JP2013202481A - 分離膜モジュールの洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】分離膜モジュールの効率的な洗浄方法および膜ろ過装置を提供する。
【解決手段】膜ろ過に続けて分離膜モジュール７を洗浄する方法において、薬液を供給して分離膜を薬液と一定時間接触させ、次いで、分離膜モジュール内の薬液を系外に排出した後に、逆圧洗浄を実施しながら分離膜モジュール内の逆圧洗浄排液を排出する、分離膜モジュールの洗浄方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、原液を分離膜でろ過してろ過液を得る分離膜モジュールの洗浄方法に関するものである。

膜分離法は、省エネルギー・スペース、およびろ過水質向上等の特長を有するため、様々な分野での使用が拡大している。例えば、精密ろ過膜や限外ろ過膜を河川水や地下水や下水処理水から工業用水や水道水を製造する浄水プロセスへの適用や、海水淡水化逆浸透膜処理工程における前処理への適用があげられる。

原液を膜ろ過すると、膜ろ過液量に伴って、膜表面や膜細孔内に汚染物質の付着量が増大していき、ろ過液量の低下あるいは膜差圧の上昇が問題となってくる。

そこで、膜の原液側に気泡を導入し、膜を揺動させ、膜同士を触れ合わせることにより膜表面の付着物質を掻き落とす空気洗浄や、膜のろ過方法とは逆方向に膜ろ過液あるいは清澄液を圧力で押し込み、膜表面や膜細孔内に付着していた汚染物質を排除する逆圧洗浄等の物理洗浄が実用化されている（特許文献１、２）。

さらに洗浄効果を高めるため、例えば逆圧洗浄液に次亜塩素酸ナトリウムを添加したり、逆圧洗浄液にオゾン含有水を用いたりする方法が提案されている（特許文献３、４）。また塩素水を２次側から１次側へ逆流させた後、塩素水と膜を一定時間接触させ、その後に塩素水を排出する洗浄方法が提案されている（特許文献５）。さらに近年では、膜付着物質の剥離効果を高めるため、ろ過終了後、膜１次側の原液を排出し、膜１次側周囲が気体となった状態で逆圧洗浄を実施しながら逆圧洗浄排水を系外に排出する洗浄方法が提案されている。（特許文献６）

特開平１１−３４２３２０号公報 特開２００７−２８９９４０号公報 特開平１０−３０９５６７号公報 特開２００１−１８７３２４号公報 特開平１０−１５３６５号公報 国際公開第２０１１／１２２２８９号

しかし、特許文献１〜６に記載された方法を実施してもろ過中に分離膜表面に蓄積した付着物は十分に剥離・除去できておらず、分離膜の洗浄は未だ不十分であり、膜ろ過の運転を十分に安定化できないといった問題があった。

本発明は、分離膜付着物を効率的に分解・除去することが可能な洗浄方法および膜ろ過装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の分離膜モジュールの洗浄方法、および膜ろ過装置は、次の特徴を有するものである。

（１）膜１次側に供給された原液を分離膜でろ過して膜２次側からろ過液を得る分離膜モジュールを洗浄する方法であって、ろ過終了後、分離膜モジュール内の膜１次側の原液を分離膜モジュールの系外に排出した後に、分離膜モジュール内に薬液を供給して分離膜を薬液と一定時間接触させ、次いで、分離膜モジュール内の膜１次側の薬液を分離膜モジュールの系外に排出した後に、ろ過液または清澄液を分離膜モジュールの膜２次側から供給して分離膜モジュール内の膜１次側に押し込む逆圧洗浄を実施しながら分離膜モジュール内の膜１次側から逆圧洗浄排液を排出する、分離膜モジュールの洗浄方法。

（２）逆圧洗浄を実施しながら分離膜モジュール内の膜１次側から逆圧洗浄排液を排出した後、分離膜モジュール内の膜１次側に原液を供給しながら空気洗浄を行い、次いで分離膜モジュール内の膜１次側の原液を分離膜モジュールの系外に排出する前記（１）に記載の分離膜モジュールの洗浄方法。

（３）逆圧洗浄を実施しながら分離膜モジュール内の膜１次側から逆圧洗浄排液を排出した後、分離膜モジュール内の膜１次側を原液で満たした後に空気洗浄を行い、次いで分離膜モジュール内の膜１次側の原液を分離膜モジュールの系外に排出する前記（１）に記載の分離膜モジュールの洗浄方法。

（４）膜１次側から排出された薬液を、分離膜モジュールに供給する薬液として再度使用することを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の分離膜モジュールの洗浄方法。

