KR20200137017A - 막 세정 장치 및 막 세정 방법 - Google Patents

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에이지 이마무라
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

막 세정 장치는 MBR의 분리막(2)에 의해 여과 처리된 처리수를 피용해수로서 이용하고, 중성 또는 알칼리성 조건 하에서 피용해수에 오존 가스를 용해하는 제 1 공정과, 산성 조건 하에서 피용해수에 오존 가스를 용해하는 제 2 공정을 실시하여, 오존수를 생성한다. 이때, 피용해수의 유기물 농도에 근거하여 제 1 공정으로부터 제 2 공정으로의 이행을 판단하는 동시에, 피용해수의 용존 오존 농도에 근거하여 분리막(2)으로의 오존수 송수의 개시를 판단하는 것에 의해, MBR의 운전 조건에 의한 피용해수의 유기물 농도의 변동이 있어도, 제 1 공정 및 제 2 공정의 처리 시간을 최적화할 수 있다. 이에 의해, 오존수를 효율적으로 생성할 수 있고, 오존수 생성에 요구되는 코스트를 저감하는 것이 가능하다.

Description

막 세정 장치 및 막 세정 방법
본원은 피처리수를 여과하는 분리막을 오존수로 세정하는 막 세정 장치 및 막 세정 방법에 관한 것이다.
유기물을 함유하는 배수(이하, 피처리수라고 함)의 처리 방법으로서, 미생물을 포함하는 활성 오니(汚泥)에 의해 피처리수 중의 유기물을 분해하고, 분리막을 이용한 여과 처리에 의해 고액 분리를 실행하는 막 분리 활성 오니법(Membrane Bio Reactor: 이하 MBR라고 함)이 알려져 있다. MBR의 분리막은, 계속적인 사용에 수반하여 표면 또는 구멍에 오탁(汚濁) 물질이 부착하여 막힘이 생기기 때문에, 여과 성능이 서서히 저하한다. 이 때문에, 여과 처리를 실행하는 막 분리조에는, 오존수에 의해 분리막을 세정하는 막 세정 장치가 병설(倂設)되어 있다.
종래, 상기와 같은 막 세정 장치에 있어서는, 오존수를 효율적으로 생성하고, 오존수 생성에 요구되는 코스트를 저감하는 것이 과제이며, 그를 위한 기술이 개발되고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는, MBR의 분리막의 세정 방법으로서, 산을 가한 피용해수에 오존 가스를 공급하는 것에 의해, 오존수를 생성하는 방법이 개시되어 있다. 오존수는 알칼리성 조건 하에서는 자기 분해를 일으키지만, 산성 조건 하에서는 비교적 안정하다. 피용해수를 미리 pH5 이하로 하는 것에 의해, 보다 적은 공급 오존량으로 오존수를 생성할 수 있다.
또한, 특허문헌 2에서는, 피처리수에 오존을 첨가하여 피처리수를 산화 처리하는 산화 처리 공정 후, 산화 처리된 피처리수를 역침투막 처리하는 수처리 방법에 있어서, 산화 처리 공정은 알칼리성 조건 하에서 산화 처리하는 알칼리 산화 처리 공정과, 산성으로부터 중성 조건 하에서 산화 처리하는 산성 산화 처리 공정을 갖고 있다. 본 선행예와 같이, 우선 알칼리 산화 처리 공정을 실시하는 것에 의해, 오존에 의한 유기물의 산화 처리 효율이 높아지고, 피용해수 중의 유기물을 분해하여 저분자화할 수 있다. 그 후, 산성 산화 처리 공정을 실시하는 것에 의해서, 보다 적은 공급 오존량으로 오존수를 생성할 수 있다.
WO2016/031331 호 공보 일본 특허 공개 제 2005-324118 호 공보
오존 가스를 용해시키는 피용해수로서 MBR 처리수를 이용하는 경우, MBR 처리수에 포함되는 유기물과 오존이 반응하여, 오존이 무효 소비되기 때문에, 피용해수 중의 유기물을 효율적으로 분해시킬 필요가 있다. 오존의 자기 분해에 의해 발생하는 하이드록실 라디칼(hydroxyl radical)은 오존보다 산화력이 강하고 유기물과의 반응성이 높지만, 산성 조건 하에서 오존수를 생성하는 방법에서는 하이드록실 라디칼의 발생량은 적다.
이 때문에, 상기 특허문헌 1에 개시된 방법으로 피용해수로서 MBR 처리수를 이용한 경우, 피용해수 중의 유기물의 분해에 과대한 시간을 필요로 하고, 막 세정에 필요한 용존 오존 농도에 도달할 때까지의 처리 시간이 길어진다고 하는 과제가 있다. 한편, 상기 특허문헌 2와 같이 알칼리성 조건 하에서 오존수를 생성하는 방법에서는, 오존의 자기 분해를 촉진시켜서, 하이드록실 라디칼의 발생량을 증가시킬 수 있기 때문에, 피용해수 중의 유기물을 효율적으로 분해시킬 수 있다.
그렇지만, 피용해수로서 MBR 처리수를 이용한 경우, MBR의 운전 상황에 의해 MBR 처리수의 유기물 농도가 변동하기 때문에, 유기물을 분해하는데 필요한 오존량도 변동한다. 따라서, 피용해수에 일정한 농도와 유량으로 오존 가스를 공급하는 경우, 유기물을 분해하는데 필요한 처리 시간이 변동한다. 상기 특허문헌 2에서는, 피용해수의 유기물 농도에 의하지 않고 처리 시간을 결정하고 있어서, 처리 시간의 최적화가 이루어지지 않았다. 즉, 피용해수의 유기물 농도가 낮은 경우에서도, 처리 시간을 단축하지 못하고, 필요 이상의 처리 시간이 걸린다고 하는 과제가 있다.
본원은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 기술을 개시하는 것이며, 막 세정에 이용하는 오존수를 효율적으로 생성하고, 오존수 생성에 요구되는 코스트를 저감하는 것이 가능한 막 세정 장치 및 막 세정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본원에 개시되는 막 세정 장치는, 피처리수에 여과 처리를 실행하는 분리막을 오존수로 세정하는 막 세정 장치로서, 분리막에 의해서 여과 처리된 처리수를 피용해수로서 저류하고, 피용해수에 오존 가스를 용해시켜서 오존수를 생성하는 오존수 생성부와, 오존수 생성부에 오존 가스를 공급하는 오존 가스 공급 수단과, 피용해수의 유기물 농도에 근거하여 오존수 생성부에 저류된 피용해수의 pH를 조정하는 pH 조정 수단을 구비한 것이다.
본원에 개시되는 막 세정 방법은, 피처리수에 여과 처리를 실행하는 분리막을 오존수로 세정하는 막 세정 방법으로서, 분리막에 의해 여과 처리된 처리수를 피용해수로서 이용하고, 피용해수에 오존 가스를 용해시켜서 오존수를 생성하는 오존수 생성 공정을 포함하고, 오존수 생성 공정은 중성 또는 알칼리성 조건 하에서 피용해수에 오존 가스를 용해하는 제 1 공정과, 제 1 공정 후, 산성 조건 하에서 피용해수에 오존 가스를 용해하는 제 2 공정을 갖고, 피용해수의 유기물 농도에 근거하여 제 1 공정으로부터 제 2 공정으로의 이행을 판단하는 동시에, 피용해수의 용존 오존 농도에 근거하여 분리막으로의 오존수 송수의 개시를 판단하는 것이다.
