JPH10309446A

JPH10309446A - 浄化装置

Info

Publication number: JPH10309446A
Application number: JP9121508A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Fujii; 義久藤井
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 1997-03-13
Filing date: 1997-04-25
Publication date: 1998-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成で菌類の繁殖を防止する信頼性に
優れた浄化装置を提供する。【解決手段】分離膜モジュール５によって濾過された
水等を、一旦貯留するトラップ６と、逆洗時には、トラ
ップ６へ浴槽２０内の汚れた水等が侵入するのを防ぐ遮
断手段（濾過水バルブ１２等）とを設け、また、分離膜
に備えられる連通孔の断面形状を上流側から下流側に向
かって拡がるように傾斜する構造とし、さらに、薬品洗
浄の際には、まず、濾過水バルブ１２を閉じて、三方バ
ルブ９を排水側に切り替え、薬剤供給バルブ８を開い
て、薬剤タンク７中の薬品を分離膜モジュール５内へ注
入後、薬品が分離膜モジュール５内の全ての分離膜に十
分浸透し、所定時間放置後、逆洗を行い、次に、三方バ
ルブ９を排水側に切り替えながら、順方向に水等を循環
させて、これらの逆洗による排水と、順濾過による排水
とを交互に繰り返し行って、分離膜中の薬品を十分に濯
ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、循環式温
浴器などの浴槽中、あるいは、プール槽中などのの汚れ
や細菌等を浄化する浄化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の浄化装置としては、
たとえば、循環式温浴器（２４時間風呂）などに用いら
れ、浴槽中の汚れや細菌等を浄化する装置である。

【０００３】以下、図９、図１０および図１１を参照し
て、従来技術に係る浄化装置について簡単に説明する。
図９は従来技術に係る浄化装置を説明する概略図であ
り、図１０は従来技術に係る浄化装置に備えられる分離
膜の使用状態を示す概略断面図であり、図１１は従来技
術に係る浄化装置に備えられる分離膜モジュール（中空
糸膜モジュール）の概略構成図である。

【０００４】図９に示したように、浴槽２００内の水ま
たは温水２０１を浄化（濾過）する際には、浄化装置１
００に備えられたポンプ１０３で水または温水２０１を
図中実線矢印方向（順方向）に強制的に循環させる。

【０００５】水または温水２０１は、まず、メインフィ
ルタ１０１で大きなゴミ等が除去され、次に、分離膜モ
ジュール１０４によって微細なゴミ、あるいは、菌が除
去され浄化（濾過）されて再び浴槽２００内に戻され
る。

【０００６】このように、所定時間循環させることによ
って、浴槽２００内の水または温水２０１をきれいに保
たせることができる。

【０００７】なお、メインフィルタ１０１には浴槽２０
０中に存在する溶在有機性分を分解し得るバクテリアが
一般的には生成する。

【０００８】また、所定期間使用すると、分離膜モジュ
ール１０４にゴミや菌などが溜って、目詰まりなどを起
こして、分離膜モジュール１０４の性能が低下していく
ため、この性能を再び向上させるため逆洗することがで
きる構成となっている。

【０００９】すなわち、バルブ１０２を排出側に切り換
え、ポンプ１０３で水または温水２０１を図中点線矢印
方向（逆方向）に強制的に循環させる。

【００１０】すると、浴槽２００内の水または温水２０
１は、分離膜モジュール１０４を濾過とは逆方向に流れ
て、分離膜モジュール１０４内に溜ったゴミや菌を洗い
流しながら装置外部に排出される。

【００１１】このように、分離膜モジュール１０４の性
能が維持される。

【００１２】なお、分離膜モジュール１０４の性能を維
持する方法として、他に、膜面に比較的、勢い良く水流
を与えて膜表面の汚れを除去する、いわゆるフラッシン
グによる方法もあるが、この方法も、浴槽やプール槽の
洗浄では、あまり効果的に洗浄することはできず、一般
的には用いられていなかった。

【００１３】次に、分離膜モジュール１０４内に備えら
れる分離膜１０５について図１０を参照して説明する。

【００１４】なお、分離膜１０５としては平膜や中空糸
膜が用いられる。

【００１５】分離膜１０５に備えられる連通孔１０６
は、図１０に示したように断面形状は上流側（原水側）
から下流側（濾過側）に向かって狭くなるように傾斜す
る構造となっていた。

【００１６】このように構成することで、ゴミや菌Ｄを
傾斜面に堆積させて分離膜モジュール１０４の寿命の長
期化を図っていた。

【００１７】また、分離膜モジュール１０４が中空糸膜
の場合について図１１を参照して説明する。

【００１８】分離膜モジュール１０４が、いわゆるデッ
ドエンド型の中空糸膜モジュールの場合には、分離膜を
中空状に形成した中空糸膜１０４ａをＵ字形状に折り曲
げたものを、分離膜モジュールケース１０４ｂ内に多数
配置して、分離膜モジュールケース１０４ｂの下流側
（濾過側）で、中空糸膜１０４ａが開口するように接着
（ポッティング部１０４ｃ）されている。

【００１９】したがって、入水口から入水した原水は中
空糸膜１０４ａの外表面によって濾過されて、中空糸膜
１０４ａの中空部へ浸透して、濾過された水はポッティ
ング部１０４ｃを介して、出水口から出水する。

【００２０】このように、原水は濾過される。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来技術の場合には、下記のような問題が生じて
いた。

