(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水の濾過膜の洗浄方法であって、
第１の酸化剤として次亜塩素酸ソーダ又は過酸化水素を含有する洗浄水を用いて前記濾過膜を逆流洗浄した後、第２の酸化剤としてオゾンを含有する洗浄水を用いて前記濾過膜を逆流洗浄することを特徴とする被処理水の濾過膜の洗浄方法。
【請求項２】
前記濾過膜によって濾過処理された濾過水を前記洗浄水に用いることを特徴とする請求項１に記載の被処理水の濾過膜の洗浄方法。
【請求項３】
前記第１の酸化剤を含有する洗浄水を用いた濾過膜の逆流洗浄の前、又は前記第２の酸化剤を含有する洗浄水を用いた濾過膜の逆流洗浄の後に、酸を含有する洗浄水を用いて濾過膜を洗浄することを特徴とする請求項１又は２に記載の被処理水の濾過膜の洗浄方法。
【請求項４】
前記第１の酸化剤を含有する洗浄水を用いた濾過膜の逆流洗浄の後に、酸及びオゾンを含有するｐＨが５以下の洗浄水を用いて濾過膜を洗浄することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の被処理水の濾過膜の洗浄方法。
【請求項５】
被処理水の濾過膜の洗浄装置であって、
第１の酸化剤として次亜塩素酸ソーダ又は過酸化水素を含有する洗浄水を用いて前記濾過膜を逆流洗浄する手段と、
第２の酸化剤としてオゾンを含有する前記洗浄水を用いて前記濾過膜を逆流洗浄する手段と
を備え、前記第１の酸化剤を含有する洗浄水を用いて前記濾過膜を逆流洗浄した後、前記第２の酸化剤を含有する洗浄水を用いて前記濾過膜を逆流洗浄することを特徴とする被処理水の濾過膜の洗浄装置。
【請求項６】
酸を含有する洗浄水を用いて濾過膜を洗浄する手段を更に備えており、前記第１の酸化剤を含有する洗浄水を用いた濾過膜の逆流洗浄の前、又は前記第２の酸化剤を含有する洗浄水を用いた濾過膜の逆流洗浄の後に、酸を含有する洗浄水を用いて濾過膜を洗浄することを特徴とする請求項５に記載の被処理水の濾過膜の洗浄装置。
【請求項７】
酸及びオゾンを含有するｐＨが５以下の洗浄水を用いて濾過膜を洗浄する手段を更に備えており、前記第１の酸化剤を含有する洗浄水を用いた濾過膜の逆流洗浄の後に、酸及びオゾンを含有するｐＨが５以下の洗浄水を用いて濾過膜を洗浄することを特徴とすることを特徴とする請求項５又は６に記載の被処理水の濾過膜の洗浄装置。
【請求項８】
前記第２の酸化剤を含有する洗浄水を用いて濾過膜を洗浄する手段が、オゾン発生器に接続されたオゾン水生成塔を備えていることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の被処理水の濾過膜の洗浄装置。
【請求項９】
前記オゾン発生器と前記オゾン水生成塔との間にオゾンガス貯蔵槽が設けられていることを特徴とする請求項８に記載の被処理水の濾過膜の洗浄装置。
【請求項１０】
被処理水を濾過処理する濾過装置と、
請求項５〜９のいずれか一項に記載の被処理水の濾過膜の洗浄装置と
を備えた水処理システムであって、
前記濾過装置によって濾過処理された濾過水を、前記被処理水の濾過膜の洗浄装置で用いられる洗浄水に用いることを特徴とする水処理システム。
【請求項１１】
前記濾過装置が膜分離活性汚泥処理装置であることを特徴とする請求項１０に記載の水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上水道、下水道、工業用水、各種廃水などの被処理水の濾過処理に使用される濾過膜の洗浄方法及び洗浄装置、並びに水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
被処理水の汚濁物質を除去する方法として、濾過膜を利用した濾過処理が用いられている。例えば、下水道においては、活性汚泥法などによる生物学的処理を行った後、濾過膜を用いて有機物質などの汚濁物質が分離除去されている。濾過膜としては、円筒状の精密濾過膜又は限外濾過膜が一般に用いられている。また、濾過方式としては、円筒状の濾過膜の外側に被処理水を流し、内側に濾過水を流す外圧濾過方式と、円筒状の濾過膜の内側に被処理水を流し、外側に濾過水を流す内圧濾過方式とがある。このような円筒状の濾過膜を用いた濾過処理では、濾過膜の継続的な使用に伴い、濾過性能が低下するという問題がある。具体的には、濾過膜の継続的な使用に伴い、被処理水と接する濾過膜の表面（外圧濾過方式では外面、内圧濾過方式では内面）、濾過水と接する濾過膜の表面（外圧濾過方式では内面、内圧濾過方式では外面）、又は濾過膜の孔中に汚濁物質が付着して目詰まりが生じ、濾過性能が徐々に低下する。特に、濾過膜に目詰りが生じると、濾過時に必要な圧力が増加するので、膜濾過流束（単位時間、単位膜面積当たりの膜濾過水量）も低下してしまう。そのため、濾過膜の性能を維持するためには、濾過膜を定期的に洗浄する必要がある。【０００３】
そこで、濾過性能を維持する方法として、濾過膜の濾過方向とは逆方向の濾過水側から濾過水、清澄水などの洗浄水を濾過膜に流通させることにより、被処理水と接する濾過膜の表面に付着した汚濁物質を物理的に除去する逆流洗浄が行われている。また、汚濁物質の除去効果を高めるために、次亜塩素酸ソーダ（「次亜塩素酸ナトリウム」とも呼ばれる）、オゾンなどの酸化剤を含有する洗浄水を用いて濾過膜の逆流洗浄を行うことにより、濾過水と接する濾過膜の表面又は濾過膜の孔中に分子間力などで化学的に付着した汚濁物質を酸化分解して除去する方法も提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。また、酸化剤を含有する洗浄水を用いて、濾過水と接する濾過膜の表面又は濾過膜の孔中に化学的付着した汚濁物質を酸化分解した後、オゾンを含む空気を被処理水と接する濾過膜の表面に吹き込むことにより、濾過膜に付着した汚濁物質を除去する方法も提案されている（例えば、特許文献３参照）。さらに、過酸化水素とオゾンとを濾過膜内で接触させることにより、オゾンよりも酸化力の強いヒドロキシラジカルなどのラジカルを生成し、被処理水と接する濾過膜の表面、濾過水と接する濾過膜の表面、又は濾過膜の孔中に付着した汚濁物質を酸化分解して除去する方法も提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３１３９０２号公報
【特許文献２】特開平４−３１０２２０号公報
【特許文献３】特開２００２−３６１０５４号公報
【特許文献４】特開２００３−３２６２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の濾過膜の洗浄方法では、特に、濾過水と接する濾過膜の表面又は濾過膜の孔中の洗浄効果に限界があり、濾過膜の濾過性能を十分に回復させることができないという問題がある。
すなわち、次亜塩素酸ソーダ、オゾンなどの酸化剤をそれぞれ単独で含有する洗浄水を用いて濾過膜を逆流洗浄する従来の方法では、濾過水と接する濾過膜の表面又は濾過膜の孔中に化学的に付着した汚濁物質を効率的に除去することができず、洗浄した濾過膜の濾過性能が直ぐに低下する。実際、従来の方法によって逆流洗浄した濾過膜では、膜濾過流束の低下が速く、濾過膜の濾過効率が直ぐに低下する。また、濾過水と接する濾過膜の表面又は濾過膜の孔中に化学的に付着した汚濁物質を十分に除去するためには、多量の酸化剤を含有する水を多量に用いて長時間洗浄しなければならず、酸化剤及び水の使用量が多くなる。
他方、複数の酸化物を組み合わせて使用する場合、濾過水と接する濾過膜の表面又は濾過膜の孔中に化学的に付着した汚濁物質の分解反応だけでなく酸化物同士の複雑な反応も生じるため、酸化物の消費量が増加すると共に、汚濁物質の分解反応のみを選択的に促進させることができない。その結果、濾過水と接する濾過膜の表面又は濾過膜の孔中に化学的に付着した汚濁物質を効率的に除去することができない。【０００６】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、酸化剤及び水の使用量を低減しつつ、被処理水と接する濾過膜の表面に付着した汚濁物質だけでなく、濾過水と接する濾過膜の表面又は濾過膜の孔中に化学的に付着した汚濁物質を効率的に除去し、長期間にわたって濾過性能を維持することが可能な濾過膜の洗浄方法及び洗浄装置、並びに水処理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、被処理水と接する濾過膜の表面、濾過水と接する濾過膜の表面及び濾過膜の孔中に付着した汚濁物質の洗浄について鋭意研究した結果、酸化力が異なる酸化剤を含有する少なくとも２種の洗浄水を準備し、酸化力が小さい酸化剤を含有する洗浄水から順に用いて濾過膜を洗浄することにより、上記の問題を解決し得ることを見出し本発明に至った。【０００８】
すなわち、本発明は、被処理水の濾過膜の洗浄方法であって、第１の酸化剤として次亜塩素酸ソーダ又は過酸化水素を含有する洗浄水を用いて前記濾過膜を逆流洗浄した後、第２の酸化剤としてオゾンを含有する洗浄水を用いて前記濾過膜を逆流洗浄することを特徴とする被処理水の濾過膜の洗浄方法濾過膜の洗浄方法である。
また、本発明は、被処理水の濾過膜の洗浄装置であって、第１の酸化剤として次亜塩素酸ソーダ又は過酸化水素を含有する洗浄水を用いて前記濾過膜を逆流洗浄する手段と、第２の酸化剤としてオゾンを含有する前記洗浄水を用いて前記濾過膜を逆流洗浄する手段とを備え、前記第１の酸化剤を含有する洗浄水を用いて前記濾過膜を逆流洗浄した後、前記第２の酸化剤を含有する洗浄水を用いて前記濾過膜を逆流洗浄することを特徴とする被処理水の濾過膜の洗浄装置である。
