JPH07236818A - 内圧式中空糸モジュールの逆洗方法 - Google Patents

内圧式中空糸モジュールの逆洗方法

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JPH07236818A
JPH07236818A JP5287394A JP5287394A JPH07236818A JP H07236818 A JPH07236818 A JP H07236818A JP 5287394 A JP5287394 A JP 5287394A JP 5287394 A JP5287394 A JP 5287394A JP H07236818 A JPH07236818 A JP H07236818A
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water
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internal pressure
pressure type
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JP5287394A
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Muraa Pieeru
ムラー ピエール
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DICK DEGUREMON KK
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    • B01D65/02—Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
    • B01D2321/04—Backflushing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D—SEPARATION
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    • B01D2321/18—Use of gases
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 使用水量が少なくしかも短時間にかつ効果的
に堆積物や細孔に詰まった微粒子を取り除く方法を提供
する。 【構成】 濁質、例えば有機物や無機物を含む原水を中
空糸モジュール４に通して処理し、透過水を洗浄水タン
ク１１に導き、中空糸の内壁に目詰まりを起こしたと
き、洗浄水タンクから導かれた処理水に更に塩素系の酸
化剤を添加して１５，１６中空糸モジュールを逆洗し、
更に内壁に付着した堆積物を効果的に取り除くために中
空糸モジュールの一方の口、例えば濃縮水出口６側から
空気を吹き込んで１８〜２２、原水注入口５から排出２
４する。空気吹き込みは内部で乱流を起こす程度の圧と
量にすることが望ましい。中空糸内の空気流れによって
内部に滲み出た洗浄水が加速され中空糸の内壁に堆積し
たろ過物を除去するので洗浄効果が大きい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内圧式中空糸モジュー
ルの逆洗方法、特に浄水処理に用いられている内圧式中
空糸モジュールの逆洗方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】中空糸を用いた膜処理法は、海水の淡水
化や純水の製造、糞尿処理、下水処理水の再処理等に用
いられ、すでによく知られた処理法である。このような
膜処理法を浄水処理に使用すると、コロイドのような微
細な浮遊物質を凝集沈澱処理で処理せずとも直接分離で
き、操作上有利となるばかりでなく、浄水場の敷地面積
も狭くてすむという利点もある。最近では広い敷地を必
要とする在来形式の浄水処理場を設置することが難しく
なってきているので、上記のような中空糸膜の使用が検
討され、また実際にも使用され始めてきている。更に、
この膜処理では在来の処理法では対応できないような処
理、例えばバクテリアやウイルスのような細菌の除去も
可能であるので、その面での処理も期待され、研究され
