KR20210141912A - Hollow fiber membrane module and its cleaning method - Google Patents
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Abstract
중공사막 모듈은, 처리수 출구 (5) 및 상부 배출구 (8) 를 갖는 용기 (1) 와, 원수를 고액 분리하기 위한 중공사막 (2) 으로서, 용기 (1) 내에 상하 방향으로 배치된 복수의 중공사막 (2) 과, 중공사막 (2) 의 상단부를 고정시키고 있고, 용기 (1) 내의 상부에 배치된 상단 고정부 (3) 와, 상단 고정부 (3) 의 상측에 형성되고, 각 중공사막 (2) 의 내부가 연통된 투과수실 (7) 과, 용기 (1) 내에 원수를 공급하는 배관 (L1) 과, 버블링 세정을 실시하기 위한 중심관 (4) 을 갖는다. 중심관 (4) 은, 상단 고정부 (3) 의 하측에 상하 방향으로 연장되고, 측 둘레면에 기체를 분출하는 복수의 분출공 (4a) 이 형성되어 있다.The hollow fiber membrane module is a container (1) having a treated water outlet (5) and an upper discharge port (8), and a hollow fiber membrane (2) for solid-liquid separation of raw water, a plurality of vertically arranged in the container (1). The hollow fiber membrane 2 and the upper end of the hollow fiber membrane 2 are fixed, the upper end fixing part 3 arranged on the upper part in the container 1, and the upper end fixing part 3 are formed above each hollow It has a permeated water chamber 7 in which the inside of the desert 2 communicated, a pipe L1 for supplying raw water into the container 1, and a central pipe 4 for performing bubbling washing. The central tube 4 extends in the vertical direction below the upper end fixing part 3, and a plurality of blowing holes 4a for blowing gas are formed on the side circumferential surface.
Description
본 발명은 중공사막 모듈 및 그 세정 방법에 관한 것으로, 특히, 막에 부착된 탁질을 충분히 세정 제거할 수 있는 중공사막 모듈 및 그 세정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hollow fiber membrane module and a cleaning method thereof, and more particularly, to a hollow fiber membrane module capable of sufficiently cleaning and removing suspended matter adhering to the membrane and a cleaning method thereof.
중공사막 모듈은, 탁질 성분이나 유기물을 제거하는 수단으로서, 순수 제조나 배수 회수 분야 등에서 널리 사용되고 있다. 중공사막 모듈의 막에는, 정밀 여과막 (MF 막) 이나 한계 여과막 (UF 막) 등이 분리 대상에 따라 구분하여 사용되고 있고, 전자는 0.1 ㎛ 전후, 후자는 0.005 ∼ 0.5 ㎛ 의 세공이 일반적이다.The hollow fiber membrane module is widely used in the field of pure water production, wastewater recovery, etc. as a means for removing suspended matter components and organic matter. For the membrane of the hollow fiber membrane module, a microfiltration membrane (MF membrane), a limiting filtration membrane (UF membrane), etc. are used according to the separation target, and the former has a pore size of around 0.1 μm, and the latter generally has pores of 0.005 to 0.5 μm.
중공사막 모듈에 공급하는 현탁수 중에 탁질이나 유기물이 대량으로 포함되어 있는 경우, 막의 막힘이 발생하여, 역세 (逆洗) 빈도, 약품 세정 빈도가 높아질 뿐만 아니라, 막 교환 빈도도 높아진다. 막의 막힘을 방지하기 위해서, 막의 단위 면적당 통수량을 저하시키는 방법이 일반적이지만, 이 방법에서는 막 설치 개수가 많아진다는 과제가 있었다.When suspended water supplied to the hollow fiber membrane module contains a large amount of suspended matter or organic matter, clogging of the membrane occurs, increasing the frequency of backwashing and chemical cleaning, as well as increasing the frequency of membrane replacement. In order to prevent clogging of the membrane, a method of reducing the amount of water passing per unit area of the membrane is generally used, but this method has a problem that the number of membranes is increased.
특허문헌 1 에는, 막의 탁질 제거성을 향상시키기 위해, 공기와 물을 사용한 역세 방법이 제안되어 있다. 그러나, 이 방법은, 탁질의 종류, 양에 따라서는, 탁질 제거성이 그다지 향상되지 않는 경우가 있고, 보다 고성능인 역세 방법이 요구되고 있다.In
일반적인 공기 세정에서는, 막 모듈 하부에서 상부로 공기를 흐르게 하지만, 공기의 세기에 상하에서 차이가 생기기 때문에, 막 모듈 전체에 공기가 두루 미치지 않아, 세정 부족의 지점이 발생한다. 또, 공기 세정시에 하부 배수하면, 공기가 막 모듈 내부에 침투하지 않고 배출되어 버리기 때문에, 모듈 상부, 예를 들어 순환부로부터만 배수할 수 있다. 그 때문에, 공기 세정으로 벗겨진 막 모듈 전체의 탁질이 막의 상부에 부착되어 버리는 경우가 있었다.In general air cleaning, air flows from the lower part of the membrane module to the upper part, but since there is a difference in air strength from top to bottom, the air does not spread throughout the membrane module, resulting in a point of insufficient cleaning. In addition, if the lower part is drained during air cleaning, the air is discharged without penetrating into the membrane module, so that it can be drained only from the upper part of the module, for example, from the circulation unit. Therefore, suspended matter of the whole membrane module removed by air washing may adhere to the upper part of the membrane.
특허문헌 2 에는, 처리수 출구 및 농축구 출구를 갖는 용기와, 그 용기 내에 원수를 공급하는 중심관과, 원수를 투과수와 농축수로 분리하기 위한 중공사막으로서, 그 용기 내에 상하 방향으로 배치된 복수의 중공사막과, 그 중공사막의 상단부를 고정시키고 있고, 그 용기 내의 상부에 배치된 상단 고정부와, 그 상단 고정부의 상측에 형성되고, 각 중공사막의 내부가 연통된 투과수실을 구비하고, 상기 중심관은, 상기 상단 고정부의 하측에 상하 방향으로 연장되고, 측 둘레면에 원수를 분출하는 복수의 분출공이 형성되어 있고, 상기 용기의 하부에는, 상기 복수의 분출공으로부터 기체를 불어넣는 버블링 세정을 실시할 때의 세정 배수를 배출하는 배수구가 형성되어 있는 중공사막 모듈의 세정 방법으로서, 상기 복수의 분출공으로부터 기체를 불어넣는 버블링 세정을 실시하고, 세정 배수를 상기 배수구로부터 배출하는 중공사막 모듈의 세정 방법이 기재되어 있다.
