專利名稱：使用壓載水處理用膜濾筒的壓載水處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用壓載水處理用膜濾筒的壓載水處理方法，其交替進行將壓載原水供給到具備螺旋膜模塊而形成的膜濾筒中來獲得處理水的膜處理和膜清洗，更具體地，本發(fā)明涉及使用可在短時間內(nèi)向壓載艙供給大量壓載處理水的壓載水處理用膜濾筒的壓載水處理方法。
背景技術(shù)：
在輸送原油等的貨物用船舶中，為了保持航行時船體的穩(wěn)定性而設(shè)有壓載艙。通常，在未裝載原油等時，在壓載艙內(nèi)裝滿壓載水，在裝入原油等時，通過將壓載水排出來調(diào)整船體的浮力，使船體穩(wěn)定。這樣，壓載水是為了船舶的安全航行所必要的水，通常，利用進行裝卸貨物的港灣的壓載原水。已知其用量全世界一年超過100億噸。但是，在壓載水中，會混入在取壓載水的港灣生息的微生物或小型、大型生物的卵，隨著船舶的移動，這些微生物或小型、大型生物的卵一同被運抵其它國家。因而，原本在其海域未生息的生物種類代替了已有生物種類的這種對生態(tài)系統(tǒng)的破壞正在擴大。在該背景下，在國際海事機構(gòu)(IMO)的外交會議上，通過了涉及壓載水處理裝置等的定期檢查的受檢義務(wù)，從2009年以后的建造船開始適用。另外，根據(jù)用于船舶的壓載水及沉淀物的限制及管理的條約(下面稱為條約)，壓載水的排出標準要求在壓載水排出時殺菌或除菌到存在于遠洋的微生物數(shù)的百分之一的程度。作為對壓載水中的微生物進行殺菌的技術(shù)，已知有臭氧殺菌技術(shù)(專利文獻1)。 另外，從減少臭氧使用量的觀點來看，本申請人還提案有膜處理技術(shù)(專利文獻幻。考慮成為分離對象的微生物的大小，膜處理所使用的膜通常使用精密過濾膜或超過濾膜。作為膜的類型已知有平膜(專利文獻幻及螺旋膜(專利文獻4)等，但無論哪種類型，在膜處理的情況下，也具有造成膜堵塞、每膜面積的處理量(通量)降低的問題。現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1 :US 2003/0015481專利文獻2 日本特開2007-268379號公報專利文獻3 日本專利第3160609號公報專利文獻4 日本特開2000-271454號公報發(fā)明概述本發(fā)明要解決的課題壓載艙的容量也因船舶的規(guī)模而不同，在大型船舶的場合下，例如龐大到 10，000 50，000m3。盡管如此，為了向該水箱填充大量壓載水，存在必須在一日左右的時間完成的壓載特有的問題。這是因為船舶卸下載貨到再出港的時間是受限制的。但是，在現(xiàn)有的膜處理方法中，通常采用加壓循環(huán)方式。該加壓循環(huán)方式是對原水進行加壓并供給到膜之間，在通過膜之間時，分離出過濾水和濃縮水，濃縮液再次返回到原水側(cè)，與原水共同進行循環(huán)的方式。該方式中，不能避免的是，來自原水的濃縮液為僅僅要分離的部分，而從原水分離的過濾水的量減少。因此，在短時間內(nèi)獲得大量過濾水的方面存在問題。于是，本發(fā)明人對全量過濾原水的死端方式(〒、y Y - > K方式)進行了研究。死端方式具有壓載水處理快的優(yōu)點，但其不足之處是容易引起膜表面附著物質(zhì)造成的堵塞， 通量降低快。在進行數(shù)周的長期連續(xù)運轉(zhuǎn)的場合下，液體因堵塞而滯留，對膜的負荷變大， 也擔心會對膜造成損傷。目前，由于具有這樣的問題，在利用螺旋膜濾筒的膜處理中，進行全量過濾的死端方式未被采用。但是，在壓載水處理中，由于充滿水通常在1天左右結(jié)束，因此本發(fā)明人著眼于不要求長期連續(xù)運轉(zhuǎn)這一點，以及如果是螺旋膜濾筒，則可應(yīng)用膜面平行流進行清洗這一點， 并且發(fā)現(xiàn)通過交替進行死端方式和利用膜面平行流的清洗，能夠在短時間內(nèi)獲得大量過濾水，從而得到本發(fā)明。