JPH0824857A - 水浄化システムの運転方法および水浄化装置 - Google Patents
水浄化システムの運転方法および水浄化装置Info
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- JPH0824857A JPH0824857A JP6183972A JP18397294A JPH0824857A JP H0824857 A JPH0824857 A JP H0824857A JP 6183972 A JP6183972 A JP 6183972A JP 18397294 A JP18397294 A JP 18397294A JP H0824857 A JPH0824857 A JP H0824857A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 膜モジュールに付着した河川からの細菌を殺
菌する最適殺菌条件を提供する。 【構成】 逆洗を含むクロスフロー濾過による中空糸膜
モジュールを用いた水浄化システムにおいて、式（１）
で算出される逆洗時間ｔによる中空糸膜モジュールの殺
菌剤含有逆洗水による逆洗を、式（２）の範囲内で実施
することを特徴とする水浄化システムの運転方法、なら
びに、逆洗時間ｔの演算制御装置を有する水浄化システ
ム。 【数１】
菌する最適殺菌条件を提供する。 【構成】 逆洗を含むクロスフロー濾過による中空糸膜
モジュールを用いた水浄化システムにおいて、式（１）
で算出される逆洗時間ｔによる中空糸膜モジュールの殺
菌剤含有逆洗水による逆洗を、式（２）の範囲内で実施
することを特徴とする水浄化システムの運転方法、なら
びに、逆洗時間ｔの演算制御装置を有する水浄化システ
ム。 【数１】
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、中空糸膜モジュールを
用いた水浄化システムおよびその運転方法ならびに水浄
化装置に関し、更に詳しくは膜モジュール内に付着した
河川中に含まれる細菌を殺菌するための最適殺菌条件を
提供することにより、膜モジュールの細菌による生分解
を防止し、膜モジュールの延命を図り、系外へ排出され
る殺菌剤量の低減を図る環境保全に配慮した水浄化シス
テムの運転方法ならびに水浄化装置に関する。
用いた水浄化システムおよびその運転方法ならびに水浄
化装置に関し、更に詳しくは膜モジュール内に付着した
河川中に含まれる細菌を殺菌するための最適殺菌条件を
提供することにより、膜モジュールの細菌による生分解
を防止し、膜モジュールの延命を図り、系外へ排出され
る殺菌剤量の低減を図る環境保全に配慮した水浄化シス
テムの運転方法ならびに水浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、膜分離技術を適用する水浄化シス
テムとして、中空糸膜モジュールを用いたクロスフロー
濾過が行われている。ここにクロスフロー濾過とは、中
空糸膜の膜面（原水供給側分離膜面）の一方に原水を供
給し、中空糸膜を透過した透過水を分離膜の他方の膜面
（透過水側分離膜面）から回収する際、原水供給側分離
膜面に平行に原水を流して濾過を行うことにより、中空
糸膜表面に付着した原水に含まれていた濁質物質をその
膜表面からはぎ取る効果を有する濾過方法をいう。 一
方、原水として用いられる河川水などには一般細菌と共
に分離膜として多用される酢酸セルロースを分解する細
菌が混在し、これが中空糸膜の原水供給分離膜面に付着
して処理水質を害したり、中空糸膜が微生物分解を受け
て劣化を生じる場合がある。酢酸セルロース膜は、河川
水に含まれる濁質物質の分離膜への結合が比較的弱いた
め、逆洗による透水速度の回復が大きく、水浄化システ
ムには分離膜として酢酸セルロース膜が多用されてい
る。従って、付着した細菌を除去し、原水中の濁質物質
によって生ずる目詰まりを防止するために、一般的には
逆流洗浄（以下、逆洗と称す。）が行われている。
テムとして、中空糸膜モジュールを用いたクロスフロー
濾過が行われている。ここにクロスフロー濾過とは、中
空糸膜の膜面（原水供給側分離膜面）の一方に原水を供
給し、中空糸膜を透過した透過水を分離膜の他方の膜面
（透過水側分離膜面）から回収する際、原水供給側分離
膜面に平行に原水を流して濾過を行うことにより、中空
糸膜表面に付着した原水に含まれていた濁質物質をその
膜表面からはぎ取る効果を有する濾過方法をいう。 一
方、原水として用いられる河川水などには一般細菌と共
に分離膜として多用される酢酸セルロースを分解する細
菌が混在し、これが中空糸膜の原水供給分離膜面に付着
して処理水質を害したり、中空糸膜が微生物分解を受け
て劣化を生じる場合がある。酢酸セルロース膜は、河川
水に含まれる濁質物質の分離膜への結合が比較的弱いた
め、逆洗による透水速度の回復が大きく、水浄化システ
ムには分離膜として酢酸セルロース膜が多用されてい