（５）逆圧洗浄の前後および／または同時に、分離膜モジュールの上部から分離膜モジュールの膜１次側に原液を供給する前記（１）〜（４）のいずれかに記載の分離膜モジュールの洗浄方法。

本発明の分離膜モジュールの洗浄方法によれば、分離膜を薬液と接触させることで膜表面の付着物質を溶解または剥離しやすくした後に、一旦分離膜モジュール内の液位が分離膜の下端よりも下となるまで原液を系外に排出して膜１次側周囲が気体となった状態で逆圧洗浄を実施するので、膜１次側に水圧がかかる膜１次側周囲が液体の状態よりも膜表面に付着した物質が剥離しやすく、従来よりも効率的に洗浄をすることが可能である。また付着物質が膜表面から剥離しやすくなることにより、膜モジュールに付着した薬液を注ぎ落とすためのリンスの効果を高めることができ、リンス液量を少なくすることができる。

本発明が適用される膜ろ過装置の一例を示す装置概略フロー図である。 本発明が適用される加圧型の分離膜モジュールの一例を示す概略断面図である。 本発明が適用される加圧型の分離膜モジュールの別の一例を示す概略断面図である。 本発明が適用される浸漬型の分離膜モジュールの一例を示す概略断面図である。

以下、図面に示す実施態様に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施態様に限定されるものではない。

本発明で対象となる膜ろ過装置は、例えば、図１に示すように、凝集剤を貯留する凝集剤貯槽１と、原液に凝集剤を供給する凝集剤供給ポンプ２と、原液と凝集剤を混合撹拌する攪拌機３と、原液を貯留する原液貯留槽４と、原液を供給する原液供給ポンプ５と、原液供給時に開となる原液弁６と、原液をろ過する分離膜モジュール７と、逆圧洗浄や空気洗浄する場合などに開となるエア抜き弁８と、膜ろ過時に開となるろ過液弁９と、膜ろ過液を貯留するろ過液貯留槽１０と、膜ろ過液を分離膜モジュール７に供給して逆洗する逆洗ポンプ１１と、逆洗する時に開となる逆洗弁１２と、原液あるいは分離膜モジュールに薬液を供給する薬液供給ポンプ１３と、薬液を貯留する薬液貯留槽１４と、分離膜モジュール７の上部から原液を供給する時に開となる原液バイパス弁１５と、分離膜モジュール７の空気洗浄の空気供給源であるエアブロワー１６と、空気を分離膜モジュール７の下部に供給し空気洗浄する場合に開となる空洗弁１７と、分離膜モジュール７の１次側の原液を排出する場合に開となる排液弁１８が設けられている。

上述の膜ろ過装置において、凝集剤貯槽１に貯留している凝集剤を凝集剤供給ポンプ２で原液槽４に供給する。攪拌機３で凝集剤と混合撹拌された原液は、原液供給ポンプ５を稼動し、原液弁６を開にすることで、分離膜モジュール７内の膜１次側に供給される。さらにろ過液弁９を開にすることで分離膜モジュール７内に備えられた分離膜でろ過が行われる。ろ過液は分離膜モジュール７内の膜２次側からろ過液弁９を経てろ過液貯留槽１０へと移送される。全量ろ過の場合、エア抜き弁８、逆洗弁１２、原液バイパス弁１５、空洗弁１７、排液弁１８はいずれも閉である。ろ過時間は原液質や膜透過流束に応じて適宜設定するのが好ましいが、所定の膜ろ過差圧に到達するまでろ過時間を継続させてもよい。

本発明において、凝集剤の添加は必須ではないが、コロイド粒子を多く含む原液に対して凝集剤を添加することは、分離膜のファウリングを抑制する方法として有効であるため、原液に凝集剤を供給することが好ましい。

ここで、凝集剤貯槽１に貯留されている無機系凝集剤としては、ポリ塩化アルミニウムやポリ硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ鉄、硫酸第二鉄、ポリシリカ鉄等を使用できる。

