JP2000300969A

JP2000300969A - 分離膜モジュールの洗浄方法

Info

Publication number: JP2000300969A
Application number: JP11117285A
Authority: JP
Inventors: Kenji Honjo; 賢治本城; Satoshi Miyashita; 聡史宮下; Katsuyuki Yanone; 勝行矢ノ根; Osami Kato; 修身加藤
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1999-04-23
Filing date: 1999-04-23
Publication date: 2000-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】被処理液槽内に設置した分離膜モジュールに
て２次側を負圧にして被処理液を濾過し、この濾過によ
り閉塞した分離膜モジュールを洗浄する方法において、
分離膜モジュールの移動を必要とせず、少量の薬液で、
効率よく、分離膜モジュールの洗浄を短時間で行う分離
膜モジュールの洗浄方法。【解決手段】被処理液槽１内に設置された分離膜モジ
ュール４を洗浄する方法において、薬液を分離膜モジュ
ールの２次側から通液するに当たり、通液初期時の薬液
の通液流量を通液通常時よりも高流量とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、分離膜モジュール
の洗浄方法に関するもので、中でも、下排水処理や産業
廃水処理における固液分離など特に汚濁性の高い液体の
濾過処理を行う分離膜モジュールに適した洗浄方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、膜分離の技術は、無菌水、飲料
水、高度純水の製造、空気の浄化等に数多く使用されて
きたが、これらの用途に加えて、近年では、下水処理場
における２次処理、３次処理や、浄化槽における固液分
離、産業廃水中のＳＳの固液分離など、高汚濁性水の処
理用途に用いられるようになっている。図２は、分離膜
モジュールを用いた濾過装置の一例を示す模式構成図で
ある。この例の濾過装置は、被処理液槽１と、この被処
理液槽１内に配置された分離膜モジュール４と、濾液用
配管７によってこの分離膜モジュール４と接続されたポ
ンプ２によって概略構成されたものである。このポンプ
２を稼働させることにより、分離膜モジュール４内が負
圧になり、被処理液槽１に満たされた被処理液は、分離
膜モジュール４によって濾過され、その濾液は、濾液用
配管７内部を通って、系外に排出される。しかし、濾過
運転を行うことにより、分離膜モジュール４は次第に閉
塞し、その分離能が低下する。分離能の低下は、濾液用
配管７に設けられた圧力計５によって測定できる濾過時
の差圧上昇によって知ることができる。特に、汚濁性の
高い液体の処理においては、分離膜モジュール４の閉塞
が起こりやすく、このため、分離膜モジュール４の寿命
の短期化が問題となる。そこで、上述のように閉塞した
分離膜モジュール４を、薬液を満たした洗浄用タンク内
に移動し、分離膜モジュール４に付着した閉塞原因物質
を取り除き、その分離能を回復させることが行われてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た分離膜モジュール４の薬液による洗浄方法における分
離膜モジュール４の洗浄用タンクへの移動は容易ではな
い。そこで、被処理液槽１内の被処理液を排出し、これ
にかわって薬液を満たすことによって、分離膜モジュー
ル４を移動せずに、この分離膜モジュール４の薬液洗浄
を行うことも考えられる。しかし、この手段は、多量の
薬液を必要とし、実用的ではない。さらに、分離膜モジ
ュール４に薬液を２次側より通液して洗浄する方法も提
案されているが、分離膜モジュール４の洗浄斑が生じ易
い傾向がある。そこで、この斑を減らすために、圧力を
かけて薬液を通液する方法も提案されているが、結果的
には、多量の薬液を使用することになり、活性汚泥の性
状を悪くして、膜濾過性能へも影響を及ぼす可能性があ
った。

