(57)【要約】【課題】分離膜のファウリング（膜閉塞）を効果的に抑制でき、被処理流体の分離処理効率を高めることができる被処理流体の分離処理方法を提供すること。【解決手段】被処理流体の分離処理方法は、多孔質である柱状の基材２１と、基材２１を軸方向に貫通して形成された複数のセル３２と、セル３２の内壁面３２１に設けられた分離膜２２と、を備えた分離膜構造体１１を用いる。分離膜構造体１１の各セル３２において、分離膜２２の内側には、被処理流体Ａを流通させる流路３３が形成されている。流路３３の流路径は、１．５ｍｍ以下である。被処理流体Ａの分離処理を行う際、分離膜構造体１１の流路３３内に、膜面線速６ｍ／ｓ以上の条件で被処理流体Ａを流通させる。【選択図】図１
2017094310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質である柱状の基材と、該基材を軸方向に貫通して形成された複数のセルと、該セルの内壁面に設けられた分離膜と、を備えた分離膜構造体を用いた被処理流体の分離処理方法であって、
前記分離膜構造体の前記各セルにおいて、前記分離膜の内側には、前記被処理流体を流通させる流路が形成され、該流路の流路径は、１．５ｍｍ以下であり、
前記被処理流体の分離処理を行う際、前記分離膜構造体の前記流路内に、膜面線速６ｍ／ｓ以上の条件で前記被処理流体を流通させることを特徴とする被処理流体の分離処理方法。
【請求項２】
前記分離膜は、固液分離用の分離膜であることを特徴とする請求項１に記載の被処理流体の分離処理方法。
【請求項３】
前記分離膜は、ナノろ過膜、限外ろ過膜及び精密ろ過膜から選択される１種以上のろ過膜を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の被処理流体の分離処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理流体の分離処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、固液分離等に用いる分離膜構造体が知られている（特許文献１参照）。分離膜構造体は、多孔質である柱状の基材と、その基材を軸方向に貫通して形成された複数のセルと、セルの内壁面に設けられた分離膜とを備えている。分離膜構造体の各セルにおいて、分離膜の内側には、被処理流体を流通させる流路が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１０９０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、分離膜構造体を用いて被処理流体の分離処理を長時間行うと、被処理流体に含まれる固形物等が分離膜の表面に付着し、分離膜のファウリング（膜閉塞）が生じる。従来、分離膜構造体のセルの内径を小さくする等、構造的な面で様々な対策が行われているが、分離膜のファウリングを十分に抑制できるとは言えなかった。また、分離処理の条件については、十分な検討が行われているとは言えなかった。
【０００５】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、分離膜のファウリング（膜閉塞）を効果的に抑制でき、被処理流体の分離処理効率を高めることができる被処理流体の分離処理方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一の態様は、多孔質である柱状の基材と、基材を軸方向に貫通して形成された複数のセルと、セルの内壁面に設けられた分離膜と、を備えた分離膜構造体を用いた被処理流体の分離処理方法であって、分離膜構造体の各セルにおいて、分離膜の内側には、被処理流体を流通させる流路が形成され、流路の流路径は、１．５ｍｍ以下であり、被処理流体の分離処理を行う際、分離膜構造体の流路内に、膜面線速６ｍ／ｓ以上の条件で被処理流体を流通させる。
【０００７】
