(57)【要約】  ろ過と空気置換と薬液洗浄と空気置換を行なうことで、薬液使用量および処理排水の排水量を抑制する。
2009128119.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過水排出工程の後に薬液置換工程を備え、
透過水排出工程において、膜モジュールの透過水流路内に残留する透過水を吸引排出しつつ、膜モジュールの透過水流路内に置換用ガスを自然吸気して、膜モジュールの透過水流路内の透過水を置換用ガスと入れ替え、
薬液置換工程において、膜モジュールの透過水流路内に洗浄薬液を供給しつつ、膜モジュールの透過水流路内の置換用ガスを自然排気して、膜モジュールの透過水流路内の置換用ガスを洗浄薬液と入れ替えることを特徴とする膜モジュールの洗浄方法。
【請求項２】
薬液置換工程の後に薬液洗浄工程を備え、
薬液洗浄工程において、洗浄薬液を膜モジュールの透過水流路内に供給しつつ、透過水流路から洗浄薬液を排出して洗浄薬液が透過水流路内を流れる状態を継続するか、
もしくは透過水流内に洗浄薬液を満たした状態で所定時間にわたって静置す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】
薬液洗浄工程の後に薬液排出工程を備え、
薬液排出工程において、膜モジュールの透過水流路内に残留する洗浄薬液を吸引排出しつつ、膜モジュールの透過水流路内に置換用ガスを自然吸気して、膜モジュールの透過水流路内の洗浄薬液を置換用ガスと入れ替えることを特徴とする請求項２に記載の膜モジュールの洗浄方法。
【請求項４】
薬液排出工程の後に用水置換工程を備え、
用水置換工程において、膜モジュールの透過水流路内に置換用水を供給しつつ、膜モジュールの透過水流路内の置換用ガスを自然排気して、膜モジュールの透過水流路内の置換用ガスを置換用水と入れ替えることを特徴とする請求項３に記載の膜モジュールの洗浄方法。
【請求項５】
透過水排出工程で排出した透過水を一時貯溜し、この一時貯溜した透過水を用水置換工程で置換用水として使用することをことを特徴とする請求項４に記載の膜モジュールの洗浄方法。
【請求項６】
膜モジュールは、透過水流路が第１の集水部と第２の集水部とに連通する少なくとも一つの膜エレメントを備え、透過水排出工程で、膜エレメントの透過水流路内に残留する透過水を第１の集水部を通して吸引排出しつつ、膜エレメントの透過水流路内に第２の集水部を通して置換用ガスを自然吸気し、薬液置換工程で、膜エレメントの透過水流路内に第１の集水部を通して洗浄薬液を供給しつつ、膜エレメントの透過水流路内の置換用ガスを第２の集水部を通して自然排気す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７】
薬液置換工程の後に薬液洗浄工程を備え、
薬液洗浄工程において、第１の集水部を通して膜エレメントの透過水流路に洗浄薬液を供給しつつ、第２の集水部を通して透過水流路から洗浄薬液を排出して洗浄薬液が膜エレメントの透過水流路内を流れる状態を継続するか、
もしくは透過水流内に洗浄薬液を満たした状態で所定時間にわたって静置することを特徴とする請求項６に記載の膜モジュールの洗浄方法。
【請求項８】
薬液洗浄工程の後に薬液排出工程を備え、
薬液排出工程において、第１の集水部を通して膜エレメントの透過水流路内に残留する洗浄薬液を吸引排出しつつ、第２の集水部を通して膜エレメントの透過水流路内に置換用ガスを自然吸気して、膜エレメントの透過水流路内の洗浄薬液を置換用ガスと入れ替えることを特徴とする請求項７に記載の膜モジュールの洗浄方法。
【請求項９】
薬液排出工程の後に用水置換工程を備え、
用水置換工程において、第１の集水部を通して膜エレメントの透過水流路内に置換用水を供給しつつ、第２の集水部を通して膜エレメントの透過水流路内の置換用ガスを自然排気して、膜エレメントの透過水流路内の置換用ガスを置換用水と入れ替えることを特徴とする請求項８に記載の膜モジュールの洗浄方法。
