CN112135681B - 膜清洗装置及膜清洗方法 - Google Patents

Abstract

膜清洗装置，其使用通过MBR的分离膜(2)而被过滤处理的处理水作为被溶解水，实施在中性或碱性条件下将臭氧气溶解于被溶解水的第一工序、和在酸性条件下将臭氧气溶解于被溶解水的第二工序，生成臭氧水。此时，基于被溶解水的有机物浓度来判断从第一工序向第二工序的转移，且基于被溶解水的溶存臭氧浓度来判断向分离膜(2)的臭氧水送水的开始，由此即使有MBR的运转条件引起的被溶解水的有机物浓度的变动，也能够使第一工序及第二工序的处理时间最优化。由此，能够有效率地生成臭氧水，可减少臭氧水生成所需的成本。

Description

膜清洗装置及膜清洗方法

技术领域

本申请涉及用臭氧水对将被处理水过滤的分离膜进行清洗的膜清洗装置和膜清洗方法。

背景技术

作为含有有机物的排水(以下称为被处理水)的处理方法，已知：通过包含微生物的活性污泥将被处理水中的有机物分解、通过使用分离膜的过滤处理来进行固液分离的膜分离活性污泥法(Membrane Bio Reactor：以下称为MBR)。就MBR的分离膜而言，随着持续的使用，污浊物质附着于表面或孔，产生堵塞，因此过滤性能慢慢地降低。因此，在进行过滤处理的膜分离槽中，并设：通过臭氧水来将分离膜清洗的膜清洗装置。

以往，在如上述的膜清洗装置中，课题为：有效率地生成臭氧水、减少臭氧水生成所需的成本，开发了用于其的技术。例如，在专利文献1中，作为MBR的分离膜的清洗方法，公开有：向加入有酸的被溶解水中供给臭氧气而由此生成臭氧水的方法。虽然臭氧水在碱性条件下引起自分解，但在酸性条件下比较稳定。通过预先使被溶解水为pH5以下，能够用更少的供给臭氧量来生成臭氧水。

另外，在专利文献2中，在被处理水中添加臭氧而对被处理水进行氧化处理的氧化处理工序之后、对被氧化处理的被处理水进行反浸透膜处理的水处理方法中，就氧化处理工序而言，具有：在碱性条件下进行氧化处理的碱性氧化处理工序、和在酸性至中性条件下进行氧化处理的酸性氧化处理工序。如该现有例，通过首先实施碱性氧化处理工序，利用臭氧的有机物的氧化处理效率提高，能够将被溶解水中的有机物分解、进行低分子化。然后，通过实施酸性氧化处理工序，能够用更少的供给臭氧量生成臭氧水。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：WO2016/031331号公报

专利文献2：日本特开2005-324118号公报

发明内容

发明要解决的课题

在使用MBR处理水作为使臭氧气溶解的被溶解水的情况下，MBR处理水中所含的有机物与臭氧反应，臭氧被无效消耗，因此需要有效率地使被溶解水中的有机物分解。就由于臭氧的自分解而产生的羟基自由基而言，与臭氧相比，氧化力强且与有机物的反应性高，但在酸性条件下生成臭氧水的方法中，羟基自由基的产生量少。

因此，在采用上述专利文献1中所公开的方法，在使用MBR处理水作为被溶解水的情况下，被溶解水中的有机物的分解需要大量的时间，存在：直至到达膜清洗所需的溶存臭氧浓度的处理时间延长的问题。另一方面，对于如上述专利文献2在碱性条件下生成臭氧水的方法而言，能够促进臭氧的自分解，使羟基自由基的产生量增加，因此能够积极地使被溶解水中的有机物分解。

但是，在使用MBR处理水作为被溶解水的情况下，根据MBR的运转状况，MBR处理水的有机物浓度变动，将有机物分解所需的臭氧量也变动。因此，在以一定的浓度和流量将臭氧气供给到被溶解水的情况下，将有机物分解所需的处理时间变动。在上述专利文献2中，不依赖于被溶解水的有机物浓度来确定处理时间，没有实现处理时间的最优化。即，即使在被溶解水的有机物浓度低的情形下，也不能缩短处理时间，存在花费过度的处理时间的课题。

本申请公开用于解决上述的课题的技术，目的在于：提供有效率地生成用于膜清洗的臭氧水、可减少臭氧水生成所需的成本的膜清洗装置及膜清洗方法。

用于解决课题的手段

就本申请中所公开的膜清洗装置而言，为用臭氧水清洗分离膜的膜清洗装置，所述分离膜对被处理水进行过滤处理，其特征在于，具备：臭氧水生成部，其将通过分离膜而被过滤处理的处理水作为被溶解水来贮存，使臭氧气溶解于被溶解水而生成臭氧水；臭氧气供给单元(手段)，其向臭氧水生成部供给臭氧气；和pH调节单元，其基于被溶解水的有机物浓度，调节在臭氧水生成部所贮存的被溶解水的pH。

就本申请中所公开的膜清洗方法而然，为用臭氧水清洗分离膜的膜清洗方法，所述分离膜对被处理水进行过滤处理，其特征在于，包含：臭氧水生成工序，其使用通过分离膜而被过滤处理的处理水作为被溶解水、使臭氧气溶解于被溶解水而生成臭氧水，臭氧水生成工序具有：在中性或碱性条件下将臭氧气溶解于被溶解水的第一工序、和在第一工序之后在酸性条件下将臭氧气溶解于被溶解水的第二工序，基于被溶解水的有机物浓度来判断从第一工序向第二工序的转移，且基于被溶解水的溶存臭氧浓度来判断向分离膜的臭氧水送水的开始。

