(57)【要約】【課題】損傷幅が０．２ｍｍ以下の微細な膜損傷でも高精度で検知することができる膜損傷検知装置及び膜損傷検知方法を提供する。【解決手段】原水タンク２に設けられた凝集剤投入機８により、原水１０における鉄イオン濃度が１０〜３０ｍｇ／リットルとなるように、原水１０に鉄系凝集剤を添加する。その後、ナノバブル発生機１１により、原水１０中に直径が０．０１〜１μｍのナノバブルを発生させる。次に、このナノバブルが存在する原水１０を膜モジュール４に導入し、ろ過膜７により原水１０に含まれる分離対象物質をろ過分離する。そして、ナノバブル検出器１２により、ろ過膜７を透過した透過水へのナノバブルの漏出の有無を検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
限外ろ過膜、精密ろ過膜又は逆浸透膜からなるろ過膜を備え、原水に含まれる分離対象物質をろ過分離する膜ろ過部を有する膜ろ過装置に設けられ、前記ろ過膜の損傷を検知する膜損傷検知装置において、
前記膜ろ過部に導入される原水に鉄系凝集剤を添加する凝集剤添加部と、
前記原水中に直径が０．０１〜１μｍのナノバブルを発生させるナノバブル発生部と、
前記ろ過膜を透過した透過水への前記ナノバブルの漏出の有無を検出する検出部とを有することを特徴とする膜損傷検知装置。
【請求項２】
原水に対する前記鉄系凝集剤の添加量が、鉄イオン濃度で１０〜３０ｍｇ／リットルであることを特徴とする請求項１に記載の膜損傷検知装置。
【請求項３】
クロスフロー方式でろ過分離を行う膜ろ過装置に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の膜損傷検知装置。
【請求項４】
原水に鉄系凝集剤を添加する工程と、
原水中に直径が０．０１〜１μｍのナノバブルを発生させる工程と、
前記ナノバブルが存在する原水を、限外ろ過膜、精密ろ過膜又は逆浸透膜からなるろ過膜を備えた膜ろ過部に導入し、前記原水に含まれる分離対象物質をろ過分離する工程と、
前記ろ過膜を透過した透過水への前記ナノバブルの漏出の有無を検出する工程とを有することを特徴とする膜損傷検知方法。
【請求項５】
原水に前記鉄系凝集剤を添加した後、前記ナノバブルを発生させることを特徴とする請求項４に記載の膜損傷検知方法。
【請求項６】
前記鉄系凝集剤添加工程と前記ナノバブル発生工程とを同時に行うことを特徴とする請求項４に記載の膜損傷検知方法。
【請求項７】
原水中の鉄イオン濃度が１０〜３０ｍｇ／リットルとなるように前記鉄系凝集剤を添加することを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の膜損傷検知方法。
【請求項８】
前記ろ過分離工程は、クロスフロー方式でろ過分離を行うことを特徴とする請求項４乃至７のいずれか１項に記載の膜損傷検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地表水、地下水、海水及び排水等を原水とし、これらの中に含まれる成分を分離する膜ろ過装置に設けられたろ過膜における膜破断等の損傷を検知する膜損傷検知装置及びこの膜損傷検知装置を使用した膜損傷検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
膜ろ過装置は、ろ過膜により原水中の対象物質と液体とを分離するものであり、上下水道分野、食品分野及び排水処理分野等で広く利用されている。通常、膜ろ過装置においては、分離対象物質を含む原水は、ポンプ又は水位差を駆動圧としてろ過膜に送られる。このとき、原水中の分離対象物質は、ろ過膜により通過を阻止されるため、透過室には分離対象物質を含まないろ過水のみが送られる。
【０００３】
しかしながら、従来の膜ろ過装置は、ろ過膜に膜破断等の損傷が生じると、透過室に分離対象物質が混入し、ろ過水の水質が損なわれるという問題点がある。特に、上水道分野及び食品分野においては、ろ過水の水質が損なわれることは、病原性微生物の漏出につながるため、ろ過膜の損傷を検知することは重要である。
