CN115297951A - 膜清洗装置以及膜分离活性污泥系统和膜清洗方法 - Google Patents

Abstract

目的在于获得能够防止臭氧气体的溶解效率下降的膜清洗装置以及膜分离活性污泥系统和膜清洗方法。膜清洗装置(40)具备臭氧气体供给部(10)、被溶解水供给部(8)、臭氧水输水部(11)和控制部(12)，所述臭氧气体供给部(10)将臭氧气体供给到臭氧水生成部(9)，所述被溶解水供给部(8)将被溶解水供给到臭氧水生成部(9)，所述臭氧水输水部(11)向分离膜(2)输送臭氧水生成部(9)所存积的臭氧水，所述控制部(12)进行如下控制：在使臭氧气体供给部(10)进行着自臭氧气体供给部(10)向臭氧水生成部(9)的臭氧气体供给的状态下，使被溶解水供给部(8)进行自被溶解水供给部(8)向臭氧水生成部(9)的被溶解水的供给，并且使臭氧水输水部(11)进行自臭氧水生成部(9)向分离膜(2)的臭氧水的输送。

Description

膜清洗装置以及膜分离活性污泥系统和膜清洗方法

技术领域

本发明涉及膜清洗装置以及膜分离活性污泥系统和膜清洗方法。

背景技术

在作为使用了MBR(Membrane Bio Reactor：膜分离活性污泥装置)的废水处理方法的膜分离活性污泥法中，使废水与微生物进行反应，将所产生的污浊物质作为污泥而除掉。通过使用了分离膜的固液分离，自废水除掉所产生的污浊物质。该分离膜过滤并分离废水中包含的污浊物质，但因持续性的使用而在表面以及孔中附着有污浊物质，可能发生堵塞。发生了堵塞的分离膜的过滤性能即固液分离性能下降。因此，一直以来，提出了利用沿与过滤方向相反的方向将含有臭氧等氧化剂的清洗水注入的称为“反洗”的清洗方法对分离膜进行清洗。在以往的膜清洗装置中，以半间歇式(日文：半回分式)使臭氧气体溶解于被溶解水而生成臭氧水。即，向能存积被溶解水的臭氧水生成部供给被溶解水，当在达到了规定量的时刻停止了被溶解水的供给后，对保持为规定量的被溶解水连续地供给臭氧气体，从而自被溶解水生成臭氧水。当输送在臭氧水生成部生成的臭氧水而清洗分离膜时，为了维持臭氧水的溶解臭氧浓度，在停止向臭氧水生成部输送被溶解水的状态下继续供给臭氧气体(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第6430091号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在上述那样的膜清洗装置中，在分离膜的清洗过程中，臭氧水生成部内的水量减少，臭氧水生成部内的臭氧水的水位下降。在此，被供给到臭氧水生成部内的臭氧水中的臭氧气体朝向水面上升，因此，当臭氧水的水位较低时，气液的接触时间缩短，有臭氧气体的溶解效率下降的问题。

本申请公开了用于解决上述那样的问题的技术，目的在于获得能够防止臭氧气体的溶解效率的下降的膜清洗装置以及膜分离活性污泥系统和膜清洗方法。

用于解决课题的方案

本申请所公开的膜清洗装置利用存积于臭氧水生成部的臭氧水清洗分离膜，所述分离膜使被处理水中包含的污浊物质自被处理水分离，所述膜清洗装置具备：臭氧气体供给部，其将臭氧气体供给到臭氧水生成部；被溶解水供给部，其将被溶解水供给到臭氧水生成部；臭氧水输水部，其向分离膜输送臭氧水生成部所存积的臭氧水；以及控制部，其进行如下控制：在使臭氧气体供给部进行着自臭氧气体供给部向臭氧水生成部的臭氧气体的供给的状态下，使被溶解水供给部进行自被溶解水供给部向臭氧水生成部供给被溶解水，并且使臭氧水输水部进行自臭氧水生成部向分离膜输送臭氧水。

另外，本申请公开的膜清洗方法利用存积于臭氧水生成部的臭氧水清洗分离膜，所述分离膜使被处理水中包含的污浊物质自被处理水分离，所述膜清洗方法具备臭氧气体供给工序、被溶解水供给工序、臭氧水输水工序和连续运转工序，在所述臭氧气体供给工序中，将臭氧气体供给到臭氧水生成部，在所述被溶解水供给工序中，将被溶解水供给到臭氧水生成部，在所述臭氧水输水工序中，向分离膜输送臭氧水生成部所存积的臭氧水，在所述连续运转工序中，一边向臭氧水生成部供给臭氧气体，一边实施被溶解水供给工序以及臭氧水输水工序。

发明效果

采用本申请公开的膜清洗装置以及膜清洗方法，能够防止臭氧气体的溶解效率的下降。

附图说明

图1A是表示实施方式1中的膜分离活性污泥系统以及膜清洗装置的结构图，是说明被溶解水供给工序的图。

图1B是表示实施方式1中的膜分离活性污泥系统以及膜清洗装置的结构图，是说明臭氧气体供给工序的图。

图1C是表示实施方式1中的膜分离活性污泥系统以及膜清洗装置的结构图，是说明连续运转工序的图。

图2是表示实施方式1的控制部的结构例的图。

图3是表示实施方式1中的膜清洗装置的动作的流程图。

图4A是表示实施方式2中的膜分离活性污泥系统以及膜清洗装置的结构图，是说明臭氧气体供给工序的图。

图4B是表示实施方式2中的膜分离活性污泥系统以及膜清洗装置的结构图，是说明连续运转工序的图。

图5是表示实施方式1的控制部的硬件结构的例子的图。

具体实施方式

以下，参照附图详细地说明本申请所公开的膜分离活性污泥系统以及膜清洗装置的实施方式。另外，以下所示的实施方式是一例。

实施方式1.

