(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパイラル状に巻回された分離膜の巻回体を備えてなるスパイラル型膜モジュールの運転方法であって、分離膜同士の間に給水を供給して透過水と濃縮水とに分離する運転方法において、
該分離膜に水が流れている時の該スパイラル型膜モジュールの給水流路に流入する給水圧力とスパイラル型膜モジュールから流出する濃縮水圧力との差即ち濃縮差圧を０．３ｋｇ／ｃｍ2以下であるようにした運転方法であって、
前記膜モジュールは、袋状膜の内部に透過水流路材が配置され、袋状膜同士の間には給水流路材が配置されているスパイラル型膜モジュールであって、
該袋状膜は第１、第２、第３及び第４の辺部を有した略方形であり、該第１、第２及び第３の辺部は封じられ、該第４の辺部は一部が開放部となり残部が閉鎖部となっており、
前記第４の辺部と直交する第１の辺部をシャフトに当てて袋状膜を巻回して巻回体とし、前記第４の辺部を該巻回体の後端面に臨ませ、該第４の辺部に対向する第２の辺部を該巻回体の前端面に臨ませ、
該袋状膜同士の間の給水流路は、該第３の辺部の全体が封じられると共に、第４の辺部にあっては前記袋状膜の開放部と重なる箇所が閉鎖部となっており、且つ前記袋状膜の閉鎖部と重なる箇所が開放部となっているスパイラル型膜モジュールの運転方法。
【請求項２】
請求項１において、給水圧力を変化させずに膜モジュールに所定時間給水を継続して供給して該所定時間が経過したときの透過水量が最大となる給水圧力ＰFmax又はＰFmaxに近い給水圧力にて運転を行うスパイラル型膜モジュールの運転方法。
【請求項３】
請求項２において、前記圧力ＰFmaxの７０〜１３０％の給水圧力にて運転を行うスパイラル型膜モジュールの運転方法。
【請求項４】
請求項２において、前記圧力ＰFmaxの８０〜１２０％の給水圧力にて運転を行うスパイラル型膜モジュールの運転方法。
【請求項５】
請求項２ないし４のいずれか１項において、給水圧力を変化させずに前記膜モジュールに給水を継続して行ない、給水を開始してから所定時間経過後の透過水流束を計測し、この計測を異なる給水圧力で行うことにより該所定時間経過後における給水圧力と透過水流束との相関関係を求めておき、
この相関関係から、該所定時間経過後において透過水流束を最大とする給水圧力ＰFmaxを求めるスパイラル型膜モジュールの運転方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、前記濃縮差圧を０．１５ｋｇ／ｃｍ2以下とするスパイラル型膜モジュールの運転方法。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれか１項において、前記濃縮差圧を０．１０ｋｇ／ｃｍ2以下とするスパイラル型膜モジュールの運転方法。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項において、濃縮水は分離膜の前記巻回体の他方の端面及び外周面の少なくとも一方から流出するスパイラル型膜モジュールの運転方法。
【請求項９】
請求項１ないし７のいずれか１項において、透過水は分離膜の前記巻回体の他方の端面から流出するスパイラル型膜モジュールの運転方法。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項において、前記袋状膜の開放部は前記巻回体の後端面の外周側又は内周側に配置され、前記給水流路は前記巻回体の後端面の内周側又は外周側に配置されており、
該袋状膜の開放部から流出する透過水と該給水流路の開放部から流出する濃縮水とを離隔させるための環状部材が該巻回体の後端面に接続されていることを特徴とするスパイラル型膜モジュールの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
本発明は、精密濾過装置、限外濾過装置、逆浸透膜分離装置などの膜分離装置に用いられるスパイラル型膜モジュールの運転方法に関する。
【背景技術】
