JP2002079061A

JP2002079061A - 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処理システム

Info

Publication number: JP2002079061A
Application number: JP2001072695A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Ando; 雅明安藤
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2000-07-06
Filing date: 2001-03-14
Publication date: 2002-03-19

Abstract

(57)【要約】【課題】長時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
運転方法ならびに処理システム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１００には、
０．０５〜０．３ＭＰａで逆流洗浄を行うことができる
スパイラル型膜エレメントが用いられる。濾過速度の回
復処理として、加圧空気供給装置５４０から配管３２を
通してスパイラル型膜モジュール１００の透過水出口に
０．３ＭＰａ以下のエアーを注入するエアー注入操作、
透過水を用いた逆流洗浄操作および原水を用いたフラッ
シング操作を行う。

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ならびに処理システ
ムに関する。

【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ならびに処理システムを提
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、濾過速度の回復処理として、有孔中空管の少な
くとも一方の開口端から０．３ＭＰａ以下の気体を注入
する操作を行うものである。

【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、濾過速度の回復処理として、有孔
中空管の少なくとも一方の開口端から０．３ＭＰａ以下
の気体が注入される。その気体は、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、分離膜の全体に有
効な背圧が加えられる。それにより、分離膜の膜面上に
堆積した汚染物質を浮き上がらせることができる。した
がって、分離膜の膜面上に堆積した汚染物質を効果的に
系外へ排出することができる。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。

【００１５】この場合、スパイラル型膜エレメントは
０．０５ＭＰａよりも高く０．３ＭＰａ以下の背圧で逆
流洗浄が可能であるので、０．３ＭＰａ以下の気体を注
入しても、分離膜と分離膜支持体とが剥離する等の損傷
を与えることはない。また、上記のような背圧強度を有
する分離膜のバブルポイントは０．３ＭＰａ以上である
ので、０．３ＭＰａ以下の気体を注入しても分離膜の細
孔内が気体で置換されて透過液量の低下を招くことはな
い。

【００１６】濾過速度の回復処理として、有孔中空管の
少なくとも一方の開口端から洗浄液を導入し、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０．３ＭＰ
ａ以下の背圧で分離膜を逆流洗浄する操作を気体の注入
操作と組み合わせて行ってもよい。

【００１７】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、例えば有孔中空管の開口端で
０．３ＭＰａの背圧を加えたとしても、スパイラル型膜
エレメントの構成部材の流路抵抗のために、袋状の分離
膜に均一に背圧を加えることは困難であり、分離膜の背
圧は分離膜の長さ方向に圧力分布を生じる。そのため、
分離膜の長さ方向で単位面積あたりに透過する洗浄液の
流量に分布が生じ、分離膜を均一に逆流洗浄することが
できず、その結果膜面への汚染物質の堆積が生じ、透過
流束の低下を招く場合がある。

【００１９】このような場合、一般的には、逆流洗浄を
行う時間間隔を短くし、頻繁に逆流洗浄を行うか、ある
いは、透過流束の低下が大きい場合には、薬品洗浄を行
って透過流束を維持する。しかしながら、逆流洗浄を頻
繁に行うことは、排出される洗浄液の増加および回収率
の低下を招く。また、薬品洗浄を行うと、薬品洗浄排水
の処理および薬品コストの問題が生じる。

【００２０】上記のように、濾過速度の回復処理として
気体の注入操作および逆流洗浄操作を組み合わせた場
合、気体の注入操作により袋状の分離膜全体に有効な背
圧を加え、膜面上に堆積した汚染物質を浮き上がらせる
ことができ、逆流洗浄操作により膜面上に堆積した汚染
物質をより効果的に系外に排出することができる。その
結果、さらに長期にわたって高い透過流束を維持しつつ
より安定した濾過運転を行うことが可能となる。

