JP2002028455A - 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ならびにスパイラル型膜モジュール - 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。散気装置１０２により気泡が散出された原水７
が、圧力容器１０内のスパイラル型膜エレメント１に供
給される。原水７のうち、一部の原水はスパイラル型膜
エレメント１の軸方向に流れ、圧力容器１０の原水出口
１５から外部に排出された後、さらに配管２７ａを介し
て原水タンク５００へ戻される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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ならびにスパイラル
型膜モジュールに関する。

【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を提供することである。

【００１３】本発明の他の目的は、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モジュー
ルを提供することである。

【００１４】

【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、スパイラル型膜エレメントの分離膜面に接する
液中に連続的または間欠的に気泡を散出させるものであ
る。

【００１５】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、スパイラル型膜エレメントの分離膜
面に接する液中に気泡を散出させることにより、スパイ
ラル型膜エレメントの分離膜面に散気流が形成される。
それにより、液中の汚染物質がスパイラル型膜エレメン
トの膜面に付着するのを抑制することが可能になる。さ
らに、スパイラル型膜エレメントの膜面に付着した汚染
物質を剥離させることが可能になる。

【００１６】それにより、スパイラル型膜エレメントに
おいて、安定した運転を長期間継続して行うことが可能
となる。

【００１７】洗浄時には、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。

【００１８】この場合、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、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。

【００１９】以上のように、上記のスパイラル型膜エレ
メントの運転方法によれば、濾過を安定して行うことが
できるため、効率よく透過液を得ることが可能となる。
また、原液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。

【００２０】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
ントの運転方法であって、スパイラル型膜エレメントの
分離膜面に接する液に連続的または間欠的に超音波振動
を付与するものである。

【００２１】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、スパイラル型膜エレメントの分離膜
面に接する液に超音波振動を付与することにより、液中
の汚染物質を分散させ、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、スパイラル型膜エレメントも振動するため、
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
剥離させることが可能になる。

【００２２】それにより、スパイラル型膜エレメントに
おいて、安定した運転を長期間継続して行うことが可能
となる。

【００２３】洗浄時には、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。

【００２４】この場合、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、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。

【００２５】以上のように、上記のスパイラル型膜エレ
メントの運転方法によれば、濾過を安定して行うことが
できるため、効率よく透過液を得ることが可能となる。
また、原液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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】第３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
で逆流洗浄が可能であり、圧力容器内の液中に連続的ま
たは間欠的に気泡を散出させるものである。

【００３２】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、圧力容器内の液中に気泡を散出させ
ることにより、スパイラル型膜エレメントの分離膜面に
散気流が形成される。それにより、液中の汚染物質がス
パイラル型膜エレメントの膜面に付着するのを抑制する
ことが可能になる。さらに、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剥離させることが可能にな
る。

【００３３】運転時に、スパイラル型膜エレメントの端
部から原液を供給しつつ原液中に気泡を散出させ、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
てもよい。この場合、原液中の汚染物質がスパイラル型
膜エレメントの膜面で捕捉される。

【００３４】ここで、原液中に気泡を散出させることに
より、スパイラル型膜エレメントの分離膜面に散気流が
形成される。それにより、原液中の汚染物質がスパイラ
ル型膜エレメントの膜面に付着するのを抑制することが
可能になるとともに、スパイラル型膜モジュールの内
部、特に、スパイラル型膜エレメントの膜面に付着した
汚染物質を剥離させることが可能となる。

【００３５】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しつつ洗浄液中に気泡を散出させ
てもよい。

【００３６】洗浄時には、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。

【００３７】この場合、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、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】ここで、洗浄液中に気泡を散出させること
により、スパイラル型膜エレメントの分離膜面に散気流
が形成される。それにより、スパイラル型膜モジュール
の内部、特に、スパイラル型膜エレメントの膜面に付着
した汚染物質をより効果的に剥離させることが可能にな
るとともに、剥離した汚染物質がスパイラル型膜エレメ
ントの膜面に付着するのを抑制することが可能になる。

