JP6567008B2 - 膜モジュールの運転方法 - Google Patents

Description

本発明は、原水を柱状の多孔質体からなる膜エレメントでろ過することにより処理水を得る膜モジュールの運転方法に関する。

従来、この種の膜モジュールとしては、例えば図１５に示すように、多孔質体からなる筒状のセル構造体１１１がハウジング１１２内に収納されているものがある。セル構造体１１１は、一端から他端にわたり貫通する複数のセル１１３を有し、セル１１３が上下方向となるようにハウジング１１２内に設けられている。

ハウジング１１２は、下部に、原水１１４を流入させるための原水流入経路１１５を備えている。また、ハウジング１１２の側面部分には、原水１１４をセル構造体１１１でろ過することにより得られる処理水１１６（ろ過水）を流出させるための処理水流出経路１１７が備えられている。

また、ハウジング１１２は、上端部にキャップ部１１８を有している。キャップ部１１８内には所定の空間１１９が形成され、キャップ部１１８の上面には、加圧ガス１２３を所定の空間１１９に流入させる加圧ガス流入経路１２０が接続されている。

これによると、原水流入経路１１５から流入した原水１１４のうち、セル構造体１１１の中心に位置するセル１１３に流入したものは、その多くが高い圧力で原水１１４として、セル１１３を通過してキャップ部１１８内の所定の空間１１９に流入する。また、セル構造体１１１の中心から一つ外側（外周側）に位置するセル１１３に流入したものは、原水１１４より低い圧力で少ない量の原水１１４として、セル１１３を通過してキャップ部１１８内の所定の空間１１９に流入する。

そして、原水１１４のうち、セル構造体１１１の外周に最も近いセル１１３（最外周のセル１１３）に流入したものは、略全量が原水１１４（セル構造体１１１を透過後は処理水１１６）としてセル構造体１１１の外周部を透過する。

このように、原水１１４の略全量がセル構造体１１１の外周部を透過することにより、最外周のセル１１３のキャップ部１１８側の端部から、所定の空間１１９側にかかる水圧が非常に低くなるため、所定の空間１１９内に流入した原水１１４が、最外周のセル１１３から原水１１４として逆流し、セル構造体１１１の外周部を透過して、処理水１１６として処理水流出経路１１７から取り出される。尚、上記の原水の流れは、セル構造体１１１の外周側に位置するセル１１３ほど透水率が大きい場合を示している。図１５において、各矢印は、原水１１４および処理水１１６の流れを模式的に示したものである。

このようなろ過方法によると、キャップ部１１８内の所定の空間１１９に原水中の異物の一部が蓄積し、単位時間当たりにセル構造体１１１で捕集される異物の量が減少するため、セル１１３だけに着目すると、安定して長時間、連続運転することができるようになる。

また、上記のように膜モジュールを用いて原水１１４をろ過することにより、キャップ部１１８内の所定の空間１１９に原水１１４中の異物の一部が蓄積し、蓄積された異物が堆積物１２１となってキャップ部１１８内に堆積する。このため、原水１１４をろ過した後、以下のような逆流洗浄を行ってキャップ部１１８内の堆積物１２１を外部に排出するための操作を行う。

すなわち、図１６に示すように、加圧した処理水１１６（ろ過水）を処理水流出経路１１７からハウジング１１２内に流入させるとともに、加圧ガス１２３を、加圧ガス流入経路１２０から所定の空間１１９に供給して、セル１１３内に流入させる。これにより、処理水１１６がキャップ部１１８内の堆積物１２１のうちの小さいものと共に、セル１１３内を上から下へ通過し、原水流入経路１１５に排出される。

上記のような膜モジュールは例えば下記特許文献１に記載されている。

特許第４１９５８２４号

しかしながら上記の従来形式では、図１６に示した逆流洗浄において、キャップ部１１８内の堆積物１２１がセル１１３の内径と同等以上の大きさであると、堆積物１２１を十分にキャップ部１１８内から排出することが困難であり、逆流洗浄を行っても、堆積物１２１がキャップ部１１８内やセル１１３内に蓄積していき、逆流洗浄の妨げとなって、ろ過性能の低下を招くといった問題がある。

また、このような問題は、上記特許文献１のように積極的にセル１１３ごとの透水率を変えた場合に限定されることなく発生する。すなわち、セル構造体１１１の全てのセル１１３において、ろ過性能及び洗浄性能を均等にすることは困難であり、多少なりともセル１１３間でこれらの性能に差が生じてしまい、結果として堆積物１２１がキャップ部１１８内に蓄積することとなる。