【００２１】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。

【００２２】なお、逆流洗浄操作は気体の注入操作の前
に行ってもよく、気体の注入操作と同時に行ってもよ
く、あるいは気体の注入操作の後に行ってもよい。

【００２３】濾過速度の回復処理として、スパイラル型
膜エレメント内の軸方向に原液を流す操作を気体の注入
操作と組み合わせて行ってもよい。

【００２４】この場合にも、気体の注入操作により袋状
の分離膜全体に有効な背圧を加え、膜面上に堆積した汚
染物質を浮き上がらせることができ、原液をスパイラル
型膜エレメントの軸方向に流す操作により膜面上に堆積
した汚染物質をより効果的に系外に排出することができ
る。その結果、さらに長期間にわたって高い透過流束を
維持しつつより安定した濾過運転を行うことができる。

【００２５】さらに、濾過速度の回復処理として、気体
の注入操作、逆流洗浄操作および原液をスパイラル型膜
エレメントの軸方向に流す操作を組み合わせて行うこと
が好ましい。この場合、膜面上に堆積した汚染物質をよ
り効果的に系外へ排出することができ、さらに長期間に
わたって高い透過流束を維持しつつより安定した濾過運
転を行うことができる。

【００２６】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。

【００２７】スパイラル型膜エレメント内を軸方向に流
した原液の少なくとも一部を再びスパイラル型膜エレメ
ントの供給側に戻すことが好ましい。このように原液を
循環させることにより、高い回収率で透過液を得ること
が可能となる。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】第２の発明に係るスパイラル型膜モジュー
ルは、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が原液
入口を有する圧力容器内に１または複数本収容されてな
るスパイラル型膜モジュールの運転方法であって、濾過
速度の回復処理として、有孔中空管の少なくとも一方の
開口端から０．３ＭＰａ以下の気体を注入する操作を行
うものである。

【００３４】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、濾過速度の回復処理として、有孔
中空管の少なくとも一方の開口端から０．３ＭＰａ以下
の気体が注入される。その気体は、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、分離膜の全体に有
効な背圧が加えられる。それにより、分離膜の膜面上に
堆積した汚染物質を浮き上がらせることができる。した
がって、分離膜の膜面上に堆積した汚染物質を効果的に
系外へ排出することができる。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。

【００３５】この場合、スパイラル型膜エレメントは
０．０５ＭＰａよりも高く０．３ＭＰａ以下の背圧で逆
流洗浄が可能であるので、０．３ＭＰａ以下の気体を注
入しても、分離膜と分離膜支持体とが剥離する等の損傷
を与えることはない。また、上記のような背圧強度を有
する分離膜のバブルポイントは０．３ＭＰａ以上である
ので、０．３ＭＰａ以下の気体を注入しても分離膜の細
孔内が気体で置換されて透過液量の低下を招くことはな
い。

【００３６】濾過速度の回復処理として、有孔中空管の
少なくとも一方の開口端から洗浄液を導入し、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
させて圧力容器の外部に取り出すことにより０．０５Ｍ
Ｐａよりも高く０．３ＭＰａ以下の背圧で分離膜を逆流
洗浄する操作を気体の注入操作と組み合わせて行っても
よい。

【００３７】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。

【００３８】上記のように、濾過速度の回復処理として
気体の注入操作および逆流洗浄操作を組み合わせた場
合、気体の注入操作により袋状の分離膜全体に有効な背
圧を加え、膜面上に堆積した汚染物質を浮き上がらせる
ことができ、逆流洗浄操作により膜面上に堆積した汚染
物質をより効果的に系外に排出することができる。その
結果、さらに長期にわたって高い透過流束を維持しつつ
より安定した濾過運転を行うことが可能となる。

【００３９】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。

【００４０】なお、逆流洗浄操作は気体の注入操作の前
に行ってもよく、気体の注入操作と同時に行ってもよ
く、あるいは気体の注入操作の後に行ってもよい。

【００４１】濾過速度の回復処理として、圧力容器の原
液入口からスパイラル型膜エレメント内に原液を供給し
スパイラル型膜エレメント内で原液を軸方向に流すとと
もに、軸方向に流した原液を圧力容器の外部に取り出す
操作を気体の注入操作と組み合わせて行ってもよい。

【００４２】この場合にも、気体の注入操作により袋状
の分離膜全体に有効な背圧を加え、膜面上に堆積した汚
染物質を浮き上がらせることができ、原液をスパイラル
型膜エレメントの軸方向に流す操作により膜面上に堆積
した汚染物質をより効果的に系外に排出することができ
る。その結果、さらに長期間にわたって高い透過流束を
維持しつつより安定した濾過運転を行うことができる。

