JP2004105876A

JP2004105876A - ろ過膜の洗浄方法

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Publication number: JP2004105876A
Application number: JP2002273171A
Authority: JP
Inventors: Kinzo Isomura; 磯村　欽三; Kenji Nakatani; 中谷　健治; Yoshihiko Mori; 森　吉彦; Masatoshi Hashino; 橋野　昌年; Shoichi Suda; 須田　昇一; Torataro Minegishi; 峯岸　寅太郎; Komei Kadokawa; 角川　功明; Kazutaka Takahashi; 高橋　和孝
Original assignee: ISOMURA HOUSUI KIKO KK; JFE Engineering Corp; Asahi Kasei Chemicals Corp; Fuji Electric Holdings Ltd
Current assignee: ISOMURA HOUSUI KIKO KK; Fuji Electric Co Ltd; JFE Engineering Corp; Asahi Kasei Chemicals Corp
Priority date: 2002-09-19
Filing date: 2002-09-19
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2022-09-19
Also published as: JP3841735B2

Abstract

【課題】高流束の膜ろ過時においても膜の目詰まりを大幅に軽減でき、未然に目詰まりを防止することが可能であり、かつ過剰なオゾン注入を防止することにより経済的に水処理することを可能にするろ過膜の洗浄方法を提供する。
【解決手段】原水の膜ろ過工程と、オゾン処理水を得るオゾン注入工程と、ろ過膜を逆流洗浄するろ過膜洗浄工程とを具備するろ過膜の洗浄方法において、前記逆流洗浄によりろ過膜を通過した排水中の残留オゾン濃度を検出し、検出残留オゾン濃度に基づいて前記ろ過膜を洗浄するために必要なオゾン量を演算により求め、算出したオゾン量に基づいて前記オゾン注入工程の注入オゾン量を制御する工程と、前記原水の水温を検出し、検出水温に基づいて前記ろ過膜を洗浄するために必要な反応時間を演算により求め、算出した反応時間に基づいて前記ろ過膜洗浄工程における逆流洗浄時間を制御する工程とを具備する。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上水道、下水道、工業用水または廃水処理の水処理方法、特に、膜ろ過処理を用いた水処理方法及び水処理装置に用いられるろ過膜の洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の膜ろ過法では、運転を継続すると、膜供給水として膜ろ過処理に供給される原水中の懸濁物質および有機物質等により、膜面あるいは膜孔内が汚染され膜ろ過水量の低下もしくは膜間差圧の上昇が見られる。
【０００３】
そのため膜面および膜孔内の汚染を防止するため、通常、定期的な物理洗浄を行う。物理洗浄方法としては、例えば膜ろ過水を膜ろ過水側から原水供給側に通水する逆流洗浄や、ろ過膜の一次側から空気または空気と原水を通流させる空気洗浄等が挙げられる。これらの方法は、膜表面および膜孔内の付着物や固形物に起因する目詰まりに非常に有効であり、膜間差圧の上昇を軽減する効果がある。昨今では、この物理洗浄に加えてオゾン処理を併用する方法が発案され、例えば、特開２００２−３５５５２号公報、特開２００２−３５５５４号公報、特開２００２−７９０６４号公報等に記載されている。これらの方法はオゾン含有水で膜を洗浄する方法であり、膜表面および膜孔内の付着物をオゾンの酸化作用により分解し、除去するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来のオゾン含有水による洗浄には、以下のような問題点があった。