本発明は、堆積物を十分に排出して、上部一次側室内に残留する堆積物の量を大幅に減少させることが可能な膜モジュールの運転方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明は、柱状の多孔質体からなる膜エレメントがケーシング内に収納され、
膜エレメントは、一端から他端にわたり貫通するとともに内周面を一次側とした複数の貫通流路を有し、貫通流路が上下方向となるようにケーシング内に設けられ、
ケーシングの上部に、膜エレメントの上端部が露出するとともに貫通流路と連通する上部一次側室が形成され、
ケーシングの下部に、膜エレメントの下端部が露出するとともに貫通流路と連通する下部一次側室が形成され、
原水を膜エレメントでろ過することにより処理水を得る膜モジュールの運転方法であって、
膜ろ過工程と逆圧洗浄工程と堆積物排出工程とを有し、
膜ろ過工程を行った後に逆圧洗浄工程を開始し、逆圧洗浄工程を開始してから所定時間経過すると堆積物排出工程を逆圧洗浄工程と重複して行い、堆積物排出工程を終了した後に逆圧洗浄工程を終了し、
膜ろ過工程において、原水が、下部一次側室内に供給され、デッドエンドろ過方式で膜モジュールの一次側から二次側へ透過して、処理水として膜モジュールの二次側から外部へ取り出され、
逆圧洗浄工程において、逆洗用流体が、膜モジュールの二次側から膜エレメントに供給され、膜エレメントを透過し、貫通流路を通って下部一次側室内から外部へ排出され、
堆積物排出工程において、逆洗用流体が貫通流路を通って下部一次側室内に供給されるとともに上部一次側室内に供給され、上部一次側室内の堆積物と、逆圧洗浄工程を行っている際に逆洗用流体から発生して上部一次側室内に滞留したガスとが、逆洗用流体とともに上部一次側室内から外部へ排出されるものである。

これによると、膜ろ過工程において、原水が、膜モジュールの一次側から膜エレメントの下方に供給され、貫通流路を下から上に流れながら膜エレメントを一次側から二次側へ透過し、処理水として膜モジュールの二次側から外部へ取り出される。この際、上部一次側室内に原水中の異物の一部が蓄積し、蓄積した異物が堆積物となって上部一次側室内に堆積する。

その後、逆圧洗浄工程において、逆洗用流体が、二次側から膜エレメントに供給されて膜エレメントを透過し、貫通流路を上から下に流れて、下部一次側室内から外部へ排出される。これにより、貫通流路内に付着した異物が、逆洗用流体の流れによって剥離し、逆洗用流体とともに下部一次側室内から外部へ排出され、膜エレメントが逆圧洗浄される。
逆圧洗浄工程を行っている状態で所定時間経過すると、堆積物排出工程を逆圧洗浄工程と重複して行う。これにより、逆洗用流体が貫通流路を通って下部一次側室内に供給されるとともに上部一次側室内に供給され、上部一次側室内の堆積物と、逆圧洗浄工程を行っている際に逆洗用流体から発生して上部一次側室内に滞留したガスとが、逆洗用流体とともに上部一次側室内から外部へ排出される。これにより、上部一次側室内の堆積物が通過抵抗の大きい貫通流路を上から下へ通過しなくても、堆積物を確実且つ十分に膜モジュールの外部へ排出して、上部一次側室内に残留する堆積物の量を大幅に減少させることができる。

本第２発明における膜モジュールの運転方法は、柱状の多孔質体からなる膜エレメントがケーシング内に収納され、
膜エレメントは、一端から他端にわたり貫通するとともに内周面を一次側とした複数の貫通流路を有し、貫通流路が上下方向となるようにケーシング内に設けられ、
ケーシングの上部に、膜エレメントの上端部が露出するとともに貫通流路と連通する上部一次側室が形成され、
ケーシングの下部に、膜エレメントの下端部が露出するとともに貫通流路と連通する下部一次側室が形成され、
原水を膜エレメントでろ過することにより処理水を得る膜モジュールの運転方法であって、
膜ろ過工程と一部にフラッシング工程を含む逆圧洗浄工程と堆積物排出工程とをこの順序で行い、
膜ろ過工程において、原水が、下部一次側室内に供給され、デッドエンドろ過方式で膜モジュールの一次側から二次側へ透過して、処理水として膜モジュールの二次側から外部へ取り出され、
逆圧洗浄工程において、逆洗用流体が、膜モジュールの二次側から膜エレメントに供給され、膜エレメントを透過し、貫通流路を通って下部一次側室内から外部へ排出され、
フラッシング工程において、逆圧洗浄工程を行いながら、加圧ガスが上部一次側室に供給され、逆洗用流体と加圧ガスが膜エレメントの貫通流路を通って下部一次側室内から排出され、
堆積物排出工程において、逆洗用流体が上部一次側室内に供給され、上部一次側室内の堆積物と、フラッシング工程を行ったことにより上部一次側室内に滞留したガスとが、逆洗用流体とともに上部一次側室内から外部へ排出されるものである。

本第３発明における膜モジュールの運転方法は、フラッシング工程において、加圧ガスを加圧ガス流入口から上部一次側室に供給し、
堆積物排出工程において、逆洗用流体が上部一次側室内に供給され、上部一次側室内の堆積物と上部一次側室内に滞留したガスとが逆洗用流体とともに加圧ガス流入口から上部一次側室の外部へ排出されるものである。

本第４発明における膜モジュールの運転方法は、堆積物排出工程において、逆洗用流体が、膜モジュールの二次側から膜エレメントを透過して上部一次側室内に供給され、又は膜モジュールの外部から直接上部一次側室内に供給されるものである。

