JP2020104067A - 中空糸膜の洗浄方法 - Google Patents
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Abstract
Description
濾過装置1は、農作物を栽培した後に排出される排液を濾過するための装置であって、内部に中空糸膜11が設けられており、実質的には中空糸膜11にて濾過が行われる。図1において、中空糸膜11が直列に2台配設されているが、他の実施形態において、中空糸膜11を1台としてもよいし、2台を並列に配設してもよいし、3台以上を直列又は並列に配設してもよい。
中空糸膜11は、側面に微細な孔を複数有する細長い筒状の構造を有している。濾過装置1において、図1に示すように中空糸膜11が複数本並設され、モジュール化される。一般的には中空糸膜の外壁側を原水側として、内壁側に濾過水を透過する方式であるが、本発明で採用した中空糸膜は、中空糸膜11の内壁が原水側となり、養液の排液は、中空糸膜11の内側を通過し中空糸膜11を透過したものは濾過水となり、濾過されずに中空糸膜11から排出されるものは、濃縮水となる。
洗浄液タンク2は、中空糸膜11を洗浄するための洗浄液を貯留するためのタンクである。図1に示すように、洗浄液タンク2に貯留されている洗浄液は、送液ポンプP2にて濾過装置1へ送液される。洗浄液タンク2の下部には、ヒーターHが備えられており、洗浄液タンク2に貯留されている洗浄液を所定の温度に加温することができる。ヒーターHの制御については、ヒーターHに接続されている温度調節装置Cが、図示しない制御装置に接続されており、洗浄の種類に応じて作動して洗浄液を、ヒーターH加温したり加温しなかったり制御される。
排液タンク3は、図示しない養液培地で農作物を栽培した後に排出される排液を貯留するタンクであり、その養液培地と配管にて接続されている。排液タンク3内の排液は、排液タンク3から送液ポンプP1により濾過装置1へ続く配管に排出される。その排出された排液は、フィルターF1、フィルターF2、フィルターF3を順番に通過して、排液に含まれている各種不純物を段階的に取り除く。具体的には、フィルターF1、フィルターF2、フィルターF3は、0.1〜100μmの範囲で順番に空隙が小さくなっており、排液に溶解しない径の大きい不純物から順に取り除かれる。フィルターF1、フィルターF2、フィルターF3は、それぞれ物理的に取替え可能であり、一定の期間使用することにより、圧力計G1、G2で所定以上の圧力差が生じた場合には、フィルターF1、フィルターF2、フィルターF3に目詰まりが発生したと判断して、フィルターF1、フィルターF2、フィルターF3を新しい物に交換することができる。そして、フィルターF1、フィルターF2、フィルターF3を通過した排液は、第一弁SV1を通過して濾過装置1へと送液される。
濾過タンク4は、濾過装置1にて濾過された濾液を貯留するタンクである。濾過装置1にて濾過された濾液は、第三弁SV3を通過し、流量計FMを通過して濾過タンク4に貯留される。そして、濾過タンク4に貯留された濾液は、図示しない養液培地へと送液し、再び農作物を栽培することができ、排液を循環して使用することができる。
中空糸膜11の洗浄方法は、フラッシング工程、加温加圧含浸工程、漬け置き工程、循環工程などを組み合わせることにより実施される。
フラッシング工程は、排液と当接する中空糸膜11における原水側を排液にて濾過時より多い流量で掛け流す工程である。例えば、内壁側から外壁側に向かって濾過する中空糸膜11であると、中空糸膜11の内壁側が原水側となる。具体的には、図1、図2に示すように、第一弁SV1、第九弁SV9、第六弁SV6、第七弁SV7が開いた状態で、第二弁SV2、第三弁SV3、第四弁SV4、第五弁SV5、第八弁SV8が閉じた状態で、排液タンク3から排液が、送液ポンプP1の稼働により排出され、そして、濾過装置1内の中空糸膜11の原水側を、濾過を行うときよりも多い流量で通液し、排液タンク3に戻る工程である。このように、排液を用いて中空糸膜11の原水側を掛け流すことにより、中空糸膜11の微細な孔の周囲に滞留する有機物微粒子などの不純物を物理的に取り除くことができる。なお、第一弁SV1乃至第九弁SV9は電磁弁となっており、それらと接続されている図示しない制御装置において所定のプログラムが命令に従って実行され、それらの弁の開閉が制御される。この場合、各弁の開閉状態を遠隔で監視できるようにすることで正常な稼動状態を管理することもできる。
