(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過液流路が一方の集水部と他方の集水部とに連通するとともに、膜支持体の主面上に平膜からなるろ過膜を配置してなる少なくとも一つの膜エレメントを備えた膜モジュールにおいて、一方の集水部から膜エレメントの透過液流路へ洗浄薬液を供給するとともに、前記透過液流路から他方の集水部へ洗浄薬液を排出して洗浄薬液が膜エレメントの透過液流路を流れる状態を継続し、膜エレメントへ流入する流入液量と膜エレメントから流れ出る流出液量との差分液量を増減調整して、ろ過膜が膜支持体の主面から離間して膨らんだ状態となる差分液量の流入超過状態と、ろ過膜が膜支持体の主面に近接して萎んだ状態となる差分流量の流出超過状態を繰り返し生じさせることを特徴とする膜モジュールの洗浄方法。
【請求項２】
ろ過膜の膨らんだ状態と萎んだ状態とを繰り返すことにより、ろ過膜の表面に付着したファウリング物質の剥離を促進させることを特徴とする請求項１に記載の膜モジュールの洗浄方法。
【請求項３】
ろ過膜の膨らんだ状態と萎んだ状態とを繰り返すことにより、膜エレメントの相互間に堆積したファウリング物質を解砕して、ろ過膜の表面に付着したファウリング物質の剥離を促進させることを特徴とする請求項１に記載の膜モジュールの洗浄方法。
【請求項４】
他方の集水部から循環系を通して一方の集水部へ洗浄薬液を循環供給することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の膜モジュールの洗浄方法。
【請求項５】
透過液流路が一方の集水部と他方の集水部とに連通するとともに、膜支持体の主面上に平膜からなるろ過膜を配置してなる少なくとも一つの膜エレメントを備えた膜モジュールと、一方の集水部を通して膜エレメントの透過液流路へ洗浄薬液を供給する薬液供給手段と、他方の集水部を通して膜エレメントの透過液流路から洗浄薬液を排出する薬液排出手段と、膜エレメントへ流入する流入液量と膜エレメントから流れ出る流出液量との差分液量を増減調整して、ろ過膜が膜支持体の主面から離間して膨らんだ状態となる差分液量の流入超過状態と、ろ過膜が膜支持体の主面に近接して萎んだ状態となる差分流量の流出超過状態を繰り返し生じさせることが可能な流量調整手段を有することを特徴とする膜モジュールの洗浄装置。
【請求項６】
薬液供給手段が一方の集水部に連通して供給ポンプを有する供給管路部からなり、薬液排出手段が他方の集水部に連通して排出ポンプを有する排出管路部からなり、流量調整手段が供給ポンプの吐出側において供給管路部から分岐して洗浄薬液を分流し、かつ流量調整バルブを有する分流管路部からなることを特徴とする請求項５に記載の膜モジュールの洗浄装置。
【請求項７】
他方の集水部から一方の集水部へ洗浄薬液を循環供給する循環系を有し、循環系が薬液供給手段と薬液排出手段と流量調整手段と薬液槽を有し、薬液供給手段が薬液槽と一方の集水部に連通して供給ポンプを有する供給管路部からなり、薬液排出手段が他方の集水部と薬液槽に連通して排出ポンプを有する排出管路部からなり、流量調整手段が供給ポンプの吐出側において供給管路部から分岐して排出ポンプの吸引側において排出管路部に連通し、流量調整バルブを有する分流管路部からなるか、もしくは流量調整手段が供給ポンプの吐出側において供給管路部から分岐して薬液槽に連通し、流量調整バルブを有する分流管路部からなることを特徴とする請求項５に記載の膜モジュールの洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上水や廃水などの一般水処理においてろ過または濃縮に用いられる膜モジュールに関し、その洗浄方法および装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の膜分離装置としては、例えば複数の膜エレメントを適当な間隔で平行に配置した浸漬型膜装置が知られている。膜エレメントは、膜支持体である矩形の平板状のろ板に、その表面を覆って有機膜からなるろ過膜を配置し、ろ過膜をその周縁部においてろ板に接合したものである。膜支持体には、樹脂製のろ板、不織布、ネット等がある。
【０００３】