【請求項１０】
透過水流路が第１の集水部と第２の集水部とに連通す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、第１の集水部を通して膜エレメントの透過水流路内に残留する透過水を吸引排出する透過水排出手段と、第１の集水部を通して膜エレメントの透過水流路内に洗浄薬液を供給する薬液供給手段と、第２の集水部を通して置換用ガスとして大気中の空気を膜エレメントの透過水流路内に自然吸気し、あるいは第２の集水部を通して膜エレメントの透過水流路内の置換用ガスを大気中へ自然排気する大気開放手段とを備えることを特徴とする膜モジュールの洗浄装置。
【請求項１１】
第１の集水部を通して膜エレメントの透過水流路内に残留する洗浄薬液を吸引排出する薬液排出手段を備えることを特徴とする請求項１０に記載の膜モジュールの洗浄装置。
【請求項１２】
第１の集水部を通して膜エレメントの透過水流路内に置換用水を供給する用水供給手段を備えることを特徴とする請求項１１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分離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水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１０−５７７８０号）に記載するものがある。これは、処理槽の水中に浸漬した膜モジュールの一端に薬液注入手段を接続し、他端に循環手段を接続し、薬液注入手段の薬液注入ポンプにより薬液槽の洗浄薬液を膜モジュールへ注入し、循環手段の薬液吸引ポンプにより膜モジュール内の洗浄薬液を吸引して薬液槽へ循環させる。【０００６】
また、日本国特許公報（特開平１０−１１８４７０号）に記載するものは、膜モジュールを浸漬した被処理液槽の被処理液を排出した後に、膜モジュールの一方の開口から他方の開口へ向けて薬液を連続して、または間欠的に流し、薬液槽と膜モジュールとの間で薬液を循環させる。【０００７】
また、日本国特許公報（特開平２００２−１７７７４６号）に記載するものは、処理水回収工程と薬液注入工程と薬液押出工程と処理水導入工程とを備えるものである。処理水回収工程では、膜モジュールの一端から膜モジュール内に圧縮空気を導入して膜モジュール内の処理水を膜モジュールの他端から処理水槽に回収する。薬液注入工程では、処理水回収工程の終了後に膜モジュールの一端から膜モジュール内に薬液を注入する。薬液押出工程では、薬液注入工程の終了後に膜モジュールの一端から膜モジュール内に圧縮空気を導入し、ろ過膜を通して薬液を膜モジュールの外部へ押出す。処理水導入工程では、薬液押出工程の終了後に膜モジュール内に処理水を導入して膜モジュール内を処理水で満たす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した従来の洗浄方法において、薬液洗浄では、膜エレメントの透過水流路に薬液を供給し、ろ過膜を通して被処理液側へ薬液を浸出させてろ過膜と薬液を一過的に接触させる。【０００９】
ところで、薬液洗浄を開始する時点では、膜エレメントの透過水流路および膜エレメントに連通する配管内に透過水が充満しているので、透過水流路から透過水を排出しつつ、膜エレメントの透過水流路に薬液を供給する。この透過水と薬液とを入れ替える際に、配管を通して膜エレメントの透過水流路に供給した薬液が透過水流路に残留する透過水で希釈されるので、透過水流路内で薬液が所定の濃度に達するまでには相当量の洗浄薬液を必要とし、透過水流路の容量以上の薬液使用量となる。【００１０】
