JPH09313902A - 浸漬型セラミック膜分離装置の薬品洗浄方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セラミック分離膜を効果的に洗浄できる薬品
洗浄方法を提供する。 【解決手段】 セラミック分離膜の透過水流路に濾過時
とは逆方向に薬液を圧送する薬品洗浄工程を、１週間に
１回から６か月に１回の間隔で行う。セラミック分離膜
にスケールやスライムなどがほとんど付着していない時
点で薬品洗浄することになるので、セラミック分離膜の
いずれの部分にも均等に薬液を浸透させることができ、
セラミック分離膜を一様に洗浄できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、浄水、下水、し
尿、産業廃水等を処理する水処理、および汚泥の濃縮、
菌体分離、海水淡水化などを行う浸漬型セラミック膜分
離装置の逆洗方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、浄水、下水、し尿、産業廃水等を
処理する水処理、および汚泥の濃縮、菌体分離、海水淡
水化などを行う水処理装置として、処理槽内の被処理水
に浸漬して設けられる浸漬型セラミック膜分離装置が知
られている。

【０００３】浸漬型膜分離装置は、たとえば、複数本の
管状セラミック分離膜を配列した膜モジュールを複数段
積層し、各セラミック分離膜の透過水流路に連通する透
過水吸引管を設け、膜モジュールの下方に散気装置を設
けており、透過水吸引管を介して透過水流路内に吸引圧
を作用させることによって、セラミック分離膜により被
処理水を濾過し、膜面を透過して透過水流路内に流入し
た透過水を透過水吸引管を通じて槽外へ取り出すととも
に、散気装置からの気泡流によってセラミック分離膜の
表面を洗浄するようにしている。

【０００４】そして、セラミック分離膜の表面や内部に
スケールやスライムなどが付着し、濾過性能が低下して
きた時に、セラミック分離膜の透過水流路に濾過時とは
逆方向に薬液を圧送することにより、セラミック分離膜
を薬品洗浄するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スケー
ルやスライムなどはセラミック分離膜に均一に付着する
わけではないので、濾過性能が低下してから薬品洗浄を
行うと、スケールやスライムなどの付着が少ない部分で
は薬液が浸透し易く、付着が多い部分では濾過抵抗が大
きく薬液が浸透しにくいため、均等に薬品洗浄がなされ
ず、洗浄効果が低い場合がある。

【０００６】本発明は上記問題を解決するもので、セラ
ミック分離膜を効果的に洗浄できる浸漬型セラミック膜
分離装置の薬品洗浄方法を提供することを目的とするも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明の請求項１記載の浸漬型セラミック膜分離装
置の薬品洗浄方法は、セラミック分離膜の透過水流路に
濾過時とは逆方向に薬液を圧送してセラミック分離膜を
薬品洗浄する浸漬型セラミック膜分離装置の薬品洗浄方
法において、薬品洗浄を１週間に１回から６か月に１回
の間隔で行うようにしたものである。

【０００８】請求項２記載の浸漬型セラミック膜分離装
置の薬品洗浄方法は、セラミック分離膜の透過水流路内
に薬液を３０分間から２４時間保持するようにしたもの
である。

【０００９】請求項３記載の浸漬型セラミック膜分離装
置の薬品洗浄方法は、薬品洗浄を酸化剤溶液、酸あるい
は塩基の溶液、および還元剤溶液の内の少なくとも２種
類の薬液により多段階的に行うようにしたものである。

【００１０】請求項４記載の浸漬型セラミック膜分離装
置の薬品洗浄方法は、薬液として、有効塩素濃度５００
〜１００００ｍｇ／ｌの次亜塩素酸ナトリウム水溶液、
塩素水、または二酸化塩素水である酸化剤溶液を用いる
ようにしたものである。

【００１１】請求項５記載の浸漬型セラミック膜分離装
置の薬品洗浄方法は、薬液として、５００〜１００００
ｍｇ／ｌの塩酸、硫酸、硝酸、シュウ酸水溶液、クエン
酸水溶液、または水酸化ナトリウム水溶液である酸ある
いは塩基の溶液を用いるようにしたものである。

【００１２】請求項６記載の浸漬型セラミック膜分離装
置の薬品洗浄方法は、薬液として、５００〜１００００
ｍｇ／ｌの亜硫酸酸ナトリウム水溶液、重亜硫酸ナトリ
ウム水溶液、またはチオ硫酸ナトリウム水溶液である還
元剤溶液を用いるようにしたものである。

