JPWO2011062268A1 - Water purifier and operation method thereof - Google Patents
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Abstract
本発明の浄水装置は、原水供給ラインと、原水を濾過する並列に設けられた複数の膜モジュールと、原水供給ラインから分岐して各膜モジュールの原水入口に接続される複数本の供給流路と、前記各供給流路に設けられた開閉弁と、前記開閉弁に接続される逆洗水排出ラインと、透過水移送ラインと、前記透過水移送ラインから分岐して各膜モジュールの透過水出口に接続される複数本の移送流路と、を有することを特徴とする。本発明によれば、コンパクトで濾過の処理能力が高く、かつ一定量の透過水を安定して供給できる浄水装置及びその運転方法を提供することができる。The water purifier of the present invention includes a raw water supply line, a plurality of membrane modules provided in parallel for filtering the raw water, and a plurality of supply channels branched from the raw water supply line and connected to the raw water inlet of each membrane module And an on-off valve provided in each of the supply channels, a backwash water discharge line connected to the on-off valve, a permeate transfer line, and a permeate of each membrane module branched from the permeate transfer line. And a plurality of transfer channels connected to the outlet. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the water purifying apparatus which can supply a fixed amount of permeated water stably, and its operation method can be provided compactly with the high processing capacity of filtration.
Description
本発明は、膜モジュールを備えた浄水装置及びその運転方法に関する。
本願は、2009年11月20日に、日本に出願された特願2009−265363号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。The present invention relates to a water purifier provided with a membrane module and an operation method thereof.
This application claims priority on November 20, 2009 based on Japanese Patent Application No. 2009-265363 for which it applied to Japan, and uses the content here.
従来、水道水などの原水に含まれる汚濁物質や菌類を除去する方法として、膜モジュールを用いた浄水方法が知られており、膜モジュールを備えた浄水装置が家庭などで広く用いられている。 Conventionally, as a method for removing pollutants and fungi contained in raw water such as tap water, a water purification method using a membrane module is known, and a water purification apparatus provided with a membrane module is widely used at home and the like.
しかし、膜モジュールを備えた浄水装置は、原水中の汚濁物質などの固形物が濾過膜の表面に付着することによる目詰まりが起こりやすく、使用するに連れて濾過性能が低下しやすかった。
濾過性能の回復には濾過膜を使い捨てとし、必要に応じて交換すれば解決できるが、交換に手間がかかるという問題があった。また、環境問題や省資源の面で使い捨ては必ずしも好ましいものではない。However, the water purifier provided with the membrane module is likely to be clogged due to the solid matter such as pollutants in the raw water adhering to the surface of the filtration membrane, and the filtration performance is likely to deteriorate with use.
The recovery of the filtration performance can be solved by making the filtration membrane disposable and replacing it as necessary. However, there is a problem that the replacement takes time. Moreover, disposable is not always preferable in terms of environmental problems and resource saving.
そこで、膜モジュールを洗浄することで濾過性能を回復する方法が提案されている。例えば特許文献1には、並列に設けられた2つの濾過ユニット(膜モジュール)と、濾過ユニットのいずれか一方に原水を供給する切替可能な三方弁を備え、濾過された水(透過水)を被吸水建築物へ供給する濾過装置が開示されている。前記濾過装置によれば、まず一方の濾過ユニットAに原水を供給して濾過を行い、得られた透過水を被給水建築物に供給する。そして、前記濾過ユニットAに備わる濾過フィルタAが汚れ等で目詰まると、濾過ユニットAへの原水の供給を停止し、他の濾過ユニットBへ原水が供給されるように三方弁で切り替える。ついで、濾過ユニットBにて濾過を行い、得られた透過水の大部分を被給水建築物に供給すると共に、透過水の一部を濾過ユニットAに送り、透過水を逆流させて濾過フィルタAを洗浄(逆洗)する。そして、濾過ユニットBの濾過フィルタBが目詰まると、今度は三方弁により原水の供給を濾過ユニットBから濾過ユニットAに切り替える。
ついで、濾過ユニットAにて濾過を行い、得られた透過水の大部分を被給水建築物に供給すると共に、透過水の一部を濾過ユニットBに送り濾過フィルタBを逆洗する。
このように、特許文献1に記載の濾過装置によれば、目詰まりした濾過フィルタを再使用でき、長期間に亘ってフィルタを交換することなく使用を継続できる。Therefore, a method for recovering the filtration performance by washing the membrane module has been proposed. For example,
Next, filtration is performed by the filtration unit A, and most of the obtained permeated water is supplied to the water supply building, and a part of the permeated water is sent to the filtration unit B to backwash the filter B.
As described above, according to the filtration device described in
しかしながら、特許文献1に記載の濾過装置は、濾過を2つの濾過ユニットで交互に行うので濾過の処理能力が低く、供給できる透過水の量が少なかった。また、一方の濾過ユニットで濾過を行うと同時に、得られた透過水の一部を用いて他方の濾過ユニットの逆洗を行うので、供給できる透過水の量がさらに低減されやすかった。十分な量の透過水を確保するためには、濾過フィルタを大きくしたり、濾過フィルタを複数備えたりした濾過ユニットを設置すればよいが、コンパクトに構成することが困難となる。
また、逆洗の進み具合によって逆洗に用いられる透過水の量が変わるため、濾過と逆洗を同時に行うと供給できる透過水の量も変わりやすく、一定量の透過水を安定して供給することは必ずしも容易ではなかった。However, since the filtration device described in
In addition, since the amount of permeated water used for backwashing changes depending on the progress of backwashing, the amount of permeated water that can be supplied is easily changed when filtration and backwashing are performed simultaneously, and a certain amount of permeated water is stably supplied. That wasn't always easy.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、コンパクトで濾過の処理能力が高く、かつ一定量の透過水を安定して供給できる浄水装置及びその運転方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a water purifier that is compact, has a high filtration capacity, and can stably supply a certain amount of permeated water, and an operation method thereof.
