JPH01143606A - 濾過膜の洗浄方法 - Google Patents
濾過膜の洗浄方法Info
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- JPH01143606A JPH01143606A JP62303885A JP30388587A JPH01143606A JP H01143606 A JPH01143606 A JP H01143606A JP 62303885 A JP62303885 A JP 62303885A JP 30388587 A JP30388587 A JP 30388587A JP H01143606 A JPH01143606 A JP H01143606A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、クロスフロー消過方法による油水分離方法
をおこなう場合の膜の洗浄方法に関するものである。
をおこなう場合の膜の洗浄方法に関するものである。
[従来の技術]
水溶性潤滑油や難燃性作動液など水に油が懸濁した状態
の含油水は、金属加工、金属表面処理等多くの工業分野
で利用されている。これらの含油水は、一般に廃液ある
いは他の水等と混合された廃水として出てくるため、そ
の性状も多様であり各種の方法で処理をしている。油の
濃度が低い場合は凝集法などでそのまま廃水処理をする
場合もあるが、油の濃度が高い場合は出来るだけ水側に
油分が残らないような処理をする必要がある。
の含油水は、金属加工、金属表面処理等多くの工業分野
で利用されている。これらの含油水は、一般に廃液ある
いは他の水等と混合された廃水として出てくるため、そ
の性状も多様であり各種の方法で処理をしている。油の
濃度が低い場合は凝集法などでそのまま廃水処理をする
場合もあるが、油の濃度が高い場合は出来るだけ水側に
油分が残らないような処理をする必要がある。
油の粒子径が数10μm以上の比較的大きいものが懸濁
している場合は、浮上分離法が適用出来るが、水溶性の
潤滑油などの廃液中の油分は10μm以下の微粒子とし
て分散して乳化している場合が多く、浮上分離法は不可
能である。従って従来は塩析法、凝集法、酸分解法など
の主として化学的或いは電気化学的方法が用いられてい
る。一般に潤滑油などの組成は不明である場合が多く、
十分な処理が出来ていないのが現状である。又、化学的
方法では、薬品を加えて処理するためコスト面や新らた
にスラッジの発生を伴うなどの問題が多い。以上の廃水
処理又はその前処理としての油水分離の外に、油あるい
は水そのものの再利用や回収を目的とする利用の分野も
ある。この分野では、分離されたものの物性は元の状態
に出来るだけ近い方が好ましいことから、工業的には物
理的分離法が採られ、浮上分離法や遠心分離法など比重
差を利用した方法と逆浸透や限外か過などの膜による分
離法が利用されている。比重差を利用する方法には適用
に限界があり、粒子径が微細化したものは膜による分離
法が主として用いられるようである。この膜分離法は膜
の孔径あるいは通路の大きさにより、分離出来る溶質が
決り処理能力も異なる。逆浸透や限外清遊は特定の分野
で実用化されているが、処理コストが高くなるため、適
用される範囲は限定される。膜の孔径がより大きい精密
消過膜(超消過膜も含む)の範囲では、通常、全を濾過
て使用することが一般的であるが、最近ろ過効率の低下
が経時的に大きく問題となる場合に、クロスフロー濾過
が試みられるようになっている。
している場合は、浮上分離法が適用出来るが、水溶性の
潤滑油などの廃液中の油分は10μm以下の微粒子とし
て分散して乳化している場合が多く、浮上分離法は不可
能である。従って従来は塩析法、凝集法、酸分解法など
の主として化学的或いは電気化学的方法が用いられてい
る。一般に潤滑油などの組成は不明である場合が多く、
十分な処理が出来ていないのが現状である。又、化学的
方法では、薬品を加えて処理するためコスト面や新らた
にスラッジの発生を伴うなどの問題が多い。以上の廃水
処理又はその前処理としての油水分離の外に、油あるい
は水そのものの再利用や回収を目的とする利用の分野も
ある。この分野では、分離されたものの物性は元の状態
に出来るだけ近い方が好ましいことから、工業的には物
理的分離法が採られ、浮上分離法や遠心分離法など比重
差を利用した方法と逆浸透や限外か過などの膜による分
離法が利用されている。比重差を利用する方法には適用
に限界があり、粒子径が微細化したものは膜による分離
法が主として用いられるようである。この膜分離法は膜
の孔径あるいは通路の大きさにより、分離出来る溶質が
決り処理能力も異なる。逆浸透や限外清遊は特定の分野
で実用化されているが、処理コストが高くなるため、適
用される範囲は限定される。膜の孔径がより大きい精密
消過膜(超消過膜も含む)の範囲では、通常、全を濾過
て使用することが一般的であるが、最近ろ過効率の低下
が経時的に大きく問題となる場合に、クロスフロー濾過
が試みられるようになっている。
しかし、膜分離技術の歴史が浅いため、膜の目詰りの回
復などの解決すべき問題が多く、実用化されている分野
は限られている(特開昭58−183981参照)。又
、精密ろ過のクロスフロ一方式による分離については、
液に含まれる固形成分によるろ過膜生成が期特出来る。
復などの解決すべき問題が多く、実用化されている分野
は限られている(特開昭58−183981参照)。又
