JP3659106B2 - 膜分離装置の運転方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、精密濾過（ＭＦ）膜分離装置、限外濾過（ＵＦ）膜分離装置、逆浸透（ＲＯ）膜分離装置などの膜分離装置の運転方法に関する。詳しくは高い膜濾過流束を安定に維持するための膜分離装置の運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
膜分離装置に用いられる膜モジュールとして、集水管の外周に分離膜を巻回したスパイラル型膜モジュールがある。
【０００３】
図６は従来のスパイラル型膜モジュールの構造を示す一部分解斜視図である。
【０００４】
集水管１の外周に複数の袋状の分離膜２がメッシュスペーサ３を介して巻回されている。
【０００５】
集水管１には管内外を連通するスリット状開口が穿設されている。分離膜２は袋状のものであり、その中央部が集水管１をくるんでいる。この袋状分離膜２の内部にはメッシュスペーサ等よりなる流路材４が挿入されており、この袋状分離膜（袋状膜）２の内部が透過水流路となっている。
【０００６】
袋状膜２の巻回体５の両端にトップリング６とエンドリング７とが設けられ、その外周にブラインシール８が周設されている。
【０００７】
原水は、巻回体５の前端面から袋状膜２同士の間の原水流路に流入し、そのまま巻回体５の長手方向に流れ、巻回体５の後端面から濃縮水として流出する。この原水流路を流れる間に水が袋状膜２を透過してその内部に入り、集水管１内に流入し、該集水管１の後端側からモジュール外に取り出される。
【０００８】
上記従来のスパイラル型膜モジュールには、次のような解決すべき課題があった。
(1) 集水管１内の透過水流量を多くするためには該集水管１を大径化する必要があるが、そのようにするとスパイラル型膜モジュールの径も大きくなってしまう。
(2) 袋状膜２内に透過してきた透過水は、該袋状膜２内をスパイラル状に回りながら集水管１まで流れるため、袋状膜２内の流通抵抗が大きい。しかも、袋状膜２内から集水管１に流れ込む集水管スリット部付近での流通抵抗も大きい。
(3) 原水流路を流れる原水流量は、下流側になるほど減少する。（原水が濃縮される分だけ原水流量が減る。）このため、原水流路下流域では原水流速が小さくなり、汚れが付着し易くなる。
【０００９】
本発明者は、上記従来の問題点を解決し、集水管が不要であり、透過水流通抵抗が小さいスパイラル型膜モジュールとして、袋状膜をシャフトに巻回して巻回体とし、該巻回体の一端面から原水が供給され、透過水が巻回体の他端面から取り出されるようにしたスパイラル型膜モジュールを特開平１０−２７２３４２号等にて提案している。
【００１０】
図２〜５は同号公報に記載のスパイラル型膜モジュールを示すものであり、図２（ａ）はスパイラル型膜モジュールの袋状膜及び該袋状膜が巻き付けられるシャフトの斜視図、図２（ｂ），（ｃ）はそれぞれ図２（ａ）のＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線に沿う断面図である。図３はシャフトの周りに袋状膜を巻き付ける方法を示す断面図、図４は巻回体とソケットとの係合関係を示す斜視図、図５はスパイラル型膜モジュールの側面図である。
【００１１】
この袋状膜１０は、正方形又は長方形状のものであり、第１の辺部１１、第２の辺部１２、第３の辺部１３及び第４の辺部１４を有している。この袋状膜１０は、長い一枚の分離膜フィルムを第２の辺部１２の部分で二つに折り返し、第１の辺部１１及び第３の辺部１３において折り重なった分離膜フィルム同士を接着剤等によって接着し、第４の辺部１４の一部については接着を行うことなく開放部とした袋状のものである。
【００１２】
第４の辺部１４の途中から第３の辺部１３にかけて袋状膜１０の分離膜フィルム同士が接着されておらず、透過水流出用の開放部３０となっている。また、この第４の辺部１４の該途中から第１の辺部１１にかけては、袋状膜１０の分離膜フィルム同士が接着されており、透過水の流出を阻止する閉鎖部３１となっている。
【００１３】
この袋状の膜１０内に透過水流路材（例えばメッシュスペーサ等よりなる。）１５が挿入配置されている。なお、袋状膜１０としては、長い一枚のフィルムを第２の辺部１２部分で二つに折り返したものに限らず、二枚の分離膜フィルムを重ね合わせ、第１の辺部１１、第２の辺部１２、第３の辺部１３及び第４の辺部１４の一部を接着するようにしたものであっても良い。
【００１４】
この袋状膜１０の一方の面には、接着剤１６が付着されると共に他方の面には接着剤１７，１８が付着され、この袋状膜１０がシャフト２０の周りに巻き付けられる。接着剤１６は第１の辺部１１に沿って付着され、接着剤１７は第３の辺部１３に沿って付着されている。接着剤１８は第４の辺部１４の長手方向の前記途中箇所から第３の辺部１３にかけて、透過水流出用の開放部３０に沿って付着されている。
【００１５】
複数枚の袋状膜１０をシャフト２０の周囲に巻き付けることにより、重なり合った袋状膜１０同士は接着剤１７，１８の部分において水密的に接合される。これにより、袋状膜１０，１０同士の間には原水（及び濃縮水）が流れる原水流路が構成される。接着剤１８が硬化することにより、巻回体の後端面には、内周側に原水（濃縮水）の流出用の開放部が形成され、外周側に原水流出阻止用の閉鎖部が形成される。
【００１６】
第４の辺部１４のうち透過水流出用の開放部３０と透過水流出阻止用の閉鎖部３１との境界部分から、巻回体の後方に向ってフィン１９が延設されている。このフィン１９は、例えば合成樹脂フィルム又はシートよりなり、袋状膜１０に対し接着等により接合されるのが好ましい。
【００１７】
袋状膜１０をシャフト２０の周りに図３の如く原水流路材（メッシュスペーサ）２９を介して巻き付けることにより、図４に示すように巻回体２４が形成される。この巻回体２４の後端面からは、フィン１９が延出する。各袋状膜１０の第４の辺部１４において同一箇所にフィン１９を設けておくことにより、フィン１９は巻回体２４の軸心から等半径位上に位置し、フィン１９が重なり合うことによりフィン１９がリング状の突出部を形成することになる。このリング状の突出部内に円筒状のソケット２５の後端を挿入し、該ソケット２５とフィン１９を接着剤等により接合する。なお、ソケット２５をフィン１９に外嵌めしても良い。また、フィン１９に沿って巻回体２４の後端面に旋盤で切込み溝を付け、該溝にソケット２５の端部を埋め込むようにしても良い。
