JPH07313845A

JPH07313845A - 自動化学洗浄機構を有する限外ろ過膜装置

Info

Publication number: JPH07313845A
Application number: JP10946594A
Authority: JP
Inventors: Shinkichi Hashimoto; 眞吉橋本
Original assignee: Tosoh Corp
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 1994-05-24
Filing date: 1994-05-24
Publication date: 1995-12-05

Abstract

(57)【要約】【構成】「給水圧力」をｐ_f，「透過水圧力」をｐ_p，
「１０％ブローしながら採水している時の濃縮水圧力」
をｐ_r（圧力の単位はいずれもkgf/cm²としたとき、Δ
ｐ_avg＝（ｐ_f＋ｐ_r）／２−ｐ_pとして定義される平
均膜間差圧）の値を自動演算し，Δｐ_avg＝１（kgf/cm
²）に達した時，自動的に限外ろ過膜装置（以後、ＵＦ
と略記する。）のモジュールのラインを孤立化し，ＵＦ
の化学洗浄が開始されることのできる自動洗浄装置が装
備されたＵＦ。【効果】本発明によって、ＵＦの化学洗浄が安全に自動
化できる。また、「順洗」、「逆洗」を交互に繰り返す
ことによって、ＵＦ膜の寿命が従来では１年であるが、
本発明により３年以上に延長できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】超純水製造設備において，ＵＦモ
ジュールは脱コロイド，脱有機物更に脱バクテリア等の
ために必要不可欠の要素技術である．特にＴＯＣ（全有
機炭素）の極少ない超純水が昨今特に要求されている．
ＵＦモジュールは非常に高価な膜であるためトラップさ
れた有機物、コロイド類、バクテリアを強アルカリ（例
えば、苛性ソーダ等）と酸化剤（例えば、次亜塩素酸ナ
トリウム等）の混合溶液で再生して、化学洗浄後の平均
膜間差圧Δｐ_avgが１より下がらなくなるまで使用する
のが経済的である。

【０００２】

【従来の技術】ＵＦの設置位置は一次純水（１μｍ程度
までフィルタリング後、イオン交換樹脂に一回通して比
抵抗値１０ＭΩ・ｃｍ程度とした水）以降である。

【０００３】一次純水ラインに設置された場合は２次純
水（イオン交換樹脂に２段階通過させて比抵抗値を１０
ＭΩ・ｃｍ以上とした水）用貯槽のレベルスイッチの位
置に応じて、ＵＦに送水するポンプが動作，停止を繰り
返す。

【０００４】一般にＵＦの使用法は、膜面にパーティク
ル、コロイドあるいは有機物などを濃縮させないように
するため、「透過水」、「濃縮水」そして「ブロー水」
の流量比をＱ_f：Ｑ_r：Ｑ_b＝１：１：０．１に調整する
必要が有る。このため、３種の水それぞれの出口に３台
の手動弁を設置し、日ごとにこれを調整しなければなら
ない。

【０００５】また、平均膜間差圧Δｐ_avgを計算し、こ
れを監視し、Δｐ_avgが１に近付く時期に、ＵＦを超純
水製造設備から孤立化させ、化学洗浄を実施しなければ
ならない。

【０００６】ＵＦの化学洗浄に用いる薬品は約１重量％
の苛性ソーダと約２００ｐｐｍの次亜塩素酸ソーダの混
合溶液で全体として２００リットルとする。この洗浄薬
液をＵＦに約５時間通薬する。この排液の中和処理も必
要なので、ＵＦの化学洗浄は一日仕事となる。これは安
全衛生上の対策が必要とされ，多大な労働力が必要な作
業である。

【０００７】更に、ＵＦの化学洗浄は通常は薬液の注入
方向がＵＦの給水方向なので、ＵＦの入口（給水口）に
詰まった大きなダストは化学洗浄では取れず、化学洗浄
後でも給水量を大幅に低減してしまうという欠点があ
る。