基于图1A至图3说明实施方式1。图1A至图1C是表示实施方式1中的膜分离活性污泥系统以及膜清洗装置的结构图，图1A是说明被溶解水供给工序的图，图1B是说明臭氧气体供给工序的图，图1C是说明连续运转工序的图。另外，在各配管标注有箭头的情况下，表示在该配管内流通的流体沿箭头的方向流动。在没有标注箭头的情况下，表示在其工序内没有流体的流动。膜分离活性污泥系统100如图1A所示，具备膜分离活性污泥装置20和膜清洗装置40，上述膜分离活性污泥装置20具有膜分离槽1以及分离膜2，上述膜清洗装置40清洗分离膜2。作为供废水等流动的配管构件的流入配管5，与膜分离槽1连接，废水等经由流入配管5向膜分离槽1流入。流入到膜分离槽1的废水等作为被处理水6存积于膜分离槽1。

膜分离槽1的侧表面以及底面由混凝土构成，防止膜分离槽1内的漏水。在存积在膜分离槽1内的被处理水6中，除了含有污浊物质以外，也含有可捕捉污浊物质的微生物(以下称为活性污泥)。因此，被处理水6中的污浊物质以被捕捉到活性污泥中的状态包含在被处理水6中。

分离膜2例如是利用中空纤维膜等膜构成各面而得到的长方体状的膜构件，从由上述各面分隔而成的长方体状的空间的外侧向内侧去的方向，成为分离膜2的过滤方向。分离膜2配置在膜分离槽1内，浸泡于被处理水6。另外，在分离膜2的内侧插入有过滤水配管3a的一端。过滤水配管3a是将利用分离膜2过滤后的被处理水6作为处理水7排出到系统外的配管构件，设置有利用压力吸引处理水7的过滤泵4。通过使过滤泵4运转，分离膜2的内侧的处理水7流入过滤水配管3a，并且分离膜2的外侧的被处理水6流进分离膜2的内侧。此时，在分离膜2流通的被处理水6被过滤，被处理水6中的活性污泥被分离膜2分离。如上所述，由于活性污泥捕捉被处理水6中的污浊物质，因此通过分离被处理水6中的活性污泥，也将被处理水6中含有的污浊物质分离。自被处理水6分离的活性污泥以及污浊物质附着于分离膜2。这样被去除了污浊物质的被处理水6成为处理水7，如上述那样被过滤泵4吸引，在过滤水配管3a中流动而自过滤水配管3a的另一端排出到系统外。另外，作为构成分离膜2的膜，并不限定于上述的中空纤维膜，也可以应用平板膜等。另外，分离膜2只要是能将含有活性污泥的被处理水6中的固体与液体分离的膜构件即可，因此，也能将超滤膜(UF)和微滤膜(MF)等用作分离膜2。

在由分离膜2继续进行被处理水6中的固体与液体的分离的情况下，换言之，在继续着对位于分离膜2的外侧的被处理水6进行过滤的过滤处理的情况下，有可能被处理水6中的活性污泥以及污浊物质附着于分离膜2的表面或分离膜2的孔中而发生堵塞。在发生了堵塞的情况下，由分离膜2进行的过滤速度有可能下降而使被处理水6的处理速度下降。这样，继续使用分离膜2有可能会使膜分离活性污泥系统100的水处理效率下降。因此，需要适当地清洗分离膜2而防止堵塞等。

膜清洗装置40是清洗分离膜2的清洗装置。膜清洗装置40具备：被溶解水供给部8，其向臭氧水生成部9供给被溶解水；臭氧水生成部9，其使臭氧气体溶解于被溶解水而生成臭氧水；臭氧气体供给部10，其将臭氧气体供给到臭氧水生成部9；臭氧水输水部11，其将利用臭氧水生成部9生成的臭氧水注入到分离膜2的内侧；以及控制部12，其依据工序控制被溶解水供给部8、臭氧气体供给部10以及臭氧水输水部11的动作。被溶解水供给部8、臭氧气体供给部10以及臭氧水输水部11和控制部12经由信号线50a、50b以及50c分别连接。在图1A至图1C中，信号线50a～50c处的箭头表示在各图所示的工序中，控制部12使对象的功能部进行动作。例如在图1A的被溶解水供给工序中，被溶解水供给部8进行动作，但臭氧气体供给部10以及臭氧水输水部11是停止的。另外，控制部12经由信号线51与臭氧水生成部9的溶解臭氧传感器9b即浓度测量部连接。

被溶解水供给部8经由被溶解水供给配管3c与臭氧水生成部9连接。被溶解水在臭氧水生成部9中因臭氧气体溶解而成为臭氧水，被溶解水自被溶解水供给部8经过被溶解水供给配管3c被供给到臭氧水生成部9。被溶解水供给部8依据来自控制部12的控制信号，开始或停止向臭氧水生成部9供给被溶解水。被溶解水没有特别限定，例如能够使用自来水或工业用水、利用分离膜2过滤后的处理水7。在将处理水7用作被溶解水的情况下，需要自过滤水配管3a将处理水7输送到被溶解水供给部8的配管以及进行处理水7的输送的泵，但不必从外部新导入水，因此能够削减清洗所需的成本。

臭氧水生成部9经由臭氧水输水配管3b1与臭氧水输水部11连接。臭氧水生成部9构成为能在内部存积液体，能够存积自被溶解水供给部8供给的被溶解水以及自被溶解水生成的臭氧水。在臭氧水生成部9内的底部设置有经由臭氧气体供给配管3d与臭氧气体供给部10连接的散气部9a。自臭氧气体供给部10供给的臭氧气体自散气部9a作为气泡而被放出，从而注入到臭氧水生成部9内的被溶解水中。臭氧水生成部9与被溶解水供给配管3c的连接部(未图示)设置于臭氧水生成部9的一侧壁，臭氧水生成部9与臭氧水输水配管3b1的连接部(未图示)设置于臭氧水生成部9的另一侧壁。另外，臭氧水生成部9与被溶解水供给配管3c的连接部，设置于比臭氧水生成部9与臭氧水输水配管3b1的连接部高的位置。另外，在臭氧水生成部9的上部设置有与臭氧水生成部9的外部连通的臭氧废气配管3e。臭氧废气配管3e将在臭氧水生成部9中未溶解的臭氧气体作为臭氧废气排出到系统外。

另外，散气部9a的设置位置并不限定于臭氧水生成部9的底部，但由于自散气部9a放出的臭氧气体的气泡朝向被溶解水的水面向上方流动，所以优选尽量在下方设置散气部9a。通过将散气部9a设置在下方，延长被溶解水与臭氧气体的接触时间，能够提高溶解效率。另外，臭氧水生成部9与被溶解水供给配管3c的连接部的位置、以及臭氧水生成部9与臭氧水输水配管3b1的连接部的位置，没有特别限定，但优选使两者间的距离尽量大。另外，通过如上述那样将与被溶解水供给配管3c的连接部设置在比与臭氧水输水配管3b1的连接部高的位置，能够提高臭氧气体的溶解效率。因为在该情况下，被溶解水自较高的位置流入，因此被溶解水的水流成为下降流，被溶解水的水流与臭氧气体的气流成为对流。在该情况下，在被溶解水与臭氧气体之间发生对流接触，溶解效率提高。