【０００４】
一般に、膜ろ過処置における膜損傷を検知する方法としては、濁度計又は微粒子カウンタ等により透過水の濁度又は微粒子数を測定し、その変化からろ過膜の破断を検知する方法が採られている。また、一旦膜ろ過処置の運転を停止し、ろ過膜に空気を通して検査する方法もある。しかしながら、透過水の濁度又は微粒子数を測定する方法は、原水濁度が清廉な場合には、透過室側に漏出する分離対象物質の量が少なく、透過水の濁度及び微粒子数の変化は微小であるため、ろ過膜の破断を検知することは困難であるという問題点がある。また、ろ過膜に空気を通す方法は、装置の運転を停止しなければならないため、作業効率が悪いという問題点がある。
【０００５】
そこで、従来、原水が清廉な場合でもろ過膜の損傷を検知できる方法が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。特許文献１に記載の膜損傷検知方法では、ろ過膜に堆積した分離対象物質を除去する逆洗浄処理によって生じた分離対象物質を原水よりも多く含む膜逆洗浄水、又はこの逆洗浄水の上澄みを除いた膜逆洗浄濃縮水を、間欠的に原水に注入している。この方法は、膜損傷が起きた場合、膜逆洗浄水又は膜逆洗浄濃縮水の注入に伴い透過水の濁度及び微粒子数が上昇するため、濁度計又は微粒子カウンタにより濁度及び微粒子数の変化を検出することが可能となる。
【０００６】
また、特許文献２には、原水中に気泡を添加するか又は気泡を発生させ、ろ過膜を通過して透過室へ流出した気泡の有無を検出することにより、ろ過膜の損傷を検知する方法が開示されている。図５は特許文献２に記載の従来の膜ろ過装置を模式的に示す断面図である。図５に示すように、特許文献２に記載の膜ろ過装置１０１は、原水が導入される原水室１０２と、原水を透過水と濃縮水とに分離する中空糸膜１０４が配置された被処理室１０３と、透過水が貯溜される透過水室１０５とがこの順に設けられている。また、被処理室１０３と原水導入室１０２及び透過水室１０５との間は、夫々封止材１０６及び１０７で封止されており、中空糸膜１０４はこれら封止材１０６，１０７に固定されている。更に、封止材１０６には、複数の通水孔１０６ａが形成されており、この通水孔１０６ａを通って被処理室１０３に導入される。
【０００７】
そして、中空糸膜１０４の損傷の有無を検査するときは、エゼクタ１０８により原水に気泡を混入させると共に、透過水室１０５の上方に取り付けられた光源１０９を点灯し、ＣＣＤカメラ１１０により透過水室１０５内に流入した透過水を撮像する。このとき、中空糸膜１０４に損傷がない場合は、透過水に気泡は混入せず全て濃縮水と共に流出するが、中空糸膜１０４に損傷がある場合は、損傷箇所から気泡が通過して透過水に混入する。特許文献２に記載の技術では、この様子をＣＣＤカメラ１１０で撮像し、その画像をオペレーターが視認するか又はコンピュータで画像処理し、損傷の検出及び損傷箇所の特定を行う。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−８７９４８号公報
【特許文献２】特開２００５−１３９４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前述の従来の技術には以下に示す問題点がある。即ち、特許文献１に記載の技術は、膜逆洗浄水を原水に注入することにより原水の濁度及び微粒子数を増加させているが、膜逆洗浄水は、濁度及び含有する微粒子の数が原水の１０倍程度にとどまるため、原水が極めて清廉である場合には、膜逆洗浄水を注入しても原水の濁度及び微粒子数の増加量は少なく、ろ過膜の破断を検知することは困難であるという問題点がある。この問題点は、膜逆性浄水を濃縮して、濁度及び微粒子数の検出精度を上げることにより解決することができるが、その場合、新たにろ過装置及び沈降濃縮装置等を設ける必要がある。また、この特許文献１に記載の方法は、ナノろ過膜（Nano Filtration Membrane：ＮＦ膜）及び逆浸透膜（Reverse Osmosis Membrane：ＲＯ膜）等のように、定期的な膜洗浄を必要としないろ過膜を使用する場合には、適用できないという問題点もある。
