JPH026824A - 濾過方法および装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、中空糸濾過膜を含む中空糸濾過モジュールを
用いた濾過装置において、中空糸濾過膜の１１詰りに対
する濾過機能の回復処理を行いながら、被処理水の濾過
処理を連続的に実施する濾過方法およびそのための装置
に関する。

〔従来の技術〕

中空糸濾過膜は、優れた濾過性能を有し、かつ単位容積
内に収納できる濾過１漠の膜面積が大きいために、各種
の懸濁物を含有する流体の処理に対して使用されている
。一般に、多孔質中空糸を利用した濾過においては、中
空糸の細孔により濾別された懸濁物粒子が中空糸の外表
面に付着堆積していくため、次第に濾過流量が低下する
か、あるいは濾過に要する差圧が増大する。このため、
通常はｆＡ過機能の回復処理を実施して再使用すること
を何度か繰り返し、このような機能回復処理による回復
度が不十分になフたときに、新しい中空糸濾過膜と交換
するが一般的であった。

従来より知られている、中空糸濾過膜に対しての機能回
復方法、特に中空糸濾過膜を含む濾過モジュールを濾過
設備に装着した状態で行う機能回復処理方法としては、
中空糸に気泡を当てて振動させ、これにより付着物を震
い落とす方法、通常の濾過の際とは流体を逆に流すこと
により中空糸外表面の付着物を洗い流す方法の二つの方
法が代表的なものであった。

しかしながら、これらの濾過機能の回復処理方法は、濾
過機における通常の濾過操作を停止して実施する必要が
あったため、被処理水を連続的に処理する場合には適さ
なかった。したがって、被処理水を連続的に処理する必
要がある場合には、濾過設備を複数準備する必要があっ
た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、中空糸膜を用いた濾過装置において、
中空糸の目詰りに対する濾過機能の回復処理を実施しな
がら、被処理水の濾過処理を連続的に行える濾過方法お
よびそのための装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち、本発明の濾過方法は、直管の両端に被処理水
の出入口が配置され、該直管内に中空糸濾過膜が内蔵さ
れ、該直管に接続する側管から中空糸濾過膜で濾過され
た浄化水を取り出す構造を存するクロスフロー型の濾過
機の複数個と循環ポンプとが直列に接続されてなる循環
流路へ被処理水を供給して循環させる工程と、各濾過機
の側管から浄化水を取り出す工程と、該浄化水の一部を
各濾過機へ間欠的に逆流させて供給することにより濾過
機を順次洗浄する工程と、該洗浄に連動させて首記循環
流路内に付設された排水口を開放して洗浄排水を排出す
る工程とを有することを特徴とする。

また、本発明の濾過装置は、直管の両端に被処理水の出
入口が配置され、該直管内に中空糸濾過膜が内蔵され、
該直管に接続する側管から中空糸濾過膜で濾過された浄
化水を取り出す構造を有するクロスフロー型の濾過機の
複数個および循環ポンプが直列に接続されて循環流路を
形成する循環ラインと、被処理水を該循環ラインへ導く
給水ラインと、前記濾過機の側管から取り出される浄化
水を収集する浄化水収集ラインとを有してなる濾過装置
において、浄化水収集ライン内の浄化水を各精密濾過機
の側管から直管内へ逆流させて精密濾過機を洗浄するた
めの逆洗水供給ラインと、この逆流の実施を制御するた
めの逆洗コントロールバルブとが付設され、かつ該洗浄
により生ずる洗浄排水の一部を、循環ライン内に付設さ
れた排水し１を開放して排出するための排水コントロー
ルバルブか配設されてなることを特徴とする。

（発明を実施するための好適な態様〕 本発明の濾過方法を、第１図に示したフローシートにＪ
、（つき説明する。

本発明の濾過方法は、先ず被処理水を給水ライン１を経
てクロスフロー型の濾過機２ａ〜２ｅが複数個接続され
て循環流路を形成する循環ライン４へ導入する。循環ラ
インへ導入する被処理水は、どのようなものでもよいが
、循環ライン内に配設される中空糸膜を内蔵する濾過機
の濾過性能を考Ｊ！ｈすると、粗大な懸濁物を多く含有
する被処理水の場合は−ｒめ粗大な懸濁物を除去したも
のであることが好ましい。被処理水を予備処理するため
の濾過機としては、砂濾過装置、ケイソウ上濾過装置、
カートリッジ濾過装置等が代表的なものとして挙げられ
るか、もちろんこのような１１通機で子備処理されてい
ない被処理水を導入してもよい。

