濾過膜の洗浄方法
【課題】 河川水、湖沼水、地下水、貯水、下水二次処理水、工場排水、下水等を原水として濾過膜で濾過する際、または有価物の分離、或いは濃縮のために濾過膜で濾過する際に、効果的に洗浄を行い、高い濾過流束を維持することを目的とする。
【解決手段】 ケーシング収納型膜モジュールまたは浸漬型膜モジュールの洗浄工程において、前記膜モジュールを構成している濾過膜の被処理水側に気体洗浄媒体を噴出させ、濾過膜全体に接触させることにより、濾過膜から懸濁物質を除去する気体洗浄工程Ａと、前記膜モジュール内の被処理水を濾過や排出により一旦液面を低下させ、濾過膜周囲の被処理水液面を下げた後、被処理水側液面を濾過膜の下方から上方へ上昇させつつ気体洗浄を行い、濾過膜より懸濁物質を除去する気体洗浄工程Ｂを組み合わせて洗浄することを特徴とする濾過膜の洗浄方法。
【解決手段】 ケーシング収納型膜モジュールまたは浸漬型膜モジュールの洗浄工程において、前記膜モジュールを構成している濾過膜の被処理水側に気体洗浄媒体を噴出させ、濾過膜全体に接触させることにより、濾過膜から懸濁物質を除去する気体洗浄工程Ａと、前記膜モジュール内の被処理水を濾過や排出により一旦液面を低下させ、濾過膜周囲の被処理水液面を下げた後、被処理水側液面を濾過膜の下方から上方へ上昇させつつ気体洗浄を行い、濾過膜より懸濁物質を除去する気体洗浄工程Ｂを組み合わせて洗浄することを特徴とする濾過膜の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上水道や工業用水、その水源の河川水、湖沼水、地下水、貯水の濾過処理、下水二次処理水の濾過処理、下水、排水の濾過処理、あるいは有価物の分離または濃縮に用いられる濾過膜の洗浄方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
種々の被処理水の濾過に用いられる膜分離法は、濾過精度に優れること、設置スペースが少なくて済むこと、運転管理が容易であることなどの理由から、各種の濾過装置に用いられている。しかし、濾過の継続に伴い被処理水中の懸濁物質が膜表面に付着し、孔を閉塞するため徐々に濾過性能が低下し、ついには濾過できなくなってしまう。そこで、濾過性能を維持するために、空気等の気体を濾過膜の被処理水側に気泡として導入する気体洗浄（以後、空洗と呼ぶ）や濾過方向とは逆方向に濾液側から濾水あるいは清澄水等の逆洗媒体を噴出させて濾過膜表面に堆積した懸濁物質を除去する逆圧水洗浄（以後、逆洗と呼ぶ）が一般的に行われている。
【０００３】
空洗の洗浄効果を高めるため、膜モジュールの下方より気泡を噴出させつつ、濾過膜の被処理水側液面を低下させる方法（例えば、特許文献１および２参照）やオゾン化空気を濾過膜の被処理水側に気泡として注入する方法（例えば、特許文献３参照）が知られている。さらに、膜モジュール周囲に洗浄用の浮遊性固体を存在させ、空洗により前記浮遊性固体を膜と接触させることにより気体洗浄の洗浄効果を高める方法（例えば、特許文献４および５参照）が知られている。さらには、膜モジュールに洗浄用気泡を均一に供給し、隣り合う膜同士を積極的に接触させることにより空洗の洗浄効果を高める方法（例えば、特許文献６参照）が知られている。また、逆洗媒体に酸化作用のある次亜塩素酸ソーダを添加する方法、オゾン水を用いて逆洗する方法（例えば、特許文献７参照）やオゾン化加圧空気で逆洗する方法（例えば、特許文献８参照）が知られている。
【０００４】
前述した次亜塩素酸ソーダやオゾン水などの酸化剤を用いた逆洗方法、空気やオゾン化空気を濾過膜の被処理水側に気泡として導入する空洗方法等は洗浄効果を高める上で有効であるが、被処理水の濁質等の条件によっては必ずしも十分安定な膜濾過流束が得られない。膜表面の懸濁物質を除去し高い膜濾過流束を維持するためには、空洗時の気体流量を多くしたり、空洗時間を長くすることが有効である。しかし、これらは空洗時における濾過膜の振動を増加させることになり、濾過膜に過剰な負荷を掛けるため濾過膜の寿命が短くなる。
【０００５】
また、特許文献１および２に示した空洗方法は、気液界面における気泡の消失効果や気泡の破裂による液面の大きな揺れを利用する方法は洗浄効果を高める上で有効であるが、気泡の上昇に伴うクロスフロー流による洗浄効果や気泡体積分の排除効果に伴う濾過膜の振動による洗浄効果が半減してしまう問題がある。さらに、液面を低下させることにより濾過膜周囲の水が無くなるため、気泡の揺れにより濾過膜同士が直に接触し、擦れ合うことにより濾過膜が損傷、破断する恐れがある。さらに、空洗により一旦膜表面より剥離した懸濁物質は液面が下がる際に再度膜表面に付着してしまうため、濃縮された懸濁物質を完全に系外へ排出することができず洗浄効果が半減するといった問題がある。
【０００６】
さらに、膜モジュールの処理水取水口近傍の濾過膜は、取水口までの距離が短く、濾過膜処理水側の流体（処理水）の圧力損失が小さいため、濾過膜の被処理水側と処理水側の圧力差、すなわち、膜差圧が大きくなるため、前述の部位の濾過膜は他の部位の濾過膜に比べて多量の被処理水を濾過することになり、膜汚染が急速に進行し濾過性能が低下する。つまり、濾過膜は長手方向に対して汚染斑が発生するため、可能な限り濾過膜全体を、特に前述の部位の濾過膜の洗浄を十分に行う必要があるが、当該空洗方法では、濾過膜の大部分は気泡と接触する時間が極めて短いため十分な洗浄効果が得られない。
【０００７】
また、特許文献４および５に示した空洗方法は、浮遊性固体を使用するため、該浮遊性固体が膜モジュール内の膜束中に閉塞する、浮遊性固体が濾過膜と直に接触し、擦れ合うことにより濾過膜が損傷、破断する、空洗により剥離した懸濁物質を系外へ排出すると浮遊性固体も共に流出してしまうため、それを回収するための設備が過剰になってしまう、といった問題がある。
【特許文献１】特公平６−７１５４０号公報
【特許文献２】特許３３５１０３７号公報
【特許文献３】特開昭６３−４２７０３号公報
【特許文献４】特開２００１−１９０９３７号公報
【特許文献５】特開平４−１２６５２８号公報
【特許文献６】特表２００１−５１０３９６号公報
【特許文献７】特開平４−３１０２２０号公報
