JPH0810589A

JPH0810589A - 膜モジュールの洗浄方法

Info

Publication number: JPH0810589A
Application number: JP14650594A
Authority: JP
Inventors: Isamu Inoue; 勇井上; Hiroshi Saito; 博斉藤
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1994-06-28
Filing date: 1994-06-28
Publication date: 1996-01-16

Abstract

(57)【要約】【目的】容易に、また、わずかな時間でケーキ層を剥離
（はくり）させることができるようにする。【構成】処理槽内の被処理水Ｗに膜モジュールが浸漬さ
れ、該被処理水Ｗをろ過して処理水を得るようになって
いて、前記処理槽内の補給水Ｈ等による気液界面を、膜
モジュールの膜面の上端と下端との間の全域にわたって
移動させる。そして、前記処理槽内に気泡を発生させ
る。この場合、処理槽内に噴射された空気は気泡となっ
て散気流を形成し、該散気流によって膜モジュールの膜
面を振動させてケーキ層を剥離させる。前記気液界面に
おいては、気泡が破裂するので、流速の高い補給水Ｈの
上下動が不規則的に発生し、膜面を補給水Ｈが強く擦
（こす）る。したがって、ケーキ層の剥離効果が極めて
大きくなり、ケーキ層を容易に、また、わずかな時間で
剥離させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、膜モジュールの洗浄方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、夾雑（きょうざつ）物、汚泥等
（以下「不純物」という。）を含む原水（以下「被処理
水」という。）をろ過して清澄水（以下「処理水」とい
う。）を得るために精密ろ過膜、限外ろ過膜等の膜モジ
ュールが使用されるが、この場合、処理槽に被処理水が
供給され、該被処理水に膜モジュールが浸漬されるよう
になっている。そして、該膜モジュールの膜の被処理水
側を加圧するか、処理水側を減圧するかして、被処理水
中の処理水だけが膜を透過することができるようにして
いる。

【０００３】一方、被処理水中の不純物は膜の被処理水
側に濃縮された状態で残留する。そこで、前記不純物を
処理槽から排出するようにしている。ところが、被処理
水を繰り返し処理していると、次第に膜モジュールの膜
の表面（以下「膜面」という。）に不純物が付着してケ
ーキ層が形成され、膜の透過度を低下させてしまう。そ
こで、各種の方法によって膜モジュールを洗浄し、膜面
から不純物を除去するようにしている。

【０００４】すなわち、膜モジュールを被処理水に浸漬
したまま膜モジュールに気泡を吹き付ける（エアバブリ
ング）方法、膜モジュールを処理槽から取り出し、膜面
をブラシによって擦（こす）る方法、膜モジュールの膜
の処理水側から被処理水側に高圧の水又は空気を供給
し、逆圧を膜に加える方法、膜モジュールを機械的に振
動させる方法、洗浄用の薬品を処理槽に供給する方法が
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の膜モジュールの洗浄方法においては、膜モジュール
を被処理水に浸漬したまま膜モジュールに気泡を吹き付
ける方法の場合、気泡による振動が被処理水によって減
衰してしまう。その結果、膜に加わる振動が小さくな
り、ケーキ層の剥離（はくり）効果が小さくなってしま
う。

【０００６】また、膜モジュールを処理槽から取り出
し、膜面をブラシによって擦る方法の場合、膜モジュー
ルを処理槽から取り出したり、処理槽内に組み込んだり
するための作業が煩わしいだけでなく、その作業時間の
分だけ被処理水の処理時間が短くなってしまう。そし
て、膜モジュールの膜の処理水側から被処理水側に高圧
の水又は空気を供給し、逆圧を膜に加える方法の場合
は、適用することができる膜モジュールが限られ、平膜
式の膜モジュールには適用することができない。

