JP6122314B2

JP6122314B2 - 膜の洗浄方法

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Publication number: JP6122314B2
Application number: JP2013043906A
Authority: JP
Inventors: 匡紀岩永; 実野村; 健太郎青井
Original assignee: Suido Kiko Kaisha Ltd
Current assignee: Suido Kiko Kaisha Ltd
Priority date: 2013-03-06
Filing date: 2013-03-06
Publication date: 2017-04-26
Anticipated expiration: 2033-03-06
Also published as: JP2014171922A

Description

本発明は、上水道の水源、工業用水の水源等の原水を膜ろ過処理するＭＦ・ＵＦ・大孔径膜モジュールを用いた水処理装置の膜の洗浄方法に関する。

上水道の水源、工業用水の水源等の原水を膜ろ過処理するＭＦ・ＵＦ・大孔径膜モジュールを用いた水処理装置は、ろ過精度に優れ、設置場所が狭くて済む等の長所を有するが、ろ過処理の継続により原水に含まれる懸濁物質、金属類、有機物等が膜に付着し、膜の表面の孔を閉塞し透過流束が徐々に低下するファウリングが生じる。そこで、定期的に膜を洗浄してファウリングの要因となっている膜に付着している懸濁物質、金属類、有機物等の付着物を除去し透過流束の回復を図っている。

透過流束を回復するための膜の洗浄方法として、所定時間毎にろ過方向とは逆方向である膜の二次側から一次側に処理水・清澄水等の洗浄水又は／及びエアーを通過させ膜の付着物を物理的に落下させる逆圧洗浄、エアーで膜を振動させ膜の付着物を物理的に落下させるエアーバブリング等の物理洗浄が行われている。しかし、逆圧洗浄等の物理洗浄では膜の付着物を十分に除去することができず透過流束の低下が進行するので、下記特許文献１では、洗浄水に次亜塩素酸ナトリウムや重亜硫酸ソーダ、硫酸などの薬品を添加した薬品添加洗浄水を膜モジュールの二次側から一次側に通水し膜の付着物と薬品を反応させて除去する薬品添加逆圧洗浄、更に下記特許文献２では、薬品添加洗浄水を二次側から一次側に通水するだけでは膜の付着物との反応が不十分で付着物を十分に除去できずに透過流束の低下を止めることが出来ない場合、膜モジュール内に導入した薬品添加洗浄水を所定時間保持して膜を浸漬させ付着物との反応を促進させて除去する薬品添加浸漬洗浄が提案されている。

しかしながら、従来の薬品添加浸漬洗浄では、薬品を添加した薬品添加洗浄水を膜モジュール内に導入した後に所定の一定時間保持することで膜の付着物と薬品の反応時間を確保し反応を促進させているが、膜の付着物である鉄・マンガンなどの無機物若しくは有機物と薬品が反応し付着物を溶解し除去する反応時間は、水温・濃度により変化する。従って、水温・濃度に関わらず膜モジュール内に導入した薬品添加洗浄水を保持する保持時間を一定とすると、水温若しくは濃度が低い場合には反応時間が不足し十分な洗浄効果を得ることができず、水温若しくは濃度が高い場合には反応時間が短縮されるので保持時間が過剰となり、その分ろ過工程時間が実質的に短縮し稼働率が低下するとの不具合があった。

特許第４１９２２０５号特許第４８３５０３３号

本発明は上述の不具合点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、薬品を添加した薬品添加洗浄水を膜モジュール内に導入した後に所定時間保持し膜の付着物と薬品の反応を促進させて付着物を除去する薬品添加浸漬洗浄において、薬品添加洗浄水を膜モジュール内に保持し膜を浸漬する保持時間と、薬品添加洗浄水が膜の付着物を溶解する反応時間を一致させ、膜を効率的に洗浄しろ過工程時間を向上することができる膜の洗浄方法を提供することである。

また別の目的とするところは、薬品を添加した薬品添加洗浄水を膜モジュール内に導入した後に所定時間保持し膜の付着物と薬品の反応を促進させて付着物を除去する薬品添加浸漬洗浄において、薬品添加洗浄水に添加される薬品の濃度を管理し、薬品の使用量を削減することができる膜の洗浄方法を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係る膜の洗浄方法は、原水を膜ろ過処理する膜モジュールを用いた水処理装置の膜の洗浄方法において、前記膜モジュールを一次側から二次側に前記原水を原水ポンプで通水して処理水を得るろ過工程と、前記ろ過工程後に前記膜モジュールを二次側から一次側に前記処理水又は／及びエアーを通過させ前記膜を洗浄する逆圧洗浄工程と、前記ろ過工程及び前記逆圧洗浄工程を前記原水若しくは前記処理水の温度に基づく回数実施後又は前記原水若しくは前記処理水の温度に基づく所定時間経過後又は前記原水若しくは前記処理水の温度に基づく前記原水ポンプ圧が所定値に達したとき、所定濃度の薬品が前記原水若しくは前記処理水に添加された薬品添加洗浄水を前記膜モジュール内に所定時間保持し洗浄する薬品添加浸漬洗浄工程と、を備えることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に係る洗浄方法は、請求項１に記載の膜の洗浄方法において、前記薬品添加浸漬洗浄工程は、前記薬品添加洗浄水を前記膜モジュールの二次側から流入させ一次側から排出させることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項３に係る洗浄方法は、請求項１に記載の膜の洗浄方法において、前記薬品添加浸漬洗浄工程は、前記薬品添加洗浄水を前記膜モジュールの一次側から流入させ二次側から排出させることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項４に係る洗浄方法は、請求項１に記載の膜の洗浄方法において、前記薬品添加浸漬洗浄工程は、前記薬品添加洗浄水を前記膜モジュールの一次側から流入させ一次側から排出させることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項５に係る洗浄方法は、請求項１乃至４のいずれかに記載の膜の洗浄方法において、前記薬品添加浸漬洗浄工程は、前記原水若しくは前記処理水に添加される薬品が還元剤である還元剤添加浸漬洗浄工程、前記原水若しくは前記処理水に添加される薬品が酸剤である酸剤添加浸漬洗浄工程、前記原水若しくは前記処理水に添加される薬品がアルカリ剤であるアルカリ剤添加浸漬洗浄工程、前記原水若しくは前記処理水に添加される薬品が酸化剤である酸化剤添加浸漬洗浄工程の内のいずれか一の工程又は複数の工程を組み合わせたものであることを特徴とするものである。