膜エレメントは、駆動圧力を受けてろ過膜で被処理水をろ過するものであり、槽内の水頭圧を駆動圧力とする重力ろ過、あるいはろ過膜の内側に負圧を駆動圧力として与える吸引ろ過に用いる。
【０００４】
ところで、膜エレメントにファウリングが生じた場合には、ファウリングを除去するための薬液洗浄が必要となる。この薬液洗浄はろ板とろ過膜との間の透過液流路に薬液を供給して行なう。
【０００５】
この洗浄方法には、例えば日本国特許公報（特開平８−２８１０８２号）に記載するものがある。この洗浄方法では、膜エレメントの透過液流路内に薬液を低圧で注入し、その状態を適当時間にわたって保持し、次いで透過液流路内に清水を注入することで薬液を被処理液側へ浸出させ、透過液流路内に清水を充満させる。
【０００６】
また、日本国特許公報（特開平８−２９００４５号）に記載するものがある。この洗浄方法では、膜エレメントの透過液流路内に薬液を低圧で注入し、その状態を適当時間にわたって保持し、その後に膜エレメントの下方より空気を曝気することで膜面の付着物を剥離させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述した従来の洗浄方法において、薬液は膜エレメントの透過液流路からろ過膜を通して被処理液側へ浸出し、ろ過膜と薬液とが一過的に接触するので、未反応のままで被処理液側へ流れ出るものがあり、薬液の使用効率が低かった。
【０００８】
また、膜エレメントの透過液流路内において、薬液はろ過膜の内側の膜面上に均一に行き渡らずに、薬液が流入する入口周辺に集中するので、ろ過膜の全体を十分に洗浄することができず、薬液の洗浄効率が低かった。
【０００９】
また、被処理液の性状変化や散気装置のトラブルなどに起因して膜エレメントの相互間に汚泥が堆積し、十分なろ過が行えなくなった場合に、堆積した汚泥を除去する方法としては、手作業によるもの以外には有効な除去方法がなかった。
【００１０】
本発明は上記した課題を解決するものであり、膜エレメントの透過液流路中に薬液が流れ続ける状態を継続し、さらには薬液を循環させてろ過膜と薬液とを繰り返し接触させることで薬液の使用効率を高め、かつ薬液をろ過膜の全体に均一に行き渡らせることで薬液の洗浄効率を高めることができ、さらにろ過膜が「膨らんだ状態」と「萎んだ状態」を繰り返すことで、ろ過膜の表面に付着もしくは堆積したファウリング物質を剥離させることができる膜モジュールの洗浄方法および装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の膜モジュールの洗浄方法は、透過液流路が一方の集水部と他方の集水部とに連通するとともに、膜支持体の主面上に平膜からなるろ過膜を配置してなる少なくとも一つの膜エレメントを備えた膜モジュールにおいて、一方の集水部から膜エレメントの透過液流路へ洗浄薬液を供給するとともに、前記透過液流路から他方の集水部へ洗浄薬液を排出して洗浄薬液が膜エレメントの透過液流路を流れる状態を継続し、膜エレメントへ流入する流入液量と膜エレメントから流れ出る流出液量との差分液量を増減調整して、ろ過膜が膜支持体の主面から離間して膨らんだ状態となる差分液量の流入超過状態と、ろ過膜が膜支持体の主面に近接して萎んだ状態となる差分流量の流出超過状態を繰り返し生じさせることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の膜モジュールの洗浄方法において、ろ過膜の膨らんだ状態と萎んだ状態とを繰り返すことにより、ろ過膜の表面に付着したファウリング物質の剥離を促進させることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の膜モジュールの洗浄方法において、ろ過膜の膨らんだ状態と萎んだ状態とを繰り返すことにより、膜エレメントの相互間に堆積したファウリング物質を解砕して、ろ過膜の表面に付着したファウリング物質の剥離を促進させることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の膜モジュールの洗浄方法において、他方の集水部から循環系を通して一方の集水部へ洗浄薬液を循環供給することを特徴とする。
【００１５】
