JP2001113140A - Spiral type membrane element and its operation method - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 長期間にわたって高い透過流束を維持しつつ
安定した濾過運転を行うことができるスパイラル型膜エ
レメントおよびその運転方法を提供する。
【解決手段】 背圧強度の高い分離膜を用いてスパイラ
ル型膜エレメント1を作製する。逆流洗浄時には、洗浄
水21を透過水出口14を通して集水管5の端部から導
入し、0.05〜0.3MPaの背圧で逆流洗浄を行
う。同時に、原水31を原水入口13から圧力容器10
の第1の液室18に導入する。原水31は、スパイラル
型膜エレメント1の内部を他端部へ向かって軸方向に流
れ、分離膜から剥離した汚染物質が原水31によりスパ
イラル型膜エレメント1の一端部から他端部へ押し流さ
れ、洗浄水21とともに第2の液室19へ排出され、濃
縮水出口15を通して圧力容器10の外部へ取り出され
る。
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spiral membrane element capable of performing a stable filtration operation while maintaining a high permeation flux for a long period of time, and a method of operating the same. SOLUTION: A spiral membrane element 1 is produced using a separation membrane having a high back pressure strength. At the time of backwashing, washing water 21 is introduced from the end of the water collecting pipe 5 through the permeated water outlet 14, and backwashing is performed at a back pressure of 0.05 to 0.3 MPa. At the same time, the raw water 31 is supplied from the raw water inlet 13 to the pressure vessel 10.
Into the first liquid chamber 18. The raw water 31 flows axially inside the spiral membrane element 1 toward the other end, and contaminants separated from the separation membrane are pushed down from one end of the spiral membrane element 1 to the other end by the raw water 31, The water is discharged into the second liquid chamber 19 together with the washing water 21, and taken out of the pressure vessel 10 through the concentrated water outlet 15.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、逆浸透膜分離装
置、限外濾過膜分離装置、精密濾過膜分離装置等の膜分
離装置に用いられるスパイラル型膜エレメントおよびそ
の運転方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spiral type membrane element used for a membrane separation device such as a reverse osmosis membrane separation device, an ultrafiltration membrane separation device, and a microfiltration membrane separation device, and a method for operating the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、浄水処理および排水処理への膜分
離技術の適用が広がり、従来困難であった液質への膜分
離技術の応用がなされている。特に、膜分離技術を用い
た産業排水の回収および再利用が強く求められている。2. Description of the Related Art In recent years, the application of membrane separation technology to water purification and wastewater treatment has been widened, and the application of membrane separation technology to liquid quality, which has been difficult in the past, has been performed. In particular, there is a strong demand for recovery and reuse of industrial wastewater using membrane separation technology.
【0003】このような膜分離に使用される膜エレメン
トの形態としては、単位体積当たりの膜面積(体積効
率)の点から中空糸型膜エレメントが多く使用されてい
る。しかし、中空糸型膜エレメントは、膜が折れやす
く、膜が折れると、原水が透過水に混ざり、分離性能が
低下するという欠点を有している。As a form of a membrane element used for such a membrane separation, a hollow fiber membrane element is often used in view of a membrane area per unit volume (volume efficiency). However, the hollow fiber membrane element has a drawback that the membrane is easily broken, and if the membrane is broken, the raw water mixes with the permeated water and the separation performance is reduced.
【0004】そこで、中空糸型膜エレメントに代えて、
スパイラル型膜エレメントを適用することが提案されて
いる。このスパイラル型膜エレメントは、中空糸型膜エ
レメントと同様に単位体積当たりの膜面積を大きくと
れ、しかも分離性能を維持でき、信頼性が高いという利
点を有している。Therefore, instead of the hollow fiber type membrane element,
It has been proposed to apply spiral membrane elements. This spiral type membrane element has an advantage that a membrane area per unit volume can be increased as in the hollow fiber type membrane element, separation performance can be maintained, and reliability is high.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】排水は多くの懸濁物
質、コロイド性物質または溶存性物質を含むため、この
ような排水に膜分離を行うと、これらの懸濁物質、コロ
イド性物質または溶存性物質が汚染物質として膜面に堆
積し、水の透過速度の低下を引き起こす。Since wastewater contains many suspended substances, colloidal substances or dissolved substances, if such wastewater is subjected to membrane separation, these suspended substances, colloidal substances or dissolved substances are removed. The toxic substances accumulate on the film surface as contaminants, causing a decrease in the rate of water permeation.
【0006】膜面への汚染物質の堆積を防止するために
は、クロスフロー濾過が行われる。このクロスフロー濾
過は、原水を膜面に対して平行に流すことにより、膜面
と流体との界面で生じる剪断力を利用して膜面への汚染
物質の堆積を防止するものである。また、膜面に堆積し
た汚染物質を逆流洗浄により取り除く。この逆流洗浄
は、中空糸型膜エレメントでは一般的に行われている。[0006] Cross-flow filtration is performed to prevent the deposition of contaminants on the membrane surface. In the cross-flow filtration, raw water is caused to flow in parallel to the membrane surface to prevent the accumulation of contaminants on the membrane surface by utilizing the shearing force generated at the interface between the membrane surface and the fluid. Further, contaminants deposited on the film surface are removed by backwashing. This backwashing is generally performed in a hollow fiber membrane element.
【0007】スパイラル型膜エレメントへの逆流洗浄の
適用は、例えば特公平6−98276号公報に提案され
ている。しかし、従来のスパイラル型膜エレメントの分
離膜は、背圧強度が低いため、逆流洗浄において分離膜
に背圧が加わると、分離膜が破損するおそれがある。そ
のため、上記の公報によると、スパイラル型膜エレメン
トに0.1〜0.5kg/cm2 (0.01〜0.05
MPa)という低い背圧で逆流洗浄を行うことが好まし
いとされている。[0007] Application of backwashing to a spiral type membrane element has been proposed, for example, in Japanese Patent Publication No. 6-98276. However, the separation membrane of the conventional spiral-type membrane element has a low back pressure strength. Therefore, if a back pressure is applied to the separation membrane during backwashing, the separation membrane may be damaged. Therefore, according to the above publication, the spiral type membrane element has a thickness of 0.1 to 0.5 kg / cm 2 (0.01 to 0.05 kg / cm 2 ).
It is said that it is preferable to perform backwashing at a low back pressure of MPa).
【0008】しかし、本発明者の実験によると、スパイ
ラル型膜エレメントにおいてこのような背圧で逆流洗浄
を行った場合、長時間にわたって高い透過流束を維持す
ることはできなかった。However, according to the experiment of the present inventor, when backflow cleaning was performed at such a back pressure in a spiral membrane element, a high permeation flux could not be maintained for a long time.
【0009】一方、本発明者は、特開平10−2256
26号公報に背圧強度が2kgf/cm2 以上の分離膜
の構造および製造方法を提案している。しかしながら、
このような背圧強度を有する分離膜を用いてスパイラル
型膜エレメントを作製した場合に、実際にどのような背
圧で逆流洗浄を行うことが可能となるか、また、どのよ
うな範囲の背圧で逆流洗浄を行った場合に長期間にわた
って高い透過流束を維持できるかについては十分に検証
されていなかった。On the other hand, the present inventor has disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-2256.
No. 26 proposes a structure and a manufacturing method of a separation membrane having a back pressure strength of 2 kgf / cm 2 or more. However,
When a spiral-wound membrane element is manufactured using a separation membrane having such a back pressure strength, what kind of back pressure can actually be used for backflow cleaning, and what kind of back pressure It has not been sufficiently verified that a high permeation flux can be maintained over a long period of time when backflow washing is performed under pressure.
【0010】このような背圧強度の高い分離膜を用いた
場合でも、最適な洗浄条件および洗浄方法を適用しなけ
れば、スパイラル型膜エレメントにおいて長期間にわた
って透過流束の低下を生じることなく安定した濾過運転
を続けることができない。[0010] Even when such a separation membrane having a high back pressure strength is used, unless the optimum washing conditions and washing methods are applied, the spiral membrane element is stable without causing a decrease in permeation flux over a long period of time. Filtration operation cannot be continued.
【0011】本発明の目的は、長期間にわたって高い透
過流束を維持しつつ安定した濾過運転を行うことができ
るスパイラル型膜エレメントを提供することである。An object of the present invention is to provide a spiral-wound membrane element capable of performing a stable filtration operation while maintaining a high permeation flux for a long period of time.
【0012】本発明の他の目的は、長期間にわたって高
い透過流束を維持しつつ安定した濾過運転を行うことが
できるスパイラル型膜エレメントの運転方法を提供する
ことである。Another object of the present invention is to provide a method of operating a spiral membrane element capable of performing a stable filtration operation while maintaining a high permeation flux for a long period of time.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段および発明の効果】本発明
に係るスパイラル型膜エレメントは、有孔中空管の外周
面に袋状の分離膜が巻回されてなるスパイラル型膜エレ
メントにおいて、0.05MPaよりも高く0.3MP
a以下の背圧で逆流洗浄が可能であることを特徴とす
る。The spiral-type membrane element according to the present invention is a spiral-type membrane element in which a bag-shaped separation membrane is wound around the outer peripheral surface of a perforated hollow tube. 0.3MPa higher than 0.05MPa
Backwashing is possible with a back pressure of a or less.
【0014】本発明に係るスパイラル型膜エレメントに
おいては、洗浄時に、洗浄液が有孔中空管の少なくとも
一方の開口端から導入される。その洗浄液は、有孔中空
管の外周面から袋状の分離膜の内部に導出され、その分
離膜を濾過時と逆方向に透過する。それにより、分離膜
が逆流洗浄され、分離膜の膜面に堆積した汚染物質が分
離膜から剥離される。In the spiral membrane element according to the present invention, at the time of cleaning, a cleaning liquid is introduced from at least one open end of the perforated hollow tube. The washing liquid is led out from the outer peripheral surface of the perforated hollow tube into the bag-like separation membrane, and permeates through the separation membrane in a direction opposite to that during filtration. As a result, the separation membrane is backwashed, and contaminants deposited on the surface of the separation membrane are separated from the separation membrane.
【0015】この場合、0.05MPaよりも高く0.
3MPa以下の背圧で分離膜を逆流洗浄することができ
るので、短時間に必要量の洗浄液を流すことができる。
それにより、分離膜の膜面に堆積した汚染物質を効果的
に除去することができる。その結果、長期間にわたって
高い透過流束を維持しつつ安定した濾過運転を行うこと
ができる。In this case, the pressure is higher than 0.05 MPa.
Since the separation membrane can be backwashed with a back pressure of 3 MPa or less, a required amount of washing solution can be flowed in a short time.
Thus, the contaminants deposited on the surface of the separation membrane can be effectively removed. As a result, a stable filtration operation can be performed while maintaining a high permeation flux over a long period of time.
【0016】分離膜は多孔性シート材の一面に透過性膜
体が接合されてなる。それにより、0.05MPaより
も高く0.3MPa以下の背圧でスパイラル型膜エレメ
ントの分離膜の破損を生じることなく十分に逆流洗浄す
ることが可能となる。The separation membrane is formed by joining a permeable membrane to one surface of a porous sheet material. This makes it possible to sufficiently perform backflow cleaning at a back pressure higher than 0.05 MPa and not higher than 0.3 MPa without causing damage to the separation membrane of the spiral-wound membrane element.