上記構成を備えた本発明の膜の洗浄方法によれば、薬品添加浸漬洗浄工程に使用される薬品添加洗浄水は、原水若しくは処理水の温度（以下「水温」という。）に基づく薬品濃度の薬品が添加されているので、膜モジュール内に導入した薬品添加洗浄水を所定時間保持して膜を浸漬させる保持時間と、薬品添加洗浄水が膜の付着物を溶解して除去する反応時間を一致させることができる。即ち、水温が低いときは薬品添加洗浄水の薬品濃度が高くなるので、膜の付着物との反応が促進され、膜の付着物を溶解させる保持時間が不足し十分な洗浄効果を得ることができないことを防止することができる。また水温が高いときは薬品添加洗浄水の薬品濃度が低くなるので、膜の付着物との反応が抑制され、保持時間が過剰となり、その分ろ過工程時間が実質的に短縮し稼働率が低下することを防止することができると共に、薬品の使用量の低減を図ることができる。

更に本発明の膜の洗浄方法は、薬品添加浸漬洗浄工程で膜モジュール内に所定薬品濃度の薬品を原水若しくは処理水に添加した薬品添加洗浄水が保持される保持時間が、水温に基づいて変化するので、保持時間と薬品添加洗浄水が膜の付着物を溶解して除去する反応時間を一致させることができる。即ち、水温が低いときは保持時間が延長されるので、膜の付着物を溶解させる保持時間が不足し十分な洗浄効果を得ることができないことを防止することができる。また水温が高いときは保持時間が短縮されるので、ろ過工程時間が長くなり稼働率を向上することができる。

更に本発明の膜の洗浄方法は、ろ過工程及び逆圧洗浄工程を何回実施後に薬品添加浸漬洗浄工程が実施されるかの頻度（以下「薬品添加浸漬洗浄工程の実施頻度」という。）が、水温に基づいて変化するので、１回の薬品添加浸漬洗浄工程で、膜モジュール内に導入した所定薬品濃度の薬品添加洗浄水を所定時間保持して膜を浸漬させる保持時間と、薬品添加洗浄水が膜の付着物を溶解して除去することができる反応時間を一致させることができる。即ち、水温が低いときは薬品添加浸漬洗浄工程の実施頻度が高くなる（薬品添加浸漬洗浄工程の実施回数が多くなる。）ので、膜の付着物を溶解させる保持時間が不足し十分な洗浄効果を得ることができないことを防止することができる。また水温が高いときは薬品添加浸漬洗浄工程の実施頻度が低くなるので、薬品添加浸漬洗浄工程時間が短縮しろ過工程時間が長くなり稼働率を向上することができると共に、薬品の使用量の低減を図ることができる。

更に本発明の膜の洗浄方法は、薬品添加浸漬洗浄工程において、薬品添加洗浄水を膜モジュールの二次側から流入させ一次側から排出させているので、膜の二次側に付着している付着物を除去することができる。

更に本発明の膜の洗浄方法は、薬品添加浸漬洗浄工程において、薬品添加洗浄水を膜モジュールの一次側から流入させ二次側から排出させているので、膜の二次側に付着している付着物を除去することができると共に、一次側から流入させているので薬品を添加した薬品添加洗浄水に原水を使用することができ、薬品添加洗浄水に処理水を使用しないので処理水を節約することができる。

更に本発明の膜の洗浄方法は、薬品添加浸漬洗浄工程において、薬品添加洗浄水を膜モジュールの一次側から流入させ一次側から排出させているので、薬品添加洗浄水の使用量を削減することができる。また薬品を添加した薬品添加洗浄水に原水を使用することができ、薬品添加洗浄水に処理水を使用しないので処理水を節約することができる。

更に本発明の膜の洗浄方法は、薬品添加浸漬洗浄工程が、原水若しくは処理水に添加される薬品が還元剤である還元剤添加浸漬洗浄工程、原水若しくは処理水に添加される薬品が酸剤である酸剤添加浸漬洗浄工程、原水若しくは処理水に添加される薬品がアルカリ剤であるアルカリ剤添加浸漬洗浄工程、原水若しくは処理水に添加される薬品が酸化剤である酸化剤添加浸漬洗浄工程の内のいずれか一の工程又は複数の工程を組み合わせたものであるので、膜に付着している付着物の種類毎に溶解させる薬品添加洗浄水を選択することができ、膜の付着物との反応を促進し十分に膜の付着物を溶解除去し洗浄効果を高めることができる。

