專(zhuān)利名稱(chēng)：膜分離裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于使用水位差式、吸引式的箱式膜分離 裝置或槽式膜分離裝置對(duì)河川水、湖沼水、地下水、海水、生 活排水、工廠(chǎng)排水、污水二次處理水等被處理水進(jìn)行膜分離、 除污、除菌的膜分離裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法。
背景技術(shù)：
以往，在凈水處理、污水處理、工業(yè)排水處理等水處理工 序中，利用凝集沉淀槽、重力沉淀槽等對(duì)被處理水進(jìn)行固液分 離。但是，隨著膜技術(shù)的發(fā)展，膜分離法由于過(guò)濾精度優(yōu)良、 設(shè)置空間較少、運(yùn)轉(zhuǎn)管理容易等理由而被用于各種過(guò)濾裝置中。 近年來(lái)，使用將膜組件配置于被供給到上述各種槽本身中的被 處理水中而對(duì)被處理水進(jìn)行固液分離的方法。即，在被供給到 槽內(nèi)的含有懸濁物質(zhì)的被處理水中配置膜組件，在該膜組件中 利用吸引或壓力差進(jìn)行過(guò)濾，將被膜組件過(guò)濾后的過(guò)濾水引出 到槽的外部。采用該方法，槽內(nèi)的液相中的懸濁物質(zhì)以固態(tài)成 分殘留在膜組件的供給側(cè)，在膜組件的透過(guò)側(cè)得到除污、除菌 后的潔凈的過(guò)濾水。
在該膜分離裝置中，由于被處理水中的懸濁物質(zhì)隨著過(guò)濾 的繼續(xù)而附著在膜表面上阻塞孔，因此，過(guò)濾性能逐漸下降， 最后導(dǎo)致不能過(guò)濾。因此，為了穩(wěn)定地進(jìn)行過(guò)濾，需要通過(guò)氣 體清洗(以后稱(chēng)為"空洗")、反壓水清洗(以后稱(chēng)為"反洗") 等物理清洗將堆積在膜表面上的懸濁物質(zhì)剝離，且將剝離下來(lái) 的懸濁物質(zhì)排出到系統(tǒng)外。上述氣體清洗是將空氣等氣體作為
氣泡導(dǎo)入到分離膜的被處理水側(cè)；上述反壓水清洗是通過(guò)自濾液側(cè)向與過(guò)濾方向相反的方向噴出過(guò)濾水或清澈水等反洗介質(zhì) 而將堆積在分離膜表面上的懸濁物質(zhì)除去。此時(shí)，若槽內(nèi)的被
處理水量(保持量hold-up)較多，則為了將通過(guò)物理清洗剝
離下來(lái)的懸濁物質(zhì)全部排出到系統(tǒng)外，會(huì)有大量的被處理水隨 懸濁物質(zhì)一起排出到系統(tǒng)外，從而導(dǎo)致得到的過(guò)濾水量與所用 的被處理水之比降低、即回收率降低。
鑒于上述問(wèn)題，提出了 一種通過(guò)始終向配置有膜組件的槽 內(nèi)供給規(guī)定量的被處理水、且同時(shí)將被處理水的一部分排出到
系統(tǒng)外來(lái)控制回收率的活塞式流動(dòng)(plug flow)方式的運(yùn)轉(zhuǎn)方
法(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)l)。但是，在上述的以往例中，在專(zhuān)
利文獻(xiàn)l中公開(kāi)的膜分離裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法中，為了達(dá)到例如99% 以上的高回收率，只能將槽內(nèi)的被處理水的1%以下排出系統(tǒng) 外，導(dǎo)致不能將通過(guò)物理清洗等剝離下來(lái)的懸濁物質(zhì)全部排出 系統(tǒng)外，因此，槽內(nèi)的懸濁物質(zhì)濃度會(huì)逐漸上升。因此，為了 穩(wěn)定地進(jìn)行超濾，需要以較低的超濾通量進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)或使含有懸 濁物質(zhì)的被處理水向系統(tǒng)外的排出量增加(使回收率降低)。
另外，為了提高空洗的清洗效果，公知有自膜組件的下方 噴出氣泡且使過(guò)濾膜的被處理水側(cè)液面降低的方法(例如，參 照專(zhuān)利文獻(xiàn)2以及3 )、將臭氧化空氣作為氣泡注入到過(guò)濾膜的 :陂處理水側(cè)(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)4)的方法。專(zhuān)利文獻(xiàn)4以及 5所示的空洗方法是利用由氣液界面處的氣泡消失效果、氣泡 的破裂引起的較大的液面晃動(dòng)的方法，該方法在提高清洗效果 方面是有效的，但存在由隨著氣泡的上升而產(chǎn)生的交叉流 (cross flow)獲得的清洗效果減半、由隨著氣泡體積量的排 除效果而產(chǎn)生的過(guò)濾膜振動(dòng)獲得的清洗效果減半的問(wèn)題。并且， 由于液面降低而使過(guò)濾膜周?chē)乃?，因此，過(guò)濾膜彼此間 因氣泡的搖動(dòng)而直接接觸，過(guò)濾膜可能因互相摩擦而產(chǎn)生損傷、斷裂。并且，由于通過(guò)空洗而暫時(shí)自膜表面剝離了的懸濁物質(zhì)在液面下降時(shí)再次附著在膜表面上，因此，存在不能將被濃縮的懸濁物質(zhì)全部排出系統(tǒng)外、清洗效果減半這樣的問(wèn)題。
并且，膜組件的處理水進(jìn)水口附近的過(guò)濾膜到進(jìn)水口的距離較短，過(guò)濾膜處理水側(cè)的流體(處理水)的壓力損失較小，因此，過(guò)濾膜的被處理水側(cè)與處理水側(cè)的壓力差、即膜壓力差變大，因此，上述部位的過(guò)濾膜比其它部位的過(guò)濾膜過(guò)濾的被處理水?dāng)?shù)量多，從而膜污染急速惡化，過(guò)濾性能下降。鑒于該問(wèn)題，提出了 一種使過(guò)濾膜的一部分不浸漬在被處理水中地進(jìn)行過(guò)濾的方法(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)5)。但是，在上述的以往例中，
在專(zhuān)利文獻(xiàn)5中公開(kāi)的膜分離裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法中，由于過(guò)濾膜
的一部分總是暴露在大氣中，因此，存在過(guò)濾膜干燥的問(wèn)題，還存在由于未使用全部過(guò)濾膜而使有效膜面積變小的問(wèn)題。
專(zhuān)利文獻(xiàn)l:國(guó)際公開(kāi)第00/30742號(hào)小冊(cè)子專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特公平6—71540號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本特許3351037號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)4:日本特開(kāi)昭63 — 42703號(hào)公才艮專(zhuān)利文獻(xiàn)5:日本特開(kāi)平11一147028號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種既能夠減小過(guò)濾膜的負(fù)荷、通過(guò)高效率地進(jìn)行清洗來(lái)確保高回收率、又能夠進(jìn)行穩(wěn)定的超濾運(yùn)轉(zhuǎn)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法。
