(57)【要約】【解決課題】オゾンを水中に溶解させる設備費用を大幅に削減するとともに、オゾンの溶解効率を高め、膜面や膜細孔内に強固に付着していた物質を短時間で剥離し、膜ろ過性能を大幅に回復することが可能な膜の洗浄方法および装置を提供する。【解決手段】膜モジュール内の原水側に水を通水させながら膜モジュール内の原水側の下部から直接オゾンを含む気泡を導入するとともに、膜モジュール内の原水側を通過後の水および膜モジュール内の原水側で溶解しきれなかったオゾンを含む気泡をスタティックミキサーで混合撹拌後、膜モジュール内の原水側に還流させ、ろ過方向とは逆の方向に過酸化水素含有水を逆流させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
精密ろ過膜および／または限外ろ過膜を備えた膜モジュールの原液側に、洗浄水を通水するとともにオゾンを含む気泡を供給し、さらに、排出洗浄水および排出オゾン気泡を混合撹拌して膜モジュールの原液側に還流させることを特徴とする膜の洗浄方法。
【請求項２】
少なくとも２本の精密ろ過膜および／または限外ろ過膜を備えた膜モジュールの原液側を直列に連結し、前段の膜モジュールの原液側に洗浄水を通水してオゾンを含む気泡を供給し、さらに、前段の排出洗浄水および排出オゾン気泡を混合撹拌して後段の膜モジュールの原液側に供給することを特徴とする膜の洗浄方法。
【請求項３】
後段の膜モジュールの排出洗浄水および排出オゾン気泡を混合攪拌して前段の膜モジュールの原液側に還流させる、請求項２に記載の膜の洗浄方法。
【請求項４】
オゾンを含む気泡を膜モジュールの下部から導入する、請求項１〜３のいずれかに記載の膜の洗浄方法。
【請求項５】
膜モジュールの原液側に洗浄水を通水してオゾンを含む気泡を供給するとともに、膜モジュールの濾過液側から原液側に過酸化水素含有水を逆流させる、請求項１〜４のいずれかに記載の膜の洗浄方法。
【請求項６】
膜モジュールの原液側の溶存オゾン濃度が０．１〜１００ｍｇ／ｌの範囲内になるようにオゾンを含む気泡を導入する、請求項１〜５のいずれかに記載の膜の洗浄方法。
【請求項７】
オゾンを含む気泡の気泡径が５ｍｍ未満である、請求項１〜６のいずれかに記載の膜の洗浄方法。
【請求項８】
精密濾過膜および／または限外濾過膜を備えた膜モジュールと、該膜モジュールへの洗浄水供給ラインと、前記膜モジュールからの洗浄水排出ラインと、前記膜モジュールへの逆流洗浄水供給ラインと、前記洗浄水供給ラインおよび／または前記膜モジュールの原液側にオゾンを含む気泡を供給するオゾン気泡供給手段と、前記洗浄水排出ラインに設けられたオゾン気泡洗浄水混合攪拌手段とを備えている膜濾過装置。
【請求項９】
前記洗浄水排出ラインは、膜モジュールの原液側に排出洗浄水および排出オゾン気泡を還流するように構成されている、請求項８に記載の膜濾過装置。
【請求項１０】
オゾン気泡洗浄水混合攪拌手段を設けた前記洗浄水排出ラインの下流側にさらに精密濾過膜および／または限外濾過膜を備えた膜モジュールを設け、前段の膜モジュールの洗浄水排出ラインを後段の膜モジュールの洗浄水供給ラインとする、請求項８に記載の膜濾過装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オゾンを好適に用いた精密ろ過膜や限外ろ過膜の洗浄方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、上下水道や廃水処理等の水処理用途において原水中の不純物を分離除去して清澄な水に変換する膜ろ過法の普及が進んでいる。膜の除去対象物質は、膜の種類によって異なるが、精密ろ過膜や限外ろ過膜の場合は、一般的に懸濁物質、細菌、原虫、コロイド物質等が挙げられる。
【０００３】
膜ろ過運転を行う場合、膜ろ過水量に伴って、膜表面や膜細孔内にフミン酸等の有機物や酸化第二鉄等の無機物の付着量が増大していき、ろ過水量の低下あるいは膜差圧の上昇が問題となってくる。
