JPH10216486A - 膜分離装置の運転制御装置 - Google Patents
膜分離装置の運転制御装置Info
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- JPH10216486A JPH10216486A JP2153097A JP2153097A JPH10216486A JP H10216486 A JPH10216486 A JP H10216486A JP 2153097 A JP2153097 A JP 2153097A JP 2153097 A JP2153097 A JP 2153097A JP H10216486 A JPH10216486 A JP H10216486A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 原水の負荷変動が大きくても、膜濾過流束を
長期間維持することを可能とすべく、高負荷の原水が流
入した際、原水水質、濾過流束、濾過時間を指標として
制御する方法を提供することを目的とするものである。 【解決手段】 原水は配管１，原水槽２，配管３，濁度
計４，配管５，ポンプ６，配管７，膜モジュール８，流
量計９，弁１０の順に流れて処理水として取り出され
る。膜モジュール８の濃縮水は配管１１によって原水槽
２へ返送される。濁度計４及び流量計９の検出信号が制
御器１２に入力され、該制御器１２がポンプ６のＯＮ，
ＯＦＦ及び弁１０の開度を制御する。濁度計４により検
出される膜モジュール８への流入水の濁度と、少なくと
も流量計９により検出される濾過流量または濾過流量を
膜面積で除して求まる濾過流束、及びポンプ６の運転時
間として検出される濾過時間のうちの一つとの積を指標
とし、この積が所定値以下又は所定範囲内となるように
制御を行う。
長期間維持することを可能とすべく、高負荷の原水が流
入した際、原水水質、濾過流束、濾過時間を指標として
制御する方法を提供することを目的とするものである。 【解決手段】 原水は配管１，原水槽２，配管３，濁度
計４，配管５，ポンプ６，配管７，膜モジュール８，流
量計９，弁１０の順に流れて処理水として取り出され
る。膜モジュール８の濃縮水は配管１１によって原水槽
２へ返送される。濁度計４及び流量計９の検出信号が制
御器１２に入力され、該制御器１２がポンプ６のＯＮ，
ＯＦＦ及び弁１０の開度を制御する。濁度計４により検
出される膜モジュール８への流入水の濁度と、少なくと
も流量計９により検出される濾過流量または濾過流量を
膜面積で除して求まる濾過流束、及びポンプ６の運転時
間として検出される濾過時間のうちの一つとの積を指標
とし、この積が所定値以下又は所定範囲内となるように
制御を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は膜分離装置の運転制
御装置に係り、特に膜モジュールの濁質による閉塞を回
避し、長期間安定した連続運転を可能にするための膜分
離装置の運転制御装置に関する。
御装置に係り、特に膜モジュールの濁質による閉塞を回
避し、長期間安定した連続運転を可能にするための膜分
離装置の運転制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、膜分離技術の発達により、各種の
技術分野で膜濾過による処理方法が採用されるようにな
った。とくにクロス・フロー型の膜モジュールの発達に
より、その適用可能な原水の濃度範囲が拡大された。ク
ロス・フロー型膜モジュールを用いれば、原水の濁質変
動があっても、濾過速度を使用に耐えないほどの濾過速
度まで低下させることなく、膜濾過を継続させることが
できることによる。
技術分野で膜濾過による処理方法が採用されるようにな
った。とくにクロス・フロー型の膜モジュールの発達に
より、その適用可能な原水の濃度範囲が拡大された。ク
ロス・フロー型膜モジュールを用いれば、原水の濁質変
動があっても、濾過速度を使用に耐えないほどの濾過速
度まで低下させることなく、膜濾過を継続させることが
できることによる。
【０００３】このため、従来から行われてきた凝集・沈
澱・濾過に代わって、限外濾過（ＵＦ）膜や精密濾過
（ＭＦ）膜を用いることができるようになり、前処理プ
ロセスを簡素化することが可能となった。