本發(fā)明人進(jìn)行了潛心研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了這樣的運(yùn)轉(zhuǎn)方法在反復(fù)進(jìn)行2次以上過(guò)濾工序和物理清洗工序之后，將槽內(nèi)排水排出系統(tǒng)外，并且組合以浸漬過(guò)濾膜整體的狀態(tài)進(jìn)行過(guò)濾的過(guò)濾工序和以浸漬過(guò)濾膜的 一 部分的狀態(tài)進(jìn)行過(guò)濾的過(guò)濾工序，從而減少過(guò)濾膜長(zhǎng)度方向上的污染不均，因此，獲得較佳的物理清洗效果，且減少槽內(nèi)的被處理水量、即保持量，從而將通過(guò)物理清洗剝離下來(lái)的懸濁物質(zhì)與殘留在槽內(nèi)的少量的被處理水一同排出系統(tǒng)外，從而能夠確保高回收率，且能夠進(jìn)行穩(wěn)定的超濾運(yùn)轉(zhuǎn)，完成了本發(fā)明。即，本發(fā)明如下所述。
(1) 一種膜分離裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，該膜分離裝置將由多根露出來(lái)的中空纖維膜構(gòu)成的膜組件設(shè)置在被處理水槽內(nèi)，其特征在于，該膜分離裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法在反復(fù)進(jìn)行2次以上過(guò)濾工序和物理清洗工序之后，進(jìn)行將槽內(nèi)排水排出系統(tǒng)外的排水
工序；上述過(guò)濾工序通過(guò)對(duì)上述中空纖維膜的一次側(cè)(被處理水側(cè))與二次側(cè)(處理水側(cè))之間施加壓力差來(lái)進(jìn)4亍被處理水的過(guò)濾；上述物理清洗工序進(jìn)行向上述膜組件的一次側(cè)噴出氣體清洗介質(zhì)的氣體清洗、以及自中空纖維膜的二次側(cè)供給反洗介質(zhì)使其透過(guò)到中空纖維膜的被處理水側(cè)的反壓水清洗。
(2) 根據(jù)上述(1)所述的膜分離裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特征在于，該過(guò)濾工序包括由下述工序構(gòu)成的過(guò)濾工序(以后稱(chēng)為過(guò)濾工序A),上述工序是向槽內(nèi)供給被處理水、且在構(gòu)成上述膜組件的中空纖維膜的 一部分露出來(lái)的狀態(tài)下開(kāi)始過(guò)濾被處理水的工序，以及接下來(lái)在構(gòu)成上述膜組件的中空纖維膜整體浸漬了的狀態(tài)下過(guò)濾被處理水的工序。
(3) 根據(jù)上述(1)或(2)所述的膜分離裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特征在于，該過(guò)濾工序包括由下述工序構(gòu)成的過(guò)濾工序
(以后稱(chēng)為過(guò)濾工序B),上述工序是在物理清洗工序結(jié)束之后不向槽內(nèi)供給被處理水的情況下過(guò)濾被處理水到成為構(gòu)成上述膜組件的中空纖維膜的 一部分露出來(lái)的狀態(tài)為止的工序，以及接下來(lái)向槽內(nèi)供給被處理水，在構(gòu)成上述膜組件的中空纖維膜整體浸漬了的狀態(tài)下過(guò)濾被處理水的工序。
(4) 根據(jù)上述(1)~(3)中任一項(xiàng)所述的膜分離裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特征在于，物理清洗工序通過(guò)組合物理清洗工
序A和物理清洗工序B進(jìn)行，上述物理清洗工序A是在構(gòu)成上迷
膜組件的中空纖維膜整體浸漬了的狀態(tài)下實(shí)施的工序，上述物
理清洗工序B是在構(gòu)成上述膜組件的中空纖維膜的一部分露出來(lái)的狀態(tài)下實(shí)施的工序。
(5) 根據(jù)上述(1 ) ~ (4)中任一項(xiàng)所述的膜分離裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特征在于，上述膜組件是一種由兩端部被粘接固定住的多根露出來(lái)的中空纖維膜構(gòu)成的、上端部的中空纖維膜開(kāi)口、且下端部的中空纖維膜封口的膜組件。
(6) 根據(jù)上述(1) ~ (5)中任一項(xiàng)所述的膜分離裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特征在于，進(jìn)行過(guò)濾工序A和物理清洗工序，并且在反復(fù)進(jìn)行1次以上過(guò)濾工序B和上述物理清洗工序之后，將槽內(nèi)的排水排出系統(tǒng)外。
采用本發(fā)明，減小過(guò)濾膜的負(fù)荷且還能有效地進(jìn)行物理清洗，并且能夠減少槽內(nèi)的被處理水量、即保持量，因此，能夠以少量的被處理水將通過(guò)物理清洗剝離下來(lái)的懸濁物質(zhì)排出系統(tǒng)外，從而既能夠確保高回收率，又能夠進(jìn)行穩(wěn)定的超濾運(yùn)轉(zhuǎn)。


圖1A是表示通常的過(guò)濾工序的概略的示意圖。
圖1B是表示過(guò)濾膜的 一 部分露出來(lái)的狀態(tài)的過(guò)濾工序的才既略的示意圖。
圖2是表示采用了本發(fā)明的膜的清洗方法的處理流程的一個(gè)例子的流程圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明1、原水；3、原水供給泵；5、水濾過(guò)容器；6、反洗泵；7、氧化劑容器；8、氧化劑輸送泵；9、壓縮機(jī)；10、電磁閥；11、浸漬槽；12、吸引泵；101、過(guò)濾膜；102、膜組件；103、槽；Fl、通常的過(guò)濾工序中的超濾流速；F2、過(guò)濾膜的一部分露出來(lái)的狀態(tài)下的超濾流速；L、過(guò)濾膜的有效長(zhǎng)度；L，、過(guò)濾膜的 一 部份露出來(lái)的狀態(tài)下的不與被處理水接觸的過(guò)濾膜的長(zhǎng)度。
具體實(shí)施例方式
下面，特別以?xún)?yōu)選的實(shí)施方式為中心詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。作為本發(fā)明的對(duì)象的被處理水是河川水、湖沼水、地下水、蓄水、污水二次處理水、工廠(chǎng)排水或污水等。以往，在利用膜過(guò)濾上述各種原水時(shí)，含在該原水中的懸濁物質(zhì)、所用膜的孔徑以上大小的物質(zhì)被膜阻擋，在形成所謂的濃度極化(concentration polarization),濾餅層的同時(shí)堵塞膜或吸附在膜內(nèi)部的網(wǎng)狀組織上。結(jié)果，與過(guò)濾清澈水時(shí)的膜的過(guò)濾流速相比，過(guò)濾原水時(shí)的膜的過(guò)濾流速自幾分之l下降到幾十分之l，且過(guò)濾流速隨著過(guò)濾的繼續(xù)而逐漸下降。
在該種膜分離裝置中，為了穩(wěn)定地進(jìn)行過(guò)濾，需要通過(guò)使過(guò)濾水、空氣自過(guò)濾膜的二次側(cè)反流到一次側(cè)的物理清洗將堆積在膜表面上的懸濁物質(zhì)剝離，且將剝離下來(lái)的懸濁物質(zhì)排出系統(tǒng)外。此時(shí)，若槽內(nèi)的被處理水量(保持量)較多，則為了將通過(guò)物理清洗剝落下來(lái)的懸濁物質(zhì)全部排出系統(tǒng)外，會(huì)有大量的被處理水隨懸濁物質(zhì)一同排出系統(tǒng)外，從而導(dǎo)致得到的過(guò)濾水量與所用的被處理水之比降低，即回收率下降。另外，由于膜組件的處理水進(jìn)水口附近的過(guò)濾膜到進(jìn)水口的距離較短，過(guò)濾膜處理水側(cè)的流體(處理水)的壓力損失較小，因此過(guò)濾膜的被處理水側(cè)與處理水側(cè)的壓力差、即膜壓力差變大，因此， 上述部位的過(guò)濾膜比其它部位的過(guò)濾膜過(guò)濾的被處理水?dāng)?shù)量 多，從而導(dǎo)致膜污染急速惡化，過(guò)濾性能下降。
