JP2002028453A - 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 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期間にわたって高い透過流束を維持しつつ
低コストで安定した濾過運転を行うことができるスパイ
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を提供することである。 【解決手段】 スパイラル型膜モジュールは、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１を備
える。濾過時には、配管２７，２７ａのバルブ３０ｃ，
３０ｄを閉じることにより原水出口１５を閉じ、原水入
口１３を通してスパイラル型膜エレメント１の一方の端
面側から原水７を供給して全量濾過を行う。洗浄時に
は、汚染物質剥離作用を有する薬品を含む洗浄水２１を
透過水出口１４を通して集水管５の端部から導入し、
０．０５〜０．３ＭＰａの背圧で逆流洗浄を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、逆浸透膜分離装
置、限外濾過膜分離装置、精密濾過膜分離装置等の膜分
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、浄水処理および排水処理への膜分
離技術の適用が広がり、従来困難であった液質への膜分
離技術の応用がなされている。特に、膜分離技術を用い
た産業排水の回収および再利用が強く求められている。

【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。しかし、中空糸型膜エレメントは、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】そこで、中空糸型膜エレメントに代えて、
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。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】排水は多くの懸濁物
質、コロイド性物質または溶存性物質を含むため、この
ような排水に膜分離を行うと、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面に堆
積し、水の透過速度の低下を引き起こす。特に、全量濾
過を行う場合においては汚染物質が膜面に堆積しやす
く、水の透過速度の低下が顕著であり、安定した濾過運
転を続けることが困難である。

【０００６】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。このようなクロスフ
ロー濾過においては、汚染物質の膜面への堆積を防ぐた
めに充分な膜面線速を得ることが必要であり、そのため
には充分な流量の原水を膜面に対して平行に流す必要が
ある。しかしながら、膜面に平行に流す原水の流量を大
きくすると、スパイラル型膜エレメント当たりの回収率
が低くなるうえ、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。

【０００７】一方、膜面に堆積した汚染物質を逆流洗浄
により取り除くことも行われる。逆流洗浄は、中空糸型
膜エレメントでは一般的に行われている。

【０００８】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 （０．０１〜０．０５
ＭＰａ）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。

【０００９】しかし、本発明者の実験によると、スパイ
ラル型膜エレメントにおいてこのような背圧で逆流洗浄
を行った場合、汚染物質の除去を充分に行うことが困難
であり、長時間にわたって高い透過流束を維持すること
はできなかった。

【００１０】一方、本発明者は、特開平１０−２２５６
２６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。さらに、上記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の運転方法
およびこのようなスパイラル型膜エレメントを備えたス
パイラル型膜モジュールの運転方法については検証され
ていなかった。

【００１１】このような背圧強度の高い分離膜を用いた
場合でも、最適な洗浄条件および洗浄方法を適用しかつ
最適な運転方法により濾過運転を行わなければ、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ない。

【００１２】本発明の目的は、長期間にわたって高い透
過流束を維持しつつ低コストで安定した濾過運転を行う
ことができ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を提供する
ことである。

【００１３】

【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袋状の分離膜が巻回されてなり、
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
とも一端部から汚染物質剥離作用または殺菌作用を有す
る薬品を含む原液を供給し、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すものである。

【００１４】本発明に係るスパイラル型膜エレメントの
運転方法においては、洗浄時に、洗浄液が有孔中空管の
少なくとも一方の開口端から導入される。その洗浄液
は、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、その分離膜を濾過時と逆方向に透過する。それに
より、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。

【００１５】ここで、この場合においては、０．０５Ｍ
Ｐａ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可能である
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、長期間にわたって高
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
可能となる。

【００１６】さらに、上記の方法においては、汚染物質
剥離作用を有する薬品が注入された原液をスパイラル型
膜エレメントに供給することにより、スパイラル型膜エ
レメントの少なくとも膜面に汚染物質が付着するのを抑
制することが可能になる。

【００１７】また、殺菌作用を有する薬品が注入された
原液をスパイラル型膜エレメントに供給することによ
り、スパイラル型膜エレメントの膜面において微生物等
の雑菌が繁殖するのを抑制することが可能になる。

【００１８】以上のことから、スパイラル型膜エレメン
トにおいて長期間安定した運転が可能となる。

【００１９】薬品は次亜塩素酸ナトリウム、クロラミ
ン、過酸化水素、過酢酸またはオゾンであってもよい。
これらの薬品は、汚染物質の分解、溶解、剥離作用を有
するため、スパイラル型膜エレメントの膜面に汚染物質
が付着するのを抑制することが可能になる。また、殺菌
作用を有するため、膜面における雑菌の繁殖を抑制する
ことが可能になる。

【００２０】また、原液が凝集剤を含んでもよい。この
場合、凝集剤により原液中に含まれる汚染物質が凝集す
るため、凝集剤なしでは膜を通過するような汚染物質で
あっても凝集作用により膜面において捕捉されやすくな
る。したがって、精度の高い濾過を行うことが可能とな
る。なお、このようにして膜面に捕捉された汚染物質
は、０．０５ＭＰａよりも高く０．３ＭＰａ以下の高い
背圧での逆流洗浄によりスパイラル型膜エレメントの外
部に排出することができる。

【００２１】また、洗浄時に、有孔中空管の少なくとも
一方の開口端から汚染物質剥離作用または殺菌作用を有
する薬品を含む洗浄液を導入して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
してもよい。

【００２２】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、分離膜を透過してスパイラル型膜エレメン
ト内部を軸方向に沿って流れ、スパイラル型膜エレメン
トの少なくとも一端部から排出される。それにより、ス
パイラル型膜エレメントの膜面、特に膜の細孔内で捕捉
された汚染物質を除去することができる。それにより、
スパイラル型膜エレメントの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。

【００２３】特に、この場合においては、洗浄液中に含
まれる汚染物質剥離作用を有する薬品により、スパイラ
ル型膜エレメントの膜面に付着した汚染物質が除去され
やすくなる。それにより、スパイラル型膜エレメントの
洗浄を効果的に行うことが可能になる。

【００２４】また、洗浄液中に含まれる殺菌作用を有す
る薬品により、スパイラル型膜エレメントの膜面におけ
る微生物等の雑菌の繁殖を効果的に抑制することが可能
になる。

【００２５】以上のことから、スパイラル型膜エレメン
トにおいて長期間安定した運転が可能となる。

【００２６】また、この場合、洗浄液として透過液を用
いてもよい。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汚染物質剥離作用または殺菌作用を
有する薬品を含む洗浄液を供給し、スパイラル型膜エレ
メント内で薬品を含む洗浄液を軸方向に流してもよい。
それにより、スパイラル型膜エレメントの膜面に付着し
た汚染物質、特に、膜面上にケーク層を形成した汚染物
質を除去することが可能となる。それにより、スパイラ
ル型膜エレメントの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。

【００２７】特に、この場合においては、洗浄液中に含
まれる汚染物質剥離作用を有する薬品により、スパイラ
ル型膜エレメントの膜面に付着した汚染物質が除去され
やすくなる。それにより、スパイラル型膜エレメントの
洗浄を効果的に行うことが可能になる。

【００２８】また、洗浄液中に含まれる殺菌作用を有す
る薬品により、スパイラル型膜エレメントの膜面におけ
る微生物等の雑菌の繁殖をより効果的に抑制することが
可能になる。

【００２９】以上のことから、スパイラル型膜エレメン
トにおいて長期間安定した運転が可能となる。

【００３０】また、この場合、洗浄液として原液を用い
てもよい。分離膜は多孔性シート材の一面に透過性膜体
が接合されてなり、透過性膜体は多孔性シート材の一面
に投錨状態で接合されてなってもよい。このような分離
膜においては、多孔性シート材と透過性膜体との接合が
強化され、分離膜の背圧強度が向上する。それにより、
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。

【００３１】特に、分離膜の背圧強度は０．２ＭＰａ以
上であることが好ましい。これにより、高い背圧での逆
流洗浄が可能となり、膜洗浄を十分に行うことによって
長期間安定した膜分離処理を行うことができる。

【００３２】特に、多孔性シート材は合成樹脂からなる
織布、不織布、メッシュ状ネットまたは発泡焼結シート
からなることが好ましい。

【００３３】さらに、多孔性シート材は、厚みが０．０
８ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下でかつ密度が０．５ｇ／ｃ
ｍ³ 以上０．８ｇ／ｃｍ³ 以下の不織布からなることが
好ましい。

【００３４】これにより、０．２ＭＰａ以上の背圧強度
を得るとともに、補強シートとしての強度を確保しつ
つ、透過抵抗の増大および透過性膜体の剥離を防止する
ことができる。

【００３５】第２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袋状の分離膜が
巻回されてなり、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
の開口端から汚染物質剥離作用または殺菌作用を有する
薬品を含む洗浄液を導入して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
も一端部から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。

