專利名稱：分離膜組件及分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高效率地除去蓄積在卷繞到螺旋型薄膜元件上的原水隔離件上的渾濁物質(zhì)的分離膜組件以及分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，作為獲得海水淡化、超純水、各種制造過(guò)程中用水的方法，利用以反滲透膜(RO膜)或納米過(guò)濾膜(NF膜)作為透過(guò)膜的螺旋型薄膜元件，從原水中分離離子成分及低分子成分的方法是公知的。此外，在分離低分子乃至高分子成分，或者在低分子成分乃至高分子成分中只分離高分子成分的超濾法，以及分離微粒子的精密過(guò)濾法中，也使用螺旋型薄膜元件。如圖8的例子所示，現(xiàn)有技術(shù)中使用的螺旋型薄膜元件的一個(gè)例子是這樣構(gòu)成的通過(guò)將反滲透膜81重疊到透過(guò)水隔離件82的兩個(gè)面上而將三個(gè)邊粘結(jié)在一起，從而形成袋狀膜83，將該袋狀膜83的開(kāi)口部安裝在透過(guò)水集水管84上，與網(wǎng)狀的原水隔離件85一起，成螺旋狀卷繞到透過(guò)水集水管84的外周面上。從而從螺旋型薄膜元件80的一側(cè)的端面?zhèn)?9a供應(yīng)原水86，沿著原水隔離件85流動(dòng)，從螺旋型薄膜元件80的另一側(cè)的端面?zhèn)?9b作為濃縮水88被排出。在原水86沿著原水隔離件85流動(dòng)的過(guò)程中，透過(guò)反滲透膜81，變成透過(guò)水87，該透過(guò)水87沿著透過(guò)水隔離件82，流入到透過(guò)水集水管84的內(nèi)部，從透過(guò)水集水管84的端部被排出。這樣，通過(guò)配置在卷繞的袋狀膜83之間的原水隔離件85，形成原水路徑。
此外，在現(xiàn)有技術(shù)中，以提高水的回收率及水處理量為目的，使用多級(jí)式分離膜裝置，該多級(jí)式分離膜裝置是將兩級(jí)或兩級(jí)以上的每一級(jí)配置一個(gè)或并列地配置兩個(gè)或兩個(gè)以上的安裝有前述螺旋型薄膜元件的分離膜組件的分離膜裝置組連接起來(lái)。例如，在圖9所示的多級(jí)式分離膜裝置90中，利用泵91供應(yīng)的原水，通過(guò)原水供應(yīng)主配管92、原水供應(yīng)分支配管93a及93b，由并列配置的第一級(jí)的分離膜組件94a及94b進(jìn)行處理，利用透過(guò)水流出配管96a及96b獲得透過(guò)水，利用濃縮水流出配管95a及95b獲得濃縮水。從分離膜組件94a及94b流出的所述濃縮水，由濃縮水集水配管97a及97b匯集，從中間濃縮水供應(yīng)主配管(后級(jí)的原水供應(yīng)主配管)98向第二級(jí)的分離膜組件99通水。從而從透過(guò)水流出配管101獲得透過(guò)水，從濃縮水流出配管100獲得濃縮水。這樣，通過(guò)將在前級(jí)獲得的中間濃縮水作為后級(jí)的分離膜組件的供應(yīng)水進(jìn)行處理，可以提高水的回收率，此外，通過(guò)每一級(jí)并列地配置多個(gè)分離膜組件，可增加水的處理量。
在利用這種反滲透膜螺旋型薄膜元件獲得海水的淡化、以及超純水、各種制造過(guò)程中用水的情況下，通常，以除去原水的渾濁物質(zhì)為目的而進(jìn)行前處理。之所以進(jìn)行這種前處理是因?yàn)?，為了在確保原水流路的同時(shí)，盡可能地增大原水與反滲透膜的接觸面積，需要使反滲透膜螺旋型薄膜元件的原水隔離件的厚度很薄，通常在1mm或1mm以下，渾濁物質(zhì)會(huì)蓄積在位于原水流路中的原水隔離件上，容易造成原水流路的堵塞，因此，需要預(yù)先將原水中的渾濁物質(zhì)除去，避免由于渾濁物質(zhì)的蓄積引起的通水壓力差的上升、及透過(guò)水量和透過(guò)水的水質(zhì)降低，以便能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。這種以除去渾濁物質(zhì)為目的使用的前處理裝置，例如包括凝聚沉淀處理、過(guò)濾處理及膜處理等各種裝置，這些裝置，在使設(shè)置成本和運(yùn)轉(zhuǎn)成本上升的同時(shí)，還存在著需要大的設(shè)置面積的問(wèn)題。
不過(guò)，如果能夠相對(duì)于安裝有螺旋型薄膜元件的分離膜組件而省略前處理裝置，則工業(yè)用水和水道水可以不經(jīng)過(guò)前處理而供應(yīng)給反滲透膜組件，可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)，減少設(shè)置面積，降低成本，在工業(yè)上的利用價(jià)值極高。從而，如果能夠開(kāi)發(fā)出具有渾濁物質(zhì)難以蓄積的結(jié)構(gòu)的原水隔離件，或者即使渾濁物質(zhì)蓄積在原水隔離件上，也能夠通過(guò)運(yùn)轉(zhuǎn)方法的改變及沖洗等除去渾濁物質(zhì)，則成為極有用的技術(shù)。特別是，利用運(yùn)轉(zhuǎn)方法的改變及通過(guò)沖洗等除去渾濁物質(zhì)的方法，在有可能原封不動(dòng)地使用現(xiàn)有技術(shù)的螺旋型薄膜元件這一點(diǎn)上是很有利的。
在特開(kāi)平11-104636號(hào)公報(bào)中，公開(kāi)了一種相對(duì)于通常的原水的流動(dòng)以反向的流動(dòng)供應(yīng)加壓了的氣液雙層流、反向沖洗反滲透膜組件的方法。但是，這種反向沖洗，只是除去附著在空心線型反滲透膜組件的該空心線膜面上的渾濁物質(zhì)，不能除去附著在螺旋型反滲透膜組件的原水隔離件上的渾濁物質(zhì)。
從而，本發(fā)明的目的在于提供一種高效率地除去蓄積在卷繞到螺旋型薄膜元件上的原水隔離件上的渾濁物質(zhì)的分離膜組件以及分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法。
發(fā)明的公開(kāi)鑒于這種情況，本發(fā)明人進(jìn)行深入研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在安裝有將袋狀的分離膜和原水隔離件一起卷繞到透過(guò)水集水管的外周面上而構(gòu)成的螺旋型薄膜元件的分離膜組件中，原水中的渾濁物質(zhì)的蓄積位于原水隔離件的線材交叉的交點(diǎn)部分上，在分離膜組件運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)在定期或不定期地將原水的流動(dòng)方向向相反方向變更的同時(shí)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，從而可以很容易除去蓄積在原水隔離件上的渾濁物質(zhì)，在原水的流動(dòng)方向變更時(shí)，通過(guò)進(jìn)行多次沖洗，可以進(jìn)一步增大渾濁物質(zhì)的除去效果，在分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法中，在適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行沖洗的同時(shí)，每次進(jìn)行的沖洗中的最初進(jìn)行的沖洗，沿著與直到此前為止流動(dòng)的原水的流動(dòng)方向相反的方向進(jìn)行，從而可以進(jìn)一步增大渾濁物質(zhì)的除去效果，從而完成本發(fā)明。
即，本發(fā)明提供一種分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，是安裝有將袋狀的分離膜和原水隔離件一起卷繞到透過(guò)水集水管的外周面上而構(gòu)成的螺旋型薄膜元件的分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法(下面，也稱之為分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法(I))，或者，是將安裝有1個(gè)或并列配置的2個(gè)或2個(gè)以上的螺旋型薄膜元件的前級(jí)的分離膜組件或分離膜組件組的中間濃縮水、依次供應(yīng)給安裝有1個(gè)或并列配置的2個(gè)或2個(gè)以上的螺旋型薄膜元件的后級(jí)的分離膜組件或分離膜組件組的兩級(jí)或兩級(jí)以上的多級(jí)式分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法(下面，也稱之為分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法(II)，此外，將上述分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法(I)或上述分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法(II)稱之為分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法(I)或(II))，將該分離膜組件的原水的流動(dòng)方向定期或不定期地向相反方向變更。通過(guò)采用這種結(jié)構(gòu)，蓄積在原水隔離件的交點(diǎn)部分的渾濁物質(zhì)很容易被剝離、除去。
此外，本發(fā)明提供一種分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法(I)或(II)，在前述原水的流動(dòng)方向變更時(shí)，從兩個(gè)方向交替地進(jìn)行多次沖洗。通過(guò)采用這種結(jié)構(gòu)，能夠可靠地除去蓄積在原水隔離件的交點(diǎn)部分上的渾濁物質(zhì)。
此外，本發(fā)明提供一種分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法(I)或(II)，在每次沖洗的最初進(jìn)行的沖洗，沿著與在此之前流動(dòng)的原水的流動(dòng)方向相反的方向進(jìn)行。通過(guò)采用這種結(jié)構(gòu)，利用最初的沖洗可以高效率地剝離蓄積在原水隔離件的交點(diǎn)部分上的渾濁物質(zhì)，可以很容易將其除去。
此外，本發(fā)明提供一種分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法(I)或(II)，該分離膜組件安裝有將袋狀的分離膜和原水隔離件一起卷繞到透過(guò)水集水管的外周面上而構(gòu)成的螺旋型薄膜元件，其中，該運(yùn)轉(zhuǎn)方法在中途包含一次或多次的沖洗，在該沖洗的最初進(jìn)行的沖洗，沿著與在此之前流動(dòng)的原水的流動(dòng)方向相反的方向進(jìn)行。通過(guò)采用這種結(jié)構(gòu)，可以起到和前述發(fā)明同樣的效果。
此外，本發(fā)明提供一種分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法(I)或(II)，在前述沖洗時(shí)，透過(guò)水側(cè)的閥完全關(guān)閉。當(dāng)透過(guò)水側(cè)的閥打開(kāi)時(shí)，在高壓用分離膜組件的情況下，在沖洗壓力程度下，作為沖洗液的原水不會(huì)透過(guò)，但在低壓或超低壓用杜魯門(mén)組件中會(huì)透過(guò)，存在降低沖洗流量，并且水質(zhì)差的水會(huì)透過(guò)的問(wèn)題。此外，具有利用在剛剛關(guān)閉透過(guò)水側(cè)的閥之后產(chǎn)生背壓、使堆積在膜面上的污染物質(zhì)懸浮的效果，可以進(jìn)一步提高沖洗的效果。