在臭氧水生成部9设置有溶解臭氧传感器9b。溶解臭氧传感器9b连续或间歇地测量臭氧水生成部9内的臭氧水(也包含混合有被溶解水的情况，下同)的溶解臭氧浓度，经由信号线51将测量结果发送到控制部12。

臭氧水生成部只要是可以使臭氧气体溶解于被溶解水而生成臭氧水的构造即可，没有特别限定。在实施方式1的臭氧水生成部9中设为能够存积被溶解水而兼具用于存积被溶解水的功能和使臭氧气体溶解于被溶解水的功能的臭氧水生成部，但也可以使存积被溶解水的存积槽与使臭氧气体溶解于在该存积槽内存积的被溶解水的溶解机构分开。作为使臭氧气体溶解于被溶解水的方法，除了在臭氧水生成部9内设置散气部9a的方法(散气式)以外，还能使用喷射式或溶解膜式等臭氧气体溶解方法。

臭氧气体供给部10经由臭氧气体供给配管3d向臭氧水生成部9内的散气部9a供给臭氧气体。臭氧气体供给部10依据来自控制部12的控制信号，开始或停止向臭氧水生成部9的臭氧气体供给。臭氧气体供给部10由原料气体供给部(未图示)以及臭氧气体发生器(未图示)构成，该臭氧气体发生器将自原料气体供给部供给的氧作为原料而生成臭氧气体。作为原料气体生成部，例如使用液体氧气瓶、利用了VPSA(Vacuum Pressure SwingAdsorption，真空变压吸附)的氧产生装置，但只要是能够供给氧的装置即可，没有特别限定。作为臭氧气体发生器，例如能够使用放电式的臭氧气体发生器。

另外，也可以在被溶解水供给部8或臭氧水生成部9设置pH调整部件，将臭氧水或被溶解水或两者的pH值从2调整为6。pH值越低，臭氧的自分解越不易发生，因此，通过如上述那样地调整被溶解水的pH值，能够抑制臭氧的自分解而高效地生成臭氧水。在调整臭氧水的pH值的情况下，也具有同样的效果。在以上的情况下，能够减少所需的臭氧气体的量，因此能够削减清洗所需的成本。另外，也可以在被溶解水供给部8或臭氧水生成部9或两者设置温度调整部件，将臭氧水以及被溶解水的水温调整为一定以下。水温越低，臭氧的溶解度越大，因此通过将水温调整为一定以下，生成更高浓度的臭氧水，提高由臭氧水产生的清洗效果。在该情况下，能够减少被溶解水的所需量，因此能够削减清洗所需的成本。

臭氧水输水部11经由臭氧水输水配管3b1与臭氧水生成部9连接，并且经由臭氧水输水配管3b2与过滤水配管3a连接。臭氧水输水部11自臭氧水生成部9输送在臭氧水生成部9生成的臭氧水，经由过滤配管3a向分离膜2的内侧注入该臭氧水。在利用臭氧水输水部11向分离膜2的内侧输送臭氧水时，臭氧水自分离膜2的内侧向外侧(与过滤方向相反的方向)流通而进行分离膜2的反洗。由此，附着于分离膜2的污浊物质以及污泥自分离膜2分离，对分离膜2进行清洗。臭氧水输水部11依据来自控制部12的控制信号，开始或停止向分离膜2的臭氧水输送。

控制部12向被溶解水供给部8、臭氧气体供给部10以及臭氧水输水部11发送控制信号，进行对要实施的工序进行切换的控制。即，控制部12的控制信号具有作为对要实施的工序进行切换的切换信号的功能。在实施方式1中实施的工序具有“被溶解水供给工序”、“臭氧气体供给工序”、“臭氧水输水工序”以及“连续运转工序”。“被溶解水供给工序”是自被溶解水供给部8向臭氧水生成部9供给被溶解水的工序。如图1A所示，在被溶解水供给工序中，被溶解水供给部8根据来自控制部12的控制信号进行动作，被溶解水自被溶解水供给部8在被溶解水供给配管3c内向臭氧水生成部9流动。另一方面，臭氧气体供给部10是停止的，因此臭氧气体供给配管3d内没有臭氧气体的流动，自臭氧废气配管3e也没有臭氧废气的排出。另外，臭氧水输水部11也是停止的，因此臭氧水输水配管3b1、3b1内也没有臭氧水的流动。另外，在被溶解水供给工序中，也能并行地实施膜分离活性污泥装置20对被处理水6的处理。在图1A中示出了：被处理水6在流入配管5中流动并流入膜分离槽1，并且利用过滤泵4吸引的处理水7在过滤水配管3a中流动并排出到系统外。

“臭氧气体供给工序”是以对存积了规定量的被溶解水连续地供给臭氧气体的半间歇式生成臭氧水的工序。如图1B所示，在臭氧气体供给工序中，臭氧气体供给部10根据来自控制部12的控制信号进行动作，臭氧气体自臭氧气体供给部10在臭氧气体供给配管3d内向臭氧水生成部9流动。另外，自臭氧废气配管3e进行臭氧废气的排出。另一方面，被溶解水供给部8是停止的，因此被溶解水供给配管3a内没有被溶解水的流动。另外，臭氧水输水部11也是停止的，因此臭氧水输水配管3b1、3b1内也没有臭氧水的流动。另外，在臭氧气体供给工序中，与被溶解水供给工序同样地也能并行地实施膜分离活性污泥装置20对被处理水6的处理。