특허문헌 2 에서는, 원수 및 기체를 도입하는 수단을 구비한 중심관을 모듈의 중심에 설치하고, 중심관으로부터 공기를 모듈 내에 불어넣음으로써, 모듈 상하에 생기는 세정 공기의 강도차를 완화시키고 있다. 특허문헌 2 에서는, 원수를 중심관으로부터 송수하고 있기 때문에, 중심관에 가까운 중앙측의 막에 대해, 하우징에 가까운 외주측의 막보다, 높은 원수압이 작용하여, 중앙측의 막의 여과량이 외주측의 막보다 많아진다. 이 때문에, 모듈 내의 막의 오염에 불균일이 생긴다. 환언하면, 모듈 중앙측의 중공사막에 높은 부하가 가해져, 막 오염이나, 막 오염의 진행에 의한 유효막 면적의 저하가 생기기 쉽다. In
본 발명은 상기 종래의 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 중공사막에 부착된 탁질을 골고루 충분히 제거할 수 있는 중공사막 모듈 및 그 세정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in view of the above conventional circumstances, and an object of the present invention is to provide a hollow fiber membrane module capable of sufficiently removing suspended matter adhered to the hollow fiber membrane evenly and sufficiently, and a cleaning method thereof.
본 발명의 중공사막 모듈은, 상부에 처리수 출구를 갖는 용기와, 그 용기의 하부에 원수를 공급하는 원수 공급 수단과, 원수를 고액 분리하기 위한 중공사막으로서, 그 용기 내에 상하 방향으로 배치된 복수의 중공사막과, 그 중공사막의 상단부를 고정시키고 있고, 그 용기 내의 상부에 배치된 상단 고정부와, 그 상단 고정부의 상측에 형성되고, 각 중공사막의 내부가 연통된 투과수실과, 상기 상단 고정부의 하측에 상하 방향으로 연장되고, 측 둘레면에 기체를 분출하는 복수의 분출공이 형성되어 있는 중심관과, 상기 용기로부터 기체 및 세정 배수를 배출하는 배출 수단을 갖는다. The hollow fiber membrane module of the present invention is a hollow fiber membrane for solid-liquid separation of a container having a treated water outlet at an upper portion, a raw water supply means for supplying raw water to a lower portion of the container, and is disposed in the vertical direction in the container. A plurality of hollow fiber membranes, an upper end fixing part fixed at the upper end of the hollow fiber membrane, and disposed at the upper part in the container, and a permeate water chamber formed above the upper end fixing part and communicating with the inside of each hollow fiber membrane; It has a central tube extending in the vertical direction below the upper fixing part and having a plurality of blowing holes for blowing gas on the side circumferential surface, and discharging means for discharging gas and washing waste water from the container.
본 발명의 일 양태에서는, 상기 중심관의 하단은 상기 용기의 바닥면의 개구에 면하고 있다.In one aspect of the present invention, the lower end of the central tube faces the opening of the bottom surface of the container.
본 발명의 일 양태에서는, 상기 용기의 하부에 기체를 공급하는 수단이 형성되어 있다.In one aspect of the present invention, a means for supplying a gas to the lower portion of the vessel is formed.
본 발명의 중공사막 모듈의 세정 방법에서는, 상기 중심관의 복수의 분출공으로부터 기체를 불어넣는 제 1 버블링 세정을 실시하고, 배기체 및 세정 배수를 상기 배출 수단으로부터 배출한다.In the cleaning method of the hollow fiber membrane module of the present invention, a first bubbling cleaning in which gas is blown in from a plurality of jet holes of the central tube is performed, and exhaust gas and cleaning wastewater are discharged from the discharge means.
본 발명의 일 양태에서는, 상기 중심관의 복수의 분출공으로부터 기체를 불어넣는 제 1 버블링 세정 및 상기 용기의 하부에 형성한 기체 공급 수단으로부터 기체를 불어넣는 제 2 버블링 세정 중 적어도 일방의 버블링 세정을 실시하고, 배기체 및 세정 배수를 상기 배출 수단으로부터 배출한다.In one aspect of the present invention, at least one of the first bubbling washing in which gas is blown in from the plurality of jet holes of the central pipe and the second bubbling washing in which gas is blown in from a gas supply means formed in the lower part of the container. Bubbling cleaning is performed, and exhaust gas and cleaning waste water are discharged from the discharge means.
본 발명의 일 양태에서는, 상기 제 1 버블링 세정 전 또는 후에, 상기 제 2 버블링 세정을 실시하고, 그 세정 배수를 용기로부터 배출한다.In one aspect of the present invention, the second bubbling washing is performed before or after the first bubbling washing, and the washing waste is discharged from the container.
본 발명의 일 양태에서는, 상기 제 1 버블링 세정 및/또는 제 2 버블링 세정과 동시에, 상기 처리수 출구로부터 역세수를 공급하는 역세정을 실시한다.In one aspect of the present invention, backwashing in which backwashing water is supplied from the treated water outlet is performed simultaneously with the first bubbling washing and/or the second bubbling washing.
본 발명의 일 양태에서는, 상기 역세수에 약액을 첨가한다.In one aspect of the present invention, a chemical solution is added to the backwashing water.
본 발명의 일 양태에서는, 상기 중심관을 지나는 기체의 유량이 50 ∼ 300 NL/min 이다.In one aspect of the present invention, the flow rate of the gas passing through the central pipe is 50 to 300 NL/min.
본 발명의 중공사막 모듈에서는, 중심관이 용기 내에 상하 방향으로 연장되고, 중심관에 형성된 복수의 분출공으로부터 기체를 불어넣어 버블링 세정을 실시하도록 되어 있기 때문에, 막 모듈 전체에 공기가 두루 미쳐, 중공사막에 부착된 탁질을 골고루 충분히 제거할 수 있다.In the hollow fiber membrane module of the present invention, since the central tube extends in the vertical direction in the container, and gas is blown in from a plurality of jet holes formed in the central tube to perform bubbling cleaning, air flows throughout the membrane module. , it is possible to evenly and sufficiently remove suspended matter adhering to the hollow fiber membrane.