于是，本發(fā)明的課題在于提供一種使用能夠在短時間內(nèi)向壓載艙供給大量壓載處理水的壓載水處理用膜濾筒的壓載水處理方法。另外，本發(fā)明的其他課題通過下面的記載而變得明朗。解決本發(fā)明課題的手段所述課題通過下面的各發(fā)明來解決。權(quán)利要求1記載的發(fā)明是提供一種壓載水處理方法，其交替進行膜處理和膜清洗，該膜處理將壓載原水供給到具備螺旋膜模塊而形成的膜濾筒中來獲得處理水，其特征在于，在所述膜處理時，以死端方式進行全量過濾而獲得膜處理水，接著，在所述膜清洗時， 通過壓載原水的膜面平行流對膜表面進行清洗。權(quán)利要求2記載的發(fā)明是如權(quán)利要求1所記載的使用壓載水處理用膜濾筒的壓載水處理方法，其特征在于，在所述膜清洗時，在通過壓載原水的膜面平行流對膜表面進行清洗的同時不會獲得膜處理水。權(quán)利要求3記載的發(fā)明是如權(quán)利要求1所記載的使用壓載水處理用膜濾筒的壓載水處理方法，其特征在于，在所述膜清洗時，在通過壓載原水的膜面平行流對膜表面進行清洗的同時獲得膜處理水。權(quán)利要求4記載的發(fā)明是如權(quán)利要求1-3中任一項所記載的使用壓載水處理用膜濾筒的壓載水處理方法，其特征在于，用定時器進行利用全量過濾的膜處理和利用膜面平行流的膜清洗的切換。權(quán)利要求5記載的發(fā)明是如權(quán)利要求1-4中任一項所記載的使用壓載水處理用膜濾筒的壓載水處理方法，其特征在于，具備用于在1日內(nèi)向壓載艙裝滿處理水所需要的個數(shù)的膜濾筒。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種使用可在短時間內(nèi)向壓載艙供給大量壓載處理水的壓載水處理用膜濾筒的壓載水的處理方法。


圖1是表示使用本發(fā)明的壓載水處理用膜濾筒的壓載水處理設(shè)備的一個例子的圖；圖2是膜濾筒的主要部分剖面圖；圖3是表示使用本發(fā)明壓載水處理用膜濾筒的壓載水處理設(shè)備的其它例子的圖；圖4是歧管構(gòu)造的立體圖；圖5表示歧管構(gòu)造第一方式的剖面圖；圖6是并排設(shè)置膜濾筒的本發(fā)明和現(xiàn)有例的對比圖；圖7是表示歧管構(gòu)造第二方式的剖面圖；圖8表示歧管構(gòu)造第三方式的剖面圖；圖9是表示具備膜單元集合體的壓載水處理設(shè)備的一個例子的圖。符號說明1 膜濾筒100 壓載處理水集水管101 封筒狀膜(螺旋膜)102 支承體103 壓載原水通路203:壓載原水入口303 清洗排液出口305:處理水出口2:第一歧管201 壓載原水室202:壓載原水導(dǎo)入口204 處理水室205:處理水導(dǎo)入口206:處理水排出口207:導(dǎo)入口208 壓載原水導(dǎo)入管3 第二歧管301 清洗排液室302:處理水室304:清洗排液排出口306:處理水排出口307:排出口4 膜單元5 膜單元集合體10 壓載原水
11 壓載泵12 壓載原水吸入管13 開關(guān)閥14:放流管15 開關(guān)閥16 壓載艙17 處理水管18 開關(guān)閥19 控制裝置
具體實施例方式下面，對用于實施本發(fā)明的方式進行說明。圖1是表示使用本發(fā)明的壓載水處理用膜濾筒的壓載水處理設(shè)備的一個例子的圖。壓載原水10被壓載泵11吸起并供給到膜濾筒1。12為壓載原水吸入管，13為壓載原水吸入管12中所設(shè)置的開關(guān)閥。膜濾筒1經(jīng)由該膜濾筒1具備的壓載原水入口 203、處理水出口 305及清洗排液出口 303分別與壓載原水吸入管12、處理水管17及放流管14連接。18為處理水管17中所設(shè)置的開關(guān)閥，15為放流管14中所設(shè)置的開關(guān)閥。壓載泵11及開關(guān)閥13、15、18連接到控制裝置19，利用控制裝置19可控制壓載泵11的泵流量調(diào)節(jié)及開關(guān)閥13的開閉。本發(fā)明中，作為船舶壓載水的壓載原水只要是通常使用的水即可，多半使用海水。