(57)【要約】【課題】原水の濾過処理を行いながら中空糸膜を均一に洗浄することが可能な中空糸膜モジュール及びこれを用いた濾過方法を提供する。【解決手段】中空糸膜モジュール１０は、外圧濾過式のものであって、束状の複数の中空糸膜１４を有する中空糸膜束１５と、中空糸膜束１５が収容される内部空間Ｓ１が形成されたハウジング１３と、内部空間Ｓ１に配置され、内部空間Ｓ１に向けて原水を吐出するための複数の通水孔５４が形成され、通水孔５４の径よりも内径が大きい導水管５と、を備える。導水管５には、管内に原水を導入するための原水入口９が設けられている。導水管５は、原水入口９により近い上流管部５Ｂと、上流管部５Ｂよりも原水入口９から遠い下流管部５Ａと、を有する。上流管部５Ｂ及び下流管部５Ａの各々に通水孔５４が形成されている。上流管部５Ｂは、下流管部５Ａに比べて、通水孔５４の開孔率が大きくなっている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外圧濾過式の中空糸膜モジュールであって、
束状の複数の中空糸膜を有する中空糸膜束と、
前記中空糸膜束が収容される内部空間が形成されたハウジングと、
前記内部空間に配置され、前記内部空間に向けて原水を吐出するための複数の通水孔が形成され、前記通水孔の径よりも内径が大きい導水管と、を備え、
前記導水管には、管内に原水を導入するための原水入口が設けられ、
前記導水管は、前記導水管において前記原水入口により近い上流管部と、前記導水管において前記上流管部よりも前記原水入口から遠い下流管部と、を有し、
前記上流管部及び前記下流管部の各々に前記通水孔が形成され、
前記上流管部は、前記下流管部に比べて、前記通水孔の開孔率が大きくなっている、中空糸膜モジュール。
【請求項２】
前記上流管部は、前記導水管において前記中空糸膜の長手方向の中央よりも上側部分に沿った上側管部及び前記導水管において前記中空糸膜の長手方向の中央よりも下側部分に沿った下側管部のうちいずれか一方であり、
前記下流管部は、前記上側管部及び前記下側管部のうちいずれか他方である、請求項１に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項３】
前記上流管部は、前記下流管部に比べて多数の前記通水孔が形成されている、請求項１又は２に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項４】
前記通水孔は、前記導水管の軸方向に互いに間隔を空けて形成されると共に、前記軸方向の同じ位置において前記導水管の周方向に互いに間隔を空けて形成され、
前記軸方向の同じ位置に形成される前記通水孔の数は、前記原水入口に近づくに従って増加する、請求項１〜３の何れか１項に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項５】
前記通水孔は、前記軸方向の同じ位置から吐出される原水の吐出量が０．０２ｍ３／ｈ以上１０ｍ３／ｈ以下となるように形成されている、請求項４に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項６】
前記通水孔は、前記内部空間に向けて吐出される原水の流速が０．０５ｍ／ｓ以上４ｍ／ｓ以下となる大きさに形成されている、請求項１〜５の何れか１項に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項７】
前記通水孔の径は、５ｍｍ以上２０ｍｍ以下である、請求項１〜６の何れか１項に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項８】
前記導水管の内径は、４０ｍｍ以上である、請求項１〜７の何れか１項に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項９】
前記中空糸膜束は、前記中空糸膜の上端が固定されると共に、下端において前記中空糸膜が一本ずつ固定されない片端フリータイプである、請求項１〜８の何れか１項に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項１０】
前記導水管において前記中空糸膜の上端に最も近接する前記通水孔は、これに隣接する前記通水孔よりも多数形成されている、請求項９に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項１１】
束状の複数の中空糸膜を有する中空糸膜束がハウジングの内部空間に収容された外圧濾過式の中空糸膜モジュールを用いた濾過方法であって、
前記内部空間に配置された導水管の複数の通水孔から前記内部空間に向けて原水を吐出し、前記原水を前記中空糸膜の内表面側から濾液として取り出す濾過工程を備え、
前記濾過工程では、前記通水孔の径よりも内径が大きく、原水入口により近い上流管部及び前記上流管部よりも前記原水入口から遠い下流管部を有すると共に前記上流管部及び前記下流管部の各々に前記通水孔が形成され、且つ前記上流管部における前記通水孔の開孔率が前記下流管部における前記開孔率に比べて大きい前記導水管を用いて、前記内部空間に原水を供給する、濾過方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空糸膜モジュール及びこれを用いた濾過方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水中の不純物を除去する水処理において、束状の複数の中空糸膜を有する中空糸膜モジュールが用いられている。水処理の濾過工程では、モジュールに設けられた入口を通じて原水（濾過前の水）が供給され、膜を通過した濾過水がモジュールに設けられた出口を通じて排出される。
【０００３】
中空糸膜モジュールでは、水処理の濾過工程が行われると、水中から除去された物質（浮遊汚濁物質（ＳＳ：Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  Ｓｏｌｉｄｓ））が膜表面に付着する。そして、濾過処理を継続的に行うことにより膜表面に付着する汚濁物質の量が増加し、これによりモジュールの差圧が上昇する。この時、汚濁物質の付着量が増加するに従い、単位付着量当たりの差圧上昇率が増加する傾向にある。このような差圧の上昇に伴って濾過寿命が急速に短くなり、洗浄頻度が増加するという問題がある。
【０００４】
下記特許文献１及び２には、このような中空糸膜モジュールを用いた原水の濾過について開示されている。特許文献１には、複数の中空糸膜がハウジングに収容されたモジュールにおいて、当該ハウジングの下部に設けられた入口から原水を供給し、当該原水を外圧濾過方式により濾過する方法が開示されている。特許文献２には、中空糸膜束の中央にパイプが配置されたモジュールにおいて、当該パイプの下部に形成された孔からハウジング内に原水を供給する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３３３６７号公報
