(57)【要約】【課題】分離膜モジュールを安定に運転可能にするようにした分離膜モジュールの効果的な洗浄方法を提供する。【解決手段】外圧式の分離膜モジュール１の洗浄方法において、分離膜の膜一次側の少なくとも一部が水面上になる水位にした後に、分離膜の膜二次側に加圧気体を導入して膜二次側の水を膜一次側に押出すことによって逆圧洗浄をする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外圧式の分離膜モジュールの洗浄方法において、分離膜の膜一次側の少なくとも一部が水面上になる水位にした後に、分離膜の膜二次側に加圧気体を導入して膜二次側の水を膜一次側に押出すことによって気体押出し逆圧洗浄をすることを特徴とする分離膜モジュールの洗浄方法。
【請求項２】
外圧式の分離膜モジュールの洗浄方法において、分離膜の膜一次側がすべて水面上になるようにした後に、分離膜の膜二次側に加圧気体を導入して膜二次側の水を膜一次側に押出すことによって気体押出し逆圧洗浄をすることを特徴とする請求項１に記載の分離膜モジュールの洗浄方法。
【請求項３】
分離膜の膜二次側に導入する加圧気体の圧力が、分離膜のバブルポイント未満であることを特徴とする請求項１または２に記載の分離膜モジュールの洗浄方法。
【請求項４】
分離膜の膜二次側に加圧気体を導入して膜二次側の水を膜一次側に押出すことによって気体押出し逆圧洗浄をする際に、分離膜モジュールの下部に位置する排水弁を開くことにより、逆洗排水の一部またはすべてを膜モジュールの下部から排水させることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の分離膜モジュールの洗浄方法。
【請求項５】
分離膜の膜二次側に加圧気体を導入して膜二次側の水を膜一次側に押出すことによって気体押出し逆圧洗浄をする際に、分離膜モジュールの下部から排水される逆洗排水の流量よりも、分離膜の膜二次側から膜一次側へ押出す逆洗排水の流量を大きくすることにより、分離膜の膜一次側の水位を上げて、前記気体押出し逆圧洗浄中および／または気体押出し逆圧洗浄後に分離膜モジュールを気体洗浄することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の分離膜モジュールの洗浄方法。
【請求項６】
分離膜モジュールが、ケーシング内に分離膜を収納した加圧型分離膜モジュールであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の分離膜モジュールの洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分離膜モジュールを長期間にわたって安定に運転するための分離膜モジュールを効果的に洗浄する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
膜分離法は、省エネルギー・省スペースで、膜ろ過水の水質が優れていることに加え、運転維持管理が容易であること等の特長を有するため、様々な分野での使用が拡大している。例えば、精密ろ過膜や限外ろ過膜については、河川水や地下水や下水処理水から工業用水や水道水を製造する浄水プロセスへの適用や、海水淡水化逆浸透膜処理工程における前処理への適用、下水や工場排水の再利用逆浸透膜処理工程における前処理への適用が挙げられる。
【０００３】
原水を膜ろ過するにあたって、原水中の水分は分離膜を介して膜ろ過水として取り出され、不純物は分離膜表面上や分離膜の多孔質部内に残されるために、分離膜の目詰まりや分離膜間の流路閉塞が進行して、膜ろ過水量の低下あるいは膜ろ過差圧の上昇が問題となってくる。
【０００４】
そこで、定期的に分離膜の膜ろ過水側から原水側へ膜ろ過水を逆流させることによって分離膜表面に蓄積した不純物層を剥離、除去したり（以下、「逆洗」と称す）、分離膜モジュール下部から連続的、あるいは間欠的に気泡を導入させることによって分離膜を揺動させたり、気泡によるせん断力により分離膜表面や分離膜間の流路に蓄積した不純物を剥離、除去したり（以下、「空洗」または「気体洗浄」と称す）、分離膜モジュール内の原水を、前記逆洗や空洗によって分離膜表面から剥離、除去された不純物とともに排出したり（以下、「ドレン」と称す）する物理洗浄を実施している（例えば特許文献１、２、３参照）。
【０００５】
さらに洗浄効果を高めるため、例えば逆洗水に酸溶液、アルカリ溶液、酸化剤水溶液や洗浄剤を添加して、化学的に膜表面や膜細孔内に付着した物質を溶解もしくは分解除去する化学洗浄も併せて実施されている。
【０００６】
また、これらの物理洗浄や化学洗浄を組合わせた分離膜モジュールの洗浄方法として、逆洗水に次亜塩素酸ナトリウムを添加して逆洗を行うと同時に空洗を行ったり（例えば特許文献４参照）、ドレンを行って分離膜モジュール内の原水側の水を排出してから、逆洗排水をドレンしながら逆洗を行ったり（例えば特許文献５参照）、分離膜モジュールの原水側を水で満たした状態で、加圧気体を分離膜モジュールの膜ろ過水側に導入して、膜ろ過水側の滞留水を分離膜の膜ろ過水側から原水側へ通過させて分離膜表面に蓄積した不純物層を剥離、除去したり（例えば特許文献６参照）する洗浄が実施されている。
【０００７】
しかしながら、これらの方法をもってしても分離膜の洗浄は未だ不十分であり、さらに効果的な洗浄方法が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−３４２３２０号公報
【特許文献２】特開２００７−２８９９４０号公報
【特許文献３】特開平１０−３０９５６７号公報
【特許文献４】特開２００１−０７９３６６号公報
【特許文献５】特開平６−１７０３６４号公報
【特許文献６】特許第３８８７０７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、分離膜モジュールを安定に運転可能にするようにした分離膜モジュールの効果的な洗浄方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する本発明の分離膜モジュールの洗浄方法は、次の特徴を有するものである。
