JP5437278B2

JP5437278B2 - 浄水装置及びその運転方法

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Publication number: JP5437278B2
Application number: JP2010547773A
Authority: JP
Inventors: 克弥讃井; 好倫長坂; 辰廣加藤
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 2009-11-20
Filing date: 2010-11-19
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2030-11-19
Also published as: WO2011062268A1; JPWO2011062268A1; CN202968209U

Description

本発明は、膜モジュールを備えた浄水装置及びその運転方法に関する。
本願は、２００９年１１月２０日に、日本に出願された特願２００９−２６５３６３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

従来、水道水などの原水に含まれる汚濁物質や菌類を除去する方法として、膜モジュールを用いた浄水方法が知られており、膜モジュールを備えた浄水装置が家庭などで広く用いられている。

しかし、膜モジュールを備えた浄水装置は、原水中の汚濁物質などの固形物が濾過膜の表面に付着することによる目詰まりが起こりやすく、使用するに連れて濾過性能が低下しやすかった。
濾過性能の回復には濾過膜を使い捨てとし、必要に応じて交換すれば解決できるが、交換に手間がかかるという問題があった。また、環境問題や省資源の面で使い捨ては必ずしも好ましいものではない。

そこで、膜モジュールを洗浄することで濾過性能を回復する方法が提案されている。例えば特許文献１には、並列に設けられた２つの濾過ユニット（膜モジュール）と、濾過ユニットのいずれか一方に原水を供給する切替可能な三方弁を備え、濾過された水（透過水）を被吸水建築物へ供給する濾過装置が開示されている。前記濾過装置によれば、まず一方の濾過ユニットＡに原水を供給して濾過を行い、得られた透過水を被給水建築物に供給する。そして、前記濾過ユニットＡに備わる濾過フィルタＡが汚れ等で目詰まると、濾過ユニットＡへの原水の供給を停止し、他の濾過ユニットＢへ原水が供給されるように三方弁で切り替える。ついで、濾過ユニットＢにて濾過を行い、得られた透過水の大部分を被給水建築物に供給すると共に、透過水の一部を濾過ユニットＡに送り、透過水を逆流させて濾過フィルタＡを洗浄（逆洗）する。そして、濾過ユニットＢの濾過フィルタＢが目詰まると、今度は三方弁により原水の供給を濾過ユニットＢから濾過ユニットＡに切り替える。
ついで、濾過ユニットＡにて濾過を行い、得られた透過水の大部分を被給水建築物に供給すると共に、透過水の一部を濾過ユニットＢに送り濾過フィルタＢを逆洗する。
このように、特許文献１に記載の濾過装置によれば、目詰まりした濾過フィルタを再使用でき、長期間に亘ってフィルタを交換することなく使用を継続できる。

特開平１１−１３７９７６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の濾過装置は、濾過を２つの濾過ユニットで交互に行うので濾過の処理能力が低く、供給できる透過水の量が少なかった。また、一方の濾過ユニットで濾過を行うと同時に、得られた透過水の一部を用いて他方の濾過ユニットの逆洗を行うので、供給できる透過水の量がさらに低減されやすかった。十分な量の透過水を確保するためには、濾過フィルタを大きくしたり、濾過フィルタを複数備えたりした濾過ユニットを設置すればよいが、コンパクトに構成することが困難となる。
また、逆洗の進み具合によって逆洗に用いられる透過水の量が変わるため、濾過と逆洗を同時に行うと供給できる透過水の量も変わりやすく、一定量の透過水を安定して供給することは必ずしも容易ではなかった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、コンパクトで濾過の処理能力が高く、かつ一定量の透過水を安定して供給できる浄水装置及びその運転方法を提供することを目的とする。

本発明の浄水装置は、原水供給ラインと、原水を濾過する並列に設けられた複数の膜モジュールと、原水供給ラインから分岐して各膜モジュールの原水入口に接続される複数本の供給流路と、前記各供給流路に設けられた開閉弁と、前記開閉弁に接続される逆洗水排出ラインと、透過水移送ラインと、前記透過水移送ラインから分岐して各膜モジュールの透過水出口に接続される複数本の移送流路と、を有することを特徴とする。

