JPH10156104A - Membrane deaerator - Google Patents
Membrane deaeratorInfo
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- JPH10156104A JPH10156104A JP32275696A JP32275696A JPH10156104A JP H10156104 A JPH10156104 A JP H10156104A JP 32275696 A JP32275696 A JP 32275696A JP 32275696 A JP32275696 A JP 32275696A JP H10156104 A JPH10156104 A JP H10156104A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、脱気膜の一方側の
液相室に流入される原水から脱気膜の他方側の気相室に
酸素等の気体を拡散して水中の溶存酸素等の溶存気体を
除去する脱気膜モジュールを備えた膜脱気装置、特に真
空ポンプの運転停止時における真空ポンプへのエアーの
供給に関する。The present invention relates to a method for diffusing a gas such as oxygen from raw water flowing into a liquid phase chamber on one side of a degassing membrane into a gas phase chamber on the other side of a degassing membrane to dissolve dissolved oxygen in water. The present invention relates to a membrane degassing apparatus provided with a degassing membrane module for removing dissolved gases such as air, and more particularly to supply of air to a vacuum pump when the operation of the vacuum pump is stopped.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体装置の製造ラインでは、半導体の
洗浄工程などにおいて、純度の高い水（純水、超純水）
を使用することが必須である。そして、このような純
水、超純水の製造においては、塩類、微粒子などを除去
すると共に、溶存酸素等の所定の溶存ガスも除去する必
要がある。2. Description of the Related Art In a semiconductor device manufacturing line, high-purity water (pure water, ultrapure water) is used in a semiconductor cleaning process or the like.
It is mandatory to use In the production of such pure water and ultrapure water, it is necessary to remove salts, fine particles, and the like, and also to remove a predetermined dissolved gas such as dissolved oxygen.
【０００３】そこで、従来より、水中の溶存酸素等の除
去に各種の脱気装置が使用されている。脱気装置は、真
空状態において、液相中の溶存ガス（特に溶存酸素）を
気相側に移行させて除去することを基本としている。そ
して、脱気装置の中には、液体を透過させないがガスを
透過させるガス透過膜（脱気膜）を利用して、液相室と
気相室とを仕切り、気相室を排気減圧することによって
脱気を行う脱気膜モジュールを備えた膜脱気装置が知ら
れている。この膜脱気装置によれば、液相の表面積を増
大することが容易であり、小さな装置で効果的な脱気処
理が行える。Therefore, various deaerators have been used to remove dissolved oxygen and the like in water. The deaerator is based on removing a dissolved gas (especially dissolved oxygen) in a liquid phase by transferring it to a gas phase in a vacuum state. In the degassing device, a liquid-phase chamber and a gas-phase chamber are partitioned using a gas-permeable membrane (a degassing membrane) that does not allow liquid to permeate but allows gas to permeate, and the gas-phase chamber is evacuated and depressurized. There is known a membrane degassing apparatus provided with a degassing membrane module for performing degassing. According to this membrane deaerator, it is easy to increase the surface area of the liquid phase, and effective deaeration can be performed with a small device.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ここで、このような膜
脱気装置に使用する真空ポンプとしては、ドライ型ダイ
ヤフラム式のものが通常採用される。このタイプの真空
ポンプは、ダイヤフラムに水が付着するとその寿命が著
しく劣化する。一方、脱気膜モジュールの気相室には、
膜を介し水蒸気が拡散してくるため、真空ポンプの吸排
気は水蒸気が飽和したものとなっている。このため、真
空ポンプの運転停止時に何等処置をせずにそのまま運転
を停止すると、ダイヤフラムに水が付着する可能性が大
きい。そこで、真空ポンプの運転を停止する際には、真
空ポンプにエアーを流す等の処置をとり、ダイヤフラム
を乾燥することが好適である。Here, as a vacuum pump used in such a membrane deaerator, a dry diaphragm type is usually employed. The life of this type of vacuum pump is significantly reduced when water adheres to the diaphragm. On the other hand, in the gas phase chamber of the degassing membrane module,
Since the water vapor diffuses through the membrane, the intake and exhaust of the vacuum pump are saturated with the water vapor. Therefore, if the operation of the vacuum pump is stopped without any treatment when the operation of the vacuum pump is stopped, there is a high possibility that water adheres to the diaphragm. Therefore, when the operation of the vacuum pump is stopped, it is preferable to take measures such as flowing air to the vacuum pump to dry the diaphragm.
【０００５】しかし、本発明者の研究によると、エアー
は多数の微粒子などを含んでおり、エアーが膜脱気装置
側に拡散すると、脱気膜モジュールが汚染されてしま
い、その結果、エアー中に含まれる微粒子が気相室およ
び膜を介し液相室に拡散し、膜脱気装置の処理水中の微
粒子が増加するという問題があることが判明した。そし
て、このような事態が生じると、真空ポンプの運転再開
後かなりの期間処理水中の微粒子濃度が高くなり、処理
水が使用できないという問題点があった。However, according to the study of the present inventor, air contains many fine particles and the like, and when air diffuses to the side of the membrane deaerator, the deaeration membrane module is contaminated, and as a result, the air It has been found that there is a problem that fine particles contained in the gas diffuse into the liquid phase chamber via the gas phase chamber and the membrane, and the fine particles in the treated water of the membrane deaerator increase. Then, when such a situation occurs, there is a problem that the concentration of fine particles in the treated water becomes high for a considerable period after the operation of the vacuum pump is restarted, and the treated water cannot be used.