、精密ろ過のクロスフロ一方式による分離については、
液に含まれる固形成分によるろ過膜生成が期特出来る。
固−液分離の場合には、実用化が進んで来ているが、油
水分離のような液−液分離は、技術的未解決の問題が多
く、実用に供されている例が少ないのが現状である。
水分離のような液−液分離は、技術的未解決の問題が多
く、実用に供されている例が少ないのが現状である。
[発明が解決すべき問題点〕
クロスフローろ過方式による膜分離法が実際に使われる
かどうかは、分離対象物が何であろうと分離の目的に適
合する膜の選定と濾過性能の維持管理が可能か否かにか
かっている。特に後者は工業的な実用化にあたっては極
めて重要である。
かどうかは、分離対象物が何であろうと分離の目的に適
合する膜の選定と濾過性能の維持管理が可能か否かにか
かっている。特に後者は工業的な実用化にあたっては極
めて重要である。
通常、クロスフローろ過における濾過性能、特に単位時
間あたりのt濾過流量(通常、透過流束と呼ぶ)の維持
は、膜面に平行な被濾過液の流速を適当に選ぶことと、
濾過液の流れの方向とは逆方向からの流れを定期に一定
時間作り膜表面に生成するスラッジ層(動的膜又はフィ
ルターケーキともいう)を崩墳させる逆洗操作により行
なっている。ところが油水分離のような液−液分離の場
合には、固−液分離の場合と異なりスラッジ層の生成は
期特出来ないため、逆洗は殆んど効果がないことが多い
。これは油水分離の場合の透過流束の低下は、主として
曲の微粒子による膜の目詰りが原因であるためと思われ
る。クロスフロー濾過の場合スラッジ層の自己i濾過の
働きにより膜の目詰りが抑制され、ろ過物質が膜内部に
詰るのは徐々に進行するのが一般的であり、従って経済
的に見合えば必ずしも1:I詰り原因物質を取り除かず
膜モジュールを交換することも可能であり、あるいは目
詰り原因物質を取り除く場合でも比較的そのインターバ
ルが長いため問題は少ない。
間あたりのt濾過流量(通常、透過流束と呼ぶ)の維持
は、膜面に平行な被濾過液の流速を適当に選ぶことと、
濾過液の流れの方向とは逆方向からの流れを定期に一定
時間作り膜表面に生成するスラッジ層(動的膜又はフィ
ルターケーキともいう)を崩墳させる逆洗操作により行
なっている。ところが油水分離のような液−液分離の場
合には、固−液分離の場合と異なりスラッジ層の生成は
期特出来ないため、逆洗は殆んど効果がないことが多い
。これは油水分離の場合の透過流束の低下は、主として
曲の微粒子による膜の目詰りが原因であるためと思われ
る。クロスフロー濾過の場合スラッジ層の自己i濾過の
働きにより膜の目詰りが抑制され、ろ過物質が膜内部に
詰るのは徐々に進行するのが一般的であり、従って経済
的に見合えば必ずしも1:I詰り原因物質を取り除かず
膜モジュールを交換することも可能であり、あるいは目
詰り原因物質を取り除く場合でも比較的そのインターバ
ルが長いため問題は少ない。
油水分離の場合は膜自身により直接油粒子を分離するた
め透過流束の低下が早いこと、更に通常廃水処理が目的
の場合は、含油廃水中に種々雑多の固形物が混入してい
るため適当な膜の洗浄方法がないとか、前処理で完全に
固形物を取り除く必要があるなど問題が多く、クロスフ
ローろ過を採用しにくいのか現状である。
め透過流束の低下が早いこと、更に通常廃水処理が目的
の場合は、含油廃水中に種々雑多の固形物が混入してい
るため適当な膜の洗浄方法がないとか、前処理で完全に
固形物を取り除く必要があるなど問題が多く、クロスフ
ローろ過を採用しにくいのか現状である。
本発明は、クロスフローろ過による油水分離を行なう際
に問題となる膜の目詰りを回復する洗浄方法を提供する
ものである。
に問題となる膜の目詰りを回復する洗浄方法を提供する
ものである。
[問題点を解決するための手段]
本発明の要旨は、クロスフロー濾過による油水分離にお
ける膜の洗浄方法において、濾過液又は別途濾過処理し
た水を使用した循環水洗をろ過膜を濾過液が通過しない
状態で2回以上繰り返し膜面を洗浄した後ろ過液又は別
途濾過処理した水に溶解した洗剤を使用して同じく、濾
過膜を濾過液が通過しないような状態にして膜面及び膜
内の洗浄を循環洗浄により行ない、更に酸又はアルカリ
性の溶液を使用し、同様の循環洗浄又は浸漬による洗浄
を行なう膜の洗浄方法およびこれらの洗浄方法の1つ以
上の組合せによる膜の洗浄方法にある。
ける膜の洗浄方法において、濾過液又は別途濾過処理し
た水を使用した循環水洗をろ過膜を濾過液が通過しない
状態で2回以上繰り返し膜面を洗浄した後ろ過液又は別
途濾過処理した水に溶解した洗剤を使用して同じく、濾
過膜を濾過液が通過しないような状態にして膜面及び膜
内の洗浄を循環洗浄により行ない、更に酸又はアルカリ
性の溶液を使用し、同様の循環洗浄又は浸漬による洗浄
を行なう膜の洗浄方法およびこれらの洗浄方法の1つ以
上の組合せによる膜の洗浄方法にある。
まず、本発明の膜の目詰り回復の方法についてその要点
を以下に説明する。
を以下に説明する。
(1)処理前の原水はクロスフロー濾過装置を使用して
油分を濃縮するが、清適装置からこの濃縮液を全て排出
する。装置は自然流下により残液の量が極力少なくなる
構造にすることが重要である。
油分を濃縮するが、清適装置からこの濃縮液を全て排出
する。装置は自然流下により残液の量が極力少なくなる
構造にすることが重要である。
(11)次に濾過液又は別途濾過処理した水を使用しろ
過膜表面に洗浄水を流して濾過膜を循環水洗する。水洗