本発明の浄水装置は、原水供給ラインと、原水を濾過する並列に設けられた複数の膜モジュールと、原水供給ラインから分岐して各膜モジュールの原水入口に接続される複数本の供給流路と、前記各供給流路に設けられた開閉弁と、前記開閉弁に接続される逆洗水排出ラインと、透過水移送ラインと、前記透過水移送ラインから分岐して各膜モジュールの透過水出口に接続される複数本の移送流路と、を有することを特徴とする。 The water purifier of the present invention includes a raw water supply line, a plurality of membrane modules provided in parallel for filtering the raw water, and a plurality of supply channels branched from the raw water supply line and connected to the raw water inlet of each membrane module And an on-off valve provided in each of the supply channels, a backwash water discharge line connected to the on-off valve, a permeate transfer line, and a permeate of each membrane module branched from the permeate transfer line. And a plurality of transfer channels connected to the outlet.
本発明の浄水装置の運転方法は、原水を濾過する並列に設けられた複数の膜モジュールと、前記膜モジュールへの原水の供給および停止を切り替える複数の開閉弁とを備えた浄水装置を運転する方法において、前記膜モジュールの全てに原水を供給するように開閉弁を切り替え、原水を濾過する濾過工程と、前記膜モジュールのうち、一部の膜モジュール(A)へ原水を供給し、残りの膜モジュール(B)への原水の供給を停止するように開閉弁を切り替え、膜モジュール(A)を透過した透過水の全てを膜モジュール(B)に送り、前記膜モジュール(B)を逆洗する第一の逆洗工程と、膜モジュール(A)への原水の供給を停止し、膜モジュール(B)へ原水を供給するように開閉弁を切り替え、膜モジュール(B)を透過した透過水の全てを膜モジュール(A)に送り、前記膜モジュール(A)を逆洗する第二の逆洗工程と、を繰り返すことを特徴とする。 The operation method of the water purification apparatus of the present invention operates a water purification apparatus including a plurality of membrane modules provided in parallel for filtering raw water and a plurality of on-off valves for switching supply and stop of the raw water to the membrane modules. In the method, the on-off valve is switched so as to supply raw water to all of the membrane modules, and the raw water is supplied to some of the membrane modules (A) of the membrane modules, the filtration step of filtering the raw water, and the remaining The on-off valve is switched to stop the supply of raw water to the membrane module (B), all the permeated water that has passed through the membrane module (A) is sent to the membrane module (B), and the membrane module (B) is backwashed The first backwashing step, and the supply of raw water to the membrane module (A) is stopped, the on-off valve is switched to supply raw water to the membrane module (B), and the permeated water that has permeated the membrane module (B) of It sends a hand membrane module (A), and repeating the a second backwash step of backwashing the membrane module (A).
また、前記第一の逆洗工程および第二の逆洗工程の直前に、前記膜モジュールの全てへの原水の供給を停止するように開閉弁を切り替え、膜モジュール内に空気を取り込んで原水を排出する原水排出工程と、膜モジュールの全てに原水を供給するように開閉弁を切り替え、膜モジュールの全てに原水を供給し充填する原水充填工程とを行うことが好ましい。 In addition, immediately before the first backwashing step and the second backwashing step, the on-off valve is switched so as to stop the supply of raw water to all of the membrane modules, and air is taken into the membrane modules to supply raw water. It is preferable to perform a raw water discharging step of discharging and a raw water filling step of switching the on-off valve so as to supply raw water to all of the membrane modules and supplying and filling raw water to all of the membrane modules.
本発明によれば、コンパクトで濾過の処理能力が高く、かつ一定量の透過水を安定して供給できる浄水装置及びその運転方法を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a water purifier that is compact and has a high filtering capacity and that can stably supply a certain amount of permeated water and an operation method thereof.
