(57)【要約】【課題】著しい微生物活性の低下を招くことなく、分離膜モジュールの分離膜表面の洗浄を行える浸漬型膜分離装置のインライン洗浄方法。【解決手段】被処理水を活性汚泥処理する反応槽３０に浸漬設置され、該被処理水を濾過する分離膜モジュール１１の濾過水側に、次亜塩素酸ナトリウム溶液を注入して洗浄する浸漬型膜分離装置１０のインライン洗浄方法であり、下記（１）式から算出される反応槽３０の容量１ｍ３あたりの次亜塩素酸ナトリウム注入量が１００ｇ／ｍ３以下となるように、下記Ｂおよび／または下記Ｃを決定する。（１）式はＡ×Ｂ×Ｃ÷Ｄである。Ａは、洗浄対象の分離膜モジュールの膜面積（ｍ２）、Ｂは、洗浄対象の分離膜モジュールの膜面積１ｍ２あたりの次亜塩素酸ナトリウム溶液注入量（Ｌ／ｍ２）、Ｃは次亜塩素酸ナトリウム溶液濃度（ｇ／Ｌ）、Ｄは反応槽の容量（ｍ３）を表す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水を活性汚泥処理する反応槽に浸漬設置され、該被処理水を濾過する分離膜モジュールの濾過水側に、次亜塩素酸ナトリウム溶液を注入して洗浄する浸漬型膜分離装置のインライン洗浄方法であって、
下記（１）式から算出される反応槽の容量１ｍ３あたりの次亜塩素酸ナトリウム注入量が１００ｇ／ｍ３以下となるように、下記Ｂおよび／または下記Ｃを決定することを特徴とする浸漬型膜分離装置のインライン洗浄方法。
反応槽の容量１ｍ３あたりの次亜塩素酸ナトリウム注入量（ｇ／ｍ３）
＝Ａ×Ｂ×Ｃ÷Ｄ    （１）
Ａ：洗浄対象の分離膜モジュールの膜面積（ｍ２）
Ｂ：洗浄対象の分離膜モジュールの膜面積１ｍ２あたりの次亜塩素酸ナトリウム溶液注入量（Ｌ／ｍ２）
Ｃ：次亜塩素酸ナトリウム溶液濃度（ｇ／Ｌ）
Ｄ：反応槽の容量（ｍ３）
【請求項２】
Ａ：洗浄対象の分離膜モジュールの膜面積（ｍ２）／Ｄ：反応槽の容量（ｍ３）で表される分離膜の充填密度は、１０ｍ２／ｍ３以上であることを特徴とする請求項１に記載の浸漬型膜分離装置のインライン洗浄方法。
【請求項３】
前記分離膜モジュールは、中空糸膜モジュールであることを特徴とする請求項１または２に記載の浸漬型膜分離装置のインライン洗浄方法。
【請求項４】
複数の分離膜モジュールについて、１以上の分離膜モジュールからなる２以上の分離膜モジュール群毎の順にインライン洗浄を実施することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の浸漬型膜分離装置のインライン洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理水を貯留する反応槽内に浸漬設置され、該被処理水を濾過する分離膜モジュールを備えた浸漬型膜分離装置のインライン洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、活性汚泥や凝集汚泥などを含む被処理水を濾過するために、反応槽内に貯留した被処理水中に、該被処理水を濾過する分離膜モジュールを浸漬設置した浸漬型膜分離装置が用いられている。浸漬型膜分離装置は、設備がコンパクトである、得られる処理水が清澄である、濃縮槽が不要である、また活性汚泥を反応槽内に高濃度に保持し、高い処理効率が得られるなど、多数のメリットを有する優れた技術である。
【０００３】
浸漬型膜分離装置は、上下が開口したケーシングと、該ケーシングに支持された分離膜モジュールと、分離膜モジュールの下方に設けられた散気手段と、これらを浸漬設置する反応槽とで概略構成されている。分離膜モジュールには、分離膜モジュールから濾過水を導出する濾過水配管が接続されており、分離膜モジュールで得られた濾過水は、濾過水配管を流れて分離膜モジュール外に導出される。
