JP3462975B2 - 除濁用膜モジュールのろ過逆洗方法 - 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、除濁用膜モジュー
ルのろ過逆洗方法に係り、特に、河川水、工業用水等を
原水として、中空糸膜からなる除濁用膜モジュールを用
いて、ろ過操作を行い、ろ過水を得る方法における除濁
用膜モジュールのろ過逆洗方法に関する。

【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。図２において、ろ過工程は次のごとく行われる。即
ち、原水１を原水ポンプＰ１でくみ上げ、目開き８０〜
１００メッシュの自動フィルタ３、又は同様な性能を有
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を介して原水循環系統１２（クロスフローライ
ン）の手動弁２１、循環弁Ｖ１、及びろ過水ライン１４
のろ過水出口弁Ｖ２を開とし、循環ポンプＰ２を起動し
原水を循環しながら、ろ過水槽６にろ過水１６を得る。
原水循環水量とろ過水量の比は９５〜５０：５〜５０と
原水水質によって変動が大きいが、最近は循環ポンプＰ
２をインバータで、又は弁の開度を制御して、６０〜５
０：４０〜５０程度とし、ろ過水の割合を大きくし、動
力費の低減を図っている。そして、１５〜６０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が行われる。

【０００３】即ち、膜モジュール５の上部（ろ過水出
口、循環水出口側）から膜モジュール５の下部（原水入
口、逆洗排水出口側）へろ過時の１．５〜３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１．５
〜２．５倍程度で、逆洗水上部入口弁Ｖ３、逆洗排水下
部出口弁Ｖ５を開とし、逆洗水ポンプＰ３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
流逆洗を行う。この時、殺菌剤貯槽７から次亜塩素酸ナ
トリウム注入ポンプＰ４によって、遊離塩素として３〜
５ｍｇ／ｌ程度を、逆洗水配管に注入し、逆洗排水中の
残留塩素が一般に、０．２〜３．０ｍｇ／ｌ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。なお、原水循環系統１２の手動弁２
１は薬品洗浄時以外は開としておく。

【０００４】更に、その後、フラッシング工程として、
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Ｐ１、逆洗ポンプＰ３を起動し、逆洗水下部入口弁Ｖ
４、逆洗排水上部出口弁Ｖ６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。逆洗工程時には、通常、殺菌剤として次亜塩素酸
ナトリウムが、７から逆洗水に注入される。殺菌剤とし
ての次亜塩素酸ナトリウム、即ち遊離塩素を注入した逆
洗水を用いて、逆洗を行うことは公知であり、フラック
ス（ろ過水流量：ｍ³ ／ｍ² ．日の単位を通常用いる）
が安定する効果のあることがわかっている。例えば、Ｕ
Ｆ膜の膜汚染を低減するため、逆洗水に次亜塩素酸ナト
リウムを用い遊離塩素として、３．５ｍｇ／ｌ注入した
方が効果的であることの公知技術が知られている。

【０００５】このように、ろ過と逆洗を繰返していく
と、１週間から数ヶ月後には膜モジュールの入口圧力が
運転初期の２〜３倍になってしまう。例えば、河川水等
を一次処理した工業用水の場合では、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週間から数ヶ月毎に薬品洗浄が必要に
なってしまう。薬品洗浄は、一般に手動で行われること
が多く、下記の操作による。装置の運転停止後、原水循
環系統の手動弁２１を開、手動弁２０、及びろ過水ライ
ンの手動弁１９を開とし、原水の循環水１２、ろ過水１
４が薬品洗浄槽１８に返送されるようにする。そして循
環ポンプＰ２に連なる手動弁２２を開とし、循環ポンプ
Ｐ２を起動し薬品洗浄用の循環系をつくる。そして薬品
洗浄槽１８に膜材質が耐えられるような適切な薬品を適
正濃度に溶解し、循環洗浄、又は浸漬処理を行う。一般
に０．５〜２．５％のクエン酸を用い薬品洗浄し、その
後、５０〜５００ｍｇ／ｌ程度の次亜塩素酸ナトリウム
の薬品洗浄を適用することが多い。その順番は適宜、運
転状況に応じて、決定する。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、塩酸又はク
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。