【００３６】本発明に係るスパイラル型膜エレメントの
洗浄方法においては、有孔中空管の少なくとも一方の開
口端から導入された洗浄液が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、その分離膜を濾過時と逆
方向に透過する。それにより、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、特に分離膜の細孔内
に詰まった汚染物質等が分離膜から剥離される。

【００３７】ここで、この場合においては、スパイラル
型膜エレメントを０．０５ＭＰａよりも高く０．３ＭＰ
ａ以下の背圧で逆流洗浄するので、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、長期間にわたって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可能となる。

【００３８】さらに、この場合においては、洗浄液が汚
染物質剥離作用を有する薬品を含むことにより、スパイ
ラル型膜エレメントの膜面に付着した汚染物質、特に膜
の細孔内で目詰まりした汚染物質が除去されやすくな
る。それにより、スパイラル型膜エレメントの洗浄を効
果的に行うことが可能になる。

【００３９】また、洗浄液が殺菌作用を有する薬品を含
むことにより、スパイラル型膜エレメントの膜面におけ
る微生物等の雑菌の繁殖を効果的に抑制することが可能
になる。

【００４０】以上のことから、スパイラル型膜エレメン
トにおいて長期間安定した運転が可能となる。

【００４１】第３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袋状の分離膜が
巻回されてなり、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
ントの洗浄方法であって、スパイラル型膜エレメントの
少なくとも一端部から汚染物質剥離作用または殺菌作用
を有する薬品を含む洗浄液を供給しスパイラル型膜エレ
メント内で薬品を含む洗浄液を軸方向に流すものであ
る。

【００４２】本発明に係るスパイラル型膜エレメントの
洗浄方法においては、０．０５ＭＰａよりも高く０．３
ＭＰａ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、長期間にわたって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可能となる。

【００４３】また、上記の方法においては、スパイラル
型膜エレメントの少なくとも一端部から汚染物質剥離作
用または殺菌作用を有する薬品を含む洗浄液を供給し、
スパイラル型膜エレメント内で薬品を含む洗浄液を軸方
向に流す。それにより、スパイラル型膜エレメントの膜
面に付着した汚染物質、特に、膜面上にケーク層を形成
した汚染物質を除去することが可能となる。それによ
り、スパイラル型膜エレメントの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。

【００４４】特に、この場合においては、洗浄液が汚染
物質剥離作用を有する薬品を含むことにより、スパイラ
ル型膜エレメントの膜面に付着した汚染物質が除去され
やすくなる。それにより、スパイラル型膜エレメントの
洗浄を効果的に行うことが可能になる。

【００４５】また、洗浄液が殺菌作用を有する薬品を含
むことにより、スパイラル型膜エレメントの膜面におけ
る微生物等の雑菌の繁殖を効果的に抑制することが可能
になる。

【００４６】以上のことから、スパイラル型膜エレメン
トにおいて長期間安定した運転が可能となる。

【００４７】また、この場合、洗浄液として原液を用い
てもよい。第２および第３の発明に係るスパイラル型膜
エレメントの洗浄方法において、有孔中空管の少なくと
も一方の開口端から薬品を含む洗浄液を導入して逆流洗
浄を行うのと並行して、常時または定期的にスパイラル
型膜エレメントの少なくとも一端部から薬品を含む洗浄
液を供給してもよい。この場合においては、膜の細孔内
において目詰まりした汚染物質と膜面上にケーク層を形
成した汚染物質とを同時にかつ効果的に除去することが
可能となる。

【００４８】また、薬品を含む洗浄液にスパイラル型膜
エレメントを浸漬してもよい。この場合、薬品を含む洗
浄液を有孔中空管からスパイラル型膜エレメント内に導
入し、スパイラル型膜エレメントを所定時間洗浄液に浸
漬させる。例えば、スパイラル型膜エレメントを圧力容
器内に装填してなるスパイラル型膜モジュールにおいて
は、圧力容器内を洗浄液で満たすことにより、スパイラ
ル型膜エレメントを浸漬させる。その後、洗浄液を系外
に排出する。このような浸漬により、スパイラル型膜エ
レメントの膜面に付着した汚染物質が除去されやすくな
り容易に洗浄できる。このため、より効果的に洗浄を行
うことが可能となる。また、スパイラル型膜エレメント
の膜面における微生物等の雑菌の繁殖をより効果的に抑
制することが可能となる。

【００４９】以上のことから、スパイラル型膜エレメン
トにおいて長期間安定した運転が可能となる。

【００５０】薬品は次亜塩素酸ナトリウム、クロラミ
ン、硫酸、塩酸、硝酸、水酸化ナトリウム、過酢酸、イ
ソプロピルアルコール、シュウ酸またはクエン酸であっ
てもよい。これらの薬品は汚染物質の分解、溶解、剥離
等の汚染物質除去作用を有するため、スパイラル型膜エ
レメントの膜面に付着した汚染物質を除去して、効果的
に洗浄を行うことが可能になる。また、殺菌作用を有す
るため、膜面における雑菌の繁殖を効果的に抑制するこ
とが可能になる。

【００５１】第４の発明に係るスパイラル型膜モジュー
ルの運転方法は、有孔中空管の外周面に袋状の分離膜が
巻回されてなり、０．０５ＭＰａよりも高く０．３ＭＰ
ａ以下の背圧で逆流洗浄が可能な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、運転時に、圧力容器の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一端部から汚染物質
剥離作用または殺菌作用を有する薬品を含む原液を供給
し、有孔中空管の少なくとも一方の開口端から透過液を
取り出すものである。

【００５２】本発明に係るスパイラル型膜モジュールの
運転方法においては、洗浄時に、有孔中空管の少なくと
も一方の開口端から導入された洗浄液が有孔中空管の外
周面から袋状の分離膜の内部に導出され、その分離膜を
濾過時と逆方向に透過する。それにより、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。

【００５３】ここで、この場合においては、０．０５Ｍ
Ｐａ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、長期間にわたって高い
透過流束を維持しつつ安定した濾過運転を行うことが可
能となる。

【００５４】さらに、上記の方法においては、汚染物質
剥離作用を有する薬品が注入された原液をスパイラル型
膜エレメントに供給する。このため、スパイラル型膜エ
レメントの膜面に汚染物質が付着するのを抑制すること
が可能になる。

【００５５】また、殺菌作用を有する薬品が注入された
原液をスパイラル型膜エレメントに供給するため、スパ
イラル型膜エレメントの膜面において微生物等の雑菌が
繁殖するのを抑制することが可能になる。

【００５６】以上のことから、スパイラル型膜モジュー
ルにおいて長期間安定した運転が可能となる。

【００５７】第５の発明に係るスパイラル膜モジュール
の洗浄方法は、有孔中空管の外周面に袋状の分離膜が巻
回されてなり、０．０５ＭＰａよりも高く０．３ＭＰａ
以下の背圧で逆流洗浄が可能な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、有孔中空管の
少なくとも一方の開口端から汚染物質剥離作用または殺
菌作用を有する薬品を含む洗浄液を導入し、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
ントの少なくとも一端部から排出させ、圧力容器の外部
に取り出すことにより０．０５ＭＰａよりも高く０．３
ＭＰａ以下の背圧で分離膜を逆流洗浄するものである。

【００５８】本発明に係るスパイラル型膜モジュールの
洗浄方法によれば、有孔中空管の少なくとも一方の開口
端から導入された洗浄液が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、その分離膜を濾過時と逆方
向に透過する。それにより、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。

【００５９】ここで、この場合においては、０．０５Ｍ
Ｐａ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、長期間にわたって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可能となる。

【００６０】特に、この場合においては、洗浄液中に含
まれる汚染物質剥離作用を有する薬品により、スパイラ
ル型膜エレメントの膜面に付着した汚染物質、特に膜の
細孔内に詰まった汚染物質が除去されやすくなる。それ
により、スパイラル型膜エレメントの洗浄を効果的に行
うことが可能になる。

【００６１】また、洗浄液中に含まれる殺菌作用を有す
る薬品により、スパイラル型膜エレメントの膜面におけ
る微生物等の雑菌の繁殖を効果的に抑制することが可能
になる。

【００６２】以上のことから、スパイラル型膜モジュー
ルにおいて長期間安定した運転が可能となる。

【００６３】第６の発明に係るスパイラル型膜モジュー
ルの洗浄方法は、有孔中空管の外周面に袋状の分離膜が
巻回されてなり、０．０５ＭＰａよりも高く０．３ＭＰ
ａ以下の背圧で逆流洗浄が可能な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、スパイラル
型膜エレメントの少なくとも一端部から汚染物質剥離作
用または殺菌作用を有する薬品を含む洗浄液を供給しス
パイラル型膜エレメント内で薬品を含む洗浄液を軸方向
に流して圧力容器の外部に取り出すものである。

【００６４】本発明に係るスパイラル型膜モジュールの
洗浄方法においては、０．０５ＭＰａよりも高く０．３
ＭＰａ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、長期間にわたって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可能となる。

