(57)【要約】【課題】薬液洗浄の作業負担が軽くて済むと共に長時間の連続運転が可能な石灰水注入装置を提供する。【解決手段】スラリー槽（３）との連通／遮断が可能なケーシング収納タイプのろ過膜モジュール（５，６）を用い、運転時は連通させておき、薬液洗浄時は遮断する。複数台のろ過膜モジュール（５，６）を用い、少なくとも１台の運転ろ過膜モジュールでスラリー（Ｌ）のろ過を継続しながら、残りのろ過膜モジュールを逆洗する。【効果】薬液洗浄時にスラリー槽（３）内のスラリーを薬液（Ａ）に入れ替えたり，ろ過膜モジュール（５，６）をスラリー槽（３）から引き上げる手間がかからず、薬液洗浄の作業負担が軽くて済む。逆洗時にも一部の運転を継続するから長時間の連続運転が可能となる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
消石灰のスラリーを貯留するスラリー槽と、ケーシング収納タイプのろ過膜モジュールと、前記スラリー槽から前記ろ過膜モジュールへ前記スラリーを送給するための流路手段と、前記流路手段を連通するか遮断するかを切り替える連通／遮断手段と、前記流路手段を連通した状態で前記スラリー槽から前記ろ過膜モジュールの一次側へ前記スラリーを送り込むスラリー送給手段とを具備したことを特徴とする石灰水注入装置。
【請求項２】
請求項１に記載の石灰水注入装置において、前記流路手段を遮断した状態で前記ろ過膜モジュールの一次側へ薬液を送り込む薬液送給手段を具備したことを特徴とする石灰水注入装置。
【請求項３】
請求項２に記載の石灰水注入装置において、前記流路手段を遮断した状態で前記ろ過膜モジュールの二次側へ逆洗用水を送り込む逆洗用水送給手段を具備したことを特徴とする石灰水注入装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の石灰水注入装置において、複数台の前記ケーシング収納タイプのろ過膜モジュールと、それらに対応する複数の前記流路手段および前記連通／遮断手段と、前記流路手段の一部を連通状態としたまま残りの一部または全部を遮断状態とする連通・遮断並行化手段と、前記遮断状態とした前記ろ過膜モジュールの二次側へ逆洗用水を送り込む逆洗用水送給手段とを具備したことを特徴とする石灰水注入装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の石灰水注入装置において、前記逆洗用水の透過により前記ろ過膜モジュールの一次側に生じた水を前記スラリー槽へ補給する水補給手段を具備したことを特徴とする石灰水注入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石灰水注入装置に関し、さらに詳しくは、薬液洗浄の作業負担が軽くて済むと共に長時間の連続運転が可能な石灰水注入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の石灰水注入装置として、スラリー槽に貯留した消石灰のスラリー中に浸漬タイプのろ過膜モジュールを浸漬し、ろ過膜モジュールの二次側からポンプで吸引し、二次側にろ過されてきた石灰水を所望の注入場所に注入する技術が知られている（特許文献１照）。
【０００３】
【特許文献１】特公平７−９０２１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の石灰水注入装置では、ろ過膜の目詰まりによって吸引圧が設定値まで上がった時点で運転を止め、ろ過膜モジュールを逆洗している（特公平７−９０２１０号公報［００３４］）。
しかし、逆洗で十分に回復しない場合には薬液洗浄が必要になるが、そのためにはスラリー槽内のスラリーを薬液に入れ替えるか若しくはろ過膜モジュールをスラリー槽から引き上げる必要があり、作業負担が重くなる問題点があった。また、消石灰は大気から水に溶解した炭酸と反応して炭酸カルシウムを生じさせるためにろ過膜の目詰まりが起こりやすく、短時間毎に逆洗のために運転を止めなければならない問題点があった。
