JP2003284929A - 水処理方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オゾン含有水またはオゾンガスを用いて膜モ
ジュールの洗浄を行う水処理方法および装置において、
オゾン使用効率の向上と、オゾン水生成手段やオゾンガ
ス発生手段のコンパクト化を図り、ひいてはシステム効
率の向上と低コスト化を図る。 【解決手段】 水ろ過用の複数個の膜モジュールを有
し、水ろ過を行なう工程と、オゾン含有水またはオゾン
ガスを用いた前記膜モジュールの洗浄工程とを含む前記
膜モジュールを用いた水処理方法において、前記膜モジ
ュールの洗浄工程は、オゾン使用効率の向上のために、
一つの膜モジュールの洗浄工程を行なう時間帯と、その
他の少なくとも一部の膜モジュールの洗浄工程を行なう
時間帯とをずらして行なう、好ましくは、洗浄工程を、
全工程にわたって均等かつ連続的に分散させて行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、上水道、下水
道、工業用水または廃水中に含まれる汚濁物質を分離除
去するための、ろ過用の膜モジュールを用いた水処理方
法および装置に関し、特にオゾン含有水またはオゾンガ
スによる前記膜モジュールの洗浄方法および装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】被処理水中の汚濁物質を除去する方法と
して、ろ過用の膜モジュールを用いた水処理方法がよく
知られている。この膜モジュールを用いた水処理におい
ては、水処理運転の継続に伴い、膜の表面に汚濁物質の
付着層が生じ、目詰まり、固形物による流路閉塞などの
ファウリングが起こり、膜モジュールのろ過性能が低下
する。これらの原因による膜ろ過性能の低下は、膜モジ
ュールを洗浄することによって回復することができる。

【０００３】膜モジュールの洗浄方法には、物理洗浄と
薬品洗浄がある。物理洗浄には、膜ろ過水を逆流させる
逆圧水洗浄（逆洗）、膜の一次側での水流によるフラッ
シング、空気により膜を振動させるエアースクラビング
などがあり、物理的な作用によって付着物質を取り除い
ている。一方、薬品洗浄は物理洗浄では除去しきれない
物質を薬品によって分解または溶解させて除去する洗浄
方法で、膜のろ過能力をほぼ初期状態まで回復すること
ができる。しかしながら、薬品洗浄はコストがかかるこ
とおよびその排水処理の観点から、できるだけ回数を少
なくすることが望まれる。

【０００４】前記物理洗浄と化学的処理を組み合わせた
方法として、近年、オゾン含有水またはオゾンガスを使
用した洗浄方法が提案されている。この方法は、物理的
洗浄に加えて、オゾンの酸化作用により、膜モジュール
に付着した物質を分解、剥離、除去する化学的洗浄を組
み合わせる方法であり、この方法によれば、ろ過膜性能
を効率的に回復させることができる。

【０００５】図１０は、従来のオゾン含有水を用いて膜
モジュールの洗浄を行う膜ろ過システムの一例のシステ
ム系統図を示す。図１０に示すシステムは、膜面積が１
ｍ²の膜モジュール４本からなる。原水タンク２に流入
した原水１は、運転ポンプ３により原水供給弁５を通
り、各膜モジュール６へと供給されて、ろ過処理され
る。なお、本例におけるろ過処理運転方式は、全量ろ過
方式（デッドエンドろ過方式）を示し、ここで、運転ポ
ンプ３の供給水量がろ過水量より多量な場合は、バイパ
スライン４を通って原水タンク２へと返送される。

【０００６】ろ過された水は、ろ過水出口弁７、定流量
弁８を通り、ろ過水タンク９へと貯留された後、処理水
１０として次工程へと通水される。ろ過処理水の一部は
逆洗水として使用されるため、ろ過水タンク９からオゾ
ン水生成塔１１へと送水される。オゾン水生成塔１１で
は、オゾン発生器１２から供給するオゾンガスを下部か
ら散気することによりオゾン水が生成される。生成され
たオゾン水は、例えば、３０分間のろ過工程後に実施さ
れる逆洗工程において、逆洗ポンプ１３により逆洗水供
給弁１４を通り、膜モジュール６の二次側より一次側へ
と流されて排水ドレン弁１５より排水される。

【０００７】また、１分間のオゾン水逆洗後にエアーコ
ンプレッサー１６よりエアー供給弁１７を介して空気を
供給するエアーバブリング工程（例えば、３０秒間）お
よびその後に、原水供給弁５を開き、原水を膜モジュー
ル４に通水し、膜モジュール内の濃縮水を排水ドレン弁
１５より排水するフラッシング工程（例えば、３０秒
間）を実施する物理洗浄工程（合計２分）がなされる。