【００１３】上記した請求項１記載の構成によれば、洗
浄間隔を１週間に１回から６か月に１回としたので、セ
ラミック分離膜にスケールやスライムなどがほとんど付
着していない時点で薬品洗浄することになり、セラミッ
ク分離膜のいずれの部分でも均等に薬液が浸透し、効果
的に薬品洗浄がなされる。

【００１４】請求項２記載の構成によれば、薬液を３０
分間から２４時間保持することにより、化学反応のため
の時間が確保されるので、セラミック分離膜が効果的に
洗浄される。

【００１５】請求項３記載の構成によれば、薬品洗浄を
少なくとも２種類の薬液により多段階的に行うことによ
り、セラミック分離膜がより効果的に洗浄される。請求
項４記載の構成によれば、適当濃度の酸化剤溶液で薬品
洗浄を行うようにしたため、分離膜に付着した主として
有機物を好適に除去できる。

【００１６】請求項５記載の構成によれば、適当濃度の
酸あるいは塩基の溶液で薬品洗浄を行うようにしたた
め、分離膜に付着した無機物や有機物を好適に除去でき
る。請求項６記載の構成によれば、適当濃度の還元剤溶
液で薬品洗浄を行うようにしたため、酸化剤溶液で薬品
洗浄した後の酸化剤の影響を排除できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１および図２は、本発明の浸漬
型セラミック膜分離装置の薬品洗浄方法が行われる水処
理装置の全体構成を示した説明図である。このような水
処理装置はたとえば、河川水、湖沼水、地下水、海水な
どを処理する浄水処理、および下水、し尿、産業廃水な
どを処理する活性汚泥処理において用いられるものであ
り、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）、硫酸バンド、塩
化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄（ポリ鉄）などの凝集剤を添
加する処理においても用いられる。

【００１８】図１において、１は被処理水供給管２より
被処理水が供給される処理槽であり、槽内の被処理水に
浸漬して外圧型の膜分離装置３を設け、膜分離装置３の
下方に、被処理水に曝気空気を供給するブロワ４に接続
した曝気装置５を設けている。処理槽１の底部には、余
剰汚泥を引き抜く汚泥引抜管１ａが設けられている。

【００１９】膜分離装置３は、複数本の管状セラミック
分離膜により膜モジュールを構成し、この膜モジュール
を複数段積層するとともに、セラミック分離膜の内側す
なわち透過水流路に連通する透過水吸引管６を設けてい
る。透過水吸引管６はコントロール弁７および吸引ポン
プ８を備え、槽外の処理水槽９に導かれていて、吸引ポ
ンプ８の吸引負圧を透過水吸引管６を通して膜分離装置
３の分離膜の内側に作用させ、吸引負圧によりセラミッ
ク分離膜を透過した透過水を処理水槽９に送るようにな
っている。

【００２０】処理水槽９は、逆洗ポンプ１０とコントロ
ール弁１１とを備えた逆洗水供給管１２を設けていて、
逆洗水供給管１２を通して、槽内に貯留された透過水を
膜分離装置３の分離膜の内側に圧送できるようになって
いる。逆洗水供給管１２の管路には薬品槽１３から導か
れた薬注管１４が開口していて、薬注ポンプ１５により
薬品槽１３内の薬品を逆洗水供給管１２に送り込むよう
になっている。

【００２１】このような水処理装置を運転する時は、コ
ントロール弁７を開くとともにコントロール弁１１を閉
じ、被処理水供給管２より処理槽１に被処理水を導入す
る状態において、吸引ポンプ８を駆動する。そして、こ
の吸引ポンプ８の吸引負圧を吸引管６を通じて膜分離装
置３の分離膜の内側に作用させ、槽１内の被処理水を分
離膜により濾過して、被処理水中の濁質を槽内に残留さ
せるとともに、分離膜を透過した透過水を取り出して吸
引管６により処理水槽９に送る。またこのとき、ブロワ
ー４より曝気装置５を通じて曝気空気を供給し、被処理
水の上向流を生起して膜分離装置３に向けて供給するこ
とにより、分離膜の膜面を洗浄する。そして、分離効率
の低下を防止するために適宜、膜分離装置３の逆洗を行
う。

【００２２】以下、膜分離装置の逆洗方法を説明する。
処理槽１への被処理水の導入を中止し、コントロール弁
７を閉じるとともに吸引ポンプ８を停止させて、膜分離
装置３による濾過を停止する。そして、コントロール弁
１１を開き、逆洗ポンプ１０を作動させて、処理水槽９
内に貯留された透過水を逆洗水供給管１２により膜分離
装置３の分離膜の内側に圧送しつつ、曝気空気により生
起される被処理水の上向流を膜分離装置３に供給するこ
とにより、分離膜に形成された付着層などを剥離する。