【０００７】さらに、膜モジュールを機械的に振動させ
る方法の場合、特殊な振動発生装置を配設する必要があ
るだけでなく、ケーキ層の剥離効果が小さくなってしま
う。そして、洗浄用の薬品を処理槽に供給する方法の場
合、排水に薬品が含まれてしまう。本発明は、前記従来
の膜モジュールの洗浄方法の問題点を解決して、容易
に、また、わずかな時間でケーキ層を剥離させることが
でき、しかも、どのような種類の膜モジュールにも適用
することができる膜モジュールの洗浄方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明の膜
モジュールの洗浄方法においては、処理槽内の被処理水
に膜モジュールが浸漬され、該被処理水をろ過して処理
水を得るようになっていて、前記処理槽内の気液界面
を、膜モジュールの膜面の上端と下端との間の全域にわ
たって移動させる。

【０００９】そして、前記処理槽内に気泡を発生させ
る。本発明の他の膜モジュールの洗浄方法においては、
処理槽内の被処理水に膜モジュールが浸漬され、該被処
理水をろ過して処理水を得るようになっていて、前記膜
モジュールの膜面の上端と下端との間の全域が処理槽内
の気液界面を抜けるように膜モジュールを昇降させる。

【００１０】そして、前記処理槽内に気泡を発生させ
る。

【００１１】

【作用】本発明によれば、前記のように膜モジュールの
洗浄方法においては、処理槽内の被処理水に膜モジュー
ルが浸漬され、該被処理水をろ過して処理水を得るよう
になっていて、前記処理槽内の補給水等による気液界面
を、膜モジュールの膜面の上端と下端との間の全域にわ
たって移動させる。

【００１２】そして、前記処理槽内に気泡を発生させ
る。この場合、処理槽内に噴射された空気は気泡となっ
て散気流を形成し、該散気流によって膜モジュールの膜
面を振動させてケーキ層を剥離させる。前記気液界面に
おいては、気泡が破裂するので、流速の高い補給水の上
下動が不規則的に発生し、膜面を補給水が強く擦る。こ
の間、前記処理槽内の補給水の気液界面は、膜モジュー
ルの膜面の上端と下端との間の全域にわたって移動す
る。

【００１３】本発明の他の膜モジュールの洗浄方法にお
いては、処理槽内の被処理水に膜モジュールが浸漬さ
れ、該被処理水をろ過して処理水を得るようになってい
て、前記膜モジュールの膜面の上端と下端との間の全域
が処理槽内の補給水等による気液界面を抜けるように膜
モジュールを昇降させる。そして、前記処理槽内に気泡
を発生させる。

【００１４】この場合、処理槽内に噴射された空気は気
泡となって散気流を形成し、該散気流によって膜モジュ
ールの膜面を振動させてケーキ層を剥離させる。前記気
液界面においては、気泡が破裂するので、流速の高い補
給水の上下動が不規則的に発生し、膜面を補給水が強く
擦る。この間、膜モジュールが昇降させられ、前記膜モ
ジュールの膜面の上端と下端との間の全域が処理槽内の
気液界面を抜ける。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明の実施例における
処理槽の断面図である。図において、１１は処理槽とし
ての浸漬型膜モジュール生物処理槽であり、被処理水Ｗ
はライン１２を介して前記浸漬型膜モジュール生物処理
槽１１に供給される。前記ライン１２には開閉弁１３が
配設され、該開閉弁１３を開閉することによって被処理
水Ｗを浸漬型膜モジュール生物処理槽１１に供給した
り、浸漬型膜モジュール生物処理槽１１への被処理水Ｗ
の供給を停止したりすることができる。前記ライン１２
はフレーム１４の上方において浸漬型膜モジュール生物
処理槽１１内に開口していて、被処理水Ｗは浸漬型膜モ
ジュール生物処理槽１１の上方から供給される。