发明的效果

根据本申请中所公开的膜清洗装置，由于具备基于被溶解水的有机物浓度来调节被溶解水的pH的pH调节单元，因此由有机物浓度的测定值来推定被溶解水中的有机物的分解所需的处理时间，就该时间而言，在适于有机物的分解的pH条件下生成臭氧水，这以后能够调节pH以使得成为适于提高溶存臭氧浓度的pH条件。因此，与被溶解水的有机物浓度的变动无关地，能够有效率地生成臭氧水，可减少臭氧水生成所需的成本。

根据本申请中所公开的膜清洗方法，通过基于被溶解水的有机物浓度来判断从第一工序向第二工序的转移，能够恰如其分地使第一工序的处理时间最优化，在被溶解水的有机物浓度低的情况下，能够缩短第一工序的处理时间。另外，通过基于被溶解水的溶存臭氧浓度来判断向分离膜的臭氧水送水的开始，能够恰如其分地使第二工序的处理时间最优化。因此，与被溶解水的有机物浓度的变动无关地，能够有效率地生成臭氧水，可减少臭氧水生成所需的成本。

由参照附图的以下的详细的说明，本申请的上述以外的目的、特征、观点和效果将变得更为清楚。

附图说明

图1为表示根据实施方式1的膜清洗装置的整体构成的图。

图2为表示根据实施方式1的膜清洗装置的工序转移判断单元的构成的图。

图3为表示根据实施方式1的膜清洗装置的pH调节单元的构成的图。

图4为表示根据实施方式1的膜清洗装置的送水开始判断单元的构成的图。

图5为表示根据实施方式1的膜清洗装置中的臭氧水送水配管和过滤水配管的连接部的例子的图。

图6为表示根据实施方式1的膜清洗装置中的臭氧水送水配管和过滤水配管的连接部的另一例的图。

图7为说明根据实施方式1的膜清洗装置中的膜清洗开始程序的图。

图8为表示根据实施方式2的膜清洗装置的整体构成的图。

图9为表示根据实施方式2的膜清洗装置的工序转移判断单元的构成的图。

图10为说明根据实施方式2的膜清洗装置中的膜清洗开始程序的图。

图11为表示根据实施方式3的膜清洗装置的整体构成的图。

图12为说明根据实施方式3的膜清洗装置中的膜清洗开始程序的图。

图13为实现根据实施方式1的膜清洗装置的工序转移判断单元、pH调节单元、或送水开始判断单元的功能的一部分的硬件构成图。

具体实施方式

实施方式1.

以下，对于根据本申请的实施方式1的膜清洗装置及膜清洗方法，基于附图来进行说明。图1表示根据实施方式1的膜清洗装置的整体构成。另外，图2、图3及图4分别表示根据实施方式1的膜清洗装置的工序转移判断单元、pH调节单元及送水开始判断单元的构成。各图中，对同一、相当部分，标注同一附图标记。

对于根据实施方式1的膜清洗装置的整体构成，使用图1来简单地说明。就膜清洗装置而言，例如在利用MBR的水处理系统中，对将包含活性污泥的被处理水W1分离为活性污泥和处理水W2的分离膜2进行清洗。应予说明，在以下的说明中，对于将MBR的分离膜2清洗的膜清洗装置进行说明，但根据本申请的膜清洗装置清洗的膜并不限定于MBR的分离膜2，在被处理水W1中也可不含活性污泥。

如图1中所示，在膜分离槽1中，从进行利用活性污泥的生物处理的曝气槽(未图示)所流入的流入水W作为被处理水W1而被贮存。将分离膜2配置于膜分离槽1，浸渍于被处理水W1。在被处理水W1中含有活性污泥，通过利用分离膜2的过滤处理，被分离为活性污泥和处理水W2。

就分离膜2而言，随着持续的使用，污浊物质附着于表面或孔，产生堵塞，因此需要通过膜清洗装置来进行清洗。就分离膜2而言，被连接至过滤水配管3a及过滤泵4，就通过分离膜2而被过滤处理的处理水W2而言，被过滤泵4抽吸而在过滤水配管3a中流通，被贮存于处理水槽5。

对膜分离槽1及处理水槽5的材质并无特别限定，例如使用混凝土、不锈钢、或者树脂等。就分离膜2而言，根据细孔的大小，有反渗透膜(RO膜)、纳米过滤膜(NF膜)、超过滤膜(UF膜)、和精密过滤膜(MF膜)等种类，从这些中适当地选择。作为分离膜2的材质，例如就聚四氟乙烯树脂(PTFE)或聚偏氟乙烯树脂(PVDF)等氟系树脂化合物而言，由于对于臭氧水的耐性优异，因此优选。予以说明，就分离膜2而言，中空丝膜及平膜均可。

就被贮存于处理水槽5的处理水W2而言，通过处理水排出配管3b而向体系外排出，但其一部分在被溶解水配管3c中流通、作为被溶解水W3而贮存于臭氧水生成部6。在处理水排出配管3b及被溶解水配管3c中，可适宜地设置泵及阀中的任一者或两者。

