JP2007136273A - 加圧型膜ろ過装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の膜モジュールを接続した加圧型膜ろ過装置において、複数の膜ろ過流速で膜ろ過運転することや、異なる大きさの膜モジュールを組合せ接続して膜ろ過運転することができるという利点を損なうことなく、流量調整装置や開閉装置の設置数を減らす。
【解決手段】 膜モジュールの濃縮水流出口の下流側に逆止弁17-1及び17-2を設け、その先の合流後に開閉装置11を設ける。さらに、ろ過水流出口の下流側にあるいは循環水流出口の下流側に逆止弁16-1及び16-2を設け、その先の合流後に開閉装置10を設けること、又は、原水流入口の上流側に逆止弁を設けることにより、流量調整弁や開閉弁の使用個数を減らしても、配管分岐点からの他のモジュール系への逆流を防止する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、原水中の不純物を分離除去して清澄な水に変換する膜ろ過法において用いられる加圧型膜ろ過装置に関する。

近年、上下水道や廃水処理等の水処理用途において原水中の不純物を分離除去して清澄な水に変換する膜ろ過法の普及が進んでいる。膜の除去対象物質は、膜の種類によって異なるが、精密ろ過膜や限外ろ過膜の場合は、一般的に懸濁物質、細菌、原虫、コロイド物質等が挙げられる。

膜ろ過法に用いられる膜ろ過装置には大きく分けて、膜全体が容器に覆われた膜モジュール内に原水を導入し容器内で膜ろ過を行うタイプの加圧型膜ろ過装置と、膜面が露出した膜モジュールを原水槽に浸漬して膜ろ過を行うタイプの浸漬型膜ろ過装置との２種類がある。

また、加圧型膜ろ過装置を用いたろ過方法には、原水の全量を膜ろ過する全量ろ過と、原水の一部を膜ろ過せずに原水側に循環水として戻すことで、膜面の原水側に原水の流れを与え、膜面に汚れを付きにくくするクロスフローろ過の２種類がある。さらに、全量ろ過には、原水流量を調整する場合とろ過水流量を調整する場合の２種類があり、クロスフローろ過には、原水流量と循環水流量を調整する場合と、原水流量とろ過水流量を調整する場合と、循環水流量とろ過水流量を調整する場合の３種類がある。

ここで、原水の全量ろ過を行い、原水流量を調整し、膜モジュール１つのみを有するタイプの従来の一般的な加圧型膜ろ過装置（非特許文献１参照）について、図１を用いて説明する。

図１において、符号１は膜モジュールであり、容器の内部に膜２が設けられている。膜モジュール１の内部は膜によって、原水側（灰色の部分）とろ過水側（白色の部分）とに隔てられている。膜モジュール１の原水側には原水流入口３、濃縮水流出口４、膜洗浄用気体流入口５が、ろ過水側にはろ過水流出口６、逆洗水流入口７が設けられている。原水の膜ろ過時において原水は、原水ポンプ８を用いて原水流入口３から流入され、原水流量調整弁９を用いて原水流量が調整される。膜２でろ過されたろ過水は、ろ過水弁１０が開放されることで、ろ過水流出口６から流出される。原水の膜ろ過時には、濃縮水流出口４に連通するように設けられた濃縮水弁１１、膜洗浄用気体流入口５に連通するように設けられた膜洗浄用気体流量調整弁１２および逆洗水流入口７に連通するように設けられた逆洗水流量調整弁１３は閉じられている。

この膜ろ過装置において膜ろ過が進むと、膜の除去対象物質である懸濁物質、細菌、原虫、コロイド物質等が膜表面に蓄積され、膜ろ過に必要な圧力が増加し、膜ろ過性能が低下する。このことを防ぐために一般に、膜モジュール１のろ過水側から、清澄な水からなる逆洗水を圧入する逆洗が行われる。逆洗時に逆洗水は、逆洗水ポンプ１４を用いて逆洗水流入口７から流入され、逆洗水流量調整弁１３を用いて逆洗水流量が調整される。ろ過水側から原水側に膜２を透過した逆洗水は膜の除去対象物質とともに、濃縮水弁１１が開放されることで、濃縮水流出口４から流出される。逆洗時には、原水流量調整弁９およびろ過水弁１０は閉じられている。逆洗時に膜洗浄用気体を加圧型モジュール１の原水側に流入させる場合には、膜洗浄用気体はコンプレッサー１５を用いて膜洗浄用気体流入口５から流入され、膜洗浄用気体流量調整弁１２を用いて膜洗浄用気体流量が調整される。

このように、原水の全量ろ過を行い、原水流量を調整し、膜モジュール１つのみを有するタイプの従来の一般的な加圧型膜ろ過装置には、流量調整装置として少なくとも、原水流量調整弁９、膜洗浄用気体流量調整弁１２、逆洗水流量調整弁１３の３つと、開閉装置として少なくとも、ろ過水弁１０、濃縮水弁１１の２つが必要である。

さて、原水の全量ろ過を行い原水流量を調整する加圧型膜ろ過装置であって、膜モジュールを２つ以上配設した場合には、非特許文献２に記載されるように、一般的に、流量調整装置や開閉装置よりも膜モジュールに近い側で配管分岐させ、それぞれの膜モジュールと接続する装置構成がとられている。

例えば、原水の全量ろ過を行い、原水流量を調整し、膜モジュール２つを有するタイプの従来の一般的な加圧型膜ろ過装置について、図２に示す。図２において、各符号中の添字の１は１つめの膜モジュールに関するもので、添字の２は２つめの膜モジュールに関するものである。このような装置構成にすると、原水ポンプ８、原水流量調整弁９、ろ過水弁１０、濃縮水弁１１、膜洗浄用気体流量調整弁１２、逆洗水流量調整弁１３、逆洗水ポンプ１４およびコンプレッサー１５をそれぞれ１つずつ用いるだけで、膜モジュール２つを運転することができる。膜モジュール３つ以上有する場合も同様に、流量調整装置や開閉装置よりも膜モジュールに近い側で配管分岐させ、それぞれの膜モジュールと接続すれば、原水ポンプ８、原水流量調整弁９、ろ過水弁１０、濃縮水弁１１、膜洗浄用気体流量調整弁１２、逆洗水流量調整弁１３、逆洗水ポンプ１４およびコンプレッサー１５はそれぞれ１つずつ用いるだけですむ。

しかしながら、このような装置構成にした場合、例えば同時に複数の膜ろ過流束で原水を膜ろ過評価し、膜モジュールの限界膜ろ過流束を求めたい場合など、各膜モジュールの膜ろ過流束を同時に変えて運転することは不可能である。また、例えば膜モジュール１つでは性能不足だが、２つでは性能過剰となるような場合には、膜モジュール１つとさらに小さい膜モジュール１つとを組み合わせて運転することが望まれるが、このように大きさが異なる膜モジュールを組合せて配設することは、膜モジュールを独立に制御することができないために運転不可能である。

そこで、これらの条件で運転しようとする場合には、図１に示す構成の加圧型膜ろ過装置を複数用いる必要があり、ポンプ、コンプレッサー、流量調整装置、開閉装置などの高価な機器を大量に用いる必要があった。