本発明では、原液弁６とろ過液弁９を閉にして、原液供給ポンプ５を停止して分離膜モジュール７でのろ過工程を停止した後、薬液供給ポンプ１３で分離膜モジュール７内の膜１次側に薬液を供給し、分離膜を薬液と一定時間接触させる。薬液の供給方法としては、逆洗弁１２を開にして逆洗ポンプ１１および薬液供給ポンプ１３を稼働して分離膜モジュール７内の膜２次側から供給してもよい。その後、分離膜モジュール７内の膜１次側における分離膜の周囲が気体となるまで薬液液位を下げ、その後分離膜モジュール７のエア抜き弁８と排液弁１８を開くことで、分離膜モジュール７内の膜１次側の薬液が分離膜モジュール７下部の排液弁１８から分離膜モジュール７の系外に排出されると、分離膜モジュール７の液位が下がっていき、分離膜モジュール７内の膜１次側周囲が気体となった状態となる。ここで、膜１次側とは分離膜モジュール７内においてろ過対象となる原液を供給する側のことであり、膜２次側とは分離膜モジュール７内において原液を膜でろ過したろ過液が取り出される側のことをいう。本発明において、薬液液位を下げる際には、分離膜モジュール７内の膜１次側の液は残っていてもかまわないが、好ましくは膜の半分以上が、より好ましくは膜全体が液面よりも上となり、気体に触れるようにする。

分離膜表面に付着した物質は逆圧洗浄、空気洗浄などの物理洗浄を行わないと膜表面から剥離しない。よって、逆圧洗浄、空気洗浄を行う前に分離膜モジュール７の下部より排出された薬液は、ほとんど固形物を含んでおらず、薬液もあまり消費されていない。よって分離膜モジュール７の下部より排出された薬液を一旦タンクに溜めておき、再び分離膜の洗浄薬液として再利用することが可能である。膜２次側から薬液を注入する場合は、再利用する薬液を別に設けた膜やカートリッジフィルター等でろ過し、濁質を除いた後に使用するのが好ましい。薬液を再利用することにより、装置から排出する薬液の量を大幅に削減することが可能であり、環境面及びコスト面で非常にメリットが大きい。また本操作を行えば逆圧洗浄を実施した際に発生する排液について、薬液の濃度が少なくなるため、中和等にかかる費用を削減することが可能となる。

その後、エア抜き弁８と排液弁１８を開にしたまま、逆洗弁１２を開にして、逆洗ポンプ１１が稼動することでろ過液貯留槽１０内の膜ろ過液を用いた逆圧洗浄が行われる。国際公開ＷＯ２０１１／１２２２８９号パンフレットに記載された従来の逆圧洗浄は、ろ過終了後、膜１次側の原液を排出し、分離膜と薬液を一定時間接触させる事無く、膜１次側周囲が気体となった状態で逆圧洗浄を実施する洗浄に対し、本発明の洗浄方法では、ろ過終了後、薬液と分離膜を一定時間接触させることで分離膜表面の付着物を剥離しやすくし、膜１次側周囲が気体となった状態で逆圧洗浄を行いながら分離膜モジュール７内の膜１次側から逆圧洗浄排液を排出することで、付着物質は膜表面から剥離しやすく、剥離した付着物質は膜表面をしたたり落ちながら、分離膜モジュール７の下部から排液弁１８を経由してそのまま系外に排出される。また本洗浄方法を行うことによって、付着物質が膜表面から剥離しやすくなることにより、膜モジュールに付着した薬液を注ぎ落とすためのリンスの効果を高めることができ、リンス液量を少なくする事ができる。逆洗液には原液を分離膜モジュール７でろ過する事で得られるろ過液または清澄液を用いる事が好ましい。

上記逆圧洗浄の前後および／または同時に原液バイパス弁１５を開にして、原液供給ポンプ５を稼動し、分離膜モジュール７の上部から分離膜モジュール７の膜１次側に原液を供給することは、より付着物質を膜表面から剥離しやすくなるので好ましいが、分離膜モジュール７内の膜１次側が原液で満たされることのないように、原液供給流量を排液弁１８から系外への排出流量より小さく設定する必要がある。

その後、エア抜き弁８を開、原液バイパス弁１５、排液弁１８を閉にして、原液供給ポンプ５を稼働し、分離膜モジュール７内に液を満たし、空洗弁１７を開、エアブロワー１６を稼働することで、空気洗浄を行うことが好ましい。分離膜モジュール７内に液を満たす方法としては、原液弁６を開にして原液供給ポンプ５を稼働して原液を供給してもよいし、逆洗弁１２を開にして逆洗ポンプ１１を稼働してろ過液を供給してもよい。

空洗弁１７を閉、エアブロワー１６を停止して空気洗浄が終了した後、排液弁１８が開になることで、膜面や膜細孔内から剥離して分離膜モジュール７内の膜１次側で浮遊しているファウリング物質が系外に排出される排液工程が行われる。排液工程終了後、排液弁１８が閉、原液弁６が開となり、原液供給ポンプ５が稼動して給液工程が行われ、分離膜モジュール７の膜１次側が満液になった後、エア抜き弁８が閉、ろ過液弁９が開となることで、ろ過工程に戻り、上記工程を繰り返す。