ている。浄水処理では、内圧式の場合、微細な細孔
（０．０１〜０．５μｍ）を有する膜材料、例えばポリ
エチレン、ポリスルフォン、ポリアクリルニトリル、酢
酸セルロース等の原材料を用いて内径１．０ｍｍ程度の
中空糸にし、それを１ｍ程度の長さに切断してそれらを
数千本束ねてろ過面積を大きくしたモジュール形式のも
のが用いられている。そして処理する場合には、懸濁質
やコロイド状になった有機物や無機物を含む原水を上記
中空糸モジュールの原水注入口より圧送し、濃縮水出口
から出てきた原水を更に元に戻して・循環させ、この工
程を繰り返し行って固液を分離し、中空糸膜を通過した
透過水を配水池に送っている。このような処理では、原
水に含まれる懸濁物質やコロイド物質が膜の内壁に堆積
して目詰まりを起こし、処理能力が直ぐ低下するが、こ
れを回復するため、例えば透過水量が設定値以下あるい
は中空糸膜の差圧が設定値以上になったときに、あるい
は定期的に期間を定めて、中空糸膜の洗浄を行うように
している。洗浄に用いる清澄な水は通常膜を通過した処
理水を使用しているが、それに必要な水量は配水池前に
設置した洗浄水タンクに蓄えるようにしている。そし
て、目詰まりが起こったときは内圧式中空糸モジュール
の透過水出口側から逆洗水を注入・透過させて内壁に堆
積したろ過物を剥離させ、その剥離したろ過物を逆洗水
と共に内圧式中空糸モジュールの一方の口、例えば原水
注入口から排出させてろ過能力を回復せている。しか
し、粘着性の菌体やその代謝物が膜に付着していたり、
コロイド状の水酸化鉄が細孔に詰まっているような場合
には、逆洗水のみでは短時間に完全に除去することがで
きないので、通常逆洗水に数ｐｐｍの塩素系の酸化剤、
例えば次亜塩素酸ソーダを添加して洗浄するようにして
いる。この逆洗処理は、一般に通水１０分〜１時間に対
して逆洗１５秒〜１分の割合で行っている。この逆洗で
流束や差圧があまり回復しないときは薬品洗浄を行って
いる。薬品には通常洗剤やクエン酸等が用いられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】逆洗をするにあたって
は、処理時間を短く、逆洗水として用いる処理水の使用
量をできるだけ少なくした方が稼働効率がよい。更に、
薬品洗浄は、逆洗を行うよりも多くの時間がかかり、ま
た大量の処理水を使用するので、薬品洗浄のサイクルを
できるだけ長くする方が得策である。ところが、この薬
品洗浄のサイクルは逆洗処理に依存しているので、逆洗
の仕方によっても大きく変わる。一方、前述の逆洗法に
おいては処理水を多く使用して時間をかければ回復能力
もそれだけ上がるが、しかし稼働率の面から処理水の使
用量や処理時間が制約を受けるので堆積物の除去が往々
にして不十分になることがある。このため、従来の逆洗
法を用いた場合、薬品洗浄のサイクルを長くすることが
難しい。そこで、本発明の目的は処理水使用量を増やす
ことなく、しかも短時間で中空糸モジュールの流束と差
圧を回復させるようにした内圧式中空糸モジュールの逆
洗方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題は、内圧式中空
糸モジュールの内壁にろ過物が堆積して目詰まりを起こ
したとき、内圧式中空糸モジュールの透過水出口側から
逆洗水を加圧して又は無加圧で注入し、更に前記内圧式
中空糸モジュールの一方の口から空気を吹き込んで、前
記内壁よりろ過物を剥離させ、その剥離したろ過物を内
圧式中空糸モジュールの他方の口から排出させることを
特徴とする内圧式中空糸モジュールの逆洗方法によって
解決される。空気を吹き込む内圧式中空糸モジュールの
一方の口を濃縮水出口側にし、逆洗で剥離したろ過物を
逆洗水と共に排出させる他方の口を原水注入口側にして
もよく、またその逆でもよい。中空糸モジュールが竪型
の場合、原水注入口側から内部に溜まっている濃縮水を
抜くようにすると、重力作用を利用できるので処理作業
が速くなり、また逆洗用に低い空気圧も使用できるとい
う利点がある。空気吹き込み量は内径１ｍｍ程度の中空
糸内で乱流が起こる程度の量であることが望ましい。逆
洗水の注入は最初加圧してその後流束の回復状況に応じ
て無加圧に移行するようにしてもよい。また、中空糸モ
ジュールの内壁に付着した粘着性の菌体やその代謝物、
