(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜によって内部が原水室と透過室とに仕切られた膜モジュールと、加圧ポンプを有し、原水室に原水を給水する原水給水手段と、原水室から膜を透過して透過室に流入した原水中の透過水を貯槽に取出す採水手段と、貯槽から透過水を必要個所に配水する配水手段と、逆洗ポンプを有し、前記貯槽の透過水を洗浄水として膜モジュールの透過室に注入する逆洗手段とを有する膜分離装置において、循環ポンプを有し、前記逆洗手段により洗浄水として透過室に注入された透過水を透過室から抜出して再び透過室に戻す循環手段と、薬注ポンプを有し、該循環手段に洗浄薬液を注入する薬注手段を設け、前記貯槽の容量を、膜モジュールの洗浄に使用する透過水の使用水量と、その洗浄時間内に透過水を必要個所に配水しなければならない透過水の必要配水量との合計、又はそれ以上にし、且つ貯槽にはレベルスイッチを設け、このレベルスイッチは、貯槽内の透過水の水量が、膜モジュールの洗浄に使用する透過水の使用水量と、その洗浄時間内に透過水を配水しなければならない透過水の必要給水量との合計、又はそれ以上になるとこれを検出し、前記加圧ポンプ、逆洗ポンプ、循環ポンプ、薬注ポンプに指令し、原水の給水を停止し、膜の洗浄を開始させる膜分離装置であって、
薬注手段により洗浄薬液が注入された循環手段の透過水の洗浄薬液の濃度が所定になったら循環ポンプ、薬注ポンプを停め、逆洗手段の逆洗ポンプを作動させる制御手段を備えたことを特徴とする膜分離装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、膜によって内部が原水室と透過室とに仕切られた膜モジュールを有し、原水室に原水を給水し、原水室から膜を透過して透過室に流入した透過水を貯槽に貯え、貯槽から必要個所に配水する膜分離装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、膜分離技術の発達により各種の分野で膜濾過が使用されるようになった。例えば河川水、工業用水、上水を、ＲＯ膜分離するための前処理の凝集、沈殿、濾過に代ってＵＦ膜や、ＭＦ膜で膜濾過を行い、前処理プロセスを簡素化したり、河川水等の水を浄水場で浄化して一般家庭に配水する場合、浄化を膜濾過で行うのに使用されるようになった。このような膜濾過を行う膜分離装置として、本特許出願人は特願平５−２１３０６３号で膜によって内部が原水室と透過室とに仕切られた膜モジュールと、加圧ポンプを有し、原水室に原水を給水する原水給水手段と、原水室から膜を透過して透過室に流入した原水中の透過水を貯槽に取出す採水手段と、貯槽から透過水を必要個所に配水する配水手段と、逆洗ポンプを有し、前記貯槽の透過水を膜モジュールの透過室に注入する逆洗手段と、循環ポンプを有し、透過室の透過水を透過室から抜出して再び透過室に戻す循環手段と、該循環手段に洗浄薬液を注入する薬注手段とを有する装置を提案した。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような膜分離装置で膜濾過運転を行うと、膜の原水室側の膜面に原水に含まれている濁質やコロイドがケーク層を形成すると共に、フミン酸やフルボン酸などの有機性物質（ＴＯＣ成分）が膜面に析出し、ゲル状物質となって強固に膜に付着し、次第に膜の濾過抵抗が増大する。従って、通常は膜分離装置を二系列設置し、その一系列をメインとして運転し、それの原水室側膜面に形成されたケーク層や、ゲル状物質を除去する洗浄を行う際に他の一系列を運転するようにしているため、設備費が嵩むと共に、設置面積も増大する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解消するために請求項１に記載の発明は、膜によって内部が原水室と透過室とに仕切られた膜モジュールと、加圧ポンプを有し、原水室に原水を給水する原水給水手段と、原水室から膜を透過して透過室に流入した原水中の透過水を貯槽に取出す採水手段と、貯槽から透過水を必要個所に配水する配水手段と、逆洗ポンプを有し、前記貯槽の透過水を洗浄水として膜モジュールの透過室