JP2008229503A - 膜、膜モジュール、および膜ろ過システム - Google Patents
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Abstract
【課題】温水洗浄の効果を向上させるとともに、通水時に良好な透水能を得ることができる膜、膜モジュール、および膜ろ過システムを提供する。
【解決手段】膜ろ過システム１００は、物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張／収縮する高分子材料を付加した孔径調整材を膜基体の外表面側、膜孔内面、および内表面側に有する膜を用い、供給された原水を膜ろ過して処理水を排出する膜モジュール１３を備え、孔径調整材の周囲の流体の温度またはｐＨの少なくともいずれか一方を変化させることにより孔径調整材を可逆的に膨張／収縮させ、孔径調整材の周囲の流体の排出とともに膜基体および孔径調整材への付着物を排出する。
【選択図】図９
【解決手段】膜ろ過システム１００は、物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張／収縮する高分子材料を付加した孔径調整材を膜基体の外表面側、膜孔内面、および内表面側に有する膜を用い、供給された原水を膜ろ過して処理水を排出する膜モジュール１３を備え、孔径調整材の周囲の流体の温度またはｐＨの少なくともいずれか一方を変化させることにより孔径調整材を可逆的に膨張／収縮させ、孔径調整材の周囲の流体の排出とともに膜基体および孔径調整材への付着物を排出する。
【選択図】図９
Description
本発明は、表流水・地下水などの淡水、雨水貯水・産業廃水・下水などの汚水、バラスト水などの海水、などの水処理に適した膜、膜モジュール、および膜ろ過システムに関する。
従来、水処理分野において、原水（表流水・地下水などの淡水、雨水貯水・産業廃水・下水などの汚水、バラスト水などの海水など）をろ過して、生活用水、工業用水、農業用水を得る方法として、例えば、精密ろ過膜、限外ろ過膜、ナノろ過膜、逆浸透膜などの膜が用いられている。
膜は、原水中の微生物、藻類、粘土などの固形分に対して高い分離性能を有しており、水処理分野での適用が拡大している。近年では、膜の素材として親水性材料を用いるのが一般的である。また、疎水性材料を用いる場合でも、膜面を重クロム酸カリの硫酸溶液等で親水化処理することで、ろ過性能を向上させることが検討されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、膜は、継続的に原水を通水することによって、膜外表面や膜孔内に原水中の溶質が堆積してろ過抵抗が増加し、ろ過性能が低下することがある。
そこで、このような膜ろ過システムでは、予め設定された周期、あるいは膜が所定の差圧上昇を示した時点で、ろ過した処理水や圧縮空気などによる物理洗浄を行い、膜外表面や膜孔内の付着物のうち、可逆的なものを取り除いている。
一方、膜外表面や膜孔内には、このような物理洗浄で除去し難い付着物が徐々に蓄積するため、膜差圧が予め設定されている上限値を越えた時点で、膜ろ過処理を停止して薬品洗浄を行い、物理洗浄で除去できなかった付着物を除去している。
そして、薬品洗浄を行っても、膜表面や内部などの付着物が取り除けなくなり、膜差圧の回復が認められなくなった場合、あるいは、膜の使用期間がある一定期間を超えた場合には、膜が寿命に達したと判断して交換を行っている。
特開平５−２３５５３号公報
このような膜ろ過システムでは、薬品洗浄や膜交換に要する費用を抑制するために、膜基体の外表面側に所定の温度で可逆的に膨張／収縮する高分子材料を付加した膜を用いて、膜外表面あるいは膜孔内の付着物を温水で洗浄することが検討されている。
しかしながら、このような膜ろ過システムでは、所定の温度で可逆的に膨張／収縮する高分子材料の大部分が膜外表面に付加されており、膜孔内および膜内表面への原水中の溶質の侵入を防ぐ、または、侵入した溶質を膜孔内および膜内表面で捕捉することができないため、温水洗浄の効果を十分に得られなかった。また、膜基体が疎水性の材料の場合、膜外表面のみが親水化されており、膜孔内および膜内表面が疎水性のため、対象とする原水を通水する際に、十分な透水能が得られないという問題があった。
本発明は上記に鑑みてなされたもので、温水洗浄の効果を向上させるとともに、通水時に良好な透水能を得ることができる膜、膜モジュール、および膜ろ過システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の膜は、請求項１に記載のように、複数の貫通孔を有する膜基体と、前記膜基体の外表面側および前記各貫通孔の内面に物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張／収縮する高分子材料を付加した孔径調整材とを備え、前記高分子材料は、少なくとも以下の（１）〜（７）の中から選択された一の材料からなることを特徴とする。
（１）Ｎ−イソプロピルアクリルアミドに、アクリル酸、２-カルボキシイソプロピルアクリルアミド、３-カルボキシ-n-プロピルアクリルアミドを共重合した高分子、（２）Ｎ−ビニルイソ酪酸アミド系重合体、（３）ポリ−Ｎ−アルキルアクリルアミド誘導体、（４）ポリイソプロピルアクリルアミドに代表されるポリアクリルアミド誘導体とポリビニル誘導体との共重合体、（５）Ｎ−ビニルイソ酪酸アミドなどのＮ−ビニルＣ３−９アシルアミドと、Ｎ−ビニルアセトアミドなどのＮ−ビニルＣ１−３アシルアミドとの共重合体、（６）ポリアクリルアミド誘導体およびポリ−Ｎ−ビニルアシルアミド、（７）Ｎ−イソプロピルアクリルアミドで構成された単量体の重合体、およびＮ−ビニルイソ酪酸アミドで構成された単量体の重合体。
また、本発明の膜は、請求項２に記載のように、請求項１に記載の膜において、前記孔径調整材を前記膜基体の内表面側にも備えることを特徴とする。
また、本発明の膜モジュールは、請求項３に記載のように、請求項１または２に記載の膜を複数、平面状または円筒状に成型し、容器に充填して一体化したことを特徴とする。
また、本発明の膜ろ過システムは、請求項４に記載のように、請求項１または２に記載の膜を複数、平面状または円筒状に成型し、容器に充填して一体化してなり、供給された原水を膜ろ過し、処理水として排出する膜モジュールを備えることを特徴とする。
また、本発明の膜ろ過システムは、請求項５に記載のように、請求項１または２に記載の膜を複数、円筒状に成型し、容器に充填して一体化してなり、供給された原水を膜ろ過し、処理水として排出する膜モジュールを備える膜ろ過システムにおいて、前記孔径調整材の周囲の流体の温度またはｐＨの少なくともいずれか一方を変化させることにより前記孔径調整材を可逆的に膨張／収縮させる条件可変手段を備え、この条件可変手段により前記孔径調整材を可逆的に収縮させ、前記孔径調整材の周囲の流体とともに前記膜基体および前記孔径調整材への付着物を排出することにより前記膜の洗浄を行うことを特徴とする。
また、本発明の膜ろ過システムは、請求項６に記載のように、請求項５に記載の膜ろ過システムにおいて、前記条件可変手段は、前記原水側から供給する流体によって、前記孔径調整材の周囲の温度またはｐＨの少なくともいずれか一方を変化させることを特徴とする。
また、本発明の膜ろ過システムは、請求項７に記載のように、請求項５に記載の膜ろ過システムにおいて、前記条件可変手段は、前記処理水側から供給する流体によって、前記孔径調整材の周囲の温度またはｐＨの少なくともいずれか一方を変化させることを特徴とする。
また、本発明の膜ろ過システムは、請求項８に記載のように、請求項５に記載の膜ろ過システムにおいて、前記条件可変手段は、前記膜モジュール外部の温度調整によって前記孔径調整材の周囲の温度を変化させるとともに、前記原水側または前記処理水側の少なくともいずれか一方から供給する流体によって前記孔径調整材の周囲のｐＨを変化させることを特徴とする。
また、本発明の膜ろ過システムは、請求項９に記載のように、請求項８に記載の膜ろ過システムにおいて、前記条件可変手段は、前記原水側または前記処理水側の少なくともいずれか一方から供給する流体によって前記膜モジュール外部の温度調整を行うことを特徴とする。
また、本発明の膜ろ過システムは、請求項１０に記載のように、請求項５〜９のいずれか１項に記載の膜ろ過システムにおいて、前記孔径調整材の周囲の温度またはｐＨの少なくともいずれか一方を検知する検知手段と、この検知手段による検知結果に応じて、前記孔径調整材の周囲の温度またはｐＨの少なくともいずれか一方が所定の目標値になるように前記条件可変手段を制御する制御手段とをさらに備えることを特徴とする。
また、本発明の膜ろ過システムは、請求項１１に記載のように、請求項１０に記載の膜ろ過システムにおいて、前記制御手段は、前記孔径調整材の周囲の温度またはｐＨの少なくともいずれか一方を所定の目標値とするために、温度を変化させるために要する費用とｐＨを変化させるために要する費用との和が最小となるように前記条件可変手段を制御することを特徴とする。
また、本発明の膜ろ過システムは、請求項１２に記載のように、請求項１または２に記載の膜を複数、平面状に成型し、原水が流入している槽に浸漬させてなり、供給された原水を膜ろ過し、処理水として排出する温度応答性膜モジュールを備える膜ろ過システムにおいて、前記孔径調整材の周囲の流体の温度またはｐＨの少なくともいずれか一方を変化させることにより前記孔径調整材を可逆的に膨張／収縮させる条件可変手段を備え、この条件可変手段により前記孔径調整材を可逆的に収縮させ、前記孔径調整材の周囲の流体とともに前記膜基体および前記孔径調整材への付着物を排出することにより前記膜の洗浄を行うことを特徴とする。
本発明によれば、原水中の溶質が膜孔内および膜内表面へ侵入することを防ぐとともに、侵入した溶質を膜孔内および膜内表面で捕捉することで、温水洗浄の効果を向上させ、さらに原水が通過する膜外表面、膜孔内、膜内表面を親水化することで、通水時に良好な透水能を得ることができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
＜膜の第１実施形態＞
図１は本発明に係る膜の第１実施形態を示している。
図１は本発明に係る膜の第１実施形態を示している。
図１に示すように、この実施形態に係る膜１０Ａは、ポリエチレン等の高分子材料からなり、複数の貫通孔（膜孔）を有する膜基体１と、物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張／収縮する高分子材料を付加した孔径調整材２とで構成される。孔径調整材２の一例としては、Ｎ−イソプロピルアクリルアミドがある。
膜基体１、孔径調整材２は、炭素原子、水素原子、酸素原子、窒素原子から構成され、図３に示すように、物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張／収縮する。この実施形態では、図１に示すように、孔径調整材２が膜基体１の外表面１ａ側に付加されている。
図１（ａ）に示すように、固形分などの溶質３を含む原水（河川水・地下水・湖沼水などの淡水、雨水貯水・産業廃水・下水などの汚水、バラスト水などの海水、など）、１００μｍ以下の細孔を有する膜１０Ａのふるい作用により、細孔よりも大きな物質は膜面および孔径調整材２に捕捉される。原水中に含まれる溶質３としては、例えば、シリカコロイド、ベントナイト、粘土などの無機物のほか、大腸菌などのバクテリア、クリプトスポリジウム、ジアルジアなどの原虫、プランクトンが挙げられる。これら溶質３は、カルボキシル基、アミノ基、水酸基などを有している。
本実施形態では、物理的または化学的な環境変化に応答したＮ−イソプロピルアクリルアミドの高分子鎖の膨張／収縮の変化を利用して、ろ過および逆洗を行う。すなわち、膜１０Ａを用いて、固形分などの溶質３を含む原水を膜の外表面１ａ側から通水して、膜基体１にある孔によるふるい作用により原水から溶質３を分離する。特に膜基体１の外表面１ａの孔付近の孔径調整材２によって、膜孔内部に侵入する溶質３を捕捉する。
逆洗時においては、図１（ｂ）に示すように、膜面下方から上方に逆洗する際に、膜面上方に滞留している原水、あるいは膜面下方から供給される洗浄水の温度調整またはｐＨ調整の少なくともいずれか一方を行うことにより孔径調整材２の高分子材料を膨張／収縮させる。
上述したように、Ｎ−イソプロピルアクリルアミドは温度およびｐＨに対して応答性を示す。