本発明の洗浄方法は非常に洗浄効果が高いため、例えば３０分の膜ろ過後に行う洗浄の度に実施する必要はない。具体的には、３０分間の膜ろ過後、空気洗浄や逆圧洗浄を行うことを繰り返す膜ろ過運転方法においては、通常時は３０分に１度逆圧洗浄や空気洗浄を行い、１日に１回程度、本発明の洗浄方法を行うことが好ましい。

本発明において、分離膜と薬液を接触させる時間は５分から３時間程度が好ましい。あまり接触時間が短いと洗浄力が弱く、長すぎると装置を止めている時間が長くなり、装置の運転効率が落ちるため経済的に不利となるためである。さらには、同じ理由により１０分から３０分程度がより好ましい。この際、薬液の液温を１０℃以上４０℃以下にすることが好ましく、２５℃以上４０℃以下にすることがより好ましい。液温が低すぎると、汚れ成分の分解が速やかに進行せず、液温が高すぎると、膜の収縮変形が起こったり酸化剤が気化したりするおそれがあるためである。薬液による洗浄の頻度は１週間に１回から１日に３回程度であるのが好ましい。頻繁に洗浄を行いすぎると薬液使用量が増えたり、運転効率が落ちたりするためであり、頻度が少なすぎると洗浄が十分に行われないためである。

ここで分離膜モジュール７としては、外圧式でも内圧式であっても差し支えはないが、前処理の簡便さの観点から外圧式である方が好ましい。また膜ろ過方式としては全量ろ過型モジュールでもクロスフローろ過型モジュールであっても差し支えはないが、エネルギー消費量が少ないという点から全量ろ過型モジュールである方が好ましい。さらに図２および図３に示す加圧型モジュールであっても図４に示す浸漬型モジュールであっても差し支えはないが、高流束でのろ過運転が可能であるという点から加圧型モジュールである方が好ましい。

また、分離膜モジュール７で使用される分離膜の孔径としては、多孔質であれば特に限定しないが、所望の処理液の液質や液量によって、ＭＦ膜（精密ろ過膜）を用いたり、ＵＦ膜（限外ろ過膜）を用いたり、あるいは両者を併用したりする。例えば、濁質成分、大腸菌、クリプトスポリジウム等を除去したい場合はＭＦ膜でもＵＦ膜のどちらを用いても構わないが、ウィルスや高分子有機物等も除去したい場合は、ＵＦ膜を用いるのが好ましい。

分離膜の形状としては、中空糸膜、平膜、管状膜等があるが、いずれでも構わない。

分離膜の材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルフルオライド、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、およびクロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ポリスルホン、酢酸セルロース、ポリビニルアルコールおよびポリエーテルスルホンやセラミック等の無機素材からなる群から選ばれる少なくとも１種類を含んでいると好ましく、さらに膜強度や耐薬品性の点からはポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）がより好ましく、親液性が高く耐汚れ性が強いという点からはポリアクリロニトリルがより好ましい。

ろ過流束制御方法としては、定流束ろ過であっても定圧ろ過であってもよいが、一定の処理液量が得られ、また、全体の制御が容易であるという点から定流束ろ過である方が好ましい。

本発明の洗浄方法により、膜表面や膜細孔内に付着物質を効果的に分解・除去できるので、膜ろ過差圧が従来技術よりも長期間安定する。ここで、洗浄に用いる薬液としては、膜が劣化しない程度の濃度および保持時間を適宜設定した上で選択することができるが、次亜塩素酸ナトリウム、二酸化塩素、過酸化液素、オゾン等を少なくとも１つ以上含有した方が、有機物に対して洗浄効果が高くなるので好ましく、また、塩酸、硫酸、硝酸、クエン酸、シュウ酸等を少なくとも１つ以上含有した方が、アルミニウム、鉄、マンガン等に対して洗浄効果が高くなるので好ましい。薬液の濃度は１０ｍｇ／Lから１００００ｍｇ／Lであることが好ましい。１０ｍｇ／Lより薄くなると洗浄効果が十分でなく、１００００ｍｇ／Lより濃くなると薬剤のコストが高くなり不経済となるからである。このような点から１０ｍｇ／Lから１０００ｍｇ／Ｌであることがより好ましい。薬剤は１種類とするよりも２種類以上を順番に使用することが好ましく、例えば塩酸と次亜塩素酸ナトリウムを交互に使用するとより好ましい。

