JP2000271455A

JP2000271455A - スパイラル型膜エレメントおよびスパイラル型膜モジュールの運転方法および洗浄方法

Info

Publication number: JP2000271455A
Application number: JP11125232A
Authority: JP
Inventors: Tetsuro Adachi; 哲朗安達; Masaaki Ando; 雅明安藤; Hajime Hisada; 肇久田
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1999-01-22
Filing date: 1999-04-30
Publication date: 2000-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】低コスト化が可能でかつ洗浄が容易で信頼性
の高いスパイラル型膜エレメントおよびスパイラル型膜
モジュールの運転方法を提供することである。【解決手段】スパイラル型膜エレメント１は、集水管
２の外周面に独立または連続した複数の封筒状膜３が原
水スペーサ４を介して巻回されてなるスパイラル状膜要
素１ａを分離膜９で被覆し、さらに外周部流路材５で被
覆することにより構成される。運転時には、圧力容器１
０の原水入口１３から導入された原水５１が、スパイラ
ル型膜エレメント１の少なくとも外周部側から分離膜９
を透過し、原水スペーサ４に沿って封筒状膜３間に浸入
する。一方、供給された原水５１のうち、一部の原水は
スパイラル型膜エレメント１の外周部に沿って軸方向に
流れた後、原水出口１５から外部に排出され、再び原液
タンク１００に戻される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、低圧逆浸透膜分離
装置、限外濾過装置、精密濾過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スパイラル型
膜モジュールの運転方法および洗浄方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、浄水技術へ膜分離技術が適用され
るとともに、海水淡水化等で用いられる逆浸透膜分離シ
ステムの前処理として膜分離技術が適用されつつある。
このような膜分離に使用される膜の種類としては、高透
過水量が得られる精密濾過膜や限外濾過膜が多く使用さ
れているが、最近、１０ｋｇｆ／ｃｍ²以下の超低圧力
で高透過水量が得られる逆浸透膜も開発されてきた。

【０００３】また、膜分離に使用されるスパイラル型膜
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）の点から中空糸膜エレメントが多く使用さ
れている。しかしながら、中空糸膜エレメントは、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。

【０００４】一方、膜面積を多くとれるスパイラル型膜
エレメントの形態としてスパイラル型膜エレメントがあ
る。このスパイラル型膜エレメントは、中空糸膜エレメ
ントと比較すると、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。

【０００５】図１５は従来のスパイラル型膜エレメント
の一部切欠き斜視図であり、図１６は従来のスパイラル
型膜エレメントの外観斜視図である。

【０００６】図１５に示すように、スパイラル型膜エレ
メント２１は、透過水スペーサ（透過液流路材）２５の
両面に分離膜２６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）２３を形成し、その封筒状膜２
３の開口部を有孔中空管からなる集水管２２に取り付
け、ネット状（網状）の原水スペーサ２４（原水液路
材）とともに集水管２２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。

【０００７】原水スペーサ２４は、封筒状膜２３間に原
水が通る流路を形成するために設けられる。原水スペー
サ２４の厚みが小さいと、分離膜２６の充填効率は高く
なるが、懸濁物質による詰まりが生じる。そのため、通
常、原水スペーサ２４の厚みは約０．７ｍｍ〜３．０ｍ
ｍに設定される。

【０００８】なお、河川水のように懸濁物質を多く含む
原水を処理するためにジグザグ状の波板状原水スペーサ
（いわゆるコルゲートスペーサ）を用いたスパイラル型
膜エレメントがすでに公知となっている。

【０００９】図１６に示すように、スパイラル型膜エレ
メント２１の外周面は、ＦＲＰ（繊維強化プラスチッ
ク）、収縮チューブ等からなる外装材２７で被覆され、
両端部にはアンチテレスコープと呼ばれるパッキンホル
ダ２８がそれぞれ取り付けられている。

【００１０】図１７は従来のスパイラル型膜エレメント
の運転方法の一例を示す断面図である。図１７に示すよ
うに、圧力容器（耐圧容器）３０は、筒形ケース３１お
よび１対の端板３２ａ，３２ｂにより構成される。一方
の端板３２ａには原水入口３３が形成され、他方の端板
３２ｂには濃縮水出口３５が形成されている。また、他
方の端板３２ｂの中央部には透過水出口３４が設けられ
ている。

【００１１】外周面の一端部近傍にパッキン３７が取り
付けられたスパイラル型膜エレメント２１を筒形ケース
３１内に装着し、筒形ケース３１の両方の開口端をそれ
ぞれ端板３２ａ，３２ｂで封止する。集水管２２の一方
の開口端は端板３２ｂの透過水出口３４に嵌合され、他
方の開口端にはエンドキャップ３６が装着される。

【００１２】スパイラル型膜エレメント２１の運転時に
は、原水５１を圧力容器３０の原水入口３３から第１の
液室３８内に導入する。図１７に示すように、原水５１
は、スパイラル型膜エレメント２１の一方の端面側から
供給される。この原水５１は原水スペーサ２４に沿って
軸方向に流れ、スパイラル型膜エレメント２１の他方の
端面側から濃縮水５３として排出される。原水５１が原
水スペーサ２４に沿って流れる過程で分離膜２６を透過
した透過水５２が透過水スペーサ２５に沿って集水管２
２の内部に流れ込み、集水管２２の端部から排出され
る。

【００１３】その透過水５２は、図１７の圧力容器３０
の透過水出口３４から外部へ取り出される。また、濃縮
水５３は、圧力容器３０内の第２の液室３９から濃縮水
出口３５を通して外部へ取り出される。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】スパイラル型膜エレメ
ントを運転すると、原水中の濁質物質により膜の目詰ま
りが生じ、膜流束が低下する。そのため、薬品洗浄等を
行って目詰まりを取り除き、膜流束を回復させるが、薬
品洗浄に要する手間およびコストが問題となる。そこ
で、目詰まりが生じないように、例えば中空糸膜エレメ
ントでは、透過水または空気による逆流洗浄が定期的に
行われる。

【００１５】しかし、従来のスパイラル型膜エレメント
２１では、逆流洗浄を行うと次のような問題が生じる。

【００１６】図１８は従来のスパイラル型膜エレメント
における逆流洗浄動作を示す一部切欠き斜視図である。
図１８に示すように、透過水５２が集水管２２の端部か
ら導入される。集水管２２に巻回された封筒状膜２３の
外周面が外装材２７で被覆されているので、集水管２２
の外周面から導出された透過水５２は、封筒状膜２３を
透過して原水スペーサ２４に沿ってスパイラル型膜エレ
メント２１の内部を軸方向に流れ、スパイラル型膜エレ
メント２１の端部から排出される。そのため、逆流洗浄
を行っても、膜の目詰まりの原因となっている濁質物質
等の汚染物質が、スパイラル型膜エレメント２１の端部
から排出されるまでに原水スペーサ２４に捕捉されやす
く、十分に除去されないという問題がある。

【００１７】また、図１７の圧力容器３０の筒形ケース
３１の内周面とスパイラル型膜エレメント２１との間に
存在する空隙がデッドスペースＳとなり、流体の滞溜
（液溜まり）が生じる。スパイラル型膜エレメント２１
を長期間使用すると、デッドスペースに滞溜している流
体が変成を起こす。特に、流体が有機物を含有する液体
である場合には、微生物等の雑菌が繁殖し、この雑菌が
有機物を分解して悪臭を発生したり、分離膜を分解して
しまうことがあり、信頼性の低下につながる。

【００１８】さらに、従来のスパイラル型膜エレメント
２１では、原水がスパイラル型膜エレメント２１の一端
部から供給され、他端部から排出されるので、集水管２
２に巻回された封筒状膜２３が竹の子状に変形すること
を防止するために、パッキンホルダ２８が必要となる。
また、原水スペーサ２４による圧力損失および目詰まり
による圧力損失によって原水流入側と濃縮水出口側との
間に圧力差が生じ、スパイラル型膜エレメント２１に変
形が生じる。この変形を防止するために、集水管２２に
巻回された封筒状膜２３の外周面をＦＲＰ、収縮チュー
ブ等の外装材２７で被覆している。これらにより、部品
コストおよび製造コストが高くなる。

【００１９】また、原水中の汚染物質によるケークの形
成を防ぐために十分な膜面線速を得ることが必要であ
り、そのためには十分な濃縮側流量が必要となる。濃縮
側流量を大きくすると、スパイラル型膜エレメント当た
りの回収率が低くなる上、原水を供給するポンプが大き
いものとなり、システムコストも非常に大きくなる。

【００２０】本発明の目的は、低コスト化が可能でかつ
洗浄が容易で信頼性の高いスパイラル型膜エレメントお
よびスパイラル型膜モジュールの運転方法を提供するこ
とである。

【００２１】本発明の他の目的は、スパイラル型膜エレ
メントに捕捉された汚染物質を容易にかつ確実に除去す
ることができる洗浄方法を提供することである。

【００２２】

【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
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独立または連続した複数の封筒状膜
が原液流路材を介して巻回されてなるスパイラル状膜要
素を含み、スパイラル状膜要素の外周部が液体透過性材
料で覆われ、液体透過性材料の外周面側が全体的または
部分的に外周部流路材で覆われたスパイラル型膜エレメ
ントの運転方法であって、運転時に、スパイラル型膜エ
レメントの少なくとも外周部側から原液を供給し、有孔
中空管の少なくとも一方の開口端から透過液を取り出
し、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、有孔中空管の外周面から導出される
洗浄液をスパイラル型膜エレメントの少なくとも外周部
から排出させるものである。

【００２３】本発明に係るスパイラル型膜エレメントの
運転方法によれば、運転時に、原液がスパイラル型膜エ
レメントの少なくとも外周部側から供給される。この場
合、汚染物質がスパイラル型膜エレメントの少なくとも
外周部で捕捉される。

【００２４】有孔中空管の少なくとも一方の開口端から
洗浄液を導入すると、有孔中空管の外周面から導出され
る洗浄液が、封筒状膜を透過して原液流路材に沿って流
れ、スパイラル型膜エレメントの少なくとも外周部から
排出される。それにより、スパイラル型膜エレメントの
膜面および少なくとも外周部に捕捉された汚染物質がス
パイラル型膜エレメントから剥離する。スパイラル型膜
エレメントは、液体透過性材料および外周部流路材によ
り外周部での封筒状間の拡がりが防止されているので、
逆流洗浄時に、スパイラル型膜エレメントの膜面および
少なくとも外周部に付着した汚染物質を系外に排出する
ための流路が確保されている。このため、剥離した汚染
物質は洗浄液とともに外部へ排出される。したがって、
スパイラル型膜エレメントの膜面および少なくとも外周
部に捕捉された汚染物質を均一に除去することができ、
運転時に常に一定した透過液量を維持することが可能と
なる。

【００２５】また、スパイラル型膜エレメントと圧力容
器との間の空隙部にデッドスペースが形成されないの
で、スパイラル型膜エレメントと圧力容器との間の空隙
部において流体の滞溜が生じない。したがって、有機物
を含有する流体の分離に使用した場合でも、微生物等の
雑菌の繁殖、有機物の分解による悪臭の発生、分離膜の
分解等の問題が起こらず、高い信頼性が得られる。

【００２６】さらに、スパイラル型膜エレメントの少な
くとも外周部側から原液が供給され、スパイラル型膜エ
レメントに全方向から圧力が加わり、軸方向に変位を起
こさせるような圧力が加わらないので、有孔中空管に巻
回された封筒状膜が竹の子状に変形することがない。そ
れにより、パッキンホルダが不要となり、外装材も不要
であるので、部品コストおよび製造コストが低減され
る。また、原液を供給するポンプに大きなものを用いる
ことなく、高い回収率が得られる。それにより、システ
ムコストが低減される。

