(57)【要約】  本開示システム及び装置は、膜バイオリアクタ廃水処理システムの運転を改善するため、使用することができる。本システムは、近位側端部と遠位側端部を有し、各ろ過モジュールが１以上のチューブ状膜フィルタを収容する１以上の膜ろ過モジュールを含んでよい。本システム及び方法は、供給液の導入乃至流通を中断させ、１以上の膜ろ過モジュールにある前記供給液の少なくとも一部をそこから排出させ、及び前記供給液の導入乃至流通を再開させるステップを含んで構成できる。任意で、本開示システム及び装置は、前記回収した透過水の少なくとも一部で１以上の膜フィルタを洗い流せるステップを含んで構成することもできる。
2010516458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜バイオリアクタ廃水処理システムの運転方法であって、
前記システムは、バイオリアクタと、１以上の膜ろ過モジュールとを含んで構成され、
前記それぞれの膜ろ過モジュールは、
近位側端部と遠位側端部を有し、
複数の膜フィルタを収納しており、
前記バイオリアクタに流入液が導入され、
供給液が、前記バイオリアクタから取り出されて前記１以上の膜ろ過モジュールの
前記近位側端部へと導かれ、
前記供給液の大部分は前記１以上の膜ろ過モジュールの前記遠位側端部から回収されて前記バイオリアクタに戻され、
前記供給液の少なくとも一部は、前記複数の膜フィルタの一方の側から他側へ通過して透過水を提供することが可能であり、
前記方法は、
前記１以上の膜ろ過モジュールの前記近位側端部へ前記供給液を導入することを中断すること、
前記１以上の膜ろ過モジュール内にある前記供給液の少なくとも一部を、前記複数の膜フィルタの前記一側に堆積され得る残滓の少なくとも一部と共に、前記１以上の膜ろ過モジュールから排出させること、及び
前記１以上の膜ろ過モジュールの近位側端部へ前記供給液を導入することを再開すること、
を含んで構成される
膜バイオリアクタ廃水処理システムの運転方法。
【請求項２】
前記供給液の前記導入は、入口弁を閉じることによって中断される請求項１に記載の膜バイオリアクタ廃水処理システムの運転方法。
【請求項３】
前記供給液の前記少なくとも一部は、重力の作用によって排出させられる請求項１に記載の膜バイオリアクタ廃水処理システムの運転方法。
【請求項４】
前記供給液の少なくとも一部は、ドレイン弁を開くことによって排出させられる請求項２に記載の膜バイオリアクタ廃水処理システムの運転方法。
【請求項５】
前記供給液の前記の再開に先立ち、前記透過水の少なくとも一部を前記複数の膜ろ過モジュールの前記他側から前記一側に流通させるか、又は、前記複数の膜ろ過モジュールの前記一側から前記他側に流通させることによって前記複数の膜ろ過モジュールを洗い流すステップをさらに含んで構成される請求項１に記載の膜バイオリアクタ廃水処理システムの運転方法。
【請求項６】
第１の化学溶液を前記１以上の膜ろ過モジュールへ導くステップをさらに含んで構成される請求項５に記載の膜バイオリアクタ廃水処理システムの運転方法。
【請求項７】
第２の化学溶液を前記１以上の膜ろ過モジュールへ導くステップをさらに含んで構成される請求項６に記載の膜バイオリアクタ廃水処理システムの運転方法。
【請求項８】
前記第１の化学溶液は、１以上の次亜塩素酸塩,酸，腐食剤，界面活性剤，又はこれらの任意の組み合わせで構成されている請求項６に記載の膜バイオリアクタ廃水処理システムの運転方法。
【請求項９】
前記第２の化学溶液は、１以上の次亜塩素酸塩,酸，腐食剤，界面活性剤，又はこれらの任意の組み合わせを含んで構成されている請求項７に記載の膜バイオリアクタ廃水処理システムの運転方法。
【請求項１０】
前記供給液の導入は、前記膜バイオリアクタ廃水処理システムの６時間の連続運転毎に少なくとも１回中断される請求項１に記載の膜バイオリアクタ廃水処理システムの運転方法。
【請求項１１】
前記膜ろ過モジュールは、近位側端部と遠位側端部を有し、１以上のチューブ状膜フィルタを収容し、該フィルタを介して、供給液の大部分は、膜ろ過モジュールの近位側端部に流入して遠位側端部から流出し、少なくとも一部の供給液は、膜フィルタの一方の側を通り抜けて反対側へ流通し、透過水となる、膜ろ過モジュールの維持方法であって、
供給液の流通を中断し、
膜ろ過モジュールにある供給液の少なくとも一部を、そこから１以上のチューブ状膜フィルタの一側に堆積されうる残滓の少なくとも一部と共に排出させ、
透過水の有効量を１以上のチューブ状膜フィルタの前記反対側から前記一方の側に流出させ、あるいは、複数の膜フィルタの前記一側から前記他側に流通させることによって、１以上のチューブ状膜フィルタを洗い流し、そして、
供給液の流通を再開させる
構成を含む方法。
【請求項１２】
透過水の有効量は、膜ろ過モジュールの総体積量の約０，０５倍から約１０倍の範囲である請求項１１に記載の膜ろ過モジュールの維持方法。
【請求項１３】
前記洗い流すステップは、少なくとも一部の供給液の排出中又はその後に実行される請求項１１に記載の膜ろ過モジュールの維持方法。
【請求項１４】
少なくとも一部の前記供給液は、１以上の膜フィルタの下方に配置されたドレイン弁を開き、同じく上方に配置されたベントを開くことによって、排出することができる請求項１３に記載の膜ろ過モジュールの維持方法。
【請求項１５】
膜廃水ろ過システムであって、
近位側端部と遠位側端部を有し、各ろ過モジュールが１以上のチューブ状膜フィルタを収容する１以上の膜ろ過モジュールと、
少なくとも１つの供給液導入用入口と、
１以上のチューブ状膜フィルタの下方に排出された少なくとも１つのドレイン口と、
導入された供給液の大部分を回収するための少なくとも１つの第１出口と、
透過水回収用の少なくとも１つの第２出口と、そして、
(i)供給液の供給を中断し、(ii)１以上の膜ろ過モジュールにある供給液の少なくとも一部を、そこから排出させ、及び、(iii)少なくとも一部の回収された透過水を１以上のチューブ状膜フィルタに逆流して洗い流す、ように構成された少なくとも１つのコントローラと、を含んで構成される膜廃水ろ過システム。
【請求項１６】
供給液を前記少なくとも１つの入口に供給する第１ポンプと、該第１ポンプと液体連結する循環弁とをさらに含んで構成され、前記コントローラが循環弁を閉じて前記供給流の導入を中断する請求項１５に記載の膜廃水ろ過システム。
【請求項１７】
前記第２出口と液体連結する第２ポンプと、前記少なくとも１つのドレイン口と液体連結するドレイン弁とをさらに含んで構成される請求項１５に記載の膜廃水ろ過システム。
【請求項１８】
前記コントローラは、前記ドレイン弁が開のとき、前記第２ポンプを駆動するように構成される請求項１７に記載の膜廃水ろ過システム。
【請求項１９】
前記コントローラは、前記第２ポンプを駆動する前に前記ドレイン弁を開とするように構成される請求項１７に記載の膜廃水ろ過システム。
【請求項２０】
前記１以上の膜ろ過モジュールの前記近位側端部付近に空気を導く送風機をさらに含んで構成され、前記コントローラは前記ドレイン弁が開のとき前記送風機を駆動し、前記第２ポンプを運転し、あるいは、これらを組み合わせて制御するように構成される請求項１７に記載の膜廃水ろ過システム。
【請求項２１】
化学溶液源と第２ポンプと液体連結する化学溶液制御弁をさらに含んで構成され、前記コントローラは前記化学溶液制御弁を開き、かつ、前記第２ポンプを駆動するように構成される請求項１７に記載の膜廃水ろ過システム。
【請求項２２】
前記１以上の膜ろ過モジュールの前記近端部付近に空気を導く送風機をさらに含んで構成される請求項１５に記載の膜廃水ろ過システム。
【請求項２３】
前記送風機は、空気を連続的に導くように構成される請求項２２に記載の膜廃水ろ過システム。
【請求項２４】
前記送風機は、空気を間欠的に導くように構成される請求項２２に記載の膜廃水ろ過システム。
【請求項２５】
前記送風機は、搬送装置を介して前記１以上の膜ろ過モジュールの前記近位側端部に連結され、該ろ過システムは、少なくとも１つの液及び空気の流れを伴って前記搬送装置を洗い流す洗浄装置をさらに含んで構成される請求項２２に記載の膜廃水ろ過システム。
【請求項２６】
前記少なくとも１つのコントローラは、膜の運転パラメータの機能として送風機により送風される空気量を自動的に調整するように構成される請求項２２に記載の膜廃水ろ過システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本発明は、２００７年１月２６日に申請した米国仮出願第１１／６２７，８７０号の便益を主張し、その全ての内容は参照によって本開示に含まれるものである。
【０００２】
膜バイオリアクタは、当技術分野においては廃水処理工程として公知の技術である。これらバイオリアクタは、活性汚泥の生物学的過程と膜ろ過とを結合したものである。フィルタ膜モジュールは、通常、ケーシング内に中空の膜を含んで構成され、その中を供給液が膜を長手方向に貫通して流れ、ケーシングと膜との間の空間に向けて浄化水又は透過水が流れ、そこで、透過水排出システムを介して排出される。この種のフィルタ膜モジュールの一例は、米国特許５４９４５７７号に記載されている。
【０００３】
