JP2000015062A - 膜ろ過装置 - Google Patents
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Landscapes
- Filtration Of Liquid (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 万一中空糸膜が破断してもクリプトスポリジ
ウムのような病原性原虫がもれ込むことのない膜ろ過装
置を提供する。 【解決手段】 膜ろ過装置において、ろ過膜モジュール
の後段に該ろ過膜モジュールの細孔径より孔径の大きい
ろ過材料からなるフィルター部材を組み入れて、膜ろ過
液が該フィルター部材でろ過されるように構成した膜ろ
過装置。
ウムのような病原性原虫がもれ込むことのない膜ろ過装
置を提供する。 【解決手段】 膜ろ過装置において、ろ過膜モジュール
の後段に該ろ過膜モジュールの細孔径より孔径の大きい
ろ過材料からなるフィルター部材を組み入れて、膜ろ過
液が該フィルター部材でろ過されるように構成した膜ろ
過装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は浄水プロセス用膜ろ
過装置に関するものである。さらに詳しくは、工業用水
や水道水の浄水処理に使用する膜ろ過装置に関し、特に
水道浄水処理に使用する膜ろ過装置に関するものであ
る。
過装置に関するものである。さらに詳しくは、工業用水
や水道水の浄水処理に使用する膜ろ過装置に関し、特に
水道浄水処理に使用する膜ろ過装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】膜分離法は、省エネルギー、省スペー
ス、省力化および製品の品質向上等の特徴を有するた
め、適用分野を拡大しながら普及している技術である。
膜分離法には、逆浸透、限外ろ過、精密ろ過、ガス分
離、血液浄化、およびパーベーパレーション等の方法が
ある。また、分離膜の形態には、中空糸膜、平膜、およ
び管状膜等があり、上記の各分離対象物の性質や特徴に
応じて使い分けられている。
ス、省力化および製品の品質向上等の特徴を有するた
め、適用分野を拡大しながら普及している技術である。
膜分離法には、逆浸透、限外ろ過、精密ろ過、ガス分
離、血液浄化、およびパーベーパレーション等の方法が
ある。また、分離膜の形態には、中空糸膜、平膜、およ
び管状膜等があり、上記の各分離対象物の性質や特徴に
応じて使い分けられている。
【０００３】従来、精密ろ過の分野では、小型のディス
クフィルターや平膜プリーツ型カートリッジフィルター
として比較的小容量の処理の、かつ比較的清澄な水溶液
を分離・ろ過する目的のものが使用されてきている。ま
た、限外ろ過の分野では、超純水の製造や食品製造およ
び清涼飲料の製造等に平膜ろ過装置やチューブラー型な
いし中空糸型膜モジュールが使用されてきた。
クフィルターや平膜プリーツ型カートリッジフィルター
として比較的小容量の処理の、かつ比較的清澄な水溶液
を分離・ろ過する目的のものが使用されてきている。ま
た、限外ろ過の分野では、超純水の製造や食品製造およ
び清涼飲料の製造等に平膜ろ過装置やチューブラー型な
いし中空糸型膜モジュールが使用されてきた。
【０００４】近年、このような精密ろ過や限外ろ過の中
空糸膜を、河川水や地下水から工業用水や水道水を製造
する浄水処理プロセスに適用しようとする研究が進めら
れ、比較的濁質分の多い原水に対しても長期間使用する
このような分野に精密ろ過や限外ろ過の技術が適用され
はじめている。
空糸膜を、河川水や地下水から工業用水や水道水を製造
する浄水処理プロセスに適用しようとする研究が進めら
れ、比較的濁質分の多い原水に対しても長期間使用する
このような分野に精密ろ過や限外ろ過の技術が適用され
はじめている。
【０００５】多孔質膜、特に中空糸膜を使用した膜モジ
ュールは、単位体積当りのろ過面積を非常に大きくとれ
ること、膜処理すべき原液と膜透過液とを隔てるシール
機構が単純であること、水質が優れていること、運転管理
が容易であることなどの種々の利点を有している。
ュールは、単位体積当りのろ過面積を非常に大きくとれ
ること、膜処理すべき原液と膜透過液とを隔てるシール
機構が単純であること、水質が優れていること、運転管理
が容易であることなどの種々の利点を有している。
【０００６】特に水道浄水処理プロセスの分野では、水
質が従来の凝集沈殿・砂ろ過法より優れていて、自動化
が容易で省力化を図ることができるところが注目され、
積極的に導入がすすめられつつある。さらに、クリプト
スポリジウムやジアルジアのような塩素殺菌に対して強
い耐性を持つ病原性原虫に汚染された水道原水に対して
も、病原性原虫を確実に除去できる技術として注目さ
れ、このような原水に対する処理方法として推奨されて
いる。
質が従来の凝集沈殿・砂ろ過法より優れていて、自動化
が容易で省力化を図ることができるところが注目され、
積極的に導入がすすめられつつある。さらに、クリプト
スポリジウムやジアルジアのような塩素殺菌に対して強
い耐性を持つ病原性原虫に汚染された水道原水に対して
も、病原性原虫を確実に除去できる技術として注目さ