また、薬液洗浄を終えた時点では、膜エレメントの透過水流路および膜エレメントに連通する配管内に薬液が充満しているので、ろ過運転の再開に先立って薬液を透過水に入れ替えるために、透過水流路から薬液を排出しつつ、膜エレメントの透過水流路に透過水を供給する。この際に、配管を通して膜エレメントの透過水流路に供給した透過水が透過水流路に残留する薬液と混じるので、透過水流路内を透過水のみで満たす状態となるまでには相当量の処理排水、つまり洗浄薬液を含む透過水を排出することになり、透過水流路の容量以上の排水量となり、処理排水の無害化処理に要するコストが高くなる。【００１１】
この課題に対して、日本国特許公報（特開平２００２−１７７７４６号）に記載するものでは、薬液注入工程に先立って処理水回収工程を行い、処理水導入工程に先立って薬液押出工程を行なっている。【００１２】
しかしながら、処理水回収工程および薬液押出工程では、膜モジュール内に圧縮空気を導入するので、膜モジュールは内部圧力に対する耐圧性を有することが必要であり、適用可能な膜モジュールが中空糸膜モジュール等のものに限定される。【００１３】
本発明は上記した課題を解決するものであり、薬液使用量および処理排水の排水量を抑制し、かつ平膜型の膜モジュール等にも適用可能な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】
【００１４】
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、透過水排出工程の後に薬液置換工程を備え、透過水排出工程において、膜モジュールの透過水流路内に残留する透過水を吸引排出しつつ、膜モジュールの透過水流路内に置換用ガスを自然吸気して、膜モジュールの透過水流路内の透過水を置換用ガスと入れ替え、薬液置換工程において、膜モジュールの透過水流路内に洗浄薬液を供給しつつ、膜モジュールの透過水流路内の置換用ガスを自然排気して、膜モジュールの透過水流路内の置換用ガスを洗浄薬液と入れ替えることを特徴とする。【００１５】
また、本発明の膜モジュールの洗浄方法において、薬液置換工程の後に薬液洗浄工程を備え、薬液洗浄工程において、洗浄薬液を膜モジュールの透過水流路内に供給しつつ、透過水流路から洗浄薬液を排出して洗浄薬液が透過水流路内を流れる状態を継続するか、もしくは透過水流内に洗浄薬液を満たした状態で所定時間にわたって静置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方法において、薬液洗浄工程の後に薬液排出工程を備え、薬液排出工程において、膜モジュールの透過水流路内に残留する洗浄薬液を吸引排出しつつ、膜モジュールの透過水流路内に置換用ガスを自然吸気して、膜モジュールの透過水流路内の洗浄薬液を置換用ガスと入れ替え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方法において、薬液排出工程の後に用水置換工程を備え、用水置換工程において、膜モジュールの透過水流路内に置換用水を供給しつつ、膜モジュールの透過水流路内の置換用ガスを自然排気して、膜モジュールの透過水流路内の置換用ガスを置換用水と入れ替えることを特徴とする。【００１８】
また、本発明の膜モジュールの洗浄方法において、透過水排出工程で排出した透過水を一時貯溜し、この一時貯溜した透過水を用水置換工程で置換用水として使用することをことを特徴とする。【００１９】
また、本発明の膜モジュールの洗浄方法において、膜モジュールは、透過水流路が第１の集水部と第２の集水部とに連通する少なくとも一つの膜エレメントを備え、透過水排出工程で、膜エレメントの透過水流路内に残留する透過水を第１の集水部を通して吸引排出しつつ、膜エレメントの透過水流路内に第２の集水部を通して置換用ガスを自然吸気し、薬液置換工程で、膜エレメントの透過水流路内に第１の集水部を通して洗浄薬液を供給しつつ、膜エレメントの透過水流路内の置換用ガスを第２の集水部を通して自然排気することを特徴とする。【００２０】