본원에 개시되는 막 세정 장치에 의하면, 피용해수의 유기물 농도에 근거하여 피용해수의 pH를 조정하는 pH 조정 수단을 구비하고 있으므로, 유기물 농도의 측정값으로부터 피용해수 중의 유기물의 분해에 필요한 처리 시간을 추정하고, 그 시간에는 유기물의 분해에 적절한 pH 조건 하에서 오존수를 생성하고, 그 이후는 용존 오존 농도를 높이는데 적합한 pH 조건이 되도록 pH를 조정할 수 있다. 따라서, 피용해수의 유기물 농도의 변동과 관계없이, 오존수를 효율적으로 생성할 수 있고, 오존수 생성에 요구되는 코스트를 저감하는 것이 가능하다.
본원에 개시되는 막 세정 방법에 의하면, 피용해수의 유기물 농도에 근거하여 제 1 공정으로부터 제 2 공정으로의 이행을 판단하는 것에 의해, 제 1 공정의 처리 시간을 과부족 없이 최적화할 수 있고, 피용해수의 유기물 농도가 낮은 경우에는, 제 1 공정의 처리 시간을 단축할 수 있다. 또한, 피용해수의 용존 오존 농도에 근거하여 분리막으로의 오존수 송수의 개시를 판단하는 것에 의해, 제 2 공정의 처리 시간을 과부족 없이 최적화할 수 있다. 따라서, 피용해수의 유기물 농도의 변동과 관계없이, 오존수를 효율적으로 생성할 수 있고, 오존수 생성에 요구되는 코스트를 저감하는 것이 가능하다.
본원의 상기 이외의 목적, 특징, 관점 및 효과는 도면을 참조하는 이하의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
도 1은 실시형태 1에 의한 막 세정 장치의 전체 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 실시형태 1에 의한 막 세정 장치의 공정 이행 판단 수단의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 실시형태 1에 의한 막 세정 장치의 pH 조정 수단의 구성을 도시하는 도면이다.
도 4는 실시형태 1에 의한 막 세정 장치의 송수 개시 판단 수단의 구성을 도시하는 도면이다.
도 5는 실시형태 1에 의한 막 세정 장치에 있어서의 오존수 송수 배관과 여과수 배관의 접속부의 예를 도시하는 도면이다.
도 6은 실시형태 1에 의한 막 세정 장치에 있어서의 오존수 송수 배관과 여과수 배관의 접속부의 다른 예를 도시하는 도면이다.
도 7은 실시형태 1에 의한 막 세정 장치에 있어서의 막 세정 개시 순서를 설명하는 도면이다.
도 8은 실시형태 2에 의한 막 세정 장치의 전체 구성을 도시하는 도면이다.
도 9는 실시형태 2에 의한 막 세정 장치의 공정 이행 판단 수단의 구성을 도시하는 도면이다.
도 10은 실시형태 2에 의한 막 세정 장치에 있어서의 막 세정 개시 순서를 설명하는 도면이다.
도 11은 실시형태 3에 의한 막 세정 장치의 전체 구성을 도시하는 도면이다.
도 12는 실시형태 3에 의한 막 세정 장치에 있어서의 막 세정 개시 순서를 설명하는 도면이다.
도 13은 실시형태 1에 의한 막 세정 장치의 공정 이행 판단 수단, pH 조정 수단 또는 송수 개시 판단 수단의 기능의 일부를 실현하는 하드웨어 구성도이다.
실시형태 1.
이하에, 본원의 실시형태 1에 의한 막 세정 장치 및 막 세정 방법에 대해서, 도면에 근거하여 설명한다. 도 1은 실시형태 1에 의한 막 세정 장치의 전체 구성을 도시하고 있다. 또한, 도 2, 도 3 및 도 4는 실시형태 1에 의한 막 세정 장치의 공정 이행 판단 수단, pH 조정 수단 및 송수 개시 판단 수단의 구성을 각각 도시하고 있다. 각 도면에 있어서, 동일, 상당 부분에는 동일 부호를 부여하여 있다.
실시형태 1에 의한 막 세정 장치의 전체 구성에 대해서, 도 1을 이용하여 간단하게 설명한다. 막 세정 장치는 예를 들면, MBR에 의한 수처리 시스템에 있어서, 활성 오니를 포함하는 피처리수(W1)를, 활성 오니와 처리수(W2)로 분리하는 분리막(2)을 세정하는 것이다. 또한, 이하의 설명에서는, MBR의 분리막(2)을 세정하는 막 세정 장치에 대해서 설명하지만, 본원에 의한 막 세정 장치가 세정하는 막은 MBR의 분리막(2)으로 한정되는 것이 아니며, 피처리수(W1)에는 활성 오니가 포함되지 않아도 좋다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 막 분리조(1)에는, 활성 오니에 의한 생물 처리를 실행하는 폭기조(曝氣槽)(도시되지 않음)로부터 유입한 유입수(W)가 피처리수(W1)로서 저류된다. 분리막(2)은 막 분리조(1)에 배치되고, 피처리수(W1)에 침지되어 있다. 피처리수(W1)에는 활성 오니가 포함되어 있고, 분리막(2)에 의한 여과 처리에 의해서 활성 오니와 처리수(W2)로 분리된다.
분리막(2)은 계속적인 사용에 수반하여 표면 또는 구멍에 오탁 물질이 부착하고, 막힘이 생기기 때문에, 막 세정 장치에 의해서 세정할 필요가 있다. 분리막(2)은 여과수 배관(3a) 및 여과 펌프(4)에 접속되어 있고, 분리막(2)에 의해 여과 처리된 처리수(W2)는 여과 펌프(4)에 의해 흡인되어서 여과수 배관(3a)을 유통하고, 처리 수조(5)에 저류된다.
막 분리조(1) 및 처리 수조(5)의 재질은 특별히 한정되는 것이 아니고, 예를 들면, 콘크리트, 스테인리스 또는 수지 등이 이용된다. 분리막(2)은 세공(細孔)의 크기에 의해서, 역침투막(RO막), 나노 여과막(NF막), 한외 여과막(UF막) 및 정밀 여과막(MF막) 등의 종류가 있고, 이들 가운데로부터 적절하게 선택된다. 분리막(2)의 재질로서는, 예를 들면, 폴리테트라플루오로에틸렌 수지(PTFE) 또는 폴리불화비닐리덴 수지(PVDF) 등의 불소계 수지 화합물은, 오존수에 대한 내성이 뛰어나기 때문에 바람직하다. 또한, 분리막(2)은 중공사막(中空絲膜) 및 평막 중 어느 하나여도 좋다.
처리 수조(5)에 저류된 처리수(W2)는 처리수 배출 배관(3b)에 의해 계외(系外)로 배출되지만, 그 일부는 피용해수 배관(3c)을 유통하여, 피용해수(W3)로서 오존수 생성부(6)에 저류된다. 처리수 배출 배관(3b) 및 피용해수 배관(3c)에는, 적절하게, 펌프 및 밸브 중 어느 하나 또는 양방을 설치해도 좋다.
오존수 생성부(6)는 처리수(W2)를 피용해수(W3)로서 이용하고, 피용해수(W3)에 오존 가스를 용해시켜서 오존수(W4)를 생성하는 오존수 생성 공정을 실시한다. 오존수 생성 공정은 중성 또는 알칼리성 조건 하에서 피용해수(W3)에 오존 가스를 용해하는 제 1 공정과, 제 1 공정 후, 산성 조건 하에서 피용해수(W3)에 오존 가스를 용해하는 제 2 공정을 갖고 있다. 오존수 생성부(6)에 저류된 피용해수(W3)는 오존수 생성 공정에 의해서 용존 오존 농도가 증가하고, 소정의 용존 오존 농도의 오존수(W4)가 된다. 또한, 이하의 설명에서는, 막 세정에 이용할 수 있는 소정의 용존 오존 농도에 도달한 피용해수(W3)를 「오존수(W4)」라고 부른다.
