JPS6026562B2 - 管状膜分離装置の洗浄運転方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は管状膜分離体を並列に配置した腰分離装置にお
ける膝面の洗浄運転方法に関するものである。

逆浸透分離や眼外滋過を行なう方法の１つとして、管体
の内面に半透膜や限外櫨過膜を装着した管状膜分離装置
を使用する方法がある。

この方法は前記管状膜の内面に原液（海水や汚廃水等の
被処理液）を通過させ、管外に透過した水を生成水とし
、管内を通過した液を濃縮液として夫々処理するもので
ある。従って原液の性状にもよるが、半透膜等の表面に
は浮遊物、有機物、無機物等の沈着物が堆積しやすく、
運転時間が長びくにつれて膜透過水量が低下してくる。
この為定期的に膜面洗浄を行なう必要があり、種々の方
法が提案れているが、スポンジボール等の弾性体による
機械的洗浄方法が現在の主流を占めている。ところで膜
分離装置のうち、例えば逆浸透モジュール（以下単にモ
ジュールという）と呼ばれるタイプでは、２．５凧長さ
のチューブがシリーズ状に１８本接続されて１つの単位
を構成し、これを更にシリーズ状に４〜６本接続したも
のが基本群として利用されている。

しかし膜分離装置全体として観察すると、各モジュール
毎に透過液が浸出していくので、シリーズの後位になる
ほど原液（又は濃縮液）の流量が減少し膜分離効率が不
均一になる。従って前記基本群をそのまま直列に接続す
ることは好ましいことではなく、一般には前記基本群を
複数本並列に配置して行なうが、この並列配置群を段階
的に並列数が減少する様にシリーズ状に配設し、各段階
毎に原液の全部又は一部を合流させるクリスマスツリー
型として行なう方法が広く実施されている。いずれにし
てもモジュールタイプの場合には、前述の如く並列法が
主流を占めており、高圧ポンプから送給されてきた原液
は並列配遣されたモジュールの夫々へ均等に分流されて
いくが、弾性体の如き固体では均等な分配が行なわれる
という保証がなく、工業的に適用する上での不安が残る
。

そこで持開昭５１−９９６７び号公報に記載されたよう
な分配器を取付ける方法や、本出願人が特願昭５２−７
３？３７号で提案した如くモジュールの並列数と同じ数
の弾性体循環器を取付ける方法等も考えられるが、確実
性やコスト等の面で問題が残されている。又弾性体を流
す時には相当の圧損があるので、洗浄運転時に要求され
る流量は定常運転時の流量よりもかなり大きいが、エネ
ルギー損失との関係において問題もあり、定常運転時と
同一流量で弾性体を流すことも多い。従って例えば並列
数が６、モジュール入口量が６〆／分であるときに、弾
性体の分配が不均一になって特定のシリーズにかたよる
と、流量不足の為管の閉塞を起こすことがある。この場
合残った５つの列に入る流量は（６×６）／５＝７．２
そ／分に過ぎず、前記管の閉塞を解消し得る量ではない
。この管の閉塞を解消する為には１０夕／分程度の流量
が必要であるが、前述の如くエネルギー費の点で問題が
あるだけでなく、膜面通過速度が高くなって膜分離効率
（生成水量／原水量）の低下をきたす（良好な分離効率
を得る為の流量は一般に３〜４夕／分とされている）。
本発明はこの様な事情に着目してなされたものであって
、動力費、回収率、洗浄効率等の面において満点し得る
洗浄運転方法を提供しようとするものである。

しかして本発明の構成とは、並列配置された基本群の一
部の列にのみ弾性体を流して洗浄し、その後順次他の列
にも弾性体を流して洗浄していくことを要旨とするもの
である。

この場合洗浄中の基本群以外の基本群には、弾性体は流
さないが、原液は流しても流さなくともよい。しかし一
般には膜透過液より若干多いめの原液を流し、１つの基
本群に集中することによる圧損を防止することが推奨さ
れる。以下実施例に基づいて本発明の構成及び作用効果
を説明するが、前・後記の趣旨に徴してその他の実施例
を採用することは本発明の技術的範囲に属することであ
り、又特許請求の範囲に記載した実施態様も本発明を制
限する主旨のものではない。

