JP2020089835A - 洗浄方法及び浸漬式濾過装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、気泡の発生量の低下に起因する濾過効率の低下を抑制することができる洗浄方法の提供を課題とする。【解決手段】本発明の一態様に係る洗浄方法は、上下方向に引き揃えられる複数本の中空糸膜を有する複数の濾過モジュールと、複数の濾過モジュールの下方から被処理液中に気泡を供給する洗浄モジュールとを備え、洗浄モジュールが、複数の散気孔を有する複数本の散気管と、複数本の散気管に圧縮気体を供給する気体供給器とを有する浸漬式濾過装置における複数本の散気管の洗浄方法であって、洗浄モジュールにより複数本の中空糸膜の外周面側に気泡を供給する工程と、気泡が浮上する被処理液の液面の温度分布を測定する工程と、液面の温度分布に基づいて複数本の散気管内の目詰まりの有無を判定する工程と、判定する工程により目詰まり有りと判定される場合に複数本の散気管を洗浄する工程とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、洗浄方法及び浸漬式濾過装置に関する。

汚水処理や医薬品等の製造工程における固液分離処理装置として、複数の濾過モジュールを備える濾過装置が用いられている。上記濾過モジュールは、上下方向に引き揃えられる複数本の中空糸膜を有しており、被処理液中に浸漬して用いられる。上記濾過装置は、被処理液に含まれる不純物の透過を中空糸膜の外周面によって防ぐと共に、この不純物以外を中空糸膜の内部に透過させることで濾過処理を行う。

この濾過装置は、被処理液に含まれる不純物の透過を中空糸膜の外周面によって防ぐものであるため、中空糸膜の外周面には内部に透過されなかった不純物が付着する。この濾過装置は、中空糸膜の外周面に不純物が付着すると、本来濾過されるべき液体の濾過効率が低下するおそれがある。

そのため、通常この濾過装置は、複数の濾過モジュールの下方に、これらの濾過モジュールに気泡を供給するための複数の散気孔を有する複数本の散気管を備えている。この濾過装置では、例えば所定間隔で複数の濾過モジュールに下方から気泡を供給し、この気泡を複数本の中空糸膜の外周面に擦過させることでこれらの中空糸膜の外周面に付着した不純物を除去している（特開２０１５−１６４４６号公報参照）。

特開２０１５−１６４４６号公報

しかしながら、上記散気管は、被処理液中に浸漬して用いられるものであるため、濾過処理を行うにつれて被処理液に含まれる汚泥等によって内部に目詰まりを生じるおそれがある。その結果、この濾過装置は、気泡の発生量が不十分となり、複数本の中空糸膜の外周面に付着した不純物を十分に除去することができず、濾過効率が低下するおそれがある。

本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、気泡の発生量の低下に起因する濾過効率の低下を抑制することができる洗浄方法及び浸漬式濾過装置の提供を課題とする。

上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る洗浄方法は、上下方向に引き揃えられる複数本の中空糸膜及び上記複数本の中空糸膜の上下端を固定する一対の保持部材を有する複数の濾過モジュールと、上記複数の濾過モジュールの下方から被処理液中に気泡を供給する洗浄モジュールとを備え、上記洗浄モジュールが、複数の散気孔を有する複数本の散気管と、上記複数本の散気管に圧縮気体を供給する気体供給器とを有する浸漬式濾過装置における上記複数本の散気管の洗浄方法であって、上記洗浄モジュールにより上記複数本の中空糸膜の外周面側に気泡を供給する工程と、上記供給する工程で供給される気泡が浮上する上記被処理液の液面の温度分布を測定する工程と、上記測定する工程で測定される上記液面の温度分布に基づいて上記複数本の散気管内の目詰まりの有無を判定する工程と、上記判定する工程により目詰まり有りと判定される場合に上記複数本の散気管を洗浄する工程とを備える。

また、上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る浸漬式濾過装置は、上下方向に引き揃えられる複数本の中空糸膜及びこれらの複数本の中空糸膜の上下端を固定する一対の保持部材を有する複数の濾過モジュールと、上記複数の濾過モジュールの下方から被処理液中に気泡を供給する洗浄モジュールとを備え、上記洗浄モジュールが、複数の散気孔を有する複数本の散気管と、上記複数本の散気管に圧縮気体を供給する気体供給器と、上記複数の散気孔から放出され、上記複数本の中空糸膜の外周面側に供給される気泡が浮上する上記被処理液の液面の温度分布を測定する温度分布測定器と、上記温度分布測定器で測定される上記液面の温度分布に基づいて上記複数本の散気管内の目詰まりの有無を判定する判定部と、上記判定部により目詰まり有りと判定される場合に上記複数本の散気管を洗浄制御する洗浄制御部とを有する。

本発明の一態様に係る洗浄方法及び本発明の他の態様に係る浸漬式濾過装置は、気泡の発生量の低下に起因する濾過効率の低下を抑制することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る洗浄方法を示すフロー図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る浸漬式濾過装置を示す模式的側面図である。 図３は、図２の浸漬式濾過装置の模式的平面図である。 図４は、図３の浸漬式濾過装置の複数本の散気管の配置を示す模式的平面図である。

