(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクに回転平膜が被覆された円板状の複数の回転平膜ディスクを所定間隔で並設した中空の回転軸を、膜分離槽に回転自在に配設し、前記膜分離槽内に供給される被処理原水を前記回転平膜ディスクで濾過し、その濾過液を前記回転平膜ディスク内から回転軸の内部に導いて装置外に排出する回転平膜分離装置における回転平膜の親水化方法において、
前記回転平膜に親水化剤を噴霧して該回転平膜を親水化する親水化処理時に、前記回転平膜ディスク内を減圧状態にすることを特徴とする回転平膜の親水化方法。
【請求項２】
ディスクに回転平膜が被覆された円板状の複数の回転平膜ディスクを所定間隔で並設した中空の回転軸を、膜分離槽に回転自在に配設し、前記膜分離槽内に供給される被処理原水を前記回転平膜ディスクで濾過し、その濾過液を前記回転平膜ディスク内から回転軸の内部に導いて装置外に排出する回転平膜分離装置における回転平膜の浸水方法において、
前記回転平膜ディスクを前記被処理原水に浸水する前に前記回転平膜ディスク内を減圧状態にすることを特徴とする回転平膜の浸水方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回転平膜の親水化方法及び浸水方法に係り、特に用水、排水の濾過処理を行うための回転平膜分離装置における回転平膜の親水化方法及び浸水方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、多くの膜分離装置が濾過処理の固液分離装置として実用化されている。膜分離装置には、中空糸型、スパイラル型、平膜型等の様々なモジュール形状があり、用途により使い分けられている。回転平膜モジュールは、ディスクに回転平膜を被覆した回転平膜ディスクを回転軸に装着し、回転平膜ディスクを回転しながら濾過を行う。この回転平膜モジュールは、回転平膜の表面に汚れ層が付着するのを防止するための膜面流速を回転により得るため、他の膜モジュールが膜面流速を被処理液の循環流速により得るのとは異なり、低動力での運転が可能である。
【０００３】
ところで、使用前の回転平膜ディスクは、保管方法の簡便性を得るため、回転平膜の表面に、高分子の変質を防止するためのグリセリンを塗布する処理をし、乾燥状態で保管している。使用時の回転平膜ディスクは、乾燥状態で保管されている回転平膜を親水化処理することで湿潤状態にした後、濾過処理に供している。
【０００４】
グリセリンが塗布された回転平膜を親水化処理する手順は、回転軸に装着される回転平膜ディスクを、低回転（外周速0.5 ｍ/ ｓ程度）で回転しながら、親水化剤（例えばエタノール溶液）を噴霧するためのノズルを各回転平膜ディスクの間に挿入する。この状態で、ノズルから親水化剤を回転平膜の表面に噴霧することにより、回転平膜に塗布されたグリセリンを除去する。親水化処理が行われると、回転平膜の表面が白から半透明へ変化し、これは目視により確認できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、回転平膜ディスク同士の間隔が狭いために、回転軸近傍の回転平膜の親水化ができているかを確認ができないのが実情であるが、親水化ができていない膜面部分は水が透過しないので、濾過に寄与する有効面積が減少してしまう。従って、安全をみて、親水化に必要な実際の量よりも過剰な量の親水化剤を噴霧しており、親水化剤の無駄になるだけでなく、発生する廃液量も増大すると共に、親水化処理に要する時間も長くなるという欠点がある。
【０００６】
また、回転平膜を交換した後、或いは膜分離槽を空にして回転平膜を取り外して、点検後に再び回転平膜を取り付け、回転平膜分離装置の運転を開始するとき、又は何らかの原因で処理水配管側からエアが入った後に、エア中にあった回転平膜ディスクを再び浸水する際に、回転平膜の内側（ディスク側）にエアが溜る。親水化した回転平膜は水は透過するが、エアは透過しないため、回転平膜の内側に溜まったエアは、膜表面から抜けることはない。また、濾過のための吸引は回転平膜の中心部の回転軸を介して行っているため、回転軸部分より上側にたまったエアは吸引できないので、除去することは非常に困難である。この結果、溜まったエアにより水中で回転平膜が膨らみ、回転平膜が回転した際に隣接する回転平膜同士が擦れて破損するという問題があった。この場合、回転平膜を回転させずに吸引し続ければエアは徐々に抜けるが、回転平膜を回転させないと、その間に回転平膜は閉塞してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、短時間で回転平膜全体を確実に親水化処理できると共に親水化処理時の親水化剤の使用量を低減でき、また回転平膜の浸水時に回転平膜の内側にエアがたまらないようにできるので、回転平膜の破損や閉塞を防止できる回転平膜の親水化方法及び浸水方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために請求項１に係る発明は、ディスクに回転平膜が被覆された円板状の複数の回転平膜ディスクを所定間隔で並設した中空の回転軸を、膜分離槽に回転自在に配設し、前記膜分離槽内に供給される被処理原水を前記回転平膜ディスクで濾過し、その濾過液を前記回転平膜ディスク内から回転軸の内部に導いて装置外に排出する回転平膜分離装置における回転平膜の親水化方法において、前記回転平膜に親水化剤を噴霧して該回転平膜を親水化する親水化処理時に、前記回転平膜ディスク内を減圧状態にすることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、回転平膜の親水処理時に回転平膜ディスク内を減圧状態にして親水化剤を噴霧するようにしたので、親水化剤を回転平膜内に誘引する誘引力が発生する。