さらに、本発明は、被処理水を濾過処理する濾過装置と、前記被処理水の濾過膜の洗浄装置とを備えた水処理システムであって、前記濾過装置によって濾過処理された濾過水を、前記被処理水の濾過膜の洗浄装置で用いられる洗浄水に用いることを特徴とする水処理システムである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、酸化剤及び水の使用量を低減しつつ、被処理水と接する濾過膜の表面に付着した汚濁物質だけでなく、濾過水と接する濾過膜の表面又は濾過膜の孔中に化学的に付着した汚濁物質を効率的に除去し、長期間にわたって濾過性能を維持することが可能な濾過膜の洗浄方法及び洗浄装置、並びに水処理システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】外圧濾過方式の濾過膜の断面図である。
【図２】内圧濾過方式の濾過膜の断面図である。
【図３】実施の形態２に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムを示す概念図である。
【図４】実施の形態３に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムを示す概念図である。
【図５】実施の形態４に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムを示す概念図である。
【図６】実施の形態５に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムを示す概念図である。
【図７】実施の形態６に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムを示す概念図である。
【図８】実施の形態７に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムを示す概念図である。
【図９】実施の形態８に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムを示す概念図である。
【図１０】実施の形態９に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムを示す概念図である。
【図１１】実施の形態１０に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムを示す概念図である。
【図１２】比較例１で用いた濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムを示す概念図である。
【図１３】比較例２で用いた濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムを示す概念図である。
【図１４】比較例４で用いた濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムを示す概念図である。
【図１５】実施例１及び比較例１〜４における逆流洗浄に使用した洗浄水の量と、膜間差圧の回復率との関係を示すグラフである。
【図１６】実施例２における膜分離活性汚泥処理６サイクルごとの膜間差圧及び逆流洗浄後の膜間差圧の結果を示すグラフである。
【図１７】比較例６における膜分離活性汚泥処理６サイクルごとの膜間差圧及び逆流洗浄後の膜間差圧の結果を示すグラフである。
【図１８】実施例２及び比較例５〜８における逆流洗浄後の膜間差圧の経日変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
本実施の形態に係る濾過膜の洗浄方法は、酸化剤を含有する少なくとも２種の洗浄水を用い、酸化力が小さい酸化剤を含有する洗浄水から順に濾過膜を洗浄することを特徴とする。ここで、本明細書において「酸化力」とは、水素電極を用いて２５℃で測定された標準酸化還元電位の大きさによって定義することができる。例えば、酸化力が小さい酸化剤とは、標準酸化還元電位（２５℃）が小さい酸化剤のことを意味する。また、酸化力が大きい酸化剤とは、標準酸化還元電位（２５℃）が大きい酸化剤のことを意味する。
本実施の形態に係る濾過膜の洗浄方法に用いられる洗浄水は、２種以上であれば特に限定されないが、洗浄水の数が多すぎると、各洗浄水に用いる酸化剤の種類を多くしなければならない。そのため、本実施の形態に係る濾過膜の洗浄方法に用いられる洗浄水は、洗浄コストを低減する観点から、好ましくは２種又は３種、より好ましくは２種である。
以下、２種の洗浄水を用いた濾過膜の洗浄方法を例にして詳細に説明するが、３種以上の洗浄水を用いた濾過膜の洗浄方法とし得ることは言うまでもない。
【００１２】
本実施の形態に係る濾過膜の洗浄方法は、第１の酸化剤を含有する洗浄水を用いて濾過膜を洗浄した後、第１の酸化剤よりも酸化力が大きい第２の酸化剤を含有する洗浄水を用いて濾過膜を洗浄することを特徴とする。
ここで、濾過膜の洗浄は、濾過膜の濾過方向とは逆の方向に洗浄水を噴出させて洗浄する逆流洗浄に限定されず、洗浄水を濾過膜内に通水した後、洗浄水をそのまま膜内で保持する洗浄方法や、濾過膜を洗浄液に浸漬して保持する洗浄方法などを用いることができる。
【００１３】
また、本実施の形態に係る濾過膜の洗浄方法の対象となる濾過膜は、上水道、下水道、下水二次処理水、工業排水、海水、屎尿などの被処理水を濾過処理することによって汚濁物質が表面又は孔中に付着した状態の濾過膜である。
本実施の形態の濾過膜の洗浄方法に用いることが可能な濾過膜の材質は、酸化剤によって劣化しなければ特に限定されない。濾過膜の材質の例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテンなどのポリオレフィン；テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素系樹脂化合物；酢酸セルロース、エチルセルロースなどのセルロース類；セラミックなどが挙げられる。その中でも、濾過膜の材質は、オゾンなどの強い酸化剤に対する耐性に優れたフッ素系樹脂化合物であることが好ましい。また、濾過膜の材質は、上記の各物質を単独又は２種以上を組み合わせたものであってもよい。
【００１４】
濾過膜の種類は、特に限定されず、精密濾過（ＭＦ）膜、限外濾過（ＵＦ）膜などの当該技術分野において公知の各種濾過膜を用いることができる。
濾過膜の平均孔径は、特に限定されないが、好ましくは０．００１μｍ〜１μｍ、より好ましくは０．０１μｍ〜０．８μｍである。この範囲の平均孔径を有する濾過膜であれば、本実施の形態の濾過膜の洗浄方法により、被処理水と接する濾過膜の表面に付着した汚濁物質だけでなく、濾過水と接する濾過膜の表面又は濾過膜の孔中に化学的に付着した汚濁物質を効率的に除去することができる。
濾過膜の形状は、特に限定されず、円筒状、平膜状などの当該技術分野において公知の形状とすることができる。その中でも、濾過膜の形状は円筒状であることが好ましい。なお、濾過膜は、膜モジュールに組み込まれていてもよく、膜モジュールは、浸漬型、ケーシング型、モノリス型などを採用することができる。また、濾過膜の濾過方式は、全量濾過方式又はクロスフロー濾過方式のいずれのものでも用いることができる。
【００１５】
濾過膜の通水方式としては、特に限定されず、濾過膜の外側に被処理水を流し、内側に濾過水を流す外圧濾過方式、濾過膜の内側に被処理水を流し、外側に濾過水を流す内圧濾過方式のいずれであってもよい。ここで、図１に、外圧濾過方式の濾過膜の断面図を示す。また、図２に内圧濾過方式の濾過膜の断面図を示す。図１及び２において、（ａ）は濾過膜の拡大縦断面図であり、（ｂ）は濾過膜の拡大横断面図である。
【００１６】
図１及び２に示すように、濾過膜は、被処理水１と接する表面１００と、濾過水１０３と接する表面１０１と、濾過水１０３が流れる孔１０２とを備える。外圧濾過方式の濾過膜では、濾過膜の外側に被処理水１を流し、濾過膜の内側（矢印方向）に向けて濾過水１０３が流れる。一方、内圧濾過方式の濾過膜では、濾過膜の内側に被処理水１を流し、濾過膜の外側（矢印方向）に向けて濾過水１０３が流れる。
したがって、本明細書において「被処理水１と接する濾過膜の表面１００」とは、外圧濾過方式では濾過膜の外面を意味するのに対し、内圧濾過方式では濾過膜の内面を意味する。また、本明細書において「濾過水１０３と接する濾過膜の表面１０１」とは、外圧濾過方式では濾過膜の内面を意味するのに対し、内圧濾過方式では濾過膜の外面を意味する。また、本明細書において「濾過膜の孔１０２中」とは、濾過水１０３が流れる濾過膜の孔１０２の内部、特に、孔１０２の内部表面のことを意味する。なお、「濾過膜の表面」とは、被処理水１と接する表面１００及び濾過水１０３と接する表面１０１の両方を含む概念である。
【００１７】
被処理水１と接する濾過膜の表面１００に付着した汚濁物質は、濾過処理によって堆積した有機物であるため、物理的な除去が容易である。他方、濾過水１０３と接する濾過膜の表面１０１又は濾過膜の孔１０２中に付着した汚濁物質は、分子間力などで化学的に付着しているため、物理的な除去が難しい。濾過水１０３と接する濾過膜の表面１０１又は濾過膜の孔１０２中に付着した汚濁物質は、一般に溶解性有機物であり、酸化剤による酸化分解によって除去することができる。この溶解性有機物は、酸化分解が容易な易分解性有機物と酸化分解が困難な難分解性有機物との２つに大きく分類される。