そこで、本発明の目的は、薬液洗浄の作業負担が軽くて済むと共に長時間の連続運転が可能な石灰水注入装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の観点では、本発明は、消石灰のスラリーを貯留するスラリー槽（３）と、ケーシング収納タイプのろ過膜モジュール（５，６）と、前記スラリー槽（３）から前記ろ過膜モジュール（５，６）へ前記スラリー（Ｌ）を送給するための流路手段と、前記流路手段を連通するか遮断するかを切り替える連通／遮断手段（Ｖ１，Ｖ２）と、前記流路手段を連通した状態で前記スラリー槽から前記ろ過膜モジュールの一次側へ前記スラリーを送り込むスラリー送給手段（４）とを具備したことを特徴とする石灰水注入装置（１００）を提供する。
上記第１の観点による石灰水注入装置（１００）では、スラリー槽（３）との連通／遮断が可能なケーシング収納タイプのろ過膜モジュール（５，６）を用いるから、運転時は連通させておき、薬液洗浄時は遮断することで、スラリー槽（３）内のスラリーを薬液（Ａ）に入れ替えたり，ろ過膜モジュール（５，６）をスラリー槽（３）から引き上げる手間がかからず、薬液洗浄の作業負担が軽くて済む。
【０００６】
第２の観点では、本発明は、上記第１の観点による石灰水注入装置（１００）において、前記流路手段を遮断した状態で前記ろ過膜モジュール（５，６）の一次側へ薬液（Ａ）を送り込む薬液送給手段（１２，１３）を具備したことを特徴とする石灰水注入装置（１００）を提供する。
上記第２の観点による石灰水注入装置（１００）では、ろ過膜モジュール（５，６）を移動させずに薬液洗浄が可能となり、薬液洗浄の作業負担がさらに軽くて済む。
【０００７】
第３の観点では、本発明は、上記第２の観点による石灰水注入装置において、前記流路手段を遮断した状態で前記ろ過膜モジュール（５，６）の二次側へ逆洗用水（Ｔ）を送り込む逆洗用水送給手段（８，９）を具備したことを特徴とする石灰水注入装置（１００）を提供する。
上記第３の観点による石灰水注入装置（１００）では、ろ過膜モジュール（５，６）を移動させずに逆洗も可能となる。
【０００８】
第４の観点では、本発明は、上記第１または第２の観点による石灰水注入装置（１００）において、複数台の前記ケーシング収納タイプのろ過膜モジュール（５，６）と、それらに対応する複数の前記流路手段および前記連通／遮断手段（Ｖ１，Ｖ２）と、前記流路手段の一部を連通状態としたまま残りの一部または全部を遮断状態とする連通・遮断並行化手段（２０）と、前記遮断状態とした前記ろ過膜モジュールの二次側へ逆洗用水を送り込む逆洗用水送給手段（８，９）とを具備したことを特徴とする石灰水注入装置（１００）を提供する。
上記第４の観点による石灰水注入装置（１００）では、複数台のろ過膜モジュール（５，６）を用い、少なくとも１台の運転ろ過膜モジュールでスラリー（Ｌ）のろ過を継続しながら、残りのろ過膜モジュールを逆洗することが出来る。よって、長時間の連続運転が可能となる。なお、全ろ過膜モジュールをろ過に供する期間があってもよい（この期間中は逆洗するろ過膜モジュールは存在しないことになる）。
【０００９】
第５の観点では、本発明は、上記第３または第４の観点による石灰水注入装置（１００）において、前記逆洗用水（Ｔ）の透過により前記ろ過膜モジュール（５，６）の一次側に生じた水を前記スラリー槽（３）へ補給する水補給手段（１１）を具備したことを特徴とする石灰水注入装置（１００）を提供する。
上記第５の観点による石灰水注入装置（１００）では、ろ過膜モジュール（５，６）の逆流洗浄とスラリー槽（３）への水補給とを兼ね合わせることにより効率的な運転が可能となる。また、逆洗により回収された消石灰を水と共にスラリー槽（３）に戻すことで消石灰および水を無駄なく利用することが出来る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の石灰水注入装置によれば、固形物を含まない石灰水を長時間連続的に注入することが出来る。また、薬液洗浄の作業負担が軽くて済む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図に示す実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１２】
図１は、実施例１に係る石灰水注入装置１００を示す構成図である。
