WO2023210530A1 - 水処理設備および水処理設備の運転方法 - Google Patents

水処理設備および水処理設備の運転方法 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to water treatment equipment and a method of operating the water treatment equipment.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2022-72081 filed in Japan on April 26, 2022, the contents of which are incorporated herein.
  • membrane filtration devices are widely used in the fields of pure water production and wastewater recovery as a means of removing suspended matter components and organic matter.
  • a membrane filtration device the one described in Patent Document 1 is known, for example.
  • Microfiltration membranes (MF membranes) and ultrafiltration membranes (UF membranes) are used as the filtration membranes of membrane filtration equipment, depending on the target of separation. Pores of .5 ⁇ m are common.
  • water treatment equipment equipped with a UF membrane device and an RO membrane device is known as a filtration membrane device.
  • the UF membrane device and the RO membrane device are equipped with a UF membrane and an RO membrane, respectively.
  • pure water is produced by removing turbid components in raw water using a UF membrane and then desalting using an RO membrane.
  • FIG. 7 shows an example of such water treatment equipment.
  • the water treatment facility 201 shown in FIG. 7 is equipped with a raw water tank 202, a UF membrane device 203, an RO membrane device 204, and a permeated water tank 205. Further, in the water treatment equipment 201 shown in FIG. 7, a relay tank 206 and a decontamination filter 207 are installed between the UF membrane device 203 and the RO membrane device 204. The reason for these installations will be explained later. These are connected by flow paths L202 to L204, L206 and L207, respectively. Furthermore, a supply path L209 that supplies cleaning water to the primary side or secondary side of the UF membrane device 203 is connected to the relay tank 206.
  • An air supply system 210 that supplies air to the UF membrane device 203 is connected to the UF membrane device 203, and a wash water discharge system 211 that discharges wash water after washing is connected.
  • the flow paths L202, L206, L207 and the supply path L209 are equipped with pumps P202, P206, P207, and P209, respectively. Of these, pumps P206 and P207 are pressurized pumps. VVVF inverter devices 216 and 217 are attached to pumps P202 and P207, respectively. Moreover, flow meters 226 and 227 are provided in the flow paths L203 and L204. The flow rate measurement results by the flowmeters 226 and 227 are configured to be output to the VVVF inverter devices 216 and 217. The VVVF inverter devices 216, 217 are configured to control pumps P202 and P207 based on the flow rate measurement results.
  • the conventional water treatment equipment 201 is provided with a relay tank 206 and a decontamination filter 207.
  • the relay tank 206 is an open type tank.
  • the relay tank 206 stores the UF membrane treated water that has passed through the UF membrane device 203. Since the relay tank 206 is of an open type, air bubbles mixed into the UF membrane treated water are degassed in the relay tank 206. Further, the relay tank 206 plays a role as a buffer for adjusting the amount of water supplied to the RO membrane device 204.
  • a decontamination filter 207 is installed.
  • a relay tank 206 and a decontamination filter 207 must be installed between the UF membrane device 203 and the RO membrane device 204, and the number of devices is large. Therefore, there is a problem in that the installation space for the water treatment equipment 201 increases. In particular, when installing the portable water treatment equipment 201 in a building, an increase in the installation space for the water treatment equipment 201 has become a big problem.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a water treatment facility that can reduce the installation space and a method of operating the same.
  • a first membrane filtration device a second membrane filtration device installed after the first membrane filtration device; a storage tank in which a portion of the permeated water that has passed through the first membrane filtration device is stored;
  • a circulation flow that is installed between the first membrane filtration device and the storage tank and allows the permeated water stored in the storage tank to circulate between the first membrane filtration device and the storage tank.
  • road and a pump provided in the circulation flow path;
  • the permeated water stored in the storage tank is transferred between the first membrane filtration device and the storage tank via the circulation flow path.
  • a control unit that controls the pump to circulate between water treatment facilities.
  • the circulation flow path is a first circulation channel that supplies the permeated water that has passed through the first membrane filtration device to the storage tank; a second circulation flow path that allows the permeated water stored in the storage tank to be supplied to the primary side of the first membrane filtration device,
  • the first membrane filtration device is composed of a plurality of membrane filtration units connected in parallel to each other,
  • the circulation flow path is capable of supplying the permeated water to each of the membrane filtration units, [1] or [2], wherein the control unit circulates the permeated water stored in the storage tank between any one of the membrane filtration units and the storage tank via the circulation flow path.
  • the washing step includes at least: an air cleaning step of cleaning the first membrane filtration device using air; After the air cleaning step, air circulates the permeated water between the first membrane filtration device and the storage tank through a circulation channel while passing the permeated water from the primary side of the first membrane filtration device.
  • a method of operating a water treatment facility comprising: a withdrawal stage; [6]
  • the storage tank is an open storage tank, The method of operating a water treatment facility according to [5], wherein the air discharged together with the permeated water from the first membrane filtration device in the air removal step is degassed in the storage tank.
  • the first membrane filtration device is composed of a plurality of membrane filtration units connected in parallel to each other, The circulation flow path is capable of supplying the permeated water to each of the plurality of membrane filtration units, The washing process is performed on some of the membrane filtration units among the plurality of membrane filtration units, and the water passing process is performed on the remaining membrane filtration units, according to [5] or [6]. How to operate water treatment equipment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a water treatment facility according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a first membrane filtration device installed in a water treatment facility according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the main parts of the first membrane filtration device.
  • FIG. 4A is a schematic diagram illustrating a method of operating a water treatment facility according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4B is a schematic diagram illustrating a method of operating a water treatment facility according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4C is a schematic diagram illustrating a method of operating a water treatment facility according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A is a schematic diagram illustrating a method of operating a water treatment facility according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4B is a schematic diagram illustrating a method of operating a water treatment facility according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4C is a schematic diagram illustrating a
  • FIG. 4D is a schematic diagram illustrating a method of operating a water treatment facility according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5A is a schematic diagram illustrating a method of operating a water treatment facility according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5B is a schematic diagram illustrating a method of operating a water treatment facility according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5C is a schematic diagram illustrating a method of operating a water treatment facility according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5D is a schematic diagram illustrating a method of operating a water treatment facility according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6A is a schematic diagram illustrating a method of operating a water treatment facility according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6B is a schematic diagram illustrating a method of operating a water treatment facility according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing a conventional water treatment facility.
  • the water treatment equipment 100 of this embodiment includes a first membrane filtration device 102, a second membrane filtration device 103 installed after the first membrane filtration device 102, and permeated water that has passed through the first membrane filtration device 102.
  • a treated water tank 104 is provided downstream of the second membrane filtration device 103. Furthermore, the water treatment equipment 100 is equipped with an air supply section 107 that supplies air to the first membrane filtration device 102, and a wash water discharge section 106 that discharges the wash water from the first membrane filtration device 102. There is.
  • the first membrane filtration device 102 filters raw water to produce primary permeated water
  • the second membrane filtration device 103 filters the primary permeated water to produce secondary permeated water.
  • a portion of the primary permeated water prepared by the first membrane filtration device 102 is temporarily stored in a storage tank 105.
  • primary permeated water is circulated between the first membrane filtration device 102 and the storage tank 105.
  • the water treatment facility 100 shown in FIG. 1 is equipped with flow paths L101 to L107. These channels are of a closed type. These channels interconnect the raw water tank 101, the first membrane filtration device 102, the second membrane filtration device 103, the treated water tank 104, the storage tank 105, the air supply section 107, and the wash water discharge section 106, respectively. There is. Further, the flow paths L102 and L104 are provided with valves V102 and V104.
  • the circulation flow path L110 is composed of a first circulation flow path and a second circulation flow path.
  • the first circulation flow path consists of a part of the flow path L102 and a flow path L104 branched from the flow path L102, and supplies a portion of the primary permeated water prepared by the first membrane filtration device 102 to the storage tank 105.
  • the second circulation flow path includes a flow path L105, and enables the primary permeated water stored in the storage tank 105 to be supplied to the primary side of the first membrane filtration device 102.
  • the circulation flow path L110 also includes a storage tank 105.
  • a pump P3 for circulating primary permeated water between the first membrane filtration device 102 and the storage tank 105 is provided in the flow path L105 (second circulation flow path).
  • the circulation channel L110 is a closed channel.
  • the first membrane filtration device 102 is composed of a plurality of membrane filtration units 102A and 102B that are connected in parallel to each other.
  • the circulation flow path L110 is capable of supplying primary permeated water to each of the membrane filtration units 102A and 102B.
  • the flow paths L101 and L102 are equipped with pumps P1 and P2, respectively.
  • the pump P1 pressurizes raw water and supplies it to the primary side of the first membrane filtration device 102.
  • the pump P2 pressurizes the primary permeated water and supplies it to the primary side of the second membrane filtration device 103.
  • a VVVF inverter device 113 is attached to the pump P2.
  • the flow path L103 is equipped with a flow meter 114.
  • the flow rate measurement result by the flow meter 114 is configured to be output to the VVVF inverter device 113.
  • the VVVF inverter device 113 is configured to control the pump P2 based on the flow rate measurement result. Thereby, the amount of water supplied to the second membrane filtration device 103 is controlled.
  • the storage tank 105 temporarily stores the primary permeated water prepared by the first membrane filtration device 102.
  • the storage tank 105 forms a part of the circulation flow path L110.
  • the storage tank 105 is an open type storage tank. Thereby, in the operating method described later, when primary permeated water mixed with air bubbles is circulated, air bubbles are degassed in the storage tank 105.
  • the first membrane filtration device 102 is composed of a plurality of membrane filtration units 102A and 102B connected in parallel. Although two membrane filtration units 102A and 102B are shown in FIG. 2, the number of membrane filtration units is not limited to two, but may be three, four, or five or more.
  • FIG. 3 shows an enlarged cross-sectional view of the membrane filtration unit 102A. Note that the structure of the membrane filtration unit 102B is the same as that of the membrane filtration unit 102A.
  • the membrane filtration unit 102A includes a container 1 arranged with the axial direction of the cylinder in the vertical direction (vertical direction in this embodiment). A plurality of hollow fiber membranes 2 are arranged within this container 1 .
  • the hollow fiber membrane 2 is fixed on the upper side of the container 1 by a synthetic resin potting part 3 as a fixing part, and is not fixed on the lower side of the container 1.