【００２２】上述のように従来技術の構成では分離膜に
ゴミや菌等が溜りやすく、逆洗（図１０中矢印と逆方
向）を行った場合にでも、連通孔の構造から傾斜面に堆
積したゴミや菌等は剥がれにくく、堆積する一方であっ
た。

【００２３】また、洗浄の際に使用する水や温水は浴槽
から直接吸い上げて使用していたため、浴槽内の水また
は温水中に含まれるゴミや菌類が膜の逆側面に付着し、
逆汚染も生じていた。

【００２４】このように、分離膜には長期間ゴミや菌等
が堆積された状態であるため、レジオネラ菌などの細菌
が繁殖してしまうことが問題となっている。

【００２５】この対策として、殺菌剤の投与、抗菌処理
した部材の使用、紫外線殺菌、オゾン殺菌、加熱処理、
分離膜による除菌などが検討されている。

【００２６】まず、殺菌剤の投与については、塩素系の
薬剤を用いれば殺菌効果があることが確認されている
が、臭気や毒性等を有しているだけでなく、メインフィ
ルタに用いられるバクテリアの活性が低下する問題が生
じる。

【００２７】抗菌処理した部材の使用については、構造
物や配管等にこのような部材を使用した場合、その壁面
への菌の繁殖を防止することができるが、大量の浴槽水
中に浮遊する菌を完全に殺菌することは困難である。

【００２８】紫外線殺菌については、紫外線が届く範囲
では効率良く殺菌効果があるが、紫外線自体が人体に悪
影響を及ぼすため、閉鎖系で循環させながら殺菌しなけ
ればばらず、小型のランプで完全に菌を殺すには循環速
度をゆっくりにし、ランプの周囲をクリーンな状態に保
ちながら運転する必要があるが、技術的には困難であり
現実的には循環速度を遅くすると浴槽内の攪拌が悪くな
り浴槽内壁部で菌が増殖してしまう。

【００２９】これを解消するために循環速度を適正にし
ようとすれば、大型のランプが必要となり装置が大きく
なりすぎてしまう。

【００３０】オゾン殺菌については、全ての菌を殺菌す
るためには菌の種類によって、かなり高濃度のオゾンを
溶解させなければならず、そのような溶解は技術的に困
難な上、人体への害を及ぼす恐れがある。

【００３１】加熱処理については、７０℃以上に加熱す
ることで効率良く殺菌することが可能であるが、加熱処
理を施した後に、適温にして浴槽に戻すためには、加熱
装置と冷却装置が必要となり、技術的に困難であり、装
置が大型化してしまう。

【００３２】また、分離膜による除菌については、菌類
を完全に除去できる程度の阻止粒子径を有した分離膜を
使用することで完全に菌類の除去が可能であるが、目詰
まりが激しく短期間で流量が低下し、分離膜の性能が低
下してしまう。

【００３３】そこで、分離膜を逆洗や薬品洗浄する必要
があるが、逆洗の場合、上述のように浴槽中の水等を使
用しては、あまり効果がなく、新たに水道配管すること
も考えられるが、そのためには、水道法の基準を満足す
るたの耐圧性なども考慮しなければならず、装置が複雑
化・大型化してしまい高価な装置となってしまう。

【００３４】また、薬品洗浄については、これまで知ら
れた洗浄方法では、装置から分離膜モジュールを取り出
して、薬品洗浄用の専用設備、例えば、専用洗浄槽によ
って洗浄・すすぎ等を行って、効果的に洗浄することが
できる。

【００３５】これは、単に、分離膜モジュールを薬品を
溜めた容器に漬けておき、その後、取り出して濯ぐ作業
を手作業で行った場合には、作業性が悪い上、十分な洗
浄が困難だからである。

【００３６】しかし、このような方法では、専用設備を
必要とするため、家庭内で使用される場合には、専用の
装置の開発を必要とするか、あるいは、専門技術を有し
た者によるメンテナンス等を必要とすることが考えら
れ、実用性に欠けてしまう。

【００３７】また、限外濾過膜（コロイド粒子を分離す
る膜）や逆浸透膜（逆浸透により分離する膜）を利用し
た装置では、その構成はクロスフロー濾過となっている
ため、薬品洗浄の際には、膜表面に容易に均質に薬品を
供給することができるので、薬品洗浄を比較的効果的に
行なうことが可能であるが、デッドエンド型の中空糸膜
モジュールの場合には、膜表面に均質に薬品を供給する
ことが困難であり、適正に薬品洗浄を行なうことができ
なかった。

【００３８】しかし、除菌を目的とした精密濾過タイプ
の浄化装置では、デッドエンド型の中空糸膜モジュール
を適用するのが有効であり、デッドエンド型の中空糸膜
モジュールを適正に薬品洗浄を行なうことが望まれてい
た。

【００３９】本発明は上記の従来技術の課題を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、簡単
な構成で菌類の繁殖を防止する信頼性に優れた浄化装置
を提供することにある。

【００４０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、槽内の水を循環させる循環経路内
に介在し、順方向に循環させた場合に水を濾過する分離
膜を有した分離膜モジュールと、該分離膜モジュールを
逆洗する逆洗手段と、を備えた浄化装置において、前記
分離膜は、順方向上流側膜表面から下流側に向けて拡が
るように傾斜しながら膜壁を連通する連通孔を備えたこ
とを特徴とする。

【００４１】したがって、分離膜の上流側でゴミや菌な
どが排除されると共に、連通孔の壁面へのゴミや菌など
の付着が防止される。

【００４２】前記分離膜モジュールの順方向下流側に位
置し、かつ、分離膜モジュールと槽との間に介在し、分
離膜モジュールで濾過された水を貯留する貯留部と、該
貯留部の水を用いた前記逆洗手段による逆洗時に、該貯
留部への槽側の水の侵入を遮断する遮断手段と、を設け
るとよい。