また、本発明の膜モジュールの洗浄方法において、薬液置換工程の後に薬液洗浄工程を備え、薬液洗浄工程において、第１の集水部を通して膜エレメントの透過水流路に洗浄薬液を供給しつつ、第２の集水部を通して透過水流路から洗浄薬液を排出して洗浄薬液が膜エレメントの透過水流路内を流れる状態を継続するか、もしくは透過水流内に洗浄薬液を満たした状態で所定時間にわたって静置することを特徴とする。【００２１】
また、本発明の膜モジュールの洗浄方法において、薬液洗浄工程の後に薬液排出工程を備え、薬液排出工程において、第１の集水部を通して膜エレメントの透過水流路内に残留する洗浄薬液を吸引排出しつつ、第２の集水部を通して膜エレメントの透過水流路内に置換用ガスを自然吸気して、膜エレメントの透過水流路内の洗浄薬液を置換用ガスと入れ替えることを特徴とする。【００２２】
また、本発明の膜モジュールの洗浄方法において、薬液排出工程の後に用水置換工程を備え、用水置換工程において、第１の集水部を通して膜エレメントの透過水流路内に置換用水を供給しつつ、第２の集水部を通して膜エレメントの透過水流路内の置換用ガスを自然排気して、膜エレメントの透過水流路内の置換用ガスを置換用水と入れ替えることを特徴とする。【００２３】
本発明の膜モジュールの洗浄装置は、透過水流路が第１の集水部と第２の集水部とに連通す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、第１の集水部を通して膜エレメントの透過水流路内に残留する透過水を吸引排出する透過水排出手段と、第１の集水部を通して膜エレメントの透過水流路内に洗浄薬液を供給する薬液供給手段と、第２の集水部を通して置換用ガスとして大気中の空気を膜エレメントの透過水流路内に自然吸気し、あるいは第２の集水部を通して膜エレメントの透過水流路内の置換用ガスを大気中へ自然排気する大気開放手段とを備えることを特徴とする。【００２４】
また、本発明の膜モジュールの洗浄装置において、第１の集水部を通して膜エレメントの透過水流路内に残留する洗浄薬液を吸引排出する薬液排出手段を備えることを特徴とする。【００２５】
また、本発明の膜モジュールの洗浄装置において、第１の集水部を通して膜エレメントの透過水流路内に置換用水を供給する用水供給手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように本発明は、透過水排出工程において透過水と置換用ガスとを置換し、薬液置換工程において置換用ガスと洗浄薬液とを置換し、薬液排出工程において洗浄薬液と置換用ガスとを置換し、用水置換工程において置換用ガスと置換用水とを置換することにより、膜モジュールの薬液洗浄において薬液使用量および処理排水の排水量を抑制できる。つまり、膜モジュールの透過水流路を所定濃度の洗浄薬液で満たすまでに要する洗浄薬液の薬液使用量、および膜モジュールの透過水流路から洗浄薬液を排出して置換用水と入れ換えるまでに排出する処理排水の排水量が、膜モジュールの膜エレメントおよび集水部さらには配管の所定容量に見合った限られた分量となる。【００２７】
しかも、透過水および洗浄薬液は吸引排出し、置換用ガスは自然吸気、自然排気により膜モジュールの透過水流路へ出入りするので、膜モジュールの透過水流路がろ過膜の破断や剥離を生じるような過剰な加圧状態となることはなく、平膜型の膜モジュール等にも適用可能な洗浄方法および装置である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態における膜モジュールを示す斜視図
【図２】本発明の実施の形態における膜モジュールの他の構成を示す斜視図
【図３】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４】同膜モジュールの透過水排出工程を示す模式図
【図５】同膜モジュールの薬液置換工程を示す模式図
【図６】本発明の実施の形態における膜モジュールを示す斜視図
【図７】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８】同膜モジュールの透過水排出工程を示す模式図