【００２７】また、スパイラル型膜エレメントに全方向
から圧力が加わるので、原液の供給圧力を高くしてもス
パイラル型膜エレメントの変形が生じない。したがっ
て、高い耐圧性が得られる。

【００２８】第２の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独立または連続
した複数の封筒状膜が原液流路材を介して巻回されてな
るスパイラル状膜要素を含み、スパイラル状膜要素の外
周部が液体透過性材料で覆われ、液体透過性材料の外周
面側が全体的または部分的に外周部流路材で覆われたス
パイラル型膜エレメントの運転方法であって、スパイラ
ル型膜エレメントの少なくとも外周部側から原液を供給
して全量濾過を行い、有孔中空管の少なくとも一方の開
口端から透過液を取り出すものである。

【００２９】本発明に係るスパイラル型膜エレメントの
運転方法によれば、原液がスパイラル型膜エレメントの
少なくとも外周部側から供給され、全量濾過が行われ
る。この場合、汚染物質がスパイラル型膜エレメントの
膜面および少なくとも外周部で捕捉され、供給された原
液を透過液として理論上１００％の回収率で回収するこ
とが可能となる。

【００３０】また、全量濾過によりスパイラル型膜エレ
メントと圧力容器との間の空隙部にデッドスペースが形
成されないので、スパイラル型膜エレメントと圧力容器
との間の空隙部において流体の滞溜が生じない。したが
って、有機物を含有する流体の分離に使用した場合で
も、微生物等の雑菌の繁殖、有機物の分解による悪臭の
発生、分離膜の分解等の問題が起こらず、高い信頼性が
得られる。

【００３１】さらに、スパイラル型膜エレメントの少な
くとも外周部側から原液が供給され、スパイラル型膜エ
レメントに全方向から圧力が加わり、軸方向に変位を起
こさせるような圧力が加わらないので、有孔中空管に巻
回された封筒状膜が竹の子状に変形することがない。そ
れにより、パッキンホルダが不要となり、外装材も不要
であるので、部品コストおよび製造コストが低減され
る。また、全量濾過が行われるので、原液を供給するポ
ンプに大きなものを用いることなく高い回収率が得られ
るとともに、設備の規模を小さくすることが可能にな
る。それにより、システムコストが低減される。

【００３２】また、スパイラル型膜エレメントに全方向
から圧力が加わるので、原液の供給圧力を高くしてもス
パイラル型膜エレメントの変形が生じない。したがっ
て、高い耐圧性が得られる。

【００３３】本発明に係るスパイラル型膜エレメントの
運転方法は、濁度（汚染物質の含有率）の低い原液を処
理する場合に、特に有効である。

【００３４】第３の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独立または連続
した複数の封筒状膜が原液流路材を介して巻回されてな
るスパイラル状膜要素を含み、スパイラル状膜要素の外
周部が液体透過性材料で覆われ、液体透過性材料の外周
面側が全体的または部分的に外周部流路材で覆われたス
パイラル型膜エレメントの運転方法であって、スパイラ
ル型膜エレメントの少なくとも外周部側から原液を供給
するとともに、常時または定期的に一部の原液をスパイ
ラル型膜エレメントの外周部に沿って軸方向に流し、有
孔中空管の少なくとも一方の開口端から透過液を取り出
すものである。

【００３５】本発明に係るスパイラル型膜エレメントの
運転方法によれば、原液がスパイラル型膜エレメントの
少なくとも外周部側から供給され、濾過が行われる。こ
の場合、汚染物質がスパイラル型膜エレメントの少なく
とも外周部で捕捉される。ここで、スパイラル型膜エレ
メントの外周部に沿って常時または定期的に軸方向に原
液の流れを形成することにより、原液中の汚染物質がス
パイラル型膜エレメントの少なくとも外周部に付着する
ことを抑制することが可能になる。それにより、安定し
た運転を長期間行うことが可能となる。

【００３６】また、スパイラル型膜エレメントと圧力容
器との間の空隙部において軸方向に原液の流れを形成す
るために、デッドスペースが形成されず、スパイラル型
膜エレメントと圧力容器との間の空隙部において流体の
滞溜が生じない。したがって、有機物を含有する流体の
分離に使用した場合でも、微生物等の雑菌の繁殖、有機
物の分解による悪臭の発生、分離膜の分解等の問題が起
こらず、高い信頼性が得られる。

【００３７】さらに、スパイラル型膜エレメントの少な
くとも外周部側から原液が供給され、スパイラル型膜エ
レメントに全方向から圧力が加わり、軸方向に変位を起
こさせるような圧力が加わらないので、有孔中空管に巻
回された封筒状膜が竹の子状に変形することがない。そ
れにより、パッキンホルダが不要となり、外装材も不要
であるので、部品コストおよび製造コストが低減され
る。また、原液を供給するポンプに大きなものを用いる
ことなく、高い回収率が得られる。それにより、システ
ムコストが低減される。

【００３８】また、スパイラル型膜エレメントに全方向
から圧力が加わるので、原液の供給圧力を高くしてもス
パイラル型膜エレメントの変形が生じない。したがっ
て、高い耐圧性が得られる。

【００３９】本発明に係るスパイラル型膜エレメントの
運転方法は、濁度（汚染物質の含有率）の高い原液を処
理する場合に、特に有効である。

【００４０】さらに、一部の原液を再び供給側に戻して
もよい。この場合においては、一部の原液をスパイラル
型膜エレメントの外周部に沿って軸方向に常時または定
期的に流すため、スパイラル型膜エレメントの少なくと
も外周部に原液中の汚染物質が付着するのを抑制するこ
とが可能になる。

【００４１】また、外部へ排出した原液を循環させるた
め、供給した原液を透過液として理論上１００％の回収
率で回収することが可能になる。

【００４２】上記のスパイラル型膜エレメントの運転方
法は、濁度の高い原液から高い回収率で透過液を得る場
合に、特に有効である。

【００４３】また、第２および第３の発明に係るスパイ
ラル型膜エレメントの運転方法において、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、有孔中空管の外周面から導出される洗浄液をスパイ
ラル型膜エレメントの少なくとも外周部から排出させて
もよい。

【００４４】有孔中空管の少なくとも一方の開口端から
洗浄液を導入すると、有孔中空管の外周面から導出され
る洗浄液が、封筒状膜を透過して原液流路材に沿って流
れ、スパイラル型膜エレメントの少なくとも外周部から
排出される。それにより、スパイラル型膜エレメントの
膜面および少なくとも外周部に捕捉された汚染物質がス
パイラル型膜エレメントから剥離する。スパイラル型膜
エレメントは、液体透過性材料および外周部流路材によ
り外周部での封筒状間の拡がりが防止されているので、
逆流洗浄時に、スパイラル型膜エレメントの膜面および
少なくとも外周部に付着した汚染物質を系外に排出する
ための流路が確保されている。このため、剥離した汚染
物質は洗浄液とともに外部へ排出される。したがって、
スパイラル型膜エレメントの膜面および少なくとも外周
部に捕捉された汚染物質を均一に除去することができ、
運転時に常に一定した透過液量を維持することが可能と
なる。

【００４５】洗浄時に、洗浄液をスパイラル型膜エレメ
ントの少なくとも外周部から排出した後、スパイラル型
膜エレメントの外周部に沿って軸方向に原液を流すこと
が好ましい。これにより、スパイラル型膜エレメントの
少なくとも外周部に付着した汚染物質を容易に剥離させ
ることができるとともに、スパイラル型膜エレメントか
ら剥離した汚染物質を容易にかつ確実に系外に排出する
こができる。

【００４６】または、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する前に、スパイラル型膜エレメ
ントの外周部に沿って軸方向に原液を流すことが好まし
い。この場合にも、スパイラル型膜エレメントの外周部
に付着した汚染物質を容易に剥離させることができると
ともに、スパイラル型膜エレメントから剥離した汚染物
質を容易にかつ確実に系外へ排出することができる。

【００４７】あるいは、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するのと並行して、スパイラル
型膜エレメントの外周部に沿って軸方向に原液を流すこ
とが好ましい。この場合にも、スパイラル型膜エレメン
トの外周部に付着した汚染物質を容易に剥離させること
ができるとともに、スパイラル型膜エレメントから剥離
した汚染物質を容易にかつ確実に系外へ排出することが
できる。

【００４８】特に、液体透過性材料が分離膜であっても
よい。この場合、原液がスパイラル型膜エレメントの少
なくとも外周部側から供給され、かつスパイラル状膜要
素の外周部が分離膜で覆われているので、汚染物質がス
パイラル型膜エレメントの少なくとも外周部の分離膜で
捕捉される。したがって、例えば透過水等による逆流洗
浄で汚染物質を均一に除去することが可能となる。

【００４９】また、外周部の分離膜の孔径よりも小さい
汚染物質のみがスパイラル状膜要素の封筒状膜間に侵入
するので、封筒状膜の負荷が減少し、長期間安定した運
転が可能となる。

【００５０】特に、分離膜が精密濾過膜であってもよ
い。この場合、精密濾過膜の孔径よりも大きな汚染物質
がスパイラル状膜要素の外周部で捕捉され、スパイラル
状膜要素の内部に侵入しない。

【００５１】また、分離膜が限外濾過膜であってもよ
い。この場合、限外濾過膜の孔径よりも大きな汚染物質
がスパイラル状膜要素の外周部で捕捉され、スパイラル
状膜要素の内部に侵入しない。

【００５２】また、液体透過性材料がネットであっても
よい。この場合、スパイラル状膜要素の外周部に捕捉さ
れた汚染物質により逆流洗浄時に生じる逆圧が大きくな
っても、外周部のネットによりスパイラル状膜要素の膨
らみが防止され、封筒状膜間の間隔が大きくならない。
したがって、封筒状膜の膨らみによる膜の破損が防止さ
れ、原液中の汚染物質が透過液中に漏れ出ることがなく
なる。

【００５３】ネットは合成樹脂からなってもよく、ある
いは、ネットが金属からなってもよい。

【００５４】ネットは３メッシュ以上２００メッシュ以
下であることが好ましい。それにより、逆流洗浄時の逆
圧によるスパイラル状膜要素の膨らみを確実に抑えるこ
とができるとともに、運転時に外周部側からスパイラル
状膜要素内の封筒状膜間に原液を十分に供給することが
できる。

【００５５】スパイラル状膜要素の外周部のネットの所
定箇所が円周方向に沿って樹脂で補強されてもよい。そ
れにより、逆流洗浄時に高い逆圧が生じても、外周部の
ネットによりスパイラル状膜要素の膨らみが確実に防止
される。

【００５６】封筒状膜内に挿入された透過液流路材が封
筒状膜の外周部側の側部から外部へ延長され、透過液流
路材の延長された部分がネットとしてスパイラル状膜要
素の外周面に巻回されてもよい。

【００５７】この場合、追加の部品コストを抑えつつ逆
流洗浄時の逆圧によるスパイラル状膜要素の膨らみを防
止することができる。

【００５８】特に、外周部流路材の厚みは０．６ｍｍ以
上３０ｍｍ以下であることが好ましい。これにより、圧
力容器に対するスパイラル型膜エレメントの容積効率を
大きく保ちつつ、逆流洗浄時にスパイラル型膜エレメン
トの少なくとも外周部に付着した汚染物質を系外に排出
することが可能となる。