【００４３】さらに、濾過速度の回復処理として、気体
の注入操作、逆流洗浄操作および原液をスパイラル型膜
エレメントの軸方向に流す操作を組み合わせて行うこと
が好ましい。この場合、膜面上に堆積した汚染物質をよ
り効果的に系外へ排出することができ、さらに長期間に
わたって高い透過流束を維持しつつより安定した濾過運
転を行うことができる。

【００４４】以上のように、上記のスパイラル型膜モジ
ュール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。

【００４５】圧力容器の外部に取り出した原液の少なく
とも一部を再び原液入口に供給してもよい。このように
原液を循環させることにより、高い回収率で透過液を得
ることが可能となる。

【００４６】さらに、洗浄時に軸方向に流した原液の少
なくとも一部を再び原液入口に供給してもよい。このよ
うに原液を循環させることにより、高い回収率で透過液
を得ることが可能となる。

【００４７】第３の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るスパイラ
ル型膜エレメントが原液入口を有する圧力容器内に１ま
たは複数本収容されてなるスパイラル型膜モジュールを
用いた処理システムであって、分離膜は０．０５ＭＰａ
よりも高く０．３ＭＰａ以下の背圧で逆流洗浄が可能な
背圧強度を有し、圧力容器の原液入口を通して原液をス
パイラル型膜エレメント内へ供給する第１の原液供給系
と、有孔中空管の少なくとも一方の開口端から透過液を
取り出す透過液取り出し系と、有孔中空管の少なくとも
一方の開口端からスパイラル型膜エレメント内へ０．３
ＭＰａ以下の気体を注入する気体注入系とが設けられた
ものである。

【００４８】本発明に係る処理システムにおいては、濾
過時には、第１の原液供給系により圧力容器の原液入口
を通して原液がスパイラル型膜エレメント内へ供給さ
れ、透過液取り出し系により有孔中空管の少なくとも一
方の開口端から透過液が取り出される。

【００４９】濾過速度の回復処理時には、気体注入系に
より有孔中空管の少なくとも一方の開口端から０．３Ｍ
Ｐａ以下の気体が注入される。その気体は、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、分離膜の
全体に有効な背圧が加えられる。それにより、分離膜の
膜面上に堆積した汚染物質を浮き上がらせることができ
る。したがって、分離膜の膜面上に堆積した汚染物質を
効果的に系外へ排出することができる。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。

【００５０】この場合、スパイラル型膜エレメントは
０．０５ＭＰａよりも高く０．３ＭＰａ以下の背圧で逆
流洗浄が可能であるので、０．３ＭＰａ以下の気体を注
入しても、分離膜と分離膜支持体とが剥離する等の損傷
を与えることはない。また、上記のような背圧強度を有
する分離膜のバブルポイントは０．３ＭＰａ以上である
ので、０．３ＭＰａ以下の気体を注入しても分離膜の細
孔内が気体で置換されて透過液量の低下を招くことはな
い。

【００５１】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がさらに設けられてもよ
い。

【００５２】この場合、濾過速度の回復処理時に、洗浄
液導入系により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。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。

【００５３】上記のように、濾過速度の回復処理として
気体の注入操作および逆流洗浄操作を組み合わせた場
合、気体の注入操作により袋状の分離膜全体に有効な背
圧を加え、膜面上に堆積した汚染物質を浮き上がらせる
ことができ、逆流洗浄操作により膜面上に堆積した汚染
物質をより効果的に系外に排出することができる。その
結果、さらに長期にわたって高い透過流束を維持しつつ
より安定した濾過運転を行うことが可能となる。

【００５４】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。

【００５５】圧力容器の原液入口を通してスパイラル型
膜エレメント内へ原液を供給し、スパイラル型膜エレメ
ント内で原液を軸方向に流すとともに軸方向に流した原
液を圧力容器の外部に取り出す第２の原液供給系がさら
に設けられてもよい。