［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。

本発明の一態様に係る洗浄方法は、上下方向に引き揃えられる複数本の中空糸膜及び上記複数本の中空糸膜の上下端を固定する一対の保持部材を有する複数の濾過モジュールと、上記複数の濾過モジュールの下方から被処理液中に気泡を供給する洗浄モジュールとを備え、上記洗浄モジュールが、複数の散気孔を有する複数本の散気管と、上記複数本の散気管に圧縮気体を供給する気体供給器とを有する浸漬式濾過装置における上記複数本の散気管の洗浄方法であって、上記洗浄モジュールにより上記複数本の中空糸膜の外周面側に気泡を供給する工程と、上記供給する工程で供給される気泡が浮上する上記被処理液の液面の温度分布を測定する工程と、上記測定する工程で測定される上記液面の温度分布に基づいて上記複数本の散気管内の目詰まりの有無を判定する工程と、上記判定する工程により目詰まり有りと判定される場合に上記複数本の散気管を洗浄する工程とを備える。

本発明者らの知見によると、特定の散気管内が目詰まりすると、この散気管の目詰まり部分よりも先端側に気体が供給され難くなり、この先端側の散気孔からの気泡の発生が阻害される。また、気泡の発生が阻害されると、圧縮気体の熱による温度の上昇が抑えられる結果、被処理液の液面に部分的に温度の低い領域が生じる。当該洗浄方法はこのような知見に基づく。当該洗浄方法は、上記判定する工程で被処理液の液面の温度分布に基づいて複数本の散気管内の目詰まりの有無を判定し、上記洗浄する工程で、上記判定する工程の判定結果に基づいて上記複数本の散気管を洗浄するので、上記複数本の散気管内の目詰まりを早期に解消し、気泡の発生量の低下による濾過効率の低下を抑制することができる。

上記判定する工程で、基準温度以下の温度領域の面積割合に基づいて上記目詰まりの有無を判定するとよい。このように、上記判定する工程で、基準温度以下の温度領域の面積割合に基づいて上記目詰まりの有無を判定することによって、気泡の発生量が不十分となることを容易に抑制し、濾過効率の低下をより適切に抑制することができる。

上記基準温度が、上記圧縮気体の供給温度、上記気泡に起因して上昇する液面温度、及び上記供給する工程を行っていないときの液面温度の少なくともいずれか１つに基づくとよい。このように、上記基準温度が、上記圧縮気体の供給温度、上記気泡に起因して上昇する液面温度、及び上記供給する工程を行っていないときの液面温度の少なくともいずれか１つに基づくことで、上記判定する工程によって、気泡の発生領域の偏在に基づく散気管内の目詰まりの有無を容易に判定することができる。

上記洗浄する工程で、上記複数本の散気管内を洗浄液でフラッシングするとよい。このように、上記洗浄する工程で上記複数本の散気管内を洗浄液でフラッシングすることによって、散気管内の目詰まりを容易に解消することができる。

上記測定する工程で、上記液面の温度分布画像を取得し、上記判定する工程で、この温度分布画像に基づいて上記複数本の散気管内の目詰まりの有無を判定するとよい。このように、上記測定する工程で上記液面の温度分布画像を取得し、上記判定する工程でこの温度分布画像に基づいて上記複数本の散気管内の目詰まりの有無を判定することによって、気泡の発生領域の偏在に基づく散気管内の目詰まりの有無を容易に判定することができる。

本発明の他の一態様に係る浸漬式濾過装置は、上下方向に引き揃えられる複数本の中空糸膜及びこれらの複数本の中空糸膜の上下端を固定する一対の保持部材を有する複数の濾過モジュールと、上記複数の濾過モジュールの下方から被処理液中に気泡を供給する洗浄モジュールとを備え、上記洗浄モジュールが、複数の散気孔を有する複数本の散気管と、上記複数本の散気管に圧縮気体を供給する気体供給器と、上記複数の散気孔から放出され、上記複数本の中空糸膜の外周面側に供給される気泡が浮上する上記被処理液の液面の温度分布を測定する温度分布測定器と、上記温度分布測定器で測定される上記液面の温度分布に基づいて上記複数本の散気管内の目詰まりの有無を判定する判定部と、上記判定部により目詰まり有りと判定される場合に上記複数本の散気管を洗浄制御する洗浄制御部とを有する。

当該浸漬式濾過装置は、上記判定部が被処理液の液面の温度分布に基づいて複数本の散気管内の目詰まりの有無を判定し、上記洗浄制御部が上記判定部の判定結果に基づいて上記複数本の散気管を洗浄制御するので、上記複数本の散気管内の目詰まりを早期に解消し、気泡の発生量の低下による濾過効率の低下を抑制することができる。

