JP6143159B2 - 逆洗型ろ過装置およびろ過エレメントの付着物除去方法 - Google Patents

Description

本発明は、原水をろ過するろ過エレメントに付着した付着物を除去する付着物除去手段を備えた逆洗型ろ過装置および前記ろ過エレメントの付着物除去方法に関する。

近年、広範な分野で水を浄化する水処理技術が重要視されており、例えば、船舶のバラスト水管理システム、海水温度差発電の熱交換機用の水処理システム、水力発電所・ダム・農業用水等の取水システム、下水処理システム、工場排水システム、海水の真水化・飲料水化プラント設備などの水処理システムに逆洗型ろ過装置が広く用いられている。

この逆洗型ろ過装置は、例えば、圧力容器と、前記圧力容器内に配置された複数の筒状ろ過エレメントとを備えており、ろ過運転時、原水をろ過エレメントの内側に流入させてろ過エレメントに形成されるろ過流路を通過させてろ過水を生成する一方、複数のろ過エレメントの中から適宜選択されるろ過エレメントに対してろ過水を逆流させて洗浄（逆洗）を順次行うことにより、ろ過流路に詰まった微生物などの不純物を除去して、連続ろ過を可能にしている（例えば、特許文献１）。

特開２０１２−１３９６３５号公報

しかしながら、上記のようなろ過運転を継続した場合、微生物等の不純物がろ過エレメントの壁面などに付着し成長して、汚れやぬめりを生じさせたり、バイオフィルムなどを形成することがある。

これらは粘着性が強く、一旦形成されてしまうと通常の逆洗では充分に除去することが難しいため、逆洗を行っているにも拘わらず、上昇した圧損を十分に低下させて流量低下を回復させることができず、原水の処理能力の低下を招く恐れがあった。

そこで、本発明は、ろ過エレメントに形成された付着物を効果的に除去することにより、ろ過運転を継続した場合であっても原水の処理能力の低下を招くことがない逆洗型ろ過装置およびろ過エレメントの付着物除去方法を提供することを課題とする。

本発明に関連する第１の技術である逆洗型ろ過装置は、
圧力容器と、前記圧力容器内に配置され内側から外側に向けて原水を通過させてろ過する１つまたは複数のろ過エレメントと、前記ろ過エレメントの何れかに接続し、当該接続したろ過エレメントからろ過水を逆流させてろ過エレメントの洗浄を行う逆洗配管と、前記ろ過エレメントに対する前記逆洗配管の接続を切り替える切替手段とを備えたろ過ユニットが設けられた逆洗型ろ過装置であって、
前記ろ過エレメントにオゾン、マイクロバブル、次亜塩素酸の少なくとも１つを供給することにより、前記ろ過エレメントに形成された付着物を除去する付着物除去手段が設けられていることを特徴とする。

本発明に関連する第２の技術である逆洗型ろ過装置は、
前記付着物除去手段が、前記圧力容器内に気体オゾンを供給する気体オゾン供給手段を備えており、
水が排出された前記圧力容器内に、前記気体オゾン供給手段により前記気体オゾンが供給され、供給された前記気体オゾンが、前記逆洗配管に接続されているろ過エレメントを経由して前記逆洗配管から排出されるように構成されていることを特徴とする。

本発明に関連する第３の技術である逆洗型ろ過装置は、
前記ろ過ユニットが２台以上並列して配置されていることを特徴とする。

本発明に関連する第４の技術である逆洗型ろ過装置は、
前記付着物除去手段が、前記圧力容器から流出するろ過水を移送するろ過水移送管と前記逆洗配管との間に設けられて前記ろ過水の一部を前記ろ過水移送管から取り込み、前記逆洗配管に送り込むバイパス経路と、前記バイパス経路の途中に設けられて前記バイパス経路を流れる前記ろ過水にオゾンおよび／またはマイクロバブルを供給する気体供給手段とを備えており、
前記ろ過水移送管から取り込まれ、前記バイパス経路において前記オゾンおよび／またはマイクロバブルが供給された前記ろ過水を、前記逆洗配管を逆流させた後、前記ろ過エレメントを経由して、前記圧力容器内に送出するように構成されていることを特徴とする。

本発明に関連する第５の技術である逆洗型ろ過装置は、
前記ろ過エレメントに対する前記逆洗配管の接続が順次切り替わることにより、前記オゾンおよび／またはマイクロバブルが供給された前記ろ過水が、前記ろ過エレメントのそれぞれに間欠的に供給されるように前記切替手段を制御する制御部を備えていることを特徴とする。

本発明に関連する第６の技術である逆洗型ろ過装置は、
前記ろ過エレメントに対する前記逆洗配管の接続を検出するセンサと、前記センサにより検出された前記ろ過エレメントと前記逆洗配管との接続を所定時間継続した後、前記ろ過エレメントと前記逆洗配管との接続を切り替える切替動作が繰り返し行われるように前記切替手段を制御する制御部とを備えていることを特徴とする。