【００４３】したがって、逆洗の場合には、濾過された
水で洗浄され、その際には、遮断手段によって槽内の水
等が使用されてしまうことが防止される。

【００４４】前記分離膜モジュール内に薬品を注入する
薬品注入手段と、順方向に循環させて薬品洗浄に使用さ
れた前記分離膜モジュール内の流体を排出する排出手段
と、を有し、該薬品注入手段により薬品を注入し、所定
時間経過した後に、前記逆洗手段による逆洗と前記排出
手段による排出を繰り返し行うとよい。

【００４５】したがって、逆洗では洗浄しきれない程度
の汚れが薬品洗浄によって適正に洗浄されると共に、薬
品洗浄に使用された流体は十分に濯がれて排出される。

【００４６】また、分離膜により形成される中空糸膜を
有した分離膜モジュールを備えた浄化装置において、前
記分離膜モジュールは、筒状のケースと、該ケースの中
に束状に収容されると共にケースの外部に向けて開口す
るように封止固定された中空糸膜と、前記束状に収容さ
れた中空糸膜の束の中に洗浄用の液体を供給可能に配置
されたノズルと、を有したことを特徴とする。

【００４７】したがって、ノズルによって、束状に収容
された中空糸膜の内部にまで洗浄用の液体が供給され
る。

【００４８】前記ノズルは、円筒形状のケースの軸方向
の略全領域に洗浄用の液体を均一に供給可能に配置され
るとよい。

【００４９】したがって、ケース内に収容された中空糸
膜の全体に洗浄用の液体が付与される。

【００５０】前記ノズルへは、膜洗浄用の薬品と、該薬
品を濯ぐ濯ぎ水とを注入可能であるとよい。

【００５１】したがって、膜洗浄用の薬品、および、濯
ぎ水が全体に付与される。

【００５２】前記中空糸膜の膜壁の内部から外部へ、お
よび、外部から内部へ、液体を循環可能な循環手段を備
えるとよい。

【００５３】したがって、膜壁の内外の両方向から洗浄
可能である。

【００５４】前記ケース内に均一に薬品を付与した後
に、前記循環手段により両方向に交互に循環させて、そ
の後、ケース内に均一に濯ぎ水を付与した後に、前記循
環手段により両方向に交互に循環させるとよい。

【００５５】したがって、膜壁の内外の両方向から薬品
洗浄され、かつ、膜壁の内外の両方向から濯がれる。

【００５６】前記分離膜の連通孔は、阻止粒子径を０．
０１μｍから０．４μｍの範囲に設定されるとよい。

【００５７】したがって、適正に菌類等が排除されると
共に、適正な流速が保たれる。

【００５８】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、
材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載が
ないかぎりは、この発明の範囲をそれらのみに限定する
趣旨のものではない。

【００５９】（第１の実施の形態）図１，図２，図３お
よび図４には本発明の第１の実施の形態に係る浄化装置
について示されている。図１は本発明の第１の実施の形
態に係る浄化装置を説明する概略図であり、図２は本発
明の第１の実施の形態に係る浄化装置に備えられる分離
膜の使用状態を示す概略断面図である。図３および図４
は本発明の第１の実施の形態に係る浄化装置の効果を示
す測定結果の表図である。

【００６０】図１に示したように、浴槽２０内の水また
は温水２１を浄化（濾過）する際には、浄化装置１に備
えられたポンプ４で水または温水２１を図中実線矢印方
向（順方向）に強制的に循環させる。

【００６１】水または温水２１は、まず、メインフィル
タ２で大方のゴミや溶存有機性分が除去され、次に、分
離膜モジュール５によってメインフィルタ２を通過した
ゴミや漏洩してきた菌が除去され浄化（濾過）され、一
旦、貯留部であるトラップ６を通って、再び浴槽２０内
に戻される。

【００６２】このように、所定時間循環させることによ
って、浴槽２０内の水または温水２１をきれいに保たせ
ることができる。

【００６３】また、所定期間使用すると、分離膜モジュ
ール５にゴミや菌などが膜表面に堆積あるいは孔内に目
詰まりして、分離膜モジュール５の性能が低下していく
ため、この性能を再び向上させるため逆洗することがで
きる構成となっている。

【００６４】すなわち、バルブ３を排出側に切り換え、
ポンプ４等によってトラップ６中の水または温水を図中
点線矢印方向（逆方向）に強制的に循環させる。

【００６５】この時、トラップ６へ浴槽２０内の汚れた
水等が侵入するのを防ぐ遮断手段としては、濾過水バル
ブ１２で循環経路を遮断するか、あるいは、トラップ６
と大気とをエアベント１１で流通させて浴槽２０内の汚
れた水等の侵入を防止することができる。

【００６６】このように、トラップ６内の濾過水は分離
膜モジュール５を濾過とは逆方向に流れて、分離膜モジ
ュール５内に溜ったゴミや菌を洗い流しながら装置外部
に排出される。

【００６７】なお、逆洗は、タイマーによって所定時間
行うか、あるいは、水位計１０を設置することによって
トラップ６内のほぼ全ての濾過水を使用して洗浄するよ
うに構成することが望ましい。