なお、本発明において、「上」とは、濾過装置の使用状態（被処理液に浸漬した状態）における上をいい、「下」とはその逆をいう。

［本発明の実施形態の詳細］
以下、本発明の実施形態に係る洗浄方法及び浸漬式濾過装置について図面を参照しつつ説明する。

［洗浄方法］
当該洗浄方法は、上下方向に引き揃えられる複数本の中空糸膜及び上記複数本の中空糸膜の上下端を固定する一対の保持部材を有する複数の濾過モジュールと、上記複数の濾過モジュールの下方から被処理液中に気泡を供給する洗浄モジュールとを備え、上記洗浄モジュールが、複数の散気孔を有する複数本の散気管と、上記複数本の散気管に圧縮気体を供給する気体供給器とを有する浸漬式濾過装置における上記複数本の散気管の洗浄方法である。当該洗浄方法は、図１に示すように、上記洗浄モジュールにより上記複数本の中空糸膜の外周面側に気泡を供給する工程（Ｓ０１）と、上記供給する工程（Ｓ０１）で供給される気泡が浮上する上記被処理液の液面の温度分布を測定する工程（Ｓ０２）と、上記測定する工程（Ｓ０２）で測定される上記液面の温度分布に基づいて上記複数本の散気管内の目詰まりの有無を判定する工程（Ｓ０３）と、上記判定する工程（Ｓ０３）により目詰まり有りと判定される場合に上記複数本の散気管を洗浄する工程（Ｓ０４）とを備える。

本発明者らが鋭意検討したところ、上記複数の散気孔からの気泡の放出量の低下は、上記散気管内の目詰まりを端緒として生じることが多いことが分かった。詳しくは、上記複数の散気孔からの気泡の放出量の低下は、特定の上記散気管内が目詰まりすることで、この散気管の目詰まり部分よりも先端側に気体が供給され難くなり、この先端側の散気孔からの気泡の発生が阻害されることで生じることが多いことが分かった。さらに、本発明者らの知見によると、特定の上記散気管内が目詰まりする結果、特定の散気孔からの気泡の放出が阻害されると、この散気孔の直上領域に配設される１又は複数本の中空糸膜の外周面に付着した不純物を除去し難くなり、これらの中空糸膜の濾過量が低下する。この状況で、所定の濾過量を確保しようとすると、不純物の付着量が少ない中空糸膜の流束が増加し、この中空糸膜への不純物の付着が助長される。その結果、この中空糸膜に付着した大量の不純物を複数本の散気管からの気泡の供給のみによって除去することが困難になる。

これに対し、本発明者らの知見によると、特定の散気管内の目詰まりに起因して気泡の発生が阻害される領域の液面は、圧縮気体の熱による温度の上昇が抑えられる結果、部分的に温度が低くなる。当該洗浄方法はこのような知見に基づく。当該洗浄方法は、上記判定する工程で被処理液の液面の温度分布に基づいて複数本の散気管内の目詰まりの有無を判定するので、複数本の散気管内の目詰まりを早期に発見することができる。つまり、通常浸漬式濾過装置においては、まず一部の散気管内に目詰まりが生じ、その後他の散気管内にも目詰まりが拡大していく。この点、当該洗浄方法は、一部の散気管内に目詰まりが生じた時点でこの目詰まりを上記液面の温度分布から早期に発見することができる。さらに、当該洗浄方法は、上記洗浄する工程で、上記判定する工程による判定結果に基づいて上記複数本の散気管を洗浄するので、一部の散気管内に目詰まりが生じた段階でこの散気管内の目詰まりを早期に解消すると共に、その他の散気管内の目詰まりを事前に予防することができる。その結果、当該洗浄方法は、上記複数本の散気管内に堆積した汚泥等を堆積量が多くなり過ぎる前に容易に除去することができると共に、上記複数本の散気管内の目詰まりに起因して一部の中空糸膜の外周面に多量の不純物が付着することを抑制することができる。これにより、当該洗浄方法は、気泡の発生量の低下による濾過効率の低下を抑制することができる。

［浸漬式濾過装置］
まず、図２〜図４を参照して、当該洗浄方法を実施可能な浸漬式濾過装置の一例について説明する。当該浸漬式濾過装置は、被処理液Ｌが貯留された貯留槽Ｔ内で被処理液Ｌに浸漬して用いられる。当該浸漬式濾過装置は、上下方向に引き揃えられる複数本の中空糸膜１１及びこれらの複数本の中空糸膜１１の上下端を固定する一対の保持部材（上側保持部材１２及び下側保持部材１３）を有する複数の濾過モジュール１と、複数の濾過モジュール１の下方から被処理液Ｌ中に気泡Ｂを供給する洗浄モジュール２とを備える。また、当該浸漬式濾過装置は、複数の濾過モジュール１によって濾過された処理済液を排出する排出機構３を備える（なお、図３では排出機構３は図示していない）。当該浸漬式濾過装置は、被処理液Ｌに含まれる不純物が中空糸膜１１の内部に浸透するのを防止しつつ、不純物以外を中空糸膜１１の内部に透過させることで濾過処理を行う。

洗浄モジュール２は、複数の散気孔２１ａを有する複数本の散気管２１と、複数本の散気管２１に圧縮気体を供給する気体供給器２２と、複数の散気孔２１ａから放出され、複数本の中空糸膜１１の外周面側に供給される気泡Ｂが浮上する被処理液Ｌの液面Ｌ１の温度分布を測定する温度分布測定器２３と、温度分布測定器２３で測定される液面Ｌ１の温度分布に基づいて複数本の散気管２１内の目詰まりの有無を判定する判定部２４と、判定部２４により目詰まり有りと判定された場合に複数本の散気管２１を洗浄制御する洗浄制御部２５とを有する。また、洗浄モジュール２は、複数本の散気管２１及び気体供給器２２と接続される散気ヘッダ２６を有する。複数の濾過モジュール１及び洗浄モジュール２（具体的には散気ヘッダ２６）はフレーム１４に連結されることで一体的に保持されている。なお、当該浸漬式濾過装置は、散気ヘッダ２６に代えて又は散気ヘッダ２６と共に、気体供給器２２、複数本の散気管２１等、洗浄モジュール２を構成する任意の部材がフレーム１４に連結されていてもよい。

