JP4433553B2 - Cleaning method for spiral membrane module - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、精密濾過装置、限外濾過装置、逆浸透膜分離装置などの膜分離装置に用いられるスパイラル型膜モジュールを効率的に洗浄する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
精密濾過装置、限外濾過装置、逆浸透膜分離装置などの膜分離装置内に装填される膜モジュールとして、集水管の外周に分離膜を巻回したスパイラル型膜モジュールがある。
【0003】
図2はスパイラル型膜モジュールの構造の一例を示す一部分解斜視図である。
【0004】
集水管1の外周の複数の袋状の分離膜2がメッシュスペーサ3を介して巻回されている。
【0005】
集水管1には管内外を連通するスリット状開口が穿設されている。分離膜2は袋状のものであり、その中央部が集水管1をくるんでいる。この袋状分離膜2の内部にはメッシュスペーサ等よりなる流路材4が挿入されており、この袋状分離膜(袋状膜)2の内部が透過水流路となっている。
【0006】
袋状膜2の巻回体5の両端にトップリング6とエンドリング7とが設けられ、その外周にブラインシール8が周設されている。
【0007】
原水は、巻回体5の前端面から袋状膜2同士の間の原水流路に流入し、そのまま巻回体5の長手方向に流れ、巻回体5の後端面から濃縮水として流出する。この原水流路を流れる間に水が袋状膜2を透過してその内部に入り、集水管1内に流入し、該集水管1の後端側からモジュール外に取り出される。
【0008】
従来、このようなスパイラル型膜モジュールの膜面にスライムやスケール等の汚染物質が付着して膜分離性能が低下したときには、このスパイラル型膜モジュールを膜分離装置内に装填したまま、膜モジュール内に洗浄薬液を循環させて洗浄することにより、膜性能の回復を図っている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、膜モジュールを膜分離装置内に装填したまま洗浄する従来の膜モジュールの洗浄方法では、良好な洗浄効果が得られず、膜性能を十分に回復し得ないという欠点がある。また、必要な洗浄薬液量が多く、洗浄コストが嵩む上に、洗浄廃水処理の面でも不利であった。
【0010】
本発明は上記従来の問題点を解決し、スパイラル型膜モジュールを少ない洗浄薬液量で効率的に洗浄して膜性能を効果的に回復させることができるスパイラル型膜モジュールの洗浄方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明のスパイラル型膜モジュールの洗浄方法は、洗浄するスパイラル型膜モジュールを上向きの容器内に垂直に収容した後、前記膜モジュールの少なくとも四分の一が浸漬するように、洗浄薬液を該容器の下部から注入する工程と、次いで容器の下部から加圧空気を導入して前記洗浄薬液を前記膜モジュールの膜面全域に浸透させる工程と、その後容器の下部からすすぎ用の水と空気の混合流体を導入して前記膜モジュール上部から排出する工程とを有することを特徴とする。
【0012】
かかる本発明のスパイラル型膜モジュールの洗浄方法によると、容器内の下部に少量の洗浄薬液を供給した後、この容器の下部に空気と水の混合流体を導入することにより、洗浄薬液を膜モジュールの全体に行き渡らせることができるので、少量の洗浄薬液で膜モジュールの全体を洗浄することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明のスパイラル型膜モジュールの洗浄方法の実施の形態を詳細に説明する。
【0014】
図1は実施の形態に係るスパイラル型膜モジュールの洗浄方法に用いられる洗浄装置の系統図であり、上向き筒状の容器20内にスパイラル型膜モジュール30を収容して該膜モジュール30を洗浄するようにしている。
【0015】
この筒状容器20の底部は底蓋状の底座21で閉鎖されている。この底座21の中央部には凹部よりなる流体受入室22が設けられており、流体受入室22に連通するように流入口23,24が筒状容器20の径方向に貫設されている。
【0016】
流入口23には、洗浄薬液タンク10内の洗浄薬液が、弁11、配管12を介して導入可能とされると共に、弁14を有した配管13から、該配管12を介して圧力3〜4kg/cm2程度の圧搾空気が導入可能とされている。
【0017】
流入口24には、弁26付きの配管25を介して、すすぎ用の水(純水など)が導入可能とされている。
【0018】
底座21には段部27が設けられており、スパイラル型膜モジュール30の端面の外周縁近傍部分がリング状のゴムパッキン28を介して該段部27に着座している。
【0019】
容器20の上部には、径方向に複数のスポーク40が架設されている。なお、このスポーク40は容器20に対し着脱自在となっている。
【0020】
該スポーク40の求心端にナット41が固着されている。このナット41にスクリューロッド42が上下方向に螺進可能に螺合しており、該ロッド42の下端の押え部材44によって膜モジュール30を下向きに押え付けることが可能となっている。ロッド42の上部にはハンドル43が取り付けられている。
【0021】
容器20の上部には、外方に拡径する形状の水受けトレー50が設けられており、容器20の上端を溢流した水が該トレー50内に流入し、排水口51から排水管52を介して排出可能となっている。なお、容器20のトレー50との接続部から底座21との接続部までの部分は連続壁を有する筒であっても、パイプ又は棒を間隔をあけて筒状に配置したものであってもよい。後者の場合、膜モジュール30の上部をゴムパッキンでシールすればよい(図示せず)。
【0022】
この洗浄装置を用いた膜モジュール30の洗浄手順の一例を次に説明する。
【0023】
まず、図示の通り膜モジュール30を容器20内に収容した後、スポーク40を容器20の上端に架設し、ロッド42を回して膜モジュール30を上方から押えつける。
【0024】
