特許 6509421 膜ろ過装置および膜ろ過装置の洗浄方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6509421

(24)【登録日】2019年4月12日

(45)【発行日】2019年5月8日

(54)【発明の名称】膜ろ過装置および膜ろ過装置の洗浄方法

(51)【国際特許分類】

   B01D 65/02 20060101AFI20190422BHJP

【ＦＩ】

   B01D65/02 530

【請求項の数】9

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2018-243845(P2018-243845)

(22)【出願日】2018年12月27日

【審査請求日】2018年12月27日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000001052

【氏名又は名称】株式会社クボタ

(74)【代理人】

【識別番号】110001298

【氏名又は名称】特許業務法人森本国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】西本 信太郎

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 桂史

(72)【発明者】

【氏名】上中 哲也

(72)【発明者】

【氏名】趙 芳

(72)【発明者】

【氏名】松永 晃

【審査官】 関根 崇

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−３４６３４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２０７１４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第６３６２７４８（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ６５／０２

Ｃ０２Ｆ １／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の膜分離ユニットを上下多段に配置し、
各膜分離ユニットは、原水が供給される一次側が逆洗排水系とフラッシングエア供給系に連通し、透過液が取り出される二次側が逆洗水供給系に連通し、
逆洗水供給系は、逆洗水が流れる逆洗水主管と、逆洗水主管に並列に接続し、各段の膜分離ユニットに向けて逆洗水を送り込む複数の逆洗水枝管を有し、逆洗水主管に上方から下方に向けて供給する逆洗水が複数の逆洗水枝管を通して各段の膜分離ユニットに向けて送り込まれ、
逆洗排水系は、各段の膜分離ユニットから逆洗排水が流れ込む複数の逆洗排水枝管と、各段の逆洗排水枝管が並列に接続し、逆洗排水が上方から下方に向かって流れる逆洗排水主管を有し、
フラッシングエア供給系は、下方から上方に向かってフラッシングエアが流れるエア主管と、エア主管に並列に接続し、各段の膜分離ユニットに向けてフラッシングエアを送り込む複数のエア枝管を有し、フラッシングエアがエア主管の原水中を上昇し各エア枝管を通して各段の膜分離ユニットに向けて送り込まれることを特徴とする膜ろ過装置。

【請求項2】

複数の膜分離ユニットを上下多段に配置し、
各膜分離ユニットは、原水が供給される一次側が逆洗排水系とフラッシングエア供給系に連通し、透過液が取り出される二次側が逆洗水供給系に連通し、
逆洗水供給系は、逆洗水が流れる逆洗水主管と、逆洗水主管に並列に接続し、各段の膜分離ユニットに向けて逆洗水を送り込む複数の逆洗水枝管を有し、逆洗水主管に下方から上方に向けて供給する逆洗水が複数の逆洗水枝管を通して各段の膜分離ユニットに向けて送り込まれ、
逆洗排水系は、各段の膜分離ユニットから逆洗排水が流れ込む複数の逆洗排水枝管と、各段の逆洗排水枝管が並列に接続し、逆洗排水が上方から下方に向かって流れる逆洗排水主管を有し、
フラッシングエア供給系は、下方から上方に向かってフラッシングエアが流れるエア主管と、エア主管に並列に接続し、各段の膜分離ユニットに向けてフラッシングエアを送り込む複数のエア枝管を有し、フラッシングエアがエア主管の原水中を上昇し各エア枝管を通して各段の膜分離ユニットに向けて送り込まれることを特徴とする膜ろ過装置。

【請求項3】

逆洗排水系は、逆洗排水主管を縦方向に配置し、逆洗排水枝管を横方向に配置してなり、
フラッシングエア供給系は、エア主管を縦方向に配置し、エア枝管を横方向に配置してなることを特徴とする請求項１または２に記載の膜ろ過装置。

【請求項4】

各段に複数の膜分離ユニットを配置し、各段の逆洗水枝管と逆洗排水枝管とエア枝管のそれぞれに各膜分離ユニットが並列接続することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の膜ろ過装置。

【請求項5】

フラッシングエア供給系は、エア供給手段がエア主管の下端に接続してなることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の膜ろ過装置。

【請求項6】

逆洗排水系が原水供給系を兼ね、逆洗水供給系が透過液取出系を兼ねることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の膜ろ過装置。

