JPH09299767A

JPH09299767A - 水処理装置のフィルタモジュール洗浄方法及びその装置

Info

Publication number: JPH09299767A
Application number: JP11752596A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Amano; 哲也天野; Yoshihide Kageyama; 佳秀蔭山
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1996-05-13
Filing date: 1996-05-13
Publication date: 1997-11-25

Abstract

(57)【要約】【課題】超音波を利用してフィルタモジュールの機能
回復を図ることができる水処理装置のフィルタモジュー
ル洗浄方法及びその装置を提供することを目的とする。【解決手段】液体２０を満たした容器１７内に、中空
糸濾過膜１１を設けたフィルタモジュール１０が複数個
配置され、それぞれのフィルタモジュール１０が原水配
管１５と浄水配管１６で接続されており、容器１７の両
内壁面にそれぞれ超音波発振子１８が互いに向かい合う
ように配置され、超音波振動子１８を駆動させることに
よって、超音波振動が液体２０を伝播して中空糸濾過膜
１１に伝わり、中空糸濾過膜１１に付着する付着物が剥
がされて、フィルタモジュール１０の機能回復がなされ
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、水処理装置のフィ
ルタモジュール洗浄方法及びその装置に関し、詳しく
は、中空糸濾過膜によって原水を濾過するフィルタモジ
ュールを備える水処理装置において、原水中に含まれる
不純物により目詰まりした中空糸濾過膜に超音波振動を
与えて機能回復を図るフィルタモジュール洗浄方法及び
その装置に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】中空糸濾過膜は優れた浄水機能があり、
中空糸濾過膜を用いて原水を浄化する水処理装置では、
微細なコロイド状物や金属イオン等によって目詰まりが
起きやすい欠点がある。一般には、水処理装置における
中空糸濾過膜を用いたフィルタモジュールの機能回復処
理には、水処理装置の濾過時とは逆方向に浄化水をフィ
ルタモジュール内に流し込んでフィルタモジュール内の
中空糸濾過膜に付着する付着物を洗い落として洗浄する
逆洗法が行われている。しかしながら、逆洗法と同時に
気泡振動法によりフィルタモジュールの機能回復を行っ
たとしても十分な機能回復ができなかったり、中空糸濾
過膜を濾過機能に損傷を与えたり、更には機能回復がで
きなくなる事態が発生することがあった。

【０００３】他のフィルタモジュールの機能回復処理と
して、超音波を利用したフィルタモジュール洗浄方法が
あり、特開平２−３０７５８７号公報、特願昭６１−１
８１５０７号公報等に開示されている。超音波を利用し
たフィルタモジュールの機能回復について、図４を参照
して説明すると、図４（ａ），（ｂ）は前者公報に、図
４（ｃ）は後者公報にそれぞれ開示されたフィルタモジ
ュールである。

【０００４】同図（ａ），（ｂ）は浄水用容器２内に中
空糸濾過膜（マイクロフィルター）１が設けられ、酸性
廃液に含まれるコロイド状物質であるＳｉＯ₂を分離・
除去するフィルタモジュールである。このフィルタモジ
ュールは浄水用容器２内に超音波発振子３が設けられ、
超音波発振器４によって超音波発振子３を駆動して、そ
の超音波振動を中空糸濾過膜１に加えることにより、不
純物による中空糸濾過膜１の目詰まりを解消する洗浄方
法である。

【０００５】同図（ｃ）は浄水用容器２内に中空糸濾過
膜１が収納され、浄水用容器２の外壁に超音波発振子３
が設けられたフィルタモジュールであり、処理水中の金
属イオンや微細なコロイド状物質を分離・除去するフィ
ルタモジュールである。フィルタモジュールの逆洗時に
超音波振動を与えて中空糸濾過膜１の洗浄を行って中空
糸濾過膜１の目詰まりを解消する洗浄方法である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、逆洗法
によるフィルタモジュールの洗浄方法では、中空糸濾過
膜に付着した付着物を除去するのに限界があり、逆洗法
に気泡振動法を組み合わせたとしても中空糸濾過膜に付
着物が蓄積して目詰まりが発生して中空糸濾過膜の機能
回復が困難になる場合がある。

【０００７】又、このような問題点を解消する洗浄方法
とし、フィルタモジュールの洗浄に超音波発振子を用い
た方法があるが、超音波発振子をフィルタモジュールの
浄水用容器の壁面、又は浄水用容器内に設けられてい
る。フィルタモジュール交換の際には、超音波発振子を
取り外した後に、フィルタモジュールを交換して、再び
超音波発振子を取り付ける必要があり、フィルタモジュ
ールの交換作業に手間がかかる。又、浄水用容器内に超
音波発振子を埋め込む場合は、浄水用容器を加工しなけ
ればならないので製造コストが上昇する問題がある。