る。従って、付着した細菌を除去し、原水中の濁質物質
によって生ずる目詰まりを防止するために、一般的には
逆流洗浄（以下、逆洗と称す。）が行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような、逆洗を含
むクロスフロー濾過による水浄化システムの運転方法と
して、例えば、水道協会雑誌（Ｖｏｌ．６１，Ｎｏ．１
１，１９−２６，１９９２）には、膜透過水量を一定に
した定量濾過方式において、水浄化システムの循環水側
圧力が設定値を超えた場合に、原水濁度に依存した定期
的な逆洗を実施し、化学薬品を用いて膜の洗浄を行う例
が記載されている。この方法では、原水濁度、透過水圧
の変化に基づいて、逆洗の頻度を変動させる水浄化シス
テムの運転方法であり、その結果として透過水中には細
菌が存在しなかったとするものである。そして、膜モジ
ュールに付着した細菌の増殖による膜モジュールの劣化
やそれに伴う透過水の汚染については、何等言及されて
いない。しかも中空糸膜は時間の経過と共に逆洗によっ
て回復し得ない非可逆的な膜の閉塞が進行するため、化
学薬品による洗浄を行う必要があるとしているが、薬品
洗浄によって排出される殺菌剤量の低減について配慮さ
れていない。
むクロスフロー濾過による水浄化システムの運転方法と
して、例えば、水道協会雑誌（Ｖｏｌ．６１，Ｎｏ．１
１，１９−２６，１９９２）には、膜透過水量を一定に
した定量濾過方式において、水浄化システムの循環水側
圧力が設定値を超えた場合に、原水濁度に依存した定期
的な逆洗を実施し、化学薬品を用いて膜の洗浄を行う例
が記載されている。この方法では、原水濁度、透過水圧
の変化に基づいて、逆洗の頻度を変動させる水浄化シス
テムの運転方法であり、その結果として透過水中には細
菌が存在しなかったとするものである。そして、膜モジ
ュールに付着した細菌の増殖による膜モジュールの劣化
やそれに伴う透過水の汚染については、何等言及されて
いない。しかも中空糸膜は時間の経過と共に逆洗によっ
て回復し得ない非可逆的な膜の閉塞が進行するため、化
学薬品による洗浄を行う必要があるとしているが、薬品
洗浄によって排出される殺菌剤量の低減について配慮さ
れていない。
【０００４】また、特開平６−２３３５６号公報には、
原水ｐＨと残留酸化剤濃度により膜性能劣化が生じるこ
とがあり得るため、原水のｐＨを予め調節した後、水処
理をする淡水化装置の制御方法ならびに制御装置が開示
されている。そしてこれらにより原水を調整して中空糸
膜の劣化を防止することを目的としている。しかし、開
示された発明は海水またはかん水の淡水化装置であり、
細菌除去の目的がないため細菌増殖に対応した残留酸化
剤濃度の設定はなされない。
原水ｐＨと残留酸化剤濃度により膜性能劣化が生じるこ
とがあり得るため、原水のｐＨを予め調節した後、水処
理をする淡水化装置の制御方法ならびに制御装置が開示
されている。そしてこれらにより原水を調整して中空糸
膜の劣化を防止することを目的としている。しかし、開
示された発明は海水またはかん水の淡水化装置であり、
細菌除去の目的がないため細菌増殖に対応した残留酸化
剤濃度の設定はなされない。
【０００５】このような現状において、中空糸膜に付着
した一般細菌ならびに酢酸セルロース分解菌を分離膜モ
ジュールから除去するために、物理的に除去あるいは薬
剤による殺菌をする必要がある。しかし水浄化システム
におけるこれらの実施においては、単にこれらを除去し
あるいは殺菌するだけでなく、分離膜モジュール自体に
及ぼす薬剤の影響や実施後の系外へ排出される殺菌剤量
の低減にも考慮しなければならない。そこでかかる目的
を達成し、かつ、各種の水処理システムにも容易に対応
できる簡便な制御機構に基づく水浄化システムの運転方
法ならびに水浄化装置の開発が強く求められている。
した一般細菌ならびに酢酸セルロース分解菌を分離膜モ
ジュールから除去するために、物理的に除去あるいは薬
剤による殺菌をする必要がある。しかし水浄化システム
におけるこれらの実施においては、単にこれらを除去し
あるいは殺菌するだけでなく、分離膜モジュール自体に
及ぼす薬剤の影響や実施後の系外へ排出される殺菌剤量
の低減にも考慮しなければならない。そこでかかる目的
を達成し、かつ、各種の水処理システムにも容易に対応
できる簡便な制御機構に基づく水浄化システムの運転方
法ならびに水浄化装置の開発が強く求められている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような現状に鑑み、
本発明者らは河川の細菌状況ならびに水浄化システムの
運転状況を詳細に検討した結果、逆洗時間を特定式に基
づいて制御することにより最適殺菌条件が得られること
を見い出し、本発明を完成するに至った。
本発明者らは河川の細菌状況ならびに水浄化システムの
運転状況を詳細に検討した結果、逆洗時間を特定式に基
づいて制御することにより最適殺菌条件が得られること