本発明の浄水装置の運転方法は、原水を濾過する並列に設けられた複数の膜モジュールと、前記膜モジュールへの原水の供給および停止を切り替える複数の開閉弁とを備えた浄水装置を運転する方法において、前記膜モジュールの全てに原水を供給するように開閉弁を切り替え、原水を濾過する濾過工程と、前記膜モジュールのうち、一部の膜モジュール（Ａ）へ原水を供給し、残りの膜モジュール（Ｂ）への原水の供給を停止するように開閉弁を切り替え、膜モジュール（Ａ）を透過した透過水の全てを膜モジュール（Ｂ）に送り、前記膜モジュール（Ｂ）の逆洗水を前記開閉弁に接続された逆洗水排出ラインから排出し、前記膜モジュール（Ｂ）を逆洗する第一の逆洗工程と、膜モジュール（Ａ）への原水の供給を停止し、膜モジュール（Ｂ）へ原水を供給するように開閉弁を切り替え、膜モジュール（Ｂ）を透過した透過水の全てを膜モジュール（Ａ）に送り、前記膜モジュール（Ａ）の逆洗水を前記開閉弁に接続された逆洗水排出ラインから排出し、前記膜モジュール（Ａ）を逆洗する第二の逆洗工程と、を繰り返すことを特徴とする。

また、前記第一の逆洗工程および第二の逆洗工程の直前に、前記膜モジュールの全てへの原水の供給を停止するように開閉弁を切り替え、膜モジュール内に空気を取り込んで原水を排出する原水排出工程と、膜モジュールの全てに原水を供給するように開閉弁を切り替え、膜モジュールの全てに原水を供給し充填する原水充填工程とを行うことが好ましい。

本発明によれば、コンパクトで濾過の処理能力が高く、かつ一定量の透過水を安定して供給できる浄水装置及びその運転方法を提供できる。

本発明に用いる浄水装置の一例を示す概略構成図である。第一の逆洗工程時の原水等の流れを示す図である。第二の逆洗工程時の原水等の流れを示す図である。原水排出工程時の原水等の流れを示す図である。原水充填工程時の原水等の流れを示す図である。

以下、本発明について詳細に説明する。
［浄水装置］
図１は、本発明に用いる浄水装置の一例を示す概略構成図である。この浄水装置１は、水道などから供給される原水を濾過する、並列に設けられた２つの膜モジュール１０、１０と、前記膜モジュール１０、１０に原水を供給する原水供給ライン２０と、膜モジュール１０、１０を透過した透過水を移送する透過水移送ライン３０と、原水供給ライン２０の途中に設けられた、膜モジュール１０、１０への原水の供給および停止を切り替える開閉弁４０、４０と、膜モジュール１０、１０の逆洗に用いた逆洗水を排出する逆洗水排出ライン５０と、膜モジュール１０、１０に空気を給排気する空気給排気ライン６０と、膜モジュール１０、１０を経由せずに原水を透過水移送ライン３０へ移送できるバイパスライン７０とを具備して概略構成されている。

膜モジュール１０は、濾過膜１１を備える。
濾過膜１１としては、精密濾過膜、限外濾過膜、ナノ濾過膜など、浄水装置で通常使用される濾過膜を使用できる。中でも精密濾過膜が好ましい。
濾過膜１１の形状としては、中空糸膜、平膜、チューブラー膜、スパイラル膜などが挙げられる。これらは０．１μｍ以上の固形物および菌類の通過を容易に阻止できるので濾過膜として好適であるが、中でも中空糸膜が好ましく、例えばセルロース系、ポリオレフィン系、ポリビニルアルコール系、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）系、ポリスルフォン系など、各種材科からなる中空糸膜を使用するのが好ましい。特に、ポリエチレン等の強伸度の高い材質からなる中空糸膜を使用することが好ましい。
また、濾過膜１１として中空糸膜を用いる場合、その孔径（濾過精度）、濾過面積、膜厚、外径等は特に限定されるものではないが、例えばその孔径は０．０１〜２μｍ、濾過面積は０．２〜１０ｍ^２、膜厚は５〜３００μｍ、外径は２０〜２０００μｍ、空孔率は２０〜９０％とされる。