本発明に関連する第７の技術である逆洗型ろ過装置は、
前記付着物除去手段が、前記圧力容器から流出したろ過水にオゾンまたは次亜塩素酸を供給する殺菌手段と、前記殺菌手段から流出するろ過水を移送するろ過水移送管と前記逆洗配管との間に設けられて前記ろ過水の一部を前記ろ過水移送管から取り込み、前記逆洗配管に送り込むバイパス経路とを備えており、
前記殺菌手段において前記オゾンまたは前記次亜塩素酸が供給され、前記ろ過水移送管から取り込まれたろ過水を、前記逆洗配管を逆流させた後、前記ろ過エレメントを経由して、前記圧力容器内に送出するように構成されていることを特徴とする。

本発明に関連する第８の技術である逆洗型ろ過装置は、
前記ろ過エレメントに対する前記逆洗配管の接続が順次切り替わることにより、前記オゾンまたは前記次亜塩素酸が供給されたろ過水が、前記ろ過エレメントのそれぞれに間欠的に供給されるように前記切替手段を制御する制御部を備えていることを特徴とする。

本発明に関連する第９の技術である逆洗型ろ過装置は、
前記ろ過エレメントに対する前記逆洗配管の接続を検出するセンサと、前記センサにより検出された前記ろ過エレメントと前記逆洗配管との接続を所定時間継続した後、前記ろ過エレメントと前記逆洗配管との接続を切り替える切替動作が繰り返し行われるように前記切替手段を制御する制御部とを備えていることを特徴とする。

本発明に関連する第１０の技術であるろ過エレメントの付着物除去方法は、
第１の技術に記載の逆洗型ろ過装置を用いて、前記ろ過エレメントに形成された付着物を除去するろ過エレメントの付着物除去方法であって、
前記ろ過エレメントにオゾン、マイクロバブル、次亜塩素酸の少なくとも１つを供給することにより、前記ろ過エレメントに形成された付着物を除去することを特徴とする。

本発明に関連する第１１の技術であるろ過エレメントの付着物除去方法は、
第２の技術に記載の逆洗型ろ過装置を用いて、前記ろ過エレメントに形成された付着物を除去するろ過エレメントの付着物除去方法であって、
水が排出された前記圧力容器内に、前記気体オゾン供給手段により前記気体オゾンを供給し、供給された前記気体オゾンを、前記逆洗配管に接続されているろ過エレメントを経由して前記逆洗配管から排出することにより、前記ろ過エレメントに形成された付着物を除去することを特徴とする。

本発明に関連する第１２の技術であるろ過エレメントの付着物除去方法は、
第３の技術に記載の逆洗型ろ過装置を用いて、前記ろ過エレメントに形成された付着物を除去するろ過エレメントの付着物除去方法であって、
前記各ろ過ユニットに対して順次前記ろ過エレメントに形成された付着物を除去することを特徴とする。

本発明に関連する第１３の技術であるろ過エレメントの付着物除去方法は、
第４の技術に記載の逆洗型ろ過装置を用いて、前記ろ過エレメントに形成された付着物を除去するろ過エレメントの付着物除去方法であって、
前記ろ過水移送管から取り込まれ、前記バイパス経路において前記オゾンおよび／またはマイクロバブルが供給された前記ろ過水を、前記逆洗配管を逆流させた後、前記ろ過エレメントを経由して、前記圧力容器内に送出することにより前記ろ過エレメントに形成された付着物を除去することを特徴とする。

本発明に関連する第１４の技術であるろ過エレメントの付着物除去方法は、
第５の技術に記載の逆洗型ろ過装置を用いて、前記ろ過エレメントに形成された付着物を除去するろ過エレメントの付着物除去方法であって、
前記ろ過エレメントに対する前記逆洗配管の接続を順次切り替え、前記オゾンおよび／またはマイクロバブルが供給された前記ろ過水を前記ろ過エレメントのそれぞれに間欠的に供給されるように前記切替手段を制御することにより前記ろ過エレメントに形成された付着物を除去することを特徴とする。

本発明に関連する第１５の技術であるろ過エレメントの付着物除去方法は、
第６の技術に記載の逆洗型ろ過装置を用いて、前記ろ過エレメントに形成された付着物を除去するろ過エレメントの付着物除去方法であって、
前記センサにより検出された前記ろ過エレメントと前記逆洗配管との接続を所定時間継続した後、前記ろ過エレメントと前記逆洗配管との接続を切り替える切替動作が繰り返し行われるように前記切替手段を制御することにより前記ろ過エレメントに形成された付着物を除去することを特徴とする。

本発明に関連する第１６の技術であるろ過エレメントの付着物除去方法は、
第７の技術に記載の逆洗型ろ過装置を用いて、前記ろ過エレメントに形成された付着物を除去するろ過エレメントの付着物除去方法であって、
前記殺菌手段において前記オゾンまたは前記次亜塩素酸が供給され、前記ろ過水移送管から取り込まれたろ過水を、前記逆洗配管を逆流させた後、前記ろ過エレメントを経由して、前記圧力容器内に送出することにより前記ろ過エレメントに形成された付着物を除去することを特徴とする。