【０００８】なお、前記逆洗工程以降の追加工程は、逆
洗工程終了後毎回行なわずに、逆洗工程の所定回数後ご
とに行なう場合もある。

【０００９】上記システムにおいて、使用されるろ過膜
は、濁質成分および細菌類を除去することのできる膜で
あり、精密ろ過膜または限外ろ過膜が用いられる。精密
ろ過膜の場合は、公称孔径0.01〜0.5μｍのものが用い
られ、限外ろ過膜の場合は、分画分子量１，０００〜２
０万ダルトンのものが用いられる。

【００１０】また、膜モジュールの形式は、中空糸状、
スパイラル状、チューブラ状、平膜状等が用いられる。
膜素材およびポッティング部は、高濃度のオゾンと接触
するために、耐オゾン性の素材が使用される。膜素材に
ついては、フッ化ビニリデン重合体樹脂等の耐オゾン性
の有機樹脂またはセラミック等の無機材料が用いられ
る。

【００１１】さらに、膜モジュールのろ過方式には、前
記全量ろ過方式（デッドエンドろ過方式）とクロスフロ
ーろ過方式とが知られており、また、ろ過膜への通水方
式には、外圧型と内圧型とが知られている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記オゾン
含有水またはオゾンガスを使用した洗浄方法において
も、下記のような問題があり、オゾン含有水を洗浄に用
いる図１０のシステム例に関して、以下に述べる。

【００１３】図１０に示すシステムにおいて、オゾン含
有水は、ろ過工程３０分の間に膜モジュール４本分を逆
洗する水量が所定の溶存オゾン濃度になるように供給オ
ゾン濃度を調節して生成されていた。しかしながら、こ
の方法においては以下の問題があった。

【００１４】第一に、３０分で４本分の所定の溶存オゾ
ン濃度の逆洗水を生成するために、その過程で、オゾン
の自己分解による消費があり、オゾンの使用が効率的で
ない。特に、膜モジュール数が増加して、一度に使用す
る逆洗水量がより多くなった場合に、オゾン水生成塔１
１自体でのオゾンの吸収効率も低下し、オゾンの使用効
率が一層低下する。

【００１５】また、一度に大量のオゾン含有水を使用す
るために、逆洗後にはオゾン水生成塔１１にそれと同量
のオゾンを含有しない水を補給する必要があり、その際
に、大きな溶存オゾン濃度の変化が生じ、オゾン水濃度
の調節が複雑となる。さらに、オゾン水使用の例えば５
分前からオゾン水を生成するとしても、短時間で必要な
オゾン水を生成するためには、オゾン発生器自体の容量
が過大となり、装置の起動・停止時の損失もシステム効
率の観点から好ましくない問題があった。

【００１６】上記の問題は、オゾンガスを用いて洗浄す
る場合にも、オゾン含有水の生成に伴う問題を除いて同
様である。

【００１７】この発明は、上記の問題点に鑑みてなされ
たもので、この発明の課題は、オゾン含有水またはオゾ
ンガスを用いて膜モジュールの洗浄を行う水処理方法お
よび装置において、オゾン使用効率の向上と、オゾン水
生成手段やオゾンガス発生手段のコンパクト化を図り、
ひいてはシステム効率の向上と低コスト化を図ることに
ある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、この発明は、水ろ過用の複数個の膜モジュールを
有し、水ろ過を行なう工程と、オゾン含有水またはオゾ
ンガスを用いた前記膜モジュールの洗浄工程とを含む前
記膜モジュールを用いた水処理方法において、前記膜モ
ジュールの洗浄工程は、オゾン使用効率の向上のため
に、一つの膜モジュールの洗浄工程を行なう時間帯と、
その他の少なくとも一部の膜モジュールの洗浄工程を行
なう時間帯とを、ずらして行なうこととする（請求項１
の発明）。

【００１９】また、前記請求項１に記載の水処理方法に
おいて、前記複数個の膜モジュール全ての洗浄工程の時
間帯をずらし、そのタイミングは、膜モジュールのろ過
時間，洗浄時間，洗浄間隔，膜モジュールの系列数等に
より調節し、全工程において各洗浄工程をほぼ均等に分
散させて行なうこととする（請求項２の発明）。