酸化力が小さい第１の酸化剤を含有する洗浄水を用いて濾過膜を洗浄すると、易分解性有機物を酸化分解して除去することができる一方、難分解性有機物を酸化分解させることができないため、難分解性有機物を除去することができない。しかし、第１の酸化剤は、難分解性有機物に化学的に作用し、濾過膜に対する難分解性有機物の付着力を低下させたり、難分解性有機物を変性させたりすることができる。これに続いて、酸化力が大きい第２の酸化剤を含有する洗浄水を用いて濾過膜を洗浄すると、第２の酸化剤と難分解性有機物との反応性が向上し、難分解性有機物を酸化分解して除去し易くなる。そのため、このような順序で濾過膜を洗浄することにより、酸化剤及び水の使用量を低減しつつ、濾過水１０３と接する濾過膜の表面１０１又は濾過膜の孔１０２中に化学的に付着した汚濁物質を効率的に除去することができる。その結果、長期間にわたって濾過性能を維持することが可能な濾過膜を得ることができる。
【００１８】
他方、酸化力が大きい第２の酸化剤を含有する洗浄水のみを用いて濾過膜を洗浄する場合、易分解性有機物及び難分解性有機物の両方を酸化分解して除去することができるが、第２の酸化剤と難分解性有機物との反応効率が低いため、難分解性有機物を濾過膜から効率的に酸化分解して除去することが難しい。また、難分解性有機物を十分に酸化分解して除去するためには第２の酸化剤を含有する洗浄水を多量に用いなければならないため、第２の酸化剤及び水の使用量が増加する。
【００１９】
また、酸化力が大きい第２の酸化剤を含有する洗浄水を用いて濾過膜を洗浄した後、酸化力が小さい第１の酸化剤を含有する洗浄水を用いて濾過膜を洗浄する場合、酸化力が小さい第１の酸化剤が難分解性有機物を酸化分解させることができないため、難分解性有機物が濾過膜から除去されないことがある。そのため、酸化力が大きい第２の酸化剤を含有する洗浄水のみを用いて濾過膜を洗浄する場合と同様に、難分解性有機物を十分に酸化分解して除去するためには、第２の酸化剤を含有する洗浄水を多量に用いなければければならないため、第２の酸化剤及び水の使用量が増加する。
【００２０】
また、酸化力が小さい第１の酸化剤及び酸化力が大きい第２の酸化剤の両方を含有する洗浄水を用いて濾過膜を洗浄する場合、易分解性有機物及び難分解性有機物の両方を酸化分解して除去することができるが、酸化剤同士の反応が生じるため、酸化剤の消費量が増加すると共に、易分解性有機物及び難分解性有機物の分解反応のみを選択的に促進させることができない。
【００２１】
第１の酸化剤及び第２の酸化剤としては、有機物を酸化分解させることが可能な物質であれば特に限定されず、当該技術分野において公知の物質を用いることができる。第１の酸化剤及び第２の酸化剤の例としては、次亜塩素酸ソーダ、過酸化水素、苛性ソーダ、オゾンなどが挙げられる。その中でも、第１の酸化剤は、水素電極を用いて測定された標準酸化還元電位（２５℃）が好ましくは２．０Ｖ未満であり、第２の酸化剤は、水素電極を用いて測定された標準酸化還元電位（２５℃）が好ましくは２．０Ｖ以上である。具体的には、第１の酸化剤として次亜塩素酸ソーダ、第２の酸化剤としてオゾンを用いることが好ましい。このような組み合わせの酸化剤を用いることにより、濾過水１０３と接する濾過膜の表面１０１又は濾過膜の孔１０２中に化学的に付着した汚濁物質をより一層効率的に除去することができる。
【００２２】
洗浄水中の第１の酸化剤の濃度は、特に限定されないが、好ましくは０．０５ｍｇ／Ｌ以上１００００ｍｇ／Ｌ以下、より好ましくは０．５ｍｇ／Ｌ以上８０００ｍｇ／Ｌ以下である。また、洗浄水中の第２の酸化剤の濃度は、特に限定されないが、好ましくは０．０１ｍｇ／Ｌ以上１０００ｍｇ／Ｌ以下、より好ましくは０．１ｍｇ／Ｌ以上８００ｍｇ／Ｌ以下である。第１の酸化剤又は第２の酸化剤の濃度が上記範囲よりも低いと、濾過水１０３と接する濾過膜の表面１０１又は濾過膜の孔１０２中に化学的に付着した汚濁物質を効率的に酸化分解して除去することができない場合がある。一方、第１の酸化剤又は第２の酸化剤の濃度が上記の範囲よりも高いと、酸化剤の消費量が多くなるため、処理コストが増大する場合がある。さらに、第２の酸化剤として特にオゾンを用いる場合には、濃度が高すぎると、濾過膜が劣化してしまう場合がある。
【００２３】
洗浄水中の水としては、清澄な水であれば特に限定されず、水道水、純水、ＲＯ水、脱イオン水などを用いることができるが、濾過膜によって濾過処理された濾過水１０３を用いることが好ましい。濾過膜によって濾過処理された濾過水１０３を用いることにより、外部からの水を新たに導入する必要がないため、洗浄に要するコストを削減することができる。
【００２４】
濾過膜に対する第１の酸化剤を含有する洗浄水及び第２の酸化剤を含有する洗浄水の供給量は、濾過水１０３と接する濾過膜の表面１０１又は濾過膜の孔１０２中に化学的に付着した汚濁物質の量などに応じて適宜設定すればよく、特に限定されない。一般的には、第１の酸化剤を含有する洗浄水及び第２の酸化剤を含有する洗浄水の合計量が、濾過膜を通過させて得られる濾過水量の１／１０００以上１／１０以下であることが好ましい。洗浄水の合計量が濾過水量の１／１０００未満であると、濾過水１０３と接する濾過膜の表面１０１又は濾過膜の孔１０２中に化学的に付着した汚濁物質を十分に除去することができないことがある。一方、洗浄水の合計量が濾過水量の１／１０を超えると、酸化剤及び水の使用量が多くなり、処理コストが増大になることがある。
【００２５】
第１の酸化剤を含有する洗浄水と第２の酸化剤を含有する洗浄水との体積割合は、洗浄水中の各酸化剤の濃度などに応じて適宜調整すればよく特に限定されないが、一般的に５：９５〜９５：５、好ましくは１０：９０〜９０：１０である。例えば、洗浄水中の第１の酸化剤の濃度が０．０５ｍｇ／Ｌ以上１０００ｍｇ／Ｌ未満である場合、第１の酸化剤を含有する洗浄水と第２の酸化剤を含有する洗浄水との体積割合を５０：５０〜９０：１０とすることが好ましい。また、洗浄水中の第１の酸化剤の濃度が１０００ｍｇ／Ｌ以上１００００ｍｇ／Ｌ以下である場合、第１の酸化剤を含有する洗浄水と第２の酸化剤を含有する洗浄水との体積割合を１０：９０〜５０：５０とすることが好ましい。
各洗浄水の体積割合を上記の範囲とすることにより、易分解性有機物及び難分解性有機物から構成される汚濁物質を効率良く酸化分解して除去することができる。第１の酸化剤を含有する洗浄水の量が少なすぎると、第１の酸化剤を含有する洗浄水による、濾過膜に対する難分解性有機物の付着力を低下させる効果及び難分解性有機物を変性させる効果が十分に得られず、難分解性有機物を効率良く除去することができない場合がある。一方、第２の酸化剤を含有する洗浄水の量が少なすぎると、第２の酸化剤を含有する洗浄水による洗浄効果が十分に得られず、難分解性有機物を除去することができない場合がある。また、第１の酸化剤を含有する洗浄水の量が増大するため、酸化剤及び水の使用量が多くなり、処理コストが増大になることがある。
【００２６】
特に、第２の酸化剤としてオゾンを用いる場合、洗浄処理時の濾過膜の上流側と下流側との間の圧力差である膜間圧差は、洗浄水中のオゾン濃度と洗浄時間との積に対して比例関係を有する。具体的には、膜間差圧をｘ（ｋＰａ）、オゾン濃度と洗浄時間との積をｙ（ｍｇ／Ｌ・分）とすると、ｙ＝αｘの関係式が成立する。式中、αは、変動パラメータであり、汚濁物質の除去効率の観点から、１０以上１０００以下の値とすることが好ましい。洗浄処理時に膜間差圧を測定することにより、洗浄処理に最適なオゾン濃度及び洗浄時間を決定することができるため、オゾンを含有する洗浄水の使用量を低減しつつ、濾過水１０３と接する濾過膜の表面１０１又は濾過膜の孔１０２中に化学的に付着した汚濁物質を、より一層効率的に除去することができる。
【００２７】
各洗浄水による洗浄時間は、特に限定されず、濾過膜に付着した汚濁物質の量などに応じて適宜設定すればよく、特に限定されない。一般的には、洗浄時間は３０秒以上６０分以下とすればよい。洗浄時間が３０秒未満であると、汚濁物質の除去が十分でないことがある。一方、洗浄時間が６０分を超えると、酸化剤及び水の使用量が多くなり、処理コストが増大になることがある。
また、第１の酸化剤を含有する洗浄水を用いた洗浄と、第２の酸化剤を含有する洗浄水を用いた洗浄との間の間隔は、特に限定されないが、間隔が長すぎると、汚濁物質の除去効果が十分に得られない場合がある。そのため、当該間隔は、３０秒以上１０分以下であることが好ましい。
【００２８】
また、第１の酸化剤を含有する洗浄水を用いた濾過膜の洗浄と、第２の酸化剤を含有する洗浄水を用いた濾過膜の洗浄との間に、酸化剤を含まない洗浄水を用いた濾過膜の洗浄を行ってもよい。酸化剤を含まない洗浄水を用いた濾過膜の洗浄を行うことにより、第１の酸化剤と第２の酸化剤との反応を防止することができるため、第２の酸化剤を含有する洗浄水を用いた濾過膜の洗浄による効果を安定して得ることができる。
【００２９】
さらに、第１の酸化剤を含有する洗浄水を用いた濾過膜の洗浄の前、第１の酸化剤を含有する洗浄水を用いた濾過膜の洗浄と第２の酸化剤を含有する洗浄水を用いた濾過膜の洗浄との間、又は第２の酸化剤を含有する洗浄水を用いた濾過膜の洗浄の後に、酸を含有する洗浄水を用いて濾過膜を洗浄してもよい。これにより、濾過水１０３と接する濾過膜の表面１０１又は濾過膜の孔１０２中に付着した、カルシウム、マグネシウム、シリカ、アルミニウムなどのスケールを形成する金属を除去することができる。なお、ここで用いられる酸は、酸化剤と異なり、有機物を酸化分解する効果はない。
【００３０】
特に、第２の酸化剤としてオゾンを用いる場合、第２の酸化剤を含有する洗浄水に酸を含有させることが好ましい。すなわち、第１の酸化剤を含有する洗浄水を用いた濾過膜の洗浄の後に、オゾン及び酸を含有するｐＨが５以下の洗浄水を用いて濾過膜を洗浄することが好ましい。このような洗浄を行うことにより、洗浄水中のオゾン濃度を高めることができるため、濾過水１０３と接する濾過膜の表面１０１又は濾過膜の孔１０２中に化学的に付着した金属及び汚濁物質を、より一層効率的に除去することができる。
【００３１】