此外，本發(fā)明提供一種分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法(I)或(II)，在進(jìn)行前述沖洗之前，進(jìn)行原水供應(yīng)側(cè)的壓力消除。由于通過(guò)消除原水供應(yīng)側(cè)的壓力，消除此前為止推壓到膜面上的壓力，所以，膜會(huì)稍稍浮起，可以使蓄積在膜面及原水隔離件上的渾濁物質(zhì)懸浮。
此外，本發(fā)明提供一種多級(jí)式分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，在各級(jí)的每個(gè)分離膜組件或者每個(gè)分離膜組件組中分別進(jìn)行前述多級(jí)式分離膜組件的沖洗。通過(guò)采用這種結(jié)構(gòu)，可以防止從前級(jí)的螺旋型薄膜元件上剝離的渾濁物質(zhì)流入到后級(jí)的螺旋型薄膜元件中，防止污染。
此外，本發(fā)明提供一種分離膜裝置，包括連接原水供應(yīng)泵和第一閥的原水供應(yīng)第一配管；連接第一閥和分離膜組件的原水供應(yīng)第二配管；該分離膜組件；連接于該分離膜組件的透過(guò)水側(cè)的透過(guò)水流出配管；具有連接原水供應(yīng)第一配管和該分離膜組件的濃縮水流出側(cè)的濃縮水流出第一分支配管和第二閥的流動(dòng)方向轉(zhuǎn)換用配管；從原水供應(yīng)第二配管分支、并使原水的流動(dòng)方向?yàn)榉聪驎r(shí)的濃縮水流出的濃縮水流出第二分支配管。通過(guò)采用這種結(jié)構(gòu)，能夠用簡(jiǎn)單的裝置可靠地實(shí)施前述分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法(I)。
此外，本發(fā)明提供一種多級(jí)式分離膜裝置，是將從前級(jí)的分離膜裝置或分離膜裝置組的分離膜組件獲得的中間濃縮水、依次供應(yīng)給后級(jí)的分離膜裝置或分離膜裝置組的分離膜組件的兩級(jí)或兩級(jí)以上的多級(jí)式分離膜裝置，其中，該分離膜裝置或者構(gòu)成分離膜裝置組的分離膜裝置包括連接于第一閥的原水供應(yīng)第一配管；連接第一閥和分離膜組件的原水供應(yīng)第二配管；該分離膜組件；連接于該分離膜組件的透過(guò)水側(cè)的透過(guò)水流出配管；連接于該原水供應(yīng)第一配管和該分離膜組件的濃縮水流出側(cè)并具有第二閥的流動(dòng)方向轉(zhuǎn)換配管；和該流動(dòng)方向轉(zhuǎn)換配管連接并具有第三閥的濃縮水流出第一配管；從該原水供應(yīng)第二配管分支并具有第四閥的濃縮水流出第二配管。通過(guò)采用這種結(jié)構(gòu)，可以利用簡(jiǎn)單的裝置，可靠地實(shí)施前述分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法(II)。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明

圖1是表示實(shí)施本發(fā)明實(shí)施形式的分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法的裝置的流程的視圖，圖2是表示實(shí)施本發(fā)明的另外一種實(shí)施形式的分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法的裝置的流程的視圖，圖3是表示實(shí)施本發(fā)明的另外一種實(shí)施形式的分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法的裝置的流程的視圖，圖4是表示本實(shí)施形式例中的分離膜組件的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的視圖，圖5是表示本實(shí)施形式例的多級(jí)式分離膜裝置的流程的視圖，圖6A～圖6C是表示本實(shí)施形式例的多級(jí)式分離膜裝置的另外一種流程的視圖，圖7是表示實(shí)施實(shí)施例7～11用的多級(jí)式分離膜裝置的流程的視圖，圖8是現(xiàn)有技術(shù)的反滲透膜組件的簡(jiǎn)圖，圖9是表示現(xiàn)有技術(shù)的多級(jí)式分離膜裝置的一個(gè)例子的流程的視圖。
實(shí)施發(fā)明的最佳方式下面，參照?qǐng)D1說(shuō)明本發(fā)明的第一種實(shí)施形式的分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法。圖1是實(shí)施本例的運(yùn)轉(zhuǎn)方法的反滲透膜裝置的流程圖。在圖1中，反滲透膜裝置10包括連接原水供應(yīng)泵11和第一閥a的原水供應(yīng)第一配管12；連接第一閥a和反滲透膜組件10A的原水供應(yīng)第二配管13；反滲透膜組件10A；具有連接到反滲透膜組件10A的透過(guò)水側(cè)的閥e的透過(guò)水流出配管14；連接原水供應(yīng)第一配管12與反滲透膜組件10A的濃縮水流出側(cè)的、具有濃縮水流出第一分支配管151和第二閥b的流動(dòng)方向轉(zhuǎn)換用配管15；從原水供應(yīng)第二配管13上分支、具有使原水的流動(dòng)方向?yàn)橄喾捶较驎r(shí)的濃縮水流出的閥d的濃縮水流出第二分支配管121。此外，在濃縮水流出第一分支配管151的中途附設(shè)閥c。
在反滲透膜裝置10中，首先，第二閥b、閥d關(guān)閉，調(diào)整閥c，使組件內(nèi)為規(guī)定的壓力，第一閥a及閥e打開(kāi)。利用原水供應(yīng)泵11將原水供應(yīng)給反滲透膜組件10A。通過(guò)反滲透膜組件10A處理原水，從濃縮水流出第一分支配管151獲得濃縮水，同時(shí)從透過(guò)水流出配管14獲得透過(guò)水。在這種情況下，與原水的渾濁度也有關(guān)系，隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的經(jīng)過(guò)，原水中的渾濁物質(zhì)等懸浮物質(zhì)逐漸蓄積到卷繞在元件上的原水隔離件上。
當(dāng)原水中的渾濁物質(zhì)蓄積到原水隔離件上時(shí)，通水壓力差上升。在這種情況下，將原水的流動(dòng)方向改變成相反方向。即，第一閥a及閥c關(guān)閉，調(diào)整閥d，使組件內(nèi)為規(guī)定的壓力，打開(kāi)第二閥b。由此，原水從反滲透膜組件10A的濃縮水流出側(cè)流入，由反滲透膜組件10A處理，從濃縮水流出第二分支配管121獲得濃縮水，同時(shí)從透過(guò)水流出配管14獲得透過(guò)水。通過(guò)這樣將原水的流動(dòng)方向改變成相反方向，容易將蓄積在原水隔離件的交點(diǎn)部分上的渾濁物質(zhì)剝離、除去。同時(shí)，由于隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的經(jīng)過(guò)，原水中的渾濁物質(zhì)等懸浮物質(zhì)再次蓄積在安裝于元件上的原水隔離件上，所以進(jìn)一步將原水的流動(dòng)方向改變?yōu)橄喾捶较颉Ｒ院?，重?fù)這種操作。原水的流動(dòng)方向的變更時(shí)期，可以是定期或者不定期的，作為變更原水的流動(dòng)方向的間隔，為1小時(shí)～24小時(shí)，優(yōu)選為1小時(shí)～12小時(shí)。當(dāng)不足1小時(shí)時(shí)，切換閥的切換次數(shù)很多，降低切換閥的壽命，此外，當(dāng)超過(guò)24小時(shí)時(shí)，蓄積的渾濁物質(zhì)變得很難除去。此外，原水的流動(dòng)方向的變更時(shí)間，如上所述，也可以在成為規(guī)定的通水壓力差的時(shí)刻進(jìn)行變更，在這種情況下，不會(huì)頻繁地進(jìn)行操作，在可以除去蓄積的渾濁物質(zhì)這一點(diǎn)上是優(yōu)選的。此外，也可以將經(jīng)過(guò)規(guī)定的時(shí)間之后變更流動(dòng)方向的方法和在成為規(guī)定的通水壓力差的時(shí)刻變更的方法兩者結(jié)合起來(lái)。
根據(jù)本例的反滲透膜裝置10，由于將原水的流動(dòng)變成相反方向而抑制渾濁物質(zhì)的蓄積，所以，可以省略現(xiàn)有技術(shù)中以除去原水中的渾濁物質(zhì)為目的而使用的凝聚沉淀處理、過(guò)濾處理及膜處理等前處理裝置的設(shè)置。因此，可以在實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化系統(tǒng)、減少設(shè)置面積、降低成本方面起到劃時(shí)代的效果。
其次，參照?qǐng)D1說(shuō)明本發(fā)明的第二種實(shí)施形式的分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法。第二種實(shí)施形式例，是在第一種實(shí)施形式的反滲透膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法中，在變更前述原水的流動(dòng)方向時(shí)，從兩個(gè)方向交替地進(jìn)行多次沖洗，由此，能夠可靠地除去蓄積在原水隔離件的交點(diǎn)部分上的渾濁物質(zhì)。作為從反滲透膜組件的兩個(gè)方向交替地進(jìn)行沖洗的方法，可以列舉出最初的沖洗沿著與在此之前流動(dòng)的原水的流動(dòng)方向相反的方向進(jìn)行的方法(下面也稱之為反向沖洗)，以及沿著與在此之前流動(dòng)的原水的流動(dòng)方向相同的方向進(jìn)行的方法，其中，反向沖洗，在最初的沖洗能夠有效地剝離蓄積在原水隔離件的交點(diǎn)部分上的渾濁物質(zhì)這一點(diǎn)上來(lái)說(shuō)是優(yōu)選的。當(dāng)最初的沖洗是沿著與在此之前流動(dòng)的方向相同的方向時(shí)，盡管可以除去一部分的渾濁物質(zhì)，但更多的是成為推壓蓄積在原水隔離件的滯留部分上的渾濁物質(zhì)，渾濁物質(zhì)會(huì)隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)而蓄積。為了進(jìn)行反向沖洗，首先，關(guān)閉第一閥a及閥c，打開(kāi)第二閥b及閥d。然后，從濃縮水流出側(cè)將透過(guò)處理中的原水供應(yīng)流量的大約3倍的流量的原水急速地供應(yīng)到反滲透膜組件內(nèi)，由原水流入側(cè)的原水供應(yīng)第二配管13、濃縮水流出第二分支配管121排出即可。反向沖洗結(jié)束之后，下一次，沿著與反向沖洗時(shí)的沖洗方向相反的方向進(jìn)行沖洗。即，關(guān)閉第二閥b及閥d，打開(kāi)第一閥a及閥c。然后，從原水流入側(cè)將與反向沖洗同樣流量的原水急速地供應(yīng)到反滲透膜組件內(nèi)，由濃縮水流出側(cè)的濃縮水流出第一分支管151排出。接著，沿著與這次沖洗時(shí)的的沖洗方向相反的方向進(jìn)行沖洗，以后，反復(fù)進(jìn)行同樣的操作，從兩個(gè)方向交替地進(jìn)行多次沖洗。