【００２０】前記方法によれば、一回に使用する洗浄用
オゾンガス量もしくは洗浄用オゾン含有水量を減らすこ
とができ、オゾンガスまたはオゾン水を生成・供給する
装置がコンパクト化でき、またオゾン使用効率およびシ
ステム効率の向上が可能となる。

【００２１】また、前記請求項２の発明の実施態様とし
ては、下記請求項３ないし５の発明が好ましい。即ち、
請求項２に記載の水処理方法において、全工程の任意の
タイミングにおいて、前記複数系列の膜モジュールの内
の少なくともいずれかの系列の膜モジュールの洗浄工程
を行なわせるように調節し、洗浄工程を、全工程にわた
って均等かつ連続的に分散させて行うこととする（請求
項３の発明）。これにより、効率が究極的に向上する。

【００２２】さらに、請求項３に記載の水処理方法にお
いて、前記洗浄工程において使用する所定濃度のオゾン
含有水またはオゾンガスの流量は、全工程にわたって同
一流量とする（請求項４の発明）。また、請求項４に記
載の水処理方法において、オゾン含有水を用いて洗浄す
る場合に、前記所定濃度のオゾン含有水は、ろ過した処
理水の一部とオゾンガスとによって生成し、かつ前記処
理水の一部の使用流量は、全工程にわたって同一流量と
する（請求項５の発明）。上記により、オゾン水生成装
置のさらなるコンパクト化および高効率化が図れる。

【００２３】また、前記水処理方法を実施するための装
置としては、詳細は後述するが、下記請求項６ないし８
の発明が好ましい。即ち、前記請求項１ないし５のいず
れかに記載の、オゾン含有水を用いて洗浄を行なう膜モ
ジュールを用いた水処理方法を実施するための水処理装
置において、オゾン水生成手段と、このオゾン水生成手
段から前記膜モジュールへ洗浄水を供給する洗浄水供給
ラインおよび洗浄水供給用ポンプと、前記洗浄水供給ラ
イン上の膜モジュール入口近傍に、各膜モジュール系列
毎に設けた洗浄水供給制御弁と、各膜モジュール系列毎
に設けた洗浄水排水用の排水制御弁とを備えるものとす
る（請求項６の発明）。

【００２４】さらに、請求項６に記載の水処理装置にお
いて、前記膜モジュールは、複数個の膜モジュールを有
する膜モジュールユニット複数個からなり、前記各膜モ
ジュールユニット毎にその近傍に設けた洗浄水供給制御
弁を介して、前記複数個の膜モジュールユニットを、そ
れぞれ前記洗浄水供給ラインに並列に接続し、前記排水
制御弁は、前記膜モジュールユニット毎に設けてなるも
のとする（請求項７の発明）。

【００２５】さらにまた、請求項１ないし５のいずれか
に記載の、オゾンガスを用いて洗浄を行なう膜モジュー
ルを用いた水処理方法を実施するための水処理装置にお
いて、オゾンガス発生手段と、このオゾンガス発生手段
から前記膜モジュールへオゾンガスを供給するオゾンガ
ス供給ラインと、前記オゾンガス供給ライン上の膜モジ
ュール入口近傍に、各膜モジュール系列毎に設けたオゾ
ンガス供給制御弁と、各膜モジュール系列毎に設けた排
水制御弁とを備えるものとする（請求項８の発明）。

【００２６】

【発明の実施の形態】図１ないし図９に基づき、この発
明の実施の形態について以下にのべる。

【００２７】（実施の形態１）図１に、この発明の水処
理装置の実施例の概ほぼシステム系統図を示す。同図に
おいて、図１０に示したシステムにおける部材と同一機
能を有する部材には、同一番号を付して詳細説明を省ほ
ぼする。図１に示したシステムと図１０に示したシステ
ムとの相違点は、図１の場合、図１０に示した系統に加
えて、洗浄水供給ライン上の膜モジュール二次側入口近
傍に、各膜モジュール系列毎に、洗浄水供給制御弁１４
ａおよびろ過水出口制御弁７ａをそれぞれ設け、さら
に、各膜モジュールの一次側に、洗浄水排水用の排水制
御弁１５ａ，エアー供給制御弁１７ａおよび原水供給制
御弁５ａを設けた点である。

