JP2016067967A - 洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】薬剤の無駄な消費を抑制できる洗浄方法を提供すること。
【解決手段】膜モジュール２に被処理水Ｗ１を導入することにより被処理水Ｗ１に含まれる汚濁物質を除去して透過水Ｗ２を製造する除濁装置１における膜モジュール２を洗浄する方法であって、膜モジュール２に通水して透過水Ｗ２を得る濾過工程と、膜モジュール２を透過水Ｗ２の一部で逆洗浄する逆洗工程と、濾過工程における負荷量を測定し、当該負荷量が所定の閾値を上回る場合に、逆洗工程に替えて、所定の薬剤を含む洗浄液Ｗ６を膜モジュール２に通液する薬液洗浄工程と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、除濁装置の膜モジュールを洗浄する洗浄方法に関する。

従来、被処理水（原水）から透過水（処理水）を製造する膜モジュールを備える膜濾過装置（除濁装置）が知られている。膜濾過装置は、一般的に、膜モジュールによる被処理水の濾過処理（濾過工程）と、膜モジュールを逆洗水（透過水の一部）により逆洗浄する逆洗処理（逆洗工程）とを交互に行って運転されている。また、逆洗水による逆洗処理に替えて、複数回の逆洗処理の実行に対して１回の頻度で逆洗水に薬剤を添加して、薬液による逆洗処理（薬液逆洗工程）を行うことも知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−１３６８１０号公報

特許文献１に記載の膜濾過装置の洗浄方法においては、例えば、１日に１回程度の頻度で、工場の稼働率が低い深夜等に、薬液による逆洗処理が実行される。そのため、透過水の製造水量が少ない場合や、休日で透過水を製造していない場合など、膜濾過装置の負荷が低いにも関わらず、高頻度で薬液逆洗工程が実行されると、薬剤が無駄に消費されてしまう。

従って、本発明は、薬剤の無駄な消費を抑制できる洗浄方法を提供することを目的とする。

本発明は、膜モジュールに被処理水を導入することにより被処理水に含まれる汚濁物質を除去して透過水を製造する除濁装置における前記膜モジュールを洗浄する方法であって、前記膜モジュールに被処理水を通水して透過水を得る濾過工程と、前記膜モジュールを透過水の一部で逆洗浄する逆洗工程と、前記濾過工程における負荷量を測定し、当該負荷量が所定の閾値を上回る場合に、前記逆洗工程に替えて、所定の薬剤を含む洗浄液を前記膜モジュールに通液する薬液洗浄工程と、を有する洗浄方法に関する。

また、前記負荷量は、前回の前記薬液洗浄工程の実施後における被処理水の積算水量又は透過水の積算水量であり、前記薬液洗浄工程は、前記負荷量として測定された被処理水の積算水量又は透過水の積算水量が所定の閾値を上回る場合に、前記逆洗工程に替えて実行されることが好ましい。

また、前記負荷量は、前回の前記薬液洗浄工程の実施後に、前記除濁装置により透過水を製造した累積時間であり、前記薬液洗浄工程は、前記負荷量として測定された累積時間が所定の閾値を上回る場合に、前記逆洗工程に替えて実行されることが好ましい。

また、前記負荷量は、前回の前記薬液洗浄工程の実施後における被処理水の濁質濃度及び透過水の水量に基づく積算濁質捕捉量であり、前記薬液洗浄工程は、前記負荷量として測定された積算濁質捕捉量が所定の閾値を上回る場合に、前記逆洗工程に替えて実行されることが好ましい。

本発明によれば、薬剤の無駄な消費を抑制できる洗浄方法を提供することができる。

本発明の実施形態の膜濾過装置１を示す概略構成図である。 各工程における各弁の開閉状態を説明する図である。 膜濾過装置１を用いた洗浄方法における第１動作例の処理手順を示すフローチャートである。 膜濾過装置１を用いた洗浄方法における第２動作例の処理手順を示すフローチャートである。 膜濾過装置１を用いた洗浄方法における第３動作例の処理手順を示すフローチャートである。

図１を参照して、本発明の実施形態の膜濾過装置の構成について説明する。図１は、本発明の実施形態の膜濾過装置１を示す概略構成図である。図２は、各工程における各弁の開閉状態を説明する図である。

図１に示すように、本実施形態の膜濾過装置１（除濁装置）は、流量可変手段としての原水ポンプ３と、第１インバータ４と、膜モジュール２と、逆洗水用タンク７と、流量可変手段としての逆洗水ポンプ５と、流量可変手段としての第２インバータ６と、薬剤添加装置８と、制御部３０と、を備える。また、図１に示すように、膜濾過装置１は、原水ラインＬ１と、透過水ラインＬ２と、逆洗水ラインＬ３と、第１排出ラインＬ４と、第２排出ラインＬ６と、洗浄エア供給ラインＬ５と、を備える。なお、本明細書における「ライン」とは、流路、径路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。また、図１においては、１本の膜モジュール２を搭載した状態を例示しているが、複数本の膜モジュール２を搭載するように変更可能である。この場合、各ラインＬ１〜Ｌ６に対して、複数本の膜モジュール２を並列に接続する。

また、膜濾過装置１は、原水弁Ｖ１と、流量可変手段としての透過水弁Ｖ２と、逆洗水弁Ｖ３と、第１排出弁Ｖ４と、第２排出弁Ｖ６と、エア流量調整弁Ｖ５と、濁質濃度センサ１１と、流量センサ１２と、を備える。

図１では、電気的な接続の経路を省略するが、制御部３０は、原水弁Ｖ１、透過水弁Ｖ２、逆洗水弁Ｖ３、第１排出弁Ｖ４、第２排出弁Ｖ６、エア流量調整弁Ｖ５、濁質濃度センサ１１、流量センサ１２等と電気的に接続される。

