JPH10192665A - 膜の逆洗浄処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】膜の洗浄効率を上げることにより浄水回収率の
変動を低く抑え、また膜の破断の防止が可能となる、膜
の逆洗浄処理方法を提供する。 【解決手段】原水を膜に透過させて濾過水を得る濾過行
程と、前記濾過水の一部を供給して膜の洗浄を行う逆洗
浄行程が交互に繰り返し行われる浄水処理方法におい
て、前記逆洗浄行程は、濾過水を定流量供給する定流量
逆洗浄を行う行程と濾過水を定圧供給する定圧逆洗浄を
行う行程からなり、各々所定の濾過行程回数が終了した
とき、又は各々所定の時間が経過したときに、定流量逆
洗浄を行う行程と定圧逆洗浄を行う行程が相互に切り替
わるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水処理設備、特に
上水設備において、膜を用いた浄水処理における膜の逆
洗浄処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】水処理設備、特に上水設備において、原
水を膜に透過させて濾過水を得るという、いわゆる膜モ
ジュールを用いる浄水処理においては、原水中に含まれ
る縣濁成分による膜の閉塞を防止するために定期的な膜
の物理洗浄が必要となっており、所定時間の濾過運転が
行われた後、短時間、例えば１〜２分間の物理洗浄が行
われ、また濾過運転を行うという行程が繰り返されてい
る。この膜の物理洗浄の方法には、エアポンプを作動さ
せ、膜モジュールの下方に設けたエア噴出管等からエア
を噴出させて膜モジュールの膜に付着した濁質を除去す
る、いわゆるエアスクラビングや、膜の透過で得られた
濾過水の一部を利用し、膜モジュールの透過水側から原
水側へ噴出させて濁質を除去する、いわゆる逆洗浄など
がある。これらは併用されることも多く、特に逆洗浄に
よる方法は目詰まりした膜に濾過水を噴出させて行うこ
とから有効な濁質除去手段となっている。さて、この逆
洗浄の主な方式には、その洗浄用として取り出す濾過水
（以下、逆洗水という）に一定の圧力をかけて膜に噴出
させる定圧逆洗浄と、一定量の逆洗水を供給することに
より行う定流量逆洗浄とがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、定圧逆洗浄方
式及び定流量逆洗浄方式はそれぞれ以下に示す問題を有
している。 （１）定圧逆洗浄は、濁質による膜の閉塞が始まって膜
圧が高くなったり、水温が低下してきた場合においても
逆洗水の噴出圧力を一定に維持することから、逆洗水の
流量が低下して洗浄不足を引き起こすことがある。ま
た、処理水である逆洗水の流量が一定でないため浄水回
収率が変動し、本来の濾過水を得る率が一定にならな
い。 （２）定流量逆洗浄は、逆洗水の流量を一定としている
ために、降雨その他に起因する急激な原水濁度の上昇に
よって膜が閉塞して、膜圧が一時的に上昇したときに
は、その洗浄効果が追随できずに洗浄不足を引き起こす
ことがある。また、膜の閉塞及び水温の低下に伴って、
膜モジュールの使用範囲圧力を超える逆洗圧力に上昇し
た場合には膜を破断させるおそれがある。

