JPH11128690A - Membrane filtration by membrane separator - Google Patents

Membrane filtration by membrane separator

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JPH11128690A
JPH11128690A JP30186597A JP30186597A JPH11128690A JP H11128690 A JPH11128690 A JP H11128690A JP 30186597 A JP30186597 A JP 30186597A JP 30186597 A JP30186597 A JP 30186597A JP H11128690 A JPH11128690 A JP H11128690A
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JP
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membrane
flux
treated water
aeration
film surface
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JP30186597A
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Isamu Inoue
Kohei Miki
康平 三木
勇 井上
Original Assignee
Sumitomo Heavy Ind Ltd
住友重機械工業株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to wash the membrane surfaces of membrane elements by executing aeration at a first membrane surface flow velocity and sucking treated water with a first permeation flow flux to form cake layers on the membrane surfaces of the membrane elements, executing the aeration at a second membrane surface flow velocity and sucking the treated water with the second permeation flow flux, thereby executing a filtration treatment.
SOLUTION: A negative pressure is generated in the membrane elements 12 by driving a pump P1 by a controller 17, thereby sucking the treated water. At this time, the pump P1 sucks the treated water at the first and second permeation flow fluxes. An aerator 15 is disposed below the membrane elements 12. This aerator 15 is connected via a line L1 to an air supply source. A regulating valve 16 is disposed in the line L1 and the quantity of the air injected by the aerator 15 is regulated by regulating the opening degree of the regulating valve 16 by the controller 17 to change the membrane surface flow velocity. Namely, the aeration is effected at the first and second membrane surface flow velocities. The washing of the membrane surface is made possible simply by applying relatively small shearing force on the membrane surface and the failure of the membrane elements 12 may be prevented.
COPYRIGHT: (C)1999,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、膜分離装置の膜ろ過方法に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to membrane filtration method for membrane separation device.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来、廃水処理を行う場合、水中の有価物を回収する場合等においては、固液分離が行われ、そのために、精密ろ過膜、限外ろ過膜等の膜エレメントを使用する膜分離装置が提供されている。 If Conventionally, to perform wastewater treatment, in the case such as to recover the water valuables, solid-liquid separation is performed, and therefore, microfiltration membrane, using a membrane elements, such as ultrafiltration membrane membrane separation device is provided. この場合、廃水、有価物を含有する水等の被処理水中の処理水だけが前記膜エレメントの膜を透過させられる。 In this case, waste water, only the treated water in the water to be treated such as water containing a valuable substance is brought into permeates through the membrane of the membrane element.

【0003】そして、該膜の被処理水側に数〔m〕の水頭の低い圧力を加えたり、処理水側から数〔m〕の水頭の低い吸引力を加えたりすることによって、低速で処理水を吸引するようにしている。 [0003] Then, or applying pressure low water head number (m) to be treated water side of the membrane, by or adding a low suction force of the water head of the number (m) from the processing water side, slow in processing so that to suck the water. ところで、前記膜エレメントにおいて、膜の表面(以下「膜面」という。)に懸濁物質等の固形物が付着すると、被処理水側の圧力と処理水側の圧力との差、すなわち、ろ過差圧が大きくなり、膜エレメントの透過性能を低下させてしまう。 Incidentally, in the membrane element, the solids such as suspended matter on the surface (hereinafter referred to as "membrane surface".) Of the membrane is attached, the difference between the pressure of the pressure and the processing water side of the treatment water side, i.e., filtration differential pressure is increased, thereby lowering the permeation performance of the membrane element.

【0004】そこで、各種の洗浄方法によって膜面を洗浄することにより、膜面への固形物の付着を極力少なくするようにしている。 [0004] Therefore, by washing the film surface with various cleaning method, so that to minimize the deposition of solids on the membrane surface. 例えば、膜エレメントの下方から空気を噴射してばっ気を行い、エアリフト作用によって膜面に剪(せん)断力を加え、膜面を洗浄するようにしている。 For example, it carried out aeration by injecting air from below the membrane element, (not) pruning the film surface by the air lift action of shear force added so that washing the membrane surface. 図2は従来の膜分離装置における洗浄時の状態を示す図、図3は従来の膜分離装置におけるろ過処理時の状態を示す図である。 Figure 2 is a diagram showing a state when washing in the conventional membrane separation device, FIG 3 is a diagram showing a state during filtration treatment in the conventional membrane separation device.