또, 원수를 모듈의 하부로부터 도입함으로써, 여과 공정에 있어서의 편류를 저감시켜, 막을 균일하게 사용할 수 있기 때문에, 국소적인 막 오염의 진행이나, 그에 따른 막 면적의 저하가 방지 (억제를 포함한다) 된다.In addition, by introducing raw water from the lower part of the module, the drift in the filtration process is reduced and the membrane can be used uniformly, so the progress of local membrane contamination and consequent decrease in membrane area are prevented (including suppression). ) do.
소공을 갖는 분산판을 설치하고, 원수를 분산시킴으로써, 원수의 편류가 더욱 저감된다.By providing a dispersion plate having small pores and dispersing the raw water, the drift of raw water is further reduced.
도 1 은, 실시형태에 관련된 중공사막 모듈의 단면도이다.
도 2 는, 다른 실시형태에 관련된 중공사막 모듈의 단면도이다.
도 3 은, 다른 실시형태에 관련된 중공사막 모듈의 단면도이다.
도 4 는, 종래예의 중공사막 모듈의 단면도이다.
도 5 는, 실시예 7 및 비교예 3 의 결과를 나타내는 그래프이다. 1 is a cross-sectional view of a hollow fiber membrane module according to an embodiment.
2 is a cross-sectional view of a hollow fiber membrane module according to another embodiment.
3 is a cross-sectional view of a hollow fiber membrane module according to another embodiment.
4 is a cross-sectional view of a hollow fiber membrane module of a conventional example.
5 is a graph showing the results of Example 7 and Comparative Example 3. FIG.
이하, 도 1 ∼ 도 3 을 참조하여 실시형태에 대해 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment is described with reference to FIGS.
도 1 은, 본 실시형태에 관련된 중공사막 모듈의 구성을 나타내는 단면도이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 중공사막 모듈은, 원통의 축심선 방향을 상하 방향 (이 실시형태에서는 연직 방향) 으로 하여 배치된 용기 (1) 를 구비하고 있다. 이 용기 (1) 내에, 복수의 중공사막 (2) 이 배치되어 있다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is sectional drawing which shows the structure of the hollow fiber membrane module which concerns on this embodiment. As shown in FIG. 1, the hollow fiber membrane module is provided with the
중공사막 (2) 은, 용기 (1) 의 상부측에 있어서, 고정부로서의 합성 수지제 포팅부 (3) 로 고정되고, 용기 (1) 의 하부측에서는 고정되어 있지 않다. 포팅부 (3) 의 합성 수지로는 예를 들어 에폭시 수지를 사용할 수 있다.The
예를 들어, 중공사막 (2) 을 U 자형으로 장착하고, 중공사막의 양단을 포팅부 (3) 로 고정시킨다. 이 경우, 중공사막 (2) 의 중간부가 용기 (1) 의 하부에 위치한다.For example, the
또, 일단이 개구되고, 타단이 봉지 (封止) 된 중공사막 (2) 을 사용하는 경우에는, 개구되어 있는 중공사막 (2) 의 일단측을 포팅부 (3) 로 고정시키고, 봉지된 타단측을 용기 (1) 의 하부에 배치한다.Moreover, when using the
중공사막 (2) 은, UF 막이나 MF 막 등 중 어느 것이어도 된다. 중공사막 (2) 은 특별히 제한은 없지만, 통상, 내경 0.2 ∼ 1.0 ㎜, 외경 0.5 ∼ 2.0 ㎜, 유효 길이 300 ∼ 2500 ㎜ 정도의 것이 사용된다. 이와 같은 중공사막 (2) 이 용기 (1) 내에 500 ∼ 70,000 개 장전된 전체 막면적 5 ∼ 100 ㎡ 정도의 것이 적당하다. 중공사막 (2) 의 막소재에 대해서도 특별히 제한은 없지만, PVDF (폴리불화비닐리덴), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등을 사용할 수 있다.The
포팅부 (3) 의 상측과 하측에는 각각 처리수실 (투과수실) (7) 과 원수실 (10) 이 구획 형성되어 있다. 중공사막 (2) 의 상단측은 포팅부 (3) 를 관통하고 있고, 그 상단의 개구는 처리수실 (7) 에 면하고, 중공사막 (2) 의 내부는 처리수실 (7) 에 연통되어 있다. 중공사막 (2) 을 U 자형으로 장착하는 경우에는, 중공사막 (2) 의 양단이 포팅부 (3) 를 관통한다.A treated water chamber (permeated water chamber) 7 and a
포팅부 (3) 는 예를 들어 원반상이고, 그 외주면 또는 외주 가장자리부가 용기 (1) 의 내면에 수밀적으로 접하고 있다. The
용기 (1) 의 내부 (원수실 (10)) 에는, 중심관 (4) 이 대략 연직 방향 (용기 (1) 의 축 방향) 으로 연장되어 있다. 중심관 (4) 은, 예를 들어 용기 (1) 의 중심축을 따라 배치되어 있다. 중심관 (4) 은 선단 (상단) 이 폐쇄된 원관이고, 측 둘레면에는 상하에 걸쳐, 또한 둘레 방향으로, 간격을 두고 복수의 분출공 (4a) 이 전체적으로 형성되어 있다. 분출공 (4a) 의 수는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 5 ∼ 50 개 정도이다. 분출공 (4a) 의 크기나 형상은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 구경 5 ∼ 500 ㎜ 의 원형이다. 중심관 (4) 의 내경은 예를 들어 10 ∼ 20 ㎜ 정도이다.Inside the container 1 (raw water chamber 10), the