【００１１】
（１）外圧式の分離膜モジュールの洗浄方法において、分離膜の膜一次側の少なくとも一部が水面上になる水位にした後に、分離膜の膜二次側に加圧気体を導入して膜二次側の水を膜一次側に押出すことによって気体押出し逆圧洗浄をすることを特徴とする分離膜モジュールの洗浄方法。
【００１２】
（２）外圧式の分離膜モジュールの洗浄方法において、分離膜の膜一次側がすべて水面上になるようにした後に、分離膜の膜二次側に加圧気体を導入して膜二次側の水を膜一次側に押出すことによって気体押出し逆圧洗浄をすることを特徴とする（１）に記載の分離膜モジュールの洗浄方法。
【００１３】
（３）分離膜の膜二次側に導入する加圧気体の圧力が、分離膜のバブルポイント未満であることを特徴とする（１）または（２）に記載の分離膜モジュールの洗浄方法。
【００１４】
（４）分離膜の膜二次側に加圧気体を導入して膜二次側の水を膜一次側に押出すことによって気体押出し逆圧洗浄をする際に、分離膜モジュールの下部に位置する排水弁を開くことにより、逆洗排水の一部またはすべてを膜モジュールの下部から排水させることを特徴とする、請求項（１）〜（３）のいずれかに記載の分離膜モジュールの洗浄方法。
【００１５】
（５）分離膜の膜二次側に加圧気体を導入して膜二次側の水を膜一次側に押出すことによって気体押出し逆圧洗浄をする際に、分離膜モジュールの下部から排水される逆洗排水の流量よりも、分離膜の膜二次側から膜一次側へ押出す逆洗排水の流量を大きくすることにより、分離膜の膜一次側の水位を上げて、前記気体押出し逆圧洗浄中および／または気体押出し逆圧洗浄後に分離膜モジュールを空気洗浄することを特徴とする、（１）〜（４）のいずれかに記載の分離膜モジュールの洗浄方法。
【００１６】
（６）分離膜モジュールが、ケーシング内に分離膜を収納した加圧型分離膜モジュールであることを特徴とする、（１）〜（５）のいずれかに記載の分離膜モジュールの洗浄方法。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の分離膜モジュールの洗浄方法によれば、一旦分離膜モジュール内の水位を下げて、分離膜の膜一次側の少なくとも一部が水面上になるようにした後に、分離膜の膜二次側に加圧気体を導入して膜二次側の水を膜一次側に押出すことによって気体押出し逆圧洗浄（以下、「気体押出し逆洗」という。）を行う。ここで、加圧気体を駆動力にするために、従来のポンプを駆動力として水を加圧して行う逆洗よりも大きな圧力を分離膜の膜二次側にかけることができる上に、この気体押出し逆洗中における膜一次側、すなわち逆洗水の出口側には水圧がかからない状態となっているため、膜二次側に導入される加圧気体の圧力を最大限に気体押出し逆洗の駆動力として使用できるので、効果的に膜細孔内ならびに膜表面上に蓄積した不純物を剥離、除去することが可能である。さらに、膜一次側に水圧がかかる膜一次側周囲が液体の状態よりも膜表面に付着した物質が剥離しやすく、従来よりも効率的に洗浄をすることが可能である。また、ポンプを駆動力とした逆洗を行う従来の造水装置と比べて、本発明の洗浄方法を用いた造水装置は逆洗ポンプを省略することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の洗浄方法が適用される造水装置の一例を示す装置概略フロー図である。
【図２】本発明の洗浄方法が適用される造水装置の他の例を示す装置概略フロー図である。
【図３】本発明の洗浄方法が適用される造水装置の更に他の例を示す装置概略フロー図である。
【図４】本発明の洗浄方法が適用される造水装置の更に他の例を示す装置概略フロー図である。
【図５】比較例に使用した造水装置を示す装置概略フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面に示す実施態様に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施態様に限定されるものではない。
【００２０】
本発明で対象となる造水装置は、例えば、図１に示すように、原水を膜ろ過する外圧式の分離膜モジュール１と、原水供給配管３、原水弁４を介して原水を分離膜モジュール１に供給する原水供給ポンプ２、分離膜モジュール１内の気体を押出すためのオーバーフロー弁１１、オーバーフロー配管１２、原水を膜ろ過して得られた膜ろ過水を取り出すための膜ろ過水配管５、逆洗弁６、膜ろ過水流出配管９、気体押出し逆洗に用いられる逆洗水を貯留する逆洗水加圧水槽７、気体押出し逆洗の駆動力となる加圧気体を供給する加圧気体源１５、加圧気体配管１６、加圧気体弁１７、膜ろ過水弁８、分離膜モジュール１内の膜一次側の原水を排出するための排水弁１３、排水配管１４、空洗のための気体を供給するための空洗弁１８から構成される。
【００２１】
上述の造水装置における基本的な運転工程である給水工程、膜ろ過工程、気体押出し逆洗工程、空洗工程および排水工程について説明する。各運転工程は、例えば、表１に示すような機器の発停と弁の開閉の組合わせによって構成される。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
まず、分離膜モジュール１の膜一次側を原水で満たすための給水工程として、原水弁４、オーバーフロー弁１１を開にして原水供給ポンプ２を稼動させて原水を分離膜モジュール１へと供給する。分離膜モジュール１の膜一次側が原水で満たされたら膜ろ過工程へと移行する。膜ろ過工程では、逆洗弁６、膜ろ過水弁８を開にして、オーバーフロー弁１１を閉にすることで原水は分離膜モジュール１によって膜ろ過されて、膜ろ過水配管５、逆洗弁６、逆洗水加圧水槽７、膜ろ過水弁８、膜ろ過水流出配管９を介して膜ろ過水が取り出される。膜ろ過工程時間は、原水水質や膜ろ過流束に応じて適宜設定するのが好ましいが、所定の膜ろ過差圧に到達するまで膜ろ過を継続させてもよい。膜ろ過工程の後に、気体押出し逆洗工程を実施するために、原水供給ポンプ２を停止し、原水弁４、逆洗弁６、膜ろ過水弁８を閉にする。
【００２４】