【０００５】
第１に、オゾン含有水オゾン濃度が一定であり原水水質安定時、もしくは膜の汚染状態が進行していない状態においては、オゾン注入量が過剰であり不経済である。
【０００６】
第２に、膜の汚染がある程度進行した状態では、オゾン含有水オゾン濃度が過小となり膜間差圧が上昇する。
【０００７】
第３に、原水水質悪化時に膜への負荷が過剰にかかる条件では、オゾン含有水オゾン濃度が過小となり膜間差圧が上昇する。
【０００８】
第４に、低水温時においては、排水中に所定範囲のオゾン濃度が残留してもオゾンが未反応となり膜間差圧が上昇する。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、高流束の膜ろ過時においても膜の目詰まりを大幅に軽減できるだけでなく、未然に目詰まりを防止することが可能であり、かつ過剰なオゾン注入を防止することにより経済的に水処理することを可能にするろ過膜の洗浄方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のろ過膜の洗浄方法は、原水を膜ろ過手段により処理して膜ろ過水を得る膜ろ過工程と、前記膜ろ過水の一部にオゾンを注入してオゾン処理水を得るオゾン注入工程と、前記オゾン処理水を前記膜ろ過手段のろ過水側から供給してろ過膜を逆流洗浄するろ過膜洗浄工程とを具備するろ過膜の洗浄方法において、
前記逆流洗浄によりろ過膜を通過した排水中の残留オゾン濃度を検出し、検出残留オゾン濃度に基づいて前記ろ過膜に付着した汚染物質を除去するために必要なオゾン量を演算により求め、算出したオゾン量に基づいて前記オゾン注入工程の注入オゾン量を制御する工程と、
前記原水の水温を検出し、検出水温に基づいて前記ろ過膜に付着した汚染物質を除去するために必要な反応時間を演算により求め、算出した反応時間に基づいて前記ろ過膜洗浄工程の逆流洗浄時間を制御する工程と、
を具備する。
【００１１】
本発明のろ過膜の洗浄方法は、前記注入オゾン量制御工程では、逆流洗浄排水中の残留オゾン濃度が０．０１〜１０ｍｇ／Ｌの範囲内となるように前記注入オゾン量を制御することが好ましい。
【００１２】
本発明のろ過膜の洗浄方法は、前記注入オゾン量制御工程では、逆流洗浄排水中の残留オゾン濃度の代わりに前記原水の水質を検出し、検出した水質を用いて必要なオゾン量を演算により求めることも可能である。
【００１３】
以下、本発明を詳しく説明する。
【００１４】
本発明に従うろ過膜の洗浄では逆流洗浄時間を制御する必要がある。逆流洗浄時間を制御しないと水温が低下した場合は、オゾンと膜面の汚染物質との反応速度が小さくなり、逆流洗浄排水中に所定の濃度範囲を超える未反応の残留オゾンが検出される。一方、水温が上昇した場合は、オゾンと膜面の汚染物質との反応速度およびオゾンの自己分解が速くなり、逆流洗浄排水中に所定の濃度範囲以内の残留オゾンが検出できなくなる。このため、水温により逆流洗浄時間を制御するのである。ここで、本明細書中において「逆流洗浄排水」とは、定常運転時の水流とは逆向きにオゾン処理水をろ過膜に供給し、ろ過膜から離脱した汚染物質を含む排水のことをいう。
【００１５】
従って、オゾンと膜面の汚染物質との反応速度が水温により変化することを考慮すると、原水の水温に応じて逆流洗浄時間を１５秒〜３００秒間の範囲で変化させることが好ましい。逆流洗浄時間が３００秒間よりも長くなると膜ろ過装置による原水のろ過処理が停止している時間が長くなり装置の稼動率が下がってしまう恐れがある。一方、逆流洗浄時間が１５秒よりも短くなると１回の逆流洗浄流量が過剰になり、膜ろ過装置にかかる負荷が高くなり過ぎる恐れがある。以上のことから逆流洗浄時間は、好ましくは１５秒〜３００秒間、より好ましくは３０〜１２０秒間の範囲で変化させる。
【００１６】
逆流洗浄排水中の残留オゾン濃度は、０．０１〜１０ｍｇ／Ｌとすることが好ましい。逆流洗浄中に消費されるオゾン量を勘案すると逆流洗浄排水中の残留オゾン濃度が１０ｍｇ／Ｌを超すと、逆流洗浄に用いられるオゾン処理水のオゾン濃度が高くなるためろ過膜に耐オゾン性の膜素材を用いても長期的にはオゾンとの反応により膜劣化が起こる恐れがある。このため膜モジュールの交換時期を考え合わせると、残留オゾン濃度は１０ｍｇ／Ｌまでは許容され得る。一方、逆流洗浄排水中の残留オゾン濃度が０．０１ｍｇ／Ｌ未満の場合には、ろ過膜に付着した汚染物質を除去するためのオゾンの効果を十分に得ることが困難になる恐れがある。以上のことから逆流洗浄排水中の残留オゾン濃度は、好ましくは０．０１〜１０ｍｇ／Ｌ、より好ましくは０．１〜５ｍｇ／Ｌとする。
