专利名称：反渗透膜组件的操作方法
技术领域：
本发明涉及反渗透膜组件的操作方法。
背景技术：
螺旋式反渗透膜(RO膜)由于对原水的离子、有机物的除去有效，因此，广泛 用于海水淡水化装置或超纯水制造装置、医药用水精制装置等中。RO膜例如在夹持有透 过水的间隔物的状态下重叠2张膜并在该状态下通过粘合等密封3边，将剩余的1边连接 于集水管。而且，将1张或多张膜连接于集水管，在将原水间隔物配置于膜之间的状态 下卷绕，由此，作为筒状的RO膜组件得到。原水从RO膜组件的一个端面供给，一边通过原水间隔物，一边从另一个端面作 为浓缩水排出，通过RO膜的水作为透过水而得到。存在如下问题在这样处理的原水中混入杂质、微粒等非溶解性物质的情况， 或在微生物容易繁殖的体系中，RO膜的端面因杂质、微粒、微生物或微生物产生的生成 物等而阻塞，不能得到通水初期的水量。在这种情况下，需要进行RO膜组件的洗净操作。以往，作为RO膜组件的洗净 操作方法，公开有定期或不定期地使原水从盐水侧流入RO膜，进行将蓄积在RO膜内的 杂质除去的方法(参照专利文献1、2)。专利文献1 特开2004-141846号公报专利文献2 特开2004-261724号公报
发明内容
但是，在上述专利文献1、2所公开的方法中，关于堆积在RO膜表面的附着 物，虽然看到洗净效果，但存在问题对牢固地吸附于膜面的微生物、有机物、无机物 等洗净效果小，不能期待充分的水量恢复。因此，为了解决上述问题，本发明的目的在于，提供反渗透膜组件的操作方 法，其不仅对堆积在RO膜表面的附着物，而且对牢固地吸附于RO膜面的微生物、有机 物、无机物等，都可得到优异的洗净效果，可以进行充分的水量恢复。解决问题的手段为了解决上述课题，第一，本发明提供反渗透膜组件的操作方法，其特征在 于，使反渗透膜的一部分透过水定期或不定期地从该反渗透膜的盐水侧流通到供水侧 (发明1)。根据上述发明(发明1)，通过使反渗透膜的一部分透过水从反渗透膜的盐水侧 流通，可除去堆积在反渗透膜的膜面的杂质等附着物，同时，从反渗透膜的盐水侧流通 的水为称为反渗透膜的透过水的高纯度水，由此，也可以更有效地除去牢固地吸附于该 膜面的微生物、有机物、无机物等，可以显示充分的处理水量的恢复效果。在上述发明(发明1)中，优选在所述透过水中添加氧化剂和/或杀菌剂(发明2)。根据所述的发明(发明2)，可以利用氧化剂或杀菌剂的作用更有效地除去牢固地吸 附于反渗透膜的膜面的微生物、有机物、无机物等，进一步发挥充分的处理水量的恢复 效果。在上述发明(发明2)中，所述氧化剂优选为选自次氯酸钠、次溴酸钠、过氧化 氢、臭氧及氯胺中的1种或2种以上(发明3)。在上述发明(发明1 3)中，优选使pH调节为10以上或3以下的所述透过水 (发明4)流通。根据所述的发明(发明4)，通过将透过水的pH调节为10以上或3以 下后，从反渗透膜组件的盐水侧通水，可以更有效地除去牢固地吸附于反渗透膜的膜面 的微生物、有机物、无机物等，进一步发挥充分的处理水量的恢复效果。特别是通过将 通入到反渗透膜的盐水侧的透过水的pH调节为10以上，除去牢固地附着于膜面的有机 物的效果提高，通过将pH调节为3以下，除去牢固地附着于膜面的无机物的效果提高。 而且，通过将透过水的pH调节为3以下，可使在透过水中添加有氧化剂的情况下的该氧 化剂的效果增加，同时，可使微生物的除去效果提高。第二，本发明提供反渗透膜组件的操作方法，其将原水定期或不定期地从反渗 透膜的盐水侧流通到供水侧，其特征在于，在所述原水中添加氧化剂和/或杀菌剂(发明 5)。根据上述发明(发明5)，通过在从反渗透膜的盐水侧供给的原水中至少添加氧 化剂和/或杀菌剂，利用氧化剂和/或杀菌剂的作用可除去堆积在反渗透膜的膜面的杂质 等，同时，可有效地除去牢固地附着于膜面的微生物、有机物、无机物等。