JP3405911B2 - 流量および圧力変動による内圧型除濁用膜モジュールの逆洗方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、河川水、工業用水
等を原水として、中空糸膜を用いてろ過を行う方法にお
いて、フラックス（ろ過水流量の単位例：ｍ³ ／ｍ² ／
日）を大きく、かつ長期間、安定して得るための効率的
な逆洗方法を提供するものである。内圧型膜モジュール
を用いるクロスフロー方式、および全ろ過方式の運転方
法に適用できる。膜の形状、材質として、中空糸膜であ
ればＵＦ膜（限外ろ過膜）、ＭＦ膜（精密ろ過膜）等の
いずれにかかわらず適用できる。本発明は原水として、
河川水、湖沼水、地下水、およびこれらを一次処理した
工業用水を用いる場合、更には濁質成分として、鉄、ア
ルミニウム等を含む原水を回収再利用する場合等に好適
に利用できる。

【０００２】

【従来の技術】従来の内圧型、クロスフロー方式の中空
糸膜モジュールろ過装置の運転を図２を例にして説明す
る。ろ過工程は次のごとく行われる。原水１を原水ポン
プＰ−１でくみ上げ、目開き８０〜１００メッシュの自
動フィルタ３、または同様な性能を有する高速ろ過機に
て大きい濁質を除去した後、膜モジュール５を介して原
水循環配管系統１２（クロスフロー配管）の手動弁１
９、循環弁ＡＶ−１、およびろ過水流出配管系統１３の
ろ過出口弁ＡＶ−２を開として、膜モジュール上部か
ら、又はろ過出口弁ＡＶ−２と逆洗水下部入口弁ＡＶ−
５、逆洗水上部入口弁ＡＶ−４をも開とし、膜モジュー
ル５の上下から、循環ポンプＰ−２を起動し原水を循環
しながら、ろ過水槽６にろ過水７を得る。原水循環流量
とろ過水流量の比は、９５：５０：５〜５０と原水水質
によって変動が大きい。最近は各弁の開度を調整し、更
に循環ポンプＰ−２をインバータで制御して、６０〜５
０：４０〜５０程度の比率とし、ろ過水の割合を大きく
し、動力費の低減を図ることが多い。

【０００３】そして、１０〜４５分間のろ過工程の終了
後に、通常、下記のごとく、４０秒〜２分間程度の短時
間の逆洗工程を行なう。膜モジュール５上部（ろ過水出
口、循環水出口側）から、下部（原水入口、逆洗排水出
口側）へろ過時の膜モジュール５入口流量の１．４〜
２．５倍程度の高流速、かつ、ろ過時の膜モジュール５
入口圧力の１．１〜２．０倍程度の圧力で、逆洗水上部
入口弁ＡＶ−４、逆洗排水下部出口弁ＡＶ−６、逆洗水
元弁ＡＶ−３を開とし、逆洗水ポンプＰ−３を起動し２
０〜３０秒間程度、中空糸膜の外側（ろ過水側）から内
側（原水側）に通水することによって、膜内面に付着し
ている、ろ過時に捕捉した濁質成分を系外に排出する下
向流逆洗を行う。

【０００４】この時、殺菌剤兼酸化剤貯槽８から次亜塩
素酸ソーダ注入ポンプＰ−４によって、Ｃｌ₂ として３
〜５ｍｇ／リットル程度を、逆洗水配管系統１１の、例
えば＊１のところに注入し、逆洗排水中の残留塩素が一
般に、０．２〜３．０ｍｇ／リットル程度となるように
する。また、同様にモジュール下部から上部へと上向流
逆洗を行う。原水循環配管系統１２の手動弁１９は薬品
洗浄時以外は開としておく。更に、その後フラッシング
工程と称して、原水と逆洗水をモジュール下部から上部
へと、原水ポンプＰ−１、逆洗ポンプＰ−３を起動し、
逆洗水元弁ＡＶ−３、逆洗水下部入口弁ＡＶ−５、逆洗
排水上部出口弁ＡＶ−７を開とし、原水と逆洗水を同時
に通水し、いっそう高流速として濁質成分を中空糸膜内
面から、系外に排出する工程を定期的に行うこともあ
る。

【０００５】殺菌剤としての次亜塩素酸ソーダ、即ちＣ
ｌ２ を注入した逆洗水を用いて、逆洗を行うことは公
知であり、フラックスが安定する効果のあることがわか
っている。例えば、１９８９年のＪＯＵＲＮＡＲＬ Ａ
ＷＷＡ ＮＯＶＥＭＢＥＲ号に、ＵＦ膜の膜汚染を低減
するため、逆洗水に次亜塩素酸ソーダを用い遊離塩素と
して、３．５ｍｇ／リットル注入した方が効果的である
ことの具体的記述が見られる。このようなろ過工程の後
に逆洗工程を行う処理（以下「〔ろ過工程−逆洗工
程〕」という）を繰返していくと、膜モジュールのフラ
ックスは徐々に低下していく。循環ポンプＰ−２のイン
バータ制御および各弁の開度を調整し、膜入口圧力を徐
々に上げていって、目的のフラックスが得られるように
している。しかし、膜入口圧力が運転初期の２〜３倍に
上昇してしまったら、例えば１週間から数ケ月後には薬
品洗浄を行ない、できるだけ初期のフラックスに回復さ
せる。河川水等を一次処理した工業用水の場合でも、膜
モジュールの構造、逆洗条件によって異なるが、フラッ
クスは徐々に低下してしまい、１ケ月から数ケ月毎に薬
品洗浄が必要になってしまう。

【０００６】薬品洗浄は、一般に手動で行われる事が多
く、下記の操作による。装置の運転停止後、原水循環配
管系統の手動弁１９を閉、手動弁１６、およびろ過水循
環系統１４の手動弁１７を開とし、原水の循環水＊５、
ろ過水の循環水＊４が薬品洗浄槽２０に返送されるよう
にする。そして、循環ポンプＰ−２に連なる手動弁１
８、循環弁ＡＶ−１を開とし、薬品洗浄ポンプＰ−７ま
たは循環ポンプＰ−２を起動し薬品洗浄液用の循環配管
系をつくる。そして、薬品洗浄槽２０に膜材質が耐えら
れるような適切な薬品を溶解し、投入していき、膜モジ
ュール５および各循環配管系統の保有水量を合わせた値
より３０〜５０％程度多めの薬品洗浄液量に対して適正
濃度になるようにし、循環洗浄を行なう。この時循環後
に浸漬処理を行う場合もある。一般に０．５〜２．５％
程度のクエン酸液を用いて薬品洗浄し、その後洗浄排液
の置換ブローのためＣｌ₂ を注入しない通常の逆洗を行
い、ついで５０〜５００ｍｇ／リットル程度の次亜塩素
酸ソーダ、あるいはその他の薬品を用いて、薬品洗浄を
行なうことが多い。その薬品洗浄条件は膜の耐薬品性、
原水性状に応じて生じた膜の汚染状況によって決定され
る。薬品としては、膜材質が耐えられるものであれば、
過酸化水素、オゾン、苛性ソーダ、塩酸、またクエン酸
以外にもキレート作用を有しているシュウ酸、その他の
有機酸、ＥＤＴＡ等も使用される。

【０００７】一方、全ろ過方式においては、ろ過工程時
はクロスフロー配管を設ける必要がないため、循環弁Ａ
Ｖ−１は無く、循環ポンプＰ−２も無い。その代わり、
薬品洗浄用貯槽２０の薬品洗浄液＊６を供給し、循環す
る薬品洗浄用循環ポンプＰ−７、及び循環に必要な配管
が別に設けられる。循環ポンプＰ−２が無く、ろ過時は
原水ポンプＰ−１の起動によって、ろ過水が得られるた
め、動力費は一般に低減される。

