JP3401541B2 - Membrane separation device and its operation method - Google Patents
Membrane separation device and its operation methodInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は膜分離装置及びその運転
方法に係り、特に、精密濾過(MF)膜、限外濾過(U
F)膜又は逆浸透(RO)膜等を備えた膜モジュールに
より原液を膜分離処理するに当り、膜の破損による膜面
からの一次側原液の二次側透過水側への漏出を検出し
て、得られる処理水の汚染を確実に防止する膜分離装置
及びその運転方法に関する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a membrane separation device and its operation.
Method , especially microfiltration (MF) membrane, ultrafiltration (U
F) When the stock solution is subjected to a membrane separation process using a membrane module equipped with a membrane or a reverse osmosis (RO) membrane, etc., leakage of the primary stock solution from the membrane surface to the secondary permeate side due to membrane damage is detected. Membrane separator that reliably prevents the resulting treated water from being contaminated
And its operating method .
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、膜分離技術の発達により、各種の
分野で膜濾過が適用されるようになった。2. Description of the Related Art In recent years, with the development of membrane separation technology, membrane filtration has come to be applied in various fields.
【0003】即ち、従来、除濁、除菌などの分野におい
て、膜濾過は多用されていたが、近年、クロス・フロー
型の膜モジュールや、定期的な逆洗操作により長期間濾
過を継続できるデッドエンド型の膜モジュールの発達に
より、膜濾過を適用できる被処理液(原液)の濃度範囲
が拡大された。これらクロス・フロー型の膜モジュール
や、定期的に逆洗を行なうデッドエンド型の膜モジュー
ルを用いれば、原液の濁度変動があっても、濾過速度を
使用に耐えない程の速度にまで低下させることなく、膜
濾過を継続させることができる。That is, conventionally, membrane filtration has been widely used in fields such as turbidity removal and sterilization, but in recent years, filtration can be continued for a long time by a cross-flow type membrane module or regular backwashing operation. With the development of dead-end type membrane modules, the concentration range of the liquid to be treated (stock solution) to which membrane filtration can be applied has been expanded. By using these cross-flow type membrane modules and dead-end type membrane modules that perform regular backwashing, the filtration rate can be reduced to an unusable rate even if the turbidity of the stock solution changes. Membrane filtration can be continued without being performed.
【0004】このため、河川水、工業用水、上水をRO
膜分離するための前処理として、凝集,沈殿,濾過に代
わって、UF膜やMF膜で膜濾過を行い、前処理プロセ
スを簡素化することが可能になった。For this reason, river water, industrial water and tap water are RO
As a pretreatment for membrane separation, it is possible to simplify the pretreatment process by performing membrane filtration with a UF membrane or an MF membrane instead of coagulation, precipitation and filtration.
【0005】しかし、濾過水(透過水)を上水道などの
飲料水等に供じる場合には、高水質の処理水を確実に得
るために、上記の用途以上の安全装置、即ち、膜面から
の一次側原液の二次側透過水中への漏出を検出する経済
的な装置の実用化が課題であった。However, when the filtered water (permeated water) is supplied to drinking water such as tap water, in order to reliably obtain treated water of high water quality, a safety device more than the above-mentioned use, that is, a membrane surface is used. The practical application of an economical device for detecting the leakage of the undiluted solution on the primary side into the permeated water on the secondary side was a problem.
【0006】従来、膜面からの一次側原液の漏出の検出
手段としては、透過水の濁度を測定する方法が浄水処理
分野では一般的な方法であった。しかし、MF膜、UF
膜、RO膜の透過水は、原理的に濁質を含んでいないた
め、光学的に濁度を検出してその水質を比較することは
できない。Conventionally, as a means for detecting the leakage of the primary side stock solution from the membrane surface, a method of measuring the turbidity of permeated water has been a general method in the field of water purification treatment. However, MF membrane, UF
Since the permeated water of the membrane and the RO membrane does not contain turbidity in principle, it is impossible to optically detect turbidity and compare the water quality.
【0007】従って、MF膜やUF膜、RO膜などの膜
が損傷して微少量の一次側原液が二次側透過水中に漏出
したとしても、その量が微少量である場合には濁度とし
て検出することはできない。逆に、透過水の濁度を検出
できる場合、その処理水系は決定的な膜の損傷を抱えて
おり、これを修理、復旧するには多大な工数を必要とす
る。Therefore, even if a membrane such as an MF membrane, a UF membrane or an RO membrane is damaged and a small amount of the primary side stock solution leaks into the secondary side permeate, if the amount is very small, the turbidity will be high. Can not be detected as. On the contrary, when the turbidity of the permeate can be detected, the treated water system has a definite membrane damage, and it takes a lot of man-hours to repair and restore it.
【0008】透過水を上水道などの飲料に供じる場合に
は、たとえ膜の損傷が生じたとしても、修理、復旧が速
やかにできるように、それを早期に検出することが重要
である。そこで、RO膜装置への給水水質を判定する指
標として開発されたFI値の測定手法を、MF膜やUF
膜、RO膜などの透過水の水質判定に転用することが、
現在行われている。When the permeated water is supplied to drinking water such as waterworks, it is important to detect the damage of the membrane early so that repair and restoration can be promptly performed even if the membrane is damaged. Therefore, the FI value measurement method developed as an index for determining the water quality of the water supplied to the RO membrane device is used as an MF membrane or UF membrane.
It can be diverted to determine the quality of permeated water such as membranes and RO membranes.
Currently being conducted.