れ、このような原水に対する処理方法として推奨されて
いる。
【０００７】しかし、このような目的で使用される場
合、高分子膜、特に中空糸膜モジュールを使用した膜ろ
過装置では中空糸膜が破断して原水が膜ろ過水に混入す
る可能性が存在する。通常の水質の評価項目、例えば、
濁度に対しては多少の中空糸膜が破断してもほとんど問
題になる恐れはないが、クリプトスポリジウムの場合に
は、特にその強い感染力のために極く少数の中空糸膜が
破断しても問題となることがあると言われている。この
ため、クリプトスポリジウムやジアルジアのような病原
性原虫を確実に除去する目的で膜ろ過装置を導入する場
合、膜ろ過装置の信頼性の向上が重要な課題であると考
えられる。
合、高分子膜、特に中空糸膜モジュールを使用した膜ろ
過装置では中空糸膜が破断して原水が膜ろ過水に混入す
る可能性が存在する。通常の水質の評価項目、例えば、
濁度に対しては多少の中空糸膜が破断してもほとんど問
題になる恐れはないが、クリプトスポリジウムの場合に
は、特にその強い感染力のために極く少数の中空糸膜が
破断しても問題となることがあると言われている。この
ため、クリプトスポリジウムやジアルジアのような病原
性原虫を確実に除去する目的で膜ろ過装置を導入する場
合、膜ろ過装置の信頼性の向上が重要な課題であると考
えられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、この
ような従来の中空糸膜型モジュールのもつ欠点を解決し
た、中空糸膜が破断してもクリプトスポリジウムに代表
される病原性原虫などの微生物がもれ込むことのないろ
過膜装置および工業用または水道水用の水の製造方法を
提供することにある。
ような従来の中空糸膜型モジュールのもつ欠点を解決し
た、中空糸膜が破断してもクリプトスポリジウムに代表
される病原性原虫などの微生物がもれ込むことのないろ
過膜装置および工業用または水道水用の水の製造方法を
提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、以下に述べる構成からなる。すなわち、
浄水プロセス用膜ろ過装置において、ろ過膜モジュール
の後段に該ろ過膜モジュールに使用されているろ過膜の
細孔径より孔径の大きいろ過材料からなるフィルター装
置を組み入れて、膜ろ過液が該フィルター装置で濾過さ
れるように構成したことを特徴とするもので、次の好ま
しい実施態様を有している。 （１）ろ過膜モジュールの後段に設置したフィルター装
置を熱水洗浄できる手段を具備したこと。 （２）ろ過膜モジュールの後段に設置したフィルター装
置を６０℃以上の熱水で熱水洗浄できる手段を具備した
こと。 （３）ろ過膜モジュールの後段に設置したフィルター装
置に熱水洗浄用ラインとそれに続いて熱水循環槽を付設
して熱水洗浄できるようにしたこと。 （４）ろ過膜モジュールの後段に設置したフィルター装
置に付設した熱水洗浄用ラインと熱水循環槽を熱水洗浄
とろ過膜の薬液洗浄とに兼用できるようにしたこと。 （５）ろ過膜モジュールの後段に設置したフィルター装
置に使用されるろ過材料が無機質多孔質体からなるこ
と。 （６）ろ過膜モジュールの後段に設置したフィルター装
置に使用されるろ過材料が焼結金属の多孔質体からなる
こと。 （７）ろ過膜モジュールの後段に設置したフィルター装
置に使用されるろ過材料がセラミックスの多孔質体から
なること。 （８）ろ過膜モジュールの後段に設置したフィルター装
置に使用されるろ過材料がガラス質多孔質体からなるこ
と。 （９）ろ過膜モジュールの後段に設置したフィルター装
置に使用されるろ過材料が５０℃以上の耐熱性を有する
有機高分子膜からなること。 （１０）ろ過膜モジュールの後段に設置したフィルター
装置に使用されるろ過材料の孔径が０．０３μｍ以上
４．０μｍ以下であること。 （１１）ろ過膜モジュールの後段に設置したフィルター
装置に使用されるろ過材料の孔径が０．０５μｍ以上
２．０μｍ以下であること。 （１２）ろ過膜モジュールの後段に設置したフィルター
装置に使用されるろ過材料の孔径が０．０１μｍ以上
１．０μｍ以下であること。
成するために、以下に述べる構成からなる。すなわち、
浄水プロセス用膜ろ過装置において、ろ過膜モジュール
の後段に該ろ過膜モジュールに使用されているろ過膜の
細孔径より孔径の大きいろ過材料からなるフィルター装
置を組み入れて、膜ろ過液が該フィルター装置で濾過さ
れるように構成したことを特徴とするもので、次の好ま
しい実施態様を有している。 （１）ろ過膜モジュールの後段に設置したフィルター装
置を熱水洗浄できる手段を具備したこと。 （２）ろ過膜モジュールの後段に設置したフィルター装
置を６０℃以上の熱水で熱水洗浄できる手段を具備した
こと。 （３）ろ過膜モジュールの後段に設置したフィルター装
置に熱水洗浄用ラインとそれに続いて熱水循環槽を付設
して熱水洗浄できるようにしたこと。 （４）ろ過膜モジュールの後段に設置したフィルター装
置に付設した熱水洗浄用ラインと熱水循環槽を熱水洗浄
とろ過膜の薬液洗浄とに兼用できるようにしたこと。 （５）ろ過膜モジュールの後段に設置したフィルター装
置に使用されるろ過材料が無機質多孔質体からなるこ