本発明の膜モジュールの洗浄装置は、透過液流路が一方の集水部と他方の集水部とに連通するとともに、膜支持体の主面上に平膜からなるろ過膜を配置してなる少なくとも一つの膜エレメントを備えた膜モジュールと、一方の集水部を通して膜エレメントの透過液流路へ洗浄薬液を供給する薬液供給手段と、他方の集水部を通して膜エレメントの透過液流路から洗浄薬液を排出する薬液排出手段と、膜エレメントへ流入する流入液量と膜エレメントから流れ出る流出液量との差分液量を増減調整して、ろ過膜が膜支持体の主面から離間して膨らんだ状態となる差分液量の流入超過状態と、ろ過膜が膜支持体の主面に近接して萎んだ状態となる差分流量の流出超過状態を繰り返し生じさせることが可能な流量調整手段を有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の膜モジュールの洗浄装置において、薬液供給手段が一方の集水部に連通して供給ポンプを有する供給管路部からなり、薬液排出手段が他方の集水部に連通して排出ポンプを有する排出管路部からなり、流量調整手段が供給ポンプの吐出側において供給管路部から分岐して洗浄薬液を分流し、かつ流量調整バルブを有する分流管路部からなることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の膜モジュールの洗浄装置において、他方の集水部から一方の集水部へ洗浄薬液を循環供給する循環系を有し、循環系が薬液供給手段と薬液排出手段と流量調整手段と薬液槽を有し、薬液供給手段が薬液槽と一方の集水部に連通して供給ポンプを有する供給管路部からなり、薬液排出手段が他方の集水部と薬液槽に連通して排出ポンプを有する排出管路部からなり、流量調整手段が供給ポンプの吐出側において供給管路部から分岐して排出ポンプの吸引側において排出管路部に連通し、流量調整バルブを有する分流管路部からなるか、もしくは流量調整手段が供給ポンプの吐出側において供給管路部から分岐して薬液槽に連通し、流量調整バルブをする分流管路部からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように本発明は、膜エレメントの透過液流路における洗浄薬液の差分液量を増減調整して差分液量の流入超過状態と流出超過状態を繰り返し生じさせるので、ろ過膜の表面に付着したファウリング物質、あるいは膜エレメント間に堆積したファウリング物質をろ過膜から剥離させることができる。
【００１９】
また、洗浄薬液が膜エレメントの透過液流路を流れる状態を継続し、さらには洗浄薬液を循環させて洗浄薬液とろ過膜とを繰り返し接触させることで洗浄薬液の使用効率を高めることができ、かつ洗浄薬液をろ過膜の全体に均一に行き渡らせることで洗浄薬液の洗浄効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態における膜モジュールの洗浄装置を示す模式図
【図２】本発明の他の実施の形態における膜モジュールの洗浄装置を示す模式図
【図３】本発明の他の実施の形態における膜モジュールの洗浄装置を示す模式図
【図４】本発明の他の実施の形態における膜モジュールの洗浄装置を示す模式図
【図５】本発明における膜モジュールの要部を示す断面図
【図６】本発明における膜モジュールの膜エレメントを示す斜視図
【図７】同膜エレメントを示す正面図
【図８】本発明における膜モジュールの作用を示す模式図
【図９】本発明における膜エレメントの他の構成を示す分解斜視図
【図１０】本発明における膜エレメントの他の構成を示す斜視図
【図１１】本発明における膜エレメントのさらに他の構成を示す分解斜視図
【図１２】本発明における膜エレメントのさらに他の構成を示す正面図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において、膜分離装置をなす膜モジュール１１は処理槽１２の被処理液に浸漬して設置している。膜モジュール１１は、その複数を上下に積み重ねて膜カセットを構成することも可能である。膜モジュール１１の下方位置に散気装置（図示省略）が配置してある。
【００２２】
以下においては、本発明に係る洗浄装置の構成のみを図示するが、膜モジュール１１は、その使用時には集水系を接続し、散気装置（図示省略）から散気する気体によって処理槽１２の内部に上向きの気液混相流を形成する状態で運転し、気液混相流で膜面を洗浄しながら被処理液の膜分離を行う。
