(57)【要約】【課題】簡単な装置と操作でＮＦ膜表面から膜汚染物を安全かつ効率良く除去し、これにより透過水量の低下を抑制し、薬品洗浄頻度の低減を図る。【解決手段】透水性支持材に正の電荷を持つポリマーと負の電荷を持つポリマーとが結合して形成されるポリイオンコンプレックスを層状に保持された膜１０Ｍを容器内に収容し、この膜１０Ｍによって容器内を第１の室１０Ａと、第２の室１０Ｂとに区画してなり、第１の室に液が流入する第１流入管１１及び液が流出する第１流出管１９が連絡し、第２の室に液が流入する第２流入管１４及び液が流出する第２流出管１２が連絡し、第１の室１０Ａから第２の室１０Ｂへの液の透過と、第２の室１０Ｂから第１の室１０Ａへの液の透過とを可能としたナノ濾過装置。第１の室１０Ａに被処理水を供給し、第２の室１０Ｂから透過水を流出させて採水し、第２の室１０Ｂに逆洗水を供給し、第１の室１０Ａへ透過させて逆洗することにより、透過水量の低下を防止することができる。【選択図】図２
2005218996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透水性支持材と、該透水性支持材に正の電荷を持つポリマーと負の電荷を持つポリマーとが結合して形成されるポリイオンコンプレックスを層状に保持させたポリイオンコンプレックス層とからなるポリイオンコンプレックス膜を、容器内に収容し、該ポリイオンコンプレックス膜によって該容器内を第１の室と、第２の室とに区画してなるナノ濾過装置であって、
該第１の室に液が流入する第１流入管及び液が流出する第１流出管が連絡し、該第２の室に液が流入する第２流入管及び液が流出する第２流出管が連絡し、
該第１の室から該第２の室への液の透過と、該第２の室から該第１の室への液の透過とを可能としたことを特徴とするナノ濾過装置。
【請求項２】
請求項１において、前記透水性支持材の内部透水路にまで前記ポリイオンコンプレックス層が形成されていることを特徴とするナノ濾過装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、該ポリイオンコンプレックス層は、正の電荷を持つポリマーと負の電荷を持つポリマーとが交互に吸着されて形成された交互積層膜であることを特徴とするナノ濾過装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記第１の室及び／又は第２の室に気体を供給する気体供給手段を備えることを特徴とするナノ濾過装置。
【請求項５】
透水性支持材と、該透水性支持材に正の電荷を持つポリマーと負の電荷を持つポリマーとが結合して形成されるポリイオンコンプレックスを層状に保持させたポリイオンコンプレックス層とからなるポリイオンコンプレックス膜を、容器内に収容し、該ポリイオンコンプレックス膜によって該容器内を第１の室と、第２の室とに区画してなるナノ濾過装置の運転方法であって、
該第１の室に被処理水を供給し、該第２の室から透過水を流出させる工程と、
該第２の室に液を供給し、該第１の室へ透過させる工程とを有することを特徴とするナノ濾過装置の運転方法。
【請求項６】
請求項５において、前記第２の室に供給する液は、前記被処理水であることを特徴とするナノ濾過装置の運転方法。
【請求項７】
請求項５において、前記第２の室に供給する液は、前記透過水であることを特徴とするナノ濾過装置の運転方法。
【請求項８】
透水性支持材と、該透水性支持材に正の電荷を持つポリマーと負の電荷を持つポリマーとが結合して形成されるポリイオンコンプレックスを層状に保持させたポリイオンコンプレックス層とからなるポリイオンコンプレックス膜を、容器内に収容し、該ポリイオンコンプレックス膜によって該容器内を第１の室と、第２の室とに区画してなるナノ濾過装置の運転方法であって、