本發(fā)明的膜分離裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，與在設(shè)置于槽內(nèi)的膜組 件的上部端面的上方控制槽內(nèi)的被處理水的液面、用所有過(guò)濾 膜進(jìn)行過(guò)濾的通常的過(guò)濾工序不同，進(jìn)行如下這樣的過(guò)濾工序
A以及過(guò)濾工序B;上述過(guò)濾工序A包括這樣的過(guò)濾工序向槽 內(nèi)供給被處理水，且在構(gòu)成上述膜組件的過(guò)濾膜的 一 部分露出 來(lái)的狀態(tài)下開(kāi)始過(guò)濾被處理水，從而使懸濁物質(zhì)附著在構(gòu)成膜 組件的過(guò)濾膜的下方；上述過(guò)濾工序B包括這樣的過(guò)濾工序 在物理清洗工序結(jié)束之后，不向槽內(nèi)供給被處理水，而是過(guò)濾 被處理水到成為構(gòu)成上述膜組件的過(guò)濾膜的 一部分露出來(lái)為止 的狀態(tài)，從而使懸濁物質(zhì)附著在構(gòu)成膜組件的過(guò)濾膜的下方； 并且，在反復(fù)進(jìn)行了 2次以上上述過(guò)濾工序和物理清洗工序之 后，將被濃縮的懸濁物質(zhì)排出系統(tǒng)外。
在此，在使用有效長(zhǎng)度為2 m的中空纖維膜作為過(guò)濾膜的情 況下，根據(jù)中空纖維膜的壓力損失的理論計(jì)算，用自膜組件的 處理水進(jìn)水口起的十分之二左右長(zhǎng)度的過(guò)濾膜過(guò)濾需要過(guò)濾處 理水量的十分之五左右，從而與其它部位的過(guò)濾膜相比，過(guò)濾 的被處理水?dāng)?shù)量較多，從而膜污染急速惡化，過(guò)濾性能下降。 通過(guò)引用本發(fā)明的過(guò)濾工序A、 B，能夠有效使用因壓力損失的 影響而無(wú)法有助于過(guò)濾的過(guò)濾膜，并能夠減少過(guò)濾膜的長(zhǎng)度方 向的污染不均。另外，通過(guò)反復(fù)進(jìn)行2次以上過(guò)濾工序和物理 清洗工序，能夠減少膜分離裝置的保持量，從而在將通過(guò)物理 清洗剝離下來(lái)的懸濁物質(zhì)全部排出系統(tǒng)外時(shí)，只少量的被處理 水會(huì)隨懸濁物質(zhì)一同排出，能夠以高回收率進(jìn)行穩(wěn)定的超濾運(yùn) 轉(zhuǎn)。在此，構(gòu)成上述膜組件的過(guò)濾膜的 一部分露出來(lái)的狀態(tài)下 的超濾流量以與通常的過(guò)濾工序中的超濾流量相同的流量、較 低的流量、較高的流量中的任一種流量進(jìn)行控制都可以，但優(yōu) 選以與通常的過(guò)濾工序中的超濾流量相同的流量以下的流量進(jìn) 行控制。
并且，優(yōu)選在將構(gòu)成膜組件的過(guò)濾膜的垂直方向的長(zhǎng)度設(shè) 為L(zhǎng)、將在過(guò)濾膜的一部分露出來(lái)的狀態(tài)下的、在槽內(nèi)的被處 理水的液面之上的、未與被處理水接觸的過(guò)濾膜的垂直方向的
長(zhǎng)度設(shè)為L(zhǎng)，時(shí)，相對(duì)于通常的過(guò)濾工序中的超濾流量F1，用 使過(guò)濾膜的 一 部分露出來(lái)的狀態(tài)下的超濾流量F 2滿(mǎn)足
F2當(dāng)Flx ( L/ ) / ( L > ;L， 、 "0、 L > L， 的超濾流量來(lái)進(jìn)行過(guò)濾膜的 一部分露出來(lái)的狀態(tài)下的過(guò)濾。
并且，在采用使過(guò)濾水或清澈水等反洗介質(zhì)自濾液側(cè)沿與 過(guò)濾方向相反的方向透過(guò)到被處理水側(cè)來(lái)除去堆積在過(guò)濾膜表 面上的附著物的反洗作為物理清洗方法的情況下，能夠使在物 理清洗工序中使用過(guò)的過(guò)濾水或清澈水等全部或一部分貯存在 槽內(nèi)而作為被處理水的一部分再次使用。因而，在實(shí)施將通過(guò) 物理清洗剝離下來(lái)的懸濁物質(zhì)全部排出系統(tǒng)外的排水工序之 前，通過(guò)反復(fù)進(jìn)行2次以上過(guò)濾運(yùn)轉(zhuǎn)和物理清洗工序，能夠以 更高的回收率運(yùn)轉(zhuǎn)。
另外，為了提高物理清洗工序的清洗效果，優(yōu)選在反洗所 使用的上述反洗介質(zhì)中添加次氯酸鈉、臭氧等氧化劑，并且對(duì) 使空氣等氣體作為氣泡導(dǎo)入到過(guò)濾膜的被處理水側(cè)的空洗來(lái) 說(shuō)，含有臭氧等氧化劑是有效的。但是，如上所述，空洗條件 受到過(guò)濾膜的耐久性方面的制約而并不一定能夠獲得充分的清 洗效果。
本發(fā)明的過(guò)濾膜的清洗方法通過(guò)組合在構(gòu)成上述膜組件的中空纖維膜整體浸漬的狀態(tài)下實(shí)施的工序(以后稱(chēng)為物理清洗 工序A)以及在構(gòu)成上述膜組件的中空纖維膜的一部分露出來(lái) 的狀態(tài)下實(shí)施的工序(以后稱(chēng)為物理清洗工序B )進(jìn)行清洗， 能夠?qū)^(guò)濾膜整體賦予(a)由隨著氣泡的上升而產(chǎn)生的交叉
流獲得的清洗效果、(b)由隨著氣泡體積量的液體排除效果而 產(chǎn)生的過(guò)濾膜的振動(dòng)獲得的清洗效果、(c)由氣液界面處的氣
泡的消失效果、氣泡的破裂引起的液面較大的晃動(dòng)獲得的清洗 效果，且由于(d)通過(guò)氣體清洗而暫時(shí)自膜表面剝離下來(lái)的 懸濁物質(zhì)不會(huì)再次附著在膜表面上，因此能夠?qū)⒆赃^(guò)濾膜剝離
下來(lái)的懸濁物質(zhì)全部排出系統(tǒng)外，并且，由于(e)能夠充分確 保膜組件的處理水進(jìn)水口附近的過(guò)濾膜與氣泡接觸的時(shí)間，因 此與以往的空洗方法相比，能夠高效率地使懸濁物質(zhì)自過(guò)濾膜 表面剝離。
在物理清洗工序B中，在過(guò)濾、排出膜組件內(nèi)的被處理水 而暫時(shí)使液面降低時(shí)的被處理水液面的水位可以是過(guò)濾膜的垂 直方向上的任意水位，但為了對(duì)過(guò)濾膜整體賦予上述5個(gè)清洗 效果，優(yōu)選使水位降低到過(guò)濾膜的垂直方向的最下端部。另外， 在氣體清洗工程B中，作為使過(guò)濾膜周?chē)谋惶幚硭好孀韵?方上升到上方的方法，有進(jìn)行反洗同時(shí)提升過(guò)濾膜周?chē)谋惶?理水液面的方法、供給被處理水同時(shí)提升過(guò)濾膜周?chē)谋惶幚?水液面的方法，但是優(yōu)選利用反洗來(lái)提升過(guò)濾膜周?chē)谋惶幚?水液面的方法。另外，反洗(1)在總是與空洗同時(shí)進(jìn)行時(shí)， 清洗效果較好，但也可以(2)在進(jìn)行反洗之前只進(jìn)行空洗。 或也可以(3)在進(jìn)行了反洗之后只進(jìn)行空洗。并且也可以(4) 一邊導(dǎo)入被處理水一邊進(jìn)行反洗的同時(shí)進(jìn)行空洗，并且也可以 交替組合(1 ) ~ ( 4)。
