JP2014223600A - 膜ろ過システムの洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ろ過膜を用いた膜ろ過システムの洗浄方法であって、簡素な構成でろ過膜を効果的に逆洗可能な洗浄方法を提供する。【解決手段】ろ過膜により内部空間が一次側領域と二次側領域とに区分された容器を有し、被処理水を前記ろ過膜でろ過してろ過水を得るろ過装置を備える膜ろ過システムの洗浄方法であって、加圧気体を用いて前記二次側領域に存在するろ過水を加圧する加圧工程と、前記加圧工程の後、前記加圧されたろ過水を前記二次側領域から前記一次側領域へと流して前記ろ過膜を逆洗する逆洗工程とを含み、前記逆洗工程では、実質的に前記二次側領域内に存在するろ過水のみを使用し、且つ、前記二次側領域に加圧気体を流入させて前記容器内の水位を低下させつつ逆洗を行う、膜ろ過システムの洗浄方法である。【選択図】図３

Description

本発明は、膜ろ過システムの洗浄方法に関し、特に、膜ろ過システムのろ過膜を効果的に逆洗可能な洗浄方法に関するものである。

一般に、上水処理システム、下水処理システム、工業用水処理システム、排水処理システム、海水淡水化システムなどの各種水処理システムにおいて被処理水中の汚濁物質を分離除去する方法として、膜ろ過を用いた水処理方法が知られている。

ここで、膜ろ過を用いた水処理方法では、ろ過の継続に伴い、被処理水中の汚濁物質等がろ過膜に付着してろ過膜の目詰まり（ファウリング）が生じ、ろ過性能が低下（膜差圧が上昇）するため、定期的にろ過膜を逆流洗浄（以下「逆洗」という。）して目詰まりを解消する必要がある。

そのため、従来、ろ過膜を用いて被処理水をろ過する膜ろ過システムでは、定期的にろ過膜の二次側（ろ過水側）から一次側（被処理水側）へと逆洗水を通水することにより、ろ過膜の逆洗を行っている。具体的には、従来の膜ろ過システムでは、被処理水をろ過して得たろ過水等を逆洗水として使用し、逆洗ポンプを用いてろ過水をろ過膜に通水することにより、或いは、逆洗水槽に貯留したろ過水を空気等で加圧してろ過膜に通水することにより、ろ過膜の逆洗を行っている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２００４−２４９２０４号公報 特開２０１１−１８３３２０号公報

しかし、逆洗ポンプを使用して逆洗を行う膜ろ過システムや、逆洗水槽に貯留したろ過水を空気等で加圧して逆洗を行う膜ろ過システムでは、逆洗に使用する逆洗水（ろ過水等）を貯留しておくための逆洗水槽が必要であった。そのため、上記従来の膜ろ過システムには、逆洗水槽を不要として構成を簡素化するという点において改善の余地があった。

また、逆洗ポンプを使用して逆洗を行う膜ろ過システムや、逆洗水槽に貯留したろ過水を空気等で加圧して逆洗を行う膜ろ過システムでは、ろ過膜の逆洗中に逆洗水の供給口から逆洗水が流入し続けるため、逆洗水の供給口の近傍に位置するろ過膜部分、特に供給口に対向するろ過膜部分には、逆洗中、供給口から流入した高流速の逆洗水が衝突し続けることとなる。そのため、上記従来の膜ろ過システムには、逆洗水の供給口の近傍に位置するろ過膜部分が他の部分よりも強く洗浄されてしまい、ろ過膜を均一かつ良好に洗浄することができないという問題もあった。

そこで、本発明は、ろ過膜を用いた膜ろ過システムの洗浄方法であって、簡素な構成でろ過膜を効果的に逆洗可能な洗浄方法を提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決することを目的として鋭意検討を行った。そして、本発明者は、ろ過膜を収容している容器の容積、特に、容器内の、ろ過膜の二次側に位置する領域（以下「二次側領域」と称することがある。）の容積を調整し、実質的に二次側領域内に存在するろ過水のみを使用して逆洗を行うことで逆洗水槽を不要として構成を簡素化することに着想した。更に、本発明者は、実質的に二次側領域内に存在するろ過水のみを使用して逆洗を行う際に、二次側領域内の水を加圧空気等で加圧してろ過膜に通水すると共に、逆洗中に二次側領域内に加圧空気を流入させれば、逆洗水の供給口の近傍に位置するろ過膜部分が他の部分よりも強く洗浄されるのを抑制し得ることを見出し、本発明を完成させた。