【００５６】この場合、濾過速度の回復処理時に、第２
の原液供給系により圧力容器の原液入口を通してスパイ
ラル型膜エレメント内へ原液が供給され、スパイラル型
膜エレメント内で原液が軸方向に流されるとともに軸方
向に流された原液が圧力容器の外部に取り出される。

【００５７】この場合にも、気体の注入操作により袋状
の分離膜全体に有効な背圧を加え、膜面上に堆積した汚
染物質を浮き上がらせることができ、原液をスパイラル
型膜エレメントの軸方向に流す操作により膜面上に堆積
した汚染物質をより効果的に系外に排出することができ
る。その結果、さらに長期間にわたって高い透過流束を
維持しつつより安定した濾過運転を行うことができる。

【００５８】以上のように、上記の処理システムによれ
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。

【００５９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施の形態にお
ける処理システムを示す模式図である。

【００６０】図１に示すように、原水タンク５００から
ポンプ５１０により配管２５を通して原水がスパイラル
型膜モジュール１００の原水入口に供給される。スパイ
ラル型膜モジュール１００の透過水出口から導出された
透過水は配管２８を介して透過水タンク５３０に供給さ
れる。スパイラル型膜モジュール１００からの排水は配
管２６を介して系外に排出される。このスパイラル型膜
モジュール１００には、０．０５〜０．３ＭＰａで逆流
洗浄を行うことができるスパイラル型膜エレメントが用
いられる。

【００６１】本実施の形態の処理システムでは、濾過速
度の回復処理としてエアーの注入操作、逆流洗浄操作お
よびフラッシング操作が行われる。この濾過速度の回復
処理については後述する。

【００６２】エアー注入操作時には、圧縮機等からなる
加圧空気供給装置５４０から配管３２を通してスパイラ
ル型膜モジュール１００の透過水出口に０．３ＭＰａ以
下のエアー（空気）が注入される。また、逆流洗浄時に
は、透過水タンク５３０からポンプ５２０により配管２
９を通してスパイラル型膜モジュール１００の透過水出
口に洗浄液として透過水が供給される。

【００６３】本実施の形態では、ポンプ５１０および配
管２５が第１の原液供給系に相当し、配管２８が透過液
取り出し系に相当し、加圧空気供給装置５４０および配
管３２が気体注入系に相当する。また、ポンプ５１０、
配管２５および配管２６が第２の原液供給系を構成す
る。

【００６４】図２は図１の処理システムに用いられるス
パイラル型膜モジュールおよび配管の詳細な構成および
濾過時の運転方法を示す模式的断面図である。なお、図
２には、図１のポンプ５１０，５２０は図示されていな
い。

【００６５】図２に示すように、スパイラル型膜モジュ
ール１００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１４が設けられている。なお、圧力容器の構造は図
２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。

【００６６】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。

【００６７】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およびバル
ブ３０ｇが介挿された配管３２が接続されている。配管
３２は図１の加圧空気供給装置５４０に接続されてい
る。

【００６８】図６は、図２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。

【００６９】図６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。

【００７０】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。

【００７１】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、配管２９のバルブ３
０ｆおよび配管３２のバルブ３０ｇを閉じる。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】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、以下に示す濾
過速度の回復処理を行って汚染物質を除去する。

【００７６】図３は濾過速度の回復処理におけるエアー
注入操作を示す模式的断面図、図４は濾過速度の回復処
理における逆流洗浄操作およびフラッシング操作を示す
模式的断面図である。

【００７７】図３に示すように、濾過速度の回復処理で
は、まず、配管２５のバルブ３０ａ、配管２６のバルブ
３０ｂ、配管２７のバルブ３０ｃ、配管２７ａのバルブ
３０ｄ、配管２８のバルブ３０ｅおよび配管２９のバル
ブ３０ｆを閉じるとともに、配管３２のバルブ３０ｇを
開き、エアー注入を行う。エアー注入時には、図１の加
圧空気供給装置５４０から配管３２および配管２８を通
して加圧されたエアー４１が透過水出口１４から集水管
５の開口端に供給され、エアー４１が集水管５の内部に
導入される。なお、エアー４１の圧力は０．３ＭＰａ以
下とする。