【０００８】しかし、ろ過時にクロスフローの流れが中
空糸膜内面にないため、濁質の膜内面への付着する割
合、および膜厚内への侵入度合いが一般に大きくなる。
逆洗工程は前述のクロスフロー方式のように、下向流逆
洗、上向流逆洗等を行うが濁質の膜内面への付着する割
合等が一般に大きくなるため、薬品洗浄の頻度が多くな
る。原水性状、膜モジュールの構造、逆洗方法等によっ
て異なるが薬品洗浄は一般に数日〜一ケ月に一回程度の
頻度となる。また、一般に使用する洗浄薬品と膜との接
触時間を長くし、フラックスの回復を図っていることが
多い。全ろ過方式は薬品洗浄頻度が多くなること、ま
た、フラックスの低下が大きい時、その回復に時間がか
かり、回復が不充分になることもある。維持管理も含め
るとトータルの平均ランニングコストはクロスフロー方
式に比較して、一概に安くなるとは言えない。それゆ
え、その適用に当たっては慎重を要する。

【０００９】以上に述べた従来の技術の問題点をまとめ
ると次の如くである。 １）薬品洗浄の頻度が高く、又、薬品洗浄操作に要する
時間は数時間から二日間程度の長時間に亘ることが多
く、その間、装置が停止し、ろ過水が得られなくなる。 ２）薬品洗浄の頻度が高いことから、薬品溶解等の手動
操作が多く、維持管理に手間がかかる。さらに薬品洗浄
に用いた高濃度廃液の処理装置も考慮しておく必要があ
る。

【００１０】３）原水の濁質成分が膜内外に付着しやす
い性状である場合、更には原水の水温が１０℃以下のよ
うな低水温になる程、通常時のフラックスの１／２〜１
／４の低フラックスとなってしまう。フラックスを低下
させずに、膜の入口圧力を徐々に高くしていくことによ
って、目的のフラックスを得ることは限界がある。ポン
プ動力費、洗浄薬品費等のランニングコストの上昇、ま
たこのような条件下ではフラックスの低下が加速され易
く、連続運転時間が徐々に短くなる傾向が見られる。 ４）そのため安定して、設計流量を維持するため、装置
にかなりの余裕を持たせる必要が生じ、設計時に装置容
量を大きくしたり、あるいは系列数を多くしなければな
らなくなるデメリットが生じる。それゆえ従来の一般的
な処理方法と比較して膜適用のメリットが小さくなる問
題が生じてしまっている。本来、膜の有している高いフ
ラックスを安定して、長時間連続して得られ、かつ維持
管理の容易なろ過、逆洗方法が求められている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、内圧型中空
糸膜を用い、運転方法としてのクロスフロー方式、全ろ
過方式のいずれのろ過方式の種類によらず、また膜材質
のＵＦ膜、ＭＦ膜いずれの膜モジュールろ過装置にも適
用でき、そして設計のフラックスが安定して得られ、か
つシンプルな逆洗方法を提供し、そして適正な（ろ過工
程−逆洗工程）の運転方法を提供することを課題とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記の課
題を解決すべく原水性状、ろ過、逆洗方式、フラックス
の状況の検討を行った。その結果、解決すべき問題点
は、膜汚染の進行防止、原水水温低下時の対策、の
二点に集約されることがわかった。この中、は、主に
原水性状と逆洗方法に係わる基本的問題であり、モジュ
ール構造、膜材質、ろ過時間（ろ過工程一回当たりの濁
質捕捉量）等の影響はかなり大きい。は現実的に大き
い問題となっている。水温１５℃以下、特に冬期の１０
℃以下では水の粘性率の増大によってフラックスを１５
〜２５℃の場合の１／２〜１／４に低下させざるをえな
いのが現状である。とは密接に関係しているもので
あり、この二つを同時に解決するため、鋭意、研究の結
果、上記の問題を生じさせる具体的な原因を見い出すと
ともに、これらの原因を解決できる手段を見い出した。

【００１３】（１）フラックスの低下、膜モジュール入
口圧力の上昇を生じさせている原因は、調査の結果、下
記の３点があると思われた。 １）通常の逆洗によって排出できなかった濁質、有機物
等が中空糸膜内面で（ろ過工程−逆洗工程）の運転毎に
成長し、膜内面を徐々に閉塞させていく現象が生ずる。
そして、しだいに有効中空糸膜本数、即ち有効膜面積を
低下させる。膜内面を閉塞させている濁質、有機物、あ
るいはこれらの混合物である閉塞物質は、通常の逆洗で
は排出できない。この現象が上記の原因に最も大きい影
響を与えていると思われた。

【００１４】２）膜厚内に入り込む濁質等の割合は、ス
キン層を有するＵＦ膜（ポアーサイズ：０．０１μｍ程
度以下）の場合にはＭＦ膜（ポアーサイズ：０．０５〜
０．５μｍ程度）と比較して、かなり少ないと思われ
た。これは水中の主に濁質の大きさが０．０１μｍより
大きいものが大部分であり、膜のポアーを閉塞しにくい
からである。これに反してＭＦ膜のポアーサイズは大き
いため、水中の濁質のサイズ分布上、ＭＦ膜のポアー内
（膜厚内）に丁度よく、入り込み、閉塞する濁質の割合
が高いためと思われる。有機物は、ＵＦ膜においても、
そのポアーサイズ（分画分子量）にもよるが、かなり入
り込み、かつろ過水の方にリークしていくことが多い。
これはろ過水の水質の問題となり、これらリーク有機物
による色度、ＴＯＣ等の除去のため、別途に、例えば原
水にＰＡＣ等の凝集剤注入等を考慮する必要がある。し
かし膜厚内に高分子の有機物が入り込み、残留している
ことは充分考えられる。 ３）通常の逆洗時、Ｃｌ₂ を注入しているため、原水に
イオン状のマンガンが存在すると膜を通過し、塩素酸化
を受け、膜の外面（ろ過水側）に徐々に付着し、フラッ
クスの低下、膜入口圧力の上昇をもたらす。

【００１５】（２）膜材質として親水性の大きい膜を用
いる。親水性が大きければ大きい程、前述のとの問
題は解決し易くなる。例えば、親水性の大きいセルロー
ス系の膜と化学修飾しても親水性の充分でないポリエス
テル系の膜を比較すれば、明らかにセルロース系膜の方
がとの問題は小さい。どのような膜材質でもより親
水性の大きい方が適している。

【００１６】（３）逆洗水に次亜塩素酸ソーダのような
殺菌剤を注入する通常の運転方法である〔ろ過工程−逆
洗工程〕の一定頻度毎に、即ち膜の汚染がかなり進行し
てしまう前に、あるいは必要に応じて、逆洗工程時、通
常の次亜塩素酸ソーダの注入をしない代わりに、従来の
高濃度の薬品洗浄の概念とは異なる低濃度の酸としてク
エン酸単独、またはクエン酸と塩酸の混合酸を用い、循
環洗浄を行なう手段が有効であることが分かった。 図１
において、循環弁ＡＶ−１を開とし、原水流入配管系統
１０、膜モジュール５、原水循環配管系統１２、ろ過水
循環出口弁ＡＶ−８、ＡＶ−９も開とし、高流速にでき
る循環洗浄系統を形成する。そして循環ポンプＰ−２の
前後から膜モジュール５入口までの間の原水流入配管系
統１０、又は膜モジュール５上部から循環ポンプＰ−２
までの原水循環配管系統１２に、例えば図１の例では、
＊３のところにクエン酸の濃度として、前記循環洗浄系
統の保有水に対して、５０〜１５００ｍｇ／リットル、
好ましくはランニングコストを考慮し、２００から６０
０ｍｇ／リットルになるように注入する。また、前記循
環洗浄系統の循環が開始されたら、図１中に示す加温装
置１５などにより循環している前記保有水をクエン酸が
効果的に作用するように、１５℃〜３５℃、好ましくは
１８℃〜２５℃に加温する。

【００１７】この時のろ過水循環系統１４の流量は全循
環流量の２〜２０％程度であればよい。中空糸膜内面か
ら膜外面へ循環洗浄液の一部を透過させて中空糸膜外面
に付着しやすい、塩素酸化されて生ずるマンガン等の汚
染物質を溶解除去出来るようにすればよいのである。こ
のような操作を行なうことにより膜内外面、膜厚内に付
着している、あるいは膜内面に付着し、閉塞させている
濁質の分解、有機物の分解、あるいは剥離を促進でき
る。クエン酸の場合はその液温が特に重要であり、１５
℃以下ではキレート作用の効果は小さくなり洗浄は効果
的でなくなる。それゆえ前記のような液温とする。時間
に余裕があれば浸漬処理をあわせて数時間程度行なうの
も効果的である。