即ち、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の膜ろ過システムの洗浄方法は、ろ過膜により内部空間が一次側領域と二次側領域とに区分された容器を有し、被処理水を前記ろ過膜でろ過してろ過水を得るろ過装置を備える膜ろ過システムの洗浄方法であって、加圧気体を用いて前記二次側領域に存在するろ過水を加圧する加圧工程と、前記加圧工程の後、前記加圧されたろ過水を前記二次側領域から前記一次側領域へと流して前記ろ過膜を逆洗する逆洗工程とを含み、前記逆洗工程では、実質的に前記二次側領域内に存在するろ過水のみを使用し、且つ、前記二次側領域に前記加圧気体を流入させて前記容器内の水位を低下させつつ逆洗を行うことを特徴とする。このように、実質的に二次側領域内に存在するろ過水のみを使用してろ過膜を逆洗すれば、逆洗水槽を不要として膜ろ過システムの構成を簡素化することができる。また、逆洗工程において、二次側領域に加圧気体を流入させて容器内の水位を低下させつつ逆洗を行えば、逆洗水の供給口の近傍に位置するろ過膜部分が長時間に亘って他の部分よりも強く洗浄されるのを抑制して、ろ過膜全体を効果的に逆洗することができる。
なお、本発明において、「実質的に二次側領域内に存在するろ過水のみを使用してろ過膜を逆洗する」とは、逆洗水槽などの水槽に貯留しておいたろ過水を使用することなくろ過膜を逆洗することを意味し、例えば、加圧気体を容器内に流入させる際に配管中に残存していた水が容器内に不可避的に流入する場合には、二次側領域内に存在するろ過水と、加圧気体を容器内に流入させる際に配管などから容器内に不可避的に流入する水とを使用してろ過膜を洗浄することを指す。

ここで、本発明の膜ろ過システムの洗浄方法は、前記逆洗工程において、前記二次側領域から前記一次側領域への加圧されたろ過水の流入開始から、逆洗工程にかかる時間の１／１０以下の時間内に前記加圧気体を前記二次側領域に流入させることが好ましい。二次側領域から一次側領域へのろ過水の流入開始（即ち、逆洗の開始）から、逆洗工程にかかる時間（即ち、逆洗の開始から終了までにかかる時間）の１／１０以下の時間内に加圧気体を二次側領域に流入させて容器内の水位を低下させ始めれば、逆洗水の供給口の近傍に位置するろ過膜部分が長時間に亘って他の部分よりも強く洗浄されるのを確実に防止して、ろ過膜全体をより均一かつ良好に逆洗することができる。

そして、本発明の膜ろ過システムの洗浄方法は、前記膜ろ過システムが、前記容器を複数有し、且つ、複数の容器に共通のろ過水ラインを更に備え、前記ろ過水ラインが、各容器の前記二次側領域に接続されており、且つ、加圧気体供給装置に接続された加圧気体流入口を有し、前記加圧工程では、前記加圧気体流入口および前記ろ過水ラインを介して前記二次側領域に存在するろ過水を加圧し、前記逆洗工程では、前記加圧気体流入口および前記ろ過水ラインを介して前記加圧気体を前記二次側領域に流入させてもよい。本発明の洗浄方法によれば、実質的に二次側領域内に存在するろ過水のみを使用してろ過膜を逆洗するので、複数の容器に共通のろ過水ラインを備える膜ろ過システムであっても、ろ過水を用いてろ過膜を逆洗する際に、ろ過水ライン中の圧力損失の影響等により各容器間でろ過膜の洗浄度合いに差が出るのを抑制することができるからである。

