中空丝膜组件的清洗方法转让专利

申请号 : CN201480017908.1

文献号 : CN105050697B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 羽川和希小林宪太郎森川博文高畠宽生

申请人 : 东丽株式会社

摘要 :

本发明的课题是提供一种可高效地除去蓄积于中空丝膜组件内的物质的中空丝膜组件的高效的清洗方法。解决手段是,一边从中空丝膜组件(3)的下部端面喷嘴(19)排出中空丝膜组件丝膜组件的清洗方法的特征在于,一边以从中空丝膜组件(3)的下部端面喷嘴通过散气孔供给的空气向中空丝膜组件(3)供给的方式,调节从中空丝膜组件(3)的下部端面喷嘴排出内部液时的从下部端面喷嘴的排液速度,一边进行排液。(3)的原液侧的内部液,一边实施空气清洗。中空

权利要求 :

1.一种中空丝膜组件的清洗方法,其特征在于,所述中空丝膜组件在筒状壳体内插入有包含多个中空丝膜的中空丝膜束,所述筒状壳体在侧面具有上部侧面喷嘴和下部侧面喷嘴,且在上部端面具有上部端面喷嘴,在下部端面具有下部端面喷嘴,在所述中空丝膜束的上端部形成有上部粘接部,在所述中空丝膜束的下端部形成有下部粘接部,所述上部粘接部以所述中空丝膜的端面开口的状态通过粘接剂与所述筒状壳体粘接固定,所述下部粘接部以所述中空丝膜的端面被闭塞的状态通过粘接剂与所述筒状壳体粘接固定,在所述下部粘接部形成有多个散气孔,在所述中空丝膜组件的清洗方法中,通过如下方式进行中空丝膜组件的空气清洗:一边从所述下部端面喷嘴供给空气,一边从所述下部端面喷嘴排出所述筒状壳体内的内部液体,并且以内部液体的排液速度V(m3/sec)相对于所述散气孔的最小径的最大值Lmax(m)和所述散气孔的总截面积S(m2)满足0.00001(m3/sec)≤V(m3/sec)<S(m2)×5.5(m0.5/sec)×

0.5 0.5

Lmax (m )的关系式的方式从所述下部端面喷嘴排出所述筒状壳体内的中空丝膜原液侧的内部液体。

2.根据权利要求1所述的中空丝膜组件的清洗方法,一边使所述筒状壳体内的内部液体下降,一边进行权利要求1中记载的清洗。

3.根据权利要求1所述的中空丝膜组件的清洗方法,从所述上部端面喷嘴供给逆洗液,一边实施使所述逆洗液从所述中空丝膜的过滤液侧透过到原液侧的逆压清洗,一边进行权利要求1中记载的清洗。

说明书 :

中空丝膜组件的清洗方法

技术领域

[0001] 本发明涉及利用中空丝膜过滤原液而得到过滤液的中空丝膜组件的清洗方法。

背景技术

[0002] 膜分离法由于具有节能、省空间、及提高过滤水质等优点,所以在各种领域的使用正在扩展。例如,可举出将精密过滤膜及超过滤膜适用于由河川水、地下水、污水处理水制造工业用水或自来水的净水工艺、或适用于海水淡水化反渗透膜处理工序中的前处理。
[0003] 当膜过滤原液时,伴随膜过滤液量,附着于膜表面及膜细孔内的污染物质的量增大,过滤液量的降低或膜压差的上升成为问题。
[0004] 因此,就通过向膜的原液侧导入起泡,使膜摇动,使膜彼此接触而刮落附着于膜表面的污染物质的空气清洗、及在于膜的过滤方向相反的方向以压力压入膜过滤液或澄清液,将附着于膜表面或膜细孔内的污染物质排除的实施逆压清洗等的物理清洗被实用化。
[0005] 在原液中的污染物质的量多的情况下,在上述的清洗方法中,有时附着于膜表面的污染物质的除去不充分。作为提高清洗效果的方法,专利文献1~4中记载有一边从设置于膜的组件内部的散气装置导入气泡,一边使膜的原液侧的液面变化的清洗方法。另外,专利文献5中提案有一边从设于膜组件下部的散气装置导入气泡,一边使膜的原液侧的液面上下的清洗方法。这些方法获得如下效果,利用通过气泡在液面上破裂时产生的波使液面脉动,将附着于膜表面的污染物质强力剥离。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1:日本特开2007-289940号公报
[0009] 专利文献2:日本特开2006-281163号公报
[0010] 专利文献3:日本特开平2-164423号公报
[0011] 专利文献4:日本特开平4-126528号公报
[0012] 专利文献5:日本特开2003-265935号公报

