(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水に含まれる汚濁物質を前記被処理水から分離する分離膜を、オゾン水生成部に貯留したオゾン水で洗浄する膜洗浄装置において、
オゾンガスを前記オゾン水生成部に供給するオゾンガス供給部と、
外部から導入される水、または前記分離膜で処理された処理水を被溶解水として、前記被溶解水を前記オゾン水生成部に供給する被溶解水供給部と、
前記オゾン水生成部が貯留する前記オゾン水を前記分離膜へ送水するオゾン水送水部と、
前記オゾンガス供給部から前記オゾン水生成部への前記オゾンガスの供給を前記オゾンガス供給部にさせている状態で、
前記被溶解水供給部から前記オゾン水生成部への前記被溶解水の供給を前記被溶解水供給部にさせるとともに、前記オゾン水生成部から前記分離膜への前記オゾン水の送水を前記オゾン水送水部にさせる制御を行う制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記オゾン水の溶存オゾン濃度を取得するオゾン濃度取得部と、予め定められた第１の閾値および予め定められた第２の閾値を記憶する記憶部と、前記被溶解水および前記オゾン水の送水の可否を決定する決定部とを備え、前記決定部は、
前記溶存オゾン濃度が前記予め定められた第１の閾値以上である場合に、
前記オゾンガス供給部から前記オゾン水生成部への前記オゾンガスの供給を前記オゾンガス供給部にさせている状態で、
前記被溶解水供給部から前記オゾン水生成部への前記被溶解水の供給を前記被溶解水供給部にさせるとともに、前記オゾン水生成部から前記分離膜への前記オゾン水の送水を前記オゾン水送水部にさせ、かつ、
前記溶存オゾン濃度が前記予め定められた第２の閾値未満である場合に、
前記被溶解水供給部から前記オゾン水生成部への前記被溶解水の供給を前記被溶解水供給部に停止させるとともに、前記オゾン水生成部から前記分離膜への前記オゾン水の送水を前記オゾン水送水部に停止させ、
前記決定部は、前記被溶解水供給部から前記オゾン水生成部への前記被溶解水の供給、および前記オゾン水生成部から前記分離膜への前記オゾン水の送水を停止させた状態で、前記オゾンガス供給部から前記オゾン水生成部に前記オゾンガスを供給して前記オゾン水を生成する工程において、前記溶存オゾン濃度が前記予め定められた第１の閾値以上であるか否かを判定し、
前記決定部は、前記オゾンガス供給部から前記オゾン水生成部への前記オゾンガスの供給を前記オゾンガス供給部にさせている状態で、
前記被溶解水供給部から前記オゾン水生成部への前記被溶解水の供給を前記被溶解水供給部にさせるとともに、前記オゾン水生成部から前記分離膜への前記オゾン水の送水を前記オゾン水送水部にさせる工程において、前記溶存オゾン濃度が前記予め定められた第２の閾値未満であるか否かを判定することを特徴とする膜洗浄装置。
【請求項２】
前記オゾン水生成部は、前記被溶解水供給部と接続された第１のオゾン水生成部と、前記オゾンガス供給部および前記オゾン水送水部と接続された第２のオゾン水生成部と、前記第２のオゾン水生成部で溶解しなかったオゾンガスを未溶解オゾンガスとして前記第１のオゾン水生成部に移送するオゾンガス移送配管と、前記第１のオゾン水生成部から前記第２のオゾン水生成部に被溶解水を送水する被溶解水送水配管とを備え、
前記未溶解オゾンガスは、前記第１のオゾン水生成部にて前記被溶解水に溶解され、前記未溶解オゾンガスが溶解された被溶解水は、前記第１のオゾン水生成部から前記第２のオゾン水生成部に送水される請求項１に記載の膜洗浄装置。
【請求項３】
前記予め定められた第１の閾値と前記予め定められた第２の閾値とは、異なる値である請求項１または２に記載の膜洗浄装置。
【請求項４】
被処理水に含まれる汚濁物質を前記被処理水から分離する分離膜を、オゾン水生成部に貯留したオゾン水で洗浄する膜洗浄装置において、
オゾンガスを前記オゾン水生成部に供給するオゾンガス供給部と、
外部から導入される水、または前記分離膜で処理された処理水を被溶解水として、前記被溶解水を前記オゾン水生成部に供給する被溶解水供給部と、
前記オゾン水生成部が貯留する前記オゾン水を前記分離膜へ送水するオゾン水送水部と、
実施する工程を切り替える制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記オゾン水生成部への前記被溶解水の供給、および前記オゾン水生成部から前記分離膜への前記オゾン水の送水を停止させた状態で、前記オゾン水生成部にオゾンガスを供給するオゾンガス供給工程と、
前記オゾン水生成部にオゾンガスを供給し、かつ、前記被溶解水を前記オゾン水生成部に供給し、かつ、前記オゾン水を前記分離膜へ送水する連続運転工程と、を切り替える制御部であって、
前記制御部は、前記オゾン水の溶存オゾン濃度を取得するオゾン濃度取得部と、予め定められた第１の閾値および予め定められた第２の閾値を記憶する記憶部とを有し、
前記オゾンガス供給工程を実施中に前記オゾン水の溶存オゾン濃度が前記予め定められた第１の閾値以上となった場合に、前記分離膜への前記オゾン水の送水を開始させて、実施する工程を前記連続運転工程に切り替え、かつ、前記連続運転工程を実施中に前記オゾン水の溶存オゾン濃度が予め定められた第２の閾値未満となった場合に、前記オゾン水生成部への前記被溶解水の供給と前記分離膜への前記オゾン水の送水を停止して、実施する工程を前記オゾンガス供給工程に切り替えることを特徴とする膜洗浄装置。
【請求項５】
前記予め定められた第１の閾値と前記予め定められた第２の閾値とは、異なる値である請求項４に記載の膜洗浄装置。
【請求項６】
膜分離槽および該膜分離槽の内部に配置された分離膜を有し、汚濁物質を含んだ被処理水を前記分離膜に対してろ過方向に流通させ、前記被処理水から前記汚濁物質を除去して処理水を取得する膜分離活性汚泥装置と、オゾン水生成部に貯留したオゾン水で前記分離膜を洗浄する膜洗浄装置を備えた膜分離活性汚泥システムであって、
前記膜洗浄装置は、
オゾンガスを前記オゾン水生成部に供給するオゾンガス供給部と、
外部から導入される水、または前記分離膜で処理された処理水を被溶解水として、前記被溶解水を前記オゾン水生成部に供給する被溶解水供給部と、
前記オゾン水生成部が貯留する前記オゾン水を前記分離膜へ送水するオゾン水送水部と、
前記オゾンガス供給部から前記オゾン水生成部への前記オゾンガスの供給を前記オゾンガス供給部にさせている状態で、
前記被溶解水供給部から前記オゾン水生成部への前記被溶解水の供給を前記被溶解水供給部にさせるとともに、前記オゾン水生成部から前記分離膜への前記オゾン水の送水を前記オゾン水送水部にさせる制御を行う制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記オゾン水の溶存オゾン濃度を取得するオゾン濃度取得部と、予め定められた第１の閾値および予め定められた第２の閾値を記憶する記憶部と、前記被溶解水および前記オゾン水の送水の可否を決定する決定部とを備え、前記決定部は、
前記溶存オゾン濃度が前記予め定められた第１の閾値以上である場合に、
前記オゾンガス供給部から前記オゾン水生成部への前記オゾンガスの供給を前記オゾンガス供給部にさせている状態で、
前記被溶解水供給部から前記オゾン水生成部への前記被溶解水の供給を前記被溶解水供給部にさせるとともに、前記オゾン水生成部から前記分離膜への前記オゾン水の送水を前記オゾン水送水部にさせ、かつ、