更に細孔に詰まったコロイド状の水酸化鉄を処理するた
めに、逆洗水に塩素系の酸化剤を滴下するようにしても
よい。
【０００５】
【作用】逆洗水が加圧されていなくても空気流れにより
中空糸内部が外部よりも低圧になり、その差圧で外部よ
り注入された逆洗水が目詰まりで微細になった細孔より
内部に滲み出る。水圧で中空糸内壁に堆積したろ過物が
浮き上がり、更に浮き上がったろ過物が滲み出た水滴と
共に内部を流れる空気により吹き飛ばされる。従来では
逆洗水の水圧でのみ中空糸内壁に堆積したろ過物を浮き
上がせて逆洗水と共に排出させていたが、本発明では中
空糸内に空気を吹き込むことにより従来よりも少ない逆
洗用の処理水使用量でしかも従来より短い処理時間で従
来以上の洗浄効果をあげることができる。
【０００６】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の具体例を説明
する。浄水処理においては、原水を一旦プレフィルタ１
に通した後、供給タンク２に供給し、そこから供給ポン
プ３により内圧式中空糸モジュール４に供給する。内圧
式中空糸モジュール４はそれ自体に本発明の特徴がある
わけでもないから公知のものでよく、例えばポリエチレ
ン又は酢酸セルロースを材料にして形成した中空糸を用
いたものでもよい。内圧式中空糸モジュール４には、通
常原水の注入口５、濃縮水出口６と透過水出口７が備わ
っている。そして、上記した供給ポンプ３の吐出口が原
水注入口５に接続されている。中空糸モジュール４に供
給された原水は一部が中空糸内壁を透過して透過水出口
７側に流れる。透過するときに有機物や無機物が除去さ
れるので、透過しない原水は有機物や無機物の濃度が高
くなり、このような濃縮水は濃縮水出口６より排出され
る。この濃縮水は、通常そのまま廃棄することなく、図
にも示すように循環ポンプ８を介して中空糸モジュール
４の原水注入口５に戻される。これは水資源を有効に利
用するためである。したがって、中空糸モジュール４に
は、供給タンク２から透過水量と同じ水量の原水が常に
供給される。実施例で用いた中空糸モジュールは、内径
０．９３ｍｍ、長さ７００ｍｍの中空糸を５００本束ね
たもので、２５℃で、０．５Ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力で、
４ｍ3 ／日の水を処理する能力がある。更に濃縮水出口
６には逆洗した洗浄水を廃棄する電磁開閉バルブ９が備
え付けられている。
【０００７】中空糸モジュールで処理された透過水は管
１０を介して一旦洗浄水タンク１１で受けた後配水池に
送られる。洗浄水タンク１１は逆洗や薬品洗浄に必要な
綺麗な水を確保するためのもので、その大きさは本実施
例の場合、５０リットル程度の大きさにされている。洗
浄水タンク１１の底部からは逆洗水供給管１２、逆洗ポ
ンプ１３及び電磁開閉バルブ１４を介して上記管１０に
接続され、中空糸モジュール４の透過水出口７に連通す
るようにされている。図は逆洗水を加圧注入する場合を
示したものであるが、逆洗水を無加圧で注入する場合に
は逆洗水タンク１１を中空糸モジュール４の位置より若
干高い位置に置けばよい。更に、透過水出口７と電磁開
閉バルブ１４との間には、逆洗時に塩素系酸化剤を供給
するために、塩素系酸化剤を溶解した酸化剤タンク１５
が酸化剤供給ポンプ１６を介して接続されている。実施
例では次亜塩素酸ソーダを用いたが、これに替えて塩素
ガス、高度さらし粉等を用いてもよい。
【０００８】逆洗後、原水を中空糸モジュール４に通し
て運転を再開するときに、中空糸モジュール４内には逆
洗時の洗浄水が残留するが、塩素を含んだ残留逆洗水を
洗浄水タンク１１に直接入れると、タンク壁に酸化マン
ガンが付着するおそれがあるため、運転再開時にはしば
らくの間透過水を洗浄水タンク１１に入れることなく別
系統に移すことにしている。この残留逆洗水は比較的綺
麗で、殺菌用の塩素も含んでいるので、実施例では残留
逆洗水を直接貯水池に送るようにしている。このため、
透過水の切替えができるように管路１０には図にも示す
ように洗浄水タンク１１の上流に、電磁式の３方弁１７
が備え付けられている。３方弁１７の一方の口は洗浄水
タンク１１に接続され、他方の口は洗浄水タンク１１の
溢流水を貯水池に送る管に接続されている。本発明で
