(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象の原水を濾過して処理する水処理膜に対し、濾過二次側から濾過一次側にオゾン水を流通させて前記水処理膜を洗浄する水処理膜の洗浄装置であって、
オゾンガスを生成して供給するオゾンガス供給部と、
オゾンガスが蓄積される気相部及びオゾンガスを溶解する水により形成される液相部を有し、前記液相部を形成する水に前記オゾンガス供給部から供給されるオゾンガスを溶解させ、オゾン水を生成するオゾン溶解槽と、
前記オゾンガス供給部からのオゾンガスを前記気相部に供給する第１のオゾンガス供給手段と、
前記オゾンガス供給部からのオゾンガスを前記液相部に供給する第２のオゾンガス供給手段と、
前記オゾン溶解槽で生成されたオゾン水を前記濾過二次側へ供給するオゾン水供給手段と、
前記液相部を形成する水に溶解せずに前記気相部に蓄積された未溶解オゾンガスを前記濾過一次側に供給する第３のオゾンガス供給手段とを備え、
前記未溶解オゾンガスを前記濾過一次側に供給して前記水処理膜の表面を洗浄した後、前記気相部内のオゾンガスの圧力によりオゾン水を前記濾過二次側に供給することを特徴とする水処理膜の洗浄装置。
【請求項２】
前記第３のオゾンガス供給手段は、前記気相部の圧力値が予め定められた設定圧力値以上になった場合に前記未溶解オゾンガスを前記濾過一次側に供給するオゾン溶解槽圧力調整弁が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の水処理膜の洗浄装置。
【請求項３】
前記オゾンガス供給部からのオゾンガスの供給先を、前記気相部と前記液相部との間で切り換えるオゾンガス流路切換手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の水処理膜の洗浄装置。
【請求項４】
処理対象の原水を濾過して処理する水処理膜に対し、濾過二次側から濾過一次側にオゾン水を流通させて前記水処理膜を洗浄する水処理膜の洗浄方法であって、
オゾン水を生成するオゾン溶解槽の気相部に未溶解オゾンガスを蓄積させながら前記オゾン溶解槽の液相部にオゾンガスを供給し、前記液相部を形成する水にオゾンガスを溶解させてオゾン水を生成するとともに、前記未溶解オゾンガスを前記濾過一次側に供給して前記水処理膜の表面を洗浄するオゾン水生成工程と、
前記気相部にオゾンガスを供給し、前記気相部内のオゾンガスの圧力により前記オゾン水生成工程で生成したオゾン水を前記濾過二次側に供給して、前記水処理膜を洗浄するオゾン水供給工程と
を備えたことを特徴とする水処理膜の洗浄方法。
【請求項５】
前記オゾン水生成工程において、前記気相部の圧力値が予め定められた設定圧力値以上になった場合に前記未溶解オゾンガスを前記濾過一次側に供給することを特徴とする請求項４に記載の水処理膜の洗浄方法。
【請求項６】
処理対象の原水を濾過する水処理膜が設けられた膜分離槽と、
請求項１から３のいずれか１項に記載の水処理膜の洗浄装置と、
を備えたことを特徴とする水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、廃水等が含有する有機性物質を膜分離する水処理膜の洗浄装置及び洗浄方法、並びに水処理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機性物質を含有する上水、下水、工業廃水などの廃水等から有機性物質を除去する方法として、水処理膜による膜分離がある。このような水処理システムにおいては、廃水等の原水を水処理膜で濾過することにより原水を有機性物質と濾過水とに分離するため有機性物質の除去を安定的に行うことができるが、処理を継続的に行うと有機性物質が水処理膜の内部及び表面に付着し、水処理膜に形成された細孔が閉塞することがある。水処理膜の細孔が閉塞した場合、膜差圧の上昇や濾過水量の低下が生じて処理能力が低下するため、水処理膜の内部や表面を定期的に洗浄し有機物を除去する必要がある。水処理膜を洗浄する方法としては、水処理膜の濾過二次側（濾過水側）から濾過一次側（原水側）に洗浄液を流通させ、水処理膜の内部及び膜表面を洗浄する逆洗が一般に行われている。逆洗に用いる洗浄液は様々であり、水や、次亜塩素酸ナトリウム水溶液のような酸化剤水溶液が用いられる。また、より高い洗浄効果を得るために酸化力が高いオゾン水が用いられることもある。【０００３】
