(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空糸膜の原液側に液体を満たした状態で、中空糸膜の原液側から気体が放出される圧力よりも小さい圧力の気体を中空糸膜の濾液側から導入し、２０秒以内で中空糸膜モジュールの濾液側の液体を完全に排出する加圧工程を行い、当該加圧工程中または加圧工程後に、中空糸膜の原液側を気泡で洗浄することを特徴とする中空糸膜モジュールの洗浄方法。
【請求項２】
原液が中空糸膜の外表面側から供給され、中空糸膜の内表面側から濾液が取り出される外圧濾過方式である請求項１記載の中空糸膜モジュールの洗浄方法。
【請求項３】
加圧工程時に導入される気体の圧力が１．０〜５．０ｋｇ／ｃｍ2 の範囲にある請求項１または２記載の中空糸膜モジュールの洗浄方法。
【請求項４】
濾液側および原液側にそれぞれ気体導入口を備えた中空糸膜モジュールと、該中空糸膜モジュールに原液を供給する送液ポンプと、該中空糸膜モジュールに加圧気体を供給する加圧気体供給装置と、該送液ポンプおよび該加圧気体供給装置を作動させる制御装置とを備え、該制御装置が、中空糸膜モジュールへの原液の供給が停止された後に、中空糸膜の原液側が原液で満たされた状態で、中空糸膜の原液側から気体が放出される圧力よりも小さい圧力の気体が濾液側の気体導入口から中空糸膜モジュールに供給して、２０秒以内で中空糸膜モジュールの濾液側の液体を完全に排出する加圧工程を行い、当該加圧工程中または加圧工程後に、中空糸膜の原液側の気体導入口から中空糸膜モジュールに気体が導入されて中空糸膜が気泡で洗浄される気泡洗浄工程を行うように構成されたことを特徴とする濾過装置。
【請求項５】
中空糸膜モジュールが、濾液側に濾液出口および気体導入口を有し、原液側に原液導入口、気体排出口、気体導入口および原液排出口を有している請求項４記載の濾過装置。
【請求項６】
加圧工程および気泡洗浄工程が、中空糸膜モジュールに設けられたバルブが制御装置により作動されることにより行われるように構成されており、該加圧工程は、原液側の気体排出口を開いた状態で、濾液側の気体導入口を開くことにより行われ、該気泡洗浄工程は、原液側の気体導入口より気体を導入することにより行われる請求項５記載の濾過装置。
【請求項７】
原液が中空糸膜の外表面側から供給され、中空糸膜の内表面側から濾液が取り出される外圧濾過方式である請求項４記載の濾過装置。
【請求項８】
中空糸膜モジュールが、１本または複数本の中空糸膜エレメントが装着されて構成されている請求項４記載の濾過装置。
【請求項９】
中空糸膜の一端が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の中空糸膜エレメントである請求項８記載の濾過装置。
【請求項１０】
中空糸膜が親水性高分子からなる請求項４記載の濾過装置。
【請求項１１】
中空糸膜がポリビニルアルコール系樹脂により親水化されたポリスルホン系樹脂、親水性高分子が添加されたポリスルホン系樹脂またはポリビニルアルコール系樹脂からなる請求項１０記載の濾過装置。
【請求項１２】
反応槽と、アルカリ成分貯留タンクと、該反応槽中の原液に該アルカリ成分貯留タンクからアルカリ成分を注入するアルカリ成分注入ポンプと、酸化剤貯留タンクと、当該原液に該酸化剤貯留タンクから酸化剤を注入する酸化剤注入ポンプとを備えたイオン類の酸化析出装置を備え、該酸化析出装置によりイオン類が酸化析出された原液が中空糸膜モジュールに供給されるように構成されている請求項４記載の濾過装置。
【請求項１３】
ｐＨ調整用の酸成分またはアルカリ成分の貯留タンクと、原液に酸成分またはアルカリ成分を注入する注入ポンプと、凝集剤貯留タンクと、該原液に該凝集剤貯留タンクから凝集剤を注入する凝集剤注入ポンプとを備えた凝集装置を備え、該凝集装置により凝集された原液が中空糸膜モジュールに供給されるように構成されている請求項４記載の濾過装置。
【請求項１４】
油水分離装置を備え、該油水分離装置を通過した原液が中空糸膜モジュールに供給されるように構成されている請求項４記載の濾過装置。
【請求項１５】
油水分離装置がオイルスキマー、加圧浮上装置、コアレッサーまたは電気式油水分離装置である請求項１４記載の濾過装置。
【請求項１６】
循環濾過方式の濾過装置であって、原液が油水分離装置と中空糸膜モジュールとの間を循環するように構成された請求項１４記載の濾過装置。
【請求項１７】
原液が貯留される濃縮槽を備え、濃縮槽に貯留した原液中の油分が油水分離装置により除去された後、油分除去後の原液が中空糸膜モジュールに供給され、該中空糸膜モジュールを通過した循環液が該濃縮槽に戻るように構成された請求項１６記載の濾過装置。
【請求項１８】
荷電式凝集装置を備え、該荷電式凝集装置を通過した原液が中空糸膜モジュールに供給されるように構成されている請求項４記載の濾過装置。
【請求項１９】
中空糸膜の薬液洗浄用の薬液タンクと、該薬液タンクに貯留された薬液を送液する薬液送液ポンプとを備え、中空糸膜モジュールの原液側に該薬液が供給されるように構成された請求項４記載の濾過装置。
【請求項２０】
電解水製造装置と、電解水製造装置の電解水貯留タンクに貯留された電解水を送液する電解水送液ポンプとを備え、電解水が中空糸膜モジュールに導入されることにより中空糸膜を洗浄するように構成された請求項４記載の濾過装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は中空糸膜モジュールの洗浄方法およびその方法に用いる濾過装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、中空糸膜による分離技術の開発が進み、水の濾過をはじめ様々な用途に広く用いられている。しかし、中空糸膜による濾過の過程では、ＳＳと呼ばれる原液中の懸濁物質等の固形物が中空糸膜表面に付着し、または微多孔に侵入し、経時的に透過流束の低下が生じる。そこで、安定して長期的に濾過運転を継続するためには、濾過条件の設定と同時に有効な中空糸膜の洗浄方法の開発が不可欠とされている。
【０００３】