【００１８】
このようにソケット２５とフィン１９とを接合することにより、巻回体２４の後端面の外周側の透過水流出領域とソケット２５の内周側の濃縮水流出領域とが区画される。
【００１９】
なお、袋状膜１０をシャフト２０の周りに巻き付けるに際しては、図３に示すように、袋状膜１０同士の間に原水流路材（メッシュスペーサ）２９を介在させておく。これらのメッシュスペーサ２９を介在させることにより、原水流路が構成される。
【００２０】
図５に示すように、巻回体２４の前縁及び後縁にそれぞれトップリング２６及びエンドリング２７を合成樹脂モールド等により形成し、トップリング２６の外周にブラインシール２８を周設する。
【００２１】
このように構成されたスパイラル型膜モジュールにおいては、図５に示すように、巻回体２４の前端面から原水が袋状膜１０同士の間の原水流路に流入する。この原水は、巻回体２４の軸心線と略平行方向に原水流路を流れ、巻回体２４の後端のソケット２５の内側の端面から取り出される。そして、このように原水が原水流路を流れる間に、水が袋状膜１０内に透過し、透過水は巻回体２４の後端面のうちソケット２５の外周側から流出する。
【００２２】
このスパイラル型膜モジュールにあっては、透過水が袋状膜１０内を巻回体２４の軸心線と平行方向に流れて後端面から取り出されるため、従来のスパイラル型膜モジュールに用いられていた集水管が不要である。このため、袋状膜から集水管内に流れ込む際の流通抵抗が無くなり、透過水流通抵抗が著しく小さくなる。
【００２３】
なお、集水管を省略しており、その分だけ袋状膜１０の巻回方向の長さを大きくとることができ、膜面積を大きくとることが可能である。袋状膜の巻回方向の長さを大きくしても、透過水流通抵抗は増大せず、透過水量を多くすることができる。
【００２４】
このスパイラル型膜モジュールにあっては、原水流路の出口部分をソケット２５の内側だけに設けており、原水流路の出口（最下流部）を絞った構成としているため、原水流路の下流側においても原水（濃縮水）の流速が十分に大きなものとなり、原水流路下流域における汚れの付着を防止することができる。なお、ソケット２５の内側の面積と外側の面積（接着剤１８の辺部１４方向の長さ）は、このスパイラル型膜モジュールの水回収率に応じて決めるのが好ましい。
【００２５】
また、このスパイラル型膜モジュールにあっては、ソケット２５をフィン１９を用いて巻回体２４に接続しており、ソケット２５と巻回体２４との接続強度が高い。そして、このソケット２５によって原水の流入側と濃縮水の流出側とが水密的に区画分離される。
【００２６】
特開平１１−１６９６８４号公報には、このスパイラル型膜モジュールの逆洗方法として、巻回体内部に透過水が存在する状態で透過水側に逆洗用気体を供給し、残存する透過水を逆流させ、その後、残存透過水が減少し気液混合状態を経て気体のみが流れるようになるまで気体供給を継続する方法が開示されている。
【００２７】
また、特開平１１−１３７９７７号公報には、この膜モジュールを薬品（洗浄薬品溶液）で洗浄する装置が記載されている。
【００２８】
ところで、一般に、膜分離装置の膜モジュールの洗浄は、通水運転により膜面に付着したＳＳ成分の除去を短い間隔（例えば８分に１回）にて実施する空気逆洗と長い間隔（例えば１ヶ月に１回）にて実施する薬品洗浄で実施していた。
【００２９】
一般に、膜分離装置では、孔径が大きいほど単位圧力当たりの膜濾過流束（以下換算フラックスと記載する。）は、その運転初期には大きいものの、被処理水中の微粒子が孔内に目詰まりしやすく急激に換算フラックスは低下する。従って、孔径１μｍ以上の比較的孔径の大きなＭＦ膜を用いた膜分離装置では、上記のような空気逆洗を実施しても高い膜濾過流束を安定に維持することができず、薬品洗浄を頻繁に行う必要があった。
【００３０】
この薬品洗浄は、薬剤コストがかかると共に、排出される使用済みの薬品は、廃液処理が必要となる。
【００３１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、水による逆洗だけで透過水量を十分に回復させることが可能な膜分離装置の運転方法を提供することを目的とする。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
本発明の膜分離装置の運転方法は、複数の膜モジュールを備えてなる膜分離装置の運転方法にであって、一部の膜モジュールで本逆洗を行なっている間、他の膜モジュールでは原水を濾過する定常濾過運転を行う膜分離装置の運転方法において、該本逆洗は、膜モジュールに水を逆流させる工程と、この逆流を停止しておく工程とからなる逆洗サイクルを連続して複数回繰り返すものであり、該本逆洗を２〜２４時間継続して行うようにした膜分離装置の運転方法であって、該膜モジュールは、袋状膜の内部に透過水流路材が配置され、袋状膜同士の間には原水流路材が配置されているスパイラル型膜モジュールであって、該袋状膜は第１、第２、第３及び第４の辺部を有した略方形であり、該第１、第２及び第３の辺部は封じられ、該第４の辺部は一部が開放部となり残部が閉鎖部となっており、前記第４の辺部と直交する第１の辺部をシャフトに当てて袋状膜を巻回して巻回体とし、前記第４の辺部を該巻回体の後端面に臨ませ、該第４の辺部に対向する第２の辺部を該巻回体の前端面に臨ませ、該袋状膜同士の間の原水流路は、該第３の辺部の全体が封じられると共に、第４の辺部にあっては前記袋状膜の開放部と重なる箇所が閉鎖部となっており 、且つ前記袋状膜の閉鎖部と重なる箇所が開放部となっているスパイラル型膜モジュールであることを特徴とするものである。
【００３３】
かかる膜分離装置の運転方法によると、本逆洗により膜面の付着物をかなり高効率にて除去することができる。また、この本逆洗の間、他の膜モジュールにて定常濾過運転を行うので、濾過水を安定して生産することができると共に、逆洗排水を他の膜モジュールの濾過排水原水に用いることができる。
【００３４】
なお、本発明では、この逆洗用の洗浄水としては膜モジュールの透過水を用いることが好ましい。この透過水を逆流させるには、定常濾過運転中の膜モジュールで得られた透過水の一部をタンクに溜めておき、このタンクに気体圧を印加するのが好ましい。