【特許文献２】特開平７−１３６４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１では、ハウジングの下部に設けられた入口から原水が供給されるため、濾過処理中においては当該入口の近傍のみにおいて水流が発生し、当該入口から離れた領域においては殆ど水流が生じない。また上記特許文献２においても、パイプ孔の近傍のみにおいて水流が発生し、当該孔から離れた領域においては水流が生じ難い。このため、従来の中空糸膜モジュールでは、濾過処理中において中空糸膜を均一に洗浄することが困難であり、汚濁物質の付着によって濾過抵抗が急速に上昇するという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、原水の濾過処理を行いながら中空糸膜を均一に洗浄することが可能な中空糸膜モジュール及びこれを用いた濾過方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一局面に係る中空糸膜モジュールは、外圧濾過式の中空糸膜モジュールであって、束状の複数の中空糸膜を有する中空糸膜束と、前記中空糸膜束が収容される内部空間が形成されたハウジングと、前記内部空間に配置され、前記内部空間に向けて原水を吐出するための複数の通水孔が形成され、前記通水孔の径よりも内径が大きい導水管と、を備える。前記導水管には、管内に原水を導入するための原水入口が設けられている。前記導水管は、前記導水管において前記原水入口により近い上流管部と、前記導水管において前記上流管部よりも前記原水入口から遠い下流管部と、を有している。前記上流管部及び前記下流管部の各々に前記通水孔が形成されている。前記上流管部は、前記下流管部に比べて、前記通水孔の開孔率が大きくなっている。
【０００９】
上記中空糸膜モジュールでは、導水管の上流管部及び下流管部の各々に通水孔が形成されると共に、原水入口に近い上流管部において原水入口から遠い下流管部よりも通水孔の開孔率が大きくなっている。導水管の内径が通水孔の径よりも大きい場合には、原水入口から管内に原水を導入すると、導水管の内部を原水が高流速で流れるため、上流管部よりも下流管部の方へより多くの原水が流れ込む。このため、上流管部及び下流管部における開孔率が同じである場合には、下流管部の通水孔から吐出される原水の流速が大きくなるため、中空糸膜に対して均一に原水を行き渡らせることが困難になる。
【００１０】
これに対して、上流管部において下流管部よりも通水孔の開孔率を大きくすることで、各通水孔から均一な流速で原水を吐出することができる。これにより、濾過中に中空糸膜に対して均一に原水を行き渡らせることが可能となり、原水の濾過処理を行いながら中空糸膜を均一に洗浄することができる。その結果、濾過中におけるモジュールの差圧の急激な上昇を抑制することにより濾過寿命を延長すると共に、濾過処理を中断して行われる逆流洗浄やバブリングなどの膜洗浄の頻度をより少なくすることができる。
【００１１】
上記中空糸膜モジュールにおいて、前記上流管部は、前記導水管において前記中空糸膜の長手方向の中央よりも上側部分に沿った上側管部及び前記導水管において前記中空糸膜の長手方向の中央よりも下側部分に沿った下側管部のうちいずれか一方であってもよい。前記下流管部は、前記上側管部及び前記下側管部のうちいずれか他方であってもよい。
【００１２】
この構成によれば、中空糸膜の上側部分及び下側部分に対して均一に原水を行き渡らせることが可能となり、中空糸膜を長手方向において均一に洗浄することが可能となる。
【００１３】
上記中空糸膜モジュールにおいて、前記上流管部は、前記下流管部に比べて多数の前記通水孔が形成されていてもよい。
【００１４】
この構成によれば、通水孔の数によって上流管部における開孔率が下流管部における開孔率よりも大きくなるように設計することができる。
【００１５】
上記中空糸膜モジュールにおいて、前記通水孔は、前記導水管の軸方向に互いに間隔を空けて形成されると共に、前記軸方向の同じ位置において前記導水管の周方向に互いに間隔を空けて形成されていてもよい。前記導水管は、前記軸方向の同じ位置において前記周方向に形成される前記通水孔の数が前記原水入口に近づくに従って増加する部分を含んでいてもよい。
【００１６】
この構成によれば、原水入口に近づくに従って周方向の通水孔の数を増加させることで、各通水孔から吐出される原水の流速をより均一化することができる。
【００１７】
上記中空糸膜モジュールにおいて、前記通水孔は、前記軸方向の同じ位置から吐出される原水の吐出量の合計が０．０２ｍ３／ｈ以上１０ｍ３／ｈ以下となるように形成されていてもよい。
【００１８】
上記吐出量の合計が０．０２ｍ３／ｈ未満である場合には、吐出量が不足し、膜の洗浄効果に劣る。一方で、上記吐出量の合計が１０ｍ３／ｈを超える場合には、吐出量が過剰であり、膜を傷める虞がある。このため、上記吐出量の合計は、０．０２ｍ３／ｈ以上１０ｍ３／ｈ以下であることが好ましい。
【００１９】
上記中空糸膜モジュールにおいて、前記通水孔は、前記内部空間に向けて吐出される原水の流速が０．０５ｍ／ｓ以上４ｍ／ｓ以下となる大きさに形成されていてもよい。この時、前記通水孔の径は、５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２０】
通水孔から吐出される原水の流速が０．０５ｍ／ｓ未満である場合には、濾過中における原水の流れによる膜の洗浄効果が弱くなり、一方で原水の流速が４ｍ／ｓを超える場合には、原水の吐出によって中空糸膜を傷める虞がある。このため、通水孔は、原水の流速が０．０５ｍ／ｓ以上４ｍ／ｓ以下となる大きさに形成されることが好ましく、０．１ｍ／ｓ以上２ｍ／ｓ以下となる大きさに形成されることがより好ましい。
【００２１】
上記中空糸膜モジュールにおいて、前記導水管の内径は、４０ｍｍ以上であってもよい。導水管の内径が４０ｍｍ未満である場合には、通水時における管内の流速が大きくなりすぎるため、圧力損失が増大する。このため、導水管の内径は、４０ｍｍ以上に設計されることが好ましい。
【００２２】
上記中空糸膜モジュールにおいて、前記中空糸膜束は、前記中空糸膜の上端が固定されると共に、下端において前記中空糸膜が一本ずつ固定されない片端フリータイプであってもよい。
【００２３】
この構成によれば、バブリング時に気泡によって中空糸膜を容易に振動させることができるため、膜表面の洗浄効果をより向上させることができる。
【００２４】
上記中空糸膜モジュールでは、前記導水管において前記中空糸膜の上端に最も近接する前記通水孔は、これに隣接する前記通水孔よりも多数形成されていてもよい。
【００２５】
この構成によれば、特に洗浄が困難な中空糸膜の上端近傍を通水孔からの原水の吐出によって効果的に洗浄することができる。
【００２６】
