JPWO2012056812A1 - 中空糸膜ろ過装置および中空糸膜モジュールの洗浄方法 - Google Patents
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Abstract
中空糸膜による膜ろ過法において、簡便な方法によって膜のろ過抵抗上昇を抑えつつ中空糸膜逆圧洗浄時の圧力上昇を防止するために、側面に水の供給／排出機能を備えた複数の側面ノズルを有し、上端面に水の供給／排出機能を備えた上端面ノズルを有し、下端面に水の供給／排出機能を備えた下端面ノズルを有する筒状ケース内に複数本の中空糸膜からなる中空糸膜束が挿入され、中空糸膜束の少なくとも片側の端部が、複数の側面ノズルのうちのいずれの側面ノズルよりも高い位置で樹脂により筒状ケースと接着固定された中空糸膜モジュール４を備えた中空糸膜ろ過装置であって、複数の側面ノズルのうちの少なくとも２つが配管により連通されている中空糸膜ろ過装置とする。
Description
本発明は、中空糸膜逆圧洗浄時の圧力上昇を防止する、中空糸膜ろ過装置および中空糸膜モジュールの洗浄方法に関する。
中空糸膜による膜ろ過法は、省エネルギー、省スペース、省力化およびろ過水質向上等の特長を有するため、様々な分野での使用が拡大している。例えば、精密ろ過膜や限外ろ過膜を河川水や地下水や下水処理水から工業用水や水道水を製造する浄水プロセスへの適用や、海水淡水化逆浸透膜処理工程における前処理への適用があげられる。
しかし、原水を膜でろ過すると、原水に含まれる濁質や有機物、無機物等の除去対象物が膜面に蓄積し、膜の目詰まりが起こる。これにより膜のろ過抵抗が上昇し、やがてろ過を継続することができなくなる。そこで膜のろ過抵抗上昇を抑えるため、膜の洗浄を行う必要がある。膜の洗浄には膜ろ過水を膜の２次側（ろ過水側）から１次側（原水側）へ逆流させる逆圧洗浄がある。しかしながら、この逆圧洗浄には、膜のろ過抵抗上昇を抑えるためには通常、膜ろ過流束以上の流束で逆圧洗浄を行う必要があり、逆圧洗浄に必要な圧力が非常に高いという問題があった。
この課題を解決するためには、例えば、特許文献１に記載されているように、洗浄水を、分離膜モジュールの透過側から原水側に供給し、原水側の２つの出入口から排出される工程からなり、原水側の２つの出入口から排出される洗浄水の量に差をつける手段が提案されている。その特徴は、２つの出口間の排出水量に差をつけることにより、膜と平行方向の流れが生じ、分離膜に付着した付着物を剥離しやすくなることにある。
しかし、２つの出口間の排出水量に差をつけるためには、２つの出口それぞれに流量制御機構を設ける必要があって煩雑なものであり、また逆圧洗浄に必要な圧力も依然非常に高いままであるという問題があった。
本発明は、中空糸膜による膜ろ過法において、簡便な方法によって膜のろ過抵抗上昇を抑えつつ中空糸膜逆圧洗浄時の圧力上昇を防止する、中空糸膜ろ過装置および中空糸膜モジュールの洗浄方法を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明の中空糸膜ろ過装置および中空糸膜モジュールの洗浄方法は、次の特徴を有するものである。
（１）側面に水の供給／排出機能を備えた複数の側面ノズルを有し、上端面に水の供給／排出機能を備えた上端面ノズルを有し、下端面に水の供給／排出機能を備えた下端面ノズルを有する筒状ケース内に複数本の中空糸膜からなる中空糸膜束が挿入され、中空糸膜束の少なくとも片側の端部が、複数の側面ノズルのうちのいずれの側面ノズルよりも高い位置で樹脂により筒状ケースと接着固定された中空糸膜モジュールを備えた中空糸膜ろ過装置であって、複数の側面ノズルのうちの少なくとも２つが配管により連通されていることを特徴とする、中空糸膜ろ過装置。
（２）配管により連通された少なくとも２つの側面ノズルの高さが異なるように配置され、水の供給／排出に至る連通された配管の合流部の位置が、配管により連通された少なくとも２つの側面ノズルのうちの最も高い側面ノズルと同じ位置、または、それ以上高い位置であることを特徴とする、（１）に記載の中空糸膜ろ過装置。