これらシステムの運転時、各膜チューブ内のフィルタ膜壁に固形物が残存する。ある工程条件下で、これら固形物は堆積し、時間経過とともに徐々に厚さを増して、チューブ内側の環状空間を減少させる。かかるプロセスは、固形物が膜によって脱水され、チューブ内に堆積して流れを減少させるにしたがって、急激に加速されてしまう。そのまま放置すると、これら固形物は膜チューブの内側で詰りを生じて、流れが事実上阻止され、膜チューブの機能が失われてしまう。その結果、この反応により、他の膜チューブに対する固形物の負荷が増加し、こうして、システム全体に前記プロセスが拡大、加速することになる。固形物の堆積及び詰り生成を効果的に防止又は食い止めることが、廃水処理装置を有効に実施する上で望まれる。
【０００４】
固形物の堆積及び詰りの生成を防止しやすくするため、通常、逆流洗浄工程が行われる。この工程では、膜ろ過モジュールを通る供給液の流れが反転され、フィルタ膜に堆積された固形物や詰りの除去が促進されるように、透過水が正常なろ過流とは逆向きに膜を通って流れる。しかし、この種の洗浄工程の効果には限界がある。
【０００５】
しかし、逆流洗浄を空のチューブに行えば、２相流を介して膨大な量の渦流を各膜チューブ内に発生させることが可能となる。この渦には、膜壁の固形物を除去しようとする傾向がある。加えて、堆積した固形物の周りに液柱が形成されて、これにより、該固形物を取り払って除去するのに必要な力を与えることができる。このように、空の膜チューブに排出処理を行い、さらに逆流洗浄を行えば、膜前後圧力の純変化を最大にすることができ、それによって、逆流洗浄工程の効果が高められる。
【０００６】
本発明の一実施形態によれば、膜バイオリアクタ廃水処理システムの運転方法が開示されているが、ここでは、該システムは、膜バイオリアクタと、１以上の膜ろ過モジュールとを含んで構成される。それぞれのろ過モジュールは、近位側端部と遠位側端部を有し、複数の膜フィルタを収納できる。バイオリアクタには流入液を導くことができ、該流入液が導入されたバイオリアクタから供給液が取り出され、該供給液は１以上の膜ろ過モジュールの近位側端部へと導かれる。大部分の供給液は１以上の膜ろ過モジュールの遠位側端部から回収でき、回収液はバイオリアクタに戻せばよい。しかし、少なくとも一部の供給液は、複数の膜フィルタの一側から通過させ、他側へ流出して透過水となることができる。本方法は、１以上の膜ろ過モジュールの近位側端部に対する供給液の導入を中断するステップと、１以上の膜ろ過モジュールにある供給液の少なくとも一部を、そこから前記複数の膜フィルタの片側に堆積されてしまっている残滓の少なくとも一部と共に排出させるステップと、そして１以上の膜ろ過モジュールの近位側端部に対する供給液の導入を再開するステップと、を含んで構成される。
【０００７】
本方法は、１以上の次の形態を含むことができる。すなわち、入口弁を閉じることによって、供給液の導入が遮断されることと、少なくとも一部の該供給液が重力作用によって排出されることと、少なくとも一部のドレイン弁を開くことによって排出されることと、供給液の導入の再開前に、複数の膜フィルタが、透過水の少なくとも一部を前記複数の膜フィルタの他側から一側に流出させるか、あるいは、前記複数の膜フィルタの一側から他側に流出させることによって、洗い流すことができることと、第１の化学溶液が１以上の膜ろ過モジュールに導かれる。第２の化学溶液が１以上の膜ろ過モジュールに導かれることと、第１の化学溶液及び第２の化学溶液の少なくとも一方は、１以上の次亜塩素酸塩、酸、腐食剤、界面活性剤、又はこれらの任意の組み合わせを含んで構成されることと、そして、前記供給液の導入は、前記膜バイオリアクタ廃水処理システムの連続運転で少なくとも６時間毎に１回中断することができることと、である。
【０００８】
本発明の別の実施形態においては、膜ろ過モジュールを維持する方法が開示され、その中で、膜ろ過モジュールは、近位側端部と遠位側端部を有し、１以上のチューブ状膜フィルタを収容できる。該フィルタを介して、大部分の供給液は、膜ろ過モジュールの近位側端部に流入し遠位側端部から流出する。少なくとも一部の供給液は、１以上の膜フィルタの一側を通り抜けて他側へ流出し、透過水となることができる。本方法は、供給液の流通を中断することと、膜ろ過モジュールにある供給液の少なくとも一部を、そこから１以上のチューブ状膜フィルタの一側に堆積されてしまっている残滓の少なくとも一部と共に排出させることと、有効量の透過水を１以上のチューブ状膜フィルタの前記他側から前記一側に流通させ、あるいは、複数の膜フィルタの前記一側から前記他側に流出させることによって、１以上のチューブ状膜フィルタを洗い流すことと、そして、供給液の流通を再開することと、を含んで構成される。
【０００９】
本方法は、１以上の次の形態を含むことができる。すなわち、透過水の有効量を、膜ろ過モジュール総体積量の約０，０５倍から約１０倍の範囲とすることと、前記洗い流しステップは、少なくとも一部の前記供給液を排出させているその間、又はその後に実行できることと、そして、少なくとも一部の前記供給液は、１以上の膜フィルタの下方に配置されたドレイン弁を開き、そして同膜フィルタの上方に配置されたベントを開くことによって、排出させることができることとをである。
【００１０】
本発明の更に別の実施形態においては、膜廃水ろ過システムが開示され、ここでは該システムは、近位側端部と遠位側端部を有する１以上の膜ろ過モジュール、各ろ過モジュールが１以上のチューブ状膜フィルタを収容する膜ろ過モジュールと、少なくとも一つの供給液導入用入口と、１以上のチューブ状膜フィルタの下方に配置された少なくとも一つのドレイン口と、導入された供給液の大部分を再利用又は循環利用するための少なくとも一つの第１出口と、透過水回収用の少なくとも一つの第２出口と、そして少なくとも一つのコントローラと、を含んで構成される。前記少なくとも一つのコントローラは、(i)供給液の供給を中断し、(ii)１以上の膜ろ過モジュールにある供給液の少なくとも一部を、そこから排出させ、及び(iii)少なくとも一部の回収された透過水を１以上のチューブ状膜フィルタに逆流して洗い流す、ように構成することができる。
【００１１】
本システムは、１以上の次の形態を含むことができる。すなわち供給液を少なくとも一つの入口に供給する第１ポンプと、第１ポンプと液体連結する循環弁とを備え、コントローラが循環弁を閉じて前記供給流の導入を中断するように構成されることと、第２出口と液体連結する第２ポンプと、少なくとも一つのドレイン口と液体連結するドレイン弁とを備え、コントローラはドレイン弁が開いている間、第２ポンプを駆動するように構成できることと、コントローラは、第２ポンプの駆動を開始する前にドレイン弁を閉じる構成としてもよいことと、１以上の膜ろ過モジュールの近位側端部付近に空気を導く送風機を備え、コントローラはドレイン弁が開いている間か、第２ポンプが作動中の間か、あるいは、その組み合わさった状態において、送風機を駆動制御するように構成されることと、化学溶液源と、第２ポンプと液体連結する化学物質流通弁とを備え、コントローラは化学物質流通弁を開き、第２ポンプを駆動するように構成されることと、そして、１以上の膜ろ過モジュールの近端部付近に空気を導く送風機とである。
【００１２】
既述した概要説明および後述する詳細な説明は、代表例や説明的記述に過ぎず、特許請求の範囲に記載された本発明を制限するものではないことを理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
本発明のこれら、および他の特徴、形態及び利点は、後述する詳細な説明、添付の特許請求の範囲及び以下で概説する図面に示された添付の例示上実施形態から明らかとなるであろう。
【図１】本発明の一実施形態に係る廃水処理システムの概要構成を示す図。
【図２】本発明の一実施形態に係る膜ろ過モジュールの概要構成を示す図。
【図３】図２に示した膜ろ過モジュール用のチューブ状フィルタの概要構成を示す図。
【図４】コントローラによって運転される前記廃水処理システムの各種運転モードを示すフローチャート。
【図５】本発明の一実施形態に係る「ろ過」モード４００の工程を示すフローチャート。
【図６】本発明の一実施形態に係る「逆洗」モード６００の工程を示すフローチャート。
【図７】本発明の一実施形態に係る「排出−洗い流し」モード８００の工程を示すフローチャート。
【図８】本発明の一実施形態に係るＣＥＣ１モード９００及び「ＣＥＣ２」モード１０００の工程を示すフローチャート。
【図９】本発明の一実施形態に係る「保存」モード１１００及び「保存排出」モード１２００の工程を示すフローチャート。
【図１０】本発明の別の実施形態に係る廃水処理システムの概要構成を示す図。
【図１１】本発明のもう一つ別の実施形態に係る廃水処理システムの概要構成を示す図。
【図１２】本発明のさらに別の実施形態に係る廃水処理システムの概要構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図面について、図１〜３は、本発明の一実施形態に係る廃水処理システム１０及びその構成要素の概要を示す。本装置１０は、一個のバイオリアクタ２０と１以上の膜ろ過モジュール４０とを含んで構成できる。廃水（「流入液」としても既知）は、入口２１でバイオリアクタ２０に流入する。バイオリアクタ２０は、有酸素領域２２，無酸素領域２３，嫌悪性領域（図示せず），又はこれらの任意の組み合わせを含みうる。無酸素領域及び嫌悪性領域は、必要に応じて栄養塩除去用に使用できる。バイオリアクタ２０は、全ての当業者に公知であり、例えば、長期の汚泥寿命設計とすることができる。
【００１５】