【０００４】
膜の濾過性能を回復する方法としては、たとえば物理洗浄がある。すなわち、膜の原水側に気泡を導入し、膜を揺動させ、膜同士を触れ合わせることにより膜表面の付着物質を掻き落とす空気洗浄や、膜のろ過方法とは逆方向に膜ろ過水あるいは清澄水を圧力で押し込み、膜表面や膜細孔内に付着していた汚染物質を排除する逆流洗浄等が挙げられる。
【０００５】
しかしながら、物理洗浄は、膜への汚染物質付着量がそれほど多量でない場合にはろ過性能を回復することができるが、膜ろ過運転の長期化に伴い、物理洗浄で除去しきれない汚染物質が膜表面や膜細孔内に付着・蓄積していき、物理洗浄のみではろ過性能の回復が困難となっていく。
【０００６】
そこで、この場合の膜の洗浄方法として、薬液を用いた化学的な洗浄（薬品洗浄）が挙げられる。使用される薬品は、膜表面や膜細孔内に付着した汚染物質の種類と量、膜の耐薬品性等を考慮して使い分ける必要があるが、酸、アルカリ、酸化剤、洗剤等があり、それぞれ単独であるいは組み合わせて使われる。特に次亜塩素酸ナトリウム、過酸化水素、オゾン等酸化剤は、膜表面や膜細孔内に付着したタンパク質やフミン質等の有機物を分解・除去する効果があり好適であり、なかでもオゾンは酸化力が強いため極めて有効である。
【０００７】
しかしながら、オゾンは気体であるため、膜の薬品洗浄に用いる場合は、あらかじめ水に溶解させる必要がある。オゾンの水中への溶解方式はディフューザ方式とエジェクタ方式が挙げられる。ディフューザ方式は過剰な動力が要らず、装置的にシンプルであるが、オゾン吸収効率を７０〜９０％程度に上げるために、反応塔の高さを４〜６ｍ程度とするのが一般的であり、反応塔の建設費が増大する傾向にある。一方、エジェクタ方式はエジェクタ用加圧ポンプが必要であり、装置が複雑であること、オゾン吸収効率は４０〜５０％と低いこと、オゾン注入率として、一般的に数ｍｇ／ｌ以下の制約があること等から、膜の薬品洗浄用途のオゾン水の製造には適さない（非特許文献１）。
【０００８】
そこで、膜モジュールの原水側に直接オゾン気泡を注入し、膜モジュールのハウジングそのものをオゾン反応塔として利用するディフューザ方式が考えられる。この方式では薬品洗浄の設備費用を大幅に節減できる。ところが、一般的に精密ろ過膜や限外ろ過膜のモジュールのハウジングは長さが１〜２ｍ程度であり、立設しても最大１〜２ｍ程度の水深しかとることができず、オゾン吸収効率が６０％程度以下と低くなってしまう（非特許文献２）。
【０００９】
【非特許文献１】
「新版オゾン利用の新技術」、三▲シュウ▼書房、ｐ２５０〜２５１
【００１０】
【非特許文献２】
「新版オゾン利用の新技術」、三▲シュウ▼書房、ｐ１９７〜２２１
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の技術の上述した問題点を解決し、オゾン反応塔を別途設けることなくオゾン溶解効率を高め、高濃度のオゾン水を容易に製造し、膜面や膜細孔内に強固に付着していた物質を短時間で酸化分解し、剥離することが可能な膜の洗浄方法および膜濾過装置を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、精密ろ過膜および／または限外ろ過膜を備えた膜モジュールの原液側に、洗浄水を通水するとともにオゾンを含む気泡を供給し、さらに、排出洗浄水および排出オゾン気泡を混合撹拌して膜モジュールの原液側に還流させる膜の洗浄方法を特徴とするものである。また、本発明は、少なくとも２本の精密ろ過膜および／または限外ろ過膜を備えた膜モジュールの原液側を直列に連結し、前段の膜モジュールの原液側に洗浄水を通水してオゾンを含む気泡を供給し、さらに、前段の排出洗浄水および排出オゾン気泡を混合撹拌して後段の膜モジュールの原液側に供給する膜の洗浄方法を特徴とするものであり、後段の膜モジュールの排出洗浄水および排出オゾン気泡を混合攪拌して前段の膜モジュールの原液側に還流させることが好ましい。
