WO2005110584A1 - ろ過膜の逆洗方法および逆洗装置 - Google Patents

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Shinjiro Kanaya
Nobuhiro Aoki
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Ngk Insulators, Ltd.
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    • B01D2321/185—Aeration

Definitions

  • the present invention relates to a method and an apparatus for backwashing a filtration membrane.
  • a membrane filtration device in which a filtration membrane element 1 in which a number of filtration channels 12 are arranged in parallel in a porous portion 11 as illustrated in Fig. 2 is disposed in a casing 13 as shown in Fig. 4
  • raw water a is introduced into the primary inlet chamber 13a, passed through the filtration channel 12, circulated through the primary outlet chamber 13b and the upper header pipe 17, and returned as raw water b.
  • a cross-flow filtration method that filters through the fine filtration holes in section 11 and removes it from the filtered water header tube 14 or a valve that fills the primary side and closes the valve at the top of the casing to force the raw water that has been introduced into the filtered water header tube 14
  • the filtration water c is removed through a secondary chamber 13c between the side surface of the casing 13 and the side surface of the filtration element 1 by a dead-end filtration system obtained as a total amount of filtered water.
  • the filtered water c itself is usually used as the backwash water f.
  • the amount of dirty backwash wastewater e increases, while the amount of filtered water c increases.
  • Patent Documents 1 and 2 a method of back-flush by supplying high-pressure air instead of using filtered water c as back-flush water f has been proposed.
  • a pipe for flowing backwash drainage is directly connected to a lower part of a casing containing the filtration membrane element 1 as a lower header pipe 15. Therefore, it was necessary to increase the diameter of the lower header pipe 15 and the backwash drain valve 16 in order to quickly flow backwash drainage flowing from a plurality of elements.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-126468: Claim 1, Paragraph (0010)
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-35748: Claim 2, paragraph (0007)
  • the present invention solves the above-mentioned conventional problems, and allows the diameter of the backwash drain pipe to be designed to be small without lowering the backwash effect, thereby reducing the size of the equipment and the degree of freedom of the equipment.
  • An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for backwashing a filtration membrane which can be increased.
  • the method for backwashing a filtration membrane of the present invention which has been made to solve the above-mentioned problem, supplies air whose pressure is controlled to the secondary side of the filtration membrane which has been clogged by an obstruction.
  • the air pressure is increased and the water inside the filtration membrane is pushed out to the primary side together with air to remove the clogged material. It is.
  • the membrane filtration device is one in which a ceramic filtration membrane including a base layer having countless filtration holes and a separation layer having filtration holes finer than the base layer is housed in a casing.
  • the step of pushing out the retained water up to the boundary surface between the surface layer of the ceramic filtration membrane and the separation layer with the separation layer to the primary side. can be included.
  • the water remaining in the filtration element can be replaced with washing water containing a washing chemical.
  • a backwashing device of the present invention made to solve the above-mentioned problem is provided by a backwashing device for a membrane filtering device in which a filtration element formed of a ceramic filtration membrane having countless filtration holes is housed in a casing.
  • This is a backwashing device that is located below the filtered water piping that also serves as the backwash air supply pipe.
  • a feature is that a filtered water header pipe is arranged, and a backwash air supply source capable of pressure control is provided at the tip of the backwash air supply pipe.
  • air is supplied while controlling the pressure from the secondary side of the filtration membrane clogged by the obstruction to replace the air with the water remaining in the filtration membrane.
  • the remaining filtered water in the membrane filtration device is gradually drained to the primary side, drainage can be performed without increasing the diameter of the piping for backwash drainage.
  • the air pressure is increased to push the water inside the filtration membrane to the primary side together with the air, and the clogging material is peeled off.
  • the amount of backwash wastewater at that time is relatively small. Drainage is possible without increasing the diameter. For this reason, the diameter of the lower header tube and the like can be designed to be small without lowering the backwash effect, whereby the equipment can be made compact and the degree of freedom of the equipment can be increased.
  • the backwashing device of the present invention is one in which a filtered water header pipe is disposed below the filtered water pipe also serving as a backwash air supply pipe. For this reason, the backwashing of the present invention described above can be performed, of course. There is an advantage that the recovery rate represented by the ratio is improved.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a membrane filtration device.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a filtration membrane element.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a filtration membrane illustrating a backwashing method of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic view of a conventional filtration device.