【０００４】
散気手段は、反応槽内の被処理水に曝気空気を供給する。この曝気空気によって、活性汚泥処理に酸素が供給されるとともに、被処理水にエアリフト上昇流が生起する。このエアリフト上昇流によって、分離膜モジュールの分離膜表面にせん断力が加えられ、分離膜モジュールの分離膜表面への汚泥の堆積が抑制されるので、分離膜の詰まりが抑制される（エアスクラビング洗浄）。
【０００５】
ところで、分離膜モジュールの分離膜表面には、エアリフト上昇流によって除去しきれない汚泥が、運転時間の経過とともに徐々に堆積される。そこで、例えば特許文献１、２に記載されているように、洗浄用の薬液を、濾過水の流れの逆方向に濾過水配管に流して分離膜モジュールに注入するインライン洗浄が行われる。このインライン洗浄によって、分離膜モジュールの分離膜表面の汚泥が除去される。該薬液としては、分離膜に堆積した汚泥が有機物によるものである場合に、次亜塩素酸ナトリウム溶液などの酸化剤が用いられ、汚泥が無機物によるものである場合に、シュウ酸、クエン酸、塩酸などの酸溶液が用いられる。
【０００６】
インライン洗浄において、次亜塩素酸ナトリウム溶液が用いられる場合には、次亜塩素酸ナトリウム溶液の有する殺菌力によって、反応槽内の微生物活性が低下する可能性がある。ただし、従来の浸漬型膜分離装置では、反応槽の容量１ｍ３あたり数ｍ２の分離膜が充填されている程度であったので、反応槽の容量１ｍ３に対する次亜塩素酸ナトリウムの注入量もわずかで、懸念するほどの微生物活性の低下は生じなかった。
【特許文献１】特許第３２９０５５６号公報
【特許文献２】特開平１１−３３３７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、反応槽中に高密度に浸漬設置された分離膜モジュールに対して、次亜塩素酸ナトリウム溶液を用いたインライン洗浄を行う場合、洗浄対象の膜面積が大きいため、多量の次亜塩素酸ナトリウム溶液を注入する必要があった。その結果、反応槽の容量１ｍ３に対する次亜塩素酸ナトリウム量が増大し、微生物活性の著しい低下を招く恐れがあった。特に、近年開発の進んでいる中空糸膜モジュールは、反応槽の容量１ｍ３あたり数十ｍ２といった高い充填密度とすることも可能であり、そのような場合、微生物活性の低下がより顕著であった。
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであって、著しい微生物活性の低下を招くことなく、分離膜モジュールの分離膜表面の洗浄を行える浸漬型膜分離装置のインライン洗浄方法を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明者らは、鋭意検討した結果、反応槽の容量１ｍ３に対する次亜塩素酸ナトリウムの注入量として、１００ｇ／ｍ３を超える条件において、微生物の活性が大幅に低下することを知得し、本発明を完成させるに至った。すなわち、前記の課題を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
［１］被処理水を活性汚泥処理する反応槽に浸漬設置され、該被処理水を濾過する分離膜モジュールの濾過水側に、次亜塩素酸ナトリウム溶液を注入して洗浄する浸漬型膜分離装置のインライン洗浄方法であって、
下記（１）式から算出される反応槽の容量１ｍ３あたりの次亜塩素酸ナトリウム注入量が１００ｇ／ｍ３以下となるように、下記Ｂおよび／または下記Ｃを決定することを特徴とする浸漬型膜分離装置のインライン洗浄方法。
反応槽の容量１ｍ３あたりの次亜塩素酸ナトリウム注入量（ｇ／ｍ３）