【０００６】一方、全ろ過方式においては、クロスフロ
ーラインが必要でないため、循環弁Ｖ１、手動弁２１、
２２は無く、循環ポンプＰ２も無い。その代わり、薬品
洗浄用貯槽１８の配管系統に接続する循環ポンプ（図示
せず）が別に設けられる。ろ過時は原水ポンプＰ１の起
動によって、ろ過水が得られるため、動力費は低減され
ると言われる。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、強度が一般に大きくなる。逆洗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、強度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〜一ヶ月程度の頻度となる。また、一般に使用
する薬品の濃度も数％と高く、洗浄時間も長くし、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
ることもあり、その適用に当たっては注意を要する。そ
れゆえ、トータルの平均ランニングコストは一概に安く
なるとは言えない。

【０００７】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いため、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）薬品の溶解等の手動操作が多く、維持管理に手間が
かかる。 ３）原水の濁質成分が膜内外面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、
膜の入口圧力を高くしていくことによって、設計流量を
得ることは限界があり、ポンプ動力費（ランニングコス
ト）の上昇、膜モジュールの破損等を招く。また、この
ような膜入口圧力を高くした条件下では、フラックスの
低下が加速される傾向が見られ、連続運転時間が更に短
くなる。 ４）そのため、安定した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、膜が有している高
いフラックスを安定して、長時間連続運転でき、かつ維
持管理の容易なろ過逆洗方法が求められている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術に鑑み、内圧型中空糸膜を用い、運転方式としてのク
ロスフロー方式、全ろ過方式、また膜材質のＵＦ膜、Ｍ
Ｆ膜いずれの膜モジュールろ過装置にも適用でき、高い
フラックスを安定して得られ、長時間連続運転できるよ
うにフラックスの低下傾向を抑制し、維持管理の容易
な、そして適正な（ろ過−逆洗）の運転ができる膜モジ
ュールのろ過逆洗方法を提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、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、クロスフロー方式又は全ろ過方式で
原水からろ過水を得るに際し、該膜モジュールを含む原
水循環系統を設け、前記膜モジュールに原水を通してろ
過水を得るろ過工程と、殺菌剤を注入した逆洗水によっ
て逆洗する逆洗工程とを、順次交互に行うと共に、該順
次交互に行っているろ過・逆洗工程に、前記原水循環系
統にクエン酸濃度として５０〜２０００ｍｇ／ｌの低濃
度の酸を注入した原水を、前記ろ過時の循環系の流速の
２〜５倍の高流速で通す循環洗浄工程及び／又は前記殺
菌剤を注入した原水を、前記ろ過時の循環系の流速の２
〜５倍の高流速で通す循環洗浄工程を、組合せて行うこ
とを特徴とする除濁用膜モジュールのろ過逆洗方法とし
たものである。前記方法において、低濃度の酸及び／又
は殺菌剤を注入した循環洗浄工程は、循環経路内の水温
を１５℃〜４０℃に加温するのがよく、又は該工程の前
又は後、又は前後に酸及び殺菌剤を含まない逆洗水で逆
洗する工程を設けるのがよく、さらに、該循環洗浄工程
は、前記高流速で通す循環洗浄と前記ろ過時の循環系の
流速程度の低流速で通す循環洗浄又は前記高流速で通す
循環洗浄と停止の操作を繰返して行うことができる。

【００１０】前記方法において、使用する低濃度の酸
は、クエン酸、又はクエン酸と無機酸の混酸を用いるこ
とができる。 また、本発明に適用できる原水として
は、河川水、湖沼水、地下水、及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ろ過し、回収再利用する場
合、あるいは海水を原水とする場合等に好適に利用でき
る。原水として、殺菌剤を含んだものをろ過処理する場
合は、逆洗工程には殺菌剤を注入する必要はなく、その
まま逆洗処理すればよい。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明者等は、鋭意、原水性状、
ろ過、逆洗方法、フラックスの状況の検討を行った結
果、解決すべき問題点は下記の二点に集約されることが
わかった。 膜汚染の進行防止、原水水温の低下対策、 は主に原水性状と逆洗方法に係わる基本的問題であ
り、膜モジュール構造、膜材質、ろ過時間（ろ過工程一
回当たりの濁質捕捉量）等もそ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、下記の手段によって解決できる
ことを見出した。

【００１２】即ち、逆洗水に殺菌剤を注入する従来の逆
洗、そして〔ろ過−逆洗〕の一定頻度毎に、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、又はクエン酸と無機酸の混酸を用い、クエン酸と
して、５０〜２０００ｍｇ／ｌ、好ましくは４００から
１５００ｍｇ／ｌをクロスフローライン、即ち、膜モジ
ュールを含む原水循環系統に注入し、高流速にて循環す
る工程、及び必要に応じて浸漬処理をあわせて３分〜１
時間程度行う。また、膜が有機物等に汚染された場合に
は、低濃度の酸注入による循環洗浄の前、又は後に、あ
るいは前後に、同様に酸化剤としての殺菌剤を膜材質の
耐薬品性によって選定し、例えば、次亜塩素酸ナトリウ
ムを遊離塩素として１０〜５００ｍｇ／ｌ、好ましくは
２０〜１００ｍｇ／ｌ程度注入して循環する工程、及び
必要に応じて浸漬処理を、あわせて３分〜１時間程度行
なうことによって膜モジュールを充分に洗浄できること
を見出した。