【００６８】このように、分離膜モジュール５は濾過水
によって洗浄されるので高い洗浄効果が得られ、分離膜
モジュール５の性能を維持できる。

【００６９】次に、分離膜モジュール５について、特に
図２を参照して、より詳しく説明する。

【００７０】分離膜モジュール５は分離膜モジュールケ
ース５１内に分離膜５３を有した膜モジュール５２が備
えられており、分離膜５３は平膜でも良いが、小型化に
適するという点から中空糸膜を用いるのが望ましい。

【００７１】そして、図２に示したように、分離膜５３
に備えられる連通孔５４の断面形状は上流側（原水側）
の膜表面から下流側（濾過側）に向かって拡がるように
傾斜する構造となっている。

【００７２】また、分離膜５３の連通孔５４は、阻止粒
子径を０．０１μｍから０．４μｍの範囲に設定するこ
とで、適正に菌を排除し、かつ適正な流量を確保するこ
とができる。なお、レジオネラ菌を阻止するには０．４
μｍ以下とし、大腸菌を阻止するには０．２μｍ以下に
設定する必要がある。

【００７３】このように構成することで、連通孔５４の
上流側でゴミや菌Ｄを除去することができ、さらに、こ
れらのゴミや菌Ｄは連通孔５４の壁面に積載するような
ことはなく、従来技術のように分離膜によってゴミや菌
Ｄを溜めておく構成とは異なり、本実施の形態では、分
離膜５３にはゴミや菌Ｄが溜ってしまうことはない。

【００７４】なお、本実施の形態の構成では、従来技術
に比べてケーク層が形成されやすく流量低下が早いため
逆洗を高い頻度で行う必要があるが、連通孔５４の上流
側にのみ堆積したゴミや菌Ｄは、逆洗によって容易に剥
がれ、洗浄されるので著しい洗浄効果が得られ、逆洗の
みでも、従来技術に比べて十分に洗浄できる。

【００７５】また、逆洗を行う頻度の設定については、
所定の期間毎に定期的に行うか、あるいは、分離膜モジ
ュール５に濾過される水等の流量を不図示の測定手段に
よって測定し、この流量が所定量よりも少なくなったこ
とが測定された場合に、目詰まりが増えたものと予測し
て逆洗を行うように設定することが望ましい。

【００７６】このような逆洗によって、十分な洗浄効果
が得られるが、長期間使用すると、逆洗のみでは限界が
あるため、本実施の形態では、さらに、薬品洗浄を行う
ことのできる構成となっている。

【００７７】以下、薬品洗浄について、図１を参照して
説明する。

【００７８】薬品洗浄を行う頻度の設定については、所
定の期間（逆洗の場合よりも長期間）毎に定期的に行う
か、あるいは、上記の流量を測定する測定手段を備える
場合には、上記の場合よりもさらに少ない流量に設定し
てこれ以下になった場合や、逆洗を行った後の流量が所
定量まで回復されないことが検出されたり、逆洗を行う
頻度が高くなった場合などを検出して、薬品洗浄を行う
ように設定することが望ましい。

【００７９】図に示したように薬剤タンク７中に、薬品
（洗浄剤）として、市販の塩素系の漂白剤、あるいは風
呂釜洗浄剤などの、人体より発生する脂質や蛋白質等の
よごれ、および水道水中の鉄分、シリカ分、カルシウム
分、有機性分などを分解可能な薬品（洗浄剤）が収容さ
れている。

【００８０】そして、洗浄の際には、まず、濾過水バル
ブ１２を閉じて排出手段を構成する三方バルブ９を排水
側に切り替えて、薬剤供給バルブ８を開いて、薬剤タン
ク７中の薬品（洗浄剤）を、分離膜モジュール５内へ上
流側から注入する。

【００８１】次に、薬品（洗浄剤）が分離膜モジュール
５内の全ての分離膜５３に十分浸透し、所定時間放置し
てから逆洗を行う。

【００８２】さらに、三方バルブ９を排水側に切り替え
ながら、順方向に水等を循環（すなわち、濾過を行う）
させる。

【００８３】このように、逆洗による排水と、順濾過に
よる排水とを交互に繰り返し行って、分離膜５３中の薬
品（洗浄剤）を十分に濯ぐ。

【００８４】以上によって薬品洗浄が行われ、分離膜モ
ジュール５が十分に洗浄されると共に、薬品（洗浄剤）
が分離膜モジュール５内に残ってしまうことはない。

【００８５】なお、上述の構成では、薬品（洗浄剤）
を、分離膜モジュール５の上流側から注入しているが、
図中点線で示した経路として、分離膜モジュール５の下
流側から注入させても良く、このように構成した場合に
は、所定時間放置後の最初の逆洗で、膜表面に浮き上が
った汚れを、より除去しやすいという点で優れている。

【００８６】以上のような構成とした浄化装置１につい
て、従来技術等の構成の場合と比較した測定結果を基
に、その効果について説明する。

【００８７】測定は、以下に示す条件（試験）により、
それぞれ、分離膜モジュールによって濾過される流量
（ｍｌ／ｍｉｎ）の変化を測定した。なお、測定時の環
境温度は４０℃で、圧力は０．５ｋｇ／ｃｍ² である。

【００８８】（Ｘ）入浴後の浴槽水２００リットルを準
備し、本発明の実施の形態に基づく構成により、分離膜
の阻止粒子径が０．１μｍ以上の分離膜モジュール
（０．０４ｍ² ）に対し、初期と、浴槽水２リットルを
透過させた（４０℃，０．２ｋｇ／ｃｍ² ）場合の透過
後、および、この透過後に濾過水０．２リットルで逆洗
（０．３ｋｇ／ｃｍ² ）を行った後に、上記の測定を行
った。

