(57)【要約】【課題】薬液を繰り返して膜モジュールの薬品洗浄に使用することができ、薬液の消費量を減少させることのできる洗浄設備を提供する。【解決手段】本発明の洗浄設備１０は、酸洗浄系とアルカリ洗浄系を備え、各洗浄系は、膜モジュール１４の薬液を回収する薬液タンク２６、５６と、薬液タンク２６、５６の薬液をろ過処理する再生用膜モジュール３０、６０と、薬液タンク２６、５６に補給する薬液が貯留された補給用薬液タンク３２、６２とから構成される。薬液タンク２６、５６の薬液をろ過処理することによって薬液中の固形物が分離、除去され、薬液タンク２６、５６に薬液を補給することによって薬液のｐＨが調整される。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンクに貯留された薬液を膜処理設備に循環供給することによって、前記膜処理設備の膜モジュールを薬品洗浄する洗浄設備において、
前記タンクに貯留された前記薬品洗浄に使用後の薬液をろ過処理することによって、該薬液に含まれる固形物を分離して除去するフィルタ部材と、
前記タンクに新品の薬液を補給することによって、前記タンクに貯留された薬液のｐＨを調整する薬液補給手段と、
を備えたことを特徴とする洗浄設備。
【請求項２】
前記洗浄設備は酸洗浄系とアルカリ洗浄系との、２つの洗浄系統を備えていることを特徴とする請求項１に記載の洗浄設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は洗浄設備に係り、特に上下水処理、工場排水処理、純水製造等の分野において、膜処理設備内に常設されているオンサイト型の洗浄設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オンサイト型の洗浄設備では、膜処理設備の膜モジュールが閉塞した際に、酸（例えば塩酸、シュウ酸、クエン酸等）とアルカリ（例えば苛性ソーダ、次亜塩素酸ナトリウム等）の二種類の洗浄用薬品を用いて膜モジュールの薬品洗浄を行っている。この薬品洗浄で使用した薬液は、中和処理して廃液とした後、放流若しくは廃液引き取り処分される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の洗浄設備では、薬品洗浄のたびに薬液を入れ替えて使用していたため、薬液の消費量が非常に多いという問題があった。また、薬品洗浄のたびに薬品の入れ替え作業や、薬品の中和・廃液処理が必要になるため、維持管理コストが嵩むという問題があった。
【０００４】
そこで、洗浄に使用後の薬液を次の薬品洗浄時にも繰り返して使用することが望まれている。しかし、洗浄後の薬液には、膜に付着していた閉塞原因物質が混入しているため、固形物が多く含まれているという問題がある。したがって、洗浄後の薬液をタンクに貯留すると、固形物がタンク内に溜まり、この溜まった固形物が次の薬品洗浄時までの間に薬液と反応し、薬液を劣化させるという問題が発生する。
【０００５】
また、薬品洗浄に伴って、薬液のｐＨや有効塩素濃度が変化し、薬品の洗浄性能が低下するという問題がある。例えば、酸やアルカリの薬液は、使用するたびにｐＨが７に近づき、洗浄性能が低下するという問題が発生する。このため、洗浄に使用した薬液を繰り返して薬品洗浄に使用することは困難であった。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みて成されたものであり、薬液を繰り返して膜モジュールの薬品洗浄に使用することができ、薬液の消費量を減少させることのできる洗浄設備を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は前記目的を達成するために、タンクに貯留された薬液を膜処理設備に循環供給することによって、前記膜処理設備の膜モジュールを薬品洗浄する洗浄設備において、前記タンクに貯留された前記薬品洗浄に使用後の薬液をろ過処理することによって、該薬液に含まれる固形物を分離して除去するフィルタ部材と、前記タンクに新品の薬液を補給することによって、前記タンクに貯留された薬液のｐＨを調整する薬液補給手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、タンクに貯留された薬品洗浄に使用後の薬液をフィルタ部材でろ過処理することによって薬液中の固形物を除去することができるとともに、薬液補給手段でタンクに薬液を補給することによってタンク内の薬液のｐＨを調整することができるので、薬品洗浄に使用した薬液の洗浄性能が低下することを防止できる。したがって、タンク内の薬液を薬品洗浄に繰り返して使用することができる。これにより、薬液の消費量を大幅に減少させることができる。また、薬液を繰り返して使用することによって、薬液の入れ替え作業や薬液の中和・廃液作業の頻度が減少するので、維持管理コストを削減することができる。また、請求項２に記載の発明は、前記洗浄設備は酸洗浄系とアルカリ洗浄系との、２つの洗浄系統を備えていることを特徴としている。