本発明に関連する第１７の技術であるろ過エレメントの付着物除去方法は、
第８の技術に記載の逆洗型ろ過装置を用いて、前記ろ過エレメントに形成された付着物を除去するろ過エレメントの付着物除去方法であって、
前記ろ過エレメントに対する前記逆洗配管の接続を順次切り替えることにより、前記オゾンまたは前記次亜塩素酸が供給されたろ過水が、前記ろ過エレメントのそれぞれに間欠的に供給されるように前記切替手段を制御することにより前記ろ過エレメントに形成された付着物を除去することを特徴とする。

本発明に関連する第１８の技術であるろ過エレメントの付着物除去方法は、
第９の技術に記載の逆洗型ろ過装置を用いて、前記ろ過エレメントに形成された付着物を除去するろ過エレメントの付着物除去方法であって、
前記センサにより検出された前記ろ過エレメントと前記逆洗配管との接続を所定時間継続した後、前記ろ過エレメントと前記逆洗配管との接続を切り替える切替動作が繰り返し行われるように前記切替手段を制御することにより前記ろ過エレメントに形成された付着物を除去することを特徴とする。

本発明は、上記した各技術に基づくものであり、請求項１に記載の発明は、
圧力容器と、前記圧力容器内に配置され内側から外側に向けて原水を通過させてろ過する１つまたは複数のろ過エレメントと、前記ろ過エレメントの何れかに接続し、当該接続したろ過エレメントからろ過水を逆流させてろ過エレメントの洗浄を行う逆洗配管と、前記ろ過エレメントに対する前記逆洗配管の接続を切り替える切替手段とを備えたろ過ユニットが設けられた逆洗型ろ過装置であって、
前記ろ過エレメントにオゾンを供給することにより、前記ろ過エレメントに形成された付着物を除去する付着物除去手段が設けられており、
前記付着物除去手段が、前記圧力容器内に気体オゾンを供給する気体オゾン供給手段を備えており、
水が排出された前記圧力容器内に、前記気体オゾン供給手段により前記気体オゾンが供給され、供給された前記気体オゾンが、前記逆洗配管に接続されているろ過エレメントを経由して前記逆洗配管から排出されるように構成されていることを特徴とする逆洗型ろ過装置である。

また、請求項２に記載の発明は、
前記ろ過ユニットが２台以上並列して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の逆洗型ろ過装置である。

また、請求項３に記載の発明は、
請求項１に記載の逆洗型ろ過装置を用いて、前記ろ過エレメントに形成された付着物を除去するろ過エレメントの付着物除去方法であって、
水が排出された前記圧力容器内に、前記気体オゾン供給手段により前記気体オゾンを供給し、供給された前記気体オゾンを、前記逆洗配管に接続されているろ過エレメントを経由して前記逆洗配管から排出することにより、前記ろ過エレメントに形成された付着物を除去することを特徴とするろ過エレメントの付着物除去方法である。

また、請求項４に記載の発明は、
請求項２に記載の逆洗型ろ過装置を用いて、前記ろ過エレメントに形成された付着物を除去するろ過エレメントの付着物除去方法であって、
前記各ろ過ユニットに対して順次前記ろ過エレメントに形成された付着物を除去することを特徴とする請求項３に記載のろ過エレメントの付着物除去方法である。

本発明によれば、ろ過エレメントに形成された付着物を効果的に除去することにより、ろ過運転を継続した場合であっても原水の処理能力の低下を招くことがない逆洗型ろ過装置およびろ過エレメントの付着物除去方法を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る逆洗型ろ過装置の構成を示す図である。 図１に示したＡ−Ａ線の断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る逆洗型ろ過装置の構成を示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係る逆洗型ろ過装置の構成を示す図である。 本発明の第４の実施の形態に係る逆洗型ろ過装置の構成を示す図である。 本発明の第５の実施の形態に係る逆洗型ろ過装置の構成を示す図である。 本発明の実施例１、２および比較例１のろ過水の流入量の最大値を示す図である。 本発明の実施例１、２および比較例１のろ過水の流入量の１日あたりの平均値を示す図である。

以下、本発明を実施の形態に基づき、図を参照して説明する。

以下に説明する第１〜第５の実施の形態に示すように、本発明に係る逆洗型ろ過装置は、オゾン、マイクロバブル、次亜塩素酸の少なくとも１つをろ過エレメントに供給することができるように構成されている。

オゾンおよび次亜塩素酸は殺菌・洗浄効果に優れており、このオゾンまたは次亜塩素酸をバイオフィルム等の付着物に供給することにより、付着物をろ過エレメントから容易に除去することができる。

一方、微細な気泡であるマイクロバブルは、バイオフィルム等の付着物内部に入り込むことにより、優れた付着物剥離効果を発揮し、付着物をろ過エレメントから容易に除去することができる。

また、上記のとおり、マイクロバブルは付着物の内部に入り込むことができるため、オゾンのマイクロバブルをろ過エレメントに供給した場合、オゾンの殺菌・洗浄効果をさらに向上させ、付着物をろ過エレメントからさらに容易に除去することができる。