“臭氧水输水工序”是向分离膜2输送臭氧水生成部9所存积的臭氧水而进行分离膜2的清洗的工序。另外，“连续运转工序”是如下工序：以在自臭氧气体供给部10向臭氧水生成部9供给着臭氧气体的状态下自被溶解水供给部8向臭氧水生成部9供给被溶解水并且自臭氧水输水部11向分离膜2输送臭氧水的连续式，生成臭氧水；并且，向分离膜2输送臭氧水而进行分离膜2的清洗。换言之，在连续运转工序中，在自臭氧水生成部9向分离膜2输送臭氧水的同时，向臭氧水生成部9供给新的被溶解水，从而并行地进行：由臭氧水清洗分离膜2；和由连续式生成臭氧水。即，实施方式1的“连续运转工序”是一边向臭氧水生成部9供给臭氧气体、一边实施被溶解水供给工序以及臭氧水输水工序的工序。如图1C所示，在连续运转工序中，被溶解水供给部8、臭氧气体供给部10和臭氧水输水部11根据来自控制部12的控制信号进行动作。由此，被溶解水自被溶解水供给部8在被溶解水供给配管3c内向臭氧水生成部9流动，臭氧气体自臭氧气体供给部10在臭氧气体供给配管3d内向臭氧水生成部9流动。另外，自臭氧废气配管3e排出臭氧废气。另外，臭氧水自臭氧水生成部9在臭氧水输水配管3b1内向臭氧水输水部11流动，并且臭氧水自臭氧水输水部11在臭氧水输水配管3b2内向过滤水配管3a流动。在过滤水配管3a中流动的臭氧水流入分离膜2的内侧，如上述那样进行分离膜2的反洗。另外，在连续运转工序中需要经由过滤水配管3a使臭氧水流动到分离膜2，因此不进行膜分离活性污泥装置20对被处理水6的处理。

说明控制部12的具体的结构。图2是表示实施方式1的控制部的结构例的图。控制部12具备臭氧浓度接收部13、存储部14、决定部15以及控制信号发送部16。臭氧浓度接收部13与决定部15经由信号线52a连接。存储部14与决定部15经由信号线52b连接。另外，决定部15与控制信号发送部16经由信号线52c连接。臭氧浓度接收部13经由信号线51与溶解臭氧传感器9b连接，经由信号线51接收作为溶解臭氧传感器9b的测量结果的溶解臭氧浓度的数据。臭氧浓度接收部13经由信号线52a向决定部15发送所接收的溶解臭氧浓度的数据。存储部14存储有成为预先确定的阈值的溶解臭氧浓度。存储于存储部14的阈值是用于判定可否切换连续运转工序的阈值。臭氧浓度接收部13相当于臭氧浓度取得部。

决定部15决定膜清洗装置40要实施的工序。决定部15自臭氧浓度接收部13取得臭氧水生成部9内的臭氧水的溶解臭氧浓度的测量值的数据，将溶解臭氧浓度的测量值与存储于存储部14的阈值进行比较。在溶解臭氧浓度的测量值为阈值以上的情况下，将要实施的工序决定为连续运转工序。在溶解臭氧浓度的测量值小于阈值的情况下，将要实施的工序决定为臭氧气体供给工序。这样，决定部15基于臭氧水生成部9内的臭氧水的溶解臭氧浓度，判定可否在臭氧气体供给工序与连续运转工序之间对要实施的工序进行切换。

在所决定的工序与正在实施着的工序不同的情况下，决定部15生成用于对要实施的工序进行切换的控制信号，经由信号线52c向控制信号发送部发送所生成的控制信号。控制信号发送部16经由信号线50a、50b以及50c向被溶解水供给部8、臭氧气体供给部10以及臭氧水输水部11分别发送自决定部15接收到的控制信号。

在例如自臭氧气体供给工序向连续运转工序切换的情况下，生成输水开始的控制信号来作为向被溶解水供给部8的控制信号，并且生成输水开始的控制信号来作为向臭氧水输水部11的控制信号。在工序的切换前后，臭氧气体供给部10的动作不变(继续进行臭氧气体的供给)，因此，在该情况下不生成向臭氧气体供给部10的控制信号。

图5是表示实现控制部12的硬件结构的一例的图。处理器71执行在存储器72或硬盘73存储的程序，从而实现上述的控制部12的各功能部。另外，也可以使多个处理器71以及多个存储器72或硬盘73协作而实现控制部12的各功能。另外，控制部12具备接收电路74，经由接收电路74接收来自溶解臭氧传感器9b的数据。自溶解臭氧传感器9b接收到的溶解臭氧浓度的数据、由处理器71进行的运算的结果以及上述的预先确定的阈值，存储于存储器72或硬盘73。另外，控制部12具备发送电路75，经由发送电路75向被溶解水供给部8、臭氧气体供给部10以及臭氧水输水部11发送控制信号。

接着，说明动作。图3是表示实施方式1中的膜清洗装置的动作的流程图。首先，检查在臭氧水生成部9中是否存积有规定量的被溶解水(步骤ST001)。当在臭氧水生成部9中存积有规定量的被溶解水的情况下，前进到步骤ST003。

当在臭氧水生成部9中未存积规定量的被溶解水的情况下，向臭氧水生成部9供给被溶解水(步骤ST002，被溶解水供给工序)。首先，利用控制部12将要实施的工序切换为被溶解供给工序。具体而言，控制部12向被溶解水供给部8发送输水开始的控制信号而使被溶解水的输水开始。自被溶解水供给部8输送的被溶解水经由被溶解水供给配管3c向臭氧水生成部9流动，从而向臭氧水生成部9供给被溶解水。在被溶解水的供给开始后，定期地实施步骤ST001，检查在臭氧水生成部9中存积的被溶解水。当在臭氧水生成部9中存积有规定量的被溶解水时，前进到步骤ST003。

当在臭氧水生成部9中存积有规定量的被溶解水的情况下，在停止了自被溶解水供给部8向臭氧水生成部9供给被溶解水的状态下，开始自臭氧气体供给部10向臭氧水生成部9供给臭氧气体(步骤ST003)。具体而言，控制部12向被溶解水供给部8发送输水停止的控制信号而使被溶解水的输水停止。另外，控制部12向臭氧气体供给部10发送供给开始的控制信号而使臭氧气体的供给开始。由此，要实施的工序切换为臭氧气体供给工序，开始由半间歇式生成臭氧水。另外，在像不经历步骤ST002的情况那样未进行被溶解水的输水的情况下，不需要进行使输水停止的动作。

