WO2016178378A1 - 濾過装置の運転方法及び濾過装置 - Google Patents

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育 田中
博子 三木
森田　徹
知行 米田
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住友電気工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method for operating a filtration device and a filtration device.
  • a filtration apparatus having a filtration module in which a plurality of hollow fiber membranes are converged is used as a solid-liquid separation treatment apparatus in a manufacturing process of sewage treatment or medicine.
  • Such a filtration device is used by being immersed in a liquid to be treated.
  • the hollow fiber membrane surface prevents permeation of impurities contained in the liquid to be treated and allows filtration treatment by allowing other impurities to permeate inside.
  • a filtration treatment operation of about 7 minutes is intermittently performed with an operation stop period of about 1 minute, and bubbles are formed on the surface of the hollow fiber membrane during this operation stop period.
  • a method of removing impurities adhering to the surface of the hollow fiber membrane during the operation period by rubbing is used (see JP 2012-170895 A).
  • the present invention has been made based on such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a method of operating a filtration device and a filtration device that can suppress an increase in operation cost while preventing membrane fouling.
  • An operation method of a filtration device made to solve the above-described problems is to fix a plurality of hollow fiber membranes aligned in one direction and both ends of the plurality of hollow fiber membranes.
  • An operation method of a filtration apparatus comprising one or more filtration modules having a pair of holding members and one or more washing modules for supplying bubbles from below the filtration module, wherein the filtration process is performed by the filtration module.
  • An operation step and a washing step of washing the filtration module by suspending the filtration treatment by the filtration module for 0.25 hours or more and 3 hours or less are performed at intervals of 12 hours or more and 72 hours or less.
  • the operation method of the filtration device of the present invention can suppress an increase in operation cost while preventing membrane fouling.
  • the operation method of the filtration apparatus includes one or a plurality of hollow fiber membranes that are aligned in one direction and a pair of holding members that fix both ends of the plurality of hollow fiber membranes.
  • a filtration device comprising one or more cleaning modules for supplying air bubbles from below the filtration module, the operation step of performing a filtration process by the filtration module, and the filtration by the filtration module And a washing step of washing the filtration module by pausing the treatment for 0.25 hours or more and 3 hours or less, and the washing step is performed at intervals of 12 hours or more and 72 hours or less.
  • the operation method of the filtration apparatus includes an operation process for performing a filtration process by the filtration module and a washing process for washing the filtration module by resting during the above range, and performing the washing process at the above intervals.
  • impurities are deposited on the surface of the hollow fiber membrane as compared with the conventional case of repeating a washing cycle in which a filtration treatment operation of about 7 minutes is intermittently performed with an operation suspension period of about 1 minute interposed, It is possible to prevent the hollow fiber membranes from being blocked by this impurity. Therefore, the operation method of the filtration device can prevent a membrane fouling, promote a decrease in the chemical cleaning frequency, a reduction in the amount of air during operation, and the like, and suppress an increase in operation cost.
  • a filtration device made to solve the above-described problem is a pair of a plurality of hollow fiber membranes that are aligned in one direction and fixing both ends of the plurality of hollow fiber membranes.
  • a filtration apparatus comprising one or more filtration modules having a holding member and one or more washing modules for supplying bubbles from below the filtration module, wherein the operation process and the washing process of the operation method are performed.
  • a mechanism for controlling the operation of the filtration module is further provided.
  • the filtration apparatus can control the operation of the filtration module so as to perform the operation process and the cleaning process of the operation method, it is possible to suppress an increase in operation cost while preventing membrane fouling as described above. .
  • the filtration device of FIG. 1 performs filtration by preventing permeation of impurities contained in the liquid to be treated on the surface of the hollow fiber membrane 11 described later and allowing other than impurities to permeate inside the hollow fiber membrane 11. is there.
  • the filtration apparatus includes a plurality of filtration modules 1, a cleaning module 2 that supplies bubbles from below the plurality of filtration modules 1, and a cleaning chemical supply mechanism 3 that supplies a cleaning chemical to the raw water side of the liquid to be treated.
  • the filtration device is used by immersing a plurality of filtration modules 1 and one cleaning module 2 in a storage tank W in which a liquid to be treated is stored.
  • the filtration device includes a control mechanism 4 that controls the operation of the plurality of filtration modules 1.
  • the filtration module 1 includes a plurality of hollow fiber membranes 11 aligned in one direction (vertical direction in the present embodiment) and a pair of holding members (upper holding members) that fix both ends of the plurality of hollow fiber membranes 11. A member 12 and a lower holding member 13).
  • the hollow fiber membrane 11 is formed by tubularly forming a porous membrane that allows water to permeate while preventing permeation of impurities contained in the liquid to be treated.
  • thermoplastic resin examples include polyethylene, polypropylene, polyvinylidene fluoride, ethylene-vinyl alcohol copolymer, polyamide, polyimide, polyetherimide, polystyrene, polysulfone, polyvinyl alcohol, polyphenylene ether, polyphenylene sulfide, cellulose acetate, and polyacrylonitrile.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PTFE which is excellent in mechanical strength, chemical resistance, heat resistance, weather resistance, nonflammability and the like and is porous is preferable, and uniaxially or biaxially stretched PTFE is more preferable.