【０００６】本発明は、上記問題点を解決することを課
題としてなされたものであり、処理水中への微粒子の拡
散を防止しつつ真空ポンへのエアー供給を行うことがで
きる膜脱気装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a membrane deaerator capable of supplying air to a vacuum pump while preventing the diffusion of fine particles into treated water. The purpose is to provide.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、脱気膜の一方
側の液相室に流通される原水から脱気膜の他方側の気相
室に気体を拡散し排除する脱気膜モジュールと、この脱
気膜モジュールの気相室に排気管を介し接続され、気相
室から気体を排出する真空ポンプと、脱気膜モジュール
の気相室と真空ポンプの間の排気管に接続され、ここに
エアーを供給するエアー供給源と、このエアー供給源か
らのエアーが気相室側に逆流するのを防止する逆流防止
手段と、を有することを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a degassing membrane module for diffusing and eliminating gas from raw water flowing through a liquid phase chamber on one side of a degassing membrane to a gas phase chamber on the other side of the degassing membrane. And a vacuum pump connected to the gas phase chamber of the degassing membrane module via an exhaust pipe, and discharging a gas from the gas phase chamber, and connected to an exhaust pipe between the gas phase chamber and the vacuum pump of the degassing membrane module. And an air supply source for supplying air thereto, and a backflow preventing means for preventing air from the air supply source from flowing back to the gas phase chamber side.
【０００８】膜脱気装置の運転を停止する際など何らか
の理由により、真空ポンプの運転を停止する際には、エ
アー供給源からのエアーを真空ポンプに供給する。そし
て、所定時間真空ポンプにエアーを流通する。これによ
って、真空ポンプの内部がエアーに晒され、乾燥され
る。When the operation of the vacuum pump is stopped for any reason, such as when the operation of the membrane deaerator is stopped, air from an air supply source is supplied to the vacuum pump. Then, air is circulated to the vacuum pump for a predetermined time. Thus, the inside of the vacuum pump is exposed to air and dried.
【０００９】脱気膜モジュールからの排気は、通常、膜
を介し原水から拡散されてくる水蒸気で飽和している。
従って、エアーを流通しない場合には、運転停止後その
内部に凝結水を生じる。膜脱気装置に利用する真空ポン
プとしては、通常ドライ型ダイヤフラム式のものが利用
され、ダイヤフラムに水が付着するとその寿命が著しく
劣化する。そこで、上述のごとく運転停止時にエアーを
その内部に流通することで、ダイヤフラムを乾燥させ、
ここに水が付着することを防止するようにしている。The exhaust gas from the degassing membrane module is usually saturated with water vapor diffused from raw water through the membrane.
Therefore, when the air is not circulated, condensed water is generated in the inside after the operation is stopped. As a vacuum pump used for the membrane deaerator, a dry-type diaphragm type pump is usually used, and if water adheres to the diaphragm, its life is significantly deteriorated. Therefore, as described above, when the operation is stopped, air is circulated through the inside to dry the diaphragm,
Here, water is prevented from adhering.
【００１０】そして、本発明では、逆流防止手段を有し
ている。従って、真空ポンプにエアーを流通する際に、
エアーが脱気膜モジュールの気相室に拡散することを防
止できる。そこで、気相室に拡散したエアー中に含まれ
る微粒子が膜を介し液相室側に拡散することを効果的に
防止することができる。Further, the present invention has a backflow preventing means. Therefore, when flowing air through the vacuum pump,
It is possible to prevent air from diffusing into the gas phase chamber of the degassing membrane module. Therefore, it is possible to effectively prevent the fine particles contained in the air diffused into the gas phase chamber from diffusing into the liquid phase chamber through the membrane.
【００１１】また、本発明は、上記逆流防止手段は、エ
アー供給源から上記排気管への経路に設けられた第１の
制御バルブと、この第１の制御バルブより、脱気膜モジ
ュール側の上記排気管に設けられた第２の制御バルブ
と、第２の制御バルブを閉じた後、第１の制御バルブを
開くように制御する制御手段と、を含むことを特徴とす
る。このように、制御手段により第１および第２の制御
バルブの開く順番を制御することによって、エアー供給
源からのエアーの膜モジュール側への拡散を確実に防止
することができる。Further, according to the present invention, the backflow preventing means includes a first control valve provided in a path from an air supply source to the exhaust pipe, and a first control valve provided on the degassing membrane module side with respect to the first control valve. It is characterized by including a second control valve provided in the exhaust pipe, and control means for controlling to open the first control valve after closing the second control valve. As described above, by controlling the opening order of the first and second control valves by the control means, it is possible to reliably prevent the air from the air supply source from diffusing to the membrane module side.
【００１２】また、本発明は、エアー供給源の接続点よ
り脱気膜モジュール側の上記排気管に設けられた逆止バ
ルブであることを特徴とする。このように、逆止バルブ
を設けることで、エアー供給源から供給されたエアーが
脱気膜モジュールに向けて拡散することを防止すること
ができる。特に、逆止バルブは、何等制御をすることな
く逆流を防止できる。このため、確実かつ効率的に脱気
膜モジュールに向けてのエアーの拡散を防止することが
できる。Further, the present invention is characterized in that the check valve is provided on the exhaust pipe on the degassing membrane module side from the connection point of the air supply source. Thus, by providing the check valve, it is possible to prevent the air supplied from the air supply source from diffusing toward the degassing membrane module. In particular, the check valve can prevent backflow without any control. For this reason, the diffusion of air toward the degassing membrane module can be reliably and efficiently prevented.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明に好適な実施の形態
（以下、実施形態という）について、図面に基づいて説
明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described below with reference to the drawings.
【００１４】「第１実施形態」図１は本発明装置の第１
実施形態の構成を示す図である。FIG. 1 shows a first embodiment of the apparatus of the present invention.
It is a figure showing composition of an embodiment.