【0005】図において、21は膜エレメント、22は処理水側から数〔m〕の水頭の低い吸引力を加えるためのポンプ、23は粗粒子、24はサブミクロンの微粒子、L11はラインである。 [0005] In FIG, 21 membrane element, 22 is a pump for applying a low suction force of the water head of the number (m) from the processing water side, the coarse particles 23, 24 of the submicron particulate, L11 is the line . まず、ポンプ22を停止させて膜分離装置のろ過処理を中断し、膜エレメント21 First, the pump 22 is stopped to interrupt the filtration process of the membrane separation device, the membrane element 21
の下方に配設された図示しないばっ気装置によって空気を噴射し、ばっ気を行って膜面を洗浄する。 Of injected air by disposed a not shown aeration device downwardly, washing the membrane surface subjected to aeration. このとき、 At this time,
膜エレメント21を振動させたり、回転させたりして、 Or by vibrating the membrane element 21, and rotate or,
洗浄力を大きくすることもできる。 It is also possible to increase the cleaning power.

【0006】そして、膜面の洗浄が終了すると、再びポンプ22が駆動されてろ過処理が開始される。 [0006] When the cleaning of the membrane surface is completed, the filtration process is started by being driven pump 22 again. このとき、ばっ気装置によるばっ気を継続したまま、1日当たりの処理水の透過量、すなわち、透過流束(ろ過速度) At this time, while continuing the aeration by aeration apparatus, transmission amount per day of the treated water, i.e., permeation flux (filtration rate)
を所定の値にしてろ過処理が行われる。 The filtration process is carried out to a predetermined value. その結果、膜分離装置の仕様によって規定される、膜面における被処理水の流速、すなわち、膜面流速でばっ気が行われると、 As a result, is defined by the specifications of the membrane separation device, the flow rate of the water to be treated in the membrane surface, i.e., when the aeration is performed in the film surface velocity,
微粒子24ほど剪断力が作用しにくくなるので、微粒子24だけが膜エレメント21の膜面に付着し、粗粒子2 Since a shearing force enough particles 24 are less likely to act, only the fine particles 24 adheres to the film surface of the membrane element 21, the coarse particles 2
3は被処理水側、すなわち、各膜エレメント21間の被処理水の流路を上昇させられることになる。 3 treated water side, that would then be raised to the flow path of the water to be treated between the membrane elements 21.

【0007】 [0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従来の膜分離装置の膜ろ過方法においては、ろ過処理が開始されたときに微粒子24が膜エレメント21の膜面に付着してしまうので、膜エレメント21の膜面を洗浄しても微粒子24を十分に除去することができず、ろ過差圧が徐々に高くなってしまう。 [SUMMARY OF THE INVENTION However, the in the membrane filtration method of the conventional membrane separation device, because fine particles 24 adheres to the film surface of the membrane element 21 when the filtering process is started, the membrane element even when washing the membrane surface of 21 can not be sufficiently removed particulates 24, the filtration differential pressure becomes gradually higher. そこで、洗浄力を大きくすることが考えられるが、洗浄力を大きくすると膜エレメントを破損してしまう。 Therefore, it is conceivable to increase the detergency, the detergency to increase would damage the membrane element.

【0008】本発明は、前記従来の膜分離装置の膜ろ過方法の問題点を解決して、ろ過差圧が徐々に高くなることがなく、膜面を洗浄するときに膜エレメントを破損することがない膜分離装置の膜ろ過方法を提供することを目的とする。 The present invention, wherein to solve the problems of the membrane filtration method of the conventional membrane separation device, without filtration differential pressure increases gradually, damaging the membrane element when washing the membrane surface and to provide a membrane filtration method is not a membrane separation device.