【００１８】そして、この高流速循環洗浄時にその高流
速循環洗浄の停止（以下「〔高流速循環洗浄−循環停
止〕」という）、あるいは高流速循環洗浄から低流速循
環洗浄への変更（以下「〔高流速循環洗浄−低流速循環
洗浄〕」という）の操作を繰返し、中空糸膜の内外面に
流量と圧力変動を与える操作を数回繰返すと、更にその
効果は大きくなることがわかった。最後に原水及び／又
はろ過水を用いて高流速にて、又は置換ブローに適切な
流量で膜モジュール内および配管を含めた装置全系統の
保有する洗浄排水の置換ブロー工程を行なう。この置換
ブロー工程を前記循環洗浄時の〔高流速循環洗浄−循環
停止〕、あるいは〔高流速循環洗浄−低流速循環洗浄〕
の操作の途中でも１〜２回程行い、膜モジュール内の濁
質、有機物を含む排水を、置換ブローすると更に効果的
となる。

【００１９】洗浄排水を置換ブローするため、原水を用
いて前記の薬品を注入しないで、循環弁ＡＶ−１を閉と
し循環を停止し、循環弁ＡＶ−１のすぐ上に設けた逆洗
排水上部出口弁ＡＶ−７を開とし、ろ過水循環出口弁Ａ
Ｖ−８、ＡＶ−９も開とし原水ポンプＰ−１と循環ポン
プＰ−２を起動し、高流速にて、または置換ブローに適
切な流量で膜モジュールを含む装置全配管系統の保有す
る洗浄排水を排水する。ある程度、置換ブロー工程が進
んだら、一度、循環弁ＡＶ−１を開とし、循環弁ＡＶ−
１と循環ポンプＰ−２までの間に残留している配管中の
洗浄排水も排水する。更に必要に応じて、逆洗ポンプＰ
−３を用いて、Ｃｌ₂ 注入をしないろ過水を用いた上向
流逆洗によって、前記と同様に各弁類を開閉し、装置全
配管系統の置換ブローを行ない酸が残留しないようにす
る。

【００２０】（４）膜が有機物の汚染（微生物汚染も含
む）を受けた時は、次亜塩素酸ソーダ等をＣｌ₂ として
膜材質によって異なるが２０〜３００ｍｇ／リットル、
好ましくは２０〜６０ｍｇ／リットル程度、循環洗浄時
は常に膜モジュール内に存在するようにして、前述のク
エン酸の場合と同じように中空糸膜に流量、圧力の変動
を酸と同様に数回与えつつ循環洗浄する。次亜塩素酸ソ
ーダの場合は有機物の汚染を一層少なくするため、必要
に応じて浸漬処理をあわせて数時間程度行なうことも効
果的である。モジュール内および配管等の装置全系統の
保有する洗浄排水を置換ブローする方法も前記の酸の場
合と同様に行なえばよい。置換ブロー後は前記の酸と同
様にＣｌ₂ が残留しないようにする。循環洗浄時の酸化
剤としての次亜塩素酸ソーダの液温は酸の場合と同様
に、１５〜３５℃とする。高い方がより効果的である
が、ランニングコストを考慮し１８〜２５℃程度でも充
分である。

【００２１】（５）原水水温が低い場合には、ろ過時及
び通常の逆洗時は加温しないが、前記のような酸、酸化
剤を用い循環洗浄する逆洗時には膜モジュールを中心と
する装置全循環配管系統中の酸、または酸化剤を含む保
有水を加温するのが好適である。加温装置１５は、例え
ば、原水循環配管系統に電気ヒーター、あるいは蒸気を
用いた熱交換器等を設け、加温すればよい。加温に時間
がかかり過ぎる場合は、装置全循環配管系統の保有水量
以上を貯留した加温用貯槽（図示せず）を別途に設け、
加温装置にてあらかじめ加温水を作っておくのも一案で
ある。

【００２２】（６）循環洗浄時、膜モジュールに与える
流量、圧力の変動の程度は、中空糸膜が破断（バース
ト：裂ける、切れる等の意味）、座屈（へこむ等の形状
変化の意味）が生じないように行なう。下記例の膜の強
度の指標となるバースト圧、座屈圧は膜の劣化とともに
低下していくので、流量、圧力変動の与える程度は新品
時の座屈圧値の半分以下に設定するように注意を要す
る。 例）セルロース系の膜 バースト圧（新品時）：１５kgf/cm² 程度 座屈圧（新品時）：６kgf/cm² 程度 本発明で用いる高流速とは、ろ過時の循環系の膜モジュ
ールにおける入口流速に対して１．０〜２．０倍程度で
あり、中空糸膜の強度が充分耐えられる圧力損失の流速
であれば大きい程よい。しかし、循環ポンプ、逆洗ポン
プの動力費を考慮し、できるだけ小さく１．０〜１．５
倍程度でもよい。高流速にする方法として、循環弁ＡＶ
−１等の開度調整、あるいは循環ポンプＰ−２、逆洗ポ
ンプＰ−３をインバータ制御する等の手段がある。又、
循環弁ＡＶ−１を二つに分けて、通常のろ過時用、循環
洗浄時の高流速用とする手段もある。循環停止は循環ポ
ンプを停止する簡単な操作でできる。低流速とはろ過時
のろ過水流出配管系統１３の流速程度でよい。

【００２３】圧力の設定値は急な変動を与えることか
ら、中空糸膜が破損（破断、座屈）しないように膜材
質、中空糸膜の一本の強度（外径、膜厚等）、膜モジュ
ール全体の強度（主にその構造）を充分に配慮し、設定
することが重要である。膜材質によって異なるが、流
量、圧力変動を与える直前のろ過時の膜モジュール入口
の圧力の１．５〜４．０倍程度とする。例えばセルロー
ス系の外径１０００〜１５００μｍの中空糸膜であれば
最大２．５kgf/cm² 程度以下にして行なえば安全であ
る。流量、圧力の具体的な変動の与えかたの操作手順は
〔高流速循環洗浄−循環停止〕を例にすると次の如くで
ある。

【００２４】１）高流速循環洗浄：中空糸膜内面に対し
て２０〜２００cm/sec（前記の膜モジュール入口のろ過
時の流速に対して１．０〜２．０倍程度に相当）にて数
分間行なう。 ２）１）の操作の最後に循環ポンプＰ−２は起動した状
態で、逆洗弁ＡＶ−１等を閉とし膜モジュールの原水循
環配管系統１２の下部圧力（上部圧力でもよい）を例え
ば２．０kgf/cm² 程度になったら循環ポンプＰ−２を停
止する。そして１０数秒間から数１０秒間保持する。こ
の時圧力スイッチ等にて圧力が高くならないように監
視、制御する。 ３）そして循環ポンプＰ−２を起動するとともに、２）
で閉とした逆洗弁ＡＶ−１等を急開し、流量、圧力の変
動を与える。 ４）１）〜３）を数回繰り返す。

【００２５】しかし、循環弁ＡＶ−１等の急閉、急開作
動が圧力検知上、また膜モジュールの破損の危険性、装
置の安定運転上等に問題である時は急閉、急開作動の時
間を長くし、ゆるやかな流量、圧力の変動となるように
調整する。循環ポンプＰ−２の起動時は変動が一時的に
過大となることがあるので、ポンプの性能をよく把握し
て、選定することが重要である。又、循環ポンプＰ−２
の選定には別の視点からも注意を要する。即ち循環ポン
プＰ−２の締め切り圧力が高すぎると前記の２．０kgf/
cm² 程度の圧力設定において、圧力スイッチ等が正常に
作動しない場合に、この目的とする圧力が循環ポンプＰ
−２の高い締め切り圧になってしまい、膜モジュールの
破損が生ずる危険が大となる。締め切り圧が本発明の目
的とする設定値にできるだけ近いものを選定することも
重要である。このことは原水ポンプＰ−１、逆洗ポンプ
Ｐ−３にも言えることでありその選定には充分に注意を
要する。

