JPS5820207A - 膜分離方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、膜分離装置の能力回復洗浄システムを備えた
膜分離方法及びこの方法を実施するための装置に関する
。

逆浸透膜（以下、ＲＯと−う）あるい轄隈外−過膜（以
下、ＵＦと−う）等を使用して液体中に含有される溶解
物、浮遊物等と溶媒との分離を行なう技術は、巾広く工
業分野に利用されている。

上記分離方法に使用される膜分離装置は種々の構造の％
Ｏ−Ｍ考えられるが、通常は、被熟層液供給管と複数個
の膜分離部と員縮液回収管とを液体の流れ方向に沿って
直列に配設し、各膜分離部に％鋏膜分離部の膜を透過し
た液体を回収する管を′配管してなるもので、被処理液
供給管に設けたポンプよ）被処理液を膜分離部に圧送し
、不純物と溶媒とを分離するものである。

しかしながら上記膜分離装置は、ある１度の期間継続的
に使用すると、ＲＯ，ＵＰの膜面汚染による分離能力低
下が著しく、使用に支障を生生ずることが多−０この膜
分離装置の分離能力を■復するための方法として、従来
よ）儒えげ以下のような方Ｗ＆が行會われて−る。

■　スｓｙジのような膜面を傷つける可能性の表いやわ
らか％／％幇質０％のを液体とともに送って強制的に膜
面上を通過させ、擦つて、膜面の付着物を除去する。

■　Ｊ６１１１１供給管−腹分離部一淡縮液回収管を流
れる筐体の流れ方向を適宜変えて、貴纏液”１収側とを
逆にすることによシ供給儒０＊ｍある−は供給側入口部
に付着した浮遊物を洗−流す。

■　透過液儒よ〉供給液側に清浄液を流すことによシ膜
面の洗浄を行なう。

■　液体の温度を上昇させた）、流速を上ける等、各条
件を変化させることによ〉膜面の汚れを除去する。

■　酸、アルカリ、有機溶剤、界面活性剤等を使用して
裏面に付着する汚れを化学的に溶解あるーは洗浄するこ
とによ）膜の分離能力な回復せしめる。

しかしながら、上記■の方法はスポンジ等を流すための
手間がかかに、また余分な設備な駿けなくてはならない
、■、■に関しても液の流れを変えるために特別な配管
、ポンプ等を設は表〈てけならず％また大量の洗浄液が
排出され。

その洗浄液処理のための装置が必要と表る。さらに、清
浄液な流すために一時膜分離処理を停止しなくてはなら
ず、膜分離の効率が悪い、また、■、０の方法もこれら
と同様の欠点を有している。

本発明は、上記の従来技術の有する欠点を解消する膜分
離装置の能力１１＠ｌ洗浄システムを備えた膜分離方法
を提供するためのもので、複数個の膜分離部を液体の流
れに沿って直列に配設し、この膜分離部における被処理
ＩＩ（供給ＩＩ）の流れを定期的あるいは不定期的に変
えるようにする方法に関する。

すなわち、本発明の分離膜の分離能力回復システムを有
する膜分離方法は、 複数個の膜分離部を、諌膜分一部の分離膜面が被４６１
１液の供給方角に沿って平行となるように、かつ前記各
膜分離部が被処理液の入口側から出口側に向かって直列
になるように配設し、各分離膜にて透過液を分離して被
ｍ瀾筐を一縮液と透過液とに分−すゐ方法にか−で、彼
処ｍｉｉを前記膜分離部の入口側から出口側へ流す通常
の膜分離工程と、 膜分離部を流れる被４６１１液の流れを出口側から入口
側へと逆流させる洗浄工程と、透過液の流れを履断する
洗浄工程と、 を適宜組合せたことを特徴とするものである。

以下、本発明方法を、従来法と比較し表から図面に基づ
いて説明する。

第１図は、従来方式の膜分離ならびに洗浄方法を示す７
ａ−チャートである。図に示すように、被処理液（供給
Ｉｍ）は、供給管１に設けられたＩンプＰによ）第一の
、膜分離１１ＭＩに供給され、ことで不純物を含む液と
透過液とに膜分離される。透過液は、膜分離１１１）４
に接続する透過液回収用支管Ｓａ１へ流入し、不純物を
會む液は次の第二の膜分離ＩＩＭｍに供給され、こむで
さらに不純物を含６液と透過液とに膜分離される。

