[发明专利]膜分离装置的运转方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于使用水位差式、吸引式的箱式膜分离装置或槽式膜分离装置对河川水、湖沼水、地下水、海水、生活排水、工厂排水、污水二次处理水等被处理水进行膜分离、除污、除菌的膜分离装置的运转方法。 

背景技术

以往，在净水处理、污水处理、工业排水处理等水处理工序中，利用凝集沉淀槽、重力沉淀槽等对被处理水进行固液分离。但是，随着膜技术的发展，膜分离法由于过滤精度优良、设置空间较少、运转管理容易等理由而被用于各种过滤装置中。近年来，使用将膜组件配置于被供给到上述各种槽本身中的被处理水中而对被处理水进行固液分离的方法。即，在被供给到槽内的含有悬浊物质的被处理水中配置膜组件，在该膜组件中利用吸引或压力差进行过滤，将被膜组件过滤后的过滤水引出到槽的外部。采用该方法，槽内的液相中的悬浊物质以固态成分残留在膜组件的供给侧，在膜组件的透过侧得到除污、除菌后的洁净的过滤水。 

在该膜分离装置中，由于被处理水中的悬浊物质随着过滤的继续而附着在膜表面上阻塞孔，因此，过滤性能逐渐下降，最后导致不能过滤。因此，为了稳定地进行过滤，需要通过气体清洗(以后称为“空洗”)、反压水清洗(以后称为“反洗”)等物理清洗将堆积在膜表面上的悬浊物质剥离，且将剥离下来的悬浊物质排出到系统外。上述气体清洗是将空气等气体作为气泡导入到分离膜的被处理水侧；上述反压水清洗是通过自滤 液侧向与过滤方向相反的方向喷出过滤水或清澈水等反洗介质而将堆积在分离膜表面上的悬浊物质除去。此时，若槽内的被处理水量(保持量hold-up)较多，则为了将通过物理清洗剥离下来的悬浊物质全部排出到系统外，会有大量的被处理水随悬浊物质一起排出到系统外，从而导致得到的过滤水量与所用的被处理水之比降低、即回收率降低。 

鉴于上述问题，提出了一种通过始终向配置有膜组件的槽内供给规定量的被处理水、且同时将被处理水的一部分排出到系统外来控制回收率的活塞式流动(plug flow)方式的运转方法(例如，参照专利文献1)。但是，在上述的以往例中，在专利文献1中公开的膜分离装置的运转方法中，为了达到例如99％以上的高回收率，只能将槽内的被处理水的1％以下排出系统外，导致不能将通过物理清洗等剥离下来的悬浊物质全部排出系统外，因此，槽内的悬浊物质浓度会逐渐上升。因此，为了稳定地进行超滤，需要以较低的超滤通量进行运转或使含有悬浊物质的被处理水向系统外的排出量增加(使回收率降低)。 

另外，为了提高空洗的清洗效果，公知有自膜组件的下方喷出气泡且使过滤膜的被处理水侧液面降低的方法(例如，参照专利文献2以及3)、将臭氧化空气作为气泡注入到过滤膜的被处理水侧(例如，参照专利文献4)的方法。专利文献4以及5所示的空洗方法是利用由气液界面处的气泡消失效果、气泡的破裂引起的较大的液面晃动的方法，该方法在提高清洗效果方面是有效的，但存在由随着气泡的上升而产生的交叉流(cross flow)获得的清洗效果减半、由随着气泡体积量的排除效果而产生的过滤膜振动获得的清洗效果减半的问题。并且，由于液面降低而使过滤膜周围的水消失，因此，过滤膜彼此间因气泡的摇动而直接接触，过滤膜可能因互相摩擦而产生损伤、 断裂。并且，由于通过空洗而暂时自膜表面剥离了的悬浊物质在液面下降时再次附着在膜表面上，因此，存在不能将被浓缩的悬浊物质全部排出系统外、清洗效果减半这样的问题。 

并且，膜组件的处理水进水口附近的过滤膜到进水口的距离较短，过滤膜处理水侧的流体(处理水)的压力损失较小，因此，过滤膜的被处理水侧与处理水侧的压力差、即膜压力差变大，因此，上述部位的过滤膜比其它部位的过滤膜过滤的被处理水数量多，从而膜污染急速恶化，过滤性能下降。鉴于该问题，提出了一种使过滤膜的一部分不浸渍在被处理水中地进行过滤的方法(参照专利文献5)。但是，在上述的以往例中，在专利文献5中公开的膜分离装置的运转方法中，由于过滤膜的一部分总是暴露在大气中，因此，存在过滤膜干燥的问题，还存在由于未使用全部过滤膜而使有效膜面积变小的问题。 

专利文献1：国际公开第00/30742号小册子 

专利文献2：日本特公平6—71540号公报 

专利文献3：日本特许3351037号公报 

专利文献4：日本特开昭63—42703号公报 

专利文献5：日本特开平11—147028号公报 

发明内容

本发明提供一种既能够减小过滤膜的负荷、通过高效率地进行清洗来确保高回收率、又能够进行稳定的超滤运转的运转方法。