(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塔本体に接続されたドレン管内に溜まっている排水を、前記ドレン管に接続された空気供給管から供給される空気によって排出した後、前記塔本体内に、前記塔本体に接続されたスクラビング用空気供給管から空気を供給し、前記塔本体内に設けられている中空糸膜に捕捉された懸濁物質を除去するスクラビングを実施することを特徴とする中空糸膜の洗浄方法。
【請求項２】
塔本体内を一次側と二次側とに区分する仕切板と、
前記塔本体の一次側に垂下するように前記仕切板に取り付けられる中空糸膜モジュールと、
前記塔本体の一次側に被処理水を供給するために、前記塔本体に接続される被処理水供給管と、
前記塔本体の二次側から処理水を排出するために、前記塔本体に接続される処理水排出管と、
前記中空糸膜モジュールに充填された中空糸膜に捕捉された懸濁物質を除去するスクラビングを実施するための空気を前記塔本体の一次側に供給するために、前記塔本体に接続されるスクラビング用空気供給管と、
前記塔本体内の残留被処理水を排出するために、前記塔本体に接続されるドレン管と、
前記ドレン管内に溜まっている排水を排出するための空気を供給するために、前記ドレン管に接続される空気供給管とを具備することを特徴とする中空糸膜ろ過装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、原子力発電所や火力発電所の水処理、あるいは一般産業用の排水処理等に用いられる中空糸膜を備えたろ過装置関連の技術に関し、より詳しくは、当該中空糸膜の洗浄方法及びこの洗浄方法を実施するのに適する中空糸膜ろ過装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
中空糸膜ろ過装置は、図３に示したように、塔本体１００と、この塔本体１００内を一次室である下室１０１と二次室である上室１０２とに区分する仕切板１０３と、この仕切板１０３に下室１０１へ垂下するように取り付けられ、複数本の中空糸膜１０４が充填された中空糸膜モジュール１０５とを備えている。
【０００３】
そして、原水（被処理水）の処理時には、被処理水が塔本体１００の下部に連結された被処理水供給管１１０を通じて下室１０１内に流入し、中空糸膜モジュール１０５の下部にある導水孔（図示せず）から該モジュール内に流入し、該モジュール内に充填されている中空糸膜１０４を外側から内側へ透過し、この間に被処理水中の酸化鉄等の無機物や不溶性の有機物等の懸濁物質が中空糸膜１０４の外面で捕捉され、ろ過水（処理水）として中空糸膜１０４の内側を経由して上室１０２へと流出し、さらに、塔本体１００の上部に連結された処理水排出管１１１を通じて後段の処理設備等に供給される。
【０００４】
ろ過の継続により中空糸膜１０４の外面に懸濁物質が捕捉され、下室１０１と上室１０２との差圧が上昇してろ過機能が低下したならば、中空糸膜１０４を洗浄して差圧の回復を図るが、かかる洗浄処理は次のように行っている。
【０００５】
まず、塔本体１００の下室１０１に接続されたスクラビングベント管１１２から下室１０１内に残留している被処理水を排出して一定量にする。このスクラビングベント管１１２は、一端が塔本体１００の下部に連結されているドレン管１１４の中途に連結されており、排出される被処理水は、スクラビングベント管１１２を経た後、このドレン管１１４を通じて系外に排出される。
【０００６】
次に、同じく下室１０１に連結されたスクラビング用空気供給管１１３からスクラビング用の空気を空気ディストリビュータ１１９に供給する。この空気は、空気ディストリビュータ１１９の小穴１１９ａ（２〜３カ所設けてもよい）から気泡となって各中空糸膜モジュール内に導入され、中空糸膜を揺さぶり懸濁物質を除去する。そして、この空気は、上記のスクラビングベント管１１２を経由してドレン管１１４を通じて排気される。
【０００７】
次に、エアサージ逆洗を行う。エアサージ逆洗は、まず、スクラビングにより中空糸膜１０４の膜面から剥離された懸濁物質を含んだ、塔本体１００内の保有水をドレン管１１４を通じて系外へ排出する。次に、塔本体１００の上室１０２内に通水時に保有されていた処理水を、エアサージ用空気配管１１５から上室１０２内に加圧された空気を供給することにより、上室１０２内の処理水を中空糸膜１０４の内側から外側へと急速に逆流させ、残留する懸濁物質と共にドレン管１１４を通じて系外に排出する。なお、このエアサージ逆洗は必要に応じて行うもので、上記のスクラビングによる洗浄だけで十分な場合には実施されない。
【０００８】
逆洗終了後、被処理水供給管１１０を通じて被処理水を供給し、通水処理を再開するが、被処理水が原子力発電所の復水のように供給圧力が高いものである場合には、塔本体１００に接続した満水用水管１１６から復水よりも低い供給圧力で満水用水を下室１０１、続いて上室１０２と満たし、その後、被処理水供給管１１０から被処理水である復水を供給する。なお、満水時のオーバーフロー水は、下室満水時は固定板ベント管１１７から、上室満水時は満水ベント管１１８から、それぞれドレン管１１４を介して系外に排水される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、洗浄工程において生じる排水や排気は全てドレン管１１４を通じて行われる。このため、ドレン管１１４の配管形状によっては、スクラビングを実施する前に該ドレン管１１４内に排水が溜まっている場合がある。実際、設備を設置する敷地の大きさには限度があるため、このドレン管１１４を全く曲げることなく設置することは困難で、例えばクランク状に曲げざるを得ない箇所が数カ所に存在するのが通常であり、このように配管を曲げた箇所などに排水が溜まり易い。