【請求項7】

複数の膜分離ユニットを上下多段に配置し、
各膜分離ユニットは、原水が供給される一次側が逆洗排水系とフラッシングエア供給系に連通し、透過液が取り出される二次側が逆洗水供給系に連通し、膜ろ過工程と洗浄工程を行う膜ろ過装置の洗浄方法において、
洗浄工程では、逆洗水供給系を通して各膜分離ユニットの二次側に逆洗水を供給しつつ、フラッシングエア供給系を通して各膜分離ユニットの一次側にフラッシングエアを供給し、気液混相流の逆洗排水を膜分離ユニットの一次側から逆洗排水系を通して排出し、
逆洗水は、逆洗水供給系の逆洗水主管に上方から下方に向けて供給し、逆洗水主管に並列に接続した複数の逆洗水枝管を通して各段の膜分離ユニットに向けて送り込み、
フラッシングエアは、膜ろ過工程で供給した原水が満ちるフラッシングエア供給系のエア主管に下方から上方に向けて供給し、フラッシングエアがエア主管の原水中を上昇してエア主管に並列に接続した複数のエア枝管に流入し、各エア枝管を通して各段の膜分離ユニットに向けて送り込まれ、
逆洗排水は、各段の膜分離ユニットから各段の逆洗排水枝管に排出し、各段の逆洗排水枝管が並列に接続する逆洗排水主管を上方から下方に向かって流下することを特徴とする膜ろ過装置の洗浄方法。

【請求項8】

フラッシングエアは、エア主管の下端に接続したエア供給手段の空気槽に貯留した圧縮空気からなり、空気槽内の空気圧で圧縮空気をフラッシングエア供給系に供給することを特徴とする請求項７に記載の膜ろ過装置の洗浄方法。

【請求項9】

膜ろ過工程では、原水供給系を通して各膜分離ユニットの一次側に原水を供給し、洗浄工程で供給したフラッシングエアが満ちるフラッシングエア供給系のエアを押し出して、膜分離ユニットの一次側を原水で満たし、膜分離ユニットの一次側から二次側に透過した透過液を透過液取出系を通して取り出すことを特徴とする請求項７または８に記載の膜ろ過装置の洗浄方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、膜ろ過装置に関し、ろ過膜を逆洗する技術に係るものである。

【背景技術】

【0002】

従来、浄水向けの膜ろ過装置には、例えば特許文献１に記載するものがある。これは、図５に示すようなものであり、膜モジュール１を複数個並列に接続して膜ろ過運転を行うための膜分離システムである。膜分離システムは、各膜モジュール１の被処理液供給口へ被処理液を供給するための被処理液供給枝管２と、各膜モジュール１の透過液取出口から取り出された透過液が流れる透過液枝管３と、各膜モジュール１のフラッシング用流体供給口へフラッシング用流体を供給するためのフラッシング用流体供給枝管４を有している。

【0003】

逆洗流体供給手段５が透過液枝管３に接続されており、透過液枝管３の内部を加圧して膜モジュール１の二次側から一次側へ逆洗用流体を流して逆圧洗浄する。

【0004】

フラッシング用流体供給手段６が、複数の膜モジュール１が並列接続したフラッシング用流体供給枝管４の一端に接続されており、フラッシング用流体をフラッシング用流体供給枝管４へ供給する。

【0005】

洗浄廃液の排出経路７が、複数の膜モジュール１が並列接続した被処理液供給枝管２の一端に接続されており、膜モジュール１の洗浄時に被処理液供給口から排出される洗浄廃液を排出する。

【0006】

洗浄廃液は、フラッシング用流体と逆洗用流体とが混合されてなる気液混相流体であり、フラッシング用流体としてフラッシング用圧縮空気が使用され、逆洗用流体として逆洗用水が使用される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許第６３６２７４８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１では、膜ろ過工程において被処理液が、膜モジュール１の下方に配置した被処理液供給枝管２から膜モジュール１の一次側に流入し、膜モジュール１を通って膜モジュール１の上方に配置したフラッシング用流体供給枝管４を満たす状態となる。

【0009】

このため、フラッシング工程では、フラッシング用圧縮空気によってフラッシング用流体供給枝管４を満たす被処理液を膜モジュール１に向けて下方に押し出し、フラッシング用圧縮空気を各膜モジュール１に供給し、膜モジュール１から洗浄廃液を被処理液供給枝管２へ排出する。

【0010】

ここでは、複数の膜モジュール１は同じ高さ位置に配置し、並列接続している。このため、フラッシング用圧縮空気は、並列接続した複数の膜モジュール１にほぼ同時に行き渡り、各膜モジュールに過不足のない量のフラッシング用圧縮空気を各膜モジュールに供給することができる。

【0011】

しかし、複数の膜モジュールを上下多段に高さを違えて配置し、縦方向に配列した複数の膜モジュールを同時に洗浄する場合に、フラッシング用圧縮空気が高さの異なる複数の膜モジュールにほぼ同時に行き渡らない問題がある。