以上のように本発明によると、堆積物を十分に排出して、上部一次側室内に残留する堆積物の量を大幅に減少させることができる。

本発明の第１の実施の形態における膜モジュールの断面図である。 図２におけるＸ−Ｘ矢視図である。 同、膜モジュールの運転方法の膜ろ過工程を示す断面図である。 同、膜モジュールの運転方法の逆圧洗浄工程を示す断面図である。 同、膜モジュールの運転方法の堆積物排出工程を示す断面図である。 同、膜モジュールの運転方法の各工程のタイムテーブルである。 同、膜モジュールの運転時間と膜差圧との関係を示すグラフである。 本発明の第２の実施の形態における膜モジュールの運転方法の堆積物排出工程を示す断面図である。 本発明の第３の実施の形態における膜モジュールの運転方法の堆積物排出工程を示す断面図である。 本発明の第４の実施の形態における膜モジュールの運転方法の堆積物排出工程を示す断面図である。 本発明の第５の実施の形態における膜モジュールの運転方法の堆積物排出工程を示す断面図である。 本発明の第６の実施の形態における膜モジュールの運転方法の各工程のタイムテーブルである。 同、膜モジュールの運転方法の堆積物排出工程を逆圧洗浄工程と重複して行っているときの断面図である。 本発明の第７の実施の形態における膜モジュールの運転方法の各工程のタイムテーブルである。 従来の膜モジュールの断面図である。 同、膜モジュールの逆流洗浄を示す断面図である。

以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
第１の実施の形態では、図１，図２に示すように、１は例えば浄水処理等に使用される膜モジュールである。膜モジュール１は、ケーシング２と、ケーシング２内に収納された膜エレメント３を有している。ケーシング２は、円筒状の胴体部６と、胴体部６の上端に着脱自在に取り付けられた上部キャップ７と、胴体部６の下端に着脱自在に取り付けられた下部キャップ８とを有している。

膜エレメント３は、円柱状の多孔質体からなり、一端面から他端面にわたり貫通するとともに内周面に分離膜層を形成した複数の貫通流路１１を有し、貫通流路１１が上下方向となるようにケーシング２内に設けられている。尚、貫通流路１１はその内周面を一次側としている。

膜エレメント３の上端部外周とケーシング２との間は円環状の上部シール部材１３で全周にわたりシールされ、膜エレメント３の下端部外周とケーシング２との間は円環状の下部シール部材１４で全周にわたりシールされている。

ケーシング２の上部すなわち上部キャップ７内には、膜エレメント３の上端部が露出するとともに貫通流路１１と連通する上部一次側室１６が形成されている。上部キャップ７の上面には、加圧ガスＧ１（例えば加圧空気等）を上部一次側室１６内に流入させる加圧ガス流入口２７が形成されている。加圧ガス流入口２７には、加圧ガス供給管路２８と、上部一次側室１６内の堆積物４０を排出する堆積物排出管路３０とが、分岐して接続されている。

また、ケーシング２の下部すなわち下部キャップ８内には、膜エレメント３の下端部が露出するとともに貫通流路１１と連通する下部一次側室１７が形成されている。下部キャップ８の下面には原水流入口１９が形成されている。原水流入口１９には、原水供給管路２０と、逆洗水Ｗ１（逆洗用流体の一例）を排出する逆洗水排出管路２１とが、分岐して接続されている。

ケーシング２の胴体部６には、原水Ｗ２を膜エレメント３でろ過することによって得られる処理水Ｗ３（ろ過水）を排出する処理水流出口２３が形成されている。処理水流出口２３には、処理水排出管路２４と、逆洗水Ｗ１を供給する逆洗水供給管路２５とが、分岐して接続されている。

原水供給管路２０と逆洗水排出管路２１と処理水排出管路２４と逆洗水供給管路２５と加圧ガス供給管路２８と堆積物排出管路３０とには第１〜第６の弁３１〜３６が設けられている。

以下、上記膜モジュール１の運転方法を説明する。

膜モジュール１の運転方法は、図６に示すように、（１）膜ろ過工程４５と（２）逆圧洗浄工程４６と（３）堆積物排出工程４７を有している。

（１）膜ろ過工程４５では、図３に示すように、第１および第３の弁３１，３３を開、その他の弁３２，３４〜３６を閉にし、原水供給管路２０内の原水Ｗ２を原水流入口１９から下部一次側室１７に供給する。これにより、下部一次側室１７の原水Ｗ２は、貫通流路１１を下から上へ流れながら、デッドエンドろ過方式で膜エレメント３を一次側から二次側へ透過し、処理水Ｗ３として処理水流出口２３から処理水排出管路２４を流れて外部に取り出される。

（２）逆圧洗浄工程４６では、図４に示すように、第２および第４の弁３２，３４を開、その他の弁３１，３３，３５，３６を閉にし、逆洗水供給管路２５内の逆洗水Ｗ１を処理水流出口２３から膜エレメント３に供給する。これにより、逆洗水Ｗ１は、膜エレメント３の外周（二次側）から内側（一次側）へ透過し、貫通流路１１を上から下に流れて下部一次側室１７内に流れ込み、原水流入口１９から逆洗排水として逆洗水排出管路２１を通って外部に排出される。

これにより、貫通流路１１内に付着した異物が、逆洗水Ｗ１の流れによって剥離し、逆洗水Ｗ１とともに下部一次側室１７内から原水流入口１９を通り、逆洗排水として逆洗水排出管路２１へ排出され、膜エレメント３が逆圧洗浄される。

その後、逆圧洗浄工程４６の一部であるフラッシング工程として、さらに、第５の弁３５を開く。これにより、逆洗水Ｗ１を供給しつつ、加圧ガス供給管路２８内の加圧ガスＧ１が加圧ガス流入口２７から上部一次側室１６内に供給されるため、ケーシング２内に残留していた逆洗水Ｗ１が、剥離した異物と共に、加圧ガスＧ１によって確実に原水流入口１９から逆洗水排出管路２１を通って排出される。

