JP2001120962A - スパイラル型膜エレメントを備えた処理システムおよびその運転方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期間にわたって安定した濾過運転を行うこ
とができる処理システムおよびその運転方法を提供する
ことである。 【解決手段】 処理システムの濾過時には、原水７がス
パイラル型膜エレメント１００に供給され透過水８およ
び濃縮水９に分離される。この透過水８はさらに逆浸透
膜分離装置１０６に供給され、透過水８１と濃縮水８２
とに分離される。一方、洗浄時には、洗浄水として透過
水８ａがスパイラル型膜エレメント１００の透過側から
供給され、スパイラル型膜エレメント１００の逆流洗浄
が行われる。この場合、０．０５ＭＰａよりも高く０．
３ＭＰａ以下の背圧でスパイラル型膜エレメント１００
の分離膜の逆流洗浄を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スパイラル型膜エ
レメントを備えた処理システムおよびその運転方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】海水淡水化処理や超純水等の製造に逆浸
透膜（ＲＯ膜）分離装置が用いられている。この逆浸透
膜分離装置の前処理としては、主として凝集・沈殿・砂
濾過が行われている。凝集・沈殿・砂濾過では、原水の
水質によって処理水の水質が変化するため、逆浸透膜分
離装置に安定した水質の処理水を供給することができな
い。それにより、逆浸透膜分離装置の能力が制限され
る。一方、近年では逆浸透膜分離装置の前処理に膜分離
技術の適用が広がり、従来は処理が困難であった水質へ
の膜分離技術の応用がなされている。

【０００３】このような膜分離に使用される膜エレメン
トの形態としては、単位体積当たりの膜面積（体積効
率）の点から中空糸型膜エレメントが多く使用されてい
る。

【０００４】図１０は逆浸透膜分離装置を用いた従来の
処理システムの一例を示す図である。

【０００５】図１０において、河川水等の原水は貯槽２
０１に貯溜される。貯槽２０１の原水は配管２０７を通
して供給ポンプ２０２に与えられ、供給ポンプ２０２に
より中空糸型膜エレメント２０３に供給される。中空糸
型膜エレメント２０３は、原水を透過水および濃縮水に
分離する。中空糸型膜エレメント２０３により得られた
透過水は、前処理水として配管２０８を通して貯槽２０
４に供給される。一方、中空糸型膜エレメント２０３に
より得られた濃縮水は、配管２０９を通して貯槽２０１
に戻される。

【０００６】貯槽２０４に貯溜された前処理水は、配管
２１０を通して供給ポンプ２０５に与えられ、供給ポン
プ２０５により逆浸透膜分離装置２０６に供給される。
逆浸透膜分離装置２０６は、前処理水を透過水および濃
縮水に分離する。逆浸透膜分離装置２０６により得られ
た透過水は、配管２１１を通して系外に供給される。逆
浸透膜分離装置２０６により得られた濃縮水は、配管２
１２を通して全量が系外に排出される。

【０００７】ここで、中空糸型膜エレメント２０３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。中空
糸型膜エレメント２０３に膜折れが生じると、逆浸透膜
分離装置２０６に供給する前処理水の水質が低下すると
いう問題が生じる。

【０００８】そこで、中空糸型膜エレメント２０３に代
えて、スパイラル型膜エレメントを適用することが提案
されている。このスパイラル型膜エレメントは、中空糸
型膜エレメント２０３と同様に単位体積当たりの膜面積
を大きくとれ、しかも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。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ここで、上記の処理シ
ステムに供給される原水は、多くの懸濁物質、コロイド
性物質または溶存性物質を含む。このため、膜エレメン
トを用いてこのような原水を膜分離して前処理を行う
と、これらの懸濁物質、コロイド性物質または溶存性物
質が汚染物質として膜エレメントの膜面に堆積し、膜エ
レメントにおいて水の透過速度の低下を引き起こす。

【００１０】膜エレメントの膜面への汚染物質の堆積を
防止するためには、クロスフロー濾過が行われる。この
クロスフロー濾過は、原水を膜面に対して平行に流すこ
とにより、膜面と流体との界面で生じる剪断力を利用し
て膜面への汚染物質の堆積を防止するものである。ま
た、膜エレメントを逆流洗浄することにより、膜エレメ
ントの膜面に堆積した汚染物質を取り除き、水の透過速
度を回復させることができる。このような逆流洗浄は、
中空糸型膜エレメント２０３では一般的に行われてい
る。

【００１１】一方、スパイラル型膜エレメントへの逆流
洗浄の適用は、例えば特公平６−９８２７６号公報に提
案されている。しかし、従来のスパイラル型膜エレメン
トの分離膜は、背圧強度が低いため、逆流洗浄において
分離膜に背圧が加わると、分離膜が破損するおそれがあ
る。そのため、上記の公報によると、スパイラル型膜エ
レメントに０．１〜０．５ｋｇ／ｃｍ² （０．０１〜
０．０５ＭＰａ）という低い背圧で逆流洗浄を行うこと
が好ましいとされている。

【００１２】しかし、本発明者の実験によると、このよ
うな背圧で逆流洗浄を行った場合、スパイラル型膜エレ
メントにおいて長時間にわたって高い透過流束を維持す
ることができず安定した運転を行うことができなかっ
た。

【００１３】このように、前処理を行うスパイラル型膜
エレメントにおいて安定した運転を行うことができない
と、処理システムにおいて、逆浸透膜分離装置の運転に
必要な供給水量が確保できず、逆浸透膜分離装置の運転
が困難となる。したがって、処理システムの運転が困難
となる。

【００１４】この点に関して、本発明者は、特開平１０
−２２５６２６号公報に背圧強度が２ｋｇｆ／ｃｍ² 以
上の分離膜の構造および製造方法を提案している。しか
しながら、このような背圧強度を有する分離膜を用いて
スパイラル型膜エレメントを作製した場合に、実際にど
のような背圧で逆流洗浄を行うことが可能となるか、ま
た、どのような範囲の背圧で逆流洗浄を行った場合に長
期間にわたって高い透過流束を維持できるかについては
十分に検証されていなかった。また、このようなスパイ
ラル型膜エレメントを備えた処理システムの構成および
運転方法については、検証されていなかった。

【００１５】このような背圧強度の高い分離膜を有する
スパイラル型膜エレメントを備えた処理システムであっ
ても、スパイラル型膜エレメントの最適な洗浄条件およ
び洗浄方法を適用しかつ最適な処理システムの構成およ
び運転方法を適用しなければ、スパイラル型膜エレメン
トにおいて長期間にわたって透過流束の低下を生じるこ
となく安定した濾過運転を続けることができず、処理シ
ステムの安定した運転が困難となる。

【００１６】本発明の目的は、長期間にわたって安定し
た運転を行うことができる処理システムおよびその運転
方法を提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段および発明の効果】本発明
に係る処理システムは、有孔中空管の外周面に袋状の分
離膜が巻回されてなりかつ０．０５ＭＰａよりも高く
０．３ＭＰａ以下の背圧で逆流洗浄が可能なスパイラル
型膜エレメントが設けられるとともに、スパイラル型膜
エレメントの下流側に１または複数の逆浸透膜分離装置
が設けられたものである。