また、原水ポンプ８、逆洗水ポンプ１４およびコンプレッサー１５をそれぞれ１つずつで済むように、それら部品と流量調整装置との間で配管分岐させ、複数の膜モジュールを接続する装置構成がある。例えば、このような装置構成で、原水の全量ろ過を行い、原水流量を調整し、膜モジュール２つを有するタイプの加圧型膜ろ過装置の２つを接続した場合を図３に示す。しかしながら、このような装置構成で接続してもなお、原水流量調整弁９、ろ過水弁１０、濃縮水弁１１、膜洗浄用気体流量調整弁１２および逆洗水流量調整弁１３は、少なくとも２つずつ必要であり、膜モジュール複数個からなる場合と同様に、少なくとも膜モジュールの数ずつ必要であった。

このことは、他のタイプの加圧型膜ろ過装置を用いた場合でも同様である。例えば、原水の全量ろ過を行い、ろ過水流量を調整し、膜モジュール複数個からなる加圧型膜ろ過装置については、流量調整装置としてろ過水流量調整弁、膜洗浄用気体流量調整弁および逆洗水流量調整弁と、開閉装置として原水弁および濃縮水弁がそれぞれ、少なくとも膜モジュールの数ずつ必要であった。また、原水のクロスフローろ過を行い、原水流量と循環水流量を調整し、膜モジュール複数個からなる加圧型膜ろ過装置については、流量調整装置として原水流量調整弁、循環水流量調整弁、膜洗浄用気体流量調整弁および逆洗水流量調整弁と、開閉装置としてろ過水弁および濃縮水弁がそれぞれ、少なくとも膜モジュールの数ずつ必要であった。また、原水のクロスフローろ過を行い、原水流量とろ過水流量を調整し、膜モジュール複数個からなる加圧型膜ろ過装置については、流量調整装置として原水流量調整弁、ろ過水流量調整弁、膜洗浄用気体流量調整弁および逆洗水流量調整弁と、開閉装置として循環水弁および濃縮水弁がそれぞれ、少なくとも膜モジュールの数ずつ必要であった。また、原水のクロスフローろ過を行い、循環水流量とろ過水流量を調整し、膜モジュール複数個からなる加圧型膜ろ過装置については、流量調整装置として循環水流量調整弁、ろ過水流量調整弁、膜洗浄用気体流量調整弁および逆洗水流量調整弁と、開閉装置として原水弁および濃縮水弁がそれぞれ、少なくとも膜モジュールの数ずつ必要であった。

三菱レイヨン（株）発行のステラポアー（登録商標）Ｇ（逆洗再生処理大容量フィルター）のパンフレット （株）西原ウォーターテック（代理店）発行の（株）西原環境衛生研究所のネオマックＵＦ（限外ろ過膜）のパンフレット

そこで、本発明は、複数の膜モジュールを接続した加圧型膜ろ過装置における前記した従来技術の問題点を解消し、複数の膜ろ過流速で膜ろ過運転することや、異なる大きさの膜モジュールを組合せ接続して膜ろ過運転することができるという利点を損なうことなく、流量調整装置や開閉装置の設置数を減らすことを主たる目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の加圧型膜ろ過装置は以下の構成を採用するものである。すなわち、
（１）膜の原水側に原水流入口、濃縮水流出口、及び膜洗浄用気体流入口を、膜のろ過水側にろ過水流出口、及び逆洗水流入口を有する膜モジュールの複数個からなる加圧型膜ろ過装置において、膜モジュールそれぞれの原水流入口、膜洗浄用気体流入口、及び逆洗水流入口の上流側のそれぞれに流量調整装置を設け、膜モジュールそれぞれのろ過水流出口の下流側にろ過水流出方向の流れのみを許容する弁を設け、該弁の下流側でのろ過水合流の後に開閉装置を設け、膜モジュールそれぞれの濃縮水流出口の下流側に濃縮水流出方向の流れのみを許容する弁を設け、かつ、該弁の下流側での濃縮水合流の後に開閉装置を設けた加圧型膜ろ過装置。

（２）膜の原水側に原水流入口、濃縮水流出口、及び膜洗浄用気体流入口を、膜のろ過水側にろ過水流出口、及び逆洗水流入口を有する膜モジュールの複数個からなる加圧型膜ろ過装置において、膜モジュールそれぞれの膜洗浄用気体流入口、及び逆洗水流入口の上流側、並びにろ過水流出口の下流側のそれぞれに流量調整装置を設け、膜モジュールそれぞれの原水流入口の上流側に原水流入方向の流れのみを許容する弁を設け、膜モジュールそれぞれの濃縮水流出口の下流側に濃縮水流出方向の流れのみを許容する弁を設け、かつ、該弁の下流側での濃縮水合流の後に開閉装置を設けた加圧型膜ろ過装置。

（３）膜の原水側に原水流入口、濃縮水流出口、膜洗浄用気体流入口、及び循環水流出口を、膜のろ過水側にろ過水流出口、及び逆洗水流入口を有する膜モジュールの複数個からなる加圧型膜ろ過装置において、膜モジュールそれぞれの原水流入口、膜洗浄用気体流入口、及び逆洗水流入口の上流側、並びに循環水流出口の下流側のそれぞれに流量調整装置を設け、膜モジュールそれぞれのろ過水流出口の下流側にろ過水流出方向の流れのみを許容する弁を設け、該弁の下流側でのろ過水合流の後に開閉装置を設け、膜モジュールそれぞれの濃縮水流出口の下流側に濃縮水流出方向の流れのみを許容する弁を設け、かつ、該弁の下流側での濃縮水合流の後に開閉装置を設けた加圧型膜ろ過装置。

（４）膜の原水側に原水流入口、濃縮水流出口、膜洗浄用気体流入口、及び循環水流出口を、膜のろ過水側にろ過水流出口、及び逆洗水流入口を有する膜モジュールの複数個からなる加圧型膜ろ過装置において、膜モジュールそれぞれの原水流入口、膜洗浄用気体流入口、及び逆洗水流入口の上流側、並びにろ過水流出口の下流側のそれぞれに流量調整装置を設け、膜モジュールそれぞれの循環水流出口の下流側に循環水流出方向の流れのみを許容する弁を設け、該弁の下流側での循環水合流の後に開閉装置を設け、膜モジュールそれぞれの濃縮水流出口の下流側に濃縮水流出方向の流れのみを許容する弁を設け、かつ、該弁の下流側での濃縮水合流の後に開閉装置を設けた加圧型膜ろ過装置。

（５）膜の原水側に原水流入口、濃縮水流出口、膜洗浄用気体流入口、及び循環水流出口を、膜のろ過水側にろ過水流出口、及び逆洗水流入口を有する膜モジュールの複数個からなる加圧型膜ろ過装置において、膜モジュールそれぞれの膜洗浄用気体流入口、及び逆洗水流入口の上流側、並びに循環水流出口、及びろ過水流出口の下流側のそれぞれに流量調整装置を設け、膜モジュールそれぞれの原水流入口の上流側に原水流入方向の流れのみを許容する弁を設け、膜モジュールそれぞれの濃縮水流出口に濃縮水流出方向の流れのみを許容する弁を設け、かつ、該弁の下流側での濃縮水合流の後に開閉装置を設けた加圧型膜ろ過装置。

本発明によれば、以下に説明するとおり、高価な流量調整装置や開閉装置の使用個数を減らした装置構成であるにもかかわらず、同時に複数の膜ろ過流束で膜ろ過運転を行うことができや、異なる大きさの膜モジュールを組み合わせて膜ろ過運転を行うことができる。