就臭氧水生成部6而言，使用处理水W2作为被溶解水W3，使臭氧气溶解于被溶解水W3，实施生成臭氧水W4的臭氧水生成工序。臭氧水生成工序具有：在中性或碱性条件下将臭氧气溶解于被溶解水W3的第一工序、和在第一工序之后在酸性条件下将臭氧气溶解于被溶解水W3的第二工序。就在臭氧水生成部6中所贮存的被溶解水W3而言，通过臭氧水生成工序，溶存臭氧浓度增加，成为规定的溶存臭氧浓度的臭氧水W4。予以说明，在以下的说明中，将能够用于膜清洗的达到规定的溶存臭氧浓度的被溶解水W3称为“臭氧水W4”。

作为臭氧水生成部6的材质，例如就不锈钢或氟系树脂化合物而言，由于对于臭氧的耐性优异，因此优选。另外，可在臭氧水生成部6的容器的表面涂布氟系树脂化合物。

就臭氧水生成部6而言，经由臭氧气配管3d而与作为臭氧气供给单元的臭氧发生器61连接。就臭氧发生器61而言，以通过变压吸附法(PSA法)或真空变压吸附法(PVSA法)所生成的氧、或液体氧等作为原料来产生臭氧气、将臭氧气供给到臭氧水生成部6。就通过臭氧发生器61所产生的臭氧气而言，通过臭氧气配管3d，流通至臭氧水生成部6。在臭氧水生成部6中，例如采用喷射器式、散气式及溶解膜式等的方法，能够使臭氧气溶解于被溶解水W3。

另外，就臭氧水生成部6而言，经由臭氧排气配管3e连接至臭氧排气分解部62。在臭氧排气分解部62中，填充有用于将臭氧气分解为氧的活性炭或氧化锰等催化剂。就从臭氧水生成部6所排出的臭氧排气而言，在臭氧排气分解部62中与催化剂接触而被分解为氧，向体系外排出。

就工序转移判断单元7而言，基于被溶解水W3的有机物浓度，判断从第一工序向第二工序的转移。就pH调节单元8而言，基于被溶解水W3的有机物浓度，调节在臭氧水生成部6中贮存的被溶解水W3的pH。另外，就送水开始判断单元10而言，基于被溶解水W3的溶存臭氧浓度，判断向分离膜2的臭氧水送水的开始。

臭氧水送水部11由电磁式或空气式的自动阀和泵等构成，基于送水开始判断单元10产生的判断结果，将在臭氧水生成部6生成的臭氧水W4向分离膜2送水。就通过臭氧水送水部11而被送水的臭氧水W4而言，经由臭氧水送水配管3g及过滤水配管3a而向分离膜2流通，将分离膜2清洗。即，就利用臭氧水W4的膜清洗而言，为在与过滤被处理水W1的方向相反的方向上使臭氧水W4向分离膜2流通的逆流清洗。

其次，对于工序转移判断单元7及送水开始判断单元10的功能进行说明。如上所述，臭氧水生成部6中的臭氧水生成工序具有：在中性或碱性条件下将臭氧气溶解于被溶解水W3的第一工序、和在酸性条件下将臭氧气溶解于被溶解水W3的第二工序。第一工序的处理时间由工序转移判断单元7来确定，第二工序的处理时间由送水开始判断单元10来确定。

pH越高，臭氧的自分解速度越快，在臭氧的自分解的过程中生成的羟基自由基具有比臭氧高的氧化力。因此，在中性或碱性条件下将臭氧气溶解于被溶解水W3的第一工序中，由溶存臭氧所产生的有机物的氧化处理效率提高，能够促进被溶解水W3中的有机物的分解。

第一工序中的pH设定值优选为pH7至pH10的范围。如果pH不到7，则臭氧的自分解受到抑制，不能促进有机物的分解。另外，在pH比10大的情况下，在被溶解水W3中所添加的碱的量、及向第二工序转移时在被溶解水W3中所添加的酸的量都必须多，进而，在进行膜清洗时大量的离子成分流入到膜分离槽1，对被处理水W1的处理造成影响，因此不优选。

另一方面，pH越低，臭氧的自分解速度越受到抑制。因此，在酸性条件下将被溶解水W3溶解于臭氧气的第二工序中，与第一工序相比，臭氧的自分解受到抑制，能够提高溶存臭氧浓度。第二工序中的pH设定值优选为pH2至pH6的范围。在pH2下臭氧的自分解大体被抑制。在pH不到2的情况下，向第二工序转移时需要使在被溶解水W3中所添加的酸的量多，进而，在进行膜清洗时大量的离子成分流入到膜分离槽1，对被处理水W1的处理造成影响，因此不优选。另外，在pH比6大的情况下，由于臭氧的自分解，溶存臭氧浓度降低，因此不优选。

就处理水W2的有机物浓度而言，根据膜分离装置的污泥滞留时间(SRT)及被处理水W1的溶存氧浓度等MBR的运转条件而变动。因此，在使用处理水W2作为被溶解水W3的膜清洗装置中，就将被溶解水W3中的有机物分解所需的臭氧气量而言，根据MBR的运转条件而变动。另外，在通过臭氧发生器61来将一定的臭氧气量供给到臭氧水生成部6的情况下，就将被溶解水W3中的有机物分解所需的第一工序的处理时间而言，根据MBR的运转条件而变动。因此，在工序转移判断单元7中，基于被溶解水W3的有机物浓度来推定将被溶解水W3中的有机物分解所需的第一工序的处理时间、判断向第二工序的转移，由此能够恰如其分地将第一工序的处理时间最优化。