【0017】特に、透過性膜体が多孔性シート材の一面
に投錨状態で接合されることが好ましい。これにより、
多孔性シート材と透過性膜体との接合が強化され、分離
膜の背圧強度が向上する。In particular, it is preferable that the permeable membrane is joined to one surface of the porous sheet material in an anchored state. This allows
The bonding between the porous sheet material and the permeable membrane is strengthened, and the back pressure strength of the separation membrane is improved.
【0018】特に、分離膜の背圧強度は0.2MPa以
上であることが好ましい。これにより、高い背圧での逆
流洗浄が可能となり、膜洗浄を十分に行うことによって
長期間安定した膜分離処理を行うことができる。Particularly, the back pressure strength of the separation membrane is preferably 0.2 MPa or more. This makes it possible to perform backwashing at a high back pressure, and by performing sufficient membrane washing, stable membrane separation processing can be performed for a long period of time.
【0019】特に、多孔性シート材は合成樹脂からなる
織布、不織布、メッシュ状ネットまたは発泡焼結シート
からなることが好ましい。In particular, the porous sheet material is preferably made of a woven fabric, a nonwoven fabric, a mesh net or a foamed sintered sheet made of a synthetic resin.
【0020】さらに、多孔性シート材は、厚みが0.0
8mm以上0.15mm以下でかつ密度が0.5g/c
m3 以上0.8g/cm3 以下の不織布からなることが
好ましい。Further, the porous sheet material has a thickness of 0.0
8mm or more and 0.15mm or less and density 0.5g / c
It is preferable to be formed of a nonwoven fabric having a m 3 of 0.8 g / cm 3 or less.
【0021】これにより、0.2MPa以上の背圧強度
を得るとともに、補強シートとしての強度を確保しつ
つ、透過抵抗の増大および透過性膜体の剥離を防止する
ことができる。[0021] Thereby, it is possible to obtain a back pressure strength of 0.2 MPa or more, and at the same time, to secure the strength as a reinforcing sheet, and to prevent an increase in permeation resistance and peeling of the permeable membrane.
【0022】本発明に係るスパイラル型膜エレメントの
運転方法は、有孔中空管の外周面に袋状の分離膜が巻回
されてなるスパイラル型膜エレメントの運転方法におい
て、洗浄時に、有孔中空管の少なくとも一方の開口端か
ら洗浄液を導入してスパイラル型膜エレメントの少なく
とも一端部から洗浄液を排出させることにより0.05
MPaよりも高く0.3MPa以下の背圧で分離膜を逆
流洗浄するものである。The method for operating a spiral-type membrane element according to the present invention is a method for operating a spiral-type membrane element in which a bag-shaped separation membrane is wound around the outer peripheral surface of a perforated hollow tube. By introducing a cleaning liquid from at least one open end of the hollow tube and discharging the cleaning liquid from at least one end of the spiral membrane element, 0.05
This is to backwash the separation membrane at a back pressure higher than MPa and equal to or lower than 0.3 MPa.
【0023】本発明に係るスパイラル型膜エレメントの
運転方法においては、洗浄時に、有孔中空管の少なくと
も一方の開口端から導入された洗浄液が有孔中空管の外
周面から袋状の分離膜の内部に導出され、その分離膜を
濾過時と逆方向に透過する。それにより、分離膜が逆流
洗浄され、分離膜の膜面に堆積した汚染物質が分離膜か
ら剥離される。In the method of operating a spiral-type membrane element according to the present invention, at the time of washing, the washing liquid introduced from at least one open end of the perforated hollow tube is separated into a bag-like form from the outer peripheral surface of the perforated hollow tube. It is led inside the membrane and permeates through the separation membrane in the opposite direction to that during filtration. As a result, the separation membrane is backwashed, and contaminants deposited on the surface of the separation membrane are separated from the separation membrane.
【0024】この場合、0.05MPaよりも高く0.
3MPa以下の背圧で分離膜を逆流洗浄することによ
り、短時間に必要量の洗浄液を流すことができる。それ
により、分離膜の膜面に堆積した汚染物質を効果的に除
去することができる。その結果、長期間にわたって高い
透過流束を維持しつつ安定した濾過運転を行うことがで
きる。In this case, the pressure is higher than 0.05 MPa.
By backwashing the separation membrane at a back pressure of 3 MPa or less, a required amount of washing liquid can be flowed in a short time. Thus, the contaminants deposited on the surface of the separation membrane can be effectively removed. As a result, a stable filtration operation can be performed while maintaining a high permeation flux over a long period of time.
【0025】濾過時にスパイラル型膜エレメントの一端
部から他端部へ原液を供給し、洗浄時に濾過時の原液供
給方向と同方向にスパイラル型膜エレメントの一端部か
ら他端部へ原液を流してもよい。The stock solution is supplied from one end to the other end of the spiral membrane element during filtration, and the stock solution is flowed from one end to the other end of the spiral membrane element in the same direction as the stock solution during filtration during washing. Is also good.
【0026】この場合、洗浄時に、分離膜から剥離した
汚染物質が、濾過時の原液供給方向と同方向に流される
原液によりスパイラル型膜エレメントの一端部から他端
部へ押し流され、洗浄液とともにスパイラル型膜エレメ
ントの他端部から排出される。それにより、分離膜から
剥離した汚染物質が再び分離膜に付着することが防止さ
れる。In this case, the contaminants separated from the separation membrane at the time of washing are flushed from one end to the other end of the spiral type membrane element by the stock solution flowing in the same direction as the stock solution supply direction at the time of filtration, and the contaminants are spiraled together with the washing solution. It is discharged from the other end of the mold membrane element. Thus, the contaminants separated from the separation membrane are prevented from attaching to the separation membrane again.
【0027】このように、洗浄時に濾過時と同方向に原
液を流すことにより分離膜から剥離した汚染物質を速や
かに系外に排出することが可能となる。As described above, by flowing the undiluted solution in the same direction as the filtration at the time of washing, the contaminants separated from the separation membrane can be quickly discharged out of the system.
【0028】濾過時にスパイラル型膜エレメントの一端
部から他端部へ原液を供給し、洗浄時に濾過時の原液供
給方向と逆方向にスパイラル型膜エレメントの他端部か
ら一端部へ原液を流してもよい。The stock solution is supplied from one end to the other end of the spiral membrane element during filtration, and the stock solution is flowed from the other end to one end of the spiral membrane element in the direction opposite to the stock solution supply direction during filtration during washing. Is also good.
【0029】この場合、洗浄時に、分離膜から剥離した
汚染物質が、濾過時の原液供給方向と逆方向に流される
原液によりスパイラル型膜エレメントの他端部から一端
部へ押し流され、洗浄液とともにスパイラル型膜エレメ
ントの一端部から排出される。それにより、分離膜から
剥離した汚染物質が再び分離膜に付着することが防止さ
れる。In this case, at the time of washing, the contaminants separated from the separation membrane are pushed away from the other end of the spiral membrane element to one end by the stock solution flowing in the direction opposite to the stock solution supply direction at the time of filtration, and are spirally wound together with the washing solution. It is discharged from one end of the mold membrane element. Thus, the contaminants separated from the separation membrane are prevented from attaching to the separation membrane again.
【0030】このように、洗浄時に濾過時と逆方向に原
液を流すことにより特にスパイラル型膜エレメントの一
端部の近くに堆積した汚染物質をスパイラル型膜エレメ
ントから容易に除去して排出することができる。As described above, by flowing the undiluted solution in the opposite direction to the filtration at the time of washing, contaminants deposited particularly near one end of the spiral membrane element can be easily removed from the spiral membrane element and discharged. it can.
【0031】濾過時にスパイラル型膜エレメントの一端
部から他端部へ原液を供給し、洗浄後に濾過時の原液供
給方向と同方向にスパイラル型膜エレメントの一端部か
ら他端部へ原液を流してもよい。The stock solution is supplied from one end to the other end of the spiral membrane element at the time of filtration, and after washing, the stock solution is flowed from one end to the other end of the spiral membrane element in the same direction as the stock solution supply direction at the time of filtration. Is also good.
【0032】この場合、洗浄時に分離膜から剥離した汚
染物質が、洗浄後に、濾過時の原液供給方向と同方向に
流される原液によりスパイラル型膜エレメントの一端部
から他端部へ押し流され、スパイラル型膜エレメントの
内部に残存する洗浄液とともにスパイラル型膜エレメン
トの他端部から排出される。それにより、分離膜から剥
離した汚染物質が再び分離膜に付着することが防止され
る。In this case, the contaminants separated from the separation membrane at the time of washing are flushed from one end to the other end of the spiral type membrane element by the stock solution flowing in the same direction as the stock solution supply during filtration after washing. It is discharged from the other end of the spiral type membrane element together with the cleaning liquid remaining inside the type membrane element. Thus, the contaminants separated from the separation membrane are prevented from attaching to the separation membrane again.
【0033】このように、洗浄後に濾過時と同方向に原
液を流すことにより分離膜から剥離した汚染物質を系外
に速やかに排出することが可能となる。As described above, the contaminants separated from the separation membrane can be quickly discharged out of the system by flowing the undiluted solution after the washing in the same direction as the filtration.
【0034】濾過時にスパイラル型膜エレメントの一端
部から他端部へ原液を供給し、洗浄後に濾過時の原液供
給方向と逆方向にスパイラル型膜エレメントの他端部か
ら一端部へ原液を流してもよい。At the time of filtration, the stock solution is supplied from one end to the other end of the spiral membrane element, and after washing, the stock solution is flowed from the other end of the spiral membrane element to one end in the direction opposite to the stock solution supply direction at the time of filtration. Is also good.
【0035】この場合、洗浄時に分離膜から剥離した汚
染物質が、洗浄後に、濾過時の原液供給方向と逆方向に
流される原液によりスパイラル型膜エレメントの他端部
から一端部へ押し流され、スパイラル型膜エレメントの
内部に残存する洗浄液とともにスパイラル型膜エレメン
トの一端部から排出される。それにより、分離膜から剥
離した汚染物質が再び分離膜に付着することが防止され
る。In this case, the contaminants separated from the separation membrane at the time of washing are washed away from the other end of the spiral type membrane element to one end by the undiluted solution flowing in the direction opposite to the undiluted solution supply direction at the time of washing. It is discharged from one end of the spiral type membrane element together with the cleaning liquid remaining inside the type membrane element. Thus, the contaminants separated from the separation membrane are prevented from attaching to the separation membrane again.
【0036】このように、洗浄後に濾過時と逆方向に原
液を流すことにより特にスパイラル型膜エレメントの一
端部の近くに堆積した汚染物質をスパイラル型膜エレメ
ントから容易に除去して排出することができる。As described above, by flowing the undiluted solution in the direction opposite to the direction of filtration after washing, contaminants deposited especially near one end of the spiral membrane element can be easily removed from the spiral membrane element and discharged. it can.
【0037】[0037]
【発明の実施の形態】図1は本発明に係るスパイラル型
膜エレメントの一例を示す一部切り欠き斜視図である。FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing an example of a spiral type membrane element according to the present invention.