このような物理的または化学的な環境変化に対応したＮ−イソプロピルアクリルアミドの高分子鎖の膨張／収縮の変化を利用して、ろ過および逆洗を行うようにする。すなわち、本実施形態の膜１０Ａを用いて、原水を膜の外表面１ａ側から内表面１ｃ側に通水して外表面１ａ側に原水中の溶質３を捕捉する。この後、膜１０Ａの内表面１ｃ側から外表面１ａ側に逆洗する際に、外表面１ａ側に滞留している原水に対して温度調整またはｐＨ調整の少なくともいずれか一方を行うことにより、Ｎ−イソプロピルアクリルアミドの高分子鎖を収縮させる。このとき、高分子鎖の収縮にともなって、膜孔の孔径が拡張（開口）する。
Ｎ−イソプロピルアクリルアミドは、その性状が変化する下限臨界溶液温度（ＬＣＳＴ：Lower Critical Solution Temperature）以下では、アミド基と水との強い相互作用によって膨張するが、温度の上昇によりアミド基と水との水素結合が不安定になるにともない収縮する。
Ｎ−イソプロピルアクリルアミドの孔径調整材２はその側鎖にアミド基を持ち、図３（ａ）に示すように、ＬＣＳＴである約３２℃以下において膨張する。しかし、図２および図３（ｂ）に示すように、約２５℃を超えると収縮を開始し、４０℃付近では収縮もほぼ飽和状態となる。
また、Ｎ−イソプロピルアクリルアミドの孔径調整材２は、ｐＨが酸性領域になるにともない収縮し、中性あるいはアルカリ性領域になるにしたがい膨張する。したがって、洗浄水のｐＨ調整を行う場合は、洗浄水のｐＨを酸性領域とすることで、孔径調整材２を収縮させるのがよい。
また、このときの膜差圧は通常５〜３０ｋＰａ程度であるが、（財）水道技術研究センターの「小規模水道における膜ろ過施設導入ガイドライン」によると、「精密ろ過膜の場合は最大１５０ｋＰａ、限外ろ過膜の場合は３００ｋＰａ以下であること」とされていることから同程度以下であることが望ましい。
以上説明したように、従来の膜では、カルボキシル基、アミノ基、水酸基などを有している溶質３が水素結合により膜面に付着するため、単に逆洗するだけでは除去し難い。このため、逆洗時に、洗浄水の温度調整またはｐＨ調整の少なくともいずれか一方を行うことで、固形分３と膜表面との結合力を弱めて剥離しやすくすることができる。
本実施形態の膜１０Ａによれば、外表面１ａに付加した孔径調整材２により、膜基体１にある孔によるふるい作用に加え、膜基体１の外表面１ａで付着物を捕捉するとともに、膜基体１の膜孔内への原水中の溶質３の侵入を防ぐことができ、温水洗浄の効果を向上することができる。
なお、孔径調整材２の高分子材料としては、（１）Ｎ−イソプロピルアクリルアミドに、アクリル酸、２-カルボキシイソプロピルアクリルアミド、３-カルボキシ-n-プロピルアクリルアミドを共重合した高分子、（２）Ｎ−ビニルイソ酪酸アミド系重合体、（３）ポリ−Ｎ−アルキルアクリルアミド誘導体、（４）ポリイソプロピルアクリルアミドに代表されるポリアクリルアミド誘導体とポリビニル誘導体との共重合体、（５）Ｎ−ビニルイソ酪酸アミドなどのＮ−ビニルＣ３−９アシルアミドと、Ｎ−ビニルアセトアミドなどのＮ−ビニルＣ１−３アシルアミドとの共重合体、（６）ポリアクリルアミド誘導体およびポリ−Ｎ−ビニルアシルアミド、（７）Ｎ−イソプロピルアクリルアミドで構成された単量体の重合体、およびＮ−ビニルイソ酪酸アミドで構成された単量体の重合体、などが考えられる。なお、孔径調整材２としては、これらの高分子に限定されるものではなく、物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張／収縮する高分子材料であればよい。
＜膜の第２実施形態＞
図４は本発明に係る膜の第２実施形態を示している。
図４は本発明に係る膜の第２実施形態を示している。
図４に示すように、この実施形態に係る膜１０Ｂは、図１に示した膜１０Ａに対し、孔径調整材２が膜基体１の膜孔内面１ｂにも付加された構成である。
本実施形態においても、物理的または化学的な環境変化に応答したＮ−イソプロピルアクリルアミドの高分子鎖の膨張／収縮の変化を利用して、ろ過および逆洗を行う。すなわち、膜１０Ｂを用いて、固形分などの溶質３を含む原水を膜の外表面１ａ側から通水して、膜基体１にある孔によるふるい作用により原水から溶質３を分離する。特に、図４（ａ）に示すように、膜基体１の膜孔内面１ｂの孔径調整材２によって、孔内部に侵入した固形分などの溶質３を捕捉する。
逆洗時においては、図４（ｂ）に示すように、膜面下方から上方に逆洗する際に、膜面上方に滞留している原水、あるいは膜面下方から供給される洗浄水の温度調整またはｐＨ調整の少なくともいずれか一方を行うことにより高分子材料を膨張／収縮させる。
本実施形態の膜１０Ｂによれば、外表面１ａおよび膜孔内面１ｂに付加した孔径調整材２により、膜基体１にある孔によるふるい作用に加え、膜基体１の外表面１ａで付着物を捕捉するとともに、膜基体１の膜孔内で侵入を捕捉することができ、温水洗浄の効果を向上することができる。さらに、膜孔内が孔径調整材２によって親水化し、通水時の透水能を向上することができる。
＜膜の第３実施形態＞
図５は本発明に係る膜の第３実施形態を示している。
図５は本発明に係る膜の第３実施形態を示している。
図５に示すように、この実施形態に係る膜１０Ｃは、図４に示した膜１０Ｂに対し、孔径調整材２が膜基体１の内表面１ｃ側にも付加された構成である。
本実施形態においても、物理的または化学的な環境変化に応答したＮ−イソプロピルアクリルアミドの高分子鎖の膨張／収縮の変化を利用して、ろ過および逆洗を行う。すなわち、膜１０Ｃを用いて、固形分などの溶質３を含む原水を膜の外表面１ａ側から通水して、膜基体１にある孔によるふるい作用により原水から溶質３を分離する。特に、図５（ａ）に示すように、内表面１ｃ側の孔径調整材２によって、内表面１ｃ側に侵入した固形分などの溶質３を捕捉する。
逆洗時においては、図５（ｂ）に示すように、膜面下方から上方に逆洗する際に、膜面上方に滞留している原水、あるいは膜面下方から供給される洗浄水の温度調整またはｐＨ調整の少なくともいずれか一方を行うことにより高分子材料を膨張／収縮させる。
本実施形態の膜１０Ｃによれば、外表面１ａ、膜孔内面１ｂ、および内表面１ｃに付加した孔径調整材２により、膜基体１の内表面１ｃ側へ侵入した原水中の溶質３を捕捉することができ、温水洗浄の効果を向上することができる。さらに、内表面１ｃ側が孔径調整材２によって親水化し、通水時の透水能を向上することができる。
＜膜モジュールの実施形態＞
次に、本発明に係る膜モジュールの実施形態を説明する。
次に、本発明に係る膜モジュールの実施形態を説明する。
膜の形状とモジュール形状を系統化すると図６に示すように分類できる。なお、この分類は、（財）水道技術研究センター、「水道用膜ろ過技術の新しい展開」より引用したものである。
図６に示すように、膜モジュールの形状は、ケーシング収納型と槽浸漬型に大別される。さらに、各膜モジュールに装填されるモジュール形状は円筒状膜と平膜とに分けられる。ケーシング収納型の円筒状膜は中空糸型、管状型、モノリス型に分けられ、平膜はスパイラル型、プレードアンドフレーム型、振動式円盤型、プリーツ型に分けられる。槽浸漬型の円筒状膜は、中空糸型、管状型に分かられ、平膜はプレートアンドフレーム型、回転式円盤型に分けられる。
＜膜モジュールの第１実施形態＞
図７は、本発明に係る膜モジュールの第１実施形態を示している。
図７は、本発明に係る膜モジュールの第１実施形態を示している。
図７に示すように、円筒状のケーシング内には、円筒軸方向に多数の膜が装填されている。本実施形態の膜モジュールに装填される膜としては、図１、図４、図５に示した膜１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのうちの少なくともいずれか１つが用いられる。原水がこの膜を通過する間にろ過され、膜ろ過水（処理水）と濃縮水（排水）とに分離される。
この場合、固形分などの溶質３（図１参照）を含む原水（河川水・地下水・湖沼水などの淡水、雨水貯水・産業廃水・下水などの汚水、バラスト水などの海水、など）は、１００μｍ以下の細孔を有する膜のふるい作用により細孔よりも大きな物質は膜面および孔径調整材２に捕捉される。容器に一体化した場合は、原水を膜面に沿って流し、処理水が原水とは直角方向に流れ、原水の一部が循環するクロスフローろ過方式か、原水を循環させることなく全量ろ過する全量ろ過方式によってろ過を行うことが可能となる。
＜膜モジュールの第２実施形態＞
図８は、本発明に係る膜モジュールの第２実施形態を示している。
図８は、本発明に係る膜モジュールの第２実施形態を示している。
図８に示すように、この膜モジュールは、平面状に形成された膜モジュールを複数積層して構成したものであり、図８（ａ）に示すように、原水が平板面からモジュール内に流入すると、図８（ｂ）に示すように、膜内を通過して膜ろ過水（処理水）となる。本実施形態の膜モジュールに装填される膜としては、図１、図４、図５に示した膜１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのうちの少なくともいずれか１つが用いられる。この膜モジュールは、原水が流入している槽（開放型または密閉型）に浸漬させた状態で使用することができる。
このように、膜モジュールの第１、第２実施形態によれば、膜を円筒状または平面状に成形し、容器と充填一体化することによって、膜ろ過面積を増大させることができる。また、円筒状または平面状に成形し、膜を原水が流入している槽（開放型または密閉型）に浸漬させることによって、システムが簡素で膜の交換が容易となり、膜供給水の濁度が高くても安定して運転することができる。
なお、本発明では、膜を平面状または円筒状に成形し、容器に充填一体化するようにしたが、これに限定されるものではない。一体化した形状の例としては、中空糸型、管状型、モノリス型、スパイラル型、プレートアンドフレーム型、振動円盤型、プリーツ型等、種々のものがあり、さらにこれらの形状に限定されるものでもない。
また、本発明では、膜が平面状または円筒状に成形され、原水が流入している槽（開放型または密閉型）に浸漬されている。形状の例としては、中空糸型、管状型、プレートアンドフレーム型、回転式円盤型があるがこれらの形状に限定されるものではない。
＜膜ろ過システムの第１実施形態＞
図９は本発明に係る膜ろ過システムの第１実施形態を示す構成図である。
図９は本発明に係る膜ろ過システムの第１実施形態を示す構成図である。
図９に示す膜ろ過システム１００は、図７に示した構成の膜モジュール１３を用いたもので、図示しない導水ポンプによって導かれた原水を一時貯水する原水槽１１と、原水槽１１内の原水を膜モジュール１３に供給する原水ポンプ１２と、原水ポンプ１２によって導かれた原水を膜ろ過する膜モジュール１３と、膜モジュール１３で膜ろ過された処理水を貯水する処理水槽１４とを備えている。また、原水槽１１内に貯水された原水の一部を洗浄水として導入して貯水する洗浄水槽１５と、この洗浄水槽１５内に貯水された原水を所定温度に加熱するヒータ１６と、原水槽１１および洗浄水槽１５にｐＨ調整のための薬品を注入する薬品注入設備１７とを備えている。さらに、洗浄時に加圧空気を供給するコンプレッサ１８も備えている。なお、図中Ｖ１〜Ｖ１２は各配管に設けられたバルブを示す。
図１０は本発明に係る膜ろ過システムにおけるろ過処理を説明するための図、図１１は本発明に係る膜ろ過システムにおける物理洗浄の一例を説明するための図である。図１０および図１１では、図９に示す膜ろ過システム１００におけるろ過処理および物理洗浄を説明するために必要な部分のみを図示している。
図１０において、原水は図示しない導水ポンプによって原水槽１１へ導かれている。そして、原水ポンプ１２の加圧によって膜モジュール１３に原水が導入され、膜モジュール１３を透過した処理水は処理水槽１４に貯留される。
通常の洗浄は、図１１を用いて説明する以下の手順により実施する。
（１）逆圧工程
バルブＶ９を開け、コンプレッサ１８によって膜の処理水側から加圧空気を供給して膜の内表面側に圧力をかける。
バルブＶ９を開け、コンプレッサ１８によって膜の処理水側から加圧空気を供給して膜の内表面側に圧力をかける。
（２）逆流工程
）膜モジュール１３上部のバルブＶ６を開け、膜モジュール１３の上部（２次側）の処理水を原水側に押し出して排出する。排出した水は回収率を向上させるため、原水槽１１へ戻してもよい。
）膜モジュール１３上部のバルブＶ６を開け、膜モジュール１３の上部（２次側）の処理水を原水側に押し出して排出する。排出した水は回収率を向上させるため、原水槽１１へ戻してもよい。
（３）エアスクラビング工程
圧力を保持したまま、バルブＶ８を開けて一定時間だけ膜モジュール１３の原水側下部からコンプレッサ１８により加圧空気を供給し、膜モジュール１３を空気によって揺動させる。