另外，由于向第二工序转移时的被溶解水W3的溶存臭氧浓度、溶解成分的组成及浓度的变动，生成规定的溶存臭氧浓度的臭氧水W4所需的第二工序的处理时间也变动。所谓规定的溶存臭氧浓度，为可将附着于分离膜2的污浊物质清洗的溶存臭氧浓度，具体地，以5mg/L至80mg/L的范围来设定。因此，在送水开始判断单元10中，基于被溶解水W3的溶存臭氧浓度而判断为向分离膜2的臭氧水送水的开始，由此能够恰如其分地使第二工序的处理时间最优化。

对于根据实施方式1的工序转移判断单元7、pH调节单元8及送水开始判断单元10的具体的构成，使用图2、图3及图4进行说明。就工序转移判断单元7而言，如图2中所示，包含：有机物传感器71、存储器(第2存储器)72、及比较部(第2比较部)73。将有机物传感器71与比较部73、存储器72与比较部73、比较部73与pH调节单元8分别用信号线9c、信号线9d及信号线9a来连接。就有机物传感器71而言，在臭氧水生成工序(特别是第一工序)中连续地或定期地测定在臭氧水生成部6中贮存的被溶解水W3的有机物浓度。就有机物浓度的测定而言，能够使用作为有机物指标的紫外线254nm的吸光度(UV254)、全有机碳(TOC)、荧光强度等来测定。

存储器72存储有从第一工序向第二工序转移的有机物浓度的阈值。就比较部73而言，经由信号线9c取得利用有机物传感器71所得到的测定值，且经由信号线9d取得存储于存储器72的阈值。进而，就比较部73而言，将利用有机物传感器71所得到的测定值与阈值进行比较，在测定值成为阈值以下的情况下，控制pH调节单元8以使得臭氧水生成部6从第一工序向第二工序转移。具体地，就比较部73而言，在利用有机物传感器71所得到的测定值成为阈值以下的情况下，经由信号线9a而将工序转移信号输送到pH调节单元8。

就有机物浓度的阈值的算出方法而言，能够使用下式1来算出，所述式1以有机物浓度和开始清洗的溶存臭氧浓度的阈值作为参数来算出包含第一工序及第二工序的臭氧水生成时间。能够将使用式1所算出的臭氧水生成时间成为最小的有机物浓度作为从第一工序向第二工序转移的有机物浓度的阈值。

[臭氧水生成时间]＝f(有机物浓度、开始清洗的溶存臭氧浓度的阈值)(1)

就pH调节单元8而言，如图3中所示，包含：pH传感器81、存储器(第5存储器)82、pH调节控制部83及pH调节部84。将pH传感器81与pH调节控制部83、存储器82与pH调节控制部83、pH调节控制部83与pH调节部84、及pH调节控制部83与工序转移判断单元7分别用信号线9e、9f、9g、9a连接。将pH调节部84与臭氧水生成部6经由酸碱供给配管3f连接。

就pH传感器81而言，在臭氧水生成工序期间连续地测定在臭氧水生成部6中贮存的被溶解水W3的pH。存储器82分别存储有第一工序及第二工序中的被溶解水W3的pH设定值。就pH调节控制部83而言，在第一工序或第二工序中，控制pH调节部84以使得被溶解水W3成为在存储器82中所存储的pH设定值。就pH调节部84而言，贮存酸及碱，基于从pH调节控制部83经由信号线9g所输送的信号，向臭氧水生成部6供给酸或碱，调节被溶解水W3的pH。

就pH调节控制部83而言，在开始第一工序之前，经由信号线9e而取得利用pH传感器81所得到的测定值，且从存储器82经由信号线9f所取得第一工序中的pH设定值。将信号输送到pH调节部84，以使得在利用pH传感器81所得到的测定值比pH设定值高的情况下添加酸、在低的情况下添加碱。

另外，就pH调节控制部83而言，在从工序转移判断单元7接收到工序转移信号的情况下，从存储器82取得第二工序中的pH设定值，以使得被溶解水W3成为第二工序中的pH设定值的方式将信号输送到pH调节部84、进行控制。予以说明，就工序转移判断单元7而言，基于被溶解水W3的有机物浓度来发送工序转移信号，因此可以说pH调节单元8基于在臭氧水生成部6中贮存的被溶解水W3的有机物浓度来调节被溶解水W3的pH。

在从第一工序转移至第二工序时，pH调节部84将酸添加到臭氧水生成部6的被溶解水W3中。予以说明，酸碱供给配管3f可以为多根的配管，可适当地设置泵及阀中的任一者或两者。就在被溶解水W3中所添加的酸而言，例如为硫酸、硝酸、盐酸、碳酸的水溶液、或者二氧化碳等，就碱而言，例如为氢氧化钠或碳酸钠等。

就送水开始判断单元10而言，如图4中所示，包含：溶存臭氧传感器101、存储器(第一存储器)102、及比较部(第1比较部)103，将溶存臭氧传感器101与比较部103、存储器102与比较部103、和比较部103与臭氧水送水部11分别用信号线9h、9i、9b连接。

就溶存臭氧传感器101而言，在臭氧水生成部6中的臭氧水生成工序期间，测定被溶解水W3的溶存臭氧浓度。对于溶存臭氧浓度的测定，就使用紫外线吸收法的测定方法而言，由于能够容易地连续测定，因此优选。存储器102存储有开始向分离膜2的臭氧水送水的溶存臭氧浓度的阈值。予以说明，溶存臭氧浓度的阈值优选设为5mg/L至80mg/L。