＜膜ろ過差圧の評価方法＞
分離膜モジュール７と接続する原液供給配管（膜１次側）と膜ろ過液配管（膜２次側）に圧力計を設置し、膜１次側の圧力から膜２次側の圧力を差し引いて算出した。

（実施例１）
図１に示すように、外圧式ＰＶＤＦ限外中空糸膜モジュールＨＦＵ−２０２０（東レ（株）製）を１本使用し、原液弁６とろ過液弁９を開いて、凝集剤供給ポンプ２と原液供給ポンプ５を稼動して、原液貯留槽４内で凝集剤濃度２０ｍｇ／Ｌに調整した河川水をろ過流束３ｍ ^３／（ｍ^２・ｄ）で定流量ろ過した。定流量ろ過開始から３０分間後に原液弁６とろ過液弁９を閉じ、凝集剤供給ポンプ２と原液供給ポンプ５を停止した後、エア抜き弁８と排液弁１８を開け、分離膜モジュール７内の膜１次側の原液を全量排出した。その後、エア抜き弁８と排液弁１８を開けたまま、逆洗弁１２を開、逆洗ポンプ１１を稼動し、流束３．３ｍ ^３／（ｍ^２・ｄ）の逆圧洗浄を３０秒間実施した。その後、逆洗弁１２と排液弁１８を閉じ、逆洗ポンプ１１を停止すると同時に原液弁６を開き、原液供給ポンプ５を稼動して、モジュール内の膜１次側を液で満たした。原液で満たした後、原液弁６を閉じ、原液供給ポンプ５を停止すると同時に空洗弁１７を開き、エアブロワー１６を稼動して、エア流量１００NＬ／ｍｉｎの空気洗浄を３０秒間実施した。その後、空洗弁１７を閉じ、エアブロワー１６を停止すると同時に、排液弁１８を開け、分離膜モジュール７内の膜１次側の液を全量排出した。その後、排液弁１８を閉じると同時に、原液弁６を開き、凝集剤供給ポンプ２と原液供給ポンプ５を稼動して、分離膜モジュール７内の膜１次側を原液で満たした後、ろ過液弁９を開き、エア抜き弁８を閉じて、ろ過工程に戻り、上記工程を繰り返していった。

さらにこの洗浄とは別に、１日に１回、次の方法で薬液による洗浄を行った。ろ過流量後、膜１次側の原液を全量排出した後、膜１次側に有効塩素濃度が３００ｍｇ／Ｌとなるように次亜塩素酸ナトリウム（１２ｗｔ％溶液）を注入し、その後２０分間停止し、分離膜を次亜塩素酸ナトリウム溶液と接触させた。その後、膜１次側の薬液を全量排出した後、エア抜き弁８と排液弁１８を開けたまま、逆洗弁１２を開、逆洗ポンプ１１を稼動し、流束３．３ｍ ^３／（ｍ^２・ｄ）の逆圧洗浄を３０秒間実施した。その後、逆洗弁１２と排液弁１８を閉じ、逆洗ポンプ１１を停止すると同時に原液弁６を開き、原液供給ポンプ５を稼動して、モジュール内の膜１次側を液で満たした。原液で満たした後、原液弁６を閉じ、原液供給ポンプ５を停止すると同時に空洗弁１７を開き、エアブロワー１６を稼動して、エア流量１００NＬ／ｍｉｎの空気洗浄を３０秒間実施した。その後、空洗弁１７を閉じ、エアブロワー１６を停止すると同時に、排液弁１８を開け、分離膜モジュール７内の膜１次側の液を全量排出した。膜１次側の液の排出と、逆圧洗浄と空気洗浄の操作を２回繰り返し行った。その後、空洗弁１７を閉じ、エアブロワー１６を停止すると同時に、排液弁１８を開け、分離膜モジュール７内の膜１次側の液を全量排出した。その後、膜１次側に供給する薬液を３００ｍｇ／Ｌの塩酸で同様の洗浄を行った。洗浄終了後、排液弁１８を閉じると同時に、原液弁６を開き、凝集剤供給ポンプ２と原液供給ポンプ５を稼動して、分離膜モジュール７内の膜１次側を原液で満たした後、ろ過液弁９を開き、エア抜き弁８を閉じて、ろ過工程に戻り、上記工程を繰り返していった。