次いで、弁11を開弁し、タンク10内の洗浄薬液を容器20内に導入する。この洗浄薬液の導入量は、膜モジュール30の下側から約1/4あるいはそれ以上(例えば1/4〜1/3程度)が浸漬する程度とする。次いで、弁11を閉め、代りに弁14を開け、圧搾空気を容器20内に導入し、洗浄薬液をバブリングする。これにより、洗浄薬液が気液混相液となり、容器20内の上部にまで立ち昇り、膜モジュール30の全体が気液混相状態の洗浄薬液と接触し、膜面が強力に洗浄され、付着物の剥離等が行われる。
【0025】
なお、この洗浄薬液バブリングに際し、集水管を介して膜モジュールの透過水側の加圧や減圧を行ってもよい。また、この透過水側に水を圧入して原水側の流路の間隙を狭くしたり、水を抜いて減圧し原水側の間隙を大きくしてもよい。
【0026】
容器20の上端からトレー50内にオーバーフローした液に対して消泡剤を添加して消泡してもよい。トレー50にビニール等を被せて液滴の飛散を防止してもよい。
【0027】
所定時間(例えば3〜5分)経過した後、あるいは、必要に応じこのバブリングを複数回繰り返した後、弁14を閉め、弁26を開け、水を容器20内に導入する。このときの水の導入量は、実装置での膜モジュール30の通水速度と同じ上昇流速となる程度とする。この水の導入は1〜5分程度とする。
【0028】
次いで、弁26を開けたまま、弁14を開け、容器20内をバブリングする。これにより、膜モジュールから剥離した異物を押し流す。このバブリング時の空気量は、気液混相流の上昇流速が、実装置での通水量と同等以上、好ましくは2〜3倍となる程度とする。このバブリングを必要に応じ複数回繰り返す。そして、容器20の上部から流出する水質(例えばpHや汚れ具合)をチェックし、満足する水質になったならば洗浄を終了する。
【0029】
そして、弁14を開いて空気を供給し、容器20内の残存水を排出する。その後、膜モジュール30を容器20から取り外す。
【0030】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【0031】
実施例1
図1の装置において、洗浄薬液として、界面活性剤5%、ヒドラジン0.5%を含むpH12の苛性ソーダ水溶液を用いた。
【0032】
底座21の内径(直径)は21cm、容器高さは142cm、膜モジュールの外径は20cm、長さは102cmである。この膜モジュールはRO膜モジュールである。
【0033】
図1の通り、膜モジュールを洗浄装置にセットした後、次の手順で洗浄を行った。
(1) 弁11を開き、洗浄薬液5Lを容器20に導入する。
(2) 弁14を開き、3〜4kg/cm2の空気を容器20に導入し、約3分バブリングする。
(3) 弁14を閉め、代わりに弁26を開け、水を2分間で52L導入する。上昇流速は26L/minである。
(4) 弁26を開けたまま、5分間弁14を開け、バブリングする。気液混相流の上昇流速は15L/minであった。
(5) 水質をチェックし、洗浄終了とする。弁26を閉め、弁14を開け、残存水を排出した後、膜モジュール30を取り出す。
【0034】
以上の約20分の工程で、次の通りの洗浄効果を得ることができた。即ち、膜モジュールの入口圧力は、21.5kg/cm2であったものが9.1kg/cm2に低下した。また、出口圧力は19.6kg/cm2であったものが7.9kg/cm2に低下した。処理水量は、0.81m3/Hrであったものが1.71m3/Hrにまで回復した。
【0035】
【発明の効果】
以上の通り、本発明のスパイラル型膜モジュールの洗浄方法によれば、スパイラル型膜モジュールを少ない洗浄薬液量で効率的に洗浄して膜性能を効果的に回復させることができる。
【0036】
本発明によれば、膜モジュール洗浄時の汚染物質を一過式で系外に排出できる;膜モジュール洗浄薬液の節約が可能となる(例えば、100〜150Lの水を節約できる。);圧力容器にセットすることなく簡単に膜モジュールを洗浄することができる;等の効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態に係るスパイラル型膜モジュールの洗浄方法に用いられる洗浄装置の系統図である。
【図2】 一般的なスパイラル型膜モジュールの構造を示す一部分解斜視図である。
【符号の説明】
10 洗浄薬液タンク
20 容器
22 流体受入室
30 スパイラル型膜モジュール
42 スクリューロッド
43 ハンドル
44 押え部材
50 水受けトレー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for efficiently washing a spiral membrane module used in a membrane separation device such as a microfiltration device, an ultrafiltration device, or a reverse osmosis membrane separation device.
[0002]
[Prior art]
As a membrane module loaded in a membrane separation device such as a microfiltration device, an ultrafiltration device, or a reverse osmosis membrane separation device, there is a spiral membrane module in which a separation membrane is wound around the outer periphery of a water collecting pipe.
[0003]
FIG. 2 is a partially exploded perspective view showing an example of the structure of the spiral membrane module.
[0004]
A plurality of bag-like separation membranes 2 on the outer periphery of the water collecting pipe 1 are wound through a mesh spacer 3.
[0005]