【００１６】前記浸漬型膜モジュール生物処理槽１１内
においては、例えば、短サイクル回分式活性汚泥法によ
る処理が行われる。該短サイクル回分式活性汚泥法によ
る処理によって、被処理水Ｗ中のＢＯＤ成分、ＣＯＤ成
分等が除去されるとともに被処理水Ｗが脱窒され硝化さ
れて生物処理水と生物汚泥との混合液になる。そこで、
浸漬型膜モジュール生物処理槽１１内の被処理水Ｗに膜
モジュールとしての浸漬型膜モジュール１５が浸漬さ
れ、該浸漬型膜モジュール１５によって前記混合液がろ
過され、生物処理水と生物汚泥とに分離される。そし
て、生物処理水は生物処理水ポンプＰ１によって吸引さ
れライン１８を介して図示しない凝集槽に供給され、生
物汚泥は余剰汚泥としてポンプＰ２によって吸引されラ
イン１９を介して図示しない汚泥貯留槽に供給される。
なお、前記ライン１９は浸漬型膜モジュール生物処理槽
１１の底部近傍に開口し、かつ、ポンプＰ２より上流側
には開閉弁２１が配設される。

【００１７】前記浸漬型膜モジュール生物処理槽１１内
における前記浸漬型膜モジュール１５の下方には、曝気
（ばっき）・バブリング装置２５が配設され、該曝気・
バブリング装置２５はライン２６を介してブロア２８に
接続される。したがって、ブロア２８を作動させ、ライ
ン２６を介して圧縮空気を搬送し、ライン２６の先端に
形成された散気管２９から浸漬型膜モジュール生物処理
槽１１内に圧縮空気を噴射する。また、前記ライン２６
には開閉弁３１が配設され、該開閉弁３１を開閉するこ
とによって圧縮空気を浸漬型膜モジュール生物処理槽１
１に供給したり、浸漬型膜モジュール生物処理槽１１へ
の圧縮空気の供給を停止したりすることができる。

【００１８】そして、該浸漬型膜モジュール生物処理槽
１１内に噴射された圧縮空気は気泡となって散気流（気
液混合液）を形成し、該散気流によって混合液を攪拌
（かくはん）し循環させるとともに、浸漬型膜モジュー
ル生物処理槽１１内に好気性雰囲気を形成する。なお、
圧縮空気に代えて酸素含有気体を使用することもでき
る。

【００１９】前記浸漬型膜モジュール１５は上下方向に
並列に配設された複数の平膜３３から成り、各平膜３３
間の間隔は５０〜１００〔ｍｍ〕に設定され、各平膜３
３の間に前記散気流を通過させるための鉛直方向通路が
形成される。前記構成の浸漬型膜モジュール生物処理槽
１１においては、被処理水導入工程、嫌気性攪拌による
脱窒工程、曝気攪拌による硝化工程を周期的に繰り返
し、その間に浸漬型膜モジュール１５によって生物処理
水と生物汚泥とを分離するようになっている。

【００２０】そのために、まず、被処理水導入工程にお
いては、被処理水Ｗがライン１２を介して浸漬型膜モジ
ュール生物処理槽１１に供給され、図示しない攪拌用ポ
ンプが作動させられる。そして、被処理水Ｗ中に溶存し
ている酸素が速やかに消費され、浸漬型膜モジュール生
物処理槽１１内に嫌気性雰囲気が形成される。そこで、
脱窒工程において、前のサイクル中に生成され混合液中
に残留した硝酸イオン、亜硝酸イオン等を利用して、脱
窒素群が被処理水Ｗ中の有機物を嫌気性雰囲気において
酸化（硝酸呼吸作用）する。この時、硝酸イオン、亜硝
酸イオン等はほとんど窒素ガスに還元され、被処理水Ｗ
から除去される。この脱窒反応に伴いアルカリが定量的
に増加し、次の硝化工程において硝化反応によって消費
されるアルカリを蓄える。