在臭氧气体供给工序中，使臭氧气体溶解于在臭氧水生成部9中存积的被溶解水，生成臭氧水(步骤ST004)。自臭氧气体供给部10供给的臭氧气体经由臭氧气体供给配管3d向臭氧水生成部9内的散气部9a流动，自散气部9a向被溶解水注入臭氧气体的气泡。臭氧气体的气泡自散气部9a朝向上方的被溶解水的水面流动。臭氧气体的气泡在被溶解水中向上方流动的期间内与被溶解水接触，一部分溶解于被溶解水。未溶解的臭氧气体经由臭氧废气配管3e排出到系统外。通过如上述那样使臭氧气体溶解于被溶解水而生成臭氧水。在臭氧气体供给工序的期间内，利用溶解臭氧传感器9b连续或间歇地测量臭氧水生成部9内的臭氧水的溶解臭氧浓度，向控制部12发送测量结果。

在实施臭氧气体供给工序的过程中的规定的时机，判定所生成的臭氧水的溶解臭氧浓度是否为预先确定的阈值以上，决定是否将要实施的工序从臭氧气体供给工序切换为连续运转工序(步骤ST005)。控制部12的决定部15比较臭氧水生成部9内的臭氧水的溶解臭氧浓度的测量值与存储于存储部14的阈值，在溶解臭氧浓度的测量值小于阈值的情况下，继续进行臭氧气体供给工序(步骤ST006)。之后，定期地实施步骤ST005，基于溶解臭氧浓度的测量值与阈值的比较结果决定是否对要实施的工序进行切换。

在溶解臭氧浓度的测量值为阈值以上的情况下，一边继续向臭氧水生成部9供给臭氧气体，一边开始向臭氧水生成部9供给被溶解水以及向分离膜2输送臭氧水(步骤ST007)。具体而言，控制部12向被溶解水供给部8以及臭氧水输水部11分别发送输水开始的控制信号，开始使自被溶解水供给部8向臭氧水生成部9供给被溶解水以及自臭氧水生成部9向分离膜2输送臭氧水。由此，要实施的工序从臭氧气体供给工序切换为连续运转工序，开始进行臭氧水对分离膜2的清洗，并且臭氧水的生成从半间歇式切换为连续式。在向连续运转工序切换后，也继续进行自臭氧气体供给部10向臭氧水生成部9供给臭氧气体。

在连续运转工序中，一边继续向臭氧水生成部9供给臭氧气体，一边自被溶解水供给部8向臭氧水生成部9供给被溶解水，并且自臭氧水生成部9向分离膜2输送臭氧水，利用臭氧水清洗分离膜2(步骤ST008)。被溶解水的供给与步骤ST002的被溶解水供给工序的情况同样。臭氧水的输送由臭氧水输水部11进行。首先，自臭氧水生成部9经由臭氧水输水配管3b1向臭氧水输水部11输送臭氧水生成部9内的臭氧水。接着，经由臭氧水输水配管3b2向过滤水配管3a输送被输送到臭氧水输水部11的臭氧水，自过滤水配管3a向分离膜2的内侧注入臭氧水。在如上述那样向分离膜2的内侧输送臭氧水时，臭氧水自分离膜2的内侧向外侧(与过滤方向相反的方向)流通，利用反洗来清洗分离膜2。这样，即，实施连续运转工序的过程中的控制部12，在使臭氧气体供给部10进行着自臭氧气体供给部10向臭氧水生成部9供给臭氧气体的状态下，使被溶解水供给部8进行自被溶解水供给部8向臭氧水生成部9的被溶解水供给，从而实施被溶解水供给工序，并且使臭氧水输水部11进行自臭氧水生成部9向分离膜2输送臭氧水，从而实施臭氧水输水工序。另外，在实施连续运转工序的过程中，也继续由溶解臭氧传感器9b进行的溶解臭氧浓度的测量。

在实施方式1的连续运转工序中，进行向臭氧水生成部9供给被溶解水和自臭氧水生成部9输送臭氧水，因此通过适当地设定被溶解水的供给量和臭氧水的输水量，维持臭氧水生成部9内的水量以及水位。另外，由于也进行臭氧气体的供给，因此也抑制溶解臭氧浓度的下降。

在实施连续运转工序的过程中的规定的时机，判定臭氧水生成部9内的臭氧水的溶解臭氧浓度是否小于预先确定的阈值，决定是否将要实施的工序从连续运转工序切换为臭氧气体供给工序(步骤ST009)。控制部12的决定部15比较臭氧水生成部9内的臭氧水的溶解臭氧浓度的测量值与存储于存储部14的阈值，在溶解臭氧浓度的测量值为阈值以上的情况下，判定分离膜2的清洗是否完成(步骤ST011)。在清洗完成的情况下，停止向臭氧水生成部9的臭氧气体供给、向臭氧水生成部9的被溶解水供给以及向分离膜2的臭氧水输送(步骤ST013)。具体而言，控制部12向被溶解水供给部8以及臭氧水输水部11分别发送输水停止的控制信号，使自被溶解水供给部8向臭氧水生成部9的被溶解水供给以及自臭氧水生成部9向分离膜2的臭氧水输送停止，并且控制部12向臭氧气体供给部10发送供给停止的控制信号，使自臭氧气体供给部10向臭氧水生成部9的臭氧气体供给停止。在分离膜2的清洗未完成的情况下，继续进行连续运转工序(步骤ST012)。之后，定期地实施步骤ST009，基于溶解臭氧浓度的测量值与阈值的比较结果，决定是否对要实施的工序进行切换。

在溶解臭氧浓度的测量值小于阈值的情况下，一边继续向臭氧水生成部9供给臭氧气体，一边停止向臭氧水生成部9的被溶解水供给以及向分离膜2的臭氧水输送(步骤ST010)。具体而言，控制部12向被溶解水供给部8以及臭氧水输水部11分别发送输水停止的控制信号，使自被溶解水供给部8向臭氧水生成部9的被溶解水供给以及自臭氧水生成部9向分离膜2的臭氧水输送停止。由此，要实施的工序从分离膜工序切换为臭氧气体供给工序，分离膜2的清洗停止，并且臭氧水的生成从连续式切换为半间歇式。之后返回到步骤ST004。这样，控制部12对要实施的工序进行控制，以使得在臭氧水生成部9内的臭氧水的溶解臭氧浓度的测量值为阈值以上的情况下实施连续运转工序，在臭氧水生成部9内的臭氧水的溶解臭氧浓度的测量值小于阈值的情况下实施臭氧气体供给工序。