と。 （６）ろ過膜モジュールの後段に設置したフィルター装
置に使用されるろ過材料が焼結金属の多孔質体からなる
こと。 （７）ろ過膜モジュールの後段に設置したフィルター装
置に使用されるろ過材料がセラミックスの多孔質体から
なること。 （８）ろ過膜モジュールの後段に設置したフィルター装
置に使用されるろ過材料がガラス質多孔質体からなるこ
と。 （９）ろ過膜モジュールの後段に設置したフィルター装
置に使用されるろ過材料が５０℃以上の耐熱性を有する
有機高分子膜からなること。 （１０）ろ過膜モジュールの後段に設置したフィルター
装置に使用されるろ過材料の孔径が０．０３μｍ以上
４．０μｍ以下であること。 （１１）ろ過膜モジュールの後段に設置したフィルター
装置に使用されるろ過材料の孔径が０．０５μｍ以上
２．０μｍ以下であること。 （１２）ろ過膜モジュールの後段に設置したフィルター
装置に使用されるろ過材料の孔径が０．０１μｍ以上
１．０μｍ以下であること。
【００１０】さらに本発明においては、原水をろ過膜モ
ジュールを通して得られたろ過水を、前記ろ過膜モジュ
ールに使用されるろ過膜の細孔径よりも大きい孔径を有
するフィルター材料からなるフィルター装置を通過させ
ることにより工業用水または水道用水の水の製造方法を
提供するものであり、前記ろ過膜モジュールに原水を通
じ、前記いずれかのフィルター装置から透過した水を取
り出すことを特徴とする工業用または水道用の水の製造
方法を提供するものである。
ジュールを通して得られたろ過水を、前記ろ過膜モジュ
ールに使用されるろ過膜の細孔径よりも大きい孔径を有
するフィルター材料からなるフィルター装置を通過させ
ることにより工業用水または水道用水の水の製造方法を
提供するものであり、前記ろ過膜モジュールに原水を通
じ、前記いずれかのフィルター装置から透過した水を取
り出すことを特徴とする工業用または水道用の水の製造
方法を提供するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施態様の１例を
示したものである。膜ろ過原水は原水ポンプ１によって
ろ過膜モジュール２に供給され、膜ろ過水はろ過膜モジ
ュール２に使用されているろ過膜の孔径より大きい孔径
のフィルター材料からなるフィルター装置３を透過して
ろ過水として取り出される。４はフィルター装置３の熱
水洗浄用循環槽であり、加熱用のヒーター６を備えてい
る。５は加熱洗浄の時の循環ポンプである。通常のろ過
運転中は、バルブ７と８を閉止してろ過水をバルブ１１
から取り出すが、万一、ろ過膜モジュールのろ過膜が破
断してフィルター装置のフィルター材料面上にクリプト
スポリジウム等の病原性原虫類が捕捉され堆積した場合
には、バルブ９と１１を閉止して熱水洗浄用循環槽４か
らバルブ８と１０を介して熱水をフィルター装置に供給
し、バルブ７を介して循環させる。熱水の温度は５０℃
以上、好ましくは６０℃以上、さらに好ましくは７０℃
以上であればよい。温度が高ければより短い時間の循環
洗浄で病原性原虫類の感染力をなくすことが出来る。６
０℃であれば３０分以上、６５℃であれば５分以上、７
０℃であれば２分以上で十分と考えられる。勿論、熱水
洗浄ラインと熱水循環槽などの設備は膜ろ過装置に当初
から付設してあっても、あるいはまた、運搬可能なユニ
ット装置として、熱水洗浄の時にだけろ過膜モジュール
の近くに設置して、図１と同様にろ過水ラインに接続し
て洗浄を行なってもよい。また、熱水の循環方向をろ過
水の透過方向と逆の逆洗方式であっても、ろ過水の透過
方向と同じであっても、病原性原虫類の殺滅・消毒の効
果は変わらないのでいずれであってもよい。しかし、一
般的には万一ろ過膜が破断した場合に、フィルター装置
に堆積するものは病原性原虫類だけではなく一般の濁質
も含まれるので、逆洗の方が好ましい。また、フィルタ
ー装置が濁質等で閉塞してフィルター装置の圧力上昇が
起きた場合には、薬品洗浄で閉塞した物質を溶解除去し
て、フィルター装置のろ過圧を回復させる。通常、塩酸
や硫酸等の鉱酸水溶液、苛性ソーダまたは苛性カリ等の
アルカリ水溶液、および／または、次亜塩素酸ソーダ水
溶液等で洗浄する。そのため、熱水洗浄用の装置は薬液
洗浄にも兼用できるようにしておくことが好ましい。こ
の際、薬液を加熱して熱水洗浄と薬品洗浄と同時に行な
ってもよい。
示したものである。膜ろ過原水は原水ポンプ１によって
ろ過膜モジュール２に供給され、膜ろ過水はろ過膜モジ
ュール２に使用されているろ過膜の孔径より大きい孔径
のフィルター材料からなるフィルター装置３を透過して
ろ過水として取り出される。４はフィルター装置３の熱
水洗浄用循環槽であり、加熱用のヒーター６を備えてい
る。５は加熱洗浄の時の循環ポンプである。通常のろ過
運転中は、バルブ７と８を閉止してろ過水をバルブ１１
から取り出すが、万一、ろ過膜モジュールのろ過膜が破
断してフィルター装置のフィルター材料面上にクリプト
スポリジウム等の病原性原虫類が捕捉され堆積した場合
には、バルブ９と１１を閉止して熱水洗浄用循環槽４か
らバルブ８と１０を介して熱水をフィルター装置に供給
し、バルブ７を介して循環させる。熱水の温度は５０℃
以上、好ましくは６０℃以上、さらに好ましくは７０℃