【００１８】本発明に係る処理システムにおいては、濾
過時に、原液がまずスパイラル型膜エレメントに供給さ
れ原液中の汚染物質が除去される。スパイラル型膜エレ
メントにより汚染物質が除去された前処理液は、被処理
液として逆浸透膜分離装置に供給されて処理される。

【００１９】上記の処理システムの運転時においては、
原液中の汚染物質がスパイラル型膜エレメントの分離膜
の膜面に堆積する。そこで、上記の処理システムの洗浄
時においては、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が導入される。導
入された洗浄液は、スパイラル型膜エレメントにおい
て、有孔中空管の外周面から袋状の分離膜の内部に導出
され、分離膜を濾過時と逆方向に透過する。それによ
り、スパイラル型膜エレメントの分離膜が逆流洗浄さ
れ、分離膜の膜面に堆積した汚染物質が分離膜から剥離
される。

【００２０】この場合、０．０５ＭＰａよりも高く０．
３ＭＰａ以下の背圧でスパイラル型膜エレメントの分離
膜を逆流洗浄することができるので、短時間に必要量の
洗浄液を流すことができる。それにより、分離膜の膜面
に堆積した汚染物質を効果的に除去することができる。
その結果、スパイラル型膜エレメントにおいて、安定し
た透過液質および高い透過流束を維持しつつ安定した濾
過運転を行うことができる。

【００２１】以上のように、本発明に係る処理システム
においては、スパイラル型膜エレメントにおいて安定し
た濾過運転を行うことができるため、逆浸透膜分離装置
に安定した液質および液量の前処理液が供給される。し
たがって、逆浸透膜分離装置において安定した濾過運転
を行うことが可能となる。それにより、長期間にわたっ
て安定した濾過運転を行うことが可能な処理システムが
実現される。

【００２２】スパイラル型膜エレメントの分離膜は多孔
性シート材の一面に透過性膜体が接合されてなってもよ
い。それにより、スパイラル型膜エレメントにおいて、
０．０５ＭＰａよりも高く０．３ＭＰａ以下の背圧で分
離膜の破損を生じることなく十分に逆流洗浄することが
可能となる。

【００２３】濾過時に、スパイラル型膜エレメントの一
端部から原液を供給する原液供給系と、濾過時に、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
開口端から導出された透過液を逆浸透膜分離装置に供給
する透過液供給系と、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
を導入する洗浄液導入系と、洗浄時に、スパイラル型膜
エレメントの少なくとも一端部から導出された洗浄液を
排出する洗浄液排出系とがさらに設けられてもよい。

【００２４】それにより、処理システムの濾過時に、原
液供給系を介して原液がスパイラル型膜エレメントに供
給され、汚染物質が除去された透過液と汚染物質が濃縮
された濃縮液とに分離される。このスパイラル型膜エレ
メントの透過液は、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導出され、さらに透
過液供給系を介して逆浸透膜分離装置に供給される。

【００２５】一方、処理システムの洗浄時には、洗浄液
導入系を介し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が導入され、スパ
イラル型膜エレメントの逆流洗浄が行われる。スパイラ
ル型膜エレメントの逆流洗浄に用いられた洗浄液は、洗
浄液排出系を介して外部に排出される。

【００２６】また、透過液供給系は、透過液を貯溜する
貯槽と、有孔中空管の少なくとも一方の開口端から導出
された透過液を貯槽に導く第１の管路と、貯槽に貯溜さ
れた透過液を逆浸透膜分離装置に導く第２の管路とを含
み、洗浄液導入系は、貯槽に貯溜された透過液を有孔中
空管の少なくとも一方の開口端に導く第３の管路を含ん
でもよい。

【００２７】この場合、処理システムの濾過時にスパイ
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
口端から導出された透過液が、この第１の管路を通して
一旦貯槽に貯溜される。この貯溜された透過液は、さら
に第２の管路を通して逆浸透膜分離装置に供給される。
一方、処理システムの洗浄時には、貯槽に貯溜されたス
パイラル型膜エレメントの透過液が第３の管路を通して
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
方の開口端から導入され、スパイラル型膜エレメントの
逆流洗浄が行われる。

【００２８】濾過時にスパイラル型膜エレメントの他端
部から導出される濃縮液の一部または全てをスパイラル
型膜エレメントの供給側に戻す第１の濃縮液帰還系がさ
らに設けられてもよい。また、濾過時に逆浸透膜分離装
置から導出される濃縮液の一部または全てをスパイラル
型膜エレメントの供給側に戻す第２の濃縮液帰還系がさ
らに設けられてもよい。

【００２９】このようにスパイラル型膜エレメントの濃
縮液または逆浸透膜分離装置の濃縮液の一部または全て
を循環させることにより、処理システムにおいて、高い
回収率で透過液を得ることが可能となる。

【００３０】なお、濾過時にスパイラル型膜エレメント
から導出される濃縮液の一部または全てを系外に排出す
る第１の濃縮液排出系がさらに設けられてもよい。ま
た、濾過時に逆浸透膜分離装置から導出される濃縮液の
一部または全てを系外に排出する第２の濃縮液排出系が
さらに設けられてもよい。

【００３１】本発明に係る処理システムの運転方法は、
有孔中空管の外周面に袋状の分離膜が巻回されてなるス
パイラル型膜エレメントの下流側に１または複数の逆浸
透膜分離装置が設けられた処理システムの運転方法であ
って、濾過時に、スパイラル型膜エレメントの一端部か
ら原液を供給するととも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導出された透
過液を逆浸透膜分離装置に供給し、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してスパイラル型膜エレメントの少
なくとも一端部から洗浄液を排出させることにより０．
０５ＭＰａよりも高く０．３ＭＰａ以下の背圧で分離膜
を逆流洗浄するものである。

【００３２】本発明に係る処理システムの運転方法にお
いては、濾過時に、スパイラル型膜エレメントにより原
液を前処理し、汚染物質が除去された透過液と汚染物質
が濃縮された濃縮液とに分離する。さらに、このスパイ
ラル型膜エレメントの透過液を前処理液として逆浸透膜
分離装置に供給し、処理を行う。

【００３３】上記の処理システムの濾過運転により、原
液中の汚染物質がスパイラル型膜エレメントの分離膜の
膜面に堆積する。そこで、上記の処理システムの運転方
法においては、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。導入された洗浄液は、スパイラル型膜エレメント
において、有孔中空管の外周面から袋状の分離膜の内部
に導出され、分離膜を濾過時と逆方向に透過する。それ
により、スパイラル型膜エレメントの分離膜が逆流洗浄
され、分離膜の膜面に堆積した汚染物質が分離膜から剥
離する。

【００３４】この場合、０．０５ＭＰａよりも高く０．
３ＭＰａ以下の背圧でスパイラル型膜エレメントの分離
膜を逆流洗浄することにより、短時間に必要量の洗浄液
を流すことができる。それにより、スパイラル型膜エレ
メントの分離膜の膜面に堆積した汚染物質を効果的に除
去することができる。その結果、スパイラル型膜エレメ
ントにおいて、長期間にわたって高い透過流束および安
定した透過液質を維持しつつ安定した濾過運転を行うこ
とができる。

