JPH07185273A - 中空糸膜を用いた内圧式のクロスフロー濾過方法およびその装置 - Google Patents

中空糸膜を用いた内圧式のクロスフロー濾過方法およびその装置

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JPH07185273A
JPH07185273A JP13858394A JP13858394A JPH07185273A JP H07185273 A JPH07185273 A JP H07185273A JP 13858394 A JP13858394 A JP 13858394A JP 13858394 A JP13858394 A JP 13858394A JP H07185273 A JPH07185273 A JP H07185273A
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JP
Japan
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hollow fiber
fiber membrane
raw water
internal pressure
membrane
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JP13858394A
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English (en)
Inventor
Koichi Anraku
幸一 安楽
Tetsuji Inoue
哲次 井上
Jiyunichi Araumi
純一 荒海
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Maezawa Industries Inc
Original Assignee
Maezawa Industries Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】水処理設備において、内圧式のクロスフロー濾
過により原水中の濁質物を除去する濾過方法およびその
装置に関し、膜の閉塞やゲル層の生成を極力防止し、濾
過処理能率を向上させること、および濾過処理とマンガ
ン処理とを同一の設備で行うことにより、省スペース化
を図ることを目的とする。 【構成】内圧式のクロスフロー濾過を行う中空糸膜モジ
ュール1と、この中空糸膜モジュールに原水2を循環さ
せる循環系20と、この循環系20内またはこの循環系
に至る経路10に設けられ、前記原水2中に濁質物除去
材を混入する濁質物除去材供給口6,7とを備え、中空
糸膜の内側に送給する原水2中に粒状物質および/また
はエアーを混入することにより、中空糸膜の膜面に付着
した濁質物を除去しながら濾過することを特徴とする。
また、粒状物質により原水中のマンガンを吸着除去する
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水処理設備、特に上水
設備において、原水中に含まれている固形物やフロック
等の濁質物を濾過により除去し、あるいはマンガンを酸
化法により除去する方法およびその装置に係り、詳しく
は、中空糸膜を用い、その内側に膜に平行に原水を流
し、膜の外側に透過させ、固液分離を行う内圧式のクロ
スフロー濾過により濁質物を除去し、また、マンガンを
除去する方法およびその装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】中空糸膜を用い、原水から濁質物または
マンガンを除去する濾過技術が、近時注目され、広く採
用されつつあるが、中でも、膜表面の接線方向に原水を
流し、膜を通過させる通液法により処理水を得、これを
系外へ排出する、いわゆるクロスフロー(十字流)濾過
(Cross Flow Filtration :CFF)が有効であるとさ
れている。これは、膜分離で膜面に形成されるゲル層
(ケーキ層)を、膜面に平行に流れる液の速度を大きく
することにより剥ぎ取り、濾過抵抗を低く保ち得るため
である。
【0003】しかし、膜表面の液流速を大きくしていた
としても、運転時間の経過とともに膜表面で濁質物が濃
縮されて高濃度となり、徐々に膜が閉塞し、ゲル層が生
成して、やはり、濾過抵抗を増大させる。これは、中空
糸膜の内側に膜に平行に原水を流し、膜の外側に透過さ
せ、固液分離を行う内圧式のクロスフロー濾過の場合
に、顕著である。したがって、従来は、定期的に系内に
逆洗水を流し、中空糸膜の膜面に付着した濁質物を除去
している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来のクロス
フロー濾過の場合、膜の閉塞やゲル層の生成に伴って、
濾過処理能率が低下し、歩留まりが悪くなる。濁質物を
除去し、濾過処理能率を安定させるためには、逆洗浄を
頻繁に行う必要があり、その作業に少なからぬコスト的
な負担と時間を伴うことから、結果的に処理能力が低下
するという問題点があった。この傾向は、原水を処理し
た後の濃縮水を循環させている場合に特に著しい。
【0005】一方、原水中にマンガンが含まれている場
合には、一般に濾過処理の前にマンガンを除去するため
の除マンガン設備(例えば、マンガン砂を濾材とする接
触濾過法等)が必要となる。このように、濾過処理とマ
ンガン処理とを、濾過設備と除マンガン設備とで別々に
行っているため、両設備が占める設置スペースが大きく
なる。また、後から除マンガン設備が必要となったよう