本発明の水処理装置１の概略図水温別の薬品添加浸漬洗浄工程間隔と膜差圧上昇率との関係を表したグラフ水温別の薬品濃度と透過流量回復量との関係を表したグラフ水温別の保持時間と透過流量回復量との関係を表したグラフ別の本発明の水処理装置２の概略図別の本発明の水処理装置３の概略図

以下に図面を参照して、この発明の実施形態に係る水処理装置の膜の洗浄方法について、例示して説明する。ただし、この発明の範囲は、この実施の形態に記載されている内容に限定する趣旨のものではない。

第一実施形態
図１は、本発明１に係る原水を膜ろ過処理する膜モジュールを用いた水処理装置の概略説明図である。本発明１に係る水処理装置１は、薬品添加浸漬洗浄工程において、薬品添加洗浄水を膜モジュールの二次側から流入させ一次側から排出させる場合である。

１０は、膜モジュールである。内部に中空糸から成る膜を有し、一次側から流入した被処理水である原水に含まれている鉄・マンガンなどの無機物及び有機物を膜ろ過し、二次側に膜ろ過処理された処理水を排出する。膜モジュール１０は、図１では１台であるが複数台設置しても良い。膜モジュールにはＭＦ膜が使用されている。しかし膜モジュールに使用される膜はＭＦ膜に限定されるものではなく、ＵＦ膜・大孔径膜であっても良い。

膜モジュール１０の一次側は、洗浄水（処理水）及びエアーによる逆圧洗浄工程を実施した後に膜モジュール１０内に滞留している洗浄水を洗浄排水として排出するための洗浄排水管１３が連結し、洗浄排水管１３にはドレン弁１４が設置されている。

膜モジュール１０とドレン弁１４との間を連結している洗浄排水管１３には、一端が原水槽２１に連結している原水管２３の他端が連結している。原水管２３には、原水槽２１からの原水を膜モジュール１０に圧送する原水ポンプ２２と、膜モジュール１０に流入する原水を調整する原水弁２４が設置されている。原水槽２１には、原水の温度を計測する原水温度計２５が設置されている。

更に、膜モジュール１０の一次側には、洗浄水及びエアーによる逆圧洗浄工程並びに薬品添加浸漬洗浄工程を実施したときの逆洗排水を排出するための逆洗排水管５３の一端が連結している。逆洗排水管５３は、他端が逆洗排水槽５１に連結し、逆洗排水弁５４が設置されている。

膜モジュール１０の二次側には処理水管３３の一端が連結し、処理水管３３には膜ろ過弁３４が設置されている。処理水管３３の他端は分岐し、分岐した一方の処理水管３３は膜モジュール１０で膜ろ過処理された処理水を貯蔵する図示しない処理水槽に連結し、他方の処理水管３３は、逆洗水槽４１に連結している。逆洗水槽４１には、処理水の温度を計測する処理水温度計４５が設置されている。

逆洗水槽４１は、洗浄水及びエアーによる逆圧洗浄工程で使用される処理水を貯蔵するタンクであり、逆洗管４３の一端が連結している。逆洗管４３は、他端が膜モジュール１０と膜ろ過弁３４の間を連結している処理水管３３に連結し、逆洗ポンプ４２と逆洗弁４４が設置されている。

更に、本発明１に係る水処理装置１は、薬品添加浸漬洗浄工程における薬品添加洗浄水を膜モジュール１０の二次側から流入させるので、アルカリ剤タンク８２と、酸剤タンク８４と、還元剤タンク８６と、酸化剤タンク８８が二次側に設置されている。

アルカリ剤タンク８２は、アルカリ剤注入ポンプ８１が設置されているアルカリ剤注入管９１の一端が連結し、アルカリ剤注入管９１の他端は、逆洗ポンプ４２と逆洗弁４４の間を連結している逆洗管４３に連結している。アルカリ剤としては、例えば水酸化ナトリウム・水酸化マグネシウム等が使用される。

酸剤タンク８４は、酸剤注入ポンプ８３が設置されている酸剤注入管９２の一端が連結し、酸剤注入管９２の他端は、逆洗ポンプ４２と逆洗弁４４の間を連結している逆洗管４３に連結している。酸剤としては、例えば硫酸・硝酸・塩酸等が使用される。

還元剤タンク８６は、還元剤注入ポンプ８５が設置されている還元剤注入管９３の一端が連結し、還元剤注入管９３の他端は、逆洗ポンプ４２と逆洗弁４４の間を連結している逆洗管４３に連結している。還元剤としては、例えば重亜硫酸ナトリウム・チオ硫酸ナトリウム・アスコルビン酸ナトリウム等が使用される。

酸化剤タンク８８は、酸化剤注入ポンプ８７が設置されている酸化剤注入管９４の一端が連結し、酸化剤注入管９４の他端は、逆洗ポンプ４２と逆洗弁４４の間を連結している逆洗管４３に連結している。酸化剤としては、例えば、次亜塩素酸ソーダ・オゾン等が使用される。