在上述发明(发明5)中，所述氧化剂优选为选自次氯酸钠、次溴酸钠、过氧化 氢、臭氧及氯胺中的1种或2种以上(发明6)。在上述发明(发明5、6)中，优选使pH调节为10以上的所述原水(发明7)流 通。根据所述的发明(发明7)，通过将原水的pH调节为10以上后，从反渗透膜组件的 盐水侧通水，可更有效地除去牢固地吸附于反渗透膜的膜面的微生物、有机物、无机物 等，进一步发挥充分的处理水量的恢复效果。特别是通过将流通到反渗透膜的盐水侧的 原水的pH调节为10以上，除去牢固地附着于膜面的有机物的效果提高，通过将pH调节 为3以下，除去牢固地附着于膜面的无机物的效果提高。发明效果根据本发明，可以提供反渗透膜组件的操作方法，其不仅对堆积在RO膜表面的 附着物，而且对牢固地吸附于RO膜面的微生物、有机物、无机物等，都可得到优异的洗 净效果，可以进行充分的水量恢复。
图1是表示可应用本发明的第1实施方式的反渗透膜组件的操作方法的反渗透膜 装置的流程图。图2是表示可应用本发明的第2实施方式的反渗透膜组件的操作方法的反渗透膜 装置的流程图。附图标记1、10...反渗透膜装置
2、12...原水槽3、13...反渗透膜组件4...反洗水罐5、15...化学品罐
具体实施例方式以下参照附图，对本发明的实施方式进行说明。图1是表示可应用本发明的第1实施方式的反渗透膜组件的操作方法的反渗透膜 装置的流程图，图2是表示可应用本发明的第2实施方式的反渗透膜组件的操作方法的反 渗透膜装置的流程图。[第1实施方式]如图1所示，可应用本实施方式的反渗透膜组件的操作方法的反渗透膜装置1设 有贮藏作为被处理水的原水的原水槽2、将来自原水槽2的原水进行分离处理的反渗透 膜组件3、贮藏反渗透膜组件3的一部分透过水的反洗水罐4和贮藏添加于反洗水罐4的 化学品的化学品罐5。原水槽2经由第1泵Pl及原水供给用管道61连接于反渗透膜组件3，在原水供 给用管道61设有第1开闭阀71。并且，贮存在原水槽2的原水的浊度及TOC浓度没有 特别限定，作为反渗透膜组件3的进水，特别地，即使为比较高的浊度(例如5 10度 左右)及TOC浓度(例如10 1000mg/L左右)的原水，也可以没有问题地进行处理。在反渗透膜组件3上连接有排出浓缩水的浓缩水排出用管道62和排出透过水的 透过水排出用管道63，在浓缩水排出用管道62和透过水排出用管道63分别设有第2开闭 阀72及第3开闭阀73。在透过水排出用管道63中的第3开闭阀73的上游侧连接有透过水取水用管道 64，经由所述的透过水取水用管道64连接反洗水罐4。在透过水取水用管道64上设有第 4开闭阀74，由此，在反洗水罐4中贮藏一部分透过水。反洗水罐4经由第2泵P2及反洗水供给用管道65连接于在浓缩水排出用管道62 中途的第2开闭阀72的上游侧。另外，反洗水罐4经由第3泵P3连接化学品罐5。在化学品罐5中贮藏添加在贮藏在反洗水罐4的透过水中的化学品。作为这种化 学品，可列举例如次氯酸钠、次溴酸钠、过氧化氢(双氧水)、臭氧、氯胺等氧化剂； 苯并异噻唑啉-3-酮、2，2-二溴-3-次氮基丙酰胺(DBNPA)、2，2-二溴-2-硝基乙 醇、双-1，4-溴乙酰氧基-2-丁烯、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、戊二醛、季铵 盐等杀菌剂等，但只要是可除去附着于反渗透膜的膜面的微生物、有机物、无机物等的 化学品，就不限定于这些。在原水供给用管道61中的第1开闭阀71和反渗透膜组件3之间连接有用于排出 反洗时的反洗水的反洗水排出用管道66，在反洗水排出用管道66设有第6开闭阀76。