另外，也可以调换步骤ST009与步骤ST011的顺序，即，也可以在连续运转工序中先进行清洗完成的判定，在未完成的情况下判定可否进行向臭氧气体供给工序的切换。

另外，在步骤ST005中使用的阈值即决定可否进行自臭氧气体供给工序向连续运转工序的切换的阈值，与在步骤ST009中使用的阈值即决定可否进行自连续运转工序向臭氧气体供给工序的切换的阈值可以是相同的值，也可以是不同的值。

采用实施方式1，能够防止臭氧气体的溶解效率的下降。更具体而言，利用连续运转工序进行分离膜的清洗，在该连续运转工序中，在使臭氧气体供给部进行着自臭氧气体供给部向臭氧水生成部的臭氧气体供给的状态下，使被溶解水供给部进行自被溶解水供给部向臭氧水生成部的被溶解水供给，并且使臭氧水生成部进行自臭氧水生成部向分离膜的臭氧水输送。在连续运转工序的实施过程中，进行自被溶解水供给部向臭氧水生成部的被溶解水供给，因此，由臭氧水的输送导致的臭氧水生成部内的水量减少以及水位下降以及起因于此的气液接触时间缩短得到抑制。因此，在连续运转工序中的连续式的臭氧水的生成中，防止了臭氧气体的溶解效率的下降。另外，由于也进行自臭氧气体供给部向臭氧水生成部的臭氧气体供给，因此，即使未溶解的臭氧气体作为臭氧废气排出到系统外或发生臭氧的自分解，也维持臭氧水生成部内的臭氧气体的量。另外，由于在连续运转工序中维持臭氧水生成部内的水量，所以在再次实施臭氧气体供给工序时，不必重新供给被溶解水。因此，能够缩短为了生成规定量的臭氧水而需要的时间。

另外，在臭氧水的溶解臭氧浓度为阈值以上的情况下，实施连续运转工序，在臭氧水的溶解臭氧浓度小于阈值的情况下，实施臭氧气体供给工序，因此，能够抑制由不充分的浓度的臭氧水导致的清洗不良。这在像将水质容易变动的处理水等用作被溶解水的情况那样在以连续式生成臭氧水时水质发生变化而有可能使溶解臭氧浓度下降的情况下，特别有效。

另外，实施方式1中的控制部基于臭氧水的水质、更具体而言基于臭氧水的溶解臭氧的浓度进行臭氧气体供给工序与连续运转工序之间的切换，但作为设为工序切换的判定基准的臭氧水的水质，也可以使用臭氧水的水温、pH值和有机物浓度。在这些情况下，也测量臭氧水生成部内的臭氧水的水温、pH值或有机物浓度，比较测量值与阈值，从而切换臭氧气体供给工序与连续运转工序。更具体而言，构成为在水温、pH值或有机物浓度的测量值小于阈值的情况下，自臭氧气体供给工序切换为连续运转工序，在这些测量值为阈值以上的情况下，自连续运转工序切换为臭氧气体供给工序。由此，能够获得与如实施方式1那样使用了溶解臭氧浓度的情况同样的效果。

另外，也可以基于臭氧气体的供给时间或臭氧气体的供给量，自臭氧气体供给工序切换为连续运转工序。在基于臭氧气体的供给时间切换工序的情况下，在控制部设置计时器，将臭氧气体供给工序开始后经过的时间视作臭氧气体的供给时间，决定可否切换工序。另外，在基于臭氧气体的供给量切换工序的情况下，在控制部设置臭氧气体供给量的运算器，基于运算结果决定可否切换工序。在使用臭氧气体供给量的情况下，也考虑如下的结构：在臭氧气体供给部或臭氧气体供给配管中测量臭氧气体的供给量，将测量结果发送到控制部。

也可以在臭氧水生成部设置对水温、pH值以及有机物浓度等水质进行调整的水质调整部。通过利用水质调整部积极地调整水质，能够防止臭氧气体的溶解效率的下降以及分离膜的清洗不良，能够进一步提高清洗效果。

另外，可以是使连续运转工序开始时的被溶解水的供给开始时机和臭氧水的输水开始时机相同的结构，也可以是先开始臭氧水的输送并且当臭氧水生成部内的水位成为一定以下时开始被溶解水的输送的结构。

实施方式2.

接着，基于图4A以及图4B说明实施方式2。另外，对与图1A至图3相同或等同的部分标注相同的附图标记，省略其说明。实施方式2在具备多个臭氧水生成部的方面等，与实施方式1不同。图4A以及图4B是表示实施方式2中的膜分离活性污泥系统以及膜清洗装置的结构图，图4A是说明臭氧气体供给工序的图，图4B是说明连续运转工序的图。另外，以下除特别说明的情况以外，被溶解水供给工序是与实施方式1同样的，因此省略图示。膜分离活性污泥系统200如图4A所示，具备膜分离活性污泥装置20和膜清洗装置401，上述膜分离活性污泥装置20具有膜分离槽1以及分离膜2，上述膜清洗装置401清洗分离膜2。

膜清洗装置401是清洗分离膜2的清洗装置。膜清洗装置401具备：被溶解水供给部8，其将被溶解水供给到第1臭氧水生成部91；第1臭氧水生成部91以及第2臭氧水生成部92，它们使臭氧气体溶解于被溶解水而生成臭氧水；臭氧气体供给部10，其将臭氧气体供给到第2臭氧水生成部92；臭氧水输水部11，其将在第2臭氧水生成部92生成的臭氧水注入到分离膜2的内侧；以及控制部12，其依据工序，切换被溶解水供给部8、臭氧气体供给部10以及臭氧水输水部11的动作。在第2臭氧水生成部92设置有测量第2臭氧水生成部92内的臭氧水的溶解臭氧浓度的溶解臭氧传感器9b，控制部12经由信号线51与溶解臭氧传感器9b连接。

被溶解水供给部8经由被溶解水供给配管3c与第1臭氧水生成部91连接。被溶解水在第1臭氧水生成部91以及第2臭氧水生成部92中因臭氧气体溶解而成为臭氧水，被溶解水自被溶解水供给部8经过被溶解水供给配管3c被供给到第1臭氧水生成部91。