【００３５】以上のように、本発明に係る処理システム
の運転方法においては、スパイラル型膜エレメントにお
いて安定した運転を行うことができるため、逆浸透膜分
離装置に安定した液質および液量の前処理液を供給する
ことができる。したがって、逆浸透膜分離装置におい
て、安定した濾過運転を行うことができる。それによ
り、処理システムにおいて、長期間にわたって安定した
濾過運転を行うことが可能となる。

【００３６】洗浄液が濾過時にスパイラル型膜エレメン
トから導出された透過液であってもよい。この場合、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としてスパイラル型膜エレメントの
透過液を導入し、スパイラル型膜エレメントの逆流洗浄
を行う。

【００３７】また、スパイラル型膜エレメントの逆流洗
浄に用いた透過液の一部または全てを濾過時にスパイラ
ル型膜エレメントに供給してもよい。このように逆流洗
浄に用いた透過液を循環させることにより、処理システ
ムにおいて、高い回収率で透過液を得ることが可能とな
る。

【００３８】なお、スパイラル型膜エレメントの逆流洗
浄に用いた透過液の一部または全てを系外に排出しても
よい。

【００３９】濾過時にスパイラル型膜エレメントの他端
部から導出される濃縮液の一部または全てをスパイラル
型膜エレメントに供給してもよい。また、濾過時に逆浸
透膜分離装置から導出される濃縮液の一部または全てを
スパイラル型膜エレメントに供給してもよい。このよう
にスパイラル型膜エレメントの濃縮液または逆浸透膜分
離装置の濃縮液の一部または全てを循環させることによ
り、処理システムにおいて、高い回収率で透過液を得る
ことが可能となる。

【００４０】なお、濾過時にスパイラル型膜エレメント
から導出される濃縮液の一部または全てを系外に排出し
てもよい。また、濾過時に逆浸透膜分離装置から導出さ
れる濃縮液の一部または全てを系外に排出してもよい。

【００４１】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る処理システム
の一例を示す模式的構成図である。

【００４２】図１の処理システムの濾過運転時には、配
管１０７のバルブ１１７および配管１０８のバルブ１１
６を開くとともに、配管１１３のバルブ１１５を閉じ
る。また、供給ポンプ１１４を停止させ、供給ポンプ１
０２，１０５を駆動させる。

【００４３】貯槽１０１に貯溜された河川水等の原水７
は、配管１０７を通して供給ポンプ１０２に与えられ、
供給ポンプ１０２により昇圧されてスパイラル型膜エレ
メント１００に供給される。スパイラル型膜エレメント
１００は、後述の方法により原水７を透過水８および濃
縮水９に分離する。スパイラル型膜エレメント１００に
より得られた透過水８は、前処理水として配管１０８を
通して貯槽１０４に供給される。一方、スパイラル型膜
エレメント１００により得られた濃縮水９は、配管１０
９を通して全量が貯槽１０１に戻される。

【００４４】なお、配管１０９ａを通して濃縮水９の一
部または全てが系外に排出されてもよい。

【００４５】貯槽１０４に貯溜されたスパイラル型膜エ
レメント１００の透過水（前処理水）８は、配管１１０
を通して供給ポンプ１０５に与えられ、供給ポンプ１０
５により昇圧されて逆浸透膜分離装置１０６に供給され
る。逆浸透膜分離装置１０６は、前処理水８を透過水８
１および濃縮水８２に分離する。逆浸透膜分離装置１０
６により得られた透過水８１は、配管１１１を通して系
外に供給される。逆浸透膜分離装置１０６により得られ
た濃縮水８２は、配管１１２および配管１１２ａを通し
て系外に排出される。

【００４６】なお、逆浸透膜分離装置１０６により得ら
れた濃縮水８２のうち一部または全ての濃縮水８２ａが
配管１１２ｂを通して貯槽１０１に戻されてもよい。

【００４７】このように、上記の処理システムにおいて
は、貯槽１０１、配管１０７、供給ポンプおよびバルブ
１１７が原液供給系に相当し、配管１０８、バルブ１１
６、貯槽１０４、配管１１０および供給ポンプ１０５が
透過液供給系に相当し、配管１０９が第１の濃縮液帰還
系に相当し、配管１１２ｂが第２の濃縮液帰還系に相当
する。また、透過液供給系のうち、配管１０８が第１の
管路に相当し、配管１１０が第２の管路に相当する。さ
らに、配管１０９ａが第１の濃縮液排出系に相当し、配
管１１２ａが第２の濃縮液排出系に相当する。

【００４８】図２（ａ）は、図１の処理システムに用い
られるスパイラル型膜エレメントの例を示す模式的断面
図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のスパイラル型膜
エレメントの一部切り欠き斜視図である。

【００４９】図２（ａ）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１２
ａ，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には濃縮水出
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。原水入口１
３には配管１０７（図１）が接続され、透過水出口１４
には配管１０８（図１）が接続され、濃縮水出口１５に
は配管１０９（図１）が接続されている。なお、圧力容
器の構造は、図２（ａ）の構造に限定されず、筒形ケー
スに原水入口および濃縮水出口が設けられたサイドエン
トリ形状の圧力容器を用いてもよい。

【００５０】外周面の一端部近傍にパッキン１７が取り
付けられたスパイラル型膜エレメント１００を筒形ケー
ス１１内に装填し、筒形ケース１１の両方の開口端をそ
れぞれ端板１２ａ，１２ｂで封止する。スパイラル型膜
エレメント１００の集水管５の一方の開口端は端板１２
ｂの透過水出口１４に嵌合され、他方の開口端にはエン
ドキャップ１６が装着される。圧力容器１０の内部空間
は、パッキン１７により第１の液室１８と第２の液室１
９とに分離される。このようにして、圧力容器１０内に
スパイラル型膜エレメント１００が収納される。

【００５１】図２（ｂ）に示すように、スパイラル型膜
エレメント１００は、合成樹脂のネットからなる透過水
スペーサ３の両面に分離膜２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）４を形成し、その封
筒状膜４の開口部を集水管５に取り付け、合成樹脂のネ
ットからなる原水スペーサ６とともに集水管５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。スパ
イラル型膜エレメント１００の外周面は外装材で被覆さ
れる。

【００５２】このスパイラル型膜エレメント１００にお
いては、後述する構造を有する分離膜２を用いることに
より、０．０５〜０．３ＭＰａの背圧で逆流洗浄を行う
ことが可能となる。