（３）配管により連通された全ての側面ノズルの内径が、膜ろ過水側の端面ノズルの内径よりも小さいことを特徴とする、（１）または（２）に記載の中空糸膜ろ過装置。
（４）複数本の中空糸膜からなる中空糸膜束を、側面に水の供給／排出機能を備えた複数の側面ノズルを有し、上端面に水の供給／排出機能を備えた上端面ノズルを有し、下端面に水の供給／排出機能を備えた下端面ノズルを有する筒状ケース内に複数本の中空糸膜からなる中空糸膜束が挿入され、中空糸膜束の少なくとも片側の端部が、複数の側面ノズルのうちのいずれの側面ノズルよりも高い位置で樹脂により筒状ケースと接着固定された中空糸膜モジュールを備えた中空糸膜ろ過装置における中空糸膜モジュールの洗浄方法であって、上端面ノズルから中空糸膜モジュール内に清澄水を供給し、中空糸膜の洗浄排水を複数の側面ノズルから同時に排出し、複数の側面ノズルのうちの少なくとも２つを連通する配管によって排出後の洗浄排水を合流させることを特徴とする、中空糸膜モジュールの洗浄方法。
（５）配管により連通された少なくとも２つの側面ノズルの高さが異なるように配置され、洗浄排水の排出に至る連通された配管の合流部の位置が、配管により連通された少なくとも２つの側面ノズルのうちの最も高い側面ノズルと同じ位置、または、それ以上高い位置であることを特徴とする、（４）に記載の中空糸膜モジュールの洗浄方法。
（６）配管により連通された全ての側面ノズルの内径が、膜ろ過水側の端面ノズルの内径よりも小さいことを特徴とする、（４）または（５）に記載の中空糸膜モジュールの洗浄方法。
本発明の中空糸膜ろ過装置によれば、複数の側面ノズルを連通する配管を設けているので、簡便な方法によって膜のろ過抵抗上昇を抑えつつ、中空糸膜逆圧洗浄時の圧力上昇を防止することができる。また、本発明の中空糸膜モジュールの洗浄方法によれば、中空糸膜の洗浄排水を筒状ケースの複数の側面ノズルから同時に排出し、複数の側面ノズルを連通する配管によって排出後の洗浄排水を合流させているので、簡便な方法によって膜のろ過抵抗上昇を抑えつつ、中空糸膜逆圧洗浄時の圧力上昇を防止することができる。
以下、図面に示す実施態様に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施態様に限定されるものではない。
本発明の中空糸膜ろ過装置は、例えば、図１に示すように、原水を貯留する原水貯留槽１と、原水を供給する原水供給ポンプ２と、原水供給時に開となる原水供給弁３と、原水をろ過する中空糸膜モジュール４と、逆圧洗浄や空気洗浄する場合などに開となるエア抜き弁５と、膜ろ過時に開となるろ過水弁６と、膜ろ過水を貯留する膜ろ過水貯留槽７と、膜ろ過水を中空糸膜モジュール４に供給して逆圧洗浄する逆洗ポンプ８と、膜ろ過水で逆圧洗浄する時に開となる逆洗弁９と、中空糸膜モジュール４の１次側の水を排出する場合に開となる排水弁１０と、圧縮空気を中空糸膜モジュール４の下部に供給し空気洗浄する場合に開となる空洗弁１１と、圧縮空気の供給源であるコンプレッサー１２と、中空糸膜モジュール４の２つの側面ノズルを連通する連通管１３と、中空糸膜モジュール４の２つの側面ノズルが合流する合流部１４とが設けられている。
中空糸膜モジュール４は、側面に水の供給／排出機能を備えた複数の側面ノズルを有し、上端面に水の供給／排出機能を備えた上端面ノズルを有し、下端面に水の供給／排出機能を備えた下端面ノズルを有する筒状ケース内に複数本の中空糸膜からなる中空糸膜束が挿入され、中空糸膜束の少なくとも片側の端部が、複数の側面ノズルのうちのいずれの側面ノズルよりも高い位置で樹脂により筒状ケースと接着固定されてなる。中空糸膜モジュールには、原水を中空糸膜の外側から供給し、膜ろ過水を中空糸膜の内側から排出し筒状ケースの端面ノズルから排出する外圧式と、原水を筒状ケースの端面ノズルから供給し中空糸膜の内側から供給し、膜ろ過水を中空糸膜の外側から排出する内圧式とがあるが、本発明で対象となる中空糸膜モジュールは、外圧式である。