排出機構３は、複数の濾過モジュール１の上側保持部材１２に接続され、処理済液を集める集水配管３１と、集水配管３１に配設されるバルブ３２と、集水配管３１から処理済液を吸引する吸引ポンプ３３とを有する。

当該浸漬式濾過装置は、判定部２４が液面Ｌ１の温度分布に基づいて複数本の散気管２１内の目詰まりの有無を判定し、洗浄制御部２５が判定部２４による判定結果に基づいて複数本の散気管２１を洗浄制御するので、複数本の散気管２１内の目詰まりを早期に解消し、気泡Ｂの発生量の低下による濾過効率の低下を抑制することができる。

＜濾過モジュール＞
複数の濾過モジュール１は、厚さ（図２〜図４におけるＸ方向長さ）に比べて幅（図２〜図４におけるＹ方向長さ）が大きい略直方体状である。図３に示すように、複数の濾過モジュール１は、幅方向の端縁同士がフレーム１４を介して隣接するように２列に配置されている。また、複数の濾過モジュール１は、各列において等間隔かつ平行に配置されている。

（中空糸膜）
中空糸膜１１は、好ましくは熱可塑性樹脂を主成分とする。中空糸膜１１の主成分としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリスチレン、ポリサルホン、ポリビニルアルコール、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、酢酸セルロース、ポリアクリロニトリル、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等が挙げられる。これらの中でも機械的強度、耐薬品性、耐熱性、耐候性、不燃性等に優れ、多孔質性であるＰＴＦＥが好ましく、１軸又は２軸延伸したＰＴＦＥがより好ましい。また、中空糸膜１１の形成材料には、他のポリマー、潤滑剤などの添加剤等が適宜配合されていてもよい。なお、「主成分」とは、質量換算で最も含有量の大きい成分をいう。

（保持部材）
上側保持部材１２及び下側保持部材１３は、幅方向（図２〜図４におけるＹ方向）を長手方向とする棒状である。上側保持部材１２は、中空状である。上側保持部材１２の内部空間は、複数本の中空糸膜１１の上端開口と連通している。下側保持部材１３は、複数本の中空糸膜１１を透過した処理済液を排出できるよう中空状であってもよく、複数本の中空糸膜１１の下端開口を封止するよう構成されていてもよい。下側保持部材１３が中空状である場合、下側保持部材１３の内部空間は、複数本の中空糸膜１１の下端開口と連通する。また、下側保持部材１３が中空状である場合、下側保持部材１３は、集水配管３１と接続される。

＜洗浄モジュール＞
（散気管）
散気管２１は周壁に複数の散気孔２１ａを有する。複数の散気孔２１ａは、散気管２１の軸方向に略等間隔で形成されている。複数の散気孔２１ａは、例えば散気管２１の周壁の上部に形成される。図４に示すように、散気管２１は、一端（当該浸漬式濾過装置の幅方向（図２〜図４におけるＹ方向）内側の端部）が散気ヘッダ２６に接続されている。また、散気管２１は、他端（当該浸漬式濾過装置の幅方向外側の端部）が被処理液Ｌ中に開放されている（つまり、散気管２１の他端開口は他の部材等によって閉塞されていない）。散気管２１の具体的形状は特に限定されるものではなく、直管状であってもよく、他端側が下方に傾斜していてもよい。

複数本の散気管２１は、平面視で互いに平行に配設されている。図３に示すように、複数本の散気管２１は、各列において隣接する濾過モジュール１間の隙間、及び各列における最外側に位置する一対の濾過モジュール１の厚さ方向の外側に配置される。これにより、複数本の散気管２１の存在領域は、全体として平面視略矩形状に設けられる。複数本の散気管２１の複数の散気孔２１ａから放出された気泡Ｂは、複数本の中空糸膜１１の外周面を擦過しつつ、各列において隣接する濾過モジュール１間、及び各列における最外側に位置する一対の濾過モジュール１の厚さ方向の外側の領域から液面Ｌ１に浮上する。これにより、複数本の散気管２１内に目詰まりが生じていない場合であれば、複数本の散気管２１から放出された気泡Ｂは、全体として略等密度で液面Ｌ１に浮上する。

複数の濾過モジュール１は、当該浸漬式濾過装置の幅方向の中央を基準として左右対称に設けられている。当該浸漬式濾過装置では、散気ヘッダ２６が、複数の濾過モジュール１の下方において当該浸漬式濾過装置の幅方向の中央で前後方向（図２〜図４におけるＸ方向）に延びている。複数本の散気管２１は、散気ヘッダ２６の周壁の左右から当該浸漬式濾過装置の幅方向の外側に延びている。つまり、当該浸漬式濾過装置では、散気ヘッダ２６内を通過した圧縮気体は、複数本の散気管２１に散気ヘッダ２６と接続される側の端部から導入され、反対側の端部に向けて流れるよう構成されている。