【００３５】
本逆洗は、２〜２４時間連続して行われ、好ましくは６〜１２時間連続して行われる。
【００３６】
この本逆洗は、１回の逆洗サイクルを好ましくは０．５〜１０分、特に好ましくは０．８〜５分に一度の割合で行い、これを連続して多数回（上記の通り、２〜２４時間にわたって）繰り返す。
【００３７】
この１回の逆洗サイクルにおいては、水、好ましくは透過水（濾過水）を好ましくは３〜１０秒、特に好ましくは３〜５秒にわたって逆流させる。この１回目の逆洗サイクル時の逆流と２回目の逆洗サイクル時の逆流との間は、定常濾過運転の膜モジュールで得られた透過水の一部をタンクに溜め、あるいは透過水ヘッダーから逆流させることで次回目の逆洗に用いる。
【００３８】
本発明では、複数の膜モジュールのうち一部の膜モジュールで本逆洗を行っている間、他の膜モジュールでは定常濾過運転を行う。
【００３９】
この定常濾過運転では、連続して濾過を行う。ただし、間欠的に短時間の逆洗を行い、透過水の減少あるいは透過差圧の上昇を抑制する。この短時間の逆洗は、好ましくは２〜６０分、特に３〜３０分とりわけ４〜１０分に１回の頻度で行われるのが好ましい。１回の逆洗の所要時間は３〜１０秒程度特に３〜５秒程度が好ましい。この逆洗は水のみで行ってもよいが、最初に水逆洗を行い、その後空気などの気体を逆流させる気体逆洗に移行してもよい。
【００４０】
各膜モジュールは定常濾過運転を所定時間（例えば２〜２４時間特に好ましくは６〜１２時間）継続した後、本逆洗を行うのが好ましいが、定常濾過運転中に透過水量や透過差圧が十分には回復しないようになったときに、適宜に本逆洗工程に移ってもよい。
【００４１】
本発明の膜分離装置の運転方法は、上記の特開平１０−２７２３４２号公報のスパイラル型膜モジュール、即ち、袋状膜の内部に透過水流路材が配置され、袋状膜同士の間には原水流路材が配置されているスパイラル型膜モジュールであって、該袋状膜は第１、第２、第３及び第４の辺部を有した略方形であり、該第１、第２及び第３の辺部は封じられ、該第４の辺部は一部が開放部となり残部が閉鎖部となっており、前記第４の辺部と直交する第１の辺部をシャフトに当てて袋状膜を巻回して巻回体とし、前記第４の辺部を該巻回体の後端面に臨ませ、該第４の辺部に対向する第２の辺部を該巻回体の前端面に臨ませ、該袋状膜同士の間の原水流路は、該第３の辺部の全体が封じられると共に、第４の辺部にあっては前記袋状膜の開放部と重なる箇所が閉鎖部となっており、且つ前記袋状膜の閉鎖部と重なる箇所が開放部となっているものである。
【００４２】
このタイプのスパイラル型膜モジュールは、繰り返し逆洗が施されても破損しにくく、また逆洗が容易であり且つ逆洗により透過水量が回復し易い。
【００４３】
本発明で用いる膜モジュールは、膜孔径が１μｍ以上例えば１〜１００μｍ、特に２〜１０μｍとりわけ２〜５μｍ程度のＭＦ膜モジュールが好ましい。孔径が１μｍ未満の膜は、透過水量が少ない。
【００４４】
本発明では、原水としては井水、表流水、工場排水などが例示されるが、これに限定されるものではない。
【００４５】
原水中に色度成分、フミン質、フミン状物質などの除去すべき有機物質が含まれているときには、無機凝集剤を添加してもよいが、通常は無機凝集剤の添加は不要である。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。図１は本発明方法が適用される膜分離装置の系統図である。
【００４７】
前記図２〜５の構造のスパイラル型膜モジュール４０Ａ，４０Ｂが円筒状の耐圧ベッセル５０Ａ，５０Ｂ内に収容されている。ベッセル５０Ａ，５０Ｂの前端面の原水ポート５１Ａ，５１Ｂには、弁６１Ａ，６１Ｂを有した原水ライン６０Ａ，６０Ｂを介して集合原水ライン６０が接続されている。この弁６１Ａと原水ポート５１Ａとの間の原水ライン６０Ａ及び、弁６１Ｂと原水ポート５１Ｂとの間の原水ライン６０Ｂからは逆洗排水取出ライン６２Ａ，６２Ｂがそれぞれ分岐し、該排水取出ライン６２Ａ，６２Ｂに弁６３Ａ，６３Ｂが設けられている。
【００４８】
ベッセル５０Ａ，５０Ｂの後端面の中央の濃縮水ポート５２Ａ，５２Ｂには前記ソケット２５が内嵌している。この濃縮水ポート５２Ａ，５２Ｂには弁７１Ａ，７１Ｂを有した濃縮水ライン７０Ａ，７０Ｂが接続されている。
【００４９】
ベッセル５０Ａ，５０Ｂの後端面の周辺側に位置する透過水ポート５３Ａ，５３Ｂにはタンク８１Ａ，８１Ｂ及び弁８２Ａ，８２Ｂを有した透過水ライン８０Ａ，８０Ｂが接続されている。また、タンク８１Ａ，８１Ｂと、それよりも下流側の弁８２Ａ，８２Ｂとの間の透過水ライン８０Ａ，８０Ｂには、逆洗用の気体ライン８４Ａ，８４Ｂが接続されており、この気体ライン８４Ａ，８４Ｂに弁８５Ａ，８５Ｂが設けられている。気体ライン８４Ａ，８４Ｂは集合気体ライン８４を介してコンプレッサ等の加圧空気源に連結されている。
【００５０】
本逆洗を膜モジュール４０Ａで行い、定常膜濾過運転を膜モジュール４０Ｂで行っている場合には、本逆洗は以下の(i) 〜 (iii) の操作（逆洗サイクル）を連続して多数回繰り返すことによって行う。なお、本逆洗は２〜２４時間、好ましくは６〜１２時間継続して実施される。
【００５１】
(i) 透過水タンクへの透過水の導入
弁６１Ａ，６３Ａ，７１Ａ，８５Ａを閉とし、弁８２Ａを開とし、定常膜濾過運転を行っている膜モジュール４０Ｂで得られる膜透過水の少なくとも一部をタンク８１Ａに溜める。本タンクの容量はベッセル５０Ａの容量と同等以上、好ましくは同等より少し大きい程度とし、確実に透過水が逆洗に供せられるようにする。
【００５２】
(ii) 透過水の本逆洗膜モジュールへの導入・排出
弁６１Ａ，７１Ａ，８２Ａを閉とし、弁６３Ａ，８５Ａを開とし、気体ライン８４に気体（空気、窒素など）を供給する。この時の気体の供給圧は０．７ＭＰａ以上あることが好ましい。これによりタンク８１Ａ内に逆流方向に空気圧が加えられ、逆流水圧が透過水ポート５３Ａ，ベッセル５０Ａ内の透過水室５４Ａを介してスパイラル型膜モジュール４０Ａの袋状膜１０内の透過水流路に伝播し、タンク８１Ａ，透過水室５４Ａ及び袋状膜１０内の透過水が袋状膜１０を逆方向に透過して袋状膜１０同士の間の原水流路に流れ込み、原水ポート５１Ａ及び逆洗排水取出ライン６２Ａを介して流出する。逆洗排水取出ライン６２Ａより流出した逆洗排水の全量又は一部は図示しない原水タンクへと返送される。