发明内容

[0013] 发明所要解决的课题
[0014] 但是,专利文献1~4所记载的那种、一边从设置于膜的组件内部的散气装置导入气泡,一边使膜的原液侧的液面变化的方法虽然带来某种程度的清洗效果,但不能说是充分的。
[0015] 另外,在专利文献5所记载的那种、一边从设置于膜组件下部的散气装置向膜组件内部导入气泡,一边使膜的原液侧的液面下降的情况下,存在如下问题:不能从膜组件的散气孔向膜组件内部导入气泡,从而不能实施空气清洗,不能充分除去蓄积于膜组件内部的物质,从而不能使中空丝膜的运转充分稳定化。
[0016] 本发明提供一种中空丝膜组件的清洗方法,一边从设置于膜组件下部的散气装置导入气泡,一边从中空丝膜组件的下部排出中空丝膜组件的原液侧的内部液,该清洗方法中,可以向膜组件内部充分导入气泡。
[0017] 用于解决课题的手段
[0018] 为解决上述课题,本发明的中空丝膜组件的清洗方法具体如下。
[0019] (1)一种中空丝膜组件的清洗方法,其特征在于,所述中空丝膜组件在筒状壳体内插入有包含多个中空丝膜的中空丝膜束,所述筒状壳体在侧面具有上部侧面喷嘴和下部侧面喷嘴,且在上部端面具有上部端面喷嘴,在下部端面具有下部端面喷嘴,在所述中空丝膜束的上端部形成有上部粘接部,在所述中空丝膜束的下端部形成有下部粘接部,所述上部粘接部以所述中空丝膜的端面开口的状态通过粘接剂与所述筒状壳体粘接固定,所述下部粘接部以所述中空丝膜的端面被闭塞的状态通过粘接剂与所述筒状壳体粘接固定,在所述下部粘接部形成有多个散气孔,
[0020] 在所述中空丝膜组件的清洗方法中,通过如下方式进行中空丝膜组件的空气清洗:一边从所述下部端面喷嘴供给空气,一边从所述下部端面喷嘴排出所述筒状壳体内的内部液体,并且以内部液体的排液速度V(m3/sec)相对于所述散气孔的最小径的最大值Lmax(m)和所述散气孔的总截面积S(m2)满足0.00001(m3/sec)≤V(m3/sec)<S(m2)×5.50.5 0.5 0.5
(m /sec)×Lmax (m )的关系式的方式从所述下部端面喷嘴排出所述筒状壳体内的中空丝膜原液侧的内部液体。
[0021] (2)根据上述(1)所述的中空丝膜组件的清洗方法,在所述方法中,一边使所述筒状壳体内的内部液下降,一边进行清洗。
[0022] (3)根上述(1)所述的中空丝膜组件的清洗方法,在所述方法中,从所述上部端面喷嘴供给逆洗液,一边实施使所述逆洗液从所述中空丝膜的过滤液侧透过到原液侧的逆压清洗,一边进行清洗。
[0023] 发明效果
[0024] 根据本发明的中空丝膜组件的清洗方法,可以一边从中空丝膜组件的下部端面喷嘴排出中空丝膜原液侧的内部液,一边向膜组件内部充分导入气泡,可以有效除去蓄积于中空丝膜组件内的物质,可有助于中空丝膜组件的稳定运转。
[0025] 另外,根据作为本发明的中空丝膜组件的清洗方法之一的上述(3)的清洗方法,一边同时实施逆压清洗和空气清洗,一边从中空丝膜组件上方以及下方同时排出清洗排液,由此,可以有效除去蓄积于中空丝膜组件内的物质。

附图说明

[0026] 图1是表示应用本发明的膜过滤装置的一例的装置概略流程图;
[0027] 图2是表示应用本发明的加压型的中空丝膜组件的一例的概略截面图;
[0028] 图3是从中空丝膜组件下方观察以图2的概略截面图中的线ZZ切断中空丝膜组件时的截面的概略横截面图的一例;
[0029] 图4是从中空丝膜组件下方观察以图2的概略截面图中的线ZZ切断中空丝膜组件时的截面的概略横截面图的另一例;
[0030] 图5是从中空丝膜组件下方观察以图2的概略截面图中的线ZZ切断中空丝膜组件时的截面的概略横截面图的又一例;
[0031] 图6是表示实施例1中算出的散气孔的最小径的最大值Lmax、散气孔的总截面积S和从下部端面喷嘴的排液速度V的关系的图表。