在最初的沖洗沿著與在此之前流動(dòng)的原水的流動(dòng)方向相同的方向時(shí)，先進(jìn)行前述反向沖洗時(shí)的第二個(gè)操作。這樣，通過(guò)從兩個(gè)方向交替地進(jìn)行多次沖洗，將蓄積在原水隔離件上的渾濁物質(zhì)剝離，確實(shí)地排出到元件之外。在進(jìn)行這種沖洗時(shí)，在圖1中，利用濃縮水流出側(cè)的壓力調(diào)整用的閥c或者閥d，進(jìn)行壓力釋放，但作為壓力釋放的方法，并不局限于此，也可以另外設(shè)置壓力釋放用的閥。在這種情況下，為了獲得更多的排水量，優(yōu)選濃縮水流出配管的直徑大于具有壓力調(diào)整用的閥的配管的直徑。此外，也可以在濃縮水流出第一分支配管151及濃縮水流出第二分支配管121上設(shè)置氣室，通過(guò)運(yùn)轉(zhuǎn)，利用積存的水進(jìn)行沖洗。這里所說(shuō)的氣室，是指利用由濃縮水的壓力加壓了的空氣，使積存在室中的水流出的裝置。
在前述原水的流動(dòng)方向變更時(shí)，在從兩個(gè)方向交替地進(jìn)行多次沖洗的情況下，通過(guò)在進(jìn)行沖洗之前消除原水供應(yīng)側(cè)的壓力，消除此前為止推壓膜面的壓力，膜變得稍稍浮起，所以，從使蓄積在膜面及原水隔離件上的渾濁物質(zhì)浮起來(lái)的角度出發(fā)，消除原水供應(yīng)側(cè)的壓力是優(yōu)選的。作為消除原水供應(yīng)側(cè)的壓力的方法，可以列舉出這樣的方法在原水供應(yīng)泵11的輸出側(cè)的原水供應(yīng)第一配管12上設(shè)置通風(fēng)配管(圖中未示出)，設(shè)置附設(shè)在通風(fēng)配管的途中的閥(圖中未示出)，打開(kāi)該閥；或者在打開(kāi)第一閥a、閥c、閥e的運(yùn)轉(zhuǎn)中，打開(kāi)附設(shè)在濃縮水流出第二分支配管121上的閥d。作為閥的開(kāi)放速度，沒(méi)有特別的限制，但瞬間地、優(yōu)選在1秒鐘之內(nèi)將閥全部打開(kāi)。瞬間地消除壓力，可以容易使膜浮起，并且利用水擊的作用獲得排出渾濁物質(zhì)的效果。此外，在這種情況下，優(yōu)選打開(kāi)透過(guò)水側(cè)的閥e。這是因?yàn)?，閥e為關(guān)閉時(shí)，膜間的壓力差消失，推壓膜的力消失，所以，即使消除原水供應(yīng)側(cè)的壓力，膜也不會(huì)浮起。
此外，優(yōu)選在沖洗時(shí)，將附設(shè)在透過(guò)水流出管14上的閥e完全關(guān)閉。當(dāng)附設(shè)在透過(guò)水流出管14上的閥e打開(kāi)時(shí)，在高壓用反滲透膜組件的情況下，以沖洗壓力的程度，作為沖洗液的原水不會(huì)透過(guò)，但是，在低壓或超低壓用反滲透膜組件的情況下卻會(huì)透過(guò)，存在著沖洗流量降低，并且水質(zhì)差的水會(huì)透過(guò)的問(wèn)題。此外，還具有利用在剛剛關(guān)閉附設(shè)在透過(guò)水流出管上的閥之后產(chǎn)生的背壓，使堆積在膜面上的污染物質(zhì)懸浮的效果，可以進(jìn)一步提高沖洗的效果。
優(yōu)選前述沖洗從兩個(gè)方向交替地進(jìn)行兩次或兩次以上、五次或五次以下的沖洗。沖洗次數(shù)只有一次時(shí)，變成只在一個(gè)方向上的沖洗，清洗效果不足，渾濁物質(zhì)會(huì)隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)而蓄積。另一方面，當(dāng)超過(guò)五次時(shí)，排出的水增多，會(huì)降低回收率。此外，每次沖洗的時(shí)間沒(méi)有特別的限制，但優(yōu)選為30～120秒鐘。不足30秒時(shí)清洗效果不足，超過(guò)120秒時(shí)流程時(shí)間延長(zhǎng)，回收率大幅度降低。此外，在沖洗時(shí)，也可以將壓縮空氣供應(yīng)到原水中。通過(guò)使壓縮空氣混入到原水中，進(jìn)一步提高清洗效率。壓縮空氣的供應(yīng)量沒(méi)有特別限定，但優(yōu)選原水和空氣的體積比例為2∶1～1∶2。
進(jìn)行規(guī)定時(shí)間的沖洗后，再次進(jìn)行原水的處理。在這種情況下，原水的流動(dòng)方向，是與直到最初的沖洗之前流動(dòng)的原水的流動(dòng)方向的反方向。即，第一閥a及閥c關(guān)閉，調(diào)整閥d，使組件內(nèi)成為規(guī)定的壓力，第二閥b及閥e打開(kāi)，原水由反滲透膜組件10A處理。這樣，依次重復(fù)進(jìn)行原水處理→沖洗→原水處理→沖洗。作為原水處理的時(shí)間，為1小～24小時(shí)，優(yōu)選為1小時(shí)～12小時(shí)。當(dāng)原水處理時(shí)間不足1小時(shí)時(shí)，切換閥的切換次數(shù)過(guò)多，使切換閥的壽命降低，同時(shí)回收率降低。此外，當(dāng)超過(guò)24小時(shí)時(shí)，會(huì)降低蓄積的渾濁物質(zhì)的除去效果。作為從原水處理切換到?jīng)_洗的形式，可以列舉出每次經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間后變更流動(dòng)方向的方法，在達(dá)到規(guī)定的通水壓力差的時(shí)刻變更流動(dòng)方向的方法，以及將兩者結(jié)合起來(lái)進(jìn)行變更的方法。
接著，參照?qǐng)D1說(shuō)明本發(fā)明的第三種實(shí)施形式的分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法。本例的分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，是安裝了螺旋型薄膜元件的分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，該運(yùn)轉(zhuǎn)方法是這樣的方法包括在中途進(jìn)行沖洗，在該沖洗的最初進(jìn)行的沖洗，是沿著與在此之前流動(dòng)的原水的流動(dòng)方向相反的方向進(jìn)行。即，第三種實(shí)施形式是，在沖洗后，原水的流動(dòng)方向可以是與此前的原水的流動(dòng)方向相同的方向，也可以是與之相反的方向，除這一點(diǎn)之外，與第二種實(shí)施形式例相同。從而，原水處理時(shí)的原水的優(yōu)選形式、沖洗時(shí)的閥類的操作形式、沖洗方法的優(yōu)選形式等，全部和第二種實(shí)施形式例相同。在第三種實(shí)施形式例中，由于通過(guò)沖洗時(shí)沿相反方向流動(dòng)而充分除去渾濁物質(zhì)，所以獲得和第二種實(shí)施形式例相同的效果。
接著，參照?qǐng)D2說(shuō)明本發(fā)明的第四種實(shí)施形式中的分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法。在圖2中，與圖1相同的結(jié)構(gòu)部件付與相同的標(biāo)號(hào)，省略其說(shuō)明，主要說(shuō)明其不同之處。即，在圖2中，與圖1的不同點(diǎn)在于，在反滲透膜組件10A下游側(cè)設(shè)置后級(jí)反滲透膜組件10B，前級(jí)反滲透膜組件10A和后級(jí)反滲透膜組件10B，由將前級(jí)反滲透膜組件10A的透過(guò)水作為后級(jí)的裝置的被處理水供應(yīng)的初級(jí)透過(guò)水流出配管14連接，在后級(jí)反滲透膜組件10B上配備有排出透過(guò)水的透過(guò)水流出配管16、以及將濃縮水返回到原水供應(yīng)泵之前的返回配管18。此外，在后級(jí)反滲透膜組件10B上配備有濃縮水流出配管17。前級(jí)反滲透膜組件10A使用本發(fā)明的反滲透膜裝置，后級(jí)反滲透膜組件10B，使用現(xiàn)有技術(shù)中的反滲透膜裝置。即，在反滲透膜裝置10a中，利用原水供應(yīng)泵11將原水供應(yīng)給前級(jí)反滲透膜組件10A。由前級(jí)反滲透膜組件10A對(duì)原水進(jìn)行處理，從濃縮水流出配管15獲得初級(jí)濃縮水，同時(shí)從初級(jí)透過(guò)水流出配管14獲得初級(jí)透過(guò)水。接著，該初級(jí)透過(guò)水由后級(jí)反滲透膜組件10B處理，從透過(guò)水配管16獲得次級(jí)透過(guò)水，同時(shí)次級(jí)濃縮水從返回配管18返回到原水供應(yīng)泵的前面。該次級(jí)濃縮水是將已經(jīng)被前級(jí)反滲透膜組件10A進(jìn)行過(guò)脫鹽的透過(guò)水由后級(jí)反滲透膜組件10B濃縮過(guò)的水，與原水相比導(dǎo)電率低。因此，可以使全部次級(jí)濃縮水循環(huán)，可以提高水的回收率。這樣，在反滲透膜裝置10a中，采用本發(fā)明的運(yùn)轉(zhuǎn)方法的是前級(jí)反滲透膜組件10A。此外，反滲透膜裝置10a，由于代替現(xiàn)有技術(shù)型的裝置中使用的只以除去渾濁物質(zhì)為目的的前處理裝置，將可以實(shí)施本發(fā)明的運(yùn)轉(zhuǎn)方法的反滲透膜組件用在前級(jí)，所以成為實(shí)質(zhì)上使用兩級(jí)反滲透膜。由于現(xiàn)有技術(shù)型的裝置中前處理裝置當(dāng)然沒(méi)有脫鹽功能，所以，反滲透膜裝置10a與現(xiàn)有技術(shù)型的反滲透膜裝置相比，透過(guò)水的水質(zhì)格外優(yōu)異。
其次，參照?qǐng)D3說(shuō)明本發(fā)明的第五種實(shí)施形式的分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法。圖3是實(shí)施本例的運(yùn)轉(zhuǎn)方法的多級(jí)式分離膜裝置的流程圖。多級(jí)式分離膜裝置28是一種將從前級(jí)的分離膜裝置組29a的各個(gè)分離膜組件30a、30b獲得的中間濃縮水供應(yīng)給后級(jí)的分離膜裝置組29b的分離膜組件48的兩級(jí)的多級(jí)式分離膜裝置。即，將備有分離膜組件30a的分離膜裝置31a及備有分離膜組件30b的分離膜裝置31b并列配置，構(gòu)成前級(jí)的分離膜裝置組29a，將分離膜裝置組29b配置在其后級(jí)，構(gòu)成兩級(jí)的分離膜裝置。
在圖3中，分離膜裝置31a包括連接到閥a1上的原水供應(yīng)第一配管32a；連接閥a1和分離膜組件30a的原水供應(yīng)第二配管33a；分離膜組件30a；連接到分離膜組件30a的透過(guò)水側(cè)、具有閥e1的透過(guò)水流出配管34a；連接原水供應(yīng)第一配管32a和分離膜組件30a的濃縮水流出側(cè)、具有閥b1的流動(dòng)方向轉(zhuǎn)換配管35a；與流動(dòng)方向轉(zhuǎn)換配管35a連接、附設(shè)有閥c1的濃縮水流出第一配管36a；從原水供應(yīng)第二配管33a上分支、使原水的流動(dòng)方向?yàn)榉聪驎r(shí)濃縮水流出的、具有閥d1的濃縮水流出第二配管37a。此外，分離膜裝置31b、31c采用和分離膜裝置31a相同的結(jié)構(gòu)。而分離膜裝置組29a包括途中附設(shè)原水流出第一配管閥f的原水流出第一配管39連接的原水供應(yīng)主配管38；從原水供應(yīng)主配管38上分支、連接到分離膜裝置31a、31b的原水供應(yīng)第一配管32a、32b上的原水供應(yīng)分支配管40a、40b；分離膜裝置31a及31b。此外，后級(jí)的分離膜裝置組29b包括途中附設(shè)有原水流出第二配管閥(后級(jí)的原水流出配管閥)m的原水流出第二配管(原水流出配管)47連接的后級(jí)的第一濃縮水供應(yīng)主配管(原水供應(yīng)主配管)41；分離膜裝置31c。而多級(jí)式分離膜裝置28進(jìn)一步包括在前級(jí)的分離膜裝置組29a、29b的前級(jí)的泵50；從分離膜裝置組29b的第一濃縮水供應(yīng)主配管(原水供應(yīng)主配管)41分支、與分離膜裝置組29a的濃縮水流出第一配管36a、36b、濃縮水流出第二配管37a、37b連接的濃縮水集水配管51。