【００５３】前述の図１の処理システムの濾過運転時に
は、図２（ａ）に示すように、配管１０７（図１）を通
して供給された原水７が原水入口１３から圧力容器１０
の第１の液室１８に導入される。さらに、原水７はスパ
イラル型膜エレメント１００の一端部からスパイラル型
膜エレメント１００の内部に供給される。この原水７は
図２（ｂ）の原水スペーサ６に沿って集水管５と平行な
方向に直線状に流れ、スパイラル型膜エレメント１００
の他方の端面側から第２の液室１９に濃縮水９として排
出される。さらに、濃縮水９は濃縮水出口１５から配管
１０９（図１）を通して圧力容器１０の外部へ取り出さ
れる。また、図２（ｂ）に示すように、原水７が原水ス
ペーサ６に沿って流れる過程で、原水側と透過水側の圧
力差によって原水７の一部が分離膜２を透過し、透過水
８が透過水スペーサ３に沿って集水管５の内部に流れ込
み、集水管５の開口端から透過水８が排出される。さら
に、透過水８は、図２（ａ）の透過水出口１４から配管
１０８（図１）を通して圧力容器１０の外部へ取り出さ
れる。

【００５４】このようなスパイラル型膜エレメント１０
０による前処理により、原水７中に含まれる汚染物質が
除去される。それにより、逆浸透膜分離装置１０６に
は、汚染物質が除去された前処理水８が供給される。

【００５５】処理システムの濾過運転時においては、上
記のスパイラル型膜エレメント１００における濾過過程
で、原水７中に含まれる懸濁物質、コロイド性物質また
は溶存性物質が汚染物質としてスパイラル型膜エレメン
ト１００の分離膜２の膜面に堆積する。この場合、汚染
物質を含む原水７が直接供給されるスパイラル型膜エレ
メント１００の方が汚染物質が除去された前処理水８が
供給される逆浸透膜分離装置１０６に比べて膜面への負
荷が大きく、膜面への汚染物質の堆積がより顕著であ
る。そこで、図１の処理システムにおいては、一定時間
上記の濾過運転を行った後、スパイラル型膜エレメント
１００の透過側から透過水による逆流洗浄を行う。

【００５６】図１の処理システムにおいて、スパイラル
型膜エレメント１００の逆流洗浄時には、配管１０８の
バルブ１１６および配管１０７のバルブ１１７を閉じる
とともに配管１１３のバルブ１１５を開く。また、供給
ポンプ１０２を停止させるとともに供給ポンプ１１４を
駆動させる。それにより、貯槽１０４に貯溜された前処
理水８すなわちスパイラル型膜エレメント１００の透過
水８が、洗浄水８ａとして配管１１３を通して供給ポン
プ１１４に与えられて昇圧され、さらに配管１０８を介
してスパイラル型膜エレメント１００に供給される。

【００５７】このように、上記の処理システムにおいて
は、配管１１３、バルブ１１５、供給ポンプ１１４およ
び配管１０８が洗浄液導入系に相当し、配管１０９およ
び配管１０９ａが洗浄液排出系に相当する。この場合、
洗浄液導入系において、配管１１３が第３の管路に相当
する。

【００５８】図３はスパイラル型膜エレメント１００に
おける逆流洗浄動作を示す模式的断面図である。図３に
示すように、スパイラル型膜エレメント１００の逆流洗
浄時には、配管１１３および配管１０８を通して供給さ
れた洗浄水８ａが透過水出口１４から集水管５の内部に
導入される。洗浄水８ａは、集水管５の外周面から分離
膜２の内部へ導出され、濾過時と逆方向に分離膜２を透
過する。この際に、分離膜２の膜面に堆積した汚染物質
が分離膜２から剥離する。スパイラル型膜エレメント１
００の外周面は外装材で被覆されているので、分離膜２
を透過した洗浄水８ａは原水スペーサ３に沿ってスパイ
ラル型膜エレメント１００の内部を軸方向に流れ、スパ
イラル型膜エレメント１００の他端部から第２の液室１
９に排出される。この洗浄水８ａは、図１に示すよう
に、濃縮水出口１５から配管１０９を通して全てまたは
一部が貯槽１０１に戻される。

【００５９】なお、この場合においては、スパイラル型
膜エレメント１００の他端部から第２の液室１９に洗浄
水８ａが排出されるように、濃縮水出口１５側および透
過水出口１４側の圧力を設定する。

【００６０】さらに、この場合、分離膜２に０．０５〜
０．３ＭＰａの背圧が加わるように透過水出口１４側の
圧力および濃縮水出口１５側の圧力を設定する。それに
より、短時間に必要量の洗浄水８ａを流すことができ、
スパイラル型膜エレメント１００の分離膜２の膜面に堆
積した汚染物質を効果的に除去することが可能となる。
したがって、スパイラル型膜エレメント１００において
長期間にわたって透過流束の低下および透過水質の劣化
を生じることなく安定して濾過を行うことができる。

【００６１】なお、図１の処理システムにおいて、スパ
イラル型膜エレメント１００の逆流洗浄時、逆浸透膜分
離装置１０６においては連続して濾過運転が行われる。

【００６２】この場合、逆浸透膜分離装置１０６の運転
は貯槽１０４の水位により制御される。通常、貯槽１０
４としては、上記のスパイラル型膜エレメント１００の
１回の逆流洗浄に用いる洗浄水量以上の容量を有するも
のを設置するため、スパイラル型膜エレメント１００の
逆流洗浄による貯槽１０４の渇水により逆浸透膜分離装
置１０６の濾過運転が停止することはない。

【００６３】以上のように、図１の処理システムでは、
スパイラル型膜エレメント１００の濾過運転により、安
定した水量および水質の前処理水（透過水）８が得られ
る。このため、逆浸透膜分離装置１０６に十分量の前処
理水８を供給することができ、逆浸透膜分離装置１０６
において長期間にわたって安定した運転を行うことが可
能となる。したがって、安定した運転が実施可能な処理
システムが実現できる。

【００６４】なお、上記においては、スパイラル型膜エ
レメント１００の逆流洗浄に用いた洗浄水８ａの全てま
たは一部を配管１０９を通して貯槽１０１に戻している
が、スパイラル型膜エレメント１００から排出された洗
浄水８ａの一部または全てを配管１０９ａを通して系外
に排出してもよい。

【００６５】さらに、図３のスパイラル型膜エレメント
１００において、逆流洗浄と同時に原水を配管１０７
（図１）を通して原水入口１３から圧力容器１０の第１
の液室１８に導入し、スパイラル型膜エレメント１００
の一端部から原水を内部に供給してもよい。あるいは、
逆流洗浄後に配管１０７（図１）を通して原水を原水入
口１３から圧力容器１０の第１の液室１８に導入し、ス
パイラル型膜エレメント１００の一端部から原水を内部
に供給してもよい。この場合、スパイラル型膜エレメン
ト１００の逆流洗浄時または逆流洗浄後に、図１の処理
システムの配管１０７のバルブ１１７を開くとともに供
給ポンプ１０２を駆動させる。それにより、原水はスパ
イラル型膜エレメント１００の内部を他端部へ向かって
軸方向に流れる。この場合、分離膜２から剥離した汚染
物質が原水によりスパイラル型膜エレメント１００の一
端部から他端部へ押し流され、洗浄水８ａとともにスパ
イラル型膜エレメント１００の他端部から第２の液室１
９に排出され、濃縮水出口１５を通して圧力容器１０の
外部へ取り出される。濃縮水出口１５から外部へ取り出
された原水の全てまたは一部は、配管１０９を通して貯
槽１０１に戻されてもよい。