  • a synthetic resin potting part 3 as a fixing part
  • epoxy resin can be used as the synthetic resin for the potting portion 3.
  • the hollow fiber membrane 2 is assembled in a U-shape, and both ends of the hollow fiber membrane 2 are fixed with potting parts 3. In this case, the middle part of the hollow fiber membrane 2 is located at the bottom of the container 1.
  • the hollow fiber membrane 2 is, for example, an ultrafiltration membrane (UF membrane).
  • UF membranes include those having pores of 0.005 to 0.5 ⁇ m.
  • a membrane having an inner diameter of 0.2 to 1.0 mm, an outer diameter of 0.5 to 2.0 mm, and an effective length of about 300 to 2500 mm is usually used.
  • the membrane material of the UF membrane but PVDF (polyvinylidene fluoride), polyethylene, polypropylene, etc. can be used.
  • the UF membrane provided in the first membrane filtration device 102 is not limited to a hollow fiber membrane, and may be a spiral membrane, a tubular membrane, or a flat membrane.
  • a treated water chamber (permeated water chamber) 7 and a raw water chamber 10 are defined on the upper and lower sides of the potting section 3, respectively.
  • the upper end side of the hollow fiber membrane 2 passes through the potting part 3, the opening at the upper end faces the treated water chamber 7, and the inside of the hollow fiber membrane 2 communicates with the treated water chamber 7.
  • both ends of the hollow fiber membrane 2 penetrate the potting part 3.
  • the raw water chamber 10 is the primary side of the hollow fiber membrane 2
  • the permeated water chamber 7 is the secondary side of the hollow fiber membrane 2.
  • the potting part 3 is, for example, disc-shaped, and its outer peripheral surface or outer peripheral edge is in watertight contact with the inner surface of the container 1.
  • a central pipe 4 extends substantially vertically (in the axial direction of the container 1).
  • the central tube 4 is arranged, for example, along the central axis of the container 1.
  • the central tube 4 is a circular tube with a closed tip (upper end), and a plurality of ejection holes 4a are provided throughout the side circumferential surface at intervals in the upper and lower directions and in the circumferential direction.
  • the height (length in the vertical direction) of the center tube 4 is not particularly limited, it is preferable that the upper end of the center tube 4 is located near the lower surface of the potting section 3. Note that the upper end of the central tube 4 may be buried in the potting part 3.
  • connection state between the membrane filtration unit 102A and the channels L101, L102, L104 (first circulation channel), L105 (second circulation channel), L106 (L106a, L106b), and L107 (L107a, L107b) explain.
  • the connection state between the membrane filtration unit 102B and each channel is the same as that of the membrane filtration unit 102A.
  • a flow path L101 is connected to the opening 11, and a valve V101 is provided in the flow path L101.
  • a flow path L105 joins the flow path L101 on the side closer to the container 1 than the valve V101.
  • the flow path L101 is connected to the raw water tank 101. In the water passage step, raw water is supplied from the raw water tank 101 to the inside of the container 1 (raw water chamber 10 (primary side)) through the flow path L101.
  • the flow path L105 (second circulation flow path) is connected to the storage tank 105.
  • primary permeated water permeated water
  • the primary permeated water supplied to the raw water chamber 10 is filtered by the hollow fiber membrane 2 and sent to the outside of the container 1 via the permeated water chamber 7.
  • raw water can be supplied from the lower part of the raw water chamber 10 by opening the valve V101, closing the valve V105, and sending the raw water through the flow path L101 by the pump P1.
  • primary permeated water can be supplied from the lower part of the raw water chamber 10 by closing the valve V101, opening the valve V105, and sending out the primary permeated water via the flow path L105 using the pump P3.
  • a flow path L107a is connected to the opening 11, and a valve V107a is provided in the flow path L107a.
  • a flow path L107b is connected to the lower part of the central pipe 4, and a valve V107b is provided in the flow path L107b.
  • Flow paths L107a and L107b are branched from flow path L107.
  • the flow path L107 is connected to the air supply section 107. Thereby, air is supplied from the air supply section 107 to the inside of the container 1 (raw water chamber 10) via the flow path L107 and the flow path L107a. Furthermore, air is supplied to the central tube 4 via the flow path L107 and the flow path L107b.
  • the air supply route to the container 1 can be switched.
  • opening the valve V107a and closing the valve V107b air can be supplied from the lower side of the inside of the container 1 (raw water chamber 10) through the opening 11.
  • closing the valve V107a and opening the valve V107b air can be supplied from the upper side of the inside of the container 1 (raw water chamber 10) via the central pipe 4.
  • supplying air from the channel L107a or L107b while the inside of the container 1 (raw water chamber 10) is filled with water air bubbles are supplied from the opening 11 or the central pipe 4, and the central thread membrane 2 is Bubbling cleaning is also possible.
  • an upper discharge port 8 is provided at the upper side of the container 1.
  • the upper discharge port 8 is provided near the bottom surface of the potting section 3.
  • a flow path L106a is connected to the upper discharge port 8, and a valve V106a is provided in the flow path L106a.
  • a flow path L106b is connected to the opening 11, and a valve V106b is provided in the flow path L106b.
  • the flow paths L106a and L106b merge to form a flow path L106, which is connected to the drainage tank 106a of the wash water discharge section 106. Washing waste water or air inside the container 1 (raw water chamber 10) is discharged through the flow paths L106a, L106b, and L106.
  • the discharge path of either or both of the cleaning waste water and air from the container 1 can be switched.
  • the valve V106a and closing the valve V106b either or both of the cleaning waste water and air can be discharged from the upper side of the container 1 through the upper discharge port 8.
  • closing the valve V106a and opening the valve V106b either or both of the cleaning waste water and air can be discharged from the lower side of the container 1 through the opening 11.
  • the cleaning waste water is sent to the waste water tank 106a via the flow path L106.
  • An outlet 5 for primary permeate water is provided at the top of the container 1.
  • a flow path L102 is connected to the outlet 5.
  • the primary permeated water is taken out of the container 1 via the flow path L102 and sent to the second membrane filtration device 103.
  • a flow path L107c is branched off in the middle of the flow path L102.
  • a valve V107c is provided in the flow path L107c.
  • the flow path L107c is connected to the air supply section 107.
  • a flow path L104 is branched off in the middle of the flow path L102.
  • a valve V102 is provided in the flow path L102 downstream of this branch point, and a valve V104 is provided in the flow path L104.
  • Flow path L104 is connected to storage tank 105.
  • the supply destination of the primary permeated water can be switched to the second membrane filtration device 103 or the storage tank 105.
  • primary permeated water can be supplied to the second membrane filtration device 103 by opening the valve V102 and closing the valve V104.
  • primary permeated water can be supplied to the storage tank 105 by closing the valve V102 and opening the valve V104.
  • air can be supplied to the inside of the container 1 (permeated water chamber 7) via the outlet 5 by opening the valve V107c with the valves V102 and V104 closed.
  • the central thread membrane 2 can be backwashed with air.
  • the flow path L102 needs to extend vertically from the outlet 5 at the top of the container 1 to a certain length. Further, the outlet 5 of the container 1 needs to be provided at the top end of the container 1. In the operating method of this embodiment, it is necessary to circulate the primary permeated water to exhaust the air remaining in the container 1 in the air bleeding step, but the flow path L102 is made to extend vertically to a certain length. This makes it possible for air to be quickly discharged from the container 1 toward the flow path L102 due to its own buoyancy.
  • the second membrane filtration device 103 shown in FIG. 1 prepares secondary permeated water by filtering the primary permeated water.
  • the second membrane filtration device 103 is equipped with a hollow fiber membrane.
  • the hollow fiber membrane of the second membrane filtration device 103 is, for example, a reverse osmosis membrane (RO membrane).
  • RO membrane reverse osmosis membrane
  • the membrane material of the RO membrane but cellulose acetate, aromatic polyamide, etc. can be used.
  • the RO membrane provided in the second membrane filtration device 103 is not limited to a hollow fiber membrane, and may be a spiral membrane or a tubular membrane.
  • the treated water tank 104 stores the secondary permeated water prepared by the second membrane filtration device 103.
  • the cleaning water discharge section 106 discharges cleaning waste water generated during the cleaning process of the first membrane filtration device 102.
  • the first membrane filtration device 102 and the wash water discharge section 106 are connected by a flow path L106.
  • the wash water discharge section 106 is equipped with a discharge tank 106a that temporarily stores wash water.
  • the air supply unit 107 supplies air to the first membrane filtration device 102 during the cleaning process of the first membrane filtration device 102.
  • the first membrane filtration device 102 and the air supply unit 107 are connected by a flow path L107.
  • the control unit 110 transfers the primary permeated water stored in the storage tank 105 to the first membrane filtration device 102 via the circulation flow path L110.
  • the pump P3 is controlled to circulate between the storage tank 105 and the storage tank 105. Further, the control unit 110 circulates the primary permeated water stored in the storage tank 105 between any one of the membrane filtration units 102A, 102B and the storage tank 105 via the circulation flow path L110.
  • the operating method of the water treatment equipment 100 of the present embodiment includes a water flow process in which the primary permeated water filtered in the first membrane filtration device 102 is supplied to the second membrane filtration device 103, and a first water flow process in the middle of the water flow process.
  • a cleaning step of cleaning the membrane filtration device 102 is provided.
  • the cleaning process includes at least an air cleaning stage and an air removal stage. In the air cleaning step, the filtration membrane built in the first membrane filtration device 102 is cleaned using air.
  • the primary permeated water is permeated from the primary side of the first membrane filtration device 102 to the filtration membrane, and the primary permeation is performed between the first membrane filtration device 102 and the storage tank 105. Circulate water.
  • valve V102 In the water flow step, in FIG. 1, pumps P1 and P2 are operated, valve V102 is opened, and valve V104 is closed.
  • raw water is supplied from the raw water tank 101 to the first membrane filtration device 102 via the flow path L101.
  • the raw water is filtered by a UF membrane (hollow fiber membrane 2) provided in the first membrane filtration device 102 to become primary permeated water.
  • the primary permeated water is sent to the second membrane filtration device 103 through the flow path L102.
  • the primary permeated water is sent to the second membrane filtration device 103 in a pressurized state by a pump P2 provided in the middle of the flow path L102.