循環ライン４は、複数個のクロスフロー型の濾過機２ａ
〜２ｅの各直管部分か直列に接続されてなる循環流路が
形成されてなり、ここへ導かれた被処理水は、この循環
流路内を循環ポンプ３によって循環させられる。

本発明において用いられる、クロスフロー型の濾過機と
は、直管の両端に被処理水の出入口が配置され、該直管
内に直管とほぼ平行に中空糸濾過膜が配設され、中空糸
濾過膜で濾過された浄化水がこの直管の側面に接続１゛
る側管から取り出される構造を有してなるものであり、
代表的には、第２図および第３図に示される特開昭［ｉ
ｌ−２９１００８号および特開昭６２−１３２５０３号
に開示されたものが挙げられる。

なお、中空糸ｆ１過１漠としては、０．０５ｐ程度まで
の粒径の微粒子が濾別でき、かつ単位膜面積当りの処理
流量か比較的大きくとれるポリオレフィン製の微多孔質
中空糸が適当であり、その代表的なものとしては、ポリ
エチレン多孔質中空糸膜（例えばＥＨＦ、商品名、三菱
レイヨン＠製）を挙げることができ、これを適宜親水化
したものが用いられる。

循環ライン４中に直列に接続して配設する濾過機の数と
しては、　２〜１０基程度が適当であり、３〜８基であ
ることが好ましい。循環ライン内の績密濾過機の配設基
数が多過ぎると、精密濾過循環ラインの流路抵抗が大き
くなるため好ましくない。循環流路内における被処理水
の流速は、０，５〜２ｍ／ｓｅｃ程度が適当であり、０
．７〜！、２ｍ／ｓｅｃであることが好ましい。

循環流路内の各濾過機の側管からは、中空糸の膜壁を′
ＬＡ過して中空糸の中空部へと濾過された浄化水が取り
出され、この浄化水は、浄化水回収ポンプ７を介して浄
化水収集ライン８へ収集される。

循環ラインでの濾過処理を長時間継続して実施すると、
被処理水中の懸濁物質がクロスフロー型の′ＩＭ過機内
の中空糸濾過膜の表面に付着堆積するため、処理効率が
次第に低下し、各濾過機から得られる浄化水の流量が減
少したり、濾過に要する差圧が上昇する。

そこで本発明の方法においては、浄化水収集ライン８内
の浄化水の一部を、逆洗水供給ライン９を介してクロス
フロー型の濾過機の１以上に対して逆流させて供給する
ことにより、濾過機内の中空糸濾過膜の外表面に付着し
た堆積物を洗浄除去する操作（以下、この操作による洗
浄を「逆洗」と略称する）を間欠的に実施する。すなわ
ち、通常の濾過時には、中空糸の外部側を加圧して、被
処理水を中空糸の中空部へ透過させ側管より浄化水を得
ていたが、逆洗時には、浄化水を側管から中空糸の内部
へ流すように逆洗コントロールバルブ５ａ〜６ｃを作動
させて（５ａ〜５ｅの一個又は二個を閉じ、対応する６
８〜６ｅの一個又は二個を開放する）、水流圧力を加え
ることにより、中空糸外表面の付着堆積物を直管内の被
処理水中へと洗い流す。逆洗に際して中空糸モジュール
に加える圧力としては、　ｌ〜５にｇ／ｒｎ２好ましく
は２〜３にｇ／ｒｎ’が好ましく、通常、逆洗により逆
流する洗浄水の流量は、通常の１１！過時の流れ」の１
−４倍程度にするのが好ましい。