図１には、側面ノズルが２つ、上端面ノズルが１つ、下端面ノズルが１つの場合を示しているが、側面ノズルが３つ以上、上端面ノズルが２つ以上、下端面ノズルが２つ以上あっても構わない。また図１には、中空糸膜束をＵ字状に曲げた上で、両端部を１箇所で樹脂により筒状ケースと接着固定した場合を示しているが、中空糸膜束をストレート状にして、両端部それぞれを樹脂により筒状ケースと接着固定していても構わない。中空糸膜束がＵ字状の場合は、樹脂で接着固定した中空糸膜束端部で中空糸膜内側と、接着部に近い方の端面ノズル（図１の場合は上端面ノズル）とが連通し、その端面ノズルが膜ろ過水側となり、側面ノズルを含む残りのノズルが原水側となる。中空糸膜束がストレート状の場合は、樹脂により筒状ケースと接着固定している箇所のうち一方の中空糸膜束端部で中空糸膜内側と、その接着部に近い方の端面ノズルとが連通し、その端面ノズルが膜ろ過水側となり、側面ノズルを含む残りのノズルが原水側となる。またその接着部は、複数の側面ノズルのうちのいずれの側面ノズルよりも高い位置となる。もう一方の接着部では、中空糸膜端部は樹脂内に埋没されて開放されていないが、原水や空気洗浄のための空気が通過できるよう穴が設けられているため、側面ノズルは膜ろ過水側の端面ノズル以外の端面ノズルと同様に原水側となる。
中空糸膜束を構成する中空糸膜の素材は特に限定されず、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−ビニルアルコール共重合体、セルロース、酢酸セルロース、ポリフッ化ビニリデン、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレンなどや、これらの複合素材を例示することができる。なかでも、ポリフッ化ビニリデンは耐薬品性に優れているため、中空糸膜を定期的に薬品洗浄することで中空糸膜のろ過機能が回復し、中空糸膜モジュールの長寿命化につながるので、中空糸膜の素材として好ましい。
また、中空糸膜の外径は０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。これは、中空糸膜の外径が小さすぎると、中空糸膜モジュールを製作する際の中空糸膜の取り扱い時や、中空糸膜モジュールを使用する際のろ過、洗浄時などに中空糸膜が折れて損傷するなどの問題があり、逆に外径が大きすぎると同じサイズの筒状ケース内に挿入できる中空糸膜の本数が減ってろ過面積が減少するなどの問題があるからである。さらに、中空糸膜の膜厚は０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。これは、膜厚が小さすぎると、中空糸膜モジュールの場合、圧力で膜が折れるなどの問題があり、逆に膜厚が大きいと圧損や原料代の増加につながるなどの問題がある。
筒状ケースの材質としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等のポリオレフィンや、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー（ＰＦＡ）、フッ化エチレンポリプロピレンコポリマー（ＦＥＰ）、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、三フッ化塩化エチレン−エチレンコポリマー（ＥＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等のフッ素系樹脂、そしてポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等の塩素樹脂、さらにポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアリルスルホン樹脂、ポリフェニルエーテル樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂（ＡＢＳ）、アクリロニトリル-スチレン共重合体樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂などが単独または混合して用いられる。