圧力を保持したまま、バルブＶ８を開けて一定時間だけ膜モジュール１３の原水側下部からコンプレッサ１８により加圧空気を供給し、膜モジュール１３を空気によって揺動させる。
（４）ドレン工程
一定時間エアスクラビングを行った後、バルブＶ１２および膜モジュール１３下部のバルブＶ５を開けて膜モジュール１３内の水を排出する。このときコンプレッサ１８から加圧空気を流したままの方がより効果的に付着物を排出することができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
一定時間エアスクラビングを行った後、バルブＶ１２および膜モジュール１３下部のバルブＶ５を開けて膜モジュール１３内の水を排出する。このときコンプレッサ１８から加圧空気を流したままの方がより効果的に付着物を排出することができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
（５）原水すすぎ
バルブＶ１，Ｖ４、および膜モジュール１３上部のバルブＶ６を開け、原水ポンプ１２を起動し、膜モジュール１３のすすぎを行う。このときコンプレッサ１８から加圧空気を流したままの方がより効果的にすすぎを行うことができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
バルブＶ１，Ｖ４、および膜モジュール１３上部のバルブＶ６を開け、原水ポンプ１２を起動し、膜モジュール１３のすすぎを行う。このときコンプレッサ１８から加圧空気を流したままの方がより効果的にすすぎを行うことができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
（６）ろ過
膜モジュール１３上部のバルブＶ６を閉め、ろ過側のバルブＶ７を開けてろ過を再開する。前工程でコンプレッサ１８が動いている場合には停止する。
膜モジュール１３上部のバルブＶ６を閉め、ろ過側のバルブＶ７を開けてろ過を再開する。前工程でコンプレッサ１８が動いている場合には停止する。
図９に示す膜ろ過システム１００では、通常の洗浄は上記手順により行い、ある所定の頻度で、以下の手順により、温度調整または薬品添加によるｐＨ調整の少なくともいずれか一方を用いて洗浄を行う。
（１）ドレン工程
バルブＶ１２および膜モジュール１３下部のバルブＶ５を開けて膜モジュール１３内の水を排出する。排出した水は回収率を向上させるため、原水槽１１へ戻してもよい。
バルブＶ１２および膜モジュール１３下部のバルブＶ５を開けて膜モジュール１３内の水を排出する。排出した水は回収率を向上させるため、原水槽１１へ戻してもよい。
（２）温水工程
薬品注入設備１７により、原水槽１１、あるいは洗浄水槽１５に導入した原水に薬品を添加し、ヒータ１６により孔径調整材２の高分子材料のＬＣＳＴまで温度調整した洗浄水槽１５内の原水の一部を、原水ポンプ１２で膜モジュール１３内の原水側を介して循環させる。このようにして、膜モジュール１３内の原水の温度調整または原水への薬品添加の少なくともいずれか一方の手段により、膜の外表面１ａ、膜孔内面１ｂ、内表面１ｃに付加した孔径調整材２を可逆的に収縮させる。
薬品注入設備１７により、原水槽１１、あるいは洗浄水槽１５に導入した原水に薬品を添加し、ヒータ１６により孔径調整材２の高分子材料のＬＣＳＴまで温度調整した洗浄水槽１５内の原水の一部を、原水ポンプ１２で膜モジュール１３内の原水側を介して循環させる。このようにして、膜モジュール１３内の原水の温度調整または原水への薬品添加の少なくともいずれか一方の手段により、膜の外表面１ａ、膜孔内面１ｂ、内表面１ｃに付加した孔径調整材２を可逆的に収縮させる。
（３）逆圧・逆流工程
バルブＶ９を開け、膜モジュール１３の処理水側からコンプレッサ１８からの加圧空気を供給して膜の内表面側に圧力をかける。さらに膜モジュール１３上部のバルブＶ６を開け、膜モジュール１３の上部（２次側）の処理水を原水の循環ラインへ押し出す。
バルブＶ９を開け、膜モジュール１３の処理水側からコンプレッサ１８からの加圧空気を供給して膜の内表面側に圧力をかける。さらに膜モジュール１３上部のバルブＶ６を開け、膜モジュール１３の上部（２次側）の処理水を原水の循環ラインへ押し出す。
（４）エアスクラビング工程
圧力を保持したまま、バルブＶ８を開けて一定時間だけ膜モジュール１３の原水側下部からコンプレッサ１８により加圧空気を供給し、膜モジュール１３を空気によって揺動させる。
圧力を保持したまま、バルブＶ８を開けて一定時間だけ膜モジュール１３の原水側下部からコンプレッサ１８により加圧空気を供給し、膜モジュール１３を空気によって揺動させる。
（５）ドレン工程
一定時間エアスクラビングを行った後、バルブＶ１２および膜モジュール１３下部のバルブＶ５を開けて膜モジュール１３内の水を排出する。このときコンプレッサ１８から加圧空気を流したままの方がより効果的に付着物を排出することができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
一定時間エアスクラビングを行った後、バルブＶ１２および膜モジュール１３下部のバルブＶ５を開けて膜モジュール１３内の水を排出する。このときコンプレッサ１８から加圧空気を流したままの方がより効果的に付着物を排出することができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
（６）原水すすぎ
バルブＶ１，Ｖ４、および膜モジュール１３上部の循環ラインのバルブＶ６を開け、原水ポンプ１２を起動し、膜モジュール１３のすすぎを行う。すすいだ水は、上記の図１１を用いて説明した手順における原水すすぎ工程と同様に、系外に排出しても構わない。このときコンプレッサ１８から加圧空気を流したままの方がより効果的にすすぎを行うことができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
バルブＶ１，Ｖ４、および膜モジュール１３上部の循環ラインのバルブＶ６を開け、原水ポンプ１２を起動し、膜モジュール１３のすすぎを行う。すすいだ水は、上記の図１１を用いて説明した手順における原水すすぎ工程と同様に、系外に排出しても構わない。このときコンプレッサ１８から加圧空気を流したままの方がより効果的にすすぎを行うことができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
（７）ろ過
膜モジュール１３上部のバルブＶ６を閉め、ろ過側のバルブＶ７を開けてろ過を再開する。前工程でコンプレッサ１８が動いている場合には停止する。
膜モジュール１３上部のバルブＶ６を閉め、ろ過側のバルブＶ７を開けてろ過を再開する。前工程でコンプレッサ１８が動いている場合には停止する。
本実施形態によれば、膜モジュール１３へ流入する原水の温度またはｐＨの少なくともいずれか一方の条件を変化させることにより、物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張／収縮する高分子材料の特性によって、膜モジュール１３における膜の外表面、膜孔内面、内表面の孔径調整材２で捕捉した溶質３を系外へ、効果的に排出することができる。
＜膜ろ過システムの第１実施形態の変形例＞
図１２は本発明に係る膜ろ過システムの第１実施形態の変形例を示す構成図である。
図１２は本発明に係る膜ろ過システムの第１実施形態の変形例を示す構成図である。
図１２に示す膜ろ過システム１１０は、図９に示した膜ろ過システム１００に対し、洗浄水槽１５内の原水の温度、ｐＨ値等を検知するためのセンサ１９と、膜モジュール１３の内部の温度、ｐＨ値等を検知するためのセンサ２０と、センサ１９，２０で検知した値に応じて温度、ｐＨ値等を制御するための監視制御装置２１とを追加した構成である。
膜ろ過システム１１０における洗浄の手順は、上記膜ろ過システム１００と同様であるが、監視制御装置２１は、上記温水工程において、センサ１９，２０の検出結果により、膜モジュール１３内（孔径調整材の周囲）の温度またはｐＨの少なくともいずれか一つが所定の目標値になるように、ヒータ１６および薬品注入設備１７を制御する。ここで、温度を変化させる費用と薬品添加に要する費用との和が最小となるように温度または薬品添加量の少なくともいずれか一つを制御することが好ましい。
本変形例によれば、膜モジュール１３へ流入する原水の温度およびｐＨに応じて、温度または薬品添加量の少なくともいずれか一方を制御することで、温度を変化させる費用と薬品添加に要する費用を抑制しながら、物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張／収縮する高分子材料の特性を生かした効果的なろ過と洗浄を行うことができる。
＜膜ろ過システムの第２実施形態＞
図１３は本発明に係る膜ろ過システムの第２実施形態を示す構成図である。
図１３は本発明に係る膜ろ過システムの第２実施形態を示す構成図である。
図１３に示す膜ろ過システム１２０は、図９に示した膜ろ過システム１００に対し、膜モジュール１３の周囲を所定の空間を介して覆うように設けられた外筒１３ａと、洗浄水槽１５に貯水された原水を外筒１３ａに供給し、膜モジュール１３の外側を介して循環させる原水ポンプ２２とを追加した構成である。また、薬品注入設備１７は原水槽１１に薬品を注入するが、洗浄水槽１５には注入しないようになっている。
膜ろ過システム１２０におけるろ過処理および通常の洗浄は、上述した膜ろ過システム１００と同様の手順で行われる。そして、ある所定の頻度で、以下の手順により、温度調整または薬品添加によるｐＨ調整の少なくともいずれか一方を用いて洗浄を行う。
（１）ドレン工程
バルブＶ１２および膜モジュール１３下部のバルブＶ５を開けて膜モジュール１３内の水を排出する。排出した水は回収率を向上させるため、原水槽１１へ戻してもよい。
バルブＶ１２および膜モジュール１３下部のバルブＶ５を開けて膜モジュール１３内の水を排出する。排出した水は回収率を向上させるため、原水槽１１へ戻してもよい。
（２）温水工程
原水槽１１に薬品を添加した原水を膜モジュール１３内に供給する。また、ヒータ１６により孔径調整材２の高分子材料のＬＣＳＴまで温度調整した洗浄水槽１５内の原水の一部を、原水ポンプ２２で外筒１３ａに供給し、膜モジュール１３の外側を介して循環させる。このようにして、膜モジュール１３内の原水の温度調整または原水への薬品添加の少なくともいずれか一方の手段により、膜の外表面１ａ、膜孔内面１ｂ、内表面１ｃに付加した孔径調整材２を可逆的に収縮させる。なお、膜モジュール１３内の温度が以下の工程中でＬＣＳＴ以上を確保できる時点で、循環は停止して構わない。
原水槽１１に薬品を添加した原水を膜モジュール１３内に供給する。また、ヒータ１６により孔径調整材２の高分子材料のＬＣＳＴまで温度調整した洗浄水槽１５内の原水の一部を、原水ポンプ２２で外筒１３ａに供給し、膜モジュール１３の外側を介して循環させる。このようにして、膜モジュール１３内の原水の温度調整または原水への薬品添加の少なくともいずれか一方の手段により、膜の外表面１ａ、膜孔内面１ｂ、内表面１ｃに付加した孔径調整材２を可逆的に収縮させる。なお、膜モジュール１３内の温度が以下の工程中でＬＣＳＴ以上を確保できる時点で、循環は停止して構わない。
（３）逆圧・逆流工程
バルブＶ９を開け、膜モジュール１３の処理水側からコンプレッサ１８からの加圧空気を供給して膜の内表面側に圧力をかける。さらに膜モジュール１３上部のバルブＶ６を開け、膜モジュール１３の上部（２次側）の処理水を原水の循環ラインへ押し出す。
バルブＶ９を開け、膜モジュール１３の処理水側からコンプレッサ１８からの加圧空気を供給して膜の内表面側に圧力をかける。さらに膜モジュール１３上部のバルブＶ６を開け、膜モジュール１３の上部（２次側）の処理水を原水の循環ラインへ押し出す。
（４）エアスクラビング工程
圧力を保持したまま、バルブＶ８を開けて一定時間だけ膜モジュール１３の原水側下部からコンプレッサ１８により加圧空気を供給し、膜モジュール１３を空気によって揺動させる。
圧力を保持したまま、バルブＶ８を開けて一定時間だけ膜モジュール１３の原水側下部からコンプレッサ１８により加圧空気を供給し、膜モジュール１３を空気によって揺動させる。
（５）ドレン工程
一定時間エアスクラビングを行った後、バルブＶ１２および膜モジュール１３下部のバルブＶ５を開けて膜モジュール１３内の水を排出する。このときコンプレッサ１８から加圧空気を流したままの方がより効果的に付着物を排出することができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