【００１０】
ドレン管１１４中に排水が溜まっている状態でスクラビングを実施すると、洗浄開始初期においては、溜まっている排水が押し出されるまでの間、溜まっている排水が管をふさぐ状態となり背圧が大きくなるため、定格のスクラビング用空気量を塔本体１００内に流入させることができず、洗浄が不十分となる。そして、洗浄が不十分であった場合には、差圧が十分回復しない状態で再び通水を開始することになり、このような不十分な洗浄を積み重ねた場合には、中空糸膜の寿命が短命化する。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みなされたものであり、スクラビングを、その開始時から、ドレン管中に溜まっている排水による背圧の影響を受けることなく実施できる中空糸膜の洗浄方法及び中空糸膜ろ過装置を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、以下の中空糸膜の洗浄方法及び中空糸膜ろ過装置を提供する。
【００１３】
１．塔本体に接続されたドレン管内に溜まっている排水を、前記ドレン管に接続された空気供給管から供給される空気によって排出した後、前記塔本体内に、前記塔本体に接続されたスクラビング用空気供給管から空気を供給し、前記塔本体内に設けられている中空糸膜に捕捉された懸濁物質を除去するスクラビングを実施することを特徴とする中空糸膜の洗浄方法。
【００１４】
２．塔本体内を一次側と二次側とに区分する仕切板と、前記塔本体の一次側に垂下するように前記仕切板に取り付けられる中空糸膜モジュールと、前記塔本体の一次側に被処理水を供給するために、前記塔本体に接続される被処理水供給管と、前記塔本体の二次側から処理水を排出するために、前記塔本体に接続される処理水排出管と、前記中空糸膜モジュールに充填された中空糸膜に捕捉された懸濁物質を除去するスクラビングを実施するための空気を前記塔本体の一次側に供給するために、前記塔本体に接続されるスクラビング用空気供給管と、前記塔本体内の残留被処理水を排出するために、前記塔本体に接続されるドレン管と、前記ドレン管内に溜まっている排水を排出するための空気を供給するために、前記ドレン管に接続される空気供給管とを具備することを特徴とする中空糸膜ろ過装置。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる中空糸膜ろ過装置を示す図である。この図において、１０は塔本体を示し、この塔本体１０内には、従来と同様に、複数の中空糸膜モジュールの装着孔を兼ねた集水孔が形成された仕切板１１が配設されており、この仕切板１１を境として一次側に下室１２が、二次側にろ過水室となる上室１３が設けられている。そして、仕切板１１の各集水孔には、それぞれ中空糸膜モジュールが垂設されている（図３参照）。
【００１７】
塔本体１０の一次側である下室１２には、復水等の被処理水を供給する被処理水供給管２０が接続され、その中途には満水用水管２１が接続されている。また、スクラビング用空気供給管２２、スクラビングベント管２３、ドレン管２４、固定板ベント管２５がそれぞれ下室１２に接続されている。
【００１８】
塔本体１０の二次側となる上室１３には、中空糸膜によりろ過処理された処理水を排出して後段の処理設備等に供給するための処理水排出管２６が接続されている。また、この処理水排出管２６の中途にはエアサージ用空気配管２７が接続され、さらに、満水用水を供給した際のオーバーフロー水を排出するための満水ベント管２８が接続されている。
【００１９】
ここまでの構成は、上記した従来の中空糸膜ろ過装置の構成と同じであるが、本実施形態では、さらに、ドレン管２４の中途に、排水吹き切り用の空気供給管２９が接続されている。この排水吹き切り用の空気供給管２９を通じて空気を供給することにより、ドレン管２４内に溜まっている排水を排出することができる。
【００２０】
本実施形態によれば、まず、通水時には、被処理水供給管２０と処理水排出管２６とに配設された弁を開放して、被処理水を塔本体１０内の下室１２内に導入し、中空糸膜モジュールの上下端側面にある導水孔から該モジュール内に流入させ、中空糸膜の外側から内側へと通してろ過し、ろ過水（処理水）を上室１３を経て、処理水排出管２６から排出することにより、ろ過処理を行う。
【００２１】
そして、中空糸膜に堆積する懸濁物質によって差圧が所定値以上になったならば、次のようにして中空糸膜を洗浄する。
【００２２】
まず、塔本体１０の下室１２に連結されたスクラビングベント管２３から下室１２内に残留している被処理水を排出して塔本体１０内の液位を所定量になるまで下げる。このスクラビングベント管２３は、ドレン管２４の中途に連結されており、塔本体１０内の被処理水は、ドレン管２４を通じて系外に排出される。