処理された廃水は、出口２６を通って流出し、流通ライン３１を通って循環ポンプ３２へ至る。循環ポンプ３２は、処理された廃水を、流通ライン３３及び循環弁３４を介して膜ろ過モジュール４０の拡散器４１へと圧送する。流通ライン３３は、循環弁３４と拡散器４１との間に連結されるＴ−ブランチ３６を含んでもよい。Ｔ−ブランチ３６は、流通ライン３７に入り、ドレイン弁３８を通って、ドレイン口３９に至る。循環弁３４，ドレイン弁３８，及びドレイン口３９は、本発明の一実施形態に係る運転方法に関連して、後述する。
【００１６】
膜ろ過モジュール４０は、図２に示されており、ここでは、ろ過モジュール４０は遠位側端部４５及び近位側端部４６を備えることができ、拡散器４１，ハウジング４２，及び戻り部４３を含んでよい。拡散器４１は、流通ライン３３に連結され、流通ライン３３で、処理された廃水（「供給液」としても既知）は膜ろ過モジュール４０に流入する。供給液は、拡散器４１を介してハウジング４２まで導かれる。ハウジング４２は複数のチューブ状膜等の膜フィルタ４７を含み、該フィルタ４７において、供給液４８は前記チューブの軸方向４９上方に流れ続け、その間、浄化水（「透過水」としても既知）は、チューブ状膜の内側から膜フィルタの周面を通って前記周面の反対側に向かって径方向５０に流れる。換言すれば、供給液は膜ろ過モジュール４０の近位側端部４６から膜フィルタ４７を軸方向４９に通って膜ろ過モジュール４０の遠位側端部４５まで流れ、その間、透過水はフィルタの一側からチューブ状膜の周面を通って、径方向５０の他側へと流出する。
【００１７】
膜ろ過モジュール４０の遠位側端部４５へ流れる供給液は、戻りライン６１に連結された出口を含む膜ろ過モジュール４０の戻り部４３へ流入する。戻りライン６１は追加工程用のバイオリアクタ２０の入口２７に連結される。加えて、戻りライン６１には戻りライン制御弁８４を有し、戻りライン６１の流れが継続するように、供給水のろ過中、該弁８４は、開かれる。その間に、膜フィルタ４７から流出した透過水は、膜ろ過モジュール４０の周面に連結された出口ライン７１及び７２を通って流れる。例えば出口ライン７１及び７２は、膜ろ過モジュール４０の側面内に入り込ませて取り付けられた２．５インチ径のポートに連結される。出口ライン７１及び７２は、流通ライン７３及び７４と液体連結する。
【００１８】
流通ライン７３は、透過水の流通ライン７３への流量を制御する透過水制御弁７５を含む。流通ライン７３内の透過水は、透過水が集められる貯蔵タンク９０へと流れる。一旦タンク９０に入った透過水は、産業用、農業用、又はその他の実行可能な用途で用いるための廃水として排水口９１を流出する。流通ライン７４は、逆洗制御弁７８を含み、かつ、逆洗ポンプ７７に連結される。逆洗ポンプ７７は、タンク制御弁８３を含む流通ライン７９を介して貯蔵タンク９０に連結される。
【００１９】
逆流洗浄工程においてが膜フィルタ４７の内側洗浄が必要な場合、透過水制御弁７５は、透過水が流通ライン７３内を流れるのを阻止するため、閉じる。逆洗制御弁７８は、開かれ、これにより、透過水は流通ライン７４内を流れる。タンク制御弁８３は、逆洗ポンプ７７と貯蔵タンク９０とを相互に液体連結させるように開かれる。一方、洗浄化学溶液制御弁８２’及び８２”と、保存溶液制御弁１２２（後に詳述する）は閉じる。透過水は、逆洗ポンプ７７によって、貯蔵タンク９０から出口ライン７１，７２へと、通常使用時、即ち、「ろ過」モード時とは逆向きに圧送される。透過水は、出口ライン７１及び７２から膜フィルタ４７を通って流れる、即ち、膜フィルタの外側から膜フィルタの内側への流れが引き起こされる。次いで透過水は、近位側端部４６に向かって下方へ、あるいは、遠位側端部４５へ向かって上方へ流れることができる。近位側端部４６に向かう下方への流れのため、逆流洗浄流は、拡散器４１から流出して流通ライン３３へ流入する。逆流洗浄工程中、ドレイン弁３８が開かれているときに透過水が循環ポンプに戻されるのを防止するため、循環弁３４は閉じる。ドレイン弁３８が開かれることにより、逆流洗浄透過水は、例えば６インチ径パイプのドレイン口３９から流出できる。一方、遠位側端部４５に向かう上方への流れのため、逆流洗浄流は、戻り部４３から戻りライン６１へと流出し、最終的にはバイオリアクタ２０へと抜き出される。代替として、透過水がバイオリアクタ２０へ戻ることを防止するため、戻りライン６１上の戻りライン制御弁８４を閉じるようにすることができる。この場合、全ての逆流洗浄透過水はドレイン口３９に導かれることになる。
【００２０】
幾つかの事例では、膜フィルタの化学洗浄が必要とされる。図１に示す実施形態では、異なる洗浄化学溶液を含むことができる２つの化学洗浄を備える。第１の化学洗浄のため、第１洗浄化学溶液源８０’が第１洗浄化学溶液制御弁８２’と第１洗浄化学溶液注入ポンプ８６’とを含む流通ライン８１’に連結される。該流通ライン８１'は、逆洗ポンプ７７とタンク制御弁８３との間の流通ライン７９で、前記システムに連結される。第２の化学洗浄のため、第２洗浄化学溶液源８０”は、第２洗浄化学溶液制御弁８２”と第２洗浄化学溶液注入ポンプ８６”とを含む流通ライン８１”に連結され、該流通ライン８１”は、逆洗ポンプ７７とタンク制御弁８３との間の流通ライン７９で、前記システムに連結される。
【００２１】
第１化学洗浄が望ましいとき、透過水制御弁７５は閉じ、これにより、前記洗浄化学溶液が流通ライン７３を通って貯蔵タンク９０に流れ込むことを防止する。逆洗制御弁７８は、液が流通ライン７４を通って流れるように開かれる。タンク制御弁８３は開かれ、これにより、透過水は逆洗ポンプ７７によって貯蔵タンク９０から流通ライン７４を通って送り出される。第１洗浄化学溶液制御弁８２'が開かれると共に、第１洗浄化学溶液注入ポンプ８６’が起動され、それによって、液が第１洗浄化学溶液源８０’から流通ライン７４及び逆洗ポンプ７７へ流れることが可能となる。一方、第２洗浄化学溶液制御弁８２”が閉じ、その結果、第２洗浄化学溶液源８０”と、流通ライン７４と、そして逆洗ポンプ７７との間の液体連結が断たれる。この状態から、逆洗ポンプ７７及び第１洗浄化学溶液注入ポンプ８６’が、第１洗浄化学溶液を第１洗浄化学溶液源８０’から出口ライン７２及び７１へと、通常使用時とは逆向きに圧送する。第１洗浄化学溶液は、出口ライン７２及び７１から膜フィルタ４７へ流れる。次いで、該第１洗浄化学溶液を含んだ透過水が、近位側端部４６に向かって下方へ流れ、あるいは、遠位側端部４５に向かって上方へ流れることができる。近位側端部に向かう下方への流れについて、該流れは、拡散器４１から流通ライン３３へ流出する。第１化学洗浄工程時、循環弁３４は第１洗浄化学溶液が循環ポンプ３２へ戻されることを防止するため、閉じることができる。一方、ドレイン弁３８は、化学浸漬工程（後に詳述する）の間は閉じ、あるいは、第１洗浄化学溶液を、流通ライン３７を介してドレイン口３９を通ってシステムから流出させる必要がある場合には、開くことができる。遠位側端部４５に向かう上方への流れを得るために、戻りライン制御弁８４は閉じることができ、これにより、第１洗浄化学溶液が戻り部４３からバイオリアクタ２０に通じる戻りライン６１へ戻るのを防止できる。加えて、タンク制御弁８３は、開くことができ、これにより、透過水を第１洗浄化学溶液源８０’からの化学物質と共に膜フィルタ４７に流入させることができる。
【００２２】
第２化学洗浄が求められるとき、透過水制御弁７５は閉じ、逆洗制御弁７８，及びタンク制御弁８３は開かれる。しかし、第１洗浄化学溶液制御弁８２’は閉じられて、第１洗浄化学溶液源８０’と流通ライン７４及び逆洗ポンプ７７との間の液体連結が防止される。さらに、第１洗浄化学溶液注入ポンプ８６’が駆動されるのではなく、第２洗浄化学溶液注入ポンプ８６”が駆動される。一方、第２洗浄化学溶液制御弁８２”は開かれて、第２洗浄化学溶液源８０”，流通ライン７４，及び逆洗ポンプ７７間は液体連結される。次いで、逆洗ポンプ７７及び第２洗浄化学溶液注入ポンプ８６”は、第２洗浄化学溶液を第２洗浄化学溶液源８０”から出口ライン７１及び７２へと、通常使用時とは逆向きに圧送する。第２洗浄化学溶液は、出口ライン７１及び７２から膜フィルタ４７へ流れる。次いで、（第２洗浄化学溶液を含んだ）透過水が、近位側端部４６に向かって下方へ流れ、あるいは、遠位側端部４５に向かって上方へ流れることができる。近位側端部に向かう下方への流れに関しては、該流れは、拡散器４１から流通ライン３３へ流出する。第２化学洗浄工程の間は、循環弁３４は第２洗浄化学溶液が循環ポンプ３２へ戻されるのを防止するため、閉じる。一方、ドレイン弁３８は、化学浸漬工程（後に詳述する）の間は閉じることが、あるいは、第２洗浄化学溶液を、流通ライン３７を介してドレイン口３９を通ってシステムから流出させる必要のある場合には、開くことができる。遠位側端部４５に向かう上方への流れに関しては、戻りライン制御弁８４は閉じることができ、これにより、第２洗浄化学溶液が戻り部４３からバイオリアクタ２０に通じる戻りライン６１へ戻ることを防止できる。加えて、タンク制御弁８３は、開くことができ、これにより、透過水を第２洗浄化学溶液源８０’からの化学物質と共に膜フィルタ４７に流入させることができる。
【００２３】
一実施形態では、第１及び第２洗浄を同時に発生させることができ、洗浄化学溶液制御弁８２’及び，８２”は共に、第１及び第２洗浄化学溶液注入ポンプ８６’及び８６”が駆動されて逆洗ポンプ７７及び膜ろ過モジュール４０への流れが生じている間は開いている。
【００２４】
図１のシステムの別の形態は、送気ライン５２に連結された送風機５１を含む。送気ライン５２は、２つの異なる送気ライン、即ち、バイオリアクタ２０への送気ライン５３と、膜ろ過モジュール４０への送気ライン５４とに分岐させることができる。送気ライン５３は、必要に応じてバイオリアクタ２０の有機領域へ酸素源を供給する。