一方、洗浄液としてオゾン水を用いる場合、十分な洗浄効果を得るために飽和溶解度近くまでオゾンを溶解させたオゾン水を用いようとしても、オゾン水を圧送するポンプの内部で部分的に生じる負圧により、溶解しているオゾンが遊離することがあるため、洗浄液中のオゾン濃度が低下して十分な洗浄効果が得られない虞がある。また、一般的な遠心ポンプを用いた場合、ポンプ内に生じるキャビテーションによりポンプの性能が低下したり、遊離したオゾンガスの吸い込みによりポンプが運転不能に陥ったりする虞がある。【０００４】
そこで、洗浄効果を高めるため、オゾン含有水による逆洗と同時に原水側にオゾンガスなどの気泡を導入するエアーバブリングを行う洗浄方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、気体発生器で発生させたオゾンガス等の洗浄ガスをエジェクター（ベンチュリー型の気液混合装置）にて水などの流体と混合させて洗浄流体を生成し、この洗浄流体を水処理膜（中空糸フィルタ）が備えられた浄水槽にポンプを介さずに導入するものがある。（例えば、特許文献２参照）。
また、一軸偏心ネジポンプにより、オゾンガスの気泡が懸濁した状態の水をアキュムレータ兼用の加圧オゾン溶解槽に押し込み導入するものがある（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１―７９３６５号公報（明細書段落０００６、図１）
【特許文献２】特開２０１２―９６２０９号公報（明細書段落００２２〜００２７、図１〜図５）
【特許文献３】特開平０６―６４９０４号公報（明細書段落００１４〜００１５、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のものでは、エアーバブリングのためのコンプレッサー等を別途設ける必要があるため、構成が複雑となりコストがかかるという問題がある。
また、特許文献２に記載のものでは、オゾンガス等の気泡を含む洗浄流体を用いて水処理膜の逆洗を行っているので、水処理膜の細孔内にオゾンガス等の気体が侵入し、細孔内を乾燥させて水処理膜の濾過性能を低下させる虞がある。エジェクターと水処理膜の間に気液分離装置を設けることも考えられるが、その場合は装置全体が大型化してしまう。
また、特許文献３に記載のものでは、加圧オゾン溶解槽の設定圧力を一定に保つために未溶解のオゾンガスを外気中に排出するので、一部のオゾンガスが無駄になり、オゾンガスの利用効率が低下するとともに、還元装置などのオゾン処理装置が必要となり装置全体が大型化するという問題がある。
この発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、大型化を防ぎつつ、簡単な構成でオゾンガスの利用効率が高い水処理膜の洗浄装置及び洗浄方法、並びに水処理システムを得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、処理対象の原水を濾過して処理する水処理膜に対し、濾過二次側から濾過一次側にオゾン水を流通させて水処理膜を洗浄する水処理膜の洗浄装置であって、オゾンガスを生成して供給するオゾンガス供給部と、オゾンガスが蓄積される気相部及びオゾンガスを溶解する水により形成される液相部を有し、液相部を形成する水にオゾンガス供給部から供給されるオゾンガスを溶解させ、オゾン水を生成するオゾン溶解槽と、オゾンガス供給部からのオゾンガスを気相部に供給する第１のオゾンガス供給手段と、オゾンガス供給部からのオゾンガスを液相部に供給する第２のオゾンガス供給手段と、オゾン溶解槽で生成されたオゾン水を濾過二次側へ供給するオゾン水供給手段と、液相部を形成する水に溶解せずに気相部に蓄積された未溶解オゾンガスを濾過一次側に供給する第３のオゾンガス供給手段とを備え、未溶解オゾンガスを濾過一次側に供給して水処理膜の表面を洗浄した後、気相部内のオゾンガスの圧力によりオゾン水を濾過二次側に供給するものである。
【０００８】