＝Ａ×Ｂ×Ｃ÷Ｄ    （１）
Ａ：洗浄対象の分離膜モジュールの膜面積（ｍ２）
Ｂ：洗浄対象の分離膜モジュールの膜面積１ｍ２あたりの次亜塩素酸ナトリウム溶液注入量（Ｌ／ｍ２）
Ｃ：次亜塩素酸ナトリウム溶液濃度（ｇ／Ｌ）
Ｄ：反応槽の容量（ｍ３）
【０００９】
［２］Ａ：洗浄対象の分離膜モジュールの膜面積（ｍ２）／Ｄ：反応槽の容量（ｍ３）で表される分離膜の充填密度は、１０ｍ２／ｍ３以上であることを特徴とする［１］に記載の浸漬型膜分離装置のインライン洗浄方法。
［３］前記分離膜モジュールは、中空糸膜モジュールであることを特徴とする［１］または［２］に記載の浸漬型膜分離装置のインライン洗浄方法。
［４］複数の分離膜モジュールについて、１以上の分離膜モジュールからなる２以上の分離膜モジュール群毎の順にインライン洗浄を実施することを特徴とする［１］〜［３］のいずれかに記載の浸漬型膜分離装置のインライン洗浄方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の浸漬型膜分離装置のインライン洗浄方法によれば、著しい微生物活性の低下を招くことなく、分離膜モジュールの分離膜表面の洗浄を行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の浸漬型膜分離装置のインライン洗浄方法の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、浸漬型膜分離装置１０は、上下が開口された箱型のケーシング１２と、ケーシング１２に支持された分離膜モジュール１１と、分離膜モジュール１１の下方に配置される散気手段１４と、これらを被処理水中に浸漬設置する反応槽３０とで概略構成されている。また、反応槽３０には、反応槽３０に被処理水を供給する被処理水給水配管４０が接続されている。被処理水給水配管４０には、被処理水給水ポンプ４１が備えられている。
【００１２】
散気手段１４には、散気手段１４にエア（曝気空気）を給気するブロア４３が、エア給気配管４２を通じて接続されている。分離膜モジュール１１には、分離膜モジュール１１から濾過水を導出する濾過水配管４４が接続されている。濾過水配管４４には、分離膜モジュール１１に吸引圧力（負圧）をかける濾過水吸引ポンプ４５と、第１の自動弁４６とが設置されている。また、濾過水配管４４には、第１の自動弁４６と分離膜モジュール１１との間に、薬液配管４９が接続され、薬液を貯留する薬液貯留槽４８と濾過水配管４４とを繋いでいる。薬液配管４９には、薬液を供給する薬液供給ポンプ５０と、第２の自動弁５１とが備えられている。
【００１３】
分離膜モジュール１１は、１または複数の分離膜と、分離膜の内側（濾過水側）に連通し、該分離膜で得られた濾過水を回収する回収部材、および分離膜をケーシング内に固定する固定部材とで概略構成されている。前記回収部材には、濾過水配管４４が接続され、濾過水が濾過水配管４４を流れて分離膜モジュール１１外に導出されるように構成されている。
【００１４】
前記分離膜としては、例えば逆浸透膜（ＲＯ膜、ＮＦ膜）、精密濾過膜（ＭＦ膜）、限外濾過膜（ＵＦ膜）などが挙げられる。
また、分離膜の材質としては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリスルフォン（ＰＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）などが挙げられる。
