中空纤维膜组件的清洗方法与流程

1.本发明涉及一种用于过滤含有浊质成分的原水的中空纤维膜组件的清洗方法。


背景技术：

2.在处理作为悬浮水的河流水、湖沼水、地下水、工业用水原水、污水、污水二次处理水、工业排水、家庭排水、大小便、海水等原水的工序中，大多利用膜过滤。
3.膜过滤法的优点为(1)所得水质的除浊水平高且稳定，因此，所得水的安全性高；(2)过滤装置所需的设置空间小；以及(3)易于自动运转等。
4.在基于膜过滤的除浊操作中，主要采用的是中空纤维状的超滤膜或微滤膜(平均细孔径在几nm～几百nm的范围)。作为中空纤维膜，多使用由合成树脂构成的多孔有机膜。例如，在专利文献1中记载了聚偏氟乙烯系多孔膜，并公开了将其用作中空纤维膜。
5.若对如上所述的原水进行膜过滤，则原水中所含的浊质成分(无机物及有机物)被过滤膜阻止而被去除。如果持续这样的原水过滤，过滤膜上会堆积原水中的浊质成分，形成浓差极化、滤饼层，或者发生膜的堵塞。结果是，随着过滤的持续，透过流速降低。因此，在原水的膜过滤处理中，定期地清洗膜。
6.作为过滤中空纤维膜组件的清洗方法，例如已知有使液体从中空纤维膜的过滤水侧流向原子侧的逆流清洗(反冲洗)。或者，已知有从充满液体的状态的中空纤维膜组件的下方向上方供给压缩气体，使中空纤维摆动而去除堆积在中空纤维之间的浊质成分的空气洗涤。另外，在专利文献2中公开了在组件的壳体内的中空纤维膜的侧方或下方配置气泡喷嘴，同时进行反冲洗和从喷嘴喷出气体的清洗方法。进一步地，在专利文献3中公开了在从组件的原水侧导入气体的同时，使气体或液体从中空纤维膜的过滤水侧通向原水侧的清洗方法。现有技术文献专利文献
7.专利文献1：日本特开第2011-168741号公报专利文献2：日本特开昭第60-19002号公报专利文献3：日本专利第3948593号公报


技术实现要素：

本发明所要解决的问题
8.专利文献2及3的技术是为了去除堆积在中空纤维膜上的浊质成分的有效方法，有助于使用中空纤维膜组件的原水过滤的稳定运转。
然而，以专利文献2及3为代表的现有技术的清洗方法，从长期使用中空纤维膜组件时的工艺设计的观点出发，清洗效率还不充分。
9.即，在假设中空纤维膜组件的寿命为10年的情况下，过滤设备的规模以10年后的中空纤维膜组件的过滤性能为基准来设定。例如，如果中空纤维膜组件10年后的性能为初始性能的60％，则所需的过滤量按60％的过滤性能进行分配，从而决定中空纤维膜组件的数量。在这种情况下，该过滤设备的初始性能为所需量的167％(＝100/0.6)，相当于67％的部分成为过剩的设备设计。这里，如果能够提高清洗效率，将中空纤维膜组件10年后的性能提高到例如初始性能的90％，则能够将过滤设备的初始性能抑制为所需量的111％(＝100/0.9)，从而能够将设备设计的过剩部分抑制为11％。
10.因此，本发明的目的在于，第一，提供一种中空纤维膜组件的清洗方法，该清洗方法能够极大地抑制长期使用中空纤维膜组件时的过滤性能的降低。
11.另外，如果使用多孔膜进行伴随清洗工序的过滤运转，则存在过滤性能随时间降低或对中空纤维膜的寿命造成影响的问题。因此，本发明的目的在于，第二，提供一种中空纤维膜组件，在使用多孔中空纤维膜的过滤运转伴随清洗工序的情况下，清洗效率优异，抑制过滤性能的经时劣化，并且不损害中空纤维膜及包括该中空纤维膜的组件的寿命。用于解决问题的手段
12.本发明如下。《方式1》一种包括用于过滤含有浊质成分的原水的中空纤维膜的中空纤维膜组件的清洗方法，所述清洗方法依次包括：去除堆积在所述中空纤维膜上的浊质成分的第一清洗工序；以及至少进行使气体通过所述中空纤维膜的原水侧的空气洗涤处理的第二清洗工序，其中，在所述第一清洗工序中，从清洗前存在于所述中空纤维膜组件内的水中去除所述中空纤维膜组件容量的50体积％及以上。《方式2》根据方式1所述的中空纤维膜组件的清洗方法，其中，所述第一清洗工序是进行以下的(a1)至(a3)中的至少一种处理的工序：(a1)使水从所述中空纤维膜的过滤水侧通向原水侧的逆流清洗处理；(a2)使水通过所述中空纤维膜的原水侧的冲洗处理；以及(a3)使中空纤维膜组件内的液体排出的排水处理。《方式3》根据方式1或2所述的中空纤维膜组件的清洗方法，其中，在所述第一清洗工序中，去除堆积在所述中空纤维膜上的浊质成分的7质量％及以上。《方式4》根据方式1或2所述的中空纤维膜组件的清洗方法，其中，所述第二清洗工序是进行以下6(b1)至(b3)中的任一项的工序：(b1)仅进行使气体通过所述中空纤维膜的原水侧的空气洗涤处理的工序；(b2)同时进行使气体通过所述中空纤维膜的原水侧的空气洗涤处理和使水从所述中空纤维膜的过滤水侧通向原水侧的逆流清洗处理的工序；以及(b3)同时进行使气体通过所述中空纤维膜的原水侧的空气洗涤处理和使水通过
所述中空纤维膜的原水侧的冲洗处理的工序。《方式5》根据方式1至4中任一项所述的中空纤维膜组件的清洗方法，所述清洗方法进一步包括：在所述第一清洗工序及所述第二清洗工序之后，将所述浊质成分排出到所述中空纤维膜组件的外部的第三清洗工序。《方式6》根据方式5所述的中空纤维膜组件的清洗方法，其中，所述第三清洗工序是进行以下的(c1)和(c2)中的至少一种处理的工序：(c1)使水通过所述中空纤维膜的原水侧的冲洗处理；以及(c2)使水从所述中空纤维膜的过滤水侧通向原水侧的逆流清洗处理。《方式7》根据方式1至6中任一项所述的中空纤维膜组件的清洗方法，其中，所述中空纤维膜组件包括：中空纤维膜束，所述中空纤维膜束由多根中空纤维膜构成；壳体，所述壳体收纳有所述中空纤维膜束；粘接固定部，所述粘接固定部用于粘接固定所述中空纤维膜束的两端部与所述壳体；导入口，所述导入口用于连通所述中空纤维膜组件的外部与所述中空纤维膜的外侧空间；过滤水口，所述过滤水口用于连通所述中空纤维膜组件的外部与所述中空纤维膜的内侧空间；以及清洗用排出口，所述清洗用排出口用于连通所述中空纤维膜组件的外部与所述中空纤维膜的外侧空间。《方式8》根据方式7所述的中空纤维膜组件的清洗方法，其中，所述中空纤维膜是微滤(mf)膜或超滤(uf)膜。《方式9》根据方式7或8所述的中空纤维膜组件的清洗方法，其中，所述粘接固定部包括：第一粘接固定层，所述第一粘接固定层用于在所述中空纤维膜的一端部，用树脂材料粘接固定所述中空纤维膜彼此以及所述中空纤维膜束与所述壳体的内壁；以及第二粘接固定层，所述第二粘接固定层用于在所述中空纤维膜的另一端部，用树脂材料粘接固定所述中空纤维膜彼此以及所述中空纤维膜束与所述壳体的内壁。《方式10》一种中空纤维膜组件，所述中空纤维膜组件包括：中空纤维膜束，所述中空纤维膜束由多根中空纤维膜构成；壳体，所述壳体收纳有所述中空纤维膜束；以及粘接固定部，所述粘接固定部用于粘接固定所述中空纤维膜束的两端部与所述壳体，其中，所述中空纤维膜是微滤(mf)膜或超滤(uf)膜，所述粘接固定部包括：第一粘接固定层，所述第一粘接固定层用于在所述中空纤维膜的一端部，用树脂材料粘接固定所述中空纤维膜彼此以及所述中空纤维膜束与所述壳体的内壁；以及第二粘接固定层，所述第二粘接固定层用于在所述中空纤维膜的另一端部，用树
脂材料粘接固定所述中空纤维膜彼此以及所述中空纤维膜束与所述壳体的内壁，所述中空纤维膜组件包括：导入口，所述导入口用于连通所述中空纤维膜组件的外部与所述中空纤维膜的外侧的空间；过滤水口，所述过滤水口用于连通所述中空纤维膜组件的外部与所述中空纤维膜的内侧的空间；以及清洗用排出口，所述清洗用排出口用于连通所述中空纤维膜组件的外部与所述中空纤维膜的外侧的空间，并且满足全部以下条件(a)、(b)和(c)：(a)以所述中空纤维膜的截面面积的合计占所述壳体的内部截面面积的比例表示的中空纤维膜的填充率为38％及以下；(b)所述中空纤维膜的外径为1.1mm及以下；以及(c)所述中空纤维膜的合计膜面积为70m2及以上。《方式11》根据方式10所述的中空纤维膜组件，其中，所述中空纤维膜的有效长度为1.6m及以上。《方式12》根据方式10或11所述的中空纤维膜组件，其中，在所述中空纤维膜组件的所述粘接固定部中没有用于限制中空纤维膜的配置的限制构件。《方式13》根据方式12所述的中空纤维膜组件，其中，在所述第一粘接固定层中，所述中空纤维膜的中空部开口，在所述第二粘接固定层中，所述中空纤维膜的中空部被密封。《方式14》根据方式10至13中任一项所述的中空纤维膜组件，其中，所述第二粘接固定层具有贯通所述第二粘接固定层的孔。《方式15》一种使用方式10至14中任一项所述的中空纤维膜组件来过滤原水的过滤方法，所述过滤方法包括：通过外压过滤使原水通过所述中空纤维膜进行过滤从而得到过滤水的过滤工序；以及在所述过滤工序之后进行的清洗工序，其中，所述清洗工序为方式1至6中任一项所述的清洗方法。《方式16》一种使用方式10至14中任一项所述的中空纤维膜组件来过滤原水的过滤方法，所述过滤方法包括：通过外压过滤使原水通过所述中空纤维膜进行过滤从而得到过滤水的过滤工序；以及在所述过滤工序之后进行的清洗工序，其中，所述清洗工序，依次包括进行逆流清洗或冲洗的第一清洗工序、以及第二清洗工序，所述第二清洗工序组合进行：使所述过滤水从所述中空纤维膜的内侧通向外侧的逆流清洗或将原水从所述导入口导入并从所述清洗用排出口排出的冲洗；以及