水は入れ替えて少なくとも2〜3回繰り返す。この際洗
浄液がろ過膜を通過しないようにすることが重要である
。
過膜表面に洗浄水を流して濾過膜を循環水洗する。水洗
水は入れ替えて少なくとも2〜3回繰り返す。この際洗
浄液がろ過膜を通過しないようにすることが重要である
。
この水洗の目的は残液の油を除去する以外に、原液中に
含まれている夾雑物を完全に排出するためである。
含まれている夾雑物を完全に排出するためである。
(iii )次に濾過液又は別途濾過処理した水に洗剤
を溶解した洗浄液を循環させ濾過膜表面を洗浄する。こ
のときも濾過膜を洗浄液が通過しない様にか油側の弁は
閉として、tf5過膜表面に洗浄水を流す。この洗浄の
目的は、膜表面に付着残留している油分を除去すること
も含まれるが、膜内部に詰った油分を拡散作用により除
去するのが主である。一般的には膜内に詰った油分を洗
浄液で除去する場合、洗浄液が膜内を通過する状態にし
た方が洗浄効率を高めると考えがちであるが、本発明に
よる洗浄の方が遥かに有効である。その理由は、膜内の
油の粒子を洗剤(界面活性剤)により懸濁させて押し出
すよりも、濃度差による拡散により膜内の油粒子が循環
流側に移動するようにした方が効果が大きいためと考え
られる。又、ろ過膜の厚さが抵抗を少なくするために極
めて薄く作られていることも関係があると考えられる。
を溶解した洗浄液を循環させ濾過膜表面を洗浄する。こ
のときも濾過膜を洗浄液が通過しない様にか油側の弁は
閉として、tf5過膜表面に洗浄水を流す。この洗浄の
目的は、膜表面に付着残留している油分を除去すること
も含まれるが、膜内部に詰った油分を拡散作用により除
去するのが主である。一般的には膜内に詰った油分を洗
浄液で除去する場合、洗浄液が膜内を通過する状態にし
た方が洗浄効率を高めると考えがちであるが、本発明に
よる洗浄の方が遥かに有効である。その理由は、膜内の
油の粒子を洗剤(界面活性剤)により懸濁させて押し出
すよりも、濃度差による拡散により膜内の油粒子が循環
流側に移動するようにした方が効果が大きいためと考え
られる。又、ろ過膜の厚さが抵抗を少なくするために極
めて薄く作られていることも関係があると考えられる。
なお、使用する洗剤には固形分を全く含まないものを使
用すべきであり、これは洗浄液にン戸液又は別途濾過処
理した水を使用するのと同じ理由による。
用すべきであり、これは洗浄液にン戸液又は別途濾過処
理した水を使用するのと同じ理由による。
洗剤としては各柱界面活性剤が利用できる。
(iv) iJ5過膜の目詰りが浦の粒子以外で、洗剤
では除去が困難な夾雑物(通常極めて微ff1)の蓄積
による場合は、それらを溶解する薬品(勿論、膜及び装
置に対する作用を考慮して)を選択し適当な濃度の洗浄
液として使用して(iiDと同様の操作の洗浄をする。
では除去が困難な夾雑物(通常極めて微ff1)の蓄積
による場合は、それらを溶解する薬品(勿論、膜及び装
置に対する作用を考慮して)を選択し適当な濃度の洗浄
液として使用して(iiDと同様の操作の洗浄をする。
通常この洗浄のインターバルは長いか全く不要であるか
のいずれかである。薬品としては塩酸、硫酸等の稀酸溶
液、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ
溶液が利用できる。たとえばi濾過膜にセラミックフィ
ルタ]装置の接液部を化学的安定なFRP、塩化ビニル
、エポキシ等の材料を選択して作製し、酸又はアルカリ
性の溶液による溶出をすれば殆んどの場合に対応出来る
。又、頻度が少い場合は膜構成部のみを取り出し、溶出
用の溶液をi&たした容器内に浸漬する方法でも良い。
のいずれかである。薬品としては塩酸、硫酸等の稀酸溶
液、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ
溶液が利用できる。たとえばi濾過膜にセラミックフィ
ルタ]装置の接液部を化学的安定なFRP、塩化ビニル
、エポキシ等の材料を選択して作製し、酸又はアルカリ
性の溶液による溶出をすれば殆んどの場合に対応出来る
。又、頻度が少い場合は膜構成部のみを取り出し、溶出
用の溶液をi&たした容器内に浸漬する方法でも良い。
以上が膜の目詰り回復方法であるが、(山)から(iv
)の洗浄工程に移る場合や、(iv)から使用に入る前
には、必らず濾過液又は別途ろ過処理した水で洗浄置換
し、化学反応による析出物が出来ないようにすることが
重要である。
)の洗浄工程に移る場合や、(iv)から使用に入る前
には、必らず濾過液又は別途ろ過処理した水で洗浄置換
し、化学反応による析出物が出来ないようにすることが
重要である。
次に本発明の基本的システムについて説明する。
第1図に基本的システムの一例についてのフローを示す
。
。
油水分離をする未処理液が弁24を経て濃縮槽3に供給
される。濃縮ポンプ5により弁8を経てろ過器1に入る
。このとき弁9.10及び28.27は閉の状態となっ
ている。)濾過器1に入った含浦液は、大部分が弁12
を経て濃縮槽3に戻る。処理水はン戸過器を循環するこ
とにより油分が濃縮されていく。
される。濃縮ポンプ5により弁8を経てろ過器1に入る
。このとき弁9.10及び28.27は閉の状態となっ
ている。)濾過器1に入った含浦液は、大部分が弁12
を経て濃縮槽3に戻る。処理水はン戸過器を循環するこ
とにより油分が濃縮されていく。
膜モジュール2により濾過された水は、流量計30、セ
ンサー31を経て弁22を経るとき濾過液Aとなり、弁