  • the primary permeated water is filtered by an RO membrane provided in the second membrane filtration device 103 to become secondary permeated water.
  • the secondary permeated water is sent to the treated water tank 104 through the flow path L103.
  • valve V101 of flow path L101 and valve V102 of flow path L102 are opened.
  • valve V105 of flow path L105 (second circulation flow path) and valve V104 of flow path L104 (first circulation flow path) are closed.
  • valves V1107a to V107c of flow path L107 are closed, and valves V106a and V106b of flow paths L106a and L106b are closed.
  • raw water is supplied to both membrane filtration units 102A and 102B through the flow path L101.
  • Raw water is supplied to the raw water chamber 10 (primary side) of the container 1, and is filtered by the hollow fiber membrane 2 to become primary permeated water.
  • the primary permeated water permeates through the hollow fiber membrane 2 and is taken out into the permeated water chamber 7 (secondary side) of the container 1. Then, it is sent to the second membrane filtration device 103 through the flow path L102.
  • suspended solids By continuing the water passage process, suspended solids, organic matter, etc. contained in the raw water (hereinafter referred to as suspended solids) gradually accumulate on the primary side of the hollow fiber membrane 2. Therefore, in order to prevent clogging of the hollow fiber membrane 2, a cleaning step is performed.
  • the cleaning step is performed on one of the plurality of membrane filtration units 102A and 102B provided in the first membrane filtration device 102, and the water passage step is continued in the other membrane filtration units.
  • the water passing step can be continued in parallel with the washing step, and the preparation of the primary permeated water can be continued without interruption.
  • the cleaning process may be performed on one membrane filtration unit, and the water passage process may be continued on the remaining units.
  • a cleaning process is performed on the membrane filtration unit 102A, and a water passage process is continued on the membrane filtration unit 102B.
  • an air cleaning stage and an air bleeding stage are performed sequentially.
  • the hollow fiber membrane 2 (filtration membrane) built in the first membrane filtration device 102 is cleaned using air.
  • air backwashing is performed by supplying air from the secondary side of the hollow fiber membrane 2
  • air washing is performed by supplying air to the primary side of the hollow fiber membrane 2 to clean the hollow fiber membrane 2
  • air cleaning is performed by supplying air to the primary side of the hollow fiber membrane 2.
  • bubbling cleaning is performed in which the hollow fiber membrane 2 is cleaned by blowing air into the hollow fiber membrane 2 filled with water.
  • any one of air backwashing, air cleaning, and bubbling cleaning may be performed as filtration membrane cleaning using air, or two or more of them may be performed.
  • water cleaning may be performed in which cleaning water is supplied to the primary side of the hollow fiber membrane 2 to clean the hollow fiber membrane 2.
  • FIG. 4A shows the membrane filtration unit 102A in which the water flow process is continuing.
  • Raw water is supplied to the raw water chamber 10 (primary side) through the flow path L101, filtered by the hollow fiber membrane 2, taken out as primary permeated water to the permeated water chamber 7 (secondary side), and discharged from the flow path L102.
  • valves V101 and V102 are open, and the other valves are closed.
  • the opening/closing status of the valve in the other membrane filtration unit 102B is the same as in the case of the membrane filtration unit 102A.
  • the cleaning process for the membrane filtration unit 102A will be explained, but the opening/closing status of the valves in the membrane filtration unit 102B, which is continuing the water flow process, is maintained as it is.
  • the valve V101 of the flow path L101 is closed to stop the supply of raw water, and the valve V102 of the flow path L102 is also closed. Further, the valve V106b of the flow path L106b is opened. As a result, as shown in FIG. 4B, the raw water filled in the raw water chamber 10 (primary side) is discharged from the raw water chamber 10 through the flow path L106b. The discharged raw water is sent to the wash water discharge section 106.
  • Valve V105 of flow path L105 is closed while raw water chamber 10 is filled with primary permeated water. Pump P3 is stopped. Valve V107b of flow path L107b is opened. Valve V106a of flow path L106a remains open. Thereby, as shown in FIG. 5B, air is supplied from the flow path L107b to the raw water chamber 10 (primary side). Air is supplied to the central pipe 4 from the flow path L107b, and is ejected into the raw water chamber 10 from the ejection hole 4a provided in the central pipe 4.
  • the ejected air forms bubbles and contacts the surface of the hollow fiber membrane 2 facing the central tube 4, thereby bubbling cleaning the upper part of the hollow fiber membrane 2. .
  • the air used for cleaning is discharged from the flow path L106a together with some cleaning waste water. In this way, the upper part of the hollow fiber membrane 2 is cleaned by bubbling.
  • Valve V107b of channel L107b is closed while raw water chamber 10 is filled with primary permeated water.
  • Valve V107a of flow path L107a is opened.
  • Valve V106a of flow path L106a remains open.
  • air is supplied from the flow path L107a to the raw water chamber 10 (primary side). Air is supplied through the opening 11 at the bottom of the container 1. Since the raw water chamber 10 remains filled with the primary permeated water, the supplied air becomes bubbles and contacts the primary side surface of the hollow fiber membrane 2, thereby bubbling cleaning the lower part of the hollow fiber membrane 2.
  • the air used for cleaning is discharged from the flow path L106a. In this way, the lower part of the hollow fiber membrane 2 is cleaned by bubbling.
  • valve V107a of the flow path L107a is left open, the valve V106a of the flow path L106a is closed, and the valve V106b of the flow path L106b is opened.
  • the cleaning water in the raw water chamber 10 is discharged from the flow path L106b while continuing bubbling cleaning to the lower part of the hollow fiber membrane 2.
  • the entire hollow fiber membrane 2 can be cleaned by bubbling.
  • the air bleed stage will be explained. Since air remains inside the membrane filtration unit 102A of the first membrane filtration device 102 after the air cleaning stage is completed, if the water flow process is restarted in this state, the primary permeated water containing air bubbles will flow into the flow path. It will be sent to pump P2 and second membrane filtration device 103 via L102. In this case, the primary permeated water containing air bubbles may cause abnormal operations of the pump P2 and the second membrane filtration device 103. Therefore, in this embodiment, air bubbles are completely removed from the inside of the membrane filtration unit 102A by performing an air bleeding process.
  • valve V104 of flow path L104 first circulation flow path
  • valve V105 of flow path L105 second circulation flow path
  • the valve V106a of the flow path L106a is also opened.
  • the valve V106b of the flow path L106b is closed, and the valve V1067a of the flow path L107a is also closed.
  • pump P3 is activated.
  • primary permeated water is supplied from the storage tank 105 to the raw water chamber 10 (primary side).
  • a part of the primary permeated water is discharged from the flow path L106b.
  • the discharged primary permeate water is sent to the wash water discharge section 106.
  • the air remaining in the raw water chamber 10 (primary side) can be quickly discharged, and the raw water chamber 10 can be filled with primary permeated water.
  • the remainder of the primary permeated water supplied to the raw water chamber 10 passes through the hollow fiber membrane 2 and is taken out from the permeated water chamber 7 (secondary side).
  • the extracted primary permeated water is returned to the storage tank 105 through the flow path L104.
  • the returned primary permeated water is sent to the membrane filtration unit 102A again through the flow path L105. In this way, the circulation of the primary permeate through the circulation channel is stabilized.
  • valve V106a of the flow path L106a is closed.
  • the valve V104 of the flow path L104 (first circulation flow path) and the valve V105 of the flow path L105 (second circulation flow path) are left open, and the pump P3 is also kept operating.
  • the primary permeated water stored in the storage tank 105 is circulated between the storage tank 105 and the membrane filtration unit 102A through the circulation flow path L110.
  • the flow path L102 extends vertically to a certain length from the outlet 5 at the top of the container 1, and since the outlet 5 of the container 1 is provided at the top end of the container 1, Due to the buoyancy of the air itself, air bubbles remaining inside the container 1 can be quickly discharged to the outside of the container 1.
  • the discharged bubbles are sent to the storage tank 105 along with the primary permeated water through the flow path L104. Since the storage tank 105 is of an open type, air bubbles that reach the storage tank 105 are immediately degassed.
  • the membrane filtration unit 102A should immediately proceed to the water passage process.
  • the cleaning step may be performed sequentially on a plurality of membrane filtration units. That is, of course, after the cleaning process for the membrane filtration unit 102A is completed, the cleaning process for another membrane filtration unit 102B may be started. However, if the cleaning process for another membrane filtration unit 102B is started immediately after the cleaning process for the membrane filtration unit 102A is finished, the supply amount of the primary permeated water will fluctuate greatly, and the primary permeated water in the second membrane filtration device 103 will be There is a risk that the balance between the supply amount and the production amount of secondary permeated water will be lost, and the operation of the second membrane filtration device 103 will become unstable.
  • all membrane filtration is It is preferable to perform a water passage process on the unit. That is, it is preferable to start the cleaning process for the membrane filtration unit 102B after the cleaning process for the membrane filtration unit 102A is completed and the membrane filtration unit 102A moves to the water passage process. When the membrane filtration unit 102A moves to the water passage process, the water passage process is also in progress in the membrane filtration unit 102B. In this way, it is preferable to perform the next cleaning process once all membrane filtration units have transitioned to the water passage process.
  • the circulation channel allows the primary permeated water stored in the storage tank 105 to be circulated between the first membrane filtration device 102 and the storage tank 105.
  • L110, pump P3, and control unit 110 even when cleaning the first membrane filtration device 102 with air introduction, air bubbles remaining in the first membrane filtration device 102 can be removed. Can be removed early.
  • the water treatment equipment 100 can be made more compact.
  • the circulation flow path L110 is a first circulation flow path that supplies primary permeated water to the storage tank 105, and a second circulation path that allows the primary permeation water stored in the storage tank 105 to be supplied to the first membrane filtration device 102. Since the primary permeated water circulation path is shortened, the water treatment equipment 100 can be made compact.
  • the storage tank 105 is an open type storage tank, air bubbles contained in the primary permeated water can be released in the storage tank 105. Furthermore, since the circulation flow path L110 is a closed flow path, it is possible to suppress air bubbles from entering from the outside.
  • the first membrane filtration device 102 is composed of a plurality of membrane filtration units 102A and 102B that are connected in parallel to each other, and the circulation flow path L110 is connected to the primary permeated water for each of the membrane filtration units 102A and 102B.