従来、中空糸膜モジュールの洗浄方法として、種々の方法が検討されてきたが、これらは物理的洗浄方法と、化学的洗浄方法とに大別できる。物理的洗浄方法としては、スポンジボール、高圧水流などにより強制的に付着物質をかき取る方法、水、透過液などの液体を濾液側から原液側へ通過させる液体逆洗法、加圧気体を濾液側から原液側へ通過させる気体逆洗法（特開昭５３−１０８８８２号公報、特表平１−５００７３２号公報などを参照）、原液側に気泡を噴出させるバブリング法、超音波法、電気泳動法などをはじめ、多種多様の方法が提案されている。これらの中で、一般には液体逆洗法、気体逆洗法およびバブリング法が単独でまたは適宜組み合わされて広く実施されている。また、化学的洗浄方法としては、酸、アルカリ水溶液、洗浄剤などの薬液により、付着物を溶解除去する方法が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、従来公知の物理的洗浄方法を用いた場合、その洗浄効果は必ずしも満足できるレベルにはなく、例えば濾過工程と洗浄工程とをシーケンスコントロールなどによって連続して運転した場合、数日から数カ月程度で透過流束が大きく低下する。そこで、透過流束を回復するために、化学的洗浄を行う必要が生じる。一般的な液体逆洗法では、逆洗用ポンプの設置が必要となり、また、膜濾過により得られた透過液を逆洗浄に使用するため、液体逆洗法は効率的な方法であると言い難い。気体逆洗法では、多量の高圧気体が必要となるため、大容量のエアーコンプレッサーなどを備えた加圧気体供給装置が必要となり、さらに、逆洗時に高圧気体が噴出されることによる騒音が問題となる場合がある。一方、酸などの薬液を用いた化学的洗浄方法を実施する場合、濾過を一旦完全に停止し、次いで薬液で洗浄し、洗浄後に薬液を除去する工程を必要とすることから、長期間、濾過を停止せざるを得ず、さらに、多量の洗浄廃液を処理しなければならないという課題もある。したがって、より長期間の連続した濾過運転を可能とするには、有効な物理的洗浄方法の開発が必要である。
【０００５】
本発明の目的は、従来の方法に比較して卓越した洗浄効果を有し、長期間の連続した濾過運転が可能な中空糸膜モジュールの洗浄方法を提供することにある。また、本発明の目的は、この洗浄方法を行うのに有効な、設置スペースおよび設備費の低減が可能な濾過装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する本発明の中空糸膜モジュールの洗浄方法は、中空糸膜の原液側に液体を満たした状態で、中空糸膜の原液側から気体が放出される圧力よりも小さい圧力の気体を中空糸膜の濾液側から導入し、２０秒以内で中空糸膜モジュールの濾液側の液体を完全に排出する加圧工程を行い、当該加圧工程中または加圧工程後に、中空糸膜の原液側を気泡で洗浄することを特徴とする。ここで、中空糸膜の原液側から気体が放出される圧力よりも小さい圧力とは、十分に濡れた中空糸膜に対して気体による加圧工程を行った際、気体が中空糸膜の微多孔を通過して、反対側の中空糸膜表面から気泡が放出されるときの加圧気体の圧力であり、その値は中空糸膜の孔径および中空糸膜を濡らす液体の界面張力によりそれぞれ異なる。すなわち、本発明の洗浄方法は、中空糸膜内部に導入された気体が中空糸膜の外側の表面から放出されない程度の圧力の気体を導入する点で、従来の気体を用いた中空糸膜の逆洗浄方法と明確に相違している。なお、本明細書において、この圧力をバブルポイントと称する。
【０００７】
本発明の中空糸膜モジュールの洗浄方法が、従来の洗浄方法に比較して格段に優れた洗浄効果を発現する理由は定かではないが、本発明者らが現時点で推定している本発明の作用について、図４および図５に示す外圧濾過方式を例として、以下に説明する。
【０００８】
図４は、透過液を用いた従来の洗浄方法を行った場合における、１本の中空糸膜を横断面方向から見たときの透過液の流れを示す図である。図５は、本発明の洗浄方法において、中空糸膜の原液側に液体を満たした状態で加圧気体を導入した場合における、１本の中空糸膜を横断面方向から見たときの透過液の流れを示す図である。ここでは、一端を固定しない状態で封止した片端フリータイプの中空糸膜の濾液側（内表面側）に、ポンプを使用して透過液を流した場合を示している。図４および図５において、中空糸膜の内側から外側に向かう矢印は、中空糸膜の壁面から中空糸膜外側の原液側に流出する透過液を示し、この矢印の長さは透過液の流量の大小を表している。図４に模式的に図示するように、従来の洗浄方法で中空糸膜に導入された透過液は、圧力損失の小さい透過液導入部付近から優先的に中空糸膜の壁面を通じて原液側に流出するため、圧力損失の大きい中空糸端部には、膜を洗浄するために十分な透過液が流れないことが多い。そこで、中空糸膜全体を均一かつ効果的に逆洗浄するためには、新膜時の純水透水性に匹敵する程度の多量の透過液を高圧で中空糸膜に供給することが必要となるが、現実にこのような操作を行うことは困難である。これに対して、図５に示す本発明の洗浄方法では、中空糸膜の原液側に液体を満たした状態で、中空糸膜のバブルポイント未満の圧力の気体を中空糸膜の濾液側から導入する加圧工程を行う。図５のａからｄに示すように、加圧気体により中空糸膜内部の透過液が中空糸膜の壁面を通過して原液側へ排出されるのに伴って、中空糸膜内部の透過液液面が順次低下する。このとき、圧力損失の小さい液面付近が優先的に逆洗浄されるため、中空糸膜内部の透過液液面が低下するにしたがって、中空糸膜の端部までの全体が均一に洗浄される。以上、模式図により説明したように、本発明の洗浄方法では中空糸膜全体を透過液によって均一に洗浄することが可能となり、従来の透過液を用いた洗浄方法に比較して、格段に優れた洗浄効果が発揮されるものと考えられる。中空糸膜の濾液側から加圧気体を導入することにより中空糸膜を洗浄する技術としては、前述した気体逆洗法がある（特開昭５３−１０８８８２号公報、特表平１−５００７３２号公報などを参照）が、これらの公報に記載された技術は、中空糸膜のバブルポイント以上の加圧気体を導入して、中空糸膜の原液側へ気体を通過させるものである。本発明において、中空糸膜の濾液側に導入される加圧気体はバブルポイント未満の圧力であり、上述の通り、本発明は中空糸膜に気体を通過させることによって、中空糸膜を洗浄しようとする技術ではない。この点で、本発明の洗浄方法は従来の洗浄方法と異なるものである。
【０００９】