膜分離装置に用いられる膜モジュールとして、集水管の外周に分離膜を巻回したスパイラル型膜モジュールがある。
図５は従来のスパイラル型膜モジュールの構造を示す一部分解斜視図である。
集水管１の外周に複数の袋状の分離膜２がメッシュスペーサ３を介して巻回されている。
集水管１には管内外を通過するスリット状開口が穿設されている。分離膜２は袋状のものであり、その中央部が集水管１をくるんでいる。この袋状分離膜２の内部にはメッシュスペーサ等よりなる流路材４が挿入されており、この袋状分離膜（袋状膜）２の内部が透過水流路となっている。
袋状膜２の巻回体５の両端にトップリング６とエンドリング７とが設けられ、その外周にブラインシール８が周設されている。
給水（原水）は、巻回体５の前端面から袋状膜２同士の間の給水流路（原水流路）に流入し、そのまま巻回体５の長手方向に流れ、巻回体５の後端面から濃縮水として流出する。この給水流路を流れる間に水が袋状膜２を透過してその内部に入り、集水管１内に流入し、該集水管１の後端側からモジュール外に取り出される。
このようなスパイラル型膜モジュールは、膜面が目詰まりし易く、長期間にわたって透過水流束を高く維持するように運転しにくい。
また、上記従来のスパイラル型膜モジュールには、次のような解決すべき課題があった。
１）集水管１内の透過水流量を多くするためには該集水管１を大径化する必要があるが、そのようにするとスパイラル型膜モジュールの径も大きくなってしまう。
２）袋状膜２内に透過してきた透過水は、該袋状膜２内をスパイラル状に回りながら集水管１まで流れるため、袋状膜２内の流通抵抗が大きい。しかも、袋状膜２内から集水管１に流れ込む集水管スリット状開口付近での流通抵抗も大きい。
３）給水流路を流れる給水流量は、下流側になるほど減少する。（給水が濃縮される分だけ給水流量が減る。）このため、給水流路下流域では給水流速が小さくなり、汚れが付着し易くなる。
【発明の開示】
本発明は、かかる問題点を解決し、高透過水量を得ることができるスパイラル型膜モジュールの運転方法を提供することを目的とする。
本発明は、スパイラル状に巻回された分離膜の巻回体を備えてなるスパイラル型膜モジュールの運転方法であって、分離膜同士の間の給水を供給して透過水と濃縮水とに分離する運転方法の改良を提供する。
本発明のスパイラル型膜モジュールの運転方法は、スパイラル状に巻回された分離膜の巻回体を備えてなるスパイラル型膜モジュールの運転方法であって、分離膜同士の間に給水を供給して透過水と濃縮水とに分離する運転方法において、該分離膜に水が流れている時の該スパイラル型膜モジュールの給水流路に流入する給水圧力とスパイラル型膜モジュールから流出する濃縮水圧力との差即ち濃縮差圧を０．３ｋｇ／ｃｍ2以下であるようにした運転方法であって、前記膜モジュールは、袋状膜の内部に透過水流路材が配置され、袋状膜同士の間には給水流路材が配置されているスパイラル型膜モジュールであって、該袋状膜は第１、第２、第３及び第４の辺部を有した略方形であり、該第１、第２及び第３の辺部は封じられ、該第４の辺部は一部が開放部となり残部が閉鎖部となっており、前記第４の辺部と直交する第１の辺部をシャフトに当てて袋状膜を巻回して巻回体とし、前記第４の辺部を該巻回体の後端面に臨ませ、該第４の辺部に対向する第２の変部を該巻回体の前端面に臨ませ、該袋状膜同士の間の給水流路は、該第３の辺部の全体が封じられると共に、第４の辺部にあっては前記袋状膜の開放部と重なる箇所が閉鎖部となっており、且つ前記袋状膜の閉鎖部と重なる箇所が開放部となっているものである。
かかるスパイラル型膜モジュールの運転方法にあっては、濃縮差圧（即ち、上記の給水圧力と濃縮水圧力との差）が適切であるため、長期間にわたって比較的高い透過水量を維持することができ、総運転時間に均してみた場合に効率の良い膜分離処理が行われることになる。