【００２１】前記硝化工程においては、脱窒工程の脱窒
反応によって使用されずに残留した有機物が好気性雰囲
気において酸化され、また、脱窒工程において生成され
た還元型窒素化合物（主として有機窒素化合物及びアン
モニア）が亜硝酸化菌、硝酸化菌等の硝化菌によって亜
硝酸イオン、硝酸イオン等に酸化される。ところで、被
処理水Ｗを繰り返し処理していると、次第に浸漬型膜モ
ジュール１５の膜面に不純物が付着してケーキ層が形成
され、平膜３３の透過度を低下させてしまう。そこで、
浸漬型膜モジュール１５を洗浄し、膜面から不純物を除
去するようになっている。

【００２２】そのために、補給水Ｈはライン３６を介し
て前記浸漬型膜モジュール生物処理槽１１に供給され
る。前記ライン３６には開閉弁３７が配設され、該開閉
弁３７を開閉することによって補給水Ｈを浸漬型膜モジ
ュール生物処理槽１１に供給したり、浸漬型膜モジュー
ル生物処理槽１１への補給水Ｈの供給を停止したりする
ことができる。前記ライン３６はフレーム１４の上方に
おいて浸漬型膜モジュール生物処理槽１１内に開口して
おり、補給水Ｈは浸漬型膜モジュール生物処理槽１１の
上方から供給される。

【００２３】また、前記フレーム１４の下方にはライン
３９が配設され、該ライン３９を介して浸漬型膜モジュ
ール１５の洗浄時に発生した廃水を排出することができ
る。前記ライン３９には開閉弁４０が配設され、該開閉
弁４０を開閉することによって廃水を排出したり、廃水
の排出を停止したりすることができる。前記ライン３９
はフレーム１４の下方において浸漬型膜モジュール生物
処理槽１１内に開口しており、廃水は浸漬型膜モジュー
ル生物処理槽１１の下方から排出される。

【００２４】次に、浸漬型膜モジュール１５の洗浄方法
について説明する。図２は本発明の実施例における浸漬
型膜モジュールの洗浄工程図である。図の（ａ）は通常
の処理工程を、（ｂ）は抜水工程を、（ｃ）及び（ｄ）
はバブリング工程を示す。図において、１１は浸漬型膜
モジュール生物処理槽、１５は浸漬型膜モジュール、２
５は曝気・バブリング装置、２６、３６、３９はライ
ン、２８はブロア、２９は散気管、３１、３７、４０は
開閉弁、Ｗは被処理水、Ｈは補給水である。

【００２５】前記浸漬型膜モジュール生物処理槽１１内
において処理を行っている間は、図の（ａ）に示すよう
に、開閉弁３７、４０を閉鎖する。また、脱窒工程にお
いて開閉弁３１を閉鎖して浸漬型膜モジュール生物処理
槽１１内に嫌気性雰囲気を形成し、硝化工程において開
閉弁３１を開放して散気管２９から浸漬型膜モジュール
生物処理槽１１内に圧縮空気を噴射することによって、
浸漬型膜モジュール生物処理槽１１内に好気性雰囲気を
形成する。そして、被処理水Ｗは浸漬型膜モジュール生
物処理槽１１内に充満させられ、処理が行われて混合液
になる。

【００２６】前記浸漬型膜モジュール１５を洗浄する場
合は、まず、図の（ｂ）に示すように、開閉弁３１、３
７を閉鎖し、開閉弁４０を開放する。したがって、浸漬
型膜モジュール１５の洗浄時に発生した廃水はライン３
９を介して浸漬型膜モジュール生物処理槽１１から排出
される。続いて、図の（ｃ）に示すように、開閉弁４０
を閉鎖し、開閉弁３１、３７を開放する。そして、浸漬
型膜モジュール生物処理槽１１に補給水Ｈを徐々に供給
し、気液界面を上昇させながら散気管２９から浸漬型膜
モジュール生物処理槽１１内に圧縮空気を噴射する。該
浸漬型膜モジュール生物処理槽１１内に噴射された圧縮
空気は気泡となって散気流を形成し、該散気流によって
補給水Ｈを攪拌し循環させるとともに、浸漬型膜モジュ
ール１５の膜面を振動させてケーキ層を剥離させる。前
記気液界面においては、気泡が破裂するので、流速の高
い補給水Ｈの上下動が不規則的に発生し、膜面を補給水
Ｈが強く擦る。その結果、ケーキ層の剥離効果が極めて
大きくなり、ケーキ層を効果的に剥離させることができ
る。