次に、上記構成に係る水処理装置１の作動方法について説明する。水処理装置１の作動は、ろ過工程と、逆圧洗浄工程と、薬品添加浸漬洗浄工程とから構成されている。

ろ過工程は、ドレン弁１４と、逆洗弁４４と、逆洗排水弁５４が閉じられる。

原水槽２１に貯蔵されている原水は、原水管２３を通り原水ポンプ２２により原水弁２４と洗浄排水管１３の一部を経由して膜モジュール１０に圧送される。圧送された原水は、膜モジュール１０内を一次側から二次側に通水されることで膜ろ過処理されて処理水となり処理水管３３を通り、図示しない処理水槽に送水される共に、一部は逆洗水槽４１に流入する。

逆圧洗浄工程は、ろ過工程を所定時間実施したのちに実施される。本実施例では膜モジュール１０にＭＦ膜が使用されているので、洗浄水により実施される。ＵＦ膜の場合も同様に洗浄水により実施される。尚、大孔径膜の場合には洗浄水又は／及びエアーにより実施される。この場合、今まで開いていた原水弁２４と、膜ろ過弁３４は閉じられ、今まで閉じられていた逆洗弁４４と、逆洗排水弁５４が開かれる。

逆洗水槽４１に貯蔵されている処理水は、逆洗管４３を通り逆洗ポンプ４２により逆洗弁４４と処理水管３３の一部を経由して膜モジュール１０に洗浄水として圧送される。圧送された洗浄水は、膜モジュール１０内を二次側から一次側に通水されることで膜の付着物を剥離し、付着物を含有した逆洗排水は、逆洗排水管５３を通り逆洗排水弁５４を経由し逆洗排水槽５１に貯蔵される。

逆圧洗浄工程が終了すると、ドレン弁１４が開かれ、膜モジュール１０内の洗浄水は洗浄排水管１３を通り洗浄排水として排出される。

薬品添加浸漬洗浄工程は、ろ過工程及び逆圧洗浄工程を処理水温度計４５で計測された処理水の温度に基づいて設定された回数実施後又は所定時間経過後又は原水ポンプ２２の圧力が所定値に達したときのいずれかの要件を具備したとき、逆圧洗浄工程に続いて実施される。この場合、逆圧洗浄工程で開いていた逆洗排水弁５４と、その後開かれたドレン弁１４は閉じられる。尚、処理水温度計４５で計測された処理水の温度の代替として、原水温度計２５で計測された原水の温度を使用してもよく、いずれの温度計（２５又は４５）で計測された温度に基づいて薬品添加浸漬洗浄工程の実施頻度を設定するかは、浄水場の状況等を考慮して決定される。

ろ過工程及び逆圧洗浄工程を処理水温度計４５で計測された又は原水温度計２５で計測された温度に基づいて設定された回数実施後とは、薬品添加浸漬洗浄工程の実施頻度は、処理水温度計４５で計測された又は原水温度計２５で計測された温度により変動させるとの趣旨である。即ち、薬品添加浸漬洗浄工程は、水温に基づく薬品添加浸漬洗浄工程の実施頻度又は所定時間経過後又は原水ポンプ２２の圧力が所定値に達したときのいずれかの要件を具備したとき、実施される。

図２は、次亜塩素酸ナトリウム添加洗浄水の薬品濃度を１００ｍｇ／Ｌとし、膜モジュール１０内に次亜塩素酸ナトリウム添加洗浄水を保持させる保持時間を３０分とした場合における、水温別の薬品添加浸漬洗浄工程間隔と膜差圧上昇率との関係を表したグラフである。薬品添加浸漬洗浄工程間隔が同一であると、水温が低いほど膜差圧上昇率が高くなることがわかる。即ち、水温が低いほど薬品が膜の付着物を溶解させる時間が長く、それだけ薬品添加浸漬洗浄工程間隔を短くする必要があることを示している。例えば、膜差圧上昇率を０．３０ｋｐａ／ｄで維持するためには、水温が２５℃のときは１６８時間に１回の頻度で薬品添加浸漬洗浄工程を実施すれば良いが、水温が５℃のときは４８時間に１回の頻度で薬品添加浸漬洗浄工程を実施するのが好適である。

薬品添加浸漬洗浄工程は、薬品としてアルカリ剤が添加されるアルカリ剤添加浸漬洗浄工程、酸剤が添加される酸剤添加浸漬洗浄工程、還元剤が添加される還元剤添加浸漬洗浄工程、酸化剤が添加される酸化剤添加浸漬洗浄工程があり、その内のいずれか一の工程又は複数の工程を組み合わせて実施する。複数の薬品添加浸漬洗浄工程を実施する場合には、続けて実施することが好適である。

酸化剤添加浸漬洗浄工程を実施するには、酸化剤タンク８８から酸化剤注入管９４に流出した酸化剤を水温に基づく濃度で酸化剤注入ポンプ８７により、逆洗ポンプ４２と逆洗弁４４とが連結されている逆洗管４３内を流通している逆洗水に流入させて、酸化剤添加洗浄水を作成する。この酸化剤添加洗浄水を処理水管３３の一部を経由して二次側から膜モジュール１０内に圧入させ、水温に基づく時間膜モジュール１０内に保持して膜を酸化剤添加洗浄水に浸漬し、膜の付着物を酸化剤添加洗浄水と反応させて洗浄する。