  • the control unit 110 circulates the primary permeated water stored in the storage tank 105 between any one membrane filtration unit and the storage tank 105 via the circulation flow path L110. Even if one membrane filtration unit is in the cleaning process, the water passing process can be continued in other membrane filtration units, so the production amount of secondary permeated water is not reduced.
  • the cleaning process includes cleaning the first membrane filtration device 102 during the water flow process, and the cleaning process includes at least the first membrane filtration device 102.
  • the storage tank 105 is an open type storage tank, air bubbles contained in the primary permeated water can be released in the storage tank 105.
  • the first membrane filtration device 102 is composed of a plurality of membrane filtration units 102A and 102B that are connected in parallel to each other, and the circulation flow path L110 can supply primary permeated water to each of the membrane filtration units 102A and 102B.
  • the cleaning process is performed on some of the membrane filtration units 102A, and the water passing process is performed on the remaining membrane filtration units 102B, so the production amount of secondary permeated water is reduced. will not deteriorate.
  • 100... Water treatment device 101... Raw water tank, 102... First membrane filtration device, 102A, 102B... Membrane filtration unit, 103... Second membrane filtration device, 104... Treated water tank, 105... Storage tank, L110... Circulation channel , P3...pump, 110...control unit, L102, L104...first circulation flow path, L105...second circulation flow path.

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Abstract

第１膜ろ過装置と、第１膜ろ過装置の後段に設置された第２膜ろ過装置と、第１膜ろ過装置を透過した透過水の一部が貯留される貯留槽と、第１膜ろ過装置と貯留槽との間に設置されて、貯留槽に貯留された透過水を、第１膜ろ過装置と貯留槽との間で循環可能とする循環流路と、循環流路に備えられたポンプと、第１膜ろ過装置に対する空気導入を伴うろ過膜洗浄の終了後に、貯留槽に貯留された透過水を、循環流路を介して、第１膜ろ過装置と貯留槽との間で循環させるようにポンプを制御する制御部と、を備えた水処理設備である。

Description

水処理設備および水処理設備の運転方法
　本発明は、水処理設備および水処理設備の運転方法に関する。
　本願は、２０２２年４月２６日に、日本に出願された特願２０２２－７２０８１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　例えば、膜ろ過装置は、濁質成分や有機物を除去する手段として、純水製造や排水回収分野などで広く用いられている。膜ろ過装置の一例として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。膜ろ過装置のろ過膜には、精密濾過膜（ＭＦ膜）や限界濾過膜（ＵＦ膜）などが分離対象に応じて使い分けられており、前者は０．１μｍ前後、後者は０．００５～０．５μｍの細孔が一般的である。
　例えば、ろ過膜装置として、ＵＦ膜装置とＲＯ膜装置とが備えられた水処理設備が知られている。ＵＦ膜装置、ＲＯ膜装置にはそれぞれ、ＵＦ膜、ＲＯ膜が備えられている。この水処理設備では、ＵＦ膜によって原水中の濁質成分を除去してから、ＲＯ膜によって脱塩を行うことにより、純水を製造している。図７に、このような水処理設備の一例を示す。
　図７に示す水処理設備２０１には、原水槽２０２、ＵＦ膜装置２０３、ＲＯ膜装置２０４および透過水槽２０５が備えられている。また、図７に示す水処理設備２０１には、ＵＦ膜装置２０３とＲＯ膜装置２０４の間に、中継タンク２０６と除染フィルタ２０７とが設置されている。これらの設置理由は後述する。これらはそれぞれ、流路Ｌ２０２～Ｌ２０４、Ｌ２０６およびＬ２０７によって接続されている。更に、中継タンク２０６には、ＵＦ膜装置２０３の一次側または二次側に洗浄水を供給する供給路Ｌ２０９が接続されている。
　ＵＦ膜装置２０３には、ＵＦ膜装置２０３に空気を供給する空気供給系２１０が接続されるとともに、洗浄後の洗浄水を排出する洗浄水排出系２１１が接続されている。
　流路Ｌ２０２、Ｌ２０６、Ｌ２０７、供給路Ｌ２０９にはそれぞれ、ポンプＰ２０２、Ｐ２０６、Ｐ２０７、Ｐ２０９が備えられている。このうち、ポンプＰ２０６およびＰ２０７は加圧ポンプとされている。ポンプＰ２０２およびＰ２０７にはそれぞれ、ＶＶＶＦインバータ装置２１６、２１７が付属されている。また、流路Ｌ２０３、Ｌ２０４には流量計２２６、２２７が備えられている。流量計２２６、２２７による流量の測定結果はＶＶＶＦインバータ装置２１６、２１７に出力されるように構成されている。ＶＶＶＦインバータ装置２１６、２１７は流量の測定結果に基づき、ポンプＰ２０２およびＰ２０７を制御するように構成されている。
　図７に示す水処理設備２０１において、ＵＦ膜装置２０３のＵＦ膜を洗浄する場合は、空気を利用した洗浄が行われ、その際に、ＵＦ膜装置２０３の内部に空気が残留する。空気を利用した洗浄は、空気供給系２１０からＵＦ膜装置２０３に空気を供給することにより行われる。また、空気の供給と同時に、中継タンク２０６から洗浄水としてＵＦ膜処理水が送られる場合もある。
　ＵＦ膜装置２０３の内部に空気が残留したままの状態で、純水の製造を再開すると、ＵＦ膜を透過後の処理水（以下、ＵＦ膜処理水という）には気泡が含有される。ここで仮に、気泡を含んだままのＵＦ膜処理水がポンプＰ２０７に送られると、ポンプＰ２０７が誤動作を起こす。そこで、従来の水処理設備２０１には、前述したように、中継タンク２０６と除染フィルタ２０７とが設置されている。中継タンク２０６は開放型のタンクとされている。
　中継タンク２０６は、ＵＦ膜装置２０３を通過したＵＦ膜処理水が貯留される。中継タンク２０６は開放型とされているため、ＵＦ膜処理水に混入した気泡は、中継タンク２０６において脱気される。また、中継タンク２０６には、ＲＯ膜装置２０４への供給水量を調整するためのバッファとしての役割を担う。
　一方、中継タンク２０６が開放型であることから、外部からＵＦ膜処理水に異物が混入する場合がある。そこで、ＲＯ膜装置２０４への異物の混入を防止するために、除染フィルタ２０７が設置される。
　以上説明したように、従来の水処理設備２０１には、ＵＦ膜装置２０３とＲＯ膜装置２０４の間に、中継タンク２０６と除染フィルタ２０７とを設置しなければならず、機器の点数が多くなり、水処理設備２０１の設置スペースが増大する問題があった。特に、建屋内に可搬式の水処理設備２０１を設置する場合に、水処理設備２０１の設置スペースの増大は大きな問題になっていた。
国際公開第２０２０／１９４８２０号
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、設置スペースを小さくすることが可能な水処理設備およびその運転方法を提供することを課題とする。
　上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を採用する。
［１］　第１膜ろ過装置と、
　前記第１膜ろ過装置の後段に設置された第２膜ろ過装置と、
　前記第１膜ろ過装置を透過した透過水の一部が貯留される貯留槽と、