一定時間エアスクラビングを行った後、バルブＶ１２および膜モジュール１３下部のバルブＶ５を開けて膜モジュール１３内の水を排出する。このときコンプレッサ１８から加圧空気を流したままの方がより効果的に付着物を排出することができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
（６）原水すすぎ
バルブＶ１，Ｖ４、および膜モジュール１３上部の循環ラインのバルブＶ６を開け、原水ポンプ１２を起動し、膜モジュール１３のすすぎを行う。すすいだ水は回収率を向上させるため、洗浄水槽１５に戻しても構わない。このときコンプレッサ１８から加圧空気を流したままの方がより効果的にすすぎを行うことができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
バルブＶ１，Ｖ４、および膜モジュール１３上部の循環ラインのバルブＶ６を開け、原水ポンプ１２を起動し、膜モジュール１３のすすぎを行う。すすいだ水は回収率を向上させるため、洗浄水槽１５に戻しても構わない。このときコンプレッサ１８から加圧空気を流したままの方がより効果的にすすぎを行うことができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
（７）ろ過
膜モジュール１３上部のバルブＶ６を閉め、ろ過側のバルブＶ７を開けてろ過を再開する。前工程でコンプレッサ１８が動いている場合には停止する。
膜モジュール１３上部のバルブＶ６を閉め、ろ過側のバルブＶ７を開けてろ過を再開する。前工程でコンプレッサ１８が動いている場合には停止する。
本実施形態によれば、膜モジュール１３内の原水の温度またはｐＨの少なくともいずれか一方の条件を変化させることにより、物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張／収縮する高分子材料の特性によって、膜モジュール１３における膜の外表面、膜孔内面、内表面の孔径調整材２で捕捉した溶質３を系外へ、効果的に排出することができる。
また、ヒータ１６により温めた原水を膜モジュール１３の外側を介して循環させることで膜モジュール１３内の温度調整を行うので、温めた原水を有効に利用することができ、温める原水の量を節約することができる。
なお、上記説明では、温度調整した原水を膜モジュール１３の外側を介して循環することで膜モジュール１３内の温度調整を行っているが、膜モジュール１３自体を外部から温度調整する方法であれば、上記説明の温度調整方法に限定するものではない。
＜膜ろ過システムの第２実施形態の変形例＞
図１４は本発明に係る膜ろ過システムの第２実施形態の変形例を示す構成図である。
図１４は本発明に係る膜ろ過システムの第２実施形態の変形例を示す構成図である。
図１４に示す膜ろ過システム１３０は、図１３に示した膜ろ過システム１２０に対し、洗浄水槽１５内の原水の温度、ｐＨ値等を検知するためのセンサ１９と、膜モジュール１３の外側を循環する原水の温度、ｐＨ値等を検知するためのセンサ２３と、センサ１９，２３で検知した値に応じて温度、ｐＨ値等を制御するための監視制御装置２１とを追加した構成である。
膜ろ過システム１３０における洗浄の手順は、上記膜ろ過システム１２０と同様であるが、監視制御装置２１は、上記温水工程において、センサ１９，２３の検出結果により、膜モジュール１３内（孔径調整材の周囲）の温度またはｐＨの少なくともいずれか一つが所定の目標値になるように、ヒータ１６および薬品注入設備１７を制御する。ここで、温度を変化させる費用と薬品添加に要する費用との和が最小となるように温度または薬品添加量の少なくともいずれか一つを制御することが好ましい。
本変形例によれば、膜モジュール１３内の原水の温度およびｐＨに応じて、温度または薬品添加量の少なくともいずれか一方を制御することで、温度を変化させる費用と薬品添加に要する費用を抑制しながら、物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張／収縮する高分子材料の特性を生かした効果的なろ過と洗浄を行うことができる。
＜膜ろ過システムの第３実施形態＞
図１５は本発明に係る膜ろ過システムの第３実施形態を示す構成図である。
図１５は本発明に係る膜ろ過システムの第３実施形態を示す構成図である。
図１５に示す膜ろ過システム１４０は、図１３に示した膜ろ過システム１２０に対し、処理水槽１４内に貯水された処理水の一部を洗浄水として導入して貯水する洗浄水槽２５と、この洗浄水槽２５内の洗浄水を膜モジュール１３に処理水側から供給する逆洗水ポンプ２６とを追加した構成である。また、原水槽１１に薬品を注入する薬品注入設備１７が、洗浄水槽２５に薬品を注入する薬品注入設備２７に置き換えられている。
図１６は本発明に係る膜ろ過システムにおける物理洗浄の他の一例を説明するための図である。図１６では、図１５に示す膜ろ過システム１４０における物理洗浄を説明するために必要な部分のみを図示している。
膜ろ過システム１４０におけるろ過処理は、上述した膜ろ過システム１００と同様の手順で行われるが、通常の洗浄は、図１６を用いて説明する以下の手順により実施する。
（１）逆圧水工程
処理水槽１４内の処理水を逆洗水ポンプ２６により膜モジュール１３の処理水側から逆流させ、膜モジュール１３下部の原水側か、あるいは膜モジュール１３上部の原水側から排出する。このとき、コンプレッサ１８によって膜モジュール１３下部の原水側から加圧空気を供給して膜モジュール１３を揺動させる。
処理水槽１４内の処理水を逆洗水ポンプ２６により膜モジュール１３の処理水側から逆流させ、膜モジュール１３下部の原水側か、あるいは膜モジュール１３上部の原水側から排出する。このとき、コンプレッサ１８によって膜モジュール１３下部の原水側から加圧空気を供給して膜モジュール１３を揺動させる。
（２）原水すすぎ
バルブＶ１，Ｖ４、および膜モジュール１３上部のバルブＶ６を開け、原水ポンプ１２を起動し、膜モジュール１３のすすぎを行う。このときコンプレッサ１８から加圧空気を流したままの方がより効果的にすすぎを行うことができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
バルブＶ１，Ｖ４、および膜モジュール１３上部のバルブＶ６を開け、原水ポンプ１２を起動し、膜モジュール１３のすすぎを行う。このときコンプレッサ１８から加圧空気を流したままの方がより効果的にすすぎを行うことができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
（３）ろ過
膜モジュール１３上部のバルブＶ６を閉め、ろ過側のバルブＶ７を開けてろ過を再開する。このときコンプレッサ１８が動いている場合には停止する。
膜モジュール１３上部のバルブＶ６を閉め、ろ過側のバルブＶ７を開けてろ過を再開する。このときコンプレッサ１８が動いている場合には停止する。
図１５に示す膜ろ過システム１４０では、通常の洗浄は、図１６を用いて説明した手順、または前述の図１１を用いて説明した手順の少なくともいずれか一方により行い、ある所定の頻度で、以下の手順により、温度調整または薬品添加によるｐＨ調整の少なくともいずれか一方を用いて洗浄を行う。
（１）逆圧水工程
洗浄水槽２５に導入された処理水に薬品注入設備２７により薬品を添加し、逆洗水ポンプ２６により膜の処理水側から逆流させ、膜モジュール１３下部の原水側か、あるいは膜モジュール１３上部の原水側から排出する。このとき、コンプレッサ１８によって膜モジュール１３下部の原水側から加圧空気を供給して膜モジュール１３を揺動させる。
洗浄水槽２５に導入された処理水に薬品注入設備２７により薬品を添加し、逆洗水ポンプ２６により膜の処理水側から逆流させ、膜モジュール１３下部の原水側か、あるいは膜モジュール１３上部の原水側から排出する。このとき、コンプレッサ１８によって膜モジュール１３下部の原水側から加圧空気を供給して膜モジュール１３を揺動させる。
同時に、ヒータ１６により孔径調整材２の高分子材料のＬＣＳＴまで温度調整した洗浄水槽１５内の原水を、原水ポンプ２２で外筒１３ａに供給し、膜モジュール１３の外側を介して循環させる。このようにして、膜モジュール１３内の原水の温度調整または処理水への薬品添加の少なくともいずれか一方の手段により、膜の外表面１ａ、膜孔内面１ｂ、内表面１ｃに付加した孔径調整材２を可逆的に収縮させる。なお、膜モジュール１３内の温度が以下の工程中でＬＣＳＴ以上を確保できる時点で、循環は停止して構わない。
（２）原水すすぎ
バルブＶ１，Ｖ４、および膜モジュール１３上部のバルブＶ６を開け、原水ポンプ１２を起動し、膜モジュール１３のすすぎを行う。このとき、すすぎ水は原水側の洗浄水槽１５へ循環しても構わない。このときコンプレッサ１８から加圧空気を流したままの方がより効果的にすすぎを行うことができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
バルブＶ１，Ｖ４、および膜モジュール１３上部のバルブＶ６を開け、原水ポンプ１２を起動し、膜モジュール１３のすすぎを行う。このとき、すすぎ水は原水側の洗浄水槽１５へ循環しても構わない。このときコンプレッサ１８から加圧空気を流したままの方がより効果的にすすぎを行うことができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
（３）ろ過
膜モジュール１３上部のバルブＶ６を閉め、ろ過側のバルブＶ７を開けてろ過を再開する。前工程でコンプレッサ１８が動いている場合には停止する。
膜モジュール１３上部のバルブＶ６を閉め、ろ過側のバルブＶ７を開けてろ過を再開する。前工程でコンプレッサ１８が動いている場合には停止する。
本実施形態によれば、膜モジュール１３内の温度またはｐＨの少なくともいずれか一方の条件を変化させることにより、物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張／収縮する高分子材料の特性によって、膜モジュール１３における膜の外表面、膜孔内面、内表面の孔径調整材２で捕捉した溶質３を系外へ、効果的に排出することができる。
また、ヒータ１６により温めた原水を膜モジュール１３の外側を介して循環させることで膜モジュール１３内の温度調整を行うので、温めた原水を有効に利用することができ、温める原水の量を節約することができる。
なお、上記説明では、温度調整した原水を膜モジュール１３の外側を介して循環することで膜モジュール１３内の温度調整を行っているが、膜モジュール１３自体を外部から温度調整する方法であれば、上記説明の温度調整方法に限定するものではない。
＜膜ろ過システムの第３実施形態の変形例＞
図１７は本発明に係る膜ろ過システムの第３実施形態の変形例を示す構成図である。
図１７は本発明に係る膜ろ過システムの第３実施形態の変形例を示す構成図である。
図１７に示す膜ろ過システム１５０は、図１５に示した膜ろ過システム１４０に対し、洗浄水槽１５内の原水の温度、ｐＨ値等を検知するためのセンサ１９と、膜モジュール１３の外側を循環する原水の温度、ｐＨ値等を検知するためのセンサ２３と、センサ１９，２３で検知した値に応じて温度、ｐＨ値等を制御するための監視制御装置２１とを追加した構成である。
膜ろ過システム１５０における洗浄の手順は、上記膜ろ過システム１４０と同様であるが、監視制御装置２１は、上記逆圧水工程において、センサ１９，２３の検出結果により、膜モジュール１３内（孔径調整材の周囲）の温度またはｐＨの少なくともいずれか一つが所定の目標値になるように、ヒータ１６および薬品注入設備２７を制御する。ここで、温度を変化させる費用と薬品添加に要する費用との和が最小となるように温度または薬品添加量の少なくともいずれか一つを制御することが好ましい。
本変形例によれば、膜モジュール１３内の温度およびｐＨに応じて、温度または薬品添加量の少なくともいずれか一方を制御することで、温度を変化させる費用と薬品添加に要する費用を抑制しながら、物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張／収縮する高分子材料の特性を生かした効果的なろ過と洗浄を行うことができる。
＜膜ろ過システムの第４実施形態＞
図１８は本発明に係る膜ろ過システムの第４実施形態を示す構成図である。
図１８は本発明に係る膜ろ過システムの第４実施形態を示す構成図である。
図１８に示す膜ろ過システム１６０は、図１５に示した膜ろ過システム１４０に対し、外筒１３ａと、洗浄水槽１５と、ヒータ１６と、原水ポンプ２２とを省略し、洗浄水槽２５にヒータ２９を追加した構成である。