酸化剤を水温に基づく濃度で酸化剤注入ポンプ８７により逆洗水に流入させるとは、酸化剤が添加される酸化剤添加洗浄水の濃度は、水温により変動させるとの趣旨である。

図３は、膜モジュール１０内に次亜塩素酸ナトリウム添加洗浄水を保持させ膜の付着物と反応させる保持時間を３０分とした場合における、水温別の薬品濃度と透過流量回復量との関係を表したグラフである。薬品濃度が同一ならば、水温が高いほど透過流量回復量が高いことがわかる。即ち、水温が高いほど薬品が膜の付着物を溶解させる反応時間が短いことを示している。従って、同一の保持時間内で透過流量回復量を同一にするためには、水温が低い場合には薬品濃度を濃くする必要があることが分かる。例えば、透過流量回復量を０．０２９Ｌ／（ｍ^２・ｈｒ・ｋｐａ）で維持するためには、薬品濃度は、水温が２５℃のとき１００ｍｇ／Ｌでよいが、水温が１５℃のとき１５０ｍｇ／Ｌと濃くするのが好適である。

酸化剤添加洗浄水を水温に基づく時間膜モジュール１０内に滞留させてとは、酸化剤が添加された酸化剤添加洗浄水を膜モジュール１０内に保持して膜の付着物と反応させる保持時間は、水温により変動させるとの趣旨である。

図４は、次亜塩素酸ナトリウム添加洗浄水の薬品濃度を１００ｍｇ／Ｌとした場合における、次亜塩素酸ナトリウム添加洗浄水を膜モジュール１０内に保持し膜の付着物と反応させる水温別の保持時間と透過流量回復量との関係を表したグラフである。次亜塩素酸ナトリウム添加洗浄水を膜モジュール１０内に保持し膜の付着物と反応させる保持時間が同一ならば、水温が高いほど透過流量回復量が高いことがわかる。即ち、水温が高いほど薬品が膜の付着物を溶解させる反応時間が短いことを示している。従って、同一の薬品濃度で透過流量回復量を同一にするためには、水温が低い場合には次亜塩素酸ナトリウム添加洗浄水を膜モジュール１０内に保持し膜の付着物と反応させる保持時間を長くする必要があることが分かる。例えば、透過流量回復量を０．０２９Ｌ／（ｍ^２・ｈｒ・ｋｐａ）で維持するためには、水温が２５℃のとき保持時間は３０分でよいが、水温が１５℃のときは６０分と長くするのが好適である。

上述の要件に基づいて酸化剤添加洗浄水を膜モジュール１０内に保持し膜の付着物と反応させた後、逆洗排水弁５４を開け膜モジュール１０内の酸化剤添加洗浄水を排出する。その後、逆洗排水弁５４を閉じると共にドレン弁１４と逆洗弁４４を開け、逆洗水槽４１からの洗浄水を膜モジュール１０の二次側から一次側に通水して膜モジュール１０を洗浄し、洗浄排水はドレン弁１４を経由し洗浄排水管１３より排出される。

アルカリ剤添加浸漬洗浄工程についても酸化剤添加浸漬洗浄工程と同様に実施することができる。即ち、アルカリ剤タンク８２からアルカリ剤注入管９１に流出したアルカリ剤を水温に基づく濃度でアルカリ剤注入ポンプ８１により、逆洗ポンプ４２と逆洗弁４４とが連結されている逆洗管４３内を流通している逆洗水に流入させて、アルカリ剤添加洗浄水を作成する。このアルカリ剤添加洗浄水を処理水管３３の一部を経由して二次側から膜モジュール１０内に圧入させ、水温に基づく保持時間膜モジュール１０内に保持して膜をアルカリ剤添加洗浄水で浸漬し、膜の付着物をアルカリ剤添加洗浄水と反応させて洗浄する。

上述の要件に基づいてアルカリ剤添加洗浄水を膜モジュール１０内に保持し膜の付着物と反応させた後、逆洗排水弁５４を開け膜モジュール１０内のアルカリ剤添加洗浄水を排出する。その後、逆洗排水弁５４を閉じると共にドレン弁１４と逆洗弁４４を開け、逆洗水槽４１の洗浄水を膜モジュール１０の二次側から一次側に通水して膜モジュール１０を洗浄し、洗浄排水はドレン弁１４を経由し洗浄排水管１３より排出される。

酸剤添加浸漬洗浄工程についても酸化剤添加浸漬洗浄工程と同様に実施することができる。即ち、酸剤タンク８４から酸剤注入管９２に流出した酸剤を水温に基づく濃度で酸剤注入ポンプ８３により、逆洗ポンプ４２と逆洗弁４４とが連結されている逆洗管４３内を流通している洗浄水に流入させて、酸剤添加洗浄水を作成する。この酸剤添加洗浄水を処理水管３３の一部を経由して二次側から膜モジュール１０内に圧入させ、水温に基づく保持時間膜モジュール１０内に保持して膜を酸剤添加洗浄水に浸漬し、膜の付着物を酸剤添加洗浄水と反応させて洗浄する。

