(57)【要約】【課題】  処理槽内に浸漬した膜分離装置を薬液で洗浄する薬液洗浄装置において、薬液と膜透過水との反応により発生した気泡を迅速かつ確実に薬液貯留槽へ集めて排出する。【解決手段】  膜透過水を処理槽２の外部へ取出す吸引管路１０に薬液注入管路２０が接続され、薬液注入管路２０から上方に分岐しかつ立ち上げ部２４を経て薬液貯留槽１９へ戻る循環管路２５が設けられ、循環管路２５から薬液貯留槽１９へ戻った薬液２１に含まれる気体を脱臭・除害設備２９へ送り出す送出管路３０が設けられ、濾過工程時に膜透過水を吸引することと薬液洗浄工程時に薬液２１を注入することを行うポンプ１１が設けられている。【選択図】  図１
2005103406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理槽に貯留する原水を処理槽内に浸漬した膜分離装置で濾過し、膜透過水を吸引管路を通して処理槽外へ取り出す水処理装置に設けられる薬液洗浄装置であって、上記膜分離装置に具備された分離膜を洗浄する薬液を貯留する薬液貯留槽と、薬液貯留槽内の薬液を膜分離装置へ注入する薬液注入管路とが設けられ、上記薬液注入管路は吸引管路に接続され、上記薬液注入管路から上方に分岐し且つ立ち上げ部を経て上記薬液貯留槽へ戻る循環管路が設けられ、上記薬液貯留槽に、循環管路から薬液貯留槽へ戻った薬液に気泡として含まれる気体を外部へ排出する排出部が形成されていることを特徴とする薬液洗浄装置。
【請求項２】
吸引管路と薬液注入管路と循環管路とにそれぞれ弁装置が設けられ、これら弁装置の開閉操作によって、吸引管路を通して膜透過水を処理槽外へ取り出す濾過工程と、薬液注入管路を通して薬液を膜分離装置へ注入する薬液洗浄工程とが切換えられ、上記濾過工程時に膜透過水を吸引することと上記薬液洗浄工程時に薬液を注入することとの両方を行う１台のポンプが設けられていることを特徴とする請求項１記載の薬液洗浄装置。
【請求項３】
薬液貯留槽の排出部に、薬液貯留槽内の気体を薬液貯留槽の外部に設けられた所定の処理設備へ送り出す送出管路が接続されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の薬液洗浄装置。
【請求項４】
薬液洗浄工程時において、ポンプから吐出される薬液の吐出量を膜分離装置の分離膜から浸透する薬液の浸透量よりも大きく設定したことを特徴とする請求項２記載の薬液洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水、下水、浄水等の水処理をする水処理装置に用いられる膜分離装置の分離膜を薬液で洗浄する薬液洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば図３に示すように、処理槽５１に貯留する原水５２を処理槽５１内に浸漬した膜分離装置５３で濾過し、膜透過水５４を吸引管５５を通して処理槽５１の外部へ取り出す水処理装置５６がある。上記吸引管５５には、第１開閉弁５７と吸引ポンプ５８とが設けられている。
【０００３】
上記水処理装置５６には、膜分離装置５３に具備された複数の膜エレメント（図示せず）を薬液５９で洗浄する薬液洗浄装置６０が設けられている。すなわち、上記薬液洗浄装置６０は、タンク等で構成される薬液供給源６１と、上記吸引管５５の途中に接続された逆圧洗浄水管６２と、この逆圧洗浄水管６２に設けられた第２開閉弁６３および圧送ポンプ６４ならびに三方切換弁６５と、上記薬液供給源６１から三方切換弁６５に接続された薬液管６６とで構成されている。
【０００４】
これによると、濾過工程時、圧送ポンプ６４を停止し、第２開閉弁６３を閉じた状態で、第１開閉弁５７を開き、吸引ポンプ５８を駆動する。これにより、膜分離装置５３の各膜エレメントの内部流路に吸引負圧が作用して処理槽５１内の原水５２が濾過され、膜エレメントの内部流路に流入した膜透過水５４が吸引管５５を通って処理槽５１の外部へ取り出される。
【０００５】
また、薬液洗浄工程時、三方切換弁６５を操作し、薬液管６６を介して薬液供給源６１を逆圧洗浄水管６２に連通させ、さらに、吸引ポンプ５８を停止し、第１開閉弁５７を閉じ、第２開閉弁６３を開くとともに、圧送ポンプ６４を駆動する。これにより、薬液５９が、薬液供給源６１から薬液管６６と逆圧洗浄水管６２と吸引管５５とを通り、膜分離装置５３の各膜エレメントの内部流路に充填され、各膜エレメントの内側から外側の表面近傍にまで含浸する。これにより、各膜エレメントの膜表面が薬液５９によって洗浄される。