は、逆洗水の注入の他に更に逆洗効果を上げるために中
空糸モジュール４内に空気が吹き込まれる。逆洗用の空
気は濃縮水出口６側からでも原水注入口５側からでもど
ちらから吹き込んでもよいが、一例として空気を濃縮水
出口６から吹き込み、中空糸モジュール４内の残留水や
逆洗水、また吹き込んだ空気を原水注入口５から排出す
る場合について説明する。実施例では逆洗時に中空糸モ
ジュール４の濃縮水出口６側から空気を吹き込むことが
できるようにするために、濃縮水出口６より分岐して上
流側に電磁開閉バルブ１８、空気流量調整弁１９、圧力
調整弁２０、エアコンプレッサ２１及びエアフィルタ２
２といった空気源が順次接続されている。一方、原水を
注入する管路には供給ポンプ３と循環ポンプ８の下流側
に、原水の侵入を食い止める電磁開閉バルブ２３と、剥
離したろ過物や透過した逆洗水に更に中空糸モジュール
４内に吹き込んだ空気を原水注入口５から排出させる電
磁開閉バルブ２４がそれぞれ接続され、更に濃縮水出口
６側から吹き込む空気が循環系に回り込まないようにす
るために循環ポンプ８の上流側に同じく電磁開閉バルブ
２５が接続されている。供給ポンプ３を止めずに電磁開
閉バルブ２３を閉じるときは、供給ポンプ３に過大な負
荷が掛からないようにするために下流側にバイパス路を
設けて原水を供給タンク２に戻すようにしてもよい。
【０００９】次いで、運転方法について説明する。一般
に河川表流水には、有機物の他、コロイド状あるいは微
粒子状になった水酸化鉄や極微量のマンガンイオン等が
含まれている。このような原水をプレフィルタ１で粗粒
子を除去して供給タンク２に入れた後、供給ポンプ３に
より内圧式中空糸モジュール４に圧送すると、原水中に
含まれる有機物と水酸化鉄の大部分が中空糸壁の細孔に
より除去されて洗浄水タンク１１に入る。洗浄水タンク
１１から溢流した処理水は下流で塩素殺菌された後配水
池に送られる。
【００１０】微粒子が中空糸の内壁に付かないように循
環ポンプ８で濃縮水を循環させて透過水量に相当する原
水を注入口５に供給していくと、内壁の目詰まりが次第
に進行して注入口５と透過水口７の差圧が大きくなる。
この差圧が極端に大きくならない時間を見計らって定期
的に、例えば１０〜６０分毎に、ろ過膜の流束を回復す
るため、通常自動的に逆洗が開始される。先ず、従来の
洗浄方法について説明すると、最初に濃縮水出口６にあ
る電磁開閉バルブ９が開けられる。次いで３方口弁１７
が閉じられ、更に逆洗系統の電磁開閉バルブ１４が開け
られる。その状態で、逆洗ポンプ１３と塩素系酸化剤の
供給ポンプ１６とが駆動されて洗浄水の塩素濃度が３ｐ
ｐｍになるように次亜塩素酸ソーダが加えられる。中空
糸モジュール４を逆洗した洗浄液は濃縮水出口６を通
り、電磁開閉バルブ９を介して系外に廃棄される。この
ようにして逆洗が終了すると、自動的に逆洗ポンプ１３
が停止され、電磁開閉バルブ１４，９が閉じられる。そ
して、逆洗が終了して運転が再開されるとき、前記した
３方口弁１７は、通常洗浄水タンク１１側に切り替えら
れる。従来、本装置の逆洗には、定期的に３０分毎に洗
浄した場合、、逆洗ポンプ圧２．５Ｋｇｆ／ｃｍ2 で、
逆洗に４５秒程度掛け、１０リットル程度の処理水を使
用して流束を回復させている。この場合の薬品洗浄は２
ケ月に１回の割りで行う必要があった。
【００１１】本発明法では従来法に加えて逆洗時に中空
糸モジュール４内に空気を吹き込む。先ず、圧力調整弁
２０と空気流量調整弁１９を調整して逆洗時に一定圧で
一定量の空気を中空糸モジュール４内に吹き込むことが
できるようにしておく。本装置の場合は、空気圧を０．
２〜０．４Ｋｇｆ／ｃｍ2 程度、空気吹き込み量を４５
〜５０リットル／ｍｉｎ程度にすれば十分である。そし
て逆洗時には従来とは異なって濃縮水出口６側の電磁開
閉バルブ９を閉にしたまま、原水側管路の電磁開閉バル
ブ２３と循環路側の電磁開閉バルブ２５を閉に、原水注
入口５に接続された電磁開閉バルブ２４を開に、次い
で、更に空気源側の電磁開閉バルブ１８を開にする。そ
の後、逆洗水の注入と塩素系酸化剤の注入は従来と同じ
方法で行う。そして所定の条件を満たして逆洗が終了し
たときは、先ず従来と同じ方法で逆洗水の注入と塩素系
酸化剤の注入を止め、次いで空気源側の電磁開閉バルブ
１８と原水注入口５に接続された電磁開閉バルブ２４を