【００７８】集水管５の内部に導入されたエアー４１
は、集水管の５の外周面から分離膜２の内部へ導出さ
れ、分離膜２の全体に有効な背圧が加えられる。それに
より、分離膜２の膜面上に堆積した汚染物質が分離膜２
から浮き上がる。したがって、分離膜２の膜面上に堆積
した汚染物質を逆流洗浄およびフラッシングにより効果
的に系外へ排出することができる。

【００７９】この場合、スパイラル型膜エレメント１は
０．０５〜０．３ＭＰａの背圧で逆流洗浄を行うことが
可能であるので、０．３ＭＰａ以下のエアーを注入して
も、分離膜２と分離膜支持体とが剥離する等の損傷を与
えることはない。また、分離膜２のバルブポイントは
０．３ＭＰａ以上であるので、０．３ＭＰａ以下のエア
ーを注入しても、分離膜２の細孔内がエアーに置換され
て透過水量の低下を招くことはない。

【００８０】次に、図４に示すように、まず、配管２８
のバルブ３０ｅを開いて集水管５内のエアーによる圧力
を抜いた後、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３２の
バルブ３０ｇを閉じるとともに、配管２６のバルブ３０
ｂ、配管２９のバルブ３０ｆおよび配管２７のバルブ３
０ｃを開き、逆流洗浄を行う。

【００８１】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。

【００８２】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。

【００８３】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。

【００８４】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。

【００８５】また、図４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。

【００８６】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。

【００８７】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。

【００８８】上記のような濾過速度の回復処理によれ
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。

【００８９】なお、本例においては、エアー注入操作後
に逆流洗浄操作を行っているが、エアー注入操作前に逆
流洗浄操作を行ってもよい。あるいは、エアー注入操作
と並行して逆流洗浄操作を行ってもよい。例えば、濾過
速度の回復処理時に配管２６，２７，２９，３２のバル
ブ３０ｂ，３０ｃ，３０ｆ，３０ｇを同時に開き、透過
側からエアー４１および洗浄水２１を供給してもよい。
この場合、上記のようにエアー注入操作後に逆流洗浄操
作を行う場合に得られる効果と同様の効果が得られる。

【００９０】また、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、逆流洗浄と並行して原水３
１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，３０
ｂ，３０ｃ，３０ｆを同時に開き、透過側から洗浄水２
１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。

【００９１】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。

【００９２】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。

【００９３】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。

【００９４】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。

【００９５】以上のように、図２〜図４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の処理システム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。

【００９６】図５は本発明に係るスパイラル型膜モジュ
ールの運転方法の他の例を示す模式的断面図である。図
５は濾過時の運転方法を示しており、本例においても図
２のスパイラル型膜モジュールを用いる。なお、本例に
おける濾過速度の回復処理時の運転方法は、前述の図３
および図４の運転方法と同様である。

【００９７】図５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、配管２９のバルブ３
０ｆおよび配管３２のバルブ３０ｇを閉じる。

【００９８】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。

【００９９】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。

【０１００】集水管５の端部から排出された透過水８
は、図５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。

【０１０１】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。

【０１０２】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。

【０１０３】本例においても、濾過速度の回復処理時に
は、図３に示す運転方法によりエアー４１の注入を行
い、図４に示す運転方法により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。

【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５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７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７に示すように、本例のスパイラル型膜
モジュール１００は、圧力容器１１０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１１
０は、筒形ケース１１１および１対の端板１２０ａ，１
２０ｂ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１１０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１１０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およびバルブ６２ａが介挿され
た配管６１ａ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およびバルブ
６２ｂが介挿された配管６１ｂが接続されている。

【０１１１】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、配管５
７ａのバルブ６０ｄ、配管６１ａのバルブ６２ａおよび
配管６１ｂのバルブ６２ｂを閉じる。

【０１１２】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１１
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。

【０１１３】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、以下に示す濾過速度の回復処理
を行って汚染物質を除去する。