該第１の室に被処理水を供給し、該第２の室から透過水を流出させる採水工程と、
該第２の室に逆洗水を供給し、該第１の室へ透過させる逆洗工程とを有することを特徴とするナノ濾過装置の運転方法。
【請求項９】
請求項８において、前記逆洗工程、前記逆洗工程の前、及び前記逆洗工程の後のうちのいずれかにおいて、前記第１の室に液を供給すると共に気体を供給してフラッシングを行うことを特徴とするナノ濾過装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透水性支持材に正の電荷を持つポリマーと負の電荷を持つポリマーとが結合して形成されるポリイオンコンプレックスを層状に保持させたポリイオンコンプレックス層を有するポリイオンコンプレックス膜を用いたナノ濾過装置と、その運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無機塩類や有機性の溶解性物質の除去、濃縮（イオン除去（脱塩）、溶解性有機物の除去、濃縮。以下、簡略に「脱イオン」と称す場合がある。）には、セルロース系やポリアミド系の逆浸透（ＲＯ）膜やナノ濾過（ＮＦ）膜が用いられている。しかし、これらの膜は、脱イオン処理を継続すると、多くの場合、被処理液中の濁質、コロイド物質や、微生物などによるスライムなどの膜汚染物で目詰まりして処理水量（透過水量）が低下する。
【０００３】
一般に、除濁用の精密濾過（ＭＦ）膜では、膜が目詰まりした場合には、透過水側から圧力を掛けて逆洗し、膜面に付着した上記物質を剥離除去して、低下した透過水量を回復させる方法が採用されているが、これらのセルロース系、ポリアミド系のＲＯ膜やＮＦ膜は、多孔質支持体上に極薄いスキン層と呼ばれる半透膜が形成された構造のため、逆圧を掛けて逆通液するとスキン層が剥れることから、逆洗を行うことができない。即ち、このスキン層は、スキン層側からの通液圧力には耐えるものの、反対側からの通液による逆圧に対しては耐えることができず、スキン層が剥離、破損するため、従来の脱イオン用の膜濾過装置では膜面が汚染されても逆洗することができなかった。また、従来のＲＯ膜やＮＦ膜では、スキン層側に気体（例えば、空気）を供給して洗浄するフラッシング洗浄でも物理的な力が加わることで膜が剥離し易いため、気体洗浄も殆ど行うことができなかった。このため、膜面に汚染物が徐々に蓄積し、透過水量が低下してくるが、この場合には、界面活性剤やアルカリ剤等による薬品洗浄により透過水量を回復させることになる。しかし、薬品洗浄を行うことは、薬剤の使用及びそのためのコスト、洗浄のための運転停止等の面で好ましくなく、また、薬剤による膜劣化も懸念される。
【０００４】
一方、正の電荷を持つ電解質ポリマーと負の電荷を持つ電解質ポリマーとを透水性支持材上に交互に積層吸着させることにより製造された交互吸着膜が知られており、特開２０００−３３４２２９号公報には、この交互吸着膜を用いた水処理装置が提案されているが、特開２０００−３３４２２９号公報では、交互吸着膜の洗浄について全く検討されていない。
【特許文献１】特開２０００−３３４２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、簡単な装置及び操作でＮＦ膜表面から膜汚染物を安全かつ効率良く除去することができ、これにより透過水量の低下が少なく、薬品洗浄頻度の低減が可能なナノ濾過装置及びその運転方法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】
【０００６】
