JPH09155345A - 中空糸膜モジュールの濾過方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高い水回収率を得ることができる中空糸膜モジ
ュールの濾過方法の提供。 【解決手段】中空糸膜エレメント１４の洗浄終了後、濾
過運転を開始する前に、予めケーシング１２内にエア供
給装置４６からエアを供給してケーシング１２内を濾過
時の圧力まで加圧しておく。これにより、ケーシング１
２内に貯留される被処理水１３の貯留量の増加を防止す
ることができ、高い水回収率を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は中空糸膜モジュール
の濾過方法に係り、特に浄水処理、下水処理、排水処理
等に使用される中空糸膜モジュールの濾過方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の中空糸膜モジュールで
は、中空糸膜エレメントの洗浄が終了すると、ケーシン
グの排気口及び排水口を閉鎖すると同時に、エアバブリ
ング洗浄のために供給していたエアの供給も停止してい
た。このため、ケーシング内に形成されるエア層の濾過
運転開始時の圧力は、略大気圧と等しくなっていた。こ
のため、濾過運転開始時にケーシング内のエア層の圧力
が濾過に必要な圧力に達するまで被処理水が濾過される
ことなくケーシング内に送り込まれていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ケーシ
ング内に貯留された被処理水は、次の洗浄工程で排出さ
れるため、ケーシング内に貯留された被処理水の量が増
加すると水回収率が低くなるという問題があった。ま
た、長期間の運転を行うことによって濾過圧力は漸増す
るため、ケーシング内に貯留された被処理水の量が増加
し、それに伴い水回収率は漸減するという欠点もあっ
た。

【０００４】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、高い水回収率を得ることができる中空糸膜モジ
ュールの濾過方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決する為の手段】本発明は前記目的を達成す
るために、多数本の中空糸膜を集束した中空糸膜エレメ
ントをケーシング内に所定の間隔で複数本収納するとと
もに、該中空糸膜エレメントを下部周面にエア取入孔が
形成された膜仕切管内に収納し、前記ケーシング内に供
給される被処理水を前記中空糸膜エレメントで濾過する
中空糸膜モジュールの濾過方法において、前記ケーシン
グ内にエアを供給して該ケーシング内を濾過時の圧力ま
で加圧した後、前記ケーシング内に被処理水を供給して
濾過を開始することを特徴とする。

【０００６】本発明によれば、濾過運転を開始する前
に、予めケーシング内にエアを供給してケーシング内を
濾過時の圧力まで加圧しておくことにより、ケーシング
内に貯留される被処理水の量の増加を防止することがで
き、高い水回収率を得ることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
る中空糸膜モジュールの濾過方法の好ましい実施の形態
について詳説する。図１は、本発明に係る濾過方法が適
用された中空糸膜モジュールの全体構成を示す断面図で
ある。同図に示すように、前記中空糸膜モジュール１０
は、ケーシング１２内に中空糸膜エレメント１４、１
４、…が複数収納されて構成される。

【０００８】前記中空糸膜エレメント１４は、下端部が
閉塞された中空糸膜１６、１６、…を多数集束して構成
され、その上端部に前記ケーシング１２内に装着するた
めの取付部材１８が固着されている。この取付部材１８
は、中間部に拡径部１８Ａを有する円筒状に形成されて
いる。前記ケーシング１２は円筒状に形成され、設置面
に対して垂直に設置される。このケーシング１２の下面
には被処理水１３をケーシング１２内に供給するための
流入口２０が形成されている。流入口２０には、流入バ
ルブ２２が設けられており、この流入バルブ２２の開閉
を制御することにより、前記ケーシング１２への被処理
水１３の供給を制御する。