また、本発明の洗浄方法によれば、図５のｅに示すように、中空糸膜内部の透過液の全てが中空糸膜から排出され、透過液による洗浄が終了した後に、中空糸膜が内部から気体により加圧されて、外側方向へ膨張する力を受け、図５ｅ中に破線で示すように中空糸膜が膨脹する。このとき、中空糸膜の外側に付着したＳＳ成分に剥離または亀裂が生じ、この加圧工程中または加圧工程後に行われる気泡による洗浄工程でＳＳ成分が脱落しやすくなる。このように、本発明の洗浄方法では、気体による加圧工程によって、中空糸膜に微細な寸法変化が生じ、付着したＳＳ成分に剥離または亀裂が生じることが、従来の透過液を用いた洗浄方法に比較して、格段に優れた洗浄効果が発揮される他の一つの理由であると考えられる。
【００１０】
上記本発明の中空糸膜モジュールの洗浄方法は、濾液側および原液側にそれぞれ気体導入口を備えた中空糸膜モジュールと、該中空糸膜モジュールに原液を供給する送液ポンプと、該中空糸膜モジュールに加圧気体を供給する加圧気体供給装置と、該送液ポンプおよび該加圧気体供給装置を作動させる制御装置とを備え、該制御装置が、中空糸膜モジュールへの原液の供給が停止された後に、中空糸膜の原液側が原液で満たされた状態で、中空糸膜の原液側から気体が放出される圧力よりも小さい圧力の気体が濾液側の気体導入口から中空糸膜モジュールに供給される加圧工程を行い、当該加圧工程中または加圧工程後に、中空糸膜の原液側の気体導入口から中空糸膜モジュールに気体が導入されて中空糸膜が気泡で洗浄される気泡洗浄工程を行うように構成された濾過装置を用いて行うことができる。この濾過装置には、後述するように、その用途に応じてイオン類の酸化析出装置などの前処理装置を設けることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明で使用される中空糸膜としては、ポリビニルアルコール系樹脂により親水化処理されたポリスルホン系樹脂、親水性高分子が添加されたポリスルホン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、酢酸セルロース系樹脂、親水化処理されたポリエチレン系樹脂などの親水性素材からなるものが、高い親水性を有するためにＳＳ成分の難付着性、付着したＳＳ成分の剥離性に優れている点で好ましいが、他の素材で構成された中空糸膜を用いることもできる。例えば、ポリオレフィン系、ポリスルホン系、ポリエーテルスルホン系、エチレンービニルアルコール共重合体系、ポリアクリロニトリル系、酢酸セルロース系、ポリフッ化ビニリデン系、ポリパーフルオロエチレン系、ポリメタクリル酸エステル系、ポリエステル系、ポリアミド系などの有機高分子系の素材で構成された中空糸膜、セラミック系などの無機系の素材で構成された中空糸膜などを使用条件、所望する濾過性能などに応じて選択することができる。ここで、ポリビニルアルコール系樹脂により親水化処理されたポリスルホン系樹脂、親水性高分子が添加されたポリスルホン系樹脂またはポリビニルアルコール系樹脂からなる中空糸膜は、上記した親水性に優れるのみならず、耐熱性にも優れることから、特に好ましい。有機高分子系の素材を使用する場合、３０モル％以内の量で他成分を共重合したもの、または３０重量％以内の量で他の素材をブレンドしたものであってもよい。
【００１２】
有機高分子系の中空糸膜を使用する場合、中空糸膜の製造方法は特に限定されることはなく、素材の特性および所望する中空糸膜性能に応じて、公知の方法から適宜選択した方法を採用することができる。一般的には溶融紡糸法、湿式紡糸法、乾湿式紡糸法などが採用される。また、透水性の観点から、中空糸膜は緻密層と支持層とを有する非対称構造を持つことが好ましいが、一般に溶融紡糸法により製造される中空糸膜は対称構造となることから、湿式紡糸法、乾湿式紡糸法などの相転換法により製造することが好ましい。
【００１３】
本発明で使用される中空糸膜の孔径は特に限定されないが、０．００１〜１ミクロンの範囲内であることが、高い透水性を有し、濾過効率が低下するおそれが小さいことから好ましい。なお、ここでいう孔径とは、コロイダルシリカ、エマルジョン、ラテックスなどの粒子径が既知の各種基準物質を中空糸膜で濾過した際に、その９０％が排除される基準物質の粒子径をいう。孔径は均一であることが好ましい。限外濾過膜であれば、上記のような基準物質の粒子径に基づいて、孔径を求めることは不可能であるが、分子量が既知の蛋白質を用いて同様の測定を行ったときに、分画分子量が３０００以上であるものが好ましい。
【００１４】
中空糸膜の力学的性質およびモジュールとしての膜面積の観点から、中空糸膜の外径は２００〜３０００ミクロンの範囲内に設定することが好ましく、５００〜２０００ミクロンの範囲内であることがより好ましい。同様に中空糸膜の厚さは５０〜７００ミクロンの範囲内にあることが好ましく、１００〜６００ミクロンの範囲内であることがより好ましい。
【００１５】
本発明において、該中空糸膜はモジュール化されて濾過に使用される。濾過方法、濾過条件、洗浄方法などに応じてモジュールの形態を適宜選択することができ、１本または複数本の中空糸膜エレメントを装着して中空糸膜モジュールを構成しても良い。モジュールの形態としては、例えば数十本から数十万本の中空糸膜を束ねてモジュール内でＵ字型にしたもの、中空糸繊維束の一端を適当なシール材により一括封止したもの、中空糸繊維束の一端を適当なシール材により１本ずつ固定されていない状態（フリー状態）で封止したもの、中空糸繊維束の両端を開口したものなどが挙げられる。また、中空糸膜モジュールの形状も特に限定されることはなく、例えば円筒状であってもスクリーン状であってもよい。本発明の洗浄方法では、気泡による膜表面洗浄効果が極めて高くなることから、中空糸繊維束の一端を１本ずつフリー状態で封止した「片端フリー」タイプのモジュールを用いることが特に好ましい。
【００１６】
本発明で使用される中空糸膜モジュールよる濾過の方式としては、外圧全濾過、外圧循環濾過、内圧全濾過、内圧循環濾過などが挙げられ、所望の処理条件、処理性能に応じて適宜選択することができる。膜寿命の点では濾過塗膜表面の洗浄を同時に行うことのできる循環方式が好ましく、設備の単純さ、設置コスト、運転コストの点では全濾過方式が好ましい。本発明の洗浄方法では、気泡による膜表面の洗浄を行う際に、中空糸膜同士がこすれ合うことによる洗浄効果が発現することから、外圧濾過方式がより好ましい。
【００１７】