  • FIG. 5 is a schematic view of a conventional actual facility provided with many elements.
  • the membrane filtration device to which the present invention can be applied is basically the same as that described above. That is, as shown in FIG. 2, a filtration membrane element 1 in which a large number of filtration channels 12 are arranged in parallel with a porous portion 11 is disposed in a casing 2. The upper and lower outer peripheries of the filtration membrane element 1 are sealed by packing 2d, and the upper and lower end faces of the filtration membrane element 1 itself are also sealed, so that raw water and filtered water are not mixed.
  • the raw water a is introduced into the primary inlet chamber 2a, and is circulated as the raw water b returned via the filtration channel 12, the primary outlet chamber 2b, and the upper header tube 24, or in the middle of the primary outlet chamber 2b. Filtration is carried out by a total filtration method in which the arranged valve X is closed.
  • the raw water a is filtered by a separation layer having fine filtration holes formed on the inner surface of the filtration channel 12, and the filtered water c is filtered through the secondary chamber 2c between the side of the casing 2 and the side of the filtration element 1. It is taken out from the water pipe 22 to the filtered water header pipe 21.
  • the feature of the present invention is that when the filtration operation in such a membrane filtration device proceeds and the filtration membrane is clogged with an obstruction, 1) secondary filtration of the filtration membrane is performed. Supply air while controlling the pressure from the side, 2) Drain the remaining filtered water in the membrane filtration device to the primary side with pressurized air, 3) Increase the air pressure to primary the water inside the filtration membrane with air The point is to perform the backwashing operation of extruding to the side and peeling off the obstruction. It is also possible to replace the water remaining in the filtration element with cleaning water containing cleaning chemicals before the backwashing operation.
  • the structure of the filtration membrane is composed of countless ceramic coarse particles ly, as schematically shown in Fig. 3 (A).
  • a base layer having a myriad of filtration holes, 1 lb, and a separation layer 1 la composed of 1 lx of ceramic fine particles on the primary side (the filtration channel 12 side) and having finer filtration holes than the base layer 1 lb. are targeted.
  • a separation layer l la when backwashing a membrane filtration device in which such a filtration element 1 is disposed in a casing 2, as shown in FIG. 3A, a separation layer l la, a base layer l lb, When the secondary chamber 2c is full of filtered water, drain water to the secondary chamber 2c between the filtration element 1 and the casing 2.
  • Pressure through filtered water pipe 22 which also serves as air supply pipe and backwash air supply pipe Supply controlled air g.
  • air g having a pressure pi lower than the foaming pressure of the base layer l ib is sent to the secondary side chamber 2c.
  • the inside of the secondary chamber 2c is replaced with air, and the filtered water is pushed out to the primary side (raw water side) and drained.
  • the retained filtered water in the membrane filtration device can be gradually discharged to the primary side.
  • the present invention can further include the following step 2. That is, in step 2, after the secondary room filtered water is pushed out by the air at the pressure pi, the air g controlled at the higher pressure p2 is supplied, and as shown in FIG. The water remaining in the ib (up to the interface between the base layer l ib and the separation layer 11a) is replaced with air and gradually discharged to the primary side.
  • the pressure p2 is higher than the pressure pi used in step 1. That is, p2 is set to a pressure higher than the foaming pressure of the base layer 1 lb and lower than the foaming pressure of the separation layer 1 la.
  • p2 is set to a pressure higher than the foaming pressure of the base layer 1 lb and lower than the foaming pressure of the separation layer 1 la.
  • the pressure p3 is higher than the foaming pressure of the separation layer 11a.
  • the pressurized air pushes the stagnant water in the separation layer 11a into the filtration channel 12 and separates sediment as jet air, thereby eliminating clogging of the filtration membrane. Since the retained water in the filtration membrane that is pushed into the filtration channel 12 in this step 3 is only about 2.5% of the casing volume (see below), the lower header pipe 25 through which the backwash drainage flows has a large diameter. Even without this, drainage at a high flow rate is possible and a sufficient cleaning effect can be obtained.