【０００６】
しかしながら上記の従来形式では、薬液洗浄工程時、薬液５９が膜透過水５４と反応を起こし、気泡が発生する場合があった。この際、発生した気泡は、吸引管５５と逆圧洗浄水管６２と薬液管６６とを逆流して、薬液供給源６１の底部から噴出した。これにより、逆圧洗浄水管６２や薬液管６６内にエア溜りができて薬液５９の流れが阻害され、薬液洗浄に要する時間が長引いてしまうといった問題がある。また、薬液供給源６１の底部から噴出した気泡により、薬液供給源６１内の薬液が飛散してしまうといった問題も生じる。さらに、上記気泡中に有毒ガスが含まれている可能性があるため、上記気泡を迅速かつ確実に排除しなければならないといった問題もある。
【特許文献１】特開平７−２５６０６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、薬液と膜透過水との反応によって発生した気泡を迅速かつ確実に薬液貯留槽へ集めて薬液貯留槽から排出することが可能な薬液洗浄装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本第１発明では、処理槽に貯留する原水を処理槽内に浸漬した膜分離装置で濾過し、膜透過水を吸引管路を通して処理槽外へ取り出す水処理装置に設けられる薬液洗浄装置であって、上記膜分離装置に具備された分離膜を洗浄する薬液を貯留する薬液貯留槽と、薬液貯留槽内の薬液を膜分離装置へ注入する薬液注入管路とが設けられ、上記薬液注入管路は吸引管路に接続され、上記薬液注入管路から上方に分岐し且つ立ち上げ部を経て上記薬液貯留槽へ戻る循環管路が設けられ、上記薬液貯留槽に、循環管路から薬液貯留槽へ戻った薬液に気泡として含まれる気体を外部へ排出する排出部が形成されているものである。
【０００９】
これによると、濾過工程時、膜透過水が吸引管路を通って処理槽外へ取り出される。また、薬液洗浄工程時、薬液は、薬液貯留槽から薬液注入管路を通り、その一部が膜分離装置へ注入されるとともに、残りが上記薬液注入管路から分岐して立ち上げ部を下から上へ流れ、循環管路を流れて薬液貯留槽に戻る。上記薬液が膜透過水と反応して気泡が発生した場合、気泡は、浮力によって立ち上げ部を下から上へ浮上し、循環管路を流れる薬液に連行されて薬液貯留槽へ流れ込む。これにより、立ち上げ部の管路内や循環管路内にエア溜りができて薬液の流れが阻害されることを防止し、気泡を迅速かつ確実に薬液貯留槽へ集めることができ、さらに、薬液貯留槽内に集められた気泡を気体（ガス）として排出部から排出することができる。
【００１０】
また、本第２発明では、吸引管路と薬液注入管路と循環管路とにそれぞれ弁装置が設けられ、これら弁装置の開閉操作によって、吸引管路を通して膜透過水を処理槽外へ取り出す濾過工程と、薬液注入管路を通して薬液を膜分離装置へ注入する薬液洗浄工程とが切換えられ、上記濾過工程時に膜透過水を吸引することと上記薬液洗浄工程時に薬液を注入することとの両方を行う１台のポンプが設けられているものである。
【００１１】
これによると、濾過工程時、吸引管路に設けられた弁装置を開くとともに薬液注入管路に設けられた弁装置を閉じ、ポンプを駆動させる。これにより、膜透過水が吸引管路を通って処理槽外へ取り出される。
【００１２】
また、薬液洗浄工程時、吸引管路に設けられた弁装置を閉じるとともに薬液注入管路に設けられた弁装置を開き、ポンプを引き続き駆動させる。これにより、薬液は、薬液貯留槽から薬液注入管路を通り、その一部が膜分離装置へ注入されるとともに、残りが上記薬液注入管路から分岐して立ち上げ部を下から上へ流れ、循環管路を流れて薬液貯留槽に戻る。このように、濾過工程と薬液洗浄工程とが１台のポンプを兼用して行えるため、コストダウンが図れる。
【００１３】
また、本第３発明では、薬液貯留槽の排出部に、薬液貯留槽内の気体を薬液貯留槽の外部に設けられた所定の処理設備へ送り出す送出管路が接続されているものである。
これによると、薬液貯留槽内に戻された薬液中に含まれる気泡は、減圧効果によって、薬液から分離し、気体（ガス）として薬液貯留槽内に溜る。この気体は、薬液貯留槽内から送出管路を通って所定の処理設備へ送り出され、この処理設備で脱臭や除害等の所定の処理が施される。
【００１４】
また、本第４発明では、薬液洗浄工程時において、ポンプから吐出される薬液の吐出量を膜分離装置の分離膜から浸透する薬液の浸透量よりも大きく設定したものである。