【特許文献８】特開昭６０−５８２２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、濾過膜の負荷を小さくしつつ効果的に洗浄を行う事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、濾過膜の洗浄方法について鋭意検討した結果、以下の発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、下記の通りである。
（１）多数本の濾過膜で構成される膜モジュールの洗浄工程において、前記膜モジュールを構成している濾過膜の被処理水側に気体洗浄媒体を噴出させ、濾過膜全体に接触させることにより、濾過膜から懸濁物質を除去する気体洗浄工程Ａと、前記膜モジュール内の被処理水を濾過や排出により一旦液面を低下させ、濾過膜周囲の被処理水液面を下げた後、被処理水側液面を濾過膜の下方から上方へ上昇させつつ気体洗浄を行い、濾過膜より懸濁物質を除去する気体洗浄工程Ｂを組み合わせて洗浄することを特徴とする濾過膜の洗浄方法。
（２）気体洗浄工程Ｂにおいて、膜モジュール内の被処理水側液面を下方から上方へ上昇させる手段として、逆洗媒体を濾過膜の処理水側から供給し、濾過膜の被処理水側に膜透過した逆洗媒体を噴出させる逆圧水洗浄により膜モジュール内の被処理水液面を上昇させることを特徴とする（１）記載の濾過膜の洗浄方法。
【００１０】
（３）気体洗浄工程Ｂにおいて、膜モジュール内の被処理水側液面を下方から上方へ上昇させる手段として、被処理水を濾過膜の被処理水側に供給することにより膜モジュール内の被処理水液面を上昇させることを特徴とする（１）記載の濾過膜の洗浄方法。
（４）気体洗浄工程Ｂを気体洗浄工程Ａの前に行うことを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の濾過膜の洗浄方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、濾過膜の負荷を小さくしつつ効果的に洗浄を行う事ができ、この結果、長期間に亘って高い膜濾過流束を維持することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明について、特にその好ましい形態につき、詳細に述べる。
本発明の対象となる被処理水は、河川水、湖沼水、地下水、貯水、下水二次処理水、工場排水、あるいは下水などである。上記の様な被処理水を膜で濾過すると、該被処理水中に含まれる懸濁物質や使用する膜の孔径以上の大きさの物質は膜で阻止され、いわゆる濃度分極やケーク層を形成すると同時に、膜を目詰まりさせたり、あるいは膜内部の網状組織に吸着される。その結果、被処理水を濾過した際の膜濾過流束は、清澄水を濾過した際のそれに比べて数分の１から数十分の１にまで低下してしまい、また濾過の継続に従って膜濾過流束は徐々に低下していく。
これを防止し、膜濾過流束を維持するために、空気等の気体を濾過膜の被処理水側に気泡として導入する空洗が一般に用いられる。しかし、前述したように空洗条件は濾過膜の耐久性の面からの制約で必ずしも十分な洗浄効果が得られていなかった。
【００１３】
本発明の濾過膜の洗浄方法は、濾過膜の被処理水側に気体洗浄媒体を噴出させ、濾過膜全体に接触させることにより、濾過膜から懸濁物質を除去する気体洗浄工程Ａと、膜モジュール内の被処理水を濾過や排出により一旦液面を低下させ、濾過膜周囲の被処理水液面を下げた後、被処理水側液面を下方から上方へ上昇させつつ濾過膜より懸濁物質を除去する気体洗浄工程Ｂを組み合わせて洗浄することにより、濾過膜全体に対して（ａ）気泡の上昇に伴うクロスフロー流による洗浄効果、（ｂ）気泡体積分の液体排除効果に伴う濾過膜の振動による洗浄効果、（ｃ）気液界面における気泡の消失効果や気泡の破裂による液面の大きな揺れによる洗浄効果を付与でき、かつ、（ｄ）気体洗浄により一旦膜表面より剥離した懸濁物質が再度膜表面に付着しないため、濾過膜より剥離した懸濁物質を完全に系外へ排出することが可能となり、さらには、（ｅ）膜モジュールの処理水取水口近傍の濾過膜が気泡と接触する時間を十分に確保できるため、従来の空洗方法に比べ効率よく懸濁物質を濾過膜表面より剥離させることができる。
【００１４】
気体洗浄工程Ｂにおいて、膜モジュール内の被処理水を濾過や排出により一旦液面を低下させた時の被処理水液面の水位は濾過膜の鉛直方向のいずれの水位でも良いが、前述に示した５つの洗浄効果を濾過膜全体に付与するために、濾過膜の鉛直方向の最下端部まで低下させることが好ましい。また、気体洗浄工程Ｂにおいて、濾過膜周囲の被処理水液面を下方から上方へ上昇させる方法として、逆洗を行いつつ濾過膜周囲の被処理水液面を上げる方法や被処理水を供給しつつ濾過膜周囲の被処理水液面を上げる方法があるが、逆洗により濾過膜周囲の被処理水液面を上げる方法が好ましい。なお、逆洗は（１）常に本発明の空洗と同時に行うと洗浄効果が高いが、（２）逆洗の導入に先立ち本発明の空洗のみを行っても良い。あるいは（３）逆洗の導入を行った後本発明の空洗のみを行っても良い。さらに、（４）被処理水を導入しながら逆洗を導入し同時に本発明の空洗を行っても良いし、さらには、（１）〜（４）を交互に組み合わせても良い。
【００１５】
ここで、濾過膜の洗浄工程において、洗浄工程時間中における気体洗浄工程Ａと気体洗浄工程Ｂの各々の工程時間の比率は任意であるが、１：１０〜１０：１の比率の範囲で行うのが好ましい。
さらに、液面を上昇させつつ空洗を行う場合は、濾過膜周囲に水が無い状態は短時間となり、濾過膜同士が直に接触し、擦れ合うことによる濾過膜の損傷、破断や膜の乾燥を防止できる。しかも、従来の空洗方法に比べて効果的な洗浄効果が得られるため、使用する気体洗浄媒体の量を低減することも可能であり、もって、濾過膜、膜モジュールの耐久性、またはエネルギー効率の面でも有効である。
【００１６】
また、本発明の濾過膜の被処理水側液面を下方から上方へ上昇させつつ濾過膜の被処理水側に気体洗浄媒体を気泡状に噴出させて空洗を行う際に、気体洗浄媒体として塩素、二酸化塩素、過酸化水素、オゾンガスなどの酸化剤を少なくとも１つ以上を含む気体を用いる、あるいは、前述の酸化剤を少なくとも１つ以上含む逆洗を併用すると一層の洗浄効果を得ることができる。空洗時間は、濾過圧力の回復性と濾過設備の時間稼働率を勘案して適宜決めればよい。