  • other polymers, additives, such as a lubricant, etc. may be suitably mix
  • the plurality of hollow fiber membranes 11 have a rectangular arrangement area in the direction perpendicular to the alignment direction. Further, in the filtration device, a plurality of filtration modules 1 are arranged in parallel at a constant interval in the short side direction of the arrangement region.
  • the upper holding member 12 forms an internal space that communicates with the lumens of the plurality of hollow fiber membranes 11 to be held, and has a drain nozzle 12a that discharges the filtered liquid filtered by the hollow fiber membranes 11 from this internal space. .
  • the drain nozzle 12a is connected to a water collection pipe 14 that collects the filtered liquid obtained by filtering the liquid to be treated.
  • the plurality of water collecting pipes 14 connected to the plurality of filtration modules 1 are converged and connected to one suction pump 15.
  • the water collection pipe 14 and the suction pump 15 constitute a drainage mechanism of the filtration device.
  • the filtration process is performed by setting the inside of the plurality of hollow fiber membranes 11 to a negative pressure by the operation of the suction pump 15, while the filtration process is suspended by stopping the suction pump 15. It is configured as a device.
  • the lower holding member 13 holds the lower end of the hollow fiber membrane 11.
  • the lower holding member 13 may form an internal space similarly to the upper holding member 12, and may hold the lower end of the hollow fiber membrane 11 by a method that closes the opening of the hollow fiber membrane 11.
  • the filtration module 1 may have a connecting member that connects the upper holding member 12 and the lower holding member 13 in order to facilitate handling (transportation, installation, replacement, etc.).
  • a connecting member include a metal support rod and a resin casing (outer cylinder).
  • the cleaning module 2 is disposed below the plurality of filtration modules 1.
  • the cleaning module 2 supplies air bubbles from below the plurality of filtration modules 1.
  • the cleaning module 2 only needs to be able to supply air bubbles.
  • the cleaning module 2 includes an air supplier 16 for supplying air and an air header 17 disposed below the plurality of filtration modules 1.
  • the air supplier 16 for example, a blower, a compressor, or the like can be used.
  • the air header 17, for example, a porous plate or a porous tube in which a large number of holes are formed in a resin or ceramic plate or tube can be used.
  • the cleaning chemical liquid supply mechanism 3 is connected to the chemical liquid supply pump 3a, the chemical liquid supply pump 3a, and the water collecting pipe 14, and the cleaning chemical liquid is supplied to the inner side of the plurality of hollow fiber membranes 11 through the water collecting pipe 14 in the cleaning process. And a chemical solution supply pipe 3b that can be supplied.
  • the water collection pipe 14 is provided with an opening / closing valve 18 between a connection part with the chemical solution supply pipe 3 b and a connection part with the suction pump 15.
  • the filtration device supplies the cleaning chemical liquid by the chemical liquid supply pump 3a after the open / close valve 18 is closed.
  • the control mechanism 4 includes a control device 4a such as a personal computer or a programmable logic controller.
  • the control mechanism 4 controls the filtration processing period by the plurality of filtration modules 1 and the rest period after the filtration process. Further, the control mechanism 4 controls the cleaning process performed by the cleaning module 2 and the cleaning chemical solution supply process performed by the cleaning chemical solution supply mechanism 3 during the suspension period.
  • the operation method of the filtration device includes an operation process and a cleaning process.
  • the operation method of the said filtration apparatus may have processes other than the said washing
  • the operation method of the filtration device can promote the effect of preventing membrane fouling and the effect of suppressing the operation cost of the filtration device by repeatedly performing the operation step and the cleaning step.
  • the filtration process by the some filtration module 1 is performed.
  • the operation process is performed based on control by the control mechanism 4. Specifically, in the operation step, the filtration process is started when the suction pump 15 is started according to the control of the control mechanism 4, and the filtration process is stopped when the suction pump 15 is stopped by the control mechanism 4.
  • the filtration treatment by the plurality of filtration modules 1 may be continuously performed, but it is preferable to repeat the filtration treatment and the washing by the washing module 2.
  • the lower limit of one filtration treatment time is preferably 5 minutes, and more preferably 8 minutes.
  • the upper limit of one filtration treatment time is preferably 20 minutes, more preferably 15 minutes, and even more preferably 10 minutes.
  • the upper limit of the time for one cleaning is preferably 3 minutes, more preferably 2 minutes, and even more preferably 1.5 minutes.
  • the membrane fouling is prevented together with the cleaning effect by the cleaning process described later by repeatedly performing the filtration process by the plurality of filtration modules 1 and the cleaning by the cleaning module 2 in the above operation process.
  • Long-term stable operation can be easily and reliably performed while enhancing the effect.
  • the cleaning chemical liquid supply mechanism 3 may supply the cleaning chemical liquid.
  • the operation method of the filtration device can perform sufficient cleaning by the cleaning process described later, In the process, it is preferable not to supply the cleaning chemical.
  • the lower limit of the operation time in the above operation process is preferably 12 hours, more preferably 18 hours, and even more preferably 23 hours.