　前記第１膜ろ過装置と前記貯留槽との間に設置されて、前記貯留槽に貯留された前記透過水を、前記第１膜ろ過装置と前記貯留槽との間で循環可能とする循環流路と、
　前記循環流路に備えられたポンプと、
　前記第１膜ろ過装置に対する空気導入を伴うろ過膜洗浄の終了後に、前記貯留槽に貯留された前記透過水を、前記循環流路を介して、前記第１膜ろ過装置と前記貯留槽との間で循環させるように前記ポンプを制御する制御部と、を備えた水処理設備。
［２］　前記循環流路は、
　前記第１膜ろ過装置を透過した前記透過水を前記貯留槽に供給する第１循環流路と、
　前記貯留槽に貯留された前記透過水を前記第１膜ろ過装置の一次側に供給可能にする第２循環流路と、から構成され、
　前記第２循環流路に前記ポンプが備えられている、［１］に記載の水処理設備。
［３］　前記循環流路が閉鎖型の流路であり、前記貯留槽が開放型の貯留槽である、［１］または［２］に記載の水処理設備。
［４］　前記第１膜ろ過装置は、相互に並列接続された複数の膜ろ過ユニットから構成され、
　前記循環流路は、前記膜ろ過ユニットのそれぞれに対して前記透過水を供給可能とされ、
　前記制御部は、前記貯留槽に貯留された前記透過水を、前記循環流路を介して、いずれか１つの前記膜ろ過ユニットと前記貯留槽との間で循環させる、［１］または［２］に記載の水処理設備。
［５］　第１膜ろ過装置と、前記第１膜ろ過装置の後段に設置された第２膜ろ過装置と、前記第１膜ろ過装置を透過した透過水の一部が貯留される貯留槽と、が備えられた水処理設備の運転方法であって、
　前記第１膜ろ過装置においてろ過された前記透過水を前記第２膜ろ過装置に供給する通水工程と、
　前記通水工程の途中において、前記第１膜ろ過装置に対してろ過膜洗浄を行う洗浄工程と、を備え、
　前記洗浄工程には、少なくとも、
　前記第１膜ろ過装置に対して空気を用いたろ過膜洗浄を行うエア洗浄段階と、
　前記エア洗浄段階の後に、前記第１膜ろ過装置の一次側から前記透過水を透過させつつ、前記第１膜ろ過装置と前記貯留槽との間で前記透過水を循環流路により循環させるエア抜き段階と、が備えられている、水処理設備の運転方法。
［６］　前記貯留槽が開放型の貯留槽とされており、
　前記エア抜き工程において前記第１膜ろ過装置から前記透過水とともに排出された空気を、前記貯留槽において脱気する、［５］に記載の水処理設備の運転方法。
［７］　前記第１膜ろ過装置は、相互に並列接続された複数の膜ろ過ユニットから構成され、
　前記循環流路は、前記複数の膜ろ過ユニットそれぞれに対して前記透過水を供給可能とされ、
　前記複数の膜ろ過ユニットのうち、一部の膜ろ過ユニットに対して前記洗浄工程を行うともに、残りの膜ろ過ユニットに対して前記通水工程を行う、［５］または［６］に記載の水処理設備の運転方法。
［８］　前記複数の膜ろ過ユニットに対して、順次、洗浄工程を行う場合において、膜ろ過ユニットに対する先行の洗浄工程と、別の膜ろ過ユニットに対する後行の洗浄工程との間で、全ての膜ろ過ユニットに対して通水工程を行う、［７］に記載の水処理設備の運転方法。
　本発明によれば、設置スペースを小さくすることが可能な水処理設備およびその運転方法を提供できる。
図１は、本発明の実施形態である水処理設備を示す模式図。 図２は、本発明の実施形態である水処理設備に備えられた第１膜ろ過装置を示す模式図。 図３は、第１膜ろ過装置の要部を示す模式図。 図４Ａは、本発明の実施形態である水処理設備の運転方法を説明する模式図。 図４Ｂは、本発明の実施形態である水処理設備の運転方法を説明する模式図。 図４Ｃは、本発明の実施形態である水処理設備の運転方法を説明する模式図。 図４Ｄは、本発明の実施形態である水処理設備の運転方法を説明する模式図。 図５Ａは、本発明の実施形態である水処理設備の運転方法を説明する模式図。 図５Ｂは、本発明の実施形態である水処理設備の運転方法を説明する模式図。 図５Ｃは、本発明の実施形態である水処理設備の運転方法を説明する模式図。 図５Ｄは、本発明の実施形態である水処理設備の運転方法を説明する模式図。 図６Ａは、本発明の実施形態である水処理設備の運転方法を説明する模式図。 図６Ｂは、本発明の実施形態である水処理設備の運転方法を説明する模式図。 図７は、従来の水処理設備を示す模式図。
　本発明の実施形態である水処理設備およびその運転方法について図面を参照して説明する。
　本実施形態の水処理設備１００は、第１膜ろ過装置１０２と、第１膜ろ過装置１０２の後段に設置された第２膜ろ過装置１０３と、第１膜ろ過装置１０２を透過した透過水の一部が貯留される貯留槽１０５と、第１膜ろ過装置１０２と貯留槽１０５との間に設置された循環流路Ｌ１１０と、循環流路Ｌ１１０に備えられたポンプＰ３と、制御部１１０と、が備えられている。また、第１膜ろ過装置１０２の前段には原水槽１０１が備えられている。更に、第２膜ろ過装置１０３の後段には処理水槽１０４が備えられている。更にまた、水処理設備１００には、第１膜ろ過装置１０２に空気を供給する空気供給部１０７と、第１膜ろ過装置１０２からの洗浄水を排出する洗浄水排出部１０６とが備えられている。
　本実施形態の水処理設備１００においては、第１膜ろ過装置１０２において原水をろ過して一次透過水とし、第２膜ろ過装置１０３において一次透過水をろ過して二次透過水とする。第１膜ろ過装置１０２によって調製された一次透過水の一部は、貯留槽１０５に一時的に貯留される。第１膜ろ過装置１０２に対して洗浄工程を行う際には、第１膜ろ過装置１０２と貯留槽１０５との間で一次透過水を循環させる。
　以下、水処理設備１００を構成する各種の装置並びに流路および付属機器について詳細に説明する。
　図１に示す水処理設備１００には、流路Ｌ１０１～Ｌ１０７が備えられている。これらの流路は密閉型とされる。これらの流路は、原水槽１０１、第１膜ろ過装置１０２、第２膜ろ過装置１０３、処理水槽１０４、貯留槽１０５、空気供給部１０７および洗浄水排出部１０６をそれぞれ、相互に接続している。また、流路Ｌ１０２およびＬ１０４には、弁Ｖ１０２およびＶ１０４が備えられている。
　循環流路Ｌ１１０は、第１循環流路および第２循環流路から構成される。第１循環流路は、流路Ｌ１０２の一部と、流路Ｌ１０２から分岐した流路Ｌ１０４からなり、第１膜ろ過装置１０２によって調製された一次透過水の一部を貯留槽１０５に供給する。第２循環流路は、流路Ｌ１０５よりなり、貯留槽１０５に貯留された一次透過水を第１膜ろ過装置１０２の一次側に供給可能にする。また、循環流路Ｌ１１０には貯留槽１０５も含まれる。流路Ｌ１０５（第２循環流路）には、第１膜ろ過装置１０２と貯留槽１０５との間で一次透過水を循環させるためのポンプＰ３が設けられている。循環流路Ｌ１１０は密閉型の流路とされる。
　また、後述するように、第１膜ろ過装置１０２は、相互に並列接続された複数の膜ろ過ユニット１０２Ａ、１０２Ｂから構成される。このような第１膜ろ過装置１０２に対して、循環流路Ｌ１１０は、膜ろ過ユニット１０２Ａ、１０２Ｂのそれぞれに一次透過水を供給可能とされる。
　流路Ｌ１０１、Ｌ１０２にはそれぞれ、ポンプＰ１、Ｐ２が備えられている。ポンプＰ１は原水を加圧して第１膜ろ過装置１０２の一次側に供給する。ポンプＰ２は一次透過水を加圧して第２膜ろ過装置１０３の一次側に供給する。ポンプＰ２にはＶＶＶＦインバータ装置１１３が付属されている。また、流路Ｌ１０３には流量計１１４が備えられている。流量計１１４による流量の測定結果はＶＶＶＦインバータ装置１１３に出力されるように構成されている。ＶＶＶＦインバータ装置１１３は流量の測定結果に基づき、ポンプＰ２を制御するように構成されている。これにより、第２膜ろ過装置１０３への供給水量が制御される。
　貯留槽１０５は、第１膜ろ過装置１０２によって調製された一次透過水が一時的に貯留される。貯留槽１０５は、循環流路Ｌ１１０の一部をなす。貯留槽１０５は、開放型の貯留槽とされている。これにより、後述する運転方法において、気泡が混入した一次透過水が循環される場合に、貯留槽１０５において気泡が脱気される。
　第１膜ろ過装置１０２は、図２に示すように、相互に並列接続された複数の膜ろ過ユニット１０２Ａ、１０２Ｂから構成される。図２には２基の膜ろ過ユニット１０２Ａ、１０２Ｂが示されているが、膜ろ過ユニットの数は２基に限らず、３基でもよく、４基でもよく、５基以上でもよい。
　図３に、膜ろ過ユニット１０２Ａの拡大断面図を示す。なお、膜ろ過ユニット１０２Ｂの構造は、膜ろ過ユニット１０２Ａと同じである。図３に示すように、膜ろ過ユニット１０２Ａは、円筒の軸心線方向を上下方向（この実施形態では鉛直方向）にして配置された容器１を備えている。この容器１内に、複数の中空糸膜２が配置されている。
　中空糸膜２は、容器１の上部側において、固定部としての合成樹脂製ポッティング部３で固定され、容器１の下部側では固定されていない。ポッティング部３の合成樹脂としては例えばエポキシ樹脂を用いることができる。例えば、中空糸膜２をＵ字型に組み込み、中空糸膜２の両端をポッティング部３で固定する。この場合、中空糸膜２の中間部が容器１の下部に位置する。
　中空糸膜２は、例えば、限界濾過膜（ＵＦ膜）とする。ＵＦ膜は、０．００５～０．５μｍの細孔を有するものを例示できる。中空糸膜２は特に制限はないが、通常、内径０．２～１．０ｍｍ、外径０．５～２．０ｍｍ、有効長さ３００～２５００ｍｍ程度のものが用いられる。ＵＦ膜の膜素材についても特に制限はないが、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ポリエチレン、ポリプロピレン等を用いることができる。なお、第１膜ろ過装置１０２に備えられるＵＦ膜は中空糸膜に限らず、スパイラル膜でもよく、チューブラー膜でもよく、平膜でもよい。