【0009】FI値の測定手法を用いれば、膜透過水を
10〜20リットル、孔径0.45μmのメンブレンフ
ィルタで濾過するために、膜透過水中に微少量の濁質が
含まれていても、メンブレンフィルタ上に捕捉してその
存在を検出することができる。When the FI value measuring method is used, the membrane permeated water is filtered with a membrane filter having a pore size of 0.45 μm and a membrane permeated water of 10 to 20 liters. Therefore, even if a slight amount of suspended matter is contained in the membrane permeated water, It can be captured on a membrane filter and its presence detected.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかし、このFI値を
測定するには、1サンプルについて約30分を要し、大
量のサンプルを継続的に測定するには多大な費用と労力
及び時間を必要とした。However, it takes about 30 minutes for one sample to measure the FI value, and it requires a great deal of cost, labor and time to continuously measure a large amount of sample. And
【0011】また、FI値などで膜の損傷による微少量
の一次側原液の透過水中への漏出を検出できたとして
も、既に何らかの事故によって二次側透過水が汚染され
たことを検出したことに過ぎず、漏出を防止し得るもの
ではない。Further, even if the leakage of a small amount of the primary side stock solution into the permeated water due to the membrane damage can be detected by the FI value or the like, it has already been detected that the secondary side permeated water is contaminated due to some accident. It does not prevent leakage.
【0012】このようなことから、膜の損傷による微少
量の一次側原液の二次側透過水中への漏出を効率的に検
出するだけでなく、同時に漏出を防止する装置の開発が
望まれているのが現状である。Therefore, it is desired to develop a device that not only efficiently detects a small amount of undiluted solution on the primary side into the permeated water on the secondary side due to damage to the membrane, but at the same time prevents the leakage. It is the current situation.
【0013】なお、このような目的に対して、第1の膜
モジュールの透過水を第2の膜モジュールに通し、第1
の膜モジュールから漏洩した懸濁質を阻止するととも
に、第2の膜モジュールの圧力上昇を検出する方法が提
案されている。この方法においては、第2の膜モジュー
ルは第1の膜モジュールよりも幾分大きい0.1〜1μ
m程度の孔径のMF膜を用いる。For such a purpose, the permeated water of the first membrane module is passed through the second membrane module to obtain the first membrane module.
The method of preventing the suspended solids leaking from the second membrane module and detecting the pressure increase of the second membrane module has been proposed. In this method, the second membrane module is slightly larger than the first membrane module by 0.1-1 μm.
An MF membrane with a pore size of about m is used.
【0014】しかし、本発明者は、前述したようにFI
値測定などの手段による、膜損傷の検出法について検討
したところ、膜に異常がなくても、その膜の孔径より大
きい後段のMF膜において、FI値が検出されることを
知見した。即ち、膜に異常がなく正常な第1の膜モジュ
ールの透過水を第2の膜モジュールのMF膜に通水する
場合でも、経時により次第に第2の膜モジュールの圧力
上昇が生じることが明らかとなった。However, as described above, the present inventor
When the method for detecting the membrane damage by means such as value measurement was examined, it was found that the FI value was detected even in the MF membrane in the latter stage having a larger pore size than the membrane, even if the membrane had no abnormality. That is, even when the normal permeated water of the first membrane module having no abnormality in the membrane is passed through the MF membrane of the second membrane module, it is clear that the pressure increase of the second membrane module gradually occurs over time. became.
【0015】このように、単に第1の膜モジュールの膜
よりも幾分大きい0.1〜1μm程度の孔径のMF膜を
備えた第2の膜モジュールを用いるだけでは、膜が正常
な場合でも、第2の膜モジュールのMF膜を頻繁に取り
替える必要があり、経済的に不利である。このようなこ
とから、より有効な方法の開発が望まれている。Thus, even if the membrane is normal, simply using the second membrane module provided with the MF membrane having a pore size of about 0.1 to 1 μm, which is slightly larger than the membrane of the first membrane module. The MF membrane of the second membrane module needs to be frequently replaced, which is economically disadvantageous. Therefore, it is desired to develop a more effective method.
【0016】本発明は上記従来の実情に鑑みてなされた
ものであって、膜の破損による膜面からの一次側原液の
二次側透過水への漏出を確実に検知して、得られる処理
水の汚染を防止する膜分離装置であって、膜の交換を頻
繁に行なう必要がない膜分離装置及びその運転方法を提
供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional circumstances, and the treatment obtained by surely detecting the leakage of the primary side stock solution from the membrane surface to the secondary side permeated water due to the damage of the membrane. It is an object of the present invention to provide a membrane separation device that prevents water contamination and does not require frequent membrane replacement, and an operating method thereof.
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】請求項1の膜分離装置
は、原液を受け入れて膜分離処理する第1の膜モジュー
ルと、該第1の膜モジュールの透過水を受け入れて膜分
離処理する精密濾過膜を有する第2の膜モジュールと、
前記第1の膜モジュールの透過水を該精密濾過膜よりも
上流側から該精密濾過膜を透過させることなく直接系外
へ取り出す配管と、前記第1の膜モジュールの透過水を
該精密濾過膜を透過させることなく前記配管から直接系
外へ取り出す流路選択と、該第1の膜モジュールの透過
水を前記第2の膜モジュールの精密濾過膜を透過させて
膜分離処理する流路選択とのいずれかに流路を切り換え
るための流路切換手段とを備えてなることを特徴とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION The membrane separation apparatus according to claim 1, the first membrane module and precision of membrane separation processes accept permeate of the first membrane module for membrane separation process accept stock A second membrane module having a filtration membrane;
A pipe for taking out the permeated water of the first membrane module from the upstream side of the microfiltration membrane directly to the outside of the system without permeating the microfiltration membrane, and the permeated water of the first membrane module. Selection of a flow path for taking out directly from the pipe to the outside of the system without permeating water, and flow path selection for performing a membrane separation process by passing permeated water of the first membrane module through a microfiltration membrane of the second membrane module. And a flow path switching means for switching the flow path to any one of the above.