尚、上記フラッシング工程では、第４の弁３４を開いて逆洗水Ｗ１を膜エレメント３に供給している状態で、第５の弁３５を開いているが、第４の弁３４を閉じた状態で、第５の弁３５を開いた状態としてもよい。

（３）堆積物排出工程４７では、図５に示すように、第４および第６の弁３４，３６を開、その他の弁３１〜３３，３５を閉にし、逆洗水供給管路２５内の逆洗水Ｗ１を処理水流出口２３（膜モジュール１の二次側）から膜エレメント３に供給する。これにより、逆洗水Ｗ１は、膜エレメント３の外周から内側へ透過し、貫通流路１１を上向きに流れて上部一次側室１６内に流れ込み、上部一次側室１６内の堆積物４０と共に、加圧ガス流入口２７から堆積物排出管路３０を通って外部に排出される。

これにより、上部一次側室１６内の堆積物４０が、狭くて通過抵抗の大きい貫通流路１１を上から下へ通過しなくても、堆積物４０を逆洗水Ｗ１と共に加圧ガス流入口２７から確実且つ十分に膜モジュール１の外部へ排出して、上部一次側室１６内に残留する堆積物４０の量を大幅に減少させることができる。

尚、上記逆圧洗浄工程（図４参照）を行っている際に、逆洗水Ｗ１が膜エレメント３の外周（二次側）から内側（一次側）へ通過する際に伴う圧力降下により、逆洗水Ｗ１中に溶解していたガス成分が、ガス化して、膜エレメント３の表面や上部一次側室１６内に集められて滞留することがある。これに対して、その後、上記堆積物排出工程（図５参照）を行うことにより、逆洗水Ｗ１が処理水流出口２３から膜エレメント３の貫通流路１１を通って上部一次側室１６内に供給されることで、上部一次側室１６内の堆積物４０とガスとが逆洗水Ｗ１と共に加圧ガス流入口２７から堆積物排出管路３０を通って外部に排出されるため、膜モジュール１内に滞留したガスを抜き出すのに要する時間を短縮することができる。

また、上記のような膜モジュール１の運転方法において、膜ろ過工程（図３参照）と逆圧洗浄工程（図４参照）とを交互に繰り返し、所定時間が経過した場合、堆積物排出工程（図５参照）を行い、その後、再び、膜ろ過工程と逆圧洗浄工程とを交互に繰り返すことを続けてもよい。尚、この際、所定時間として、例えば一週間（すなわち１６８時間）程度に設定すればよい。

これによると、膜ろ過工程と逆圧洗浄工程とを交互に繰り返すにつれて、上部一次側室内の堆積物４０の堆積量が次第に増加するため、逆圧洗浄工程直後の膜差圧が次第に上昇していく。

これに対して、所定時間が経過した場合、堆積物排出工程を行うことにより、上部一次側室１６内の堆積物４０が外部に排出される。このため、堆積物排出工程後に、膜エレメント３の全ての貫通流路１１が均等に洗浄され得る状態となり、再び、膜ろ過工程と逆圧洗浄工程とを交互に繰り返した際、逆圧洗浄工程直後の膜差圧が下降し、これにより、ろ過効率が良好に保たれる。

また、膜ろ過工程と逆圧洗浄工程とを交互に繰り返し、上記両工程（すなわち膜ろ過工程と逆圧洗浄工程）の回数が所定回数に達した場合、堆積物排出工程を行い、その後、再び、膜ろ過工程と逆圧洗浄工程とを交互に繰り返すことを続けてもよい。尚、この際、所定回数として、例えば膜ろ過工程と逆圧洗浄工程を１０回程度に設定すればよい。

これによると、所定回数に達した場合、堆積物排出工程を行うことにより、上部一次側室１６内の堆積物４０が外部に排出される。このため、堆積物排出工程後に、膜エレメント３の全ての貫通流路１１が均等に洗浄され得る状態となり、再び、膜ろ過工程と逆圧洗浄工程とを交互に繰り返した際、逆圧洗浄工程直後の膜差圧が下降し、これにより、ろ過効率が良好に保たれる。

或いは、膜ろ過工程と逆圧洗浄工程とを交互に繰り返し、所定の運転パラメータが所定値に達した場合、堆積物排出工程を行い、その後、再び、膜ろ過工程と逆圧洗浄工程とを交互に繰り返すことを続けてもよい。尚、この際、所定の運転パラメータとして、例えば逆圧洗浄工程を行った直後の膜差圧を指標とし、この膜差圧が上昇して所定値に達した場合、堆積物排出工程を行ってもよい。

これによると、所定の運転パラメータ（膜差圧）が上昇して所定値に達した場合、堆積物排出工程を行うことにより、上部一次側室１６内の堆積物４０が外部に排出される。このため、堆積物排出工程後に、膜エレメント３の全ての貫通流路１１が均等に洗浄され得る状態となり、再び、膜ろ過工程と逆圧洗浄工程とを交互に繰り返した際、逆圧洗浄工程直を行った直後の膜差圧が下降し、これにより、ろ過効率が良好に保たれる。