【００３９】また、フラッシング時に、原液または洗浄
液をスパイラル型膜エレメントの軸方向に流しつつ原液
または洗浄液中に気泡を散出させてもよい。これによ
り、スパイラル型膜モジュールの内部、特に、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容易に剥
離させることができるとともに、剥離した汚染物質を容
易にかつ確実に外部に排出することができる。

【００４０】また、運転停止時に、圧力容器内に存在す
る原液または洗浄液中に気泡を散出させてもよい。この
場合、スパイラル型膜エレメントの分離膜面に散気流が
形成される。それにより、原液または洗浄液中の汚染物
質がスパイラル型膜エレメントの膜面に付着するのを抑
制するのが可能になるとともに、スパイラル型膜モジュ
ールの内部、特に、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剥離させることが可能になる。

【００４１】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、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納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
で逆流洗浄が可能であり、圧力容器内の液に連続的また
は間欠的に超音波振動を付与するものである。

【００４２】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、圧力容器内の液に超音波振動を付与
することにより、液中の汚染物質を分散させ、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、スパイラル型膜エレメン
トも振動するため、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剥離させることが可能になる。

【００４３】それにより、スパイラル型膜エレメントに
おいて、安定した運転を長期間継続して行うことが可能
となる。

【００４４】運転時に、スパイラル型膜エレメントの端
部から原液を供給しつつ原液に超音波振動を付与し、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
してもよい。この場合、原液中の汚染物質がスパイラル
型膜エレメントの膜面で捕捉される。

【００４５】ここで、原液に超音波振動を付与すること
により、原液中の汚染物質を分散させ、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、スパイラル型膜エレメントも振
動するため、スパイラル型膜モジュールの内部、特に、
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
剥離させることが可能になる。

【００４６】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しつつ洗浄液に超音波振動を付
与してもよい。

【００４７】洗浄時には、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。

【００４８】この場合、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、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。

【００４９】ここで、洗浄液に超音波振動を付与するこ
とにより、スパイラル型膜モジュールの内部、特に、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よ
り効果的に剥離させることが可能になるとともに、剥離
した汚染物質がスパイラル型膜エレメントの膜面に付着
するのを抑制することが可能になる。

【００５０】また、フラッシング時に、原液または洗浄
液をスパイラル型膜エレメントの軸方向に流しつつ原液
または洗浄液に超音波振動を付与してもよい。これによ
り、スパイラル型膜モジュールの内部、特に、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容易に剥
離させることができるとともに、剥離した汚染物質を容
易にかつ確実に外部に排出することができる。

【００５１】また、運転停止時に、圧力容器内に存在す
る原液または洗浄液に超音波振動を付与してもよい。そ
れにより、原液または洗浄液中の汚染物質がスパイラル
型膜エレメントの膜面に付着するのを抑制するのが可能
になるとともに、スパイラル型膜エレメントの膜面に付
着した汚染物質を剥離させることが可能になる。

【００５２】また、第３および第４の発明に係るスパイ
ラル型膜モジュールの運転方法において、運転時に、連
続的または間欠的に一部の原液をスパイラル型膜エレメ
ントの軸方向に流し圧力容器の外部へ取り出してもよ
い。この場合、原液中の汚染物質の一部およびスパイラ
ル型膜エレメントの膜面から剥離した汚染物質を容易に
かつ確実にスパイラル型膜モジュールの外部に排出する
ことが可能になるとともに、原液中の汚染物質がスパイ
ラル型膜エレメントの膜面に付着するのをさらに抑制す
ることが可能になる。以上のことから、スパイラル型膜
モジュールにおいてさらに安定した運転を長期間継続し
て行うことが可能となる。

【００５３】さらに、圧力容器の外部へ取り出した原液
を再び供給側へ戻してもよい。第５の発明に係るスパイ
ラル型膜モジュールは、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であ
り、圧力容器内の液中に気泡を散出させる散気装置およ
び原液出口から圧力容器の外部に取り出された原液を原
液入口に戻す循環系が設けられたものである。