【００６６】このように、スパイラル型膜エレメント１
００において、逆流洗浄時または逆流洗浄後に濾過時の
原水７の供給方向と同方向に原水を流すことにより、ス
パイラル型膜エレメント１００内で分離膜２から剥離し
た汚染物質を系外に速やかに排出することができる。そ
れにより、分離膜２から剥離した汚染物質が再び分離膜
２に付着することが防止される。したがって、スパイラ
ル型膜エレメント１００において、長期間にわたって透
過流束の低下および透過水質の劣化を生じることなくさ
らに安定した濾過運転を行うことができる。

【００６７】なお、上記においては、スパイラル型膜エ
レメント１００の濃縮水出口１５から洗浄水８ａを取り
出す場合について説明したが、原水入口１３側に洗浄水
排出系を設けることにより、原水入口１３から洗浄水８
ａを取り出してもよい。また、この場合、原水入口１３
から取り出した洗浄水８ａの全量を排水として系外へ排
出してもよく、あるいは原水入口１３から取り出した洗
浄水８ａの一部または全てを貯槽１０１に戻してもよ
い。

【００６８】さらに、濃縮水出口１５側に原水供給系を
設けるとともに原水入口１３側に原水排出系を設けるこ
とにより、スパイラル型膜エレメント１００の逆流洗浄
時または逆流洗浄後において、濃縮水出口１５から原水
を供給するとともに原水入口１３から原水を取り出し、
濾過時の原水７の供給方向と逆方向に原水を流してもよ
い。また、この場合、原水入口１３から取り出した原水
の一部または全てを貯槽１０１に戻してもよい。

【００６９】図４は本発明に係る処理システムの他の例
を示す模式的構成図である。図４に示す処理システム
は、以下の点を除いて、図１の処理システムと同様の構
成を有する。

【００７０】本例における処理システムは、配管１１１
により直列に連結された２台の逆浸透膜分離装置１０６
ａ，１０６ｂを備える。前段の逆浸透膜分離装置１０６
ａの透過水出口（図示せず）には配管１１１が接続され
ている。この配管１１１を介して、前段の逆浸透膜分離
装置１０６ａの透過水出口が後段の逆浸透膜分離装置１
０６ｂの原水入口（図示せず）に接続される。また、前
段の逆浸透膜分離装置１０６ａの濃縮水出口（図示せ
ず）には配管１１２が接続され、配管１１２にさらに配
管１１２ａおよび配管１１２ｂが接続される。後段の逆
浸透膜分離装置１０６ｂの透過水出口（図示せず）には
配管１２１が接続され、一方、濃縮水出口（図示せず）
は配管１２２ｂを介して供給ポンプ１０５上流側の配管
１１０に接続される。

【００７１】上記の処理システムの濾過運転時には、図
１の処理システムの運転方法と同様の方法により、スパ
イラル型膜エレメント１００および逆浸透膜分離装置１
０６ａ，１０６ｂにおいて濾過が行われる。なお、この
場合においては、前段の逆浸透膜分離装置１０６ａの透
過水８１が配管１１１を通して後段の逆浸透膜分離装置
１０６ｂに供給される。この透過水８１は、さらに濃縮
水８４と透過水８３とに分離される。後段の逆浸透膜分
離装置１０６ｂの濃縮水８４は配管１２２ｂを通して配
管１１０に戻される。一方、透過水８３は配管１２１を
通して系外に取り出される。

【００７２】また、本例の処理システムにおいても、図
１の処理システムの運転方法と同様の方法により、スパ
イラル型膜エレメント１００の逆流洗浄が行われる。こ
の場合、図１の処理システムの場合と同様、スパイラル
型膜エレメント１００の分離膜２に０．０５〜０．３Ｍ
Ｐａの背圧が加わるようにスパイラル型膜エレメント１
００の透過水出口１４側の圧力および濃縮水出口１５側
の圧力を設定する。それにより、短時間に必要量の洗浄
水８ａを流すことができ、スパイラル型膜エレメント１
００の分離膜２の膜面に堆積した汚染物質を効果的に除
去することが可能となる。したがって、スパイラル型膜
エレメント１００において長期間にわたって透過流束の
低下および透過水質の劣化を生じることなく安定して濾
過を行うことができる。

【００７３】なお、図４の処理システムにおいて、スパ
イラル型膜エレメント１００の逆流洗浄時、逆浸透膜分
離装置１０６ａ，１０６ｂにおいては連続して濾過運転
が行われる。この場合においても、図１の逆浸透膜分離
装置１０６と同様、逆浸透膜分離装置１０６ａ，１０６
ｂの運転は貯槽１０４の水位により制御される。

【００７４】以上のように、本例における処理システム
では、スパイラル型膜エレメント１００の濾過運転によ
り、安定した水量および水質の前処理水（透過水）８が
得られる。このため、逆浸透膜分離装置１０６ａに十分
量の前処理水８を供給することができるとともに、逆浸
透膜分離装置１０６ｂに十分量の透過水８１を供給する
ことができる。それにより、逆浸透膜分離装置１０６
ａ，１０６ｂにおいて長期間にわたって安定した運転を
行うことが可能となる。したがって、安定した運転が実
施可能な処理システムが実現できる。

【００７５】図５は、図１および図３の処理システムに
用いられるスパイラル型膜エレメントの分離膜の断面図
である。

【００７６】図５に示すように、スパイラル型膜エレメ
ント１００の分離膜２は、多孔性補強シート（多孔性シ
ート材）２ａの表面に実質的な分離機能を有する透過性
膜体２ｂが密着一体化されて形成されている。

【００７７】透過性膜体２ｂは、１種類のポリスルホン
系樹脂、あるいは２種類以上のポリスルホン系樹脂の混
合物、さらにはポリスルホン系樹脂とポリイミド、フッ
素含有ポリイミド樹脂等のポリマーとの共重合体、もし
くは混合物から形成される。

【００７８】多孔性補強シート２ａは、ポリエステル、
ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミド等を素材と
する織布、不織布、メッシュ状ネット、発泡焼結シート
等から形成されており、製膜性およびコストの面から不
織布が好ましい。

【００７９】多孔性補強シート２ａおよび透過性膜体２
ｂは、透過性膜体２ｂを構成する樹脂成分の一部が多孔
性補強シート２ａの孔の内部に充填された投錨状態で接
合されている。

【００８０】多孔性補強シート２ａに裏打ちされた分離
膜２の背圧強度は、０．２ＭＰａを超え、０．４〜０．
５ＭＰａ程度に向上した。なお、背圧強度の規定方法に
ついては後述する。

【００８１】多孔性補強シート２ａとして不織布を用い
て背圧強度を０．２ＭＰａ以上得るためには、不織布の
厚みが０．０８〜０．１５ｍｍであり、かつ密度が０．
５〜０．８ｇ／ｃｍ³ であることが好ましい。厚みが
０．０８ｍｍより薄い場合または密度が０．５ｇ／ｃｍ
³ より小さい場合には、補強シートとしての強度が得ら
れず、分離膜２の背圧強度を０．２ＭＰａ以上確保する
ことが困難である。一方、厚みが０．１５ｍｍより厚く
あるいは密度が０．８ｇ／ｃｍ³ より大きい場合には、
多孔性補強シート２ａの濾過抵抗が大きくなったり、不
織布（多孔性補強シート２ａ）への投錨効果が小さくな
って透過性膜体２ｂと不織布との界面で剥離が起こりや
すくなる。