本発明では、膜モジュールは、袋状膜の内部に透過水流路材が配置され、袋状膜同士の間には給水流路材が配置されているスパイラル型膜モジュールであって、該袋状膜は第１、第２、第３、第４の辺部を有した略方形であり、該第１、第２及び第３の辺部は封じられ、該第４の辺部は一部が開放部となり残部が閉鎖部となっており、前記第４の辺部と直交する第１の辺部をシャフトに当てて袋状膜を巻回して巻回体とし、前記第４の辺部を該巻回体の後端面に臨ませ、該第４の辺部に対向する第２の辺部を該巻回体の前端面に臨ませ、該袋状膜同士の間の給水流路は、該第３の辺部の全体が封じられると共に、第４の辺部にあっては前記袋状膜の開放部と重なる箇所が閉鎖部となっており、且つ前記袋状膜の閉鎖部と重なる箇所が開放部となっている。
かかるスパイラル型膜モジュールにおいては、巻回体の前端面から給水が給水流路に流入する。この給水は、給水流路を巻回体軸心線と略平行方向に流れ、次いで巻回体後端面の給水流路開放部から濃縮水として流出する。
袋状膜を透過した水は、袋状膜内を巻回体軸心線と略平行方向に流れ、巻回体の後端面の袋状膜開放部から流出する。
このように、透過水が袋状膜内を巻回体の軸心線と平行方向に流れるため、従来のスパイラル型膜モジュールに用いられていた集水管が不要となる。そして、袋状膜内から該集水管内に流れ込む際の流通抵抗が無くなり、透過水流通抵抗がきわめて小さくなる。
なお、集水管を無くしているため、その分だけ袋状膜の巻回方向の長さを大きくとることができ、膜面積を拡張できる。そして、このように袋状膜の巻回方向長さを大きくしても透過水の流通抵抗は増大せず、透過水量を多くすることができる。
このスパイラル型膜モジュールでは、巻回体の後端面の一部においてのみ給水流路を開放させるようにしているため、給水流路の下流側での給水（濃縮水）流速を従来よりも高めることができ、給水流路下流域における汚れの付着を防止できる。
本発明では、袋状膜の開放部は巻回体の後端面の外周側又は内周側に配置され、給水流路は巻回体の後端面の内周側又は外周側に配置されており、袋状膜の開放部から流出する透過水と給水流路の開放部から流出する濃縮水とを離隔させるための環状部材が該巻回体の後端面に接続されていても良い。この環状部材によって給水の流出側と濃縮水の流出側とが区画される。
【発明の好ましい形態】
スパイラル型膜モジュールに給水圧力と濃縮水圧力とをほぼ等しくするようにして且つ給水圧力を変えないで給水を継続して行ない、透過水量（透過水流束）を経時的に計測したところ、次の事項が認められた。
i）図６ａにも示すように、給水圧力を高くして給水を継続すると、初期透過水量は多いが、分離膜が目詰まりし易く（とくに、給水流入側では膜透過差圧が大きく、透過流束が過大になるために膜面が急速に目詰まりする。）透過水量は短時間のうちに急激に減少する。
なお、透過水に背圧が殆どかかっていない状態にあっては、給水圧は、分離膜単位面積当りの膜透過差圧（給水圧力と透過水圧力の差）とほぼ等しい。
ii）給水圧力を中程度として給水を継続すると、初期透過水量は中程度であると共に、透過水量は経時的に減少するが、この減少の程度はゆっくりであり高差圧の場合ほど急激ではない。
iii）給水圧力を低くして給水を継続したときには、透過水量の経時的減少は小さいが、最初から透過水量がかなり少ない。
図６ａは通水時間を横軸とし透過水量を縦軸とし、給水圧力をパラメータとしたものであるが、給水圧力を横軸とし、透過水量を縦軸とし、通水時間をパラメータとすると図６ｂのようになり、次の事項が認められる。
Iv）図６ｂからも明らかな通り、通水を開始した直後は、給水圧力と透過水量との間にはほぼ直線的な比例関係があり、給水圧力を増大させると透過水量は直線的に増大する。ところが、通水時間が経過するにつれて透過水量は減少するようになり、この減少の程度は給水圧力が高いほど顕著である。
v）通水時間がある時間Ｔ1に達すると、給水圧力が中圧から高圧にかけての領域では透過水量は殆ど同じになる。
vi）通水時間がそれよりも長い時間Ｔ2に達すると、給水圧力が中圧から高圧にかけての領域では給水圧力が高いほうが透過水量が少ない。
vii）給水圧力が低から中の領域では、通水時間にかかわりなく、給水圧力が高い方が透過水量が多い。
viii）従って、給水圧力を「中程度」としたまま通水を継続すると、比較的高い透過水量が長い時間継続して得られる。