前記溶存オゾン濃度が前記予め定められた第２の閾値未満である場合に、
前記被溶解水供給部から前記オゾン水生成部への前記被溶解水の供給を前記被溶解水供給部に停止させるとともに、前記オゾン水生成部から前記分離膜への前記オゾン水の送水を前記オゾン水送水部に停止させ、
前記決定部は、前記被溶解水供給部から前記オゾン水生成部への前記被溶解水の供給、および前記オゾン水生成部から前記分離膜への前記オゾン水の送水を停止させた状態で、前記オゾンガス供給部から前記オゾン水生成部に前記オゾンガスを供給して前記オゾン水を生成する工程において、前記溶存オゾン濃度が前記予め定められた第１の閾値以上であるか否かを判定し、
前記決定部は、前記オゾンガス供給部から前記オゾン水生成部への前記オゾンガスの供給を前記オゾンガス供給部にさせている状態で、
前記被溶解水供給部から前記オゾン水生成部への前記被溶解水の供給を前記被溶解水供給部にさせるとともに、前記オゾン水生成部から前記分離膜への前記オゾン水の送水を前記オゾン水送水部にさせる工程において、前記溶存オゾン濃度が前記予め定められた第２の閾値未満であるか否かを判定することを特徴とする膜分離活性汚泥システム。
【請求項７】
被処理水に含まれる汚濁物質を前記被処理水から分離する分離膜を、オゾン水生成部に貯留したオゾン水で洗浄する膜洗浄方法において、
前記オゾン水生成部への被溶解水の供給、および前記オゾン水生成部から前記分離膜への前記オゾン水の送水を停止させた状態で、オゾンガスを前記オゾン水生成部に供給するオゾンガス供給工程と、
外部から導入される水、または前記分離膜で処理された処理水を前記被溶解水として、前記被溶解水を前記オゾン水生成部に供給する被溶解水供給工程と、
前記オゾン水生成部が貯留する前記オゾン水を前記分離膜へ送水するオゾン水送水工程と、
前記オゾンガスを前記オゾン水生成部に供給しながら、前記被溶解水供給工程および前記オゾン水送水工程を実施する連続運転工程と、
を備え、前記オゾンガス供給工程を実施中に前記オゾン水の溶存オゾン濃度が予め定められた第１の閾値以上となった場合に、前記オゾン水送水工程を開始して、実施する工程を前記連続運転工程に切り替え、かつ、前記連続運転工程を実施中に前記オゾン水の溶存オゾン濃度が予め定められた第２の閾値未満となった場合に、前記オゾン水生成部への前記被溶解水の供給と前記分離膜への前記オゾン水の送水を停止して、実施する工程を前記オゾンガス供給工程に切り替えることを特徴とする膜洗浄方法。
【請求項８】
前記オゾン水生成部は、前記被溶解水が供給される第１のオゾン水生成部と、前記オゾンガスが供給される第２のオゾン水生成部とを備え、
前記第２のオゾン水生成部で溶解しなかったオゾンガスを未溶解オゾンガスとして前記第１のオゾン水生成部に移送し、前記未溶解オゾンガスを前記第１のオゾン水生成部内の前記被溶解水に溶解させ、前記未溶解オゾンガスが溶解された被溶解水を前記第１のオゾン水生成部から前記第２のオゾン水生成部に送水する請求項７に記載の膜洗浄方法。
【請求項９】
前記予め定められた第１の閾値と前記予め定められた第２の閾値とは、異なる値である請求項７または８に記載の膜洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、膜洗浄装置および膜分離活性汚泥システム、並びに膜洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＢＲ（Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｂｉｏ  Ｒｅａｃｔｏｒ：膜分離活性汚泥装置）を用いた排水処理方法である膜分離活性汚泥法においては、排水と微生物を反応させ、発生した汚濁物質を汚泥として取り除く。発生した汚濁物質は、分離膜を用いた固液分離により排水から取り除かれる。この分離膜は、排水に含まれる汚濁物質をろ過して分離するものであるが、継続的な使用により表面および孔中に汚濁物質が付着し、目詰まりが生じ得る。目詰まりを起こした分離膜は、そのろ過性能、すなわち固液分離性能が低下してしまう。このため、オゾンなどの酸化剤を含有する洗浄水をろ過方向とは逆方向に注入する、「逆洗」と呼ばれる洗浄方法により、分離膜を洗浄することが従来より提案されている。従来の膜洗浄装置においては、半回分式にて被溶解水にオゾンガスを溶解させ、オゾン水を生成している。すなわち、被溶解水を貯留可能なオゾン水生成部に被溶解水を供給し、所定量に達した時点で被溶解水の供給を停止した後、所定量に保たれた被溶解水に対して連続的にオゾンガスを供給することで被溶解水からオゾン水を生成する。オゾン水生成部で生成したオゾン水を送水して分離膜を洗浄する際は、オゾン水の溶存オゾン濃度を維持するため、オゾン水生成部への被溶解水の送水は停止したまま、オゾンガスの供給は継続する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第６４３００９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような膜洗浄装置では、分離膜の洗浄中はオゾン水生成部内の水量が減少し、オゾン水生成部内のオゾン水の水位が低下する。ここで、オゾン水生成部内のオゾン水に供給されたオゾンガスは水面に向かって上昇するため、オゾン水の水位が低いと気液の接触時間が短くなり、オゾンガスの溶解効率が低下してしまうという問題点がある。【０００５】
本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、オゾンガスの溶解効率の低下を防ぐことができる膜洗浄装置および膜分離活性汚泥システム、並びに膜洗浄方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願に開示される膜洗浄装置は、被処理水に含まれる汚濁物質を被処理水から分離する分離膜を、オゾン水生成部に貯留したオゾン水で洗浄する膜洗浄装置において、オゾンガスをオゾン水生成部に供給するオゾンガス供給部と、外部から導入される水、または分離膜で処理された処理水を被溶解水として、被溶解水をオゾン水生成部に供給する被溶解水供給部と、オゾン水生成部が貯留するオゾン水を分離膜へ送水するオゾン水送水部と、オゾンガス供給部からオゾン水生成部へのオゾンガスの供給をオゾンガス供給部にさせている状態で、被溶解水供給部からオゾン水生成部への被溶解水の供給を被溶解水供給部にさせるとともに、オゾン水生成部から分離膜へのオゾン水の送水をオゾン水送水部にさせる制御を行う制御部と、を備え、制御部は、オゾン水の溶存オゾン濃度を取得するオゾン濃度取得部と、予め定められた第１の閾値および予め定められた第２の閾値を記憶する記憶部と、被溶解水およびオゾン水の送水の可否を決定する決定部とを備え、決定部は、溶存オゾン濃度が予め定められた第１の閾値以上である場合に、オゾンガス供給部からオゾン水生成部へのオゾンガスの供給をオゾンガス供給部にさせている状態で、被溶解水供給部からオゾン水生成部への被溶解水の供給を被溶解水供給部にさせるとともに、オゾン水生成部から分離膜へのオゾン水の送水をオゾン水送水部にさせ、かつ、溶存オゾン濃度が予め定められた第２の閾値未満である場合に、被溶解水供給部からオゾン水生成部への被溶解水の供給を被溶解水供給部に停止させるとともに、オゾン水生成部から分離膜へのオゾン水の送水をオゾン水送水部に停止させ、決定部は、被溶解水供給部からオゾン水生成部への被溶解水の供給、およびオゾン水生成部から分離膜へのオゾン水の送水を停止させた状態で、オゾンガス供給部からオゾン水生成部にオゾンガスを供給してオゾン水を生成する工程において、溶存オゾン濃度が予め定められた第１の閾値以上であるか否かを判定し、決定部は、オゾンガス供給部からオゾン水生成部へのオゾンガスの供給をオゾンガス供給部にさせている状態で、被溶解水供給部からオゾン水生成部への被溶解水の供給を被溶解水供給部にさせるとともに、オゾン水生成部から分離膜へのオゾン水の送水をオゾン水送水部にさせる工程において、溶存オゾン濃度が予め定められた第２の閾値未満であるか否かを判定するものである。