【０１１４】濾過速度の回復処理時には、まず配管５５
のバルブ６０ａ、配管５８ａのバルブ６０ｅ、配管５６
のバルブ６０ｂ、配管５７のバルブ６０ｃ、配管５８ｂ
のバルブｆ、配管５７ａのバルブ６０ｄ、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６１ａのバルブ６２ａおよび配管６１ｂ
のバルブ６２ｂを開き、エアー注入操作を行う。エアー
注入操作時には、端板１２０ａ側においては、配管６１
ａおよび配管５８ａを通してエアー４１が透過水出口１
４０から集水管５の一端部に供給される。また、端板１
２０ｂ側においては、配管６１ｂおよび配管５８ｂを通
してエアー４１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、エアー４１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エアー４１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、分離膜２の全体に有効な背圧が加わる。
それにより、分離膜２の膜面上に堆積した汚染物質が分
離膜２から浮き上がる。したがって、分離膜２の膜面上
に堆積した汚染物質を逆流洗浄操作およびフラッシング
操作により効果的に系外へ排出することができる。

【０１１５】次に、配管５８ｂのバルブ６０ｆを開いて
集水管５内のエアーによる圧力を抜いた後、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、配管６１
ａのバルブ６２ａおよび配管６１ｂのバルブ６２ｂを閉
じるとともに、配管５６のバルブ６０ｂ、配管５７のバ
ルブ６０ｃ、配管５９ａのバルブ６０ｇおよび配管５９
ｂのバルブ６０ｈを開き、逆流洗浄を行う。

【０１１６】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。

【０１１７】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。

【０１１８】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。

【０１１９】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。

【０１２０】また、図７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。

【０１２１】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、配
管５９ｂのバルブ６０ｈ、配管６１ａのバルブ６２ａお
よび配管６１ｂのバルブ６２ｂを閉じるとともに、配管
５５のバルブ６０ａを開く。それにより、原水タンク５
００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１１０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。

【０１２２】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。

【０１２３】なお、本例においては、エアー注入操作後
に逆流洗浄を行っているが、エアー注入操作前に逆流洗
浄を行ってもよい。あるいはエアー注入操作と並行して
逆流洗浄操作を行ってもよい。例えば、配管５９ａ，５
９ｂ，６１ａ，６１ｂのバルブ６０ｇ，６０ｈ，６２
ａ，６２ｂを同時に開き、透過側からエアー４１および
洗浄水２１を供給してもよい。この場合、上記のように
エアー注入操作後に逆流洗浄操作を行う場合に得られる
効果と同様の効果が得られる。

【０１２４】また、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、逆流洗浄と並行して原水３
１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６
０ａ，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。

【０１２５】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。

【０１２６】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。

【０１２７】上記のような濾過速度の回復処理によれ
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。

【０１２８】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。

【０１２９】なお、上記においては、図７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７のスパイラル型膜モジ
ュールを用いて図５の例のように一部の原水７ａを圧力
容器１１０の外部に取り出しつつ濾過を行ってもよい。

【０１３０】例えば、図７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１１０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１１０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１１０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。

【０１３１】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。

【０１３２】図８は、図６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。

【０１３３】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。

【０１３４】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。

【０１３５】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。

【０１３６】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。

【０１３７】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。

【０１３８】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。

【０１３９】

【化１】

【０１４０】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。

【０１４１】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。

【０１４２】

【化２】

【０１４３】

【化３】

【０１４４】

【化４】

【０１４５】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。

【０１４６】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。

【０１４７】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。

【０１４８】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。

【０１４９】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。

【０１５０】このように、上記の分離膜２は背圧強度が
高いため、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。

【０１５１】

【実施例】以下の実施例および比較例においては、図８
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エレメントを作製し、このスパイラ
ル型限外濾過エレメントを備えた図２のスパイラル型膜
モジュールを用いて連続通水濾過試験を行った。

【０１５２】ここで、実施例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。

【０１５３】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。

【０１５４】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、実施例および比較例の分離膜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。

【０１５５】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。

【０１５６】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。

【０１５７】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。

【０１５８】阻止率（％）［１−（透過液濃度／原液濃
度）］×１００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
型膜モジュールを用いた図１の処理システムの連続通水
濾過試験について、以下で説明する。

【０１５９】［実施例］実施例においては、図１の処理
システムの濾過時に原水として表１に示す水質の井戸水
を供給し、図２に示す運転方法により２０分間全量濾過
を行った。