これによると、薬液洗浄工程時、ポンプから吐出される薬液は、薬液貯留槽から薬液注入管路を通って膜分離装置へ注入され、膜分離装置の分離膜から処理槽内に浸透する（しみ出す）。この際、ポンプから吐出される薬液の吐出量を分離膜から浸透する薬液の浸透量よりも大きく設定しているため、上記吐出量から浸透量を差し引いた量の薬液が循環管路を流れて薬液貯留槽に戻る。
【発明の効果】
【００１５】
以上、本第１発明では、薬液と膜透過水との反応により発生した気泡を迅速かつ確実に薬液貯留槽へ集めることができ、さらに、薬液貯留槽内に集められた気泡を気体として排出部から排出することができる。
【００１６】
本第２発明では、濾過工程と薬液洗浄工程とが１台のポンプを兼用して行えるため、コストダウンが図れる。
本第３発明では、薬液貯留槽内に集められた気泡は気体として処理設備に送り出され、脱臭や除害等の所定の処理が施される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明における実施の形態を図１，図２に基づいて説明する。
１は水処理装置であり、処理槽２の上部には原水供給管３が開口し、処理槽２の下部には排水管４が開口している。処理槽２の内部には、処理槽２に貯留された原水５を濾過する膜分離装置６が浸漬されている。この膜分離装置６は外圧型の複数の膜エレメント（図示せず）を備えたものである。尚、膜エレメントには、管状型，平板型等のものを使用することができ、膜エレメントに具備された分離膜（図示せず）の膜材質としては、有機膜や、セラミック等の無機質のものを使用することができる。また、膜分離装置６の下方には曝気装置７が設置されている。
【００１８】
水処理装置１には、処理槽２内の原水５を膜分離装置６で濾過することによって得られる膜透過水３２を処理槽２の外部へ取り出す吸引管路１０が設けられている。すなわち、吸引管路１０は、一端が上記膜分離装置６の各膜エレメントの内部流路に連通するとともに他端がポンプ１１の吸込口側１１ａに接続された第１配管１０ａと、このポンプ１１の吐出口側１１ｂに接続された第２配管１０ｂとで構成されている。尚、第１および第２配管１０ａ，１０ｂには第１および第２弁装置１４，１５が設けられている。
【００１９】
上記水処理装置１には薬液洗浄装置１８が設けられている。この薬液洗浄装置１８は、膜分離装置６の各膜エレメントに具備された分離膜を洗浄する薬液２１を貯留する薬液貯留槽１９と、薬液貯留槽１９内の薬液２１を膜分離装置６へ注入する薬液注入管路２０とで構成されている。尚、薬液貯留槽１９は上部が上蓋１９ａで覆われている。また、上記薬液２１には、次亜塩素酸ソーダ又はクエン酸或いは塩酸などが用いられる。
【００２０】
上記薬液注入管路２０は、一端が薬液貯留槽１９の下部に開口するとともに他端が吸引管路１０の第１配管１０ａに接続された第３配管２０ａと、一端が吸引管路１０の第２配管１０ｂに接続されるとともに他端が吸引管路１０の第１配管１０ａに接続された第４配管２０ｂとで構成されている。尚、上記第３および第４配管２０ａ，２０ｂには第３および第４弁装置２２，２３が設けられている。
【００２１】
また、上記薬液注入管路２０の第４配管２０ｂから上方に分岐しかつ立ち上げ部２４を経て薬液貯留槽１９内へ戻る循環管路２５が設けられている。すなわち、循環管路２５の一端は上記第４配管２０ｂに接続され、循環管路２５の他端は上方から上蓋１９ａを貫通して薬液貯留槽１９内に連通している。尚、上記立ち上げ部２４は、第１配管１０ａの端部と第４配管２０ｂの端部と循環管路２５の端部とで構成され、膜分離装置６の上部から上向きに垂直に形成されている。また、上記循環管路２５には、第５弁装置２６が設けられている。
【００２２】
上記薬液貯留槽１９の上蓋１９ａには、循環管路２５から薬液貯留槽１９内に集められた気体（ガス）を外部へ排出する排出部２８が形成されている。この排出部２８には、薬液貯留槽１９内の気体を薬液貯留槽１９の外部に設置された脱臭・除害設備２９（所定の処理設備の一例）へ送り出す送出管路３０が接続されている。尚、薬液貯留槽１９内は大気開放されている。
【００２３】
以下、上記構成における作用を説明する。
図２に示すように、濾過工程時、第１および第２弁装置１４，１５を開くとともに第３〜第５弁装置２２，２３，２６を閉じ、ポンプ１１を駆動させる。これにより、膜分離装置６の各膜エレメントの内部流路に吸引負圧が作用して処理槽２内の原水５が濾過され、各膜エレメントの分離膜を透過して内部流路に流入した膜透過水３２が吸引管路１０の第１配管１０ａとポンプ１１と第２配管１０ｂとを通って処理槽２の外部へ取り出される。