このように、本発明に係る逆洗型ろ過装置によれば、ろ過エレメントに付着した付着物を効果的に除去することができ、ろ過運転を継続した場合であっても原水の処理能力を十分に発揮させることができる。以下、第１〜第５の実施の形態のそれぞれを順に説明する。

１．第１の実施の形態
はじめに、本発明の第１の実施の形態に係る逆洗型ろ過装置について説明する。

図１は本実施の形態に係る逆洗型ろ過装置の構成を示す図であり、図２は図１に示したＡ−Ａ線の断面図である。

１−１．装置構成
図１および図２に示すように、本実施の形態に係る逆洗型ろ過装置には、圧力容器２と、圧力容器２内に配置され内側から外側に向けて原水を通過させてろ過する複数のろ過エレメント６と、複数のろ過エレメント６の何れかに接続し、当該接続したろ過エレメント６からろ過水を逆流させてろ過エレメントの逆洗を行う逆洗配管２１と、複数のろ過エレメント６に対する逆洗配管２１の接続を切り替える切替手段としてのモータ９とを備えたろ過ユニット１が設けられている。図１において、３は原水の流入口、４はろ過水の流出口である。

圧力容器２の内部は、複数の開口部１０を有する仕切り板５により、流入口３を有する原水室１１と流出口４を有するろ過水室１２とに区画されている。

そして、複数のろ過エレメント６は、仕切り板５の複数の開口部１０と、ろ過エレメント６それぞれの底面開口部１４とが重なるようにして、仕切り板５のろ過水室１２側に円周状に配置されている。なお、１３はろ過エレメント６の天板である。

なお、ろ過エレメント６としては、ディスク型・リング状のろ過材を積層させボルトで固定したパイルドディスク（ＰＤ）方式の高精度（３０〜７０μｍ）のろ過エレメントを好ましく用いることができる。

逆洗配管２１は、圧力容器２の原水室１１内で分岐しており、各分岐管２１ａ、２１ｂの先端に逆洗ノズル２０ａ、２０ｂが設けられている。また、逆洗配管２１は、回転軸２２を介してモータ９に連結されており、モータ９の稼働により、図２の矢印のように逆洗配管２１が回転することによって、各ろ過エレメント６の底面開口部１４（仕切り板５の開口部１０）と逆洗配管２１の逆洗ノズル２０ａ、２０ｂとの接続が順次切り替えられる。

上記の構成は、基本的に、従来の逆洗型ろ過装置と同様の構成であるが、本実施の形態に係る逆洗型ろ過装置においては、さらに、ろ過エレメント６にオゾンおよび／またはマイクロバブルをろ過エレメント６に供給することにより、ろ過エレメント６に形成された付着物を除去する付着物除去手段が設けられている。

具体的には、本実施の形態に係る逆洗型ろ過装置は、上記の構成に加えて、付着物除去手段として、圧力容器２内に気体オゾンを供給する気体オゾン供給手段２４を備えている。

気体オゾン供給手段２４は、流出口４から次工程にろ過水を移送するろ過水移送管１５に接続されており、気体オゾン供給手段２４とろ過水移送管１５との間には電動弁３５が設けられている。

また、圧力容器２の原水室１１には、圧力容器２内の水を排出する排水手段としてドレン管２３が取り付けられており、ドレン管２３に設けられたドレンバルブ３４を開くことにより、圧力容器２内の水が外部に排出される。

１−２．ろ過運転および逆洗
本実施の形態において、逆洗型ろ過装置を用いたろ過は以下の手順で行われる。最初に、流入口３上流に配置された圧送ポンプ（図示省略）により原水が圧送されて流入口３から原水室１１に流入する。

原水室１１に流入した原水は、図１の実線矢印に示すように、複数のろ過エレメント６の内側から外側に向かって移動し、ろ過エレメント６を通過する際にろ過されて、ろ過水としてろ過水室１２に流入し、その後流出口４から流出する。

ろ過運転中、ろ過流路に微生物などの不純物が付着してろ過エレメント６に目詰りが生じると、圧損が上昇して原水の処理能力が低下してくる。そこで、ろ過運転と並行して、逆洗配管２１と接続したろ過エレメント６のみに対して逆洗を行うことにより、他のろ過エレメント６でろ過運転を継続させながら、目詰りを解消させる。これにより、ろ過運転を停止させることなく原水の処理能力を回復させることができ、連続ろ過が可能となる。

具体的には、逆洗配管ボール弁３３を開くことにより外部に開放された状態の逆洗配管２１をモータ９の可動により回転させて、逆洗ノズル２０ａ、２０ｂを複数のろ過エレメント６のそれぞれに順次接続させる。

逆洗ノズル２０ａ、２０ｂが接続しているろ過エレメント６では、外部との圧力差によって、図１の破線矢印のように、外側から内側に向かってろ過水が逆流するため、ろ過エレメント６のろ過流路に詰まった不純物が除去され、その後、逆洗配管２１を通って外部に排出される。