【0018】請求項2の膜分離装置は、請求項1におい
て、該流路の切換手段は、第1の膜モジュールを間欠的
に運転し、この第1の膜モジュールが運転を再開した直
後の所定期間だけ、第2の膜モジュールを運転させて、
第1の膜モジュールの透過水を第2の膜モジュールに導
入して膜分離処理する流路を選択し、該所定の期間内に
第2の膜モジュールに所定以上の圧力の上昇が検出され
なかった場合には、第 1の膜モジュールの透過水を第2
の膜モジュールの精密濾過膜よりも上流側から系外へ取
り出す流路を選択し、該所定期間内に第2の膜モジュー
ルの所定以上の差圧の上昇が検出された場合には、第1
の膜モジュールの透過水は直接系外へ排出することな
く、第2の膜モジュールに導入する流路選択のまま処理
を継続するものであることを特徴とする。 The membrane separation device of claim 2 is the same as that of claim 1.
The flow channel switching means intermittently connects the first membrane module.
Immediately after the first membrane module was restarted.
The second membrane module is operated for a predetermined period afterwards,
The permeated water of the first membrane module is guided to the second membrane module.
Select the flow path for the membrane separation process to be performed within the specified period.
A pressure rise above a predetermined level is detected in the second membrane module.
If not, the permeate of the first membrane module is
From the upstream side of the microfiltration membrane of the membrane module of
Select the flow-out channel, and within the predetermined period, the second membrane module
If an increase in the differential pressure above a predetermined level is detected, the first
The permeated water of the membrane module of
Process without changing the flow path to be introduced into the second membrane module.
It is characterized by continuing the.
【0019】請求項3の膜分離装置の運転方法は、原液
を受け入れて膜分離処理する第1の膜モジュールと、該
第1の膜モジュールの透過水を受け入れて膜分離処理す
る精密濾過膜を有する第2の膜モジュールと、前記第1
の膜モジュールの透過水を該精密濾過膜よりも上流側か
ら該精密濾過膜を透過させることなく直接系外へ取り出
す配管と、前記第1の膜モジュールの透過水を該精密濾
過膜を透過させることなく前記配管から直接系外へ取り
出す流路選択と、該第1の膜モジュールの透過水を前記
第2の膜モジュールの精密濾過膜を透過させて膜分離処
理する流路選択とのいずれかに流路を切り換えるための
流路切換手段とを備えてなる膜分離装置の運転方法であ
って、第1の膜モジュールを間欠的に運転し、この第1
の膜モジュールが運転を再開した直後の所定期間だけ、
第2の膜モジュールを運転させて、第1の膜モジュール
の透過水を第2の膜モジュールに導入して膜分離処理す
る流路を選択し、該所定の期間内に第2の膜モジュール
に所定以上の圧力の上昇が検出されなかった場合には、
第1の膜モジュールの透過水を第2の膜モジュールの精
密濾過膜よりも上流側から系外へ取り出す流路を選択
し、該所定期間内に第2の膜モジュールの所定以上の差
圧の上昇が検出された場合には、第1の膜モジュールの
透過水は直接系外へ排出することなく、第2の膜モジュ
ールに導入する流路選択のまま処理を継続するものであ
ることを特徴とする。 The method of operating the membrane separation device according to claim 3 is the same as the undiluted solution.
A first membrane module for receiving a membrane to perform a membrane separation treatment;
Membrane separation treatment is performed by receiving permeated water from the first membrane module.
A second membrane module having a microfiltration membrane,
Is the permeated water of the membrane module upstream of the microfiltration membrane?
Directly out of the system without passing through the microfiltration membrane
Pipe and the permeated water of the first membrane module is filtered by the precision filter.
Take it directly out of the system through the pipe without passing through the membrane.
The selection of the flow path to be output and the permeated water of the first membrane module
Membrane separation treatment by passing through the microfiltration membrane of the second membrane module
For switching the flow path to either
A method for operating a membrane separation device comprising a flow path switching means.
Then, the first membrane module is operated intermittently,
For a predetermined period immediately after the membrane module of
Operating the second membrane module to operate the first membrane module
Permeated water is introduced into the second membrane module for membrane separation treatment.
A second membrane module within the predetermined period
If no pressure rise above the predetermined level is detected,
The permeated water of the first membrane module is used for the purification of the second membrane module.
Select a flow path that takes out from the upstream side of the dense filtration membrane to the outside of the system
Within the predetermined period, the difference of the second membrane module is more than the predetermined value.
If an increase in pressure is detected, the first membrane module
Permeate is not discharged directly to the outside of the system,
The process continues with the flow path selected for
It is characterized by
【0020】[0020]
【作用】本発明の膜分離装置及びその運転方法にあって
は、次のようにして膜分離処理を行うことができる。In the membrane separation apparatus and the method of operating the same of the present invention, the membrane separation treatment can be performed as follows.