本発明において、気体押出し逆洗工程の間および／または気体押出し逆洗工程の後に気体洗浄（空洗）を行うことができる。以下、気体押出し逆洗工程をＳｔｅｐ１〜Ｓｔｅｐ３で行った後、空洗工程をＳｔｅｐ４〜Ｓｔｅｐ５で行うものとして説明するが、本発明の実施形態はこの例に限定されるものではない。
【００２５】
気体押出し逆洗工程においては、Ｓｔｅｐ１ではオーバーフロー弁１１、排水弁１３を開にして分離膜モジュール１内の膜一次側の原水を排出する。この時、分離膜の膜一次側は少なくとも一部の周囲或いは全部の周囲が気体となった状態になり、一方、膜二次側には膜ろ過水が保持された状態になる。次いで、Ｓｔｅｐ２では、加圧気体弁１７を開にして加圧気体源１５から逆洗水加圧水槽７に加圧気体を供給し、逆洗水加圧水槽７内の逆洗水に所定の圧力を印加する。さらに、Ｓｔｅｐ３では、逆洗弁６を開にすることで、逆洗水加圧水槽７内で所定の圧力を印加された逆洗水が加圧気体に押出されて、膜ろ過水配管５、逆洗弁６を介して分離膜モジュール１の膜二次側へと押し込まれ、分離膜を透過して膜一次側へと流出する。分離膜を透過した逆洗排水は、その一部またはすべてが排水弁１３から排水される。
【００２６】
空洗工程においては、Ｓｔｅｐ４ではオーバーフロー弁１１を開としたまま、逆洗弁６、排水弁１３、加圧気体弁１７を閉にして、原水弁４を開にして、原水供給ポンプ２を稼動させて原水を分離膜モジュール１へと供給して、分離膜モジュール１の膜一次側に水を張る。次いで、Ｓｔｅｐ５ではオーバーフロー弁１１を開としたまま、原水供給ポンプ２を停止、原水弁４を閉にして、空洗弁１８を開にして分離膜モジュール１の膜一次側に気体を導入して、気泡によって分離膜を揺動させたり、気泡によるせん断力により分離膜表面や分離膜間の流路に蓄積した不純物を剥離、除去したりする空洗を行う。
【００２７】
排水工程においては、オーバーフロー弁１１を開としたまま、空洗弁１８を閉、排水弁１３を開にして、分離膜モジュール１の膜一次側の水を、空洗によって分離膜表面や分離膜間の流路から剥離した不純物とともに分離膜モジュール１から排出する。
【００２８】
ここで、分離膜の膜一次側とはろ過対象となる原水が供給される側であり、分離膜の膜二次側とは原水を分離膜でろ過したろ過水側のことをいう。膜一次側には原水に含まれる懸濁物質が存在しているが、膜ろ過水には原水に含まれる懸濁物質は膜ろ過されて除去されているので、膜二次側には懸濁物質は存在していない。また、懸濁物質とは、濁度、浮遊物質量もしくはＳＳ濃度で定義されるものであり、一般的に精密ろ過膜および限外ろ過膜によって除去される物質である。
【００２９】
逆洗水とは逆洗に使用される水が膜二次側を流動する状態の水をいい、逆洗排水とは逆洗水が膜二次側から膜一次側へと分離膜を透過して、膜一次側の分離膜表面上へ至って、膜一次側を流動する状態の水をいう。また、分離膜表面は膜一次側の水と分離膜が接する面と定義する。なお、逆洗水としては、原水を分離膜でろ過したろ過水を使うことが一般的であるが、懸濁物質が除去された水であれば膜二次側を懸濁物質で汚染させることがないので逆洗水として使用することができる。
【００３０】
気体押出し逆洗では、予め加圧気体を膜二次側に導入して逆洗水に任意の逆洗圧を印加しておき（Ｓｔｅｐ２）、その後に逆洗弁６を開とすることで、逆洗水に印加された逆洗圧が瞬時に開放されて分離膜に作用するため（Ｓｔｅｐ３）、分離膜に任意の逆洗圧を印加することができる。
【００３１】
ところで、従来逆洗水をポンプの駆動力を用いて押し込んで逆洗を行うことが多いが、この場合には逆洗圧は逆洗用ポンプの駆動力の範囲内という制約下で逆洗水流量に依存して求められ、一般的には逆洗圧は逆洗水流量に比例する。また、膜ろ過工程時の膜ろ過圧も同様に膜ろ過水流量に比例する。従って、膜ろ過圧の数倍する逆洗圧を印加したい場合には、膜ろ過水流量の数倍になるよう逆洗水流量を調整する必要がある。しかしながら、膜ろ過水流量に対して逆洗水流量を数倍になるようにするためには、逆洗用ポンプを原水供給ポンプの数倍の能力となるように選定し、かつ、逆洗水ならびに逆洗排水が流下する膜ろ過水配管５、オーバーフロー配管１２、逆洗弁６、オーバーフロー弁１１の口径を逆洗水流量に見合うようにサイズアップしなければならないために、設備費、逆洗用ポンプの動力費が過剰にかかり、経済的でなくなる欠点がある。しかしながら、気体押し出し逆洗においては、逆洗圧は加圧気体に印加された圧力をもって任意に設定できるために、膜ろ過圧の数倍する逆洗圧であっても容易に印加することができ、高い逆洗圧によって強い洗浄効果を得ることができる。
【００３２】
本発明において、分離膜の膜二次側に導入する加圧気体の圧力としては、分離膜のバブルポイント未満であることが好ましい。加圧気体の圧力を分離膜のバブルポイント未満にすることにより、加圧気体が分離膜を透過することなく、逆洗水のみが分離膜を透過するので、分離膜の細孔内に気体を進入させて分離膜を乾燥させてしまうことなく逆洗をすることができる。バブルポイントは、ＪＩＳ  Ｋ３８３２「精密濾過膜エレメントおよびモジュールのバブルポイント試験方法」に記載された方法により求められ、分離膜の細孔内に液体（造水装置の場合は水）を充填し、その一方の膜面を気体で徐々に加圧していき、細孔内から水が押し出され、空気が流れ始めるときの圧力である。
【００３３】
ここで、逆洗水に所定の圧力を印加する加圧気体を供給するための加圧気体源１５としては、１０ｋＰａ〜１０００ｋＰａ程度の圧力範囲の気体を供給できる手段であれば、いかなる手段を用いても構わない。一般的には、入手しやすく、維持管理が容易であるエアコンプレッサを用いることが好ましい。エアコンプレッサによって加圧された気体を一旦エアタンクに貯留し、エアタンクの後段に設置したレギュレータによってエアコンプレッサによって加圧された気体を任意の圧力に調圧した後に、加圧気体配管１６、加圧気体弁１７を介して、逆洗水加圧水槽７に供給することが、簡素な設備構成で容易に任意の圧力の加圧気体を供給できるので好ましい。
【００３４】