在此，在過(guò)濾膜的清洗工序中，清洗工序時(shí)間中的物理清洗工序A和物理清洗工序B的各個(gè)工序時(shí)間的比率為任意，但是
優(yōu)選在l: 10~10: l的比率范圍內(nèi)進(jìn)行。
并且，在一邊使液面上升一邊進(jìn)行空洗的情況下，過(guò)濾膜 周?chē)鷽](méi)有水的狀態(tài)為短時(shí)間，從而能夠防止因過(guò)濾膜彼此直接 接觸、相互摩擦而導(dǎo)致的過(guò)濾膜損傷、斷裂、膜的干燥。而且， 與以往的空洗方法相比，由于能夠獲得有效的清洗效果，因此 也能夠減少所使用的氣體清洗介質(zhì)的量，在過(guò)濾膜、膜組件的 耐久性或能源效率方面也是有效的。
另外，在一邊使本發(fā)明的過(guò)濾膜的被處理水側(cè)液面自下方 向上方上升一邊以氣泡狀向過(guò)濾膜的被處理水側(cè)噴氣體清洗介 質(zhì)來(lái)進(jìn)行空洗時(shí)，若使用至少含有氯、二氧化氯、過(guò)氧化氫、 臭氧氣體等氧化劑中的l種以上的氣體作為氣體清洗介質(zhì)或并 用至少含有上述氧化劑中的1種以上的反洗，則能夠獲得進(jìn)一 步的清洗效果?？障磿r(shí)間考慮過(guò)濾壓力的回復(fù)性和過(guò)濾設(shè)備的 利用率適當(dāng)決定即可。
本發(fā)明所使用的過(guò)濾膜沒(méi)有特別限定，例如，可列舉出聚 乙烯、聚丙蹄、聚丁烯等聚烯烴；四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚 共聚物(PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯 -六氟丙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(EPE)、四氟乙烯-乙烯 共聚物(ETFE)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、氯三氟乙烯-乙烯 共聚物(ECTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)等氟類(lèi)樹(shù)脂；聚砜、 聚醚砜、聚醚酮、聚醚醚酮、聚苯硫醚等特種工程塑料；醋酸 纖維素、乙基纖維素等纖維素類(lèi)；聚丙烯腈；聚乙烯醇的單一 成分和它們的混合物。在進(jìn)一步組合使用臭氧等強(qiáng)效的氧化劑 的情況下，可以適用陶瓷等無(wú)機(jī)膜、聚偏氟乙烯(PVDF)膜、 聚四氟乙烯(PTFE)膜、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)膜、 四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)膜等氟類(lèi)樹(shù)脂膜等有機(jī)膜。這些過(guò)濾膜當(dāng)中，優(yōu)選使用其孔徑范圍為納米過(guò)濾 (NF)膜到精密過(guò)濾(MF)膜的過(guò)濾膜。尤其優(yōu)選截留分子
量為100左右的NF到平均孔徑為10pm以下的MF。過(guò)濾膜的形 狀能采用中空纖維狀、帶網(wǎng)絡(luò)的中空纖維狀、平膜狀、折疊 (pleats)狀、螺旋狀、管狀等任意形狀，但是更優(yōu)選使每單 位體積的膜面積較大的中空纖維狀。
本發(fā)明所使用的膜組件是由多根過(guò)濾膜構(gòu)成的膜束的上下 端部^^粘4妄固定住、端部的任意一方或兩方^皮開(kāi)口的膜組件， 被粘接固定的端部的截面形狀除了圓形之外，還可以是三角形、 四邊形、六邊形、橢圓形等，特別優(yōu)選膜的上端部具有開(kāi)口、 下端部具有氣體導(dǎo)入用的裙形結(jié)構(gòu)部和用于將該氣體導(dǎo)入到過(guò) 濾膜外表面的氣體導(dǎo)入孔的膜組件。并且，膜組件的設(shè)置方法 可以是相對(duì)于地面成垂直方向、水平方向的任意一種，但是特 別優(yōu)選設(shè)置成垂直方向。并且，在將多根膜組件配置在同一槽 內(nèi)的情況下，膜組件的配置位置并沒(méi)有特別限定，但是優(yōu)選配 置在保持量為最小的最密充填的位置上。作為過(guò)濾方式，既可 以是全量過(guò)濾方式也可以是交 叉流過(guò)濾方式。作為過(guò)濾壓力的 施加方法，可以是吸引過(guò)濾方式或壓力差方式。另外，在使用 中空纖維狀膜的情況下，可以是內(nèi)壓過(guò)濾、外壓過(guò)濾中的任一種。
由于本發(fā)明采用了如上所述的結(jié)構(gòu)，因此既能夠維持高回 收率，又能夠充分確保含有懸濁物質(zhì)的被處理水向系統(tǒng)外排出 的排出量，能夠進(jìn)行穩(wěn)定的超濾運(yùn)轉(zhuǎn)。
關(guān)于本發(fā)明，參照下述附圖詳細(xì)說(shuō)明膜分離裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方 法的實(shí)施方式的一個(gè)例子。
圖1A是表示使用由沿垂直方向設(shè)在槽103內(nèi)的多根過(guò)濾膜 101構(gòu)成的膜束的兩端部被粘接固定住、在膜的上端部具有開(kāi)口部、下端部具有氣體導(dǎo)入用的裙形結(jié)構(gòu)部和用于將該氣體導(dǎo) 入到分離膜外表面的氣體導(dǎo)入孔的膜組件102 (以后稱(chēng)為"膜
組件")，在設(shè)置于槽103內(nèi)的膜組件102的上部端面的上方控制 槽103內(nèi)的被處理水的液面、用所有過(guò)濾膜101進(jìn)行過(guò)濾的通常 的過(guò)濾工序的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的示意圖，圖1B是表示在構(gòu)成上述膜組 件102的過(guò)濾膜101的 一部分露出來(lái)的狀態(tài)下進(jìn)行被處理水的 過(guò)濾時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的示意圖。
如圖1A所示，在通常的過(guò)濾工序中，由于在膜組件102的 上部端面的上方控制槽103內(nèi)的被處理水的液面，因此，利用 膜組件102的所有過(guò)濾膜101進(jìn)行過(guò)濾。在此，作為通常的過(guò)濾 工序中的液面控制方法，使用液位計(jì)控制向槽103內(nèi)供給的被 處理水的供給量的方法、或總是向槽內(nèi)供給規(guī)定量的被處理水 且同時(shí)將被處理水的一部分排出系統(tǒng)外的活塞式流動(dòng)方式控制 方法都可以。
另 一方面，在過(guò)濾膜101的一部分露出來(lái)的狀態(tài)下過(guò)濾^皮 處理水的過(guò)濾工序中，由于在圖1B的停止向槽103內(nèi)供給被處
行過(guò)濾，因此，槽103內(nèi)的^皮處理水的液面自膜組件102的上部 端面逐漸降低或逐漸上升，利用膜組件10 2的 一 部分過(guò)濾膜101 進(jìn)行過(guò)濾。
在此，優(yōu)選上述過(guò)濾工序中的超濾流量如下所述地決定。 在使過(guò)濾膜101的長(zhǎng)度L-2m、使在過(guò)濾膜101的一部分露出來(lái) 的狀態(tài)下進(jìn)行的過(guò)濾工序結(jié)束時(shí)或開(kāi)始時(shí)的槽103內(nèi)的被處理 水液面之上的、未與被處理水接觸的過(guò)濾膜101的長(zhǎng)度L， =0.5m、使通常的過(guò)濾工序中的超濾流量Fl-5.0n^/hr (用l根 膜組件每小時(shí)獲得5.0m3的過(guò)濾水的流量)時(shí)，在過(guò)濾膜101的 一部分露出來(lái)的狀態(tài)下進(jìn)行的過(guò)濾工序中的超濾流量F 2為<formula>formula see original document page 16</formula>