【０００９】前記ケーシング１２の上端部には、ケーシ
ング１２の天板を兼ねた支持プレート２４が設けられて
いる。この支持プレート２４には、所定の間隔で取付穴
２６、２６、…が形成されており、前記中空糸膜エレメ
ント１４、１４、…は、この取付穴２６、２６、…から
ケーシング１２内に収納される。前記取付穴２６に挿入
された中空糸膜エレメント１４は、取付部材１８の拡径
部１８Ａが、取付穴２６の縁部に係止されて下方へ落下
するのが防止される。また、取付部材１８の周面にはＯ
リング２７が設けられており、前記取付穴２６に中空糸
膜エレメント１４が挿入されると、取付穴２６と取付部
材１８との隙間が前記Ｏリング２７でシールされて、上
方空間へ被処理水１３が漏洩するのが防止される。

【００１０】また、中空糸膜エレメント１４は、支持プ
レート２４と支持プレート２４の上方に設置した固定プ
レート２８で取付部材１８を挟持することにより固定さ
れる。この固定プレート２８は、前記ケーシング１２の
内径と略同一の外径を有する円盤状に形成され、前記支
持プレート２４と同一の間隔で連通穴３０、３０、…が
形成されている。そして、前記取付部材１８、１８、…
は、この固定プレート２８を図示しないボルトで支持プ
レート２４にボルト締めすることにより挟持固定され
る。又は、固定プレート２８を蓋５８に溶接もしくは固
定し、蓋５８を支持プレート２４に取り付けることによ
り、取付部材１４を狭持固定する。

【００１１】前記支持プレート２４の下方には、支持プ
レート２４に形成された取付穴２６、２６、…と同位置
に膜仕切管３２、３２、…がケーシング１２に沿って配
設されている。この膜仕切管３２は、円筒状に形成され
るとともに、下端部近傍の周面に後述するエアベッド５
２のエアを膜仕切管３２内に導入する空気取入穴３３、
３３、…が所定の間隔で形成されている。そして、前記
中空糸膜エレメント１４、１４、…は、前記取付穴２
６、２６、…から挿入されると、この膜仕切管３２、３
２、…内に収納される。

【００１２】前記膜仕切管３２は、その上端部近傍を仕
切板３４により支持されている。仕切板３４は円盤状に
形成されており、その外周部を前記ケーシング１２の上
端部近傍の内周面に所定角度傾斜させて固着されてい
る。前記膜仕切管３２は、この仕切板３４に所定間隔で
形成された穴３６、３６、…に挿入され、その上端部近
傍の外周部を前記穴３６、３６、…の縁部に固着されて
いる。

【００１３】前記仕切板３４は、ケーシング１２内の空
間を２つの空間、すなわち、仕切板３４の上側の空間で
ある上部空間３８と、仕切板３４の下側の空間である下
部空間４０とに分割する。この上部空間３８と下部空間
４０とは、膜仕切管３２、３２、…を介して連通され、
流入口２０から供給される洗浄液は、膜仕切管３２、３
２、…を通って上部空間３８に流出する。

【００１４】前記上部空間３８には、前記上部空間３８
に流出した洗浄液を排出するための洗浄水排出口４２が
上部空間３８の最も低い位置に形成されている。この洗
浄水排出口４２には、洗浄水排出バルブ４３が設けられ
ており、濾過操作時はこの洗浄水排出バルブ４３を閉め
ることにより、被処理水１３の流出を防止している。一
方、前記下部空間４０の上部近傍には、ケーシング１２
内にエアを供給するためのエア供給装置４６に接続され
たエア供給配管４８が接続されている。このエア供給配
管４８には、エア供給バルブ５０が設けられており、こ
のエア供給バルブ５０の開閉を制御することにより、前
記ケーシング１２内へ供給するエアの供給量を制御す
る。

【００１５】ところで、前記流入口２０から洗浄水を供
給した状態で、前記ケーシング１２内にエアを供給する
と、下部空間４０内には、その供給されたエアでエアベ
ッド５２が生成される。このエアベッド５２を前記膜仕
切管３２の空気取入穴３３の下部まで生成することによ
り、エアベッド５２のエアが空気取入穴３３から膜仕切
管３２内に取り入れられ、膜仕切管３２内を通って上昇
する。そして、この膜仕切管３２内を通過するエアが、
中空糸膜１６、１６、…を揺らして、その表面に付着し
た懸濁物質を剥離させる。