将含有气泡的原水从所述导入口导入并从所述清洗用排出口排出，利用所述气泡摇动中空纤维膜的空气洗涤，并且进行清洗所述中空纤维膜的外侧表面的逆流清洗-空气洗涤同时清洗或冲洗-空气洗涤同时清洗。《方式17》根据方式16所述的中空纤维膜组件的清洗方法，所述清洗方法进一步包括在所述第一清洗工序及第二清洗工序之后的第三清洗工序，所述第三清洗工序是进行以下的(c1)和(c2)中的至少一种处理的工序：(c1)使水通过所述中空纤维膜的原水侧的冲洗处理；以及(c2)使水从所述中空纤维膜的过滤水侧通向原水侧的逆流清洗处理。《方式18》根据方式16或17所述的过滤方法，所述过滤方法包括：在所述清洗工序之后，从所述导入口或所述清洗用排出口排出所述中空纤维膜的外侧及中空部的清洗排液的排出工序。《方式19》根据方式18所述的过滤方法，其中，所述排出工序是向所述导入口或所述清洗用排出口导入压缩空气，并强制排出所述清洗排液的工序。《方式20》根据方式16至19中任一项所述的过滤方法，其中，所述原水的平均浊度为10度及以上。发明效果
13.根据本发明，提供一种中空纤维膜组件的清洗方法，该清洗方法能够极大地抑制长期使用中空纤维膜组件时的过滤性能的降低。
附图说明
14.图1是示出应用了本发明的中空纤维膜组件的清洗方法的中空纤维膜组件的结构的一个例子的示意剖视图。图2是用于实施本发明的中空纤维膜组件的清洗方法的过滤系统的一个例子的流程图。
具体实施方式
15.本发明的中空纤维膜组件的清洗方法是一种包括用于过滤含有浊质成分的原水的中空纤维膜的中空纤维膜组件的清洗方法，所述清洗方法依次包括：去除堆积在所述中空纤维膜上的浊质成分的第一清洗工序；以及至少进行使气体通过所述中空纤维膜的原水侧的空气洗涤处理的第二清洗工序，其中，在所述第一清洗工序中，从清洗前存在于所述中空纤维膜组件内的水中去除所述中空纤维膜组件容量的50体积％及以上。
16.《中空纤维膜组件》在原水的膜过滤中，由于每单位容积的膜面积大，过滤效率高，因此优选使用将多根中空纤维填充到壳体内的中空纤维膜组件。在中空纤维膜组件中，已知有将原水供给到中空纤维膜的外表面侧并使其通向内表面侧而进行过滤的外压式过滤中空纤维膜组件；以及将原水供给到中空纤维膜的内表面侧并使其通向外表面侧而进行过滤的内压式过滤中空纤维膜组件。其中，外压式过滤中空纤维膜组件与内压式过滤中空纤维膜组件相比，由于每单位容积的有效膜面积大，因此被用于要求削减造水成本的领域，例如净水制造的过程中。
17.本发明的中空纤维膜组件的清洗方法，在应用于外压式过滤中空纤维膜组件时，最大限度地发挥本发明所期望的有利效果。应用本发明的清洗方法的中空纤维膜组件优选为包括：中空纤维膜束，该中空纤维膜束由多根中空纤维膜构成；壳体，该壳体收纳有中空纤维膜束；粘接固定部，该粘接固定部用于粘接固定中空纤维膜束的两端部与壳体；导入口，该导入口用于连通中空纤维膜组件的外部与中空纤维膜的外侧空间；过滤水口，该过滤水口用于连通中空纤维膜组件的外部与中空纤维膜的内侧空间；以及清洗用排出口，该清洗用排出口用于连通中空纤维膜组件的外部与中空纤维膜的外侧空间的中空纤维膜组件。
18.上述粘接固定部可以包括：第一粘接固定层，该第一粘接固定层用于在中空纤维膜的一端部，用树脂材料粘接固定中空纤维膜彼此以及中空纤维膜束与壳体的内壁；以及第二粘接固定层，该第二粘接固定层用于在中空纤维膜的另一端部，用树脂材料粘接固定中空纤维膜彼此以及中空纤维膜束与壳体的内壁。
19.应用本发明的清洗方法的中空纤维膜组件优选包括：中空纤维膜束，该中空纤维膜束由多根中空纤维膜构成；壳体，该壳体收纳有中空纤维膜束；粘接固定部，该粘接固定部用于粘接固定中空纤维膜束的两端部与壳体，其中，中空纤维膜是微滤(mf)膜或超滤(uf)膜，粘接固定部包括：第一粘接固定层，该第一粘接固定层用于在中空纤维膜的一端部，用树脂材料粘接固定中空纤维膜彼此以及中空纤维膜束与壳体的内壁；以及第二粘接固定层，该第二粘接固定层用于在中空纤维膜的另一端部，用树脂材料粘接固定中空纤维膜彼此以及中空纤维膜束与壳体的内壁，并且该中空纤维膜组件包括：导入口，该导入口用于连通中空纤维膜组件的外部与中空纤维膜的外侧的空间；过滤水口，该过滤水口用于连通中空纤维膜组件的外部与中空纤维膜的内侧的空间；以及
清洗用排出口，该清洗用排出口用于连通中空纤维膜组件的外部与中空纤维膜的外侧空间。
20.应用本实施方案的清洗方法的中空纤维膜组件特别优选满足全部以下条件(a)、(b)和(c)：(a)以中空纤维膜的截面面积的合计占壳体的内部截面面积的比例表示的中空纤维膜的填充率为38％及以下；(b)中空纤维膜的外径为1.1mm及以下；以及(c)中空纤维膜的合计膜面积为70m2及以上。满足全部条件(a)、(b)和(c)的中空纤维膜组件在清洗工序中也可以不进行第一清洗工序，即使不进行第一清洗工序也能够得到高清洗效果。
21.〈中空纤维膜束〉本实施方案的中空纤维膜组件中的中空纤维膜束由多根中空纤维膜构成，并收纳于壳体中使用。中空纤维膜束中的中空纤维膜的根数优选适当设定，以在收纳于壳体时满足规定的填充率。中空纤维膜束中的中空纤维膜的根数例如为1000根及以上且100000根及以下、也可以为2000根及以上且50000根及以下、3000根及以上且40000根及以下、或者5000根及以上且30000根及以下。
22.(中空纤维膜)本实施方案的中空纤维膜组件中的中空纤维膜是微滤(mf)膜或超滤(uf)膜。因此，中空纤维膜的平均细孔径为1nm(0.001μm)及以上且10μm及以下、优选10nm(0.01μm)及以上且700nm(0.7μm)及以下、更优选20nm(0.02μm)及以上且600nm(0.6μm)及以下。平均细孔径为30nm(0.03μm)及以上且400nm(0.4μm)及以下时，分离性能充分，也能够确保孔的连通性。中空纤维膜的平均细孔径可以通过astm：f316-86中规定的平均孔径(mean flow pore size)的测定方法(别称：半干法)来测定。
23.中空纤维膜的表面开口率优选为25％～60％、更优选为25％～50％、进一步优选为25％～45％。该表面开口率是中空纤维膜的面中与原水接触的一侧的面(优选中空纤维膜的外侧面)的表面开口率。在中空纤维膜中，如果与原水接触的一侧的面的表面开口率为25％及以上，则能够抑制膜的堵塞以及因膜的表面被擦蹭而导致的透水性能的劣化，因此能够提高过滤稳定性。另一方面，表面开口率过高时，有可能无法发挥所要求的分离性能。中空纤维膜的表面开口率可以由中空纤维膜的外侧表面的电子显微镜照片求出。具体地说，可以通过对中空纤维膜表面的电子显微镜照片进行表面开口的孔部分和非孔部分黑白二值化处理而求出各部分的面积，并将得到的各部分的面积代入下述数学式来求出。开口率[％]＝100
×
(孔部分面积)/{(孔部分面积)+(非孔部分面积)}表面开口率的计算中使用的电子显微镜照片的倍率优选增大到能够明确识别在中空纤维膜的外侧表面开口的孔的形状的程度。另一方面，从尽可能地增大视野面积、尽可能地知道平均化后的表面开口率的观点出发，过大的倍率是不适合的。从这些观点出发，电子显微镜照片的倍率可以根据在中空纤维膜的外侧表面开口
的孔的累积中位直径(相当于面积累积值50％的孔径)，例如可以进行以下设定：累积中位直径为1～10μm左右时倍率为1000～5000倍累积中位直径为0.1～1μm左右时5000～20000倍累积中位直径为0.03～0.1μm左右时10000～50000倍。黑白二值化处理也可以使用电子显微镜照片或其复印件通过市售的图像分析系统进行。
[0024]
中空纤维膜的空孔率优选为50～80％、更优选为55～65％。通过使该空孔率为50％及以上，透水性能高；另一方面，通过使该空孔率为80％及以下，可以提高机械强度。中空纤维膜的内径优选为0.10～1.00mm、更优选为0.30～0.80mm。中空纤维膜的外径为1.10mm及以下，优选为0.3～1.05mm、更优选为0.5～1.00mm。中空纤维膜的膜厚优选为80～1000μm、更优选为100～300μm。如果膜厚为80μm及以上，则能够确保膜的强度；另一方面，如果为1000μm及以下，则能够抑制膜电阻引起的压损。
[0025]
(中空纤维膜的原材料(材质))本实施方案的中空纤维膜组件中的中空纤维膜优选由合成树脂制的多孔膜构成。构成本实施方案中的中空纤维膜的树脂优选热塑性树脂、更优选聚烯烃。作为聚烯烃，可以举出聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物及氟树脂，以及它们的混合物。作为上述氟树脂，可以举出偏氟乙烯树脂(pvdf)、三氟氯乙烯树脂、四氟乙烯树脂、乙烯-四氟乙烯共聚物(etfe)、乙烯-单氯三氟乙烯共聚物(ectfe)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物、聚偏氟乙烯(也可以含有六氟丙烯结构域)及六氟丙烯树脂、以及选自由这些树脂的混合物组成的组中的氟树脂。作为构成本实施方案的中空纤维膜的树脂，在聚烯烃中，氟树脂是特别优选的。
[0026]
由于这些树脂的操作性优异且韧性强，因此作为中空纤维膜的原材料是优异的。其中，选自由偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯、乙烯、四氟乙烯及三氯氟乙烯组成的组中的一种均聚物、或者选自上述组中的两种及以上的共聚物、或者上述均聚物和上述共聚物的混合物，由于机械强度、化学强度(耐化学性)优异，且成型性良好而优选。更具体地说，优选聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、乙烯-三氟氯乙烯共聚物等氟树脂。
[0027]
另外，构成本实施方案的中空纤维膜的热塑性树脂优选具有三维网状结构而不是球晶结构。通过中空纤维膜由具有三维网状结构的热塑性树脂构成，能够使从中空纤维膜的内表面到外表面的细孔的连通性更好。
[0028]