本発明によれば、簡素な構成でろ過膜を効果的に逆洗可能な膜ろ過システムの洗浄方法を提供することができる。

本発明に従う膜ろ過システムの洗浄方法を適用可能な膜ろ過システムの一例の概略構成を示す図である。 図１に示す膜ろ過システムのろ過膜およびろ過膜が収容された容器の要部構成を示す拡大断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図１に示す膜ろ過システムにおいてろ過膜を逆洗した際の二次側領域内の水位の変動を説明する説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明に従う膜ろ過システムの洗浄方法を適用可能な膜ろ過システムの他の例においてろ過膜を逆洗した際の二次側領域内の水位の変動を説明する説明図である。 （ａ）〜（ｂ）は、膜ろ過システムの変形例の概略構成を示す図である。 モノリス型のセラミック膜の構造を、セラミック膜の一部を切り欠いて示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。なお、各図において同一の符号を付したものは、同一の構成要素を示すものとする。

本発明の膜ろ過システムの洗浄方法を適用可能な膜ろ過システムは、特に限定されることなく、上水処理、下水処理、工業用水処理、排水処理、海水淡水化などの各種水処理において被処理水中の汚濁物質を分離除去する際に用いることができる。

（膜ろ過システム）
ここで、図１に、本発明の膜ろ過システムの洗浄方法の一例を適用可能な膜ろ過システムの概略構成を示す。図１に示す膜ろ過システム１００は、被処理水を貯留する被処理水槽１０と、容器２０の内部にろ過膜３０を収容してなるろ過装置とを備えている。そして、この膜ろ過システム１００では、被処理水槽１０中の被処理水をろ過装置のろ過膜３０でろ過してろ過水を得る。

被処理水槽１０は、被処理水ライン１１を介してろ過装置の容器２０の下部と接続されている。そして、被処理水槽１０内に貯留された被処理水は、被処理水ライン１１に設けられた被処理水ポンプ１２を用いて容器２０内へと送水され、ろ過膜３０でろ過される。
なお、被処理水ライン１１の、被処理水ポンプ１２と容器２０との間には、被処理水弁１３が設けられている。また、被処理水ライン１１の、被処理水弁１３と容器２０との間からは、逆洗排水ライン４０が分岐して延びている。そして、逆洗排水ライン４０には、逆洗排水弁４１が設けられている。

容器２０は、円筒状の容器本体の下端部を２枚の仕切り板２２，２３で液密に閉止し、容器本体の上端部を２枚の仕切り板２５，２６で液密に閉止したものである。ここで、仕切り板２２と仕切り板２３との間には第１共通流路２４が形成されている。また、仕切り板２５と仕切り板２６との間には第２共通流路２７が形成されている。そして、第１共通流路２４には被処理水ライン１１が接続されており、第２共通流路２７にはエアーブロー用加圧空気ライン８０および水張りライン８２が接続されている。また、容器本体の上部には、ろ過水ライン５０が接続されている。
なお、ろ過水ライン５０には、ろ過水弁５１が設けられており、エアーブロー用加圧空気ライン８０には、エアーブロー用加圧空気弁８１が設けられており、水張りライン８２には、水張り弁８３が設けられている。更に、ろ過水ライン５０の、容器２０とろ過水弁５１との間からは、逆洗用加圧空気ライン６０が分岐して延びており、逆洗用加圧空気ライン６０には、逆洗用加圧空気弁６１が設けられている。
因みに、逆洗用加圧空気ライン６０およびエアーブロー用加圧空気ライン８０には、図示しない加圧気体供給装置（例えば、コンプレッサやブロアなど）を用いて加圧空気を供給することができる。

そして、容器２０は、容器２０の軸線が鉛直方向と平行になるように設置されている。また、容器２０の内部空間２１（仕切り板２２と仕切り板２５との間の空間）には、図示例では３本のろ過膜３０が収容されている。
なお、膜ろ過システムでは、容器としては、ろ過膜を液密に収容可能な任意の容器を用いることができる。また、膜ろ過システムでは、容器は、軸線が鉛直方向に対して傾斜するように設置してもよいし、軸線が鉛直方向に直交するように設置（横置き）してもよい。

ここで、ろ過膜３０としては、特に限定されることなく、柱状で、且つ、両端面間で軸線方向に延在する通水孔と当該通水孔の周囲に位置する分離層とを有するろ過膜を用いることができる。具体的には、ろ過膜３０としては、例えば、図６に示すようなセラミックろ過膜を用いることができる。