【0038】図1のスパイラル型膜エレメント1は、合
成樹脂のネットからなる透過水スペーサ3の両面に分離
膜2を重ね合わせて3辺を接着することにより封筒状膜
(袋状膜)4を形成し、その封筒状膜4の開口部を集水
管5に取り付け、合成樹脂のネットからなる原水スペー
サ6とともに集水管5の外周面にスパイラル状に巻回す
ることにより構成される。スパイラル型膜エレメント1
の外周面は外装材で被覆される。In the spiral type membrane element 1 shown in FIG. 1, an envelope membrane (bag-like membrane) 4 is formed by superimposing separation membranes 2 on both sides of a permeated water spacer 3 made of a synthetic resin net and bonding three sides. It is formed by attaching the opening of the envelope-shaped membrane 4 to the water collecting pipe 5 and spirally winding the outer peripheral surface of the water collecting pipe 5 together with the raw water spacer 6 made of a synthetic resin net. Spiral type membrane element 1
Is covered with an exterior material.
【0039】このスパイラル型膜エレメント1において
は、後述する構造を有する分離膜2を用いることによ
り、0.05〜0.3MPaの背圧で逆流洗浄を行うこ
とが可能となる。In this spiral type membrane element 1, backflow cleaning can be performed with a back pressure of 0.05 to 0.3 MPa by using a separation membrane 2 having a structure described later.
【0040】濾過時には、原水7はスパイラル型膜エレ
メント1の一方の端面側から供給される。この原水7
は、原水スペーサ6に沿って集水管5と平行な方向に直
線状に流れ、スパイラル型膜エレメント1の他方の端面
側から濃縮水9として排出される。原水7が原水スペー
サ6に沿って流れる過程で、原水側と透過水側の圧力差
によって原水7の一部が分離膜2を透過し、透過水8が
透過水スペーサ3に沿って集水管5の内部に流れ込み、
集水管5の端部から排出される。At the time of filtration, the raw water 7 is supplied from one end face of the spiral type membrane element 1. This raw water 7
Flows linearly in a direction parallel to the water collecting pipe 5 along the raw water spacer 6 and is discharged as concentrated water 9 from the other end face side of the spiral membrane element 1. While the raw water 7 flows along the raw water spacer 6, a part of the raw water 7 permeates the separation membrane 2 due to the pressure difference between the raw water side and the permeated water side, and the permeated water 8 flows along the permeated water spacer 3 into the collecting pipe 5. Flows into the
It is discharged from the end of the water collecting pipe 5.
【0041】図2は本発明の第1の実施例によるスパイ
ラル型膜エレメントの運転方法を示す断面図であり、
(a)は濾過時の運転方法を示し、(b)は逆流洗浄時
の運転方法を示す。FIG. 2 is a sectional view showing an operation method of the spiral membrane element according to the first embodiment of the present invention.
(A) shows an operation method at the time of filtration, and (b) shows an operation method at the time of backwashing.
【0042】図2に示すように、圧力容器(耐圧容器)
10は、筒形ケース11および1対の端板12a,12
bにより構成される。一方の端板12aには原水入口1
3が形成され、他方の端板12bには濃縮水出口15が
形成されている。また、他方の端板12bの中央部には
透過水出口14が設けられている。なお、圧力容器の構
造は、図2の構造に限定されず、筒形ケースに原水入口
および濃縮水出口が設けられたサイドエントリ形状の圧
力容器を用いてもよい。As shown in FIG. 2, a pressure vessel (pressure vessel)
10 is a cylindrical case 11 and a pair of end plates 12a, 12
b. One end plate 12a has raw water inlet 1
3 and a concentrated water outlet 15 is formed in the other end plate 12b. A permeated water outlet 14 is provided at the center of the other end plate 12b. The structure of the pressure vessel is not limited to the structure shown in FIG. 2, and a pressure vessel having a side entry shape in which a raw water inlet and a concentrated water outlet are provided in a cylindrical case may be used.
【0043】外周面の一端部近傍にパッキン17が取り
付けられたスパイラル型膜エレメント1を筒形ケース1
1内に装填し、筒形ケース11の両方の開口端をそれぞ
れ端板12a,12bで封止する。集水管5の一方の開
口端は端板12bの透過水出口14に嵌合され、他方の
開口端にはエンドキャップ16が装着される。圧力容器
10の内部空間は、パッキン17により第1の液室18
と第2の液室19とに分離される。このようにして、圧
力容器10内にスパイラル型膜エレメント1が収納され
てなるスパイラル型膜モジュールが構成される。The spiral-type membrane element 1 with the packing 17 attached to one end of the outer peripheral surface is attached to the cylindrical case 1.
1 and both open ends of the cylindrical case 11 are sealed with end plates 12a and 12b, respectively. One open end of the water collecting pipe 5 is fitted to the permeated water outlet 14 of the end plate 12b, and an end cap 16 is attached to the other open end. The inner space of the pressure vessel 10 is filled with a first liquid chamber 18 by a packing 17.
And the second liquid chamber 19. Thus, a spiral-type membrane module in which the spiral-type membrane element 1 is housed in the pressure vessel 10 is configured.
【0044】濾過時には、図2(a)に示すように、原
水7を原水入口13から圧力容器10の第1の液室18
に導入する。原水7はスパイラル型膜エレメント1の一
端部から供給される。スパイラル型膜エレメント1の他
端部から第2の液室19に濃縮水9が排出され、濃縮水
出口15を通して圧力容器10の外部へ取り出される。
また、集水管5の開口端から透過水8が排出され、透過
水出口14を通して圧力容器10の外部へ取り出され
る。At the time of filtration, as shown in FIG. 2A, the raw water 7 is supplied from the raw water inlet 13 to the first liquid chamber 18 of the pressure vessel 10.
To be introduced. Raw water 7 is supplied from one end of the spiral type membrane element 1. The concentrated water 9 is discharged from the other end of the spiral membrane element 1 to the second liquid chamber 19 and taken out of the pressure vessel 10 through the concentrated water outlet 15.
Further, the permeated water 8 is discharged from the open end of the water collecting pipe 5, and taken out of the pressure vessel 10 through the permeated water outlet 14.
【0045】この過程で、原水7中に含まれる懸濁物
質、コロイド性物質または溶存性物質が汚染物質として
分離膜の膜面に堆積する。In this process, suspended substances, colloidal substances or dissolved substances contained in the raw water 7 are deposited as pollutants on the surface of the separation membrane.
【0046】逆流洗浄時には、図2(b)に示すよう
に、洗浄水21を透過水出口14を通して集水管5の端
部から導入する。洗浄水21としては、例えば透過水を
用いる。洗浄水21は、集水管5の外周面から分離膜の
内部へ導出され、濾過時と逆方向に分離膜を透過する。
この際に、分離膜の膜面に堆積した汚染物質が分離膜か
ら剥離する。スパイラル型膜エレメント1の外周面は外
装材で被覆されているので、分離膜を透過した洗浄水2
1は原水スペーサに沿ってスパイラル型膜エレメント1
の内部を軸方向に流れ、スパイラル型膜エレメント1の
両端部から第1の液室18および第2の液室19に排出
され、原水入口13および濃縮水出口15を通してそれ
ぞれ外部へ取り出される。At the time of backwashing, as shown in FIG. 2B, washing water 21 is introduced from the end of the water collecting pipe 5 through the permeated water outlet 14. As the washing water 21, for example, permeated water is used. The washing water 21 is led out from the outer peripheral surface of the water collecting pipe 5 to the inside of the separation membrane, and permeates the separation membrane in a direction opposite to that during filtration.
At this time, contaminants deposited on the surface of the separation membrane are separated from the separation membrane. Since the outer peripheral surface of the spiral type membrane element 1 is covered with the exterior material, the washing water 2 permeating the separation membrane is used.
1 is a spiral type membrane element 1 along the raw water spacer
Flows in the axial direction, is discharged from both ends of the spiral membrane element 1 into the first liquid chamber 18 and the second liquid chamber 19, and is taken out through the raw water inlet 13 and the concentrated water outlet 15, respectively.
【0047】原水入口13から取り出された洗浄水21
は、全量が排水として系外へ排出される。もしくは、洗
浄水21の一部を排水として系外へ排出し、一部を原水
として再利用するために、例えば原水タンクのような原
水の供給設備へ戻してもよい。Wash water 21 taken out from raw water inlet 13
Is discharged out of the system as wastewater. Alternatively, a part of the washing water 21 may be discharged to the outside of the system as wastewater, and returned to a raw water supply facility such as a raw water tank in order to reuse a part of the cleaning water as raw water.
【0048】濃縮水出口15から取り出された洗浄水2
1は、全量が排水として系外へ排出される。もしくは、
洗浄水21の一部を排水として系外へ排出し、一部を原
水として再利用するために、例えば原水タンクのような
原水の供給設備へ戻してもよい。The washing water 2 taken out from the concentrated water outlet 15
In the case of 1, the entire amount is discharged outside the system as wastewater. Or
A part of the washing water 21 may be discharged as wastewater to the outside of the system and returned to a raw water supply facility such as a raw water tank in order to reuse a part of the raw water as raw water.
【0049】この場合、分離膜に0.05〜0.3MP
aの背圧が加わるように透過水出口14側の圧力、原水
入口13側の圧力および濃縮水出口15側の圧力を設定
する。それにより、短時間に必要量の洗浄水21を流す
ことができ、分離膜の膜面に堆積した汚染物質を効果的
に除去することが可能となる。したがって、長期間にわ
たって透過流束の低下を生じることなく安定した濾過運
転を行うことができる。In this case, the separation membrane has a thickness of 0.05 to 0.3 MP.
The pressure on the permeated water outlet 14 side, the pressure on the raw water inlet 13 side, and the pressure on the concentrated water outlet 15 side are set so as to apply the back pressure a. Thus, a required amount of the washing water 21 can be flowed in a short time, and contaminants deposited on the surface of the separation membrane can be effectively removed. Therefore, a stable filtration operation can be performed over a long period of time without causing a decrease in the permeation flux.
【0050】なお、図2の例では、逆流洗浄時に、スパ
イラル型膜エレメント1の両端部から洗浄水21が排出
され、それぞれ原水入口13および濃縮水出口15から
外部に取り出されているが、洗浄水21がスパイラル型
膜エレメント1の一端部から第1の液室18に排出さ
れ、原水入口13から外部に取り出されるように透過水
出口14側の圧力および原水入口13側の圧力を設定し
てもよい。この場合、濃縮水出口15は閉じられる。あ
るいは、洗浄水21がスパイラル型膜エレメント1の他
端部から第2の液室19に排出され、濃縮水出口15か
ら外部に取り出されるように透過水出口14側の圧力お
よび濃縮水出口15側の圧力を設定してもよい。この場
合、原水入口13は閉じられる。In the example of FIG. 2, the washing water 21 is discharged from both ends of the spiral membrane element 1 at the time of backwashing, and is taken out from the raw water inlet 13 and the concentrated water outlet 15, respectively. The pressure at the permeated water outlet 14 and the pressure at the raw water inlet 13 are set so that the water 21 is discharged from one end of the spiral membrane element 1 to the first liquid chamber 18 and taken out from the raw water inlet 13 to the outside. Is also good. In this case, the concentrate outlet 15 is closed. Alternatively, the pressure on the permeated water outlet 14 side and the concentrated water outlet 15 side such that the washing water 21 is discharged from the other end of the spiral membrane element 1 to the second liquid chamber 19 and taken out from the concentrated water outlet 15 to the outside. May be set. In this case, the raw water inlet 13 is closed.