閉に、更に濃縮水出口６側の電磁開閉バルブ９を開に、
次に原水側管路の電磁開閉バルブ２３と循環路側の電磁
開閉バルブ２５を同時に開にし、これにより原水を送っ
て中空糸モジュール４内の空気を抜き、抜き終わったら
洗浄水タンク１１の上流側にある３方口弁１７を配水池
側に切替え、次いで濃縮水出口６側の電磁開閉バルブ９
を閉にする。そして、上述の３方口弁１７は透過水に含
まれる塩素量が痕跡程度になった後、例えば１５分後に
洗浄水タンク１１側に切り替える。本発明で、同じく３
０分毎の定期的な洗浄で、逆洗ポンプ圧２．５Ｋｇｆ／
ｃｍ2 で、空気圧０．４Ｋｇｆ／ｃｍ2 、空気吹き込み
量４５リットル／ｍｉｎにし、逆洗時間を従来より短く
３０秒にしたところ、逆洗水使用量が７リットルで、薬
品洗浄のサイクルは４ケ月に１回の割りで済んだ。同じ
く、３０分毎の定期的な洗浄で、逆洗ポンプ圧をほぼ無
加圧に等しい０．１Ｋｇｆ／ｃｍ2 に、空気圧を０．２
Ｋｇｆ／ｃｍ2 にし、空気吹き込み量を５０リットル／
ｍｉｎにし、同じく逆洗時間を３０秒にしたところ、逆
洗水使用量が０．３リットルで、薬品洗浄のサイクルも
ほぼ同じ位で４ケ月に１回の割りで済んだ。以上、浄水
処理をクロスフローで行う場合について説明してきた
が、本発明はデッドエンド法についても用いることがで
きる。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば従
来のように逆洗で大量の処理水を使用せずとも中空糸の
内壁に付着した堆積物を従来掛かっていた時間よりも短
い時間で取り除くことができる。しかも除去効果が大き
いので薬品洗浄の周期を大幅に延ばすこともできる。ま
た、同様に除去効果が大きいので塩素系酸化剤の使用量
を従来と比べて減らすこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いられる浄水処理装置のブロック図
である。
【符号の説明】
１ プレフィルタ ２ 供給タンク ３ 供給ポンプ ４ 内圧式中空糸モジュール ５ 原水注入口 ６ 濃縮水出口 ７ 透過水口 ８ 循環ポンプ ９ 電磁開閉バルブ １０ 管 １１ 洗浄水タンク １２ 逆洗水供給管 １３ 逆洗ポンプ １４ 電磁開閉バルブ １５ 塩素系酸化剤を溶解したタンク １６ 供給ポンプ １７ ３方口弁 １８ 電磁開閉バルブ １９ 空気流量調整弁 ２０ 圧力調整弁 ２１ エアコンプレッサ ２２ エアフィルタ ２３ 電磁開閉バルブ ２４ 電磁開閉バルブ ２５ 電磁開閉バルブ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内圧式中空糸モジュールの内壁にろ過物
    が堆積して目詰まりを起こしたとき、内圧式中空糸モジ
    ュールの透過水出口側から逆洗水を加圧して又は無加圧
    で注入し、更に前記内圧式中空糸モジュールの一方の口
    から空気を吹き込んで、前記内壁よりろ過物を剥離さ
    せ、その剥離したろ過物を内圧式中空糸モジュールの他
    方の口から排出させることを特徴とする内圧式中空糸モ
    ジュールの逆洗方法。
  2. 【請求項２】 前記内圧式中空糸モジュールの一方の口
    は濃縮水出口側であり、前記他方の口は原水注入口側で
    あることを特徴とする請求項１記載の内圧式中空糸モジ
    ュールの逆洗方法。
  3. 【請求項３】 前記内圧式中空糸モジュールの一方の口
    は原水注入口側であり、前記他方の口は濃縮水出口側で
    あることを特徴とする請求項１記載の内圧式中空糸モジ
    ュールの逆洗方法。
  4. 【請求項４】 前記空気の吹き込み量は前記内圧式中空
    糸モジュール内で乱流が起こるに十分な量であることを
    特徴とする請求項２又は３記載の内圧式中空糸モジュー
    ルの逆洗方法。
  5. 【請求項５】 前記逆洗水に塩素系の酸化剤を滴下する
    ことを特徴とする前項いずれか１記載の内圧式中空糸モ
    ジュールの逆洗方法。
JP5287394A 1994-02-25 1994-02-25 内圧式中空糸モジュールの逆洗方法 Pending JPH07236818A (ja)

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