【図９】同膜モジュールの薬液置換工程を示す模式図
【図１０】同膜モジュールの薬液排出工程を示す模式図
【図１１】同膜モジュールの用水置換工程を示す模式図
【図１２】本発明の実施の形態における膜モジュールの洗浄方法を示すフローシート図
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
（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および図３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おり、膜モジュール１１の下方位置に散気装置１１ａが配置してあり、散気装置１１ａがブロア１１ｂに接続している。【００３０】
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第１の集水部１４と第２の集水部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。第１の集水部１４と第２の集水部１５は中空状をなして内部に集水空間を有している。膜エレメント１３は単数とすることも可能である。【００３１】
しかしながら、図２に示すように、膜エレメント１３の一方の側部にのみ集水部１４を設けることも可能である。この場合に、膜エレメント１３の他方の側部は樹脂等の封止材１４ａによって封止する。【００３２】
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。【００３３】
膜エレメント１３の構成には種々のものがあり、本発明は膜エレメント１３の構成を限定するものではない。本実施の形態において、膜エレメント１３は膜支持体をなす樹脂製のろ板とその表裏の主面を覆って配置する平膜（有機膜）からなるろ過膜とを有しており、各膜エレメント１３はろ板の表裏の主面とろ過膜との間に形成した透過水流路が第１の集水部１４と第２の集水部１５の集水空間に連通している。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。【００３４】
本実施の形態では、図３に示すように、膜モジュール１１は第１の集水部１４の下部および第２の集水部１５の上部において管路系に接続している。集水部１４、１５に対する管路系の接続位置は図３に示す形態に限定するものではなく、第１の集水部１４の下部付近、第２の集水部１５の上部付近であれば良い。【００３５】
第１の集水部１４には、第１透過水排出管路系２０および薬液供給管路系３０が連通しており、透過水排出管路系２０および薬液供給管路系３０は集水部１４に接続する部分を相互に兼用している。第１透過水排出管路系２０および薬液供給管路系３０は集水部１４にそれぞれ別途に接続することも可能である。【００３６】
第１透過水排出管路系２０は第１透過水吸引ポンプ２１および第１バルブ２２を有して透過水排出手段をなし、第１の集水部１４を通して膜エレメント１３の透過水流路内の透過水を第１透過水吸引ポンプ２１で吸引排出する。【００３７】
薬液供給管路系３０は薬液供給ポンプ３１、第２バルブ３２および薬液槽３３を有して薬液供給手段をなし、第１の集水部１４を通して膜エレメント１３の透過水流路内に洗浄薬液を供給する。【００３８】
第２の集水部１５には大気開放管路系４０と薬液循環管路系５０と第２透過水排出管路系６０が連通しており、大気開放管路系４０と薬液循環管路系５０と第２透過水排出管路系６０は集水部１５に接続する部分を相互に兼用している。大気開放管路系４０と薬液循環管路系５０と第２透過水排出管路系６０は集水部１５にそれぞれ別途に接続することも可能である。【００３９】
大気開放管路系４０は第３バルブ４１を有して大気開放手段をなし、第２の集水部１５を通して置換用ガスとして大気中の空気を膜エレメント１３の透過水流路内に自然吸気し、あるいは第２の集水部１５を通して膜エレメント１３の透過水流路内の置換用ガスを大気中へ自然排気する。【００４０】