また、この発明は、処理対象の原水を濾過して処理する水処理膜に対し、濾過二次側から濾過一次側にオゾン水を流通させて水処理膜を洗浄する水処理膜の洗浄方法であって、オゾン水を生成するオゾン溶解槽の気相部に未溶解オゾンガスを蓄積させながらオゾン溶解槽の液相部にオゾンガスを供給し、液相部を形成する水にオゾンガスを溶解させてオゾン水を生成するとともに、未溶解オゾンガスを濾過一次側に供給して水処理膜の表面を洗浄するオゾン水生成工程と、気相部にオゾンガスを供給し、気相部内のオゾンガスの圧力によりオゾン水生成工程で生成したオゾン水を濾過二次側に供給して、水処理膜を洗浄するオゾン水供給工程とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、大型化を防ぎつつ、簡単な構成でオゾンガスの利用効率が高い水処理膜の洗浄装置及び洗浄方法、並びに水処理システムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１における水処理システムの概略を示す全体構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１における水処理膜の洗浄方法を示すフロー図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るオゾン水生成工程を示すフロー図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係るオゾン水生成工程における水処理システムの概略を示す全体構成図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係るオゾン水供給工程を示すフロー図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係るオゾン水供給工程における水処理システムの概略を示す全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
以下に、本発明の実施の形態１を図１から図６に基づいて説明する。図１は、実施の形態１における水処理システムの概略を示す全体構成図である。なお、図１では原水の処理が行われる工程における水処理システムの状態を示している。水処理システム１００は、有機性物質を含有する上水、下水、工業廃水等である原水から有機性物質を分離して処理する分離膜８２、すなわち水処理膜が内部に設けられ、分離膜８２の外側が濾過一次側８１１、分離膜８２の内側が濾過二次側８１２となっている膜分離槽８１と、分離膜８２を洗浄する洗浄装置１０、すなわち水処理膜の洗浄装置と、膜分離槽８１で処理された原水を処理水として一時的に貯蔵する処理水槽９１とを備えている。
【００１２】
水処理膜の洗浄装置１０は、オゾンガス供給部１１と、オゾン水を生成するオゾン溶解槽１２を備えている。オゾンガス供給部１１は、原料ガス供給部（図示なし）及び原料ガス供給部から供給される酸素を原料にしてオゾンガスを生成するオゾンガス生成部（図示なし）によって構成されている。原料ガス生成部としては、例えば液体酸素ボンベ、ＶＰＳＡ（Ｖａｃｕｕｍ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｓｗｉｎｇ  Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）等を利用した酸素発生装置が用いられるが、酸素を供給可能な装置等であれば、特に限定されるものではない。オゾン生成部としては、例えば放電式のオゾン発生装置を用いることができる。
【００１３】
オゾンガス供給部１１には、オゾンガス供給配管１０１の一端が接続されている。オゾンガス供給配管１０１の他端はオゾンガス流路切換弁１３、すなわちオゾンガス流路切換手段が接続されている。オゾンガス流路切換弁１３には、気相部オゾンガス供給配管１０２、すなわち第１のオゾンガス供給手段及び液相部オゾンガス供給配管１０３、すなわち第２のオゾンガス供給手段が接続されている。オゾンガス流路切換弁１３は、制御装置（図示なし）の制御による開閉動作によって気相部オゾンガス供給配管１０２及び液相部オゾンガス供給配管１０３の間でオゾンガス供給配管１０１から供給されるオゾンガスの供給先を切り換えるものである。