중심관 (4) 의 높이 (상하 방향의 길이) 는 특별히 한정되지 않지만, 중심관 (4) 의 상단이 포팅부 (3) 의 하면 근방에 위치하고 있는 것이 바람직하다. 또한, 중심관 (4) 의 상단이 포팅부 (3) 에 매설되어 있어도 된다.Although the height (length in the vertical direction) of the
중심관 (4) 의 하단은, 용기 (1) 의 바닥면의 개구 (11) 에 면하고 있다. 개구 (11) 에는 원수 배관 (L1) 이 접속되고, 원수 배관 (L1) 에는 펌프 (P1) 및 밸브 (V1) 가 형성되어 있다. 원수 배관 (L1) 의 밸브 (V1) 보다 용기 (1) 측에서는 공기 도입용 배관 (L2) 이 분기되어 있고, 공기 도입용 배관 (L2) 에는 밸브 (V2) 가 형성되어 있다.The lower end of the
배관 (L1) 의 밸브 (V1) 보다 용기 (1) 측에 세정 배수 배출용의 배관 (L7) 이 접속되어 있고, 그 배관 (L7) 에 밸브 (V7) 가 형성되어 있다.A pipe L7 for discharging washing water is connected to the
밸브 (V1) 와 밸브 (V2) 의 개폐를 전환함으로써, 용기 (1) 로의 원수/공기의 공급을 전환할 수 있다. 밸브 (V1) 를 개방, 밸브 (V2, V7) 를 폐쇄로 하고, 펌프 (P1) 에 의해 원수 배관 (L1) 을 통해서 원수를 내보냄으로써, 원수실 (10) 의 하부에서 원수를 공급할 수 있다.By switching the opening and closing of the valve V1 and the valve V2, the supply of raw water/air to the
밸브 (V1, V7) 를 폐쇄, 밸브 (V2) 를 개방으로 하고, 공기 도입용 배관 (L2) 으로부터 공기를 공급함으로써, 개구 (11) 로부터 기포를 공급하여, 중공사막 (2) 을 버블링 세정할 수 있다. 밸브 (V1 및 V2) 를 개방으로 하고, 개구 (11) 로부터 기액 혼합류를 분출시킬 수도 있다.By closing the valves V1 and V7, opening the valve V2, and supplying air from the air introduction pipe L2, air bubbles are supplied from the
중심관 (4) 의 하부에 공기 배관 (L8) 이 접속되고, 배관 (L8) 에 밸브 (V8) 가 형성되어 있다. 배관 (L8) 으로부터 공기를 공급함으로써, 중심관 (4) 의 분출공 (4a) 으로부터 방사 방향으로 기포를 분출시켜, 중공사막 (2) 의 버블링 세정을 실시할 수 있다.An air pipe L8 is connected to the lower portion of the
용기 (1) 의 정부 (頂部) 에는 처리수 (막 투과수) 의 출구 (5) 가 형성되어 있다. 또, 용기 (1) 의 측면의 상부에는 상부 배출구 (8) 가 형성되어 있다. 상부 배출구 (8) 는 포팅부 (3) 의 하면 근방에 형성되어 있다. 포팅부 (3) 로부터 상부 배출구 (8) 의 상측 가장자리까지의 거리는 0 ∼ 30 ㎜, 특히 0 ∼ 10 ㎜ 정도가 바람직하다. 상부 배출구 (8) 에는 배관 (L5) 이 접속되고, 배관 (L5) 에는 밸브 (V5) 가 형성되어 있다.An
처리수 출구 (5) 에는 처리수 취출 배관 (L3) 이 접속되어 있고, 처리수 취출 배관 (L3) 을 통해서 처리수 (막 투과수) 가 취출된다. 처리수는 처리수 탱크 (9) 에 저류된다.A treated water outlet pipe L3 is connected to the treated
처리수 취출 배관 (L3) 에는, 처리수 취출 배관 (L3) 에 형성된 밸브 (V3) 와 처리수 출구 (5) 사이의 위치에 역세수 배관 (L4) 의 일단이 접속되어 있다. 역세수 배관 (L4) 의 타단은 처리수 탱크 (9) 에 접속되어 있다. 역세수 배관 (L4) 에는 밸브 (V4) 및 펌프 (P2) 가 형성되어 있다. 밸브 (V3) 를 폐쇄, 밸브 (V4) 를 개방으로 하고, 펌프 (P2) 에 의해 역세수 배관 (L4) 을 통해서 처리수 출구 (5) 로부터 원수실 (10) 로 처리수를 흐르게 함으로써, 중공사막 (2) 의 역세를 실시할 수 있다. 도 1 은, 역세수 배관 (L4) 을 처리수 탱크 (9) 에 접속하여, 역세수에 처리수를 사용하는 구성을 나타내고 있지만, 역세수는 원수이어도 된다.One end of a backwashing pipe L4 is connected to the treated water outlet pipe L3 at a position between the valve V3 formed in the treated water outlet pipe L3 and the treated
역세에 수반하는 배수는, 개구 (11) 로부터 배관 (L7) 을 통해서 배출해도 되고, 상부 배출구 (8) 로부터 배관 (L5) 을 통해서 배출해도 된다. 개구 (11) 로부터의 배출과 상부 배출구 (8) 로부터의 배출을 동시에 실시해도 되고, 차례로 (교대로) 실시해도 된다. 배관 (L7) 으로부터의 역세수의 배출과, 상부 배출구 (8) 로부터의 역세수의 배출을 동시에 또는 교대로 실시함으로써, 중공사막 (2) 으로부터 벗겨진 탁질을 효율적으로 배출할 수 있다.Drainage accompanying backwashing may be discharged from the
역세수 배관 (L4) 을 흐르는 역세수에 약액을 첨가하는 약액 첨가 수단 (도시 생략) 이 형성되어 있어도 된다. 첨가하는 약액은, 차아염소산나트륨, 강알칼리성 제, 강산성 제 등이고, 막 부착물에 따라 선택된다. 예를 들어, 막 부착물이 유기물 또는 유기물을 포함하는 탁질 등인 경우, 차아염소산나트륨이 0.05 ∼ 0.3 ㎎Cl2/ℓ 잔류하도록 첨가하는 것이 바람직하다.A chemical liquid adding means (not shown) for adding a chemical to the backwashing water flowing through the backwashing water pipe L4 may be provided. The chemical solution to be added is sodium hypochlorite, a strong alkali agent, a strong acid agent, or the like, and is selected according to the film adherent. For example, when the film-adhered substance is an organic substance or a turbidity containing an organic substance, it is preferable to add sodium hypochlorite so that 0.05 to 0.3 mgCl 2 /L remains.