【００２６】循環ポンプＰ−２停止から高流速循環洗浄
に入ると、前記の例えば圧力設定値２．０kgf/cm² 程度
の値は急速に下がり、設定した高流速条件、膜モジュー
ルの濁質、有機物等の除去された程度によって、その圧
力低下程度はきまってくる。それゆえ例えば〔高流速循
環洗浄−循環停止〕操作を何回繰り返すかは一回毎の膜
モジュール入口圧力、又は出口圧力の回復状況から判断
して決めることになる。〔高流速循環洗浄−低流速循環
洗浄〕による場合は、低流速循環洗浄時に前記例のよう
に２．０kgf/cm² 程度になるように膜モジュールからの
各出口弁を急閉し、循環弁ＡＶ−Ａ１の開度および循環
ポンプＰ−２の回転数をインバータ制御し、低流速にし
つつ調整する。そして、〔高流速循環洗浄−循環停止〕
の場合と同様に繰り返す。この方法は前記の循環ポンプ
Ｐ−２の停止から起動に移る時、主に圧力が一時的に過
大となることがかなり避けられる方法である。どちらの
方法にするかは、その効果、運転のし易さ、膜モジュー
ルの耐久性等から判断する。

【００２７】（７）このような配慮をし、本発明を行な
えば、中空糸膜内面、膜厚内の濁質、有機物、あるいは
膜外面に塩素酸化によって付着した、特にマンガンの除
去、排出が出来るのである。循環時間、あるいは浸漬処
理時間は長いほど、また加温温度が高いほど効果的であ
るが、本発明では流量および圧力の変動の程度及び回数
の方がその効果を決めている。循環時間は３〜１０分間
程度で充分である。高流速循環洗浄から目的とする圧力
への設定時間、循環ポンプＰ−２を停止後の設定圧力の
保持時間、そして再び循環ポンプＰ−２を起動すること
によって、流量および圧力の変動を与える一回あたりの
時間は０．５〜３分間程度と短かくてよい。またその変
動ショックの回数は２〜５回程度で充分である。洗浄排
水の置換ブロー工程に要する時間を加えても、本発明の
実施に要する時間は５分から最大２０分程度である。ま
た本発明の実施頻度は原水性状、運転条件によって異な
るが、１日あたり１〜２回、あるいは１週間から１ケ月
あたり１〜２回程度であり、全体の運転時間に占める割
合は極く小さい。

【００２８】（８）本発明は、また通常の［ろ過工程→
逆洗工程］の一定頻度毎、および必要に応じて、次亜塩
素酸ソーダを数ｍｇ／リットル注入して行なう逆洗工程
時に前述の如く、〔高流速循環洗浄−循環停止〕、ある
いは〔高流速循環洗浄−低流速循環洗浄〕の操作、及び
／又は、置換ブロー操作を前記の流量、圧力条件にて、
１〜３回程度、短時間にて実施するのも効果的である。
この時、次亜塩素酸ソーダが存在していなくても、その
効果はほとんど変わらない。従来のフラッシング洗浄
に、流量、圧力の変動を加えた操作であり、中空糸膜内
面に蓄積したコロイド状のＦｅ，Ａｌ等の濁質が上向流
の高流速にて循環洗浄、置換ブロー操作によって、逆洗
排液として、物理的にかなり系外に排出できる。

【００２９】（９）しかし、本発明においては、これら
の操作条件をすべて行なう必要は無く、原水の性状等に
よって運転工程、条件を適宜、組み合わせて、逆洗時間
の短縮、逆洗排水の低減等を図るのがよい。本発明は、
前述の如く、主に流量と圧力の変動を与える操作をクエ
ン酸単独、クエン酸と塩酸の混合酸単独の存在下、また
膜材質によって異なるが、２０〜３００ｍｇ／リットル
の次亜塩素酸ソーダの高濃度、通常の数ｍｇ／リットル
の存在下にて行なう。そして、各操作を適宜、組合せ
て、ろ過時のフラックス低下が進行してしまう前に行な
うことによって、長期の連続運転が可能となる。又、本
発明は薬品の存在しない条件下にて行なってもよく、流
量と圧力の変動ショックを与えるという物理的洗浄のた
め、酸や次亜塩素酸ソーダ等の洗浄剤が存在しなくて
も、その効果は劣るがある程度の効果が得られるのであ
る。

【００３０】（１０）クエン酸以外の有機酸も使用でき
るが、取扱い上の安全性、万一ろ過水に漏洩した時の安
全性、使用濃度とその効果（ランニングコスト）を考慮
すると、前記の酸が適している。クエン酸は劇物、毒物
でもなく、食品添加物としても許可されている。また塩
酸はろ過水に若干、漏洩したとしてもろ過水中の重炭酸
塩と反応して、ＣＯ₂ を生ずるだけで、ろ過水のｐＨの
問題は生じない。クエン酸液単独では、大気中からカ
ビ、酵母等の糸状菌類が混入し増殖することがある。こ
れを防止する目的のため、塩酸をクエン酸液と混合して
おく。その量は少なく、クエン酸液貯槽に０．２〜２．
０％程度になるように注入、混合しておけばよい。

【００３１】（１１）殺菌剤と酸化剤を兼用している次
亜塩素酸ソーダと酸が混在すると、中空糸膜の強度を劣
化させることがあるので、もし酸を適用した後に酸化剤
を用いる時は、酸を装置全循環配管系統から充分に置換
してから実施する。また、その逆の場合も同じである。
酸として本発明ではクエン酸を主として用いるが、クエ
ン酸は逆洗排水として排出されると、クエン酸濃度の約
３５〜４０％がＣＯＤ値として排出される。本発明にお
いては低濃度クエン酸を使用しているが、例えば、２０
００ｍ³ ／日のろ過装置で、一回当たり約６ｍ³ の排水
量となり、そのＣＯＤは２５〜５０ｍｇ／リットル程度
である。このようなクエン酸排液は、別途に収集し、生
物処理を行なえば容易に処理される。既設の生物処理装
置があれば新しい生物処理装置の必要としないことが多
い。

【００３２】以上述べたように、本発明がその課題を解
決することができる手段をまとめると次のとおりであ
る。 （１）中空糸膜からなる内圧型の除濁用膜モジュールを
用いて、原水からろ過水を得るろ過処理の運転時に、ろ
過工程の後、殺菌剤の存在下に逆洗水で逆洗する逆洗工
程を行い、再びろ過工程に入る運転方法において、ろ過
工程から逆洗工程へ切り換える運転の間に、膜に付着し
ている濁質の分解、有機物の分解、あるいはそれらの剥
離を促進するために、循環ポンプＰ−２、該循環ポンプ
Ｐ−２から膜モジュール入口までの原水流入配管系統１
０、膜モジュール５、膜モジュール５上部から循環ポン
プＰ−２までの原水循環配管系統１２、及びろ過水流出
配管系統１３より原水循環配管系統１２に入るろ過水循
環配管系統１４からなる循環洗浄系統を形成し、前記循
環洗浄系統の保有水を循環しながら、前記循環ポンプＰ
−２、該循環ポンプＰ−２から膜モジュール入口への原
水流入配管系統１０、膜モジュール５上部から循環ポン
プＰ−２への原水循環配管系統１２に、保有水に酸とし
て低濃度の５０〜１５００ｍｇ／リットルのクエン酸、
又はクエン酸と塩酸の混合酸、及び／又は２０〜３００
ｍｇ／リットルの次亜塩素酸ソーダからなる殺菌剤を含
有するように注入し、かつ保有水の温度を１８〜３５℃
とし、ろ過時の膜モジュールにおける入口流速に対して
１．０〜２．０倍の高流速で循環させて膜モジュールを
循環洗浄する工程を行い、中空糸膜の内面から外面にも
循環洗浄液の一部を透過させ、中空糸膜外面の汚染物質
を溶解除去できるように、前記ろ過水循環系統１４の流
量を全循環流量の２〜２０％としたことを特徴とする内
圧型除濁用膜モジュールの逆洗方法。