また、樹脂以外ではアルミニウム、ステンレス鋼などが好ましく、さらに、樹脂と金属の複合体や、ガラス繊維強化樹脂、炭素繊維強化樹脂などの複合材料を使用してもかまわない。
連通管１３は、中空糸膜モジュール４に設けられた複数の側面ノズルを連通しているが、連通する側面ノズルの数は、図１に示す２つに限らず３つ以上でも構わない。連通管１３が複数の側面ノズルを連通することによって、中空糸膜モジュールの逆圧洗浄の際に、複数の側面ノズルを逆洗排水の吐出口として使用することができるために、必要な圧力を低く抑えることができるようになるとともに、複数の側面ノズルから吐出される逆洗排水の背圧が合流部１４で等しくなるため、中空糸膜モジュール原水側内部の濁質や有機物などの均一な排出が可能となる。
連通管１３の材質としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等のポリオレフィンや、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー（ＰＦＡ）、フッ化エチレンポリプロピレンコポリマー（ＦＥＰ）、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、三フッ化塩化エチレン−エチレンコポリマー（ＥＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等のフッ素系樹脂、そしてポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等の塩素樹脂、さらにポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアリルスルホン樹脂、ポリフェニルエーテル樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂（ＡＢＳ）、アクリロニトリル-スチレン共重合体樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂などが単独または混合して用いられる。また、樹脂以外ではアルミニウム、ステンレス鋼などが好ましく、さらに、樹脂と金属の複合体や、ガラス繊維強化樹脂、炭素繊維強化樹脂などの複合材料を使用してもかまわない。
複数の側面ノズルが合流する合流部１４はどの位置にあっても構わないが、配管により連通された少なくとも２つの側面ノズルのうちの最も高い側面ノズルと同じ位置、または、それ以上高い位置であることが、中空糸膜モジュールの逆圧洗浄の際に、側面ノズル間の排出水量に差がつき、中空糸膜と平行の流れが生じ、中空糸膜に付着した付着物が剥離しやすくなり、より好ましい。
本発明の中空糸膜ろ過装置の中空糸膜モジュール４は、膜ろ過水側の端面ノズル（図１の場合は上端面ノズル）が他端面ノズル（図１の場合は下端面ノズル）より高くなるように設置することが好ましいが、筒状ケースの軸方向をできるだけ垂直に近づける方が、中空糸膜モジュールの逆圧洗浄の際に、側面ノズル間の排出水量により差がつき、中空糸膜と平行の流れがより生じ、中空糸膜に付着した付着物がより剥離しやすくなり、より好ましい。
本発明の中空糸膜ろ過装置の中空糸膜モジュール４の、連通された全ての側面ノズルは、その内径が膜ろ過水側の端面ノズル（図１の場合は上端面ノズル）の内径より小さいことが、連通管の設置面積を小さくすることができ、好ましい。
次に、上記構成からなる中空糸膜ろ過装置で原水の処理を行う場合を、図１を用いて以下に説明する。