  • step 1 the force required to push out the occlusion by the force of backflow of water.
  • step 3 the process directly proceeds from step 1 to step 3 to achieve the case 2
  • About 24% of the volume of water the amount of water retained in the base layer lib and in the separation layer 11a, see below
  • effective membrane cleaning can be performed.
  • the filtered water header pipe 14 is arranged above the filtered water pipe 15 which also serves as a backwash air supply pipe. This is because the pressure of water is used for backwashing, and if air remains in the flow path, the backwashing pressure is lost due to the compression of the residual air, causing a significant decrease in backwashing efficiency. This is because it is necessary to completely remove the air in the filtered water pipe 15 by installing the filtered water header pipe 14 above the filtered water pipe 15.
  • the filtered water header pipe 21 is disposed below the filtered water pipe 22 which also serves as the backwash air supply pipe.
  • the retained filtered water in the filtered water header pipe 14 flows backward at the time of backwashing, whereas the present invention includes a step of replacing the inside of the filtered water pipe with air prior to backwashing, so that residual air Has no effect on the backwashing effect. Therefore, the filtered water header pipe 21 can be installed downward, and even if air g is supplied from the backwash air supply source 23, the filtered water in the filtered water header pipe 21 does not flow backward, so that the amount of backwash drainage is small. Become.
  • a filtration membrane element 1 with a diameter of 180 mm and a length of 1000 mm and inside it with 2000 filtration channels (cells) with an inner diameter of 2.5 mm is housed in a casing 2 with a diameter of 200 mm
  • the internal volume of the casing is 100%
  • the volume of the secondary chamber 2c is 21%
  • the volume of the filtration element 1 is 48%
  • the filtration channel is 31%.
  • the filter layer element 1 has a base layer: separation layer ratio of 9: 1 and a porosity of 50% for the base layer and the separation layer