尚、上記のように所定の運転パラメータとして、逆圧洗浄工程を行った直後の膜差圧を指標としているが、逆圧洗浄工程を行う直前の膜差圧を指標としてもよい。

また、図７のグラフＡは膜モジュール１の運転時間（日）と膜差圧との関係を示すものであり、グラフＢはグラフＡの一部分を拡大したものである。グラフＡおよびグラフＢによると、膜ろ過工程４５を行っている際には、運転時間が経過するにつれて膜差圧が次第に上昇し、その後、逆圧洗浄工程４６を行うことにより、膜差圧が一旦下降する。その後、再び膜ろ過工程４５を行うことにより、運転時間が経過するにつれて膜差圧が次第に上昇し、その後、再び逆圧洗浄工程４６を行うことにより、膜差圧が一旦下降する。このように、膜ろ過工程４５と逆圧洗浄工程４６とを交互に繰り返すことにより、直線Ｃで示すように、逆圧洗浄工程４６を行った直後の膜差圧Ｐが次第に上昇していく。

例えば上記膜差圧Ｐが上昇して所定値Ｅに達した場合、堆積物排出工程４７を行うことにより、上部一次側室１６内の堆積物４０が膜モジュール１の外部に排出される。このため、堆積物排出工程４７の後に、再び、膜ろ過工程４５と逆圧洗浄工程４６とを交互に繰り返した際、直線Ｄで示すように、逆圧洗浄工程４６を行った直後の膜差圧Ｐが次第に下降し、これにより、ろ過効率が良好な状態に回復する。
（第２の実施の形態）
先述した第１の実施の形態では、図５に示すように、堆積物排出工程において、流体の一例として、逆洗水Ｗ１を利用して上部一次側室１６内の堆積物４０を排出しているが、以下に説明する第２の実施の形態では、図８に示すように、流体の一例として、原水Ｗ２を利用して上部一次側室１６内の堆積物４０を排出する。

すなわち、堆積物排出工程では、第１および第６の弁３１，３６を開、その他の弁３２〜３５を閉にし、原水供給管路２０内の原水Ｗ２を原水流入口１９から下部一次側室１７に供給する。これにより、下部一次側室１７の原水Ｗ２は、膜エレメント３の貫通流路１１を下から上へ流れて上部一次側室１６に流れ込み、上部一次側室１６内の堆積物４０と共に、加圧ガス流入口２７から堆積物排出管路３０を通って外部に排出される。

これにより、上部一次側室１６内の堆積物４０が、狭くて通過抵抗の大きい貫通流路１１を上から下へ通過しなくても、堆積物４０を原水Ｗ２と共に加圧ガス流入口２７から確実且つ十分に膜モジュール１の外部へ排出して、上部一次側室１６内に残留する堆積物４０の量を大幅に減少させることができる。
（第３の実施の形態）
先述した第２の実施の形態では、図８に示すように、堆積物排出工程において、流体の一例として、原水Ｗ２を利用して上部一次側室１６内の堆積物４０を排出しているが、以下に説明する第３の実施の形態では、図９に示すように、流体の一例として、洗浄水Ｗ４を利用して上部一次側室１６内の堆積物４０を排出する。

すなわち、下部キャップ８の側面には、下部一次側室１７内に洗浄水Ｗ４を供給する洗浄水供給口５１が形成され、洗浄水供給口５１に、洗浄水供給管路５２が接続されている。尚、洗浄水供給管路５２には第７の弁３７が設けられている。

これによると、堆積物排出工程では、第６および第７の弁３６，３７を開、その他の弁３１〜３５を閉にし、洗浄水供給管路５２内の洗浄水Ｗ４を洗浄水供給口５１から下部一次側室１７に供給する。これにより、下部一次側室１７の洗浄水Ｗ４は、膜エレメント３の貫通流路１１を下から上へ流れて上部一次側室１６に流れ込み、上部一次側室１６内の堆積物４０と共に、加圧ガス流入口２７から堆積物排出管路３０を通って外部に排出される。

これにより、上部一次側室１６内の堆積物４０が、狭くて通過抵抗の大きい貫通流路１１を上から下へ通過しなくても、堆積物４０を洗浄水Ｗ４と共に加圧ガス流入口２７から確実且つ十分に膜モジュール１の外部へ排出して、上部一次側室１６内に残留する堆積物４０の量を大幅に減少させることができる。

さらに、上記のように洗浄水Ｗ４を洗浄水供給口５１から下部一次側室１７に供給した後、例えば加圧空気等の加圧ガスＧ２（流体の一例）を洗浄水供給口５１から下部一次側室１７に注入してもよい。これにより、加圧ガスＧ２が、膜エレメント３の貫通流路１１を流れて上部一次側室１６に流れ込み、加圧ガス流入口２７から堆積物排出管路３０を通って外部に排出される。このため、洗浄水Ｗ４や堆積物４０が上部一次側室１６内に残留していても、残留した洗浄水Ｗ４や堆積物４０は加圧ガスＧ２と共に加圧ガス流入口２７から堆積物排出管路３０を通って外部に確実に排出される。
（第４の実施の形態）
第４の実施の形態は、第１の実施の形態の変形例であり、図１０に示すように、上部一次側室１６の側面すなわち上部キャップ７の側面に、堆積物４０を逆洗水Ｗ１（流体の一例）とともに上部一次側室１６の外部へ排出する排出開口部５６が設けられている。排出開口部５６には堆積物排出管路３０が接続され、堆積物排出管路３０には第６の弁３６が設けられている。

