【手続補正書】
【提出日】平成16年12月28日(2004.12.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水を分離膜に通過させて不純物を除去する膜分離装置において、被処理水の水質（Ａ）と膜透過流束（Ｆ）から分離膜で除去した単位膜面積当りの不純物量（Ｘ）を算出し、一定量（Ｘ0 ）の不純物を分離膜で除去する毎に薬液洗浄を行なうことを特徴とする膜分離装置の運転方法。
【請求項２】
前記被処理水の水質（Ａ）が濁度であり、かつ一定の不純物量（Ｘ0 ）が、３００ｇ／ｍ2 以上１００００ｇ／ｍ2以下の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の膜分離装置の運転方法。
【請求項３】
前記被処理水の水質（Ａ）が、微粒子個数濃度またはＳＳ濃度またはＭＬＳＳ濃度であることを特徴とする請求項１に記載の膜分離装置の運転方法。
【請求項４】
前記被処理水が、河川水、湖沼水、地下水、または海水であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の膜分離装置の運転方法。
【請求項５】
前記被処理水が、活性汚泥を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の膜分離装置の運転方法。
【請求項６】
全量ろ過運転を行なうことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の膜分離装置の運転方法。
【請求項７】
定流量ろ過運転を行なうことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の膜分離装置の運転方法。
【請求項８】
分離膜の細孔径が１ｎｍ以上１０μｍ以下の精密ろ過膜または限外ろ過膜であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の膜分離装置の運転方法。
【請求項９】
分離膜の素材が、ポリアクリロニトリル、酢酸セルロース、ポリフェニレンスルフォン、ポリフェニレンスルフィドスルフォンのいずれかから選ばれたものであるであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の膜分離装置の運転方法。
【請求項１０】
分離膜が、中空糸膜であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の膜分離装置の運転方法。
【請求項１１】
被処理水を分離膜に通過させて不純物を除去する膜分離装置において、被処理水の水質（Ａ）を測定する手段、および水質（Ａ）と膜透過流束（Ｆ）から分離膜で除去した単位膜面積当りの不純物量（Ｘ）を算出する手段、および一定量（Ｘ0 ）の不純物を分離膜で除去する毎に薬液洗浄を行なう手段を具備したことを特徴とする膜分離装置。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれかに記載の膜分離装置の運転方法を用いたことを特徴とする造水方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
しかしながら薬液洗浄は、その実施時期の設定が難しく、一般にろ過差圧の急激な上昇が起こってから実施する場合が多いが、ろ過差圧の急激な上昇が起こってから薬液洗浄を実施しても洗浄回復性が悪く、運転を再開した場合にも再びろ過差圧が急上昇してしまい、分離膜の寿命が極めて短くなるので処理コスト面から不利となる。また、早目早目に薬液洗浄を行なった場合、洗浄回復性が良く分離膜の寿命が長くなるが、薬液洗浄の頻度が多くなるため、維持管理が煩雑になり、処理コストの面からも不利となる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
一時的に不純物を多量に含んだ高濁度被処理水が膜分離装置に供給された場合、ろ過差圧の急上昇を防ぐために薬液洗浄が有効であることが知られていたが、従来技術では最適な薬液洗浄実施時期を根拠に基づいて設定する手段がなかった。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明は、上記従来技術の課題を解決せんとするものであり、一定量（Ｘ0 ）の不純物を分離膜で除去する毎に薬液洗浄を行なうことで、ろ過差圧の急上昇がなく安全で、分離膜の寿命を延ばす膜分離装置の運転方法および膜分離装置を提供することを目的とするものである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、「被処理水を分離膜に通過させて不純物を除去する膜分離装置において、被処理水の水質（Ａ）と膜透過流束（Ｆ）から分離膜で除去した単位膜面積当りの不純物量（Ｘ）を算出し、一定量（Ｘ0 ）の不純物を分離膜で除去する毎に薬液洗浄を行なうことを特徴とする膜分離装置の運転方法。」、「被処理水を分離膜に通過させて不純物を除去する膜分離装置において、被処理水の水質（Ａ）を測定する手段、および水質（Ａ）と膜透過流束（Ｆ）から分離膜で除去した単位膜面積当りの不純物量（Ｘ）を算出する手段、および一定量（Ｘ0 ）の不純物を分離膜で除去する毎に薬液洗浄を行なう手段を具備したことを特徴とする膜分離装置。」により基本的に達成される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