另外，本方式中使用了一個膜濾筒，但對于膜濾筒優(yōu)選并排設(shè)置而具備用于在1 日內(nèi)向壓載艙裝滿處理水所需要的個數(shù)，對此進行后述。對被供給到膜濾筒1的壓載原水進行膜處理，產(chǎn)生的處理水經(jīng)由處理水管17供給到壓載艙16。另外，膜濾筒1經(jīng)由放流管14將清洗排液放流到例如大海里。參照圖2對膜濾筒的一個例子進行說明。圖2是膜濾筒的主要部分剖面圖。膜濾筒1的內(nèi)部裝填有由壓載處理水集水管100和卷繞于該集水管100外周的1 個以上的封筒狀膜(螺旋膜)101構(gòu)成的螺旋膜模塊。上述集水管100的內(nèi)部與各個封筒狀膜101的封筒體內(nèi)部相連通。另外，在卷繞于該集水管100外周的多個封筒狀膜101的各自封筒體內(nèi)部中，可以設(shè)置有用于將膜張緊設(shè)置成封筒狀并且向該集水管100輸送處理水(透過水)的支承體 102。原水通路103在螺旋膜外部、在該集水管100與膜濾筒1的內(nèi)面中形成。另外，集水管100經(jīng)由處理水出口 305與處理水管17連接，原水通路103經(jīng)由壓載原水入口 203與壓載原水吸入管12連接，并且經(jīng)由清洗排液出口 303與放流管14連接。在具有以上構(gòu)成的設(shè)備中，使壓載泵11工作，吸起壓載原水，供給到膜濾筒1。在本發(fā)明中，通過膜濾筒的膜處理進行死端方式的全量過濾。
該方式如下進行，S卩關(guān)閉設(shè)于放流管14中的開關(guān)閥15，開啟處理水管17的開關(guān)閥18，啟動壓載泵11，將壓載原水供給到膜濾筒1的壓載原水入口 203，對其全量進行膜處理。通過膜處理而產(chǎn)生的處理水從處理水出口 305輸送到處理水管17并供給到壓載艙16。在以死端方式進行全量過濾的情況中，理想的是因膜過濾產(chǎn)生的壓力損失為 100 200kPa，因此，優(yōu)選將壓載原水壓力調(diào)節(jié)成實際的揚程+100 200kPa。在壓載原水壓力低于此值的情況下，不能獲得充分的通量，在高于此值的情況下，螺旋膜受到的壓力負荷大，擔心膜受到損傷。在現(xiàn)有的加壓循環(huán)方式的膜處理中，壓載原水被分離成處理水和濃縮水，進行其比率為處理水10 濃縮水90左右的低負荷運轉(zhuǎn)。相比之下，在以死端方式進行全量過濾的情況下，處理水與濃縮水的比率為100 0，處理速度上升到通常運轉(zhuǎn)時的10倍左右。因此，在此方式中，壓載原水的處理為高速的，可以在短時間內(nèi)向壓載艙16填充大量的壓載水。但是，因為死端方式的壓載水處理如此高速，容易引起因膜表面的附著物質(zhì)造成的堵塞，通量降低得很快。在進行長期連續(xù)運轉(zhuǎn)后，液體由于堵塞而滯留，對膜的負荷變大， 也擔心膜損傷。目前，由于具有這樣的問題，在利用螺旋膜濾筒的膜處理中，本發(fā)明方式的全量過濾沒有被采用。盡管這樣，在本發(fā)明中，優(yōu)選應(yīng)用死端方式的全量過濾的理由是，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)， 在壓載水處理中，充滿水通常在1天左右完成，因此不要求長期連續(xù)運轉(zhuǎn)這一點，以及只要是螺旋膜濾筒，則可應(yīng)用下面說明的膜面平行流進行的清洗這一點。本發(fā)明中，在充填壓載水時，與上述全量過濾交替地進行利用膜面平行流對膜表面的清洗(本發(fā)明中，該清洗可以是錯流方式的膜清洗，單稱方式時，有時叫做錯流方式)。上述膜面平行流不是透過膜的液流，而是在原水通路103中以與封筒狀膜101表面大致平行的狀態(tài)，向沿著封筒狀膜101表面的方向流動的液流。該錯流方式是將設(shè)于放流管14的開關(guān)閥15開啟，將壓載原水供給到膜濾筒1的壓載原水入口 203，使其從清洗排液出口 303排出。供給到膜濾筒1內(nèi)的壓載原水利用與螺旋膜面平行的流，將膜表面的附著物質(zhì)剝離。