以下、本発明について詳細に説明する。
[浄水装置]
図1は、本発明に用いる浄水装置の一例を示す概略構成図である。この浄水装置1は、水道などから供給される原水を濾過する、並列に設けられた2つの膜モジュール10、10と、前記膜モジュール10、10に原水を供給する原水供給ライン20と、膜モジュール10、10を透過した透過水を移送する透過水移送ライン30と、原水供給ライン20の途中に設けられた、膜モジュール10、10への原水の供給および停止を切り替える開閉弁40、40と、膜モジュール10、10の逆洗に用いた逆洗水を排出する逆洗水排出ライン50と、膜モジュール10、10に空気を給排気する空気給排気ライン60と、膜モジュール10、10を経由せずに原水を透過水移送ライン30へ移送できるバイパスライン70とを具備して概略構成されている。Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[Water purification equipment]
膜モジュール10は、濾過膜11を備える。
濾過膜11としては、精密濾過膜、限外濾過膜、ナノ濾過膜など、浄水装置で通常使用される濾過膜を使用できる。中でも精密濾過膜が好ましい。
濾過膜11の形状としては、中空糸膜、平膜、チューブラー膜、スパイラル膜などが挙げられる。これらは0.1μm以上の固形物および菌類の通過を容易に阻止できるので濾過膜として好適であるが、中でも中空糸膜が好ましく、例えばセルロース系、ポリオレフィン系、ポリビニルアルコール系、PMMA(ポリメタクリル酸メチル)系、ポリスルフォン系など、各種材科からなる中空糸膜を使用するのが好ましい。特に、ポリエチレン等の強伸度の高い材質からなる中空糸膜を使用することが好ましい。
また、濾過膜11として中空糸膜を用いる場合、その孔径(濾過精度)、濾過面積、膜厚、外径等は特に限定されるものではないが、例えばその孔径は0.01〜2μm、濾過面積は0.2〜10m2、膜厚は5〜300μm、外径は20〜2000μm、空孔率は20〜90%とされる。The
As the
Examples of the shape of the
Further, when a hollow fiber membrane is used as the
原水供給ライン20は、第一の供給流路21Aと第二の供給流路21Bとに分岐点21で分岐している。そして、第一の供給流路21Aと第二の供給流路21Bは、開閉弁40、40を経て膜モジュール10、10の原水入口12、12にそれぞれ接続している。また、原水供給ライン20は、分岐点21よりも上流側に原水の水圧を調節する弁22を備える。
The raw
ここで、第一の供給流路21Aが接続する開閉弁、および膜モジュールとその原水入口をそれぞれ第一の開閉弁40A、および第一の膜モジュール10Aとその原水入口12Aとする。
一方、第二の供給流路21Bが接続する開閉弁、および膜モジュールとその原水入口をそれぞれ第二の開閉弁40B、および第二の膜モジュール10Bとその原水入口12Bとする。
また、第一の供給流路21Aのうち、分岐点21から第一の開閉弁40Aまでを上流流路211Aとし、第一の開閉弁40Aから原水入口12Aまでを下流流路212Aとする。
一方、第二の供給流路21Bのうち、分岐点21から第二の開閉弁40Bまでを上流流路211Bとし、第二の開閉弁40Bから原水入口12Bまでを下流流路212Bとする。Here, the on-off valve, the membrane module, and the raw water inlet to which the
On the other hand, the on-off valve, the membrane module, and the raw water inlet to which the
Of the
On the other hand, in the second
弁22としては、原水の水圧を調節できるものであれば特に限定されるものではなく、減圧弁など、浄水装置で通常使用される弁を使用できる。
開閉弁40としては、2方弁2個でもよいが、三方弁が好ましい。開閉弁40は制御部(図示略)からの制御指令に基づいて開閉が制御され、膜モジュール10への原水の供給および停止を切り替える。なお、開閉弁40は手動で開閉して、原水の供給および停止を切り替えることもできる。The
The on-off
透過水移送ライン30は、第一の移送流路31Aと第二の移送流路31Bとに分岐点31で分岐している。そして、第一の移送流路31Aと第二の移送流路31Bは、第一の膜モジュール10Aと第二の膜モジュール10Bの透過水出口13、13にそれぞれ接続している。
The permeated
逆洗水排出ライン50は、第一の排出流路51Aと第二の排出流路51Bとに分岐点51で分岐している。そして、第一の排出流路51Aは、第一の開閉弁40Aを介して下流流路212Aに接続している。一方、第二の排出流路51Bは、第二の開閉弁40Bを介して下流流路212Bに接続している。
The backwash
空気給排気ライン60は、第一の給排気流路61Aと第二の給排気流路61Bとに分岐点61で分岐している。そして、第一の給排気流路61Aと第二の給排気流路61Bは、第一の膜モジュール10Aと第二の膜モジュール10Bの空気給排気口14、14にそれぞれ接続している。前記空気給排気口14、14は、透過水出口13、13の近傍に設けられるのが好ましい。また、空気給排気ライン60は、分岐点61よりも上流側に空気の給排気を制御する弁62を備える。
弁62としては、空気の給排気を制御できるものであれば特に限定されるものではなく、電磁弁、エアーベントなど、浄水装置で通常使用される弁を使用できる。The air supply /
The
バイパスライン70は、一端が弁71を介して原水供給ライン20に接続され、他端が分岐点31よりも下流側で透過水移送ライン30に合流している。
弁71としては、原水の流れ方向を制御できるものであれば特に限定されるものではなく、止水弁など、浄水装置で通常使用される弁を使用できる。One end of the
The
なお、図1に示す浄水装置1では2つの膜モジュールが並列に設けられているが、本発明に用いる浄水装置は図1に示すものに限定されず、例えば必要な水量に応じた数の膜モジュールが並列に設けられた浄水装置を用いてもよい。
In addition, in the
[運転方法]
以下、本発明の浄水装置の運転方法を、図1に示す浄水装置1を用いて操作に従って説明する。
本発明の洗浄装置の運転方法では、濾過工程と第一の逆洗工程と第二の逆洗工程とを繰り返し行う。[how to drive]
Hereinafter, the operation method of the water purifier of the present invention will be described according to the operation using the
In the operation method of the cleaning apparatus of the present invention, the filtration step, the first backwashing step, and the second backwashing step are repeatedly performed.