順次舎膜分離ｌｌＩＭｉ、ｋｉｍ、・・・・・・を通過
した液体は、濃縮液として、最ＩＩＯ膜分離部珈から談
纏＊ａ収管２を通うて別に設けたタンク（Ｓ示せず）に
回収される。各膜分離部に配管された透過液回収支管５
１１〜１■の各基端部は、透過ｉ＊ａ収本管ｓｂｔ：＊
続しておに回道過液は最後に前記透過液回収本管３ｂに
集められ別に設けたタンク（図示せず）へ回収される。

上記配管系統の洗浄を行擾うには、別に設けた洗浄液タ
ンク７と濃縮１ｌｌｌｌｌＬ管２及び透過液回収本管Ｓ
ｂとをそれぞれ連結する洗浄＊ａ収管４，５を設け、前
記洗浄液タンク７と被熱理−液供給管１とを連結す為洗
浄液供給管６を設け。

被処理液を通常の流れに従って膜分離する１薯の間に、
洗浄液タンタフから洗浄液供給管６を介して洗浄液を各
膜分離部に供給し、膜面を洗浄する。膜面洗浄後Ｏ洗浄
波は％ａ収管４．５を過ってタンク７へ回収される。

しかしながら上記方法は、洗浄液用の供給管６及び回収
管４．　　ｉｌにらびに洗浄液タンタフを別途に設けな
くてはならず設備−に大潮となシ、また洗浄液は一方向
のみから流れるだけなので、直列に配設した膜分離部の
後半部分の膜間洗浄−十分ｇコ行なえないという欠点を
有している。

また、洗浄液を流す間は排水の供給を一時的に完全に停
止せねばならず、排水処運量Ｏ低下を招き、しかも洗浄
波を処理する苧関及び装置が必要であるという欠点を有
する。

第２図は、本発明方法の一実施例を示すフローチャート
である。

図において、１は被ＩＡ！液供給管で、この管は第１の
膜分離部にに接続してお砂通中にポンプＰが介俟されて
いる。

膜分離部鳩〜珈は、各膜面が彼処ｍｈｏ流れに沿って平
行でかつ壱膜分離部が被熱ｍｉ＊の流れ仁沿って相互に
直列となるように配Ｗｋされて−る。前記膜分離部縞−
珈には、それぞれ透過液回収用支管（以下、単に支管と
いう）ｓ１１〜３１が接続し、最後の膜分離部−には験
縮ｉＩ日収管２が接続、しておｈ前記各★管５１鵞〜３
ａ）ｌは透過液回収用本管（以下、単Ｃ本管という）ｇ
ｂに連結している。

８は一端部（接続部８ａ）が供給管１のポン゛プＰと第
１の膜分離ｓＭ１との間に接続し、４に端部（接続部８
ｂ）が濃縮液回収管２に接続するバイパス管、ｔは、一
端部（接続部９ａ）がノ（イパス管８の接続部８ａと膜
分離部域との間の供給管１に接続し、他端ＩＩ（接続部
９ｂ）がＩ（イパス管の接続部８ｂより下流側の回収管
２ｇ：＠続したバイパス管である。

ｖｌは、バイパス管６の（供給管）接続部８暑の位置に
設けられた切替パルプで、このバルブ′ｖｉを作動させ
ることにより処理液の流れを図中右方向、す々わち膜分
離部にの方向または間中上方向、す表わちバイパス管８
へ送ゐ方向に切り替えることができる。

■！は、バイパス管９の（回収管）接続部９ｂＯ位置に
設けられた切替パルプで、こｔ）Ａｈジブ−作動させる
ことによ！Ｐ、膜分離ｌｌＩＭＪＩｌから出た漁纏濠を
直ＩＩＩＩＩＩＬシた〉、またはバイパス管９からの濃
縮液ｔｌＩ駅１２に流した〉することができる。