【００２７】特に、平膜式の膜モジュールを使用した浸
漬型膜モジュール１５においては、各平膜３３間の狭い
鉛直方向通路に大量の気泡が進入するので、ケーキ層の
剥離効果を一層大きくすることができる。しかも、前記
補給水Ｈを徐々に供給し、前記浸漬型膜モジュール生物
処理槽１１内の気液界面を、浸漬型膜モジュール１５の
膜面の上端と下端との間の全域にわたって移動させるよ
うにしているので、膜面の全体のケーキ層を剥離させる
ことができる。

【００２８】この場合、気泡によるバブリング強度は、
浸漬型膜モジュール生物処理槽１１内における浸漬型膜
モジュール１５が配設された床面積当たり５〜１００
〔ｍ³／ｍ²／ｈｒ〕とするが、膜の強度に対応させて
変更することができる。また、補給水Ｈの水量は、浸漬
型膜モジュール生物処理槽１１が２０〜６０分程度のバ
ブリング時間で規定水位に達するように設定される。

【００２９】そして、図の（ｄ）に示すように、補給水
Ｈが規定水位まで供給されると、開閉弁３１、３７が閉
鎖される。このようにして、浸漬型膜モジュール生物処
理槽１１への補給水Ｈの供給及び浸漬型膜モジュール生
物処理槽１１内への圧縮空気の噴射が停止される。ま
た、必要に応じて、図の（ｂ）の抜水工程並びに図の
（ｃ）及び（ｄ）のバブリング工程を繰り返すことによ
って、膜面のケーキ層の剥離効果を一層大きくすること
ができる。

【００３０】なお、図の（ｂ）の抜水工程において、浸
漬型膜モジュール生物処理槽１１から混合液を徐々に排
出して気液界面を下降させる間に、前記開閉弁３１を開
放して散気管２９から浸漬型膜モジュール生物処理槽１
１内に圧縮空気を噴射することもできる。この場合、混
合液の排出量は、浸漬型膜モジュール生物処理槽１１を
２０〜６０分程度のバブリング時間で排水することがで
きるように設定される。

【００３１】さらに、図の（ｃ）及び（ｄ）のバブリン
グ工程を繰り返す場合の抜水工程において、散気管２９
から浸漬型膜モジュール生物処理槽１１内に圧縮空気を
噴射することもできる。また、本実施例においては、浸
漬型膜モジュール生物処理槽１１から混合液を徐々に排
出して気液界面を下降させる間、又は前記浸漬型膜モジ
ュール生物処理槽１１に補給水Ｈを徐々に供給して気液
界面を上昇させる間に浸漬型膜モジュール生物処理槽１
１内に圧縮空気を噴射するようにしているが、気液界面
を一定位置に維持させ、浸漬型膜モジュール１５を徐々
に上昇させる間、又は浸漬型膜モジュール１５を徐々に
下降させる間に浸漬型膜モジュール生物処理槽１１内に
圧縮空気を噴射するようにしてもよい。この場合、浸漬
型膜モジュール１５の膜面の上端と下端との間の全域が
浸漬型膜モジュール生物処理槽１１内の気液界面を抜け
るように浸漬型膜モジュール１５を昇降させる。

【００３２】そのために、前記浸漬型膜モジュール１５
には図示しない吊（つり）下げ装置が接続され、図示し
ない駆動源により吊下げ装置を作動させることによって
浸漬型膜モジュール１５を昇降させることができる。こ
の場合、浸漬型膜モジュール１５の昇降は２０〜６０分
程度のバブリング時間の間に行われる。前述したような
浸漬型膜モジュール１５の洗浄方法における試験結果は
次のとおりである。