この逆洗操作は直列に並べられた一部の濾過機の逆洗時
に他の濾過機を濾過に使用するようにしておけば、逆洗
時であっても処理容量の大巾な低ｔを招くことがない。

即ち、直列につないだ濾過機の数が１０個以下であれば
一度に１つ又は２つの濾過機の逆洗を行ない、逆洗終了
後あるいは史に所定の時間をおいて後、次の濾過機の逆
洗を行なうようにして全部の濾過機の逆洗が終了した後
に最初に逆洗を行った濾過機から順に逆洗を繰返してい
けばよい。これにより逆洗時においても処理能力をそれ
ほど低下させることなく、各ｉ！ｌｔ過機の濾過機能か
順次回復され、循環ライン４に常時部分な濾過機能を発
揮させることができる。逆洗は一度に２１１（の−ａ道
機に対して実施してもよいが、度に１基についてのみ実
施する方が安定な運転かできるので好ましい。

この逆洗を実施すると、中空糸外表面の付着ｌ）ていた
堆積物か直管内を流れる被処理水中に放出されるので、
循環ライン内に汚れが濃縮された逆洗排水が生じる。そ
こで、逆洗の実施に連動させて循環ライン４内に付設さ
れた排水口ｌＯを開放してこの逆洗排水の一部を排出す
る。排水口の数はつに限定されず、例えばクロスフロー
型濾過機と同数設けてもよい。排水口１０の開閉には、
例えば排水口コントロールバルブを作動させればよい。

循環ライン４か５基のクロスフロー型濾過機２ａ〜２ｃ
を直列に接続して構成されている場合には、例えば１０
分おきに各２０秒間の逆洗をそれぞれの濾過機に対して
順次実施し、５０分で循環ライン全体の逆洗の１サイク
ルが完了するようにすることができる。この際、逆洗コ
ントロールバルブ５８〜６ｅを適宜作動させることによ
り、通常は１基の濾過機の逆洗のみをし、残りの濾過機
については、通常の濾過を継続して実施するようにする
のがよい 逆洗に際しての排水口１０の開閉は、逆洗を行う精密濾
過機２８〜２ｅから排水用分岐管までの距離を考慮して
、逆洗排水が排水用分岐管の近傍を通過するのに合わせ
て排水コントロールバルブを開放し、逆洗排水を排出す
ればよい。

本発明の方法においては、得られる浄化水に対する逆洗
排水の排出！■の割合は、−基の濾過機における通常の
濾過実施時間と逆洗実施時間の割合、および通常の濾過
時の浄化水生成流量と逆洗時の洗浄水供給流量の割合に
よって影響される。

被処理水の水質によっても異なるが、通常は、逆洗排水
の排出叶は、得られる浄化水の０．旧〜０．３倍程度と
するのが好ましい。また、本発明の装置で用いたと同し
１漠而禎のモジュールを１つにした逆洗付きクロスフロ
ーモジュールと比較すると循環ポンプの８購か数分の１
で済み、逆洗用ポンプの容！ｉｔは段数分の１で済むと
いうメリットがあり、循環ポンプの頻繁なオン、オフが
不要となるのでその分ポンプへの負担が少なくてすむと
いうメリットがある。

〔発明の効果〕

従来、中空糸膜を用いた濾通装置において、中空糸の目
詰りにより濾過機能が低下した際に機能回復処理を実施
する場合には、濾過機における通常の濾過操作を停止し
て実施していた。しかし、本発明の濾過方法によれば、
濾過装置全体としては、通常の濾過処理を実施しながら
機能回復処理が実施できるので、被処理水を連続的に処
理する必要がある場合にも、濾過設備を複数準備する必
要がないという利点がある。

また、各中空糸濾過モジュールに対する機能回復処理の
頻度を自由に設定できるので、機能回復処理とそれによ
る回復度を大きさを考慮して、モジュールの有効使用期
間を最大限延長させることができる。

また、本発明の装置で用いたと同じ膜面積のモジュール
を１つにした逆洗付きクロスフローモジュールと比較す
ると循環ポンプの容量が数分の１ですみ、逆洗用ボンン
ブの容量は段数分の１ですむというメリットがあり、循
環ポンプの頻繁なオンオフか不要となるのでその分ポン
プへの負担か少なくてすむというメリットがある。