第1臭氧水生成部91经由被溶解水输水配管3f与第2臭氧水生成部92连接，第2臭氧水生成部92经由臭氧水输水配管3b1与臭氧水输水部11连接。第1臭氧水生成部91以及第2臭氧水生成部92构成为能够分别在内部存积液体，能够存积自被溶解水供给部8供给的被溶解水以及由被溶解水生成的臭氧水。存积在第1臭氧水生成部91内的被溶解水经由被溶解水输水配管3f被供给到第2臭氧水生成部92。

在第1臭氧水生成部91的底部以及第2臭氧水生成部92的底部分别设置有散气部91a以及散气部92a。散气部92a经由臭氧气体供给配管3d与臭氧气体供给部10连接，自臭氧气体供给部10供给的臭氧气体自散气部92a作为气泡而被放出，从而被注入到第2臭氧水生成部92内的被溶解水中。与第1臭氧水生成部91的散气部91a连接的臭氧气体转送配管3g与第2臭氧水生成部92的上部连接，在第2臭氧水生成部92中未溶解的臭氧气体作为溶解臭氧气体经由臭氧气体转送配管3g被供给到第1臭氧水生成部91。经由臭氧气体转送配管3g供给的未溶解臭氧气体自散气部91a作为气泡而被放出，从而被注入到第1臭氧水生成部91内的被溶解水中。在第1臭氧水生成部91中未溶解的臭氧气体经由在第1臭氧水生成部91的上部设置的臭氧废气配管3e排出到系统外。

第1臭氧水生成部91与被溶解水供给配管3c的连接部(未图示)设置于第1臭氧水生成部91的一侧壁，第1臭氧水生成部91与被溶解水输水配管3f的连接部(未图示)设置于第1臭氧水生成部91的另一侧壁。另外，第1臭氧水生成部91与被溶解水供给配管3c的连接部设置于比第1臭氧水生成部91与被溶解水输水配管3f的连接部高的位置。由此，被溶解水自较高的位置流入，被溶解水的水流成为下降流，来自散气部91a的作为上升流的臭氧气体的气流与被溶解水的水流成为对流。在该情况下，在被溶解水与臭氧气体之间发生对流接触，第1臭氧水生成部91中的溶解效率提高。

第2臭氧水生成部92与被溶解水输水配管3f的连接部(未图示)设置于第2臭氧水生成部92的一侧壁，第2臭氧水生成部92与臭氧水输水配管3b1的连接部(未图示)设置于第2臭氧水生成部92的另一侧壁。另外，第2臭氧水生成部92与被溶解水输水配管3f的连接部设置于比第2臭氧水生成部92与臭氧水输水配管3b1的连接部高的位置。由此，在第2臭氧水生成部92中，被溶解水的水流与臭氧气体的气流也成为对流，利用对流接触使第2臭氧水生成部92中的溶解效率提高。

在实施方式2中的“被溶解水供给工序”中，首先自被溶解水供给部8向第1臭氧水生成部91供给被溶解水，被供给到第1臭氧水生成部91的被溶解水向第2臭氧水生成部92供给。此时，也可以在第1臭氧水生成部91中存积规定量的被溶解水后开始向第2臭氧水生成部92的被溶解水供给。实施方式2中的“被溶解水供给工序”中的其他步骤与实施方式1中的“被溶解水供给工序”同样。

在实施方式2中的“臭氧气体供给工序”中，如图4A所示，停止自第1臭氧水生成部91向第2臭氧水生成部92的被溶解水供给。另外，使自臭氧气体供给部10供给的臭氧气体溶解于第2臭氧水生成部92内的被溶解水，并且将在第2臭氧水生成部92中未溶解的臭氧气体作为未溶解臭氧气体而供给到第1臭氧水生成部91，使未溶解臭氧气体溶解于第1臭氧水生成部91内的被溶解水。由此，在第1臭氧水生成部91和第2臭氧水生成部92进行由半间歇式进行的臭氧水的生成。在第1臭氧水生成部91中溶解有未溶解臭氧气体的被溶解水，经由被溶解水输水配管3f被供给到第2臭氧水生成部92，在第2臭氧水生成部92内进一步溶解臭氧气体。实施方式2中的“臭氧气体供给工序”中的其他步骤与实施方式1中的“臭氧气体供给工序”同样。

实施方式2中的“臭氧水输水工序”是向分离膜2输送第2臭氧水生成部92所存积的臭氧水而进行分离膜2的清洗的工序。另外，实施方式2中的“连续运转工序”如图4B所示，除了进行自被溶解水供给部8向第1臭氧水生成部91的被溶解水供给以及自第2臭氧水生成部92的臭氧水输送以外，还进行自第1臭氧水生成部91向第2臭氧水生成部92的被溶解水供给。另外，与上述的臭氧气体供给工序的情况同样，在第1臭氧水生成部91和第2臭氧水生成部92使臭氧气体溶解于被溶解水。由此，在第1臭氧水生成部91和第2臭氧水生成部92进行由连续式进行的臭氧水生成。实施方式2中的“连续运转工序”中的其他步骤与实施方式1中的“连续运转工序”同样。

另外，在实施方式2中，将臭氧水生成部设为两个，但也可以设置3个以上的臭氧水生成部。只要是将在某一臭氧水生成部中未溶解的臭氧气体作为未溶解臭氧气体供给到其他的臭氧水生成部，将未溶解臭氧气体注入到在该其他的臭氧水生成部存积的被溶解水中的结构即可。另外，也可以将在该其他的臭氧水生成部仍未溶解的未溶解臭氧气体进一步供给到其他的臭氧水生成部。

采用实施方式2，能够获得与实施方式1同样的效果。

另外，具备多个臭氧水生成部，并且设置有臭氧气体转送配管，该臭氧气体转送配管将在一臭氧水生成部未溶解的臭氧气体作为未溶解臭氧气体转送到另一臭氧水生成部。由此，不用将在一臭氧水生成部未溶解的臭氧气体作为臭氧废气排出，就能在另一臭氧水生成部再次进行溶解，因此能够进一步提高臭氧气体的溶解效率。

本申请提出了各种各样的例示性的实施方式以及实施例，但1个或多个实施方式所述的各种各样的特征、形态以及功能并不限定于特定的实施方式的应用，能够单独或以各种各样的组合来应用于实施方式。

因而，在本申请公开的技术范围内可想到未例示的无数个变形例。例如，还包含进行至少1个构成要素的变形的情况、追加的情况或省略的情况、以及将至少1个构成要素抽出并与其他实施方式的构成要素组合的情况。