【０００７】
また、本願に開示される膜洗浄方法は、被処理水に含まれる汚濁物質を被処理水から分離する分離膜を、オゾン水生成部に貯留したオゾン水で洗浄する膜洗浄方法において、オゾン水生成部への被溶解水の供給、およびオゾン水生成部から分離膜へのオゾン水の送水を停止させた状態で、オゾンガスをオゾン水生成部に供給するオゾンガス供給工程と、外部から導入される水、または分離膜で処理された処理水を被溶解水として、前記被溶解水をオゾン水生成部に供給する被溶解水供給工程と、オゾン水生成部が貯留するオゾン水を分離膜へ送水するオゾン水送水工程と、オゾンガスをオゾン水生成部に供給しながら、被溶解水供給工程およびオゾン水送水工程を実施する連続運転工程と、を備え、オゾンガス供給工程を実施中にオゾン水の溶存オゾン濃度が予め定められた第１の閾値以上となった場合に、オゾン水送水工程を開始して、実施する工程を連続運転工程に切り替え、かつ、連続運転工程を実施中にオゾン水の溶存オゾン濃度が予め定められた第２の閾値未満となった場合に、オゾン水生成部への被溶解水の供給と分離膜へのオゾン水の送水を停止して、実施する工程をオゾンガス供給工程に切り替えるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本願に開示される膜洗浄装置および膜洗浄方法によれば、オゾンガスの溶解効率の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】実施の形態１における膜分離活性汚泥システムおよび膜洗浄装置を示す構成図であり、被溶解水供給工程を説明する図である。
【図１Ｂ】実施の形態１における膜分離活性汚泥システムおよび膜洗浄装置を示す構成図であり、オゾンガス供給工程を説明する図である。
【図１Ｃ】実施の形態１における膜分離活性汚泥システムおよび膜洗浄装置を示す構成図であり、連続運転工程を説明する図である。
【図２】実施の形態１に係る制御部の構成例を示す図である。
【図３】実施の形態１における膜洗浄装置の動作を示すフロー図である。
【図４Ａ】実施の形態２における膜分離活性汚泥システムおよび膜洗浄装置を示す構成図であり、オゾンガス供給工程を説明する図である。
【図４Ｂ】実施の形態２における膜分離活性汚泥システムおよび膜洗浄装置を示す構成図であり、連続運転工程を説明する図である。
【図５】実施の形態１に係る制御部のハードウエア構成の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本願が開示する膜分離活性汚泥システムおよび膜洗浄装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態は一例である。
【００１１】
実施の形態１．
実施の形態１を図１Ａから図３に基づいて説明する。図１Ａから図１Ｃは、実施の形態１における膜分離活性汚泥システムおよび膜洗浄装置を示す構成図であり、図１Ａが被溶解水供給工程を、図１Ｂがオゾンガス供給工程を、図１Ｃが連続運転工程をそれぞれ説明する図となっている。なお、各配管に矢印が付されている場合は、その配管内を流通する流体が矢印の方向に流れていることを示す。矢印が付されていない場合、その工程では流れがないことを示す。膜分離活性汚泥システム１００は、図１Ａに示すように、膜分離槽１および分離膜２を有する膜分離活性汚泥装置２０と、分離膜２を洗浄する膜洗浄装置４０とを備える。膜分離槽１には、排水などが流れる配管部材である流入配管５が接続されており、流入配管５を介して排水などが膜分離槽１に流入する。膜分離槽１に流入した排水などは、被処理水６として膜分離槽１に貯留される。
【００１２】
膜分離槽１は、側面および底面がコンクリートにより構成されており、膜分離槽１内の水漏れが防がれている。膜分離槽１内に貯留された被処理水６の中には、汚濁物質に加え、汚濁物質を捕らえる微生物（以下、活性汚泥と呼ぶ）も含まれている。このため、被処理水６中の汚濁物質は、活性汚泥中に捕らえられた状態で被処理水６中に含まれていることとなる。
【００１３】
分離膜２は、例えば中空糸膜などの膜で各面が構成された直方体状の膜部材であり、上記各面で仕切られた直方体状の空間の外側から内側に向かう方向が分離膜２のろ過方向となっている。分離膜２は、膜分離槽１内に配置され、被処理水６に浸漬されている。また、分離膜２の内側にはろ過水配管３ａの一端が挿入されている。ろ過水配管３ａは、分離膜２でろ過された被処理水６を処理水７として系外に排出する配管部材であり、圧力を利用して処理水７を吸引するろ過ポンプ４が設けられている。ろ過ポンプ４が稼働することにより、分離膜２の内側の処理水７がろ過水配管３ａに流入するとともに、分離膜２の外側の被処理水６が分離膜２の内側に流れ込む。この際、分離膜２を流通する被処理水６がろ過され、被処理水６中の活性汚泥が分離膜２により分離される。上述したように、活性汚泥は被処理水６中の汚濁物質を捕らえているため、被処理水６中の活性汚泥が分離されることにより、被処理水６に含まれる汚濁物質も分離される。被処理水６から分離された活性汚泥および汚濁物質は、分離膜２に付着する。このようにして汚濁物質が除去された被処理水６は処理水７となり、上述したようにろ過ポンプ４に吸引され、ろ過水配管３aを流れてろ過水配管３ａの他端から系外に排出される。なお、分離膜２を構成する膜としては、上記した中空糸膜に限られるものではなく、平膜などを適用してもよい。また、分離膜２は活性汚泥を含有する被処理水６中の固体と液体とを分離できる膜部材であればよいので、限外ろ過（ＵＦ）膜、精密ろ過（ＭＦ）膜などを分離膜２として用いることもできる。
【００１４】
分離膜２による被処理水６中の固体と液体との分離を継続した場合、言い換えると、分離膜２の外側にある被処理水６をろ過するろ過処理を継続した場合、分離膜２の表面または分離膜２の孔中に被処理水６中の活性汚泥および汚濁物質が付着して目詰まりが生じる虞がある。目詰まりが生じた場合、分離膜２によるろ過速度が低下し、被処理水６の処理速度が低下する虞がある。このように、分離膜２の継続使用は、膜分離活性汚泥システム１００の水処理効率を低下させる虞がある。このため、分離膜２を適宜洗浄し、目詰まりなどを防ぐ必要がある。
【００１５】
膜洗浄装置４０は、分離膜２を洗浄する洗浄装置である。膜洗浄装置４０は、被溶解水をオゾン水生成部９に供給する被溶解水供給部８と、被溶解水にオゾンガスを溶解させてオゾン水を生成するオゾン水生成部９と、オゾンガスをオゾン水生成部９に供給するオゾンガス供給部１０と、オゾン水生成部９で生成されたオゾン水を分離膜２の内側に注入するオゾン水送水部１１と、被溶解水供給部８、オゾンガス供給部１０、およびオゾン水送水部１１の動作を工程に応じて制御する制御部１２とを備えている。被溶解水供給部８、オゾンガス供給部１０、およびオゾン水送水部１１と制御部１２とは、信号線５０ａ、５０ｂ、および５０ｃを介してそれぞれ接続されている。図１Ａから図１Ｃにおいて、信号線５０ａから５０ｃにおける矢印は、各図が示す工程において制御部１２が対象の機能部を動作させていることを示す。例えば図１Ａの被溶解水供給工程では、被溶解水供給部８は動作しているがオゾンガス供給部１０およびオゾン水送水部１１は停止している。また制御部１２は、オゾン水生成部９の溶存オゾンセンサ９ｂ、すなわち濃度測定部と信号線５１を介して接続されている。