さらに、本発明の気体押出し逆洗においては、加圧気体が逆洗水加圧水槽７などの膜二次側に供給されるため、膜二次側の管路である膜ろ過水配管５、逆洗水加圧水槽７、膜ろ過水流出配管９が加圧気体中の不純物によって汚染しないように、加圧気体源１５から加圧気体弁１７までの間に加圧気体中の不純物除去のためのフィルタを設置することが好ましい。加圧気体用フィルタとしては、エアコンプレッサ等の加圧気体源に由来するオイルミストを除去するためのオイルミストセパレータや、加圧気体中の微粒子等を除去するためのエアフィルタが挙げられる。また、加圧気体としては、本発明の主旨から特に限定されるものではないが、加圧気体を用いて水を押出すので、水への溶解度が小さい気体が好ましい。一般的には大気を圧縮した加圧空気を用いると、気体源の入手が容易であり、水への溶解度が小さく、かつ人体への有害性の面でも安全であるので好ましい。
【００３５】
逆洗水加圧水槽７としては、逆洗水となる水を貯留できて、加圧気体源１５から供給される加圧気体の圧力への耐圧性を有していれば、本発明の主旨からどのような形状、材質であっても構わない。耐圧性を有する水槽を逆洗水加圧水槽７として膜ろ過水配管５の途中に設けても良いし、膜ろ過水配管５に逆洗水に必要な容積をもたせて逆洗水加圧水槽７として扱っても良い。
【００３６】
また、図４に示すように、膜ろ過工程において逆洗水加圧水槽７を満水にする際にだけ、逆洗弁６、逆洗水加圧水槽エア抜き弁１９を開にして、逆洗水加圧水槽７に膜ろ過水を導き、逆洗水加圧水槽７が満水になれば逆洗弁６、逆洗水加圧水槽エア抜き弁１９を閉にして、膜ろ過水を、膜ろ過水配管５、膜ろ過水弁８、膜ろ過水流出配管９を介して膜ろ過水を取り出すようにしても良い。
【００３７】
本発明において、Ｓｔｅｐ３で気体押出し逆洗を行った際には、分離膜の膜二次側から膜一次側へ透過して流出した逆洗排水は、重力に従って分離膜モジュール１の下部へと分離膜表面を流下して排水弁１３、排水弁１４を介して排出される。この際、膜一次側には水が満たされていないことから膜一次側に水圧による抵抗がなくなるために、膜二次側に印加されている逆洗圧力が膜一次側の水圧による抵抗を受けずに最大限に逆洗の駆動力として使用できる。さらに、分離膜の長手方向が略鉛直に配された分離膜モジュールで、かつ、分離膜モジュールならびに分離膜の上端部から逆洗水が流入する場合、膜二次側は水で満たされているために分離膜の下端ほど水圧が大きくなるため、略鉛直方向に伸びる分離膜の下端部には、分離膜の上端部にかかる逆洗圧に膜二次側の水圧が加わった圧力が気体押出し逆洗の駆動力として使用できる。そのため、分離膜の略鉛直方向の上端から下端まで比較的均一に気体押出し逆洗の効果を与えることが可能となり、分離膜の洗浄の効果が高く得られる。
【００３８】
また、分離膜表面上に付着、蓄積した不純物は、膜一次側に水圧による抵抗、膜一次側の水が分離膜モジュール外へ移送される際の流動抵抗がなくなるために、分離膜表面から剥離しやすく、剥離した不純物は重力に従って分離膜表面をしたたり落ちる逆洗排水に移送されて分離膜モジュール１の下部から排水弁１３、排水配管１４を介してそのまま排出される。
【００３９】
一方、従来の逆洗では、分離膜の膜一次側には原水ならびに逆洗排水が満たされた状態で実施されており、逆洗排水はオーバーフロー弁１１、オーバーフロー配管１２を介して分離膜モジュール１から排出される。このため、逆洗にあたっては分離膜表面に、膜一次側に満たされた水による水圧と、逆洗排水が分離膜モジュール１から排出されてオーバーフロー弁１１、オーバーフロー配管１２を介して流出する際に生ずる流動抵抗による背圧とが印加された状態になっている。このことによって、分離膜表面上に付着、蓄積した不純物が分離膜表面から剥離し難くなる。
【００４０】
さらに、膜一次側の水圧と流動抵抗とが、逆洗の駆動力を減殺するかたちで寄与するために、有効に作用する逆洗の駆動力が減じられ、結果として逆洗効果が減じられる。ここで、膜一次側が水で満たされている場合、逆洗にあたっては膜一次側と膜二次側にかかる水圧は略同等であることが多く、分離膜を挟んだ膜一次側と膜二次側との水圧が相殺された状態となる。また、分離膜の上端部での逆洗圧は、分離膜の膜二次側の流路を逆洗水が流動する際に生じる流動抵抗によって分離膜の下端に近づくにつれて有効に作用する逆洗の駆動力が減じられる。
【００４１】
分離膜モジュール１からの逆洗排水の出口が分離膜モジュール１の上方に位置している場合、逆洗排水が分離膜モジュール１から流出する際に生じる流動抵抗は分離膜の下端に近いほど大きくなり、分離膜の上端に近いほど小さくなる。さらに、分離膜モジュール１の逆洗排水口がノズル形状となっている加圧型膜モジュールにあっては、短時間で大流量の逆洗排水を流出させようとする場合には、ノズル形状となっている逆洗排水口で大きな流動抵抗が発生してしまい、逆洗の駆動力を減殺させる。
【００４２】
これらの作用から、分離膜の膜一次側に水が満たされた状態における逆洗にあたっては、本発明における気体押出し逆洗に比べると、膜一次側の水圧と流動抵抗によって逆洗の駆動力が減殺された上に、膜二次側での逆洗水の流動抵抗と膜一次側での逆洗排水の流動抵抗とで分離膜の上端部から下端部へかけての逆洗の駆動力の減衰の度合いが大きくなることから、十分な逆洗の効果が得られない。
【００４３】
気体押出し逆洗工程のＳｔｅｐ１では、分離膜モジュール１の膜一次側の水を排出するが、その際に分離膜モジュール１の膜一次側の水は残っていても構わないが、好ましくは分離膜の略鉛直方向の半分以上が、より好ましくは分離膜全体が水面よりも上になっていて、気体に触れるようにする。分離膜全体が水面よりも上になっている場合、上記した作用によって、膜一次側での水圧による背圧、流動抵抗による背圧による逆洗の駆動力の減衰がなく、本発明の気体押し出し逆洗の効果が最大となる。
【００４４】