（気体供給器）
気体供給器２２は、散気ヘッダ２６の一端側と接続されている。気体供給器２２は、散気ヘッダ２６を介して複数本の散気管２１内に一端側から高温の圧縮気体を供給する。気体供給器２２としては、公知のブロワ、圧縮機等を有するものが挙げられる。上記圧縮気体としては、被処理液Ｌよりも比重が小さいものが挙げられ、好ましくは圧縮不活性ガス、典型的には圧縮空気が挙げられる。

気体供給器２２による圧縮気体の供給温度の下限としては、４０℃が好ましく、５０℃がより好ましい。一方、上記供給温度の上限としては、１２０℃が好ましく、１００℃がより好ましく、７０℃がさらに好ましい。上記供給温度が上記下限に満たないと、気泡Ｂの浮上によって液面Ｌ１の温度が十分に上昇しないおそれがある。逆に、上記供給温度が上記上限を超える場合、過剰な風量のブロワを要することで気体供給器２２が不必要に高額となるおそれや、気体の風量を絞ることに起因して気体供給器２２が破損するおそれがある。

気体供給器２２による圧縮気体の流速の下限としては、０．５ｍ／秒が好ましく、０．７ｍ／秒がより好ましい。上記流速が上記下限に満たないと、十分に温度の高い気泡Ｂを液面Ｌ１に浮上させ難くなるおそれがある。一方、上記流速の上限としては、特に限定されないが、気体供給器２２が不必要に高額となることを抑える観点から、例えば８ｍ／秒とすることができる。

（温度分布測定器）
温度分布測定器２３は、気泡Ｂが浮上する領域を含む被処理液Ｌの液面Ｌ１の温度分布を測定する。換言すると、温度分布測定器２３は、平面視で複数の散気孔２１ａと重なり合う領域を含む液面Ｌ１の温度分布を測定する。温度分布測定器２３は、例えば図３に示すように、平面視でフレーム１４に基づいて区画される矩形状の測定領域Ｒにおける液面Ｌ１の温度分布を測定する。温度分布測定器２３は、測定データを判定部２４に送信する。

温度分布測定器２３は、液面Ｌ１の温度分布画像を取得することが好ましい。このような温度分布測定器２３としては、例えばサーモグラフィが挙げられ、赤外線サーモグラフィが好ましい。

温度分布測定器２３は、洗浄モジュール２による洗浄中（つまり、複数の散気孔２１ａから気泡Ｂが放出される間）に液面Ｌ１の温度分布を測定する。温度分布測定器２３は、洗浄モジュール２によって洗浄を行う都度、少なくとも１回以上の頻度で液面Ｌ１の温度分布を測定することが好ましい。

温度分布測定器２３による液面Ｌ１の温度分布の測定間隔の上限としては、３０分が好ましく、１０分がより好ましい。上記測定間隔が上記上限を超えると、複数本の散気管２１内の目詰まりを十分に解消できないおそれがある。なお、上記測定間隔の下限としては、特に限定されるものではない。温度分布測定器２３は液面Ｌ１の温度分布を連続的に測定してもよく、例えば１分又はそれ以上の間隔を空けて断続的に測定してもよい。

（判定部）
判定部２４は、温度分布測定器２３から測定データを受信すると、この測定データに基づいて複数本の散気管２１内の目詰まりの有無を判定する。また、判定部２４は、複数本の散気管２１内の目詰まりの有無についての判定結果を洗浄制御部２５に送信する。判定部２４は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリを含むコンピュータから構成することができる。

判定部２４は、例えば基準温度以下の温度領域の面積割合に基づいて複数本の散気管２１内の目詰まりの有無を判定する。この場合、判定部２４は、上述の測定領域Ｒの全体面積に対する上記基準温度以下の面積の割合によって複数本の散気管２１内の目詰まりの有無を判定してもよく、複数の散気孔２１ａの合計数に対するこれらの散気孔２１ａの直上領域における上記基準温度以下の領域の合計個数の割合や、複数本の散気管２１の合計本数に対するこれらの散気管２１の直上領域における上記基準温度以下の領域の合計個数の割合等によって複数本の散気管２１内の目詰まりの有無を判定してもよい。なお、本発明において「基準温度以下の温度領域の面積割合に基づく」とは、基準温度未満の温度領域の面積割合に基づく場合や、基準温度以上の温度領域の面積割合に基づく場合、基準温度超の温度領域の面積割合に基づく場合を含む。

上記基準温度は、気体供給器２２による圧縮気体の供給温度、気泡Ｂに起因して上昇する液面温度、及び気体供給器２２によって気体を供給していないときの液面温度の少なくともいずれか１つに基づくことが好ましい。

適切な上記基準温度は、外気温度等に基づいて変化し得るが、その下限としては、例えば１５℃が好ましく、２０℃がより好ましい。一方、上記基準温度の上限としては、３５℃が好ましく、３０℃がより好ましい。上記基準温度を上述の範囲内に設定することで、複数の散気孔２１ａからの気泡の放出の有無を判別しやすい。