【００２５】
送気ライン５４は、拡散器４１を介して膜ろ過モジュール４０に連結され、膜ろ過モジュール４０に空気を導入する。供給液の送気ライン５４への流入を防止するため、空気遮断弁５５が送気ライン５４に配設される。膜ろ過モジュール４０への送気により空気揚程を生じて、膜ろ過モジュール４０への層状堆積物及び付着物の量を減少することができる。送風機５１は、コントローラ１００の使用によって、連続的あるいは間欠的に空気を導くように構成できる。さらに、コントローラ１００は、送風機５１により送風され、膜ろ過モジュール４０に運ばれる空気量を自動的に調整できるように構成してもよい。この調整運転は、コントローラに、１以上の膜運転パラメータ（膜ろ過モジュール４０内側の圧力、膜の前後差圧、又は他の運転パラメータ等）を監視させ、かつ、１以上の制御弁（図示せず）を用いた所定の最適運転条件に応じた運転パラメータの値に基づき空気運搬量を調整させるという形態であってもよい。
【００２６】
一実施形態によれば、１以上の洗浄装置を送気ライン５２，５３及び５４の少なくとも一つの洗浄用に任意で使用し、少なくとも一つの液体及び空気の流れによって前記送気ライン中のあらゆる微粒子ないし他の含有物を除去することも可能である。例えば、図１には、流通ライン５７を介して送気ライン５４と液体連結する洗浄装置５６が示されている。洗浄装置５６は、当業者に公知のものでよく、上記のような洗浄が必要とされるとき、流通ライン５７を流れる空気又は液体の流れを、開かれた洗浄弁５８を介して送気ライン５４に送るようにすればよい。所望の送気ラインを介しての洗浄空気流又は液体流の流れを制御するため、一連の弁（図示せず）を送気ライン５２，５３及び５４の少なくとも一つに連結することもできる。このように、洗浄空気又は液体の流れが、１以上の送気ラインに向かうようにしてもよい。洗浄空気又は液体の流れはまた、例えば、拡散器４１，バイオリアクタ２０及びドレイン口（図示せず）の少なくとも一つに流出するようにしてもよい。送気ラインの洗浄が必要とされないときは、洗浄弁５８を閉じて、流通ライン５７を介して生じると洗浄装置５６との間の流れを防ぐことができる。
【００２７】
本システムの別の形態はコントローラ１００であり、該コントローラ１００は、１以上の循環ポンプ３２と、循環弁３４と、ドレイン弁３８と、透過水制御弁７５と、逆洗制御弁７８と、逆洗ポンプ７７と、タンク制御弁８３と、洗浄化学溶液制御弁８２’及び８２”と、洗浄化学溶液注入ポンプ８６’及び８６”と、戻りライン制御弁８４と、そして送風機５１とを制御することによって、システム全体の流体の流れを制御するため使用される。例えば、コントローラ１００は、本処理システム１０の運転方法を実施するのに必要な全てのソフトウエア及びハードウエアを含むことができる。コントローラ１００はまた、１以上のサブコントローラ１０１を含むことができる。各サブコントローラ１０１は、１以上の膜ろ過モジュールが使用されるとき、これら各膜ろ過モジュール４０を監視し、かつ、制御するため使用することができる。さらに、コントローラ１００は、共通のコントローラ１０２を含むことができ、該コントローラ１０２は、洗浄化学溶液注入ポンプなど、システムの共通源を制御することができる。自動モードでは、共通コントローラ１０２は、各サブコントローラ１０１の運転を制御できる。サブコントローラは、共通コントローラ１０２によって与えられたフラックス又はろ過速度、そしてろ過時間に基づいてろ過及び逆流洗浄を実施することができる。サブコントローラは、逆流洗浄が必要とされるとき、ろ過ルーチンを実行し、共通コントローラ１０２へシグナルを送る。共通コントローラは、全体システムを通して逆流洗浄を制御し、順序を決める。
【００２８】
本発明の一実施形態では、コントローラ１００は１以上の以下の方法ステップを実施するため使用される。すなわち１以上の膜ろ過モジュール４０の近位側端部に対する供給液の導入を中断することと、１以上の膜ろ過モジュール４０に存在する前記供給液の少なくとも一部を、前記複数の膜フィルタの一側に堆積されてしまった残滓の少なくとも一部と共に膜ろ過モジュール４０から排出させることと、前記透過水の少なくとも一部を複数の膜フィルタの他側から一側の外側へ流出させ、あるいは、複数の膜フィルタの一側から他側の外側へ流出させることによって、複数の膜フィルタを洗い流すことと、第１洗浄化学溶液を１以上の膜ろ過モジュールに導くことと、第２洗浄化学溶液を１以上の膜ろ過モジュールに導くことと、そして１以上の膜ろ過モジュール４０の近位側端部４６へ供給液の導入を再開することである。
【００２９】
図４は、コントローラ１００内にプログラムされ、かつ、コントローラ１００によって制御される膜バイオリアクタ廃水処理システムを運転するための各種運転モード及びシステムを示すフローチャートである。これらのモードは、「ＯＦＦ」モード３００と、「ろ過」モード４００と、「スタンバイ」モード５００と、「逆洗」モード６００と、「ストップ」モード７００と、「排出−洗い流し」モード８００と、「ＣＥＣ１」モード９００と、「ＣＥＣ２」モード１０００と、「保存」モード１１００と、「保存排出」モード１２００とそして、「禁止」モード１３００と、を含む。これら各モードは、以下で説明する。
【００３０】
「ＯＦＦ」モード３００
【００３１】
「ＯＦＦ」モード３００は、省略時運転モードであり、本システムが運転不能となったときに生じる。全ての弁は閉ざされ、そして全ての装置は非駆動とされる。また、「ＯＦＦ」モード３００は、省略時プログラム状態で、かつ、危険警告中のフェールセーフ運転モードであり、ここではコントローラ１００によるか、あるいは運転者によって手動で起動できる。さらに、適正な洗浄又は保存をしないで、本システムを連続した期間、「ＯＦＦ」モード３００にしておかないように注意すべきである。かかる事態を生じたときは、運転者に警報を与えることができる。
【００３２】
「ろ過」モード４００
【００３３】
前記「ＯＦＦ」モード３００（又は後述する「逆洗」モード６００）から、本システムは「ろ過」モード４００へ移行することができるが、ここでは、貯蔵タンク９０に集められる処理済の廃水（即ち透過水）が製造される。「ろ過」モードはコントローラ１００によって制御され、一度開始されると、本システムは運転者又は警報により停止されるまで自動的に運転され続ける。
【００３４】
図５は、本発明の一実施形態に係る「ろ過」モード４００のステップを示すフローチャートである。該モードは、ステップ４０２で開始され、送風機５１が始動し、かつ、空気遮断弁５５及び戻りライン制御弁８４が開かれて空気の送風が開始される。確実に送風機５１が運転速度及び圧力に達し、また送気ライン５４から流体が全て排除されるように、短いタイムラグが与えられる。
【００３５】
次のステップ４０４は、供給液の流通開始ステップである。該ステップでは、循環ポンプ３２（コントローラ１００によって制御される）が起動され、処理済廃水（供給液）は流通ライン３３に流入し、開かれた循環弁３４を通って拡散器４１に至る。ドレイン弁３８，透過水制御弁７５，及び逆洗制御弁７８は全て閉じられ、これにより、供給液流は、膜ろ過モジュール４０のみへ流れ、戻りライン６１及び開かれた戻りライン制御弁８４を通って、バイオリアクタ２０へ戻される。
【００３６】
再度、別の短いタイムディレイが与えられて、２相の流れが確実に本システム全体に行き渡るようにする。ろ過はステップ４０６で開始され、透過水制御弁７５が前記タイムディレイの後で開かれる。２相の流れは、膜ろ過モジュール４０全長を流れ、この結果、廃水が膜フィルタ４７の膜壁を通り抜け、その間に生物学的固形物は、膜表面に集積される。送気ライン５４を介して導入された空気により生じた気泡は、膜フィルタの表面を洗浄して、システムの性能を維持する。ろ過は、ある固定時間実施されるが、これは、通常、例えば５分から１５分の範囲に設定され、運転者によりコントローラ１００を介して調整可能である。
【００３７】
「ろ過」モードは、本来コントローラ１００を介して制御でき、そこで、ろ過速度及びろ過時間をバイオリアクタ２０内の供給液レベルに基づいて設定できる。代替としては、運転者がコントローラ１００上でろ過速度及びろ過時間を直接設定することにより、システムを手動で運転することができる。この状態では、コントローラ１００のディスプレイは、「手動優先」を表示した状態となる。
【００３８】
ろ過は、固定時間実施できる。ろ過の終了時に、本システムは、自動的に「逆洗」モード６００（後述する）を実施することができる。この自動的な逆洗サイクルは、コントローラ１００によって統合される。また代替として、運転者は、いつでもコントローラにより「逆洗」モードを手動で呼び出してもよい。さらにまた、運転者はまた、停止コマンドを出すことにより、即ち、「ストップ」モード７００（後述する）を立ち上げることによって、「ろ過」モードを終了させるようにしてもよい。
【００３９】
ろ過中は、膜前後差圧（膜通過圧又はＴＭＰとして既知）が、定常的にモニターされ、記録される。前記ＴＭＰは、膜を横切るように透過水を押し出すのに必要な差力を指示する。付着ないし詰りが増大すると、ＴＭＰも増す。ＴＭＰは、拡散器４１及び戻り部４３の供給側圧力から出口ライン７１，７２の圧力を差し引いた圧力を平均化して算出される。正常なＴＭＰは、０．２〜４ｐｓｉの範囲とすることができる。上限許容ＴＭＰは、システムの供給圧を制限する。もしも上限許容ＴＭＰを超えると、システムはトリガされて、システムが自動的に逆流洗浄されるという、即ち、「逆洗」モード６００が立ち上げられるという警報を含む。これらの事態が連続して生じる場合、コントローラ１００は、自動的に「排出−洗い流し」モード８００をトリガする。