就比较部103而言，将利用溶存臭氧传感器101所得到的测定值与由存储器102经由信号线9i所取得的阈值进行比较，在测定值成为阈值以上的情况下，经由信号线9b而将送水开始信号输送到臭氧水送水部11。就臭氧水送水部11而言，将在臭氧水生成部6生成的臭氧水W4经由臭氧水送水配管3g来向分离膜2送水。由此，开始利用膜清洗装置对分离膜2进行清洗。

如图5及图6中所示，臭氧水送水配管3g与过滤水配管3a连接。在图5中所示的例子中，臭氧水送水配管3g、过滤水配管3a及分离膜2经由三通阀12连接。另外，在图6中所示的例子中，在臭氧水送水配管3g和过滤水配管3a分别设置有开闭阀13a、13b。予以说明，可在臭氧水送水配管3g适当地配置泵。

予以说明，就在工序转移判断单元7、或pH调节单元8、或送水开始判断单元10的功能中、用软件来进行的功能而言，采用图13中所示的包含处理器21和存储器22的处理电路20来实现。例如，就工序转移判断单元7的比较部73、或pH调节单元8的pH调节控制部83、或送水开始判断单元10的比较部103的功能而言，采用CPU等处理器21来实现。存储器22具备：随机访问存储器等易失性的存储装置、和闪存存储器等非易失性的辅助存储装置。另外，可代替闪存存储器而具备硬盘的辅助存储装置。处理器21执行从存储器22输入的程序。这种情况下，将程序从辅助存储装置经由挥发性存储装置而输入到处理器21。

对于根据实施方式1的膜清洗装置中的膜清洗开始程序，使用图7的流程图来进行说明。首先，在步骤S1中，将被溶解水W3供给到臭氧水生成部6。具体地，将贮存于处理水槽5的处理水W2经由被溶解水配管3c而向臭氧水生成部6送水，作为被溶解水W3来贮存。

其次，在步骤S2中实施第一工序。具体地，通过pH调节单元8进行调节，以使得在臭氧水生成部6贮存的被溶解水W3成为在pH调节单元8的存储器82中存储的第一工序中的pH设定值。另外，将通过臭氧发生器61所产生的臭氧气向臭氧水生成部6供给，使臭氧气溶解于被溶解水W3。

接着，在步骤S3中，判定臭氧水生成部6的被溶解水W3的有机物浓度是否为阈值以下。具体地，将利用有机物传感器71所得到的有机物浓度的测定值与存储于存储器72的有机物浓度的阈值进行比较。在步骤S3中，在有机物浓度的测定值比阈值大的情况下(NO)，返回到步骤S2，继续第一工序。臭氧水生成部6的被溶解水W3的pH设定值维持第一工序中的pH设定值。

另外，在步骤S3中，在有机物浓度的测定值为阈值以下的情况下(YES)，进行至步骤S4，实施臭氧水生成工序的第二工序。具体地，工序转移判断单元7将工序转移信号经由信号线9a而输送到pH调节单元8。接收到工序转移信号的pH调节单元8进行调节，以使得被溶解水W3成为存储于存储器82的第二工序中的pH设定值。此时，继续着臭氧气的供给。

其次，在步骤S5中，判定被溶解水W3的溶存臭氧浓度是否为阈值以上。具体地，就送水开始判断单元10而言，将利用溶存臭氧传感器101所得到的溶存臭氧浓度的测定值与存储于存储器102的溶存臭氧浓度的阈值进行比较。在步骤S5中，在溶存臭氧浓度的测定值比阈值小的情况下(NO)，返回到步骤S4，继续第二工序。

另外，在步骤S5中，在被溶解水W3的溶存臭氧浓度的测定值为阈值以上的情况下(是)，进行至步骤S6，臭氧水送水部11开始臭氧水W4的送水。具体地，送水开始判断单元10将送水开始信号经由信号线9b而输送到臭氧水送水部11。就接收到送水开始信号的臭氧水送水部11而言，将在臭氧水生成部6中所生成的臭氧水W4经由臭氧水送水配管3g而向分离膜2送水，开始分离膜2的清洗。予以说明，在清洗中可继续臭氧气的供给，只要能够维持规定的溶存臭氧浓度，则也可停止臭氧气的供给。

如上所述，根据实施方式1，在将通过分离膜2而被过滤处理的处理水W2作为被溶解水W3来使用、使臭氧气溶解于被溶解水W3而生成臭氧水W4的膜清洗装置中，基于被溶解水W3的有机物浓度来调节在臭氧水生成部6中贮存的被溶解水W3的pH，因此即使有机物浓度根据MBR的运转条件而变动，也可由有机物浓度的测定值来推定有机物的分解所需的处理时间。因此，就有机物的分解所需的处理时间而言，可在适于有机物的分解的pH条件下生成臭氧水，这以后可调节pH以使得成为适于提高溶存臭氧浓度的pH条件。

另外，在臭氧水生成部6中，实施在中性或碱性条件下将臭氧气溶解于被溶解水的第一工序、和在酸性条件下将臭氧气溶解于被溶解水的第二工序，基于被溶解水W3的有机物浓度来判断从第一工序向第二工序的转移，因此恰如其分地使第一工序的处理时间最优化，在被溶解水W3的有机物浓度低的情况下，能够缩短第一工序的处理时间。

另外，基于被溶解水W3的溶存臭氧浓度来判断向分离膜2的臭氧水送水的开始，因此能够恰如其分地使第二工序的处理时间最优化。由于这些，根据实施方式1，不论MBR的运转条件引起的被溶解水W3的有机物浓度的变动如何，都能够有效率地生成臭氧水W4，可降低臭氧水生成所需的成本。

实施方式2.