23を経るときろ過液Bとなる。ここで濾過液Bは、洗
浄液に使用するためのもので、濾過液Aとは区別する。
ンサー31を経て弁22を経るとき濾過液Aとなり、弁
23を経るときろ過液Bとなる。ここで濾過液Bは、洗
浄液に使用するためのもので、濾過液Aとは区別する。
含油液は濃縮槽3と濾過器1の間の循環を継続すること
により油分の濃縮が進行し、それに伴い液の粘性が高く
なる。粘性の変化を濾過器の出入口の圧力へ押ち、入口
側圧力計28と出口側圧力計29の差圧として検出し、
濃縮操作の完了時期を判断することが出来る。濃縮の完
了時期については、未処理水の含水率が予め知ることが
出来る場合は、濃縮槽の容積と流量計30により得られ
るろ過液の量から判断することも出来る。センサー31
は、油水分離が不完全な状態が発生した場合を判断する
検出器で、油水分離では一般に濾過液が透明であり、油
分が混入すると半透明ないし不透明になるため光透過度
を検出する。このセンサーはその他光の散乱、濾過液の
粘度など特性の変化を検出出来れば良く、各柾センサー
が適用出来る。濃縮が完了したら濃縮ポンプ5を停止し
弁8を閉、弁25を開とし、濃縮液を排出する。排出が
完了したら弁25を閉めて弁24を開は未処理液を濃縮
槽3に受は入れ、再び濃縮操作を繰り返す(濃縮槽の液
面を一定に保った未処理液の受入法も含む)。
により油分の濃縮が進行し、それに伴い液の粘性が高く
なる。粘性の変化を濾過器の出入口の圧力へ押ち、入口
側圧力計28と出口側圧力計29の差圧として検出し、
濃縮操作の完了時期を判断することが出来る。濃縮の完
了時期については、未処理水の含水率が予め知ることが
出来る場合は、濃縮槽の容積と流量計30により得られ
るろ過液の量から判断することも出来る。センサー31
は、油水分離が不完全な状態が発生した場合を判断する
検出器で、油水分離では一般に濾過液が透明であり、油
分が混入すると半透明ないし不透明になるため光透過度
を検出する。このセンサーはその他光の散乱、濾過液の
粘度など特性の変化を検出出来れば良く、各柾センサー
が適用出来る。濃縮が完了したら濃縮ポンプ5を停止し
弁8を閉、弁25を開とし、濃縮液を排出する。排出が
完了したら弁25を閉めて弁24を開は未処理液を濃縮
槽3に受は入れ、再び濃縮操作を繰り返す(濃縮槽の液
面を一定に保った未処理液の受入法も含む)。
ろ過器1に装置されている膜モジュールの目詰りは、流
量計30により濾過液の流量を検出することにより知る
ことが出来る。流量が半減した頃が洗浄の目安となる。
量計30により濾過液の流量を検出することにより知る
ことが出来る。流量が半減した頃が洗浄の目安となる。
膜モジュールの目詰りが限度に達したら、濾過能力の回
復のため洗浄を行なう。
復のため洗浄を行なう。
洗浄工程に移るタイミングは任意で良い。濃縮が完了す
るまで時間をかけて1バツチ処理してからでも良いし、
直ちに洗浄工程に入り、洗浄後濃縮を継続することもで
きる。
るまで時間をかけて1バツチ処理してからでも良いし、
直ちに洗浄工程に入り、洗浄後濃縮を継続することもで
きる。
次に、洗浄方法について説明する。
まず、弁26を開け、濾過器1及び各配管内の濃縮液を
排出する。濃縮液の残留が極力少なくなるようろ過器1
及び各配管が設計されていることは洗浄の効果を高める
上で有効である。排出が完了したら、弁2B及び弁12
を閉め、弁9、弁13及び弁1Bを開は更に1次洗浄ポ
ンプ6を稼動して、1次又は通常3μのフィルターを通
過さ# か過処理水を用いる。サイズの大きな粒子が懸濁してい
る水では洗浄の効果はあがらない。1次洗浄液は、1次
洗浄液WJ4.1次洗浄ポンプ6、弁9、i濾過器1、
弁13及び弁16を経て、再び1次洗浄液槽4に戻る。
排出する。濃縮液の残留が極力少なくなるようろ過器1
及び各配管が設計されていることは洗浄の効果を高める
上で有効である。排出が完了したら、弁2B及び弁12
を閉め、弁9、弁13及び弁1Bを開は更に1次洗浄ポ
ンプ6を稼動して、1次又は通常3μのフィルターを通
過さ# か過処理水を用いる。サイズの大きな粒子が懸濁してい
る水では洗浄の効果はあがらない。1次洗浄液は、1次
洗浄液WJ4.1次洗浄ポンプ6、弁9、i濾過器1、
弁13及び弁16を経て、再び1次洗浄液槽4に戻る。
この際洗浄水は膜に平行に流れて膜面の付着物を洗い落
していく。この循環洗浄は洗浄液を取り替えて複数回繰
り返す。最初の循環洗浄済の液は、濃縮液が相当含まれ
るので未処理液側に1次洗浄ポンプ6により戻す。この
ときは弁12.13.15は閉、弁14を開とする。2
回目以降の循環洗浄液は、1次洗浄液槽4の容量を適当
な大きさにすれば、濃縮液の混入率は低くすることが可
能であるため濾過液A側に送る。ここで濾過液Aとろ過
液Bに区別する理由は、膜を洗浄する液には目詰り原因
物質が混入しないようにする為である。なお、循環洗浄
液がろ過器1及び各配管内に残留しないよう弁27を開
はドレーンとして別途処理する(ろ過液Aに入れて良い
)。以上の1次洗浄が終ったら、2次洗浄を行なう。
していく。この循環洗浄は洗浄液を取り替えて複数回繰
り返す。最初の循環洗浄済の液は、濃縮液が相当含まれ
るので未処理液側に1次洗浄ポンプ6により戻す。この
ときは弁12.13.15は閉、弁14を開とする。2
回目以降の循環洗浄液は、1次洗浄液槽4の容量を適当
な大きさにすれば、濃縮液の混入率は低くすることが可
能であるため濾過液A側に送る。ここで濾過液Aとろ過