【０１６０】

【表１】

【０１６１】このようにして全量濾過を行った後、濾過
運転を停止し、濾過速度の回復処理として、図３に示す
エアー注入操作、図４に示す逆流洗浄操作およびフラッ
シング操作を順に行った。エアー注入操作においては、
エアー４１の圧力を０．２ＭＰａとした。また、逆流洗
浄操作では、洗浄水２１として透過水を用い、０．１Ｍ
Ｐａの背圧で３０００Ｌ／分の洗浄水２１を供給した。
逆流洗浄の時間は１５秒間とした。逆流洗浄後、原水を
スパイラル型膜モジュールに供給し、フラッシング操作
を行った。フラッシングの時間は４０秒とした。

【０１６２】上記のような濾過および濾過速度の回復処
理を繰り返し行いながら、１０００時間連続して図１の
処理システムの運転を行った。運転条件を表２に示す。

【０１６３】

【表２】

【０１６４】［比較例］比較例においては、図１の処理
システムの濾過時に、原水として表１に示した水質の井
戸水を供給し、図２に示す運転方法により２０分間全量
濾過を行った。

【０１６５】このようにして全量濾過を行った後、濾過
運転を停止し、濾過速度の回復処理として、実施例で行
ったエアー注入操作を行わずに、図３に示す逆流洗浄操
作およびフラッシング操作を順に行った。エアー注入操
作を除く運転条件は表２に示したとおりである。

【０１６６】上記のような濾過および濾過速度の回復処
理を繰り返し行いながら、１０００時間連続して図１の
処理システムの運転を行った。

【０１６７】実施例における透過流束の変化を図９に示
し、実施例における濾過速度の回復処理時の排水の濁度
変化を図１０に示す。また、比較例における透過流束の
変化を図１１に示し、比較例における濾過速度の回復処
理時の排水の濁度変化を図１２に示す。

【０１６８】実施例では、図９に示すように、回収率９
０％で１０００時間の安定した運転が可能であり、透過
流束の低下はほとんど見られなかった。これに対して、
比較例においては、図１１に示すように、回収率９０％
で１０００時間の運転を行ったが、実施例に比べて安定
した運転はできず、１０００時間経過後の透過流束は実
施例に比べて低い値となった。

【０１６９】また、実施例では、図１０に示すように、
洗浄排水の濁度がエアー注入後に約２１０ＮＴＵとな
り、逆流洗浄後に約２８０ＮＴＵとなり、フラッシング
時に最高約４００ＮＴＵとなった。これに対して、比較
例では、図１２に示すように、洗浄排水の濁度が全体的
に低く、最高でも約９０ＮＴＵであった。これにより、
実施例では、濾過中に分離膜の膜面に堆積した濁質成分
が効果的に排出されるのに対して、比較例では、濾過中
に分離膜の膜面に堆積した濁質成分が十分に排出されて
いないことがわかる。これらの結果は、実施例ではエア
ー注入操作、逆流洗浄操作およびフラシッシング操作を
行っているのに対し、比較例では、エアー注入操作を行
っていないことに起因している。

【０１７０】上記の実施例および比較例からわかるよう
に、濾過速度の回復処理として、逆流洗浄操作およびフ
ラッシング操作の前にエアー注入操作を行うことによ
り、分離膜の膜面上に堆積した汚染物質を浮き上がら
せ、洗浄排出性を向上させることができる。この結果、
連続運転において高い透過流束を維持することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における処理システムを
示す模式図である。

【図２】図１の処理システムに用いられるスパイラル型
膜モジュールおよび配管の詳細な構成および濾過時の運
転方法を示す模式的断面図である。

【図３】濾過速度の回復処理におけるエアー注入操作を
示す模式的断面図である。

【図４】濾過速度の回復処理における逆流洗浄操作およ
びフラッシング操作を示す模式的断面図である。

【図５】本発明に係るスパイラル型膜モジュールの運転
方法の他の例を示す模式的断面図である。

【図６】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り欠き斜視図であ
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断面図である。