【０００８】ところが一方、ＵＦが２次純水ラインに設
置された場合は化学洗浄のためにユースポイントにおけ
る超純水が必ず断水してしまう。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかるＵＦ化
学洗浄を手作業から自動化するものである。また、化学
洗浄方向を毎回「順洗」、「逆洗」と交互に行おうとす
るものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明ではＵＦの化学洗
浄を自動化するために「化学洗浄タンク」を中心にして
５つのラインを設ける。

【００１１】（１）苛性ソーダ貯槽から背圧弁を介して
苛性ソーダ原液を「化学洗浄タンク」へ輸送するライ
ン。

【００１２】（２）次亜塩素酸ソーダ貯槽から背圧弁を
介して次亜塩素酸ソーダを「化学洗浄タンク」へ輸送す
るライン。

【００１３】（３）ろ過水貯槽から希釈水を「化学洗浄
タンク」へ輸送するライン。

【００１４】（４）「化学洗浄タンク」からＵＦに化学
洗浄薬液を輸送するライン。

【００１５】（５）ＵＦから化学洗浄薬液を「化学洗浄
タンク」に戻すライン。

【００１６】（６）押出・洗浄した排水を中和処理施設
へ送るライン。

【００１７】そして、前記（４）については、ＵＦ入口
に供給する「順洗」、ＵＦ透過水出口およびＵＦ濃縮水
出口に供給する「逆洗」の２通りできるようにする。

【００１８】図１及び図２を使用して、「順洗」及び
「逆洗」の化学洗浄の方法を説明する。

【００１９】「順洗」の場合、図１の矢印で示す様に、
自動弁１０、自動弁８、自動弁５及び自動弁６を開け、
他の自動弁を閉じた。化学洗浄タンクから、化学洗浄薬
液は自動弁１０、ポンプ２、ラインミキサー、自動弁８
を通り、ＵＦモジュールの給水側へ供給される。ＵＦモ
ジュールから出てきた薬液は、自動弁５及び自動弁６を
通り、「化学洗浄タンク」に戻る。

【００２０】「逆洗」の場合、図２の矢印で示す様に、
自動弁１０、自動弁７、自動弁６、自動弁５及び自動弁
８を開け、他の自動弁を閉じた。化学洗浄タンクから、
化学洗浄薬液は自動弁１０、ポンプ２、ラインミキサ
ー、自動弁７、自動弁６及び自動弁５を通り、ＵＦモジ
ュールの透過水側及び濃縮水側へ供給される。ＵＦモジ
ュールから出てきた薬液は、自動弁８を通り、「化学洗
浄タンク」に戻る。

【００２１】上記、「順洗」又は「逆洗」を実施した
後、排液の押出・洗浄を実施する。この排液の押出・洗
浄も図１及び図２を使用して説明する。

【００２２】自動弁１、自動弁５、自動弁６、自動弁
７、自動弁８、自動弁１０及び自動弁１１を開けた状態
にし、他の自動弁は閉めた。すなわち、純水貯槽１から
の純水をポンプ１により、ＵＦモジュールの入口に導
き、ＵＦモジュールの透過水、濃縮水を集めて、自動弁
６を通過後、自動弁７及びラインミキサーを通過して、
排水中和処理施設に導くラインと、化学洗浄タンクに導
き、ポンプ２で排水中和処理設備に移送するラインとに
別れて、押出・洗浄を実施した。

【００２３】この押出・洗浄の終了タイミングは、自動
弁１１の右隣に設置したｐＨセンサーが所定のｐＨを示
す時点とし、押出・洗浄時間の関係から、８未満になる
時点が好ましい。

【００２４】又、「ＵＦ透過水流量Ｑ_f」：「ＵＦ濃縮
水流量Ｑ_r」：「ＵＦブロー水流量Ｑ_b」＝１：１：
０．１として運転できるように、瞬間流量をフィードバ
ックして開度調整のできる自動弁をそれぞれの供給ライ
ンに有することが好ましい。