その結果、分離膜モジュール７のろ過差圧は運転開始直後３０ｋＰａに対し、１カ月後も３５ｋＰａと安定運転を行うことができた。

（実施例２）
薬液浸漬時間を２０分から１５分に変更した以外は実施例１と同じ条件で運転を行った結果、分離膜モジュール７のろ過差圧は運転開始直後３０ｋＰａに対し、１カ月後も３９ｋＰａと安定運転を行うことができた。

（実施例３）
図１に示すように、実施例１と同じ条件でのろ過終了後、逆洗弁１２を開、逆洗ポンプ１１を稼動し、流束３．３ｍ ^３／（ｍ^２・ｄ）の逆圧洗浄を３０秒間実施した。その後、逆洗弁１２と排液弁１８を閉じ、逆洗ポンプ１１を停止すると同時に空洗弁１７を開き、エアブロワー１６を稼動して、エア流量１００NＬ／ｍｉｎの空気洗浄を３０秒間実施した。その後、空洗弁１７を閉じ、エアブロワー１６を停止すると同時に、排液弁１８を開け、分離膜モジュール７内の膜１次側の液を全量排出した。その後、排液弁１８を閉じると同時に、原液弁６を開き、凝集剤供給ポンプ２と原液供給ポンプ５を稼動して、分離膜モジュール７内の膜１次側を原液で満たした後、ろ過液弁９を開き、エア抜き弁８を閉じて、ろ過工程に戻り、上記工程を繰り返していった。

さらにこの洗浄とは別に、１日に１回、次の方法で薬液による洗浄を行った。ろ過流量後、膜１次側の原液を全量排出した後、膜１次側に有効塩素濃度が３００ｍｇ／Ｌとなるように次亜塩素酸ナトリウム（１２ｗｔ％溶液）を注入し、その後２０分間停止し、分離膜を次亜塩素酸アトリウム溶液と接触させた。その後、膜１次側の薬液を全量排出した後、エア抜き弁８と排液弁１８を開けたまま、逆洗弁１２を開、逆洗ポンプ１１を稼動し、流束３．３ｍ ^３／（ｍ^２・ｄ）の逆圧洗浄を３０秒間実施した。その後、逆洗弁１２と排液弁１８を閉じ、逆洗ポンプ１１を停止すると同時に原液弁６を開き、原液供給ポンプ５を稼動して、モジュール内の膜１次側を液で満たした。原液で満たした後、原液弁６を閉じ、原液供給ポンプ５を停止すると同時に空洗弁１７を開き、エアブロワー１６を稼動して、エア流量１００NＬ／ｍｉｎの空気洗浄を３０秒間実施した。その後、空洗弁１７を閉じ、エアブロワー１６を停止すると同時に、排液弁１８を開け、分離膜モジュール７内の膜１次側の液を全量排出した。膜１次側の液の排出と、逆圧洗浄と空気洗浄の操作を２回繰り返し行った。その後、空洗弁１７を閉じ、エアブロワー１６を停止すると同時に、排液弁１８を開け、分離膜モジュール７内の膜１次側の液を全量排出した。その後、膜１次側に供給する薬液を３００ｍｇ／Ｌの塩酸で同様の洗浄を行った。洗浄終了後、排液弁１８を閉じると同時に、原液弁６を開き、凝集剤供給ポンプ２と原液供給ポンプ５を稼動して、分離膜モジュール７内の膜１次側を原液で満たした後、ろ過液弁９を開き、エア抜き弁８を閉じて、ろ過工程に戻り、上記工程を繰り返していった。

その結果、分離膜モジュール７のろ過差圧は運転開始直後３０ｋＰａに対し、１カ月後も３８ｋＰａと安定運転を行うことができた。

（比較例１）
図１に示すように、実施例１、２と同じ条件でのろ過終了後、エア抜き弁８と逆洗弁１２を開、逆洗ポンプ１１を稼動し、流束３．３ｍ ^３／（ｍ^２・ｄ）の逆圧洗浄を３０秒間実施した。その後、逆洗弁１２と排液弁１８を閉じ、逆洗ポンプ１１を停止すると同時に空洗弁１７を開き、エアブロワー１６を稼動して、エア流量１００NＬ／ｍｉｎの空気洗浄を３０秒間実施した。その後、空洗弁１７を閉じ、エアブロワー１６を停止すると同時に、排液弁１８を開け、分離膜モジュール７内の膜１次側の液を全量排出した。その後、排液弁１８を閉じると同時に、原液弁６を開き、凝集剤供給ポンプ２と原液供給ポンプ５を稼動して、分離膜モジュール７内の膜１次側を原液で満たした後、ろ過液弁９を開き、エア抜き弁８を閉じて、ろ過工程に戻り、上記工程を繰り返していった。