酸としては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。酸の例としては、塩酸、硫酸、硝酸などの無機酸、シュウ酸、クエン酸などの有機酸を用いることができる。これらは、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
酸を含有する洗浄水を用いた洗浄を行った後、濾過膜に残留する酸を除去するために、酸化剤を含まない洗浄水を用いた濾過膜の洗浄を行うことが好ましい。
【００３２】
実施の形態２．
本実施の形態に係る濾過膜の洗浄装置は、酸化剤を含有する少なくとも２種の洗浄水を用いて濾過膜を洗浄する手段を備え、酸化力が小さい酸化剤を含有する洗浄水から順に濾過膜を洗浄することを特徴とする。
以下、２種の洗浄水を用いて濾過膜を洗浄する手段を備える濾過膜の洗浄装置を例にして詳細に説明するが、３種以上の洗浄水を用いて濾過膜を洗浄する手段を備える濾過膜の洗浄装置とし得ることは言うまでもない。
【００３３】
本実施の形態に係る濾過膜の洗浄装置は、第１の酸化剤を含有する洗浄水を用いて濾過膜を洗浄する手段と、第１の酸化剤よりも酸化力が大きい第２の酸化剤を含有する洗浄水を用いて濾過膜を洗浄する手段とを備えることを特徴とする。
以下、本実施の形態に係る濾過膜の洗浄装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
【００３４】
図３は、本実施の形態に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムを示す概念図である。
図３において、水処理システムは、被処理水１を収容する被処理水槽２と、被処理水１を濾過処理する濾過膜を有する膜モジュール３と、膜モジュール３で濾過処理された水を排出する濾過水配管４とを有する濾過装置を備えている。被処理水槽２には、被処理水１を供給する被処理水供給配管５が設けられており、濾過水配管４には、濾過バルブ６及び濾過ポンプ７が設けられている。この濾過装置において被処理水１の濾過処理を行う場合、濾過バルブ６を開き、濾過ポンプ７を起動させることにより、被処理水１が膜モジュール３で濾過される。そして、膜モジュール３で濾過された濾過水は、濾過水配管４を介して排出される。膜モジュール３において、被処理水１の継続的な濾過処理を行うと、膜モジュール３中の濾過膜が汚濁物質によって目詰まりするため、濾過膜の洗浄を行う必要がある。
【００３５】
そこで、この水処理システムは、濾過膜の洗浄装置を更に備えている。濾過膜の洗浄装置は、第１の酸化剤を含有する洗浄水を用いて濾過膜を洗浄する手段と、第１の酸化剤よりも酸化力が大きい第２の酸化剤を含有する洗浄水を用いて濾過膜を洗浄する手段とを備えている。
具体的には、図３に示すように、濾過膜の洗浄装置は、洗浄水８を収容する洗浄水槽９と、第１の酸化剤を収容する第１の酸化剤貯留槽１０と、第２の酸化剤を収容する第２の酸化剤貯留槽１１とを備えている。洗浄水槽９には、２つの洗浄水配管１２が設けられており、一方の洗浄水配管１２は切換弁１３において第１の逆洗配管１４と第２の逆洗配管１５とに分岐され、他方の洗浄水配管１２は濾過水配管４に接続されている。第１の酸化剤貯留槽１０には第１の酸化剤供給配管１６が設けられており、第１の酸化剤供給配管１６は第１の逆洗配管１４に接続されている。第２の酸化剤貯留槽１１には、第２の酸化剤供給配管１７が設けられており、第２の酸化剤供給配管１７は第２の逆洗配管１５に接続されている。第１の逆洗配管１４には、第１の逆洗バルブ１８及び第１の逆洗ポンプ１９が設けられており、第２の逆洗配管１５には、第２の逆洗バルブ２０及び第２の逆洗ポンプ２１が設けられている。第１の酸化剤供給配管１６には、第１の酸化剤供給バルブ２２及び第１の酸化剤供給ポンプ２３が設けられており、第２の酸化剤供給配管１７には、第２の酸化剤供給バルブ２４及び第２の酸化剤供給ポンプ２５が設けられている。他方の洗浄水配管１２には、洗浄水供給バルブ２６及び洗浄水供給ポンプ２７が設けられている。なお、図示していないが、全てのポンプ及びバルブ、並びに切換弁１３は、制御装置に接続されおり、この制御装置により、全てのポンプ及びバルブ、並びに切換弁１３の動作が制御される。
【００３６】
上記のような構成を有する濾過膜の洗浄装置を用いて濾過膜の洗浄処理を行う場合、まず、濾過ポンプ７を停止して濾過バルブ６を閉じた後、濾過膜の洗浄処理を開始する。被処理水１の濾過処理から濾過膜の洗浄処理への切換えは、濾過処理の時間によって設定すればよい。
【００３７】
濾過処理の終了後、濾過膜の洗浄処理を開始する前に、膜モジュール３中の濾過膜を予備処理してもよい。例えば、膜モジュール３中の濾過膜を一定の間空気に曝すことにより、被処理水１と接する濾過膜の表面１００に付着した汚濁物質を除去し易くすることができる。或いは、洗浄水供給バルブ２６を開けて洗浄水供給ポンプ２７を起動し、洗浄水槽９から洗浄水配管１２及び濾過水配管４を介して洗浄水８を膜モジュール３に供給することにより、濾過膜を予備洗浄してもよい。予備洗浄を行う場合も同様に、被処理水１と接する濾過膜の表面１００に付着した汚濁物質を除去し易くすることができる。
【００３８】
濾過膜の洗浄処理では、まず、第１の逆洗バルブ１８を開けて第１の逆洗ポンプ１９を起動し、洗浄水槽９から洗浄水配管１２及び切換弁１３を介して第１の逆洗配管１４に洗浄水８を供給すると共に、第１の酸化剤供給バルブ２２を開けて第１の酸化剤供給ポンプ２３を起動し、第１の酸化剤貯留槽１０から第１の酸化剤供給配管１６を介して第１の逆洗配管１４に第１の酸化剤を供給する。これにより、第１の逆洗配管１４内で洗浄水８と第１の酸化剤とが混合される。なお、図示していないが、第１の逆洗配管１４には、洗浄水８と第１の酸化剤とを均一に混合する手段（例えば、スタティックミキサーなど）が設けられていてもよい。そして、第１の酸化剤を含有する洗浄水８を濾過水配管４を介して膜モジュール３に供給し、膜モジュール３中の濾過膜を逆流洗浄する。或いは、第１の逆洗配管１４に洗浄水８を収容する槽を設け、その槽内に第１の酸化剤を供給して洗浄水８と第１の酸化剤とを均一に混合し、この混合水をポンプで膜モジュール３に供給して膜モジュール３中の濾過膜を逆流洗浄してもよい。第１の酸化剤を含有する洗浄水８を用いて膜モジュール３中の濾過膜を逆流洗浄することにより、濾過膜に付着した汚濁物質のうち、易分解性有機物を酸化分解して除去すると共に、難分解性有機物に化学的に作用し、濾過膜に対する難分解性有機物の付着力を低下させたり、難分解性有機物を変性させたりすることができる。
【００３９】
逆流洗浄後に膜モジュール３から排出される第１の酸化剤を含有する洗浄水８は、被処理水槽２内に排出し、濾過処理に用いる被処理水１として利用することができる。或いは、逆流洗浄後に膜モジュール３から排出される第１の酸化剤を含有する洗浄水８は、処理済液として別途回収して処理してもよい。なお、下記の各逆洗処理後の洗浄液８についても上記と同様に処理することが可能である。
【００４０】
次に、第１の逆洗バルブ１８を閉じた後、洗浄水供給バルブ２６を開けて洗浄水供給ポンプ２７を起動し、洗浄水槽９から洗浄水配管１２及び濾過水配管４を介して洗浄水８を膜モジュール３に供給し、膜モジュール３中の濾過膜を逆流洗浄する。なお、洗浄水８を用いた膜モジュール３中の濾過膜の逆流洗浄は、必須ではないが、この逆流洗浄を行うことにより、第１の酸化剤と第２の酸化剤との反応を防止することができるため、第２の酸化剤を含有する洗浄水８を用いた濾過膜の逆流洗浄による効果を安定して得ることができる。
【００４１】
次に、洗浄水供給バルブ２６を閉じた後、第２の逆洗バルブ２０を開けて第２の逆洗ポンプ２１を起動し、洗浄水槽９から洗浄水配管１２及び切換弁１３を介して第２の逆洗配管１５に洗浄水８を供給すると共に、第２の酸化剤供給バルブ２４を開けて第２の酸化剤供給ポンプ２５を起動し、第２の酸化剤貯留槽１１から第２の酸化剤供給配管１７を介して第２の逆洗配管１５に第２の酸化剤を供給する。これにより、第２の逆洗配管１５内で洗浄水８と第２の酸化剤とが混合される。なお、図示していないが、第２の逆洗配管１５には、洗浄水８と第２の酸化剤とを均一に混合する手段（例えば、スタティックミキサーなど）が設けられていてもよい。そして、第２の酸化剤を含有する洗浄水８を濾過水配管４を介して膜モジュール３に供給し、膜モジュール３中の濾過膜を逆流洗浄する。或いは、第２の逆洗配管１５に洗浄水８を収容する槽を設け、その槽内に第２の酸化剤を供給して洗浄水８と第２の酸化剤とを均一に混合し、この混合水をポンプで膜モジュール３に供給して膜モジュール３中の濾過膜を逆流洗浄してもよい。第２の酸化剤を含有する洗浄水８を用いて膜モジュール３中の濾過膜を逆流洗浄することにより、難分解性有機物を酸化分解して除去することができる。
【００４２】
なお、本実施の形態の濾過膜の洗浄装置では、酸化剤を含有する２種の洗浄液を用いた場合について説明したが、酸化剤を含有する３種以上の洗浄液を用いる場合、酸化剤貯留槽を増加して、同様の方法にて洗浄処理を行なえばよい。
【００４３】
濾過膜の洗浄装置を用いた洗浄処理が終了したら、第２の逆洗バルブ２０を閉じ、被処理水１の濾過処理を再度行うことにより、被処理水１の濾過処理を連続的且つ効率的に行うことができる。
上記のような構成を有する濾過膜の洗浄装置によれば、酸化剤及び水の使用量を低減しつつ、被処理水１と接する濾過膜の表面１００に付着した汚濁物質だけでなく、濾過水１０３と接する濾過膜の表面１０１又は濾過膜の孔１０２中に化学的に付着した汚濁物質を効率的に除去し、長期間にわたって濾過性能を維持することができる。
【００４４】
実施の形態３．