図６に示すろ過膜３０は、円柱状で、両端面間に亘って軸線方向に延在する複数の通水孔３１と、通水孔３１の表面に位置する分離層（図示せず）とを有するモノリス型のセラミックろ過膜である。そして、ろ過膜３０では、通水孔３１に流入した被処理水が、各通水孔３１の表面に位置する分離層でろ過されて外周面３２から流出する。
なお、ろ過膜３０は、図示例では、ろ過膜３０の軸線が鉛直方向と平行になるように設置されている。即ち、膜ろ過システム１００では、ろ過膜３０およびろ過膜３０を収容した容器２０は、ろ過膜３０の軸線が鉛直方向と平行になるように設置されている。因みに、本発明の洗浄方法を用いてろ過膜を洗浄する膜ろ過システムでは、ろ過膜は、軸線が鉛直方向に対して傾斜するように設置してもよいし、軸線が鉛直方向に直交するように設置してもよい。また、ろ過膜の形状は、円柱状以外の任意の形状であってもよい。

ここで、図２に示すように、容器２０の下端側に位置する仕切り板２２と、ろ過膜３０との接続は、特に限定されることなく、仕切り板２２に形成した孔の周囲に段差を形成し、当該段差に、ろ過膜３０の端面の外周縁部およびろ過膜３０の外周面下端部を覆う略環状のパッキン２８を配置した状態でろ過膜３０を段差上に戴置することにより行うことができる。このように、パッキン２８を配置した状態で仕切り板２２の孔の上にろ過膜３０を戴置することにより、ろ過膜３０の通水孔３１内と第１共通流路２４内とを連通させつつ、ろ過膜３０と仕切り板２２とを液密に接続することができる。
なお、容器２０の上端側に位置する仕切り板２５と、ろ過膜３０とは、容器２０の下端側に位置する仕切り板２２と、ろ過膜３０との接続と同様の方法を用いて接続することができる。

即ち、ろ過膜３０は、仕切り板２２および仕切り板２５に対して液密に接続されている。そのため、ろ過膜３０の通水孔３１に被処理水を通水してろ過を行う場合、容器２０の内部空間２１は、ろ過膜３０により、被処理水が流れる一次側領域（通水孔３１内）と、ろ過水が流れる二次側領域（ろ過膜３０の分離層よりも容器２０の内周面側に位置する部分）とに区分される。

（膜ろ過システムを用いたろ過方法）
そして、この膜ろ過システム１００では、被処理水をろ過してろ過水を得る場合には、図１に示すように、被処理水弁１３およびろ過水弁５１を開き、逆洗用加圧空気弁６１、逆洗排水弁４１、エアーブロー用加圧空気弁８１および水張り弁８３を閉じた状態で被処理水ポンプ１２を運転する。そして、被処理水ライン１１および第１共通流路２４を介してろ過膜３０の通水孔３１内に流入した被処理水をろ過膜３０の分離層（図示せず）でろ過する。なお、分離層でろ過されてろ過膜３０の外周面３２から流出したろ過水は、容器２０内の二次側領域を流れ、ろ過水ライン５０から流出する。
なお、上記では被処理水をデッドエンドろ過する場合について説明したが、この膜ろ過システム１００では、被処理水をクロスフローろ過してもよい。

（膜ろ過システムの洗浄方法）
ここで、被処理水のろ過を継続すると、被処理水中の汚濁物質等がろ過膜に付着してろ過膜の目詰まりが生じ、ろ過性能が低下する。そこで、この膜ろ過システム１００では、所定時間毎に、或いは、ろ過膜３０の差圧が所定値以上まで上昇した際に、被処理水弁１３、逆洗排水ライン４０、逆洗排水弁４１、ろ過水弁５１、逆洗用加圧空気ライン６０、逆洗用加圧空気弁６１およびエアーブロー用加圧空気弁８１を逆洗機構として使用して、ろ過膜３０を逆洗する。なお、逆洗時の各弁やポンプの動作は、図示しない制御装置を用いて制御することができる。