加温加圧含浸工程は、25〜45℃に加温された洗浄液を0.1〜1.0MPaにて濾過装置1に送液する工程である。具体的には、図1、図2に示すように、第四弁SV4、第八弁SV8が開いた状態で、第一弁SV1、第二弁SV2、第三弁SV3、第五弁SV5、第六弁SV6、第七弁SV7、第九弁SV9が閉じた状態で、ヒーターHで25〜45℃に加温された洗浄液が、洗浄液タンク2から送液ポンプP2の稼働により排出され、そして、0.1〜1.0MPaの水圧にて濾過装置1内の中空糸膜11の原水側から濾過側、すなわち、中空糸膜11の微細な孔を通じ濾過する方向へ通液させる洗浄工程である。このように、所定温度に加温された洗浄液を用いて濾過装置1内の中空糸膜11の微細な孔を通液することにより、中空糸膜11の微細な孔の中に詰まった有機物微粒子などの不純物に洗浄液を十分含浸させ洗浄することができる。
漬け置き工程は、洗浄液を0.1〜1.0MPaに保って送液経路内で静置する工程である。具体的には、加温加圧含浸工程の洗浄時に、ヒーターHで25〜45℃に加温された洗浄液が、洗浄液タンク2から送液ポンプP2の稼働により排出され、そして、0.1〜1.0MPaの水圧にて濾過装置1内の中空糸膜11の原水側から濾過側、すなわち、中空糸膜11の微細な孔を濾過する方向へ通液した後に、図1、図2に示すように、第九弁SV9が開いた状態、第一弁SV1、第二弁SV2、第三弁SV3、第四弁SV4、第五弁SV5、第六弁SV6、第七弁SV7、第八弁SV8が閉じた状態とし、加圧状態を2〜4時間程度維持して、濾過装置1内の中空糸膜11を洗浄液にて漬け置き状態にする工程である。このように、所定温度に加温された洗浄液を所定の圧力で保つことにより、濾過装置1内の中空糸膜11の微細な孔の中に付着した有機物微粒子などの不純物を化学的に溶解又は分解させて取り除くことができる。
循環工程は、25〜45℃に加温された洗浄液を、洗浄液が貯留されている洗浄液タンク2と濾過装置1との間を循環するように送液する工程である。具体的には、図1、図2に示すように、第四弁SV4、第八弁SV8、第九弁SV9が開いた状態で、第一弁SV1、第二弁SV2、第三弁SV3、第五弁SV5、第六弁SV6、第七弁SV7が閉じた状態で、ヒーターHで25〜45℃に加温された洗浄液が、洗浄液タンク2から送液ポンプP2の稼働により排出され、そして、濾過装置1内の中空糸膜11の原水側から濾過側、すなわち、中空糸膜11の微細な孔を通じ濾過する方向と、原水側から濃縮側、すなわち、中空糸膜11にて濾過せずに第九弁SV9の方向へ通液し、洗浄液タンク2に戻る工程を所定時間繰り返す工程である。このように、所定温度に加温された洗浄液を用いて洗浄液タンク2から濾過装置1を循環して通液することにより、中空糸膜11の微細な孔の中及び壁面に詰まったり付着したりした有機物微粒子などの不純物を化学的に溶解又は分解させて取り除くことができる。また、加温加圧含浸工程などと同様に、洗浄液の温度は、25〜45℃に加温することが好ましく、30〜40℃がさらに好ましい。
農業用ビニールハウス内で農作物の養液栽培を行い、排液及び洗浄液を用いて以下のように濾過装置1内の中空糸膜11の洗浄を行った。すなわち、10分周期でフラッシング工程を実施し、3日周期で35℃に加温した洗浄液を0.2MPaにて濾過装置1に送液する加温加圧含浸工程を実施し、加温加圧含浸後に2時間漬け置き洗浄し、その後20分循環洗浄を実施した。
加温加圧含浸工程、循環工程を行わなかった以外、実施例1と同様に濾過装置1内の中空糸膜11の洗浄を行った。
加温加圧含浸工程を行わなかった以外、実施例1と同様に濾過装置1内の中空糸膜11の洗浄を行った。
11・・・中空糸膜
2・・・洗浄液タンク
21・・・薬剤タンク
3・・・排液タンク
4・・・濾過タンク
P1〜P3・・・送液ポンプ
SV1〜SV9・・・第一弁〜第九弁
H・・・ヒーター
C・・・温度調節装置
F1〜F3・・・フィルター
S1〜S3・・・液面センサー
G1、G2・・・圧力計
FM・・・流量計
WS・・・給水装置
Claims (3)
- 養液栽培の排液を中空糸膜にて濾過する濾過装置で実施される中空糸膜の洗浄方法であって、
前記排液と当接する前記中空糸膜における原水側を前記排液にて濾過時より多い流量で掛け流すフラッシング工程と、
25〜45℃に加温された洗浄液を0.1〜1.0MPaにて前記濾過装置に送液する加温加圧含浸工程と、
前記洗浄液を0.1〜1.0MPaに保って静置する漬け置き工程と、
25〜45℃に加温された前記洗浄液を前記洗浄液が貯留されている洗浄液タンクと前記濾過装置との間を循環するように送液する循環工程とを備えることを特徴とする中空糸膜の洗浄方法。 - 前記洗浄液が、アルカリ性洗浄液又は塩素系洗浄液であることを特徴とする請求項1に記載の中空糸膜の洗浄方法。
- 制御装置により、
前記フラッシング工程と、前記加温加圧含浸工程と、前記循環工程と、前記漬け置き工程が前記排液に応じて実施されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の中空糸膜の洗浄方法。
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