(用l根膜組件每小時(shí)獲得3.75m3的過(guò)濾水的流量)。即，在該 情況下意味著，在過(guò)濾膜IOI的 一部分露出來(lái)的狀態(tài)下進(jìn)行的 過(guò)濾工序中，將超濾流量控制在3.75ms/hr以下。另外，優(yōu)選 在過(guò)濾膜101的一部分露出來(lái)的狀態(tài)下進(jìn)行的過(guò)濾工序中，為 了防止堆積在未與被處理水接觸的過(guò)濾膜101上的懸濁物質(zhì)的 固結(jié)化、過(guò)濾膜101的千燥，優(yōu)選使液面迅速到達(dá)規(guī)定的液面， 結(jié)束在過(guò)濾膜101的 一 部分露出來(lái)的狀態(tài)下進(jìn)行的過(guò)濾工序。
圖2表示使用了應(yīng)用本發(fā)明運(yùn)轉(zhuǎn)方法的上述膜組件的流程 例子。被處理水l被原水供給泵3輸送到設(shè)有上述膜組件的浸漬 槽ll中，由吸引泵12獲得的過(guò)濾水貯存在兼用作反洗容器的過(guò) 濾水容器5中。在進(jìn)行反洗時(shí)，過(guò)濾水容器5中的過(guò)濾水被反洗 泵6輸送到上述膜組件中，進(jìn)行反洗，在此，能夠利用氧化劑 輸送泵8在從反洗泵6到上述膜組件的管道的中途向反洗水中 添加氧化劑容器7中的氧化劑。另外，向上述膜組件中導(dǎo)入空 氣的空洗是通過(guò)將被壓縮機(jī)9壓縮了的空氣供給到上述膜組件 的被處理水側(cè)來(lái)進(jìn)行的。在此，空洗所用的壓縮空氣的供給源 除了使用上述的壓縮機(jī)之外還可以使用鼓風(fēng)機(jī)。
膜分離裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法通常通過(guò)組合獲得過(guò)濾水的過(guò)濾工 序、用于除去堆積在膜表面上的懸濁物質(zhì)的物理清洗工序以及 將積蓄在槽內(nèi)的懸濁物質(zhì)排出系統(tǒng)外的排水工序進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。在 此，在本發(fā)明中，優(yōu)選進(jìn)行過(guò)濾工序A和物理清洗工序(包括 物理清洗工序A以及B)，并且在反復(fù)進(jìn)行了 1次以上過(guò)濾工序B 和上述物理清洗工序之后，將槽內(nèi)的排水全部排出系統(tǒng)外。
另外，在反復(fù)進(jìn)行多次上述過(guò)濾工序和上述物理清洗工序而使槽內(nèi)的濃縮倍率達(dá)到規(guī)定值(提高回收率)時(shí)，為了以較 高頻率將被濃縮的槽內(nèi)排水全部排出系統(tǒng)外，優(yōu)選以盡量少的
反復(fù)進(jìn)行上述過(guò)濾工序和上述物理清洗工序的次數(shù)達(dá)到規(guī)定的 濃縮倍率。即，在膜分離裝置中，作為設(shè)置膜組件的槽，優(yōu)選
使用膜組件設(shè)置部的保持量、即每單位膜面積的被處理水量(二
從膜組件設(shè)置部的容量中減去構(gòu)成膜組件的中空纖維膜的體積
后的水量)盡量少的槽。
4妄下來(lái)，以實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)施例 實(shí)施例l
使用3根將直徑6英寸、膜長(zhǎng)度2m、聚偏氟乙烯制的公稱(chēng)孔 徑0.1)Lim的中空纖維型精密過(guò)濾膜捆扎成膜面積50ms而成的 膜組件。將上述膜組件的上下端部粘接固定住、上部端面的中 空纖維膜開(kāi)口、下部端面的中空纖維膜封口 。作為將上述膜組 件豎直設(shè)置的槽，膜組件設(shè)置部的槽的設(shè)置占地面積為 0.109m2、有效水深為2.3m,為了在上述槽的上部貯存物理清 洗所用的反洗排水，使用設(shè)有底面積為0.25m2、有效水深為 0.6m的緩沖槽的槽。
該膜分離裝置的膜組件設(shè)置部的保持量、即每單位膜面積 的被處理水量(-從膜組件設(shè)置部的容量中減去構(gòu)成膜組件的中 空纖維膜的體積后的水量)為1.36L/m2。
使用上述膜分離裝置對(duì)作為被處理水的混濁度為1 ~ 3度 的河川水實(shí)施了連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。運(yùn)轉(zhuǎn)工序?yàn)榻M合了被處理水供給工 序、本發(fā)明的過(guò)濾工序以及物理清洗工序、還有排水工序而成 的工序。
作為各運(yùn)轉(zhuǎn)工序的設(shè)定條件，在被處理水供給工序中，使 向槽內(nèi)供給的被處理水供給水量為12m3/hr。在過(guò)濾工序中，(步驟l)從被處理水到達(dá)了膜長(zhǎng)度的一半的時(shí)刻開(kāi)始進(jìn)行過(guò) 濾運(yùn)轉(zhuǎn)，接下來(lái)(步驟2)以膜整體浸漬了的狀態(tài)進(jìn)行大約26
分鐘的過(guò)濾運(yùn)轉(zhuǎn)，然后(步驟3)在馬上實(shí)施物理清洗工序之
前，實(shí)施過(guò)濾運(yùn)轉(zhuǎn)，直到被處理水達(dá)到膜長(zhǎng)度的一半。另外， 過(guò)濾運(yùn)轉(zhuǎn)通過(guò)使膜的二次側(cè)為負(fù)壓而施加膜壓力差來(lái)進(jìn)行。各
過(guò)濾工序中的超濾流量是，(步驟l)以及(步驟3)中為6ms/hr (每一根膜組件為2m3/hr)、(步驟2)中為12m3/hr (每一根膜 組件為4ms/hr)。從(步驟l)到(步驟3)的全部過(guò)濾工序用 時(shí)大約28分鐘。另外，(步驟2)中的被處理水供給水量與超濾 流量相同。
在上述過(guò)濾工序結(jié)束之后，實(shí)施物理清洗工序。在物理清 洗工序中，同時(shí)實(shí)施了反洗和使用空氣的氣體清洗。使反洗流 量為12m3/hr (每一根膜組件為4m3/hr ),使氣體清洗所用的空 氣流量為].2Nm3/hr (每一根膜組件為4Nm3/hr )。
在反復(fù)進(jìn)行5次上述過(guò)濾工序以及上述物理清洗工序而使 槽內(nèi)的濃縮倍率為100倍(回收率99.0%)之后，實(shí)施用于排出 槽內(nèi)的濃縮排水的排出工序。在將通過(guò)物理清洗工序剝離下來(lái) 的懸濁物質(zhì)排出的排出工序中，通過(guò)將設(shè)置于槽最下部的JIS 80A的配管全部打開(kāi)來(lái)排出懸濁物質(zhì)，且通過(guò)在用設(shè)置于槽最 下部的壓力式液面?zhèn)鞲衅鳈z測(cè)出槽內(nèi)水深為Om之后將閥全部 打開(kāi)15秒鐘來(lái)將濃縮排水自槽內(nèi)全部排出。
以上述的運(yùn)轉(zhuǎn)條件運(yùn)轉(zhuǎn)了大約7個(gè)月后，膜間的壓力差為 70kPa以下，能穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。
實(shí)施例2
使用l根將直徑3英寸、膜長(zhǎng)度lm、聚偏氟乙烯制的公稱(chēng)孔 徑0.1 p m的中空纖維型精密過(guò)濾膜捆扎成膜面積6.8 m2而成的 膜組件。上述膜組件使用將上下端部粘接固定住、上部端面的中空纖維膜開(kāi)口、下部端面的中空纖維膜封口的膜束。作為將 上述膜組件豎直設(shè)置的槽，膜組件設(shè)置部的槽的設(shè)置占地面積