【００２４】
また、図１に示すように、薬液洗浄工程時、第１および第２弁装置１４，１５を閉じるとともに第３〜第５弁装置２２，２３，２６を開き、引き続いてポンプ１１を駆動させる。これにより、薬液２１は、薬液貯留槽１９から薬液注入管路２０の第３配管２０ａと第１配管１０ａの一部とポンプ１１と第２配管１０ｂの一部と第４配管２０ｂとを通り、第４配管２０ｂを流れる薬液２１の一部が膜分離装置６の各膜エレメントの内部流路へ注入され、膜エレメントの内部流路から分離膜の外側へ浸透する（しみ出す）。これにより、膜分離装置６の分離膜が薬液２１で洗浄される。この際、第４配管２０ｂを流れる薬液２１の残りは、第４配管２０ｂから分岐して立ち上げ部２４を下から上へ流れ、循環管路２５を流れて薬液貯留槽１９内に戻る。
【００２５】
上記薬液２１が残存している膜透過水３２と反応して気泡が発生した場合、気泡は、浮力によって立ち上げ部２４を下から上へ浮上し、上記循環管路２５を流れる薬液２１に連行さて薬液貯留槽１９内へ流れ込む。これにより、立ち上げ部２４の管路内や循環管路２５内にエア溜りができて薬液２１の流れが阻害されることを防止し、気泡が迅速かつ確実に薬液貯留槽１９内に集められる。この際、薬液貯留槽１９内は大気圧に保たれているため、薬液貯留槽１９内に戻された薬液２１中に含まれる気泡は、減圧効果によって、薬液２１から分離して気体（ガス）となり薬液貯留槽１９内の上部に溜る。この気体は、薬液貯留槽１９内から送出管路３０を通って脱臭・除害設備２９へ送り出され、この設備２９で脱臭や除害等が施される。
【００２６】
尚、上記薬液洗浄工程時、ポンプ１１から吐出される薬液２１の吐出量を膜分離装置６の各膜エレメントの分離膜から浸透する薬液２１の浸透量よりも大きく設定している。これにより、上記吐出量から浸透量を差し引いた量の薬液２１が循環管路２５を流れて薬液貯留槽１９に戻る。この際、循環管路２５は薬液２１で満管状態になるのが望ましく、上記ポンプ１１から吐出される薬液２１の吐出量は循環管路２５が満管状態になるように決定される。
【００２７】
また、処理槽２内の原水５の水面から循環管路２５の上端までの高さをＨとすると、上記薬液洗浄工程時、薬液注入管路２０の第４配管２０ｂを流れる薬液２１の一部は、ポンプ１１の吐出圧に関係無く、常に、水頭圧Ｈの圧力で膜分離装置６の各膜エレメントの内部流路へ注入される。したがって、ポンプ１１の吐出圧が水頭圧Ｈよりも高い場合、上記吐出圧は循環管路２５を通して薬液貯留槽１９内へ逃げるため、膜分離装置６の各膜エレメントへ注入される薬液２１の圧力が水頭圧Ｈより上昇することはなく、これにより、膜分離装置６の膜エレメントの破損を防止することができる。
【００２８】
また、上記濾過工程と薬液洗浄工程とが１台のポンプ１１を兼用して行えるため、コストダウンが図れる。
上記実施の形態では、濾過工程と薬液洗浄工程とを１台のポンプ１１で兼用して行っているが、濾過工程用のポンプを１台設け、これとは別に、薬液洗浄工程用のポンプをもう１台設けてもよい。
【００２９】
上記実施の形態では、薬液貯留槽１９を処理槽２の下部とほぼ同じ高さに配置しているが、上記高さＨの範囲内であるならば、薬液貯留槽１９を処理槽２の上方に配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態における水処理装置に設けられた薬液洗浄装置の構成を示す図であり、薬液洗浄工程時の薬液の流れを示す。
【図２】同、水処理装置に設けられた薬液洗浄装置の構成を示す図であり、濾過工程時の膜透過水の流れを示す。
【図３】従来の水処理装置に設けられた薬液洗浄装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    水処理装置
２    処理槽
５    原水
６    膜分離装置
１０    吸引管路
１１    ポンプ
１４，１５，２２，２３，２６    弁装置
１８    薬液洗浄装置
１９    薬液貯留槽
２０    薬液注入管路
２１    薬液
２４    立ち上げ部
２５    循環管路
２８    排出部
３２    膜透過水
【図１】
2005103406.tif 000003
【図２】
2005103406.tif 000004
【図３】
2005103406.tif 000005