【００１３】そして、循環する時、原水だけでなく、ろ
過水ラインからも全循環流量の５〜４０％程度、取出す
配管をもうけて、原水循環系統を混合し循環することに
よって、膜内面だけでなく、膜厚内、及び膜外面も洗浄
できるように配管しておく。この時、循環系内の水温を
１５〜４０℃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１８〜３０℃程度でも充分であ
る。クエン酸は水温が１５℃以下ではそのキレート作用
は効果的ではなく、また酸化剤も水温の高い方が効果的
であるため、原水水温が低い場合に加温するのである。
加温装置は原水循環系統に設け、電気ヒーター、あるい
は蒸気を用いた熱交換器によって温度コントロールを行
なってもよい。加温に時間がかかり過ぎる場合は、原水
循環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、加温装置にて加温水を作っておくこ
ともできる。

【００１４】更に、循環洗浄時、〔高流速循環洗浄−低
流速循環洗浄〕又は〔高流速循環洗浄−循環停止〕の繰
返し操作を数回〜１０数回行ない、膜モジュールに流
量、あるいは圧力の変動ショックを与えると、中空糸膜
内面に付着している濁質の排出に効果的である。ここで
言う高流速とは、ろ過時の循環系の流速の２〜５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
速とする。低流速とは、ろ過時の循環系の流速程度であ
る。循環停止は循環ポンプを停止すればよい。圧力変動
の幅は中空糸膜が破損（バースト）しないように、２．
５ｋｇｆ／ｃｍ² 程度以下で行なえば安全である。循環
時間、あるいは浸漬処理時間の長いほど、また加温した
条件下、流量及び圧力の変動条件下では中空糸膜内面、
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、排出が良くなる。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適宜、組み合わ
せていくことによって、逆洗時間の短縮、逆洗排水の低
減等を図るのが良い。

【００１５】本発明は、前記の操作工程を適宜、組合
せ、ろ過時のフラックスが低下する前に行なうことを基
本とし、例えば一日に１〜２回、あるいは一週間から１
ヶ月に１〜２回、原水性状にあわせて定期的に行なうこ
とを基本とする。本発明で使用する酸は、クエン酸単
独、又はクエン酸と無機酸、例えば塩酸、硫酸である。
無機酸は、クエン酸単独ではその濃度にもよるが、カビ
類が混入し増殖することがあるので、これを防止するた
め、クエン酸薬品貯槽に無機酸、例えば塩酸を、０．２
〜３．０％程度の混酸になるように注入しておく。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、毒性でもなく、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。

【００１６】有機物等による膜汚染が予想される時は、
酸の代わりに、酸適用の前、あるいはその前後におい
て、酸化剤として殺菌剤を用い、前述の如く、同様に循
環洗浄、浸漬処理を行なう。時間とともに酸化剤は消費
されていくので、その分、再注入し補給していく。酸化
剤を適用する時は、酸化剤と酸が混在すると、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、酸を充分、原水循環系統から
循環してから実施する。また、その逆の場合も同じであ
る。その方法として、酸、酸化剤を充分に排出しておく
ため、酸及び酸化剤を含まない逆洗水で逆洗するととも
に、原水循環系統の循環弁、加温装置内の水も置換して
おく必要がある。

【００１７】原水循環系統に酸又は酸化剤を注入し、循
環水を加温し、かつ膜モジュールに流量、あるいは圧力
の変動ショックを与える場合は、本操作のみでも充分に
中空糸膜内外面から濁質等が排出される。一方、中空糸
膜内面に濁質等の付着している強さをゆるめる意味で、
低濃度の酸注入による循環洗浄の前に、前述の低濃度の
酸を注入し、加温した逆洗水で、逆洗し、膜モジュール
内の水を加温水に置換し、洗浄しておくことも効果的で
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。ク
エン酸を含んだ排水は、別途に収集し、中和後、生物処
理を行なえば容易に処理される。以上延べたように本発
明を適用することによって、効率的なクロスフロー方
式、及び全ろ過方式の運転が可能となる。