な場合、既存の浄水場においては、スペース的に増設が
困難となる。また、これを限られたスペースで行おうと
するときには、既存の濾過設備を半分にして、残りの半
分を除マンガン設備にすることになり、結局処理能力が
半分になってしまうという問題点があった。
【0006】本発明は、このような従来技術の問題点を
解決し、膜面の濁質物を除去しながら濾過することによ
り、膜の閉塞やゲル層の生成を極力防止し、濾過処理能
率を向上でき、しかも濾過処理とマンガン処理とを同一
の設備で行うことにより、省スペース化を図り得る中空
糸膜を用いた内圧式のクロスフロー濾過方法およびその
装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの手段として、本発明は、中空糸膜の内側に膜に平行
に原水を流し、膜の外側に透過させ、固液分離を行う内
圧式のクロスフロー濾過方法において、前記中空糸膜に
送給される原水に粒状物質および/またはエアーを混入
し、前記中空糸膜の膜面に付着した濁質物を除去しなが
ら濾過することを特徴とする中空糸膜を用いた内圧式の
クロスフロー濾過方法を構成した。
【0008】また、中空糸膜の内側に膜に平行に原水を
流し、膜の外側に透過させ、固液分離を行う内圧式のク
ロスフロー濾過方法において、前記中空糸膜に送給され
る原水に粒状物質を混入し、前記中空糸膜の膜面に付着
した濁質物を除去しながら濾過すると共に、前記粒状物
質により原水中のマンガンを吸着除去することを特徴と
する中空糸膜を用いた内圧式のクロスフロー濾過方法を
構成した。
【0009】さらに、内圧式のクロスフロー濾過を行う
中空糸膜モジュールと、この中空糸膜モジュールに原水
を循環させる循環系と、この循環系内またはこの循環系
に至る経路に設けられ、前記原水中に粒状物質および/
またはエアーを混入する濁質物除去材供給口とを備える
ことを特徴とする中空糸膜を用いた内圧式のクロスフロ
ー濾過装置を構成した。なお、前記中空糸膜モジュール
には、逆洗水圧送路を設けるとよい。
【0010】
【作用】粒状物質および/またはエアーを混入した原水
は、中空糸膜の内側に送給され膜面に付着した濁質物を
除去しながら循環系を循環し、濾過が行われる。また、
粒状物質、特に電解二酸化マンガンは、原水中に溶解し
ているマンガンを吸着して,これを除去する。
【0011】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面について詳細
に説明する。図1は、本実施例の内圧式のクロスフロー
濾過に用いられる中空糸膜の拡大断面図、図2は、本実
施例の内圧式のクロスフロー濾過装置におけるフロー図
である。
【0012】図1において、中空糸膜モジュール1は、
例えばセルロースアセテートを良溶媒に溶解したあとこ
れに金属塩と添加溶媒を加えたポリマー溶液を紡糸した
多孔膜中空糸であって、膜層1aと中空部1bとから構
成される。原水2は、膜層1aの内側である中空部1b
に、図中下方から上方に、膜層1aに平行に流され、膜
層1aを透過させるクロスフロー濾過により、膜層1a
の外側に処理水3が濾液として取出された後、系外へ排
出されるものである。中空糸膜モジュール1の膜層1a
の内側には、濁質物4が付着している。
【0013】図2は、この中空糸膜モジュール1に原水
2を循環させる循環系20と、この循環系20に至る経
路10を流れる原水2のフロー図である。貯留槽5内の
原水2は、経路10に配設された吐出ポンプP1 によ
り、循環系20に一定圧または一定流量で送給される。
循環系20には、循環ポンプP2 が設けてあり、これに
より、中空糸膜モジュール1に処理水量に対応する原水
2が供給され、循環系20を循環する。
【0014】循環系20に至る経路10には、濁質物除
去材としての粒状物質6a、例えば再生が容易な粒状活
性炭の供給口6が設けられる。粒状物質6aは、中空糸
膜モジュール1の膜を通過しない程度の 100〜 200メッ
シュあるいは1μ〜1mmの粒径を有する粉状体ないしは
粒状体である。また、循環系20には、同じく濁質物除
去材としてのエアー7aの供給口7が設けられる。経路
10および循環系20を流れる原水2中には、濁質物除
去材供給口6,7から常時供給されて粒状活性炭6aお
よびエアー7aが混入される結果、原水2は、図1に示
す中空糸膜モジュール1の膜層1aの内側に付着した濁
質物4を除去しつつ循環系20内を循環する。そして、
循環系20を流れる原水2の濃度が高くなった場合は、
排出路8からこれが排出される。また、逆洗時もこの排
出路8から排出される。
【0015】なお、原水2中に混入する粒状物質6aま
たはエアー7aは、双方を併用してもよいし、それぞれ
単独で使用してもよい。また、これらの循環系20への
供給は、常時行ってもよいし、間欠的に行ってもよい。
【0016】一方、粒状活性炭の供給口6から供給され
る粒状物質6aとしては、電解二酸化マンガンが用いら
れてもよい。電解二酸化マンガンは、リョウマンガン鉱
(MnCO3 が主成分)を硫酸で処理精製して得た硫酸酸性
マンガン溶液を、不溶性陽極とステンレス陰極を用いて
高温で電解し、陽極上に析出させて得られるもので、活
性のあるγ型である。この場合、循環系20に、電解二
酸化マンガンと共に、酸化剤例えば塩素またはオゾンが
供給されると、より効果的である。原水2中に溶解した
マンガンは、下記の化学反応により、電解二酸化マンガ
ンと酸化剤とに吸着され、除去される。 Mn2++MnO2 (活性γ型電解二酸化マンガン)+2
2 O→MnO2 ・MnO・H2 O+2H+