具体实施方式

[0032] 以下,基于附图所示的实施方式更详细说明本发明。此外,本发明不限于以下的实施方式。
[0033] 例如如图1所示,应用本发明的中空丝膜组件的清洗方法的膜过滤装置设有:供给原液的原液供给泵1;在供给原液时打开的原液阀2;过滤原液的中空丝膜组件3;在供给原液、或逆压清洗(以下也有时称为“逆洗”)或空气清洗(以下也有时称为“空洗”)的情况下打开的排气阀4;在膜过滤时打开的过滤液阀5;贮存膜过滤液的过滤液贮存槽6;将膜过滤液向中空丝膜组件3供给并进行逆压清洗的逆洗泵7;进行逆压清洗时打开的逆洗阀8;向原液或中空丝膜组件供给药液的药液供给泵9;贮存药液的药液贮存槽10;中空丝膜组件3的空气清洗的空气供给源即鼓风机11;在将空气向中空丝膜组件3的下部(下部端面喷嘴)供给,进行空气清洗的情况下打开的空洗阀12;在排出中空丝膜组件3的1次侧(原液侧)的原液的情况下打开的排液阀13;在一边同时实施逆压清洗和空气清洗,一边从下方(中空丝膜组件3的下部端面喷嘴)排出清洗排液的情况下打开的下方清洗排液阀14;流量调整阀15。
[0034] 本说明书中,将为进行膜分离而向中空丝膜供给的液体记为“原液”,将一边实施空气清洗一边从中空丝膜组件下部排液的清洗方法记为“空洗排液法”,将一边实施逆压清洗和空气清洗一边从中空丝膜组件下部及上部排液的清洗方法记为“空逆同时清洗排液法”。另外,将通过空洗排液法及空逆同时清洗排液法排液的中空丝膜组件的原液侧的液体记为“内部液”,将进行逆压清洗(逆洗)时使用的液体记为“逆洗液”。逆洗液只要是澄清的液体,就没有任何限制,但优选使用膜过滤水。
[0035] 图2是表示加压型的中空丝膜组件的一例的概略截面图。该中空丝膜组件3具有:以多个中空丝膜开口的状态通过粘接剂与筒状壳体粘接固定的上部粘接部20、以中空丝膜的端面被闭塞的状态通过粘接剂与筒状壳体粘接固定的下部粘接部21、形成于下部粘接部
21的多个散气孔22。另外,中空丝膜组件3具有:成为过滤液排液口或逆洗液供给口的上部端面喷嘴18、成为空气供给口或下方排液口的下部端面喷嘴19、排出清洗排液及空气的上部侧面喷嘴16、成为原水供给口的下部侧面喷嘴17。
[0036] 上述的膜过滤装置中,通过使原液供给泵1工作,并打开原液阀2和排气阀4,来将原液供给至中空丝膜组件3内的膜1次侧。通过关闭排气阀4后,并打开过滤液阀5,来利用中空丝膜组件3内所具备的中空丝膜进行过滤。过滤液从中空丝膜组件3内的膜2次侧(过滤液侧)经由滤液阀5向过滤液贮存槽6移送。在全量过滤的情况下,排气阀4、逆洗阀8、空洗阀12、排液阀13、下方清洗排液阀14均关闭。过滤时间优选根据原液的性质或膜过滤通量来适宜设定,但也可以继续过滤时间,直至达到规定的膜过滤压差。
[0037] 下面,对本发明的第一发明进行说明。
[0038] 本发明的第一发明提供一种中空丝膜组件的清洗方法,其特征在于,所述中空丝膜组件在筒状壳体内插入有包含多个中空丝膜的中空丝膜束,所述筒状壳体在侧面具有上部侧面喷嘴和下部侧面喷嘴,且在上部端面具有上部端面喷嘴,在下部端面具有下部端面喷嘴,在所述中空丝膜束的上端部形成有上部粘接部,在所述中空丝膜束的下端部形成有下部粘接部,所述上部粘接部以所述中空丝膜的端面开口的状态通过粘接剂与所述筒状壳体粘接固定,所述下部粘接部以所述中空丝膜的端面被闭塞的状态通过粘接剂与所述筒状壳体粘接固定,在所述下部粘接部形成有多个散气孔,
[0039] 在所述中空丝膜组件的清洗方法中,通过如下方式进行中空丝膜组件的空气清洗:一边从所述下部端面喷嘴供给空气,一边从所述下部端面喷嘴排出所述筒状壳体内的内部液体,并且以内部液体的排液速度V(m3/sec)相对于所述散气孔的最小径的最大值Lmax(m)和所述散气孔的总截面积S(m2)满足0.00001(m3/sec)≤V(m3/sec)<S(m2)×5.50.5 0.5 0.5
(m /sec)×Lmax (m )的关系式的方式从所述下部端面喷嘴排出所述筒状壳体内的中空丝膜原液侧的内部液体。