  • the upper limit of the operation time in the operation process is preferably 72 hours, more preferably 48 hours, and even more preferably 24 hours. If the operation time in the operation process is less than the lower limit, the filtration efficiency may not be sufficiently improved. On the other hand, when the operation time in the operation step exceeds the upper limit, the amount of impurities attached to the surface of the plurality of hollow fiber membranes 11 may increase and filtration efficiency may not be sufficiently obtained.
  • the operation time of the filtration module may be controlled based on the filtration processing amount within the above time range.
  • washing process In the washing step, the filtration process by the filtration module is paused for 0.25 hours to 3 hours to wash the filtration module. That is, the cleaning process is continuously performed during the operation suspension period of the plurality of filtration modules 1. Specifically, the cleaning step is started after the suction pump 15 is stopped according to the control of the control mechanism 4 and is performed until the suction pump 15 is started again by the control mechanism 4.
  • the lower limit of the operation suspension period is more preferably 0.3 hours, and further preferably 0.5 hours.
  • the upper limit of the operation suspension period is more preferably 2.5 hours, and further preferably 2 hours. If the said operation stop period is less than the said minimum, there exists a possibility that it cannot fully wash. Conversely, if the operation suspension period exceeds the upper limit, the operation suspension period may become unnecessarily long.
  • the lower limit of the interval for performing the washing step is 12 hours, more preferably 18 hours, and even more preferably 23 hours.
  • the upper limit of the interval for performing the cleaning step is 72 hours, more preferably 48 hours, and even more preferably 24 hours. If the interval for performing the washing step is less than the lower limit, the filtration efficiency may not be sufficiently improved. Conversely, if the interval for performing the cleaning step exceeds the upper limit, membrane fouling cannot be sufficiently prevented, and as a result, the operating cost of the filtration device may not be sufficiently suppressed.
  • the operation method of the filtration device it is preferable to perform the cleaning step in the same time zone.
  • the operation method of the filtration device is controlled by the control mechanism 4 so that the total time of one operation step and the cleaning step is 24 ⁇ n (n is 1, 2 or 3). By repeating the steps, the cleaning step can be repeated in the same time zone.
  • the operation method of the filtration device by repeatedly performing the washing step in the same time zone, for example, washing of the plurality of filtration modules 1 is performed intensively at night when the amount of filtration treatment may be relatively small. Can do. As a result, the filtration method for the filtration device can maintain the filtration throughput per day.
  • the cleaning step it is preferable to supply bubbles by the cleaning module 2.
  • Such supply of bubbles is performed when the control mechanism 4 activates the air supply device 16.
  • the filtration method of the filtration device can accurately remove impurities attached to the surface of the hollow fiber membrane 11 and promote the effect of preventing membrane fouling by supplying bubbles by the washing module 2 in the washing step. .
  • the cleaning module 2 When supplying bubbles by the cleaning module 2 in the cleaning step, it is preferable to supply the bubbles continuously during the cleaning step.
  • the supply of bubbles may be performed in parallel with the supply of the cleaning chemical.
  • the lower limit of the bubble supply period is preferably 0.25 hours, more preferably 0.3 hours, and even more preferably 0.5 hours.
  • the upper limit of the bubble supply period is preferably 3 hours, more preferably 2.5 hours, and even more preferably 2 hours. If the supply period of the bubbles is less than the lower limit, it may not be possible to perform sufficient cleaning. On the contrary, if the supply period of the bubbles exceeds the upper limit, the cleaning effect is not so high, but the cost for supplying the bubbles may increase.
  • a cleaning chemical solution may be supplied from the inside of the hollow fiber membranes 11 of the plurality of filtration modules 1.
  • Such supply of the cleaning chemical is performed by starting the chemical supply pump 3 a by the control mechanism 4.
  • the cleaning chemical solution is supplied to the inside of the hollow fiber membranes 11 of the plurality of filtration modules 1 in the cleaning step, thereby increasing the cleaning power per cleaning step and preventing membrane fouling.
  • the effect can be promoted.
  • the operating method of the said filtration apparatus can acquire sufficient washing
  • the cleaning chemical solution for example, sodium hypochlorite, sodium hydroxide, chlorine dioxide, hydrogen peroxide, ozone, and a high cleaning effect with respect to metal oxides that can obtain a high cleaning effect with respect to organic substances.
  • the supply timing of the cleaning chemical solution is not particularly limited, but can be, for example, immediately after the start of the cleaning process. As described above, by supplying the cleaning chemical immediately after the start of the cleaning process, it is easy to accurately remove impurities attached to the surface of the hollow fiber membrane 11.
  • the filtering device cleaning method may define the timing of supplying the cleaning chemical solution based on the number of times the cleaning process is repeated. You may prescribe. When supplying the cleaning chemical solution every time the cleaning process is repeated a certain number of times, the number of repetitions of the cleaning process may be, for example, 2 to 4 times.
  • the cleaning period may be controlled based on the amount of filtration in the operation process within the time range.
  • the operation method of the filtration apparatus includes a washing process of washing the filtration module 1 by pausing the filtration process by the filtration module 1 during the above range, and performing the washing process at the above intervals.