【００１６】
被溶解水供給部８は、被溶解水供給配管３ｃを介してオゾン水生成部９と接続されている。被溶解水は、オゾン水生成部９においてオゾンガスが溶解してオゾン水となるものであり、被溶解水供給配管３ｃを通って被溶解水供給部８からオゾン水生成部９に供給される。被溶解水供給部８は、制御部１２からの制御信号に応じてオゾン水生成部９への被溶解水の供給を開始または停止する。被溶解水は、特に限定されるものではなく、例えば水道水または工業用水、分離膜２でろ過した処理水７を用いることができる。処理水７を被溶解水として用いる場合、ろ過水配管３ａから処理水７を被溶解水供給部８に送水する配管および処理水７の送水を行うポンプが必要となるが、外部から水を新たに導入する必要がないため、洗浄に要するコストを削減することができる。
【００１７】
オゾン水生成部９は、オゾン水送水配管３ｂ１を介してオゾン水送水部１１と接続されている。オゾン水生成部９は、内部に液体を貯留可能に構成されており、被溶解水供給部８から供給された被溶解水および被溶解水から生成されたオゾン水を貯留可能である。オゾン水生成部９内の底部には、オゾンガス供給配管３ｄを介してオゾンガス供給部１０に接続された散気部９ａが設けられている。オゾンガス供給部１０から供給されるオゾンガスは、散気部９ａから気泡として放出されることにより、オゾン水生成部９内の被溶解水に注入される。オゾン水生成部９と被溶解水供給配管３ｃの接続部（図示なし）はオゾン水生成部９の一方の側壁に設けられ、オゾン水生成部９とオゾン水送水配管３ｂ１の接続部（図示なし）はオゾン水生成部９の他方の側壁に設けられている。また、オゾン水生成部９と被溶解水供給配管３ｃの接続部は、オゾン水生成部９とオゾン水送水配管３ｂ１の接続部よりも高い位置に設けられている。また、オゾン水生成部９の上部には、オゾン水生成部９の外部に連通する排オゾンガス配管３ｅが設けられている。排オゾンガス配管３ｅは、オゾン水生成部９において溶解しなかったオゾンガスを排オゾンガスとして系外に排出するものである。
【００１８】
なお、散気部９ａの設置位置はオゾン水生成部９の底部に限られるものではないが、散気部９ａから放出されるオゾンガスの気泡は被溶解水の水面に向かって上方に流れることから、なるべく下方に散気部９ａを設けることが好ましい。散気部９ａを下方に設けることにより、被溶解水とオゾンガスの接触時間を延ばし、溶解効率を向上させることができる。また、オゾン水生成部９と被溶解水供給配管３ｃの接続部の位置と、オゾン水生成部９とオゾン水送水配管３ｂ１の接続部の位置は特に限定されるものではないが、両者の間の距離はできるだけ大きくする方が好ましい。また、上述したように被溶解水供給配管３ｃとの接続部をオゾン水送水配管３ｂ１との接続部よりも高い位置に設けることにより、オゾンガスの溶解効率を向上させることができる。何故ならば、この場合は高い位置から被溶解水が流入するため被溶解水の流れが下降流となり、被溶解水の流れとオゾンガスの流れが対向流となるためである。この場合、被溶解水とオゾンガスとの間で対向流接触が起こり、溶解効率が向上する。
【００１９】
オゾン水生成部９には、溶存オゾンセンサ９ｂが設けられている。溶存オゾンセンサ９ｂは、オゾン水生成部９内のオゾン水（被溶解水が混合している場合も含む。以下同じ）の溶存オゾン濃度を連続的または断続的に測定するものであり、信号線５１を介して測定結果を制御部１２に送信する。
【００２０】
オゾン水生成部は、オゾンガスを被溶解水に溶解させてオゾン水を生成し得る構造であれば特に限定されない。実施の形態１のオゾン水生成部９では被溶解水を貯留可能とし、被溶解水を貯留する機能と被溶解水にオゾンガスを溶解させる機能を併せ持ったオゾン水生成部としているが、被溶解水を貯留する貯留槽と、この貯留槽に貯留した被溶解水にオゾンガスを溶解させる溶解機構を分けてもよい。被溶解水にオゾンガスを溶解させる方法としては、オゾン水生成部９内に散気部９ａを設ける方法（散気式）以外にも、エジェクタ式または溶解膜式などのオゾンガス溶解方法を用いることができる。
【００２１】
オゾンガス供給部１０は、オゾンガス供給配管３ｄを介してオゾン水生成部９内の散気部９ａにオゾンガスを供給するものである。オゾンガス供給部１０は、制御部１２からの制御信号に応じてオゾン水生成部９へのオゾンガスの供給を開始または停止する。オゾンガス供給部１０は、原料ガス供給部（図示なし）およ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発生器（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）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であれば、特に限定されるものではない。オゾンガス発生器としては、例えば放電式のオゾンガス発生器を用いることができる。
【００２２】
なお、被溶解水供給部８またオゾン水生成部９にｐＨ調整手段を設け、オゾン水または被溶解水、もしくは両方のｐＨを２から６に調整してもよい。オゾンの自己分解はｐＨが低いほど起きにくくなるため、被溶解水のｐＨを上記のように調整することによりオゾンの自己分解を抑制し、効率的にオゾン水を生成できる。オゾン水のｐＨを調整する場合も同様の効果がある。これらの場合、必要なオゾンガスの量を低減できるので、洗浄に要するコストを削減することができる。また、被溶解水供給部８またはオゾン水生成部９、もしくは両方に温度調整手段を設け、オゾン水および被溶解水の水温を一定以下に調整してもよい。オゾンの溶解度は水温が低いほど大きいため、水温を一定以下に調整することにより、より高濃度のオゾン水を生成し、オゾン水による洗浄効果を向上させる。この場合、被溶解水の必要量を低減することができるので、洗浄に要するコストを削減することができる。
【００２３】
オゾン水送水部１１は、オゾン水送水配管３ｂ１を介してオゾン水生成部９と接続されるとともに、オゾン水送水配管３ｂ２を介してろ過水配管３ａと接続されている。オゾン水送水部１１は、オゾン水生成部９で生成されたオゾン水をオゾン水生成部９から送水し、ろ過配管３ａを介して分離膜２の内側に注入するものである。オゾン水送水部１１により分離膜２の内側にオゾン水が送水されると、分離膜２の内側から外側（ろ過方向とは逆方向）にオゾン水が流通し、分離膜２の逆洗が行われる。これにより、分離膜２に付着している汚濁物質および汚泥が分離膜２が分離されて分離膜２が洗浄される。オゾン水送水部１１は、制御部１２からの制御信号に応じて分離膜２へのオゾン水の送水を開始または停止する。
【００２４】