上記基準温度が圧縮気体の供給温度に基づく場合、この基準温度は、気体供給器２２によって気体を供給していないときの液面温度より高く、かつ気体供給器２２による圧縮気体の供給温度よりも低い温度に設定される。判定部２４は、気体供給器２２から圧縮気体の供給が開始される都度、上記基準温度を設定してもよく、予め上記基準温度を記憶しておいてもよい。

上記基準温度が気泡Ｂに起因して上昇する液面温度に基づく場合、この基準温度は、温度分布測定器２３から受信した測定データを基に設定することができる。例えば上記基準温度は、上記測定データのうちの最高温度や、最高温度と最低温度との間の特定の温度等を基に設定することができる。判定部２４は、温度分布測定器２３から測定データを受信する毎に上記基準温度を設定してもよく、予め上記基準温度を記憶しておいてもよい。当該浸漬式濾過装置は、判定部２４が温度分布測定器２３から測定データを受信する毎に上記基準温度を設定することで、外気の温度等の外部要因に基づく誤判定を抑制しやすい。

上記基準温度が気体供給器２２によって気体を供給していないときの液面温度に基づく場合、この基準温度は、気体供給器２２によって気体を供給していないときの液面温度よりも高い温度に設定される。判定部２４は、気体供給器２２による気体の供給を停止する毎に上記基準温度を設定してもよく、予め上記基準温度を記憶しておいてもよい。当該浸漬式濾過装置は、判定部２４が気体供給器２２による気体の供給を停止する毎に上記基準温度を設定することで、外気の温度等の外部要因に基づく誤判定を抑制しやすい。

判定部２４は、上記基準温度を設定せずに複数本の散気管２１内の目詰まりの有無を判定することも可能である。上記基準温度を設定しない場合、判定部２４は、例えば温度分布測定器２３から受信した測定データのうちの最高温度とこの測定データの平均温度との温度差に基づいて複数本の散気管２１内の目詰まりの有無を判定してもよく、上記測定データのうち温度が急激に変化する領域の個数や面積割合に基づいて複数本の散気管２１内の目詰まりの有無を判定してもよい。

（洗浄制御部）
洗浄制御部２５は、判定部２４から目詰まり有りとの判定データを受信した場合に複数本の散気管２１を洗浄制御する。洗浄制御部２５は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリを含むコンピュータから構成することができる。

洗浄制御部２５は、判定部２４から目詰まり有りとの判定データを受信した場合、複数本の散気管２１内をフラッシングするよう洗浄制御することが好ましい。当該浸漬式濾過装置は、複数本の散気管２１内の目詰まりを早期に発見することができるので、洗浄制御部２５が複数本の散気管２１内をフラッシングするよう洗浄制御することで、複数本の散気管２１内の目詰まりを容易に解消することができる。

洗浄制御部２５が複数本の散気管２１内をフラッシングするよう洗浄制御する場合、洗浄制御部２５は、まず吸引ポンプ３３による処理済液の吸引を停止し、バルブ３２を閉じると共に、気体供給器２２による圧縮気体の供給を停止するよう制御する。これにより、複数本の散気管２１内が被処理液Ｌ（洗浄液）で満たされる。次に、洗浄制御部２５は、気体供給器２２を稼働させ、複数本の散気管２１内に圧縮気体を供給する。これにより、複数本の散気管２１内に滞留する汚泥等を被処理液Ｌと共に複数本の散気管２１から容易に排除することができる。なお、洗浄制御部２５は、十分な洗浄効果が得られる場合であれば、吸引ポンプ３３による処理済液の吸引を実施しつつ（つまり、濾過処理を停止せず）、複数本の散気管２１内をフラッシングするよう洗浄制御することも可能である。

洗浄制御部２５は、複数本の散気管２１内をフラッシングするよう洗浄制御した後には、バルブ３２を開き、かつ吸引ポンプ３３を稼働させるよう制御する。これにより、当該浸漬式濾過装置は、濾過処理を再開することができる。

続いて、当該洗浄方法の各工程について詳説する。なお、当該洗浄方法では、供給する工程（Ｓ０１）の実施前には、バルブ３２が開かれ、かつ吸引ポンプ３３が稼働していてもよく、バルブ３２が閉じられ、かつ吸引ポンプ３３が停止していてもよい。つまり、当該洗浄方法では、供給する工程（Ｓ０１）は濾過処理と並行して実施してもよく、濾過処理を停止した状態で実施してもよい。

（供給する工程）
供給する工程（Ｓ０１）は、気体供給器２２から圧縮気体を供給することで行う。供給する工程（Ｓ０１）では、散気ヘッダ２６を介して複数本の散気管２１内に気体を供給し、これらの散気管２１の複数の散気孔２１ａから気泡Ｂを放出させることで、複数本の中空糸膜１１の外周面側に気泡Ｂを供給する。供給する工程（Ｓ０１）による圧縮気体の供給温度及び流速は、当該浸漬式濾過装置について説明した上述の範囲内とすることが好ましい。