原水供給ライン２０は、第一の供給流路２１Ａと第二の供給流路２１Ｂとに分岐点２１で分岐している。そして、第一の供給流路２１Ａと第二の供給流路２１Ｂは、開閉弁４０、４０を経て膜モジュール１０、１０の原水入口１２、１２にそれぞれ接続している。また、原水供給ライン２０は、分岐点２１よりも上流側に原水の水圧を調節する弁２２を備える。

ここで、第一の供給流路２１Ａが接続する開閉弁、および膜モジュールとその原水入口をそれぞれ第一の開閉弁４０Ａ、および第一の膜モジュール１０Ａとその原水入口１２Ａとする。
一方、第二の供給流路２１Ｂが接続する開閉弁、および膜モジュールとその原水入口をそれぞれ第二の開閉弁４０Ｂ、および第二の膜モジュール１０Ｂとその原水入口１２Ｂとする。
また、第一の供給流路２１Ａのうち、分岐点２１から第一の開閉弁４０Ａまでを上流流路２１１Ａとし、第一の開閉弁４０Ａから原水入口１２Ａまでを下流流路２１２Ａとする。
一方、第二の供給流路２１Ｂのうち、分岐点２１から第二の開閉弁４０Ｂまでを上流流路２１１Ｂとし、第二の開閉弁４０Ｂから原水入口１２Ｂまでを下流流路２１２Ｂとする。

弁２２としては、原水の水圧を調節できるものであれば特に限定されるものではなく、減圧弁など、浄水装置で通常使用される弁を使用できる。
開閉弁４０としては、２方弁２個でもよいが、三方弁が好ましい。開閉弁４０は制御部（図示略）からの制御指令に基づいて開閉が制御され、膜モジュール１０への原水の供給および停止を切り替える。なお、開閉弁４０は手動で開閉して、原水の供給および停止を切り替えることもできる。

透過水移送ライン３０は、第一の移送流路３１Ａと第二の移送流路３１Ｂとに分岐点３１で分岐している。そして、第一の移送流路３１Ａと第二の移送流路３１Ｂは、第一の膜モジュール１０Ａと第二の膜モジュール１０Ｂの透過水出口１３、１３にそれぞれ接続している。

逆洗水排出ライン５０は、第一の排出流路５１Ａと第二の排出流路５１Ｂとに分岐点５１で分岐している。そして、第一の排出流路５１Ａは、第一の開閉弁４０Ａを介して下流流路２１２Ａに接続している。一方、第二の排出流路５１Ｂは、第二の開閉弁４０Ｂを介して下流流路２１２Ｂに接続している。

空気給排気ライン６０は、第一の給排気流路６１Ａと第二の給排気流路６１Ｂとに分岐点６１で分岐している。そして、第一の給排気流路６１Ａと第二の給排気流路６１Ｂは、第一の膜モジュール１０Ａと第二の膜モジュール１０Ｂの空気給排気口１４、１４にそれぞれ接続している。前記空気給排気口１４、１４は、透過水出口１３、１３の近傍に設けられるのが好ましい。また、空気給排気ライン６０は、分岐点６１よりも上流側に空気の給排気を制御する弁６２を備える。
弁６２としては、空気の給排気を制御できるものであれば特に限定されるものではなく、電磁弁、エアーベントなど、浄水装置で通常使用される弁を使用できる。

バイパスライン７０は、一端が弁７１を介して原水供給ライン２０に接続され、他端が分岐点３１よりも下流側で透過水移送ライン３０に合流している。
弁７１としては、原水の流れ方向を制御できるものであれば特に限定されるものではなく、止水弁など、浄水装置で通常使用される弁を使用できる。

なお、図１に示す浄水装置１では２つの膜モジュールが並列に設けられているが、本発明に用いる浄水装置は図１に示すものに限定されず、例えば必要な水量に応じた数の膜モジュールが並列に設けられた浄水装置を用いてもよい。

［運転方法］
以下、本発明の浄水装置の運転方法を、図１に示す浄水装置１を用いて操作に従って説明する。
本発明の洗浄装置の運転方法では、濾過工程と第一の逆洗工程と第二の逆洗工程とを繰り返し行う。