　ポッティング部３の上側と下側にはそれぞれ処理水室（透過水室）７と原水室１０とが区画形成されている。中空糸膜２の上端側はポッティング部３を貫通しており、その上端の開口は処理水室７に臨み、中空糸膜２の内部は処理水室７に連通している。中空糸膜２をＵ字型に組み込む場合は、中空糸膜２の両端がポッティング部３を貫通する。また、原水室１０が中空糸膜２の一次側とされ、透過水室７が中空糸膜２の二次側とされる。
　ポッティング部３は例えば円盤状であり、その外周面又は外周縁部が容器１の内面に水密的に接している。
　容器１の内部（原水室１０）には、中心管４が略鉛直方向（容器１の軸方向）に延びている。中心管４は、例えば容器１の中心軸に沿って配置されている。中心管４は先端（上端）が閉じた円管であり、側周面には上下にわたって、かつ周方向に、間隔を空けて複数の噴出孔４ａが全体的に設けられている。
　中心管４の高さ（上下方向の長さ）は特に限定されないが、中心管４の上端がポッティング部３の下面近傍に位置していることが好ましい。なお、中心管４の上端がポッティング部３に埋設されていてもよい。
　以下、膜ろ過ユニット１０２Ａと、流路Ｌ１０１、Ｌ１０２、Ｌ１０４（第１循環流路）、Ｌ１０５（第２循環流路）、Ｌ１０６（Ｌ１０６ａ、Ｌ１０６ｂ）およびＬ１０７（Ｌ１０７ａ、Ｌ１０７ｂ）との接続状態について説明する。膜ろ過ユニット１０２Ｂと各流路との接続状態は、膜ろ過ユニット１０２Ａの場合と同様である。
　中心管４の下端は、容器１の底面の開口１１に臨んでいる。開口１１には流路Ｌ１０１が接続され、流路Ｌ１０１には弁Ｖ１０１が設けられている。流路Ｌ１０１の弁Ｖ１０１よりも容器１側では流路Ｌ１０５が合流している。流路Ｌ１０１は、原水槽１０１に接続されている。通水工程においては、流路Ｌ１０１によって、原水槽１０１から容器１の内部（原水室１０（一次側））に対して原水が供給される。
　流路Ｌ１０５（第２循環流路）は、貯留槽１０５に接続されている。第１膜ろ過装置１０２の洗浄工程においては、流路Ｌ１０５によって、貯留槽１０５から容器１の内部（原水室１０（一次側））に対して一次透過水（透過水）が供給される。原水室１０に供給された一次透過水は、中空糸膜２よってろ過され、透過水室７を経由して容器１の外部に送り出される。
　弁Ｖ１０１と弁Ｖ１０５の開閉を切り替えることで、容器１への原水／一次透過水の供給を切り替えることができる。弁Ｖ１０１を開、弁Ｖ１０５を閉とし、ポンプＰ１により流路Ｌ１０１を介して原水を送り出すことで、原水室１０の下部から原水を供給できる。また、弁Ｖ１０１を閉、弁Ｖ１０５を開とし、ポンプＰ３により流路Ｌ１０５を介して一次透過水を送り出すことで、原水室１０の下部から一次透過水を供給できる。
　また、開口１１には流路Ｌ１０７ａが接続され、流路Ｌ１０７ａには弁Ｖ１０７ａが設けられている。また、中心管４の下部に流路Ｌ１０７ｂが接続され、流路Ｌ１０７ｂに弁Ｖ１０７ｂが設けられている。流路Ｌ１０７ａおよびＬ１０７ｂは、流路Ｌ１０７から分岐されたものである。流路Ｌ１０７は、空気供給部１０７に接続されている。これにより、流路Ｌ１０７および流路Ｌ１０７ａを介して、空気供給部１０７から容器１の内部（原水室１０）に空気が供給される。また、流路Ｌ１０７および流路Ｌ１０７ｂを介して、空気が中心管４に供給される。
　弁Ｖ１０７ａと弁Ｖ１０７ｂの開閉を切り替えることで、容器１への空気の供給経路を切り替えることができる。弁Ｖ１０７ａを開、弁Ｖ１０７ｂを閉とすることで、開口１１を介して容器１の内部（原水室１０）の下方側から空気を供給できる。また、弁Ｖ１０７ａを閉、弁Ｖ１０７ｂを開とすることで、中心管４を介して容器１の内部（原水室１０）の上方側から空気を供給できる。また、容器１の内部（原水室１０）が水で満たされた状態で、流路Ｌ１０７ａまたはＬ１０７ｂから空気を供給することで、開口１１または中心管４から気泡を供給し、中心糸膜２をバブリング洗浄することもできる。
　更に、容器１の側面の上部には上部排出口８が設けられている。上部排出口８はポッティング部３の下面近傍に設けられている。上部排出口８には流路Ｌ１０６ａが接続され、流路Ｌ１０６ａには弁Ｖ１０６ａが設けられている。また、開口１１には流路Ｌ１０６ｂが接続され、流路Ｌ１０６ｂには弁Ｖ１０６ｂが設けられている。そして、流路Ｌ１０６ａおよびＬ１０６ｂは、合流して流路Ｌ１０６となり、洗浄水排出部１０６の排水タンク１０６ａに接続される。流路Ｌ１０６ａ、Ｌ１０６ｂおよびＬ１０６によって、容器１の内部（原水室１０）の洗浄排水または空気が排出される。
　弁Ｖ１０６ａと弁Ｖ１０６ｂの開閉を切り替えることで、容器１からの洗浄排水または空気の何れか一方または両方の排出経路を切り替えることができる。弁Ｖ１０６ａを開、弁Ｖ１０６ｂを閉とすることで、上部排出口８を介して容器１の上方側から洗浄排水または空気の何れか一方または両方を排出できる。また、弁Ｖ１０６ａを閉、弁Ｖ１０６ｂを開とすることで、開口１１を介して容器１の下方側から洗浄排水または空気の何れか一方または両方を排出できる。洗浄排水は、流路Ｌ１０６を介して排水タンク１０６ａに送られる。
　容器１の頂部には一次透過水の出口５が設けられている。出口５には流路Ｌ１０２が接続されている。一次透過水は流路Ｌ１０２を介して容器１の外部に取り出されて第２膜ろ過装置１０３に送られる。また、流路Ｌ１０２の途中には、流路Ｌ１０７ｃが分岐されている。流路Ｌ１０７ｃには弁Ｖ１０７ｃが設けられている。流路Ｌ１０７ｃは、空気供給部１０７に接続されている。
　更に、流路Ｌ１０２の途中には、流路Ｌ１０４が分岐されている。この分岐箇所よりも下流側の流路Ｌ１０２には弁Ｖ１０２が設けられ、流路Ｌ１０４には弁Ｖ１０４が設けられている。流路Ｌ１０４は貯留槽１０５に接続されている。
　弁Ｖ１０７ｃを閉じた状態で、弁Ｖ１０２と弁Ｖ１０４の開閉を切り替えることで、一次透過水の供給先を第２膜ろ過装置１０３または貯留槽１０５に切り替えることができる。通水工程において、弁Ｖ１０２を開、弁Ｖ１０４を閉とすることで、一次透過水を第２膜ろ過装置１０３に供給できる。また、洗浄工程において、弁Ｖ１０２を閉、弁Ｖ１０４を開とすることで、一次透過水を貯留槽１０５に供給できる。
　また、洗浄工程において、弁Ｖ１０２および弁Ｖ１０４を閉じた状態で、弁Ｖ１０７ｃを開くことで、出口５を介して容器１の内部（透過水室７）に空気を供給できる。これにより、中心糸膜２を空気逆洗することができる。
　流路Ｌ１０２は、容器１の頂部の出口５から一定の長さまで、鉛直方向に延在させる必要がある。また、容器１の出口５は、容器１の最上端に設ける必要がある。本実施形態の運転方法では、エア抜き工程において、一次透過水を循環させることで容器１内に残留する空気を排出させる必要があるが、流路Ｌ１０２が一定の長さまで鉛直方向に延在させることで、空気がそれ自体の浮力によって、早期に容器１から流路Ｌ１０２に向けて排出させることが可能になる。
　次に、図１に示す第２膜ろ過装置１０３は、一次透過水をろ過することによって二次透過水を調製する。第２膜ろ過装置１０３には、中空糸膜が備えられている。第２膜ろ過装置１０３の中空糸膜は、例えば、逆浸透膜（ＲＯ膜）とする。ＲＯ膜の膜素材についても特に制限はないが、酢酸セルロース、芳香族ポリアミド等を用いることができる。なお、第２膜ろ過装置１０３に備えられるＲＯ膜は中空糸膜に限らず、スパイラル膜でもよく、チューブラー膜でもよい。
　処理水槽１０４は、第２膜ろ過装置１０３によって調製された二次透過水を貯留する。
　洗浄水排出部１０６は、第１膜ろ過装置１０２の洗浄工程において発生した洗浄排水が排出される。第１膜ろ過装置１０２および洗浄水排出部１０６は、流路Ｌ１０６によって接続されている。洗浄水排出部１０６には、図２に示すように、洗浄排水を一時的に貯留する排出タンク１０６ａが備えられる。
　空気供給部１０７は、第１膜ろ過装置１０２の洗浄工程において第１膜ろ過装置１０２に空気を供給する。第１膜ろ過装置１０２および空気供給部１０７は、流路Ｌ１０７によって接続されている。
　制御部１１０は、第１膜ろ過装置１０２に対する空気導入を伴うろ過膜洗浄の終了後に、貯留槽１０５に貯留された一次透過水を、循環流路Ｌ１１０を介して、第１膜ろ過装置１０２と貯留槽１０５との間で循環させるようにポンプＰ３を制御する。また、制御部１１０は、貯留槽１０５に貯留された一次透過水を、循環流路Ｌ１１０を介して、いずれか１つの膜ろ過ユニット１０２Ａ、１０２Ｂと貯留槽１０５との間で循環させる。
　次に、本実施形態の水処理設備１００の運転方法について説明する。
　本実施形態の水処理設備１００の運転方法は、第１膜ろ過装置１０２においてろ過された一次透過水を第２膜ろ過装置１０３に供給する通水工程と、通水工程の途中において、第１膜ろ過装置１０２に対してろ過膜洗浄を行う洗浄工程と、を備える。洗浄工程には、少なくとも、エア洗浄段階と、エア抜き段階とが備えられている。エア洗浄段階は、第１膜ろ過装置１０２に内蔵されたろ過膜に対して空気を用いたろ過膜洗浄を行う。エア抜き段階は、エア洗浄段階の後に、第１膜ろ過装置１０２の一次側からろ過膜に対して一次透過水を透過させつつ、第１膜ろ過装置１０２と貯留槽１０５との間で一次透過水を循環させる。
　以下、図１～図３を参照しつつ、水処理設備１００を運転方法の詳細を説明する。なお、以下に説明における弁の開閉動作およびポンプの作動および停止の動作は、いずれも、制御部１１０の指令によって行われる。