以上であればよい。温度が高ければより短い時間の循環
洗浄で病原性原虫類の感染力をなくすことが出来る。６
０℃であれば３０分以上、６５℃であれば５分以上、７
０℃であれば２分以上で十分と考えられる。勿論、熱水
洗浄ラインと熱水循環槽などの設備は膜ろ過装置に当初
から付設してあっても、あるいはまた、運搬可能なユニ
ット装置として、熱水洗浄の時にだけろ過膜モジュール
の近くに設置して、図１と同様にろ過水ラインに接続し
て洗浄を行なってもよい。また、熱水の循環方向をろ過
水の透過方向と逆の逆洗方式であっても、ろ過水の透過
方向と同じであっても、病原性原虫類の殺滅・消毒の効
果は変わらないのでいずれであってもよい。しかし、一
般的には万一ろ過膜が破断した場合に、フィルター装置
に堆積するものは病原性原虫類だけではなく一般の濁質
も含まれるので、逆洗の方が好ましい。また、フィルタ
ー装置が濁質等で閉塞してフィルター装置の圧力上昇が
起きた場合には、薬品洗浄で閉塞した物質を溶解除去し
て、フィルター装置のろ過圧を回復させる。通常、塩酸
や硫酸等の鉱酸水溶液、苛性ソーダまたは苛性カリ等の
アルカリ水溶液、および／または、次亜塩素酸ソーダ水
溶液等で洗浄する。そのため、熱水洗浄用の装置は薬液
洗浄にも兼用できるようにしておくことが好ましい。こ
の際、薬液を加熱して熱水洗浄と薬品洗浄と同時に行な
ってもよい。
【００１２】クリプトスポリジウムなどの病原性原虫
は、塩素添加などの通常の殺菌方法に対して強い抵抗力
があり、かつ、感染力が非常に強いので、高い除去率が
膜ろ過装置に期待されている。原水中のクリプトスポリ
ジウムの存在量にも依存するが、通常、１０-6.5以上が
必要であると考えられる。しかし、ろ過膜やフィルター
材料のろ過精度は確率の問題であり、フィルター材料の
表面に捕捉・堆積した場合には、さらに高い除去率が必
要となるが、現実的には一定の限界がある。一般的に病
原性微生物は熱で殺滅することができるが、クリプトス
ポリジウムなどの病原性原虫の場合には比較的低い熱水
で感染力を失う（木俣 勲・井関基弘：クリプトスポリ
ジウムとはどのような原虫か，環境技術，２６巻９号，
ページ３−８，１９９７）ので、フィルター装置を適宜
熱水洗浄してフィルター材料の表面に捕捉・堆積する病
原性原虫を殺滅して、一定数以下に保つことが得策であ
ると考えられる。
は、塩素添加などの通常の殺菌方法に対して強い抵抗力
があり、かつ、感染力が非常に強いので、高い除去率が
膜ろ過装置に期待されている。原水中のクリプトスポリ
ジウムの存在量にも依存するが、通常、１０-6.5以上が
必要であると考えられる。しかし、ろ過膜やフィルター
材料のろ過精度は確率の問題であり、フィルター材料の
表面に捕捉・堆積した場合には、さらに高い除去率が必
要となるが、現実的には一定の限界がある。一般的に病
原性微生物は熱で殺滅することができるが、クリプトス
ポリジウムなどの病原性原虫の場合には比較的低い熱水
で感染力を失う（木俣 勲・井関基弘：クリプトスポリ
ジウムとはどのような原虫か，環境技術，２６巻９号，
ページ３−８，１９９７）ので、フィルター装置を適宜
熱水洗浄してフィルター材料の表面に捕捉・堆積する病
原性原虫を殺滅して、一定数以下に保つことが得策であ
ると考えられる。
【００１３】ろ過膜とフィルター材料の孔径について
は、原理的に同じ方法と基準で測定した結果による大小
関係であれば、平均孔径でも、９０％ないし９５％除去
率を示す粒子の直径で表した孔径でも、あるいは最大の
孔径でも全く問題ない。限外ろ過膜と精密ろ過用フィル
ターの組合わせのように、明らかに孔径の大小関係が分
かるものであれば平均孔径でも、いわゆる公称孔径と言
われる孔径でもよい。限外ろ過膜のように孔径でろ過精
度を表現しないものでは分画分子量で表現しても、後段
のフィルター材料より孔径が小さければ、孔径の表現方
法に制約されるものではない。
は、原理的に同じ方法と基準で測定した結果による大小
関係であれば、平均孔径でも、９０％ないし９５％除去
率を示す粒子の直径で表した孔径でも、あるいは最大の
孔径でも全く問題ない。限外ろ過膜と精密ろ過用フィル
ターの組合わせのように、明らかに孔径の大小関係が分
かるものであれば平均孔径でも、いわゆる公称孔径と言
われる孔径でもよい。限外ろ過膜のように孔径でろ過精
度を表現しないものでは分画分子量で表現しても、後段
のフィルター材料より孔径が小さければ、孔径の表現方
法に制約されるものではない。
【００１４】ろ過膜モジュールとしては、外圧全ろ過型
膜モジュールでも、膜エレメントをタンク型容器に装填
した膜モジュールでも、あるいは外圧循環（クロスフロ
ー）型膜モジュールでも、さらには、内圧循環（クロス
フロー）型膜モジュールでも、本発明を適用するに当た
って何ら制約されることがないことは本発明の構成から
明らかである。また、ろ過膜モジュールが限外ろ過膜で
も精密ろ過膜でも、後段のフィルター材料より孔径が小
さければ、問題無く適用できる。
膜モジュールでも、膜エレメントをタンク型容器に装填
した膜モジュールでも、あるいは外圧循環（クロスフロ
ー）型膜モジュールでも、さらには、内圧循環（クロス
フロー）型膜モジュールでも、本発明を適用するに当た