本発明に係る加圧型膜ろ過装置の実施形態を、図４〜図８を参照しながら以下に説明する。

図４は、本発明（請求項１発明）に係る、原水の全量ろ過を行い、原水流量を調整し、膜モジュール２つを有する加圧型膜ろ過装置の一実施態様を示す装置構成概略図である。図４において、ろ過水流出口６−１および６−２に連通するように、それぞれろ過水流出方向の流れのみを許容するろ過水逆止弁１６−１および１６−２が設けられ、その先のろ過水合流後に、ろ過水弁１０が設けられている。また、濃縮水流出口４−１および４−２に連通するように、それぞれ濃縮水流出方向の流れのみを許容する濃縮水逆止弁１７−１および１７−２が設けられ、その先の濃縮水合流後に、開閉弁（濃縮水弁１１）が設けられている。

原水の膜ろ過時において、原水は、原水ポンプ８を用いて原水流入口３−１および３−２から膜モジュール１−１および１−２にそれぞれ流入され、原水流量調整弁９−１および９−２を用いてそれぞれの原水流量が調整される。その際には、膜洗浄用気体流入口５−１および５−２に連通するように設けられた、それぞれの膜洗浄用気体流量調整弁１２−１および１２−２は閉じられている。また、濃縮水流出口４−１および４−２に連通するように、それぞれ濃縮水流出方向の流れのみを許容する濃縮水逆止弁１７−１および１７−２が設けられ、その先の濃縮水合流の後に開閉弁（濃縮水弁１１）が設けられているので、濃縮水出口４−１及び４−２から流出される濃縮水量が膜モジュール毎に異なる場合や、濃縮水弁１１を閉じて濃縮水の流出が止められた場合に、濃縮水出口４−１及び４−２から流出された濃縮水が配管の合流点から他の膜モジュール側の配管に回り込んでも、濃縮水逆止弁１７−１および１７−２で逆流阻止され、他の膜モジュールへと回り込むことはない。この結果、それぞれの膜モジュールで独自に原水流量を調整することができる。

また、膜２−１および２−２でろ過されたそれぞれのろ過水は、ろ過水弁１０が開放されることで、ろ過水流出口６−１および６−２からそれぞれ流出されるが、このろ過水の流出側の下流で、ろ過水が合流点から他の膜モジュール側のろ過水配管に回り込んでも、ろ過水逆止弁１６−１および１６−２で逆流阻止され、他の膜モジュールへと回り込むことがない。なお、その際には、逆洗水流入口７−１および７−２に連通するように設けられた、それぞれの逆洗水流量調整弁１３−１および１３−２は閉じられている。

次に、逆洗する時には、逆洗水は、逆洗水ポンプ１４を用いて逆洗水流入口７−１および７−２から膜モジュール１−１および１−２にそれぞれ流入され、逆洗水流量調整弁１３−１および１３−２を用いてそれぞれの逆洗水流量が調整される。また、ろ過水流出口６−１および６−２に連通するように、それぞれろ過水流出方向の流れのみを許容するろ過水逆止弁１６−１および１６−２が設けられ、その先のろ過水合流の後に開閉弁（ろ過水弁１０）が設けられているので、逆洗水流量が膜モジュール毎に異なっている場合や、ろ過水弁１０が閉じられている場合に、ろ過水流出口６−１及び６−２から流出した逆洗水が配管の合流点から他の膜モジュール側のろ過水配管に回り込んでも、ろ過水逆止弁１６−１および１６−２で逆流阻止され、他の膜モジュールへと回り込むことがない。この結果、それぞれの膜モジュールで独自に逆洗水流量を調整することができる。

ろ過水側から原水側に膜２−１および２−２を透過した逆洗水は膜の除去対象物質とともに、濃縮水弁１１が開放されることで、濃縮水流出口４−１および４−２から濃縮水逆止弁１７−１および１７−２を通じてそれぞれ流出される。その際には、原水流量調整弁９−１および９−２は閉じられている。逆洗時に膜洗浄用気体を加圧型モジュール１−１および１−２の原水側にそれぞれ流入させる場合には、膜洗浄用気体はコンプレッサー１５を用いて膜洗浄用気体流入口５−１および５−２からそれぞれ流入され、膜洗浄用気体流量調整弁１２−１および１２−２を用いてそれぞれの膜洗浄用気体流量を独自に調整することができる。

以上、本発明に係る、原水の全量ろ過を行い、原水流量を調整し、膜モジュール２つを有する加圧型膜ろ過装置を説明したが、膜モジュールを３つ以上有する場合も同様に、それぞれのろ過水流出口に連通するように、それぞれろ過水流出方向の流れのみを許容するろ過水逆止弁を設け、その先のろ過水合流後にろ過水弁を設け、また、それぞれの濃縮水流出口に連通するように、それぞれ濃縮水流出方向の流れのみを許容する濃縮水逆止弁を設け、その先の濃縮水合流後に濃縮水弁を設けることで、それぞれの原水流量、逆洗水流量、膜洗浄用気体流量を独自に調整することができる。

このように、膜の原水側に原水流入口３−１及び３−２、濃縮水流出口４−１及び４−２、並びに膜洗浄用気体流入口５−１及び５−２を、膜のろ過水側にろ過水流出口６−１及び６−２、並びに逆洗水流入口７−１及び７−２を有する膜モジュール１−１及び１−２の複数個からなる加圧型膜ろ過装置において、膜モジュールそれぞれの原水流入口３−１及び３−２、膜洗浄用気体流入口５−１及び５−２、並びに逆洗水流入口７−１及び７−２の上流側のそれぞれに流量調整装置９−１、９−２、１２−１、１２−２、１３−１及び１３−２を設け、膜モジュールそれぞれのろ過水流出口６−１及び６−２の下流側にろ過水流出方向の流れのみを許容する弁（ろ過水逆止弁１６−１及び１６−２）を設け、該弁の下流側でのろ過水合流の後に開閉装置（ろ過水弁１０）を設け、膜モジュールそれぞれの濃縮水流出口４−１及び４−２に濃縮水流出方向の流れのみを許容する弁（濃縮水逆止弁１７−１及び１７−２）を設け、その先の濃縮水合流後に開閉装置（濃縮水弁１１）を設けた装置構成とすることにより、膜モジュールそれぞれの原水流量、逆洗水流量、膜洗浄用気体流量を独自に調整することができ、同時に複数の膜ろ過流束で原水を膜ろ過評価する場合や、異なる大きさの膜モジュールを組み合わせて膜ろ過運転を行う場合でも、高価なろ過水弁および濃縮水弁の使用個数を減らすことができる。

一方、図５は、本発明（請求項２発明）に係る、原水の全量ろ過を行い、ろ過水流量を調整し、膜モジュール２つを有する加圧型膜ろ過装置の一実施態様を示す装置構成概略図である。図５において、ろ過水流出口６−１および６−２に連通するように、それぞれろ過水流量調整弁１８−１および１８−２が設けられている。また、原水流入口３−１および３−２に連通するように、それぞれ原水流入方向の流れのみを許容する原水逆止弁１９−１および１９−２が設けられている。