【0021】即ち、第1の膜モジュールを間欠的に運転
し、この第1の膜モジュールが運転を再開した直後の一
定期間だけ、第2の膜モジュールを運転させて、第1の
膜モジュールの透過水を第2の膜モジュールに導入して
膜分離処理する流路を選択する。That is, the first membrane module is intermittently operated, and the second membrane module is operated for a certain period immediately after the first membrane module is restarted to operate the first membrane module. The permeated water is introduced into the second membrane module to select a channel for membrane separation treatment.
【0022】このとき、例えば、第2の膜モジュールの
差圧を測定し、所定の期間内に所定以上の圧力の上昇が
検出されなかった場合には、第1の膜モジュールの透過
水を第2の膜モジュールのMF膜よりも上流側から系外
へ取り出す流路を選択する。At this time, for example, the differential pressure of the second membrane module is measured, and if no increase in pressure more than a predetermined value is detected within a predetermined period, the permeated water of the first membrane module is changed to The flow path to be taken out of the system from the upstream side of the MF membrane of the second membrane module is selected.
【0023】第1の膜モジュールの膜に損傷が生じ、一
次側原液が二次側透過水中に漏出した場合には、この濁
質は第2の膜モジュールのMF膜に捕捉されるため、系
外に排出される処理水(第2の膜モジュールの透過水)
に濁質が含まれることはない。この場合、所定期間内に
第2の膜モジュールの差圧の上昇が生じ、濁質の漏出が
検出されるため、第1の膜モジュールの透過水は直接系
外へ排出することなく、第2の膜モジュールに導入する
流路選択のまま処理を継続する。When the membrane of the first membrane module is damaged and the undiluted solution on the primary side leaks into the permeated water on the secondary side, the suspended matter is captured by the MF membrane of the second membrane module. Treated water discharged to the outside (permeate of the second membrane module)
Does not contain turbidity. In this case, since the differential pressure of the second membrane module rises within a predetermined period and the leakage of suspended matter is detected, the permeated water of the first membrane module is not directly discharged to the outside of the system, The process is continued with the flow path selected to be introduced into the membrane module.
【0024】このように、第1の膜モジュールの膜の異
常により一次側原液が二次側透過水中に漏出した場合に
は、この透過水は第2の膜モジュールのMF膜で処理さ
れるため、第1の膜モジュールで漏出した濁質が系外へ
排出される処理水中に混入するのを阻止することができ
る。As described above, when the primary side stock solution leaks into the secondary side permeated water due to the abnormality of the membrane of the first membrane module, this permeated water is treated by the MF membrane of the second membrane module. It is possible to prevent the suspended matter leaked from the first membrane module from being mixed into the treated water discharged to the outside of the system.
【0025】また、第1の膜モジュールの膜に異常がな
く、第2の膜モジュールの差圧の上昇が規定以内の場合
には、第2の膜モジュールによる処理は継続されず、第
2の膜モジュールの運転は停止されるため、第2の膜モ
ジュールの膜が不必要な汚染を起こすことはない。Further, when there is no abnormality in the membrane of the first membrane module and the rise of the differential pressure of the second membrane module is within the specified range, the processing by the second membrane module is not continued and the second membrane module is not processed. Since the operation of the membrane module is stopped, the membrane of the second membrane module does not cause unnecessary contamination.
【0026】このため、第2の膜モジュールのMF膜を
頻繁に交換する必要はなくなる。Therefore, it is not necessary to frequently replace the MF membrane of the second membrane module.
【0027】なお、本発明の膜分離装置において、第1
の膜モジュールは間欠的に運転する場合に限られず、後
述の如く、連続運転にて行うことができることは言うま
でもない。In the membrane separation device of the present invention, the first
It is needless to say that the membrane module of (1) is not limited to the case where it is operated intermittently, and can be performed in continuous operation as described later.
【0028】[0028]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て詳細に説明する。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.
【0029】図1,2は各々本発明の膜分離装置の一実
施例を示す系統図である。1 and 2 are system diagrams showing an embodiment of the membrane separation apparatus of the present invention.
【0030】図1において、1は第1の膜モジュール、
2は第2の膜モジュールであり、それぞれ膜1A,2A
(2AはMF膜)により原液室1a,2aと透過水室1
b,2bとに仕切られている。3は演算装置であり、1
1〜15の各符号は配管を示す。V1,V2,V3はバ
ルブ、P1,P2はポンプ、PIは圧力計(差圧計)で
ある。In FIG. 1, 1 is a first membrane module,
2 is a second membrane module, which is membrane 1A, 2A, respectively
(2A is an MF membrane) with the stock solution chambers 1a and 2a and the permeate chamber 1
It is divided into b and 2b. 3 is an arithmetic unit, 1
Each code | symbol of 1-15 shows piping. V 1 , V 2 and V 3 are valves, P 1 and P 2 are pumps, and PI is a pressure gauge (differential pressure gauge).
【0031】第2の膜モジュール2はデッドエンド濾過
方式のものであり、この第2の膜モジュール2の上流側
及び下流側に設けられたバルブV1,V2は自動弁であ
って、第1の膜モジュール1の濾過工程と連動して作動
する電気操作回路を有する。The second membrane module 2 is of a dead end filtration type, and the valves V 1 and V 2 provided on the upstream side and the downstream side of the second membrane module 2 are automatic valves, 1 has an electric operation circuit that operates in conjunction with the filtration process of the membrane module 1.
【0032】図1において、演算装置3には圧力計PI
の測定値が入力されると共に、ポンプP2の作動、停止
及びバルブV1,V2,V3の開閉制御信号が出力され
る。In FIG. 1, the arithmetic unit 3 includes a pressure gauge PI.