を見い出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】すなわち本発明は、逆洗を含むクロスフロ
ー濾過による中空糸膜モジュールを用いた水浄化システ
ムにおいて、式（１）で算出される逆洗時間ｔによる中
空糸膜モジュールの殺菌剤含有逆洗水による逆洗を、式
（２）の範囲内で実施することを特徴とする水浄化シス
テムの運転方法を提供するものである。
ー濾過による中空糸膜モジュールを用いた水浄化システ
ムにおいて、式（１）で算出される逆洗時間ｔによる中
空糸膜モジュールの殺菌剤含有逆洗水による逆洗を、式
（２）の範囲内で実施することを特徴とする水浄化シス
テムの運転方法を提供するものである。
【０００８】
【数３】
【０００９】また、逆洗を含むクロスフロー濾過による
中空糸膜モジュールを用いた水浄化システムにおいて、
殺菌剤含有逆洗水による逆洗時間ｔを式（１）ならびに
式（３）に従って制御することを特徴とする水浄化シス
テムの運転方法を提供するものである。
中空糸膜モジュールを用いた水浄化システムにおいて、
殺菌剤含有逆洗水による逆洗時間ｔを式（１）ならびに
式（３）に従って制御することを特徴とする水浄化シス
テムの運転方法を提供するものである。
【００１０】
【数４】
【００１１】また、前記の中空糸膜モジュールの膜材質
が酢酸セルロースであることを特徴とする水浄化システ
ムの運転方法を提供するものである。さらに前記のいず
れかに記載の逆洗水が、殺菌剤として次亜塩素酸ナトリ
ウムを使用するものであることを特徴とする水浄化シス
テムの運転方法を提供するものである。加えて、前記の
逆洗時間ｔを演算する演算制御装置を有することを特徴
とするクロスフロー濾過による中空糸膜モジュールを用
いた水浄化装置を提供するものである。以下、本発明を
詳細に説明する。
が酢酸セルロースであることを特徴とする水浄化システ
ムの運転方法を提供するものである。さらに前記のいず
れかに記載の逆洗水が、殺菌剤として次亜塩素酸ナトリ
ウムを使用するものであることを特徴とする水浄化シス
テムの運転方法を提供するものである。加えて、前記の
逆洗時間ｔを演算する演算制御装置を有することを特徴
とするクロスフロー濾過による中空糸膜モジュールを用
いた水浄化装置を提供するものである。以下、本発明を
詳細に説明する。
【００１２】次式（１）は本発明の水浄化システムの運
転における、逆洗と濾過時間の関係を示す定義式であ
る。式中の逆洗時間ｔは逆洗１回当たりの逆洗時間であ
り、１サイクル濾過時間θは逆洗と逆洗の間の時間であ
る。また、式中の回収率Ｒ（％）は１００×（原水供給
量−逆洗水量）／原水供給量で示され、クロスフロー濾
過において原水供給量から逆洗により系外へ排出された
逆洗水の残りの原水供給量に対する割合である。クロス
フロー濾過においては、透過水量Ｊを一定に制御した水
浄化システムの運転が行われ、かかる場合の運転条件は
１サイクル濾過時間θが定まれば、透過水量、逆洗水
量、回収率も決まり、従って逆洗時間ｔも１次に定ま
る。
転における、逆洗と濾過時間の関係を示す定義式であ
る。式中の逆洗時間ｔは逆洗１回当たりの逆洗時間であ
り、１サイクル濾過時間θは逆洗と逆洗の間の時間であ
る。また、式中の回収率Ｒ（％）は１００×（原水供給
量−逆洗水量）／原水供給量で示され、クロスフロー濾
過において原水供給量から逆洗により系外へ排出された
逆洗水の残りの原水供給量に対する割合である。クロス
フロー濾過においては、透過水量Ｊを一定に制御した水
浄化システムの運転が行われ、かかる場合の運転条件は
１サイクル濾過時間θが定まれば、透過水量、逆洗水
量、回収率も決まり、従って逆洗時間ｔも１次に定ま
る。
【００１３】
【数５】
【００１４】一方、次式（３）は、水浄化システムの運
転により中空糸膜に付着し、あるいは中空糸膜面で増殖
した細菌の殺菌条件を示す。殺菌は中空糸膜の逆洗によ
るものとし、その逆洗時間を制御することにより最適な
殺菌条件を提供するものである。
転により中空糸膜に付着し、あるいは中空糸膜面で増殖
した細菌の殺菌条件を示す。殺菌は中空糸膜の逆洗によ
るものとし、その逆洗時間を制御することにより最適な
殺菌条件を提供するものである。
【００１５】
【数６】
【００１６】式中の細菌増殖定数Ａは原水温度や目的と
する細菌の種類により相違し、予め処理しようとする原
水を分析して決定することができる。また、式中の細菌
死滅速度定数Ｂは原水温度や目的とする細菌の種類なら
びに逆洗水に含まれる殺菌剤により相違し、予め行う試
験により決定することができる。なお、河川に含まれる
一般細菌には酢酸セルロース分解細菌が混在するが、細
菌増殖速度定数Ａ、細菌死滅速度定数Ｂ、ならびに河川
水中の細菌濃度数Ｃは酢酸セルロース分解菌を含んだ原
水で測定して設定してもよい。なお、式中の有効殺菌剤
濃度到達時間ｔRとは、逆洗時に中空糸膜モジュールに
到達した逆洗水が原水と置換して有効殺菌剤濃度に達す