在多級(jí)式分離膜裝置28中，首先，將閥b1、b2、d1、d2、f、 h、j及m關(guān)閉，將閥c1、c2及i調(diào)整開(kāi)口，使組件內(nèi)成為規(guī)定的壓力，將閥a1、a2、e1、e2、g及k打開(kāi)。原水由原水供應(yīng)泵50供應(yīng)給分離膜組件30a及30b。原水由分離膜組件30a及30b處理，在從第一濃縮水流出第一配管36a及36b獲得第一濃縮水的同時(shí)，從透過(guò)水流出配管34a及34b獲得透過(guò)水。由分離膜組件30a及30b獲得的所述第一濃縮水(中間濃縮水，以下相同)，由濃縮水集水配管51匯集，供應(yīng)給后級(jí)的分離膜組件48。而在從濃縮水流出第一配管45獲得第二濃縮水的同時(shí)，從透過(guò)水流出配管43獲得透過(guò)水。在這種情況下，由于原水的渾濁度，隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的經(jīng)過(guò)，原水中的渾濁物質(zhì)等懸浮物質(zhì)，會(huì)逐漸蓄積在卷繞到元件上的原水隔離件上。
當(dāng)原水中的渾濁物質(zhì)蓄積到原水隔離件上時(shí)，通水壓力差上升。在這種情況下，將原水的流動(dòng)方向變更為相反方向。即，將閥a1、a2、c1、c2、g及i關(guān)閉，將閥d1、d2及j調(diào)整開(kāi)口，使組件內(nèi)成為規(guī)定的壓力，將閥b1、b2及h打開(kāi)。由此，原水從分離膜組件30a及30b的濃縮水流出側(cè)流入，被分離膜組件30a及30b處理，從濃縮水流出第二配管37a及37b獲得第一濃縮水，同時(shí)，從透過(guò)水流出配管34a及34b獲得透過(guò)水。從各分離膜組件獲得的所述第一濃縮水，被濃縮水集水配管51匯集，從后級(jí)的分離膜組件48的濃縮水流出側(cè)流入進(jìn)行處理。從而在從濃縮水流出第二配管46獲得第二濃縮水的同時(shí)，從透過(guò)水流出配管43獲得透過(guò)水。通過(guò)將這種原水的流動(dòng)方向變更成相反方向，很容易地將蓄積在原水隔離件的交點(diǎn)部分上的渾濁物質(zhì)剝離、除去。而隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的經(jīng)過(guò)，原水中的渾濁物質(zhì)等懸浮物質(zhì)會(huì)再次蓄積到安裝在元件上的原水隔離件上，所以，進(jìn)一步將原水的流動(dòng)方向變更成相反方向。以后，重復(fù)這種操作。原水流動(dòng)方向的變更時(shí)間，可以是定期的或不定期的，作為變更原水的流動(dòng)方向的間隔，為1小時(shí)～24小時(shí)，優(yōu)選為1小時(shí)～12小時(shí)。當(dāng)不足1小時(shí)時(shí)，切換閥的切換次數(shù)很多，降低切換閥的壽命，此外，當(dāng)超過(guò)24小時(shí)時(shí)，蓄積的渾濁物質(zhì)變得很難除去。此外，原水的流動(dòng)方向的變更時(shí)間，如上述之外，也可以在成為規(guī)定的通水壓力差的時(shí)刻進(jìn)行變更，在這種情況下，不會(huì)頻繁地進(jìn)行變更操作，從可以除去蓄積的渾濁物質(zhì)的角度出發(fā)是優(yōu)選的。此外，也可以將經(jīng)過(guò)規(guī)定的時(shí)間之后變更流動(dòng)方向的方法和在成為規(guī)定的通水壓力差的時(shí)刻變更的方法兩者結(jié)合起來(lái)。
根據(jù)本例的多級(jí)式分離膜裝置28，由于將原水的流動(dòng)變成相反方向，抑制渾濁物質(zhì)的蓄積，所以，可以省略現(xiàn)有技術(shù)中以除去原水中的渾濁物質(zhì)為目的而使用的凝聚沉淀處理、過(guò)濾處理或者膜處理等前處理裝置的設(shè)置。因此，可以在實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化系統(tǒng)、減少設(shè)置面積、降低成本方面起到劃時(shí)代的效果。
其次，參照?qǐng)D3說(shuō)明本發(fā)明的第六種實(shí)施形式的分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法。第六種實(shí)施形式例，是在第五種實(shí)施形式的分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法中，在前述原水的流動(dòng)方向變更時(shí)，從兩方向交替地進(jìn)行多次沖洗，借此，能夠可靠地除去蓄積在原水隔離件的交點(diǎn)部分上的渾濁物質(zhì)。作為從分離膜組件的兩個(gè)方向交替地進(jìn)行沖洗的方法，可以列舉出最初的沖洗沿著與此前為止流動(dòng)的原水的流動(dòng)方向相反的方向進(jìn)行的方法(下面，也稱之為反向沖洗)、以及沿著與此前為止流動(dòng)的原水的流動(dòng)方向相同的方向進(jìn)行的方法，其中，反向沖洗，在最初的沖洗中可以有效地將蓄積在原水隔離件的交叉點(diǎn)部分上的渾濁物質(zhì)剝離，是優(yōu)選的。當(dāng)最初的沖洗沿著與此前為止流動(dòng)的方向相同的方向時(shí)，盡管可以除去一部分渾濁物質(zhì)，但更多地是推壓蓄積在原水隔離件的滯留部分上的渾濁物質(zhì)，渾濁物質(zhì)會(huì)隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)而蓄積。為了進(jìn)行反向沖洗，首先，關(guān)閉閥a1、a2、c1、c2、f、g、i及m，打開(kāi)閥b1、b2、d1、d2、h及j。然后，從濃縮水流出側(cè)將相當(dāng)于透過(guò)處理中的原水供應(yīng)量的大約3倍的流量的原水急速地供應(yīng)到反滲透膜組件30a及30b內(nèi)，由原水流入側(cè)的原水供應(yīng)第二配管33a及33b、濃縮水流出第二配管37a及37b排出。從分離膜組件30a及30b排出的原水，通過(guò)濃縮水集水配管51從濃縮水流出側(cè)進(jìn)一步供應(yīng)到后級(jí)的分離膜組件48內(nèi)，從原水流入測(cè)的原水供應(yīng)第二配管42、濃縮水流出第二配管46排出。在反向沖洗結(jié)束后，下一次，沿著與反向沖洗時(shí)的沖洗方向相反的方向進(jìn)行沖洗。即，關(guān)閉閥b1、b2、d1、d2、f、h、j及m，打開(kāi)閥a1、a2、c1、c2、g及i。然后，將和反向沖洗相同的流量的原水從原水流入側(cè)急速地供應(yīng)到分離膜組件30a及30b內(nèi)，從濃縮水流出的濃縮水流出第一配管36a及36b排出。進(jìn)而，從分離膜組件30a及30b排出的原水通過(guò)濃縮水集水配管51，從原水流入側(cè)供應(yīng)到分離膜組件48內(nèi)，由濃縮水流出側(cè)的濃縮水流出第一配管45排出。其次，沿著與該沖洗時(shí)的沖洗方向相反的方向進(jìn)行沖洗，以后，反復(fù)進(jìn)行同樣的操作，從兩個(gè)方向交替地進(jìn)行多次沖洗。
在前述沖洗中，優(yōu)選在各級(jí)的分離膜組件組的每一個(gè)中分別進(jìn)行沖洗的運(yùn)轉(zhuǎn)方法。例如，在前述反方向的沖洗中，將已關(guān)閉的閥m打開(kāi)，將開(kāi)著的閥h及j關(guān)閉，首先進(jìn)行前級(jí)的分離膜組件30a及30b的沖洗，使原水從原水流出第二配管47中流出，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間之后，關(guān)閉閥d1、d2及m，打開(kāi)閥c1，c2，h及j，進(jìn)行后級(jí)的分離膜組件48的反向沖洗。根據(jù)該方法，從前級(jí)的分離膜組件30a及30b的原水隔離件剝離的渾濁物質(zhì)，不流入后級(jí)的分離膜組件48，不會(huì)污染后級(jí)的分離膜組件48，所以可以迅速地進(jìn)行沖洗。此外，在進(jìn)一步沿著與所述反向沖洗的方向相反的方向進(jìn)行沖洗的情況下，優(yōu)選在各級(jí)的分離膜組件組的每一個(gè)中分別進(jìn)行沖洗，例如，打開(kāi)閥a1、a2及m，關(guān)閉閥b1、b2、h及j，首先進(jìn)行前級(jí)的分離膜組件30a及30b的沖洗，使原水從原水流出第二配管47流出，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后，關(guān)閉閥c1、c2及m，打開(kāi)閥d1、d2、g及i，進(jìn)行后級(jí)的分離膜組件48的沖洗。在由三級(jí)或三級(jí)以上的分離膜組件組構(gòu)成的多級(jí)式分離膜裝置的情況下同樣，優(yōu)選對(duì)各級(jí)的分離膜組件組的每一個(gè)分別進(jìn)行沖洗。
在最初的沖洗沿著和在此之前流動(dòng)的原水的流動(dòng)方向相同的方向的情況下，先進(jìn)行前述的反向沖洗時(shí)的第二個(gè)操作。這樣，通過(guò)從兩個(gè)方向交替地多次沖洗，將蓄積在原水隔離件上的渾濁物質(zhì)剝離，可靠地排出到元件之外。在進(jìn)行這種沖洗時(shí)，在圖3中，利用濃縮水流出側(cè)的壓力調(diào)整用的閥c1、c2、d1、d2、i及j，進(jìn)行壓力的釋放，作為壓力釋放的方法，并不局限于此，也可以另外設(shè)置壓力釋放用的閥。在這種情況下，為了獲得更多的排水量，優(yōu)選濃縮水流出配管的直徑大于具有壓力調(diào)整用閥的配管的直徑。此外，也可以在濃縮水流出第一配管36a、36b、45及濃縮水流出第二配管37a、37b、46的任意的一個(gè)部位或多個(gè)部位處設(shè)置氣室(圖中未示出)，通過(guò)運(yùn)轉(zhuǎn)，利用積存的水進(jìn)行沖洗。這里所說(shuō)的氣室，是指利用借助濃縮水的壓力而加壓的空氣、使積存在室中的水流出的裝置。
在前述原水的流動(dòng)方向變更時(shí)，從兩個(gè)方向交替地進(jìn)行多次沖洗的情況下，由于在進(jìn)行沖洗之前，通過(guò)消除原水供應(yīng)側(cè)的壓力，將此前為止推壓到膜面上的壓力消除，膜稍稍松弛，所以，從可以使蓄積在膜面及原水隔離件上的渾濁物質(zhì)的固結(jié)松弛的觀點(diǎn)出發(fā)，消除原水供應(yīng)側(cè)的壓力是優(yōu)選的。作為消除原水供應(yīng)側(cè)的壓力的方法，可以列舉出將附設(shè)在與原水供應(yīng)泵50的輸出側(cè)的原水供應(yīng)主配管38連接的原水流出第一配管39上的原水流出第一配管閥f打開(kāi)的方法；或者在打開(kāi)第一閥a1、a2、c1、c2、e1、e2、g、i及k的運(yùn)轉(zhuǎn)中，打開(kāi)閥d1、d2及m的方法。作為閥的打開(kāi)速度，沒(méi)有特別的限制，但是，瞬間地、優(yōu)選在1秒鐘之內(nèi)將閥全部打開(kāi)。瞬間地消除壓力，可以容易地使膜松弛，并且利用水擊的作用獲得排出渾濁物質(zhì)的效果。此外，在這種情況下，優(yōu)選打開(kāi)透過(guò)水側(cè)的閥e1、e2及k。這是由于在關(guān)閉閥e1、，e2及k時(shí)，膜間的壓力差消失，推壓膜的力消失，所以，例如即使消除原水供應(yīng)側(cè)的壓力，膜也不會(huì)松弛。