図４は、本実施の形態に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムを示す概念図である。なお、本実施の形態に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムの基本的な構成は、実施の形態２に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムと同じであるため、相違点のみ説明する。また、実施の形態２に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムと同様の構成については、同一符号が付されている。
図４において、本実施の形態に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムは、濾過水配管４に圧力計２８、洗浄水槽９に濾過水排出配管２９が更に接続されており、濾過水配管４から排出される濾過水１０３が洗浄水槽９に供給される点で、実施の形態２に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムと異なる。
【００４５】
このような構造を有する水処理システムでは、被処理水１の濾過処理によって得られる濾過水１０３が、洗浄水８として用いられる。洗浄水８として用いられない余剰の濾過水１０３は、濾過水排出配管２９を介して外部に排出される。濾過水１０３を洗浄水８として用いることにより、外部から洗浄水８を新たに導入する必要がないため、逆流洗浄に要するコストを削減することができる。
また、この水処理システムでは、濾過水配管４に圧力計２８が設けられているため、濾過処理時の濾過膜の膜間差圧を算出することができる。ここで、本明細書において「膜間差圧」とは、濾過処理時の濾過膜の上流側と下流側との間の圧力差のことを意味する。すなわち、濾過水配管４に設けられた圧力計２８は、濾過処理時の濾過膜の下流側の圧力を測定することができるため、濾過処理時の濾過膜の上流側の圧力（常圧）との差から膜間差圧を算出することができる。被処理水１の濾過処理時に圧力計２８を常時監視し、所定の圧力に達した段階で被処理水１の濾過処理を終了し、濾過膜の洗浄処理を開始するように制御することにより、被処理水１の濾過処理と濾過膜の洗浄処理とを自動的に切換えることができる。
【００４６】
実施の形態４．
図５は、本実施の形態に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムを示す概念図である。なお、本実施の形態に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムの基本的な構成は、実施の形態３に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムと同じであるため、相違点のみ説明する。また、実施の形態３に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムと同様の構成については、同一符号が付されている。
図５において、本実施の形態に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムは、下水道、工場排水などの被処理水１を膜分離活性汚泥法（ＭＢＲ）で処理するための装置（膜分離活性汚泥処理装置）を有している。すなわち、本実施の形態に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムは、被処理水槽２に汚泥引抜配管３０及び汚泥循環配管３１が更に接続されており、被処理水槽２の底部に散気装置３２が配置されている点で、実施の形態３に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムと異なる。また、汚泥引抜配管３０には汚泥を引抜くための汚泥引抜ポンプ３３、汚泥循環配管３１には汚泥を被処理水槽２内で循環させるための汚泥循環ポンプ３４がそれぞれ設けられている。さらに、散気装置３２には、空気供給配管３５を介してブロワー３６が接続されている。
【００４７】
このような構造を有する水処理システムでは、被処理水槽２内にＭＬＳＳ（活性汚泥浮遊物）濃度が３０００〜２００００ｍｇ／Ｌの活性汚泥が充填される。下水道、工場排水などの被処理水１を被処理水槽２内に供給すると、被処理水槽２内で活性汚泥による生物学的処理が行われた後、膜モジュール３による濾過処理で処理水（濾過水１０３）と活性汚泥とに分離される。活性汚泥は、汚泥循環ポンプ３４を起動させることにより、汚泥循環配管３１を介して被処理水槽２内を循環させているため、被処理水１と効率良く接触させることができる。活性汚泥による生物学的処理によって増加した活性汚泥は、汚泥引抜ポンプ３３を起動させることにより、汚泥引抜ポンプ３３から排出され、ＭＬＳＳ濃度が一定に保たれるように制御される。また、ブロワー３６に空気供給配管３５を介して接続された散気装置３２から被処理水槽２内の活性汚泥に空気が供給されるため、活性汚泥による生物学的処理が促進されると共に、被処理水１の流動によって膜モジュール３による濾過処理が安定して行われる。
【００４８】
上記のようにして濾過処理を行うと、膜モジュール３の濾過膜が活性汚泥によって目詰まりしてしまう。しかしながら、本実施の形態に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムでは、酸化剤及び水の使用量を低減しつつ、被処理水１と接する濾過膜の表面１００に付着した汚濁物質だけでなく、濾過水１０３と接する濾過膜の表面１０１又は濾過膜の孔１０２中に化学的に付着した活性汚泥を効率的に除去し、長期間にわたって濾過性能を維持することができる。そのため、本実施の形態に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムを用いることにより、膜分離活性汚泥法（ＭＢＲ）による処理を効率的に行うことが可能となる。
なお、上記の実施形態では、１つの被処理水槽２内に膜モジュール３を浸漬した場合を例示したが、被処理水槽２を２つ以上に分割し、下流側の被処理水槽２に膜モジュール３を浸漬させてもよい。また、ケーシングした膜モジュール３を被処理水槽２の外部に設け、ケーシングした膜モジュール３と被処理水槽２との間で活性汚泥を循環させながら濾過処理を行ってもよい。いずれにしても、本発明の効果を阻害しない範囲において、当該技術分野において公知の構成を採用することができる。
【００４９】
実施の形態５．
図６は、本実施の形態に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムを示す概念図である。なお、本実施の形態に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムの基本的な構成は、実施の形態４に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムと同じであるため、相違点のみ説明する。また、実施の形態４に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムと同様の構成については、同一符号が付されている。
図６において、本実施の形態に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムは、第２の酸化剤としてオゾンを用いる場合に適した構造を有している。すなわち、本実施の形態に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムは、切換弁１３で分岐された一方の洗浄水配管１２にオゾン水生成塔３７が接続されている点で、実施の形態４に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムと異なる。オゾン水生成塔３７の底部には散気装置３２が配置されており、散気装置３２にはオゾン供給配管３８を介してオゾン発生器３９が接続されている。オゾン発生器３９に供給されるオゾン原料としては、特に限定されず、例えば、液体酸素、又はＰＳＡ（Pressure Swing Adsorption）若しくはＰＶＳＡ（Pressure Vacuum Swing Adsorption）で生成した酸素を用いることができる。
【００５０】
このような構造を有する水処理システムでは、オゾン（第２の酸化剤）を含有する洗浄水８を用いて逆流洗浄を行う際に、第２の逆洗バルブ２０を開け、洗浄水槽９から洗浄水配管１２及び切換弁１３を介してオゾン水生成塔３７に洗浄水８を供給すると共に、オゾン発生器３９で発生させたオゾンガスをオゾン供給配管３８を介して散気装置３２から供給することにより、オゾン水生成塔３７内でオゾン水を生成させる。そして、オゾン水生成塔３７内で生成したオゾン水を第２の逆洗配管１５及び濾過水配管４を介して膜モジュール３に供給し、膜モジュール３中の濾過膜を逆流洗浄する。このようにオゾン水生成塔３７を設けることにより、オゾン水を効率良く生成させることができる。また、逆流洗浄後は、膜モジュール３内に残存するオゾン水が自己分解するため、その後に濾過処理を直ぐに開始することができる。
【００５１】
なお、図６ではオゾンガスの供給手段として散気装置３２を用いた場合を例示したが、オゾンガスと洗浄水８とを接触させたオゾン水を生成し得る装置であれば特に限定されない。例えば、エジェクタ式、機械攪拌式、下方注入式などのオゾンガスの供給手段を用いることができる。
【００５２】
実施の形態６．