【００１８】以下、本発明を本発明の一例を示す図１の
フロー工程図を用いて詳細に説明する。 （１）ろ過工程 クロスフロー方式においては、原水１を原水ポンプＰ１
でくみ上げ、目開き８０〜１００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、原水循環系統（クロスフローライン）１２のろ
過時用循環弁Ｖ１ａ及びろ過水ライン１４のろ過水出口
弁２を開とし、循環ポンプＰ２を起動し原水を循環しな
がら、ろ過水槽６にろ過水１６を得る。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、ろ過水の割合は小さくし、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。

【００１９】ろ過時は、循環ポンプＰ２をインバータで
制御するとともに、ろ過時用循環弁Ｖ１ａの開度を調整
し、またろ過水ライン１４のろ過水出口弁Ｖ２を開と
し、各ラインの流量、膜モジュール５の入口圧力、原水
循環系統の圧力、ろ過水ライン１４の圧力を適正に調節
して運転する。ろ過水出口弁Ｖ２の開度は背圧をあま
り、持たせないように全開としておくのが好ましい。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、 膜 ：５０ｍ² 膜面積、材質：ＣＡ膜、ＵＦ膜、 ろ過時間 ：２０〜４０分、 フラックス ：１．５〜２．３ｍ³ ／ｍ² ．日、

【００２０】全ろ過方式においては、原水１を原水ポン
プＰ１をくみ上げ、自動フィルタ３、循環ポンプＰ２を
通り、膜モジュール５に入り中空糸膜内側（原水）から
外面（ろ過水）へとろ過され、ろ過水ライン１４のろ過
水出口弁Ｖ２を開とすることにより、ろ過水槽６にろ過
水１６を得る。ろ過時の動力費は原水ポンプＰ１が主に
なり、循環ポンプＰ２の分はなくなる。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、フラ
ックスを短く、かつ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、 膜 ：５０ｍ² 膜面積、 材質：ＣＡ膜、ＵＦ膜、 ろ過時間 ：１５〜３０分、 フラックス：１．０〜１．５ｍ³ ／ｍ² ．日、

【００２１】（２）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。逆洗工程は逆洗水として通常、ろ過水を用いて、
次のように行なう。 １）通常時殺菌剤注入逆洗工程 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１．５から３．０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．
５〜２．５倍程度の条件で、逆洗水上部入口弁Ｖ３、逆
洗排水下部出口弁Ｖ５を開とし、逆洗水ポンプＰ３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。

【００２２】この時、殺菌剤兼酸化剤貯槽８から次亜塩
素酸ナトリウム注入ポンプＰ４によって、遊離塩素とし
て３〜５ｍｇ／ｌ程度を逆洗水配管に注入し、逆洗排水
中の残留塩素が一般に０．２〜３．０ｍｇ／ｌ程度とな
るようにする。また、同様に膜モジュール５下部から上
部へと逆洗水下部入口弁Ｖ４、逆洗排水上部出口弁Ｖ６
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： ２０〜３０秒、 遊離塩素：２〜５ｍｇ／ｌ、 、上向流逆洗： ２０〜３０秒、 遊離塩素：２〜５ｍｇ／ｌ、 それゆえ、逆洗時間は４０〜６０秒間である。原水によ
っては又はのどちらか一方のみを行なっても良い。
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、配管内の保有水を置換ブローする
工程を設けても良い。

【００２３】２）酸注入加温逆洗工程 殺菌剤を注入する逆洗工程とろ過工程の一定頻度毎に、
次のように行なう。原水循環系統１２の洗浄用循環弁Ｖ
１ｂを開とし、循環ポンプＰ２を起動し、膜モジュール
５を介する循環系を形成させ、そしてろ過時の循環系の
流量の２〜５倍程度の高流速で循環する。この時、循環
系統の水温が低い場合、１８〜３０℃程度にまで加温で
きる、例えば電気ヒーターを用いた加温装置１３によっ
て、すみやかに前記の水温に加温していく。温度コント
ロールは温度スイッチＴＳによって行なう。そして膜モ
ジュールに流量、あるいは圧力ショックを与える操作は
次の如くである。ひとつは洗浄用循環弁Ｖ１ｂを開と
し、循環ポンプＰ２を起動し、膜モジュール５を介した
循環系を作り、循環ポンプＰ２はインバータ制御によ
り、循環流量をろ過時の２〜５倍程度とした状態で、ク
エン酸薬品貯槽９から酸注入ポンプＰ６を起動し酸を循
環系内の、例えば＊ｂのところにクエン酸濃度が５０〜
２０００ｍｇ／ｌ、好ましくは４００〜１５００ｍｇ／
ｌとなるまで数分間注入する。循環系（閉鎖系）なので
この時、系内の圧力があまり上昇しないように圧力開放
弁１０を時々、開とし系内の圧力を開放し低下させた後
は閉とする。