本発明の他局面に係る濾過方法は、束状の複数の中空糸膜を有する中空糸膜束がハウジングの内部空間に収容された外圧濾過式の中空糸膜モジュールを用いた濾過方法である。上記濾過方法は、前記内部空間に配置された導水管の複数の通水孔から前記内部空間に向けて原水を吐出し、前記原水を前記中空糸膜の内表面側から濾液として取り出す濾過工程を備える。前記濾過工程では、前記通水孔の径よりも内径が大きく、原水入口により近い上流管部及び前記上流管部よりも前記原水入口から遠い下流管部を有すると共に前記上流管部及び前記下流管部の各々に前記通水孔が形成され、且つ前記上流管部における前記通水孔の開孔率が前記下流管部における前記開孔率に比べて大きい前記導水管を用いて、前記内部空間に原水を供給する。
【００２７】
上記濾過方法では、通水孔の径よりも内径が大きく、上流管部及び下流管部の各々に通水孔が形成されると共に上流管部において下流管部よりも通水孔の開孔率が大きい導水管を用いることにより、各通水孔から均一な流速で原水を吐出することができる。これにより、濾過中に中空糸膜に対して均一に原水を行き渡らせることが可能となり、原水の濾過処理を行いながら中空糸膜を均一に洗浄することができる。その結果、濾過中におけるモジュールの差圧の急激な上昇を抑制することにより濾過寿命を延長すると共に、濾過処理を中断して行われる逆流洗浄やバブリングなどの膜洗浄の頻度をより少なくすることができる。
【発明の効果】
【００２８】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、原水の濾過処理を行いながら中空糸膜を均一に洗浄することが可能な中空糸膜モジュール及びこれを用いた濾過方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態１に係る濾過装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る中空糸膜モジュールの構成を示す模式図である。
【図３】上記中空糸膜モジュールにおける散気部材の平面構造を示す図である。
【図４】図３中の線分ＩＶ−ＩＶに沿った散気部材の断面構造を示す図である。
【図５】図２中の線分Ｖ−Ｖに沿った導水管の断面構造を示す図である。
【図６】図２中の線分ＶＩ−ＶＩに沿った導水管の断面構造を示す図である。
【図７】図２中の線分ＶＩＩ−ＶＩＩに沿った導水管の断面構造を示す図である。
【図８】図２中の線分ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿った導水管の断面構造を示す図である。
【図９】導水管の開孔率を説明するための模式図である。
【図１０】上記濾過装置の基本的な運転プログラムを示す図である。
【図１１】ＳＳ補足量と濾過抵抗との関係を示すグラフである。
【図１２】本発明のその他実施形態に係る中空糸膜モジュールの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。
【００３１】
（実施形態１）
［濾過装置、中空糸膜モジュール］
まず、本発明の実施形態１に係る中空糸膜モジュール１０及びこれを備えた濾過装置１の構成について、図１及び図２を参照して説明する。図１に示すように、濾過装置１は、原水を濾過するための中空糸膜モジュール１０と、中空糸膜モジュール１０に原水を送るための送液ポンプ２０と、中空糸膜モジュール１０にバブリング用の空気（気体）を送るためのエアーコンプレッサー３０と、これらを接続する配管と、当該配管に設けられた開閉バルブと、各機器の動作及びバルブの開閉を制御する制御装置４０と、を有する。中空糸膜モジュール１０は、中空糸膜の外表面側に原水を供給し、内表面側から濾液を取り出す外圧濾過式のものである。
【００３２】
図２に示すように、中空糸膜モジュール１０は、複数の中空糸膜１４が上端１４Ｂにおいて固定部材３により束状に固定された中空糸膜束１５と、中空糸膜束１５が収容される内部空間Ｓ１が形成されたハウジング１３と、内部空間Ｓ１に原水を供給する導水管５と、内部空間Ｓ１に供給された空気を分散させるための散気部材４と、を有する。
【００３３】
中空糸膜束１５は、複数の中空糸膜１４の上端１４Ｂが開口した状態で固定部材３により固定され、下端１４Ａが１本ずつ固定されない状態で封止された片端フリータイプである。固定部材３は、複数の中空糸膜１４の上端１４Ｂを収束固定する。固定部材３は、中空糸膜１４を濾過膜として機能させるため、ハウジング１３内の空間を原水側の内部空間Ｓ１と濾液側の空間Ｓ２とに液密に仕切る。固定部材３には、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂が使用される。中空糸膜束１５と固定部材３との接着方法としては、遠心接着法、静置接着法などがある。なお、中空糸膜モジュール１０は、本実施形態のような片端フリータイプのものに限定されず、両端固定タイプのものであってもよい。
【００３４】
中空糸膜１４の素材としては、種々の材料を用いることが可能であり、特に限定されない。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルフルオライド、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、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、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ポリスルホン、酢酸セルロース、ポリビニルアルコール及びポリエーテルスルホンからなる群より選択される少なくとも１種類が、中空糸膜１４の素材として用いられることが好ましい。特に、膜強度や耐薬品性の観点でポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）が好ましい。
【００３５】
中空糸膜モジュール１０は、上述の通り外圧濾過式のものであり、膜分離処理の条件や要求される性能に応じて外圧全量濾過式又は外圧循環濾過式であってもよい。膜寿命の点では、濾過膜の表面洗浄を同時に行うことができる外圧循環濾過式が好ましく、設備の単純さ、設置コスト、運転コストの点では外圧全量濾過式が好ましい。
【００３６】
中空糸膜束１５は、中空糸膜１４の本数が多くなるに従いモジュール当たりの膜面積が大きくなるため、濾過流量を高くして運転することができるが、一方で洗浄時における汚濁物質の排出効率が低下する。そのため、中空糸膜１４の外径ｄｉ（ｍ）、中空糸膜１４の本数ｎ（本）及びハウジング１３の断面積Ｓ（ｍ２）により計算される膜充填率１００πｎｄｉ２／４Ｓ（％）が１０〜６０％であることが好ましく、２０〜５０％であることがより好ましい。
【００３７】
中空糸膜束１５は、周方向に分割された複数の膜束からなり、隣り合う膜束の間に隙間が形成されている。各膜束は、複数の中空糸膜１４が円筒状に束ねられたものである。膜束の数は例えば４〜８個とすることが可能であり、また膜束の形状は円筒形状以外のその他の形状であってもよい。なお、中空糸膜束１５は、複数の膜束からなるものに限定されず、一つの膜束からなるものでもよい。