図７は、本実施の形態に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムを示す概念図である。なお、本実施の形態に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムの基本的な構成は、実施の形態５に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムと同じであるため、相違点のみ説明する。また、実施の形態５に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムと同様の構成については、同一符号が付されている。
図７において、本実施の形態に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムは、散気装置３２及びオゾン水生成塔３７の代わりにエジェクタ５２が設けられている点で、実施の形態５に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムと異なる。エジェクタ５２は、切換弁１３で分岐された一方の洗浄水配管１２に接続されている。
【００５３】
このような構造を有する水処理システムでは、オゾン（第２の酸化剤）を含有する洗浄水８を用いて逆流洗浄を行う際に、第２の逆洗バルブ２０を開け、洗浄水槽９から洗浄水配管１２及び切換弁１３を介してエジェクタ５２に洗浄水８を供給すると共に、オゾン発生器３９で発生させたオゾンガスをオゾン供給配管３８を介してエジェクタ５２に供給することにより、エジェクタ５２内でオゾン水を生成させる。そして、エジェクタ５２内で生成したオゾン水を第２の逆洗配管１５及び濾過水配管４を介して膜モジュール３に供給し、膜モジュール３中の濾過膜を逆流洗浄する。このようにエジェクタ５２を設けることにより、オゾン水を効率良く生成させることができる。
【００５４】
実施の形態７．
図８は、本実施の形態に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムを示す概念図である。なお、本実施の形態に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムの基本的な構成は、実施の形態５に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムと同じであるため、相違点のみ説明する。また、実施の形態５に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムと同様の構成については、同一符号が付されている。
図８において、本実施の形態に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムは、オゾン反応槽４０及び排オゾン処理設備４１を更に備えている点で、実施の形態５に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムと異なる。オゾン反応槽４０は、濾過水排出配管２９を介して洗浄水槽９に接続されていると共に、オゾン供給配管４２を介してオゾン発生器３９に接続されている。また、オゾン反応槽４０には、オゾン処理された洗浄水８（濾過水１０３）を排出するためのオゾン処理水配管４３が設けられている。排オゾン処理設備４１は、排オゾン配管４４を介してオゾン反応槽４０と接続されている。
【００５５】
このような構造を有する水処理システムでは、洗浄水槽９内の濾過水１０３（洗浄水８）を濾過水排出配管２９を介してオゾン反応槽４０に供給すると共に、オゾン発生器３９で発生させたオゾンガスをオゾン供給配管４２を介してオゾン反応槽４０に供給することにより、濾過水１０３がオゾン処理される。これにより、濾過水１０３の色度及び濁度を低下させると共に、濾過水１０３に含まれる有機物、無機物（例えば、鉄、マンガンなど）、ウイルスなどを酸化分解によって除去することができるため、濾過水１０３の水質を向上させることができる。オゾン処理で使用されなかった未反応のオゾンガスは、排オゾン配管４４を介して排オゾン処理設備４１に供給され、排オゾン処理設備４１において酸素に分解されて大気に放出される。
【００５６】
実施の形態８．
図９は、本実施の形態に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムを示す概念図である。なお、本実施の形態に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムの基本的な構成は、実施の形態５に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムと同じであるため、相違点のみ説明する。また、実施の形態５に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムと同様の構成については、同一符号が付されている。
図９において、本実施の形態に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムは、オゾン発生器３９とオゾン水生成塔３７との間、より具体的には、散気装置３２とオゾン発生器３９との間のオゾン供給配管３８にオゾンガス貯蔵槽４５が更に設けられている点で、実施の形態５に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムと異なる。オゾンガス貯蔵槽４５には、酸素ガス返送配管４６が接続されており、オゾンガスに含まれる酸素ガスが酸素ガス返送配管４６を介してオゾン発生器３９に返送され、オゾンガスの原料として再利用される。オゾンガス貯蔵槽４５には、オゾンガスを吸着し得る材料が収容されている。オゾンガスを吸着し得る材料としては、特に限定されず、シリカゲルなどの吸着剤を用いることができる。
【００５７】
このような構造を有する水処理システムでは、オゾン発生器３９からオゾンガス貯蔵槽４５にオゾンガスを低温で供給することにより、オゾンガス貯蔵槽４５内の吸着剤にオゾンガスを吸着させることができる。そして、オゾンガス貯蔵槽４５と散気装置３２との間に設けたポンプ又はインジェクタ（図示してない）などを用いて、オゾンガス貯蔵槽４５内で吸着剤に予め吸着されたオゾンガスを吸引することにより、オゾンガス貯蔵槽４５から散気装置３２にオゾンガスを供給することができる。オゾンガス貯蔵槽４５においてオゾンガスを吸着剤に予め吸着させることにより、高濃度のオゾンガスを散気装置３２に供給することができるため、オゾン水生成塔３７において高濃度のオゾン水を生成することができると共に、オゾンガスの使用量を低減してオゾンガスの溶解効率を高めることができる。また、オゾンガスをオゾンガス貯蔵槽４５に貯蔵することができるため、オゾン生成量が少ない小型のオゾン発生器３９を用いることができる。
【００５８】
なお、本実施の形態に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムでは、上記の効果を安定して得る観点から、オゾン発生器３９で用いられる原料として、窒素などをできる限り含有しない高純度の酸素を用いることが好ましく、例えば、液体窒素を気化させた酸素ガスを用いた方がよい。また、散気装置３２にオゾンガスを供給する際、吸引初期のガス中に酸素ガスが多く含まれていることがあるため、吸引初期のガスを酸素ガス返送配管４６を介してオゾン発生器３９に返送することが好ましい。このように制御することで、高濃度のオゾンガスを散気装置３２に安定して供給することができる。散気装置３２に供給されるオゾンガスの濃度は、特に限定されないが、２５〜１００重量％であることが好ましい。
【００５９】
実施の形態９．
図１０は、本実施の形態に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムを示す概念図である。なお、本実施の形態に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムの基本的な構成は、実施の形態５に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムと同じであるため、相違点のみ説明する。また、実施の形態５に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムと同様の構成については、同一符号が付されている。
図１０において、本実施の形態に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムは、酸貯留槽４７が更に設けられている点で、実施の形態５に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムと異なる。酸貯留槽４７には酸供給配管４８が設けられており、酸供給配管４８は濾過水配管４に接続されている。また、酸供給配管４８には、酸供給バルブ４９及び酸供給ポンプ５０が設けられている。
【００６０】
このような構造を有する水処理システムでは、第１の酸化剤を含有する洗浄水８を用いた逆流洗浄の前、又は第２の酸化剤を含有する洗浄水８を用いた逆流洗浄の後に、酸供給バルブ４９を開けて酸供給ポンプ５０を起動し、酸貯留槽４７から酸供給配管４８を介して濾過水配管４に酸を供給する。これと同時に、洗浄水供給バルブ２６を開けて洗浄水供給ポンプ２７を起動し、洗浄水槽９から洗浄水配管１２を介して濾過水配管４に洗浄水８を供給することにより、濾過水配管４内で酸と洗浄水８とが混合される。このようにして得られた酸を含有する洗浄水８を膜モジュール３に供給し、膜モジュール３中の濾過膜を逆流洗浄する。酸を含有する洗浄水８を用いた逆流洗浄を行うことにより、膜モジュール３中の濾過膜に付着した、カルシウム、マグネシウム、シリカ、アルミニウムなどのスケールを形成する金属を除去することができる。