【００２８】膜モジュール６としては、オゾン耐性を有
するセラミックス（アルミナ）製のものを用いたが、ポ
リフッ化ビニリデン重合体樹脂（ＰＶＤＦ）製でもよ
い。

【００２９】上記構成において、図１０において述べた
ろ過工程、逆洗工程、エアーバブリング工程、フラッシ
ング工程が同様に行なわれる。図１において、生成され
たオゾン含有水は、３０分間のろ過工程後に実施される
逆洗工程において、逆洗ポンプ１３により逆洗水供給制
御弁１４ａを通り、各膜モジュール６の二次側より一次
側へと流されて排水制御弁１５ａより排水される。ま
た、１分間のオゾン水逆洗後にエアーコンプレッサー１
６よりエアー供給制御弁１７ａを介して空気を供給し
て、エアーバブリング工程（３０秒間）を実施し、さら
にその後に、原水供給制御弁５ａを開き、原水を膜モジ
ュール６に通水し、膜モジュール内の濃縮水を排水制御
弁１５ａより排水するフラッシング工程（３０秒間）を
実施する。上記物理洗浄工程は合計各（２分）であり、
この各物理洗浄工程は、各膜モジュール系列毎に、各制
御弁の開閉のタイミングをずらして行なわれる。

【００３０】なお、生成するオゾン含有水は、原水およ
びろ過条件に合わせて生成することとなるが、必要とす
るオゾン含有水濃度が満たされれば、溶存オゾン濃度が
一定となるように供給オゾン量を自動調整してもよい
し、供給オゾン量を一定として溶存オゾン濃度は成り行
きとしてもよい。

【００３１】次に、図２により、図１のシステムの運転
モードの一例を述べる。図２は、４個の各膜モジュール
の運転のタイムチャートを示し、１分から６７分までの
工程を示す。それぞれの膜モジュール共に３０分間のろ
過工程を実施した後に、２分間の物理洗浄工程が実施さ
れる。図２において、ろ過時間は両端に矢印を付した線
で示し、物理洗浄工程は、ハッチングを付した□により
オゾン水洗浄（１分）を示し、また、白抜きの□により
エアーバブリング３０秒およびフラッシング３０秒を示
す。

【００３２】図２に示すように、膜モジュール１〜４に
おける物理洗浄工程をずらしてあるので、従来、１回の
逆洗に使用するオゾン水が膜モジュール４本あたり約３
３Ｌ使用していたのに対して、上記実施例によれば、膜
モジュール１本あたりの逆洗水量約８Ｌ（回収率９０％
運転時）に減少することが可能となった。なお、前記回
収率とは、被処理水の取水量に対する処理水量の割合で
ある。

【００３３】このため、オゾン水の生成・供給装置を小
型化することができることとなる。即ち、上記実施例に
よれば、逆洗に使用するオゾン水生成塔１１の容量を、
若干の余裕量を考慮し、例えば５０Ｌから２０Ｌのもの
へ、逆洗ポンプ１３は、従来の５０Ｌ／ｍｉｎのものか
ら２０Ｌ／ｍｉｎのものへと小型化できる。また、オゾ
ン水の生成水量・時間を少なくすることができるので、
オゾンガスの吸収効率を上げることができ、さらに、オ
ゾンの自己分解量を減らせるため、オゾン使用の効率化
が図れる。

【００３４】次に、上記実施例に関し長期運転を行い、
膜差圧の変化に関して従来の方法と比較した実験結果に
ついて述べる。図３はその実験結果の一例を示し、図４
は本実験における運転条件を示す。図３の横軸は運転日
数を、縦軸は膜モジュール前後の膜差圧を示す。

【００３５】図３の結果によれば、従来の運転結果に比
較して、膜差圧上昇が抑制されていることがわかる。従
来の一括逆洗の方法においては、オゾン水の逆洗効果が
十分に発揮されなかったことによる結果と考えられる。
即ち、従来の方法により、オゾン水による逆洗を実施し
た場合、オゾン水は抵抗の少ないところに流れ易くなる
ために、一部には過剰なオゾン水が流れるが、流動抵抗
の高いところには十分なオゾン水が流れないこととな
り、オゾン水による逆洗が十分になされない。

【００３６】これに対して、本実施例では、各膜モジュ
ールをそれぞれ個別にオゾン水で逆洗するため、オゾン
水の洗浄効果が所定のオゾン供給量分だけ十分に発揮さ
れることとなる。この結果、図３に示すように、従来の
膜差圧上昇に対して、その上昇が抑制されたと考えられ
る。ここで、図３に示した実験は、膜面積１ｍ²の膜モ
ジュールを用いて実施したものであるが、膜面積の広い
膜モジュールを用いても同様の効果が得られることは明
らかである。