【０００４】本発明はこのような課題を解消するために
創作されたものであり、膜の洗浄効率を上げることによ
り浄水回収率の変動を低く抑え、また膜の破断の防止が
可能となる、膜の逆洗浄処理方法を提供することを目的
としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は前記の目的を達
成するために以下の手段を用いた。まず、第１の手段と
して、原水を膜に透過させて濾過水を得る濾過行程と、
前記濾過水の一部を供給して膜の洗浄を行う逆洗浄行程
が交互に繰り返し行われる浄水処理方法において、前記
逆洗浄行程は、濾過水を定流量供給する定流量逆洗浄を
行う行程と濾過水を定圧供給する定圧逆洗浄を行う行程
からなり、各々所定の濾過行程回数が終了したとき、又
は各々所定の時間が経過したときに、定流量逆洗浄を行
う行程と定圧逆洗浄を行う行程が相互に切り替わるよう
にした。次に、第２の手段として、原水を膜に透過させ
て濾過水を得る濾過行程と、前記濾過水の一部を供給し
て膜の洗浄を行う逆洗浄行程が交互に繰り返し行われる
浄水処理方法において、前記逆洗浄行程は、逆洗圧力が
設定値未満のときには濾過水を定流量供給する定流量逆
洗浄を行い、設定値以上のときには濾過水を定圧供給す
る定圧逆洗浄を行うようにした。さらに、第３の手段と
して、原水を膜に透過させて濾過水を得る濾過行程と、
前記濾過水の一部を供給して膜の洗浄を行う逆洗浄行程
が交互に繰り返し行われる浄水処理方法において、前記
逆洗浄行程は、膜へ流入する原水濁度が設定値未満のと
きには濾過水を定流量供給する定流量逆洗浄を行い、設
定値以上のときには濾過水を定圧供給する定圧逆洗浄を
行うようにした。なお、これら３つの手段を併用すれば
より有効な膜の逆洗浄が可能となる。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１及び図
２に基づいて説明する。図１は本発明に係る膜の逆洗浄
処理方法を示すチャート説明図、図２はその実施例を示
すフロー説明図である。

【０００７】膜による浄水処理の運転サイクルは、原水
を膜に透過させて濾過水を得る濾過行程と、得られた濾
過水の一部、つまり逆洗水を供給して膜の洗浄を行う逆
洗浄行程が交互に繰り返される構成となっており、通常
の逆洗浄行程は図１に示すように濾過水を定流量供給す
る定流量逆洗浄にて行われる。（以後、濾過行程と定流
量逆洗浄による逆洗浄行程が交互に繰り返される運転サ
イクルを通常の運転サイクルと呼ぶ。）そして、所定の
濾過行程回数が終了したとき、又はタイマー制御等によ
り所定の時間が経過したとき、その逆洗浄方式が定流量
逆洗浄から逆洗水を定圧供給して膜の洗浄を行う定圧逆
洗浄に切り替わり、濾過行程と定圧逆洗浄による逆洗浄
行程が交互に繰り返されるようになる。この運転サイク
ルは、数時間〜数日間に亘る適宜な設定がなされ、所定
の濾過行程回数が終了したとき、又はタイマー制御等に
より所定の時間が経過したときに、再び通常の運転サイ
クルに戻る構成となっている。このように、逆洗浄行程
を、各々所定の濾過行程回数が終了したとき、又は各々
所定の時間が経過したときに、濾過水を定流量供給する
定流量逆洗浄と濾過水を定圧供給する定圧逆洗浄とを相
互に切り替えて行うようにすれば次のような洗浄効果が
生ずる。例えば、濁質が膜に堆積していないときや水温
が高いときの定圧逆洗浄における逆洗水流量は、定流量
逆洗浄におけるそれと比べて多いことから、定流量逆洗
浄のみを行う逆洗浄行程に比べて洗浄効果が高くなり、
膜の閉塞を遅らせることが可能となるものである。ま
た、逆洗水流量が一定である定流量逆洗浄を併用するこ
とによって、定圧逆洗浄のみを行う逆洗浄行程に比べて
浄水回収率の変動を低く抑えることができる。

【０００８】また、逆洗水の圧力（以下、逆洗圧力とい
う）が所定の圧力、いわゆる設定値（逆洗圧力上限値）
に達するまでは逆洗浄行程は定流量逆洗浄にて行われ、
その設定値以上のときには定圧逆洗浄で行われるように
すれば、降雨その他に起因する急激な原水濁度の上昇に
よって一時的に膜が閉塞した場合や水温の低下によって
圧力が上昇した場合であっても、膜の破断を防止するこ
とができ、膜モジュールの使用範囲圧力内で浄水処理運
転を継続することができる。勿論、逆洗圧力上限値は、
膜モジュールの使用範囲圧力内で設定する。そして、膜
の閉塞が回復したとき、すなわち逆洗圧力が再び設定値
未満に回復した場合は、逆洗浄行程は再び定流量逆洗浄
にて行われる。