濾過工程では、弁２２を開、弁６２を閉とする。また、弁７１は原水供給ライン２０を選択するように、第一の開閉弁４０Ａは第一の供給流路２１Ａを選択するように（すなわち、上流流路２１１Ａと下流流路２１２Ａが連通するように）、第二の開閉弁４０Ｂは第二の供給流路２１Ｂを選択するように（すなわち、上流流路２１１Ｂと下流流路２１２Ｂが連通するように）、それぞれ開かれている。

濾過工程は、原水供給ライン２０から第一の供給流路２１Ａおよび第二の供給流路２１Ｂを経て、第一の膜モジュール１０Ａおよび第二の膜モジュール１０Ｂに原水を供給し、各膜モジュールにて原水を濾過する。このとき、原水供給ライン２０内の原水の水圧は、弁２２により調節される。水圧は０．１〜０．３ＭＰａ程度が好ましい。

原水は各膜モジュールの原水入口１２から流入し、膜モジュールの濾過膜１１を透過して、透過水となって透過水出口１３から排出される。第一の膜モジュール１０Ａから排出される透過水は第一の移送流路３１Ａを通り、一方、第二の膜モジュール１０Ｂから排出される透過水は第二の移送流路３１Ｂを通り、分岐点３１にて合流し透過水移送ライン３０から各給水栓につながる配管（図示略）へと給水される。
なお、図１において、原水および透過水の流れを矢印で示す。

ついで、所定時間濾過工程を行った後、または所定量の原水を濾過した後、以下のようにして各膜モジュールを逆洗する。
ここで、図２、３に逆洗時の原水等の流れを矢印で示す。

第一の逆洗工程では、弁２２を開、弁６２を閉とする。また、弁７１は原水供給ライン２０を選択するように、第一の開閉弁４０Ａは第一の供給流路２１Ａを選択するように（すなわち、上流流路２１１Ａと下流流路２１２Ａが連通するように）、それぞれ開かれている。そして、第二の開閉弁４０Ｂは下流流路２１２Ｂと第二の排出流路５１Ｂを選択するように（すなわち、下流流路２１２Ｂと第二の排出流路５１Ｂが連通するように）切り替える。

第一の逆洗工程では、上述したように第二の開閉弁４０Ｂを切り替えて、図２に示すように原水を原水供給ライン２０から第一の供給流路２１Ａを経て、第一の膜モジュール１０Ａのみに供給し、第二の膜モジュール１０Ｂへの原水の供給を停止する。このとき、原水供給ライン２０内の原水の水圧は、弁２２により調節される。水圧は０．１〜０．３ＭＰａ程度が好ましい。

原水は第一の膜モジュール１０Ａの原水入口１２Ａから流入し、第一の膜モジュール１０Ａの濾過膜１１（１１Ａ）を透過して、透過水となって透過水出口１３（１３Ａ）から排出される。排出された透過水は、その全てが第一の移送流路３１Ａおよび第二の移送流路３１Ｂを経て、第二の膜モジュール１０Ｂに送られる。
透過水の全てを第二の膜モジュール１０Ｂに送るには、例えば透過水移送ライン３０に弁（図示略）を設置し、前記弁を閉じることで実施できる。

第二の膜モジュール１０Ｂに送られた透過水は、第二の膜モジュール１０Ｂの透過水出口１３Ｂから流入し、第二の膜モジュール１０Ｂ内を通過する。この際、第二の膜モジュール１０Ｂの濾過膜１１（１１Ｂ）に蓄積した汚れ等が透過水によって洗い流され、第二の膜モジュール１０Ｂが逆洗される。
汚れを含んだ透過水は、逆洗水となって原水入口１２Ｂから排出される。逆洗水は下流流路２１２Ｂおよび第二の排出流路５１Ｂを通り、逆洗水排出ライン５０から系外に排出される。

第一の逆洗工程における逆洗時間は３０〜９０秒が好ましい。逆洗時間が３０秒以上であれば、第二の膜モジュール１０Ｂを十分に逆洗できる。一方、逆洗時間が９０秒以下であれば、被給水建築物への供給停止時間が短縮できると共に、洗浄時の水の使用量を低減できる。
逆洗時間はロータリースイッチ（図示略）等により設定できる。