〔実施例〕

以ド、本発明の濾過方法および装置を実施例に従いより
１１一体的に説明する。

実施例１ ポリエチレン多孔質中空糸膜（三菱レイヨン■製、商品
名ＥＨＦ）を用いたＵ字型膜濾過機（膜面積０．３ｒｎ
”）　５個を直列に接続した第１図にフローシートを示
したｔ過設備によりコロイダルシリカを０．１％含４丁
する模擬排水の浄化処理を行なった。この模擬排水を１
２０Ｉｌ／ｈｒの原寸で給水ライン１から循環ライン４
へ供給し、第１段の濾過モジュールにおける膜面流速を
１ｍ／ｓｅｃ　　になるようにし、各モジュールにおけ
るフラックスを８０、Ｃ／ｍ″・ｈｒとなるようにし、
これを浄化水収集ラインを経て取出して、逆洗に用いる
以外は被処理水に合流させ、模擬排水のコロイダルシリ
カ濃度を０．１％に保つように適宜調整した。模擬排水
の浄化処理作動開始１時間後から循環ライン内の各濾過
機に対して一度に１１＾づつ側管から２００ｕ／ｈｒの
流【ｊ」で濾過水を２０秒間逆流させることにより逆洗
を実施した。又、逆洗排水か排水用分岐管の近傍を通過
するのにあわせて排水口８をコントロールバルブを作動
させることにより開放し、逆洗水の供給量の約半分の逆
洗排水を排出した。１０分おきに各々の濾過機に対して
順次逆洗を実施し、５０分で循環ライン全体の逆洗の１
サイクルが完了するようにし、以降この５０分サイクル
の逆洗操作を継続しつつ模擬排水の浄化処理を実施した
。その結果、濾過水にはコロイダルシリカは全く含まれ
ず、この処理を２力月経過した後も定圧濾過において濾
過流１ｉ）は初期流ｉｊｌの約８０％を保っていた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の濾過方法の一例を示すフローシート
であり、第２図および第３図は、本発明の方法および装
置に用いるクロスフローツシ精密濾過機の代表例を示す
模式断面図である。 １：給水ライン　　　　２ａ〜２Ｃ：濾過機３：循環ポ
ンプ　　　　４：循環ライン５ａ〜５ｅ：逆洗コントロ
ールバルブ ７：浄化水回収ポンプ ９：逆洗水供給ライン １：直管 １コニ固定部材 ８：浄化水収集ライン １０：排水口 １２：中空糸 １４：側管

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）直管の両端に被処理水の出入口が配置され、該直管
   内に中空糸濾過膜が内蔵され、該直管に接続する側管か
   ら中空糸濾過膜で濾過された浄化水を取り出す構造を有
   するクロスフロー型の濾過機の複数個と循環ポンプとが
   直列に接続されてなる循環流路へ被処理水を供給して循
   環させる工程と、各濾過機の側管から浄化水を取り出す
   工程と、該浄化水の一部を各濾過機へ間欠的に逆流させ
   て供給することにより濾過機を順次洗浄する工程と、該
   洗浄に連動させて前記循環流路内に付設された排水口を
   開放して洗浄排水を排出する工程とを有することを特徴
   とする濾過方法。 ２）直管の両端に被処理水の出入口が配置され、該直管
   内に中空糸濾過膜が内蔵され、該直管に接続する側管か
   ら中空糸濾過膜で濾過された浄化水を取り出す構造を有
   するクロスフロー型の濾過機の複数個および循環ポンプ
   が直列に接続されて循環流路を形成する循環ラインと、
   被処理水を該循環ラインへ導く給水ラインと、前記濾過
   機の側管から取り出される浄化水を収集する浄化水収集
   ラインとを有してなる濾過装置において、浄化水収集ラ
   イン内の浄化水を各濾過機の側管から直管内へ逆流させ
   て濾過機を洗浄するための逆洗水供給ラインと、この逆
   流の実施を制御するための逆洗コントロールバルブとが
   付設され、かつ該洗浄により生ずる洗浄排水を、循環ラ
   イン内に付設された排水口を開放して排出するための排
   水コントロールバルブが配設されてなることを特徴とす
   る浄化装置。