この石灰水注入装置１００において、１は消石灰を貯留するための消石灰槽、３は消石灰槽１から消石灰注入装置２により補給された消石灰と水とを攪拌しスラリーＬを調整し貯留するためのスラリー槽、５および６はスラリー槽３からスラリー供給ポンプ４により供給された消石灰のスラリーＬから固形物を含まない石灰水Ｗをろ過分離するためのケーシング収納タイプのろ過膜モジュール、７は所望の注入場所へ注入する石灰水Ｗの流量を制御するための流量調節装置、８は浄水Ｔを貯留するための浄水槽、９は浄水槽８からろ過膜モジュール５，６の二次側へ逆洗用の浄水Ｔを供給するための水供給ポンプ、１０はろ過膜モジュール５，６の一次側へエアスクラビング用の空気を供給するためのエアコンプレッサ、１１は逆洗時にろ過膜モジュール５，６の一次側に透過した水をスラリー槽３へ補給するための水補給路、１２は薬液Ａを貯留するための薬液槽、１３は薬液槽１２からろ過膜モジュール５，６の一次側へ薬液洗浄用の薬液Ａを供給するための薬液供給ポンプである。
【００１３】
また、Ｖ１，Ｖ２はスラリーＬの流路を切り替えるためのバルブ、Ｖ３，Ｖ４は石灰水Ｗの流路を切り替えるためのバルブ、Ｖ５，Ｖ６は空気の流路を切り替えるためのバルブ、Ｖ７，Ｖ８は補給する水の流路を切り替えるためのバルブ、Ｖ９，Ｖ１０は浄水Ｔの流路を切り替えるためのバルブ、Ｖ１１，Ｖ１２は薬液Ａの流路を切り替えるためのバルブ、Ｖ１３，Ｖ１４は排液バルブ、Ｖ１５，Ｖ１６はエアバルブ、Ｖ１８，Ｖ１９は逆洗時にろ過膜モジュール５，６の一次側に透過した水の流路を切り替えるためのバルブである。
【００１４】
また、２０は消石灰注入装置２，スラリー供給ポンプ４，流量調節装置７，水供給ポンプ９，コンプレッサ１０，薬液供給ポンプ１３およびバルブＶ１〜Ｖ１４の動作を制御する制御装置であり、石灰水注入装置１００の自動運転が可能である。
【００１５】
なお、所望の注入場所とは、例えば浄水処理施設においてｐＨ調整やアルカリ度調整のために原水あるいは浄水に石灰水を注入する場所である。
【００１６】
消石灰注入装置２は、消石灰を定量注入可能な機能を有する装置であり、粉体注入ポンプ，粉体供給機，空気輸送装置などである。
【００１７】
ろ過膜モジュール５，６には、スラリーＬの固形物を除去することができる孔径であればＵＦ膜，ＭＦ膜のどちらでもよい。ただし、耐薬品性を有する材質を使用する。これは、スラリーＬおよび石灰水Ｗは強いアルカリ性であり、さらに薬液Ａは強い酸性であるためである。
【００１８】
次に、動作を説明する。
（０）消石灰注入装置２を作動させて、消石灰槽１からスラリー槽３へ消石灰を供給する。また、バルブＶ７〜Ｖ１０およびＶ１９を開状態にし、他のバルブを閉状態にし、水供給ポンプ９を作動させて、浄水槽８からろ過膜モジュール５，６の二次側へ浄水Ｔを供給すると共に一次側に透過した水をスラリー槽３へ供給する。そして、スラリー槽３で消石灰と水とを攪拌し、消石灰のスラリーＬを調整する。
【００１９】
（１）バルブＶ１，Ｖ３，Ｖ８，Ｖ１０，Ｖ１９を開状態にし、他のバルブを閉状態にし、スラリー供給ポンプ４および水供給ポンプ９を作動させる。スラリーＬは、スラリー供給ポンプ４によりろ過膜モジュール５の一次側へ供給され、スラリーＬに含まれる固形物はろ過膜モジュール５により分離され、ろ過膜モジュール５の二次側に固形物を含まない石灰水Ｗが得られる。流量調節装置７は、一定量の石灰水Ｗを所望の注入場所に供給する。他方、浄水Ｔは、水供給ポンプ９によりろ過膜モジュール６の二次側へ供給され、一時側へ透過した水がスラリー槽３に補給される。これを例えば１５分間継続する。
【００２０】
（２）バルブＶ２，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ７，Ｖ９，Ｖ１９を開状態にし、他のバルブを閉状態にし、スラリー供給ポンプ４，水供給ポンプ９およびコンプレッサ１０を作動させる。スラリーＬは、スラリー供給ポンプ４によりろ過膜モジュール６の一次側へ供給され、スラリーＬに含まれる固形物はろ過膜モジュール６により分離され、ろ過膜モジュール６の二次側に固形物を含まない石灰水Ｗが得られる。流量調節装置７は、一定量の石灰水Ｗを所望の注入場所に供給する。他方、浄水Ｔは、水供給ポンプ９によりろ過膜モジュール５の二次側へ供給され、ろ過膜モジュール５のろ過膜を逆洗する。同時に空気によりろ過膜モジュール５の一次側がエアスクラビングされる。例えば最初の１分間でコンプレッサ１０を停止させ、バルブＶ５を閉状態にする。ろ過膜モジュール５のろ過膜から逆洗およびエアスクラビングにより剥離した固形物およびろ過膜モジュール５の一次側へ透過した水はスラリー槽３に戻される。これを例えば１５分間継続する。