【００３３】（２）高流速で循環洗浄する工程を行って
いる時にその循環洗浄を停止する操作、あるいは前記高
流速循環洗浄からろ過時のろ過水流出配管系統１３にお
ける流速に相当する程度の低流速である低流速循環洗浄
への変更の操作を繰返す工程、並びに原水及び／又はろ
過水を用いて膜モジュール内の水を置換ブローする工程
を組合せることにより、膜モジュールを構成する中空糸
膜に流量及び圧力の変動の繰返しを与えることを特徴と
する前記（１）記載の内圧型除濁用膜モジュールの逆洗
方法。 （３）置換ブロー工程時にも、高流速循環洗浄からその
循環洗浄を停止する操作、あるいは高流速循環洗浄から
低流速循環洗浄への変化の操作を繰返すことを特徴とす
る前記（１）又は（２）記載の内圧型除濁用膜モジュー
ルの逆洗方法。（４）通常のろ過工程後に逆洗工程を行
う運転の一定頻度毎に、逆洗工程時に高流速循環洗浄か
らその循環洗浄を停止する操作、あるいは高流速循環洗
浄から低流速循環洗浄への変化の操作を繰返すことを特
徴とする前記（１）〜（３）のいずれか１項記載の内圧
型除濁用膜モジュールの逆洗方法。

【００３４】

【発明の実施の態様】以下、本発明について本発明の一
例である図１のクロスフロー方式にもとづいて詳細に説
明する。以下の具体的数字はすべて膜面積５０ｍ² の膜
モジュール一本の場合について示す。 （１）ろ過工程例 原水１を原水ポンプＰ−１でくみ上げ、目開き８０〜１
００メッシュ程度の自動フィルタ３で大きい濁質を除去
した後、膜モジュール５を介して、原水循環配管系統
（クロスフロー配管）１２の循環弁ＡＶ−１およびろ過
水流出配管系統１３のろ過水出口弁のＡＶ−２を開と
し、循環ポンプＰ−２を起動し原水を循環しながら、ろ
過水槽６にろ過水７を得る。この時逆洗水下部入口弁Ａ
Ｖ−５、逆洗水上部入口弁ＡＶ−４も開として、膜モジ
ュール５の上下からろ過水を得てもよい。

【００３５】原水の循環水量とろ過水量の比は、例えば
河川水等を一次処理した工業用水では６０〜５５：４０
〜４５程度は可能である。しかし、原水の有機物量、濁
質の量が増すほど、また付着しやすい性状の濁質程、ろ
過水の割合を小さくし、膜内面における流速を大きく
し、付着しにくくする必要がある。ろ過時は循環ポンプ
Ｐ−２をインバータで制御するとともに、循環弁ＡＶ−
１の開度を調整し、またろ過水流出配管系統１３のろ過
水出口弁ＡＶ−２を開とし、各系統の流量、膜モジュー
ル５の入口圧力、原水循環配管系統１２の圧力、ろ過水
流出配管系統１３の圧力を適正に調節して運転する。ろ
過水出口弁ＡＶ−２の開度は背圧をできるだけ、持たせ
ないように全開としておくのが好ましい。

【００３６】具体的なろ過工程の設定例を下記に示す。 例）ろ過工程設定例 原水 工業用水 水温：４〜１５℃ 膜モジュール ５０ｍ² 膜面積一本、材質：ＣＡ膜、ＵＦ膜 ろ過時間 ３０〜４０分 ：設定値、３０分 フラックス １．５〜２．５m³／m²．日：設定値、１００m³／日（２．０ m³／m²．日） 膜モジュール入口流量 ：９．６m³／日 原水循環流量 ：５．３m³／日 ろ過水流量 ：４．３m³／日 圧力 膜モジュール入口圧力 ：０．６０〜０．８５kgf/cm² 原水循環圧力 ：０．３４〜０．４１kgf/cm² ろ過水圧力 ：０．１４kgf/cm²

【００３７】全ろ過方式の場合は循環ポンプＰ−２は必
要無くなり、ろ過時の動力費は原水ポンプＰ−１が主に
なる。しかし濁質の膜内面への付着の強度を小さくする
ため、ろ過時間を短く、フラックスを小さく設定するこ
とが多い。具体的なろ過工程の設定例を下記に示す。 例）ろ過工程例 原水 工業用水 水温：４〜１５℃ 膜モジュール ５０ｍ² 膜面積一本、材質：ＣＡ膜、ＵＦ膜 ろ過時間 ２０〜３０分 ：設定値、２０分 フラックス １．０〜１．５m³／m²．日：設定値、７５m³／日（１．５m³ ／m²．日） 膜入圧 ０．６〜０．９kgf/cm² （膜出口のろ過水圧：０．１〜０． １４kgf/cm² ）

【００３８】クロスフロー方式、全ろ過方式とも逆洗方
法は基本的に同じである。しかし、全ろ過方式において
は、逆洗頻度が一般的にクロスフロー方式より多くな
る。逆洗工程時の逆洗水として通常、どちらの方式もろ
過水７を用いる。異なるのは薬品洗浄液の循環をクロス
フロー方式では循環ポンプＰ−２で、全ろ過方式では図
２に示す薬品洗浄槽２０に接続する薬品洗浄ポンプＰ−
７で行なう点である。以下、クロスフロー方式を例にし
て説明する。以下に記す具体的数字はすべて膜面積５０
ｍ² の膜モジュール一本の場合について示す。

【００３９】（１）通常時の殺菌剤注入逆洗工程例 通常の一般的な逆洗工程である。膜モジュール５の上部
（ろ過水出口、循環水出口側）から下部（原水入口、逆
洗排水出口側）へろ過時の膜モジュール５入口流量の
１．０〜２．０倍程度の高流速で、かつ、ろ過時の膜モ
ジュール５入口圧力の１．２〜２．５倍程度の条件で、
逆洗水元弁ＡＶ−３、逆洗水上部入口弁ＡＶ−４、逆洗
排水下部出口弁ＡＶ−６を開とし、逆洗水ポンプＰ−３
を起動し、２０〜３０秒間程度、中空糸膜の外側（ろ過
水側）から内側（原水側）に通水することによって、膜
内面に付着している、ろ過時に捕捉した濁質成分を系外
に排出する下向流逆洗を行なう。この時、殺菌剤兼酸化
剤貯槽８から次亜塩素酸ソーダ注入ポンプＰ−４によっ
て、Ｃｌ₂ として３〜５ｍｇ／リットル程度を逆洗水配
管系統１１、例えば＊１のところに注入し、逆洗排水中
のＣｌ₂ が一般に０．２〜３．０ｍｇ／リットル程度、
残留するようにし、膜モジュール内の微生物を殺菌す
る。なお、前記の逆洗水がすでに殺菌剤を含有している
ものであるときには、前記貯槽８から次亜塩素酸ソーダ
を供給する必要がなく、また含有していても不足してい
る場合には不足分を補う量を供給すればよい。

【００４０】また、同様に膜モジュール５下部から上部
へと逆洗排水上部出口弁ＡＶ−７を開とし、上向流逆洗
を行なう。逆洗工程例を下記に示す。 下向流逆洗 ２０秒 Ｃｌ₂ ３ｍｇ／リットル 逆洗水流量：１０ｍ³ ／hr、圧力：１．１５kgf/cm² 上向流逆洗 ２０秒 Ｃｌ₂ ３ｍｇ／リットル 逆洗水流量：１０ｍ³ ／hr、圧力：１．１５kgf/cm² それゆえ、逆洗時間は４０〜６０秒間である。原水によ
ってはまたはのどちらか一方のみを行っても良い。
ろ過水に遊離塩素が残っては困る場合、の後、の工
程では遊離塩素を注入しないで行なっても良い。また
、の後に遊離塩素を含まない逆洗水、あるいは原水
を用いて、膜モジュール５、各配管内の保有水を置換ブ
ローする工程を設けても良い。

