(57)【要約】【課題】膜濾過器の膜の汚れ具合に応じて膜の洗浄や膜に付着したウイルスの殺菌を効果的に行うことができ、しかも膜の寿命も長くすることができる。【解決手段】硝化槽１８内の被処理水中に膜濾過器２６を浸漬させて、被処理水を膜濾過する。そして膜の洗浄を行う場合には、膜を酸化剤を添加した逆洗水で逆洗する第１の逆洗ラインと、前記膜を酸化剤の添加と紫外線の照射の両方を行った逆洗水で逆洗する第２の逆洗ラインと、を膜の汚れ程度に応じて切り換えるようにした。【選択図】  図１
2004283783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理槽内の被処理水中に浸漬させて該被処理水を膜濾過する膜濾過器の膜を洗浄する膜洗浄装置において、
前記膜を酸化剤を添加した逆洗水で逆洗する第１の逆洗ラインと、
前記膜を酸化剤の添加と紫外線の照射の両方を行った逆洗水で逆洗する第２の逆洗ラインと、
前記第１の逆洗ラインと前記第２の逆洗ラインを切り換える切換え手段と、を備えたことを特徴とする膜濾過器の膜洗浄装置。
【請求項２】
前記酸化剤は、次亜塩素酸ソーダ、オゾンの何れか１であることを特徴とする請求項１の膜濾過器の膜洗浄装置。
【請求項３】
前記膜の濾過圧力を測定する測定手段を設け、該測定手段の測定結果に基づいて前記切換え手段が前記第１の逆洗ラインと前記第２の逆洗ラインを切り換えることを特徴とする請求項１又は２の膜濾過器の膜洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、膜濾過器の膜洗浄装置に係り、特に下水道、湖沼水、河川水、プール水等の汚水を膜濾過により浄化する膜濾過器の膜洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
下水道、湖沼水、河川水、水槽等の水等の汚水を浄化する方法の１つに膜濾過器による膜濾過法がある。膜濾過器の膜で汚水を濾過すると、次第に膜が汚れる（目詰まり等）ので、定期的に膜を洗浄する必要がある。また、これらの汚水中にはウイルスが存在することがあるが、膜濾過を利用してウイルスを除去することも行われている。従って、膜の洗浄は膜の目詰まり解消の他に膜に付着したウイルスを殺菌できることも必要である。
【０００３】
膜の洗浄方法としては、大別すると、膜濾過器から膜を取り外して洗浄水で洗浄して再び膜濾過器に取り付ける分解型洗浄方法と膜濾過処理により得られる処理水の処理水ラインを利用し、処理水ラインに濾過とは逆向きに逆洗水を流すことで、膜濾過器を分解せずに洗浄する逆洗型洗浄方法とがある。一般的には、洗浄作業効率の点から逆洗型洗浄方法が行われている。
【０００４】
例えば、特許文献１では、膜濾過器で濾過した処理水に次亜塩素酸ソーダを添加した逆洗水で膜を逆洗することが記載されている。また、特許文献２では、逆洗水に含有させる殺菌剤として、次亜塩素酸ソーダ、塩素、過酸化水素、オゾン等の酸化性殺菌剤を添加することが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−５７４３１号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２００３−３３６３０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のように次亜塩素酸ソーダ、塩素、過酸化水素、オゾン等の薬剤を添加した逆洗水による膜の逆洗は、膜の汚れが少ないときは短時間の逆洗でも洗浄効果を発揮するが、膜の汚れが大きくなると逆洗時間を長く確保しないと膜が十分に洗浄されないと共に、膜に付着したウイルスを完全に殺菌させることができないという欠点がある。