【0051】図3は本発明の第2の実施例によるスパイ
ラル型膜エレメントの運転方法を示す断面図である。図
3には逆流洗浄時の運転方法を示す。濾過時の運転方法
は図2(a)に示した運転方法と同様である。FIG. 3 is a sectional view showing a method of operating a spiral type membrane element according to a second embodiment of the present invention. FIG. 3 shows an operation method during backwashing. The operation method at the time of filtration is the same as the operation method shown in FIG.
【0052】逆流洗浄時には、図3に示すように、洗浄
水21を透過水出口14を通して集水管5の端部から導
入する。集水管5の外周面から分離膜の内部へ導出され
た洗浄水21は、分離膜を透過する。この際に、分離膜
の膜面に堆積した汚染物質が分離膜から剥離する。At the time of backwashing, as shown in FIG. 3, washing water 21 is introduced from the end of the water collecting pipe 5 through the permeated water outlet 14. The washing water 21 led out from the outer peripheral surface of the water collecting pipe 5 to the inside of the separation membrane permeates the separation membrane. At this time, contaminants deposited on the surface of the separation membrane are separated from the separation membrane.
【0053】この場合、分離膜に0.05〜0.3MP
aの背圧が加わるように透過水出口14側の圧力、原水
入口13側の圧力および濃縮水出口15側の圧力を設定
する。それにより、短時間に必要量の洗浄水21を流す
ことができ、分離膜の膜面に堆積した汚染物質を効果的
に除去することが可能となる。In this case, 0.05 to 0.3 MP is applied to the separation membrane.
The pressure on the permeated water outlet 14 side, the pressure on the raw water inlet 13 side, and the pressure on the concentrated water outlet 15 side are set so as to apply the back pressure a. Thus, a required amount of the washing water 21 can be flowed in a short time, and contaminants deposited on the surface of the separation membrane can be effectively removed.
【0054】同時に、原水31を原水入口13から圧力
容器10の第1の液室18に導入する。原水31はスパ
イラル型膜エレメント1の一端部から供給され、スパイ
ラル型膜エレメント1の内部を他端部へ向かって軸方向
に流れる。それにより、分離膜から剥離した汚染物質が
原水31によりスパイラル型膜エレメント1の一端部か
ら他端部へ押し流され、洗浄水21とともにスパイラル
型膜エレメント1の他端部から第2の液室19に排出さ
れ、濃縮水出口15を通して圧力容器10の外部へ取り
出される。At the same time, the raw water 31 is introduced from the raw water inlet 13 into the first liquid chamber 18 of the pressure vessel 10. The raw water 31 is supplied from one end of the spiral membrane element 1 and flows in the spiral membrane element 1 in the axial direction toward the other end. As a result, the contaminants separated from the separation membrane are washed away from one end of the spiral membrane element 1 by the raw water 31 to the other end, and together with the washing water 21, from the other end of the spiral membrane element 1 to the second liquid chamber 19. And is taken out of the pressure vessel 10 through the concentrated water outlet 15.
【0055】濃縮水出口15から取り出された洗浄水2
1は、全量が排水として系外へ排出される。もしくは、
洗浄水21の一部を排水として系外へ排出し、一部を原
水として再利用するために、例えば原水タンクのような
原水の供給設備へ戻してもよい。The washing water 2 taken out from the concentrated water outlet 15
In the case of 1, the entire amount is discharged outside the system as wastewater. Or
A part of the washing water 21 may be discharged as wastewater to the outside of the system and returned to a raw water supply facility such as a raw water tank in order to reuse a part of the raw water as raw water.
【0056】このように、逆流洗浄時に濾過時の原水の
供給方向と同方向に原水31を流すことによりスパイラ
ル型膜エレメント1内で分離膜から剥離した汚染物質を
系外に速やかに排出することができる。それにより、分
離膜から剥離した汚染物質が再び分離膜に付着すること
が防止される。したがって、長期間にわたって透過流束
の低下を生じることなく安定した濾過運転を行うことが
できる。As described above, by flowing the raw water 31 in the same direction as the supply direction of the raw water at the time of the backflow washing, the contaminants separated from the separation membrane in the spiral membrane element 1 can be quickly discharged out of the system. Can be. Thus, the contaminants separated from the separation membrane are prevented from attaching to the separation membrane again. Therefore, a stable filtration operation can be performed over a long period of time without causing a decrease in the permeation flux.
【0057】図4は本発明の第3の実施例によるスパイ
ラル型膜エレメントの運転方法を示す断面図である。図
4には逆流洗浄時の運転方法を示す。濾過時の運転方法
は図2(a)に示した運転方法と同様である。FIG. 4 is a sectional view showing a method of operating a spiral type membrane element according to a third embodiment of the present invention. FIG. 4 shows an operation method during backwashing. The operation method at the time of filtration is the same as the operation method shown in FIG.
【0058】逆流洗浄時には、図4に示すように、洗浄
水21を透過水出口14を通して集水管5の端部から導
入する。集水管5の外周面から分離膜の内部へ導出され
た洗浄水21は、分離膜を透過する。この際に、分離膜
の膜面に堆積した汚染物質が分離膜から剥離する。At the time of backwashing, as shown in FIG. 4, washing water 21 is introduced from the end of the water collecting pipe 5 through the permeated water outlet 14. The washing water 21 led out from the outer peripheral surface of the water collecting pipe 5 to the inside of the separation membrane permeates the separation membrane. At this time, contaminants deposited on the surface of the separation membrane are separated from the separation membrane.
【0059】この場合、分離膜に0.05〜0.3MP
aの背圧が加わるように透過水出口14側の圧力、原水
入口13側の圧力および濃縮水出口15側の圧力を設定
する。それにより、短時間に必要量の洗浄水21を流す
ことができ、分離膜の膜面に堆積した汚染物質を効果的
に除去することが可能となる。In this case, 0.05 to 0.3 MP is applied to the separation membrane.
The pressure on the permeated water outlet 14 side, the pressure on the raw water inlet 13 side, and the pressure on the concentrated water outlet 15 side are set so as to apply the back pressure a. Thus, a required amount of the washing water 21 can be flowed in a short time, and contaminants deposited on the surface of the separation membrane can be effectively removed.
【0060】同時に、原水41を濃縮水出口15から圧
力容器10の第2の液室19に導入する。原水41はス
パイラル型膜エレメント1の他端部から供給され、スパ
イラル型膜エレメント1の内部を一端部へ向かって軸方
向に流れる。それにより、分離膜から剥離した汚染物質
が原水41によりスパイラル型膜エレメント1の他端部
から一端部へ押し流され、洗浄水21とともにスパイラ
ル型膜エレメント1の一端部から第1の液室18に排出
され、原水入口13から圧力容器10の外部へ取り出さ
れる。At the same time, the raw water 41 is introduced from the concentrated water outlet 15 into the second liquid chamber 19 of the pressure vessel 10. Raw water 41 is supplied from the other end of the spiral membrane element 1 and flows in the spiral membrane element 1 in the axial direction toward the one end. As a result, the contaminants separated from the separation membrane are flushed from the other end of the spiral membrane element 1 to the one end by the raw water 41, and from the one end of the spiral membrane element 1 together with the washing water 21 to the first liquid chamber 18. It is discharged and taken out of the pressure vessel 10 from the raw water inlet 13.
【0061】原水入口13から取り出された洗浄水21
は、全量が排水として系外へ排出される。もしくは、洗
浄水21の一部を排水として系外へ排出し、一部を原水
として再利用するために、例えば原水タンクのような原
水の供給設備へ戻してもよい。Wash water 21 taken out from raw water inlet 13
Is discharged out of the system as wastewater. Alternatively, a part of the washing water 21 may be discharged to the outside of the system as wastewater, and returned to a raw water supply facility such as a raw water tank in order to reuse a part of the cleaning water as raw water.
【0062】このように、逆流洗浄時に濾過時の原水の
供給方向と逆方向に原水41を流すことによりスパイラ
ル型膜エレメント1の第1の液室18に近い側に堆積し
た汚染物質を容易に除去して排出することが可能とな
る。それにより、分離膜から剥離した汚染物質が再び分
離膜に付着することが防止される。したがって、長期間
にわたって透過流束の低下を生じることなく安定した濾
過運転を行うことができる。As described above, by flowing the raw water 41 in the reverse direction to the supply direction of the raw water at the time of backwashing, contaminants deposited on the side of the spiral membrane element 1 near the first liquid chamber 18 can be easily removed. It becomes possible to remove and discharge. Thus, the contaminants separated from the separation membrane are prevented from attaching to the separation membrane again. Therefore, a stable filtration operation can be performed over a long period of time without causing a decrease in the permeation flux.
【0063】なお、図3の運転方法および図4の運転方
法を順に行ってもよい。それにより、スパイラル型膜エ
レメント1の全体に分布した汚染物質を均一に除去して
排出することができる。The operation method of FIG. 3 and the operation method of FIG. 4 may be performed in order. Thereby, the contaminants distributed throughout the spiral membrane element 1 can be uniformly removed and discharged.
【0064】図5は本発明の第4の実施例によるスパイ
ラル型膜エレメントの運転方法を示す断面図であり、
(a)は逆流洗浄時の運転方法を示し、(b)は逆流洗
浄後の運転方法を示す。濾過時の運転方法は図2(a)
に示した運転方法と同様である。FIG. 5 is a sectional view showing a method of operating a spiral type membrane element according to a fourth embodiment of the present invention.
(A) shows the operation method at the time of backwashing, and (b) shows the operation method after the backwashing. The operation method during filtration is shown in FIG.
Is the same as the operation method shown in FIG.
【0065】逆流洗浄時には、図5(a)に示すよう
に、洗浄水21を透過水出口14を通して集水管5の端
部から導入する。集水管5の外周面から分離膜の内部へ
導出された洗浄水21は、分離膜を透過する。この際
に、分離膜の膜面に堆積した汚染物質が分離膜から剥離
する。At the time of backwashing, as shown in FIG. 5A, washing water 21 is introduced from the end of the water collecting pipe 5 through the permeated water outlet 14. The washing water 21 led out from the outer peripheral surface of the water collecting pipe 5 to the inside of the separation membrane permeates the separation membrane. At this time, contaminants deposited on the surface of the separation membrane are separated from the separation membrane.
【0066】この場合、分離膜に0.05〜0.3MP
aの背圧が加わるように透過水出口14側の圧力、原水
入口13側の圧力および濃縮水出口15側の圧力を設定
する。それにより、短時間に必要量の洗浄水21を流す
ことができ、分離膜の膜面に堆積した汚染物質を効果的
に除去することが可能となる。洗浄水21はスパイラル
型膜エレメント1の他端部から第2の液室19に排出さ
れ、原水入口13および濃縮水出口15を通して圧力容
器10の外部へ取り出される。In this case, 0.05 to 0.3 MP is applied to the separation membrane.