排出的含有附著物質(zhì)的壓載原水(清洗排液)可以從清洗排液出口 303經(jīng)由放流管14放流到例如大海里，或也可以將該清洗排液返回到壓載原水側(cè)(壓載原水入口 203)，使清洗排液作為濃縮液進行循環(huán)。接著，參照圖3對錯流方式的膜清洗的其它方式進行說明。圖3是表示使用本發(fā)明壓載水處理用膜濾筒的壓載水處理設(shè)備的其它例子的圖。在圖中表示的壓載水處理設(shè)備中，1 為清洗用壓載原水吸入管，與膜濾筒1具備的清洗排液出口 303連接。13a為設(shè)于清洗用壓載原水吸入管12a的開關(guān)閥。另外，1 為放流管(清洗排液放流管)，連接于膜濾筒1具備的壓載原水入口 203 和開關(guān)閥13之間。1 為設(shè)于該放流管14a的開關(guān)閥。壓載泵11及開關(guān)閥13、13a、15a、18 與控制裝置19連接，利用控制裝置19可以控制壓載泵11的泵流量調(diào)節(jié)及開關(guān)閥13、13a、 15a、18的開閉。在具有上述構(gòu)成的壓載水處理設(shè)備中，在膜清洗時，關(guān)閉開關(guān)閥13，開啟開關(guān)閥 13a及15a，將壓載原水從清洗排液排出口 303導(dǎo)入，從壓載原水入口 203排出。
由此，可以利用與膜處理時反方向的膜面平行流進行膜清洗。該膜面平行流與和膜處理時同方向的膜面平行流相比，由于附著在膜表面的附著物質(zhì)的剝離作用更強，可以獲得更好的膜清洗效果。在本發(fā)明中，以錯流方式進行膜清洗時的壓載原水壓力，可以在與實際的揚程相同的范圍，且與死端方式的全量過濾的情況相比，可以為低的壓力。另外，在本發(fā)明中，在錯流方式的膜清洗時，也可以開放處理水管17的開關(guān)閥18， 與膜清洗一起過濾壓載原水而獲得處理水，反之，也可以關(guān)閉開關(guān)閥18而不獲得處理水。即，本發(fā)明中，因為全量過濾，在膜面上附著了附著物質(zhì)，使得通量降低，但通過利用膜面平行流的膜清洗，附著物質(zhì)被從膜面剝離或消除，因此在進行膜清洗期間獲得處理水的情況下，也可以恢復(fù)通量并高效地獲得膜處理水。因此，發(fā)揮可大幅縮短向壓載艙供給壓載水的時間的效果。另一方面，在不獲得處理水的情況下，向膜方向按壓附著物質(zhì)的力進一步降低，因此可以進一步促進膜面平行流的形成，清洗效率飛躍地上升，以短時間結(jié)束清洗。因而，可以增加分配給全量過濾的時間，因此導(dǎo)致可大幅縮短向壓載艙供給壓載水的時間的效果。對于膜清洗和全量過濾的切換時刻的控制，優(yōu)選例如在全量過濾時測定通量，在該通量低于特定值(最小通量)前切換成膜清洗。上述最小通量可以適當設(shè)定，優(yōu)選為初始通量的80 95%，更優(yōu)選為初始通量的 85 90%。根據(jù)本發(fā)明人的實驗，在全量過濾時，通量降低到初始通量的80%的時間為3 4 小時。另外，膜清洗的時間可以適當設(shè)定，優(yōu)選3分鐘 30分鐘，更優(yōu)選在5分鐘 15 分鐘左右恢復(fù)充分的通量。從而，也可以基于上述時間，通過定時器控制來控制膜清洗和全量過濾的切換時亥|J。優(yōu)選進行全量過濾0. 5 3小時，進行膜清洗1 10分鐘，更優(yōu)選進行全量過濾1 2小時，進行膜清洗3 6分鐘，進一步優(yōu)選進行全量過濾1小時，進行膜清洗6分鐘。定時器控制可以使用控制裝置19，具體地說，例如在圖1的方式中，以全量過濾時關(guān)閉開關(guān)閥 15并開啟開關(guān)閥18，膜清洗時開啟開關(guān)閥15并根據(jù)獲得/不獲得處理水而開啟/關(guān)閉開關(guān)閥18的方式進行控制，或在圖3的方式中，以全量過濾時關(guān)閉開關(guān)閥13a及1 并且開啟開關(guān)閥13及18，膜清洗時開啟開關(guān)閥13a及15a，關(guān)閉開關(guān)閥13，并根據(jù)獲得/不獲得處理水而開啟/關(guān)閉開關(guān)閥18的方式進行控制。