附图标记说明

1、膜分离槽；2、分离膜；3b1、3b2、臭氧水输水配管；3c、被溶解水供给配管；3d、臭氧气体供给配管；3f、被溶解水输水配管；3g、臭氧气体转送配管；8、被溶解水供给部；9、臭氧水生成部；9b、溶解臭氧传感器；91、第1臭氧水生成部；92、第2臭氧水生成部；10、臭氧气体供给部；11、臭氧水输水部；12、控制部；13、臭氧浓度接收部；14、存储部；15、决定部；20、膜分离活性污泥装置；40、401、膜清洗装置；100、200、膜分离活性污泥系统。

Claims (9)

1.一种膜清洗装置，利用存积于臭氧水生成部的臭氧水清洗分离膜，所述分离膜使被处理水中含有的污浊物质自所述被处理水分离，其特征在于，

所述膜清洗装置具备：

臭氧气体供给部，其将臭氧气体供给到所述臭氧水生成部；

被溶解水供给部，其将被溶解水供给到所述臭氧水生成部；

臭氧水输水部，其向所述分离膜输送所述臭氧水生成部所存积的所述臭氧水；以及

控制部，其进行如下控制：在使所述臭氧气体供给部进行着自所述臭氧气体供给部向所述臭氧水生成部供给所述臭氧气体的状态下，使所述被溶解水供给部进行自所述被溶解水供给部向所述臭氧水生成部的所述被溶解水的供给，并且使所述臭氧水输水部进行自所述臭氧水生成部向所述分离膜的所述臭氧水的输送。

2.根据权利要求1所述的膜清洗装置，其中，

所述控制部基于所述臭氧水的水质决定：是否使所述被溶解水供给部进行自所述被溶解水供给部向所述臭氧水生成部的所述被溶解水的供给；以及是否使所述臭氧水输水部进行自所述臭氧水生成部向所述分离膜的所述臭氧水的输送。

3.根据权利要求2所述的膜清洗装置，其中，

所述控制部具备臭氧浓度取得部、存储部和决定部，所述臭氧浓度取得部取得所述臭氧水的溶解臭氧浓度，所述存储部存储预先确定的阈值，所述决定部决定可否进行所述被溶解水以及所述臭氧水的输送，

所述决定部在所述溶解臭氧浓度为所述预先确定的阈值以上的情况下，在使所述臭氧气体供给部进行着自所述臭氧气体供给部向所述臭氧水生成部的所述臭氧气体的供给的状态下，使所述被溶解水供给部进行自所述被溶解水供给部向所述臭氧水生成部的所述被溶解水的供给，并且使所述臭氧水输水部进行自所述臭氧水生成部向所述分离膜的所述臭氧水的输送。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的膜清洗装置，其中，

所述臭氧水生成部具备第1臭氧水生成部、第2臭氧水生成部、臭氧气体转送配管和被溶解水输水配管，所述第1臭氧水生成部与所述被溶解水供给部连接，所述第2臭氧水生成部与所述臭氧气体供给部以及所述臭氧水输水部连接，所述臭氧气体转送配管将在所述第2臭氧水生成部中未溶解的臭氧气体作为未溶解臭氧气体转送到所述第1臭氧水生成部，所述被溶解水输水配管自所述第1臭氧水生成部向所述第2臭氧水生成部输送被溶解水，

所述未溶解臭氧气体在所述第1臭氧水生成部溶解于所述被溶解水，溶解有所述未溶解臭氧气体的被溶解水自所述第1臭氧水生成部被输送到所述第2臭氧水生成部。

5.一种膜分离活性污泥系统，具备膜分离活性污泥装置和膜清洗装置，所述膜分离活性污泥装置具有膜分离槽以及配置在该膜分离槽的内部的分离膜，使含有污浊物质的被处理水相对于所述分离膜沿过滤方向流通，自所述被处理水去除所述污浊物质而取得处理水，所述膜清洗装置利用存积于臭氧水生成部的臭氧水清洗所述分离膜，其特征在于，

所述膜清洗装置具备：

臭氧气体供给部，其将臭氧气体供给到所述臭氧水生成部；

被溶解水供给部，其将被溶解水供给到所述臭氧水生成部；

臭氧水输水部，其向所述分离膜输送所述臭氧水生成部所存积的所述臭氧水；以及

控制部，其进行如下控制：在使所述臭氧气体供给部进行着自所述臭氧气体供给部向所述臭氧水生成部的所述臭氧气体的供给的状态下，使所述被溶解水供给部进行自所述被溶解水供给部向所述臭氧水生成部的所述被溶解水的供给，并且使所述臭氧水输水部进行自所述臭氧水生成部向所述分离膜的所述臭氧水的输送。

6.一种膜清洗方法，利用存积于臭氧水生成部的臭氧水清洗分离膜，所述分离膜使被处理水中含有的污浊物质自所述被处理水分离，其特征在于，

所述膜清洗方法具备臭氧气体供给工序、被溶解水供给工序、臭氧水输水工序和连续运转工序，

在所述臭氧气体供给工序中，将臭氧气体供给到所述臭氧水生成部，

在所述被溶解水供给工序中，将被溶解水供给到所述臭氧水生成部，

在所述臭氧水输水工序中，向所述分离膜输送所述臭氧水生成部所存积的所述臭氧水，

在所述连续运转工序中，一边向所述臭氧水生成部供给所述臭氧气体，一边实施所述被溶解水供给工序以及所述臭氧水输水工序。

7.根据权利要求6所述的膜清洗方法，其中，

基于所述臭氧水的水质，在所述臭氧气体供给工序与所述连续运转工序之间对要实施的工序进行切换。

8.根据权利要求7所述的膜清洗方法，其中，

在所述臭氧水的溶解臭氧浓度为预先确定的阈值以上的情况下，使要实施的工序为所述连续运转工序。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的膜清洗方法，其中，

所述臭氧水生成部具备被供给所述被溶解水的第1臭氧水生成部和被供给所述臭氧气体的第2臭氧水生成部，

将在所述第2臭氧水生成部中未溶解的臭氧气体作为未溶解臭氧气体转送到所述第1臭氧水生成部，使所述未溶解臭氧气体溶解于所述第1臭氧水生成部内的所述被溶解水，将溶解有所述未溶解臭氧气体的被溶解水自所述第1臭氧水生成部输送到所述第2臭氧水生成部。

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