图8表示根据本申请的实施方式2的膜清洗装置的整体构成，图9表示根据实施方式2的膜清洗装置的工序转移判断单元的构成。就根据实施方式2的膜清洗装置而言，只有工序转移判断单元的构成与根据上述实施方式1的膜清洗装置不同，其他的构成相同，因此在此省略说明。

根据实施方式2的膜清洗装置具备工序转移判断单元7A。就工序转移判断单元7A而言，如图9中所示，具备：有机物传感器74、臭氧气传感器75、存储器(第3存储器)72A、及比较部(第3比较部)73A。将有机物传感器74与比较部73A、臭氧气传感器75与比较部73A、和存储器72A与比较部73A分别用信号线9k、9m、9n连接。

就有机物传感器74而言，在臭氧水生成工序开始前，测定向臭氧水生成部6所供给的被溶解水W3的有机物浓度的初期值。就有机物传感器74的设置场所而言，优选被溶解水配管3c或臭氧水生成部6，但并无特别限定。予以说明，可在臭氧水生成工序开始前对被溶解水W3进行采样来测定有机物浓度。就有机物浓度的测定而言，能够使用作为有机物指标的UV254、TOC、荧光强度等来测定。

就臭氧气传感器75而言，配置于臭氧气配管3d，测定向臭氧水生成部6所供给的臭氧气量(以下称为供给臭氧量)。就供给臭氧量而言，由臭氧气浓度和流量的累计值来求出。就直至从第一工序转移至第二工序所需的供给臭氧量而言，因被溶解水W3的有机物浓度的初期值而异。即，如果被溶解水W3的有机物浓度的初期值高，则直至从第一工序转移至第二工序所需的供给臭氧量也变多。

存储器72A存储有对应于被溶解水W3的有机物浓度的初期值所设定的直至从第一工序向第二工序转移所需的供给臭氧量的阈值。就比较部73A而言，由存储器72A来取得与由有机物传感器74所得到的有机物浓度对应的供给臭氧量的阈值，将由臭氧气传感器75所得到的供给臭氧量的测定值与阈值进行比较，在测定值成为阈值以上的情况下，通过信号线9a将工序转移信号输送到pH调节单元8。

被溶解水W3中的有机物与臭氧反应而减少。因此，就臭氧水生成工序中的被溶解水W3的有机物浓度而言，能够以被溶解水W3的有机物浓度的初期值和供给臭氧量作为参数来推定。就供给臭氧量的阈值而言，能够使用下式2来算出，所示式2以被溶解水W3的有机物浓度的初期值和供给臭氧量作为参数来算出被溶解水W3的有机物浓度。求出：使用式2所算出的有机物浓度成为采用有机物浓度的阈值的算出方法(例如式1)所算出的有机物浓度的阈值的供给臭氧量，将其作为供给臭氧量的阈值。

[有机物浓度]＝f(有机物浓度的初期值、供给臭氧量) (2)

对于根据实施方式2的膜清洗装置中的膜清洗开始程序，使用图10的流程图进行说明。应予说明，对于与上述实施方式1的图7的流程图同样的程序，省略说明。首先，在步骤S11中，将被溶解水W3供给到臭氧水生成部6。其次，在步骤S12中，通过有机物传感器74来测定被溶解水W3的有机物浓度的初期值。接着，在步骤S13中，确定将工序进行转移的供给臭氧量的阈值。具体地，就工序转移判断单元7A的比较部73A而言，从存储器72A取得与通过有机物传感器74所测定的有机物浓度的初期值对应的供给臭氧量的阈值。

其次，在步骤S14中实施第一工序。接着，在步骤S15中，判定向臭氧水生成部6的被溶解水W3供给了的供给臭氧量是否为阈值以上。具体地，就工序转移判断单元7A的比较部73A而言，将利用臭氧气传感器75所得到的供给臭氧量的测定值与步骤S13中确定的阈值进行比较。在步骤S15中，在供给臭氧量的测定值比阈值小的情况下(NO)，返回到步骤S14，继续第一工序。另外，在步骤S15中，在供给臭氧量的测定值为阈值以上的情况下(YES)，进行至步骤S16，实施第二工序。步骤S16以后与图7的流程图的步骤S4以后相同。

采用根据实施方式2的膜清洗装置，确定与被溶解水W3的有机物浓度的初期值对应的供给臭氧量的阈值，在供给臭氧量的测定值成为阈值以上的情况下从第一工序向第二工序转移，由此获得与上述实施方式1同样的效果。

实施方式3.

图11表示根据本申请的实施方式3的膜清洗装置的整体构成。就根据实施方式3的膜清洗装置而言，只有工序转移判断单元的构成与根据上述实施方式1的膜清洗装置不同，其他的构成相同，因此在此省略说明。

根据实施方式3的膜清洗装置具备工序转移判断单元7B。就工序转移判断单元7B而言，如图11中所示，具备：溶存臭氧传感器76、臭氧气传感器75、存储器(第4存储器)72B及比较部(第4比较部)73B。将溶存臭氧传感器76与比较部73B、臭氧气传感器75与比较部73B、存储器72B与比较部73B、和比较部73B与pH调节单元8分别用信号线9p、9m、9n、9a连接。

就溶存臭氧传感器76而言，在臭氧水生成工序期间，连续地测定在臭氧水生成部6贮存的被溶解水W3的溶存臭氧浓度。予以说明，作为工序转移判断单元7B的溶存臭氧传感器76，可兼用送水开始判断单元10的溶存臭氧传感器101(参照图4)。就臭氧气传感器75而言，与上述实施方式2同样，配置于臭氧气配管3d，由臭氧气浓度和流量的累计值来测定供给臭氧量。