って何ら制約されることがないことは本発明の構成から
明らかである。また、ろ過膜モジュールが限外ろ過膜で
も精密ろ過膜でも、後段のフィルター材料より孔径が小
さければ、問題無く適用できる。
【００１５】フィルター装置を構成するフィルター材料
には、無機多孔質材料、有機高分子多孔質材料、あるい
は有機無機複合化多孔質材料が用いられる。フィルター
材料として所定のろ過精度と透過速度および耐久性を持
つものであれば、いずれの素材のろ過材料でも使用する
ことができる。
には、無機多孔質材料、有機高分子多孔質材料、あるい
は有機無機複合化多孔質材料が用いられる。フィルター
材料として所定のろ過精度と透過速度および耐久性を持
つものであれば、いずれの素材のろ過材料でも使用する
ことができる。
【００１６】無機多孔質材料としては、焼結金属製フィ
ルター材料、セラミックス製フィルター材料、ガラス多
孔質材料などが用いられる。
ルター材料、セラミックス製フィルター材料、ガラス多
孔質材料などが用いられる。
【００１７】焼結金属製フィルター材料にはステンレス
鋼繊維を焼結した材料とステンレス鋼粒子を焼結した材
料があるが、フィルター材料の孔径範囲と透水性すなわ
ちろ過差圧に関する特性から、特にＳＵＳ３０４または
３１６製の焼結金属繊維製精密ろ過膜が特に好ましく用
いられる。セラミックス製フィルター材料では、セラミ
ックス製のモノリス型または管状の精密フィルターない
し限外ろ過フィルターが使用できる。
鋼繊維を焼結した材料とステンレス鋼粒子を焼結した材
料があるが、フィルター材料の孔径範囲と透水性すなわ
ちろ過差圧に関する特性から、特にＳＵＳ３０４または
３１６製の焼結金属繊維製精密ろ過膜が特に好ましく用
いられる。セラミックス製フィルター材料では、セラミ
ックス製のモノリス型または管状の精密フィルターない
し限外ろ過フィルターが使用できる。
【００１８】有機高分子多孔質材料としては、５０℃好
ましくは６０℃、さらに好ましくは７０℃以上の耐熱性
のある材料であれば用いることができる。このような有
機高分子多孔質材料の例を挙げれば、エチレン-テトラ
フルオロエチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエ
チレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルフル
オライド、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプ
ロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン-パーフル
オロアルキルビニルエーテル共重合体、およびクロロト
リフルオロエチレン-エチレン共重合体、ポリフッ化ビ
ニリデン、ポリスルホンおよびポリエーテルスルホン製
の精密ろ過膜、限外ろ過膜、焼結多孔質フィルター材料
等が使用できる。
ましくは６０℃、さらに好ましくは７０℃以上の耐熱性
のある材料であれば用いることができる。このような有
機高分子多孔質材料の例を挙げれば、エチレン-テトラ
フルオロエチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエ
チレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルフル
オライド、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプ
ロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン-パーフル
オロアルキルビニルエーテル共重合体、およびクロロト
リフルオロエチレン-エチレン共重合体、ポリフッ化ビ
ニリデン、ポリスルホンおよびポリエーテルスルホン製
の精密ろ過膜、限外ろ過膜、焼結多孔質フィルター材料
等が使用できる。
【００１９】このようなフィルター材料の孔径としては
０．０３μｍ以上４．０μｍ以下、好ましくは０．０５
μｍ以上２．０μｍ以下、さらに好ましくは０．１μｍ
以上１．０μｍ以下の範囲の平均孔径を有するフィルタ
ー材料が使用される。孔径を決める条件の一つは、万一
ろ過膜が破断した時に混入する濁質分または微生物等の
なかで塩素殺菌等で消毒ないし殺滅できない特定のもの
を除去して、ろ過膜の信頼性を確実にすることができる
ことである。他はフィルター装置の使用によって膜ろ過
システムによるろ過差圧が長期にわたって著しく増加せ
ずに使用できることである。すなわち、フィルター材料
の透水性能が１，０００Ｌ／（ｍ2・ｈ）／（１００ｋ
Ｐａ）以上、好ましくは１０，０００Ｌ／（ｍ2・ｈ）／
（１００ｋＰａ）以上であるフィルター材料からなるフ
ィルター装置が使用される。透水性能の上限は高いほど
フィルター装置による圧力損失が小さくて済むが、実際
にはフィルター材料のろ過精度とトレードオフの関係に
あり、ろ過精度すなわちフィルター材料の孔径を小さく
とれば透水性能も小さくなるので、およそ１５０，００
０Ｌ／（ｍ2・ｈ）／（１００ｋＰａ）以下、より好ま
しいろ過精度に対しては約５０，０００Ｌ／（ｍ2・
ｈ）／（１００ｋＰａ）程度となる。以上のような観点