  • the amounts of filtered water retained in the base layer and the separation layer are 21% and 2%, respectively. . 5%.
  • the membrane used here had a base layer with a pore diameter of about 10 m, and a separation layer with a pore diameter of 1 ⁇ m.
  • the force pi was set at 10 kPa
  • p2 was set at 50 kPa
  • p3 was set at 300 kPa.
  • the three-step backwash was implemented without any problems.

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Abstract

　無数のろ過孔を有する基体層１１ｂと、この基体層より微細なろ過孔を有する分離層１１ａとを備えたセラミックろ過膜をケーシング内に収納した膜ろ過装置の逆洗方法に関するもので、ろ過膜の２次側に圧力をｐ１に制御した空気を供給して、膜ろ過装置内の滞留ろ過水を１次側に徐々にドレンした後、空気圧をｐ３に高めてろ過膜内部の水を空気とともに１次側に押し出し、閉塞物を剥離する。従来のように大量の逆洗排水が一挙に排出されないので、逆洗効果を低下させることなく逆洗排水管の径を小さく設計でき、設備のコンパクト化と設備自由度を高めることができる。

Description

明 細 書
ろ過膜の逆洗方法および逆洗装置
技術分野
[0001] 本発明は、ろ過膜の逆洗方法および逆洗装置に関するものである。
背景技術
[0002] 例えば、図 2に例示するような多孔質部 11に多数のろ過流路 12を平行に配置した ろ過膜エレメント 1を、図 4に示すようにケーシング 13内に配設した膜ろ過装置のろ過 運転は、原水 aを 1次入口室 13aに導入し、ろ過流路 12を通過して 1次出口室 13b及 び上部ヘッダ管 17を経て返送原水 bとして循環しながら原水 aを多孔質部 11の微細 なろ過孔によってろ過し、ろ過水ヘッダ管 14から取り出すクロスフローろ過方式や、 1 次側を満水状態にして力もケーシング上部のバルブを閉じ、導入された原水をろ過 水ヘッダ管 14を介して全量ろ過水として得るデッドエンドろ過方式によって、ろ過水 c がケーシング 13側面とろ過エレメント 1側面との間の 2次室 13cを経て取り出すように 、行なわれる。
[0003] 力べして、ろ過運転が進行するに従い、ろ過流路 12の内表面には分離された SSな どが堆積して閉塞物となり、ろ過効率が低下するようになる。この場合、適宜なタイミ ングでろ過運転を中止し、逆洗水 fを 2次室 13cから高圧で送給して前記多孔質部 1 1のろ過孔を逆流させ、ろ過流路 12の内表面に堆積した閉塞物を剥離させて、逆洗 排水 eとして取り出す、という逆洗操作が行なわれる。
[0004] この場合、逆洗水 fとしてろ過水 c自体が利用されるのが普通である力 逆洗が繰り 返されると汚れた逆洗排水 eの量が増大する一方、ろ過水 cの量が相対的に減少す るのでろ過装置の運転効率が低下するという問題があった。そして、このような問題 に対処するため、逆洗水 fとしてろ過水 cを利用するのではなぐ高圧空気を送給して 逆洗する方法 (特許文献 1、 2)も提案されている。
[0005] しカゝしろ過水を用いて逆洗を行う場合にも、高圧空気を用いて逆洗を行う場合にも 、ろ過膜エレメント 1の内部に存在する大量の水が一挙に一次側に押し出されること となり、逆洗効果を高めるためには逆洗排水を速やかに系外に放出しなければなら ない。このため逆洗排水を流す配管の径を十分大きく設計しておくことが必要であり 、膜ろ過設備のコンパ外ィ匕を妨げ、設備配置自由度を低くしていた。複数のエレメン トを操作単位とする実設備では例えば図 5に示すように逆洗排水を流す配管を下部 ヘッダ管 15としてろ過膜エレメント 1を収めたケーシングの下部と直結させていた。そ のため複数のエレメントから流れる逆洗排水を速やかに流すために下部ヘッダ管 15 及び逆洗排水バルブ 16を大径とする必要があった。
特許文献 1：特開 2002— 126468号公報：請求項 1、段落 (0010)
特許文献 2：特開 2002— 35748号公報：請求項 2、段落 (0007)
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] 本発明は前記した従来の問題点を解決し、逆洗効果を低下させることなく逆洗排 水管の径を小さく設計することができ、それによつて設備のコンパクト化と設備自由度 を高めることができるろ過膜の逆洗方法および逆洗装置を提供することを目的してな されたものである。
課題を解決するための手段