濾過工程では、弁22を開、弁62を閉とする。また、弁71は原水供給ライン20を選択するように、第一の開閉弁40Aは第一の供給流路21Aを選択するように(すなわち、上流流路211Aと下流流路212Aが連通するように)、第二の開閉弁40Bは第二の供給流路21Bを選択するように(すなわち、上流流路211Bと下流流路212Bが連通するように)、それぞれ開かれている。
In the filtration step, the
濾過工程は、原水供給ライン20から第一の供給流路21Aおよび第二の供給流路21Bを経て、第一の膜モジュール10Aおよび第二の膜モジュール10Bに原水を供給し、各膜モジュールにて原水を濾過する。このとき、原水供給ライン20内の原水の水圧は、弁22により調節される。水圧は0.1〜0.3MPa程度が好ましい。
In the filtration step, raw water is supplied from the raw
原水は各膜モジュールの原水入口12から流入し、膜モジュールの濾過膜11を透過して、透過水となって透過水出口13から排出される。第一の膜モジュール10Aから排出される透過水は第一の移送流路31Aを通り、一方、第二の膜モジュール10Bから排出される透過水は第二の移送流路31Bを通り、分岐点31にて合流し透過水移送ライン30から各給水栓につながる配管(図示略)へと給水される。
なお、図1において、原水および透過水の流れを矢印で示す。The raw water flows from the
In addition, in FIG. 1, the flow of raw | natural water and permeated water is shown by the arrow.
ついで、所定時間濾過工程を行った後、または所定量の原水を濾過した後、以下のようにして各膜モジュールを逆洗する。
ここで、図2、3に逆洗時の原水等の流れを矢印で示す。Next, after performing the filtration step for a predetermined time or after filtering a predetermined amount of raw water, each membrane module is back-washed as follows.
Here, the flow of raw water or the like during backwashing is shown by arrows in FIGS.
第一の逆洗工程では、弁22を開、弁62を閉とする。また、弁71は原水供給ライン20を選択するように、第一の開閉弁40Aは第一の供給流路21Aを選択するように(すなわち、上流流路211Aと下流流路212Aが連通するように)、それぞれ開かれている。そして、第二の開閉弁40Bは下流流路212Bと第二の排出流路51Bを選択するように(すなわち、下流流路212Bと第二の排出流路51Bが連通するように)切り替える。
In the first backwash process, the
第一の逆洗工程では、上述したように第二の開閉弁40Bを切り替えて、図2に示すように原水を原水供給ライン20から第一の供給流路21Aを経て、第一の膜モジュール10Aのみに供給し、第二の膜モジュール10Bへの原水の供給を停止する。このとき、原水供給ライン20内の原水の水圧は、弁22により調節される。水圧は0.1〜0.3MPa程度が好ましい。
In the first backwashing step, the second on-off
原水は第一の膜モジュール10Aの原水入口12Aから流入し、第一の膜モジュール10Aの濾過膜11(11A)を透過して、透過水となって透過水出口13(13A)から排出される。排出された透過水は、その全てが第一の移送流路31Aおよび第二の移送流路31Bを経て、第二の膜モジュール10Bに送られる。
透過水の全てを第二の膜モジュール10Bに送るには、例えば透過水移送ライン30に弁(図示略)を設置し、前記弁を閉じることで実施できる。The raw water flows from the
In order to send all the permeated water to the
第二の膜モジュール10Bに送られた透過水は、第二の膜モジュール10Bの透過水出口13Bから流入し、第二の膜モジュール10B内を通過する。この際、第二の膜モジュール10Bの濾過膜11(11B)に蓄積した汚れ等が透過水によって洗い流され、第二の膜モジュール10Bが逆洗される。
汚れを含んだ透過水は、逆洗水となって原水入口12Bから排出される。逆洗水は下流流路212Bおよび第二の排出流路51Bを通り、逆洗水排出ライン50から系外に排出される。The permeated water sent to the
The permeated water containing dirt becomes backwash water and is discharged from the
第一の逆洗工程における逆洗時間は30〜90秒が好ましい。逆洗時間が30秒以上であれば、第二の膜モジュール10Bを十分に逆洗できる。一方、逆洗時間が90秒以下であれば、被給水建築物への供給停止時間が短縮できると共に、洗浄時の水の使用量を低減できる。
逆洗時間はロータリースイッチ(図示略)等により設定できる。The backwashing time in the first backwashing process is preferably 30 to 90 seconds. If the backwash time is 30 seconds or longer, the
The backwash time can be set by a rotary switch (not shown).
上述した第一の逆洗工程が終了した後、続けて第二の逆洗工程を行う。
第二の逆洗工程では、弁22を開、弁62を閉とする。また、弁71は原水供給ライン20を選択するように開かれている。そして、第一の開閉弁40Aは下流流路212Aと第一の排出流路51Aを選択するように(すなわち、下流流路212Aと第一の排出流路51Aが連通するように)、第二の開閉弁40Bは第二の供給流路21Bを選択するように(すなわち、上流流路211Bと下流流路212Bが連通するように)、それぞれ切り替える。After the first backwashing step described above is completed, the second backwashing step is subsequently performed.