上述の要件に基づいて酸剤添加洗浄水を膜モジュール１０内に保持し膜の付着物と反応させた後、逆洗排水弁５４を開け膜モジュール１０内の酸剤添加洗浄水を排出する。その後、逆洗排水弁５４を閉じると共にドレン弁１４と逆洗弁４４を開け、逆洗水槽４１の洗浄水を膜モジュール１０の二次側から一次側に通水して膜モジュール１０を洗浄し、洗浄排水はドレン弁１４を経由し洗浄排水管１３より排出される。

還元剤添加浸漬洗浄工程についても酸化剤添加浸漬洗浄工程と同様に実施することができる。即ち、還元剤タンク８６から還元剤注入管９３に流出した還元剤を水温に基づく濃度で還元剤注入ポンプ８５により、逆洗ポンプ４２と逆洗弁４４とが連結されている逆洗管４３内を流通している洗浄水に流入させて、還元剤添加洗浄水を作成する。この還元剤添加洗浄水を処理水管３３の一部を経由して二次側から膜モジュール１０内に圧入させ、水温に基づく保持時間膜モジュール１０内に保持して膜を還元剤添加洗浄水に浸漬し、膜の付着物を還元剤添加洗浄水と反応させて洗浄する。

上述の要件に基づいて還元剤添加洗浄水を膜モジュール１０内に保持し膜の付着物と反応させた後、逆洗排水弁５４を開け膜モジュール１０内の還元剤添加洗浄水を排出する。その後、逆洗排水弁５４を閉じると共にドレン弁１４と逆洗弁４４を開け、逆洗水槽４１の洗浄水を膜モジュール１０の二次側から一次側に通水して膜モジュール１０を洗浄し、洗浄排水はドレン弁１４を経由し洗浄排水管１３より排出される。

尚、薬品添加浸漬洗浄工程については、いずれか一の工程のみ実施した場合について説明した。しかし、複数の薬品添加浸漬洗浄工程を組み合わせて続けて実施しても良く、例えば、酸化剤添加浸漬洗浄工程に続いて、アルカリ剤添加浸漬洗浄工程を実施しても良い。この場合の薬品添加浸漬洗浄工程の実施順序は、膜の付着物の状況に基づき決定するのが良い。尚、複数の薬品添加浸漬洗浄工程について実施する場合には、複数の薬品添加浸漬洗浄工程を続けて実施することが望ましい。

また、薬品添加浸漬洗浄工程の実施頻度、処理水に薬品を添加する薬品濃度、及び薬品添加洗浄水を膜モジュール１０内に滞留させて膜の付着物と反応させる保持時間について、そのうちの一だけを水温に基づいて変動させても良いし、二以上を組み合わせて水温に基づいて変動させても良い。

以上の通り、薬品添加浸漬洗浄工程においては、薬品添加浸漬洗浄工程の実施頻度、逆洗水に添加する薬品の薬品濃度、及び膜モジュール１０内で薬品添加洗浄水を保持する保持時間を原水温度計２５又は処理水温度計４５で計測された原水又は処理水の温度に基づいて変動させているので、膜モジュール１０内に薬品添加洗浄水を保持する保持時間と薬品添加洗浄水の薬品が膜の付着物を溶解させる反応時間を一致させ付着物を確実に除去することが可能となる。従って、ろ過時間を有効に確保できると共に使用する薬品の使用量を削減することが可能となる。

また薬品添加浸漬洗浄工程においては、処理水に添加される薬品が還元剤である還元剤添加浸漬洗浄工程、又は添加される薬品が酸剤である酸剤添加浸漬洗浄工程、又は添加される薬品がアルカリ剤であるアルカリ剤添加浸漬洗浄工程、又は添加される薬品が酸化剤である酸化剤添加浸漬洗浄工程の内のいずれか一の工程又は複数の工程を組み合わせたものであるので、膜に付着している付着物の種類毎に溶解させる薬品添加洗浄水を選択することができ、膜の付着物との反応を促進し十分に膜の付着物を溶解除去し洗浄効果を高めることが可能となる。

更に薬品添加浸漬洗浄工程において、薬品添加洗浄水を膜モジュール１０の二次側から流入させ一次側から排出させているので、膜の二次側に付着している付着物を除去することが可能となる。

第二実施形態
図５は、本発明２に係る原水を膜ろ過処理する膜モジュールを用いた水処理装置の概略説明図である。本発明２に係る水処理装置２は、薬品添加浸漬洗浄工程において、薬品添加洗浄水を膜モジュールの一次側から流入させ一次側から排出させる場合である。

以下に図５を参照して、水処理装置２について例示して説明する。本説明においては第一実施形態と異なる内容について説明する。尚、図面に付してある番号が同一であるものは水処理装置１と同一構造である。

水処理装置２は、薬品添加浸漬洗浄工程において、薬品添加洗浄水を膜モジュールの一次側から流入させ一次側から排出させる場合である。従って、アルカリ剤タンク８２と、酸剤タンク８４と、還元剤タンク８６と、酸化剤タンク８８が水処理装置１と異なり膜モジュール１０の一次側に設置されている。

アルカリ剤タンク８２は、アルカリ剤注入ポンプ８１が設置されているアルカリ剤注入管９１の一端と連結し、そのアルカリ剤注入管９１の他端は、薬品添加ポンプ７２と薬品添加弁７４の間を連結している薬品添加本管７３に連結している。薬品添加本管７３は、原水管２３が洗浄排水管１３と連結している連結点２６と原水管２３に設置されている原水弁２４との間を連結している原水管２３に連結している。アルカリ剤としては、例えば水酸化ナトリウム・水酸化マグネシウム等が使用される。

