(57)【要約】【課題】複数の膜モジュールを、制御系統や配管系統を複雑化させることなく、しかも逆洗水の加圧に要する時間を短縮して効率良く逆洗することができる方法を提供する。【解決手段】複数の膜モジュール１を備えた膜分離ユニットを、モジュール単位で逆洗する方法である。各膜モジュール１を共通の水配管２を介して共通逆洗水槽３に接続し、また共通の空気配管４を介して共通圧縮空気槽５に接続する。共通逆洗水槽３の内部に収納された複数の膜モジュール分の逆洗水量の逆洗水を加圧したうえで、その加圧された逆洗水による水逆洗と圧縮空気によるエアブローとからなる逆洗工程を、各膜モジュール１ごとに繰り返す。逆洗水量は学習能力を備えた水位計により制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の膜モジュールを備えた膜分離ユニットの逆洗方法であって、各膜モジュールを共通の水配管を介して共通逆洗水槽に接続するとともに、共通の空気配管を介して共通圧縮空気槽に接続し、この共通逆洗水槽の内部に貯えられた複数の膜モジュール分の逆洗水量の逆洗水を加圧したうえで、その加圧された逆洗水による水逆洗と圧縮空気によるエアブローとからなる逆洗工程を、各膜モジュールごとに繰り返すことを特徴とする膜分離ユニットの逆洗方法。
【請求項２】
各膜モジュールに供給される逆洗水量を、共通逆洗水槽に取り付けた水位計によって制御することを特徴とする請求項１に記載の膜分離ユニットの逆洗方法。
【請求項３】
共通逆洗水槽の内部を加圧したうえで全体の水位を測定し、１モジュールで使用できる水量に対応する目標水位を決定し、その目標水位を用いて１モジュール毎の逆洗を行い、１モジュール毎の逆洗終了後に停止水位を測定して目標水位との誤差（補正値）を記憶し、次回の逆洗時には記憶された誤差（補正値）を見込んで補正水位を設定するサイクルを繰り返すことを特徴とする請求項２に記載の膜分離ユニットの逆洗方法。
【請求項４】
補正値の記憶及び補正水位の設定を、モジュール毎に行なうことを特徴とする請求項３に記載の膜分離ユニットの逆洗方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の膜モジュールを備えた膜分離ユニットの逆洗方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、浄水処理の分野において膜ろ過法が急速に普及しており、処理すべき水量の増大に対応するために、複数の膜エレメントを並列に接続して膜モジュールを構成し、更にこの膜モジュールを複数並列に接続した膜分離ユニットが実用化されている。
【０００３】
このような分離膜は、特許文献１に記載されているように加圧された逆洗水による逆洗を定期的に行い、膜面の堆積物を除去する必要があり、複数の膜モジュールからなる膜分離ユニットを備えた浄水処理場では、モジュール単位で逆洗が行われる。しかし膜分離ユニットを構成するモジュール数が増加すると、１モジュールごとに逆洗水槽の加圧、逆洗、放圧、給水を繰り返す従来法では、制御系統や配管系統が複雑化するとともに、逆洗水槽内部の加圧に要する時間が無駄となるという問題があった。
【特許文献１】特開２００５−２４６１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、複数の膜モジュールからなる膜分離ユニットを、制御系統や配管系統を複雑化させることなく、しかも逆洗水の加圧に要する時間を短縮して効率良く逆洗することができる逆洗方法を提供することを目的とするものである。さらに本発明の他の目的は、逆洗水槽のサイズを最適化することができる膜の逆洗方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するためになされた本発明は、複数の膜モジュールを備えた膜分離ユニットの逆洗方法であって、各膜モジュールを共通の水配管を介して共通逆洗水槽に接続するとともに、共通の空気配管を介して共通圧縮空気槽に接続し、この共通逆洗水槽の内部に貯えられた複数の膜モジュール分の逆洗水量の逆洗水を加圧したうえで、その加圧された逆洗水による水逆洗と圧縮空気によるエアブローとからなる逆洗工程を、各膜モジュールごとに繰り返すことを特徴とするものである。
【０００６】