【００１３】
そして、上述の膜の洗浄方法において、オゾンを含む気泡を膜モジュールの下部から導入することや、膜モジュールの原液側に洗浄水を通水してオゾンを含む気泡を供給するとともに、膜モジュールの濾過液側から原液側に過酸化水素含有水を逆流させること、さらには、膜モジュールの原液側の溶存オゾン濃度が０．１〜１００ｍｇ／ｌの範囲内になるようにオゾンを含む気泡を導入することが好ましい。また、オゾンを含む気泡の気泡径が５ｍｍ未満であることも好ましい。
【００１４】
さらに、本発明は、精密濾過膜および／または限外濾過膜を備えた膜モジュールと、該膜モジュールへの洗浄水供給ラインと、前記膜モジュールからの洗浄水排出ラインと、前記膜モジュールへの逆流洗浄水供給ラインと、前記洗浄水供給ラインおよび／または前記膜モジュールの原液側にオゾンを含む気泡を供給するオゾン気泡供給手段と、前記洗浄水排出ラインに設けられたオゾン気泡洗浄水混合攪拌手段とを備えている膜濾過装置を特徴とするものである。
【００１５】
そして、前記洗浄水排出ラインが、膜モジュールの原液側に排出洗浄水および排出オゾン気泡を還流するように構成されていることや、オゾン気泡洗浄水混合攪拌手段を設けた前記洗浄水排出ラインの下流側にさらに精密濾過膜および／または限外濾過膜を備えた膜モジュールを設け、前段の膜モジュールの洗浄水排出ラインを後段の膜モジュールの洗浄水供給ラインとすることが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明に係る膜濾過装置は、例えば図１に示すように複数本の膜モジュール４ａ〜４ｃを備えたものであるが、濾過運転により膜モジュール４ａ〜４ｃの精密濾過膜や限外濾過膜の膜面や膜細孔内に多量の汚染物質が付着する。そこで、膜洗浄手段として、洗浄水としての清澄水を一旦貯留する清澄水タンク１と、膜モジュール４ａ〜４ｃの下部に設置した微細気泡散気装置（オゾン気泡供給手段）７ａ〜７ｃと、微細気泡散気装置７ａ〜７ｃにオゾンを供給するためのオゾン発生設備５と、清澄水が膜モジュール４ａ〜４ｃの原水側を通過する過程で生成されたオゾン水を貯留するオゾン水タンク８とを設けている。このとき膜モジュール４ａ〜４ｃは膜洗浄のために原水側を直列に連結させる。
【００１７】
また、清澄水タンク１と膜モジュール４ａの間には、洗浄水としての清澄水を膜モジュール４ａに供給するための供給バルブ２および供給ポンプ３が設けられており、膜モジュール４ａを通過した清澄水が膜モジュール４ｂ、４ｃの原水側を順に通過していく。また、膜モジュール４ａ〜４ｃの洗浄水排出ラインにはスタティックミキサー（オゾン気泡洗浄水混合攪拌手段）１４ａ〜１４ｃが設けられており、膜モジュール４ａ〜４ｃとオゾン発生設備５との間には、オゾン気泡を供給する際に開となるオゾン供給バルブ６ａ〜６ｃが設けられている。さらにオゾン水タンク８の上方には、水中に溶解しきれなかったオゾンガスを除去するための排オゾン塔９が設けられている。
【００１８】
一方、膜モジュール４ａ〜４ｃの濾過液側には、逆流洗浄水としての清澄水を一旦貯留する清澄水タンク１０が設けられており、膜モジュール４ａ〜４ｃと清澄水タンク１０との間（逆流洗浄水供給ライン）には、逆流洗浄水としての清澄水を膜モジュール４ａ〜４ｃ内の精密濾過膜や限外濾過膜のろ過水側から原水側へと逆流させる逆洗ポンプ１１が設けられている。また、逆流洗浄水として利用される清澄水に過酸化水素を注入するための過酸化水素注入設備１３と、逆流洗浄時に開となる逆洗バルブ１２ａ〜１２ｃも設けられている。
【００１９】