薬液循環管路系５０は薬液吸引ポンプ５１および第４バルブ５２を有し、第２の集水部１５を通して膜エレメント１３の透過水流路内の洗浄薬液を薬液槽３３に循環させる。【００４１】
第２透過水排出管路系６０は第２透過水吸引ポンプ６１および第５バルブ６２を有して透過水排出手段をなし、第２の集水部１５を通して膜エレメント１３の透過水流路内の透過水を第２透過水吸引ポンプ６１で吸引排出する。【００４２】
本実施の形態において、薬液供給管路系３０と薬液循環管路系５０は薬液槽３３を介して連通し、循環系を形成しているが、薬液供給管路系３０と薬液循環管路系５０とを接続しない構成とすることも可能である。【００４３】
以下に、上記した構成の作用を説明する。図１２に示すように、本実施の形態では、膜モジュール１１の運転は、ろ過と空気置換と薬液洗浄と空気置換を行なう。以下に詳述する。
（ろ過）
図３に示すように、第２バルブ３２、第３バルブ４１、第４バルブ５２を閉塞し、第１バルブ２２および第５バルブ６２を開放する。第１透過水吸引ポンプ２１および第２透過水吸引ポンプ６１により膜モジュール１１に吸引圧力を与え、各膜エレメント１３で被処理水をろ過し、ろ過膜を透過した透過水を膜エレメント１３の透過水流路から排出する。ブロア１１ｂにより供給する空気を散気装置１１ａから被処理水中に曝気し、被処理水中に生じる気液混相流により膜エレメント１３の膜面を洗浄する。
（薬液洗浄）
透過水排出工程
図４に示すように、第２バルブ３２、第４バルブ５２、第５バルブ６２を閉塞し、第１バルブ２２および第３バルブ４１を開放する。第１透過水吸引ポンプ２１により各膜エレメント１３の透過水流路内に残留する透過水を第１の集水部１４および第１透過水排出管路系２０を通して吸引排出しつつ、各膜エレメント１３の透過水流路内に第２の集水部１５および大気開放管路系４０を通して置換用ガスとして空気を自然吸気し、膜エレメント１３の透過水流路内の透過水を空気と置換する。
薬液置換工程
図５に示すように、第１バルブ２２、第４バルブ５２および第５バルブ６２を閉塞し、第２バルブ３２、第３バルブ４１を開放する。薬液槽３３の洗浄薬液を薬液供給ポンプ３１により薬液供給管路系３０を通して第１の集水部１４の下部から膜エレメント１３の透過水流路内に供給しつつ、膜エレメント１３の透過水流路内の空気を第２の集水部１５の上部から大気開放管路系４０を通して自然排気し、膜エレメント１３の透過水流路内の空気を洗浄薬液と置換する。
薬液洗浄工程
膜モジュール１１に溜まった空気を追い出した後に、第３バルブ４１を閉塞し、第４バルブ５２を開放する。この状態で、第１の集水部１４を通して膜エレメント１３の透過水流路に洗浄薬液を供給しつつ、薬液吸引ポンプ５１により薬液循環管路系５０および第２の集水部１５を通して透過水流路から洗浄薬液を排出し、薬液槽３３に循環させる。そして、洗浄薬液が膜エレメント１３の透過水流路内を流れる状態を継続する。【００４４】
本実施の形態では、薬液洗浄工程において洗浄薬液が膜エレメント１３の透過水流路内を流れる状態を継続した。しかしながら、薬液洗浄工程としては、洗浄薬液が膜エレメント１３の透過水流路内に満ちる状態で所定時間にわたって静置することも可能である。
（実施の形態２）
本発明の他の実施の形態を図６〜図１１に示す。先の実施の形態と同様の構成要素には同符号を付して説明する。【００４５】
本実施の形態では、図７〜図１１に示すように、複数の膜モジュール１１を上下に積み重ねて膜カセット１０を構成する場合について説明する。【００４６】
図６に示すように、膜モジュール１１は第１の集水部１４と第２の集水部１５のそれぞれの上端面に設けた上部連結部１６およびそれぞれの下端面に設けた下部連結部１７を有しており、上部連結部１６および下部連結部１７は流路をなして集水部１４、１５の集水空間に連通している。膜モジュール１１を上下に積み重ねことで、下位の膜モジュール１１の上部連結部１６が上位の膜モジュール１１の下部連結部１７に接合し、上位の集水部１４、１５と下位の集水部１４、１５がそれぞれ連通する。【００４７】
