JP3866393B2 - 中空糸膜モジュールの洗浄方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は中空糸膜モジュールの洗浄方法に関し、特に汚濁性（殊に有機物の汚濁性）の高い液体を濾過する際の中空糸膜モジュールの洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、中空糸膜モジュールは、無菌水、飲料水、高純度水の製造や、空気の浄化といったいわゆる精密濾過の分野において多く使用されてきたが、近年、下水処理場における二次処理、三次処理や、浄化槽における固液分離、産業廃水中のｓｓ（浮遊懸濁物質）の固液分離、浄水場における河川水の直接濾過、工業用水道水の濾過、プール水の濾過等の高汚濁性水処理用途に用いる検討が様々な形で行われている。
【０００３】
しかしながら、これらの用途においては濾過の継続にしたがって濾過膜に目詰まりが生じ、濾過差圧が上昇した。この濾過膜の目詰まりは、大きくは２つに分類され、一つは膜面への微粒子等の堆積である。これに対しては、クロスフロー濾過や、気液混合流によるスクラビング洗浄で洗浄することができる。もう一つは、有機物や微少な無機元素等の吸着に由来するファウリングであり、ファウリングを洗浄するためには薬液による洗浄が不可欠である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
薬液洗浄は、一般的には中空糸膜モジュール浸漬用の薬液槽を別に用意し、その薬液槽中にモジュールを浸漬して洗浄する方法が一般的であり、洗浄効果は高い。しかし、この方法はモジュールの着脱操作が必要であり、操作が煩雑であった。
【０００５】
それに変わる方法として、モジュールをインラインで洗浄する方法が検討されている。一般的な洗浄方法として、中空糸膜の外側から中空部に向かって濾過を行う中空糸膜モジュールに対して、洗浄時に洗浄薬液を中空部から外側へ逆通液する方法が採られている。しかしながら、この方法を膜面積の大きい中空糸膜モジュールに適用した場合には、モジュール内の中空糸膜全体に薬液が行き渡る前に薬液が中空糸膜面から滲み出してしまい、中空糸膜全体の薬液洗浄が困難であった。
【０００６】
本発明の目的は、インラインで簡便に薬液洗浄できる中空糸膜モジュールの洗浄方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、中空糸膜の外側から中空部に向かって濾過を行う液体濾過用の中空糸膜モジュールを洗浄するに際して、中空糸膜の中空部に洗浄薬液を通液して循環させた後に、中空糸膜の中空部を加圧して洗浄薬液を中空糸膜を通過させる工程を少なくとも一回実施することを特徴とする中空糸膜モジュールの洗浄方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の中空糸膜モジュールの洗浄方法について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の洗浄方法の一例を示すフロー図である。
【０００９】
本発明の洗浄方法が適用される中空糸膜モジュール濾過方式としては、浸漬吸引濾過、水頭差による自重濾過および加圧缶体内にモジュールを装着する加圧濾過いずれを採ることも可能であるが、加圧濾過を例にとり説明する。
【００１０】
中空糸膜モジュールを用いた通常の加圧濾過時には、ポンプ１を作動させバルブ３を開き、バルブ４、５、６、７を閉じ濾過を行う。一方、洗浄時にはポンプ２を作動させ、バルブ３、４、７を閉じ、バルブ５、６を開き、薬液タンク１０から薬液を中空糸膜の中空部内に通液し循環させる。十分な循環を実施し、中空糸膜中空部内が薬液で置き換えられた後、ポンプ２を停止しバルブ４、７を開き、バルブ３、５、６を閉じ、エアー圧をかけて中空糸膜中空部内の薬液を膜壁を通して中空糸膜の外側へ逆向きに通液させる。この操作により、中空糸膜モジュール８の中空糸膜の膜壁（膜内部）内のファウリングが薬品洗浄される。
【００１１】
中空糸膜モジュールの構造には、大別すると中空糸膜の両端をそれぞれ別々に樹脂で固定する両端樹脂固定タイプと、中空糸膜をＵ字状に収束して樹脂で固定するかあるいは中空糸膜の一端は封止し片端の開口端を樹脂で固定する片端樹脂固定タイプがあるが、本発明の方法に用いる中空糸膜モジュールとしては両端樹脂固定タイプが好ましい。両端樹脂固定タイプの場合には、中空糸膜の中空部内への洗浄薬液の通液循環が容易かつ確実に実施できるからである。