【００５９】外周部流路材は、原液が有孔中空管の軸方
向とほぼ平行な方向にほぼ直線状に流れるように配設さ
れることが好ましい。これにより、スパイラル型膜エレ
メントの逆流洗浄時に、スパイラル型膜エレメントの外
周部に付着した汚染物質を原液により小さな圧力損失で
有孔中空管の軸方向とほぼ平行な方向にほぼ直線状に押
し流すことができる。したがって、スパイラル型膜エレ
メントの外周部に付着した汚染物質を容易にかつ確実に
系外に排出することが可能となる。

【００６０】外周部流路材はネット状流路材からなって
もよい。この場合、ネット状流路材によりスパイラル型
膜エレメントの外周部が十分に保護されるとともにスパ
イラル型膜エレメントの外周部での封筒状膜間の拡がり
が防止される。しかも、原液がスパイラル型膜エレメン
トの外周部からネット状流路材を通過して封筒状膜の間
に容易に浸入することができる。したがって、スパイラ
ル型膜エレメントのハンドリング性がより向上するとと
もに、原液を封筒状膜間に効率良く供給し、かつ汚染物
質をスパイラル型膜エレメントの外周部で確実に捕捉す
ることが可能となる。

【００６１】また、洗浄液として透過液を用いてもよ
い。第４の発明に係るスパイラル型膜エレメントの洗浄
方法は、有孔中空管の外周面に独立または連続した複数
の封筒状膜が原液流路材を介して巻回されてなるスパイ
ラル状膜要素を含み、スパイラル状膜要素の外周部が液
体透過性材料で覆われ、液体透過性材料の外周面側が全
体的または部分的に外周部流路材で覆われたスパイラル
型膜エレメントの洗浄方法であって、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、有孔中空管の
外周面から導出される洗浄液をスパイラル型膜エレメン
トの少なくとも外周部から排出させるものである。

【００６２】上記のスパイラル型膜エレメントにおいて
は、少なくとも外周部が外装材で被覆されずに開放状態
にされているため、原液をスパイラル型膜エレメントの
少なくとも外周部側から供給し、濾過を行うことができ
る。この場合、汚染物質がスパイラル型膜エレメントの
少なくとも外周部で捕捉される。

【００６３】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すると、有孔中空管の外周面か
ら導出される洗浄液が、封筒状膜を透過して原液流路材
に沿って流れ、スパイラル型膜エレメントの少なくとも
外周部から排出される。それにより、スパイラル型膜エ
レメントの膜面および少なくとも外周部に捕捉された汚
染物質がスパイラル型膜エレメントから剥離し、洗浄液
とともに系外に排出される。したがって、スパイラル型
膜エレメントの膜面および少なくとも外周部に捕捉され
た汚染物質を均一に除去することができる。

【００６４】洗浄液をスパイラル型膜エレメントの少な
くとも外周部から排出した後、スパイラル型膜エレメン
トの外周部に沿って軸方向に原液を流すことが好まし
い。これにより、スパイラル型膜エレメントの外周部に
付着した汚染物質を容易に剥離させることができるとと
もに、スパイラル型膜エレメントから剥離した汚染物質
を容易にかつ確実に系外に排出することが可能となる。

【００６５】または、スパイラル型膜エレメントの外周
部に沿って軸方向に原液を流した後、洗浄液を有孔中空
管に導入することが好ましい。この場合にも、スパイラ
ル型膜エレメントの外周部に付着した汚染物質を容易に
剥離させることができるとともに、スパイラル型膜エレ
メントから剥離した汚染物質を容易にかつ確実に系外に
排出することが可能となる。

【００６６】あるいは、洗浄液を有孔中空管に導入する
のと並行して、スパイラル型膜エレメントの外周部に沿
って軸方向に原液を流してもよい。この場合にも、スパ
イラル型膜エレメントの外周部に付着した汚染物質を容
易に剥離させることができるとともに、スパイラル型膜
エレメントから剥離した汚染物質を容易にかつ確実に系
外に排出することが可能となる。

【００６７】第５の発明に係るスパイラル型膜モジュー
ルの運転方法は、１または複数のスパイラル型膜エレメ
ントが原液入口および原液出口を有する圧力容器内に収
容されてなるスパイラル型膜モジュールの運転方法であ
って、スパイラル型膜エレメントは、有孔中空管の外周
面に独立または連続した複数の封筒状膜が原液流路材を
介して巻回されてなるスパイラル状膜要素を含み、スパ
イラル状膜要素の外周部が液体透過性材料で覆われ、液
体透過性材料の外周面側が全体的または部分的に外周部
流路材で覆われ、運転時に、圧力容器の原液入口を通し
てスパイラル型膜エレメントの少なくとも外周部側から
原液を供給し、有孔中空管の少なくとも一方の開口端か
ら透過液を取り出し、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、有孔中空管の外周
面から導出される洗浄液をスパイラル型膜エレメントの
少なくとも外周部側から排出させ、原液入口または原液
出口から圧力容器の外部へ取り出すものである。

【００６８】本発明に係るスパイラル型膜モジュールの
運転方法によれば、運転時に、原液がスパイラル型膜エ
レメントの少なくとも外周部側から供給される。この場
合、汚染物質がスパイラル型膜エレメントの少なくとも
外周部で捕捉される。

【００６９】スパイラル型膜モジュールにおいて、スパ
イラル型膜エレメントの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すると、有孔中空管の外周面か
ら導出される洗浄液が、封筒状膜を透過して原液流路材
に沿って流れ、スパイラル型膜エレメントの少なくとも
外周部から排出される。それにより、スパイラル型膜エ
レメントの膜面および少なくとも外周部に捕捉された汚
染物質がスパイラル型膜エレメントから剥離する。スパ
イラル型膜エレメントは、液体透過性材料および外周部
流路材により外周部での封筒状間の拡がりが防止されて
いるので、逆流洗浄時に、スパイラル型膜エレメントの
膜面および少なくとも外周部に付着した汚染物質を系外
に排出するための流路が確保されている。このため、剥
離した汚染物質は洗浄液とともにスパイラル型膜モジュ
ールの外部へ排出される。したがって、スパイラル型膜
エレメントの膜面および少なくとも外周部に捕捉された
汚染物質を均一に除去することができ、運転時に常に一
定した透過液量を維持することが可能となる。

【００７０】また、スパイラル型膜エレメントと圧力容
器との間の空隙部にデッドスペースが形成されないの
で、スパイラル型膜エレメントと圧力容器との間の空隙
部において流体の滞溜が生じない。したがって、有機物
を含有する流体の分離に使用した場合でも、微生物等の
雑菌の繁殖、有機物の分解による悪臭の発生、分離膜の
分解等の問題が起こらず、高い信頼性が得られる。

【００７１】さらに、スパイラル型膜エレメントの少な
くとも外周部側から原液が供給され、スパイラル型膜エ
レメントに全方向から圧力が加わり、軸方向に変位を起
こさせるような圧力が加わらないので、有孔中空管に巻
回された封筒状膜が竹の子状に変形することがない。そ
れにより、パッキンホルダが不要となり、外装材も不要
であるので、部品コストおよび製造コストが低減され
る。また、原液を供給するポンプに大きなものを用いる
ことなく、高い回収率が得られる。それにより、システ
ムコストが低減される。

【００７２】また、スパイラル型膜エレメントに全方向
から圧力が加わるので、原液の供給圧力を高くしてもス
パイラル型膜エレメントの変形が生じない。したがっ
て、高い耐圧性が得られる。

【００７３】第６の発明に係るスパイラル型膜モジュー
ルの運転方法は、１または複数のスパイラル型膜エレメ
ントが原液入口を有する圧力容器内に収容されてなるス
パイラル型膜モジュールの運転方法であって、スパイラ
ル型膜エレメントは、有孔中空管の外周面に独立または
連続した複数の封筒状膜が原液流路材を介して巻回され
てなるスパイラル状膜要素を含み、スパイラル状膜要素
の外周部が液体透過性材料で覆われ、液体透過性材料の
外周面側が全体的または部分的に外周部流路材で覆わ
れ、圧力容器の原液入口を通じてスパイラル型膜エレメ
ントの少なくとも外周部側から原液を供給して全量濾過
を行い、有孔中空管の少なくとも一方の開口端から透過
液を取り出すものである。

【００７４】本発明に係るスパイラル型膜モジュールの
運転方法によれば、原液がスパイラル型膜エレメントの
少なくとも外周部側から供給され、全量濾過が行われ
る。この場合、汚染物質がスパイラル型膜エレメントの
少なくとも外周部で捕捉され、供給された原液を透過液
として理論上１００％の回収率で回収することが可能と
なる。

【００７５】また、全量濾過によりスパイラル型膜エレ
メントと圧力容器との間の空隙部にデッドスペースが形
成されないので、スパイラル型膜エレメントと圧力容器
との間の空隙部において流体の滞溜が生じない。したが
って、有機物を含有する流体の分離に使用した場合で
も、微生物等の雑菌の繁殖、有機物の分解による悪臭の
発生、分離膜の分解等の問題が起こらず、高い信頼性が
得られる。

【００７６】さらに、スパイラル型膜エレメントの少な
くとも外周部側から原液が供給され、スパイラル型膜エ
レメントに全方向から圧力が加わり、軸方向に変位を起
こさせるような圧力が加わらないので、有孔中空管に巻
回された封筒状膜が竹の子状に変形することがない。そ
れにより、パッキンホルダが不要となり、外装材も不要
であるので、部品コストおよび製造コストが低減され
る。また、全量濾過が行われるので、原液を供給するポ
ンプに大きなものを用いることなく高い回収率が得られ
るとともに、設備の規模を小さくすることが可能にな
る。それにより、システムコストが低減される。

【００７７】また、スパイラル型膜エレメントに全方向
から圧力が加わるので、原液の供給圧力を高くしてもス
パイラル型膜エレメントの変形が生じない。したがっ
て、高い耐圧性が得られる。

【００７８】本発明に係るスパイラル型膜モジュールの
運転方法は、濁度（汚染物質の含有率）の低い原液を処
理する場合に、特に有効である。

【００７９】第７の発明に係るスパイラル型膜モジュー
ルの運転方法は、１または複数のスパイラル型膜エレメ
ントが原液入口および原液出口を有する圧力容器内に収
容されてなるスパイラル型膜モジュールの運転方法であ
って、スパイラル型膜エレメントは、有孔中空管の外周
面に独立または連続した複数の封筒状膜が原液流路材を
介して巻回されてなるスパイラル状膜要素を含み、スパ
イラル状膜要素の外周部が液体透過性材料で覆われ、液
体透過性材料の外周面側が全体的または部分的に外周部
流路材で覆われ、圧力容器の原液入口を通じてスパイラ
ル型膜エレメントの少なくとも外周部側から原液を供給
するとともに、常時または定期的に一部の原液をスパイ
ラル型膜エレメントの外周部に沿って軸方向に流して原
液入口から圧力容器の外部へ取り出し、有孔中空管の少
なくとも一方の開口端から透過液を取り出すものであ
る。

【００８０】本発明に係るスパイラル型膜モジュールの
運転方法によれば、原液がスパイラル型膜エレメントの
少なくとも外周部側から供給され、濾過が行われる。こ
の場合、汚染物質がスパイラル型膜エレメントの膜面お
よび少なくとも外周部で捕捉される。ここで、スパイラ
ル型膜エレメントの外周部に沿って常時または定期的に
軸方向に原液の流れを形成することにより、原液中の汚
染物質がスパイラル型膜エレメントの少なくとも外周部
に付着することを抑制することが可能になる。それによ
り、安定した運転を長期間行うことが可能となる。