しかしながら、分離膜の略鉛直方向の一部が水面よりも下になっている場合でも、分離膜モジュール１の膜一次側が水で満たされている場合に比べると、水面よりも下になっている部分については、水圧による背圧、流動抵抗による背圧が逆洗の駆動力を減衰させるとはいえ、本発明の気体押出し逆洗の効果を得ることができる。分離膜モジュール１の膜一次側の水が残っていて分離膜の略鉛直方向の一部が水面よりも下になっている場合、気体押出し逆洗にあたっては水面下の分離膜には、膜一次側の水位に依存する水圧が逆洗の背圧として印加される。また、分離膜モジュール１が加圧型膜モジュールである場合、逆洗排水が分離膜モジュールのノズル形状となっている逆洗排水口から流出する際には、逆洗排水口、オーバーフロー配管、オーバーフロー弁において発生する流動抵抗が逆洗の背圧として印加されるが、逆洗排水によって膜一次側の水位が上昇しても、ノズル形状となっている逆洗排水口から逆洗排水が流出するまでは前記流動抵抗は発生しない。よって、気体押出し逆洗を開始する時点での水位が低い方が、より逆洗の駆動力を減殺させる作用が小さくなるために、本発明の気体押出し逆洗の効果を高く得られるので好ましい。
【００４５】
気体押出し逆洗工程のＳｔｅｐ２では、逆洗水に薬液を添加した方が、分離膜表面や分離膜細孔内に付着、蓄積した不純物を薬液によって分解、溶解して除去する効果があるので好ましい。薬液を添加する手段としては図２に示すように、図１に示す造水装置に薬液貯槽２１、薬液注入ポンプ２２、薬液注入配管２３を加えるとよい。また、添加する薬液としては、塩酸、硫酸、硝酸等の無機酸を用いるとアルミニウム、鉄、カルシウム等に対して洗浄効果が高くなるので好ましく、シュウ酸、クエン酸等の有機酸を用いるとアルミニウム、鉄、カルシウム、マンガン等に対して洗浄効果が高くなるので好ましい。次亜塩素酸ナトリウム、二酸化塩素、塩素、過酸化水素、オゾン等の酸化剤を用いると有機物に対して洗浄効果が高くなるので好ましく、特に次亜塩素酸ナトリウムは安価で、入手し易く、取扱いが容易であるのでより好ましい。薬液の注入方法としては、図２に示す造水装置における気体押出し逆洗工程のＳｔｅｐ３において、加圧気体によって逆洗圧を印加された逆洗水が逆洗弁６、膜ろ過水配管５を介して分離膜モジュールに流入する際に、薬液貯槽２１に貯留された薬液を、薬液注入ポンプ２２を用いて薬液注入配管２３を介して逆洗水に注入しても良いし、膜ろ過工程において、膜ろ過水が膜ろ過水配管５、逆洗弁６を介して、逆洗水加圧水槽７へと流入する際に、薬液貯槽２１に貯留された薬液を、薬液注入ポンプ２２を用いて薬液注入配管２３を介して膜ろ過水に注入しても良い。
【００４６】
薬液を逆洗水に注入する場合、逆洗に使用される水量だけの逆洗水に薬液を注入すればよく、一般的には逆洗水が分離膜モジュールに移送されている工程中だけ薬液を注入するので、注入する薬液量を少なくすることができるので好ましい。一方、図４に示すような造水装置では、膜ろ過工程において膜ろ過水に薬液を注入して、あらかじめ薬液が注入された膜ろ過水を逆洗水加圧水槽７に貯留すると、あらかじめ所定の薬液濃度に調整した水を逆洗水として使用できるので、薬液注入ポンプ２２の運用管理が容易になるので好ましい。
【００４７】
空洗工程のＳｔｅｐ４における分離膜モジュール１の膜一次側を水で満たす手段としては、上記の通りで原水を供給してもよいし、オーバーフロー配管１１、逆洗弁６、加圧気体弁１７を開、膜ろ過水弁８、排水弁１３を閉とした状態で逆洗を行い、逆洗水を分離膜モジュール１の膜二次側から膜一次側へと供給することで分離膜モジュール１の膜一次側を逆洗排水で満たしてもよいし、気体押出し逆洗工程において排水弁１３から排水される逆洗排水の流量よりも、分離膜の膜二次側から膜一次側へ押出す逆洗排水の流量を大きくすることにより、分離膜の膜一次側の水位を上げて逆洗排水で満たしてもよいし、これらの手段を組み合わせてもよい。この時、分離膜モジュール１の原水側を満たすための原水あるいは逆洗水には酸化剤を添加した方が、分離膜表面や分離膜細孔内に付着、蓄積した不純物を酸化して分解除去する効果があるので好ましい。
【００４８】
また本発明において、気体押出し逆圧洗浄中および／または気体押出し逆圧洗浄後に分離膜モジュールを気体洗浄することができる。すなわち空洗工程中にも分離膜モジュール１の膜一次側に上記した手段で原水もしくは逆洗水を供給して、オーバーフロー弁１１、オーバーフロー配管１２を介して分離膜モジュール１から原水もしくは逆洗排水を流出させ続けた方が、空洗によって分離膜表面や分離膜間の流路から剥離した不純物が逐次、分離膜モジュール１の外へと移送されるので空洗の洗浄効果が高まって好ましい。
【００４９】
空洗工程において分離膜モジュール１に導入する気体の加圧気体源１５として、気体押出し逆洗工程において逆洗水に所定の圧力を印加するための加圧気体を供給するための加圧気体源１５を共用しても構わないし、気体押出し逆洗用の加圧気体源１５とは別にエアブロワを設置して用いても構わない。
【００５０】
ここで、外圧式の分離膜モジュールとは、分離膜の外表面から分離膜の内部に向かう方向に膜ろ過を行う形式の膜モジュールをいう。
【００５１】
また、分離膜モジュールの形式としては、外圧式であれば圧力容器となるケーシング容器内に分離膜を収納した加圧型膜モジュールでも、大気開放された浸漬水槽に浸漬設置された浸漬型膜モジュールでも構わない。浸漬型膜モジュールは吸引ろ過を行うために、膜ろ過に使用できる圧力は現実的に−８０ｋＰａ程度までに限定される。一方、加圧型膜モジュールでは膜ろ過に使用できる圧力は、分離膜モジュールおよび／もしくは分離膜の耐圧能力に制限されるが、一般的には浸漬膜モジュールよりも膜ろ過に使用できる圧力の範囲が大きいために、浸漬膜モジュールよりも高い膜ろ過圧力を持って、高い膜ろ過流束で膜ろ過ができるので好ましい。
【００５２】
他方で、浸漬型膜モジュールは濁度、ＳＳ濃度で示される懸濁物質が高濃度の原水の膜ろ過が可能であるので好ましい。浸漬型膜モジュールにおいては、高濃度の懸濁物質が流入しても、逆洗や空洗などの物理洗浄によって浸漬型膜モジュール外に懸濁物質を排出しやすいためである。ここで、浸漬型膜モジュールは一般的にケーシング容器に分離膜が収納されておらず、逆洗排水が一箇所に集中するノズルを介して逆洗排水を流出させることなく、浸漬型膜モジュール外へと流出するので、加圧型膜モジュールと比べると逆洗排水の流出に伴う流動抵抗が小さくなり、逆洗駆動力を減衰させる背圧となりにくい利点を有する。つまり、分離膜モジュール外への逆洗排水の流出の観点から、加圧型膜モジュールの方が本発明の効果をより大きく享受できるといえる。
