(57)【要約】【課題】逆浸透膜モジュールまたはナノ濾過膜モジュールを用いた水処理装置において、適切な運転条件および適切な膜を選択し、定期または不定期に透過側から逆圧洗浄を行うことにより、濁質を含む原水を通水した場合においても、透過運転時の透過水量の減少を防止でき、安定して長期運転可能な水処理装置およびその運転方法を提供する。【解決手段】原水を逆浸透膜モジュールまたはナノろ過膜モジュールに供給して透過水と濃縮水とに分離する水処理装置の運転方法において、前記逆浸透膜モジュールまたはナノろ過膜モジュールの膜エレメントに使用されている膜の未使用時における表面粗さが、均一重合面における任意の長さ１μｍの直線中の最頂点と最低点との差が０．４μｍ以下である膜を使用し、定期または不定期に前記透過側から逆圧洗浄することを特徴とする水処理装置およびその運転方法。【選択図】図１
2006130496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水を逆浸透膜モジュールまたはナノろ過膜モジュールに供給して透過水と濃縮水とに分離する水処理装置の運転方法において、前記逆浸透膜モジュールまたはナノろ過膜モジュールの膜エレメントに使用されている膜の未使用時における表面粗さが、均一重合面における任意の長さ１μｍの直線中の最頂点と最低点との差が０．４μｍ以下である膜を使用し、定期または不定期に前記透過側から逆圧洗浄することを特徴とする水処理装置の運転方法。
【請求項２】
原水を逆浸透膜モジュールまたはナノろ過膜モジュールに供給して透過水と濃縮水とに分離する水処理装置の運転方法において、前記逆浸透膜モジュールまたはナノろ過膜モジュールの膜エレメントに使用されている膜に、０．５ＭＰａの供給圧で０．７ｍ3／（ｍ2・ｄａｙ）以上の透過流束を得られる膜を使用し、定期または不定期に前記透過側から逆圧洗浄することを特徴とする水処理装置の運転方法。
【請求項３】
前記逆圧洗浄時に、透過運転時における逆浸透膜モジュールまたはナノろ過膜モジュールへの原水供給側に洗浄水を排出する、請求項１または２の水処理装置の運転方法。
【請求項４】
前記逆圧洗浄時の圧力を、透過運転時の圧力の１〜９９％の間に設定し、かつ、０．５ＭＰａを超えない値に設定する、請求項１ないし３のいずれかに記載の水処理装置の運転方法。
【請求項５】
前記定期に行われる逆圧洗浄時の洗浄間隔が、１０分〜２４時間に１回である、請求項１ないし４のいずれかに記載の水処理装置の運転方法。
【請求項６】
前記不定期に行われる逆圧洗浄を、前回洗浄直後の透過水量よりも１〜２０％減少した時点の、予め設定された減少割合になった時点で行う、請求項１ないし４のいずれかに記載の水処理装置の運転方法。
【請求項７】
前記逆圧洗浄の洗浄時間が１５〜１２０秒間である、請求項１ないし６のいずれかに記載の水処理装置の運転方法。
【請求項８】
前記逆圧洗浄の洗浄水に前記透過水を用いる、請求項１ないし７のいずれかに記載の水処理装置の運転方法。
【請求項９】
前記逆浸透膜モジュールまたはナノろ過膜モジュールとしてスパイラル型膜エレメントを用いる、請求項１ないし８のいずれかに記載の水処理装置の運転方法。
【請求項１０】
前記原水としてＦＩ値が４以上の原水を用いる、請求項１ないし９のいずれかに記載の水処理装置の運転方法。
【請求項１１】
前記原水を直接膜ろ過する、請求項１０の水処理装置の運転方法。
【請求項１２】
原水を逆浸透膜モジュールまたはナノろ過膜モジュールに供給して透過水と濃縮水とに分離する水処理装置の運転において、前記逆浸透膜モジュールまたはナノろ過膜モジュールの膜エレメントに使用されている膜の未使用時における表面粗さが、均一重合面における任意の長さ１μｍの直線中の最頂点と最低点との差が０．４μｍ以下である膜を使用し、定期または不定期に前記透過側から逆圧洗浄する手段を有することを特徴とする水処理装置。
【請求項１３】
原水を逆浸透膜モジュールまたはナノろ過膜モジュールに供給して透過水と濃縮水とに分離する水処理装置の運転において、前記逆浸透膜モジュールまたはナノろ過膜モジュールの膜エレメントに使用されている膜に０．５ＭＰａの供給圧で０．７ｍ3／（ｍ2・ｄａｙ）以上の透過流束を得られる膜を使用し、定期または不定期に前記透過側から逆圧洗浄する手段を有することを特徴とする水処理装置。
【請求項１４】