図１に示すように、原水ラインＬ１には、被処理水としての原水Ｗ１が流通する。原水ラインＬ１は、原水Ｗ１を、膜モジュール２へ流通させるラインである。原水ラインＬ１は、原水Ｗ１の供給源（不図示）と膜モジュール２とをつなぐラインである。原水ラインＬ１の上流側の端部は、原水Ｗ１の供給源（不図示）に接続されている。また、原水ラインＬ１の下流側の端部は、膜モジュール２の一次側に接続されている。

原水ラインＬ１には、図１に示すように、上流側から順に、原水ポンプ３、原水弁Ｖ１、接続部Ｊ１及び接続部Ｊ６が設けられている。

原水ポンプ３は、原水ラインＬ１を流通する原水Ｗ１を吸入し、膜モジュール２へ向けて圧送（吐出、送出）する機器である。原水ポンプ３には、第１インバータ４から周波数が変換された駆動電力が供給される。原水ポンプ３は、入力された駆動電力の周波数（以下、「駆動周波数」ともいう）に応じた回転速度で駆動される。

第１インバータ４は、原水ポンプ３に、周波数が変換された駆動電力を供給する電気回路（又はその回路を持つ装置）である。第１インバータ４は、制御部３０と電気的に接続されている。第１インバータ４には、制御部３０から周波数指定信号が入力される。第１インバータ４は、制御部３０により入力された周波数指定信号（電流値信号又は電圧値信号）に対応する駆動周波数の駆動電力を、原水ポンプ３に出力する。
本実施形態においては、第１インバータ４は、原水ポンプ３を一定の駆動周波数に固定した回転速度で駆動するように、駆動電力を原水ポンプ３に出力する。

原水弁Ｖ１は、例えば電動弁からなり、制御部３０の制御により、原水ラインＬ１を開閉するように構成されている。

接続部Ｊ１において、原水ラインＬ１には、濁質濃度センサ１１が接続されている。濁質濃度センサ１１は、原水ラインＬ１を流通する原水Ｗ１の濁質濃度を測定する機器である。接続部Ｊ１は、原水弁Ｖ１と膜モジュール２との間に配置されている。
濁質濃度は、汚濁物質の濃度であり、濁度として測定可能なものである。濁度は、ＪＩＳ Ｋ０１０１「工業用水試験方法」において、「濁度とは水の濁りの程度を表すもので、視覚濁度、透過光濁度、散乱光濁度及び積分球濁度に区分し表示する」とされている。濁度を検出する濁度センサとしては、例えば、ＪＩＳ Ｋ０１０１に示されているような、試料水の濁り度合を透過光強度から判定する透過光式センサや、散乱光強度から判定する散乱光式光センサや、散乱光強度と透過光強度との比から判定する積分球式センサなどを用いることができる。濁質濃度センサ１１は、制御部３０と電気的に接続されている。濁質濃度センサ１１で測定された原水Ｗ１の濁質濃度（濁度測定値）は、制御部３０へ測定値信号として送信される。

膜モジュール２には、原水Ｗ１が供給（導入）される。膜モジュール２は、原水ポンプ３により圧送された原水Ｗ１から、汚濁物質が除去された透過水Ｗ２を製造する。つまり、膜濾過装置１は、膜モジュール２に原水Ｗ１を導入することにより、原水Ｗ１に含まれる汚濁物質を除去して、透過水Ｗ２を製造する。膜モジュール２は、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）製の中空糸膜の束をベッセル内に収容し、ベッセル両端部においてベッセル内周面と中空糸膜外周面との間に封止剤を充填して形成される。膜モジュール２は、外圧式又は内圧式のいずれでも使用できるが、中空糸内部が閉塞しにくい外圧式が好ましい。また、濾過方式としては、全量濾過方式又はクロスフロー濾過方式のいずれでもよい。一般に、全量濾過方式は、濾過操作時のエネルギー消費量が少ないが、ケーキ層の成長が速いため、逆洗浄の実施間隔や順洗浄（フラッシング）の実施間隔を短くする必要がある。これに対し、クロスフロー濾過方式は、濾過操作時の水循環のためにエネルギー消費量が多いが、ケーキ層の成長が緩やかなため、逆洗浄の実施間隔や順洗浄の実施間隔を延ばすことができる。

膜モジュール２に組み込まれる中空糸膜には、逆浸透膜（「ＲＯ膜」ともいう）よりも細孔が粗い膜が用いられる。膜モジュールとして、限外濾過膜を有するＵＦ膜モジュールや、精密濾過膜を有するＭＦ膜モジュール等を適用することができる。なお、本実施形態においては、膜モジュール２を全量濾過方式の外圧式ＵＦ膜モジュールとして、以降の装置構成や動作等を説明する。

透過水ラインＬ２は、膜モジュール２において製造された透過水Ｗ２を、需要箇所の装置等に流通させるラインである。透過水ラインＬ２は、膜モジュール２と需要箇所の装置等（不図示）とをつなぐラインである。透過水ラインＬ２の上流側の端部は、膜モジュール２の二次側に接続されている。また、透過水ラインＬ２の下流側の端部は、需要箇所の装置等（不図示）に接続されている。透過水ラインＬ２には、上流側から順に、膜モジュール２、接続部Ｊ２、接続部Ｊ３、透過水弁Ｖ２、接続部Ｊ４が設けられている。

接続部Ｊ２において、透過水ラインＬ２には、流通検知部及び流量検知部としての流量センサ１２が接続されている。流量センサ１２は、膜モジュール２の水の流通の有無を原水Ｗ１の流量パルスにより検知可能であり、流通検知部として機能する。また、流量センサ１２は、膜モジュール２の通水流量を、透過水Ｗ２の流量パルスにより検知可能であり、流量検知部としても機能する。流量センサ１２は、制御部３０と電気的に接続されている。流量センサ１２で検出された透過水Ｗ２の流量（検出流量値）は、制御部３０へ検出信号として送信される。流量センサ１２は、瞬間流量及び積算水量を検出可能に構成された流量センサであり、例えば、接線式流量センサや軸流式流量センサを利用することができる。なお、本実施形態での流量センサ１２は、流通検知部としての機能のみを求める場合には、流量センサに替えて、接点信号をオンオフ出力するフロースイッチを採用することもできる。