原水貯留槽１に蓄えられた原水は、原水供給弁３が開となってから、原水供給ポンプ２によって中空糸膜モジュール４の原水側に供給される。中空糸膜モジュール４の原水側に溜まっていた空気は、開であるエア抜き弁５から抜け、抜け終わってからエア抜き弁５は閉となる。膜ろ過水は、開であるろ過水弁６を通して中空糸膜モジュール４から吐出されて膜ろ過工程となり、膜ろ過水貯留槽７に蓄えられる。所定時間膜ろ過後、原水供給ポンプ２が停止し、原水供給弁３およびろ過水弁６が閉となり、次に示す洗浄工程に移行する。
洗浄工程では、膜ろ過水貯留槽７に蓄えられた膜ろ過水が、逆洗弁９が開となってから、逆洗ポンプ８によって中空糸膜モジュール４の膜ろ過水側に供給される。中空糸膜を膜ろ過とは反対方向に通り抜けた逆洗水は、開となったエア抜き弁５を通して洗浄排水として中空糸膜モジュール４から吐出されて逆圧洗浄工程となる。所定時間逆洗後、逆洗ポンプ８が停止し、逆洗弁９が閉となる。この逆洗と同時に、あるいは引き続いて、空洗弁１１を開にすることによりコンプレッサー１２から中空糸膜モジュール４に供給される空気によって、中空糸膜を揺動するように洗浄する空気洗浄工程を行うことも可能である。空洗弁１１を閉とし、排水弁１０を開とすることで、中空糸膜モジュール４の原水側に保持されていた洗浄排水は、中空糸膜モジュール４から排出される。以上で洗浄工程が終了し、最初の膜ろ過工程に戻って原水の処理が繰り返される。
この洗浄工程において、中空糸膜を膜ろ過とは反対方向に通り抜けた洗浄排水は、中空糸膜モジュール４の筒状ケースの複数の側面ノズルから同時に排出し、排出後の洗浄排水を、複数の側面ノズルを連通した連通管１３によって、合流部１４にて合流させることにより、中空糸膜モジュール４の逆圧洗浄の際に、必要な圧力を低く抑えることができるようになるとともに、中空糸膜モジュール４原水側内部の濁質や有機物などの均一な排出が可能となる。
また排出後の洗浄排水が合流する位置はどの位置にあっても構わないが、洗浄排水の排出に至る連通された配管の合流部の位置が、配管により連通された少なくとも２つの側面ノズルのうちの最も高い側面ノズルと同じ位置、または、それ以上高い位置であることが、中空糸膜モジュール４の逆圧洗浄の際に、側面ノズル間の排出水量に差がつき、中空糸膜と平行の流れが生じ、中空糸膜に付着した付着物が剥離しやすくなり、より好ましい。
＜実施例１＞
外圧式PＶＤＦ中空糸膜モジュールＨＦＵ−２０２０（東レ（株）製、全長２１６０ｍｍ、上端面ノズルの内径６５ｍｍ、下端面ノズルの内径６５ｍｍ、側面ノズル（２つ）の内径５０ｍｍ）を１本、中空糸膜モジュールとして使用して、図１に示したフローにて以下の条件で実験を行った。なお、中空糸膜モジュールは、膜ろ過水側の上端面ノズルが最も高くなるように、その筒状ケースの軸方向を垂直にし、側面ノズルの合流部１４の位置は、上部の側面ノズルの高さ位置とした。
外圧式PＶＤＦ中空糸膜モジュールＨＦＵ−２０２０（東レ（株）製、全長２１６０ｍｍ、上端面ノズルの内径６５ｍｍ、下端面ノズルの内径６５ｍｍ、側面ノズル（２つ）の内径５０ｍｍ）を１本、中空糸膜モジュールとして使用して、図１に示したフローにて以下の条件で実験を行った。なお、中空糸膜モジュールは、膜ろ過水側の上端面ノズルが最も高くなるように、その筒状ケースの軸方向を垂直にし、側面ノズルの合流部１４の位置は、上部の側面ノズルの高さ位置とした。
中空糸膜モジュールは、琵琶湖水（水温：１５〜２５℃、濁度：３〜７ＮＴＵ（Nephelometric Turbidity Unit）、ＴＯＣ（Total Organic Carbon）：２〜３ｍｇ／Ｌ）を原水とし、ろ過流束２．０ｍ３／（ｍ２・ｄ）、全量ろ過方式かつ定流量ろ過方式、膜ろ過工程時間３０分の後、ろ過流束の１．５倍の流束による逆圧洗浄工程時間３０秒、空気洗浄工程時間３０秒、中空糸膜モジュール内の原水側の水を全量排出、ろ過膜モジュール内の原水側を原水で満水とする順序で洗浄を行い、再び膜ろ過工程に戻る操作を繰り返す運転を行った。さらに、１日に１回の頻度で該中空糸膜モジュールにてろ過した清澄水を用いた酸化剤含有逆洗工程１２０秒、酸化剤保持工程２０分、リンスとして酸化剤を含有しない清澄水での逆洗工程１２０秒、ろ過膜モジュール内の原水側の水を全量排出、ろ過膜モジュール内の原水側を原水で満水とする順序で酸化剤含有水による逆洗を行い、膜ろ過工程に戻る操作をする運転を行った。逆洗工程においては、酸化剤として次亜塩素酸ナトリウム水溶液（１２％）を塩素濃度３００ｍｇ／Ｌとなるように注入した。