為0.0134m2、有效水深為1.18m,為了在上述槽的上部貯存物 理清洗所用的反洗排水，使用設(shè)有底面積0.049m2、有效水深 0.35m的緩沖槽的槽。
該膜分離裝置的膜組件設(shè)置部的保持量、即每單位膜面積 的被處理水量(=從膜組件設(shè)置部的容量中減去構(gòu)成膜組件的中 空纖維膜的體積后的水量)為2.00L/m2。
使用上述膜分離裝置對(duì)作為被處理水的、平均渾濁度為10 度、最大混濁度為200 300度的工業(yè)用水實(shí)施了連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。運(yùn) 轉(zhuǎn)工序?yàn)榻M合了被處理水供給工序、本發(fā)明的過(guò)濾工序以及物 理清洗工序、還有排水工序而成的工序。
作為各運(yùn)轉(zhuǎn)工序的設(shè)定條件，在被處理水供給工序中，使 向槽內(nèi)供給的被處理水供給水量為2m3/1^。在過(guò)濾工序中，(步 驟l )從被處理水到達(dá)了膜長(zhǎng)度的一半的時(shí)刻開(kāi)始進(jìn)行過(guò)濾運(yùn) 轉(zhuǎn)，接下來(lái)(步驟2)以膜整體浸漬了的狀態(tài)進(jìn)行大約20分鐘 的過(guò)濾運(yùn)轉(zhuǎn)，然后(步驟3)在馬上實(shí)施物理清洗工序之前， 實(shí)施過(guò)濾運(yùn)轉(zhuǎn)，直到被處理水到達(dá)膜長(zhǎng)度的一半。另外，過(guò)濾 運(yùn)轉(zhuǎn)通過(guò)使膜的二次側(cè)為負(fù)壓而施加膜壓力差來(lái)進(jìn)行。各過(guò)濾 工序中的超濾流量是，(步驟l)以及(步驟3)中為0.1m3/1^、 (步驟2)中為0.17m3/hr。從(步驟l)到(步驟3)的全部過(guò) 濾工序用時(shí)大約22.0分鐘。
在 上述過(guò)濾工序結(jié)束之后，實(shí)施物理清洗工序。在物理清 洗工序中，同時(shí)實(shí)施了反洗和使用空氣的氣體清洗。反洗流量 為0.28m3/hr，氣體清洗所用的空氣流量為1.2Nm3/hr。
在反復(fù)進(jìn)行6次上述過(guò)濾工序以及上述物理清洗工序而使 槽內(nèi)的濃縮倍率為20倍(回收率95.0%)之后，實(shí)施用于排出槽內(nèi)的濃縮排水的排出工序。在將通過(guò)物理清洗工序剝離下來(lái) 的懸濁物質(zhì)排出的排出工序中，通過(guò)將設(shè)置于槽最下部的JIS 50A的配管全部打開(kāi)來(lái)排出懸濁物質(zhì)，且通過(guò)在用設(shè)置于槽最
下部的壓力式液面?zhèn)鞲衅鳈z測(cè)出槽內(nèi)水深為Om之后使閥全部 打開(kāi)5秒鐘而將濃縮排水自槽內(nèi)全部排出。
以上述的運(yùn)轉(zhuǎn)條件運(yùn)轉(zhuǎn)了大約3個(gè)月后，膜間的壓力差為 30kPa以下，能夠穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。
比專(zhuān)交例1
比較例l中所用的膜組件以及膜分離裝置與實(shí)施例2相同。 使用上述膜分離裝置對(duì)作為被處理水的、平均渾濁度為10 度、最大混濁度為200- 300度的工業(yè)用水實(shí)施連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。運(yùn)轉(zhuǎn)
工序?yàn)榻M合了被處理水供給工序、過(guò)濾工序以及物理清洗工序、 還有排水工序而成的工序。
作為各運(yùn)轉(zhuǎn)工序的設(shè)定條件，在被處理水供給工序中，使 向槽內(nèi)供給的^皮處理水供給水量為2ms/hr。在過(guò)濾工序中，由 于濃縮倍率與實(shí)施例2相同，因此，在膜整體浸漬了的狀態(tài)下 實(shí)施大約120分鐘的過(guò)濾運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，過(guò)濾運(yùn)轉(zhuǎn)通過(guò)使膜的二 次側(cè)為負(fù)壓而施加膜壓力差來(lái)進(jìn)行。過(guò)濾工序中的超濾流量為 0.17m3/hr。
在上述過(guò)濾工序結(jié)束之后，實(shí)施物理清洗工序。在物理清 洗工序中，同時(shí)實(shí)施了反洗和使用空氣的氣體清洗。反洗流量 為0.28m3/hr,氣體清洗所用的空氣流量為1.2Nm3/hr 。
在各實(shí)施1次上述過(guò)濾工序以及上述物理清洗工序而使槽 內(nèi)的濃縮倍率為20倍(回收率95.0%)之后，實(shí)施用于排出槽 內(nèi)的濃縮排水的排出工序。在將通過(guò)物理清洗工序剝離下來(lái)的 懸濁物質(zhì)排出的排出工序中，通過(guò)使設(shè)置于槽最下部的50A的 配管全部打開(kāi)來(lái)排出懸濁物質(zhì)，且通過(guò)在用設(shè)置于槽最下部的壓力式液面?zhèn)鞲衅鳈z測(cè)出槽內(nèi)水深為0 m之后使閥全部打開(kāi)5秒 鐘而將濃縮排水自槽內(nèi)全部排出。
以上述的運(yùn)轉(zhuǎn)條件運(yùn)轉(zhuǎn)了大約2周后，膜間的壓力差達(dá)到 80kPa以上，不能進(jìn)一步施加負(fù)壓，導(dǎo)致不能穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。 實(shí)施例3
在實(shí)施例3中，使用l根與實(shí)施例l相同規(guī)格的膜組件。作 為將上述膜組件豎直設(shè)置的槽，膜組件設(shè)置部的槽的設(shè)置占地 面積為0.0283m2、有效水深為2.72m,為了在上述槽的上部貯 存物理清洗所用的反洗排水，使用設(shè)有底面積0.126m2、有效 水深0.46m的緩沖槽的槽。
該膜分離裝置的膜組件設(shè)置部的保持量、即每單位膜面積 的被處理水量(=從膜組件設(shè)置部的容量中減去構(gòu)成膜組件的中 空纖維膜的體積后的水量)為1.2lL/m2。
使用上述膜分離裝置對(duì)作為被處理水的、平均渾濁度為5 度、最大混濁度為300 500度的水庫(kù)水實(shí)施了連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。運(yùn)轉(zhuǎn) 工序?yàn)榻M合了 #皮處理水供給工序、本發(fā)明的過(guò)濾工序以及物理 清洗工序、還有排水工序而成的工序。
作為各運(yùn)轉(zhuǎn)工序的設(shè)定條件，在被處理水供給工序中，使 向槽內(nèi)供給的被處理水供給水量為2ms/hr。在過(guò)濾工序中，(步 驟1 )從被處理水到達(dá)了膜長(zhǎng)度的 一 半的時(shí)刻開(kāi)始進(jìn)行過(guò)濾運(yùn) 轉(zhuǎn)，接下來(lái)(步驟2)以膜整體浸潰了的狀態(tài)進(jìn)行大約15分鐘 的過(guò)濾運(yùn)轉(zhuǎn)，然后(步驟3 )在馬上實(shí)施物理清洗之前，實(shí)施 過(guò)濾運(yùn)轉(zhuǎn)，直到被處理水到達(dá)膜長(zhǎng)度的一半。另外，過(guò)濾運(yùn)轉(zhuǎn) 通過(guò)使膜的二次側(cè)為負(fù)壓而施加膜壓力差來(lái)進(jìn)行。各過(guò)濾工序 中的超濾流量是，(步驟l)以及(步驟3)中為0.9m"hr、(步 驟2)中為1.83m3/hr。從(步驟l)到(步驟3)的全部過(guò)濾工 序用時(shí)大約17分鐘。在上述過(guò)濾工序結(jié)束之后，實(shí)施物理清洗工序。在物理清 洗工序中，同時(shí)實(shí)施了反洗和使用空氣的氣體清洗。反洗流量