(中空纤维膜的物性)中空纤维膜的拉伸断裂伸长率的初始值优选为60％及以上、更优选为80％及以上、进一步优选为100％及以上、特别优选为120％及以上。中空纤维膜的压缩强度优选为0.2mpa及以上、更优选为0.3～1.0mpa、进一步优选为0.4～1.0mpa。
[0029]
(中空纤维膜的制造方法)本实施方案中的中空纤维膜可以通过公知方法或对其施加了本领域技术人员的适当变更的方法来制造。
本实施方案中的中空纤维膜例如可以通过作为原料的含有热塑性树脂的熔融混炼物的挤出成型来制造。
[0030]
〈壳体〉本实施方案的中空纤维膜组件的壳体收纳有中空纤维膜束。壳体与中空纤维膜束通过后述的粘接固定部固定，成为中空纤维膜组件后，组件内被分割为中空纤维膜的外侧空间和中空纤维膜的内侧空间，这些空间具有隔着中空纤维膜相接的结构。
[0031]
本实施方案的壳体包括：导入口、过滤水口、以及清洗用排出口。在壳体与中空纤维膜束通过后述的粘接固定部固定后，这些导入口、过滤水口、以及清洗用排出口作为中空纤维膜组件的导入口、过滤水口、以及清洗用排出口，分别具有以下的功能。导入口：用于连通组件的外部与中空纤维膜的外侧空间的功能过滤水口：用于连通组件的外部与中空纤维膜的内侧空间的功能清洗用排出口：用于连通组件的外部与中空纤维膜的外侧空间的功能
[0032]
壳体可以具有用于收纳中空纤维膜束的第一筒状构件和用于配置粘接固定部的第二筒状构件。第二筒状构件优选配置在第一筒状构件的两端。第二筒状构件可以具有上述导入口、过滤水口、以及清洗用排出口。第二筒状构件优选由第二筒状构件a及第二筒状构件b构成，其中，第二筒状构件a配置在中空纤维膜组件的取出过滤液的一侧，具有过滤水口及清洗用排出口；第二筒状构件b配置在中空纤维膜组件的导入原水的一侧，具有导入口。壳体的第一筒状构件的内径优选为170mm及以上、更优选为190mm及以上；且优选为250mm及以下、更优选为230mm及以下。第一筒状构件的外径例如可以为170mm及以上且300mm及以下。第一筒状构件的长度可以根据中空纤维膜的所需的有效长度适当设定，例如，可以为1.0m及以上且3.0m及以下、优选为1.5m及以上且2.0m及以下。壳体的第二筒状构件的内径可以比第一筒状构件的内径粗，优选为180mm及以上、更优选为200mm及以上；且优选为280mm及以下、更优选为250mm及以下。第二筒状构件的外径例如可以为180mm及以上且330mm及以下。第二筒状构件的长度可以适当设定，例如，可以为0.2m及以上且1.0m及以下。
[0033]
壳体的材质可以从成型性、成本、机械耐久性、化学耐久性等观点出发适当设定，例如优选由选自不锈钢、abs、pvc、尼龙、psf、pe、pp、ppe等的材料构成。
[0034]
〈中空纤维膜束与壳体的固定〉本实施方案的中空纤维膜组件中，中空纤维膜束与壳体通过粘接固定部固定。
[0035]
〈粘接固定部〉本实施方案的中空纤维膜组件的粘接固定部具有粘接固定中空纤维膜束的两端部与壳体的功能。该粘接固定部包括：第一粘接固定层，该第一粘接固定层用于在中空纤维膜的一端部，用树脂材料粘接固定中空纤维膜彼此以及中空纤维膜束与壳体的内壁；以及第二粘接固定层，该第二粘接固定层用于在中空纤维膜的另一端部，用树脂材料粘接固定中空纤维膜彼此以及中空纤维膜束与壳体的内壁。
[0036]
构成粘接工序部的第一粘接固定层及第二粘接固定层的材料是树脂材料。作为该树脂材料，例如可以例示聚氨酯树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、硅树脂等。
[0037]
也可以在中空纤维膜组件的粘接固定部内设置用于限制中空纤维膜的配置的限制构件。但是，在粘接固定部内没有限制构件的情况下，中空纤维膜的实质存在密度变小，容易排出原水中的浊质，因此优选。
[0038]
(第一粘接固定层)第一粘接固定层具有在中空纤维膜一端部粘接固定中空纤维膜彼此以及中空纤维膜束与壳体的内壁的功能。第一粘接固定层可以配置在第二筒状构件a的内部。优选的是，第一粘接固定层以隔断滤水口和清洗用排出口的方式配置在第二筒状构件a的内部，将第二筒状构件a的内部分割为过滤水口侧的空间和清洗用排出口的空间。并且，优选在第一粘接固定层中，中空纤维膜的中空部开口。由此，中空纤维膜的内侧空间经由第二筒状构件a的内部的过滤水口侧的空间与中空纤维膜组件的外部连通，并且，中空纤维膜的外侧空间经由第二筒状构件a的内部的清洗用排出口侧的空间与中空纤维膜组件的外部连通。因此，能够将中空纤维膜的外侧空间内的清洗排液等、以及中空纤维膜的内侧空间内的过滤水分别单独地取出到中空纤维膜组件的外部。
[0039]
(第二粘接固定层)第二粘接固定层具有在中空纤维膜的另一端部(与第一粘接固定层相反侧的端部)粘接固定中空纤维膜彼此以及中空纤维膜束与壳体的内壁的功能。第二粘接固定层可以配置在第二筒状构件b的内部。第二粘接固定层优选具有贯通第二粘接固定层的孔。并且，在第二粘接固定层中，优选中空纤维膜的中空部被密封。由此，中空纤维膜的外侧空间经由第二筒状构件b的内部的空间及贯通第二粘接固定层的孔与中空纤维膜组件的外部连通。因此，能够从中空纤维膜组件的外部向中空纤维膜的外侧导入原水等。第二粘接固定层所具有的孔的直径优选为5及以上且30mm及以下、孔的个数优选为5个及以上且100个及以下。作为孔的形状，例如除了圆形、椭圆形、矩形、多边形等、以及选自它们的组合之外，也可以是不定形。
[0040]
(中空纤维膜组件的形态)本实施方案的中空纤维膜组件优选满足全部以下条件(a)、(b)和(c)：(a)以中空纤维膜的截面面积的合计占壳体的内部截面面积的比例表示的中空纤维膜的填充率为38％及以下；(b)中空纤维膜的外径为1.1mm及以下；以及(c)中空纤维膜组件的膜面积为70m2及以上。
[0041]
上述内容中，“中空纤维膜的填充率”是根据“全部中空纤维膜截面面积/壳体内截面面积”计算出的中空纤维膜截面面积的比例，这里的中空纤维膜截面面积是指包括膜的中空部的截面面积的总和。另外，在壳体由第一筒状构件和第二筒状构件组成的情况下，“壳体内截面面积”是指收纳中空纤维膜束的第一筒状构件的内侧的截面面积。
[0042]
本实施方案的中空纤维膜组件中，优选使用外径为1.1mm及以下的比较细的中空纤维膜。由此，即使将中空纤维膜的填充率降低到38％，也能够增大中空纤维膜束的合计膜面积。另外，通过将中空纤维膜的填充率降低到38％及以下，在提高浊质的排出性、能够确保大的膜面积的点上是有利的。
[0043]
从浊质排出性的观点出发，中空纤维膜的填充率优选为38％及以下、更优选为37％及以下。中空纤维膜的填充率优选为30％及以上、更优选为35％以上。从过滤效率的观点出发，作为中空纤维膜的有效长度，优选为1.5m及以上、更优选为1.6m及以上、进一步优选为1.7m及以上、特别优选为1.8m及以上。中空纤维膜的有效长度是指有助于过滤的中空纤维膜的长度，意指中空纤维膜中在第一粘接固定层和第二粘接固定层之间露出的长度的平均值。中空纤维膜的合计膜面积优选为70m2及以上、更优选为80m2及以上、进一步优选为90m2及以上。本实施方案的中空纤维膜组件由于中空纤维膜的合计膜面积大，所以具有过滤效率高的优点。中空纤维膜的合计膜面积是指有助于过滤的中空纤维膜的膜面积(有效膜面积)的合计，是指中空纤维膜中在第一粘接固定层和第二粘接固定层之间露出的部分的外侧面积的合计。
[0044]
本实施方案的中空纤维膜组件的覆盖区大。在本说明书中，“覆盖区(footprint)”被定义为将中空纤维膜的合计膜面积除以组件的第一筒状构件的截面面积而得到的值。这种覆盖区大的中空纤维膜组件能够以较少的设置面积处理大容量的水，因此优选。本实施方案的中空纤维膜组件的覆盖区优选为2500m2/m2及以上、更优选为2600m2/m2及以上、进一步优选为2700m2/m2及以上、特别优选为2800m2/m2及以上、也可以为2900m2/m2及以上或3000m2/m2及以上。但是，为了满足将中空纤维膜的填充率设为规定的范围内的要求，覆盖区优选为5000m2/m2及以下、更优选为4500m2/m2及以下、进一步优选为4000m2/m2及以下。
[0045]
〈中空纤维膜组件的制造方法〉本实施方案的中空纤维膜组件例如可以通过如下方法制造。首先，将规定根数的中空纤维膜整理成束，制作中空纤维膜束。接着，垂直吊起中空纤维膜束，切齐下侧端部。进一步地，为了规定周长，用修补带固定中空纤维膜束的外周。然后，使中空纤维膜的下侧端面含浸粘接剂、例如聚氨酯树脂并使其固化，以规定的直径固定中空纤维膜束，并且密封下侧端面的中空部。
[0046]
接着，通过在插入有中空纤维膜束的第一筒状构件的两端接合第二筒状构件a及第二筒状构件b，形成壳体，并且在其内部收纳有中空纤维膜束。此时，中空纤维膜束的中空部被密封的一侧以位于第二筒状构件a侧的方式被插入。在将第二筒状部件a接合于第一筒状构件时，也可以在第二筒状构件a内部设置整流筒。另外，在中空纤维膜束的端部中的预定形成第二粘接固定层的位置，插入用于形成贯通第二粘接固定层的孔的柱状构件。柱状构件的直径及数量根据孔的所需直径及数量
来设定。
[0047]
接着，在壳体的两端分别注入灌封材料(例如聚氨酯树脂)。并且，使注入了灌封材料的壳体沿水平方向旋转而进行离心粘接，形成粘接固定部(第一粘接固定层及第二粘接固定层)。在形成粘接固定部后，去除用于形成孔的柱状构件，形成贯通孔。并且，通过切断第一粘接固定层的端部，使中空纤维膜束的过滤水口侧的端部开口，能够得到本实施方案的中空纤维膜组件。
[0048]