【００２４】そして、ろ過水ライン１４の逆洗用ろ過水
循環弁１１も開とし、ろ過水量を循環水量の５〜４０
％、好ましくは１０〜３０％程度として、クエン酸を用
いた循環系を形成させ、前記の高流速で循環する。膜モ
ジュール５に流量、圧力のショックを与える方法とし
て、〔高流速循環洗浄−低流速循環洗浄〕を行なう時
は、洗浄用循環弁Ｖ１ｂを開として、高流速を得、また
閉として、ろ過時用循環弁Ｖ１ａを開とし、低流速を得
る。また、もうひとつの方法として、〔高流速循環洗浄
−停止〕を行なう場合は、洗浄用循環弁Ｖ１ｂを開とし
た状態で高流速循環洗浄を行い、停止は循環ポンプＰ２
を停止するだけで良い。この時の流量、圧力の変動ショ
ックの程度は、膜面積５０ｍ² のモジュール一本用いる
場合、下記例の如くである。

【００２５】 例１）〔高流速循環洗浄−低流速循環洗浄〕 高流速 ：８〜２０ｍ³ ／ｈｒ、圧力：１．０〜２．２ｋｇｆ／ｃｍ² 、 時間：１分〜３分、 低流速 ：４．０ｍ³ ／ｈｒ程度（ろ過時の循環流速にほとんど同じ）、 圧力：０．５〜１．２ｋｇｆ／ｃｍ² 、時間：０．５分〜２分、 例２）〔高流速循環洗浄−停止〕 高流速 ：８〜２０ｍ³ ／ｈｒ、圧力：１．０〜２．２ｋｇｆ／ｃｍ² 、 時間：１分〜３分、 停 止 ：０．０ｍ³ ／ｈｒ程度 圧力：０．０〜０．２ｋｇｆ／ｃｍ² 、時間：０．５分〜２分、 膜の汚染が大きいと判断される時は、１）の通常時殺菌
剤注入逆洗工程に代わって、殺菌剤を注入せずに、酸注
入ポンプＰ７を起動し、加温した逆洗水を用いて、前記
の低濃度の酸注入逆洗を２）の酸注入加温逆洗工程の前
に行なっておくことも効果的である。この場合は、原水
循環系統内の保有水量以上の加温した逆洗水貯槽（図示
せず）が必要になる。この方法は次に述べる３）酸化剤
注入逆洗工程の場合、酸の代わりに、加温した逆洗水を
用い、１）に述べた通常時殺菌剤（酸化剤）注入逆洗工
程を行なうことも効果的である。

【００２６】３）酸化剤注入逆洗工程 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同様であ
る。酸の代わりに、殺菌剤として使用していた、例えば
次亜塩素酸ナトリウムを、酸化剤として利用し、次亜塩
素酸ナトリウム注入ポンプＰ５を起動し、原水循環系統
の、例えば＊ａのところに循環水の遊離塩素濃度が２０
〜１００ｍｇ／ｌ程度になるように注入する。循環水の
循環方法、加温方法及び流量、圧力の変動操作方法も、
前記の酸注入逆洗工程と同様に行なってよい。しかし、
酸化剤は有機物等と反応して、濃度が低下した場合は、
その効果が低下し、接触時間を長くする必要が生じるの
で、循環洗浄中に補給するのが良い。逆洗用ろ過水循環
弁１１も当然、開としてろ過水側も循環する。

【００２７】４）置換ブロー工程 本発明においては、殺菌剤（酸化剤）と酸を単独で、又
は交互に使用するため、交互に使用した場合に、酸、又
は酸化剤が系内に残留した時、酸化剤、又は酸を注入し
た逆洗を行なった場合に、例えば遊離塩素ガスが生じて
しまい、膜の強度を劣化させる危険がある。それゆえ、
２）、３）の逆洗を行なった場合は、充分に酸、酸化剤
の置換ブローを行なう必要がある。置換ブロー工程は代
表的には、次の如く行なう。殺菌剤の入っていない原水
１を用い、原水ポンプＰ１、循環ポンプＰ２を起動し、
ろ過時用循環弁Ｖ１ａ、又は洗浄用循環弁Ｖ１ｂ、逆洗
用循環弁１１、そしてブロー弁１０又は逆洗排水上部出
口弁Ｖ６を開として行なう。本工程は２）、３）の工程
を実施した時は必ず行なうことが必要である。