In the second backwashing step, the
第二の逆洗工程では、上述したように第一の開閉弁40Aおよび第二の開閉弁40Bを切り替えて、図3に示すように原水を原水供給ライン20から第二の供給流路21Bを経て、第二の膜モジュール10Bのみに供給し、第一の膜モジュール10Aへの原水の供給を停止する。このとき、原水供給ライン20内の原水の水圧は、弁22により調節される。水圧は0.1〜0.3MPa程度が好ましい。
In the second backwashing step, the first on-off
原水は第二の膜モジュール10Bの原水入口12Bから流入し、第二の膜モジュール10Bの濾過膜11Bを透過して、透過水となって透過水出口13(13B)から排出される。排出された透過水は、その全てが第二の移送流路31Bおよび第一の移送流路31Aを経て、第一の膜モジュール10Aに送られる。
透過水の全てを第一の膜モジュール10Aに送るには、第一の逆洗工程と同様にすればよい。The raw water flows in from the
In order to send all of the permeated water to the
第一の膜モジュール10Aに送られた透過水は、第一の膜モジュール10Aの透過水出口13Aから流入し、第一の膜モジュール10A内を通過する。この際、第一の膜モジュール10Aの濾過膜11Aに蓄積した汚れ等が透過水によって洗い流され、第一の膜モジュール10Aが逆洗される。
汚れを含んだ透過水は、逆洗水となって原水入口12Aから排出される。逆洗水は、下流流路212Aおよび第一の排出流路51Aを通り、逆洗水排出ライン50から系外に排出される。The permeate sent to the
The permeated water containing dirt becomes backwash water and is discharged from the
第二の逆洗工程における逆洗時間は30〜90秒が好ましい。逆洗時間が30秒以上であれば、第一の膜モジュール10Aを十分に逆洗できる。一方、逆洗時間が90秒以下であれば、被給水建築物への供給停止時間が短縮できると共に、洗浄時の水の使用量を低減できる。
逆洗時間はロータリースイッチ(図示略)等により設定できる。The backwashing time in the second backwashing process is preferably 30 to 90 seconds. If the backwash time is 30 seconds or more, the
The backwash time can be set by a rotary switch (not shown).
第二の逆洗工程が終了した後は、そのまま濾過工程に移ってもよいが、各膜モジュールをより効果的に逆洗するには、第一の逆洗工程と第二の逆洗工程を繰り返すことが好ましい。
繰り返し回数は、第一の逆洗工程と第二の逆洗工程を1セットとし、2〜10セット繰り返すのが好ましい。
なお、第一の逆洗工程と第二の逆洗工程は、順序を逆にして行ってもよい。After the second backwashing process is completed, the process may be directly transferred to the filtration process. However, in order to backwash each membrane module more effectively, the first backwashing process and the second backwashing process are performed. It is preferable to repeat.
As for the number of repetitions, it is preferable that the first backwashing step and the second backwashing step are one set, and 2 to 10 sets are repeated.
The first backwashing step and the second backwashing step may be performed in the reverse order.
また、本発明の浄水装置の運転方法は、第一の逆洗工程および第二の逆洗工程の直前に、以下に示す原水排出工程と原水充填工程とを行うのが好ましい。
ここで、図4に原水排出工程時の原水等の流れを矢印で示し、図5に原水充填工程時の原水等の流れを矢印で示す。Moreover, it is preferable that the operating method of the water purifier of this invention performs the raw | natural water discharge process and raw | natural water filling process which are shown below immediately before a 1st backwash process and a 2nd backwash process.
Here, FIG. 4 shows the flow of raw water and the like during the raw water discharging step by arrows, and FIG. 5 shows the flow of raw water and the like during the raw water filling step by arrows.
原水排出工程では、弁62を開とする。弁22は開でも閉でもよい。また、弁71は原水供給ライン20を選択するように開かれていてもよいし、バイパスライン70を選択するように開かれていてもよい。そして、第一の開閉弁40Aは下流流路212Aと第一の排出流路51Aのみを選択するように(すなわち、下流流路212Aと第一の排出流路51Aが連通するように)、第二の開閉弁40Bは下流流路212Bと第二の排出流路51Bのみを選択するように(すなわち、下流流路212Bと第二の排出流路51Bが連通するように)、それぞれ切り替える。
In the raw water discharging step, the
原水排出工程では、上述したように第一の開閉弁40Aおよび第二の開閉弁40Bを切り替えて、図4に示すように各膜モジュールへの原水の供給を停止する。
そして、空気給排気ライン60から空気を取り入れ、第一の給排気流路61Aおよび第二の給排気流路61Bを経て、第一の膜モジュール10Aおよび第二の膜モジュール10Bに空気を取り込む。
各膜モジュール内に空気を取り込むことで、膜モジュール内に滞留している原水が原水入口12から排出される。第一の膜モジュール10Aから排出される原水は下流流路212Aおよび第一の排出流路51Aを通り、一方、第二の膜モジュール10Bから排出される原水は下流流路212Bおよび第二の排出流路51Bを通り、分岐点51にて合流し、逆洗水排出ライン50から系外に排出される。In the raw water discharging step, the first on-off
Then, air is taken in from the air supply /
By taking air into each membrane module, the raw water staying in the membrane module is discharged from the
原水排水工程における排出時間は15〜60秒が好ましい。排水時間が上記範囲内であれば、各膜モジュールから原水を十分に排出できる。
排水時間はロータリースイッチ(図示略)等により設定できる。The discharge time in the raw water draining process is preferably 15 to 60 seconds. If the drainage time is within the above range, the raw water can be sufficiently discharged from each membrane module.
The drainage time can be set by a rotary switch (not shown).
上述した原水排出工程が終了した後、続けて原水充填工程を行う。
原水充填工程では、弁22、弁62を開とする。また、弁71は原水供給ライン20を選択するように開かれている。そして、第一の開閉弁40Aは第一の供給流路21Aを選択するように(すなわち、上流流路211Aと下流流路212Aが連通するように)、第二の開閉弁40Bは第二の供給流路21Bを選択するように(すなわち、上流流路211Bと下流流路212Bが連通するように)、それぞれ切り替える。After the raw water discharge process described above is completed, the raw water filling process is subsequently performed.
