備える配管２５を経て第１洗浄水槽４又は第２洗浄水槽
５にそれぞれ送り出すことができるように構成されてい
る。

【００１７】６は排水槽（ブロータンク）であり、原水
室２ａ内の水が配管１２及びバルブＶ₁₀を備える配管２
６より排出されるように設けられている。

【００１８】本実施例の膜分離装置により、原水の膜濾
過を行なう場合には、まず、バルブＶ₁ ，Ｖ₂ ，Ｖ₃ を
開、その他のバルブＶ₄ 〜Ｖ₁₀を閉、ポンプＰ₁ を作
動、ポンプＰ₂ ，Ｐ₃ を停止として、原水槽１内の原水
を配管１１，１２を経て膜分離装置本体２の原水室２ａ
に導入し、透過水を透過水室２ｂから配管１３，１４を
経て処理水として系外へ排出させる一方、濃縮水を配管
１５，１６を経て原水槽１に返送する。

【００１９】このような膜濾過を継続して、分離膜２Ａ
に汚染物が付着、堆積し、濾過抵抗が増大してきた場合
には、次のようにして押出し、洗浄処理を行なう。

【００２０】即ち、まず、バルブＶ₄ ，Ｖ₇ ，Ｖ₁₀を
開、その他のバルブＶ₁ 〜Ｖ₃ ，Ｖ₅，Ｖ₆ ，Ｖ₈ ，Ｖ₉
を閉、ポンプＰ₁ ，Ｐ₃ を停止、ポンプＰ₂ を作動と
して、押出水槽３内の押出水を配管１７，１８から膜分
離装置本体２の透過水室２ｂに導入し、次いで、排出さ
れる押出水を配管１３，２２，１５を経て原水室２ａに
導入した後、配管１２，２６を経て排水槽６に排出す
る。

【００２１】これにより、透過水室２ｂと原水室２ａ内
の残留液を同時に効率良く押し出すことができる。ま
た、透過水室２ｂに導入された押出水のうちの一部が分
離膜２Ａを透過して原水室２ａへ移動することにより、
分離膜面に付着、蓄積した膜汚染物の層が剥離され、剥
離物は、原水室２ａに流入する液流により、効率的に排
水槽６へ掃流除去される。なお、このような逆洗効果を
十分に得るためには、押出水が十分に清澄な液となって
いることが必要である。

【００２２】このような押出工程後の洗浄工程において
は、まず、バルブＶ₄ ，Ｖ₅ ，Ｖ₇，Ｖ₈ ，Ｖ₁₀を開、
その他のバルブＶ₁ 〜Ｖ₃ ，Ｖ₆ ，Ｖ₉ を閉、ポンプＰ
₁ ，Ｐ₂ を停止、ポンプＰ₃ を作動として、第１洗浄水
槽４内の洗浄水を透過水室２ｂに導入し、この透過水室
２ｂから排出される洗浄水のうちの大部分は配管１３，
２３，２４を経て第１洗浄水槽４に返送する一方、一部
を配管１３，２２，１５を経て原水室２ａに送給し、配
管１２，２６を経て排水槽６に排出して第１の洗浄工程
を行なう。

【００２３】その後、前述の押出工程を行なった後、バ
ルブＶ₄ ，Ｖ₆ ，Ｖ₇ ，Ｖ₉ ，Ｖ₁₀を開、その他のバル
ブＶ₁ 〜Ｖ₃ ，Ｖ₅ ，Ｖ₈ を閉、ポンプＰ₁ ，Ｐ₂ を停
止、ポンプＰ₃ を作動として、第２洗浄水槽５内の洗浄
水を透過水室２ｂに導入し、この透過水室２ｂから排出
される洗浄水のうちの大部分は配管１３，２３，２５を
経て第２洗浄水槽５に返送する一方、一部を配管１３，
２２，１５を経て原水室２ａに送給し、配管１２，２６
を経て排水槽６に排出して第２の洗浄工程を行なう。

【００２４】これにより、第１，第２の洗浄工程におい
て、透過水室２ｂに導入された洗浄水の一部は分離膜２
Ａを透過、逆流して、分離膜２Ａ表面の付着物を押し上
げ、剥離させると共に一部を溶解させ、原水室２ａに流
入する液流により、効率的に掃流除去する。

【００２５】このような洗浄を行なった後は、再度前述
の押出工程を経て膜濾過運転に切り換える。

【００２６】本発明において、押出工程における押出水
の供給圧力や押出水量、その他の条件には特に制限はな
いが、通常の場合、図１における透過水室２ｂの押出水
入口部の圧力が０．５ｋｇ／ｃｍ² 以下とし、押出時間
５〜１５分程度、押出水量は膜分離装置本体２の保有水
量の３〜１０倍量程度とするのが好ましい。このような
押出条件は、バルブの開度等を調節することにより容易
に制御することができる。