【０００９】さらに、膜へ流入する原水の原水濁度が設
定した数値に達するまでは逆洗浄行程は定流量逆洗浄に
て行われ、原水濁度がその設定値以上に上昇したときに
は定圧逆洗浄で行われるようにすれば、膜の閉塞を遅ら
せる、すなわち前述の逆洗圧力の上昇を事前に防止し得
る効果を有するものである。なおこの場合も、定圧逆洗
浄に切り替わったままとする必要はなく、原水濁度が設
定値未満に回復した場合には、再び定流量逆洗浄による
逆洗浄行程が行われる。

【００１０】「実施例」図２に処理フローの一実施例を
示す。符号１は原水が貯水される原水槽を示し、循環ポ
ンプ４を作動させることにより、原水槽１からハウジン
グ（図示せず）内に収装された膜モジュール２に原水を
圧送させる。膜モジュール２は、例えば多孔中空糸膜モ
ジュールなどであって、膜層と中空部とから構成され、
原水が中空部を膜層に沿って流れる際に膜層を透過させ
て濾過する、いわゆる内圧式クロスフロー濾過により膜
層の外側に濾過水として取り出し、処理水槽３に貯水さ
せるものである。

【００１１】更に詳しく述べると、原水槽１内の原水
は、循環ポンプ４により膜モジュール２の原水流入口２
ａに供給され、膜モジュール２の中空部を流れて、原水
流出口２ｂから流出し、再び原水流入口２ａに供給され
る原水循環路６を循環する。一方、膜モジュール２によ
って濾過された濾過水は、膜モジュール２の濾過水上部
取出口２ｃ及び濾過水下部取出口２ｄから取り出され
る。膜モジュール２と処理水槽３とを結ぶ濾過水の濾過
水取出経路７には電磁弁Ｖ３を設けている。さらに、処
理水槽３からは濾過水の濾過水取出経路７に向けて、濾
過水の一部を膜の洗浄として供給するための逆洗水圧送
路８を設け、逆洗ポンプ５が設置される。逆洗水圧送路
８は第１圧送路８ａと第２圧送路８ｂに分岐し、第２圧
送路８ｂには定流量弁Ｖ５が設置される。第１圧送路８
ａには電磁弁Ｖ４が設置されるとともに、この電磁弁Ｖ
４と逆洗ポンプ５の間の圧送路から処理水槽３に向かっ
て定圧用バイパス経路８ｃが設けられており、電磁弁Ｖ
２及び手動弁Ｖ１が設置される。また、膜モジュール２
の原水流出口２ｂ付近の原水循環路６からは、逆洗浄
時、洗浄処理を終えた逆洗水、いわゆる洗浄排水を排出
させるための洗浄排水排出経路９が設けられており、電
磁弁Ｖ６が設置される。濾過行程中は、電磁弁Ｖ３は
開、電磁弁Ｖ２、Ｖ４、Ｖ６は閉の状態であり、濾過水
は濾過水取出経路７を通って処理水槽３に送水される。

【００１２】通常の運転サイクルにおける逆洗浄行程
（定流量逆洗浄）は、電磁弁Ｖ３を閉の状態にするとと
もに、電磁弁Ｖ６を開、電磁弁Ｖ２、Ｖ４は閉の状態に
して逆洗ポンプ５を作動させることにより、逆洗水を濾
過水上部取出口２ｃ及び濾過水下部取出口２ｄから膜モ
ジュール２の内側に噴出させ、洗浄排水排出経路９から
その洗浄排水を排出する。本実施例では、浄水処理の運
転サイクルを、濾過行程３０分、逆洗浄行程１分とし、
濾過行程が数〜十数回行われる毎に、逆洗浄行程が定流
量逆洗浄から定圧逆洗浄に、又は定圧逆洗浄から定流量
逆洗浄に切り替わる構成としてある。それぞれの設定回
数は無論異なっても良い。

