JPS6026802Y2 - 透過処理装置におけるボ−ル循環洗浄装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、チューブ型の透過膜モジュールを使用した
透過処理装置における透過膜の膜面を洗浄するための洗
浄ボールを、各透過膜モジュール内に均等に分配させる
ボール循環洗浄装置に関するものである。

透過膜を介して液体の加圧処理を行ない液体中の溶媒と
溶質を分離する透過処理装置、たとえば逆浸透（ｒｅｖ
ｅｒｓｅ ｏｓｍｏｓｉｓ ｐｒｏｃｅｓｓ）装置およ
び超濾過（ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｃ
ｅｓｓ ）装置においては、従来外筒内に、通液性のあ
る円管状の耐圧支持体なるチューブ、たとえばグラスフ
ァイバーチューブ、あるいは採液孔を多数設けた金属性
チューブを収容し、このチューブの内壁に管状の透過膜
を装着し、この透過膜内に加圧した原液を通液して透過
処理を行なうことにより、チューブ内側の末端から濃縮
液を採取し、同時にチューブ外側の末端から透過液を採
取するというチューブ型の透過膜モジュールが多く使用
されていりる。

このチューブ型の透過膜は、他のスパイラル型やホロー
ファイバー型のものに比較して構造が簡単で、耐圧性を
有し、特に、このチューブ型のものは、透過膜を装着し
たチューブ内径が大きい（通常２７１〜１インチ程度）
ので、もともと懸濁質を多く含む液体の処理にも適して
いる上に、膜面に付着、生皮するスケールなどの除去が
洗浄ボールを用いて簡単に行なえるという利点がある。

そしてチューブ型のものにおいては洗浄ボールによる機
械的洗浄法と薬品洗浄法とを併用すると一層効果がある
ばかりか、薬品の使用量を減少させるという利点もある
。

しかしながら、チューブ型の透過膜モジュールを使用す
る従来の透過処理装置においては、透過膜モジュールは
通常第１図に示すように原液移送管１の一端に接続した
太い入口母管２に、並列に数本〜数十本の多数の枝管３
を設け、その各枝管３の先に透過膜モジュール４をそれ
ぞれ接続した構造であり、ボール洗浄を行なう場合は、
通常この人口母管２から洗浄ボールを供給して透過膜の
洗浄を行なう。

このような場合、太い入口母管２から並列に多数分岐し
た枝管３の各々に、一度に洗浄ボールを均等に分配させ
ることは容易ではない。

どうしても入り易い枝管３には、多数個の洗浄ボールが
入り、入り難い枝管３には、洗浄ボールがほとんど入ら
ない場合が生じる。

透過処理装置においては、透過膜の洗浄による透過処理
能力の回復ならびに透過膜の洗浄ボールによる摩耗を均
等化するために、洗浄ボールの透過膜モジュール通過個
数を均等にすることが望ましい。

そこで、各透過膜モジュール１本ごとに洗浄ボールを人
為的に供給して洗浄を行なうことも行なわれているが、
この方法では多大な労力と時間を必要とする。

また各透過膜モジュールごとに自動的に洗浄ボールを配
分するために、透過膜モジュールに連通ずるすべての枝
管３に自動弁を設けてタイマーと連動させなどの手段を
とらなくてはならず、透過処理装置全体のコストが高く
なる欠点がある。

さらにこの場合、各透過膜モジュールごとに洗浄を行な
うので、洗浄時間は短縮できない。

本考案は、これらの欠点を解決することを目的とするも
のであり、以下に図面によって本考案を説明すると、第
２図は本考案の実施装置の一例を示すもので、５は数１
０本のチューブ型の透過膜モジュールであり、従来構造
と同様に外筒内に収容した通液性のあるチューブの内壁
に、透過膜を張ったものであり、その一端には各原液人
口６を有し、他端には各濃縮液出ロアを有する。