图1以示意剖视图的形式示出了适宜应用本实施方案的中空纤维膜组件的清洗方法的外压式过滤中空纤维膜组件的结构的一个例子。图1的中空纤维膜组件(100)包括：中空纤维膜束(10)，该中空纤维膜束由多根中空纤维膜(11)构成；壳体(30)，该壳体收纳有中空纤维膜束(10)；粘接固定部(20)，该粘接固定部用于粘接固定中空纤维膜束(10)的两端部与壳体(30)；导入口(1)，该导入口用于连通中空纤维膜组件(100)的外部与中空纤维膜(11)的外侧空间(42)；过滤水口(2)，该过滤水口用于连通中空纤维膜组件(100)的外部与中空纤维膜(11)的内侧空间(41)；以及清洗用排出口(3)，该清洗用排出口用于连通中空纤维膜组件(100)的外部与中空纤维膜(11)的外侧空间(42)。
[0049]
壳体(30)具有用于收纳中空纤维膜束(10)的第一筒状构件(31)和用于配置粘接固定部(20)的两个第二筒状构件(32a、32b)，这两个第二筒状构件配置在第一筒状构件(31)的两端。第二筒状构件由第二筒状构件a(32a)及第二筒状构件b(32b)组成，其中，第二筒状构件a(32a)配置在中空纤维膜组件(100)的取出过滤水的一侧，具有过滤水口(2)及清洗用排出口(3)；第二筒状构件b(32b)配置在中空纤维膜组件(100)的导入原水的一侧，具有导入口(1)。但是，导入口(1)、过滤水口(2)及清洗用排出口(3)的配置位置不限于此方式。
[0050]
粘接固定部(20)包括：第一粘接固定层(21)，该第一粘接固定层用于在中空纤维膜(11)的一端部，用树脂材料粘接固定中空纤维膜(11)彼此以及中空纤维膜束(10)与壳体(30)的第二筒状构件a(32a)的内壁；以及第二粘接固定层(22)，该第二粘接固定层用于在中空纤维膜(11)的另一端部，用树脂材料粘接固定中空纤维膜(11)彼此以及中空纤维膜束(10)与壳体(30)的第二筒状构件b(32b)的内壁。
[0051]
第一粘接固定层(21)以隔断过滤水口(2)和清洗用排出口(3)的方式配置在第二筒状构件a(32a)的内部，将第二筒状构件a(32a)的内部分割为过滤水口(2)侧的空间和清洗用排出口(3)侧的空间。并且，在第一粘接固定层(21)中，中空纤维膜(11)的中空部开口。
由此，中空纤维膜(11)的内侧空间经由第二筒状构件a(32a)内部的过滤水口(2)侧的空间与中空纤维膜组件(100)的外部连通，并且，中空纤维膜(11)的外侧空间经由第二筒状构件a(32a)内部的清洗用排出口(3)侧的空间与中空纤维膜组件(100)的外部连通。因此，能够将中空纤维膜(11)的外侧空间内的清洗排液等、以及中空纤维膜(11)的内侧空间内的过滤水分别单独地取出到中空纤维膜组件(100)的外部。
[0052]
第二粘接固定层(22)配置在第二筒状构件b(32b)的内部。第二粘接固定层(22)具有贯通第二粘接固定层(22)的孔。并且，在第二粘接固定层(22)中，中空纤维膜(11)的中空部被密封。由此，中空纤维膜(11)的外侧空间经由第二筒状构件b(32b)的内部的空间及贯通第二粘接固定层(22)的孔与中空纤维膜组件(100)的外部连通。因此，能够从中空纤维膜组件(100)的外部向中空纤维膜(11)的外侧导入原水等。
[0053]
图1的中空纤维膜组件(100)在壳体(30)中的第二筒状构件a的内部进一步具有作为任选构件的整流筒(50)。需要说明的是，在图1中，规定中空纤维膜(11)的有效长度的第一粘接固定层(21)与第二粘接固定层(22)间的距离用符号“l”表示。
[0054]
《中空纤维膜组件的清洗方法》本发明的中空纤维膜组件的清洗方法是一种包括用于过滤含有浊质成分的原水的中空纤维膜的中空纤维膜组件的清洗方法，该清洗方法依次包括：去除堆积在中空纤维膜上的浊质成分的第一清洗工序；以及至少进行使气体通过中空纤维膜的原水侧的空气洗涤处理的第二清洗工序。
[0055]
第一清洗工序优选为进行以下的(a1)至(a3)中的至少一种处理的工序。(a1)使水从中空纤维膜的过滤水侧通向原水侧的逆流清洗(反冲洗)处理；(a2)使水通过中空纤维膜的原水侧的冲洗处理；以及(a3)使中空纤维膜组件内的液体排出的排水处理。
[0056]
第二清洗工序是期望基于第一清洗工序完美地从中空纤维膜去除浊质成分、优选去除到组件外的工序。在第二清洗工序中，至少进行空气洗涤处理。第二清洗工序优选为进行以下的(b1)至(b3)中任一项的工序。(b1)仅进行空气洗涤处理的工序；(b2)同时进行空气洗涤处理和逆流清洗(反冲洗)处理的工序；以及(b3)同时进行空气洗涤处理和冲洗处理工序。
[0057]
可以进一步包括在第一清洗工序及第二清洗工序之后，将在第一清洗工序及第二清洗工序中去除的浊质排出到中空纤维膜组件内之外的第三清洗工序。
[0058]
本发明的中空纤维膜组件的清洗方法预定在由该中空纤维膜组件过滤原水的过滤工序之后进行。优选地，通过重复进行过滤工序和本发明的中空纤维膜组件的清洗方法的各清洗工序，预定使中空纤维膜组件长期连续运转。
停止过滤工序并开始清洗工序的时机可以适当设定。例如，可以在开始或重新开始过滤工序后经过预定的规定时间时，停止过滤工序，开始清洗工序。或者，可以在过滤工序的透水性能达到预先设定的规定值时，停止过滤工序，开始清洗工序。
[0059]
以下，首先，分别对过滤工序以及本发明的中空纤维膜组件的清洗方法的第一清洗工序至第三清洗工序中进行的逆流清洗(反冲洗)处理、冲洗处理、以及空气洗涤处理进行说明；接着，对本发明的中空纤维膜组件的清洗方法中的第一清洗工序至第三清洗工序进行说明。
[0060]
需要说明的是，在本说明书中，有时将反冲洗称为“bw”，冲洗称为“fl”，排水称为“dl”，空气洗涤称为“as”，反冲洗和空气洗涤同时实施(反冲洗-空气洗涤同时清洗)称为“asbw”来参照。
[0061]
〈过滤工序〉过滤工序是向中空纤维膜的原水侧提供原水，利用中空纤维膜捕捉原水中的不溶成分，而使过滤水浸出中空纤维膜的过滤水侧，从而得到过滤水的工序。当中空纤维膜组件为外压式过滤中空纤维膜组件时，从中空纤维膜的外侧提供原水，通过外压过滤使原水通过中空纤维膜，从而得到过滤水。在本实施方案的中空纤维膜组件中，从组件的下侧导入原水进行外压过滤的方式的情况更容易排出浊质，因此优选。
[0062]
作为过滤工序中的原水，没有特别限制，典型地是含有可以通过过滤工序去除的悬浮物质的水，例如可以举出自然水、废水、工艺处理液等、以及它们的处理水。作为自然水，可以举出河流水、湖沼水、地下水、海水作为例子。废水有污水、工厂废水。工艺处理液是指在食品、医药品、半导体制造等领域中，在分离有价值物与非有价值物之前的混合液。这些原水中可以含有由μm级或其以下的微细有机物和无机物、以及有机无机混合物中的一种及以上构成的浊质(腐殖胶体、有机胶体、粘土、细菌等)、来自细菌/藻类的高分子物质等。
[0063]
原水的水质可以由浊度和/或有机物浓度来规定。浊度和有机物浓度均用平均值而不是瞬间值来评价。以浊度为基准，原水被划分为浊度小于1的低浊水、浊度为1及以上且小于10的中浊水、浊度为10及以上且小于50的高浊水、浊度为50及以上的超高浊水等。以有机物浓度(总有机碳浓度(total organic carbon(toc))：mg/l)为基准，原水被划分为小于1的低toc水、1及以上且小于4的中toc水、4及以上且小于8的高toc水、8及以上的超高toc水等。一般来说，浊度和/或toc越高的水，越容易堵塞多孔过滤膜。因此，向本实施方案中的过滤工序供给的原水的平均浊度为10度及以上的情况能够适宜地发挥本实施方案的中空纤维膜组件的性能，因此优选。
[0064]
在中空纤维膜组件为外压式过滤中空纤维膜组件的情况下，本实施方案的过滤工序例如优选通过将原水从中空纤维膜组件的导入口导入中空纤维膜的外侧空间，作为通过了中空纤维膜的厚壁部分的过滤液，从中空纤维膜的内侧表面渗出，并将中空纤维膜的内侧空间的过滤液从中空纤维膜组件的排出口取出来进行。过滤液的流量以每1m2膜面积每小时的流量(l)表示的透过流速(lmh或l/[m2·
h]计，优选为10～500lmh、更优选为20lmh及以上、40lmh及以上或50lmh及以上且200lmh及以
下、进一步优选为40lmh及以上、50lmh及以上或75lmh及以上且150lmh及以下。
[0065]
〈逆流清洗处理：bw〉逆流清洗(反冲洗)处理是使水从中空纤维膜的过滤水侧通向原水侧的清洗。在中空纤维膜组件为外压式过滤中空纤维膜组件情况下，使水从中空纤维膜的内侧通向外侧。通过反冲洗处理，可以将堆积在中空纤维膜的厚壁部的细孔内的悬浮物质挤出到中空纤维膜的原水侧(在外压式过滤中空纤维膜组件的情况下，为中空纤维膜的外侧)。从中空纤维膜的过滤水侧通向原水侧的水例如可以是过滤水。进行反冲洗处理时水(优选过滤水)的流量，作为透过流速，优选为过滤工序的透过流速的0.1～3倍、更优选为0.3～3倍、进一步优选为0.5～3倍、特别优选为0.7～3倍。
[0066]
〈冲洗处理：fl〉冲洗处理是使水通过中空纤维膜的原水侧的清洗方法。在中空纤维膜组件为外压式过滤中空纤维膜组件的情况下，使水通过中空纤维膜的外侧表面上。通过该冲洗处理，能够冲刷附着在中空纤维膜的原水侧表面的悬浮物质。冲洗处理中通过中空纤维膜的原水侧的水量相对于进入中空纤维膜组件内的水量优选为0.3～3倍的量、更优选为0.5～2倍的量。
[0067]
〈排水处理：dl〉排水处理是将残留在中空纤维膜组件内部的清洗排液排出的工序。通过进行排水处理，能够有效地去除中空纤维膜组件内的悬浮物质。排水处理例如可以通过从中空纤维膜组件的清洗用排出口导入压缩空气来进行。由此，可以将残留在中空纤维膜组件内部的清洗排液从组件的下部强制排出。排水处理后残留在中空纤维膜组件内的水量相对于进入中空纤维膜组件内的水量优选为0.7倍及以下的量、更优选为0.5倍及以下的量、进一步优选为0.3倍及以下的量。