ここで、膜モジュール４ａ〜４ｃは、中空糸状の分離膜がＵ字状に湾曲した状態、もしくはＩ字状に両端ポッティングした状態で筒状のハウジング内部に配置されており、ハウジングの下部にはオゾンの微細気泡を供給するための開口部が設けられている。分離膜としては、孔径が０．０１μｍ〜１０μｍ程度の精密ろ過膜や孔径が数ｎｍ〜数十ｎｍ程度の限外ろ過膜の少なくとも一方を選択し、その素材としては、オゾンの強い酸化力に耐え得るポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂、セラミックス等が好ましい。また、ハウジングの材質は、オゾンの強い酸化力に耐え得るステンレス鋼（ＳＵＳ３０４、３１６）、フッ素系樹脂、塩素系樹脂等が好ましい。
【００２０】
微細気泡散気装置７ａ〜７ｃは、オゾンの強い酸化力に耐え得るよう、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４、３１６）やセラミックス等で形成することが好ましい。
気孔径は平均気孔径が５ｍｍ未満となるよう数十μｍ〜数百μｍが好ましい。設置位置は、微細気泡が均一に分散するよう、膜モジュール４ａ〜４ｃの真下にしたほうが好ましい。
【００２１】
スタティックミキサー１４ａ〜１４ｃは、オゾンの強い酸化力に耐え得るよう、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４、３１６）やポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂やセラミックス等が好ましい。
【００２２】
オゾン発生設備５は、原料ガス装置、電源装置、オゾン発生機、冷却装置等から構成される。オゾン発生用の原料ガス装置は、空気法、購入純酸素法、発生純酸素法および酸素富化空気法に分類される。各原料ガスにより、同一オゾン発生機でのオゾン発生量が異なる。空気法を１００％とすると、購入純酸素法および発生純酸素法は２２０％程度、酸素富化空気法は１５０％程度であるが、経済性および安全性の観点から空気法が好ましい。オゾン発生機の発生方式は無声放電が一般的である。
【００２３】
また、オゾンが接触することになる配管（オゾン発生設備５から微細気泡散気装置７ａ〜７ｃまでの配管、膜モジュール４ａ〜４ｃの原水側を連結する配管、最後段の膜モジュール４ｃから排オゾン塔９までの配管）は、オゾンの強い酸化力に耐え得るステンレス鋼（ＳＵＳ３０４、３１６）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等で形成することが好ましい。
【００２４】
排オゾン塔９は活性炭吸着分解法、加熱分解法、触媒分解法等から選択し、排オゾン濃度、送風量等に応じて、複数組み合わせても構わない。活性炭吸着分解法はオゾンを確実に処理でき、維持管理は活性炭の交換、補充のみであり、加熱の必要もなく、間欠運転にも適している。高濃度の排オゾンが流入すれば、活性炭が発火する恐れがあるので、低濃度の場合に好適に利用できる。加熱分解法は、数千ｐｐｍのオゾンの半減期は、常温では数十時間以上に及ぶが、２００℃以上になると数秒以内になることを利用したもので、実用的には、３５０℃で１秒程度滞留させることにより、処理が十分可能である。触媒分解法は、ＭｎＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＮｉＯ等の金属表面で、オゾンが触媒分解されることを利用したもので、反応が熱分解よりも低温で起こるので、コスト面で有利であり、広く用いられる。５０℃で０．５〜５秒程度で分解が可能である。
【００２５】
過酸化水素注入設備１３は、過酸化水素貯留タンク、注入ポンプ、注入配管等から構成される。貯留タンク内の過酸化水素の濃度は、補充頻度が少なく、腐食、爆発する危険性の少ない３０％程度が好ましい。また、タンク、ポンプヘッドおよび配管の材質は、耐食性に優れたフッ素系樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、塩化ビニル樹脂等が好ましい。
【００２６】