【0012】

各段のフラッシング用流体供給枝管を並列に接続する場合には、縦方向に伸びる縦管路で並列に接続する必要があり、同様に各段の被処理液供給枝管を並列に接続する場合には、縦方向に伸びる縦管路で並列に接続する必要がある。

【0013】

このため、フラッシング工程において縦管路に上方位置からフラッシング用圧縮空気を供給すると、縦管路に残留する被処理液が抵抗となって各段のフラッシング用流体供給枝管へのフラッシング用圧縮空気の流入を阻害する。

【0014】

よって、フラッシング用圧縮空気は、縦管路から上段の膜モジュールに優先的に流入して消費され、下段側のフラッシング用流体供給枝管への流入が遅れる。また、洗浄廃液は、上段の被処理液供給枝管から優先的に縦管路へ流入し、下段側の被処理液供給枝管から縦管路への流入が遅れる。このことは、下段側のフラッシング用流体供給枝管へのフラッシング用圧縮空気の流入がさらに遅延する要因となる。

【0015】

この状態が中段から下段へ徐々に進行し、フラッシング用圧縮空気が最下段のフラッシング用流体供給枝管に到達するまでに時間を要し、フラッシング用圧縮空気が高さの異なる複数の膜モジュールにほぼ同時に行き渡らない。また、フラッシング用圧縮空気が最下段のフラッシング用流体供給枝管に到達したときには、フラッシング用圧縮空気を貯留する空気槽における空気圧も低下しているので、最下段のフラッシング用流体供給枝管に接続した膜モジュールの洗浄効果も低下する。

【0016】

本発明は上記課題を解決するものであり、複数の膜モジュールを上下多段に配置し、フラッシング用の圧縮空気を各段の膜モジュールにほぼ同時に行き渡らせる膜ろ過装置および膜ろ過装置の洗浄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】

【0017】

上記課題を解決するために、本発明の膜ろ過装置は、複数の膜分離ユニットを上下多段に配置し、各膜分離ユニットは、原水が供給される一次側が逆洗排水系とフラッシングエア供給系に連通し、透過液が取り出される二次側が逆洗水供給系に連通し、逆洗水供給系は、逆洗水が流れる逆洗水主管と、逆洗水主管に並列に接続し、各段の膜分離ユニットに向けて逆洗水を送り込む複数の逆洗水枝管を有し、逆洗水主管に上方から下方に向けて供給する逆洗水が複数の逆洗水枝管を通して各段の膜分離ユニットに向けて送り込まれ、逆洗排水系は、各段の膜分離ユニットから逆洗排水が流れ込む複数の逆洗排水枝管と、各段の逆洗排水枝管が並列に接続し、逆洗排水が上方から下方に向かって流れる逆洗排水主管を有し、フラッシングエア供給系は、下方から上方に向かってフラッシングエアが流れるエア主管と、エア主管に並列に接続し、各段の膜分離ユニットに向けてフラッシングエアを送り込む複数のエア枝管を有し、フラッシングエアがエア主管の原水中を上昇し各エア枝管を通して各段の膜分離ユニットに向けて送り込まれることを特徴とする。
本発明の膜ろ過装置は、複数の膜分離ユニットを上下多段に配置し、各膜分離ユニットは、原水が供給される一次側が逆洗排水系とフラッシングエア供給系に連通し、透過液が取り出される二次側が逆洗水供給系に連通し、逆洗水供給系は、逆洗水が流れる逆洗水主管と、逆洗水主管に並列に接続し、各段の膜分離ユニットに向けて逆洗水を送り込む複数の逆洗水枝管を有し、逆洗水主管に下方から上方に向けて供給する逆洗水が複数の逆洗水枝管を通して各段の膜分離ユニットに向けて送り込まれ、逆洗排水系は、各段の膜分離ユニットから逆洗排水が流れ込む複数の逆洗排水枝管と、各段の逆洗排水枝管が並列に接続し、逆洗排水が上方から下方に向かって流れる逆洗排水主管を有し、フラッシングエア供給系は、下方から上方に向かってフラッシングエアが流れるエア主管と、エア主管に並列に接続し、各段の膜分離ユニットに向けてフラッシングエアを送り込む複数のエア枝管を有し、フラッシングエアがエア主管の原水中を上昇し各エア枝管を通して各段の膜分離ユニットに向けて送り込まれることを特徴とする。

【0018】

本発明の膜ろ過装置において、逆洗排水系は、逆洗排水主管を縦方向に配置し、逆洗排水枝管を横方向に配置してなり、フラッシングエア供給系は、エア主管を縦方向に配置し、エア枝管を横方向に配置してなることを特徴とする。