【００１３】定圧逆洗浄は電磁弁Ｖ２、Ｖ４が開の状態
となって行われる。膜モジュール２の原水流入口２ａ及
び原水流出口２ｂにはそれぞれ圧力計Ｐｒ１、Ｐｒ２が
設けられ、また濾過水取出経路７には圧力計Ｐｒ３が設
けられており、それぞれ示される圧力値をｐ１，ｐ２，
ｐ３とすると、逆洗圧力は「ｐ３−（ｐ１＋ｐ２）／
２」の式で演算算出された数値で示される。膜モジュー
ルの種類によってはその使用範囲圧力が、膜へ流入する
逆洗水の圧力のみを示す場合もあり、その場合は圧力値
ｐ３で示される。いずれの場合も、圧力値は膜モジュー
ルの使用範囲圧力内で設定され、定圧用バイパス経路８
ｃに設置される手動弁Ｖ１で常にこれらの圧力値を一定
に保つように調整される。

【００１４】また、逆洗圧力の上限を逆洗圧力上限値と
して、膜モジュール２の使用範囲圧力の上限と同じ値、
又は若干低く設定して、水温の低下によって逆洗圧力が
この逆洗圧力上限値に達したとき、逆洗浄行程は膜モジ
ュールの使用範囲圧力内の逆洗圧力による定圧逆洗浄に
切り替わる。このように構成させれば、膜の破断を防止
して、膜モジュールの使用範囲圧力内の逆洗圧力で浄水
処理運転を継続することが可能となるものである。逆洗
圧力が逆洗圧力上限値以上の間は定圧逆洗浄のみによる
逆洗浄行程が行われ、逆洗圧力が逆洗圧力上限値未満に
回復した場合は再び、各々所定の濾過行程回数が終了し
たとき、又は各々所定の時間が経過したときに、定流量
逆洗浄と定圧逆洗浄とを相互に切り替えて行う運転サイ
クルに戻る。さらに、原水槽１には原水の濁度を計測す
る濁度計１０が設けられ、膜へ流入する原水濁度がその
設定値に達したとき、原水濁度がその設定値以上の間、
逆洗浄行程は定圧逆洗浄により行われ、原水濁度が設定
値未満に回復した場合には再び、各々所定の濾過行程回
数が終了したとき、又は各々所定の時間が経過したとき
に、定流量逆洗浄と定圧逆洗浄とを相互に切り替えて行
う運転サイクルに戻る構成としてあり、膜の閉塞を遅ら
せ逆洗圧力の上昇を防止する効果を生じさせている。

【００１５】以上、本発明に係る膜の逆洗浄処理方法の
好適な実施形態について説明したが、本発明の主な特徴
は、逆洗浄行程を、定流量逆洗浄方式と定圧逆洗浄方式
とをそれぞれ設定回数ずつ、又は設定時間を置いて相互
に切り替えて行うようにしたこと、また、逆洗圧力が設
定値以上のときには、定圧逆洗浄方式による逆洗浄行程
となること、さらに膜へ流入する原水濁度が設定値以上
のときも、定圧逆洗浄方式による逆洗浄行程となること
である。上述した実施例では、この３つの方法を併用し
た例で示している。また、膜モジュールの使用範囲圧力
内の逆洗圧力で行う逆洗浄方法として、バイパス経路を
設ける方法の他、逆洗ポンプを膜モジュールの使用範囲
圧力以上まで上昇しないポンプを選定するなど、本発明
は既述した実施例に限られることなく、適宜設計変更す
ることが可能である。なお、本発明に係る逆洗浄処理方
法は、上述した内圧式クロスフロー濾過の他、外圧式全
量濾過などの膜処理方法においても適応するものであ
る。