るまでに要する時間であり、中空糸膜モジュールにより
相違する。式（３）により、特定の細菌濃度の原水を用
いて特定濃度の殺菌剤を使用した場合に、１サイクル濾
過時間θに対する逆洗時間ｔを導くことができる。ここ
において殺菌剤の種類や濃度は、死滅速度定数Ｂを設定
する際に用いた殺菌剤、あるいは同程度の殺菌効果を有
する殺菌剤を使用することができる。なお式（３）の右
辺の値は、最適殺菌条件の最低逆洗時間を示すものであ
り、これより逆洗時間ｔが短い場合には完全な殺菌がな
されないことを示す。
する細菌の種類により相違し、予め処理しようとする原
水を分析して決定することができる。また、式中の細菌
死滅速度定数Ｂは原水温度や目的とする細菌の種類なら
びに逆洗水に含まれる殺菌剤により相違し、予め行う試
験により決定することができる。なお、河川に含まれる
一般細菌には酢酸セルロース分解細菌が混在するが、細
菌増殖速度定数Ａ、細菌死滅速度定数Ｂ、ならびに河川
水中の細菌濃度数Ｃは酢酸セルロース分解菌を含んだ原
水で測定して設定してもよい。なお、式中の有効殺菌剤
濃度到達時間ｔRとは、逆洗時に中空糸膜モジュールに
到達した逆洗水が原水と置換して有効殺菌剤濃度に達す
るまでに要する時間であり、中空糸膜モジュールにより
相違する。式（３）により、特定の細菌濃度の原水を用
いて特定濃度の殺菌剤を使用した場合に、１サイクル濾
過時間θに対する逆洗時間ｔを導くことができる。ここ
において殺菌剤の種類や濃度は、死滅速度定数Ｂを設定
する際に用いた殺菌剤、あるいは同程度の殺菌効果を有
する殺菌剤を使用することができる。なお式（３）の右
辺の値は、最適殺菌条件の最低逆洗時間を示すものであ
り、これより逆洗時間ｔが短い場合には完全な殺菌がな
されないことを示す。
【００１７】本発明における次式（２）は、式（１）で
求めた逆洗時間ｔが最適殺菌条件で実施される範囲を決
定するものである。クロスフロー濾過における逆洗時間
ｔは、式（１）で算出することができるが、かかるｔ値
が式（３）により求めた逆洗時間ｔより小さい場合に
は、殺菌条件は有効なものとはならない。従って式
（１）の適用範囲の下限を式（３）により定めることが
できる。一方、上限は、クロスフロー濾過の濾過時間θ
から算出することができ、１サイクルの濾過時間θ＝１
５００分がこの種の膜モジュールにおける運転の上限で
あることから算出することができる。
求めた逆洗時間ｔが最適殺菌条件で実施される範囲を決
定するものである。クロスフロー濾過における逆洗時間
ｔは、式（１）で算出することができるが、かかるｔ値
が式（３）により求めた逆洗時間ｔより小さい場合に
は、殺菌条件は有効なものとはならない。従って式
（１）の適用範囲の下限を式（３）により定めることが
できる。一方、上限は、クロスフロー濾過の濾過時間θ
から算出することができ、１サイクルの濾過時間θ＝１
５００分がこの種の膜モジュールにおける運転の上限で
あることから算出することができる。
【００１８】
【数７】
【００１９】式（１）と式（３）は共に濾過時間と逆洗
時間を示す関係式として表され、式（１）と式（３）の
交点で表される逆洗時間ｔを用いてクロスフロー濾過を
実施することにより、透過水量Ｊ、回収率Ｒ、逆洗時間
ｔを一定に保ち、最低殺菌剤使用量での殺菌条件を得る
ことができる。
時間を示す関係式として表され、式（１）と式（３）の
交点で表される逆洗時間ｔを用いてクロスフロー濾過を
実施することにより、透過水量Ｊ、回収率Ｒ、逆洗時間
ｔを一定に保ち、最低殺菌剤使用量での殺菌条件を得る
ことができる。
【００２０】本発明による運転方法は、クロスフロー濾
過による中空糸膜モジュールを用いた水浄化システムを
対象とし、中空糸膜モジュールとしては限外濾過膜、精
密濾過膜などを用いることができる。また、クロスフロ
ー濾過方式としては中空糸膜の内側に原水を流入させる
内圧方式が好ましい。さらにその膜材質としては、酢酸
セルロース分解細菌の影響を最も受ける酢酸セルロース
の他に、他の親水性高分子材料であるポリビニルアルコ
ール、ポリアクリロニトリル共重合体などにも利用でき
るが、特に酢酸セルロ−スが最適である。
過による中空糸膜モジュールを用いた水浄化システムを
対象とし、中空糸膜モジュールとしては限外濾過膜、精
密濾過膜などを用いることができる。また、クロスフロ
ー濾過方式としては中空糸膜の内側に原水を流入させる
内圧方式が好ましい。さらにその膜材質としては、酢酸
セルロース分解細菌の影響を最も受ける酢酸セルロース
の他に、他の親水性高分子材料であるポリビニルアルコ
ール、ポリアクリロニトリル共重合体などにも利用でき
るが、特に酢酸セルロ−スが最適である。
【００２１】浄化用に供給される原水としては河川水の
他、地下水、雨水および湖沼水などの天然水を用いるこ
とができる。
他、地下水、雨水および湖沼水などの天然水を用いるこ
とができる。
【００２２】本発明による逆洗を含むクロスフロー濾過
による水浄化システムの運転方法の一例を図１を用いて