【０００８】
本発明はかかる問題に鑑みて成されたもので、膜の汚れ具合に応じて膜の洗浄や膜に付着したウイルスの殺菌を効果的に行うことができ、しかも膜の寿命も長くすることができる膜濾過器の洗浄装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は前記目的を達成するために、処理槽内の被処理水中に浸漬させて該被処理水を膜濾過する膜濾過器の膜を洗浄する膜洗浄装置において、前記膜を酸化剤を添加した逆洗水で逆洗する第１の逆洗ラインと、前記膜を酸化剤の添加と紫外線の照射の両方を行った逆洗水で逆洗する第２の逆洗ラインと、前記第１の逆洗ラインと前記第２の逆洗ラインを切り換える切換え手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
次亜塩素酸ソーダ或いはオゾン等の酸化剤を添加した水に紫外線を照射すると、ラジカルが発生するため、この水で膜を洗浄すれば酸化剤添加だけの水に比べて膜の洗浄効果やウイルスの殺菌効果が飛躍的に向上する。しかし、酸化剤の添加と紫外線照射の両方を行った水は、膜の汚れが大きいときには、ラジカルが汚れの分解に使用されるので、膜を傷めることは少ないが、膜の汚れが小さいときに使用すると膜を傷める原因になる。更に、酸化剤の添加と紫外線照射の両方を行った水を膜の汚れが小さいときに使用するのは紫外線照射の無駄になる。
【００１１】
このことから、本発明の請求項１では、膜濾過器の膜を酸化剤を添加した逆洗水で逆洗する第１の逆洗ラインと、膜を酸化剤の添加と紫外線照射の両方を行った逆洗水で逆洗する第２の逆洗ラインとを、切換え手段で切り換えるられるようにした。これにより、第１と第２の逆洗ラインを汚れの程度に応じて使い分けることができ、膜の汚れを確実に洗浄することができると共に、膜に付着したウイルスを確実に殺菌させることができる。更には、第１と第２の逆洗ラインを使いわけることで、膜を傷めることもない。
【００１２】
本発明の請求項２は請求項１において、好ましい酸化剤を特定したもので、次亜塩素酸ソーダ或いはオゾンが好ましい。
【００１３】
本発明の請求項３は請求項１又は２において、膜の濾過圧力を測定する測定手段を設け、該測定手段の測定結果に基づいて切換え手段が第１の逆洗ラインと前記第２の逆洗ラインを切り換えるようにしたので、膜の汚れ程度に応じて第１又は第２の逆洗ラインの切り換えを自動的に行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下添付図面に従って、本発明に係る膜濾過器の膜洗浄装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１５】
図１は、硝化槽に膜濾過器を備えた膜分離活性汚泥装置に、本発明の膜洗浄装置を組み込んだ一例を示す全体構成図である。尚、本発明の膜洗浄装置は活性汚泥処理装置に限定されるものではなく、膜濾過器を備えた水処理装置に広く適用することができる。
【００１６】
図１に示すように、膜分離活性汚泥装置１０において、被処理水は原水配管１２から生物処理槽１４に流入する。生物処理槽１４は脱窒槽１６と硝化槽１８とに区画され、硝化槽１８の液は循環配管２０を介して脱窒槽１６に循環される。硝化槽１８では、ブロア２２に接続された曝気管２４からエアが曝気され、被処理水と活性汚泥とが好気性条件で接触して、被処理水中のアンモニア性窒素が硝酸性窒素に硝化処理される。一方、脱窒槽１６では、硝化槽１８での硝化処理により生成されて循環配管２０により循環された硝酸性窒素が嫌気性条件下で窒素ガスに脱窒処理される。また、硝化槽１８の底部には、膜濾過器２６の洗浄時に硝化槽１８内の液を排出したり、膜の逆洗で硝化槽１８内に溜まる逆洗水を排出するバルブ１９Ａ付きの排出管１９が接続される。