上述の本発明に係る膜濾過装置において、膜洗浄は次のように実施される。まず、オゾン供給バルブ６ａ〜６ｃおよび逆洗バルブ１２ａ〜１２ｃを閉にした状態で、供給バルブ２を開にして、供給ポンプ３を作動させ、清澄水タンク１内の清澄水（洗浄水）を膜モジュール４ａの原水側下部に送り込む。送り込まれた清澄水は、膜モジュール４ａ内の原水側空間上方へと移動し、満水後、膜モジュール４ｂの原水側下部に流入する。膜モジュール４ｂの原水側下部に流入した清澄水は膜モジュール４ｂ内の原水側空間上方へと移動し、満水後、膜モジュール４ｃの原水側下部に流入する。膜モジュール４ｃの原水側下部に流入した清澄水は膜モジュール４ｃ内の原水側空間上方へと移動し、満水後、オゾン水タンク８に流入する。
【００２７】
膜モジュール４ａ〜４ｃの原水側空間全てが清澄水で満たされた後、通水を継続した状態で、オゾン発生設備５を作動させ、オゾン供給バルブ６ａ〜６ｃを開にし、微細気泡散気装置７ａ〜７ｃからオゾンを含む気泡を発生させ、膜モジュール４ａ〜４ｃの原水側に供給する。その際、オゾン気泡は水中への溶存効率が高くなる平均気泡径５ｍｍ未満の微細気泡が好ましい。微細気泡は膜面に付着したケーク層（フミン酸等の有機物や酸化第二鉄等の無機物の付着物）そのものを直接剥離することは困難であるが、水中の溶存オゾンが高くなるにつれ、高分子有機物と無機物が混合し強固に結合しているケーク層内の高分子有機物が酸化分解され、低分子化されるので、結合力が弱まり、その後の気泡や逆流洗浄等によって容易に剥離される。
【００２８】
なお、ここでいう平均気泡径とは、膜モジュール４ａ〜４ｃ内に存在する気泡径の平均値である。気泡径を測定する方法として、ビデオカメラを用いて直接観察する方法や、光散乱法が用いられる。光散乱法は気泡にレーザー光を照射し、散乱する光の強度を光センサで測定し、その光強度に基づいて気泡径を算出する方法である。
【００２９】
また、微細気泡の気泡径は、散気装置の気孔率やオゾンの送風量によっては気泡同士が膜モジュール４ａ〜４ｃ内の原水側を上昇していく過程で合一して大きくなる可能性があるため、合一を避けるよう、送風量に応じて微細気泡散気装置７ａ〜７ｃの気孔率等をあらかじめ調整しておいたほうがよい。
【００３０】
そして、本発明においては、膜モジュール４ａ〜４ｃからの洗浄水排出ラインにスタティックミキサー１４ａ〜１４ｃが設けられている。したがって、膜モジュール４ａ〜４ｃ内の原水側で溶解しきれなかったオゾンガスは、膜モジュール４ａ〜４ｃ内の原水側を通過した清澄水とともに後段の膜モジュールに移動する過程で、スタティックミキサー１４ａ〜１４ｃを通過する。スタティックミキサー１４ａ〜１４ｃ内では、分割、転換、反転の作用によりムラのない混合攪拌を行うことでオゾンガスが微細化され、水中に再度溶解されやすくなる。スタティックミキサー１４ａ〜１４ｃ通過後も溶解しなかったオゾンガスは清澄水とともに、連結先の膜モジュールに移動し、最終的にはオゾン水タンク８に流入後、排オゾン塔９で除去される。
【００３１】
さらに、膜モジュール４ａ〜４ｃ内の原水側を通過した後オゾン水タンク８に流入した清澄水は、微細気泡を供給している際、供給バルブ２を閉にし、供給ポンプ３に還流させたほうが、膜モジュール４ａ〜４ｃ内の原水側の溶存オゾン濃度が短期間で上昇するので好ましい。また、微細気泡の供給時間やオゾン発生設備５からの送風量およびオゾン濃度は膜の汚染物質の付着量に応じて適宜設定すればよいが、膜モジュール４ａ〜４ｃ内のそれぞれの原水側の溶存オゾン濃度が０．１〜１００ｍｇ／ｌになるまでオゾン気泡の供給を継続させれば、膜表面に強固に付着した物質を充分に酸化分解し、その後の逆流洗浄で容易に剥離することができるので好ましい。
【００３２】