【００５３】
(iii) 休止
弁６１Ａ，６３Ａ，７１Ａ，８２Ａ，８５Ａを閉とし、膜モジュール４０Ａの運転を停止する。本工程は上記(ii)の工程の次に行っても、上記(i)と(ii)間に行っても良い。又、本工程は無くても特に差し支えない。
【００５４】
膜モジュール４０Ａを本逆洗している間、膜モジュール４０Ｂは定常濾過運転を行うが、この定常濾過運転は通常の膜濾過運転で用いられている運転方法を実施する。例えば、以下(iv)，(v)の工程を繰り返し行うことによって実施される。
【００５５】
(iv) 通水
弁６３Ｂ，８５Ｂを閉とし、弁６１Ｂ，７１Ｂ，８２Ｂを開とする。原水は原水ポート５１Ｂからベッセル５０Ｂ内に供給され、濃縮水はソケット２５，ポート５２Ｂ及び濃縮水ライン７０Ｂを介して流出し、透過水はベッセル５０Ｂ内の後部側の透過水室５４Ｂから透過水ポート５３Ｂ及び透過水ライン８０Ｂを介して取り出される。
【００５６】
(v) 逆洗
弁６１Ｂ，７１Ｂ，８２Ｂを閉とし、弁６３Ｂ，８５Ｂを開とし、気体ライン８４に気体（空気、窒素など）を供給する。これによりタンク８１Ｂ内に逆流方向に空気圧が加えられ、逆流水圧が透過水ポート５３Ｂ，ベッセル５０Ｂ内の透過水室５４Ｂを介してスパイラル型膜モジュール４０Ｂの袋状膜１０内の透過水流路に伝播し、タンク８１Ｂ，透過水室５４Ｂ及び袋状膜１０内の透過水が袋状膜１０同士の間の原水流路に流れ込み、原水ポート５１Ｂ及び逆洗排水取出ライン６２Ｂを介して流出する。
【００５７】
なお、逆洗効率を高めるためには、膜モジュール４０Ａ，４０Ｂをシャフト軸心方向が上下方向となるように縦置きするのが好ましい。
【００５８】
上記実施の形態においては、ソケット２５の外周側に透過水流出部を配置し、ソケット２５の内側に濃縮水流出部を配置しているが、逆にソケット２５の内側を透過水流出部とし、ソケット２５の外周側を濃縮水流出部とするように構成しても良い。
【００５９】
なお、本発明の好適な洗浄条件について次に説明する。
(1) タンク８１Ａ，８１Ｂの容積は膜モジュールの容積と同等以上、好ましくは同等よりも少し大きい程度とし、十分に逆洗を行うようにする。
(2) 逆洗排水は全量又は５０％以上原水槽（図示略）に流入させ、回収率を高める。
(3) 逆洗の際の加圧気体圧は大気圧よりも０．７ＭＰａ以上高いことが好ましい。
【００６０】
なお、本発明は図２〜５の膜モジュール以外の膜モジュールを備えた膜分離装置の洗浄にも適用できる。また、膜モジュールを３基以上並列に設けてもよい。
【００６１】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００６２】
実施例１
図１において、膜モジュール４０Ａ，４０Ｂとして孔径３μｍのＰＴＦＥ製のＭＦ膜モジュールを用いた。膜面積は２．８ｍ２である。原水としてはＳＳ５〜１０ｐｐｍの井水を用いた。
【００６３】
定常濾過運転期間にあっては、４分毎に短時間の逆洗として２０秒の逆洗を１回だけ行った。この２０秒の逆洗の間に１０Ｌの水が逆流した。
【００６４】
定常濾過運転を６時間継続した後、本逆洗を６時間行った。この本逆洗にあっては、１逆洗サイクルを３０秒間とし、この１逆洗サイクルにあってはまず１０Ｌの水を逆流させ、次いで逆流を停止しておくようにした。この逆洗サイクルを連続して６時間繰り返した。これにより３０日間、薬品洗浄なしに濾過運転を続行できた。
【００６５】
この間の運転の結果（日平均）は次の通りであった。
原水量 ８６．８ｍ３／ｄ
短時間逆洗排水量 ３．６ｍ３／ｄ
本逆洗排水量 ２８．８ｍ３／ｄ（全量回収）
生産水量 ８３．２ｍ３／ｄ
回収率 ９５．９％
【００６６】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によると膜分離装置の透過水量を水逆洗だけで十分に回復させることができる。このため、洗浄コストを著しく低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態に係る膜モジュールの洗浄方法を示す通水系統図である。
【図２】 （ａ）図はスパイラル型膜モジュールの袋状膜の斜視図、（ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（ｃ）図は（ａ）図のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図３】 図２のスパイラル型膜モジュールの袋状膜の巻き付け方法を示す断面図である。
【図４】 図２の膜モジュールの巻回体とソケットとの係合関係を示す斜視図である。
【図５】 図２のスパイラル型膜モジュールの側面図である。
【図６】 従来のスパイラル型膜モジュールの構造を示す一部分解斜視図である。
【符号の説明】
１０ 袋状膜
１１ 第１の辺部
１２ 第２の辺部
１３ 第３の辺部
１４ 第４の辺部
１５ 流路材
１６，１７，１８ 接着剤
１９ フィン
２０ シャフト
２４ 巻回体
２５ ソケット
２９ メッシュスペーサ
３０ 透過水流出用の開放部
３１ 透過水流出阻止用の閉鎖部
４０Ａ，４０Ｂ スパイラル型膜モジュール
５０Ａ，５０Ｂ ベッセル
６０Ａ，６０Ｂ 原水ライン
６２Ａ，６２Ｂ 逆洗排水取出ライン
７０Ａ，７０Ｂ 濃縮水ライン
８０Ａ，８０Ｂ 透過水ライン
８４ 気体ライン
【発明の属する技術分野】
本発明は、精密濾過（ＭＦ）膜分離装置、限外濾過（ＵＦ）膜分離装置、逆浸透（ＲＯ）膜分離装置などの膜分離装置の運転方法に関する。詳しくは高い膜濾過流束を安定に維持するための膜分離装置の運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
膜分離装置に用いられる膜モジュールとして、集水管の外周に分離膜を巻回したスパイラル型膜モジュールがある。
【０００３】
図６は従来のスパイラル型膜モジュールの構造を示す一部分解斜視図である。
【０００４】
集水管１の外周に複数の袋状の分離膜２がメッシュスペーサ３を介して巻回されている。
【０００５】
集水管１には管内外を連通するスリット状開口が穿設されている。分離膜２は袋状のものであり、その中央部が集水管１をくるんでいる。この袋状分離膜２の内部にはメッシュスペーサ等よりなる流路材４が挿入されており、この袋状分離膜（袋状膜）２の内部が透過水流路となっている。