Is input, and at the same time the operation and stop of the pump P 2 and the opening / closing control signals of the valves V 1 , V 2 and V 3 are output.
【0033】図1に示す膜分離装置は、加圧ポンプP1
と吸引ポンプP2との併用により第1の膜モジュールの
濾過を行う型式のものである。The membrane separation device shown in FIG. 1 has a pressure pump P 1
And a suction pump P 2 are used together to filter the first membrane module.
【0034】このような膜により処理を行うには、ポン
プP1,P2を作動させて配管11より原液を第1の膜
モジュール1に導入し、透過水を配管12より取り出
す。一方、濃縮水は配管13より取り出す。In order to carry out the treatment with such a membrane, the pumps P 1 and P 2 are operated to introduce the stock solution into the first membrane module 1 through the pipe 11 and take out the permeated water through the pipe 12. On the other hand, the concentrated water is taken out from the pipe 13.
【0035】このような第1の膜モジュール1による濾
過は間欠的に実施し、濾過休止時には第1の膜モジュー
ル1の膜1Aのケーク層の除去処理を行う。このケーク
層の除去は、気液混合液による膜面の擦洗や、透過水側
からの逆流洗浄などにより行われる。Filtration by the first membrane module 1 is intermittently performed, and the cake layer of the membrane 1A of the first membrane module 1 is removed when the filtration is stopped. The cake layer is removed by scrubbing the membrane surface with a gas-liquid mixture, backwashing from the permeate side, or the like.
【0036】前述の如く、第1の膜モジュール1の運転
時には、バルブV1,V2が自動的に開き、一定の期
間、第1の膜モジュール1の透過水は配管12より第2
の膜モジュール2に導入される。そして、第2の膜モジ
ュール2の透過水が配管14より系外へ排出される。As described above, during the operation of the first membrane module 1, the valves V 1 and V 2 are automatically opened, and the permeated water of the first membrane module 1 is supplied to the second pipe 2 through the pipe 12 for a certain period.
Is introduced into the membrane module 2. Then, the permeated water of the second membrane module 2 is discharged out of the system through the pipe 14.
【0037】このように、第1の膜モジュール1及び第
2の膜モジュール2による2段膜分離処理を一定期間行
ったときに、圧力計PIにより第2の膜モジュール2の
差圧の上昇が所定値以下であった場合には、演算装置3
よりバルブV2を閉、バルブV3を開とする信号を出力
し、第1の膜モジュール1の透過水を配管12、第2の
膜モジュール2の原液室2a、配管13を経て直接系外
へ排出する。As described above, when the two-stage membrane separation process by the first membrane module 1 and the second membrane module 2 is performed for a certain period, the pressure gauge PI increases the differential pressure of the second membrane module 2. If it is less than the predetermined value, the arithmetic unit 3
A signal for opening the valve V 2 and opening the valve V 3 is output, and the permeated water of the first membrane module 1 is directly outside the system via the pipe 12, the stock solution chamber 2 a of the second membrane module 2 and the pipe 13. To discharge.
【0038】即ち、第2の膜モジュール2において、所
定以上の差圧の上昇が認められない場合には、第1の膜
モジュール1の膜1Aに異常がなく、第1の膜モジュー
ル1の一次側原液が二次側透過水中に漏出しておらず、
第1の膜モジュール1の透過水は高水質透過水であるこ
とを示すことから、第1の膜モジュール1の透過水は直
接系外へ排出する。That is, in the second membrane module 2, when the rise of the differential pressure more than a predetermined value is not recognized, the membrane 1A of the first membrane module 1 is normal, and the primary membrane module 1 Side stock solution has not leaked into the secondary side permeate,
Since the permeated water of the first membrane module 1 is shown to be high quality permeated water, the permeated water of the first membrane module 1 is directly discharged to the outside of the system.
【0039】一方、上記期間内において、第2の膜モジ
ュール2に所定以上の差圧の上昇が検出された場合に
は、このまま、第2の膜モジュール2の処理を継続し、
第1の膜モジュール1の透過水を第2の膜モジュール2
で2段処理した後、系外へ排出する。On the other hand, within the above-mentioned period, when an increase in the differential pressure above the predetermined level is detected in the second membrane module 2, the processing of the second membrane module 2 is continued as it is,
The permeated water of the first membrane module 1 is transferred to the second membrane module 2
After two-stage treatment with, it is discharged out of the system.
【0040】即ち、第2の膜モジュール2において、所
定以上の差圧の上昇が認められる場合には、第1の膜モ
ジュール1の膜1Aに異常があり、第1の膜モジュール
1の一次側原液が二次側透過水中に漏出し、第1の膜モ
ジュール1の透過水中に濁質が含まれることを示すこと
から、第1の膜モジュール1の透過水を第2の膜モジュ
ールで処理した後、系外へ排出する。That is, in the second membrane module 2, when the rise of the differential pressure more than a predetermined value is recognized, the membrane 1A of the first membrane module 1 is abnormal and the primary side of the first membrane module 1 is in the abnormal state. Since the undiluted solution leaked into the secondary side permeate and showed that the permeate of the first membrane module 1 contained suspended matter, the permeate of the first membrane module 1 was treated with the second membrane module. Then, it is discharged out of the system.
【0041】この場合には、必要に応じて、第1の膜モ
ジュール1の運転を停止するなどの警報信号を発信す
る。In this case, an alarm signal for stopping the operation of the first membrane module 1 is issued if necessary.
