(57)【要約】【課題】設備費、設備の設置スペース、電気代を削減することが可能であり、分離膜表面全体に付着していた汚染物質を著しく剥離除去することが可能な膜モジュールの洗浄方法および造水方法を提供すること。【解決手段】分離膜が鉛直方向となるように設置された膜モジュール４の前記分離膜一次側の下部に原水を供給し、分離膜で前記原水をろ過して前記分離膜二次側から膜ろ過水を得る造水方法であって、アスピレーター供給水をアスピレーター１２に供給してアスピレーター１２から吐出された気液混合流体を膜モジュール４の前記分離膜一次側の下部に供給する洗浄工程を一時的に行う。【選択図】図１
2015077530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分離膜が鉛直方向となるように設置された膜モジュールの前記分離膜一次側の下部に原水を供給し、前記分離膜で前記原水をろ過して前記分離膜二次側から膜ろ過水を得る造水方法であって、アスピレーター供給水をアスピレーターに供給して前記アスピレーターから吐出された気液混合流体を前記膜モジュールの前記分離膜一次側の下部に供給する洗浄工程を一時的に行うことを特徴とする、造水方法。
【請求項２】
アスピレーター供給水の少なくとも一部が原水または膜ろ過水である、請求項１に記載の造水方法。
【請求項３】
気液混合流体を前記膜モジュールの前記分離膜一次側の下部に供給する前に前記膜モジュールの前記分離膜一次側の水を系外に排出する、請求項１または２に記載の造水方法。
【請求項４】
前記気液混合流体を前記膜モジュールの前記分離膜一次側の下部に供給し、前記膜モジュールの前記分離膜一次側から排出された水の少なくとも一部を回収し、前記原水に混合する、請求項１〜３のいずれかに記載の造水方法。
【請求項５】
回収した前記膜モジュールの前記分離膜一次側から排出された水を懸濁物質と清澄水に分離処理し、前記清澄水を前記原水に混合する、請求項４に記載の造水方法。
【請求項６】
前記分離膜が精密ろ過膜または限外ろ過膜である、請求項１〜５のいずれかに記載の造水方法。
【請求項７】
前記気液混合流体を前記膜モジュールの前記分離膜一次側の下部に供給する前および／または同時に、前記膜ろ過水を前記膜モジュールの前記分離膜二次側から前記膜モジュールの前記分離膜一次側に圧送する逆圧洗浄を実施する、請求項６に記載の造水方法。
【請求項８】
逆圧洗浄を実施する際の前記膜ろ過水に酸化剤を添加する、請求項７に記載の造水方法。
【請求項９】
前記膜ろ過水をナノろ過膜モジュールまたは逆浸透膜モジュールに供給して透過水と濃縮水とに分離し、前記濃縮水の少なくとも一部をアスピレーター供給水とすることを特徴とする、請求項６〜８のいずれかに記載の造水方法。
【請求項１０】
前記分離膜がナノろ過膜または逆浸透膜である、請求項１〜５のいずれかに記載の造水方法。
【請求項１１】
前記原水を前記膜モジュールの前記分離膜一次側の下部に供給する前に、前記膜モジュールの前段に設置した第２の膜モジュールである精密ろ過膜モジュールまたは限外ろ過膜モジュールで膜ろ過する、請求項１０に記載の造水方法。
【請求項１２】
前記気液混合流体を前記膜モジュールの前記分離膜一次側の下部に供給し、前記膜モジュールの前記分離膜一次側から排出された水の少なくとも一部を回収し、前記第２の膜モジュールに供給する、請求項１１に記載の造水方法。
【請求項１３】
鉛直方向に設置された分離膜で原水をろ過して前記分離膜二次側から膜ろ過水を排出する膜モジュールと、前記膜モジュールの前記分離膜一次側の下部に原水を供給する原水供給ユニットと、アスピレーター供給水の一部および気体を混合して気液混合流体を前記膜モジュールの前記分離膜一次側の下部に供給するアスピレーターと、前記アスピレーター供給水を前記アスピレーターに供給するアスピレーター供給水供給ユニットとを備えた造水装置。
【請求項１４】
前記原水が前記膜モジュールの前記分離膜一次側の下部に供給される原水供給配管が分岐しており、前記アスピレーター供給水供給ユニットは前記原水を前記アスピレーター供給水として前記アスピレーターに供給することを特徴とする請求項１３に記載の造水装置。
【請求項１５】
前記膜ろ過水が前記膜モジュールの前記分離膜二次側から排出される膜ろ過水排出配管が分岐しており、前記アスピレーター供給水供給ユニットは前記膜ろ過水を前記アスピレーター供給水として前記アスピレーターに供給することを特徴とする請求項１３に記載の造水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分離膜を備えた膜モジュールに原水を供給して膜ろ過水を得る造水方法および造水装置、特に膜モジュールの洗浄方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
膜分離法は、省エネルギー・省スペース、およびろ過水質向上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が挙げられる。ナノろ過膜や逆浸透膜は、精密ろ過膜や限外ろ過膜で除去しきれないカビ臭、色度、硬度成分等を除去する高度浄水プロセスへの適用や、海水淡水化、かん水淡水化、純水製造等への適用が挙げられる。
【０００３】
原水の膜ろ過を継続すると、膜ろ過水量に伴って、分離膜表面や分離膜細孔内には懸濁物質、フミン質、微生物由来のタンパク質等の膜汚染物質の付着量が増大していき、ろ過流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、分離膜一次側（原水側）に気泡を供給し、分離膜を揺動させ、分離膜同士を触れ合わせることにより分離膜表面に付着していた汚染物質を掻き落とす空気洗浄や、膜二次側（膜ろ過水側）から分離膜一次側へ膜のろ過方法とは逆方向に膜ろ過水あるいは清澄水を圧力で押し込み、分離膜表面や分離膜細孔内に付着していた汚染物質を排除する逆圧洗浄、膜一次側に原水を高流量で流通し、膜面流速を上げて、水流による剪断力で分離膜表面に付着していた汚染物質を剥離するフラッシング洗浄等の物理洗浄が実用化されている（特許文献１）。
【０００５】
前記空気洗浄としては、膜モジュール内の水位を上方および／または下方に移動させながら気泡を供給する方法が提案されている（特許文献１−４）。水面は、気泡の崩壊で極めて大きく強い波の脈動面となっている。従って、この脈動面が上方から下方、あるいは下方から上方へ移動することによって、分離膜表面に付着していた汚染物質は効果的に剥離される。さらに剥離された膜モジュール内の汚染物質は短時間で膜モジュール系外に排出されるので、分離膜の擦過が起きにくく、膜モジュールの寿命を延ばす長所を有する。
【０００６】
また、前記フラッシング洗浄としては、原水をアスピレーターに供給し、アスピレーターから吐出された気液混合流体を膜モジュール内に供給する方法が提案されている（特許文献５、６）。ブロワーあるいはコンプレッサーを用いずに、水流と気泡の剪断力によって分離膜表面の汚染物質を剥離除去する長所を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−３４２３２０号公報
【特許文献２】特開平４−１２６５２８号公報
【特許文献３】特開平７−４７２４５号公報
【特許文献４】特開２００６−２８１１６３号公報
【特許文献５】特公昭５２−３８９４７号公報
