JPH11156166A

JPH11156166A - 中空糸膜モジュールの洗浄方法

Info

Publication number: JPH11156166A
Application number: JP32752797A
Authority: JP
Inventors: Hideo Iwahashi; 英夫岩橋; Masahiko Nagai; 正彦永井
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1997-11-28
Publication date: 1999-06-15

Abstract

(57)【要約】【課題】微粒子等の除去を効率良く行える中空糸膜モ
ジュールの洗浄方法を提供すること。【解決手段】浄化通水時と逆に浄化水ラインＣより浄
化水を中空糸１４の内部に入れ、中空糸外表面を洗浄
し、これに付着している汚濁物を剥離させる。排水は中
空糸層１３から芯管１２、原水入口ノズル１１を経由し
て排出される。逆圧洗浄終了後、原水弁２１および浄化
水弁２２を閉じ、排水ブロー弁２３を開ける。次いで、
高圧空気供給弁２４を急に開くことにより、エアタンク
２０に貯溜されている圧縮空気を、ノズル１１から膜分
離装置３内に圧入し、膜分離装置３内の水を排出させ
る。この状態で供給弁２４を閉じ、次いでこれを急に開
き、圧縮空気をショック的にモジュール内に導入する。
空気はノズル１１、芯管１２、中空糸層１３、外周空間
１５を通過し、濃縮水出口ノズル１６を経由して排水ブ
ロー弁２３から排出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】水処理用膜モジュール（逆浸
透膜、限外ろ過膜、精密ろ過膜などに汎用されている中
空糸膜）の外部表面の洗浄による汚染除去方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の膜モジュールの洗浄方法は、化学
薬品による洗浄、加圧空気による洗浄及び空気バブリン
グによる洗浄など、種々の方法がある。このうち、中空
糸膜の外側の汚泥の除去に対しては、例えば、特開昭５
７−５３２０４号に弗化水素酸アンモニウムを含有する
水溶液を用いることにより、洗浄を行う方法が開示され
ており、膜の外部を水などにより逆洗浄にすることにつ
いては、特開平３−１１４号に、ケース内を空にした状
態で、透過側から逆圧を加えて逆洗する洗浄方法が開示
されている。また、空気バブリングによる洗浄方法に対
しては、特開平２−９５４２２号に開示され、この方法
は、筒状ケース内に中空糸膜束を収納し、筒状ケースの
上端側から下端側に向けて原液を流通させ、かつ、同下
端部からケース内に気泡を導入して、比較的少量の気体
でモジュールの洗浄を図っている。

【０００３】加圧空気を用い、一気に目詰まり物を排出
する方法については、特開平７−２８９８６０号に開示
され、この方法は、空気スクラビングを行った後、容器
内を加圧した状態で排水を行うことにより、洗浄時間、
洗浄間隔、洗浄空気量等の最適化を図り、洗浄時間を短
縮している。また、膜の内部から水により付着物を除去
する方法については、特開平４−１６１２３２号に開示
され、透過液の流れとは逆方向に洗浄液を通過させてい
る。膜の内部から空気を圧送して行う洗浄については、
特開平６−２３２４６号に開示され、この方法は、洗浄
工程前に膜表面を混相流で洗浄し、さらに逆流による洗
浄を行うことにより、混相流による膜表面汚染物の除去
および目詰り物を膜表面に浮き出させ、次の逆流で膜の
洗浄を完全に行なうようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする手段】しかしながら、これら
の方法では、中空糸繊維が粗密度でないと、モジュール
に流入した粒子の排出が不十分となるため、装置の大型
化ができず、経済的でなかった。また、モジュールの高
密度を必要とする逆浸透装置などでは、洗浄が不可能な
ため、高度な前処理を必要としていた。本発明は上記課
題に鑑みてなされたもので、前処理が不要で、装置の大
型化ができる中空糸膜モジュールの洗浄方法を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、中空糸によ
って中空糸層を形成し、中空糸の中空糸膜の外側から原
水を通し、該原水を浄化水にする浄化装置において、上
記中空糸層に含まれた原水をできるだけ排除したのち、
環状の中空糸層の中央または外周の半径方向から、急激
な圧縮空気を流し、中空糸層に滞留している微粒子等の
浮遊固形分を中空糸層から移動または排出する中空糸膜
モジュールの洗浄方法によって達成される。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
中空糸膜モジュールの洗浄方法について、図面を参照し
ながら説明する。図１は、原水を浄化するための水浄化
装置３０の浄化通水時における基本フローを示す。この
水浄化装置３０は、主とする装置類が、上流側（浄化通
水時における原水の流れの上流側をいう。以下同じ）か
ら原水貯槽１、膜分離装置３、浄化水貯槽４の順に接続
されている。原水貯槽１と膜分離装置３の管路間には、
原水ラインＡからの原水を、上流側の原水貯槽１から膜
分離装置３へ供給するための給水ポンプ２が接続され、
浄化水貯槽４の後流側（浄化通水時における原水の流れ
の後流側をいう。以下同じ）には、浄化水ポンプ５が接
続されている。