なお、各膜モジュールに供給される逆洗水量を、共通逆洗水槽に取り付けた水位計によって制御することが好ましい。またその場合、共通逆洗水槽の内部を加圧したうえで全体の水位を測定し、１モジュールで使用できる水量に対応する目標水位を決定し、その目標水位を用いて１モジュール毎の逆洗を行い、１モジュール毎の逆洗終了後に停止水位を測定して目標水位との誤差（補正値）を記憶し、次回の逆洗時には記憶された誤差（補正値）を見込んで補正水位を設定するサイクルを繰り返すことが好ましい。なお、補正値の記憶及び補正水位の設定を、モジュール毎に行なうことが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、複数の膜モジュール分の逆洗水量の逆洗水を共通逆洗水槽の内部で加圧したうえで、その加圧された逆洗水の一部による水逆洗と圧縮空気によるエアブローとからなる逆洗工程を、各膜モジュールごとに繰り返すようにしたので、共通逆洗水槽の内部の加圧は一度で済むこととなる。このため逆洗水の加圧に要する時間を短縮することができる。また各モジュール毎の逆洗は、共通の水配管および共通の空気配管に設けたバルブをモジュール単位で順次開閉することによって行うことができ、制御系統や配管系統を簡素化することができる。
【０００８】
本発明では、加圧された共通逆洗水槽の内部の逆洗水を各モジュールに一定量ずつ使用することが好ましいが、その際の逆洗水量の制御を、電極式センサではなく、共通逆洗水槽に取り付けた水位計によって制御する。このため多数のセンサを共通逆洗水槽の内部にセットする必要がなくなる。
【０００９】
また、水位計は電極式に比べ応答性が悪く、検出信号によってバルブを閉じてもバルブの動作も遅いので、実際の水位は下がりすぎている傾向がある。そこで請求項３のように、停止水位を測定して目標水位との誤差（補正値）を記憶し、次回の逆洗時には記憶された誤差（補正値）を見込んで補正水位を設定するようにすれば、水位計を用いても正確な水位制御が可能となり、逆洗水を各モジュールに一定量ずつ分配することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図１は本発明の実施形態を示す図であり、多数の膜モジュール１を備えた膜分離ユニットが示されている。この実施形態では膜モジュール１の数は１０である。各モジュールには複数の膜エレメントが並列に配置されているが、その構造は公知であり、本発明の要部ではないので図示を略した。
【００１１】
図１に示すように、これらの各膜モジュール１は、共通の水配管２を介して共通逆洗水槽３に接続されている。また共通の空気配管４を介して共通圧縮空気槽５に接続されている。このほか原水供給管６や逆洗水排出管７なども各膜モジュール１に接続されている。なお、これらの共通の配管２，４と各膜モジュール１との間にはそれぞれモジュール逆洗バルブ８，モジュールエアブローバルブ９などが設けられている。更に共通の水配管２の基部には逆洗水バルブ１０が設けられ、共通の空気配管４の基部にはエアブローバルブ１１が設けられている。
【００１２】
本発明では、共通逆洗水槽３として大型の水槽を使用する。この実施形態では、図２に示すように１０個の膜モジュール１を逆洗するに必要な水量を収納できる共通逆洗水槽３を用いている。共通逆洗水槽３は共通圧縮空気槽５から供給される空気圧によって逆洗に適した圧力、例えば０.５ＭＰａに加圧できるようになっている。
【００１３】
図３は本発明による膜分離ユニットの逆洗方法を示す図であり、全モジュールを所定期間ろ過運転したのち、モジュール単位で逆洗を行う。先ず共通逆洗水槽３に全モジュール分の水量の逆洗水を充填し、逆洗水バルブ１０を開いたうえ、所定の逆洗圧力、例えば０.５ＭＰａに加圧する。次に他のモジュールのろ過運転を継続したままで、１番目の膜モジュール１のモジュール逆洗バルブ８を開き、加圧された逆洗水による水逆洗を行う。またそれに続いてエアブローバルブ１１とモジュールエアブローバルブ９を開き、加圧された逆洗水とともに圧縮空気によるエアブローを行う。１番目の膜モジュール１の逆洗が終了後、モジュール逆洗バルブ８とモジュールエアブローバルブ９を閉じ、２番目の膜モジュール１の逆洗に移る。
【００１４】
このように水逆洗とエアブローとをセットとした逆洗工程を、各膜モジュール１ごとに繰り返し、１０番目の膜モジュール１の逆洗が終了したら共通逆洗水槽３を放圧し、逆洗水バルブ１０とエアブローバルブ１１を閉じて終了する。なお逆洗排水は逆洗水排出管７から排出されることはいうまでもない。
【００１５】