【００１７】
本発明の濾過膜は特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等のポリオレフィン；テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＥＰＥ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等のフッ素系樹脂；ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド等のスーパーエンジニアリングプラスチック；酢酸セルロース、エチルセルロース等のセルロース類；ポリアクリロニトリル；ポリビニルアルコールの単独及びこれらの混合物が挙げられる。
【００１８】
さらに、オゾン等の強力な酸化剤を併用する場合は、セラミック等の無機膜、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）膜、ポリ４フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）膜、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）膜、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）膜等のフッ素系樹脂膜等の有機膜を適用することが出来る。
このような濾過膜のうち、その孔径領域がナノ濾過（ＮＦ）膜から精密濾過（ＭＦ）膜であるものが使用し得る。特に分画分子量が１００程度のＮＦから平均孔径が１０μｍ以下のＭＦが好ましい。
【００１９】
濾過膜の形状としては、中空糸状、ウェーブをつけた中空糸状、平膜状、プリーツ状、スパイラル状、チューブラー状など任意の形状を用いることができるが、単位体積当たりの膜面積が大きくとれる中空糸状がより好ましい。本発明に用いる膜モジュールとしては、多数本の濾過膜からなる膜束の上下端部が接着固定され、どちらか一方、もしくは両方の端部が開口されたものであり、接着固定される端部の断面形状としては、円形の他、三角形、四角形、六角形、楕円形等であってもよいが、特に、端部の断面形状が円形であり、上端部に膜の開口部を有し、下端部に気体を濾過膜表面に導入する気体導入孔を有する膜モジュールが好ましい。
【００２０】
さらに、膜モジュールの設置方法は、地面に対して垂直方向、水平方向のいずれでもよいが、特に垂直方向の設置が好ましい。濾過方式としては、全量濾過方式でもクロスフロー濾過方式でもよい。濾過圧力の付与方法としては、加圧濾過方式、吸引濾過方式あるいは水頭差方式でもよい。また中空糸状膜の場合、内圧濾過、外圧濾過のどちらでもよい。
本発明は、上述のごとく構成したので、長期間にわたって高い膜濾過流束を維持することができる。
【００２１】
以下に、多数本の濾過膜で構成される膜モジュールとして、（１）多数本の濾過膜をケース内に収納しているケーシング収納型膜モジュールおよび（２）多数本の濾過膜を直接被処理水中に浸漬する浸漬型膜モジュールの各々について、本発明の実施例を示す。
【００２２】
図１にケーシング収納型膜モジュールを用いた例を示す。被処理水１として、濁度が５〜２０度の河川表流水を用いた。被処理水１は循環タンク２を経て原水供給ポンプ３により膜モジュール４へ圧送され、得られた濾水は逆洗タンクを兼用する濾水タンク５に貯められる。逆洗時に、濾水タンク５中の濾水は逆洗ポンプ６により膜モジュール４へ送られ逆洗が行われるが、ここで逆洗ポンプ６から膜モジュール４へ至る配管の途中に酸化剤タンク７の酸化剤を、酸化剤送液ポンプ８により逆洗水に添加することができる。
また、膜モジュール４に空気を導入する空洗は、コンプレッサー９で圧縮した空気を、膜モジュール４の被処理水側へ供給して行われる。
【００２３】
被処理水の液面を下げる方法としては、気体洗浄工程Ｂを実施する直前に、膜モジュール４の下方より被処理水を排出する方法、もしくは、原水供給ポンプ３による原水供給を停止した状態で、コンプレッサー９の圧縮空気を用いて膜モジュール内部の被処理水を濾過し、被処理水を排出する方法、などである。これらの手段により被処理水の液面を下げた後、原水供給ポンプ３により膜モジュール４へ原水供給をしつつ空洗を行う、もしくは、逆洗をしつつ空洗を行うことにより、本発明の気体洗浄効果を得ることができる。
【００２４】
本実施例における運転は、（１）濾過、（２）本発明の空洗および逆洗を同時に実施、（３）剥離した懸濁物質を排出、の工程で行う。ただし、ここで示した運転工程は本発明の使用方法の一例であり、運転工程の順序はこれに限定されるものではない。
膜モジュール４は、内径が０．７ｍｍφ、外径が１．３ｍｍφ、平均孔径０．１μｍのＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）製中空糸状精密濾過（ＭＦ）膜を３インチ径のＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）ケーシングに納めた外圧加圧濾過式ケーシング収納型膜モジュールである。当該膜モジュールの膜面積は７ｍ2である。
【００２５】
図２に浸漬型膜モジュールを用いた例を示す。被処理水１として、濁度が５〜２０度の河川表流水を用いた。被処理水１は原水供給ポンプ３により浸漬型膜モジュールが設置された浸漬槽１１へ送水され、吸引ポンプ１２により得られた濾水は逆洗タンクを兼用する濾水タンク５に貯められる。逆洗時に、濾水タンク５中の濾水は逆洗ポンプ６により浸漬型膜モジュールへ送られ逆洗が行われるが、ここで逆洗ポンプ６から浸漬型膜モジュールへ至る配管の途中に酸化剤タンク７の酸化剤を、酸化剤送液ポンプ８により逆洗水に添加することができる。
【００２６】
また、浸漬型膜モジュールに空気を導入する空洗は、コンプレッサー９で圧縮した空気を、浸漬型膜モジュールの被処理水側へ供給して行われる。被処理水の液面を下げる方法としては、気体洗浄工程Ｂを実施する直前に、浸漬槽１１の下方より被処理水を排出する方法、もしくは、原水供給ポンプ３による送水を停止した状態で、吸引ポンプ１２を用いて浸漬槽１１の被処理水を濾過することで被処理水を排出する方法、などである。これらの手段により被処理水の液面を下げた後、原水供給ポンプ３により浸漬槽１１へ原水供給をしつつ空洗を行う、もしくは、逆洗をしつつ空洗を行うことにより、本発明の気体洗浄効果を得ることができる。