【００４０】
ＴＭＰのモニターに際し、コントローラ１００は、長期間システム性能をモニターするためのろ過中に、１分間の運転での平均ＴＭＰ（以下、平均ＴＭＰという）を記録することができる。このパラメータは、ろ過サイクル毎にリセットすることができる。前記モニターは、平均ＴＭＰを運転者が設定した限界値と比較することによって実施できる。平均ＴＭＰが低すぎる場合は、「ローＴＭＰ」警報がトリガされて、本システムは自動的に排出−洗い流し工程、即ち、「排出−洗い流し」モード８００を実施できる。平均ＴＭＰが高すぎる場合は、化学洗浄が求められて、「洗浄要求」警報をトリガすることができる。異なる運転時間平均値が１分間運転平均値の代わりに使用できることに留意すべきである。
【００４１】
平均ＴＭＰのモニタリングに加え、コントローラ１００はまた、適正な循環流の確保と膜ろ過モジュール入口における破片の堆積防止のため、拡散器４１での高圧及び低圧をモニターすることもできる。拡散器４１での供給圧が適正範囲から外れた場合は、警報状態が自動的にトリガされて、「排出−洗い流し」モード８００を開始することができる。
【００４２】
表１は、ろ過工程用の例示的運転パラメータの例のリストを示すが、他のパラメータを使用することもできる。
【表１】
2010516458.tif 000003
【００４３】
「スタンバイ」モード５００
【００４４】
バイオリアクタのレベルが所定の下限値を下回るときは、「スタンバイ」モード５００に入る。このようにして、システムはオフラインに維持できる。即ち、透過水は生成されず、供給準備状態となる。
【００４５】
システムの不要な循環を防止するため、１〜２０分等の調整可能なディレイを設定できる。「スタンバイ」モードが指令されると、「スタンバイ」モードに入る前に、まず、現在の「ろ過」モードが終了する。運転者は、コントローラ１００から「スタンバイ」モードを手動で設定してもよい。この「スタンバイ」作動は、バイオリアクタのレベルが所定の下限値を上回ったときに終了させることができる。
【００４６】
「スタンバイ」モード５００中は、コントローラは供給液の循環及び送風を維持する一方、透過水の生成は停止され、こうして、ろ過速度はゼロに設定される。したがって、循環ポンプ３２と送風機５１は運転され続け、循環弁３４，空気遮断弁５５，及び戻りライン制御弁８４は開かれ、そして、透過水制御弁７５及び逆洗制御弁７８は閉じられる。
【００４７】
「スタンバイ」モード中に、システム全体に供給液を循環し、かつ、送風することにより、たとえ出口ライン７１及び７２を介しての透過水の流れが（透過水制御弁７５を閉じることによって）停止しているときでも、固形物が膜表面に堆積するのを確実に回避できる。その結果、全ての警報及び「ろ過」モードからの他の工程状況が、表２に示すように維持される。
【表２】
2010516458.tif 000004
【００４８】
膜ろ過モジュール４０は、バイオリアクタ２０の液位に基づいて（即ち、該バイオリアクタの液位は、許容レベルまで増大）コントローラ１００により自動的に、又は、運転者によりコントローラ１００を介して手動操作で、供給再開に戻されてもよい。この場合、逆流洗浄（下記「逆洗」モードを参照）は、膜ろ過モジュール４０毎に、それぞれ供給再開に戻される前に実施され、そして、ろ過タイマーがゼロにリセットされる。
【００４９】
「逆洗」モード６００
【００５０】
「逆洗」モード６００は、システム性能を維持するため、各ろ過サイクル（「ろ過」モード４００）毎の終了時に実施される。このモードは、膜表面に堆積した生物学的固形物を、膜を通過する透過水の流れを逆向きにすることによって物理的に除去する。さらに、逆流洗浄はまた、膜ろ過モジュール４０が「スタンバイ」モードであった場合にも実施される。
【００５１】
コントローラ１００は、運転中の全ての膜ろ過モジュール４０に対して必要な逆流洗浄間隔の調整及び維持を行う。前記シーケンスには供給流の循環及び送風が要求されるため、「逆洗」モード６００は、「ろ過」モード又は「スタンバイ」モードのみから、入ることができる。
【００５２】
図６は、本発明の実施形態に応じた「逆洗」モード６００の工程を示すフローチャートである。図示しないが、送風機５１から送気ライン５４を経由して膜ろ過モジュール４０を全体を流れる送風流は、「逆洗」モード６００の間、膜ろ過モジュール４０に堆積した残滓（固形物等）を除去するための精錬工程を促進することが可能である。
【００５３】
「逆洗」モード６００は、必要な際には、ステップ６０２において透過水制御弁７５を閉じ、透過水の流れを停止させることによって始動する。さらに、循環弁３４が閉じられ、循環ポンプ３２が停止される。一実施形態では、ステップ６０４において戻りライン制御弁８４を閉じ、ドレイン弁３８を開くことができ、その結果、逆洗流は、出口ライン７２，７１のみに流入し、拡散器４１，流通ライン３３，流通ライン３７，及びドレイン弁３８を通って、ドレイン口３９へと流入する。別の実施例では、ステップ６０４において戻りライン制御弁８４を開き、ドレイン弁３８は閉じることができ、その結果、逆洗流は、出口ライン７２，７１のみに流入し、前記戻り部４２，戻りライン６１，及び戻りライン制御弁８４を通って、バイオリアクタ２０へと流入する。さらに別の実施形態では、ステップ６０４において戻りライン制御弁８４及びドレイン弁３８を共に開くことができ、その結果、逆洗流は、バイオリアクタ２０及びドレイン口３９の両方へと流動する。
【００５４】
透過水制御弁７５及び循環弁３４が閉じた後、ステップ６０６において、逆洗制御弁７８もまた閉じられ、そして逆洗ポンプ７７はポンプ駆動を開始する。一実施形態では、逆流洗浄装置が、複数の逆洗ポンプ７７を含むようにしてもよい。例えば、システムを逆洗ポンプ７７として使用される３個のポンプを含んで構成してもよい。その場合、２個のポンプは、それぞれ５０％ずつの逆洗流を圧送する一方、第３のポンプをスタンバイさせておくことができる。このように、この実施形態では、逆流洗浄開始時、３個の使用可能な逆洗ポンプ７７のうちの２個が起動される。別の実施形態では、逆洗ポンプ７７，１つで十分であり、「逆洗」モードの開始に際しては、該１個の逆洗ポンプ７７が起動される。
【００５５】
逆洗流源は、貯蔵タンク９０に貯蔵された透過水である。逆洗ポンプ７７の起動時、タンク制御弁８３は開かれ、貯蔵タンク９０からの透過水は逆洗ポンプ７７と液体連結する。洗浄化学溶液制御弁８２’及び８２”は閉ざされたままで（「ろ過」モード４００の場合と同様に）、その結果、流通ライン７９を流れる透過水は洗浄化学溶液源８０’及び８０”から遮断される。ひとたび逆洗ポンプ７７のうちの１つが起動されると、複数の逆洗ポンプ７７は、その後僅かの時間差で運転を開始し、その結果、運転速度及び圧力は全開に達する。それまで閉じられていた逆洗制御弁７８が今度はステップ６０８において開かれ、所定時間の流れが生じる。透過水制御弁７５は閉じているので、流通ライン７３への流入は生じないことに留意すべきである。
【００５６】
上述したように、逆洗工程は、貯蔵タンク９０からの透過水が逆洗ポンプ７７によりポンプ輸送されて出口ライン７１及び７２に流入し、その後膜ろ過モジュール４０内をろ過流（即ち通常使用モード）とは逆方向に流入するように実施される。膜フィルタ４７への透過水の急激な流入によって膜に堆積した詰りが除去され、このようにしてフィルタ４７の詰りが除去される。逆流洗浄は、それから、拡散器４１を通って流出し、最終的にドレイン口３９、あるいは、出口の少なくとも一方に戻り部４３を通って到達し、最終的にバイオリアクタ２０に至る。代表的な運転パラメータの一例が、下記の表３に示されてはいるが、これらパラメータは、所望の運転効率又は所望の出力に基づいて変更可能である。
【表３】
2010516458.tif 000005
【００５７】
逆流洗浄は、許容不能ＴＭＰ状態、又は「ろ過」モード用時限の終了に基づいて自動的に開始することができる。逆流洗浄を自動的に開始させる場合、全長の最も長い膜ろ過モジュール４０（図１２に示されるもの以外にモジュールがある場合）を、初めに洗浄することになる。このような場合は、コントローラは、シーケンス途中の全ての膜ろ過モジュール４０（現在の運転時間に関わらず）を逆流洗浄して、これによりシステム全体の逆流洗浄シーケンスを効果的にリセットし、装置を効率よく運転できるように構成できる。逆流洗浄が１個の膜ろ過モジュール４０（１個以上ある場合）の許容不能ＴＭＰ状態に基づく場合は、逆流洗浄は、該許容不能ＴＭＰ状態となっている特定の膜ろ過モジュール４０に対して行われ、該特定の膜ろ過モジュール４０のろ過時間を休止させる。この場合は、コントローラは、残る膜ろ過モジュール４０の逆流洗浄を実施する必要はない。
【００５８】
逆流洗浄中、作動圧は重要な因子であり、引き続き監視される。システムは、「逆洗」モード時は負のＴＭＰを示すが、これは、膜ろ過モジュール４０を通る流れが逆向きとなる、すなわち、圧力が膜ろ過モジュール４０の透過水側（出口ライン７１及び７２）で最大となるからである。「逆洗」モード中の最大許容ＴＭＰは、膜が永久的損傷を被らなくて済む値を設定することが可能である。例えば、一実施形態では、最大許容ＴＭＰを１４．７psiとすることができる。この場合、最大許容ＴＭＰを超えると警報を発し、それによってシステムを中断させ（即ち、「ＯＦＦ」モード３００が立ち上げられる）、かつ、運転者に対し、警報状態を報せることができる。
【００５９】