【００８２】次に、上記の分離膜２の製造方法について
説明する。まず、ポリスルホンに溶媒、非溶媒および膨
潤剤を加えて加熱溶解し、均一な製膜溶液を調製する。
ここで、ポリスルホン系樹脂は、下記の構造式（化１）
に示すように、分子構造内に少なくとも１つの（−ＳＯ
₂ −）部位を有するものであれば特に限定されない。

【００８３】

【化１】

【００８４】ただし、Ｒは２価の芳香族、脂環族もしく
は脂肪族炭化水素基、またはこれらの炭化水素基が２価
の有機結合基で結合された２価の有機基を示す。

【００８５】好ましくは、下記の構造式（化２）〜（化
４）で示されるポリスルホンが用いられる。

【００８６】

【化２】

【００８７】

【化３】

【００８８】

【化４】

【００８９】また、ポリスルホンの溶媒としては、Ｎ−
メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメ
チルアセトアミド、ジメチルスルホキシド等を用いるこ
とが好ましい。さらに、非溶媒としては、エチレングリ
コール、ジエチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ポリエチレングリコール、グリセリン等の脂肪族多
価アルコール、メタノール、エタノール、イソプロピル
アルコール等の低級脂肪族アルコール、メチルエチルケ
トン等の低級脂肪族ケトンなどを用いることが好まし
い。

【００９０】溶媒と非溶媒の混合溶媒中の非溶媒の含有
量は、得られる混合溶媒が均一である限り特に制限され
ないが、通常５〜５０重量％、好ましくは２０〜４５重
量％である。

【００９１】多孔質構造の形成を促進し、または制御す
るために用いられる膨潤剤としては、塩化リチウム、塩
化ナトリウム、硝酸リチウム等の金属塩、ポリエチレン
グリコール、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリ
ドン、ポリアクリル酸等の水溶性高分子またはその金属
塩、ホルムアミド等が用いられる。混合溶媒中の膨潤剤
の含有量は、製膜溶液が均一である限り特に制限されな
いが、通常１〜５０重量％である。

【００９２】製膜溶液中のポリスルホンの濃度は、通常
１０〜３０重量％が好ましい。３０重量％を超えるとき
は、得られる多孔質分離膜の透水性が実用性に乏しくな
り、１０重量％より少ないときは、得られる多孔質分離
膜の機械的強度が乏しくなり、充分な背圧強度を得るこ
とができない。

【００９３】次に、上記の製膜溶液を不織布支持体上に
製膜する。すなわち、連続製膜装置を使用し、不織布等
の支持体シートを順次送り出し、その表面に製膜溶液を
塗布する。塗布方法としてはナイフコータやロールコー
タ等のギャップコータを用いて製膜溶液を不織布支持体
上に塗布する。例えば、ロールコータを使用する場合
は、２本のロールの間に製膜溶液を溜め、不織布支持体
上に製膜溶液を塗布すると同時に不織布の内部に充分含
浸させ、その後低湿度雰囲気を通過させ、雰囲気中の微
量水分を不織布上に塗布した液膜表面に吸収させ、液膜
の表面層にミクロ相分離を起こさせる。その後、凝固水
槽に浸漬し、液膜全体を相分離および凝固させ、さらに
水洗槽で溶媒を洗浄除去する。これにより、分離膜２が
形成される。

【００９４】このように、上記の分離膜２は背圧強度が
高いため、図１および図３の処理システムのスパイラル
型膜エレメント１００にこの分離膜２を用いた場合、
０．０５〜０．３ＭＰａの背圧でスパイラル型膜エレメ
ント１００の逆流洗浄を行っても分離膜２の破損が生じ
ることが防止される。

【００９５】

【実施例】実施例においては、分離膜２として背圧強度
が０．３ＭＰａの限外濾過膜を用いてスパイラル型限外
濾過膜エレメント１００を作製し、このスパイラル型膜
エレメント１００を備えた図１の処理システムに、原水
として工業用水を供給して連続通水濾過試験を行った。
なお、実施例の処理システムにおいては、逆浸透膜分離
装置１０６の膜エレメントとして、日東電工株式会社製
ＥＳ２０−Ｄ４スパイラル型逆浸透膜エレメントを用い
た。

【００９６】実施例の処理システムの連続通水濾過試験
では、濾過速度を１ｍ³ ／ｍ² ／日に設定してスパイラ
ル型限外濾過膜エレメント１００の定量運転を行い、２
０分に１回の割合で３０秒間ずつ背圧０．２ＭＰａでス
パイラル型限外濾過膜エレメント１００の逆流洗浄を行
った。また、スパイラル型限外濾過膜エレメント１００
の透過水（前処理水）８を逆浸透膜分離装置１０６に供
給し、濾過速度を０．６ｍ³ ／ｍ² ／日に設定して逆浸
透膜分離装置１０６の定量運転を行った。なお、上記の
スパイラル型限外濾過膜エレメント１００の逆流洗浄
時、逆浸透膜分離装置１０６においては、連続して濾過
運転を行った。

【００９７】比較のために、分離膜２として背圧強度が
０．０５ＭＰａの限外濾過膜を用いてスパイラル型限外
濾過膜エレメント１００を作製し、このスパイラル型膜
エレメント１００を備えた図１の処理システムに、原水
として工業用水を供給して連続通水濾過試験を行った。
なお、比較例の処理システムにおいては、逆浸透膜分離
装置１０６の膜エレメントとして、日東電工株式会社製
ＥＳ２０−Ｄ４をスパイラル型逆浸透膜エレメントを用
いた。

【００９８】比較例の処理システムの連続通水濾過試験
では、濾過速度を１ｍ³ ／ｍ² ／日に設定してスパイラ
ル型限外濾過膜エレメント１００の定量運転を行い、２
０分に１回の割合で３０秒間ずつ背圧０．０５ＭＰａで
スパイラル型限外濾過膜エレメント１００の逆流洗浄を
行った。また、スパイラル型限外濾過膜エレメント１０
０の透過水（前処理水）８を逆浸透膜分離装置１０６に
供給し、濾過速度を０．６ｍ³ ／ｍ² ／日に設定して逆
浸透膜分離装置１０６の定量運転を行った。なお、上記
のスパイラル型限外濾過膜エレメント１００の逆流洗浄
時、逆浸透膜分離装置１０６においては、連続して濾過
運転を行った。

【００９９】実施例のスパイラル型限外濾過膜エレメン
ト１００に用いた限外濾過膜は以下のようにして作製し
た。なお、比較例のスパイラル型限外濾過膜エレメント
１００には、従来の限外濾過膜（日東電工株式会社製Ｎ
ＴＵ−３１５０）を用いた。