【００２７】
本実施例における運転は、（１）濾過、（２）本発明の空洗および逆洗を同時に実施、（３）剥離した懸濁物質を排出、の工程で行う。ただし、ここで示した運転工程は本発明の使用方法の一例であり、運転工程の順序はこれに限定されるものではない。
前記浸漬型膜モジュールは、内径が０．７ｍｍφ、外径が１．３ｍｍφ、平均孔径０．１μｍのＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）製中空糸状精密濾過（ＭＦ）膜を６インチ径相当に束ねた外圧吸引濾過式浸漬型モジュールである。当該膜モジュールの膜面積は５０ｍ2である。
【実施例】
【００２８】
本発明を実施例に基づいて説明する。実施例２および比較例２の運転状況を図３に示す。
【００２９】
［実施例１］
膜モジュールとして前記ケーシング収納型膜モジュールを用いた。濾過は膜モジュール４へ被処理水１を一定流量（膜濾過流束３ｍ３／ｍ２／日、１日で膜面積１ｍ２あたり３ｍ３の濾水が得られる流量）で供給する定流量濾過とし、また、膜濾過水量と循環水量の比を５対１としたクロスフロー方式で行った。運転条件は、濾過を２９分、空洗（同時に逆洗を実施）を６０秒、排出３０秒の繰り返しで行った。空洗用の気体はコンプレッサーにより圧縮した空気を用いた。また、気体洗浄工程Ｂの直前に被処理水を膜モジュールより排出し被処理水液面を下げた。ここで、被処理水液面は逆洗水の流入により徐々に上昇するが、空洗洗浄６０秒間の内、最初の３０秒で被処理水液面を逆洗水により徐々に上昇させつつ空洗（気体洗浄工程Ｂ）を実施し、残りの３０秒は濾過膜全体に被処理水が接触した状態で空洗（気体洗浄工程Ａ）を行った。空洗に用いた空気流量は２Ｎｍ３／ｈｒであった。この時の濾水回収率（得られた濾水量／使用した被処理水量）は９３．７％であった。上記運転条件で約１ヶ月間運転した後の膜供給圧力は、１５０ｋＰａであった。
【００３０】
［比較例１］
実施例１において、気体洗浄工程Ｂを行わず実施例１と同じ流量で、同量の空気を使って空洗（気体洗浄工程Ａ）を行った（空洗時間は６０秒）。それ以外は実施例１と同様に膜濾過運転を実施した。この時の濾水回収率は実施例１と同じく９３．７％であった。約１ヶ月間運転した後の膜供給圧力は、３００ｋＰａに到達した。
【００３１】
［実施例２］
膜モジュールとして前記浸漬型膜モジュールを用いた。濾過は浸漬槽１１へ被処理水１を供給し、吸引ポンプ１２により一定流量（膜濾過流束２．０ｍ３／ｍ２／日、１日で膜面積１ｍ２あたり２ｍ３の濾水が得られる流量）で濾過する定流量濾過とした。運転条件は、濾過を２９分、空洗（同時に逆洗を実施）を６０秒、排出３０秒の繰り返しで行った。気体洗浄用の気体はコンプレッサーにより圧縮した空気を用いた。また、気体洗浄工程Ｂの直前に被処理水を浸漬槽より排出し、被処理水液面を下げた。ここで、被処理水液面は逆洗水の流入により徐々に上昇するが、空洗６０秒間の内、最初の３０秒で被処理水液面を逆洗水により徐々に上昇させつつ空洗（気体洗浄工程Ｂ）を実施し、残りの３０秒は濾過膜全体に被処理水が接触した状態で空洗（気体洗浄工程Ａ）を行った。
【００３２】
空洗に用いた空気流量は４Ｎｍ３／ｈｒであった。この時の濾水回収率（得られた濾水量／使用した被処理水量）は９５．６％であった。図３（縦軸は膜間差圧、横軸は運転時間を表す）に示すように、膜間差圧の単位時間あたりの上昇速度（実施例２の運転中に上昇した膜間差圧ｋＰａをその間の運転時間ｈｒで除した値）は各々０．０２７ｋＰａ／ｈｒ（図３中の運転時間９５０〜１０００ｈｒ）と０．００９２ｋＰａ／ｈｒ（図３中の運転時間１０５０〜１０７５ｈｒ）であり、安定した濾過運転が可能であった。
【００３３】
［比較例２］
実施例２の連続運転の途中の一部で、気体洗浄工程Ｂを行わず実施例２と同じ流量で、同量の空気を使って空洗（気体洗浄工程Ａ）を行った（空洗時間は６０秒）。それ以外は実施例２と同様に膜濾過運転を実施した。この時の濾水回収率は実施例２と同じく９５．６％であった。図３に示すように、膜間差圧の単位時間あたりの上昇速度（比較例２の運転中に上昇した膜間差圧ｋＰａをその間の運転時間ｈｒで除した値）は０．１３５ｋＰａ／ｈｒ（図３中の運転時間１０００〜１０５０ｈｒ）であり、実施例２に対して膜間差圧の上昇速度は５〜１４倍程度高くなり、安定した濾過運転ができないことがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
河川水、湖沼水、地下水、貯水、下水二次処理水、工場排水、下水等を被処理水として濾過膜を適用する、または有価物の分離、或いは濃縮のために濾過膜を適用する分野で好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の膜の洗浄方法を組み込んだ処理フローの一例を示したフロー図。
【図２】本発明の膜の洗浄方法を組み込んだ処理フローの一例を示したフロー図。
【図３】実施例２と比較例２の洗浄効果を比較したグラフ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上水道や工業用水、その水源の河川水、湖沼水、地下水、貯水の濾過処理、下水二次処理水の濾過処理、下水、排水の濾過処理、あるいは有価物の分離または濃縮に用いられる濾過膜の洗浄方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
種々の被処理水の濾過に用いられる膜分離法は、濾過精度に優れること、設置スペースが少なくて済むこと、運転管理が容易であることなどの理由から、各種の濾過装置に用いられている。しかし、濾過の継続に伴い被処理水中の懸濁物質が膜表面に付着し、孔を閉塞するため徐々に濾過性能が低下し、ついには濾過できなくなってしまう。そこで、濾過性能を維持するために、空気等の気体を濾過膜の被処理水側に気泡として導入する気体洗浄（以後、空洗と呼ぶ）や濾過方向とは逆方向に濾液側から濾水あるいは清澄水等の逆洗媒体を噴出させて濾過膜表面に堆積した懸濁物質を除去する逆圧水洗浄（以後、逆洗と呼ぶ）が一般的に行われている。
【０００３】