此時，根據(jù)需要，也可以進行壓載泵11的流量調(diào)節(jié)。通過使用具有以上構(gòu)成的壓載水處理用膜濾筒的壓載水處理方法，可以在短時間內(nèi)向壓載艙供給大量壓載處理水。另外，本發(fā)明人對具有上述構(gòu)成的壓載水處理設(shè)備的壓力損失的降低進行了研究。特別是在全量過濾時，由于壓載原水透過膜時的壓力損失較大，所以產(chǎn)生泵的負荷大、 泵動力的成本上升、泵壽命降低等問題。與此相對，在對應(yīng)設(shè)置多個泵的場合下，導(dǎo)致設(shè)置空間及設(shè)置成本的增加。即使增大膜的開孔來進行應(yīng)對，也受到應(yīng)消除的微生物的大小的限制。于是，本發(fā)明人注意到，不只是壓載原水的膜透過壓力產(chǎn)生壓力損失，而且與膜濾筒連接的配管也產(chǎn)生壓力損失。即，使用配管的情況下，流體力學(xué)上由于配管長度、配管的彎曲、配管徑的擴大或縮小等都會產(chǎn)生壓力損失。特別是在具備多個膜濾筒的情況下，配管的數(shù)量也根據(jù)膜濾筒的數(shù)量而增加，使壓力損失增加。于是，本發(fā)明人對配管產(chǎn)生的壓力損失的減輕進行了潛心研究，發(fā)現(xiàn)通過用下面詳細敘述的特有的歧管構(gòu)造連結(jié)膜濾筒而構(gòu)成膜單元，可以降低壓力損失。圖4是表示歧管構(gòu)造的第一方式的立體圖，圖5是表示歧管構(gòu)造的第一方式的剖面圖。在本方式中，將6個膜濾筒1并排設(shè)置而形成膜單元4。本發(fā)明中，對于膜濾筒1， 其數(shù)量不限定，只要并排設(shè)置2個以上即可，但優(yōu)選為3 20個的范圍，更優(yōu)選為4 15 個，進一步優(yōu)選為5 10個。另外，在本方式中，在膜濾筒1 一端(附圖上左側(cè))具備第一歧管2，在另一端具備第二歧管3。第一歧管2在長方體形狀的歧管主體200內(nèi)具有壓載原水室201，該壓載原水室 201具備將取來的壓載原水導(dǎo)入的開口即壓載原水導(dǎo)入口 202。另外，壓載原水室201與上述膜濾筒1的壓載原水入口 203連通，可將壓載原水送到壓載原水通路103。第一歧管2與膜濾筒1的連接方法沒有特別限定，只要可拆裝即可，例如采用螺紋連接的方法等，圖5的例子中采用螺紋連接與0形圈形成的密封。螺紋連接可以是直接螺紋連接的方式，也可以是使用輔助部件進行螺紋連接的方式。壓載原水室201與壓載原水通路103的連接沒有特別限定，但優(yōu)選直接連接時可減少壓力損失。例如，如圖示，在壓載原水入口 203與設(shè)于壓載原水室201側(cè)壁的開口連通的情況下，優(yōu)選使壓載原水通路103朝向該開口而連通的方式。上述第二歧管3在長方體形狀的歧管主體300內(nèi)具備清洗排液室301和處理水室 302?？闪信e出以下方式清洗排液室301和處理水室302優(yōu)選如圖所示并排設(shè)置，更優(yōu)選與膜濾筒1相接地配置清洗排液室301，在離膜濾筒1遠的一側(cè)配置處理水室302。清洗排液室301與膜濾筒1的清洗排液出口 303連通，從壓載原水通路103輸送的清洗排液可導(dǎo)入該清洗排液室301。第二歧管3與膜濾筒1的連接沒有特別限定，只要可拆裝即可，例如采用螺紋連接方法等，圖5的例子中采用螺紋連接與0形圈形成的密封。螺紋連接可以是直接螺紋連接的方式，也可以是使用輔助部件的螺紋連接的方式。另外，清洗排液室301在側(cè)壁中具備用于將清洗排液室301內(nèi)的清洗排液排出到外部的清洗排液排出口 304。處理水室302與來自壓載處理水集水管100的處理水出口 305連通，另外，還具備用于將導(dǎo)入處理水室302內(nèi)的處理水輸送至壓載艙(未圖示)的處理水排出口 306。處理水室302可以設(shè)置有用于將清洗排液排出到外部的排出口 307。