【0009】 [0009]

【課題を解決するための手段】そのために、本発明の膜分離装置の膜ろ過方法においては、あらかじめ設定された第1の膜面流速でばっ気を行い、かつ、あらかじめ設定された第1の透過流束で処理水を吸引することによって膜エレメントの膜面にケーク層を形成した後、前記第1の膜面流速より高い第2の膜面流速でばっ気を行い、 Means for Solving the Problems] Therefore, in the membrane filtration method for membrane separation apparatus of the present invention performs the aeration in the first film surface velocity which is set in advance, and the first transmission set in advance after forming the cake layer on the membrane surface of the membrane element by sucking treated water in flux performs aeration in the above first film surface velocity second film surface velocity,
かつ、前記第1の透過流束より大きい第2の透過流束で処理水を吸引することによってろ過処理を行う。 And performs the filtering process by sucking treated water in the first flux larger than the second flux.

【0010】本発明の他の膜分離装置の膜ろ過方法においては、さらに、前記第1の膜面流速を0〜0.05 [0010] In the membrane filtration method other membrane separation apparatus of the present invention, further, the first film surface velocity 0-0.05
〔m/秒〕とし、第1の透過流束を第2の透過流束の1 And [m / sec], the first flux of the second flux 1
/10〜1/2とする。 / And 10-1 / 2.

【0011】 [0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, will be described in detail with reference to the drawings, embodiments of the present invention. 図1は本発明の実施の形態における膜分離装置の概念図である。 Figure 1 is a conceptual diagram of a membrane separation apparatus according to the embodiment of the present invention. 図において、11は被処理水を収容する処理槽、12は該処理槽11中の被処理水に浸漬(せき)され、所定の間隔を置いて配設された複数の膜エレメントである。 In the figure, the processing tank for accommodating the water to be treated 11, 12 is immersed in the water to be treated in the treatment tank 11 (weir), a plurality of membrane elements arranged at a predetermined interval. 該膜エレメント12は、精密ろ過膜、限外ろ過膜等から成り、両端には図示しない集水管が配設され、該集水管に膜を透過した後の処理水が集められるようになっている。 Membrane element 12, microfiltration membrane made of ultrafiltration membrane or the like, is disposed the water collecting pipe (not shown) at both ends, so that the treated water after passing through the membrane to the said population water tube is collected .

【0012】そして、前記集水管の下端は密閉され、集水管の上端はラインL2に接続されるとともに、該ラインL2にポンプ(P)P1が配設され、制御装置17によって前記ポンプP1を駆動することによって、前記膜エレメント12内に負圧が発生させられ、処理水が吸引される。 [0012] Then, the lower end of the water collecting pipe is sealed, with the upper end of the water collecting pipe is connected to the line L2, a pump (P) P1 is arranged in the line L2, drives the pump P1 by the control device 17 by negative pressure is caused to occur in the membrane element 12, the treated water is sucked. また、前記制御装置17によってポンプP1の回転数を調整することにより、吸引される処理水の量を調整し、透過流束を変更することができる。 Further, by adjusting the rotational speed of the pump P1 by the control device 17, it is possible to adjust the amount of treated water is sucked, changing the flux. そして、本実施の形態において、前記ポンプP1は、あらかじめ設定された第1の透過流束、及び第1の透過流束より大きい第2の透過流束で処理水を吸引することができる。 Then, in the present embodiment, the pump P1 can be sucked treated water in the first flux, and the first flux larger than the second flux which is set in advance. 前記第1の透過流束は、第2の透過流束の1/10〜1/ The first flux is the second flux 1 / 10-1 /
2にされ、第2の透過流束は、膜分離装置の仕様によって規定される透過流束と等しくされる。 Is 2, the second flux is equal to the flux which is defined by the specifications of the membrane separation device.