前記逆圧洗浄時に、透過運転時における逆浸透膜モジュールまたはナノろ過膜モジュールへの原水供給側に洗浄水を排出する手段を有する、請求項１２または１３の水処理装置。
【請求項１５】
前記逆圧洗浄時の圧力を、透過運転時の圧力の１〜９９％の間に設定し、かつ、０．５ＭＰａを超えない値に設定されている、請求項１２ないし１４のいずれかに記載の水処理装置。
【請求項１６】
前記定期に行われる逆圧洗浄時の洗浄間隔が、１０分〜２４時間に１回に設定されている、請求項１２ないし１５のいずれかに記載の水処理装置。
【請求項１７】
前記不定期に行われる逆圧洗浄が、前回洗浄直後の透過水量よりも１〜２０％減少した時点の、予め設定された減少割合となった時点で行われる、請求項１２ないし１５のいずれかに記載の水処理装置。
【請求項１８】
前記逆圧洗浄の洗浄時間が１５〜１２０秒間に設定されている、請求項１２ないし１７のいずれかに記載の水処理装置。
【請求項１９】
前記逆圧洗浄の洗浄水に前記透過水がもちいられる、請求項１２ないし１８のいずれかに記載の水処理装置。
【請求項２０】
前記逆浸透膜モジュールまたはナノろ過膜モジュールがスパイラル型膜エレメントからなる、請求項１２ないし１９のいずれかに記載の水処理装置。
【請求項２１】
前記原水がＦＩ値が４以上の原水からなる、請求項１２ないし２０のいずれかに記載の水処理装置。
【請求項２２】
前記原水を直接膜ろ過する、請求項２１の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理装置およびその運転方法に関し、とくに、逆浸透膜モジュールまたはナノろ過膜モジュールを用いて原水を処理するようにした、水処理装置およびその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、たとえば、海水の淡水化や、超純水、各種製造プロセス用水を得る方法として、逆浸透膜やナノろ過膜を透過水と濃縮水に分離する膜として用いたモジュール、たとえばスパイラル型膜エレメントを使用し、原水中からイオン成分や低分子成分を分離するようにした水処理装置が知られている。また、低分子ないし高分子成分を分離したり、低分子ないし高分子成分のうち、高分子成分のみを分離するようにした限外ろ過や、微粒子を分離するようにした精密ろ過においても、一部スパイラル型膜エレメントが用いられている。このスパイラル型膜エレメントは、たとえば、透過水スペーサの両面に分離膜を重ね合わせて三辺を接着することにより袋状膜を形成し、該袋状膜の開口端を透過水集水管に取り付け、網状の原水スペーサとともに、集水管の周りにスパイラル状に巻回して構成されている。巻回される袋状膜間に配設される原水スペーサにより原水経路が形成される。原水は、原水スペーサに沿って流れる間に、分離膜を透過して透過水スペーサを通して集水管に流入する透過水と、原水スペーサを通過する濃縮水とに分離される。このようなスパイラル型膜エレメントを備えた分離膜モジュールは、単体で用いられることもあり、水の回収率や処理量向上のために、並列に配置したり複数段に配置した形態で使用されることもある。
【０００３】
このようなスパイラル型膜エレメントを備えた分離膜モジュールを用いて海水の淡水化や、超純水、各種製造プロセス用水を得る場合、通常、原水中の濁質などを除去する目的で前処理が行われている。この前処理を行うのは、スパイラル型膜エレメント、たとえば逆浸透膜スパイラル型エレメントでは、原水スペーサの厚みが、原水流路を確保しつつできる限り原水と逆浸透膜との接触面積を大きくとるため、通常１ｍｍ以下と薄く、濁質が原水流路にある原水スペーサに蓄積され、原水流路を閉塞しやすい構造となっているので、予め原水中の濁質を除去して濁質蓄積による通水差圧の上昇や透過水量、透過水質の低下を回避し、長時間にわたり安定した運転を行うことができるようにするためである。このような除濁目的で用いられる前処理装置は、たとえば、凝集沈殿処理、ろ過処理または膜処理などの各装置を含むものであり、これらの装置は、水処理システム全体の設置コストや運転コストを上昇させるとともに、大きな設置面積を必要とするなどの問題を有していた。
【０００４】