【０００８】又、複数のフィルタモジュールを使用した
水処理装置では、フィルタモジュールの個数分だけ超音
波発振子と超音波発振器が必要となり、設備コストが高
騰して経済的でない欠点がある。更に、超音波発振子が
フィルタモジュールのサイズより小さい場合には、フィ
ルタモジュールの一部に超音波が照射される。従って、
モジュール全体に均一に超音波を照射することができな
いので、フィルタモジュール全体を均一に洗浄すること
ができない欠点がある。

【０００９】本発明は、上述のような問題に鑑みなされ
たものであり、超音波を利用してフィルタモジュールの
機能回復を図ることができる水処理装置のフィルタモジ
ュール洗浄方法及びその装置を提供することを目的とす
るものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するためになされたものであり、請求項１の発明は、
水処理装置のフィルタモジュール洗浄方法に於いて、複
数のフィルタモジュールを内部に設けた容器内に液体を
満たし、前記容器の内壁に設けた超音波発振子から前記
液体を伝播する超音波振動によって前記フィルタモジュ
ールに振動を与えて前記フィルタモジュール内の中空糸
濾過膜を洗浄することを特徴とする水処理装置のフィル
タモジュール洗浄方法であり、超音波振動が液体を伝播
してフィルタモジュールに伝播し、フィルタモジュール
内の中空糸濾過膜に付着する付着物を除去する。

【００１１】又、請求項２の発明は、請求項１に記載さ
れた水処理装置のフィルタモジュール洗浄方法に於い
て、前記超音波発振子を前記容器の内壁に沿って移動さ
せて前記フィルタモジュールに超音波振動を与えること
を特徴とする水処理装置のフィルタモジュール洗浄方法
であり、比較的小さい超音波発振子であってもモジュー
ル全体に超音波振動を与える。

【００１２】又、請求項３の発明は、水処理装置のフィ
ルタモジュール洗浄装置に於いて、液体を満たした容器
と、前記容器内に収納され、原水配管及び浄水配管で配
管した複数のフィルタモジュールと、前記フィルタモジ
ュールに収納された中空糸濾過膜と、前記容器の内壁に
設けた超音波発振子と、前記超音波発振子を作動させる
超音波発振器と、を具備することを特徴とする水処理装
置のフィルタモジュール洗浄装置であり、水等の液体を
満たした容器内に超音波発振子が設けられており、液体
を超音波振動が伝播してフィルタモジュール全体に加わ
り、フィルタモジュール内の中空糸濾過膜に付着する付
着物を除去する。

【００１３】又、上記以外に内在する発明としては、水
処理装置のフィルタモジュール洗浄装置に於いて、液体
を満たした容器と、前記容器内に収納され、原水配管及
び浄水配管で配管された複数のフィルタモジュールと、
前記フィルタモジュールに収納された中空糸濾過膜と、
前記容器の内壁に設けられた超音波発振子と、前記超音
波発振子を前記容器の内壁を移動させる移動手段と、前
記移動手段を制御する制御手段と、を具備することを特
徴とするフィルタモジュールの洗浄装置であり、超音波
発振子の移動手段によって、小型の超音波発振子であっ
てもフィルタモジュール全体を均一に洗浄することがで
きる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施形態につ
いて、図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る
水処理装置のフィルタモジュール洗浄方法及びその装置
の一実施形態を説明するための図であり、同図（ａ）は
断面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｙ断面図
である。

【００１５】図１の水処理装置は、例えば三つのフィル
タモジュール１０が容器１７内に設けられ、それぞれの
フィルタモジュール１０が原水配管１５及び浄水配管１
６で接続されて容器１７内に設けられている。フィルタ
モジュール１０はポッティング部材１２で集束固定した
中空糸濾過膜１１を支持部材１３に収納して、支持部材
１３を浄水容器１４内に配置して構成されている。容器
１７の内壁面には超音波発振子１８が向かい合うように
設けられ、容器１７内には水等の液体２０が満たされて
いる。超音波発振子１８は超音波発振器１９からの出力
によって駆動する。原水配管１５及び浄水配管１６に
は、水圧を検出する圧力検出器Ｐ１，Ｐ２がそれぞれ設
けられ、それらの出力が制御装置２３に入力されてい
る。