在具有这种构成的反渗透膜装置1中，在用于采取透过水的通常操作(采水操 作)时，将第1 3开闭阀71 73设定为开状态，将第4 6开闭阀74 76设定为闭 状态，使第1泵Pl运转。贮藏于原水槽2的原水通过原水供给用管道61供给反渗透膜 组件3，通过用反渗透膜组件3中的分离处理，透过水通过排出用管道63而排出到体系外，同时，浓缩水通过浓缩水排出用管道62而排出到体系外。将通过透过水排出用管道63而排出到体系外的透过水送给后段的水处理装置 (未图示)，另一方面，将通过浓缩水排出用管道62而排出到体系外的浓缩水送给后段的 排水处理装置(未图示)。在进行了规定时间的如上所述的通常操作后，进行冲洗。所述的冲洗既可以定 期地进行，也可以不定期地进行。通常操作和冲洗转换的间隔没有特别限定，既可以每 规定的时间(例如1 100小时)转换，也可以在成为规定的通水压差(例如，0.1 IMPa 左右)的时刻转换，还可以在透过水量的降低率成为规定值(例如，5 20%)的时刻转换。在正要进行冲洗之前，首先，一边进行上述通常操作，一边使第4开闭阀74为 开状态，在反洗水罐4中贮藏反洗用的透过水。在反洗水罐4中贮藏规定量的透过水时，使第3泵P 3运转，以透过水的化学 品(氧化剂、杀菌剂等)浓度成为规定浓度的方式将化学品从化学品罐5添加到反洗水罐 4。并且，透过水的氧化剂浓度或杀菌剂浓度只要是可得到期望的冲洗效果且不使反渗透 膜劣化的程度的浓度，就可以根据反渗透膜组件3的膜面的阻塞性等适当设定。例如， 使用次氯酸钠或次溴酸钠作为氧化剂的情形下，优选以它们的浓度为0.01 lmg/L的方 式添加，在使用过氧化氢作为氧化剂时，优选以其浓度为10 lOOOOmg/L的方式添加。 另外，在使用苯并异噻唑啉-3-酮作为杀菌剂时，可以其浓度为0.001 lOmg/L的方式 来添加。而且，将第1 第3开闭阀71 73设定为闭状态，将第5开闭阀75及第6开 闭阀76设定为开状态，使第2泵P2运转。由此，反洗水(添加有化学品(氧化剂、杀 菌剂等)的透过水)供给于浓缩水排出用管道62中的第2开闭阀72的上游侧。并且， 第4开闭阀74既可以为开状态，也可以为闭状态，但设定为闭状态由于堆积在反渗透膜 的膜面的杂质等的除去效果更优异，因此优选。由于第2开闭阀72为闭状态，因此，将供给于浓缩水排出用管道62的第2开闭 阀72的上游侧的反洗水通入到反渗透膜组件3的浓缩水排出侧(盐水侧)。向反洗水的反渗透膜组件3的通水量可根据反渗透膜的膜面的阻塞状态等适当 确定，例如，4英寸组件优选每1根至少为300L/hr以上，更优选为600L/hr以上。另 外，8英寸组件优选每1根至少为2m7hr以上，更优选为3m7hr以上。另外，向反渗透 膜组件3的浓缩水排出侧的反洗水的进水压力优选为0.1 2MPa。这样，通过在反渗透膜组件3的浓缩水排出侧通入反洗水，可有效地除去堆积 在膜面的杂质等，同时，通过在通入到反渗透膜组件3的浓缩水排出侧的反洗水中含有 化学品(氧化剂、杀菌剂等)，也可以利用这些化学品的作用将牢固地附着于膜面的微生 物、有机物、无机物等溶解并除去。通入到反渗透膜组件3的浓缩水排出侧的反洗水从供水侧排出。此时，第1开 闭阀71为闭状态，第6开闭阀76为开状态，因此，该反洗水通过反洗水排出用管道66 而排出到体系外。排出到体系外的反洗水既可以在实施规定处理后排出，从水回收率的 观点考虑，也可以再次供给到原水槽2。如果这样结束反渗透膜组件3的冲洗，则可以将第1 3开闭阀71 73设定为开状态，将第4 6开闭阀74 76设定为闭状态，从而转换为通常操作。