からろ過材料とろ過精度とを検討した結果、上記の孔径
範囲が好ましく使用できることが判明したのである。
０．０３μｍ以上４．０μｍ以下、好ましくは０．０５
μｍ以上２．０μｍ以下、さらに好ましくは０．１μｍ
以上１．０μｍ以下の範囲の平均孔径を有するフィルタ
ー材料が使用される。孔径を決める条件の一つは、万一
ろ過膜が破断した時に混入する濁質分または微生物等の
なかで塩素殺菌等で消毒ないし殺滅できない特定のもの
を除去して、ろ過膜の信頼性を確実にすることができる
ことである。他はフィルター装置の使用によって膜ろ過
システムによるろ過差圧が長期にわたって著しく増加せ
ずに使用できることである。すなわち、フィルター材料
の透水性能が１，０００Ｌ／（ｍ2・ｈ）／（１００ｋ
Ｐａ）以上、好ましくは１０，０００Ｌ／（ｍ2・ｈ）／
（１００ｋＰａ）以上であるフィルター材料からなるフ
ィルター装置が使用される。透水性能の上限は高いほど
フィルター装置による圧力損失が小さくて済むが、実際
にはフィルター材料のろ過精度とトレードオフの関係に
あり、ろ過精度すなわちフィルター材料の孔径を小さく
とれば透水性能も小さくなるので、およそ１５０，００
０Ｌ／（ｍ2・ｈ）／（１００ｋＰａ）以下、より好ま
しいろ過精度に対しては約５０，０００Ｌ／（ｍ2・
ｈ）／（１００ｋＰａ）程度となる。以上のような観点
からろ過材料とろ過精度とを検討した結果、上記の孔径
範囲が好ましく使用できることが判明したのである。
【００２０】
【実施例】さらに実施例を示し、本発明の構成および効
果を詳細に説明する。
果を詳細に説明する。
【００２１】本発明の効果の確認は次の方法で行なっ
た。すなわち、クリプトスポリジウムを使った実験は非
常に困難なので、通常、所定の粒子の除去性で評価すれ
ばよいと言われている。通常、人への感染で問題になる
クリプトスポリジウムには２種類あって、楕円体状をし
ている。小型のもので、(4.5〜5.4）〜(4.2〜5.0)μm、
大型の種類で(6.6〜7.9）〜(5.3〜6.5)μmと報告されて
おり、４〜６μmのポリスチレンビーズの除去性で評価
することができるとされている。（稲田 康志：クリプ
トスポリジウムの除去性評価に対する代替指標物質の信
頼性、水道協会雑誌、６６巻、第１１号、ページ９５−
９７（１９９７）[Sylvana Y.Li, JamesA. Goodrich e
t al.,"ReliabilityofSurrogates for Determining Cry
ptospordium Removal", J.AWWA,vol.89,No.5,pp.90-99
(May 1997)の抄録]）。しかし、１０-6〜１０-7の除去
率を実用規模の膜モジュールについてポリスチレンビー
ズで評価するのも、極めて大量の試験水を必要とするの
で、実際的ではない。したがって、ここでは原水中に存
在する微粒子を計測して評価した。また、従来の凝集沈
殿砂ろ過法に対しては、濁度０．１以下に管理すること
がクリプトスポリジウムに対する暫定指針とされている
ので、参考に濁度の比較も行なった。
た。すなわち、クリプトスポリジウムを使った実験は非
常に困難なので、通常、所定の粒子の除去性で評価すれ
ばよいと言われている。通常、人への感染で問題になる
クリプトスポリジウムには２種類あって、楕円体状をし
ている。小型のもので、(4.5〜5.4）〜(4.2〜5.0)μm、
大型の種類で(6.6〜7.9）〜(5.3〜6.5)μmと報告されて
おり、４〜６μmのポリスチレンビーズの除去性で評価
することができるとされている。（稲田 康志：クリプ
トスポリジウムの除去性評価に対する代替指標物質の信
頼性、水道協会雑誌、６６巻、第１１号、ページ９５−
９７（１９９７）[Sylvana Y.Li, JamesA. Goodrich e
t al.,"ReliabilityofSurrogates for Determining Cry
ptospordium Removal", J.AWWA,vol.89,No.5,pp.90-99
(May 1997)の抄録]）。しかし、１０-6〜１０-7の除去
率を実用規模の膜モジュールについてポリスチレンビー
ズで評価するのも、極めて大量の試験水を必要とするの
で、実際的ではない。したがって、ここでは原水中に存
在する微粒子を計測して評価した。また、従来の凝集沈
殿砂ろ過法に対しては、濁度０．１以下に管理すること
がクリプトスポリジウムに対する暫定指針とされている
ので、参考に濁度の比較も行なった。
【００２２】実施例１ 外径６８０μｍ、内径４００μｍ、平均細孔径０．０１
μｍのポリアクリロニトリル多孔質中空糸膜３５００本
からなる膜面積１２ｍ2のろ過膜エレメント７本をステ
ンレス製タンクに装填したろ過膜モジュールと、直径
０．６μｍの粒子の阻止率９５％のろ過面積０．３４ｍ
2のＳＵＳ３１６製焼結ステンレス鋼繊維製フィルター
７本を装填したフィルター装置とを図１に示すフローに
なるように膜ろ過システムを構成した。このタンク型ろ
過膜モジュールに装填される中空糸膜エレメントの内の
１エレメントの中空糸膜を７０本切断して、濁度５．
２、４μｍ以上の粒子６．２×１０8個／ｍｌを含む原