【００５３】
分離膜モジュールの形状としては、中空糸膜モジュール、チューブラー膜モジュール、スパイラル膜モジュール、平膜モジュール等があるが、いずれの形状の分離膜モジュールを用いても本発明の効果に変わりがない。ここで、中空糸膜とは直径２ｍｍ未満の円管状の分離膜、チューブラー膜とは直径２ｍｍ以上の円管状の分離膜をいう。
【００５４】
分離膜としては、本発明の主旨から多孔質であればどのようなものでも構わないが、一般的に除濁用途として用いられる精密ろ過膜（ＭＦ膜）および限外ろ過膜（ＵＦ膜）が好ましい。さらに、本発明の気体押出し逆洗にあっては、表面が平滑な性状を有し、さらに膜細孔が微細なＵＦ膜を用いると、原水中の懸濁物質を分離膜の多孔部に流入させることなく分離膜表面で抑留することができるので、本発明の気体押出し逆洗によって分離膜の略鉛直方向の上端から下端までの分離膜表面に蓄積した懸濁物質を、効果的に剥離させることができるので好ましい。さらに、膜細孔が微細で、かつ分離膜表面が平滑なほど、分離膜表面上を下方に滴り落ちる逆洗排水によって分離膜表面から剥離させた懸濁物質を容易に移送できるので、懸濁物質を分離膜モジュール外に排出し易くなって好ましい。ここで、ＵＦ膜であっても膜表面から内部にかけての膜構造が均質な分離膜よりも、膜表面部が緻密で膜内部にかけて疎になっていく膜構造が不均質な分離膜の方が、一般的に分離膜表面の膜細孔が微細で分離膜表面が平滑となるために好ましい。
【００５５】
また、分離膜の素材としては、本発明の主旨から特に限定されるものではないが、有機素材を使用する場合、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、および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、ポリエーテルスルホン、酢酸セルロース等が使用でき、無機素材を使用する場合はセラミック等が使用できる。この中でも膜強度や耐薬液性の観点からフッ素を含む有機素材やセラミックを素材とするものが好ましい。また、薬液洗浄回復性の観点から一般的に親水性素材とされるポリアクリロニトリルや酢酸セルロースを含む有機素材が好ましい。さらに、一般的に分離膜表面に付着、蓄積した懸濁物質は疎水性を示すことが多いため、分離膜表面での親水性が強い分離膜ほど分離膜表面に付着、蓄積した懸濁物質を剥離させ易くなるので好ましい。
【００５６】
膜ろ過の制御方法としては、定流量ろ過であっても定圧ろ過であっても構わないが、一定の処理水量ないし処理水流量が得られる点から定流量ろ過が好ましい。一方、定圧ろ過は造水装置から流出する処理水流量が変動するものの、膜ろ過の制御は定流量ろ過よりも簡素にできるために好ましい。なお、定圧ろ過にあたっては、その後段に十分な緩衝能力を有する浄水池を設置している場合には、造水装置から流出する処理水流量の変動を浄水池で緩衝して、浄水池から一定の処理水量を供給することも可能である。
【００５７】
膜ろ過方式としては、全量ろ過であってもクロスフローろ過であっても構わないが、膜ろ過に要するエネルギー消費量が少ないという点から全量ろ過が好ましい。
【実施例】
【００５８】
（実施例１）
図３に示す設備構成の造水装置を用いて、分離膜モジュール１に外圧式のＰＶＤＦ製中空糸限外ろ過膜モジュールＨＦＵ−２０２０（東レ（株）製）を１本使用して、薬液貯槽２１に次亜塩素酸ナトリウム水溶液を貯留して、河川水を膜ろ過流束３ｍ3／（ｍ2・ｄ）で全量ろ過方式で定流量ろ過を行った。
【００５９】
各運転工程は、以下に示す機器の発停と弁の開閉によって構成した。まず、給水工程として原水弁４、オーバーフロー弁１１を開にして、原水供給ポンプ２を稼動させて原水を分離膜モジュール１へと供給して分離膜モジュール１の膜一次側を原水で満たした。次いで、膜ろ過工程として、逆洗弁６、膜ろ過水弁８を開にして、オーバーフロー弁１１を閉にすることで原水は分離膜モジュール１によって膜ろ過されて、膜ろ過水配管５、逆洗弁６、逆洗水加圧水槽７、膜ろ過水弁８、膜ろ過水流出配管９を介して膜ろ過水が取り出される。この際、原水供給ポンプ２の出力を膜ろ過水流量センサの出力値によるフィードバック制御することにより、膜ろ過流束３ｍ3／（ｍ2・ｄ）となるように膜ろ過水流量を定流量制御した。膜ろ過工程を３０分間継続した後、原水供給ポンプ２を停止して、原水弁４、逆洗弁６、膜ろ過水弁８を閉にした後、オーバーフロー弁１１を開にした。
【００６０】
気体押出し逆洗工程の水位低下ステップとして、排水弁１３を開にして分離膜モジュール１内の膜一次側の水を全て分離膜モジュール外へ排出した。水位低下ステップは４５秒間実施すれば、分離膜モジュール１内の膜一次側の水を全て排出することができた。なお、この時点では分離膜モジュール１内の膜一次側には水が無くなって周囲が空気となった状態となっているが、膜二次側には膜ろ過水が保持された状態となっている。次いで、逆洗準備ステップとして、加圧気体弁１７を開にして逆洗水加圧水槽７に加圧空気を供給して、逆洗水加圧水槽内７内の水に圧力を印加した。この加圧空気は、加圧気体源１５としてエアコンプレッサを使用して圧縮した空気を、逆洗用加圧気体調圧弁３１を用いて１００ｋＰａとなるように調整した。逆洗準備ステップは４５秒実施すれば、逆洗水加圧水槽７内の圧力が１００ｋＰａで一定になった。次いで、気体押出し逆洗ステップとして、加圧気体弁１７を開にしたまま逆洗弁６を開にして、逆洗水加圧水槽７内で加圧空気によって１００ｋＰａに加圧された水を膜ろ過水配管５、逆洗弁６を介して分離膜モジュール１の膜二次側へと押し込み、気体押出し逆洗を行った。３０秒間の気体押出し逆洗ステップにおいて、逆洗水として１００Ｌの水を使用した。この気体押出し逆洗ステップ中に、薬液貯槽２１に貯留した次亜塩素酸ナトリウム水溶液を、逆洗水として使用した１００Ｌの水に対し塩素濃度５ｍｇ／Ｌとなるように薬液注入ポンプ２２を用いて薬液注入配管２３を介して逆洗水に注入した。この気体押出し逆洗ステップにあたっては、オーバーフロー弁１１、排水弁１３が開になっているので、分離膜を膜二次側から膜一次側へと透過した逆洗水は、逆洗排水として分離膜表面をつたって重力に従って分離膜モジュール１の下方へと流下して、排水弁１３、排水配管１４を介して分離膜モジュール１外へと流出した。