【００２３】そして、このようにして濾過の間に透過水
による逆洗を適宜行いながら、適当洗浄間隔で薬品洗浄
を行う。薬品洗浄を行う時は、薬注ポンプ１５を駆動
し、逆洗水供給管１２内を圧送される透過水に薬品槽１
３内の薬品を注入して、適当濃度の薬液を調製する。そ
して、この薬液を分離膜の内側に送り込んで、膜の内側
から外側へ浸透させることにより、膜への付着物を化学
的に除去する。

【００２４】薬品洗浄は、被処理水の性状に応じて１週
間に１回〜６か月に１回程度、分離膜にスケールやスラ
イムなどがほとんど付着していない時点で行えばよく、
これにより、分離膜のいずれの部分でも均等に薬液が浸
透し、効果的に薬品洗浄がなされる。その際、分離膜の
透過水流路内に薬液を３０分間から２４時間保持すれば
よく、これにより、化学反応のための時間が確保され、
分離膜がさらに効果的に洗浄される。

【００２５】薬品としては、次亜塩素酸ナトリウム溶
液、塩素水、二酸化塩素水などの酸化剤、あるいは塩
酸、硫酸、硝酸、シュウ酸、クエン酸または水酸化ナト
リウムなどの酸または塩基を用いることができる。酸化
剤の場合は有効塩素濃度約５００〜１００００ｍｇ／
ｌ、好ましくは約５００〜１０００ｍｇ／ｌの透過水中
濃度となるように添加し、酸または塩基の場合は５００
〜１００００ｍｇ／ｌの透過水中濃度となるように添加
する。

【００２６】以下、図２を用いて、本発明の他の実施形
態を説明する。図２に示した水処理装置は図１を用いて
説明した水処理装置とほぼ同じなので、同一構成および
同一作用を有する装置および部材に同じ符号を付してそ
の説明を省略する。ただし、逆洗水供給管１２の管路に
さらに薬品槽２６から導かれた薬注管２７が開口してい
て、薬品槽２６内の薬品を薬注ポンプ２８により逆洗水
供給管１２に送り込むようになっている。

【００２７】図２に示した水処理装置において、第１工
程において、逆洗水供給管１２内を流れる透過水に、薬
注管１４より薬品槽１３内の薬品、たとえば次亜塩素酸
ナトリウム溶液である酸化剤を注入し、適当濃度となっ
た酸化剤溶液を分離膜の内側に圧送して薬品洗浄を行
う。次いで、第２工程において、透過水のみで分離膜を
逆洗し、分離膜の内側に残留している酸化剤を分離膜の
外側へ押し出す。これにより、濾過を再開したときも、
酸化剤は非常に希薄な溶液として流入するのみとなり、
この水処理装置の後段において、酸化剤に弱いＲＯ膜を
設けた膜分離装置などを使用する処理も可能となる。

【００２８】または、図２に示した水処理装置におい
て、たとえば、薬品槽１３内に次亜塩素酸ナトリウム溶
液である酸化剤、薬品槽２６内に重亜硫酸ナトリウム溶
液である還元剤を入れておく。そして、第１工程におい
て、逆洗水供給管１２内を流れる透過水に薬注管１４よ
り薬品槽１３内の酸化剤を注入し、適当濃度となった酸
化剤溶液を分離膜の内側に圧送することにより薬品洗浄
を行う。

【００２９】その後、第２工程において、薬注ポンプ１
５を停止させて薬注ポンプ２８を駆動し、薬品槽２６内
の還元剤を薬注管２７より逆洗水供給管１２に注入し、
適当濃度となった還元剤溶液を分離膜の内側に圧送する
ことにより薬品洗浄を行う。

【００３０】これにより、分離膜の内部や内側に残留し
ている酸化剤を還元剤の作用により失活させ、透過水に
よる逆洗を行うことなく酸化剤の影響を排除できる。ま
たは、図２に示した水処理装置において、たとえば、薬
品槽１３内に塩酸、薬品槽２６内に次亜塩素酸ナトリウ
ム溶液を入れておく。そして、第１工程において、薬品
槽１３内の塩酸により適当時間薬品洗浄を行って無機物
を除去し、その後、薬品槽２６内の次亜塩素酸ナトリウ
ム溶液により適当時間薬品洗浄を行って有機物を除去す
る。次いで、第２工程において、透過水のみで分離膜を
逆洗し、次亜塩素酸ナトリウムを分離膜の外側へ押し出
してその影響を排除する。