逆流洗浄が完了すると、逆洗ポンプ７７は停止され、逆洗制御弁７８，ドレイン弁３８，タンク制御弁８３，及び戻りライン制御弁８４は閉じられる。こうして、図５に示される「ろ過」モード４００が再開される。
【００６０】
「停止」モード７００
【００６１】
「停止」モード７００は、膜ろ過モジュール４０用の停止シーケンスを作動させ、かつ、膜ろ過モジュール４０が「ＯＦＦ」モードに入る方法である。したがって、全ての制御弁は閉じ、全てのポンプ及び送風機は停止する。「停止」モードは、膜ろ過モジュールが供給再開前にメンテナンスを行うための短い時間、運転者に流体供給を停止させるため設けられる。一実施形態では、膜ろ過モジュール４０は、洗い流し処理の開始前は、所定時間、例えば５〜１０分を超えて停止すべきではない。例えば、コントローラは、膜ろ過モジュール４０が５分より長く動作停止した場合には警報を発することができ、１０分後に「排出−洗い流し」モード８００が実施される。この警報は、運転者によって手動で解除されるまで維持される。
【００６２】
「停止」モードは、図４に示すように、「ろ過」，「スタンバイ」，又は「逆洗」モードから立ち上げることができる。「逆洗」モード中に「停止」モードが立ち上げられた場合、前記特定の膜ろ過モジュール４０に対し、停止前に逆流洗浄を完了させる。さらに、選択された一般的な警報状態中に、「停止」モードを指令することもできる。これらの状態は、以下の透過水タンクの低レベル警報，循環ポンプの異常警報，送風機の異常警報，及び洗浄化学溶液の低レベル警報のうちの１以上の状態を含む。一旦、「停止」モードになると、透過水の流れは、透過水制御弁７５を閉じ（まだ閉じていない場合）、循環ポンプ３２を停止し（まだ停止していない場合）、及び循環制御弁３４を閉じる（まだ閉じていない場合）ことによって停止する。送風機５１は、空気遮断弁５５を閉じ、かつ、該送風機５１を停止する前に、短時間運転させることができる。
【００６３】
「排出−洗い流し」モード８００
【００６４】
「排出−洗い流し」モード８００は、膜ろ過モジュール４０から堆積した固形物を除去するため実施される。このモードは、コントローラ１００により設定された時間毎に自動的に実施されるか、選択された警報条件のもと（高ＴＭＰ又は低ＴＭＰ）で実施されるか，または、運転者により手動で起動されてよい。自動的に実施される場合、コントローラは、例えば１時間に１回から６時間に１回など、所定の間隔でモードを開始できる。「排出−洗い流し」は、膜ろ過モジュール４０が「ＯＦＦ」モード３００又は「停止」モード７００にあるときか、あるいは、これらを終了した後にのみ実施される。これは膜ろ過モジュール４０内の全ての流体がシーケンス中に排出されるためである。図７は、本発明の一実施形態に係る「排出−洗い流し」モード８００のステップを示すフローチャートである。
【００６５】
このように、「排出−洗い流し」モード８００の開始時点では、循環ポンプ３２は作動しておらず循環弁３４が閉じている。同様に、逆洗ポンプ７７と洗浄化学溶液注入ポンプ８６’及び８６”がＯＦＦになっており、また、制御弁７５，８２’，及び８２”は閉じている。ドレイン弁３８はステップ８０２で開かれ、膜ろ過モジュール４０は所定の時間ドレイン口３９より排出可能である。一実施形態では、前記排出は重力によって生じる。任意で、膜ろ過モジュール上方に位置した通気孔に通じる専用の通気弁８５を、戻りライン６１に配設することができる（図１参照）。通気弁８５は、「排出−洗い流し」モード８００中に開かれる以外、他の全てのモードにある間は、閉じたままである。図７には示されないが、送風機５１から送気ライン５４を介して膜ろ過モジュール４０全体を流れる空気流は、排出工程中は送風機５１の停止、及び、空気遮断弁５４の閉鎖の少なくとも一方により、流れを停止することができる。代替としては、排出工程時に除去用空気を供給するため、空気遮断弁５４を開いた状態で送風機５１を作動することができる。
【００６６】
重力による排出が完了すると、１以上の逆洗シーケンスが逆洗装置を使用して実施される。洗い流し工程は、膜の供給側から全ての物質を除去し、これらの物質は、システムから重力で排出される。洗い流し工程の開始時、即ち、膜ろ過モジュールの排出時には、透過水制御弁７５，逆洗制御弁７８，洗浄化学溶液制御弁８２’及び８２”，タンク制御弁８３と、そして循環弁３４は閉じ、循環ポンプ３２は停止する。通気制御弁８５及びドレイン弁３８は、ステップ８０２では開いている。
【００６７】
ステップ８０２での排出工程後または該工程中にタンク制御弁８３が開かれ、逆洗ポンプ７７はステップ８０４で起動する。上述したように、逆洗装置は、運転パラメータに従って複数の逆洗ポンプ７７を含んでもよく、含まなくてもよい。ポンプ７７が起動し、タンク制御弁８３が開かれると、貯蔵タンク９０からの透過水は逆洗ポンプ７７に液体連結する。逆洗ポンプ７７が起動されるや、該ポンプは、運転速度及び圧力が最大限に達するように短時間遅れて運転される。逆洗制御弁７８（閉じられていた）が今度はステップ８０６で開かれ、所定時間の洗い流し流を生じさせる。図７には示されないが、ステップ８０６での洗い流し工程中、送風機５１を起動し、空気遮断弁５５を開くことによって、送風機５１から送気ライン５４を介して膜ろ過モジュール４０全体を流れる空気流を、流すこともできる。代替としては、洗い流し工程中、送風機５１の停止、及び空気遮断弁５５の閉鎖の少なくとも一方により、前記空気流を止めておくことができる。
【００６８】
上述したように、逆洗工程又は洗い流し工程では、貯蔵タンク９０からの透過水が逆洗ポンプ７７によって、ろ過（即ち、通常の使用モード）とは逆向きに、出口ライン７１及び７２にポンプ輸送され、さらに、膜ろ過モジュール４０に輸送される。この洗い流しは、供給液の少なくとも一部を排出させている時またはその後に行うことができる。この膜フィルタ４７への透過水の急激な流入は、膜に堆積された詰りを除去し、このようにして、フィルタ４７の詰りを除去する。洗い流し工程で使用できる透過水の有効量は、必要に応じて変えることができる。例えば、洗い流し工程での透過水の有効量を、膜ろ過モジュール４０の総体積の約０．０５倍から約１０倍の範囲とすることができる。「逆洗」モード６００の場合と同様に、戻りライン制御弁８４を閉じ、かつ、ドレイン弁３８を開いて洗い流し流をドレイン口３９に流入させるか、あるいは、戻りライン制御弁８４を開き、かつ、ドレイン弁３８を閉じてバイオリアクタ２０に流入させるかの、少なくとも一方とすることができる。
【００６９】
代表的な運転パラメータの一例を、下記の表４に示すが、これらパラメータは、望ましい運転効率や望ましい出力に基づいて変更可能である。これ以外の運転パラメータについては、表３の「逆洗」モードと同様にすることができる。
【表４】
2010516458.tif 000006
【００７０】
コントローラ１００は、「排出−洗い流し」モードが開始されると「禁止」モードが指令されない限り、該モードを完了まで遂行させる。「排出−洗い流し」モードを完了すると、「ＯＦＦ」モード３００，「ＣＥＣ１」モード９００，「ＣＥＣ２」モード１０００，又は「保存」モード１１００となるまで、「ろ過」モードが実行される。
【００７１】
「ＣＥＣ１」モード９００及び「ＣＥＣ２」モード１０００
【００７２】
定期的に、膜ろ過モジュールは、膜表面に吸着又は吸収された付着物を化学的に洗浄除去する必要がある。洗浄は、規則的な時間間隔（コントローラ１００で監視される）で実施されるか、又は、システム性能がある運転限界に達したときに実施される。例えば、洗浄を、３０日から６ヶ月の定期的間隔で実施することができる。「ＣＥＣ１」モード及び「ＣＥＣ２」モードは、化学洗浄工程を簡易化し、自動化するため別々のルーチンとすることができる。運転者は、前記工程用の洗浄化学溶液の準備及び「ＣＥＣ１／ＣＥＣ２」モードの起動を要求される。一旦、起動されると、運転者の介入無しで「ＣＥＣ１／ＣＥＣ２」モードの全てが実行される。
【００７３】
通常の適用例では、２つの連続的な洗浄が実施されるが、ここでは「ＣＥＣ１」モードが弱次亜塩素酸ナトリウム溶液を使用して実施され、次いで、クエン酸溶液を使用して「ＣＥＣ２」モードが実施される。この２ステップの洗浄により、有機物質及び無機物質が膜から確実に除去される。
【００７４】
しかし、洗浄工程の別の実施形態もまた考えられる。例えば、第１及び第２の洗浄溶液は、次亜塩素酸ナトリウム溶液及びクエン酸溶液に限定されない。第１及び第２の洗浄溶液は、次亜塩素酸塩，酸，腐食剤，界面活性剤，又は、これらの任意の組み合わせを含んで構成可能である。
【００７５】
別の実施形態では、１つの化学的洗浄モード（ＣＥＣ１）だけが、第２の化学的洗浄モード（ＣＥＣ２）無しで、使用される。この場合、図１０に示すように、流通ライン８１に連結された１個の第１洗浄化学溶液源８０，１個の洗浄化学溶液制御弁８２，及び１個の洗浄化学溶液注入ポンプ８６が必要とされる。
【００７６】
図８は、本発明の実施形態に係る「ＣＥＣ１」モード９００及び「ＣＥＣ２」モード１０００のステップを示すフローチャートである。「ＣＥＣ１」モード及び「ＣＥＣ２」モードの少なくとも一方は、化学反応の効果を最大限高め、かつ、膜ろ過モジュール４０から使用された化学溶液を適正に排出するため、「排出−洗い流し」モードを自動的に用いることができる。このように、「ＣＥＣ１」モードは、自動的に「排出−洗い流し」モード８００を開始することができる。「排出−洗い流し」モード８００が完了すると、ステップ９０２に示すように、膜ろ過モジュール４０は全ての弁（循環弁３２，戻りライン制御弁８４，ドレイン弁３８，透過水制御弁７５，逆洗制御弁７８，そして洗浄化学溶液制御弁８２’及び８２”）を閉じることによって完全に遮断される。さらに、「ＣＥＣ１」モード及び「ＣＥＣ２」モードは、必要な場合には、「ろ過」モード４００（高ＴＭＰの場合等）の後、又は、「逆洗」モード６００の後、速やかに始動することができる。「ＣＥＣ１」モード又は「ＣＥＣ２」モード中、送気ライン５４を経由する送風機５１からの送風は、送風機５１の運転を始動させないか、及び空気遮断弁５５を閉じるかの少なくとも一方により、遮断することができる。