本発明のナノ濾過装置は、透水性支持材と、該透水性支持材に正の電荷を持つポリマーと負の電荷を持つポリマーとが結合して形成されるポリイオンコンプレックスを層状に保持させたポリイオンコンプレックス層とからなるポリイオンコンプレックス膜を、容器内に収容し、該ポリイオンコンプレックス膜によって該容器内を第１の室と、第２の室とに区画してなるナノ濾過装置であって、該第１の室に液が流入する第１流入管及び液が流出する第１流出管が連絡し、該第２の室に液が流入する第２流入管及び液が流出する第２流出管が連絡し、該第１の室から該第２の室への液の透過と、該第２の室から該第１の室への液の透過とを可能としたことを特徴とする。
【０００７】
本発明のナノ濾過装置の運転方法は、透水性支持材と、該透水性支持材に正の電荷を持つポリマーと負の電荷を持つポリマーとが結合して形成されるポリイオンコンプレックスを層状に保持させたポリイオンコンプレックス層とからなるポリイオンコンプレックス膜を、容器内に収容し、該ポリイオンコンプレックス膜によって該容器内を第１の室と、第２の室とに区画してなるナノ濾過装置の運転方法であって、該第１の室に被処理水を供給し、該第２の室から透過水を流出させる工程と、該第２の室に液を供給し、該第１の室へ透過させる工程とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明のナノ濾過装置の別の運転方法は、透水性支持材と、該透水性支持材に正の電荷を持つポリマーと負の電荷を持つポリマーとが結合して形成されるポリイオンコンプレックスを層状に保持させたポリイオンコンプレックス層とからなるポリイオンコンプレックス膜を、容器内に収容し、該ポリイオンコンプレックス膜によって該容器内を第１の室と、第２の室とに区画してなるナノ濾過装置の運転方法であって、該第１の室に被処理水を供給し、該第２の室から透過水を流出させる採水工程と、該第２の室に逆洗水を供給し、該第１の室へ透過させる逆洗工程とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明で用いるポリイオンコンプレックス膜は、例えば、正の電荷を持つ電解質ポリマー（カチオンポリマー）水溶液と、負の電荷を持つ電解質ポリマー（アニオンポリマー）水溶液とを準備し、これらのポリマー水溶液に透水性支持材を交互に浸漬してアニオンポリマー層とカチオンポリマー層との交互積層膜を形成することにより製造される。また、ポリイオンコンプレックス膜は、カチオンポリマー水溶液とアニオンポリマー水溶液とを混合した溶液に透水性支持材を浸漬することによっても製造される。
透水性支持材をカチオンポリマー水溶液とアニオンポリマー水溶液に交互に浸漬して製造する場合は、各ポリマーが順次積層されると、アニオンポリマーが有する多数の負の電荷部位の一部と、隣接するカチオンポリマーが有する多数の正の電荷部位の一部とが主として静電気的に結合してポリイオンコンプレックスを形成し、ポリイオンコンプレックスが層状に透水性支持材に保持された状態となり、交互吸着膜からなるポリイオンコンプレックス膜を形成する。
【００１０】
また、カチオンポリマー水溶液とアニオンポリマー水溶液とを混合した溶液に透水性支持材を浸漬してポリイオンコンプレックスを製造する場合は、混合溶液内でアニオンポリマーとカチオンポリマーとが有する電荷部位の一部が主として静電気的に結合してポリイオンコンプレックスを生成し、浸漬される支持材にポリイオンコンプレックス層を形成する。
【００１１】