【0042】図2に示す膜分離装置は、第1の膜モジュ
ール1の濾過を加圧ポンプP1のみで行うものである。
また、この膜分離装置は、第1の膜モジュール1及び第
2の膜モジュール2の透過水を貯留する透過水槽4と、
この透過水槽4内の透過水を第1の膜モジュール1の透
過水室1bに逆流させて逆洗するための手段(配管1
6、ポンプP3及びバルブV4)を備える。In the membrane separation device shown in FIG. 2, the filtration of the first membrane module 1 is performed only by the pressure pump P 1 .
Further, this membrane separation device includes a permeated water tank 4 that stores permeated water of the first membrane module 1 and the second membrane module 2,
Means for back-flowing the permeated water in the permeated water tank 4 into the permeated water chamber 1b of the first membrane module 1 for backwashing (pipe 1
6, a pump P 3 and a valve V 4 ).
【0043】この膜分離装置においても、図1に示す膜
分離装置と同様に膜分離処理を行うことができる。そし
て、第1の膜モジュール1の運転停止時には、必要に応
じて、バルブV4を開としてポンプP3を作動させて透
過水槽4中の透過水を逆流させることにより、第1の膜
モジュール1の逆洗を行うことができる。Also in this membrane separation apparatus, the membrane separation treatment can be carried out similarly to the membrane separation apparatus shown in FIG. Then, when the operation of the first membrane module 1 is stopped, the valve V 4 is opened and the pump P 3 is operated to cause the permeated water in the permeated water tank 4 to flow back, if necessary. Can be backwashed.
【0044】図1,2のいずれの膜分離装置において
も、第1の膜モジュール1の膜1Aに異常がある場合に
は第1の膜モジュール1の透過水を第2の膜モジュール
2で処理することにより、処理水中への濁質の混入を確
実に阻止し、一方、第1の膜モジュール1の膜1Aに異
常がなく、第1の膜モジュールの透過水が十分に高水質
である場合には、第2の膜モジュールを停止して、第2
の膜モジュール2の膜2Aの不必要な汚染を防止するこ
とができる。In both of the membrane separation devices of FIGS. 1 and 2, when the membrane 1A of the first membrane module 1 is abnormal, the permeated water of the first membrane module 1 is treated by the second membrane module 2. By doing so, it is possible to reliably prevent turbidity from mixing into the treated water, while the membrane 1A of the first membrane module 1 has no abnormality, and the permeated water of the first membrane module has sufficiently high water quality. To stop the second membrane module and
Unnecessary contamination of the membrane 2A of the membrane module 2 can be prevented.
【0045】なお、上記の説明では、第1の膜モジュー
ルを間欠運転する場合について示したが、本発明の膜分
離装置は間欠運転に限らず、第1の膜モジュールを連続
運転させることもできることは言うまでもない。この場
合には、第1の膜モジュールを連続運転させる一方、第
2の膜モジュールを一定期間毎に所定時間運転し、差圧
の上昇を調べ、差圧の上昇が認められない場合には、再
度第1の膜モジュールのみの処理とし、差圧の上昇が認
められた場合には、第1の膜モジュールと第2の膜モジ
ュールとの2段処理とし、必要に応じて膜分離装置を停
止して第1の膜モジュールの膜の交換を行えば良い。In the above description, the case where the first membrane module is operated intermittently has been described, but the membrane separation apparatus of the present invention is not limited to intermittent operation, and the first membrane module can be operated continuously. Needless to say. In this case, while the first membrane module is continuously operated, the second membrane module is operated at regular intervals for a predetermined time, and the increase in differential pressure is examined. If no increase in differential pressure is observed, If only the first membrane module is treated again, and if an increase in the differential pressure is observed, then it is a two-stage treatment of the first membrane module and the second membrane module, and the membrane separation device is stopped if necessary. Then, the membrane of the first membrane module may be replaced.
【0046】本発明において、第1の膜モジュールの膜
としては、MF膜、UF膜、RO膜のいずれをも用いる
ことができる。この第1の膜モジュールの濾過方式には
特に制限はなく、全量濾過(デッドエンド濾過)やクロ
スフロー濾過などの通水方式、或いは、単位モジュール
を接続したモジュールスタック、水槽などに膜モジュー
ルを浸漬する方式など、各種の方式を採用することがで
きる。In the present invention, as the membrane of the first membrane module, any of MF membrane, UF membrane and RO membrane can be used. The filtration method of the first membrane module is not particularly limited, and the membrane module is immersed in a water passage method such as dead end filtration or cross-flow filtration, or a module stack in which unit modules are connected, a water tank, or the like. It is possible to adopt various methods such as a method of performing.
【0047】一方、第2の膜モジュールのMF膜として
は、孔径0.3〜0.8μm程度のMF膜を用いたもの
が好ましい。このMF膜の孔径が、0.8μmを超える
と、正常時の圧力損失は極めて小さいものの、濁質漏出
時にも圧力損失が小さく差圧の上昇を検知しにくくな
る。逆に、孔径0.3μm未満のものでは、正常時の圧
力損失が極めて大きく実用に供さない。このような正常
時の圧力損失の増大は、第1の膜モジュールで阻止され
ずに流出する溶存有機物の部分的な阻止現象によるもの
と考えられている。On the other hand, as the MF membrane of the second membrane module, it is preferable to use an MF membrane having a pore diameter of about 0.3 to 0.8 μm. When the pore diameter of the MF membrane exceeds 0.8 μm, the pressure loss in the normal state is extremely small, but the pressure loss is small even when the suspended matter leaks out, and it becomes difficult to detect the rise in the differential pressure. On the other hand, if the pore diameter is less than 0.3 μm, the pressure loss during normal operation is extremely large and it cannot be put to practical use. It is considered that such an increase in pressure loss during normal operation is due to a partial blocking phenomenon of the dissolved organic matter that flows out without being blocked by the first membrane module.