運転初期、膜ろ過工程の膜差圧は２５℃温度補正差圧で２０ｋＰａであり、逆圧洗浄工程の膜差圧は２５℃温度補正差圧で３０ｋＰａであった。この圧力が低いほど、逆洗ポンプ８の電力消費量が少なく好ましい。また、３カ月間運転を行った後の膜ろ過工程の膜差圧は２５℃温度補正差圧で４０ｋＰａであった。この圧力が低いほど、膜のろ過抵抗上昇が抑えられ、原水供給ポンプ２の電力消費量が少なく好ましい。
＜実施例２＞
実施例１において、側面ノズルの合流位置を上部のノズルより２０ｃｍ高い位置とした以外は実施例１と同じ条件にて運転を行った。
実施例１において、側面ノズルの合流位置を上部のノズルより２０ｃｍ高い位置とした以外は実施例１と同じ条件にて運転を行った。
運転初期、膜ろ過工程の膜差圧は２５℃温度補正差圧で２０ｋＰａであり、逆圧洗浄工程の膜差圧は２５℃温度補正差圧で３０ｋＰａであった。また、３カ月間運転を行った後の膜ろ過工程の膜差圧は２５℃温度補正差圧で４０ｋＰａであった。
＜実施例３＞
実施例１において、側面ノズルの合流位置を上部のノズルより２０ｃｍ低い位置とした以外は実施例１と同じ条件にて運転を行った。
実施例１において、側面ノズルの合流位置を上部のノズルより２０ｃｍ低い位置とした以外は実施例１と同じ条件にて運転を行った。
運転初期、膜ろ過工程の膜差圧は２５℃温度補正差圧で２０ｋＰａであり、逆圧洗浄工程の膜差圧は２５℃温度補正差圧で３０ｋＰａであった。また、３カ月間運転を行った後の膜ろ過工程の膜差圧は２５℃温度補正差圧で４５ｋＰａであった。
＜実施例４＞
実施例１において、上端面ノズルの内径を側面ノズルの内径と同じ５０ｍｍに絞ること以外は実施例１と同じ条件にて運転を行った。
実施例１において、上端面ノズルの内径を側面ノズルの内径と同じ５０ｍｍに絞ること以外は実施例１と同じ条件にて運転を行った。
運転初期、膜ろ過工程の膜差圧は２５℃温度補正差圧で２５ｋＰａであり、逆圧洗浄工程の膜差圧は２５℃温度補正差圧で３７ｋＰａであった。また、３カ月間運転を行った後の膜ろ過工程の膜差圧は２５℃温度補正差圧で４５ｋＰａであった。
＜比較例１＞
実施例１において、図２に示したフローのように、２つの側面ノズルのうち下方の側面ノズルは使用せず、上方の側面ノズルのみを使用し、側面ノズルの連通管も使用せず、合流部も設けずに実験を行った以外は実施例１と同じ条件にて運転を行った。
実施例１において、図２に示したフローのように、２つの側面ノズルのうち下方の側面ノズルは使用せず、上方の側面ノズルのみを使用し、側面ノズルの連通管も使用せず、合流部も設けずに実験を行った以外は実施例１と同じ条件にて運転を行った。
運転初期、膜ろ過工程の膜差圧は２５℃温度補正差圧で２０ｋＰａであり、逆圧洗浄工程の膜差圧は２５℃温度補正差圧で４０ｋＰａであった。また、３カ月間運転を行った後の膜ろ過工程の膜差圧は２５℃温度補正差圧で６０ｋＰａであった。
＜比較例２＞
実施例１において、図３に示したフローのように、側面ノズルの連通管を使用せず、合流部も設けずに実験を行った以外は実施例１と同じ条件にて運転を行った。
実施例１において、図３に示したフローのように、側面ノズルの連通管を使用せず、合流部も設けずに実験を行った以外は実施例１と同じ条件にて運転を行った。