【００３８】
ハウジング１３は、上面１３Ａ及び下面１３Ｃと、これらを接続する側面１３Ｂと、を有する筒形状からなる。ハウジング１３は、中空糸膜束１５が収容される内部空間Ｓ１を有する。
【００３９】
ハウジング１３の上面１３Ａには、空間Ｓ２から濾液を取り出すための濾液配管５１が接続され、当該濾液配管５１には濾液出口５２及び濾液側気体入口５３が設けられている。側面１３Ｂにおいて固定部材３の直下には、内部空間Ｓ１内の空気を系外に排出するための気体抜き口１１が設けられている。側面１３Ｂにおいて下面１３Ｃの真上には、内部空間Ｓ１内の原水を系外に排出するためのドレン抜き口１２が設けられている。下面１３Ｃの中央近傍には、内部空間Ｓ１内にバブリング用の空気を供給するための孔である散気用気体入口７が設けられている。
【００４０】
図１に示すように、気体抜き口１１には気体抜き配管６１が接続され、これを介してハウジング１３内の空気が系外に排出される。また気体抜き配管６１には気体排出口バルブ６２が設けられ、これを開くことでハウジング１３内の空気が系外に排出される。また、ドレン抜き口１２にはドレン配管４１が接続され、これを介してハウジング１３内の原水が系外に排出される。ドレン配管４１には液体排出口バルブ４２が設けられ、これを開くことでハウジング１３内の原水が系外に排出される。
【００４１】
ハウジング１３の材質としては、ＳＵＳ、変性ＰＰＥ、ポリ塩化ビニル、ポリスルホン、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ＡＢＳ樹脂などが用いられる。図２に示すように、ハウジング１３の内面に固定部材３が接着固定されることにより、いわゆる一体型モジュールが構成されていてもよい。また、固定部材３の外周部にＯ−リングやパッキンなどが取り付けられ、固定部材３がハウジング１３に対して着脱可能かつ液密に装着されていてもよい。この場合、固定部材３を取り外して中空糸膜束１５を交換し、ハウジング１３を繰り返し使用することができる。
【００４２】
導水管５は、ハウジング１３の下面１３Ｃ及び散気部材４の中央を貫通すると共に、中空糸膜束１５の中心において中空糸膜１４の長手方向（上下方向）に沿うように配置されている。導水管５は、上端が固定部材３に接続されると共に、下端が下面１３Ｃよりも下側に突き出ている。また導水管５の下端は、任意のシール部材などを介して原水配管２１（図１）に固定されている。導水管５の構造は、上述のような本実施形態のものに限定されず、例えば散気部材４の上面から上向きに突き出た別の配管に対して外嵌されたものであってもよい。また本実施形態では、導水管５は円筒形状からなるが、特に形状は限定されない。
【００４３】
導水管５は、中空糸膜１４の長手方向の全体に沿った部分である管部５Ｃを有し、当該管部５Ｃには複数の通水孔５４が軸方向（上下方向）に互いに間隔を空けて形成されている。図２に示すように、管部５Ｃは、中空糸膜束１５の中心において複数の中空糸膜１４により取り囲まれた部分である。また上述のように、中空糸膜束１５が周方向に分割された複数の膜束からなる場合、複数の通水孔５４のうち少なくとも一部が当該膜束の隙間に向かって開口するように形成されることが好ましい。
【００４４】
導水管５は、管内に原水を導入するための原水入口９が下端に設けられ、また管内に空気を導入するための導水管用気体入口８が下面１３Ｃよりも下側に突き出た部分の側面に設けられている。導水管５によれば、原水入口９から管内に導入された原水のみを通水孔５４からハウジング１３内に供給し、導水管用気体入口８から導入された空気のみを通水孔５４からハウジング１３内に供給し、また原水及び空気を通水孔５４からハウジング１３内に同時に供給することができる。
【００４５】
導水管５においてハウジング１３内に挿入された部分の長さは、中空糸膜モジュール１０を嵩張らせないようにするため、中空糸膜１４の長さの１〜２倍であることが好ましく、１〜１．５倍であることがより好ましい。
【００４６】
導水管５の内径は、原水を高流速で流すため、通水孔５４の径よりも大きくなっている。また導水管５の内径は、通水時の圧力損失を小さくするため、４０ｍｍ以上に設計されることが好ましい。これにより、通水時の流束を４ｍ／ｓ以下（好ましくは３ｍ／ｓ以下）にすることができる。
【００４７】
散気部材４は、散気用気体入口７からハウジング１３内に供給された空気を、中空糸膜束１５の径方向に広がるように分散させるための部材である。散気部材４は、中空糸膜１４の下端１４Ａよりも下側の位置に配置されており、中央部に導水管５が貫通している。導水管５及び散気部材４の詳細な構造については後述する。
【００４８】
図１に示すように、送液ポンプ２０は、原水配管２１の上流端に接続されており、制御装置４０によって作動することにより原水配管２１内に原水を送る。原水配管２１の下流端は、導水管５の原水入口９に接続されている。また原水配管２１には、配管内における原水の流通及び遮断を切り替える原水バルブ２２が設けられており、制御装置４０により原水バルブ２２の開閉が制御される。この構成によれば、制御装置４０により送液ポンプ２０を作動させると共に原水バルブ２２を開くことで、原水配管２１を介して導水管５内に原水を供給することができる。
【００４９】
エアーコンプレッサー３０は、第１気体導入配管３１を介して濾液側気体入口５３に接続され、第２気体導入配管３２を介して散気用気体入口７に接続され、第３気体導入配管３３を介して導水管用気体入口８に接続されている。第１気体導入配管３１には配管内における空気の流通及び遮断を切り替える第１気体導入バルブ３４が設けられ、第２及び第３気体導入配管３２，３３にも同様に第２及び第３気体導入バルブ３５，３６が設けられている。
【００５０】
制御装置４０は、送液ポンプ２０及びエアーコンプレッサー３０の駆動を制御し、かつ各バルブの開閉動作を制御する。制御装置４０は、例えばパーソナルコンピュータなどにより構成されている。制御装置４０は、濾過プロセスにおいて順次実行される各工程（充水、濾過、逆洗、バブリング、排水など）のシーケンス情報が格納された記憶部と、当該シーケンス情報に従って各装置の駆動及びバルブの開閉を制御する制御部と、を有する。
【００５１】
［散気部材］
次に、散気部材４の詳細な構造について、図２〜図４を参照して説明する。図３は、散気部材４の平面構造を示している。図４は、図３中の線分ＩＶ−ＩＶに沿った散気部材４の断面構造を示している。
【００５２】
図２に示すように、散気部材４は、中空糸膜束１５の径方向に広がった形状を有し、周縁部が中空糸膜束１５よりも径方向外側に位置している。散気部材４には、ハウジング１３内に空気を分散させるための複数の通気孔４３が径方向に間隔を空けて形成されている。
【００５３】
散気部材４は、中空糸膜束１５の径方向に広がった形状を有し、複数の通気孔４３が形成された円板状の本体部４４と、本体部４４の周縁部に接続された周壁部４７と、本体部４４の下面中央に接続された円筒状の気体受け部４５と、を有し、これらが一体に形成されている。