該情況下，通過在上述清洗排液排出口 304處設(shè)置清洗排液排出管308，將該清洗排液排出管308與排出口 307連結(jié)，可以將清洗排液室301內(nèi)的清洗排液排出到外部。另外，圖示的例子中，在清洗排液室301的側(cè)壁中具備清洗排液排出口 304，但也可以在清洗排液室301的上壁或下壁設(shè)置清洗排液排出口 304，該情況下，不需要設(shè)置排出口 307及清洗排液排出管308。本發(fā)明中，通過上述特有的歧管構(gòu)造，在處理線上并列地設(shè)置多個膜濾筒而將其單元化，從而降低了壓力損失(圖6(a))。例如，與如日本特開2005-270810中公開的那樣的、相對于集管，通過各個配管連結(jié)多個膜濾筒的情況(圖6(b))相比較，配管數(shù)大幅減少。例如，根據(jù)本發(fā)明的歧管構(gòu)造連結(jié)六個膜濾筒的場合，配管數(shù)減少至1/6。從而，由于使用配管時產(chǎn)生的流體力學(xué)上、配管長度、配管的彎曲、配管徑的擴大或縮小等而產(chǎn)生的壓力損失被大幅減少，可以抑制原水泵的動力，從而能夠降低運轉(zhuǎn)成本。但是，優(yōu)選的歧管構(gòu)造不限定于上述，也可以是圖7及圖8中表示的方式。圖7表示歧管構(gòu)造的第二方式的剖面圖。在第二方式中，第一歧管2在長方體形狀的歧管主體200內(nèi)具備壓載原水室201 和處理水室204?？梢粤信e以下方式優(yōu)選壓載原水室201和處理水室204如圖示并排設(shè)置，更優(yōu)選與膜濾筒1相接地配置壓載原水室201，在離膜濾筒1遠的一側(cè)配置處理水室 204。壓載原水室201具備將取來的壓載原水導(dǎo)入的開口即壓載原水導(dǎo)入口 202。另外，壓載原水室201與上述膜濾筒1的壓載原水入口 203連通，可將壓載原水送到壓載原水通路103。第一歧管2與膜濾筒1的連接方法沒有特別限定，只要可拆裝即可，例如采用螺紋連接方法等，圖示的例子中采用螺紋連接與0形圈形成的密封。螺紋連接可以是直接螺紋連接的方式，也可以是使用輔助部件的螺紋連接的方式。壓載原水室201與壓載原水通路103的連接沒有特別限定，但優(yōu)選直接連接時可減少壓力損失。例如，如圖示，在壓載原水入口 203與設(shè)于壓載原水室201側(cè)壁的開口連通的情況下，優(yōu)選使壓載原水通路103朝向該開口而連通的方式。處理水室204具備可從壓載處理水集水管100導(dǎo)入處理水的處理水導(dǎo)入口 205和用于將處理水室204內(nèi)的處理水輸送至壓載艙(未圖示)的處理水排出口 206。處理水室204可以設(shè)置有用于將壓載原水導(dǎo)入壓載原水室201的導(dǎo)入口 207。該情況下，通過在上述壓載原水導(dǎo)入口 202處設(shè)置壓載原水導(dǎo)入管208，將該壓載原水導(dǎo)入管 208與導(dǎo)入口 207連結(jié)，可以將壓載原水導(dǎo)入到壓載原水室201。另外，圖示的例子中，在壓載原水室201的側(cè)壁中具備壓載原水導(dǎo)入口 202，但也可以在壓載原水室201的上壁或下壁設(shè)置壓載原水導(dǎo)入口 202，該情況下，不需要設(shè)置導(dǎo)入 Π 207。上述第二歧管3在長方體形狀的歧管主體300內(nèi)具備清洗排液室301。清洗排液室301設(shè)置成與膜濾筒1的清洗排液出口 303連通，從壓載原水通路103 輸送的清洗排液可導(dǎo)入該清洗排液室301。第二歧管3與膜濾筒1的連接方法沒有特別限定，只要可拆裝即可，例如采用螺紋連接方法等，圖示的例子中采用螺紋連接與0形圈產(chǎn)生的密封。螺紋連接可以是直接螺紋連接的方式，也可以是使用輔助部件的螺紋連接的方式。另外，清洗排液室301在側(cè)壁中具備用于將清洗排液室301內(nèi)的清洗排液排出到外部的清洗排液排出口 304。圖8是表示歧管構(gòu)造的第三方式的剖面圖。在第三方式中，第一歧管2在長方體形狀的歧管主體200內(nèi)具備壓載原水室201 和第一處理水室204。