に注入する逆洗手段とを有する膜分離装置において、循環ポンプを有し、前記逆洗手段により洗浄水として透過室に注入された透過水を透過室から抜出して再び透過室に戻す循環手段と、薬注ポンプを有し、該循環手段に洗浄薬液を注入する薬注手段を設け、前記貯槽の容量を、膜モジュールの洗浄に使用する透過水の使用水量と、その洗浄時間内に透過水を必要個所に配水しなければならない透過水の必要配水量との合計、又はそれ以上にし、且つ貯槽にはレベルスイッチを設け、このレベルスイッチは、貯槽内の透過水の水量が、膜モジュールの洗浄に使用する透過水の使用水量と、その洗浄時間内に透過水を配水しなければならない透過水の必要給水量との合計、又はそれ以上になるとこれを検出し、前記加圧ポンプ、逆洗ポンプ、循環ポンプ、薬注ポンプに指令し、原水の給水を停止し、膜の洗浄を開始させる膜分離装置であって、薬注手段により洗浄薬液が注入された循環手段の透過水の洗浄薬液の濃度が所定になったら循環ポンプ、薬注ポンプを停め、逆洗手段の逆洗ポンプを作動させる制御手段を備えたことを特徴とする。
【０００５】
【実施例】
図示の実施例は、前述の先行提案と同じで、河川１から河川水を取水ポンプ２で着水槽３に揚水し、着水槽から河川水を原水槽４を経て加圧ポンプＰ１  で膜モジュール１０に供給し、浄化を行う。膜モジュール１０は膜１１によって内部が原水室１２と、透過室１３とに仕切られ、加圧ポンプＰ１  により河川水（原水）は給水管１４で原水室１２に供給される。原水室に供給された原水のうち膜１１を透過した透過水は透過室１３に流入し、こゝから採水管１５で貯槽１６に導き、浄水場の場合は貯槽１６から一般家庭に配水管１７で配水する。尚、図示の膜分離装置はクロスフロー型であるため、原水室に供給された原水中、膜を透過しなかった濃縮水は原水室の出口管１８、給水循環管１９により再び給水管１４に戻され、給水循環ポンプＰ２  で原水室に供給されて循環する。
【０００６】
膜モジュールの膜１１の、原水室側膜面に形成される前述のケーク層や、付着するゲル状物質を洗浄して除去するため、原水室の出口管１８には洗浄廃水の排出管２０を接続し、給水循環管１９には弁Ｖ１  、排出管２０には弁Ｖ２  を設け、原水室から出口管１８に出るのが濃縮水の場合はＶ１  を開、Ｖ２  を閉にし、洗浄廃水の場合はＶ１  を閉、Ｖ２  は開にする。又、貯槽に貯えた透過水を洗浄水として透過室１３に加圧注入し、膜濾過のときとは逆に洗浄水を膜に透過させるため、貯槽と採水管１５の途中との間に逆洗ポンプＰ３  を有する供給管２１を接続する。更に、採水管１５の途中と透過室１３との間に循環ポンプＰ４  を有する循環管２２を接続し、透過室の透過水（洗浄水）を透過室から抜出して再び透過室に戻し、循環できるようにする。そして、この循環管２２には薬液槽２３の例えば次亜塩素酸ソーダを注入するための薬注ポンプＰ５  を有する薬注管２４を接続する。採水管１５には、供給管２１、及び循環管２２の接続位置よりも下流に弁Ｖ３  を設け、洗浄の際には閉にして洗浄水が貯槽１６に流入するのを防止する。又、循環管２２の透過室１３に接続する端部には弁Ｖ４  を設ける。
【０００７】
洗浄を行うには、弁Ｖ１  ，Ｖ３  を閉、弁Ｖ２  を開、弁Ｖ４  を閉に保ち、ポンプＰ１  ，Ｐ２  を停め、先ず逆洗ポンプＰ３  を運転し、貯槽内の透過水を洗浄水にして供給管２１、採水管１５から透過室１３に圧入する。弁Ｖ３  ，Ｖ４  が閉、循環ポンプＰ４  は停止しているので透過室に圧入された洗浄水は膜１１を膜濾過の際とは逆方向に透過し、原水室の膜面に形成されたケーク層を剥離しながら原水室に流入し、剥れたケーク層を伴って排出管２０から排出する。尚、少なくともポンプＰ２  の吐出側にチャッキ弁（図示せず）を設け、原水槽４側への逆流を防止する。このケーク層の剥離を約１分行ったら、逆洗ポンプＰ３  の運転を停め、弁Ｖ４  を開にし、循環ポンプＰ４  、薬注ポンプＰ５  を運転する。これによって透過室を満たして残っている洗浄水は循環管２２、採水管１５を通って透過室に循環し、この循環する洗浄水に薬液槽２３の次亜塩素酸ソーダが添加される。