[0068]
〈空气洗涤处理：as〉空气洗涤处理是将压缩空气从中空纤维膜组件的导入口导入并从清洗用排出口排出，利用空气(气泡)摇动中空纤维膜的清洗方法。在空气洗涤处理时，向中空纤维膜组件导入的压缩空气的量，相对于中空纤维膜组件的壳体的截面积1m2，优选为0.001～0.1015～1000nm3/h、更优选为75～500nm3/h、进一步优选为150～400nm3/h、特别优选为170～400nm3/h、进一步还可以为200～350nm3/h或200～300nm3/h。
[0069]
〈第一清洗工序〉在第一清洗工序中，去除堆积在中空纤维膜上的浊质成分。在第一清洗工序中，如上所述，优选进行(a1)反冲洗处理、(a2)冲洗处理、以及(a3)排水处理中的至少一种处理。第一清洗工序为(a1)反冲洗处理时，其实施时间例如为10～120秒、优选为15～60秒。第一清洗工序为(a2)冲洗处理时，其实施时间例如为10～120秒、优选为15～60秒。第一清洗工序为(a3)排水处理时，(a3)排水处理优选进行到中空纤维膜组件内的水量减少到上述的量为止。
[0070]
在该第一清洗工序中，堆积在中空纤维膜上的浊质成分(ss)的去除率优选为7质量％及以上、更优选为8质量％及以上、进一步优选为10质量％及以上、也可以为12质量％及以上、15质量％及以上、18质量％及以上或20质量％及以上。浊质成分的去除率表示为通过第一清洗工序去除的ss量相对于在过滤工序中带入中空纤维膜组件的浊质成分量(带入的ss量)的比(百分率)。带入的ss量可以根据原水中所含的浊质成分量和过滤水中所含的浊质成分量的差值、以及过滤工序的实施时间来计算。
[0071]
〈第二清洗工序〉第二清洗工序是期望基于第一清洗工序，从中空纤维膜中完美地去除浊质成分，优选去除到组件外的工序。在第二清洗工序中，至少进行空气洗涤处理。第二清洗工序优选为进行以下的(b1)至(b3)中任一项的工序。(b1)仅进行空气洗涤处理的工序(as)；(b2)同时进行空气洗涤处理和反冲洗处理的工序(asbw)；以及(b3)同时进行空气洗涤处理和冲洗处理的工序(asfl)。
[0072]
第二清洗工序为(b1)仅进行空气洗涤处理的工序(as)时，其实施时间例如为10～120秒、优选为15～60秒。第二清洗工序为(b2)同时进行空气洗涤处理和反冲洗处理的工序(asbw)时，其实施时间例如为10～120秒、优选为15～60秒。第二清洗工序为(b3)同时进行空气洗涤处理和冲洗处理的工序(asfl)时，其实施时间例如为10～120秒、优选为15～60秒。
[0073]
〈第三清洗工序〉第三清洗工序是在第一清洗工序及第二清洗工序之后任选地进行的工序。该第三清洗工序是将在第一清洗工序及第二清洗工序中去除的浊质成分排出到中空纤维膜组件的外部的工序。在第三清洗工序中，进行以下的(c1)和(c2)中的至少一种处理：(c1)使水通过所述中空纤维膜的原水侧的冲洗处理；以及(c2)使水从所述中空纤维膜的过滤水侧通向原水侧的反冲洗处理。
[0074]
在第三清洗工序中进行(c1)冲洗处理的情况下，通过中空纤维膜的原水侧的水量相对于进入中空纤维膜组件内的水量优选为0.3～3倍的量、更优选为0.5～2倍的量。在第三清洗工序中进行(c2)反冲洗处理的情况下的水量，作为透过流速，优选为过滤工序的透过流速的0.1～3倍、更优选为0.3～3倍。进行第三清洗工序时，其实施时间优选为10～120秒、更优选为15～60秒。
[0075]
(排出工序)本实施方案的过滤方法中，在清洗工序之后，可以实施将残留在中空纤维膜组件内部的清洗排液排出的排出工序，优选这样做。通过在清洗工序之后进行排出工序，能够更有效地排出中空纤维膜组件内的悬浮物质。排出工序例如可以通过从中空纤维膜组件的清洗用排出口导入压缩空气来进行。
由此，可以将残留在中空纤维膜组件内部的清洗排液从组件的下部强制排出。在排出工序后，中空纤维膜组件的重量优选为该中空纤维膜组件的初始干重的1.70倍及以下、更优选为1.60倍及以下、进一步优选为1.55倍及以下。
[0076]
《有利效果》本实施方案的过滤方法中，可以将由规定的过滤工序、清洗工序、以及优选排出工序组成的循环重复2万次后的中空纤维膜的断纤维根数限制在中空纤维膜组件内部的全部中空纤维膜根数的0.5％及以下。本实施方案的优选方式中，即使重复上述循环10万次或20万次，中空纤维膜的断纤维根数也可以为全部中空纤维膜的根数的0.5％及以下。
[0077]
(透水性能的维持性)本实施方案的中空纤维膜组件将由规定的过滤工序、清洗工序、以及优选排出工序组成的循环重复n-1次，进行了第n次过滤工序后的中空纤维膜组件的透水性能ln、以及之后立即进行第n次清洗工序、进而进行第n+1次过滤工序之后的中空纤维膜组件的透水性能ln+1优选满足下述数学式：105％≧(ln+1/ln)
×
100≧80％的关系。本说明书中，透水性能是指将过滤通量[lmh]除以当时的压力[kpa]得到的值[lmh/kpa]。
[0078]
《中空纤维膜组件的清洗方法的实施方式》本发明的中空纤维膜组件的清洗方法，对于组装到适当的过滤系统中的上述中空纤维膜组件，优选在过滤工序之后进行。图2示出了用于实施本发明的中空纤维膜组件的清洗方法的过滤系统的一个例子的流程图。
[0079]
图2的过滤系统(1000)具有本实施方案的中空纤维膜组件(100)、原液罐(200)、粗滤器(210)、原水罐(300)、过滤水罐(400)、以及压缩机(500)通过适当配置有阀的配管连接的结构。在图2中，省略了用于送液的泵、通常设置在各罐中的排水配管、药液清洗用的药液罐及伴随的配管、以及用于运转状况检查的传感器等。使用图2的过滤系统(1000)，可以例如如下进行包括规定的过滤工序和清洗工序的本实施方案的过滤方法。
[0080]
《过滤工序(f)》在过滤工序中，使原水通过中空纤维膜组件中的中空纤维膜进行过滤从而得到过滤水。在图2的过滤系统(1000)中，将悬浮水、工艺处理液等原液暂时储存在原液罐(200)中后，将用粗滤器(210)粗滤后的过滤水作为本实施方案的过滤方法中的原水使用。原水被储存在原水罐(300)中。原水罐(300)中的原水经由原水送液阀(v1)从导入口(1)导入中空纤维膜组件(100)中，从中空纤维膜的外侧通过中空纤维膜的厚壁部分进行过滤，作为过滤水浸出到中空纤维膜的内侧空间。浸出到中空纤维膜的内侧空间的过滤水经由过滤水口(2)和过滤水送液阀(v2)储存在过滤水罐(400)中。
[0081]
《清洗工序》在清洗工序中，依次进行第一清洗工序及第二清洗工序，可以任选地进一步进行
第三清洗工序。在第一清洗工序中，进行(a1)反冲洗处理(bw)、(a2)冲洗处理(fl)、以及(a3)排水处理(dl)中的至少一种处理。在第二清洗工序中，进行(b1)空气洗涤处理(as)、(b2)反冲洗-空气洗涤同时清洗(asbw)、或者(b3)冲洗-空气洗涤同时清洗(asfl)。在任选的第三清洗工序中，进行(c1)冲洗处理(fl)和(c2)反冲洗处理(bw)中的至少一种处理。以下，使用图2的过滤系统(1000)，对实施反冲洗(bw)、冲洗处理(fl)、排水处理(dl)、空气洗涤处理(as)、反冲洗-空气洗涤同时清洗(asbw)、以及冲洗-空气洗涤同时清洗(asfl)的方法进行说明。
[0082]
〈反冲洗(bw)〉在bw中，使过滤水从中空纤维膜组件中的中空纤维膜的内侧通向外侧。在这种情况下，过滤水罐(400)内的过滤水经由反冲洗用阀(v3)从过滤水口(2)导入中空纤维膜组件(100)中，并从中空膜的内侧通过中空纤维膜的厚壁部分，浸出到中空纤维膜的外侧空间。在这个过程中，堆积在中空纤维膜的厚壁部的细孔内的悬浮物质被挤出到中空纤维膜的外侧，从而进行中空纤维膜的清洗。浸出到中空纤维膜的外侧空间的过滤水可以通过下述任一种方法排出：经由清洗用排出口(3)及清洗用排出阀(v5)排出到系统外的方法；经由导入口(1)及清洗排液排水阀(v4)排出到系统外的方法；以及经由清洗用排出口(3)及清洗用排出阀(v5)排出系统外，同时，经由导入口(1)及清洗排液排水阀(v4)排出到系统外的方法。
[0083]
〈冲洗处理(fl)〉在fl中，使原水通过中空纤维膜的外侧，冲刷附着在中空纤维膜的外侧表面的悬浮物质而进行清洗。在fl中，原水罐(300)内的原水经由原水送液阀(v1)从导入口(1)导入中空纤维膜组件(100)中之后，通过中空纤维膜的外侧空间，经由清洗用排出口(3)及清洗排液排出阀(v5)排出到系统外。
[0084]
〈排水处理(dl)〉在dl中，将残留在中空纤维膜组件内部的清洗排液排出。此dl可以通过下述任一种方法进行：将经由排水处理用压缩空气阀(v7)从中空纤维膜组件(100)的清洗用排出口(3)导入的压缩空气与残留在中空纤维膜组件内部的清洗排液一起，经由导入口(1)及清洗排液排水阀(v4)排出到系统外的方法；以及利用自重将残留在中空纤维膜组件内部的清洗排液经由清洗排液排水阀(v4)排出到系统外的方法。
[0085]
〈空气洗涤处理(as)〉在as中，将压缩空气从导入口导入并从清洗用排出口排出，利用通过中空纤维膜的外侧的空气(气泡)摇动中空纤维膜。在as中，由压缩机(500)压缩的空气经由as用阀(v6)从导入口(1)导入中空纤维膜
组件(100)中，通过中空纤维膜的外侧空间，经由清洗用排出口(3)及清洗排液排出阀(v5)排出到系统外。
[0086]