【００１５】原水は、脱気膜モジュール１０に流入され
る。この脱気膜モジュール１０は、２つの脱気膜モジュ
ール１０ａ、１０ｂの直列接続からなっている。各脱気
膜モジュール１０は、密閉容器からなり、内部に多数の
中空糸（脱気膜）を束ねた形状のものを有している。ま
た、各脱気膜モジュール１０ａ、１０ｂの両端側には図
示はされていないが中空糸の内側空間と連通する一対の
排気室が形成され、中間部には中空糸の外側と連通する
外部空間が分離形成されて液相室を構成している。な
お、上記一対の排気室と中空糸内側空間とが気相室を構
成する。The raw water flows into the degassing membrane module 10. This degassing membrane module 10 is composed of two degassing membrane modules 10a and 10b connected in series. Each degassing membrane module 10 is formed of a closed container, and has a shape in which a number of hollow fibers (degassing membranes) are bundled inside. Further, a pair of exhaust chambers (not shown) communicating with the inner space of the hollow fiber are formed at both ends of each of the degassing membrane modules 10a and 10b, and an outer space communicating with the outside of the hollow fiber is formed in the middle part. Are formed separately to form a liquid phase chamber. The pair of exhaust chambers and the hollow fiber inner space constitute a gas phase chamber.
【００１６】そして、原水は、１段目の脱気膜モジュー
ル１０ａの液相室に導入され、ここから排出される１段
目処理水が２段目の脱気膜モジュール１０ｂの液相室に
導入され、ここから最終処理水として排出される。すな
わち、脱気膜モジュール１０ａ、１０ｂの液相室は直列
接続されており、原水は２段処理される。Then, the raw water is introduced into the liquid phase chamber of the first-stage degassing membrane module 10a, and the first-stage treated water discharged therefrom is fed into the liquid-phase chamber of the second stage degassing membrane module 10b. It is introduced and discharged here as final treated water. That is, the liquid phase chambers of the degassing membrane modules 10a and 10b are connected in series, and raw water is treated in two stages.
【００１７】脱気膜モジュール１０の排気室の一方に
は、排気管１２の一端が接続されており、この排気管１
２の他端は、第２の制御バルブ１４を介し、ドライ型ダ
イヤフラム式の真空ポンプ１６に接続されている。ま
た、第２の制御バルブ１４と真空ポンプ１６を接続する
排気管１２には、他端が大気に開放する第１の制御バル
ブ１８が接続されている。そこで、第２の制御バルブ１
４を閉じた状態で、第１の制御バルブ１８を開くことに
より、真空ポンプ１６の吸い込み側に空気を供給可能に
なっている。そして、真空ポンプ１６の運転停止時に
は、真空ポンプ１６にエアーを供給し、真空ポンプ１６
のダイヤフラムを乾燥させる。なお、原水流量２ｍ3／
時間程度の処理を行う際には、真空ポンプとして、８０
Ｌ／ｍｉｎ程度のものが採用され、脱気膜モジュール１
０の排気室および中空糸内側空間は、真空度５０Ｔｏｒ
ｒ程度に維持される。One end of an exhaust pipe 12 is connected to one end of the exhaust chamber of the degassing membrane module 10.
The other end of 2 is connected to a dry diaphragm type vacuum pump 16 via a second control valve 14. In addition, a first control valve 18 whose other end is open to the atmosphere is connected to the exhaust pipe 12 connecting the second control valve 14 and the vacuum pump 16. Therefore, the second control valve 1
By opening the first control valve 18 with the valve 4 closed, air can be supplied to the suction side of the vacuum pump 16. When the operation of the vacuum pump 16 is stopped, air is supplied to the vacuum pump 16 and the vacuum pump 16 is stopped.
Dry the diaphragm. In addition, raw water flow rate 2m 3 /
When performing processing for about an hour, a vacuum pump
L / min is adopted, and the degassing membrane module 1
0 exhaust chamber and the hollow fiber inner space have a degree of vacuum of 50 Torr.
r is maintained.
【００１８】脱気膜モジュール１０の排気室に接続され
た上記排気管１２には、バルブ２０を介しドレインポッ
ト２２が分岐接続されている。このドレインポット２２
は、排気管１２内に発生する凝縮水を収集貯留する密閉
容器である。ドレインポット２２の底部には、大気に開
放されたバルブ２４が接続され、またドレインポット２
２の上部空間には、バルブ２６、２８、３０を介し、窒
素ガス供給源（例えば窒素ガスボンベ）３２が接続され
ている。バルブ３０は、窒素ガス供給源３２を系から切
り離すためのオンオフ弁、バルブ２８はその下流側を一
定の圧力に維持するレギュレート弁、バルブ２６は、ド
レインポット２２に対する窒素ガスの供給を制御するオ
ンオフ弁である。なお、ドレインポット２２は、原水流
量２ｍ3／時間に対し、２Ｌ程度の容量とされ、この場
合の凝縮水排出の頻度は２〜３回／日程度である。した
がって、凝縮水排出に必要な窒素ガスの量もごく少量で
足りる。A drain pot 22 is connected through a valve 20 to the exhaust pipe 12 connected to the exhaust chamber of the degassing membrane module 10. This drain pot 22
Is a closed container for collecting and storing condensed water generated in the exhaust pipe 12. A valve 24 that is open to the atmosphere is connected to the bottom of the drain pot 22.
A nitrogen gas supply source (for example, a nitrogen gas cylinder) 32 is connected to the upper space 2 via valves 26, 28, 30. The valve 30 is an on / off valve for disconnecting the nitrogen gas supply source 32 from the system, the valve 28 is a regulating valve for maintaining the downstream side at a constant pressure, and the valve 26 controls the supply of nitrogen gas to the drain pot 22. It is an on / off valve. The drain pot 22 has a capacity of about 2 L with respect to the raw water flow rate of 2 m 3 / hour, and the frequency of discharge of condensed water in this case is about 2 to 3 times / day. Therefore, a very small amount of nitrogen gas required for discharging condensed water is sufficient.
【００１９】さらに、脱気膜モジュール１０の排気室の
他方（真空ポンプ１６が接続されている排気室と反対
側）には、窒素ガス供給源３２が接続されている。すな
わち、窒素ガス供給源３２に接続されたバルブ３０の他
端には、バルブ２８と並列にレギュレート弁として機能
するバルブ３４が接続され、このバルブ３４の他端に、
質量流量計３６、流量調整用ニードルバルブ３８、オン
オフ用のバルブ４０を介し、脱気膜モジュール１０の排
気室が接続されている。Further, a nitrogen gas supply source 32 is connected to the other of the exhaust chambers of the degassing membrane module 10 (the side opposite to the exhaust chamber to which the vacuum pump 16 is connected). That is, the other end of the valve 30 connected to the nitrogen gas supply source 32 is connected in parallel with the valve 28 to a valve 34 functioning as a regulating valve.