その結果、分離膜モジュール７のろ過差圧は運転開始直後３０ｋＰａに対し、１カ月後は１５０ｋＰａまで上昇していた。

（比較例２）
図１に示すように、実施例１、２と同じ条件でのろ過終了後、エア抜き弁８と逆洗弁１２を開、逆洗ポンプ１１を稼動し、流束３．３ｍ^３／（ｍ^２・ｄ）の逆圧洗浄を３０秒間実施した。その後、逆洗弁１２と排液弁１８を閉じ、逆洗ポンプ１１を停止すると同時に空洗弁１７を開き、エアブロワー１６を稼動して、エア流量１００NＬ／ｍｉｎの空気洗浄を３０秒間実施した。その後、空洗弁１７を閉じ、エアブロワー１６を停止すると同時に、排液弁１８を開け、分離膜モジュール７内の膜１次側の液を全量排出した。その後、排液弁１８を閉じると同時に、原液弁６を開き、凝集剤供給ポンプ２と原液供給ポンプ５を稼動して、分離膜モジュール７内の膜１次側を原液で満たした後、ろ過液弁９を開き、エア抜き弁８を閉じて、ろ過工程に戻り、上記工程を繰り返していった。

さらにこの洗浄とは別に、１日に１回、次の方法で薬液による洗浄を行った。ろ過流量後、膜１次側の原液を全量排出した後、膜１次側に有効塩素濃度が３００ｍｇ／Ｌとなるように次亜塩素酸ナトリウム（１２ｗｔ％溶液）を注入し後、薬液浸漬時間を設けずすぐに膜１次側の薬液を全量排出した後、エア抜き弁８と排液弁１８を開けたまま、逆洗弁１２を開、逆洗ポンプ１１を稼動し、流束３．３ｍ ^３／（ｍ^２・ｄ）の逆圧洗浄を３０秒間実施した。その後、逆洗弁１２と排液弁１８を閉じ、逆洗ポンプ１１を停止すると同時に原液弁６を開き、原液供給ポンプ５を稼動して、モジュール内の膜１次側を液で満たした。原液で満たした後、原液弁６を閉じ、原液供給ポンプ５を停止すると同時に空洗弁１７を開き、エアブロワー１６を稼動して、エア流量１００NＬ／ｍｉｎの空気洗浄を３０秒間実施した。その後、空洗弁１７を閉じ、エアブロワー１６を停止すると同時に、排液弁１８を開け、分離膜モジュール７内の膜１次側の液を全量排出した。膜１次側の液の排出と、逆圧洗浄と空気洗浄の操作を２回繰り返し行った。その後、空洗弁１７を閉じ、エアブロワー１６を停止すると同時に、排液弁１８を開け、分離膜モジュール７内の膜１次側の液を全量排出した。その後、膜１次側に供給する薬液を３００ｍｇ／Ｌの塩酸で同様の洗浄を行った。洗浄終了後、排液弁１８を閉じると同時に、原液弁６を開き、凝集剤供給ポンプ２と原液供給ポンプ５を稼動して、分離膜モジュール７内の膜１次側を原液で満たした後、ろ過液弁９を開き、エア抜き弁８を閉じて、ろ過工程に戻り、上記工程を繰り返していった。

その結果、分離膜モジュール７のろ過差圧は運転開始直後３０ｋＰａに対し、１カ月後は７８ｋＰａまで上昇していた。

（比較例３）
図１に示すように、実施例１、２と同じ条件でのろ過終了後、エア抜き弁８と逆洗弁１２を開、逆洗ポンプ１１を稼動し、流束３．３ｍ ^３／（ｍ^２・ｄ）の逆圧洗浄を３０秒間実施した。その後、逆洗弁１２と排液弁１８を閉じ、逆洗ポンプ１１を停止すると同時に空洗弁１７を開き、エアブロワー１６を稼動して、エア流量１００NＬ／ｍｉｎの空気洗浄を３０秒間実施した。その後、空洗弁１７を閉じ、エアブロワー１６を停止すると同時に、排液弁１８を開け、分離膜モジュール７内の膜１次側の液を全量排出した。その後、排液弁１８を閉じると同時に、原液弁６を開き、凝集剤供給ポンプ２と原液供給ポンプ５を稼動して、分離膜モジュール７内の膜１次側を原液で満たした後、ろ過液弁９を開き、エア抜き弁８を閉じて、ろ過工程に戻り、上記工程を繰り返していった。