ところで、スパイラル型膜エレメントに装着する逆浸透膜モジュールまたはナノろ過膜モジュールに対する前処理が省略もしくは簡略化できれば、濁質を含む原水を前処理なし、もしくは簡易な方法でスパイラル型膜エレメントに供給でき、システム全体の簡略化、設置面積の低減、低コスト化が可能となり、産業上の利用価値は極めて高いものとなる。しかし、濁質を含む原水を、直接スパイラル型膜エレメントに供給すると、原水流路の閉塞による通水差圧の上昇や、膜面に汚染物質が付着することによる透過水量の減少といった深刻な問題が発生してしまう。また近年、逆浸透膜やナノろ過膜の低圧化が進み、その素材としてポリアミド（ＰＡ）系が多く用いられている。ＰＡ膜は、低圧化が可能なものの、汚れに弱く、汚染物質が膜面に付着しやすい傾向がある。
【０００５】
中空糸形態のＵＦやＭＦでは、定期的な逆圧洗浄により、透過水量の維持を図っている。しかし、スパイラル膜エレメントでは、その構造上、逆圧洗浄が困難である。スパイラル型のＵＦにおいて、一部逆圧洗浄が可能なエレメントが上市されているが、スパイラル型のＲＯやＮＦでは、未だ逆圧洗浄を志向したエレメントは存在していない。
【０００６】
また、特許文献１には、原水側である1次側を入口側および出口側から交互にフラッシングする方法が示されている。しかし、この方法では、原水側の通水差圧上昇を抑制する効果はあるものの、透過水量の低下を抑制する効果は不十分であり、長期間の運転によって、透過水量の低下は避けられなかった。
【０００７】
さらに、特許文献２には、懸濁性物質等を含む水へ凝集剤を添加し、膜分離装置に通水して、３０〜１２０分間隔で膜を背圧洗浄する方法が示されている。しかしこの方法は、主にＵＦ膜を志向した方法であるし、この方法を通常のスパイラル型膜エレメントに適用すると、凝集剤による凝集物が原水流路を閉塞させ、通水差圧を上昇させ、運転そのものを困難にしてしまう場合があった。
【特許文献１】特開２００４−１４１８６４号公報
【特許文献２】特開平２−２６５６２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、逆浸透膜モジュールまたはナノ濾過膜モジュールを用いた水処理装置において、適切な運転条件および適切な膜を選択し、定期または不定期に透過側から逆圧洗浄を行うことにより、濁質を含む原水を通水した場合においても、透過運転時の透過水量の減少を防止でき、安定して長期運転可能な水処理装置およびその運転方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る水処理装置の運転方法は、原水を逆浸透膜モジュールまたはナノろ過膜モジュールに供給して透過水と濃縮水とに分離する水処理装置の運転方法において、前記逆浸透膜モジュールまたはナノろ過膜モジュールの膜エレメントに使用されている膜の未使用時における表面粗さが、均一重合面における任意の長さ１μｍの直線中の最頂点と最低点との差（高低差）が０．４μｍ以下である膜を使用し、定期または不定期に前記透過側から逆圧洗浄することを特徴とする方法からなる。このようなエレメントを選択することにより、効果的な逆圧洗浄ができ、透過水量の維持が可能となる。０．４μｍを超えてしまうと、逆圧洗浄による透過水量の回復性が悪くなる。
【００１０】
ここで言う「均一重合面」とは、通常の膜表面を指しており、例えば基材面の凹凸、部分的に重合が不完全である故の段差、物理的欠陥、などによって均一な表面とは言い難い面を除外した部分を指している。つまり、「均一重合面における任意の長さ１μｍの直線中の最頂点と最低点との差」とは、基材面の凹凸等によって大きな段差が生じている部分を除いた膜表面における、膜表面の凹凸度合いを示している。例えば、ポリアミド系素材の逆浸透膜では、一般に「膜面のひだの高さ」といった表現が用いられる。本発明における上記膜には、ポリアミド膜のような複合膜はもちろん、セルロース系素材の膜のような非対称膜も含まれ、膜面が重合体（ポリマー）であればよい。
【００１１】
上記膜の未使用時における表面粗さは、均一重合面における任意の長さ１μｍの直線中の最頂点と最低点との差は０．４μｍ以下、好ましくは０．２μｍ以下、より好ましくは０．１μｍ以下である。これにより、逆圧洗浄によって、さらに効果的に透過水量を回復させることが可能となる。たとえばスパイラル型膜エレメントでは、膜のリーフ一枚は約1ｍ四方と大きく、全体が均一に重合しているとは言えない。長さ1μｍ程度の微小区間を観察し、均一な重合面を測定するのがよい。測定には、走査電子顕微鏡(ＳＥＭ)や原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を使用することができる。