【０００６】
袋状膜２の巻回体５の両端にトップリング６とエンドリング７とが設けられ、その外周にブラインシール８が周設されている。
【０００７】
原水は、巻回体５の前端面から袋状膜２同士の間の原水流路に流入し、そのまま巻回体５の長手方向に流れ、巻回体５の後端面から濃縮水として流出する。この原水流路を流れる間に水が袋状膜２を透過してその内部に入り、集水管１内に流入し、該集水管１の後端側からモジュール外に取り出される。
【０００８】
上記従来のスパイラル型膜モジュールには、次のような解決すべき課題があった。
(1) 集水管１内の透過水流量を多くするためには該集水管１を大径化する必要があるが、そのようにするとスパイラル型膜モジュールの径も大きくなってしまう。
(2) 袋状膜２内に透過してきた透過水は、該袋状膜２内をスパイラル状に回りながら集水管１まで流れるため、袋状膜２内の流通抵抗が大きい。しかも、袋状膜２内から集水管１に流れ込む集水管スリット部付近での流通抵抗も大きい。
(3) 原水流路を流れる原水流量は、下流側になるほど減少する。（原水が濃縮される分だけ原水流量が減る。）このため、原水流路下流域では原水流速が小さくなり、汚れが付着し易くなる。
【０００９】
本発明者は、上記従来の問題点を解決し、集水管が不要であり、透過水流通抵抗が小さいスパイラル型膜モジュールとして、袋状膜をシャフトに巻回して巻回体とし、該巻回体の一端面から原水が供給され、透過水が巻回体の他端面から取り出されるようにしたスパイラル型膜モジュールを特開平１０−２７２３４２号等にて提案している。
【００１０】
図２〜５は同号公報に記載のスパイラル型膜モジュールを示すものであり、図２（ａ）はスパイラル型膜モジュールの袋状膜及び該袋状膜が巻き付けられるシャフトの斜視図、図２（ｂ），（ｃ）はそれぞれ図２（ａ）のＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線に沿う断面図である。図３はシャフトの周りに袋状膜を巻き付ける方法を示す断面図、図４は巻回体とソケットとの係合関係を示す斜視図、図５はスパイラル型膜モジュールの側面図である。
【００１１】
この袋状膜１０は、正方形又は長方形状のものであり、第１の辺部１１、第２の辺部１２、第３の辺部１３及び第４の辺部１４を有している。この袋状膜１０は、長い一枚の分離膜フィルムを第２の辺部１２の部分で二つに折り返し、第１の辺部１１及び第３の辺部１３において折り重なった分離膜フィルム同士を接着剤等によって接着し、第４の辺部１４の一部については接着を行うことなく開放部とした袋状のものである。
【００１２】
第４の辺部１４の途中から第３の辺部１３にかけて袋状膜１０の分離膜フィルム同士が接着されておらず、透過水流出用の開放部３０となっている。また、この第４の辺部１４の該途中から第１の辺部１１にかけては、袋状膜１０の分離膜フィルム同士が接着されており、透過水の流出を阻止する閉鎖部３１となっている。
【００１３】
この袋状の膜１０内に透過水流路材（例えばメッシュスペーサ等よりなる。）１５が挿入配置されている。なお、袋状膜１０としては、長い一枚のフィルムを第２の辺部１２部分で二つに折り返したものに限らず、二枚の分離膜フィルムを重ね合わせ、第１の辺部１１、第２の辺部１２、第３の辺部１３及び第４の辺部１４の一部を接着するようにしたものであっても良い。
【００１４】
この袋状膜１０の一方の面には、接着剤１６が付着されると共に他方の面には接着剤１７，１８が付着され、この袋状膜１０がシャフト２０の周りに巻き付けられる。接着剤１６は第１の辺部１１に沿って付着され、接着剤１７は第３の辺部１３に沿って付着されている。接着剤１８は第４の辺部１４の長手方向の前記途中箇所から第３の辺部１３にかけて、透過水流出用の開放部３０に沿って付着されている。
【００１５】
複数枚の袋状膜１０をシャフト２０の周囲に巻き付けることにより、重なり合った袋状膜１０同士は接着剤１７，１８の部分において水密的に接合される。これにより、袋状膜１０，１０同士の間には原水（及び濃縮水）が流れる原水流路が構成される。接着剤１８が硬化することにより、巻回体の後端面には、内周側に原水（濃縮水）の流出用の開放部が形成され、外周側に原水流出阻止用の閉鎖部が形成される。
【００１６】
第４の辺部１４のうち透過水流出用の開放部３０と透過水流出阻止用の閉鎖部３１との境界部分から、巻回体の後方に向ってフィン１９が延設されている。このフィン１９は、例えば合成樹脂フィルム又はシートよりなり、袋状膜１０に対し接着等により接合されるのが好ましい。
【００１７】
袋状膜１０をシャフト２０の周りに図３の如く原水流路材（メッシュスペーサ）２９を介して巻き付けることにより、図４に示すように巻回体２４が形成される。この巻回体２４の後端面からは、フィン１９が延出する。各袋状膜１０の第４の辺部１４において同一箇所にフィン１９を設けておくことにより、フィン１９は巻回体２４の軸心から等半径位上に位置し、フィン１９が重なり合うことによりフィン１９がリング状の突出部を形成することになる。このリング状の突出部内に円筒状のソケット２５の後端を挿入し、該ソケット２５とフィン１９を接着剤等により接合する。なお、ソケット２５をフィン１９に外嵌めしても良い。また、フィン１９に沿って巻回体２４の後端面に旋盤で切込み溝を付け、該溝にソケット２５の端部を埋め込むようにしても良い。
【００１８】
このようにソケット２５とフィン１９とを接合することにより、巻回体２４の後端面の外周側の透過水流出領域とソケット２５の内周側の濃縮水流出領域とが区画される。
【００１９】
なお、袋状膜１０をシャフト２０の周りに巻き付けるに際しては、図３に示すように、袋状膜１０同士の間に原水流路材（メッシュスペーサ）２９を介在させておく。これらのメッシュスペーサ２９を介在させることにより、原水流路が構成される。
【００２０】
図５に示すように、巻回体２４の前縁及び後縁にそれぞれトップリング２６及びエンドリング２７を合成樹脂モールド等により形成し、トップリング２６の外周にブラインシール２８を周設する。
【００２１】
このように構成されたスパイラル型膜モジュールにおいては、図５に示すように、巻回体２４の前端面から原水が袋状膜１０同士の間の原水流路に流入する。この原水は、巻回体２４の軸心線と略平行方向に原水流路を流れ、巻回体２４の後端のソケット２５の内側の端面から取り出される。そして、このように原水が原水流路を流れる間に、水が袋状膜１０内に透過し、透過水は巻回体２４の後端面のうちソケット２５の外周側から流出する。