【００５４】
図４に示すように、通気孔４３は、本体部４４を厚み方向に貫通するように形成されている。また図３に示すように、通気孔４３は、本体部４４の径方向及び周方向に互いに間隔を空けて複数形成されており、その一部は中空糸膜束１５よりも径方向外側に位置している。これにより、中空糸膜束１５に対して径方向に広い範囲に亘って空気を分散させることができる。また本体部４４には、導水管５が貫通する貫通孔４４Ａが中央に形成されている。なお、本体部４４は、図３に示すような円板状のものに限定されず、種々の形状のものを採用することができる。
【００５５】
気体受け部４５は、散気用気体入口７からハウジング１３内に供給された空気を一時的に収容するための部分である。気体受け部４５は、筒形状を有し、上端が本体部４４の下面中央に接続されると共に、下端側に空気の受け口４５Ａが形成されている。本実施形態では、気体受け部４５は、上端から下端に向かって内径が略一定となる形状で構成されている。気体受け部４５は、内径が導水管５の外径よりも大きく、導水管５の外周面との間の隙間において気体を収容する。
【００５６】
図２に示すように、気体受け部４５は、散気用気体入口７よりも径方向外側に位置し、これにより散気用気体入口７からハウジング１３内に供給された空気を筒内に収容することができる。また、気体受け部４５の下端とハウジング１３の下壁との間には隙間が形成されており、ハウジング１３内の原水が当該隙間を流通することができる。これにより、ハウジング１３の下部における液溜まりを防ぐことができる。
【００５７】
図４に示すように、気体受け部４５の上端側の部位には、複数の分散孔４６が周方向に間隔を空けて形成されている。分散孔４６は、気体受け部４５を貫通するように形成されている。分散孔４６により、気体受け部４５に収容された空気を当該気体受け部４５よりも径方向外側へ逃がし、通気孔４３へ導くことができる。分散孔４６は、周方向に等間隔で形成されていてもよいし、異なる間隔で形成されていてもよい。
【００５８】
周壁部４７は、本体部４４の周縁部から下方に延びる筒形状を有する。周壁部４７により、分散孔４６から気体受け部４５の外側に放出された空気が、本体部４４よりも外側に広がることを抑制できる。これにより、通気孔４３から上向きに空気を分散する前において、本体部４４の下面に空気を留めることができる。
【００５９】
図２に示すように、散気部材４によれば、散気用気体入口７からハウジング１３の下部空間に供給された空気を気体受け部４５により一時的に収容し、その後通気孔４３から上向きに分散させることができる。これにより、中空糸膜１４の表面をバブリング洗浄することができる。
【００６０】
［導水管の通水孔］
次に、導水管５に形成された通水孔５４について詳細に説明する。図２に示すように、導水管５の管部５Ｃは、上側管部５Ａと、下側管部５Ｂと、を有する。上側管部５Ａは、導水管５において中空糸膜１４の長手方向の中央Ｃよりも上側部分に沿った部分であり、下側管部５Ｂは、導水管５において中空糸膜１４の長手方向の中央Ｃよりも下側部分に沿った部分である。また上述のように、本実施形態では、導水管５の下端に原水入口９が設けられている。このため、本実施形態では、下側管部５Ｂが原水入口９により近い上流管部となり、上側管部５Ａが下側管部５Ｂよりも原水入口９から遠い下流管部となる。
【００６１】
図２に示すように、導水管５においては、複数の通水孔５４が上側管部５Ａ及び下側管部５Ｂに亘るように軸方向に互いに間隔を空けて形成されている。即ち、上側管部５Ａ及び下側管部５Ｂのいずれにおいても、複数の通水孔５４が軸方向に間隔を空けて形成されている。そして、当該複数の通水孔５４から内部空間Ｓ１に向けて原水を吐出することができる。この時、中空糸膜束１５の中央に配置された導水管５からハウジング１３の内壁に向かって径方向外向きに原水が吐出される。これにより、中空糸膜束１５の内側から外側に向かって放射状に原水の流れが形成される。そして、原水は中空糸膜１４の膜壁を透過することにより濾過され、中空糸膜１４の内表面側の領域を通過して濾液として取り出される。
【００６２】
本実施形態に係る中空糸膜モジュール１０では、下側管部５Ｂは、上側管部５Ａに比べて通水孔５４の開孔率が大きくなっている。より具体的には、上側管部５Ａにおける通水孔５４の開孔率（上側開孔率）に対する下側管部５Ｂにおける通水孔５４の開孔率（下側開孔率）の比（下側開孔率／上側開孔率）が、１．２以上３以下となっている。本実施形態では、下側管部５Ｂにおいて上側管部５Ａよりも多数の通水孔５４を形成することにより、下側開孔率が上側開孔率よりも大きくなっている。
【００６３】
より詳細に説明すると、図２に示すように、通水孔５４は、導水管５の軸方向に互いに間隔を空けて複数形成されると共に、当該軸方向の同じ位置において導水管５の周方向に互いに間隔を空けて形成されている。図５〜図８は、図２中における線分Ｖ−Ｖ、ＶＩ−ＶＩ、ＶＩＩ−ＶＩＩ及びＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿った導水管５の断面構造を示している。図２及び図５に示すように、導水管５の上端から見て２番目〜４番目の位置にある通水孔５４は、周方向に９０°の間隔で４つ形成されている。図２及び図６に示すように、導水管５の上端から見て５番目の位置にある通水孔５４は、周方向に７２°の間隔で５つ形成されている。図２及び図７に示すように、導水管５の上端から見て６番目及び７番目にある通水孔５４は、周方向に６０°の間隔で６つ形成されている。図２及び図８に示すように、導水管５の上端から見て１番目及び８番目〜１０番目にある通水孔５４は、周方向に４５°の間隔で８つ形成されている。また図２に示すように、導水管５の上端から見て１番目〜５番目の通水孔５４は上側管部５Ａに形成され、６番目〜１０番目の通水孔５４は下側管部５Ｂに形成されている。
【００６４】
このように本実施形態では、下側管部５Ｂ（上流管部）に形成された通水孔５４の数（３６個）が、上側管部５Ａ（下流管部）に形成された通水孔５４の数（２５個）よりも多くなっている。また導水管５の上端から２番目〜１０番目の範囲で見ると、軸方向の同じ位置に形成される通水孔５４の数は、原水入口９に近づくに従って増加している（４個、４個、４個、５個、６個、６個、８個、８個、８個）。また導水管５において中空糸膜１４の上端１４Ｂに最も近接する通水孔５４（最上部に形成された通水孔５４）の周方向の数（８個）は、これに隣接する通水孔５４（上端から見て２番目の通水孔５４）の周方向の数（４個）よりも多くなっており、これにより最上部の通水孔５４から吐出される原水によって中空糸膜１４の上端１４Ｂ近傍を効果的に洗浄することができる。
【００６５】