【0013】そして、前記膜エレメント12の下方にばっ気装置15が配設され、該ばっ気装置15はラインL [0013] Then, aeration apparatus 15 is disposed below the membrane element 12, the aeration device 15 is the line L
1を介して図示しない空気供給源に接続される。 It is connected to an air supply source (not shown) through a 1. また、 Also,
前記ラインL1に調整弁16が配設され、前記制御装置17によって調整弁16の開度を調整することによって、ばっ気装置15により噴射される空気の量を調整し、膜面流速を変更することができる。 The control valve 16 to the line L1 is disposed, by adjusting the opening degree of the adjustment valve 16 by the control unit 17 adjusts the amount of air injected by the aeration device 15, changing the film surface velocity be able to. そして、本実施の形態において、前記ばっ気装置15は、あらかじめ設定された第1の膜面流速、及び該第1の膜面流速より高い第2の膜面流速でばっ気を行うことができる。 Then, in the present embodiment, the aeration device 15 can first film surface velocity which is set in advance, and that the aeration at a higher than the first film surface velocity second film surface velocity conducted. 前記第1の膜面流速は、0〜0.05〔m/秒〕の範囲に収められ、第2の膜面流速は、膜分離装置の仕様によって規定される膜面流速と等しくされる。 The first film surface velocity is housed in a range of 0 to 0.05 [m / sec], the second film surface velocity is equal to the film surface velocity which is defined by the specifications of the membrane separation device.

【0014】前記構成の膜分離装置において、ばっ気装置15を作動させて空気を噴射し、エアリフト作用によって膜面に剪断力を加え、膜面を洗浄するようにしている。 [0014] In the membrane separation device of the above construction, by operating the aeration device 15 and injecting air, the shearing force to the film surface by the air lift action, so that washing the membrane surface. このとき、前記調整弁16を調整することによって、第1の膜面流速でばっ気が行われ、エアリフト作用によって被処理水は上昇させられる。 At this time, by adjusting the adjustment valve 16, aerated in a first film surface velocity is performed, the water to be treated by the air lift effect is raised. また、ポンプP1 In addition, pump P1
が駆動されて2〜3分間処理水が吸引される。 There 2-3 minutes treated water is driven to suction. そして、 And,
前記制御装置17によってポンプP1の回転数が調整され、第1の透過流束で処理水が吸引される。 Rotational speed of the pump P1 by the control device 17 is adjusted, the treated water is sucked by the first flux. その結果、 as a result,
膜面に一定の厚さのケーク層が形成される。 Cake layer having a predetermined thickness is formed on the film surface. この場合、 in this case,
膜面流速が低く保たれるので、前記ケーク層は、被処理水の粒径分布と同じ割合の薄いケーク層になる。 Since the film surface velocity is kept low, the cake layer comprises a thin cake layer of the same rate as the particle size distribution of the water to be treated.

【0015】このようにして、ケーク層が形成されると、前記制御装置17によって調整弁16の開度が大きくされ、第2の膜面流速でばっ気が行われる。 [0015] In this way, the cake layer is formed, the opening degree of the adjustment valve 16 by the control device 17 is large, aeration is performed in the second film surface velocity. また、前記制御装置17によって、前記ポンプP1の回転数が高くされ、第2の透過流束で処理水が吸引される。 Further, by the control device 17, the rotational speed of the pump P1 is high, the treated water is sucked by the second flux. このとき、膜エレメント12の膜面はケーク層によって被覆されているので、図示しない微粒子はケーク層を構成する粒子によって凝集させられ捕捉(そく)される。 At this time, since the film surface of the membrane element 12 is covered by the cake layer, fine particles (not shown) is captured allowed to agglomerate by the particles constituting the cake layer (Suk). したがって、膜面に到達する微粒子の量を極めて少なくすることができる。 Therefore, it is possible to significantly reduce the amount of particulate reaching the film surface.