【００１６】また、前記下部空間４０内には、ケーシン
グ１２内の圧力を測定する圧力測定器５４が設けられて
おり、前記エア供給バルブ５０の制御は、この圧力測定
器５４の測定値に基づいてコントローラ５６により行わ
れる。前記支持プレート２４の上方には、蓋５８が着脱
自在に取り付けられている。この蓋５８は半球状に形成
され、その中心に処理水の取り出し口６０が形成されて
いる。また、この蓋５８は、前記支持プレート２４上に
取り付けることにより支持プレート２４の上面とで密閉
空間を形成する。この密閉空間は、前記中空糸膜エレメ
ント１４で濾過した処理水を集水する集水室４４とな
り、この集水室４４に集水された処理水は、前記取出口
６０を介して外部に取り出される。

【００１７】次に、前記の如く構成された中空糸膜モジ
ュール１０の濾過方法を図２に示すフローチャートに基
づいて説明する。まず、エア供給配管バルブ５０を閉め
た状態で流入バルブ２２を開け、流入口２０から懸濁物
質を含んだ下水等の被処理水１３をケーシング１２内に
加圧供給する。

【００１８】ケーシング１２内に供給された被処理水１
３は、多数の中空糸膜１６により濾過され、濾過された
処理水は中空糸膜１６内を流れて集水室４４に集まる。
そして、集水室４４に集水された処理水は、取出口４２
を介してケーシング１２外に取り出される（ステップＳ
１０）。前記濾過操作を継続すると、中空糸膜１６の表
面に被処理水１３中の懸濁物質が付着し、膜透過流速
（ＦＬＵＸ）が徐々に低下する。このため、一定時間毎
に、又は、膜透過流速が所定値以下になったら、又は濾
過圧力が所定値以上になったら、濾過操作を停止し、中
空糸膜１６の洗浄を行う。

【００１９】前記中空糸膜１６の洗浄は、逆圧洗浄、す
なわち、取出口６０から逆洗水を供給して中空糸膜１
６、１６、…内に流入させ、その流入させた逆洗水を膜
の内側から外側に向かって透過させることにより行う。
前記逆流水洗浄終了後、エア供給配管バルブ５０を開
け、ケーシング１２の下部空間４０にエアを供給すると
ともに、流入口２０から洗浄水を供給する。

【００２０】一方、ケーシング１２の下部空間４０に供
給されたエアは下部空間４０にエアベッド５２を生成す
る。このエアベッド５２のエアが膜仕切管３２の下端部
近傍に形成された空気取入穴３３から取り入れられ、膜
仕切管３２内を通って上昇する。この上昇時に中空糸膜
１６を揺らがせて、その表面に付着した懸濁物質を剥離
させる（ステップ２０）。

【００２１】次にバルブ５０を閉じ、エアの供給を停止
し、流入口２０から原水もしくは洗浄水を供給する。流
入口２０から供給された洗浄水は、各膜仕切管３２内を
通って上昇して上部空間３８に流出し、上部空間３８の
洗浄水排出口４２からケーシング１２外に排出される。
前記中空糸膜１６から剥離した懸濁物質は、洗浄水とエ
アに伴って上昇し、膜仕切管３２の上部より溢流し、仕
切板３４上を通って洗浄水排出口４２から排出される
（ステップＳ３０）。この時同時にエアを供給してもよ
い。又、バルブ２２を開き、ケーシング１２下部よりド
レイン排出してもよい。