〈反冲洗-空气洗涤同时清洗(asbw)〉在asbw中，同时进行上述的bw和as。即，过滤水罐(400)内的过滤水经由反冲洗用阀(v3)从过滤水口(2)导入中空纤维膜组件(100)中，并经由导入口(1)及清洗排液排水阀(v4)排出到系统外，同时，压缩机(500)的压缩空气经由as用阀(v6)从导入口(1)导入中空纤维膜组件(100)中，并经由清洗用排出口(3)及清洗排液排出阀(v5)排出到系统外。
[0087]
〈冲洗-空气洗涤同时清洗(asfl)〉在asfl中，同时进行上述的fl和as。即，原水罐(300)内的被处理液经由原水送液阀(v1)从导入口(1)导入中空纤维膜组件(100)中之后，经由清洗用排出口(3)及清洗排液排出阀(v5)排出到系统外，同时，压缩机(500)的压缩空气经由as用阀(v6)从导入口(1)导入中空纤维膜组件(100)中，并经由清洗用排出口(3)及清洗排液排出阀(v5)排出到系统外。
[0088]
《排出工序》本发明的中空纤维膜组件的清洗方法中，也可以在清洗工序之后进行将残留在中空纤维膜组件内部的清洗排液排出的排出工序。在使用图2的过滤系统(1000)的情况下，排出工序能够通过将经由排出工序用压缩空气阀(v7)从中空纤维膜组件(100)的清洗用排出口(3)导入的压缩空气与残留在中空纤维膜组件内部的清洗排液一起，经由导入口(1)及清洗排液排水阀(v4)排出到系统外来进行。
[0089]
《中空纤维膜组件》根据本发明的另一个观点，提供一种中空纤维膜组件，在使用多孔中空纤维膜的过滤运转伴随清洗工序的情况下，清洗效率优异，抑制过滤性能的经时劣化，并且不损害中空纤维膜及包括该中空纤维膜的组件的寿命。
[0090]
这样的中空纤维膜组件包括：中空纤维膜束，所述中空纤维膜束由多根中空纤维膜构成；壳体，所述壳体收纳有所述中空纤维膜束；以及粘接固定部，所述粘接固定部用于粘接固定所述中空纤维膜束的两端部与所述壳体，其中，所述中空纤维膜是微滤(mf)膜或超滤(uf)膜，所述粘接固定部包括：第一粘接固定层，所述第一粘接固定层用于在所述中空纤维膜的一端部，用树脂材料粘接固定所述中空纤维膜彼此以及所述中空纤维膜束与所述壳体的内壁；以及第二粘接固定层，所述第二粘接固定层用于在所述中空纤维膜的另一端部，用树脂材料粘接固定所述中空纤维膜彼此以及所述中空纤维膜束与所述壳体的内壁，所述中空纤维膜组件包括：导入口，所述导入口用于连通所述中空纤维膜组件的外部与所述中空纤维膜的外侧的空间；过滤水口，所述过滤水口用于连通所述中空纤维膜组件的外部与所述中空纤维膜
的内侧的空间；以及清洗用排出口，所述清洗用排出口用于连通所述中空纤维膜组件的外部与所述中空纤维膜的外侧的空间，并且满足全部以下条件(a)、(b)和(c)：(a)以所述中空纤维膜的截面面积的合计占所述壳体的内部截面面积的比例表示的中空纤维膜的填充率为38％及以下；(b)所述中空纤维膜的外径为1.1mm及以下；以及(c)所述中空纤维膜的合计膜面积为70m2及以上。
[0091]
该中空纤维膜组件中的中空纤维膜的有效长度优选为1.6m及以上。优选在中空纤维膜组件的粘接固定部中没有用于限制中空纤维膜的配置的限制构件。并且，优选在第一粘接固定层中，中空纤维膜的中空部开口，在第二粘接固定层中，中空纤维膜的中空部被密封。进一步地，第二粘接固定层优选具有贯通第二粘接固定层的孔。关于上述中空纤维膜组件的其他方式，作为应用本发明的清洗方法的中空纤维膜组件的说明，可以引用上述记载。
[0092]
《过滤方法》根据本发明的又另一个观点，提供一种使用上述中空纤维膜组件进行的过滤方法。该过滤方法是使用上述中空纤维膜组件来过滤原水的过滤方法，所述过滤方法包括：通过外压过滤使原水通过所述中空纤维膜进行过滤从而得到过滤水的过滤工序；以及在所述过滤工序之后进行的清洗工序，其中，所述清洗工序，依次包括进行逆流清洗或冲洗的第一清洗工序、以及第二清洗工序，所述第二清洗工序组合进行：使所述过滤水从所述中空纤维膜的内侧通向外侧的逆流清洗或将原水从所述导入口导入并从所述清洗用排出口排出的冲洗；以及将含有气泡的原水从所述导入口导入并从所述清洗用排出口排出，利用所述气泡摇动中空纤维膜的空气洗涤，并且进行清洗所述中空纤维膜的外侧表面的逆流清洗-空气洗涤同时清洗或冲洗-空气洗涤同时清洗。在该过滤方法中，在清洗工序中也可以不进行第一清洗工序，即使不进行第一清洗工序也能够得到高清洗效果。
[0093]
在上述过滤方法中，可以进一步包括在第一清洗工序及第二清洗工序之后的第三清洗工序。该第三清洗工序可以是进行以下(c1)和(c2)中的至少一种处理的工序：(c1)使水通过中空纤维膜的原水侧的冲洗处理；以及
(c2)使水从中空纤维膜的过滤水侧通向原水侧的逆流清洗处理。
[0094]
在上述过滤方法中，优选包括在清洗工序之后，从导入口或清洗用排出口排出中空纤维膜的外侧及中空部的清洗排液的排出工序。该排出工序优选为向导入口或清洗用排出口导入压缩空气，并强制排出清洗排液的工序。而且，由上述中空纤维膜组件过滤的原水的平均浊度为10度及以上，因为能够适宜地发挥中空纤维膜组件的性能，因此优选。实施例
[0095]
《中空纤维膜组件》在以下实施例和比较例中，使用捆扎6600根旭化成(株)制的中空纤维状的过滤膜(超滤膜、聚偏氟乙烯(pvdf)制、外径为1.2mm、内径为0.7mm、长度为2m、膜的平均孔径为0.08μm)，并收纳在abs制的壳体(长2m、直径6英寸、圆筒形)中而制作的外压式中空纤维膜组件(合计膜面积50m2)。
[0096]
《试验方法》作为原水，使用含有浮游物质(ss)作为浊质成分的河流地表流水。该河流地表流水的ss量为0.024g/l，toc(总有机碳量)为0.003g/l。向中空纤维膜组件的中空纤维膜外侧空间，以每1m2膜面积每日流量2.4m3/m2/日(＝5000l/hr)供给原水，且不使原水流向排出水侧，以定流量外压全量过滤方式进行30分钟的过滤运转。接着，进行各实施例或比较例规定的清洗。重复由以上30分钟的过滤运转以及规定的清洗组成的循环，进行12个月的运转。
[0097]
12个月后，测定跨膜压差，进行泄漏检查。进一步地，依次使用次氯酸钠和氢氧化钠的混合水溶液以及柠檬酸水溶液，对运转12个月后的中空纤维膜组件进行药品清洗后，测定透水量，与未使用的中空纤维膜组件的透水量进行比较。需要说明的是，对于比较例4及5，由于不能进行12个月的稳定运转，因此在不能进行稳定运转的时刻停止运转，测定该时刻的跨膜压差。此外，对于实施例和进行了第一清洗工序的比较例，对运转开始后通过第一次清洗时的第一清洗工序去除的ss量进行测定，计算出相对于带入的ss量的去除率(质量％)。在30分钟的过滤运转期间，从原水带入中空纤维膜组件的ss量为60g(5000l/hr
×
0.5hr
×
0.024g/l＝60g)
[0098]
《实施例a1》在实施例a1中，通过以下方法进行清洗：进行利用过滤水的逆流清洗处理作为第一清洗工序，接着，同时进行利用过滤水的逆流清洗处理和利用空气的空气洗涤处理作为第二清洗工序，然后，进行利用原水的冲洗处理作为第三清洗工序。各工序的清洗条件如下。〈第一清洗工序〉逆流清洗处理：使过滤水以2000l/hr的流量从过滤水侧通向原水侧的处理
第一清洗工序实施时间：30秒〈第二清洗工序〉逆流清洗处理：使过滤水以2000l/hr的流量从过滤水侧通向原水侧的处理空气洗涤：使空气以5nm3/hr的流量通过原水侧的处理第二清洗工序实施时间：1分钟〈第三清洗工序〉冲洗处理：使原水以3m3/hr的流量通过原水侧的处理第三清洗工序实施时间：1分钟在实施例a1的第一清洗工序中，在清洗前存在于中空纤维膜组件内的水中，该组件容量(滞留量)的50体积％被过滤水置换。
[0099]
《实施例a2》在实施例a2中，通过以下方法进行清洗：进行利用原水的冲洗作为第一清洗工序，然后，以与实施例a1相同的条件进行第二清洗工序及第三清洗工序。第一清洗工序的清洗条件如下。〈第一清洗工序〉冲洗处理：使原水以3000l/hr的流量通过原水侧的处理第一清洗工序实施时间：30秒在实施例a2的第一清洗工序中，在清洗前存在于中空纤维膜组件内的水中，该组件容量(滞留量)的70体积％被原水置换。
[0100]
《实施例a3》在实施例a3中，通过以下方法进行清洗：进行30秒利用空气的排水处理作为第一清洗工序，然后，以与实施例a1相同的条件进行第二清洗工序及第三清洗工序。第一清洗工序的清洗条件如下。〈浊质去除工序〉排水处理：将中空纤维膜组件内的水中该组件容量(滞留量)的50体积％排出的处理
[0101]
《实施例a4》在实施例a4中，通过以下方法进行清洗：进行利用过滤水的逆流清洗处理作为第一清洗工序，接着，进行利用空气的空气洗涤处理作为第二清洗工序，然后，以与实施例a1相同的条件进行第三清洗工序。第一清洗工序及第二清洗工序的清洗条件如下。〈第一清洗工序〉逆流清洗处理：使过滤水以2000l/hr的流量从过滤水侧通向原水侧的处理第一清洗工序实施时间：30秒〈第二清洗工序〉空气洗涤处理：使空气以5nm3/hr的流量通过原水侧的处理第二清洗工序实施时间：1分钟在实施例a4的第一清洗工序中，在清洗前存在于中空纤维膜组件内的水中，该组件容量(滞留量)的50体积％被过滤水置换。
[0102]
《实施例a5》
在实施例a5中，通过以下方法进行清洗：进行利用过滤水的逆流清洗作为第一清洗工序，接着，同时进行利用原水的冲洗处理和利用空气的空气洗涤处理作为第二清洗工序，然后，以与实施例a1相同的条件进行第三清洗工序。第一清洗工序及第二清洗工序的清洗条件如下。〈第一清洗工序〉逆流清洗处理：使过滤水以2000l/hr的流量从过滤水侧通向原水侧的处理第一清洗工序实施时间：30秒〈第二清洗工序〉原水冲洗处理：使原水以3000l/hr的流量通过原水侧的处理空气洗涤处理：使空气以5nm3/hr的流量通过原水侧的处理第二清洗工序实施时间：1分钟在实施例a5的第一清洗工序中，在清洗前存在于中空纤维膜组件内的水中，该组件容量(滞留量)的50体积％被过滤水置换。