[0040] 第一发明中,关闭过滤液阀5,停止原液供给泵1,停止中空丝膜组件3的过滤工序,之后,打开排气阀4、下方清洗排液阀14和空洗阀12,使鼓风机11工作。此时,从中空丝膜组件3的下部端面喷嘴19排出清洗排液。其中,在以一边从中空丝膜组件3的下部端面喷嘴排出清洗排液一边向中空丝膜组件3供给空气的方式从中空丝膜组件3的下部端面喷嘴进行排液时,使用流量调整阀15以使从下部端面喷嘴的排液速度V相对于散气孔的最小径的最大值Lmax满足V(m3/sec)<S(m2)×5.5(m0.5/sec)×Lmax0.5(m0.5)的关系式的方式进行调整。通过一边实施空气清洗一边从中空丝膜组件下部排液,可以有效除去蓄积于中空丝膜组件下部的浊质。
[0041] 接着,对本发明的第三发明进行说明(第二发明的详情后述)。
[0042] 本发明的第三发明为第一发明的优选的方式之一。而且,本发明的第三发明提供一种中空丝膜组件的清洗方法,其特征在于,所述中空丝膜组件在筒状壳体内插入有包含多个中空丝膜的中空丝膜束,所述筒状壳体在侧面具有上部侧面喷嘴和下部侧面喷嘴,且在上部端面具有上部端面喷嘴,在下部端面具有下部端面喷嘴,在所述中空丝膜束的上端部形成有上部粘接部,在所述中空丝膜束的下端部形成有下部粘接部,所述上部粘接部以所述中空丝膜的端面开口的状态通过粘接剂与所述筒状壳体粘接固定,所述下部粘接部以所述中空丝膜的端面被闭塞的状态通过粘接剂与所述筒状壳体粘接固定,在所述下部粘接部形成有多个散气孔,
[0043] 同时实施从上述上部端面喷嘴供给逆洗液并使上述逆洗液从上述中空丝膜的过滤液侧透过到原液侧的逆压清洗、和从上述下部端面喷嘴供给空气的空气清洗,在将内部液从上部侧面喷嘴及下部端面喷嘴向上述中空丝膜组件之外排出时,以使从下部端面喷嘴的排液速度V(m3/sec)相对于上述散气孔的最小径的最大值Lmax(m)、上述散气孔的总截面积S(m2)满足0.00001(m3/sec)≤V(m3/sec)<S(m2)×5.5(m0.5/sec)×Lmax0.5(m0.5)的关系式的方式进行调整。
[0044] 即,本发明的第三发明是在第一发明的中空丝膜组件的清洗方法中,一边实施从上述上部端面喷嘴供给逆洗液并使上述逆洗液从上述中空丝膜的过滤液侧透过到原液侧的逆压清洗,一边进行第一发明中记载的清洗。
[0045] 第三发明中,关闭原液阀2和过滤液阀5,停止原液供给泵1,停止中空丝膜组件3的过滤工序,之后,打开排气阀4、下方清洗排液阀14、逆洗阀8和空洗阀12,使逆洗泵7和鼓风机11工作,由此,一边同时实施使用过滤液贮存槽10内的膜过滤液的逆压清洗、和空气清洗,一边从中空丝膜组件3的上方(上部侧面喷嘴16)和下方(下部端面喷嘴19)排出清洗排液。其中,在以一边从中空丝膜组件3的下方(下部端面喷嘴19)排出清洗排液,一边向中空丝膜组件3供给空气的方式,从中空丝膜组件3的下方(下部端面喷嘴)进行排液时,使用流量调整阀15以使从下部端面喷嘴的排液速度V相对于散气孔的最小径的最大值Lmax满足V(m3/sec)<S(m2)×5.5(m0.5/sec)×Lmax0.5(m0.5)的关系式的方式进行调整。即,发明者们发现,空气是否被供给至中空丝膜组件3,依赖于空气(气泡)的浮力(气泡径)和由来自上方的水流产生的作用于空气(气泡)的力的关系,而且,作为向中空丝膜组件3供给空气的条件,实验上发现散气孔的排液速度V、散气孔22的总截面积S及散气孔的最小径的最大值Lmax的上述关系式。
[0046] 此外,通常,“从下部端面喷嘴的排液速度”和“散气孔中的排液速度”相等。
[0047] 本发明中使用的中空丝膜组件的下部粘接固定部上形成的散气孔22是指贯通中空丝膜组件下部粘接固定部的孔。在此,散气孔的截面形状可以是圆形、椭圆形多边形等任意形状。
[0048] 上述式中,V是清洗时从中空丝膜组件3的下方(下部端面喷嘴)排液时的从下部端面喷嘴的排液速度(m3/sec),Lmax是散气孔22的最小径的最大值(m),S是散气孔22的总截面积(m2)。另外,5.5(m0.5/sec)是求与向中空丝膜组件3供给空气的Lmax、V、S的实验值的相关度最高的关系式时得到的系数。散气孔22的最小径是指在与散气孔22的排液的流动方向垂直的方向上宽度为最小的长度,例如在散气孔22的截面形状为圆形的情况下为其直径的长度,在椭圆形的情况下为其短轴的长度,在正多边形中的边数为偶数的情况下为相对的边彼此的间隔,在正多边形中的边数为奇数的情况下为顶点与相对的边的距离。该最大值如图3所示,在所有的散气孔22为圆且其直径相同的情况下,为L1,如图4所示,在所有的散气孔22为圆但其孔径不同的情况下,为L2,在如图5那样的形状的情况下,为L4。另外,散气孔22的总截面积S在图3的情况下可以计算为12×π×L12/4(m2),在图4的情况下可以计算为π×L22/4+8×π×L32/4(m2),在图5的情况下可以计算为L42+4×L52(m2)。