原水の膜ろ過時において、原水は、原水ポンプ８を用い、原水逆止弁１９−１および１９−２を通じて原水流入口３−１および３−２から膜モジュール１−１および１−２にそれぞれ流入される。その際には、膜洗浄用気体流入口５−１および５−２に連通するように設けられた、それぞれの膜洗浄用気体流量調整弁１２−１および１２−２は閉じられている。また、濃縮水流出口４−１および４−２に連通するように、それぞれ濃縮水流出方向の流れのみを許容する濃縮水逆止弁１７−１および１７−２が設けら、その先の濃縮水合流後の濃縮水弁１１（開閉弁）が設けられているので、この濃縮水弁１１を閉じることで、各膜モジュールの原水側から原水の流出を止めることができる。また、膜２−１および２−２でろ過されたそれぞれのろ過水がろ過水流出口６−１および６−２からそれぞれ流出された先にろ過水流量調整弁１８−１および１８−２が設けられて流量が調整されているので、原水の流入量が間接的に制御されている。その際には、逆洗水流入口７−１および７−２に連通するように設けられた、それぞれの逆洗水流量調整弁１３−１および１３−２は閉じられているため、ろ過水が逆洗水流入配管を通じて他の膜モジュールのろ過水側に回り込むことはない。この結果、それぞれの膜モジュールで独自にろ過水流量を調整することができる。

次に、逆洗する時には、逆洗水は、逆洗水ポンプ１４を用いて逆洗水流入口７−１および７−２から膜モジュール１−１および１−２にそれぞれ流入され、逆洗水流量調整弁１３−１および１３−２を用いてそれぞれの逆洗水流量が調整される。その際には、ろ過水流出口６−１および６−２に連通するように設けられた、それぞれろ過水流量調整弁１８−１および１８−２は閉じられているため、各膜モジュールのろ過水側から逆洗水が流出したり他の膜モジュールに回り込むことはない。このため、それぞれの膜モジュールで独自に逆洗水流量を調整することができる。

ろ過水側から原水側に膜２−１および２−２を透過した逆洗水は膜の除去対象物質とともに、濃縮水弁１１が開放されることで、濃縮水流出口４−１および４−２から濃縮水逆止弁１７−１および１７−２を通じてそれぞれ流出される。逆洗時に膜洗浄用気体を加圧型モジュール１−１および１−２の原水側にそれぞれ流入させる場合には、膜洗浄用気体はコンプレッサー１５を用いて膜洗浄用気体流入口５−１および５−２からそれぞれ流入され、膜洗浄用気体流量調整弁１２−１および１２−２を用いてそれぞれの膜洗浄用気体流量を独自に調整することができる。

以上、本発明に係る、原水の全量ろ過を行い、ろ過水流量を調整し、膜モジュール２つを有する加圧型膜ろ過装置を説明したが、膜モジュールを３つ以上有する場合も同様に、それぞれの原水流入口に連通するように、それぞれ原水流入方向の流れのみを許容する原水逆止弁を設け、また、それぞれの濃縮水流出口に連通するように、それぞれ濃縮水流出方向の流れのみを許容する濃縮水逆止弁を設け、その先の濃縮水合流後に濃縮水弁を設けることで、それぞれのろ過水流量、逆洗水流量、膜洗浄用気体流量を独自に調整することができる。

このように、膜の原水側に原水流入口、濃縮水流出口、膜洗浄用気体流入口を、膜のろ過水側にろ過水流出口、逆洗水流入口を有する膜モジュール複数個からなる加圧型膜ろ過装置において、膜モジュールそれぞれの膜洗浄用気体流入口、ろ過水流出口、逆洗水流入口それぞれに流量調整装置を設け、膜モジュールそれぞれの原水流入口に原水流入方向の流れのみを許容する弁を設け、膜モジュールそれぞれの濃縮水流出口に濃縮水流出方向の流れのみを許容する弁を設け、その先の濃縮水合流後に開閉装置を設けた装置構成とすることにより、膜モジュールそれぞれのろ過水流量、逆洗水流量、膜洗浄用気体流量を独自に調整することができ、同時に複数の膜ろ過流束で原水を膜ろ過評価する場合や、異なる大きさの膜モジュールを組み合わせて膜ろ過運転を行う場合でも、高価な原水弁および濃縮水弁の使用個数を減らすことができる。

一方、図６は、本発明（請求項３発明）に係る、原水のクロスフローろ過を行い、原水流量と循環水流量を調整し、膜モジュール２つを有する加圧型膜ろ過装置の一実施態様を示す装置構成概略図である。図６において、膜モジュール１−１および１−２それぞれの原水側に設けられた循環水流出口２０−１および２０−２に連通するように、それぞれ循環水流量調整弁２１−１および２１−２が設けられている。

原水の膜ろ過時において、原水は、原水ポンプ８を用いて原水流入口３−１および３−２から膜モジュール１−１および１−２にそれぞれ流入され、原水流量調整弁９−１および９−２を用いてそれぞれの原水流量が調整される。膜モジュール１−１および１−２からのそれぞれの循環水は、循環水流量調整弁２１−１および２１−２を用いて循環水流量が調整され、循環水流出口２０−１および２０−２からそれぞれ流出される。その際には、膜洗浄用気体流入口５−１および５−２に連通するように設けられた、それぞれの膜洗浄用気体流量調整弁１２−１および１２−２は閉じられている。また、濃縮水流出口４−１および４−２に連通するように、それぞれ濃縮水流出方向の流れのみを許容する濃縮水逆止弁１７−１および１７−２が設けられ、その先の濃縮水合流の後に開閉弁（濃縮水弁１１）が設けられているので、濃縮水出口４−１及び４−２から流出される濃縮水量が膜モジュール毎に異なる場合や、濃縮水弁１１を閉じて濃縮水の流出が止められた場合に、濃縮水出口４−１及び４−２から流出された濃縮流水が配管の合流点から他の膜モジュール側の配管に回り込んでも、濃縮水逆止弁１７−１および１７−２で逆流阻止され、他の膜モジュールへと回り込むことはない。この結果、それぞれの膜モジュールで独自に原水流量および循環水流量を調整することができる。

また、膜２−１および２−２でろ過されたそれぞれのろ過水は、ろ過水弁１０が開放されることで、ろ過水流出口６−１および６−２からからそれぞれ流出されるが、このろ過水の流出側の下流で、ろ過水が合流点から他の膜モジュール側のろ過水配管に回り込んでも、ろ過水逆止弁１６−１および１６−２で逆流阻止され、他の膜モジュールへと回り込むことがない。

次に、逆洗する時には、逆洗水は、逆洗水ポンプ１４を用いて逆洗水流入口７−１および７−２から膜モジュール１−１および１−２にそれぞれ流入され、逆洗水流量調整弁１３−１および１３−２を用いてそれぞれの逆洗水流量が調整される。また、ろ過水流出口６−１および６−２に連通するように、それぞれろ過水流出方向の流れのみを許容するろ過水逆止弁１６−１および１６−２が設けられ、その先のろ過水合流の後に開閉弁（ろ過水弁１０）が設けられているので、ろ過水流出口６−１及び６−２から流出した逆洗水が配管の合流点からろ過水流出口６−１及び６−２から流出した逆洗水が配管の合流点から他の膜モジュール側のろ過水配管に回り込んでも、ろ過水逆止弁１６−１および１６−２で逆流阻止され、他の膜モジュールへと回り込むことがない。この結果、それぞれの膜モジュールで独自に逆洗水流量を調整することができる。