空洗の洗浄効果を高めるため、膜モジュールの下方より気泡を噴出させつつ、濾過膜の被処理水側液面を低下させる方法（例えば、特許文献１および２参照）やオゾン化空気を濾過膜の被処理水側に気泡として注入する方法（例えば、特許文献３参照）が知られている。さらに、膜モジュール周囲に洗浄用の浮遊性固体を存在させ、空洗により前記浮遊性固体を膜と接触させることにより気体洗浄の洗浄効果を高める方法（例えば、特許文献４および５参照）が知られている。さらには、膜モジュールに洗浄用気泡を均一に供給し、隣り合う膜同士を積極的に接触させることにより空洗の洗浄効果を高める方法（例えば、特許文献６参照）が知られている。また、逆洗媒体に酸化作用のある次亜塩素酸ソーダを添加する方法、オゾン水を用いて逆洗する方法（例えば、特許文献７参照）やオゾン化加圧空気で逆洗する方法（例えば、特許文献８参照）が知られている。
【０００４】
前述した次亜塩素酸ソーダやオゾン水などの酸化剤を用いた逆洗方法、空気やオゾン化空気を濾過膜の被処理水側に気泡として導入する空洗方法等は洗浄効果を高める上で有効であるが、被処理水の濁質等の条件によっては必ずしも十分安定な膜濾過流束が得られない。膜表面の懸濁物質を除去し高い膜濾過流束を維持するためには、空洗時の気体流量を多くしたり、空洗時間を長くすることが有効である。しかし、これらは空洗時における濾過膜の振動を増加させることになり、濾過膜に過剰な負荷を掛けるため濾過膜の寿命が短くなる。
【０００５】
また、特許文献１および２に示した空洗方法は、気液界面における気泡の消失効果や気泡の破裂による液面の大きな揺れを利用する方法は洗浄効果を高める上で有効であるが、気泡の上昇に伴うクロスフロー流による洗浄効果や気泡体積分の排除効果に伴う濾過膜の振動による洗浄効果が半減してしまう問題がある。さらに、液面を低下させることにより濾過膜周囲の水が無くなるため、気泡の揺れにより濾過膜同士が直に接触し、擦れ合うことにより濾過膜が損傷、破断する恐れがある。さらに、空洗により一旦膜表面より剥離した懸濁物質は液面が下がる際に再度膜表面に付着してしまうため、濃縮された懸濁物質を完全に系外へ排出することができず洗浄効果が半減するといった問題がある。
【０００６】
さらに、膜モジュールの処理水取水口近傍の濾過膜は、取水口までの距離が短く、濾過膜処理水側の流体（処理水）の圧力損失が小さいため、濾過膜の被処理水側と処理水側の圧力差、すなわち、膜差圧が大きくなるため、前述の部位の濾過膜は他の部位の濾過膜に比べて多量の被処理水を濾過することになり、膜汚染が急速に進行し濾過性能が低下する。つまり、濾過膜は長手方向に対して汚染斑が発生するため、可能な限り濾過膜全体を、特に前述の部位の濾過膜の洗浄を十分に行う必要があるが、当該空洗方法では、濾過膜の大部分は気泡と接触する時間が極めて短いため十分な洗浄効果が得られない。
【０００７】
また、特許文献４および５に示した空洗方法は、浮遊性固体を使用するため、該浮遊性固体が膜モジュール内の膜束中に閉塞する、浮遊性固体が濾過膜と直に接触し、擦れ合うことにより濾過膜が損傷、破断する、空洗により剥離した懸濁物質を系外へ排出すると浮遊性固体も共に流出してしまうため、それを回収するための設備が過剰になってしまう、といった問題がある。
【特許文献１】特公平６−７１５４０号公報
【特許文献２】特許３３５１０３７号公報
【特許文献３】特開昭６３−４２７０３号公報
【特許文献４】特開２００１−１９０９３７号公報
【特許文献５】特開平４−１２６５２８号公報
【特許文献６】特表２００１−５１０３９６号公報
【特許文献７】特開平４−３１０２２０号公報
【特許文献８】特開昭６０−５８２２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、濾過膜の負荷を小さくしつつ効果的に洗浄を行う事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、濾過膜の洗浄方法について鋭意検討した結果、以下の発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、下記の通りである。
（１）多数本の濾過膜で構成される膜モジュールの洗浄工程において、前記膜モジュールを構成している濾過膜の被処理水側に気体洗浄媒体を噴出させ、濾過膜全体に接触させることにより、濾過膜から懸濁物質を除去する気体洗浄工程Ａと、前記膜モジュール内の被処理水を濾過や排出により一旦液面を低下させ、濾過膜周囲の被処理水液面を下げた後、被処理水側液面を濾過膜の下方から上方へ上昇させつつ気体洗浄を行い、濾過膜より懸濁物質を除去する気体洗浄工程Ｂを組み合わせて洗浄することを特徴とする濾過膜の洗浄方法。
（２）気体洗浄工程Ｂにおいて、膜モジュール内の被処理水側液面を下方から上方へ上昇させる手段として、逆洗媒体を濾過膜の処理水側から供給し、濾過膜の被処理水側に膜透過した逆洗媒体を噴出させる逆圧水洗浄により膜モジュール内の被処理水液面を上昇させることを特徴とする（１）記載の濾過膜の洗浄方法。
【００１０】
（３）気体洗浄工程Ｂにおいて、膜モジュール内の被処理水側液面を下方から上方へ上昇させる手段として、被処理水を濾過膜の被処理水側に供給することにより膜モジュール内の被処理水液面を上昇させることを特徴とする（１）記載の濾過膜の洗浄方法。
（４）気体洗浄工程Ｂを気体洗浄工程Ａの前に行うことを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の濾過膜の洗浄方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、濾過膜の負荷を小さくしつつ効果的に洗浄を行う事ができ、この結果、長期間に亘って高い膜濾過流束を維持することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明について、特にその好ましい形態につき、詳細に述べる。
本発明の対象となる被処理水は、河川水、湖沼水、地下水、貯水、下水二次処理水、工場排水、あるいは下水などである。上記の様な被処理水を膜で濾過すると、該被処理水中に含まれる懸濁物質や使用する膜の孔径以上の大きさの物質は膜で阻止され、いわゆる濃度分極やケーク層を形成すると同時に、膜を目詰まりさせたり、あるいは膜内部の網状組織に吸着される。その結果、被処理水を濾過した際の膜濾過流束は、清澄水を濾過した際のそれに比べて数分の１から数十分の１にまで低下してしまい、また濾過の継続に従って膜濾過流束は徐々に低下していく。