【００１７】
また、硝化槽１８内の被処理水中には、膜濾過器２６が浸漬され、膜濾過器２６は処理水配管２８に接続されると共に、処理水配管２８には処理水ポンプ２９が配設される。これにより、硝化槽１８内の液が膜濾過器２６の膜によって吸引濾過され、処理水と活性汚泥とに分離され、処理水は処理水配管２８を介して処理水中間タンク２７に流入する。かかる膜濾過によって、被処理水中に存在するＳＳ成分やウイルスが膜濾過により除去された処理水を得ることができる。
【００１８】
膜洗浄装置３０は、膜濾過器２６の膜を酸化剤を添加した逆洗水で逆洗する第１の逆洗ラインと、膜を酸化剤の添加と紫外線の照射の両方を行った逆洗水で逆洗する第２の逆洗ラインと、を膜の汚れ程度によって切り換えられるように構成したもので、膜濾過器２６の処理水ライン系に設けられる。酸化剤としては、次亜塩素酸ソーダ等のような液状のもの、或いはオゾン等のようなガス状のものの何れをも使用することができるが、図１の膜分離活性汚泥装置１０は、液状の酸化剤を使用する場合に好適な構成であり、次亜塩素酸ソーダ溶液の例で説明する。
【００１９】
処理水配管２８は第１〜第４の流路で構成され、第１の流路２８Ａが第１の流路切り換え器３２を介して第２及び第３の流路２８Ｂ、２８Ｃに分岐される。第２の流路２８Ｂは紫外線照射装置３４を介して第２の流路切り換え器３６に接続されると共に、第３の流路２８Ｃは第２の流路切り換え器３６に直接接続される。紫外線照射装置３４は、逆洗水が通過する照射塔３４Ａ内に紫外線ランプ３４Ｂが設けられ、紫外線ランプ３４Ｂは電源装置３４ＣによってＯＮ−ＯＦＦされる。第２の流路切り換え器３６から第４の流路２８Ｄによって前記した処理水中間タンク２７まで延設されると共に、第４の流路２８Ｄに正逆回転可能な前述した処理水ポンプ２９が設けられる。処理水ポンプ２９は正回転すると、膜濾過器２６の膜に吸引力を付与でき、逆回転すると処理水中間タンク２７の水を膜濾過器２６に逆流させるものとする。また、処理水ポンプ２９の上方には、次亜塩素酸ソーダを水に溶解した次亜塩素酸ソーダ溶液を貯留するタンク３８が設けられ、タンク３８から延設された添加配管４０の先端が第４の流路２８Ｄの第２の流路切り換え器３６と処理水ポンプ２９との間に接続される。添加配管４０には次亜塩素酸ソーダ溶液を注入する薬注ポンプ４２が設けられ、薬注ポンプ４２を駆動することにより、タンク３８内に貯留された次亜塩素酸ソーダが第４の流路２８Ｄ内に注入される。
【００２０】
また、膜濾過器２６には、膜の濾過圧力を測定する圧力計４４が設けられ、圧力計４４で測定された測定値がコントローラ４６に送られる。コントローラ４６では、測定値に基づいて第１及び第２の流路切り換え器３２、３６、紫外線照射装置３４の電源装置３４Ｃ、処理水ポンプ２９、及び薬注ポンプ４２を制御する。
【００２１】
次に上記の如く構成された膜分離活性汚泥装置１０の膜洗浄装置３０の作用について説明する。
【００２２】
膜分離活性汚泥装置１０を運転する場合、コントローラ４６は第１の流路２８Ａと第３の流路２８Ｃとが連通するように第１の流路切り換え器３２を切り換えると共に、第３の流路２８Ｃと第４の流路２８Ｄが連通するように第２の流路切り換え器３６を切り換える。この状態で、処理水ポンプ２９を正回転することにより硝化槽１８内の被処理水を膜濾過器２６で吸引濾過する。これにより、膜濾過処理された処理水が処理水中間タンク２７に貯留される。処理水中間タンク２７に貯留された処理水はオーバーフローしないように適宜排出される。膜濾過器２６の運転中、圧力計４４が膜濾過器２６の濾過圧力を測定してコントローラ４６に送る。