本発明においては、中空糸膜の原液側に液体を満たした状態で、中空糸膜の濾液側から中空糸膜のバブルポイント未満の圧力の気体を導入する加圧工程を行うが、加圧に用いる気体としては空気、窒素などが挙げられる。該加圧工程時および後述する気泡による膜表面洗浄時には、中空糸膜の原液側が液体で満たされていることが必要である。加圧工程に使用する気体の圧力は、中空糸膜のバブルポイント、中空糸膜の破裂圧力および中空糸膜モジュールの耐久圧力のうち最も低い値を超えない範囲内で選択されるが、中空糸膜のバブルポイントおよび破裂圧力がいずれも５．０ｋｇ／ｃｍ2 よりも大きい場合は、加圧気体の圧力が１．０〜５．０ｋｇ／ｃｍ2 の範囲内にあることが好ましく、１．５〜３．０ｋｇ／ｃｍ2 の範囲内にあることがより好ましい。加圧気体の圧力が１．０ｋｇ／ｃｍ2未満の場合は、本発明の効果が十分に発現しないおそれがある。中空糸膜のバブルポイント、中空糸膜の破裂圧力および中空糸膜モジュールの耐久圧力のうち少なくとも一つが５．０ｋｇ／ｃｍ2 よりも小さい場合には、加圧気体の圧力の上限はそれに対応して小さくなる。
【００１８】
気体による加圧工程を実施する時間は、中空糸膜モジュールの濾液側の液体を完全に排出することが可能な時間以上であることが必要であるが、加圧気体の単位時間当たりの導入量と中空糸膜モジュールの濾液側の体積とにより加圧工程に要する時間が異なる。外圧濾過方式の場合には、中空糸膜の内部体積をも考慮して加圧時間を設定する必要がある。
【００１９】
気体による加圧工程の際には、加圧気体の注入部と中空糸膜モジュールとを接続する配管の中および中空糸膜モジュールの中に満たされた濾液により、逆洗浄が行われる。例えば、該配管中の中間部に透過液タンクなどの滞留部を設けることにより、逆洗浄時の液量を増やすこともできる。
【００２０】
本発明においては、上記した気体による加圧工程中または加圧工程後に、中空糸膜の原液側を気泡で洗浄するが、この気泡洗浄工程で用いる気体として、空気、窒素などが挙げられる。気泡の供給量は特に限定されないが、膜洗浄効果が高く、膜破損のおそれが小さいことから、気泡の供給量が中空糸膜の面積１ｍ2 あたり５〜５００ノルマルリットル／時の範囲内にあることが好ましく、１０〜３００ノルマルリットル／時の範囲内にあることがより好ましい。上記した「片端フリー」タイプのモジュールを使用した場合、気泡による膜表面洗浄効果が極めて高くなる。
【００２１】
濾過後または逆洗浄後に中空糸膜を薬液洗浄して、中空糸膜に付着した有機物、無機物などを溶解除去することもできる。ここで、薬液洗浄の方法としては、有機物、無機物などを除去するために水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリで処理する方法、金属類を除去するために酸水溶液などの酸で処理する方法、洗浄剤で処理する方法、これらを組み合わせて連続的に行う方法などがあり、これによって中空糸膜の再生が可能である。
【００２２】
これまでに述べてきた濾過、気体による加圧工程、気泡による洗浄、薬液洗浄などの一連の工程は、制御装置によってシーケンスコントロールを行うことにより自動的に行うようにすることが可能である。例えば一定時間濾過を行った後、気体による加圧工程および気泡による膜表面洗浄を１回ないし数回実施し、次いで、必要に応じて１回ないし数回水洗を行い、その後薬液洗浄を行うという一連の洗浄工程をシーケンスコントロールにより自動的かつ連続的に行い、濾過と中空糸膜および濾過ラインの洗浄工程とを交互に繰り返しながら長期間安定的に運転を継続することが可能である。また、濾過工程と洗浄工程とをシーケンスコントロールにより連続的に繰り返し、目詰まりが大きくなった時点で手動により薬液洗浄する、いわゆるセレクトスイッチ方式で長期間安定的に運転を継続することも可能である。
【００２３】
本発明の中空糸膜モジュールの洗浄方法は、中空糸膜を構成する素材、モジュールの形状を問わず、従来の洗浄方法よりも卓越した洗浄効果が発現されることから、極めて広範な用途において、従来よりも高い透過流束で長期間連続して安定的な濾過を行うことが可能である。例えば食品工業分野では、原料水の除菌・除濁・除鉄・除マンガン、洗浄用水の除菌・微粒子除去、天然水の除菌・微粒子除去、醤油の除菌・精製、清酒の除菌・精製、食酢の除菌・精製、みりんの精製・調味液の除菌・精製、醸造オリからの製品回収、糖液の除菌・微粒子除去・精製、ハチミツの精製、酵素・蛋白質の精製・濃縮、発酵液の精製、チーズホエーからの蛋白質の回収精製、ミルクの濃縮による高蛋白乳の製造、水産加工排水からの蛋白質回収、魚肉蛋白の濃縮、肉加工廃棄物からの肉蛋白質の回収、豚の血液からの赤血球の分離、血液中のアルブミンとグロブリンの濃縮精製、大豆ホエーからの生理活性物質の回収・精製、大豆煮汁からの蛋白質回収、あぶらな蛋白の毒素除去と蛋白質濃縮、じゃがいもでんぷん工業廃水からの有用蛋白質の回収、天然色素の回収精製、各種酵素の回収精製、液体飲料の清澄化と除菌、柑橘類・リンゴペプチン液の濃縮、バクテリア細胞および代謝物質の回収による発酵液の精製などの用途で使用可能であり、また、医療分野では、原料となる純水・超純水製造装置の前処理、洗浄用水のパイロジェン除去、注射用水製造、透析用水製造、透析液の精製、ワクチン・酵素・ビールス・核酸・蛋白質などの生理活性物質の分離・濃縮・精製、ホルモンの精製、人口血液の製造、多糖類の濃縮精製、病院手洗い水の除菌、手術器具洗浄水の除菌などの用途に使用可能であり、電子工業分野では、逆浸透膜の前処理、超純水のファイナルフィルター、超純水のユースポイントフィルター、超純水のユニット組み込みフィルター、洗浄水の微粒子除去、研磨排水の回収、ダイシング排水の回収などの用途で使用可能であり、化学工業分野では、塗料の濃縮・回収、油剤の分離・回収、エマルジョンの分離・回収、コロイドの分離・回収、微粉体の洗浄精製、洗浄水の微粒子除去、メッキ液の精製、電気透析の前処理などの用途で使用可能であり、水処理分野では、中水道のＭＬＳＳ除去、排水の三次処理、排水の回収・再利用、原子力発電排水の精製、バクテリアの除去などの用途で使用可能であり、繊維・染色加工分野では、ＰＶＡ糊抜き排水のクローズド化、繊維加工油剤の回収・再利用、洗毛排水からのラノリンの回収、絹糸加工排水からのセリシンの回収などの用途で使用可能であり、鉄鋼・機械加工分野では、バレル研磨排水の回収、バフ研磨排水の回収、圧延油排水処理、水溶性切削油排水処理、動植物油加工排水の処理、脱脂洗浄排水からのエマルジョン除去・洗浄剤回収、リンス水のエマルジョン除去・リンス水回収、スクリーン版洗浄剤からのインク類除去などの用途で使用することが可能である。