此外，在沖洗時(shí)，優(yōu)選將附設(shè)在透過(guò)水流出管34a、34b及43上的閥e1、，e2及k完全關(guān)閉。當(dāng)打開(kāi)附設(shè)在透過(guò)水流出管34a、34b及43上的閥e1、e2及k時(shí)，在高壓用分離膜組件的情況下，在沖洗壓力程度下，作為沖洗液的原水不會(huì)透過(guò)，但在低壓或超低壓用反滲透膜組件中會(huì)透過(guò)，存在著降低沖洗量、并且水質(zhì)差的水會(huì)透過(guò)的問(wèn)題。此外，利用在剛剛關(guān)閉附設(shè)在透過(guò)水流出管上的閥之后產(chǎn)生的背壓，具有使堆積在膜面上的污染物質(zhì)的固結(jié)松弛的效果，可以進(jìn)一步提高沖洗的效果。
優(yōu)選前述沖洗從兩個(gè)方向交替地進(jìn)行兩次或兩次以上、五次或五次以下。沖洗次數(shù)只有一次時(shí)，變成只在一個(gè)方向上的沖洗，清洗效果不足，渾濁物質(zhì)會(huì)隨著時(shí)間的經(jīng)過(guò)而蓄積。另一方面，當(dāng)超過(guò)五次時(shí)，排出的水增多，會(huì)降低回收率。此外，每次沖洗的時(shí)間沒(méi)有特別的限制，優(yōu)選為30～120秒鐘。不足30秒時(shí)，清洗效果不足，超過(guò)120秒時(shí)，流程時(shí)間延長(zhǎng)，回收率大幅度降低。此外，在沖洗時(shí)，也可以將壓縮空氣供應(yīng)到原水中。通過(guò)使壓縮空氣混入原水，進(jìn)一步提高清洗效率。壓縮空氣的供應(yīng)量，沒(méi)有特別的限制，但優(yōu)選原水和空氣的體積比例為2∶1～1∶2。
在進(jìn)行規(guī)定的時(shí)間的沖洗之后，再次進(jìn)行原水的處理。在這種情況下，原水的流動(dòng)方向，是與一直到最初的沖洗之前流動(dòng)的原水的流動(dòng)方向相反的方向。即，關(guān)閉閥a1、a2、c1、c2、f、g、i及m，將閥d1、d2及j調(diào)整開(kāi)口，使組件內(nèi)為規(guī)定的壓力，將閥b1、b2、e1、e2及k打開(kāi)，原水由分離膜組件30a、30b處理。這樣，依次重復(fù)原水處理→沖洗→原水處理→沖洗。作為原水處理的時(shí)間，為1小時(shí)～24小時(shí)，優(yōu)選為1小時(shí)～12小時(shí)。當(dāng)原水處理時(shí)間不足1小時(shí)時(shí)，切換閥的切換次數(shù)過(guò)多，使切換閥的壽命降低，同時(shí)回收率降低。此外，當(dāng)超過(guò)24小時(shí)時(shí)，會(huì)降低蓄積的渾濁物質(zhì)的除去效果。作為從原水處理切換到?jīng)_洗的形式，可以列舉出每次經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間后變更流動(dòng)方向的方法；在達(dá)到規(guī)定的通水壓力差的時(shí)刻變更流動(dòng)方向的方法；以及將兩者結(jié)合起來(lái)進(jìn)行變更的方法。
下面，參照?qǐng)D3說(shuō)明本發(fā)明的第七種實(shí)施形式的分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法。本例的分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，是安裝有螺旋型薄膜元件的多級(jí)式分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，該運(yùn)轉(zhuǎn)方法是這樣的方法在中途包括沖洗，在該沖洗的最初進(jìn)行的沖洗，是沿著與在此之前流動(dòng)的原水的流動(dòng)方向相反的方向進(jìn)行。即，第七種實(shí)施形式，在沖洗后，原水的流動(dòng)方向可以是與此前的原水的流動(dòng)方向相同的方向，也可以是與之相反的方向，除這一點(diǎn)之外，與第六種實(shí)施形式例相同。從而，原水處理時(shí)的原水的優(yōu)選形式、在沖洗時(shí)的閥類的操作形式、沖洗方法的優(yōu)選形式等，全部和第六種實(shí)施形式例相同。在第七種實(shí)施形式例中，由于在沖洗時(shí)，通過(guò)向相反方向流動(dòng)，可以充分除去渾濁物質(zhì)，所以，可以起到和第六種實(shí)施形式例相同的效果。
作為直接供應(yīng)給本例的反滲透膜裝置10或多級(jí)式分離膜裝置28的原水，可以列舉出工業(yè)用水、水道水及回收水等。作為原水的渾濁度，沒(méi)有特別的限制，但對(duì)于渾濁度為2度左右的螺旋型薄膜元件而言，即使是比較高的渾濁度，由于定期或不定期地將原水的流動(dòng)變成相反的方向，所以，在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)中，通水壓力差也不會(huì)上升。此外，在加熱到40～60℃之后供應(yīng)原水，可以防止并除去在膜面上發(fā)生的粘膜，從而是優(yōu)選的。原水的溫度不足40℃時(shí)，幾乎沒(méi)有粘膜的除去效果，當(dāng)超過(guò)60℃時(shí)，盡管有粘膜的除去效果，但是超過(guò)了水處理裝置的耐熱溫度。此外，加熱到40～60℃的原水，也可以連續(xù)供應(yīng)，也可以斷續(xù)供應(yīng)。作為斷續(xù)的供應(yīng)，從不會(huì)無(wú)用地消耗能量、可以高效率地除去產(chǎn)生在膜面上的粘膜的角度出發(fā)，優(yōu)選，以1小時(shí)或1小時(shí)以上、1周或1周以內(nèi)的間隔進(jìn)行斷續(xù)的供應(yīng)。供應(yīng)間隔不足1小時(shí)時(shí)，成為進(jìn)行不必要的加熱，造成能量的浪費(fèi)。另一方面，當(dāng)超過(guò)1周時(shí)，容易引起粘膜的產(chǎn)生，效果降低。此外，以pH在2.0或2.0以上、不足7.0的酸性狀態(tài)供應(yīng)原水，在酸性水中具有大的殺菌效果，在可以抑制粘膜的發(fā)生的同時(shí)，可以降低渾濁物質(zhì)向膜面上的的蓄積，從而是優(yōu)選的。pH不足2.0時(shí)，會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)的耐藥品性的問(wèn)題，當(dāng)在7.0以上時(shí)，不能獲得抑制粘膜發(fā)生的效果。此外，在原水中含有砂粒等粗大的粒子的情況下，原水也包括預(yù)先通過(guò)粗網(wǎng)目的過(guò)濾器的處理水、以及添加了防止水垢及污垢用的分散劑的水。通過(guò)添加分散劑，可以進(jìn)一步抑制渾濁物質(zhì)向原水隔離件和膜面上的蓄積。作為分散劑，例如，可以列舉出市售商品“hypersperse MSI300”、“hypersperseMDC200”(均為ARGO SCIENTIFIC公司制)。
作為本發(fā)明中使用的安裝在分離膜組件上的螺旋型薄膜元件，只要是將袋狀的分離膜和原水隔離件一起卷繞到透過(guò)水集水管的外周面上的話，沒(méi)有特別的限制，所述原水隔離件，可以使用如下的隔離件(i)由從原水的流入測(cè)向流出側(cè)按以平緩的曲線蜿蜒而行的形狀延伸的第一線材及第二線材構(gòu)成，所述第一線材沿著分離膜中相對(duì)的一側(cè)的膜面延伸的同時(shí)，相鄰的第一線材之間形成一側(cè)的原水流路，所述第二線材沿著分離膜中相對(duì)的另一側(cè)的膜面延伸的同時(shí)，相鄰的第二線材之間形成另一側(cè)的原水流路，所述第一線材和所述第二線材局部重合，在該重合的部位結(jié)合在一起，(ii)固定設(shè)置在分離膜的原水流入側(cè)端部、或者原水流入側(cè)端部和濃縮水流出側(cè)端部上，(iii)在前述(ii)中，將原水隔離件向分離膜的原水流入側(cè)端部、或者原水流入側(cè)端部和濃縮水流出側(cè)端部上固定設(shè)置的方法，是將對(duì)折的原水隔離件相對(duì)于所述端部從兩側(cè)夾持而固定的，(iv)構(gòu)成原水隔離件的線材的平均交點(diǎn)數(shù)，每1m2隔離件為500或500以上、不足10,000，(v)構(gòu)成原水隔離件的線材的交點(diǎn)數(shù)密度，沿著原水的流動(dòng)方向逐漸減少，或者斷續(xù)地減少，(vi)構(gòu)成原水隔離件的線材的交點(diǎn)數(shù)密度，沿著原水的流動(dòng)方向逐漸增加，或者斷續(xù)地增加。在上述(i)中，前述以平緩的曲線蜿蜒而行的形狀，進(jìn)一步是具有無(wú)彎折點(diǎn)的規(guī)則性的形狀，振幅H和波長(zhǎng)L之比(H/L)為0.02～2，并且一根線材的每1m有1～100個(gè)波長(zhǎng)，交點(diǎn)數(shù)處于合適的范圍內(nèi)，同時(shí)，原水在原水流路內(nèi)平穩(wěn)的蜿蜒而行的同時(shí)，基本上以直線狀從流入側(cè)向流出側(cè)流動(dòng)，可以進(jìn)一步防止渾濁物質(zhì)向原水流路內(nèi)的蓄積，從而是優(yōu)選的。在上述(ii)及(iii)中，該分離膜的原水流入側(cè)端部、或者濃縮水流出側(cè)端部相對(duì)于前述透過(guò)水集水管的長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度，優(yōu)選地，分別是從該分離膜的原水流入側(cè)或濃縮水流出側(cè)向內(nèi)側(cè)，該分離膜相對(duì)于透過(guò)水集水管的長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度的1～10％。
在本發(fā)明的分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法中，安裝有配備前述(i)、(ii)、(iii)及(iv)的原水隔離件的螺旋型薄膜元件的分離膜組件，可以應(yīng)用于前述第一種實(shí)施形式例～第七種實(shí)施形式例中的任何一個(gè)。安裝有配備前述(v)、(vi)的原水隔離件的螺旋型薄膜元件的分離膜組件，由于原水隔離件的交點(diǎn)數(shù)密度在原水的流動(dòng)方向上被限定，所以，不能適用于將原水的流動(dòng)方向向相反方向變更的前述第一種實(shí)施形式例、第二種實(shí)施形式例、第五種實(shí)施形式例及第六種實(shí)施形式例。安裝有配備前述(v)的原水隔離件的螺旋型薄膜元件的分離膜組件，利用第三種實(shí)施形式例及第七種實(shí)施形式例的反向沖洗，在采用使渾濁物質(zhì)蓄積在原水隔離件的入口附近的結(jié)構(gòu)這一點(diǎn)上是必須的。此外，安裝有配備前述(vi)的原水隔離件的螺旋型薄膜元件的分離膜組件，可以應(yīng)用于第三種實(shí)施形式例及第七種實(shí)施形式例。