【００２７】また、洗浄工程における洗浄条件について
も特に制限はないが、前述の如く、各洗浄水槽内の洗浄
水の循環を行なった後、すべてのポンプを停止すると共
にすべてのバルブを閉として洗浄水を膜分離装置本体内
に滞留させ、分離膜と洗浄水とを静的に接触させるのが
好ましい（なお、以下において、洗浄水を循環させて洗
浄する工程を「循環洗浄工程」、洗浄水を滞留させて洗
浄する工程を「浸透洗浄工程」と称す。）。

【００２８】本発明において、循環洗浄工程において、
透過水室から排出される洗浄水のうち、原水室に送給す
る洗浄水水量（以下「排出側洗浄水量」と称す。）と洗
浄水槽に返送する洗浄水水量（以下「循環洗浄水量」と
称す。）との割合には特に制限はないが、排出側洗浄水
量：循環洗浄水量＝１：５〜５０程度とするのが好まし
い。この水量比は、図１において、バルブＶ₇ とバルブ
Ｖ₈ ，Ｖ₉ との開度を調節することにより容易に調整す
ることができる。また、この開度調節は洗浄水槽４，５
の液位を監視することにより容易に行なうことができ
る。

【００２９】なお、この洗浄にあたり、バルブＶ₇ を開
とせず、透過水室２ｂから排出される洗浄水の全部を洗
浄水槽４，５に返送するようにして洗浄することも可能
ではある。しかしながら、この場合には、分離膜２Ａか
ら剥離した剥離物を原水室２ａから排出させるだけの液
流を確保することが難しいことから、前記の如く、バル
ブＶ₇ を開として透過水室２ｂから排出される洗浄水の
一部を原水室２ａに送給するようにするのが好ましい。

【００３０】また、洗浄工程において、循環洗浄工程と
その後の浸透洗浄工程との時間配分は、循環洗浄工程５
〜３０分、浸透洗浄工程３０〜９０分程度とするのが好
ましい。

【００３１】図１に示す膜分離装置は本発明の膜分離装
置の一実施例であって、本発明はその要旨を超えない限
り、何ら図１に示す構成に限定されるものではない。例
えば、図１において、原水室２ａ内の水は、配管１５側
から取り出すように、配管１５にバルブＶ₁₀を備える配
管２６及び排水槽６を接続し、逆に、透過水室２ｂから
の排出水の送り出し配管２２及び２３を配管１２側に接
続するようにしても良い。また、洗浄水槽は２槽設ける
必要はなく１槽のみでも良い。２槽設ける場合、一方の
洗浄水槽はＨＣｌ等の酸性洗浄水槽、他方の洗浄水槽は
ＮａＯＨ等のアルカリ性洗浄水槽とされる。

【００３２】以下に具体的な実施例及び比較例を挙げて
本発明をより詳細に説明する。

【００３３】実施例１ 図１に示す膜分離装置により、下記操作により押出及び
洗浄を行なった。なお、分離膜としては孔径０．２μｍ
のポリプロピレン製ＭＦ（精密濾過）膜（有効膜面積
０．０３６ｍ² ）を用い、火力発電所総合排水にＰＡＣ
（ポリ塩化アルミニウム）１８００ｍｇ／ｌを添加処理
した凝集汚泥を通水することにより汚染された分離膜に
対して押出、洗浄を行なった。

【００３４】 押出 バルブＶ₄ ，Ｖ₇ ，Ｖ₁₀を開、その他のバルブを閉、ポ
ンプＰ₂ を作動、ポンプＰ₁ ，Ｐ₃ を停止として、押出
水槽３内の押出水で押出しを行なった。透過水室の押出
水入口部の圧力は０．２ｋｇ／ｃｍ² 、押出時間は５
分、押出水量は２０リットルとした。

【００３５】 第１の洗浄 バルブＶ₄ ，Ｖ₅ ，Ｖ₇ ，Ｖ₈ ，Ｖ₁₀を開、その他のバ
ルブを閉、ポンプＰ₃を作動、ポンプＰ₁ ，Ｐ₂ を停止
として、第１洗浄水槽４内のＮａＯＨ８０ｇ／ｌ水溶液
を送給した。排出側洗浄水量は０．２〜１リットル／ｍ
ｉｎ，循環洗浄水量は４リットル／ｍｉｎ，透過水室の
洗浄水入口部の圧力は０．１ｋｇ／ｃｍ² ，出口部の圧
力は０．０８ｋｇ／ｃｍ² として、１５分間循環洗浄工
程を実施し、その後、すべてのバルブを閉、すべてのポ
ンプを停止して４５分間浸透洗浄工程を実施した。