【００６１】
実施の形態１０．
図１１は、本実施の形態に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムを示す概念図である。なお、本実施の形態に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムの基本的な構成は、実施の形態９に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムと同じであるため、相違点のみ説明する。また、実施の形態９に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムと同様の構成については、同一符号が付されている。
図１１において、本実施の形態に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムは、切換弁１３で分岐された一方の洗浄水配管１２に酸供給配管４８を介して酸貯留槽４７が接続されている点、並びにｐＨ測定器５３及びｐＨ測定器５３によって測定される洗浄水８のｐＨに応じて酸供給ポンプ５０を制御するための制御装置５４が更に設けられている点で、実施の形態９に係る濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムと異なる。制御装置５４は、信号線５５によって酸供給ポンプ５０及びｐＨ測定器５３に接続されている。また、酸供給配管４８には、酸供給バルブ４９及び酸供給ポンプ５０が設けられている。
【００６２】
このような構造を有する水処理システムでは、第１の酸化剤を含有する洗浄水８を用いた逆流洗浄の後に、酸供給バルブ４９を開けて酸供給ポンプ５０を起動し、酸貯留槽４７から酸供給配管４８を介して洗浄水配管１２に酸を供給する。これと同時に、第２の逆洗バルブ２０を開けて第２の逆洗ポンプ２１を起動し、洗浄水槽９から洗浄水配管１２及び切換弁１３を介してオゾン水生成塔３７に洗浄水８を供給することにより、洗浄水配管１２内で酸と洗浄水８とが混合される。このとき、ｐＨ測定器５３によって測定される洗浄水８のｐＨに応じて制御装置５４で酸供給ポンプ５０を制御することにより、洗浄水配管１２に供給される酸の量を調整することができる。このようにして得られた酸を含有する洗浄水８に、オゾン発生器３９で発生させたオゾンガスをオゾン供給配管３８を介して散気装置３２から供給することにより、オゾン水生成塔３７内で酸を含有するオゾン水を生成させる。そして、オゾン水生成塔３７内で生成した酸を含有するオゾン水を第２の逆洗配管１５及び濾過水配管４を介して膜モジュール３に供給し、膜モジュール３中の濾過膜を逆流洗浄する。このようにして酸を含有する洗浄水８にオゾンガスを供給すると、洗浄水８中のオゾン濃度を高めることができる。そのため、酸を含有するオゾン水を用いた逆流洗浄を行うことにより、膜モジュール３中の濾過水１０３と接する濾過膜の表面１０１又は濾過膜の孔１０２中に化学的に付着した金属及び汚濁物質を、より一層効率的に除去することができる。
【００６３】
ｐＨ測定器５３によって測定される洗浄水８のｐＨとしては、特に限定されないが、好ましくは５以下、より好ましくは２以上５以下、さらに好ましくは３以上４以下である。ｐＨが５を超えると、オゾン濃度を高める効果が十分に得られない。一方、ｐＨが２未満であると、被処理水槽２内の活性汚泥の活性が低下し、濾過処理によって得られる濾過水１０３の水質が低下する場合がある。
【実施例】
【００６４】
以下、実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例及び比較例に限定されるものではない。
（実施例１）
図６の濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムを用いて、被処理水１の濾過処理及び濾過膜の洗浄処理を行った。濾過膜としては、平均孔径が０．１μｍのＰＶＤＦ製中空糸膜を用いた（以下の実施例及び比較例でも同じ濾過膜を用いた）。
まず、下記に示す条件にて被処理水１の膜分離活性汚泥処理を行った。
被処理水１の水温：３０℃
被処理水槽２の容量：３２Ｌ
水理学的滞留時間（ＨＲＴ）：６時間
被処理水１の流量：１２８Ｌ／日
ＭＬＳＳ濃度：９０００ｍｇ／Ｌ
ＢＯＤ−ＳＳ負荷：０．０５〜０．０８ｋｇＢＯＤ／ｋｇＳＳ／日
曝気風量：１０Ｌ／分
濾過膜の面積：０．１ｍ2
濾過周期（間欠運転）：濾過処理時間１２分／停止時間３分【００６５】
次に、膜間差圧が４０ｋＰａを超えた時に膜分離活性汚泥処理を停止し、濾過膜の逆流洗浄を行った。逆流洗浄では、第１の酸化剤として次亜塩素酸ソーダ、第２の酸化剤としてオゾンを用い、次亜塩素酸ソーダを含有する洗浄水８を用いて濾過膜を逆流洗浄した後、オゾンを含有する洗浄水８を用いて濾過膜を逆流洗浄した。ここで、次亜塩素酸ソーダを含有する洗浄水８中の次亜塩素酸ソーダの濃度を５０００ｍｇ／Ｌ、オゾンを含有する洗浄水８中のオゾンの濃度を１８ｍｇ／Ｌ、次亜塩素酸ソーダを含有する洗浄水８とオゾンを含有する洗浄水８との体積割合を２０：８０とした。【００６６】
（比較例１）
図１２の濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムを用いて、被処理水１の濾過処理及び濾過膜の洗浄処理を行った。図１２の濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムは、第２の酸化剤（オゾン）を含有する洗浄水８を用いて逆流洗浄を行う手段を有していない点以外は、図７の濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムと同じである。
まず、実施例１と同じ条件にて被処理水１の膜分離活性汚泥処理を行った。
次に、膜間差圧が４０ｋＰａを超えた時に膜分離活性汚泥処理を停止し、濾過膜の逆流洗浄を行った。逆流洗浄では、第１の酸化剤として次亜塩素酸ソーダを用い、次亜塩素酸ソーダを含有する洗浄水８を用いて濾過膜を逆流洗浄した。ここで、次亜塩素酸ソーダを含有する洗浄水８中の次亜塩素酸ソーダの濃度を５０００ｍｇ／Ｌとした。【００６７】
（比較例２）
図１３の濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムを用いて、被処理水１の濾過処理及び濾過膜の洗浄処理を行った。図１３の濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムは、第１の酸化剤（次亜塩素酸ソーダ）を含有する洗浄水８を用いて逆流洗浄を行う手段を有していない点以外は、図７の濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムと基本的に同じである。なお、図１３の濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムでは、オゾン水生成塔３７に供給する洗浄水８の量を制御するために洗浄水配管１２に洗浄水供給バルブ５１を設けた。
まず、実施例１と同じ条件にて被処理水１の膜分離活性汚泥処理を行った。
次に、膜間差圧が４０ｋＰａを超えた時に膜分離活性汚泥処理を停止し、濾過膜の逆流洗浄を行った。逆流洗浄では、第２の酸化剤としてオゾンを用い、オゾンを含有する洗浄水８を用いて濾過膜を逆流洗浄した。ここで、オゾンを含有する洗浄水８中のオゾンの濃度を１８ｍｇ／Ｌとした。【００６８】
（比較例３）
図６の濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムを用いて、被処理水１の濾過処理及び濾過膜の洗浄処理を行った。
まず、実施例１と同じ条件にて被処理水１の膜分離活性汚泥処理を行った。
次に、膜間差圧が４０ｋＰａを超えた時に膜分離活性汚泥処理を停止し、濾過膜の逆流洗浄を行った。逆流洗浄では、第１の酸化剤として次亜塩素酸ソーダ、第２の酸化剤としてオゾンを用い、オゾンを含有する洗浄水８を用いて濾過膜を逆流洗浄した後、次亜塩素酸ソーダを含有する洗浄水８を用いて濾過膜を逆流洗浄した。ここで、次亜塩素酸ソーダを含有する洗浄水８中の次亜塩素酸ソーダの濃度を５０００ｍｇ／Ｌ、オゾンを含有する洗浄水８中のオゾンの濃度を１８ｍｇ／Ｌ、次亜塩素酸ソーダを含有する洗浄水８とオゾンを含有する洗浄水８との体積割合を２０：８０とした。【００６９】
（比較例４）
図１４の濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムを用いて、被処理水１の濾過処理及び濾過膜の洗浄処理を行った。図１４の濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムは、図１３の濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムにおいて、第１の酸化剤貯留槽１０を第１の酸化剤供給配管１６を介して第２の逆洗配管１５に接続することにより、第１の酸化剤及び第２の酸化剤の両方を含有する洗浄水８を用いて逆流洗浄ができるような構成を有する。
まず、実施例１と同じ条件にて被処理水１の膜分離活性汚泥処理を行った。
次に、膜間差圧が４０ｋＰａを超えた時に膜分離活性汚泥処理を停止し、濾過膜の逆流洗浄を行った。逆流洗浄では、第１の酸化剤として次亜塩素酸ソーダ、第２の酸化剤としてオゾンを用い、次亜塩素酸ソーダ及びオゾンの両方を含有する洗浄水８を用いて濾過膜を逆流洗浄した。ここで、次亜塩素酸ソーダとオゾンとの混合割合を５０：５０の体積比とし、当該洗浄水８中の次亜塩素酸ソーダの濃度を５０００ｍｇ／Ｌ、オゾンの濃度を１８ｍｇ／Ｌとした。【００７０】