　通水工程では、図１において、ポンプＰ１、Ｐ２を作動させ、弁Ｖ１０２を開とし、弁Ｖ１０４を閉とする。これにより、原水槽１０１から流路Ｌ１０１を介して原水が第１膜ろ過装置１０２に供給される。原水は、第１膜ろ過装置１０２に備えられたＵＦ膜（中空糸膜２）によってろ過されて一次透過水とされる。一次透過水は、流路Ｌ１０２によって第２膜ろ過装置１０３に送られる。このとき、一次透過水は、流路Ｌ１０２の途中に設けられたポンプＰ２によって加圧された状態で、第２膜ろ過装置１０３に送られる。一次透過水は、第２膜ろ過装置１０３に備えられたＲＯ膜によってろ過されて二次次透過水とされる。二次透過水は、流路Ｌ１０３によって処理水槽１０４に送られる。
　通水工程における第１膜ろ過装置１０２の動作について、図２～図４Ｄを参照して詳細に説明する。
　通水工程では、図２および図３において、流路Ｌ１０１の弁Ｖ１０１および流路Ｌ１０２の弁Ｖ１０２を開にする。一方、流路Ｌ１０５（第２循環流路）の弁Ｖ１０５および流路Ｌ１０４（第１循環流路）の弁Ｖ１０４を閉にする。また、流路Ｌ１０７の弁Ｖ１１０７ａ～Ｖ１０７ｃを閉とし、流路Ｌ１０６ａおよびＬ１０６ｂの弁Ｖ１０６ａおよびＶ１０６ｂを閉とする。
　これにより、膜ろ過ユニット１０２Ａ、１０２Ｂの両方に、流路Ｌ１０１によって原水が供給される。原水は、容器１の原水室１０（一次側）に供給され、中空糸膜２によってろ過されて一次透過水とされる。一次透過水は、中空糸膜２を透過して容器１の透過水室７（二次側）に取り出される。そして、流路Ｌ１０２によって第２膜ろ過装置１０３に送られる。
　通水工程を継続することにより、中空糸膜２の一次側には、原水に含まれていた濁質、有機物等（以後、濁質という）が徐々に堆積する。そのため、中空糸膜２の目詰まりを防止するために、洗浄工程を行う。
　洗浄工程は、第１膜ろ過装置１０２に備えられる複数の膜ろ過ユニット１０２Ａ、１０２Ｂのうち何れか１基に対して行い、他の膜ろ過ユニットにおいては通水工程を継続する。これにより、洗浄工程と並行して通水工程を継続することができ、一次透過水の調製を中断することなく継続できる。膜ろ過ユニットが３基以上の場合であっても、１基の膜ろ過ユニットに対して洗浄工程を行い、残りは通水工程を継続すればよい。以下の説明では、膜ろ過ユニット１０２Ａに対して洗浄工程を行い、膜ろ過ユニット１０２Ｂに対して通水工程を継続する場合について説明する。
　本実施形態の洗浄工程では、エア洗浄段階およびエア抜き段階を順次行う。
　エア洗浄段階は、第１膜ろ過装置１０２に内蔵された中空糸膜２（ろ過膜）に対して空気を用いたろ過膜洗浄を行う。空気を用いたろ過膜洗浄には、様々なタイプのものがある。例えば、中空糸膜２の二次側からエアを送る空気逆洗、中空糸膜２の一次側に空気を供給して中空糸膜２を洗浄する空気洗浄、中空糸膜２の一次側を水で満たした状態で空気を吹き込むことにより中空糸膜２を洗浄するバブリング洗浄が挙げられる。本実施形態のエア洗浄段階では、空気を用いたろ過膜洗浄として、空気逆洗、空気洗浄、バブリング洗浄のいずれか１つを行ってもよく、２つ以上を行ってもよい。また、洗浄工程では、空気を用いたろ過膜洗浄のほかに、中空糸膜２の一次側に洗浄水を供給して中空糸膜２を洗浄する水洗浄を行ってもよい。
　以下、エア洗浄段階の一例を、図２～図５Ｄを参照しつつ説明する。以下に説明する例では、空気逆洗、水洗浄、バブリング洗浄を順次行う場合について説明する。
　図４Ａには、通水工程が継続中の膜ろ過ユニット１０２Ａを示している。流路Ｌ１０１により原水を原水室１０（一次側）に供給し、中空糸膜２によってろ過し、一次透過水として透過水室７（二次側）に取り出し、流路Ｌ１０２から排出している。このとき、弁Ｖ１０１、Ｖ１０２は開とされ、その他の弁は閉じられている。
　また、もう一方の膜ろ過ユニット１０２Ｂにおける弁の開閉状況は、膜ろ過ユニット１０２Ａの場合と同様とする。以後、膜ろ過ユニット１０２Ａに対する洗浄工程を説明するが、通水工程を継続中の膜ろ過ユニット１０２Ｂにおける弁の開閉状況はそのまま維持する。
　以下、膜ろ過ユニット１０２Ａに対する洗浄工程のエア洗浄段階を説明する。まず、流路Ｌ１０１の弁Ｖ１０１を閉じて原水の供給を停止し、流路Ｌ１０２の弁Ｖ１０２も閉じる。また、流路Ｌ１０６ｂの弁Ｖ１０６ｂは開く。これにより図４Ｂに示すように、原水室１０（一次側）に充填されていた原水が、流路Ｌ１０６ｂによって原水室１０から排出される。排出された原水は、洗浄水排出部１０６に送られる。
　次に、中空糸膜２の空気逆洗を行う。流路Ｌ１０７ｃの弁Ｖ１０７ｃを開ける。流路Ｌ１０６ｂの弁Ｖ１０６ｂは開けたままとする。そして図４Ｃに示すように、空気供給部１０７から流路Ｌ１０７ｃおよびＬ１０２を介して空気を透過水室７（二次側）に供給し、中空糸膜２を通過させ、原水室１０（一次側）に取り出し、流路Ｌ１０６ｂから排出させる。これにより、中空糸膜２の空気逆洗が行われる。
　次に、空気供給部１０７からの空気の供給を停止する。これにより図４Ｄに示すように、透過水室７および原水室１０内の空気圧を大気圧まで低下させる。
　次に、中空糸膜２の一次側に一次透過水を供給して、中空糸膜２の水洗浄を行う。流路Ｌ１０７ｃの弁Ｖ１０７ｃおよび流路Ｌ１０６ｂの弁Ｌ１０６ｂは閉じる。流路Ｌ１０５の弁Ｖ１０５および流路Ｌ１０６ａの弁Ｖ１０６ａは開ける。そして、ポンプＰ３を作動させる。これにより、図５Ａに示すように、貯留槽１０５から一次透過水を原水室１０（一次側）に供給して、中空糸膜２の一次側の表面を洗浄する。洗浄後の一次透過水は、洗浄排水として、流路Ｌ１０６ａから排出する。水洗浄を行うことにより、中空糸膜２の一次側の表面に堆積されていた濁質が除去される。
　次に、中空糸膜２の一次側に対して、バブリング洗浄を行う。原水室１０に一次透過水を満たしたまま、流路Ｌ１０５の弁Ｖ１０５は閉じる。ポンプＰ３は止める。流路Ｌ１０７ｂの弁Ｖ１０７ｂは開ける。流路Ｌ１０６ａの弁Ｖ１０６ａは開けたままとする。これにより、図５Ｂに示すように、流路Ｌ１０７ｂから原水室１０（一次側）に空気が供給される。空気は、流路Ｌ１０７ｂから中心管４に供給され、中心管４に設けられた噴出孔４ａから原水室１０内に噴出される。原水室１０には一次透過水が満たされたままなので、噴出された空気は気泡となって中空糸膜２の中心管４に対向する表面に接触し、中空糸膜２の上部をバブリング洗浄する。洗浄に供された空気は、一部の洗浄排水とともに、流路Ｌ１０６ａから排出される。このようにして、中空糸膜２の上部がバブリング洗浄される。
　次に、中空糸膜２の一次側に対して、引き続きバブリング洗浄を行う。原水室１０に一次透過水を満たしたまま、流路Ｌ１０７ｂの弁Ｖ１０７ｂは閉じる。流路Ｌ１０７ａの弁Ｖ１０７ａは開ける。流路Ｌ１０６ａの弁Ｖ１０６ａは開けたままとする。これにより、図５Ｃに示すように、流路Ｌ１０７ａから原水室１０（一次側）に空気が供給される。空気は、容器１の下部の開口１１から供給される。原水室１０には一次透過水が満たされたままなので、供給された空気は気泡となって中空糸膜２の一次側の表面に接触して、中空糸膜２の下部をバブリング洗浄する。洗浄に供された空気は、流路Ｌ１０６ａから排出される。このようにして、中空糸膜２の下部がバブリング洗浄される。
　次に、流路Ｌ１０７ａの弁Ｖ１０７ａは開けたままとし、流路Ｌ１０６ａの弁Ｖ１０６ａを閉じ、流路Ｌ１０６ｂの弁Ｖ１０６ｂを開ける。これにより、図５Ｄに示すように、中空糸膜２の下部へのバブリング洗浄を継続しつつ、原水室１０内の洗浄水を流路Ｌ１０６ｂから排出する。
　図５Ｂ～図５Ｄにおいて説明したように、空気の供給経路を変更することで、中空糸膜２の全体をバブリング洗浄することができる。
　次に、エア抜き段階について説明する。エア洗浄段階終了後の第１膜ろ過装置１０２の膜ろ過ユニット１０２Ａの内部には、空気が残留しているため、このままの状態で通水工程を再開すると、気泡を含む一次透過水が流路Ｌ１０２を介してポンプＰ２および第２膜ろ過装置１０３に送られることになる。そうすると、気泡を含む一次透過水によって、ポンプＰ２および第２膜ろ過装置１０３の動作が異常をきたすおそれがある。そこで、本実施形態では、エア抜き工程を行うことによって、膜ろ過ユニット１０２Ａの内部から気泡を完全に除去する。
　具体的には、まず、流路Ｌ１０４（第１循環流路）の弁Ｖ１０４および流路Ｌ１０５（第２循環流路）の弁Ｖ１０５を開とする。また、流路Ｌ１０６ａの弁Ｖ１０６ａも開とする。流路Ｌ１０６ｂの弁Ｖ１０６ｂは閉とし、流路Ｌ１０７ａの弁Ｖ１０６７ａも閉とする。そして、ポンプＰ３を作動させる。これにより、図６Ａに示すように、貯留槽１０５から一次透過水を原水室１０（一次側）に供給する。一次透過水は、その一部が、流路Ｌ１０６ｂから排出する。排出された一次透過水は洗浄水排出部１０６に送られる。これにより、原水室１０（一次側）内に残留する空気を早期に排出して、原水室１０を一次透過水によって満たすことができる。
　また、原水室１０（一次側）に供給された一次透過水の残部は、中空糸膜２を透過して、透過水室７（二次側）から取り出される。取り出された一次透過水は、流路Ｌ１０４によって貯留槽１０５に戻される。戻された一次透過水は、流路Ｌ１０５によって再び膜ろ過ユニット１０２Ａに送られる。このようにして、循環流路による一次透過水の循環を安定化させる。
　次に、流路Ｌ１０６ａの弁Ｖ１０６ａを閉とする。流路Ｌ１０４（第１循環流路）の弁Ｖ１０４および流路Ｌ１０５（第２循環流路）の弁Ｖ１０５は開のままとし、ポンプＰ３も作動させたままとする。これにより、図６Ｂに示すように、貯留槽１０５に貯留された一次透過水が、循環流路Ｌ１１０によって、貯留槽１０５と膜ろ過ユニット１０２Ａとの間で循環させられる。