上述した第一の逆洗工程が終了した後、続けて第二の逆洗工程を行う。
第二の逆洗工程では、弁２２を開、弁６２を閉とする。また、弁７１は原水供給ライン２０を選択するように開かれている。そして、第一の開閉弁４０Ａは下流流路２１２Ａと第一の排出流路５１Ａを選択するように（すなわち、下流流路２１２Ａと第一の排出流路５１Ａが連通するように）、第二の開閉弁４０Ｂは第二の供給流路２１Ｂを選択するように（すなわち、上流流路２１１Ｂと下流流路２１２Ｂが連通するように）、それぞれ切り替える。

第二の逆洗工程では、上述したように第一の開閉弁４０Ａおよび第二の開閉弁４０Ｂを切り替えて、図３に示すように原水を原水供給ライン２０から第二の供給流路２１Ｂを経て、第二の膜モジュール１０Ｂのみに供給し、第一の膜モジュール１０Ａへの原水の供給を停止する。このとき、原水供給ライン２０内の原水の水圧は、弁２２により調節される。水圧は０．１〜０．３ＭＰａ程度が好ましい。

原水は第二の膜モジュール１０Ｂの原水入口１２Ｂから流入し、第二の膜モジュール１０Ｂの濾過膜１１Ｂを透過して、透過水となって透過水出口１３（１３Ｂ）から排出される。排出された透過水は、その全てが第二の移送流路３１Ｂおよび第一の移送流路３１Ａを経て、第一の膜モジュール１０Ａに送られる。
透過水の全てを第一の膜モジュール１０Ａに送るには、第一の逆洗工程と同様にすればよい。

第一の膜モジュール１０Ａに送られた透過水は、第一の膜モジュール１０Ａの透過水出口１３Ａから流入し、第一の膜モジュール１０Ａ内を通過する。この際、第一の膜モジュール１０Ａの濾過膜１１Ａに蓄積した汚れ等が透過水によって洗い流され、第一の膜モジュール１０Ａが逆洗される。
汚れを含んだ透過水は、逆洗水となって原水入口１２Ａから排出される。逆洗水は、下流流路２１２Ａおよび第一の排出流路５１Ａを通り、逆洗水排出ライン５０から系外に排出される。

第二の逆洗工程における逆洗時間は３０〜９０秒が好ましい。逆洗時間が３０秒以上であれば、第一の膜モジュール１０Ａを十分に逆洗できる。一方、逆洗時間が９０秒以下であれば、被給水建築物への供給停止時間が短縮できると共に、洗浄時の水の使用量を低減できる。
逆洗時間はロータリースイッチ（図示略）等により設定できる。

第二の逆洗工程が終了した後は、そのまま濾過工程に移ってもよいが、各膜モジュールをより効果的に逆洗するには、第一の逆洗工程と第二の逆洗工程を繰り返すことが好ましい。
繰り返し回数は、第一の逆洗工程と第二の逆洗工程を１セットとし、２〜１０セット繰り返すのが好ましい。
なお、第一の逆洗工程と第二の逆洗工程は、順序を逆にして行ってもよい。

また、本発明の浄水装置の運転方法は、第一の逆洗工程および第二の逆洗工程の直前に、以下に示す原水排出工程と原水充填工程とを行うのが好ましい。
ここで、図４に原水排出工程時の原水等の流れを矢印で示し、図５に原水充填工程時の原水等の流れを矢印で示す。

原水排出工程では、弁６２を開とする。弁２２は開でも閉でもよい。また、弁７１は原水供給ライン２０を選択するように開かれていてもよいし、バイパスライン７０を選択するように開かれていてもよい。そして、第一の開閉弁４０Ａは下流流路２１２Ａと第一の排出流路５１Ａのみを選択するように（すなわち、下流流路２１２Ａと第一の排出流路５１Ａが連通するように）、第二の開閉弁４０Ｂは下流流路２１２Ｂと第二の排出流路５１Ｂのみを選択するように（すなわち、下流流路２１２Ｂと第二の排出流路５１Ｂが連通するように）、それぞれ切り替える。