【0019】

本発明の膜ろ過装置において、各段に複数の膜分離ユニットを配置し、各段の逆洗水枝管と逆洗排水枝管とエア枝管のそれぞれに各膜分離ユニットが並列接続することを特徴とする。

【0020】

本発明の膜ろ過装置において、フラッシングエア供給系は、エア供給手段がエア主管の下端に接続してなることを特徴とする。

【0021】

本発明の膜ろ過装置において、逆洗排水系が原水供給系を兼ね、逆洗水供給系が透過液取出系を兼ねることを特徴とする。

【0022】

本発明の膜ろ過装置の洗浄方法は、複数の膜分離ユニットを上下多段に配置し、各膜分離ユニットは、原水が供給される一次側が逆洗排水系とフラッシングエア供給系に連通し、透過液が取り出される二次側が逆洗水供給系に連通し、膜ろ過工程と洗浄工程を行う膜ろ過装置の洗浄方法において、洗浄工程では、逆洗水供給系を通して各膜分離ユニットの二次側に逆洗水を供給しつつ、フラッシングエア供給系を通して各膜分離ユニットの一次側にフラッシングエアを供給し、気液混相流の逆洗排水を膜分離ユニットの一次側から逆洗排水系を通して排出し、逆洗水は、逆洗水供給系の逆洗水主管に上方から下方に向けて供給し、逆洗水主管に並列に接続した複数の逆洗水枝管を通して各段の膜分離ユニットに向けて送り込み、フラッシングエアは、膜ろ過工程で供給した原水が満ちるフラッシングエア供給系のエア主管に下方から上方に向けて供給し、フラッシングエアがエア主管の原水中を上昇してエア主管に並列に接続した複数のエア枝管に流入し、各エア枝管を通して各段の膜分離ユニットに向けて送り込まれ、逆洗排水は、各段の膜分離ユニットから各段の逆洗排水枝管に排出し、各段の逆洗排水枝管が並列に接続する逆洗排水主管を上方から下方に向かって流下することを特徴とする。

【0023】

本発明の膜ろ過装置の洗浄方法において、フラッシングエアは、エア主管の下端に接続したエア供給手段の空気槽に貯留した圧縮空気からなり、空気槽内の空気圧で圧縮空気をフラッシングエア供給系に供給することを特徴とする。

【0024】

本発明の膜ろ過装置の洗浄方法において、膜ろ過工程では、原水供給系を通して各膜分離ユニットの一次側に原水を供給し、洗浄工程で供給したフラッシングエアが満ちるフラッシングエア供給系のエアを押し出して、膜分離ユニットの一次側を原水で満たし、膜分離ユニットの一次側から二次側に透過した透過液を透過液取出系を通して取り出すことを特徴とする。

【発明の効果】

【0025】

以上の本発明によれば、フラッシング工程において、フラッシングエアをフラッシングエア供給系のエア主管に下方から上方に向けて供給することで、フラッシングエアはエア主管の原水中を上昇する。このため、エア主管においてフラッシングエアが速やかに移動し、エア主管に並列に接続した複数のエア枝管に、到達時間の差異が少ない状態でほぼ同時に流入する。このため、フラッシングエアが各エア枝管を通して各段の膜分離ユニットに向けて到達時間の差異が少ない状態でほぼ同時に流入し、上下多段に配置した膜分離ユニットをほぼ同時に洗浄する。

【0026】

よって、フラッシングエアが特定の段の膜分離ユニットに対して大量に流入して消費されることがなくなり、少量のフラッシングエアでエアパージを行え、フラッシングエアを供給する空気槽における空気圧が高い状態においてエアパージを行うことにより洗浄力に優れた高圧力下の洗浄を行える。

【0027】

また、各段の膜分離ユニットから排出する逆洗排水がほぼ同時に逆洗排水主管に流入するので、各段の逆洗排水枝管における排水抵抗が均等になり、結果としてフラッシングエアが各段の膜分離ユニットへ均一に供給される。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の実施の形態における膜ろ過装置を示す模式図

【図2】比較対象１の膜ろ過装置を示す模式図

【図3】比較対象２の膜ろ過装置を示す模式図

【図4】比較対象３の膜ろ過装置を示す模式図

【図5】従来の膜ろ過装置を示す模式図

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において、膜ろ過装置１０は、膜分離ユニット１１を上下多段に配置している。ここでは３段に配置し、各段には複数の膜分離ユニット１１が並列に配置されている構成を例示するが、膜分離ユニット１１は２段以上あればよく、各段に膜分離ユニット１１が１以上あればよい。