【００２８】（４）本発明は、前述の各工程を原水性状
等を考慮し、適切に組み合わせることを基本としてい
る。各工程の名称とその記号を下記の如く定め、その運
転の組み合わせ例を示すとつぎのとおりである。 → ：ろ過工程、 逆洗Ａ ：通常時殺菌剤注入逆洗工程、 逆洗Ｂ ：酸注入加温逆洗工程（置換ブロー工程を含
む）、 逆洗Ｃ ：酸化剤注入逆洗工程（置換ブロー工程を含
む）、 ＜クロスフロー方式の運転組合せ例＞ 原水 ：工業用水（河川水を一次処理、硫酸バンド
使用、濁度、２〜１０度程度）、 ろ過時間 ：３０〜４０分、

【００２９】運転例１）〔Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ
→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ｂ→〕を繰返し、Ｃは
フラックスの低下傾向が見られた時、例えばＢ−Ｃ，Ｃ
−Ｂ−Ｃの一連の工程を行なう。 運転例２）〔Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ
→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ｂ→〕を繰返しと、Ｃを０．５日か
ら１週間に１回、定期的に行なう。Ｃを行なう時は、Ｂ
−Ｃ，又はＣ→Ｂ→Ｃの様にＢとＣの間にろ過工程を行
なう方法、あるいは運転例１）の様に一連の工程として
逆洗を行なう方法でも良い。 運転例３）原水が河川水、湖沼水であり比較的、有機物
の存在量が多い場合は、酸化剤を用いる逆洗Ｃの頻度設
定が重要である。運転例を下記に示す。〔Ａ→Ａ→Ａ→
Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ｂ→
Ｃ〕を繰返し、Ｂ，Ｃは運転例１）の様に一連の工程と
して、例えばＣ−Ｂ−Ｃ、又はＢ−Ｃ−Ｂの一連の逆洗
工程とする方が効果的であることも多い。

【００３０】＜全ろ過方式の運転組合せ例＞ 原水 ：工業用水（河川水を一次処理、硫酸バンド
使用、濁度、２〜１０度程度）、 ろ過時間 ：１５〜３０分、 フラックス：０．８〜１．２ｍ³ ／ｍ² ．日、 運転例４）〔Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ｂ→〕
を繰返し、Ｃはフラックスの低下傾向が見られる時、例
えばＢ−Ｃ，Ｃ−Ｂ−Ｃの一連の工程、又はＢ→Ｃ，Ｃ
→Ｂ→Ｃの様にＢとＣの間にろ過工程を行なってもよ
い。ＡはＡ，Ｂ，Ｃの中で最も逆洗排水量が少ない。水
回収率を向上させるため、運転状況を見て、できるだけ
Ａの実施回数が多くなるよう運転方法を設定することが
大切である。

【００３１】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。 実施例１ 図１の処理フローによるクロスフロー方式の処理を行な
った。 （１）原水 ：工業用水、 表１に原水の水質を示す。 （２）運転条件 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、５５％）、 ろ過時間 ：４０分間、 フラックス ：１．５ｍ³ ／ｍ² ．日に設定した。 逆洗Ａ： 通常時殺菌剤注入逆洗工程、 下向流逆洗：２０秒間、Ｃｌ₂ ５ｍｇ／ｌ注入、加温：無、 上向流逆洗：２０秒間、Ｃｌ₂ 注入：無、加温：無、

【００３２】逆洗Ｂ： 酸注入加温逆洗工程、 １０％クエン酸と１％塩酸の混酸をクエン酸で７００〜
１２００ｍｇ／ｌになるように原水循環系統に注入し
た。 加温：２０〜２２℃ 流量：圧力変動範囲、 高流速循環洗浄（３０秒間）：１０．０（高流速）→ ０．０ｍ³ ／ｈｒ（停止） 圧力変動（３０秒間）：１．５２（高流速）→ ０．２ｋｇｆ／ｃｍ² （停止） 〔高流速循環洗浄→停止〕操作を１０回繰返した後、更 に２０分間の高流速循環洗浄を行なった。 逆洗Ｃ： 酸化剤注入加温逆洗工程、 逆洗Ｂの酸の代わりに、次亜塩素酸ナトリウムを遊離塩
素（Ｃｌ₂ ）で原水循環系統に４０ｍｇ／ｌ程度の濃度
になるように注入した。その他の条件は逆洗Ｂと同じと
した。