【００１４】
オゾン溶解槽１２は、内部に気相部１２１及び液相部１２２が形成されている。液相部１２２は、液体が占める領域であり、実施の形態１では液相部１２２を形成する液体として水を用いている。また、液相部１２２には、液相部オゾンガス供給配管１０３に接続され、液相部１２２を形成する水にオゾンガス供給部１１から供給されるオゾンガスを吹き込む散気装置１９が設けられている。気相部１２１は、液相部１２２の上方に形成され、後述するようにオゾンガスが蓄積される空間である。また、オゾン溶解槽１２の塔頂部には、気相部オゾンガス供給配管１０２が接続されたオゾンガス流入口１２３及び膜分離槽オゾンガス供給配管１０４、すなわち第３のオゾンガス供給手段が接続されたオゾンガス流出口１２４が設けられている。また、オゾン溶解槽１２の塔底部には、オゾン水供給配管１０５、すなわちオゾン水供給手段が接続されたオゾン水流出口１２５が設けられている。
なお、実施の形態１ではオゾンガス流入口１２３及びオゾンガス流出口１２４をオゾン溶解槽１２の塔頂部に設けているが、オゾンガス流入口１２３及びオゾンガス流出口１２４は、気相部オゾンガス供給配管１０２及び膜分離槽オゾンガス供給配管１０４と気相部１２１とをそれぞれ連通可能な位置に設ければよい。また、オゾン水流出口１２５をオゾン溶解槽１２の塔底部に設けているが、オゾン水流出口１２５は、オゾン水供給配管１０５と液相部１２２を連通可能な位置に設ければよい。
【００１５】
オゾンガス供給配管１０１には、制御装置（図示なし）の制御による開閉動作によってオゾンガス供給部１１とオゾンガス流路切換弁１３の間のオゾンガスの流れを制御するとともに、オゾンガス供給部１１から見て二次側（オゾンガス流路切換弁１３側）へオゾンガスを供給する際の圧力を調整するオゾンガス供給圧力調整弁１５が設けられている。膜分離槽オゾンガス供給配管１０４は、膜分離槽８１の濾過一次側８１１に接続されている。また膜分離槽オゾンガス供給配管１０４には、制御装置（図示なし）の制御による開閉動作によって膜分離槽オゾンガス供給配管１０４を流れるオゾンガスの流れを制御するとともに、オゾン溶解槽１２の気相部１２１の圧力を調整するオゾン溶解槽圧力調整弁１６が設けられている。オゾン水供給配管１０５は、三方弁１４及び濾過二次側流路配管１０６を介して膜分離槽８１の濾過二次側８１２に接続されている。またオゾン水供給配管１０５には、制御装置（図示なし）の制御による開閉動作によってオゾン水供給配管１０５を流れるオゾン水の流れを制御するとともに、液相部１２２からのオゾン水の供給圧力を調整するオゾン水供給圧力調整弁１７が設けられている。
【００１６】
膜分離槽８１において、分離膜８２は、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）やポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）など、耐オゾン性を持った素材からなる有機系の中空糸膜である。膜分離槽８１の濾過一次側８１１は、処理される原水の入口側であり、濾過二次側８１２は、分離膜８２により濾過された原水の出口側である。濾過一次側８１１は、濾過一次側接続部８１３を介して膜分離槽オゾンガス供給配管１０４と接続されている。濾過二次側８１２は、濾過二次側接続部８１４を介して濾過二次側流路配管１０６と接続されている。
【００１７】
処理水槽９１は、濾過二次側流路配管１０６、三方弁１４及び処理水移送配管１０７を介して濾過二次側８１２に接続されている。三方弁１４は、制御装置（図示なし）の制御による開閉動作によってオゾン水供給配管１０５、濾過二次側流路配管１０６及び処理水移送配管１０７の間で流体の流れを制御する。
【００１８】
オゾンガス流路切換弁１３、三方弁１４、オゾンガス供給圧力調整弁１５、オゾン溶解槽圧力調整弁１６、オゾン水供給圧力調整弁１７について、図中白抜きが開状態か圧力に応じて開状態となる状態を示し、図中黒塗りが閉状態であることを示している。すなわち、図１ではオゾンガス流路切換弁１３が全ての方向について閉状態であることを示し、三方弁１４は濾過二次側流路配管１０６と処理水移送配管１０７の間は開状態で流路が形成されている一方で、オゾン水供給配管１０５側については閉状態であることを示している。また、オゾンガス供給圧力調整弁１５、オゾン溶解槽圧力調整弁１６、オゾン水供給圧力調整弁１７は閉状態であることを示している。