【００１０】
図６（ａ）〜（ｃ）はろ過膜の損傷形態を示す図であり、図６（ａ）は切断による損傷を示し、図６（ｂ）は開口による損傷を示し、図６（ｃ）は膜の長手方向に伸びる亀裂による損傷を示す。中空糸膜１０４等のろ過膜の損傷形態には、図６（ａ）に示す膜の切断による損傷、図６（ｂ）に示す膜の開口による損傷、及び図６（ｃ）に示す膜の長手方向に伸びる亀裂による損傷等がある。これらの損傷形態のうち、図６（ａ）に示す切断による損傷の場合、損傷部の大きさは直径０．２〜０．５ｍｍ程度であるが、図６（ｂ）に示す開口による損傷では、開口部の大きさが０．２ｍｍ以下であり、図６（ｃ）に示す膜の長手方向に伸びる亀裂による損傷における亀裂の幅は０．１ｍｍ未満である。
【００１１】
これに対して、図５に示す特許文献２に記載の技術は、エゼクタ１０８により発生させた気泡により、ろ過膜（中空糸膜１０４）の損傷を検知する方法であるが、エゼクタ１０８により発生されることができる気泡の直径は最小でも２ｍｍ程度であり、図６（ａ）〜（ｃ）に示す損傷は検出することはできない。また、仮に気泡発生装置をエゼクタ１０８からディフューザー又は曝気装置に代えたとしても、気泡の直径は最小でも０．２ｍｍ程度にとどまるため、図６（ｂ）及び（ｃ）に示す損傷幅が０．２ｍｍ以下の微細な膜損傷は検知することはできない。一方、一般に使用されている精密ろ過膜の分離孔径は０．１μｍ程度であり、損傷幅が０．２ｍｍ以下の微細な損傷であっても、孔径に比べると明らかに大きく、特に上水道分野及び食品分野においては、このような微細な損傷も検知可能な高精度の膜損傷検知方法が求められている。
【００１２】
また、特許文献２に記載の膜ろ過装置１１０のようなデッドエンド型の膜分離装置においては、気泡を利用した検出方法を適用すると、被処理室１０３内に気泡がたまりやすく、その気泡がろ過膜（中空糸膜１０４）の表面に付着し、有効膜面積が減少するという問題点もある。
【００１３】
本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、損傷幅が０．２ｍｍ以下の微細な膜損傷でも高精度で検知することができる膜損傷検知装置及び膜損傷検知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】
【００１４】
本発明に係る膜損傷検知装置は、限外ろ過膜（Ultra Filtration Membrane：ＵＦ膜）、精密ろ過膜（Micro Filtration Membrane：ＭＦ膜）又は逆浸透膜（Reverse Osmosis Membrane：ＲＯ膜）からなるろ過膜を備え、原水に含まれる分離対象物質をろ過分離する膜ろ過部を有する膜ろ過装置に設けられ、前記ろ過膜の損傷を検知する膜損傷検知装置において、前記膜ろ過部に導入される原水に鉄系凝集剤を添加する凝集剤添加部と、前記原水中に直径が０．０１〜１μｍのナノバブルを発生させるナノバブル発生部と、前記ろ過膜を透過した透過水への前記ナノバブルの漏出の有無を検出する検出部とを有することを特徴とする。
【００１５】
本発明においては、ナノバブル発生部により原水に直径が０．０１〜１μｍのナノバブルを発生させると共に、凝集剤添加部により鉄系凝集剤を添加してナノバブルを安定化し、更に検出部によりろ過膜を透過して透過水中に漏出したナノバブルの有無を検出しているため、損傷幅が０．２ｍｍ以下の微細な膜損傷でも高精度で検知することができる。
【００１６】