【００６５】また、上記の方法においては、スパイラル
型膜エレメントの少なくとも一端部から汚染物質剥離作
用または殺菌作用を有する薬品を含む洗浄液を供給し、
スパイラル型膜エレメント内で薬品を含む洗浄液を軸方
向に流す。それにより、スパイラル型膜エレメントの膜
面に付着した汚染物質、特に、膜面上にケーク層を形成
した汚染物質を除去することが可能となる。それによ
り、スパイラル型膜エレメントの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。

【００６６】特に、この場合においては、洗浄液が汚染
物質剥離作用を有する薬品を含むことにより、スパイラ
ル型膜エレメントの膜面に付着した汚染物質が除去され
やすくなる。それにより、スパイラル型膜エレメントの
洗浄を効果的に行うことが可能になる。

【００６７】また、洗浄液が殺菌作用を有する薬品を含
むことにより、スパイラル型膜エレメントの膜面におけ
る微生物等の雑菌の繁殖を効果的に抑制することが可能
になる。

【００６８】以上のことから、スパイラル型膜エレメン
トにおいて長期間安定した運転が可能となる。

【００６９】

【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モジュールの例を示す模式的な断面
図である。

【００７０】図１に示すように、スパイラル型膜モジュ
ールは、圧力容器（耐圧容器）１０内にスパイラル型膜
エレメント１が収納されてなる。圧力容器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１
４が設けられている。なお、圧力容器の構造は図１の構
造に限定されず、後述するような筒形ケースに原水入口
および原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。

【００７１】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１を筒形ケース１
１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。集水管５の一方の開
口端は端板１２ｂ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１９とに分離される。

【００７２】スパイラル型膜モジュールの原水入口１３
は、配管２５を通して原水タンク５００に接続されてい
る。配管２５にはバルブ３０ａが介挿されており、さら
に、このバルブ３０ａの下流側に、バルブ３０ｂが介挿
された配管２６が接続されている。一方、原水出口１５
には、バルブ３０ｃが介挿された配管２７が接続されて
おり、さらにバルブ３０ｄが介挿された配管２７ａが配
管２７のバルブ３０ｃ上流側に接続されている。この配
管２７ａを介して原水出口１５は原水タンク５００に接
続される。透過水出口１４には、バルブ３０ｅが介挿さ
れた配管２８が接続されており、このバルブ３０ｅの上
流側に、バルブ３０ｆが介挿された配管２９が接続され
ている。

【００７３】図５は、図１のスパイラル型膜モジュール
に用いられ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。

【００７４】図５に示すように、スパイラル型膜エレメ
ント１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１の外周面は外装材で被覆される。

【００７５】このスパイラル型膜エレメント１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。

【００７６】図２および図３は、本発明に係るスパイラ
ル型膜モジュールの運転方法の一例を示す模式的断面図
である。本例の運転方法においては図１のスパイラル型
膜モジュールを用いており、図２は濾過時の運転方法を
示し、図３は洗浄時の運転方法を示す。

【００７７】図２に示すように、濾過時には、配管２５
のバルブ３０ａおよび配管２８のバルブ３０ｅを開くと
ともに、配管２６のバルブ３０ｂ、配管２７のバルブ３
０ｃ、配管２７ａのバルブ３０ｄおよび配管２９のバル
ブ３０ｆを閉じる。

【００７８】原水タンク５００から取水された原水７
は、配管２５を通して原水入口１３から圧力容器１０の
内部に供給される。スパイラル型膜モジュール内におい
て、供給された原水７は原水入口１３から圧力容器１０
の第１の液室１８に導入され、さらに、スパイラル型膜
エレメント１の一端部からスパイラル型膜エレメント１
の内部に供給される。

【００７９】図５に示すように、スパイラル型膜エレメ
ント１において、一方の端面側から供給された原水７
は、原水スペーサ６に沿って集水管５と平行な方向（軸
方向）に他方の端面側に向かって直線状に流れる。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
する。この透過水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の端部から排出される。
一方、分離膜２を透過しなかった残りの原水７ａは、ス
パイラル型膜エレメント１の他方の端面側から排出され
る。

【００８０】集水管５の端部から排出された透過水８
は、図２に示すように、透過水出口１４から配管２８を
通して圧力容器１０の外部へ取り出される。一方、スパ
イラル型膜エレメント１の他方の端面側から排出された
原水７ａは、第２の液室１９に導出される。この場合、
原水出口１５に接続された配管２７のバルブ３０ｃおよ
び配管２７ａのバルブ３０ｄを閉じているため、スパイ
ラル型膜エレメント１における分離膜２の透過が促進さ
れて全量濾過が行われる。

【００８１】上記のような濾過過程で、原水中に含まれ
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１の分離膜２の膜面
に堆積する。特に、全量濾過においては分離膜２の膜面
に汚染物質が堆積しやすい。このような汚染物質の堆積
は水の透過速度の低下を引き起こすため、以下に示す洗
浄を行って汚染物質を除去する。

【００８２】図３に示すように、洗浄時には、まず配管
２５のバルブ３０ａ、配管２８のバルブ３０ｅおよび配
管２７ａのバルブ３０ｄを閉じるとともに、配管２６の
バルブ３０ｂ、配管２９のバルブ３０ｆおよび配管２７
のバルブ３０ｃを開き、逆流洗浄を行う。

【００８３】逆流洗浄時には、配管２９および配管２８
を通して洗浄水２１が透過水出口１４から集水管５の開
口端に供給され、洗浄水２１が集水管５の内部に導入さ
れる。なお、洗浄水２１としては、例えば透過水を用い
る。集水管５の内部に導入された洗浄水２１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２１は、原水スペーサ
６に沿ってスパイラル型膜エレメント１の内部を軸方向
に流れ、スパイラル型膜エレメント１の両端部から第１
の液室１８および第２の液室１９に排出される。さらに
洗浄水２１は、原水入口１３および原水出口１５から配
管２６および配管２７を通してそれぞれ外部へ取り出さ
れる。

【００８４】この場合、分離膜２に０．０５〜０．３Ｍ
Ｐａの背圧が加わるように透過水出口１４側の圧力、原
水入口１３側の圧力および原水出口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２１を流す
ことができ、分離膜２の細孔内に目詰まりした汚染物質
を効果的に剥離させることが可能になる。また、剥離し
た汚染物質がスパイラル型膜エレメント１の端部から排
出されるまでの間に原水スペーサ６に捕捉されるのを抑
制し、汚染物質を効果的に除去することが可能となる。

【００８５】なお、本例においては原水入口１３から取
り出された洗浄水２１の全量を排水として系外へ排出し
ているが、この洗浄水２１の一部を排水として系外へ排
出するとともに、一部を原水７として再利用してもよ
い。例えば、配管２６のバルブ３０ｂの下流側にさらに
配管を設けるとともにこの配置を原水タンク５００に接
続することにより、洗浄水２１の一部を原水タンク５０
０に戻してもよい。

【００８６】また、本例においては原水出口１５から取
り出された洗浄水２１の全量を排水として系外へ排出し
ているが、この洗浄水２１の一部を排水として系外へ排
出するとともに、一部を原水７として再利用してもよ
い。例えば、配管２７のバルブ３０ｃを開くとともに配
管２７ａのバルブ３０ｄを開き、洗浄水２１の一部を配
管２７ａを通して原水タンク５００に戻してもよい。

【００８７】また、図３の例では、逆流洗浄時にスパイ
ラル型膜エレメント１の両端部から洗浄水２１が排出さ
れ、それぞれ原水入口１３および原水出口１５から配管
２６および配管２７を通して外部に取り出されている
が、洗浄水２１がスパイラル型膜エレメント１の一端部
から第１の液室１８に排出され、原水入口１３から配管
２６を通して外部に取り出されるように透過水出口１４
側の圧力および原水入口１３側の圧力を設定してもよ
い。この場合、配管２７のバルブ３０ｃを閉じ、原水出
口１５を閉じておく。あるいは、洗浄水２１がスパイラ
ル型膜エレメント１の他端部から第２の液室１９に排出
され、原水出口１５から配管２７を通して外部に取り出
されるように透過水出口１４側の圧力および原水出口１
５側の圧力を設定してもよい。この場合、配管２６のバ
ルブ３０ｂを閉じ、原水入口１３を閉じておく。

【００８８】上記のようにして逆流洗浄を行った後、配
管２６のバルブ３０ｂおよび配管２９のバルブ３０ｆを
閉じるとともに配管２５のバルブ３０ａを開く。それに
より、原水タンク５００から取水された原水３１が配管
２５を通して原水入口１３から圧力容器１０内に供給さ
れ、第１の液室１８に導入される。原水３１は、スパイ
ラル型膜エレメント１の一端部から内部に供給され、原
水スペーサ６に沿ってスパイラル型膜エレメント１の内
部を軸方向に流れた後、他端部から排出される。それに
より、分離膜２から剥離した汚染物質が原水３１ととも
にスパイラル型膜エレメント１の一端部から他端部へ押
し流され、スパイラル型膜エレメント１の内部に残存す
る洗浄水２１とともにスパイラル型膜エレメント１の他
端部から第２の液室１９に排出される。さらに、汚染物
質は原水３１とともに原水出口１５から配管２７を通し
て圧力容器１０の外部へ取り出される。