存储器72B存储有：对应于向被溶解水W3所供给的供给臭氧量而设定的直至从第一工序向第二工序转移所需的溶存臭氧浓度的阈值。就比较部73B而言，将由溶存臭氧传感器76得到的测定值与在存储器72B中存储的阈值进行比较，在溶存臭氧浓度的测定值成为阈值以上的情况下，采用信号线9a将工序转移信号输送到pH调节单元8。

就向被溶解水W3所供给的臭氧的一部分而言，溶解于被溶解水W3，成为溶存臭氧，且与被溶解水W3中的有机物反应而被消耗。因此，被溶解水W3中的有机物、溶存臭氧和所供给的臭氧气处于平衡状态。例如如果消耗臭氧的有机物的浓度减少，则溶存臭氧浓度上升。即，就被溶解水W3中的有机物浓度而言，能够以溶存臭氧浓度及供给臭氧量作为参数来推定。就工序转移判断单元7B的比较部73B而言，以被溶解水W3的溶存臭氧浓度及供给臭氧量作为参数来推定被溶解水W3的有机物浓度，基于推定的被溶解水W3的有机物浓度，判断从第一工序向第二工序的转移。

就溶存臭氧浓度的阈值而言，能够使用下式3来算出，所述式3以溶存臭氧浓度和供给臭氧量为参数来算出被溶解水W3的有机物浓度。求出：使用式3所算出的有机物浓度成为采用有机物浓度的阈值的算出方法(例如式1)所算出的有机物浓度的阈值的溶存臭氧浓度，将其作为溶存臭氧浓度的阈值。

[有机物浓度]＝f(溶存臭氧浓度、供给臭氧量)(3)

对于根据实施方式3的膜清洗装置中的膜清洗开始程序，使用图12的流程图进行说明。应予说明，对于与上述实施方式1的图7的流程图同样的程序，省略说明。首先，在步骤S21中，将被溶解水W3供给到臭氧水生成部6。其次，在步骤S22中实施第一工序，接着，在步骤S23中通过臭氧气传感器75来测定供给臭氧量。

其次，在步骤S24中，确定将工序转移的溶存臭氧浓度的阈值。具体地，就工序转移判断单元7B的比较部73B而言，从存储器72B取得与通过臭氧气传感器75所测定的供给臭氧量对应的溶存臭氧浓度的阈值。接着，在步骤S25中，判断臭氧水生成部6的被溶解水W3的溶存臭氧浓度是否为阈值以上。具体地，就工序转移判断单元7B的比较部73B而言，将利用溶存臭氧传感器76所得到的溶存臭氧浓度的测定值与步骤S24中确定的阈值比较。

在步骤S25中，在溶存臭氧浓度的测定值比阈值小的情况下(否)，返回到步骤S22，继续第一工序。另外，在步骤S25中，在溶存臭氧浓度的测定值为阈值以上的情况下(是)，进行至步骤S26，实施第二工序。步骤S26以后与图7的流程图的步骤S4以后相同。

根据实施方式3，确定与向被溶解水W3所供给的供给臭氧量对应的溶存臭氧浓度的阈值，在溶存臭氧浓度的测定值成为阈值以上的情况下，通过从第一工序向第二工序转移，由此获得与上述实施方式1同样的效果。

本公开记载了各种例示的实施方式，在1个或多个实施方式中记载的各个特征、方式及功能并不限于特定的实施方式的应用，可单独地或以各种的组合在实施方式中应用。因此，设想没有例示的无数的变形例在本申请说明书中所公开的技术的范围内。例如，包含将至少1个构成要素变形的情形、追加的情形或省略的情形，进而包含将至少1个构成要素抽出、与其他实施方式的构成要素组合的情形。

附图标记的说明

1膜分离槽、2分离膜、3a过滤水配管、3b处理水排出配管、3c被溶解水配管、3d臭氧气配管、3e臭氧排气配管、3f酸碱供给配管、3g臭氧水送水配管、4过滤泵、5处理水槽、6臭氧水生成部、7、7A、7B工序转移判断单元、8pH调节单元、9a、9b、9c、9d、9e、9f、9g、9h、9i、9k、9m、9n、9p信号线、10送水开始判断单元、11臭氧水送水部、12三通阀、13a、13b开闭阀、20处理电路、21处理器、61臭氧发生器、62臭氧排气分解部、71、74有机物传感器、22、72、72A、72B、82、102存储器、73、73A、73B、103比较部、75臭氧气传感器、76、101溶存臭氧传感器、81pH传感器、83pH调节控制部、84pH调节部

Claims (7)