【００２２】
このスパイラル型膜モジュールにあっては、透過水が袋状膜１０内を巻回体２４の軸心線と平行方向に流れて後端面から取り出されるため、従来のスパイラル型膜モジュールに用いられていた集水管が不要である。このため、袋状膜から集水管内に流れ込む際の流通抵抗が無くなり、透過水流通抵抗が著しく小さくなる。
【００２３】
なお、集水管を省略しており、その分だけ袋状膜１０の巻回方向の長さを大きくとることができ、膜面積を大きくとることが可能である。袋状膜の巻回方向の長さを大きくしても、透過水流通抵抗は増大せず、透過水量を多くすることができる。
【００２４】
このスパイラル型膜モジュールにあっては、原水流路の出口部分をソケット２５の内側だけに設けており、原水流路の出口（最下流部）を絞った構成としているため、原水流路の下流側においても原水（濃縮水）の流速が十分に大きなものとなり、原水流路下流域における汚れの付着を防止することができる。なお、ソケット２５の内側の面積と外側の面積（接着剤１８の辺部１４方向の長さ）は、このスパイラル型膜モジュールの水回収率に応じて決めるのが好ましい。
【００２５】
また、このスパイラル型膜モジュールにあっては、ソケット２５をフィン１９を用いて巻回体２４に接続しており、ソケット２５と巻回体２４との接続強度が高い。そして、このソケット２５によって原水の流入側と濃縮水の流出側とが水密的に区画分離される。
【００２６】
特開平１１−１６９６８４号公報には、このスパイラル型膜モジュールの逆洗方法として、巻回体内部に透過水が存在する状態で透過水側に逆洗用気体を供給し、残存する透過水を逆流させ、その後、残存透過水が減少し気液混合状態を経て気体のみが流れるようになるまで気体供給を継続する方法が開示されている。
【００２７】
また、特開平１１−１３７９７７号公報には、この膜モジュールを薬品（洗浄薬品溶液）で洗浄する装置が記載されている。
【００２８】
ところで、一般に、膜分離装置の膜モジュールの洗浄は、通水運転により膜面に付着したＳＳ成分の除去を短い間隔（例えば８分に１回）にて実施する空気逆洗と長い間隔（例えば１ヶ月に１回）にて実施する薬品洗浄で実施していた。
【００２９】
一般に、膜分離装置では、孔径が大きいほど単位圧力当たりの膜濾過流束（以下換算フラックスと記載する。）は、その運転初期には大きいものの、被処理水中の微粒子が孔内に目詰まりしやすく急激に換算フラックスは低下する。従って、孔径１μｍ以上の比較的孔径の大きなＭＦ膜を用いた膜分離装置では、上記のような空気逆洗を実施しても高い膜濾過流束を安定に維持することができず、薬品洗浄を頻繁に行う必要があった。
【００３０】
この薬品洗浄は、薬剤コストがかかると共に、排出される使用済みの薬品は、廃液処理が必要となる。
【００３１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、水による逆洗だけで透過水量を十分に回復させることが可能な膜分離装置の運転方法を提供することを目的とする。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
本発明の膜分離装置の運転方法は、複数の膜モジュールを備えてなる膜分離装置の運転方法にであって、一部の膜モジュールで本逆洗を行なっている間、他の膜モジュールでは原水を濾過する定常濾過運転を行う膜分離装置の運転方法において、該本逆洗は、膜モジュールに水を逆流させる工程と、この逆流を停止しておく工程とからなる逆洗サイクルを連続して複数回繰り返すものであり、該本逆洗を２〜２４時間継続して行うようにした膜分離装置の運転方法であって、該膜モジュールは、袋状膜の内部に透過水流路材が配置され、袋状膜同士の間には原水流路材が配置されているスパイラル型膜モジュールであって、該袋状膜は第１、第２、第３及び第４の辺部を有した略方形であり、該第１、第２及び第３の辺部は封じられ、該第４の辺部は一部が開放部となり残部が閉鎖部となっており、前記第４の辺部と直交する第１の辺部をシャフトに当てて袋状膜を巻回して巻回体とし、前記第４の辺部を該巻回体の後端面に臨ませ、該第４の辺部に対向する第２の辺部を該巻回体の前端面に臨ませ、該袋状膜同士の間の原水流路は、該第３の辺部の全体が封じられると共に、第４の辺部にあっては前記袋状膜の開放部と重なる箇所が閉鎖部となっており 、且つ前記袋状膜の閉鎖部と重なる箇所が開放部となっているスパイラル型膜モジュールであることを特徴とするものである。
【００３３】
かかる膜分離装置の運転方法によると、本逆洗により膜面の付着物をかなり高効率にて除去することができる。また、この本逆洗の間、他の膜モジュールにて定常濾過運転を行うので、濾過水を安定して生産することができると共に、逆洗排水を他の膜モジュールの濾過排水原水に用いることができる。
【００３４】
なお、本発明では、この逆洗用の洗浄水としては膜モジュールの透過水を用いることが好ましい。この透過水を逆流させるには、定常濾過運転中の膜モジュールで得られた透過水の一部をタンクに溜めておき、このタンクに気体圧を印加するのが好ましい。
【００３５】
本逆洗は、２〜２４時間連続して行われ、好ましくは６〜１２時間連続して行われる。
【００３６】
この本逆洗は、１回の逆洗サイクルを好ましくは０．５〜１０分、特に好ましくは０．８〜５分に一度の割合で行い、これを連続して多数回（上記の通り、２〜２４時間にわたって）繰り返す。
【００３７】
この１回の逆洗サイクルにおいては、水、好ましくは透過水（濾過水）を好ましくは３〜１０秒、特に好ましくは３〜５秒にわたって逆流させる。この１回目の逆洗サイクル時の逆流と２回目の逆洗サイクル時の逆流との間は、定常濾過運転の膜モジュールで得られた透過水の一部をタンクに溜め、あるいは透過水ヘッダーから逆流させることで次回目の逆洗に用いる。
【００３８】
本発明では、複数の膜モジュールのうち一部の膜モジュールで本逆洗を行っている間、他の膜モジュールでは定常濾過運転を行う。
【００３９】