【００２３】
膜モジュール１１は複数の膜エレメント１３を所定間隔で並列に配置し、各膜エレメント１３の横方向の両側をそれぞれ集水部１４、１５に水密に封止し、膜エレメント１３の相互間に縦方向の流路を形成している。各集水部１４、１５は中空状をなして内部に集水空間を有しており、四角形状の箱体をなすが、その形状は四角形状以外のものとすることも可能である。膜エレメント１３は内部の透過液流路が双方の集水部１４、１５の集水空間に連通する。
【００２４】
本実施の形態では、膜エレメント１３を上下方向に配置する構成を示している。しかしながら、膜エレメント１３の配置方向は上下方向に限るものではなく、被処理液の流れ方向に沿って配置するものであれば良い。よって、後述するように、水平方向に配置することも可能であり、あるいは斜めに配置することも可能である。
【００２５】
膜モジュール１１は一方の集水部１４の下部に連通する一方の連結部１６および他方の集水部１５の上部に連通する他方の連結部１７を有し、一方の連結部１６および他方の連結部１７には循環系１８が連通している。
【００２６】
一方の連結部１６および他方の連結部１７は、図示する形態に限らず、集水部１４、１５の任意の位置に設けることが可能である。
【００２７】
本実施の形態では、本発明に係る洗浄装置の構成のみを図示するが、膜モジュール１１の使用時には一方の連結部１６および他方の連結部１７に集水系を接続して使用する。
【００２８】
循環系１８は、洗浄薬液を貯溜する薬液槽１９と、薬液槽１９と一方の集水部１４に連通する供給管路部２０と、他方の集水部１５と薬液槽１９に連通する排出管路部３０と、供給管路部２０から分岐して薬液槽１９に連通する分流管路部４０とを備えている。
【００２９】
供給管路部２０は薬液供給手段をなし、一方の集水部１４を通して膜エレメント１３の透過液流路へ洗浄薬液を供給する。供給管路部２０は、薬液を供給する供給ポンプ２１、絞りバルブ２２、流量調整バルブ２３、流量計２４、圧力計２５を有し、絞りバルブ２２と流量調整バルブ２３とで流量制御部２６を構成する。
【００３０】
排出管路部３０は薬液排出手段をなし、他方の集水部１５を通して膜エレメント１３の透過液流路から洗浄薬液を排出する。
【００３１】
排出管路部３０は、薬液を排出する排出ポンプ３１、絞りバルブ３２、流量調整バルブ３３、流量計３４、圧力計３５を有し、絞りバルブ３２と流量調整バルブ３３とで流量制御部３６を構成する。
【００３２】
分流管路部４０は流量調整手段をなし、膜エレメント１３へ流入する流入液量と膜エレメント１３から流れ出る流出液量との差分液量を増減調整する。分流管路部４０は、絞りバルブ４２、流量調整バルブ４３を有し、絞りバルブ４２と流量調整バルブ４３とで流量制御部４６を構成し、上流側が供給管路部２０の供給ポンプ２１の吐出側から分岐している。
【００３３】
他の構成として、図２に示すように、分流管路部４０は供給管路部２０の供給ポンプ２１の吐出側から分岐して排出管路部３０の排出ポンプ３１の吸引側に接続することも可能である。
【００３４】
他の構成として、図３に示すように、分流管路部４０をなくすことも可能である。
【００３５】
他の構成として、図４に示すように、分流管路部４０をなくすとともに、二つの薬液槽１９ａ、１９ｂを設け、供給管路部２０の上流側が一方の薬液槽１９ａに連通し、排出管路部３０の下流側が他方の薬液槽１９ｂに連通する構成とすることも可能である。
【００３６】
図５に示すように、各集水部１４、１５は開口部５１にポッティングした封止材（樹脂等）５２を介して複数の膜エレメント１３を水密に保持している。しかしながら、図３に示した構成に限らず、集水部１４、１５に膜エレメント１３を水密に接合する構造には種々のものがある。例えば、集水部１４、１５の開口部５１を単一の開口とせずに、複数のスリットに形成し、各スリットに膜エレメント１３を挿入し、スリットに樹脂等の封止材５２をポッティングすることも可能である。あるいは、膜エレメント１３の周囲にゴム等のシール材を配置することも可能である。
（膜エレメントの実施例１）