上述(ii)～(vi)的原水隔離件，例如，可以列舉出由多個(gè)第一線材和多個(gè)第二線材構(gòu)成的網(wǎng)孔狀的隔離件。在這種情況下，作為網(wǎng)孔形狀，沒(méi)有特別的限制，但可以列舉出菱形、四邊形以及波浪形等，作為所述線材彼此的交叉形態(tài)，沒(méi)有特別的限制，可以列舉出不將線材彼此間編織的接合狀態(tài)、利用平紋組織構(gòu)成的交叉形態(tài)以及利用斜紋組織形成的交叉形態(tài)等。此外，所謂交點(diǎn)，是指第一線材及第二線材交叉的點(diǎn)，例如，像第一線材及第二線材為波浪形的情況下的交點(diǎn)那樣，第一線材和第二線材也可以有少量的重合部分。此外，作為第一線材及第二線材的截面形狀，沒(méi)有特別的限制，可以列舉出圓形、三角形、四邊形等。此外，第一線材及第二線材使用相同尺寸、相同的截面形狀的線材。原水隔離件的厚度，相當(dāng)于第一線材的直徑與第二線材的直徑之和，或者，比其稍薄，在0.4～3.0mm的范圍內(nèi)。此外作為原水隔離件的材質(zhì)，沒(méi)有特別的限制，但從成形性和成本的角度出發(fā)，優(yōu)選聚丙烯及聚乙烯。此外，原水隔離件的制造方法，沒(méi)有特別的限制，可以采用公知的方法。但從成本和精度方面來(lái)說(shuō)，擠壓成形法是優(yōu)選的。
所述螺旋型薄膜元件，將袋狀分離膜和前述原水隔離件一起，將一個(gè)袋狀分離膜、或者將多個(gè)袋狀分離膜卷繞到透過(guò)水集水管的外周面上。作為分離膜，可以列舉出精密過(guò)濾膜、超濾過(guò)濾膜以及反滲透膜等。其中，反滲透膜，用于從原水中分離離子成分及低分子成分，在現(xiàn)有技術(shù)中前處理是必須的這一點(diǎn)上，可以進(jìn)一步發(fā)揮其效果。作為反滲透膜，可以列舉出對(duì)食鹽水中的氯化鈉具有90％以上的高的除去率的通常的反滲透膜、以及低脫鹽率的納米過(guò)濾膜及松散(ル一ズ)反滲透膜。盡管納米過(guò)濾膜及松散反滲透膜具有脫鹽性，但比通常的反滲透膜的脫鹽性低，所以，特別具有Ca、Mg等硬度成分的分離性能。此外，將納米過(guò)濾膜及松散反滲透膜統(tǒng)稱為NF膜。
在本例中使用的反滲透膜組件，只要配備有前述螺旋型薄膜元件即可，沒(méi)有特別的限制，例如，可以列舉出具有圖4所示的結(jié)構(gòu)的反滲透膜組件。如圖4所示，將袋狀的反滲透膜61和原水隔離件一起在透過(guò)水集水管的外周面上卷繞成螺旋狀，用外包裝體62覆蓋其上部。而為了防止卷繞成螺旋狀的反滲透膜61突出，將具有多個(gè)放射狀的肋63的套筒式緊固件64安裝在其兩端。用這些透過(guò)水集水管60、反滲透膜61、外包裝體62、套筒式緊固件64，形成一個(gè)螺旋型薄膜元件65，將各個(gè)透過(guò)水集水管60用連接器(圖中未示出)連通，將多個(gè)螺旋型薄膜元件65裝填到外殼66內(nèi)。此外，在螺旋型薄膜元件65的外周和外殼66的內(nèi)周之間形成間隙67，用鹽水密封件(ブライシ一ル)68將該間隙67閉塞。此外，在外殼66的一端上，附設(shè)令原水流入外殼內(nèi)部用的原水流入管(圖中未示出)在另一端附設(shè)與透過(guò)水集水管60連通的處理水管(圖中未示出)以及非透過(guò)水管(圖中未示出)，用外殼66、其內(nèi)部的部件及配管(噴嘴)等構(gòu)成反滲透膜組件69。
在用這種結(jié)構(gòu)的反滲透膜組件69處理原水時(shí)，利用泵將原水從外殼66的一端壓入，如圖4中箭頭線所示，原水通過(guò)套筒式緊固件64的各個(gè)放射狀的肋63之間，進(jìn)入最初的螺旋型薄膜元件65內(nèi)，一部分原水穿過(guò)用螺旋型薄膜元件65的膜之間的原水隔離件劃分出來(lái)的原水流路，到達(dá)下一個(gè)螺旋型薄膜元件65，另外一部分原水透過(guò)反滲透膜61，變成透過(guò)水，該透過(guò)水被匯集在透過(guò)水集水管60內(nèi)。這樣，原水分別穿過(guò)螺旋型薄膜元件65，沒(méi)有透過(guò)反滲透膜的原水，作為以高濃度包含渾濁物質(zhì)及離子性雜質(zhì)的濃縮水，從外殼66的另一端取出，此外，透過(guò)反滲透膜的透過(guò)水，作為透過(guò)水通過(guò)透過(guò)水集水管60，被提取到外殼66的外部。此外，本發(fā)明中使用的反滲透膜組件，如圖4所示，安裝有多個(gè)螺旋型薄膜元件，但此外，例如也可以安裝一個(gè)螺旋型薄膜元件。
本例的多級(jí)式分離膜裝置，是一種將從前級(jí)的分離膜裝置或分離膜裝置組的分離膜組件獲得的中間濃縮水、依次供應(yīng)給后級(jí)的分離膜裝置或分離膜裝置組的分離膜組件的兩級(jí)或兩級(jí)以上的分離膜裝置，例如，可以列舉出由并列配置4個(gè)分離膜組件71a～71d的前級(jí)的分離膜裝置組72a、并列配置了2個(gè)分離膜組件71e、71f的中級(jí)的分離膜裝置組72b、以及配置1個(gè)分離膜組件71g的后級(jí)的分離膜裝置72c構(gòu)成的4→2→1型三級(jí)式分離膜裝置(圖5)；由并列配置了3個(gè)分離膜組件74a～74c的前級(jí)的分離膜裝置組73a、并列配置了2個(gè)分離膜組件74d、74e的后級(jí)的分離膜裝置組73b構(gòu)成的3→2型兩級(jí)式分離膜裝置(圖6A)；由并列配置了2個(gè)分離膜組件76a、76b的前級(jí)的分離膜裝置組75a、和配置了1個(gè)分離膜組件76c的后級(jí)的分離膜裝置75b構(gòu)成的2→1型兩級(jí)式分離膜裝置(圖6B)；以及由配置了1個(gè)分離膜組件78a的前級(jí)的分離膜裝置77a和配置了1個(gè)分離膜組件78b的后級(jí)的分離膜裝置77b構(gòu)成的1→1型兩級(jí)式分離膜裝置(圖6C)。此外，圖6B是和圖3相同的配置形式。此外，圖5及圖6是示意圖，來(lái)自分離膜組件的兩個(gè)流出管線，表示濃縮水流出第一配管及濃縮水第二配管，但實(shí)際的配置位置不同。這些多級(jí)式分離膜裝置，根據(jù)所要求的水的回收率及水的處理量，可以采用適當(dāng)?shù)男问?。根?jù)本發(fā)明的多級(jí)式分離膜裝置，可以利用簡(jiǎn)單的裝置可靠地實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的多級(jí)式分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法。
(實(shí)施例)接著，列舉實(shí)施例，更具體地對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，但這只是例子，并不是對(duì)本發(fā)明的限定。
實(shí)施例1用圖1所示的流程的反滲透膜裝置處理渾濁度為2度、導(dǎo)電率為20mS/m的工業(yè)用水，在下述運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，進(jìn)行2000小時(shí)的耐久運(yùn)轉(zhuǎn)。反滲透膜裝置，利用1個(gè)安裝有一個(gè)卷繞網(wǎng)孔狀的原水隔離件的8英寸元件ES-10(日東電工社制)的反滲透膜組件。對(duì)反滲透膜組件的性能的評(píng)價(jià)，通過(guò)測(cè)定在運(yùn)轉(zhuǎn)初期及2000小時(shí)時(shí)的通水壓力差(MPa)、透過(guò)水量(l/分鐘)以及透過(guò)水的導(dǎo)電率(mS/m)來(lái)進(jìn)行。此外，2000小時(shí)之后，將反滲透膜組件解體，觀察原水流路內(nèi)的渾濁物質(zhì)的附著情況。測(cè)定值結(jié)果示于表1，原水流路的目視觀察結(jié)果示于表2。
(運(yùn)轉(zhuǎn)條件)如前述第二種實(shí)施形式例所示，以在原水的流動(dòng)方向變更時(shí)從兩個(gè)方向交替地進(jìn)行三次沖洗、最初的沖洗沿著與此前為止流動(dòng)的原水的流動(dòng)方向相反的方向進(jìn)行的方法作為基準(zhǔn)。即，將原水處理8小時(shí)→反向沖洗60秒鐘→正向沖洗60秒鐘→反向沖洗60秒鐘作為一個(gè)循環(huán)，反復(fù)進(jìn)行該循環(huán)。此外，所謂正向沖洗是指，沿著與進(jìn)行反向沖洗之前的原水的流動(dòng)方向相同的方向進(jìn)行的沖洗。
滲透處理?xiàng)l件操作壓力為0.75MPa，濃縮水流量2.7m3/小時(shí)，水溫為25℃，原水為pH7.0。
沖洗條件將閥c或閥d全部打開(kāi)，沖洗流量為8.0m3/小時(shí)，水溫為25℃。
實(shí)施例2在實(shí)施例1的每次沖洗時(shí)，以原水和空氣的體積比為1∶1的比例混入空氣，除此之外，用和實(shí)施例1相同的運(yùn)轉(zhuǎn)方法進(jìn)行2000小時(shí)的耐久運(yùn)轉(zhuǎn)。反滲透膜組件的性能評(píng)價(jià)結(jié)果示于表1及表2。
實(shí)施例3在原水處理中，代替連續(xù)地供應(yīng)溫度為25℃的原水，一天一次，斷續(xù)地供應(yīng)1小時(shí)的溫度為50℃的原水，除此之外，用與實(shí)施例1相同的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，進(jìn)行2000小時(shí)的耐久運(yùn)轉(zhuǎn)。50℃的原水，通過(guò)用加熱器將25℃的原水加熱而獲得。反滲透膜組件的性能評(píng)價(jià)結(jié)果示于表1及表2。
實(shí)施例4在原水處理中，代替pH7.0的原水，使用pH4.0的原水，除此之外，用與實(shí)施例1相同的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，進(jìn)行2000小時(shí)的耐久運(yùn)轉(zhuǎn)。pH4.0的原水，通過(guò)向pH7.0的原水中添加鹽酸調(diào)制而成。反滲透膜組件的性能評(píng)價(jià)結(jié)果示于表1及表2。
實(shí)施例5在渾濁度為2度、導(dǎo)電率為20mS/m的工業(yè)用水中添加5mg/l分散劑“hypersperse MSI300”(ARGO SCIENTIFIC公司制)，除此之外，用與實(shí)施例1相同的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，進(jìn)行2000小時(shí)的耐久運(yùn)轉(zhuǎn)。反滲透膜組件的性能評(píng)價(jià)結(jié)果示于表1及表2。
實(shí)施例6用圖2所示的流程的反滲透膜裝置處理渾濁度為2度、導(dǎo)電率為20mS/m的工業(yè)用水，在下述運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，進(jìn)行2000小時(shí)的耐久運(yùn)轉(zhuǎn)。前級(jí)反滲透膜組件10A及后級(jí)反滲透膜組件10B，分別是安裝有一個(gè)卷繞了網(wǎng)孔狀的原水結(jié)構(gòu)的8英寸元件ES-10(日東電工社制)的組件，反滲透膜裝置，分別使用一個(gè)這些組件。用和實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行反滲透膜組件的性能評(píng)價(jià)。