このように本発明によれば、共通逆洗水槽３の内部の加圧は一度で済むこととなり、モジュール単位で加圧を行っていた従来法よりも逆洗水の加圧に要する時間を短縮することができる。また各モジュール毎の逆洗は、共通の水配管２および共通の空気配管４に設けたモジュール逆洗バルブ８とモジュールエアブローバルブ９をモジュール単位で順次開閉することによって行うことができ、各モジュールの逆洗中は逆洗水バルブ１０やエアブローバルブ１１は開いたままでよいので、制御系統や配管系統を簡素化することができる利点がある。
【００１６】
上記したように、本発明では共通逆洗水槽３内で加圧された逆洗水を使用して全モジュールの逆洗を行うため、各モジュールで使用する逆洗水量を同一として各モジュールを均等に逆洗することが望まれる。このような場合、共通逆洗水槽３内の水位を電極式センサで測定するのが一般的であるが、図３に示したように非常に多くの点で水位測定が必要となるため、電極の配置も容易ではない。そこで好ましくは請求項２に記載したように、共通逆洗水槽３に水位計を取付け、上部空間の圧力と底部の圧力との差圧から水位を検出して制御する差圧伝送式水位計を取付けるのが好ましい。なお超音波式水位計を取付けても良いものとする。このようにすれば多数の電極式センサを共通逆洗水槽３の内部にセットする必要がなくなる。
【００１７】
ところが、電極式センサとは異なり水位計は伝送遅れが大きく、水位が静止しているときには正確に水位を検出できるが、水位が低下中は実際の水位よりも水位計の信号が遅れる傾向がある。このため水位計の出力を基準として逆洗水量を制御しても、各モジュールで使用する逆洗水量を同一とすることはできなかった。そこで請求項３に記載したように、学習システムを組み込んだ制御系を用いることが望ましい。その制御手順は次のとおりである。
【００１８】
まず、共通逆洗水槽３の内部を前述のように加圧したうえで水位計により全体の水位を測定する。これは図２中に有効水位として示した水位である。次にこの有効水位をモジュール数で等分し、１モジュールで使用できる水量に対応する目標水位を決定する。図２に示したように、エアブローの際に使用する水量も含ませた目標水位である。最初はその目標水位を用いて１モジュール毎の逆洗を行い、１モジュール毎の逆洗終了後に実際水位を測定する。上記した伝送遅れがあるため、水位停止時に実際の水位を水位計で測定すると、目標水位よりも低下していることとなる。
【００１９】
これは共通逆洗水槽３内の水量を目標水量よりも過剰に消費したことを意味し、最終モジュールの逆洗水が不足する可能性を示している。そこで実際水位と目標水位との誤差（補正値）を記憶し、次回の逆洗時には記憶された誤差分を補正してモジュール毎の補正水位を設定する。すなわち伝送遅れによる誤差分を見込んで水位を高めに設定することにより、各モジュールで使用される逆洗水量をできるだけ均等にする。このサイクルを繰り返すことによって、伝送遅れのある水位計を使用しても、各モジュールで使用する逆洗水量を同一とすることが可能となる。図４にこの制御フローを示した。
【００２０】
このような制御を行えば逆洗水量を正確に行うことができ、余裕を見込んで共通逆洗水槽３を大きめにするなどの設備の無駄をなくすことが可能となる。
【００２１】
以上に説明したように、本発明によれば、多数の膜モジュール１からなる膜分離ユニットを、制御系統や配管系統を複雑化させることなく、しかも逆洗水の加圧に要する時間を短縮して効率良く逆洗することができる。このため膜分離ユニットの稼働率を向上させることができる。また逆洗水槽のサイズを最適化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態を示す配管系統図である。
【図２】共通逆洗水槽の水位説明図である。
【図３】本発明による膜分離ユニットの逆洗方法の説明図である。
【図４】請求項３の発明の制御手順を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  膜モジュール
２  共通の水配管
３  共通逆洗水槽
４  共通の空気配管
５  共通圧縮空気槽
６  原水供給管
７  逆洗水排出管
８  モジュール逆洗バルブ
９  モジュールエアブローバルブ
１０  逆洗水バルブ
１１  エアブローバルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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