透水性支持材には一方の面から他方の面までに水が通過する透水路（空隙）が多数存在するが、ポリイオンコンプレックス膜を形成するために、透水性支持材をポリマー水溶液またはポリマー混合溶液に浸漬すると、ポリマーは透水性支持材の内部の透水路にまで浸透し、そこでポリイオンコンプレックス層を形成する。そして、順次、浸漬を繰り返しポリマー層を積層していくと、透水性支持材の内部から表面（あるいは裏面）までポリイオンコンプレックス層が積層形成される。ポリイオンコンプレックス層は透水性支持材の表面上にも存在しても良いし、表面まででも良いが、形成されたポリイオンコンプレックス層は透水性支持材内部にまで浸透して延在し、透水性支持材とポリイオンコンプレックス層で互いに補強し合うことにより、出来上ったポリイオンコンプレックス膜は物理的な力がかかっても膜が破損、損傷することのない強度の高いものとなる。そのため、膜の一方の側から通液しても、他方側から通液しても膜が破損する恐れは小さい。
【００１２】
このように、本発明で用いるポリイオンコンプレックス膜は、支持体の上に極薄いスキン層が形成されているのみの従来のＲＯ膜やＮＦ膜とは異なり、透水性支持材全体に３次元状にポリイオンコンプレックス層が付着・吸着しているため、透過液側からの逆圧、逆流にも耐え得るものであり、ＭＦ膜などで採用されているような洗浄効果の高い逆圧逆洗やフラッシングを行うことができる。
【００１３】
本発明はこのようなポリイオンコンプレックス膜の特性を利用して、逆洗、フラッシングを行うようにしたものである。
【００１４】
本発明によれば、ポリイオンコンプレックス膜の逆洗が可能となり、汚染物の除去が容易にできるので、膜への汚染物の蓄積は軽減され、薬品洗浄頻度を小さくできる。特に、気体供給によるフラッシングを併用する逆洗では洗浄効果がより一層高まり、薬品洗浄頻度をより一層小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のナノ濾過装置及びその運転方法によれば、簡単な装置及び操作でポリイオンコンプレックス膜表面から膜汚染物を安全かつ効率良く除去することができ、これにより透過水量の低下を抑制し、薬品洗浄頻度の低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に図面を参照して本発明のナノ濾過装置及びその運転方法の実施の形態を詳細に説明する。
【００１７】
図１，２は本発明のナノ濾過装置及びその運転方法の実施の形態を示す系統図である。また、図３は本発明で用いる交互吸着膜の一例を示す模式的な断面図である。
【００１８】
まず、図３を参照して本発明で用いるポリイオンコンプレックス膜の一つである交互吸着膜について説明する。
【００１９】
前述の如く、本発明で用いる交互吸着膜（ポリイオンコンプレックス膜）は、カチオンポリマー水溶液と、アニオンポリマー水溶液とを準備し、これらのポリマー水溶液に透水性支持材を交互に浸漬してアニオンポリマー層とカチオンポリマー層との交互積層膜（ポリイオンコンプレックス層）を形成することにより製造される。
【００２０】
透水性支持材の材質としては、電荷を与えることができるものであれば良く、特に制限はなく、ガラス、カーボン、酢酸セルロース（ＭＦ膜材質）、芳香族ポリアミド（ＲＯ膜材質）、その他金属等を用いることができる。その形態についても特に制限はなく、メッシュ状、多孔質状、繊維状（例えば、ガラスファイバー、カーボンファイバー等）、中空糸状等の各種の形態のものを採用することができる。この透水性支持材の厚さや透水性の程度については、得られる交互吸着膜の用途等に応じて、適宜決定されるが、厚さについては、通常０．０１〜１ｍｍ程度の範囲で、必要とされる強度、薄肉性を考慮して決定される。なお、この透水性支持材として、ＭＦ膜、ＵＦ膜、ＲＯ膜を採用することにより、脱イオン機能に加えて水中の微粒子やＴＯＣの除去機能も得ることができる。
【００２１】