ろ過水側から原水側に膜２−１および２−２を透過した逆洗水は膜の除去対象物質とともに、濃縮水弁１１が開放されることで、濃縮水流出口４−１および４−２から濃縮水逆止弁１７−１および１７−２を通じてそれぞれ流出される。その際には、原水流量調整弁９−１および９−２、循環水流量調整弁２１−１および２１−２は閉じられている。逆洗時に膜洗浄用気体を加圧型モジュール１−１および１−２の原水側にそれぞれ流入させる場合には、膜洗浄用気体はコンプレッサー１５を用いて膜洗浄用気体流入口５−１および５−２からそれぞれ流入され、膜洗浄用気体流量調整弁１２−１および１２−２を用いてそれぞれの膜洗浄用気体流量を独自に調整することができる。

以上、本発明に係る、原水のクロスフローろ過を行い、原水流量と循環水流量を調整し、膜モジュール２つを有する加圧型膜ろ過装置を説明したが、膜モジュールを３つ以上有する場合も同様に、それぞれのろ過水流出口に連通するように、それぞれろ過水流出方向の流れのみを許容するろ過水逆止弁を設け、その先のろ過水合流後にろ過水弁を設け、また、それぞれの濃縮水流出口に連通するように、それぞれ濃縮水流出方向の流れのみを許容する濃縮水逆止弁を設け、その先の濃縮水合流後に濃縮水弁を設けることで、それぞれの原水流量、循環水流量、逆洗水流量、膜洗浄用気体流量を独自に調整することができる。

このように、膜の原水側に原水流入口、濃縮水流出口、膜洗浄用気体流入口、循環水流出口を、膜のろ過水側にろ過水流出口、逆洗水流入口を有する膜モジュール複数個からなる加圧型膜ろ過装置において、膜モジュールそれぞれの原水流入口、膜洗浄用気体流入口、循環水流出口、逆洗水流入口それぞれに流量調整装置を設け、膜モジュールそれぞれのろ過水流出口にろ過水流出方向の流れのみを許容する弁を設け、その先のろ過水合流後に開閉装置を設け、膜モジュールそれぞれの濃縮水流出口に濃縮水流出方向の流れのみを許容する弁を設け、その先の濃縮水合流後に開閉装置を設けた装置構成とすることにより、膜モジュールそれぞれの原水流量、逆洗水流量、膜洗浄用気体流量を独自に調整することができ、同時に複数の膜ろ過流束で原水を膜ろ過評価する場合や、異なる大きさの膜モジュールを組み合わせて膜ろ過運転を行う場合でも、高価なろ過水弁および濃縮水弁の使用個数を減らすことができる。

一方、図７は、本発明（請求項４発明）に係る、原水のクロスフローろ過を行い、原水流量とろ過水流量を調整し、膜モジュール２つを有する加圧型膜ろ過装置の一実施態様を示す装置構成概略図である。図７において、循環水流出口２０−１および２０−２に連通するように、それぞれ循環水流出方向の流れのみを許容する循環水逆止弁２２−１および２２−２が設けられ、その先の循環水合流後に、循環水弁２３が設けられている。

原水の膜ろ過時において、原水は、原水ポンプ８を用いて原水流入口３−１および３−２から膜モジュール１−１および１−２にそれぞれ流入され、原水流量調整弁９−１および９−２を用いてそれぞれの原水流量が調整される。膜モジュール１−１および１−２それぞれの循環水は、循環水弁２３が開放されることで、循環水流出口２０−１および２０−２から循環水逆止弁２２−１および２２−２を通じてそれぞれ流出される。その際には、膜洗浄用気体流入口５−１および５−２に連通するように設けられた、それぞれの膜洗浄用気体流量調整弁１２−１および１２−２は閉じられている。また、濃縮水流出口４−１および４−２に連通するように、それぞれ濃縮水流出方向の流れのみを許容する濃縮水逆止弁１７−１および１７−２が設けられているため、その先の濃縮水合流後の濃縮水弁１１を閉じることで、各膜モジュールの原水側から原水の流出を止めることができる。このため原水が各膜モジュールの原水側で回り込むことなく、それぞれの膜モジュールで独自に原水流量および循環水流量を調整することができる。膜２−１および２−２でろ過されたそれぞれのろ過水は、ろ過水流量調整弁１８−１および１８−２を用いて流量が調整され、ろ過水流出口６−１および６−２からそれぞれ流出される。その際には、逆洗水流入口７−１および７−２に連通するように設けられた、それぞれの逆洗水流量調整弁１３−１および１３−２は閉じられる。

次に、逆洗する時には、逆洗水は、逆洗水ポンプ１４を用いて逆洗水流入口７−１および７−２から膜モジュール１−１および１−２にそれぞれ流入され、逆洗水流量調整弁１３−１および１３−２を用いてそれぞれの逆洗水流量が調整される。その際には、ろ過水流出口６−１および６−２に連通するように設けられた、それぞれのろ過水流量調整弁１８−１および１８−２は閉じられるため、各膜モジュールのろ過水側から逆洗水の流出を止めることができる。このため逆洗水が各膜モジュールのろ過水側で回り込むことなく、それぞれの膜モジュールで独自に逆洗水流量を調整することができる。ろ過水側から原水側に膜２−１および２−２を透過した逆洗水は膜の除去対象物質とともに、濃縮水弁１１が開放されることで、濃縮水流出口４−１および４−２から濃縮水逆止弁１７−１および１７−２を通じてそれぞれ流出される。その際には、原水流量調整弁９−１および９−２、循環水弁２３は閉じられる。逆洗時に膜洗浄用気体を加圧型モジュール１−１および１−２の原水側にそれぞれ流入させる場合には、膜洗浄用気体はコンプレッサー１５を用いて膜洗浄用気体流入口５−１および５−２からそれぞれ流入され、膜洗浄用気体流量調整弁１２−１および１２−２を用いてそれぞれの膜洗浄用気体流量を独自に調整することができる。

以上、本発明に係る、原水のクロスフローろ過を行い、原水流量とろ過水流量を調整し、膜モジュール２つを有する加圧型膜ろ過装置を説明したが、膜モジュールを３つ以上有する場合も同様に、それぞれの循環水流出口に連通するように、それぞれ循環水流出方向の流れのみを許容する循環水逆止弁を設け、その先の循環水合流後に循環水弁を設け、また、それぞれの濃縮水流出口に連通するように、それぞれ濃縮水流出方向の流れのみを許容する濃縮水逆止弁を設け、その先の濃縮水合流後に濃縮水弁を設けることで、それぞれの原水流量、ろ過水流量、逆洗水流量、膜洗浄用気体流量を独自に調整することができる。