これにより、噴霧された親水化剤は膜面を流れることなく直ちに膜面の細孔内に侵入する。この場合、回転軸近傍の回転平膜部分でも誘引力が発生するので、回転平膜全体に親水化剤が確実に行き渡り、膜面に塗布されたグリセリン等の塗布剤を除去する。これにより、短時間で回転平膜全体を確実に親水化処理できると共に親水化処理時の親水化剤の使用量を低減できる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、前記目的を達成するために、ディスクに回転平膜が被覆された円板状の複数の回転平膜ディスクを所定間隔で並設した中空の回転軸を、膜分離槽に回転自在に配設し、前記膜分離槽内に供給される被処理原水を前記回転平膜ディスクで濾過し、その濾過液を前記回転平膜ディスク内から回転軸の内部に導いて装置外に排出する回転平膜分離装置における回転平膜の浸水方法において、前記回転平膜ディスクを前記被処理原水に浸水する前に前記回転平膜ディスク内を減圧状態にすることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、回転平膜ディスクを前記被処理原水に浸水する前に該回転平膜ディスク内を減圧状態にするようにしたので、回転平膜の内側（ディスク側）に溜まったエアを抜くことができる。この場合、回転平膜はエアを透過しないので、溜まったエアを一度抜けば再び回転平膜の内側にエアは溜まることはない。従って、この状態で回転平膜を被処理原水に浸水させれば、回転平膜がエアで膨らむことがない。これにより、回転平膜の破損や閉塞を防止できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る回転平膜の親水化方法及び浸水方法の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１３】
図１は、本発明に係る回転平膜の親水化方法及び浸水方法を適用する回転平膜分離装置の一部を切り欠いた斜視図であり、図２は全体構成図である。
【００１４】
これらの図に示すように、本発明に係る回転平膜分離装置１０は、主として、左右に平行な２本の中空の回転軸１４、１４が膜分離槽１２内に回転自在に並設され、それぞれの回転軸１４に円板状を有する複数の回転平膜ディスク１６、１６…が支持されて構成される。
【００１５】
回転平膜ディスク１６は、通水性を有するディスク１３に、精密濾過膜あるいは限外濾過膜等の回転平膜１５が被覆させて構成され、回転平膜１５で濾過された濾過水はディスク１３内に流入した後、ディスク１３と回転軸１４とを連通する孔（図示せず）を介して中空な回転軸１４内に導かれる。回転平膜１５の材質としては、ポリスチレン系、ポリプロピレン系、ポリエチレン系、ポリオレフィン系等の高分子樹脂膜を用いることができる。回転平膜ディスク１６の直径は、例えば７５０ｍｍ、カラー（図示せず）の直径は２００ｍｍ程度である。また、並設された２本の回転軸１４に支持された回転平膜ディスク１６同士は、隣り合う回転平膜ディスク１６同士の一部分がオーバラップするようになっており、同方向に回転される。この同方向の回転により、回転平膜ディスク１６同士のオーバラップした部分では、回転方向が反対向きになり、乱流が発生する。この場合、回転数も回転平膜ディスク１６の径の大きさに応じて変えることが好ましい。
【００１６】
回転軸１４は、両端が膜分離槽１２外に延設され、膜分離槽１２とは軸封手段１８により水密性が確保される。そして、回転軸１４の一方がモータ２０、２０にそれぞれ接続されて回転軸１４と回転平膜ディスク１６とが一体的に回転されると共に、他方が濾過液配管２２にそれぞれ接続される。
【００１７】
濾過液配管２２は、２本の回転軸１４にそれぞれ接続された枝管２４、２４と、枝管２４が合流した幹管２６で構成され、幹管２６が三方弁２７を介して一方がエア配管２５、他方が濾過水配管３１に接続される。そして、濾過水配管３１には吸引ポンプ２８が配設けられると共に、エア配管２５には真空ポンプ２９が配設される。回転軸１４と枝管２４との接続は、回転軸１４の回転を阻害しないための連結装置３０、３０を介して連結される。
【００１８】
また、回転平膜ディスク１６同士の間、及び回転平膜ディスク１６と膜分離槽１２の壁面との間には、親水化剤を噴霧するノズル３６が配設され、ノズル３６は供給管３４を介して親水化剤供給装置３２に接続される。
【００１９】
次に、上記の如く構成された回転平膜分離装置１０の回転平膜１５を濾過運転に供するにあたって、回転平膜１５の親水化処理を行ってから被処理原水に浸水させる親水化処理方法及び浸水方法について説明する。