【0048】本発明において、第2の膜モジュールの濾
過方式は、好ましくはデッドエンド濾過とするのが望ま
しい。In the present invention, the filtration system of the second membrane module is preferably dead end filtration.
【0049】図1,2に示す実施例のうち、図1に示す
膜は、第1の膜モジュール1の透過水取出配管に吸引ポ
ンプP2を設けたものであるが、このように、吸引ポン
プP2を設けることにより、第1の膜モジュール1の吸
引濾過の推進力と第2の膜モジュール2の加圧濾過の推
進力とを1つのポンプで共用でき、装置の簡素化に有利
である。Of the embodiments shown in FIGS. 1 and 2, the membrane shown in FIG. 1 has a suction pump P 2 provided in the permeated water extraction pipe of the first membrane module 1. By providing the pump P 2 , one pump can share the driving force for suction filtration of the first membrane module 1 and the driving force for pressure filtration of the second membrane module 2, which is advantageous in simplifying the apparatus. is there.
【0050】なお、図1,2に示す膜分離装置はいずれ
も本発明の一実施例であって、本発明はその要旨を超え
ない限り、何ら図示のものに限定されるものではない。
例えば、図1,2のいずれにおいても、第1の膜モジュ
ール1の透過水は第2の膜モジュール2の原液室2aを
経て系外に取り出す構成とされているが、この第1の膜
モジュール1の透過水は、配管12に分岐する配管(図
1,2において破線で示す配管20)を設け、直接系外
へ排出するようにすることもできる。The membrane separators shown in FIGS. 1 and 2 are all embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to the illustrated ones as long as the gist thereof is not exceeded.
For example, in both of FIGS. 1 and 2, the permeated water of the first membrane module 1 is configured to be taken out of the system through the stock solution chamber 2a of the second membrane module 2. The permeated water of No. 1 can be directly discharged to the outside of the system by providing a pipe branching to the pipe 12 (pipe 20 shown by a broken line in FIGS. 1 and 2).
【0051】また、図1,2においては、第1の膜モジ
ュール1個に対して、第2の膜モジュールを1個設けた
ものとしているが、第1の膜モジュールは複数並列に設
け、このようなユニットに対して、第2の膜モジュール
を1個以上設けたものとすることもできる。In FIGS. 1 and 2, one second membrane module is provided for each first membrane module, but a plurality of first membrane modules are provided in parallel. One or more second membrane modules may be provided for such a unit.
【0052】さらに、第2の膜モジュールは、差圧の測
定に限らず、膜の着色度を測定して第1の膜モジュール
の膜の異常を検知するようにしても良い。Further, the second membrane module is not limited to the measurement of the differential pressure, but the coloration degree of the membrane may be measured to detect the abnormality of the membrane of the first membrane module.
【0053】[0053]
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の膜分離装置
及びその運転方法によれば、第1の膜モジュールの膜の
異常により一次側原液が二次側透過水中に漏出した場
合、この濁質を第2の膜モジュールで除去することによ
り、高水質の処理水を安定かつ確実に得ることができ
る。しかも、第2の膜モジュールの運転は、必要時のみ
行うため、第2の膜モジュールのMF膜の汚染は低減さ
れ、膜を頻繁に交換する必要はなくなる。As described above in detail, the membrane separation apparatus of the present invention
And according to the operating method thereof , when the primary side stock solution leaks into the secondary side permeated water due to the abnormality of the membrane of the first membrane module, this suspended matter is removed by the second membrane module to obtain high quality water. The treated water can be stably and reliably obtained. Moreover, since the operation of the second membrane module is performed only when necessary, the contamination of the MF membrane of the second membrane module is reduced, and it is not necessary to replace the membrane frequently.
【図1】本発明の膜分離装置の一実施例を示す系統図で
ある。FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment of a membrane separation device of the present invention.
【図2】本発明の膜分離装置の別の実施例を示す系統図
である。FIG. 2 is a system diagram showing another embodiment of the membrane separation device of the present invention.
1 第1の膜モジュール 1A 膜 1a 原液室 1b 透過水室 2 第2の膜モジュール 2A MF膜 2a 原液室 2b 透過水室 3 演算装置 4 透過水槽 1 first membrane module 1A membrane 1a Stock solution chamber 1b Permeate chamber 2 Second membrane module 2A MF membrane 2a Stock solution chamber 2b Permeate chamber 3 arithmetic unit 4 Permeate water tank
Claims (3)
膜モジュールと、 該第1の膜モジュールの透過水を受け入れて膜分離処理
する精密濾過膜を有する第2の膜モジュールと、 前記第1の膜モジュールの透過水を該精密濾過膜よりも
上流側から該精密濾過膜を透過させることなく直接系外
へ取り出す配管と、 前記第1の膜モジュールの透過水を該精密濾過膜を透過
させることなく前記配管から直接系外へ取り出す流路選
択と、該第1の膜モジュールの透過水を前記第2の膜モ
ジュールの精密濾過膜を透過させて膜分離処理する流路
選択とのいずれかに流路を切り換えるための流路切換手
段とを備えてなる膜分離装置。1. A first membrane module for receiving a raw solution for membrane separation treatment, and a second membrane module having a microfiltration membrane for receiving permeated water of the first membrane module for membrane separation treatment, said first membrane module comprising: A pipe for taking out the permeated water of the first membrane module from the upstream side of the microfiltration membrane directly to the outside of the system without permeating the microfiltration membrane, and the permeated water of the first membrane module permeating the microfiltration membrane. Either of selection of a flow path that is directly taken out of the system from the pipe without being carried out, or selection of a flow path in which the permeated water of the first membrane module is permeated through the microfiltration membrane of the second membrane module to perform a membrane separation treatment. A membrane separation device comprising a flow path switching means for switching the flow path.