【0030】

各膜分離ユニット１１は、原水が供給される一次側が逆洗排水系１２とフラッシングエア供給系１３に連通している。逆洗排水系１２は原水供給系１４を兼ねている。各膜分離ユニット１１は、透過液が取り出される二次側が逆洗水供給系１５に連通しており、逆洗水供給系１５が透過液取出系１６を兼ねている。

【0031】

逆洗水供給系１５および透過液取出系１６は、共通の管路として縦管２１と複数の横管２２を有している。

【0032】

逆洗水供給系１５では、縦管２１は逆洗水主管１５１となり、逆洗水が上方から下方に向かって流れる。各横管２２は、逆洗水枝管１５２となり、逆洗水主管１５１に並列に接続し、各段の膜分離ユニット１１に向けて逆洗水を送り込む。

【0033】

透過液取出系１６では、各膜分離ユニット１１を透過した透過液が横管２２を通して縦管２１に流入し、透過液が縦管２１を下方から上方に向かって流れる。

【0034】

縦管２１の上端には、逆洗水供給系１５の逆洗水供給装置１５３と、透過液取出系１６の透過液取出口部１６１が接続している。逆洗水供給装置１５３は、アキュームレータ１５４と、アキュームレータ１５４に圧縮空気を供給するコンプレッサ１５５と、アキュームレータ１５４の液相側となる底部と横管２２を連通する逆洗水供給口部１５６を備えている。

【0035】

透過液取出口部１６１は第１バルブ１６２を有し、逆洗水供給口部１５６は第２バルブ１５７を有している。

【0036】

逆洗排水系１２および原水供給系１４は、共通の管路として縦管３１と複数の横管３２を有している。逆洗排水系１２では、縦管３１は逆洗排水主管１２１となり、逆洗排水が上方から下方に向かって流れる。各横管３２は、逆洗排水枝管１２２となり、逆洗排水主管１２１に並列に接続している。

【0037】

逆洗排水系１２では、各膜分離ユニット１１から逆洗排水が横管３２を通して縦管３１に流入し、逆洗排水が縦管３１を上方から下方に向かって流下する。

【0038】

原水供給系１４では、原水が縦管３１を通して下方から上方へ向かって流れ、縦管３１から横管３２に流入した原水が各膜分離ユニット１１に供給される。

【0039】

縦管３１の下端には、逆洗排水系１２の逆洗排水取出口部１２３と、原水供給口部１４１が接続している。原水供給口部１４１は、原水を供給する原水ポンプ１４２と、第３バルブ１４３を備えている。逆洗排水取出口部１２３は第４バルブ１２４を有している。

【0040】

フラッシングエア供給系１３は、下方から上方に向かってフラッシングエアが流れる縦管４１のエア主管１３１と、エア主管１３１に並列に接続し、各段の膜分離ユニット１１に向けてフラッシングエアを送り込む複数の横管４２のエア枝管１３２を有する。

【0041】

エア主管１３１は、上端側に第５バルブ１３３を有し、下端に第６バルブ１３４を介してエア供給管１３５が接続し、エア供給管１３５の上流端がコンプレッサ１５５と、アキュームレータ１５４の気相側となる天部に接続している。

【0042】

本実施の形態において、洗浄排水は、フラッシングエアと逆洗水とが混合されてなる気液混相流体であり、フラッシングエアはアキュームレータ１５４に貯留した圧縮空気であり、逆洗水はアキュームレータ１５４に貯留した透過液である。

【0043】

以下、上記構成の作用を説明する。
（膜ろ過工程）
第２バルブ１５７、第５バルブ１３３、第６バルブ１３４を閉栓する状態で、第４バルブ１２４を閉栓し、第１バルブ１６２、第３バルブ１４３を開栓した状態で原水ポンプ１４２を駆動する。

【0044】

原水は、原水供給口部１４１から原水供給系１４に流入し、縦管３１を下方から上方に向かって流れ、各横管３２を通って各膜分離ユニット１１の一次側に流入する。

【0045】

原水供給の開始時には、第５バルブ１３３を開栓する状態で、原水をフラッシングエア供給系１３のエア枝管１３２およびエア主管１３１に通水し、管内のエアを排出してエア枝管１３２およびエア主管１３１に原水を満管に満たす。

【0046】

原水は膜分離ユニット１１のろ過膜１１１でろ過され、透過液が膜分離ユニット１１の二次側から透過液取出系１６に流れ出る。透過液は、各膜分離ユニット１１から横管２２に流れ出て、縦管４１を通って透過液取出口部１６１から系外へ取り出す。
（洗浄工程）
第１バルブ１６２、第３バルブ１４３、第５バルブ１３３、第６バルブ１３４を閉栓する状態で、第２バルブ１５７、第４バルブ１２４を開栓する。逆洗水供給装置１５３は、アキュームレータ１５４の気相部の空気圧で、アキュームレータ１５４の内部の逆洗水を、逆洗水供給口部１５６を通して逆洗水供給系１５に押し出す。