【００３７】なお、本実施例では４本の膜モジュールに
ついて説明したが、その数に特に制限はない。例えば、
図５は、全工程にかかる時間をオゾン水逆洗工程にかか
る時間で除した値（本実施例では３２分÷１分＝３２）
に相当する３２本の膜モジュールを用いた場合のタイム
チャートを示す。

【００３８】図５においても、図２と同様に、１分から
６７分までの工程を示し、３２本のそれぞれの膜モジュ
ールは、共に３０分間のろ過工程を実施した後に、２分
間の物理洗浄工程が実施される。また、図５において
も、ろ過時間は両端に矢印を付した線で示し、物理洗浄
工程は、ハッチングを付した□によりオゾン水洗浄（１
分）を示し、また、白抜きの□によりエアーバブリング
３０秒およびフラッシング３０秒を示す。図５の運転モ
ードによれば、物理洗浄工程を、全工程にわたって均等
かつ連続的に分散させて行なうことができる。

【００３９】なお、膜モジュールが３３本以上になった
場合においても、図１における膜モジュール１本を、例
えば５本の膜モジュールからなる膜モジュールユニット
とすることにより、物理洗浄工程のタイミング、時間等
を調整すれば、物理洗浄工程を、図５と同様に、全工程
にわたって均等かつ連続的に分散させて行なうことがで
きる。この詳細については、次の（実施の形態２）の項
で述べる。

【００４０】また、本実施例ではオゾン水による逆洗に
ついて説明したが、オゾンガスによる洗浄の場合にも同
様の方法により、瞬時オゾンガス流量を少なくでき、同
様の効果が得られる。この詳細については、（実施の形
態３）の項で述べる。

【００４１】（実施の形態２）図６に基づき、この発明
の実施の形態２について述べる。図６に示すシステム
は、膜面積が０．１ｍ²の膜モジュール３００本からな
るオゾン水による逆洗を用いた膜ろ過システムである。
膜モジュール１０本を１ユニットとして３０系列から構
成されている。

【００４２】図６において、原水タンク２に流入した原
水１は、運転ポンプ３により原水供給制御弁５ａを通
り、各膜モジュールユニット３０へと供給される。ここ
で、運転ポンプ３は流量センサー１８にて測定される流
量が一定となるようにインバータ制御される。ろ過され
た水はろ過水出口制御弁７ａ、図示しない定流量弁を介
して、ろ過水タンク９へと送水・貯留された後、処理水
１０として次工程へと通水される。

【００４３】ろ過水の一部は逆洗水として使用されるた
め、ろ過水タンク９よりオゾン水生成装置１９内のオゾ
ン水槽２２へと送水される。オゾン水生成装置１９にお
いては、渦巻き式ポンプ２０手前にて、オゾン発生器１
２より供給されるオゾンガスが注入される。渦巻きポン
プ２０内でオゾンガスが攪拌混合され、続くスタティッ
クミキサー２１において、さらに混合されることによ
り、オゾンガスが十分に溶解したオゾン含有水が生成さ
れる。

【００４４】ここで、供給されるオゾン量は、オゾン逆
洗水が流れるライン上に設置された溶存オゾン濃度計２
３により計測された測定値を供給オゾン量調節器２４に
取り込み、その濃度が一定となるようにオゾン発生器１
２のインバータに信号を出すことによって制御される。

【００４５】生成されたオゾン水は、各膜モジュールユ
ニット３０で２８分間のろ過工程後に実施される逆洗工
程において、逆洗ポンプ１３により逆洗水供給制御弁１
４ａを通り、膜モジュールユニット３０の二次側より一
次側へと流されて排水制御弁１５ａより排水される。ま
た、１分間のオゾン水逆洗後に、エアーコンプレッサー
１６よりエアー供給制御弁１７ａを介して空気を供給
し、エアーバブリング工程（３０秒間）を行い、さらに
その後に、原水供給制御弁５ａを開き、原水を膜モジュ
ールユニット３０に通水し、膜モジュールユニット３０
内の濃縮水を排水制御弁１５ａより排水するフラッシン
グ工程（３０秒間）を実施して物理洗浄工程（２分）を
行なう。

【００４６】図７に、前記各膜モジュールユニット３０
の運転タイムチャートを示す。図７においては、３０個
の膜モジュールユニットを、単に膜モジュールと簡ほぼ
表記している。それぞれの膜モジュールユニット３０共
に、２８分間のろ過工程を実施した後に、２分間の物理
洗浄工程が実施される。