The exhaust chamber of the degassing membrane module 10 is connected via a mass flow meter 36, a flow control needle valve 38, and an on / off valve 40.
【００２０】従って、ニードルバルブ３８にて調整され
た量だけ、脱気膜モジュール１０の気相室へ窒素ガスが
供給される。なお、質量流量計３６の計測結果に基づい
て、ニードルバルブ３８を制御することによって、脱気
膜モジュール１０への窒素ガスの供給量が正確に制御さ
れる。Therefore, nitrogen gas is supplied to the gas phase chamber of the degassing membrane module 10 by an amount adjusted by the needle valve 38. In addition, by controlling the needle valve 38 based on the measurement result of the mass flow meter 36, the supply amount of the nitrogen gas to the degassing membrane module 10 is accurately controlled.
【００２１】また、本実施形態では、１つの窒素ガス供
給源３２をドレインポット２２のパージ用ガスの供給源
と、脱気膜モジュール１０への供給源の両方に用いる。
従って、窒素ガス供給源３２の有効利用が図られる。In the present embodiment, one nitrogen gas supply source 32 is used as both a supply source of the purge gas for the drain pot 22 and a supply source to the degassing membrane module 10.
Therefore, effective use of the nitrogen gas supply source 32 is achieved.
【００２２】さらに、ドレインポット２２には、上限及
び下限水位を検出するレベルセンサ４２が設けられ、こ
のレベルセンサ４２の出力は、制御装置４４に供給され
る。そして、この制御装置４４は、レベルセンサ４２の
出力等に応じて、バルブ２０、２４、２６の開閉等を制
御し、ドレインポット２２からの凝縮水の排出を制御す
る。Further, the drain pot 22 is provided with a level sensor 42 for detecting the upper and lower water levels, and the output of the level sensor 42 is supplied to a controller 44. The controller 44 controls the opening and closing of the valves 20, 24, 26 and the like in accordance with the output of the level sensor 42, and controls the discharge of the condensed water from the drain pot 22.
【００２３】「通常運転時の処理」通常の運転時には、
バルブ２４、２６を閉じ、バルブ２０を開き、密閉状態
のドレインポット２２を排気管１２に連通させる。ま
た、第１の制御バルブ１８を閉じ、第２の制御バルブ１
４を開き、真空ポンプ１６を駆動して、脱気膜モジュー
ル１０の気相室から排気を行い、中空糸内側空間を真空
状態とする。この状態で、脱気膜モジュール１０内の中
空糸外側空間、すなわち液相室に原水を流通すると、脱
気膜モジュール１０の中空糸外側空間を流れる水中から
溶存ガスが膜を介し内側空間に拡散する。そして、中空
糸内側空間に移行したガスは、真空ポンプ１６を介し、
系外に排出される。従って、溶存ガスが除去された処理
水が脱気膜モジュール１０から排出される。"Process during normal operation" During normal operation,
The valves 24 and 26 are closed, the valve 20 is opened, and the sealed drain pot 22 is connected to the exhaust pipe 12. Further, the first control valve 18 is closed and the second control valve 1 is closed.
4 is opened, and the vacuum pump 16 is driven to evacuate the gas phase chamber of the degassing membrane module 10 to make the hollow fiber inner space a vacuum state. In this state, when raw water flows through the outer space of the hollow fibers in the degassing membrane module 10, that is, the liquid phase chamber, the dissolved gas diffuses from the water flowing through the outer space of the hollow fibers of the degassing membrane module 10 into the inner space through the membrane. I do. Then, the gas transferred to the hollow fiber inner space passes through the vacuum pump 16,
It is discharged out of the system. Therefore, the treated water from which the dissolved gas has been removed is discharged from the degassing membrane module 10.
【００２４】ここで、本実施形態では、バルブ４０を開
き、所定の少量の窒素ガスを脱気膜モジュール１０の気
相室に供給する。これによって、脱気膜モジュール１０
の中空糸内側空間における酸素の分圧をより減少して、
効果的な溶存酸素除去が行われる。なお、場合によって
はバルブ４０を閉じ、窒素ガスの脱気膜モジュール１０
の中空糸内側空間への供給は停止してもよい。Here, in this embodiment, the valve 40 is opened, and a predetermined small amount of nitrogen gas is supplied to the gas phase chamber of the degassing membrane module 10. Thereby, the degassing membrane module 10
To further reduce the partial pressure of oxygen in the hollow fiber inner space,
Effective dissolved oxygen removal is performed. In some cases, the valve 40 is closed and the nitrogen gas degassing membrane module 10 is closed.
May be stopped.
【００２５】また、この処理水は、半導体製造ラインの
洗浄装置等のユースポイントに供給される。通常の場
合、膜脱気装置は、半導体装置を製造するクリーンルー
ム内に設けられ、処理水は脱気された状態で直接ユース
ポイントに供給される。This treated water is supplied to a point of use such as a cleaning device of a semiconductor manufacturing line. Usually, the membrane deaerator is provided in a clean room for manufacturing semiconductor devices, and the treated water is directly supplied to the use point in a deaerated state.