[0049] 在从下部端面喷嘴的排液速度V(m3/sec)为S×5.5×L0.5以上的情况下进行排液时,不能充分向中空丝膜组件3供给空气,中空丝膜组件3的清洗不充分。另外,在从下部端面喷嘴的排液速度V低于0.00001(m3/sec)的情况下进行排液时,不能充分排出蓄积于中空丝膜组件下部的物质,清洗不充分。
[0050] 上述空逆同时清洗排液法可以每次在一定时间的过滤结束后进行,也可以与其它清洗方法组合并随时进行。另外,清洗工序的时间可以任意设定,但从回收率的观点出发,优选为30秒~3分钟左右。
[0051] 另外,清洗结束后,也可以进行以下的排液工序、给液工序及过滤工序。
[0052] 即,关闭逆洗阀8、空洗阀12和下方清洗排液阀14,停止逆洗泵7和鼓风机11,之后打开排液阀13,由此进行排液工序。排液工序结束后,排液阀13关闭,原液阀2打开,原液供给泵1工作,进行给液工序,在中空丝膜组件3的膜1次侧满液之后,排气阀4关闭,过滤液阀5打开,由此,返回过滤工序,重复上述工序。
[0053] 在进行本发明中的清洗工序时,通过使用含有药液的过滤液,可以提高清洗效果。
[0054] 作为药液,可以使用至少含有一种以上的盐酸、硫酸、硝酸、柠檬酸、草酸、抗坏血酸、亚硫酸钠、氢氧化钠、次氯酸钠等药剂的水溶液。
[0055] 下面,对本发明的第二发明进行说明。
[0056] 本发明的第二发明为第一发明的另一优选的方式。
[0057] 而且,本发明中的第二发明提供一种中空丝膜组件的清洗方法,其特征在于,所述中空丝膜组件在筒状壳体内插入有包含多个中空丝膜的中空丝膜束,所述筒状壳体在侧面具有上部侧面喷嘴和下部侧面喷嘴,且在上部端面具有上部端面喷嘴,在下部端面具有下部端面喷嘴,在所述中空丝膜束的上端部形成有上部粘接部,在所述中空丝膜束的下端部形成有下部粘接部,所述上部粘接部以所述中空丝膜的端面开口的状态通过粘接剂与所述筒状壳体粘接固定,所述下部粘接部以所述中空丝膜的端面被闭塞的状态通过粘接剂与所述筒状壳体粘接固定,在所述下部粘接部形成有多个散气孔,
[0058] 在所述清洗方法中,一边从上述下部端面喷嘴供给空气,一边使上述筒状壳体内的内部液的液面下降,并且以使内部液的排液速度V(m3/sec)相对于上述散气孔的最小径的最大值Lmax(m)、和上述散气孔的总截面积S(m2)满足0.00001(m3/sec)≤V(m3/sec)<S2 0.5 0.5 0.5
(m)×5.5(m /sec)×Lmax (m )的关系式的方式,从上述下部端面喷嘴排出上述筒状壳体内的中空丝膜原液侧的内部液,由此进行中空丝膜组件的空气清洗。
[0059] 即,本发明的第二发明为,在上述第一发明的中空丝膜组件的清洗方法中,一边使上述筒状壳体内的内部液下降,一边进行第一发明中记载的清洗。
[0060] 第二发明的清洗方法可以单独使用,但从来自中空丝膜组件的排浊性的观点出发,优选在实施了上述的清洗方法(第一发明或第三发明的清洗方法)后,再实施第二发明的清洗方法。以下,示出具体例进行说明。但是,本发明不限于该具体例。
[0061] 实施了上述的清洗方法(第一发明或第三发明的清洗方法)之后,在打开下方清洗排液阀14、空洗阀12以及排气阀4的状态下,进一步在使鼓风机11工作的状态下,一边使中空丝膜组件3内的膜一次侧的内部液的液面下降一边进行空洗排液。其中,在以一边从中空丝膜组件3的下方排出内部液一边向中空丝膜组件3供给空气的方式从中空丝膜组件3的下方排出内部液时,以使内部液从下部端面喷嘴的排液速度V(m3/sec)相对于上述散气孔的直径的最大值Lmax(m)、和上述散气孔的总截面积S(m2)满足上述关系式的方式一边使用流量调整阀15调整内部液的排液量,一边从上述下部端面喷嘴19供给空气。