【0047】

逆洗水は、逆洗水主管１５１を通って各段の逆洗水枝管１５２に流入し、各段の各膜分離ユニット１１に流入する。

【0048】

各膜分離ユニット１１の二次側に流入した逆洗水は、ろ過膜１１１の二次側から一次側へ逆流し、ろ過膜１１１の一次側に付着した異物を洗い流す。逆洗排水は、各膜分離ユニット１１から各段の逆洗排水枝管１２２を通して逆洗排水主管１２１に流入し、逆洗排水主管１２１を上方から下方に流下し、逆洗排水取出口部１２３から系外へ流れ出る。
（フラッシング工程）
第１バルブ１６２、第３バルブ１４３、第５バルブ１３３を閉栓する状態、かつ第２バルブ１５７、第４バルブ１２４を開栓する状態で、第６バルブ１３４を開栓する。逆洗水供給装置１５３は、アキュームレータ１５４の気相部の空気圧で、アキュームレータ１５４の内部の逆洗水を、逆洗水供給口部１５６を通して逆洗水供給系１５に押し出すとともに、アキュームレータ１５４の内部の圧縮空気をフラッシングエアとして、エア供給管１３５を通してフラッシングエア供給系１３に供給する。

【0049】

逆洗水は、逆洗水主管１５１を通って各段の逆洗水枝管１５２に流入し、逆洗水枝管１５２から各段の各膜分離ユニット１１に流入し、ろ過膜１１１の二次側から一次側へ逆流し、ろ過膜１１１の一次側に付着した異物を洗い流す。

【0050】

フラッシングエアは、エア主管１３１を通って各エア枝管１３２に流入し、各エア枝管１３２から各段の各膜分離ユニット１１の一次側に流入する。

【0051】

各膜分離ユニット１１の一次側に流入したフラッシングエアとろ過膜１１１を透過した逆洗水は、気液混相流となって膜分離ユニット１１の一次側を洗浄する。気液混相の逆洗排水は、各膜分離ユニット１１から各段の逆洗排水枝管１２２を通して逆洗排水主管１２１に流入し、逆洗排水主管１２１を上方から下方に流下し、逆洗排水取出口部１２３から系外へ流れ出る。

【0052】

このフラッシング工程では、フラッシングエアがフラッシングエア供給系１３のエア主管１３１に下方から上方に向けて供給される。エア主管１３１にはろ過工程時に充水された原水が満管に満ちている。

【0053】

フラッシングエアは、エア主管１３１の原水中を上昇することで、速やかに移動してエア主管１３１に並列に接続した複数のエア枝管１３２に、到達時間の差異が少ない状態でほぼ同時に流入する。

【0054】

このため、フラッシングエアが各エア枝管１３２を通して各段の膜分離ユニット１１に向けて到達時間の差異が少ない状態でほぼ同時に流入し、上下多段に配置した膜分離ユニット１１をほぼ同時に洗浄する。

【0055】

よって、フラッシングエアが特定の段の膜分離ユニットに対して大量に流入して消費されることがなくなり、少量のフラッシングエアでエアパージを行え、フラッシングエアを供給するアキュームレータ１５４における空気圧が高い状態においてエアパージを行うことにより洗浄力に優れた高圧力下の洗浄を行える。

【0056】

また、各段の膜分離ユニット１１から排出する逆洗排水がほぼ同時に逆洗排水主管１５１に流入するので、各段の逆洗排水枝管１５２における排水抵抗が均等になり、結果としてフラッシングエアが各段の膜分離ユニット１１へ均一に供給される。

【0057】

上記実施の形態では、逆洗水を逆洗水主管１５１の上端から供給し、逆洗水が逆洗水主管１５１内を上方から下方に向かって流れながら、各段の膜分離ユニット１１に流入している。しかしながら、逆洗水供給系は常に処理した透過液で満たされており、さらにはろ過膜１１１を透過する際の圧損が大きい。

【0058】

このため、フラッシング工程において、逆洗水を逆洗水主管１５１の下端から供給しても、途中から供給しても、フラッシングエアが各段の膜分離ユニット１１に到達して各段の洗浄排水枝管１２２から排水されるまでの時間に影響しない。

【0059】

すなわち、逆洗水は、逆洗水主管１５１のどこから供給してもよい。
（比較例１）
図２は本発明に関する比較例１を示すものであり、図１の構成と同様の要素には同符号を付して説明を省略する。