原水排出工程では、上述したように第一の開閉弁４０Ａおよび第二の開閉弁４０Ｂを切り替えて、図４に示すように各膜モジュールへの原水の供給を停止する。
そして、空気給排気ライン６０から空気を取り入れ、第一の給排気流路６１Ａおよび第二の給排気流路６１Ｂを経て、第一の膜モジュール１０Ａおよび第二の膜モジュール１０Ｂに空気を取り込む。
各膜モジュール内に空気を取り込むことで、膜モジュール内に滞留している原水が原水入口１２から排出される。第一の膜モジュール１０Ａから排出される原水は下流流路２１２Ａおよび第一の排出流路５１Ａを通り、一方、第二の膜モジュール１０Ｂから排出される原水は下流流路２１２Ｂおよび第二の排出流路５１Ｂを通り、分岐点５１にて合流し、逆洗水排出ライン５０から系外に排出される。

原水排水工程における排出時間は１５〜６０秒が好ましい。排水時間が上記範囲内であれば、各膜モジュールから原水を十分に排出できる。
排水時間はロータリースイッチ（図示略）等により設定できる。

上述した原水排出工程が終了した後、続けて原水充填工程を行う。
原水充填工程では、弁２２、弁６２を開とする。また、弁７１は原水供給ライン２０を選択するように開かれている。そして、第一の開閉弁４０Ａは第一の供給流路２１Ａを選択するように（すなわち、上流流路２１１Ａと下流流路２１２Ａが連通するように）、第二の開閉弁４０Ｂは第二の供給流路２１Ｂを選択するように（すなわち、上流流路２１１Ｂと下流流路２１２Ｂが連通するように）、それぞれ切り替える。

原水充填工程では、上述したように第一の開閉弁４０Ａと第二の開閉弁４０Ｂとを切り替えて、図５に示すように、原水供給ライン２０から第一の供給流路２１Ａおよび第二の供給流路２１Ｂを経て、第一の膜モジュール１０Ａおよび第二の膜モジュール１０Ｂに原水を供給（充填）する。このとき、原水供給ライン２０内の原水の水圧は、弁２２により調節される。水圧は０．１〜０．３ＭＰａ程度が好ましい。

原水は、各膜モジュールの原水入口１２から流入し、各モジュール内に原水を充填すると同時に、空気給排気口１４から各モジュール内の空気が排出される。第一の膜モジュール１０Ａから排出される空気は第一の給排気流路６１Ａを通り、一方、第二の膜モジュール１０Ｂから排出される空気は第二の給排気流路６１Ｂを通り、分岐点６１にて合流し、空気給排気ライン６０から系外へ排出され、各モジュール内に原水を充填することができる。この際、例えば透過水移送ライン３０に弁（図示略）を設置し、前記弁を閉じることで、原水が各膜モジュールの濾過膜１１を透過し、透過水出口１３から透過水が排出されるのを抑制できる。

原水充填工程における排出時間は５〜２０秒が好ましい。充填時間が上記範囲内であれば、各膜モジュールに原水を十分に充填できる。
充填時間はロータリースイッチ（図示略）等により設定できる。

原水充填工程が終了した後に、第一の逆洗工程および第二の逆洗工程を行う。すなわち、濾過工程、原水排出工程、原水充填工程、第一の逆洗工程、原水排出工程、原水充填工程、第二の逆洗工程の順で繰り返すのが好ましい。
なお、上述したように第二の逆洗工程から濾過工程に移行する前に、第一の逆洗工程および第二の逆洗工程を繰り返す場合は、その繰り返し回数に応じて原水排出工程および原水充填工程を各逆洗工程の前に行うのが好ましい。

このように第一の逆洗工程および第二の逆洗工程の直前に原水排出工程を行うことで、膜モジュールの底に溜まったゴミ等を取除くことができる。さらに、原水充填工程を行うことで、膜モジュールの濾過膜に均一に圧がかかるようになる。この状態で逆洗を行うと、濾過膜に蓄積した汚れ等をより効果的に洗い流すことができる。