（測定する工程）
測定する工程（Ｓ０２）は、温度分布測定器２３によって行う。測定する工程（Ｓ０２）では、気泡Ｂが浮上する領域を含む被処理液Ｌの液面Ｌ１の温度分布を測定する。換言すると、測定する工程（Ｓ０２）では、平面視で複数の散気孔２１ａと重なり合う領域を含む液面Ｌ１の温度分布を測定する。測定する工程（Ｓ０２）では、例えば平面視でフレーム１４に基づいて区画される矩形状の測定領域Ｒにおける液面Ｌ１の温度分布を測定する。測定する工程（Ｓ０２）では、液面Ｌ１の温度分布画像を取得することが好ましい。

測定する工程（Ｓ０２）では、供給する工程（Ｓ０１）による気泡Ｂの供給中に液面Ｌ１の温度分布を測定する。測定する工程（Ｓ０２）は、供給する工程（Ｓ０１）を実施する都度、少なくとも１回以上の頻度で行うことが好ましい。測定する工程（Ｓ０２）による液面Ｌ１の温度分布の測定間隔は、当該浸漬式濾過装置について説明した上述の範囲内とすることが好ましい。

（判定する工程）
判定する工程（Ｓ０３）は、判定部２４によって行う。判定する工程（Ｓ０３）では、測定する工程（Ｓ０２）で測定された測定データに基づいて複数本の散気管２１内の目詰まりの有無を判定する。判定する工程（Ｓ０３）では、測定する工程（Ｓ０２）で取得された液面Ｌ１の温度分布画像に基づいて複数本の散気管２１内の目詰まりの有無を判定することが好ましい。これにより、当該洗浄方法は、気泡Ｂの発生領域の偏在に基づく複数本の散気管２１内の目詰まりの有無を容易に判定することができる。

判定する工程（Ｓ０３）では、例えば基準温度以下の温度領域の面積割合に基づいて複数本の散気管２１内の目詰まりの有無を判定する。この場合、判定する工程（Ｓ０３）では、上述の測定領域Ｒの全体面積に対する上記基準温度以下の面積の割合によって複数本の散気管２１内の目詰まりの有無を判定してもよく、複数の散気孔２１ａの合計数に対するこれらの散気孔２１ａの直上領域における上記基準温度以下の領域の合計個数の割合や、複数本の散気管２１の合計本数に対するこれらの散気管２１の直上領域における上記基準温度以下の領域の合計個数の割合等によって複数本の散気管２１内の目詰まりの有無を判定してもよい。当該洗浄方法は、判定する工程（Ｓ０３）で、上記基準温度以下の温度領域の面積割合に基づいて複数本の散気管２１内の目詰まりの有無を判定することによって、気泡Ｂの発生量が不十分となることを容易に抑制し、濾過効率の低下をより適切に抑制することができる。

上記基準温度は、供給する工程（Ｓ０１）による圧縮気体の供給温度、気泡Ｂに起因して上昇する液面温度、及び供給する工程（Ｓ０１）を行っていないときの液面温度の少なくともいずれか１つに基づくことが好ましい。これにより、当該洗浄方法は、気泡Ｂの発生領域の偏在に基づく散気管２１内の目詰まりの有無を容易に判定することができる。

上記基準温度が供給する工程（Ｓ０１）による圧縮気体の供給温度に基づく場合、判定する工程（Ｓ０３）では、供給する工程（Ｓ０１）で圧縮気体の供給が開始される都度、上記基準温度を設定してもよく、予め上記基準温度を記憶しておいてもよい。

上記基準温度が気泡Ｂに起因して上昇する液面温度に基づく場合、上記基準温度は、測定する工程（Ｓ０２）で測定した測定データを基に設定することができる。判定する工程（Ｓ０３）では、上記測定データを取得する毎に上記基準温度を設定してもよく、予め上記基準温度を記憶しておいてもよい。当該洗浄方法は、判定する工程（Ｓ０３）で、上記測定データを取得する毎に上記基準温度を設定することで、外気の温度等の外部要因に基づく誤判定を抑制しやすい。

上記基準温度が供給する工程（Ｓ０１）を行っていないときの液面温度に基づく場合、判定する工程（Ｓ０３）では、供給する工程（Ｓ０１）を停止する毎に上記基準温度を設定してもよく、予め上記基準温度を記憶しておいてもよい。当該洗浄方法は、判定する工程（Ｓ０３）で、供給する工程（Ｓ０１）の停止毎に上記基準温度を設定することで、外気の温度等の外部要因に基づく誤判定を抑制しやすい。

また、判定する工程（Ｓ０３）では、上記基準温度を設定せずに複数本の散気管２１内の目詰まりの有無を判定することも可能である。上記基準温度を設定しない場合、判定する工程（Ｓ０３）では、例えば測定する工程（Ｓ０２）で測定された測定データのうちの最高温度とこの測定データの平均温度との温度差に基づいて複数本の散気管２１内の目詰まりの有無を判定してもよく、上記測定データのうち温度が急激に変化する領域の個数や面積割合に基づいて複数本の散気管２１内の目詰まりの有無を判定してもよい。

（洗浄する工程）
洗浄する工程（Ｓ０４）では、判定する工程（Ｓ０３）で目詰まり有りとの判定された場合、複数本の散気管２１内を洗浄液でフラッシングすることが好ましい。当該洗浄方法は、複数本の散気管２１内の目詰まりを早期に発見することができるので、洗浄する工程（Ｓ０４）で複数本の散気管２１内をフラッシングすることで、複数本の散気管２１内の目詰まりを容易に解消することができる。