【特許文献６】特開昭５４−５６０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、膜モジュール内の水位を上方に移動させながら気泡を供給する方法は原水を膜モジュール内に供給する原水供給ポンプと空気を膜モジュール内に供給するブロワーあるいはコンプレッサーの両方を稼働する必要があり、設備費および設備の設置スペースが大きく、電気代も高いという問題があった。
【０００９】
一方、原水をアスピレーターに供給し、アスピレーターから吐出された気液混合流体を膜モジュール内に供給する特許文献５，６に記載された方法は、膜モジュールが横置き、すなわち気液混合流体の流れが地面に対して平行に設置されているため、モジュールの設置が容易であるという特長を有するものの、内圧中空糸膜や内圧管状膜やモノリス膜以外の外圧式加圧型の膜モジュールが長い場合には、気液混合流体の気泡は気液混合流体の流入口から遠ざかるにつれて、膜モジュールの上方に移動してしまうため、気泡は不均一となってしまう。とりわけ流入口から１ｍ以上の距離に達すると膜モジュール下部の分離膜表面は気泡に接触することはなく、分離膜表面の汚染物質を剥離除去する効果が著しく低下する問題があった。
【００１０】
そのため、本発明は、膜モジュールの洗浄方法において、設備費、設備の設置スペース、電気代を削減することが可能であり、膜表面全体に付着していた汚染物質を著しく剥離除去することが可能な洗浄工程を含む造水方法および造水装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の造水方法、および造水装置は、次の特徴を有するものである。
【００１２】
（１）分離膜が鉛直方向となるように設置された膜モジュールの前記分離膜一次側の下部に原水を供給し、前記分離膜で前記原水をろ過して前記分離膜二次側から膜ろ過水を得る造水方法であって、アスピレーター供給水をアスピレーターに供給して前記アスピレーターから吐出された気液混合流体を前記膜モジュールの前記分離膜一次側の下部に供給する洗浄工程を一時的に行うことを特徴とする、造水方法。
【００１３】
（２）アスピレーター供給水の少なくとも一部が原水または膜ろ過水である、（１）に記載の造水方法。
【００１４】
（３）気液混合流体を前記膜モジュールの前記分離膜一次側の下部に供給する前に前記膜モジュールの前記分離膜一次側の水を系外に排出する、（１）または（２）に記載の造水方法。
【００１５】
（４）前記気液混合流体を前記膜モジュールの前記分離膜一次側の下部に供給し、前記膜モジュールの前記分離膜一次側から排出された水の少なくとも一部を回収し、前記原水に混合する、（１）〜（３）のいずれかに記載の造水方法。
【００１６】
（５）回収した前記膜モジュールの前記分離膜一次側から排出された水を懸濁物質と清澄水に分離処理し、前記清澄水を前記原水に混合する、（４）に記載の造水方法。
【００１７】
（６）前記分離膜が精密ろ過膜または限外ろ過膜である、（１）〜（５）のいずれかに記載の造水方法。
【００１８】
（７）前記気液混合流体を前記膜モジュールの前記分離膜一次側の下部に供給する前および／または同時に、前記膜ろ過水を前記膜モジュールの前記分離膜二次側から前記膜モジュールの前記分離膜一次側に圧送する逆圧洗浄を実施する、（６）に記載の造水方法。
【００１９】
（８）逆圧洗浄を実施する際の前記膜ろ過水に酸化剤を添加する、（７）に記載の造水方法。
【００２０】
（９）前記膜ろ過水をナノろ過膜モジュールまたは逆浸透膜モジュールに供給して透過水と濃縮水とに分離し、前記濃縮水の少なくとも一部をアスピレーター供給水とすることを特徴とする、（６）〜（８）のいずれかに記載の造水方法。
【００２１】
（１０）前記分離膜がナノろ過膜または逆浸透膜である、（１）〜（５）のいずれかに記載の造水方法。
【００２２】
（１１）前記原水を前記膜モジュールの前記分離膜一次側の下部に供給する前に、前記膜モジュールの前段に設置した第２の膜モジュールである精密ろ過膜モジュールまたは限外ろ過膜モジュールで膜ろ過する、（１０）に記載の造水方法。
【００２３】
（１２）前記気液混合流体を前記膜モジュールの前記分離膜一次側の下部に供給し、前記膜モジュールの前記分離膜一次側から排出された水の少なくとも一部を回収し、前記第２の膜モジュールに供給する、（１１）に記載の造水方法。
【００２４】
（１３）鉛直方向に設置された分離膜で原水をろ過して前記分離膜二次側から膜ろ過水を排出する膜モジュールと、前記膜モジュールの前記分離膜一次側の下部に原水を供給する原水供給ユニットと、アスピレーター供給水の一部および気体を混合して気液混合流体を前記膜モジュールの前記分離膜一次側の下部に供給するアスピレーターと、前記アスピレーター供給水を前記アスピレーターに供給するアスピレーター供給水供給ユニットとを備えた造水装置。
【００２５】
（１４）前記原水が前記膜モジュールの前記分離膜一次側の下部に供給される原水供給配管が分岐しており、前記アスピレーター供給水供給ユニットは前記原水を前記アスピレーター供給水として前記アスピレーターに供給することを特徴とする（１３）に記載の造水装置。
【００２６】
（１５）前記膜ろ過水が前記膜モジュールの前記分離膜二次側から排出される膜ろ過水排出配管が分岐しており、前記アスピレーター供給水供給ユニットは前記膜ろ過水を前記アスピレーター供給水として前記アスピレーターに供給することを特徴とする（１３）に記載の造水装置。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の膜モジュールの洗浄方法においては、ブロワー、コンプレッサー等の空気供給設備を使用せずに、アスピレーターと既存の原水ポンプを利用するので、設備費、設備の設置スペース、電気代を削減できる。また、膜モジュールを鉛直方法に設置することにより、気泡が分離膜表面全体に接触し、分離膜表面全体に付着していた汚染物質を著しく剥離除去することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態が適用される造水装置（加圧型膜モジュール）の一例を示す装置概略フロー図である。
【図２】本発明の第１の実施形態が適用される造水装置（加圧型膜モジュール）の別の一例を示す装置概略フロー図である。
【図３】本発明の第１の実施形態が適用される造水装置（加圧型膜モジュール）のさらに別の一例を示す装置概略フロー図である。
【図４】本発明の第１の実施形態が適用される造水装置（浸漬型膜モジュール）の一例を示す装置概略フロー図である。
【図５】本発明の第１の実施形態が適用される造水装置（浸漬型膜モジュール）の別の一例を示す装置概略フロー図である。
【図６】本発明の第２の実施形態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７】本発明の第２の実施形態が適用される造水装置の別の一例を示す装置概略フロー図である。
【図８】従来の造水装置の一例を示す装置概略フロー図である。
【図９】従来の造水装置の別の一例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】
【００２９】
（第１の実施形態）
以下、図面に示す実施態様に基づいて本発明の第１の実施形態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。