【００１２】
また、上記課題を解決するために、本発明に係るもう一つの水処理装置の運転方法は、原水を逆浸透膜モジュールまたはナノろ過膜モジュールに供給して透過水と濃縮水とに分離する水処理装置の運転方法において、前記逆浸透膜モジュールまたはナノろ過膜モジュールの膜エレメントに使用されている膜に、０．５ＭＰａの供給圧で０．７ｍ3／（ｍ2・ｄａｙ）以上の透過流束を得られる膜を使用し、定期または不定期に前記透過側から逆圧洗浄することを特徴とするものからなる。このように低圧で比較的高い透過水量を得られる膜エレメントを使用することにより、逆圧洗浄時の逆洗水量を多く取れ、回復性がよくなる。０．５ＭＰａの供給圧で０．７ｍ3／（ｍ2・ｄａｙ）以下になってしまうと、逆洗水量が少なく、逆圧洗浄による透過水量の回復性が悪くなるおそれがある。
【００１３】
上記逆圧洗浄時においては、透過運転時における逆浸透膜モジュールまたはナノろ過膜モジュールへの原水供給側に洗浄水を排出することが好ましい。つまり、透過運転時においてはモジュールへの原水の入口側が最も汚染され易いので、上記のような流路を形成すればモジュールへの原水の入口側に堆積した汚染物質を効率的に除去できる。
【００１４】
上記逆圧洗浄の際の圧力は、運転時の圧力の１〜９９％（好ましくは１０〜８０％、さらに好ましくは２０〜６０％）の間に設定し、かつ０．５ＭＰａを超えない値に設定することが望ましい。このように逆圧洗浄時に適切な圧力設定をすることにより、エレメントの破損を防ぎ、繰り返し逆圧洗浄が実施できる。運転時の圧力の１％未満では、圧力が低すぎて、水が流れず、逆洗そのものが行なえない。５０％を超える、もしくは０．５ＭＰａを超えてしまうと、膜の破損が生じるおそれがある。
【００１５】
上記逆圧洗浄の洗浄間隔は、定期の場合には１０分〜２４時間に1回実施することを特徴とする、ことが好ましい。これにより、適切な洗浄間隔を設定し、安定した運転を可能とする。１０分未満だと、あまりにも頻繁すぎて、水回収率の低下および膜寿命の短縮を引き起こすおそれがある。一方、２４時間を超えると、透過水量の回復性が徐々に悪くなるおそれがある。
【００１６】
上記逆圧洗浄の洗浄間隔は、不定期の場合には前回洗浄直後の透過水量よりも１〜２０％減少した時点の、あらかじめ設定した減少割合となった時点で実施することが好ましい。これにより、適切な洗浄間隔を設定し、安定した運転を可能とする。１％未満だと、あまりにも頻繁すぎて、水回収率の低下および膜寿命の短縮を引き起こすおそれがある。一方、２０％を超えると、透過水量の回復性が徐々に悪くなるおそれがある。
【００１７】
上記逆圧洗浄の洗浄時間は、１５〜１２０秒間に設定することが好ましい。適切な設定により、効果的な逆圧洗浄が行なえる。１５秒未満だと洗浄が不十分であり、透過水量の回復が不十分になるおそれがある。一方、１２０秒を超えると、水回収率の低下および膜寿命の短縮を引き起こすおそれがある。
【００１８】
上記逆圧洗浄の洗浄水としては、透過水を用いることが好ましい。透過水を用いることで、効果的な逆圧洗浄が行なえる。
【００１９】
上記逆浸透膜またはナノろ過膜としては、平膜、中空糸膜、管状膜等を用いることができるが、スパイラル型膜エレメントを用いれば、より安価なシステムを提供できることができるので、好ましい。
【００２０】
上記原水としてはＦＩ値（Fouling Index)が４以上の原水を用いることができる。通常スパイラル型膜エレメントでは、ＦＩ値の上限を低く設定し、原水条件を制限しているが、本発明によれば、ＦＩ値４以上の原水であっても、直接逆浸透ろ過、またはナノろ過して処理可能である。本願において「直接」とは、予め原水に凝集剤を添加したり、あるいは水処理装置の系内に原水を導入するための前処理としてのろ過等をせずに、被処理水をそのまま水処理装置の系内に導入し逆浸透ろ過、またはナノろ過することを意味する。ただし、０．５ｍｍ以上の粗大粒子が混入すると、エレメントの物理的な破損のおそれがあるので、粗大粒子は予め除去することが好ましい。粗大粒子は簡単なストレーナ等で除去できる。原水としては、通常除濁が必要とされる水であれば特に制限されないが、例えば地下水、井戸水、河川水、湖沼水、雨水、工業用水、水道水、下排水処理水等が例示される。なお、ＦＩ値はＳＤＩ値と呼ばれることもある。
【００２１】