水を６０ｌ／分の流量で全量ろ過させ、フィルター装置
から取り出されたろ過水中の濁度と微粒子を測定した。
その結果、濁度は０．０１以下で、４μｍ以上の粒子数
は１０個／ｍｌ以下であった。この粒子数は中空糸膜を
切断していない膜モジュールで同じ原水をろ過したろ過
水と一致しており、クリプトスポリジウムより若干小さ
い粒子の除去率が１０-8で、ろ過膜の粒子除去率と同等
であった。
μｍのポリアクリロニトリル多孔質中空糸膜３５００本
からなる膜面積１２ｍ2のろ過膜エレメント７本をステ
ンレス製タンクに装填したろ過膜モジュールと、直径
０．６μｍの粒子の阻止率９５％のろ過面積０．３４ｍ
2のＳＵＳ３１６製焼結ステンレス鋼繊維製フィルター
７本を装填したフィルター装置とを図１に示すフローに
なるように膜ろ過システムを構成した。このタンク型ろ
過膜モジュールに装填される中空糸膜エレメントの内の
１エレメントの中空糸膜を７０本切断して、濁度５．
２、４μｍ以上の粒子６．２×１０8個／ｍｌを含む原
水を６０ｌ／分の流量で全量ろ過させ、フィルター装置
から取り出されたろ過水中の濁度と微粒子を測定した。
その結果、濁度は０．０１以下で、４μｍ以上の粒子数
は１０個／ｍｌ以下であった。この粒子数は中空糸膜を
切断していない膜モジュールで同じ原水をろ過したろ過
水と一致しており、クリプトスポリジウムより若干小さ
い粒子の除去率が１０-8で、ろ過膜の粒子除去率と同等
であった。
【００２３】また、熱水洗浄用の循環槽に膜ろ過水を貯
めて加熱して８５℃の温水を調整し、フィルター装置を
逆洗・循環させたところ、約１０分後にフィルター装置
全体が７５℃に到達していた。クリプトスポリジウムの
場合、７２．４℃１分で感染力を失うと言われているの
で、本装置によれば１０分程度の熱水洗浄で十分殺滅・
消毒できるのである。
めて加熱して８５℃の温水を調整し、フィルター装置を
逆洗・循環させたところ、約１０分後にフィルター装置
全体が７５℃に到達していた。クリプトスポリジウムの
場合、７２．４℃１分で感染力を失うと言われているの
で、本装置によれば１０分程度の熱水洗浄で十分殺滅・
消毒できるのである。
【００２４】なお、膜ろ過装置全体のすなわち膜ろ過シ
ステムのろ過差圧はフィルター装置の付設により、１０
ｋＰａ以下の増加であって、ろ過差圧の上昇もほとんど
認められなかった。
ステムのろ過差圧はフィルター装置の付設により、１０
ｋＰａ以下の増加であって、ろ過差圧の上昇もほとんど
認められなかった。
【００２５】比較例 実施例１の装置を使ってフィルター装置にフィルター材
料を装填しないで運転して、ろ過水の濁度と粒子数を測
定した。その結果、濁度は０．０３５、４μｍ以上の粒
子数は４．０×１０6個／ｍｌ検出された。この結果か
ら、中空糸膜を７０本切断すると、膜ろ過による粒子除
去率が１／１００程度に低下することがわかる。原水中
の原虫類の個数によっては、感染の可能性が増大すると
考えられる。
料を装填しないで運転して、ろ過水の濁度と粒子数を測
定した。その結果、濁度は０．０３５、４μｍ以上の粒
子数は４．０×１０6個／ｍｌ検出された。この結果か
ら、中空糸膜を７０本切断すると、膜ろ過による粒子除
去率が１／１００程度に低下することがわかる。原水中
の原虫類の個数によっては、感染の可能性が増大すると
考えられる。
【００２６】
【発明の効果】上述したように本発明によれば、水道浄
水処理プロセス等の分野で使用する膜ろ過装置で、万一
ろ過膜が破断しても、クリプトスポリジウムのような塩
素殺菌に対して耐性のある病原性原虫類や異物を確実に
除去することができ、さらに必要があればフィルター材
料上に捕捉されたクリプトスポリジウム等の病原性原虫
類を容易に殺滅・消毒することができる。
水処理プロセス等の分野で使用する膜ろ過装置で、万一
ろ過膜が破断しても、クリプトスポリジウムのような塩
素殺菌に対して耐性のある病原性原虫類や異物を確実に
除去することができ、さらに必要があればフィルター材
料上に捕捉されたクリプトスポリジウム等の病原性原虫
類を容易に殺滅・消毒することができる。
【図１】本発明の装置の一態様を示す概念図である。
１：原水供給ポンプ ２：ろ過膜モジュール ３：フィルター装置 ４：熱水循環槽 ５：熱水循環ポンプ ６：加熱ヒーター ７：熱水循環ラインバルブ ８：熱水循環ラインバルブ ９：膜ろ過水ラインナルブ １０：膜ろ過水ラインナルブ １１：膜ろ過水ラインナルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０２Ｆ 1/44 Ｃ０２Ｆ 1/44 Ｈ Ｆターム(参考） 4D006 GA06 GA07 HA06 HA19 KA52 KA55 KA57 KB14 KC03 KC15 MA01 MA02 MA06 MA22 MB15 MC02 MC03 MC04 MC39 PB02 PB06 PB24 4D064 DB01 DC05
Claims (10)
- 【請求項１】ろ過膜モジュールの後段に該ろ過膜モジュ
ールに使用されているろ過膜の細孔径より孔径の大きい
ろ過材料からなるフィルター装置を組み入れて、膜ろ過
モジュールのろ過液が該フィルター装置で濾過されるよ
うに構成したことを特徴とする膜ろ過装置。 - 【請求項２】ろ過膜モジュールの後段に設置したフィル