[0103]
《比较例a1》在比较例a1中，除了将第一清洗工序及第二清洗工序的条件分别变更为如下以外，与实施例a2同样地进行了清洗。第一清洗工序及第二清洗工序的清洗条件如下。〈第一清洗工序〉冲洗处理：使原水以3000l/hr的流量通过原水侧的处理第一清洗工序实施时间：10秒〈第二清洗工序〉逆流清洗处理：使过滤水以2000l/hr的流量从过滤水侧通向原水侧的处理空气洗涤：使空气以5nm3/hr的流量通过原水侧的处理第二清洗工序实施时间：1分钟在比较例a1的第一清洗工序中，在清洗前存在于中空纤维膜组件内的水中，该组件容量(滞留量)的30体积％被原水置换。
[0104]
《比较例a2》在比较例a2中，除了将第一清洗工序及第二清洗工序的条件分别变更为如下以外，与实施例a2同样地进行了清洗。第一清洗工序及第二清洗工序的清洗条件如下。〈第一清洗工序〉冲洗处理：使原水以3000l/hr的流量通过原水侧的处理第一清洗工序实施时间：15秒〈第二清洗工序〉逆流清洗处理：使过滤水以2000l/hr的流量从过滤水侧通向原水侧的处理空气洗涤处理：使空气以5nm3/hr的流量通过原水侧的处理第二清洗工序实施时间：1分钟在比较例a2的第一清洗工序中，在清洗前存在于中空纤维膜组件内的水中，该组件容量(滞留量)的40体积％被原水置换。
[0105]
《比较例a3》在比较例a3中，通过以下方法进行清洗：
不进行第一清洗工序，进行利用空气的空气洗涤处理作为第二清洗工序，然后，进行利用原水的冲洗处理作为第三清洗工序。各工序的清洗条件如下。〈第二清洗工序〉空气洗涤处理：使空气以5nm3/hr的流量通过原水侧的处理第二清洗工序实施时间：1分钟〈第三清洗工序〉冲洗处理：使原水以3m3/hr的流量通过原水侧的处理第三清洗工序实施时间：1分钟
[0106]
《比较例a4》在比较例a4中，通过以下方法进行清洗：不进行第一清洗工序，以与实施例a1相同的条件仅进行第二清洗工序及第三清洗工序。
[0107]
《比较例a5》在比较例a5中，通过以下方法进行清洗：不进行第一清洗工序，以与实施例a5相同的条件仅进行第二清洗工序及第三清洗工序。
[0108]
《比较例a6》在比较例a6中，通过以下方法进行清洗：以以下条件仅进行第一清洗工序及第三清洗工序而不进行第二清洗工序。第一清洗工序及第三清洗工序的清洗条件如下。〈第一清洗工序〉逆流清洗处理：使过滤水以1000l/hr的流量从过滤水侧通向原水侧的处理第一清洗工序实施时间：1分钟〈第三清洗工序〉冲洗处理：使原水以3nm3/hr的流量通过原水侧的处理第三清洗工序实施时间：1分钟通过该第一清洗工序的逆流清洗处理，在清洗前存在于中空纤维膜组件内的水中，该组件容量(滞留量)的70体积％被过滤水置换。然而，应当注意，在该比较例a6中，没有进行本发明规定的第二清洗工序。
[0109]
《比较例a7》在比较例a7中，通过以下方法进行清洗：以以下条件下仅进行第一清洗工序而不进行第二清洗工序及第三清洗工序。第一清洗工序的清洗条件如下。〈第一清洗工序〉冲洗处理：使原水以1.2m3/hr的流量通过原水侧的处理第一清洗工序实施时间：1分钟通过该第一清洗工序的原水冲洗处理，在清洗前存在于中空纤维膜组件内的水中，该组件容量(滞留量)的80体积％被原水置换。然而，应当注意，在该比较例a7中，没有进行本发明规定的第二清洗工序。
[0110]
上述实施例和比较例的结果如表1所示。在表1中，将逆流清洗处理表示为“bw”，将利用原水的冲洗处理表示为“fl”，将排水处理表示为“dl”，将空气洗涤处理表示为“as”，将反冲洗和空气洗涤的同时实施(反冲
洗-空气洗涤同时清洗)表示“asbw”，并且将冲洗和空气洗涤的同时实施(冲洗-空气擦洗同时清洗)表示为“asfl”。
[0111]
【表1】
[0112]
以下实施例和比较例中的评价通过以下方法进行。《浊质排出性试验》在浊质排出性试验中，调查了过滤工序中带入中空纤维膜组件的浊质成分的总和(原水中的浊度
×
过滤液量)在清洗工序中排出了多少。例如，在将运转顺序设为f(28.5分钟)-asbw(1分钟)-fl(0.5分钟)，将原水浊度设为10ntu，将过滤液量设为10m3/hr，将反冲洗水量设为10m3/hr，将fl水量设为10m3/hr运转时，在asbw时的排出水的平均浊度为200ntu、fl时的排出水的平均浊度为50ntu的情况下，浊质排出性计算如下。[{(1
×
200
×
10)+(0.5
×
50
×
10)}/(28.5
×
10
×
10)]
×
100＝79％
[0113]
《擦蹭耐久性试验》如果在中空纤维膜上堆积有浊质的状态下实施空气洗涤，则中空纤维膜彼此与浊质一起摩擦，有中空纤维膜的细孔堵塞、透水量减少的情况。因此，在清洗工序中进行了含有空气洗涤的过滤运转的加速试验，调查了透水量的保持率，作为擦蹭耐久性的指标。将原水浊度设定为10ntu，将运转顺序的1个循环设为f(1分钟)-asbw(1分钟)-fl(0.5分钟)的加速运转条件，计算出了实施10000个循环的过滤运转前后的中空纤维膜组件的纯水透水量的保持率。
[0114]
《回收率》回收率是表示从过滤工序得到的过滤水量中减去清洗工序消耗的过滤水量在1个循环中设定的过滤flux(透过流速)的百分之多少可以确保作为过滤水的指标。例如，将运转顺序的1个循环设为f(28.5分钟)-asbw(1分钟)-fl(0.5分钟)，将过滤flux设为10m3/hr，将反冲洗水量设为8m3/hr时，回收率计算如下。[{(28.5
×
10
÷
60)-(1
×8÷
60)}/(30
×
10
÷
60)]
×
100＝92％
[0115]
(实施例b1：参考例)将16500根pvdf(聚偏氟乙烯)制中空纤维膜(旭化成(株)制)以2.3m的长度捆扎，垂直吊起，切断下侧端面使面对齐。接下来，为了使周长达到170mm而在膜束的圆周上遍及整周粘贴了修补带。进一步地，用混合喷出机测量300g聚氨酯树脂，并在膜束的下表面浸渍30秒，然后立即分离。之后，室温放置4小时，使膜束下表面含浸的聚氨酯树脂固化，密封中空部。将这样形成的膜束插入到壳体内，该壳体具有用于收纳中空纤维膜束的第一筒状构件(管内径200mm)、以及内侧安装有内径216mm的整流筒的第二筒状构件(管内径218mm)。这里所使用的中空纤维膜的平均细孔径为0.1μm、内径为0.6mm、外径为0.95mm。
[0116]
接下来，在第一筒状构件侧的中空纤维膜束的端部(第一粘接固定层)，在贯通孔形成预定位置插入40根柱状构件(直径11mm)。
[0117]
接着，在将安装有灌封材料导入用管的粘接固定部形成用容器固定在壳体的两端的状态下，一边旋转一边将灌封材料注入到壳体的第一筒状构件内及第二筒状构件内。作为灌封材料，使用了二液性热固性聚氨酯树脂(sanyu rec(株)制：sa-6330a2/sa-6330b5(商品名))。在灌封材料进行固化反应而停止流动化的时刻，停止离心机的旋转，取出壳体，在烘箱中加热至50℃，使聚氨酯树脂固化。
[0118]
然后，切断壳体的第二筒状构件侧的膜束端部，使在粘接前的阶段密封的一侧的中空纤维膜的中空部开口。另一方面，从第一筒状构件侧的第一粘接固定部去除柱状构件
从而形成多个贯通孔。需要说明的是，本中空纤维膜组件的膜有效长度为2.0m。
[0119]
所制造的中空纤维膜组件的填充率为37.2％。
[0120]
对于所制造的中空纤维膜组件的端面上的粘接固定部，依据jis k7215测定的d硬度为55d。需要说明的是，粘接固定部的d硬度测定是将荷重保持时间设定为10秒，硬度的值是从端面的粘接固定部随机选择的5个点的平均值。
[0121]
接着，在图2所示的过滤系统中，将上述得到的中空纤维膜组件以中空纤维膜的中空部开口的一侧为上的方式安装，进行浊质排出性试验及擦蹭耐久性试验。
[0122]
浊质排出性通过以下设定的运转进行了调查。运转顺序：按f(28.5分钟)-asbw(1分钟)-fl(0.5分钟)的顺序设定原水浊度：10ntu过滤flux：100lmh反冲洗flux：80lmhfl流量：3m3/hr结果是，asbw时的排出水的平均浊度为250ntu、fl时的排出水的平均浊度为180ntu。另外，带入组件的浊质中，被排除的浊质的质量比例(浊质排除率)为80质量％。
[0123]
擦蹭耐久性通过以下设定的运转进行了调查。运转顺序：按f(1分钟)-asbw(1分钟)-fl(0.5分钟)的顺序设定原水浊度：120ntu过滤flux：100lmh反冲洗flux：80lmhfl流量：3m3/hr将在上述条件下运转10000个循环后的中空纤维膜组件的纯水透水量与初始纯水透水量进行比较，求出了透水量保持率，透水量保持率为80％。
[0124]
需要说明的是，表2中的“覆盖区”、“ss去除率”是表示对通过运转开始后通过第一次清洗时的第一清洗工序去除的ss量进行测定，去除率(质量％)相对于带入的ss量的值。另外，“回收率”是指以质量％为单位表示过滤flux中确保能够作为过滤水的液量所占的比例的值。
[0125]
(实施例b2至b8及比较例b1至b7)膜组件规格和试验条件分别如表2所示，除此之外，与实施例b1同样地制作膜组件，进行浊质排出性试验和擦蹭耐久性试验。需要说明的是，实施例b2及b3为参考例。结果总结在表2中。
[0126]
在上述实施例和比较例中，作为原水，使用将净水厂的砂滤反冲洗排水稀释、调整至表2所示的浊度的原水。
[0127]
【表2】表2.