【０００７】本実施の形態では、原水ラインＡからの原
水は、一旦原水貯槽１に貯められ、凝集やろ過などの前
処理を施すことなく、そのまま給水ポンプ２によって膜
分離装置３に供給される。但し、給水ポンプ２及び膜分
離装置３の物理的損傷を招くおそれのあるときは、異物
の流入を防止するため、ストレーナ（図示せず）などを
給水ポンプ２の上流側に設けてもよい。原水は、膜分離
装置３内に供給されると、濃縮水ラインＢと浄化水ライ
ンＣに分離され、濃縮水ラインＢの濃縮水はブローされ
る。浄化水ラインＣの浄化水は後流側の浄化水貯槽４に
一旦貯溜され、浄化水ポンプ５によって適宜、送水され
る。

【０００８】図２は、図１に示した膜分離装置３とその
周辺機器の詳細を示す。膜分離装置３は３重構造になっ
ており、内部から芯管１２、モジュール管２５そして、
膜分離装置３の容器が設けられている。芯管１２は円筒
状であり、その壁部に原水が通過できる細孔が多数開い
ており、モジュール管２５もまた円筒状で、その壁部に
原水が通過できる細孔が多数開いている。膜分離装置３
には、図面に１つだけ例示している中空糸１４を多数束
ねて環状形にした中空糸層１３が配設され、中空糸層１
３内に設けられた芯管１２は、上流側の原水入口ノズル
１１に連通している。原水入口ノズル１１は、図１に示
す給水ポンプ２に、原水弁２１を介在して管路により接
続され、また、原水弁２１と原水入口ノズル１１との間
の管路には、圧縮空気が供給されている高圧エアタンク
２０が、洗浄用高圧空気ラインＤによって、高圧空気供
給弁２４を介在して接続されている。

【０００９】中空糸層１３の周部には、これと膜分離装
置３の容器壁部との間に、モジュール外周空間１５が設
けられ、このモジュール外周空間１５は濃縮水出口ノズ
ル１６と連通している。濃縮水出口ノズル１６は、洗浄
排水ラインＥと、濃縮水ラインＢに分岐され、洗浄排水
ラインＥには排水ブロー弁２３が接続され、濃縮水ライ
ンＢには、圧力を所定に保持するための固定抵抗１７が
接続されている。中空糸層１３の中空糸１４の内部は、
浄化水溜１８を介在して浄化水ノズル１９に連通し、浄
化水ノズル１９は、浄化水弁２２を介在して図１に示す
浄化水貯槽４に接続されている。

【００１０】本発明に係る中空糸膜モジュールの洗浄方
法は、主として次の３工程で行なわれる。第１の工程：逆圧洗浄工程図２において、浄化通水時、原水は原水ラインＡから芯
管１２を通って中空糸１４の外側から中空糸１４内に入
た後、浄化水溜１８に流入し、浄化水ノズル１から浄化
水ラインＣを通り、浄化水貯槽４へ送られる。一方、中
空糸１４内に入らない原水は、モジュール外周空間１５
を通って濃縮水出口ノズル１６から排出される。逆圧洗
浄工程時には、これとは逆に浄化水ラインＣより浄化水
を中空糸１４の内部に入れ、ポンプの圧力により中空糸
外部に排出させ、中空糸外表面を洗浄し、中空糸表面に
付着している汚濁物を剥離させることによって、中空糸
入口部も逆方向から洗浄される。中空糸槽１３から芯管
１２を通過した浄化水は、原水入口ノズル１１を経由
し、再び浄化水ラインＣへ戻してもよい。この操作にお
ける排水は通常の濃縮水の流れの通り中空糸１４、中空
糸層１３、モジュール外周空間１５を通って、濃縮水出
口ノズル１６を経由し、洗浄排水ラインＥより外部へ排
出される。また、この方法は、通常の中空糸膜を使用す
る膜分離装置で実施されているもので、浄化水に次亜塩
素尿酸ソーダや酸などを添加すれば、更に、洗浄効果は
向上する。

【００１１】第２工程：ショック排水逆圧洗浄終了後、原水弁２１および浄化水弁２２を閉
じ、排水ブロー弁２３を開ける。この状態で、高圧空気
供給弁２４を急に開くことにより、高圧エアタンク２０
に貯溜されている圧力７〜１０Ｋｇ／ｃｍ²Ｇの圧縮空
気を、原水入口ノズル１１から芯管１２を通って膜分離
装置３内に圧入する。すると、モジュール内の水は、排
水ブロー弁２３を通じて、洗浄排水ラインＥへ急速に排
出される。モジュール内の水の排出は、１０〜２０秒後
に完了するので、高圧空気供給弁２４を閉じて、そのま
ま放置してモジュール内の圧力を大気圧と等しくする。