이 중공사막 모듈에 의한 여과 처리에서는, 밸브 (V1 , V3) 를 개방, 밸브 (V2, V4, V5, V7, V8) 를 폐쇄로 하고, 펌프 (P1) 를 작동시켜, 개구 (11) 로부터 원수실 (10) 로 원수를 공급한다. 이 실시형태는, 데드 엔드 플로우이고, 중공사막 (2) 을 투과한 투과수가 처리수로서 처리수 출구 (5) 로부터 취출되고, 처리수 취출 배관 (L3) 을 통해서 처리수 탱크 (9) 에 저류된다.In the filtration treatment by the hollow fiber membrane module, the valves V1 and V3 are opened, the valves V2, V4, V5, V7, and V8 are closed, the pump P1 is operated, and the raw water is discharged from the
단, 중공사막 (2) 의 외측에 원수를 크로스 플로우 방식으로 통수하는 외압식으로 여과 처리해도 된다. 이 경우, 중공사막 (2) 을 투과하지 않은 농축수는, 상부 배출구 (8) 로부터 배관 (L5) 을 통해서 배출된다. 배출된 농축수를 원수와 혼합하여 용기 (1) 에 공급하도록 순환시켜도 된다.However, you may filter by the external pressure type|mold which passes raw water through the outer side of the
이 여과 처리를 계속해서 실시하면, 중공사막 (2) 에 탁질이 축적되어 온다. 그래서, 여과 처리를 소정 시간 실시한 후, 또는 처리수량이 감소해올 경우, 중공사막 (2) 에 포착된 탁질을 세정하는 세정 처리를 실시한다.When this filtration process is performed continuously, suspended matter will accumulate in the
이 중공사막 모듈을 세정하는 방법의 제 1 형태에 있어서는, 밸브 (V8) 를 개방, V1, V2 를 폐쇄로 하고, 중심관 (4) 의 복수의 분출공 (4a) 으로부터 중공사막 (2) 을 향하여 공기를 불어넣는 제 1 버블링 세정을 실시한다.In the first aspect of the method for cleaning the hollow fiber membrane module, the valve V8 is opened and V1 and V2 are closed, and the
이 때, 밸브 (V5, V7) 의 일방 또는 쌍방을 개방으로 하고, 배기체 및 세정 배수를 배출한다. 밸브 (V5, V7) 를 교대로 개방으로 해도 된다.At this time, one or both of the valves V5 and V7 are opened to discharge the exhaust gas and the washing waste water. The valves V5 and V7 may be alternately opened.
이 중공사막 모듈을 세정하는 방법의 제 2 형태에 있어서는, 밸브 (V8) 를 개방, V1, V2 를 폐쇄로 하고, 중심관 (4) 의 복수의 분출공 (4a) 으로부터 중공사막 (2) 을 향하여 공기를 불어넣는 제 1 버블링 세정 및 밸브 (V2) 를 개방, 밸브 (V1 , V8) 를 폐쇄로 하고, 개구 (11) 로부터 중공사막 (2) 을 향하여 공기를 불어넣는 제 2 버블링 세정 중 적어도 일방의 버블링 세정을 실시한다. 이 때, 밸브 (V5, V7) 의 일방 또는 쌍방을 개방으로 하고, 배기체 및 세정 배수를 배출한다. 밸브 (V5, V7) 를 교대로 개방으로 해도 된다.In the second aspect of the method for cleaning the hollow fiber membrane module, the valve V8 is opened and V1 and V2 are closed, and the
이 제 2 형태의 일 양태에 있어서는, 상기 제 1 버블링 세정 전 또는 후에, 상기 제 2 버블링 세정을 실시하고, 그 세정 배수를 용기로부터 배출한다.In one aspect of the second aspect, the second bubbling washing is performed before or after the first bubbling washing, and the washing wastewater is discharged from the container.
제 1 형태 및 제 2 형태 중 어느 세정 방법에 있어서도, 상기 제 1 버블링 세정 및/또는 제 2 버블링 세정과 동시에, 상기 처리수 출구 (5) 로부터 역세수를 처리수실 (7) 에 공급하는 역세정을 실시하도록 해도 된다.In either of the first and second aspects of the cleaning method, backwashing water is supplied from the treated
이와 같이 버블링 세정과 역세정을 동시에 실시하기 위해서는, 구체적으로는, 예를 들어, 밸브 (V1 , V3, V7) 를 폐쇄, 밸브 (V2, V4, V5, V8) 를 개방으로 하고, 개구 (11) 및 중심관 (4) 으로부터 공기를 용기 (1) 에 불어넣고 버블링을 실시함과 함께, 펌프 (P2) 를 작동시켜, 처리수실 (7) 을 통해서 역세수로서 처리수를 중공사막 (2) 내에 보내고, 역세정을 실시한다. 역세수에는 약액이 첨가되어 있어도 된다. 세정 배수 및 배공기는, 상부 배출구 (8) 로부터 배관 (L5) 을 통해서 계 외로 배출된다. 버블링 후이면, 세정 배수는 밸브 (V7) 를 개방으로 하여 배관 (L7) 으로부터 배출되어도 된다.In order to simultaneously perform bubbling cleaning and backwashing in this way, specifically, for example, the valves V1, V3, V7 are closed, the valves V2, V4, V5, V8 are opened, and the opening ( 11) and from the
제 1 형태 및 제 2 형태 중 어느 것에 있어서도, 중심관 (4) 으로부터 공급하는 공기량은 30 ∼ 500 NL/min 정도, 특히 50 ∼ 300 NL/min 인 것이 바람직하다.In either of the first aspect and the second aspect, the amount of air supplied from the
중심관 (4) 에는 상하 방향의 전체에 걸쳐서 다수의 분출공 (4a) 이 형성되어 있기 때문에, 중공사막 (2) 의 상단 고정부 근방 (포팅부 (3) 근방) 도 포함하여 중공사막 (2) 전체에 기포를 분사하여, 탁질을 골고루 충분히 세정하여, 제거할 수 있다. 또, 버블링 세정시의 공기량을 많게 해도, 모듈 하부만으로부터 상부로 공기를 흐르게 하는 방식과 비교하여, 중공사막 (2) 의 틀어짐이나 부러짐을 방지할 수 있다.Since a large number of
역세정은, 수역세가 아니라, 공기 역세이어도 된다. 버블링 세정에서는, 중심관 (4) 만으로부터 공기를 분출시켜도 된다. 또, 중심관 (4) 으로부터 공기가 아니라 기액 혼합류를 공급해도 된다.Backwashing may be air backwashing instead of water bodywashing. In the bubbling cleaning, air may be blown out from only the
본 발명에서는, 도 2 와 같이, 용기 (1) 의 하부에, 다수의 소공 (12a) 을 갖는 분산판 (12) 을 형성하고, 개구 (11) 로부터의 원수를 용기 (1) 내에 분산시키도록 해도 된다. 도 2 에서는, 분산판 (12) 은 중공사막 (2) 의 하단보다 하위에 형성되어 있다.In the present invention, as shown in FIG. 2 , a
본 발명에서는, 이 분산판 (12) 을 포팅재로 구성하고, 도 3 과 같이, 중공사막 (2) 의 하단을 분산판 (12) 에 매설해도 된다. 도 3 에서는, 소공 (12a) 이 부분적으로만 도시되어 있지만, 실제로는, 분산판 (12) 전체면에 걸쳐서 형성되어 있다.In the present invention, the
상기 실시형태는 본 발명의 일례이며, 본 발명은 도시 이외의 형태로 되어도 된다.The said embodiment is an example of this invention, and this invention may be made into a form other than illustration.