以下、上記膜モジュール１の運転方法を説明する。

堆積物排出工程では、第４および第６の弁３４，３６を開、その他の弁３１〜３３，３５を閉にし、逆洗水供給管路２５内の逆洗水Ｗ１を処理水流出口２３（膜モジュール１の二次側）から膜エレメント３に供給する。これにより、逆洗水Ｗ１は、膜エレメント３の外周から内側へ透過し、貫通流路１１を上向きに流れて上部一次側室１６内に流れ込み、上部一次側室１６内の堆積物４０と共に、排出開口部５６から堆積物排出管路３０を通って外部に排出される。

これにより、上部一次側室１６内の堆積物４０が、狭くて通過抵抗の大きい貫通流路１１を上から下へ通過しなくても、堆積物４０を逆洗水Ｗ１と共に排出開口部５６から確実且つ十分に膜モジュール１の外部へ排出して、上部一次側室１６内に残留する堆積物４０の量を大幅に減少させることができる。

上記第４の実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、逆洗水Ｗ１を利用して上部一次側室１６内の堆積物４０を排出開口部５６から外部へ排出するが、これに限定されるものではなく、例えば、第２の実施の形態（図８参照）と同様に、原水Ｗ２を利用して上部一次側室１６内の堆積物４０を排出開口部５６から外部へ排出してもよい。或いは、第３の実施の形態（図９参照）と同様に、洗浄水Ｗ４を利用して上部一次側室１６内の堆積物４０を排出開口部５６から外部へ排出してもよい。
（第５の実施の形態）
第５の実施の形態は、図１１に示すように、上部一次側室１６の側面すなわち上部キャップ７の側面に、堆積物４０を排出させるための洗浄水Ｗ４（流体の一例）を上部一次側室１６内に供給する供給開口部６０と、堆積物４０を洗浄水Ｗ４とともに上部一次側室１６の外部へ排出する排出開口部６１とが設けられている。

尚、供給開口部６０には洗浄水供給管路５２が接続され、洗浄水供給管路５２には第７の弁３７が設けられている。また、排出開口部６１には堆積物排出管路３０が接続され、堆積物排出管路３０には第６の弁３６が設けられている。

以下、上記膜モジュール１の運転方法を説明する。

堆積物排出工程では、第６および第７の弁３６，３７を開、その他の弁３１〜３５を閉にすることにより、洗浄水供給管路５２内の洗浄水Ｗ４が、供給開口部６０から上部一次側室１６に流れ込み、上部一次側室１６内の堆積物４０と共に、排出開口部６１から堆積物排出管路３０を通って外部に排出される。

これにより、上部一次側室１６内の堆積物４０が、狭くて通過抵抗の大きい貫通流路１１を上から下へ通過しなくても、堆積物４０を洗浄水Ｗ４と共に排出開口部６１から確実且つ十分に膜モジュール１の外部へ排出して、上部一次側室１６内に残留する堆積物４０の量を大幅に減少させることができる。

さらに、上記のように洗浄水Ｗ４を供給開口部６０から上部一次側室１６に供給した後、例えば加圧空気等の加圧ガスＧ２（流体の一例）を、供給開口部６０から上部一次側室１６に注入し、排出開口部６１から排出してもよい。これにより、洗浄水Ｗ４や堆積物４０が上部一次側室１６内に残留していても、残留した洗浄水Ｗ４や堆積物４０は加圧ガスＧ２と共に排出開口部６１から堆積物排出管路３０を通って外部に確実に排出される。

また、供給開口部６０が上部一次側室１６の側面に形成されているため、洗浄水Ｗ４が供給開口部６０から上部一次側室１６内に流れ込んだ際、上部一次側室１６内の堆積物４０は側方から洗浄水Ｗ４を受けることになり、これにより、堆積物４０が膜エレメント３の上端面から剥離し易くなる。
（第６の実施の形態）
先述した各実施の形態では、図６に示すように、膜ろ過工程４５を行った後に、逆圧洗浄工程４６を行い、逆圧洗浄工程４６の後に堆積物排出工程４７を行っているが、以下に説明する第６の実施の形態では、図１２に示すように、膜ろ過工程４５を行った後、堆積物排出工程４７の全部を逆圧洗浄工程４６と重複して行っている。

すなわち、膜ろ過工程４５の終了後に逆圧洗浄工程４６を行う際、先ず、図４に示すように、第２および第４の弁３２，３４を開、その他の弁３１，３３，３５，３６を閉にし、逆洗水供給管路２５内の逆洗水Ｗ１を処理水流出口２３から膜エレメント３に供給する。これにより、逆洗水Ｗ１は、膜エレメント３の外周（二次側）から内側（一次側）へ透過し、貫通流路１１を上から下に流れて下部一次側室１７内に流れ込み、原水流入口１９から逆洗排水として逆洗水排出管路２１を通って外部に排出される。

これにより、貫通流路１１内に付着した異物が、逆洗水Ｗ１の流れによって剥離し、逆洗水Ｗ１とともに下部一次側室１７内から原水流入口１９を通り、逆洗排水として逆洗水排出管路２１へ排出され、膜エレメント３が逆圧洗浄される。

尚、上記逆圧洗浄工程４６を行っている際に、逆洗水Ｗ１が膜エレメント３の外周（二次側）から内側（一次側）へ通過する際に伴う圧力降下により、逆洗水Ｗ１中に溶解していたガス成分が、ガス化して、膜エレメント３の表面や逆洗水Ｗ１に連行されて膜モジュール１内に侵入し、上部一次側室１６内に集められて滞留することがある。