【００８９】このように、逆流洗浄後に濾過時の原水の
供給方向と同方向に原水３１を流すことにより、スパイ
ラル型膜エレメント１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
着することを防止することができる。

【００９０】上記のような洗浄時の運転方法によれば、
濾過時に分離膜２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ため、膜面に汚染物質が堆積しやす
い全量濾過においても、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て運転を行うことが可能とな
る。

【００９１】なお、本例においては逆流洗浄後に原水３
１を軸方向に流しているが、逆流洗浄前に原水３１を軸
方向に流してもよい。この洗浄方法によれば、スパイラ
ル型膜エレメント１の膜面に捕捉された汚染物質のほと
んどが原水３１により除去され、さらに洗浄水２１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
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。

【００９２】あるいは、逆流洗浄と並行して原水３１を
軸方向に流してもよい。例えば上記において、洗浄時に
配管２５，２６，２７，２９のバルブ３０ａ，３０ｂ，
３０ｃ，３０ｆを同時に開き、透過側から洗浄水２１を
供給するとともに原水側から原水３１を供給してもよ
い。この場合、上記のように逆流洗浄後に原水３１を流
す場合に得られる効果と同様の効果が得られる。

【００９３】また、本例においては原水３１を原水入口
１３から供給して原水出口１５から取り出しているが、
原水を原水出口１５から供給して原水入口１３から取り
出し、スパイラル型膜エレメント１の内部において濾過
時の原水の供給方向と逆方向に原水を流してもよい。こ
の場合、上記のように濾過時の原水の供給方向と同方向
に原水３１を流す場合に得られる効果と同様の効果が得
られる。

【００９４】なお、濾過時の原水の供給方向と同方向に
原水を流す場合においては、特にスパイラル型膜エレメ
ント１の第２の液室１９に近い側に堆積した汚染物質を
容易に除去して排出することが可能である。これに対
し、濾過時の原水の供給方向と逆方向に原水を流す場合
においては、特にスパイラル型膜エレメント１の第１の
液室１８に近い側に堆積した汚染物質を容易に除去して
排出することが可能である。

【００９５】また、濾過時の原水の供給方向と同方向お
よび逆方向に順に原水を流してもよい。この場合、スパ
イラル型膜エレメント１の全体に分布した汚染物質を均
一に除去して排出することが可能となる。

【００９６】また、本例においては原水出口１５から取
り出された原水３１の全量を排水として系外へ排出して
いるが、原水３１の一部を排水として系外へ排出すると
ともに、一部を原水として再利用してもよい。例えば上
記において、配管２７のバルブ３０ｃを開くとともに配
管２７ａのバルブ３０ｄを開き、原水３１の一部を配管
２７ａを通して原水タンク５００に戻してもよい。

【００９７】以上のように、図２および図３に示す本例
の運転方法によれば、スパイラル型膜エレメント１の膜
面に堆積した汚染物質を充分に除去することができるた
め、図１のスパイラル型膜モジュールにおいて高い透過
流束を維持しつつ安定して全量濾過を行い、効率よく透
過水８を得ることが可能となる。この場合、全量濾過が
行われるので、原水７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。

【００９８】ここで、本例において、供給される原水７
（図２）が汚染物質の溶解、分解、剥離作用等の汚染物
質除去作用または殺菌作用を有する次亜塩素酸ナトリウ
ム等の薬品を含んでもよい。例えばスパイラル型膜エレ
メント１に汚染物質の剥離作用および殺菌作用を有する
次亜塩素酸ナトリウムを含む原水７を供給した場合、ス
パイラル型膜エレメント１の膜面に付着した汚染物質を
剥離させ、汚染物質の堆積を抑制することが可能になる
とともに、膜面における微生物の繁殖を抑制することが
可能になる。それにより、スパイラル型膜エレメント１
において、長期にわたってさらに安定した性能が得られ
る。

【００９９】また、原水７が次亜塩素酸ナトリウムの代
わりに、オゾン、過酸化水素、クロラミンまたは過酢酸
を含んでいてもよい。これらの薬品は殺菌作用を有する
ため、次亜塩素酸ナトリウムを含む場合と同様、スパイ
ラル型膜エレメント１の膜面における微生物の繁殖を抑
制することが可能になる。

【０１００】ここで、原水７への薬品の注入は、例え
ば、原水７がスパイラル型膜モジュールに供給されるま
での工程内において行われる。

【０１０１】また、原水７への薬品の注入は、連続的に
常時行われてもよく、あるいは間欠的に行われてもよ
い。間欠的に薬品を注入する場合、例えばタイマーによ
り薬品の注入を制御する。あるいは、スパイラル型膜エ
レメント１の汚染状態を操作圧力または透過水量から調
べ、スパイラル型膜エレメント１に汚染物質が堆積して
きた時、すなわち操作圧力の増加または透過水量の低下
が見られた時に薬品注入を行ってもよい。この場合、例
えば操作圧力計、透過水量計、膜間差圧計等の計測機器
を、スパイラル型膜モジュールが組み込まれた装置内に
設置し、これらの計測機器からの信号に従って、薬品の
注入を行う。

【０１０２】さらに、汚染物質の除去作用および殺菌作
用を有する上記の薬品以外に、凝集剤を原水７に注入し
てもよい。この場合、原水７中の汚染物質が凝集するた
め、凝集剤なしではスパイラル型膜エレメントの膜を透
過するような汚染物質であっても凝集作用によりスパイ
ラル型膜エレメント１の膜面において捕捉されやすくな
る。なお、このようにしてスパイラル型膜エレメント１
の膜面に捕捉された汚染物質は、前述のような高い背圧
での逆流洗浄により系外へ排出することができる。

【０１０３】一方、本例において、逆流洗浄に用いる洗
浄水２１（図３）として、汚染物質の溶解作用、分解作
用、剥離作用等の汚染物質の除去作用を有する薬品を含
む透過水８を用いてもよい。また、殺菌作用を有する薬
品を含む透過水８を用いてもよい。例えば、濃度１０〜
１００００ｐｐｍの次亜塩素酸ナトリウム、濃度０．１
〜１０ｐｐｍのクロラミン、濃度１０〜１００００ｐｐ
ｍの過酸化水素、ｐＨ１〜３の硫酸、ｐＨ１〜３の硝
酸、ｐＨ１〜３の塩酸、ｐＨ１０〜１３の水酸化ナトリ
ウム、濃度１０〜１００００ｐｐｍの過酢酸、濃度０．
１〜５０％のイソプロピルアルコール、濃度０．２〜２
％のクエン酸または濃度０．２〜２％のシュウ酸を含む
透過水８を洗浄水２１として用いる。このような薬品を
含む洗浄水２１を用いた場合、スパイラル型膜エレメン
ト１の膜面に付着した汚染物質、特に分離膜２の細孔内
において目詰まりした汚染物質を効果的に除去すること
が可能になるとともに、膜面における微生物の繁殖を抑
制することが可能になる。

【０１０４】特に、汚染物質を多く含む濁質の高い原水
７（図２）を全量濾過する場合においては、原水７中の
濁質成分（汚染物質）がスパイラル型膜エレメント１の
分離膜２に大量に捕捉されて膜の細孔に目詰まりが生じ
る。このため、洗浄水２１として透過水８のみを用いる
逆流洗浄では、汚染物質を完全に除去することが困難で
ある。このような場合において、上記の薬品が注入され
た透過水８を逆流洗浄の洗浄水２１として用いることに
より、汚染物質が除去されやすくなり、効果的に洗浄を
行うことが可能になる。

【０１０５】なお、透過水８に薬品を連続的に注入して
もよく、あるいは透過水８による逆流洗浄を数回行った
後に、薬品を注入してもよい。

【０１０６】また、本例において、洗浄時にスパイラル
型膜エレメント１の少なくとも一端部から供給されスパ
イラル型膜エレメント１の内部を軸方向に沿って流れる
原水３１（図３）が、上記のような汚染物質の除去作用
または殺菌作用を有する薬品を含んでもよい。このよう
な薬品を含む原水３１を用いた場合、スパイラル型膜エ
レメント１の膜面に付着した汚染物質、特に膜面上に堆
積してケーク層を形成した汚染物質を容易に除去するこ
とが可能になるとともに、膜面における微生物の繁殖を
抑制することが可能になる。