In the raw water filling step, the
原水充填工程では、上述したように第一の開閉弁40Aと第二の開閉弁40Bとを切り替えて、図5に示すように、原水供給ライン20から第一の供給流路21Aおよび第二の供給流路21Bを経て、第一の膜モジュール10Aおよび第二の膜モジュール10Bに原水を供給(充填)する。このとき、原水供給ライン20内の原水の水圧は、弁22により調節される。水圧は0.1〜0.3MPa程度が好ましい。
In the raw water filling step, as described above, the first on-off
原水は、各膜モジュールの原水入口12から流入し、各モジュール内に原水を充填すると同時に、空気給排気口14から各モジュール内の空気が排出される。第一の膜モジュール10Aから排出される空気は第一の給排気流路61Aを通り、一方、第二の膜モジュール10Bから排出される空気は第二の給排気流路61Bを通り、分岐点61にて合流し、空気給排気ライン60から系外へ排出され、各モジュール内に原水を充填することができる。この際、例えば透過水移送ライン30に弁(図示略)を設置し、前記弁を閉じることで、原水が各膜モジュールの濾過膜11を透過し、透過水出口13から透過水が排出されるのを抑制できる。
The raw water flows from the
原水充填工程における排出時間は5〜20秒が好ましい。充填時間が上記範囲内であれば、各膜モジュールに原水を十分に充填できる。
充填時間はロータリースイッチ(図示略)等により設定できる。The discharge time in the raw water filling step is preferably 5 to 20 seconds. If the filling time is within the above range, each membrane module can be sufficiently filled with raw water.
The filling time can be set by a rotary switch (not shown).
原水充填工程が終了した後に、第一の逆洗工程および第二の逆洗工程を行う。すなわち、濾過工程、原水排出工程、原水充填工程、第一の逆洗工程、原水排出工程、原水充填工程、第二の逆洗工程の順で繰り返すのが好ましい。
なお、上述したように第二の逆洗工程から濾過工程に移行する前に、第一の逆洗工程および第二の逆洗工程を繰り返す場合は、その繰り返し回数に応じて原水排出工程および原水充填工程を各逆洗工程の前に行うのが好ましい。After the raw water filling process is completed, a first backwash process and a second backwash process are performed. That is, it is preferable to repeat in order of the filtration step, the raw water discharging step, the raw water filling step, the first backwashing step, the raw water discharging step, the raw water filling step, and the second backwashing step.
In addition, before shifting to a filtration process from a 2nd backwashing process as mentioned above, when repeating a 1st backwashing process and a 2nd backwashing process, according to the repetition frequency, a raw water discharge process and a raw water The filling step is preferably performed before each backwashing step.
このように第一の逆洗工程および第二の逆洗工程の直前に原水排出工程を行うことで、膜モジュールの底に溜まったゴミ等を取除くことができる。さらに、原水充填工程を行うことで、膜モジュールの濾過膜に均一に圧がかかるようになる。この状態で逆洗を行うと、濾過膜に蓄積した汚れ等をより効果的に洗い流すことができる。 In this way, by performing the raw water discharging step immediately before the first backwashing step and the second backwashing step, it is possible to remove dust and the like accumulated on the bottom of the membrane module. Furthermore, by performing the raw water filling step, pressure is uniformly applied to the filtration membrane of the membrane module. When backwashing is performed in this state, dirt and the like accumulated on the filtration membrane can be washed away more effectively.
本発明の浄水装置の運転方法においては、濾過から逆洗への切り替えを制御する手段は特に制限されず、手動にて切り替えてもよいし、浄水装置に自動制御手段を設け、自動制御にて切り替えてもよい。自動制御により、例えば浄水装置の起動時や深夜定刻時に第一の逆洗工程および第二の逆洗工程を行うことができる。 In the operation method of the water purification apparatus of the present invention, the means for controlling switching from filtration to backwashing is not particularly limited, and may be switched manually, or an automatic control means is provided in the water purification apparatus, and automatic control is performed. You may switch. By the automatic control, for example, the first backwashing process and the second backwashing process can be performed when the water purifier is activated or at midnight.
また、図1に示すように浄水装置にバイパスライン70を設けておき、原水給水ライン20からバイパスライン70に切り替えられるようにすれば、濾過が必要でないときには弁71によりバイパスライン70に切り替えて、膜モジュールを経由せずに原水を透過水移送ラインへ移送し、各給水栓につながる配管へと給水することができる。さらに、停電時等に原水給水ライン20からバイパスライン70に切り替えるように設定しておけば、自動制御にて通常の給水も可能となる。
Also, as shown in FIG. 1, if the water purifier is provided with a
なお、図1に示す浄水装置1においては、原水が濾過膜11の外側から内側に透過して濾過される、いわゆるアウト−イン方式を採用した膜モジュールを用いているが、本発明はこれに限定されず、例えば原水が濾過膜の内側から外側に透過して濾過される、いわゆるイン−アウト方式を採用した膜モジュールを用いてもよい。
In addition, in the
以上説明したように本発明によれば、原水を濾過する際は全ての膜モジュールにて濾過を行うので、濾過の処理能力が高い。従って、十分な量の透過水を供給(給水)できるので、浄水装置をコンパクトにできる。さらに、膜モジュールを逆洗する際は、逆洗しない膜モジュールにより得た透過水の全てを逆洗に用いるので、すなわち、濾過による透過水の供給と、逆洗とは同時に行わないので、一定量の透過水を安定して供給できる。 As described above, according to the present invention, when the raw water is filtered, the filtration is performed in all the membrane modules, so that the filtration capacity is high. Therefore, since a sufficient amount of permeated water can be supplied (water supply), the water purifier can be made compact. Furthermore, when the membrane module is backwashed, all of the permeated water obtained by the membrane module that is not backwashed is used for backwashing, that is, the permeated water supply by filtration and backwashing are not performed at the same time. An amount of permeated water can be stably supplied.