前記分離膜の形態は、外径０．５〜３０ｍｍ程度の中空円筒状の糸状を呈した中空糸膜、該中空糸膜より太く、外径３０〜１００ｍｍ程度の中空円筒状を呈したチューブラー膜、シート状を呈した平膜を挙げることができ、中でも、中空糸膜が好ましい。中空糸膜を備えた中空糸膜モジュールは、反応槽の容量１ｍ３あたりの分離膜の充填密度（分離膜モジュールの有する膜面積を前記反応槽の容量で除した値）が１０ｍ２／ｍ３以上とすることも可能であり、本発明のインライン洗浄方法の効果が顕著に発揮される。
【００１５】
ケーシング１２は、上下が開口した箱型の構造物であり、その箱内に分離膜モジュール１１を支持するとともに、装置の運転時に、散気手段１４からのエアの放出により被処理水中に生起されるエアリフト上昇流の流路を制限するために設けられている。ケーシング１２は、運転時の曝気により生起されるエアリフト上昇流の流れを妨げないように、ケーシング１２の上端と被処理水の水面との間、およびケーシング１２の下端と反応槽３０の底面との間に、任意の間隔を有して浸漬設置されている。
散気手段１４は、分離膜モジュール１１の下方に配置され、エア（曝気空気）の放出によって、被処理水中の微生物処理を促すとともに、被処理水中にエアリフト上昇流を生起し、分離膜モジュール１１の分離膜表面をエアスクラビング洗浄するために設けられている。
【００１６】
反応槽３０は、活性汚泥による被処理水の微生物処理を行う槽である。反応槽３０は、コンクリート、鋼材などで構成され、屋内または屋外に設けられている。反応槽３０には、汚泥濃度として、５０００〜２００００ｍｇ／Ｌ程度の活性汚泥が保持されている。
【００１７】
次に、浸漬型膜分離装置１０の運転状態について、図１を参照しながら説明する。
浸漬型膜分離装置１０の運転時には、第１の自動弁４６を開き、第２の自動弁５１を閉じて、濾過水吸引ポンプ４５を起動させる。これにより、濾過水吸引ポンプ４５による吸引圧力（負圧）を、濾過水配管４４を通じて分離膜モジュール１１にかける。分離膜モジュール１１で濾過されて得られた濾過水は、濾過水配管４４を通じて分離膜モジュール１１外に導出される。分離膜モジュール１１外に導出された濾過水は、水質が極めて良好であるから、再利用することもできる。なお、濾過水吸引ポンプ４５により吸引される濾過水の流量は、好ましくは膜面積に対するＦｌｕｘが０．１〜１．０ｍ／ｄとなるように設定される。
【００１８】
浸漬型膜分離装置１０の運転時には、濾過水吸引ポンプ４５による吸引圧力に並行して、反応槽３０内へのエア（曝気空気）の供給も行われる。エアは、ブロア４３からエア給気配管４２を通じて散気手段１４に供給され、散気手段１４から被処理水中に放出される。被処理水中に放出されたエアが被処理水の水面に向かって上昇することで、ケーシング１２で囲われた部分にエアリフト上昇流が生起される。そして、エアリフト上昇流によって上昇する被処理水が、分離膜モジュール１１の周囲を通過する際に、分離膜モジュール１１の分離膜表面にせん断力が加えられる。
このように、被処理水中に曝気空気が供給されることで、微生物処理に必要な酸素が供給されるとともに、分離膜モジュール１１の分離膜表面に対するエアスクラビング洗浄が行われる。このエアスクラビング洗浄によって、分離膜モジュール１１の分離膜表面への汚泥の堆積が抑制される。
【００１９】
なお、エアリフト上昇流によって水面付近まで上昇した被処理水は、ケーシング１２の上端と被処理水の水面との間を通り抜けた後、下降流となって反応槽３０の底面に向かって流れる。そして、反応槽３０の底面付近まで下降した被処理水は、ケーシング１２の下端と反応槽３０の底面との間を通り、再びエアリフト上昇流によって上昇する。このように、反応槽３０内の被処理水が撹拌されることで、微生物処理が促進されるとともに、エアスクラビング洗浄が効率的に行われる。
【００２０】
次に、浸漬型膜分離装置１０のインライン洗浄について図１を参照しながら説明する。