これを防止し、膜濾過流束を維持するために、空気等の気体を濾過膜の被処理水側に気泡として導入する空洗が一般に用いられる。しかし、前述したように空洗条件は濾過膜の耐久性の面からの制約で必ずしも十分な洗浄効果が得られていなかった。
【００１３】
本発明の濾過膜の洗浄方法は、濾過膜の被処理水側に気体洗浄媒体を噴出させ、濾過膜全体に接触させることにより、濾過膜から懸濁物質を除去する気体洗浄工程Ａと、膜モジュール内の被処理水を濾過や排出により一旦液面を低下させ、濾過膜周囲の被処理水液面を下げた後、被処理水側液面を下方から上方へ上昇させつつ濾過膜より懸濁物質を除去する気体洗浄工程Ｂを組み合わせて洗浄することにより、濾過膜全体に対して（ａ）気泡の上昇に伴うクロスフロー流による洗浄効果、（ｂ）気泡体積分の液体排除効果に伴う濾過膜の振動による洗浄効果、（ｃ）気液界面における気泡の消失効果や気泡の破裂による液面の大きな揺れによる洗浄効果を付与でき、かつ、（ｄ）気体洗浄により一旦膜表面より剥離した懸濁物質が再度膜表面に付着しないため、濾過膜より剥離した懸濁物質を完全に系外へ排出することが可能となり、さらには、（ｅ）膜モジュールの処理水取水口近傍の濾過膜が気泡と接触する時間を十分に確保できるため、従来の空洗方法に比べ効率よく懸濁物質を濾過膜表面より剥離させることができる。
【００１４】
気体洗浄工程Ｂにおいて、膜モジュール内の被処理水を濾過や排出により一旦液面を低下させた時の被処理水液面の水位は濾過膜の鉛直方向のいずれの水位でも良いが、前述に示した５つの洗浄効果を濾過膜全体に付与するために、濾過膜の鉛直方向の最下端部まで低下させることが好ましい。また、気体洗浄工程Ｂにおいて、濾過膜周囲の被処理水液面を下方から上方へ上昇させる方法として、逆洗を行いつつ濾過膜周囲の被処理水液面を上げる方法や被処理水を供給しつつ濾過膜周囲の被処理水液面を上げる方法があるが、逆洗により濾過膜周囲の被処理水液面を上げる方法が好ましい。なお、逆洗は（１）常に本発明の空洗と同時に行うと洗浄効果が高いが、（２）逆洗の導入に先立ち本発明の空洗のみを行っても良い。あるいは（３）逆洗の導入を行った後本発明の空洗のみを行っても良い。さらに、（４）被処理水を導入しながら逆洗を導入し同時に本発明の空洗を行っても良いし、さらには、（１）〜（４）を交互に組み合わせても良い。
【００１５】
ここで、濾過膜の洗浄工程において、洗浄工程時間中における気体洗浄工程Ａと気体洗浄工程Ｂの各々の工程時間の比率は任意であるが、１：１０〜１０：１の比率の範囲で行うのが好ましい。
さらに、液面を上昇させつつ空洗を行う場合は、濾過膜周囲に水が無い状態は短時間となり、濾過膜同士が直に接触し、擦れ合うことによる濾過膜の損傷、破断や膜の乾燥を防止できる。しかも、従来の空洗方法に比べて効果的な洗浄効果が得られるため、使用する気体洗浄媒体の量を低減することも可能であり、もって、濾過膜、膜モジュールの耐久性、またはエネルギー効率の面でも有効である。
【００１６】
また、本発明の濾過膜の被処理水側液面を下方から上方へ上昇させつつ濾過膜の被処理水側に気体洗浄媒体を気泡状に噴出させて空洗を行う際に、気体洗浄媒体として塩素、二酸化塩素、過酸化水素、オゾンガスなどの酸化剤を少なくとも１つ以上を含む気体を用いる、あるいは、前述の酸化剤を少なくとも１つ以上含む逆洗を併用すると一層の洗浄効果を得ることができる。空洗時間は、濾過圧力の回復性と濾過設備の時間稼働率を勘案して適宜決めればよい。
【００１７】
本発明の濾過膜は特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等のポリオレフィン；テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＥＰＥ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等のフッ素系樹脂；ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド等のスーパーエンジニアリングプラスチック；酢酸セルロース、エチルセルロース等のセルロース類；ポリアクリロニトリル；ポリビニルアルコールの単独及びこれらの混合物が挙げられる。
【００１８】
さらに、オゾン等の強力な酸化剤を併用する場合は、セラミック等の無機膜、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）膜、ポリ４フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）膜、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）膜、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）膜等のフッ素系樹脂膜等の有機膜を適用することが出来る。
このような濾過膜のうち、その孔径領域がナノ濾過（ＮＦ）膜から精密濾過（ＭＦ）膜であるものが使用し得る。特に分画分子量が１００程度のＮＦから平均孔径が１０μｍ以下のＭＦが好ましい。
【００１９】
濾過膜の形状としては、中空糸状、ウェーブをつけた中空糸状、平膜状、プリーツ状、スパイラル状、チューブラー状など任意の形状を用いることができるが、単位体積当たりの膜面積が大きくとれる中空糸状がより好ましい。本発明に用いる膜モジュールとしては、多数本の濾過膜からなる膜束の上下端部が接着固定され、どちらか一方、もしくは両方の端部が開口されたものであり、接着固定される端部の断面形状としては、円形の他、三角形、四角形、六角形、楕円形等であってもよいが、特に、端部の断面形状が円形であり、上端部に膜の開口部を有し、下端部に気体を濾過膜表面に導入する気体導入孔を有する膜モジュールが好ましい。
【００２０】
さらに、膜モジュールの設置方法は、地面に対して垂直方向、水平方向のいずれでもよいが、特に垂直方向の設置が好ましい。濾過方式としては、全量濾過方式でもクロスフロー濾過方式でもよい。濾過圧力の付与方法としては、加圧濾過方式、吸引濾過方式あるいは水頭差方式でもよい。また中空糸状膜の場合、内圧濾過、外圧濾過のどちらでもよい。