【００１２】第３工程：ショック空洗次いで、上記の状態で、高圧空気供給弁２４を急に開
き、圧縮空気をショック的にモジュール内に導入する。
空気は原水入口ノズル１１、芯管１２、中空糸層１３、
モジュール外周空間１５を通過し、濃縮水出口ノズル１
６を経由して排水ブロー弁２３から排出される。このと
きの空気は中空糸層の半径方向に流れる傾向を示し、空
気速度は、０．１〜１ｍ／ｓｅｃとなり、中空糸層１３
に残留する浮遊固形物を移動または排出させる。この操
作を数回繰り返し、高圧エアタンク２０の圧力が２ｋｇ
／ｃｍ²Ｇ程度に低下するまで継続する。

【００１３】膜分離装置の運転状況は、次のとおりであ
る。図３は、高密度（空隙率５０％）な中空糸を用い
て、浮遊固形分５ｐｐｍを含む原水を浄化した場合に、
モジュールの通水時の圧力損失を示したものである。図
３の前半は、ショック空洗を行わずに洗浄したもので、
後半はショック空洗を適用して行ったものである。モジ
ュールおよびエレメント空洗条件などは、表１に示すと
おりである。

【００１４】

【表１】

【００１５】以上から明らかなように、半径方向に空気
を流すと圧力損失の上昇が抑制され、効果が大きいこと
が立証された。なお、表１中のエレメントの外形とは、
中空糸槽１３の外形である。

【００１６】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、勿論、本発明はこれに限定されることなく本発明
の技術的思想に基いて種々の変形が可能である。例え
ば、上記実施の形態では、圧縮空気を中空糸層１３の内
部の芯管１２側から中空糸層１３へ圧送したが、モジュ
ール外周空間１５側から芯管１２側に圧送してもよい。
また、上記実施の形態では、第１の工程〜第３の工程を
経て中空糸膜モジュールの洗浄を行ったが、第１の工程
である逆圧洗浄工程を省略しても、十分に中空糸層から
微粒子等を除去することができる。膜分離装置３は、浄
化通水時の原水の流れを中空糸層１３の内部に供給した
が、原水をモジュール外周空間１５、すなわち、中空糸
層１３の外周側から供給し、濃縮水を中空糸層１３の芯
管１２側に排出するようにしてもよい。

【００１７】

【発明の効果】中空糸層の原水をできるだけ排除したの
ち、中空糸層の中央または外周の半径方向から、急激な
圧縮空気を流しているので、中空糸層から微粒子等の浮
遊固形分を移動または排出することができる。また、中
空糸繊維が高密度でも、モジュールに流入した粒子の排
出ができ、装置の大型化ができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による中空糸膜モジュール
の洗浄方法が適用される水浄化装置の概略系統図であ
る。

【図２】中空糸膜モジュールの洗浄が行われる膜分離装
置及びその周辺を表す系統図である。

【図３】本発明の実施の形態による中空糸膜モジュール
の洗浄方法で洗浄を行った水浄化装置の運転状況を示し
た線図である。

【符号の説明】

１原水貯槽２給水ポンプ３膜分離装置４浄化水貯槽５浄化水ポンプ１１原水入口ノズル１２芯管１３中空糸層１４中空糸１５モジュール外周空間１６濃縮水出口ノズル１７固定抵抗１８浄化水溜１９浄化水ノズル２０高圧エアタンク２１原水弁２２浄化水弁２３排水ブロー弁２４高圧空気供給弁３０水浄化装置Ａ原水ラインＢ濃縮水ラインＣ浄化水ラインＤ洗浄用高圧空気ラインＥ洗浄排水ライン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中空糸をもって中空糸層を形成し、中空
糸の中空糸膜の外側から原水を通し、中空糸膜によって
原水を浄化水にする浄化装置において、上記中空糸層に
含まれた原水をできるだけ排除したのち、中空糸層の中
央または外周から、急激な圧縮空気を流し、中空糸層に
滞留している微粒子等の浮遊固形分を中空糸層から移動
または排出することを特徴とする中空糸膜モジュールの
洗浄方法。
【請求項２】上記中空糸の中空糸膜の内側から予め浄
化水を流し、中空糸に付着する微粒子を浄化水で除去す
るとともに、微粒子を浄化水の潤滑により滑り易くして
から、上記中空糸層の中央または外周の半径方向から、
急激に圧縮空気を流すことを特徴とする請求項１に記載
の中空糸膜モジュールの洗浄方法。