【００１７】
ろ過膜を逆流洗浄する際、逆流流束は、膜ろ過流束の０．２〜５倍とすることが好ましい。０．２倍を下回ると十分な洗浄効果が得られなくなる恐れがあり、一方、５倍を上回ると膜が損傷を受ける恐れがある。このため、逆流流束は膜ろ過流束の０．２〜５倍とすることが好ましく、より好ましくは０．５〜３倍とする。
【００１８】
残留オゾン濃度の代わりに原水の水質を検出し、この検出結果によりろ過膜に付着した汚染物質を除去するために必要なオゾン量を算出し、オゾン処理水のオゾン濃度を制御することも可能である。ここで、本明細書中において「水質」とは水の汚染度の尺度となる濁度、過マンガン酸カリウム消費量、ＴＯＣ、紫外線吸光度、色度等を含む包括的な概念をいう。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のろ過膜の洗浄方法を図１を参照して詳細に説明する。なお、この実施形態は本発明に限定を加えるものではない。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態を説明するための水処理装置を示すブロック図である。図１に示すように、本発明に従うろ過膜の洗浄方法が用いられる水処理装置は、循環水槽（又は膜供給水槽）２、膜ろ過装置４、膜ろ過水槽７、オゾン発生器１１および、散気管１３が内蔵された逆洗水槽１０を備える。
【００２１】
循環水槽（又は膜供給水槽）２は、供給ライン１を介して原水供給タンク（図示せず）等に連通されている。ライン１には、原水水温計１８および原水濁度計１９が設けられている。循環水槽（又は膜供給水槽）２はさらに、バルブＶ１が設けられた供給ライン２２を介して膜ろ過装置４に連通されている。ライン２２には、供給ポンプ３が設置されている。膜ろ過装置４には、膜間差圧測定器２１が設けられている。膜ろ過装置４はバルブＶ２が設けられた膜ろ過水ライン６を介して膜ろ過水槽７に連通されている。膜ろ過水槽７は、処理用水ライン８を介して用水タンク（図示せず）等に連通されている。さらに、膜ろ過水槽７は膜ろ過水ライン９を介して散気管１３が内蔵された逆洗水槽１０に連通されている。逆洗水槽１０には、オゾン発生器１１がオゾンガス移送ライン１２を介して接続されている。逆洗水槽１０は、オゾン処理水ライン１４，２３を介して膜ろ過水ライン６に連通されている。ライン１４，２３の接続部には、逆洗ポンプ１５が設けられ、オゾン処理水ライン２３にはバルブＶ３が設けられている。ライン２２のバルブＶ１の下流側またはろ過装置４の原水側には、バルブＶ６を介してコンプレッサー２４が連通されている。ライン６と連通された膜ろ過装置４はバルブＶ５が設けられた循環ライン５を介して循環水槽（又は膜供給水槽）２に連通されている。ライン５には、バルブＶ４が設けられた逆流洗浄排水ライン１６が接続されている。ライン１６は排水タンク（図示せず）等に接続されている。ライン１６には、オゾン検知器１７が設けられている。
【００２２】
供給ポンプ３、オゾン発生装置１１、逆洗ポンプ１５、オゾン検知器１７、原水水温計１８、原水濁度計１９は、コントローラ２０に接続されている。
【００２３】
次に作用について説明する。始めに原水を膜ろ過処理する場合について説明する。
【００２４】