【００３３】３）運転の組合せ 運転例５）〔Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ
→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ｂ→〕を繰返し、Ｃはフラックスの
低下傾向が見られないが７日毎にＢ−Ｃの一連の工程を
行なった。クエン酸注入量：７００ｍｇ／ｌ、 運転例６）〔Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ
→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ｂ→〕を繰返しと、Ｃを２０日毎に
定期的に行なった。またＣ→Ｂ→Ｃの様にＢとＣの間に
ろ過工程を行なった。クエン酸注入量：１２００ｍｇ／
ｌ、 ＜結果＞表１にろ過水の水質を示す。

【００３４】

【表１】 注）水温は３〜１８℃であった。

【００３５】運転例５）、６）のいずれも前記表１に示
す良好なろ過水の水質が得られた。また同様に原水水温
が５℃以下とかなり低くても、フラックスは１．５ｍ³
／ｍ² ．日程度が安定して得られ、６ヶ月間の長期間、
連続運転が出来た。６ヶ月後のフラックスも低下してい
ないので、更に連続運転は可能の状態であった。また各
圧力も下記の如く安定していた。 膜モジュール入口 ：０．７〜０．８ｋｇｆ／ｃｍ² 、 原水循環系統 ：０．４〜０．５ｋｇｆ／ｃｍ² 、 ろ過水出口 ：０．２５〜０．３０ｋｇｆ／ｃｍ² 、 この時の、２５℃、０．４ｋｇｆ／ｃｍ² の補正フラッ
クスは３．０ｍ³ ／ｍ² ．日程度と安定していた。

【００３６】実施例２ 図１の処理フローによる全ろ過方式の処理を行なった。
原水は実施例１の表１に示す原水水質と、また逆洗方法
も同じである。運転方法は下記に示す条件を除き、実施
例１と同じである。 （１）ろ過時間 ：３０分間、 （２）フラックス ：１．０ｍ³ ／ｍ² ．日に設
定した。 （３）逆洗Ｂの〔高流速循環洗浄→停止〕操作後の高流
速循環洗浄時間：１０分間、 （４）運転の組合せ、 運転例７）〔Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ｂ→〕
を繰返し、Ｃはフラックスの低下傾向が見られないが、
７日毎にＢ−Ｃの一連の工程を行なった。クエン酸注入
量：７００ｍｇ／ｌ、

【００３７】＜結果＞約３ヶ月間の連続運転が出来た。
３ヶ月後の膜モジュール入口圧力は１．２ｋｇｆ／ｃｍ
² 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、遊離塩素として
５０〜１００ｍｇ／ｌの次亜塩素酸ナトリウム洗浄を行
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。しかし、全ろ過方式の水
回収率（原水に対するろ過水の割合）は８５％程度であ
り、前記の運転例５）、６）の９２から９５％程度に対
して、小さくなっている。

【００３８】実施例３ 図１に示す処理フローにより、表２に示す原水（河川
水）を用い、クロスフロー方式の処理を行なった。原水
条件及び下記に示す条件以外は、実施例１と同じであ
る。 （運転の組合せ） 運転例７）〔Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ
→Ａ→Ａ→Ａ→Ａ→Ｂ→〕を繰返し、Ｃはフラックスの
低下傾向が見られないが１日毎にＢ−Ｃの一連の逆洗工
程を行なった。クエン酸注入量：８００ｍｇ／ｌ ＜結果＞表２にろ過水の水質を示す。

【００３９】

【表２】 注）水温は４〜２５℃であった。 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る。
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る。処理は、凝集剤のＰＡ
Ｃ等を用いて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。

【００４０】比較例１ 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）ろ過時間 ：３０分間、 （２）フラックス ：１．５ｍ³ ／ｍ² ．日に設定した。 （３）逆洗Ａの逆洗工程：前述した下向流逆洗、Ｃｌ₂ 注入量：４ｍｇ／ｌ、 前述した上向流逆洗、Ｃｌ₂ 注入量：４ｍｇ／ｌ、 （４）運転の組合せ 運転例８）〔Ａ→Ａ→Ａ→Ｆ→Ａ→Ａ→Ａ→Ｆ→〕の繰返し、 逆洗Ｆ ：フラッシング工程である。原水１を原水ポンプＰ１を起動し、膜モ ジュール５に供給するとともに、また逆洗水下部入口弁Ｖ４を開、 逆洗水ポンプＰ３を起動し、逆洗水を膜モジュール５に上向流で、 かつ高流速で通水することによって、膜内面の濁質を逆洗排水上部 出口弁Ｖ６から排出する。