【００２１】
（３）バルブＶ１，Ｖ３，Ｖ６，Ｖ８，Ｖ１０，Ｖ１９を開状態にし、他のバルブを閉状態にし、スラリー供給ポンプ４，水供給ポンプ９およびコンプレッサ１０を作動させる。スラリーＬは、スラリー供給ポンプ４によりろ過膜モジュール５の一次側へ供給され、スラリーＬに含まれる固形物はろ過膜モジュール５により分離され、ろ過膜モジュール５の二次側に固形物を含まない石灰水Ｗが得られる。流量調節装置７は、一定量の石灰水Ｗを所望の注入場所に供給する。他方、浄水Ｔは、水供給ポンプ９によりろ過膜モジュール６の二次側へ供給され、ろ過膜モジュール６のろ過膜を逆洗する。同時に空気によりろ過膜モジュール６の一次側がエアスクラビングされる。例えば最初の１分間でコンプレッサ１０を停止させ、バルブＶ６を閉状態にする。ろ過膜モジュール６のろ過膜から逆洗およびエアスクラビングにより剥離した固形物およびろ過膜モジュール６の一次側へ透過した水はスラリー槽３に戻される。これを例えば１５分間継続する。
【００２２】
なお、スラリー槽３に水位センサ（図示省略）を設置し、スラリー槽３内の水位が一定の範囲より下がった際には水供給ポンプ９の出力を上げ、スラリー槽３内の水位が一定の範囲より上がった際には水供給ポンプ９の出力を下げるように制御した。
【００２３】
（４）上記の（２）（３）の工程を交互に例えば１ヶ月継続すると、スラリー供給ポンプ４および水供給ポンプ９を停止し、バルブＶ１３〜Ｖ１６を開状態にし、他のバルブを閉状態にし、ろ過膜モジュール５，６の一次側の排液を行う。次いで、バルブＶ１３，Ｖ１４を閉状態にし、薬液供給ポンプ１３を作動させて、ろ過膜モジュール５，６の一次側に薬液Ａを供給し、薬液洗浄を行う。次いで、薬液供給ポンプ１３を停止させ、バルブＶ１３，Ｖ１４を開状態にし、ろ過膜モジュール５，６の一次側の薬液Ａを排液する。次いで、バルブＶ９，Ｖ１０を開状態にし、水供給ポンプ９を作動させて、ろ過膜モジュール５，６のろ過膜を逆洗し、ろ過膜モジュール５，６の一次側へ透過した水で薬液を洗い流す。そして、全てのバルブを閉状態とし、上記（１）の工程へ戻る。
【００２４】
（５）消石灰注入装置２の運転にともなってスラリーＬ中に含まれる消石灰以外の固形物の濃度が高くなった場合は、上記の（２）または（３）の工程におけるろ過モジュール５または６の逆洗動作の最初の例えば１分間はバルブＶ１９を閉じバルブＶ１８を開いて、ろ過モジュール５または６の一次側の水をスラリー槽３へ戻さずに排出する。その後は、バルブＶ１８を閉じバルブＶ１９を開いて、ろ過モジュール５または６の一次側の水をスラリー槽３へ戻す。これを定期的に実施することにより、運転（石灰水Ｗの注入）を止めずに、スラリーＬ中に含まれる消石灰以外の固形物の引き出しが可能になる。
【００２５】
−評価試験−
ＭＦ膜のろ過膜モジュール５，６を用いて、１５分毎に上記（２）（３）の工程を交互に実施した。
図２に、ろ過膜の２５℃温度補正膜差圧、石灰水ＷのｐＨおよびＳＳ（固形物含有量）の経時変化を示す。なお、膜差圧ａはろ過膜モジュール５の膜差圧、膜差圧ｂはろ過膜モジュール６の膜差圧である。
この結果から、ｐＨが１３程度，ＳＳが０ｍｇ／リットルの安定した品質の石灰水Ｗを継続的に供給できることが確認された。また、ろ過膜の膜差圧も急激な上昇は認められず、実用運転が可能であることが確認された。
【実施例２】
【００２６】
図３は、実施例２に係る石灰水注入装置２００を示す構成図である。
この石灰水注入装置２００は、実施例１の石灰水注入装置１００の構成に、浄水Ｔをスラリー槽３に直接的に供給するための水補給路１４およびバルブＶ１７を追加した構成である。
水補給路１４およびバルブＶ１７を追加することにより、次の（ａ）（ｂ）の動作も実施可能となる。
【００２７】
（ａ）実施例１の（０）の工程に代えて次の動作を行う。
消石灰注入装置２を作動させて、消石灰槽１からスラリー槽３へ消石灰を供給する。また、バルブＶ１７を開状態にし、他のバルブを閉状態にし、水供給ポンプ９を作動させて、浄水槽８から浄水Ｔをスラリー槽３へ直接的に供給する。そして、スラリー槽３で消石灰と水とを攪拌し、消石灰のスラリーＬを調整する。