本発明の浄水装置及びその運転方法は、濁度の高い水道水、すなわち、水道水の濁度を表す指標である目詰まり度が20から70の範囲内にある水道水を処理するときに有用である。なかでも、さらに濁度の高い水道水、すなわち、目詰まり度が40から70の範囲内にある水道水の処理を処理するときに特に顕著な効果を示す。ここで、目詰まり度は以下の方法により求める。
目詰まり度 : 100−(10分後の濾過流量/初期濾過流量)×100
(濾過条件)
加圧圧力 : 100KPa
膜面積 : 5.0m2
流量 : 5mL/分
本発明は、中空糸膜の表面で濾過された目詰まり物質中の有機成分の含有量が、60%から90%の範囲内にある水道水を処理するときに特に顕著な効果を示す。なお、前記有機成分の含有量は、700℃、2時間の灰化法で分析した値である。INDUSTRIAL APPLICABILITY The water purifier of the present invention and the operation method thereof are useful when treating tap water having high turbidity, that is, tap water having a clogging degree in the range of 20 to 70, which is an index representing turbidity of tap water. It is. Among them, particularly remarkable effects are shown when processing tap water having higher turbidity, that is, tap water having a clogging degree in the range of 40 to 70. Here, the degree of clogging is obtained by the following method.
Clogging degree: 100- (filtration flow rate after 10 minutes / initial filtration flow rate) × 100
(Filtration conditions)
Pressurized pressure: 100 KPa
Membrane area: 5.0 m 2
Flow rate: 5 mL / min The present invention is particularly remarkable when treating tap water in which the content of organic components in the clogging material filtered on the surface of the hollow fiber membrane is in the range of 60% to 90%. Show the effect. In addition, content of the said organic component is the value analyzed by 700 degreeC and the ashing method for 2 hours.
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
[実施例1]
図1に示す浄水装置を用い、水道水の濾過を行った。
第一の膜モジュール10Aおよび第二の膜モジュール10Bとしては、濾過膜として精密濾過膜の一種である中空糸膜(三菱レイヨン株式会社製、「MPOE050」、濾過面積:5.0m2、濾過精度:0.1μm、膜厚:55μm、外径:380μm)を備える膜モジュールを用いた。
弁22としては、減圧弁(サイズ:20A)を用い、使用圧力の最大値を0.8MPa、二次圧力を0.15MPaに設定した。
第一の開閉弁40Aおよび第二の開閉弁40Bとしては、電動三方弁(サイズ:20A、作動電圧:DC24V)を用いた。
弁62としては、電磁弁(サイズ:8A、作動電圧:DC24V)を用いた。
弁71としては、止水弁(サイズ:20A)を用いた。
また、透過水移送ライン30およびバイパスライン70には、逆止弁(図示略)およびバイパス弁(図示略)をそれぞれ設置した。Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples, but the present invention is not limited thereto.
[Example 1]
The tap water was filtered using the water purifier shown in FIG.
As the
As the
As the first on-off
As the
As the
Further, a check valve (not shown) and a bypass valve (not shown) were installed in the
各弁を自動制御により切り替え、各工程の条件を以下に示すように設定した。
原水(水道水)の供給量を18L/分に設定し、原水供給ライン20内の原水の水圧が0.15MPaになるように、弁22にて調節した。
第一の逆洗工程および第二の逆洗工程の逆洗時間をそれぞれ45秒に、原水排出工程の排出時間を30秒に、原水充填工程の充填時間を10秒に設定した。Each valve was switched by automatic control, and the conditions of each process were set as shown below.
The supply amount of the raw water (tap water) was set to 18 L / min, and the
The backwashing time of the first backwashing process and the second backwashing process was set to 45 seconds, the discharging time of the raw water discharging process was set to 30 seconds, and the filling time of the raw water filling process was set to 10 seconds.
そして、浄水装置の運転を開始し、原水排出工程、原水充填工程、第一の逆洗工程、原水排出工程、原水充填工程、第二の逆洗工程の順で2回繰り返した後、濾過工程に移行させた。そして、自動制御によりタイマーにて設定した洗浄時間となった時点で、濾過から逆洗へ切り替えた(すなわち、各弁の開閉を自動制御により切り替えた)。そして、原水排出工程、原水充填工程、第一の逆洗工程、原水排出工程、原水充填工程、第二の逆洗工程の順で2回繰り返した後、濾過工程に移行させた。この操作を2ヶ月繰り返し行い、水道水を濾過した。
その結果、十分かつ一定量の透過水を安定して供給(給水)できた。尚、原水(水道水)の目詰まり度を測定した結果、40から60の範囲内であった。
さらに、前記運転終了後、中空糸膜表面の目詰まり物質を採取し、700℃、2時間の灰化法にて有機成分の分析を実施した結果、目詰まり物質の60%が有機成分であった。Then, after starting the operation of the water purification device, the raw water discharging step, the raw water filling step, the first back washing step, the raw water discharging step, the raw water filling step, and the second back washing step are repeated twice in this order, and then the filtration step It was moved to. Then, when the cleaning time set by the timer by automatic control was reached, switching from filtration to backwashing was performed (that is, opening and closing of each valve was switched by automatic control). And after repeating twice in order of a raw | natural water discharge process, a raw | natural water filling process, a 1st backwash process, a raw | natural water discharge process, a raw | natural water filling process, and a 2nd backwash process, it was made to transfer to the filtration process. This operation was repeated for 2 months, and tap water was filtered.