本発明の浄水装置の運転方法においては、濾過から逆洗への切り替えを制御する手段は特に制限されず、手動にて切り替えてもよいし、浄水装置に自動制御手段を設け、自動制御にて切り替えてもよい。自動制御により、例えば浄水装置の起動時や深夜定刻時に第一の逆洗工程および第二の逆洗工程を行うことができる。

また、図１に示すように浄水装置にバイパスライン７０を設けておき、原水給水ライン２０からバイパスライン７０に切り替えられるようにすれば、濾過が必要でないときには弁７１によりバイパスライン７０に切り替えて、膜モジュールを経由せずに原水を透過水移送ラインへ移送し、各給水栓につながる配管へと給水することができる。さらに、停電時等に原水給水ライン２０からバイパスライン７０に切り替えるように設定しておけば、自動制御にて通常の給水も可能となる。

なお、図１に示す浄水装置１においては、原水が濾過膜１１の外側から内側に透過して濾過される、いわゆるアウト−イン方式を採用した膜モジュールを用いているが、本発明はこれに限定されず、例えば原水が濾過膜の内側から外側に透過して濾過される、いわゆるイン−アウト方式を採用した膜モジュールを用いてもよい。

以上説明したように本発明によれば、原水を濾過する際は全ての膜モジュールにて濾過を行うので、濾過の処理能力が高い。従って、十分な量の透過水を供給（給水）できるので、浄水装置をコンパクトにできる。さらに、膜モジュールを逆洗する際は、逆洗しない膜モジュールにより得た透過水の全てを逆洗に用いるので、すなわち、濾過による透過水の供給と、逆洗とは同時に行わないので、一定量の透過水を安定して供給できる。

本発明の浄水装置及びその運転方法は、濁度の高い水道水、すなわち、水道水の濁度を表す指標である目詰まり度が２０から７０の範囲内にある水道水を処理するときに有用である。なかでも、さらに濁度の高い水道水、すなわち、目詰まり度が４０から７０の範囲内にある水道水の処理を処理するときに特に顕著な効果を示す。ここで、目詰まり度は以下の方法により求める。
目詰まり度：１００−（１０分後の濾過流量／初期濾過流量）×１００
（濾過条件）
加圧圧力：１００ＫＰａ
膜面積：５．０ｍ^２
流量：５ｍＬ／分
本発明は、中空糸膜の表面で濾過された目詰まり物質中の有機成分の含有量が、６０％から９０％の範囲内にある水道水を処理するときに特に顕著な効果を示す。なお、前記有機成分の含有量は、７００℃、２時間の灰化法で分析した値である。

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
［実施例１］
図１に示す浄水装置を用い、水道水の濾過を行った。
第一の膜モジュール１０Ａおよび第二の膜モジュール１０Ｂとしては、濾過膜として精密濾過膜の一種である中空糸膜（三菱レイヨン株式会社製、「ＭＰＯＥ０５０」、濾過面積：５．０ｍ^２、濾過精度：０．１μｍ、膜厚：５５μｍ、外径：３８０μｍ）を備える膜モジュールを用いた。
弁２２としては、減圧弁（サイズ：２０Ａ）を用い、使用圧力の最大値を０．８ＭＰａ、二次圧力を０．１５ＭＰａに設定した。
第一の開閉弁４０Ａおよび第二の開閉弁４０Ｂとしては、電動三方弁（サイズ：２０Ａ、作動電圧：ＤＣ２４Ｖ）を用いた。
弁６２としては、電磁弁（サイズ：８Ａ、作動電圧：ＤＣ２４Ｖ）を用いた。
弁７１としては、止水弁（サイズ：２０Ａ）を用いた。
また、透過水移送ライン３０およびバイパスライン７０には、逆止弁（図示略）およびバイパス弁（図示略）をそれぞれ設置した。

各弁を自動制御により切り替え、各工程の条件を以下に示すように設定した。
原水（水道水）の供給量を１８Ｌ／分に設定し、原水供給ライン２０内の原水の水圧が０．１５ＭＰａになるように、弁２２にて調節した。
第一の逆洗工程および第二の逆洗工程の逆洗時間をそれぞれ４５秒に、原水排出工程の排出時間を３０秒に、原水充填工程の充填時間を１０秒に設定した。