【００２６】「凝縮水の排出」上述のような処理におい
て、脱気膜モジュール１０の中空糸内側空間を真空状態
とすると、中空糸外側空間にある水からの水蒸気が中空
糸内側空間に拡散してくる。そして、中空糸内側空間に
おける水蒸気は、ほぼその時の温度、圧力における飽和
水蒸気圧になる。そこで、排気管１２における温度変化
などに起因して、排気管１２内に凝縮水が生じる。排気
管１２は、ドレインポット２２が接続されている位置が
最も低くなるように、設定されており、排気管１２内で
生じた凝縮水は、重力によりドレインポット２２内に収
集される。[Discharge of Condensed Water] In the above-described treatment, when the hollow fiber inner space of the degassing membrane module 10 is evacuated, water vapor from water in the hollow fiber outer space diffuses into the hollow fiber inner space. Come. Then, the water vapor in the hollow fiber inner space almost reaches the saturated water vapor pressure at the temperature and pressure at that time. Therefore, condensed water is generated in the exhaust pipe 12 due to a temperature change in the exhaust pipe 12 or the like. The exhaust pipe 12 is set so that the position where the drain pot 22 is connected is lowest, and condensed water generated in the exhaust pipe 12 is collected in the drain pot 22 by gravity.
【００２７】そして、運転の継続によって、ドレインポ
ット２２内に収集されている凝縮水の量が増加してき
て、上限水位に達すると、制御装置４４は、バルブ２０
を閉じ、排気管１２をドレインポット２２から切り離
す。次に、バルブ２６を開き、窒素ガス供給源３２から
の窒素ガスをパージ用ガスとしてドレインポット２２内
に供給する。窒素ガス供給源３２の窒素ガス排出側は、
バルブ２８によって、１．１気圧程度に圧力が制御され
ており、これによってドレインポット２２内の圧力は、
１．１気圧程度になる。この状態で、バルブ２４を開く
ことで、ドレインポット２２内の凝縮水は、外部に排出
される。When the amount of condensed water collected in the drain pot 22 increases due to the continuation of the operation and reaches the upper limit water level, the control device 44
Is closed, and the exhaust pipe 12 is separated from the drain pot 22. Next, the valve 26 is opened, and the nitrogen gas from the nitrogen gas supply source 32 is supplied into the drain pot 22 as a purge gas. The nitrogen gas discharge side of the nitrogen gas supply source 32
The pressure is controlled to about 1.1 atm by the valve 28, whereby the pressure in the drain pot 22 becomes
It is about 1.1 atm. By opening the valve 24 in this state, the condensed water in the drain pot 22 is discharged to the outside.
【００２８】そして、凝縮水の排出によりドレインポッ
ト２２内の水位が下限水位に至ったときには、制御装置
４４は、バルブ２４を閉じ、次にバルブ２６を閉じるよ
うに制御する。これによって、ドレインポット２２は気
密状態となるため、バルブ２０を開け、凝縮水の収集を
再開する。この時、バルブ２０を徐々に開放し、排気管
１２内の圧力（真空度）が余り変動しないようにするこ
とも好ましい。When the water level in the drain pot 22 reaches the lower limit water level due to the discharge of the condensed water, the control device 44 controls the valve 24 to be closed, and then the valve 26 to be closed. As a result, the drain pot 22 becomes airtight, so that the valve 20 is opened and the collection of the condensed water is restarted. At this time, it is also preferable to gradually open the valve 20 so that the pressure (degree of vacuum) in the exhaust pipe 12 does not fluctuate much.
【００２９】このようにして、ドレインポット２２から
の凝縮水の除去が行われるが、この時ドレインポット２
２に充満されるガスは、窒素ガスである。従って、バル
ブ２０を開放したときに、ドレインポット２２内から排
気管１２側に流れるガスは、窒素ガスである。従って、
酸素ガスが脱気膜モジュール１０の排気側に供給される
ことがなく、処理水の溶存酸素濃度が高くなることを防
止することができる。また、窒素ガス供給源３２から供
給される窒素ガスは、通常、純度の高いものであり、微
粒子などの不純物の混入も有効に防止できる。In this manner, the condensed water is removed from the drain pot 22.
The gas filled in 2 is nitrogen gas. Therefore, when the valve 20 is opened, the gas flowing from the inside of the drain pot 22 to the exhaust pipe 12 is nitrogen gas. Therefore,
Oxygen gas is not supplied to the exhaust side of the degassing membrane module 10, and it is possible to prevent the concentration of dissolved oxygen in the treated water from increasing. In addition, the nitrogen gas supplied from the nitrogen gas supply source 32 is usually of high purity, and the contamination of impurities such as fine particles can be effectively prevented.
【００３０】なお、ドレインポット２２からの凝縮水の
除去中においても、脱気膜モジュール１０による脱気処
理はそのまま継続されており、溶存酸素その他の溶存ガ
スが除去された処理水が脱気膜モジュール１０から排出
される。During the removal of the condensed water from the drain pot 22, the deaeration treatment by the deaeration membrane module 10 is continued as it is, and the treated water from which dissolved oxygen and other dissolved gases have been removed is removed by the deaeration membrane. Discharged from module 10.
【００３１】「真空ポンプ運転停止時の処理」次に、真
空ポンプ１６の運転を停止する場合には、原水の供給を
停止し、あるいは原水の供給を継続したまま、まず、第
２の制御バルブ１４を閉じ、脱気膜モジュール１０の気
相室から切り離す。この状態で真空ポンプ１６の運転を
停止するが、運転を直ちに停止すると真空ポンプ１６に
悪影響がでる。特に、本実施形態の真空ポンプ１６は、
ドライ型ダイヤフラム式の真空ポンプであり、たとえド
レインポット２２で凝縮水を収集するようにしても真空
ポンプ１６のダイヤフラム等に水分が付着するのは避け
られない。そこで、ある程度の期間空気を流通し内部を
乾燥した後、運転を停止しないとダイヤフラムの寿命が
著しく短くなる。Next, when the operation of the vacuum pump 16 is stopped, the supply of the raw water is stopped, or the supply of the raw water is continued, first, the second control valve. 14 is closed and separated from the gas phase chamber of the degassing membrane module 10. In this state, the operation of the vacuum pump 16 is stopped. However, if the operation is immediately stopped, the vacuum pump 16 is adversely affected. In particular, the vacuum pump 16 of the present embodiment
This is a dry diaphragm type vacuum pump. Even if condensed water is collected by the drain pot 22, it is inevitable that moisture adheres to the diaphragm and the like of the vacuum pump 16. Therefore, the life of the diaphragm is significantly shortened unless the operation is stopped after the air is circulated and the inside is dried for a certain period of time.