【００４１】＜結果＞１ヶ月〜２ヶ月間しか、連続運転
出来なかった。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。初期の０．６ｋｇｆ／ｃｍ² から１．４ｋｇｆ
／ｃｍ² 程度に上昇してしまう。なお、この時のろ過水
出口側の圧力は開放条件の値、０．１５〜０．２５ｋｇ
ｆ／ｃｍ² 程度である。

【００４２】

【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、及び海水中の濁質の除去に効果的であ
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〜２、３
日間停止し、その間ろ過水は得られない。本発明によれ
ばこのようなことは無くなり、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】本発明のろ過逆洗方法を実施するためのフロー
工程図。

【図２】従来のろ過逆洗方法のフロー工程図。

【符号の説明】

１：原水、２：原水槽、３：自動フィルタ、４：自動フ
ィルタのドレンライン、５：膜モジュール、６：ろ過水
槽、７：殺菌剤貯槽（従来）、８：殺菌剤兼酸化剤貯
槽、９：クエン酸薬品貯槽、１０：圧力開放弁、１１：
逆洗用ろ過水循環弁、１２：原水循環系統（クロスフロ
ーライン）、１３：加温装置、１４：ろ過水ライン、１
５：逆洗水下部流入ライン、１６：ろ過水、１７：逆洗
用ろ過水循環ライン、１８：薬品洗浄槽、１９、２０、
２１、２２：手動弁、Ｖ１：循環弁、Ｖ１ａ：ろ過時用
循環弁、Ｖ１ｂ：洗浄用循環弁、Ｖ２：ろ過水出口弁、
Ｖ３：逆洗水上部入口弁、Ｖ４：逆洗水下部入口弁、Ｖ
５：逆洗排水下部出口弁、Ｖ６：逆洗排水上部出口弁、
Ｐ１：原水ポンプ、Ｐ２：循環ポンプ、Ｐ３：逆洗水ポ
ンプ、Ｐ４：殺菌剤（次亜塩素酸ナトリウム）注入ポン
プ、Ｐ５：酸化剤（次亜塩素酸ナトリウム）注入ポン
プ、Ｐ６：酸注入ポンプ（原水循環系統用）、Ｐ７：酸
注入ポンプ（逆洗水ライン用）、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−22905（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−156393（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−299767（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−313845（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５−103958（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−307407（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01D 65/06 B01D 63/02 C02F 1/44

Claims (5)

(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、クロスフロー方式又は全ろ過方式で原
   水からろ過水を得るに際し、該膜モジュールを含む原水
   循環系統を設け、前記膜モジュールに原水を通してろ過
   水を得るろ過工程と、殺菌剤を注入した逆洗水によって
   逆洗する逆洗工程とを、順次交互に行うと共に、該順次
   交互に行っているろ過・逆洗工程に、前記原水循環系統
   にクエン酸濃度として５０〜２０００ｍｇ／ｌの低濃度
   の酸を注入した原水を、前記ろ過時の循環系の流速の２
   〜５倍の高流速で通す循環洗浄工程及び／又は前記殺菌
   剤を注入した原水を、前記ろ過時の循環系の流速の２〜
   ５倍の高流速で通す循環洗浄工程を、組合せて行うこと
   を特徴とする除濁用膜モジュールのろ過逆洗方法。
2. 【請求項２】 前記低濃度の酸及び／又は殺菌剤を注入
   した循環洗浄工程は、該工程の前又は後、又は前後に酸
   及び殺菌剤を含まない逆洗水で逆洗する工程を設けるこ
   とを特徴とする請求項１記載の除濁用膜モジュールのろ
   過逆洗方法。
3. 【請求項３】 前記低濃度の酸及び／又は殺菌剤を注入
   した循環洗浄工程は、循環経路内の水温を１５℃〜４０
   ℃に加温することを特徴とする請求項１又は２記載の除
   濁用膜モジュールのろ過逆洗方法。
4. 【請求項４】 前記低濃度の酸は、クエン酸、又はクエ
   ン酸と無機酸の混酸であることを特徴とする請求項１、
   ２又は３記載の除濁用膜モジュールのろ過逆洗方法。
5. 【請求項５】 前記低濃度の酸及び／又は殺菌剤を注入
   した循環洗浄工程は、前記高流速で通す循環洗浄と前記
   ろ過時の循環系の流速程度の低流速で通す循環洗浄又は
   前記高流速で通す循環洗浄と停止の操作を繰返して行う
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の除
   濁用膜モジュールのろ過逆洗方法。