(表2.接下表)
[0128]
【表3】表2.(接上表)
(表2.接下表)
[0129]
【表4】表2.(接上表)
(表2.接下表)
[0130]
【表5】表2.(接上表)
(表2.终)标号说明
[0131]
1导入口2过滤水口3清洗用排出口10中空纤维膜束11中空纤维膜20粘接固定部21第一粘接固定层22第二粘接固定层30壳体31第一筒状构件32a第二筒状构件a32b第二筒状构件b41中空纤维的内侧空间42中空纤维的外侧空间50整流筒100中空纤维膜组件200原液罐
210粗滤器300原水罐400过滤水罐500压缩机1000过滤系统v1原水送液阀v2过滤水送液阀v3反冲洗用阀v4清洗排液排水阀v5清洗排液排出阀v6空气洗涤用阀v7排水处理用压缩空气阀

技术特征：
1.一种中空纤维膜组件的清洗方法，其包括用于过滤含有浊质成分的原水的中空纤维膜的，所述清洗方法依次包括：去除堆积在所述中空纤维膜上的浊质成分的第一清洗工序；以及至少进行使气体通过所述中空纤维膜的原水侧的空气洗涤处理的第二清洗工序，其中，在所述第一清洗工序中，从清洗前存在于所述中空纤维膜组件内的水中去除所述中空纤维膜组件容量的50体积％及以上。2.根据权利要求1所述的中空纤维膜组件的清洗方法，其中，所述第一清洗工序是进行以下的(a1)至(a3)中的至少一种处理的工序：(a1)使水从所述中空纤维膜的过滤水侧通向原水侧的逆流清洗处理；(a2)使水通过所述中空纤维膜的原水侧的冲洗处理；以及(a3)使中空纤维膜组件内的液体排出的排水处理。3.根据权利要求1或2所述的中空纤维膜组件的清洗方法，其中，在所述第一清洗工序中，去除堆积在所述中空纤维膜上的浊质成分的7质量％及以上。4.根据权利要求1或2所述的中空纤维膜组件的清洗方法，其中，所述第二清洗工序是进行以下的(b1)至(b3)中的任一项的工序：(b1)仅进行使气体通过所述中空纤维膜的原水侧的空气洗涤处理的工序；(b2)同时进行使气体通过所述中空纤维膜的原水侧的空气洗涤处理和使水从所述中空纤维膜的过滤水侧通向原水侧的逆流清洗处理的工序；以及(b3)同时进行使气体通过所述中空纤维膜的原水侧的空气洗涤处理和使水通过所述中空纤维膜的原水侧的冲洗处理的工序。5.根据权利要求1至4中任一项所述的中空纤维膜组件的清洗方法，所述清洗方法进一步包括：在所述第一清洗工序及所述第二清洗工序之后，将所述浊质成分排出到所述中空纤维膜组件的外部的第三清洗工序。6.根据权利要求5所述的中空纤维膜组件的清洗方法，其中，所述第三清洗工序是进行以下的(c1)和(c2)中的至少一种处理的工序：(c1)使水通过所述中空纤维膜的原水侧的冲洗处理；以及(c2)使水从所述中空纤维膜的过滤水侧通向原水侧的逆流清洗处理。7.根据权利要求1至6中任一项所述的中空纤维膜组件的清洗方法，其中，所述中空纤维膜组件包括：中空纤维膜束，所述中空纤维膜束由多根中空纤维膜构成；壳体，所述壳体收纳有所述中空纤维膜束；粘接固定部，所述粘接固定部用于粘接固定所述中空纤维膜束的两端部与所述壳体；导入口，所述导入口用于连通所述中空纤维膜组件的外部与所述中空纤维膜的外侧空间；过滤水口，所述过滤水口用于连通所述中空纤维膜组件的外部与所述中空纤维膜的内侧空间；以及清洗用排出口，所述清洗用排出口用于连通所述中空纤维膜组件的外部与所述中空纤维膜的外侧空间。
8.根据权利要求7所述的中空纤维膜组件的清洗方法，其中，所述中空纤维膜是微滤(mf)膜或超滤(uf)膜。9.根据权利要求7或8所述的中空纤维膜组件的清洗方法，其中，所述粘接固定部包括：第一粘接固定层，所述第一粘接固定层用于在所述中空纤维膜的一端部，用树脂材料粘接固定所述中空纤维膜彼此以及所述中空纤维膜束与所述壳体的内壁；以及第二粘接固定层，所述第二粘接固定层用于在所述中空纤维膜的另一端部，用树脂材料粘接固定所述中空纤维膜彼此以及所述中空纤维膜束与所述壳体的内壁。10.一种中空纤维膜组件，所述中空纤维膜组件包括：中空纤维膜束，所述中空纤维膜束由多根中空纤维膜构成；壳体，所述壳体收纳有所述中空纤维膜束；以及粘接固定部，所述粘接固定部用于粘接固定所述中空纤维膜束的两端部与所述壳体，其中，所述中空纤维膜是微滤(mf)膜或超滤(uf)膜，所述粘接固定部包括：第一粘接固定层，所述第一粘接固定层用于在所述中空纤维膜的一端部，用树脂材料粘接固定所述中空纤维膜彼此以及所述中空纤维膜束与所述壳体的内壁；以及第二粘接固定层，所述第二粘接固定层用于在所述中空纤维膜的另一端部，用树脂材料粘接固定所述中空纤维膜彼此以及所述中空纤维膜束与所述壳体的内壁，所述中空纤维膜组件包括：导入口，所述导入口用于连通所述中空纤维膜组件的外部与所述中空纤维膜的外侧的空间；过滤水口，所述过滤水口用于连通所述中空纤维膜组件的外部与所述中空纤维膜的内侧的空间；以及清洗用排出口，所述清洗用排出口用于连通所述中空纤维膜组件的外部与所述中空纤维膜的外侧的空间，并且满足全部以下条件(a)、(b)和(c)：(a)以所述中空纤维膜的截面面积的合计占所述壳体的内部截面面积的比例表示的中空纤维膜的填充率为38％及以下；(b)所述中空纤维膜的外径为1.1mm及以下；以及(c)所述中空纤维膜的合计膜面积为70m2及以上。11.根据权利要求10所述的中空纤维膜组件，其中，所述中空纤维膜的有效长度为1.6m及以上。12.根据权利要求10或11所述的中空纤维膜组件，其中，在所述中空纤维膜组件的所述粘接固定部中没有用于限制中空纤维膜的配置的限制构件。13.根据权利要求12所述的中空纤维膜组件，其中，在所述第一粘接固定层中，所述中空纤维膜的中空部开口，在所述第二粘接固定层中，所述中空纤维膜的中空部被密封。14.根据权利要求10至13中任一项所述的中空纤维膜组件，其中，所述第二粘接固定层具有贯通所述第二粘接固定层的孔。15.一种使用权利要求10至14中任一项所述的中空纤维膜组件来过滤被过滤液的过滤
方法，所述过滤方法包括：通过外压过滤使被过滤液通过所述中空纤维膜进行过滤从而得到过滤水的过滤工序；以及在所述过滤工序之后进行的清洗工序，其中，所述清洗工序为权利要求1至6中任一项所述的清洗方法。16.一种使用权利要求10至14中任一项所述的中空纤维膜组件来过滤被过滤液的过滤方法，所述过滤方法包括：通过外压过滤使被过滤液通过所述中空纤维膜进行过滤从而得到过滤水的过滤工序；以及在所述过滤工序之后进行的清洗工序，其中，所述清洗工序，依次包括进行逆流清洗或冲洗的第一清洗工序、以及第二清洗工序，所述第二清洗工序组合进行：使所述过滤水从所述中空纤维膜的内侧通向外侧的逆流清洗或将被过滤液从所述导入口导入并从所述清洗用排出口排出的冲洗；以及将含有气泡的被过滤液从所述导入口导入并从所述清洗用排出口排出，利用所述气泡摇动中空纤维膜的空气洗涤，并且进行清洗所述中空纤维膜的外侧表面的逆流清洗-空气洗涤同时清洗或冲洗-空气洗涤同时清洗。17.根据权利要求16所述的中空纤维膜组件的清洗方法，所述清洗方法进一步包括在所述第一清洗工序及第二清洗工序之后的第三清洗工序，所述第三清洗工序是进行以下的(c1)和(c2)中的至少一种处理的工序：(c1)使水通过所述中空纤维膜的原水侧的冲洗处理；以及(c2)使水从所述中空纤维膜的过滤水侧通向原水侧的逆流清洗处理。18.根据权利要求16或17所述的过滤方法，所述过滤方法包括：在所述清洗工序之后，从所述导入口或所述清洗用排出口排出所述中空纤维膜的外侧及中空部的清洗排液的排出工序。19.根据权利要求18所述的过滤方法，其中，所述排出工序是向所述导入口或所述清洗用排出口导入压缩空气，并强制排出所述清洗排液的工序。20.根据权利要求16至19中任一项所述的过滤方法，其中，所述被过滤液的平均浊度为10度及以上。

技术总结
一种包括用于过滤含有浊质成分的原水的中空纤维膜的中空纤维膜组件的清洗方法，该清洗方法依次包括：去除堆积在所述中空纤维膜上的浊质成分的第一清洗工序；以及至少进行使气体通过所述中空纤维膜的原水侧的空气洗涤处理的第二清洗工序，其中，在所述第一清洗工序中，从清洗前存在于所述中空纤维膜组件内的水中去除所述中空纤维膜组件容量的50体积％及以上。以上。以上。


技术研发人员：冈村大佑 五条豊 木村勇司
受保护的技术使用者：旭化成株式会社
技术研发日：2021.11.30
技术公布日：2023/8/8