The water collecting pipe 1 is provided with a slit-like opening that communicates the inside and outside of the pipe. The separation membrane 2 has a bag shape, and the central portion surrounds the water collecting pipe 1. A channel material 4 made of mesh spacers or the like is inserted into the bag-shaped separation membrane 2, and the inside of the bag-shaped separation membrane (bag-shaped membrane) 2 is a permeate channel.
[0006]
A top ring 6 and an
[0007]
The raw water flows into the raw water flow path between the bag-like membranes 2 from the front end face of the wound body 5, flows as it is in the longitudinal direction of the wound body 5, and flows out as concentrated water from the rear end face of the wound body 5. . While flowing through this raw water flow path, water permeates the bag-like membrane 2 and enters the inside thereof, flows into the water collecting pipe 1 and is taken out of the module from the rear end side of the water collecting pipe 1.
[0008]
Conventionally, when contaminants such as slime and scale adhere to the membrane surface of such a spiral membrane module, and the membrane separation performance deteriorates, the spiral membrane module remains in the membrane module while being loaded in the membrane separator. the irrigant solution is circulated by washing, thereby achieving recovery of membrane performance.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional membrane module cleaning method in which the membrane module is washed while being loaded in the membrane separation apparatus has a drawback that a good cleaning effect cannot be obtained and the membrane performance cannot be sufficiently recovered. Also, many cleaning agents fluid volume needed, on the washing costly, is disadvantageous in terms of cleaning waste water treatment.
[0010]
The present invention solves the above conventional problems, provides a method for cleaning a spiral membrane module capable of effectively recover efficiently cleaned and membrane performance with less irrigant fluid volume spiral membrane module For the purpose.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The method of cleaning spiral membrane module of the present invention, after the vertically accommodate spiral wound membrane module for cleaning upwardly in the container, as one of at least a quarter of the membrane module is immersed, the irrigant fluid the implanting the bottom of the vessel and then the step of infiltrating the cleaning agent solution by introducing pressurized air from the bottom of the vessel to the film surface the whole area of the membrane module, the water and air thereafter for rinsing the bottom of the container And introducing the fluid mixture from the upper part of the membrane module.