説明する。
による水浄化システムの運転方法の一例を図１を用いて
説明する。
【００２３】本発明においては、逆洗において、逆洗水
に殺菌剤として次亜塩素酸ナトリウム、塩素、過酸化水
素およびオゾンなどの酸化性殺菌剤を使用することがで
きるが、残留殺菌効果をもつ次亜塩素酸ナトリウムを使
用することが好ましい。殺菌剤として次亜塩素酸ナトリ
ウムを用いる場合、その濃度は０．５〜８．０ｍｇ／リ
ットルの範囲であることが好ましく、特には２．０〜
５．０ｍｇ／リットルであることが好ましい。この範囲
で使用することにより、殺菌効果に優れると共に殺菌剤
の分離膜に与える影響も少なく、中空糸膜モジュールの
劣化を防止することができる。なお、透過水に殺菌剤を
使用する場合には自動弁１９およびポンプ１８の設定に
加え殺菌剤ポンプ２２を運転し、薬注自動弁２５を開と
し逆洗を実行する。薬剤タンク２１を別に設けることに
より、殺菌剤の濃度を容易に調節することができる。中
空糸膜モジュール１２は細菌を濾別するため、供給水側
に残留した細菌は時間の経過と共に、中空糸膜モジュー
ル出口に蓄積した濁質成分あるいは中空糸膜などに付着
し繁殖する可能性がある。前記殺菌剤は、逆洗時間中こ
れら殺菌に作用することにより殺菌効果を発揮し、なら
びに分離膜面付着物の分解・洗浄効果も有するため、逆
洗効果を増大させることができる。なお、原水に含まれ
る濁質物質や有機物が逆洗水に含まれる殺菌剤を消費す
るが、通常の河川中の全有機物炭素濃度は１〜３０ｍｇ
／リットル程度であるために、これら濁質物質による影
響はほとんどない。また、逆洗によって中空糸膜を洗浄
する際の洗浄排水中に含まれる全有機物炭素濃度は、２
０〜１００ｍｇ／リットル程度であり、この場合でも殺
菌剤の消費量は１５％以下である。このような殺菌剤の
消費量は原水を用いて予め行う試験により決定できる。
に殺菌剤として次亜塩素酸ナトリウム、塩素、過酸化水
素およびオゾンなどの酸化性殺菌剤を使用することがで
きるが、残留殺菌効果をもつ次亜塩素酸ナトリウムを使
用することが好ましい。殺菌剤として次亜塩素酸ナトリ
ウムを用いる場合、その濃度は０．５〜８．０ｍｇ／リ
ットルの範囲であることが好ましく、特には２．０〜
５．０ｍｇ／リットルであることが好ましい。この範囲
で使用することにより、殺菌効果に優れると共に殺菌剤
の分離膜に与える影響も少なく、中空糸膜モジュールの
劣化を防止することができる。なお、透過水に殺菌剤を
使用する場合には自動弁１９およびポンプ１８の設定に
加え殺菌剤ポンプ２２を運転し、薬注自動弁２５を開と
し逆洗を実行する。薬剤タンク２１を別に設けることに
より、殺菌剤の濃度を容易に調節することができる。中
空糸膜モジュール１２は細菌を濾別するため、供給水側
に残留した細菌は時間の経過と共に、中空糸膜モジュー
ル出口に蓄積した濁質成分あるいは中空糸膜などに付着
し繁殖する可能性がある。前記殺菌剤は、逆洗時間中こ
れら殺菌に作用することにより殺菌効果を発揮し、なら
びに分離膜面付着物の分解・洗浄効果も有するため、逆
洗効果を増大させることができる。なお、原水に含まれ
る濁質物質や有機物が逆洗水に含まれる殺菌剤を消費す
るが、通常の河川中の全有機物炭素濃度は１〜３０ｍｇ
／リットル程度であるために、これら濁質物質による影
響はほとんどない。また、逆洗によって中空糸膜を洗浄
する際の洗浄排水中に含まれる全有機物炭素濃度は、２
０〜１００ｍｇ／リットル程度であり、この場合でも殺
菌剤の消費量は１５％以下である。このような殺菌剤の
消費量は原水を用いて予め行う試験により決定できる。
【００２４】水浄化システムの運転はクロスフロー濾過
による透過水生成と、中空糸膜モジュールに付着した細
菌の除去ならびに原水中に含まれる濁質物質の目詰まり
を防止するための逆洗とを交互に実施する。クロスフロ
ー濾過時と逆洗時におけるポンプ、流路弁の操作は以下
の通りである。まず、クロスフロー濾過においては透過
水自動弁１３を開、洗浄水排出自動弁１４、逆洗自動弁
１９は閉の状態でポンプ１１により原水を中空糸膜モジ
ュールに供給して濾過を行い、生成した透過水をタンク
１７に貯留する。なお、中空糸膜モジュールを透過しな
い原水はライン１６、ポンプ１１を経て再び中空糸膜モ
ジュール１２に送られる。一方逆洗においては、中空糸
膜モジュールの原水側内面に付着した濁質成分を除去す
るために、透過水生成時とは逆方向に中空糸膜モジュー
ルに透過水を供給し、膜面に付着した濁質成分を剥離し
たのち、濁質成分を系外へ排出する。中空糸膜モジュー
ルの逆洗は、予め設定した１サイクル濾過時間ごとに、
前述した式（１）で算出される逆洗時間に基づいて行わ
れるが、逆洗自体は透過水自動弁１３を閉、洗浄水排出
自動弁１４、逆洗自動弁１９を開とすると共に、ポンプ
１８により透過水タンク１７の透過水の一部を透過水生
成時とは逆方向に中空糸膜モジュール１２に供給する。
これにより中空糸膜モジュールの原水供給側内面の付着