【０００４】本発明は前記課題を解決するためになされ
たもので、被処理液槽内に設置した分離膜モジュールに
て２次側を負圧にして被処理液を濾過し、この濾過によ
り閉塞した分離膜モジュールを洗浄する方法において、
分離膜モジュールの移動を必要とせず、少量の薬液で、
効率よく、分離膜モジュールの洗浄を短時間で行う分離
膜モジュールの洗浄方法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】本発明の分離膜モジュー
ルの洗浄方法は、被処理液槽内に設置された分離膜モジ
ュールを洗浄する方法において、薬液を分離膜モジュー
ルの２次側から通液するに当たり、通液初期時の薬液の
通液流量を通液通常時よりも高流量とすることを特徴と
する。この薬液の通液は、通液流量の異なる多段階、例
えば、２段階で行い、第１段階の通液流量を第２段階の
通液流量よりも高流量とすることができる。この際、高
流量時の通液流量が低流量時の通液流量の２倍以上であ
ることが望ましく、また、初期時での薬液の通液総量
が、分離膜モジュールの内容積以上の量であることが望
ましい。また、膜洗浄用エアーバブリングを停止した状
態で薬液を通液し、通液終了後、１０〜１８０分間の範
囲内で薬液を分離膜モジュール内に保持させた後、エア
ーバブリングによる膜面洗浄を１０〜１８０分間の範囲
内で行うことが望ましい。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の分離膜モジュールの洗浄
方法を図１に示す濾過装置を例にして説明する。この例
の濾過装置は、被処理液槽１と、この被処理液槽１内に
配置された分離膜モジュール４と、この分離膜モジュー
ル４と接続されたポンプ２と、薬液槽８とによって概略
構成されたものである。分離膜モジュール４、ポンプ２
および薬液槽８を接続する配管３、濾液用配管７および
薬液用配管９の接続部には、三方切換弁６が設けられて
いる。この三方切換弁６を切り換えることにより、配管
３が濾液用配管７に接続された状態と、配管３が薬液用
配管９に接続された状態との切換を行うことができる。
また、薬液用配管９には開閉弁１０が設けられている。
本発明において適用される分離膜モジュールの材質や形
状は、特に限定されず、例えば、材質としては、セルロ
ース、ポリオレフィン、ポリスルフォン、ポリフッ化ビ
ニリデン、ポリ四フッ化エチレン、セラミックス等が挙
げられ、また形状としては、平膜タイプ、中空糸膜タイ
プ、管状タイプ、袋状タイプが挙げられる。また、分離
膜モジュールの分画性能は、その濾過の目的によって任
意のものが選択でき、通常、０.０１〜１μｍのものに
適用できる。洗浄に用いる薬液とその濃度は、洗浄する
分離膜モジュール４の材質やその濾過の目的、閉塞状況
に応じて、任意のものを用いることができる。一般に
は、次亜塩素酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、塩酸、
硫酸、シュウ酸、クエン酸、界面活性剤の水溶液、アル
コール等を用いることができる。これら薬液を使用する
に当たり、使用後の処理が必要な場合においては、適正
な処理剤を上記薬液に続いて、薬液と同様の方法にて通
液することもできる。

【０００７】また、本例では、気体を発散する散気装置
１２が、分離膜モジュール４の下方に配備されている。
この例の散気装置１２は、多数の細孔の形成された管状
体で、圧空ポンプと接続されている。その圧空ポンプを
作動させることにより、散気装置１２からは気泡が発散
されて、エアーバブリング処理による分離膜の洗浄が行
われ、分離能力の低下をより防止することができる。す
なわち、散気装置１２から発散し上昇する気泡により、
分離膜が揺動し、この揺動により分離膜どうしが擦れあ
ったり又は分離膜と水の相対的流動により、分離膜の表
面に付着した汚泥が取り除かれるようになる。このエア
ーバブリング処理は、分離膜モジュールの濾過運転中に
も継続して行うことができる。また、被処理液槽１が汚
泥貯溜槽の場合、この散気装置１２から空気を発散させ
ることにより、汚泥貯溜槽内が好気状態となり、悪臭の
発生や汚泥の変質を抑制することができる。つまりこの
場合、散気装置１２は、汚泥貯溜槽内を好気状態にする
機能と、分離膜の洗浄機能とを兼ね備えている。従っ
て、この散気装置を汚泥貯溜槽内に設ければ、他の好気
状態にする為の設備の削減を図ることができる。

【０００８】上述した濾過装置によって被処理液の濾過
運転を行うには、三方切換弁６を配管３が濾液用配管７
に接続された状態として、ポンプ２を稼働させることに
より、分離膜モジュール４内は負圧になり被処理液槽１
に満たされた被処理液は、分離膜モジュール４の一次側
から二次側に濾過され、その濾液が配管３から濾液用配
管７内部を通って、系外に排出される。

【０００９】そして、そのような濾過運転により閉塞し
た分離膜モジュール４は、本発明においては、以下のよ
うにして洗浄される。まず、濾過運転を停止した後、開
閉弁１０を閉じた状態で、薬液槽８に薬液を満たす。続
いて三方切換弁６を、薬液槽８方向に切換え、配管３と
薬液用配管９が接続された状態とし、開閉弁１０を開け
て薬液を通液し、薬液用配管９から配管３を通り、分離
膜モジュール４の二次側から一次側に通液して逆洗が行
われる。この際、開閉弁１０の開放割合を調節すること
によって、通液する薬液の液量を設定できる。また、薬
液槽８内の薬液量は、その通液中にも調整できる。上述
の薬液の通液方法は、水頭差による自然落下の他、種々
の周知の方法を用いることができる。例えば、薬液を満
たした薬液槽から、ポンプによってこの薬液を分離膜モ
ジュール４に送り込む方法や、加圧容器に薬液を駐留し
て、コンプレッサー等による圧力によって、この薬液を
分離膜モジュール４に送り込む方法等を用いることがで
きる。薬液通液流量および通液時間は、通常、分離膜モ
ジュールの閉塞状態、その他使用状況により任意に設定
され、比較的閉塞があまり起こっていない状況であれ
ば、少ない薬液を短時間で通液し、閉塞が進んでいるよ
うな状況であれば、多めの薬液を時間をかけて通液する
ことになるが、通常は膜面積１ｍ²当たり１〜５Ｌの液
量を１〜５時間の範囲内に設定するのが望ましい。