上記被処理流体の分離処理方法によれば、分離膜構造体の流路の流路径を１．５ｍｍ以下とし、膜面線速を６ｍ／ｓ以上として被処理流体の分離処理を行う。そのため、被処理流体が分離膜構造体の流路内を流通する際に、流路の内壁面（分離膜の表面）に作用するせん断応力を大きくすることができ、分離膜の表面に固形物等が付着しにくくなると共に、分離膜の表面に付着した固形物等をこそぎ取る力が強くなる。
【０００８】
これにより、分離膜の表面に付着する固形物等に起因する分離膜のファウリング（膜閉塞）を効果的に抑制でき、被処理流体の分離処理効率を高めることができる。すなわち、被処理流体が流通する流路の流路径と膜面線速とを上記特定の範囲にすることで、上述の効果を得ることができる。
【０００９】
上記被処理流体の分離処理方法において、分離膜構造体の流路の流路径は、１．５ｍｍ以下である。流路の流路径が１．５ｍｍを超える場合には、被処理流体が流路内を流通する際に、流路の内壁面（分離膜の表面）に作用するせん断応力が小さくなるため、分離膜のファウリングを抑制する効果を十分に得られない。
【００１０】
一方、流路の流路径を小さくしすぎると、圧力損失が大きくなり、被処理流体の速度（流速）が遅くなるため、固形分率が高い被処理流体、高粘度の被処理流体等の分離処理が困難となるおそれがある。したがって、被処理流体の性状に合わせて、被処理流体の分離処理が良好に行えるように、流路の流路径を設定すればよい。流路の流路径は、０．３ｍｍ以上であることが好ましい。
【００１１】
ここで、流路の流路径（内径）とは、流路の断面が円形状の場合にはその直径をいい、流路の断面が楕円形状、多角形状等の場合にはその水力直径をいう。水力直径（Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ  Ｄｉａｍｅｔｅｒ）とは、等価水力直径をいい、ある開口の断面と等価な円管の直径のことである。等価水力直径は、一般的に４Ｓ／Ｌ（Ｓ：開口平面積）、Ｌ：開口長（開口の周の長さ）で表される。
【００１２】
また、流路の断面形状は、特に限定されるものではなく、例えば、円形状、楕円形状、多角形状（三角形状、四角形状、六角形状等）等とすることができる。分離膜のファウリングを抑制する効果を高くするためには、流路の断面形状をファウリングが起こりやすい角部を有しない断面形状、例えば円形状とすることが好ましい。
【００１３】
また、流路の数は、特に限定されるものではない。流路の数が多ければ被処理流体の分離処理をより効率的に行うことができるが、分離膜構造体の成形後、流路間にクラック等が発生する可能性が高くなるため、分離膜構造体の成形困難性を考慮して流路の数を設定すればよい。
【００１４】
上記被処理流体の分離処理方法において、被処理流体の分離処理を行う際、分離膜構造体の流路内に、膜面線速６ｍ／ｓ以上の条件で被処理流体を流通させる。被処理流体の膜面線速が６ｍ／ｓ未満の場合には、被処理流体が流路内を流通する際に、流路の内壁面（分離膜の表面）に作用するせん断応力が小さくなるため、分離膜のファウリングを抑制する効果を十分に得られない。
【００１５】
一方、被処理流体の膜面線速を速くしすぎると、被処理流体の分離処理性能（効率）が低下するおそれがある。したがって、被処理流体の分離処理が良好に行えるように、被処理流体の膜面線速を設定すればよい。ここで、被処理流体の膜面線速とは、分離膜構造体に対する被処理流体の流量を各流路の断面積の合計値で除した値をいう。
【００１６】
上記被処理流体の分離処理方法において、被処理流体の分離処理を行う際、分離膜の表面（膜面）に作用する圧力が低ければ低いほど、分離膜の表面に固形物等が付着しにくくなり、分離膜のファウリングが起こりにくくなる。したがって、例えば、分離膜の膜間差圧を０．５ＭＰａ以下とすることが好ましい。
【００１７】
上記被処理流体の分離処理方法において、分離膜は、固液分離用の分離膜であってもよい。固液分離用の分離膜は、ファウリングを起こしやすい。そのため、分離膜のファウリングを抑制する効果をより有効に発揮することができる。なお、固液分離用の分離膜とは、例えば、固形物を含んだ被処理流体を分離するための分離膜である。
【００１８】