【００５４】本発明に係るスパイラル型膜モジュールに
おいては、散気装置により、連続的または間欠的に圧力
容器内の原液または洗浄液中に気泡が散出される。それ
により、スパイラル型膜モジュール内においてスパイラ
ル型膜エレメントの分離膜面に散気流が形成されるた
め、スパイラル型膜エレメントの膜面に付着した汚染物
質を剥離させることが可能になる。また、原液または洗
浄液中の汚染物質および剥離した汚染物質がスパイラル
型膜エレメントの膜面に付着するのを抑制することが可
能になる。

【００５５】また、運転時において、スパイラル型膜エ
レメントの軸方向に原液の流れを形成することにより、
原液中の汚染物質の一部および剥離した汚染物質を容易
にかつ確実にスパイラル型膜モジュールの外部に排出す
ることが可能になり、原液中の汚染物質および剥離した
汚染物質がスパイラル型膜エレメントの膜面に付着する
のをさらに抑制することが可能になる。

【００５６】洗浄時には、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。

【００５７】この場合、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、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。

【００５８】以上のことから、スパイラル型膜モジュー
ルにおいて安定した性能が実現される。

【００５９】また、循環系により原液出口から圧力容器
の外部に取り出された原液を再び原液入口に戻してもよ
い。

【００６０】第６の発明に係るスパイラル型膜モジュー
ルは、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であ
り、圧力容器内の液に超音波振動を付与する超音波発振
子が設けられたものである。

【００６１】本発明に係るスパイラル型膜モジュールに
おいては、超音波発振子により、連続的または間欠的に
圧力容器内の原液または洗浄液に超音波振動が付与され
る。それにより、スパイラル型膜エレメントが振動し、
スパイラル型膜モジュール内部、特に、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剥離させること
が可能になる。また、原液または洗浄液中の汚染物質お
よび剥離した汚染物質がスパイラル型膜エレメントの膜
面に付着するのを抑制することが可能になる。

【００６２】洗浄時には、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。

【００６３】この場合、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、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。

【００６４】以上のことから、スパイラル型膜モジュー
ルにおいて安定した性能が実現される。

【００６５】

【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。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】スパイラル型膜モジュールの原水入口１３
は、配管２５を通して加圧ポンプ１０１に接続され、さ
らに原水タンク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３
０ａ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。バルブ３０ａの上流側には、配管３５
を介して散気装置１０２が接続されている。配管３５に
は、バルブ３０ｇが介挿されている。この場合、散気装
置１０２としてコンプレッサ等のエアー供給機器を用い
る。

【００６９】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３
０ｄ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。

【００７０】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。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】図２に示すように、濾過時には、配管２５
のバルブ３０ａ、配管２７ａのバルブ３０ｄ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３０ｃおよび配管２９のバル
ブ３０ｆを閉じる。

【００７５】原水タンク５００から取水された原水７
は、加圧ポンプ１０１により加圧された後、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１
８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。

【００７６】ここで、配管３５のバルブ３０ｇを開き、
散気装置１０２により散出された気泡（エアー）を圧力
容器１０の内部に導入する。このようにして、スパイラ
ル型膜モジュール内部においてエアーバブリングを行
う。

【００７７】図４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。

【００７８】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。

【００７９】本例においては、スパイラル型膜モジュー
ル内部においてエアーバブリングを行うとともに、一部
の原水７ａをスパイラル型膜エレメント１の軸方向に流
すため、スパイラル型膜エレメント１の膜面に散気流
（気液混合流）が形成される。それにより、汚染物質が
沈降してスパイラル型膜エレメント１の膜面に付着する
のを抑制することが可能になるとともに、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る
ことが可能になる。さらに、軸方向に原水の流れを形成
することにより、原水中の汚染物質の一部およびスパイ
ラル型膜エレメント１の膜面から剥離した汚染物質を容
易にかつ確実にスパイラル型膜エレメント１の外部に排
出することが可能になる。それにより、安定した運転を
長期間継続して行うことが可能となる。