  • impurities are deposited on the surface of the hollow fiber membrane 11 as compared with the conventional case of repeating a cleaning cycle in which a filtration treatment operation for about 7 minutes is intermittently performed with an operation suspension period of about 1 minute. It is possible to prevent the hollow fiber membranes 11 from being blocked by this impurity. Therefore, the operation method of the filtration device can prevent a membrane fouling, promote a decrease in the chemical cleaning frequency, a reduction in the amount of air during operation, and the like, and suppress an increase in operation cost.
  • the operation method of the filtration device can easily remove impurities attached to the surface of the hollow fiber membrane 11, for example, by continuously supplying bubbles during the cleaning step. Therefore, the operation method of the filtration device can obtain a sufficient cleaning effect even if the amount of cleaning chemical used is reduced as compared with the conventional operation method.
  • the filtration device can control the operation of the filtration module 1 so as to perform the above-described operation process and cleaning process, it is possible to suppress an increase in operation cost while preventing membrane fouling as described above.
  • the filtration device does not necessarily have to have a plurality of filtration modules, and may have one filtration module. Moreover, even if the filtration apparatus has a plurality of filtration modules, the plurality of filtration modules may be controlled separately.
  • a method of separately controlling the plurality of filtration modules for example, a method of individually connecting the water collecting pipes connected to the drain nozzles of the upper holding member to separate suction pumps and individually controlling these suction pumps can be mentioned.
  • the filtration device does not necessarily have one washing module, and may have a plurality of washing modules. Moreover, when the said filtration apparatus has a some washing
  • the operation method of the filtration apparatus controls the plurality of filtration modules separately, and controls the plurality of washing modules separately according to the operation of the plurality of filtration modules, thereby shifting the washing time of each filtration module. Thus, the filtration process can be performed without interruption.

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Abstract