可以列舉出以下方式壓載原水室201和第一處理水室204優(yōu)選如圖示并排設(shè)置，更優(yōu)選與膜濾筒1相接地配置壓載原水室201，在離膜濾筒1遠的一側(cè)配置第一處理水室204。壓載原水室201具備將取來的壓載原水導(dǎo)入的開口即壓載原水導(dǎo)入口 202。另外，壓載原水室201與上述膜濾筒1的壓載原水入口 203連通，可將壓載原水送液到壓載原水通路103。第一歧管2與膜濾筒1的連接方法沒有特別限定，只要可拆裝即可，例如采用螺紋連接方法等，圖示的例子中采用螺紋連接與0形圈產(chǎn)生的密封。螺紋連接可以以直接螺紋連接的方式，也可以以使用輔助部件的螺紋連接的方式。壓載原水室201與壓載原水通路103的連接沒有特別限定，但優(yōu)選直接連接時可減少壓力損失。例如，如圖示，在壓載原水入口 203與設(shè)于壓載原水室201側(cè)壁的開口連通的情況下，優(yōu)選使壓載原水通路103向該開口連通的方式。第一處理水室204具備從壓載處理水集水管100可導(dǎo)入處理水的處理水導(dǎo)入口 205和用于將第一處理水室204內(nèi)的處理水輸送至壓載艙(未圖示)的處理水排出口 206。第一處理水室204可以設(shè)置有用于將壓載原水導(dǎo)入壓載原水室201的導(dǎo)入口 207。 在該情況下，通過在上述壓載原水導(dǎo)入口 202處設(shè)置壓載原水導(dǎo)入管208，將該壓載原水導(dǎo)入管208與導(dǎo)入口 207連結(jié)，可以將壓載原水導(dǎo)入壓載原水室201。另外，圖示的例子中，在壓載原水室201的側(cè)壁中具備壓載原水導(dǎo)入口 202，但也可以在壓載原水室201的上壁或下壁設(shè)置壓載原水導(dǎo)入口 202，該情況下，不需要設(shè)置導(dǎo)入 Π 207。上述第二歧管3在長方體形狀的歧管主體300內(nèi)具備清洗排液室301和第二處理水室302?？梢粤信e出以下方式優(yōu)選清洗排液室301和第二處理水室302如圖示并排設(shè)置，更優(yōu)選與膜濾筒1相接地配置清洗排液室301，在離膜濾筒1遠的一側(cè)配置第二處理水室 302。清洗排液室301與膜濾筒1的清洗排液出口 303連通，從壓載原水通路103輸送的清洗排液可導(dǎo)入該清洗排液室301。第二歧管3與膜濾筒1的連接沒有特別限定，只要可拆裝即可，例如采用螺紋連接方法等，圖示的例子中采用螺紋連接與0形圈形成的密封。螺紋連接可以是直接螺紋連接的方式，也可以是使用輔助部件的螺紋連接的方式。另外，清洗排液室301在側(cè)壁中具備用于將清洗排液室301內(nèi)的清洗排液排出到外部的清洗排液排出口 304。第二處理水室302具備可從壓載處理水集水管100導(dǎo)入處理水的處理水出口 305 和用于將第二處理水室302內(nèi)的處理水輸送至壓載艙(未圖示)的處理水排出口 306。第二處理水室302可以設(shè)置有用于將清洗排液排出到外部的排出口 307。該情況下，通過在上述清洗排液排出口 304處設(shè)置清洗排液排出管308，將該清洗排液排出管308 與排出口 307連接，可以將清洗排液室301內(nèi)的清洗排液排出到外部。
另外，圖示的例子中，在清洗排液室301的側(cè)壁中具備清洗排液排出口 304，但也可以在清洗排液室301的上壁或下壁設(shè)置清洗排液排出口 304，該情況下，不需要設(shè)置排出口 307及清洗排液排出管308。根據(jù)上述第三方式，可以將第一歧管2及第二歧管3形成同一部件，使裝置的成形變得容易。但是，在本發(fā)明中，對于膜濾筒，優(yōu)選并排地設(shè)置而具備在1日內(nèi)向壓載艙裝滿處理水所需要的個數(shù)。在處理時間T(天)的期間，對于向壓載艙裝滿處理水所需要的膜濾筒個數(shù)n，在將壓載艙容量設(shè)為Q (m3)、將平均1個膜濾筒的膜面積設(shè)為S (m2)、將初始通量(透過流束) 設(shè)為FciOii/天)、處理時間設(shè)為T (天)的情況下，用下面的公式表示。