【００８０】また、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。

【００８１】また、原水出口１５から外部へ排出した一
部の原水を循環させるため、供給された原水から理論上
１００％の回収率で透過水を得ることが可能となる。

【００８２】ここで、配管３５のバルブ３０ｇを連続的
に開いてもよく、あるいは間欠的に開いてもよい。それ
により、連続的または間欠的にスパイラル型膜モジュー
ル内においてエアーバブリングを行うことが可能とな
る。

【００８３】なお、間欠的にエアーバブリングを行う場
合、バルブ３０ｇの開閉をタイマーにより制御してもよ
い。あるいは、スパイラル型膜モジュールが組み込まれ
た膜分離装置内に操作圧力計、膜間差圧計、透過水流量
計等の計測機器を設置し、これらの計測機器からの信号
に従ってバルブ３０ｇの開閉を制御してもよい。

【００８４】例えば、スパイラル型膜エレメント１の膜
面等への汚染物質の付着に伴ってスパイラル型膜エレメ
ント１の透過水流量が低下することから、透過水流量計
により透過水流量の変化を計測し、透過水流量に変化が
見られた際に信号を送ってバルブ３０ｇを開く。それに
より、スパイラル型膜エレメント１の膜面等に付着した
汚染物質を剥離させることが可能となり、安定した透過
水流量を維持することが可能となる。

【００８５】なお、バルブ３０ｇの開閉に伴ってバルブ
３０ｄを開閉し、エアーバブリングに合わせて間欠的に
原水の流れを形成してもよい。

【００８６】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。

【００８７】また、上記においては圧力容器１０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３
０ｃ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。あるいは、取り出した原水７ａの全て
を系外に排出してもよい。

【００８８】一定時間濾過を行った後、以下に示す洗浄
を行う。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、配管２７ａ
のバルブ３０ｄおよび配管３５のバルブ３０ｇ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。

【００８９】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。

【００９０】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。

【００９１】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。

【００９２】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。

【００９３】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。

【００９４】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。

【００９５】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を流すフラッシングを行う
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。

【００９６】上記の洗浄方法によれば、スパイラル型膜
エレメント１の膜面、原水スペーサ６等、特に分離膜２
に付着した汚染物質を軸方向に沿って外部に容易にかつ
確実に排出することができ、分離膜２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。

【００９７】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。

【００９８】なお、本例においては逆流洗浄後に原水３
１を軸方向に流すフラッシングを行っているが、逆流洗
浄前に原水３１を軸方向に流すフラッシングを行っても
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フラッシ
ングにより除去され、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。

【００９９】あるいは、逆流洗浄と並行して原水３１を
軸方向に流すフラッシングを行ってもよい。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３
１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。

【０１００】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。

【０１０１】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。

【０１０２】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。

【０１０３】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。

【０１０４】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。

【０１０５】特に、本例においては、図２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。

【０１０６】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。

【０１０７】図５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。

【０１０８】図５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。

【０１０９】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。

【０１１０】スパイラル型膜モジュールの原水入口１３
０は、配管５５を通して加圧ポンプ１０１に接続され、
さらに原水タンク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
６０ａ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。バルブ６０ａの上流側には、配管６５
を介して散気装置１０２が接続されている。この場合、
散気装置１０２としてコンプレッサー等のエアー供給機
器を用いる。配管６５にはバルブ６０ｊが介挿されてい
る。

【０１１１】一方、原水出口１３１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６
０ｃ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５００に接続されている。
端板１２０ａ側の透過水出口１４０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５９
ａ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６０ｆ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。

【０１１２】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５７ａのバルブ６０ｄ、
配管５８ａのバルブ６０ｅおよび配管５８ｂのバルブ６
０ｆを開くとともに、配管５６のバルブ６０ｂ、配管５
９ａのバルブ６０ｇ、配管５９ｂのバルブ６０ｈ、配管
５７のバルブ６０ｃおよび配管６５のバルブ６０ｊを閉
じる。

【０１１３】原水タンク５００から取水された原水７は
加圧ポンプ１０１により加圧された後、配管５５を通し
て原水入口１３０から圧力容器１００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１
３０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。