【００７７】
「ＣＥＣ１」モードを開始するため、ステップ９０４では、逆洗制御弁７８が開かれ、逆洗ポンプ７７が起動され、そしてタンク制御弁８３が開かれる。その結果、貯蔵タンク９０から出た透過水は逆洗ポンプ７７により逆洗制御弁７８を介して膜ろ過モジュール４０へと、通常流とは逆向きに流れる。上述したように、逆洗ポンプ７７は１以上含んでよく、例えば３個のポンプを使用できる。この点からみて、逆洗ポンプ７７の数は「ＣＥＣ１」モード用に１以上としてよい。同時に、第１の洗浄化学溶液注入ポンプ８６’が起動され、かつ、第１の洗浄化学溶液制御弁８２’が開かれる。第１の洗浄化学溶液源８０’からの洗浄化学溶液は、膜ろ過モジュール４０を満たすために直接逆流洗浄流に設定された時間注入される。設定時間の経過後、ステップ９０６で、洗浄化学溶液注入ポンプ８６’は駆動停止され、第１の洗浄化学溶液制御弁８２’は閉じる。透過水は、ステップ９０６（逆流洗浄流注入後ＣＥＣステップとして既知）中は、洗浄化学溶液の注入完了後も僅かな時間、逆洗配管、例えば、出口ライン７１及び流通ライン７４，及び７９から膜ろ過モジュール４０に至るまで、第１の洗浄化学溶液を洗い流し続けさせる。この後、ステップ９０８で、逆洗ポンプ７７は停止し、逆洗制御弁７８は閉じられる。
【００７８】
膜ろ過モジュール４０は、ステップ９０８（ＣＥＣ化学的浸漬ステップとして知られる）で所定期間浸漬することができ、この浸漬時間は運転者により設定されるか、又は、コントローラ１００により設定される。浸漬時間が終わると、膜ろ過モジュール４０からの第１の洗浄化学溶液を洗い流す、別の逆流洗浄ステップ（ＣＥＣ逆流洗浄ステップとして既知）を実施することもできる。こうして、逆洗ポンプ７７が駆動され、逆洗制御弁７８及びタンク制御弁８３が開かれて、これにより、透過水が逆洗ポンプ７７と液体連結する。一方、ドレイン弁３８を開いて、これにより、第１の洗浄化学溶液を膜ろ過モジュール４０から流出し、拡散器４１を介して、流通ライン３３及びドレイン弁３８へ至りそして、ドレイン口３９から排出される。
【００７９】
「ＣＥＣ１」モードの後に、「ＣＥＣ２」モードが始動し、ステップ９１０での洗い流しの後、ステップ１００２において、ドレイン弁３８は閉じられ、逆洗制御弁７８は開いた状態のままである。同様に、逆洗ポンプ７７の駆動を維持し、タンク制御弁８３も開いた状態を維持する。この結果、透過水は、依然として通常の流れとは逆方向に、貯蔵タンク９０から逆洗ポンプ７７によって、逆洗制御弁７８を通り、そして膜ろ過モジュール４０へと流れることができる。ステップ１００４で、第２の洗浄化学溶液注入ポンプ８６”が起動し、第２の洗浄化学溶液制御弁８２”が開く。第２の洗浄化学溶液源８０”からの洗浄化学溶液は、膜ろ過モジュール４０を満たすように直接逆洗流に設定された時間注入される。設定時間の経過後、ステップ１００６で、洗浄化学溶液注入ポンプ８６”は駆動停止され、第２の洗浄化学溶液制御弁８２”は閉じる。透過水は、洗浄化学溶液の注入完了後も短い間は、逆流洗浄配管、すなわち、出口ライン７１及び流通ライン７４，及び７９から膜ろ過モジュール４０に至るまで、第１の洗浄化学溶液を洗い流し続けさせる。この後、ステップ１００８において、逆洗ポンプ７７は停止し、逆洗制御弁７８及びタンク制御弁８３は閉じられる。
【００８０】
膜ろ過モジュール４０を、ステップ１００８（ＣＥＣ化学的浸漬ステップ）の間、一定期間浸漬することができ、この浸漬時間は運転者により設定されるか、又は、コントローラ１００により設定される。浸漬時間の終わりに、ステップ１０１０で膜ろ過モジュール４０から第２の洗浄化学溶液を洗い流す、別の逆洗ステップ（ＣＥＣ逆洗ステップ）を実施することもできる。この場合は、逆洗ポンプ７７が駆動し、逆洗制御弁７８及びタンク制御弁８３が開いて、これにより、透過水が逆洗ポンプ７７と液体連結する。一方、第１の洗浄化学溶液が膜ろ過モジュール４０から流出し、拡散器４１を介して、流通ライン３３及びドレイン弁３８に至り、そしてドレイン口３９から排出するように、ドレイン弁３８を開くことができる。逆流洗浄又は洗い流しステップ１０１０が実施された後、ステップ１０１２で、全てのポンプは停止され、全ての制御弁は閉じられる。
【００８１】
代替の実施形態では、「ＣＥＣ１」モードと「ＣＥＣ２」モードとを同時に実施することもできる。さらに別の実施形態では、洗浄サイクルの間には、「ＣＥＣ１」モードと「ＣＥＣ２」モードとのいずれか一方のみの運転が必要である。
【００８２】
「ＣＥＣ１」及び「ＣＥＣ２」モード運転での代表的な運転パラメータの例を下記の表５に示す。他のモードで与えられる運転パラメータと同様、これらのパラメータは例示に過ぎず、システムの望ましい運転効率や望ましい出力に基づいて変更しうる。
【表５】
2010516458.tif 000007
【００８３】
別の実施形態では、任意の排出ステップを「ＣＥＣ１」及び「ＣＥＣ２」モード用のＣＥＣ逆流洗浄流ステップの後（即ち、ステップ９１０又はステップ１０１０の後）に開始することができる。この任意の排出ステップ（ＣＥＣ排出ステップとして知られる）は、ドレイン弁３８及び任意の通気弁８５を除く全ての弁（制御弁３４，７５，７８，８２’，８２”，及び８４）が閉じ、かつ、全てのポンプが停止しているときに実施することができる。このようにして、膜ろ過モジュール４０は重力による排出が可能であり、これにより、「ＣＥＣ１」又は「ＣＥＣ２」モードで残留している全ての洗浄化学溶液は、膜ろ過モジュール４０から拡散器４１を経てライン３７に至り、ドレイン口３９から排出することができる。この任意のＣＥＣ排出ステップは、ドレイン弁３８（及び装着可能であれば通気弁８５）がステップ１０１２で閉じる前に約１秒〜１５秒間実施することができ、その後、「ＯＦＦ」モード３００が開始され、これにより、「ろ過」モード４００へと導かれる。
【００８４】
「保存」モード１１００
【００８５】
定期的に１個以上の膜ろ過モジュール４０は、時間を延長して、供給を止めておくようにしてもよい。この間、膜ろ過モジュールは、洗浄され損傷から保護、保存されるべきである。「保存」モード１１００は、この工程を完了する半自動的な手段を運転者に提供する。該「保存」モード１１００は、運転者による開始が可能である。図９は、「保存」モード１１００及び「保存排出」モード１２００のステップを示すフローチャートである。「保存」モード１１００及び「保存排出」モード１２００の間、送風機５１から発して送気ライン５４を介する空気流は、送風機５１を始動させないか、空気遮断弁５５を閉じるかの少なくとも一方により、その流れを停止することができる。
【００８６】
運転者が「保存」モード１１００を開始した後、上述のように「排出−洗い流し」モード８００において、規則的に排出−洗い流しシーケンスが実施され、これによって膜ろ過モジュール４０から全ての物質が除去される。膜ろ過モジュール４０は、（供給液の）供給を遮断することができ（図１２に示すように１以上の膜ろ過モジュールがある場合）、保存化学溶液が逆洗システム、即ち、逆洗ポンプ７７及び逆洗制御弁７８を介して、ＣＥＣ１又は「ＣＥＣ２」モードの場合と同様、機能的に導かれる。換言すれば、「保存」モードにおいては、浸漬時間が不定であるということを除いては、「ＣＥＣ１」又は「ＣＥＣ２」モードと同様に運転される。
【００８７】
図１は、システム１０の実施形態を示し、該システムには、保存化学物質源１２０を保存化学物質注入ポンプ１２３に連結する流通ライン１２１を伴った保存化学物質源１２０を有する。流通ライン１２４は保存化学物質注入ポンプ１２３を流通ライン７９に連結させることができ、保存化学物質制御弁１２２を含んで構成できる。保存化学物質溶液は、二硫化ナトリウム及びメタ重亜硫酸塩ナトリウムの少なくとも一方の１％重量比溶液など、適切な溶液であればどのような溶液でもよい。
【００８８】
「保存」モード１１００を運転するため、まず、「排出−洗い流し」モード８００が実施される。「排出−洗い流し」モード８００がひとたび完了すると、ステップ１１０２に示すように、膜ろ過モジュール４０を、全ての弁（循環弁３２，戻りライン制御弁８４，ドレイン弁３８，透過水制御弁７５，逆洗制御弁７８，洗浄化学溶液制御弁８２’及び８２”，そして保存化学物質制御弁１２２）を閉じることによって、完全に遮断することができる。
【００８９】
次に、ステップ１１０４において、逆洗制御弁７８が開き、逆洗ポンプ７７が起動し、そしてタンク制御弁８３が開く。その結果、貯蔵タンク９０からの透過水は逆洗ポンプ７７によって、逆洗制御弁７８を通り膜ろ過モジュール４０へと、通常流とは逆向きに流れる。上述したように、逆洗ポンプ７７は１以上のポンプを含んでよく、例えば３個のポンプを使用できる。この点から、逆洗ポンプ７７の数は「保存」モード用に１以上としてよい。同時に、保存化学物質注入ポンプ１２３が起動され、かつ、保存化学溶液制御弁１２２が開かれる。保存化学物質源１２０からの保存化学物質は、膜ろ過モジュール４０を満たすために直接逆洗流に設定された時間注入される。設定時間経過後、ステップ１１０６で、保存化学物質注入ポンプ１２３は駆動停止され、保存化学溶液制御弁１２２は閉じられる。