また、分離膜は、ナノろ過膜、限外ろ過膜及び精密ろ過膜から選択される１種以上のろ過膜を含んでいてもよい。この場合には、被処理流体の分離処理を良好に行いながら、各種の分離膜に対して、分離膜のファウリングを抑制する効果を十分に得ることができる。
【００１９】
ここで、ナノろ過膜（ＮＦ膜：Ｎａｎｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ）とは、細孔の大きさ（細孔径）が例えば１〜２ｎｍの分離膜である。ナノろ過膜は、例えば、中〜高分子量有機物、多価イオン等の通過を阻止する膜として用いられる。ナノろ過膜の用途としては、例えば、中〜高分子量有機物の濃縮、硬水の軟水化、有害物質の除去等が挙げられる。
【００２０】
また、限界ろ過膜（ＵＦ膜：Ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ）とは、細孔の大きさ（細孔径）が例えば０．００１〜０．０５μｍの分離膜である。限界ろ過膜は、例えば、分子量数百〜数百万程度の有機物、エマルジョン、菌、ウィルス、蛋白質等の通過を阻止する膜として用いられる。限界ろ過膜の用途としては、例えば、蛋白質の除去、エマルジョンの除去、ＣＭＰ排水処理等が挙げられる。
【００２１】
また、精密ろ過膜（ＭＦ膜：Ｍｉｃｒｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ）とは、細孔の大きさ（細孔径）が例えば０．０５〜１０μｍの分離膜である。精密ろ過膜は、例えば、バクテリア、菌、コロイド、粒子等の通過を阻止する膜として用いられる。精密ろ過膜の用途としては、例えば、ポリマー触媒除去、菌体除去、研磨廃液処理、上下水の浄化施設での浄化処理等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】分離膜構造体モジュールの構造を示す断面説明図である。
【図２】分離膜構造体を示す斜視図である。
【図３】図２のIII−III線矢視断面図である。
【図４】セル周辺を拡大して示す断面図である。
【図５】実験例２の分離膜構造体（基材）の断面を示す断面図である。
【図６】実験例３の分離膜構造体（基材）の断面を示す断面図である。
【図７】実験例４の分離膜構造体（基材）の断面を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
（実施形態１）
本実施形態の被処理流体の分離処理方法は、図１に示すように、多孔質である柱状の基材２１と、基材２１を軸方向に貫通して形成された複数のセル３２と、セル３２の内壁面３２１に設けられた分離膜２２と、を備えた分離膜構造体１１を用いる。以下、分離膜構造体１１及びそれを備えた分離膜構造体モジュール１について詳細に説明する。
【００２４】
図１に示すように、分離膜構造体モジュール１は、分離膜構造体１１と、分離膜構造体１１を内部に収容する筐体１２とを備えている。筐体１２及び筐体１２内の構造については後述する。
【００２５】
図１、図２に示すように、分離膜構造体１１は、基材２１と、分離膜２２と、第１シール層２３と、第２シール層２４とを備えている。円柱状に形成された基材２１は、軸方向の一端面である円形状の第１端面２１１と、軸方向の他端面である円形状の第２端面２１２と、外周面２１３とを有する。本実施形態では、基材２１は、分離膜支持体３１と、中間層３４（後述する図４）とを備えている。
【００２６】
図１〜図４に示すように、分離膜支持体３１は、直径３０ｍｍ、全長約１０００ｍｍの円柱状に形成されたアルミナ製の多孔質体である。分離膜支持体３１には、複数の連通孔３１１が設けられている。各連通孔３１１は、分離膜支持体３１の軸方向の両端面を貫通（連通）するように、分離膜支持体３１の軸方向に沿って形成されている。
【００２７】
分離膜支持体３１の連通孔３１１の内壁面３１２には、分離膜２２の下地となる中間層３４が設けられている。中間層３４は、多孔質のアルミナにより構成されている。中間層３４の平均厚みは１００μｍである。なお、図１〜図３では、中間層３４の図示を省略した。
【００２８】