【００３１】または、上記した第１工程における薬品洗
浄の順序を変えて、次亜塩素酸ナトリウム溶液による薬
品洗浄を行った後に、塩酸溶液による薬品洗浄を行って
もよい。

【００３２】または、上記した第２工程において、透過
水で分離膜を逆洗する代わりに、重亜硫酸ナトリウムな
どの還元剤溶液で分離膜を逆洗して、次亜塩素酸ナトリ
ウム酸化剤を失活させてもよい。

【００３３】また、上記においては、透過水に薬品を注
入して薬液を調製したが、薬品槽内に予め調製した薬液
を入れておき、この薬液を膜分離装置に圧送して薬品洗
浄を行ってもよいことは言うまでもない。また、上記に
おいては、管状セラミック分離膜により構成された外圧
型膜分離装置を用いたが、この逆洗方法を平膜型膜分離
装置や内圧型膜分離装置に適用してもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、薬品洗浄
間隔を１週間に１回から６か月に１回として、セラミッ
ク分離膜にスケールやスライムなどがほとんど付着して
いない時点で薬品洗浄するようにしたことにより、セラ
ミック分離膜のいずれの部分にも均等に薬液を浸透させ
ることができ、セラミック分離膜を一様に洗浄できる。
したがって、セラミック分離膜を配列した膜モジュー
ル、または膜モジュールを積層した膜分離装置全体を処
理槽の外部に取り出す必要はなく、処理槽の内部に設置
した状態で膜分離装置を半永久的に運転できる。

【００３５】このとき、セラミック分離膜の透過水流路
に薬液を３０分間から２４時間保持することにより、化
学反応のための時間を確保するようにしたので、これに
よっても薬品洗浄効果を高めることができる。また、薬
品洗浄を少なくとも２種類の薬液により多段階的に行う
ことによっても、セラミック分離膜をより効果的に洗浄
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の浸漬型セラミック膜分離
装置の薬品洗浄方法が行われる水処理装置の全体構成を
示した説明図である。

【図２】本発明の他の実施形態の浸漬型セラミック膜分
離装置の薬品洗浄方法が行われる水処理装置の全体構成
を示した説明図である。

【符号の説明】

１ 処理槽 ３ 膜分離装置 13 薬品槽 26 薬品槽

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾崎 俊也 大阪府大阪市西淀川区西島２丁目１番地６ 号 株式会社クボタ新淀川工場内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミック分離膜の透過水流路に濾過時
   とは逆方向に薬液を圧送してセラミック分離膜を薬品洗
   浄する浸漬型セラミック膜分離装置の薬品洗浄方法にお
   いて、薬品洗浄を１週間に１回から６か月に１回の間隔
   で行うことを特徴とする浸漬型セラミック膜分離装置の
   薬品洗浄方法。
2. 【請求項２】 セラミック分離膜の透過水流路内に薬液
   を３０分間から２４時間保持することを特徴とする請求
   項１記載の浸漬型セラミック膜分離装置の薬品洗浄方
   法。
3. 【請求項３】 薬品洗浄を酸化剤溶液、酸あるいは塩基
   の溶液、および還元剤溶液の内の少なくとも２種類の薬
   液により多段階的に行うことを特徴とする請求項１また
   は請求項２のいずれかに記載の浸漬型セラミック膜分離
   装置の薬品洗浄方法。
4. 【請求項４】 薬液として、有効塩素濃度５００〜１０
   ０００ｍｇ／ｌの次亜塩素酸ナトリウム水溶液、塩素
   水、または二酸化塩素水である酸化剤溶液を用いること
   を特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の
   浸漬型セラミック膜分離装置の薬品洗浄方法。
5. 【請求項５】 薬液として、５００〜１００００ｍｇ／
   ｌの塩酸、硫酸、硝酸、シュウ酸水溶液、クエン酸水溶
   液、または水酸化ナトリウム水溶液である酸あるいは塩
   基の溶液を用いることを特徴とする請求項１から請求項
   ３のいずれかに記載の浸漬型セラミック膜分離装置の薬
   品洗浄方法。
6. 【請求項６】 薬液として、５００〜１００００ｍｇ／
   ｌの亜硫酸酸ナトリウム水溶液、重亜硫酸ナトリウム水
   溶液、またはチオ硫酸ナトリウム水溶液である還元剤溶
   液を用いることを特徴とする請求項１から請求項３のい
   ずれかに記載の浸漬型セラミック膜分離装置の薬品洗浄
   方法。