膜ろ過システム１６０におけるろ過処理および通常の洗浄は、上述した膜ろ過システム１４０と同様の手順で行われる。そして、ある所定の頻度で、以下の手順により、温度調整または薬品添加によるｐＨ調整の少なくともいずれか一方を用いて洗浄を行う。
（１）逆圧水工程
洗浄水槽２５に導入された処理水に薬品注入設備２７により薬品を添加し、逆洗水ポンプ２６により膜の処理水側から逆流させ、膜モジュール１３下部の原水側か、あるいは膜モジュール１３上部の原水側から排出する。このとき、コンプレッサ１８によって膜モジュール１３下部の原水側から加圧空気を供給して膜モジュール１３を揺動させる。
洗浄水槽２５に導入された処理水に薬品注入設備２７により薬品を添加し、逆洗水ポンプ２６により膜の処理水側から逆流させ、膜モジュール１３下部の原水側か、あるいは膜モジュール１３上部の原水側から排出する。このとき、コンプレッサ１８によって膜モジュール１３下部の原水側から加圧空気を供給して膜モジュール１３を揺動させる。
同時に、ヒータ２９により孔径調整材２の高分子材料のＬＣＳＴまで温度調整した洗浄水槽２５内の処理水を、逆洗水ポンプ２６で膜モジュール１３の処理水側から供給する。このようにして、膜モジュール１３内の温度調整あるいは処理水への薬品添加の少なくともいずれか一方の手段により、膜の外表面１ａ、膜孔内面１ｂ、内表面１ｃに付加した孔径調整材２を可逆的に収縮させる。
（２）原水すすぎ
バルブＶ１，Ｖ４、および膜モジュール１３上部のバルブＶ６を開け、原水ポンプ１２を起動し、膜モジュール１３のすすぎを行う。このとき、すすぎ水は原水槽１１へ循環しても構わない。このときコンプレッサ１８から加圧空気を流したままの方がより効果的にすすぎを行うことができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
バルブＶ１，Ｖ４、および膜モジュール１３上部のバルブＶ６を開け、原水ポンプ１２を起動し、膜モジュール１３のすすぎを行う。このとき、すすぎ水は原水槽１１へ循環しても構わない。このときコンプレッサ１８から加圧空気を流したままの方がより効果的にすすぎを行うことができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
（３）ろ過
膜モジュール１３上部のバルブＶ６を閉め、ろ過側のバルブＶ７を開けてろ過を再開する。このときコンプレッサ１８が動いている場合には停止する。
膜モジュール１３上部のバルブＶ６を閉め、ろ過側のバルブＶ７を開けてろ過を再開する。このときコンプレッサ１８が動いている場合には停止する。
本実施形態によれば、膜モジュール１３内の温度またはｐＨの少なくともいずれか一方の条件を変化させることにより、物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張／収縮する高分子材料の特性によって、膜モジュール１３における膜の外表面、膜孔内面、内表面の孔径調整材２で捕捉した溶質３を系外へ、効果的に排出することができる。
＜膜ろ過システムの第４実施形態の変形例＞
図１９は本発明に係る膜ろ過システムの第４実施形態の変形例を示す構成図である。
図１９は本発明に係る膜ろ過システムの第４実施形態の変形例を示す構成図である。
図１９に示す膜ろ過システム１７０は、図１８に示した膜ろ過システム１６０に対し、膜モジュール１３内部の温度、ｐＨ値等を検知するためのセンサ２０と、洗浄水槽２５内の処理水の温度、ｐＨ値等を検知するためのセンサ３０と、センサ２０，３０で検知した値に応じて温度、ｐＨ値等を制御するための監視制御装置２１とを追加した構成である。
膜ろ過システム１７０における洗浄の手順は、上記膜ろ過システム１６０と同様であるが、監視制御装置２１は、上記逆圧水工程において、センサ２０，３０の検出結果により、膜モジュール１３内の温度またはｐＨの少なくともいずれか一つが所定の目標値になるように、ヒータ２９および薬品注入設備２７を制御する。ここで、温度を変化させる費用と薬品添加に要する費用との和が最小となるように温度または薬品添加量の少なくともいずれか一つを制御することが好ましい。
本変形例によれば、膜モジュール１３へ流入する処理水の温度およびｐＨに応じて、温度または薬品添加量の少なくともいずれか一つを制御することで、温度を変化させる費用と薬品添加に要する費用を抑制しながら、物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張／収縮する高分子材料の特性を生かした効果的なろ過と洗浄を行うことができる。
＜膜ろ過システムの第５実施形態＞
図２０は本発明に係る膜ろ過システムの第５実施形態を示す構成図である。
図２０は本発明に係る膜ろ過システムの第５実施形態を示す構成図である。
図２０に示す膜ろ過システム１８０は、図１８に示した膜ろ過システム１６０と同様の構成である。
膜ろ過システム１８０におけるろ過処理および通常の洗浄は、上述した膜ろ過システム１６０と同様の手順で行われる。そして、ある所定の頻度で、以下の手順により、温度調整または薬品添加によるｐＨ調整の少なくともいずれか一方を用いて洗浄を行う。
（１）ドレン工程
バルブＶ１２および膜モジュール１３下部のバルブＶ５を開けて膜モジュール１３内の水を排出する。排出した水は回収率を向上させるため、原水槽１１へ戻してもよい。
バルブＶ１２および膜モジュール１３下部のバルブＶ５を開けて膜モジュール１３内の水を排出する。排出した水は回収率を向上させるため、原水槽１１へ戻してもよい。
（２）温水工程
洗浄水槽２５に導入された処理水に薬品注入設備２７により薬品を添加し、ヒータ２９により孔径調整材２の高分子材料のＬＣＳＴまで温度調整した洗浄水槽２５内の処理水を逆洗水ポンプ２６で膜モジュール１３の処理水側から供給し、膜モジュール１３内を薬品を添加した温水で満たす。回収率を向上させるため、膜モジュール１３から排出される薬品を添加した温水は原水槽１１に戻しても構わない。このようにして、膜モジュール１３内の温度調整あるいは処理水への薬品添加の少なくともいずれか一方の手段により、膜の外表面１ａ、膜孔内面１ｂ、内表面１ｃに付加した孔径調整材２を可逆的に収縮させる。
洗浄水槽２５に導入された処理水に薬品注入設備２７により薬品を添加し、ヒータ２９により孔径調整材２の高分子材料のＬＣＳＴまで温度調整した洗浄水槽２５内の処理水を逆洗水ポンプ２６で膜モジュール１３の処理水側から供給し、膜モジュール１３内を薬品を添加した温水で満たす。回収率を向上させるため、膜モジュール１３から排出される薬品を添加した温水は原水槽１１に戻しても構わない。このようにして、膜モジュール１３内の温度調整あるいは処理水への薬品添加の少なくともいずれか一方の手段により、膜の外表面１ａ、膜孔内面１ｂ、内表面１ｃに付加した孔径調整材２を可逆的に収縮させる。
（３）逆圧・逆流工程
バルブＶ９を開け、膜モジュール１３の処理水側からコンプレッサ１８からの加圧空気を供給して膜の内表面側に圧力をかける。さらに膜モジュール１３上部のバルブＶ６を開け、膜モジュール１３の上部（２次側）の処理水を押し出す。このとき、回収率を向上させるため、排出水を原水槽１１に戻しても構わない。
バルブＶ９を開け、膜モジュール１３の処理水側からコンプレッサ１８からの加圧空気を供給して膜の内表面側に圧力をかける。さらに膜モジュール１３上部のバルブＶ６を開け、膜モジュール１３の上部（２次側）の処理水を押し出す。このとき、回収率を向上させるため、排出水を原水槽１１に戻しても構わない。
（４）エアスクラビング工程
圧力を保持したまま、バルブＶ８を開けて一定時間だけ膜モジュール１３の原水側下部からコンプレッサ１８により加圧空気を供給し、膜モジュール１３を空気によって揺動させる。
圧力を保持したまま、バルブＶ８を開けて一定時間だけ膜モジュール１３の原水側下部からコンプレッサ１８により加圧空気を供給し、膜モジュール１３を空気によって揺動させる。
（５）ドレン工程
一定時間エアスクラビングを行った後、バルブＶ１２および膜モジュール１３下部のバルブＶ５を開けて膜モジュール１３内の水を排出する。このときコンプレッサ１８から加圧空気を流したままの方がより効果的に付着物を排出することができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
一定時間エアスクラビングを行った後、バルブＶ１２および膜モジュール１３下部のバルブＶ５を開けて膜モジュール１３内の水を排出する。このときコンプレッサ１８から加圧空気を流したままの方がより効果的に付着物を排出することができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
（６）原水すすぎ
バルブＶ１，Ｖ４、および膜モジュール１３上部の循環ラインのバルブＶ６を開け、原水ポンプ１２を起動し、膜モジュール１３のすすぎを行う。すすいだ水は、原水槽１１に戻しても構わない。このときコンプレッサ１８から加圧空気を流したままの方がより効果的にすすぎを行うことができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
バルブＶ１，Ｖ４、および膜モジュール１３上部の循環ラインのバルブＶ６を開け、原水ポンプ１２を起動し、膜モジュール１３のすすぎを行う。すすいだ水は、原水槽１１に戻しても構わない。このときコンプレッサ１８から加圧空気を流したままの方がより効果的にすすぎを行うことができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
（７）ろ過
膜モジュール１３上部のバルブＶ６を閉め、ろ過側のバルブＶ７を開けてろ過を再開する。前工程でコンプレッサ１８が動いている場合には停止する。
膜モジュール１３上部のバルブＶ６を閉め、ろ過側のバルブＶ７を開けてろ過を再開する。前工程でコンプレッサ１８が動いている場合には停止する。
本実施形態によれば、膜モジュール１３へ供給する処理水の温度またはｐＨの少なくともいずれか一方の条件を変化させることにより、物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張／収縮する高分子材料の特性によって、膜モジュール１３における膜の外表面、膜孔内面、内表面の孔径調整材２で捕捉した溶質３を系外へ、効果的に排出することができる。
＜膜ろ過システムの第５実施形態の変形例＞
図２１は本発明に係る膜ろ過システムの第５実施形態の変形例を示す構成図である。
図２１は本発明に係る膜ろ過システムの第５実施形態の変形例を示す構成図である。
図２１に示す膜ろ過システム１９０は、図２０に示した膜ろ過システム１８０に対し、膜モジュール１３の内部の温度、ｐＨ値等を検知するためのセンサ２０と、洗浄水槽２５内の処理水の温度、ｐＨ値等を検知するためのセンサ３０と、センサ２０，３０で検知した値に応じて温度、ｐＨ値等を制御するための監視制御装置２１とを追加した構成である。
膜ろ過システム１９０における洗浄の手順は、上記膜ろ過システム１８０と同様であるが、監視制御装置２１は、上記温水工程において、センサ２０，３０の検出結果により、膜モジュール１３内（孔径調整材の周囲）の温度またはｐＨの少なくともいずれか一つが所定の目標値になるように、ヒータ２９および薬品注入設備２７を制御する。ここで、温度を変化させる費用と薬品添加に要する費用との和が最小となるように温度または薬品添加量の少なくともいずれか一つを制御することが好ましい。
本変形例によれば、膜モジュール１３へ流入する処理水の温度およびｐＨに応じて、温度または薬品添加量の少なくともいずれか一方を制御することで、温度を変化させる費用と薬品添加に要する費用を抑制しながら、物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張／収縮する高分子材料の特性を生かした効果的なろ過と洗浄を行うことができる。
＜膜ろ過システムの第６実施形態＞
図２２は本発明に係る膜ろ過システムの第６実施形態を示す構成図である。
図２２は本発明に係る膜ろ過システムの第６実施形態を示す構成図である。
図２２に示す膜ろ過システム２００において、図２０に示した膜ろ過システム１８０と異なる点は、逆洗水ポンプ２６が、洗浄水槽２５内の洗浄水を膜モジュール１３に原水側から供給するようにした点である。
膜ろ過システム２００におけるろ過処理および通常の洗浄は、上述した膜ろ過システム１００と同様の手順で行われる。そして、ある所定の頻度で、以下の手順により、温度調整または薬品添加によるｐＨ調整の少なくともいずれか一方を用いて洗浄を行う。
（１）ドレン工程