【００４１】（２）本発明による通常時の殺菌剤注入逆
洗工程例 本発明を前記クロスフロー方式のろ過工程の設定例に適
用する場合の各工程組合せ例を以下に示す。 １）前記の（１）項のの上向流逆洗：流量、１２ｍ³
／hr、２０秒間、Ｃｌ ₂ ３〜５ｍｇ／リットル ２）〔高流速循環洗浄→循環停止〕操作による逆洗 高流速循環洗浄：ろ過終了後、循環ポンプＰ−２を起
動、循環弁ＡＶ−１、ろ過水循環弁ＡＶ−８，ＡＶ−９
を開とした。 流量：１２ｍ³ ／hr、圧力：１．２５kgf/cm² （水温：
１７℃） 時間：２分間 ろ過水循環配管系統の流量：１．２ｍ³ ／hr

【００４２】流量、圧力変動の条件：高流速循環洗浄の
４０秒後に、ろ過水循環弁ＡＶ−８、ＡＶ−９は閉と
し、更に循環弁ＡＶ−１を徐々に閉とし、１分後に膜モ
ジュール入口圧を２．０kgf/cm² に設定した。そして循
環ポンプＰ−２を２０秒間停止し、そのまま圧力を保持
した後、再起動し、１分間高流速循環洗浄を行なった。
（高流速循環洗浄→圧力上昇→圧力開放、高流速循環洗
浄）操作を一回行なった。 置換ブローの条件：原水ポンプＰ−１、循環ポンプＰ−
２を起動し、上部逆洗排水出口弁ＡＶ−７、ろ過水循環
弁ＡＶ−８、ＡＶ−９を開、循環弁ＡＶ−１を閉とし
て、流量：１２ｍ³ ／ｈｒで２分間、膜モジュール及び
配管の水置換ブローを行なった。 ろ過水循環配管系統の流量：１．２ｍ³ ／hr

【００４３】（３）本発明による酸注入加温逆洗工程例 次のような工程組み合わせ例とした。原水は工業用水で
水温は７〜１０℃であった。 １）クエン酸１０％と０．３％塩酸混合液の注入と高流
速循環加温洗浄工程ろ過終了後、循環弁ＡＶ−１、ろ過
水循環弁ＡＶ−８，ＡＶ−９、更に逆洗水上部入口弁Ａ
Ｖ−４、逆洗水下部入口弁ＡＶ−５も開とし循環ポンプ
Ｐ−２を起動し、膜モジュール５上下からろ過水が出る
ようにし、１４ｍ³ ／hrの循環系を形成した。更に蒸気
による加温装置１５により循環系の保有水約８０リット
ルを２２℃まで１０分間加温した。その間、前記の混合
液をクエン酸液貯槽９から酸注入ポンプＰ−６で原水流
入配管系統１０の＊３のところに３分間で注入し、全装
置（膜モジュール、配管等）の保有水量、約８０リット
ルに対してクエン酸濃度が４００ｍｇ／リットル程度に
なるようにした。ろ過水循環配管系統１４の流量は全流
量の１０％である１．４ｍ³ ／hr程度とした。

【００４４】２）流量、圧力変動を与える工程 加温の終了した１０分後から、ろ過水循環弁ＡＶ−８，
ＡＶ−９、逆洗水上部入口弁ＡＶ−４、逆洗水下部入口
弁ＡＶ−５も開とした後、循環ポンプＰ−２を起動した
状態で循環弁ＡＶ−１をゆっくり閉として、膜モジュー
ル５の上下の圧力計が自動にて、圧力を検知しながら
２．０kgf/cm² 程度に上げる操作を行なった。そして循
環ポンプＰ−２を停止した。２０秒間保持した後、循環
ポンプＰ−２を起動するとともに、循環弁ＡＶ−１を急
開し、１４ｍ³ ／hrで再び高流速洗浄を２分間行なっ
た。この時ろ過水循環弁ＡＶ−８，ＡＶ−９、逆洗水上
部入口弁ＡＶ−４、逆洗水下部入口弁ＡＶ−５は開とし
た。この時のろ過水循環配管系統１４の流量は全流量の
１０％である１．４ｍ³ ／hr程度とした。そして、高流
速循環後、前述の如く２．０kgf/cm² 程度に圧力を上げ
る操作と循環弁ＡＶ−１を急開し、１４ｍ³ ／hrで再び
高流速洗浄を２分間行なう操作を更に２回繰返し、合わ
せて３回の流量、圧力変動を与える工程を行なった。こ
の間、循環系の装置保有水の温度は２０〜２２℃程度を
維持するように温度コントロールを温度スイッチＴＳに
て行い、加温装置１５を運転した。

【００４５】３）置換ブロー工程 ２）の３回目の循環洗浄後、循環ポンプＰ−２を起動し
た状態で、ろ過水循環弁ＡＶ−８，ＡＶ−９、更に逆洗
水上部入口弁ＡＶ−４、逆洗水下部入口弁ＡＶ−５も開
とし、原水ポンプＰ−１も起動し、１４ｍ³ ／hrで、逆
洗排水上部出口弁ＡＶ−７を開とし、置換ブロー操作を
３分間行なった。循環弁ＡＶ−１は置換ブロー操作を２
分後から開とした。 ４）通常の逆洗工程 前記の（２）項、１）上向流逆洗をＣｌ₂ を注入しない
で３０秒間行ない、装置全系統に酸が残留しないように
した。

【００４６】（４）本発明による酸化剤注入加温逆洗工
程 膜モジュールが有機物等に汚染を受けていると予想され
る時に行なう。その操作は酸注入逆洗工程とほとんど同
様に行ってよい。酸の代わりに殺菌剤として使用してい
た、例えば次亜塩素酸ソーダを酸化剤として利用し、次
亜塩素酸ソーダ注入ポンプＰ−５を起動し、原水流入配
管系統１０の、例えば＊２のところに循環水の遊離塩素
濃度が４０〜６０ｍｇ／リットル程度になるように注入
した。しかし、酸化剤は膜を汚染している有機物等と反
応して、濃度が低下する場合が多い。その効果が低下し
ないように、循環洗浄中に補給し、その効果が低下しな
いように、循環洗浄中に酸化剤としての次亜塩素酸ソー
ダを前記の濃度に維持するように補給する必要がある。
酸化剤の注入と高流速循環洗浄工程、装置の保有水の加
温方法、流量と圧力変動を与える工程、置換ブロー工
程、通常の逆洗工程も前記の（３）項の酸注入加温逆洗
工程と同様に行なった。

【００４７】

【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明す
る。ただし本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。 実施例１ 図１に示す処理フロートによるクロスフロー方式の処理
を行った。表−１に原水とろ過水の水質を示す。 （１）原水：工業用水（河川水を硫酸バンドにて一次処
理している）

【００４８】

【表１】

【００４９】 （２）ろ過工程 １）膜モジュール 膜面積 ５０ｍ² 、モジュール １本 膜素材 ＣＡ膜（ＵＦ膜） ２）運転方法 ろ過水の回収率：４５％（原水循環水量の４５％を回収している） ろ過時間 ：３０分間 フラックス ：２．０ｍ³ ／ｍ² ・日に設定した。 ろ過水量 ：１００ｍ³ ／日

【００５０】（３）逆洗工程 各逆洗工程を次のように組み合わせた。 Ｉ：通常時の次亜塩素酸ソーダ注入逆洗工程 次の各工程からなる。 １）上向流逆洗 ２０秒 Ｃｌ₂ ３ｍｇ／リットル 逆洗水流量：１０ｍ³ ／hr、圧力：１．１５kgf ／cm² 下向流逆洗 ２０秒 Ｃｌ₂ ３ｍｇ／リットル 逆洗水流量：１０ｍ³ ／hr、圧力：１．１５kgf ／cm²