【０００９】
この請求項２に記載の発明によれば、酸洗浄によって主に無機性物質を、アルカリ洗浄によって主に有機性物質をそれぞれ対象として洗浄し、洗浄後の薬液に含まれるこれらの物質をそれぞれフィルタ部材で除去することにより、薬液の再生を図ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係る洗浄設備の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１１】
図１は、本発明に係る洗浄設備１０が常設された膜処理設備１２の全体構成を示す装置系統図である。
【００１２】
同図に示すように膜処理設備１２は、複数の膜モジュール１４、１４…を備え、各膜モジュール１４には、原水供給ライン１６が接続されている。原水供給ライン１６には原水用ポンプ１８と開閉弁２０が配設されており、開閉弁２０を開いて原水用ポンプ１８を駆動することによって、原水が各膜モジュール１４に供給される。各膜モジュール１４は、膜１５を備えており、各膜モジュール１４に供給された原水は、この膜１５を透過することによってろ過処理される。ろ過処理された処理水は、膜モジュール１４に接続された排水ライン２２を介して排水される。排水ライン２２には開閉弁２４が配設されており、上述したろ過処理時には、この開閉弁２４が開かれている。
【００１３】
上述した膜モジュール１４でろ過処理を行うと、膜モジュール１４の膜１５が徐々に閉塞し、ろ過効率が低下するという問題が生じる。このため、膜モジュール１４を定期的に薬品洗浄する必要がある。本発明の洗浄設備１０は、この薬品洗浄を行う設備であり、上述した膜処理設備１２に常設されている。
【００１４】
洗浄設備１０は、二つの洗浄系統を備えている。すなわち、主に無機性物質の洗浄を目的とした酸性の薬液による洗浄系統（以下、酸洗浄系と称す）と、主に有機性物質の洗浄を目的としたアルカリの薬液による洗浄系統（以下、アルカリ洗浄系と称す）を備えている。酸洗浄系とアルカリ洗浄系は、同様に構成されるとともに、並列に配置されている。通常は酸洗浄を実施した後に、引き続きアルカリ洗浄を実施して膜モジュール１４の薬品洗浄を完了するように構成されている。
【００１５】
酸洗浄系は主として、薬液タンク２６、循環ポンプ２８、フィルタ部材である再生用膜モジュール３０、及び補給用薬液タンク３２で構成される。薬液タンク２６には、塩酸、シュウ酸、クエン酸など、酸性の薬液が貯留されている。この薬液タンク２６の下部には、薬液供給ライン３４が接続されており、この薬液供給ライン３４の先端は原水供給ライン１６に接続されている。また、薬液供給ライン３４には、循環ポンプ２８と開閉弁３６が配設されており、開閉弁３６を開いて循環ポンプ２８を駆動することによって、薬液タンク２６内の薬液が薬液供給ライン３４を介して原水供給ライン１６に導入される。これにより、薬液タンク２６内の薬液を膜モジュール１４に供給することができ、膜モジュール１４の膜を薬品洗浄することができる。この薬品洗浄によって、膜に付着していた固形物が薬液に移行するので、薬液は固形物を含んだ状態で、膜モジュール１４から薬液回収ライン３８に排出される。
【００１６】
薬液回収ライン３８には開閉弁４０が配設されており、薬液回収ライン３８の先端は薬液タンク２６に接続されている。したがって、開閉弁４０を開くと、洗浄後の薬液が薬液回収ライン３８を介して薬液タンク２６に回収される。
【００１７】
ところで、循環ポンプ２８の吐出口側は、薬液供給ライン３４の他に循環ライン４２に連通されている。循環ライン４２には、開閉弁４４、及び再生用膜モジュール３０が配設され、循環ライン４２の先端は、薬液タンク２６に接続されている。したがって、循環ポンプ２８を駆動した状態で開閉弁４４を開くと、薬液が再生用膜モジュール３０を通って循環ライン４２から薬液タンク２６に返送される。
【００１８】