制御部１２は、被溶解水供給部８、オゾンガス供給部１０、およびオゾン水送水部１１に制御信号を送信し、実施する工程を切り替える制御を行う。すなわち、制御部１２の制御信号は、実施する工程を切り替える切替信号としての機能を有する。実施の形態１において実施される工程には、「被溶解水供給工程」「オゾンガス供給工程」「オゾン水送水工程」および「連続運転工程」がある。「被溶解水供給工程」は、被溶解水供給部８からオゾン水生成部９に被溶解水を供給する工程である。図１Ａに示すように、被溶解水供給工程においては制御部１２からの制御信号により被溶解水供給部８が動作し、被溶解水供給配管３ｃ内を被溶解水供給部８からオゾン水生成部９に被溶解水が流れる。一方、オゾンガス供給部１０は停止しているのでオゾンガス供給配管３ｄ内のオゾンガスの流れは無く、排オゾンガス配管３ｅからの排オゾンガスの排出も無い。また、オゾン水送水部１１も停止しているので、オゾン水送水配管３ｂ１、３ｂ１内のオゾン水の流れも無い。なお、被溶解水供給工程においては膜分離活性汚泥装置２０による被処理水６の処理も並行して実施できる。図１Ａでは、流入配管５を流れて被処理水６が膜分離槽１に流入するとともに、ろ過ポンプ４により吸引された処理水７がろ過水配管３ａを流れて系外に排出されることが示されている。
【００２５】
「オゾンガス供給工程」は、所定量貯留された被溶解水に対してオゾンガスを連続的に供給する半回分式にてオゾン水を生成する工程である。図１Ｂに示すように、オゾンガス供給工程においては制御部１２からの制御信号によりオゾンガス供給部１０が動作し、オゾンガス供給配管３ｄ内をオゾンガス供給部１０からオゾン水生成部９にオゾンガスが流れる。また、排オゾンガス配管３ｅから排オゾンガスの排出が排出される。一方、被溶解水供給部８は停止しているので被溶解水供給配管３ａ内の被溶解水の流れは無い。また、オゾン水送水部１１も停止しているので、オゾン水送水配管３ｂ１、３ｂ１内のオゾン水の流れも無い。なお、オゾンガス供給工程においても被溶解水供給工程と同様に、膜分離活性汚泥装置２０による被処理水６の処理を並行して実施できる。
【００２６】
「オゾン水送水工程」は、オゾン水生成部９が貯留するオゾン水を分離膜２へ送水して分離膜２の洗浄を行う工程である。また「連続運転工程」は、オゾンガス供給部１０からオゾン水生成部９にオゾンガスを供給させている状態で、被溶解水供給部８からオゾン水生成部９に被溶解水を供給し、かつ、オゾン水送水部１１から分離膜２にオゾン水を送水する連続式にてオゾン水の生成するとともに、分離膜２にオゾン水を送水して分離膜２の洗浄を行う工程である。換言すると、連続運転工程ではオゾン水生成部９から分離膜２にオゾン水が送水すると同時に新たな被溶解水をオゾン水生成部９に供給することで、オゾン水による分離膜２の洗浄と連続式によるオゾン水の生成が並行して行われる。すなわち、実施の形態１の「連続運転工程」は、オゾンガスをオゾン水生成部９に供給しながら、被溶解水供給工程およびオゾン水送水工程を実施する工程である。図１Ｃに示すように、連続運転工程においては制御部１２からの制御信号により被溶解水供給部８、オゾンガス供給部１０、オゾン水送水部１１が動作する。これにより、被溶解水供給配管３ｃ内を被溶解水供給部８からオゾン水生成部９に被溶解水が流れ、オゾンガス供給配管３ｄ内をオゾンガス供給部１０からオゾン水生成部９にオゾンガスが流れる。また、排オゾンガス配管３ｅから排オゾンガスが排出される。また、オゾン水送水配管３ｂ１内をオゾン水生成部９からオゾン水送水部１１にオゾン水が流れ、オゾン水送水配管３ｂ２内をオゾン水送水部１１からろ過水配管３ａにオゾン水が流れる。ろ過水配管３ａに流れたオゾン水は、分離膜２の内側に流入し、上述したように分離膜２の逆洗が行われる。なお、連続運転工程においてはろ過水配管３ａを介して分離膜２にオゾン水を流す必要があるため、膜分離活性汚泥装置２０による被処理水６の処理は行われない。
【００２７】
制御部１２の具体的な構成について説明する。図２は、実施の形態１に係る制御部の構成例を示す図である。制御部１２は、オゾン濃度受信部１３、記憶部１４、決定部１５、および制御信号送信部１６を備える。オゾン濃度受信部１３と決定部１５は信号線５２ａを介して接続されている。記憶部１４と決定部１５は信号線５２ｂを介して接続されている。また、決定部１５と制御信号送信部１６は信号線５２ｃを介して接続されている。オゾン濃度受信部１３は、信号線５１を介して溶存オゾンセンサ９ｂと接続されており、溶存オゾンセンサ９ｂの測定結果である溶存オゾン濃度のデータを信号線５１を介して受信する。オゾン濃度受信部１３は、受信した溶存オゾン濃度のデータを信号線５２ａを介して決定部１５に送信する。記憶部１４は、予め定められた閾値となる溶存オゾン濃度が記憶されている。記憶部１４に記憶される閾値は、連続運転工程の切り替えの可否を判定するための閾値である。オゾン濃度受信部１３は、オゾン濃度取得部に相当する。
【００２８】
決定部１５は、膜洗浄装置４０が実施する工程を決定する。決定部１５は、オゾン水生成部９内のオゾン水の溶存オゾン濃度の測定値のデータをオゾン濃度受信部１３から取得し、溶存オゾン濃度の測定値を記憶部１４に記憶された閾値と比較する。溶存オゾン濃度の測定値が閾値以上である場合、実施する工程を連続運転工程に決定する。溶存オゾン濃度の測定値が閾値未満である場合、実施する工程をオゾンガス供給工程に決定する。このように、決定部１５は、オゾン水生成部９内のオゾン水の溶存オゾン濃度に基づいてオゾンガス供給工程と連続運転工程との間で実施する工程の切り替えの可否を判定する。
【００２９】
決定された工程と現在実施されている工程が異なる場合、決定部１５は、実施する工程を切り替えるための制御信号を生成し、生成した制御信号を信号線５２ｃを介して制御信号送信部に送信する。制御信号送信部１６は、決定部１５から受信した制御信号を、信号線５０ａ、５０ｂ、および５０ｃを介して被溶解水供給部８、オゾンガス供給部１０、およびオゾン水送水部１１にそれぞれ送信する。
【００３０】
例えばオゾンガス供給工程から連続運転工程に切り替える場合、被溶解水供給部８への制御信号として送水開始の制御信号を生成するとともに、オゾン水送水部１１への制御信号として送水開始の制御信号を生成する。オゾンガス供給部１０は工程の切替前後で動作が変わらない（オゾンガスの供給を継続する）ので、この場合はオゾンガス供給部１０への制御信号は生成されない。
【００３１】
図５は、制御部１２を実現するハードウエア構成の一例を示す図である。上述した制御部１２の各機能部は、プロセッサ７１がメモリ７２またはハードディスク７３に記憶されたプログラムを実行することで実現される。また、複数のプロセッサ７１および複数のメモリ７２またはハードディスク７３が連携して制御部１２の各機能を実現してもよい。また、制御部１２は受信回路７４を備え、受信回路７４を介して溶存オゾンセンサ９ｂからのデータを受信する。溶存オゾンセンサ９ｂから受信した溶存オゾン濃度のデータ、プロセッサ７１による演算の結果、および上記した予め定められた閾値は、メモリ７２またはハードディスク７３に記憶される。また、制御部１２は送信回路７５を備え、送信回路７５を介して被溶解水供給部８、オゾンガス供給部１０、およびオゾン水送水部１１に制御信号を送信する。
【００３２】
次に、動作について説明する。図３は、実施の形態１における膜洗浄装置の動作を示すフロー図である。まず、オゾン水生成部９に所定量の被溶解水が貯留されているかをチェックする（ステップＳＴ００１）。オゾン水生成部９に所定量の被溶解水が貯留されている場合、ステップＳＴ００３に進む。
【００３３】