【０１０７】特に、スパイラル型膜エレメント１におい
て、汚染物質による膜の細孔内の目詰まりおよび汚染物
質が堆積して形成された膜面上のケーク層が同時に存在
する場合においては、有孔中空管の少なくとも一方の開
口端から薬品を含む洗浄水２１を導入して逆流洗浄を行
うのと並行して、常時または定期的にスパイラル型膜エ
レメント１の少なくとも一端部からスパイラル型膜エレ
メント１の内部に薬品を含む原水３１を導入してスパイ
ラル型膜エレメント１の内部を軸方向に沿って流すこと
が好ましい。それにより、スパイラル型膜エレメント１
の膜の細孔内の目詰まりと膜面上に形成されたケーク層
とを同時に除去することができ、効果的に洗浄を行うこ
とが可能となる。

【０１０８】さらに、上記のスパイラル型膜エレメント
１の洗浄時において、薬品を含む洗浄水２１を集水管２
の端部からスパイラル型膜エレメント１の内部に導入す
るか、またはスパイラル型膜エレメント１の少なくとも
一端部から薬品を含む原液３１を導入した後、スパイラ
ル型膜エレメント１を、数十分から数時間、薬品を含む
洗浄水２１または原液３１に浸漬させてもよい。これに
より、スパイラル型膜エレメント１の膜の細孔内に詰ま
った汚染物質や膜面上に堆積してケーク層を形成した汚
染物質がさらに除去されやすくなり、洗浄がより効果的
に行われる。また、膜面における微生物の繁殖をより効
果的に抑制することが可能になる。また、薬品を含む洗
浄水２１または原液３１に浸漬させたスパイラル型膜エ
レメント１をさらに逆流洗浄するかスパイラル型膜エレ
メント１の一端部から原水３１を流すことにより、汚染
物質をスパイラル型膜モジュールの外部に排出すること
が可能になる。

【０１０９】なお、このような浸漬によるスパイラル型
膜エレメント１の洗浄は、１日に１回〜数回行うか、あ
るいはスパイラル型膜モジュールの運転条件の変化、例
えば操作圧力の増加、透過水量の低下等に応じて行う。

【０１１０】図４は本発明に係る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
４は濾過時の運転方法を示しており、本例においても図
１のスパイラル型膜モジュールを用いる。なお、本例に
おける洗浄時の運転方法は、前述の図３の運転方法と同
様である。

【０１１１】図４に示すように、濾過時には、配管２５
のバルブ３０ａ、配管２８のバルブ３０ｅおよび配管２
７ａのバルブ３０ｄを開くとともに、配管２６のバルブ
３０ｂ、配管２７のバルブ３０ｃおよび配管２９のバル
ブ３０ｆを閉じる。

【０１１２】この場合、図２の例と同様、原水タンク５
００から取水された原水７は、配管２５を通して原水入
口１３から圧力容器１０の第１の液室１８に導入され
る。さらに、原水７はスパイラル型膜エレメント１の一
端部からスパイラル型膜エレメント１の内部に供給され
る。

【０１１３】図５に示すように、スパイラル型膜エレメ
ント１において、一部の原水は分離膜２を透過して集水
管５の内部に流れ込み、透過水８として集水管５の端部
から排出される。一方、分離膜２を透過しなかった残り
の原水７ａは、スパイラル型膜エレメント１の他方の端
面側から排出される。

【０１１４】集水管５の端部から排出された透過水８
は、図４に示すように、透過水出口１４から配管２８を
通して圧力容器１０の外部へ取り出される。一方、スパ
イラル型膜エレメント１の他方の端面側から排出された
原水７ａは、第２の液室１９に導出された後、原水出口
１５から配管２７ａを通して外部へ取り出され、原水タ
ンク５００に戻される。このように、本例においては、
一部の原水７ａを原水出口１５から外部に取り出しつつ
スパイラル型膜モジュールにおいて濾過を行う。それに
より、スパイラル型膜エレメント１の外周面と圧力容器
１０の内周面との間の空隙における液の滞溜を抑制する
ことが可能になる。また、スパイラル型膜エレメント１
の内部において、一端部から他端部に向かう軸方向の原
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７ａ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。

【０１１５】なお、上記においては常時バルブ３０ｄを
開いて原水７ａを外部に取り出しているが、間欠的にバ
ルブ３０ｄを開いて原水７ａを取り出してもよい。この
場合においても、常時原水７ａを取り出す場合と同様、
分離膜２に汚染物質が付着するのを抑制することが可能
となる。

【０１１６】また、上記においては圧力容器の外部に取
り出した原水７ａの全量を原水タンク５００に戻してい
るが、取り出した原水７ａの一部を系外へ排出してもよ
い。例えば、バルブ３０ｄを開くとともにバルブ３０ｃ
を開き、配管２７を通して原水７ａの一部を系外へ排出
してもよい。

【０１１７】本例においても、洗浄時には、図３に示す
洗浄時の運転方法により高い背圧で逆流洗浄を行うとと
もに原水３１の導入を行う。それにより、濾過時に分離
膜２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。

【０１１８】以上のように、本例における運転方法によ
れば、膜面に堆積した汚染物質の除去を充分に行うこと
ができるため、長期間にわたって透過流束の低下を生じ
ることなく安定して運転を行うことが可能となる。

【０１１９】特に、本例においては、図４に示すように
濾過時に一部の原水７ａを圧力容器１０の外部に取り出
すことにより、原水中の汚染物質の膜面への沈降を抑制
しつつ汚染物質の一部を原水７ａ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ため、より安定した
濾過運転を行うことが可能となる。この場合、原水出口
１５から外部へ取り出した原水７ａを配管２７ａを通し
て循環させるため、高い回収率で透過水８を得ることが
可能である。また、原水７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。

【０１２０】なお、図４のスパイラル型膜エレメント１
の運転時においても、図１のスパイラル型膜エレメント
１の運転時と同様、供給される原水７が次亜塩素酸ナト
リウム等の汚染物質の除去作用または殺菌作用を有する
薬品を含んでもよく、あるいは凝集剤を含んでもよい。
また、洗浄時に洗浄水２１として用いられる透過水８お
よび洗浄時にスパイラル型膜エレメント１の少なくとも
端部から供給される原水３１が次亜塩素酸ナトリウム等
の汚染物質の除去作用または殺菌作用を有する薬品を含
んでもよい。

【０１２１】なお、上記においては、１本のスパイラル
型膜エレメントを備えたスパイラル型膜モジュールの運
転を行う場合について説明したが、本発明に係る運転方
法は、複数のスパイラル型膜エレメントを備えたスパイ
ラル型膜モジュールにおいても適用可能である。

【０１２２】図６は本発明に係るスパイラル型膜モジュ
ールの運転方法のさらに他の例を示す模式的断面図であ
る。

【０１２３】図６に示すように、本例のスパイラル型膜
モジュールは、圧力容器１００内に複数のスパイラル型
膜エレメント１が収容されてなる。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。このように、圧力容器１００はサイドエント
リ形状を有する。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。

【０１２４】インターコネクタ１１６により集水管５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内に収容され、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。なお、ここでは図５のスパイラル型膜エレメント
１を用いている。両端部のスパイラル型膜エレメント１
の集水管５の一端部が、アダプタ１１５を介してそれぞ
れ端板１２０ａ，１２０ｂの透過水出口１４０に嵌合さ
れる。各スパイラル型膜エレメント１の外周面の一端部
近傍にはパッキン１７０が取り付けられており、このパ
ッキン１７０により、圧力容器１００の内部空間が複数
の液室に分離される。

【０１２５】スパイラル型膜モジュールの原水入口１３
０は、配管５５を通して原水タンク５００に接続されて
いる。配管５５にはバルブ６０ａが介挿されており、さ
らに、このバルブ３０ａの下流側にバルブ６０ｂが介挿
された配管５６が接続されている。一方、原水出口１３
１には、バルブ６０ｃが介挿された配管５７が接続され
ており、さらに、バルブ６０ｄが介挿された配管５７ａ
が配管５７のバルブ６０ｃ上流側に接続されている。こ
の配管５７ａを介して原水出口１３１は原水タンク５０
０に接続されている。端板１２０ａ側の透過水出口１４
０には、バルブ６０ｅが介挿された配管５８ａが接続さ
れており、このバルブ６０ｅの上流側に、バルブ６０ｇ
が介挿された配管５９ａが接続されている。一方、端板
１２０ｂ側の透過水出口１４０には、バルブ６０ｆが介
挿された配管５８ｂが接続されており、このバルブ６０
ｆの上流側に、バルブ６０ｈが介挿された配管５９ｂが
接続されている。

【０１２６】スパイラル型膜モジュールの濾過時には、
配管５５のバルブ６０ａ、配管５８ａのバルブ６０ｅお
よび配管５８ｂのバルブ６０ｆを開くとともに、配管５
６のバルブ６０ｂ、配管５９ａのバルブ６０ｇ、配管５
９ｂのバルブ６０ｈ、配管５７のバルブ６０ｃおよび配
管５７ａのバルブ６０ｄを閉じる。