【００２５】以下に、本発明の具体例として実施例を示
すが、本発明はこれらの実施例により限定されるもので
はない。

【００２６】

【実施例】「順洗」方向によるＵＦ化学洗浄を図１に示
す（図中、洗浄液の流れを矢印で示しており、自動弁１
０、自動弁８、自動弁５及び自動弁６を開け、他の自動
弁を閉じた。）。

【００２７】ＵＦを１次純水ラインに設置した。すなわ
ち、第１次イオン交換後の１次純水を貯留する「純水貯
槽１」、ユースポイントとのリサイクルラインで紫外線
殺菌灯、第２次イオン交換樹脂、ファイナルフィルター
（０．１μｍ）を経て２次純水を貯留する「純水貯槽
２」との間に設置した。

【００２８】尚、図１には簡略の為、紫外線殺菌灯、第
２次イオン交換樹脂及びファイナルフィルターは省略し
てある。

【００２９】「ＵＦ透過水流量Ｑ_f」：「ＵＦ濃縮水流
量Ｑ_r」：「ＵＦブロー水流量Ｑ_b」＝１：１：０．１
とするために自動弁２、自動弁４そして自動弁３を設置
し、それぞれ流量計ＦＧ１、流量計ＦＧ２そして流量計
ＦＧ３でフィードバックをかけながら流量制御を行っ
た。

【００３０】また、「純水貯槽２」が満水（通常、レベ
ル２。尚、レベル１は「純水貯槽２：異常高」として使
用する。）のときポンプ１を停止状態にすると「純水貯
槽１」と「純水貯槽２」との間で純水が滞るため、バク
テリアの発生が懸念される。そこで、「純水貯槽２」が
満水のときは、自動弁２と自動弁３を閉じ、自動弁５と
自動弁４を開けてポンプ１を稼働させ、リサイクリング
状態にした。

【００３１】化学洗浄タンクは容量２００リットルとし
た。２５℃、２５重量％、比重１．２７４の苛性ソーダ
はポンプ４で１０リットル移送した。有効塩素１２％、
２５℃、比重１．１０の次亜塩素酸ソーダはポンプ５で
９００ミリリットル採取した。希釈水としてのろ過水は
ポンプ３で約１７０リットル輸送した。化学洗浄タンク
で調製された２００ｐｐｍ次亜塩素酸ソーダを含む１重
量％苛性ソーダ溶液約１８０リットルは、ポンプ２によ
ってＵＦモジュールの給水側から通薬した。薬洗時間は
約５時間とした。

【００３２】排液の押出・洗浄は、自動弁１、自動弁
５、自動弁６、自動弁７、自動弁８、自動弁１０及び自
動弁１１を開けた状態にし、他の自動弁は閉めた。すな
わち、純水貯槽１からの純水をポンプ１により、ＵＦモ
ジュールの入口に導き、ＵＦモジュールの透過水、濃縮
水を集めて、自動弁６を通過後、自動弁７及びラインミ
キサーを通過して、排水中和処理施設に導くラインと、
化学洗浄タンクに導き、ポンプ２で排水中和処理設備に
移送するラインとに別れて、押出・洗浄を実施した。

【００３３】ｐＨセンサーの示度が８未満となった約１
時間後に、この押出・洗浄を終了した。

【００３４】このようにして、化学洗浄直前で平均膜間
差圧Δｐ_avgが１．０１であったものが、化学洗浄直後
で０．２３に復帰できた。

【００３５】一方、「逆洗」方向によるＵＦ化学洗浄を
図２に示す。（図中、洗浄液の流れを矢印で示してお
り、自動弁１０、自動弁７、自動弁６、自動弁５及び自
動弁８を開け、他の自動弁を閉じた。）。

【００３６】化学洗浄タンクは容量２００リットルとし
た。２５℃、２５重量％、比重１．２７４の苛性ソーダ
はポンプ４で１０リットル移送した。有効塩素１２％、
２５℃、比重１．１０の次亜塩素酸ソーダはポンプ５で
９００ミリリットル採取した。