第１図は本発明の第１実施例を示す概念図で、矢印Ｐに
沿って供給される原液は、高圧ポンプ１、弾性体循環器
２を経てパイプ８に至るが、必要であればポンプ１と循
環器２の間に流量調整用いまり弁を介装させることもで
きる。

粉〜洲ま弾性体（以下ボールという）の通過及び停止を
コントロールするためのバルブであり、手動及び電動等
の任意の手段で操作されるが、その開閉の程度によって
は、各分岐パイプ８ａ〜８ｆへの原液送給量もコントロ
ールすることができる。今仮に、バルブ３ａを開、バル
ブ３ｂ〜３ｆを開にしたときについて説明すると下記の
通りである。

パイプ８内にある原液及びボールはバルブ３ａのみを通
過し、他のバルブ３ｂ〜３ｆは通過できない。従ってパ
イプ８ａに入る原液量は極めて多く、モジュール４ａ′
からなるモジュール基本群４ａに対してボールを勢いよ
く供給することができる。膜面を洗浄した後、最後尾の
モジュール４ａ′から放出される原液及びボールは引続
きパイプ９ａに入るが、原液はパイプ９ｂ，９ｃ方向に
も分流するので、モジュール５ａ′からなるモジュ−ル
基本群５ａ内での原液流量は若干減少する。尚図中の１
５はボールに対する堰（第９〜１２図参照）であり、ボ
ールが他のモジュール基本群５ｂ〜５ｅ等に流れこむこ
とはない。こうしてモジュール基本群５ａを通過した原
液は、同様にしてパイプ１０ａ、モジュール基本群６ａ
、パイプ１１ａ、モジュール基本群７ａを通過し、パイ
プ１１ｂ、１１ｃ等に分散させていた一部濃縮液をパイ
プ１２内で再合流せしめた後、パイプ１３を経て循環器
２に至る。循環器２の構成及びその利用は本発明を制限
するものではないが、パイプ１３から流入してくる濃縮
液はそのまま通過させ、ボールのみ受止めるものが好適
であり、これを通過した濃縮液は調圧弁１４を経て矢印
Ｒ方向に放出されるが、受止められたポールは矢印Ｑ方
向に移送され、ポンプ１から圧送されてくる原液と共に
パイプ８方向に放出される。モジュール基本群４ａ，５
ａ，６ａ，了ａは前記手順によって洗浄を受けているが
、所望であれば該手順に従った洗浄を必要回数繰返し、
十分な洗浄が終ればモジュ−ル基本群４ｂ，５ｂ，６ｂ
，７ａの洗浄に入る。この場合はバルブ３ｂのみを開と
し、他のバルブ３ａ，３ｃ〜３ｆを閉にすればよく、以
下の手順は前記と全く同様である。尚容易に理解できる
様に最後尾のモジュール基本鰭羊７ａは２重に洗浄した
ことになるが、これは決して不都合なことではない。又
前記手順によると、夫々のモジュール基本群４ａ・・・
・・・及び４ｂ・・・…を別々に洗浄しているが、最終
尾の基本群７ａが共通であることを考えれば、バルブ３
ａと３ｂを同時に関（他のバルブは閉）とし、それらの
基本鰭羊をいっせいに洗浄することも可能である。以下
同様の手順によって、バルブ３ｃ〜３ｆを個別に（又は
バルブ３ｃ，３ｄ及びバルブ３ｅ，３ｆを共同して）関
にしながら同様の洗浄を行なってし、仇ま、終局的に全
モジュールが洗浄されたことになる。尚本実施例におい
ては堰１５を使用しているので、前述した如く原液その
ものはこれをくぐり抜けて近隣のパイプに分散してしま
う。従ってシリーズの後位に行くほど原液流量が減少す
るが、各シリーズ毎への原液集中度は、全バルブ３ａ〜
３ｆを全開した状態よりもはるかに高いので、ボールの
流れが悪くなる心配はない。むしろ分散された原液は、
隣接モジュール中を少流量で通過するので、該モジュー
ル内での膜分離が期待され、大量の原液を未分離に近い
状態でＲ方向に放出するよりは有利であると考えられる
。もっともこの堰をバルブ等に層替えて原液の分散を完
全に防止しても本発明の効果を達成するうえでは何も不
都合はない。又前記説明では、バルブ３ａ〜３ｆを開又
は閉のいずれかにしていたが、ボールを通過させる通路
のみを全開とし、他の通路の全部又は一部を半開にする
様な実施により、該他の通路に膜透過液よりも若干多い
量の原液を通過させて積極的に膜分離を行なうことも本
発明の技術的範囲に包含される。第２図は本発明の他の
実施例で、バルブ３ａ〜３ｆの代り‘こしシプロ方式の
ボールセパレータ１６を使用した他は第１図の場合と全
く同様に構成されている。従って次に第３図を用いてボ
ールの分離手段を説明するが、洗浄の手順については説
明を省略する。第３図ａ〜ｈは、ボールセパレータ１６
の作動手順を示す概念図で、本装置は、ケーシング１７
、スクリーン１８、ロッド２０、シール用／ぐンキング
２１等からなり、スクリーン１８には所定間隔を置いて
所定大きさの透孔１９ａ〜１９ｉが形成されている。