(運(yùn)轉(zhuǎn)條件)前級(jí)反滲透膜組件10A及后級(jí)反滲透膜組件10B均為，操作壓力為0.75MPa，濃縮水流量為2.7m3/小時(shí)，水溫為25℃，pH為7.0，只對(duì)前級(jí)反滲透膜組件10A每8小時(shí)一次，進(jìn)行與實(shí)施例1同樣的沖洗。此外，原水的流動(dòng)方向的變更，只對(duì)前級(jí)反滲透膜組件進(jìn)行，在后級(jí)反滲透膜組件上不進(jìn)行。此外，表1中的值，是后級(jí)反滲透膜組件的值。
比較例1在前級(jí)配置由膜處理構(gòu)成的公知的前處理裝置，不改變?cè)牧鲃?dòng)方向也不進(jìn)行沖洗，除此之外，用和實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行。即，用前處理裝置處理渾濁度為2度、導(dǎo)電率為20mS/m的工業(yè)用水，用現(xiàn)有技術(shù)的市售的反滲透膜組件進(jìn)一步對(duì)該處理水進(jìn)行通常的處理。其結(jié)果示于表1和表2。
比較例2代替實(shí)施例1的運(yùn)轉(zhuǎn)條件，除下述的運(yùn)轉(zhuǎn)條件之外，用和實(shí)施例1同樣的方法進(jìn)行。即，不用前處理裝置進(jìn)行處理，將濁度為2度、導(dǎo)電率為20mS/m的工業(yè)用水，直接用現(xiàn)有技術(shù)的市售的反滲透膜組件進(jìn)行通常的處理。其結(jié)果示于表1及表2。此外，在該比較例2中，在800小時(shí)時(shí)，通水壓力差極度上升，不能獲得透過(guò)水，所以在該時(shí)刻停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
(運(yùn)轉(zhuǎn)條件)在操作壓力為0.75MPa、濃縮水流量為2.7m3/小時(shí)、水溫為25℃、pH為7.0的條件下進(jìn)行。此外，原水處理每隔8小時(shí)，中斷原水處理，全部打開(kāi)附設(shè)在濃縮水流出第一分支管151上的閥c，以透過(guò)處理的原水供應(yīng)流量的約3倍的流量，使原水流入反滲透膜60秒鐘，進(jìn)行使清洗的排放水從濃縮水流出管流出的所謂正向沖洗。
表1通水壓力差[Mpa]透過(guò)水量[l/分鐘] 透過(guò)水導(dǎo)電率[mS/m]運(yùn)轉(zhuǎn)初期 2000hr 運(yùn)轉(zhuǎn)初期 2000hr 運(yùn)轉(zhuǎn)初期2000hr實(shí)施例10.0200.035 2015 0.30 0.45實(shí)施例20.0200.031 2016 0.30 0.42實(shí)施例30.0200.035 2017 0.30 0.39實(shí)施例40.0200.035 2017 0.30 0.39實(shí)施例50.0200.033 2018 0.30 0.38實(shí)施例60.0200.020 2020 0.03 0.03比較例10.0200.022 2020 0.30 0.30比較例20.020- 20-0.30 -表22000hr后的原水流量的目視觀察結(jié)果實(shí)施例1附著少量渾濁物質(zhì)實(shí)施例2附著少量渾濁物質(zhì)實(shí)施例3附著非常少量的渾濁物質(zhì)實(shí)施例4附著非常少量的渾濁物質(zhì)實(shí)施例5附著非常少量的渾濁物質(zhì)實(shí)施例6(前級(jí)R0)幾乎不附著渾濁物質(zhì)實(shí)施例6(后級(jí)R0)完全不附著渾濁物質(zhì)比較例1幾乎不附著渾濁物質(zhì)比較例2附著渾濁物質(zhì)，完全將原水流路閉塞實(shí)施例7用圖7所示的流程的多級(jí)式分離膜裝置處理渾濁度2度、導(dǎo)電率為20mS/m的工業(yè)用水，在下述運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，進(jìn)行2000小時(shí)的耐久運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)于多級(jí)式分離膜裝置，使用1個(gè)安裝有一個(gè)卷繞了網(wǎng)孔狀的原水隔離件的8英寸元件ES-10(日東電工社制)的反滲透膜組件。對(duì)分離膜組件的性能評(píng)價(jià)，通過(guò)測(cè)定第一級(jí)的分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)初期及2000小時(shí)時(shí)的通水壓力差(MPa)、透過(guò)水量(l/分鐘)以及透過(guò)水的導(dǎo)電率(mS/m)來(lái)進(jìn)行。此外，2000小時(shí)之后，將第一級(jí)的反滲透膜組件解體，觀察原水流路內(nèi)的渾濁物質(zhì)的附著情況。此外，第一級(jí)的分離膜組件的各測(cè)定值的結(jié)果示于表8，第一級(jí)的分離膜組件中的原水流路(分離膜元件內(nèi)的原水隔離件存在的部分)的目視觀察結(jié)果示于表9。此外，表8及表9中的實(shí)施例8～12及比較例3～5結(jié)果也一樣。
(運(yùn)轉(zhuǎn)條件)按照表3所示的工序表，進(jìn)行各個(gè)閥的開(kāi)閉，以表3的No.1～No.16作為一個(gè)循環(huán)，重復(fù)進(jìn)行該循環(huán)。透過(guò)處理?xiàng)l件(采水樣A及B)，是操作壓力0.75MPa、濃縮水流量(最終級(jí))2.7m3/小時(shí)、水溫25℃、原水pH7.0。此外，沖洗條件(沖洗A1、A2、B1及B2)，是沖洗水流量8.0m3/小時(shí)、水溫25℃。
表3

(注)空格閥全閉，■閥全開(kāi)，▲以成為適當(dāng)壓力的方式打開(kāi)閥實(shí)施例8在實(shí)施例7的每次沖洗A1、A2、B1及B2時(shí)，以原水和空氣的體積比為1∶1的方式混入空氣，除此之外，以和實(shí)施例7同樣的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，進(jìn)行2000小時(shí)的耐久運(yùn)轉(zhuǎn)。分離膜組件的性能評(píng)價(jià)結(jié)果示于表8及表9。
實(shí)施例9在原水處理中，代替溫度25℃的原水的連續(xù)供應(yīng)，在進(jìn)行23小時(shí)的25℃的原水的供應(yīng)之后，供應(yīng)1小時(shí)的50℃的原水，并進(jìn)行重復(fù)，斷續(xù)地進(jìn)行供應(yīng)，除此之外，以和實(shí)施例7同樣的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，進(jìn)行2000小時(shí)的耐久運(yùn)轉(zhuǎn)。50℃的原水是通過(guò)將25℃的原水用加熱器加熱獲得的。分離膜組件的性能評(píng)價(jià)結(jié)果示于表8及表9。
實(shí)施例10在原水處理中，代替pH7.0的原水，使用pH4.0的原水，除此之外，以和實(shí)施例7同樣的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，進(jìn)行2000小時(shí)的耐久運(yùn)轉(zhuǎn)。pH4.0的原水是通過(guò)對(duì)pH7.0的原水添加鹽酸調(diào)制成的。分離膜組件的性能評(píng)價(jià)結(jié)果示于表8及表9。
實(shí)施例11在渾濁度為2度、導(dǎo)電率為20mS/m的工業(yè)用水中添加50mg/l的分散劑“hypersperse MSI300”(ARGO SCIENTIFIC公司制)，除此之外，以和實(shí)施例7同樣的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，進(jìn)行2000小時(shí)的耐久運(yùn)轉(zhuǎn)。分離膜組件的性能評(píng)價(jià)結(jié)果示于表8及表9。
比較例3在前級(jí)配置以前處理為目的的公知的超濾過(guò)濾膜裝置，只進(jìn)行表4的采水樣工序，除此之外，與實(shí)施例7同樣的方法進(jìn)行。即，用前處理裝置，處理渾濁度為2度、導(dǎo)電率為20mS/m的工業(yè)用水，將該處理水用現(xiàn)有技術(shù)中市售的分離膜組件連接成兩級(jí)的多級(jí)式分離膜裝置進(jìn)一步進(jìn)行通常的處理。其結(jié)果示于表8及表9。
表4

(注)空格閥全閉，■閥全開(kāi)，▲以成為適當(dāng)壓力的方式打開(kāi)閥比較例4除變更為下述運(yùn)轉(zhuǎn)條件之外，用和實(shí)施例7相同的方法進(jìn)行。即，不用前處理裝置進(jìn)行處理，將濁度為2度、導(dǎo)電率為20mS/m的工業(yè)用水，直接用將現(xiàn)有技術(shù)的市售的分離膜組件連接成的兩級(jí)的多級(jí)式分離膜裝置進(jìn)行通常的處理。其結(jié)果示于表8及表9。此外，在比較例4中，在800小時(shí)時(shí)，通水壓力差極度上升，不能獲得透過(guò)水，所以，在該時(shí)刻停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
(運(yùn)轉(zhuǎn)條件)在操作壓力為0.75Mpa、濃縮水流量2.7m3/小時(shí)、水溫為25℃、原水為pH7.0的條件下進(jìn)行。此外，按照表5的工序，進(jìn)行各閥的開(kāi)閉，將No.1及2作為一個(gè)循環(huán)，進(jìn)行重復(fù)。
表5

(注)空格閥全閉，■閥全開(kāi)，▲以成為適當(dāng)壓力的方式打開(kāi)閥實(shí)施例12用圖3所示的流程的多級(jí)式分離膜裝置處理渾濁度為2度、導(dǎo)電率為20mS/m的工業(yè)用水，在下述運(yùn)轉(zhuǎn)條件下進(jìn)行2000小時(shí)的耐久運(yùn)轉(zhuǎn)。分離膜組件的性能評(píng)價(jià)通過(guò)測(cè)定第一級(jí)的分離膜組件20a的運(yùn)轉(zhuǎn)初期級(jí)2000小時(shí)時(shí)的通水壓力差(MPa)、透過(guò)水量(l/分鐘)以及透過(guò)水的導(dǎo)電率(mS/m)來(lái)進(jìn)行。此外，在2000小時(shí)后，將第一級(jí)的分離膜組件20a解體，觀察原水流量?jī)?nèi)的渾濁物質(zhì)的附著狀況。測(cè)定值的結(jié)果示于表8，原水流量的目視觀察結(jié)果示于表9。
(運(yùn)轉(zhuǎn)條件)按照表6的工序表進(jìn)行各閥的開(kāi)閉，將表6中的工序No.1～No.16作為一個(gè)循環(huán)，反復(fù)進(jìn)行該循環(huán)。透過(guò)處理?xiàng)l件(采水樣A級(jí)B)為，操作壓力0.75MPa，濃縮水流量(最后一級(jí))4.4m3/小時(shí)，水溫25℃，原水pH7.0，沖洗條件(沖洗A1、A2、B1及B2)是，沖洗水流量為8.0m3/小時(shí)，水溫25℃。
表6

(注)空格閥全閉，■閥全開(kāi)，▲以成為適當(dāng)壓力的方式打開(kāi)閥比較例5除改變?yōu)橄率鲞\(yùn)轉(zhuǎn)條件之外，用和實(shí)施例12同樣的方法進(jìn)行。即，不用前處理裝置，直接利用將現(xiàn)有技術(shù)中的市售的分離膜組件、前級(jí)兩個(gè)、后級(jí)一個(gè)連接起來(lái)構(gòu)成的多級(jí)式分離膜裝置，對(duì)渾濁度為2度、導(dǎo)電率為20mS/m的工業(yè)用水進(jìn)行通常的處理。其結(jié)果示于表8和表9。此外，在該比較例5中，在到800小時(shí)時(shí)，通水壓力差極度上升，不能獲得透過(guò)水，所以，在該時(shí)刻停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