【００１６】上記水処理装置の浄水機能は、周知のよう
に、フィルタモジュール１０の内部が中空糸濾過膜１１
を集束固定したポッティング部材１２で原水層と浄水層
とが仕切られている。原水Ａが原水配管１５から原水供
給圧力１００ＫＰａでフィルタモジュール１０内に供給
され、原水Ａは中空糸濾過膜１１で濾過され、浄水Ｂが
浄水配管１６から得られる。

【００１７】続いて、フィルタモジュール洗浄について
説明する。上記実施形態では、両側に超音波発振子１８
を設けた容器１７内に複数のフィルタモジュール１０が
配置され、容器１７内に液体（例えば、原水，浄水）２
０が満たされており、液体２０を満たした状態で超音波
発振子１８を駆動させる。超音波振動が液体２０を通し
て各フィルタモジュール１０へ伝播される。各フィルタ
モジュール１０に伝播された超音波振動は、浄水容器１
４の外壁に振動を与え、モジュール内の中空糸濾過膜１
１に伝わる。このように超音波の振動と攪拌作用によっ
て、中空糸濾過膜１１に付着する付着物が除去される。
フィルタモジュールに超音波振動が与えて、中空糸濾過
膜１１に付着する付着物が除去される際に、浄水Ｂが浄
水配管１６から所定の浄水供給圧力でフィルタモジュー
ル１０に供給され、原水配管１５から付着物が除去さ
れ、付着物が混入する浄水Ｂが原水配管１５から排出さ
れる。すなわち、逆洗法と超音波振動による付着物除去
を組み合わせて、フィルタモジュールの機能回復が行わ
れる。

【００１８】更に、フィルタモジュール洗浄によるフィ
ルタモジュールの機能回復結果について具体的に説明す
る。本実施形態では、例えばフィルタモジュール１０
は、外径６５０μｍ、膜厚１５０μｍ、ボアサイズ０．
２μｍのポリプロピレン製の中空糸を用い、浄水容器１
４としてはノリル樹脂のものを用いた。しかし、中空糸
濾過膜１１の材質はポリオレフィン樹脂等の他の材質で
もよいし、浄水容器１４は超音波振動が伝達されやすい
材質や構造とするとよい。超音波発振子１８は、超音波
振動の周波数が２８ＫＨｚ、出力が１２００Ｗ、発振子
面積が１２００ｃｍ²のものを用いられている。

【００１９】原水として活性酸素を取り除いた河川の水
を用い、原水供給圧力１００ＫＰａで原水配管１５から
フィルタモジュール１０へ供給して水処理装置の濾過運
転を行った。圧力検出器Ｐ１，Ｐ２からの出力によって
濾過差圧を測定した。浄水配管１６からの浄水Ｂの流量
が極端に減少した時点で、超音波発振子１８を駆動させ
て超音波振動をフィルタモジュール１０に与えて機能回
復を行った。なお、二つの超音波発振子１８は、各発振
子からの振動の位相が反転して互いに打ち消されないよ
うに発振子間の距離を調整して配置するとともに、超音
波発振子１８の発振が略同一位相で同期をとって発振さ
せるようにして機能回復を図った。

【００２０】そのフィルタモジュール洗浄による機能回
復の結果が表１に示されている。表１には、定常状態の
初期濾過差圧、超音波発振子の駆動時の濾過差圧、及び
超音波振動による機能回復後の濾過差圧が示されてい
る。

【００２１】

【表１】

【００２２】表１に示したように、定常状態における初
期濾過差圧は３０ＫＰａであり、中空糸濾過膜１１の目
詰まりによって濾過差圧が８０ＫＰａに達した時点、す
なわち浄水Ｂの流量が極端に減少した時点で、超音波発
振子１８を駆動させて機能回復がなされた。濾過差圧が
大きい程、中空糸濾過膜１１の目詰まりが進行している
ことを示している。フィルタモジュールの洗浄による機
能回復の結果、初期濾過差圧が３０ＫＰａに対して、機
能回復後のフィルタモジュールの濾過差圧は３３ＫＰａ
まで回復させることができた。

【００２３】濾過差圧の検出は、原水配管１５及び浄水
配管１６に設けられた圧力検出器Ｐ１，Ｐ２により、原
水Ａと浄水Ｂとの水圧を検出し、これらの出力を制御装
置２３に入力して、原水Ａと浄水Ｂとの水圧から制御装
置２３で演算処理して求められる。濾過差圧が８０ＫＰ
ａに達した時点で、手動又は自動的に超音波発振子１８
を駆動させて、中空糸濾過膜１１に付着する付着物を除
去する。中空糸濾過膜１１に付着する付着物が除去さ
れ、濾過差圧が３３ＫＰａになった時点で超音波発振子
の動作を手動又は自動的で停止させる。