[0007] 上記の課題を解決するためになされた本発明のろ過膜の逆洗方法は、閉塞物によ り目詰まりを生じたろ過膜の 2次側に圧力を制御した空気を供給して、膜ろ過装置内 の滞留ろ過水を 1次側に徐々にドレンした後、空気圧を高めてろ過膜内部の水を空 気とともに 1次側に押し出し、閉塞物を剥離することを特徴とするものである。
[0008] なお膜ろ過装置は、無数のろ過孔を有する基体層と、この基体層より微細なろ過孔 を有する分離層とを備えたセラミックろ過膜をケーシング内に収納したものであること が好ましぐ膜ろ過装置内の滞留ろ過水を 1次側に徐々にドレンした後、セラミックろ 過膜の基体層の表面力 分離層との境界面までの滞留水を 1次側に押し出すステツ プを含ませることができる。また、逆洗操作の前に洗浄薬品を含む洗浄水でろ過エレ メント内の滞留水を置換することもできる。
[0009] また上記の課題を解決するためになされた本発明の逆洗装置は、無数のろ過孔を 有するセラミックろ過膜から形成されたろ過エレメントをケーシング内に収納した膜ろ 過装置のための逆洗装置であって、逆洗空気供給管を兼ねるろ過水配管の下側に ろ過水ヘッダ管を配置するとともに、逆洗空気供給管の先端に圧力制御可能な逆洗 空気供給源を設けたことを特徴とするものである。
発明の効果
[0010] 本発明によれば、閉塞物により目詰まりを生じたろ過膜の 2次側から圧力を制御し つつ空気を供給して、ろ過膜内に滞留している滞留水と空気を置換し、膜ろ過装置 内の滞留ろ過水を 1次側に徐々にドレンするため、逆洗排水を流す配管の径を大き くしなくても排水することができる。またその後に空気圧を高めてろ過膜内部の水を空 気とともに 1次側に押し出し閉塞物を剥離するが、その際の逆洗排水量は比較的僅 かであるから、逆洗排水を流す配管の径を大きくしなくても排水可能である。このため 、逆洗効果を低下させることなく下部ヘッダ管などの径を小さく設計することができ、 それによつて設備のコンパクト化と設備自由度を高めることができる。
[0011] また本発明の逆洗装置は、逆洗空気供給管を兼ねるろ過水配管の下側にろ過水 ヘッダ管を配置したものである。このため上記した本発明の逆洗が行えることはもちろ ん、逆洗空気の供給時にろ過水ヘッダ管内のろ過水は逆流しないから逆洗排水量 が少なくなり、ろ過水量に対する逆洗時の排水量の比であらわされる回収率が向上 するという利点がある。
図面の簡単な説明
[0012] [図 1]図 1は膜ろ過装置の模式図である。
[図 2]図 2はろ過膜エレメントを示す斜視図である。
[図 3]図 3は、本発明の逆洗方法を説明するろ過膜の模式的な断面図である。
[図 4]図 4は従来のろ過装置の模式図である。
[図 5]図 5は多数のエレメントを備えた従来の実設備の模式図である。
符号の説明
[0013] 1 ろ過膜エレメント
11 多孔質部
11a 分離層
l ib 基体層
l lx セラミック細粒子 l ly セラミック粗粒子
12 ろ過流路
13 ケーシング
13a 1次入口室
13b 1次出口室
13c 2次室
14 ろ過水ヘッダ管
15 下部ヘッダ管
16 逆洗排水バルブ
17 上部ヘッダ管
2 ケーシング
2a 1次入口室
2b 1次出口室
2c 2次室
2d パッキン
21 ろ過水ヘッダ管
22 逆洗空気供給管を兼ねるろ過水配管
23 逆洗空気供給源
24 上部ヘッダ管
25 下部ヘッダ管
a 原水
b 返送原水
c ろ過水
e 逆洗排水
f 逆洗水
g 空気
X バルブ
発明を実施するための最良の形態 [0014] 次に、本発明の実施形態を図 1から図 3を参照しながら説明する。本発明が適用さ れ得る膜ろ過装置は、先に説明したものと基本的に同じである。すなわち、図 2に示 されるように多孔質部 11に多数のろ過流路 12を平行に配置したろ過膜エレメント 1を 、ケーシング 2内に配設したものである。ろ過膜エレメント 1の上下外周はパッキン 2d によりシールされ、ろ過膜エレメント 1自体の上下両端面もシールされて、原水とろ過 水が混じらない構造となっている。原水 aは 1次入口室 2aに導入され、ろ過流路 12、 1次出口室 2b、上部ヘッダ管 24を経由して返送原水 bとして循環するクロスフロー方 式や、 1次出口室 2b途中に配置したバルブ Xを閉じた全量ろ過方式によりろ過される 。原水 aはろ過流路 12の内面に形成された微細なろ過孔を有する分離層でろ過され 、ろ過水 cがケーシング 2の側面とろ過エレメント 1側面との間の 2次室 2cを経て、ろ過 水配管 22からろ過水ヘッダ管 21に取り出される。
[0015] そして、本発明の特徴とするところは、このような膜ろ過装置におけるろ過運転が進 行して、ろ過膜が閉塞物により目詰まりを生じたときに、 1)ろ過膜の 2次側から圧力を 制御しつつ空気を供給する、 2)加圧空気によって膜ろ過装置内の滞留ろ過水を一 次側にドレンする、 3)空気圧を高めてろ過膜内部の水を空気とともに 1次側に押し出 し、閉塞物を剥離する、という逆洗操作を行なう点にある。なお、逆洗操作の前に洗 浄薬品を含む洗浄水でろ過エレメント内の滞留水を置換しておくことも可能である。