そして、浄水装置の運転を開始し、原水排出工程、原水充填工程、第一の逆洗工程、原水排出工程、原水充填工程、第二の逆洗工程の順で２回繰り返した後、濾過工程に移行させた。そして、自動制御によりタイマーにて設定した洗浄時間となった時点で、濾過から逆洗へ切り替えた（すなわち、各弁の開閉を自動制御により切り替えた）。そして、原水排出工程、原水充填工程、第一の逆洗工程、原水排出工程、原水充填工程、第二の逆洗工程の順で２回繰り返した後、濾過工程に移行させた。この操作を２ヶ月繰り返し行い、水道水を濾過した。
その結果、十分かつ一定量の透過水を安定して供給（給水）できた。尚、原水（水道水）の目詰まり度を測定した結果、４０から６０の範囲内であった。
さらに、前記運転終了後、中空糸膜表面の目詰まり物質を採取し、７００℃、２時間の灰化法にて有機成分の分析を実施した結果、目詰まり物質の６０％が有機成分であった。

前期浄水装置を設置し、前記浄水装置の運転を実施した後、運転初期と終了時の流量保持率を測定した結果、９２％であった。但し、流量保持率は次の式で定義される。
流量保持率：（終了時流量／初期流量）×１００

［実施例２］
実施例１と同様の浄水装置を設置し、運転工程中の原水排出工程及び原水充填工程を行わなかったこと以外は、実施例１と同様に運転を実施し、水道水を濾過した。その結果、十分かつ一定量の透過水を安定して供給（給水）できた。尚、運転初期と終了時の流量保持率を測定した結果、３３％であった。

１：浄水装置、１０：膜モジュール、２０：原水供給ライン、３０：透過水移送ライン、４０：開閉弁、５０：逆洗水排出ライン、６０：空気給排気ライン、７０：バイパスライン。

Claims

原水供給ラインと、
原水を濾過する並列に設けられた複数の膜モジュールと、
原水供給ラインから分岐して各膜モジュールの原水入口に接続される複数本の供給流路と、
前記各供給流路に設けられた開閉弁と、
前記開閉弁に接続される逆洗水排出ラインと、
透過水移送ラインと、
前記透過水移送ラインから分岐して各膜モジュールの透過水出口に接続される複数本の移送流路と、
を有する浄水装置。
原水を濾過する並列に設けられた複数の膜モジュールと、前記膜モジュールへの原水の供給および停止を切り替える複数の開閉弁とを備えた浄水装置を運転する方法であって、
前記膜モジュールの全てに原水を供給するように開閉弁を切り替え、原水を濾過する濾過工程と、
前記膜モジュールのうち、一部の膜モジュール（Ａ）へ原水を供給し、残りの膜モジュール（Ｂ）への原水の供給を停止するように開閉弁を切り替え、膜モジュール（Ａ）を透過した透過水の全てを膜モジュール（Ｂ）に送り、前記膜モジュール（Ｂ）の逆洗水を前記開閉弁に接続された逆洗水排出ラインから排出し、前記膜モジュール（Ｂ）を逆洗する第一の逆洗工程と、
膜モジュール（Ａ）への原水の供給を停止し、膜モジュール（Ｂ）へ原水を供給するように開閉弁を切り替え、膜モジュール（Ｂ）を透過した透過水の全てを膜モジュール（Ａ）に送り、前記膜モジュール（Ａ）の逆洗水を前記開閉弁に接続された逆洗水排出ラインから排出し、前記膜モジュール（Ａ）を逆洗する第二の逆洗工程と、
を繰り返す浄水装置の運転方法。
前記第一の逆洗工程および第二の逆洗工程の直前に、前記膜モジュールの全てへの原水の供給を停止するように開閉弁を切り替え、膜モジュール内に空気を取り込んで原水を排出する原水排出工程と、膜モジュールの全てに原水を供給するように開閉弁を切り替え、膜モジュールの全てに原水を供給し充填する原水充填工程とを行う請求項２に記載の浄水装置の運転方法。