【００３３】この場合、河川水を以下の条件において被
処理水Ｗとして浸漬型膜モジュール生物処理槽１１に供
給し、浄水した。河川水の水質濁度１０〜３０〔ｍｇ／ｌ〕温度１７〜２０〔℃〕凝集剤添加率１〔ｍｇ／ｌ〕ろ過速度０．６〔ｍ³／ｍ²／日〕なお、前記凝集剤としてはポリ塩化アルミニウムクロラ
イドを使用した。

【００３４】前記条件において河川水を浄水したとき、
浸漬型膜モジュール１５の洗浄結果を表１に示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】なお、バブリング強度は４０〔ｍ³／ｍ²
／ｈｒ〕、バブリング時間は３０分であり、吸引圧力は
２０〔℃〕の被処理水Ｗの吸引圧力に換算された。この
場合、前記浸漬型膜モジュール生物処理槽１１において
は膜の処理水側を減圧する定量吸引を行っているので、
吸引圧力が小さくなるほど膜の透過度が向上したことに
なる。

【００３７】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させるこ
とが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するも
のではない。

【００３８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば膜モジュールの洗浄方法においては、処理槽内の被
処理水に膜モジュールが浸漬され、該被処理水をろ過し
て処理水を得るようになっていて、前記処理槽内の補給
水等による気液界面を、膜モジュールの膜面の上端と下
端との間の全域にわたって移動させる。

【００３９】そして、前記処理槽内に気泡を発生させ
る。この場合、処理槽内に噴射された空気は気泡となっ
て散気流を形成し、該散気流によって膜モジュールの膜
面を振動させてケーキ層を剥離させる。前記気液界面に
おいては、気泡が破裂するので、流速の高い補給水の上
下動が不規則的に発生し、膜面を補給水が強く擦る。

【００４０】したがって、ケーキ層の剥離効果が極めて
大きくなり、ケーキ層を容易に、また、わずかな時間で
剥離させることができる。しかも、どのような種類の膜
モジュールにも適用することができる。本発明の他の膜
モジュールの洗浄方法においては、処理槽内の被処理水
に膜モジュールが浸漬され、該被処理水をろ過して処理
水を得るようになっていて、前記膜モジュールの膜面の
上端と下端との間の全域が処理槽内の補給水等による気
液界面を抜けるように膜モジュールを昇降させる。

【００４１】そして、前記処理槽内に気泡を発生させ
る。この場合、処理槽内に噴射された空気は気泡となっ
て散気流を形成し、該散気流によって膜モジュールの膜
面を振動させてケーキ層を剥離させる。前記気液界面に
おいては、気泡が破裂するので、流速の高い補給水の上
下動が不規則的に発生し、膜面を補給水が強く擦る。

【００４２】したがって、ケーキ層の剥離効果が極めて
大きくなり、ケーキ層を容易に、また、わずかな時間で
剥離させることができる。しかも、どのような種類の膜
モジュールにも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における処理槽の断面図であ
る。

【図２】本発明の実施例における浸漬型膜モジュールの
洗浄工程図である。

【符号の説明】

１１浸漬型膜モジュール生物処理槽１５浸漬型膜モジュール３３平膜Ｗ被処理水Ｈ補給水

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】処理槽内の被処理水に浸漬され、該被処
理水をろ過して処理水を得るための膜モジュールの洗浄
方法において、（ａ）前記処理槽内の気液界面を、膜モ
ジュールの膜面の上端と下端との間の全域にわたって移
動させるとともに、（ｂ）前記処理槽内に気泡を発生さ
せることを特徴とする膜モジュールの洗浄方法。
【請求項２】処理槽内の被処理水に浸漬され、該被処
理水をろ過して処理水を得るための膜モジュールの洗浄
方法において、（ａ）前記膜モジュールの膜面の上端と
下端との間の全域が処理槽内の気液界面を抜けるように
膜モジュールを昇降させるとともに、（ｂ）前記処理槽
内に気泡を発生させることを特徴とする膜モジュールの
洗浄方法。