【００８１】また、スパイラル型膜エレメントと圧力容
器との間の空隙部において軸方向に原液の流れを形成す
るために、デッドスペースが形成されず、スパイラル型
膜エレメントと圧力容器との間の空隙部において流体の
滞溜が生じない。したがって、有機物を含有する流体の
分離に使用した場合でも、微生物等の雑菌の繁殖、有機
物の分解による悪臭の発生、分離膜の分解等の問題が起
こらず、高い信頼性が得られる。

【００８２】さらに、スパイラル型膜エレメントの少な
くとも外周部側から原液が供給され、スパイラル型膜エ
レメントに全方向から圧力が加わり、軸方向に変位を起
こさせるような圧力が加わらないので、有孔中空管に巻
回された封筒状膜が竹の子状に変形することがない。そ
れにより、パッキンホルダが不要となり、外装材も不要
であるので、部品コストおよび製造コストが低減され
る。また、原液を供給するポンプに大きなものを用いる
ことなく、高い回収率が得られる。それにより、システ
ムコストが低減される。

【００８３】また、スパイラル型膜エレメントに全方向
から圧力が加わるので、原液の供給圧力を高くしてもス
パイラル型膜エレメントの変形が生じない。したがっ
て、高い耐圧性が得られる。

【００８４】本発明に係るスパイラル型膜モジュールの
運転方法は、濁度の高い原液を処理する場合に、特に有
効である。

【００８５】さらに、圧力容器の外部へ取り出した原液
を再び原液入口から供給してもよい。この場合において
は、一部の原液をスパイラル型膜エレメントの外周部に
沿って軸方向に常時または定期的に流すため、スパイラ
ル型膜エレメントの少なくとも外周部に原液中の汚染物
質が付着するのを抑制することが可能になる。

【００８６】また、外部へ排出した原液を循環させるた
め、供給した原液を透過液として理論上１００％の回収
率で回収することが可能になる。

【００８７】本発明に係るスパイラル型膜モジュールの
運転方法は、濁度の高い原液から高い回収率で透過液を
得る場合に、特に有効である。

【００８８】第８の発明に係るスパイラル型膜モジュー
ルの洗浄方法は、１または複数のスパイラル型膜エレメ
ントが対向する原液入口および原液出口を有する圧力容
器内に収容されてなるスパイラル型膜モジュールの洗浄
方法であって、スパイラル型膜エレメントは、有孔中空
管の外周面に独立または連続した複数の封筒状膜が原液
流路材を介して巻回されてなるスパイラル状膜要素を含
み、スパイラル状膜要素の外周部が液体透過性材料で覆
われ、液体透過性材料の外周面側が全体的または部分的
に外周部流路材で覆われ、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、有孔中空管の外周面から
導出される洗浄液をスパイラル型膜エレメントの少なく
とも外周部から排出させ、原液入口または原液出口から
圧力容器の系外へ取り出すものである。

【００８９】上記のスパイラル型膜モジュールのスパイ
ラル型膜エレメントにおいては、少なくとも外周部が外
装材で被覆されずに開放状態にされているため、原液を
スパイラル型膜エレメントの少なくとも外周部側から供
給し、濾過を行うことができる。この場合、汚染物質が
スパイラル型膜エレメントの少なくとも外周部で捕捉さ
れる。

【００９０】洗浄時に、スパイラル型膜エレメントの有
孔中空管の少なくとも一方の開口端から洗浄液を導入す
ると、有孔中空管の外周面から導出される洗浄液が、封
筒状膜を透過して原液流路材に沿って流れ、スパイラル
型膜エレメントの少なくとも外周部から排出される。そ
れにより、スパイラル型膜エレメントの膜面および少な
くとも外周部に捕捉された汚染物質がスパイラル型膜エ
レメントから剥離し、洗浄液とともに系外に排出され
る。したがって、スパイラル型膜エレメントの膜面およ
び少なくとも外周部に捕捉された汚染物質を均一に除去
することができる。

【００９１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施の形態にお
けるスパイラル型膜エレメントの一部切欠き斜視図であ
る。また、図２は図１のスパイラル型膜エレメントの封
筒状膜の一例を示す横断面図であり、図３は図１のスパ
イラル型膜エレメントの封筒状膜の他の例を示す横断面
図である。

【００９２】図１に示すスパイラル型膜エレメント１
は、有孔中空管からなる集水管２の外周面にそれぞれ独
立した複数の封筒状膜３または連続した複数の封筒状膜
３を巻回することにより構成されるスパイラル状膜要素
１ａを含む。封筒状膜３の間には、封筒状膜３同士が密
着して膜面積が狭くなることを防止するため、および原
水の流路を形成するために原水スペーサ（原液流路材）
４が挿入されている。

【００９３】また、スパイラル状膜要素１ａの外周面
は、液体透過性材料である分離膜９で覆われている。こ
の分離膜９としては、精密濾過膜または限外濾過膜が用
いられる。

【００９４】精密濾過膜としては、ポリオレフィン、ポ
リスルホン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチ
レン、ポリアクリロニトリル、酢酸セルロース等の高分
子有機膜を用いることができる。また、限外濾過膜とし
ては、ポリスルホン、ポリプロピレン、ポリスチレン、
ポリアクリロニトリル、酢酸セルロース、ポリエチレン
等の高分子有機膜を用いることができる。

【００９５】分離膜９の外周面側は、ネットからなる外
周部流路材５で覆われている。ネットの材質としては、
ポリオレフィン、ポリスルホン、ポリプロピレン、ポリ
エチレン、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、酢酸
セルロース等の高分子材料、セラミック等の無機材料、
金属、合成ゴムまたは繊維等を用いることができる。

【００９６】精密濾過膜の孔径は、０．０１μｍ以上１
０μｍ以下であることが好ましい。限外濾過膜の孔径
は、分画分子量２００００以上孔径０．０１μｍ以下で
あることが好ましい。さらに、外周部流路材５として用
いるネットは、４メッシュ以上１００メッシュ以下であ
ることが好ましい。

【００９７】分離膜９として用いる精密濾過膜または限
外濾過膜の孔径および外周部流路材５として用いるネッ
トの網目の数は原水の水質に応じて選択する。

【００９８】図１に示すスパイラル型膜エレメント１に
おいては、分離膜９として、エチレンビニルアルコール
等のポリオレフィンからなる孔径０．４μｍの精密濾過
膜を用いる。また、分離膜９として、ポリスルホンから
なる限外濾過膜を用いてもよい。さらに、外周部流路材
５として、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）から
なる５０メッシュのネットを用いる。

【００９９】なお、スパイラル状膜要素１ａの外周面に
加えてスパイラル状膜要素１ａの端面も分離膜９で覆っ
てもよい。

【０１００】図２および図３に示すように、封筒状膜３
は、透過水スペーサ（透過液流路材）６の両面に２枚の
分離膜７を重ね合わせて３辺を接着することにより形成
され、その封筒状膜３の開口部が集水管２の外周面に取
り付けられている。分離膜７としては、１０ｋｇｆ／ｃ
ｍ²以下で運転される低圧逆浸透膜、限外濾過膜、精密
濾過膜等が用いられる。

【０１０１】図２の例では、複数の封筒状膜３がそれぞ
れ独立した分離膜７により形成される。図３の例では、
複数の封筒状膜３が連続した分離膜７を折り畳むことに
より形成される。

【０１０２】原水スペーサ４の厚みが０．５ｍｍよりも
大きいと、原水中の汚染物質をスパイラル型膜エレメン
ト１の少なくとも外周部で捕捉しにくくなる。一方、原
水スペーサ４の厚みが０．１ｍｍよりも小さいと、封筒
状膜３同士が接触しやすくなり、膜面積が小さくなる。
したがって、原水スペーサ４の厚みは０．１ｍｍ以上
０．５ｍｍ以下であることが好ましい。

【０１０３】図１に示すように、外周部流路材５は、複
数の線材６１，６２が互いに直角に交差するように格子
状に形成されている。線材６１の厚さは線材６２の厚さ
よりも大きく設定されている。それにより、原水５１が
線材６１間において線材６１と平行な方向にほぼ直線状
に流れやすくなる。

【０１０４】また、図１に示すように、外周部流路材５
は線材６１が集水管２の軸方向と平行になるように配置
されている。したがって、原水がスパイラル状膜要素１
ａの外周部で軸方向に流れやすくなる。

【０１０５】外周部流路材５の厚みｔが３０ｍｍよりも
大きいと、スパイラル型膜エレメント１を収納する圧力
容器に対するスパイラル型膜エレメント１の容積効率が
小さくなる。一方、外周部流路材５の厚みｔが０．６ｍ
ｍよりも小さいと、透過水の逆流洗浄時にスパイラル型
膜エレメント１の少なくとも外周部に付着した汚染物質
を系外に排出するための原水の流速が小さくなる。した
がって、外周部流路材５の厚みは０．６ｍｍ以上３０ｍ
ｍ以下であることが好ましい。

【０１０６】また、外周部流路材５の厚み方向における
空隙率は例えば２０％以上６０％以下と設定する。これ
により、逆流洗浄時に汚染物質を軸方向に動かす原水の
抵抗を低減しつつ外周部流路材５の十分な強度を確保す
ることができる。また、外周部流路材５の網目の縦およ
び横のピッチは例えば３ｍｍ以上３０ｍｍ以下とする。
これにより、スパイラル状膜要素１ａの外周面が圧力容
器に接触して原水の流路が狭くなることを防止しつつ封
筒状膜３間に原水を十分に供給することができる。

【０１０７】なお、外周部の分離膜９の全体を外周部流
路材５で覆ってもよく、あるいは一部の領域を外周部流
路材５で覆ってもよい。

【０１０８】図４は本発明に係るスパイラル型膜エレメ
ントの運転方法の一例を示す断面図である。図４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，１２ｂにより構成される。一
方の端板１２ａには原水入口１３が形成され、他方の端
板１２ｂには原水出口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。

【０１０９】スパイラル型膜エレメント１が筒形ケース
１１内に収納され、筒形ケース１１の両方の開口端がそ
れぞれ端板１２ａ，１２ｂで封止される。集水管２の一
方の端部は端板１２ｂの透過水出口１４に嵌合され、他
方の端部にはエンドキャップ１６が装着される。このよ
うにして、圧力容器１０内に１本のスパイラル型膜エレ
メント１を装填してなるスパイラル型膜モジュールが構
成される。

【０１１０】端板１２ａの原水入口１３には、配管１９
が接続されており、配管１９にはさらに配管２０が接続
されている。配管１９および配管２０には、それぞれバ
ルブ１８ａ，１８ｂが設けられている。端板１２ｂの原
水出口１５には、配管１７が接続される。配管１７には
バルブ１８ｃが設けられている。

【０１１１】スパイラル型膜エレメント１の運転時に
は、配管１９のバルブ１８ａを開き、配管２０のバルブ
１８ｂおよび配管１７のバルブ１８ｃを閉じる。配管１
９を通して、原水５１を圧力容器１０の原水入口１３か
ら圧力容器１０の内部に導入する。原水５１は、外周部
流路材５に沿って流れ、スパイラル型膜エレメント１の
少なくとも外周部側から分離膜９を透過し、原水スペー
サ４に沿って封筒状膜３間に浸入する。図４の例では、
原水５１がスパイラル型膜エレメント１の外周部側およ
び両端部側から封筒状膜３間に浸入する。分離膜７を透
過した透過水が透過水スペーサ６に沿って集水管２の内
部に流れ込む。それにより、圧力容器１０の透過水出口
１４から透過水５２が取り出される。このようにして、
全量濾過が行われ、この場合、供給された原水５１から
理論上１００％の回収率で透過水５２を回収することが
できる。