図６〜図８に示すように、膜エレメント１３は膜支持体をなす樹脂製のろ板６１と、ろ板６１の表裏の主面を覆って配置する平膜（有機膜）からなるろ過膜６２を有しており、各膜エレメント１３はろ板６１の表裏の主面とろ過膜６２との間に形成した透過液流路６３が集水ケース１４、１５の集水空間に連通している。本実施の形態では、膜支持体として樹脂製のろ板１を例示するが、膜支持体としては不織布やネット等のフレキシブルな材質のものを使用する場合もある。
【００３７】
膜エレメント１３は、上端側が被処理液の流れ方向において下流側に位置し、下端側が被処理液の流れ方向において上流側に位置している。ろ過膜６２は上流側の縁辺部６４および下流側の縁辺部６５をろ板６１の主面上の端部に接合して接合部６６を形成している。ろ過膜６２は端縁を折り曲げてろ板６１の端面に接合することも可能である。
【００３８】
本実施の形態において接合部６６は、ろ過膜６２の上から超音波振動を与え、摩擦熱によりろ板６１とろ過膜６２とを溶着してなる。しかしながら、接着剤によってろ板６１とろ過膜６２とを接合しても良い。
【００３９】
この構造の膜エレメント１３を所定間隔で並列に配置し、複数の膜エレメント１３をその相互間に配置する封止材５２で水密に固定し、被処理液の流れ方向に沿ったろ板６１の両側部においてろ過膜６２の縁辺部を封止材５２でろ板６１上に保持する。
【００４０】
しかしながら、図７に示すように、封止材５２は個々の膜エレメント１３ごとに形成することも可能であり、各膜エレメント１３ごとに被処理液の流れ方向に沿ったろ板６１の両側部においてろ過膜６２の縁辺部を封止材５２でろ板６１上に保持する。その後に、この構造の膜エレメント１３を所定間隔で並列に配置し、複数の膜エレメント１３をその相互間に配置する封止材（樹脂等）５２で結束することも可能である。さらに、上述したように、ろ過膜６２の上にゴム材等のシール材を配置してろ過膜６２をろ板６１に接合することも可能である。
（膜エレメントの実施例２）
膜エレメント１３は、図９〜図１０に示すような構成とすることもできる。この構成では、ろ過膜６２はろ板６１の下流側の端部６１ａを含んで折り返した反転部６２ａを形成しており、上流側の縁辺部６４をろ板６１の主面上で上流側の端部に接合して接合部６６を形成している。この構造の膜エレメント１３を所定間隔で並列に配置して、上述したものと同様にして膜モジュール１１を構成する。
【００４１】
この膜モジュール１１は、膜エレメント１３に洗浄薬液を供給する場合や、上述した散気装置（図示省略）を運転する状態でろ過運転を停止する場合において、反転部６２ａを形成したろ板６１の下流側端部６１ａの側でろ過膜６２が剥離したり、破断したりすることを防止できる。
（膜エレメントの実施例３）
膜エレメント１３は、図１１〜図１２に示すような構成とすることもできる。この構成では、ろ過膜６２はろ板６１の下流側の端部６１ａを含んで折り返した下流側反転部６２ａと上流側の端部６１ｂを含んで折り返した上流側反転部６２ｂとを有している。そして、ろ過膜６２の端部どうしがろ板６１の主面上もしくは端面上において相互に重なり、一方の端部における表面上に他方の端部における裏面を接合し、かつ下流側に向けた他方の端部を外側に位置させて接合部６６を形成している。
【００４２】
ろ過膜６２は１枚の膜シートをループ状に形成してもよく、複数枚の膜シートでループ状に形成することも可能であり、シームレスのループ状をなす膜シートで形成することも可能である。この構造の膜エレメント１３を所定間隔で並列に配置して、上述したものと同様にして膜モジュール１１を構成する。
【００４３】
この膜モジュール１１は、膜エレメント１３に洗浄薬液を供給する場合に、ろ過膜６２が膨れた状態となっても、その破断を抑制することができる。
【００４４】
上記した構成により、供給管路部２０の供給ポンプ２１を駆動して薬液槽１９から洗浄薬液を一方の集水部１４に供給する。
【００４５】
そして、一方の集水部１４から膜エレメント１３の透過液流路６３へ洗浄薬液を供給するとともに、透過液流路６３から他方の集水部１５へ洗浄薬液を排出する。
【００４６】
排出管路部３０の排出ポンプ３１を駆動して他方の集水部１５から薬液槽１９へ洗浄薬液を排出する。上述したように、排出管路部３０はサイホンに形成して洗浄薬液を薬液槽１９へ排出することも可能である。