１−３．付着物の除去
しかし、前記したように、ろ過エレメントの壁面などに付着した微生物などの不純物は、バイオフィルムなどの付着物を形成することがある。これらの付着物は粘着性が強く、一旦形成されてしまうと通常の逆洗では充分に除去することが難しいため、逆洗を行っているにも拘わらず、原水の処理能力を回復させることができなくなる。

そこで、例えば、流入口３と流出口４との間の圧損やろ過水の流量を監視し続け、圧損増大や流量低下が生じたことを検知した場合、ろ過運転を一旦停止してろ過エレメント６の付着物の除去を開始する。また、定期メンテナンス時に付着物の除去を行ってもよい。

具体的には、まず、流入口３の上流と、ろ過水移送管１５に配置されたバタフライ弁３１、３２を閉じドレンバルブ３４を開くことにより、圧力容器２内の水を排出する。

そして、ドレンバルブ３４を閉め、電動弁３５を開いた後に、気体オゾン供給手段２４を稼働させて、流出口４から圧力容器２内に気体オゾンを供給する。

そして、逆洗配管２１を回転させることにより、逆洗ノズル２０ａ、２０ｂをろ過エレメント６の何れかに順次接続させる。逆洗ノズル２０ａ、２０ｂが接続しているろ過エレメント６では、外部との圧力差によって、圧力容器２内に充満したオゾンがろ過エレメント６の外側から内側に向かって通過し、逆洗配管２１を経て外部に排出される。このとき、ろ過エレメント６を通過するオゾンにより、バイオフィルム等の付着物がろ過エレメント６から除去される。

以上のように、本実施の形態に係る逆洗型ろ過装置では、殺菌効果の高い気体オゾンを、逆洗配管２１と接続したろ過エレメント６に通過させることにより、バイオフィルム等の付着物をろ過エレメント６から適切に除去することができる。

また、複数のろ過エレメント６のうち、逆洗配管２１と接続したろ過エレメント６のみに気体オゾンを通過させるため、高い圧力で気体オゾンをろ過エレメント６に通過させることができ、より適切に付着物を除去することができる。

なお、上記の気体オゾンによる付着物除去を行う前に、全てのろ過エレメント６を清水を用いて強制的に洗浄することが好ましい。

なお、バイオフィルム等の付着物は数日間のろ過運転継続により成長する可能性があるため、上記の付着物除去処理は数時間〜数日に１回の間隔で行うことが好ましい。

２．第２の実施の形態
図３は本実施の形態の逆洗型ろ過装置の構成を示す図である。

２−１．装置構成
図３に示すように、本実施の形態に係る逆洗型ろ過装置は、付着物除去手段を含め、第１の実施の形態と同様の構成を有するろ過ユニット１が２台並列して配置されている。そして、本実施の形態に係る逆洗型ろ過装置には、途中で分岐して各ろ過ユニット１に原水が流入するように原水流入管５０が設けられていると共に、各ろ過ユニット１においてろ過された各ろ過水がろ過水移送管１５を経由して合流するようにろ過水流出管５１が設けられている。

２−２．ろ過運転および逆洗
本実施の形態に係る逆洗型ろ過装置を用いたろ過運転および逆洗は、各ろ過ユニットで、第１の実施の形態と同様に行われるため、これらについての説明は省略する（以降の実施の形態においても同様）。

２−３．付着物の除去
本実施の形態に係る逆洗型ろ過装置においては、１つのろ過ユニット単位で付着物の除去が第１の実施の形態と同様に行われ、他のろ過ユニットではそのままろ過運転および逆洗が継続して行われる。

具体的には、まず、付着物の除去を行うろ過ユニット１を選択し（図３においては左側のろ過ユニット）、選択されたろ過ユニット１について、第１の実施の形態と同様に付着物の除去を行う。その後は、他のろ過ユニット１を選択して、同様に付着物の除去を行う。

このように、本実施の形態においては、１つのろ過ユニット単位で付着物の除去を行い、他のろ過ユニットではそのままろ過運転および逆洗を継続して行うことができるため、１台のろ過ユニットで構成された第１の実施の形態に係る逆洗型ろ過装置の場合と異なり、連続してろ過することができるようになり、より効率的に水処理を行うことができる。

３．第３の実施の形態
図４は本実施の形態の逆洗型ろ過装置の構成を示す図である。

３−１．装置構成
図４に示すように、本実施の形態に係る逆洗型ろ過装置は、付着物除去手段として、圧力容器２から流出するろ過水を移送するろ過水移送管１５と逆洗配管２１との間に設けられて、ろ過水の一部をろ過水移送管１５から取り込み、逆洗配管２１に送り込むバイパス経路４１と、バイパス経路４１の途中に設けられてバイパス経路４１を流れるろ過水にオゾンのマイクロバブルを供給する気体供給手段４５とを備えている。

具体的には、気体供給手段４５は、前記バイパス経路４１に取り付けられたマイクロバブルノズル４３と、マイクロバブルノズル４３にオゾンを供給するオゾン供給装置４４を備えている。