【００４７】図７によれば、ろ過時間，物理洗浄間隔・
時間および膜モジュールユニットの系列数を調整するこ
とにより、各系列が別のタイミングでオゾン水逆洗され
るとともに、常時オゾン水逆洗が実施される状態となっ
ている。また、常時オゾン水逆洗を実施するために、常
時オゾン水生成のためのろ過処理水の補給が逆洗と同流
量でなされる。ここで、オゾン水逆洗の流量は、あらか
じめ設定された値となるように、図６に示す逆洗ポンプ
１３の図示しないインバータにより調節される。

【００４８】また、ろ過処理水によるオゾン水槽２２へ
の補給流量も、同流量となるように、流量制御バルブ２
５により調整される。なお、図６に示す実施例では自然
流下において流量制御バルブ２５により調整する例を示
したが、送水ポンプを設置し、同流量となるように制御
することもできる。また、同流量になるように調整して
も、実流量が必ずしも同流量とならないことがあること
から、流量制御する補給ラインとは別に緊急時補給ライ
ン２６を配管し、オゾン水槽２２に取り付けられたフロ
ースイッチのレベルが低下した場合、ろ過水補給バルブ
２７を開いて、ろ過処理水がすぐに補給されるようにす
ることが望ましい。ただし、この場合のフロースイッチ
の供給／停止水位は本発明の趣旨より小さくすることが
望ましい。なお、オゾン発生器１２より供給されたオゾ
ンガス中の排オゾンガスは排オゾン処理設備２８を介し
て大気中に放出される。

【００４９】図６に示すシステムの図７の運転モードに
おいては、前記図５に示した運転モードと同様に、１回
の逆洗に使用するオゾン水が１系列あたりの水量で済む
ことに加えて、オゾン水を生成する条件が連続的なもの
となることから、所定のオゾン水濃度を生成することが
容易となる。即ち、図６において、オゾン水濃度の調整
は、オゾン逆洗水が流れるライン上に設置された溶存オ
ゾン濃度計２３により計測された測定値を、供給オゾン
量調節器２４に取り込み、その濃度が一定となるように
オゾン発生器のインバータに信号を出すことでなされて
いるが、本実施例の場合、条件が連続的で供給するオゾ
ン量が急変しないことから、所定のオゾン水濃度を維持
することが、例えばＰＩＤ制御機器などにより容易にで
きる。また、生成したオゾン水をすぐに使用することか
ら、これまでよりもオゾンの分解によるオゾン濃度の減
少を少なくした効率のよいオゾン水生成装置とすること
ができる。

【００５０】なお、図６においては、各膜モジュールユ
ニット３０毎に運転ポンプ３を設置した例を示したが、
図１の実施例と同様に、例えば４ユニットに運転ポンプ
１台を設置して、バルブ操作により制御してもよい。

【００５１】（実施の形態３）図８に基づき、オゾンガ
スを洗浄に用いる場合の実施例について述べる。図８
は、膜面積が０．１ｍ²の膜モジュール３００本からな
るオゾンガスによる膜洗浄を取り入れた膜ろ過システム
である。膜モジュール１０本を１ユニットとして３０系
列から構成されている。原水タンク２に流入した原水１
は、運転ポンプ３により原水供給制御弁５ａを介して、
各膜モジュールユニット３０へと供給される。ろ過され
た水は、ろ過水出口制御弁７ａ、図示しない定流量弁を
介して、ろ過水タンク９へと送水・貯留された後、処理
水１０として次工程へと通水される。

【００５２】ろ過水の一部は逆洗水として使用され、２
８分間のろ過工程後に実施される逆洗工程において、逆
洗ポンプ１３により逆洗水供給制御弁１４ａを通り、膜
モジュールユニット３０の二次側より一次側へと流され
て排水制御弁１５ａより排水される。

【００５３】また、３０秒間の逆洗後に、オゾン発生器
１２よりオゾンガス供給制御弁２９を介してオゾンガス
を供給し、オゾンガス洗浄工程（１分間）を行い、その
後に、原水供給制御弁５ａを開き、原水を膜モジュール
ユニット３０に通水し、膜モジュール内の濃縮水を排水
制御弁１５ａより排水するフラッシング工程（３０秒
間）を実施して、物理洗浄工程（２分）を行なう。

【００５４】なお、前記膜モジュールユニット３０は、
図８の紙面右側が、天空を向くように設置され、オゾン
ガス洗浄工程中においては、排水制御弁１５ａを開放状
態としておくことにより、供給オゾンガスの残留ガス分
はバブリングして、排水制御弁１５ａを介して、外部に
放出される。