図７〜図１１に示すように、第１透過水排出管路系２０および薬液供給管路系３０は最下段の膜モジュール１１に対し、第１の集水部１４と第２の集水部１５の下部連結部１７に接続しており、双方の下部連結部１７の間に第６バルブ７１を介装している。透過水排出管路系２０および薬液供給管路系３０は集水部１４、集水部１５に接続する部分を相互に兼用しているが、それぞれ別途に設けることも可能である。【００４８】
第１透過水排出管路系２０は第１透過水吸引ポンプ２１および第１バルブ２２を有して透過水排出手段をなし、膜エレメント１３の透過水流路内の透過水を第１透過水吸引ポンプ２１で吸引排出する。【００４９】
薬液供給管路系３０は薬液供給ポンプ３１、第２バルブ３２および薬液槽３３を有して薬液供給手段をなし、膜エレメント１３の透過水流路内に洗浄薬液を供給する。【００５０】
最上段の膜モジュール１１の第２の集水部１５には大気開放管路系４０と薬液循環管路系５０と第２透過水排出管路系６０が連通している。大気開放管路系４０と薬液循環管路系５０と第２透過水排出管路系６０は集水部１５に接続する部分を相互に兼用しているが、それぞれ別途に設けることも可能である。【００５１】
大気開放管路系４０は第３バルブ４１を有して大気開放手段をなし、第２の集水部１５を通して置換用ガスとして大気中の空気を膜エレメント１３の透過水流路内に自然吸気し、あるいは第２の集水部１５を通して膜エレメント１３の透過水流路内の置換用ガスを大気中へ自然排気する。【００５２】
薬液循環管路系５０は薬液吸引ポンプ５１および第４バルブ５２を有し、第２の集水部１５を通して膜エレメント１３の透過水流路内の洗浄薬液を薬液槽３３に循環させる。【００５３】
第２透過水排出管路系６０は第２透過水吸引ポンプ６１および第５バルブ６２を有して透過水排出手段をなし、第２の集水部１５を通して膜エレメント１３の透過水流路内の透過水を第２透過水吸引ポンプ６１で吸引排出する。【００５４】
本実施の形態において、薬液供給管路系３０と薬液循環管路系５０は薬液槽３３を介して連通し、循環系を形成しているが、薬液供給管路系３０と薬液循環管路系５０とを接続しない構成とすることも可能である。【００５５】
第１透過水排出管路系２０における第１透過液吸引ポンプ２１の吐出側には透過水貯溜管路系８０および薬液排出管路系９０が連通しており、透過水貯溜管路系８０と薬液排出管路系９０は第１透過水排出管路系２０に接続する部分を兼用している。【００５６】
透過水貯溜管路系８０は第７バルブ８１と第８バルブ８２と透過水貯溜槽８３を有し、薬液排出管路系９０は第９バルブ９１を有して薬液槽３３に連通している。【００５７】
薬液供給管路系３０における薬液供給ポンプ３１の吸引側には透過水供給系１００が連通しており、透過水供給系１００は第１０バルブ１０１を有して用水供給手段をなし、透過水貯溜槽８３に連通している。【００５８】
上記した構成における作用を説明する。
（ろ過）
図７に示すように、第２バルブ３２、第３バルブ４１、第４バルブ５２、第６バルブ７１、第７バルブ８１、第８バルブ８２、第９バルブ９１、第１０バルブ１０１を閉塞し、第１バルブ２２および第５バルブ６２を開放する。【００５９】
第１透過水吸引ポンプ２１および第２透過水吸引ポンプ６１により膜モジュール１１に吸引圧力を与え、各膜エレメント１３で被処理水をろ過し、ろ過膜を透過した透過水を膜エレメント１３の透過水流路から排出する。ブロア１１ｂにより供給する空気を散気装置１１ａから被処理水中に曝気し、被処理水中に生じる気液混相流により膜エレメント１３の膜面を洗浄する。
（薬液洗浄）
透過水排出工程
図８に示すように、第１バルブ２２、第２バルブ３２、第４バルブ５２、第５バルブ６２、第９バルブ９１、第１０バルブ１０１を閉塞し、第３バルブ４１、第６バルブ７１、第７バルブ８１および第８バルブ８２を開放する。【００６０】