如以上说明的那样，利用第1实施方式的反渗透膜组件3的操作方法，不仅对堆 积在反渗透膜表面的附着物、而且对牢固地附着于反渗透膜面的微生物、有机物、无机 物等，都可得到优异的洗净效果，可以充分地恢复透过水量。特别是在上述第1实施方式中，通过使用反渗透膜透过水作为流通到反渗透膜 组件3的浓缩水排出侧的反洗水，添加在该透过水中的化学品(氧化剂、杀菌剂等)在 冲洗前不被消耗，因此，可以原样维持这些化学品的冲洗效果，并通入到反渗透膜组件3 的浓缩水排出侧，可得到更优异的冲洗效果，可以充分地恢复透过水量。[第2实施方式]以下基于附图对本发明的第2实施方式进行说明。如图2所示，可以应用第2实施方式的反渗透膜组件的操作方法的反渗透膜装置 10具有贮藏作为被处理水的原水的原水槽12、将来自原水槽12的原水进行分离处理的 反渗透膜组件13和贮藏化学品的化学品罐15。原水槽12经由第1泵Pll及原水供给用管道161连接于反渗透膜组件13，在原 水供给用管道161设有第1开闭阀171。在反渗透膜组件13连接有排出浓缩水的浓缩水排出用管道162和排出透过水的 透过水排出用管道163，在浓缩水排出用管道162及透过水排出用管道163分别设有第2 开闭阀172及第3开闭阀173。在原水供给用管道161中的第1开闭阀171的上游侧连接有用于送给作为反洗水 的原水的原水分支管道164，所述的原水分支管道164连接于浓缩水排出用管道162中的 第2开闭阀172的上游侧。另外，在原水分支管道164设有第4开闭阀174及第5开闭 阀175，在第4开闭阀174及第5开闭阀175之间经由第2泵P112连接化学品罐15。在化学品罐15中贮藏用于添加于经由原水分支管道164送给的原水中的化学 品。作为这样的化学品，可以使用与在上述第1实施方式中的化学品罐5中贮藏的化学 品同样的化学品。在原水供给用管道161中的第1开闭阀171的下游侧连接有用于反洗时排出反洗 水的反洗水排出用管道166，在反洗水排出用管道166设有第6开闭阀176。在具有这种构成的反渗透膜装置10中，在用于采取透过水的通常操作(采水操 作)时，将第1 3开闭阀171 173设定为开状态，将第4 6开闭阀174 176设定 为闭状态，从而使第1泵Pll运转。贮藏在原水槽12的原水通过原水供给用管道161供 给到反渗透膜组件13，通过用反渗透膜组件13的分离处理，透过水通过透过水排出用管 道163而排出到体系外，同时，浓缩水通过浓缩水排出用管道162而排出到体系外。通过透过水排出用管道163排出到体系外的透过水送给后段的水处理装置(未图 示)，另一方面，通过浓缩水排出用管道162排出到体系外的浓缩水送给后段的排水处理 装置(未图示)。在进行了规定时间的如上所述的通常操作后，进行冲洗。通常操作和冲洗既可 以定期地转换，也可以不定期地转换。另外，转换这些操作的间隔与上述第1实施方式 同样即可。在进行冲洗时，首先，使第1泵Pll—直操作，使第4 6开闭阀174 176为开状态，使第1开闭阀171及第2开闭阀172为闭状态。由此，将原水从原水槽12通 过原水分支管道164送给浓缩水排出用管道162的第2开闭阀172的上游侧。并且，第 3开闭阀173既可以为开状态，也可以为闭状态，但由于设定为闭状态的情形下堆积在反 渗透膜的膜面的杂质等的除去效果更优异，因此优选。此时，使第2泵P12运转，在原水分支管道164中的原水中以原水的化学品浓度 为规定浓度的方式添加化学品(氧化剂、杀菌剂等)。并且，原水的化学品浓度与上述第 1实施方式同样即可。由于第2的开闭阀172为闭状态，因此，供给浓缩水排出用管道162的第2开闭 阀172的上游侧的反洗水(添加有化学品(氧化剂、杀菌剂等)的原水)通入到反渗透膜 组件13的浓缩水排出侧(盐水侧)。