【００２４】
次に、本発明の濾過装置の一例を図面にて説明する。図１は上記の洗浄方法を行うために使用することができる外圧型中空糸膜モジュールを用いた濾過装置の一例の概略構成図である。この濾過装置において、中空糸膜エレメント４が収納された中空糸膜モジュール１は、上部が濾液側Ａ、下部が原液側Ｂになるように仕切板２によって仕切られている。仕切板２には、中空糸膜エレメント４が収められた保護円筒３が中空糸膜エレメント４に対応した数だけ取り付けられている。濾液側Ａには濾液出口５および加圧気体導入口６が設けられており、原液側Ｂには原液導入口７、気体排出口８、気体導入口９および原液排出口１０が設けられている。すなわち、この濾過装置では、濾液側Ａに加圧気体導入口６が、原液側Ｂに気体導入口９が設けられており、これがこの濾過装置の特徴となる。
【００２５】
次いで、本発明の濾過装置の運転方法の一例を、外圧全濾過方式を例として図２にしたがって説明する。全てのバルブを閉じた状態から、気体排出口バルブ２４、原液導入口バルブ２１および濾液出口バルブ２３を開き、送液ポンプ２９を作動させて濾過容器２５の原液側Ｄに原液を導入し、気体排出口バルブ２４から原液が溢れた後、気体排出口バルブ２４を閉じて濾過を開始する。濾過時間の経過に伴い中空糸膜エレメント２６の膜表面にはＳＳ成分が付着し、濾過能力が低下するため、続いて、本発明の方法により中空糸膜を洗浄する。すなわち、送液ポンプ２９を停止した後、濾過工程で開いている原液導入口バルブ２１および濾液出口バルブ２３を閉じて濾過を停止し、次いでエアーコンプレッサー３０を作動させながら気体排出口バルブ２４および加圧気体導入口バルブ２２を開き加圧気体を濾過容器２５の濾液側Ｃに導入して加圧工程を行う。この際、原液側Ｃおよび中空糸膜内の濾液が中空糸膜の壁面を通じて原液側Ｄに押し出され、気体排出口バルブ２４より外部へ排出される。さらに、該加圧工程開始と同時または該加圧工程を所定時間行った後、気体導入口バルブ２８を開き、気泡による洗浄を所定時間実施する。上述した洗浄工程終了後、気体導入口バルブ２８を閉じ、原液排出口バルブ２７を開いてドレンを排出した後、濾過工程へ戻る。
【００２６】
図３には、図２に例示した濾過装置の基本的な運転方法について、各工程と作動バルブの開閉との相関を示す。ここで、図３中、丸印が付されているときに当該バルブが開いていることを意味する。この基本的な運転方法に加えて、ドレン排出と満水とを繰り返すことにより、中空糸膜表面および中空糸膜モジュール内部の洗浄を行う工程、フラッシング洗浄工程など、必要に応じて他の工程を追加することも可能である。
【００２７】
本発明の濾過装置を、（１）反応槽と、水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ成分貯留タンクと、該反応槽中の原液に該アルカリ成分貯留タンクからアルカリ成分を注入するアルカリ成分注入ポンプと、次亜塩素酸ナトリウムなどの酸化剤貯留タンクと、当該原液に該酸化剤貯留タンクから酸化剤を注入する酸化剤注入ポンプとを備えた、鉄、マンガンなどのイオン類の酸化析出装置、（２）ｐＨ調整用の酸成分またはアルカリ成分の貯留タンクと、原液に酸成分またはアルカリ成分を注入する注入ポンプと、硫酸ばん土、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）などの凝集剤貯留タンクと、当該原液に該凝集剤貯留タンクから凝集剤を注入する凝集剤注入ポンプとを備えた凝集装置、（３）「１，１，１ートリクロロエタン代替洗浄システムへの転換促進に資する情報整備」（平成６年１１月、産業基盤整備基金）の５２〜５４ページに記載されたようなフィルタエレメント方式油水分離装置、合体樹脂エレメント方式油水分離装置、加圧浮上装置、オイルスキマー、電気式油水分離装置、コアレッサーなどの各種油水分離装置、（４）「第２回フロン・トリエタン代替セミナー資料」（平成５年１１月１２日、長瀬産業株式会社電子部）に記載されているような荷電式凝集装置、（５）活性炭吸着装置などの、用途に応じた種々の前処理装置と組み合わせることにより、従来の膜濾過だけでは除去することが不可能なイオン類、フミン質などの微小な懸濁物を除去したり、膜の目詰まりの要因となる油分を除去したりすることができる。
【００２８】
図６に、反応槽と、アルカリ成分貯留タンクと、原液に該アルカリ成分貯留タンクからアルカリ成分を注入するアルカリ成分注入ポンプと、酸化剤貯留タンクと、当該原液に該酸化剤貯留タンクから酸化剤を注入する酸化剤注入ポンプとを備えたイオン類の酸化析出装置を備え、該酸化析出装置によりイオン類が酸化析出された原液が中空糸膜モジュールに供給されるように構成された本発明の濾過装置の一例を示す。この濾過装置の基本的な運転方法は次の通りである。すなわち、図６において、原液送液ポンプ３６から反応槽３５に至る配管途中に、アルカリ成分貯留タンク３１中のアルカリ成分をアルカリ成分添加ポンプ３２で所定量になるように添加し、次いで酸化剤貯留タンク３３中の酸化剤を酸化剤注入ポンプ３４で所定量になるように添加する。この際、添加するアルカリ成分としては水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液などが挙げられ、添加量としては、原水のｐＨが７．８以上、好ましくは８．０以上となる量を添加することが好ましい。また、酸化剤としては、次亜塩素酸ナトリウム水溶液、過マンガン酸ナトリウム水溶液、過酸化水素水溶液などが挙げられるが、取り扱いが容易なことから次亜塩素酸ナトリウム水溶液が好ましい。酸化剤の添加量としては、酸化剤として例えば次亜塩素酸ナトリウム水溶液を使用する場合、中空糸膜モジュールを通過した濾液中の残留塩素濃度が０．１ｐｐｍ以上となる量が好ましく、０．３ｐｐｍ以上となる量がより好ましい。このようにしてアルカリ成分および酸化剤を注入された原液は、反応槽３５での滞留中に鉄・マンガンなどのイオン類の酸化・析出反応が進行する。反応槽３５の容量としては、原液の滞留時間が１０〜１２０分、好ましくは２０〜６０分となるだけの容量を備えていることが好ましい。これまでに述べてきた酸化析出装置を備えた本発明の濾過装置により、これまで飲料水としては利用できなかった鉄・マンガンなどのイオン類が多い地下水などから、飲料水に適したレベルにまで鉄・マンガンなどを除去することが可能であり、さらに、本発明の中空糸膜モジュールの洗浄方法を採用することにより、長期間安定して運転することが可能となる。