＜加圧工程＞
具体的には、最初に、図３（ａ）に示すように、被処理水ポンプ１２を停止し、被処理水弁１３、逆洗排水弁４１、ろ過水弁５１、エアーブロー用加圧空気弁８１および水張り弁８３を閉じた状態で逆洗用加圧空気弁６１を開き、加圧気体としての逆洗用加圧空気を用いて容器２０の二次側領域内に存在するろ過水を加圧する。具体的には、逆洗用加圧空気ライン６０に接続された加圧気体供給装置（図示せず）から例えば圧力３００〜５００ｋＰａ（ゲージ圧）の逆洗用加圧空気を供給し、容器２０内を加圧する。

＜逆洗工程＞
次に、図３（ｂ），（ｃ）に示すように、逆洗排水弁４１を開き、二次側領域内の加圧したろ過水をろ過膜３０の通水孔３１（一次側領域）内へ流入させて、ろ過膜３０を逆洗する。
具体的には、この膜ろ過システム１００では、容器２０の近傍に配置された逆洗用加圧空気ライン６０を介した逆洗用加圧空気の供給を継続した状態で逆洗排水弁４１を開くことにより、二次側領域内の加圧したろ過水をろ過膜３０の通水孔３１（一次側領域）内へ流入させてろ過膜３０を逆洗する。なお、ろ過膜３０を逆洗する際には、ろ過水弁５１は閉じられているので、逆洗用加圧空気ライン６０を介して供給される逆洗用加圧空気は、ろ過水ライン５０と逆洗用加圧空気ライン６０との接続部（加圧気体流入口）およびろ過水ライン５０の一部を通って容器２０内に流入する。そして、図３（ｂ），（ｃ）に示すように、一次側領域内へのろ過水の流出および逆洗用加圧空気の流入に伴い容器２０内の水位は低下する。

即ち、この膜ろ過システム１００では、逆洗用加圧空気の流入により容器２０内の水位を低下させつつ、実質的に容器２０の二次側領域内に存在するろ過水のみを使用してろ過膜３０を逆洗する。
ここで、「実質的に容器２０の二次側領域内に存在するろ過水のみを使用してろ過膜３０を逆洗する」とは、逆洗水槽を設けることなく、二次側領域内に存在する水と、逆洗用加圧空気を供給する際に不可避的に二次側領域内に流入するろ過水ライン５０中のろ過水（容器２０とろ過水弁５１との間でろ過水ライン５０内に残存しているろ過水）とを用いてろ過膜を逆洗することを指す。

なお、実質的に二次側領域内に存在するろ過水のみを使用してろ過膜を十分に逆洗する観点からは、二次側領域の容積は、ろ過膜面積１ｍ^２当たり０.５Ｌ以上確保することが好ましく、２Ｌ以上確保することが更に好ましい。

ここで、二次側領域内のろ過水を用いた逆洗が終了した後は、任意に、逆洗用加圧空気弁６１を閉じ、エアーブロー用加圧空気弁８１を開いてエアーブロー用加圧空気をろ過膜３０の通水孔３１内に流し、通水孔３１内をエアーブロー用加圧空気で更に洗浄してもよい。因みに、エアーブロー用加圧空気を用いたろ過膜３０の洗浄が終了した後は、例えば、逆洗排水弁４１およびエアーブロー用加圧空気弁８１を閉じ、被処理水弁１３および水張り弁８３を開いた状態で被処理水ポンプ１２を運転させ、一次側領域内の空気を水張りライン８２から抜いて一次側領域に被処理水を満たしてから被処理水のろ過を再開することができる。

そして、この膜ろ過システム１００の洗浄方法では、実質的に二次側領域内に存在するろ過水のみを使用してろ過膜３０を十分に逆洗することができるので、逆洗水槽を不要として膜ろ過システム１００の構成を簡素化することができる。