【００４７】
そして、他方の集水部１５から循環系１８を通して一方の集水部１４へ洗浄薬液を循環供給する間に、分流管路部４０を通して洗浄薬液を洗浄薬液を薬液槽１９へ分流させる。
【００４８】
そして、後述する操作により、膜エレメント１３の透過液流路６３を流れる洗浄薬液の差分液量を増減調整して、差分液量の流入超過状態と流出超過状態を繰り返し生じさせる。
【００４９】
つまり、図８（ａ）に示すように、膜エレメント１３の透過液流路６３における洗浄薬液の差分液量が流入超過状態、すなわち供給管路部２０から膜エレメント１３の透過液流路６３へ流入する流入液量が膜エレメント１３の透過液流路６３から排出管路部３０へ流出する流出液量より多い場合には、ろ過膜６２がろ板６１の主面から離間する膨らんだ状態となる。図８（ｂ）に示すように、膜エレメント１３の透過液流路６３を流れる洗浄薬液の差分液量が流出超過状態、すなわち供給管路部２０から膜エレメント１３の透過液流路６３へ流入する流入液量よりも膜エレメント１３の透過液流路６３から排出管路部３０へ流出する流出液量が多い場合には、ろ過膜６２がろ板６１の主面に近接する萎んだ状態となる。このろ過膜６２が膨らんだ状態と萎んだ状態を繰り返し生じさせる。
【００５０】
ろ過膜６２の表面に付着し、あるいは膜エレメント１３の相互間に堆積したファウリング物質である汚泥７１を、ろ過膜６２の膨らんだ状態と萎んだ状態を繰り返すことにより、ろ過膜の表面における汚泥７１の付着力を弱め、堆積した汚泥を解砕してろ過膜から剥離させる。
【００５１】
つまり、このろ過膜６２の膨らんだ状態と萎んだ状態を繰り返すことは、定期的な洗浄操作において洗浄効果を高めるだけでなく、膜エレメント１３の相互間における汚泥の堆積や、閉塞状態を解除する操作としても有効である。
【００５２】
すなわち、
（操作例１）
定常状態
図１の構成において、供給ポンプ２１および排出ポンプ３１を定常運転し、供給管路部２０、排出管路部３０、分流管路部４０における流量制御部２６、３６、４６の開度を調整することにより、各流量制御部２６、３６、４６を流れる流量の割合を調整する。
【００５３】
例えば、供給ポンプ２１の全供給量１００％のうちで所定の割合分、例えば７０％の流量は、供給管路部２０の流量制御部２６を通って膜モジュール１１に流入し、一方の集水部１４から各膜エレメント１３の透過液流路６３を通って他方の集水部１５へ流入する。そして、洗浄薬液は他方の集水部１５から排出管路部３０の流量制御部３６を通って排出ポンプ３１により薬液槽１９へ戻る。
【００５４】
一方、供給ポンプ２１の全供給量１００％のうちで残りの割合分である３０％の流量は、分流管路部４０の流量制御部４６を通って薬液槽１９に戻る。
【００５５】
この状態で、膜エレメント１３の透過液流路６３における洗浄薬液の差分液量がなくなり、すなわち供給管路部２０から膜エレメント１３の透過液流路６３へ流入する流入液量と膜エレメント１３の透過液流路６３から排出管路部３０へ流出する流出液量とが等量となり、ろ過膜６２に負荷を与えることなく洗浄薬液が透過液流路６３を流れる。
【００５６】
このとき、一方の集水部１４の一方の連結部１６から流入した洗浄薬液が膜エレメント１３の透過液流路６３を通って他方の集水部１５の他方の連結部１７から流出することで、洗浄薬液がろ過膜６２の全体に均一に流れるとともに、ろ過膜に常に新鮮な洗浄薬液が接触し、透過液側から被処理液側へ洗浄薬液が浸透することにより、洗浄効率が高まる。
また、ろ過膜６２の内側の付着物を除去して系外へ排出することが可能である。
【００５７】
さらに、洗浄薬液が膜エレメント１３と薬液槽１９との間で循環し、膜エレメント１３を通過した洗浄薬液が再び膜エレメント１３の透過液流路を通過し、薬液槽１９に貯溜した洗浄薬液が膜エレメント１３の透過液流路を繰り返し通過することで、洗浄薬液とろ過膜６２との接触機会が増加して使用効率が高まる。さらに、このようにろ過膜６２に作用する負荷を抑制する状態においては、曝気を行なってもろ過膜６２が破断することがなく、薬液洗浄において曝気を併用して洗浄効果を高めることができる。
膨らんだ状態