【００３０】
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、原水を貯留する原水貯留槽１と、原水を供給する原水供給ポンプ２と、原水供給時に開となる原水弁３と、原水を膜ろ過する精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４と、膜ろ過時に開となるろ過水弁５と、精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４によって得られた膜ろ過水を貯留する精密ろ過膜／限外ろ過膜ろ過水貯留槽６と、膜ろ過水を精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４に供給して逆圧洗浄する時に稼働する逆洗ポンプ７と、逆圧洗浄する時に開となる逆洗弁８と、逆圧洗浄水に酸化剤を添加する時に稼働する酸化剤供給ポンプ９と、酸化剤を貯留する酸化剤貯留槽１０と、精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の分離膜一次側の下部に気液混合流体を供給する場合に開となる空洗弁１１と、原水および空気を供給して気液混合流体を吐出するアスピレーター１２と、アスピレーター１２への逆流を防止する逆止弁１３と、精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の分離膜一次側の水を下部から排出する場合に開となる排水弁１４と、精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の分離膜一次側の空気や水を上方から排出する場合に開となるエア抜き弁１５と、精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の上方からエア抜き弁１５を通過して排出された水を回収する回収槽１６と、回収槽１６内の水を懸濁物質と清澄水に分離処理する沈殿槽１７が設けられている。
【００３１】
上述の造水装置において、通常のろ過工程では、原水弁３が開の状態で原水供給ポンプ２を稼働することで、原水貯留槽１に貯留されている原水を精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の分離膜一次側の下部に供給し、ろ過水弁５を開にすることで精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の加圧ろ過が行われる。膜ろ過水は分離膜二次側からろ過水弁５を経て精密ろ過膜／限外ろ過膜ろ過水貯留槽６へと移送される。全量ろ過の場合、逆洗弁８、空洗弁１１、排水弁１４、エア抜き弁１５はいずれも閉である。ろ過時間は原水水質や膜透過流束等に応じて適宜設定するのが好ましいが、定流量ろ過の場合は、所定の膜ろ過差圧や膜ろ過水量［ｍ３］、定圧ろ過の場合は、所定の膜ろ過流量［ｍ３／日］や膜ろ過水量［ｍ３］に到達するまでろ過時間を継続させてもよい。なお、膜ろ過流量とは単位時間あたりの膜ろ過水量のことである。
【００３２】
上記のような造水装置において、本発明の造水方法に係る洗浄方法は例えば次のように実施する。
【００３３】
まず、原水弁３とろ過水弁５を閉にして、原水供給ポンプ２を停止して精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４のろ過工程を停止する。その後、エア抜き弁１５と排水弁１４を開にして、精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の分離膜一次側の水を精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の分離膜一次側の下部から排水弁１４を経て系外に排出すると、精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４内の水位が下がっていき、膜一次側周囲が気体となった状態となる。ここで、分離膜一次側とはろ過対象となる原水を供給する側のことであり、分離膜二次側とは原水を膜でろ過することが得られた膜ろ過水が存在する側のことをいう。このように、精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の分離膜一次側の水全量を排出した後、排水弁１４を閉、空洗弁１１を開にして、原水供給ポンプ２を稼働すると、原水はアスピレーター１２内を通過することで自動的に空気と混合される。原水と空気の気液混合流体は逆止弁１３を経て、精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の分離膜一次側の下部に供給される。アスピレーター１２はＴ字管になっており、Ｔ字の水平線にあたる管の一方を原水供給ポンプ２側に、もう一方を精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４側に接続する。Ｔ字の垂直線にあたる管が空気吸い込み口となる。水平線にあたる管の内部は一部細くなっており、ここから分岐して垂直線にあたる管が付く。水平方向に水を流すと、管内の細くなった部分で流速が増すため、ベンチュリ効果によって圧力が低下する。この減圧になった水流に空気が吸い込まれる。
【００３４】
その結果、精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４内の水位を上方に移動させながら気泡を供給することになり、分離膜表面に付着していた汚染物質は効果的に剥離される。また、精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４内の水位が上限に達すると、気液混合流体は分離膜表面から剥離した汚染物質とともに精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の上部側面に位置するサイドノズルからエア抜き弁１５を経て系外に排出される。アスピレーター１２に供給する原水流量が大きいほど、アスピレーター１２に吸い込まれる空気流量が大きくなり、分離膜表面に付着していた汚染物質を剥離し、精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の系外に排出する効果が大きいので好ましいが、分離膜の損傷を起こさない範囲内に適宜設定する。原水流量：空気流量の混合比としては、汚染物質の剥離効果が大きい１：１〜５：１程度が好ましい。
【００３５】
ここで、本発明の造水方法に係る洗浄工程において、アスピレーターに供給されるアスピレーター供給水としては、本発明の要旨を逸脱しないものであればどのような水でも使用することができ、例えば、図１を用いて上述したように原水を使用してもよく、図２を用いて後述するように精密ろ過膜／限外ろ過膜ろ過水貯留槽６内の膜ろ過水を使用しても良い。また、水道水、工業用水、地下水等、原水とは別途の水を使用しても良い。
【００３６】
上記洗浄時におけるアスピレーター１２からの吐出圧力によっては、通常のろ過工程よりろ過流量が小さいものの、ろ過水弁５を開にすることでアスピレーター１２から吐出された気液混合流体を精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の分離膜一次側の下部に供給する洗浄工程を実施しながらろ過することも可能である。すなわち、分離膜の洗浄とろ過を同時に実施できる。また、上述したように原水供給ポンプ２を一旦停止させず、原水供給ポンプ２を稼働した状態で空洗弁１１、エア抜き弁１５を開、原水弁３を閉にしてもよく、そのときのろ過水弁５の開閉は任意である。