この膜損傷検知装置では、原水に対する前記鉄系凝集剤の添加量を、鉄イオン濃度で１０〜３０ｍｇ／リットルとすることが好ましい。これにより、鉄系凝集剤によるろ過膜の膜面閉塞及び透過水の着色を抑制できると共に、原水中にナノバブルを長時間安定して存在させることができる。
【００１７】
また、この膜損傷検知装置は、例えばクロスフロー方式でろ過分離を行う膜ろ過装置に設けることができる。
【００１８】
本発明に係る膜損傷検知方法は、原水に鉄系凝集剤を添加する工程と、原水中に直径が０．０１〜１μｍのナノバブルを発生させる工程と、前記ナノバブルが存在する原水を、ＵＦ膜、ＭＦ膜又はＲＯ膜からなるろ過膜を備えた膜ろ過部に導入し、前記原水に含まれる分離対象物質をろ過分離する工程と、前記ろ過膜を透過した透過水への前記ナノバブルの漏出の有無を検出する工程とを有することを特徴とする。
【００１９】
本発明においては、原水に直径が０．０１〜１μｍのナノバブルを発生させると共に、このナノバブルを安定化するため、原水中に鉄系凝集剤を添加しているため、ろ過膜を透過して透過水中に漏出したナノバブルの有無を検出することにより、損傷幅が０．２ｍｍ以下の微細な膜損傷でも高精度で検知することができる。
【００２０】
この膜損傷検知方法では、原水に前記鉄系凝集剤を添加した後で、前記ナノバブルを発生させてもよく、又は、前記鉄系凝集剤添加工程と前記ナノバブル発生工程とを同時に行ってもよい。また、前記鉄系凝集剤添加工程において、原水中の鉄イオン濃度が１０〜３０ｍｇ／リットルとなるように、前記鉄系凝集剤を添加することが好ましい。更に、前記ろ過分離工程において、クロスフロー方式でろ過分離を行ってもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、原水に直径がナノバブルを発生させると共に、ナノバブル安定化剤として作用する鉄系凝集剤を添加し、このナノバブルの漏出の有無によりろ過膜の損傷を検出しているため、損傷幅が０．２ｍｍ以下の微細な膜損傷でも高精度で検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。先ず、本発明の第１の実施形態に係る膜ろ過装置について説明する。図１は本実施形態の膜ろ過装置の構成を示すブロック図であり、図２は図１に示す膜モジュールの内部を模式的に示す図である。図１に示すように、本実施形態の膜ろ過装置１は、原水１０が貯溜される原水タンク２と、原水から対象物質を分離する膜モジュール４とが、原水配管１３を介して連通されている。この膜ろ過装置１の原水タンク２には、鉄系凝集剤を投入するための凝集剤注入装置８、及び原水１０を攪拌する攪拌機９が取り付けられている。また、原水配管１３には、原水タンク２側から順に、原水１０を膜モジュール４に導入するための原水ポンプ３、及び原水１０中に直径が０．０１〜１μｍのナノバブルを発生させるためのナノバブル発生装置１１が接続されている。
【００２３】
更に、膜モジュール４は、原水配管１３から原水１０が導入される原水室５、原水１０に含まれる対象物質をろ過分離するろ過膜７、ろ過膜７を透過した透過水が流入する透過水室６が設けられており、デッドエンド方式となっている。この膜モジュール４におけるろ過膜７としては、例えばＵＦ膜、ＭＦ膜又はＲＯ膜を使用することができる。また、膜モジュール４としては、例えば、図２に示すように、筐体１５内に中空糸型に成形された複数のろ過膜７が配置されたケーシング収納型内圧式中空糸膜モジュールを使用することができる。なお、図２においては、ろ過膜７の数を省略して記載しているが、通常、ケーシング収納型内圧式中空糸膜モジュールでは、筐体１５内に数千本〜数万本のろ過膜が保持されている。一方、膜モジュール４の透過水室６には、透過水を装置外に取り出すための透過水配管１４が連通されており、この透過水配管１４に濁度計及び微粒子カウンタ等のナノバブル検出装置１２が取り付けられている。
【００２４】
このように、本実施形態の膜ろ過装置１には、凝集剤注入装置８、ナノバブル発生装置１１及びナノバブル検出装置１２で構成され、膜モジュール４のろ過膜７の損傷を検知する膜損傷検知装置が設けられている。