次に、分流管路部４０の流量制御部４６の開度を小さくし、分流管路部４０を通って薬液槽１９へ戻る洗浄薬液の流量を抑制し、例えば供給ポンプ２１の全供給量１００％のうちで所定の割合分、例えば１０％の流量とする。一方、供給管路部２０の流量制御部２６の開度を大きくし、流量制御部２６を通って膜モジュール１１へ供給する流入液量を、供給ポンプ２１の全供給量１００％のうちの９０％に増加させる。
【００５８】
この状態で、膜エレメント１３における洗浄薬液の排出量（７０％）に対して供給量（９０％）が上回る。このため、図８（ａ）に示すように、洗浄薬液の差分液量が流入超過状態となって膜エレメント１３の透過液流路６３に滞留する液量が増加することにより、ろ過膜６２がろ板６１の主面から離間する膨らんだ状態となる。
【００５９】
ここで、膜エレメント１３の相互間にファウリング物質、ここでは汚泥７１が堆積している場合には、ろ過膜６２が膨らんだ状態となることで、堆積した汚泥７１を押圧して解砕する。
萎んだ状態
次に、分流管路部４０の流量制御部４６の開度を大きくし、分流管路部４０を通って薬液槽１９へ戻る洗浄薬液の流量を増大させ、例えば供給ポンプ２１の全供給量１００％のうちで所定の割合分、例えば５０％の流量とする。一方、供給管路部２０の流量制御部２６の開度を小さくし、流量制御部２６を通って膜モジュール１１へ供給する流入液量を、供給ポンプ２１の全供給量１００％のうちの５０％に減少させる。
【００６０】
この状態で、膜エレメント１３における洗浄薬液の排出量（７０％）に対して供給量（５０％）が下回る。このため、図８（ｂ）に示すように、洗浄薬液の差分液量が流出超過状態となって膜エレメント１３の透過液流路６３に滞留する液量が減少することにより、ろ過膜６２がろ板６１の主面に近接する萎んだ状態となり、やがてろ過膜６２がろ板６１に密着する。
【００６１】
ここで、膜エレメント１３の相互間にファウリング物質、ここでは汚泥７１が堆積している場合には、ろ過膜６２が萎んだ状態となることで、先に膨らんだ状態において押圧したファウリング物質からろ過膜６２が離間し、ろ過膜６２の表面からファウリング物質を除去する。
【００６２】
上述したように、膜エレメント１３の透過液流路６３における洗浄薬液の差分液量を増減調整し、流入超過状態での膨らんだ状態と流出超過状態での萎んだ状態とを繰り返し生じさせることで、ろ過膜６２の表面に付着し、あるいは膜エレメント１３の相互間に堆積したファウリング物質を、その付着力を弱めてろ過膜から剥離させることができる。
（操作例２）
図２の構成において、供給ポンプ２１および排出ポンプ３１を定常運転し、供給管路部２０、排出管路部３０、分流管路部４０における流量制御部２６、３６、４６の開度を調整することで、各流量制御部２６、３６、４６を流れる流量の割合を調整する。
【００６３】
この定常状態で、膜エレメント１３における洗浄薬液の供給量と排出量が等量となる。定常状態での作用効果は先の操作例１と同様である。
【００６４】
次に、供給ポンプ２１の吐出量および排出ポンプ３１の排出量を一定に維持する状態で、分流管路部４０の流量制御部４６の流量を増減調整する。分流管路部４０の流量制御部４６を流れる流量の減少により、供給管路部２０の流量制御部２６を通って膜モジュール１１に流入する洗浄薬液の液量と、排出管路部３０の流量制御部３６を通って膜モジュール１１から流出する洗浄薬液の液量が増加する。
【００６５】
膜エレメント１３は排出管路部３０に比べて圧力損失が大きいので、洗浄薬液の液量の変化時における短時間の間において、膜エレメント１３の透過液流路６３に滞留する洗浄薬液の滞留液量が増加し、図８（ａ）に示すように、ろ過膜６２がろ板６１の主面から離間する膨らんだ状態となる。しかしながら、透過液流路６３における洗浄薬液の滞留液量は経時的に漸次に減少し、滞留液量の減少により、図８（ｂ）に示すように、ろ過膜６２がろ板６１の主面に近接する萎んだ状態となる。
【００６６】
この状態で、分流管路部４０の分流管路部４０の流量制御部４６を流れる流量を増加させ、萎んだ状態を維持する。以上の繰り返しにより膨らんだ状態と萎んだ状態を繰り返す。
【００６７】
図１および図２の構成では、循環系１８を用いて洗浄薬液を膜モジュール１１と薬液槽１９との間で循環している。しかしながら、洗浄薬液は必ずしも循環使用する必要はなく、図４に示すように、一方の薬液槽１９ａから膜モジュール１１へ供給した洗浄薬液を膜モジュール１１から一方の薬液槽１９ｂへ排出しても良い。