【００３７】
前記気液混合流体を精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の分離膜一次側の下部に供給する前および／または同時に、逆洗弁８を開にして、逆洗ポンプ７を稼動することで、精密ろ過膜／限外ろ過膜ろ過水貯留槽６内の膜ろ過水を用いた逆圧洗浄を行ったほうが汚染物質を分離膜表面から剥離し、精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の系外に排出する効果が大きいことから、好ましい。
【００３８】
前記気液混合流体を精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の分離膜一次側の下部に供給する前に逆圧洗浄する場合には、エア抜き弁１５と排水弁１４を開にして、精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の分離膜一次側の水を精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の分離膜一次側の下部から排水弁１４を経て系外に排出して、分離膜一次側周囲が気体となった状態で排水弁１４を開にしたまま、逆洗弁８を開にして、逆洗ポンプ７を稼動するほうが好ましい。逆圧洗浄時の水圧による抵抗がなくなるため、分離膜表面に付着していた懸濁物質が剥離しやすくなり、また、剥離した懸濁物質は分離膜表面をしたたり落ちながら、分離膜と分離膜との間に滞留することなく、精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の分離膜一次側の下部から排水弁１４を経て系外に排出される。その後、逆洗弁８を閉にして、逆洗ポンプ７を停止し、排水弁１４を閉、空洗弁１１を開にして、原水供給ポンプ２を稼働して、前記気液混合流体による洗浄を実施する。
【００３９】
一方、前記気液混合流体を精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の分離膜一次側の下部に供給すると同時に逆圧洗浄する場合には、排水弁１４を閉にしたまま、逆洗弁８、空洗弁１１、エア抜き弁１５を開にして、原水供給ポンプ２、逆洗ポンプ７を稼動するほうが好ましい。
【００４０】
前記逆圧洗浄を実施する場合には、酸化剤供給ポンプ９を稼動して逆圧洗浄に使用される膜ろ過水に酸化剤を添加したほうが、分離膜表面や分離膜細孔内に蓄積していた有機物を分解除去する効果があるので好ましい。酸化剤は次亜塩素酸ナトリウム、二酸化塩素、オゾン等いずれでもよいが、分離膜の化学的劣化が進行しないように、酸化剤の種類や濃度は膜素材に応じて適宜設定することが好ましい。
【００４１】
逆圧洗浄の流量を高くするほど、懸濁物質を分離膜表面から剥離する効果が上がるものの、流量が高すぎると分離膜一次側に背圧が生じ、懸濁物質の分離膜表面からの剥離を阻害することがある。よって精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の構造や前記気液混合流体の流量に応じて逆圧洗浄の流量を適宜制御することが好ましい。
【００４２】
また、原水の懸濁物質濃度が高く、アスピレーター１２内の管路が詰まりやすい場合には、懸濁成分を含有しない清澄水をアスピレーター１２に供給すればよく、好ましくは、図２の造水装置のように、原水供給ポンプ２を停止した状態で、逆洗弁８、空洗弁１１、エア抜き弁１５を開にして、逆洗ポンプ７を稼動して、精密ろ過膜／限外ろ過膜ろ過水貯留槽６内の膜ろ過水をアスピレーター１２に供給し、アスピレーター１２から吐出された膜ろ過水と空気の気液混合流体を逆止弁１３を経て、精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の分離膜一次側の下部に供給すると同時に逆圧洗浄を実施することが好ましい。
【００４３】
水回収率を上げるために、分離膜表面から剥離した汚染物質とともに精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の上部側面に位置するサイドノズルからエア抜き弁１５を経て系外に排出された気液混合流体の少なくとも一部を回収槽１６に流入した後、原水貯留槽１などの精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の分離膜一次側に返送することが好ましい。前述のとおり逆圧洗浄に使用される膜ろ過水に酸化剤を添加することができるが、高濃度に薬液を添加した場合は、中和処理などの薬品の処理を行った後に原水貯留槽１に戻すのが望ましい。
【００４４】
また、図３の造水装置のように精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の膜ろ過水をナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０でろ過する造水方法においては、水回収率を上げるために、ナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０の濃縮水の少なくとも一部をアスピレーター１２に供給して、アスピレーター１２から吐出された気液混合流体を逆止弁１３を経て、精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の分離膜一次側の下部に供給する洗浄を実施してもよい。
【００４５】
分離膜表面から剥離した汚染物質とともに精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の上部側面に位置するサイドノズルからエア抜き弁１５を経て系外に排出された気液混合流体の汚染物質の濃度が高い場合には、回収槽１６の後段に、汚染物質と清澄水（上澄水）に分離するための沈殿槽１７を設けたほうが好ましい。分離手段としては、沈殿槽１７を設けた沈殿分離の他に、凝集沈殿分離、加圧浮上分離、遠心分離、砂ろ過分離、精密ろ過膜／限外ろ過膜のろ過分離、ろ布のろ過分離、繊維状フィルターのろ過分離、カートリッジフィルターのろ過分離、ディスクフィルター分離、フィルタープレス、ベルトプレス、真空脱水、多重円板脱水などの手段が選択できるが、汚染物質は比重が大きく、沈降性が高いことから沈殿分離が適している。また、設備コスト、処理コストなどの観点からも沈殿分離が好ましい。
【００４６】
その後、逆洗弁８、空洗弁１１を閉にして、原水供給ポンプ２、逆洗ポンプ７を停止して、気液混合流体による洗浄や逆圧洗浄を停止した後は、一旦排水弁１４を開にして、精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の分離膜一次側の水を系外に全量排出した後、排水弁１４を閉にして、原水弁３を開にして、原水供給ポンプ２を稼動して、原水を精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の分離膜一次側を満水にしても構わないし、全量排水せずに、そのまま原水弁３を開にして、原水供給ポンプ２を稼動して、原水を精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の分離膜一次側を満水にしても構わない。