【００１９】
次に、動作について説明する。原水を処理する工程では、図１に示すように膜分離槽８１内に原水が導入され、膜分離槽８１の内部では濾過一次側８１１から濾過二次側８１２へ流入する原水の流れＦ１が生じる。濾過二次側８１２に流入する原水は、分離膜８２によって濾過されることにより有機性物質が除去され、濾過二次側８１２から濾過二次側流路配管１０６、三方弁１４、処理水移送配管１０７を通って処理水槽９１に送られる。処理水槽９１に送られた処理水は、一時的に貯蔵された後、系外に排出される。原水を処理する工程の間、オゾン溶解槽圧力調整弁１６及びオゾン水供給圧力調整弁１７は閉状態とするため、膜分離槽８１と洗浄装置１０との間では流れが遮断されている。
【００２０】
原水を処理する工程が終了すると、分離膜８２の洗浄を行う。図２は、実施の形態１に係る水処理膜の洗浄方法を示すフロー図である。本発明の水処理膜の洗浄方法は、オゾン水生成工程（ステップＳＴ０１）と、オゾン水生成工程後のオゾン水供給工程（ステップＳＴ０２）の２つの工程を備えている。それぞれの工程について以下説明する。
【００２１】
図３は、実施の形態１に係るオゾン水生成工程を示すフロー図であり、図４は、実施の形態１に係るオゾン水生成工程における水処理システムの概略を示す全体構成図である。オゾン水生成工程では、まず、オゾンガス流路切換弁１３においてオゾンガス供給配管１０１と液相部オゾンガス供給配管１０３との間を開状態としてオゾンガス供給部１１と散気装置１９との間に流路を形成する（ステップＳＴ０１１）。気相部オゾンガス供給配管１０２側については閉状態とし、オゾンガス供給部１１と気相部１２１との間の流れは遮断する。また、オゾン水供給圧力調整弁１７を閉状態とする。オゾン溶解槽圧力調整弁１６については、後述するように気相部１２１の圧力により開閉状態を制御する。
【００２２】
次に、オゾンガス供給部１１を起動して散気装置１９にオゾンガスを送り、散気装置１９を通じて液相部１２２にオゾンガスを供給する（ステップＳＴ０１２）。このとき、オゾンガス供給圧力調整弁１５の設定圧力値は、散気装置１９にかかる水頭圧力値以上とする。また、オゾン溶解槽圧力調整弁１６の設定圧力値は、オゾンガス供給圧力調整弁１５の設定圧力値から散気装置１９にかかる水頭圧力値を差し引いた圧力値未満とする。このようにオゾン溶解槽圧力調整弁１６の設定圧力値を定めることにより、散気装置１９から液相部１２２内にオゾンガスが連続的に供給される。
【００２３】
液相部１２２に供給されたオゾンガスは、その一部が液相部１２２の水に溶解し、残りが未溶解オゾンガスとして気相部１２１に蓄積される。気相部１２１に蓄積された未溶解オゾンガスは気相部１２１におけるオゾンガスの圧力を高める。ヘンリーの法則によれば、気体の水への飽和溶解度は、当該気体による気圧が大きいほど高くなるので、液相部１２２を形成する水へのオゾンの飽和溶解度は、気相部１２１における未溶解オゾンガスの蓄積に伴って大きくなる。
【００２４】
気相部１２１の圧力値がオゾン溶解槽圧力調整弁１６の設定圧力値以上となると（ステップＳＴ０１３）、未溶解オゾンガスの一部がオゾンガス流出口１２４から流出し、膜分離槽オゾンガス供給配管１０４を介して膜分離槽８１の濾過一次側８１１に供給される（ステップＳＴ０１４）。
【００２５】
濾過一次側８１１に供給された未溶解オゾンガスは濾過一次側８１１で気泡となり、図４に示す未溶解オゾンガスの流れＦ２のように濾過一次側８１１を流れる。濾過一次側８１１を流れる未溶解オゾンガスの気泡は、せん断力による物理的な作用と酸化性ガスとしてのオゾンガスによる化学的な作用により、分離膜８２の膜表面に付着した有機性物質を剥離・除去して分離膜８２の膜表面を洗浄する（ステップＳＴ０１５）。なお、未溶解オゾンガスの気泡のみでは剥離・除去できない付着物についても、分離膜８２への付着力を弱める効果がある。このように、濾過一次側８１１に供給された未溶解オゾンガスは、膜面洗浄用の曝気気体として作用する。これにより、未溶解オゾンガスが膜分離槽内で消費されるとともに、分離膜８２の汚染が低減される。