【００３６】 押出 の押出工程と同様に行なった。

【００３７】 第２の洗浄 バルブＶ₄ ，Ｖ₆ ，Ｖ₇ ，Ｖ₉ ，Ｖ₁₀を開、その他のバ
ルブを閉、ポンプＰ₃を作動、ポンプＰ₁ ，Ｐ₂ を停止
として、第２洗浄水槽５内のＨＣｌ １００ｇ／ｌ水溶
液を送給した。排出側洗浄水量は０．２〜１リットル／
ｍｉｎ，循環洗浄水量は４リットル／ｍｉｎ，透過水室
の洗浄水入口部の圧力は０．１ｋｇ／ｃｍ² ，出口部の
圧力は０．０８ｋｇ／ｃｍ² として、１５分間循環洗浄
工程を実施し、その後、すべてのバルブを閉、すべての
ポンプを停止して４５分間浸透洗浄工程を実施した。

【００３８】 押出 の押出工程と同様に行なった。

【００３９】洗浄結果は次の通りであった。 洗浄前の分離膜の透過流束：１３ｍ³ ／ｍ² ・日 ２５
℃，１ｋｇ／ｃｍ² 全洗浄工程終了後の分離膜の透過流束：４０ｍ³ ／ｍ²
・日 ２５℃，１ｋｇ／ｃｍ² 第１洗浄工程終了後の原水室からの排出水中の剥離ＳＳ
量：５ｇ／ｍ² 第２洗浄工程終了後の原水室からの排出水中の剥離ＳＳ
量：２．５ｇ／ｍ² 比較例１ 実施例１と同様の分離膜について、従来の洗浄方式によ
り洗浄を行なった。即ち、原水室側と透過水室側の残留
液の押出しを行なった後、原水室側にＮａＯＨ８０ｇ／
ｌ水溶液を送給し、一部（０．１〜０．３リットル／ｍ
ｉｎ）を透過水室側に膜透過させる一方、残部（４リッ
トル／ｍｉｎ）を洗浄水槽に循環させた。原水室への入
口部圧力は０．１ｋｇ／ｃｍ² ，出口部圧力は０．０８
ｋｇ／ｃｍ² とし、この循環洗浄を２時間行なった（第
１洗浄工程）。

【００４０】次に、押出しを行なった後、ＨＣｌ １０
０ｇ／ｌ水溶液に変えて同様の条件で循環洗浄を２時間
行なった後、再度押出しを行なった（第２洗浄工程）。

【００４１】洗浄結果は次の通りであった。 洗浄前の分離膜の透過流束：１３．４ｍ³ ／ｍ² ・日
２５℃，１ｋｇ／ｃｍ² 全洗浄工程終了後の分離膜の透過流束：２８．０ｍ³ ／
ｍ² ・日 ２５℃，１ｋｇ／ｃｍ^２ 第１洗浄工程終了後の原水室からの排出水中の剥離ＳＳ
量：１．４ｇ／ｍ^２ 第２洗浄工程終了後の原水室からの排出水中の剥離ＳＳ
量：１．０ｇ／ｍ² 未満 以上の結果から、本発明の膜分離装置によれば、少ない
洗浄水量及び短い洗浄時間で、効率的な洗浄を行なえる
ことが明らかである。

【００４２】

【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、 膜分離装置中の残留液の押出しを少ない押出水量に
て効率的に行なって、原水室側のみならず透過水室側の
残留液をも十分に押出すことができる。 薬品洗浄水で溶解し難い膜面付着物をも効果的な逆
流、逆洗作用により剥離除去することができ、少ない洗
浄水量及び短い洗浄時間で著しく良好な洗浄効果を得る
ことができる。 といった効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の膜分離装置の一実施例を示す系統図で
ある。

【符号の説明】

１ 原水槽 ２ 膜分離装置本体 ２Ａ 分離膜 ２ａ 原水室 ２ｂ 透過水室 ３ 押出水槽 ４ 第１洗浄水槽 ５ 第２洗浄水槽 ６ 排水槽 Ｐ₁ ，Ｐ₂ ，Ｐ₃ ポンプ Ｖ₁ ，Ｖ₂ ，Ｖ₃ ，Ｖ₄ ，Ｖ₅ ，Ｖ₆ ，Ｖ₇ ，Ｖ₈ ，Ｖ
₉ ，Ｖ₁₀ バルブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 分離膜を介して内部が原水室と透過水室
   とに区画された膜分離装置本体と、 該原水室に原水を導入する原水導入手段と、 該原水室から濃縮水を取り出す濃縮水取出手段と、 該透過水室から透過水を取り出す透過水取出手段とを備
   えた膜分離装置において、 洗浄水槽と、 該洗浄水槽内の水を前記透過水室に供給する手段と、 該透過水室から排出される洗浄水を前記原水室に送り出
   す手段と、 該原水室から水を取り出す取出手段と、を備えているこ
   とを特徴とする膜分離装置。