【００４７】
精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の分離膜一次側を満水にした後は、ろ過水弁５を開にして、エア抜き弁１５を閉にすれば、精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４のろ過工程に戻り、上記工程を繰り返すことで造水を継続することができる。
【００４８】
精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４としては、外圧式でも内圧式であっても差し支えはないが、分離膜表面と接触する気液混合流体の流速が高く、本発明の洗浄効果が発揮されやすいことから内圧式が好ましい。また膜ろ過方式としては全量ろ過型膜モジュールでもクロスフローろ過型膜モジュールであっても差し支えはないが、エネルギー消費量が少ないという点から全量ろ過型膜モジュールが好ましい。さらに加圧型膜モジュールであっても浸漬型膜モジュールであっても差し支えはないが、高流束でのろ過運転が可能であるという点から加圧型膜モジュールが好ましい。精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の形状としては、加圧型膜モジュールの場合、円筒や直方体の加圧容器内に中空糸膜や管状膜やモノリス膜等を収納したものが挙げられ、原水の供給口の位置が膜モジュールの下部底面あるいは下部側面となり、膜モジュールの上部から膜ろ過水が得られるよう、分離膜が鉛直方向となるように縦置きに設置する。浸漬型膜モジュールの場合、例えば図４、図５のように原水あるいは膜ろ過水の一部をアスピレーターに供給し、前記アスピレーターから吐出された気液混合流体を精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の膜表面全体に接触できるよう、気液混合流体を精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の下方から供給できれば、円筒や直方体やシート型等いずれでも良く、膜ろ過水の取水口の位置もどこでも構わない。
【００４９】
また、ろ過工程で精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の分離膜一次側の下部に供給する原水には、有機系もしくは無機系の凝集剤を添加することも可能である。凝集剤を添加することで、膜ファウリングの抑制や膜ろ過中の有機物濃度を低減する効果がある。機系凝集剤としては、ジメチルアミン系やポリアクリルアミド系のカチオン高分子凝集剤、などを使用することができる。一方、無機系凝集剤としては、ポリ塩化アルミニウムやポリ硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄、硫酸第二鉄、ポリシリカ鉄等を使用できる。
【００５０】
精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４で使用される分離膜としては、多孔質状のものであれば特に限定されないが、所望の処理水の水質や水量によって、精密ろ過膜を用いたり、限外ろ過膜を用いたり、あるいは両者を併用したりする。例えば、濁質成分、大腸菌、クリプトスポリジウム等を除去したい場合は精密ろ過膜でも限外ろ過膜のどちらを用いても構わないが、ウィルスや高分子有機物等も除去したい場合は、限外ろ過膜を用いるのが好ましい。
【００５１】
分離膜の形状としては、中空糸膜、平膜、管状膜等があるが、いずれでも構わない。
【００５２】
分離膜の材質としては、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、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、酢酸セルロース、ポリビニルアルコールおよびポリエーテルスルホン等からなる群から選ばれる少なくとも１種類を含んでいると好ましく、さらに膜強度や耐薬品性の点からはポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）がより好ましく、親水性が高く耐汚れ性が強いという点からはポリアクリロニトリルがより好ましい。
【００５３】
ろ過運転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よいが、一定の処理水量が得られ、また、全体の制御が容易であるという点から定流量ろ過が好ましい。
【００５４】
以上の本発明の造水方法に係る膜モジュールの洗浄方法によれば、設備費、設備の設置スペース、電気代を削減することが可能であり、分離膜表面全体に付着していた汚染物質を著しく剥離除去することができるので、定流量運転の場合、膜ろ過差圧が従来技術よりも長期間安定する。ただし、有機物を完全には除去することは難しく、凝集剤由来のアルミニウムや鉄が付着したり、酸化剤によって酸化された鉄やマンガン等が分離膜表面に徐々に析出したりすることがある。そのため、膜ろ過差圧が精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の耐圧限界近くまで到達した場合には、高濃度の薬品洗浄を実施することが好ましい。
【００５５】
薬品洗浄に用いる薬品としては、分離膜が劣化しない程度の濃度および保持時間を適宜設定した上で選択することができるが、次亜塩素酸ナトリウム、二酸化塩素、過酸化水素、オゾン等を少なくとも１つ以上含有した方が、有機物に対して洗浄効果が高くなるので好ましい。また、塩酸、硫酸、硝酸、クエン酸、シュウ酸等を少なくとも１つ以上含有した方が、アルミニウム、鉄、マンガン等に対して洗浄効果が高くなるので好ましい。
【００５６】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態をさらに詳細に説明する。本発明の第２の実施形態で対象となる造水装置は、例えば、図６に示すように、精密ろ過膜／限外ろ過膜ろ過水を貯留する精密ろ過膜／限外ろ過膜ろ過水貯留槽６と、ナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０と、ナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０の分離膜一次側の下部に気液混合流体を供給する場合に開となる空洗弁１１と、精密ろ過膜／限外ろ過膜ろ過水に空気を供給するアスピレーター１２と、アスピレーター１２への逆流を防止する逆止弁１３と、ナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０の分離膜一次側の水を下部から排出する場合に開となる排水弁１４と、精密ろ過膜／限外ろ過膜ろ過水をナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０に供給する高圧ポンプ１８と、ナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０の膜ろ過時に開となるナノろ過膜／逆浸透膜供給水弁１９と、ナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０の濃縮水流量を調整するためのナノろ過膜／逆浸透膜濃縮水弁２１、ナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０の分離膜一次側の下部に気液混合流体を供給する場合に開となるナノろ過膜／逆浸透膜濃縮水エア抜き弁２２が設けられている。