運転初期、膜ろ過工程の膜差圧は２５℃温度補正差圧で２０ｋＰａであり、逆圧洗浄工程の膜差圧は２５℃温度補正差圧で３８ｋＰａであったが、２つの側面ノズルのうち上方の側面ノズルからは洗浄排水は吐出されなかった。また、１０日間運転を行った後に膜ろ過工程の膜差圧は２５℃温度補正差圧で１５０ｋＰａに達し、これ以上運転を継続できなかった。
本発明の目的は、河川水や地下水や下水処理水から工業用水や水道水を製造する浄水プロセスや、海水淡水化逆浸透膜処理工程における前処理に適用される中空糸膜ろ過装置および中空糸膜モジュールの洗浄方法に関するものであり、簡便な方法によって膜のろ過抵抗上昇を抑えつつ中空糸膜逆圧洗浄時の圧力上昇を防止することによって、設備コスト、特に逆圧洗浄用流量制御機構への要求仕様を低減しながら、安定した生産水量と生産水質を維持可能な、低コストの浄水方法や、海水淡水化逆浸透膜処理工程における前処理方法を提供することができる。
１：原水貯留槽
２：原水供給ポンプ
３：原水供給弁
４：中空糸膜モジュール
５、５’：エア抜き弁
６：ろ過水弁
７：膜ろ過水貯留槽
８：逆洗ポンプ
９：逆洗弁
１０：排水弁
１１：空洗弁
１２：コンプレッサー
１３：連通管
１４：合流部
２：原水供給ポンプ
３：原水供給弁
４：中空糸膜モジュール
５、５’：エア抜き弁
６：ろ過水弁
７：膜ろ過水貯留槽
８：逆洗ポンプ
９：逆洗弁
１０：排水弁
１１：空洗弁
１２：コンプレッサー
１３：連通管
１４：合流部
Claims (6)
- 側面に水の供給／排出機能を備えた複数の側面ノズルを有し、上端面に水の供給／排出機能を備えた上端面ノズルを有し、下端面に水の供給／排出機能を備えた下端面ノズルを有する筒状ケース内に複数本の中空糸膜からなる中空糸膜束が挿入され、中空糸膜束の少なくとも片側の端部が、複数の側面ノズルのうちのいずれの側面ノズルよりも高い位置で樹脂により筒状ケースと接着固定された中空糸膜モジュールを備えた中空糸膜ろ過装置であって、複数の側面ノズルのうちの少なくとも２つが配管により連通されていることを特徴とする、中空糸膜ろ過装置。
- 配管により連通された少なくとも２つの側面ノズルの高さが異なるように配置され、水の供給／排出に至る連通された配管の合流部の位置が、配管により連通された少なくとも２つの側面ノズルのうちの最も高い側面ノズルと同じ位置、または、それ以上高い位置であることを特徴とする、請求項１に記載の中空糸膜ろ過装置。
- 配管により連通された全ての側面ノズルの内径が、膜ろ過水側の端面ノズルの内径よりも小さいことを特徴とする、請求項１または２に記載の中空糸膜ろ過装置。
- 複数本の中空糸膜からなる中空糸膜束を、側面に水の供給／排出機能を備えた複数の側面ノズルを有し、上端面に水の供給／排出機能を備えた上端面ノズルを有し、下端面に水の供給／排出機能を備えた下端面ノズルを有する筒状ケース内に複数本の中空糸膜からなる中空糸膜束が挿入され、中空糸膜束の少なくとも片側の端部が、複数の側面ノズルのうちのいずれの側面ノズルよりも高い位置で樹脂により筒状ケースと接着固定された中空糸膜モジュールを備えた中空糸膜ろ過装置における中空糸膜モジュールの洗浄方法であって、上端面ノズルから中空糸膜モジュール内に清澄水を供給し、中空糸膜の洗浄排水を複数の側面ノズルから同時に排出し、複数の側面ノズルのうちの少なくとも２つを連通する配管によって排出後の洗浄排水を合流させることを特徴とする、中空糸膜モジュールの洗浄方法。
- 配管により連通された少なくとも２つの側面ノズルの高さが異なるように配置され、洗浄排水の排出に至る連通された配管の合流部の位置が、配管により連通された少なくとも２つの側面ノズルのうちの最も高い側面ノズルと同じ位置、または、それ以上高い位置であることを特徴とする、請求項４に記載の中空糸膜モジュールの洗浄方法。
- 配管により連通された全ての側面ノズルの内径が、膜ろ過水側の端面ノズルの内径よりも小さいことを特徴とする、請求項４または５に記載の中空糸膜モジュールの洗浄方法。
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