細菌ならびに濁質成分を剥離し、細菌ならびに濁質成分
を高濃度に含有した洗浄水を経路１５を経て洗浄水排出
自動弁１４から系外へ排出させる。なお、逆洗時には、
ポンプ１１を停止させ、原水の供給を停止する。
による透過水生成と、中空糸膜モジュールに付着した細
菌の除去ならびに原水中に含まれる濁質物質の目詰まり
を防止するための逆洗とを交互に実施する。クロスフロ
ー濾過時と逆洗時におけるポンプ、流路弁の操作は以下
の通りである。まず、クロスフロー濾過においては透過
水自動弁１３を開、洗浄水排出自動弁１４、逆洗自動弁
１９は閉の状態でポンプ１１により原水を中空糸膜モジ
ュールに供給して濾過を行い、生成した透過水をタンク
１７に貯留する。なお、中空糸膜モジュールを透過しな
い原水はライン１６、ポンプ１１を経て再び中空糸膜モ
ジュール１２に送られる。一方逆洗においては、中空糸
膜モジュールの原水側内面に付着した濁質成分を除去す
るために、透過水生成時とは逆方向に中空糸膜モジュー
ルに透過水を供給し、膜面に付着した濁質成分を剥離し
たのち、濁質成分を系外へ排出する。中空糸膜モジュー
ルの逆洗は、予め設定した１サイクル濾過時間ごとに、
前述した式（１）で算出される逆洗時間に基づいて行わ
れるが、逆洗自体は透過水自動弁１３を閉、洗浄水排出
自動弁１４、逆洗自動弁１９を開とすると共に、ポンプ
１８により透過水タンク１７の透過水の一部を透過水生
成時とは逆方向に中空糸膜モジュール１２に供給する。
これにより中空糸膜モジュールの原水供給側内面の付着
細菌ならびに濁質成分を剥離し、細菌ならびに濁質成分
を高濃度に含有した洗浄水を経路１５を経て洗浄水排出
自動弁１４から系外へ排出させる。なお、逆洗時には、
ポンプ１１を停止させ、原水の供給を停止する。
【００２５】本発明においては、殺菌剤濃度、透過水
量、回収率を一定にして上記条件式を自動的に算出さ
せ、かかる数値に基づいて逆洗時間を自動制御すること
も可能である。例えば図１に示すように、透過水量測定
器２６、演算制御装置２７から鎖線で示す制御信号ケー
ブルにより送られる制御信号により、逆洗自動弁１９、
ポンプ１８、薬注ポンプ２２および薬注自動弁２５など
の自動的に制御が可能となる。なお、数種の濃度の殺菌
剤を用いて水浄化システムを運転することも当然に可能
である。
量、回収率を一定にして上記条件式を自動的に算出さ
せ、かかる数値に基づいて逆洗時間を自動制御すること
も可能である。例えば図１に示すように、透過水量測定
器２６、演算制御装置２７から鎖線で示す制御信号ケー
ブルにより送られる制御信号により、逆洗自動弁１９、
ポンプ１８、薬注ポンプ２２および薬注自動弁２５など
の自動的に制御が可能となる。なお、数種の濃度の殺菌
剤を用いて水浄化システムを運転することも当然に可能
である。
【００２６】
【実施例】本発明による逆洗を含むクロスフロー濾過に
よる水浄化システムの運転方法を実施例により説明す
る。ただし本発明はこれに限定されるものではない。
よる水浄化システムの運転方法を実施例により説明す
る。ただし本発明はこれに限定されるものではない。
【００２７】（実施例１）図１に示す水浄化システムを
用いて河川水のクロスフロー濾過による透過水生成と中
空糸膜モジュールの目詰まりを防ぐための逆洗とを交互
に実施した。用いた中空糸膜モジュールは膜面積が１４
００ｃｍ2の酢酸セルロース膜であった。運転は１サイ
クル濾過時間θ＝３０（ｍｉｎ）に、逆洗時間ｔ＝１
（ｍｉｎ）の逆洗を行い、回収率Ｒ＝９０（％）とする
と、透過水量Ｊ＝２５０ｃｍ3／ｍｉｎ、逆洗水量Ｊｗ
＝２５０ｃｍ3／ｍｉｎであった。逆洗においては中空
糸膜モジュールを殺菌するために３ｍｇ／リットルの次
亜塩素酸ナトリウム水溶液を逆洗水として用いた。一
方、河川水中の一般細菌を３０℃のインキュベーター中
で細菌増殖試験を行い、増殖速度定数Ａ＝０．００３５
を決定した。また、一般細菌の次亜塩素酸ナトリウム水
溶液による細菌試験を行った結果、細菌の死滅速度定数
Ｂは、次亜塩素酸ナトリウム水溶液の濃度に依存し、濃
度３ｍｇ／リットルではＢ＝５．０であった。また、３
ｍｇ／リットルの次亜塩素酸ナトリウムが逆洗開始直後
から中空糸膜の内部を経てモジュールの出口端面にまで
至り、３ｍｇ／リットルの濃度にまで到達する有効殺菌
濃度到達時間ｔR＝０．２５ｍｉｎであった。分離膜の
分解菌の菌数を多くとも一般細菌の１０００分の１と仮
定してＣ＝１個／ｃｍ3とした。運転条件及び殺菌条件
のもとで式（２）の範囲を決定すると０．４７ｍｉｎ＜
ｔ＜５０ｍｉｎであり、逆洗時間ｔ＝１ｍｉｎは上記の
範囲内である。このような条件で運転した水浄化システ
ムは、中空糸膜の劣化を起こすことなく式（１）に従っ
て約１年以上の安定した運転が継続した。
用いて河川水のクロスフロー濾過による透過水生成と中
空糸膜モジュールの目詰まりを防ぐための逆洗とを交互
に実施した。用いた中空糸膜モジュールは膜面積が１４
００ｃｍ2の酢酸セルロース膜であった。運転は１サイ