このように、膜の原水側に原水流入口、濃縮水流出口、膜洗浄用気体流入口、循環水流出口を、膜のろ過水側にろ過水流出口、逆洗水流入口を有する膜モジュール複数個からなる加圧型膜ろ過装置において、膜モジュールそれぞれの原水流入口、膜洗浄用気体流入口、ろ過水流出口、逆洗水流入口それぞれに流量調整装置を設け、膜モジュールそれぞれの循環水流出口に循環水流出方向の流れのみを許容する弁を設け、その先の循環水合流後に開閉装置を設け、膜モジュールそれぞれの濃縮水流出口に濃縮水流出方向の流れのみを許容する弁を設け、その先の濃縮水合流後に開閉装置を設けた装置構成とすることにより、膜モジュールそれぞれの原水流量、逆洗水流量、膜洗浄用気体流量を独自に調整することができ、同時に複数の膜ろ過流束で原水を膜ろ過評価する場合や、異なる大きさの膜モジュールを組み合わせて膜ろ過運転を行う場合でも、高価な循環水弁および濃縮水弁の使用個数を減らすことができる。

一方、図８は、本発明（請求項５発明）に係る、原水のクロスフローろ過を行い、循環水流量とろ過水流量を調整し、膜モジュール２つを有する加圧型膜ろ過装置の一実施態様を示す装置構成概略図である。

図８の装置で原水を膜ろ過する時において、原水は、原水ポンプ８を用い、原水逆止弁１９−１および１９−２を通じて原水流入口３−１および３−２から膜モジュール１−１および１−２にそれぞれ流入される。膜モジュール１−１および１−２それぞれの循環水は、循環水流量調整弁２１−１および２１−２を用いて循環水流量が調整され、循環水流出口２０−１および２０−２からそれぞれ流出される。その際には、膜洗浄用気体流入口５−１および５−２に連通するように設けられた、それぞれの膜洗浄用気体流量調整弁１２−１および１２−２は閉じられている。また、濃縮水流出口４−１および４−２に連通するように、それぞれ濃縮水流出方向の流れのみを許容する濃縮水逆止弁１７−１および１７−２が設けられているため、その先の濃縮水合流後の濃縮水弁１１を閉じることで、各膜モジュールの原水側から原水の流出を止めることができる。このため原水が各膜モジュールの原水側で回り込むことなく、それぞれの膜モジュールで独自に原水流量を調整することができる。膜２−１および２−２でろ過されたそれぞれのろ過水は、ろ過水流量調整弁１８−１および１８−２を用いて流量が調整され、ろ過水流出口６−１および６−２からそれぞれ流出される。その際には、逆洗水流入口７−１および７−２に連通するように設けられた、それぞれの逆洗水流量調整弁１３−１および１３−２は閉じられるため、ろ過水が各膜モジュールのろ過水側で回り込むことなく、それぞれの膜モジュールで独自にろ過水流量を調整することができる。

次に、逆洗時に逆洗水は、逆洗水ポンプ１４を用いて逆洗水流入口７−１および７−２から膜モジュール１−１および１−２にそれぞれ流入され、逆洗水流量調整弁１３−１および１３−２を用いてそれぞれの逆洗水流量が調整される。その際には、ろ過水流出口６−１および６−２に連通するように設けられた、それぞれのろ過水流量調整弁１８−１および１８−２は閉じられるため、各膜モジュールのろ過水側から逆洗水の流出を止めることができる。このため逆洗水が各膜モジュールのろ過水側で回り込むことなく、それぞれの膜モジュールで独自に逆洗水流量を調整することができる。ろ過水側から原水側に膜２−１および２−２を透過した逆洗水は膜の除去対象物質とともに、濃縮水弁１１が開放されることで、濃縮水流出口４−１および４−２から濃縮水逆止弁１７−１および１７−２を通じてそれぞれ流出される。その際には、循環水流量調整弁２１−１および２１−２は閉じられる。逆洗時に膜洗浄用気体を加圧型モジュール１−１および１−２の原水側にそれぞれ流入させる場合には、膜洗浄用気体はコンプレッサー１５を用いて膜洗浄用気体流入口５−１および５−２からそれぞれ流入され、膜洗浄用気体流量調整弁１２−１および１２−２を用いてそれぞれの膜洗浄用気体流量を独自に調整することができる。

以上、本発明に係る、原水のクロスフローろ過を行い、循環水流量とろ過水流量を調整し、膜モジュール２つを有する加圧型膜ろ過装置を説明したが、膜モジュールを３つ以上有する場合も同様に、それぞれの原水流入口に連通するように、それぞれ原水流入方向の流れのみを許容する原水逆止弁を設け、また、それぞれの濃縮水流出口に連通するように、それぞれ濃縮水流出方向の流れのみを許容する濃縮水逆止弁を設け、その先の濃縮水合流後に濃縮水弁を設けることで、それぞれの循環水流量、ろ過水流量、逆洗水流量、膜洗浄用気体流量を独自に調整することができる。

このように、膜の原水側に原水流入口、濃縮水流出口、膜洗浄用気体流入口、循環水流出口を、膜のろ過水側にろ過水流出口、逆洗水流入口を有する膜モジュール複数個からなる加圧型膜ろ過装置において、膜モジュールそれぞれの膜洗浄用気体流入口、循環水流出口、ろ過水流出口、逆洗水流入口それぞれに流量調整装置を設け、膜モジュールそれぞれの原水流入口に原水流入方向の流れのみを許容する弁を設け、膜モジュールそれぞれの濃縮水流出口に濃縮水流出方向の流れのみを許容する弁を設け、その先の濃縮水合流後に開閉装置を設けた装置構成とすることにより、膜モジュールそれぞれの循環水流量、ろ過水流量、逆洗水流量、膜洗浄用気体流量を独自に調整することができ、同時に複数の膜ろ過流束で原水を膜ろ過評価する場合や、異なる大きさの膜モジュールを組み合わせて膜ろ過運転を行う場合でも、高価な原水弁および濃縮水弁の使用個数を減らすことができる。

本発明において用いられる膜モジュールは、膜全体が容器に覆われ、容器内部が膜によって、原水側とろ過水側とに隔てられてた構造を備えたモジュールであり、膜として中空糸膜を使用した中空糸膜モジュール、膜として管状膜を使用した管状膜モジュール、膜として平膜を使用し、封筒状の平膜を流路材と共に多孔質中心管のまわりに巻囲してなるスパイラル型平膜モジュールが挙げられる。なかでも、装置体積あたりの膜面積が大きくとれ、さらに膜洗浄用気体を原水側に流入させることで膜を揺動することができ、膜面に付着した除去対象物質の洗浄性が高い中空糸膜型モジュールが好ましい。ここで中空糸膜とは外径２ｍｍ未満、管状膜とは外径２ｍｍ以上の、管状形態である膜のことである。

中空糸膜を用いる場合、原水を中空糸膜の外側から内側に向かって流す、いわゆる外圧型と、原水を中空糸膜の内側から外側に向かって流す、いわゆる内圧型とがある。本発明ではいずれの方式でも構わないが、比較的水質の悪い河川水や湖沼水を原水とする場合は、外圧型の方が物理洗浄回復性が良い利点があるので好ましい。

膜モジュールに用いられる容器の素材としては、特に限定されるものではないが、耐圧性のあるステンレス、硬質塩化ビニルなどが好ましく用いられる。

本発明に用いられる膜の膜構造としては、多孔質膜や、多孔質膜に機能層を複合化した複合膜などが挙げられるが、特に限定されるものではない。これら膜の素材としては、ポリアクリロニトリル多孔質膜、ポリイミド多孔質膜、ポリエーテルスルホン多孔質膜、ポリフェニレンスルフィドスルホン多孔質膜、ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜、ポリフッ化ビニリデン多孔質膜、ポリプロピレン多孔質膜、ポリエチレン多孔質膜等の多孔質膜が挙げられるが、ポリフッ化ビニリデン多孔質膜やポリテトラフルオロエチレン多孔質膜が耐薬品性が高いため、特に好ましい。さらに、これら多孔質膜に機能層として架橋型シリコーン、ポリブタジエン、ポリアクリロニトリルブタジエン、エチレンプロピレンラバー、ネオプレンゴム等のゴム状高分子を複合化した複合膜を挙げることもできる。