また、本実施形態での流量センサ（流量センサ１２）は、透過水ラインＬ２に代えて、原水ラインＬ１に設けることもできる。流量センサを原水ラインＬ１に設けた場合には、膜モジュール２の流入水量を原水Ｗ１の流量パルスにより検知する流量検知部して機能する。つまり、膜モジュール２に対して、流量センサは、原水ラインＬ１又は透過水ラインＬ２のいずれか一方に設けられていればよい。

接続部Ｊ３には、逆洗水ラインＬ３の下流側の端部が接続されている。接続部Ｊ４には、逆洗水ラインＬ３の上流側の端部が接続されている。逆洗水ラインＬ３は、接続部Ｊ４において透過水ラインＬ２から分岐され、後述する逆洗水用タンク７を経由して、接続部Ｊ３において透過水ラインＬ２に合流されるラインである。逆洗水ラインＬ３には、膜モジュール２における逆洗工程を実行するために、膜モジュール２において製造された透過水Ｗ２の一部が流通される。

透過水弁Ｖ２は、比例制御弁で構成され、透過水ラインＬ２を流通する透過水Ｗ２の流量を調整する弁である。透過水弁Ｖ２は、制御部３０と電気的に接続されている。透過水弁Ｖ２の弁開度は、制御部３０から送信される弁開度指定信号により制御される。制御部３０から電流値信号（例えば、４〜２０ｍＡ）又は電圧値信号（例えば、０〜１０Ｖ）を透過水弁Ｖ２の弁体駆動部に送信して、弁開度を制御することにより、透過水Ｗ２の流通流量を調整することができる。

本実施形態の濾過工程においては、原水ポンプ３を一定の駆動周波数に固定した回転速度で駆動して原水ラインＬ１を流通する原水Ｗ１を一定の圧力で加圧しながら、比例制御弁からなる透過水弁Ｖ２の弁開度を調整することで、原水Ｗ１を膜モジュール２に送出し、透過水Ｗ２を製造する。そのため、原水ポンプ３及び透過水弁Ｖ２は、透過水Ｗ２の流量を変更可能な流量可変手段として機能する。ここで、後述する流量センサ１２からの流量検知信号に基づいて、比例制御弁からなる透過水弁Ｖ２の弁開度を調整することができる。この構成によれば、流量センサ１２により検出される透過水Ｗ２の流量に基づくフィードバック制御により、透過水Ｗ２の流量を一定に維持するように制御を行うことができる。これにより、膜モジュール２の膜表面でのケーキ層の成長と共に、膜間の通水抵抗が増加しても、比例制御弁からなる透過水弁Ｖ２の弁開度が自動的に調整されて、透過水Ｗ２の流量を一定に制御することができる。

逆洗水ラインＬ３には、上流側から順に、接続部Ｊ４、逆洗水用タンク７、逆洗水ポンプ５、接続部Ｊ５、逆洗水弁Ｖ３、接続部Ｊ３が設けられている。

逆洗水用タンク７は、逆洗工程のために、膜モジュール２において製造された透過水Ｗ２の一部を、逆洗水ラインＬ３を流通させて、逆洗水Ｗ３（透過水Ｗ２）として貯留するタンクである。

逆洗水ポンプ５は、逆洗工程において、逆洗水ラインＬ３を流通する逆洗水Ｗ３（透過水Ｗ２）を吸入し、膜モジュール２へ向けて圧送（吐出、送出）する装置である。逆洗水ポンプ５は、逆洗排水Ｗ４の流量を変更可能である。逆洗水ポンプ５には、第２インバータ６から周波数が変換された駆動電力が供給される。逆洗水ポンプ５は、入力された駆動電力の周波数（以下、「駆動周波数」ともいう）に応じた回転速度で駆動される。

第２インバータ６は、逆洗水ポンプ５に、周波数が変換された駆動電力を供給する電気回路（又はその回路を持つ装置）である。第２インバータ６は、制御部３０と電気的に接続されている。第２インバータ６には、制御部３０から周波数指定信号が入力される。第２インバータ６は、制御部３０により入力された周波数指定信号（電流値信号又は電圧値信号）に対応する駆動周波数の駆動電力を逆洗水ポンプ５に出力する。

接続部Ｊ５には、薬剤添加装置８が接続されている。薬剤添加装置８は、逆洗工程に替えて実行される薬液洗浄工程（後述）において、膜モジュール２へ流入する逆洗水Ｗ３に薬剤を添加（供給）する装置である。薬液洗浄工程において逆洗水Ｗ３に薬剤を添加して洗浄液Ｗ６を調製することにより、ＵＦ膜の細孔内に付着した汚濁物質を化学的に除去し、膜モジュール２の洗浄効果を高める。逆洗水Ｗ３に添加される薬剤としては、次亜塩素酸ナトリウムや、有機酸（例：シュウ酸，クエン酸）又は無機酸（例：塩酸，硫酸，硝酸）や、界面活性剤（例：非イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤、両性界面活性剤）などが挙げられる。

薬剤添加装置８は、逆洗水ラインＬ３を流通する逆洗水Ｗ３の流量に比例して逆洗水Ｗ３に薬剤を供給して洗浄液Ｗ６を調製する。薬剤添加装置８における薬剤の添加は、後述する薬液洗浄工程が実行される際に、後述の制御部３０により制御されている。