The pressure on the permeated water outlet 14 side, the pressure on the raw water inlet 13 side, and the pressure on the concentrated water outlet 15 side are set so as to apply the back pressure a. Thus, a required amount of the washing water 21 can be flowed in a short time, and contaminants deposited on the surface of the separation membrane can be effectively removed. The washing water 21 is discharged from the other end of the spiral membrane element 1 to the second liquid chamber 19, and is taken out of the pressure vessel 10 through the raw water inlet 13 and the concentrated water outlet 15.
【0067】濃縮水出口15から取り出された洗浄水2
1は、全量が排水として系外へ排出される。もしくは、
洗浄水21の一部を排水として系外へ排出し、一部を原
水として再利用するために、例えば原水タンクのような
原水の供給設備へ戻してもよい。The washing water 2 taken out from the concentrated water outlet 15
In the case of 1, the entire amount is discharged outside the system as wastewater. Or
A part of the washing water 21 may be discharged as wastewater to the outside of the system and returned to a raw water supply facility such as a raw water tank in order to reuse a part of the raw water as raw water.
【0068】逆流洗浄後に、図5(b)に示すように、
原水51を原水入口13から圧力容器10の第1の液室
18に導入する。原水51はスパイラル型膜エレメント
1の一端部から供給され、スパイラル型膜エレメント1
の内部を他端部へ向かって軸方向に流れる。それによ
り、分離膜から剥離した汚染物質が原水51によりスパ
イラル型膜エレメント1の一端部から他端部へ押し流さ
れ、スパイラル型膜エレメント1の内部に残存する洗浄
水とともにスパイラル型膜エレメント1の他端部から第
2の液室19に排出され、濃縮水出口15を通して圧力
容器10の外部へ取り出される。After the backwashing, as shown in FIG.
Raw water 51 is introduced from the raw water inlet 13 into the first liquid chamber 18 of the pressure vessel 10. The raw water 51 is supplied from one end of the spiral membrane element 1,
Flows axially toward the other end. As a result, the contaminants separated from the separation membrane are washed away from one end of the spiral membrane element 1 by the raw water 51 to the other end, and together with the cleaning water remaining inside the spiral membrane element 1, The liquid is discharged from the end into the second liquid chamber 19 and taken out of the pressure vessel 10 through the concentrated water outlet 15.
【0069】濃縮水出口15から取り出された原水51
は、全量が排水として系外へ排出される。もしくは、原
水51の一部を排水として系外へ排出し、一部を原水と
して再利用するために、例えば原水タンクのような原水
の供給設備へ戻してもよい。Raw water 51 extracted from the concentrated water outlet 15
Is discharged out of the system as wastewater. Alternatively, a part of the raw water 51 may be discharged out of the system as wastewater and returned to a raw water supply facility such as a raw water tank in order to reuse a part of the raw water as raw water.
【0070】このように、逆流洗浄後に濾過時の原水の
供給方向と同方向に原水51を流すことによりスパイラ
ル型膜エレメント1内で分離膜から剥離した汚染物質を
系外に速やかに排出することができる。それにより、分
離膜から剥離した汚染物質が再び分離膜に付着すること
が防止される。したがって、長期間にわたって透過流束
の低下を生じることなく安定した濾過運転を行うことが
できる。As described above, by flowing the raw water 51 in the same direction as the supply direction of the raw water during the filtration after the backwashing, the contaminants separated from the separation membrane in the spiral membrane element 1 can be quickly discharged out of the system. Can be. Thus, the contaminants separated from the separation membrane are prevented from attaching to the separation membrane again. Therefore, a stable filtration operation can be performed over a long period of time without causing a decrease in the permeation flux.
【0071】なお、逆流洗浄時に洗浄水21をスパイラ
ル型膜エレメント1の一端部から第1の液室18に排出
し、原水入口13を通して圧力容器10の外部へ取り出
してもよく、あるいは、逆流洗浄時に洗浄水21をスパ
イラル型膜エレメントの一端部および他端部から第1の
液室18および第2の液室19に排出し、それぞれ原水
入口13および濃縮水出口15を通して圧力容器10の
外部へ取り出してもよい。During the backwashing, the washing water 21 may be discharged from one end of the spiral membrane element 1 to the first liquid chamber 18 and taken out of the pressure vessel 10 through the raw water inlet 13, or the backwashing may be performed. Occasionally, the washing water 21 is discharged from one end and the other end of the spiral membrane element to the first liquid chamber 18 and the second liquid chamber 19, and then to the outside of the pressure vessel 10 through the raw water inlet 13 and the concentrated water outlet 15, respectively. You may take it out.
【0072】図6は本発明の第5の実施例によるスパイ
ラル型膜エレメントの運転方法を示す断面図であり、
(a)は逆流洗浄時の運転方法を示し、(b)は逆流洗
浄後の運転方法を示す。濾過時の運転方法は図2(a)
に示した運転方法と同様である。FIG. 6 is a sectional view showing a method of operating a spiral type membrane element according to a fifth embodiment of the present invention.
(A) shows the operation method at the time of backwashing, and (b) shows the operation method after the backwashing. The operation method during filtration is shown in FIG.
Is the same as the operation method shown in FIG.
【0073】逆流洗浄時には、図6(a)に示すよう
に、洗浄水21を透過水出口14を通して集水管5の端
部から導入する。集水管5の外周面から分離膜の内部へ
導出された洗浄水21は分離膜を透過する。この際に、
分離膜の膜面に堆積した汚染物質が分離膜から剥離す
る。At the time of backwashing, as shown in FIG. 6A, washing water 21 is introduced from the end of the water collecting pipe 5 through the permeated water outlet 14. The washing water 21 led from the outer peripheral surface of the water collecting pipe 5 to the inside of the separation membrane permeates the separation membrane. At this time,
Contaminants deposited on the surface of the separation membrane are separated from the separation membrane.
【0074】この場合、分離膜に0.05〜0.3MP
aの背圧が加わるように透過水出口14側の圧力、原水
入口13側の圧力および濃縮水出口15側の圧力を設定
する。それにより、短時間に必要量の洗浄水21を流す
ことができ、分離膜の膜面に堆積した汚染物質を効果的
に除去することが可能となる。洗浄水21はスパイラル
型膜エレメント1の一端部および他端部から第1の液室
18および第2の液室19に排出され、それぞれ原水入
口13および濃縮水出口15を通して圧力容器10の外
部へ取り出される。In this case, 0.05 to 0.3 MP is applied to the separation membrane.
The pressure on the permeated water outlet 14 side, the pressure on the raw water inlet 13 side, and the pressure on the concentrated water outlet 15 side are set so as to apply the back pressure a. Thus, a required amount of the washing water 21 can be flowed in a short time, and contaminants deposited on the surface of the separation membrane can be effectively removed. The washing water 21 is discharged from the one end and the other end of the spiral membrane element 1 to the first liquid chamber 18 and the second liquid chamber 19, and goes out of the pressure vessel 10 through the raw water inlet 13 and the concentrated water outlet 15, respectively. Taken out.
【0075】原水入口13から取り出された洗浄水21
は、全量が排水として系外へ排出される。もしくは、洗
浄水21の一部を排水として系外へ排出し、一部を原水
として再利用するために、例えば原水タンクのような原
水の供給設備へ戻してもよい。Wash water 21 taken out from raw water inlet 13
Is discharged out of the system as wastewater. Alternatively, a part of the washing water 21 may be discharged to the outside of the system as wastewater, and returned to a raw water supply facility such as a raw water tank in order to reuse a part of the cleaning water as raw water.
【0076】濃縮水出口15から取り出された洗浄水2
1は、全量が排水として系外へ排出される。もしくは、
洗浄水21の一部を排水として系外へ排出し、一部を原
水として再利用するために、例えば原水タンクのような
原水の供給設備へ戻してもよい。The washing water 2 taken out from the concentrated water outlet 15
In the case of 1, the entire amount is discharged outside the system as wastewater. Or
A part of the washing water 21 may be discharged as wastewater to the outside of the system and returned to a raw water supply facility such as a raw water tank in order to reuse a part of the raw water as raw water.
【0077】逆流洗浄後に、図6(b)に示すように、
原水61を濃縮水出口15から圧力容器10の第2の液
室19に導入する。原水61はスパイラル型膜エレメン
ト1の他端部から供給され、スパイラル型膜エレメント
1の内部を一端部へ向かって軸方向に流れる。それによ
り、分離膜から剥離した汚染物質が原水61によりスパ
イラル型膜エレメント1の他端部から一端部へ押し流さ
れ、スパイラル型膜エレメント1の内部に残存する洗浄
水とともにスパイラル型膜エレメント1の一端部から第
2の液室19に排出され、原水入口13を通して圧力容
器10の外部へ取り出される。After the backwashing, as shown in FIG.
Raw water 61 is introduced from the concentrated water outlet 15 into the second liquid chamber 19 of the pressure vessel 10. The raw water 61 is supplied from the other end of the spiral membrane element 1 and flows in the spiral membrane element 1 in the axial direction toward the one end. As a result, the contaminants separated from the separation membrane are washed away from the other end of the spiral membrane element 1 by the raw water 61 to one end, and together with the cleaning water remaining inside the spiral membrane element 1, one end of the spiral membrane element 1 The liquid is discharged from the section to the second liquid chamber 19 and taken out of the pressure vessel 10 through the raw water inlet 13.
【0078】原水入口13から取り出された原水61
は、全量が排水として系外へ排出される。もしくは、原
水61の一部を排水として系外へ排出し、一部を原水と
して再利用するために、例えば原水タンクのような原水
の供給設備へ戻してもよい。Raw water 61 extracted from the raw water inlet 13
Is discharged out of the system as wastewater. Alternatively, a part of the raw water 61 may be discharged out of the system as wastewater, and returned to a raw water supply facility such as a raw water tank in order to reuse a part of the raw water.
【0079】このように、逆流洗浄後に濾過時の原水の
供給方向と逆方向に原水61を流すことによりスパイラ
ル型膜エレメント1の第1の液室18に近い側に堆積し
た汚染物質を容易に除去して排出することが可能とな
る。それにより、分離膜から剥離した汚染物質が再び分
離膜に付着することが防止される。したがって、長期間
にわたって透過流束の低下を生じることなく安定した濾
過運転を行うことができる。As described above, by flowing the raw water 61 in the direction opposite to the supply direction of the raw water at the time of filtration after the backwashing, contaminants deposited on the side of the spiral membrane element 1 near the first liquid chamber 18 can be easily removed. It becomes possible to remove and discharge. Thus, the contaminants separated from the separation membrane are prevented from attaching to the separation membrane again. Therefore, a stable filtration operation can be performed over a long period of time without causing a decrease in the permeation flux.