[0016] この点をより詳細に説明すると、先ず、前記ろ過エレメント 1としては、そのろ過膜の 構造が、図 3 (A)に模式的に示すように、無数のセラミック粗粒子 l lyからなり、無数 のろ過孔を有する基体層 1 lbと、その 1次側（ろ過流路 12側）のセラミック細粒子 1 lx からなり、基体層 1 lbより微細なろ過孔を有する分離層 1 laとからなるものを対象とし ている。
[0017] (ステップ 1)
本発明では、このようなろ過エレメント 1をケーシング 2内に配設した膜ろ過装置を 逆洗するに際して、ステップ 1として、図 3 (A)のように、分離層 l la、基体層 l lb、 2 次室 2cにろ過水が充満している状態において、ろ過エレメント 1とケーシング 2との間 の 2次室 2cに排水 *給気配管と逆洗空気供給管を兼ねるろ過水配管 22を通じて圧 力を制御した空気 gを供給する。 [0018] ステップ 1では、基体層 l ibの発泡圧より低い圧力 piの空気 gを 2次側室 2cに送る 。この結果、図 3 (B)に示すように、その 2次室 2c内は空気で置換され、ろ過水は一 次側 (原水側）に押し出されドレンされる。この圧力 piを制御することにより、膜ろ過装 置内の滞留ろ過水を 1次側に徐々に排出することができる。
[0019] (ステップ 2)
本発明は、さらに次のステップ 2を含むことができる。すなわちステップ 2では、圧力 piの空気による 2次室内ろ過水の押し出しに続いて、より高い圧力 p2に制御した空 気 gを供給して、図 3 (C)に示すように、その基体層 l ib内（基体層 l ibの表面力 基 体層 l ibと分離層 11aとの境界面まで)の滞留水を空気で置換して、 1次側に徐々に 排出する。
[0020] この場合の圧力 p2は、ステップ 1で用いた圧力 piより高い圧力を用いる。すなわち p2は基体層 1 lbの発泡圧より高ぐ分離層 1 laの発泡圧より低 ヽ圧力に設定する。 なお、ステップ 1の段階でステップ 2の圧力 p2の空気を供給することによって、 2次室 2cと基体層 l ibの置換操作を実質的に同時に行うことも可能であるから、ステップ 2 はステップ 1の後に行う他、実質的に同時に行うこともできる。この圧力 p2では空気は 分離層を通過できない。
[0021] (ステップ 3)
以上説明した 2段階の加圧空気による 2次室 2cと基体層 l ibの置換操作の後、ス テツプ 3として図 3 (D)に示すように、分離層 11aの発泡圧以上の圧力 p3の空気 gを 供給すれば、加圧空気は分離層 11a内の滞留水をろ過流路 12内に押し出すととも に、噴出空気として堆積物を剥離させ、ろ過膜の目詰まりを解消する。このステップ 3 でろ過流路 12内に押し出されるろ過膜内の滞留水は、ケーシング容積の約 2.5% ( 後述を参照）に過ぎないので、逆洗排水を流す下部ヘッダ管 25などを大径としなくて も高流速での排水が可能であり十分な洗浄効果が得られる。
[0022] また膜閉塞物の種類によっては、水が逆流する力により閉塞物を押し出すことが必 要である力 その場合には、ステップ 1からステップ 3に直接移行することによって、ケ 一シング 2の容積の約 24% (基体層 l ib内と分離層 11aに滞留した水量、後述を参 照）の水を分離層 11aから高速で押出し、効果的な膜の洗浄が可能となる。 [0023] 次に本発明の逆洗装置について説明する。
図 4に示したように、従来はろ過水ヘッダ管 14を逆洗空気供給管を兼ねるろ過水 配管 15の上側に配置していた。これは逆洗に水の圧力を用いているため流路に空 気が残留していると、逆洗圧力が残留空気の圧縮によって失われ逆洗効率の大幅な 低下をもたらすこととなるため、ろ過水ヘッダ管 14をろ過水配管 15の上に設置するこ とによりろ過水配管 15中の空気を完全に抜く必要があるためである。
[0024] これに対して本発明の逆洗装置では、図 1に示すようにろ過水ヘッダ管 21を逆洗 空気供給管を兼ねるろ過水配管 22の下側に配置している。従来の構造では、逆洗 時にろ過水ヘッダ管 14内の滞留ろ過水が逆流するのに対して、本発明では、逆洗 に先立ってろ過水配管内を空気で置換する工程を含むため残留空気の存在は逆洗 効果に影響がない。そのためろ過水ヘッダ管 21を下向きに設置することが可能となり 、逆洗空気供給源 23から空気 gを供給しても、ろ過水ヘッダ管 21内のろ過水は逆流 しないから、逆洗排水量が少なくなる。
実施例
[0025] 以下に本発明の実施例を示す。