【０１００】まず、ポリスルホン（アモコ社製、Ｐ−３
５００）を１６．５重量部、Ｎ−メチル−２ピロリドン
を５８重量部、ジエチレングリコールを２４．５重量
部、およびホルムアミドを１重量部で加熱溶解し、均一
な製膜溶液を得た。そして、コータギャップを０．１３
ｍｍに調整したロールコータを用いて厚み０．１ｍｍ、
密度０．８ｇ／ｃｍ³ のポリエステル製不織布の表面に
製膜溶液を含浸塗布した。

【０１０１】その後、相対湿度が２５％、温度が３０℃
の雰囲気（低湿度雰囲気）中を所定の速度で通過させ、
ミクロ相分離を生じさせた後、３５℃の凝固水槽中に浸
漬して脱溶媒および凝固させ、しかる後、水洗槽で残存
溶媒を洗浄除去することにより分離膜２を得た。ここ
で、実施例の分離膜２はミクロ相分離時間（低湿度雰囲
気を通過する時間）が４．５秒である。

【０１０２】実施例のスパイラル型限外濾過膜エレメン
ト１００に用いた限外濾過膜および比較例のスパイラル
型限外濾過膜エレメント１００に用いた限外濾過膜につ
いて走査型電子顕微鏡により観察される膜表面の平均孔
径、透水量、平均分子量１００万のポリエチレンオキサ
イドの阻止率および背圧強度を測定した。その結果を表
１に示す。

【０１０３】

【表１】

【０１０４】ここで、ポリエチレンオキサイドの阻止率
は、濃度５００ｐｐｍのポリエチレンオキサイド溶液を
圧力１ｋｇｆ／ｃｍ² にて透過させ、原液および透過液
の濃度から下式により求めた。

【０１０５】阻止率（％）＝［１−（透過液濃度／原液
濃度）］×１００ また、背圧強度は、直径４７ｍｍの膜を背圧強度ホルダ
（有効直径２３ｍｍ）にセットし、多孔性補強シート２
ａ側より水圧を徐々に加え、透過性膜体２ｂが多孔性補
強シート２ａから剥離するか、または透過性膜体２ｂと
多孔性補強シート２ａとが同時に破裂するときの圧力で
規定される。

【０１０６】表１に示すように、実施例のスパイラル型
限外濾過膜エレメント１００に用いた限外濾過膜は、表
面の平均孔径が０．０２μｍであり、ポリエチレンオキ
サイドの阻止率が９０％以上と優れた分離性能を示し
た。さらに、背圧強度も０．２ＭＰａ以上であり優れた
機械的強度を有していた。

【０１０７】また、電子顕微鏡（ＳＥＭ）により膜の断
面を観察したところ、実施例の分離膜は表面から膜厚方
向に向かって連続的に孔径が拡大する非対称構造を有し
ていた。しかも、不織布の空隙に製膜溶液が含浸し、そ
の一部は不織布の裏面まで到達し、膜（透過性膜体）が
不織布と一体となった投錨状態で接合されていた。

【０１０８】一方、比較例のスパイラル型限外濾過膜エ
レメント１００に用いた限外濾過膜は、表面に不連続な
緻密層が形成され、膜内部には指状空洞が存在する典型
的な限外濾過膜の構造を有しており、実施例のスパイラ
ル型限外濾過膜エレメント１００に用いた分離膜２とは
異なる構造のものであった。

【０１０９】さらに、比較例のスパイラル型限外濾過膜
エレメント１００における分離膜２は、最小孔径層が透
過性膜体と不織布の界面付近に存在し、しかも界面には
空洞が形成されていた。この空洞は、ミクロ相分離が不
織布の界面付近まで起こったために凝固時に収縮により
生じたものと考えられ、このために背圧強度が低くなっ
たものと推定される。

【０１１０】さらに、実施例のスパイラル型限外濾過膜
エレメント１００における分離膜２を背圧強度測定用の
ホルダにセットし、０．２ＭＰａの背圧を付加した状態
と無付加の状態を６秒サイクルで繰り返す背圧疲労テス
トを行った。その結果、１０万回のテスト後においても
実施例のスパイラル型限外濾過膜エレメント１００にお
ける分離膜２には剥離が全く生じなかった。

【０１１１】図６は実施例の処理システムの連続通水濾
過試験におけるスパイラル型限外濾過膜エレメント１０
０の濾過速度の経時変化を示す図である。図７は実施例
の処理システムの連続通水濾過試験におけるスパイラル
型限外濾過膜エレメント１００の透過水８の濁度の経時
変化を示す図である。また、図８は実施例の処理システ
ムの連続通水濾過試験における逆浸透膜分離装置１０６
の濾過速度の経時変化を示す図である。図６および図８
の横軸は運転日数であり、縦軸は濾過速度（透過流束）
である。図７の横軸は運転日数であり、縦軸は濁度であ
る。

【０１１２】実施例の処理システムにおいては、図６に
示すように、運転開始から１００日経過後もスパイラル
型限外濾過膜エレメント１００において運転開始時と同
等の濾過速度が得られた。このため、長期間にわたって
安定した量の透過水８を逆浸透膜分離装置１０６に供給
することができた。また、図７に示すように、運転開始
から１００日経過後もスパイラル型限外濾過膜エレメン
ト１００の透過水８の水質は０．０００１〜０．０００
２ＮＴＵを維持しており、逆浸透膜分離装置１０６に供
給される透過水８のＦＩ（Fouling Index ）値は常に４
以下を維持していた。なお、ＦＩ値は供給水質の指標で
あり、値が小さいほど水質が良好であることを示す。

【０１１３】このように実施例の処理システムのスパイ
ラル型限外濾過膜エレメント１００において安定した濾
過速度および濾過水量を得ることができたのは、０．２
ＭＰａの背圧での逆流洗浄により十分な洗浄水８ａの流
量を確保することができ、濾過時間内にスパイラル型限
外濾過膜エレメント１００の膜面に堆積した汚染物質を
系外へ十分に排出できたためであると考えられる。

【０１１４】以上のことから、実施例の処理システムに
おいては、スパイラル型限外濾過膜エレメント１００の
安定した濾過運転によりＦＩ値が４以下でかつ十分量の
透過水８が常に逆浸透膜分離装置１０６に供給されたた
め、図８に示すように、運転開始から１００日経過後も
逆浸透膜分離装置１０６において運転開始と同様の濾過
速度が得られ、安定した運転ができた。

【０１１５】図９は比較例の処理システムの連続通水濾
過試験におけるスパイラル型限外濾過膜エレメント１０
０の濾過速度の経時変化を示す図である。図９の横軸は
濾過時間であり、縦軸は濾過速度である。

【０１１６】図９に示すように、比較例の処理システム
のスパイラル型限外濾過膜エレメント１００において
は、経時的に濾過速度の低下が生じた。運転開始から２
０時間経過後には、スパイラル型限外濾過膜エレメント
１００において、運転開始時の５０％まで濾過速度の低
下が生じ、安定な濾過運転が困難であった。このこと
は、比較例の処理システムのスパイラル型限外濾過膜エ
レメント１００では０．０５ＭＰａの背圧で逆流洗浄を
行っているため、スパイラル型限外濾過膜エレメント１
００の膜面に堆積した汚染物質を系外へ排出するだけの
洗浄水８ａの流量が確保できないためであると考えられ
る。