【図８】図６のスパイラル型膜エレメントが用いられる
分離膜の断面図である。

【図９】実施例における透過流束の変化を示す図であ
る。

【図１０】実施例における濾過速度の回復処理時の排水
の濁度変化を示す図である。

【図１１】比較例における透過流束の変化を示す図であ
る。

【図１２】比較例における濾過速度の回復処理時の排水
の濁度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１０，１１０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４１エアー１００スパイラル型膜モジュール５００原水タンク５１０，５２０ポンプ５３０透過水タンク５４０加圧空気供給装置

Claims

【特許請求の範囲】

【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、濾過速度の回復処理として、前
記有孔中空管の少なくとも一方の開口端から０．３ＭＰ
ａ以下の気体を注入する操作を行うことを特徴とするス
パイラル型膜エレメントの運転方法。
【請求項２】前記濾過速度の回復処理として、前記有
孔中空管の少なくとも一方の開口端から洗浄液を導入
し、前記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
する操作を前記気体の注入操作と組み合わせて行うこと
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。
【請求項３】前記濾過速度の回復処理として、前記ス
パイラル型膜エレメント内の軸方向に原液を流す操作を
前記気体の注入操作と組み合わせて行うことを特徴とす
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。
【請求項４】前記スパイラル型膜エレメント内を軸方
向に流した原液の少なくとも一部を再び前記スパイラル
型膜エレメントの供給側に戻すことを特徴とする請求項
３記載のスパイラル型膜エレメントの運転方法。
【請求項５】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１〜３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。
【請求項６】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
トが原液入口を有する圧力容器内に１または複数本収容
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、濾過速度の回復処理として、前記有孔中空管の少な
くとも一方の開口端から０．３ＭＰａ以下の気体を注入
する操作を行うことを特徴とするスパイラル型膜モジュ
ールの運転方法。
【請求項７】前記濾過速度の回復処理として、前記有
孔中空管の少なくとも一方の開口端から洗浄液を導入
し、前記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て前記圧力容器の外部に取り出す
ことにより０．０５ＭＰａよりも高く０．３ＭＰａ以下
の背圧で前記分離膜を逆流洗浄する操作を前記気体の注
入操作と組み合わせて行うことを特徴とする請求項６記
載のスパイラル型膜モジュールの運転方法。
【請求項８】前記濾過速度の回復処理として、前記圧
力容器の前記原液入口から前記スパイラル型膜エレメン
ト内に原液を供給し前記スパイラル型膜エレメント内で
前記原液を軸方向に流すとともに、前記軸方向に流した
原液を前記圧力容器の外部に取り出す操作を前記気体の
注入操作と組み合わせて行うことを特徴とする請求項６
または７記載のスパイラル型膜モジュールの運転方法。
【請求項９】前記圧力容器の外部に取り出した原液の
少なくとも一部を再び前記原液入口に供給することを特
徴とする請求項８記載のスパイラル型膜モジュールの運
転方法。
【請求項１０】前記圧力容器の外部に取り出した洗浄
液の少なくとも一部を再び前記原液入口に供給すること
を特徴とする請求項８または９記載のスパイラル型膜モ
ジュールの運転方法。
【請求項１１】前記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が原液入
口を有する圧力容器内に１または複数本収容されてなる
スパイラル型膜モジュールを用いた処理システムであっ
て、前記分離膜は０．０５ＭＰａよりも高く０．３ＭＰ
ａ以下の背圧で逆流洗浄が可能な背圧強度を有し、前記
圧力容器の前記原液入口を通して原液を前記スパイラル
型膜エレメント内へ供給する第１の原液供給系と、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
出す透過液取り出し系と、前記有孔中空管の少なくとも
一方の開口端から前記スパイラル型膜エレメント内へ
０．３ＭＰａ以下の気体を注入する気体注入系とが設け
られたことを特徴とする処理システム。
【請求項１２】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がさらに設けら
れたことを特徴とする請求項１１記載の処理システム。
【請求項１３】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内へ原液を供給し、前記
スパイラル型膜エレメント内で前記原液を軸方向に流す
とともに前記軸方向に流した原液を前記圧力容器の外部
に取り出す第２の原液供給系がさらに設けられたことを
特徴とする請求項１１または１２記載の処理システム。