【００２９】
次に、図７に、ｐＨ調整用の酸成分（またはアルカリ成分）の貯留タンクと、原液に酸成分（またはアルカリ成分）を注入する注入ポンプと、凝集剤貯留タンクと、該原液に該凝集剤貯留タンクから凝集剤を注入する凝集剤注入ポンプとを備えた凝集装置を備え、該凝集装置により凝集された原液が中空糸膜モジュールに供給されるように構成された本発明の濾過装置の一例を示す。この濾過装置の基本的な運転方法は次の通りである。すなわち、図７において、送液ポンプ２９から原液導入口バルブ２１に至る配管途中に、酸またはアルカリ成分貯留タンク４１中の酸成分（またはアルカリ成分）を酸成分（またはアルカリ成分）添加ポンプ４２で所定量添加し、次いで凝集剤貯留タンク４３中の凝集剤を凝集剤注入ポンプ４４で所定量添加する。この際、添加する酸成分またはアルカリ成分としては、塩酸水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、炭酸ナトリウム水溶液などが挙げられ、凝集剤としては、硫酸アルミニウム（硫酸ばん土）水溶液、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）水溶液、アルミン酸ナトリウム水溶液、塩化第２鉄水溶液、高分子凝集剤などが挙げられる。必要に応じて、酸成分（またはアルカリ成分）および凝集剤を添加した後、反応槽に貯留し、凝集反応を十分進行させ、この後、膜濾過装置に導入することも可能である。これまでに述べてきた凝集装置を備えた本発明の濾過装置により、これまで飲料水としては利用できなかったフミン質と呼ばれる有機成分を多量に含む地下水などから、飲料水に適したレベルにまで有機成分を除去することが容易であり、また微小な懸濁成分を含む排水処理などへ適用することも可能である。従来、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウムなどの凝集剤を多量に添加した場合、中空糸膜の目詰まりが激しく長期間の安定運転は困難とされていたが、上記本発明の濾過装置を採用することにより、数百ｐｐｍオーダーで凝集剤を添加した場合でも長期間安定して運転することが可能となる。
【００３０】
図８に、電気式油水分離装置を備えた本発明の濾過装置の一例を示す。この濾過装置の基本的な運転方法は次の通りである。すなわち、原液を送液ポンプ５１により荷電フィルター５２およびコアレッサー５３からなる電気式油水分離に導入して油分を除去した後、送液ポンプ２９により中空糸膜モジュール２６へ原液を導入する。この濾過装置では、循環バルブ５４を一部開放（または全開放）することにより原液を循環させ、循環濾過方式で濾過が行われる。循環液は一部または全量が、再度、荷電フィルター５２およびコアレッサー５３からなる電気式油水分離装置に導入され、油水分離と膜濾過とが連続して実施される。また、原液が貯留される濃縮槽を設置し、濃縮運転を行うことも可能である。これまでに述べてきた油水分離装置を備えた本発明の濾過装置により、油剤の分離・回収、エマルジョンの分離・回収、圧延油排水処理、水溶性切削油排水処理、動植物油加工排水の処理、脱脂洗浄排水からのエマルジョン除去・洗浄剤回収、リンス水のエマルジョン除去・リンス水回収などの用途への膜濾過技術の適用が可能となり、しかも本発明の中空糸膜モジュールの洗浄方法を採用することにより、長期間安定的に運転を継続することが可能となる。
【００３１】
図９に、荷電式凝集装置を備え、該荷電式凝集装置を通過した原液が中空糸膜モジュールに供給されるように構成された本発明の濾過装置の一例を示す。この濾過装置の基本的な運転方法は次の通りである。すなわち、原液を送液ポンプ２９で荷電凝集装置６１に導入し、荷電凝集効果によりＳＳ成分の凝集を進行させた後、中空糸膜モジュール２６へ導入する。荷電凝集装置６１の内部には、直流（または交流）の電源６３に接続された電極６２が設置されており、原液が電極６２により形成された電場の中を通過する際に、電気的中和作用によるＳＳ成分の凝集・肥大化が生じ、膜濾過装置での分離性能が向上するとともに目詰まりの進行を軽減することが可能である。
【００３２】
図１０に、中空糸膜の薬液洗浄用の薬液タンクと、薬液送液ポンプとを備え、中空糸膜モジュールの原液側に該薬液が供給されるように構成された本発明の濾過装置の一例を示す。この濾過装置の基本的な運転方法は次の通りである。すなわち、原液導入口バルブ２１、気体排出口バルブ２４、薬液導入バルブ７３を開いた状態で薬液送液ポンプ７３を作動させて薬液洗浄用薬液タンク７１に貯留された酸、アルカリなどの薬液を中空糸膜モジュール内に導入し、中空糸膜モジュールの薬液洗浄を実施する。必要に応じて原液排出バルブ２７および薬液排出バルブ７５を開いて薬液を循環させ、循環薬液洗浄を実施することも可能である。これまでに述べてきた薬液洗浄装置を備えた本発明の濾過装置を使用することにより、中空糸膜モジュールを取り外すことなく中空糸膜の薬液洗浄を実施することが可能となる。
【００３３】
図１１に、電解水製造装置と、電解水送液ポンプとを備え、電解水が中空糸膜モジュールに導入されることにより中空糸膜を洗浄するように構成された本発明の濾過装置の一例を示す。この濾過装置の基本的な運転方法は次の通りである。すなわち、電解水貯留タンク８１に貯留した水に電解質貯留タンク８３に貯留された塩化ナトリウムなどの電解質を電解質注入ポンプ８４で注入し、送液ポンプ８５で電解槽８６に導いて電解水の製造を行う。電解槽８６としては、多孔質膜、イオン交換膜などの隔膜により陽極室と陰極室とを分離したもの、無隔膜のものなどが挙げられる。得られた電解水を原液導入口バルブ２１、気体排出口バルブ２４および電解水導入バルブ８７を開いた状態で電解水送液ポンプ８２を作動させて電解水貯留タンク８１に貯留された電解水を中空糸膜モジュール内に導入し、中空糸膜モジュールの洗浄を実施する。必要に応じて原液排出バルブ２７および薬液排出バルブ８９を開いて薬液を循環させ、循環薬液洗浄を実施することも可能である。電解水の導入口を中空糸膜モジュールの濾液側に接続し、中空糸膜の電解水による逆洗浄を実施することも可能である。これまでに述べてきた電解水製造装置および電解水送液ポンプを備えた本発明の濾過装置を使用することにより、従来の薬液洗浄の他に電解水による中空糸膜の洗浄を中空糸膜モジュールを取り外すことなく実施することも可能となる。