中間層３４の内側には、セル３２が形成されている。すなわち、セル３２は、中間層３４の内側に形成された空間である。各セル３２は、基材２１の軸方向の両端面（第１端面２１１、第２端面２１２）を貫通（連通）するように、分離膜支持体３１の軸方向に沿って形成されている。基材２１の軸方向に直交する断面には、１２７個のセル３２が同心円状に配置されている。セル３２の断面形状は円形状である。
【００２９】
分離膜２２は、基材２１のセル３２の内壁面３２１に設けられている。分離膜２２は、分離膜支持体３１及び中間層３４よりも細孔径が小さい微細孔を多数有するアルミナ製の多孔質膜である。分離膜２２は、細孔径が０．０５〜１０μｍの精密ろ過膜（ＭＦ膜）である。分離膜２２は、固形物を含んだ被処理流体Ａを固形物とその他の成分とに分離するための固液分離用の分離膜である。分離膜２２は、基材２１のセル３２内（具体的には後述する流路３３内）を流通する被処理流体Ａを分離処理（ろ過）する。なお、図２、図３では、分離膜２２の図示を省略した。
【００３０】
各セル３２において、分離膜２２の内側には、被処理流体Ａを流通させる流路３３が形成されている。すなわち、流路３３は、各セル３２の内壁面３２１に設けられた分離膜２２の内側に形成された空間である。流路３３の断面形状は円形状である。流路３３の流路径Ｂは、１．５ｍｍ以下である。本実施形態において、流路３３の流路径Ｂ（図４）は、１．２４ｍｍである。流路３３の流路径Ｂは、セル３２の内径をＣ、分離膜２２の膜厚をＤとした場合、Ｂ＝Ｃ−２×Ｄの式で表される。
【００３１】
図１、図２に示すように、第１シール層２３は、基材２１の第１端面２１１と、分離膜２２の第１端面２１１近傍と、基材２１の外周面２１３の第１端面２１１近傍とを被覆している。第１シール層２３は、基材２１の第１端面２１１から連続して、基材２１の外周面２１３及び分離膜２２の表面に形成されている。
【００３２】
第２シール層２４は、基材２１の第２端面２１２と、分離膜２２の第２端面２１２近傍と、基材２１の外周面２１３の第２端面２１２近傍とを被覆している。第２シール層２４は、基材２１の第２端面２１２から連続して、基材２１の外周面２１３及び分離膜２２の表面に形成されている。
【００３３】
第１シール層２３及び第２シール層２４を構成する材料は、被処理流体Ａが分離膜２２を通過せずに多孔質体である基材２１内を通って漏洩することを防止できれば、特に限定されない。第１シール層２３及び第２シール層２４は、基材２１及び分離膜２２の細孔内に侵入しており、基材２１及び分離膜２２との密着性を高めている。
【００３４】
図１に示すように、分離膜構造体モジュール１における筐体１２は、内部に分離膜構造体１１を収容する空間を有する中空の金属製容器である。筐体１２は、被処理流体Ａを導入する導入口１３１と、被処理流体Ａが分離膜構造体１１によって濃縮された濃縮液Ａ１を排出する排出口１３２と、被処理流体Ａが分離膜構造体１１によってろ過されたろ過液Ａ２を回収する第１回収口１３３及び第２回収口１３４とを有する。
【００３５】
分離膜構造体１１における基材２１の外周面２１３に設けられた第１シール層２３上には、Ｏリング１４１が取り付けられている。このＯリング１４１を介して環状の金属製の遮断部材１４２が基材２１の第１端面２１１側に嵌設されている。基材２１の外周面２１３に設けられた第２シール層２４上には、Ｏリング１５１が取り付けられている。このＯリング１５１を介して環状の金属製の遮断部材１５２が基材２１の第２端面２１２側に嵌設されている。分離膜構造体１１は、筐体１２の内壁面と金属製の遮断部材１４２、１５２との間にＯリング１４３、１５３を介して、筐体１２内に収容されている。
【００３６】
分離膜構造体１１を内部に収容した筐体１２内には、基材２１の第１端面２１１と筐体１２の内壁面とで囲まれた第１空間１６１と、基材２１の第２端面２１２と筐体１２の内壁面とで囲まれた第２空間１６２と、基材２１の外周面２１３と筐体１２の内壁面とで囲まれた第３空間１６３とが形成されている。第１空間１６１、第２空間１６２及び第３空間１６３は、それぞれ密閉性が保たれている。
【００３７】
次に、分離膜構造体１１の製造方法について説明する。
＜分離膜支持体作製工程＞