液Bに区別する理由は、膜を洗浄する液には目詰り原因
物質が混入しないようにする為である。なお、循環洗浄
液がろ過器1及び各配管内に残留しないよう弁27を開
はドレーンとして別途処理する(ろ過液Aに入れて良い
)。以上の1次洗浄が終ったら、2次洗浄を行なう。
2次洗浄に使用する洗浄液は、洗剤をろ過液B又は濾過
処理水に溶かしたものである。洗浄の方法は1次洗浄と
全く同じ要領で循環洗浄を行なう。
処理水に溶かしたものである。洗浄の方法は1次洗浄と
全く同じ要領で循環洗浄を行なう。
即ち、洗浄液は2次洗浄液槽5.2次洗浄ポンプ7、弁
10、濾過器1、弁13及び弁17を経て、2次洗浄液
槽5に戻る。ここで、弁22及び弁23は閉とすること
は、1次洗浄と同様である。2次洗浄で使用済みの液は
、その後の処理の方法によって送り先を決めれば良い。
10、濾過器1、弁13及び弁17を経て、2次洗浄液
槽5に戻る。ここで、弁22及び弁23は閉とすること
は、1次洗浄と同様である。2次洗浄で使用済みの液は
、その後の処理の方法によって送り先を決めれば良い。
例えばろ過液Aとするか、ドレーンとして別途処理をす
るかなどである。洗浄液の洗浄能力の減少程度によって
は再使用が可能なこともある。
るかなどである。洗浄液の洗浄能力の減少程度によって
は再使用が可能なこともある。
以上が、本発明の基本的システムのフローであるが、濾
過膜の目詰りが曲以外の夾雑物の蓄積による場合は3次
洗浄として、洗浄液槽、ポンプ数を追加し、目詰り物質
を溶解する酸又はアルカリ等の洗浄剤の液で同様の洗浄
を行なえば良い。
過膜の目詰りが曲以外の夾雑物の蓄積による場合は3次
洗浄として、洗浄液槽、ポンプ数を追加し、目詰り物質
を溶解する酸又はアルカリ等の洗浄剤の液で同様の洗浄
を行なえば良い。
クロスフローろ過では逆洗洗浄による透過流束の維持が
一般的であるが高濃度の含油水のか過では、運転中に逆
洗操作をしても目詰り回復には全く効果がない。
一般的であるが高濃度の含油水のか過では、運転中に逆
洗操作をしても目詰り回復には全く効果がない。
本発明のシステムの中で、循環洗浄中に逆洗操作を併用
することも出来るが、逆洗用の液を循環洗浄中に膜を通
して採取し使用することは避けなければならない。
することも出来るが、逆洗用の液を循環洗浄中に膜を通
して採取し使用することは避けなければならない。
本発明において、油粒子を主とする微細な懸濁物質を分
離する濾過膜としては、精密濾過膜であっても、限外濾
過膜であっても良いが、被処理液に分散、懸濁している
粒子の大きさ、種類によって適宜選択するもので、膜の
目詰りにより透過流束の低下が少なく、また、目詰りし
た場合に復帰させるのに効果的なものであれば良い。一
般的には、目的とする分離が出来る限り、孔径は大きい
方が良いが、0.001〜0.2μmであることが好ま
しい。
離する濾過膜としては、精密濾過膜であっても、限外濾
過膜であっても良いが、被処理液に分散、懸濁している
粒子の大きさ、種類によって適宜選択するもので、膜の
目詰りにより透過流束の低下が少なく、また、目詰りし
た場合に復帰させるのに効果的なものであれば良い。一
般的には、目的とする分離が出来る限り、孔径は大きい
方が良いが、0.001〜0.2μmであることが好ま
しい。
膜の材質は、温度的には80℃以下で性能に変化かない
ことが望ましく、又、化学的にも酸やアルカリに対し安
定なものが望ましい。それは、膜の使用環境から要求さ
れる条件であり、セラミック′はこれらの条件に対し優
れた性質を有しているために最適である。しかし、必ず
しも材質をセラミックに限定するものではなく、有機膜
や金属膜なども使用条件により適用出来る。
ことが望ましく、又、化学的にも酸やアルカリに対し安
定なものが望ましい。それは、膜の使用環境から要求さ
れる条件であり、セラミック′はこれらの条件に対し優
れた性質を有しているために最適である。しかし、必ず
しも材質をセラミックに限定するものではなく、有機膜
や金属膜なども使用条件により適用出来る。
又、セラミック膜の構造として非対称膜を使用するのが
適当で、膜の厚さが極めて薄いため濾過抵抗が少なくな
ることの利点があることだけではなく、膜の洗浄性の而
で有利であることがある。
適当で、膜の厚さが極めて薄いため濾過抵抗が少なくな
ることの利点があることだけではなく、膜の洗浄性の而
で有利であることがある。
乳化油廃液は金属粉、塵埃などの固形物や浮遊物が混入
している微細な油の粒子が分散懸濁しているエマルジョ
ンであるため、膜の表面や内部に付着あるいは、入り込
んで目詰り現象を起こし、透過流束の低下をもたらすこ
とは避けられない。いかに透過流束の低下を抑えるか、
又、目詰りした膜の機能をいかに回復させるかが重要で
あり、セラミックに限らず非対称構造は目詰りの回復に
対し有利である。特に油水分離のような液−液分離の場
合は同一液分離の場合と異なり動的膜(フィルターケー
キ、又はスラッジ層とも言う)の生成がないため、阻止
すべき粒子は、すべて膜に依存せざるを得ない。このよ
うなろ過のメカニズムの相違のため、固−液分離の場合
より、クロスフローろ過における透過流束の安定が得ら
れにくく、膜機能の回復が極めて重要となる。目詰り原
因物質は、阻止されるべき懸濁又は分散状態の液体粒子
が主であるが(その他夾雑物の存在する場合は固形物も
あるが)、膜機能回復のためには、この目詰り原因物質
を定期的に取り除く必要があり、その方法として洗浄操