【００２５】
次に、本実施形態の膜ろ過装置１の動作、特に、前述の膜損傷検知装置を使用してろ過膜７の損傷を検出する方法について説明する。本実施形態の膜ろ過装置１においては、先ず、ナノバブルを安定して存在させるため、原水タンク２において、攪拌機９で攪拌しながら、原水１０にポリ硫酸第二鉄及び塩酸第二鉄等の鉄系凝集剤を添加する。次に、この鉄系凝集剤が添加された原水１０を、原水ポンプ３により加圧し、膜モジュール４の原水室５に導入する。
【００２６】
その際、ナノバブル発生装置１１により、原水室５に導入される前の原水１０に、直径が０．０１〜１μｍのナノバブルを発生させる。ナノバブル発生装置１１により発生させるナノバブルの直径が０．０１μｍ（１０ｎｍ）未満の場合、鉄系凝集剤を添加しても発生直後に水に溶解してしまう。また、仮にろ過膜７まで到達できたとしても、直径がろ過膜７の孔径よりも小さく、ろ過膜７を透過してしまうため、膜損傷の有無を検知することができない。一方、ナノバブルの直径が１μｍを超えると、気泡が成長しやすくなるため、鉄系凝集剤を添加してもろ過膜７に到達するまでにその直径が０．２ｍｍを超えてしまい、微細な膜損傷を検知できなくなる。
【００２７】
そして、鉄系凝集剤により状態が安定化されたナノバブルを含む原水１０は、膜モジュール４内において、ろ過膜７により対象物質が分離され、分離対象物質を含まない透過水のみが透過水室に透過し、分離対象物質は例えば濃縮水として装置外に排出される。このとき、ろ過膜７に損傷がない場合は、ナノバブルは透過水室６に漏出せず、原水室５において気泡径が縮小し、消滅する。一方、ろ過膜７に損傷がある場合は、ナノバブルが透過水室６に漏出し、透過水配管１４に取り付けられたナノバブル検出装置１２で検出される。これにより、ろ過膜７の損傷の有無を検知することができる。
【００２８】
前述の如く、本実施形態の膜ろ過装置１においては、ナノバブルを安定して存在させるために、原水１０に鉄系凝集剤を添加しているが、一般に、鉄系凝集剤は、原水中の対象物質を凝集・沈殿させ、分離しやすくするために添加される。従来のように、分離対象物質を凝集・沈殿させる目的で鉄系凝集剤を添加する場合は、分離対象物質の種類及び含有量に応じてその添加量が設定されるため、通常、原水が清廉な場合には鉄系凝集剤は添加しない。これに対して、本実施形態の膜ろ過装置１においては、鉄系凝集剤をナノバブル安定化剤として使用しているため、その添加量は分離対象物質の種類及び含有量とは関係なく設定される。即ち、本実施形態の膜ろ過装置１においては、従来の使用方法とは鉄系凝集剤の添加目的及び添加量が異なっており、例え原水が清廉な場合でも鉄系凝集剤は添加する。
【００２９】
図３は横軸にポリ硫酸第二鉄を添加したときの原水中の鉄イオン濃度をとり、縦軸にナノバブル存在時間及び薬品洗浄１サイクルあたりの総ろ過水量をとって、ポリ硫酸第二鉄の添加効果を示すグラフ図である。なお、図３に示す１サイクルあたりの総ろ過水量とは、ろ過膜を薬品で洗浄した後、再度薬品洗浄が必要になるまでのろ過量であり、最大能力を１として規格化した値である。一般に、ろ過膜面に通常の洗浄工程で除去されない閉塞が発生した場合、酸、アルカリ又は次亜塩素酸ナトリウム等の薬品でろ過膜を洗浄するが、この薬品洗浄には多大な労力を必要とする。即ち、薬品１サイクルあたりの総ろ過量が少ないと、ろ過量に対する薬品洗浄回数が増加して、頻繁な薬品洗浄が必要となり、維持管理性が低下することを意味する。原水１０の温度が常温の場合、ナノバブルは経時的に気泡径が縮小し、最終的に水に溶解するが、原水１０中の鉄イオン濃度が１０ｍｇ／リットル以上となるように鉄系凝集剤を添加すると、水に対する溶解速度が抑制され、原水１０中にナノバブルを長時間安定して存在させることができる。一方、図３に示すように、原水１０中の鉄イオン濃度が１０ｍｇ／リットル未満の場合は、ナノバブルの存在時間が３０秒未満と極めて短くなり、透過水中での検出が困難になることもある。また、原水１０中の鉄イオン濃度が３０ｍｇを超えると、鉄系凝集剤によるろ過膜の膜面閉塞が顕著となり、薬品洗浄１サイクルあたりの総ろ過水量が低下するため、作業効率が低下する場合がある。また、鉄系凝集剤を過剰に添加すると、透過水が着色する。よって、鉄系凝集剤の添加量は、原水１０中の鉄イオン濃度で１０〜３０ｍｇ／リットルとすることが望ましい。