まず第３図ａではロッド２０が左側いっぱいまで全進し
ており、透孔１９ａ，１９ｃ，１９ｅ，１９ｇ，１９ｉ
がパイプ８ａ〜８ｆに一致している。従って矢印Ｐから
流入してくる原液は、矢印Ｐａ〜Ｐｆに示す如く全パイ
プ８ａ〜８ｆ中に入るが、これは定常運転の状態を示し
ている。第３図ｂは、透孔１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，１
９ｅ，１９ｆ，１９ｇ，１９ｈ，１９ｊの大きさと同じ
距離（透孔１９ａ，１９ｉの大きさの半分の距離）分だ
け、スクリーン１８が右へ移動した状態を示しており、
透孔１９ａがパイプ８ａに一致する他は全パイプ８ｂ〜
８ｆがスクリーン１８で閉鎖されている。従って原液が
流れるのはパイプ８ａ（矢印Ｐａ）のみであり、原液中
にボールが共存しているときは、ボールもパイプ８ａに
のみ流れ込む。この状態は、第１図においてバルブ３１
ａのみを関にした場合と同一であり、以下のボール及び
原液の流れは容易に理解されるであろう。第３図ｃ〜ｈ
‘ま、スクリーン１８を更に同一距離ずつ右側へ移動し
た場合を段階的に示すもので、第３図ｇまでは、ボール
が個別の方向Ｐｂ〜Ｐｆに流れるが、第３図ｈでは、再
び全てのパイプ８ａ〜８ｆが開かれるので、この状態は
定常運転に適している。これ迄の説明は、各モジュール
基本群を同一平面上に配置した場合に関するものである
が、これらを円筒状に配置した場合は第４〜第７図の実
施例が好適である。

まず第４，５図は第１の実施例に係る円筒状ボールセパ
レータ２２を示すもので、第４図は平面図、第５図は断
面図である。

本装置は夫板２３，回転体２４及び支持体２５からなり
、夫板２３の透孔２９に沿って矢印Ｐから流入してくる
原液及びボールは凹部２６、横穴２７を経て特定方向に
形成された蓮通孔３０ａを通り、矢印Ｐａに沿って図示
しないパイプ８ａに送給される。従って回転体２４を６
０度ずつ旋回させると、横穴２７は、順次蓮通孔３０ｂ
〜３０ｆ・・・・・・に適合されるので、ボールを任意
の方向にのみ供給することができる。しかし原液につい
ては、隙間２８を介して全連通孔３０ａ〜３０ｆに通じ
ているので、隙間２８の大きさに応じた量の原液を各モ
ジュールに供給しつづけることができる。この量は、横
穴２７がいずれかの運通孔３０ａ〜３０ｆに通じている
とき（洗浄運転中）は少ないが、例えば横穴２７が蓮通
孔３０ａと３０ｂの間にきているとき（定常運転中）は
、各通路均等に増加し、腰分離に必要な流量を得ること
ができる。第６，７図は第２の実施例で、前者は平面図
、後者は断面図である。