また、この洗浄方法では、図３（ｂ），（ｃ）に示すように、逆洗を開始すると、逆洗開始直後（ろ過水ライン５０内に残存しているろ過水が容器２０内に流れた後）に、容器２０の二次側領域内に逆洗用加圧空気（加圧気体）が流入する。そのため、逆洗ポンプを使用して逆洗を行う場合や、逆洗水槽に貯留したろ過水を加圧空気等で加圧して逆洗を行う場合とは異なり、この洗浄方法では、逆洗開始時にろ過膜３０の各部位の近傍に存在していたろ過水を用いて逆洗が行われ、逆洗中にろ過水ライン５０から容器２０内へとろ過水が流入し続けることがない。従って、この洗浄方法では、ろ過水ライン５０と容器２０との接続部の近傍に位置するろ過膜部分、特に、ろ過水ライン５０と容器２０との接続部に対向するろ過膜部分には、逆洗中にろ過水ライン５０から流入した高流速のろ過水（逆洗水）が衝突し続けることはない。そのため、この洗浄方法によれば、ろ過膜３０の一部、特に、ろ過水ライン５０と容器２０との接続部に対向するろ過膜部分が他の部分よりも強く洗浄されるのを抑制することができ、ろ過膜３０を均一かつ良好に洗浄することができる。

なお、ろ過膜３０の一部が長時間に亘って他の部分よりも強く洗浄されるのを抑制してろ過膜３０全体をより均一かつ良好に逆洗する観点からは、逆洗の開始から、逆洗工程にかかる時間の１／１０以下、好ましくは１／２０以下、より好ましくは１／１００以下の時間内に、容器２０の二次側領域内に逆洗用加圧空気を流入させて容器２０内の水位を低下させ始めることが好ましい。具体的には、逆洗の開始から例えば１０秒以内、好ましくは３秒以内、より好ましくは１秒以内に、容器２０の二次側領域内に逆洗用加圧空気を流入させて容器２０内の水位を低下させ始めることが好ましい。ここで、逆洗用加圧空気が容器２０の二次側領域内に流入し始めるまでの時間は、ろ過水ライン５０と容器２０との接続部からろ過水弁５１までの間の距離、並びに、逆洗用加圧空気の供給圧力および供給流量を調整することにより、制御することができる。

更に、この膜ろ過システム１００では、二次側領域内に逆洗用加圧空気が流入する位置（即ち、図示例ではろ過水ライン５０と容器２０との接続位置）が、容器２０の上部である。従って、逆洗用加圧空気が流入する位置を容器２０の下部にした場合と比較して、二次側領域内での空気の流れにより通水孔３１内へのろ過水（逆洗水）の流れが邪魔されることがない。

なお、加圧したろ過水を一度に通水孔３１（一次側領域）内へと流入させた場合、ろ過膜３０内での目詰まりの度合いの分布などに起因して、通水孔３１内で目詰まりの原因物質（閉塞物質）が均一に剥離しない場合がある。
そこで、この洗浄方法では、ろ過膜全体をより効果的に逆洗する観点から、加圧したろ過水を複数回に分けて通水孔３１（一次側領域）に流入させることが好ましく、少なくとも一回目の流入量を、容器２０とろ過水弁５１との間でろ過水ライン５０内に残存しているろ過水量以下とすることが更に好ましい。ろ過水を複数回に分けて通水孔３１に流入させれば、一度目のろ過水の流入では剥離しなかった閉塞物質を二度目以降のろ過水の流入で剥離させることができるからである。また、一回目の流入量を容器２０とろ過水弁５１との間でろ過水ライン５０内に残存しているろ過水量以下とすれば、一回目の通水時に二次側領域内のろ過水の水位が低下することがない。従って、ろ過膜３０の外周面に対して均一に圧力をかけた状態でろ過水を２回以上通水させ、ろ過膜全体をより効果的に逆洗することができるからである。
因みに、加圧したろ過水は、例えば、制御装置を用いて逆洗排水弁４１の開閉を制御することにより、或いは、逆洗排水弁４１の開閉をタイマー制御することにより、複数回に分けて通水孔３１に流入させることができる。また、逆洗工程において加圧したろ過水を複数回に分けて一次側領域に流入させる場合、前述した「逆洗工程にかかる時間」とは、逆洗工程においてろ過水を一次側領域に流入させている時間の合計とする。

以上、一例を用いて本発明の膜ろ過システムの洗浄方法について説明したが、本発明の膜ろ過システムの洗浄方法は、上記一例に限定されることはなく、本発明の膜ろ過システムの洗浄方法には、適宜変更を加えることができる。