【００２３】
コントローラ４６は圧力計４４が示す濾過圧力の大小によって膜濾過器２６の膜の洗浄方法を２通りに切り換える。即ち、圧力計４４の濾過圧力がそれほど大きくなく、汚れ程度が小さい場合には、コントローラ４６は第１〜第４の流路２８Ａ〜２８Ｄを膜分離活性汚泥装置１０の運転と同じ状態に維持し、薬注ポンプ４２を駆動すると共に、処理水ポンプ２９を逆回転させる。これにより、膜濾過器２６の膜を次亜塩素酸ソーダを添加した逆洗水で逆洗する第１の逆洗ラインが形成される。この第１の逆洗ラインによって、処理水中間タンク２７に貯留された処理水に次亜塩素酸ソーダが添加された逆洗水が膜濾過器２６に逆流し、膜を内側から外側に向けて逆洗する。
【００２４】
尚、硝化槽１８内の活性汚泥に次亜塩素酸ソーダの影響がないように、膜の逆洗を行う前に予め硝化槽１８内の液を排出管１９から抜いて別途貯留しておき、逆洗が終了したら硝化槽１８に戻すことが好ましい。
【００２５】
しかし、次亜塩素酸ソーダを添加した逆洗水による膜の逆洗を定期的に行っても、長期間の膜濾過によって膜の濾過圧力は次第に上昇する。従って、圧力計４４が膜の汚れが大きいことを示す所定の濾過圧力になったら、次亜塩素酸ソーダと紫外線照射の両方を行った逆洗水で膜を逆洗する。即ち、コントローラ４６は、第１の流路２８Ａと第２の流路２８Ｂとが連通されるように第１の流路切り換え器３２を切り換えると共に、第２の流路２８Ｂと第４の流路２８Ｄが連通されるように第２の流路切り換え器３６を切り換える。この状態で処理水ポンプ２９を逆回転させ、薬注ポンプ４２を駆動させると共に、紫外線照射装置３４の電源３４ＣをＯＮにして紫外線ランプ３４Ｂを点灯する。これにより、膜を次亜塩素酸ソーダの添加と紫外線照射の両方を行った逆洗水で逆洗する第２の逆洗ラインが形成される。次亜塩素酸ソーダを添加した逆洗水に紫外線を照射すると、ラジカルが発生するため、この逆洗水で膜を洗浄すれば次亜塩素酸ソーダ添加だけの逆洗水に比べて膜の洗浄効果やウイルスの死滅効果が飛躍的に向上する。これにより、膜の汚れ程度が大きな場合でも、膜を短時間で効果的に洗浄することができる。この場合、膜の汚れの大きいときに第２の逆洗ラインを形成して、殆どのラジカルが汚れを分解することで消費されるようにしたので、膜を傷めることもない。しかし、膜濾過器２６の膜の材質はラジカルに腐食しにくいラジカル耐性のある材質が好ましいことは言うまでもない。また、次亜塩素酸ソーダの添加と紫外線照射の両方を行った逆洗水で膜を洗浄することで、膜に付着したウイルスも確実に殺菌することができる。
【００２６】
図２は、オゾンのようにガス状の酸化剤を使用する場合に好適な膜洗浄装置５０の構成を示したものであり、膜分離活性汚泥装置１０の構成は図１と同様なので説明は省略する。また、図１と同じ装置や部材は同符号を付して説明する。
【００２７】
図２に示すように、硝化槽１８内の被処理水中には、膜濾過器２６が浸漬され、膜濾過器２６は処理水配管２８に接続される。処理水配管２８は、紫外線照射装置３４を介して処理水中間タンク２７まで延設され、処理水配管２８の紫外線照射装置３４と処理水中間タンク２７の間に処理水ポンプ２９が配設される。紫外線照射装置３４の構成は上記と同様であるが、図２の場合、照射塔３４Ａ内にオゾンを吹き込むように構成される。即ち、照射塔３４Ａの下端部にオゾン発生器５２から延設された吹き込み配管５６が接続されると共に、照射塔３４Ａの上端部にベント管５８が設けられる。
【００２８】
また、膜濾過器２６には、膜の濾過圧力を測定する圧力計４４が設けられ、圧力計４４で測定された測定値がコントローラ４６に送られる。コントローラ４６では、圧力計４４の測定値に基づいて紫外線ランプ３４Ｂ、電源装置３４Ｃ、処理水ポンプ２９、及びオゾン発生器５２を制御する。