오존수 생성부(6)의 재질로서는, 예를 들면, 스테인리스 또는 불소계 수지 화합물은, 오존에 대한 내성이 뛰어나기 때문에 바람직하다. 또한, 오존수 생성부(6)의 용기의 표면에, 불소계 수지 화합물을 코팅해도 좋다.
오존수 생성부(6)는 오존 가스 배관(3d)을 거쳐서 오존 가스 공급 수단인 오조나이저(61)와 접속되어 있다. 오조나이저(61)는 압력 스윙 흡착법(PSA법) 또는 진공 압력 스윙 흡착법(PVSA법)에 의해 생성한 산소, 또는 액체 산소 등을 원료로서 오존 가스를 발생하고, 오존수 생성부(6)에 오존 가스를 공급한다. 오조나이저(61)에 의해 발생시킨 오존 가스는, 오존 가스 배관(3d)을 통해서 오존수 생성부(6)에 유통된다. 오존수 생성부(6)에서는, 예를 들면, 이젝터식, 산기(散氣)식 및 용해막식 등의 방법에 의해서, 피용해수(W3)에 오존 가스를 용해시킬 수 있다.
또한, 오존수 생성부(6)는 배기 오존 가스 배관(3e)을 거쳐서 배기 오존 가스 분해부(62)에 접속되어 있다. 배기 오존 가스 분해부(62)에는, 오존 가스를 산소로 분해하기 위한 활성탄 또는 산화망간 등의 촉매가 충전되어 있다. 오존수 생성부(6)로부터 배출된 배기 오존 가스는, 배기 오존 가스 분해부(62)에 있어서 촉매와 접촉하여 산소로 분해되어, 경계 밖으로 배출된다.
공정 이행 판단 수단(7)은 피용해수(W3)의 유기물 농도에 근거하여, 제 1 공정으로부터 제 2 공정으로의 이행을 판단한다. pH 조정 수단(8)은 피용해수(W3)의 유기물 농도에 근거하여, 오존수 생성부(6)에 저류된 피용해수(W3)의 pH를 조정한다. 또한, 송수 개시 판단 수단(10)은 피용해수(W3)의 용존 오존 농도에 근거하여 분리막(2)으로의 오존수 송수의 개시를 판단한다.
오존수 송수부(11)는 전자식 또는 공기식의 자동 밸브와, 펌프 등으로 구성되고, 송수 개시 판단 수단(10)에 의한 판단 결과에 근거하여, 오존수 생성부(6)에서 생성된 오존수(W4)를 분리막(2)으로 송수한다. 오존수 송수부(11)에 의해서 송수된 오존수(W4)는 오존수 송수 배관(3g) 및 여과수 배관(3a)을 거쳐서 분리막(2)에 유통하고, 분리막(2)을 세정한다. 즉, 오존수(W4)에 의한 막 세정은 피처리수(W1)를 여과하는 방향과는 역방향으로 오존수(W4)를 분리막(2)에 유통시키는 역류 세정이다.
다음에, 공정 이행 판단 수단(7) 및 송수 개시 판단 수단(10)의 기능에 대해서 설명한다. 전술과 같이, 오존수 생성부(6)에 있어서의 오존수 생성 공정은, 중성 또는 알칼리성 조건 하에서 피용해수(W3)에 오존 가스를 용해하는 제 1 공정과, 산성 조건 하에서 피용해수(W3)에 오존 가스를 용해하는 제 2 공정을 갖고 있다. 제 1 공정의 처리 시간은 공정 이행 판단 수단(7)에 의해 결정되고, 제 2 공정의 처리 시간은 송수 개시 판단 수단(10)에 의해 결정되어 있다.
오존의 자기 분해 속도는 pH가 높을수록 빠르고, 오존의 자기 분해의 과정에서 생성하는 하이드록실 라디칼은 오존보다 높은 산화력을 갖는다. 이 때문에, 중성 또는 알칼리성 조건 하에서 피용해수(W3)에 오존 가스를 용해하는 제 1 공정에서는, 용존 오존에 의한 유기물의 산화 처리 효율이 높아지고, 피용해수(W3) 중의 유기물의 분해를 촉진할 수 있다.
제 1 공정에 있어서의 pH 설정 값은 pH7 내지 pH10의 범위인 것이 바람직하다. pH가 7 미만에서는 오존의 자기 분해는 억제되어서, 유기물의 분해를 촉진시킬 수 없다. 또한, pH가 10보다 큰 경우, 피용해수(W3)에 첨가되는 알칼리의 양, 및 제 2 공정으로 이행할 때에 피용해수(W3)에 첨가되는 산의 양이 모두 많이 필요하고, 게다가, 막 세정을 실행했을 때에 대량의 이온 성분이 막 분리조(1)에 유입하여, 피처리수(W1)의 처리에 영향을 주므로, 바람직하지 않다.
한편, 오존의 자기 분해 속도는 pH가 낮을수록 억제된다. 이 때문에, 산성 조건 하에서 피용해수(W3)에 오존 가스를 용해하는 제 2 공정에서는, 제 1 공정에 비해 오존의 자기 분해가 억제되어 용존 오존 농도를 높일 수 있다. 제 2 공정에 있어서의 pH 설정 값은 pH2 내지 pH6의 범위인 것이 바람직하다. pH2에서 오존의 자기 분해는 거의 억제된다. pH가 2 미만인 경우, 제 2 공정에 이행할 때에 피용해수(W3)에 첨가되는 산의 양이 많이 필요하게 되고, 게다가, 막 세정을 실행했을 때에 대량의 이온 성분이 막 분리조(1)에 유입하여, 피처리수(W1)의 처리에 영향을 주므로, 바람직하지 않다. 또한, pH가 6보다 큰 경우, 오존의 자기 분해에 의해 용존 오존 농도가 저하하기 때문에 바람직하지 않다.
처리수(W2)의 유기물 농도는, 막 분리 장치의 오니 체류 시간(SRT) 및 피처리수(W1)의 용존 산소 농도 등, MBR의 운전 조건에 의해서 변동한다. 따라서, 피용해수(W3)로서 처리수(W2)를 이용하는 막 세정 장치에 있어서는, 피용해수(W3) 중의 유기물을 분해하는데 필요한 오존 가스량이 MBR의 운전 조건에 의해서 변동한다. 또한, 오조나이저(61)에 의해 일정한 오존 가스량이 오존수 생성부(6)로 공급되는 경우, 피용해수(W3) 중의 유기물을 분해하는데 필요한 제 1 공정의 처리 시간은 MBR의 운전 조건에 의해서 변동한다. 이 때문에, 공정 이행 판단 수단(7)에 있어서, 피용해수(W3)의 유기물 농도에 근거하여 피용해수(W3) 중의 유기물을 분해하는데 필요한 제 1 공정의 처리 시간을 추정하고, 제 2 공정으로의 이행을 판단하는 것에 의해, 제 1 공정의 처리 시간을 과부족 없이 최적화할 수 있다.