再生用膜モジュール３０は、薬液が透過し、且つ、薬液に含まれる固形物が捕集される材質（例えばセラミック等）の膜を備えている。したがって、薬液が再生用膜モジュール３０を通過することによって、薬液に含まれる固形物が再生用膜モジュール３０で捕集され、分離される。これにより、薬液タンク２６内の薬液から固形物が分離される。なお、再生用膜モジュール３０で固形物を捕集した際のドレンはドレン配管４６を介して系外に排出される。
【００１９】
また、薬液タンク２６は、補給用薬液ライン４８を介して補給用薬液タンク３２に接続されている。補給用薬液タンク３２には、新品の薬液が貯留されており、補給用ポンプ５０を駆動することによって新品の薬液が薬液タンク２６に補給される。これにより、薬液タンク２６内の薬液のｐＨが調整される。
【００２０】
補給用ポンプ５０は、薬液タンク２６に設けたｐＨ測定装置（不図示）に電気的に接続されており、ｐＨ測定装置の測定値に基づいて補給用ポンプ５０が駆動するようになっている。例えば、ｐＨ測定装置の測定値がｐＨ６以上になった際に補給用ポンプ５０が駆動して、薬液が補給されるようになっている。補給される薬液は新品であるのでｐＨが６よりも小さい。したがって、薬液タンク２６内の薬液のｐＨを低下させることができ、薬液のｐＨを６以下に維持させることができる。これにより、薬液の洗浄性能が低下することを確実に防止できる。
【００２１】
一方、アルカリ洗浄系は、主として、薬液タンク５６、循環ポンプ５８、再生用膜モジュール６０、及び補給用薬液タンク６２で構成されている。薬液タンク５６には、苛性ソーダ、次亜塩素酸ナトリウムなど、アルカリの薬液が貯留されている。このアルカリ洗浄系も前記酸洗浄系と同様に膜モジュール１４の薬品洗浄と、薬液の再生が可能である。すなわち、膜モジュール１４を薬品洗浄する場合には薬液タンク５６内の薬液を循環ポンプ５８によって開閉弁６６、薬液供給ライン６４を介し膜モジュール１４に供給し、洗浄後の薬液を開閉弁７０、薬液回収ライン６８を介して薬液タンク５６に回収できる。また、薬液を再生する場合には、薬液タンク５６内の薬液を循環ポンプ５８、開閉弁７４、再生用膜モジュール６０、循環ライン７２の順に流し、薬液タンク５６に戻すことができる。また、補給用薬液タンク６２内の新品の薬液を補給用ポンプ８０によって補給用薬液ライン７８から薬液タンク５６に供給することによって、薬液のｐＨを所望値に調整することができる。
【００２２】
次に上記の如く構成された洗浄設備１０の作用について説明する。
【００２３】
膜処理設備１２でろ過処理を行う場合、まず、開閉弁２０、２４を開いて開閉弁３６、６６を閉じるとともに、原水用ポンプ１８を駆動する。これにより、原水供給ライン１６を介して原水が膜モジュール１４に供給され、膜モジュール１４の内部において原水がろ過処理される。ろ過処理された処理水は、排水ライン２２を介して排水される。このろ過処理によって原水に含まれていた固形物が膜モジュール１４の膜１５に付着するので、膜モジュール１４は徐々に閉塞する。したがって、膜モジュール１４の膜１５を定期的に（例えば１、２カ月に一回の頻度で）洗浄する必要がある。
【００２４】
膜モジュール１４の洗浄は、洗浄設備１０の酸洗浄を実施した後にアルカリ洗浄を実施することによって行われる。
【００２５】
酸洗浄系で膜モジュール１４を洗浄する場合、まず、開閉弁２０、２４、４４、６６、７０を閉じて開閉弁３６、４０を開くとともに、循環ポンプ２８を駆動する。これにより、薬液タンク２６内の薬液が薬液供給ライン３４、及び原水供給ライン１６を介して膜モジュール１４に供給され、膜モジュール１４の膜が酸洗浄される。この酸洗浄によって固形物を含んだ洗浄後の薬液が薬液回収ライン３８を介して薬液タンク２６に回収される。このように、酸性の薬液を薬液タンク２６と膜モジュール１４との間で一定時間、循環させることによって、膜モジュール１４が酸洗浄される。
【００２６】
アルカリ洗浄系で膜を洗浄する場合、まず、開閉弁２０、２４、３６、４０、７４を閉じて開閉弁６６、７０を開くとともに、循環ポンプ５８を駆動する。これにより、薬液タンク５６内の薬液が薬液供給ライン６４、原水供給ライン１６を介して膜モジュール１４に供給され、膜モジュール１４の膜がアルカリ洗浄される。このアルカリ洗浄によって固形物を含んだ洗浄後の薬液が薬液回収ライン６８を介して薬液タンク５６に回収される。このように、アルカリの薬液を薬液タンク５６と膜モジュール１４との間で一定時間、循環させることによって、膜モジュール１４がアルカリ洗浄される。
【００２７】
このように酸洗浄系による洗浄処理とアルカリ洗浄系による洗浄処理とを順次に行うことによって、膜モジュール１４の膜が十分に洗浄され、膜モジュール１４の洗浄性能が再生される。したがって、洗浄処理の後に膜処理設備１２で再びろ過処理を行うことによってろ過効率を向上させることができる。