【０１１４】ここで、配管６５のバルブ６０ｊを開き、
散気装置１０２により散出された気泡（エアー）を圧力
容器１００の内部に導入する。このようにして、スパイ
ラル型膜モジュール内部においてエアーバブリングを行
う。

【０１１５】このスパイラル型膜エレメント１において
は、図４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。

【０１１６】本例においては、スパイラル型膜モジュー
ル内部においてエアーバブリングを行うとともに、各ス
パイラル型膜エレメント１の軸方向に原水の流れを形成
するため、各スパイラル型膜エレメント１の膜面に散気
流が形成される。それにより、各スパイラル型膜エレメ
ント１の膜面に汚染物質が沈降して付着するのを抑制す
ることが可能になるとともに、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剥離させることが可
能になる。さらに、原水の流れにより、原水中の汚染物
質の一部および各スパイラル型膜エレメント１の膜面か
ら剥離した汚染物質を容易にかつ確実にスパイラル型膜
モジュールの外部に排出することが可能になる。それに
より、安定した運転を長期間継続して行うことが可能と
なる。

【０１１７】また、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、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。

【０１１８】また、原水出口１５から外部へ排出した一
部の原水を、配管５７ａから構成される循環系により循
環させるため、原水から理論上１００％の回収率で透過
水５２を得ることが可能となる。

【０１１９】また、この場合、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、
効率良く透過水５２を得ることが可能となる。

【０１２０】また、上記においては圧力容器１０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６０ｄを開くとともにバルブ６
０ｃを開き、配管５７を通して原水の一部を系外へ排出
してもよい。あるいは、取り出した原水の全てを系外に
排出してもよい。

【０１２１】一定時間濾過を行った後、以下に示す洗浄
を行う。洗浄時には、まず配管５５のバルブ６０ａ、配
管５８ａのバルブ６０ｅ、配管５８ｂのバルブ６０ｆ、
配管５７ａのバルブ６０ｄおよび配管６５のバルブ６０
ｊを閉じるとともに、配管５６のバルブ６０ｂ、配管５
７のバルブ６０ｃ、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。

【０１２２】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。

【０１２３】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。

【０１２４】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。

【０１２５】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。

【０１２６】また、図５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。

【０１２７】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１０の外部へ取り出される。

【０１２８】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を流すフラッシングを行う
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。

【０１２９】上記の洗浄方法によれば、スパイラル型膜
エレメント１の膜面、原水スペーサ６等、特に分離膜２
に付着した汚染物質を軸方向に沿って外部に容易にかつ
確実に排出することができ、分離膜２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。

【０１３０】なお、図１および図５に示したスパイラル
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
方法においては、運転時に原水出口１５，１３１から取
り出した一部の原水および洗浄時にフラッシングに用い
た原水を配管２７ａ，５７ａを介して原水タンク５００
へ戻しているが、これらの原水を循環させずに排出して
もよい。

【０１３１】また、図１および図５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
法においては、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時にエアーバブリングを行う
場合について説明したが、運転時以外にエアーバブリン
グを行ってもよい。

【０１３２】例えば、逆流洗浄時にエアーバブリングを
行ってもよい。あるいは、運転停止時において、スパイ
ラル型膜モジュール内に原水または洗浄水（透過水）が
封入された状態でエアーバブリングを行ってもよい。さ
らに、運転を停止し、原水または洗浄水（透過水）を用
いて膜面をフラッシングする際にエアーバブリングを行
ってもよい。これらの場合においても、前述と同様の効
果が得られる。

【０１３３】なお、本例においては逆流洗浄後に原水３
１を軸方向に流すフラッシングを行っているが、逆流洗
浄前に原水３１を軸方向に流すフラッシングを行っても
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フラッシ
ングにより除去され、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。

【０１３４】あるいは、逆流洗浄と並行して原水３１を
軸方向に流すフラッシングを行ってもよい。例えば上記
において、洗浄時に配管５５，５６，５７，５９ａ，５
９ｂのバルブ６０ａ，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。