또한, 제 2 공정에 이행시의 피용해수(W3)의 용존 오존 농도, 용해 성분의 조성 및 농도의 변동에 의해, 소정의 용존 오존 농도의 오존수(W4)를 생성하는데 필요한 제 2 공정의 처리 시간도 변동한다. 소정의 용존 오존 농도란, 분리막(2)에 부착하여 있는 오탁 물질을 세정하는 것이 가능한 용존 오존 농도이며, 구체적으로는 5㎎/L 내지 80㎎/L의 범위로 설정된다. 이 때문에, 송수 개시 판단 수단(10)에 있어서, 피용해수(W3)의 용존 오존 농도에 근거하여 분리막(2)으로의 오존수 송수의 개시를 판단하는 것에 의해, 제 2 공정의 처리 시간을 과부족 없이 최적화할 수 있다.
실시형태 1에 의한 공정 이행 판단 수단(7), pH 조정 수단(8) 및 송수 개시 판단 수단(10)의 구체적인 구성에 대해서, 도 2, 도 3 및 도 4를 이용하여 설명한다. 공정 이행 판단 수단(7)은 도 2에 도시되는 바와 같이, 유기물 센서(71), 메모리(제 2 메모리)(72) 및 비교부(제 2 비교부)(73)를 포함한다. 유기물 센서(71)와 비교부(73), 메모리(72)와 비교부(73), 비교부(73)와 pH 조정 수단(8)은, 각각 신호선(9c), 신호선(9d), 및 신호선(9a)으로 접속되어 있다. 유기물 센서(71)는 오존수 생성부(6)에 저류된 피용해수(W3)의 유기물 농도를, 오존수 생성 공정(특히, 제 1 공정)에 있어서 연속적 또는 정기적으로 측정한다. 유기물 농도의 측정은, 유기물 지표인 자외선 254㎚의 흡수도(UV254), 전 유기탄소(TOC), 형광 강도 등을 이용하여 측정할 수 있다.
메모리(72)는 제 1 공정으로부터 제 2 공정으로 이행하는 유기물 농도의 문턱 값을 기억하고 있다. 비교부(73)는 유기물 센서(71)에 의한 측정값을 신호선(9c)을 거쳐서 취득하는 동시에, 메모리(72)에 기억된 문턱 값을 신호선(9d)을 거쳐서 취득한다. 게다가, 비교부(73)는 유기물 센서(71)에 의한 측정값과 문턱 값을 비교하여, 측정값이 문턱 값 이하가 된 경우에 오존수 생성부(6)가 제 1 공정으로부터 제 2 공정으로 이행하도록, pH 조정 수단(8)을 제어한다. 구체적으로는, 비교부(73)는 유기물 센서(71)에 의한 측정값이 문턱 값 이하가 되었을 경우, pH 조정 수단(8)에 신호선(9a)을 거쳐서 공정 이행 신호를 보낸다.
유기물 농도의 문턱 값의 산출 방법은, 유기물 농도와 세정을 개시하는 용존 오존 농도의 문턱 값을 파라미터로 하여, 제 1 공정과 제 2 공정을 포함하는 오존수 생성 시간을 산출하는 아래 식(1)을 이용하여 산출할 수 있다. 식(1)을 이용하여 산출된 오존수 생성 시간이 최소가 되는 유기물 농도를, 제 1 공정으로부터 제 2 공정으로 이행하는 유기물 농도의 문턱 값으로 할 수 있다.
[오존수 생성 시간]=f(유기물 농도, 세정을 개시하는 용존 오존 농도의 문턱 값) (1)
pH 조정 수단(8)은 도 3에 도시되는 바와 같이, pH 센서(81), 메모리(제 5 메모리)(82), pH 조정 제어부(83) 및 pH 조정부(84)를 포함한다. pH 센서(81)와 pH 조정 제어부(83), 메모리(82)와 pH 조정 제어부(83), pH 조정 제어부(83)와 pH 조정부(84), 및 pH 조정 제어부(83)와 공정 이행 판단 수단(7)은, 각각 신호선(9e, 9f, 9g, 9a)으로 접속되어 있다. pH 조정부(84)와 오존수 생성부(6)는 산 알칼리 공급 배관(3f)을 거쳐서 접속되어 있다.
pH 센서(81)는 오존수 생성부(6)에 저류된 피용해수(W3)의 pH를, 오존수 생성 공정 동안, 연속적으로 측정한다. 메모리(82)는 제 1 공정 및 제 2 공정에 있어서의 피용해수(W3)의 pH 설정 값을 각각 기억하고 있다. pH 조정 제어부(83)는 제 1 공정 또는 제 2 공정에 있어서, 피용해수(W3)가 메모리(82)에 기억된 pH 설정 값이 되도록 pH 조정부(84)를 제어한다. pH 조정부(84)는 산 및 알칼리를 저류하고 있고, pH 조정 제어부(83)로부터 신호선(9g)을 거쳐서 보내지는 신호에 근거하여, 오존수 생성부(6)에 산 또는 알칼리를 공급하여, 피용해수(W3)의 pH를 조정한다.
pH 조정 제어부(83)는 제 1 공정을 개시하기 전에, pH 센서(81)에 의한 측정값을 신호선(9e)을 거쳐서 취득하는 동시에, 메모리(82)로부터 제 1 공정에 있어서의 pH 설정 값을 신호선(9f)을 거쳐서 취득한다. pH 센서(81)에 의한 측정값이 pH 설정 값보다 높은 경우에는 산을 첨가하고, 낮은 경우에는 알칼리를 첨가하도록, pH 조정부(84)에 신호를 보낸다.
또한, pH 조정 제어부(83)는 공정 이행 판단 수단(7)으로부터 공정 이행 신호를 수신했을 경우, 메모리(82)로부터 제 2 공정에 있어서의 pH 설정 값을 취득하고, 피용해수(W3)가 제 2 공정에 있어서의 pH 설정 값이 되도록, pH 조정부(84)에 신호를 보내서 제어한다. 또한, 공정 이행 판단 수단(7)은 피용해수(W3)의 유기물 농도에 근거하여 공정 이행 신호를 발신하고 있으므로, pH 조정 수단(8)은 오존수 생성부(6)에 저류된 피용해수(W3)의 유기물 농도에 근거하여 피용해수(W3)의 pH를 조정하고 있다고 말할 수 있다.
제 1 공정으로부터 제 2 공정으로 이행할 때, pH 조정부(84)는 오존수 생성부(6)의 피용해수(W3)에 산을 첨가한다. 또한, 산 알칼리 공급 배관(3f)은 복수개의 배관이어도 좋고, 펌프 및 밸브 중 어느 하나 또는 양방을 적절하게 설치해도 좋다. 피용해수(W3)에 첨가되는 산은 예를 들면, 황산, 질산, 염산, 탄산의 수용액, 또는 탄산 가스 등이며, 알칼리는 예를 들면, 수산화나트륨 또는 탄산나트륨 등이다.
송수 개시 판단 수단(10)은 도 4에 도시되는 바와 같이, 용존 오존 센서(101), 메모리(제 1 메모리)(102) 및 비교부(제 1 비교부)(103)를 포함하고, 용존 오존 센서(101)와 비교부(103), 메모리(102)와 비교부(103), 및 비교부(103)와 오존수 송수부(11)는, 각각 신호선(9h, 9i, 9b)으로 접속되어 있다.