為2n^/hr，氣體清洗所用的空氣流量為4NmVhr。
在反復(fù)進(jìn)行6次上述過(guò)濾工序以及上述物理清洗工序而使 槽內(nèi)的濃縮倍率為20倍(回收率95.0%)之后，實(shí)施用于排出 槽內(nèi)的濃縮排水的排出工序。在將通過(guò)物理清洗工序剝離下來(lái) 的懸濁物質(zhì)排出的排出工序中，通過(guò)將設(shè)置于槽最下部的50A 的配管全部打開(kāi)而排出懸濁物質(zhì)，且通過(guò)在用設(shè)置于槽最下部 的壓力式液面?zhèn)鞲衅鳈z測(cè)出槽內(nèi)水深為Om之后使閥全部打開(kāi) 15秒鐘而將濃縮排水自槽內(nèi)全部排出。
以上述的運(yùn)轉(zhuǎn)條件運(yùn)轉(zhuǎn)了大約8個(gè)月后，膜間的壓力差為 30kPa以下，能穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。 比4交例2
使用l根將直徑6英寸、膜長(zhǎng)度2m、聚偏氟乙烯制的公稱(chēng)孔 徑O.lnm的中空纖維型精密過(guò)濾膜捆扎成膜面積50ms而成的 膜組件。上述膜組件使用將上下端部粘接固定住、上部端面的 中空纖維膜開(kāi)口、下部端面的中空纖維膜封口的膜束。作為將 上述膜組件豎直設(shè)置的槽，使用設(shè)置占地面積為0.173m2、有 效水深為3.0m的槽。
該膜分離裝置的膜組件設(shè)置部的保持量、即每單位膜面積 的被處理水量(=從膜組件設(shè)置部的容量中減去構(gòu)成膜組件的中 空纖維膜的體積后的水量)為10.0L/m2。
使用上述膜分離裝置對(duì)作為被處理水的、平均渾濁度為5 度、最大混濁度為300 500度的水庫(kù)水實(shí)施連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。運(yùn)轉(zhuǎn)工 序?yàn)榻M合了過(guò)濾工序以及物理清洗工序、還有始終排出 一部分 被處理水的活塞式流動(dòng)工序而成的工序。
作為各運(yùn)轉(zhuǎn)工序的設(shè)定條件，在被處理水供給工序中，使向槽內(nèi)供給的被處理水供給水量為2ms/hr。在過(guò)濾工序中，在 膜整體浸漬了的狀態(tài)下進(jìn)行大約15分鐘的過(guò)濾運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，過(guò) 濾運(yùn)轉(zhuǎn)通過(guò)使膜的二次側(cè)為負(fù)壓而施加膜壓力差來(lái)進(jìn)行。過(guò)濾 工序中的超濾流量為1.83m3/hr。
在上述過(guò)濾工序結(jié)束之后，實(shí)施物理清洗工序。在物理清 洗工序中，同時(shí)實(shí)施了反洗和使用空氣的氣體清洗。反洗流量 為2ms/hr，氣體清洗所用的空氣流量為4Nm3/hr。
使槽內(nèi)的濃縮倍率為5.9倍(回收率83%)地始終排出一部 分^皮處理水。
以上述的運(yùn)轉(zhuǎn)條件運(yùn)轉(zhuǎn)了大約4個(gè)月后，膜間的壓力差為 40kPa以下，能夠穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。 實(shí)施例4
實(shí)施例4中所用的膜組件以及膜分離裝置與實(shí)施例l相同。 使用上述膜分離裝置對(duì)作為被處理水的、平均渾濁度為 5 ~ IO度、最大混濁度為200 ~ 300度的河川水實(shí)施連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。 在被處理水中添加次氯酸鈉以使被處理水中的殘留氯的濃度為 0.5mg/L左右。運(yùn)轉(zhuǎn)工序?yàn)榻M合了被處理水供給工序、本發(fā)明 的過(guò)濾工序以及物理清洗工序、還有排水工序而成的工序。
作為各運(yùn)轉(zhuǎn)工序的設(shè)定條件，在被處理水供給工序中，使 向槽內(nèi)供給的被處理水供給水量為13.5ms/hr。在過(guò)濾工序中，
(步驟l)從被處理水到達(dá)了膜長(zhǎng)度的一半的時(shí)刻開(kāi)始進(jìn)行過(guò) 濾運(yùn)轉(zhuǎn)，接下來(lái)(步驟2)以膜整體浸漬了的狀態(tài)進(jìn)行大約26 分鐘的過(guò)濾運(yùn)轉(zhuǎn)，然后(步驟3 )在馬上實(shí)施物理清洗工序之 前，實(shí)施過(guò)濾運(yùn)轉(zhuǎn)，直到被處理水到達(dá)膜長(zhǎng)度的一半。另外， 過(guò)濾運(yùn)轉(zhuǎn)通過(guò)使膜的二次側(cè)為負(fù)壓而施加膜壓力差來(lái)進(jìn)行。各 過(guò)濾工序中的超濾流量是，(步驟l)以及(步驟3)中為7.5m"hr
(每一根膜組件為2.5m3/hr)、(步驟2)中為13.5m3/hr (每一根膜組件為4.5ms/hr )。從(步驟l)到(步驟3)的全部過(guò)濾 工序用時(shí)大約28分鐘。
在上述過(guò)濾工序結(jié)束之后，實(shí)施物理清洗工序。在物理清 洗工序中，同時(shí)實(shí)施了反洗和使用空氣的氣體清洗。反洗流量 為20.25m3/hr (每一根膜組件為6.75m3/hr ),氣體清洗所用的 空氣流量為12Nm3/hr (每一根膜組件為4Nm3/hr )。
在反復(fù)進(jìn)行2次上述過(guò)濾工序以及上述物理清洗工序而使 槽內(nèi)的濃縮倍率為20倍(回收率95.0%)之后，實(shí)施用于排出 槽內(nèi)的濃縮排水的排出工序。在將通過(guò)物理清洗工序剝離下來(lái) 的懸濁物質(zhì)排出的排出工序中，通過(guò)使設(shè)置于槽最下部的50A 的配管全部打開(kāi)而排出懸濁物質(zhì)，且通過(guò)在用設(shè)置于槽最下部 的壓力式液面?zhèn)鞲衅鳈z測(cè)出槽內(nèi)水深為Om之后使閥全部打開(kāi) 15秒鐘而將濃縮排水自槽內(nèi)全部排出。
以上述的運(yùn)轉(zhuǎn)條件運(yùn)轉(zhuǎn)了大約1個(gè)月后，膜間的壓力差為 50kPa以下，能夠穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。
比專(zhuān)交例3
比較例3中所用的膜組件以及膜分離裝置與實(shí)施例l相同。 使用上述膜分離裝置對(duì)作為被處理水的、平均渾濁度為 5~ IO度、最大混濁度為200 300度的河川水實(shí) 施連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。 在被處理水中添加次氯酸鈉以使被處理水中的殘留氯濃度為 0.5mg/L左右。運(yùn)轉(zhuǎn)工序?yàn)榻M合了被處理水供給工序、過(guò)濾工 序以及物理清洗工序、還有排水工序而成的工序。
作為各運(yùn)轉(zhuǎn)工序的設(shè)定條件，在被處理水供給工序中，使 向槽內(nèi)供給的被處理水供給水量為13.5m3/hr。在過(guò)濾工序中， 在膜整體浸漬了的狀態(tài)下進(jìn)行大約40分鐘的過(guò)濾運(yùn)轉(zhuǎn)。另外， 過(guò)濾運(yùn)轉(zhuǎn)通過(guò)使膜的二次側(cè)為負(fù)壓而施加膜壓力差來(lái)進(jìn)行。過(guò) 濾工序中的超濾流量為13.5m3/hr(每一根膜組件為4.5m3/lir )。在上述過(guò)濾工序結(jié)束之后，實(shí)施物理清洗工序。在物理清 洗工序中，同時(shí)實(shí)施了反洗和使用空氣的氣體清洗。反洗流量