【００６１】
空洗工程の水張りステップとして、加圧気体弁１７、逆洗弁６の順に弁を閉じて、排水弁１３を閉にして、オーバーフロー弁１１は開としたまま原水弁４も開にし、原水供給ポンプ２を稼動させて原水を分離膜モジュール１へと供給して分離膜モジュール１の膜一次側を原水で満たした。その後、原水供給ポンプ２を停止して原水弁４を閉にした。次いで、空洗ステップとして、空洗弁１８を開にして分離膜モジュール１の膜一次側に空気を空気流量１００ＮＬ／ｍｉｎとなるように導入して空洗を３０秒間行った。空気流量は、加圧気体源１５としてエアコンプレッサを使用して圧縮した空気を、空洗用加圧気体調圧弁３２、空洗用気体流量調整弁３３を用いて１００ＮＬ／ｍｉｎとなるように調整を行った。その後、空洗弁１８を閉じた。
【００６２】
排水工程として、オーバーフロー弁１１を開としたまま、排水弁１３を開にして、分離膜モジュール１内の膜一次側の水を、空洗工程によって分離膜表面や分離膜間の流路から剥離した不純物とともに分離膜モジュール１から排出した。次いで、給水工程に戻り、上記工程を繰り返した。
【００６３】
その結果、分離膜モジュール１の膜ろ過差圧は、運転開始直後の３０ｋＰａに対し、６ヶ月後も６０ｋＰａと安定運転を行うことができた。また、運転期間中の本造水装置の平均電力消費量は、０．０３３ｋＷｈ／ｍ3であった。
【００６４】
（実施例２）
図４に示す設備構成の造水装置を用いて、逆洗水への次亜塩素酸ナトリウム水溶液の注入方法として、膜ろ過工程時において膜ろ過水に塩素濃度５ｍｇ／Ｌとなるように薬液貯槽２１に貯留した次亜塩素酸ナトリウム水溶液を薬液注入ポンプ２２を用いて薬液注入配管２３を介して膜ろ過水に注入して、逆洗水加圧水槽７に塩素濃度５ｍｇ／Ｌの水を貯留して、これを逆洗水として使用することとした点以外は、実施例１と同様に運転を行った。
【００６５】
その結果、分離膜モジュール１の膜ろ過差圧は、運転開始直後の３０ｋＰａに対し、６ヶ月後も６０ｋＰａと安定運転を行うことができた。また、運転期間中の本造水装置の平均電力消費量は、０．０３３ｋＷｈ／ｍ3であり、実施例１比で１．００であった。
【００６６】
（実施例３）
図３に示す設備構成の造水装置を用いて、気体押出し逆洗工程の気体押出し逆洗ステップ時に排水弁１３を閉として、分離膜の膜二次側から膜一次側に透過して生じた逆洗排水を分離膜モジュール１内の膜一次側に溜め込んでいくようにして、空洗工程の水張りステップを省略した点以外は、実施例１と同様に運転を行った。
【００６７】
その結果、分離膜モジュール１の膜ろ過差圧は、運転開始直後の３０ｋＰａに対し、６ヶ月後も７０ｋＰａと安定運転を行うことができた。また、運転期間中の本造水装置の平均電力消費量は、０．０３５ｋＷｈ／ｍ３であり、実施例１比で１．０６であった。
【００６８】
（実施例４）
図３に示す設備構成の造水装置を用いて、気体押出し逆洗工程の気体押出し逆洗ステップ時に排水弁１３を閉として、分離膜の膜二次側から膜一次側に透過して生じた逆洗排水を分離膜モジュール１内の膜一次側に溜め込んでいくようにして、空洗工程の水張りステップを省略した点、さらに気体押出し逆洗ステップの際に、排水弁１３を閉としたまま空洗弁１８を開にして分離膜モジュール１の膜一次側に空気を導入して空洗を行った点の２点以外は、実施例１と同様に運転を行った。
【００６９】
その結果、分離膜モジュール１の膜ろ過差圧は、運転開始直後の３０ｋＰａに対し、６ヶ月後も６５ｋＰａと安定運転を行うことができた。また、運転期間中の本造水装置の平均電力消費量は、０．０３３ｋＷｈ／ｍ3であり、実施例１比で１．０３であった。
【００７０】
（実施例５）
図３に示す設備構成の造水装置を用いて、気体押出し逆洗工程の気体押出し逆洗ステップの最初の１０秒間をオーバーフロー弁１１、排水弁１３を開としたまま、逆洗排水を分離膜モジュール１外に排水弁１３、排水配管１４を介して流出させた点、次いで、気体押出し逆洗ステップとなって１０秒経過後に排水弁１３を閉として、逆洗排水を分離膜モジュール１内の膜一次側に溜め込んでいくようにして、空洗工程の水張りステップを省略した点、排水弁１３を閉として分離膜モジュール１内の膜一次側に逆洗排水を溜め込んでいくと同時に、空洗弁１８を開にして分離膜モジュール１の膜一次側に空気を導入して空洗を行った点、気体押出し逆洗ステップを合計３０秒間実施後に加圧気体弁１７、逆洗弁６を閉にして気体押出し逆洗を停止させた後も、空洗弁１８を開としたまま空洗を継続して、空洗を３０秒間実施した後に空洗弁１８を閉として空洗を停止させた点、の４点以外は、実施例１と同様に運転を行った。
【００７１】
その結果、分離膜モジュール１の膜ろ過差圧は、運転開始直後の３０ｋＰａに対し、６ヶ月後も６１ｋＰａと安定運転を行うことができた。また、運転期間中の本造水装置の平均電力消費量は、０．０３２ｋＷｈ／ｍ3であり、実施例１比で１．００であった。
【００７２】
（比較例１）
図３に示す設備構成の造水装置を用いて、気体押出し逆洗工程の水位低下ステップおよび空洗工程の水張りステップを省略した点以外は、実施例１と同様に運転を行った。この逆洗工程における気体押出し逆洗ステップにあたっては、水位低下ステップを省略しているために分離膜モジュール１の膜一次側は水で満たされているので、分離膜を膜二次側から膜一次側へと透過した逆洗水は、逆洗排水として分離膜モジュール１の上方に設けられた逆洗排水口からオーバーフローして分離膜モジュール１外へと流出した。
【００７３】
その結果、分離膜モジュール１の膜ろ過差圧は、運転開始直後の３０ｋＰａに対し、６ヶ月後には８７ｋＰａとなっていた。また、運転期間中の本造水装置の平均電力消費量は、０．０３８ｋＷｈ／ｍ3であり、実施例１比で１．１８であった。
【００７４】
（比較例２）