これにより、浄水Ｔをスラリー槽３へ速やかに供給できる。
【００２８】
（ｂ）実施例１の（４）の工程に代えて次の動作を行う。
実施例１の（２）（３）の工程を交互に例えば１ヶ月継続すると、新たに（２）の工程を実行する代わりに、バルブＶ２，Ｖ４，Ｖ１７を開状態にし、他のバルブを閉状態にし、スラリー供給ポンプ４，水供給ポンプ９を作動させる。スラリーＬは、スラリー供給ポンプ４によりろ過膜モジュール６の一次側へ供給され、スラリーＬに含まれる固形物はろ過膜モジュール６により分離され、ろ過膜モジュール６の二次側に固形物を含まない石灰水Ｗが得られる。流量調節装置７は、一定量の石灰水Ｗを所望の注入場所に供給する。他方、浄水Ｔは、水供給ポンプ９により水補給路１４からスラリー槽３に補給される。これと並行して、バルブＶ１３，Ｖ１５を開状態にし、ろ過膜モジュール５の一次側の排液を行う。次いで、バルブＶ１３を閉状態にし、バルブＶ１１を開状態にし、薬液供給ポンプ１３を作動させて、ろ過膜モジュール５の一次側に薬液Ａを供給し、薬液洗浄を行う。次いで、薬液供給ポンプ１３を停止させ、バルブＶ１３を開状態にし、ろ過膜モジュール５の一次側の薬液Ａを排液する。次いで、バルブＶ９を開状態にし、浄水Ｔをろ過膜モジュール５の二次側に供給してろ過膜を逆洗し、ろ過膜モジュール５の一次側へ透過した水で薬液を洗い流す。
次に、バルブＶ１，Ｖ３を開状態にし、他のバルブを閉状態にする。スラリーＬは、スラリー供給ポンプ４によりろ過膜モジュール５の一次側へ供給され、スラリーＬに含まれる固形物はろ過膜モジュール５により分離され、ろ過膜モジュール５の二次側に固形物を含まない石灰水Ｗが得られる。流量調節装置７は、一定量の石灰水Ｗを所望の注入場所に供給する。他方、浄水Ｔは、水供給ポンプ９により水補給路１４からスラリー槽３に補給される。これと並行して、バルブＶ１４，Ｖ１６を開状態にし、ろ過膜モジュール６の一次側の排液を行う。次いで、バルブＶ１４を閉状態にし、バルブＶ１２を開状態にし、薬液供給ポンプ１３を作動させて、ろ過膜モジュール６の一次側に薬液Ａを供給し、薬液洗浄を行う。次いで、薬液供給ポンプ１３を停止させ、バルブＶ１４を開状態にし、ろ過膜モジュール６の一次側の薬液Ａを排液する。次いで、バルブＶ１０を開状態にし、浄水Ｔをろ過膜モジュール６の二次側に供給してろ過膜を逆洗し、ろ過膜モジュール６の一次側へ透過した水で薬液を洗い流す。
そして、全てのバルブを閉状態とし、上記（１）の工程へ戻る。
これにより、運転を継続しながら薬液洗浄を実施できる。
【実施例３】
【００２９】
石灰水Ｗの必要注入量に応じて、ろ過膜モジュールの数量を１モジュールにしたり、２モジュール以上にしてもよい。ただし、ろ過膜モジュールを１モジュールにした場合、洗浄時には石灰水Ｗの製造が停止するので、石灰水Ｗの貯留槽を備えるのが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の石灰水注入装置は、浄水処理施設において、ｐＨ調整や水の腐食性を改善するのに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施例１に係る石灰水注入装置を示す構成図である。
【図２】評価試験の結果を示すグラフである。
【図３】実施例２に係る石灰水注入装置を示す構成図である。
【符号の説明】
【００３２】
１                消石灰槽
２                消石灰注入装置
３                スラリー槽
４                スラリー供給ポンプ
５，６            ろ過膜モジュール
７                流量調節装置
８                浄水槽
９                水供給ポンプ
１０              コンプレッサ
１１，１４        水補給路
２０              制御装置
Ｖ１〜Ｖ１９      バルブ
【図１】
2006212536.tif 000003
【図２】
2006212536.tif 000004
【図３】
2006212536.tif 000005