は、 第1の膜モジュールを間欠的に運転し、この第1の膜モ
ジュールが運転を再開した直後の所定期間だけ、第2の
膜モジュールを運転させて、第1の膜モジュールの透過
水を第2の膜モジュールに導入して膜分離処理する流路
を選択し、 該所定の期間内に第2の膜モジュールに所定以上の圧力
の上昇が検出されなかった場合には、第1の膜モジュー
ルの透過水を第2の膜モジュールの精密濾過膜よりも上
流側から系外へ取り出す流路を選択し、 該所定期間内に第2の膜モジュールの所定以上の差圧の
上昇が検出された場合には、第1の膜モジュールの透過
水は直接系外へ排出することなく、第2の膜モジュール
に導入する流路選択のまま処理を継続するものであるこ
とを特徴とする請求項1記載の膜分離装置。 2.The means for switching the flow path according to claim 1.
Is The first membrane module is operated intermittently, and the first membrane module is operated.
Just after the Joule restarted operation, the second
Operate the membrane module to permeate the first membrane module
Flow path for introducing water into the second membrane module for membrane separation treatment
Select Within the predetermined period, the second membrane module is pressurized to a predetermined pressure or more.
If no increase in G was detected, the first membrane module was detected.
Permeate water above the microfiltration membrane of the second membrane module
Select the flow path to take out of the system from the flow side, Within the predetermined period, the differential pressure of a second membrane module or more
If a rise is detected, the permeation of the first membrane module
The second membrane module without water being discharged directly to the outside of the system
The process should be continued with the flow path selected for
The membrane separation device according to claim 1, wherein
膜モジュールと、該第1の膜モジュールの透過水を受け
入れて膜分離処理する精密濾過膜を有する第2の膜モジ
ュールと、前記第1の膜モジュールの透過水を該精密濾
過膜よりも上流側から該精密濾過膜を透過させることな
く直接系外へ取り出す配管と、前記第1の膜モジュール
の透過水を該精密濾過膜を透過させることなく前記配管
から直 接系外へ取り出す流路選択と、該第1の膜モジュ
ールの透過水を前記第2の膜モジュールの精密濾過膜を
透過させて膜分離処理する流路選択とのいずれかに流路
を切り換えるための流路切換手段とを備えてなる膜分離
装置の運転方法であって、 第1の膜モジュールを間欠的に運転し、この第1の膜モ
ジュールが運転を再開した直後の所定期間だけ、第2の
膜モジュールを運転させて、第1の膜モジュールの透過
水を第2の膜モジュールに導入して膜分離処理する流路
を選択し、 該所定の期間内に第2の膜モジュールに所定以上の圧力
の上昇が検出されなかった場合には、第1の膜モジュー
ルの透過水を第2の膜モジュールの精密濾過膜よりも上
流側から系外へ取り出す流路を選択し、 該所定期間内に第2の膜モジュールの所定以上の差圧の
上昇が検出された場合には、第1の膜モジュールの透過
水は直接系外へ排出することなく、第2の膜モジュール
に導入する流路選択のまま処理を継続するものであるこ
とを特徴とする膜分離装置の運転方法。 3.First to receive stock solution and perform membrane separation
Membrane module and permeate of the first membrane module
A second membrane module having a microfiltration membrane which is put in and subjected to membrane separation treatment
And the permeated water of the first membrane module
Do not allow the microfiltration membrane to permeate from the upstream side of the membrane.
And a pipe for directly taking it out of the system, and the first membrane module
The pipe without passing the permeated water of the microfiltration membrane
Straight from Selection of the flow path to be taken out of the contact system and the first membrane module
The permeated water of the second membrane module through the microfiltration membrane.
Flow path to either select the flow path for permeation and membrane separation treatment
Separation comprising flow path switching means for switching
A method of operating the device, The first membrane module is operated intermittently, and the first membrane module is operated.
Just after the Joule restarted operation, the second
Operate the membrane module to permeate the first membrane module
Flow path for introducing water into the second membrane module for membrane separation treatment
Select Within the predetermined period, the second membrane module is pressurized to a predetermined pressure or more.
If no increase in G was detected, the first membrane module was detected.
Permeate water above the microfiltration membrane of the second membrane module
Select the flow path to take out of the system from the flow side, Within the predetermined period, the differential pressure of a second membrane module or more
If a rise is detected, the permeation of the first membrane module
The second membrane module without water being discharged directly to the outside of the system
The process should be continued with the flow path selected for
And a method for operating a membrane separation device.
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JP21306293A JP3401541B2 (en) | 1993-08-27 | 1993-08-27 | Membrane separation device and its operation method |
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JPH0760073A JPH0760073A (en) | 1995-03-07 |
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- 1993-08-27 JP JP21306293A patent/JP3401541B2/en not_active Expired - Lifetime
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