【0080】なお、逆流洗浄時に洗浄水21をスパイラ
ル型膜エレメント1の一端部から第1の液室18へ排出
し、原水入口13を通して圧力容器10の外部へ取り出
してもよく、あるいは逆流洗浄時に洗浄水21をスパイ
ラル型膜エレメント1の他端部から第2の液室19へ排
出し、濃縮水出口15を通して圧力容器10の外部へ取
り出してもよい。The washing water 21 may be discharged from one end of the spiral membrane element 1 to the first liquid chamber 18 at the time of backwashing, and may be taken out of the pressure vessel 10 through the raw water inlet 13 or at the time of backwashing. The washing water 21 may be discharged from the other end of the spiral membrane element 1 to the second liquid chamber 19 and taken out of the pressure vessel 10 through the concentrated water outlet 15.
【0081】図5(a)または図6(a)の逆流洗浄後
に、図5(b)の運転方法および図6(b)の運転方法
を順に行ってもよい。それにより、スパイラル型膜エレ
メント1の全体に分布した汚染物質を均一に除去して排
出することができる。After the backwash in FIG. 5A or FIG. 6A, the operation method in FIG. 5B and the operation method in FIG. 6B may be performed in order. Thereby, the contaminants distributed throughout the spiral membrane element 1 can be uniformly removed and discharged.
【0082】図7は図1のスパイラル型膜エレメントに
用いられる分離膜の断面図である。分離膜2は、多孔性
補強シート(多孔性シート材)2aの表面に実質的な分
離機能を有する透過性膜体2bが密着一体化されて形成
されている。FIG. 7 is a sectional view of a separation membrane used in the spiral membrane element of FIG. The separation membrane 2 is formed by tightly integrating a permeable membrane 2b having a substantial separation function on the surface of a porous reinforcing sheet (porous sheet material) 2a.
【0083】透過性膜体2bは、1種類のポリスルホン
系樹脂、あるいは2種類以上のポリスルホン系樹脂の混
合物、さらにはポリスルホン系樹脂とポリイミド、フッ
素含有ポリイミド樹脂等のポリマーとの共重合体、もし
くは混合物から形成される。The permeable membrane 2b may be made of one kind of polysulfone-based resin or a mixture of two or more kinds of polysulfone-based resins, or a copolymer of the polysulfone-based resin with a polymer such as polyimide or fluorine-containing polyimide resin, or Formed from a mixture.
【0084】多孔性補強シート2aは、ポリエステル、
ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミド等を素材と
する織布、不織布、メッシュ状ネット、発泡焼結シート
等から形成されており、製膜性およびコストの面から不
織布が好ましい。The porous reinforcing sheet 2a is made of polyester,
It is formed of a woven fabric, a nonwoven fabric, a mesh net, a foamed sintered sheet, or the like made of polypropylene, polyethylene, polyamide, or the like, and a nonwoven fabric is preferable from the viewpoint of film forming properties and cost.
【0085】多孔性補強シート2aおよび透過性膜体2
bは、透過性膜体2bを構成する樹脂成分の一部が多孔
性補強シート2aの孔の内部に充填された投錨状態で接
合されている。The porous reinforcing sheet 2a and the permeable membrane 2
b is an anchored state in which a part of the resin component constituting the permeable membrane 2b is filled in the inside of the hole of the porous reinforcing sheet 2a.
【0086】多孔性補強シート2aに裏打ちされた分離
膜2の背圧強度は、0.2MPaを超え、0.4〜0.
5MPa程度に向上した。なお、背圧強度の規定方法に
ついては後述する。The back pressure strength of the separation membrane 2 lined with the porous reinforcing sheet 2a exceeds 0.2 MPa, and is 0.4 to 0.5 MPa.
It improved to about 5 MPa. The method of defining the back pressure strength will be described later.
【0087】多孔性補強シート2aとして不織布を用い
て背圧強度を0.2MPa以上得るためには、不織布の
厚みが0.08〜0.15mmであり、かつ密度が0.
5〜0.8g/cm3 であることが好ましい。厚みが
0.08mmより薄い場合または密度が0.5g/cm
3 より小さい場合には、補強シートとしての強度が得ら
れず、分離膜2の背圧強度を0.2MPa以上確保する
ことが困難である。一方、厚みが0.15mmより厚く
あるいは密度が0.8g/cm3 より大きい場合には、
多孔性補強シート2aの濾過抵抗が大きくなったり、不
織布(多孔性補強シート2a)への投錨効果が小さくな
って透過性膜体2bと不織布との界面で剥離が起こりや
すくなる。In order to obtain a back pressure strength of 0.2 MPa or more using a nonwoven fabric as the porous reinforcing sheet 2a, the thickness of the nonwoven fabric is 0.08 to 0.15 mm and the density is 0.
It is preferably from 5 to 0.8 g / cm 3 . When the thickness is less than 0.08 mm or when the density is 0.5 g / cm
If it is smaller than 3 , the strength as a reinforcing sheet cannot be obtained, and it is difficult to secure the back pressure strength of the separation membrane 2 of 0.2 MPa or more. On the other hand, when the thickness is greater than 0.15 mm or the density is greater than 0.8 g / cm 3 ,
The filtration resistance of the porous reinforcing sheet 2a is increased, and the anchoring effect on the nonwoven fabric (porous reinforcing sheet 2a) is reduced, so that peeling easily occurs at the interface between the permeable membrane 2b and the nonwoven fabric.
【0088】次に、上記の分離膜2の製造方法について
説明する。まず、ポリスルホンに溶媒、非溶媒および膨
潤剤を加えて加熱溶解し、均一な製膜溶液を調製する。
ここで、ポリスルホン系樹脂は、下記の構造式(化1)
に示すように、分子構造内に少なくとも1つの(−SO
2 −)部位を有するものであれば特に限定されない。Next, a method for manufacturing the separation membrane 2 will be described. First, a solvent, a non-solvent, and a swelling agent are added to polysulfone and dissolved by heating to prepare a uniform film forming solution.
Here, the polysulfone-based resin has the following structural formula (Formula 1)
As shown in the figure, at least one (-SO
There is no particular limitation as long as it has a 2- ) site.
【0089】[0089]
【化1】 Embedded image
【0090】ただし、Rは2価の芳香族、脂環族もしく
は脂肪族炭化水素基、またはこれらの炭化水素基が2価
の有機結合基で結合された2価の有機基を示す。Here, R represents a divalent aromatic, alicyclic or aliphatic hydrocarbon group, or a divalent organic group in which these hydrocarbon groups are bonded by a divalent organic bonding group.
【0091】好ましくは、下記の構造式(化2)〜(化
4)で示されるポリスルホンが用いられる。Preferably, polysulfones represented by the following structural formulas (Formula 2) to (Formula 4) are used.
【0092】[0092]
【化2】 Embedded image
【0093】[0093]
【化3】 Embedded image
【0094】[0094]
【化4】 Embedded image
【0095】また、ポリスルホンの溶媒としては、N−
メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメ
チルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等を用いるこ
とが好ましい。さらに、非溶媒としては、エチレングリ
コール、ジエチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ポリエチレングリコール、グリセリン等の脂肪族多
価アルコール、メタノール、エタノール、イソプロピル
アルコール等の低級脂肪族アルコール、メチルエチルケ
トン等の低級脂肪族ケトンなどを用いることが好まし
い。The solvent for the polysulfone is N-
It is preferable to use methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide and the like. Further, as the non-solvent, aliphatic polyhydric alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, polyethylene glycol, and glycerin, lower aliphatic alcohols such as methanol, ethanol, and isopropyl alcohol, and lower aliphatic ketones such as methyl ethyl ketone are used. Is preferred.
【0096】溶媒と非溶媒の混合溶媒中の非溶媒の含有
量は、得られる混合溶媒が均一である限り特に制限され
ないが、通常5〜50重量%、好ましくは20〜45重
量%である。The content of the non-solvent in the mixed solvent of the solvent and the non-solvent is not particularly limited as long as the obtained mixed solvent is uniform, but is usually 5 to 50% by weight, preferably 20 to 45% by weight.
【0097】多孔質構造の形成を促進し、または制御す
るために用いられる膨潤剤としては、塩化リチウム、塩
化ナトリウム、硝酸リチウム等の金属塩、ポリエチレン
グリコール、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリ
ドン、ポリアクリル酸等の水溶性高分子またはその金属
塩、ホルムアミド等が用いられる。混合溶媒中の膨潤剤
の含有量は、製膜溶液が均一である限り特に制限されな
いが、通常1〜50重量%である。The swelling agent used to promote or control the formation of the porous structure includes metal salts such as lithium chloride, sodium chloride and lithium nitrate, polyethylene glycol, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, polyacrylic acid and the like. Or a metal salt thereof, formamide or the like. The content of the swelling agent in the mixed solvent is not particularly limited as long as the film forming solution is uniform, but is usually 1 to 50% by weight.
【0098】製膜溶液中のポリスルホンの濃度は、通常
10〜30重量%が好ましい。30重量%を超えるとき
は、得られる多孔質分離膜の透水性が実用性に乏しくな
り、10重量%より少ないときは、得られる多孔質分離
膜の機械的強度が乏しくなり、充分な背圧強度を得るこ
とができない。The concentration of polysulfone in the membrane forming solution is usually preferably from 10 to 30% by weight. When it exceeds 30% by weight, the water permeability of the obtained porous separation membrane becomes poor in practicality. When it is less than 10% by weight, the mechanical strength of the obtained porous separation membrane becomes poor and sufficient back pressure is obtained. Can't get strength.
【0099】次に、上記の製膜溶液を不織布支持体上に
製膜する。すなわち、連続製膜装置を使用し、不織布等
の支持体シートを順次送り出し、その表面に製膜溶液を
塗布する。塗布方法としてはナイフコータやロールコー
タ等のギャップコータを用いて製膜溶液を不織布支持体
上に塗布する。例えば、ロールコータを使用する場合
は、2本のロールの間に製膜溶液を溜め、不織布支持体
上に製膜溶液を塗布すると同時に不織布の内部に充分含
浸させ、その後低湿度雰囲気を通過させ、雰囲気中の微
量水分を不織布上に塗布した液膜表面に吸収させ、液膜
の表面層にミクロ相分離を起こさせる。その後、凝固水
槽に浸漬し、液膜全体を相分離および凝固させ、さらに
水洗槽で溶媒を洗浄除去する。これにより、分離膜2が
形成される。Next, the above-mentioned film forming solution is formed on a nonwoven fabric support. That is, using a continuous film forming apparatus, a support sheet such as a non-woven fabric is sequentially sent out, and a film forming solution is applied to the surface thereof. As a coating method, a film forming solution is coated on a nonwoven fabric support using a gap coater such as a knife coater or a roll coater. For example, when a roll coater is used, a film-forming solution is stored between two rolls, the film-forming solution is applied on a nonwoven fabric support, and at the same time, the inside of the nonwoven fabric is sufficiently impregnated. In addition, a slight amount of water in the atmosphere is absorbed by the surface of the liquid film applied on the nonwoven fabric, and microphase separation is caused on the surface layer of the liquid film. Thereafter, the liquid film is immersed in a coagulation water bath to phase-separate and coagulate the entire liquid film, and the solvent is washed and removed in a water washing bath. Thereby, the separation film 2 is formed.