【００３２】そこで、第２の制御バルブ１４を完全に閉
じ、次いで第１の制御バルブ１８を徐々に開ける。これ
により、真空ポンプ１６の吸い込み側に空気を供給し、
真空ポンプ１６に十分な空気を流通させた後、真空ポン
プ１６の運転を停止する。ここで、本実施形態では、第
２の制御バルブ１４にモータバルブを使用しているた
め、この第２の制御バルブ１４が完全に閉じるまでに７
〜８秒程度かかる。そこで、第２の制御バルブ１４の閉
制御後、１０秒程度経過してこの第２の制御バルブ１４
が完全に閉じた後、第１の制御バルブ１８を開放する。
また、真空ポンプ１６への空気の流通は１分間以上行
い、内部を十分に乾燥することが好適である。Therefore, the second control valve 14 is completely closed, and then the first control valve 18 is gradually opened. This supplies air to the suction side of the vacuum pump 16,
After sufficient air is circulated through the vacuum pump 16, the operation of the vacuum pump 16 is stopped. Here, in the present embodiment, since a motor valve is used as the second control valve 14, it takes 7 minutes before the second control valve 14 is completely closed.
It takes about 8 seconds. Then, about 10 seconds after the closing control of the second control valve 14, the second control valve 14
Is completely closed, the first control valve 18 is opened.
Further, it is preferable that the circulation of the air to the vacuum pump 16 is performed for 1 minute or more and the inside is sufficiently dried.
【００３３】このように、第２の制御バルブ１４を閉じ
た後、第１の制御バルブ１８を開くことにより、空気中
に含まれる微粒子が、脱気膜モジュール１０の気相室に
拡散することを効果的に防止することができる。As described above, after the second control valve 14 is closed and the first control valve 18 is opened, the fine particles contained in the air diffuse into the gas phase chamber of the degassing membrane module 10. Can be effectively prevented.
【００３４】なお、第２の制御バルブ１４が完全に閉じ
る前に第１の制御バルブ１８を開けたり、あるいはこれ
らの制御バルブ１４、１８を一体化して三方弁で構成す
ると、切換の際に微粒子を多量に含むエアーが脱気膜モ
ジュール１０の気相室に拡散してしまう。そして、微粒
子が脱気膜モジュール１０の気相室に拡散すると、その
後真空ポンプ１６の運転を再開して脱気膜モジュール１
０の運転を再開したときに、比較的長期間に渡って処理
水中の微粒子濃度が上昇してしまうという不具合が生じ
る。本実施形態のように、制御バルブ１４、１８を別々
に設け、第２の制御バルブ１４を完全に閉じた後に第１
の制御バルブ１８を開くことで、気相室への微粒子拡散
による悪影響を効果的に排除できる。なお、このような
制御バルブ１４、１８の制御は、制御装置４４が行う。If the first control valve 18 is opened before the second control valve 14 is completely closed, or if these control valves 14 and 18 are integrally formed as a three-way valve, the fine particles will not be formed when switching. Is diffused into the gas phase chamber of the degassing membrane module 10. Then, when the fine particles diffuse into the gas phase chamber of the degassing membrane module 10, the operation of the vacuum pump 16 is resumed and the degassing membrane module 1 is restarted.
When the operation at 0 is restarted, there occurs a problem that the concentration of fine particles in the treated water increases for a relatively long time. As in this embodiment, the control valves 14 and 18 are separately provided, and after the second control valve 14 is completely closed, the first
By opening the control valve 18 described above, the adverse effects due to the diffusion of the fine particles into the gas phase chamber can be effectively eliminated. The control of the control valves 14 and 18 is performed by the control device 44.
【００３５】「第２実施形態」図２に、第２実施形態の
構成を示す。この第２実施形態では、上記第１実施形態
の第２の制御バルブ１４に代えて、逆止バルブ４６を採
用している。すなわち、この逆止バルブ４６は、排気管
１２において、脱気膜モジュール１０から真空ポンプ１
６に向けての気体の流れを許容するが、逆向きの流れを
阻止するものである。従って、この構成にあっては、真
空ポンプ１６の運転を停止する際には、単に第１の制御
バルブ１８を開くだけでよい。これによって、エアーは
第１の制御バルブ１８を介し排気管１２に供給され、真
空ポンプ１６に流通される。そして、このとき排気管１
２に供給されるエアーは、逆止バルブ４６によって、脱
気膜モジュール側に拡散することが防止される。従っ
て、非常に簡単な構成で、エアーが脱気膜モジュール１
０に拡散することを防止することができる。なお、真空
ポンプ１６は、所定量の空気の流通が行われた後、運転
を停止する。また、本実施形態では、排気管１２におけ
るドレインポット２２の接続点より脱気膜モジュール１
０に近い位置に逆止バルブ４６を設けている。従って、
万一、ドレインポット２２側から、エアーが排気管１２
に逆流した場合においてもこれが脱気膜モジュール１０
側に拡散することを防止することができる。[Second Embodiment] FIG. 2 shows the configuration of the second embodiment. In the second embodiment, a check valve 46 is employed in place of the second control valve 14 of the first embodiment. That is, the check valve 46 is connected to the vacuum pump 1 from the degassing membrane module 10 in the exhaust pipe 12.
6 to allow the flow of gas but prevent the flow in the opposite direction. Therefore, in this configuration, when the operation of the vacuum pump 16 is stopped, it is only necessary to open the first control valve 18. Thereby, the air is supplied to the exhaust pipe 12 via the first control valve 18 and is circulated to the vacuum pump 16. At this time, the exhaust pipe 1
The air supplied to 2 is prevented from diffusing to the degassing membrane module side by the check valve 46. Therefore, with a very simple configuration, air is supplied to the degassing membrane module 1.