また、正の電荷を持つカチオンポリマーとしては、ポリアリルアミン、ポリスチレン４級アンモニウム、ポリエチレンイミン、ポリビニルアミン、ポリリジンなどを使用することができ、負の電荷を持つアニオンポリマーとしては、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリアクリル酸などを使用することができる。ＤＮＡなども使用することができる。
【００２２】
これらのポリマーは、通常０．１〜１００ｍＭ程度の水溶液として用いられる。
【００２３】
交互吸着膜のアニオンポリマー層及びカチオンポリマー層の厚さや積層数には特に制限はなく、交互吸着膜の用途や要求される脱イオン性能等に応じて適宜決定される。アニオンポリマー層及びカチオンポリマー層の積層数は、多い程脱イオン性能が高くなる。一般的には、アニオンポリマー層とカチオンポリマー層との各々１層の積層膜を１レイヤーとした場合、１〜３０レイヤー、好ましくは３〜２０レイヤーの積層数とすることが好ましい。また、各層の厚さは、浸漬工程で用いるポリマー水溶液の濃度や浸漬時間等に応じて決定されるが、通常一層のポリマー吸着層の厚さは０．１〜２０ｎｍ程度である。
【００２４】
製造される交互吸着膜の厚さは、ポリマー層の積層数を調整することにより任意に調整することができるが、交互吸着膜の所望厚さに応じて、所定の透水路孔径（間隙大きさ）を有する透水性支持材を選択することにより、透水性支持材内部まで容易に交互積層膜を形成できる。
【００２５】
図３に示す如く、このような交互吸着膜５は、透水性支持材１の一方の面にカチオンポリマー層２とアニオンポリマー層３とが交互に積層吸着された交互積層膜４が形成され、また、透水性支持材１の浸漬による交互積層膜の形成工程で内部透水路１Ａにもカチオンポリマー層２とアニオンポリマー層３との交互積層膜４が形成される。この交互吸着膜５であれば、交互積層膜４側を流れる原水が交互積層膜４を通過し、その間にアニオンポリマー層３でアニオンが、カチオンポリマー層２でカチオンがそれぞれクーロン力で阻止され、また、ＳＳが細孔で阻止され、イオン及びＳＳが除去された処理水が透水性支持材１の透水路１Ａから取り出される。
【００２６】
上述のように、カチオンポリマー層とアニオンポリマー層とを交互に積層吸着してポリイオンコンプレックス膜を製造する場合は、積層吸着の際にポリイオンコンプレックスが生成して、両ポリマーが結合し、ポリイオンコンプレックス層を形成するが、予めポリイオンコンプレックスを生成させてから透水性支持体にポリイオンコンプレックス層を形成させてもよい。この場合は、上述のようなカチオンポリマー水溶液とアニオンポリマー水溶液とを混合して混合溶液を準備する。混合状態でアニオンポリマーとカチオンポリマーとがそれぞれ有する電荷部位の一部が主として静電気的に結合してポリイオンコンプレックスを生成する。ポリイオンコンプレックスが生成した混合溶液に透水性支持材を浸漬すると透水性支持体の空隙に混合溶液が浸透し、ポリイオンコンプレックスの未反応のままの電荷部位が支持材の電荷部位に吸着し、また、別の未反応の電荷部位が他のポリイオンコンプレックスの未反応部位と吸着し、これが繰り返されて透水性支持材にポリイオンコンプレックス層が保持され、形成されていく。このようにして形成されたポリイオンコンプレックス層を有するポリイオンコンプレックス膜では、カチオンポリマーとアニオンポリマーとは層全体にほぼ均一に分散された状態で存在する。このカチオンポリマーとアニオンポリマーとが均一に分散された均一分散膜のポリイオンコンプレックス膜に原水を通水すると、均一分散膜において水中のカチオン、アニオンはクーロン力で通過が阻止され、脱イオンされた水のみが膜を透過し、取り出される。
【００２７】
次に、このようなポリイオンコンプレックス膜を用いる本発明のナノ濾過装置及びその運転方法について、図１，２を参照して説明する。