【００５７】
上述の造水装置において、通常のろ過工程では、ナノろ過膜／逆浸透膜供給水弁１９が開、空洗弁１１、排水弁１４、ナノろ過膜／逆浸透膜濃縮水エア抜き弁２２が閉の状態で高圧ポンプ１８を稼働することで、精密ろ過膜／限外ろ過膜ろ過水貯留槽６内に貯留されている精密ろ過膜／限外ろ過膜ろ過水をナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０の分離膜一次側の下部に供給し、ナノろ過膜／逆浸透膜濃縮水弁２１の開度を調整することでナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０の加圧クロスフローろ過が行われる。ナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０の膜ろ過水流量と濃縮水流量の割合は原水水質に応じて適宜設定するのが好ましい。
【００５８】
なお、ナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０の原水は濁度が低い清澄水であれば良く、上述の例のように精密ろ過膜／限外ろ過膜ろ過水に限定されない。
【００５９】
ろ過時間は原水水質や膜透過流束等に応じて適宜設定するのが好ましいが、定流量ろ過の場合は、所定の膜ろ過差圧や膜ろ過水量［ｍ３］、定圧ろ過の場合は、所定の膜ろ過流量［ｍ３／日］や膜ろ過水量［ｍ３］に到達するまでろ過時間を継続させてもよい。なお、膜ろ過流量とは単位時間あたりの膜ろ過水量のことである。
【００６０】
上記のような造水装置において、本発明の洗浄方法は例えば次のように実施する。
【００６１】
まず、ナノろ過膜／逆浸透膜供給水弁１９を閉にして、高圧ポンプ１８を停止して、ナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０のろ過工程を停止する。その後、排水弁１４、ナノろ過膜／逆浸透膜濃縮水エア抜き弁２２を開にして、ナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０の分離膜一次側の水をナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０下部の排水弁１４を経て系外に排出すると、ナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０内の水位が下がっていき、分離膜一次側周囲が気体となった状態となる。ここで、分離膜一次側とはろ過対象となる精密ろ過膜／限外ろ過膜ろ過水を供給する側のことであり、分離膜二次側とは精密ろ過膜／限外ろ過膜ろ過水をナノろ過膜／逆浸透膜でろ過することが得られた膜ろ過水が存在する側のことをいう。このように、ナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０の分離膜一次側の水全量を排出した後、排水弁１４を閉、空洗弁１１を開にして、高圧ポンプ１８を稼働すると、精密ろ過膜／限外ろ過膜ろ過水はアスピレーター１２内を通過することで自動的に空気と混合される。精密ろ過膜／限外ろ過膜ろ過水と空気の気液混合流体は逆止弁１３を経て、ナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０の分離膜一次側の下部に供給される。アスピレーター１２はＴ字管になっており、Ｔ字の水平線にあたる管の一方を高圧ポンプ１８側に、もう一方をナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０側に接続する。Ｔ字の垂直線にあたる管が空気吸い込み口となる。水平線にあたる管の内部は一部細くなっており、ここから分岐して垂直線にあたる管が付く。水平方向に水を流すと、管内の細くなった部分で流速が増すため、ベンチュリ効果によって圧力が低下する。この減圧になった水流に空気が吸い込まれる。
【００６２】
また、高圧ポンプ１８を一旦停止して、ろ過工程を停止することなく、高圧ポンプ１８稼働を維持し、でナノろ過膜／逆浸透膜供給水弁１９が開の状態で、空洗弁１１を開いてから、ナノろ過膜／逆浸透膜供給水弁１９を閉にしてもよい。
【００６３】
その結果、ナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０内の水位を上方に移動させながら気泡を供給することになり、分離膜表面に付着していた有機物や微生物等の汚染物質は効果的に剥離される。また、ナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０内の水位が上限に達すると、気液混合流体は分離膜表面から剥離した有機物や微生物等の汚染物質とともにナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０の上部に位置する濃縮水配管からナノろ過膜／逆浸透膜濃縮水エア抜き弁２２を経て系外に排出される。アスピレーター１２に供給する原水流量が大きいほど、アスピレーター１２に吸い込まれる空気流量が大きくなり、分離膜表面に付着していた汚染物質を剥離し、ナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０の系外に排出する効果が大きいので好ましいが、分離膜の損傷を起こさない範囲内に適宜設定する。原水流量：空気流量の混合比としては、汚染物質の剥離効果が大きい１：１〜５：１程度が好ましい。上記洗浄時におけるアスピレーター１２からの吐出圧力によっては、通常のろ過工程よりろ過流量が小さいものの、ろ過水弁５を開にすることでアスピレーター１２から吐出された気液混合流体をナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０の分離膜一次側の下部に供給する洗浄工程を実施しながらろ過することも可能である。すなわち、分離膜の洗浄とろ過を同時に実施できる。
【００６４】
なお、海水淡水化のような高圧ポンプ１８の吐出圧力が高い場合には、アスピレーター１２の耐圧性能を考慮して、インバーター等で吐出圧力を制御することが好ましい。
【００６５】
また、図７のようにナノろ過膜／逆浸透膜濃縮水エア抜き弁２２を通過した気液混合流体の少なくとも一部をそのまま精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の分離膜一次側の下部に供給して、精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４も同時洗浄したほうが、水回収率が上昇するので好ましい。
【００６６】