【００５１】II 酸注入加温逆洗工程 １）クエン酸１０％と０．３％塩酸混合液の注入と高流
速循環洗浄工程 ろ過終了後、循環弁ＡＶ−１、ろ過水循環弁ＡＶ−８，
ＡＶ−９、更に逆洗水上部入口弁ＡＶ−４、逆洗水下部
入口弁ＡＶ−５も開とし循環ポンプＰ−２を起動し、膜
モジュール５上下からろ過水が出るようにし、１４ｍ³
／hrの循環系を形成した。更に蒸気による加温装置１５
により循環系の保有水約６０リットルを２２℃まで８〜
１２分間で循環加温した。その間、前記の混合液をクエ
ン酸液貯槽９から酸注入ポンプＰ−６で原水流入配管系
統１０の＊３のところに３分間で注入し、循環系の保有
水量、約６０リットルに対してクエン酸濃度が３００ｍ
ｇ／リットル程度になるようにした。ろ過水循環配管系
統１４の流量は１．４ｍ³／hr程度とした。

【００５２】２）流量、圧力変動を与える工程 加温の終了から、ろ過水循環弁ＡＶ−８，ＡＶ−９、逆
洗水上部入口弁ＡＶ−４、逆洗水下部入口弁ＡＶ−５を
閉とした後、循環ポンプＰ−２を起動した状態で循環弁
ＡＶ−１をゆっくり閉として、膜モジュール５の上下の
圧力が２．０kgf ／cm² 程度になるように、圧力を検知
しながら自動にて行なった。そして循環ポンプＰ−２を
停止した。２０秒間そのまま保持した後、循環ポンプＰ
−２を再起動するとともに、循環弁ＡＶ−１を急開し、
１４ｍ³ ／hrで再び高流速循環洗浄を２分間行なった。
この時の開となる弁類、流量は同じとした。そして、前
述の如く２．０kgf ／cm² 程度に圧力を上げる操作と循
環弁ＡＶ−１を急開し、１４ｍ³ ／hrで再び高流速循環
洗浄を２分間行なう操作を更に２回繰返し、合わせて３
回の流量、圧力変動を与える工程を行なった。この間、
循環系の装置保有水の温度は２０〜２２℃程度を維持す
るように温度コントロールを温度スイッチＴＳにて行
い、加温装置１５を運転した。

【００５３】３）置換ブロー工程 ２）の３回目の循環洗浄後、循環ポンプＰ−２を起動し
た状態で、ろ過水循環弁ＡＶ−８，ＡＶ−９、更に逆洗
水上部入口弁ＡＶ−４、逆洗水下部入口弁ＡＶ−５も開
とし、原水ポンプＰ−１も起動し、１４ｍ³ ／hrで、逆
洗水上部出口弁ＡＶ−７を開とし、置換ブロー操作を３
分間行なった。循環弁ＡＶ−１は置換ブロー操作２分後
から開とした。 ４）通常の逆洗工程 前記の１項、１）のの上向流逆洗をＣｌ₂ を注入しな
いで３０秒間行ない、装置全系統に酸が残留しないこと
をｐＨ測定により確認した。

【００５４】III 酸化剤注入加温逆洗工程 酸の代わりに殺菌剤として使用していた、次亜塩素酸ソ
ーダを酸化剤として、利用し、次亜塩素酸ソーダ注入ポ
ンプＰ−５を起動し、原水流入配管系統１０の、＊２の
ところに循環水の遊離塩素濃度が循環洗浄時、４０〜６
０ｍｇ／リットル程度になるように、有機物等と反応し
て、Ｃｌ₂ の濃度が低下した時は再注入した。酸化剤と
しての次亜塩素酸ソーダの注入と高流速循環洗浄工程、
装置の保有水の加温方法、流量と圧力変動を与える工
程、置換ブロー工程、通常の逆洗工程は、前記のII項の
酸注入加温逆洗工程と同様に行なった。そして、最終的
に装置の全循環系統に残留塩素が無い事を確認した。

【００５５】各逆洗工程の実施頻度 表−１の原水、および前記の運転条件において、下記の
如くとした。 Ｉ．通常時の次亜塩素酸ソーダ注入逆洗工程と：毎
サイクル実施した。 II．酸注入加温逆洗工程：１）、２）、３）、４）の工
程を１週間に一回行った。 III.酸化剤注入加温逆洗工程：IIの工程後直ちに、１週
間に一回行った。 ＜結果＞６ケ月間の連続運転を行ったが、フラックスは
初期の２．０ｍ³ ／ｍ².日（Ｑ：１００ｍ³ ／日）を維
持した。又、膜モジュールの入口圧力の上昇も初期値、
水温１５℃で０．６５／cm² 、６ケ月後の値は水温が５
℃と低下しているにもかかわらず、０．９５kgf ／cm²
（水温５℃）と良好であった。薬品洗浄の必要性はなか
った。まだまだ連続運転を行なうことが可能であった。

【００５６】実施例２ 表−１に示す原水を対象に、図１の処理フローによる全
ろ過方式の処理を行った。循環弁ＡＶ−１、循環ポンプ
Ｐ−２はなく、図２に示す薬品洗浄ポンプＰ−７を代わ
りに用いた。 （２）逆洗工程 実施例１に示した方法と同じであ
る。基本的洗浄方法は〔高流速循環洗浄→循環停止〕に
よる流量と圧力によって、膜に変動を与え、濁音、有機
物等を排出する方法である。循環弁ＡＶ−１、循環ポン
プＰ−２がなく図２に示す薬品洗浄槽２０、薬品洗浄ポ
ンプＰ−７を代わりに用いるので、それ用の配管、手動
弁を図２の如く設けた。

【００５７】 １）薬品注入量：クエン酸 ３５０ｍｇ／リットル 次亜塩素酸ソーダ注入量 ４０〜６０ｍｇ／リットル ２）実施頻度：１週間に１回 ３）実施の順番 Ｉ．通常時の次亜塩素酸ソーダ注入逆洗工程と：毎サイクル II. 酸注入加温逆洗工程：１）、２）、３）、４）の工程 ＜結果＞約５ケ月間の連続運転が出来た。５ケ月後の膜
モジュール入口圧力は１．１５kgf ／cm² に上昇し、薬
品洗浄が必要になった。薬品洗浄は通常行われている２
％のクエン酸の洗浄後、Ｃｌ₂ として５０〜１００ｍｇ
／リットルの次亜塩素酸ソーダの洗浄を行なった。フラ
ックスは設定値の１．０ｍ³ ／ｍ².日に、また膜モジュ
ール入口圧力も運転初期値に近い０．７kgf ／cm² に回
復した。

【００５８】実施例３ 図１に示す処理フローにより、表−２に示す河川水を用
い、クロスフロー方式の処理を行なった。原水条件およ
び下記に示す条件以外は、実施例１と同じである。 （１）原水

【００５９】

【表２】

【００６０】（２）流量と圧力変動の与える方法 実施例１とほとんど同じ条件で運転を行った。しかし前
述のIIとIII における流量と圧力変動の与える方法は下
記のごとくとした。基本的に〔高流速循環洗浄→低流速
循環洗浄〕の方法とした。 高流速循環洗浄：１４ｍ³ ／hr、ろ過水循環配管系統：
１．４ｍ³ ／hrとした。加温の終了から、ろ過水循環弁
ＡＶ−８，ＡＶ−９、逆洗水上部入口弁ＡＶ−４、逆洗
水下部入口弁ＡＶ−５を閉とした後、循環ポンプＰ−２
を起動した状態で、循環弁ＡＶ−１の開度をゆっくり小
さくしていくとともに、循環ポンプＰ−２の回転数をイ
ンバータで制御し、膜モジュール５の上下の圧力が２．
０kgf ／cm² 程度、流量が３〜５ｍ³ ／hrになるよう
に、圧力、流量を検知しながら自動にて行なった。そし
て循環ポンプＰ−２はそのまま運転状態を維持させた。
そして、２０秒間そのまま保持した後、循環ポンプＰ−
２のインバータおよび循環弁ＡＶ−１の開度を調整し、
急速に１４ｍ³ ／hrで再び高流速循環洗浄を２分間行な
った。この時の開となる弁類は同じとした。