【００１２】
本発明の洗浄方法において洗浄薬液として使用する薬品は、中空糸膜や濾過システムを構成する部材に損傷を与えずファウリング物質を溶解あるいは酸化分解するものであれば特に限定されるものではない。その具体例としては、次亜塩素酸ソーダ、クロラミン、過酸化水素水、苛性ソーダ、塩酸、蓚酸、クエン酸等を挙げることができる。
【００１３】
本発明の洗浄方法が適用される中空糸膜の材質も特に限定されず、ポリオレフィン、ポリスルフォン、ＰＡＮ、セルロース系等任意のものが使用できる。耐薬品性の高さや、膜の強伸度の高さ等を考えると、ポリオレフィン系の素材が好ましい。
本発明の洗浄方法において、中空糸膜の中空部に洗浄薬液を通液して循環させるのは、中空糸膜の中空部内を薬液で完全に置換するとともに、中空糸膜の内部に対して薬液を十分に接触させるためである。この通液循環時間が短いと、膜に対する薬液の接触が不十分となり、十分な洗浄が達成できない。通液循環時間としては、２０秒〜３時間程度が好ましい。薬液を通液循環した後の加圧操作は、連続的に実施してもよいし、間欠的に何回か加圧することにより洗浄薬液を膜内に浸透させてファウリング物質を溶解等させた後これを新たな洗浄薬液と交換するようにすることもできる。加圧操作の時間は、薬液の洗浄力によっても異なるが、通常、一回当たり５秒〜２０分程度が好ましい。
【００１４】
図２は、スクラビング洗浄の実施に適した中空糸膜モジュールであって、中空糸膜を緯糸とする編織物からなる中空糸膜を、その端部を開口状態に保ちつつ、中空糸膜に垂直な断面の形状が細長いほぼ矩型であるように合成樹脂で中空糸膜の両端が樹脂で別々に固定されてなる中空糸膜モジュールを示している。このタイプの中空糸膜モジュールに対して本発明の洗浄方法が効果的に適用することができる。
【００１５】
【実施例】
実施例
図２に示した形状の中空糸膜モジュール（ステラポアーＬ、商品名、三菱レイヨン（株）製）を用いて生活排水の活性汚泥固液分離を浸漬吸引濾過法で実施することによって、膜の目詰まりが生じた三本の洗浄試験用モジュール（モジュールＡ、Ｂ、Ｃ）を用意した。なお、濾過初期の中空糸膜モジュールの差圧は５ｋＰａ、目詰まり後の差圧は３５ｋＰａであった。
【００１６】
モジュールＡについては、２０００ｐｐｍの次亜塩素酸ソーダ水溶液の薬液タンクに２時間浸漬して洗浄した。モジュールＢについては、２０００ｐｐｍの次亜塩素酸ソーダ水溶液５Ｌに圧力１００ｋＰａを加えることで中空糸膜の中空部側から外側に向けて約５分間通液した。
モジュールＣは、本発明の方法にしたがった洗浄を実施した。すなわち、中空糸膜モジュールを図１のような薬液配管に取り付け、２０００ｐｐｍの次亜塩素酸ソーダ水溶液を中空糸膜の中空部内を流れるようにポンプで供給し、１時間中空糸膜の中空部内を通液循環させた。その後エアー圧１００ｋＰａを５分間加え、中空糸膜モジュール内部の薬液をすべて一次側へ押し出した。
このようにして薬液洗浄した後の各中空糸膜モジュールの差圧は、表１に示す通りであった。本発明の洗浄方法が適用された中空糸膜モジュールＣは、薬液中に浸漬する洗浄方法を適用した中空糸膜モジュールＡと同等の洗浄効果が達成された。
【００１７】
【表１】

【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の洗浄方法を説明するためのフロー図である。
【図２】本発明の洗浄方法に適した中空糸膜モジュールを示す模式図である。
【符号の説明】
１、２ ポンプ
３〜７ バルブ
８ 中空糸膜モジュール
９ エアーベント
１０ 薬液タンク

Claims (3)

1. 中空糸膜の外側から中空部に向かって濾過を行う液体濾過用の中空糸膜モジュールを洗浄するに際して、中空糸膜の中空部に洗浄薬液を通液して循環させた後に、中空糸膜の中空部を加圧して洗浄薬液を中空糸膜面を通過させる工程を少なくとも一回実施することを特徴とする中空糸膜モジュールの洗浄方法。
2. 中空糸膜モジュールが、中空糸膜の両端がそれぞれ樹脂で別々に固定されたタイプのものである請求項１記載の中空糸膜モジュールの洗浄方法。
3. 中空糸膜がポリオレフィン製である請求項１または２記載の中空糸膜モジュールの洗浄方法。

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