第１排出ラインＬ４は、逆洗工程で発生した逆洗排水Ｗ４、バブリング工程（後述）で発生したエアＡ２又は薬液洗浄工程（後述）で使用された洗浄液Ｗ６が流通するラインである。第１排出ラインＬ４には、逆洗工程で発生した逆洗排水Ｗ４、バブリング工程で発生したエアＡ２又は薬液洗浄工程で使用された洗浄液Ｗ６が膜モジュール２の外部に排出されるように流通される。第１排出ラインＬ４の上流側の端部は、膜モジュール２の一次側に接続される。第１排出ラインＬ４の途中には、第１排出弁Ｖ４が設けられている。第１排出弁Ｖ４は、例えば電動弁からなり、制御部３０の制御により、第１排出ラインＬ４を開閉するように構成されている。

第２排出ラインＬ６は、逆洗工程やバブリング工程において、中空糸膜から除去した汚濁物質を、系外に排出するラインである。第２排出ラインＬ６には、汚濁物質を含む排水Ｗ５が系外に排出するように流通される。第２排出ラインＬ６の上流の端部は、膜モジュール２の二次側に接続される。第２排出ラインＬ６は、汚濁物質を含む排水Ｗ５を系外に排出する。第２排出ラインＬ６の途中には、第２排出弁Ｖ６が設けられている。第２排出弁Ｖ６は、例えば電動弁からなり、制御部３０の制御により、第２排出ラインＬ６を開閉するように構成されている。

原水ラインＬ１における原水弁Ｖ１と膜モジュール２との間（接続部Ｊ１と膜モジュール２との間）には、接続部Ｊ６が設けられる。接続部Ｊ６において、原水ラインＬ１には、洗浄エア供給ラインＬ５が接続されている。洗浄エア供給ラインＬ５は、原水ラインＬ１を介して、膜モジュール２にエアＡ１を供給するラインである。洗浄エア供給ラインＬ５の上流側の端部は、不図示のエアコンプレッサーに接続されている。洗浄エア供給ラインＬ５の下流側の端部は、接続部Ｊ６において、原水ラインＬ１に接続されている。洗浄エア供給ラインＬ５の途中には、エア流量調整弁Ｖ５が設けられている。エア流量調整弁Ｖ５は、例えば電動弁からなり、制御部３０の制御により、洗浄エア供給ラインＬ５を開閉するように構成されている。エア流量調整弁Ｖ５と接続部Ｊ６の間には、エアＡ１の流量を調整するレギュレータ（不図示）が設けられている。

膜濾過装置１は、各弁（原水弁Ｖ１、透過水弁Ｖ２、逆洗水弁Ｖ３、第１排出弁Ｖ４、エア流量調整弁Ｖ５、第２排出弁Ｖ６）を切り替えることで、水張り工程と、濾過工程と、逆洗工程と、バブリング工程と、排水工程と、を実行可能である。例えば、通常運転時において、３０分間の濾過工程と、５分間のその他の工程（逆洗工程、バブリング工程、排水工程及び、水張り工程）との繰り返しが交互に行われる。膜濾過装置１は、定流量での濾過を一定時間継続すると、中空糸膜の外側でケーキ層（汚濁物質の堆積層）が成長することで、膜間差圧が上昇する。そのため、濾過工程を一定時間継続した後には、逆洗工程、バブリング工程及び排水工程に移行して、中空糸膜の外側のケーキ層を系外に排出して、透過流束を回復する工程が実施される。その後、濾過工程に備えて、水張り工程が実施される。なお、本実施形態における薬液洗浄工程は、所定のタイミングで、逆洗工程に替えて実行され、洗浄液Ｗ６を通液する際の各弁Ｖ１からＶ６の開閉状態は、逆洗工程と同じである。
まず、水張り工程、濾過工程、逆洗工程、バブリング工程及び排水工程について具体的に説明する。

水張り工程は、膜モジュール２の内部に原水Ｗ１を供給して、膜モジュール２の内部を原水Ｗ１で満たす工程である。具体的には、図２に示すように、水張り工程は、透過水弁Ｖ２、逆洗水弁Ｖ３、エア流量調整弁Ｖ５及び第２排出弁Ｖ６を閉鎖して、原水弁Ｖ１及び第１排出弁Ｖ４を開放して、原水ポンプ３を駆動して、原水Ｗ１を膜モジュール２の内部に供給するように操作される。

濾過工程は、膜モジュール２の内部に原水Ｗ１を供給して、膜モジュール２の中空糸膜の外側から内側に原水を通過させて、原水Ｗ１から透過水Ｗ２を製造する工程、すなわち濾過処理を行う工程である。具体的には、図２に示すように、濾過工程は、逆洗水弁Ｖ３、第１排出弁Ｖ４、エア流量調整弁Ｖ５及び第２排出弁Ｖ６を閉鎖して、原水弁Ｖ１及び透過水弁Ｖ２を開放して、原水ポンプ３を駆動して、原水Ｗ１を膜モジュール２に圧送するように操作される。

逆洗工程は、逆洗水ポンプ５により逆洗水Ｗ３（透過水Ｗ２）を膜モジュール２に供給して、膜モジュール２の中空糸膜の内側から外側に向かって逆洗水Ｗ３を流通させる工程、すなわち逆洗処理を行う工程である。逆洗工程は、膜モジュールの膜表面に付着した汚濁物質を押し流す。具体的には、図２に示すように、逆洗工程は、原水弁Ｖ１、透過水弁Ｖ２、エア流量調整弁Ｖ５及び第２排出弁Ｖ６を閉鎖して、逆洗水弁Ｖ３及び第１排出弁Ｖ４を開放して、逆洗水ポンプ５を駆動して、逆洗水Ｗ３を膜モジュール２に圧送するように操作される。これにより、中空糸膜の外側表面で成長したケーキ層が剥離される。洗浄後の逆洗排水Ｗ４は、第１排出ラインＬ４を介して、系外に排出される。