【００１０】但し、本発明においては、この薬液の通常
の通液だけでなく、その通液の初期時の通液流量（単位
時間当たりの通液量）をその後の通常時の通液流量より
も多くした高流量とすることに特徴がある。この場合、
通液当初の初期時から、通液終了時にかけて徐々に薬液
の通液流量を減少させることの他、薬液の通液流量を段
階的に減少させる方法が含まれる。また、通液流量を段
階的に減少させる場合には、二段階の他、三段階以上の
複数段階で行うことが含まれる。本発明において初期時
とは、分離膜モジューのル内容積分の液量を通液して、
分離膜モジュール内の処理液と薬液とを完全に置換した
時点を少なくとも過ぎる時点迄であり、初期時における
薬液の通液総量が分離膜モジュールの内容積に対して１
００％以上であり、１００〜５００％であることが望ま
しく、１００〜３００％であればより好適である。従っ
て、二段階とする場合には、第１段階が初期時に該当す
る。即ち、第１段階として所定量の薬液を通液した後に
は、第２段階として、低い流量に再調整して通液する。
また、薬液の通液を次第に減少させる場合や、３段階以
上の複数段階で減少させる場合には、初期時範囲におけ
る通液を高流量とし、その後の通液を低流量とする。こ
のような初期時における通液流量または第１段階におけ
る通液流量は、その後の通常時の通液流量または第２段
階での通液流量の２倍以上であることが望ましい。初期
時の通液流量が通常時の通液流量の２倍以上（通常時の
通液流量が初期時の通液流量の半分以下）であることに
より、洗浄効果を顕著に発揮しつつ、使用する薬液の総
量を低減できる。但し、必要以上の薬液を使用すること
は、原水、処理水への悪影響が考えられるだけでなく、
経済的にもコスト高へと繋がるため、５倍以下とするの
が好ましい。尚、薬液の通液を次第に減少させる場合
や、３段階以上の複数段階で減少させる場合には、初期
時範囲における流量の平均値と、その後の通常時の流量
の平均値とで対比する。

【００１１】また、薬液を通液する際には、分離膜洗浄
用のエアーバブリングを停止して薬液を通液し、さらに
通液後、一定時間そのままの状態を保持した後、エアー
バブリングを再開して分離膜を洗浄する手順で洗浄を行
うことにより、より分離膜へ薬液が浸透しやすくなり、
閉塞物質の剥離効率をより上昇させることが可能であ
る。特に、膜洗浄用エアーバブリングを停止した状態で
薬液を通液し、その終了後、１０〜１８０分間の範囲内
で薬液を保持させた後、エアーバブリングによる膜面洗
浄を１０〜１８０分間の範囲内で行なった後に、濾過運
転を開始することが望ましい。薬液保持時間およびエア
ーバブリング時間がそれぞれ１０分未満であると、洗浄
効果が充分に発揮しにくく、薬液の保持時間が１８０分
よりも長いと、１次側へと薬液が滲み出てしまい、それ
以上の薬液効果も期待できなくなる場合が多く、また、
エアーバブリングによる膜面洗浄を１８０分よりも長く
すると、全体の洗浄時間が長くなるため、濾過停止時間
も長くなり、設定される１日の処理量が低減する傾向に
ある。

【００１２】本発明によれば、既存の濾過装置に薬液槽
及び供給用のポンプ等を付設するだけで、槽外へ分離膜
モジュールを取り出すことなく、簡単な作業で、分離膜
モジュールの膜外表面の閉塞原因物質を少量の薬液で、
効率よく、より確実に分離膜モジュールから除去するこ
とができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を実施例を示して詳しく説明す
る。［実施例］図１に示すような、濾過装置を用いて分離膜
モジュールの洗浄を行った。分離膜モジュールとして、
ポリエチレン中空糸膜（「ステラポアーＬＦ」三菱レイ
ヨン（株）製、分画性能：０.１μｍ）を３本（８ｍ²／
１本）並列に積層したものを用い、被処理液槽へ設置し
た（分離膜の内容積：０．７Ｌ）。被処理液としては、
ＳＳが１００００ｍｇ／Ｌの活性汚泥水を用いて、ＬＶ
＝０.３ｍ／Ｄ、エアー量１５ｍ³／ｈで濾過処理を行っ
た。６ヶ月後、濾過開始時における初期差圧が、５ｋＰ
ａであったものが、差圧が３５ｋＰａとなった。このモ
ジュールについて以下のような洗浄を行った。まず、濾
過を停止すると共に、膜洗浄用エアーバブリング処理を
停止した。次に次亜塩素酸ナトリウム３０００ｍｇ／Ｌ
溶液を４０Ｌ準備し、まず、１.２Ｌ／ｍｉｎにて２分
間通液した後、流量を０.５Ｌ／ｍｉｎに変更して７０
分間通液を行った。通液終了後、エアーバブリング処理
を３０分行った。この洗浄における薬液通液時間は、準
備も含め１２０分間であった。この後、ＳＳが１０００
０ｍｇ／Ｌの活性汚泥水を用いて、ＬＶ＝０.３ｍ／
Ｄ、エアー量１５ｍ³／ｈで再び濾過処理を行ったとこ
ろ、差圧は５ｋＰａに復活していた。