この「中程度」とは、図６ｂにおいてＴ2時間経過後のようにグラフが上に凸のカーブとなった場合において、極大値をとらせる給水圧力もしくはその近傍の値である。本発明では、給水圧力をこの「中程度」の圧力とすることにより、長時間にわたって透過水流束を高い値とする。好ましくは、給水圧力は、上記の極大値をとらせる給水圧力ＰFmaxの７０〜１３０％とくにＰFmaxの８０〜１２０％とりわけＰFmax９０〜１１０％とする。
この時間Ｔ2は、図６ｂのように透過水量と給水圧力との関係が上に凸となるカーブになるように達した時間内であれば任意に設定でき、例えば１分〜２時間後とくに０．１〜１時間後とされるのが好ましい。
この「中程度」の給水圧力がどの程度の圧力であるかは、被処理水の水質、温度、膜の材質等によって異なるので、被処理水を実際に膜モジュールに通水して給水圧力（即ち膜透過差圧）と透過水量との関係を求め、図６ｂのように給水圧力を横軸とし透過水量を縦軸としたグラフを描くことにより求めることができる。
なお、実際の運転ではＴ2時間給水後、短時間（通常は０．５〜１分程度）給水を中止して逆洗され、その後再度Ｔ2時間給水するサイクルが繰り返される。
従って、図６ｂのＴ2時間におけるカーブは、その運転サイクルにおける最低の透過水量を示すことになる。
スパイラル状に巻回された分離膜の巻回体を有するスパイラル型膜モジュールは円筒状の耐圧容器内に該耐圧容器と同軸的に取容される。給水はこの耐圧容器の一端側から耐圧容器内に導入され、膜モジュールの先端面から膜モジュールの給水流路に流入する。
濃縮水は膜モジュールの外周面及び後端面の少なくとも一方から流出し、耐圧容器の濃縮水ポートから耐圧容器内に流出する。本発明の好ましい形態にあっては、透過水は膜モジュールの後端面から流出し、耐圧容器の透過水ポートから耐圧容器外に流出する。
耐圧容器の濃縮水ポート或いは該濃縮水ポートに接続された濃縮水配管に濃縮水用弁を設けておき、この濃縮水用弁の開度を調節することにより耐圧容器内において膜モジュールから流出する濃縮水圧力を調節することができる。
透過水ポート或いは該透過水ポートに接続された透過水配管には透過水用の弁を設けないことがある。透過水用の弁を設けたとしても、運転中はこの透過水用の弁は全開又はほぼ全開とすることにより、耐圧容器内において膜モジュールから流出する透過水は殆ど大気と同じ圧力となり、膜モジュール内の透過水流路内の透過水には背圧は殆どかからない。
本発明においては、分離膜の膜面のすべての箇所において膜透過差圧が前記のＰFmax（図６ｂ参照）或いはそれと近い値とすることにより、分離膜の膜面のすべての領域において、長時間にわたって高い透過水流束が維持される。
前記の通り、透過水に背圧が殆どかかっていないときには、膜モジュール内の透過水の圧力はほぼ大気圧に等しく、膜透過差圧は膜面に接している給水の圧力とほぼ等しい。膜面の全領域にわたって膜透過差圧がほぼ前記のＰFmaxとなるようにするには、従って膜モジュール内の給水流路を流れる給水に圧力低下を殆ど発生させなければよい。
本発明では、膜モジュールに流入しようとしている給水圧力と、膜モジュールから流出した濃縮水の圧力との差圧即ち濃縮差圧をきわめて小さくすることにより、膜モジュール内の給水圧力を膜面の全域にわたってほぼ等しくし、これによって膜面の全域において膜透過差圧が前記のＰFmax或いはそれに近い圧力となるようにしている。
本発明では、この濃縮差圧を０．３ｋｇ／ｃｍ2以下、好ましくは、０．１５ｋｇ／ｃｍ2以下、とりわけ０．１０ｋｇ／ｃｍ2以下とする。
以上の説明から、給水圧力をほぼＰFmax好ましくはＰFmaxの７０〜１３０％とし、濃縮差圧を０．３ｋｇ／ｃｍ2以下とすることにより、高透過水流束を長期間にわたって維持することができる理由が当業者にとってきわめて明確になったであろう。
濃縮差圧を０．３ｋｇ／ｃｍ2以下とするには、前記濃縮水用弁の開度を十分に小さくすると共に、膜モジュールとして給水の圧力損失が小さいタイプのものを選択するのが好ましい。
