[发明专利]过滤膜清洗方法及膜过滤装置

说明书

技术领域

本发明涉及膜过滤中的过滤膜清洗方法。具体而言，由于在膜过滤过程中，过滤膜的孔被待处理水中的悬浮物堵塞，从而造成处理流速下降（或者过滤压力升高），因此本发明涉及为了恢复处理流速（或过滤压力）而进行的过滤膜清洗方法。本发明还涉及能够有效进行所述清洗方法的膜过滤装置。

背景技术

人们广泛进行了利用疏水性过滤膜（如中空纤维膜和膜）的膜过滤，以除去海水、排放水、压舱水等中所包含的悬浮物。然而，在海水中，存在约1ppm至若干ppm的被称作TEP（透明胞外聚合物颗粒）的粘性物质，这种粘性物质是由浮游生物和微生物分泌至细胞外的。TEP包含糖类作为其主要成分，并且为粒径分别为约1μm至200μm的可变形颗粒。TEP等有机颗粒（即胶状悬浮物）会发生变形。因此，在对含有这些胶状悬浮物的待处理水进行膜过滤时，胶状悬浮物会粘着于膜表面及孔的内部并扩展，从而易于造成孔的污染（堵塞）。

在包含这种胶状悬浮物的待处理水的膜过滤中，当使用由疏水性材料（如氟树脂或聚乙烯）制成且孔径为约1μm以上的过滤膜时，发生堵塞的可能性趋于降低，并且，处理流速随时间延长而降低（或者过滤压力随时间延长而增加）的幅度较小。与亲水性过滤膜相比，似乎胶状悬浮物不易于粘着于具有大孔径的疏水性过滤膜，因此堵塞得到了抑制。因而具有相对较大孔径的疏水性过滤膜适合用于海水、排放水和压舱水等的膜过滤。

然而，即使在使用这种过滤膜时，也无法充分地防止过滤膜的堵塞、处理流速的降低以及过滤压力的升高。因此，需要在膜过滤期间适时清洗过滤膜以恢复处理流速（或过滤压力），并且需要清洗并除去将孔堵塞的悬浮物。

作为清洗过滤膜的方法，广泛采用了使水沿着与过滤过程中的液流相反的方向通过过滤膜的方法（下文中将其称为“使液体通过膜而进行的逆洗”或“逆洗”）。此外，也采用了物理清洗等，如通过注射化学溶液来清洗膜的方法（化学溶液清洗）、手动清洗过滤膜的方法、使气体沿与过滤期间的液流相反的方向通过过滤膜的清洗方法（空气逆洗）、通过向膜施加超声波的清洗方法（超声波清洗）。为了进一步提高清洗效率，还已知将上述方法加以组合的清洗方法。

例如，日本专利特开No.8-332357（参考文献1）披露了“一种使过滤组件再生的方法，其中，为了在对利用中空纤维膜的过滤组件施加机械振动的同时，使逆洗水通过所述过滤组件并摇动所述组件内的水，由此将附着于过滤面的堆积物剥离并将所述堆积物冲出，适宜地在逆洗水的供给和排出之间进行切换，从而使所述组件中的水位沿中空纤维束发生改变”（权利要求1）。专利文献1还描述了“当难以剥离附着的堆积物时，为了增强清洗效果，可将盐酸、柠檬酸、草酸、次氯酸和合成去污剂的水溶液单独或组合使用以作为逆洗水。此外，可在单独或组合使用的这些溶液中进行浸渍以作为预处理，然后再进行上述方法”（第0005段）。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本专利特开No.8-332357

发明内容

技术问题

然而，在上述过滤膜的清洗中，过滤能力（高处理流速、低过滤压力）的恢复率不足。特别是在包含胶状悬浮物的海水、排放水和压舱水等的膜过滤中，过滤能力的恢复率不足，因而需要增加清洗次数，从而造成了膜过滤效率的降低。此外，无法通过清洗而完全去除堵塞，并且每次在重复了液体的通过和清洗之后，刚刚清洗后的过滤压力会增加。

本发明的目的是提供一种疏水性过滤膜清洗方法，该方法能够对疏水性过滤膜进行有效清洗，所述疏水性过滤膜的孔在包含胶状悬浮物的海水、排放水和压舱水等待处理水的膜过滤中被堵塞，并且该方法能够出色地使过滤能力恢复，而且不会由反复的液体通过和清洗而造成过滤压力增加。

本发明的发明人发现，当进行这种疏水性过滤膜清洗方法时，过滤水的质量可能会劣化。因此，本发明的另一目的是提供一种防止过滤水的质量在此情况中劣化的方法。

本发明的又另一目的是提供一种能够有效地进行上述疏水性过滤膜清洗方法的膜过滤装置。

解决问题的手段

通过对上述目的进行深入研究，本发明的发明人发现：通过利用其中加入有柠檬烯（柑橘类去污剂）的水、而非利用水或者常规使用的化学试剂对堵塞的疏水性过滤膜进行清洗，可有效去除堵塞并获得优异的清洗效率（过滤能力的恢复）。