本発明は、上述のごとく構成したので、長期間にわたって高い膜濾過流束を維持することができる。
【００２１】
以下に、多数本の濾過膜で構成される膜モジュールとして、（１）多数本の濾過膜をケース内に収納しているケーシング収納型膜モジュールおよび（２）多数本の濾過膜を直接被処理水中に浸漬する浸漬型膜モジュールの各々について、本発明の実施例を示す。
【００２２】
図１にケーシング収納型膜モジュールを用いた例を示す。被処理水１として、濁度が５〜２０度の河川表流水を用いた。被処理水１は循環タンク２を経て原水供給ポンプ３により膜モジュール４へ圧送され、得られた濾水は逆洗タンクを兼用する濾水タンク５に貯められる。逆洗時に、濾水タンク５中の濾水は逆洗ポンプ６により膜モジュール４へ送られ逆洗が行われるが、ここで逆洗ポンプ６から膜モジュール４へ至る配管の途中に酸化剤タンク７の酸化剤を、酸化剤送液ポンプ８により逆洗水に添加することができる。
また、膜モジュール４に空気を導入する空洗は、コンプレッサー９で圧縮した空気を、膜モジュール４の被処理水側へ供給して行われる。
【００２３】
被処理水の液面を下げる方法としては、気体洗浄工程Ｂを実施する直前に、膜モジュール４の下方より被処理水を排出する方法、もしくは、原水供給ポンプ３による原水供給を停止した状態で、コンプレッサー９の圧縮空気を用いて膜モジュール内部の被処理水を濾過し、被処理水を排出する方法、などである。これらの手段により被処理水の液面を下げた後、原水供給ポンプ３により膜モジュール４へ原水供給をしつつ空洗を行う、もしくは、逆洗をしつつ空洗を行うことにより、本発明の気体洗浄効果を得ることができる。
【００２４】
本実施例における運転は、（１）濾過、（２）本発明の空洗および逆洗を同時に実施、（３）剥離した懸濁物質を排出、の工程で行う。ただし、ここで示した運転工程は本発明の使用方法の一例であり、運転工程の順序はこれに限定されるものではない。
膜モジュール４は、内径が０．７ｍｍφ、外径が１．３ｍｍφ、平均孔径０．１μｍのＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）製中空糸状精密濾過（ＭＦ）膜を３インチ径のＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）ケーシングに納めた外圧加圧濾過式ケーシング収納型膜モジュールである。当該膜モジュールの膜面積は７ｍ2である。
【００２５】
図２に浸漬型膜モジュールを用いた例を示す。被処理水１として、濁度が５〜２０度の河川表流水を用いた。被処理水１は原水供給ポンプ３により浸漬型膜モジュールが設置された浸漬槽１１へ送水され、吸引ポンプ１２により得られた濾水は逆洗タンクを兼用する濾水タンク５に貯められる。逆洗時に、濾水タンク５中の濾水は逆洗ポンプ６により浸漬型膜モジュールへ送られ逆洗が行われるが、ここで逆洗ポンプ６から浸漬型膜モジュールへ至る配管の途中に酸化剤タンク７の酸化剤を、酸化剤送液ポンプ８により逆洗水に添加することができる。
【００２６】
また、浸漬型膜モジュールに空気を導入する空洗は、コンプレッサー９で圧縮した空気を、浸漬型膜モジュールの被処理水側へ供給して行われる。被処理水の液面を下げる方法としては、気体洗浄工程Ｂを実施する直前に、浸漬槽１１の下方より被処理水を排出する方法、もしくは、原水供給ポンプ３による送水を停止した状態で、吸引ポンプ１２を用いて浸漬槽１１の被処理水を濾過することで被処理水を排出する方法、などである。これらの手段により被処理水の液面を下げた後、原水供給ポンプ３により浸漬槽１１へ原水供給をしつつ空洗を行う、もしくは、逆洗をしつつ空洗を行うことにより、本発明の気体洗浄効果を得ることができる。
【００２７】
本実施例における運転は、（１）濾過、（２）本発明の空洗および逆洗を同時に実施、（３）剥離した懸濁物質を排出、の工程で行う。ただし、ここで示した運転工程は本発明の使用方法の一例であり、運転工程の順序はこれに限定されるものではない。
前記浸漬型膜モジュールは、内径が０．７ｍｍφ、外径が１．３ｍｍφ、平均孔径０．１μｍのＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）製中空糸状精密濾過（ＭＦ）膜を６インチ径相当に束ねた外圧吸引濾過式浸漬型モジュールである。当該膜モジュールの膜面積は５０ｍ2である。
【実施例】
【００２８】
本発明を実施例に基づいて説明する。実施例２および比較例２の運転状況を図３に示す。
【００２９】
［実施例１］
膜モジュールとして前記ケーシング収納型膜モジュールを用いた。濾過は膜モジュール４へ被処理水１を一定流量（膜濾過流束３ｍ３／ｍ２／日、１日で膜面積１ｍ２あたり３ｍ３の濾水が得られる流量）で供給する定流量濾過とし、また、膜濾過水量と循環水量の比を５対１としたクロスフロー方式で行った。運転条件は、濾過を２９分、空洗（同時に逆洗を実施）を６０秒、排出３０秒の繰り返しで行った。空洗用の気体はコンプレッサーにより圧縮した空気を用いた。また、気体洗浄工程Ｂの直前に被処理水を膜モジュールより排出し被処理水液面を下げた。ここで、被処理水液面は逆洗水の流入により徐々に上昇するが、空洗洗浄６０秒間の内、最初の３０秒で被処理水液面を逆洗水により徐々に上昇させつつ空洗（気体洗浄工程Ｂ）を実施し、残りの３０秒は濾過膜全体に被処理水が接触した状態で空洗（気体洗浄工程Ａ）を行った。空洗に用いた空気流量は２Ｎｍ３／ｈｒであった。この時の濾水回収率（得られた濾水量／使用した被処理水量）は９３．７％であった。上記運転条件で約１ヶ月間運転した後の膜供給圧力は、１５０ｋＰａであった。
【００３０】
［比較例１］
実施例１において、気体洗浄工程Ｂを行わず実施例１と同じ流量で、同量の空気を使って空洗（気体洗浄工程Ａ）を行った（空洗時間は６０秒）。それ以外は実施例１と同様に膜濾過運転を実施した。この時の濾水回収率は実施例１と同じく９３．７％であった。約１ヶ月間運転した後の膜供給圧力は、３００ｋＰａに到達した。
【００３１】
［実施例２］