バブリング工程は、膜モジュール２の下部からエアＡ１を供給して、中空糸膜の束を揺動させる工程である。これにより、逆洗工程後の膜モジュール２において中空糸膜同士の隙間や膜の表面に残留している汚濁物質を除去する。具体的には、図２に示すように、バブリング工程は、原水弁Ｖ１、透過水弁Ｖ２、逆洗水弁Ｖ３及び第２排出弁Ｖ６を閉鎖し、第１排出弁Ｖ４及びエア流量調整弁Ｖ５を開放するように操作される。

排水工程は、逆洗工程やバブリング工程において、中空糸膜から除去した汚濁物質を、逆洗排水Ｗ４、エアＡ２及び排水Ｗ５として、第１排出弁Ｖ４及び第２排出弁Ｖ６を介して系外に排出する。具体的には、図２に示すように、排水工程は、原水弁Ｖ１、透過水弁Ｖ２、逆洗水弁Ｖ３及びエア流量調整弁Ｖ５を閉鎖し、第１排出弁Ｖ４及び第２排出弁Ｖ６を開放するように操作される。

続いて、薬液洗浄工程について具体的に説明する。薬液洗浄工程は、膜モジュール２の濾過工程における負荷量が所定の閾値を上回る場合に、逆洗工程に替えて実行される工程である。薬液洗浄工程においては、逆洗工程を実行する流路に各弁Ｖ１〜Ｖ６を切り替えた状態で、逆洗水ポンプ５及び薬剤添加装置８を所定時間駆動させることで、薬剤を含む洗浄液Ｗ６を膜モジュール２に供給する。その後、逆洗水ポンプ５及び薬剤添加装置８を停止させると共に、逆洗水弁Ｖ３及び第１排出弁Ｖ４を閉鎖状態に切り替えて、膜モジュール２を洗浄液Ｗ６、すなわち薬液に所定時間浸漬させる。膜モジュール２を薬液に所定時間浸漬させた後には、逆洗水弁Ｖ３及び第１排出弁Ｖ４を開放するように操作すると共に逆洗水ポンプ５を駆動して、膜モジュール２を逆洗水Ｗ３で濯ぐ逆洗工程を適宜回数実行する。

次に、制御部３０について説明する。制御部３０は、ＣＰＵ及びメモリを含むマイクロプロセッサ（不図示）により構成される。制御部３０において、マイクロプロセッサのＣＰＵは、メモリから読み出した所定のプログラムに従って、後述する各種の制御を実行する。制御部３０において、マイクロプロセッサのメモリには、膜濾過装置１を制御するためのデータや各種プログラムが記憶される。また、制御部３０のマイクロプロセッサには、時間の計時等を管理するインテグレーテッドタイマユニット（以下、「ＩＴＵ」ともいう）が組み込まれている。

制御部３０は、原水ポンプ３、原水弁Ｖ１、透過水弁Ｖ２、逆洗水ポンプ５、逆洗水弁Ｖ３、第１排出弁Ｖ４、エア流量調整弁Ｖ５、第２排出弁Ｖ６、薬剤添加装置８、濁質濃度センサ１１及び流量センサ１２に電気的に接続されている。

制御部３０は、水張り工程、濾過工程、逆洗工程、バブリング工程、排水工程及び薬液洗浄工程を行うように、流路切替手段としての、原水弁Ｖ１、透過水弁Ｖ２、逆洗水弁Ｖ３、第１排出弁Ｖ４、エア流量調整弁Ｖ５及び第２排出弁Ｖ６を制御する。

制御部３０は、原水ポンプ３の駆動周波数を演算し、当該駆動周波数の演算値に対応する周波数指定信号（電流値信号又は電圧値信号）を第１インバータ４に出力する。本実施形態においては、制御部３０は、原水ポンプ３を一定の駆動周波数に固定した回転速度で駆動するように、原水ポンプ３の駆動周波数を演算し、当該駆動周波数の演算値に対応する周波数指定信号（電流値信号又は電圧値信号）を第１インバータ４に出力する。
制御部３０は、所定の開度となるように、比例制御弁としての透過水弁Ｖ２を制御する。

制御部３０は、逆洗水ポンプ５の駆動周波数を演算し、当該駆動周波数の演算値に対応する周波数指定信号（電流値信号又は電圧値信号）を第２インバータ６に出力する。

制御部３０は、濾過工程における負荷量を測定し、当該負荷量が所定の閾値を上回る場合に、逆洗工程に替えて、所定の薬剤を含む洗浄液Ｗ６を膜モジュール２に通液する薬液洗浄工程を実行させる。
ここで、本実施形態においては、薬液洗浄工程の頻度を適正化するため、負荷量が、以下の（ｉ）〜（ｉｉｉ）から選ばれた所定の条件を満足すると、次回の逆洗工程に替えて薬液洗浄工程を実施する。

（ｉ）の条件は、１日の最大使用水量（設定値）に対して、その日の濾過水量（透過水Ｗ２の水量）の合計が所定割合（例：８０〜９５％の範囲から選ばれた割合）に達したという条件である。（ｉ）の条件の場合には、負荷量は、前回の薬液洗浄工程の実行後における透過水Ｗ２の積算水量であり、制御部３０は、濾過工程において、負荷量として測定された透過水Ｗ２の積算水量が所定の第１閾値（閾値）を上回る場合に、逆洗工程に替えて薬液洗浄工程を実行させる。所定の第１閾値は、例えば、１日の最大使用水量（設定値）に対して、その日の濾過水量の合計が所定割合（例：８０〜９５％の範囲から選ばれた割合）となるような値が設定される。