【００３４】
本発明の濾過装置を、イオン交換樹脂、イオン交換膜、逆浸透膜、活性炭吸着装置、活性汚泥処理装置などの用途に応じた後処理装置と組み合わせて、濾液のさらなる浄化および精製を行うことも可能である。
【００３５】
また、本発明の濾過装置から排出される濃縮液またはドレンを、沈澱槽、凝集剤添加装置および反応槽からなる凝集装置、焼却装置などにより処理し、廃棄物量を低減することも可能である。
【００３６】
【実施例】
以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。以下の実施例および比較例の結果から、本発明によれば、長期間の安定的な濾過が可能であることが明らかである。
【００３７】
実施例１
ポリビニルアルコールにより表面親水化処理されたポリスルホン系樹脂からなり、平均孔径０．１ミクロンであって、バブルポイントが５．０ｋｇ／ｃｍ2 以上である中空糸膜よりなる膜面積７．０ｍ2 の「片端フリー」タイプの中空糸膜モジュールを使用して、１０〜２０℃の河川表流水を原水として、外圧全濾過方式、流量５６０リットル／時の条件で定流量濾過を行った。原水には、濾液中の遊離塩素濃度が１ｐｐｍとなるように、次亜塩素酸ナトリウム水溶液を継続して添加した。中空糸膜の洗浄は、シーケンスコントロールにより３０分に１回、中空糸膜モジュールの濾液側に、圧力２．０ｋｇ／ｃｍ2 の空気を導入することにより２０秒間加圧操作し、次いで中空糸膜モジュールの原液側の下部から、圧力１．０ｋｇ／ｃｍ2 の空気を６００ノルマルリットル／時の流量で１分間噴出させて行った。濾過運転期間中、膜間差圧を定期的に測定し、差圧が１．５ｋｇ／ｃｍ2 に達するまでの濾過時間を中空糸膜モジュールの濾過寿命とした場合、濾過寿命は６５日間であった。
【００３８】
実施例２
ポリビニルアルコールにより表面親水化処理されたポリスルホン系樹脂からなる中空糸膜の代わりにポリビニルアルコール系樹脂からなり、平均孔径０．１ミクロンであってバブルポイントが５．０ｋｇ／ｃｍ2 以上である中空糸膜を使用した以外は同様にして、河川表流水の濾過を行った。膜間差圧で評価した濾過寿命は６３日間であった。
【００３９】
実施例３
ポリビニルアルコールにより表面親水化処理されたポリスルホン系樹脂からなる中空糸膜の代わりに、親水化処理されたポリエチレン系樹脂からなり、平均孔径０．１ミクロンであってバブルポイントが３．０ｋｇ／ｃｍ2 以上である中空糸膜よりなる膜面積８．０ｍ2 の「両端固定（中空糸膜の両端を固定したもの）」タイプの中空糸膜モジュールを使用した以外は同様にして、河川表流水の濾過を行った。膜間差圧で評価した濾過寿命は５２日間であった。
【００４０】
実施例４
ポリアクリロニトリル系樹脂からなり、分画分子量３０００であって、バブルポイントが５．０ｋｇ／ｃｍ2 以上である中空糸膜よりなる膜面積５．０ｍ2 の「両端固定」タイプの中空糸膜モジュールを使用して、原水を中空糸膜の内部に線速１ｍ／秒の速度で流しながら、内圧循環濾過方式、流量３００リットル／時の条件で定流量濾過を行った。中空糸膜の洗浄は、シーケンスコントロールにより３０分に１回、中空糸膜モジュールの濾液側に、圧力２．０ｋｇ／ｃｍ2 の空気を導入することにより２０秒間加圧操作し、次いで中空糸膜の一端より圧力１．０ｋｇ／ｃｍ2 の空気を５００ノルマルリットル／時の流量で１分間噴出させて行った。濾過運転期間中、膜間差圧を定期的に測定し、差圧が１．５ｋｇ／ｃｍ2 に達するまでの濾過時間を中空糸膜モジュールの濾過寿命とした場合、濾過寿命は５５日間であった。
【００４１】
実施例５
ポリアクリロニトリル系樹脂からなり、分画分子量５０００であって、バブルポイントが５．０ｋｇ／ｃｍ2 以上である中空糸膜よりなる膜面積５．０ｍ2 の「両端固定」タイプの中空糸膜モジュールを使用して、原水を中空糸膜の外側に線速０．５ｍ／秒の速度で流しながら、外圧循環濾過方式、流量３００リットル／時の条件で定流量濾過を行った。中空糸膜の洗浄は、シーケンスコントロールにより３０分に１回、中空糸膜モジュールの濾液側に、圧力２．０ｋｇ／ｃｍ2の空気を導入することにより２０秒間加圧操作し、次いで中空糸膜の一端より圧力１．０ｋｇ／ｃｍ2 の空気を５００ノルマルリットル／時の流量で１分間噴出させて行った。濾過運転期間中、膜間差圧を定期的に測定し、差圧が１．５ｋｇ／ｃｍ2 に達するまでの濾過時間を中空糸膜モジュールの濾過寿命とした場合、濾過寿命は４９日間であった。
【００４２】
実施例６
ｐＨ７．１で２．１ｐｐｍの鉄および０．２ｐｐｍのマンガンを含有する井水に、水酸化ナトリウム水溶液を添加してｐＨ８．２とした後、次亜塩素酸ナトリウム水溶液を残留塩素濃度が１ｐｐｍとなる量だけ添加して、さらに３０分間滞留させることにより、鉄およびマンガンの酸化析出処理を行った。ポリビニルアルコールにより表面親水化処理されたポリスルホン系樹脂からなり、平均孔径０．１ミクロンであって、バブルポイントが５．０ｋｇ／ｃｍ2 以上である中空糸膜よりなる膜面積７．０ｍ2 の「片端フリー」タイプの中空糸膜エレメントを７本収納した総膜面積４９ｍ2 のモジュールを使用し、外圧全濾過方式、流量３５００リットル／時の条件で定流量濾過を行った。中空糸膜の洗浄は、シーケンスコントロールにより３０分に１回、中空糸膜モジュールの濾液側に、圧力３．０ｋｇ／ｃｍ2 の空気を導入することにより２０秒間加圧操作し、次いで中空糸膜モジュールの原液側の下部より圧力１．０ｋｇ／ｃｍ2 の空気を４２００ノルマルリットル／時の流量で１分間噴出させて行った。濾過運転期間中、膜間差圧を定期的に測定し、差圧が１．５ｋｇ／ｃｍ2 に達するまでの濾過時間を中空糸膜モジュールの濾過寿命とした場合、濾過寿命は７７日間であった。
【００４３】
実施例７
フミン質を多量に含むとされる関東地方で取水した色度２００、過マンガン酸カリウム消費量４５ｍｇ／リットルである地下水に、凝集剤の１種であるＪＩＳＫ  １４５０−１９９７に適合した市販の液体硫酸ばん土を３００ｐｐｍ添加し、３０分間撹拌・滞留させたものを使用した以外は実施例１と同様にして水の濾過を行った。膜間差圧で評価した濾過寿命は５８日間であった。得られた濾液は色度０、過マンガン酸カリウム消費量６．５ｍｇ／リットルであり、その他の項目を含めて平成４年厚生省令第６９号により定められた水質基準に適合していた。