[0062] 排液结束后,关闭空洗阀12和下方清洗排液阀14,停止鼓风机11后,打开原液阀2,使原液供给泵1工作,进行给液工序,在中空丝膜组件3的膜1次侧满液后,关闭排气阀4,打开过滤液阀5,由此返回过滤工序。然后,继续过滤,直至达到所定的膜过滤压差为止。
[0063] 如上述,实施第二发明的清洗方法(上述的空洗排液法)的时机没有特别限定,可以在空逆同时清洗排液之后实施,也可以在空逆同时清洗排液之前实施。另外,空洗排液工序的时间可以任意设定,但优选设定为充分排出中空丝膜组件3内的内部液的时间。
[0064] 作为本发明中使用的中空丝膜组件3中使用的中空丝膜的孔径,只要是多孔质,就没有特别限定,但根据所希望的处理液的液质或液量,使用MF膜(精密过滤膜)、或使用UF膜(超过滤膜)、或并用两者。例如,在要除去浊质成分、大肠菌、似隐孢菌素等的情况下,使用MF膜或UF膜均可,但在也要除去病毒或高分子有机物等的情况下,优选使用UF膜。
[0065] 作为本发明中使用的中空丝膜的材质,优选含有选自聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚氯三氟乙烯、聚四氟乙烯、聚氟乙烯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、及三氟氯乙烯-乙烯共聚物、聚偏二氟乙烯、聚砜、醋酸纤维素、聚乙烯醇及聚醚砜、陶瓷等无机材料中的至少一种,进而从膜强度、耐化学品性的观点出发,更优选为聚偏二氟乙烯(PVDF),从亲液性提高且耐污性强这一点出发,更优选为聚丙烯腈。
[0066] 作为本发明中使用的过滤通量控制方法,可以是定通量过滤,也可以是定压过滤,但从得到一定的处理液量,另外整体的控制容易这一点出发,优选为定通量过滤。
[0067] 作为过滤方式,可以是全量过滤型组件,也可以是交叉过滤型组件,但从能量消耗量少的观点出发,优选为全量过滤型组件。
[0068] 通过本发明的清洗方法,可以有效地分解、除去蓄积于中空丝膜组件内的物质,因此,相较于现有技术,膜过滤压差长期稳定。
[0069] 实施例
[0070] <膜过滤压差的评价方法>
[0071] 在与中空丝膜组件3连接的原液供给配管(膜1次侧)和膜过滤液配管(膜2次侧)设置压力计,由膜1次侧的压力减去膜2次侧的压力来计算。
[0072] (实施例1)
[0073] 在图1所示的装置中,使用散气孔的总截面积S相同,散气孔的形状为图3所示那样的截面形状,散气孔的最小径的最大值为0.003、0.005、0.01、0.03m的不同的四个透明中空丝膜组件,打开排气阀4、下方清洗排液阀14、逆洗阀8和空洗阀12,使逆洗泵7和鼓风机11工作,实施60秒的通量3.3m3/(m2·d)的逆压清洗和空气流量20、50、100、200NL/min(“NL/min”表示“标准升每分钟(normal liter per minute)”)的空气清洗。
[0074] 此时,测定从中空丝膜组件下方供给的空气不能向中空丝膜组件供给的从中空丝膜组件下方的排液速度V(m3/sec)。
[0075] 即,测定从中空丝膜组件下方供给的空气不能向中空丝膜组件内供给时的从下部端面喷嘴的排液速度V(m3/sec)。即,首先,关闭流量调整阀15,确认从中空丝膜组件下方(下部端面喷嘴)供给的空气向中空丝膜组件内供给。之后,通过打开流量调整阀15,使从下部端面喷嘴的排液速度V(m3/sec)变动。然后,求得从中空丝膜组件下方(下部端面喷嘴)供给的空气不能向中空丝膜组件内供给时的自下部端面喷嘴的排液速度V(m3/sec)。是否向中空丝膜组件内供给空气通过目视进行确认。
[0076] 结果示于图6。
[0077] 此外,在使用散气孔的最小径的最大值为0.003m的中空丝膜组件且使空气流量为20、50、100及200NL/min的情况下的排液速度V(图6中为V/S)实质上相同。
[0078] 同样,在使用散气孔的最小径的最大值为0.005m的中空丝膜组件且使空气流量为20、50、100及200NL/min的情况下的排液速度V(图6中为V/S)实质上相同。