【0016】そして、一定時間ろ過処理を行った後、ポンプP1の駆動を停止させて膜面を洗浄する。 [0016] Then, after a predetermined time filtration, washing the membrane surface to drive the pump P1 is stopped. この場合、微粒子はケーク層を構成する粒子によって捕捉されているので、比較的小さい剪断力を膜面に加えるだけで膜面を洗浄することができる。 In this case, fine particles because it is trapped by the particles constituting the cake layer, it is possible to clean the membrane surface with only the addition of a relatively small shearing force to the film surface. したがって、膜エレメント12の膜面を洗浄するのが容易になり、微粒子を十分に除去することができるので、ろ過差圧が徐々に高くなることがなくなる。 Therefore, it becomes easy to clean the membrane surface of the membrane element 12, since the fine particles can be sufficiently removed, thereby preventing the filtration differential pressure gradually increased. また、洗浄力を大きくする必要がないので、膜面を洗浄するときに膜エレメントを破損することがなくなる。 Moreover, it is not necessary to increase the detergency, it is unnecessary to damage the membrane element when washing the membrane surface. さらに、薬品による洗浄の頻度を低くすることができる。 Furthermore, it is possible to reduce the frequency of cleaning with chemicals.

【0017】図4は膜分離装置の膜ろ過方法の特性図である。 [0017] FIG. 4 is a characteristic diagram of a membrane filtration method for membrane separation device. なお、図において、横軸に運転日数を、縦軸にろ過差圧を採ってある。 Incidentally, in the figure, the operation number of days on the horizontal axis, are taken filtration pressure difference on the vertical axis. 図において、aは従来の膜ろ過方法の特性を示す線、bは本実施の形態における膜ろ過方法の特性を示す線である。 In FIG., A is the line showing the characteristics of conventional membrane filtration method, b is a line indicating a characteristic of a membrane filtration method in this embodiment. この場合、MLSSを15, In this case, the MLSS 15,
000〔mg/l〕とし、ろ過処理を行うときの透過流束を1.04〔m/日〕とし、ケーク層を形成するときの透過流束を0.3〔m/日〕とし、膜エレメント12 And 000 [mg / l], the permeation flux when performing filtering processing and 1.04 [m / day], the permeation flux for forming the cake layer is 0.3 [m / day], membrane element 12
(図1)として孔径が0.4〔μ〕の平膜エレメントを使用して生物処理汚泥を固液分離させた。 (Figure 1) pore size as was shown solid-liquid separation biological treatment sludge using a flat membrane element 0.4 μ]. そして、膜面の洗浄はばっ気装置15によって行い、空気の噴射速度LVは、膜底面断面積基準で、 LV=1〔m/分〕 とした。 Then, the cleaning of the film surface is performed by aeration device 15, injection velocity LV of the air, the membrane bottom cross sectional area basis, was LV = 1 [m / min].

【0018】また、ケーク層を形成するときは調整弁1 Further, when forming a cake layer regulating valve 1
6を閉鎖してばっ気装置15を停止させ、膜面流速を0 6 stops the aeration device 15 is closed, 0 membrane surface velocity
にした。 It was. なお、運転サイクルは、従来の膜ろ過方法においては、5分間ろ過処理を停止させて膜面を洗浄した後、25分間ろ過処理を行い、本実施の形態の膜ろ過方法においては、5分間ろ過処理を停止させて膜面を洗浄した後、3分間ケーク層を形成し、22分間ろ過処理を行った。 Incidentally, the operating cycle, in the conventional membrane filtration method, after washing the film surface by stopping the filtration 5 minutes, subjected to 25 minutes filtration, in the membrane filtration method of the present embodiment, the filtration 5 minutes after washing the membrane surface to stop the process, to form a 3 min cake layer, it was subjected to filtration treatment for 22 minutes.

【0019】その結果、本実施の形態の膜ろ過方法においては、微粒子が膜面に到達するのを抑制することができるので、ろ過差圧が徐々に高くなるのを防止することができた。 [0019] In the result, the membrane filtration method of the present embodiment, it is possible particles can be inhibited from reaching the film surface, it was possible to prevent the filtration differential pressure increases gradually. なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。 The present invention is not limited to the above embodiments, it is possible to in various ways based on the gist of the present invention are not excluded from the scope of the present invention.