３−２．付着物の除去
本実施の形態に係る逆洗型ろ過装置では、オゾンのマイクロバブルが供給されたろ過水を、逆洗配管２１を逆流させた後、ろ過エレメント６を経由して圧力容器２内に送出することにより、ろ過エレメント６に形成された付着物を除去する。

具体的には、まず、逆洗配管２１の逆洗配管ボール弁３３を閉じ、電動弁３５、３６を開いた後に、バイパス経路４１上のポンプ４２を稼働させて、図４の実線矢印のように、ろ過水の一部をろ過水移送管１５からバイパス経路４１に取り込む。

次に、バイパス経路４１に取り込まれたろ過水に、マイクロバブルノズル４３を介してオゾン供給装置４４からオゾンを供給することにより、オゾンのマイクロバブルを含んだろ過水が逆洗配管２１に送られ、その後逆洗配管２１内を逆流して、ろ過エレメント６を経由して、圧力容器２のろ過水室１２に送出される。

このとき、切替手段としてのモータ９を制御する制御部（図示省略）がモータ９を稼働させ逆洗配管２１を回転させることにより、複数のろ過エレメント６に対する逆洗ノズル２０ａ、２０ｂの接続が順次切り替えられているため、逆洗配管２１を逆流してきたろ過水が複数のろ過エレメント６のそれぞれに間欠的に供給される。一方、逆洗配管２１が接続されていないろ過エレメント６では原水室１１から原水が流れ込み、通常のろ過が行われる。

この結果、ろ過水室１２において、オゾンのマイクロバブルを含んだろ過水と通常のろ過水とが混合されて、流出口４からろ過水移送管１５に流出する。流出したろ過水の一部は、上記のとおり、再びバイパス経路４１に取り込まれ、ろ過エレメント６の付着物除去に用いられる。

本実施の形態に係る逆洗型ろ過装置によれば、付着物の除去とろ過運転とを同時に行うことができるため、逆洗型ろ過装置を停止させずに流量低下を回復させることにより、原水の処理能力を大幅に向上させることができる。

なお、ろ過エレメント６に供給されるろ過水のオゾン濃度としては１〜１０ｐｐｍ程度であることが好ましく、この場合、１つのろ過エレメント６に対して１日あたり数分間程度オゾンを含んだろ過水を供給することにより付着物を適切に除去できる。

また、本実施の形態では、不純物を含む水（原水など）ではなく、ろ過後の清浄な水にオゾンを供給しているため、不純物のオゾン吸着によるオゾン濃度低下が抑制され、少ないオゾン供給量で十分に付着物を除去できる。

さらに、逆洗配管２１と接続しているろ過エレメント６に直接ろ過水を供給するため、圧力容器２内全体をオゾン水で満たす必要がなく、全体としてのオゾン供給量を大幅に減らす（例えば、２００分の１程度）ことができるため、オゾン供給のコスト低減やオゾン供給装置の小型化などに貢献できる。

さらに、オゾン供給に際して、ろ過水移送管１５にオゾン濃度測定器を設け、その測定結果に基づいてオゾン供給量を適宜調整するように構成することにより、オゾン供給量をより低減させることができる。

また、本実施の形態の逆洗型ろ過装置では、上記の付着物の除去と逆洗とを繰り返し行うことにより、ろ過エレメント６の付着物をより効果的に除去することができる。

なお、本実施の形態においては、オゾンとマイクロバブルを併用して、オゾンのマイクロバブルを含んだろ過水としているが、何れか一方を含んだろ過水であってもよい。

４．第４の実施の形態
図５は本実施の形態の逆洗型ろ過装置の構成を示す図である。本発明者は、実験の結果、第３の実施の形態に示した付着物の除去に際して、オゾンおよび／またはマイクロバブルを含んだろ過水を１つのろ過エレメントに対して所定時間（例えば数分間）継続して供給した場合、さらに効果的に付着物を除去できることを確認した。

４−１．装置構成
即ち、図５に示すように、本実施の形態に係る逆洗型ろ過装置は、複数のろ過エレメント６に対する逆洗配管２１の接続を検出するセンサ２５と、センサ２５により検出されたろ過エレメント６と逆洗配管２１との接続に基づいて、切替手段としてのモータ９を制御する制御部（図示省略）を備えている点で第３の実施の形態に係る逆洗型ろ過装置と異なる。

センサ２５は、モータ９が載置されたケースの内部に取り付けられており、回転軸２２に取り付けられた検出対象２６の位置に基づいて逆洗配管２１の基準位相を検知することにより、回転軸２２の回転角度を割り出し、逆洗配管２１が接続しているろ過エレメント６を検出する。

なお、センサ２５としては、例えば、近接センサ、光電センサ、カムスイッチなどを用いることが好ましい。

４−２．付着物の除去
本実施の形態に係る逆洗型ろ過装置では、１つのろ過エレメントに対して所定時間継続してオゾンおよび／またはマイクロバブルを含んだろ過水が供給されるように、制御部が、センサ２５により検出されたろ過エレメント６と逆洗配管２１との接続を所定時間継続した後、ろ過エレメント６と逆洗配管２１との接続を切り替える切替動作が繰り返し行われるようにモータ９を制御する。