용존 오존 센서(101)는 오존수 생성부(6)에 있어서의 오존수 생성 공정 동안, 피용해수(W3)의 용존 오존 농도를 측정한다. 용존 오존 농도의 측정에는, 자외선 흡수법을 이용한 측정 방법이 용이하게 연속 측정할 수 있기 때문에 바람직하다. 메모리(102)는 분리막(2)으로의 오존수 송수를 개시하는 용존 오존 농도의 문턱 값을 기억하고 있다. 또한, 용존 오존 농도의 문턱 값은 5mg/L 내지 80㎎/L로 하는 것이 바람직하다.
비교부(103)는 용존 오존 센서(101)에 의한 측정값과, 메모리(102)로부터 신호선(9i)을 거쳐서 취득한 문턱 값을 비교하여, 측정값이 문턱 값 이상이 된 경우에, 신호선(9b)을 거쳐서 오존수 송수부(11)에 송수 개시 신호를 보낸다. 오존수 송수부(11)는 오존수 생성부(6)에 있어서 생성된 오존수(W4)를, 오존수 송수 배관(3g)을 거쳐서 분리막(2)에 송수한다. 이에 의해, 막 세정 장치에 의한 분리막(2)의 세정이 개시된다.
도 5 및 도 6에 도시되는 바와 같이, 오존수 송수 배관(3g)은 여과수 배관(3a)과 접속되어 있다. 도 5에 도시되는 예에서는, 오존수 송수 배관(3g), 여과수 배관(3a) 및 분리막(2)이 삼방 밸브(12)를 거쳐서 접속되어 있다. 또한, 도 6에 도시되는 예에서는, 오존수 송수 배관(3g)과 여과수 배관(3a) 각각에, 개폐 밸브(13a, 13b)가 설치되어 있다. 또한, 오존수 송수 배관(3g)에 적절하게 펌프를 설치해도 좋다.
또한, 공정 이행 판단 수단(7), 또는 pH 조정 수단(8), 또는 송수 개시 판단 수단(10)의 기능 중, 소프트웨어에서 실행하고 있는 기능은, 도 13에 도시되는 프로세서(21)와 메모리(22)를 포함하는 처리 회로(20)에서 실현된다. 예를 들어, 공정 이행 판단 수단(7)의 비교부(73), 또는 pH 조정 수단(8)의 pH 조정 제어부(83), 또는 송수 개시 판단 수단(10)의 비교부(103)의 기능은, CPU 등의 프로세서(21)에서 실현된다. 메모리(22)는 랜덤 액세스 메모리(random access memory) 등의 휘발성 기억 장치와, 플러시 메모리 등의 불휘발성의 보조 기억 장치를 구비한다. 또한, 플러시 메모리 대신에 하드 디스크의 보조 기억 장치를 구비해도 좋다. 프로세서(21)는 메모리(22)로부터 입력된 프로그램을 실행한다. 이 경우, 보조 기억 장치로부터 휘발성 기억 장치를 거쳐서 프로세서(21)에 프로그램이 입력된다.
실시형태 1에 의한 막 세정 장치에 있어서의 막 세정 개시 순서에 대해서, 도 7의 플로우 차트를 이용하여 설명한다. 우선, 단계(S1)에 있어서, 오존수 생성부(6)에 피용해수(W3)를 공급한다. 구체적으로는, 처리 수조(5)에 저류되어 있는 처리수(W2)를, 피용해수 배관(3c)을 거쳐서 오존수 생성부(6)에 송수하여, 피용해수(W3)로서 저류한다.
다음에, 단계(S2)에 있어서 제 1 공정을 실시한다. 구체적으로는, pH 조정 수단(8)에 의해, 오존수 생성부(6)에 저류된 피용해수(W3)가, pH 조정 수단(8)의 메모리(82)에 기억된 제 1 공정에 있어서의 pH 설정 값이 되도록 조정한다. 또한, 오조나이저(61)에 의해 발생시킨 오존 가스를 오존수 생성부(6)에 공급하여, 피용해수(W3)에 오존 가스를 용해시킨다.
계속해서 단계(S3)에 있어서, 오존수 생성부(6)의 피용해수(W3)의 유기물 농도가 문턱 값 이하인지 여부를 판정한다. 구체적으로는, 유기물 센서(71)에 의한 유기물 농도의 측정값과, 메모리(72)에 기억된 유기물 농도의 문턱 값을 비교한다. 단계(S3)에 있어서, 유기물 농도의 측정값이 문턱 값보다 큰 경우(NO), 단계(S2)로 돌아와서, 제 1 공정을 계속한다. 오존수 생성부(6)의 피용해수(W3)의 pH 설정 값은 제 1 공정에서의 pH 설정 값이 유지된다.
또한, 단계(S3)에 있어서, 유기물 농도의 측정값이 문턱 값 이하인 경우(YES), 단계(S4)로 진행되고, 오존수 생성 공정의 제 2 공정을 실시한다. 구체적으로는, 공정 이행 판단 수단(7)은 pH 조정 수단(8)에 신호선(9a)을 거쳐서 공정 이행 신호를 보낸다. 공정 이행 신호를 수신한 pH 조정 수단(8)은, 피용해수(W3)가 메모리(82)에 기억된 제 2 공정에 있어서의 pH 설정 값이 되도록 조정한다. 이때, 오존 가스의 공급은 계속되고 있다.
다음에, 단계(S5)에 있어서, 피용해수(W3)의 용존 오존 농도가 문턱 값 이상인지 여부를 판정한다. 구체적으로는, 송수 개시 판단 수단(10)은 용존 오존 센서(101)에 의한 용존 오존 농도의 측정값과, 메모리(102)에 기억된 용존 오존 농도의 문턱 값을 비교한다. 단계(S5)에 있어서, 용존 오존 농도의 측정값이 문턱 값보다 작은 경우(NO), 단계(S4)로 돌아와서, 제 2 공정을 계속한다.
또한, 단계(S5)에 있어서, 피용해수(W3)의 용존 오존 농도의 측정값이 문턱 값 이상인 경우(YES), 단계(S6)로 진행되고, 오존수 송수부(11)는 오존수(W4)의 송수를 개시한다. 구체적으로는, 송수 개시 판단 수단(10)은 오존수 송수부(11)에 신호선(9b)을 거쳐서 송수 개시 신호를 보낸다. 송수 개시 신호를 수신한 오존수 송수부(11)는 오존수 생성부(6)에 있어서 생성된 오존수(W4)를, 오존수 송수 배관(3g)을 거쳐서 분리막(2)에 송수하고, 분리막(2)의 세정을 개시한다. 또한, 세정 중에는 오존 가스의 공급을 계속해도 좋고, 소정의 용존 오존 농도를 유지할 수 있다면, 오존 가스의 공급을 정지해도 좋다.
이상과 같이, 실시형태 1에 의하면, 분리막(2)에 의해서 여과 처리된 처리수(W2)를 피용해수(W3)로서 이용하고, 피용해수(W3)에 오존 가스를 용해시켜서 오존수(W4)를 생성하는 막 세정 장치에 있어서, 피용해수(W3)의 유기물 농도에 근거하여 오존수 생성부(6)에 저류된 피용해수(W3)의 pH를 조정하도록 했으므로, MBR의 운전 조건에 의해서 유기물 농도가 변동해도, 유기물 농도의 측정값으로부터 유기물의 분해에 필요한 처리 시간을 추정하는 것이 가능하다. 이 때문에, 유기물의 분해에 필요한 처리 시간에는 유기물의 분해에 적절한 pH 조건 하에서 오존수를 생성하고, 그 이후는 용존 오존 농도를 높이는데 적합한 pH 조건이 되도록 pH를 조정하는 것이 가능하다.