この工程では、分離膜支持体３１を作製した。具体的には、所定量のアルミナ粉末、メチルセルロース、水、潤滑剤等をミキサーで混合・混練し、押出成形用坏土を得た。そして、押出成形機を用いて、外径（直径）３０ｍｍ、複数の連通孔３１１を有する分離膜支持体３１の前駆体を成形した。その後、温風乾燥機で乾燥を行い、焼成前の成形体を得た。
【００３８】
次いで、焼成前の成形体を大気雰囲気下で焼成し、分離膜支持体３１を得た。そして、焼成後の分離膜支持体３１の両端部を切除・研磨し、全長１０００ｍｍとなるように分離膜支持体３１の寸法を整えた。これにより、分離膜支持体３１を得た。
【００３９】
＜中間層形成工程＞
この工程では、分離膜支持体３１の連通孔３１１の内壁面３１２に、分離能を有する分離膜２２の下地となる中間層３４を形成した。具体的には、所定量のアルミナ粉末、分散剤、水等を混合用ポットに投入し、回転架台上で粉砕混合を行った。そして、所定量の有機バインダを投入してさらに混合し、アルミナスラリーを得た。
【００４０】
次いで、アルミナスラリー中に分離膜支持体３１を浸漬し、各セル３２内にアルミナスラリーを接触させて成膜を行った。このとき、分離膜支持体３１の側面にマスキングを施した。その後、アルミナスラリー中から分離膜支持体３１を引き上げ、温風乾燥機で乾燥した。乾燥後の分離膜支持体３１を大気雰囲気下で焼成し、中間層３４の焼き付けを行った。これにより、分離膜支持体３１の連通孔３１１の内壁面３１２に、中間層３４を形成し、分離膜支持体３１及び中間層３４を有する基材２１を得た。
【００４１】
＜分離膜成膜工程＞
この工程では、中間層３４上に、分離能を有する分離膜２２を成膜した。具体的には、アルミナ粉末、分散剤、水等を混合用ポットに投入し、回転架台上で粉砕混合を行った。そして、所定量の有機バインダを投入してさらに混合し、アルミナスラリーを得た。
【００４２】
次いで、アルミナスラリー中に基材２１を浸漬し、各セル３２内にアルミナスラリーを接触させて成膜を行った。このとき、基材２１の側面にマスキングを施した。その後、アルミナスラリー中から基材２１を引き上げ、温風乾燥機で乾燥した。乾燥後の基材２１を大気雰囲気下で焼成し、分離膜２２の焼き付けを行った。これにより、中間層３４上に、分離膜２２を成膜した。
【００４３】
＜端面シール工程＞
この工程では、基材２１の両端面（第１端面２１１、第２端面２１２）及びその近傍に、第１シール層２３及び第２シール層２４を形成した。具体的には、基材２１の両端部を除いた外周部をマスキングし、分離膜２２を形成した基材２１の両端部をガラス釉薬スラリー中に浸漬し、基材２１の両端面（第１端面２１１、第２端面２１２）及びその近傍をコーティングした。そして、温風乾燥機で乾燥した。その後、大気雰囲気下で釉薬部の焼き付けを行った。これにより、基材２１の両端面及びその近傍に、第１シール層２３及び第２シール層２４を形成した。
【００４４】
以上により、図１〜図４に示すような、基材２１（分離膜支持体３１、複数のセル３２、複数の流路３３、中間層３４）と、分離膜２２と、第１シール層２３と、第２シール層２４とを備えた分離膜構造体１１を得た。
【００４５】
次に、本実施形態の被処理流体の分離処理方法について説明する。
本実施形態の被処理流体の分離処理方法は、図１〜図４に示す分離膜構造体１１を用いる。分離膜構造体１１の各セル３２において、分離膜２２の内側には、被処理流体Ａを流通させる流路３３が形成され、流路３３の流路径は、１．５ｍｍ以下である。そして、被処理流体Ａの分離処理を行う際、分離膜構造体１１の流路３３内に、膜面線速６ｍ／ｓ以上の条件で被処理流体Ａを流通させる。以下、この被処理流体の分離処理方法について詳細に説明する。
【００４６】
まず、図１に示すように、被処理流体Ａを分離膜構造体モジュール１の筐体１２の導入口１３１から筐体１２の第１空間１６１に導入する。そして、被処理流体Ａを分離膜構造体１１の流路３３内に膜面線速６ｍ／ｓ以上の条件で流通させ、いわゆるクロスフローろ過方式によって、被処理流体Ａを分離処理（ろ過）する。具体的には、固形物を含んだ被処理流体Ａを固形物とその他の成分とに分離する。
【００４７】