【０１１２】また、スパイラル状膜要素１ａの外周部面
が分離膜９で覆われているので、分離膜９の孔径よりも
大きな濁質物質等の汚染物質はスパイラル型膜エレメン
ト１の少なくとも外周部で捕捉される。すなわち、分離
膜９の孔径よりも小さな汚染物質のみが封筒状膜３間に
侵入する。したがって、封筒状膜３を構成する分離膜７
の負荷が減少する。

【０１１３】一定時間濾過を行った後、透過側から透過
水５２による逆流洗浄を行う。図５は図１のスパイラル
型膜エレメント１における逆流洗浄動作を示す一部切欠
き斜視図である。逆流洗浄時には、配管１９のバルブ１
８ａおよび配管１７のバルブ１８ｃを閉じ、配管２０の
バルブ１８ｂを開いた状態で、図４の透過水出口１４か
ら透過水５２を集水管２の内部に導入する。逆流洗浄時
の透過水５２は、集水管２から封筒状膜３を透過し、膜
面、原水スペーサ４等に付着した汚染物質を剥離させ原
水スペーサ４に沿って少なくとも外周部に向かって流れ
る。また、この透過水５２により、スパイラル型膜エレ
メント１の少なくとも外周部に捕捉された汚染物質が容
易に剥離する。その後、原水によるフラッシングを行
う。すなわち、配管１９のバルブ１８ａを開き、配管２
０のバルブ１８ｂを閉じた状態で、配管１９を通して原
水入口１３から原水５１を供給しつつ配管１７のバルブ
１８ｃを開放する。それにより、原水５１が外周部流路
材５に沿って軸方向に直線状に流れ、剥離した汚染物質
が図４の原水出口１５および配管１７を介して系外に排
出されるとともに、スパイラル型膜エレメント１の外周
部、原水スペーサ４、膜面等に残存する汚染物質がスパ
イラル型膜エレメント１から剥離する。その結果、膜流
束が逆流洗浄前と比較して格段に回復する。なお、フラ
ッシングにより系外に排出された汚染物質を含む原水５
４は、原水を貯めている原液タンクへ戻してもよい。

【０１１４】上記の洗浄方法によれば、スパイラル型膜
エレメント１の外周部、特に分離膜９に付着した汚染物
質を外周部流路材５に沿って系外に容易にかつ確実に排
出することができるので、分離膜９の抵抗の増大を抑え
ることが可能である。それにより、常に安定した透過水
量を維持することができる。また、スパイラル型膜エレ
メント１の外周部が外周部流路材５で被覆されているの
で、ハンドリング（取扱い）性が向上する。

【０１１５】さらに、前述のような濾過形態によりスパ
イラル型膜エレメント１と圧力容器１０との間の空隙部
に図１５に示したデッドスペースＳのようなデッドスペ
ースが形成されないので、微生物等の雑菌の繁殖、有機
物の分解による悪臭の発生、分離膜の分解等の問題が発
生せず、高い信頼性が得られる。

【０１１６】また、スパイラル型膜エレメント１に全方
向から圧力が加わるので、スパイラル型膜エレメント１
の変形の問題が生じず、パッキンホルダおよび外装材が
不要となる。それにより、部品コストおよび製造コスト
が低減される。

【０１１７】また、全量濾過が行われるので、原水５１
を供給するポンプに大きなものを用いる必要がなく、シ
ステムの規模を小さくすることが可能となる。それによ
り、システムコストが低減される。

【０１１８】なお、上記の逆流洗浄においては、まず集
水管２に透過水５２を導入し、集水管２の外周面から導
出される透過水５２によりスパイラル型膜エレメントの
外周部、膜面、原水スペーサ４等に捕捉された汚染物質
を剥離させてから、原水によるフラッシングを行ってい
るが、まず原水によるフラッシングを行い、その後、集
水管２に透過水５２を導入してもよい。この洗浄方法に
よれば、スパイラル型膜エレメント１の外周部に捕捉さ
れた汚染物質のほとんどがフラッシングにより除去さ
れ、さらに透過水５２を導入することにより、スパイラ
ル型膜エレメント１の外周部、膜面、原水スペーサ４等
に残存する汚染物質を除去することができる。したがっ
て、この場合においても、上記の逆流洗浄と同様の効果
が得られる。あるいは、集水管２に透過水５２を導入す
るのと並行して、原水によるフラッシングを行ってもよ
い。この場合においても、上記の逆流洗浄と同様の効果
が得られる。

【０１１９】なお、運転時において、配管１７のバルブ
１８ｃを開いて原水出口１５から一部原水を取り出して
もよい。この場合、スパイラル型膜エレメント１の外周
部で原水の流れを形成することができる。それにより、
原水中の汚染物質の沈降を抑制しつつ汚染物質の一部を
圧力容器１０の外部に排出することができる。このよう
なスパイラル型膜エレメントの運転方法について、以下
で説明する。

【０１２０】図６は本発明に係るスパイラル型膜エレメ
ントの運転方法の他の例を示す断面図である。

【０１２１】なお、本例におけるスパイラル型膜エレメ
ントの運転方法は、以下の点を除いて、図４に示すスパ
イラル型膜エレメントの運転方法と同様である。

【０１２２】本例においては、スパイラル型膜エレメン
ト１の運転時に、配管１９のバルブ１８ａおよび配管１
７のバルブ１８ｃを開く。原液タンク１００から取水し
た原水５１を加圧ポンプ１０１により加圧した後、原水
５１を圧力容器１０の原水入口１３から圧力容器１０の
内部に導入する。圧力容器１０の内部に供給された原水
５１は、スパイラル型膜エレメント１の少なくとも外周
部側から分離膜９を透過し、原水スペーサ４に沿って封
筒状膜３間に浸入する。図６の例では、原水５１がスパ
イラル型膜エレメント１の外周部側および両端部側から
封筒状膜３間に浸入する。分離膜７を透過した透過水が
透過水スペーサ６に沿って集水管２の内部に流れ込む。
それにより、圧力容器１０の透過水出口１４から透過水
５２が取り出される。

【０１２３】一方、圧力容器１０の内部に供給された原
水５１のうち、一部の原水はスパイラル型膜エレメント
１の外周部に沿って軸方向に流れる。この一部の原水は
圧力容器１０の原水出口１５から外部に排出された後、
配管１７ａを介して原液タンク１００に戻される。

【０１２４】この場合、外部へ排出した原水を循環させ
るため、原水５１から論理上１００％の回収率で透過水
５２を回収することが可能となる。

【０１２５】また、スパイラル型膜エレメント１の外周
部に沿って軸方向に原水の流れが形成されるため、原水
中の汚染物質の沈降を抑制しつつ、汚染物質の一部を原
水とともに圧力容器１０の外部に排出することが可能と
なる。また、スパイラル状膜要素１ａの外周部面が分離
膜９で覆われているので、分離膜９の孔径よりも大きな
濁質物質等の汚染物質はスパイラル型膜エレメント１の
少なくとも外周部で捕捉される。すなわち、分離膜９の
孔径よりも小さな汚染物質のみが封筒状膜３間に浸入す
る。したがって、封筒状膜３を構成する分離膜７の負荷
が減少する。

【０１２６】上記のようにして一定時間濾過を行った
後、図４のスパイラル型膜エレメントの運転方法と同様
にして、スパイラル型膜エレメント１の逆流洗浄を行
う。これにより、スパイラル型膜エレメント１の膜面、
原水スペーサ４、外周部等、特に分離膜９に付着した汚
染物質を外周部流路材５に沿って系外に容易にかつ確実
に排出することができる。このため、分離膜９の抵抗の
増大を抑えることが可能であり、常に安定した透過水量
を維持することができる。また、スパイラル型膜エレメ
ント１の外周部が外周部流路材５で被覆されているの
で、ハンドリング（取り扱い）性が向上する。

【０１２７】さらに、スパイラル型膜エレメント１と圧
力容器１０との間の空隙部において軸方向に原水の流れ
を形成するため、原水が滞溜することはなく、デッドス
ペースが形成されない。したがって、微生物等の雑菌の
繁殖、有機物の分解による悪臭の発生、分離膜の分解等
の問題が発生せず、高い信頼性が得られる。

【０１２８】また、スパイラル型膜エレメント１に全方
向から圧力が加わるので、スパイラル型膜エレメント１
の変形の問題が生じず、パッキンホルダおよび外装材が
不要となる。それにより、部品コストおよび製造コスト
が低減される。

【０１２９】なお、本例において、常時、バルブ１８ｃ
を開いて原水を取り出し、原水の流れを常時形成しても
よい。あるいは、定期的にバルブ１８ｃを開いて原水を
取り出し、原水の流れを定期的に形成してもよい。いず
れの場合においても、常時または定期的に原水の流れを
形成することにより、スパイラル型膜エレメントの外周
部に汚染物質が付着するのを抑制することが可能とな
る。

【０１３０】本例におけるスパイラル型膜エレメントの
運転方法は、特に濁度（汚染物質の含有率）の高い原水
５１を処理する場合に有効である。

【０１３１】図７は本発明の他の実施の形態におけるス
パイラル型膜エレメントの正面図である。図７では、外
周部流路材の図示が省略されている。

【０１３２】図７（ａ）のスパイラル型膜エレメント１
においては、スパイラル状膜要素１ａの両端部が樹脂層
４０で封止されている。図７（ｂ）のスパイラル型膜エ
レメント１においては、スパイラル状膜要素１ａの一端
部が樹脂層４０で封止されている。

【０１３３】図７（ａ），（ｂ）のスパイラル型膜エレ
メント１では、製造時の作業工程が増加するが、スパイ
ラル型膜エレメント１の両端部または一端部に原水を供
給するスペースが不要となる。したがって、圧力容器を
小型化することができ、圧力容器内にスパイラル型膜エ
レメント１を収納してなるスパイラル型膜モジュールを
小型化することができる。

【０１３４】また、スパイラル型膜エレメント１の樹脂
層１９で封止された端部を圧力容器の原水入口側に配置
することにより、原水導入時に原水の動圧によりスパイ
ラル型膜エレメント１の端面に汚れが付着することを防
止することができる。

【０１３５】図８は本発明のさらに他の実施の形態にお
けるスパイラル型膜エレメントの一部切欠き斜視図であ
る。また、図９は図８のスパイラル型膜エレメントの封
筒状膜の一例を示す横断面図であり、図１０は図８のス
パイラル型膜エレメントの封筒状膜の他の例を示す横断
面図である。さらに、図１１は図８のスパイラル型膜エ
レメントの一部切欠き正面図である。

【０１３６】図８に示すスパイラル型膜エレメント１
は、有孔中空管からなる集水管２の外周面にそれぞれ独
立した複数の封筒状膜３または連続した複数の封筒状膜
３を巻回することにより構成されるスパイラル状膜要素
１ａを含む。封筒状膜３の間には、封筒状膜３同士が密
着して膜面積が狭くなることを防止するため、および原
水の流路を形成するために原水スペーサ（原液流路材）
４が挿入されている。

【０１３７】図９および図１０に示すように、封筒状膜
３は、透過水スペーサ（透過液流路材）６の両面に２枚
の分離膜７を重ね合わせて３辺を接着することにより形
成され、その封筒状膜３の開口部が集水管２の外周面に
取り付けられている。分離膜７としては、１０ｋｇｆ／
ｃｍ²以下で運転される低圧逆浸透膜、限外濾過膜、精
密濾過膜等が用いられる。