【0017】処理水3の取出経路には、逆洗水9aの圧
送路9を設けてある。中空糸膜モジュール1の膜層1a
の内側に付着した濁質物4が、ゲル層となって堆積した
場合は、この逆洗水圧送路9から逆洗水9aを圧送し
て、これを強制的に剥離除去する。
【0018】循環系に供給される粒状物質として粒状活
性炭が使用された場合は、活性炭の吸着作用により、凝
集,沈澱,砂濾過という通常の浄水処理や膜濾過で除去
できない異臭味原因物質(2−MIB,ジオスミン
等),合成洗剤,フェノール類,トリハロメタンおよび
その前駆物質,トリクロロエチレン等の低沸点有機塩素
化合物,農薬等の微量有害物質等を除去することができ
る。また、活性炭の吸着作用により、中空糸膜の濾過に
かかる負担を軽減することができる。
【0019】また、粒状物質として電解二酸化マンガン
が使用された場合は、中空糸膜モジュールによる濾過を
繰り返しながら、この電解二酸化マンガンが原水中に含
まれるマンガンを吸着除去する。マンガン除去の効果が
薄くなったら、循環系の原水を排出する。
【0020】
【発明の効果】上記の構成からなる本発明の中空糸膜を
用いた内圧式のクロスフロー濾過方法およびその装置に
よれば、中空糸膜の内側に送給される原水に粒状物質お
よび/またはエアーを混入し、中空糸膜の膜面に付着し
た濁質物を除去しながら濾過するので、膜の閉塞やゲル
層の生成を極力防止し、濾過処理能率を向上できる。ま
た、従来のように、逆洗浄を頻繁に行う必要がなく、そ
の回数を減少させることができるので、省力化が図れ、
結果的に処理能力を大とし得る効果がある。
【0021】一方、粒状物質として電解二酸化マンガン
を使用した場合は、原水を中空糸膜モジュールにより濾
過する濾過設備の中で、マンガンを除去し得るので,除
マンガン設備が不要となり、設置スペースを小さくする
ことができ、かつ、後から除マンガン設備が必要となっ
たような場合でも簡単に対応できる。また、中空糸膜モ
ジュールの膜面の濁質を除去しながら除去できるので、
処理能力を常時一定にできる。そして、逆洗浄を定期的
に行う必要がなく、回数も減少できることから処理能率
が向上する。特に、原水を循環させている場合には有効
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る内圧式のクロスフロー濾過に用い
られる中空糸膜の拡大断面図である。
【図2】本発明に係る内圧式のクロスフロー濾過装置に
おけるフロー図である。 1 …中空糸膜モジュール 1a…膜層 1b…中空部 2 …原水 3 …処理水 4 …濁質物 6 …粒状物質の供給口 7 …エアーの供給口 9 …逆洗水圧送路 10 …循環系への経路 20 …循環系
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C02F 1/58 A

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中空糸膜の内側に膜に平行に原水を流
    し、膜の外側に透過させ、固液分離を行う内圧式のクロ
    スフロー濾過方法において、前記中空糸膜に送給される
    原水に粒状物質および/またはエアーを混入し、前記中
    空糸膜の膜面に付着した濁質物を除去しながら濾過する
    ことを特徴とする中空糸膜を用いた内圧式のクロスフロ
    ー濾過方法。
  2. 【請求項2】 中空糸膜の内側に膜に平行に原水を流
    し、膜の外側に透過させ、固液分離を行う内圧式のクロ
    スフロー濾過方法において、前記中空糸膜に送給される
    原水に粒状物質を混入し、前記中空糸膜の膜面に付着し
    た濁質物を除去しながら濾過すると共に、前記粒状物質
    により原水中のマンガンを吸着除去することを特徴とす
    る中空糸膜を用いた内圧式のクロスフロー濾過方法。
  3. 【請求項3】 粒状物質が電解二酸化マンガンである請
    求項2に記載の中空糸膜を用いた内圧式のクロスフロー
    濾過方法。
  4. 【請求項4】 内圧式のクロスフロー濾過を行う中空糸
    膜モジュールと、この中空糸膜モジュールに原水を循環
    させる循環系と、この循環系内またはこの循環系に至る
    経路に設けられ、前記原水中に粒状物質および/または
    エアーを混入する濁質物除去材供給口とを備えることを
    特徴とする中空糸膜を用いた内圧式のクロスフロー濾過
    装置。
  5. 【請求項5】 粒状物質が電解二酸化マンガンである請
    求項4に記載の中空糸膜を用いた内圧式のクロスフロー
    濾過装置。
JP13858394A 1993-11-17 1994-06-21 中空糸膜を用いた内圧式のクロスフロー濾過方法およびその装置 Pending JPH07185273A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010104902A (ja) * 2008-10-30 2010-05-13 Daicen Membrane Systems Ltd 水浄化システムの運転方法及び水浄化システム
CN103464014A (zh) * 2013-09-25 2013-12-25 天津工业大学 一种抑制中空纤维膜表面细菌的方法
WO2018198714A1 (ja) * 2017-04-24 2018-11-01 メタウォーター株式会社 溶解性マンガン除去方法

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