【００２９】
このように構成された膜洗浄装置５０によれば、コントローラ４６は圧力計４４が示す濾過圧力の大小によって膜の洗浄方法を２通りに切り換える。即ち、圧力計４４の濾過圧力がそれほど大きくなく、膜の汚れ程度が小さい場合には、コントローラ４６は、処理水ポンプ２９を逆回転させると共に、オゾン発生器５２を駆動してオゾンが照射塔３４Ａ内に吹き込まれるようにする。照射塔３４Ａ内ではオゾンが飽和した逆洗水が形成されると共に、余剰のオゾンはベント管から排出される。これにより、膜濾過器２６の膜をオゾンを吹き込んだ逆洗水で逆洗する第１の逆洗ラインが形成される。この第１の逆洗ラインによって膜が洗浄される。尚、図２の場合も、硝化槽１８内の活性汚泥にオゾンの影響がないように、膜の逆洗を行う前に予め硝化槽１８の液を排出管１９から抜いて別途貯留しておき、逆洗が終了したら硝化槽１８に戻すことが好ましい。
【００３０】
しかし、オゾンを吹き込んだ逆洗水による膜の逆洗を定期的に行っても、長期間の膜濾過によって膜の濾過圧力は次第に上昇するので、圧力計が膜の汚れが大きいことを示す所定の濾過圧力になったら、オゾンの吹き込みと紫外線照射の両方を行った逆洗水で膜を逆洗する。即ち、コントローラ４６は、処理水ポンプ２９を逆回転させると共に、オゾン発生器５２を駆動し、更に紫外線照射装置３４の電源３４ＣをＯＮにして紫外線ランプ３４Ｂを点灯する。これにより、膜をオゾン吹き込みと紫外線照射の両方を行った逆洗水で逆洗する第２の逆洗ラインが形成される。オゾンを吹き込んだ水に紫外線を照射すると、ラジカルが発生するため、この逆洗水で膜を洗浄すればオゾン吹き込みだけの逆洗水に比べて膜の洗浄効果やウイルスの殺菌効果が飛躍的に向上する。これにより、膜の汚れ程度が大きな場合でも、膜を短時間で効果的に洗浄することができる。更には、第１、第２の逆洗ラインを膜の汚れ具合に応じて切り換えるようにしたので、膜の寿命も長くすることができる。
【００３１】
尚、図１の膜洗浄装置３０で次亜塩素酸ソーダを使用し、図２の膜洗浄装置５０でオゾンを使用したが、図２のように、紫外線照射装置３４の照射塔３４Ａ内に酸化剤を直接注入する方法は、次亜塩素酸ソーダの場合にも好適である。また、本発明で使用可能な酸化剤は次亜塩素酸ソーダ、オゾンに限定するものではない。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の膜濾過器の膜洗浄装置によれば、第１、第２の逆洗ラインを膜の汚れ具合に応じて切り換えるようにしたので、膜の汚れ具合に応じて膜の洗浄や膜に付着したウイルスの殺菌を効果的に行うことができ、しかも膜の寿命も長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】膜分離活性汚泥装置に、本発明の膜洗浄装置を組み込んだ一例を示す全体構成図
【図２】膜分離活性汚泥装置に、本発明の膜洗浄装置を組み込んだ一例を示す別の態様の全体構成図
【符号の説明】
１０…膜分離活性汚泥装置、１２…原水配管、１４…生物処理槽、１６…脱窒槽、１８…硝化槽、２０…循環配管、２２…ブロア、２４…曝気管、２６…膜濾過器、２７…処理水中間タンク、２８…処理水配管、２８Ａ…第１の流路、２８Ｂ…第２の流路、２８Ｃ…第３の流路、２８Ｄ…第４の流路、２９…処理水ポンプ、３０…膜洗浄装置、３２…第１の流路切り換え器、３４…紫外線照射装置、３６…第２の流路切り換え器、３８…タンク、４０…添加配管、４２…薬注ポンプ、４４…圧力計、４６…コントローラ、５０…膜洗浄装置、５２…オゾン発生器
【図１】
2004283783.tif 000003
【図２】
2004283783.tif 000004