原水を膜ろ過する際は、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ５を開ける。原水を原水供給タンク（図示せず）から供給ライン１を通して循環水槽（又は膜供給水槽）２に供給する。続いてコントローラ２０からの信号により供給ポンプ３を駆動させ、原水を循環水槽（又は膜供給水槽）２から供給ライン２２を通して膜ろ過装置４へ圧送し、膜ろ過する。供給した原水の一部は循環ライン５を通して循環水槽（又は膜供給水槽）２へ送り、再び膜ろ過処理を施す。膜ろ過水は膜ろ過装置４から膜ろ過水ライン６を通して膜ろ過水槽７へ送る。膜ろ過水槽７中の膜ろ過水の一部を膜ろ過水ライン９を通して逆洗水槽１０へ移送し、残りの膜ろ過水を処理用水ライン８を通して用水タンク（図示せず）に移送し処理用水として得る。このようにして原水を膜ろ過処理する。処理用水は、所定範囲内の回収率となるようにする。所定の時間膜ろ過処理を行った後、コントローラ２０からの信号により供給ポンプ３を停止させ、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ５を閉じる。膜ろ過処理は、一定時間行っても良いし、原水の濁度を濁度計１９により測定し、この結果より処理時間を決定しても良い。また、ろ過膜の膜間差圧を膜間差圧計２１により測定し、この結果が一定の値に達するまで処理を行うようにしても良く、この場合、膜間差圧計２１をコントローラ２０の入力部に接続し、入力信号に基づいて制御するようにしても良い。
【００２５】
次にろ過膜を逆流洗浄する場合について説明する。
【００２６】
膜ろ過及びろ過膜の洗浄の間、逆洗水槽１０に吹き込まれるオゾン量が所定の目標値となるようにコントローラ２０からの信号によりオゾン発生器１１をリアルタイムで制御する。オゾン発生器１１から所定量のオゾンガスをオゾン発生器１１の定常運転時の基本圧力によりオゾンガス移送ライン１２を経て逆洗水槽１０の散気管１３に送る。散気管１３からオゾンガスを逆洗水槽１０内の膜ろ過水に吹き込む。このようにして逆洗水槽１０中の膜ろ過水をオゾン処理し、所定範囲のオゾン濃度を有するオゾン処理水を得る。なお、所定のオゾン濃度を有するオゾン処理水を得るためには、オゾン発生器１１から散気管１３へ送るオゾンガスのオゾンガス濃度を制御することにより行っても良いし、オゾンガス流量を制御することにより行っても良い。
【００２７】
ろ過膜を逆流洗浄する際は、バルブＶ３，Ｖ４を開ける。コントローラ２０からの信号により逆洗ポンプ１５を駆動させ、得られたオゾン処理水をオゾン処理水ライン１４，２３を通して膜ろ過水ライン６に送る。引き続きオゾン処理水を逆流洗浄水としてライン６を通して膜ろ過装置４のろ過水側から原水供給側へ圧送する。さらに、バルブＶ６を開き、コンプレッサー２４からライン２２を通して膜ろ過装置４の原水側へ空気を圧送して、逆流洗浄と同時にろ過膜の原水側を空気洗浄することもできる。ろ過膜の逆流洗浄は、所定時間毎に逆洗ポンプ１５を駆動させることにより行う。逆洗ポンプ１５の駆動は、一定時間毎だけでなく、濁度計１９が検出する原水の濁度により決定される時間毎に行うのであっても良い。また、膜間差圧計２１が検出する膜間差圧が所定の範囲を超えたときに行うのであっても良い。
【００２８】
さらに、逆流洗浄終了後、バルブＶ３，Ｖ６を閉じ、バルブＶ１を開けて、コントローラ２０からの信号により供給ポンプ３を駆動させ、原水を膜ろ過装置に供給し、フラッシングを行うこともできる。この原水によるフラッシングにより、逆流洗浄によってろ過膜から剥離した汚れや目詰まり物質を膜ろ過装置４から排出することができる。これにより、膜の汚れや目詰まり物質を効果的に除去することができる。
【００２９】
ろ過膜を通過した逆流洗浄排水は、逆流洗浄排水ライン１６を通して排水タンク（図示せず）等に排出する。このとき、ライン１６中の逆流洗浄排水の残留オゾン濃度をオゾン検知器１７により測定する。逆流洗浄終了後はバルブＶ３，Ｖ４を閉じ、その後バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ５を開けて膜ろ過処理を再び開始する。
【００３０】
本発明のろ過膜の洗浄方法が用いられる水処理においては、以上のような膜ろ過およびろ過膜の逆流洗浄を繰り返し交互に行う。
【００３１】
膜ろ過時、原水水温計１８により原水の水温を測定する。この測定結果は、コントローラ２０に送られ、コントローラ２０はろ過膜に付着した汚染物質を除去するために必要な逆流洗浄時のオゾン反応時間を演算処理する。この処理結果よりポンプ１５を制御することにより逆流洗浄時間を制御することができる。なお、コントローラ２０は、例えばＣＰＵ（中央処理装置）等を用いることができる。
【００３２】