【００１４】［比較例］実施例１において得られた６ヶ
月濾過処理後の分離膜モジュールについて、以下の洗浄
を行った。まず、濾過を停止すると共に、膜洗浄用エア
ーバブリング処理を停止した。次に次亜塩素酸ナトリウ
ム３０００ｍｇ／Ｌ溶液を４０Ｌ準備し、流量を０.５
Ｌ／ｍｉｎに設定して８０分間通液を行った。通液後、
エアーバブリングを３０分行った。この洗浄における薬
液通液時間は、準備も含め１３０分間であった。この
後、ＳＳが１００００ｍｇ／Ｌの活性汚泥水を用いて、
ＬＶ＝０.３ｍ／Ｄ、エアー量１５ｍ³／ｈで再び濾過処
理を行ったところ、１８ｋＰａであり、完全には復活さ
れなかった。従って、本実施例の洗浄方法によれば、薬
液の使用量および通液時間を共に削減しつつ、高い洗浄
効果を発揮することができた。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の分離膜モ
ジュールの洗浄方法によれば、分離膜モジュール膜外表
面の閉塞原因物質を、少量の薬液で、効率よく短時間
で、より確実に洗浄除去することができ、また、分離膜
モジュールを槽外へ取り出すことなく洗浄できるため、
大幅な装置上、運転上のコストアップなしに、経済的に
分離膜モジュールを洗浄することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の分離膜モジュールの洗浄方法を実施
するのに好適な濾過装置の一例を示す模式構成図であ
る。

【図２】被処理液槽内に分離膜モジュールを設置した
濾過装置の一例を示す模式構成図である。

【符号の説明】

１被処理液槽２ポンプ３配管４分離膜モジュール５圧力計６三方切換弁７濾液用配管８薬液槽９薬液用配管１０開閉弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者矢ノ根勝行愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目１番60号三菱レイヨン株式会社商品開発研究所内 (72)発明者加藤修身愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目１番60号三菱レイヨン株式会社商品開発研究所内Ｆターム(参考） 4D006 GA02 HA01 HA21 HA41 HA71 HA93 JA63A JA67A KA13 KA31 KA44 KB22 KC03 KC16 KD11 KD12 KD15 KD16 KD17 KD24 KE01P KE01R KE05P KE06P KE08P KE11P KE12P KE22Q KE24Q KE28R MA01 MA02 MA03 MA22 MC03 MC11 MC22 MC29 MC30 MC62 PA01 PA02 PB08 PC62 4D028 AC03 BB01 BC17 BD06 BD17 CA09 CC05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理液槽内に設置された分離膜モジュ
ールを洗浄する方法において、薬液を分離膜モジュール
の２次側から通液するに当たり、通液初期時の薬液の通
液流量を通液通常時よりも高流量とすることを特徴とす
る分離膜モジュールの洗浄方法。
【請求項２】薬液の通液を通液流量の異なる多段階で
行うことを特徴とする請求項１記載の分離膜モジュール
の洗浄方法。
【請求項３】薬液の通液を２段階で行い、第１段階の
通液流量を第２段階の通液流量よりも高流量とすること
を特徴とする請求項２記載の分離膜モジュールの洗浄方
法。
【請求項４】高流量時の通液流量が低流量時の通液流
量の２倍以上であることを特徴とする請求項１、２、３
のいずれかに記載の分離膜モジュールの洗浄方法。
【請求項５】初期時での薬液の通液総量が、分離膜モ
ジュールの内容積以上の量であることを特徴とする請求
項１、２、３のいずれかに記載の分離膜モジュールの洗
浄方法。
【請求項６】膜洗浄用エアーバブリングを停止した状
態で薬液を通液し、通液終了後、１０〜１８０分間の範
囲内で薬液を分離膜モジュール内に保持させた後、エア
ーバブリングによる膜面洗浄を１０〜１８０分間の範囲
内で行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記
載の分離膜モジュールの洗浄方法。