透過水は、ステップ１１０６中に保存化学物質の注入完了後（逆洗流注入後保存ステップとして既知）も短時間は、逆流洗浄配管、例えば、出口ライン７１と、流通ライン７４，及び７９から膜ろ過モジュール４０に至るまで、第１の洗浄化学溶液を洗い流し続ける。この後、ステップ１１０８で、逆洗ポンプ７７は停止され、逆洗制御弁７８は閉じられる。
【００９０】
膜ろ過モジュール４０は、ステップ１１０８（保存化学浸漬ステップとして既知）で所定期間浸漬することができる。浸漬時間を変えることができるが、しかし長期貯蔵の場合は、約３０〜９０日後に、システムは再保存されるべきである。即ち、ステップ１１１０でドレイン弁３８を開き、ステップ１１０２に戻ることによって膜ろ過モジュール４０が新たな保存化学物質で満たされるべきである。「保存」モード運転の代表的な運転パラメータの例を下記の表６に示す。他のモードで与えられる運転パラメータと同様、これらのパラメータは例示に過ぎず、所望の運転効率や所望の出力に基づいて変更しうる。
【表６】
2010516458.tif 000008
【００９１】
別の実施形態では、保存化学物質源１２０，流通ライン１２１，保存化学物質注入ポンプ１２３，及び流通ライン１２４を除き、保存化学溶液を、注入ポンプ８６’及び制御弁８２’によってシステムへの導入が促進される第１化学物質源８０’か、または、対応する注入ポンプ８６”及び制御弁８２”によってシステムへの導入が促進される第２化学物質源８０”かのいずれかに、設置することができる。
【００９２】
運転者によって、膜ろ過モジュール４０を「保存」モード１１００にした後、供給に戻すことが決定されると、「保存排出」モード１２００が以下のように開始される。
【００９３】
「保存排出」モード１２００
【００９４】
浸漬時間の終了時に、排出ステップ１１１２（ＣＥＣ排出ステップとして既知）が実施可能となり、ここで、ドレイン弁３８及び任意の通気弁８５を除く全ての弁（制御弁３４，７５，７８，８２’，８２”，及び８４）が閉じ、かつ、全てのポンプが停止する。このようにして、膜ろ過モジュール４０は重力による排出が可能となり、この結果「保存」モードで残留している全ての化学溶液が、膜ろ過モジュール４０から拡散器４１を出てライン３７に至り、ドレイン口３９から排出される。この「保存排出」ステップは、ドレイン弁３８（及び装着可能であれば通気弁８５）がステップ１１１４で閉じる前の約１０秒〜６０秒間実施することができる。保存排出モード１２００から「ＯＦＦ」モード３００へと進み、そして「ろ過」モード４００へと続く。
【００９５】
一実施形態では、ステップ１１１４の後に、「逆洗」モード６００で詳述したような、逆洗を任意に実施することもできる。
【００９６】
「禁止」モード１３００
【００９７】
「禁止」モードは、「非常停止」モードであり、非常時に全ての装置を速やかに停止させるため使用される。このモードは、コントローラ１００の前部に配置されたマッシュルーム型スイッチなどの非常スイッチを押すことにより起動される。該「禁止」モードは、運転モード乃至他のいかなる状態に関わらず、速やかに全ての装置を停止させ、かつ、全ての弁を閉じる。「禁止」モードが起動されると、供給システム、即ち、「ろ過」モードに戻す前に「排出−洗い流し」モードが実施されることとなる。
【００９８】
上述した実施形態に加えて、システム１０は、システムの種々の構成要素をチェックするため使用される様々な警報など、種々の別形態を含むこともできる。例えば、貯蔵タンク液面低下警報は、運転者に、貯蔵タンク９０内の透過水が少なすぎること、又は、膜ろ過モジュール用の完全な逆洗１サイクルに必要な体積量を供給できないことを警報できる。循環ポンプ異常警報は、ポンプとの乾燥接触あるいは流量測定器（システム１０が装備していた場合）からの信号の欠落によって、発生しうる。コントローラ１００は、異常を来たしているポンプによって供給されている膜ろ過モジュール４０が原因で、自動的に「停止」及び「排出−洗い流し」モードを指令する。送風機異常警報は、膜ろ過モジュール４０への送風圧の減少によって発生しうる。逆洗ポンプ異常警報は、透過水ポンプとの乾燥接触又は、膜ろ過モジュール４０からの透過水流量及び透過水圧力の少なくとも一方の減少によって発生できる。この場合、コントローラは、影響を受けた膜ろ過モジュールに対して停止及び「排出−洗い流し」モードを開始する。ＣＥＣ化学物質レベル警報は、化学洗浄処理用の化学溶液が不足している場合に、第１及び第２洗浄化学溶液源にある化学物質レベルタンクスイッチによって発生し、これにより、ＣＥＣモードの起動を防止できる。弁異常警報もまた、各種弁の異常を検出するために使用できる。
【００９９】
システム１０の運転中、各種パラメータを監視及び演算の少なくとも一方を行うことができ、また、コントローラ１００によって、連続的または所定の間隔で記憶できる。監視されたパラメータは、各種検出器からの各種信号によって決定される。監視されるパラメータには、供給液流量，供給液体積量，逆洗流量，逆洗体積量，第１洗浄化学溶液消費量，第２洗浄化学溶液消費量，透過水濁度，供給液圧力，及び透過水圧力が含まれる。演算される変数には、ろ過中のＴＭＰ圧力，逆洗中のＴＭＰ圧力，ろ過中の流束，逆洗中の流束，透水性，日間平均透水性，日間最大透水性，日間最小透水性，日間透水性変化率，週間透水性変化率，日間最大透水性変化率，日間最小透水性変化率，総ろ過時間，総透過水生成量，逆流洗浄回数，日間逆洗体積量，日間平均ろ過体積量，日間平均ろ過時間，「ＣＥＣ１」モード実施回数，「ＣＥＣ２」モード実施回数，及び日間純透過水生成量が含まれる。さらに、コントローラは、警報の発生（警報の種類，日時）及びあらゆる設定変更（変更の種類，日時，及び運転者番号など）を、監視及び記録することができる。
【０１００】
本発明が開示されれば、当業者は、本発明の範疇及び技術思想の範囲内で他の実施形態及び変形態様であってもよいことを理解するであろう。例えば、図１１は本発明の別の実施形態を示し、逆洗ポンプ７７及び流通ライン７４が出口ライン７１及び７２の代わりに拡散器４１に至る入口ライン３３に連結されている。この実施形態では、「逆洗」モード６００，「排出−洗い流し」モード８００，「ＣＥＣ１」モード９００，「ＣＥＣ２」モード１０００，及び「保存」モード１１００中の流れは、「逆洗」及び「排出−洗い流し」モード中の透過水の流れ，「ＣＥＣ１」及び「ＣＥＣ２」モード用の透過水及び洗浄化学溶液、又は「保存」モード時の透過水及び保存化学溶液が「ろ過」モード時の供給液の方向に流れるのとは、異なって処理される。換言すれば、透過水は、拡散器４１に流入し、膜ろ過モジュール４０の残部を通り、かわって「ろ過」モード時と逆向きに、即ち、出口ライン７１，７２へ流れ込む。この流れは、次いで、膜ろ過モジュール４０を流出して出口ライン７１及び７２を通ることができる。該流れはさらに、透過水制御弁７５直前でＴブランチ３６’に至る。「逆洗」モード６００，「排出−洗い流し」モード８００，「ＣＥＣ１」モード９００，「ＣＥＣ２」モード１０００，及び「保存」モード１１００時に、透過水制御弁７５は閉じ、一方、ドレイン弁３８はＴブランチ３６’に連通し、逆洗液，洗い流し液，洗浄化学溶液，及び保存化学溶液の少なくとも１つは、ドレイン口３９乃至貯蔵タンク９０に至る代わりに、ドレイン口３９’に流れ込む。勿論、「排出−洗い流し」モード及び保存排出モードのドレインステップ中は、ドレイン弁３８は開かれるが、「逆洗」モード６００，「排出−洗い流し」モード８００，「ＣＥＣ１」モード９００，「ＣＥＣ２」モード１０００，及び「保存」モード１１００中のそれ以外ではドレイン弁３８は閉じる。
【０１０１】
本発明のさらに別の実施形態では、複数の膜ろ過モジュール４０が、図１２（１以上の送風機及びそれらに連結するエアラインは、明瞭化のため図では省略している）に示すように使用できる。この実施形態では、複数の透過水制御弁７５，複数のドレイン弁３８，複数の循環弁３４，及び複数の逆洗制御弁７８を使用して、「逆洗」モード又は「排出−洗い流し」モード等の特定の工程が求められるとき、該特定工程用の特定の膜ろ過モジュール４０を遮断する一方で、他の膜ろ過モジュール４０は運転、即ち、「ろ過」モードに維持することができる。
【０１０２】
本発明の範疇及び技術思想の範囲内で他の実施形態及び変形態様であってもよい。したがって、本発明の範疇及び技術思想の範囲内で当業者により本発明の開示から達成された全ての変形態様は、本発明のさらなる実施形態として含まれるものである。本発明の範囲は、特許請求の範囲に記載のとおりに定義されるものである。
【図１】
2010516458.tif 000009
【図２】
2010516458.tif 000010
【図３】
2010516458.tif 000011
【図４】
2010516458.tif 000012
【図５】
2010516458.tif 000013
【図６】
2010516458.tif 000014
【図７】
2010516458.tif 000015
【図８】
2010516458.tif 000016
【図９】
2010516458.tif 000017
【図１０】
2010516458.tif 000018
【図１１】
2010516458.tif 000019
【図１２】
2010516458.tif 000020
【国際調査報告】
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