【００３０】
本実施形態の膜ろ過装置１においては、原水中に直径が０．０１〜１μｍのナノバブルを発生させ、このナノバブルの漏出の有無によりろ過膜の損傷を検出しているため、図６（ｂ）に示す開口による損傷及び図６（ｃ）に示す長手方向に伸びる亀裂による損傷のように、損傷幅が０．２ｍｍ以下の微細な膜損傷でも高精度で検出することができる。また、ナノバブルは直径が０．０１〜１μｍと小さく、消滅しやすい気泡であるが、本実施形態の膜ろ過装置１においては、原水１０の鉄イオン濃度で１０〜３０ｍｇ／リットルになるように鉄系凝集剤を添加しているため、原水１０中のナノバブルを安定化することができる。
【００３１】
次に、本発明の第２の実施形態に係る膜ろ過装置について説明する。図４は本実施形態の膜ろ過装置の構成を示すブロック図である。なお、図４においては、図１に示す第１の実施形態の膜ろ過装置１の構成要素と同じものには同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。図４に示すように、本実施形態の膜ろ過装置２１は、原水１０をろ過膜２７の膜面に沿って流し、ろ過膜２７を透過する透過水が原水とは９０°異なる方向に流れるクロスフロー方式でろ過する膜モジュール２４を使用し、循環配管２２を介してこの膜モジュール２４の原水室２５と原水タンク２とが連通されている。なお、本実施形態の膜ろ過装置２１における上記以外の構成は、前述の第１の実施形態の膜ろ過装置１と同様である。
【００３２】
次に、本実施形態の膜ろ過装置２１の動作について説明する。本実施形態の膜ろ過装置２１においては、前述の第１の実施形態の膜ろ過装置１と同様に、先ず、原水タンク２において、攪拌機９で攪拌しながら、原水１０に鉄系凝集剤を添加する。次に、この鉄系凝集剤が添加された原水１０を、原水ポンプ３により加圧し、膜モジュール２４の原水室２５に導入する。このとき、ナノバブル発生装置１１により、原水室２５に導入される前の原水１０に、直径が０．０１〜１μｍのナノバブルを発生させる。
【００３３】
そして、鉄系凝集剤により状態が安定化されたナノバブルを含む原水１０は、膜モジュール２４内において、ろ過膜２７により対象物質が分離され、分離対象物質を含まない透過水のみが透過水室に透過すると共に、原水室２５の原水１０の一部は循環配管２２を経由して原水タンク２に戻される。本実施形態の膜ろ過装置２１においても、ろ過膜２７に損傷がある場合は、ナノバブルが透過水室２６に漏出し、透過水配管１４に取り付けられたナノバブル検出装置１２で検出される。一方、ろ過膜２７に損傷がない場合は、ナノバブルは透過水室２６に漏出せず、原水室２５の原水１０と共に循環配管２２を経由して原水タンク２に戻される。
【００３４】
本実施形態の膜ろ過装置１においては、原水１０中に直径が０．０１〜１μｍのナノバブルを発生させると共に、原水１０にナノバブル安定化剤として鉄イオン濃度で１０〜３０ｍｇ／リットルの鉄系凝集剤を添加し、このナノバブルの漏出の有無によりろ過膜２７の損傷を検出しているため、損傷幅が０．２ｍｍ以下の微細な膜損傷でも高精度で検出することができる。また、原水室２５の原水１０の一部を原水タンク２に戻し循環利用しているため、ナノバブルの発生量を抑制することができる。
【００３５】