分離膜構造体１１の流路３３内を流通する被処理流体Ａは、分離膜２２を通過可能な成分（固形物以外のその他の成分）だけが分離膜２２を通過する。分離膜２２を通過したろ過液Ａ２は、基材２１の内部を通過し、基材２１の外周面２１３から筐体１２の第３空間１６３に流出した後、第１回収口１３３及び第２回収口１３４から回収される。一方、分離膜構造体１１を通過して濃縮された濃縮液Ａ１は、筐体１２の第２空間１６２に流出した後、排出口１３２から排出される。
【００４８】
次に、本実施形態の被処理流体の分離処理方法における作用効果について説明する。
本実施形態の被処理流体の分離処理方法によれば、分離膜構造体１１の流路３３の流路径Ｂを１．５ｍｍ以下とし、膜面線速を６ｍ／ｓ以上として被処理流体Ａの分離処理を行う。そのため、被処理流体Ａが分離膜構造体１１の流路３３内を流通する際に、流路３３の内壁面、つまり分離膜２２の表面に作用するせん断応力を大きくすることができ、分離膜２２の表面に付着した固形物等をこそぎ取る力が強くなる。
【００４９】
これにより、分離膜２２の表面に付着する固形物等に起因する分離膜２２のファウリング（膜閉塞）を効果的に抑制でき、被処理流体Ａの分離処理効率を高めることができる。すなわち、被処理流体Ａが流通する流路３３の流路径Ｂと膜面線速とを上記特定の範囲にすることで、上述の効果を得ることができる。
【００５０】
また、本実施形態において、分離膜２２は、固液分離用の分離膜である。固液分離用の分離膜は、ファウリングを起こしやすい。そのため、分離膜２２のファウリングを抑制する効果をより有効に発揮することができる。
【００５１】
また、分離膜２２は、精密ろ過膜（ＭＦ膜）である。そのため、分離膜２２によって被処理流体Ａの分離処理（ろ過）を良好に行いながら、分離膜２２のファウリングを抑制する効果を十分に得ることができる。
【００５２】
このように、本実施形態の被処理流体の分離処理方法によれば、被処理流体Ａが流通する流路３３の流路径Ｂと膜面線速とを上記特定の範囲にすることで、分離膜２２のファウリング（膜閉塞）を効果的に抑制でき、被処理流体Ａの分離処理効率を高めることができる。
【００５３】
（実験例）
本実験例では、本発明の被処理流体の分離処理方法について、その効果を調べた。具体的には、複数の分離膜構造体（実験例１〜４）を準備し、各分離膜構造体に対してモデル液を用いたろ過テストを行い、ファウリング（膜閉塞）を評価した。
【００５４】
実験例１の分離膜構造体は、上述した図１〜図４に示すように、実施形態１の分離膜構造体１１であり、セル３２の数は１２７個、流路３３の流路径は１．２４ｍｍである。
実験例２の分離膜構造体は、図５に示すように、上述の実施形態１と基本的な構成が同じ分離膜構造体１１であり、セル３２の数が９１個、流路３３の流路径が１．４４ｍｍである。
【００５５】
実験例３の分離膜構造体は、図６に示すように、上述の実施形態１と基本的な構成が同じ分離膜構造体９１１であり、セル３２の数は９１個、流路３３の流路径は１．８４ｍｍである。
【００５６】
実験例４の分離膜構造体は、図７に示すように、上述の実施形態１と基本的な構成が同じ分離膜構造体９１１であり、セル３２の数が３７個、流路３３の流路径が２．８４ｍｍである。
【００５７】
＜ファウリング（膜閉塞）評価＞
各分離膜構造体に対して、モデル液（被処理流体）を用いたろ過テストを実施した。具体的には、実施形態１と同様の分離膜構造体モジュールに分離膜構造体を取り付け、その分離膜構造体に対して供給タンクからモデル液を供給し、クロスフローろ過方式でろ過を行った。なお、分離膜構造体（分離膜）を通過した濃縮液及びろ過液は、再び供給タンクに戻る配管系とし、供給タンクから供給されるモデル液の濃度は、常に一定となるようにした。モデル液としては、脱脂粉乳粉末を水で溶解した液を用いた。ろ過条件は、分離膜の膜間差圧を０．２ＭＰａ、モデル液の膜面線速を４〜７ｍ／ｓ、モデル液の液温２５℃とした。
【００５８】