さらにまた、逆流洗浄時、オゾン検知器１７により逆流洗浄排水中の残留オゾン濃度を測定する。この測定結果はコントローラ２０に送られ、コントローラ２０はろ過膜に付着した汚染物質を除去するために必要なオゾン消費量を演算処理する。この処理結果よりオゾン発生器１１から発生するオゾンガスの注入量をフィードバック制御し、オゾン処理水中のオゾン濃度を変えることができる。膜ろ過開始時で逆流洗浄排水中の残留オゾン濃度の測定結果がまだ得られていない場合は、例えば、予備実験結果や原水水質の検査結果に応じて適当なオゾンガス注入率を予め決定しておくことができる。
【００３３】
また同様に、ろ過膜に付着した汚染物質を除去するために必要なオゾン消費量を演算し、オゾン処理水のオゾン濃度および逆流洗浄量（オゾン処理水量）をフィードバック制御することもできる。すなわち、原水水質が通常時よりも極度に悪い場合又は良好な場合で、オゾン発生器１１から発生するオゾンガスの注入量を調整しただけでは逆流洗浄排水中の残留オゾン濃度が所定の濃度範囲内に入らない場合は、所定の回収率で処理用水を回収することが可能な範囲内で、逆流洗浄に用いるオゾン処理水（膜ろ過水槽７から逆洗水槽１０へと送る膜ろ過水）の量を変えることも可能である。これは例えばコントローラ２０の信号により膜ろ過水槽７を制御することにより行うことができる。
【００３４】
さらに、逆流洗浄排水中の残留オゾン濃度を検出する代わりに、原水の濁度を原水濁度計１９で測定し、この測定結果からコントローラ２０によりろ過膜を洗浄するために必要なオゾン量を算出し、この結果によりオゾン処理水のオゾン濃度を制御することも可能である。
【００３５】
膜ろ過装置４で使用される膜としては、濁質成分及び細菌類を除去することのできる膜であればいかなるものを用いても良いが、例えば、精密ろ過膜または限外ろ過膜等を用いることができる。精密ろ過膜には、公称孔径０．０１〜１μｍのものを用いることが好ましい。限外ろ過膜には、分画分子量１０００〜１００万ダルトンのものを用いることが好ましい。膜モジュールの形状は、例えば、中空糸状、スパイラル状、チューブラ状、平膜状等を用いることが可能である。膜素材及びモジュール接着部は、高濃度のオゾンと接触するために、耐オゾン性の素材を使用することが望ましい。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、セラミック等の無機材料またはこれらの組み合わせを用いることができる。また、膜モジュールのろ過方式は、全量ろ過方式とクロスフローろ過方式があり、いずれのろ過方式であっても良い。また、ろ過膜への通水方式は、外圧型および内圧型のいずれの方式を用いても良い。
【００３６】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、実施例は本発明に限定を加えるものではない。
【００３７】
（実施例１）
実施例１として図１に示した水処理実験装置（処理量１４ｍ^３／日）を用いて、水処理実験を行った。
【００３８】
原水として河川表流水を用いた。膜ろ過装置４には、公称孔径０．１μｍのポリフッ化ビニリデン製精密ろ過膜（有効膜面積７ｍ^２の中空糸膜）を使用し、クロスフローろ過で設定膜ろ過流束２ｍ^３／ｍ^２／日の定流量ろ過運転を行った。ろ過運転を３０分間行った後、オゾン処理水１４を用いた逆流洗浄を行い、同時に膜モジュール直下から空気を供給して空気洗浄を行った。洗浄終了後には、膜モジュール内の懸濁質を除去するために、原水を供給ライン２２から逆流洗浄排水ライン１６へと通水し、原水によるフラッシングを実施した。このようにろ過および洗浄を交互に繰り返し行い、以上のような運転を１８００時間行った。
【００３９】
ろ過は毎回３０分間行い、逆流洗浄時間は、水温に応じて３０秒間から１２０秒間の範囲で変化させた。
【００４０】
逆流洗浄開始時は、オゾン処理水１４のオゾン濃度を５ｍｇ／Ｌとした。これ以降の逆流洗浄では、逆流洗浄排水１６中の残留オゾン濃度をモニタリングし、この残留オゾン濃度の値が０．２から０．５ｍｇ／Ｌの範囲になるオゾンガス濃度をコントローラ２０で演算し、オゾン発生装置１１で生成されるオゾンガス１２の注入量をフィードバック制御した。
【００４１】