It can be prevented from diffusing to zero. The operation of the vacuum pump 16 is stopped after a predetermined amount of air is circulated. Further, in this embodiment, the degassing membrane module 1 is connected from the connection point of the drain pot 22 in the exhaust pipe 12.
A check valve 46 is provided at a position close to zero. Therefore,
In the unlikely event that air is exhausted from the drain
Even when the gas flows back to the
Spreading to the side can be prevented.
【００３６】「第３実施形態」図３に第３実施形態の構
成を示す。この構成では、第２実施形態の第１の制御バ
ルブ１８に代えて、三方バルブ４８を採用している。図
においては、この三方バルブ４８が真空ポンプ１６と脱
気膜モジュール１０を連通している状態を示している。
この状態で、通常の運転を行い、真空ポンプ１６の運転
を停止する場合には、三方バルブ４８を駆動して、真空
ポンプ１６を大気と連通する。これによって、真空ポン
プ１６にエアーが供給され、内部が乾燥される。[Third Embodiment] FIG. 3 shows the configuration of the third embodiment. In this configuration, a three-way valve 48 is employed instead of the first control valve 18 of the second embodiment. The figure shows a state in which the three-way valve 48 connects the vacuum pump 16 and the degassing membrane module 10.
In this state, when the normal operation is performed and the operation of the vacuum pump 16 is stopped, the three-way valve 48 is driven to communicate the vacuum pump 16 with the atmosphere. Thereby, air is supplied to the vacuum pump 16 to dry the inside.
【００３７】そして、三方バルブ４８の駆動時におい
て、脱気膜モジュール１０に連通する排気管１２が一時
的に大気側と連通するが、逆止バルブ４６があるため、
エアーの脱気膜モジュール１０側への逆流を確実に防止
することができる。When the three-way valve 48 is driven, the exhaust pipe 12 communicating with the degassing membrane module 10 temporarily communicates with the atmosphere, but since the check valve 46 is provided,
The backflow of air to the degassing membrane module 10 side can be reliably prevented.
【００３８】「その他の構成」また、膜脱気装置の運転
を開始（再開）するときには、脱気膜モジュール１０の
気相室内に酸素や微粒子が残留していない方がよい。そ
こで、膜脱気装置の運転開始に際し、窒素ガス供給源３
２からの窒素ガスを脱気膜モジュール１０の気相室に供
給し、所定時間ここに窒素ガスを流通することが好適で
ある。すなわち、バルブ４０、２０、２４を開き、窒素
ガスを脱気膜モジュール１０の気相室を通過させてバル
ブ２４から排出させることによって、窒素ガスのパージ
による酸素や微粒子等の排出が行え、これにより、処理
水中の酸素濃度や微粒子数の低下も早くなる。[Other Configurations] When the operation of the membrane degassing apparatus is started (restarted), it is preferable that no oxygen or fine particles remain in the gas phase chamber of the degassing membrane module 10. Therefore, when starting operation of the membrane deaerator, the nitrogen gas supply source 3
Preferably, the nitrogen gas from Step 2 is supplied to the gas phase chamber of the degassing membrane module 10, and the nitrogen gas is circulated here for a predetermined time. That is, by opening the valves 40, 20, and 24, and discharging the nitrogen gas from the valve 24 through the gas phase chamber of the degassing membrane module 10, it is possible to discharge oxygen and fine particles by purging the nitrogen gas. Thereby, the decrease in the oxygen concentration and the number of fine particles in the treated water is also quickened.
【００３９】また、パージ用ガスとしては、実質的に酸
素を含まないものであればいかなるものでもよく、窒素
ガスの他、ヘリウムガス、アルゴンガス、水素ガス、炭
酸ガスなど半導体の洗浄工程などで問題とならないもの
が利用可能である。The purging gas may be any gas as long as it does not substantially contain oxygen. In addition to a nitrogen gas, a helium gas, an argon gas, a hydrogen gas, a carbon dioxide gas, and a semiconductor cleaning step may be used. What is not a problem is available.
【００４０】更に、上述の実施形態では中空系の内側空
間を気相室とし、外側空間を液相室とした脱気膜モジュ
ールの例について説明したが、本発明で使用される脱気
膜モジュールはこれに限定されるものではなく、上記と
は逆に中空系の内側空間を液相室とし、外側空間を気相
室としたものでもよい。また、膜の形状も中空系状のも
のに限らず、管状（チューブ状）、平膜状等の種々の形
状のものを用いることができる。Further, in the above embodiment, an example of the degassing membrane module in which the inner space of the hollow system is a gas phase chamber and the outer space is a liquid phase chamber has been described, but the degassing membrane module used in the present invention is described. However, the present invention is not limited to this. Conversely, the inner space of the hollow system may be a liquid phase chamber and the outer space may be a gas phase chamber. Further, the shape of the film is not limited to a hollow shape, and various shapes such as a tubular (tubular) shape and a flat film shape can be used.
【００４１】本発明で使用する脱気膜としては、液体を
透過させないが気体を透過させるものであればいかなる
ものでもよい。このような膜としては、例えば、ポリエ
チレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン製の膜や、
ポリ四フッ化エチレン等のフッ素樹脂製の膜、さらには
ポリスルホン製、シリコンゴム製等の膜がある。The degassing membrane used in the present invention may be any membrane that does not allow liquid to permeate but allows gas to permeate. As such a film, for example, a film made of polyolefin such as polyethylene and polypropylene,
There are films made of fluororesin such as polytetrafluoroethylene, and films made of polysulfone and silicon rubber.