ここで、制御部３０は、（ｉ）の条件を判定する前に、負荷量として、流量センサ１２により検知された水量に基づいて積算水量を算出する。詳細には、制御部３０は、流量センサ１２からの流量パルスの入力がある状態が所定時間（例えば、１０秒間）継続した場合に、積算水量の計測を開始する。制御部３０は、流量センサ１２からの流量パルスの入力信号を計数して、膜モジュール２に導入される原水Ｗ１の積算水量を算出する。また、制御部３０は、薬液洗浄工程が実行された場合に、それまで算出された積算水量をリセットする。

また、制御部３０は、（ｉ）の条件を満たした場合に、逆洗工程を実施可能な設定時間帯に、次回の逆洗工程に替えて、薬液洗浄工程を行わせる。ここで、本実施形態においては、逆洗工程を実施可能な設定時間帯を設定している。逆洗工程を実施可能な設定時間帯としては、工場の稼働率が高い時間帯（水使用量の高い時間帯、例えば、１３時〜１５時）を避けた時間帯を設定する。制御部３０は、現在の日時（現在時刻）をカウントする時計機能を有するカレンダータイマーを内蔵しており、逆洗工程を実施可能な設定時間帯になった場合に、逆洗工程に替えて、薬液洗浄工程を実行する。

（ｉｉ）の条件は、１日の最大使用時間（設定値）に対して、その日の濾過時間（透過水Ｗ２の採水時間）の合計が所定割合（例：８０〜９５％の範囲から選ばれた割合）に達したという条件である。（ｉｉ）の条件の場合には、負荷量は、前回の薬液洗浄工程の実施後において、膜濾過装置１により透過水Ｗ２を製造した累積時間であり、制御部３０は、濾過工程において、負荷量として測定された累積時間が所定の第２閾値（閾値）を上回る場合に、逆洗工程に替えて薬液洗浄工程を実行させる。所定の第２閾値は、例えば、１日の最大使用時間（設定値）に対して、その日の濾過時間の合計が所定割合例：８０〜９５％の範囲から選ばれた割合）となるような値が設定される。

ここで、制御部３０は、（ｉｉ）の条件を判定する前に、負荷量として、流量センサ１２により検知された水の流通状態（水の流通の有無）に基づいて累積時間を算出する。詳細には、制御部３０は、流量センサ１２からの流量パルスの入力の累積時間を内部時計により計数して、膜モジュール２に導入される原水Ｗ１の累積時間を算出する。また、制御部３０は、薬液洗浄工程が実行された場合に、それまで算出された累積時間をリセットする。

また、制御部３０は、（ｉｉ）の条件を満たした場合に、前述の（ｉ）の条件を満たした場合と同様に、逆洗工程を実施可能な設定時間帯に、次回の逆洗工程に替えて、薬液洗浄工程を行わせる。

（ｉｉｉ）の条件は、１日の最大捕捉量（設定値）に対して、その日の濁質捕捉量の合計が所定割合（例：８０〜９５％の範囲から選ばれた割合）に達したという条件である。（ｉｉｉ）の条件の場合には、負荷量は、前回の薬液洗浄工程の実行後の原水Ｗ１の濁質濃度及び透過水Ｗ２の水量に基づく積算濁質捕捉量であり、制御部３０は、濾過工程において、負荷量として測定された積算濁質捕捉量が所定の第３閾値（閾値）を上回る場合に、逆洗工程に替えて薬液洗浄工程を実行させる。所定の第３閾値（閾値）は、例えば、１日の最大捕捉量（設定値）に対して、その日の濁質捕捉量の合計が所定割合例：８０〜９５％の範囲から選ばれた割合）となるような値が設定される。

ここで、制御部３０は、（ｉｉｉ）の条件を判定する前に、負荷量として、濁質濃度センサ１１により検知された原水Ｗ１の濁質濃度と、流量センサ１２により検知された透過水Ｗ２の水量（流量パルス（Ｌ／ｐ））とをリアルタイムに積算して、現時点での積算濁質捕捉量を算出する。また、制御部３０は、薬液洗浄工程が実行された場合に、それまで算出された積算濁質捕捉量をリセットする。

また、制御部３０は、（ｉｉｉ）の条件を満たした場合に、前述の（ｉ）及び（ｉｉ）の条件を満たした場合と同様に、逆洗工程を実施可能な設定時間帯に、次回の逆洗工程に替えて、薬液洗浄工程を行わせる。

次に、膜濾過装置１を用いた洗浄方法における第１動作例〜第３動作例について説明する。まず、膜濾過装置１を用いた洗浄方法における第１動作例について説明する。図３は、膜濾過装置１を用いた洗浄方法における第１動作例の処理手順を示すフローチャートである。図３に示すフローチャートの処理は、膜濾過装置１を用いた洗浄方法の実行中において、繰り返し実行される。膜濾過装置１を用いた洗浄方法における第１動作例は、薬液洗浄工程の実施頻度を適正化するために、前記（ｉ）の条件を満足すると、次回の逆洗工程に替えて薬液洗浄工程を実施する場合の動作例である。

図３におけるステップＳＴ１１において、制御部３０は、濾過工程を実行する。

ステップＳＴ１２において、流量センサ１２は、濾過工程中における透過水Ｗ２の水量を検知する。

ステップＳＴ１３において、制御部３０は、流量センサ１２からの流量パルスの入力信号を計数して、透過水Ｗ２の積算水量を算出する。

ステップＳＴ１４において、制御部３０は、積算水量が第１閾値を上回るか否かを判定する。所定の第１閾値は、例えば、１日の最大使用水量（設定値）に対して、その日の濾過水量（透過水Ｗ２の水量）の合計が所定割合（例：８０〜９５％の範囲から選ばれた割合）となるような値が設定される。積算水量が第１閾値を上回る場合（ＹＥＳ）には、処理は、ステップＳＴ１５に移行する。積算水量が第１閾値を上回らない場合（ＮＯ）には、処理は、ステップＳＴ１４を繰り返す。