さらに、原水水質が平常時より極度に悪い場合又は良い場合で、オゾンガス１２の注入量の調整だけでは逆流洗浄排水中の残留オゾン濃度を上記の０．２から０．５ｍｇ／Ｌの範囲に調整することが困難なときは、オゾンガス１２の注入量の調整に加えて、逆流洗浄に用いるオゾン処理水１４の量も変化させることにより対応した。このとき、処理用水８の回収率が８５％から９５％の範囲内で変化し、平均値で９０％になるようにオゾン処理水の量を変化させた。
【００４２】
このときの原水水温計１８により測定した原水の水温および原水濁度計１９により測定した原水の濁度の経時変化を図２に示す。
【００４３】
また、オゾン発生装置１１で生成されるオゾンガス１２の注入量をフィードバック制御することにより制御されたオゾン処理水１４のオゾン濃度の経時変化を図３に示す。
【００４４】
以上の処理実験より得られた膜ろ過装置４における膜間差圧（２５℃換算）の経時変化を膜間差圧計２１により測定し、この結果を図４に示す。
【００４５】
図４に示すように膜ろ過流束２ｍ^３／ｍ^２／日の条件下で、図２に示すような高濁時および低水温時を含む３ヶ月にわたって、膜間差圧が上昇することなく安定して通水できた。また、図３及び図４から明らかなように、逆流洗浄時間、オゾン処理水オゾン濃度およびオゾン洗浄水量のすべてが適切に制御され、最適な洗浄が行われたことが確認された。
【００４６】
（実施例２）
実施例１と同様の装置を用いて原水として河川表流水の膜ろ過およびろ過膜の逆流洗浄を行った。
【００４７】
逆流洗浄時間は、水温に応じて３０秒間から１２０秒間の範囲で変化させた。また、逆流洗浄の際に、原水濁度を濁度計１９によりモニタリングし、濁度５度から２０度に応じた必要オゾン量を演算し、オゾン処理水オゾン濃度が３〜１０ｍｇ／Ｌになるようにオゾン発生器１１で生成されるオゾンガス１２の注入量を制御することにより、オゾン処理水１４の濃度を調整した。このときのオゾン処理水１４のオゾン濃度の経時変化を図３に併記する。
【００４８】
さらに、原水濁度が５度未満の水質清澄時又は２０度を超える水質悪化時で、オゾン発生器１１で生成されるオゾンガス１２の注入量の調整だけでは、濁度に応じた必要オゾン量に基づくオゾン処理水１４のオゾン濃度が過剰もしくは不足となる場合は、オゾンガス１２の注入量の調整に加えて、逆流洗浄に用いるオゾン処理水１４の量も変化させることにより対応した。このとき、処理用水８の回収率が８５％から９５％の範囲内で変化し、平均値で９０％になるようにオゾン処理水１４の量を変化させた。
【００４９】
以上説明した処理条件以外は、実施例１と同様にろ過および洗浄を行った。
【００５０】
以上の処理実験により得られた膜ろ過装置４における膜間差圧（２５℃換算）の経時変化を図４に併記する。
【００５１】
図４に示すように膜ろ過流束２ｍ^３／ｍ^２／日の条件下で、図２に示すような高濁時および低水温時を含む３ヶ月にわたって、膜間差圧が上昇することなく安定して通水できた。また、図３及び図４から明らかなように、原水水質および水温に応じて逆流洗浄時間、オゾン処理水オゾン濃度およびオゾン洗浄水量のすべてが適切に制御され、最適な洗浄が行われたことが確認された。
【００５２】
（比較例１）
実施例１と同じ原水を用いて、クロスフローろ過にて設定膜ろ過流束２ｍ^３／ｍ^２／日の定流量ろ過運転を行った。ろ過運転を３０分間行った後、オゾン濃度７ｍｇ／Ｌのオゾン処理水１４を用いた逆流洗浄を６０秒間行い、同時に膜モジュール直下から空気を供給して空気洗浄を行った。洗浄終了時には、膜モジュール内の懸濁質を除去するため、原水によるフラッシングを実施した。原水水温による逆流洗浄時間の制御および、逆流洗浄排水中の残留オゾン濃度または原水の水質によるオゾン処理水１４のオゾン濃度の制御は行わなかった。このときのオゾン処理水１４のオゾン濃度の経時変化を図３に併記する。処理用水８の回収率は、８８％となるように運転を行った。これ以外は、実施例１と同様に膜ろ過処理実験を行った。
【００５３】
以上の処理実験より得られた膜ろ過装置４における膜間差圧（２５℃換算）の経時変化を図４に併記する。
【００５４】
