(57)【要約】【課題】芯管を有する濾過膜モジュールを用いて原水から濾過水を得る膜濾過装置において、効率的に濾過膜モジュール全体を薬液洗浄するための洗浄方法とそのための膜濾過装置を提供することを目的とする。【解決手段】芯管を有する濾過膜モジュールにおいて、薬液を注入しながら原水又は濾過水を通常濾過と同じ流路で濾過膜モジュールに供給し濾過膜モジュールを薬液洗浄する際、芯管から供給された薬液を含有した水の一部を抜き出すことで濾過膜モジュール中心部分の薬液洗浄も十分に行える。【選択図】　図２
2004000850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯管を有する濾過膜モジュールを用いて原水から濾過水を得る膜濾過装置に薬液を注入しながら原水又は濾過水を通常濾過と同じ流路で濾過膜モジュールに供給して濾過膜モジュールを薬液洗浄する方法において、供給された薬液を含有した水の一部を芯管から抜き出すことを特徴とする膜濾過モジュールの洗浄方法。
【請求項２】
濾過膜モジュールの充填率が４０体積％以上である請求項１記載の膜濾過モジュールの洗浄方法。
【請求項３】
請求項１記載の濾過膜モジュールの洗浄方法において芯管から抜き出す薬液を含有した水の量を調整できることを特徴とする膜濾過装置。
【請求項４】
濾過膜モジュールの充填率が４０体積％以上である請求項３記載の膜濾過装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は濾過膜モジュールを設備する濾過装置において濾過膜モジュール部分の薬液洗浄を効率的に行うための濾過膜モジュールの洗浄方法及び膜濾過装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
濾過膜モジュールを用いて原水から濾過水を得る膜濾過装置において、濾過膜の表面に生物分が付着したり、濾過膜の細孔に金属成分が蓄積したりして、濾過膜が詰まるため、濾過水量が低下するという問題がある。
このような問題に対して、濾過膜モジュールの物理洗浄や薬液洗浄が行なわれている。
【０００３】
濾過膜モジュールの薬液洗浄方法としては、薬液を注入しながら原水又は濾過水を通常濾過と同じ流路で濾過膜モジュールに供給して濾過膜モジュールを薬液洗浄する方法がある。この方法で洗浄を行うと、濾過膜モジュールの充填密度が高い場合、濾過膜モジュールの外側表面に近い部分で薬液が消費され濾過膜モジュールの中心部分の洗浄が不十分になるという問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
芯管を有する濾過膜モジュールを用いて原水から濾過水を得る膜濾過装置において、薬液を注入しながら原水又は濾過水を通常濾過と同じ流路で濾過膜モジュールに供給して濾過膜モジュールを薬液洗浄する際、効率的に濾過膜モジュール全体を薬液洗浄するための洗浄方法とそのための膜濾過装置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】
本発明は、上記課題に対し検討を行った結果、芯管を有する濾過膜モジュールにおいて、薬液を注入しながら原水又は濾過水を通常濾過と同じ流路で濾過膜モジュールに供給し濾過膜モジュールを薬液洗浄する際、芯管から供給された薬液を含有した水の一部を抜き出すことで濾過膜モジュール中心部分の薬液洗浄が十分に行える手段を見いだした。
【０００６】
すなわち、本発明は、以下のものである。
▲１▼芯管を有する濾過膜モジュールを用いて原水から濾過水を得る膜濾過装置に、薬液を注入しながら原水又は濾過水を通常濾過と同じ流路で濾過膜モジュールに供給して濾過膜モジュールを薬液洗浄する方法において、供給された薬液を含有した水の一部を芯管から抜き出すことを特徴とする膜濾過モジュールの洗浄方法。
▲２▼濾過膜モジュールの充填率が４０体積％以上である上記の膜濾過モジュールの洗浄方法。
▲３▼上記の濾過膜モジュールの洗浄方法において、芯管から抜き出す薬液を含有した水の流量を調整できることを特徴とする膜濾過装置。
▲４▼濾過膜モジュールの充填率が４０体積％以上である上記の膜濾過装置。
である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の濾過膜モジュールを用いた膜濾過装置は、例えば、湖沼や河川の原水から浄水を得るために使用する。濾過膜モジュールとしては、例えば、限外濾過膜、精密濾過膜などの濾過膜モジュールが挙げられる。特に図−１に示すような中空糸型分離膜を芯管のまわりに複数本結束した中空糸膜モジュールを設備した膜濾過装置は、生物分が濾過膜に付着しやすい。この様な濾過膜モジュールを洗浄する際、濾過膜モジュールの充填率が４０体積％以上になると濾過膜モジュールの外側表面に近い部分で薬液が消費され濾過膜モジュールの中心部分では薬液濃度が低くなり洗浄が不十分になるので、本発明の洗浄方法を適用することが有効である。
【０００８】
本発明における濾過膜モジュールは、例えば図−１に示すような中空糸型分離膜０３を芯管０６のまわりに複数本結束し、樹脂などの素材であるシール部材を用いることにより、中空糸膜モジュールの結束開口端部にて中空糸型分離膜の内側と外側を液密にシールしたシール部０４を有するエレメントを作製し、これをケース０５に入れ、濾過水取出し口０２と芯管０６がケース外に配管にて接続できる構造を有する濾過膜モジュールである。