ステップＳＴ１５において、逆洗工程を実施可能な設定時間帯に、次回の逆洗工程に替えて、薬液洗浄工程を実行する。本実施形態においては、逆洗工程を実施可能な設定時間帯として、工場の稼働率が高い時間帯（水使用量の高い時間帯、例えば、１３時〜１５時）を避けた時間帯を設定している。薬液洗浄工程においては、逆洗工程を実行する流路に各弁Ｖ１〜Ｖ６を切り替えた状態で、逆洗水ポンプ５及び薬剤添加装置８を所定時間駆動させることで、薬剤を含む洗浄液Ｗ６を膜モジュール２に供給する。その後、逆洗水ポンプ５及び薬剤添加装置８を停止させると共に、逆洗水弁Ｖ３及び第１排出弁Ｖ４を閉鎖状態に切り替えて、膜モジュール２を洗浄液Ｗ６、すなわち薬液に所定時間浸漬させる。膜モジュール２を薬液に所定時間浸漬させた後には、逆洗水弁Ｖ３及び第１排出弁Ｖ４を開放するように操作すると共に逆洗水ポンプ５を駆動して、膜モジュール２を逆洗水Ｗ３で濯ぐ逆洗工程を適宜回数実行する。ステップＳＴ１５の処理の後に、処理は終了する（ステップＳＴ１１へリターンする）。

次に、膜濾過装置１を用いた洗浄方法における第２動作例について説明する。図４は、膜濾過装置１を用いた洗浄方法における第２動作例の処理手順を示すフローチャートである。図４に示すフローチャートの処理は、膜濾過装置１を用いた洗浄方法の実行中において、繰り返し実行される。膜濾過装置１を用いた洗浄方法における第２動作例は、薬液洗浄工程の実施頻度を適正化するために、前記（ｉｉ）の条件を満足すると、次回の逆洗工程に替えて薬液洗浄工程を実施する場合の動作例である。

図４におけるステップＳＴ２１において、制御部３０は、濾過工程を実行する。

ステップＳＴ２２において、流量センサ１２は、濾過工程中における透過水Ｗ２の流量の有無を検知する。

ステップＳＴ２３において、制御部３０は、流量センサ１２からの流量パルスの入力の累積時間を内部時計により計数して、透過水Ｗ２を製造した累積時間を算出する。

ステップＳＴ２４において、制御部３０は、累積時間が第２閾値を上回るか否かを判定する。第２閾値は、例えば、１日の最大使用時間（設定値）に対して、その日の濾過時間（透過水Ｗ２の採水時間）の合計が所定割合例：８０〜９５％の範囲から選ばれた割合）となるような値が設定される。累積時間が第２閾値を上回る場合（ＹＥＳ）には、処理は、ステップＳＴ２５に移行する。累積時間が第２閾値を上回らない場合（ＮＯ）には、処理は、ステップＳＴ２４を繰り返す。

ステップＳＴ２５において、前記第１動作例のステップＳＴ１５と同様に、逆洗工程を実施可能な設定時間帯に、次回の逆洗工程に替えて、薬液洗浄工程を実行する。ステップＳＴ２５の処理の後に、処理は終了する（ステップＳＴ２１へリターンする）。

次に、膜濾過装置１を用いた洗浄方法における第３動作例について説明する。図５は、膜濾過装置１を用いた洗浄方法における第３動作例の処理手順を示すフローチャートである。図５に示すフローチャートの処理は、膜濾過装置１を用いた洗浄方法の実行中において、繰り返し実行される。膜濾過装置１を用いた洗浄方法における第３動作例は、薬液洗浄工程の実施頻度を適正化するために、前記（ｉｉｉ）の条件を満足すると、次回の逆洗工程に替えて薬液洗浄工程を実施する場合の動作例である。

図５におけるステップＳＴ３１において、制御部３０は、濾過工程を実行する。

ステップＳＴ３２において、濁質濃度センサ１１は、濾過工程中における原水Ｗ１の濁質濃度を検知する。

ステップＳＴ３３において、流量センサ１２は、濾過工程中における透過水Ｗ２の水量を検知する。

ステップＳＴ３４において、制御部３０は、濁質濃度センサ１１により検知された原水Ｗ１の濁質濃度と、流量センサ１２により検知された透過水Ｗ２の水量（流量パルス（Ｌ／ｐ））とをリアルタイムに積算して、現時点での積算濁質捕捉量を算出する。

ステップＳＴ３５において、制御部３０は、積算濁質捕捉量が第３閾値を上回るか否かを判定する。第３閾値（閾値）は、例えば、１日の最大捕捉量（設定値）に対して、その日の濁質捕捉量の合計が所定割合例：８０〜９５％の範囲から選ばれた割合）となるような値が設定される。積算濁質捕捉量が第３閾値を上回る場合（ＹＥＳ）には、処理は、ステップＳＴ３６に移行する。積算濁質捕捉量が第３閾値を上回らない場合（ＮＯ）には、処理は、ステップＳＴ３５を繰り返す。

ステップＳＴ３６において、前記第１動作例のステップＳＴ１５及び前記第２動作例のステップＳＴ２５と同様に、逆洗工程を実施可能な設定時間帯に、次回の逆洗工程に替えて、薬液洗浄工程を実行する。ステップＳＴ３６の処理の後に、処理は終了する（ステップＳＴ３１へリターンする）。