該濃縮液出ロアは濃縮液の出口母管８に一定間隔を置い
て設けた各枝管９に接続している。

また、１０は洗浄ボール１１の移送管であって、その一
端は濃縮液の出口母管８に接続するとともに、その他端
は原液の入口母管１２に接続している。

この移送管１０の途中には移送ポンプ１３と洗浄ボール
の回収器１４とを設け、かつ移送ポンプ１３と、洗浄ボ
ール１１を移送する移送液（たとえば透過液）の貯槽１
５とは、弁を有する通液管１６によって連通ずる。

洗浄ボール１１としてはスポンジなどの弾性体を材質と
し、かつ透過膜モジュール５内のチューブ内壁に装着し
た管状の透過膜の直径よりやや大きくすることが望まし
い。

そしてこの洗浄ボール１１の回収器１４は、移送管１０
内を流れる移送液中に洗浄ボール１１を放流し、かつ移
送液中の洗浄ボール１１を回収する機構、たとえば移送
管１０と連通ずる回収器１４の放流口に、洗浄ボール１
１を通過させないネット装置（図示せず）を開閉自在に
設けた構造にすればよい。

そして、これらの移送ポンプ１３や洗浄ボール１１の回
収器１４を設けた移送管１０の一端は前記のように原液
の入口母管１２に連通しているが、この人口母管１２を
さらに分配室１７の入口に連通ずる。

この分配室１７は円錐形であって出口側には第３図およ
び第４図に示したように円板状の分配板１８を有し、こ
の分配板１８の板面には透過膜モジュール５の原液人口
６と連通した各枝管１９を等間隔で一重の同心円状に開
口する。

次に本考案の実施態様における操作を説明すると、透過
処理時においては、原液を入口母管１２から供給すると
、原液は分配室１７内に流入し、分配板１８の各開口か
ら枝管１９を経て原液人口６から透過膜モジュール５内
を通過するうちに透過処理され、透過液が透過膜モジュ
ール５の外筒の所定箇所から排出し、濃縮液は濃縮液出
ロアから枝管９を経て出口母管８から所定箇所に排出す
る。

そして、この原液の透過処理を行なうことによって透過
膜モジュール５の膜面にスケールなどが生成すると、透
過処理操作を停止し、本考案にかかるボール循環洗浄装
置により膜面の洗浄を行なう。

すなわち、貯槽１５と連通する通液管１６の弁を開き、
移送ポンプ１３を起動すると、移送液は貯槽１５から移
送管１０に入り、回収器１４から移送管１０および入口
母管１２を経て分配室１７内に流入し、分配板１８の開
口から枝管１９を経て原液人口６から透過膜モジュール
５に供給され、濃縮液出ロアより枝管９および出口母管
８を経て再び移送管１０に戻るという循環流路を形成し
たら通液管１６の弁を閉じて移送液の供給を止める。

この場合、必要に応じてスケールを除去するための薬品
を移送液中に添加することもできるし、ボール洗浄操作
後に薬品洗浄を行なうこともできる。

次いで、回収器１４のボール放流口を開けて洗浄ボール
１１を、循環する移送液中に放流すると、放流された洗
浄ボール１１群は循環する移送液に同伴して移送管１０
より入口母管１２を経て分配室１７に達腰ここで多方向
に分散し、−たん分配板１８にあたった後、あるいは直
接に開口から各枝管１９に流入腰はぼ均等数量の洗浄ボ
ール１１が原液人口６よりそれぞれの透過膜モジュール
５の原液人口６より内部に分配される。

そして、透過膜モジュール５内の膜面のスケールなどを
除去しながら、透過膜モジュール５の濃縮液出ロアより
枝管９および出口母管８を経て移送管１０に再び流入し
、前記と同様の循環洗浄を数回繰り返した後に、洗浄ボ
ール１１のみを回収器１４に回収する。