【００５５】図９は、前記図８の各膜モジュールユニッ
トの運転タイムチャートを示す。それぞれの膜モジュー
ルユニット共に、２８分間のろ過工程を実施した後に、
２分間の物理洗浄工程が実施される。物理洗浄工程は、
水逆洗３０秒，オゾンガス洗浄１分，フラッシング３０
秒の計分である。図９においても、前記図７の場合と同
様に、ろ過時間，物理洗浄間隔・時間および系列数等を
調整することにより、各系列が別のタイミングでオゾン
ガス洗浄されるとともに、常時オゾンガス洗浄が実施さ
れる状態となる。

【００５６】このようなシステムとすることにより、１
回のオゾンガス洗浄に使用するオゾンガスが１系列あた
りのガス量で済むことに加えて、常時、オゾンガスを使
用するので、無駄をなくした効率のよいオゾンガス洗浄
を用いた膜ろ過システムとすることができる。

【００５７】なお、本実施例においては、物理洗浄工程
を水逆洗、オゾンガス洗浄、フラッシングの組み合わせ
としたが、水逆洗をオゾン水逆洗にして、よりオゾンに
よる洗浄効果をあげたシステムとし、オゾンガス洗浄お
よびオゾン水洗浄が常時実施される構成とすることもで
きる。また、オゾンガスバブリング工程において、オゾ
ンガスを、膜モジュールユニットの二次側から供給して
一次側へ導出する、所謂、オゾンガスによる逆洗として
も、同様の効果が得られる。

【００５８】

【発明の効果】上記のとおり、この発明によれば、水ろ
過用の複数個の膜モジュールを有し、水ろ過を行なう工
程と、オゾン含有水またはオゾンガスを用いた前記膜モ
ジュールの洗浄工程とを含む前記膜モジュールを用いた
水処理方法において、前記膜モジュールの洗浄工程は、
オゾン使用量低減のために、一つの膜モジュールの洗浄
工程を行なう時間帯と、その他の少なくとも一部の膜モ
ジュールの洗浄工程を行なう時間帯とをずらして行な
う、好ましくは、洗浄工程を、全工程にわたって均等か
つ連続的に分散させて行なうこととし、上記方法を実施
するための装置としては、オゾン水生成手段と、このオ
ゾン水生成手段から前記膜モジュールへ洗浄水を供給す
る洗浄水供給ラインおよび洗浄水供給用ポンプと、前記
洗浄水供給ライン上の膜モジュール入口近傍に、各膜モ
ジュール系列毎に設けた洗浄水供給制御弁と、各膜モジ
ュール系列毎に設けた洗浄水排水用の排水制御弁とを備
えるものとする、もしくは、オゾンガス発生手段と、こ
のオゾンガス発生手段から前記膜モジュールへオゾンガ
スを供給するオゾンガス供給ラインと、前記オゾンガス
供給ライン上の膜モジュール入口近傍に、各膜モジュー
ル系列毎に設けたオゾンガス供給制御弁と、各膜モジュ
ール系列毎に設けた排水制御弁とを備えるものとしたの
で、オゾン使用効率の向上と、オゾン水生成手段やオゾ
ンガス発生手段のコンパクト化を図り、ひいてはシステ
ム効率の向上と低コスト化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例に関わる水処理装置の概ほぼ
システム系統図