具体的には、付着物の除去を開始する前に、制御部は、センサ２５の検出結果に基づいて、洗浄対象となるろ過エレメント６に逆洗ノズル２０ａ、２０ｂが接続されるように逆洗配管２１の回転量を調整し、洗浄対象となる所定のろ過エレメント６に逆洗ノズル２０ａ、２０ｂが接続した時点でモータ９を停止させる。

次に、逆洗配管２１とろ過エレメント６との接続を所定時間（例えば数分間）維持しながら、第３の実施の形態と同様にして、洗浄対象のろ過エレメント６の付着物の除去を行う。

除去作業を所定の時間行った後は、モータ９の回転を再開させて次の洗浄対象のろ過エレメント６に逆洗配管２１を接続させ、同様にろ過エレメント６の付着物の除去を行う。以下、この切替動作を繰り返すことにより、全てのろ過エレメント６に対して付着物の除去を行う。

以上のように、本実施の形態に係る逆洗型ろ過装置では、１つのろ過エレメント６に対して所定の時間、オゾンおよび／またはマイクロバブルを含んだろ過水が継続して供給されるため、オゾンおよび／またはマイクロバブルによる付着物の除去能力をより適切に発揮させることにより、付着物をより効果的に除去することができる。

５．第５の実施の形態
図６は本実施の形態の逆洗型ろ過装置の構成を示す図である。

５−１．装置構成
図６に示すように、本実施の形態に係る逆洗型ろ過装置は、付着物除去手段として、圧力容器２から流出したろ過水にオゾンを供給する殺菌手段４６と、オゾンが供給されたろ過水を移送するろ過水移送管１５と逆洗配管２１との間に設けられて、ろ過水の一部をろ過水移送管１５から取り込み、逆洗配管２１に送り込むバイパス経路４１とを備えている。

５−２．付着物の除去
逆洗型ろ過装置を始めとする水処理装置においては、より清浄なろ過水を提供するため、一般的に、ろ過水を移送するろ過水移送管１５の下流側に殺菌手段４６を設け、ろ過水にオゾンを吹き込むことによりろ過水を殺菌することが行われている。

本実施の形態に係る逆洗型ろ過装置では、新たなオゾン供給手段を設けることなく、この殺菌手段４６によってオゾンが吹きこまれたろ過水を利用することにより、ろ過エレメント６に形成された付着物を除去する。このため、低コストで、効果的にろ過エレメントの付着物を除去とすることができる。

具体的には、まず、逆洗配管２１の逆洗配管ボール弁３３を閉じ、電動弁３５、３６を開いた後に、バイパス経路４１上のポンプ４２を稼働させて、図６の実線矢印のように、殺菌手段４６によりオゾンが吹き込まれたろ過水の一部をろ過水移送管１５からバイパス経路４１に取り込む。

バイパス経路４１に取り込まれたろ過水は、バイパス経路４１から逆洗配管２１に送られ、その後逆洗配管２１内を逆流して、逆洗ノズル２０ａ、２０ｂと接続されたろ過エレメント６に到達し、ろ過エレメント６を経由して圧力容器２のろ過水室１２に送出される。

このとき、逆洗配管２１が接続されていないろ過エレメント６では、原水室１１から原水が流れ込み、通常のろ過が行われている。

この結果、ろ過水室１２において、オゾンが吹き込まれたろ過水と通常のろ過水とが混合されて、流出口４からろ過水移送管１５に流出する。流出したろ過水は、殺菌手段４６を通過した後に、一部が再びバイパス経路４１に取り込まれ、ろ過エレメント６の付着物除去に用いられる。

なお、ろ過水移送管１５に設けられる殺菌手段４６において、オゾンをろ過水に吹き込む代わりに、次亜塩素酸をろ過水に添加してもよい。このような場合でも同様に、ろ過水の一部をろ過水移送管１５から取り込み、逆洗配管２１に送り込むことにより、ろ過エレメント６の付着物除去を行うことができる。

また、本実施の形態において、ろ過エレメント６と逆洗配管２１との接続は、第３の実施の形態のように順次切り替えられてもよいし、第４の実施の形態のように所定時間継続した後に切り替えられてもよい。

なお、上記第１〜第５の実施の形態では、複数のろ過エレメント６を備えた逆洗型ろ過装置１を用いているが、ろ過エレメントの数が１つである逆洗型ろ過装置にも同様に本発明を適用することができる。

ろ過エレメントが１つの逆洗型ろ過装置においては、ろ過エレメントの底面開口部から逆洗配管が挿入され、逆洗ノズルがろ過エレメントの内側面の何れかの部分に接するように構成されており、逆洗配管を回転させることにより、ろ過エレメントが部分的に逆洗される。このような逆洗型ろ過装置の場合でも、上記第１〜第５の実施の形態と同様に、ろ過エレメントにオゾン、マイクロバブル、次亜塩素酸の少なくとも１つを供給することができる。