또한, 오존수 생성부(6)에 있어서, 중성 또는 알칼리성 조건 하에서 피용해수에 오존 가스를 용해하는 제 1 공정과, 산성 조건 하에서 피용해수에 오존 가스를 용해하는 제 2 공정을 실시하는 것이며, 피용해수(W3)의 유기물 농도에 근거하여 제 1 공정으로부터 제 2 공정으로의 이행을 판단하도록 했으므로, 제 1 공정의 처리 시간을 과부족 없이 최적화할 수 있고, 피용해수(W3)의 유기물 농도가 낮은 경우에는, 제 1 공정의 처리 시간을 단축할 수 있다.
또한, 피용해수(W3)의 용존 오존 농도에 근거하여 분리막(2)으로의 오존수 송수의 개시를 판단하도록 했으므로, 제 2 공정의 처리 시간을 과부족 없이 최적화할 수 있다. 이러한 것으로부터, 실시형태 1에 의하면, MBR의 운전 조건에 의한 피용해수(W3)의 유기물 농도의 변동과 관계없이, 오존수(W4)를 효율적으로 생성할 수 있고, 오존수 생성에 요구되는 코스트를 저감하는 것이 가능하다.
실시형태 2.
도 8은 본원의 실시형태 2에 의한 막 세정 장치의 전체 구성을 도시하고, 도 9는 실시형태 2에 의한 막 세정 장치의 공정 이행 판단 수단의 구성을 도시하고 있다. 실시형태 2에 의한 막 세정 장치는 공정 이행 판단 수단의 구성만이 상기 실시형태 1에 의한 막 세정 장치와 상이하여 있고, 그 외의 구성은 마찬가지이므로 본 명세서에서는 설명을 생략한다.
실시형태 2에 의한 막 세정 장치는 공정 이행 판단 수단(7A)을 구비하고 있다. 공정 이행 판단 수단(7A)은 도 9에 도시되는 바와 같이, 유기물 센서(74), 오존 가스 센서(75), 메모리(제 3 메모리)(72A) 및 비교부(제 3 비교부)(73A)를 구비하고 있다. 유기물 센서(74)와 비교부(73A), 오존 가스 센서(75)와 비교부(73A), 및 메모리(72A)와 비교부(73A)는, 각각 신호선(9k, 9m, 9n)으로 접속되어 있다.
유기물 센서(74)는 오존수 생성부(6)로 공급되는 피용해수(W3)의 유기물 농도의 초깃값을 오존수 생성 공정 개시 전에 측정한다. 유기물 센서(74)의 설치 장소는 피용해수 배관(3c) 또는 오존수 생성부(6)가 바람직하지만, 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 오존수 생성 공정 개시 전에 피용해수(W3)를 샘플링하여, 유기물 농도를 측정하도록 해도 좋다. 유기물 농도의 측정은 유기물 지표인 UV254, TOC, 형광 강도 등을 이용하여 측정함으로써 가능하다.
오존 가스 센서(75)는 오존 가스 배관(3d)에 설치되고, 오존수 생성부(6)에 공급되는 오존 가스량(이하, 공급 오존량이라 함)을 측정한다. 공급 오존량은 오존 가스 농도와 유량의 적산 값으로부터 구해진다. 제 1 공정으로부터 제 2 공정으로 이행하기까지 필요한 공급 오존량은, 피용해수(W3)의 유기물 농도의 초깃값에 따라서 상이하다. 즉, 피용해수(W3)의 유기물 농도의 초깃값이 높으면, 제 1 공정으로부터 제 2 공정으로 이행하기까지 필요로 하는 공급 오존량도 많아진다.
메모리(72A)는 피용해수(W3)의 유기물 농도의 초깃값에 대응하여 설정된 제 1 공정으로부터 제 2 공정으로 이행하기까지 필요한 공급 오존량의 문턱 값을 기억하고 있다. 비교부(73A)는 유기물 센서(74)에서 얻어진 유기물 농도에 대응하는 공급 오존량의 문턱 값을 메모리(72A)로부터 취득하고, 오존 가스 센서(75)에서 얻어진 공급 오존량의 측정값과 문턱 값을 비교하여, 측정값이 문턱 값 이상이 되었을 경우, 신호선(9a)에 의해 pH 조정 수단(8)에 공정 이행 신호를 보낸다.
피용해수(W3) 중의 유기물은 오존과 반응하여 감소한다. 그 때문에, 오존수 생성 공정 중의 피용해수(W3)의 유기물 농도는, 피용해수(W3)의 유기물 농도의 초깃값과 공급 오존량을 파라미터로 하여 추정할 수 있다. 공급 오존량의 문턱 값은 피용해수(W3)의 유기물 농도의 초깃값과 공급 오존량을 파라미터로 하여 피용해수(W3)의 유기물 농도를 산출하는 아래 식(2)을 이용하여 산출할 수 있다. 식(2)을 이용하여 산출된 유기물 농도가, 유기물 농도의 문턱 값의 산출 방법(예를 들면, 식(1))으로 산출된 유기물 농도의 문턱 값이 되는 공급 오존량을 구하고, 이를 공급 오존량의 문턱 값으로 한다.
[유기물 농도]=f(유기물 농도의 초깃값, 공급 오존량) (2)
실시형태 2에 의한 막 세정 장치에 있어서의 막 세정 개시 순서에 대해서, 도 10의 플로우 차트를 이용하여 설명한다. 또한, 상기 실시형태 1의 도 7의 플로우 차트와 마찬가지의 순서에 대해서는, 설명을 생략한다. 우선, 단계(S11)에 있어서, 오존수 생성부(6)에 피용해수(W3)를 공급한다. 다음에, 단계(S12)에 있어서, 유기물 센서(74)에 의해 피용해수(W3)의 유기물 농도의 초깃값을 측정한다. 계속해서 단계(S13)에 있어서, 공정을 이행하는 공급 오존량의 문턱 값을 결정한다. 구체적으로는, 공정 이행 판단 수단(7A)의 비교부(73A)는 유기물 센서(74)에 의해 측정된 유기물 농도의 초깃값에 대응하는 공급 오존량의 문턱 값을, 메모리(72A)로부터 취득한다.
다음에, 단계(S14)에 있어서 제 1 공정을 실시한다. 계속해서 단계(S15)에 있어서, 오존수 생성부(6)의 피용해수(W3)에 공급된 공급 오존량이 문턱 값 이상인지 여부를 판정한다. 구체적으로는, 공정 이행 판단 수단(7A)의 비교부(73A)는, 오존 가스 센서(75)에 의한 공급 오존량의 측정값과, 단계(S13)에서 결정한 문턱 값을 비교한다. 단계(S15)에 있어서, 공급 오존량의 측정값이 문턱 값보다 작은 경우(NO), 단계(S14)로 돌아와서, 제 1 공정을 계속한다. 또한, 단계(S15)에 있어서, 공급 오존량의 측정값이 문턱 값 이상인 경우(YES), 단계(S16)로 진행되고, 제 2 공정을 실시한다. 단계(S16) 이후는 도 7의 플로우 차트의 단계(S4) 이후와 마찬가지이다.
실시형태 2에 의한 막 세정 장치에 의하면, 피용해수(W3)의 유기물 농도의 초깃값에 대응하는 공급 오존량의 문턱 값을 결정하고, 공급 오존량의 측정값이 문턱 값 이상이 되었을 경우에 제 1 공정으로부터 제 2 공정으로 이행하는 것에 의해, 상기 실시형태 1과 마찬가지의 효과가 얻어진다.
실시형태 3.