【0020】 [0020]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によれば、膜ろ過方法においては、あらかじめ設定された第1の膜面流速でばっ気を行い、かつ、あらかじめ設定された第1の透過流束で処理水を吸引することによって膜エレメントの膜面にケーク層を形成した後、前記第1の膜面流速より高い第2の膜面流速でばっ気を行い、かつ、前記第1の透過流束より大きい第2の透過流束で処理水を吸引することによってろ過処理を行う。 As described [Effect Invention above in detail, according to the present invention, in the membrane filtration method performs aeration at first film surface velocity which is set in advance, and the first transmission set in advance after forming the cake layer on the membrane surface of the membrane element by sucking treated water in flux performs aeration in the above first film surface velocity second film surface velocity, and the first transmission performs filtering processing by sucking treated water in flux is greater than the second flux.

【0021】この場合、一定時間ろ過処理を行った後、 [0021] In this case, after a certain period of time filtration process,
膜面を洗浄すると、微粒子はケーク層を構成する粒子によって捕捉されているので、比較的小さい剪断力を膜面に加えるだけで膜面を洗浄することができる。 When washing the membrane surface, fine particles because it is trapped by the particles constituting the cake layer, it is possible to clean the membrane surface with only the addition of a relatively small shearing force to the film surface. したがって、膜エレメントの膜面を洗浄するのが容易になり、微粒子を十分に除去することができるので、ろ過差圧が徐々に高くなることがなくなる。 Therefore, it becomes easy to clean the membrane surface of the membrane element, because the fine particles can be sufficiently removed, thereby preventing the filtration differential pressure gradually increased. また、洗浄力を大きくする必要がないので、膜面を洗浄するときに膜エレメントを破損することがなくなる。 Moreover, it is not necessary to increase the detergency, it is unnecessary to damage the membrane element when washing the membrane surface. さらに、薬品による洗浄の頻度を低くすることができる。 Furthermore, it is possible to reduce the frequency of cleaning with chemicals.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の実施の形態における膜分離装置の概念図である。 1 is a conceptual diagram of a membrane separation apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図2】従来の膜分離装置の洗浄時の状態を示す図である。 2 is a diagram showing a state when the cleaning of the conventional membrane separation device.

【図3】従来の膜分離装置のろ過処理時の状態を示す図である。 3 is a diagram showing a state during filtration treatment of the conventional membrane separation device.

【図4】膜分離装置の膜ろ過方法の特性図である。 4 is a characteristic diagram of a membrane filtration method for membrane separation device.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

12 膜エレメント 12 membrane element

Claims (2)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 (a)あらかじめ設定された第1の膜面流速でばっ気を行い、かつ、あらかじめ設定された第1 1. A (a) subjected to aeration at a first film surface velocity that is preset, and the first set in advance
    の透過流束で処理水を吸引することによって膜エレメントの膜面にケーク層を形成した後、(b)前記第1の膜面流速より高い第2の膜面流速でばっ気を行い、かつ、 After forming the cake layer on the membrane surface of the membrane element by sucking treated water in flux performs aeration at (b) higher than said first film surface velocity second film surface velocity, and,
    前記第1の透過流束より大きい第2の透過流束で処理水を吸引することによってろ過処理を行うことを特徴とする膜分離装置の膜ろ過方法。 Membrane filtration method for membrane separation apparatus characterized by performing the filtering process by sucking treated water in the first flux larger than the second flux.
  2. 【請求項2】 前記第1の膜面流速を0〜0.05〔m Wherein said first film surface velocity 0-0.05 [m
    /秒〕とし、第1の透過流束を第2の透過流束の1/1 / A sec], the first flux of the second flux 1/1
    0〜1/2とする請求項1に記載の膜分離装置の膜ろ過方法。 Membrane filtration method for membrane separation according to claim 1, 0-1 / 2.
JP30186597A 1997-11-04 1997-11-04 Membrane filtration by membrane separator Withdrawn JPH11128690A (en)

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