澱・濾過に代わって、限外濾過（ＵＦ）膜や精密濾過
（ＭＦ）膜を用いることができるようになり、前処理プ
ロセスを簡素化することが可能となった。
【０００４】また、凝集・沈澱・濾過プロセスでは菌体
の流出があるため、上水処理ではこれを塩素滅菌により
対応してきたが、近年クリプトスポリジウムなどの塩素
滅菌では死滅しない菌種の存在が問題となっている。こ
の対策として膜濾過を用いることで、問題を解決するこ
とが可能となった。
の流出があるため、上水処理ではこれを塩素滅菌により
対応してきたが、近年クリプトスポリジウムなどの塩素
滅菌では死滅しない菌種の存在が問題となっている。こ
の対策として膜濾過を用いることで、問題を解決するこ
とが可能となった。
【０００５】ところで、このような膜濾過の用途では、
原水の濁度変動が激しい河川水や工業用水などを原水と
する場合には、季節変動に加えて、降雨の影響により濁
度が激しく変動する。
原水の濁度変動が激しい河川水や工業用水などを原水と
する場合には、季節変動に加えて、降雨の影響により濁
度が激しく変動する。
【０００６】従来のクロス・フロー濾過では、一定量の
濃縮水を連続あるいは間欠的に排出する運転が行われて
いるが、原水の濁度が高濃度に変動した場合には、過剰
に濃縮し濾過速度を低下させないように、比較的多量の
濃縮水を定量排出させている。また、沈砂池などの前処
理工程を置くことによって濁度変動を抑えるという方法
を採っている。
濃縮水を連続あるいは間欠的に排出する運転が行われて
いるが、原水の濁度が高濃度に変動した場合には、過剰
に濃縮し濾過速度を低下させないように、比較的多量の
濃縮水を定量排出させている。また、沈砂池などの前処
理工程を置くことによって濁度変動を抑えるという方法
を採っている。
【０００７】なお、従来、濃縮水の濁度を測定して、原
水の濁度や膜モジュールの汚染度合いを監視する方法は
提案されている。
水の濁度や膜モジュールの汚染度合いを監視する方法は
提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記のように膜濾過流
束の低下防止策として、比較的多量の濃縮水を定量排出
させる措置や、沈砂池・凝集・沈澱などの前処理工程を
おくなどの措置が講じられている。しかし、このような
対策を超える濁度が流入する場合、または簡易水道など
の前処理工程を置くことができない場合に、連続して安
定な膜濾過を行うことができないという欠点があった。
束の低下防止策として、比較的多量の濃縮水を定量排出
させる措置や、沈砂池・凝集・沈澱などの前処理工程を
おくなどの措置が講じられている。しかし、このような
対策を超える濁度が流入する場合、または簡易水道など
の前処理工程を置くことができない場合に、連続して安
定な膜濾過を行うことができないという欠点があった。
【０００９】本発明は上記従来の問題点を解決し、原水
の負荷変動が大きくても、膜濾過流束を長期間維持する
ことを可能とすべく、高負荷の原水が流入した際、原水
水質、濾過流量や濾過流束、濾過時間を指標として制御
する膜分離装置の運転制御装置の提供を目的とするもの
である。
の負荷変動が大きくても、膜濾過流束を長期間維持する
ことを可能とすべく、高負荷の原水が流入した際、原水
水質、濾過流量や濾過流束、濾過時間を指標として制御
する膜分離装置の運転制御装置の提供を目的とするもの
である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、原水の濁度ま
たはＳＳ濃度を検出する手段と、膜分離装置の濾過流
量、濾過流束及び濾過時間のうちの少なくとも一つを検
出する手段と、原水の濁度またはＳＳ濃度と、膜分離装
置の濾過流量、濾過流束及び濾過時間のうちの少なくと
も一つとの積を求める手段と、求められた値と基準値と
を比較する比較手段と、該比較手段での比較結果に基づ
き膜分離装置の濾過流量、濾過流束及び濾過時間のうち
の少なくとも一つを制御することを特徴とする制御手段
とを有するものである。
たはＳＳ濃度を検出する手段と、膜分離装置の濾過流
量、濾過流束及び濾過時間のうちの少なくとも一つを検
出する手段と、原水の濁度またはＳＳ濃度と、膜分離装
置の濾過流量、濾過流束及び濾過時間のうちの少なくと
も一つとの積を求める手段と、求められた値と基準値と