本発明の濾過装置の運転方法は、一方向に引き揃えられる複数本の中空糸膜及びこれらの複数本の中空糸膜の両端部を固定する一対の保持部材を有する１又は複数の濾過モジュールと、この濾過モジュールの下方から気泡を供給する１又は複数の洗浄モジュールとを備える濾過装置の運転方法であって、上記濾過モジュールによる濾過処理を行う運転工程と、上記濾過モジュールによる濾過処理を０．２５時間以上３時間以下休止して、上記濾過モジュールを洗浄する洗浄工程とを備え、上記洗浄工程を１２時間以上７２時間以下の間隔で行う。

Description

濾過装置の運転方法及び濾過装置
　本発明は、濾過装置の運転方法及び濾過装置に関する。
　従来、汚水処理や医薬等の製造工程における固液分離処理装置として、複数本の中空糸膜を集束した濾過モジュールを有する濾過装置が用いられている。
　このような濾過装置は、被処理液中に浸漬して用いられ、この被処理液に含まれる不純物の浸透を中空糸膜表面によって防ぐと共に、かかる不純物以外を内部に透過させることで濾過処理を行う。
　しかしながら、このような濾過装置は、被処理液に含まれる不純物の浸透を中空糸膜表面で防止するものであるため、濾過処理を継続的に行うと中空糸膜の表面に不純物が付着し、膜ファウリングを引き起こす。そのため、このような濾過装置では、濾過処理運転を間欠的に行い、かつこの濾過処理運転間に中空糸膜を洗浄することで膜ファウリングを防止している。
　また、従来の知見によると、濾過処理運転時間が長くなるほど中空糸膜の表面への不純物の付着量が増大するため、中空糸膜の洗浄は頻繁かつ定期的に行うこととされている。そのため、このような濾過装置の運転方法としては、一般に７分間程度の濾過処理運転を１分間程度の運転休止期間を挟んで間欠的に行い、この運転休止期間に中空糸膜の表面に気泡を擦過させることで運転期間中に中空糸膜表面に付着した不純物を除去する方法が採用されている（特開２０１２－１７０８９５号公報参照）。
特開２０１２－１７０８９５号公報
　しかしながら、このような間欠運転を連続的に行うと、中空糸膜表面に徐々に不純物が堆積していき、この不純物が中空糸膜内部への濾過済液の透過を妨げたり、複数本の中空糸膜間を閉塞することがある。そして、これにより、濾過処理効率が低下すると共に、濾過処理に必要とされる圧力が大きくなり運転コストが高くなるという不都合を有する。
　本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、膜ファウリングを防止しつつ運転コストの増加を抑制することができる濾過装置の運転方法及び濾過装置の提供を目的とする。
　上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る濾過装置の運転方法は、一方向に引き揃えられる複数本の中空糸膜及びこれらの複数本の中空糸膜の両端部を固定する一対の保持部材を有する１又は複数の濾過モジュールと、この濾過モジュールの下方から気泡を供給する１又は複数の洗浄モジュールとを備える濾過装置の運転方法であって、上記濾過モジュールによる濾過処理を行う運転工程と、上記濾過モジュールによる濾過処理を０．２５時間以上３時間以下休止して、上記濾過モジュールを洗浄する洗浄工程とを備え、上記洗浄工程を１２時間以上７２時間以下の間隔で行う。
　本発明の濾過装置の運転方法は、膜ファウリングを防止しつつ運転コストの増加を抑制することができる。
本発明の一実施形態に係る濾過装置を示す模式図である。
　１　濾過モジュール　　２　洗浄モジュール　　
　３　洗浄薬液供給機構　　３ａ　薬液供給ポンプ　　３ｂ　薬液供給管
　４　制御機構　　４ａ　制御装置　　
　１１　中空糸膜　　１２　上側保持部材　　１２ａ　排水ノズル
　１３　下側保持部材　　１４　集水配管　　１５　吸引ポンプ
　１６　空気供給器　　１７　空気ヘッダー　　１８　開閉バルブ
　Ｗ　貯留槽
［本発明の実施形態の説明］
　最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
　本発明の一態様に係る濾過装置の運転方法は、一方向に引き揃えられる複数本の中空糸膜及びこれらの複数本の中空糸膜の両端部を固定する一対の保持部材を有する１又は複数の濾過モジュールと、この濾過モジュールの下方から気泡を供給する１又は複数の洗浄モジュールとを備える濾過装置の運転方法であって、上記濾過モジュールによる濾過処理を行う運転工程と、上記濾過モジュールによる濾過処理を０．２５時間以上３時間以下休止して、上記濾過モジュールを洗浄する洗浄工程とを備え、上記洗浄工程を１２時間以上７２時間以下の間隔で行う。
　当該濾過装置の運転方法は、濾過モジュールによる濾過処理を行う運転工程と、上記範囲の間休止して、濾過モジュールを洗浄する洗浄工程を備え、この洗浄工程を上記間隔で行う。これにより、例えば７分間程度の濾過処理運転を１分間程度の運転休止期間を挟んで間欠的に行うような洗浄サイクルを繰り返す従来の場合と比べて、中空糸膜の表面に不純物が堆積し、この不純物によって中空糸膜間が閉塞するのを防止することができる。従って、当該濾過装置の運転方法は、膜ファウリングを防止しつつ、薬液洗浄頻度の低下や運転時の空気量の削減等を促進し、運転コストの増加を抑制することができる。
　上記運転工程及び洗浄工程を繰り返し行うとよい。このように、上記運転工程及び洗浄工程を繰り返し行うことによって、膜ファウリングの防止効果及び濾過装置の運転コスト抑制効果を促進することができる。
　上記洗浄工程で洗浄モジュールによる気泡の供給を行うとよい。このように、上記洗浄工程で洗浄モジュールによる気泡の供給を行うことによって、中空糸膜表面に付着した不純物を的確に除去し、膜ファウリング防止効果を促進することができる。
　上記課題を解決するためになされた本発明の他の一態様に係る濾過装置は、一方向に引き揃えられる複数本の中空糸膜及びこれらの複数本の中空糸膜の両端部を固定する一対の保持部材を有する１又は複数の濾過モジュールと、この濾過モジュールの下方から気泡を供給する１又は複数の洗浄モジュールとを備える濾過装置であって、当該運転方法の運転工程及び洗浄工程を行うよう濾過モジュールの運転を制御する機構をさらに備える。