ター装置が熱水洗浄可能な手段を具備する請求項１記載
の膜ろ過装置。 - 【請求項３】ろ過膜モジュールの後段に設置したフィル
ター装置が６０℃以上の熱水で熱水洗浄可能な手段を具
備していることを特徴とする請求項１に記載の膜ろ過装
置。 - 【請求項４】ろ過膜モジュールの後段に設置したフィル
ター装置に付設して熱水洗浄用ライン、さらに熱水洗浄
用ラインに続いて熱水循環槽を付設したことを特徴とす
る請求項１記載の膜ろ過装置。 - 【請求項５】ろ過膜モジュールの後段に設置したフィル
ター装置に付設した熱水洗浄用ラインと熱水循環槽が熱
水洗浄とろ過膜の薬液洗浄とに兼用できるようにしたこ
とを特徴とする請求項４記載の膜ろ過装置。 - 【請求項６】ろ過膜モジュールの後段に設置したフィル
ター装置に使用されるろ過材料が無機質多孔質体からな
ることを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の膜ろ
過装置。 - 【請求項７】ろ過膜モジュールの後段に設置したフィル
ター装置に使用されるろ過材料が焼結金属、セラミック
スおよびガラス質から選ばれる多孔質体からなることを
特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の膜ろ過装置。 - 【請求項８】ろ過膜モジュールの後段に設置したフィル
ター装置に使用されるろ過材料が５０℃以上の耐熱性を
有する有機高分子膜からなることを特徴とする請求項１
〜５いずれかに記載の膜ろ過装置。 - 【請求項９】ろ過膜モジュールの後段に設置したフィル
ター装置に使用されるろ過材料の孔径が０．０３μｍ以
上４．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜８
いずれかに記載の膜ろ過装置。 - 【請求項１０】 請求項１〜９いずれかの膜ろ過装置の
ろ過膜に原水を通じ、フィルター部材から透過した水を
取り出すことを特徴とする工業用または水道用の水の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10186077A JP2000015062A (ja) | 1998-07-01 | 1998-07-01 | 膜ろ過装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10186077A JP2000015062A (ja) | 1998-07-01 | 1998-07-01 | 膜ろ過装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000015062A true JP2000015062A (ja) | 2000-01-18 |
Family
ID=16181989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10186077A Pending JP2000015062A (ja) | 1998-07-01 | 1998-07-01 | 膜ろ過装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000015062A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001249586A (ja) * | 2000-03-03 | 2001-09-14 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置 |
| JP2006000729A (ja) * | 2004-06-16 | 2006-01-05 | Japan Organo Co Ltd | 船舶用バラスト水の製造方法及び製造装置 |
| CN100349651C (zh) * | 2003-02-18 | 2007-11-21 | 夏普株式会社 | 通过正负两种离子的作用使抗原性物质失活的方法和装置 |
| JP2010253355A (ja) * | 2009-04-22 | 2010-11-11 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 膜分離活性汚泥処理装置 |
| JP2011031121A (ja) * | 2009-07-29 | 2011-02-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 淡水化装置及び淡水化装置の前処理膜の洗浄方法 |
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| JP2013530032A (ja) * | 2010-05-12 | 2013-07-25 | ハイドラシスト アイピー ピーティワイ エルティディ | 水処理装置と水処理方法 |
-
1998
- 1998-07-01 JP JP10186077A patent/JP2000015062A/ja active Pending
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