オゾン水生成部９に所定量の被溶解水が貯留されていない場合、オゾン水生成部９に被溶解水を供給する（ステップＳＴ００２、被溶解水供給工程）。まず、制御部１２により、実施する工程を被溶解供給工程に切り替える。具体的には、制御部１２が送水開始の制御信号を被溶解水供給部８に送信し、被溶解水の送水を開始させる。被溶解水供給部８から送水される被溶解水は被溶解水供給配管３ｃを介してオゾン水生成部９に流れ、オゾン水生成部９に被溶解水が供給される。被溶解水の供給の開始後、定期的にステップＳＴ００１を実施し、オゾン水生成部９に貯留されている被溶解水をチェックする。所定量の被溶解水がオゾン水生成部９に貯留されたらステップＳＴ００３に進む。
【００３４】
オゾン水生成部９に所定量の被溶解水が貯留されている場合、被溶解水供給部８からオゾン水生成部９への被溶解水の供給を停止させた状態で、オゾンガス供給部１０からオゾン水生成部９へのオゾンガスの供給を開始する（ステップＳＴ００３）。具体的には、制御部１２が送水停止の制御信号を被溶解水供給部８に送信し、被溶解水の送水を停止させる。また、制御部１２が供給開始の制御信号をオゾンガス供給部１０に送信し、オゾンガスの供給を開始させる。これにより、実施する工程がオゾンガス供給工程に切り替わり、半回分式によるオゾン水の生成が開始される。なお、ステップＳＴ００２を経ていない場合のように、被溶解水の送水が行われていない場合、送水停止の動作は不要である。
【００３５】
オゾンガス供給工程では、オゾン水生成部９に貯留されている被溶解水にオゾンガスを溶解させ、オゾン水を生成する（ステップＳＴ００４）。オゾンガス供給部１０から供給されるオゾンガスは、オゾンガス供給配管３ｄを介してオゾン水生成部９内の散気部９ａに流れ、散気部９ａから被溶解水にオゾンガスの気泡が注入される。オゾンガスの気泡は、散気部９ａから上方の、被溶解水の水面に向かって流れる。オゾンガスの気泡は、被溶解水中を上方に流れる間に被溶解水と接触し、その一部が被溶解水に溶解する。溶解しなかったオゾンガスは、排オゾンガス配管３ｅを介して系外に排出される。上記のようにオゾンガスが被溶解水に溶解することにより、オゾン水が生成される。オゾンガス供給工程の間、溶存オゾンセンサ９ｂにより、オゾン水生成部９内のオゾン水の溶存オゾン濃度を連続的または断続的に測定し、測定結果を制御部１２に送信する。
【００３６】
オゾンガス供給工程を実施中の所定のタイミングで、生成されたオゾン水の溶存オゾン濃度が予め定められた閾値以上であるかを判定し、実施する工程をオゾンガス供給工程から連続運転工程に切り替えるか否かを決定する（ステップＳＴ００５）。制御部１２の決定部１５は、オゾン水生成部９内のオゾン水の溶存オゾン濃度の測定値と記憶部１４に記憶されている閾値を比較し、溶存オゾン濃度の測定値が閾値未満である場合、オゾンガス供給工程を継続する（ステップＳＴ００６）。以後、定期的にステップＳＴ００５を実施し、溶存オゾン濃度の測定値と閾値との比較結果に基づいて実施する工程を切り替えるか否かを決定する。
【００３７】
溶存オゾン濃度の測定値が閾値以上である場合、オゾン水生成部９へのオゾンガスの供給を継続させながら、オゾン水生成部９への被溶解水の供給および分離膜２へのオゾン水の送水を開始する（ステップＳＴ００７）。具体的には、制御部１２が送水開始の制御信号を被溶解水供給部８およびオゾン水送水部１１にそれぞれ送信し、被溶解水供給部８からオゾン水生成部９への被溶解水の供給およびオゾン水生成部９から分離膜２へのオゾン水の送水を開始させる。これにより、実施する工程がオゾンガス供給工程から連続運転工程に切り替わり、オゾン水による分離膜２の洗浄が開始されるとともに、オゾン水の生成が半回分式から連続式に切り替わる。オゾンガス供給部１０からオゾン水生成部９へのオゾンガスの供給は、連続運転工程への切替後も継続される。
【００３８】
連続運転工程では、オゾン水生成部９へのオゾンガスの供給を継続させながら、被溶解水供給部８からオゾン水生成部９へ被溶解水を供給するとともに、オゾン水生成部９から分離膜２にオゾン水を送水し、オゾン水により分離膜２を洗浄する（ステップＳＴ００８）。被溶解水の供給は、ステップＳＴ００２の被溶解水供給工程の場合と同様である。オゾン水の送水は、オゾン水送水部１１により行われる。まず、オゾン水送水配管３ｂ１を介してオゾン水生成部９内のオゾン水をオゾン水生成部９からオゾン水送水部１１に送水する。次に、オゾン水送水部１１に送水されたオゾン水をオゾン水送水配管３ｂ２を介してろ過水配管３ａに送水し、ろ過水配管３ａから分離膜２の内側にオゾン水を注入する。上述したように、分離膜２の内側にオゾン水が送水されると、分離膜２の内側から外側（ろ過方向とは逆方向）にオゾン水が流通し、逆洗により分離膜２が洗浄される。このように、すなわち、連続運転工程を実施中の制御部１２は、オゾンガス供給部１０からオゾン水生成部９へのオゾンガスの供給をオゾンガス供給部１０にさせている状態で、被溶解水供給部８からオゾン水生成部９への被溶解水の供給を被溶解水供給部８にさせることで被溶解水供給工程を実施するとともに、オゾン水生成部９から分離膜２へのオゾン水の送水をオゾン水送水部１１にさせることでオゾン水送水工程を実施する。なお、連続運転工程の実施中も、溶存オゾンセンサ９ｂによる溶存オゾン濃度の測定は継続される。
【００３９】
実施の形態１の連続運転工程では、オゾン水生成部９への被溶解水の供給とオゾン水生成部９からのオゾン水の送水の両方が行われるため、被溶解水の供給量とオゾン水の送水量を適切に設定することにより、オゾン水生成部９内の水量および水位は維持される。また、オゾンガスの供給も行われているので、溶存オゾン濃度の低下も抑制される。
【００４０】
連続運転工程を実施中の所定のタイミングで、オゾン水生成部９内のオゾン水の溶存オゾン濃度が予め定められた閾値未満であるかを判定し、実施する工程を連続運転工程からオゾンガス供給工程に切り替えるか否かを決定する（ステップＳＴ００９）。制御部１２の決定部１５は、オゾン水生成部９内のオゾン水の溶存オゾン濃度の測定値と記憶部１４に記憶されている閾値を比較し、溶存オゾン濃度の測定値が閾値以上である場合、分離膜２の洗浄が完了したか否かを判定する（ステップＳＴ０１１）。洗浄完了の場合、オゾン水生成部９へのオゾンガスの供給、オゾン水生成部９への被溶解水の供給、および分離膜２へのオゾン水の送水を停止する（ステップＳＴ０１３）。具体的には、制御部１２が送水停止の制御信号を被溶解水供給部８およびオゾン水送水部１１にそれぞれ送信し、被溶解水供給部８からオゾン水生成部９への被溶解水の供給およびオゾン水生成部９から分離膜２へのオゾン水の送水を停止させるとともに、制御部１２が供給停止の制御信号をオゾンガス供給部１０に送信し、オゾンガス供給部１０からオゾン水生成部９へのオゾンガスの供給を停止させる。分離膜２の洗浄を完了しない場合、連続運転工程を継続する（ステップＳＴ０１２）。以後、定期的にステップＳＴ００９を実施し、溶存オゾン濃度の測定値と閾値との比較結果に基づいて実施する工程を切り替えるか否かを決定する。
【００４１】
溶存オゾン濃度の測定値が閾値未満である場合、オゾン水生成部９へのオゾンガスの供給を継続させながら、オゾン水生成部９への被溶解水の供給および分離膜２へのオゾン水の送水を停止する（ステップＳＴ０１０）。具体的には、制御部１２が送水停止の制御信号を被溶解水供給部８およびオゾン水送水部１１にそれぞれ送信し、被溶解水供給部８からオゾン水生成部９への被溶解水の供給およびオゾン水生成部９から分離膜２へのオゾン水の送水を停止させる。これにより、実施する工程が連続運転工程からオゾンガス供給工程に切り替わり、分離膜２の洗浄が停止するとともに、オゾン水の生成が連続式から半回分式に切り替わる。以降はステップＳＴ００４に戻る。このように、制御部１２は、オゾン水生成部９内のオゾン水の溶存オゾン濃度の測定値が閾値以上である場合は連続運転工程を実施し、オゾン水生成部９内のオゾン水の溶存オゾン濃度の測定値が閾値未満である場合はオゾンガス供給工程を実施するように、実施する工程を制御する。