を比較する比較手段と、該比較手段での比較結果に基づ
き膜分離装置の濾過流量、濾過流束及び濾過時間のうち
の少なくとも一つを制御することを特徴とする制御手段
とを有するものである。
【００１１】膜モジュール流入水の濁度又はＳＳと、濾
過流量、濾過流束、濾過時間のうちの少なくとも一つと
の積を指標とし、この積をあらかじめ設定した値以下
（あるいは所定範囲内）になるように濾過流量、濾過流
束及び濾過時間のうち少なくとも一つを制御することに
より、膜差圧上昇を抑え、長期間安定運転が可能とな
る。すなわち、例えば流入水の濁度又はＳＳと、濾過流
束及び濾過時間との３者の積により制御する場合、原水
の水質が比較的良好であり濁度が低いときには、（濾過
流束）×（濾過時間）を長くとり、３者の積の値を所定
値以下（又は所定範囲内）とする。原水の水質が変動し
て、濁度が高くなったときには、（濾過流束）×（濾過
時間）の値を低くなるように設定し、全体の積がはじめ
に設定した値以下あるいは所定範囲内になるようにす
る。このように制御することにより、膜差圧の上昇を抑
えることができ、長期間安定した状態で運転することが
可能とされる。
過流量、濾過流束、濾過時間のうちの少なくとも一つと
の積を指標とし、この積をあらかじめ設定した値以下
（あるいは所定範囲内）になるように濾過流量、濾過流
束及び濾過時間のうち少なくとも一つを制御することに
より、膜差圧上昇を抑え、長期間安定運転が可能とな
る。すなわち、例えば流入水の濁度又はＳＳと、濾過流
束及び濾過時間との３者の積により制御する場合、原水
の水質が比較的良好であり濁度が低いときには、（濾過
流束）×（濾過時間）を長くとり、３者の積の値を所定
値以下（又は所定範囲内）とする。原水の水質が変動し
て、濁度が高くなったときには、（濾過流束）×（濾過
時間）の値を低くなるように設定し、全体の積がはじめ
に設定した値以下あるいは所定範囲内になるようにす
る。このように制御することにより、膜差圧の上昇を抑
えることができ、長期間安定した状態で運転することが
可能とされる。
【００１２】なお、濾過時間とは、通水〜逆洗〜通水〜
逆洗〜………の運転サイクルにおいて、１回の通水の継
続時間である。
逆洗〜………の運転サイクルにおいて、１回の通水の継
続時間である。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は実施の形態に係る膜分離装
置の運転制御装置が採用された膜分離システムの系統図
であり、原水は配管１，原水槽２，配管３，濁度計４，
配管５，ポンプ６，配管７，膜モジュール８，流量計
９，弁１０の順に流れて処理水として取り出される。
置の運転制御装置が採用された膜分離システムの系統図
であり、原水は配管１，原水槽２，配管３，濁度計４，
配管５，ポンプ６，配管７，膜モジュール８，流量計
９，弁１０の順に流れて処理水として取り出される。
【００１４】膜モジュール８の濃縮水は配管１１によっ
て濁度計４より後のポンプ６の吸いい込み側へ返送され
る。濁度計４及び流量計９の検出信号が制御器１２に入
力され、該制御器１２がポンプ６のＯＮ，ＯＦＦまたは
インバーター制御や弁１０の開度を制御する。膜モジュ
ール８の濃縮水を濁度計４より後に返送することで、濃
縮水中の濁質が原水に混入することを防止でき、原水中
に本来含まれる濁質をもとに正確かつ確実な制御が行な
える。なお、図示は省略するが、膜モジュール８の洗浄
は、処理水を貯留し透過水側から原水側への逆流洗浄に
より行なう。逆洗排水は図示のとおり配管１１から分岐
された配管により排出する。
て濁度計４より後のポンプ６の吸いい込み側へ返送され
る。濁度計４及び流量計９の検出信号が制御器１２に入
力され、該制御器１２がポンプ６のＯＮ，ＯＦＦまたは
インバーター制御や弁１０の開度を制御する。膜モジュ
ール８の濃縮水を濁度計４より後に返送することで、濃
縮水中の濁質が原水に混入することを防止でき、原水中
に本来含まれる濁質をもとに正確かつ確実な制御が行な
える。なお、図示は省略するが、膜モジュール８の洗浄
は、処理水を貯留し透過水側から原水側への逆流洗浄に
より行なう。逆洗排水は図示のとおり配管１１から分岐
された配管により排出する。
【００１５】この濁度計４により検出される膜モジュー
ル８への流入水の濁度と、少なくとも流量計９により検