【0060】

図１の構成と相違する点は、エア供給管１３５がエア主管１３１の上端に接続していることである。

【0061】

図２において、ろ過工程、洗浄工程は上記の実施の形態と同様であり、説明を省略する。

【0062】

フラッシング工程では、フラッシングエアがエア主管１３１の上方から下方に向けて供給される。

【0063】

このため、フラッシングエアはエア主管１３１の管内を満たす原水に移動が阻害される。フラッシングエアがエア主管１３１の中を移動するためには、管内を満たす原水を下方に押し下げる必要がある。よって、原水の抵抗を受けるフラッシングエアは、最初に上段のエア枝管１３２に流入し、上段の膜分離ユニット１１を気液混相流で洗浄する。

【0064】

フラッシングエアの空気圧を受けて上段の膜分離ユニット１１から排出される気液混相流の洗浄排水が上段の洗浄排水枝管１２２から洗浄排水主管１２１を優先的に先行して流れることで、下方の中段、下段の洗浄排水枝管１２２から洗浄排水主管１２１に流れる洗浄排水が阻害される。

【0065】

結果として、下方の中段、下段の膜分離ユニット１１のフラッシングによる洗浄が遅れ、上段、中段、下段の順序で膜分離ユニット１１のフラッシング工程が進行し、フラッシングエアが下段のエア枝管１３２に到達するまでに時間を要し、フラッシングエアが高さの異なる複数の膜モジュール１１にほぼ同時には行き渡らず、上段の膜分離ユニット１１のフラッシング工程に多量のフラッシングエアが消費される。

【0066】

また、フラッシングエアが下段のエア枝管１３２に到達したときには、アキュームレータ１５４における空気圧も低下しているので、下段のエア枝管１３２に接続した膜モジュール１１の洗浄効果も低下する。

【0067】

本発明に係る実施の形態と上述した比較例１との比較において、フラッシングエアが各段の膜分離ユニット１１に到達して各段の洗浄排水枝管１２２から排出されるまでの時間を計測した結果を表１に示す。

【0068】

【表1】

【0069】

エア主管１３１において上方から下方に向けてフラッシングエアを供給する場合には、到達時間にばらつきがあり、エア主管１３１において下方から上方に向けてフラッシングエアを供給する場合には、到達時間の差異が少ない状態でほぼ同時に流入し、排出されることが明らかであり、上下多段に配置した膜分離ユニット１１をほぼ同時に洗浄できる。
（比較例２）
図３は本発明に関する比較例２を示すものであり、図１の構成と同様の要素には同符号を付して説明を省略する。

【0070】

図１の構成と相違する点は、原水供給口部１４１および逆洗排水取出口部１２３が逆洗排水主管１２１の上端に接続していることである。

【0071】

図３において、ろ過工程、洗浄工程は上記の実施の形態と同様であり、説明を省略する。

【0072】

フラッシング工程では、フラッシングエアがエア主管１３１の下方から下方に向けて供給される。しかし、逆洗排水主管１２１は逆洗排水で満管状態にあり、下段の逆洗排水枝管１２２にはエア主管１３１の逆洗排水の水頭が作用する。このため、下段のエア枝管１３２に供給するフラッシングエアの空気圧では、下段の膜分離ユニット１１から逆洗排水を押し出すことができず、フラッシングエアは、最初に上段のエア枝管１３２に流入し、上段の膜分離ユニット１１を気液混相流で洗浄する。

【0073】

そして、上段の逆洗排水枝管１２２からエア主管１３１に気液混相流が流入する状態で、フラッシングエアが中段のエア枝管１３２に流入し、中段の膜分離ユニット１１を気液混相流で洗浄する。

【0074】

そして、上段、中段の逆洗排水枝管１２２からエア主管１３１に気液混相流が流入する状態で、フラッシングエアが下段のエア枝管１３２に流入し、下段の膜分離ユニット１１を気液混相流で洗浄する。

【0075】

このように、中段、下段の膜分離ユニット１１のフラッシングによる洗浄が遅れ、上段、中段、下段の順序で膜分離ユニット１１のフラッシング工程が進行し、フラッシングエアが下段のエア枝管１３２に到達するまでに時間を要し、フラッシングエアが高さの異なる複数の膜モジュール１１にほぼ同時には行き渡らず、上段の膜分離ユニット１１のフラッシング工程に多量のフラッシングエアが消費される。

【0076】

また、フラッシングエアが下段のエア枝管１３２に到達したときには、アキュームレータ１５４における空気圧も低下しているので、下段のエア枝管１３２に接続した膜モジュール１１の洗浄効果も低下する。
（比較例３）
図４は本発明に関する比較例３を示すものであり、図１の構成と同様の要素には同符号を付して説明を省略する。