1.一种膜清洗装置，其为用臭氧水来清洗分离膜的膜清洗装置，所述分离膜对被处理水进行过滤处理，其特征在于，包括：

臭氧水生成部，其将通过所述分离膜而过滤处理的处理水作为被溶解水来进行贮存，使臭氧气溶解于被溶解水而生成臭氧水；

臭氧气供给单元，其向所述臭氧水生成部供给臭氧气；

pH调节单元，其基于被溶解水的有机物浓度，调节在所述臭氧水生成部贮存的被溶解水的pH,

送水开始判断单元，其基于被溶解水的溶存臭氧浓度，判断从所述臭氧水生成部向所述分离膜的臭氧水送水的开始；和

臭氧水送水部，其基于由所述送水开始判断单元所产生的判断结果，将在所述臭氧水生成部生成的臭氧水向所述分离膜送水，

所述送水开始判断单元包含：

溶存臭氧传感器，其测定所述臭氧水生成部的被溶解水的溶存臭氧浓度；

第一存储器，其存储有开始臭氧水送水的溶存臭氧浓度的阈值；和

第1比较部，其对利用所述溶存臭氧传感器得到的测定值与所述第一存储器中存储的阈值进行比较，在所述测定值成为所述阈值以上的情况下，将臭氧水向所述臭氧水送水部送水，

所述臭氧水生成部实施：第一工序，其在中性或碱性条件下将臭氧气溶解于被溶解水；和第二工序，其在所述第一工序之后在酸性条件下将臭氧气溶解于被溶解水，

所述膜清洗装置还具备：工序转移判断单元，所述工序转移判断单元基于被溶解水的有机物浓度而判断从所述第一工序向所述第二工序的转移，

所述工序转移判断单元包含：

有机物传感器，其在所述第一工序中测定所述臭氧水生成部的被溶解水的有机物浓度；

第2存储器，其存储有从第一工序向第二工序转移的有机物浓度的阈值；和

第2比较部，其对利用所述有机物传感器得到的测定值与所述第2存储器中存储的阈值进行比较，在所述测定值成为所述阈值以下的情况下控制所述pH调节单元以使得从所述第一工序向所述第二工序转移。

2.根据权利要求1所述的膜清洗装置，其特征在于，所述工序转移判断单元包含：

有机物传感器，其测定所述臭氧水生成部的被溶解水的有机物浓度的初期值；

臭氧气传感器，其测定向所述臭氧水生成部所供给的臭氧气量；

第3存储器，其存储有：对应于被溶解水的有机物浓度的初期值而设定的直至从第一工序向第二工序转移所需的臭氧气量的阈值；和

第3比较部，其从所述第3存储器取得与通过所述有机物传感器所测定的有机物浓度的初期值对应的所述阈值，对利用所述臭氧气传感器得到的测定值与所述阈值进行比较，在所述测定值成为所述阈值以上的情况下控制所述pH调节单元以使得从所述第一工序向所述第二工序转移。

3.根据权利要求1所述的膜清洗装置，其特征在于，所述工序转移判断单元包含：

溶存臭氧传感器，其测定所述臭氧水生成部的所述第一工序中的被溶解水的溶存臭氧浓度；

臭氧气传感器，其测定向所述臭氧水生成部所供给的臭氧气量；

第4存储器，其存储有：对应于向所述臭氧水生成部所供给的臭氧气量而设定的从第一工序向第二工序转移的溶存臭氧浓度的阈值；和

第4比较部，其从所述第4存储器取得与通过所述臭氧气传感器所测定的臭氧气量对应的所述阈值，对利用所述溶存臭氧传感器得到的测定值与所述阈值进行比较，在所述测定值成为所述阈值以上的情况下，控制所述pH调节单元以使得从所述第一工序向所述第二工序转移，

所述第4比较部以被溶解水的溶存臭氧浓度及向所述臭氧水生成部所供给的臭氧气量作为参数来推定被溶解水的有机物浓度，基于推定的被溶解水的有机物浓度，判断从所述第一工序向所述第二工序的转移。

4.根据权利要求1所述的膜清洗装置，其特征在于，所述pH调节单元包含：

pH传感器，其测定在所述臭氧水生成部贮存的被溶解水的pH；

pH调节部，其向所述臭氧水生成部供给酸或碱、调节被溶解水的pH；

第5存储器，其分别存储有所述第一工序及所述第二工序中的被溶解水的pH设定值；和

pH调节控制部，其在第一工序及第二工序中控制所述pH调节部以使被溶解水成为在所述第5存储器中存储的各个pH设定值。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的膜清洗装置，其特征在于，所述分离膜为将活性污泥与处理水进行分离的分离膜。

6.一种膜清洗方法，其为通过权利要求1-4中任一项所述的膜清洗装置用臭氧水来清洗分离膜的膜清洗方法，所述分离膜对被处理水进行过滤处理，其特征在于，

包含：臭氧水生成工序，其使用通过所述分离膜而被过滤处理的处理水作为被溶解水、使臭氧气溶解于被溶解水而生成臭氧水，

所述臭氧水生成工序具有：在中性或碱性条件下将臭氧气溶解于被溶解水的第一工序；和在所述第一工序之后在酸性条件下将臭氧气溶解于被溶解水的第二工序，

基于被溶解水的有机物浓度来判断从所述第一工序向所述第二工序的转移，且基于被溶解水的溶存臭氧浓度来判断向所述分离膜的臭氧水送水的开始。

7.一种膜清洗方法，其为通过权利要求5所述的膜清洗装置用臭氧水来清洗分离膜的膜清洗方法，所述分离膜对被处理水进行过滤处理，其特征在于，

包含：臭氧水生成工序，其使用通过所述分离膜而被过滤处理的处理水作为被溶解水、使臭氧气溶解于被溶解水而生成臭氧水，

所述臭氧水生成工序具有：在中性或碱性条件下将臭氧气溶解于被溶解水的第一工序；和在所述第一工序之后在酸性条件下将臭氧气溶解于被溶解水的第二工序，

基于被溶解水的有机物浓度来判断从所述第一工序向所述第二工序的转移，且基于被溶解水的溶存臭氧浓度来判断向所述分离膜的臭氧水送水的开始。

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