【００３７】希釈水としてのろ過水はポンプ３で約１７
０リットル輸送した。化学洗浄タンクで調製された２０
０ｐｐｍ次亜塩素酸ソーダを含む１重量％苛性ソーダ溶
液約１８０リットルは、ポンプ２によってＵＦモジュー
ルの透過水および濃縮水側から通薬した。薬洗時間は約
５時間とした。

【００３８】排液の押出・洗浄は、自動弁１、自動弁
５、自動弁６、自動弁７、自動弁８、自動弁１０及び自
動弁１１を開けた状態にし、他の自動弁は閉めた。すな
わち、純水貯槽１からの純水をポンプ１により、ＵＦモ
ジュールの入口に導き、ＵＦモジュールの透過水、濃縮
水を集めて、自動弁６を通過後、自動弁７及びラインミ
キサーを通過して、排水中和処理施設に導くラインと、
化学洗浄タンクに導き、ポンプ２で排水中和処理設備に
移送するラインとに別れて、押出・洗浄を実施した。

【００３９】ｐＨセンサーの示度が８未満となった約１
時間後に、この押出・洗浄を終了した。

【００４０】「逆洗」の場合、ＵＦの透過水側にパーテ
ィクルやコロイドなどの汚れがつくためＵＦの押出・洗
浄は充分に行った。このようにして、化学洗浄直前で平
均膜間差圧Δｐ_avgが１．００であったものが、化学洗
浄直後で０．２５に復帰できた。また、給水流量は約１
％増加した。

【００４１】

【発明の効果】本発明によって、ＵＦの化学洗浄が安全
に自動化できる。また、「順洗」、「逆洗」を交互に繰
り返すことによって、ＵＦ膜の寿命が従来では１年であ
るが、本発明により３年以上に延長できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＵＦ化学洗浄を「順洗」方向で実施する場合の
フローチャート。

【図２】ＵＦ化学洗浄を「逆洗」方向で実施する場合の
フローチャート。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】「給水圧力」をｐ_f，「透過水圧力」をｐ
_p，「１０％ブローしながら採水している時の濃縮水圧
力」をｐ_r（圧力の単位はいずれもkgf/cm²としたと
き、Δｐ_avg＝（ｐ_f＋ｐ_r）／２−ｐ_pとして定義さ
れる平均膜間差圧）の値を自動演算し，Δｐ_avg＝１
（kgf/cm²）に達した時，自動的に限外ろ過膜装置（以
後、ＵＦと略記する。）のモジュールのラインを孤立化
し，ＵＦの化学洗浄が開始できる自動洗浄装置が装備さ
れたＵＦ。
【請求項２】ＵＦの通常の採水時（フィルタリング状
態）には、「透過水」（中空繊維の内から外にフィルト
レートされる水）の流量Ｑ_f，「濃縮水」（中空繊維の
内部を単に通過するだけの水．「戻り水」としては次の
「ブロー水」を差し引いた正味の流量とする．）の流量
Ｑ_r及び「ブロー水」の流量Ｑ_bをＱ_f：Ｑ_r：Ｑ_b＝１：
１：０．１として運転できるように，瞬間流量をフィー
ドバックして開度調整のできる自動弁をそれぞれの供給
ラインに有する請求項１に記載のＵＦ．
【請求項３】「苛性ソーダ貯留槽」から定量ポンプによ
って苛性ソーダ原液を汲み上げ、背圧弁に抗して「化学
洗浄タンク」に輸送するライン，並びに「ろ過水貯槽」
から「ろ過水ポンプ」によって前述の「化学洗浄タン
ク」にろ過水を輸送するライン，更には，この「化学洗
浄タンク」で調製された０〜１％の苛性ソーダをＵＦモ
ジュールの「順方向（中空繊維の内から外方向へ通
薬）」のみならず「逆方向（中空繊維の外から内方向へ
通薬）」に輸送することができることを特徴とする請求
項１及び請求項２に記載のＵＦ．