本実施形態のように、導水管５の下端から上端に向かって原水が流れる場合には、下側管部５Ｂよりも上側管部５Ａに対してより多くの原水が流れ込む。このため、各通水孔５４の大きさが同じで且つ上側管部５Ａ及び下側管部５Ｂにおける通水孔５４の数が同じである場合、上側管部５Ａの通水孔５４から吐出する原水の流速が下側管部５Ｂに比べて大きくなり、原水の流速が不均一になる。これに対して、上述のように下側管部５Ｂの通水孔５４の数を上側管部５Ａの通水孔５４の数よりも多くすることで、各通水孔５４から均一化された流速で原水を吐出することができる。なお、上述した通水孔５４の具体的な数は例示であり、任意に設計することが可能である。
【００６６】
また通水孔５４は、軸方向の同じ位置から吐出される原水の吐出量の合計が０．０２ｍ３／ｈ以上１０ｍ３／ｈ以下となるように形成されている。具体的には、導水管５の上端から見て２番目〜４番目の位置では４つの通水孔５４からの合計吐出量が上記範囲となり（図５）、５番目の位置では５つの通水孔５４からの合計吐出量が上記範囲となり（図６）、６番目及び７番目の位置では６つの通水孔５４からの合計吐出量が上記範囲となり（図７）、１番目及び８番目〜１０番目の位置では８つの通水孔５４からの合計吐出量が上記範囲となる（図８）。このように合計吐出量の下限値及び上限値を設定することで、濾過工程における膜の洗浄効果を高めつつ膜の損傷も防ぐことができる。
【００６７】
通水孔５４は、本実施形態のように導水管５の軸方向及び周方向において等間隔で形成されていてもよいし、異なる間隔で形成されていてもよい。また通水孔５４の形状は、本実施形態のように円形状であってもよいが、矩形状などの他の形状であってもよく、特に限定されない。
【００６８】
ここで、通水孔５４の開孔率は、以下のように定義することができる。図９に示すように、導水管５において軸方向に任意の範囲（図中斜線部）を設定し、当該範囲における導水管５の外周面の面積をＳ１とし、当該範囲の外周面に形成された全ての通水孔５４の開孔面積の合計をＳ２としたときに、通水孔５４の開孔率は、Ｓ２／Ｓ１×１００、として定義することができる。
【００６９】
複数の通水孔５４は、それぞれ同じ大きさで形成されていてもよいし、異なる大きさで形成されていてもよい。各通水孔５４の径は、５ｍｍ以上３０ｍｍ以下に設計されており、好ましくは５ｍｍ以上２０ｍｍ以下に設計されている。これにより、通水孔５４から内部空間Ｓ１に向けて吐出される原水の流速（吐出流速）を０．０５ｍ／ｓ以上４ｍ／ｓ以下にすることが可能となる。これにより、濾過工程において原水の流れによって中空糸膜１４を効果的に洗浄することができると共に、水の吐出による膜の損傷を防ぐことができる。
【００７０】
また図２に示すように、導水管５の最上部に形成された通水孔５４は気体抜き口１１の下面１１Ａよりも上側に位置しており、上端から見て２番目の通水孔５４は当該下面１１Ａよりも下側に位置している。つまり、導水管５には、気体抜き口１１の下面１１Ａを上下方向に挟む位置に通水孔５４が形成されている。
【００７１】
［濾過方法］
次に、上記濾過装置１を用いて実施される本実施形態に係る濾過方法について、図１及び図１０を主に参照して説明する。図１０は、濾過装置１の基本的な運転方法について、各工程とバルブの開閉状態との関係を示している。図１０中の丸印は該当するバルブが開状態であることを意味し、空欄は該当するバルブが閉状態であることを意味する。
【００７２】
はじめに、充水工程（濾過前）が実施される。この工程では、濾過装置１の全バルブが閉じた状態から制御装置４０によって原水バルブ２２及び気体排出口バルブ６２が開かれ、送液ポンプ２０が作動する。これにより、送液ポンプ２０から原水配管２１を介して導水管５内に原水が導入される。そして、導水管５の各通水孔５４からハウジング１３の内部空間Ｓ１に原水が供給される。これにより、内部空間Ｓ１が充水される。
【００７３】
次に、濾過工程が実施される。この工程では、気体抜き口１１から原水が溢れた後、制御装置４０によって濾液出口バルブ７１が開かれ、かつ気体排出口バルブ６２が閉じられる。そして、導水管５の複数の通水孔５４から内部空間Ｓ１に向けて供給された原水が、中空糸膜１４の外表面側から膜壁を通過して内表面側へ浸透する。そして、濾液側の空間Ｓ２から濾液が取り出される。
【００７４】
この濾過工程では、導水管５の複数の通水孔５４から内部空間Ｓ１に向けて径方向外向きに原水が吐出されるが、当該導水管５においては、上述のように下側管部５Ｂにおける通水孔５４の開孔率が上側管部５Ａにおける通水孔５４の開孔率よりも大きくなっている。このため、各通水孔５４から均一化された流速で原水を吐出することができ、原水を濾過しながらその水流によって中空糸膜１４を均一に洗浄することができる（セルフクリーニング）。
【００７５】
上記のように濾過工程が一定時間実施された後、以下に説明するようにバブリングによる中空糸膜１４の洗浄が行われる。
【００７６】
まず、逆洗工程が実施される。この工程では、制御装置４０によって液体排出口バルブ４２及び第１気体導入バルブ３４が開かれ、エアーコンプレッサー３０を作動させる。これにより、濾液側気体入口５３からハウジング１３の濾液側の空間Ｓ２に気体（例えば空気）が導入され、当該気体によって濾液が加圧される。濾液は、中空糸膜１４の内表面側から外表面側に押し出され、その結果内部空間Ｓ１の液体の一部がドレン抜き口１２から系外に排出される。このようにして、中空糸膜１４の逆洗が行われる。その後、濾液側圧抜きバルブ８１を開くことにより、濾液側の空間Ｓ２の圧力を低下させる。
【００７７】
次に、充水工程（下側バブリング前）が実施される。この工程では、上記逆洗工程において低下した内部空間Ｓ１内の液面を上昇させるため、制御装置４０によって気体排出口バルブ６２及び原水バルブ２２が開かれ、送液ポンプ２０を作動させる。これにより、内部空間Ｓ１内に原水が導入され、液面が上昇する。その後、送液ポンプ２０を停止させ、原水バルブ２２が閉じられ、原水の供給が停止する。
【００７８】
次に、下側バブリング工程が実施される。この工程では、内部空間Ｓ１が充水された状態において、制御装置４０によって第２気体導入バルブ３５が開かれ、エアーコンプレッサー３０が作動する。これにより、第２気体導入配管３２を介して散気用気体入口７からハウジング１３内に空気が供給される。そして、当該空気は、気体受け部４５に収容された後、通気孔４３から中空糸膜１４の下端１４Ａに向けて分散される。そして、中空糸膜１４の下端１４Ａから上端１４Ｂに向かって上昇する空気により中空糸膜１４が揺らされ、その作用で膜表面に付着した汚濁物質が剥がれ落とされる。このように、下側バブリング工程では、中空糸膜１４の下端１４Ａよりも下側の位置でハウジング１３内に空気を分散させ、当該空気をハウジング１３の上部空間に向かって上昇させることにより、中空糸膜１４が洗浄される。
【００７９】
次に、排水工程が実施される。この工程では、制御装置４０によって第２気体導入バルブ３５が閉じられると共に液体排出口バルブ４２が開かれる。これにより、下側バブリング工程で膜表面から剥がれた汚濁物質を含む原水がドレン抜き口１２を介して系外に排出される。