そこで、次に、本発明で採用するのに好適な膜モジュールについて、図１〜４を参照して説明する。図１ａはこのスパイラル型膜モジュールに用いられる一枚の袋状膜及び該袋状膜が巻き付けられるシャフトの斜視図である。図１ｂ，図１ｃはそれぞれ図１ａのＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線に沿う断面図である。図２はシャフトの周りに袋状膜を巻き付ける方法を示す断面図、図３は巻回体とソケットとの係合関係を示す斜視図、図４はスパイラル型膜モジュールの側面図である。
この袋状膜１０は、正方形又は長方形状のものであり、第１の辺部１１、第２の辺部１２、第３の辺部１３及び第４の辺部１４を有している。この袋状膜１０は、長い一枚の分離膜フィルムを第２の辺部１２の部分で二つに折り返し、第１の辺部１１及び第３の辺部１３において折り重なった分離膜フィルム同士を接着剤等によって接着し、第４の辺部１４の一部については接着を行うことなく開放部とした袋状のものである。
この実施の形態においては、第４の辺部１４の途中から第３の辺部１３にかけて袋状膜１０の分離膜フィルム同士が接着されておらず、透過水流出用の開放部３０となっている。また、この第４の辺部１４の該途中から第１の辺部１１にかけては、袋状膜１０の分離膜フィルム同士が接着されており、透過水の流出を阻止する閉鎖部３１となっている。
この袋状の膜１０内に流路剤（例えばメッシュスペーサ等よりなる。）１５が挿入配置されている。なお、袋状膜１０としては、長い一枚のフィルムを第２の辺部１２部分で二つに折り返したものに限らず、二枚の分離膜フィルムを重ね合わせ、第１の辺部１１、第２の辺部１２、第３の辺部１３及び第４の辺部１４の一部を接着するようにしたものであっても良い。
この袋状膜１０の一方の面には、接着剤１６が付着されると共に他方の面には接着剤１７，１８が付着され、この袋状膜１０がシャフト２０の周りに巻き付けられる。接着剤１１は第１の辺部１６に沿って付着され、接着剤１７は第３の辺部１３に沿って付着されている。接着剤１８は第４の辺部１４の長手方向の前記途中箇所から第３の辺部１３にかけて、透過水流出用の開放部３０に沿って付着されている。
複数枚の袋状膜１０をシャフト２０の周囲に巻き付けることにより、重なり合った袋状膜１０同士は接着剤１６，１７，１８の部分において水密的に接合される。これにより、各袋状膜１０同士の間には給水（及び濃縮水）が流れる給水流路が構成される。接着剤１８が硬化することにより、巻回体の後端面には、内周側に給水（濃縮水）の流出用の開放部が形成され、外周側に給水流出阻止用の閉鎖部が形成される。
第４の辺部１４のうち透過水流出用の開放部３０と透過水流出阻止用の閉鎖部３１との境界部分から、巻回体の後方に向ってフィン１９が延設されている。このフィン１９は、例えば合成樹脂フィルム又はシートよりなり、袋状膜１０に対し接着等により接合されるのが好ましい。
各袋状膜１０をシャフト２０の周りに図２の如くメッシュスペーサ２９を介して巻き付けることにより、図３に示すように巻回体２４が形成される。この巻回体２４の後端面からは、フィン１９が延出する。各袋状膜１０の第４の辺部１４において同一箇所にフィン１９を設けておくことにより、フィン１９は巻回体２４の軸心から等半径位上に位置し、フィン１９が重なり合うことによりフィン１９がリング状の突出部を形成することになる。このリング状の突出部内に円筒状のソケット２５の後端を挿入し、該ソケット２５とフィン１９を接着剤等により接合する。なお、ソケット２５をフィン１９に外嵌めしても良い。また、フィン１９に沿って巻回体２４の後端面に旋盤で切込み溝を付け、該溝にソケット２５の端部を埋め込むようにしても良い。
このようにソケット２５とフィン１９とを接合することにより、巻回体２４の後端面の外周側の透過水流出領域とソケット２５の内周側の濃縮水流出領域とが区画される。
なお、袋状膜１０をシャフト２０の周りに巻き付けるに際しては、図２に示すように、袋状膜１０同士の間にメッシュスペーサ２９を介在させておく。これらのメッシュスペーサ２９を介在させることにより、給水流路が構成される。
図４に示すように、巻回体２４の前縁及び後縁にそれぞれトップリング２６及びエンドリング２７を合成樹脂モールド等により形成し、トップリング２６の外周にブラインシール２８を周設する。