そこで本発明は、時刻（ｔ）における被処理水の水質（Ａt ）と単位膜面積単位時間当りのろ過量である膜透過流束（Ｆt ）を用いて、前回の洗浄から時刻（ｔ）までに分離膜で除去した単位膜面積当たりの不純物の量（Ｘt）を算出し、（Ｘt ）が予め設定した単位膜面積当たりの不純物量（Ｘ0 ）に達する毎に薬液洗浄を実施する。前回の薬液洗浄から時刻（ｔ）までに分離膜で除去した単位膜面積当たりの不純物の量（Ｘt）は、例えば下記（１）式により算出するが、特にこの式に限定されず、各時刻において分離膜で除去した不純物の量が積算（積分）されれば良い。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
本発明における薬液洗浄は、本発明の主旨からして特に限定されず、分離膜の材質や汚れの種類によって適宜選択されればよい。酸、アルカリ、界面活性剤、塩素等の酸化剤、酵素等による薬液を状況に応じて選択する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
予め設定した単位膜面積当りの不純物量（Ｘ0 ）は、分離膜の材質や細孔径、分離除去する不純物の材質、大きさおよび測定された水質（Ａ）の指標などにより異なる。例えば、水質（Ａ）が濁度の場合、薬液洗浄は３００ｇ／ｍ2以上１００００ｇ／ｍ2 以下が好ましく、より好ましくは５００ｇ／ｍ2 以上８０００ｇ／ｍ2 以下、さらに好ましくは８００ｇ／ｍ2以上５０００ｇ／ｍ2 以下程度の単位膜面積当りの不純物量（Ｘ0 ）の不純物を除去する毎に行うのが好ましい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
【実施例】
膜分離装置を図１に示す。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
実施例１
平均孔径０．０１μｍのポリアクリロニトリル製中空糸膜を束ねた、長さ約５０ｃｍ、有効膜面積０．３５ｍ2の中空糸膜モジュールを用いて、琵琶湖水の定流量全ろ過を行った。膜透過流束（Ｆ）は１ｍ3 ／ｍ2 ・ｄとした。散乱光測定方式の濁度計で被処理水タンク内の被処理水濁度（Ａ）を（Δｔ）＝５分毎に測定した。一定量（Ｘ0）＝１５００ｇ／ｍ2 の不純物をろ過する毎に、塩酸、水酸化ナトリウム溶液、次亜塩素酸ナトリウム溶液による薬液洗浄を実施した。膜で除去した単位膜面積当りの不純物量（Ｘ）は次式によりコンピュータ９で算出し、（Ｘ）が（Ｘ0）＝１５００ｇ／ｍ2 より大きくなった時点で時点で薬液洗浄を行った。
（Ｘ）＝（Ｘi ）＋（Ｘi+1 ）＋（Ｘi+2）＋・・・
＝（Ａi ・Ｆ・Δｔ）＋・・・
＝（Ａi ×１×５／（２４×６０））＋・・・
圧力センサー４で計測した薬液洗浄直後のろ過差圧の経時変化を図２中に示す。薬液洗浄後のろ過差圧は、運転開始時にほぼ等しい１０ｋＰａ程度まで回復し、その後も安定運転を継続した。
比較例１
実施例１と同様に平均孔径０．０１μｍのポリアクリロニトリル製中空糸膜を束ねた、長さ約５０ｃｍ、有効膜面積０．３５ｍ2 の中空糸膜モジュールを用いて、琵琶湖水の定流量全ろ過を行った。ろ過線速度は１ｍ／ｄとした。被処理水濁度は測定せず、除去した不純物量に関係なく、ろ過差圧が１００ｋＰａを超えてから、実施例１と同様に塩酸、水酸化ナトリウム溶液、次亜塩素酸ナトリウム溶液で薬液洗浄を行った。薬液洗浄直後のろ過差圧の経時変化を図３中に示す。薬液洗浄後のろ過差圧は、６０ｋＰａ程度までしか回復しなかった。
比較例２
実施例１と同様に平均孔径０．０１μｍのポリアクリロニトリル製中空糸膜モジュールを用いて、琵琶湖水の定流量全ろ過を行った。ろ過線速度は１ｍ／ｄとした。ろ過差圧の経時変化を図４中に示す。被処理水濁度は測定せず、除去した不純物量に関係なく、約６００時間毎に、実施例１と同様に塩酸、水酸化ナトリウム溶液、次亜塩素酸ナトリウム溶液で薬液洗浄を行ったところ、洗浄回復性は良かったが、薬液洗浄の頻度が増え、維持管理、処理コストの面から不利であった。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
【発明の効果】
本発明は、被処理水の水質（Ａ）と膜透過流束（Ｆ）から分離膜で除去した不純物の量（Ｘ）を算出し、一定量（Ｘ0 ）の不純物を分離膜で除去する毎に薬液洗浄を行なうことを特徴とする膜分離装置おそびその運転方法で、この方法によると、分離膜の寿命が長くなり、分離膜の洗浄回復性が良く、最適な薬液洗浄時期を設定でき、処理コストの面からも有利な膜分離装置の運転方法および膜分離装置が提供される。
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の膜分離装置の一例を示すフロー図である。
【図２】被処理水濁度の経時変化の一例を示すグラフである。
【図３】本発明による薬液洗浄を行った場合の運転結果例を示すグラフである。
【図４】従来法による薬液洗浄を行った場合の運転結果例を示すグラフである（薬液洗浄時期が遅れた場合）。
【図５】従来法による薬液洗浄を行った場合の運転結果例を示すグラフである（早目早目に薬液洗浄を行なった場合）。
【符号の説明】
１：被処理原水タンク
２：ポンプ等の加圧送液手段
３：被処理水水質（Ａ）の測定手段
４：圧力センサー
５：分離膜モジュール
６：電磁バルブ
７：処理水タンク
８：逆洗水タンク
９：分離膜で除去した膜面積当りの不純物の量（Ｘ）を算出する手段
【手続補正３０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2000140585.tif 000001
【手続補正３１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2000140585.tif 000002
【手続補正３２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2000140585.tif 000003
【手続補正３３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】削除
【補正の内容】