作を行なう。油水分離の場合は、主に洗浄剤として洗剤
を使用するが、夾雑物による目詰りに対しては、塩酸な
どの溶液を使用すると効果がある。いずれの場合も、目
詰り原因物質の排除には拡散現象が深く関与すると考え
られるため、膜の厚さは薄い非対称構造膜が適している
。
している微細な油の粒子が分散懸濁しているエマルジョ
ンであるため、膜の表面や内部に付着あるいは、入り込
んで目詰り現象を起こし、透過流束の低下をもたらすこ
とは避けられない。いかに透過流束の低下を抑えるか、
又、目詰りした膜の機能をいかに回復させるかが重要で
あり、セラミックに限らず非対称構造は目詰りの回復に
対し有利である。特に油水分離のような液−液分離の場
合は同一液分離の場合と異なり動的膜(フィルターケー
キ、又はスラッジ層とも言う)の生成がないため、阻止
すべき粒子は、すべて膜に依存せざるを得ない。このよ
うなろ過のメカニズムの相違のため、固−液分離の場合
より、クロスフローろ過における透過流束の安定が得ら
れにくく、膜機能の回復が極めて重要となる。目詰り原
因物質は、阻止されるべき懸濁又は分散状態の液体粒子
が主であるが(その他夾雑物の存在する場合は固形物も
あるが)、膜機能回復のためには、この目詰り原因物質
を定期的に取り除く必要があり、その方法として洗浄操
作を行なう。油水分離の場合は、主に洗浄剤として洗剤
を使用するが、夾雑物による目詰りに対しては、塩酸な
どの溶液を使用すると効果がある。いずれの場合も、目
詰り原因物質の排除には拡散現象が深く関与すると考え
られるため、膜の厚さは薄い非対称構造膜が適している
。
被処理液の温度については、装置内の循環による発熱を
利用して出来るだけ高い温度で運転することが望ましい
。被処理液の温度を高くするのは被処理液の粘度が低下
するため、透過流束の増加、装置内循環抵抗の減少等に
よる処理エネルギーコストの低減を計ることにあるが、
また濃縮が進行するにつれて循環液の油分濃度が上昇に
従って粘度が上昇するために循環ポンプの容量を濃縮時
に耐えるものにしておく必要があるが、処理温度を高く
することにより、循環ポンプの容量を小さくすることが
出来るためでもある。なお、被処理液の温度は乳化油の
種類により異なり、30〜80℃の範囲が好ましい。
利用して出来るだけ高い温度で運転することが望ましい
。被処理液の温度を高くするのは被処理液の粘度が低下
するため、透過流束の増加、装置内循環抵抗の減少等に
よる処理エネルギーコストの低減を計ることにあるが、
また濃縮が進行するにつれて循環液の油分濃度が上昇に
従って粘度が上昇するために循環ポンプの容量を濃縮時
に耐えるものにしておく必要があるが、処理温度を高く
することにより、循環ポンプの容量を小さくすることが
出来るためでもある。なお、被処理液の温度は乳化油の
種類により異なり、30〜80℃の範囲が好ましい。
圧力については、分離膜の両側の圧力差が透過流束に関
係するがクロスフローろ過の場合、この圧力差はろ過モ
ジュールの上流側、下流側では差が出て来る。この平均
の透過圧力差は、一般に透過流束が一定値になる値があ
ることが知られているが、実際には膜の孔径、浦粒子径
、処理液の特性、目詰り或いは濃縮率などの要因を考慮
し決定すべきで乳化浦廃論の場合は0.5〜lokg/
cdが好ましい。モジュール内循環流束については一般
に流速が大きい方が透過流速が大きくなることが知られ
ているが、乳化油の分離の場合、濃縮による液の物性の
変化が伴うため1〜lOm/sの範囲が好ましい。
係するがクロスフローろ過の場合、この圧力差はろ過モ
ジュールの上流側、下流側では差が出て来る。この平均
の透過圧力差は、一般に透過流束が一定値になる値があ
ることが知られているが、実際には膜の孔径、浦粒子径
、処理液の特性、目詰り或いは濃縮率などの要因を考慮
し決定すべきで乳化浦廃論の場合は0.5〜lokg/
cdが好ましい。モジュール内循環流束については一般
に流速が大きい方が透過流速が大きくなることが知られ
ているが、乳化油の分離の場合、濃縮による液の物性の
変化が伴うため1〜lOm/sの範囲が好ましい。
[実 施 例]
次に実施例を挙げて本発明を更に説明する。
第2図に示す装置を使用してアルミニウム板深絞り加工
工程に使用した潤滑油について油水分離を行なった。油
水分離を行なった潤滑油は、天然及び合成潤滑油にノニ
オン系界面活性剤外数種添加剤を配合したアルミ及びア
ルミ合金用クーラントで、油粒子分布の山が1.26〜
1659μmの範囲のものである。
工程に使用した潤滑油について油水分離を行なった。油
水分離を行なった潤滑油は、天然及び合成潤滑油にノニ
オン系界面活性剤外数種添加剤を配合したアルミ及びア
ルミ合金用クーラントで、油粒子分布の山が1.26〜
1659μmの範囲のものである。
原液は、フィルター1により比較的粗大な固形物を取り
除かれた後、容量501の濃縮槽3に入る。
除かれた後、容量501の濃縮槽3に入る。
ヒーター33および撹拌機34により、目標とする温度
になった原液はポンプ5によりt濾過器1に送られクロ
スフローろ過されて殆んどの液は、配管35を経て濃縮
槽3に戻り循環を繰り返す。を濾過液は配管3Bを通り
排出される。
になった原液はポンプ5によりt濾過器1に送られクロ
スフローろ過されて殆んどの液は、配管35を経て濃縮
槽3に戻り循環を繰り返す。を濾過液は配管3Bを通り
排出される。
濾過器1の膜モジュール2としては、アルミナ系の非対
称膜モジュール(東芝セラミックス製)で、膜孔径0.