この定常濾過運転では、連続して濾過を行う。ただし、間欠的に短時間の逆洗を行い、透過水の減少あるいは透過差圧の上昇を抑制する。この短時間の逆洗は、好ましくは２〜６０分、特に３〜３０分とりわけ４〜１０分に１回の頻度で行われるのが好ましい。１回の逆洗の所要時間は３〜１０秒程度特に３〜５秒程度が好ましい。この逆洗は水のみで行ってもよいが、最初に水逆洗を行い、その後空気などの気体を逆流させる気体逆洗に移行してもよい。
【００４０】
各膜モジュールは定常濾過運転を所定時間（例えば２〜２４時間特に好ましくは６〜１２時間）継続した後、本逆洗を行うのが好ましいが、定常濾過運転中に透過水量や透過差圧が十分には回復しないようになったときに、適宜に本逆洗工程に移ってもよい。
【００４１】
本発明の膜分離装置の運転方法は、上記の特開平１０−２７２３４２号公報のスパイラル型膜モジュール、即ち、袋状膜の内部に透過水流路材が配置され、袋状膜同士の間には原水流路材が配置されているスパイラル型膜モジュールであって、該袋状膜は第１、第２、第３及び第４の辺部を有した略方形であり、該第１、第２及び第３の辺部は封じられ、該第４の辺部は一部が開放部となり残部が閉鎖部となっており、前記第４の辺部と直交する第１の辺部をシャフトに当てて袋状膜を巻回して巻回体とし、前記第４の辺部を該巻回体の後端面に臨ませ、該第４の辺部に対向する第２の辺部を該巻回体の前端面に臨ませ、該袋状膜同士の間の原水流路は、該第３の辺部の全体が封じられると共に、第４の辺部にあっては前記袋状膜の開放部と重なる箇所が閉鎖部となっており、且つ前記袋状膜の閉鎖部と重なる箇所が開放部となっているものである。
【００４２】
このタイプのスパイラル型膜モジュールは、繰り返し逆洗が施されても破損しにくく、また逆洗が容易であり且つ逆洗により透過水量が回復し易い。
【００４３】
本発明で用いる膜モジュールは、膜孔径が１μｍ以上例えば１〜１００μｍ、特に２〜１０μｍとりわけ２〜５μｍ程度のＭＦ膜モジュールが好ましい。孔径が１μｍ未満の膜は、透過水量が少ない。
【００４４】
本発明では、原水としては井水、表流水、工場排水などが例示されるが、これに限定されるものではない。
【００４５】
原水中に色度成分、フミン質、フミン状物質などの除去すべき有機物質が含まれているときには、無機凝集剤を添加してもよいが、通常は無機凝集剤の添加は不要である。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。図１は本発明方法が適用される膜分離装置の系統図である。
【００４７】
前記図２〜５の構造のスパイラル型膜モジュール４０Ａ，４０Ｂが円筒状の耐圧ベッセル５０Ａ，５０Ｂ内に収容されている。ベッセル５０Ａ，５０Ｂの前端面の原水ポート５１Ａ，５１Ｂには、弁６１Ａ，６１Ｂを有した原水ライン６０Ａ，６０Ｂを介して集合原水ライン６０が接続されている。この弁６１Ａと原水ポート５１Ａとの間の原水ライン６０Ａ及び、弁６１Ｂと原水ポート５１Ｂとの間の原水ライン６０Ｂからは逆洗排水取出ライン６２Ａ，６２Ｂがそれぞれ分岐し、該排水取出ライン６２Ａ，６２Ｂに弁６３Ａ，６３Ｂが設けられている。
【００４８】
ベッセル５０Ａ，５０Ｂの後端面の中央の濃縮水ポート５２Ａ，５２Ｂには前記ソケット２５が内嵌している。この濃縮水ポート５２Ａ，５２Ｂには弁７１Ａ，７１Ｂを有した濃縮水ライン７０Ａ，７０Ｂが接続されている。
【００４９】
ベッセル５０Ａ，５０Ｂの後端面の周辺側に位置する透過水ポート５３Ａ，５３Ｂにはタンク８１Ａ，８１Ｂ及び弁８２Ａ，８２Ｂを有した透過水ライン８０Ａ，８０Ｂが接続されている。また、タンク８１Ａ，８１Ｂと、それよりも下流側の弁８２Ａ，８２Ｂとの間の透過水ライン８０Ａ，８０Ｂには、逆洗用の気体ライン８４Ａ，８４Ｂが接続されており、この気体ライン８４Ａ，８４Ｂに弁８５Ａ，８５Ｂが設けられている。気体ライン８４Ａ，８４Ｂは集合気体ライン８４を介してコンプレッサ等の加圧空気源に連結されている。
【００５０】
本逆洗を膜モジュール４０Ａで行い、定常膜濾過運転を膜モジュール４０Ｂで行っている場合には、本逆洗は以下の(i) 〜 (iii) の操作（逆洗サイクル）を連続して多数回繰り返すことによって行う。なお、本逆洗は２〜２４時間、好ましくは６〜１２時間継続して実施される。
【００５１】
(i) 透過水タンクへの透過水の導入
弁６１Ａ，６３Ａ，７１Ａ，８５Ａを閉とし、弁８２Ａを開とし、定常膜濾過運転を行っている膜モジュール４０Ｂで得られる膜透過水の少なくとも一部をタンク８１Ａに溜める。本タンクの容量はベッセル５０Ａの容量と同等以上、好ましくは同等より少し大きい程度とし、確実に透過水が逆洗に供せられるようにする。
【００５２】
(ii) 透過水の本逆洗膜モジュールへの導入・排出
弁６１Ａ，７１Ａ，８２Ａを閉とし、弁６３Ａ，８５Ａを開とし、気体ライン８４に気体（空気、窒素など）を供給する。この時の気体の供給圧は０．７ＭＰａ以上あることが好ましい。これによりタンク８１Ａ内に逆流方向に空気圧が加えられ、逆流水圧が透過水ポート５３Ａ，ベッセル５０Ａ内の透過水室５４Ａを介してスパイラル型膜モジュール４０Ａの袋状膜１０内の透過水流路に伝播し、タンク８１Ａ，透過水室５４Ａ及び袋状膜１０内の透過水が袋状膜１０を逆方向に透過して袋状膜１０同士の間の原水流路に流れ込み、原水ポート５１Ａ及び逆洗排水取出ライン６２Ａを介して流出する。逆洗排水取出ライン６２Ａより流出した逆洗排水の全量又は一部は図示しない原水タンクへと返送される。
【００５３】
(iii) 休止
弁６１Ａ，６３Ａ，７１Ａ，８２Ａ，８５Ａを閉とし、膜モジュール４０Ａの運転を停止する。本工程は上記(ii)の工程の次に行っても、上記(i)と(ii)間に行っても良い。又、本工程は無くても特に差し支えない。
【００５４】
膜モジュール４０Ａを本逆洗している間、膜モジュール４０Ｂは定常濾過運転を行うが、この定常濾過運転は通常の膜濾過運転で用いられている運転方法を実施する。例えば、以下(iv)，(v)の工程を繰り返し行うことによって実施される。
【００５５】
(iv) 通水
弁６３Ｂ，８５Ｂを閉とし、弁６１Ｂ，７１Ｂ，８２Ｂを開とする。原水は原水ポート５１Ｂからベッセル５０Ｂ内に供給され、濃縮水はソケット２５，ポート５２Ｂ及び濃縮水ライン７０Ｂを介して流出し、透過水はベッセル５０Ｂ内の後部側の透過水室５４Ｂから透過水ポート５３Ｂ及び透過水ライン８０Ｂを介して取り出される。
【００５６】
(v) 逆洗