도 11은 본원의 실시형태 3에 의한 막 세정 장치의 전체 구성을 도시하고 있다. 실시형태 3에 의한 막 세정 장치는 공정 이행 판단 수단의 구성만이 상기 실시형태 1에 의한 막 세정 장치와 상이하여 있고, 그 외의 구성은 마찬가지이므로 본 명세서에서는 설명을 생략한다.
실시형태 3에 의한 막 세정 장치는 공정 이행 판단 수단(7B)을 구비하고 있다. 공정 이행 판단 수단(7B)은 도 11에 도시되는 바와 같이, 용존 오존 센서(76), 오존 가스 센서(75), 메모리(제 4 메모리)(72B) 및 비교부(제 4 비교부)(73B)를 구비하고 있다. 용존 오존 센서(76)와 비교부(73B), 오존 가스 센서(75)와 비교부(73B), 메모리(72B)와 비교부(73B), 및 비교부(73B)와 pH 조정 수단(8)은, 각각 신호선(9p, 9m, 9n, 9a)으로 접속되어 있다.
용존 오존 센서(76)는 오존수 생성부(6)에 저류된 피용해수(W3)의 용존 오존 농도를 오존수 생성 공정 동안, 연속적으로 측정한다. 또한, 공정 이행 판단 수단(7B)의 용존 오존 센서(76)로서, 송수 개시 판단 수단(10)의 용존 오존 센서(101)(도 4 참조)를 겸용해도 좋다. 오존 가스 센서(75)는 상기 실시형태 2와 마찬가지로, 오존 가스 배관(3d)에 설치되고, 오존 가스 농도와 유량의 적산 값으로부터 공급 오존량을 측정한다.
메모리(72B)는 피용해수(W3)에 공급되는 공급 오존량에 대응하여 설정된 제 1 공정으로부터 제 2 공정으로 이행하기까지 필요한 용존 오존 농도의 문턱 값을 기억하고 있다. 비교부(73B)는 용존 오존 센서(76)에서 얻어진 측정값과 메모리(72B)에 기억된 문턱 값을 비교하여, 용존 오존 농도의 측정값이 문턱 값 이상이 되었을 경우, 신호선(9a)에 의해 pH 조정 수단(8)에 공정 이행 신호를 보낸다.
피용해수(W3)에 공급된 오존의 일부는 피용해수(W3)에 용해하여, 용존 오존이 되는 동시에 피용해수(W3) 중의 유기물과 반응하여 소비된다. 이 때문에, 피용해수(W3) 중의 유기물과 용존 오존과 공급되는 오존 가스는 평형 상태에 있다. 예를 들어, 오존을 소비하는 유기물의 농도가 감소하면, 용존 오존 농도는 상승한다. 즉, 피용해수(W3) 중의 유기물 농도는 용존 오존 농도 및 공급 오존량을 파라미터로 하여 추정할 수 있다. 공정 이행 판단 수단(7B)의 비교부(73B)는 피용해수(W3)의 용존 오존 농도 및 공급 오존량을 파라미터로 하여 피용해수(W3)의 유기물 농도를 추정하고, 추정된 피용해수(W3)의 유기물 농도에 근거하여, 제 1 공정으로부터 제 2 공정으로의 이행을 판단하고 있다.
용존 오존 농도의 문턱 값은 용존 오존 농도와 공급 오존량을 파라미터로 하여 피용해수(W3)의 유기물 농도를 산출하는 아래 식(3)을 이용하여 산출할 수 있다. 식(3)을 이용하여 산출된 유기물 농도가, 유기물 농도의 문턱 값의 산출 방법(예를 들면, 식(1))으로 산출한 유기물 농도의 문턱 값이 되는 용존 오존 농도를 구하고, 이를 용존 오존 농도의 문턱 값으로 한다.
[유기물 농도]=f(용존 오존 농도, 공급 오존량) (3)
실시형태 3에 의한 막 세정 장치에 있어서의 막 세정 개시 순서에 대해서, 도 12의 플로우 차트를 이용하여 설명한다. 또한, 상기 실시형태 1의 도 7의 플로우 차트와 마찬가지의 순서에 대해서는, 설명을 생략한다. 우선, 단계(S21)에 있어서, 오존수 생성부(6)에 피용해수(W3)를 공급한다. 다음에, 단계(S22)에 있어서 제 1 공정을 실시하고, 계속해서 단계(S23)에 있어서 오존 가스 센서(75)에 의해 공급 오존량을 측정한다.
다음에, 단계(S24)에 있어서, 공정을 이행하는 용존 오존 농도의 문턱 값을 결정한다. 구체적으로는, 공정 이행 판단 수단(7B)의 비교부(73B)는, 오존 가스 센서(75)에 의해 측정된 공급 오존량에 대응하는 용존 오존 농도의 문턱 값을, 메모리(72B)로부터 취득한다. 계속해서 단계(S25)에 있어서, 오존수 생성부(6)의 피용해수(W3)의 용존 오존 농도가 문턱 값 이상인지 여부를 판정한다. 구체적으로는, 공정 이행 판단 수단(7B)의 비교부(73B)는 용존 오존 센서(76)에 의한 용존 오존 농도의 측정값과, 단계(S24)에서 결정한 문턱 값을 비교한다.
단계(S25)에 있어서, 용존 오존 농도의 측정값이 문턱 값보다 작은 경우(NO), 단계(S22)로 돌아와서, 제 1 공정을 계속한다. 또한, 단계(S25)에 있어서, 용존 오존 농도의 측정값이 문턱 값 이상인 경우(YES), 단계(S26)로 진행되고, 제 2 공정을 실시한다. 단계(S26) 이후는 도 7의 플로우 차트의 단계(S4) 이후와 마찬가지이다.
실시형태 3에 의하면, 피용해수(W3)로 공급되는 공급 오존량에 대응하는 용존 오존 농도의 문턱 값을 결정하고, 용존 오존 농도의 측정값이 문턱 값 이상이 되었을 경우에 제 1 공정으로부터 제 2 공정으로 이행하는 것에 의해, 상기 실시형태 1과 마찬가지의 효과가 얻어진다.
본 개시는 여러 가지 예시적인 실시형태가 기재되어 있지만, 1개 또는 복수의 실시형태에 기재된 여러 가지 특징, 태양 및 기능은 특정의 실시형태의 적용에 한정되는 것이 아니라, 단독으로, 또는 여러 가지 조합으로 실시형태에 적용 가능하다. 따라서, 예시되어 있지 않은 무수한 변형예가, 본원 명세서에 개시되는 기술의 범위 내에 있어서 상정된다. 예를 들어, 적어도 1개의 구성요소를 변형하는 경우, 추가하는 경우 또는 생략하는 경우, 게다가, 적어도 1개의 구성요소를 추출하여, 다른 실시형태의 구성요소와 조합시키는 경우가 포함되는 것으로 한다.