【００２４】なお、初期濾過差圧が３０ＫＰａの場合、
浄水能力が極端に悪化する前、すなわち、濾過差圧が４
０〜５０ＫＰａに達した時点で、超音波発振子１８を自
動的に作動させて中空糸濾過膜１１の洗浄を行ってもよ
い。中空糸濾過膜１１に付着する付着物が除去され、濾
過差圧が３３ＫＰａになった時点で超音波発振子の動作
を手動又は自動的に停止させる。更に、フィルタモジュ
ールの機能回復を図りながら浄水処理を行ってもよい。
又、容器１７内の水は定期的にポンプ２１により水を排
出し、新たに水を供給して、清浄度を保つようにすると
よい。

【００２５】次に、本発明に係る他の実施形態につい
て、図２を参照して説明する。同図（ａ）は水処理装置
の断面図であり、同図（ｂ）はそのＸ−Ｙ断面図であ
る。同図の水処理装置におけるフィルタモジュール浄化
装置は、上記実施形態と同様に三つのフィルタモジュー
ル１０が容器１７内に設けられ、それぞれのフィルタモ
ジュール１０が原水配管１５及び浄水配管１６で接続さ
れている。フィルタモジュール１０はポッティング部材
１２で集束固定した中空糸濾過膜１１が支持部材１３に
収納され、支持部材１３を浄水容器１４に配置して構成
されている。容器１７の内壁面には超音波発振子１８が
設けられ、容器１７内には水等の液体２０が満たされて
いる。容器１７の内壁面下部に超音波発振器１９が設け
られている。超音波発振子１８を駆動して中空糸濾過膜
１１に付着する付着物を除去する。制御装置２３を設け
て超音波発振子１８を上下方向に移動させて、超音波発
振器１９の駆動を制御してもよい。

【００２６】超音波発振子１８は、自走型や外部から操
作して可動する移動手段を備え、容器２２の壁面に設け
らたガイドレール２２等に沿って上下方向に移動するよ
うになされている。超音波発振子１８は、超音波の周波
数が２８ＫＨｚ，出力が６００Ｗ，発振子面積が６００
ｃｍ²のものを用いた。この超音波発振子１８は、機能
回復時に超音波発振子１８を適度な速度で上下方向に移
動させて、超音波発振子１８から洗浄容器１２の全面に
超音波振動を照射して、フィルタモジュール１０全体に
超音波振動を加えて中空糸濾過膜１１に付着する付着物
を除去する。

【００２７】

【表２】

【００２８】表２は、図２の実施形態による超音波機能
回復処理結果を示したものである。本実施形態では、制
御装置２３を設けて超音波発振子１８の移動手段を制御
して、超音波発振子１８が上下動する方法で行われ、洗
浄容器１２と超音波発振子１８との相対的な位置関係が
可変できる制御機構が設けられている。超音波発振子１
８の一方が上方に位置する場合、他方の超音波発振子１
８は下方に位置し、互いの超音波が打ち消し合わないよ
うに、超音波発振子１８の移動が制御されている。

【００２９】次に、本発明に係る他の実施形態につい
て、図３を参照して説明する。同図では、容器１７内の
超音波発振子１８を左右に移動させるフィルタモジュー
ル浄化装置であり、他の構成は図２と同一であるので、
その構成の説明は省略する。同図では、超音波発振子１
８を左右に横移動させてフィルタモジュール１０に超音
波振動を与えて、フィルタモジュール１０の機能回復を
図るものである。フィルタモジュールが三個以上連結し
た実施形態では、超音波発振子を上下方向に移動させて
フィルタモジュール洗浄を行う図２の実施形態と比較し
て、超音波発振子１８の長手方向の寸法を小型にするこ
とができる効果が得られる。無論、図２の実施形態と同
様な機能回復効果が得られる。

【００３０】なお、上記実施形態では、濾過差圧が８０
〜８５ＫＰａに達した時点で、超音波発振子を駆動させ
ているが、４０〜５０ＫＰａに達した時点で超音波発振
子を駆動させてもよい。又、４０〜５０ＫＰａに達する
前に、所定の周期で超音波発振子を駆動させてフィルタ
モジュールに超音波振動を加えて、中空糸濾過膜に付着
する付着物を除去するようにしてもよい。