　当該濾過装置は、当該運転方法の運転工程及び洗浄工程を行うよう濾過モジュールの運転を制御することができるので、上述のように膜ファウリングを防止しつつ運転コストの増加を抑制することができる。
［本発明の実施形態の詳細］
　以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る濾過装置の運転方法について説明する。当該濾過装置の運転方法は、図１の濾過装置を用いて行われる。まず、当該濾過装置の運転方法に用いられる本発明の一態様に係る濾過装置について説明する。
＜濾過装置＞
　図１の濾過装置は、被処理液に含まれる不純物の浸透を後述する中空糸膜１１の表面で防止すると共に、不純物以外を中空糸膜１１の内部に透過させることで濾過処理を行うものである。当該濾過装置は、複数の濾過モジュール１と、複数の濾過モジュール１の下方から気泡を供給する１つの洗浄モジュール２と、被処理液の原水側に洗浄薬液を供給する洗浄薬液供給機構３とを備える。当該濾過装置は、複数の濾過モジュール１及び１つの洗浄モジュール２を被処理液を貯留した貯留槽Ｗに浸漬して用いられる。また、当該濾過装置は、複数の濾過モジュール１の運転を制御する制御機構４を備える。
（濾過モジュール）
　濾過モジュール１は、一方向（本実施形態においては上下方向）に引き揃えられる複数本の中空糸膜１１及びこれらの複数本の中空糸膜１１の両端部を固定する一対の保持部材（上側保持部材１２及び下側保持部材１３）を有する。
（中空糸膜）
　中空糸膜１１は、水を透過させる一方、被処理液に含まれる不純物の透過を防止する多孔性の膜を管状に成形したものである。
　中空糸膜１１としては、熱可塑性樹脂を主成分とするものを用いることができる。この熱可塑性樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、エチレン－ビニルアルコール共重合体、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリスチレン、ポリサルホン、ポリビニルアルコール、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、酢酸セルロース、ポリアクリロニトリル、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等が挙げられる。これらの中でも機械的強度、耐薬品性、耐熱性、耐候性、不燃性等に優れ、多孔質性であるＰＴＦＥが好ましく、１軸又は２軸延伸したＰＴＦＥがより好ましい。なお、中空糸膜１１の形成材料には、他のポリマー、潤滑剤などの添加剤等が適宜配合されていてもよい。
　複数の中空糸膜１１は、引き揃え方向と垂直方向における配設領域が長方形状に構成されている。また、当該濾過装置は、この配設領域の短辺方向に一定の間隔をあけて複数の濾過モジュール１が平行に配列されている。
（上側保持部材）
　上側保持部材１２は、保持する複数本の中空糸膜１１の内腔と連通する内部空間を形成し、この内部空間から中空糸膜１１によって濾過された濾過済液を排出する排水ノズル１２ａを有する。また、排水ノズル１２ａは、被処理液を濾過した濾過済液を集める集水配管１４に接続している。さらに、複数の濾過モジュール１に接続する複数の集水配管１４は、収束された上、１つの吸引ポンプ１５に接続している。この集水配管１４及び吸引ポンプ１５は、当該濾過装置の排水機構を構成している。当該濾過装置は、吸引ポンプ１５の運転により複数本の中空糸膜１１の内部が負圧とされることで濾過処理が行われる一方、吸引ポンプ１５の停止により濾過処理が休止される外圧式濾過装置として構成されている。
（下側保持部材）
　下側保持部材１３は、中空糸膜１１の下端を保持する。下側保持部材１３は、上側保持部材１２と同様に内部空間を形成してもよく、中空糸膜１１の開口を閉塞するような方法で中空糸膜１１の下端を保持してもよい。
　なお、濾過モジュール１は、取り扱い（運搬、設置、交換等）を容易にするために、上側保持部材１２と下側保持部材１３との間を連結する連結部材を有していてもよい。このような連結部材としては、例えば金属製の支持棒や、樹脂製のケーシング（外筒）等が挙げられる。
（洗浄モジュール）
　洗浄モジュール２は、複数の濾過モジュール１の下方に配設される。洗浄モジュール２は、複数の濾過モジュール１の下方から気泡を供給する。
　洗浄モジュール２は、気泡を供給できるものであればよく、例えば図１に示すように、空気を供給する空気供給器１６と、複数の濾過モジュール１の下方に配設される空気ヘッダー１７とを有する。空気供給器１６としては、例えばブロワー、コンプレッサー等を用いることができる。また、空気ヘッダー１７としては、例えば樹脂又はセラミックス製の板又は管に多数の空孔を形成した多孔板又は多孔管を用いることができる。
（洗浄薬液供給機構）
　洗浄薬液供給機構３は、薬液供給ポンプ３ａと、薬液供給ポンプ３ａ及び集水配管１４に接続され、洗浄工程で集水配管１４を介して洗浄薬液を複数本の中空糸膜１１の内部側に供給可能な薬液供給管３ｂとを有する。また、集水配管１４には、薬液供給管３ｂとの接続部及び吸引ポンプ１５との接続部間に開閉バルブ１８が設けられている。当該濾過装置は、この開閉バルブ１８を閉状態とした上で薬液供給ポンプ３ａによって洗浄薬液を供給する。
（制御機構）
　制御機構４は、例えばパーソナルコンピューター、プログラマブルロジックコントローラー等の制御装置４ａを有する。制御機構４は、複数の濾過モジュール１による濾過処理期間及びこの濾過処理後における休止期間を制御する。また、制御機構４は、上記休止期間における洗浄モジュール２による洗浄処理及び洗浄薬液供給機構３による洗浄薬液供給処理を制御する。