なお、前述の第１及び第２の実施形態の膜ろ過装置においては、原水を原水ポンプにより加圧して膜モジュールの原水室に導入しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の駆動圧による方式も適用可能である。また、前述の第１及び第２の実施形態の膜ろ過装置においては、原水ポンプよりも膜モジュール側にナノバブル発生装置を取り付けているが、原水を原水室に導入するための装置が、ナノバブルにさほど影響しない方式である場合は、ナノバブル発生装置を原水タンクに取り付け、鉄系凝集剤の添加とナノバブルの発生を同時に行ってもよい。
【００３６】
更に、図３においては、鉄系凝集剤の添加効果について、ポリ硫酸第二鉄を例に説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、塩化第二鉄等他の鉄系凝集剤を使用しても同様の効果が得られる。
【実施例】
【００３７】
以下、本発明の本発明の効果について、実施例及び比較例を挙げて具体的に説明する。本実施例においては、鉄イオン濃度が１０ｍｇ／リットルになるようにポリ硫酸第２鉄が添加されたＨ県Ｈ川伏流水に、気泡径を変えてナノバブルを発生させ、その耐久時間を測定した。その結果を下記表１に示す。なお、下記表１においては、直径が０．１ｍｍ以下の気泡が３０秒以上存在していた場合を○、３０秒未満で消滅した場合又は直径が０．１ｍｍ以上になってしまった場合を×とした。また、原水であるＨ川伏流水の濁度は、０．０２度であった。
【００３８】
【表１】
2007260497.tif 000003
【００３９】
上記表１に示すように、直径が０．０１〜１μｍ（１０〜１００００ｎｍ）の場合、鉄系凝集剤を添加することにより、原水中で３０秒間以上存在させることができた。一方、気泡径が０．０１μｍ（１０ｎｍ）未満のナノバブルは、鉄系凝集剤の添加の有無にかかわらず、発生直後に消滅した。また、直径が０．０１〜１μｍであっても、鉄系凝集剤を添加しない場合は、ナノバブルは３０秒未満で消滅した。更に、直径が１μｍを超えると、鉄系凝集剤の添加の有無にかかわらず気泡が成長し、気泡径が微細損傷の検知には適さない０．１ｍｍ以上になった。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施形態の膜ろ過装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す膜モジュール内部を模式的に示す図である。
【図３】横軸にポリ硫酸第二鉄を添加したときの原水中の鉄イオン濃度をとり、縦軸にナノバブル存在時間及び薬品洗浄１サイクルあたりの総ろ過水量をとって、ポリ硫酸第二鉄の添加効果を示すグラフ図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の膜ろ過装置の構成を示すブロック図である。
【図５】特許文献２に記載の従来の膜ろ過装置を模式的に示す断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）はろ過膜の損傷形態を示す図であり、（ａ）は切断による損傷を示し、（ｂ）は開口による損傷を示し、（ｃ）は膜の長手方向に伸びる亀裂による損傷を示す。
【符号の説明】
【００４１】
１，２１，１０１  膜ろ過装置
２  原水タンク
３  原水ポンプ
４，２４  膜モジュール
５，２５，１０２  原水室
６，２６，１０５  透過水室
７，２７  ろ過膜
８  凝集剤投入機
９  攪拌機
１０  原水
１１  ナノバブル発生機
１２  ナノバブル検出器
１３  原水配管
１４  透過水配管
１５  筐体
２２  循環配管
１０３  被処理室
１０４  中空糸膜
１０６，１０７  封止材
１０６ａ  通水孔
１０８  エゼクタ
１０９  光源
１１０  ＣＣＤカメラ
【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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