并且，对反洗水的反渗透膜组件13的通水量及进水 压力与上述第1实施方式同样即可。这样，通过在反渗透膜组件13的浓缩水排出侧通入反洗水(添加有化学品(氧 化剂、杀菌剂等)的原水)，可有效地除去堆积在膜面的杂质等。另外，通过在通入到反 渗透膜组件13的浓缩水排出侧的反洗水中含有化学品(氧化剂、杀菌剂等)，也可以利用 这些化学品的作用将牢固地附着于膜面的微生物、有机物、无机物等溶解并除去。流通到反渗透膜组件13的浓缩水排出侧的反洗水从供水侧排出。此时，第1开 闭阀171为闭状态，第6开闭阀176为开状态，因此，该反洗水通过反洗水排出用管道 166排出到体系外。排出到体系外的反洗水既可以在实施规定的处理后排出，也可以从水 回收率的观点考虑，再次供给于原水槽12。如果这样结束反渗透膜组件13的冲洗，则将第1 3开闭阀171 173设定为 开状态，将第4 6开闭阀174 176设定为闭状态，从而转换为通常操作即可。如以上所说明，利用第2实施方式的反渗透膜组件13的操作方法，不仅对堆积 在反渗透膜表面的附着物，而且对牢固地附着于反渗透膜面的微生物、有机物、无机物 等，都可得到优异的冲洗效果，可以充分地恢复透过水量。[其它实施方式]在上述第1实施方式或第2实施方式中，在化学品罐5、15中贮藏氧化剂、杀菌 剂等，在反洗水(透过水或原水)中添加这些化学品后，将该反洗水经由反洗水供给用管 道65、164通入到反渗透膜组件3、13的浓缩水排出侧，但并不限定于此，也可以在化学 品罐5、15中贮藏氢氧化钠、氢氧化钾、硫酸、盐酸等pH调节剂，在反洗水中添加该pH 调节剂。将这些pH调节剂添加于反洗水，将该反洗水的pH调节为10以上或3以下、优 选10.5 12.5或1 2，使已调节pH的反洗水流通到反渗透膜组件3、13的浓缩水排出 侧即可。由此，可以除去堆积在反渗透膜表面的杂质等，同时，可有效地除去牢固地附 着于反渗透膜的膜面的微生物、有机物、无机物等。在该情况下，优选在反洗水罐4或原水分支管道164设有pH测定器，可以基于 来自所述的pH测定器的信号控制从化学品罐5、15向反洗水罐4或原水分支管道164的 pH调节剂的添加量。以上说明的实施方式是为了容易理解本发明而记载的，并非为了限定本发明而 记载的。因此，上述实施方式中所公开的各要素为包含属于本发明的技术范围的全部的设计变更或等同物的意旨。在上述实施方式中，使用添加有化学品(氧化剂、杀菌剂等)或pH调节剂的反 洗水来进行冲洗，但也可以与化学品(氧化剂、杀菌剂等)一起添加pH调节剂，从而将 反洗水的pH调节为3以下或10以上。通过将pH调节为3以下，可使反洗水中所含的 氧化剂的氧化力提高，同时，可有效地除去牢固地附着于反渗透膜的膜面的微生物等， 即使为无机物存在于膜面的情况，也可以除去它。另外，通过将pH调节为10以上，可 以使化学品产生的将附着于膜面的有机物剥离、溶解、除去的效果进一步提高。另外，在上述第1实施方式中，使用添加有化学品(氧化剂、杀菌剂等)的反洗 水进行冲洗，但并不限定于此，也可以在反渗透膜透过水中不添加任何化学品等下用于 冲洗。实施例以下通过例示实施例及比较例来进一步详细地说明本发明，但本发明并不受下 述实施例的任何限定。[实施例1]使用具有图1所示的流程的反渗透膜装置1，将有机排水处理水(浊度2度， 导电率80mS/m，TOC浓度2 μ g/mL)以进水压力0.75MPa、进水流量20L/mi η通水 1000小时。其后，一边将来自反渗透膜组件3的透过水适当贮藏于反洗水罐4，一边每4 小时1次从盐水侧流通透过水10分钟。来自盐水侧的通水量设定为20L/min，进水压力 设定为0.3MPa。