バルブＶ１２および膜モジュール１３下部のバルブＶ５を開けて膜モジュール１３内の水を排出する。排出した水は回収率を向上させるため、原水槽１１へ戻してもよい。
バルブＶ１２および膜モジュール１３下部のバルブＶ５を開けて膜モジュール１３内の水を排出する。排出した水は回収率を向上させるため、原水槽１１へ戻してもよい。
（２）温水工程
洗浄水槽２５に導入された処理水に薬品注入設備２７により薬品を添加し、ヒータ２９により孔径調整材２の高分子材料のＬＣＳＴまで温度調整した洗浄水槽２５内の処理水を逆洗水ポンプ２６で膜モジュール１３の原水側から供給し、膜モジュール１３内を薬品を添加した温水で満たす。回収率を向上させるため、膜モジュール１３から排出される薬品を添加した温水は原水槽１１に戻しても構わない。このようにして、膜モジュール１３内の温度調整あるいは処理水への薬品添加の少なくともいずれか一方の手段により、膜の外表面１ａ、膜孔内面１ｂ、内表面１ｃに付加した孔径調整材２を可逆的に収縮させる。
洗浄水槽２５に導入された処理水に薬品注入設備２７により薬品を添加し、ヒータ２９により孔径調整材２の高分子材料のＬＣＳＴまで温度調整した洗浄水槽２５内の処理水を逆洗水ポンプ２６で膜モジュール１３の原水側から供給し、膜モジュール１３内を薬品を添加した温水で満たす。回収率を向上させるため、膜モジュール１３から排出される薬品を添加した温水は原水槽１１に戻しても構わない。このようにして、膜モジュール１３内の温度調整あるいは処理水への薬品添加の少なくともいずれか一方の手段により、膜の外表面１ａ、膜孔内面１ｂ、内表面１ｃに付加した孔径調整材２を可逆的に収縮させる。
（３）逆圧・逆流工程
バルブＶ９を開け、膜モジュール１３の処理水側からコンプレッサ１８からの加圧空気を供給して膜の内表面側に圧力をかける。さらに膜モジュール１３上部のバルブＶ６を開け、膜モジュール１３の上部（２次側）の処理水を押し出す。このとき、回収率を向上させるため、排出水を原水槽１１に戻しても構わない。
バルブＶ９を開け、膜モジュール１３の処理水側からコンプレッサ１８からの加圧空気を供給して膜の内表面側に圧力をかける。さらに膜モジュール１３上部のバルブＶ６を開け、膜モジュール１３の上部（２次側）の処理水を押し出す。このとき、回収率を向上させるため、排出水を原水槽１１に戻しても構わない。
（４）エアスクラビング工程
圧力を保持したまま、バルブＶ８を開けて一定時間だけ膜モジュール１３の原水側下部からコンプレッサ１８により加圧空気を供給し、膜モジュール１３を空気によって揺動させる。
圧力を保持したまま、バルブＶ８を開けて一定時間だけ膜モジュール１３の原水側下部からコンプレッサ１８により加圧空気を供給し、膜モジュール１３を空気によって揺動させる。
（５）ドレン工程
一定時間エアスクラビングを行った後、バルブＶ１２および膜モジュール１３下部のバルブＶ５を開けて膜モジュール１３内の水を排出する。このときコンプレッサ１８から加圧空気を流したままの方がより効果的に付着物を排出することができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
一定時間エアスクラビングを行った後、バルブＶ１２および膜モジュール１３下部のバルブＶ５を開けて膜モジュール１３内の水を排出する。このときコンプレッサ１８から加圧空気を流したままの方がより効果的に付着物を排出することができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
（６）原水すすぎ
バルブＶ１，Ｖ４、および膜モジュール１３上部の循環ラインのバルブＶ６を開け、原水ポンプ１２を起動し、膜モジュール１３のすすぎを行う。すすいだ水は、原水槽１１に戻しても構わない。このときコンプレッサ１８から加圧空気を流したままの方がより効果的にすすぎを行うことができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
バルブＶ１，Ｖ４、および膜モジュール１３上部の循環ラインのバルブＶ６を開け、原水ポンプ１２を起動し、膜モジュール１３のすすぎを行う。すすいだ水は、原水槽１１に戻しても構わない。このときコンプレッサ１８から加圧空気を流したままの方がより効果的にすすぎを行うことができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
（７）ろ過
膜モジュール１３上部のバルブＶ６を閉め、ろ過側のバルブＶ７を開けてろ過を再開する。前工程でコンプレッサ１８が動いている場合には停止する。
膜モジュール１３上部のバルブＶ６を閉め、ろ過側のバルブＶ７を開けてろ過を再開する。前工程でコンプレッサ１８が動いている場合には停止する。
本実施形態によれば、膜モジュール１３へ流入する処理水の温度またはｐＨの少なくともいずれか一方の条件を変化させることにより、物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張／収縮する高分子材料の特性によって、膜モジュール１３における膜の外表面、膜孔内面、内表面の孔径調整材２で捕捉した溶質３を系外へ、効果的に排出することができる。
＜膜ろ過システムの第６実施形態の変形例＞
図２３は本発明に係る膜ろ過システムの第６実施形態の変形例を示す構成図である。
図２３は本発明に係る膜ろ過システムの第６実施形態の変形例を示す構成図である。
図２３に示す膜ろ過システム２１０は、図２２に示した膜ろ過システム２００に対し、洗浄水槽２５内の処理水の温度、ｐＨ値等を検知するためのセンサ３０と、膜モジュール１３の内部の温度、ｐＨ値等を検知するためのセンサ２０と、センサ３０，２０で検知した値に応じて温度、ｐＨ値等を制御するための監視制御装置２１とを追加した構成である。
膜ろ過システム２１０における洗浄の手順は、上記膜ろ過システム２００と同様であるが、監視制御装置２１は、上記温水工程において、センサ２０，３０の検出結果により、膜モジュール１３内（孔径調整材の周囲）の温度またはｐＨの少なくともいずれか一つが所定の目標値になるように、ヒータ２９および薬品注入設備２７を制御する。ここで、温度を変化させる費用と薬品添加に要する費用との和が最小となるように温度または薬品添加量の少なくともいずれか一つを制御することが好ましい。
本変形例によれば、膜モジュール１３へ流入する処理水の温度およびｐＨに応じて、温度または薬品添加量の少なくともいずれか一方を制御することで、温度を変化させる費用と薬品添加に要する費用を抑制しながら、物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張／収縮する高分子材料の特性を生かした効果的なろ過と洗浄を行うことができる。
＜膜ろ過システムの第７実施形態＞
図２４は本発明に係る膜ろ過システムの第７実施形態を示す構成図である。
図２４は本発明に係る膜ろ過システムの第７実施形態を示す構成図である。
図２４に示す膜ろ過システム２２０は、図１３に示した膜ろ過システム１２０に対し、処理水槽１４内に貯水された処理水の一部を洗浄水として導入して貯水する洗浄水槽２５と、この洗浄水槽２５内に貯水された処理水を所定温度に加熱するヒータ２９と、洗浄水槽２５内の洗浄水を外筒１３ａに供給し、膜モジュール１３の外側を介して循環させる逆洗水ポンプ２６とを追加し、洗浄水槽１５と、ヒータ１６と、原水ポンプ２２とを省略した構成である。また、薬品注入設備１７は原水槽１１および洗浄水槽１５に薬品を注入するようになっている。
膜ろ過システム２２０におけるろ過処理および通常の洗浄は、上述した膜ろ過システム１００と同様の手順で行われる。そして、ある所定の頻度で、以下の手順により、温度調整または薬品添加によるｐＨ調整の少なくともいずれか一方を用いて洗浄を行う。
（１）ドレン工程
バルブＶ１２および膜モジュール１３下部のバルブＶ５を開けて膜モジュール１３内の水を排出する。排出した水は回収率を向上させるため、原水槽１１へ戻してもよい。
バルブＶ１２および膜モジュール１３下部のバルブＶ５を開けて膜モジュール１３内の水を排出する。排出した水は回収率を向上させるため、原水槽１１へ戻してもよい。
（２）温水工程
ヒータ２９により孔径調整材２の高分子材料のＬＣＳＴまで温度調整した洗浄水槽２５内の処理水を逆洗水ポンプ２６で外筒１３ａに供給し、膜モジュール１３の外側を介して循環させる。同時に、原水槽１１および洗浄水槽１５において薬品を添加した原水を原水ポンプ１１で膜モジュール１３に供給する。このようにして、膜モジュール１３内の温度調整あるいは原水への薬品添加の少なくともいずれか一方の手段により、膜の外表面１ａ、膜孔内面１ｂ、内表面１ｃに付加した孔径調整材２を可逆的に収縮させる。
ヒータ２９により孔径調整材２の高分子材料のＬＣＳＴまで温度調整した洗浄水槽２５内の処理水を逆洗水ポンプ２６で外筒１３ａに供給し、膜モジュール１３の外側を介して循環させる。同時に、原水槽１１および洗浄水槽１５において薬品を添加した原水を原水ポンプ１１で膜モジュール１３に供給する。このようにして、膜モジュール１３内の温度調整あるいは原水への薬品添加の少なくともいずれか一方の手段により、膜の外表面１ａ、膜孔内面１ｂ、内表面１ｃに付加した孔径調整材２を可逆的に収縮させる。
（３）逆圧・逆流工程
バルブＶ９を開け、膜モジュール１３の処理水側からコンプレッサ１８からの加圧空気を供給して膜の内表面側に圧力をかける。さらに膜モジュール１３上部のバルブＶ６を開け、膜モジュール１３の上部（２次側）の処理水を原水の循環ラインへ押し出す。
バルブＶ９を開け、膜モジュール１３の処理水側からコンプレッサ１８からの加圧空気を供給して膜の内表面側に圧力をかける。さらに膜モジュール１３上部のバルブＶ６を開け、膜モジュール１３の上部（２次側）の処理水を原水の循環ラインへ押し出す。
（４）エアスクラビング工程
圧力を保持したまま、バルブＶ８を開けて一定時間だけ膜モジュール１３の原水側下部からコンプレッサ１８により加圧空気を供給し、膜モジュール１３を空気によって揺動させる。
圧力を保持したまま、バルブＶ８を開けて一定時間だけ膜モジュール１３の原水側下部からコンプレッサ１８により加圧空気を供給し、膜モジュール１３を空気によって揺動させる。
（５）ドレン工程
一定時間エアスクラビングを行った後、バルブＶ１２および膜モジュール１３下部のバルブＶ５を開けて膜モジュール１３内の水を排出する。このときコンプレッサ１８から加圧空気を流したままの方がより効果的に付着物を排出することができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
一定時間エアスクラビングを行った後、バルブＶ１２および膜モジュール１３下部のバルブＶ５を開けて膜モジュール１３内の水を排出する。このときコンプレッサ１８から加圧空気を流したままの方がより効果的に付着物を排出することができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
（６）原水すすぎ
バルブＶ１，Ｖ４、および膜モジュール上部の循環ラインのバルブＶ６を開け、原水ポンプ１２を起動し、膜モジュール１３のすすぎを行う。すすいだ水は系外に排出しても構わない。このときコンプレッサ１８から加圧空気を流したままの方がより効果的にすすぎを行うことができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
バルブＶ１，Ｖ４、および膜モジュール上部の循環ラインのバルブＶ６を開け、原水ポンプ１２を起動し、膜モジュール１３のすすぎを行う。すすいだ水は系外に排出しても構わない。このときコンプレッサ１８から加圧空気を流したままの方がより効果的にすすぎを行うことができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
（７）ろ過
膜モジュール１３上部のバルブＶ６を閉め、ろ過側のバルブＶ７を開けてろ過を再開する。前工程でコンプレッサ１８が動いている場合には停止する。
膜モジュール１３上部のバルブＶ６を閉め、ろ過側のバルブＶ７を開けてろ過を再開する。前工程でコンプレッサ１８が動いている場合には停止する。
本実施形態によれば、膜モジュール１３内の原水の温度またはｐＨの少なくともいずれか一方の条件を変化させることにより、物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張／収縮する高分子材料の特性によって、膜モジュール１３における膜の外表面、膜孔内面、内表面の孔径調整材２で捕捉した溶質３を系外へ、効果的に排出することができる。
また、ヒータ２９により温めた処理水を膜モジュール１３の外側を介して循環させることで膜モジュール１３内の温度調整を行うので、温めた原水を有効に利用することができ、温める原水の量を節約することができる。