【0077】

図１の構成と相違する点は、エア供給管１３５がエア主管１３１の上端に接続し、原水供給口部１４１および逆洗排水取出口部１２３が逆洗排水主管１２１の上端に接続していることである。

【0078】

図４において、ろ過工程、洗浄工程は上記の実施の形態と同様であり、説明を省略する。

【0079】

フラッシング工程では、フラッシングエアがエア主管１３１の上方から下方に向けて供給される。

【0080】

このため、フラッシングエアはエア主管１３１の管内を満たす原水に移動が阻害される。フラッシングエアがエア主管１３１の中を移動するためには、管内を満たす原水を下方に押し下げる必要がある。また、逆洗排水主管１２１は逆洗排水で満管状態にあり、下段の逆洗排水枝管１２２にはエア主管１３１の逆洗排水の水頭が作用する。このため、エア枝管１３２に供給するフラッシングエアの空気圧では、下段の膜分離ユニット１１から逆洗排水を押し出すことができず、フラッシングエアは、最初に上段のエア枝管１３２に流入し、上段の膜分離ユニット１１を気液混相流で洗浄する。

【0081】

そして、上段の逆洗排水枝管１２２からエア主管１３１に気液混相流が流入する状態で、フラッシングエアが中段のエア枝管１３２に流入し、中段の膜分離ユニット１１を気液混相流で洗浄する。

【0082】

そして、上段、中段の逆洗排水枝管１２２からエア主管１３１に気液混相流が流入する状態で、フラッシングエアが下段のエア枝管１３２に流入し、下段の膜分離ユニット１１を気液混相流で洗浄する。

【0083】

このように、中段、下段の膜分離ユニット１１のフラッシングによる洗浄が遅れ、上段、中段、下段の順序で膜分離ユニット１１のフラッシング工程が進行し、フラッシングエアが下段のエア枝管１３２に到達するまでに時間を要し、フラッシングエアが高さの異なる複数の膜モジュール１１にほぼ同時には行き渡らず、上段の膜分離ユニット１１のフラッシング工程に多量のフラッシングエアが消費される。

【0084】

また、フラッシングエアが下段のエア枝管１３２に到達したときには、アキュームレータ１５４における空気圧も低下しているので、下段のエア枝管１３２に接続した膜モジュール１１の洗浄効果も低下する。

【符号の説明】

【0085】

１０ 膜ろ過装置
１１ 膜分離ユニット
１２ 逆洗排水系
１３ フラッシングエア供給系
１４ 原水供給系
１５ 逆洗水供給系
１６ 透過液取出系
２１ 縦管
２２ 横管
３１ 縦管
３２ 横管
４１ 縦管
４２ 横管
１１１ ろ過膜
１２１ 逆洗排水主管
１２２ 逆洗排水枝管
１２３ 逆洗排水取出口部
１２４ 第４バルブ
１３１ エア主管
１３２ エア枝管
１３３ 第５バルブ
１３４ 第６バルブ
１３５ エア供給管
１４１ 原水供給口部
１４２ 原水ポンプ
１４３ 第３バルブ
１５１ 逆洗水主管
１５２ 逆洗水枝管
１５３ 逆洗水供給装置
１５４ アキュームレータ
１５５ コンプレッサ
１５６ 逆洗水供給口部
１５７ 第２バルブ
１６１ 透過液取出口部
１６２ 第１バルブ

【要約】

【課題】複数の膜モジュールを上下多段に配置し、フラッシング用の圧縮空気を各段の膜モジュールに同時的に行き渡らせる膜ろ過装置を提供する。
【解決手段】複数の膜分離ユニット１１を上下多段に配置し、各膜分離ユニット１１は、原水が供給される一次側が逆洗排水系１２とフラッシングエア供給系１３に連通し、透過液が取り出される二次側が逆洗水供給系１５に連通し、逆洗水供給系１５は、逆洗水が流れる逆洗水主管１５１と、逆洗水主管１５１に並列に接続し、各段の膜分離ユニット１１に向けて逆洗水を送り込む複数の逆洗水枝管１５２を有し、逆洗排水系１２は、各段の膜分離ユニット１１から逆洗排水が流れ込む複数の逆洗排水枝管１２２と、各段の逆洗排水枝管１２２が並列に接続し、逆洗排水が上方から下方に向かって流れる逆洗排水主管１２１を有し、フラッシングエア供給系１３は、下方から上方に向かってフラッシングエアが流れるエア主管１３１と、エア主管１３１に並列に接続し、各段の膜分離ユニット１１に向けてフラッシングエアを送り込む複数のエア枝管１３２を有する。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】