弁６１Ｂ，７１Ｂ，８２Ｂを閉とし、弁６３Ｂ，８５Ｂを開とし、気体ライン８４に気体（空気、窒素など）を供給する。これによりタンク８１Ｂ内に逆流方向に空気圧が加えられ、逆流水圧が透過水ポート５３Ｂ，ベッセル５０Ｂ内の透過水室５４Ｂを介してスパイラル型膜モジュール４０Ｂの袋状膜１０内の透過水流路に伝播し、タンク８１Ｂ，透過水室５４Ｂ及び袋状膜１０内の透過水が袋状膜１０同士の間の原水流路に流れ込み、原水ポート５１Ｂ及び逆洗排水取出ライン６２Ｂを介して流出する。
【００５７】
なお、逆洗効率を高めるためには、膜モジュール４０Ａ，４０Ｂをシャフト軸心方向が上下方向となるように縦置きするのが好ましい。
【００５８】
上記実施の形態においては、ソケット２５の外周側に透過水流出部を配置し、ソケット２５の内側に濃縮水流出部を配置しているが、逆にソケット２５の内側を透過水流出部とし、ソケット２５の外周側を濃縮水流出部とするように構成しても良い。
【００５９】
なお、本発明の好適な洗浄条件について次に説明する。
(1) タンク８１Ａ，８１Ｂの容積は膜モジュールの容積と同等以上、好ましくは同等よりも少し大きい程度とし、十分に逆洗を行うようにする。
(2) 逆洗排水は全量又は５０％以上原水槽（図示略）に流入させ、回収率を高める。
(3) 逆洗の際の加圧気体圧は大気圧よりも０．７ＭＰａ以上高いことが好ましい。
【００６０】
なお、本発明は図２〜５の膜モジュール以外の膜モジュールを備えた膜分離装置の洗浄にも適用できる。また、膜モジュールを３基以上並列に設けてもよい。
【００６１】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００６２】
実施例１
図１において、膜モジュール４０Ａ，４０Ｂとして孔径３μｍのＰＴＦＥ製のＭＦ膜モジュールを用いた。膜面積は２．８ｍ２である。原水としてはＳＳ５〜１０ｐｐｍの井水を用いた。
【００６３】
定常濾過運転期間にあっては、４分毎に短時間の逆洗として２０秒の逆洗を１回だけ行った。この２０秒の逆洗の間に１０Ｌの水が逆流した。
【００６４】
定常濾過運転を６時間継続した後、本逆洗を６時間行った。この本逆洗にあっては、１逆洗サイクルを３０秒間とし、この１逆洗サイクルにあってはまず１０Ｌの水を逆流させ、次いで逆流を停止しておくようにした。この逆洗サイクルを連続して６時間繰り返した。これにより３０日間、薬品洗浄なしに濾過運転を続行できた。
【００６５】
この間の運転の結果（日平均）は次の通りであった。
原水量 ８６．８ｍ３／ｄ
短時間逆洗排水量 ３．６ｍ３／ｄ
本逆洗排水量 ２８．８ｍ３／ｄ（全量回収）
生産水量 ８３．２ｍ３／ｄ
回収率 ９５．９％
【００６６】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によると膜分離装置の透過水量を水逆洗だけで十分に回復させることができる。このため、洗浄コストを著しく低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態に係る膜モジュールの洗浄方法を示す通水系統図である。
【図２】 （ａ）図はスパイラル型膜モジュールの袋状膜の斜視図、（ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（ｃ）図は（ａ）図のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図３】 図２のスパイラル型膜モジュールの袋状膜の巻き付け方法を示す断面図である。
【図４】 図２の膜モジュールの巻回体とソケットとの係合関係を示す斜視図である。
【図５】 図２のスパイラル型膜モジュールの側面図である。
【図６】 従来のスパイラル型膜モジュールの構造を示す一部分解斜視図である。
【符号の説明】
１０ 袋状膜
１１ 第１の辺部
１２ 第２の辺部
１３ 第３の辺部
１４ 第４の辺部
１５ 流路材
１６，１７，１８ 接着剤
１９ フィン
２０ シャフト
２４ 巻回体
２５ ソケット
２９ メッシュスペーサ
３０ 透過水流出用の開放部
３１ 透過水流出阻止用の閉鎖部
４０Ａ，４０Ｂ スパイラル型膜モジュール
５０Ａ，５０Ｂ ベッセル
６０Ａ，６０Ｂ 原水ライン
６２Ａ，６２Ｂ 逆洗排水取出ライン
７０Ａ，７０Ｂ 濃縮水ライン
８０Ａ，８０Ｂ 透過水ライン
８４ 気体ライン
Claims (5)
- 複数の膜モジュールを備えてなる膜分離装置の運転方法にであって、
一部の膜モジュールで本逆洗を行なっている間、他の膜モジュールでは原水を濾過する定常濾過運転を行う膜分離装置の運転方法において、
該本逆洗は、膜モジュールに水を逆流させる工程と、この逆流を停止しておく工程とからなる逆洗サイクルを連続して複数回繰り返すものであり、
該本逆洗を２〜２４時間継続して行うようにした膜分離装置の運転方法であって、
該膜モジュールは、袋状膜の内部に透過水流路材が配置され、袋状膜同士の間には原水流路材が配置されているスパイラル型膜モジュールであって、
該袋状膜は第１、第２、第３及び第４の辺部を有した略方形であり、該第１、第２及び第３の辺部は封じられ、該第４の辺部は一部が開放部となり残部が閉鎖部となっており、
前記第４の辺部と直交する第１の辺部をシャフトに当てて袋状膜を巻回して巻回体とし、前記第４の辺部を該巻回体の後端面に臨ませ、該第４の辺部に対向する第２の辺部を該巻回体の前端面に臨ませ、
該袋状膜同士の間の原水流路は、該第３の辺部の全体が封じられると共に、第４の辺部にあっては前記袋状膜の開放部と重なる箇所が閉鎖部となっており、且つ前記袋状膜の閉鎖部と重なる箇所が開放部となっているスパイラル型膜モジュールであることを特徴とする膜分離装置の運転方法。 - 請求項１において、該本逆洗の逆洗は膜モジュールの透過水側から原水側へ洗浄水を逆流させるものであり、この洗浄水は膜モジュールの透過水であり、逆流を気体圧の印加によって行うことを特徴とする膜分離装置の運転方法。
- 請求項１又は２において、前記本逆洗の逆洗排水を定常濾過運転時の原水とすることを特徴とする膜分離装置の運転方法。
- 請求項１ないし３のいずれか１項において、前記定常濾過運転は、濾過の途中で短時間の逆洗を行う運転であることを特徴とする膜分離装置の運転方法。
- 請求項１ないし４のいずれか１項において、該膜モジュールは孔径１μｍ以上のＭＦ膜であることを特徴とする膜分離装置の運転方法。
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