その後、たとえば移送ポンプ１３前段の移送管１０に設
けた排液管２０の弁を開けてスケールなどの浮遊する移
送廃液を系外に排出する。

次に排液管２０の弁を閉じるとともに貯槽１５と連通し
た通液管１６の弁を開け、新たな移送液を貯槽１５から
移送管１０に供給して透過膜モジュール５内を洗浄し、
排液管２０の弁を開けて洗浄廃液を排出する。

そして移送管１０系のすべての弁を閉じるとともに、移
送ポンプ１３の運転を止めてボール洗浄操作を終了する
。

このボール洗浄操作においては、洗浄ボール１１を連続
的に循環せずに、これを１回の循環ごとに回収器１４に
−たん回収し、再び移送管１０内の移送液中に間歇的に
放流して循環させるようにしてもよい。

この場合、循環する移送液を適当に入れ替えてもよく、
たとえばボール洗浄操作を数回行なったら、洗浄ボール
１１を回収器１４内に回収し、移送管１０から排液管２
０の弁を経て、スケールなどの浮遊する移送廃液のみを
排出する。

次に排液管２０の弁を閉じた後、貯槽１５と連通した通
液管１６の弁を開け、新たな移送液を貯槽１５から移送
管１０に供給して回収器１４から、循環する新たな移送
液中にボール洗浄１１を放流し、洗浄ボール操作を繰り
返す。

そして透過膜モジュール５内の透過膜面のスケールなど
が除去されたら移送ポンプ１３の運転を停止し、ボール
洗浄操作を終了する。

また、本考案の実施態様における洗浄ボール１１の回収
器１４は、必ずしも必要なものではなく、たとえば貯槽
１５から洗浄ボール１１を移送液とともに移送管１０に
供給腰ボール洗浄１１を循環させてボール洗浄操作を行
ない、この洗浄操作終了後に移送管１０の排液管２０よ
り洗浄ボール１１を回収する等の手段をとることもでき
る。

なお本実施例では原液の入口母管と、濃縮液の出口母管
とに移送管の両端をそれぞれ接続することによって、透
過膜モジュールと移送管とを連通した構造であり、両母
管の一部が移送管を兼ねた構造となっているが、このほ
かの実施例として分配室の入口側と透過膜モジュールの
濃縮液出口とに、移送管の両端をそれぞれ直接連通ずる
構造もあるがこの場合、移送管の適当箇所に原液の入口
母管および濃縮液の出口母管を連通して移送管の一部が
母管を兼用するようにすると実質上は前記実施例と同一
構造になる。

また、本考案における洗浄ボールの移送管や分配室およ
び移送ポンプにより構成する洗浄ボール循環経路は、透
過処理時において原液を透過膜モジュールに供給し、濃
縮液を排出するために使用する入口母管、出口母管およ
び原液移送管や、この原液移送管に設ける原液移送ポン
プにより構成する透過処理経路として兼用することが可
能である。

また、これら実施例の構造と異なって、分配室の入口側
と、透過膜モジュールの濃縮液出口とに、移送管の両端
をそれぞれ連通し、該移送管とは別に、原液の入口母管
と濃縮液の出口母管とを連通ずる構造も考えられるが、
製作がむずかしく特別な利益はない。

以上説明したように、本考案によれば、透過処理装置お
よびボール循環洗浄装置との間を循環する移送液に同伴
した洗浄ボールを分配室で分散させた分配板に一定間隔
を置いて開口した透過膜モジュールの入口から均等に流
入させることができるので、従来の場合のように、入口
母管の一端のみから洗浄ボールを流入させてボール洗浄
を行なうときに起る洗浄ボールの片流はなく、従って各
透過膜モジュールの透過膜のボール洗浄を円滑に効果的
に行なうことができる。

さらに移送管途中に洗浄ボールの回収器を設け、移送液
に同伴した洗浄ボールが透過処理装置を１回通過するご
とに−たん、洗浄ボールのみを回収器に回収し、再び循
環する移送液中に一度に放流するようにすれば、洗浄ボ
ールの分配はさらに均等化する。