실시예Example
[실시예 1][Example 1]
도 3 에 나타내는 중공사막 모듈을 구비한 중공사막 모듈에, 배관 (L1) 을 통해서 원수를 30 분간 통수하여 여과 처리를 실시하였다. 원수조에 수돗물을 저수하고 벤토나이트를 10 ㎎/ℓ, 및 키시다 화학 제조 탄산수소나트륨을 첨가한 후, 키시다 화학 제조 황산에 의해 pH 를 8.0 으로 조정하였다. 원수조로부터 펌프로 응집조에 송수하고, 체류 시간을 10 분으로 하였다. 응집조 전에 공업용 염화 제 2 철 (농도 38 %) 을 100 ㎎/ℓ 첨가한 것을 원수로서 사용하였다. 중공사막 모듈의 구성은 다음과 같다.The filtration process was performed by passing raw water through the pipe L1 for 30 minutes to the hollow fiber membrane module provided with the hollow fiber membrane module shown in FIG. After storing tap water in the raw water tank and adding 10 mg/L of bentonite and sodium hydrogencarbonate manufactured by Kishida Chemical, the pH was adjusted to 8.0 with sulfuric acid manufactured by Kishida Chemical. Water was supplied from the raw water tank to the coagulation tank with a pump, and the residence time was 10 minutes. What added 100 mg/L of industrial ferric chloride (concentration 38%) before a coagulation tank was used as raw water. The configuration of the hollow fiber membrane module is as follows.
용기 (1) : 내경 200 ㎜, 높이 1500 ㎜Container (1): inner diameter 200 mm, height 1500 mm
중공사 : 외경 1.4 ㎜ 의 폴리불화비닐리덴 제조 UF 막, 막 면적 32 ㎡Hollow fiber: UF membrane made of polyvinylidene fluoride with an outer diameter of 1.4 mm, membrane area 32 m
중심관 (4) : 용기 (1) 내에 연장되는 길이 1300 ㎜, 내경 13 ㎜, 외경 18 ㎜Central tube (4): 1300 mm in length, 13 mm in inner diameter, 18 mm in outer diameter extending in the container (1)
분출공 (4a) : 구경 10 ㎜, 48 개Jet hole (4a): 10 mm in diameter, 48 pcs.
분산판 (12) 의 소공 (12a) : 직경 8 ㎜, 44 개
여과 처리 후, 중심관 (4) 으로부터 공기를 공급하여 버블링 세정을 실시함과 함께 역세정을 실시하였다. 세정 처리는 1 분간 실시하였다. 역세수는 상부 배출구 (8) 로부터 배출하였다. 버블링용 공기의 공급량은 80 NL/min 으로 하였다. 역세정의 급수량을 80 ℓ/min 으로 하고, 역세정의 급수로는 여과 처리수를 사용하였다.After the filtration treatment, air was supplied from the
여과 처리 및 세정 처리를 교대로 각각 5 회 실시하였다. 사이클마다 배출되는 역세수를 채취하고, 역세수 중의 탁질량을 계측하였다. 5 사이클 중에서 공급한 전체 탁질량에 대한 역세로 배출된 탁질량 (탁질 제거율) 을 표 1 에 나타낸다.The filtration treatment and the washing treatment were alternately performed 5 times, respectively. The backwashing water discharged|emitted every cycle was collect|collected, and the suspended mass in the backwashing water was measured. Table 1 shows the amount of suspended mass discharged by backwashing with respect to the total amount of suspended mass supplied in 5 cycles (suspension removal rate).
[실시예 2][Example 2]
역세수를 개구 (11) 를 통하여 배관 (L7) 으로부터 배출한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 처리를 실시하였다. 측정 결과를 표 1 에 나타낸다.The same treatment as in Example 1 was performed except that backwashing water was discharged from the pipe L7 through the
[실시예 3][Example 3]
중심관 (4) 으로부터 공기를 공급하기 전에, 30 초간의 역세를 실시하고, 그 역세수를 상부 배출구 (8) 로부터 배수하는 공정을 추가한 것 이외에는 실시예 2 와 동일한 처리를 실시하였다. 측정 결과를 표 1 에 나타낸다.Before supplying air from the
[실시예 4][Example 4]
버블링용 공기의 공급량을 150 NL/min 으로 한 것 이외에는 실시예 3 과 동일한 처리를 실시하였다. 측정 결과를 표 1 에 나타낸다.The same treatment as in Example 3 was performed except that the supply amount of air for bubbling was 150 NL/min. Table 1 shows the measurement results.
[실시예 5][Example 5]
역세수에 차아염소산나트륨을 300 ㎎Cl2/ℓ 가 되도록 첨가한 것 이외에는 실시예 4 와 동일한 처리를 실시하였다. 측정 결과를 표 1 에 나타낸다.The same treatment as in Example 4 was performed except that sodium hypochlorite was added to the backwash water so as to be 300 mgCl 2 /L. Table 1 shows the measurement results.