もは１本管５Ｉ１１の各支管接続位置よ〉下流側に設け
られた一閉パにプである。

上記のような配管系を有する膜分離装置の操作方法を第
３１１Ｈ）−一を用−て説明する。

過當這転時は、＠Ｓ■＃Ｉ４）に示すように、ｖｌ及び
馬を作−させて、被Ｉ＆１ｌＩｌｔ−供艙管１から膜分
離装置域へ流し、ｓｎｔを膜分離装置自から回収管２へ
流す、彼処１ＩＩｌ＆！供艙管１を通）膜分離Ｉｉ鳩〜
廁にて順次膜分離される。４）膜分離１１１４〜廁で得
られた透過液は自矢印で示すように支管５畠１−ｉａＩ
を過うて本管ｓｂよ〉回収され、また膜分離郁鳩〜廁を
通過して得られた機纏筐は、黒矢印に従うて員−１ｕｓ
収管２から外部へ回収１れる。

上記の定常這輌を１統する仁とによに膜分離ｓの分離−
力が低下した場合には第ｉ＠Ｈｒ−示す膜分離部洗浄ニ
ーを行なう、すなわち、パルプ馬を被＃＆濁筐がバイパ
ス管８へ流れ為よ、うに切換え、パルプ−を湊縮ｉｌが
バイパス管！から濃＊１１１ｇ１＊管２へ流れるように
切換える。このとき本管ｓｂに設けられたー閉パルプ焉
はｍ−でおく、仁のような状態で４ノブＰを作動させて
砿＃＆ＩＩＩＩＥを供給すると、被麩運筐は供給管１か
もパルプ馬を介してバイパス管・へ流れ、Ｉ！絖部・ｂ
かｂａｓｔｌＩ駅管！へ流入し、後方の膜分離ｓＭＷか
ら前方の膜分離Ｉ！鳩へ向って流れる０番膜分−ＩＩＭ
買−鳩を通過して得られた機線源は、バイパス管ｔを通
〉、パルプ−によにＩＩＩ釈管！へ流入し、外部へ回収
される。とのとき１本管ｉｂに介ａｌｌれたパルプ）は
−としてｓｐ＠、各膜分離部Ｍｙ１〜城からの透過波を
本管ｉｂかも外部へ間歇する。仁の方法によ〉。

被ＪｌａＩｌ筐を定雷這観のと自と逆方向から流すこと
がで自る０５％定常運転（第ｉ１１イに示す工程）時に
Ｉｌ！友＃−位置す為膜分−１１６１詰會〉を解消する
ことができる。

膜分離部を透過ｓｒ−よに洗浄するには、第３図ｅ場に
示すように、パルプη、馬を液体の流れが定常運転と同
様に園中左から右側へ崗かうように切替え、開閉パルプ
ｖ易を閉とする。この状態で彼処ｌ液をタンクＰｒ′−
よ〉供給管１に流すと、被鶏理液は各膜分離１１ＭＩ〜
Ｍ頁を通過し、仁の膜分離部Ｍｌ−一において透過液と
濃縮液に分離され、−線源は１ＩＩＩＬ管２を通うて外
部へ回収される。このと自開閉パルプ焉は剛となってい
るため、透過液側の圧力が上昇し％供給管側とほぼ同一
の圧力になる。しかしながら、膜分離部は筐体の流れに
沿うて直列に配置されているため、供給管側と間管管側
・でけ圧力損失による圧力の差が発生し膜分離部の入口
側と出口側、すなわち供給管側と回収１儒では圧力損失
による圧力の差が発生して−るため、入口側の透過液圧
力は出口側の透過液圧力よ〉高く會る。

このため透過液の流れは、入口側の膜分離部から出る透
過波が出口側の膜分離部へ逆流しく白矢印で示す）、出
口側の膜分離部において透過液側から洗浄が行なわれる
。

第３１図に）は、第５図（ロ）と同様にパルプＶ、、Ｖ
。

を切替え、１１体がバイパス管８．９を通って各膜分離
部を逆方向に、すなわち膜分離部珍から橘へ肉かつて流
れるようにし、同時Ｉニー閉パルプｖｌを閉とした状態
を示したもので、第３図（ハ）と同様の原理から透過液
は入口側の膜分離部に流入し、洗浄が行なわれる。