また、このようにすべてのモジュールの透過膜の洗浄を
効果的に行なう結果、すべての透過膜の透過性能も同一
レベルに均等に回復するので、透過処理装置としてもそ
の処理効率を高めることができるし、またボール洗浄に
よるモジュール内の透過膜面の摩耗も均等化するので、
特定の透過膜モジュールのみが過洗浄となって、交換時
期を早めてしまうことがない。

なお、本考案によれば、以上のような簡単な手段によっ
て各モジュールの透過膜のボール洗浄を行なうことがで
きるので、従来のように各モジュールごとに１本１本洗
浄ボールを通してやるような必要がないために、ボール
洗浄の労力や時間もかからない。

また装置コストにおいても本考案は簡単な構造なので、
各モジュールごとに１本１本洗浄ボールを通して洗浄ボ
ールの分配操作を自動化して行なう場合に比較してコス
トを高くするということもない。

以下、本考案の実施例について説明する。

実施例 第２図および第３図に示したボール循環洗浄装置により
下記の条件で、ボール洗浄処理を行った結果、各透過膜
モジュールに入る洗浄ボールの平均分配率は次の第１表
に示すような割合でほぼ一定であった。

洗浄ボール：２６ｒｒｒｊｎ（直径）のスポンジボール
を５４個使用 分配室：容積０．００５６ｄ、分配板面積０．１１４７
Ｉｌ透過膜モジュール： ２５ｙ＋＋ｍ （内径）、５
２ｍ、 （全長）を１８本使用 移送液循環流量： ５，２ｉ／ｈｒ 循環回数：１０回 次に第１図に示した従来構造の原液移送管および入口母
管とそのまま利用し、ボール洗浄を連続的に循環させる
ボール洗浄操作を行なった結果、各透過膜モジュールに
入る洗浄ボールの平均分配率は第２表に示すように不均
一で常に異なる分配例が示された。

（なお、この実施例における他の条件は前記の本考案実
施例と同じである。

）

【図面の簡単な説明】

第１図は分配室を設けない従来のボール循環洗浄装置に
おける洗浄ボールの分配機構の斜視説明図、第２図は分
配室を設けた本考案のボール循環洗浄装置を用いた透過
処理装置の一例を示す全体系統説明図、第３図は本考案
の実施態様において使用する分配室の分配板部分を示す
平面図、第４図は第３図のＡ−Ａ’線より見た分配室の
断面図である。 １・・・・・・原液移送管、２・・・・・・入口母管、
３・・・・・・枝管、４・・・・・・透過膜モジュール
、５・・・・・・透過膜モジュール、６・・・・・・原
液入口、７・・・・・・濃縮液出口、８・・・・・・出
口母管、９・・・・・・枝管、１０・・・・・・移送管
、１１・・・・・・洗浄ボール、１２・・・・・・入口
母管、１３・・・・・・移送ポンプ、１４・・・・・・
回収器、１５・・・・・・貯槽、１６・・・・・・通液
管、１７・・・・・・分配室、１８・・・・・・分配板
、１９・・・・・・枝管、２０・・・・・・排液管。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 外筒内に収容した通液可能なチューブ内壁に透過膜を装
   着した多数のチューブ型透過膜モジュールの原液入口と
   連通した入口母管側から原液を供給し、濃縮液出口と連
   通した出口母管側から濃縮液を排出する透過処理装置に
   おいて、上記濃縮液の出口母管に、移送ポンプを介した
   洗浄ボールの移送管の一端を連通ずるとともに移送管の
   他端を入口母管に連通し、当該入口母管と透過膜モジュ
   ールの各原液入口との連通箇所に、分配室と当該各原液
   入口と連通ずる複数の開口を板面に一重の同心円状とし
   て間隔を置いて設けた円板状の分配板からなる円鍾形の
   分配器を付設したことを特徴とする透過処理装置におけ
   るボール循環洗浄装置。