【００１６】

【発明の効果】本発明に係る膜の逆洗浄処理方法によれ
ば次のような効果を奏する。 （１）逆洗浄行程を、各々所定の濾過行程回数が終了し
たとき、又は各々所定の時間が経過したときに、定流量
逆洗浄と定圧逆洗浄とを交互に切り替えて行うことによ
り、濁質が膜に堆積していないときや水温が高いときの
定圧逆洗浄における逆洗水流量は定流量逆洗浄における
逆洗水流量に比べて多いことから、定流量逆洗浄のみを
行う逆洗浄行程に比べて膜の閉塞を遅らせることが可能
となる。また、逆洗水流量が一定である定流量逆洗浄を
併用することから、定圧逆洗浄のみを行う逆洗浄行程に
比べて浄水回収率の変動を低く抑えることができる。 （２）また、逆洗圧力が設定値以上の間は定圧逆洗浄と
なるので、膜が閉塞した場合や低水温時に圧力が上昇し
た場合であっても、膜の破断を防止することができ、膜
モジュールの使用範囲圧力内で浄水処理運転を継続する
ことができる。 （３）さらに、膜へ流入する原水濁度が設定値以上の間
も定圧逆洗浄となるので、膜の閉塞を遅らせて逆洗圧力
の上昇を事前に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る膜の逆洗洗浄方法を示すチャート
説明図である。

【図２】本発明に係る膜の逆洗洗浄方法の一実施例を示
すフロー説明図である。

【符号の説明】

１ 原水槽 ２ 膜モジュール ３ 処理水槽 ４ 循環ポンプ ５ 逆洗ポンプ ６ 原水循環路 ７ 濾過水取出経路 ８ 逆洗水圧送路 ８ａ 第１圧送路 ８ｂ 第２圧送路 ８ｃ 定圧用バイパス経路 ９ 洗浄排水排出経路 １０ 濁度計 Ｖ１ 手動弁 Ｖ２、３、４、６ 電磁弁 Ｖ５ 定流量弁 Ｐｒ１〜Ｐｒ３ 圧力計

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原水を膜に透過させて濾過水を得る濾過
   行程と、前記濾過水の一部を供給して膜の洗浄を行う逆
   洗浄行程が交互に繰り返し行われる浄水処理方法におい
   て、 前記逆洗浄行程は、濾過水を定流量供給する定流量逆洗
   浄を行う行程と濾過水を定圧供給する定圧逆洗浄を行う
   行程からなり、各々所定の濾過行程回数が終了したと
   き、又は各々所定の時間が経過したときに、定流量逆洗
   浄を行う行程と定圧逆洗浄を行う行程が相互に切り替わ
   ることを特徴とする膜の逆洗浄処理方法。
2. 【請求項２】 原水を膜に透過させて濾過水を得る濾過
   行程と、前記濾過水の一部を供給して膜の洗浄を行う逆
   洗浄行程が交互に繰り返し行われる浄水処理方法におい
   て、 前記逆洗浄行程は、逆洗圧力が設定値未満のときには濾
   過水を定流量供給する定流量逆洗浄を行い、設定値以上
   のときには濾過水を定圧供給する定圧逆洗浄を行うこと
   を特徴とする膜の逆洗浄処理方法。
3. 【請求項３】 逆洗圧力が設定値以上のときには、逆洗
   浄行程は定圧逆洗浄となることを特徴とする請求項１に
   記載の膜の逆洗浄処理方法。
4. 【請求項４】 原水を膜に透過させて濾過水を得る濾過
   行程と、前記濾過水の一部を供給して膜の洗浄を行う逆
   洗浄行程が交互に繰り返し行われる浄水処理方法におい
   て、 前記逆洗浄行程は、膜へ流入する原水濁度が設定値未満
   のときには濾過水を定流量供給する定流量逆洗浄を行
   い、設定値以上のときには濾過水を定圧供給する定圧逆
   洗浄を行うことを特徴とする膜の逆洗浄処理方法。
5. 【請求項５】 膜へ流入する原水濁度が設定値以上のと
   きには、逆洗浄行程は定圧逆洗浄となることを特徴とす
   る請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の膜の逆洗浄
   処理方法。