【００４２】
なお、ステップＳＴ００９とステップＳＴ０１１の順序を入れ替えてもよい、すなわち、連続運転工程において洗浄完了の判定を先に行い、完了しない場合にオゾンガス供給工程への切り替えの可否を判定してもよい。
【００４３】
また、ステップＳＴ００５で用いる閾値、すなわちオゾンガス供給工程から連続運転工程への切り替えの可否を決める閾値と、ステップＳＴ００９で用いる閾値、すなわち連続運転工程からオゾンガス供給工程への切り替えの可否を決める閾値とは、同じ値であってもよいし異なる値であってもよい。
【００４４】
実施の形態１によれば、オゾンガスの溶解効率の低下を防ぐことができる。より具体的には、オゾンガス供給部からオゾン水生成部へのオゾンガスの供給をオゾンガス供給部にさせている状態で、被溶解水供給部からオゾン水生成部への被溶解水の供給を被溶解水供給部にさせるとともにオゾン水生成部から分離膜へのオゾン水の送水をオゾン水生成部にさせる連続運転工程によって分離膜の洗浄を行う。連続運転工程の実施中は、被溶解水供給部からオゾン水生成部への被溶解水の供給が行われるので、オゾン水の送水によるオゾン水生成部内の水量の減少および水位の低下、およびこれらに起因する気液接触時間の短縮が抑制される。このため、連続運転工程における連続式のオゾン水生成においては、オゾンガスの溶解効率の低下が防がれている。また、オゾンガス供給部からオゾン水生成部へのオゾンガスの供給も行うため、溶解しなかったオゾンガスが排オゾンガスとして系外に排出されたり、オゾンの自己分解が生じたりしても、オゾン水生成部内におけるオゾンガスの量は維持される。また、連続運転工程においてオゾン水生成部内の水量が維持されるため、再度オゾンガス供給工程を実施する際、改めて被溶解水を供給する必要が無い。このため、所定量のオゾン水を生成するために必要な時間を短縮することができる。
【００４５】
また、オゾン水の溶存オゾン濃度が閾値以上である場合に連続運転工程を実施し、オゾン水の溶存オゾン濃度が閾値未満である場合にオゾンガス供給工程を実施するため、不十分な濃度のオゾン水による洗浄不良を抑制することができる。これは、水質が変動しやすい処理水などを被溶解水として用いる場合のように、連続式にてオゾン水を生成する際に水質が変化して溶存オゾン濃度が低下する虞がある場合に特に効果がある。
【００４６】
なお、実施の形態１における制御部は、オゾン水の水質、より具体的にはオゾン水の溶存オゾンの濃度に基づいてオゾンガス供給工程と連続運転工程との間の切替を行っているが、工程切替の判定基準とするオゾン水の水質として、オゾン水の水温、ｐＨ、有機物濃度を用いてもよい。これらの場合もオゾン水生成部内のオゾン水の水温、ｐＨ、または有機物濃度を測定し、測定値と閾値を比較することでオゾンガス供給工程と連続運転工程を切り替える。より具体的には、水温、ｐＨまたは有機物濃度の測定値が閾値未満であった場合、オゾンガス供給工程から連続運転工程に切り替え、閾値以上であった場合、連続運転工程からオゾンガス供給工程に切り替えるように構成する。これにより、実施の形態１のように溶存オゾン濃度を用いた場合と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
また、オゾンガスの供給時間またはオゾンガスの供給量に基づいてオゾンガス供給工程から連続運転工程に切り替えてもよい。オゾンガスの供給時間に基づいて工程を切り替える場合、制御部にタイマーを設け、オゾンガス供給工程開始からの経過時間をオゾンガスの供給時間とみなし、工程切替の可否を決定する。またオゾンガスの供給量に基づいて工程を切り替える場合、制御部にオゾンガス供給量の演算器を設け、演算結果に基づいて工程切替の可否を決定する。オゾンガス供給量を用いる場合は、オゾンガス供給部あるいはオゾンガス供給配管においてオゾンガスの供給量を測定し、測定結果を制御部に送信する構成も考えられる。
【００４８】
オゾン水生成部には、水温、ｐＨおよび有機物濃度等の水質を調整する水質調整部を設けてもよい。水質調整部により水質を積極的に調整することでオゾンガスの溶解効率の低下および分離膜の洗浄不良を防ぐことができ、洗浄効果の更なる向上が可能となる。
【００４９】
また、連続運転工程の開始における被溶解水の供給開始とオゾン水の送水開始は、同じタイミングとする構成でもよいし、オゾン水の送水を先に開始し、オゾン水生成部内の水位が一定以下となった時に被溶解水の送水を開始する構成でもよい。
【００５０】
実施の形態２．
次に、実施の形態２を図４Ａおよび図４Ｂに基づいて説明する。なお、図１Ａから図３と同一又は相当部分については同一の符号を付し、その説明を省略する。実施の形態２は、オゾン水生成部を複数備えている点などが実施の形態１と異なる。図４Ａおよび図４Ｂは、実施の形態２における膜分離活性汚泥システムおよび膜洗浄装置を示す構成図であり、図４Ａがオゾンガス供給工程を、図４Ｂが連続運転工程をそれぞれ説明する図となっている。なお、被溶解水供給工程については、以下で特に説明する場合を除き実施の形態１と同様であるので図示省略している。膜分離活性汚泥システム２００は、図４Ａに示すように、膜分離槽１および分離膜２を有する膜分離活性汚泥装置２０と、分離膜２を洗浄する膜洗浄装置４０１とを備える。
【００５１】
膜洗浄装置４０１は、分離膜２を洗浄する洗浄装置である。膜洗浄装置４０１は、被溶解水を第１のオゾン水生成部９１に供給する被溶解水供給部８と、被溶解水にオゾンガスを溶解させてオゾン水を生成する第１のオゾン水生成部９１および第２のオゾン水生成部９２と、オゾンガスを第２のオゾン水生成部９２に供給するオゾンガス供給部１０と、第２のオゾン水生成部９２で生成されたオゾン水を分離膜２の内側に注入するオゾン水送水部１１と、被溶解水供給部８、オゾンガス供給部１０、およびオゾン水送水部１１の動作を工程に応じて切り替える制御部１２とを備えている。第２のオゾン水生成部９２には、第２のオゾン水生成部９２内のオゾン水の溶存オゾン濃度を測定する溶存オゾンセンサ９ｂが設けられ、制御部１２は、溶存オゾンセンサ９ｂと信号線５１を介して接続されている。
【００５２】
被溶解水供給部８は、被溶解水供給配管３ｃを介して第１のオゾン水生成部９１と接続されている。被溶解水は、第１のオゾン水生成部９１および第２のオゾン水生成部９２においてオゾンガスが溶解してオゾン水となるものであり、被溶解水供給配管３ｃを通って被溶解水供給部８から第１のオゾン水生成部９１に供給される。
【００５３】
第１のオゾン水生成部９１は、被溶解水送水配管３ｆを介して第２のオゾン水生成部９２と接続されており、第２のオゾン水生成部９２は、オゾン水送水配管３ｂ１を介してオゾン水送水部１１と接続されている。第１のオゾン水生成部９１および第２のオゾン水生成部９２は、それぞれ内部に液体を貯留可能に構成されており、被溶解水供給部８から供給された被溶解水および被溶解水から生成されたオゾン水を貯留可能である。第１のオゾン水生成部９１内に貯留された被溶解水は、被溶解水送水配管３ｆを介して第２のオゾン水生成部９２に供給される。
【００５４】