具体的には、上記一例の洗浄方法では柱状のろ過膜３０を３本用いた膜ろ過システム１００を洗浄したが、本発明の洗浄方法を適用する膜ろ過システムは、使用するろ過膜の本数が３本のものに限定されることはなく、１本のものであってもよいし、複数本のものであってもよい。なお、例えば複数本のろ過膜を容器内に配置する場合には、容器の形状および容器内でのろ過膜の配置位置は任意の形状および位置とすることができる。具体的には、複数本のろ過膜は、直方体状の容器中に、平面視一直線上に位置するように配置してもよいし、円筒状の容器中に、平面視円周線上または平面視放射線上に位置するように配置してもよい。また、ろ過膜の形状および材質は、特に限定されるものではない。
更に、本発明の膜ろ過システムの洗浄方法では、膜ろ過システムの二次側領域内に薬品を添加するラインを設け、薬品を添加したろ過水を用いて逆洗工程を実施してもよい。

また、上記一例の洗浄方法では、容器２０およびろ過膜３０を軸線が鉛直方向と平行になるように設置した膜ろ過システム１００を洗浄したが、本発明の洗浄方法を適用する膜ろ過システムは、図４（ａ）〜（ｃ）に示すような、容器２０およびろ過膜３０を軸線が水平方向と平行になるように設置した膜ろ過システム１００Ａであってもよい。
ここで、膜ろ過システム１００Ａは、容器２０およびろ過膜３０が、その軸線が水平方向と平行になるように設置されている点、並びに、エアーブロー用加圧空気ライン８０およびエアーブロー用加圧空気弁８１が設けられていない点を除き、先の膜ろ過システム１００と同様の構成を有している。
そして、この膜ろ過システム１００Ａは、二次側領域内のろ過水を用いた逆洗が終了した後に通水孔３１内をエアーブロー用加圧空気で洗浄する工程を実施しない以外は、先の一例の膜ろ過システム１００と同様にして洗浄することができる。具体的には、図４（ａ）に示すように、被処理水ポンプ１２を停止し、被処理水弁１３、逆洗排水弁４１、ろ過水弁５１および水張り弁８３を閉じた状態で逆洗用加圧空気弁６１を開いて加圧工程を実施した後、図４（ｂ）〜（ｃ）に示すように、逆洗排水弁４１を開いて逆洗工程を実施することができる。
なお、この膜ろ過システム１００Ａにおいて逆洗工程を実施する際に加圧したろ過水を複数回に分けて通水孔３１（一次側領域）に流入させる場合には、少なくとも一回目の流入量を、容器２０の上面と鉛直方向最も上側に位置するろ過膜３０との間に位置するろ過水量以下とすれば、ろ過膜３０の外周面に対して均一に圧力をかけた状態でろ過水を２回以上通水させることができる。従って、膜ろ過システム１００Ａでは、ろ過水を複数回に分けて一次側領域に流入させる際に、一回目の流入量を膜ろ過システム１００の場合よりも多くすることができるので、ろ過膜３０をより良好に洗浄することができる。
また、膜ろ過システム１００Ａにおいては、容器２０の上面と容器２０内の鉛直方向最も上側に位置するろ過膜３０との間に、ろ過膜３０の逆洗に使用するろ過水を貯留し得る空間を確保してもよい。容器２０の上面と容器２０内の鉛直方向最も上側に位置するろ過膜３０との間に位置するろ過水のみを用いて逆洗を行えば（即ち、鉛直方向最も上側に位置するろ過膜３０が逆洗工程の終了時にろ過水中に水没しているようにすれば）、各ろ過膜３０間で通水されるろ過水（逆洗水）の量に差が生じるのを抑制することができる。その結果、容器２０内の全てのろ過膜３０を均一に洗浄することができる。なお、容器２０の上面と容器２０内の鉛直方向最も上側に位置するろ過膜３０との間に逆洗に使用するろ過水を貯留し得る空間を確保した場合において、逆洗工程を実施する際に加圧したろ過水を複数回に分けて通水孔３１（一次側領域）に流入させると、ろ過膜３０をより均一に洗浄することができる。