図２および図４から分かるように、比較例１では、膜ろ過初期の低水温期においては、実施例１よりオゾン処理水中のオゾン濃度が高いにもかかわらず膜間差圧が同等もしくは若干増加傾向にあった。これは、低水温期において逆流洗浄時間を６０秒間に固定したため、オゾンと膜面の汚染物質との反応が十分に進まなかったためである。また、原水濁度上昇時には、急激な膜間差圧の上昇が見られ膜間差圧の限界値を超えた。このため、オゾン処理水による洗浄だけでは膜間差圧の十分な減少が得られず、以後ろ過膜を洗浄するために薬品を使用する必要があった。これは、オゾン処理水中のオゾン濃度を逆流洗浄排水中の残留オゾン濃度によって制御せず、図３に示すように一定としたため逆流洗浄排水中の残留オゾン濃度を所定の範囲に保つことができなかったからである。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、膜ろ過した後にその膜ろ過水の一部にオゾンを注入して得られたオゾン処理水で膜の逆流洗浄を行う際に、水温に応じて逆流洗浄時間を決定し、逆流洗浄排水中の残留オゾン濃度または原水の水質に応じて最適なオゾン濃度に制御することができる。これにより、高い膜透過流束においても膜の目詰まりを大幅に低減することができ、膜の目詰まりに対処するための薬品洗浄に要する労力と洗浄用薬剤費とを低減させることができる。
【００５６】
また、水温および逆流洗浄排水中の残留オゾン濃度または原水の水質に応じて最適なオゾン濃度及び逆流洗浄時間に制御することにより、過剰なオゾン発生を防止しエネルギー消費量を低減し、且つ最適な洗浄により処理用水の回収率を向上させることができ経済的である。
【００５７】
このように本発明によれば、高流束の膜ろ過時においても膜の目詰まりを大幅に軽減できるだけでなく、未然に目詰まりを防止することが可能であり、かつ過剰なオゾン注入を防止することにより経済的に水処理することを可能にするろ過膜の洗浄方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を説明する水処理装置を示すブロック図。
【図２】原水の濁度および水温の経時変化を示す特性線図。
【図３】オゾン処理水オゾン濃度の経時変化を示す特性線図。
【図４】膜間差圧の経時変化を示す特性線図。
【符号の説明】
１，２２…供給ライン
２…循環水槽（膜供給水槽）
３…供給ポンプ
４…膜ろ過装置
５…循環ライン
６，９…膜ろ過水ライン
７…膜ろ過水槽
８…処理用水ライン
１０…逆洗水槽
１１…オゾン発生器
１２…オゾンガス移送ライン
１３…散気管
１４，２３…オゾン処理水ライン
１５…逆洗ポンプ
１６…逆流洗浄排水ライン
１７…オゾン検知器
１８…原水水温計
１９…原水濁度計
２０…コントローラ
２１…膜間差圧計
２４…コンプレッサー
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ５…膜ろ過バルブ
Ｖ３，Ｖ４…逆流洗浄バルブ
Ｖ６…空気用バルブ

Claims

原水を膜ろ過手段により処理して膜ろ過水を得る膜ろ過工程と、前記膜ろ過水の一部にオゾンを注入してオゾン処理水を得るオゾン注入工程と、前記オゾン処理水を前記膜ろ過手段のろ過水側から供給してろ過膜を逆流洗浄するろ過膜洗浄工程とを具備するろ過膜の洗浄方法において、
前記逆流洗浄によりろ過膜を通過した排水中の残留オゾン濃度を検出し、検出残留オゾン濃度に基づいて前記ろ過膜に付着した汚染物質を除去するために必要なオゾン量を演算により求め、算出したオゾン量に基づいて前記オゾン注入工程の注入オゾン量を制御する工程と、
前記原水の水温を検出し、検出水温に基づいて前記ろ過膜に付着した汚染物質を除去するために必要な反応時間を演算により求め、算出した反応時間に基づいて前記ろ過膜洗浄工程の逆流洗浄時間を制御する工程と、
を具備することを特徴とするろ過膜の洗浄方法。
前記注入オゾン量制御工程では、逆流洗浄排水中の残留オゾン濃度が０．０１〜１０ｍｇ／Ｌの範囲内となるように前記注入オゾン量を制御することを特徴とする請求項１記載の方法。
前記注入オゾン量制御工程では、逆流洗浄排水中の残留オゾン濃度の代わりに前記原水の水質を検出し、検出した水質を用いて必要なオゾン量を演算により求めることを特徴とする請求項１記載の方法。