【００８０】
次に、充水工程（上側バブリング前）が実施される。この工程では、気体排出口バルブ６２及び原水バルブ２２が開かれ、送液ポンプ２０を作動させることにより、再び内部空間Ｓ１に原水が満たされる。
【００８１】
次に、上側バブリング工程が実施される。この工程では、下側バブリング工程において洗浄が不十分であった中空糸膜１４の上端１４Ｂにおいて、膜表面に付着した汚濁物質がより確実に除去される。
【００８２】
まず、制御装置４０によって原水バルブ２２が閉じられると共に第３気体導入バルブ３６が開かれる。これにより、第３気体導入配管３３を介して導水管用気体入口８から導水管５内に空気が導入される。そして、当該空気は、導水管５内において浮力により上昇し、導水管５の最上部及びその真下に位置する通水孔５４からハウジング１３内に分散する。これにより、中空糸膜１４の上端１４Ｂの近傍を中心にバブリング洗浄することが可能となり、下側バブリング工程では十分に除去できなった上端１４Ｂの周辺の膜表面に付着した汚濁物質をより確実に除去することができる。このように、上側バブリング工程では、ハウジング１３の上部空間で空気を分散させることにより、中空糸膜１４が洗浄される。
【００８３】
また上側バブリング工程において、バブリングの開始直後においては内部空間Ｓ１全体が充水されているため、最上部の通水孔５４及びその真下の通水孔５４から吐出される空気によってバブリング洗浄することができる。そして、バブリング開始から一定時間経過すると、気体抜き口１１から空気を含む原水が排出されるため、内部空間Ｓ１の液面が下面１１Ａまで低下する。この状態においても、導水管５に供給される空気の浮力によって導水管５内の原水を気体抜き口１１の下面１１Ａよりも上側の通水孔５４（最上部の通水孔５４から空気と共に噴出させることができる。そして、ハウジング１３内の原水を気体抜き口１１の下面１１Ａよりも下側の通水孔５４から導水管５内に流入させることができる。これにより、原水と空気の混合流体を気体抜き口１１の下面１１Ａよりも上側の通水孔５４から継続的に噴出させてバブリングすることができるため、中空糸膜１４の上端１４Ｂまで効果的に洗浄することができる。
【００８４】
次に、排水工程が実施される。この工程では、第３気体導入バルブ３６が閉じられると共に液体排出口バルブ４２が開かれる。これにより、上側バブリング工程で膜表面から剥がれた汚濁物質を含む原水がドレン抜き口１２から系外に排出される。以上のようにして中空糸膜モジュール１０の洗浄が行われた後、濾過運転が再開される。
【００８５】
また上側及び下側バブリング工程のいずれにおいても、空気の供給量は２００００ＮＬ／ｈ以下であることが好ましく、５００〜１００００ＮＬ／ｈの範囲内であることが好ましい。また下側バブリング工程では、空気の供給量が過剰になると中空糸膜１４同士が絡まり合って膜表面が傷付いてしまうのに対し、上側バブリング工程ではこのような問題が生じ難い。そのため、上側バブリング工程では、下側バブリング工程よりも空気の供給量を高く設定することができる。
【００８６】
［作用効果］
次に、上記本実施形態に係る中空糸膜モジュール１０の特徴及び作用効果について説明する。
【００８７】
上記中空糸膜モジュール１０は、外圧濾過式のものであって、束状の複数の中空糸膜１４を有する中空糸膜束１５と、中空糸膜束１５が収容される内部空間Ｓ１が形成されたハウジング１３と、内部空間Ｓ１に配置され、内部空間Ｓ１に向けて原水を吐出するための複数の通水孔５４が形成され、通水孔５４の径よりも内径が大きい導水管５と、を備える。導水管５には、管内に原水を導入するための原水入口９が設けられている。導水管５は、導水管５において原水入口９により近い下側管部５Ｂ（上流管部）と、導水管５において下側管部５Ｂよりも原水入口９から遠い上側管部５Ａ（下流管部）と、を有する。下側管部５Ｂ及び上側管部５Ａの各々に通水孔５４が形成されている。下側管部５Ｂは、上側管部５Ａに比べて、通水孔５４の開孔率が大きくなっている。より具体的には、下側管部５Ｂは、上側管部５Ａに比べて多数の通水孔５４が形成されている。
【００８８】
この構成によれば、導水管５の各通水孔５４から均一な流速で原水を吐出することができる。これにより、濾過中に中空糸膜１４に対して均一に原水を行き渡らせることが可能となり、原水の濾過処理を行いながら中空糸膜１４を均一に洗浄することができる。その結果、濾過中におけるモジュールの差圧の急激な上昇を抑制することにより濾過寿命を延長すると共に、濾過処理を中断して行われる逆流洗浄やバブリングなどの膜洗浄の頻度をより少なくすることができる。
【００８９】
図１１は、中空糸膜モジュールを用いた原水の濾過における、ＳＳの捕捉量（横軸）と濾過抵抗（縦軸）との関係を示している。このグラフにおいて、（Ａ）は導水管５の下端に原水入口９を設けると共に下側管部５Ｂにおける通水孔５４の数を上側管部５Ａよりも多くした場合、（Ｂ）は上側管部５Ａ及び下側管部５Ｂ共に同数の通水孔５４を形成した場合、（Ｃ）は導水管５を設けずにハウジング１３の下部に設けられた入口から原水を供給した場合をそれぞれ示している。このグラフから明らかなように、原水の流れに対して上流側にある下側管部５Ｂにおいて下流側にある上側管部５Ａよりも多数の通水孔５４を形成することで、濾過抵抗の上昇を大幅に抑えることができる。
【００９０】
上記中空糸膜モジュール１０において、通水孔５４は、導水管５の軸方向に互いに間隔を空けて形成されると共に、当該軸方向の同じ位置において導水管５の周方向に互いに間隔を空けて形成されている。導水管５は、軸方向の同じ位置において周方向に形成される通水孔５４の数が原水入口９に近づくに従って増加する部分（導水管５の上端から見て２番目〜１０番目の範囲）を含む。このように、原水入口９に近づくに従って周方向の通水孔５４の数を増加させることで、各通水孔５４から吐出される原水の流速をより均一化することができる。
【００９１】
上記中空糸膜モジュール１０において、通水孔５４は、軸方向の同じ位置から吐出される原水の吐出量の合計が０．０２ｍ３／ｈ以上１０ｍ３／ｈ以下となるように形成されている。上記吐出量の合計が０．０２ｍ３／ｈ未満である場合には、吐出量が不足し、膜の洗浄効果に劣る。一方で、上記吐出量の合計が１０ｍ３／ｈを超える場合には、吐出量が過剰であり、膜を傷める虞がある。このため、上記吐出量の合計は、０．０２ｍ３／ｈ以上１０ｍ３／ｈ以下であることが好ましい。
【００９２】
上記中空糸膜モジュール１０において、通水孔５４は、内部空間Ｓ１に向けて吐出される原水の流速が０．０５ｍ／ｓ以上４ｍ／ｓ以下となる大きさに形成されている。この時、通水孔５４の径は、５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００９３】
通水孔５４から吐出される原水の流速が０．０５ｍ／ｓ未満である場合には、濾過中における原水の流れによる膜の洗浄効果が弱くなり、一方で原水の流速が４ｍ／ｓを超える場合には、原水の吐出によって中空糸膜を傷める虞がある。このため、通水孔５４は、原水の流速が０．０５ｍ／ｓ以上４ｍ／ｓ以下となる大きさに形成されることが好ましく、０．１ｍ／ｓ以上２ｍ／ｓ以下となる大きさに形成されることがより好ましい。