更に、上記した膜ろ過システム１００および膜ろ過システム１００Ａでは、一つの容器２０内に複数本の柱状のろ過膜３０を収容したが、本発明の洗浄方法を用いて洗浄する膜ろ過システムは、図５（ａ），（ｂ）に示すように、ろ過膜を収容した容器２０を複数個設けたものであってもよい。具体的には、本発明の洗浄方法を用いて洗浄する膜ろ過システムは、容器２０を複数有し、且つ、逆洗用加圧空気ライン６０が接続するろ過水ライン５０が複数の容器２０に共通しているものであってもよい。なお、図５（ａ），（ｂ）に示す膜ろ過システム１００Ｂ，１００Ｃは、それぞれ、３本のろ過膜３０を収容した容器２０に替えて１本のろ過膜３０を収容した容器２０を３個用いている以外は先の膜ろ過システム１００，１００Ａと同様に構成されている。また、本発明の洗浄方法を用いた膜ろ過システム１００Ｂ，１００Ｃの洗浄は、先の膜ろ過システム１００，１００Ａと同様の弁操作を行うことにより実施することができる。
ここで、逆洗水槽を設置し、逆洗用加圧空気を用いて逆洗水槽内の水を加圧して逆洗を行うと、ろ過膜を収容した容器を複数個設けた膜ろ過システムでは、配管内の圧力損失等に起因して全てのろ過膜を均一に洗浄することができず、容器間でろ過膜の洗浄度合いに差が生じることがある。しかし、図５（ａ），（ｂ）に示す膜ろ過システム１００Ｂ，１００Ｃでは、実質的に各容器の二次側領域内のろ過水のみを使用して逆洗を行うので、各容器２０内のろ過膜３０を均一に逆洗することができる。

本発明によれば、簡素な構成でろ過膜を効果的に逆洗可能な膜ろ過システムの洗浄方法を提供することができる。

１０ 被処理水槽
１１ 被処理水ライン
１２ 被処理水ポンプ
１３ 被処理水弁
２０ 容器
２１ 内部空間
２２，２３ 仕切り板
２４ 第１共通流路
２５，２６ 仕切り板
２７ 第２共通流路
２８ パッキン
３０ ろ過膜（セラミック膜）
３１ 通水孔
３２ 外周面
４０ 逆洗排水ライン
４１ 逆洗排水弁
５０ ろ過水ライン
５１ ろ過水弁
６０ 逆洗用加圧空気ライン
６１ 逆洗用加圧空気弁
８０ エアーブロー用加圧空気ライン
８１ エアーブロー用加圧空気弁
８２ 水張りライン
８３ 水張り弁
１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ 膜ろ過システム

Claims (3)

1. ろ過膜により内部空間が一次側領域と二次側領域とに区分された容器を有し、被処理水を前記ろ過膜でろ過してろ過水を得るろ過装置を備える膜ろ過システムの洗浄方法であって、
   加圧気体を用いて前記二次側領域に存在するろ過水を加圧する加圧工程と、
   前記加圧工程の後、前記加圧されたろ過水を前記二次側領域から前記一次側領域へと流して前記ろ過膜を逆洗する逆洗工程と、
   を含み、
   前記逆洗工程では、実質的に前記二次側領域内に存在するろ過水のみを使用し、且つ、前記二次側領域に前記加圧気体を流入させて前記容器内の水位を低下させつつ逆洗を行う、膜ろ過システムの洗浄方法。
2. 前記逆洗工程において、前記二次側領域から前記一次側領域への加圧されたろ過水の流入開始から、逆洗工程にかかる時間の１／１０以下の時間内に前記加圧気体を前記二次側領域に流入させる、請求項１に記載の膜ろ過システムの洗浄方法。
3. 前記膜ろ過システムが、前記容器を複数有し、且つ、複数の容器に共通のろ過水ラインを更に備え、
   前記ろ過水ラインが、各容器の前記二次側領域に接続されており、且つ、加圧気体供給装置に接続された加圧気体流入口を有し、
   前記加圧工程では、前記加圧気体流入口および前記ろ過水ラインを介して前記二次側領域に存在するろ過水を加圧し、
   前記逆洗工程では、前記加圧気体流入口および前記ろ過水ラインを介して前記加圧気体を前記二次側領域に流入させる、請求項１または２に記載の膜ろ過システムの洗浄方法。
   

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