As a result, a sufficient and constant amount of permeated water could be stably supplied (water supply). In addition, as a result of measuring the clogging degree of raw | natural water (tap water), it was in the range of 40-60.
Further, after completion of the operation, clogging substances on the surface of the hollow fiber membrane were collected and analyzed for organic components by an ashing method at 700 ° C. for 2 hours. As a result, 60% of the clogging substances were organic components. It was.
前期浄水装置を設置し、前記浄水装置の運転を実施した後、運転初期と終了時の流量保持率を測定した結果、92%であった。但し、流量保持率は次の式で定義される。
流量保持率 : (終了時流量/初期流量)×100After installing the water purifier in the previous period and operating the water purifier, the flow rate retention rate at the beginning and end of the operation was measured and found to be 92%. However, the flow rate retention is defined by the following equation.
Flow rate retention: (End flow rate / Initial flow rate) x 100
[実施例2]
実施例1と同様の浄水装置を設置し、運転工程中の原水排出工程及び原水充填工程を行わなかったこと以外は、実施例1と同様に運転を実施し、水道水を濾過した。その結果、十分かつ一定量の透過水を安定して供給(給水)できた。尚、運転初期と終了時の流量保持率を測定した結果、33%であった。[Example 2]
A water purification apparatus similar to that in Example 1 was installed, and the operation was performed in the same manner as in Example 1 except that the raw water discharging process and the raw water filling process were not performed. The tap water was filtered. As a result, a sufficient and constant amount of permeated water could be stably supplied (water supply). In addition, as a result of measuring the flow rate retention at the beginning and the end of the operation, it was 33%.
本発明によれば、コンパクトで濾過の処理能力が高く、かつ一定量の透過水を安定して供給できる浄水装置及びその運転方法を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a water purifier that is compact and has a high filtering capacity and that can stably supply a certain amount of permeated water and an operation method thereof.
1:浄水装置、10:膜モジュール、20:原水供給ライン、30:透過水移送ライン、40:開閉弁、50:逆洗水排出ライン、60:空気給排気ライン、70:バイパスライン。 1: Water purifier, 10: Membrane module, 20: Raw water supply line, 30: Permeate transfer line, 40: On-off valve, 50: Backwash water discharge line, 60: Air supply / exhaust line, 70: Bypass line.
Claims (3)
原水を濾過する並列に設けられた複数の膜モジュールと、
原水供給ラインから分岐して各膜モジュールの原水入口に接続される複数本の供給流路と、
前記各供給流路に設けられた開閉弁と、
前記開閉弁に接続される逆洗水排出ラインと、
透過水移送ラインと、
前記透過水移送ラインから分岐して各膜モジュールの透過水出口に接続される複数本の移送流路と、
を有する浄水装置。Raw water supply line,
A plurality of membrane modules provided in parallel to filter raw water;
A plurality of supply channels branched from the raw water supply line and connected to the raw water inlet of each membrane module;
An on-off valve provided in each of the supply channels;
A backwash water discharge line connected to the on-off valve;
A permeate transfer line;
A plurality of transfer channels branched from the permeate transfer line and connected to the permeate outlet of each membrane module;
Water purifier with
前記膜モジュールの全てに原水を供給するように開閉弁を切り替え、原水を濾過する濾過工程と、
前記膜モジュールのうち、一部の膜モジュール(A)へ原水を供給し、残りの膜モジュール(B)への原水の供給を停止するように開閉弁を切り替え、膜モジュール(A)を透過した透過水の全てを膜モジュール(B)に送り、前記膜モジュール(B)を逆洗する第一の逆洗工程と、
膜モジュール(A)への原水の供給を停止し、膜モジュール(B)へ原水を供給するように開閉弁を切り替え、膜モジュール(B)を透過した透過水の全てを膜モジュール(A)に送り、前記膜モジュール(A)を逆洗する第二の逆洗工程と、
を繰り返す浄水装置の運転方法。A method of operating a water purification apparatus comprising a plurality of membrane modules provided in parallel for filtering raw water, and a plurality of on-off valves for switching supply and stop of the raw water to the membrane modules,
A filtration step of switching the on-off valve to supply raw water to all of the membrane modules, and filtering the raw water;
Among the membrane modules, raw water was supplied to a part of the membrane modules (A), and the on-off valves were switched so as to stop the supply of raw water to the remaining membrane modules (B), and the membrane modules (A) were permeated. A first backwashing step of sending all permeated water to the membrane module (B) and backwashing the membrane module (B);
The supply of raw water to the membrane module (A) is stopped, the on-off valve is switched to supply raw water to the membrane module (B), and all the permeated water that has passed through the membrane module (B) is transferred to the membrane module (A). A second backwashing step of backwashing the membrane module (A);
How to operate the water purifier.
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