【００２８】
膜処理設備１２でろ過処理を行う間、洗浄設備１０では、薬液から固形物を分離、除去する除去処理が行われる。すなわち、酸洗浄系では、開閉弁３６を閉じて開閉弁４４を開き、循環ポンプ２８を駆動することによって、薬液タンク２６内の薬液を再生用膜モジュール３０に通過させ、薬液に含まれる固形物を再生用膜モジュール３０で補集して分離する。また、アルカリ洗浄系では、開閉弁６６を閉じて開閉弁７４を開き、循環ポンプ５８を駆動することによって、薬液タンク５６内の薬液を再生用膜モジュール６０に通過させ、薬液に含まれる固形物を再生用膜モジュール６０で補集して分離する。分離した固形物は、膜のドレンとともにドレン配管４６、７６で排出され、中和後に放流するか、廃棄物として引き取り処分される。これにより、薬液タンク２６、５６内の薬液に含まれる固形物を除去することができるので、固形物が薬液と反応することを防止することができる。したがって、薬液の洗浄性能が低下することを防止できるので、薬液を膜モジュール１４の薬品洗浄に繰り返して使用することができる。これにより、薬品洗浄に使用する薬液の使用量を大幅に減少させることができる。なお、固形物の除去処理を行うタイミングは上述した例に限定されず、例えばアルカリ洗浄系で膜を洗浄している間に酸洗浄系の固形物の除去処理を行い、酸洗浄系で膜を洗浄している間にアルカリ洗浄系の固形物の除去処理を行ってもよい。
【００２９】
また、薬液のｐＨがしきい値から逸脱した場合には、補給用ポンプ５０、８０を駆動して補給用薬液タンク３２、６２の薬液を薬液タンク２６、５６に供給する。これにより、薬液タンク２６、５６の薬液のｐＨが調整されて薬液の洗浄性能が向上する。
【００３０】
上記の如く固形物が除去された薬液は、次の薬品洗浄時まで、薬液タンク２６、５６の内部に保管される。その際、薬液が徐々に劣化した場合には、補給用薬液タンク３２、６２から薬液を補給することによって、薬液タンク２６、５６内の薬液の洗浄性能が低下することを防止する。
【００３１】
このように本実施の洗浄設備１０によれば、薬液タンク２６、５６の薬液を再生用膜モジュール３０、６０に通過させて固形物を除去するとともに、薬液タンク２６、５６に薬液を補給してｐＨを調整するようにしたので、薬液タンク２６、５６の薬液の洗浄性能が低下することを防止できる。したがって、回収した薬液を膜モジュール１４の薬品洗浄に繰り返し使用することができ、薬液の消費量を大幅に減少させることができる。
【００３２】
なお、上述した実施の形態は、酸洗浄系とアルカリ洗浄系の二つの洗浄系統を備えた例であるが、洗浄系統の数は一つであっても三つ以上であってもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る洗浄設備によれば、タンクに貯留された薬液をフィルタ部材でろ過処理することによって薬液中の固形物を除去することができるとともに、薬液補給手段でタンクに薬液を補給することによってタンク内の薬液のｐＨを調整することができるので、薬品洗浄に使用した薬液の洗浄性能が低下することを防止できる。したがって、タンク内の薬液を薬品洗浄に繰り返して使用することができ、薬液の消費量を大幅に減少させることができる。また、薬液を繰り返し使用することによって、薬液の入れ替え作業や薬液の中和・廃液作業の頻度が減少するので、維持管理コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る洗浄設備を用いた膜処理設備の全体構成を示す装置系統図
【符号の説明】１０…洗浄設備、１２…膜処理設備、１４…膜モジュール、１６…原水供給ライン、１８…原水用ポンプ、２０…開閉弁、２２…排水ライン、２４…開閉弁、２６…薬液タンク、２８…循環ポンプ、３０…再生用膜モジュール、３２…補給用薬液タンク、３４…薬液供給ライン、３６…開閉弁、３８…薬液回収ライン、４０…開閉弁、４２…循環ライン、４４…開閉弁、４６…ドレン配管、４８…補給用薬液ライン、５０…補給用ポンプ、５６…薬液タンク、５８…循環ポンプ、６０…再生用膜モジュール、６２…補給用薬液タンク、６４…薬液供給ライン、６６…開閉弁、６８…薬液回収ライン、７０…開閉弁、７２…循環ライン、７４…開閉弁、７６…ドレン配管、７８…補給用薬液ライン、８０…補給用ポンプ
【図１】
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