【０１３８】図９の例では、複数の封筒状膜３がそれぞ
れ独立した分離膜７により形成される。図１０の例で
は、複数の封筒状膜３が連続した分離膜７を折り畳むこ
とにより形成される。

【０１３９】また、スパイラル状膜要素１ａの外周面は
液体透過性材料であるネット８で覆われている。このネ
ット８の材質としては、ポリオレフィン、ポリスルホ
ン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレン、ポ
リスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド等の合
成樹脂、またはステンレス、鉄等の金属を用いることが
できる。

【０１４０】ネット８は、３メッシュ以上２００メッシ
ュ以下であることが好ましい。それにより、逆流洗浄時
の逆圧によるスパイラル状膜要素１ａの膨らみを確実に
抑えることができるとともに、運転時に外周部側からス
パイラル状膜要素１ａ内に原水を十分に供給することが
できる。

【０１４１】図８に示すスパイラル型分離膜エレメント
１においては、ネット８の材質として、トリコット布に
エポキシ樹脂を含浸させたものを使用する。このネット
８は、５０メッシュであり、縦糸および横糸のピッチは
０．５ｍｍ、縦糸および横糸の径は０．１５ｍｍであ
る。

【０１４２】なお、スパイラル状膜要素１ａの外周面に
加えてスパイラル状膜要素１ａの端面もネット８で覆っ
てもよい。

【０１４３】図１１に示すように、スパイラル状膜要素
１ａの外周面を覆うネット８の３箇所に等間隔で円周方
向に沿って樹脂８１が塗布され、それによりネット８が
スパイラル状膜要素１ａの外周面に３箇所で固定されて
いる。樹脂８１の塗布箇所の数は、逆流洗浄時に生じる
逆圧に依存するため特に限定しないが、樹脂８１の塗布
箇所が３箇所よりも多くなると、逆流洗浄時にスパイラ
ル状膜要素１ａの外周部の汚染物質が除去されにくくな
る。したがって、例えば長さ９４４ｃｍのスパイラル状
膜要素１ａでは、３箇所程度を樹脂５ａで固定すること
が好ましい。

【０１４４】ネット８の外周面側は、外周部流路材５で
覆われている。外周部流路材５の材質および寸法は、図
１に示した外周部流路材５の材質および寸法と同様であ
る。

【０１４５】なお、外周部のネット８の全体を外周部流
路材５で覆ってもよく、あるいは一部の領域を外周部流
路材５で覆ってもよい。

【０１４６】図８に示すスパイラル型膜エレメント１
は、図４に示すスパイラル型膜エレメントの運転方法に
より運転される。スパイラル型膜エレメント１の運転時
には、配管１９のバルブ１８ａを開き、配管２０のバル
ブ１８ｂおよび配管１７のバルブ１８ｃを閉じる。配管
１９を通して、原水５１を圧力容器１０の原水入口１３
から圧力容器１０の内部に導入する。原水５１は、外周
部流路材５に沿って流れ、スパイラル型膜エレメント１
の外周部側および両端部側から封筒状膜３間に浸入す
る。分離膜７を透過した透過水が透過水スペーサ６に沿
って集水管２の内部に流れ込む。それにより、圧力容器
１０の透過水出口１４から透過水５２が取り出される。
このようにして、全量濾過が行われる。

【０１４７】この場合、スパイラル状膜要素１ａの外周
部面がネット８で覆われているので、ネット８の孔径よ
りも大きな濁質物質等の汚染物質はスパイラル型膜エレ
メント１の少なくとも外周部で捕捉される。すなわち、
ネット８の孔径よりも小さな汚染物質のみが封筒状膜３
間に侵入する。したがって、封筒状膜３を構成する分離
膜７の負荷が減少する。

【０１４８】一定時間濾過を行った後、図５に示す逆流
洗浄を行う。逆流洗浄時には、配管１９のバルブ１８ａ
および配管１７のバルブ１８ｃを閉じ、配管２０のバル
ブ１８ｂを開いた状態で、図４の透過水出口１４から透
過水５２を集水管２の内部に導入する。逆流洗浄時の透
過水５２は、集水管２から封筒状膜３を透過し、膜面、
原水スペーサ４等に付着した汚染物質を剥離させて原水
スペーサ４に沿って少なくとも外周部に向かって流れ
る。また、この透過水５２により、スパイラル型膜エレ
メント１の少なくとも外周部に捕捉された汚染物質が容
易に剥離する。その後、原水によるフラッシングを行
う。すなわち、配管１９のバルブ１８ａを開き、配管２
０のバルブ１８ｂを閉じた状態で、配管１９を通して原
水入口１３から原水５１を供給しつつ配管１７のバルブ
１８ｃを開放する。それにより、原水が外周部流路材５
に沿って軸方向に直線状に流れ、剥離した汚染物質が図
４の原水出口１５および配管１７を介して系外に排出さ
れるとともに、スパイラル型膜エレメントの外周部、膜
面、原水スペーサ４等に残存する汚染物質がスパイラル
型膜エレメント１から剥離する。その結果、膜流束が逆
流洗浄前と比較して格段に回復する。なお、フラッシン
グにより系外に排出された汚染物質を含む原水５４は、
原水を貯めている原液タンクへ戻してもよい。

【０１４９】上記の洗浄方法によれば、スパイラル型膜
エレメント１の外周部、特にネット８に付着した汚染物
質を外周部流路材５に沿って系外に容易にかつ確実に排
出することができるので、ネット８の抵抗の増大を抑え
ることが可能である。それにより、常に安定した透過水
量を維持することができる。また、スパイラル型膜エレ
メント１の外周部が外周部流路材５で被覆されているの
で、ハンドリング（取り扱い）性が向上する。

【０１５０】図８に示すスパイラル型膜エレメント１に
おいては、スパイラル状膜要素１ａの外周面がネット８
で覆われているので、スパイラル状膜要素１ａの外周部
に捕捉された汚染物質により逆流洗浄時に生じる逆圧が
大きくなっても、外周部のネット８によりスパイラル状
膜要素１ａの膨らみが防止され、封筒状膜３間の間隔が
大きくならない。したがって、封筒状膜３の膨らみによ
る膜の破損が防止され、原水５１中の汚染物質が透過水
５２中に漏れ出ることがなくなる。

【０１５１】特に、ネット８が複数箇所でスパイラル状
膜要素１ａの外周部に固定されているので、逆流洗浄時
の逆圧が高い場合でも、スパイラル状膜要素１ａの膨ら
みが確実に防止される。

【０１５２】さらに、スパイラル型膜エレメント１と圧
力容器との間の空隙部にデッドスペースが形成されない
ので、微生物等の雑菌の繁殖、有機物の分解による悪臭
の発生、分離膜の分解等の問題が発生せず、高い信頼性
が得られる。

【０１５３】また、スパイラル型膜エレメント１に全方
向から圧力が加わるので、スパイラル型膜エレメント１
の変形の問題が生じず、パッキンホルダおよび外装材が
不要となる。それにより、部品コストおよび製造コスト
が低減される。

【０１５４】また、全量濾過が行われるので、原水５１
を供給するポンプに大きなものを用いる必要がなく、シ
ステムの規模を小さくすることが可能となる。それによ
り、システムコストが低減される。

【０１５５】なお、上記の逆流洗浄においては、まず集
水管２に透過水５２を導入し、集水管２の外周面から導
出される透過水５２によりスパイラル型膜エレメントの
膜面、原水スペーサ４、外周部等に捕捉された汚染物質
を剥離させてから、原水によるフラッシングを行ってい
るがまず原水によるフラッシングを行い、その後、集水
管２に透過水５２を導入してもよい。この洗浄方法によ
れば、スパイラル型膜エレメント１の外周部に捕捉され
た汚染物質のほとんどがフラッシングにより除去され、
さらに透過水を導入することにより、スパイラル型膜エ
レメント１の膜面、原水スペーサ４、外周部等に残存す
る汚染物質を除去することができる。したがって、この
場合においても、上記の逆流洗浄と同様の効果が得られ
る。あるいは、集水管２に透過水５２を導入するのと並
行して、原水によるフラッシングを行ってもよい。この
場合においても、上記の逆流洗浄と同様の効果が得られ
る。

【０１５６】さらに、本発明に係るスパイラル型膜エレ
メントの運転方法は、図１１に示すような透過水スペー
サ６の一部をネットとして用いたスパイラル型膜エレメ
ント１に適用してもよい。このようなスパイラル型膜エ
レメント１においては、１つの封筒状膜３内に挿入され
た透過水スペーサ６が封筒状膜３の外周部側の側部から
外部へ突出するように延長され、透過水スペーサ６の延
長された部分がネット８としてスパイラル状膜要素１ａ
の外周面に巻回されている。封筒状膜３の外周部側の側
部から外部へ突出する透過水スペーサ６と封筒状膜３と
の間は樹脂６ａでシールされている。

【０１５７】この場合、ネット８を別個に設けることに
よる追加の部品コストを抑えつつ逆流洗浄時の逆圧によ
るスパイラル状膜要素１ａの膨らみを延長された透過水
スペーサ６により防止することができる。

【０１５８】なお、図６に示すスパイラル型膜エレメン
トの運転方法と同様、運転時において、配管１７のバル
ブ１８ｃを常時または定期的に開いて原水出口１５から
一部原水を取り出し、この原水を循環させてもよい。こ
の場合、スパイラル型膜エレメント１の外周部で原水の
流れを形成することができる。それにより、原水中の汚
染物質の沈降を抑制しつつ、汚染物質の一部を原水とと
もに圧力容器１０の外部へ排出することができる。

【０１５９】なお、上記においては、図４および図６に
示すように圧力容器１０内に１本のスパイラル型膜エレ
メント１が装填されてなるスパイラル型膜モジュールに
ついて説明したが、本発明に係るスパイラル型膜エレメ
ントおよびスパイラル型膜モジュールの運転方法は、圧
力容器内に複数本のスパイラル型膜エレメント１が装填
されてなるスパイラル型膜モジュールにおいても適用可
能である。

【０１６０】図１３は本発明に係るスパイラル型膜エレ
メントおよびスパイラル型膜モジュールの運転方法の他
の例を示す模式的断面図である。

【０１６１】図１３に示すように、圧力容器１００は、
筒形ケース１１１および１対の端板１２０ａ，１２０ｂ
により構成される。筒形ケース１１１の底部には原水入
口１３０が形成され、上部には原水出口１３１が形成さ
れている。原水出口１３１はエアー抜きにも用いられ
る。また、端板１２０ａ，１２０ｂの中央部には透過水
出口１４０が設けられている。

【０１６２】インターコネクタ１１６により集水管２が
直列に連結された複数のスパイラル型膜エレメント１が
筒形ケース１１１内に収納され、筒形ケース１１１の両
方の開口端がそれぞれ端板１２０ａ，１２０ｂで封止さ
れる。両端部のスパイラル型膜エレメント１の集水管２
の一端部が、アダプタ１１５を介してそれぞれ端板１２
０ａ，１２０ｂの透過水出口１４０に嵌合される。この
ようにして、圧力容器１００内に複数のスパイラル型膜
エレメント１が装填されてなるスパイラル型膜モジュー
ルが構成される。