1μm、マルチタイプ、長さ750mm。
称膜モジュール(東芝セラミックス製)で、膜孔径0.
1μm、マルチタイプ、長さ750mm。
ろ過面積0.18rr?のものを用いた。
運転条件は、ろ過器出ロ側圧力(圧力計29指示値)0
.5kg f / cd、モジュール内循環流速4m/
s。
.5kg f / cd、モジュール内循環流速4m/
s。
原液温度(温度計40指示値)45℃を目標とした。
濾過が進むにつれ循環系内の液量は濾過液の分だけ減少
するので、適宜原液を補充した。この操作を続けていく
と濃縮が進み、循環液の油分の割合が大きくなるにつれ
粘度も上昇するため濾過器入口側圧力(圧力計28指示
値)も上昇するが、この圧力が3.Okgf/c−まで
上昇(運転開始時は0.7)cg f /cJ) した
ところで循環を停止した。第1表に原液と濾過液の油分
、CODおよび濃縮油の油分の実測値を示す(但し、油
分はへキサン抽出物質の値)。
するので、適宜原液を補充した。この操作を続けていく
と濃縮が進み、循環液の油分の割合が大きくなるにつれ
粘度も上昇するため濾過器入口側圧力(圧力計28指示
値)も上昇するが、この圧力が3.Okgf/c−まで
上昇(運転開始時は0.7)cg f /cJ) した
ところで循環を停止した。第1表に原液と濾過液の油分
、CODおよび濃縮油の油分の実測値を示す(但し、油
分はへキサン抽出物質の値)。
(以下余白)
第 1 表
(注) 1)単位は全てrag/1
2)油分はへキサン抽出物質の値
濃縮が終ると濃縮液は排出し、新たに原液を濃縮槽2に
充填し、再び循環を繰り返し、クロスフロー濾過を行な
うというサイクルを繰り返すうちに、濾過器1内にある
膜モジュール2のろ過膜の目詰りも進行した。透過流束
が1.20rJ/rrr・日まで低下したところで膜モ
ジュール2の洗浄を行なった。洗浄については以下の手
順で行なった。
充填し、再び循環を繰り返し、クロスフロー濾過を行な
うというサイクルを繰り返すうちに、濾過器1内にある
膜モジュール2のろ過膜の目詰りも進行した。透過流束
が1.20rJ/rrr・日まで低下したところで膜モ
ジュール2の洗浄を行なった。洗浄については以下の手
順で行なった。
まず、循環系路内の濃縮油を全量排出した後、i濾過液
を濃縮槽3内に20.9入れ、ポンプ5により循環させ
系内の残留付着した濃縮油を洗い出した。
を濃縮槽3内に20.9入れ、ポンプ5により循環させ
系内の残留付着した濃縮油を洗い出した。
この洗浄水の全2を排出し、再度濾過液20.17を濃
縮槽3に入れ循環水洗をした。更にもう1回循環水洗を
行なった後、市販の粉末状アルカリ性洗剤を濾過液に予
め溶解した洗浄液(洗剤濃度は0Jvt%) 2011
を濃縮槽3内に入れ循環させた。
縮槽3に入れ循環水洗をした。更にもう1回循環水洗を
行なった後、市販の粉末状アルカリ性洗剤を濾過液に予
め溶解した洗浄液(洗剤濃度は0Jvt%) 2011
を濃縮槽3内に入れ循環させた。
清遊液排出用の弁22は、繰り返し3回の循環水洗時は
勿論であるが、洗剤溶液による循環洗浄の場合も閉の状
態で行なった。循環水洗の時間は、1回当り10分、洗
剤溶液の循環洗浄時間は30分とした。洗剤による洗浄
後の膜の機能回復の状況は、純水による透過流束の測定
によるが、測定する前に系内の洗浄溶液を完全に排出し
くリドマス試験紙によるpHの確認により判断)、純水
によるクロスフロー濾過を行ない測定した。第2表に洗
浄前の透過流束(油水分離のろ過液の流量)と、アルカ
リ性洗剤の溶液による洗浄後の透過流束(純水循環によ
る測定値)を本発明の場合と従来法(洗浄液ろ過膜通過
法)との比較において、示す。
勿論であるが、洗剤溶液による循環洗浄の場合も閉の状
態で行なった。循環水洗の時間は、1回当り10分、洗
剤溶液の循環洗浄時間は30分とした。洗剤による洗浄
後の膜の機能回復の状況は、純水による透過流束の測定
によるが、測定する前に系内の洗浄溶液を完全に排出し
くリドマス試験紙によるpHの確認により判断)、純水
によるクロスフロー濾過を行ない測定した。第2表に洗
浄前の透過流束(油水分離のろ過液の流量)と、アルカ
リ性洗剤の溶液による洗浄後の透過流束(純水循環によ
る測定値)を本発明の場合と従来法(洗浄液ろ過膜通過
法)との比較において、示す。
(以下余白)
第 2 表
なお、原液のクロスフローろ過開始時の透過流束の値は
、純水循環による測定値の80〜70%の範囲であった
。また、従来法は、弁22を開の状態すなわちクロスフ
ロー手過と同じ状態で行なう洗浄方法である。
、純水循環による測定値の80〜70%の範囲であった
。また、従来法は、弁22を開の状態すなわちクロスフ
ロー手過と同じ状態で行なう洗浄方法である。
この表が示すように、洗浄時間は本発明の場合の方が6
分の1と短いにもかかわらず、洗浄前と洗浄後の透過流
束の差すなわち膜機能の回復度は大きかった。
分の1と短いにもかかわらず、洗浄前と洗浄後の透過流
束の差すなわち膜機能の回復度は大きかった。
なお、クロスフローろ過中シリンダ−41内のピストン
42を後退させ手過液を取り込んでおき、2濾過流束が
低下したところでピストン42を前進させて洗浄液がろ
過膜を通過させるようにして逆洗を行なったが、変化は
全く認められなかった。これは油水分離の場合は、スラ
ッジ層の成長により、透過流束が低ドするのではなく、
油の微粒子が膜の目詰りを起すことによるものであるこ
とを示していると考えられる。
42を後退させ手過液を取り込んでおき、2濾過流束が
低下したところでピストン42を前進させて洗浄液がろ
過膜を通過させるようにして逆洗を行なったが、変化は
全く認められなかった。これは油水分離の場合は、スラ
ッジ層の成長により、透過流束が低ドするのではなく、
油の微粒子が膜の目詰りを起すことによるものであるこ
とを示していると考えられる。
また、使用した潤滑面の中には、種々の夾雑物が混入し
ていたが、油分以外の固形物が長期にわたり膜内部に蓄
積することによる透過流束の低下は認められなかった。
ていたが、油分以外の固形物が長期にわたり膜内部に蓄
積することによる透過流束の低下は認められなかった。
しかし、tfEr過液による膜モジュールの循環水洗の
手順のミスによる偶発的な目詰りや、逆洗用のシリンダ
ーの操作を行ない故意に夾雑物を膜に詰めるなどをした