また、上記原水には、スケール防止剤、ファウリング防止剤などの分散剤を添加してもよい。これにより、原水スペーサ、膜面両方への濁質蓄積をより抑制することができ、逆圧洗浄による回復性がさらによくなる。使用する分散剤としては、特に制限されないが、例えばＡＲＧＯ  ＳＣＩＥＮＴＩＦＩＣ社製のＨｙｐｅｒｓｐｅｒｓｅ  ＭＳＩ３００やＨｙｐｅｒｓｐｅｒｓｅ  ＭＤＣ２００などが挙げられる。
【００２２】
上記課題を解決するために、本発明に係る水処理装置は、原水を逆浸透膜モジュールまたはナノろ過膜モジュールに供給して透過水と濃縮水とに分離する水処理装置の運転において、前記逆浸透膜モジュールまたはナノろ過膜モジュールの膜エレメントに使用されている膜の未使用時における表面粗さが、均一重合面における任意の長さ１μｍの直線中の最頂点と最低点との差が０．４μｍ以下である膜を使用し、定期または不定期に前記透過側から逆圧洗浄する手段を有することを特徴とするものからなる。このようなエレメントを選択することにより、効果的な逆圧洗浄ができ、透過水量の維持が可能となる。０．４μｍを超えてしまうと、逆圧洗浄による透過水量の回復性が悪くなる。
【００２３】
上記膜の未使用時における表面粗さは、均一重合面における任意の長さ１μｍの直線中の最頂点と最低点との差は０．４μｍ以下、好ましくは０．２μｍ以下、より好ましくは０．１μｍ以下である。これにより、逆圧洗浄によって、さらに効果的に透過水量を回復させることが可能となる。たとえばスパイラル型膜エレメントでは、膜のリーフ一枚は約1ｍ四方と大きく、全体が均一に重合しているとは言えない。長さ1μｍ程度の微小区間を観察し、均一な重合面を測定するのがよい。測定には、走査電子顕微鏡(ＳＥＭ)や原子間力顕微鏡(ＡＦＭ)を使用することができる。
【００２４】
また、上記課題を解決するために、本発明に係るもう一つの水処理装置は、原水を逆浸透膜モジュールまたはナノろ過膜モジュールに供給して透過水と濃縮水とに分離する水処理装置の運転において、前記逆浸透膜モジュールまたはナノろ過膜モジュールの膜エレメントに使用されている膜に０．５ＭＰａの供給圧で０．７ｍ3／（ｍ2・ｄａｙ）以上の透過流束を得られる膜を使用し、定期または不定期に前記透過側から逆圧洗浄する手段を有することを特徴とするものからなる。このように低圧で比較的高い透過水量を得られる膜エレメントを使用することにより、逆圧洗浄時の逆洗水量を多く取れ、回復性がよくなる。０．５ＭＰａの供給圧で０．７ｍ3／（ｍ2・ｄａｙ）以下になってしまうと、逆洗水量が少なく、逆圧洗浄による透過水量の回復性が悪くなるおそれがある。
【００２５】
上記逆圧洗浄時においては、透過運転時における逆浸透膜モジュールまたはナノろ過膜モジュールへの原水供給側に洗浄水を排出することが好ましい。つまり、透過運転時においてはモジュールへの原水の入口側が最も汚染され易いので、上記のような流路を形成すればモジュールへの原水の入口側に堆積した汚染物質を効率的に除去できる。
【００２６】
上記逆圧洗浄の際の圧力は、運転時の圧力の１〜９９％（好ましくは１０〜８０％、さらに好ましくは２０〜６０％）の間に設定し、かつ０．５ＭＰａを超えない値に設定することが望ましい。このように逆圧洗浄時に適切な圧力設定をすることにより、エレメントの破損を防ぎ、繰り返し逆圧洗浄が実施できる。運転時の圧力の１％未満では、圧力が低すぎて、水が流れず、逆洗そのものが行なえない。５０％を超える、もしくは０．５ＭＰａを超えてしまうと、膜の破損が生じるおそれがある。
【００２７】
上記逆圧洗浄の洗浄間隔は、定期の場合には１０分〜２４時間に1回実施することを特徴とする、ことが好ましい。これにより、適切な洗浄間隔を設定し、安定した運転を可能とする。１０分未満だと、あまりにも頻繁すぎて、水回収率の低下および膜寿命の短縮を引き起こすおそれがある。一方、２４時間を超えると、透過水量の回復性が徐々に悪くなるおそれがある。
【００２８】
上記逆圧洗浄の洗浄間隔は、不定期の場合には前回洗浄直後の透過水量よりも１〜２０％減少した時点の、あらかじめ設定した減少割合となった時点で実施することが好ましい。これにより、適切な洗浄間隔を設定し、安定した運転を可能とする。１％未満だと、あまりにも頻繁すぎて、水回収率の低下および膜寿命の短縮を引き起こすおそれがある。一方、２０％を超えると、透過水量の回復性が徐々に悪くなるおそれがある。
【００２９】