而后，测定从通水开始到10小时后及2000小时后的透过水量(m3/d)， 由所述的测定值算出透过水量降低率(％)。并且，作为反渗透膜组件3，使用日东电工 社制造的4英寸反渗透膜(ES20-D4)。将结果示于表1。[实施例2]在贮藏于反洗水罐4的透过水中添加次氯酸钠使其浓度为0.05mg/L，除此之 外，与实施例1同样地通水，测定从通水开始到10小时后及2000小时后的透过水量(m3/ d)，由所述的测定值算出透过水量降低率(％ )。将结果一同示于表1。[实施例3]在贮藏于反洗水罐4的透过水中添加双氧水使过氧化氢浓度为100mg/L，除此 之外，与实施例1同样地通水，测定从通水开始到10小时后及2000小时后的透过水量 (m3/d)，由所述的测定值算出透过水量降低率(％ )。将结果一同示于表1。[实施例4]添加NaOH使贮藏于反洗水罐4的透过水的pH为12，除此之外，与实施例1同 样地通水，测定从通水开始10小时后及2000小时后的透过水量(m3/d)，由所述的测定 值算出透过水量降低率(％)。将结果一同示于表1。[实施例5]使用具有图2所示的流程的反渗透膜装置10，将有机排水处理水(浊度2度，导电率80mS/m，TOC浓度2 μ g/mL)以进水压力0.75MPa、进水流量20L/min通水 1000小时。其后，每4小时1次从盐水侧流通原水10分钟，同时，在该原水中添加异 噻唑啉系黏液控制剂使杀菌剂浓度为1 μ g/mL。来自盐水侧的通水量设定为20L/min， 进水压力设定为0.3MPa。而后，测定从通水开始到10小时后及2000小时后的透过水量 (m3/d),由所述的测定值算出透过水量降低率(％)。并且，作为反渗透膜组件13，使 用日东电工社制造的4英寸反渗透膜(ES20-D4)。将结果一同示于表1。[比较例1]在原水中什么都不添加，与实施例5同样地通水，测定从通水开始到10小时后 及2000小时后的透过水量(m3/d)，由所述的测定值算出透过水量降低率(％ )。将结果一同示于表1。[表1]
权利要求
1.反渗透膜组件的操作方法，其特征在于，使反渗透膜的一部分透过水定期或不定 期地从该反渗透膜的盐水侧流通到供水侧。
2.如权利要求1所述的反渗透膜组件的操作方法，其特征在于，在所述透过水中添加 氧化剂和/或杀菌剂。
3.如权利要求2所述的反渗透膜组件的操作方法，其特征在于，所述氧化剂为选自次 氯酸钠、次溴酸钠、过氧化氢、臭氧及氯胺中的1种或2种以上。
4.如权利要求1 3中任一项所述的反渗透膜组件的操作方法，其特征在于，HpH 调节为10以上或3以下的所述透过水流通。
5.反渗透膜组件的操作方法，其使原水定期或不定期地从反渗透膜的盐水侧流通到 供水侧，其特征在于，在所述原水中添加氧化剂和/或杀菌剂。
6.如权利要求5所述的反渗透膜组件的操作方法，其特征在于，所述氧化剂为选自次 氯酸钠、次溴酸钠、过氧化氢、臭氧及氯胺中的1种或2种以上。
7.如权利要求5或6所述的反渗透膜组件的操作方法，其特征在于，使pH调节为10 以上的所述原水流通。
全文摘要
本发明的目的在于，提供反渗透膜组件的操作方法，其不仅对堆积在反渗透膜表面的附着物，而且对牢固地吸附于反渗透膜的膜面的微生物、有机物、无机物等，都可得到优异的洗净效果，可以进行充分的水量恢复，通过从反渗透膜组件3的通常操作来转换，使反渗透膜组件3的一部分透过水定期或不定期地从该反渗透膜组件3的盐水侧流通到供水侧。
文档编号B01D61/10GK102015078SQ20098011664
公开日2011年4月13日 申请日期2009年3月25日 优先权日2008年4月14日
发明者大泽公伸, 早川邦洋 申请人:栗田工业株式会社