複数本の散気管２１内をフラッシングする場合、洗浄する工程（Ｓ０４）では、まず吸引ポンプ３３による処理済液の吸引を停止し、バルブ３２を閉じると共に、気体供給器２２による圧縮気体の供給を停止する。これにより、複数本の散気管２１内が被処理液Ｌ（洗浄液）で満たされる。次に、洗浄する工程（Ｓ０４）では、気体供給器２２を稼働させ、複数本の散気管２１内に圧縮気体を供給する。これにより、複数本の散気管２１内に滞留する汚泥等を被処理液Ｌと共に複数本の散気管２１から容易に排除することができる。なお、洗浄する工程（Ｓ０４）では、十分な洗浄効果が得られる場合であれば、吸引ポンプ３３による処理済液の吸引を実施しつつ、上記フラッシングを行うことも可能である。

［その他の実施形態］
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

例えば、当該浸漬式濾過装置における複数の濾過モジュールの形状、個数、配置、複数本の散気管の形状、個数、配置等は上述の実施形態の構成に限定されるものではない。

上記洗浄する工程では、上述のフラッシングに代えて又はフラッシングと共に、複数本の散気管内を薬液洗浄してもよい。また、上記洗浄する工程では、上述の洗浄液として、被処理液に代えて処理済液、水道水等を用いてもよい。

当該洗浄方法は、上記測定する工程で液面の温度分布画像を取得し、上記判定する工程でこの温度分布画像に基づいて複数本の散気管内の目詰まりの有無を判定することが好ましいが、上記液面の温度分布が測定できる場合であれば、液面の温度分布画像以外を用いて上記目詰まりの有無を判定してもよい。

以上のように、本発明の実施形態に係る洗浄方法は、散気管内の目詰まりを早期に解消することでメンテナンス頻度を下げることができるので、浸漬式濾過装置を効率的に運転するのに適している。

１ 濾過モジュール
２ 洗浄モジュール
３ 排出機構
１１ 中空糸膜
１２ 上側保持部材
１３ 下側保持部材
１４ フレーム
２１ 散気管
２１ａ 散気孔
２２ 気体供給器
２３ 温度分布測定器
２４ 判定部
２５ 洗浄制御部
２６ 散気ヘッダ
３１ 集水配管
３２ バルブ
３３ 吸引ポンプ
Ｂ 気泡
Ｌ 被処理液
Ｌ１ 液面
Ｒ 測定領域
Ｔ 貯留槽

Claims (6)

1. 上下方向に引き揃えられる複数本の中空糸膜及び上記複数本の中空糸膜の上下端を固定する一対の保持部材を有する複数の濾過モジュールと、
   上記複数の濾過モジュールの下方から被処理液中に気泡を供給する洗浄モジュールと
   を備え、
   上記洗浄モジュールが、
   複数の散気孔を有する複数本の散気管と、
   上記複数本の散気管に圧縮気体を供給する気体供給器と
   を有する浸漬式濾過装置における上記複数本の散気管の洗浄方法であって、
   上記洗浄モジュールにより上記複数本の中空糸膜の外周面側に気泡を供給する工程と、
   上記供給する工程で供給される気泡が浮上する上記被処理液の液面の温度分布を測定する工程と、
   上記測定する工程で測定される上記液面の温度分布に基づいて上記複数本の散気管内の目詰まりの有無を判定する工程と、
   上記判定する工程により目詰まり有りと判定される場合に上記複数本の散気管を洗浄する工程と
   を備える洗浄方法。
2. 上記判定する工程で、基準温度以下の温度領域の面積割合に基づいて上記目詰まりの有無を判定する請求項１に記載の洗浄方法。
3. 上記基準温度が、上記圧縮気体の供給温度、上記気泡に起因して上昇する液面温度、及び上記供給する工程を行っていないときの液面温度の少なくともいずれか１つに基づく請求項２に記載の洗浄方法。
4. 上記洗浄する工程で、上記複数本の散気管内を洗浄液でフラッシングする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の洗浄方法。
5. 上記測定する工程で、上記液面の温度分布画像を取得し、
   上記判定する工程で、この温度分布画像に基づいて上記複数本の散気管内の目詰まりの有無を判定する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の洗浄方法。
6. 上下方向に引き揃えられる複数本の中空糸膜及びこれらの複数本の中空糸膜の上下端を固定する一対の保持部材を有する複数の濾過モジュールと、
   上記複数の濾過モジュールの下方から被処理液中に気泡を供給する洗浄モジュールと
   を備え、
   上記洗浄モジュールが、
   複数の散気孔を有する複数本の散気管と、
   上記複数本の散気管に圧縮気体を供給する気体供給器と、
   上記複数の散気孔から放出され、上記複数本の中空糸膜の外周面側に供給される気泡が浮上する上記被処理液の液面の温度分布を測定する温度分布測定器と、
   上記温度分布測定器で測定される上記液面の温度分布に基づいて上記複数本の散気管内の目詰まりの有無を判定する判定部と、
   上記判定部により目詰まり有りと判定される場合に上記複数本の散気管を洗浄制御する洗浄制御部と
   を有する浸漬式濾過装置。

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