[0079] 同样,在使用散气孔的最小径的最大值为0.01m的中空丝膜组件且使空气流量为20、50、100及200NL/min的情况下的排液速度V(图6中为V/S)实质上相同。
[0080] 同样,在使用散气孔的最小径的最大值为0.03m的中空丝膜组件且使空气流量为20、50、100及200NL/min的情况下的排液速度V(图6中为V/S)实质上相同。
[0081] 根据图6可知,在一边同时实施逆压清洗和空气清洗,一边将清洗排液从中空丝膜组件上方(上部侧面喷嘴)及下方(下部侧面喷嘴)同时向中空丝膜组件之外排液时,为将从中空丝膜组件下方(下部侧面喷嘴)供给的空气向中空丝膜组件供给,需要以满足V<S×5.5×L0.5的关系式的方式调整从中空丝膜组件的下方(下部侧面喷嘴)的排液速度。
[0082] 其次,使用一个图1所示那样的、清洗时从中空丝膜组件的下方(下部端面喷嘴)排液时的散气孔部分的最小径的最大值为0.01m,散气孔部分的总截面积为0.0035m2的外压式PVDF超滤中空丝膜组件,打开原液阀2和过滤液阀5,并以过滤通量3m3/(m2·d)以定流量过滤河川水。
[0083] 在开始定流量过滤30分钟后,关闭原液阀2和过滤液阀5,之后打开排气阀4、下方清洗排液阀14、逆洗阀8和空洗阀12,使逆洗泵7和鼓风机11工作,将以通量3.3m3/(m2·d)使逆洗液从中空丝膜组件3的过滤液侧透过到原液侧的逆压清洗、和以空气流量100NL/min从中空丝膜组件3的下部端面喷嘴供给空气的空气清洗同时实施60秒。
[0084] 此时,以将从中空丝膜组件下方(下部端面喷嘴)供给的空气供给至中空丝膜组件的方式,且以从中空丝膜组件的下方排液时的排液速度(即,从下部端面喷嘴的排液速度)为0.001m3/sec的方式调节下方排液口(下部端面喷嘴)的流量。
[0085] 在此,V是0.001m3/sec,S是0.0035m2,Lmax是0.01m,S×5.5×Lmax0.5=0.001925,因此,自下部端面喷嘴的排液速度V满足0.00001≤V<S×5.5×Lmax0.5的关系式。
[0086] 之后,关闭逆洗阀8,停止逆洗泵7,打开排气阀4及下方清洗排液阀14及空洗阀12,使鼓风机11工作,在该状态下排出中空丝膜组件3内的内部液。此时,为将从中空丝膜组件3的下部端面喷嘴供给的空气向中空丝膜组件3供给,就自下部端面喷嘴的排液速度V而言,以排液速度成为0.001m3/sec的方式通过流量调整阀15调节排液速度。
[0087] 之后,在关闭下方清洗排液阀14的同时,打开原液阀2,使原液供给泵1工作,在中空丝膜组件3内的膜1次侧被原液充满后,打开过滤液阀5,关闭排气阀4,返回过滤工序,并重复上述工序。其结果,中空丝膜组件3的过滤压差在开始运转之后为30kPa,与之相对,在一个月后也为40kPa,可以长期进行稳定运转。
[0088] (实施例2)
[0089] 在图1所示那样的装置中,在清洗时,使用一个从中空丝膜组件的下部端面喷嘴排液时的散气孔部分的最小径的最大值为0.01m,散气孔部分的总截面积为0.0035m2的外压式PVDF超滤中空丝膜组件,打开原液阀2和过滤液阀5,以过滤通量3m3/(m2·d)定流量过滤河川水。
[0090] 开始定流量过滤30分钟后,关闭原液阀2和过滤液阀5,之后打开排气阀4、逆洗阀8和空洗阀12,使逆洗泵7和鼓风机11工作,将以通量3.3m3/(m2·d)使逆洗液从中空丝膜组件3的过滤液侧透过到原液侧的逆压清洗、和以空气流量100NL/min从中空丝膜组件3的下部端面喷嘴19供给空气的空气清洗同时进行60秒。
[0091] 之后,关闭逆洗阀8,停止逆洗泵7,打开排气阀4及下方清洗排液阀14及空洗阀12,使鼓风机11工作,在该状态下排出中空丝膜组件3内的内部液。此时,随着排出内部液,中空丝膜组件3的液面降低。
[0092] 另外,此时,为将从中空丝膜组件3的下部端面喷嘴供给的空气向中空丝膜组件3供给,以从下部端面喷嘴19的排液速度成为0.001m3/sec的方式用流量调整阀15调节排液速度。