循環する洗浄水中の次亜塩素酸ソーダの濃度が所定になったら、循環ポンプ、薬注ポンプを停め、弁Ｖ４  を閉にし、逆洗ポンプＰ３  を運転して貯槽内の透過水を透過室に圧入し、透過室中の次亜塩素酸ソーダを含む洗浄水を膜１１に膜濾過の際とは逆方向に透過させ、膜面に強固に付着したゲル状物質に次亜塩素酸ソーダを接触させてゲル状物質を膜面から除去し、排出管２０から排出する。こうして次亜塩素酸ソーダを含む洗浄水がすべて膜を透過して原水室から排出管２０に排出され、原水室及び透過室が透過水で満ちたら逆洗ポンプの運転を停め、弁Ｖ２  を閉、弁Ｖ１  ，Ｖ３  を開にし、加圧ポンプＰ１  、給水循環ポンプＰ２  を運転し、膜濾過を再開する。ゲル状物質を除去する薬液洗浄の所要時間は約３０分から１時間である。
【０００８】
従来は、膜１１の原水室側膜面にケーク層、ゲル状物質が付着し、原水が膜を透過する透過流速が低下する都度、上記洗浄を行い、その洗浄を行っている間は予備の膜分離装置で膜濾過を行って貯槽に透過水を補給し、一般家庭などへの配水に支障が生じるのを防いでいたのである。
【０００９】
本発明は貯槽１６の容量を、前述したケーク層の剥離、ゲル状物質の除去のために洗浄水として使用する透過水の使用水量と、その洗浄時間内に透過水を一般家庭などに配水しなければならない必要配水量との合計、又はそれ以上にする。この場合、必要配水量は、洗浄の所要時間が１時間であるときは、１時間よりも多い例えば２時間分の配水量にすることが好ましい。そして、貯槽１６にはレベルスイッチ２５を設け、貯水槽内の透過水の水量が上記洗浄に使用する透過水の使用水量と、洗浄時間内の必要配水量との合計、又はそれ以上になるとレベルスイッチ２５は水位でそれを検出して制御器２６に出力し、制御器２６は前述のポンプＰ１  ，Ｐ２  ，Ｐ３  ，Ｐ４  ，Ｐ５  、及び弁Ｖ１  ，Ｖ２  ，Ｖ３  ，Ｖ４  をシーケンス制御し、原水の給水を停めて膜濾過を停止し、ケーク層の剥離、ゲル状物質の除去の洗浄を自動的に行わせ、洗浄が終ると膜濾過を再開させるのである。
【００１０】
膜濾過の停止、ケーク層の剥離、ゲル状物質の除去、膜濾過の再開のためのポンプや弁の制御の態様は前述した通りである。
【００１２】
【発明の効果】
この発明によれば、貯槽内の透過水の水量が、洗浄に使用する透過水の使用水量と、洗浄時間内の必要配水量の合計、又はそれ以上になり、洗浄を行っても一般家庭などへの配水に支障が無くなったら洗浄を行うので、膜分離装置は一系列設置するだけで済み、二系列設置する場合に較べて設備費は大幅に低減すると共に、設置面積も少なくて済む。更に、貯槽内の透過水の水量が、洗浄に使用する透過水の使用水量と、洗浄時間内の必要配水量の合計、又はそれ以上になると洗浄が開始する。これによって膜濾過の開始から洗浄の開始までの膜濾過運転時間は、膜の原水側膜面にケーク層が形成され、且つゲル状物質が付着して膜の透過流速が低下したら洗浄を開始する従来の場合に較べて可成り短くなる。従って、膜の原水側膜面に形成されるケーク層や、付着するゲル状物質が少ないうちに洗浄を行うので洗浄に使用する透過水の使用量、及び薬液の使用量は節減できると共に、洗浄の所要時間も短縮し、それでいて充分な洗浄効果をあげることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の膜分離装置の一実施例の系統図である。
【符号の説明】
１    河川
２    取水ポンプ
３    着水槽
４    原水槽
１０    膜モジュール
１１    膜
１２    原水室
１３    透過室
１４    給水管
１５    採水管
１６    貯槽
１７    配水管
１８    出口管
１９    給水循環管
２０    洗浄廃水の排出管
２１    逆洗水の供給管
２２    循環管
２３    薬液槽
２４    薬注管
２５    レベルスイッチ
２６    制御器
Ｐ１      加圧ポンプ
Ｐ２      給水循環ポンプ
Ｐ３      逆洗ポンプ
Ｐ４      循環ポンプ
Ｐ５      薬注ポンプ
Ｖ１      弁
Ｖ２      弁
Ｖ３      弁
Ｖ４      弁
【図１】
0003608227.tif 000002