【0100】このように、上記の分離膜2は背圧強度が
高いため、図1のスパイラル型膜エレメント1に用いた
場合に0.05〜0.3MPaの背圧で逆流洗浄を行っ
ても分離膜2の破損が生じることが防止される。As described above, since the separation membrane 2 has a high back pressure strength, even when the back flow cleaning is performed at a back pressure of 0.05 to 0.3 MPa when the separation membrane 2 is used for the spiral type membrane element 1 of FIG. The occurrence of breakage of the separation membrane 2 is prevented.
【0101】[0101]
【実施例】分離膜2として背圧強度が0.3MPaの限
外濾過膜を用いてスパイラル型限外濾過膜エレメントを
作製し、工業用水を原水として供給し、連続通水濾過試
験を行った。この濾過試験では、初期の濾過速度を1m
3 /m2 /日に設定して定量運転を行い、背圧0.2M
Paで逆流洗浄を20分に1回の割合で30秒間ずつ行
った。ここでは、上記の第1の実施例の運転方法を行っ
た。EXAMPLE A spiral type ultrafiltration membrane element was prepared using an ultrafiltration membrane having a back pressure strength of 0.3 MPa as the separation membrane 2, and industrial water was supplied as raw water to conduct a continuous water filtration test. . In this filtration test, the initial filtration speed was 1 m
3 / m 2 / day is set for quantitative operation and back pressure 0.2M
Backwashing was performed with Pa once every 20 minutes for 30 seconds. Here, the operation method of the first embodiment was performed.
【0102】比較のために、分離膜として背圧強度が
0.05MPaの限外濾過膜を用いて比較例のスパイラ
ル型限外濾過膜エレメントを作製し、工業用水を原水と
して供給し、連続通水濾過試験を行った。この濾過試験
では、初期の濾過速度を1m3/m2 /日に設定して定
量運転を行い、背圧0.05MPaで逆流洗浄を20分
に1回の割合で30秒間ずつ行った。For comparison, a spiral type ultrafiltration membrane element of a comparative example was prepared using an ultrafiltration membrane having a back pressure strength of 0.05 MPa as a separation membrane, and industrial water was supplied as raw water. A water filtration test was performed. In this filtration test, the initial filtration rate was set to 1 m 3 / m 2 / day, and a quantitative operation was performed, and backwashing was performed at a back pressure of 0.05 MPa once every 20 minutes for 30 seconds.
【0103】実施例のスパイラル型限外濾過膜エレメン
トに用いた限外濾過膜は以下のようにして作製した。な
お、比較例のスパイラル型限外濾過膜エレメントには、
従来の限外濾過膜(日東電工株式会社製NTU−315
0)を用いた。The ultrafiltration membrane used for the spiral type ultrafiltration membrane element of the example was produced as follows. The spiral type ultrafiltration membrane element of the comparative example includes:
Conventional ultrafiltration membrane (NTU-315 manufactured by Nitto Denko Corporation)
0) was used.
【0104】まず、ポリスルホン(アモコ社製、P−3
500)を16.5重量部、N−メチル−2ピロリドン
を58重量部、ジエチレングリコールを24.5重量
部、およびホルムアミドを1重量部で加熱溶解し、均一
な製膜溶液を得た。そして、コータギャップを0.13
mmに調整したロールコータを用いて厚み0.1mm、
密度0.8g/cm3 のポリエステル製不織布の表面に
製膜溶液を含浸塗布した。First, polysulfone (P-3 manufactured by Amoco Co., Ltd.)
500) was heated and dissolved at 16.5 parts by weight, N-methyl-2-pyrrolidone at 58 parts by weight, diethylene glycol at 24.5 parts by weight, and formamide at 1 part by weight to obtain a uniform film-forming solution. Then, the coater gap is set to 0.13
using a roll coater adjusted to 0.1 mm in thickness,
A film forming solution was impregnated and applied to the surface of a polyester nonwoven fabric having a density of 0.8 g / cm 3 .
【0105】その後、相対湿度が25%、温度が30℃
の雰囲気(低湿度雰囲気)中を所定の速度で通過させ、
ミクロ相分離を生じさせた後、35℃の凝固水槽中に浸
漬して脱溶媒および凝固させ、しかる後、水洗槽で残存
溶媒を洗浄除去することにより分離膜を得た。ここで、
実施例の分離膜はミクロ相分離時間(低湿度雰囲気を通
過する時間)が4.5秒である。Thereafter, the relative humidity was 25% and the temperature was 30 ° C.
Through the atmosphere (low humidity atmosphere) at a predetermined speed,
After the microphase separation, the resultant was immersed in a coagulation water bath at 35 ° C. to remove the solvent and coagulate. Thereafter, the remaining solvent was washed and removed in a water washing bath to obtain a separation membrane. here,
The separation membrane of the example has a microphase separation time (time of passing through a low humidity atmosphere) of 4.5 seconds.
【0106】実施例のスパイラル型限外濾過膜エレメン
トに用いた限外濾過膜および比較例のスパイラル型限外
濾過膜エレメントに用いた限外濾過膜について走査型電
子顕微鏡により観察される膜表面の平均孔径、透水量、
平均分子量100万のポリエチレンオキサイドの阻止率
および背圧強度を測定した。その結果を表1に示す。The ultrafiltration membrane used in the spiral type ultrafiltration membrane element of the example and the ultrafiltration membrane used in the spiral type ultrafiltration membrane element of the comparative example were measured for the surface of the membrane observed by a scanning electron microscope. Average pore size, water permeability,
The rejection and back pressure strength of polyethylene oxide having an average molecular weight of 1,000,000 were measured. Table 1 shows the results.
【0107】[0107]
【表1】 [Table 1]
【0108】ここで、ポリエチレンオキサイドの阻止率
は、濃度500ppmのポリエチレンオキサイド溶液を
圧力1kgf/cm2 にて透過させ、原液および透過液
の濃度から下式により求めた。Here, the rejection of polyethylene oxide was determined by permeating a polyethylene oxide solution having a concentration of 500 ppm at a pressure of 1 kgf / cm 2 from the concentrations of the stock solution and the permeated solution according to the following equation.
【0109】阻止率(%)=[1−(透過液濃度/原液
濃度)]×100 また、背圧強度は、直径47mmの膜を背圧強度ホルダ
(有効直径23mm)にセットし、多孔性補強シート2
a側より水圧を徐々に加え、透過性膜体2bが多孔性補
強シート2aから剥離するか、または透過性膜体2bと
多孔性補強シート2aとが同時に破裂するときの圧力で
規定される。Inhibition ratio (%) = [1- (concentration of permeate / concentration of undiluted solution)] × 100 The back pressure strength was determined by setting a membrane having a diameter of 47 mm in a back pressure strength holder (effective diameter 23 mm). Reinforcement sheet 2
Water pressure is gradually applied from the side a, and the pressure is defined by the pressure at which the permeable membrane 2b peels off from the porous reinforcing sheet 2a or the permeable membrane 2b and the porous reinforcing sheet 2a burst at the same time.
【0110】表1に示すように、実施例のスパイラル型
限外濾過膜エレメントに用いた限外濾過膜は、表面の平
均孔径が0.02μmであり、ポリエチレンオキサイド
の阻止率が90%以上と優れた分離性能を示した。さら
に、背圧強度も0.2MPa以上であり優れた機械的強
度を有していた。As shown in Table 1, the ultrafiltration membrane used in the spiral type ultrafiltration membrane element of the example had an average pore diameter on the surface of 0.02 μm and a polyethylene oxide rejection of 90% or more. It showed excellent separation performance. Further, the back pressure strength was 0.2 MPa or more, and had excellent mechanical strength.
【0111】また、電子顕微鏡(SEM)により膜の断
面を観察したところ、実施例の分離膜は表面から膜厚方
向に向かって連続的に孔径が拡大する非対称構造を有し
ていた。しかも、不織布の空隙に製膜溶液が含浸し、そ
の一部は不織布の裏面まで到達し、膜(透過性膜体)が
不織布と一体となった投錨状態で接合されていた。When the cross section of the membrane was observed with an electron microscope (SEM), the separation membrane of the example had an asymmetric structure in which the pore diameter was continuously increased from the surface in the film thickness direction. Moreover, the voids of the nonwoven fabric were impregnated with the film-forming solution, a part of which reached the back surface of the nonwoven fabric, and the membrane (permeable membrane) was bonded to the nonwoven fabric in an anchored state.
【0112】一方、比較例のスパイラル型限外濾過膜エ
レメントに用いた限外濾過膜は、表面に不連続な緻密層
が形成され、膜内部には指状空洞が存在する典型的な限
外濾過膜の構造を有しており、実施例のスパイラル型限
外濾過膜エレメントに用いた分離膜とは異なる構造のも
のであった。On the other hand, the ultrafiltration membrane used for the spiral ultrafiltration membrane element of the comparative example has a typical ultrafiltration in which a discontinuous dense layer is formed on the surface and finger-like cavities exist inside the membrane. It had the structure of a filtration membrane, and had a structure different from that of the separation membrane used for the spiral ultrafiltration membrane element of the example.
【0113】さらに、比較例のスパイラル型限外濾過膜
エレメントにおける分離膜は、最小孔径層が透過性膜体
と不織布の界面付近に存在し、しかも界面には空洞が形
成されていた。この空洞は、ミクロ相分離が不織布の界
面付近まで起こったために凝固時に収縮により生じたも
のと考えられ、このために背圧強度が低くなったものと
推定される。Further, in the separation membrane in the spiral type ultrafiltration membrane element of the comparative example, the minimum pore size layer was present near the interface between the permeable membrane and the nonwoven fabric, and a cavity was formed at the interface. This cavity is considered to have been generated by shrinkage during solidification due to microphase separation occurring near the interface of the nonwoven fabric, and it is presumed that the back pressure strength was reduced due to this.
【0114】さらに、実施例のスパイラル型限外濾過膜
エレメントにおける分離膜を背圧強度測定用のホルダに
セットし、0.2MPaの背圧を付加した状態と無付加
の状態を6秒サイクルで繰り返す背圧疲労テストを行っ
た。その結果、10万回のテスト後においても実施例の
スパイラル型限外濾過膜エレメントにおける分離膜には
剥離が全く生じなかった。Further, the separation membrane in the spiral type ultrafiltration membrane element of the embodiment was set in a holder for measuring the back pressure strength, and a state in which a back pressure of 0.2 MPa was applied and a state in which no back pressure was applied were cycled for 6 seconds. Repeated back pressure fatigue tests were performed. As a result, no separation occurred in the separation membrane in the spiral ultrafiltration membrane element of the example even after 100,000 tests.
【0115】図8は実施例のスパイラル型限外濾過膜エ
レメントを用いた連続通水濾過試験における濾過速度の
経時変化を示す図である。図9は実施例のスパイラル型
限外濾過膜エレメントを用いた連続通水濾過試験におけ
る濁度の経時変化を示す図である。図8の横軸は運転日
数であり、縦軸は濾過速度(透過流束)である。図9の
横軸は運転日数であり、縦軸は濁度である。FIG. 8 is a diagram showing the change over time in the filtration rate in a continuous water filtration test using the spiral ultrafiltration membrane element of the example. FIG. 9 is a diagram showing a temporal change in turbidity in a continuous water filtration test using the spiral ultrafiltration membrane element of the example. The horizontal axis in FIG. 8 is the number of operating days, and the vertical axis is the filtration rate (permeate flux). The horizontal axis in FIG. 9 is the number of operating days, and the vertical axis is turbidity.