このスパイラル型膜モジュールにおいては、図４に示すように、巻回体２４の前端面から給水が袋状膜１０同士の間の給水流路に流入する。この給水は、巻回体２４の軸心線と略平行方向に給水流路を流れ、巻回体２４の後端のソケット２５の内側の端面から取り出される。そして、このように給水が給水流路を流れる間に、水が袋状膜１０内に透過し、透過水は巻回体２４の後端面のうちソケット２５の外周側から流出する。
このスパイラル型膜モジュールに給水を通水する場合、給水圧力即ち膜モジュールに流入しようとする給水の圧力を前記のＰFmax或いはそれに近い値とする。好ましくは給水圧力をＰFmaxの７０〜１３０％とくに８０〜１２０％とりわけ９０〜１１０％とする。加えて、濃縮差圧即ち給水の流入圧力と、膜モジュールから流出した濃縮水の圧力との差圧ΔＰを０．３ｋｇ／ｃｍ2以下好ましくは０．１５ｋｇ／ｃｍ2以下とくに好ましくは０．１０ｋｇ／ｃｍ2とする。また、この膜モジュールから流出する透過水にかかる背圧がなるべく小さくなるようにするのが好ましい。
このように給水圧力を選定すると共に濃縮差圧を小さくし、図６ａ，図６ｂに示すように運転開始後長時間経過しても高い透過水量を維持することができ、逆洗頻度を小さくして効率の良い膜分離処理を行い、高透過水量を得ることが可能となる。
濃縮差圧ΔＰを小さくするためには、図７に示す袋状膜１０の巻回軸心線方向の長さａが重要であることが種々の研究の結果見出された。即ち、このａの値を２００〜５００ｍｍ程度とすることにより濃縮差圧ΔＰが小さくなる。エレメントサイズの増大すなわち膜面積の増大には長手方向ではなく半径方向にサイズアップしてゆくことが好ましい。この場合、袋状膜１０の透過水流出部の長さｂと濃縮水流出部の長さｃはそれぞれ次の範囲にあることが好ましい。
ｂ：２００〜５００ｍｍとくに２００〜４００ｍｍ
ｃ：５０〜２００ｍｍとくに１００〜１６５ｍｍ
ｂ／ｃ比率：２〜４とくに２〜３
また、（ｂ＋ｃ）／ａ比は１．０〜２．０とくに１．０〜１．５であることが好ましい。
なお、このスパイラル型膜モジュールにあっては、透過水が袋状膜１０内を巻回体２４の軸心線と平行方向に流れて後端面から取り出されるため、従来のスパイラル型膜モジュールに用いられていた集水管が不要である。このため、袋状膜から集水管内に流れ込む際の流通抵抗が無くなり、透過水流通抵抗が著しく小さくなる。この結果、透過水には背圧がほとんどかからず、膜モジュール内の透過水圧力が透過水流路の全域においてほぼ大気圧と等しいものとなる。
また、集水管を省略しており、その分だけ袋状膜１０の巻回方向の長さを大きくとることができ、膜面積を大きくとることが可能である。袋状膜の巻回方向の長さを大きくしても、透過水流通抵抗は増大せず、透過水量を多くすることができる。
この実施の形態にあっては、給水流路の出口部分をソケット２５の内側だけに設けており、給水流路の出口（最下流部）を絞った構成としているため、給水流路の下流側においても給水（濃縮水）の圧力低下を小さくすることができる。なお、ソケット２５の内側の面積と外側の面積（接着剤１８の辺部１４方向の長さ）は、このスパイラル型膜モジュールの水回取率に応じて決めるのが好ましい。
また、この実施の形態にあっては、ソケット２５をフィン１９を用いて巻回体２４に接続しており、ソケット２５と巻回体２４との接続強度が高い。そして、このソケット２５によって給水の流入側と濃縮水の流出側とが水密的に区画分離される。
なお、上記実施の形態においては、ソケット２５の外周側に透過水流出部を配置し、ソケット２５の内側に濃縮水流出部を配置しているが、逆にソケット２５の内側を透過水流出部とし、ソケット２５の外周側を濃縮水流出部とするように構成しても良い。
【実施例】
実施例１
ｉ）ＰFmaxを求めるための運転
ａが３００ｍｍ、ｂが３００ｍｍ、ｃが１００ｍｍ、ｂ／ｃが３である図１〜４に示す構成のポリテトラフルオロエチレン製の分離膜の巻回体を有する膜モジュールを用いて通水試験を行った。この膜モジュールは、円筒状の耐圧容器に取容された。給水弁を介して該耐圧容器の先端面から耐圧容器内に給水が導入される。耐圧容器の後端面の中央から濃縮水取出弁を介して濃縮水が取り出される。透過水は耐圧容器の後端面の外周近傍から透過水が取出管を介して取り出される。透過水取出管には弁は設けられていない。