【００４２】[0042]
【実施例】上記第１〜３実施形態の装置において、原水
の流通を継続しながら、真空ポンプ１６にエアーを供給
する実験を行った。原水は、３〜５個／ｍＬの微粒子を
含む超純水であったが、いずれの実施形態の装置におい
ても処理水中の微粒子数に有意の変化はなかった。表１
に第１実施形態の装置を用いて、真空ポンプ１６へのエ
アー供給、運転停止操作を行った場合の結果を一例とし
て示す。EXAMPLES In the apparatus of the first to third embodiments, an experiment was conducted in which air was supplied to the vacuum pump 16 while the flow of raw water was continued. Raw water was ultrapure water containing 3 to 5 particles / mL of fine particles, but there was no significant change in the number of fine particles in the treated water in any of the apparatuses of the embodiments. Table 1
An example of a result when air supply to the vacuum pump 16 and an operation stop operation are performed using the apparatus of the first embodiment will be described below.
【００４３】また、比較例として、第１実施形態の装置
における第２の制御バルブ１４と第１の制御バルブ１８
を同時に操作し、真空ポンプ１６にエアーを供給してみ
た。この例を表１に比較例として示す。このように、逆
流防止手段がないと、停止操作の３分後には、微粒子数
が２８６個まで上昇した。そして、２０分間の原水の流
通において、微粒子数が原水とほぼ同じ７個／ｍＬにま
で減少した。これより、制御バルブ１４、１８の切換時
の一瞬のエアーの逆流により、かなりの微粒子が脱気膜
モジュール１０へ逆流し、これを排除するには処理水を
２０分間以上に渡って捨てなければならないことが分か
る。なお、微粒子数は、粒径０．１μｍ以上のものの数
である。As a comparative example, the second control valve 14 and the first control valve 18 in the device of the first embodiment are used.
Were operated simultaneously to supply air to the vacuum pump 16. This example is shown in Table 1 as a comparative example. As described above, without the backflow prevention means, the number of fine particles increased to 286 three minutes after the stop operation. Then, in the flow of raw water for 20 minutes, the number of fine particles was reduced to 7 particles / mL, which was almost the same as that of raw water. Thus, due to the instantaneous backflow of air when the control valves 14 and 18 are switched, considerable fine particles flow back to the degassing membrane module 10. To eliminate this, the treated water must be discarded for more than 20 minutes. It turns out that it does not become. The number of fine particles is the number of fine particles having a particle diameter of 0.1 μm or more.
【００４４】[0044]
【表１】 [Table 1]
【００４５】[0045]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
脱気膜モジュールから真空ポンプに至る排気管に逆流防
止手段を有している。従って、真空ポンプを停止するに
あたって真空ポンプにエアーを供給する際にそのエアー
が脱気膜モジュールに逆流し、脱気膜モジュールが微粒
子によって汚染されることを効果的に防止できる。As described above, according to the present invention,
The exhaust pipe from the degassing membrane module to the vacuum pump has backflow prevention means. Therefore, it is possible to effectively prevent the air from flowing back to the degassing membrane module when supplying air to the vacuum pump when stopping the vacuum pump, and contaminating the degassing membrane module with fine particles.
【図１】 第１実施形態の膜脱気装置の構成を示す図で
ある。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a membrane deaerator of a first embodiment.
【図２】 第２実施形態の膜脱気装置の構成を示す図で
ある。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a membrane deaerator according to a second embodiment.
【図３】 第３実施形態の膜脱気装置の構成を示す図で
ある。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a membrane deaerator according to a third embodiment.
１０ 脱気膜モジュール、１２ 排気管、１４ 第２の
制御バルブ、１６ 真空ポンプ、１８ 第１の制御バル
ブ、２０，２４，２６，２８，３０，３４，３８，４０
バルブ、２２ ドレインポット、３２ 窒素ガス供給
源、３６ 質量流量計、４４ 制御装置、４６ 逆止バ
ルブ、４８ 三方バルブ。Reference Signs List 10 degassing membrane module, 12 exhaust pipe, 14 second control valve, 16 vacuum pump, 18 first control valve, 20, 24, 26, 28, 30, 34, 38, 40
Valve, 22 drain pot, 32 nitrogen gas supply, 36 mass flow meter, 44 controller, 46 check valve, 48 three-way valve.
Claims (3)
水から脱気膜の他方側の気相室に気体を拡散し排除する
脱気膜モジュールと、 この脱気膜モジュールの気相室に排気管を介し接続さ
れ、気相室から気体を排出する真空ポンプと、 脱気膜モジュールの気相室と真空ポンプの間の排気管に
接続され、ここにエアーを供給するエアー供給源と、 このエアー供給源からのエアーが気相室側に逆流するの
を防止する逆流防止手段と、 を有することを特徴とする膜脱気装置。1. A degassing membrane module for diffusing and excluding gas from raw water flowing into a liquid phase chamber on one side of a degassing membrane to a gas phase chamber on the other side of the degassing membrane. A vacuum pump that is connected to the gas phase chamber via an exhaust pipe and discharges gas from the gas phase chamber, and an air that is connected to an exhaust pipe between the gas phase chamber and the vacuum pump of the degassing membrane module and supplies air here A membrane deaerator comprising: a supply source; and a backflow prevention unit that prevents air from the air supply source from flowing back to the gas phase chamber side.
経路に設けられた第１の制御バルブと、この第１の制御
バルブより、脱気膜モジュール側の上記排気管に設けら
れた第２の制御バルブと、第２の制御バルブを閉じた
後、第１の制御バルブを開くように制御する制御手段
と、を含むことを特徴とする膜脱気装置。2. The apparatus according to claim 1, wherein the backflow prevention means is provided with a first control valve provided in a path from an air supply source to the exhaust pipe, and a first control valve. A second control valve provided in the exhaust pipe on the side of the film module, and control means for controlling to open the first control valve after closing the second control valve. Membrane deaerator.
モジュール側の上記排気管に設けられた逆止バルブであ
ることを特徴とする膜脱気装置。3. The device according to claim 1, wherein the backflow prevention means is a check valve provided in the exhaust pipe on the degassing membrane module side from a connection point of an air supply source. Membrane deaerator.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32275696A JP3646903B2 (en) | 1996-12-03 | 1996-12-03 | Membrane deaerator |
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-
1996
- 1996-12-03 JP JP32275696A patent/JP3646903B2/en not_active Expired - Fee Related
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