【図２】図１の水処理装置の運転タイムチャートの一例
を示す図

【図３】図１の水処理装置の長期運転における膜差圧の
変化について、従来方法と比較実験した結果を示す図

【図４】図３の水処理装置の実験における運転条件を示
す図

【図５】図２とは異なる運転タイムチャートの一例を示
す図

【図６】この発明の異なる実施例に関わる水処理装置の
概ほぼシステム系統図

【図７】図６の水処理装置の運転タイムチャートの一例
を示す図

【図８】この発明の異なる実施例に関わる水処理装置の
概ほぼシステム系統図

【図９】図８の水処理装置の運転タイムチャートの一例
を示す図

【図１０】従来の水処理装置の一例の概ほぼシステム系
統図

【符号の説明】

１：原水、２：原水タンク、３：運転ポンプ、４：原水
のバイパスライン、５ａ：原水供給制御弁、６：膜モジ
ュール、７ａ：ろ過水出口制御弁、８：流量センサー、
９：ろ過水タンク、１０：処理水、１１：オゾン水生成
塔、１２：オゾン発生器、１３：逆洗ポンプ、１４ａ：
逆洗水供給制御弁、１５ａ：排水制御弁、１６：エアー
コンプレッサー、１７ａ：エアー供給制御弁、１８：流
量センサー、１９：オゾン水生成装置、２０：渦巻きポ
ンプ、２１：スタティックミキサー、２２：オゾン水
槽、２３：溶存オゾン濃度計、２４：供給オゾン調節
器、２５：流量制御バルブ、２６：緊急時補給ライン、
２７：ろ過水供給バルブ、２８：排オゾンガス処理設
備、２９：オゾンガス供給制御弁、３０：膜モジュール
ユニット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野中 規正 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 Ｆターム(参考） 4D006 GA05 GA06 HA01 HA21 HA41 HA61 JA71 KA67 KA81 KC03 KC14 KC16 KD21 KE01Q KE24Q KE30Q MB11 MC03X MC29X PA01 PB02 PB08 4D050 AA01 AA12 AB31 BB02 BD02 BD03 BD06 CA09

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水ろ過用の複数個の膜モジュールを有
   し、水ろ過を行なう工程と、オゾン含有水またはオゾン
   ガスを用いた前記膜モジュールの洗浄工程とを含む前記
   膜モジュールを用いた水処理方法において、 前記膜モジュールの洗浄工程は、オゾン使用効率の向上
   のために、一つの膜モジュールの洗浄工程を行なう時間
   帯と、その他の少なくとも一部の膜モジュールの洗浄工
   程を行なう時間帯とを、ずらして行なうことを特徴とす
   る水処理方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の水処理方法において、
   前記複数個の膜モジュール全ての洗浄工程の時間帯をず
   らし、そのタイミングは、膜モジュールのろ過時間，洗
   浄時間，洗浄間隔，膜モジュールの系列数等により調節
   し、全工程において各洗浄工程をほぼ均等に分散させて
   行なうことを特徴とする水処理方法。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の水処理方法において、
   全工程の任意のタイミングにおいて、前記複数系列の膜
   モジュールの内の少なくともいずれかの系列の膜モジュ
   ールの洗浄工程を行なわせるように調節し、洗浄工程
   を、全工程にわたって均等かつ連続的に分散させて行な
   うことを特徴とする水処理方法。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の水処理方法において、
   前記洗浄工程において使用する所定濃度のオゾン含有水
   またはオゾンガスの流量は、全工程にわたって同一流量
   とすることを特徴とする水処理方法。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の水処理方法において、
   オゾン含有水を用いて洗浄する場合に、前記所定濃度の
   オゾン含有水は、ろ過した処理水の一部とオゾンガスと
   によって生成し、かつ前記処理水の一部の使用流量は、
   全工程にわたって同一流量とすることを特徴とする水処
   理方法。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載の、
   オゾン含有水を用いて洗浄を行なう膜モジュールを用い
   た水処理方法を実施するための水処理装置において、オ
   ゾン水生成手段と、このオゾン水生成手段から前記膜モ
   ジュールへ洗浄水を供給する洗浄水供給ラインおよび洗
   浄水供給用ポンプと、前記洗浄水供給ライン上の膜モジ
   ュール入口近傍に、各膜モジュール系列毎に設けた洗浄
   水供給制御弁と、各膜モジュール系列毎に設けた洗浄水
   排水用の排水制御弁とを備えることを特徴とする水処理
   装置。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の水処理装置において、
   前記膜モジュールは、複数個の膜モジュールを有する膜
   モジュールユニット複数個からなり、前記各膜モジュー
   ルユニット毎にその近傍に設けた洗浄水供給制御弁を介
   して、前記複数個の膜モジュールユニットを、それぞれ
   前記洗浄水供給ラインに並列に接続し、前記排水制御弁
   は、前記膜モジュールユニット毎に設けてなることを特
   徴とする水処理装置。
8. 【請求項８】 請求項１ないし５のいずれかに記載の、
   オゾンガスを用いて洗浄を行なう膜モジュールを用いた
   水処理方法を実施するための水処理装置において、オゾ
   ンガス発生手段と、このオゾンガス発生手段から前記膜
   モジュールへオゾンガスを供給するオゾンガス供給ライ
   ンと、前記オゾンガス供給ライン上の膜モジュール入口
   近傍に、各膜モジュール系列毎に設けたオゾンガス供給
   制御弁と、各膜モジュール系列毎に設けた排水制御弁と
   を備えることを特徴とする水処理装置。