上記逆圧洗浄の洗浄時間は、１５〜１２０秒間に設定することが好ましい。適切な設定により、効果的な逆圧洗浄が行なえる。１５秒未満だと洗浄が不十分であり、透過水量の回復が不十分になるおそれがある。一方、１２０秒を超えると、水回収率の低下および膜寿命の短縮を引き起こすおそれがある。
【００３０】
上記逆圧洗浄の洗浄水としては、透過水を用いることが好ましい。透過水を用いることで、効果的な逆圧洗浄が行なえる。
【００３１】
上記逆浸透膜またはナノろ過膜としては、平膜、中空糸膜、管状膜等を用いることができるが、スパイラル型膜エレメントを用いれば、より安価なシステムを提供できることができるので、好ましい。
【００３２】
上記原水としてはＦＩ値（Fouling Index)が４以上の原水を用いることができる。通常スパイラル型膜エレメントでは、ＦＩ値の上限を低く設定し、原水条件を制限しているが、本発明によれば、ＦＩ値４以上の原水であっても、直接逆浸透ろ過、またはナノろ過して処理可能である。ただし、０．５ｍｍ以上の粗大粒子が混入すると、エレメントの物理的な破損のおそれがあるので、粗大粒子は予め除去することが好ましい。粗大粒子は簡単なストレーナ等で除去できる。原水としては、通常除濁が必要とされる水であれば特に制限されないが、例えば地下水、井戸水、河川水、湖沼水、雨水、工業用水、水道水、下排水処理水等が例示される。
【００３３】
また、上記原水には、スケール防止剤、ファウリング防止剤などの分散剤を添加してもよい。これにより、原水スペーサ、膜面両方への濁質蓄積をより抑制することができ、逆圧洗浄による回復性がさらによくなる。使用する分散剤としては、特に制限されないが、例えばＡＲＧＯ  ＳＣＩＥＮＴＩＦＩＣ社製のＨｙｐｅｒｓｐｅｒｓｅ  ＭＳＩ３００やＨｙｐｅｒｓｐｅｒｓｅ  ＭＤＣ２００などが挙げられる。
【発明の効果】
【００３４】
上記本発明に係る水処理装置およびその運転方法においては、透過運転時のおける経時的な透過水量の低下を抑制でき、装置の長期間安定した運転が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下に本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以降説明する実施の形態は、発明の一例を示すものであり、発明の内容を制限するものではない。
図1を参照して、本発明の実施の形態における分離膜モジュールの運転方法を説明する。なお、図１では、説明に不要な圧力計、流量計、弁等は一部省略している。
【００３６】
図１において、１は原水ポンプ、２は分離膜モジュール、３は逆圧洗浄ポンプ、４は透過水貯留タンク、１０〜２６は配管、５０〜５５は弁を示している。
【００３７】
通常の運転時（工程Ａ）には、弁５０、５３は開、弁５２は所定の圧力・流量になるよう調節して開、その他の弁は閉とする。原水を配管１０からポンプ１へ供給し、昇圧して、配管１１→配管１２→配管１３を経て分離膜モジュール２へ送られる。モジュール内で濃縮水と透過水に分離し、濃縮水は配管２０→配管２１→配管２２と流れ、ブローもしくは２段目の分離膜装置等へ送られる。透過水は配管１４→配管１５→配管１６を経て、透過水貯留タンク４に貯留して、そのまま利用されたり、後段のサブシステムへ送られたりする。
【００３８】
通常の運転時には、定期的にフラッシングを行なうのがよい。フラッシングによって、透過水量・阻止率の低下を抑制する効果は低いが、原水流路の目詰まりを緩和する効果が期待できる。フラッシングの間隔は、１０分〜２４時間に１回程度がよく、フラッシング時間は３０秒〜１２０秒程度がよい。フラッシング時には、工程Ａにおいて、弁５１を全開とし、モジュールの１次側に流れる流量を一気に増やす。
【００３９】
所定時間が経過したら、ポンプ１を停止し、逆圧洗浄工程（工程Ｂ−１）に入る。弁５１、５４は開、その他の弁は閉とする。逆圧洗浄用の水（透過水）を、配管１９よりポンプ３へ供給し、配管１８→配管１７→配管１４を経て分離膜モジュール２の透過側（２次側）へ送られる。この水は、２次側から１次側（原水側）へ膜を透過し、膜に付着した汚染物質を剥ぎ取り、配管２０→配管２３→配管２４と流れ、ブローされる。
【００４０】
そして、所定の洗浄時間経過後、工程Ａに戻り、以降これを繰り返す。
【００４１】