上記（ハ）、に）の工程において、開閉パルプ）は短時
間のうちに閉止させるだけでよｎので、透過液を逆流さ
せて膜洗浄をすることによ）失われる透過液量は非常に
わずかである。

本発明方法にお−では、運転時にパルプｖｈＶ、を作動
させることにより−Ｊ１４１１体の流れ方向を随時正逆
に切〉換えることができるため、出口側の膜分離部を嵐
好に洗浄することができる。

また、上述０パルプｖ１．馬を作動させて液体の流れを
正逆に切換える操作と同時に、開閉パルプ−を一時金閉
とする操作を行表えば入口側及び出口側の膜分離部の透
過液による洗浄をすることがてきる。特に入口側膜分離
部の洗浄は。

単に液体の流れを逆流させるだけでは不十分であり、本
発明方法を用いてはじめて達成され得る本のであるｓｉ
ｔ来より透過液出口側から洗浄液を逆流させる洗浄方法
は、すでに実用化されてｉる方法であるが、ｌ！未来法
はこの洗浄のための専用装置としてタンク、タンク、自
動草弁岬を設ける必要があシ、装置的にも複雑であった
ところ、本発明方法においては、このような特別の装置
を必要とせず、簡易な構造でその目的を達成することが
できる。

本発明方法に特に効果的な膜構造のものは。

スパイラル膜１本ロー７アイパー膜、小口径管状膜、プ
レート膜勢の、供給管側の流路が狭く。

ゴミ等の■０を起むしやすい構造の膜が挙げられる。

４４図に本発明方法を実施するための別のフローチャー
トを示す０本実施例の場合に＆！、相互に直列に配列し
た膜分離部を供給管１と濃縮液回収管２との間に並列に
配電し、供給管１と濃縮液回収管２とは２本のバイパス
管６．９で連結し、各バイパス管の所定位置に切換えパ
ルプＶ、、Ｖ、を般け、一方それぞれの膜分離部には透
過液回収用支管３ｍが接続し、これら透過液回収用支管
ｓａが連結する本管３ｂに開閉パルプＶ、が設けられて
なるものである。

上記装置においては、普処理液の膜分離操作は、第ｉ＠
ｒ−示したものとはは同様に行なわれる。

第５図は、本発明の別な実施例を示すフローチャートで
ある。本実施例の場合には、供給管１と回収管２とを連
結する２本のバイパス管・。

９との供給管１及び回収管２との接続位置をずらすこと
なく同じ位置とし、各接続部に設ける切換パルプＶ４−
　Ｖｓを三方弁とすれば、第墨図とほぼ同様に筐体の正
逆運転ならびに透過液逆流の操作を行なうことができる
。

上記各実施例において、切換パルプ及び開閉パルプをタ
イ實−と組合わせてセットとしてかけば、上述の操作を
自動的に行なうことができる。

以下、本発明方法を実施例を用−で説明する。

実施例 第４図の構造の膜分離装置を用−て彼処ｉｉ＊を処ｌし
た。

被処理液の入口側圧力４・＆ｙ／ａｔ、出口儒圧力出口
　７　ｋｙ／ａ！で、前記構造の装置を洗浄工場なしで
膜分離運転した（方法人）、その鳩舎Ｏ逓過液流量は、
５１５　ＪＩ１５＋であうた。

次に、前記と同じ装置で、透過家側−ルプマ諺を１５秒
間全閉とすゐ洗浄工場を行１に％Ａ、その後、３時間（
１０８００秒）の間膜分−遍転しく方法Ｂ）、透過液量
の変化をチェックした。ｈｅ洗浄工糧を２同行危い、そ
れぞれの−過時岡（秒）と透過流量（ｌ／／ＩＩｋ）を
第１表にまとめる。