【０１１７】このように、比較例の処理システムにおい
ては、スパイラル型限外濾過膜エレメント１００におい
て安定した濾過運転ができないため、逆浸透膜分離装置
１０６の濾過運転に必要な透過水８の供給量が確保でき
ず、逆浸透膜分離装置１０６において長期間にわたる運
転ができなかった。

【０１１８】以上のように、実施例のような本発明に係
る処理システムおよびその運転方法によれば、長期間に
わたって安定した運転を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る処理システムの一例を示す模式的
構成図である。

【図２】図１の処理システムに用いられるスパイラル型
膜エレメントを示す図である。

【図３】図２のスパイラル型膜エレメントの逆流洗浄時
の動作を示す模式的断面図である。

【図４】本発明に係る処理システムの他の例を示す模式
的構成図である。

【図５】図２のスパイラル型膜エレメントに用いられる
分離膜の断面図である。

【図６】実施例の処理システムの連続通水濾過試験にお
けるスパイラル型限外濾過膜エレメントの濾過速度の経
時変化を示す図である。

【図７】実施例の処理システムの連続通水濾過試験にお
けるスパイラル型限外濾過膜エレメントの透過水の濁度
の経時変化を示す図である。

【図８】実施例の処理システムの連続通水濾過試験にお
ける逆浸透膜分離装置の濾過速度の経時変化を示す図で
ある。

【図９】比較例の処理システムの連続通水濾過試験にお
けるスパイラル型限外濾過膜エレメントの濾過速度の経
時変化を示す図である。

【図１０】従来の処理システムの例を示す模式的構成図
である。

【符号の説明】

２ 分離膜 ３ 透過水スペーサ ４ 封筒状膜 ５ 集水管 ６ 原水スペーサ ７ 原水 ８ 透過水 ８ａ 洗浄水 ９ 濃縮水 １０ 圧力容器 １３ 原水入口 １４ 透過水出口 １５ 濃縮水出口 １００ スパイラル型膜エレメント １０１，１０４，２０１，２０４ 貯槽 １０２，１１４，２０２，２０５ 供給ポンプ １０６，１０６ａ，１０６ｂ 逆浸透膜分離装置

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D006 GA03 GA06 HA61 JA57A JA67A KA16 KA52 KA55 KA57 KA63 KC03 KC13 KE05P KE06R KE07P KE08P KE12P KE13P KE21Q KE24Q KE28Q MA03 MA06 MA22 MA25 MA31 MA40 MB06 MB16 MC22 MC23 MC48X MC54 MC58 MC62X MC83 NA05 NA10 NA13 NA14 NA46 PA01 PB02 PB04 PB08

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有孔中空管の外周面に袋状の分離膜が巻
   回されてなりかつ０．０５ＭＰａよりも高く０．３ＭＰ
   ａ以下の背圧で逆流洗浄が可能なスパイラル型膜エレメ
   ントが設けられるとともに、前記スパイラル型膜エレメ
   ントの下流側に１または複数の逆浸透膜分離装置が設け
   られたことを特徴とする処理システム。
2. 【請求項２】 前記スパイラル型膜エレメントの前記分
   離膜は多孔性シート材の一面に透過性膜体が接合されて
   なることを特徴とする請求項１記載の処理システム。
3. 【請求項３】 濾過時に、前記スパイラル型膜エレメン
   トの一端部から原液を供給する原液供給系と、濾過時
   に、前記スパイラル型膜エレメントの前記有孔中空管の
   少なくとも一方の開口端から導出された透過液を前記逆
   浸透膜分離装置に供給する透過液供給系と、洗浄時に、
   前記スパイラル型膜エレメントの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洗浄液導入系
   と、洗浄時に、前記スパイラル型膜エレメントの少なく
   とも一端部から導出された洗浄液を排出する洗浄液排出
   系とがさらに設けられたことを特徴とする請求項１また
   は２記載の処理システム。
4. 【請求項４】 前記透過液供給系は、透過液を貯溜する
   貯槽と、前記有孔中空管の少なくとも一方の開口端から
   導出された透過液を前記貯槽に導く第１の管路と、前記
   貯槽に貯溜された透過液を前記逆浸透膜分離装置に導く
   第２の管路とを含み、前記洗浄液導入系は、前記貯槽に
   貯溜された透過液を前記有孔中空管の少なくとも一方の
   開口端に導く第３の管路を含むことを特徴とする請求項
   ３記載の処理システム。
5. 【請求項５】 前記濾過時に前記スパイラル型膜エレメ
   ントの他端部から導出される濃縮液の一部または全てを
   前記スパイラル型膜エレメントの供給側に戻す第１の濃
   縮液帰還系がさらに設けられたことを特徴とする請求項
   １〜４のいずれかに記載の処理システム。
6. 【請求項６】 前記濾過時に前記逆浸透膜分離装置から
   導出される濃縮液の一部または全てを前記スパイラル型
   膜エレメントの供給側に戻す第２の濃縮液帰還系がさら
   に設けられたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか
   に記載の処理システム。
7. 【請求項７】 有孔中空管の外周面に袋状の分離膜が巻
   回されてなるスパイラル型膜エレメントの下流側に１ま
   たは複数の逆浸透膜分離装置が設けられた処理システム
   の運転方法であって、濾過時に、前記スパイラル型膜エ
   レメントの一端部から原液を供給するとともに前記スパ
   イラル型膜エレメントの前記有孔中空管の少なくとも一
   方の開口端から導出された透過液を前記逆浸透膜分離装
   置に供給し、洗浄時に、前記スパイラル型膜エレメント
   の前記有孔中空管の少なくとも一方の開口端から洗浄液
   を導入して前記スパイラル型膜エレメントの少なくとも
   一端部から洗浄液を排出させることにより０．０５ＭＰ
   ａよりも高く０．３ＭＰａ以下の背圧で前記分離膜を逆
   流洗浄することを特徴とする処理システムの運転方法。
8. 【請求項８】 前記洗浄液が濾過時に前記スパイラル型
   膜エレメントから導出された透過液であることを特徴と
   する請求項７記載の処理システムの運転方法。
9. 【請求項９】 前記スパイラル型膜エレメントの逆流洗
   浄に用いた前記透過液の一部または全てを前記濾過時に
   前記スパイラル型膜エレメントに供給することを特徴と
   する請求項８記載の処理システムの運転方法。
10. 【請求項１０】 前記濾過時に前記スパイラル型膜エレ
    メントの他端部から導出される濃縮液の一部または全て
    を前記スパイラル型膜エレメントに供給することを特徴
    とする請求項７〜９のいずれかに記載の処理システムの
    運転方法。
11. 【請求項１１】 前記濾過時に前記逆浸透膜分離装置か
    ら導出される濃縮液の一部または全てを前記スパイラル
    型膜エレメントに供給することを特徴とする請求項７〜
    １０のいずれかに記載の処理システムの運転方法。