直径 180mm、長さ 1000mmで、その内部に内径 2.5mmのろ過流路（セル）を 200 0個備えたろ過膜エレメント 1を、直径 200mmのケーシング 2に収納した場合、ケー シング内容積 (入口室、出口室は含まない）を 100%とすると、 2次室 2cの容積： 21 %、ろ過エレメント 1の容積: 48%、ろ過流路分： 31%となる。またろ過膜エレメント 1 は基体層分:分離層分 = 9 : 1とし、基体層と分離層の気孔率を 50%とすると、基体 層と分離層に滞留するろ過水量は、それぞれ 21%、 2. 5%となる。
[0026] 従来の逆洗方法では、ケーシング内の 2次室分 21%、基体層分 21%、分離層分 2 . 5%の合計 44. 5%が少なくとも逆洗排水として排出されており、上記した膜を逆洗 する場合、最大で流束 2m/secで 40Lの水を流していた。これに対して本発明では、段 落 0021に記載の方法では、およそ 1Lを流すだけでよくなる。また段落 0022に記載 のステップ 1からステップ 3に直接移行する方法でも、およそ 6Lを流すだけでよい。こ の場合の配管径は同じ流束で流すために従来の 40Lの時に 80mm必要であつたのに 対して、 1Lのときは 25mm、 6Lのときも 50mmで十分となる。どちらで設計するかは、水 質や運転条件に依存するが、 V、ずれの場合にぉ 、ても従来と比較し大幅なコンパク ト化が可能となる。
なお、ここで用いた膜はおよそ 10 mの孔径をもつ基体層と、孔径 1 μ m力もなる分 離層をもっていた力 piは 10kPa、 p2は 50kPa、 p3は 300kPaに設定したところ、前記し た 3ステップの逆洗を支障なく実施することができた。

Claims

請求の範囲
[1] 閉塞物により目詰まりを生じたろ過膜の 2次側に圧力を制御した空気を供給して、 膜ろ過装置内の滞留ろ過水を 1次側に徐々にドレンした後、空気圧を高めてろ過膜 内部の水を空気とともに 1次側に押し出し、閉塞物を剥離することを特徴とするろ過 膜の逆洗方法。
[2] 膜ろ過装置が、無数のろ過孔を有する基体層と、この基体層より微細なろ過孔を有 する分離層とを備えたセラミックろ過膜をケーシング内に収納したものであることを特 徴とする請求項 1記載のろ過膜の逆洗方法。
[3] 膜ろ過装置内の滞留ろ過水を 1次側に徐々にドレンした後、セラミックろ過膜の基 体層の表面力 分離層との境界面までの滞留水を 1次側に押し出すステップを含む ことを特徴とする請求項 2記載のろ過膜の逆洗方法。
[4] 逆洗操作の前に洗浄薬品を含む洗浄水でろ過エレメント内の滞留水を置換するこ とを特徴とする請求項 1記載のろ過膜の逆洗方法。
[5] 無数のろ過孔を有するセラミックろ過膜から形成されたろ過エレメントをケーシング 内に収納した膜ろ過装置のための逆洗装置であって、逆洗空気供給管を兼ねるろ 過水配管の下側にろ過水ヘッダ管を配置するとともに、逆洗空気供給管の先端に圧 力制御可能な逆洗空気供給源を設けたことを特徴とする逆洗装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010227851A (ja) * 2009-03-27 2010-10-14 Metawater Co Ltd 膜ろ過システムおよびその洗浄方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100962556B1 (ko) 2008-08-13 2010-06-11 (주)피지티 하향류식 고속 정밀 여과장치
WO2011099656A1 (ko) * 2010-02-10 2011-08-18 (주)피지티 하향류식 고속 정밀 여과장치
US8889001B2 (en) * 2010-03-09 2014-11-18 Memprotec Inc. Reverse osmosis for maple tree sap
CN202191761U (zh) * 2011-08-26 2012-04-18 三一重型装备有限公司 一种反冲洗过滤装置
US11524263B1 (en) 2019-08-15 2022-12-13 Wigen Companies, Inc. Filtration processes and systems
CN117886484B (zh) * 2024-03-13 2024-05-31 国检测试控股集团湖南华科科技有限公司 一种高氯酸盐废水高效处理设备及工艺

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51103661A (en) 1975-03-10 1976-09-13 Giken Kogyo Kk Shintosayooryoshita osuishorisochi
WO1993002779A1 (en) 1991-08-07 1993-02-18 Memtec Limited Concentration of solids in a suspension using hollow fibre membranes
JPH0751548A (ja) 1992-09-11 1995-02-28 Ngk Insulators Ltd セラミック膜の逆洗方法