膜モジュールとして前記浸漬型膜モジュールを用いた。濾過は浸漬槽１１へ被処理水１を供給し、吸引ポンプ１２により一定流量（膜濾過流束２．０ｍ３／ｍ２／日、１日で膜面積１ｍ２あたり２ｍ３の濾水が得られる流量）で濾過する定流量濾過とした。運転条件は、濾過を２９分、空洗（同時に逆洗を実施）を６０秒、排出３０秒の繰り返しで行った。気体洗浄用の気体はコンプレッサーにより圧縮した空気を用いた。また、気体洗浄工程Ｂの直前に被処理水を浸漬槽より排出し、被処理水液面を下げた。ここで、被処理水液面は逆洗水の流入により徐々に上昇するが、空洗６０秒間の内、最初の３０秒で被処理水液面を逆洗水により徐々に上昇させつつ空洗（気体洗浄工程Ｂ）を実施し、残りの３０秒は濾過膜全体に被処理水が接触した状態で空洗（気体洗浄工程Ａ）を行った。
【００３２】
空洗に用いた空気流量は４Ｎｍ３／ｈｒであった。この時の濾水回収率（得られた濾水量／使用した被処理水量）は９５．６％であった。図３（縦軸は膜間差圧、横軸は運転時間を表す）に示すように、膜間差圧の単位時間あたりの上昇速度（実施例２の運転中に上昇した膜間差圧ｋＰａをその間の運転時間ｈｒで除した値）は各々０．０２７ｋＰａ／ｈｒ（図３中の運転時間９５０〜１０００ｈｒ）と０．００９２ｋＰａ／ｈｒ（図３中の運転時間１０５０〜１０７５ｈｒ）であり、安定した濾過運転が可能であった。
【００３３】
［比較例２］
実施例２の連続運転の途中の一部で、気体洗浄工程Ｂを行わず実施例２と同じ流量で、同量の空気を使って空洗（気体洗浄工程Ａ）を行った（空洗時間は６０秒）。それ以外は実施例２と同様に膜濾過運転を実施した。この時の濾水回収率は実施例２と同じく９５．６％であった。図３に示すように、膜間差圧の単位時間あたりの上昇速度（比較例２の運転中に上昇した膜間差圧ｋＰａをその間の運転時間ｈｒで除した値）は０．１３５ｋＰａ／ｈｒ（図３中の運転時間１０００〜１０５０ｈｒ）であり、実施例２に対して膜間差圧の上昇速度は５〜１４倍程度高くなり、安定した濾過運転ができないことがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
河川水、湖沼水、地下水、貯水、下水二次処理水、工場排水、下水等を被処理水として濾過膜を適用する、または有価物の分離、或いは濃縮のために濾過膜を適用する分野で好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の膜の洗浄方法を組み込んだ処理フローの一例を示したフロー図。
【図２】本発明の膜の洗浄方法を組み込んだ処理フローの一例を示したフロー図。
【図３】実施例２と比較例２の洗浄効果を比較したグラフ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数本の濾過膜で構成される膜モジュールの洗浄工程において、前記膜モジュールを構成している濾過膜の被処理水側に気体洗浄媒体を噴出させ、濾過膜全体に接触させることにより、濾過膜から懸濁物質を除去する気体洗浄工程Ａと、前記膜モジュール内の被処理水を濾過や排出により一旦液面を低下させ、濾過膜周囲の被処理水液面を下げた後、被処理水側液面を濾過膜の下方から上方へ上昇させつつ気体洗浄を行い、濾過膜より懸濁物質を除去する気体洗浄工程Ｂを組み合わせて洗浄することを特徴とする濾過膜の洗浄方法。
【請求項２】
気体洗浄工程Ｂにおいて、膜モジュール内の被処理水側液面を下方から上方へ上昇させる手段として、逆洗媒体を濾過膜の処理水側から供給し、濾過膜の被処理水側に膜透過した逆洗媒体を噴出させる逆圧水洗浄により膜モジュール内の被処理水液面を上昇させることを特徴とする請求項１記載の濾過膜の洗浄方法。
【請求項３】
気体洗浄工程Ｂにおいて、膜モジュール内の被処理水側液面を下方から上方へ上昇させる手段として、被処理水を濾過膜の被処理水側に供給することにより膜モジュール内の被処理水液面を上昇させることを特徴とする請求項１記載の濾過膜の洗浄方法。
【請求項４】
気体洗浄工程Ｂを気体洗浄工程Ａの前に行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の濾過膜の洗浄方法。
【請求項１】
多数本の濾過膜で構成される膜モジュールの洗浄工程において、前記膜モジュールを構成している濾過膜の被処理水側に気体洗浄媒体を噴出させ、濾過膜全体に接触させることにより、濾過膜から懸濁物質を除去する気体洗浄工程Ａと、前記膜モジュール内の被処理水を濾過や排出により一旦液面を低下させ、濾過膜周囲の被処理水液面を下げた後、被処理水側液面を濾過膜の下方から上方へ上昇させつつ気体洗浄を行い、濾過膜より懸濁物質を除去する気体洗浄工程Ｂを組み合わせて洗浄することを特徴とする濾過膜の洗浄方法。
【請求項２】
気体洗浄工程Ｂにおいて、膜モジュール内の被処理水側液面を下方から上方へ上昇させる手段として、逆洗媒体を濾過膜の処理水側から供給し、濾過膜の被処理水側に膜透過した逆洗媒体を噴出させる逆圧水洗浄により膜モジュール内の被処理水液面を上昇させることを特徴とする請求項１記載の濾過膜の洗浄方法。
【請求項３】
気体洗浄工程Ｂにおいて、膜モジュール内の被処理水側液面を下方から上方へ上昇させる手段として、被処理水を濾過膜の被処理水側に供給することにより膜モジュール内の被処理水液面を上昇させることを特徴とする請求項１記載の濾過膜の洗浄方法。
【請求項４】
気体洗浄工程Ｂを気体洗浄工程Ａの前に行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の濾過膜の洗浄方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−２８１１６３（Ｐ２００６−２８１１６３Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１０７６６４（Ｐ２００５−１０７６６４）
【出願日】平成１７年４月４日（２００５．４．４）
【出願人】（３０３０４６３１４）旭化成ケミカルズ株式会社 (2,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月４日（２００５．４．４）
【出願人】（３０３０４６３１４）旭化成ケミカルズ株式会社 (2,513)
【Ｆターム（参考）】
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