第１のオゾン水生成部９１の底部および第２のオゾン水生成部９２の底部には、散気部９１ａおよび散気部９２ａがそれぞれ設けられている。散気部９２ａは、オゾンガス供給配管３ｄを介してオゾンガス供給部１０に接続されており、オゾンガス供給部１０から供給されるオゾンガスは、散気部９２ａから気泡として放出されることで第２のオゾン水生成部９２内の被溶解水中に注入される。第２のオゾン水生成部９２の上部には、第１のオゾン水生成部９１の散気部９１ａに接続されたオゾンガス移送配管３ｇが接続されており、第２のオゾン水生成部９２において溶解しなかったオゾンガスは、溶解オゾンガスとして、オゾンガス移送配管３ｇを介して第１のオゾン水生成部９１に供給される。オゾンガス移送配管３ｇを介して供給される未溶解オゾンガスは、散気部９１ａから気泡として放出されることで第１のオゾン水生成部９１内の被溶解水中に注入される。第１のオゾン水生成部９１において溶解しなかったオゾンガスは、第１のオゾン水生成部９１の上部に設けられた排オゾンガス配管３ｅを介して系外に排出される。
【００５５】
第１のオゾン水生成部９１と被溶解水供給配管３ｃの接続部（図示なし）は第１のオゾン水生成部９１の一方の側壁に設けられ、第１のオゾン水生成部９１と被溶解水送水配管３ｆの接続部（図示なし）は第１のオゾン水生成部９１の他方の側壁に設けられている。また、第１のオゾン水生成部９１と被溶解水供給配管３ｃの接続部は、第１のオゾン水生成部９１と被溶解水送水配管３ｆの接続部よりも高い位置に設けられている。これにより、高い位置から被溶解水が流入して被溶解水の流れが下降流となり、散気部９１ａからの上昇流であるオゾンガスの流れと被溶解水の流れとが対向流となる。この場合、被溶解水とオゾンガスとの間で対向流接触が起こり、第１のオゾン水生成部９１における溶解効率が向上する。
【００５６】
第２のオゾン水生成部９２と被溶解水送水配管３ｆの接続部（図示なし）は第２のオゾン水生成部９２の一方の側壁に設けられ、第２のオゾン水生成部９２とオゾン水送水配管３ｂ１の接続部（図示なし）は第２のオゾン水生成部９２の他方の側壁に設けられている。また、第２のオゾン水生成部９２と被溶解水送水配管３ｆの接続部は、第２のオゾン水生成部９２とオゾン水送水配管３ｂ１の接続部よりも高い位置に設けられている。これにより、第２のオゾン水生成部９２においても被溶解水の流れとオゾンガスの流れが対向流となり、対向流接触により第２のオゾン水生成部９２における溶解効率が向上する。
【００５７】
実施の形態２における「被溶解水供給工程」では、まず、被溶解水供給部８から第１のオゾン水生成部９１に被溶解水が供給され、第１のオゾン水生成部９１に供給された被溶解水が第２のオゾン水生成部９２に供給される。この際、第１のオゾン水生成部９１にて所定量の被溶解水を貯留させてから第２のオゾン水生成部９２への被溶解水の供給を開始させてもよい。その他については実施の形態１における「被溶解水供給工程」と同様である。
【００５８】
実施の形態２における「オゾンガス供給工程」では、図４Ａに示すように、第１のオゾン水生成部９１から第２のオゾン水生成部９２への被溶解水の供給が停止する。また、オゾンガス供給部１０から供給されるオゾンガスを第２のオゾン水生成部９２内の被溶解水に溶解させるとともに、第２のオゾン水生成部９２で溶解しなかったオゾンガスを未溶解オゾンガスとして第１のオゾン水生成部９１に供給し、第１のオゾン水生成部９１内の被溶解水に未溶解オゾンガスを溶解させる。これにより、第１のオゾン水生成部９１と第２のオゾン水生成部９２の両方で半回分式によるオゾン水の生成が行われる。第１のオゾン水生成部９１にて未溶解オゾンガスが溶解された被溶解水は、被溶解水送水配管３ｆを介して第２のオゾン水生成部９２に供給され、第２のオゾン水生成部９２内でさらにオゾンガスが溶解される。その他については実施の形態１における「オゾンガス供給工程」と同様である。
【００５９】
実施の形態２における「オゾン水送水工程」は、第２のオゾン水生成部９２が貯留するオゾン水を分離膜２へ送水して分離膜２の洗浄を行う工程である。また、実施の形態２における「連続運転工程」は、図４Ｂに示すように、被溶解水供給部８から第１のオゾン水生成部９１への被溶解水の供給および第２のオゾン水生成部９２からのオゾン水の送水に加え、第１のオゾン水生成部９１から第２のオゾン水生成部９２への被溶解水の供給も行われる。また、上記したオゾンガス供給工程の場合と同様に、第１のオゾン水生成部９１と第２のオゾン水生成部９２の両方で被溶解水にオゾンガスを溶解させる。これにより、第１のオゾン水生成部９１と第２のオゾン水生成部９２の両方で連続式によるオゾン水の生成が行われる。その他については実施の形態１における「連続運転工程」と同様である。
【００６０】
なお、実施の形態２ではオゾン水生成部を２つとしたが、オゾン水生成部を３つ以上設けてもよい。あるオゾン水生成部で溶解しなかったオゾンガスを未溶解オゾンガスとして別のオゾン水生成部に供給し、当該別のオゾン水生成部に貯留された被溶解水に未溶解オゾンガスを注入する構成であればよい。また、当該別のオゾン水生成部でも溶解しなかった未溶解オゾンガスをさらに別のオゾン水生成部に供給してもよい。
【００６１】
実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
また、オゾン水生成部を複数備えるとともに、一方のオゾン水生成部で溶解しなかったオゾンガスを未溶解オゾンガスとして他方のオゾン水生成部に移送するオゾンガス移送配管を設けた。これにより、一方のオゾン水生成部で溶解しなかったオゾンガスを排オゾンガスとして排出することなく、他方のオゾン水生成部にて再度溶解させることができるので、オゾンガスの溶解効率をさらに向上させることができる。
【００６２】
本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【符号の説明】
【００６３】
１  膜分離槽、２  分離膜、３ｂ１、３ｂ２  オゾン水送水配管、３ｃ  被溶解水供給配管、３ｄ  オゾンガス供給配管、３ｆ  被溶解水送水配管、３ｇ  オゾンガス移送配管、８  被溶解水供給部、９  オゾン水生成部、９ｂ  溶存オゾンセンサ、９１  第１のオゾン水生成部、９２  第２のオゾン水生成部、１０  オゾンガス供給部、１１  オゾン水送水部、１２  制御部、１３  オゾン濃度受信部、１４  記憶部、１５  決定部、２０  膜分離活性汚泥装置、４０、４０１  膜洗浄装置、１００、２００  膜分離活性汚泥システム
【要約】
オゾンガスの溶解効率の低下を防ぐことができる膜洗浄装置および膜分離活性汚泥システム、並びに膜洗浄方法を得ることを目的とする。
膜洗浄装置（４０）は、オゾンガスをオゾン水生成部（９）に供給するオゾンガス供給部（１０）と、被溶解水をオゾン水生成部（９）に供給する被溶解水供給部（８）と、オゾン水生成部（９）が貯留するオゾン水を分離膜（２）へ送水するオゾン水送水部（１１）と、オゾンガス供給部（１０）からオゾン水生成部（９）へのオゾンガスの供給をオゾンガス供給部（１０）にさせている状態で、被溶解水供給部（８）からオゾン水生成部（９）への被溶解水の供給を被溶解水供給部（８）にさせるとともに、オゾン水生成部（９）から分離膜（２）へのオゾン水の送水をオゾン水送水部（１１）にさせる制御を行う制御部（１２）と、を備える。【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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