酸剤タンク８４は、酸剤注入ポンプ８３が設置されている酸剤注入管９２の一端と連結し、酸剤注入管９２の他端は、薬品添加ポンプ７２と薬品添加弁７４の間を連結している薬品添加本管７３に連結している。酸剤としては、例えば硫酸・硝酸・塩酸等が使用される。

還元剤タンク８６は、還元剤注入ポンプ８５が設置されている還元剤注入管９３の一端と連結し、還元剤注入管９３の他端は、薬品添加ポンプ７２と薬品添加弁７４の間を連結している薬品添加本管７３に連結している。還元剤としては、例えば重亜硫酸ナトリウム・チオ硫酸ナトリウム・アスコルビン酸ナトリウム等が使用される。

酸化剤タンク８８は、酸化剤注入ポンプ８７が設置されている酸化剤注入管９４の一端と連結し、酸化剤注入管９４の他端は、薬品添加ポンプ７２と薬品添加弁７４の間を連結している薬品添加本管７３に連結している。酸化剤としては、例えば、次亜塩素酸ソーダ・オゾン等が使用される。

次に、上記構成に係る水処理装置２の作動方法について説明する。水処理装置１の作動方法とは薬品添加浸漬洗浄工程が異なり、その内でも薬品添加洗浄水を膜モジュール１０に圧入し排出させる方法のみ異なるので、その点を主に酸化剤添加浸漬洗浄工程を例に説明する。従って、薬品添加浸漬洗浄工程の実施頻度、原水に添加する薬品の薬品濃度、及び膜モジュール１０内で薬品添加洗浄水を保持する保持時間を、原水温度計２５又は処理水温度計４５で計測された原水または処理水の温度に基づいて変動させることは、第一実施形態と同様である。

薬品添加浸漬洗浄工程は、水温に基づいて設定された薬品添加浸漬洗浄工程の実施頻度又は所定時間経過後又は原水ポンプ２２の圧力が所定値に達したときのいずれかの要件を具備したとき、逆圧洗浄工程に続いて実施される。この場合、逆圧洗浄工程で開いていた逆洗弁４４と逆洗排水弁５４と、その後開かれたドレン弁１４は閉じられ、薬品添加弁７４が開かれる。

酸化剤添加浸漬洗浄工程を実施するには、酸化剤タンク８８から酸化剤注入管９４に流出した酸化剤を水温に基づく濃度で酸化剤注入ポンプ８７により、薬品添加ポンプ７２と薬品添加弁７４とが連結されている薬品添加本管７３内を流通している原水に流入させて、酸化剤添加洗浄水を作成する。この酸化剤添加洗浄水を原水管２３と洗浄排水管１３の一部を経由して一次側から膜モジュール１０内に圧入させ、水温に基づく保持時間膜モジュール１０内に保持して膜を酸化剤添加洗浄水に浸漬し、膜の付着物を酸化剤添加洗浄水と反応させて洗浄する。

酸化剤添加洗浄水を膜モジュール１０内に保持し膜の付着物と反応させた後、逆洗排水弁５４を開け膜モジュール１０内の酸化剤添加洗浄水を排出する。その後、逆洗排水弁５４を閉じると共にドレン弁１４と逆洗弁４４を開け、逆洗水槽４１の洗浄水を膜モジュール１０の二次側から一次側に通水して膜モジュール１０を洗浄し、洗浄排水はドレン弁１４を経由し洗浄排水管１３より排出される。

以上の通り、第二実施形態においては第一実施形態と異なり、薬品添加浸漬洗浄工程において、薬品添加洗浄水を膜モジュール１０の一次側から流入させ一次側から排出させているので、薬品添加洗浄水の使用量を削減することが可能となる。また薬品を原水に添加し薬品添加洗浄水を作成するので、薬品添加洗浄水に処理水が使用されず処理水を節約することが可能となる。尚、上記以外については第一実施形態と同様の作用効果を奏することは言うまでもない。

第三実施形態
図６は、本発明３に係る原水を膜ろ過処理する膜モジュールを用いた水処理装置の概略説明図である。本発明３に係る水処理装置３は、薬品添加浸漬洗浄工程において、薬品添加洗浄水を膜モジュールの一次側から流入させ二次側から排出させる場合である。

以下に図６を参照して、水処理装置３について例示して説明する。本説明において第一実施形態及び第二実施形態と異なる内容について説明する。尚、図面に付してある番号が同一であるものは水処理装置１と同一構造である。

水処理装置３は、薬品添加浸漬洗浄工程において、薬品添加洗浄水を膜モジュール１０の一次側から流入させ二次側から排出させる場合であるので、膜モジュール１０の二次側に二次側逆洗排水管６３が設置されている。その他は、水処理装置２と同様である。

二次側逆洗排水管６３には二次側逆洗排水弁６４が設置され、一端が逆洗排水槽５１に連結し、他端が膜モジュール１０と膜ろ過弁３４との間を連結している処理水管３３に連結している。