【００３１】又、濾過差圧が８５ＫＰａに達する前に、
浄化処理と同時に超音波振動を与えて浄化処理を促進さ
せてもよい。これらの制御は制御装置によってなされ
る。無論、制御装置に備えられた表示器に濾過差圧値を
表示し、その濾過差圧値を監視して、濾過差圧が異常で
ある判断される場合には手動で起動スイッチをオン状態
として超音波発振子を駆動させて超音波振動をフィルタ
モジュールに与えてもよい。

【００３２】又、上記実施形態では、三つのフィルタモ
ジュールが接続されているが、この実施形態に限定する
ものではなく、水処理装置の規模によってフィルタモジ
ュールの個数を適宜に設定すればよい。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
水が満たした容器内に超音波発振子が設けられたフィル
タモジュール洗浄装置を備えており、超音波発振子をフ
ィルタモジュールから取り外すことなく、フィルタモジ
ュールの機能回復を行うことができる利点がある。又、
本発明によれば、水を満たした容器内に、超音波発振子
１８が設けられているので、超音波振動が水を伝播して
フィルタモジュール全体に振動を与えるので、中空糸濾
過膜に付着する付着物を容易に除去できる利点がある。

【００３４】又、本発明によれば、超音波発振子を移動
させる移動手段を備えており、比較的小型の超音波発振
子であっても超音波発振子の上下又は左右方向の移動に
よってフィルタモジュール全面に振動を与えることがで
きる利点がある。又、超音波発振子が対向するように設
けられ、互いに交差・分離する方向に上下又は左右方向
に移動させることにより、互いの超音波振動が干渉し合
って減衰しないように制御することができる利点があ
る。

【００３５】更に、本発明によれば、フィルタモジュー
ルの外側の容器内に設けられ、その容器内に超音波発振
子が設けられており、フィルタモジュールを交換する際
に、超音波発振子を取り外した後に、フィルタモジュー
ルを交換し、再び超音波発振子を取り付ける必要がな
く、保守に手間がかからない利点がある。又、フィルタ
モジュール内に超音波発振子を設けるのは、フィルタモ
ジュールを加工しなければならないので、フィルタモジ
ュールの製造コストが上昇するが、本発明によれば、こ
のような問題点が解消され、安価なフィルタモジュール
洗浄装置を提供できる利点がある。

【００３６】又、本発明によれば、超音波発振子を上下
動させる手段を備えることによって、小型の超音波発振
子でフィルタモジュール全体に超音波振動を与えて均一
に洗浄ができる利点がある。又、本発明によれば、超音
波発振子を上下又は左右に移動させることによって、超
音波発振子の個数を削減できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る水処理装置のフィルタモジュール
洗浄方法及びその装置の一実施形態を説明するための概
略図である。

【図２】本発明に係る水処理装置のフィルタモジュール
洗浄方法及びその装置の他の実施形態を説明するための
概略図である。

【図３】本発明に係る水処理装置のフィルタモジュール
洗浄方法及びその装置の他の実施形態を説明するための
概略図である。

【図４】（ａ）乃至（ｃ）は、従来の水処理装置のフィ
ルタモジュール洗浄装置の一例を示す図である。

【符号の説明】

１０フィルタモジュール１１中空糸濾過膜１２ポッティング部材１３支持部材１４洗浄容器１５原水配管１６浄水配管１７容器１８超音波発振子１９超音波発振器２０水等の液体２１ポンプ２２ガイドレール２３制御装置Ｐ１，Ｐ２圧力検出器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水処理装置のフィルタモジュール洗浄方
法に於いて、複数のフィルタモジュールを内部に設けた容器内に液体
を満たし、前記容器の内壁に設けた超音波発振子から前
記液体を伝播する超音波振動によって前記フィルタモジ
ュールに振動を与えて前記フィルタモジュール内の中空
糸濾過膜を洗浄することを特徴とする水処理装置のフィ
ルタモジュール洗浄方法。
【請求項２】請求項１に記載された水処理装置のフィ
ルタモジュール洗浄方法に於いて、前記超音波発振子を前記容器の内壁に沿って移動させて
前記フィルタモジュールに超音波振動を与えることを特
徴とする水処理装置のフィルタモジュール洗浄方法。
【請求項３】水処理装置のフィルタモジュール洗浄装
置に於いて、液体を満たした容器と、前記容器内に収納され、原水配管及び浄水配管で配管し
た複数のフィルタモジュールと、前記フィルタモジュールに収納された中空糸濾過膜と、前記容器の内壁に設けた超音波発振子と、前記超音波発振子を作動させる超音波発振器と、を具備することを特徴とする水処理装置のフィルタモジ
ュール洗浄装置。