以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。

（実施例１）
上記の第３の実施の形態に係る逆洗型ろ過装置を用いて海水のろ過を２８日間継続して行った。なお、本実施例においては、通常の逆洗に加えて、オゾンのマイクロバブルを含んだろ過水をろ過エレメントに供給し、付着物の除去処理を行った。また、処理時間は１時間とし、処理頻度は、ろ過開始後１５日間は１日５回（０時、３時、７時、１２時、１８時）、以降は１日１回（１２時）とした。

（実施例２）
海水のろ過を継続して１２日間行い、付着物の除去処理に際して、空気のマイクロバブルのろ過水への供給を継続して行ったこと以外は、実施例１と同様にして付着物の除去処理を行った。

（比較例１）
通常の逆洗のみで海水のろ過を１９日間継続して行ったこと以外は、実施例１と同様にして付着物の除去処理を行った。

（評価）
実施例１、実施例２、比較例１において、流入口３における原水の流入量を測定した。流入量の最大値を図７に、一日あたりの平均値を図８に示す。図７および図８の縦軸は流量（ｔ／ｈ）であり、横軸は経過日数である。

図７および図８に示すように、実施例１、２の場合、ろ過開始後から日数が経過しても、流入量に大きな変動がなく、安定したろ過が行われていた。

一方、比較例１の場合、１１日目から１２日目に掛けて流入量の平均値が急激に低下し、ろ過運転を継続できなくなった。このため、ろ過運転を再開するために、１２日目にろ過エレメントの手洗浄を行うとともに、１３日目に圧送ポンプの周波数を５０Ｈｚから６０Ｈｚに変更し、回転数を上げることにより一時的に流入量を増加させる必要が生じた。

以上のとおり、オゾンのマイクロバブルを含んだろ過水やマイクロバブルを含んだろ過水の供給を定期的に行った実施例１および実施例２では、ろ過エレメント６の付着物を効果的に除去することができ、長期間に亘って安定的にろ過を継続できることが確認できた。

また、実施例１では、１６日目以降、１日あたりの除去処理回数を減らしても、長期間に亘って安定的にろ過運転を行うことができた。このことから、オゾンのマイクロバブルを用いると、１日１回の除去処理で十分に付着物を除去できることが分かった。

以上、本発明を実施の形態に基づき説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。

１ ろ過ユニット
２ 圧力容器
３ 流入口
４ 流出口
５ 仕切り板
６ ろ過エレメント
９ モータ
１０ 開口部
１１ 原水室
１２ ろ過水室
１３ 天板
１４ 底面開口部
１５ ろ過水移送管
２０ａ、２０ｂ 逆洗ノズル
２１ 逆洗配管
２１ａ、２１ｂ 分岐管
２２ 回転軸
２３ ドレン管
２４ 気体オゾン供給手段
２５ センサ
２６ 検出対象
３１、３２ バタフライ弁
３３ 逆洗配管ボール弁
３４ ドレンバルブ
３５、３６ 電動弁
４１ バイパス経路
４２ ポンプ
４３ マイクロバブルノズル
４４ オゾン供給装置
４６ 殺菌手段
５０ 原水流入管
５１ ろ過水流出管

Claims (4)

1. 圧力容器と、前記圧力容器内に配置され内側から外側に向けて原水を通過させてろ過する１つまたは複数のろ過エレメントと、前記ろ過エレメントの何れかに接続し、当該接続したろ過エレメントからろ過水を逆流させてろ過エレメントの洗浄を行う逆洗配管と、前記ろ過エレメントに対する前記逆洗配管の接続を切り替える切替手段とを備えたろ過ユニットが設けられた逆洗型ろ過装置であって、
   前記ろ過エレメントにオゾンを供給することにより、前記ろ過エレメントに形成された付着物を除去する付着物除去手段が設けられており、
   前記付着物除去手段が、前記圧力容器内に気体オゾンを供給する気体オゾン供給手段を備えており、
   水が排出された前記圧力容器内に、前記気体オゾン供給手段により前記気体オゾンが供給され、供給された前記気体オゾンが、前記逆洗配管に接続されているろ過エレメントを経由して前記逆洗配管から排出されるように構成されていることを特徴とする逆洗型ろ過装置。
2. 前記ろ過ユニットが２台以上並列して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の逆洗型ろ過装置。
3. 請求項１に記載の逆洗型ろ過装置を用いて、前記ろ過エレメントに形成された付着物を除去するろ過エレメントの付着物除去方法であって、
   水が排出された前記圧力容器内に、前記気体オゾン供給手段により前記気体オゾンを供給し、供給された前記気体オゾンを、前記逆洗配管に接続されているろ過エレメントを経由して前記逆洗配管から排出することにより、前記ろ過エレメントに形成された付着物を除去することを特徴とするろ過エレメントの付着物除去方法。
4. 請求項２に記載の逆洗型ろ過装置を用いて、前記ろ過エレメントに形成された付着物を除去するろ過エレメントの付着物除去方法であって、
   前記各ろ過ユニットに対して順次前記ろ過エレメントに形成された付着物を除去することを特徴とする請求項３に記載のろ過エレメントの付着物除去方法。

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