【００８９】（Ｙ）上記（Ｘ）の濾過と逆洗を４回繰り
返した後と、さらに、２リットルを透過させた後と、上
記逆洗を行った後に、上記の測定を行った。

【００９０】（Ａ）分離膜モジュールの構成を本実施の
形態と同じ（（Ｘ）と同じ）構成とし、逆洗に使用する
水等を濾過水を用いずに、従来技術のように浴槽中の水
等を使用して上記（Ｘ）と同じ試験を行った。

【００９１】（Ｂ）上記（Ａ）の濾過と逆洗を４回繰り
返した後と、さらに、２リットルを透過させた後と、上
記逆洗を行った後に上記の測定を行った。

【００９２】（Ｃ）分離膜モジュールの構成を従来技術
の構成、すなわち、図６に示したように濾過時の下流側
に向けて狭くなる連通孔を備えた一般的なミクロフルタ
の構造を持った分離膜（阻止粒子径が０．１μｍ）を用
いて、上記（Ｘ）と同じ試験を行った。

【００９３】（Ｄ）上記（Ｃ）の濾過と逆洗を４回繰り
返した後と、さらに、５リットルを透過させた後と、上
記逆洗を行った後に上記の測定を行った。

【００９４】以上の測定結果を図３に示す。

【００９５】図から明らかなように、複数の濾過と逆洗
を行った場合、すなわち、（Ｙ），（Ｂ）および（Ｄ）
を比較すると、本実施の形態である（Ｙ）が最も優れて
いることが分かる。

【００９６】次に、薬品洗浄を行った場合についての測
定結果について説明する。

【００９７】（Ｚ）上記（Ｙ）の試験後の分離膜モジュ
ール（モジュール内容積約２０ｍｌ）に対し、０．２％
次亜塩素酸ナトリウム溶液を濾過方向に５０ｍｌだけ強
制注入し、４０℃にて３時間放置した後に濾過水（０．
２ｌ）で逆洗を行い、薬品洗浄前と洗浄後で上記の測定
を行った。

【００９８】（Ｅ）上記（Ｙ）の試験後の分離膜モジュ
ールを装置から取り出して、０．２％次亜塩素酸ナトリ
ウム溶液中に浸漬させて、４０℃にて３時間放置した後
に、分離膜モジュールを濾過水中に１０分間浸漬して、
濾過水の交換し、これを３回繰り返し、薬品洗浄前と洗
浄後で上記の測定を行った。

【００９９】以上の測定結果を図４に示す。

【０１００】図から明らかなように、薬品洗浄と逆洗と
を組み合わせることによって、分離膜モジュールの性能
が著しく回復することが確認された。

【０１０１】（第２の実施の形態）図５乃至図８には、
本発明の第２の実施の形態が示されている。本実施の形
態の形態では分離膜モジュールの構成に特徴を有してい
る。その他の構成および作用については第１の実施の形
態と同一なので、同一の構成部分については同一の符号
を付して、その説明は省略する。

【０１０２】図５および図６は本発明の第２の実施の形
態に係る分離膜モジュールの概略構成図であり、図７は
図５に示した分離膜モジュールを適用した浄化装置を説
明する概略図であり、図８は本発明の第２の実施の形態
に係る浄化装置の効果を示す測定結果の表図である。

【０１０３】分離膜の洗浄に使用される薬品としては、
一般的に、次亜塩素酸ナトリウム、水酸化カリウム、水
酸化ナトリウム、過炭酸ナトリウム、界面活性剤、酵素
などが用いられる。

【０１０４】工業的に洗浄する場合には、各薬品を汚染
物質に合わせて使用することが可能であるが、浴槽やプ
ールなど多種多様な汚染物質が混在する場合には、複数
種類の薬品を混合したものを使用するのが有効である。

【０１０５】例えば、家庭用漂白剤として、次亜塩素酸
ナトリウムと水酸化ナトリウムと界面活性剤とを混合し
たものや、風呂釜洗浄剤のように過炭酸ナトリウムと炭
酸水素ナトリウムと界面活性剤とを混合したもの、さら
にこれらに酵素を混入したものなどが市販されている。

【０１０６】しかし、上述の第１１図で示した構成のデ
ッドエンド型の中空糸膜モジュールを、これらの薬品に
よる洗浄（浸漬洗浄など）をしても効果は少ない。

【０１０７】浸漬洗浄の場合には、膜の内部や中空糸膜
の中空部まで十分に薬品が浸透しにくいことが原因であ
る。

【０１０８】また、例えば、上述の第１の実施の形態で
示した第１図の構成のように薬品を注入後、逆洗のみで
洗浄した場合には活性酸素等の発生により、中空糸膜の
中空内に気体が溜ってしまい洗浄液などが流れなくなっ
て、膜を破損してしまうことなどがある。

【０１０９】そこで、上述の第１の実施の形態で示した
ように、順方向の濾過と、逆洗とを交互に行なう薬品洗
浄を行なうことは有効であるが、第１１図で示した構成
のデッドエンド型の中空糸膜モジュールでは、なお、不
十分である。

【０１１０】これは、ケース等の構造からケース内での
流体の流れが一定となっているために所定の箇所のみ流
量が激しく、流体の流れがほとんどない箇所があり、ま
た、中空糸膜が束状に収容されているために、薬品が行
き渡りにくい箇所があり、十分に薬品洗浄を行なうのが
困難なためであり、ケース内の中空糸膜全体に薬品を十
分浸透させようとすると、かなり長時間の洗浄時間を必
要する。