【０１３５】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。

【０１３６】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。

【０１３７】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。

【０１３８】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。

【０１３９】図６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さら
に他の例を示す模式的断面図である。なお、図６に示す
スパイラル型膜モジュールは、以下の点を除いて、図１
に示すスパイラル型膜モジュールと同様の構成を有す
る。

【０１４０】図６に示すスパイラル型膜モジュールにお
いては、図１に示すスパイラル型膜モジュールのように
散気装置１０２、配管３５およびバルブ３０ｇを設け
ず、圧力容器１０の筒形ケース１１の外周部に超音波発
振子１０３を設けている。

【０１４１】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３０ｃ、配管２７ａの
バルブ３０ｄおよび配管２９のバルブ３０ｆを閉じる。

【０１４２】原水タンク５００から取水された原水７
は、加圧ポンプ１０１により加圧された後、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１
８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。

【０１４３】ここで、圧力容器１０の筒形ケース１１に
設けた超音波発振子１０３により、圧力容器１０を介し
て圧力容器１０内部の原水７およびスパイラル型膜エレ
メント１に超音波振動を付与する。

【０１４４】図６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。

【０１４５】集水管５の端部から排出された透過水８
は、図６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。

【０１４６】また、超音波発振子１０３により、スパイ
ラル型膜モジュール内部の原水７に超音波振動が付与さ
れるため、原水７中の汚染物質が分散される。それによ
り、原水７中の汚染物質がスパイラル型膜モジュールの
内部、特に、スパイラル型膜エレメント１の膜面に付着
するの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にも超音波振動が付与されるため、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
剥離させることが可能になる。以上のことから、安定し
た運転を長期間継続して行うことが可能になる。

【０１４７】一定時間濾過を行った後、透過側から洗浄
水による逆流洗浄を行う。洗浄水としては、例えば透過
水を用いる。洗浄時には超音波発振子１０３を停止さ
せ、図３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洗浄方法と同様の方法により、逆
流洗浄および原水によるフラッシングを行う。なお、こ
の場合においても、前述のように、原水によるフラッシ
ングは逆流洗浄の前または後に行うか、あるいは逆流洗
浄と並行してフラッシングを行う。

【０１４８】それにより、スパイラル型膜エレメント１
の膜面、原水スペーサ６等、特に分離膜２に付着した汚
染物質を軸方向に沿って外部に容易にかつ確実に排出す
ることができ、分離膜２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。

【０１４９】なお、濾過時において、図２に示したよう
に、配管２７ａのバルブ３０ｄ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の他方の端面側から排出された原水７
ａ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５
００に戻される。あるいは、取り出した原水の全てを系
外に取り出してもよい。

【０１５０】このように、一部の原水７ａを原水出口１
５から外部に取り出しつつスパイラル型膜モジュールに
おいて濾過を行うことにより、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。

【０１５１】上記においては超音波発振子１０３を圧力
容器１０の筒形ケース１１の外周部に設けているが、圧
力容器１０の端板１２ａまたは端板１２ｂに超音波発振
子１０３を設けてもよい。この場合においても、圧力容
器１０を介して原水７およびスパイラル型膜エレメント
１に超音波振動を付与することが可能となる。あるい
は、原水７またはスパイラル型膜エレメント１に直接、
超音波振動を付与してもよい。

【０１５２】さらに、上記においては、圧力容器１０内
にスパイラル型膜エレメント１が１本装填されてなるス
パイラル型膜モジュールについて説明したが、図６に示
した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、以下に説明するように、圧力容
器内に複数のスパイラル型膜エレメントが装填されてな
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。

【０１５３】図７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さら
に他の例を示す模式的断面図である。