【０１６３】スパイラル型膜モジュールの運転時には、
原水出口１３１を閉じ、圧力容器１００の原水入口１３
０から原水５１を圧力容器１００の内部に導入する。原
水５１は、各スパイラル型膜エレメント１の外周部流路
材５に沿って流れる。各スパイラル型膜エレメント１に
おいて、原水５１は少なくとも外周部側から分離膜９を
透過し、原水スペーサ４に沿って封筒状膜３間に浸入す
る。分離膜７を透過した透過水が透過水スペーサ６に沿
って集水管２の内部に流れ込み、圧力容器１００の両端
部の透過水出口１４０から透過水５２が取り出される。
このようにして、全量濾過が行われる。

【０１６４】一定時間濾過を行った後、透過側から透過
水５２による逆流洗浄を行う。逆流洗浄には、圧力容器
１００の両端部の透過水出口１４０からスパイラル型膜
エレメント１の集水管２内部に透過水５２を導入する。
各スパイラル型膜エレメント１において、透過水５２は
集水管２から封筒状膜３を透過し、膜面の汚染物質を膜
面から剥離させ原水スペーサ４に沿って少なくとも外周
部に向かって流れる。また、この透過水５２により各ス
パイラル型膜エレメント１の少なくとも外周部に捕捉さ
れた汚染物質が容易に剥離する。その後、原水出口１３
１を開くとともに原水入口１３０から原水５１を供給し
てフラッシングを行い、剥離した汚染物質を原水ととも
に原水出口１３１からスパイラル型膜モジュールの外部
に排出する。なお、この場合においても、図４に示すス
パイラル型膜エレメントおよびスパイラル型膜モジュー
ルの運転方法と同様、逆流洗浄の前に原水によるフラッ
シングを行ってもよく、あるいは、逆流洗浄と並行して
原水によるフラッシングを行ってもよい。

【０１６５】以上のようなスパイラル型膜エレメントお
よびスパイラル型膜モジュールの運転方法によれば、図
４に示すスパイラル型膜エレメントおよびスパイラル型
膜モジュールの運転方法と同様、運転時に、原水が各ス
パイラル型膜エレメント１の少なくとも外周部側から供
給され、各スパイラル型膜エレメント１において全量濾
過が行われる。この場合、各スパイラル型膜エレメント
１において、汚染物質が少なくとも外周部で捕捉され
る。したがって、封筒状膜３を構成する分離膜７の負荷
が減少する。

【０１６６】さらに、洗浄時に、各スパイラル型膜エレ
メント１の膜面、原水スペーサ４、外周部等に付着した
汚染物質を外周部流路材５に沿って系外に容易に排出す
ることができるので、安定した透過水量を維持すること
ができる。また、スパイラル型膜モジュールが複数のス
パイラル型膜エレメント１を装填しているため、スパイ
ラル型膜モジュールの処理容量が大きく、効率よく透過
水５２を得ることが可能となる。

【０１６７】また、前述のような濾過形態により、各ス
パイラル型膜エレメント１と圧力容器１００との間の空
隙部にデッドスペースが形成されないので、微生物等の
雑菌の繁殖、有機物の分解による悪臭の発生、分離膜の
分解等の問題が発生せず、高い信頼性が得られる。

【０１６８】また、各スパイラル型膜エレメント１にお
いて全方向から圧力が加わるので、スパイラル型膜エレ
メント１の変形の問題が生じず、パッキンホルダおよび
外装材が不要となる。それにより、部品コストおよび製
造コストが低減される。

【０１６９】また、全量濾過が行われるので、原水５１
を供給するポンプに大きな物を用いる必要がない。それ
により、システムコストが低減される。

【０１７０】なお、圧力容器１００内に複数のスパイラ
ル型膜エレメント１を装填してなるスパイラル型膜モジ
ュールの運転方法においても、図６に示すスパイラル型
膜エレメントおよびスパイラル型膜モジュールの運転方
法と同様、原水出口１３１から一部原水を取り出し、各
スパイラル型膜エレメント１の外周部において軸方向に
原水の流れを形成してもよい。この場合、原水中の汚染
物質の沈降を抑制しつつ汚染物質の一部を圧力容器１０
０の外部に排出することができるため、さらに安定した
透過水量を維持することが可能となる。

【０１７１】

【実施例】［実施例１］実施例１においては、図８に示
すスパイラル型膜エレメント１（日東電工株式会社製Ｒ
Ｓ３０−Ｓ４）を用いて運転を行った。

【０１７２】原水５１として濁度２０ＮＴＵの工業用水
（ｐＨ６〜８、水温１０〜３０℃）を用いた。５Ｌ／分
の透過水量が得られるように供給圧力を調整し、図４に
示す運転方法により、配管１７のバルブ１８ｃを閉じ
て、３０分間濾過を行った。その後、図５に示す逆流洗
浄を行った。なお、実施例においては、透過水５２を集
水管２に導入した後、原水５１によるフラッシングを２
０秒間行った。この場合の逆流洗浄の時間は３０秒と
し、逆流洗浄に用いる透過水５２の量は１０Ｌ／分とし
た。

【０１７３】上記のような濾過および逆流洗浄を繰り返
し行いながら、４０日間連続してスパイラル型膜エレメ
ント１の運転を行った。

【０１７４】運転開始から４０日経過後のスパイラル型
膜エレメントの１の膜間差圧を測定したところ０．８ｋ
ｇｆ／ｃｍ²であった。

【０１７５】［実施例２］実施例２においては、原水５
１として濁度５０ＮＴＵの工業用水（ｐＨ６〜８、水温
１０〜３０℃）を用いた点を除いて、実施例１と同様の
運転方法により、スパイラル型膜エレメント１の運転を
行った。

【０１７６】運転開始から４０日経過後のスパイラル型
膜エレメント１の膜間差圧を測定したところ１．３ｋｇ
ｆ／ｃｍ²であった。

【０１７７】［実施例３］実施例３においては、図８に
示すスパイラル型膜エレメント１（日東電工株式会社製
ＲＳ３０−Ｓ４）を用いて運転を行った。

【０１７８】原水５１として濁度５０ＮＴＵ（ｐＨ６〜
８、水温１０〜３０℃）を用いた。５Ｌ／分の透過水量
が得られるように供給圧力を調整し、図６に示す運転方
法により、３０分間濾過を行った。その後、実施例１と
同様にして図５に示す逆流洗浄を行った。

【０１７９】なお、本実施例においては、バルブ１８ｃ
を常時開いて一部の原水を外部へ取り出し、この原水を
循環させて再び原水５１としてスパイラル型膜エレメン
ト１に供給した。

【０１８０】上記のような濾過および逆流洗浄を繰り返
し行いながら、４０日間連続してスパイラル型膜エレメ
ント１の運転を行った。

【０１８１】運転開始から４０日経過後のスパイラル型
膜エレメント１の膜間差圧を測定したところ、１．０ｋ
ｇｆ／ｃｍ²であった。

【０１８２】［実施例４］実施例４においては、バルブ
１８ｃを１０分間閉じて濾過を行った後、バルブ１８ｃ
を２０分間開いて濾過を行った点を除いて、実施例３と
同様の運転方法によりスパイラル型膜エレメント１の運
転を行った。

【０１８３】運転開始から４０日経過後のスパイラル型
膜エレメント１の膜間差圧を測定したところ１．０ｋｇ
ｆ／ｃｍ²であった。

【０１８４】［比較例］比較例においては、上記の実施
例１〜４と同様、図８に示すスパイラル型膜エレメント
１（日東電工株式会社製ＲＳ３０−Ｓ４）を用いて運転
を行った。

【０１８５】実施例１と同様に、原水５１として濁度２
０ＮＴＵの工業用水（ｐＨ６〜８、水温１０〜３０℃）
を用いた。５Ｌ／分の透過水量が得られるように供給圧
力を調整し、図４に示す運転方法により、配管１７のバ
ルブ１８ｃを閉じて３０分間濾過を行った。その後、実
施例１と同様の図５に示す方法により逆流洗浄を行っ
た。ただし、比較例においては、原水５１によるフラッ
シングを行わず、透過水による逆流洗浄のみとした。

【０１８６】上記のような濾過および逆流洗浄を繰り返
し行いながら、４０日間連続してスパイラル型膜エレメ
ント１の運転を行った。

【０１８７】運転開始から４０日経過後のスパイラル型
膜エレメント１の膜間差圧を測定したところ２．０ｋｇ
ｆ／ｃｍ²であった。

【０１８８】図１９は、実施例１および比較例における
スパイラル型膜エレメントの膜間差圧の経時変化を示す
図である。図１９に示すように、実施例１においては、
透過水５２をスパイラル型膜エレメント１内に導入する
とともに原水５１によるフラッシングを行うため、ネッ
ト８に付着した汚染物質を確実に除去することが可能で
ある。それにより、スパイラル型膜エレメント１におけ
る膜間差圧の変化が小さく、安定した運転を長期間継続
して行うことができた。これに対し、比較例においては
原水５１によるフラッシングを行わないため、運転が長
期間に及ぶと、ネット８に汚染物質が付着し、ネット８
の抵抗が増大する。このため、スパイラル型膜エレメン
ト１における膜間差圧が大きくなる。

【０１８９】また、実施例２〜４に示すように、濁度の
高い原水５１を処理する場合においては、運転時にスパ
イラル型膜エレメント１の外周部に沿って軸方向に原水
５５の流れを形成する実施例３，４が、原水５５の流れ
を形成せずに全量濾過を行う実施例２に比べて膜間差圧
の変化が小さく、安定した運転を長期間継続して行うこ
とができた。これは、濁度の高い原水５１を処理する場
合、実施例２においては原水中に多量に含まれる汚染物
質（濁質成分）がネット８に徐々に堆積するのに対し、
実施例３，４においては原水５５の流れが形成されるた
め、原水中の汚染物質（濁質成分）がネット８に付着し
にくくなり、汚染物質の堆積が抑制されるためである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態におけるスパイラル型膜
エレメントの一部切欠き斜視図である。

【図２】図１のスパイラル型膜エレメントの封筒状膜の
一例を示す横断面図である。

【図３】図１のスパイラル型膜エレメントの封筒状膜の
他の例を示す横断面図である。

【図４】図１のスパイラル型膜エレメントの運転方法の
一例を示す断面図である。

【図５】図１のスパイラル型膜エレメントにおける逆流
洗浄動作を示す一部切欠き斜視図である。

【図６】図１のスパイラル型膜エレメントの運転方法の
他の例を示す断面図である。

【図７】本発明の他の実施の形態におけるスパイラル型
膜エレメントの正面図である。

【図８】本発明のさらに他の実施の形態におけるスパイ
ラル型膜エレメントの一部切欠き斜視図である。

【図９】図８のスパイラル型膜エレメントの封筒状膜の
一例を示す横断面図である。

【図１０】図８のスパイラル型膜エレメントの封筒状膜
の他の例を示す横断面図である。

【図１１】図８のスパイラル型膜エレメントの一部切欠
き正面図である。

【図１２】図８のスパイラル型膜エレメントにおける逆
流洗浄動作を示す一部切欠き斜視図である。

【図１３】透過水スペーサをネットとして用いた例を示
す横断面図である。

【図１４】本発明に係るスパイラル型膜エレメントおよ
びスパイラル型膜モジュールの運転方法の他の例を示す
模式的断面図である。

【図１５】従来のスパイラル型膜エレメントの一部切欠
き斜視図である。

【図１６】従来のスパイラル型膜エレメントの外観斜視
図である。

【図１７】従来のスパイラル型膜エレメントの運転方法
の一例を示す断面図である。

【図１８】従来のスパイラル型膜エレメントにおける逆
流洗浄動作を示す一部切欠き斜視図である。

【図１９】実施例および比較例における膜間差圧の経時
変化を示すものである。

【符号の説明】

１スパイラル型膜エレメント１ａスパイラル状膜要素２集水管３封筒状膜４原水スペーサ５外周部流路材６透過水スペーサ７分離膜８ネット９分離膜１０，１００圧力容器１３，１３０原水入口１４，１４０透過水出口５１原水５２透過水６１，６２線材８１樹脂