＜濾過装置の運転方法＞
　次に、当該濾過装置の運転方法について説明する。当該濾過装置の運転方法は、運転工程と、洗浄工程とを備える。当該濾過装置の運転方法は、上記運転工程及び洗浄工程の間に上記洗浄工程以外の工程を有してもよいが、上記運転工程及び洗浄工程を交互に繰り返し行うことが好ましい。当該濾過装置の運転方法は、上記運転工程及び洗浄工程を繰り返し行うことによって、膜ファウリングの防止効果及び濾過装置の運転コスト抑制効果を促進することができる。
（運転工程）
　上記運転工程では、複数の濾過モジュール１による濾過処理を行う。上記運転工程は、制御機構４による制御に基づいて行われる。具体的には、上記運転工程は、制御機構４の制御に従って吸引ポンプ１５が起動することで濾過処理が開始され、制御機構４によって吸引ポンプ１５が停止することで濾過処理が休止される。
　上記運転工程では、複数の濾過モジュール１による濾過処理を連続して行ってもよいが、この濾過処理と洗浄モジュール２による洗浄とを繰り返し行うことが好ましい。このように濾過処理と洗浄とを繰り返し行う場合、１回の濾過処理時間の下限としては、５分が好ましく、８分がより好ましい。一方、１回の濾過処理時間の上限としては２０分が好ましく、１５分がより好ましく、１０分がさらに好ましい。また、上記濾過処理と洗浄とを繰り返し行う場合、１回の洗浄時間の下限としては０．５分が好ましく、０．７５分がより好ましい。一方、１回の洗浄時間の上限としては、３分が好ましく、２分がより好ましく、１．５分がさらに好ましい。当該濾過装置の運転方法は、このように上記運転工程で複数の濾過モジュール１による濾過処理と洗浄モジュール２による洗浄とを繰り返し行うことによって、後述する洗浄工程による洗浄効果と合わせて膜ファウリング防止効果を高めつつ、長期安定した運転を容易かつ確実に行うことができる。なお、上記運転工程における洗浄では、洗浄薬液供給機構３によって洗浄薬液を供給してもよいが、当該濾過装置の運転方法は、後述する洗浄工程によって十分な洗浄を行うことができるため、この運転工程では洗浄薬液を供給しない方が好ましい。
　上記運転工程における運転時間の下限としては、１２時間が好ましく、１８時間がより好ましく、２３時間がさらに好ましい。一方、上記運転工程における運転時間の上限としては、７２時間が好ましく、４８時間がより好ましく、２４時間がさらに好ましい。上記運転工程における運転時間が上記下限に満たないと、濾過処理効率が十分に向上されないおそれがある。逆に、上記運転工程における運転時間が上記上限を超えると、複数本の中空糸膜１１の表面への不純物の付着量が増加して濾過効率が十分に得られなくなるおそれがある。
　なお、上記運転工程では、上記時間の範囲内で濾過処理量に基づいて濾過モジュールの運転時間を制御してもよい。
（洗浄工程）
　上記洗浄工程では、上記濾過モジュールによる濾過処理を０．２５時間以上３時間以下休止して、上記濾過モジュールを洗浄する。つまり、上記洗浄工程は、複数の濾過モジュール１の運転休止期間中、連続して行われる。具体的には、上記洗浄工程は、制御機構４の制御に従って吸引ポンプ１５が停止した後に開始され、制御機構４によってこの吸引ポンプ１５が再度起動するまでの期間行われる。
　上記運転休止期間の下限としては、０．３時間がより好ましく、０．５時間がさらに好ましい。一方、上記運転休止期間の上限としては、２．５時間がより好ましく、２時間がさらに好ましい。上記運転休止期間が上記下限に満たないと、十分に洗浄を行うことができないおそれがある。逆に、上記運転休止期間が上記上限を超えると、運転休止期間が不要に長くなるおそれがある。
　上記洗浄工程を行う間隔の下限としては、１２時間とされており、１８時間がより好ましく、２３時間がさらに好ましい。一方、上記洗浄工程を行う間隔の上限としては、７２時間とされており、４８時間がより好ましく、２４時間がさらに好ましい。上記洗浄工程を行う間隔が上記下限に満たないと、濾過処理効率が十分に向上されないおそれがある。逆に、上記洗浄工程を行う間隔が上記上限を超えると、膜ファウリングを十分に防止することができず、その結果濾過装置の運転コストが十分に抑制されないおそれがある。
　また、当該濾過装置の運転方法においては、上記洗浄工程を同じ時間帯で行うことが好ましい。当該濾過装置の運転方法は、制御機構４によって１回の上記運転工程及び洗浄工程の合計時間が２４×ｎ（ｎは１、２又は３）となるように制御した上、この運転工程及び洗浄工程を繰り返し行うことで上記洗浄工程を同じ時間帯で繰り返し行うことができる。当該濾過装置の運転方法は、このように上記洗浄工程を同じ時間帯で繰り返し行うことによって、例えば複数の濾過モジュール１の洗浄を比較的濾過処理量が少なくてもよい夜間に集中的に行うことができる。その結果、当該濾過装置の洗浄方法は、１日当たりの濾過処理量を維持することができる。
　上記洗浄工程では、洗浄モジュール２による気泡の供給を行うことが好ましい。このような気泡の供給は、制御機構４が空気供給器１６を起動することで行われる。当該濾過装置の洗浄方法は、上記洗浄工程で洗浄モジュール２による気泡の供給を行うことによって
、中空糸膜１１表面に付着した不純物を的確に除去し、膜ファウリング防止効果を促進することができる。
　上記洗浄工程で洗浄モジュール２による気泡の供給を行う場合、この気泡の供給は洗浄工程期間中連続して行うことが好ましい。また、この気泡の供給は、上記洗浄薬液の供給と並行して行ってもよい。
　上記気泡の供給期間の下限としては、０．２５時間が好ましく、０．３時間がより好ましく、０．５時間がさらに好ましい。一方、上記気泡の供給期間の上限としては、３時間が好ましく、２．５時間がより好ましく、２時間がさらに好ましい。上記気泡の供給期間が上記下限に満たないと、十分に洗浄を行うことができないおそれがある。逆に、上記気泡の供給期間が上記上限を超えると、洗浄効果があまり高まらない一方、気泡の供給にかかるコストが大きくなるおそれがある。