【００２６】
液相部１２２を形成する水の溶存オゾン濃度が設定濃度値に達し、所望の溶存オゾン濃度を持つオゾン水が液相部１２２において生成されたら、オゾン水生成工程を終了して次工程のオゾン水供給工程に進む（ステップＳＴ０１６）。なお、設定濃度値としては飽和溶解度付近の所定の値を設定する。溶存オゾン濃度が高いほど分離膜８２に対する洗浄効果が高いため、設定濃度値はできるだけ飽和溶解度に近い方が好ましいが、飽和溶解度は溶媒の温度・ｐＨ・気圧により変動するので、洗浄毎の溶存オゾン濃度を一定とするため、例えば３０ｍｇ／Ｌ以上の一定値を設定濃度値としてもよい。また、溶存オゾン濃度が設定濃度値となるような散気時間を予め求め、実際のオゾン水生成工程においては設定濃度値を定める代わりに散気時間を設定してもよい。
【００２７】
図５は、実施の形態１に係るオゾン水供給工程を示すフロー図であり、図６は、実施の形態１に係るオゾン水供給工程における水処理システムの概略を示す全体構成図である。オゾン水供給工程では、まず、オゾンガス流路切換弁１３においてオゾンガス供給配管１０１と気相部オゾンガス供給配管１０２との間を開状態としてオゾンガス供給部１１と気相部１２１との間に流路を形成するとともに、液相部オゾンガス供給配管１０３側については閉状態として、オゾンガスの供給先を液相部１２２から気相部１２１に切り換える（ステップＳＴ０２１）。また、オゾン溶解槽圧力調整弁１６を閉状態とする。オゾン水供給圧力調整弁１７については、後述するようにオゾン水の供給圧力により開閉状態を制御する。
【００２８】
次に、三方弁１４においてオゾン水供給配管１０５と濾過二次側流路配管１０６との間を開状態として液相部１２２と濾過二次側との間に流路を形成するとともに、処理水移送配管１０７側については閉状態として三方弁１４の流路を切り換える。その後、オゾンガス流入口１２３より気相部１２１にオゾンガスを供給し、気相部１２１内のオゾンガスの圧力を駆動力として液相部１２２のオゾン水を移送して、膜分離槽８１の濾過二次側８１２へ供給する（ステップＳＴ０２２）。オゾン溶解槽圧力調整弁１６は閉状態であるため、気相部１２１へのオゾンガスの供給に伴って気相部１２１の圧力が上昇し、オゾン水を濾過二次側８１２まで移送するために十分な圧力を得ることができる。液相部１２２のオゾン水は、オゾン水流出口１２５から流出し、オゾン水供給配管１０５、三方弁１４、濾過二次側流路配管１０６を通って濾過二次側８１２に流入する。
【００２９】
上記のようにして濾過二次側８１２にオゾン水を供給しながら、膜内部に閉塞した有機性懸濁物質等の不純物を濾過二次側８１２において溶解し、分離膜８２の内部を洗浄する。洗浄に用いられた後のオゾン水は、図６に示すオゾン水の流れＦ３のように濾過二次側から濾過一次側８１１へ流通する（ステップＳＴ０２３）。
【００３０】
オゾン水を濾過二次側８１２から濾過一次側８１１へ流通させる駆動力は、オゾン水の移送と同様に気相部１２１からの圧力となっている。分離膜８２の洗浄効果や移送途中のオゾン水におけるオゾンの再遊離防止の観点からは、できるだけ高い供給圧力でオゾン水を濾過二次側８１２に供給することが好ましいが、オゾン水の流れにより分離膜８２にかかる圧力が過大であると分離膜８２の耐圧を超えて分離膜８２が破損する虞がある。オゾン水供給圧力調整弁１７は、過大な供給圧力を減圧するように制御され、濾過二次側８１２に供給されるオゾン水の圧力を調整することでオゾン水の流れにより分離膜８２にかかる圧力が過大となることを防ぐ。オゾン水による洗浄効果等と分離膜の破損防止のバランスから、オゾン水供給圧力調整弁１７の設定圧力値は、オゾン溶解槽圧力調整弁１６の設定圧力値以上、３００ｋＰａ以下であることが好ましい。
【００３１】
分離膜８２の洗浄に要する時間は分離膜８２の大きさや汚染の程度によるが、３０分程度であると考えられる。洗浄中、オゾンガス供給部１１から気相部１２１へオゾンガスの供給を続け、濾過二次側８１２へのオゾン水の供給を続けた後、オゾンガス供給部１１によるオゾンガスの供給を停止させてオゾン水供給工程を終了する。
【００３２】