クロスフローろ過方式で２時間ろ過を行った後、純水を用いて分離膜構造体を洗浄した。洗浄条件は、分離膜の膜間差圧を０ＭＰａ、純水の膜面線速を２ｍ／ｓとした。洗浄後、分離膜構造体モジュールから分離膜構造体を取り出し、８０℃の温風乾燥機中で２時間乾燥を行った。乾燥後に分離膜構造体の質量を測定し、ろ過テスト前の質量に対して増加分を算出した。この増加分をファウリングに寄与する固形物分の質量とみなし、０．１％以上の質量増加があったか否かでファウリングの有無を判定した。すなわち、質量増加が０．１％未満の場合をファウリング無し（○）、質量増加が０．１％以上の場合をファウリング有り（×）とした。
【００５９】
【表１】
2017094310.tif 000003
【００６０】
表１からわかるように、実験例１、２は、分離膜構造体の流路の流路径が１．５ｍｍ以下であるため、モデル液（被処理流体）の膜面線速を６ｍ／ｓ以上とすることにより、ファウリング（膜閉塞）を抑制する効果が十分に得られることがわかった。
【００６１】
一方、実験例３、４は、分離膜構造体の流路の流路径が１．５ｍｍを超えるため、モデル液（被処理流体）の膜面線速を６ｍ／ｓ以上にしたとしても、ファウリング（膜閉塞）を抑制する効果が得られないことがわかった。
【００６２】
以上の結果から、本発明の被処理流体の分離処理方法は、分離膜構造体の流路の流路径を１．５ｍｍ以下とし、被処理流体の膜面線速を６ｍ／ｓ以上とすることにより、ファウリング（膜閉塞）を効果的に抑制できることがわかった。
【００６３】
（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
【００６４】
（１）上述の実施形態では、基材２１の断面形状が円形状であるが、基材２１の断面形状はこれに限定されるものではなく、例えば、楕円形状、多角形状（三角形状、四角形状、六角形状等）等であってもよい。
【００６５】
（２）上述の実施形態では、基材２１としてアルミナ製の多孔質体を用いたが、基材２１を構成する材料は、これに限定されるものではなく、例えば、ムライト、チタニア、ジルコニア等のセラミックであってもよいし、ステンレス、チタン等の金属材料であってもよい。
【００６６】
（３）上述の実施形態では、セル３２及び流路３３の断面形状が円形状であるが、セル３２及び流路３３の断面形状はこれに限定されるものではなく、例えば、楕円形状、多角形状（三角形状、四角形状、六角形状等）等であってもよい。
【００６７】
（４）上述の実施形態では、分離膜２２としてアルミナ製の多孔質膜を用いたが、分離膜２２を構成する材料は、これに限定されるものではなく、例えば、ムライト、チタニア、ジルコニア、ゼオライト、パラジウム、カーボン、アモルファスシリカ、ＭＯＦ（金属有機構造体）等であってもよい。
【００６８】
（５）上述の実施形態では、分離膜２２として固液分離用の分離膜を用いたが、他の用途の分離膜を用いてもよい。
（６）上述の実施形態では、分離膜２２として精密ろ過膜（ＭＦ膜）を用いたが、ナノろ過膜（ＮＦ）、限外ろ過膜（ＵＦ）等の他のろ過膜を用いてもよい。
【００６９】
（７）上述の実施形態では、分離膜２２が１層で構成されているが、複数層で構成されていてもよい。また、中間層３４を１層設けているが、複数層設けてもよい。
（８）上述の実施形態では、分離膜支持体３１と中間層３４とにより基材２１を構成したが、分離膜支持体３１のみで基材２１を構成してもよい。すなわち、分離膜支持体３１と分離膜２２との間に中間層３４を設けたが、このような中間層３４を設けない構成としてもよい。この場合、分離膜支持体３１の連通孔３１１が「セル」となり、連通孔３１１の内壁面３１２が「セルの内壁面」となる。
【符号の説明】
【００７０】
１１…分離膜構造体
２１…基材
２２…分離膜
３２…セル
３２１…内壁面（セルの内壁面）
３３…流路
Ａ…被処理流体
【図１】
2017094310.tif 000004
【図２】
2017094310.tif 000005
【図３】
2017094310.tif 000006
【図４】
2017094310.tif 000007
【図５】
2017094310.tif 000008
【図６】
2017094310.tif 000009
【図７】
2017094310.tif 000010