上述した本実施形態に係る洗浄方法によれば、例えば、以下のような効果が奏される。
本実施形態は、膜モジュール２に原水Ｗ１を導入することにより原水Ｗ１に含まれる汚濁物質を除去して透過水Ｗ２を製造する膜濾過装置１における膜モジュール２を洗浄する方法であって、膜モジュール２に通水して透過水Ｗ２を得る濾過工程と、膜モジュール２を透過水Ｗ２の一部で逆洗浄する逆洗工程と、濾過工程における負荷量を測定し、当該負荷量が所定の閾値を上回る場合に、逆洗工程に替えて、所定の薬剤を含む洗浄液Ｗ６を膜モジュール２に通液する薬液洗浄工程と、を有する。そのため、負荷量が所定の閾値を上回らない場合には、薬液洗浄工程は実行されない。よって、薬液洗浄工程が過剰に実施されることを回避して、薬剤の無駄な消費を抑制することができる。

また、本実施形態においては、負荷量は、前回の薬液洗浄工程の実施後における透過水Ｗ２の積算水量であり、薬液洗浄工程は、負荷量として測定された透過水Ｗ２の積算水量が所定の第１閾値を上回る場合に、逆洗工程に替えて実行される。そのため、透過水Ｗ２の積算水量が所定の第１閾値を上回らない場合には、薬液洗浄工程は実行されない。よって、薬液洗浄工程が過剰に実施されることを回避して、薬剤の無駄な消費を抑制することができる。また、透過水Ｗ２の積算水量を負荷量としており、透過水Ｗ２の積算水量に基づいて薬液洗浄工程を実行するか否かを判定しているため、簡易な構成で、薬剤の無駄な消費を抑制することができる。

また、本実施形態においては、負荷量は、前回の薬液洗浄工程の実施後に、除濁装置１により透過水Ｗ２を製造した累積時間であり、薬液洗浄工程は、負荷量として測定された累積時間が所定の第２閾値を上回る場合に、逆洗工程に替えて実行される。そのため、透過水Ｗ２を製造した累積時間が所定の第２閾値を上回らない場合には、薬液洗浄工程は実行されない。よって、薬液洗浄工程が過剰に実施されることを回避して、薬剤の無駄な消費を抑制することができる。また、透過水Ｗ２を製造した累積時間を負荷量としており、透過水Ｗ２を製造した累積時間に基づいて薬液洗浄工程を実行するか否かを判定しているため、簡易な構成で、薬剤の無駄な消費を抑制することができる。

また、本実施形態においては、負荷量は、前回の薬液洗浄工程の実施後における原水Ｗ１の濁質濃度及び透過水Ｗ２の水量に基づく積算濁質捕捉量であり、薬液洗浄工程は、負荷量として測定された積算濁質捕捉量が所定の第３閾値を上回る場合に、逆洗工程に替えて実行される。そのため、積算濁質捕捉量が所定の第３閾値を上回らない場合には、薬液洗浄工程は実行されない。よって、薬液洗浄工程が過剰に実施されることを回避して、薬剤の無駄な消費を抑制することができる。また、積算濁質捕捉量を負荷量としており、積算濁質捕捉量に基づいて薬液洗浄程を実行するか否かを判定しているため、簡易な構成で、薬剤の無駄な消費を抑制することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。

流路切替手段としては、本実施形態に示すように複数のバルブを切り替える方式のほか、一体型のコントロールバルブ方式を用いてもよい。

前記実施形態においては、負荷量として、膜モジュール２に製造される透過水Ｗ２の積算水量を測定していたが、これに制限されず、負荷量として、膜モジュール２に導入される原水Ｗ１の積算水量を測定してもよい。

前記実施形態においては、薬液洗浄工程として、逆洗工程において逆洗水Ｗ３（透過水Ｗ２）に替えて薬剤を含む洗浄液Ｗ６を使用することにより、薬液による逆洗浄が実行されるように構成したが、これに制限されない。例えば、薬液洗浄工程として、原水ラインＬ１から膜モジュール２に対して順方向に薬剤を含む洗浄液を通水させて第１排出ラインＬ４から排出するように流路を構成して、薬液による順洗浄が実行されるようにしてもよい。

前記実施形態においては、濾過方式として、全量濾過方式を採用した例について説明したが、これに制限されない。例えば、濾過方式として、クロスフロー濾過方式を採用してもよい。

１ 膜濾過装置（除濁装置）
２ 膜モジュール
Ｗ１ 原水（被処理水）
Ｗ２ 透過水
Ｗ６ 洗浄液

Claims (4)

1. 膜モジュールに被処理水を導入することにより被処理水に含まれる汚濁物質を除去して透過水を製造する除濁装置における前記膜モジュールを洗浄する方法であって、
   前記膜モジュールに被処理水を通水して透過水を得る濾過工程と、
   前記膜モジュールを透過水の一部で逆洗浄する逆洗工程と、
   前記濾過工程における負荷量を測定し、当該負荷量が所定の閾値を上回る場合に、前記逆洗工程に替えて、所定の薬剤を含む洗浄液を前記膜モジュールに通液する薬液洗浄工程と、
   を有する洗浄方法。
2. 前記負荷量は、前回の前記薬液洗浄工程の実施後における被処理水の積算水量又は透過水の積算水量であり、
   前記薬液洗浄工程は、前記負荷量として測定された被処理水の積算水量又は透過水の積算水量が所定の閾値を上回る場合に、前記逆洗工程に替えて実行される、
   請求項１に記載の洗浄方法。
3. 前記負荷量は、前回の前記薬液洗浄工程の実施後に、前記除濁装置により透過水を製造した累積時間であり、
   前記薬液洗浄工程は、前記負荷量として測定された累積時間が所定の閾値を上回る場合に、前記逆洗工程に替えて実行される、
   請求項１に記載の洗浄方法。
4. 前記負荷量は、前回の前記薬液洗浄工程の実施後における被処理水の濁質濃度及び透過水の水量に基づく積算濁質捕捉量であり、
   前記薬液洗浄工程は、前記負荷量として測定された積算濁質捕捉量が所定の閾値を上回る場合に、前記逆洗工程に替えて実行される、
   請求項１に記載の洗浄方法。

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