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年５月１０日（１９９９．５．１
０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１１５】さらに、前述のような濾過形態によりスパ
イラル型膜エレメント１と圧力容器１０との間の空隙部
に図１７に示したデッドスペースＳのようなデッドスペ
ースが形成されないので、微生物等の雑菌の繁殖、有機
物の分解による悪臭の発生、分離膜の分解等の問題が発
生せず、高い信頼性が得られる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１６０

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１６０】図１４は本発明に係るスパイラル型膜エレ
メントおよびスパイラル型膜モジュールの運転方法の他
の例を示す模式的断面図である。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１６１

【補正方法】変更

【補正内容】

【０１６１】図１４に示すように、圧力容器１００は、
筒形ケース１１１および１対の端板１２０ａ，１２０ｂ
により構成される。筒形ケース１１１の底部には原水入
口１３０が形成され、上部には原水出口１３１が形成さ
れている。原水出口１３１はエアー抜きにも用いられ
る。また、端板１２０ａ，１２０ｂの中央部には透過水
出口１４０が設けられている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者久田肇大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電工株式会社内Ｆターム(参考） 4D006 GA05 GA06 GA07 HA61 HA62 HA65 HA95 JA05B JA06A JA06B JA06C JA30A JA30B JA30C KC02 KC03 KC12 KC13 KE01Q KE03P KE06P KE07P KE12P KE15P KE16P KE22Q KE24Q KE28Q MA03 MA22 MB05 MC18 MC22 MC23 MC24 MC39 MC62 PA01 PB04 PB24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スパイラル型膜エレメントの運転方法で
あって、前記スパイラル型膜エレメントは、有孔中空管
の外周面に独立または連続した複数の封筒状膜が原液流
路材を介して巻回されてなるスパイラル状膜要素を含
み、前記スパイラル状膜要素の外周部が液体透過性材料
で覆われ、前記液体透過性材料の外周面側が全体的また
は部分的に外周部流路材で覆われ、運転時に、前記スパ
イラル型膜エレメントの少なくとも外周部側から原液を
供給し、前記有孔中空管の少なくとも一方の開口端から
透過液を取り出し、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、前記有孔中空管
の外周面から導出される洗浄液を前記スパイラル型膜エ
レメントの少なくも外周部から排出させることを特徴と
するスパイラル型膜エレメントの運転方法。
【請求項２】スパイラル型膜エレメントの運転方法で
あって、前記スパイラル型膜エレメントは、有孔中空管
の外周面に独立または連続した複数の封筒状膜が原液流
路材を介して巻回されてなるスパイラル状膜要素を含
み、前記スパイラル状膜要素の外周部が液体透過性材料
で覆われ、前記液体透過性材料の外周面側が全体的また
は部分的に外周部流路材で覆われ、前記スパイラル型膜
エレメントの少なくとも外周部側から原液を供給して全
量濾過を行い、前記有孔中空管の少なくとも一方の開口
端から透過液を取り出す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。
【請求項３】スパイラル型膜エレメントの運転方法で
あって、前記スパイラル型膜エレメントは、有孔中空管
の外周面に独立または連続した複数の封筒状膜が原液流
路材を介して巻回されてなるスパイラル状膜要素を含
み、前記スパイラル状膜要素の外周部が液体透過性材料
で覆われ、前記液体透過性材料の外周面側が全体的また
は部分的に外周部流路材で覆われ、前記スパイラル型膜
エレメントの少なくとも外周部側から原液を供給すると
ともに、常時または定期的に一部の原液を前記スパイラ
ル型膜エレメントの外周部に沿って軸方向に流し、前記
有孔中空管の少なくとも一方の開口端から透過液を取り
出す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。
【請求項４】前記一部の原液を再び供給側に戻すこと
を特徴とする請求項３記載のスパイラル型膜エレメント
の運転方法。
【請求項５】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、前記有孔中空管の外
周面から導出される洗浄液を前記スパイラル型膜エレメ
ントの少なくとも外周部から排出させることを特徴とす
る請求項２〜４のいずれかに記載のスパイラル型膜エレ
メントの運転方法。
【請求項６】洗浄時に、前記洗浄液を前記スパイラル
型膜エレメントの少なくとも外周部から排出した後、前
記スパイラル型膜エレメントの外周部に沿って軸方向に
原液を流すことを特徴とする請求項１または５記載のス
パイラル型膜エレメントの運転方法。
【請求項７】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する前に、前記スパイラル型膜エレ
メントの外周部に沿って軸方向に原液を流すことを特徴
とする請求項１または５記載のスパイラル型膜エレメン
トの運転方法。
【請求項８】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するのと並行して、前記スパイラル
型膜エレメントの外周部に沿って軸方向に原液を流すこ
とを特徴とする請求項１または５記載のスパイラル型膜
エレメントの運転方法。
【請求項９】前記液体透過性材料は分離膜であること
を特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のスパイラ
ル型膜エレメントの運転方法。
【請求項１０】前記液体透過性材料はネットであるこ
とを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のスパイ
ラル型膜エレメントの運転方法。
【請求項１１】前記スパイラル状膜要素の外周部の前
記ネットの所定箇所が円周方向に沿って樹脂で補強され
たことを特徴とする請求項１０記載のスパイラル型膜エ
レメントの運転方法。
【請求項１２】前記封筒状膜内に挿入された透過液流
路材が前記封筒状膜の外周部側の側部から外部へ延長さ
れ、前記透過液流路材の延長された部分が前記ネットと
して前記スパイラル状膜要素の外周面に巻回されたこと
を特徴とする請求項１０または１１記載のスパイラル型
膜エレメントの運転方法。
【請求項１３】前記外周部流路材の厚みが０．６ｍｍ
以上３０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜１
２のいずれかに記載のスパイラル型膜エレメントの運転
方法。
【請求項１４】前記外周部流路材は、原液が有孔中空
管の軸方向とほぼ平行な方向にほぼ直線状に流れるよう
に配設されたことを特徴とする請求項１〜１３のいずれ
かに記載のスパイラル型膜エレメントの運転方法。
【請求項１５】前記洗浄液が透過液であることを特徴
とする請求項１〜１４のいずれかに記載のスパイラル型
膜エレメントの運転方法。
【請求項１６】スパイラル型膜エレメントの洗浄方法
であって、前記スパイラル型膜エレメントは、有孔中空
管の外周面に独立または連続した複数の封筒状膜が原液
流路材を介して巻回されてなるスパイラル状膜要素を含
み、前記スパイラル状膜要素の外周部が液体透過性材料
で覆われ、前記液体透過性材料の外周面側が全体的また
は部分的に外周部流路材で覆われ、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、前記有孔中
空管の外周面から導出される洗浄液を前記スパイラル型
膜エレメントの少なくとも外周部から排出させることを
特徴とするスパイラル型膜エレメントの洗浄方法。
【請求項１７】前記洗浄液を前記スパイラル型膜エレ
メントの少なくとも外周部から排出した後、前記スパイ
ラル型膜エレメントの外周部に沿って軸方向に原液を流
すことを特徴とする請求項１５記載のスパイラル型膜エ
レメントの洗浄方法。
【請求項１８】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する前に、前記スパイラル型膜エ
レメントの外周部に沿って軸方向に原液を流すことを特
徴とする請求項１６記載のスパイラル型膜エレメントの
洗浄方法。
【請求項１９】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するのと並行して、前記スパイラ
ル型膜エレメントの外周部に沿って軸方向に原液を流す
ことを特徴とする請求項１６記載のスパイラル型膜エレ
メントの洗浄方法。
【請求項２０】１または複数のスパイラル型膜エレメ
ントが原液入口および原液出口を有する圧力容器内に収
容されてなるスパイラル型膜モジュールの運転方法であ
って、前記スパイラル型膜エレメントは、有孔中空管の
外周面に独立または連続した複数の封筒状膜が原液流路
材を介して巻回されてなるスパイラル状膜要素を含み、
前記スパイラル状膜要素の外周部が液体透過性材料で覆
われ、前記液体透過性材料の外周面側が全体的または部
分的に外周部流路材で覆われ、運転時に、前記圧力容器
の前記原液入口を通して前記スパイラル型膜エレメント
の少なくとも外周部側から原液を供給し、前記有孔中空
管の少なくとも一方の開口端から透過液を取り出し、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、前記有孔中空管の外周面から導出され
る洗浄液を前記スパイラル型膜エレメントの少なくとも
外周部から排出させ、前記原液入口または前記原液出口
から前記圧力容器の外部へ取り出すことを特徴とするス
パイラル型膜モジュールの運転方法。
【請求項２１】１または複数のスパイラル型膜エレメ
ントが原液入口を有する圧力容器内に収容されてなるス
パイラル型膜モジュールの運転方法であって、前記スパ
イラル型膜エレメントは、有孔中空管の外周面に独立ま
たは連続した複数の封筒状膜が原液流路材を介して巻回
されてなるスパイラル状膜要素を含み、前記スパイラル
状膜要素の外周部が液体透過性材料で覆われ、前記液体
透過性材料の外周面側が全体的または部分的に外周部流
路材で覆われ、前記圧力容器の前記原液入口を通して前
記スパイラル型膜エレメントの少なくとも外周部側から
原液を供給して全量濾過を行い、前記有孔中空管の少な
くとも一方の開口端から透過液を取り出すことを特徴と
するスパイラル型膜モジュールの運転方法。
【請求項２２】１または複数のスパイラル型膜エレメ
ントが原液入口および原液出口を有する圧力容器内に収
容されてなるスパイラル型膜モジュールの運転方法であ
って、前記スパイラル型膜エレメントは、有孔中空管の
外周面に独立または連続した複数の封筒状膜が原液流路
材を介して巻回されてなるスパイラル状膜要素を含み、
前記スパイラル状膜要素の外周部が液体透過性材料で覆
われ、前記液体透過性材料の外周面側が全体的または部
分的に外周部流路材で覆われ、前記圧力容器の前記原液
入口を通して前記スパイラル型膜エレメントの少なくと
も外周部側から原液を供給するとともに、常時または定
期的に一部の前記原液を前記スパイラル型膜エレメント
の外周部に沿って軸方向に流して前記原液出口から前記
圧力容器の外部へ取り出し、前記有孔中空管の少なくと
も一方の開口端から透過液を取り出すことを特徴とする
スパイラル型膜モジュールの運転方法。
【請求項２３】前記圧力容器の外部へ取り出した原液
を再び前記原液入口から供給することを特徴とする請求
項２２記載のスパイラル型膜モジュールの運転方法。
【請求項２４】１または複数のスパイラル型膜エレメ
ントが圧力容器内に収容されてなるスパイラル型膜モジ
ュールの洗浄方法であって、前記スパイラル型膜エレメ
ントは、有孔中空管の外周面に独立または連続した複数
の封筒状膜が原液流路材を介して巻回されてなるスパイ
ラル状膜要素を含み、前記スパイラル状膜要素の外周部
が液体透過性材料で覆われ、前記液体透過性材料の外周
面側が全体的または部分的に外周部流路材で覆われ、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、前記有孔中空管の外周面から導出される洗浄液を
前記スパイラル型膜エレメントの少なくとも外周部から
排出させ、前記圧力容器の外部へ取り出すことを特徴と
するスパイラル型膜モジュールの洗浄方法。