【００２３】
次に、排水吹き切り用の空気供給管２９からドレン管２４内に空気を送り込む。これにより、ドレン管２４の屈曲部等に溜まっている排水がその空気圧によって外部に排出され、ドレン管２４は、内部に排水が残留してない状態になる。
【００２４】
かかる状態で、スクラビングを実施する。スクラビングは、スクラビング用空気供給管２２及びスクラビングベント管２３に配設された弁を開放して実施し、スクラビング用空気供給管２２から所定量の空気を供給し、空気ディストリビュータを介して中空糸膜モジュール内に導入された気泡により中空糸膜から懸濁物質を剥離する。
【００２５】
この際、本実施形態によれば、スクラビングベント管２３を介してドレン管２４と連通することになるが、ドレン管２４は、上記したように予め排水吹き切り用の空気供給管２９から供給した空気によって排水が残留していない状態であるため、従来のようにドレン管内に残留する排水による背圧の影響がない。従って、スクラビング用空気供給管２２からは、スクラビング開始時から所定の空気量が確実に供給され、十分な洗浄効果を得ることができる。
【００２６】
スクラビングを行ったならば、スクラビングにより中空糸膜の膜面から剥離された懸濁物質を含んだ、塔本体１０内の保有水をドレン管２４を通じて系外へ排出する。
【００２７】
その後は、従来と同様、エアサージ用空気配管２７から上室１３内に加圧された空気を供給することにより、通水時に保有されていた上室１３内の処理水を中空糸膜の内側から外側へと急速に逆流させるエアサージ逆洗を必要に応じて行う。そして、満水用水管２１から満水用水を供給した後、被処理水供給管２０から被処理水を供給してろ過処理を再開する。
【００２８】
図２は、本発明の第２の実施形態にかかる中空糸膜ろ過装置を示す図である。
この中空糸膜ろ過装置には、上記第１の実施形態のように排水吹き切り用の空気供給管２９は設けられておらず、塔本体１０にスクラビング用空気供給管２２から送り込まれるスクラビング用空気を排出する専用の排気ラインを構成する排気管３０が接続されていることを特徴とする。その他の構成は上記第１の実施形態と同様であり、同じ構成部分については同一の符号で示す。
【００２９】
本実施形態によれば、スクラビングを行う場合には、塔本体１０内の被処理水をスクラビングベント管２３及びドレン管２４を通じて排出し、液位を所定値まで下げた後、スクラビングベント管２３に介装された弁を閉弁する。一方、上記したスクラビング用空気を排出する専用の排気管３０を開放する。
【００３０】
かかる状態で、スクラビング用空気供給管２２から空気を供給すると、中空糸膜モジュール内に導入された気泡により中空糸膜から懸濁物質が剥離されると共に、この空気は専用の排気管３０を通じて排気される。ドレン管２４を通じての排気ラインは閉じられているため、仮に、ドレン管２４中に排水が残留していたとしても、それによる影響を受けることなく、スクラビングの開始時から洗浄に必要な空気量が確実かつ十分に得られる。
【００３１】
なお、本実施形態におけるその他の処理については、上記した第１の実施形態と同様に行うことができる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の中空糸膜の洗浄方法によれば、ドレン管内に残留している排水を排出した後にスクラビングするか、あるいは、塔本体に接続したスクラビング用空気専用の排気管を通じてスクラビング空気を排気する構成であるため、従来のようにドレン管内に排水が残留していることによる背圧の影響を受けることがない。従って、スクラビングの開始時から、必要な空気量が確実に得られ、十分な洗浄効果が得られる。また、従来のように不十分な洗浄を繰り返すこととなってしまうことがなく、それに伴って中空糸膜の寿命が短命化するというようなこともない。
【００３３】
また、本発明の中空糸膜ろ過装置によれば、ドレン管の中途に、ドレン管内に溜まっている排水を排出する空気を供給する空気供給管が接続されているか、あるいは、塔本体にスクラビング用空気専用の排気管が接続されている構成である。従って、ドレン管内に残留している排水による背圧の影響を受けないでスクラビングを行う上記の各洗浄方法を実施するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる中空糸膜ろ過装置の概略構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態にかかる中空糸膜ろ過装置の概略構成を模式的に示す図である。
【図３】従来の中空糸膜ろ過装置の概略構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１０  塔本体
１１  仕切板
１２  下室
１３  上室
２０  被処理水供給管
２１  満水用水管
２２  スクラビング用空気供給管
２３  スクラビングベント管
２４  ドレン管
２６  処理水排出管
２９  排水吹き切り用の空気供給管
３０  排気管
【図１】
0004570714.tif 000002
【図２】
0004570714.tif 000003
【図３】
0004570714.tif 000004