【0116】図8および図9に示すように、運転開始か
ら100日経過後も、運転開始時と同等の濾過速度およ
び濾過水質を得ることができた。このことは、0.2M
Paの背圧での逆流洗浄により十分な洗浄水の流量を確
保することができ、濾過時間内に膜面に堆積した汚染物
質を系外へ十分に排出できたためであると考えられる。As shown in FIGS. 8 and 9, even after 100 days from the start of operation, the same filtration rate and the same quality of filtered water as at the start of operation could be obtained. This is 0.2M
This is considered to be because a sufficient flow rate of the washing water could be secured by the backflow washing with the back pressure of Pa, and contaminants deposited on the membrane surface during the filtration time could be sufficiently discharged out of the system.
【0117】図10は比較例のスパイラル型限外濾過膜
エレメントを用いた連続通水濾過試験における濾過速度
の経時変化を示す図である。図10の横軸は濾過時間で
あり、縦軸は濾過速度である。FIG. 10 is a diagram showing the change over time in the filtration rate in a continuous water filtration test using a spiral type ultrafiltration membrane element of a comparative example. The horizontal axis in FIG. 10 is the filtration time, and the vertical axis is the filtration speed.
【0118】図10に示すように、経時的に濾過速度の
低下が生じた。運転開始から20時間経過後には運転開
始時の50%まで濾過速度の低下が生じた。安定な濾過
運転が困難であった。このことは、比較例のスパイラル
型限外濾過膜エレメントでは0.05MPaの背圧で逆
流洗浄を行っているため、膜面に堆積した汚染物質を系
外へ排出するだけの洗浄水の流量が確保できないためで
あると考えられる。As shown in FIG. 10, the filtration rate decreased over time. After a lapse of 20 hours from the start of the operation, the filtration rate decreased to 50% of that at the start of the operation. Stable filtration operation was difficult. This means that in the spiral type ultrafiltration membrane element of the comparative example, the backflow was performed at a back pressure of 0.05 MPa, so that the flow rate of the cleaning water enough to discharge contaminants deposited on the membrane surface to the outside of the system was reduced. It is considered that it is not possible to secure them.
【0119】このように、本発明に係るスパイラル型膜
エレメントおよびその運転方法によると、長期間にわた
って透過流束の低下を生じることなく安定した濾過運転
を行うことができる。As described above, according to the spiral membrane element and the operation method thereof according to the present invention, a stable filtration operation can be performed without causing a decrease in permeation flux over a long period of time.
【図1】本発明に係るスパイラル型膜エレメントの一例
を示す一部切欠斜視図である。FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing an example of a spiral membrane element according to the present invention.
【図2】本発明の第1の実施例によるスパイラル型膜エ
レメントの運転方法を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a method of operating the spiral-wound membrane element according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第2の実施例によるスパイラル型膜エ
レメントの運転方法を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view illustrating a method of operating a spiral-type membrane element according to a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第3の実施例によるスパイラル型膜エ
レメントの運転方法を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a method of operating a spiral-type membrane element according to a third embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第4の実施例によるスパイラル型膜エ
レメントの運転方法を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view illustrating a method of operating a spiral-type membrane element according to a fourth embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第5の実施例によるスパイラル型膜エ
レメントの運転方法を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view illustrating a method of operating a spiral-type membrane element according to a fifth embodiment of the present invention.
【図7】図1のスパイラル型膜エレメントが用いられる
分離膜の断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of a separation membrane using the spiral membrane element of FIG. 1;
【図8】実施例のスパイラル型限外濾過膜エレメントを
用いた連続通水濾過試験における濾過速度の経時変化を
示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a change over time of a filtration rate in a continuous water filtration test using a spiral ultrafiltration membrane element of an example.
【図9】実施例のスパイラル型限外濾過膜エレメントを
用いた連続通水濾過試験における濁度の経時変化を示す
図である。FIG. 9 is a diagram showing a change over time in turbidity in a continuous water filtration test using a spiral ultrafiltration membrane element of an example.
【図10】比較例のスパイラル型限外濾過膜エレメント
を用いた連続通水濾過試験における濾過速度の経時変化
を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a change over time in a filtration rate in a continuous water filtration test using a spiral type ultrafiltration membrane element of a comparative example.
1 スパイラル型膜エレメント 2 分離膜 3 透過水スペーサ 4 封筒状膜 5 集水管 6 原水スペーサ 7 原水 8 透過水 9 濃縮水 10 圧力容器 13 原水入口 14 透過水出口 15 濃縮水出口 21 洗浄水 31,41,51,61 原水 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Spiral type membrane element 2 Separation membrane 3 Permeated water spacer 4 Envelope membrane 5 Water collecting pipe 6 Raw water spacer 7 Raw water 8 Permeated water 9 Concentrated water 10 Pressure vessel 13 Raw water inlet 14 Permeated water outlet 15 Concentrated water outlet 21 Wash water 31, 41 , 51,61 Raw water
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4D006 GA03 GA06 GA07 HA61 KA63 KC02 KC03 KC12 KC13 KE05P KE06R KE07P KE08P KE13P KE24Q KE28Q MA03 MA06 MA22 MA25 MA31 MA40 MB02 MB06 MB16 MC22 MC23 MC48X MC54 MC58 MC62X MC83 NA05 NA13 NA14 NA46 PA01 PB02 PB08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page F term (reference) 4D006 GA03 GA06 GA07 HA61 KA63 KC02 KC03 KC12 KC13 KE05P KE06R KE07P KE08P KE13P KE24Q KE28Q MA03 MA06 MA22 MA25 MA31 MA40 MB02 MB06 MB16 MC22 MC23 MC48X MC54 NA58 MC62 PB02 PB08
Claims (6)
回されてなるスパイラル型膜エレメントにおいて、前記
分離膜は多孔性シート材の一面に透過性膜体が接合され
てなり、0.05MPaよりも高く0.3MPa以下の
背圧で逆流洗浄が可能であることを特徴とするスパイラ
ル型膜エレメント。1. A spiral membrane element comprising a bag-shaped separation membrane wound around an outer peripheral surface of a perforated hollow tube, wherein the separation membrane is formed by joining a permeable membrane to one surface of a porous sheet material. A spiral-type membrane element characterized in that backflow cleaning is possible with a back pressure higher than 0.05 MPa and not higher than 0.3 MPa.
回されてなるスパイラル型膜エレメントの運転方法にお
いて、洗浄時に、前記有孔中空管の少なくとも一方の開
口端から洗浄液を導入して前記スパイラル型膜エレメン
トの少なくとも一端部から洗浄液を排出させることによ
り0.05MPaよりも高く0.3MPa以下の背圧で
前記分離膜を逆流洗浄することを特徴とするスパイラル
型膜エレメントの運転方法。2. A method for operating a spiral-type membrane element comprising a bag-shaped separation membrane wound around the outer peripheral surface of a perforated hollow tube, wherein at least one of the open ends of the perforated hollow tube is opened during washing. Spiral type membrane, wherein the separation membrane is back-washed at a back pressure of higher than 0.05 MPa and 0.3 MPa or less by introducing a cleaning liquid and discharging the cleaning liquid from at least one end of the spiral type membrane element. Element operation method.
の一端部から他端部へ原液を供給し、前記洗浄時に前記
濾過時の原液供給方向と同方向に前記スパイラル型膜エ
レメントの一端部から他端部へ原液を流すことを特徴と
する請求項2記載のスパイラル型膜エレメントの運転方
法。3. A stock solution is supplied from one end to the other end of the spiral membrane element during filtration, and one end of the spiral membrane element is supplied in the same direction as the stock solution supply direction during filtration during the washing. 3. The method for operating a spiral-type membrane element according to claim 2, wherein the undiluted solution is caused to flow into the section.
の一端部から他端部へ原液を供給し、前記洗浄時に前記
濾過時の原液供給方向と逆方向に前記スパイラル型膜エ
レメントの他端部から一端部へ原液を流すことを特徴と
する請求項2または3記載のスパイラル型膜エレメント
の運転方法。4. A stock solution is supplied from one end to the other end of the spiral membrane element during filtration, and one end from the other end of the spiral membrane element in the direction opposite to the stock solution supply direction during filtration during the washing. The method for operating a spiral-type membrane element according to claim 2 or 3, wherein the undiluted solution is caused to flow to the section.
の一端部から他端部へ原液を供給し、前記洗浄後に前記
濾過時の原液供給方向と同方向に前記スパイラル型膜エ
レメントの一端部から他端部へ原液を流すことを特徴と
する請求項2記載のスパイラル型膜エレメントの運転方
法。5. A stock solution is supplied from one end to the other end of the spiral membrane element at the time of filtration, and after the washing, one end to the other end of the spiral membrane element in the same direction as the stock solution supply direction at the time of filtration. 3. The method for operating a spiral-type membrane element according to claim 2, wherein the undiluted solution is caused to flow into the section.
の一端部から他端部へ原液を供給し、前記洗浄後に前記
濾過時の原液供給方向と逆方向に前記スパイラル型膜エ
レメントの他端部から一端部へ原液を流すことを特徴と
する請求項2または3記載のスパイラル型膜エレメント
の運転方法。6. A solution is supplied from one end to the other end of the spiral membrane element at the time of filtration, and after the washing, one end is supplied from the other end of the spiral membrane element in a direction opposite to a stock solution supply direction at the time of filtration. The method for operating a spiral-type membrane element according to claim 2 or 3, wherein the undiluted solution is caused to flow to the section.
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|---|---|---|---|
| JP29678299A JP2001113140A (en) | 1999-10-19 | 1999-10-19 | Spiral type membrane element and its operation method |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP29678299A JP2001113140A (en) | 1999-10-19 | 1999-10-19 | Spiral type membrane element and its operation method |
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001113140A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6733675B2 (en) | 2000-07-18 | 2004-05-11 | Nitto Denko Corporation | Spiral wound membrane element, spiral wound membrane module and treatment system employing the same as well as running method and washing method therefor |
| US6861000B2 (en) | 2000-07-19 | 2005-03-01 | Nitto Denko Corporation | Running method and washing method for spiral wound membrane element and spiral wound membrane module |
| WO2009128328A1 (en) * | 2008-04-14 | 2009-10-22 | 栗田工業株式会社 | Method of operating reverse osmosis membrane module |
-
1999
- 1999-10-19 JP JP29678299A patent/JP2001113140A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6733675B2 (en) | 2000-07-18 | 2004-05-11 | Nitto Denko Corporation | Spiral wound membrane element, spiral wound membrane module and treatment system employing the same as well as running method and washing method therefor |
| US6861000B2 (en) | 2000-07-19 | 2005-03-01 | Nitto Denko Corporation | Running method and washing method for spiral wound membrane element and spiral wound membrane module |
| WO2009128328A1 (en) * | 2008-04-14 | 2009-10-22 | 栗田工業株式会社 | Method of operating reverse osmosis membrane module |
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