出される濾過流量または濾過流量を膜面積で除算して求
まる濾過流束と、ポンプ６の運転時間として検出される
濾過時間のうちの２者又は３者の積を指標とし、この２
者又は３者の積が所定値以下又は所定範囲内となるよう
に制御を行う。具体的には、ポンプ６の運転時間を固定
して濾過時間を一定にし、弁１０の開度を調整して濾過
流量を増減させたり、あるいは弁１０の開度を固定して
濾過流束を一定にし、ポンプ６をＯＮ，ＯＦＦ又はイン
バータ制御させて濾過時間を調整する。
ル８への流入水の濁度と、少なくとも流量計９により検
出される濾過流量または濾過流量を膜面積で除算して求
まる濾過流束と、ポンプ６の運転時間として検出される
濾過時間のうちの２者又は３者の積を指標とし、この２
者又は３者の積が所定値以下又は所定範囲内となるよう
に制御を行う。具体的には、ポンプ６の運転時間を固定
して濾過時間を一定にし、弁１０の開度を調整して濾過
流量を増減させたり、あるいは弁１０の開度を固定して
濾過流束を一定にし、ポンプ６をＯＮ，ＯＦＦ又はイン
バータ制御させて濾過時間を調整する。
【００１６】実装置での運転は、例えば、濾過流束を設
計値通りの一定値としておき、濾過時間を制御する。具
体的には、濾過時間、逆洗時間等運転サイクルが決めら
れ（設定され）ているので、この濾過時間をシーケンス
等で変化させる。
計値通りの一定値としておき、濾過時間を制御する。具
体的には、濾過時間、逆洗時間等運転サイクルが決めら
れ（設定され）ているので、この濾過時間をシーケンス
等で変化させる。
【００１７】なお、濁度計４の代わりにＳＳ計を用いて
も良い。ＳＳ計は濁度の値をＳＳ値に換算する機能を有
するものである。ＳＳ計を用いずに濁度計の値をＳＳ値
に換算しても良い。
も良い。ＳＳ計は濁度の値をＳＳ値に換算する機能を有
するものである。ＳＳ計を用いずに濁度計の値をＳＳ値
に換算しても良い。
【００１８】
【実施例】図１に示す膜モジュールを含む装置（ただ
し、濁度計４の代わりにＳＳ計を設置してある。）にお
いて、装置に供給する原水として水道水に濁度成分とし
てベントナイトを溶解したものを用いた。ベントナイト
の溶解量は、高濁度時を想定し、ＳＳとしておよそ５０
０〜１０００ｍｇ／Ｌとなるように調整した。濾過流束
（ｆｌｕｘ）、濾過時間（ｔｉｍｅ）を変化させて実験
を行ったときの、濾過流束１ｍ3 ／ｍ2 ／ｄａｙあたり
の膜差圧（ＯＰ）の上昇速度［ｋＰａ／（ｍ3／ｍ2 ／
ｄａｙ）／ｄａｙ］を表１に示す。なお、表１の膜差圧
の上昇速度は、後述の図２〜６のグラフを直線に近似さ
せ、この直線の勾配から求めた値である。
し、濁度計４の代わりにＳＳ計を設置してある。）にお
いて、装置に供給する原水として水道水に濁度成分とし
てベントナイトを溶解したものを用いた。ベントナイト
の溶解量は、高濁度時を想定し、ＳＳとしておよそ５０
０〜１０００ｍｇ／Ｌとなるように調整した。濾過流束
（ｆｌｕｘ）、濾過時間（ｔｉｍｅ）を変化させて実験
を行ったときの、濾過流束１ｍ3 ／ｍ2 ／ｄａｙあたり
の膜差圧（ＯＰ）の上昇速度［ｋＰａ／（ｍ3／ｍ2 ／
ｄａｙ）／ｄａｙ］を表１に示す。なお、表１の膜差圧
の上昇速度は、後述の図２〜６のグラフを直線に近似さ
せ、この直線の勾配から求めた値である。
【００１９】なお、この装置の運転は、表１に示す「濾
過時間」だけポンプ６を作動させ、この「濾過時間」が
経過すると逆洗を３０秒行い、これを１サイクルとして
多数サイクル連続的に行った。
過時間」だけポンプ６を作動させ、この「濾過時間」が
経過すると逆洗を３０秒行い、これを１サイクルとして
多数サイクル連続的に行った。
【００２０】
【表１】
【００２１】また、表１のＮｏ．１〜５のそれぞれにお
いて、濾過時間を変えて運転を行った結果、図２〜６に
示す濾過時間と膜差圧との関係が得られた。
いて、濾過時間を変えて運転を行った結果、図２〜６に
示す濾過時間と膜差圧との関係が得られた。
【００２２】表１及び図２〜６から明らかな通り、Ｓ
Ｓ、濾過流束、濾過時間の積をおよそ１００００以下に
設定した場合に、膜差圧の上昇を抑えることができる。
一方、１００００を超えて運転した場合には、膜差圧の
上昇が大きくなり、短時間の内に膜面の閉塞が起こり、
運転不能になるといえる。ただし、この１００００とい
う臨界値は予め机上試験により求めておくもので、原水