[0093] 之后,在关闭下方清洗排液阀的同时,打开原液阀2,使原液供给泵1工作,中空丝膜组件3内的膜1次侧被原液充满后,打开过滤液阀5,关闭排气阀4,返回过滤工序,重复上述工序。其结果,中空丝膜组件3的过滤压差在开始运转之后为30kPa,与之相对,在一个月后也为44kPa,可以长期进行稳定运转。
[0094] (比较例1)
[0095] 为确认在清洗时不从中空丝膜组件的下方(下部端面喷嘴)排出逆压清洗排液而进行空逆同时清洗的情况下的效果,实施以下的比较例1。
[0096] 图1所示那样的装置中,使用一个与实施例1相同的中空丝膜组件,打开原液阀2和过滤液阀5,以过滤通量3m3/(m2·d)定流量过滤河川水。
[0097] 开始定流量过滤30分钟后,关闭原液阀2和过滤液阀5,之后打开排气阀4、逆洗阀83 2
和空洗阀12,使逆洗泵7和鼓风机11工作,将以通量3.3m/(m·d)使逆洗液从中空丝膜组件
3的过滤液侧透过到原液侧的逆压清洗、和以空气流量100NL/min从中空丝膜组件3的下部端面喷嘴供给空气的空气清洗同时进行60秒。
[0098] 之后,打开排液阀13,将中空丝膜组件3内的膜1次侧的液体全量排液。之后,在关闭排液阀13的同时,打开原液阀2,使原液供给泵1工作,中空丝膜组件3内的膜1次侧被原液充满后,打开过滤液阀5,关闭排气阀4,返回过滤工序,重复上述工序。其结果,中空丝膜组件3的过滤压差在开始运转后为30kPa,与之相对,在一个月后上升至74kPa,可知相对于实施例1,过滤压差的上升速度加速4倍左右,不能进行稳定的运转。
[0099] (比较例2)
[0100] 为确认使清洗时的从下部端面喷嘴的排液速度V比S×5.5×Lmax0.5大且实施空逆同时清洗的情况下的效果,实施以下的比较例2。
[0101] 如图1所示,使用一个与实施例1相同的中空丝膜组件,打开原液阀2和过滤液阀5,以过滤通量3m3/(m2·d)定流量过滤河川水。
[0102] 开始定流量过滤30分钟后,关闭原液阀2和过滤液阀5,之后,打开排气阀4、下方清洗排液阀14、逆洗阀8和空洗阀12,使逆洗泵7和鼓风机11工作,将以通量3.3m3/(m2·d)使逆洗液从中空丝膜组件3的过滤液侧透过到原液侧的逆压清洗、和以空气流量100NL/min从中空丝膜组件3的下部端面喷嘴供给空气的空气清洗同时实施60秒。
[0103] 此时,从中空丝膜组件的下方(下部端面喷嘴)排液时的从下部端面喷嘴的排液速度的调节未进行。此时的从下部端面喷嘴的排液速度为0.0022m3/sec。
[0104] 在此,V为0.0022m3/sec,S为0.0035m2,Lmax为0.01m,S×5.5×Lmax0.5=0.001925,因此,自下部端面喷嘴的排液速度V不满足0.00001≤V<S×5.5×Lmax0.5的关系式。
[0105] 之后,关闭逆洗阀8,停止逆洗泵7,打开排气阀4及下方清洗排液阀14及空洗阀12,使鼓风机11工作,在该状态下排出中空丝膜组件3内的内部液。此时,从中空丝膜组件3的下部端面喷嘴19将内部液排液时的排液速度的调节也未进行。
[0106] 之后,在关闭下方清洗排液阀14的同时,打开原液阀2,使原液供给泵1工作,中空丝膜组件3内的膜1次侧被原液充满后,打开过滤液阀5,关闭排气阀4,返回过滤工序,重复上述工序。其结果,中空丝膜组件3的过滤压差在开始运转之后为30kPa,与之相对,在开始运转10日后急上升至160kPa,可知相对于实施例1,过滤压差的上升速度加快40倍左右,不能进行稳定的运转。
[0107] 附图标记说明
[0108] 1:原液供给泵
[0109] 2:原液阀
[0110] 3:中空丝膜组件
[0111] 4:排气阀
[0112] 5:过滤液阀
[0113] 6:过滤液贮存槽
[0114] 7:逆洗泵
[0115] 8:逆洗阀
[0116] 9:药液供给泵
[0117] 10:药液贮存槽
[0118] 11:鼓风机
[0119] 12:空洗阀
[0120] 13:排液阀
[0121] 14:下方清洗排液阀
[0122] 15:流量调整阀
[0123] 16:上部侧面喷嘴
[0124] 17:下部侧面喷嘴
[0125] 18:上部端面喷嘴
[0126] 19:下部端面喷嘴
[0127] 20:上部粘接部
[0128] 21:下部粘接部
[0129] 22:散气孔