【０１２７】原水タンク５００から取水された原水７
は、配管５５を通して原水入口１３０から圧力容器１０
０の内部に供給される。スパイラル型膜モジュール内に
おいて、原水入口１３０から供給された原水７は、端板
１２０ａ側の端部に位置するスパイラル型膜エレメント
１の一方の端面側からスパイラル型膜エレメント１の内
部に導入される。このスパイラル型膜エレメント１にお
いては、図５に示すように、一部の原水は分離膜２を透
過して集水管５の内部に流れ込み、透過水８として集水
管５の端部から排出される。一方、分離膜２を透過しな
かった残りの原水７ａは、他方の端面側から排出され
る。この排出された原水７ａは、後段のスパイラル型膜
エレメント１の一方の端面側からこのスパイラル型膜エ
レメント１の内部に導入され、前述と同様にして透過水
８および原水７ａに分離される。このように、直列に連
結された複数のスパイラル型膜エレメント１の各々にお
いて膜分離が行われる。この場合、配管５７のバルブ６
０ｃおよび配管５７ａのバルブ６０ｄを閉じているた
め、図２の例と同様、各スパイラル型膜エレメント１に
おいて分離膜２の透過が促進されてスパイラル型膜モジ
ュールにおいて全量濾過が行われる。

【０１２８】上記の濾過過程で、原水中に含まれる汚染
物質が各スパイラル型膜エレメント１の分離膜２の膜面
に堆積する。特に、上記のように複数のスパイラル型膜
エレメント１を備えたスパイラル型膜モジュールにおい
て全量濾過を行うと、分離膜２の膜面に汚染物質が堆積
しやすい。このような汚染物質の堆積は水の透過速度の
低下を引き起こすため、以下に示す洗浄を行って汚染物
質を除去する。

【０１２９】洗浄時には、まず配管５５のバルブ６０
ａ、配管５８ａのバルブ６０ｅ、配管５８ｂのバルブ６
０ｆおよび配管５７ａのバルブ６０ｄを閉じるととも
に、配管５６のバルブ６０ｂ、配管５７のバルブ６０
ｃ、配管５９ａのバルブ６０ｇおよび配管５９ｂのバル
ブ６０ｈを開き、逆流洗浄を行う。

【０１３０】逆流洗浄時、端板１２０ａ側においては、
配管５９ａおよび配管５８ａを通して洗浄水２１が透過
水出口１４０から集水管５の一端部に供給される。ま
た、端板１２０ｂ側においては、配管５９ｂおよび配管
５８ｂを通して洗浄水２１が透過水出口１４０から集水
管５の他端部に供給される。このようにして、洗浄水２
１が集水管５の両端部から集水管５の内部に導入され
る。集水管５の内部に導入された洗浄水２１は、各スパ
イラル型膜エレメント１において集水管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。分離膜２を透過した洗浄
水２１は、原水スペーサ６に沿ってスパイラル型膜エレ
メント１の内部を軸方向に流れ、各スパイラル型膜エレ
メント１の両端部から排出される。この排出された洗浄
水２１は、原水入口１３０および原水出口１３１から配
管５６および配管５７を通してそれぞれ外部へ取り出さ
れる。

【０１３１】この場合、各スパイラル型膜エレメント１
の分離膜２に０．０５〜０．３ＭＰａの背圧が加わるよ
うに透過水出口１４０側の圧力、原水入口１３０側の圧
力および原水出口１３１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２１を流すことができ、分
離膜２の膜面に堆積した汚染物質を効果的に剥離させる
ことが可能になる。また、剥離した汚染物質が各スパイ
ラル型膜エレメント１の端部から排出されるまでの間に
原水スペーサ６に捕捉されるのを抑制し、汚染物質を効
果的に除去することが可能となる。

【０１３２】なお、本例においては原水入口１３０から
取り出された洗浄水２１の全量を排水として系外へ排出
しているが、この洗浄水２１の一部を排水として系外へ
排出するとともに、一部を原水７として再利用してもよ
い。例えば配管５６のバルブ６０ｂの下流側にさらに配
管を設けるとともにこの配置を原水タンク５００に接続
することにより、洗浄水２１の一部を原水タンク５００
に戻してもよい。

【０１３３】また、本例においては原水出口１３１から
取り出された洗浄水２１の全量を排水として系外へ排出
しているが、この洗浄水２１の一部を排水として系外へ
排出するとともに、一部を原水７として再利用してもよ
い。例えば配管５７のバルブ６０ｃを開くとともに配管
５７ａのバルブ６０ｄを開き、洗浄水２１の一部を配管
５７ａを通して原水タンク５００に戻してもよい。

【０１３４】また、図６の例では、逆流洗浄時に、洗浄
水２１が原水入口１３０および原水出口１３１から配管
５６および配管５７を通して外部に取り出されている
が、洗浄水２１が原水入口１３０から配管５６を通して
外部に取り出されるように透過水出口１４０側の圧力お
よび原水入口１３０側の圧力を設定してもよい。この場
合、配管５７のバルブ６０ｃを閉じ、原水出口１３１を
閉じておく。あるいは、洗浄水２１が原水出口１３１か
ら配管５７を通して外部に取り出されるように透過水出
口１４０側の圧力および原水出口１３１側の圧力を設定
してもよい。この場合、配管５６のバルブ６０ｂを閉
じ、原水入口１３０を閉じておく。

【０１３５】上記のようにして逆流洗浄を行った後、配
管５６のバルブ６０ｂ、配管５９ａのバルブ６０ｇおよ
び配管５９ｂのバルブ６０ｈを閉じるとともに、配管５
５のバルブ６０ａを開く。それにより、原水タンク５０
０から取水された原水３１が配管５５を通して原水入口
１３０から圧力容器１００内に供給される。各スパイラ
ル型膜エレメント１において、原水３１はスパイラル型
膜エレメント１の一端部から内部に導入され、原水スペ
ーサ６に沿ってスパイラル型膜エレメント１の内部を軸
方向に流れた後に他端部から排出される。それにより、
分離膜２から剥離した汚染物質が原水３１によりスパイ
ラル型膜エレメント１の一端部から他端部へ押し流さ
れ、スパイラル型膜エレメント１の内部に残存する洗浄
水２１とともにスパイラル型膜エレメント１の他端部か
ら排出される。さらに、汚染物質および洗浄水２１は原
水３１とともに原水出口１３１から配管５７を通して圧
力容器１００の外部へ取り出される。

【０１３６】このように、逆流洗浄後に濾過時の原水の
供給方向と同方向に原水３１を流すことにより、各スパ
イラル型膜エレメント１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
着することを防止することができる。

【０１３７】なお、本例においては逆流洗浄後に原水３
１を軸方向に流しているが、逆流洗浄前に原水３１を軸
方向に流してもよい。この洗浄方法によれば、スパイラ
ル型膜エレメント１の膜面に捕捉された汚染物質のほと
んどが原水３１により除去され、さらに洗浄水２１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
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。

【０１３８】あるいは、逆流洗浄と並行して原水３１を
軸方向に流してもよい。例えば上記において、洗浄時に
配管５５，５６，５７，５９ａ，５９ｂのバルブ６０
ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｇ，６０ｈを同時に開き、透
過側から洗浄水２１を供給するとともに原水側から原水
３１を供給してもよい。この場合、上記のように逆流洗
浄後に原水３１を流す場合に得られる効果と同様の効果
が得られる。

【０１３９】また、本例においては原水３１を原水入口
１３０から供給して原水出口１３１から取り出している
が、原水を原水出口１３１から供給して原水入口１３０
から取り出し、各スパイラル型膜エレメント１の内部に
おいて濾過時の原水の供給方向と逆方向に原水を流して
もよい。この場合、上記のように濾過時の原水の供給方
向と同方向に原水３１を流す場合に得られる効果と同様
の効果が得られる。あるいは、濾過時の原水の供給方向
と同方向および逆方向に順に原水を流してもよい。この
場合、スパイラル型膜エレメント１の全体に分布した汚
染物質を均一に除去して排出することが可能となる。

【０１４０】また、本例においては原水出口１３１から
取り出された原水３１の全量を排水として系外へ排出し
ているが、この原水３１の一部を排水として系外へ排出
するとともに、一部を原水７として再利用してもよい。
例えば上記において、配管５７のバルブ６０ｃを開くと
ともに配管５７ａのバルブ６０ｄを開き、原水３１の一
部を配管５７ａを通して原水タンク５００に戻してもよ
い。

【０１４１】上記のような洗浄時における運転方法によ
れば、濾過時に分離膜２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。

【０１４２】以上のように、本例における運転方法によ
れば、膜面に堆積した汚染物質の除去を充分に行うこと
ができるため、汚染物質が膜面に堆積しやすい全量濾過
においても高い透過流束を維持しつつ安定して運転を行
い、効率よく透過水８を得ることが可能となる。この場
合、全量濾過が行われるので、原水７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。