1 : 막 분리조 2 : 분리막
3a : 여과수 배관 3b : 처리수 배출 배관
3c : 피용해수 배관 3d : 오존 가스 배관
3e : 배기 오존 가스 배관 3f : 산 알칼리 공급 배관
3g : 오존수 송수 배관 4 : 여과 펌프
5 : 처리 수조 6 : 오존수 생성부
7, 7A, 7B : 공정 이행 판단 수단 8 : pH 조정 수단
9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f, 9g, 9h, 9i, 9k, 9m, 9n, 9p : 신호선
10 : 송수 개시 판단 수단 11 : 오존수 송수부
12 : 삼방 밸브 13a, 13b : 개폐 밸브
20 : 처리 회로 21 : 프로세서
61 : 오조나이저 62 : 배기 오존 가스 분해부
71, 74 : 유기물 센서
22, 72, 72A, 72B, 82, 102 : 메모리 73, 73A, 73B, 103 : 비교부
75 : 오존 가스 센서 76, 101 : 용존 오존 센서
81 : pH 센서 83 : pH 조정 제어부
84 : pH 조정부

Claims (11)

  1. 피처리수에 여과 처리를 실행하는 분리막을 오존수로 세정하는 막 세정 장치에 있어서,
    상기 분리막에 의해서 여과 처리된 처리수를 피용해수로서 저류하고, 피용해수에 오존 가스를 용해시켜서 오존수를 생성하는 오존수 생성부와,
    상기 오존수 생성부에 오존 가스를 공급하는 오존 가스 공급 수단과,
    피용해수의 유기물 농도에 근거하여, 상기 오존수 생성부에 저류된 피용해수의 pH를 조정하는 pH 조정 수단을 구비한 것을 특징으로 하는
    막 세정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    피용해수의 용존 오존 농도에 근거하여, 상기 오존수 생성부로부터 상기 분리막으로의 오존수 송수의 개시를 판단하는 송수 개시 판단 수단과,
    상기 송수 개시 판단 수단에 의한 판단 결과에 근거하여, 상기 오존수 생성부에서 생성된 오존수를 상기 분리막으로 송수하는 오존수 송수부를 구비한 것을 특징으로 하는
    막 세정 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 송수 개시 판단 수단은,
    상기 오존수 생성부의 피용해수의 용존 오존 농도를 측정하는 용존 오존 센서와,
    오존수 송수를 개시하는 용존 오존 농도의 문턱 값을 기억한 제 1 메모리와,
    상기 용존 오존 센서에 의한 측정값과 상기 제 1 메모리에 기억된 문턱 값을 비교하여, 상기 측정값이 상기 문턱 값 이상이 되었을 경우에 상기 오존수 송수부에 오존수를 송수시키는 제 1 비교부를 포함하는 것을 특징으로 하는
    막 세정 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오존수 생성부는 중성 또는 알칼리성 조건 하에서 피용해수에 오존 가스를 용해하는 제 1 공정과, 상기 제 1 공정 후, 산성 조건 하에서 피용해수에 오존 가스를 용해하는 제 2 공정을 실시하는 것을 특징으로 하는
    막 세정 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    피용해수의 유기물 농도에 근거하여, 상기 제 1 공정으로부터 상기 제 2 공정으로의 이행을 판단하는 공정 이행 판단 수단을 구비한 것을 특징으로 하는
    막 세정 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 공정 이행 판단 수단은,
    상기 오존수 생성부의 피용해수의 유기물 농도를 상기 제 1 공정에 있어서 측정하는 유기물 센서와,
    제 1 공정으로부터 제 2 공정으로 이행하는 유기물 농도의 문턱 값을 기억한 제 2 메모리와,
    상기 유기물 센서에 의한 측정값과 상기 제 2 메모리에 기억된 문턱 값을 비교하여, 상기 측정값이 상기 문턱 값 이하가 되었을 경우에 상기 제 1 공정으로부터 상기 제 2 공정으로 이행하도록, 상기 pH 조정 수단을 제어하는 제 2 비교부를 포함하는 것을 특징으로 하는
    막 세정 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 공정 이행 판단 수단은,
    상기 오존수 생성부의 피용해수의 유기물 농도의 초깃값을 측정하는 유기물 센서와,
    상기 오존수 생성부로 공급되는 오존 가스량을 측정하는 오존 가스 센서와,
    피용해수의 유기물 농도의 초깃값에 대응하여 설정된 제 1 공정으로부터 제 2 공정으로 이행하기까지 필요한 오존 가스량의 문턱 값을 기억한 제 3 메모리와,
    상기 유기물 센서에 의해 측정된 유기물 농도의 초깃값에 대응하는 상기 문턱 값을 상기 제 3 메모리로부터 취득하고, 상기 오존 가스 센서에 의한 측정값과 상기 문턱 값을 비교하여, 상기 측정값이 상기 문턱 값 이상이 되었을 경우에 상기 제 1 공정으로부터 상기 제 2 공정으로 이행하도록, 상기 pH 조정 수단을 제어하는 제 3 비교부를 포함하는 것을 특징으로 하는
    막 세정 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 공정 이행 판단 수단은,
    상기 오존수 생성부의 상기 제 1 공정에 있어서의 피용해수의 용존 오존 농도를 측정하는 용존 오존 센서와,
    상기 오존수 생성부로 공급되는 오존 가스량을 측정하는 오존 가스 센서와,
    상기 오존수 생성부로 공급되는 오존 가스량에 대응하여 설정된 제 1 공정으로부터 제 2 공정으로 이행하는 용존 오존 농도의 문턱 값을 기억한 제 4 메모리와,
    상기 오존 가스 센서에 의해 측정된 오존 가스량에 대응하는 상기 문턱 값을 상기 제 4 메모리로부터 취득하고, 상기 용존 오존 센서에 의한 측정값과 상기 문턱 값을 비교하여, 상기 측정값이 상기 문턱 값 이상이 되었을 경우에 상기 제 1 공정으로부터 상기 제 2 공정으로 이행하도록, 상기 pH 조정 수단을 제어하는 제 4 비교부를 포함하고,
    상기 제 4 비교부는 피용해수의 용존 오존 농도 및 상기 오존수 생성부로 공급되는 오존 가스량을 파라미터로 하여 피용해수의 유기물 농도를 추정하고, 추정된 피용해수의 유기물 농도에 근거하여, 상기 제 1 공정으로부터 상기 제 2 공정으로의 이행을 판단하는 것을 특징으로 하는
    막 세정 장치.
  9. 제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 pH 조정 수단은,
    상기 오존수 생성부에 저류된 피용해수의 pH를 측정하는 pH 센서와,
    상기 오존수 생성부에 산 또는 알칼리를 공급하여, 피용해수의 pH를 조정하는 pH 조정부와,
    상기 제 1 공정 및 상기 제 2 공정에 있어서의 피용해수의 pH 설정 값을 각각 기억한 제 5 메모리와,
    제 1 공정 및 제 2 공정에 있어서 피용해수가 상기 제 5 메모리에 기억된 각각의 pH 설정 값이 되도록 상기 pH 조정부를 제어하는 pH 조정 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는
    막 세정 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분리막은 활성 오니와 처리수를 분리하는 분리막인 것을 특징으로 하는
    막 세정 장치.
  11. 피처리수에 여과 처리를 실행하는 분리막을 오존수로 세정하는 막 세정 방법에 있어서,
    상기 분리막에 의해 여과 처리된 처리수를 피용해수로서 이용하고, 피용해수에 오존 가스를 용해시켜서 오존수를 생성하는 오존수 생성 공정을 포함하고,
    상기 오존수 생성 공정은 중성 또는 알칼리성 조건 하에서 피용해수에 오존 가스를 용해하는 제 1 공정과, 상기 제 1 공정 후, 산성 조건 하에서 피용해수에 오존 가스를 용해하는 제 2 공정을 갖고,
    피용해수의 유기물 농도에 근거하여 상기 제 1 공정으로부터 상기 제 2 공정으로의 이행을 판단하는 동시에, 피용해수의 용존 오존 농도에 근거하여 상기 분리막으로의 오존수 송수의 개시를 판단하는 것을 특징으로 하는
    막 세정 방법.
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