本セパレータ２２′は、天板２３′、回転体２４′及び
支持体２５′からなり、回転体２４′の先端に取付けら
れた旋回板３３には、ポール専用通過孔３１の他、対称
的に配置された６箇の原液専用孔３２ａ〜３２ｆが形成
されている。又３０ａ′，３０ｄ′等は、各パイプ８ａ
，８ｄ等（図示しない）に達通される蓮通孔であり、原
液専用孔３２ａ〜３２ｆと全く同様の関係で形成されて
いる。従って専用孔３２ａ〜３２ｆが運通孔３０ａ′〜
３０ｄ′に一致するときは定常運転用の配置になり、矢
印Ｐから入った原液は矢印Ｐａ〜Ｐｆに沿って等分割さ
れ各モジュールに送られるが、旋回板３３を３０度旋回
して通過孔３１を例えば蓮通孔３０ａ′に一致させると
、専用孔３２ａ等と蓮通孔３０を等は全て不一致になる
。この状態は洗浄運転用の配置であり、原液とボールは
通過孔３１を経て蓮通孔３０ａ′から矢印Ｐａ方向にの
み流れる。以後旋回板３３を６０度ずつ旋回させていけ
ば、洗浄ポールは、順次各モジュール基本群を洗浄して
いくことになる。この様に本装置は、非洗浄中のモジュ
ールに原液を送らない様な実施をする場合に有利である
。第８図は、クリスマスツリー型ではない単なる並列型
配置に適用する場合を説明するもので、この場合は、原
液及び洗浄ボールの流れが比較的単純で合流や分流は起
こらない。

従ってモジュール基本群４ａ〜４ｆ‘こ対するボールの
分割供給は、それほど厳重な意味においては要求されず
、例えば基本宅羊４ａ〜４ｃと基本謙羊４ｄ〜４ｆに大
きく２分割供Ｖ給する程度のセパレータ３４でよい。第
９〜１２図は前述の堰１５の実施を示すもので、第９図
は装着状況を示す断面図、第１０〜１２図は堰１５自体
で、夫々Ａは平面図、Ｂは縦断面図である。即ち第９図
は、第１１，１２図の堰１５を使用する場合で分岐パイ
プ８ａ，９ａのチーズ継手３５による継手部において（
第１図参照）、矢印Ｐ方向に流れるボールがパイプ３６
内に入りこむのを防止している。尚第１０〜１２図の堰
１５において、３７は原液通過孔（又は隆）、３８はボ
ール堰止め部、３９はテーパ部であり、これらはパイプ
３６内に挿入するタイプとして形成されているが、この
他スクリーン型等により取替自在にすることもできる。
本発明は以上の如く構成されているので、並列配置され
た膜分離装置の洗浄効果が優秀で、しかもボールの目詰
まりも生じない。

又洗浄時に特別の滋給圧を使用する必要もないので、動
力費や設備費等の点でも不利益はない。

【図面の簡単な説明】

第１．２，８図は本発明の実施手順を説明する為のモジ
ュール配置図、第３図はしシプロ方式によるボールセパ
レータの作動手順図、第４〜７図は旋回方式によるボー
ルセパレータの実例で、第４，６図は平面図、第５，７
図は縦断面図、第９図は堰設置部の断面図、第１０〜１
２図は堰の実例を示すもので、Ａは平面図、Ｂは縦断面
図である。 ３……バルブ、４，５，６，７……モジュール、８，９
，１０，１１，１２，１３……パイプ、１４・・・・・
・調圧弁、１５・・・・・・堰、１６，２２・・・…セ
パレータ、１８……スクリーン。 第１図 第２図 第３図（ａ） 第３図（ｂ） 第３図（ｃ） 第３図（ｄ） 第３図（ｅ） 第３図（↑） 第３図（９） 第３図（ｈ） 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図 第１１図 第１２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 並列配置された管状膜分離体に弾性体を流して管状
   膜々面を洗浄するに当り、並列配置された分離体の一部
   の列にのみ弾性体を流し、順次他の列を洗浄していくよ
   うにすることを特徴とする管状膜分離装置の洗浄運転方
   法。 ２ 洗浄中の分離体列以外の分離体列には、弾性体も原
   液も送給しない特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 洗浄中の分離体列以外の分離体列には、弾性体のみ
   送給しない特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４ 洗浄中の分離体列以外の分離体列に流される原液は
   膜透過液よりも若干多い量とし、余剰分の原液は洗浄中
   の分離体列に流す特許請求の範囲第３項記載の方法。 ５ 分離体の並例数を段階的に減少させ各段階毎に原液
   の全部又は一部を合流させるクリスマスツリー型配置を
   採用した場合において、並列数変更位置を連絡するパイ
   プ内に弾性体の流れ方向を規制するせきを配置して行な
   う特許請求の範囲第１〜３又は４項記載の方法。