【００６８】
上述したように、膜エレメント１３の透過液流路を洗浄薬液が流れる状態を継続しながら、膨らんだ状態と萎んだ状態とを繰り返し生じさせることで、先の操作例１と同様に、ろ過膜６２の表面に付着し、あるいは膜エレメント１３の相互間に堆積したファウリング物質を、その付着力を弱めてろ過膜から剥離させることができる。
【００６９】
図１および図２の構成では、分流管路部４０を用いて膜エレメント１３における差分流量を増減調整している。しかしながら、分流管路部４０は必ずしも必要ではなく、図３および図４に示すように、分流管路部４０を設けずに、供給管路部２０と排出管路部３０の流量制御部２６、３６のうちで少なくとも一方の開度を調整することで膜エレメント１３における差分流量を増減調整することも可能である。また、供給管路部２０と排出管路部３０の供給ポンプ２１もしくは排出ポンプ３１のうちで少なくとも１つの出力調整をインバータ制御等で行うことにより膜エレメント１３における差分流量を増減調整することも可能である。
（実施例１）
・実施方法
活性汚泥中に膜モジュール１１を浸漬し、曝気を行なわずにろ過運転だけを行い、膜面に汚泥を付着させる。薬液洗浄前と薬液洗浄後とにおいてろ過運転開示時の膜間差圧を測定し、ろ過膜の膨らんだ状態と萎んだ状態とを繰り返す作用が及ぼす効果を求める。
・膜面付着汚泥
曝気を行なわずにろ過運転だけを行って、膜間差圧が約３０ｋＰａに達した時の汚泥である。各試験区において同様な汚泥状態とする。
・膜モジュール
膜エレメント：５００×５００×６ｍｍ
膜エレメント数：１０枚
集水部：膜エレメントの両側に設ける。
・膜面の膨らみ、萎みの形成方法
図１において行なった操作例１、つまり排出ポンプ３１と供給ポンプ２１の流量を一定に維持する状態で、分流管路部４０の流量を増減調整することで、膜エレメント１３における差分液量を流入超過状態、もしくは流出超過状態とする。
・薬液
薬液：次亜塩素酸ナトリウム０．５％
薬液注入量：１分サイクルで２．５（Ｌ／分）と１．５（Ｌ／分）とに流量を増減させる。
【００７０】
薬液排水量：２．０（Ｌ／分）
薬液洗浄時間：３０分間
・試験区分
１．膜面の膨らみ、萎みを生じさせないで薬液洗浄する。つまり薬液注入量と薬液排水量を２．０Ｌ／分と同等にする。
【００７１】
２．膜面の膨らみ、萎みを生じさせながら薬液洗浄する。
・結果
薬液洗浄後において膜間差圧を測定すると、試験区分１の膜面の膨張、収縮を伴わない薬液洗浄では、膜間差圧が９．６（ｋＰａ）までしか回復しなかった。試験区分２の膜面の膨張、収縮を行なう薬液洗浄では、膜間差圧が５．０（ｋＰａ）まで回復した。
【００７２】
この結果から、薬液洗浄を行う場合には、膜エレメント１３における差分液量を流入超過状態、もしくは流出超過状態として膜面の膨らみ、萎みを生じさせることで、膜面に付着した汚泥を剥がし易くなり、膜透過性を高めることができ、洗浄効果が高まることがわかる。
（実施例２）
先の実施例１における各項目、つまり膜面付着汚泥、膜モジュール、薬液、試験区分を同条件とし、膜面の膨張、収縮方法を図２において行なった操作例２とする。つまり供給ポンプ２１の吐出量および排出ポンプ３１の排出量を一定に維持する状態で、分流管路部４０の流量制御部４６の流量を増減調整し、薬液注入量を１分サイクルで２．５Ｌ／分と１．５Ｌ／分とに流量を増減させる。
・結果
薬液洗浄後において膜間差圧を測定すると、試験区分１の膜面の膨らみ、萎みを伴わない薬液洗浄では、膜間差圧が９．６（ｋＰａ）までしか回復しない。試験区分２の膜面の膨らみ、萎みを行なう薬液洗浄では、膜間差圧が６．８（ｋＰａ）にまで回復した。
【００７３】
この結果から、薬液洗浄を行う場合には、膜エレメント１３における差分液量を流入超過状態、もしくは流出超過状態として膜面の膨らみ、萎みを生じさせることで、膜面に付着した汚泥を剥がし易くなり、膜透過性を高めることができ、洗浄効果が高まることがわかる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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