【００２８】
〔１〕  図１は、被処理液（原水）を、ポリイオンコンプレックス膜の一つである交互吸着膜で区画された第１の室と第２の室とに交互に通液する装置及び運転方法を示し、１０は交互吸着膜モジュールであり、交互吸着膜１０Ｍにより容器１０Ｋ内が第１の室１０Ａと第２の室１０Ｂとに区画されている。４０はＭＦ膜モジュールであり、ＭＦ膜４０Ｍが装填されている。Ｖ11〜Ｖ17は弁、１１〜１８は配管（流通ライン）、Ｐ１は給水ポンプである。
【００２９】
この図１の装置では、次のようにして第１の採水工程と第２の採水工程兼逆洗工程が実施される。
【００３０】
［第１の採水工程］（弁Ｖ11，Ｖ12，Ｖ13は開、その他の弁は閉）
原水は、給水ポンプＰ１により所定圧で原水ライン１１及び弁Ｖ11を経て、交互吸着膜モジュール１０の第１の室１０Ａへ供給され、交互吸着膜１０Ｍを通過する際のクーロン力の反発作用によりイオンが排斥されて、処理水が第２の室１０Ｂへ透過する。透過水は第２の室１０Ｂから流出し、処理水ライン１２及び弁Ｖ12を経て処理水として排出される。また、交互吸着膜１０Ａによりイオン（溶解性物質）が排斥され、濃縮された液は、第１の室１０Ａから流出し、採水時濃縮液ライン１３及び弁Ｖ13を経て濃縮液として系外へ排出される。
【００３１】
［第２の採水工程兼逆洗工程］
（弁Ｖ14，Ｖ15，Ｖ16，Ｖ17は開、その他の弁は閉）
第１の採水工程を所定時間継続した後、各弁を開閉して、第２の採水工程兼逆洗工程に移行する。
【００３２】
原水は、原水ライン１１から分岐するバイパスライン（逆洗ライン）１４の弁Ｖ14を経て交互吸着膜モジュール１０の第２の室１０Ｂへ流入し、脱イオン作用を受けて第１の室１０Ａへ透過する。第２の室１０Ｂの濃縮液は逆洗時濃縮液ライン１５及び弁Ｖ15を経て排出される。第１室１０Ａの透過水は逆洗時処理水ライン１６及び弁Ｖ16から排出される。この第２の室１０Ｂから第１の室１０Ａへの透過は、第１の採水工程における透過水の流れと逆方向となり、第１の採水工程で膜面に付着した汚染物は、この逆洗方向の流れにより剥離され、膜面が洗浄される。従って、このときの第１の室１０Ａからの透過水には汚染物の剥離によって多少の不純物を含むことになるが、許容される処理水水質であればそのまま処理水として排出する。好ましくは、図１の如く、第１の室１０Ａからの逆洗時処理水ライン１６にＭＦ膜モジュール４０等の浄化装置を配置し、剥離した汚染物を処理水から除去することにより、純度の高い処理水を得る。
【００３３】
この浄化装置は、固液分離して剥離汚染物を除去し得るものであれば良く、ＭＦ膜モジュール４０の他、例えば、沈降装置、濾過装置、遠心分離装置などが使用できるが、除濁膜（ＭＦ膜）モジュールが除濁能が高く、小型化できるので好ましい。また、紫外線照射装置などの殺菌装置を設けて剥離微生物を殺菌するようにしても良い。ＭＦ膜モジュール４０のＭＦ膜４０Ｍで汚染物が除去された処理水は、処理水ライン１８を経て排出される。一方、剥離汚染物を含む液は逆洗汚染物排出ライン１７及び弁Ｖ17を経て系外へ排出される。
【００３４】
図１において、原水の流入する室の切替えサイクルは任意であるが、原水による膜面の汚染度合いを考慮して、膜面への付着汚染物が所定量に達する時間を予め把握し、その時間が経過したら、あるいは濾過差圧が所定値に達したら、切替えるようにすることが好ましい。特に、汚染物の堆積が始まるまでに切替えるように切替え頻度を大きくすることが望ましく、このようにすることにより、膜が汚染しても逆流通水により容易に汚染物を除去することができるようになる。
【００３５】