【００４４】
実施例８
ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２  １４．１に定められた方法で測定したＳＳ濃度が３０ｍｇ／ＬであるＩＣチップ製造用シリコンウエハーのダイシング排水を原水とし、ポリビニルアルコールにより表面親水化処理されたポリスルホン系樹脂からなり、平均孔径０．１ミクロンであって、バブルポイントが５．０ｋｇ／ｃｍ2 以上である中空糸膜よりなる膜面積７．０ｍ2 の「片端フリー」タイプの中空糸膜エレメントを７本収納した総膜面積４９ｍ2 のモジュールを使用して、外圧全濾過方式、流量１５００リットル／時の条件で定流量濾過を行った。中空糸膜の洗浄は、シーケンスコントロールにより３時間に１回、中空糸膜モジュールの濾液側に、圧力１．８ｋｇ／ｃｍ2 の空気を導入することにより２０秒間加圧操作し、次いで中空糸膜モジュールの原液側の下部より圧力１．０ｋｇ／ｃｍ2 の空気を４２００ノルマルリットル／時の流量で１分間噴出させて行った。濾過運転期間中、膜間差圧を定期的に測定し、差圧が１．５ｋｇ／ｃｍ2 に達するまでの濾過時間を中空糸膜モジュールの濾過寿命とした場合、濾過寿命は９８日間であった。
【００４５】
実施例９
ＪＩＳ  Ｋ  ０１０２  １４．１に定められた方法で測定したＳＳ濃度が１０００ｍｇ／Ｌであるコンデンサー部品のバレル研磨排水を原水とし、ポリビニルアルコールにより表面親水化処理されたポリスルホン系樹脂からなり、平均孔径０．１ミクロンであって、バブルポイントが５．０ｋｇ／ｃｍ2 以上である中空糸膜よりなる膜面積７．０ｍ2 の「片端フリー」タイプの中空糸膜エレメントを３本収納した総膜面積２１ｍ2 のモジュールを使用して、外圧全濾過方式、流量１５００リットル／時の条件で定流量濾過を行った。中空糸膜の洗浄は、シーケンスコントロールにより３０分に１回、中空糸膜モジュールの濾液側に、圧力１．９ｋｇ／ｃｍ2 の空気を導入することにより２０秒間加圧操作し、次いで中空糸膜モジュールの原液側の下部より圧力１．０ｋｇ／ｃｍ2 の空気を１８００ノルマルリットル／時の流量で１分間噴出させて行った。濾過運転期間中、膜間差圧を定期的に測定し、差圧が１．５ｋｇ／ｃｍ2 に達するまでの濾過時間を中空糸膜モジュールの濾過寿命とした場合、濾過寿命は５３日間であった。
【００４６】
比較例１
実施例１において、濾液側からの気体による加圧操作を行わず、２０秒間運転を停止した以外は同様にして、河川表流水の濾過を行った。膜間差圧で評価した濾過寿命は１９日間であった。
【００４７】
比較例２
実施例１において、濾液側からの気体による加圧操作の代わりに、濾液側からポンプにより１１２０リットル／時の流量で５秒間濾液を供給して逆洗浄を行った以外は同様にして、河川表流水の濾過を行った。膜間差圧で評価した濾過寿命は２３日間であった。
【００４８】
比較例４
実施例１において、中空糸膜モジュールの原液側の下部より空気を噴出させる気泡による洗浄を行なわず、１分間運転を停止した以外は同様にして、河川表流水の濾過を行った。膜間差圧で評価した濾過寿命は２０日であった。
【００４９】
【発明の効果】
本発明の中空糸膜モジュールの洗浄方法によって、長期間安定的に連続した濾過運転が可能となり、薬液洗浄の頻度を低減することが可能となる。本発明の濾過装置は、上記本発明の中空糸膜モジュールの洗浄方法のために用いることが有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の濾過装置に用いられる外圧型中空糸膜モジュールの一例を示す図である。
【図２】外圧型中空糸膜モジュールを使用した本発明の濾過装置の一例を示す図である。
【図３】図２に示す本発明の濾過装置の基本的な運転プログラムを示す図である。
【図４】従来の透過液逆洗時の透過液の流れを模式的に表した図である。
【図５】本発明の気体による加圧工程時の透過液の流れを模式的に表した図である。
【図６】イオン類の酸化析出装置を備えた本発明の濾過装置の一例を示す図である。
【図７】凝集反応装置を備えた本発明の濾過装置の一例を示す図である。
【図８】電気式油水分離装置を備えた本発明の濾過装置の一例を示す図である。
【図９】荷電式凝集装置を備えた本発明の濾過装置の一例を示す図である。
【図１０】中空糸膜の薬液洗浄用薬液タンクと薬液送液ポンプとを備えた本発明の濾過装置の一例を示す図である。
【図１１】電解水製造装置と電解水送液ポンプとを備えた本発明の濾過装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
Ａ：濾液側
Ｂ：原液側
１：中空糸膜モジュール
２：仕切板
３：保護円筒
４：中空糸膜エレメント
５：濾液出口
６：加圧気体導入口
７：原液導入口
８：気体排出口
９：気体導入口
１０：原液排出口
Ｃ：濾液側
Ｄ：原液側
２１：原液導入口バルブ
２２：加圧気体導入口バルブ
２３：濾液出口バルブ
２４：気体排出口バルブ
２５：濾過容器
２６：中空糸膜モジュール
２７：原液排出口バルブ
２８：気体導入口バルブ
２９：送液ポンプ
３０：エアーコンプレッサー
３１：アルカリ成分貯留タンク
３２：アルカリ成分注入ポンプ
３３：酸化剤貯留タンク
３４：酸化剤注入ポンプ
３５：反応槽
３６：原水送液ポンプ
４１：酸成分（またはアルカリ成分）貯留タンク
４２：酸成分（またはアルカリ成分）注入ポンプ
４３：凝集剤貯留タンク
４４：凝集剤注入ポンプ
５１：送液ポンプ
５２：荷電フィルター
５３：コアレッサー
５４：循環バルブ
６１：荷電式凝集装置
６２：電極
６３：電源
７１：薬液洗浄用薬液タンク
７２：薬液送液ポンプ
７３：薬液導入バルブ
７４：逆流防止弁
７５：薬液排出バルブ
８１：電解水貯留タンク
８２：電解水送液ポンプ
８３：電解質貯留タンク
８４：電解質注入ポンプ
８５：送液ポンプ
８６：電解槽
８７：電解水導入バルブ
８８：逆流防止弁
８９：電解水排出バルブ
【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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