[실시예 6][Example 6]
중심관 (4) 으로부터 공기를 공급하기 전에, 용기 (1) 의 하부 개구 (11) 로부터 공기를 150 NL/min 으로 30 초간 공급하는 버블링 세정을 실시하고, 그 배수 및 배공기를 상부 배출구 (8) 로부터 배출하는 공정을 추가한 것 이외에는 실시예 4 와 동일한 처리를 실시하였다. 측정 결과를 표 1 에 나타낸다.Before supplying air from the central pipe (4), bubbling cleaning is performed in which air is supplied from the lower opening (11) of the vessel (1) at 150 NL/min for 30 seconds, and the drainage and exhaust air are discharged through the upper outlet ( The same treatment as in Example 4 was performed except that the step of discharging from 8) was added. Table 1 shows the measurement results.
[비교예 1][Comparative Example 1]
중심관 (4) 이 형성되어 있지 않은 중공사막 모듈을 사용하여, 중심관 (4) 을 사용한 버블링 세정을 생략한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 처리를 실시하였다. 측정 결과를 표 1 에 나타낸다.Using the hollow fiber membrane module in which the central pipe|
[비교예 2][Comparative Example 2]
중심관 (4) 이 형성되어 있지 않은 중공사막 모듈을 사용하여, 중심관 (4) 을 사용한 공기 세정을 생략하고, 대신에 역세정시에 중공사막 모듈의 용기 하부 개구 (11) 로부터 버블링용 공기를 80 NL/min 공급하고, 역세수 및 배공기를 상부 배출구 (8) 로부터 배출한 것 이외에는 비교예 1 과 동일한 처리를 실시하였다. 측정 결과를 표 1 에 나타낸다.By using the hollow fiber membrane module in which the
표 1 과 같이, 실시예 1 은, 역세정만인 세정 (비교예 1) 및 용기 하부로부터 버블링 공기를 송기하는 세정 (비교예 2) 에 비해, 세정에 의한 탁질 배제율이 높았다.As shown in Table 1, Example 1 had a high turbidity removal rate by washing compared to washing with only back washing (Comparative Example 1) and washing by blowing bubbling air from the bottom of the container (Comparative Example 2).
실시예 2 에서는, 세정 배수를 용기 하부의 배수구로부터 배수함으로써, 세정 배수를 상부 배수구로부터 배출하는 세정 (실시예 1) 보다 높은 탁질 배제율을 얻었다.In Example 2, by draining the washing wastewater from the drain port at the bottom of the container, a higher turbidity removal rate than the washing (Example 1) in which the washing wastewater is discharged from the upper drain port was obtained.
실시예 3 에서는, 실시예 2 의 세정 전에 역세정을 추가함으로써, 실시예 2 보다 높은 탁질 배제율을 얻었다.In Example 3, the suspension removal rate higher than Example 2 was obtained by adding back washing before washing|cleaning of Example 2.
실시예 4 에서는, 버블링 공기의 양을 80 NL/min 에서 150 NL/min 으로 증량함으로써, 실시예 3 보다 높은 탁질 배제율을 얻었다.In Example 4, the suspension removal rate higher than Example 3 was obtained by increasing the quantity of bubbling air from 80 NL/min to 150 NL/min.
실시예 5 에서는, 역세수에 산화제를 첨가함으로써 무첨가 조건 (실시예 4) 보다 높은 탁질 배제율을 얻었다.In Example 5, by adding an oxidizing agent to backwashing water, a higher turbidity rejection ratio than the non-addition condition (Example 4) was obtained.
실시예 6 에서는, 실시예 4 의 세정 전에 용기 하부로부터 버블링 공기를 공급하는 공기 세정을 도입함으로써, 실시예 4 보다 높은 탁질 배제율을 얻었다.In Example 6, by introducing air washing in which bubbling air was supplied from the bottom of the container before the washing in Example 4, a higher turbidity removal rate than in Example 4 was obtained.
[실시예 7][Example 7]
실시예 1 에서 사용한 중공사막 모듈에 우물물을 통수하고, 막간 차압의 시간 경과적 변화를 측정하였다. 결과를 도 5 에 나타낸다.Well water was passed through the hollow fiber membrane module used in Example 1, and the time-dependent change in the pressure difference between the membranes was measured. The results are shown in FIG. 5 .
[비교예 3][Comparative Example 3]
도 4 에 나타내는 중공사막 모듈을 사용하여, 실시예 7 과 동일한 시험을 실시하였다. 결과를 도 5 에 나타낸다.The test similar to Example 7 was implemented using the hollow fiber membrane module shown in FIG. The results are shown in FIG. 5 .
또한, 도 4 에서는, 개구 (11) 및 배수용 배관 (L7) 이 생략되고, 그 대신에 용기 (1) 의 측면의 하부에 배수구 (6) 가 형성되어 있다. 배수구 (6) 는, 용기 (1) 의 바닥면 근방에 형성되어 있다. 배수구 (6) 에는 배관 (L6) 이 접속되고, 배관 (L6) 에는 밸브 (V6) 가 형성되어 있다. 또, 공기용 배관 (L8) 이 생략되고, 그 대신에 배관 (L1) 이 중심관 (4) 의 하부에 접속되어 있다. 도 4 의 중공사막 모듈의 구성은 다음과 같다.In addition, in FIG. 4, the
용기 (1) : 내경 200 ㎜, 높이 1300 ㎜Container (1): inner diameter 200 mm, height 1300 mm
중공사 : 외경 1.25 ㎜ 의 폴리불화비닐리덴 제조 UF 막, 막 면적 30 ㎡Hollow fiber: UF membrane made of polyvinylidene fluoride with an outer diameter of 1.25 mm, membrane area of 30 m2
중심관 (4) : 용기 (1) 내에 연장되는 길이 1000 ㎜, 내경 20 ㎜, 외경 25 ㎜Center tube (4): length 1000 mm,
분출공 (4a) : 구경 10 ㎜, 10 개Jet hole (4a): 10 mm in diameter, 10 pcs.