図１の装置は、交互吸着膜モジュール１０のどちらの室に原水を通水しても処理水を採水できるので、従来のように膜洗浄時に採水を停止することなく装置稼働率を向上させることができ、また、切替え頻度を大きくしても採水量を維持できる点において好ましい。
〔２〕  図２は、被処理液（原水）を交互吸着膜で区画された第１の室に供給して採水し、次いで、第２の室に処理水（透過水）を供給して逆洗するための装置及び運転方法を示し、図２において、図１と同一機能を奏する部材には同一符号を付してある。Ｖ19，Ｖ20は弁、１９，２０は配管（流通ライン）、Ｐ２は加圧ポンプ、３０は処理水槽、Ｂはブロアである。
【００３６】
この図２の装置では、次のようにして、採水工程と逆洗工程が実施される。
【００３７】
［採水工程］
（弁Ｖ11，Ｖ12，Ｖ13は開、その他の弁は閉）
原水は、給水ポンプＰ１により所定圧で原水ライン１１及び弁Ｖ11を経て、交互吸着膜モジュール１０の第１の室１０Ａへ供給され、交互吸着膜１０Ｍを通過する際のクーロン力の反発作用によりイオンが排斥されて、処理水が第２の室１０Ｂへ透過する。透過水は第２の室１０Ｂから流出し、処理水ライン１２及び弁Ｖ12を経て処理水として処理水槽３０に貯留される。また、交互吸着膜１０Ａによりイオン（溶解性物質）が排斥され、濃縮された液は、第１の室１０Ａから流出し、濃縮液ライン１３及び弁Ｖ13を経て濃縮液として系外へ排出される。
【００３８】
［逆洗工程］
（弁Ｖ14，Ｖ19は開、その他の弁は閉；或いは弁Ｖ11，Ｖ14，Ｖ19は開、その他の弁は閉）
原水の通液を継続しながら、又は通液を停止した状態で、逆洗ライン１４に設けた加圧ポンプＰ２により処理水の一部を弁Ｖ14から第２の室１０Ｂに供給する。第２の室１０Ｂの液は採水工程とは逆方向に透過し、採水工程で付着した膜汚染物を剥離する。汚染物を含む透過液は逆洗排水ライン１９及び弁Ｖ19を経て排出される。この逆洗を、原水を第１の室１０Ａへ供給しながら行うと、逆洗によって剥離されかかった汚染物を第１の室１０Ａの原水の流れによって容易に剥離できるので、洗浄効果が改善され、好ましい。原水の供給を停止して逆洗のみで洗浄してもかまわない。
【００３９】
（上記採水工程又は上記逆洗工程の弁開閉状態において更に弁Ｖ20開）
上記逆洗工程の前、後、或いは逆洗工程中のいずれかで（逆洗工程中及び逆洗工程の前、後段のうちの２以上の時期であっても良い）、第１の室（採水工程時の通液側）に、液体の存在下、気体（空気など）を供給して洗浄する（この操作を「フラッシング」と称す）ことが好ましい。気体を供給することにより、膜面に気泡の流れが発生し、気泡の持つ剪断力による強い力によって汚染物を効果的に剥離させることができる。このフラッシング時は第１の室（気体を供給している室）１０Ａに洗浄水（原水でも、処理水でも、他の任意の水でも良い）を供給して、液の流れを形成しながら気体を供給するのが好ましい。逆洗とフラッシングとを併用することにより、洗浄効果はより一層向上する。
【００４０】
従って、上記逆洗工程中に適宜ブロアＢを作動させると共に弁20を開いてフラッシングライン２０より第１の室１０Ａに空気を供給してフラッシング洗浄を行う。或いは、上記逆洗工程の前段において、原水を第１の室１０Ａに導入しつつフラッシングライン２０及び弁２０より空気を供給してフラッシング洗浄を行う。このフラッシング洗浄時は、弁12を開として処理水を採水しても良く、また、弁12を閉、弁19を開として第１の室１０Ａの水をライン１９より排水するようにしても良い。
【００４１】
なお、気体の供給は、第２の室１０Ｂに行っても良く、この場合には、裏面からの気泡流に基づく振動による剥離効果の促進が奏される。また、第１の室１０Ａと第２の室１０Ｂの両方に交互に気体を供給するようにしても良い。
【実施例】