給水として市水を用い、第１回目は２ｋｇ／ｃｍ2の給水圧力をかけて耐圧容器内に供給し、膜モジュールに通水した。第２回目は４ｋｇ／ｃｍ2の給水圧で給水した。第３回目は６ｋｇ／ｃｍ2の給水圧で給水した。そして、運転開始後２時間が経過するまでの透過水量を測定した。その結果を図８に示す。図８よりＰFmaxは４．５ｋｇ／ｃｍ2であることがわかった。なお、図８のようにカーブが上に凸になり始める通水経過時間Ｔ2は１．５時間であった。
ii）実施例１の運転
次に、給水弁の開度を調整し、給水圧力を４．５ｋｇ／ｃｍ2とし、濃縮水取出水の開度を小さくし濃縮水量を絞り込むことにより濃縮差圧を０．１０ｋｇ／ｃｍ2に設定し、７．５分通水運転−３０秒逆洗のサイクル（１サイクルは８分よりなる。）を繰り返し、１４ヶ月間運転を継続した。給水量は４０ｍ3／ｍ2／ｄａｙとした。
その結果、この１４ヶ月間の全期間にわたって約４０ｍ3／ｍ2／ｄａｙの安定した透過水量が得られた。なお、給水の９８％は透過水となり、２％が濃縮水となった。
比較例１
同じ膜モジュールを使い、給水弁の開度を大きくして給水圧力を６ｋｇ／ｃｍ2とし、濃縮水取出弁の開度を大きくして濃縮水量を増加させ濃縮水圧を低下させることにより濃縮差圧を４ｋｇ／ｃｍ2とした他は実施例１と同じ条件で膜モジュールを運転したところ、２４時間での透過水量は１０ｍ3／ｍ2／ｄａｙとなり、しかも急速な目詰まりが見られ、それ以降逆洗を繰り返しても透過水量の回復は見られなかった。そのため、２４時間後よりも長い時間はモジュールの通水運転を継続することが不可能であった。
比較例２
同じ膜モジュールを用い、給水弁の開度を小さくして給水圧力を０．７ｋｇ／ｃｍ2とし、濃縮水取出弁の開度を調節して濃縮差圧を０．５ｋｇ／ｃｍ2とした他は実施例１と同一条件で膜モジュールを運転したところ、運転初期から３０日間の透過水量は２ｍ3／ｍ2／ｄａｙであった。この３０日間にわたってさほどの目詰まりは生じなかったものの、この運転期間中の透過水量は実施例１に比べて極めて少ない。
【産業上の利用可能性】
以上の通り、本発明によると、透過水量の経時的低下が小さく、高透過水量を安定して得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１ａは実施の形態に係る方法に用いられる膜モジュールの袋状膜の斜視図、図１ｂは図１ａのＢ−Ｂ線に沿う断面図、図１ｃは図１ａのＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図２】図２は実施の形態に係る方法に用いられるスパイラル型膜モジュールの袋状膜の巻き付け方法を示す断面図である。
【図３】図３は巻回体とソケットとの係合関係を示す斜視図である。
【図４】図４は実施の形態に係る方法に用いられるスパイラル型膜モジュールの側面図である。
【図５】図５は従来のスパイラル型膜モジュールの構造を示す一部分解斜視図である。
【図６】図６ａ及び図６ｂはスパイラル型膜モジュールの動作特性図である。
【図７】図７は袋状膜の寸法図である。
【図８】図８は実施例及び比較例におけるスパイラル型膜モジュールの動作特性図である。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
0004106714.tif 000003
【図１ｃ】
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【図２】
0004106714.tif 000005
【図３】
0004106714.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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【図８】
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