実施例１及び比較例１〜４において、逆流洗浄に使用した洗浄水８の量と、膜間差圧の回復率との関係について評価した。その結果を図１５に示す。
なお、膜間差圧の回復率は、以下の式によって算出した。
膜間差圧の回復率（％）＝逆流洗浄後の膜間差圧／逆流洗浄前（濾過処理後）の膜間差圧×１００【００７１】
図１５の結果からわかるように、実施例１では、洗浄水８の量が７５ｍＬのときに膜間差圧の回復率が８０％を超え、洗浄水８の量が２２５ｍＬのときに膜間差圧の回復率が１００％に達した。これに対して比較例１〜４では、洗浄水８の量が２００ｍＬ以上になると膜間差圧の回復率の増加はほとんど見られず、膜間差圧の回復率が約８０％で飽和する傾向が確認された。この結果からわかるように、実施例１の濾過膜の洗浄方法を用いることにより、濾過膜の洗浄効率が大幅に向上させることが可能となる。【００７２】
（実施例２）
実施例１と同じ濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムを用いて下記の実験を行った。
まず、実施例１と同じ条件にて被処理水１の膜分離活性汚泥処理を１２分間行った後、３分間停止した。この処理を１サイクルとして６サイクルごとに膜間差圧を測定しつつ、９６サイクル繰り返した。次に、第１の酸化剤として次亜塩素酸ソーダ、第２の酸化剤としてオゾンを用い、次亜塩素酸ソーダを含有する洗浄水８を用いて濾過膜を逆流洗浄した後、オゾンを含有する洗浄水８を用いて濾過膜を逆流洗浄して膜間差圧を測定した。ここで、次亜塩素酸ソーダを含有する洗浄水８中の次亜塩素酸ソーダの濃度を５０００ｍｇ／Ｌ、オゾンを含有する洗浄水８中のオゾンの濃度を１８ｍｇ／Ｌ、次亜塩素酸ソーダを含有する洗浄水８の量を１５ｍＬ、オゾンを含有する洗浄水８の量を２１０ｍＬ、洗浄時間を１５分とした。上記の処理を１日１回行い、膜間差圧の経日変化を評価した。【００７３】
（比較例５）
比較例１と同じ濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムを用いて下記の実験を行った。
まず、実施例１と同じ条件にて被処理水１の膜分離活性汚泥処理を１２分間行った後、３分間停止した。この処理を１サイクルとして６サイクルごとに膜間差圧を測定しつつ、９６サイクル繰り返した。次に、第１の酸化剤として次亜塩素酸ソーダを用い、次亜塩素酸ソーダを含有する洗浄水８を用いて濾過膜を逆流洗浄して膜間差圧を測定した。ここで、次亜塩素酸ソーダを含有する洗浄水８中の次亜塩素酸ソーダの濃度を５０００ｍｇ／Ｌとし、次亜塩素酸ソーダを含有する洗浄水８の量を２２５ｍＬ、洗浄時間を１５分とした。上記の処理を１日１回行い、膜間差圧の経日変化を評価した。【００７４】
（比較例６）
比較例２と同じ濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムを用いて下記の実験を行った。
まず、実施例１と同じ条件にて被処理水１の膜分離活性汚泥処理を１２分間行った後、３分間停止した。この処理を１サイクルとして６サイクルごとに膜間差圧を測定しつつ、９６サイクル繰り返した。次に、第２の酸化剤としてオゾンを用い、オゾンを含有する洗浄水８を用いて濾過膜を逆流洗浄して膜間差圧を測定した。ここで、オゾンを含有する洗浄水８中のオゾンの濃度を１８ｍｇ／Ｌ、オゾンを含有する洗浄水８の量を２２５ｍＬ、洗浄時間を１５分とした。上記の処理を１日１回行い、膜間差圧の経日変化を評価した。【００７５】
（比較例７）
比較例３と同じ濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムを用いて下記の実験を行った。
まず、実施例１と同じ条件にて被処理水１の膜分離活性汚泥処理を１２分間行った後、３分間停止した。この処理を１サイクルとして６サイクルごとに膜間差圧を測定しつつ、９６サイクル繰り返した。次に、第１の酸化剤として次亜塩素酸ソーダ、第２の酸化剤としてオゾンを用い、オゾンを含有する洗浄水８を用いて濾過膜を逆流洗浄した後、次亜塩素酸ソーダを含有する洗浄水８を用いて濾過膜を逆流洗浄して膜間差圧を測定した。ここで、次亜塩素酸ソーダを含有する洗浄水８中の次亜塩素酸ソーダの濃度を５０００ｍｇ／Ｌ、オゾンを含有する洗浄水８中のオゾンの濃度を１８ｍｇ／Ｌ、次亜塩素酸ソーダを含有する洗浄水８の量を１５ｍＬ、オゾンを含有する洗浄水８の量を２１０ｍＬ、洗浄時間を１５分とした。上記の処理を１日１回行い、膜間差圧の経日変化を評価した。【００７６】
（比較例８）
比較例４と同じ濾過膜の洗浄装置を備える水処理システムを用いて下記の実験を行った。
まず、実施例１と同じ条件にて被処理水１の膜分離活性汚泥処理を１２分間行った後、３分間停止した。このような膜分離活性汚泥処理を１サイクルとして６サイクルごとに膜間差圧を測定しつつ、合計９６サイクル繰り返した。次に、第１の酸化剤として次亜塩素酸ソーダ、第２の酸化剤としてオゾンを用い、次亜塩素酸ソーダ及びオゾンの両方を含有する洗浄水８を用いて濾過膜を逆流洗浄して膜間差圧を測定した。ここで、次亜塩素酸ソーダとオゾンとの混合割合を５０：５０の体積比とし、当該洗浄水８中の次亜塩素酸ソーダの濃度を５０００ｍｇ／Ｌ、オゾンの濃度を１８ｍｇ／Ｌ、当該洗浄水８の量を２２５ｍＬ、洗浄時間を１５分とした。上記の処理を１日１回行い、膜間差圧の経日変化を評価した。【００７７】
実施例２における膜分離活性汚泥処理６サイクルごとの膜間差圧及び逆流洗浄後の膜間差圧の結果を図１６、比較例６における膜分離活性汚泥処理６サイクルごとの膜間差圧及び逆流洗浄後の膜間差圧の結果を図１７にそれぞれ示す。
実施例２では、図１６に示すように、被処理水１の膜分離活性汚泥処理を行うと、膜間差圧が次第に上昇するものの、逆流洗浄によって膜分離活性汚泥処理前の膜間差圧まで回復させることができた。これに対して比較例６では、図１７に示すように、逆流洗浄によって膜間差圧を低下させることができるものの、膜分離活性汚泥処理前の膜間差圧まで回復させることはできず、逆流洗浄を繰り返すうちに逆流洗浄後の膜間差圧が大きくなる傾向が観察された。なお、比較例５、７及び８の結果については図示していないが、比較例５、７及び８は、比較例６と同様に、膜分離活性汚泥処理前の膜間差圧まで回復させることができず、逆流洗浄を繰り返すうちに逆流洗浄後の膜間差圧が大きくなる傾向が観察された。【００７８】
図１８は、実施例２及び比較例５〜８における逆流洗浄後の膜間差圧の経日変化を示す。
図１８に示すように、比較例５〜８では、１日目に逆流洗浄後の膜間差圧が大きく上昇し、日数が経過するにつれて逆流洗浄後の膜間差圧が緩やかに上昇した。これに対して実施例２では、１日目だけでなく日数が経過しても、膜分離活性汚泥処理前の膜間差圧とほぼ同等であった。【００７９】
以上の結果からわかるように、本発明によれば、酸化剤及び水の使用量を低減しつつ、被処理水１と接する濾過膜の表面１００に付着した汚濁物質だけでなく、濾過水１０３と接する濾過膜の表面１０１又は濾過膜１０２の孔中に化学的に付着した汚濁物質を効率的に除去し、長期間にわたって濾過性能を維持することが可能な濾過膜の洗浄方法及び洗浄装置を提供することができる。【００８０】
なお、本国際出願は、２０１４年８月２９日に出願した日本国特許出願第２０１４−１７５３２９号に基づく優先権を主張するものであり、これらの日本国特許出願の全内容を本国際出願に援用する。
【符号の説明】
【００８１】
１  被処理水、２  被処理水槽、３  膜モジュール、４  濾過水配管、５  被処理水供給配管、６  濾過バルブ、７  濾過ポンプ、８  洗浄水、９  洗浄水槽、１０  第１の酸化剤貯留槽、１１  第２の酸化剤貯留槽、１２  洗浄水配管、１３  切換弁、１４  第１の逆洗配管、１５  第２の逆洗配管、１６  第１の酸化剤供給配管、１７  第２の酸化剤供給配管、１８  第１の逆洗バルブ、１９  第１の逆洗ポンプ、２０  第２の逆洗バルブ、２１  第２の逆洗ポンプ、２２  第１の酸化剤供給バルブ、２３  第１の酸化剤供給ポンプ、２４  第２の酸化剤供給バルブ、２５  第２の酸化剤供給ポンプ、２６  洗浄水供給バルブ、２７  洗浄水供給ポンプ、２８  圧力計、２９  濾過水排出配管、３０  汚泥引抜配管、３１  汚泥循環配管、３２  散気装置、３３  汚泥引抜ポンプ、３４  汚泥循環ポンプ、３５  空気供給配管、３６  ブロワー、３７  オゾン水生成塔、３８  オゾン供給配管、３９  オゾン発生器、４０  オゾン反応槽、４１  排オゾン処理設備、４２  オゾン供給配管、４３  オゾン処理水配管、４４  排オゾン配管、４５  オゾンガス貯蔵槽、４６  酸素ガス返送配管、４７  酸貯留槽、４８  酸供給配管、４９  酸供給バルブ、５０  酸供給ポンプ、５１  洗浄水供給バルブ、５２  エジェクタ、５３  ｐＨ測定器、５４  制御装置、５５  信号線、１００  被処理水と接する表面、１０１  濾過水と接する表面、１０２  孔、１０３  濾過水。
【要約】
本発明の濾過膜の洗浄方法は、酸化剤を含有する少なくとも２種の洗浄水を準備し、酸化力が小さい酸化剤を含有する洗浄水から順に用いて濾過膜を洗浄することを特徴とする。また、本発明の濾過膜の洗浄装置は、酸化剤を含有する少なくとも２種の洗浄水を用いて濾過膜を洗浄する手段を備え、酸化力が小さい酸化剤を含有する洗浄水から順に用いて濾過膜を洗浄することを特徴とする。本発明の濾過膜の洗浄方法及び洗浄装置は、酸化剤及び水の使用量を低減しつつ濾過膜に付着した汚濁物質を効率的に除去し、長期間にわたって濾過性能を維持することができる。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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