図５に示す設備構成の造水装置を用いて、分離膜モジュール１に外圧式のＰＶＤＦ製中空糸限外ろ過膜モジュールＨＦＵ−２０２０（東レ（株）製）を１本使用して、薬液貯槽２１に次亜塩素酸ナトリウム水溶液を貯留して、河川水を膜ろ過流束３ｍ3／（ｍ2・ｄ）で全量ろ過方式で定流量ろ過を行った。
【００７５】
各運転工程は、以下に示す機器の発停と弁の開閉によって構成した。まず、給水工程として原水弁４、オーバーフロー弁１１を開にして、原水供給ポンプ２を稼動させて原水を分離膜モジュール１へと供給して分離膜モジュール１の膜一次側を原水で満たした。次いで、膜ろ過工程として、膜ろ過水弁８を開にして、オーバーフロー弁１１を閉にすることで原水は分離膜モジュール１によって膜ろ過されて、膜ろ過水配管５、膜ろ過水弁８を介して膜ろ過水が取り出され、逆洗水槽３４に貯留される。逆洗水槽３４からオーバーフローした膜ろ過水は、膜ろ過水流出配管９を介して装置外へと流出する。この際、原水供給ポンプ２の出力を膜ろ過水流量センサの出力値によるフィードバック制御することにより、膜ろ過流束３ｍ3／（ｍ2・ｄ）となるように膜ろ過水流量を定流量制御した。膜ろ過工程を３０分間継続した後、原水供給ポンプ２を停止して、原水弁４、膜ろ過水弁８を閉にした後、オーバーフロー弁１１を開にした。
【００７６】
逆洗工程として、逆洗弁６を開にして、逆洗ポンプ３５を稼動させて逆洗水槽に貯留された膜ろ過水を逆洗水として、逆洗水配管３６、逆洗弁６、膜ろ過水配管５を介して分離膜モジュール１の膜二次側へと押し込み、逆洗流束４ｍ3／（ｍ2・ｄ）で３０秒間の逆洗を行った。この逆洗工程中に薬液貯槽２１に貯留した次亜塩素酸ナトリウム水溶液を、逆洗水に対して塩素濃度５ｍｇ／Ｌとなるように薬液注入ポンプ２２を用いて薬液注入配管２３を介して逆洗水に注入した。この逆洗工程にあたっては、分離膜モジュール１の膜一次側は水で満たされているので、分離膜を膜二次側から膜一次側へと透過した逆洗水は、逆洗排水として分離膜モジュール１の上方に設けられた逆洗排水口からオーバーフローして分離膜モジュール１外へと流出した。逆洗を３０秒間実施した後、逆洗ポンプ３５を停止させ、逆洗弁６を閉にした。
【００７７】
空洗工程として、オーバーフロー弁１１は開としたまま空洗弁１８を開にして、分離膜モジュール１の膜一次側に空気を空気流量１００ＮＬ／ｍｉｎとなるように導入して空洗を３０秒間行った。空気流量は、加圧気体源１５としてエアコンプレッサを使用して圧縮した空気を、空洗用加圧気体調圧弁３２、空洗用気体流量調整弁３３を用いて１００ＮＬ／ｍｉｎとなるように調整を行った。その後、空洗弁１８を閉じた。
【００７８】
排水工程として、オーバーフロー弁１１を開としたまま、排水弁１３を開にして、分離膜モジュール１内の膜一次側の水を、空洗工程によって分離膜表面や分離膜間の流路から剥離した不純物とともに分離膜モジュール１から排出した。次いで、給水工程に戻り、上記工程を繰り返した。
【００７９】
その結果、分離膜モジュール１の膜ろ過差圧は、運転開始直後の３０ｋＰａに対し、６ヶ月後には９５ｋＰａとなっていた。また、運転期間中の本造水装置の平均電力消費量は、０．０３５ｋＷｈ／ｍ3であり、実施例１比で１．０７であった。
【００８０】
（比較例３）
図５に示す設備構成の造水装置を用いて、膜ろ過工程が終了後に、オーバーフロー弁１１を開としたまま排水弁１３を開にして、分離膜モジュール１の膜一次側の水を排水した後に、逆洗工程として、逆洗弁６を開にして、逆洗ポンプを稼動させて逆洗水槽に貯留された膜ろ過水を逆洗水として、逆洗水配管３６、逆洗弁６、膜ろ過水配管５を介して分離膜モジュール１の膜二次側へと押し込み、逆洗流束４ｍ3／（ｍ2・ｄ）で３０秒間の逆洗を行った点、この逆洗工程に次ぐ水張りステップとして逆洗弁６、排水弁１３を閉、原水弁４を開にして原水供給ポンプ２を稼動させて原水を分離膜モジュール１へと供給して分離膜モジュール１の膜一次側を原水で満たしてから空洗工程を行った点以外は比較例２と同様に運転を行った。
【００８１】
この逆洗工程にあたっては、オーバーフロー弁１１、排水弁１３が開になって分離膜モジュール１内の水は排出された状態になっているので、分離膜を膜二次側から膜一次側へと透過した逆洗水は、逆洗排水として分離膜表面をつたって重力に従って分離膜モジュール１の下方へと流下して、排水弁１３、排水配管１４を介して分離膜モジュール１外へと流出した。
【００８２】
その結果、分離膜モジュール１の膜ろ過差圧は、運転開始直後の３０ｋＰａに対し、６ヶ月後には８５ｋＰａとなっていた。また、運転期間中の本造水装置の平均電力消費量は、０．０３３ｋＷｈ／ｍ3であり、実施例１比で１．０１であった。
【００８３】
（比較例４）
図５に示す設備構成の造水装置を用いて、逆洗工程時に、空洗弁１８を開にして、分離膜モジュールの膜一次側に空気を空気流量１００ＮＬ／ｍｉｎとなるように導入して空洗を同時に行った点、空洗を同時に行った逆洗工程に引き続いて、排水工程を行い、次いで、給水工程に戻り、膜ろ過工程、逆洗工程、排水工程、給水工程を繰り返した点以外は比較例２と同様に運転を行った。
【００８４】
その結果、分離膜モジュール１の膜ろ過差圧は、運転開始直後の３０ｋＰａに対し、６ヶ月後には８５ｋＰａとなっていた。また、運転期間中の本造水装置の平均電力消費量は、０．０３２ｋＷｈ／ｍ3であり、実施例１比で１．００であった。
【符号の説明】
【００８５】
１：分離膜モジュール
２：原水供給ポンプ
３：原水供給配管
４：原水弁
５：膜ろ過水配管
６：逆洗弁
７：逆洗水加圧水槽
８：膜ろ過水弁
９：膜ろ過水流出配管
１１：オーバーフロー弁
１２：オーバーフロー配管
１３：排水弁
１４：排水配管
１５：加圧気体源
１６：加圧気体配管
１７：加圧気体弁
１８：空洗弁
１９：逆洗水加圧水槽エア抜き弁
２１：薬液貯槽
２２：薬液注入ポンプ
２３：薬液注入配管
３１：逆洗用加圧気体調圧弁
３２：空洗用加圧気体調圧弁
３３：空洗用気体流量調整弁
３４：逆洗水槽
３５：逆洗ポンプ
３６：逆洗水配管
【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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