クル濾過時間θ＝３０（ｍｉｎ）に、逆洗時間ｔ＝１
（ｍｉｎ）の逆洗を行い、回収率Ｒ＝９０（％）とする
と、透過水量Ｊ＝２５０ｃｍ3／ｍｉｎ、逆洗水量Ｊｗ
＝２５０ｃｍ3／ｍｉｎであった。逆洗においては中空
糸膜モジュールを殺菌するために３ｍｇ／リットルの次
亜塩素酸ナトリウム水溶液を逆洗水として用いた。一
方、河川水中の一般細菌を３０℃のインキュベーター中
で細菌増殖試験を行い、増殖速度定数Ａ＝０．００３５
を決定した。また、一般細菌の次亜塩素酸ナトリウム水
溶液による細菌試験を行った結果、細菌の死滅速度定数
Ｂは、次亜塩素酸ナトリウム水溶液の濃度に依存し、濃
度３ｍｇ／リットルではＢ＝５．０であった。また、３
ｍｇ／リットルの次亜塩素酸ナトリウムが逆洗開始直後
から中空糸膜の内部を経てモジュールの出口端面にまで
至り、３ｍｇ／リットルの濃度にまで到達する有効殺菌
濃度到達時間ｔR＝０．２５ｍｉｎであった。分離膜の
分解菌の菌数を多くとも一般細菌の１０００分の１と仮
定してＣ＝１個／ｃｍ3とした。運転条件及び殺菌条件
のもとで式（２）の範囲を決定すると０．４７ｍｉｎ＜
ｔ＜５０ｍｉｎであり、逆洗時間ｔ＝１ｍｉｎは上記の
範囲内である。このような条件で運転した水浄化システ
ムは、中空糸膜の劣化を起こすことなく式（１）に従っ
て約１年以上の安定した運転が継続した。
【００２８】（比較例１）中空糸膜モジュール内への次
亜塩素酸ナトリウム水溶液の濃度を０．５ｍｇ／リット
ルとした以外は実施例１と同様の運転条件で水浄化シス
テムの運転を実施した。この場合の一般細菌の死滅速度
定数Ｂ＝１．２であり、式（２）の範囲は、１．１８ｍ
ｉｎ＜ｔ＜５０ｍｉｎとなり、逆洗時間ｔ＝１ｍｉｎは
この範囲外である。このような条件で運転した場合、約
３カ月で中空糸膜モジュールからの河川水濁質物質のリ
ークが発生し、中空糸膜の分解菌による劣化が観察され
た。
亜塩素酸ナトリウム水溶液の濃度を０．５ｍｇ／リット
ルとした以外は実施例１と同様の運転条件で水浄化シス
テムの運転を実施した。この場合の一般細菌の死滅速度
定数Ｂ＝１．２であり、式（２）の範囲は、１．１８ｍ
ｉｎ＜ｔ＜５０ｍｉｎとなり、逆洗時間ｔ＝１ｍｉｎは
この範囲外である。このような条件で運転した場合、約
３カ月で中空糸膜モジュールからの河川水濁質物質のリ
ークが発生し、中空糸膜の分解菌による劣化が観察され
た。
【００２９】
【発明の効果】本発明の運転方法によれば、逆洗を含む
中空糸膜モジュールを用いた水浄化システムにおいて、
原水に含まれる細菌を最も適した殺菌剤条件において殺
菌することができる。本発明による算出式に従った逆洗
時間によって殺菌剤を使用すれば、中空糸膜面に付着し
た一般細菌ならびに酢酸セルロース分解細菌を最低量の
殺菌剤によって殺菌することができる。このため、殺菌
剤による分離膜の劣化を防止し、ならびに逆洗洗浄後に
系外へ排出される逆洗排出液中の無駄な殺菌剤を無く
し、環境保全にも貢献することができる。
中空糸膜モジュールを用いた水浄化システムにおいて、
原水に含まれる細菌を最も適した殺菌剤条件において殺
菌することができる。本発明による算出式に従った逆洗
時間によって殺菌剤を使用すれば、中空糸膜面に付着し
た一般細菌ならびに酢酸セルロース分解細菌を最低量の
殺菌剤によって殺菌することができる。このため、殺菌
剤による分離膜の劣化を防止し、ならびに逆洗洗浄後に
系外へ排出される逆洗排出液中の無駄な殺菌剤を無く
し、環境保全にも貢献することができる。
【図１】 本発明を適用できる中空糸膜モジュールを用
いた水浄化システムを示す。
いた水浄化システムを示す。
１０、２３ 逆止弁 １１、１８ ポンプ １２ 中空糸膜モジュール １３ 透過水自動弁 １４ 濃縮水排出自動弁 １７ 透過水タンク １９ 逆洗自動弁 ２１ 薬剤タンク ２２ 薬注ポンプ ２４ 薬剤注入経路 ２５ 薬注自動弁 ２６ 透過水量測定器 ２７ 演算制御装置
Claims (5)
- 【請求項１】 逆洗を含むクロスフロー濾過による中空
糸膜モジュールを用いた水浄化システムにおいて、式
（１）で算出される逆洗時間ｔによる中空糸膜モジュー
ルの殺菌剤含有逆洗水による逆洗を、式（２）の範囲内
で実施することを特徴とする水浄化システムの運転方
法。 【数１】 - 【請求項２】 逆洗を含むクロスフロー濾過による中空
糸膜モジュールを用いた水浄化システムにおいて、殺菌
剤含有逆洗水による逆洗時間ｔを式（１）ならびに式
（３）に従って制御することを特徴とする水浄化システ
ムの運転方法。 【数２】 - 【請求項３】 請求項１または２記載の中空糸膜モジュ
ールの膜材質が酢酸セルロースであることを特徴とする
水浄化システムの運転方法。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の逆洗水
が、殺菌剤として次亜塩素酸ナトリウムを使用するもの
であることを特徴とする水浄化システムの運転方法。 - 【請求項５】 請求項１または２記載の逆洗時間ｔを演