【０００９】
本発明の膜濾過装置は、例えば、図−２のフロー図を示したような、ポンプ１０、濾過膜モジュール１１、薬液供給ポンプ１２、逆止弁１３、芯管から抜く水量を調整するための弁１４などから構成される。
【００１０】
濾過膜装置で通常濾過を実施する時には、ポンプ１０を稼働させ、薬液供給ポンプ１２は停止し、芯管から抜く水量を調整するための弁１４を全閉にして濾過膜モジュール１１に原水を原水入口０１より供給し、濾過水取出し口０２から濾過水を得る。
【００１１】
本発明の濾過膜モジュールの洗浄方法においては、ポンプ１０を稼働させ、薬液供給ポンプ１２も稼働し、芯管から抜く水量を調整するための弁１４を開にして、薬液を注入しながら原水を通常濾過と同じ流路で濾過膜モジュール１１に供給して濾過膜モジュールを薬液洗浄する。この際、弁１４を開にして芯管から供給された薬液を含有した水の一部を抜きとることで濾過膜モジュールの中心部まで十分な濃度の薬液を行き渡らせることができ、芯管に近い濾過膜も効率的に薬液洗浄することができる。弁１４は、芯管から抜く水量を、供給水量、薬液の供給濃度、洗浄に有効な薬液濃度、薬液のコストなどを考慮して最適な量に調整することができる機能を有することが好ましい。
【００１２】
本発明において使用される薬液は、たとえば有機物を対象とする場合には次亜塩素酸ソーダなどが用いられ、金属成分を対象とする場合には塩酸などが用いられるが、洗浄に効果のある薬液であれば構わない。
【００１３】
この洗浄方法はオフラインでの薬液洗浄でも、オンラインの薬液洗浄でも適応できる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
（実施例１）
図−１に示すように中空糸型分離膜を芯管のまわりに結束し、シール部材としてウレタン樹脂を用い中空膜型分離膜の結束開口端部にて中空糸型分離膜の内側と外側を液密にシールしたシール部を有するエレメントを作製し、これを原水入口、濾過水取出口、芯管継ぎ手を有するステンレス製の耐圧ケースに入れ、芯管がケース外に配管にて接続できる構造を有する濾過膜モジュールを作製した。
【００１５】
図−２のフロー図を示したような、ポンプ１０、上記のとおり作製した濾過膜モジュール１１、薬液供給ポンプ１２、逆止弁１３、芯管から抜く水量を調整するための弁１４から構成される膜濾過装置を作製した。
【００１６】
洗浄操作の有効性は、以下のような条件で行い、評価した。
（１）原水：琵琶湖水
（２）運転条件
膜モジュール：膜面積３５ｍ２（中空糸膜外側の総面積）
モジュール：１本
膜素材：ＣＴＡ（セルローストリアセテート）製限外濾過（ＵＦ）膜
約１０００時間通水を行った後の濾過膜モジュールを使用した。その通水中は１時間に１回の物理洗浄と８時間に１回の次亜塩素酸ソーダによる薬液洗浄を実施した。
【００１７】
（３）洗浄方法
芯管から抜く水量を調整するための弁１４を開にして薬液洗浄を実施した。供給水量は１０リットル／分とした。弁１４の開度は芯管側から排出される排水量は原水供給量の１０％になるように調整した。薬液供給ポンプ１２を用いて薬液は次亜塩素酸ソーダが塩素注入量で供給水に対して５ｐｐｍになるように注入した。
【００１８】
（４）芯管内の薬液の濃度測定
薬液洗浄開始３分後に芯管から排出される薬液含有水の塩素濃度を測定した。その結果、塩素濃度は４ｐｐｍであった。
【００１９】
（比較例１）
芯管から抜く水量を調整するための弁１４を全閉にした以外は実施例１と同様にして薬液洗浄を実施した。
薬液洗浄開始３分後に芯管から抜く水量を調整するための弁１４を微開にし芯管側の薬液含有水を抜き取り、塩素濃度を測定した。その結果、塩素濃度は２ｐｐｍであった。
【００２０】
比較例１では塩素濃度が供給された薬液の塩素濃度５ｐｐｍに対して芯管から抜いた水の塩素濃度は２ｐｐｍに下がっていた。濾過膜モジュール外周部で薬液が消費され芯管近傍の薬液濃度が低下していることがわかる。それに比べて実施例１では芯管から抜いた水の塩素濃度は４ｐｐｍであり、薬液濃度の低下が少なく芯管付近の濾過膜にも十分な濃度の薬液が行き渡り、効率的に薬液洗浄することができることがわかった。
【００２１】
【発明の効果】
実施例からも明らかなとおり、本発明によれば、芯管を有する濾過膜モジュールを用いて原水から濾過水を得る膜濾過装置に薬液を注入しながら原水又は濾過水を通常濾過と同じ流路で膜モジュールに供給して濾過膜モジュールを薬液洗浄する方法において、供給された薬液を含有した水の一部を芯管から抜き出すことで膜モジュールの中心部まで十分な濃度の薬液が行き渡り、効率的に薬液洗浄することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で使用した濾過膜モジュールの図の一例である。
【図２】本発明の膜濾過装置のフロー図の一例である。
【符号の説明】
０１　原水入口
０２　濾過水取出口
０３　中空糸型分離膜束
０４　シール材
０５　ケース
０６　芯管
０７　芯管継ぎ手
０８　Ｏリング
１０　ポンプ
１１　濾過膜モジュール
１２　薬液供給ポンプ
１３　逆止弁
１４　芯管から抜く水量を調整するための弁
【図１】
2004000850.tif 000003
【図２】
2004000850.tif 000004