【０１５４】図７に示すスパイラル型膜モジュールの構
成は、以下の点を除いて、図５に示すスパイラル型膜モ
ジュールの構成と同様である。

【０１５５】図７に示すスパイラル型膜モジュールにお
いては、図５に示すスパイラル型膜モジュールのように
散気装置１０２、配管６５およびバルブ６５ｊを設け
ず、圧力容器１００の筒形ケース１１１の外周部に超音
波発振子１０３を設けている。なお、前述のように、超
音波発振子１０３は圧力容器１００の端板１２ａまたは
端板１２ｂに設けてもよい。あるいは、圧力容器１００
を介さずに、原水７またはスパイラル型膜エレメント１
に直接、超音波振動を付与してもよい。

【０１５６】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５７ａのバルブ６０ｄ、配管５
９ａのバルブ６０ｇ、配管５９ｂのバルブ６０ｈおよび
配管５７のバルブ６０ｃを閉じる。

【０１５７】原水タンク５００から取水された原水７は
加圧ポンプ１０１により加圧された後、配管５５を通し
て原水入口１３０から圧力容器１００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１
３０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。

【０１５８】ここで、超音波発振子１０３により、圧力
容器１００を介して圧力容器１００内部の原水７および
各スパイラル型膜エレメント１に超音波振動を付与す
る。

【０１５９】このスパイラル型膜エレメント１において
は、図４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６０ｃお
よび配管５７ａのバルブ６０ｄを閉じているため、図６
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。

【０１６０】また、超音波発振子１０３により、スパイ
ラル型膜モジュール内部の原水７に超音波振動を付与す
るため、原水７中の汚染物質が分散される。それによ
り、原水７中の汚染物質がスパイラル型膜モジュール内
部、特に各スパイラル型膜エレメント１の膜面に付着す
るの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にも超音波振動が付与されるため、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
を剥離させることが可能になる。以上のことから、安定
した運転を長期間継続して行うことが可能となる。

【０１６１】さらに、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、効率良く透
過水５２を得ることが可能となる。

【０１６２】一定時間濾過を行った後、透過側から洗浄
水を用いた逆流洗浄を行う。洗浄水としては、例えば透
過水を用いる。この場合、超音波発振子１０３を停止さ
せ、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洗浄方法と同様の方法により、逆
流洗浄および原水によるフラッシングを行う。

【０１６３】それにより、スパイラル型膜エレメント１
の膜面、原水スペーサ６等、特に分離膜２に付着した汚
染物質を軸方向に沿って外部に容易にかつ確実に排出す
ることができ、分離膜２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。

【０１６４】なお、濾過運転時において、図５に示した
ように、配管５７ａのバルブ６０ｄを開いて原水出口１
３１から一部原水を取り出してもよい。この場合、一部
原水は原水出口１３１から配管５７ａを通して外部へ取
り出され、原水タンク５００に戻される。あるいは、取
り出した原水の全てを系外に排出してもよい。

【０１６５】このように、一部の原水を原水出口１３１
から外部へ取り出しつつスパイラル型膜モジュールにお
いて濾過を行うことにより、スパイラル型膜エレメント
１の外周面と圧力容器１００の内周面との間の空隙にお
ける液の滞留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
原水とともに圧力容器１００の外部に排出することが可
能となる。

【０１６６】また、図６および図７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
法においては、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時に超音波振動を付与する場
合について説明したが、運転時以外に超音波振動を付与
してもよい。

【０１６７】例えば、逆流洗浄時に超音波振動を付与し
てもよい。あるいは、運転停止時において、スパイラル
型膜モジュール内に原水７または洗浄水（透過水）が封
入された状態で超音波振動を付与してもよい。さらに、
運転を停止し、原水７または洗浄水（透過水）を用いて
膜面をフラッシングする際に超音波振動を付与してもよ
い。これらの場合においても、前述と同様の効果が得ら
れる。

【０１６８】なお、図６および図７に示したスパイラル
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
方法においては、運転時に原水出口１５，１３１から取
り出した一部の原水および洗浄時にフラッシングに用い
た原水を配管５７を介して外部へ排出してもよい。