場合は、アルカリ性洗剤の洗浄では、回復しなかった。
手順のミスによる偶発的な目詰りや、逆洗用のシリンダ
ーの操作を行ない故意に夾雑物を膜に詰めるなどをした
場合は、アルカリ性洗剤の洗浄では、回復しなかった。
この様な場合は、1%HCgの溶液に浸漬することによ
り、膜機能は回復することを確認した。この浸漬操作は
装置の材質上の理由により、濾過器1から膜モジュール
2を取り外して行なったが、材質上の配慮をすれば洗剤
溶液の場合と同様の洗浄方法が適用出来る。
り、膜機能は回復することを確認した。この浸漬操作は
装置の材質上の理由により、濾過器1から膜モジュール
2を取り外して行なったが、材質上の配慮をすれば洗剤
溶液の場合と同様の洗浄方法が適用出来る。
[発明の効果]
以上説明したとおり、本発明によれば油水分離を行なう
に際し膜の目詰りを確実に回復させることが可能であり
、油水分離を連続して効率良く行なうことが可能となる
。したがって今迄困難とされていた含油廃水の処理に対
して幅広く対応でき、産業上の利用効果はきわめて大き
い。
に際し膜の目詰りを確実に回復させることが可能であり
、油水分離を連続して効率良く行なうことが可能となる
。したがって今迄困難とされていた含油廃水の処理に対
して幅広く対応でき、産業上の利用効果はきわめて大き
い。
第1図は本発明の基本的システムフローの一例を示す説
明図である。 第2図は本発明の実施に使用した装置を説明する図であ
る。 特許出願人 昭和アルミニウム缶株式会社昭和エンジ
ニアリング株式会社 代 理 人 弁理士 矢 口 平粥1図
明図である。 第2図は本発明の実施に使用した装置を説明する図であ
る。 特許出願人 昭和アルミニウム缶株式会社昭和エンジ
ニアリング株式会社 代 理 人 弁理士 矢 口 平粥1図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)クロスフローろ過方式による含油水の処理方法にお
いて、ろ過処理した水をろ過膜を通過させない状態で循
環フローさせることを特徴とするろ過膜の洗浄方法。 2)クロスフローろ過方式による含油水の処理方法にお
いて、ろ過処理した水をろ過器を通過させない状態で循
環フローさせた後、洗剤を含む処理した水をろ過膜を通
過させない状態で循環フローさせることを特徴とするろ
過膜の洗浄方法。 3)クロスフローろ過方式による含油水の処理方法にお
いて、ろ過処理した水をろ過膜を通過させない状態で循
環フローさせた後、洗剤を含むろ過処理した水をろ過膜
を通過させない状態で循環フローさせ、さらに、酸また
はアルカリを含むろ過処理した水をろ過膜を通過させな
い状態で循環フローさせることを特徴とするろ過膜の洗
浄方法。 4)フィルターがセラミックフィルターであることを特
徴とする、特許請求の範囲第1項ないしは第3項に記載
のろ過膜の洗浄方法。 5)洗剤がセッケン、アニオン活性剤、カチオン活性剤
、両性活性剤、非イオン系活性剤のうちから選ばれた1
種であることを特徴とする、特許請求の範囲第2項に記
載のろ過膜の洗浄方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62303885A JPH01143606A (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | 濾過膜の洗浄方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62303885A JPH01143606A (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | 濾過膜の洗浄方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01143606A true JPH01143606A (ja) | 1989-06-06 |
Family
ID=17926441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62303885A Pending JPH01143606A (ja) | 1987-11-30 | 1987-11-30 | 濾過膜の洗浄方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01143606A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009257137A (ja) * | 2008-04-14 | 2009-11-05 | Toyota Boshoku Corp | 内燃機関の油中希釈燃料分離装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59209613A (ja) * | 1983-03-10 | 1984-11-28 | シー.ピー.シー.エンジニアリング コーポレイション | クロスフロ−濾過システムの流束率を向上せしめる方法並びに装置 |
-
1987
- 1987-11-30 JP JP62303885A patent/JPH01143606A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59209613A (ja) * | 1983-03-10 | 1984-11-28 | シー.ピー.シー.エンジニアリング コーポレイション | クロスフロ−濾過システムの流束率を向上せしめる方法並びに装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009257137A (ja) * | 2008-04-14 | 2009-11-05 | Toyota Boshoku Corp | 内燃機関の油中希釈燃料分離装置 |
| US8322322B2 (en) | 2008-04-14 | 2012-12-04 | Toyota Boshoku Kabushiki Kaisha | Diluting fuel-in-oil treating apparatus of internal combustion engine |
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