【０１１１】そこで、本実施の形態では、図５あるいは
図６に示した分離膜モジュール（デッドエンド型の中空
糸膜モジュール）を適用した。

【０１１２】まず、分離膜モジュール５の構成につい
て、図５を参照して説明する。

【０１１３】分離膜モジュール５は、いわゆるデッドエ
ンド型の中空糸膜モジュールであり、一端側に入水口５
１ａを備えると共に他端側に出水口５１ｂを備えた円筒
形状のモジュールケース５１内に、膜モジュール５２と
してＵ字状の中空糸膜が束状に多数収容されている。

【０１１４】この中空糸膜は出水口５１ｂ側で外部に向
けて開口するように封止固定（ポッティング）されてい
る（ポッティング部５５）。

【０１１５】したがって、入水口５１ａから入水した水
や温水は、中空糸膜の膜壁外部から中空内部に浸透し
て、水や温水は浄化され、ポッティング部５５を介して
出水口５４より出水する。

【０１１６】そして、分離膜モジュール５には本実施の
形態の特徴であるノズル５６が、中空糸膜が束の中に配
置されており、図に示したように、円筒の軸方向に対し
て、入水口５１ａ側から洗浄用の液体を注入できるよう
に開口（洗浄用の液体の供給口５７）し、かつ、出水口
５１ｂ側付近に至る領域にまで配置されるように備えら
れている。

【０１１７】このように、ノズル５６は、モジュールケ
ース５１の軸方向のほぼ全領域を占めるように配置され
ている。

【０１１８】また、このノズル５６は洗浄用の液体をモ
ジュールケース５１内に供給させるためのものであり、
ノズル５６には径方向および周方向に満遍なく液体噴射
部５９が設けられており、上述のように配置されている
ことから、ノズル５６内に注入された洗浄用の液体はモ
ジュールケース５１内全体に均一に供給できる。

【０１１９】なお、ノズル５６には薬品およびこの薬品
を濯ぐための濯ぎ水を注入することができる。

【０１２０】以上のような構成により、薬品洗浄の際に
は、まず、薬品をノズル５６により供給（噴射）すれ
ば、モジュールケース５１内全体の中空糸膜（膜モジュ
ール５２）に行き渡り、その後、ノズル５６により濯ぎ
水を供給（噴射）して、入水口５１ａや出水口５１ｂか
ら排出させれば全体を濯ぐことができる。

【０１２１】なお、濯ぎ水は出水口５１ｂから供給する
こともできる。

【０１２２】また、図６に示した構成では、ノズル５６
が、円筒の軸方向に対して、出水口５１ｂ側から洗浄用
の液体を注入できるように開口（洗浄用の液体の供給口
５８）し、かつ、入水口５１ａ側に至る領域にまで配置
されるように備えられており、その他の構成は図５に示
す構成と同じであるのでその説明は省略する。

【０１２３】なお、これらの構成における入水口５１ａ
により、ノズル５６とは別に、さらに薬品や濯ぎ水を供
給するようにしてもよい。

【０１２４】以上のように、図５や図６に示した構成の
分離膜モジュール５を、例えば、上述の第１の実施の形
態で示した浄化装置に適用すれば、薬品洗浄の洗浄効果
をより一層高めることができる。

【０１２５】次に、図５に示した分離膜モジュール５を
上述の図１とは異なるシステムに適用した浄化装置につ
いて図７を参照して説明する。

【０１２６】以下に、浄化システムについて説明する
と、図７に示したように、まず、通常の濾過の場合に
は、槽３０内の原水が給水口３０ａから吸い上げられ
て、循環ポンプ３１を通り、３方バルブ３２および３３
を通って入水口５１ａ、および、３方バルブ３４を通り
ノズル５６から分離膜モジュール５内に入る。

【０１２７】そして、中空糸膜（膜モジュール５２）に
よって原水は濾過されて、ポッティング部５５を介して
出水口５１ｂより出水し、３方バルブ３５と４方バルブ
３６を経て槽３０に戻る。

【０１２８】この循環を繰り返すことによって槽３０内
の水を浄化できる。

【０１２９】次に、薬品洗浄の場合には、循環ポンプ３
１を停止して、３方バルブ３４を洗浄側に切り替えると
共に、３方バルブ３３を排水部３７側に切り替える。

【０１３０】そして、タンク４０から洗浄剤溶液（薬
品）を、３方バルブ４５の切り替えによって、循環手段
を構成する薬剤循環ポンプ３９の作用によって３方バル
ブ３４を介してノズル５６よりモジュールケース５１内
全体に均一に供給する。

【０１３１】なお、この際に入水口５１ａからも同時に
洗浄剤溶液（薬品）を注入してもよい。

【０１３２】その後、３方バルブ３５を洗浄循環側に切
り替えて、薬剤循環ポンプ３９によって所定時間循環さ
せる（図中点線矢印）。

【０１３３】所定時間循環させた後に逆洗側に循環方向
を切り替えて、再び所定時間循環させる。

【０１３４】このように、交互に循環方向を切り替えな
がら薬品洗浄を行なう。

【０１３５】なお、循環方向の切り替えは、例えば、方
向を逆転可能なポンプを用いたり、４方向弁（不図示）
を介在させることによって行なうことができる。

【０１３６】以上のように薬品洗浄すれば、モジュール
ケース５１内全体の隅々まで十分に洗浄できる。

【０１３７】この洗浄によって発生した気体（活性酸
素）は、疎水性多孔質膜による空気抜き、あるいは、機
械式空気抜き４０によって排出される。

【０１３８】そして、所定時間薬品洗浄した後に、薬品
洗浄に使用した液体を濯ぐ場合には、循環を停止した後
に、逆洗方向により出水口５１ｂから濯ぎ水を供給する
か、あるいは、ノズル５６から濯ぎ水を供給して、入水
口５１ａから排出させる。