　この一次透過水の循環によって、膜ろ過ユニット１０２Ａの容器１の内部において、一次透過水の水流が生じ、容器１の内部に残留する気泡は、この水流によって容器１の出口５から流路L１０２に排出される。ここで、流路Ｌ１０２は、容器１の頂部の出口５から一定の長さまで、鉛直方向に延在されており、また、容器１の出口５は、容器１の最上端に設けられているので、空気自体の浮力によって、容器１の内部に残留する気泡が、早期に容器１の外部に排出させることが可能になる。
　排出された気泡は、一次透過水とともに、流路Ｌ１０４によって貯留槽１０５に送られる。貯留槽１０５は、開放式とされているので、貯留槽１０５に到達した気泡は直ちに脱気される。
　このようにして、エア洗浄段階において膜ろ過ユニット１０２Ａの内部に導入された空気を、エア抜き段階によってほぼ完全に排出させることが可能になる。
　洗浄工程が終了後の膜ろ過ユニット１０２Ａは、すみやかに通水工程に移行するとよい。
　なお、複数の膜ろ過ユニットに対して、順次、洗浄工程を行ってもよい。すなわち、膜ろ過ユニット１０２Ａに対する洗浄工程の終了後に、別の膜ろ過ユニット１０２Ｂに対する洗浄工程を開始してよいのはもちろんである。ただし、膜ろ過ユニット１０２Ａの洗浄工程の終了後に、直ちに、別の膜ろ過ユニット１０２Ｂに対する洗浄工程を開始すると、一次透過水の供給量が大きく変動し、第２膜ろ過装置１０３における一次透過水の供給量と、二次透過水の生産量とのバランスが崩れて、第２膜ろ過装置１０３の作動が不安定になるおそれがある。
　そのため、複数の膜ろ過ユニットに対して、順次、洗浄工程を行う場合は、膜ろ過ユニットに対する先行の洗浄工程と、別の膜ろ過ユニットに対する後行の洗浄工程との間に、全ての膜ろ過ユニットに対して通水工程を行うことが好ましい。すなわち、膜ろ過ユニット１０２Ａに対する洗浄工程が終了して、膜ろ過ユニット１０２Ａが通水工程に移行してから、膜ろ過ユニット１０２Ｂに対する洗浄工程を開始するとよい。膜ろ過ユニット１０２Ａが通水工程に移行した際は、膜ろ過ユニット１０２Ｂにおいても通水工程が進行中である。このように、一旦、全ての膜ろ過ユニットが通水工程に移行してから、次の洗浄工程を行うとよい。
　以上説明したように、本実施形態の水処理設備１００によれば、貯留槽１０５に貯留された一次透過水を第１膜ろ過装置１０２と貯留槽１０５との間で循環可能とする循環流路Ｌ１１０と、ポンプＰ３と、制御部１１０とが備えられているので、第１膜ろ過装置１０２に対する空気導入を伴うろ過膜洗浄を行った場合でも、第１膜ろ過装置１０２内に残留する気泡を早期に除去できる。また、従来の水処理設備に比べて、機器の点数を大幅に削減できるので、水処理設備１００をコンパクト化することができる。
　また、循環流路Ｌ１１０が、一次透過水を貯留槽１０５に供給する第１循環流路と、貯留槽１０５に貯留された一次透過水を第１膜ろ過装置１０２に供給可能にする第２循環流路と、から構成されるので、一次透過水の循環経路が短くなり、水処理設備１００をコンパクトにすることができる。
　また、貯留槽１０５が開放型の貯留槽であるので、一次透過水に含まれる気泡を貯留槽１０５において解放させることができる。また、循環流路Ｌ１１０が閉鎖型の流路であるので、外部からの気泡の混入を抑制できる。
　また、第１膜ろ過装置１０２が、相互に並列接続された複数の膜ろ過ユニット１０２Ａ、１０２Ｂから構成され、また、循環流路Ｌ１１０が、膜ろ過ユニット１０２Ａ、１０２Ｂのそれぞれに対して一次透過水を供給可能とされ、更に制御部１１０は、貯留槽１０５に貯留された一次透過水を、循環流路Ｌ１１０を介して、いずれか１つの膜ろ過ユニットと貯留槽１０５との間で循環させるので、１つの膜ろ過ユニットが洗浄工程中であっても、他の膜ろ過ユニットでは通水工程を継続できるので、二次透過水の生産量を低下させることがない。
　本実施形態の水処理設備の運転方法によれば、通水工程の途中において、第１膜ろ過装置１０２に対してろ過膜洗浄を行う洗浄工程を備え、洗浄工程には、少なくとも、第１膜ろ過装置１０２に対して空気を用いたろ過膜洗浄を行うエア洗浄段階と、エア洗浄段階の後に、第１膜ろ過装置１０２の一次側から一次透過水を透過させつつ、第１膜ろ過装置１０２と貯留槽１０５との間で一次透過水を循環させるエア抜き段階と、が備えられているので、エア洗浄段階後に第１膜ろ過装置１０２内に空気が気泡として残留した場合でも、エア抜き段階によって残留する気泡を早期に除去することができる。
　また、貯留槽１０５が開放型の貯留槽であるので、一次透過水に含まれる気泡を貯留槽１０５において解放させることができる。
　また、第１膜ろ過装置１０２が、相互に並列接続された複数の膜ろ過ユニット１０２Ａ、１０２Ｂから構成され、循環流路Ｌ１１０が膜ろ過ユニット１０２Ａ、１０２Ｂのそれぞれに対して一次透過水を供給可能とされ、複数の膜ろ過ユニットのうち、一部の膜ろ過ユニット１０２Ａに対して洗浄工程を行うともに、残りの膜ろ過ユニット１０２Ｂに対して通水工程を行うので、二次透過水の生産量を低下させることがない。
　更に、複数の膜ろ過ユニットに対して、順次、洗浄工程を行う場合において、膜ろ過ユニット１０２Ａに対する先行の洗浄工程と、膜ろ過ユニット１０２Ｂに対する後行の洗浄工程との間で、全ての膜ろ過ユニット１０２Ａ、１０２Ｂに対して通水工程を行うので、第２膜ろ過装置１０３における一次透過水の供給量と、二次透過水の生産量とのバランスが適正な範囲に維持され、水処理設備１００全体を安定して操業できる。
　以上のように、本発明によれば、設置スペースを小さくすることが可能な水処理設備およびその運転方法を提供できる。
　１００…水処理装置、１０１…原水槽、１０２…第１膜ろ過装置、１０２Ａ、１０２Ｂ…膜ろ過ユニット、１０３…第２膜ろ過装置、１０４…処理水槽、１０５…貯留槽、Ｌ１１０…循環流路、Ｐ３…ポンプ、１１０…制御部、Ｌ１０２、Ｌ１０４…第１循環流路、Ｌ１０５…第２循環流路。

Claims (8)

  1. 　第１膜ろ過装置と、
    　前記第１膜ろ過装置の後段に設置された第２膜ろ過装置と、
    　前記第１膜ろ過装置を透過した透過水の一部が貯留される貯留槽と、
    　前記第１膜ろ過装置と前記貯留槽との間に設置されて、前記貯留槽に貯留された前記透過水を、前記第１膜ろ過装置と前記貯留槽との間で循環可能とする循環流路と、
    　前記循環流路に備えられたポンプと、
    　前記第１膜ろ過装置に対する空気導入を伴うろ過膜洗浄の終了後に、前記貯留槽に貯留された前記透過水を、前記循環流路を介して、前記第１膜ろ過装置と前記貯留槽との間で循環させるように前記ポンプを制御する制御部と、を備えた水処理設備。
  2. 　前記循環流路は、
    　前記第１膜ろ過装置を透過した前記透過水を前記貯留槽に供給する第１循環流路と、
    　前記貯留槽に貯留された前記透過水を前記第１膜ろ過装置の一次側に供給可能にする第２循環流路と、から構成され、
    　前記第２循環流路に前記ポンプが備えられている、請求項１に記載の水処理設備。
  3. 　前記循環流路が閉鎖型の流路であり、前記貯留槽が開放型の貯留槽である、請求項１または請求項２に記載の水処理設備。
  4. 　前記第１膜ろ過装置は、相互に並列接続された複数の膜ろ過ユニットから構成され、
    　前記循環流路は、前記膜ろ過ユニットのそれぞれに対して前記透過水を供給可能とされ、
    　前記制御部は、前記貯留槽に貯留された前記透過水を、前記循環流路を介して、いずれか１つの前記膜ろ過ユニットと前記貯留槽との間で循環させる、請求項１または請求項２に記載の水処理設備。
  5. 　第１膜ろ過装置と、前記第１膜ろ過装置の後段に設置された第２膜ろ過装置と、前記第１膜ろ過装置を透過した透過水の一部が貯留される貯留槽と、が備えられた水処理設備の運転方法であって、
    　前記第１膜ろ過装置においてろ過された前記透過水を前記第２膜ろ過装置に供給する通水工程と、
    　前記通水工程の途中において、前記第１膜ろ過装置に対してろ過膜洗浄を行う洗浄工程と、を備え、
    　前記洗浄工程には、少なくとも、
    　前記第１膜ろ過装置に対して空気を用いたろ過膜洗浄を行うエア洗浄段階と、
    　前記エア洗浄段階の後に、前記第１膜ろ過装置の一次側から前記透過水を透過させつつ、前記第１膜ろ過装置と前記貯留槽との間で前記透過水を循環流路により循環させるエア抜き段階と、が備えられている、水処理設備の運転方法。
  6. 　前記貯留槽が開放型の貯留槽とされており、
    　前記エア抜き工程において前記第１膜ろ過装置から前記透過水とともに排出された空気を、前記貯留槽において脱気する、請求項５に記載の水処理設備の運転方法。
  7. 　前記第１膜ろ過装置は、相互に並列接続された複数の膜ろ過ユニットから構成され、
    　前記循環流路は、前記複数の膜ろ過ユニットそれぞれに対して前記透過水を供給可能とされ、
    　前記複数の膜ろ過ユニットのうち、一部の膜ろ過ユニットに対して前記洗浄工程を行うともに、残りの膜ろ過ユニットに対して前記通水工程を行う、請求項５または請求項６に記載の水処理設備の運転方法。
  8. 　前記複数の膜ろ過ユニットに対して、順次、洗浄工程を行う場合において、膜ろ過ユニットに対する先行の洗浄工程と、別の膜ろ過ユニットに対する後行の洗浄工程との間で、全ての膜ろ過ユニットに対して通水工程を行う、請求項７に記載の水処理設備の運転方法。
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