の性状や装置の設計条件により変わるものである。さら
に、本実施例では、３者の積により求まる値に基づき１
００００という臨界値を設定しているが、濾過流量また
は濾過流束と濾過時間のうち、どちらか一方を固定した
場合は、固定値（１倍）として扱い、２者の積から臨界
値を設定する。
Ｓ、濾過流束、濾過時間の積をおよそ１００００以下に
設定した場合に、膜差圧の上昇を抑えることができる。
一方、１００００を超えて運転した場合には、膜差圧の
上昇が大きくなり、短時間の内に膜面の閉塞が起こり、
運転不能になるといえる。ただし、この１００００とい
う臨界値は予め机上試験により求めておくもので、原水
の性状や装置の設計条件により変わるものである。さら
に、本実施例では、３者の積により求まる値に基づき１
００００という臨界値を設定しているが、濾過流量また
は濾過流束と濾過時間のうち、どちらか一方を固定した
場合は、固定値（１倍）として扱い、２者の積から臨界
値を設定する。
【００２３】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、原水の濁
質負荷に対して、膜差圧の上昇速度を低く抑えるよう、
適切な運転条件を設定することが可能とされ、長期間安
定した運転を継続することが可能とされる。
質負荷に対して、膜差圧の上昇速度を低く抑えるよう、
適切な運転条件を設定することが可能とされ、長期間安
定した運転を継続することが可能とされる。
【図１】実施の形態に係る膜分離装置の運転制御装置を
備えた膜処理システムのフロー図である。
備えた膜処理システムのフロー図である。
【図２】実験結果を示すグラフである。
【図３】実験結果を示すグラフである。
【図４】実験結果を示すグラフである。
【図５】実験結果を示すグラフである。
【図６】実験結果を示すグラフである。
２ 原水槽 ４ 濁度計 ６ ポンプ ８ 膜モジュール ９ 流量計 １０ 弁 １２ 制御器
Claims (1)
- 【請求項１】 原水の濁度またはＳＳ濃度を検出する手
段と、 膜分離装置の濾過流量、濾過流束及び濾過時間のうちの
少なくとも一つを検出する手段と、 原水の濁度またはＳＳ濃度と、膜分離装置の濾過流量、
濾過流束及び濾過時間のうちの少なくとも一つとの積を
求める手段と、 求められた値と基準値とを比較する比較手段と、 該比較手段での比較結果に基づき膜分離装置の濾過流
量、濾過流束及び濾過時間のうちの少なくとも一つを制
御する制御手段とを有することを特徴とする膜分離装置
の運転制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02153097A JP3473309B2 (ja) | 1997-02-04 | 1997-02-04 | 膜分離装置の運転制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02153097A JP3473309B2 (ja) | 1997-02-04 | 1997-02-04 | 膜分離装置の運転制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10216486A true JPH10216486A (ja) | 1998-08-18 |
| JP3473309B2 JP3473309B2 (ja) | 2003-12-02 |
Family
ID=12057522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02153097A Expired - Lifetime JP3473309B2 (ja) | 1997-02-04 | 1997-02-04 | 膜分離装置の運転制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3473309B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1997
- 1997-02-04 JP JP02153097A patent/JP3473309B2/ja not_active Expired - Lifetime
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