なお、上記説明では、温度調整した処理水を膜モジュール１３の外側を介して循環することで膜モジュール１３内の温度調整を行っているが、膜モジュール１３自体を外部から温度調整する方法であれば、上記説明の温度調整方法に限定するものではない。
＜膜ろ過システムの第７実施形態の変形例＞
図２５は本発明に係る膜ろ過システムの第７実施形態の変形例を示す構成図である。
図２５は本発明に係る膜ろ過システムの第７実施形態の変形例を示す構成図である。
図２５に示す膜ろ過システム２３０は、図２４に示した膜ろ過システム２２０に対し、洗浄水槽１５内の原水の温度、ｐＨ値等を検知するためのセンサ１９と、膜モジュール１３の外側を循環する原水の温度、ｐＨ値等を検知するためのセンサ２３と、センサ１９，２３で検知した値に応じて温度、ｐＨ値等を制御するための監視制御装置２１とを追加した構成である。
膜ろ過システム２３０における洗浄の手順は、上記膜ろ過システム２２０と同様であるが、監視制御装置２１は、上記温水工程において、センサ１９，２３の検出結果により、膜モジュール１３内（孔径調整材の周囲）の温度またはｐＨの少なくともいずれか一つが所定の目標値になるように、ヒータ２９および薬品注入設備１７を制御する。ここで、温度を変化させる費用と薬品添加に要する費用との和が最小となるように温度または薬品添加量の少なくともいずれか一つを制御することが好ましい。
本変形例によれば、膜モジュール１３内の原水の温度およびｐＨに応じて、温度または薬品添加量の少なくともいずれか一方を制御することで、温度を変化させる費用と薬品添加に要する費用を抑制しながら、物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張／収縮する高分子材料の特性を生かした効果的なろ過と洗浄を行うことができる。
＜膜ろ過システムの第８実施形態＞
図２６は本発明に係る膜ろ過システムの第８実施形態を示す構成図である。
図２６は本発明に係る膜ろ過システムの第８実施形態を示す構成図である。
図２６に示す膜ろ過システム２４０は、図１５に示した膜ろ過システム１４０に対し、洗浄水槽２５内に貯水された処理水を所定温度に加熱するヒータ２９と、洗浄水槽２５内の洗浄水を外筒１３ａに供給し、膜モジュール１３の外側を介して循環させる逆洗水ポンプ３１とを追加し、洗浄水槽１５と、ヒータ１６と、原水ポンプ２２とを省略した構成である。
膜ろ過システム２４０におけるろ過処理および通常の洗浄は、上述した膜ろ過システム１４０と同様の手順で行われる。そして、ある所定の頻度で、以下の手順により、温度調整または薬品添加によるｐＨ調整の少なくともいずれか一方を用いて洗浄を行う。
（１）逆圧水工程
洗浄水槽２５に導入された処理水に薬品注入設備２７により薬品を添加し、逆洗水ポンプ２６により膜の処理水側から逆流させ、膜モジュール１３下部の原水側か、あるいは膜モジュール１３上部の原水側から排出する。このとき、コンプレッサ１８によって膜モジュール１３下部の原水側から加圧空気を供給して膜モジュール１３を揺動させる。
洗浄水槽２５に導入された処理水に薬品注入設備２７により薬品を添加し、逆洗水ポンプ２６により膜の処理水側から逆流させ、膜モジュール１３下部の原水側か、あるいは膜モジュール１３上部の原水側から排出する。このとき、コンプレッサ１８によって膜モジュール１３下部の原水側から加圧空気を供給して膜モジュール１３を揺動させる。
同時に、ヒータ２９により孔径調整材２の高分子材料のＬＣＳＴまで温度調整した洗浄水槽２５内の処理水を、逆洗水ポンプ３１で外筒１３ａに供給し、膜モジュール１３の外側を介して循環させる。このようにして、膜モジュール１３内の処理水の温度調整または処理水への薬品添加の少なくともいずれか一方の手段により、膜の外表面、膜孔内面、内表面に付加した孔径調整材２を可逆的に収縮させる。なお、膜モジュール１３内の温度が以下の工程中でＬＣＳＴ以上を確保できる時点で、循環は停止して構わない。
（２）原水すすぎ
バルブＶ１，Ｖ４、および膜モジュール１３上部のバルブＶ６を開け、原水ポンプ１２を起動し、膜モジュール１３のすすぎを行う。このとき、すすぎ水は原水槽１１へ循環しても構わない。このときコンプレッサ１８から加圧空気を流したままの方がより効果的にすすぎを行うことができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
バルブＶ１，Ｖ４、および膜モジュール１３上部のバルブＶ６を開け、原水ポンプ１２を起動し、膜モジュール１３のすすぎを行う。このとき、すすぎ水は原水槽１１へ循環しても構わない。このときコンプレッサ１８から加圧空気を流したままの方がより効果的にすすぎを行うことができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
（３）ろ過
膜モジュール１３上部のバルブＶ６を閉め、ろ過側のバルブＶ７を開けてろ過を再開する。このときコンプレッサ１８が動いている場合には停止する。
膜モジュール１３上部のバルブＶ６を閉め、ろ過側のバルブＶ７を開けてろ過を再開する。このときコンプレッサ１８が動いている場合には停止する。
本実施形態によれば、膜モジュール１３内の温度またはｐＨの少なくともいずれか一方の条件を変化させることにより、物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張／収縮する高分子材料の特性によって、膜モジュール１３における膜の外表面１ａ、膜孔内面１ｂ、内表面１ｃの孔径調整材２で捕捉した溶質３を系外へ、効果的に排出することができる。
また、ヒータ２９により温めた処理水を膜モジュール１３の外側を介して循環させることで膜モジュール１３内の温度調整を行うので、温めた原水を有効に利用することができ、温める原水の量を節約することができる。
なお、上記説明では、温度調整した処理水を膜モジュール１３の外側を介して循環することで膜モジュール１３内の温度調整を行っているが、膜モジュール１３自体を外部から温度調整する方法であれば、上記説明の温度調整方法に限定するものではない。
＜膜ろ過システムの第８実施形態の変形例＞
図２７は本発明に係る膜ろ過システムの第８実施形態の変形例を示す構成図である。
図２７は本発明に係る膜ろ過システムの第８実施形態の変形例を示す構成図である。
図２７に示す膜ろ過システム２５０は、図２６に示した膜ろ過システム２４０に対し、膜モジュール１３の外側を循環する原水の温度、ｐＨ値等を検知するためのセンサ２３と、処理水槽２５内の処理水の温度、ｐＨ値等を検知するためのセンサ３０と、センサ２３，３０で検知した値に応じて温度、ｐＨ値等を制御するための監視制御装置２１とを追加した構成である。
膜ろ過システム２５０における洗浄の手順は、上記膜ろ過システム２４０と同様であるが、監視制御装置２１は、上記逆圧水工程において、センサ２３，３０の検出結果により、膜モジュール１３内（孔径調整材の周囲）の温度またはｐＨの少なくともいずれか一つが所定の目標値になるように、ヒータ２９および薬品注入設備２７を制御する。ここで、温度を変化させる費用と薬品添加に要する費用との和が最小となるように温度または薬品添加量の少なくともいずれか一つを制御することが好ましい。
本変形例によれば、膜モジュール１３内の温度およびｐＨに応じて、温度または薬品添加量の少なくともいずれか一方を制御することで、温度を変化させる費用と薬品添加に要する費用を抑制しながら、物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張／収縮する高分子材料の特性を生かした効果的なろ過と洗浄を行うことができる。
＜膜ろ過システムの第９実施形態＞
図２８は本発明に係る膜ろ過システムの第９実施形態を示す構成図である。
図２８は本発明に係る膜ろ過システムの第９実施形態を示す構成図である。
図２８に示す膜ろ過システム２６０は、図２６に示した膜ろ過システム２４０と同様の構成である。
膜ろ過システム２６０におけるろ過処理および通常の洗浄は、上述した膜ろ過システム１４０と同様の手順で行われる。そして、ある所定の頻度で、以下の手順により、温度調整または薬品添加によるｐＨ調整の少なくともいずれか一方を用いて洗浄を行う。
（１）ドレン工程
バルブＶ１２および膜モジュール１３下部のバルブＶ５を開けて膜モジュール１３内の水を排出する。排出した水は回収率を向上させるため、原水槽１１へ戻してもよい。
バルブＶ１２および膜モジュール１３下部のバルブＶ５を開けて膜モジュール１３内の水を排出する。排出した水は回収率を向上させるため、原水槽１１へ戻してもよい。
（２）温水工程
ヒータ２９により孔径調整材２の高分子材料のＬＣＳＴまで温度調整した洗浄水槽２５内の処理水を逆洗水ポンプ３１で外筒１３ａに供給し、膜モジュール１３の外側を介して循環させる。同時に、洗浄水槽２５において薬品を添加した処理水を、逆洗水ポンプ２６で膜モジュール１３の処理水側から供給し、膜モジュール１３内を薬品を添加した処理水で満たす。薬品を添加した処理水は、回収率を向上させるため原水槽１１に戻しても構わない。このようにして、膜モジュール１３内の温度調整あるいは処理水への薬品添加の少なくともいずれか一方の手段により、膜の外表面１ａ、膜孔内面１ｂ、内表面１ｃに付加した孔径調整材２を可逆的に収縮させる。
ヒータ２９により孔径調整材２の高分子材料のＬＣＳＴまで温度調整した洗浄水槽２５内の処理水を逆洗水ポンプ３１で外筒１３ａに供給し、膜モジュール１３の外側を介して循環させる。同時に、洗浄水槽２５において薬品を添加した処理水を、逆洗水ポンプ２６で膜モジュール１３の処理水側から供給し、膜モジュール１３内を薬品を添加した処理水で満たす。薬品を添加した処理水は、回収率を向上させるため原水槽１１に戻しても構わない。このようにして、膜モジュール１３内の温度調整あるいは処理水への薬品添加の少なくともいずれか一方の手段により、膜の外表面１ａ、膜孔内面１ｂ、内表面１ｃに付加した孔径調整材２を可逆的に収縮させる。
（３）逆圧・逆流工程
バルブＶ９を開け、膜モジュール１３の処理水側からコンプレッサ１８からの加圧空気を供給して膜の内表面側に圧力をかける。さらに、膜モジュール１３の上部（２次側）のＶ６を開け、処理水を原水の循環ラインへ押し出す。このとき、押し出した水を原水槽１１へ戻してもよい。
バルブＶ９を開け、膜モジュール１３の処理水側からコンプレッサ１８からの加圧空気を供給して膜の内表面側に圧力をかける。さらに、膜モジュール１３の上部（２次側）のＶ６を開け、処理水を原水の循環ラインへ押し出す。このとき、押し出した水を原水槽１１へ戻してもよい。
（４）エアスクラビング工程
圧力を保持したまま、バルブＶ８を開けて一定時間だけ膜モジュール１３の原水側下部からコンプレッサ１８により加圧空気を供給し、膜モジュール１３を空気によって揺動させる。
圧力を保持したまま、バルブＶ８を開けて一定時間だけ膜モジュール１３の原水側下部からコンプレッサ１８により加圧空気を供給し、膜モジュール１３を空気によって揺動させる。
（５）ドレン工程
一定時間エアスクラビングを行った後、バルブＶ１２および膜モジュール１３下部のバルブＶ５を開けて膜モジュール１３内の水を排出する。このときコンプレッサ１８から加圧空気を流したままの方がより効果的に付着物を排出することができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
一定時間エアスクラビングを行った後、バルブＶ１２および膜モジュール１３下部のバルブＶ５を開けて膜モジュール１３内の水を排出する。このときコンプレッサ１８から加圧空気を流したままの方がより効果的に付着物を排出することができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
（６）原水すすぎ
バルブＶ１，Ｖ４、および膜モジュール上部の循環ラインのバルブＶ６を開け、原水ポンプ１２を起動し、膜モジュール１３のすすぎを行う。すすいだ水は系外に排出しても構わない。このときコンプレッサ１８から加圧空気を流したままの方がより効果的にすすぎを行うことができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
バルブＶ１，Ｖ４、および膜モジュール上部の循環ラインのバルブＶ６を開け、原水ポンプ１２を起動し、膜モジュール１３のすすぎを行う。すすいだ水は系外に排出しても構わない。このときコンプレッサ１８から加圧空気を流したままの方がより効果的にすすぎを行うことができるが、電力費を削減するために加圧空気を停止しても構わない。