本発明に用いられる膜の種類は、本発明の主旨から言えば特に限定されるものではなく、細孔径が２ｎｍ以下のいわゆる逆浸透膜またはナノフィルトレーション膜に分類される膜を用いても構わないが、上水用途、下水用途や産業用水用途などの水処理用途には、細孔径が２ｎｍ以上１０μｍ以下のいわゆる精密ろ過膜または限外ろ過膜に分類される膜であることが好ましい。

ここで、膜の細孔径は、以下に述べる方法で測定する。すなわち、膜の透水性（Ｌ_p ）と水の膜透過速度（Ｊ_v ）から、（１）（２）式の関係を使って計算して求める。

Ｊ_v＝Ｌ_p・ΔＰ （１）式
Ｌ_p＝（Ｈ／Ｌ）・｛Ｒ_p ²／（８η）｝ （２）式
ここで、（ΔＰ）は膜間圧力差、（Ｈ）は膜含水率、（Ｌ）は膜厚、（Ｒp ）は細孔径、（η）は水の粘性である。

本発明に用いられる流量調整装置は、特に限定されるものではなく、流量制御弁、絞り弁、デセラレーション弁、ニードル弁などを用いることができるが、最大流量が大きい点で、流量制御弁、絞り弁、デセラレーション弁などを用いることが好ましい。また、流量測定装置と連動して、流量の調整を自動で行うことも好ましい。

本発明に用いられる、流入方向または流出方向の流れのみを許容する弁は、逆圧による水の逆流を弁体により防止することができれば特に限定されるものではなく、ばね式逆止弁、リフト式逆止弁、スイング式逆止弁、ダイヤフラム式逆止弁などを用いることができる。

本発明に用いられる開閉装置は、特に限定されるものではなく、ボール弁、仕切弁、玉形弁などを用いることができるが、圧力損失が小さい点で、ボール弁、仕切弁などを用いることが好ましい。また、その開閉操作を自動化することも好ましい。

以上説明した流量調整装置、流入方向または流出方向の流れのみを許容する弁、開閉装置の材質は、特に限定されるものではないが、凝集剤、酸、アルカリなどの薬液に対する耐久性が高い点で、ステンレス、ポリプロピレン、ポリエチレン、硬質塩化ビニルなどを用いることが好ましい。また弁体の材質としては、同様の観点から、エチレンプロピレンゴムやふっ素ゴムなども好ましく用いられる。

本発明に用いられる膜モジュールにおいて、原水流入口の取り付け位置は、膜の原水側に設けられていれば特に限定されるものではないが、膜モジュール内部の原水側に残留する気体を膜モジュール外部に排出させやすく、原水に接触する膜面積を最大限に利用しやすい点で、膜モジュールの下部であることが好ましい。また原水流入口は膜モジュールに複数設けても構わない。

本発明に用いられる膜モジュールにおいて、濃縮水流出口の取り付け位置は、膜の原水側に設けられていれば特に限定されるものではないが、膜モジュール内部の原水側に残留する気体を膜モジュール外部に排出させやすく、原水に接触する膜面積を最大限に利用しやすい点で、膜モジュールの上部であることが好ましい。また濃縮水流出口は膜モジュールに複数設けても構わないし、さらに主として残留気体排出用に膜モジュールの上部と、主として濃縮水流出用に膜モジュールの下部と、膜モジュールの異なる高さの位置に複数設けても構わない。

本発明に用いられる膜モジュールにおいて、膜洗浄用気体流入口の取り付け位置は、膜の原水側に設けられていれば特に限定されるものではないが、膜洗浄用気体に接触する膜面積を最大限にし、膜の原水側表面に蓄積される除去対象物質の洗浄性を最大限にしやすい点で、膜モジュールの下部であることが好ましい。また膜洗浄用気体流入口は膜モジュールに複数設けても構わない。

本発明に用いられる膜モジュールにおいて、循環水流出口の取り付け位置は、膜の原水側に設けられていれば特に限定されるものではないが、原水の流れに接触する膜面積を最大限にし、膜の原水側表面に蓄積される除去対象物質の洗浄性を最大限にしやすい点で、膜モジュールに対して原水流入口とは反対の位置であることが好ましい。また循環水流出口は膜モジュールに複数設けても構わない。

以上本発明に用いられる膜モジュールにおいて、膜の原水側に設けられるべき流入口および流出口について説明したが、これらは互いに見かけ上兼用されていても構わない。例えば、膜モジュールには濃縮水流出口兼膜洗浄用気体流入口として見かけ上１カ所しか設けられていなくても、その先の分岐部を介して濃縮水流出口と膜洗浄用気体流入口とが分けられていればよい。

一方、本発明に用いられる膜モジュールにおいて、ろ過水流出口の取り付け位置は、膜のろ過水側に設けられていれば特に限定されるものではないが、ろ過に有効に用いられる膜面積を最大限に利用しやすい点で、膜モジュールに対して原水流入口とは反対の位置であることが好ましい。またろ過水流出口は膜モジュールに複数設けても構わない。

本発明に用いられる膜モジュールにおいて、逆洗水流入口の取り付け位置は、膜のろ過水側に設けられていれば特に限定されるものではないが、有効に逆洗される膜面積を最大限に利用しやすい点で、膜モジュールに対して濃縮水流出口とは反対の位置であることが好ましい。また逆洗水流入口は膜モジュールに複数設けても構わない。

以上本発明に用いられる膜モジュールにおいて、膜のろ過水側に設けられるべきろ過水流出口および逆洗水流入口について説明したが、これらは互いに見かけ上兼用されていても構わない。例えば、膜モジュールにはろ過水流出口兼逆洗水流入口として見かけ上１カ所しか設けられていなくても、その先の分岐部を介してろ過水流出口と逆洗水流入口とが分けられていればよい。

また、本発明における加圧型膜ろ過装置には、膜モジュールの原水流入口に連通するところおよび／または逆洗水流入口に連通するところに、膜の洗浄性を高めるために、次亜塩素酸ナトリウム、過酸化水素、二酸化塩素、クロラミンなどの酸化剤を添加する装置および／または、塩酸、硫酸、硝酸、クエン酸、シュウ酸、リンゴ酸などの酸を添加する装置および／または、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニアなどのアルカリを添加する装置を設けることも、好ましい実施態様である。

本発明の加圧型膜ろ過装置に接続される原水ポンプや逆洗水ポンプは、原水や逆洗水を加圧することができれば特に限定されるものではなく、遠心ポンプ、渦巻ポンプ、ディフューザーポンプ、渦巻斜流ポンプ、斜流ポンプ、ピストンポンプ、プランジャポンプ、ダイアフラムポンプ、歯車ポンプ、スクリューポンプ、ベーンポンプ、カスケードポンプ、ジェットポンプなどを用いることができるが、ろ過や逆洗をするために必要な圧力にまで容易に加圧できることから、遠心ポンプ、渦巻ポンプ、ディフューザーポンプ、ピストンポンプ、プランジャポンプ、カスケードポンプ、ジェットポンプなどが好ましく用いられる。