η = α · Q/ (S · F0 · Τ)因此，在1日內(nèi)裝滿處理水的情況，用下面的公式表示。η = α · Q/ (S · F0)α是修正全量過濾時的通量降低引起的處理量的降低及膜清洗時的處理量降低的系數(shù)，通常為1. 05 1. 30的范圍。例如，1個膜濾筒的膜面積使用38m2，初始通量使用1. 5m/天。壓載艙的容量為 20000m3時，在1日內(nèi)供給處理水的情況下，膜濾筒需要大約370 460個。這樣，在壓載水處理的情況下，需要并排設(shè)置大量的膜濾筒。在以利用現(xiàn)有配管的歧管構(gòu)造并排設(shè)置的情況下，配管產(chǎn)生的壓力損失大，因此在應(yīng)用進一步使壓力損失增大的全量過濾的方面還留有問題。與此相對，利用上述特有的歧管構(gòu)造減少的壓力損失，依據(jù)減少的配管數(shù)而變得巨大，使得可以更實用地施行壓力損失大的全量過濾。另外，使用上述特有的歧管構(gòu)造的場合，通過形成下面說明的膜單元集合體，來進一步實現(xiàn)壓力損失。圖9是表示具備膜單元集合體的壓載水處理設(shè)備的一個例子的圖。5為膜單元集合體，通過以棚段狀嵌入多個膜單元4而構(gòu)成。在此，膜單元4使用圖4表示的方式。對于各個膜單元4，使長方體形狀的歧管下側(cè)面與膜單元載置部位接觸而載置成棚段狀。另外，各個膜單元4中，膜濾筒1以將兩端支承于歧管的狀態(tài)存在。上述膜單元載置部位可以是利用L字型等角鐵形成的框架，也可以是其它膜單元所具有的歧管上側(cè)面。這樣，通過形成膜單元集合體，可以使多個膜單元密集，用于將各個膜單元與集水管連結(jié)的配管也可以是短配管，因此進一步減少配管引起的壓力損失。另外，當然，以上說明的壓力損失的降低效果不只是在全量過濾時，在膜清洗時也可獲得。
權(quán)利要求
1.一種使用壓載水處理用膜濾筒的壓載水處理方法，其交替進行膜處理和膜清洗，所述膜處理是將壓載原水供給到具備螺旋膜模塊而形成的膜濾筒中來獲得處理水，其特征在于，在所述膜處理時，以死端方式進行全量過濾而獲得膜處理水，接著，在所述膜清洗時，利用壓載原水的膜面平行流對膜表面進行清洗。
2.如權(quán)利要求1所述的使用壓載水處理用膜濾筒的壓載水處理方法，其特征在于，在所述膜清洗時，在利用壓載原水的膜面平行流對膜表面進行清洗的同時不會獲得膜處理水。
3.如權(quán)利要求1所述的使用壓載水處理用膜濾筒的壓載水處理方法，其特征在于，在所述膜清洗時，在利用壓載原水的膜面平行流對膜表面進行清洗的同時獲得膜處理水。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項所述的使用壓載水處理用膜濾筒的壓載水處理方法，其特征在于，由定時器進行利用全量過濾的膜處理和利用膜面平行流的膜清洗的切換。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項所述的使用壓載水處理用膜濾筒的壓載水處理方法，其特征在于，具有用于在1日內(nèi)向壓載艙裝滿處理水所需要的個數(shù)的膜濾筒。
全文摘要
本發(fā)明提供一種壓載水處理方法，其使用可在短時間內(nèi)向壓載艙供給大量壓載處理水的壓載水處理用膜濾筒。該壓載水處理方法使用壓載水處理用膜濾筒，其將壓載原水(10)供給到具備螺旋膜模塊的膜濾筒(1)并交替進行獲得處理水的膜處理和膜清洗。在所述膜處理時，以死端方式進行全量過濾而獲得膜處理水。接著是膜清洗，在所述膜清洗時，通過壓載原水的膜面平行流對膜表面進行清洗。
文檔編號B01D65/02GK102548908SQ20108004360
公開日2012年7月4日 申請日期2010年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月2日
發(fā)明者佐野利夫, 山崎俊祐, 齋藤憲一, 長拓治 申請人:三井造船株式會社, 湯淺薄膜系統(tǒng)株式會社