【０１３９】ここで、槽３０内の水にを濯ぎ水として利
用する場合には、３方バルブ３２を逆洗側に切り替え
て、４方バルブ３６および３方バルブ３５を通って、出
水口５１ｂから分離膜モジュール５内に濯ぎ水を供給さ
せて、中空糸膜を濯いだ水は、入水口５１ａから排出さ
れて、３方バルブ３４および３方バルブ３３を通って、
排水部３７から排水させる。

【０１４０】この逆洗による濯ぎを所定時間行なった後
に、３方バルブ３２および３３を順濾過方向に切り替え
て、分離膜モジュール５に対して通常の濾過方向に循環
させると共に、出水口５１ｂから排出させた濯ぎ水を４
方バルブ３６から排水部３８に排水させる。

【０１４１】このように、順方向の循環と逆洗方向の循
環を交互に行ないながら濯げば効果的に濯ぐことができ
る。

【０１４２】以上のように、薬品洗浄の場合には逆洗方
向にのみ薬品洗浄および濯ぎを行なうと、中空糸膜内部
に気泡が溜ってしまい、適正に洗浄を行なうことが難し
いため循環方向を切り替えながら洗浄するのが望まし
い。

【０１４３】以下に、このシステムを適用した場合につ
いての効果を、具体例に基づいた比較試験によって説明
する。

【０１４４】分離膜モジュール５には、有効膜面積０．
２ｍ² の中空糸膜を用いて、風呂の浴槽内の水を洗浄す
る試験によって比較を行なった。

【０１４５】＜実施例１＞まず、初期状態で分離膜モ
ジュール５に通水した場合の濾過水の透過速度を測定
（初期測定）し、入浴後の水（約２０リットル）を分離
膜モジュール５に通水した後に、濾過水の透過速度を測
定（風呂水濾過後測定）した。

【０１４６】その後、市販の漂白剤（次亜塩素酸ナトリ
ウムと水酸化ナトリウムと界面活性剤を混合したもの）
を５０倍に希釈した溶液を１００ｍｌ／ｍｉｎの循環速
度で、環境温度２５℃にて５時間循環させて薬品洗浄を
行なった。

【０１４７】そして、逆洗方向に０．２ｋｇ／ｃｍ² の
圧力で浄水（同じ孔径の分離膜で濾過した水）を３０秒
間程流した後、さらに、順方向に同じ圧力で３０秒間流
し、この逆洗と順濾過による濯ぎを３回繰り返した後
に、濾過水の透過速度を測定（洗浄後測定）した。

【０１４８】なお、測定時の流体の圧力は０．３ｋｇ／
ｃｍ² で、環境温度は２０℃である。

【０１４９】＜実施例２＞実施例１では、漂白剤を付与
後、順方向に５時間循環させたが、本実施例では、漂白
剤を付与後、まず、順方向に３０分間循環させて、その
後逆洗方向に３０分間循環させて、これを交互に５時間
循環洗浄させた。

【０１５０】その他は実施例１と同じである。

【０１５１】＜比較例１＞薬品洗浄を行なわず、実施例
１の濯ぎ操作のみを行なった。

【０１５２】その他は実施例１と同じである。

【０１５３】＜比較例２＞薬品洗浄は、実施例１に使用
した洗浄用溶液と同じ溶液で、環境温度２５℃にて５時
間浸漬洗浄させた後に、実施例１の濯ぎ操作を行なっ
た。

【０１５４】その他は実施例１と同じである。

【０１５５】＜比較例３＞分離膜モジュールを図１１に
示した構成によるもので、試験を行なった。

【０１５６】その他は実施例１と同じである。

【０１５７】以上の結果を図８に示す。

【０１５８】図の実施例１や実施例２の結果から明らか
なように、著しい洗浄効果が得られたことが分かる。

【０１５９】

【発明の効果】本発明は、分離膜に、順方向上流側膜表
面から下流側に向けて拡がるように傾斜しながら膜壁を
連通する連通孔を備えたことによって、簡単な構成で、
分離膜の上流側でゴミや菌などを排除して、分離膜への
侵入を防止できると共に、連通孔の壁面へのゴミや菌な
どの付着を防止できるので、逆洗の際には効率よく洗浄
でき、菌類の繁殖を防止でき、信頼性に優れている。

【０１６０】分離膜モジュールに濾過された水を貯留す
る貯留部と、逆洗時に、貯留部への浴槽側の水の侵入を
遮断する遮断手段を設ければ、分離膜モジュールを濾過
された水のみで洗浄できるので、一層洗浄性が向上す
る。

【０１６１】薬品注入手段と、順方向に循環させて薬品
洗浄に使用された分離膜モジュール内の流体を排出する
排出手段と、を有することによって、逆洗では洗浄しき
れない場合には、分離膜モジュール内に薬品を注入し、
所定時間経過した後に、逆洗と排出手段による排出を繰
り返し行うことで、十分な洗浄を行うことができると共
に、薬品洗浄に使用された流体を十分に濯いで排出させ
ることができる。

【０１６２】また、束状に収容された中空糸膜の束の中
に洗浄用の液体を供給可能に配置されたノズルを有する
ことによって、束状に収容された中空糸膜の内部にまで
洗浄用の液体が供給され、洗浄効果が向上する。