また、以上いずれの場合においても、原水ポンプを原水流入口に連通するように設ける以外にも、ろ過水ポンプをろ過水流出口に連通するように設け、原水の膜ろ過時においてろ過水を吸引するようにしてもよい。ろ過水ポンプとしては、原水ポンプと同等のものを用いることができる。

さらに、原水や逆洗水やろ過水の位置水頭が利用できるのであれば、原水ポンプや逆洗水ポンプの代わりに水頭圧を用いて原水や逆洗水を圧入させてもよいし、ろ過水ポンプの代わりに水頭圧を用いてろ過水を吸引流出させてもよい。

本発明の加圧型膜ろ過装置は、水中の不純物を分離除去する膜ろ過法に用いられるものであり、上水用途に限らず、下水用途や産業用水用途などにも応用することができる。また、これら用途に限られるものではない。

原水の全量ろ過を行い、原水流量を調整し、膜モジュール１つのみを有する従来の加圧型膜ろ過装置を示す装置構成概略図である。 原水の全量ろ過を行い、原水流量を調整し、膜モジュール２つを有する従来の加圧型膜ろ過装置を示す装置構成概略図である。 原水の全量ろ過を行い、原水流量を調整し、膜モジュール２つを有する従来の加圧型膜ろ過装置を示す装置構成概略図である。 本発明に係る、原水の全量ろ過を行い、原水流量を調整し、膜モジュール２つを有する加圧型膜ろ過装置を示す装置構成概略図である。 本発明に係る、原水の全量ろ過を行い、ろ過水流量を調整し、膜モジュール２つを有する加圧型膜ろ過装置を示す装置構成概略図である。 本発明に係る、原水のクロスフローろ過を行い、原水流量と循環水流量を調整し、膜モジュール２つを有する加圧型膜ろ過装置を示す装置構成概略図である。 本発明に係る、原水のクロスフローろ過を行い、原水流量とろ過水流量を調整し、膜モジュール２つを有する加圧型膜ろ過装置を示す装置構成概略図である。 本発明に係る、原水のクロスフローろ過を行い、循環水流量とろ過水流量を調整し、膜モジュール２つを有する加圧型膜ろ過装置を示す装置構成概略図である。

符号の説明

１：膜モジュール
２：膜
３：原水流入口
４：濃縮水流出口
５：膜洗浄用気体流入口
６：ろ過水流出口
７：逆洗水流入口
８：原水ポンプ
９：原水流量調整弁
１０：ろ過水弁
１１：濃縮水弁
１２：膜洗浄用気体流量調整弁
１３：逆洗水流量調整弁
１４：逆洗水ポンプ
１５：コンプレッサー
１６：ろ過水逆止弁
１７：濃縮水逆止弁
１８：ろ過水流量調整弁
１９：原水逆止弁
２０：循環水流出口
２１：循環水流量調整弁
２２：循環水逆止弁
２３：循環水弁

Claims (5)

1. 膜の原水側に原水流入口、濃縮水流出口、及び膜洗浄用気体流入口を、膜のろ過水側にろ過水流出口、及び逆洗水流入口を有する膜モジュールの複数個からなる加圧型膜ろ過装置において、膜モジュールそれぞれの原水流入口、膜洗浄用気体流入口、及び逆洗水流入口の上流側のそれぞれに流量調整装置を設け、膜モジュールそれぞれのろ過水流出口の下流側にろ過水流出方向の流れのみを許容する弁を設け、該弁の下流側でのろ過水合流の後に開閉装置を設け、膜モジュールそれぞれの濃縮水流出口の下流側に濃縮水流出方向の流れのみを許容する弁を設け、かつ、該弁の下流側での濃縮水合流の後に開閉装置を設けたことを特徴とする加圧型膜ろ過装置。
2. 膜の原水側に原水流入口、濃縮水流出口、及び膜洗浄用気体流入口を、膜のろ過水側にろ過水流出口、及び逆洗水流入口を有する膜モジュールの複数個からなる加圧型膜ろ過装置において、膜モジュールそれぞれの膜洗浄用気体流入口、及び逆洗水流入口の上流側、並びにろ過水流出口の下流側のそれぞれに流量調整装置を設け、膜モジュールそれぞれの原水流入口の上流側に原水流入方向の流れのみを許容する弁を設け、膜モジュールそれぞれの濃縮水流出口の下流側に濃縮水流出方向の流れのみを許容する弁を設け、かつ、該弁の下流側での濃縮水合流の後に開閉装置を設けたことを特徴とする加圧型膜ろ過装置。
3. 膜の原水側に原水流入口、濃縮水流出口、膜洗浄用気体流入口、及び循環水流出口を、膜のろ過水側にろ過水流出口、及び逆洗水流入口を有する膜モジュールの複数個からなる加圧型膜ろ過装置において、膜モジュールそれぞれの原水流入口、膜洗浄用気体流入口、及び逆洗水流入口の上流側、並びに循環水流出口の下流側のそれぞれに流量調整装置を設け、膜モジュールそれぞれのろ過水流出口の下流側にろ過水流出方向の流れのみを許容する弁を設け、該弁の下流側でのろ過水合流の後に開閉装置を設け、膜モジュールそれぞれの濃縮水流出口の下流側に濃縮水流出方向の流れのみを許容する弁を設け、かつ、該弁の下流側で濃縮水合流の後に開閉装置を設けたことを特徴とする加圧型膜ろ過装置。
4. 膜の原水側に原水流入口、濃縮水流出口、膜洗浄用気体流入口、及び循環水流出口を、膜のろ過水側にろ過水流出口、及び逆洗水流入口を有する膜モジュールの複数個からなる加圧型膜ろ過装置において、膜モジュールそれぞれの原水流入口、膜洗浄用気体流入口、及び逆洗水流入口の上流側、並びにろ過水流出口の下流側のそれぞれに流量調整装置を設け、膜モジュールそれぞれの循環水流出口の下流側に循環水流出方向の流れのみを許容する弁を設け、該弁の下流側での循環水合流の後に開閉装置を設け、膜モジュールそれぞれの濃縮水流出口の下流側に濃縮水流出方向の流れのみを許容する弁を設け、かつ、該弁の下流側での濃縮水合流の後に開閉装置を設けたことを特徴とする加圧型膜ろ過装置。
5. 膜の原水側に原水流入口、濃縮水流出口、膜洗浄用気体流入口、及び循環水流出口を、膜のろ過水側にろ過水流出口、及び逆洗水流入口を有する膜モジュールの複数個からなる加圧型膜ろ過装置において、膜モジュールそれぞれの膜洗浄用気体流入口、及び逆洗水流入口の上流側、並びに循環水流出口、及びろ過水流出口の下流側のそれぞれに流量調整装置を設け、膜モジュールそれぞれの原水流入口の上流側に原水流入方向の流れのみを許容する弁を設け、膜モジュールそれぞれの濃縮水流出口の下流側に濃縮水流出方向の流れのみを許容する弁を設け、かつ、該弁の下流側での濃縮水合流の後に開閉装置を設けたことを特徴とする加圧型膜ろ過装置。

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