第１透過水吸引ポンプ２１により各膜エレメント１３の透過水流路内に残留する透過水を第１の集水部１４および第２の集水部１５、第１透過水排出管路系２０を通して吸引排出し、透過水貯溜管路系８０を通して透過水貯溜槽８３に供給しつつ、各膜エレメント１３の透過水流路内に第２の集水部１５および大気開放管路系４０を通して置換用ガスとして空気を自然吸気し、膜エレメント１３の透過水流路内の透過水を空気と置換する。【００６１】
このとき、第６バルブ７１の開放によってろ過作用を防止しつつ、空気の流動を優先させる。
薬液置換工程
図９に示すように、第１バルブ２２、第４バルブ５２、第５バルブ６２、第６バルブ７１、第７バルブ８１、第８バルブ８２、第９バルブ９１、第１０バルブ１０１を閉塞し、第２バルブ３２、第３バルブ４１を開放する。【００６２】
薬液槽３３の洗浄薬液を薬液供給ポンプ３１により薬液供給管路系３０を通して第１の集水部１４の下部から膜エレメント１３の透過水流路内に供給しつつ、膜エレメント１３の透過水流路内の空気を第２の集水部１５の上部から大気開放管路系４０を通して自然排気し、膜エレメント１３の透過水流路内の空気を洗浄薬液と置換する。
薬液洗浄工程
図９に示す状態で膜モジュール１１に溜まった空気を追い出した後に、第３バルブ４１を閉塞し、第４バルブ５２を開放する。この状態で、第１の集水部１４を通して膜エレメント１３の透過水流路に洗浄薬液を供給しつつ、薬液吸引ポンプ５１により薬液循環管路系５０および第２の集水部１５を通して透過水流路から洗浄薬液を排出し、薬液槽３３に循環させる。そして、洗浄薬液が膜エレメント１３の透過水流路内を流れる状態を継続する。【００６３】
本実施の形態では、薬液洗浄工程において洗浄薬液が膜エレメント１３の透過水流路内を流れる状態を継続した。しかしながら、薬液洗浄工程としては、洗浄薬液が膜エレメント１３の透過水流路内に満ちる状態で所定時間にわたって静置することも可能である。
薬液排出工程
図１０に示すように、第１バルブ２２、第２バルブ３２、第４バルブ５２、第５バルブ６２、第８バルブ８２、第１０バルブ１０１を閉塞し、第３バルブ４１、第６バルブ７１、第７バルブ８１、第９バルブ９１を開放する。【００６４】
第１透過水吸引ポンプ２１により第１の集水部１４および第２の集水部１５を通して各膜エレメント１３の透過水流路内に残留する洗浄薬液を吸引排出し、薬液排出管路系９０を通して薬液槽３３に供給しつつ、大気開放管路系４０および第２の集水部１５を通して膜エレメント１３の透過水流路内に空気を自然吸気し、膜エレメント１３の透過水流路内および透過水流路に連通する配管内の洗浄薬液を置換用ガスの空気と入れ替える。
用水置換工程
図１１に示すように、第１バルブ２２、第２バルブ３２、第４バルブ５２、第５バルブ６２、第６バルブ７１、第７バルブ８１、第８バルブ８２、第９バルブ９１を閉塞し、第３バルブ４１、第１０バルブ１０１を開放する。【００６５】
薬液供給ポンプ３１により透過水貯溜槽８３の透過水を透過水供給系１００、第１の集水部１４を通して膜エレメント１３の透過水流路内に供給しつつ、大気開放管路系４０および第２の集水部１５を通して膜エレメント１３の透過水流路内の空気を自然排気し、膜エレメント１３の透過水流路内および透過水流路に連通する配管内の空気を置換用水の透過水と入れ替える。【００６６】
その後に、図７に示す状態に復帰させてろ過運転を行う。【００６７】
本実施の形態では、置換用水を透過水貯溜槽８３から供給している。しかしながら、置換用水は別途に設ける貯溜槽から供給することも可能である。
【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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【国際調査報告】
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