ただし、工程Ｂ−１の逆圧洗浄工程を長期間に渡り繰り返すと、原水流路が経時的に閉塞する場合がある。したがって、工程Ｂ−１の代わりに、下記に示す工程Ｂ−２を実施してもよい。すなわち、工程Ｂ−２は、弁５４、５５は開、その他の弁は閉とする。逆圧洗浄用の水（透過水）を、１９よりポンプ３へ供給し、配管１８→配管１７→配管１４を経て分離膜モジュール２の透過側（２次側）へ送られる。この水は、２次側から１次側（原水供給側）へ膜を透過し、膜に付着した汚染物質を剥ぎ取り、配管１３→配管２５→配管２６と流れ、ブローされる。
【００４２】
工程Ｂ−１と工程Ｂ−２との違いは、逆圧洗浄時における、水の出口にある。運転中は、原水の入口側（原水供給側）が最も汚染されやすいため、工程Ｂ−２によれば、運転時と逆の流れを作ることによって、原水流路の汚染物質をモジュールから履き出すことができる。
【００４３】
上記の操作は、シーケンサーおよび自動弁を用いて、自動制御にて行なうとよい。
【００４４】
上記の例は、モジュールが一つの場合を示したが、並列または直列に複数のモジュールを使用した装置に適用してもよい。
【実施例】
【００４５】
次に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、これは単に例示であって、本発明を制限するものではない。
【００４６】
実施例１
濁度１度、導電率２０ｍＳ／ｍの工業用水を、図１に示すフローの装置で処理し、上記方法（工程Ａ〜工程Ｂ−２）によって、下記運転条件にて２０００時間の耐久運転を行った。分離膜モジュールには、任意の長さ１μｍの直線中の最頂点と最低点の高低差が０．０５μｍであり、０．５ＭＰａの供給圧で１．２ｍ3／（ｍ2・ｄａｙ）の透過流束が得られるスパイラル型ナノろ過膜エレメント（８インチ）を使用した。分離膜モジュールの性能評価は、運転初期及び２０００時間における通水差圧、透過水量、及び阻止率を測定することで行った。
【００４７】
（運転条件）
工程Ａにおける運転条件は、操作圧力０．３ＭＰａ、濃縮水量２．７ｍ3／ｈｒ、水温２５℃、原水ｐＨ＝７である。工程Ａ３０分毎に、６０秒間の逆圧洗浄（工程Ｂ−２）を行った。逆圧洗浄時の圧力は、０．２ＭＰａとした。また、１０分間に１回、モジュールのフラッシングを行なった。フラッシング時の濃縮水量は、運転時の約３倍程度である。
【００４８】
実施例２
濁度１度、導電率２０ｍＳ／ｍの工業用水を、図１に示すフローの装置で処理し、上記方法（工程Ａ〜工程Ｂ−２）によって、下記運転条件にて２０００時間の耐久運転を行った。分離膜モジュールには、高低差が０．２μｍであり、０．５ＭＰａの供給圧で０．５ｍ3／（ｍ2・ｄａｙ）の透過流束が得られるスパイラル型ナノろ過膜エレメント（８インチ）を使用した。分離膜モジュールの性能評価は、運転初期及び２０００時間における通水差圧、透過水量、及び阻止率を測定することで行った。
【００４９】
（運転条件）
工程Ａにおける運転条件は、操作圧力０．７５ＭＰａ、濃縮水量２．７ｍ3／ｈｒ、水温２５℃、原水ｐＨ＝７である。工程Ａ３０分毎に、６０秒間の逆圧洗浄（工程Ｂ−２）を行った。逆圧洗浄時の圧力は、０．３ＭＰａとした。また、１０分間に１回、モジュールのフラッシングを行なった。フラッシング時の濃縮水量は、運転時の約３倍程度である。
【００５０】
実施例３
濁度１度、導電率２０ｍＳ／ｍの工業用水を、図１に示すフローの装置で処理し、上記方法（工程Ａ〜工程Ｂ−２）によって、下記運転条件にて２０００時間の耐久運転を行った。分離膜モジュールには、高低差が０．４μｍであり、０．５ＭＰａの供給圧で０．５ｍ3／（ｍ2・ｄａｙ）の透過流束が得られるスパイラル型逆浸透膜エレメント（８インチ）を使用した。分離膜モジュールの性能評価は、運転初期及び２０００時間における通水差圧、透過水量、及び阻止率を測定することで行った。
【００５１】
（運転条件）
工程Ａにおける運転条件は、操作圧力０．７５ＭＰａ、濃縮水量２．７ｍ3／ｈｒ、水温２５℃、原水ｐＨ＝７である。工程Ａ３０分毎に、６０秒間の逆圧洗浄（工程Ｂ−２）を行った。逆圧洗浄時の圧力は、０．３ＭＰａとした。また、１０分間に１回、モジュールのフラッシングを行なった。フラッシング時の濃縮水量は、運転時の約３倍程度である。
【００５２】
実施例４