次に、膜モジュール４ａ〜４ｃの原水側の溶存オゾン濃度が０．１〜１００ｍｇ／ｌになると同時に逆洗バルブ１２ａ〜１２ｃを開にして逆洗ポンプ１１を作動させ、過酸化水素注入設備１３から過酸化水素を注入した清澄水を膜モジュール４ａ〜４ｃの濾過液側に導入し、逆流洗浄する。清澄水に含まれる過酸化水素は膜面付近で膜の原水側に存在する溶存オゾンと反応し、ＯＨラジカルが生成される。ＯＨラジカルは酸素、塩素、オゾン、過酸化水素、過マンガン酸等より酸化力が強く、約１２０ｋｃａｌ／ｍｏｌ相当のエネルギーを持ち、分子間の結合を簡単に切断できるため、最終的に、炭素を二酸化炭素に、水素を水に酸化分解することが可能である。よって膜面や膜細孔内に強固に付着していた物質を短時間で酸化分解し、逆流洗浄の効果が促進される。ＯＨラジカルは溶質とも反応するが、過酸化水素とも反応するので原水中の有機物の特性に依存するＨ２Ｏ２／Ｏ３比を最適化する必要がある。一般的にはＨ２Ｏ２／Ｏ３（モル比）＝０．１〜１．０程度が好ましい。
【００３３】
逆流洗浄の時間、頻度および流束は膜の汚染状況を勘案して適宜決めればよい。また、過酸化水素は逆流洗浄時に必ずしも毎回注入する必要はなく、膜の汚染状況を勘案して注入量と注入頻度を適宜決めればよい。
【００３４】
なお、本発明においては、オゾンを含有する微細気泡を膜モジュール４ａ〜４ｃの原水側に供給し、それぞれの膜モジュールの原水側の溶存オゾン濃度が０．１〜１００ｍｇ／ｌの範囲内になった後に、逆流洗浄を行うと洗浄効果は高いが、オゾンを含有する微細気泡を膜モジュール４ａ〜４ｃの原水側に供給開始すると同時に逆流洗浄を行ってもよい。また、オゾンを含有する微細気泡を膜モジュール４ａ〜４ｃの原水側に供給し、膜モジュール４ａ〜４ｃの原水側の溶存オゾン濃度が０．１〜１００ｍｇ／ｌの範囲内になった後に逆流洗浄を行う際、膜モジュール４ａ〜４ｃの原水側へのオゾン含有微細気泡の導入を継続するほうが洗浄効果は高いが、溶存オゾン濃度が０．１〜１００ｍｇ／ｌの範囲内に維持できれば、供給を停止してもよい。そして、オゾンを含有する微細気泡を膜モジュール４ａ〜４ｃの原水側に供給し、それぞれの膜モジュールの原水側の溶存オゾン濃度が０．１〜１００ｍｇ／ｌの範囲内になった後に逆流洗浄を行う際、供給ポンプ３を作動させ、オゾン水を還流させると洗浄効果は高いが、オゾンを含有する微細気泡の膜モジュール４ａ〜４ｃの原水側への供給を停止するとともに供給ポンプ３を停止してもよい。さらに、逆流洗浄終了後においてもオゾンを含有する微細気泡の膜モジュール４ａ〜４ｃ原水側への供給を継続し、供給ポンプ３の作動を継続し、還流を継続したほうが、洗浄効果は高いが、オゾンを含有する微細気泡の膜モジュール４ａ〜４ｃの原水側への供給を停止した状態で、供給ポンプ３の作動を継続し、還流を継続してもよいし、微細気泡の膜モジュール４ａ〜４ｃの原水側への導入および供給ポンプ３の作動を停止し、静置してもよい。
【００３５】
また、本発明は、図１のように、複数本の膜モジュールの原水側を直列に連結させたほうがオゾンが分散しやすいので溶解効率が高まるが、図２のように膜モジュールは１本単独であってもよい。なお、説明を省略している点は図１と同様である。
【００３６】
【実施例】
＜実施例１＞
図１に示す装置を用い、下水二次処理水をろ過流束１．０ｍ／ｄの定流量ろ過で３ヶ月間運転した後の膜モジュール４ａ〜４ｃの薬品洗浄を実施した。膜モジュール４ａ〜４ｃ内の分離膜はいずれも公称孔経０．１μｍのポリフッ化ビニリデン製中空糸型精密濾過膜であった。また、洗浄に用いる清澄水タンク１、１０内の清澄水には水道水を用いた。
【００３７】