その後、空洗弁１１を閉にして、高圧ポンプ１８を停止して、気液混合流体による洗浄を停止した後は、一旦排水弁１４を開にして、ナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０の分離膜一次側の水を系外に全量排出後、排水弁１４を閉にして、ナノろ過膜／逆浸透膜供給水弁１９を開にして、高圧ポンプ１８を稼動して、精密ろ過膜／限外ろ過膜ろ過水をナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０の分離膜一次側を満水にしても構わないし、全量排水せずに、そのままナノろ過膜／逆浸透膜供給水弁１９を開にして、高圧ポンプ１８を稼動して、精密ろ過膜／限外ろ過膜ろ過水をナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０の分離膜一次側を満水にしても構わない。
【００６７】
ナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０の分離膜一次側を満水にした後は、ナノろ過膜／逆浸透膜濃縮水エア抜き弁２２を閉にすれば、ナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０はろ過工程に戻り、上記工程を繰り返すことで造水を継続することができる。
【００６８】
ナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０で使用されるナノろ過膜／逆浸透膜としては、被分離混合液中の一部の成分、例えば溶媒を透過させ他の成分を透過させない、実質的に逆浸透分離が可能な半透性の分離膜であって、ナノろ過膜の脱塩率は５％以上９３％未満（評価条件  ＮａＣｌ濃度：５００ｍｇ／ｌ、操作圧力：０．１ＭＰａ）、逆浸透膜の脱塩率は９３％以上（評価条件  ＮａＣｌ濃度：５００ｍｇ／ｌ、操作圧力：０．１ＭＰａ）と定義する。要求される膜ろ過水の水質や利用目的に応じて、ナノろ過膜／逆浸透膜を適宜選定すればよい。その素材には酢酸セルロース系ポリマー、ポリアミド、ポリエステル、ポリイミド、ビニルポリマーなどの高分子素材が使用できる。またその分離膜構造は分離膜の少なくとも片面に緻密層を持ち、緻密層から分離膜内部あるいはもう片方の面に向けて徐々に大きな孔径の微細孔を有する非対称分離膜、非対称分離膜の緻密層の上に別の素材で形成された非常に薄い分離機能層を有する複合分離膜がある。分離膜形態には中空糸膜、平膜がある。本発明は、これら分離膜素材、分離膜構造や分離膜形態によらず実施することができいずれも効果があるが、代表的な分離膜としては、例えば酢酸セルロース系やポリアミド系の非対称分離膜およびポリアミド系、ポリ尿素系の分離機能層を有する複合分離膜などがあり、造水量、耐久性、塩排除率の観点から、酢酸セルロース系の非対称分離膜、ポリアミド系の複合分離膜を用いることが好ましい。
【００６９】
このような性能を有するナノろ過膜／逆浸透膜は、実際に使用するためにスパイラル、チューブラー、プレート・アンド・フレーム等のエレメントに組み込まれ、また中空糸膜は束ねた上でエレメントに組み込まれて使用されるが、本発明はこれらの逆浸透膜エレメントの形態に左右されるものではない。
【００７０】
また、本発明において、ナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０は、前記ナノろ過膜／逆浸透膜エレメントを１〜数本圧力容器の中に収めたモジュールはもちろんであるが、このモジュールを複数本並列に配置したものをも含むものである。組合せ、本数、配列は目的に応じて任意に行うことができる。ナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０の形状としては、円筒の加圧容器内に平膜を円筒状に集積したスパイラル型エレメントあるいは中空糸膜を円筒状に集積した中空糸膜円筒型エレメントを収納したものが挙げられ、原水の供給口の位置が膜モジュールの下部底面あるいは下部側面となり、膜モジュールの上部から膜ろ過水が得られるよう、分離膜が鉛直方向となるように縦置きに設置する。
【００７１】
以上の本発明の膜モジュールの洗浄方法によれば、設備費、設備の設置スペース、電気代を削減することが可能であり、分離膜表面全体に付着していた汚染物質を著しく剥離除去することができるので、定流量運転の場合、膜ろ過差圧が従来技術よりも長期間安定する。しかし、有機物や微生物は完全には除去できず、またカルシウムやマグネシウムのスケールが分離膜表面に徐々に析出するので、膜ろ過差圧がナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０の耐圧限界近くまで到達した場合、薬液洗浄を実施する必要がある。ここで、洗浄に用いる薬液としては、分離膜が劣化しない程度の濃度および保持時間を適宜設定した上で選択することができるが、有機物に対しては水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等のアルカリを少なくとも１つ以上含有した方が、洗浄効果が高くなるので好ましく、カルシウムやマグネシウムのスケールに対しては塩酸、硫酸、硝酸、クエン酸等の酸を少なくとも１つ以上含有した方が、洗浄効果が高くなるので好ましい。また、微生物に対しては次亜塩素酸、二酸化塩素、過酸化水素、クロラミンを少なくとも１つ以上含有した方が、洗浄効果が高くなるので好ましい。
【実施例】
【００７２】
（実施例１）
図１に示すように、精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４には東レ（株）製の分画分子量１５万Ｄａのポリフッ化ビニリデン製中空糸限外ろ過膜でモジュール全長２ｍ、膜面積１１．５ｍ２の加圧型膜モジュール５本を並列に鉛直方向に設置し、原水弁３とろ過水弁５を開いて、原水供給ポンプ２を稼動して、平均濁度８ＮＴＵ（Nephelometric Turbidity Unit：比濁計濁度単位）、平均ＴＯＣ（Total Organic Carbon：全有機炭素）５ｍｇ／ｌの下水二次処理水を膜ろ過流束２ｍ３／ｍ２／日で全量ろ過した。
【００７３】
精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４で３０分ろ過した後、原水弁３とろ過水弁５を閉にして、原水供給ポンプ２を停止して精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４のろ過工程を停止した。その後、排水弁１４、エア抜き弁１５を開にして、精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４内の分離膜一次側の水全量を排出し、排水弁１４、エア抜き弁１５を開にしたまま、逆洗弁８を開にして、逆洗ポンプ７、酸化剤供給ポンプ９を稼動して、流束２．５ｍ３／ｍ２／日、塩素濃度１０ｍｇ／ｌの次亜塩素酸ナトリウム水溶液による逆圧洗浄を１分実施した。その後、逆洗弁８を閉にして、逆洗ポンプ７、酸化剤供給ポンプ９を停止し、排水弁１４を閉、空洗弁１１を開にして、原水供給ポンプ２を稼働して、原水と空気の気液混合流体による洗浄を１分実施した。そのときの原水流量は膜モジュール１本当たり２０Ｌ／分、アスピレーター１２からの空気の吸い込み流量は膜モジュール１本当たり１４Ｌ／分に制御した。その後、空洗弁１１を閉にして、原水供給ポンプ２を停止して、気液混合流体による洗浄を停止した後、排水弁１４を開にして、精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４内の水を系外に全量排出した。その後、排水弁１４を閉にして、原水弁３を開にして、原水供給ポンプ２を稼動して、原水を精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４内に供給した後、ろ過水弁５を開にして、エア抜き弁１５を閉にして、ろ過工程に戻り、上記工程を繰り返していった。