【０１４３】本例においても、図１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、供給される原水７が、汚染物質の除去作用ま
たは殺菌作用を有する次亜塩素酸ナトリウム等の薬品を
含んでもよい。この場合、各スパイラル型膜エレメント
１の膜面に付着した汚染物質を除去して、汚染物質の堆
積を抑制することが可能になるとともに、膜面における
微生物の繁殖を抑制することが可能になる。それによ
り、スパイラル型膜モジュールにおいて、長期にわたっ
てさらに安定した性能が得られる。

【０１４４】また、スパイラル型膜モジュールの洗浄時
において、次亜塩素酸ナトリウム等の汚染物質の除去作
用または殺菌作用を有する薬品を含む透過水８を逆流洗
浄の洗浄水２１として用いてもよい。この場合、スパイ
ラル型膜エレメント１の細孔内で目詰まりした汚染物質
を効果的に除去することが可能になるとともに、膜面に
おける微生物の繁殖を抑制することが可能になる。それ
により、スパイラル型膜モジュールにおいて、長期にわ
たってさらに安定した性能が得られる。

【０１４５】また、汚染物質の除去作用または殺菌作用
を有する薬品を含む原水３１を洗浄時にスパイラル型膜
エレメント１の少なくとも一端部から供給してもよい。
この場合、各スパイラル型膜エレメント１の膜面上に堆
積してケーク層を形成した汚染物質を効果的に除去する
ことが可能になるとともに、膜面における微生物の繁殖
を抑制することが可能になる。それにより、スパイラル
型膜モジュールにおいて、長期にわたってさらに安定し
た性能が得られる。

【０１４６】なお、上記においては、図６のスパイラル
型膜モジュールを用いて図２の例のように全量濾過を行
う場合について説明したが、図６のスパイラル型膜モジ
ュールを用いて図４の例のように一部の原水７ａを圧力
容器１００の外部に取り出しつつ濾過を行ってもよい。

【０１４７】例えば、図６のスパイラル型膜モジュール
の濾過時において、常時または間欠的に配管５７ａのバ
ルブ６０ｄを開き、圧力容器１００内に供給された原水
７のうちスパイラル型膜エレメント１の分離膜２を透過
しなかった一部の原水７ａを原水出口１３１から配管５
７ａを通して圧力容器１００の外部に取り出し、原水タ
ンク５００に戻してもよい。それにより、各スパイラル
型膜エレメント１の外周部と圧力容器１００の内周面と
の間の空隙における液の滞溜を抑制することが可能にな
る。また、各スパイラル型膜エレメント１の内部におい
て、一端部から他端部に向かう軸方向の原水の流れが形
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７ａとともに圧力容器の外部に排出
することが可能となる。

【０１４８】このような原水の一部を取り出しつつ濾過
を行う運転方法によれば、長時間にわたって透過流束の
低下を生じることなく、より安定して運転を行うことが
可能となる。この場合、外部へ取り出した原水７ａを配
管５７ａを通して循環させるため、高い回収率で透過水
８を得ることが可能である。また、原水７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。

【０１４９】図７は、図５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。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。

【０１５０】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。

【０１５１】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。

【０１５２】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。

【０１５３】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。

【０１５４】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。

【０１５５】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。

【０１５６】

【化１】

【０１５７】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。

【０１５８】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。

【０１５９】

【化２】

【０１６０】

【化３】

【０１６１】

【化４】

【０１６２】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。

【０１６３】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。

【０１６４】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。

【０１６５】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。

【０１６６】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。

【０１６７】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６のスパイラル型膜エレメント
１に用いた場合に０．０５〜０．３ＭＰａの背圧で逆流
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。

【０１６８】

【実施例】以下の実施例１〜３および比較例において
は、図７に示す構造を有する限外濾過膜を分離膜２とし
て含むスパイラル型限外濾過膜エレメントを作製し、こ
のスパイラル型限外濾過膜エレメントを備えた図１のス
パイラル型膜モジュールを用いて後述する条件で連続通
水濾過試験を行った。

【０１６９】実施例１〜３および比較例に用いるスパイ
ラル型限外濾過膜エレメントの仕様は以下の表１に示す
通りである。

【０１７０】

【表１】

【０１７１】ここで、実施例１〜３および比較例のスパ
イラル型限外濾過膜エレメントに用いた限外濾過膜は、
以下のようにして作製した。

【０１７２】まずポリスルホン（アモコ社製、Ｐ−３５
００）を１６．５重量部、Ｎ−メチル−２ピロリドンを
５０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０．１３ｍｍ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。

【０１７３】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１および実施例２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。

【０１７４】上記のようにして作製した限外濾過膜の透
水量は１７００Ｌ／ｍ² ・ｈｒであり、背圧強度は０．
３ＭＰａであり、平均分子量１００万のポリエチレンオ
キサイドの阻止率は９９％であった。

【０１７５】なお、背圧強度は直径４７ｍｍの膜を背圧
強度ホルダ（有孔直径２３ｍｍ）にセットし、多孔性補
強シート２ａ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。

【０１７６】また、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。

【０１７７】阻止率（％）［１−（透過液濃度／原液濃
度）］×１００ 次に、このようにして作製した限外濾過膜を備えたスパ
イラル型膜モジュールの連続通水濾過試験について以下
に説明する。なお、この場合の連続通水濾過試験におい
ては原水７として工業用水（ｐＨ６〜８、水温１５〜３
０℃）を供給した。

【０１７８】［実施例１］実施例１においては、図１の
スパイラル型膜モジュールに供給する原水７中に、常
時、殺菌作用および汚染物質の除去作用を有する次亜塩
素酸ナトリウムを注入して濾過を行った。実施例１にお
けるスパイラル型膜モジュールの運転条件を以下の表２
に示す。

【０１７９】

【表２】

【０１８０】なお、逆流洗浄時においては、洗浄水２１
（図３）として透過水８（図２）を用い、０．１〜０．
２ＭＰａの背圧で５６Ｌ／分の流量で洗浄水２１の供給
を行った。また、この場合においては、逆流洗浄後に原
水３１（図３）をスパイラル型膜モジュールに供給し、
スパイラル型限外濾過膜エレメント内部において濾過時
の原水７（図２）の供給方向と同方向に原水３１を流し
た。

【０１８１】上記のような濾過および洗浄を繰り返し行
いながら連続してスパイラル型限外濾過膜エレメントの
運転を行った。そして、スパイラル型限外濾過膜エレメ
ントにおける運転時間と膜間差圧との関係を調べた。

【０１８２】［実施例２］実施例２においては、図１の
スパイラル型膜モジュールの逆流洗浄時に殺菌作用およ
び汚染物質の除去作用を有する次亜塩素酸ナトリウムを
洗浄水２１（図３）に注入し、この洗浄水２１（逆洗
水）を用いて逆流洗浄を行った。実施例２におけるスパ
イラル型膜モジュールの運転条件を以下の表３に示す。

【０１８３】

【表３】

【０１８４】なお、逆流洗浄時においては、洗浄水２１
（図３）として透過水８（図２）を用い、０．１〜０．
２ＭＰａの背圧で５６Ｌ／分の流量で洗浄水２１の供給
を行った。また、この場合においては、逆流洗浄後に原
水３１（図３）をスパイラル型膜モジュールに供給し、
スパイラル型限外濾過膜エレメント内部において濾過時
の原水７（図２）の供給方向と同方向に原水３１を流し
た。

【０１８５】上記のような濾過および洗浄を繰り返し行
いながら連続してスパイラル型限外濾過膜エレメントの
運転を行った。そして、スパイラル型限外濾過膜エレメ
ントにおける運転時間と膜間差圧との関係を調べた。

【０１８６】［実施例３］実施例３においては、図１の
スパイラル型膜モジュールを５日間連続運転した後、殺
菌作用および汚染物質の除去作用を有する次亜塩素酸ナ
トリウムを注入した洗浄水をスパイラル型膜モジュール
に供給してスパイラル型限外濾過膜エレメントの浸漬洗
浄を行った。実施例３におけるスパイラル型膜モジュー
ルの運転条件を以下の表４に示す。

【０１８７】

【表４】

【０１８８】なお、逆流洗浄時においては、洗浄水２１
（図３）として透過水８（図２）を用い、０．１〜０．
２ＭＰａの背圧で５６Ｌ／分の流量で洗浄水２１の供給
を行った。また、この場合においては、逆流洗浄後に原
水３１（図３）をスパイラル型膜モジュールに供給し、
スパイラル型限外濾過膜エレメント内部において濾過時
の原水７（図２）の供給方向と同方向に原水３１を流し
た。

【０１８９】また、本例においては、浸漬洗浄時に適宜
逆流洗浄用の洗浄水２１に次亜塩素酸ナトリウムを注入
し、この次亜塩素酸ナトリウムが注入された洗浄水２１
を浸漬洗浄用の洗浄水として用いた。