【００２２】前記排水工程終了後のケーシング１２内の
圧力は、略大気圧と等しくなっている。このケーシング
１２内の圧力を濾過工程（ステップＳ１０）を行う前に
予め濾過圧力と等しくする。まず、流入バルブ２２及び
洗浄水排出バルブ４３を閉めた状態でエア供給バルブ５
０を開け、ケーシング１２内にエアを供給する。ケーシ
ング１２内は密閉されているので、エアが供給されるこ
とにより圧力が上昇する。このケーシング１２内の圧力
は圧力測定器５４で測定され、その測定値はコントロー
ラ５６に出力される。コントローラ５６は、入力した測
定値が濾過工程時の濾過圧力と等しくなるまでケーシン
グ１２内にエアを供給しつづけ、濾過圧力と等しくなっ
たところでエア供給バルブ５０を閉じて、エアの供給を
停止する（ステップＳ４０）。

【００２３】ケーシング１２内の圧力が濾過圧力と等し
くなった後、エア供給バルブ５０を閉めた状態で流入バ
ルブ２２を開け、流入口２０から懸濁物質を含んだ下水
等の被処理水１３をケーシング１２内に加圧供給する。
すなわち、濾過工程（ステップ１０）に戻り、濾過を行
う。ここで、ケーシング１２内に圧入されているエア
は、被処理水１３が供給されても常に同一体積を保つこ
とができる。したがって、ケーシング１２内に貯留され
る被処理水１３の貯留量を一定に保つことができ、中空
糸膜エレメント１４の洗浄工程時の排水量を少なくでき
る。これにより、高い水回収率を得ることができる。

【００２４】本実施の形態の中空糸膜モジュールの濾過
方法の実施の効果として、濾過圧力Ｐ＝５０〔ｋＰ
ａ〕、膜透過流速Ｖ＝０．５〔ｍ／ｄａｙ〕、洗浄間隔
Ｔ＝６０〔ｈ〕とした時の排水量は、従来の濾過方法に
比べて２０％少なく、また、水回収率は２．４％向上す
ることが実施の結果検証された。なお、本実施の形態で
は、ケーシング１２内の圧力を濾過圧力と等しくするた
めにケーシング１２内の圧力を圧力測定器５４で測定し
ながらケーシング１２内にエアを供給していたが、図３
に示すように、圧力測定器５４の代わりに、集水口６０
に集水口６０を通過する処理水の流量を測定する流量計
６２を設置し、この流量計６２の測定値に基づいてケー
シング１２内の圧力を濾過圧力と等しくする操作を行っ
てもよい。これにより、更に簡便なシステムでの制御が
可能になる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
濾過運転を開始する前に、予めケーシング内にエアを供
給してケーシング内を濾過時の圧力まで加圧しておくこ
とにより、ケーシング内に貯留される被処理水の量の増
加を防止することができ、これにより、高い水回収率を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る濾過方法が適用された中空糸膜モ
ジュールの実施の形態の全体構成を説明する断面図

【図２】本発明に係る中空糸膜モジュールの濾過方法の
フローチャート

【図３】本発明に係る濾過方法が適用された中空糸膜モ
ジュールの他の実施の形態の全体構成を説明する断面図

【符号の説明】

１０…中空糸膜モジュール １２…ケーシング １３…被処理水 １４…中空糸膜エレメント １６…中空糸膜 ３２…膜仕切管 ４６…エア供給装置 ５２…エアベッド ５４…圧力測定器 ６２…流量計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古舘 俊夫 東京都千代田区内神田１丁目１番14号 日 立プラント建設株式会社内 (72)発明者 奥野 裕 東京都千代田区内神田１丁目１番14号 日 立プラント建設株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数本の中空糸膜を集束した中空糸膜エ
   レメントをケーシング内に所定の間隔で複数本収納する
   とともに、該中空糸膜エレメントを下部周面にエア取入
   孔が形成された膜仕切管内に収納し、前記ケーシング内
   に供給される被処理水を前記中空糸膜エレメントで濾過
   する中空糸膜モジュールの濾過方法において、 前記ケーシング内にエアを供給して該ケーシング内を濾
   過時の圧力まで加圧した後、前記ケーシング内に被処理
   水を供給して濾過を開始することを特徴とする中空糸膜
   モジュールの濾過方法。