JPH0768139A (ja) 1993-09-06 1995-03-14 Nippon Memtec Kk 中空糸膜モジュールの逆洗方法
JPH11128700A (ja) 1997-10-23 1999-05-18 Daicel Chem Ind Ltd 分離膜の薬洗液
JP2000033238A (ja) 1998-07-16 2000-02-02 Ngk Insulators Ltd 膜面に形成されたファウリング層の除去方法
JP2002035748A (ja) 2000-07-26 2002-02-05 Suido Kiko Kaisha Ltd 大孔径ろ過膜体を用いた浄水処理装置
JP2002126468A (ja) 2000-10-18 2002-05-08 Maezawa Ind Inc 膜モジュールの洗浄方法及び膜ろ過装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4874516A (en) * 1984-12-29 1989-10-17 Ngk Insulators, Ltd. A ceramic filter for semi-ultrafiltration
US4629483A (en) * 1986-01-06 1986-12-16 Refractron Corp. Ceramic filter with plural layers of different porosity
ES2014516A6 (es) * 1986-07-11 1990-07-16 Mentec Ltd Procedimiento para la limpieza de filtros.
US5244585A (en) * 1991-01-11 1993-09-14 Akitoshi Sugimoto Method of cleaning porous ceramic filters
US5164085A (en) * 1991-12-09 1992-11-17 N.R.G. Enterprises, Inc. Water filter cartridge
JPH07313850A (ja) * 1994-05-30 1995-12-05 Kubota Corp 浸漬型セラミック膜分離装置の逆洗方法
AU7607800A (en) * 1999-09-22 2001-04-24 Advanced Renal Technologies High citrate dialysate and uses thereof
JP2002282629A (ja) * 2001-03-27 2002-10-02 Ngk Insulators Ltd 複層構造セラミックフィルターの製造方法
JP4917234B2 (ja) * 2001-12-07 2012-04-18 日本碍子株式会社 セラミックフィルター及び浄水方法
JP4195824B2 (ja) * 2003-03-10 2008-12-17 メタウォーター株式会社 ろ過方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51103661A (en) 1975-03-10 1976-09-13 Giken Kogyo Kk Shintosayooryoshita osuishorisochi
WO1993002779A1 (en) 1991-08-07 1993-02-18 Memtec Limited Concentration of solids in a suspension using hollow fibre membranes
JPH0751548A (ja) 1992-09-11 1995-02-28 Ngk Insulators Ltd セラミック膜の逆洗方法
JPH0768139A (ja) 1993-09-06 1995-03-14 Nippon Memtec Kk 中空糸膜モジュールの逆洗方法
JPH11128700A (ja) 1997-10-23 1999-05-18 Daicel Chem Ind Ltd 分離膜の薬洗液
JP2000033238A (ja) 1998-07-16 2000-02-02 Ngk Insulators Ltd 膜面に形成されたファウリング層の除去方法
JP2002035748A (ja) 2000-07-26 2002-02-05 Suido Kiko Kaisha Ltd 大孔径ろ過膜体を用いた浄水処理装置
JP2002126468A (ja) 2000-10-18 2002-05-08 Maezawa Ind Inc 膜モジュールの洗浄方法及び膜ろ過装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010227851A (ja) * 2009-03-27 2010-10-14 Metawater Co Ltd 膜ろ過システムおよびその洗浄方法

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