上記逆圧洗浄工程４６を行っている状態で所定時間ｔが経過すると、図１２，図１３に示すように、さらに、第６の弁３６を開くことにより、堆積物排出工程４７を逆圧洗浄工程４６と重複して行う。

これにより、逆洗水Ｗ１は、膜エレメント３の外周（二次側）から内側（一次側）へ透過し、その一部が、貫通流路１１を上から下に流れて下部一次側室１７内に流れ込み、原水流入口１９から逆洗排水として逆洗水排出管路２１を通って外部に排出されると共に、逆洗水Ｗ１の残りが貫通流路１１を上向きに流れて上部一次側室１６内に流れ込み、上部一次側室１６内の堆積物４０と上部一次側室１６内に滞留したガスとが逆洗水Ｗ１と共に加圧ガス流入口２７から堆積物排出管路３０を通って外部に排出される。これにより、膜モジュール１内に滞留したガスを抜き出すのに要する時間を短縮することができるとともに、上記第１〜第５の実施の形態のように逆圧洗浄工程４６と堆積物排出工程４７とを重複させずに行う場合に比べて、逆圧洗浄工程４６と堆積物排出工程４７とを合わせた時間を短縮することができる。このため、逆圧洗浄工程４６を行う毎に堆積物排出工程４７を行うことも可能となる。

その後、第６の弁３６を閉じて堆積物排出工程４７を終了する。その後、逆圧洗浄工程４６（図４参照）において、第５の弁３５を開くことにより、逆洗水Ｗ１を供給しつつ、加圧ガス供給管路２８内の加圧ガスＧ１（加圧空気等）が加圧ガス流入口２７から上部一次側室１６内に供給されるため、ケーシング２内に残留していた逆洗水Ｗ１が、剥離した異物と共に、加圧ガスＧ１によって確実に原水流入口１９から逆洗水排出管路２１を通って排出される。このようにして所定時間だけフラッシング工程を行った後、逆圧洗浄工程４６を終了する。
（第７の実施の形態）
上記第６の実施の形態では、図１２に示すように、堆積物排出工程４７の全部を逆圧洗浄工程４６と重複して行っているが、以下に説明する第７の実施の形態では、図１４に示すように、堆積物排出工程４７の一部を逆圧洗浄工程４６と重複して行っている。

すなわち、逆圧洗浄工程４６では、図４に示すように、第２および第４の弁３２，３４を開、その他の弁３１，３３，３５，３６を閉にし、逆洗水供給管路２５内の逆洗水Ｗ１を処理水流出口２３から膜エレメント３に供給する。これにより、逆洗水Ｗ１は、膜エレメント３の外周（二次側）から内側（一次側）へ透過し、貫通流路１１を上から下に流れて下部一次側室１７内に流れ込み、原水流入口１９から逆洗排水として逆洗水排出管路２１を通って外部に排出される。

これにより、貫通流路１１内に付着した異物が、逆洗水Ｗ１の流れによって剥離し、逆洗水Ｗ１とともに下部一次側室１７内から原水流入口１９を通り、逆洗排水として逆洗水排出管路２１へ排出され、膜エレメント３が逆圧洗浄される。

この状態で所定時間経過後、さらに第５の弁３５を開くことにより、逆洗水Ｗ１を供給しつつ、加圧ガス供給管路２８内の加圧ガスＧ１（加圧空気等）が加圧ガス流入口２７から上部一次側室１６内に供給されるため、ケーシング２内に残留していた逆洗水Ｗ１が、剥離した異物と共に、加圧ガスＧ１によって確実に原水流入口１９から逆洗水排出管路２１を通って排出される。

このようにして所定時間だけフラッシング工程を行った後、第５の弁３５を閉じ、図１３，図１４に示すように、さらに第６の弁３６を開いて、上記のような逆圧洗浄工程４６を行いながら堆積物排出工程４７を重複して行う。これにより、逆洗水Ｗ１は、膜エレメント３の外周（二次側）から内側（一次側）へ透過し、その一部が、貫通流路１１を上から下に流れて下部一次側室１７内に流れ込み、原水流入口１９から逆洗排水として逆洗水排出管路２１を通って外部に排出されると共に、逆洗水Ｗ１の残りが貫通流路１１を上向きに流れて上部一次側室１６内に流れ込み、上部一次側室１６内の堆積物４０と上部一次側室１６内に滞留したガスとが逆洗水Ｗ１と共に加圧ガス流入口２７から堆積物排出管路３０を通って外部に排出される。これにより、膜モジュール１内に滞留したガスを抜き出すのに要する時間を短縮することができるとともに、上記第１〜第５の実施の形態のように逆圧洗浄工程４６と堆積物排出工程４７とを重複させずに行う場合に比べて、逆圧洗浄工程４６と堆積物排出工程４７とを合わせた時間を短縮することができる。このため、逆圧洗浄工程４６を行う毎に堆積物排出工程４７を行うことも可能となる。

この状態で所定時間ｔが経過した後、図５，図１４に示すように、第２の弁３２を閉じて、逆圧洗浄工程４６を終了し、引き続き堆積物排出工程４７のみを行う。これにより、逆洗水Ｗ１は、膜エレメント３の外周から内側へ透過し、貫通流路１１を上向きに流れて上部一次側室１６内に流れ込み、上部一次側室１６内の堆積物４０と共に、加圧ガス流入口２７から堆積物排出管路３０を通って外部に排出される。