次に、上記構成に係る水処理装置３の作動方法について説明する。水処理装置１の作動方法とは薬品添加浸漬洗浄工程が異なり、その内でも薬品添加洗浄水を膜モジュール１０に圧入し排出させる方法のみ異なるので、その点を主に酸化剤添加浸漬洗浄工程を例に説明する。従って、薬品添加浸漬洗浄工程の実施頻度、原水に添加する薬品濃度、及び膜モジュール１０内で薬品添加洗浄水を保持する保持時間を、原水温度計２５又は処理水温度計４５で計測された原水または処理水の温度に基づいて変動させることは、第一実施形態と同様である。

薬品添加浸漬洗浄工程は、水温に基づいて設定された薬品添加浸漬洗浄工程の実施頻度又は所定時間経過後又は原水ポンプ２２の圧力が所定値に達したときのいずれかの要件を具備したとき、逆圧洗浄工程に続いて実施される。この場合、逆圧洗浄工程で開いていた逆洗弁４４と逆洗排水弁５４と、その後開かれたドレン弁１４は閉じられ、薬品添加弁７４が開かれる。尚、二次側逆洗排水弁６４は、当初は閉じられている。

酸化剤添加洗浄水を膜モジュール１０内に保持し膜の付着物と反応させた後、二次側逆洗排水弁６４を開け膜モジュール１０内の酸化剤添加洗浄水を排出する。その後、二次側逆洗排水弁６４を閉じると共にドレン弁１４と逆洗弁４４を開け、逆洗水槽４１の洗浄水を膜モジュール１０の二次側から一次側に通水して膜モジュール１０を洗浄し、洗浄排水はドレン弁１４を経由し洗浄排水管１３より排出される。

以上の通り、第三実施形態においては第一実施形態と異なり、薬品添加浸漬洗浄工程において、薬品添加洗浄水を膜モジュール１０の一次側から流入させ二次側から排出させているので、膜の二次側に付着している付着物を除去することができると共に、一次側から流入させているので薬品を添加した薬品添加洗浄水に原水を使用することができ、薬品添加洗浄水に処理水を使用しないので処理水を節約することが可能となる。尚、上記以外については第一実施形態と同様の作用効果を奏することは言うまでもない。

１，２，３水処理装置
１０膜モジュール
１３洗浄排水管
１４ドレン弁
２１原水槽
２２原水ポンプ
２３原水管
２４原水弁
２５原水温度計
２６連結点
３３処理水管
３４膜ろ過弁
４１逆洗水槽
４２逆洗ポンプ
４３逆洗管
４４逆洗弁
４５処理水温度計
５１逆洗排水槽
５３逆洗排水管
５４逆洗排水弁
６３二次側逆洗排水管
６４二次側逆洗排水弁
７２薬品添加ポンプ
７３薬品添加本管
７４薬品添加弁
８１アルカリ剤注入ポンプ
８２アルカリ剤タンク
８３酸剤注入ポンプ
８４酸剤タンク
８５還元剤注入ポンプ
８６還元剤タンク
８７酸化剤注入ポンプ
８８酸化剤タンク
９１アルカリ剤注入管
９２酸剤注入管
９３還元剤注入管
９４酸化剤注入管

Claims

原水を膜ろ過処理する膜モジュールを用いた水処理装置の膜の洗浄方法において、
前記膜モジュールを一次側から二次側に前記原水を原水ポンプで通水して処理水を得るろ過工程と、
前記ろ過工程後に前記膜モジュールを二次側から一次側に前記処理水又は／及びエアーを通過させ前記膜を洗浄する逆圧洗浄工程と、
前記ろ過工程及び前記逆圧洗浄工程を前記原水若しくは前記処理水の温度に基づく回数実施後又は前記原水若しくは前記処理水の温度に基づく所定時間経過後又は前記原水若しくは前記処理水の温度に基づく前記原水ポンプ圧が所定値に達したとき、所定濃度の薬品が前記原水若しくは前記処理水に添加された薬品添加洗浄水を前記膜モジュール内に所定時間保持し洗浄する薬品添加浸漬洗浄工程と、を備えることを特徴とする膜の洗浄方法。
前記薬品添加浸漬洗浄工程は、前記薬品添加洗浄水を前記膜モジュールの二次側から流入させ一次側から排出させることを特徴とする請求項１に記載の膜の洗浄方法。
前記薬品添加浸漬洗浄工程は、前記薬品添加洗浄水を前記膜モジュールの一次側から流入させ二次側から排出させることを特徴とする請求項１に記載の膜の洗浄方法。
前記薬品添加浸漬洗浄工程は、前記薬品添加洗浄水を前記膜モジュールの一次側から流入させ一次側から排出させることを特徴とする請求項１に記載の膜の洗浄方法。
前記薬品添加浸漬洗浄工程は、前記原水若しくは前記処理水に添加される薬品が還元剤である還元剤添加浸漬洗浄工程、前記原水若しくは前記処理水に添加される薬品が酸剤である酸剤添加浸漬洗浄工程、前記原水若しくは前記処理水に添加される薬品がアルカリ剤であるアルカリ剤添加浸漬洗浄工程、前記原水若しくは前記処理水に添加される薬品が酸化剤である酸化剤添加浸漬洗浄工程の内のいずれか一の工程又は複数の工程を組み合わせたものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の膜の洗浄方法。