【０１９０】上記のような濾過および洗浄を繰り返し行
いながら連続してスパイラル型膜モジュールの運転を行
った。そして、スパイラル型限外濾過膜エレメントにお
ける運転時間と膜間差圧との関係を調べた。

【０１９１】［比較例］比較例においては、図１のスパ
イラル型膜モジュールの濾過運転時および洗浄時におい
て薬品注入を一切行わなかった。比較例におけるスパイ
ラル型膜モジュールの運転条件を以下の表５に示す。

【０１９２】

【表５】

【０１９３】なお、逆流洗浄時においては、洗浄水２１
（図３）として透過水８（図２）を用い、０．１〜０．
２ＭＰａの背圧で５６Ｌ／分の流量で洗浄水２１の供給
を行った。また、この場合においては、逆流洗浄後に原
水３１（図３）をスパイラル型膜モジュールに供給し、
スパイラル型限外濾過膜エレメント内部において濾過時
の原水７（図２）の供給方向と同方向に原水３１を流し
た。

【０１９４】上記のような濾過および洗浄を繰り返し行
いながら連続してスパイラル型膜モジュールの運転を行
った。そして、スパイラル型限外濾過膜エレメントにお
ける運転時間と膜間差圧との関係を調べた。

【０１９５】図８は実施例１〜３および比較例における
スパイラル型膜モジュールの膜間差圧の経時変化を示す
図である。

【０１９６】図８に示すように、原水７中に常時次亜塩
素酸ナトリウムを注入した実施例１においては、膜面に
おける微生物の繁殖を抑制することができるとともに膜
面への汚染物質の付着を防止することができる。このた
め、スパイラル型限外濾過膜エレメントの膜間差圧の変
化が小さく、スパイラル型膜モジュールにおいて安定し
た運転を長期間継続して行うことが可能であった。

【０１９７】また、逆流洗浄時の洗浄水２１に次亜塩素
酸ナトリウムを注入した実施例２においては、一定間隔
でしか膜面が次亜塩素酸ナトリウムと接触しないため、
実施例１に比べて効果が低くなる。しかしながら、この
場合においてもスパイラル型限外濾過膜エレメントにお
いて十分に膜間差圧の上昇を抑制することが可能であ
り、膜間差圧の変化が小さくすることができる。したが
って、スパイラル型膜モジュールにおいて、安定した運
転を長期間継続して行うことが可能であった。

【０１９８】一方、実施例３においては、濾過時および
逆流洗浄時に薬品注入を行わないため運転時間の経過と
ともに膜間差圧は上昇する。しかしながら、この場合に
おいては、膜間差圧の上昇に伴って次亜塩素酸ナトリウ
ムを含む洗浄水で浸漬洗浄を行うため、膜間差圧の上昇
を抑制することが可能である。したがって、スパイラル
型膜モジュールにおいて、安定した運転を長期間継続し
て行うことが可能であった。

【０１９９】これに対して、濾過時および洗浄時に薬品
の注入を全く行わない比較例においては、運転時間の経
過に伴い急激な膜間差圧の上昇が生じるため、連続運転
継続が不可能であった。

【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
モジュールの一例を示す模式的な図である。

【図２】本発明に係るスパイラル型膜モジュールの運転
方法の一例を示す模式的断面図である。

【図３】本発明に係るスパイラル型膜モジュールの運転
方法の一例を示す模式的断面図である。

【図４】本発明に係る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５】図１のスパイラル型膜モジュールに用いられる
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６】本発明に係るスパイラル型膜モジュールの運転
方法のさらに他の例を示す模式的断面図である。

【図７】図５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８】実施例１〜３および比較例のスパイラル型膜モ
ジュールの膜間差圧の経時変化を示す図である。

【符号の説明】

１ スパイラル型膜エレメント 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 ７，３１ 原水 ８ 透過水 １０，１００ 圧力容器 １３，１３０ 原水入口 １４，１４０ 透過水出口 １５，１３１ 原水出口 ２１ 洗浄水

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石原 悟 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 GA03 GA06 GA07 HA61 KA64 KC02 KC03 KC12 KC13 KC16 KC21 KD11 KD12 KD14 KD15 KD16 KD21 KD22 KD24 KD28 KD30 KE08R MA03 MC62 PB08

Claims (16)

【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、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
   トの運転方法であって、運転時に、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汚染物質剥離作用ま
   たは殺菌作用を有する薬品を含む原液を供給し、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
   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。
2. 【請求項２】 前記薬品は次亜塩素酸ナトリウム、クロ
   ラミン、過酸化水素、過酢酸またはオゾンであることを
   特徴とする請求項１記載のスパイラル型膜エレメントの
   運転方法。
3. 【請求項３】 前記原液が凝集剤を含むことを特徴とす
   る請求項１または２記載のスパイラル型膜エレメントの
   運転方法。
4. 【請求項４】 洗浄時に、前記有孔中空管の少なくとも
   一方の開口端から汚染物質剥離作用または殺菌作用を有
   する薬品を含む洗浄液を導入して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
   トの少なくとも一端部から排出させることにより０．０
   ５ＭＰａ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請求項１〜３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。
5. 【請求項５】 前記洗浄液が透過液であることを特徴と
   する請求項４記載のスパイラル型膜エレメントの運転方
   法。
6. 【請求項６】 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汚染物質剥離作用または殺菌
   作用を有する薬品を含む洗浄液を供給し、前記スパイラ
   ル型膜エレメント内で前記薬品を含む洗浄液を軸方向に
   流すことを特徴とする請求項１〜３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。
7. 【請求項７】 前記洗浄液が原液であることを特徴とす
   る請求項６記載のスパイラル型膜エレメントの運転方
   法。
8. 【請求項８】 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り、前記透過性膜体は前記多孔
   性シート材の一面に投錨状態で接合されたことを特徴と
   する請求項１〜７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。
9. 【請求項９】 有孔中空管の外周面に袋状の分離膜が巻
   回されてなり、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
   トの洗浄方法であって、前記有孔中空管の少なくとも一
   方の開口端から汚染物質剥離作用または殺菌作用を有す
   る薬品を含む洗浄液を導入して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
   の少なくとも一端部から排出させることにより０．０５
   ＭＰａ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スパイラル型膜エレメ
   ントの洗浄方法。
10. 【請求項１０】 有孔中空管の外周面に袋状の分離膜が
    巻回されてなり、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
    ントの洗浄方法であって、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汚染物質剥離作用または殺菌
    作用を有する薬品を含む洗浄液を供給し前記スパイラル
    型膜エレメント内で前記薬品を含む洗浄液を軸方向に流
    す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。
11. 【請求項１１】 前記有孔中空管の少なくとも一方の開
    口端から前記薬品を含む洗浄液を導入して逆流洗浄を行
    うのと並行して、常時または定期的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前記薬品を含む洗
    浄液を供給することを特徴とする請求項９または１０記
    載のスパイラル型膜エレメントの洗浄方法。
12. 【請求項１２】 前記薬品を含む洗浄液に前記スパイラ
    ル型膜エレメントを浸漬することを特徴とする請求項９
    〜１１のいずれかに記載のスパイラル型膜エレメントの
    洗浄方法。
13. 【請求項１３】 前記薬品は次亜塩素酸ナトリウム、ク
    ロラミン、過酸化水素、硫酸、塩酸、硝酸、水酸化ナト
    リウム、過酢酸、イソプロピルアルコール、シュウ酸ま
    たはクエン酸であることを特徴とする請求項９〜１２の
    いずれかに記載のスパイラル型膜エレメントの洗浄方
    法。
14. 【請求項１４】 有孔中空管の外周面に袋状の分離膜が
    巻回されてなり、０．０５ＭＰａよりも高く０．３ＭＰ
    ａ以下の背圧で逆流洗浄が可能な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、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一端部から
    汚染物質剥離作用または殺菌作用を有する薬品を含む原
    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。
15. 【請求項１５】 有孔中空管の外周面に袋状の分離膜が
    巻回されてなり、０．０５ＭＰａよりも高く０．３ＭＰ
    ａ以下の背圧で逆流洗浄が可能な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、前記有孔中
    空管の少なくとも一方の開口端から汚染物質剥離作用ま
    たは殺菌作用を有する薬品を含む洗浄液を導入して前記
    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一端部から排出させ、
    前記圧力容器の外部に取り出すことにより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スパイラル型膜モジュール
    の洗浄方法。
16. 【請求項１６】 有孔中空管の外周面に袋状の分離膜が
    巻回されてなり、０．０５ＭＰａよりも高く０．３ＭＰ
    ａ以下の背圧で逆流洗浄が可能な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の少なくとも一端部から汚染物質剥
    離作用または殺菌作用を有する薬品を含む洗浄液を供給
    し前記スパイラル型膜エレメント内で前記薬品を含む洗
    浄液を軸方向に流して前記圧力容器の外部に取り出すこ
    とを特徴とするスパイラル型膜モジュールの洗浄方法。