尚、上記第７の実施の形態では、逆圧洗浄工程４６の一部であるフラッシング工程を行っているが、フラッシング工程を実施しなくてもよい。

上記各実施の形態では、貫通流路１１の内周面に分離膜層が形成された膜エレメント３を示したが、分離膜層が別途形成されず、円柱状の多孔質体自身が分離膜の役目を果たすものであってもよい。

上記各実施の形態では、円柱状の膜エレメント３を示したが、角柱状（多角形）であってもよい。

１ 膜モジュール
２ ケーシング
３ 膜エレメント
１１ 貫通流路
１６ 上部一次側室
１７ 下部一次側室
４０ 堆積物
４５ 膜ろ過工程
４６ 逆圧洗浄工程
４７ 堆積物排出工程
５６ 排出開口部
６０ 供給開口部
６１ 排出開口部
Ｇ２ 加圧ガス（流体）
Ｗ１ 逆洗水（逆洗用流体）
Ｗ２ 原水（流体）
Ｗ３ 処理水（流体）
Ｗ４ 洗浄水（流体）

Claims (4)

1. 柱状の多孔質体からなる膜エレメントがケーシング内に収納され、
   膜エレメントは、一端から他端にわたり貫通するとともに内周面を一次側とした複数の貫通流路を有し、貫通流路が上下方向となるようにケーシング内に設けられ、
   ケーシングの上部に、膜エレメントの上端部が露出するとともに貫通流路と連通する上部一次側室が形成され、
   ケーシングの下部に、膜エレメントの下端部が露出するとともに貫通流路と連通する下部一次側室が形成され、
   原水を膜エレメントでろ過することにより処理水を得る膜モジュールの運転方法であって、
   膜ろ過工程と逆圧洗浄工程と堆積物排出工程とを有し、
   膜ろ過工程を行った後に逆圧洗浄工程を開始し、逆圧洗浄工程を開始してから所定時間経過すると堆積物排出工程を逆圧洗浄工程と重複して行い、堆積物排出工程を終了した後に逆圧洗浄工程を終了し、
   膜ろ過工程において、原水が、下部一次側室内に供給され、デッドエンドろ過方式で膜モジュールの一次側から二次側へ透過して、処理水として膜モジュールの二次側から外部へ取り出され、
   逆圧洗浄工程において、逆洗用流体が、膜モジュールの二次側から膜エレメントに供給され、膜エレメントを透過し、貫通流路を通って下部一次側室内から外部へ排出され、
   堆積物排出工程において、逆洗用流体が貫通流路を通って下部一次側室内に供給されるとともに上部一次側室内に供給され、上部一次側室内の堆積物と、逆圧洗浄工程を行っている際に逆洗用流体から発生して上部一次側室内に滞留したガスとが、逆洗用流体とともに上部一次側室内から外部へ排出されることを特徴とする膜モジュールの運転方法。
2. 柱状の多孔質体からなる膜エレメントがケーシング内に収納され、
   膜エレメントは、一端から他端にわたり貫通するとともに内周面を一次側とした複数の貫通流路を有し、貫通流路が上下方向となるようにケーシング内に設けられ、
   ケーシングの上部に、膜エレメントの上端部が露出するとともに貫通流路と連通する上部一次側室が形成され、
   ケーシングの下部に、膜エレメントの下端部が露出するとともに貫通流路と連通する下部一次側室が形成され、
   原水を膜エレメントでろ過することにより処理水を得る膜モジュールの運転方法であって、
   膜ろ過工程と一部にフラッシング工程を含む逆圧洗浄工程と堆積物排出工程とをこの順序で行い、
   膜ろ過工程において、原水が、下部一次側室内に供給され、デッドエンドろ過方式で膜モジュールの一次側から二次側へ透過して、処理水として膜モジュールの二次側から外部へ取り出され、
   逆圧洗浄工程において、逆洗用流体が、膜モジュールの二次側から膜エレメントに供給され、膜エレメントを透過し、貫通流路を通って下部一次側室内から外部へ排出され、
   フラッシング工程において、逆圧洗浄工程を行いながら、加圧ガスが上部一次側室に供給され、逆洗用流体と加圧ガスが膜エレメントの貫通流路を通って下部一次側室内から排出され、
   堆積物排出工程において、逆洗用流体が上部一次側室内に供給され、上部一次側室内の堆積物と、フラッシング工程を行ったことにより上部一次側室内に滞留したガスとが、逆洗用流体とともに上部一次側室内から外部へ排出されることを特徴とする膜モジュールの運転方法。
3. フラッシング工程において、加圧ガスを加圧ガス流入口から上部一次側室に供給し、
   堆積物排出工程において、逆洗用流体が上部一次側室内に供給され、上部一次側室内の堆積物と上部一次側室内に滞留したガスとが逆洗用流体とともに加圧ガス流入口から上部一次側室の外部へ排出されることを特徴とする請求項２に記載の膜モジュールの運転方法。
4. 堆積物排出工程において、逆洗用流体が、膜モジュールの二次側から膜エレメントを透過して上部一次側室内に供給され、又は膜モジュールの外部から直接上部一次側室内に供給されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の膜モジュールの運転方法。

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