(運(yùn)轉(zhuǎn)條件)
在操作壓力為0.75MPa、濃縮水流量為4.4m3/小時(shí)、水溫為25℃、原水為pH7.0的條件下進(jìn)行。此外，按照表7的工序，進(jìn)行各閥的開(kāi)閉，以工序No.1及2為一個(gè)循環(huán)，重復(fù)進(jìn)行。
表7

(注)空格閥全閉，■閥全開(kāi)，▲以成為適當(dāng)壓力的方式打開(kāi)閥表8通水壓力差[Mpa] 透過(guò)水量[l/分鐘] 透過(guò)水導(dǎo)電率[mS/m]運(yùn)轉(zhuǎn)初期 2000hr 運(yùn)轉(zhuǎn)初期 2000hr 運(yùn)轉(zhuǎn)初期 2000hr實(shí)施例7 0.020 0.0352015 0.30 0.45實(shí)施例8 0.020 0.0312016 0.30 0.42實(shí)施例9 0.020 0.0352017 0.30 0.39實(shí)施例100.020 0.0352017 0.30 0.39實(shí)施例110.020 0.0332018 0.30 0.38實(shí)施例120.020 0.0352015 0.03 0.45比較例3 0.020 0.0222020 0.30 0.30比較例4 0.020 -20- 0.30 -比較例5 0.020 -20- 0.30 -
表92000hr后的原水流路的目視觀察結(jié)果實(shí)施例7附著少量的渾濁物質(zhì)實(shí)施例8附著少量的渾濁物質(zhì)實(shí)施例9附著非常少量的渾濁物質(zhì)實(shí)施例10 附著非常少量的渾濁物質(zhì)實(shí)施例11 附著非常少量的渾濁物質(zhì)實(shí)施例12 附著少量的渾濁物質(zhì)比較例3幾乎不附著渾濁物質(zhì)比較例4附著渾濁物質(zhì)，完全將原水流路閉塞比較例5附著渾濁物質(zhì)，完全將原水流路閉塞在利用一級(jí)的分離膜裝置的實(shí)施例1～6及利用多級(jí)式分離膜裝置的實(shí)施例7～12中，2000小時(shí)后，通水壓力差基本上不上升，透過(guò)水量也不下降，透過(guò)水的水質(zhì)高。在2000小時(shí)后的性能評(píng)價(jià)中，比較例1顯示出不比實(shí)施例1～6遜色的結(jié)果，比較例3顯示出不比實(shí)施例7～12遜色的結(jié)果，但它們?cè)O(shè)置前處理裝置，需要另外的設(shè)置場(chǎng)所和設(shè)置成本。從而，實(shí)施例1～5的比較對(duì)象是比較例2，實(shí)施例7～11的比較對(duì)象是比較例4，實(shí)施例12的比較對(duì)象是比較例5，比較例2、4及5，均在約800小時(shí)時(shí)透過(guò)水量變成零，渾濁物質(zhì)的附著十分嚴(yán)重。實(shí)施例6的比較對(duì)象是比較例1，實(shí)施例6顯示出非常優(yōu)異的性能，而且成本低廉。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明的分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，能夠容易地剝離、可靠地除去蓄積在原水隔離件的交點(diǎn)部分上的渾濁物質(zhì)。此外，在低壓或超低壓用反滲透膜組件中引起的沖洗流量降低的問(wèn)題也不存在，同時(shí)，具有利用剛剛關(guān)閉透過(guò)水側(cè)的閥之后發(fā)生的背壓、使堆積在膜面上的污染物質(zhì)的固結(jié)松弛的效果，可以進(jìn)一步提高沖洗的效果。此外，由于通過(guò)消除原水供應(yīng)側(cè)的壓力，消除此前為止推壓膜面的壓力，所以，會(huì)使膜有所放松，可以松弛蓄積在膜面及原水隔離件上的渾濁物質(zhì)的固結(jié)。根據(jù)本發(fā)明的分離膜裝置，利用簡(jiǎn)單的裝置能夠可靠地實(shí)施前述運(yùn)轉(zhuǎn)方法。
權(quán)利要求
1.一種分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，該分離膜組件安裝有將袋狀的分離膜和原水隔離件一起卷繞到透過(guò)水集水管的外周面上而構(gòu)成的螺旋型薄膜元件，其特征在于，將該分離膜組件的原水的流動(dòng)方向定期或不定期地向相反方向變更。
2.如權(quán)利要求1所述的分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特征在于，在前述原水的流動(dòng)方向變更時(shí)，從兩個(gè)方向交替地進(jìn)行多次沖洗。
3.如權(quán)利要求2所述的分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特征在于，在每次沖洗的最初進(jìn)行的沖洗，沿著與在此之前流動(dòng)的原水的流動(dòng)方向相反的方向進(jìn)行。
4.一種分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，該分離膜組件安裝有將袋狀的分離膜和原水隔離件一起卷繞到透過(guò)水集水管的外周面上而構(gòu)成的螺旋型薄膜元件，其特征在于，該運(yùn)轉(zhuǎn)方法在中途包含一次或多次的沖洗，在該沖洗的最初進(jìn)行的沖洗，沿著與在此之前流動(dòng)的原水的流動(dòng)方向相反的方向進(jìn)行。
5.如權(quán)利要求2～4中任一項(xiàng)所述的分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特征在于，在前述沖洗時(shí)，透過(guò)水側(cè)的閥完全關(guān)閉。
6.如權(quán)利要求2～5中任一項(xiàng)所述的分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特征在于，在進(jìn)行前述沖洗之前，進(jìn)行原水供應(yīng)側(cè)的壓力消除。
7.一種分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，該分離膜組件是將安裝有1個(gè)或并列配置的2個(gè)或2個(gè)以上的螺旋型薄膜元件的前級(jí)的分離膜組件或分離膜組件組的中間濃縮水、依次供應(yīng)給安裝有1個(gè)或并列配置的2個(gè)或2個(gè)以上的螺旋型薄膜元件的后級(jí)的分離膜組件或分離膜組件組的兩級(jí)或兩級(jí)以上的多級(jí)式分離膜組件，其特征在于，將該分離膜組件的原水的流動(dòng)方向，定期或不定期地向相反方向變更。
8.如權(quán)利要求7所述的分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特征在于，在前述原水的流動(dòng)方向變更時(shí)，從兩個(gè)方向交替地進(jìn)行多次沖洗。
9.如權(quán)利要求8所述的分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特征在于，在每次沖洗的最初進(jìn)行的沖洗，沿著與在此之前流動(dòng)的原水的流動(dòng)方向相反的方向進(jìn)行。
10.一種分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，該分離膜組件是將安裝有1個(gè)或并列配置的2個(gè)或2個(gè)以上的螺旋型薄膜元件的前級(jí)的分離膜組件或分離膜組件組的中間濃縮水、依次供應(yīng)給安裝有1個(gè)或并列配置的2個(gè)或2個(gè)以上的螺旋型薄膜元件的后級(jí)的分離膜組件或分離膜組件組的兩級(jí)或兩級(jí)以上的多級(jí)式分離膜組件，其特征在于，該運(yùn)轉(zhuǎn)方法在中途包含一次或多次的沖洗，在該沖洗的最初進(jìn)行的沖洗，沿著與在此之前流動(dòng)的原水的流動(dòng)方向相反的方向進(jìn)行。
11.如權(quán)利要求8～10中任一項(xiàng)所述的分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特征在于，在前述沖洗時(shí)，透過(guò)水側(cè)的閥完全關(guān)閉。
12.如權(quán)利要求8～11中任一項(xiàng)所述的分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特征在于，在進(jìn)行前述沖洗之前，進(jìn)行原水供應(yīng)側(cè)的壓力消除。
13.如權(quán)利要求8～12中任一項(xiàng)所述的分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，其特征在于，在各級(jí)的每個(gè)分離膜組件或者每個(gè)分離膜組件組中分別進(jìn)行前述沖洗。
14.一種分離膜裝置，其特征在于，包括連接原水供應(yīng)泵和第一閥的原水供應(yīng)第一配管；連接第一閥和分離膜組件的原水供應(yīng)第二配管；該分離膜組件；連接于該分離膜組件的透過(guò)水側(cè)的透過(guò)水流出配管；具有連接原水供應(yīng)第一配管和該分離膜組件的濃縮水流出側(cè)的濃縮水流出第一分支配管和第二閥的流動(dòng)方向轉(zhuǎn)換用配管；從原水供應(yīng)第二配管分支、并使原水的流動(dòng)方向?yàn)榉聪驎r(shí)的濃縮水流出的濃縮水流出第二分支配管。
15.一種分離膜裝置，是將從前級(jí)的分離膜裝置或分離膜裝置組的分離膜組件獲得的中間濃縮水、依次供應(yīng)給后級(jí)的分離膜裝置或分離膜裝置組的分離膜組件的兩級(jí)或兩級(jí)以上的多級(jí)式分離膜裝置，其特征在于，該分離膜裝置或者構(gòu)成分離膜裝置組的分離膜裝置包括連接于第一閥的原水供應(yīng)第一配管；連接第一閥和分離膜組件的原水供應(yīng)第二配管；該分離膜組件；連接于該分離膜組件的透過(guò)水側(cè)的透過(guò)水流出配管；連接于該原水供應(yīng)第一配管和該分離膜組件的濃縮水流出側(cè)并具有第二閥的流動(dòng)方向轉(zhuǎn)換配管；和該流動(dòng)方向轉(zhuǎn)換配管連接并具有第三閥的濃縮水流出第一配管；從該原水供應(yīng)第二配管分支并具有第四閥的濃縮水流出第二配管。
全文摘要
一種分離膜組件的運(yùn)轉(zhuǎn)方法，該分離膜組件安裝有將袋狀的分離膜和原水隔離件一起卷繞到透過(guò)水集水管的外周面上而構(gòu)成的螺旋型薄膜元件，其中，將該分離膜組件的原水的流動(dòng)方向定期或不定期地向相反方向變更。此外，在原水的流動(dòng)方向變更時(shí)進(jìn)行沖洗，所述每次沖洗的最初的沖洗，沿著與在此之前流動(dòng)的原水的流動(dòng)方向相反的方向進(jìn)行。
文檔編號(hào)B01D63/10GK1642624SQ0380688
公開(kāi)日2005年7月20日 申請(qǐng)日期2003年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月29日
發(fā)明者佐藤佑也 申請(qǐng)人:奧加諾株式會(huì)社