【０１６９】図８は、図４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。

【０１７０】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。

【０１７１】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。

【０１７２】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。

【０１７３】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。

【０１７４】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。

【０１７５】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。

【０１７６】

【化１】

【０１７７】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。

【０１７８】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。

【０１７９】

【化２】

【０１８０】

【化３】

【０１８１】

【化４】

【０１８２】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。

【０１８３】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。

【０１８４】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。

【０１８５】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。

【０１８６】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。

【０１８７】このように、上記の分離膜２は背圧強度が
高いため、図１、図５、図６および図７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。

【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断面図である。

【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】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５】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６】本発明の他の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断面図である。

【図７】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８】図４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。

【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 KE08R MA03 MA06 PB08

Claims (17)

【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、分離膜面に接する液中に連続的
   または間欠的に気泡を散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。
2. 【請求項２】 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、分離膜面に接する液に連続的ま
   たは間欠的に超音波振動を付与す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。
3. 【請求項３】 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】 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であり、前記圧力容器内の液中に気
   泡を散出させる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。
5. 【請求項５】 運転時に、前記スパイラル型膜エレメン
   トの端部から原液を供給しつつ前記原液中に気泡を散出
   させ、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請求項４記載のスパイ
   ラル型膜モジュールの運転方法。
6. 【請求項６】 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０．０５ＭＰａよりも高く０．３ＭＰａ以下
   の背圧で前記分離膜を逆流洗浄しつつ前記洗浄液中に気
   泡を散出させることを特徴とする請求項４または５記載
   のスパイラル型膜モジュールの運転方法。
7. 【請求項７】 フラッシング時に、原液または洗浄液を
   前記スパイラル型膜エレメントの軸方向に流しつつ前記
   原液または前記洗浄液中に気泡を散出させることを特徴
   とする請求項４〜６のいずれかに記載のスパイラル型膜
   モジュールの運転方法。
8. 【請求項８】 運転停止時に、前記圧力容器内に存在す
   る原液または洗浄液中に気泡を散出させることを特徴と
   する請求項４〜７のいずれかに記載のスパイラル型膜モ
   ジュールの運転方法。
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であり、前記圧力容器内の
   液に連続的または間欠的に超音波振動を付与することを
   特徴とするスパイラル型膜モジュールの運転方法。
10. 【請求項１０】 運転時に、前記スパイラル型膜エレメ
    ントの端部から原液を供給しつつ前記原液に超音波振動
    を付与し、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請求項９記載のス
    パイラル型膜モジュールの運転方法。
11. 【請求項１１】 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０．０５ＭＰａよりも高く０．３ＭＰａ以
    下の背圧で前記分離膜を逆流洗浄しつつ前記洗浄液に超
    音波振動を付与することを特徴とする請求項９または１
    ０記載のスパイラル型膜モジュールの運転方法。
12. 【請求項１２】 フラッシング時に、原液または洗浄液
    を前記スパイラル型膜エレメントの軸方向に流しつつ前
    記原液または前記洗浄液に超音波振動を付与することを
    特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載のスパイラ
    ル型膜モジュールの運転方法。
13. 【請求項１３】 運転停止時に、前記圧力容器内に存在
    する原液または洗浄液に超音波振動を付与することを特
    徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載のスパイラル
    型膜モジュールの運転方法。
14. 【請求項１４】 運転時に、連続的または間欠的に一部
    の前記原液を前記スパイラル型膜エレメントの軸方向に
    流して前記圧力容器の外部へ取り出すことを特徴とする
    請求項５または１０記載のスパイラル型膜モジュールの
    運転方法。
15. 【請求項１５】 前記圧力容器の外部へ取り出した原液
    を再び供給側へ戻すことを特徴とする請求項１４記載の
    スパイラル型膜モジュールの運転方法。
16. 【請求項１６】 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であり、前
    記圧力容器内の液中に気泡を散出させる散気装置および
    前記原液出口から前記圧力容器の外部に取り出された原
    液を前記原液入口に戻す循環系が設けられたことを特徴
    とするスパイラル型膜モジュール。
17. 【請求項１７】 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
    流洗浄が可能であり、前記圧力容器内の液に超音波振動
    を付与する超音波発振子が設けられたことを特徴とする
    スパイラル型膜モジュール。