[0012]
According to the cleaning method of the spiral membrane module according the present invention, after supplying a small amount of cleaning agent solution at the bottom of the container, by introducing a mixed fluid of air and water at the bottom of the container, the cleaning agent liquid it is possible to spread the entire membrane module can be cleaned the entire membrane module with a small amount of cleaning agent solution.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a method for cleaning a spiral membrane module of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
[0014]
FIG. 1 is a system diagram of a cleaning apparatus used in a method for cleaning a spiral membrane module according to an embodiment. The spiral membrane module 30 is accommodated in an upward cylindrical container 20 and the membrane module 30 is cleaned. I am doing so.
[0015]
The bottom portion of the cylindrical container 20 is closed with a bottom lid-
[0016]
The
[0017]
Rinsing water (such as pure water) can be introduced into the
[0018]
The
[0019]
A plurality of
[0020]
A
[0021]
A
[0022]
Next, an example of a procedure for cleaning the membrane module 30 using this cleaning apparatus will be described.
[0023]
First, as shown in the figure, after the membrane module 30 is accommodated in the container 20, the
[0024]
Then, opening the
[0025]
Incidentally, when the cleaning agent liquid bubbling may be performed permeate side of the pressurization and depressurization of the membrane module via the water collecting pipe. Alternatively, water may be pressed into the permeate side to narrow the gap in the flow path on the raw water side, or the water may be drained and decompressed to increase the gap on the raw water side.
[0026]
An antifoaming agent may be added to the liquid overflowing into the
[0027]
After a predetermined time (for example, 3 to 5 minutes) has elapsed, or after this bubbling is repeated a plurality of times as necessary, the
[0028]
Next, with the
[0029]
Then, the
[0030]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
[0031]
Example 1
In the apparatus of FIG. 1, as the cleaning agent liquid, surfactants 5% sodium hydroxide aqueous solution of pH12 containing 0.5% hydrazine was used.
[0032]
The inner diameter (diameter) of the
[0033]
As shown in FIG. 1, the membrane module was set in a cleaning device and then cleaned according to the following procedure.
(1)
(2) Open the
(3) Close the
(4) With the
(5) Check the water quality and finish cleaning. After the
[0034]
In the above-described process for about 20 minutes, the following cleaning effect could be obtained. That is, the inlet pressure of the membrane module, that was 21.5 kg / cm 2 was reduced to 9.1 kg / cm 2. Moreover, what was 19.6 kg / cm < 2 > exit pressure fell to 7.9 kg / cm < 2 >. Processing the amount of water, what was 0.81m 3 / Hr was recovered to 1.71m 3 / Hr.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the cleaning method of the spiral wound membrane module of the present invention, it is possible to effectively recover efficiently cleaned and membrane performance with less irrigant fluid volume spiral membrane module.
[0036]
According to the present invention, the contaminant at the time of membrane module cleaning can be discharged out of the system transient expression; save membrane module irrigant solution is possible (for example, saving water 100~150L.); Pressure The membrane module can be easily washed without being set in a container;
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system diagram of a cleaning apparatus used in a method for cleaning a spiral membrane module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partially exploded perspective view showing a structure of a general spiral membrane module.
[Explanation of symbols]
10 irrigant liquid tank 20
Claims (2)
前記膜モジュールの少なくとも四分の一が浸漬するように、洗浄薬液を該容器の下部から注入する工程と、
次いで容器の下部から加圧空気を導入して前記洗浄薬液を前記膜モジュールの膜面全域に浸透させる工程と、
その後容器の下部からすすぎ用の水と空気の混合流体を導入して前記膜モジュール上部から排出する工程とを有することを特徴とするスパイラル型膜モジュールの洗浄方法。After storing the spiral membrane module to be cleaned vertically in an upward facing container,
As one of the at least a quarter of the membrane module is immersed, implanting irrigant fluid from the lower portion of the vessel,
A step of infiltrating the cleaning agent solution by introducing pressurized air from the bottom of the vessel to the film surface the whole area of the membrane modules then
And a step of introducing a mixed fluid of water and air for rinsing from the lower part of the container and discharging from the upper part of the membrane module.
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