実施の形態１によれば、大型化を防ぎつつ、簡単な構成でオゾンガスの利用効率を高めることができる。より具体的には、気相部オゾンガス供給配管及び液相部オゾンガス供給配管を備えたことにより、オゾン水を生成するオゾン溶解槽の気相部及び液相部のそれぞれにオゾンガスを供給可能とした。これにより、散気装置を通じて液相部の水にオゾンを溶解させた後、オゾンガスの供給先を切り換えることで気相部にオゾンガスを供給し、気相部側からオゾンガスの圧力をかけることでオゾン水を膜分離槽に供給している。このため、オゾン水にかかる圧力が保たれ、高い飽和溶解度を維持したままオゾン水を膜分離槽まで移送できるので、オゾンの再遊離を防ぎオゾンガスの利用効率を高めている。
また、分離膜の洗浄はオゾン水によるものだけであるとともに、溶存オゾン濃度を高めるための循環経路も不要である。このため、構成が簡単でありコストの増加を防ぐことができる。
また、気相部に供給されたオゾンガスや未溶解オゾンガスは、気相部の圧力を高めるために用いられ、洗浄に用いられたオゾン水では濾過一次側に流出するまでにオゾンを消費するため、触媒や活性炭等を用いた還元装置など、排オゾンガスを処理する装置も不要であり、装置の大型化が防ぐとともに、コストの増加を防ぐことができる。
【００３３】
また、オゾン水供給工程においてオゾン水による分離膜の洗浄を行う前に、オゾン水生成工程における未溶解オゾンガスの気泡を用いて濾過一次側から分離膜の膜表面を洗浄するため、オゾンの利用効率をさらに高めることができる。さらに、オゾン水供給工程に先だって分離膜の汚染を低減しているため、オゾン水供給工程における供給圧力を低減して洗浄時間を短縮することができ、洗浄に必要なオゾンガスの量を低減することができる。また、未溶解オゾンガスを膜表面や濾過一次側の汚泥と反応させて消費するため、未溶解オゾンガスを排オゾンガスとして処理する必要がない。
【００３４】
なお、実施の形態１ではオゾンガス供給部を１つとし、オゾンガス流路切換弁によりオゾン溶解槽の液相部と気相部との間でオゾンガスの供給先を切り換えているが、オゾン溶解槽の気相部と液相部の両方にオゾンガスを供給できればよいので、気相部用と液相部用でオゾンガス供給部をそれぞれ設けてもよい。この場合、気相部用のオゾンガス供給部は気相部オゾンガス供給配管に接続されて気相部のみにオゾンガスを供給し、液相部用のオゾンガス供給部は液相部オゾンガス供給配管に接続されて液相部のみにオゾンガスを供給するので、オゾンガス流路切換弁は省略可能である。
【００３５】
なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  洗浄装置、１１  オゾンガス供給部、１２  オゾン溶解槽、１３  オゾンガス流路切換弁、１５  オゾンガス供給圧力調整弁、１６  オゾン溶解槽圧力調整弁、１７  オゾン水供給圧力調整弁、８１  膜分離槽、８２  分離膜、１００  水処理システム、１０１  オゾンガス供給配管、１０２  気相部オゾンガス供給配管、１０３  液相部オゾンガス供給配管、１０４  膜分離槽オゾンガス供給配管、１０５  オゾン水供給配管、１２１  気相部、１２２  液相部、８１１  濾過一次側、８１２  濾過二次側
【要約】
大型化を防ぎつつ、簡単な構成でオゾンガスの利用効率が高い水処理膜の洗浄装置及び洗浄方法、並びに水処理システムを得ることを目的とする。
洗浄装置（１０）は、オゾンガス供給部（１１）と、オゾンガスが蓄積される気相部（１２１）及びオゾンガスを溶解する水により形成される液相部（１２２）を有し、液相部（１２２）を形成する水にオゾンガスを溶解させ、オゾン水を生成するオゾン溶解槽（１２）と、オゾンガス供給部（１１）からのオゾンガスを気相部（１２１）に供給する気相部オゾンガス供給配管（１０２）と、オゾンガス供給部（１１）からのオゾンガスを液相部（１２２）に供給する液相部オゾンガス供給配管（１０３）と、オゾン溶解槽（１２）で生成されたオゾン水を濾過二次側（８１２）へ供給するオゾン水供給配管（１０５）とを備え、気相部（１２１）内のオゾンガスの圧力によりオゾン水を濾過二次側（８１２）に供給する。【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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