洗浄の手順はまず、オゾン供給バルブ６ａ〜６ｃおよび逆洗バルブ１２ａ〜１２ｃを閉にした状態で、供給バルブ２を開にして、供給ポンプ３を作動させ、膜モジュール４ａ〜４ｃ内の原水側空間を全てを水道水で満たした。その後、水道水の通水を継続した状態で、オゾン発生設備５を作動させ、オゾン供給バルブ６ａ〜６ｃを開にし、微細気泡散気装置７ａ〜７ｃから平均気泡径２ｍｍのオゾン気泡を膜モジュール４ａ〜４ｃの原水側に供給した。そのとき、オゾン発生設備５で発生したオゾン濃度は２０ｇ／Ｎｍ３であり、送風量は０．３Ｎｍ３／ｈであり、微細気泡散気装置７ａ〜７ｃに供給される送風量はそれぞれ０．１Ｎｍ３／ｈとした。膜モジュール４ａ〜４ｃの原水側で溶解しきれなかったオゾン気泡は、膜モジュール４ａ〜４ｃ内の原水側を通過した後の清澄水とともに後段の膜モジュールに移動する過程で、配管途中に設置されたスタティックミキサー１４ａ〜１４ｃを通過した。そして、オゾン水タンク８内の水量が、オゾン水タンク８の容積の１／２となった時点で、供給バルブ２を閉にし、オゾン水タンク８内の水道水全量を供給ポンプ３に還流させた。
【００３８】
次に、オゾン気泡の供給開始時から１０分後に、逆洗バルブ１２ａ〜１２ｃを開にして逆洗ポンプ１１を作動させ、過酸化水素注入設備１２から過酸化水素を注入した水道水で５分間逆流洗浄した。そのときの逆洗流束は１．５ｍ／ｄとし、逆洗水中の過酸化水素濃度は１ｍｇ／ｌとした。
【００３９】
最後に、逆洗バルブ１２ａ〜１２ｃを閉にして逆洗ポンプ１１を停止させ、逆流洗浄を停止すると同時に、オゾン供給バルブ６ａ〜６ｃを閉にしてオゾン発生設備５を停止させ、オゾン気泡を停止した状態で、供給ポンプ３の作動を継続し、さらに５分間還流させた。
【００４０】
その結果、洗浄前の純水透過性能は初期値比１０％であったのに対して、洗浄後の純水透過性能は初期値比９５％にまで回復した。
＜実施例２＞
逆流洗浄で過酸化水素を注入しなかった以外は実施例１と全く同じにした。その結果、薬品洗浄前の純水透過性能は初期値比１０％であったのに対して、薬品洗浄後の純水透過性能は初期値比９０％にまで回復した。
＜実施例３＞
供給バルブ２を常時開とし、オゾン水タンク８内の水道水を供給ポンプ３に還流させなかった以外は実施例１と全く同じにした。その結果、薬品洗浄前の純水透過性能は初期値比１０％であったのに対して、薬品洗浄後の純水透過性能は初期値比８０％にまで回復した。
＜比較例１＞
膜モジュール４ａ〜４ｃの洗浄水排出ラインにスタティックミキサー１４ａ〜１４ｃを配置しなかった以外は実施例１と全く同じにした。その結果、薬品洗浄前の純水透過性能は初期値比１０％であったのに対して、薬品洗浄後の純水透過性能は初期値比６５％にしか回復しなかった。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、実施例と比較例との対比からも明らかなように、精密ろ過膜や限外ろ過膜を備えた膜モジュールの原液側に、洗浄水を通水するとともにオゾンを含む気泡を供給し、さらに、排出洗浄水および排出オゾン気泡を混合撹拌して膜モジュールの原液側に還流させたり後段の膜モジュールの原液側に供給することで、オゾンの溶解効率を高めることができ、さらに過酸化水素含有水で逆流洗浄することで、膜面や膜細孔内に強固に付着していた物質を短時間で酸化分解し剥離できるので、膜ろ過性能を容易に大幅に回復することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る膜濾過装置の一実施態様を示す概略フロー図である。
【図２】本発明に係る膜濾過装置の他の実施態様を示す概略フロー図である。
【符号の説明】
１、１０    ：清澄水タンク          ２          ：供給バルブ
３          ：供給ポンプ            ４ａ〜４ｃ  ：膜モジュール
５          ：オゾン発生設備        ６ａ〜６ｃ  ：オゾン供給バルブ
７ａ〜７ｃ  ：微細気泡散気装置      ８          ：オゾン水タンク
９          ：排オゾン塔            １１        ：逆洗ポンプ
１２ａ〜１２ｃ：逆洗バルブ            １３        ：過酸化水素注入設備
１４ａ〜１４ｃ：スタティックミキサー
【図１】
2005052689.tif 000003
【図２】
2005052689.tif 000004