【００９４】
上記中空糸膜モジュール１０において、導水管５の内径は、４０ｍｍ以上である。導水管５の内径が４０ｍｍ未満である場合には、通水時における管内の流速が大きくなりすぎるため、圧力損失が増大する。このため、導水管５の内径は、４０ｍｍ以上に設計されることが好ましい。
【００９５】
上記中空糸膜モジュール１０において、中空糸膜束１５は、中空糸膜１４の上端１４Ｂが固定されると共に、下端１４Ａにおいて中空糸膜１４が一本ずつ固定されない片端フリータイプである。これにより、バブリング時に気泡によって中空糸膜１４を容易に振動させることができるため、膜表面の洗浄効果をより向上させることができる。
【００９６】
上記中空糸膜モジュール１０では、導水管５において中空糸膜１４の上端１４Ｂに最も近接する通水孔５４は、これに隣接する通水孔５４よりも多数形成されている。これにより、特に洗浄が困難な中空糸膜１４の上端１４Ｂの近傍を通水孔５４からの原水の吐出によって効果的に洗浄することができる。
【００９７】
（その他実施形態）
次に、本発明のその他実施形態について説明する。
【００９８】
上記実施形態１では、導水管５の下端に原水入口９が設けられ、導水管５の下端から上端に向かって原水が流れる場合について説明したが、これに限定されない。図１２に示すように、導水管５の上端近傍に原水配管２１が接続され、導水管５の上端から下端に向かって原水が流れる構成としてもよい。この場合、上側管部５Ａが上流管部となり、下側管部５Ｂが下流管部となる。そして、上側管部５Ａにおいて下側管部５Ｂよりも多くの通水孔５４を形成し、通水孔５４の開孔率も大きくすることにより、上記実施形態１と同様に各通水孔５４から吐出される原水の流速を均一化することができる。
【００９９】
上記実施形態１では、下側管部５Ｂにおいて上側管部５Ａよりも通水孔５４の数を多くすることにより開孔率を大きくする場合について説明したが、これに限定されない。例えば、通水孔５４の数を同じとし、通水孔５４の大きさ（開孔面積）を変えてもよい。
【０１００】
上記実施形態１では、導水管５における管部５Ｃの全体に亘って通水孔５４が形成される場合について説明したが、これに限定されない。例えば、上側管部５Ａのみに通水孔５４が形成されてもよいし、下側管部５Ｂのみに通水孔５４が形成されてもよい。この場合でも、原水入口９に近い部分において原水入口９から遠い部分に比べて通水孔５４の開孔率が大きくなるように設計される。
【０１０１】
上記実施形態１のように、導水管５が中空糸膜束１５の中心に配置される場合に限定されず、中空糸膜束１５の外側に配置されてもよい。
【０１０２】
上記実施形態１において、散気部材４を省略してもよい。
【０１０３】
上記実施形態１のように下側バブリング工程の後に上側バブリング工程を行う場合に限定されず、両バブリング工程を同時に行ってもよいし、上側バブリング工程の後に下側バブリング工程を行ってもよい。しかし、下側バブリング工程の後に上側バブリング工程を行う順序が洗浄効果の面で最も好ましい。
【実施例】
【０１０４】
（実施例１）
まず、本実施例に使用した中空糸膜モジュール１０について、図２を参照して説明する。中空糸膜束１５としては、膜面積が３０ｍ２である片端フリータイプのものを使用した。中空糸膜１４としては、親水化処理されたポリフッ化ビニリデン系樹脂からなり、平均孔径が０．０２μｍであり、有効長が８９０ｍｍのものを使用した。
【０１０５】
導水管５としては、長さが９８５ｍｍ、内径が４０ｍｍの円筒状のものを使用した。導水管５は、中空糸膜束１５の中心に配置し、固定部材３により中空糸膜束１５と共に固定した。導水管５において、固定部材３から長手方向に７０ｍｍ離れた位置から１００ｍｍの間隔で、上端から下端に向かって、４個、４個、５個、５個、６個、６個、８個、８個、８個（合計５４個）の通水孔５４を、固定部材３から長手方向に９７０ｍｍの位置まで形成した。通水孔５４は、周方向に等間隔で形成し、孔径は１０ｍｍとした。
【０１０６】
散気部材４は、固定部材３から長手方向に９１５ｍｍ離れた位置に取り付けた。散気部材４は、複数の通気孔４３が形成された円板状の本体部４４と、気体受け部４５と、周壁部４７と、からなるものを用いた。導水管５内への気体供給口として導水管用気体入口８を設け、散気部材４の気体受け部４５への気体供給口として散気用気体入口７を設けた。
【０１０７】
上記中空糸膜モジュール１０を使用し、水酸化第二鉄の懸濁液からなり、ＳＳ濃度が４００ｍｇ／Ｌのモデル水を原水として、外圧全濾過方式により流量５０００Ｌ／ｈの条件で３０分間定流量濾過を行った。そして、濾過運転後、中空糸膜モジュール１０の濾液側から０．２ＭＰａの圧縮空気により逆圧洗浄を実施し、その後バブリング洗浄を実施した。散気部材４及び導水管５に供給するバブリング用の空気の流量は１７００ＮＬ／ｈとした。濾過運転中に中空糸膜モジュール１０に供給されたＳＳ供給量に対する、排出されたＳＳ排出量の比率（ＳＳ排出量／ＳＳ供給量）は、９８％であった。
【０１０８】
（比較例１）
導水管５以外は上記実施例と同じ構成の中空糸膜モジュール１０を使用した。導水管５は、固定部材３から長手方向に７０ｍｍ離れた位置から１００ｍｍの間隔で６個ずつ（合計５４個）の通水孔５４を水供給部材９７０ｍｍの位置まで形成した。通水孔５４は、周方向に等間隔で形成し、孔径は１０ｍｍとした。
【０１０９】
上記中空糸膜モジュール１０を使用し、水酸化第二鉄の懸濁液からなり、ＳＳ濃度が４００ｍｇ／Ｌのモデル水を原水として、外圧全濾過方式により流量５０００Ｌ／ｈの条件で３０分間定流量濾過を行った。そして、濾過運転後、中空糸膜モジュール１０の濾液側から０．２ＭＰａの圧縮空気により逆圧洗浄を実施し、その後バブリング洗浄を実施した。散気部材４及び導水管５に供給するバブリング用の空気流量は１７００ＮＬ／ｈとした。濾過運転中に中空糸膜モジュール１０に供給されたＳＳ供給量に対する、排出されたＳＳ排出量の比率（ＳＳ排出量／ＳＳ供給量）は、７８％であった。
【０１１０】
今回開示された実施形態及び実施例は、全ての点で例示であって制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１１１】
１  濾過装置
５  導水管
５Ａ  上側管部（上流管部、下流管部）
５Ｂ  下側管部（上流管部、下流管部）
５Ｃ  管部
９  原水入口
１０  中空糸膜モジュール
１３  ハウジング
１４  中空糸膜
１４Ａ  下端
１４Ｂ  上端
１５  中空糸膜束
５４  通水孔
Ｃ  中央
Ｓ１  内部空間
【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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