　上記洗浄工程では、複数の濾過モジュール１の中空糸膜１１の内部側から洗浄薬液を供給してもよい。このような洗浄薬液の供給は、制御機構４により薬液供給ポンプ３ａを起動することで行われる。当該濾過装置の洗浄方法は、上記洗浄工程で複数の濾過モジュール１の中空糸膜１１の内部側に洗浄薬液を供給することによって、上記洗浄工程１回あたりの洗浄力を高めて膜ファウリング防止効果を促進することができる。なお、当該濾過装置の運転方法は、上記洗浄工程で洗浄薬液を供給しなくても、例えば上記運転休止期間中に連続して気泡を供給することで十分な洗浄効果を得ることができる。そのため、上記洗浄工程では、必ずしも洗浄薬液を供給しなくてもよい。
　上記洗浄薬液に含まれる成分としては、例えば有機物に対して高い洗浄効果が得られる次亜塩素酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、二酸化塩素、過酸化水素、オゾンや、金属酸化物に対して高い洗浄効果が得られるシュウ酸、クエン酸、硝酸、塩酸、硫酸等が挙げられる。
　上記洗浄薬液の供給時期としては、特に限定されないが、例えば洗浄工程の開始直後とすることができる。このように、上記洗浄薬液を洗浄工程の開始直後に供給することで、中空糸膜１１の表面に付着した不純物を的確に除去し易い。
　また、上記洗浄工程で洗浄薬液を供給する場合であっても、この洗浄薬液は必ずしも洗浄工程の都度供給する必要はない。当該濾過装置の洗浄方法は、例えば上記運転工程及び洗浄工程を繰り返し行う場合、洗浄薬液を供給するタイミングを洗浄工程の繰り返し回数に基づいて規定してもよく、また累計の濾過処理量に基づいて規定してもよい。上記洗浄薬液を上記洗浄工程が一定の回数繰り返される毎に供給する場合、この洗浄工程の繰り返し回数としては、例えば２回以上４回以下とすることができる。
　なお、上記洗浄工程では、上記時間の範囲内で上記運転工程における濾過処理量に基づいて洗浄期間を制御してもよい。
＜利点＞
　当該濾過装置の運転方法は、濾過モジュール１による濾過処理を上記範囲の間休止して、濾過モジュール１を洗浄する洗浄工程を備え、この洗浄工程を上記間隔で行う。これにより、例えば７分間程度の濾過処理運転を１分間程度の運転休止期間を挟んで間欠的に行うような洗浄サイクルを繰り返す従来の場合と比べて、中空糸膜１１の表面に不純物が堆積し、この不純物によって中空糸膜１１間が閉塞するのを防止することができる。従って、当該濾過装置の運転方法は、膜ファウリングを防止しつつ、薬液洗浄頻度の低下や運転時の空気量の削減等を促進し、運転コストの増加を抑制することができる。
　当該濾過装置の運転方法は、例えば上記洗浄工程の期間中、気泡の供給を連続して行うことによって、中空糸膜１１の表面に付着した不純物を容易に除去することができる。従って、当該濾過装置の運転方法は、従来の運転方法よりも洗浄薬剤の使用量を減少させても十分な洗浄効果を得ることができる。
　当該濾過装置は、上記運転工程及び洗浄工程を行うよう濾過モジュール１の運転を制御することができるので、既述のように膜ファウリングを防止しつつ運転コストの増加を抑制することができる。
［その他の実施形態］
　今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
　例えば、当該濾過装置は、必ずしも複数の濾過モジュールを有する必要はなく、１つの濾過モジュールを有するものであってもよい。また、当該濾過装置が複数の濾過モジュールを有する場合であっても、これらの複数の濾過モジュールは、各々別個に制御されてもよい。複数の濾過モジュールを別個に制御する方法としては、例えば上側保持部材の排水ノズルに接続する集水配管をそれぞれ別個の吸引ポンプに接続し、これらの吸引ポンプを個別に制御する方法が挙げられる。
　当該濾過装置は、必ずしも１つの洗浄モジュールを有する必要はなく、複数の洗浄モジュールを有していてもよい。また、当該濾過装置が複数の洗浄モジュールを有する場合、これらの複数の洗浄モジュールは、各々別個に制御されてもよい。当該濾過装置の運転方法は、複数の濾過モジュールを別個に制御し、かつ複数の洗浄モジュールをこれらの複数の濾過モジュールの運転に合わせて別個に制御することで、各濾過モジュールの洗浄時間をずらして濾過処理を途切れなく行うことができる。

Claims (4)

  1. 　一方向に引き揃えられる複数本の中空糸膜及びこれらの複数本の中空糸膜の両端部を固定する一対の保持部材を有する１又は複数の濾過モジュールと、
    　この濾過モジュールの下方から気泡を供給する１又は複数の洗浄モジュールと
    　を備える濾過装置の運転方法であって、
    　上記濾過モジュールによる濾過処理を行う運転工程と、
    　上記濾過モジュールによる濾過処理を０．２５時間以上３時間以下休止して、上記濾過モジュールを洗浄する洗浄工程とを備え、
    　上記洗浄工程を１２時間以上７２時間以下の間隔で行う濾過装置の運転方法。
  2. 　上記運転工程及び洗浄工程を繰り返し行う請求項１に記載の濾過装置の運転方法。
  3. 　上記洗浄工程で洗浄モジュールによる気泡の供給を行う請求項１又は請求項２に記載の濾過装置の運転方法。
  4. 　一方向に引き揃えられる複数本の中空糸膜及びこれらの複数本の中空糸膜の両端部を固定する一対の保持部材を有する１又は複数の濾過モジュールと、
    　この濾過モジュールの下方から気泡を供給する１又は複数の洗浄モジュールと
    　を備える濾過装置であって、
    　請求項１、請求項２又は請求項３に記載の運転方法の運転工程及び洗浄工程を行うよう濾過モジュールの運転を制御する機構をさらに備える濾過装置。
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