【００６１】そして、前述の如く２．０kgf ／cm² 程度
に圧力を上げる操作と流量を３〜５ｍ³ ／hrから１４ｍ
³ ／hrに変動させる操作を３回繰返し、再び高流速循環
洗浄を２分間行なった。合わせて３回の流量、圧力変動
を与える工程を行なった。この間、循環系の装置保有水
の温度は２０〜２２℃程度を維持するように温度コント
ロールを温度スイッチＴＳにて行い、加温装置１５を運
転した。 〈結果〉原水が河川水のため、濁度の変動がかなりあ
る。しかし、濁質の性状は実施例１の工業用水の鉄やア
ルミニウム等の微細なフロック状の軟らかいものと違
い、比較的硬い膜内面に付着しにくい鉱物性のものであ
った。また総鉄、総マンガンの濃度に比べて色度が高
く、フミン質等の有機物が存在していた。それゆえ、処
理は凝集剤のＰＡＣ等を用い、凝集処理していないた
め、ろ過水の色度は若干、高い値を示している。しかし
その他の水質項目は表２に示すごとく、良好であった。

【００６２】比較例 図１の処理フローにおいて、実施例１の表−１の原水を
用い、従来の方法に従って、次のように運転した。 （１）ろ過工程 ：記号→で示す。 １）ろ過時間 ：３０分間 ２）フラックス：１．５ｍ³ ／ｍ².日に設定した。 ３）従来の逆洗工程：Ａの記号で示す。 前述した下向流逆洗 Ｃｌ₂ 注入量 ５ｍｇ／リット
ル 前述した上向流逆洗 Ｃｌ₂ 注入量 ５ｍｇ／リット
ル フラッシング工程を記号Ｆで示す。この工程は図２にお
いて、原水ポンプＰ−１、逆洗ポンプＰ−３を起動し、
その流量を通常の１．５〜２．５倍とし上向流逆洗を行
って濁質等を逆洗を行って濁質等を逆洗排水上部出口弁
ＡＶ−７から排出する工程である。

【００６３】４) 運転の組合せ例 〔Ａ→Ａ→Ａ→Ｆ→Ａ→Ａ→Ａ→Ｆ→〕の繰返しとし
た。 ＜結果＞１ケ月〜２ケ月間しか、連続運転できなかっ
た。設定フラックスの１．５ｍ³／ｍ².日を得るため
に、膜モジュール５の入口圧力を徐々に上げていく必要
があった。初期の０．６kgf ／cm² から１．４kgf ／cm
² 程度にまで上昇してしまう。 注）この時のろ過水出口側の圧力は開放条件の値、０．
１０kgf ／cm² であった。

【００６４】

【発明の効果】本発明によれば、工業用水、河川水、湖
沼水、回収水中の濁質除去に効果的である。従来の方法
では薬品洗浄の頻度が高く、連続運転時間が短い。そし
て、薬品洗浄の間、装置は数時間から２，３日間も停止
し、その間、ろ過水は得られない。本発明によれば、こ
のような事は無くなり、長期間の連続運転が安定して行
なえる。また処理対象水が低水温でも高フラックスの連
続運転が長期間に亘って可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる内圧型膜モジュールの運転方法
の実施例を説明するための処理系統図である。

【図２】従来の内圧型膜モジュールの運転方法の実施例
を説明するための処理系統図である。

【符号の説明】

１ 原水 ２ 原水槽 ３ 自動フィルタ ４ 自動フィルタのドレン配管 ５ 膜モジュール ６ ろ過水槽 ７ ろ過水 ８ 殺菌剤兼酸化剤貯槽 ９ クエン酸薬品貯槽 １０ 原水流入配管系統 １１ 逆洗水配管系統 １２ 原水循環配管系統（クロスフロー配管） １３ ろ過水流出配管系統 １４ ろ過水循環配管系統 １５ 加温装置 １６，１７，１８，１９ 手動弁 ２０ 薬品洗浄槽 ＊１ 逆洗水配管への殺菌剤注入点 ＊２ 原水流入配管への殺菌剤注入点 ＊３ 原水流入配管への酸注入点 ＊４ ろ過水の循環水 ＊５ 原水の循環水 ＊６ 薬品洗浄液 ＡＶ−１ 循環弁 ＡＶ−２ ろ過水出口弁 ＡＶ−３ 逆洗水元弁 ＡＶ−４ 逆洗水上部入口弁 ＡＶ−５ 逆洗水下部入口弁 ＡＶ−６ 逆洗排水下部出口弁 ＡＶ−７ 逆洗排水上部出口弁 ＡＶ−８ ろ過水循環弁（１） ＡＶ−９ ろ過水循環弁（２） Ｐ−１ 原水ポンプ Ｐ−２ 循環ポンプ Ｐ−３ 逆洗水ポンプ Ｐ−４ 殺菌剤（次亜塩素酸ソーダ）注入ポンプ Ｐ−５ 酸化剤（次亜塩素酸ソーダ）注入ポンプ Ｐ−６ 酸注入ポンプ（原水流入配管系統） Ｐ−７ 薬品洗浄用循環ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−11108（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−22905（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−156393（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−122460（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−266875（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−197053（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−16439（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−103958（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−307407（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01D 63/02 B01D 65/00 C02F 1/44

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空糸膜からなる内圧型の除濁用膜モジ
   ュールを用いて、原水からろ過水を得るろ過処理の運転
   時に、ろ過工程の後、殺菌剤の存在下に逆洗水で逆洗す
   る逆洗工程を行い、再びろ過工程に入る運転方法におい
   て、ろ過工程から逆洗工程へ切り換える運転の間に、膜
   に付着している濁質の分解、有機物の分解、あるいはそ
   れらの剥離を促進するために、循環ポンプＰ−２、該循
   環ポンプＰ−２から膜モジュール入口までの原水流入配
   管系統１０、膜モジュール５、膜モジュール５上部から
   循環ポンプＰ−２までの原水循環配管系統１２、及びろ
   過水流出配管系統１３より原水循環配管系統１２に入る
   ろ過水循環配管系統１４からなる循環洗浄系統を形成
   し、前記循環洗浄系統の保有水を循環しながら、前記循
   環ポンプＰ−２、該循環ポンプＰ−２から膜モジュール
   入口への原水流入配管系統１０、膜モジュール５上部か
   ら循環ポンプＰ−２への原水循環配管系統１２に、保有
   水に酸として低濃度の５０〜１５００ｍｇ／リットルの
   クエン酸、又はクエン酸と塩酸の混合酸、及び／又は２
   ０〜３００ｍｇ／リットルの次亜塩素酸ソーダからなる
   殺菌剤を含有するように注入し、かつ保有水の温度を１
   ８〜３５℃とし、ろ過時の膜モジュールにおける入口流
   速に対して１．０〜２．０倍の高流速で循環させて膜モ
   ジュールを循環洗浄する工程を行い、中空糸膜の内面か
   ら外面にも循環洗浄液の一部を透過させ、中空糸膜外面
   の汚染物質を溶解除去できるように、前記ろ過水循環系
   統１４の流量を全循環流量の２〜２０％としたことを特
   徴とする内圧型除濁用膜モジュールの逆洗方法。
2. 【請求項２】 高流速で循環洗浄する工程を行っている
   時にその循環洗浄を停止する操作、あるいは前記高流速
   循環洗浄からろ過時のろ過水流出配管系統１３における
   流速に相当する程度の低流速である低流速循環洗浄への
   変更の操作を繰返す工程、並びに原水及び／又はろ過水
   を用いて膜モジュール内の水を置換ブローする工程を組
   合せることにより、膜モジュールを構成する中空糸膜に
   流量及び圧力の変動の繰返しを与えることを特徴とする
   請求項１記載の内圧型除濁用膜モジュールの逆洗方法。
3. 【請求項３】 置換ブロー工程時にも、高流速循環洗浄
   からその循環洗浄を停止する操作、あるいは高流速循環
   洗浄から低流速循環洗浄への変化の操作を繰 返すことを
   特徴とする請求項１又は請求項２記載の内圧型除濁用膜
   モジュールの逆洗方法。
4. 【請求項４】 通常のろ過工程後に逆洗工程を行う運転
   の一定頻度毎に、逆洗工程時に高流速循環洗浄からその
   循環洗浄を停止する操作、あるいは高流速循環洗浄から
   低流速循環洗浄への変化の操作を繰返すことを特徴とす
   る請求項１〜３のいずれか１項記載の内圧型除濁用膜モ
   ジュールの逆洗方法。