濁度１度、導電率２０ｍＳ／ｍの工業用水を、図１に示すフローの装置で処理し、上記方法（工程Ａ〜工程Ｂ−２）によって、下記運転条件にて２０００時間の耐久運転を行った。分離膜モジュールには、高低差が０．５μｍであり、０．５ＭＰａの供給圧で０．８ｍ3／（ｍ2・ｄａｙ）の透過流束が得られるスパイラル型逆浸透膜エレメント（８インチ）を使用した。分離膜モジュールの性能評価は、運転初期及び２０００時間における通水差圧、透過水量、及び阻止率を測定することで行った。
【００５３】
（運転条件）
工程Ａにおける運転条件は、操作圧力０．５ＭＰａ、濃縮水量３．４ｍ3／ｈｒ、水温２５℃、原水ｐＨ＝７である。工程Ａ３０分毎に、６０秒間の逆圧洗浄（工程Ｂ−２）を行った。逆圧洗浄時の圧力は、０．３ＭＰａとした。また、１０分間に１回、モジュールのフラッシングを行なった。フラッシング時の濃縮水量は、運転時の約３倍程度である。
【００５４】
比較例１
実施例１と同様の条件に設定し工程Ａのみを実施し、通水差圧、透過水量、および阻止率を測定した。
【００５５】
（運転条件）
工程Ａにおける運転条件は、操作圧力０．３ＭＰａ、濃縮水量２．７ｍ3／ｈｒ、水温２５℃、原水ｐＨ＝７である。また、１０分間に１回、モジュールのフラッシングを行なった。フラッシング時の濃縮水量は、運転時の約３倍程度である。
【００５６】
比較例２
濁度１度、導電率２０ｍＳ／ｍの工業用水を、図１に示すフローの装置で処理し、上記方法（工程Ａ〜工程Ｂ−２）によって、下記運転条件にて２０００時間の耐久運転を行った。分離膜モジュールには、高低差が０．５μｍであり、０．５ＭＰａの供給圧で０．５ｍ3／（ｍ2・ｄａｙ）の透過流束が得られるスパイラル型ナノろ過膜エレメント（８インチ）を使用した。分離膜モジュールの性能評価は、運転初期及び２０００時間における通水差圧、透過水量、及び阻止率を測定することで行った。
【００５７】
（運転条件）
工程Ａにおける運転条件は、操作圧力０．７５ＭＰａ、濃縮水量２．７ｍ3／ｈｒ、水温２５℃、原水ｐＨ＝７である。工程Ａ３０分毎に、６０秒間の逆圧洗浄（工程Ｂ−２）を行った。逆圧洗浄時の圧力は、０．３ＭＰａとした。また、１０分間に１回、モジュールのフラッシングを行なった。フラッシング時の濃縮水量は、運転時の約３倍程度である。
【００５８】
比較例３
濁度１度、導電率２０ｍＳ／ｍの工業用水を、図１に示すフローの装置で処理し、上記方法（工程Ａ〜工程Ｂ−２）によって、下記運転条件にて２０００時間の耐久運転を行った。分離膜モジュールには、高低差が０．６μｍであり、０．５ＭＰａの供給圧で０．５ｍ3／（ｍ2・ｄａｙ）の透過流束が得られるスパイラル型逆浸透膜エレメント（８インチ）を使用した。分離膜モジュールの性能評価は、運転初期及び２０００時間における通水差圧、透過水量、及び阻止率を測定することで行った。
【００５９】
（運転条件）
工程Ａにおける運転条件は、操作圧力０．７５ＭＰａ、濃縮水量２．７ｍ3／ｈｒ、水温２５℃、原水ｐＨ＝７である。工程Ａ３０分毎に、６０秒間の逆圧洗浄（工程Ｂ−２）を行った。逆圧洗浄時の圧力は、０．３ＭＰａとした。また、１０分間に１回、モジュールのフラッシングを行なった。フラッシング時の濃縮水量は、運転時の約３倍程度である。
【００６０】
上記の結果を以下の表１にまとめた。
【００６１】
【表１】
2006130496.tif 000003
【００６２】
逆圧洗浄を実施しない比較例１では、８００ｈｒ程度までに大幅な性能低下が起こり、運転の継続が困難であった。また、高低差が比較的大きい膜を用いた比較例２では、逆圧洗浄による回復が不十分であった。高低差が比較的大きく、透過流束が比較的低い膜を用いた比較例３でも、逆圧洗浄による回復が不十分であった。  一方、本発明の方法を用いた実施例１〜４では、良好な処理が可能であった。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明に係る水処理装置およびその運転方法は、逆浸透膜モジュールまたはナノ濾過膜モジュールを用いて原水を処理するようにしたあらゆる水処理装置に適用可能であり、とくに、純水製造装置等に好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施態様に係る水処理装置の概略機器系統図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  原水ポンプ
２  分離膜モジュール
３  逆圧洗浄ポンプ
４  逆圧洗浄ポンプ
１０〜２６  配管
５０〜５５  弁
【図１】
2006130496.tif 000004