【００７４】
その結果、精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の膜ろ過差圧は運転開始直後２５ｋＰａに対し、３ヶ月後も４８ｋＰａと安定運転が行えており、薬液洗浄をすることはなかった。また、１日当たり平均使用電力量は４．８ｋＷｈ／日であった。
【００７５】
（実施例２）
図６に示すように、ナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０にはエレメント全長１ｍ、膜面積８ｍ２の東レ（株）製逆浸透膜エレメント（ＴＭＬ１０Ｆ）２本を直列に圧力容器内に装填したものを鉛直方向に設置し、ナノろ過膜／逆浸透膜供給水弁１９を開にして、ナノろ過膜／逆浸透膜濃縮水弁２１の開度を調整して、高圧ポンプ１８を稼働して、実施例１の限外ろ過膜ろ過水を膜ろ過流量２０ｍ３／日、濃縮水流量２０ｍ３／日、水回収率５０％でクロスフローろ過した。
【００７６】
ナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０で３時間ろ過した後、ナノろ過膜／逆浸透膜供給水弁１９を閉にして、高圧ポンプ１８を停止して、ナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０のろ過工程を停止した。その後、排水弁１４、ナノろ過膜／逆浸透膜濃縮水エア抜き弁２２を開にして、ナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０の分離膜一次側の水全量を排出した後、ナノろ過膜／逆浸透膜濃縮水エア抜き弁２２を開にしたまま、排水弁１４を閉、空洗弁１１を開にして、高圧ポンプ１８を稼働して、限外ろ過膜ろ過水と空気の気液混合流体による洗浄を１０分実施した。そのときの原水流量は２０Ｌ／分、アスピレーター１２からの空気の吸い込み流量は１０Ｌ／分に制御した。その後、空洗弁１１を閉にして、高圧ポンプ１８を停止して、気液混合流体による洗浄を停止した後、排水弁１４を開にして、ナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０内の水を系外に全量排出した。その後、排水弁１４を閉にして、ナノろ過膜／逆浸透膜供給水弁１９を開にして、高圧ポンプ１８を稼動して、限外ろ過膜ろ過水をナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０内に供給後、ナノろ過膜／逆浸透膜濃縮水エア抜き弁２２を閉にして、ろ過工程に戻り、上記工程を繰り返していった。
【００７７】
その結果、ナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０の運転圧力は運転開始直後１．６ＭＰａに対し、３ヶ月後も１．８ＭＰａと安定運転が行えており、薬液洗浄をすることはなかった。また、１日当たり平均使用電力量は３６．７ｋＷｈ／日であった。
【００７８】
（比較例１）
図８に示す通り、原水供給ポンプ２とアスピレーター１２を稼働して原水と空気の気液混合流体による洗浄を実施する代わりに原水供給ポンプ２とエアブロワー／コンプレッサー２３を稼働して原水と空気の気液混合流体による洗浄を実施した以外は、実施例１と全く同じにした。エアブロワー／コンプレッサー２３には日立産機システム（株）製のコンプレッサー（ＬＨ３００ＦＳ）を用いた。
【００７９】
その結果、精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の膜ろ過差圧は運転開始直後２５ｋＰａに対し、３ヶ月後も４８ｋＰａと安定運転が行えており、薬液洗浄をすることはなかった。また、１日当たり平均使用電力量は５．１ｋＷｈ／日であり、実施例１より割高であった。
【００８０】
（比較例２）
精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４を鉛直方法に設置せず、水平に設置した以外は、実施例１と全く同じにした。
【００８１】
その結果、精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール４の膜ろ過差圧は運転開始直後２５ｋＰａに対し、１８日後に１００ｋＰａに達し、薬液洗浄せざるを得なかった。また、１日当たり平均使用電力量は８．９ｋＷｈ／日であり、実施例１より割高であった。
【００８２】
（比較例３）
図９に示す通り、高圧ポンプ１８とアスピレーター１２を稼働して原水と空気の気液混合流体による洗浄を実施する代わりに高圧ポンプ１８とエアブロワー／コンプレッサー２３を稼働して原水と空気の気液混合流体による洗浄を実施した以外は、実施例２と全く同じにした。エアブロワー／コンプレッサー２３には日立産機システム（株）製のコンプレッサー（０．７５ＯＰ−９．５ＧＳＢ５／６）を用いた。
【００８３】
その結果、ナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０の運転圧力は運転開始直後１．６ＭＰａに対し、３ヶ月後も１．８ＭＰａと安定運転が行えており、薬液洗浄をすることはなかった。また、１日当たり平均使用電力量は３７．２ｋＷｈ／日であり、実施例１より割高であった。
【００８４】
（比較例４）
ナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０を鉛直方向に設置せず、水平に設置した以外は、実施例２と全く同じにした。
【００８５】
その結果、ナノろ過膜／逆浸透膜モジュール２０の運転圧力は運転開始直後１．６ＭＰａに対し、３ヶ月後は２．４ＭＰａに上昇し、薬液洗浄せざるを得なかった。また、１日当たり平均使用電力量は４２．１ｋＷｈ／日であり、実施例２より割高であった。
【符号の説明】
【００８６】
１：原水貯留槽
２：原水供給ポンプ
３：原水弁
４：精密ろ過膜／限外ろ過膜モジュール
５：ろ過水弁
６：精密ろ過膜／限外ろ過膜ろ過水貯留槽
７：逆洗ポンプ
８：逆洗弁
９：酸化剤供給ポンプ
１０：酸化剤貯留槽
１１：空洗弁
１２：アスピレーター
１３：逆止弁
１４：排水弁
１５：エア抜き弁
１６：回収槽
１７：沈殿槽
１８：高圧ポンプ
１９：ナノろ過膜／逆浸透膜供給水弁
２０：ナノろ過膜／逆浸透膜モジュール
２１：ナノろ過膜／逆浸透膜濃縮水弁
２２：ナノろ過膜／逆浸透膜濃縮水エア抜き弁
２３：エアブロワー／コンプレッサー
【図１】
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【図２】
2015077530.tif 000004
【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】
2015077530.tif 000009
【図８】
2015077530.tif 000010
【図９】
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