算する演算制御装置を有することを特徴とするクロスフ
ロー濾過による中空糸膜モジュールを用いた水浄化装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18397294A JP3514828B2 (ja) | 1994-07-13 | 1994-07-13 | 水浄化システムの運転方法および水浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18397294A JP3514828B2 (ja) | 1994-07-13 | 1994-07-13 | 水浄化システムの運転方法および水浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0824857A true JPH0824857A (ja) | 1996-01-30 |
| JP3514828B2 JP3514828B2 (ja) | 2004-03-31 |
Family
ID=16145057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18397294A Expired - Fee Related JP3514828B2 (ja) | 1994-07-13 | 1994-07-13 | 水浄化システムの運転方法および水浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3514828B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001137849A (ja) * | 1999-11-10 | 2001-05-22 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | 浄水製造システム及び方法 |
| JP2016501715A (ja) * | 2012-11-07 | 2016-01-21 | ヴェオリア・ウォーター・ソリューションズ・アンド・テクノロジーズ・サポート | 重力供給ディスクフィルタの上の生物の成長を抑制するためのプロセス |
| JP2016179474A (ja) * | 2016-07-21 | 2016-10-13 | 三浦工業株式会社 | 純水製造装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0631270A (ja) * | 1992-07-21 | 1994-02-08 | Daicel Chem Ind Ltd | 水の膜浄化方法及びその装置の運転方法 |
| JPH081158A (ja) * | 1994-06-16 | 1996-01-09 | Daicel Chem Ind Ltd | 水浄化システムの運転方法および水浄化装置 |
-
1994
- 1994-07-13 JP JP18397294A patent/JP3514828B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0631270A (ja) * | 1992-07-21 | 1994-02-08 | Daicel Chem Ind Ltd | 水の膜浄化方法及びその装置の運転方法 |
| JPH081158A (ja) * | 1994-06-16 | 1996-01-09 | Daicel Chem Ind Ltd | 水浄化システムの運転方法および水浄化装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001137849A (ja) * | 1999-11-10 | 2001-05-22 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | 浄水製造システム及び方法 |
| JP2016501715A (ja) * | 2012-11-07 | 2016-01-21 | ヴェオリア・ウォーター・ソリューションズ・アンド・テクノロジーズ・サポート | 重力供給ディスクフィルタの上の生物の成長を抑制するためのプロセス |
| JP2016179474A (ja) * | 2016-07-21 | 2016-10-13 | 三浦工業株式会社 | 純水製造装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3514828B2 (ja) | 2004-03-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040113 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040114 |
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