【０１６３】ノズルは、円筒形状のケースの軸方向の略
全領域に洗浄用の液体を均一に供給可能に配置すれば、
分離膜モジュールのケース内に収容された中空糸膜の全
体に洗浄用の液体を付与することができるので、洗浄効
果がより一層向上する。

【０１６４】ノズルへは、膜洗浄用の薬品と、該薬品を
濯ぐ濯ぎ水とを注入可能とすれば、膜洗浄用の薬品、お
よび、濯ぎ水を全体に付与することができ、効果的に薬
品洗浄と、その濯ぎができる。

【０１６５】循環手段を備えれば、膜壁の内外の両方向
から洗浄可能であるので、薬品によって気体が発生して
も、中空糸膜内に気体が溜ってしまうことによる、流体
の流れを妨げることを防止できる。

【０１６６】ケース内に均一に薬品を付与した後に、循
環手段により両方向に交互に循環させて、その後、ケー
ス内に均一に濯ぎ水を付与した後に、循環手段により両
方向に交互に循環させれば、十分に薬品洗浄され、か
つ、十分の濯がれて、洗浄効果が一層向上する。

【０１６７】分離膜の連通孔を、阻止粒子径を０．０１
μｍから０．４μｍの範囲に設定すれば、適正に菌類等
を排除すると共に、適正な流速を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第１の実施の形態に係る浄化装
置を説明する概略図である。

【図２】図２は本発明の第１の実施の形態に係る浄化装
置に備えられる分離膜の使用状態を示す概略断面図であ
る。

【図３】図３は本発明の第１の実施の形態に係る浄化装
置の効果を示す測定結果の表図である。

【図４】図４は本発明の第１の実施の形態に係る浄化装
置の効果を示す測定結果の表図である。

【図５】図５は本発明の第２の実施の形態に係る分離膜
モジュールの概略構成図である。

【図６】図６は本発明の第２の実施の形態に係る分離膜
モジュールの概略構成図である。

【図７】図７は図５に示した分離膜モジュールを適用し
た浄化装置を説明する概略図である。

【図８】図８は本発明の第２の実施の形態に係る浄化装
置の効果を示す測定結果の表図である。

【図９】図９は従来技術に係る浄化装置を説明する概略
図である。

【図１０】図１０は従来技術に係る浄化装置に備えられ
る分離膜の使用状態を示す概略断面図である。

【図１１】図１１は従来技術に係る分離膜モジュールの
概略構成図である。

【符号の説明】

１浄化装置４ポンプ５分離膜モジュール５１モジュールケース５１ａ入水口５１ｂ出水口５４５２膜モジュール５３分離膜５４連通孔５５ポッティング部５６ノズル６トラップ７薬剤タンク９三方バルブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】槽内の水を循環させる循環経路内に介在
し、順方向に循環させた場合に水を濾過する分離膜を有
した分離膜モジュールと、該分離膜モジュールを逆洗する逆洗手段と、を備えた浄
化装置において、前記分離膜は、順方向上流側膜表面から下流側に向けて
拡がるように傾斜しながら膜壁を連通する連通孔を備え
たことを特徴とする浄化装置。
【請求項２】前記分離膜モジュールの順方向下流側に位
置し、かつ、分離膜モジュールと槽との間に介在し、分
離膜モジュールで濾過された水を貯留する貯留部と、該貯留部の水を用いた前記逆洗手段による逆洗時に、該
貯留部への槽側の水の侵入を遮断する遮断手段と、を設
けたことを特徴とする請求項１に記載の浄化装置。
【請求項３】前記分離膜モジュール内に薬品を注入する
薬品注入手段と、順方向に循環させて薬品洗浄に使用さ
れた前記分離膜モジュール内の流体を排出する排出手段
と、を有し、該薬品注入手段により薬品を注入し、所定時間経過した
後に、前記逆洗手段による逆洗と前記排出手段による排
出を繰り返し行うことを特徴とする請求項２に記載の浄
化装置。
【請求項４】分離膜により形成される中空糸膜を有した
分離膜モジュールを備えた浄化装置において、前記分離膜モジュールは、筒状のケースと、該ケースの中に束状に収容されると共にケースの外部に
向けて開口するように封止固定された中空糸膜と、前記束状に収容された中空糸膜の束の中に洗浄用の液体
を供給可能に配置されたノズルと、を有したことを特徴
とする浄化装置。
【請求項５】前記ノズルは、円筒形状のケースの軸方向
の略全領域に洗浄用の液体を均一に供給可能に配置され
ることを特徴とする請求項４に記載の浄化装置。
【請求項６】前記ノズルへは、膜洗浄用の薬品と、該薬
品を濯ぐ濯ぎ水とを注入可能であることを特徴とする請
求項４または５に記載の浄化装置。
【請求項７】前記中空糸膜の膜壁の内部から外部へ、お
よび、外部から内部へ、液体を循環可能な循環手段を備
えたことを特徴とする請求項４，５または６に記載の浄
化装置。
【請求項８】前記ケース内に均一に薬品を付与した後
に、前記循環手段により両方向に交互に循環させて、そ
の後、ケース内に均一に濯ぎ水を付与した後に、前記循
環手段により両方向に交互に循環させることを特徴とす
る請求項７に記載の浄化装置。
【請求項９】前記分離膜の連通孔は、阻止粒子径を０．
０１μｍから０．４μｍの範囲に設定されることを特徴
とする請求項１，２，３，４，５，６，７または８に記
載の浄化装置。