さらにこの洗浄とは別に、１日に１回、次の方法で薬液による洗浄を行った。ろ過流量後、膜１次側の原液を全量排出した後、膜１次側に有効塩素濃度が３００ｍｇ／Ｌとなるように次亜塩素酸ナトリウム（１２ｗｔ％溶液）を注入し、その後２０分間停止し、分離膜を次亜塩素酸アトリウム溶液と接触させた。エア抜き弁８と逆洗弁１２を開、逆洗ポンプ１１を稼動し、流束３．３ｍ ^３／（ｍ^２・ｄ）の逆圧洗浄を３０秒間実施した。その後、逆洗弁１２と排液弁１８を閉じ、逆洗ポンプ１１を停止すると同時に原液弁６を開き、原液供給ポンプ５を稼動して、モジュール内の膜１次側を液で満たした。原液で満たした後、原液弁６を閉じ、原液供給ポンプ５を停止すると同時に空洗弁１７を開き、エアブロワー１６を稼動して、エア流量１００NＬ／ｍｉｎの空気洗浄を３０秒間実施した。その後、空洗弁１７を閉じ、エアブロワー１６を停止すると同時に、排液弁１８を開け、分離膜モジュール７内の膜１次側の液を全量排出した。膜１次側の液の排出と、逆圧洗浄と空気洗浄の操作を２回繰り返し行った。その後、空洗弁１７を閉じ、エアブロワー１６を停止すると同時に、排液弁１８を開け、分離膜モジュール７内の膜１次側の液を全量排出した。洗浄終了後、排液弁１８を閉じると同時に、原液弁６を開き、凝集剤供給ポンプ２と原液供給ポンプ５を稼動して、分離膜モジュール７内の膜１次側を原液で満たした後、ろ過液弁９を開き、エア抜き弁８を閉じて、ろ過工程に戻り、上記工程を繰り返していった。

その結果、分離膜モジュール７のろ過差圧は運転開始直後３０ｋＰａに対し、１カ月後は５０ｋＰａまで上昇していた。

１：凝集剤貯槽
２：凝集剤供給ポンプ
３：攪拌機
４：原液貯留槽
５：原液供給ポンプ
６：原液弁
７：分離膜モジュール
８：エア抜き弁
９：ろ過液弁
１０：ろ過液貯留槽
１１：逆洗ポンプ
１２：逆洗弁
１３：薬液供給ポンプ
１４：薬液貯留槽
１５：原液バイパス弁
１６：エアブロワー
１７：空洗弁
１８：排液弁

Claims (5)

1. 膜１次側に供給された原液を分離膜でろ過して膜２次側からろ過液を得る分離膜モジュールを洗浄する方法であって、ろ過終了後、分離膜モジュール内の膜１次側の原液を分離膜モジュールの系外に排出した後に、分離膜モジュール内に薬液を供給して分離膜を薬液と一定時間接触させ、次いで、分離膜モジュール内の膜１次側の薬液を分離膜モジュールの系外に排出した後に、ろ過液または清澄液を分離膜モジュールの膜２次側から供給して分離膜モジュール内の膜１次側に押し込む逆圧洗浄を実施しながら分離膜モジュール内の膜１次側から逆圧洗浄排液を排出する、分離膜モジュールの洗浄方法。
2. 逆圧洗浄を実施しながら分離膜モジュール内の膜１次側から逆圧洗浄排液を排出した後、分離膜モジュール内の膜１次側に原液を供給しながら空気洗浄を行い、次いで分離膜モジュール内の膜１次側の原液を分離膜モジュールの系外に排出する請求項１に記載の分離膜モジュールの洗浄方法。
3. 逆圧洗浄を実施しながら分離膜モジュール内の膜１次側から逆圧洗浄排液を排出した後、分離膜モジュール内の膜１次側を原液で満たした後に空気洗浄を行い、次いで分離膜モジュール内の膜１次側の原液を分離膜モジュールの系外に排出する請求項１に記載の分離膜モジュールの洗浄方法。
4. 膜１次側から排出された薬液を、分離膜モジュールに供給する薬液として再度使用することを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の分離膜モジュールの洗浄方法。
5. 逆圧洗浄の前後および／または同時に、分離膜モジュールの上部から分離膜モジュールの膜１次側に原液を供給する請求項１〜４のいずれかに記載の分離膜モジュールの洗浄方法。

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