도 5 와 같이, 원수를 중심관으로부터 공급하는 비교예 3 에 비해, 원수를 원수실 하부로부터 공급하는 실시예 7 쪽이, 막간 차압의 상승이 억제되어, 안정화되었다. 이것은, 본 발명의 구조쪽이, 모듈 내의 원수의 편류가 잘 생기지 않아, 막 전체를 골고루 여과에 사용할 수 있었기 때문에, 국소적으로 막 오염이 가속되는 일이 없고, 그에 따라 생기는 유효막 면적의 저하가 일어나지 않았기 때문이다.As shown in Fig. 5 , as compared with Comparative Example 3 in which raw water was supplied from a central pipe, in Example 7 in which raw water was supplied from the lower part of the raw water chamber, the increase in the transmembrane pressure was suppressed and stabilized. This is because, in the structure of the present invention, the flow of raw water in the module is less likely to occur, and the entire membrane can be used for filtration evenly, so that the membrane contamination is not accelerated locally, resulting in a decrease in the effective membrane area. because it didn't happen.
본 발명을 특정한 양태를 사용하여 상세하게 설명했지만, 본 발명의 의도와 범위를 벗어나는 일 없이 여러 가지 변경이 가능한 것은 당업자에게 분명하다.Although this invention was demonstrated in detail using the specific aspect, it is clear to those skilled in the art that various changes are possible without deviating from the intent and scope of this invention.
본 출원은 2019년 3월 27일자로 출원된 일본 특허출원 2019-060929에 기초하고 있고, 그 전체가 인용에 의해 원용된다. This application is based on Japanese Patent Application No. 2019-060929 for which it applied on March 27, 2019, The whole is used by reference.
1
용기
2
중공사막
3
포팅부
4
중심관
5
처리수 출구
6
배수구
7
처리수실
8
상부 배출구
9
처리수 탱크
10
원수실1 container
2 hollow fiber membrane
3 potting part
4 center tube
5 treated water outlet
6 drain
7 treatment room
8 upper outlet
9 treated water tank
10 Marshal's Room
Claims (9)
그 용기의 하부에 원수를 공급하는 원수 공급 수단과,
원수를 고액 분리하기 위한 중공사막으로서, 그 용기 내에 상하 방향으로 배치된 복수의 중공사막과,
그 중공사막의 상단부를 고정시키고 있고, 그 용기 내의 상부에 배치된 상단 고정부와,
그 상단 고정부의 상측에 형성되고, 각 중공사막의 내부가 연통된 투과수실과,
상기 상단 고정부의 하측에 상하 방향으로 연장되고, 측 둘레면에 기체를 분출하는 복수의 분출공이 형성되어 있는 중심관과,
상기 용기로부터 기체 및 세정 배수를 배출하는 배출 수단을 갖는, 중공사막 모듈.A container having a treated water outlet at the upper portion,
Raw water supply means for supplying raw water to the lower part of the container;
A hollow fiber membrane for solid-liquid separation of raw water, comprising: a plurality of hollow fiber membranes arranged in the vertical direction in the container;
an upper end fixing part fixed to the upper end of the hollow fiber membrane and disposed on the upper part in the container;
A permeate chamber formed on the upper side of the upper fixing part and communicating with the inside of each hollow fiber membrane;
A central tube extending in the vertical direction below the upper fixing part and having a plurality of jetting holes for jetting gas on the side circumferential surface is formed;
a hollow fiber membrane module having a discharge means for discharging gas and cleaning wastewater from the vessel.
상기 중심관의 하단은 상기 용기의 바닥면의 개구에 면하고 있는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.The method of claim 1,
The lower end of the central tube is a hollow fiber membrane module, characterized in that facing the opening of the bottom surface of the container.
상기 용기의 하부에 기체를 공급하는 수단이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈.3. The method according to claim 1 or 2,
A hollow fiber membrane module, characterized in that a means for supplying a gas is formed in the lower part of the container.
상기 중심관의 복수의 분출공으로부터 기체를 불어넣는 제 1 버블링 세정을 실시하고, 배기체 및 세정 배수를 상기 배출 수단으로부터 배출하는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈의 세정 방법.A method for cleaning the hollow fiber membrane module according to any one of claims 1 to 3, comprising:
A method for cleaning a hollow fiber membrane module, characterized in that a first bubbling cleaning in which gas is blown in from a plurality of jet holes of the central tube is performed, and exhaust gas and cleaning wastewater are discharged from the discharge means.
상기 중심관의 복수의 분출공으로부터 기체를 불어넣는 제 1 버블링 세정 및 상기 용기의 하부에 형성한 기체 공급 수단으로부터 기체를 불어넣는 제 2 버블링 세정 중 적어도 일방의 버블링 세정을 실시하고,
배기체 및 세정 배수를 상기 배출 수단으로부터 배출하는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈의 세정 방법.A method for cleaning the hollow fiber membrane module according to claim 3,
bubbling cleaning of at least one of the first bubbling washing in which gas is blown in from the plurality of jet holes of the central pipe and the second bubbling washing in which gas is blown in from a gas supply means formed in the lower part of the container;
A method for cleaning a hollow fiber membrane module, characterized in that exhaust gas and cleaning waste are discharged from the discharge means.
상기 제 1 버블링 세정 전 또는 후에, 상기 제 2 버블링 세정을 실시하고, 그 세정 배수를 용기로부터 배출하는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈의 세정 방법.6. The method of claim 5,
Before or after the first bubbling washing, the second bubbling washing is performed, and the washing wastewater is discharged from the container.
상기 제 1 버블링 세정 및/또는 제 2 버블링 세정과 동시에, 상기 처리수 출구로부터 역세수를 공급하는 역세정을 실시하는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈의 세정 방법.7. The method according to any one of claims 4 to 6,
Simultaneously with the first bubbling washing and/or the second bubbling washing, back washing in which back washing water is supplied from the treated water outlet is performed.
상기 역세수에 약액을 첨가하는 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈의 세정 방법.8. The method of claim 7,
A method for cleaning a hollow fiber membrane module, characterized in that adding a chemical solution to the backwashing water.
상기 중심관을 지나는 기체의 유량이 50 ∼ 300 NL/min 인 것을 특징으로 하는 중공사막 모듈의 세정 방법.9. The method according to any one of claims 4 to 8,
The cleaning method of the hollow fiber membrane module, characterized in that the flow rate of the gas passing through the central pipe is 50 to 300 NL / min.
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