第１表 結果を第６図に示す０図中、集線Ｉは、方法Ｂに訃ける
透過液流量の変化を示し、破線１は方法人における透過
液流量の変化を示す。

方法人の場合には、破線１で示すように、透過液流量は
徐々に減少してｉる。これ仁対し、方法ＢＦｉ、１５秒
間パルプ馬を全閉とする洗浄工程を行なったため、透過
ａ重量が図中１ａＯ１ｂで示すように著しく上昇し、所
定０時間経過後の透過液流量Ｉｃは方法ムに比べて多−
０具体的には、方法ムにおける暴時間の平均透過液流量
はＳ！ＬＳｊＺも方法Ｂにおける１時間の平均透過液流
量は３４！、４〆分であるので平均アップ率は（Ｓ　（
！−１Ｋｌｓｗ）　ａｓｊ／＋と傘）、１時間では１４
４ｊである。ｌ！って１５秒関Ｏ停止ロス（ＳＬＳＩ、
と分÷４算）龜４ｊを充分カバーして回復メリットが出
る。

以上０記譲から明ら＊１ように本畿明方法社、従来法と
沈着して以下のようｔｋ利点を有する。

■　洗浄液として透過液を利用して−るので、別＆組成
の洗浄液を準備する手間及びコストが省け、また洗浄後
ｅ＊＊が一出ｅ％Ａので後処理等の手間が省けゐ。

■　各弁を自動化することにより操作を全自動化するこ
とが可能で、設備として専用タンク。

ポンプ等が不要とな〉安価である。

■　一度透過液として貯えられたものあるいは別の洗浄
液を使用するのでなく、洗浄中殻時間透過液が出ないだ
けであシ、通常Ｏ運転中にも支障なく操作できる。

■　洗浄のための特別の作業員、あるいはエネルギー等
を必要としないので、省エネルギー、低コストを計るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の膜分離方法の７０−）チャート。 第２園は、本発明の膜分離方法の７−−トチヤート、 第５ｌｉ（イ）〜（ロ）は、本発明の方法を実施する状
態を示すフロートチャート、 第４図及び菖Ｓ図は、本発明の別の実施例を示すフロー
トチャート 第６図は実施例における経過時間と透過流量の変化を示
すグラフ、である。 図中１１・・・供給管、　２・・・濃縮液回収管、！＄
ａ、５ｂ・・・透過液ａ駅用支管、本管８．９・・・バ
イパス管 轡許出願人　日本アプコー株式会社 （ほか１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　ｍ数個の膜分離部を、被処理液の大降−から出
   口側に向かうで直列に配設し、１８膜分離ｍｅ分離膜に
   て被処理液を濃縮液と透過波とに分離する方法ｒ−お−
   て、 被処理液を前記膜分離部の入口側から出口側へ流す通常
   の膜分離部１と、 膜分離部を流、れる被処曹ｍｅｓｈを出口側から入口側
   へと逆流させる洗浄工１と。 透過液の流れを線断する工場と。 を適宜部会せたことから愈る分離膜の箇カｉｍ＊システ
   ムを有する膜分離方法。 （２＞　　複数偵の膜分離部を、被ｍ：ｗ＊の入口側か
   ら出口側に向かって直列に配設し、前記膜分離部の上流
   側に彼処ｍ＊倶給管を、前記膜分離部の下流側に濃縮筐
   Ｉ！駅管をそれでれ連結するとともに、前記番膜分＊＊
   に透過筐■収管を連結してなる膜分離装置にｓＩＰ％Ａ
   で。 一端を前ｆｆｉ処ｍｉｉ供給管ｅｃ、＊ｓｔ＊１ｅ機縮
   筐−収管に連結した第１のバイパス管を設け。 前記被処曹ｉＩ供論菅に、供給筒０ＩＩｌｔＬを前記膜
   分離部方向と菖１のバイパス管方向とに切り替えること
   ので愈る［１の弁装置を介装し、 前記バイパス管の前記一端と同位置もしくはそれよ）下
   流側の前記被処鳳筐倶艙管虻一端を連結し、前記ｊｌｌ
   のバイパス管Ｏ曽記倫瑠と同位置４Ｌ（はそれよ）下流
   側に傭燗を連結した８２のバイパス管を設け。 前記濃縮ｉ１回収管に：、ＩＩＪＩ筐が前記膜分離部方
   向または前記Ｗ、ＳＯバイパス管方向から議縮Ｉ１ｍ駅
   管へ流れるように切）替えることができる第２０弁装置
   を介装し、かつ。 前記透過１１回収管に透過液の流れ上層階することので
   きるｇｓｅ弁装置を介装してなる膜分離装置・