為20.25m3/hr (每一根膜組件為6.75m3/hr )，氣體清洗所用的 空氣流量為12Nm3/hr (每一根膜組件為4Nm3/hr )。
在各實(shí)施l次上述過(guò)濾工序以及上述物理清洗工序而使槽 內(nèi)的濃縮倍率為20倍(回收率95.0%)之后，實(shí)施用于排出槽 內(nèi)的濃縮排水的排出工序。在將通過(guò)物理清洗工序剝離下來(lái)的 懸濁物質(zhì)排出的排出工序中，通過(guò)使設(shè)置于槽最下部的50A的 配管全部打開(kāi)而排出懸濁物質(zhì)，且通過(guò)在用設(shè)置于槽最下部的 壓力式液面?zhèn)鞲衅鳈z測(cè)出槽內(nèi)水深為0m之后使閥全部打開(kāi)15 秒鐘而將濃縮排水自槽內(nèi)全部排出。
以上述的運(yùn)轉(zhuǎn)條件運(yùn)轉(zhuǎn)了大約l周后，膜間的壓力差達(dá)到 80kPa以上，不能進(jìn)一步施加負(fù)壓，導(dǎo)致不能進(jìn)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。
工業(yè)上的可利用性
本發(fā)明優(yōu)選利用在使用將河川水、湖沼水、地下水、蓄水、 污水二次處理水、工廠(chǎng)排水、污水等作為原水的過(guò)濾膜的領(lǐng)域 中，或者使用用于分離或濃縮寶貴資源(valuable resource ) 的過(guò)濾膜的領(lǐng)域中。
權(quán)利要求
1. 一種膜分離裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，該膜分離裝置將由多根露出來(lái)的中空纖維膜構(gòu)成的膜組件設(shè)置在被處理水槽內(nèi)，其特征在于，在反復(fù)進(jìn)行了2次以上過(guò)濾工序和物理清洗工序之后，進(jìn)行將槽內(nèi)排水排出系統(tǒng)外的排水工序；上述過(guò)濾工序通過(guò)對(duì)上述中空纖維膜的一次側(cè)即被處理水側(cè)與二次側(cè)即處理水側(cè)之間施加壓力差來(lái)進(jìn)行被處理水的過(guò)濾；上述物理清洗工序進(jìn)行向上述膜組件的一次側(cè)噴出氣體清洗介質(zhì)的氣體清洗、以及自中空纖維膜的二次側(cè)供給反洗介質(zhì)使其透過(guò)到中空纖維膜的被處理水側(cè)的反壓水清洗。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的膜分離裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特征 在于，上述過(guò)濾工序包括由下述工序構(gòu)成的過(guò)濾工序即過(guò)濾工序 A,上述構(gòu)成該過(guò)濾工序A的工序是，向槽內(nèi)供給被處理水、且 在構(gòu)成上述膜組件的中空纖維膜的 一部分露出來(lái)的狀態(tài)下開(kāi)始 過(guò)濾被處理水的工序，以及接下來(lái)在構(gòu)成上述膜組件的中空纖 維膜整體浸漬了的狀態(tài)下過(guò)濾被處理水的工序。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1及2所述的膜分離裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特 征在于，上述過(guò)濾工序包括由下述工序構(gòu)成的過(guò)濾工序即過(guò)濾工序 B，上述構(gòu)成該過(guò)濾工序B的工序是，在上述物理清洗工序結(jié)束 之后不向槽內(nèi)供給被處理水的情況下過(guò)濾被處理水到成為構(gòu)成 上述膜組件的中空纖維膜的一部分露出來(lái)的狀態(tài)為止的工序， 以及接下來(lái)向槽內(nèi)供給被處理水在構(gòu)成上述膜組件的中空纖維 膜整體浸漬了的狀態(tài)下過(guò)濾被處理水的工序。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l ~ 3中任一項(xiàng)所述的膜分離裝置的運(yùn)轉(zhuǎn) 方法，其特征在于，上述物理清洗工序通過(guò)組合物理清洗工序A和物理清洗工序B進(jìn)行，上述物理清洗工序A是在構(gòu)成上述膜組件的中空纖維 膜整體浸漬了的狀態(tài)下實(shí)施的工序，上述物理清洗工序B是在 構(gòu)成上述膜組件的中空纖維膜的 一部分露出來(lái)的狀態(tài)下實(shí)施的 工序。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l ~ 4中任一項(xiàng)所述的膜分離裝置的運(yùn)轉(zhuǎn) 方法，該膜分離裝置將由多根露出來(lái)的中空纖維膜構(gòu)成的膜組 件設(shè)置在被處理水槽內(nèi)，其特征在于，上述膜組件是一種由兩端部被粘接固定住的多根露出來(lái)的 中空纖維膜構(gòu)成的、上端部的中空纖維膜開(kāi)口、且下端部的中 空纖維膜封口的膜組件。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l ~ 5中任一項(xiàng)所述的膜分離裝置的運(yùn)轉(zhuǎn) 方法，該膜分離裝置將由多根露出來(lái)的中空纖維膜構(gòu)成的膜組 件設(shè)置在被處理水槽內(nèi)，其特征在于，進(jìn)行過(guò)濾工序A和物理清洗工序，并且在反復(fù)進(jìn)行l(wèi)次以上 過(guò)濾工序B和物理清洗工序之后，將槽內(nèi)的排水排出系統(tǒng)外。
全文摘要
本發(fā)明提供一種膜分離裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，該膜分離裝置將由多根露出來(lái)的中空纖維膜構(gòu)成的膜組件設(shè)置在被處理水槽內(nèi)，其特征在于，既能夠減小過(guò)濾膜的負(fù)荷、通過(guò)有效地進(jìn)行清洗來(lái)確保高回收率，又能夠進(jìn)行穩(wěn)定的超濾運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，在該膜分離裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)方法中，在反復(fù)進(jìn)行2次以上過(guò)濾工序和物理清洗工序之后，進(jìn)行將槽內(nèi)排水排出系統(tǒng)外的排水工序；上述過(guò)濾工序通過(guò)對(duì)上述中空纖維膜的一次側(cè)(被處理水側(cè))與二次側(cè)(處理水側(cè))之間施加壓力差來(lái)進(jìn)行被處理水的過(guò)濾；上述物理清洗工序進(jìn)行向上述膜組件的一次側(cè)噴出氣體清洗介質(zhì)的氣體清洗、以及自中空纖維膜的二次側(cè)供給反洗介質(zhì)使其透過(guò)到中空纖維膜的被處理水側(cè)的反壓水清洗。
文檔編號(hào)B01D65/02GK101472670SQ20068005510
公開(kāi)日2009年7月1日 申請(qǐng)日期2006年10月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月3日
發(fā)明者塚原隆史, 森吉彥 申請(qǐng)人:旭化成化學(xué)株式會(huì)社