【００４２】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００４３】
実施例１
交互吸着膜を装填した図２のナノ濾過装置において、２時間の採水工程毎に給水を停止して、１分間のフラッシング、３分間の処理水による逆洗、その後１分間のフラッシングを行う、逆洗・フラッシング工程を行った。なお、フラッシング時には同時に処理水による逆洗も行った。
【００４４】
給水原水としては、雑排水を生物処理後、砂濾過処理した下記水質のものを用いた。  
［原水水質］
電気伝導率：３５ｍＳ／ｍ
ｐＨ      ：７．２
ＴＯＣ    ：１２ｍｇ／ｌ
濁度      ：１度以下
【００４５】
また、交互吸着膜モジュールとしては、膜面積１００ｍｍＷ×３００ｍｍＬの交互吸着膜（厚さ０．２ｍｍ，透水路孔径０．１μｍの日本ミリポア製（ＭＦフィルターＶＣＷＰ）透水性支持材に、２０レイヤーの交互積層膜を形成したもの。交互吸着膜の厚さは推定２０ｎｍ）の両面をＳＵＳ製１０メッシュ板でサポートしたものを用い、給水条件、逆洗・フラッシング条件は以下の通りとした。
［給水条件］
給水圧力：１．２ＭＰａ
給水流量：１４０ｍｌ／ｍｉｎ
［逆洗・フラッシング条件］
逆洗圧力：１．２ＭＰａ
逆洗水流量：７０ｍｌ／ｍｉｎ
フラッシング空気流量：７００ｍｌ・０．３ＭＰａ／ｍｉｎ
このときの処理水量（透過水量）及び処理水水質（電気伝導率）の経時変化は表１に示す通りであった。
【００４６】
比較例１
実施例１において、交互吸着膜の代りに日東電工社製ＲＯ膜「ＮＴＲ７５９ＨＲ」を装填し、逆洗及びフラッシングを行うことなく採水工程のみを行ったこと以外は同様にして運転を行い、このときの処理水量及び処理水水質の経時変化を表１に示した。
【００４７】
比較例２
実施例１において、交互吸着膜の代りに日東電工社製ＲＯ膜「ＮＴＲ７５９ＨＲ」を装填したこと以外は同様にして運転を行い、このときの処理水量及び処理水水質の経時変化を表１に示した。
【００４８】
【表１】
2005218996.tif 000003
【００４９】
表１より次のことが明らかである。
【００５０】
比較例１のように、ＲＯ膜を用いて逆洗・フラッシングを行わずに連続運転すると、膜の目詰まりで透過水量は４８時間の運転で５０％以下にまで低下してしまう。また、比較例２のように、ＲＯ膜に対して逆洗とフラッシングを行うと、運転開始から４８時間後には、膜の破損で急激な処理水量の増加と水質の低下（電気伝導率の上昇）がある。
【００５１】
これに対して、交互吸着膜を用いて逆洗とフラッシングを行うことにより、膜の破損の問題もなく、透過水量の低下を長期に亘り防止して、安定な処理を継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明のナノ濾過装置及びその運転方法の実施の形態を示す系統図である。
【図２】本発明のナノ濾過装置及びその運転方法の他の実施の形態を示す系統図である。
【図３】本発明で用いる交互吸着膜の一例を示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  透水性支持材
２  カチオンポリマー層
３  アニオンポリマー層
４  交互積層膜
５  交互吸着膜
１０  交互吸着膜モジュール
１０Ａ  第１の室
１０Ｂ  第２の室
１０Ｍ  交互吸着膜
１０Ｖ  容器
３０  処理水槽
４０  ＭＦ膜モジュール
４０Ｍ  ＭＦ膜
【図１】
2005218996.tif 000004
【図２】
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【図３】
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