（７）ろ過
膜モジュール１３上部のバルブＶ６を閉め、ろ過側のバルブＶ７を開けてろ過を再開する。前工程でコンプレッサ１８が動いている場合には停止する。
膜モジュール１３上部のバルブＶ６を閉め、ろ過側のバルブＶ７を開けてろ過を再開する。前工程でコンプレッサ１８が動いている場合には停止する。
本実施形態によれば、膜モジュール１３内の温度またはｐＨの少なくともいずれか一方の条件を変化させることにより、物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張／収縮する高分子材料の特性によって、膜モジュール１３における膜の外表面、膜孔内面、内表面の孔径調整材２で捕捉した溶質３を系外へ、効果的に排出することができる。
また、ヒータ２９により温めた処理水を膜モジュール１３の外側を介して循環させることで膜モジュール１３内の温度調整を行うので、温めた原水を有効に利用することができ、温める原水の量を節約することができる。
なお、上記説明では、温度調整した処理水を膜モジュール１３の外側を介して循環することで膜モジュール１３内の温度調整を行っているが、膜モジュール１３自体を外部から温度調整する方法であれば、上記説明の温度調整方法に限定するものではない。
＜膜ろ過システムの第９実施形態の変形例＞
図２９は本発明に係る膜ろ過システムの第９実施形態の変形例を示す構成図である。
図２９は本発明に係る膜ろ過システムの第９実施形態の変形例を示す構成図である。
図２９に示す膜ろ過システム２７０は、図２８に示した膜ろ過システム２６０に対し、膜モジュール１３の外側を循環する原水の温度、ｐＨ値等を検知するためのセンサ２３と、処理水槽２５内の処理水の温度、ｐＨ値等を検知するためのセンサ３０と、センサ２３，３０で検知した値に応じて温度、ｐＨ値等を制御するための監視制御装置２１とを追加した構成である。
膜ろ過システム２７０における洗浄の手順は、上記膜ろ過システム２６０と同様であるが、監視制御装置２１は、上記温水工程において、センサ２３，３０の検出結果により、膜モジュール１３内（孔径調整材の周囲）の温度またはｐＨの少なくともいずれか一つが所定の目標値になるように、ヒータ２９および薬品注入設備２７を制御する。ここで、温度を変化させる費用と薬品添加に要する費用との和が最小となるように温度または薬品添加量の少なくともいずれか一つを制御することが好ましい。
本変形例によれば、膜モジュール１３内の温度およびｐＨに応じて、温度または薬品添加量の少なくともいずれか一方を制御することで、温度を変化させる費用と薬品添加に要する費用を抑制しながら、物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張／収縮する高分子材料の特性を生かした効果的なろ過と洗浄を行うことができる。
＜膜ろ過システムの第１０実施形態＞
図３０は本発明に係る膜ろ過システムの第１０実施形態を示す構成図である。
図３０は本発明に係る膜ろ過システムの第１０実施形態を示す構成図である。
図３０に示す膜ろ過システム２８０は、図８に示した構成の膜モジュール５５を、原水が流入している槽（開放型または密閉型）に浸漬させた構成を示しており、原水を導く導水ポンプ５１と、導水ポンプ５１によって導かれた原水を一時貯水する原水槽５２と、原水槽５２内の原水を膜浸漬槽５４に供給する原水ポンプ５３と、原水ポンプ５３によって導水された原水をろ過する膜浸漬槽５４と、この膜浸漬槽５４内に浸漬された膜モジュール５５と、膜ろ過後の処理水を吸引する吸引ポンプ５６と、吸引ポンプ５６で吸引された処理水を貯水する処理水槽５７と、処理水槽５７内の原水を所定温度に加熱するためのヒータ５８とを備えている。また、原水槽５２の原水温度を測定する温度計５９と、原水槽５２内の原水を所定温度に加熱するためのヒータ６０とを備えている。さらに、処理水槽５７内に貯水された処理水の一部を洗浄水として導入して貯水する洗浄水槽６１と、この洗浄水槽６１内の洗浄水の温度を測定する温度計６２と、洗浄水槽６１内に貯水された洗浄水を所定温度に加熱するヒータ６３と、洗浄水槽６１内の洗浄水を膜モジュール５５に供給する逆洗水ポンプ６４とを備えている。さらに、膜浸漬槽５４内の原水を加熱するヒータ６５と、膜浸漬槽５４に導入される原水自体を加熱するヒータ６６と、逆洗時に洗浄水を加熱するヒータ６７とを備えている。加えて、原水槽５２にｐＨ調整のための薬品を注入する薬品注入設備６８も備えている。なお、図中Ｖ３１〜Ｖ４１は各配管に設けられたバルブを示す。
図３０に示す膜ろ過システム２８０において、原水は導水ポンプ５１によって原水槽５２へ導かれている。原水ポンプ５３によって膜浸漬槽５４へ原水が導入され、膜モジュール５５を透過した処理水は、槽外に配置された吸引ポンプ５６によって処理水槽５７内に吸引される。この場合、原水は、水位差方式または吸引方式、およびこれらの併用により生じる膜差圧により、膜を透過する。
そして、洗浄時には、原水槽５２に薬品を添加し、ヒータ６０，６５，６６のいずれか、またはそれらの組み合わせによって膜浸漬槽５４内の原水温度を加温した後、逆洗水ポンプ６４から供給される洗浄水をヒータ５８，６３，６７のいずれかまたはそれらの組み合わせで２５〜６０℃に加温して膜モジュール５５に供給して洗浄処理を実行する。すなわち、原水側での加熱は、ヒータ６０，６５，６６のいずれかあるいはそれらの組み合わせで行い、処理水側での加熱はヒータ５８，６３，６７のいずれかあるいはそれらの組み合わせで行う。
このように、物理的または化学的な環境変化に応答性を有する膜から構成された膜モジュール５５を原水が流入している膜浸漬槽５４に浸漬させることによって、簡素なシステムを構成でき、また膜の交換が容易となり、膜供給水の濁度が高い場合にあっても安定した運転を実行することができる。
なお、図３０においては、原水側での加熱は、ヒータ６０，６５，６６で構成し、処理水側での加熱はヒータ５８，６３，６７で構成するようにしたが、これに限定されるものではない。すなわち、原水側では原水槽５２内の原水を加熱するヒータ６０、原水槽５２から膜浸漬槽５４に供給される原水を加熱するヒータ６６、または膜浸漬槽５４内の原水を加熱するヒータ６５の少なくともいずれかを備える構成であればよい。また、処理水側では、洗浄水槽６１内の処理水を加熱するヒータ６３、処理水槽５７内の処理水を加熱するヒータ５８、または膜浸漬槽５４に供給される処理水を加熱するヒータ６７の少なくともいずれかを備える構成であればよい。また、薬品注入設備６８が原水槽５２の替わりに洗浄水槽６１に薬品を注入するように構成してもよい。
なお、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合せてもよい。
１ 膜基体
２ 孔径調整材
３ 溶質
１０Ａ〜１０Ｃ 膜
１１ 原水槽
１２，２２ 原水ポンプ
１３ 膜モジュール
１４ 処理水槽
１５，２５ 洗浄水槽
１６，２９ ヒータ
１７，２７ 薬品注入設備
１８ コンプレッサ
１９，２０，２３，３０ センサ
２１ 監視制御装置
２６，３１ 逆洗水ポンプ
５１ 導水ポンプ
５２ 原水槽
５３ 原水ポンプ
５４ 膜浸漬槽
５５ 膜モジュール
５６ 吸引ポンプ
５７ 処理水槽
５８，６０，６３，６５〜６７ ヒータ
５９，６２ 温度計
６１ 洗浄水槽
６４ 逆洗水ポンプ
６８ 薬品注入設備
１００〜２８０ 膜ろ過システム
２ 孔径調整材
３ 溶質
１０Ａ〜１０Ｃ 膜
１１ 原水槽
１２，２２ 原水ポンプ
１３ 膜モジュール
１４ 処理水槽
１５，２５ 洗浄水槽
１６，２９ ヒータ
１７，２７ 薬品注入設備
１８ コンプレッサ
１９，２０，２３，３０ センサ
２１ 監視制御装置
２６，３１ 逆洗水ポンプ
５１ 導水ポンプ
５２ 原水槽
５３ 原水ポンプ
５４ 膜浸漬槽
５５ 膜モジュール
５６ 吸引ポンプ
５７ 処理水槽
５８，６０，６３，６５〜６７ ヒータ
５９，６２ 温度計
６１ 洗浄水槽
６４ 逆洗水ポンプ
６８ 薬品注入設備
１００〜２８０ 膜ろ過システム
Claims (12)
- 複数の貫通孔を有する膜基体と、
前記膜基体の外表面側および前記各貫通孔の内面に物理的または化学的な環境変化に応答して可逆的に膨張／収縮する高分子材料を付加した孔径調整材とを備え、
前記高分子材料は、少なくとも以下の（１）〜（７）の中から選択された一の材料からなることを特徴とする膜。
（１）Ｎ−イソプロピルアクリルアミドに、アクリル酸、２-カルボキシイソプロピルアクリルアミド、３-カルボキシ-n-プロピルアクリルアミドを共重合した高分子、
（２）Ｎ−ビニルイソ酪酸アミド系重合体、
（３）ポリ−Ｎ−アルキルアクリルアミド誘導体、
（４）ポリイソプロピルアクリルアミドに代表されるポリアクリルアミド誘導体とポリビニル誘導体との共重合体、
（５）Ｎ−ビニルイソ酪酸アミドなどのＮ−ビニルＣ３−９アシルアミドと、Ｎ−ビニルアセトアミドなどのＮ−ビニルＣ１−３アシルアミドとの共重合体、
（６）ポリアクリルアミド誘導体およびポリ−Ｎ−ビニルアシルアミド、
（７）Ｎ−イソプロピルアクリルアミドで構成された単量体の重合体、およびＮ−ビニルイソ酪酸アミドで構成された単量体の重合体。 - 前記孔径調整材を前記膜基体の内表面側にも備えることを特徴とする請求項１に記載の膜。
- 請求項１または２に記載の膜を複数、平面状または円筒状に成型し、容器に充填して一体化したことを特徴とする膜モジュール。
- 請求項１または２に記載の膜を複数、平面状または円筒状に成型し、容器に充填して一体化してなり、供給された原水を膜ろ過し、処理水として排出する膜モジュールを備えることを特徴とする膜ろ過システム。
- 請求項１または２に記載の膜を複数、円筒状に成型し、容器に充填して一体化してなり、供給された原水を膜ろ過し、処理水として排出する膜モジュールを備える膜ろ過システムにおいて、
前記孔径調整材の周囲の流体の温度またはｐＨの少なくともいずれか一方を変化させることにより前記孔径調整材を可逆的に膨張／収縮させる条件可変手段を備え、
この条件可変手段により前記孔径調整材を可逆的に収縮させ、前記孔径調整材の周囲の流体とともに前記膜基体および前記孔径調整材への付着物を排出することにより前記膜の洗浄を行うことを特徴とする膜ろ過システム。 - 前記条件可変手段は、前記原水側から供給する流体によって、前記孔径調整材の周囲の温度またはｐＨの少なくともいずれか一方を変化させることを特徴とする請求項５に記載の膜ろ過システム。
- 前記条件可変手段は、前記処理水側から供給する流体によって、前記孔径調整材の周囲の温度またはｐＨの少なくともいずれか一方を変化させることを特徴とする請求項５に記載の膜ろ過システム。
- 前記条件可変手段は、前記膜モジュール外部の温度調整によって前記孔径調整材の周囲の温度を変化させるとともに、前記原水側または前記処理水側の少なくともいずれか一方から供給する流体によって前記孔径調整材の周囲のｐＨを変化させることを特徴とする請求項５に記載の膜ろ過システム。
- 前記条件可変手段は、前記原水側または前記処理水側の少なくともいずれか一方から供給する流体によって前記膜モジュール外部の温度調整を行うことを特徴とする請求項８に記載の膜ろ過システム。
- 前記孔径調整材の周囲の温度またはｐＨの少なくともいずれか一方を検知する検知手段と、
この検知手段による検知結果に応じて、前記孔径調整材の周囲の温度またはｐＨの少なくともいずれか一方が所定の目標値になるように前記条件可変手段を制御する制御手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項５〜９のいずれか１項に記載の膜ろ過システム。 - 前記制御手段は、前記孔径調整材の周囲の温度またはｐＨの少なくともいずれか一方を所定の目標値とするために、温度を変化させるために要する費用とｐＨを変化させるために要する費用との和が最小となるように前記条件可変手段を制御することを特徴とする請求項１０に記載の膜ろ過システム。
- 請求項１または２に記載の膜を複数、平面状に成型し、原水が流入している槽に浸漬させてなり、供給された原水を膜ろ過し、処理水として排出する温度応答性膜モジュールを備える膜ろ過システムにおいて、
前記孔径調整材の周囲の流体の温度またはｐＨの少なくともいずれか一方を変化させることにより前記孔径調整材を可逆的に膨張／収縮させる条件可変手段を備え、
この条件可変手段により前記孔径調整材を可逆的に収縮させ、前記孔径調整材の周囲の流体とともに前記膜基体および前記孔径調整材への付着物を排出することにより前記膜の洗浄を行うことを特徴とする膜ろ過システム。
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