【００２０】
先ず、膜分離槽１２に被処理原水を流入させない状態で、回転平膜ディスク１６を１０ｒｐｍ程度の低回転数で回転させると共に、三方弁２７をエア配管２５側にして真空ポンプ２９を作動させる。これにより、回転平膜ディスク１６内が減圧状態になるので、この状態でノズル３６から親水化剤、例えば３０％エタノール溶液を回転平膜１５に噴霧する。この減圧により親水化剤を回転平膜１５内に誘引する誘引力が発生するので、噴霧された親水化剤は回転平膜１５の膜面を流れることなく直ちに膜面の細孔内に侵入する。この場合、回転軸１４近傍の回転平膜１５部分でも誘引力が発生するので、回転平膜１５全体に親水化剤が確実に行き渡り、回転平膜１５に塗布されたグリセリン等の塗布剤を除去する。親水化処理が終わったら、真空ポンプ２９を停止する。その後、回転平膜ディスク１６を水洗いし、回転平膜１５内に残留した親水化剤を水に溶解して除去する。これにより、短時間で回転平膜１５全体を確実に親水化処理できると共に親水化処理時の親水化剤の使用量を低減できる。
【００２１】
次に、回転平膜１５の親水化処理が終わったら、再び真空ポンプ２９を作動させて回転平膜ディスク１６内を減圧状態にしたまま、原水配管３８から被処理原水を膜分離槽１２内に流入させる。これにより、回転平膜１５の内側（ディスク側）に溜まったエアを抜いた状態で回転平膜ディスク１６が被処理原水に水没して浸水することになるので、浸水時に回転平膜１５がエアで膨らむことはない。この真空ポンプ２９による吸引を一度行えば、回転平膜１５はエアを透過しないので、溜まったエアを簡単に除去でき、しかも一度除去すれば回転平膜１５の内側にエアが再び溜まることはない。従って、回転平膜ディスク１６を被処理原水に浸水させて濾過運転を行う際に、回転平膜１５がエアにより膨らまないので、回転平膜ディスク１６の回転により回転平膜１５同士が接触することがなく、回転平膜１５の破損を防止できる。また、従来のように回転平膜１５の内側に溜まったエアを抜くために、濾過運転の開始時に回転平膜ディスク１６を回転を停止しておく必要もないので、濾過運転開始時に回転平膜１５が閉塞してしまうこともない。
【００２２】
上記した回転平膜１５の浸水方法において、回転平膜１５の一部又は全部浸水した状態で真空ポンプ２９を作動しても、水が透過してしまうだけでディスク１３内が減圧されないので、溜まったエアが残留したままとなる。従って、回転平膜１５の一部たりとも浸水しない状態で真空ポンプ２９を作動させることが重要である。
【００２３】
回転平膜１５の親水化処理及び被処理原水への浸水が終わったら、三方弁２７を吸引ポンプ２８側に切り換えて濾過運転を開始する。濾過運転は、モータ２０で回転平膜ディスク１６を回転しながら吸引ポンプ２８を作動することにより行なわれる。即ち、吸引ポンプ２８の作動により、濾過液配管２２、回転軸１４を介して回転平膜ディスク１６内が減圧状態になり、膜分離槽１２中の被処理液が回転平膜ディスク１６内に吸引濾過され、被処理液中の付着物が除去されると共に、回転平膜ディスク１６の表面にはケーキ層（図示せず）が形成される。回転平膜ディスク１６を通過した濾過水は、回転軸１４、濾過液配管２２を通って回転平膜分離装置１０外に引き抜かれる。
【００２４】
尚、本実施の形態では、回転平膜分離装置１０の使用前に、回転平膜ディスク１６を親水化処理する例を説明したが、回転平膜分離装置１０の使用中のトラブルにより、回転平膜ディスク１６の表面が乾燥し、水を透過できない場合に、回転平膜ディスク１６に高濃度のエタノール溶液を噴霧する場合にも本発明の親水化処理方法を適用できる。更に、本実施の形態では、回転平膜ディスク１６の親水化処理の例を説明したが、本発明は、これに限らず、他の形式の膜モジュールを用いるようにしてもよく、膜の内部を減圧状態に保持することで、親水化処理に供する親水化剤の使用量を低減でき、かつ親水化時間を短縮することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る回転平膜の親水化方法及び浸水方法によれば、短時間で回転平膜全体を確実に親水化処理できると共に親水化処理時の親水化剤の使用量を低減でき、また回転平膜の浸水時に回転平膜の内側にエアがたまらないようにできるので、回転平膜の破損や閉塞を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る回転平膜の親水化方法及び浸水方法が適用された回転平膜分離装置の一部を切り欠いた斜視図
【図２】本発明を適用する回転平膜分離装置の全体構成図
【符号の説明】
１０…回転平膜分離装置、１２…膜分離槽、１３…ディスク、１４…回転軸、１５…回転平膜、１６…回転平膜ディスク、１８…軸封手段、２０…モータ、２２…濾過液配管、２４…枝管、２５…エア配管、２６…幹管、２７…三方弁、２８…吸引ポンプ、２９…真空ポンプ、３０…連結装置、３１…濾過水配管、３２…親水化剤供給装置、３４…供給管、３６…ノズル、３８…原水配管
【図１】
0004154879.tif 000002
【図２】
0004154879.tif 000003