前記エアスクラビング洗浄によって、分離膜モジュール１１の分離膜表面への汚泥の堆積が抑制される。しかし、浸漬型膜分離装置１０の運転が長期間に及ぶと、分離膜モジュール１１の分離膜表面に汚泥が徐々に堆積され、分離膜が目詰まりを起こしやすくなる。そこで、エアスクラビング洗浄に加えて、分離膜モジュール１１への薬液の注入による汚泥の除去、すなわちインライン洗浄が行われる。
【００２１】
インライン洗浄では、第１の自動弁４６を閉じて、濾過水吸引ポンプ４５を停止させるとともに、第２の自動弁５１を開いて、薬液供給ポンプ５０を起動させる。これにより、薬液貯留槽４８に貯留された薬液を、薬液配管４９および濾過水配管４４を通じて分離膜モジュール１１に加圧して注入し、分離膜モジュール１１の濾過水側（分離膜の内側）に満たされた濾過水を薬液に置換し、かつ分離膜モジュール１１の被処理水側に薬液が浸出する状態で一定時間保持し、分離膜モジュール１１の分離膜表面に堆積した汚泥を分解・除去する。
【００２２】
前記薬液としては、次亜塩素酸ナトリウム溶液が用いられる。次亜塩素酸ナトリウム溶液が分離膜モジュール１１に注入されることで、分離膜モジュール１１の分離膜表面に堆積した有機物系の汚泥が、次亜塩素酸ナトリウム溶液の有する酸化力によって分解され、分離膜表面から除去される。
【００２３】
ここで、本発明の浸漬型膜分離装置のインライン洗浄方法では、下記（１）式から算出される反応槽の容量１ｍ３あたりの次亜塩素酸ナトリウム注入量が１００ｇ／ｍ３以下、好ましくは５０ｇ／ｍ３以下となるように、下記「Ｂ：洗浄対象の膜面積１ｍ２あたりの次亜塩素酸ナトリウム溶液注入量」および／または下記「Ｃ：次亜塩素酸ナトリウム溶液濃度」を決定する。
反応槽の容量１ｍ３あたりの次亜塩素酸ナトリウム注入量（ｇ／ｍ３）
＝Ａ×Ｂ×Ｃ÷Ｄ      （１）
Ａ：洗浄対象の分離膜モジュールの膜面積（ｍ２）
Ｂ：洗浄対象の分離膜モジュールの膜面積１ｍ２あたりの次亜塩素酸ナトリウム溶液注入量（Ｌ／ｍ２）
Ｃ：次亜塩素酸ナトリウム溶液濃度（ｇ／Ｌ）
Ｄ：反応槽の容量（ｍ３）
【００２４】
上記（１）式から算出される反応槽の容量１ｍ３あたりの次亜塩素酸ナトリウム注入量が１００ｇ／ｍ３を超えると、著しい微生物活性の低下を招く。
上記（１）式から算出される反応槽の容量１ｍ３あたりの次亜塩素酸ナトリウム注入量が５０ｇ／ｍ３以下となるように「Ｂ」および／または「Ｃ」を決定することで、次亜塩素酸ナトリウムによる微生物活性の低下がさらに生じにくい。
【００２５】
「Ａ：洗浄対象の分離膜モジュールの膜面積（ｍ２）」／「Ｄ：反応槽の容量（ｍ３）」で表される分離膜の充填密度、すなわち反応槽の容量１ｍ３に存在する分離膜の膜面積は、１０ｍ２／ｍ３以上であることが好ましい。すなわち、数十ｍ２／ｍ３の充填密度を有した中空糸膜モジュール、および処理槽内に高密度に浸漬設置された分離膜モジュールに対してであれば、著しい微生物活性の低下を招くことなく、分離膜モジュールの分離膜表面の洗浄を行えるという本発明の効果をより顕著に発揮できる。
【００２６】
「Ｂ：洗浄対象の分離膜モジュールの膜面積１ｍ２あたりの次亜塩素酸ナトリウム溶液注入量」は、１〜１０Ｌ／ｍ２とするのが好ましく、２〜５Ｌ／ｍ２がより好ましい。「Ｂ」が、１Ｌ／ｍ２以上であれば、分離膜モジュール１１内の濾過水を置換し、分離膜モジュール１１の分離膜表面に薬液を浸み出させて、分離膜表面の汚泥を十分に除去できる。「Ｂ」が、１０Ｌ／ｍ２以下であれば、中空糸膜モジュール１１の分離膜表面からの薬液を必要以上に浸み出させることがなく、微生物活性の低下を抑制できる。
【００２７】
「Ｃ：次亜塩素酸ナトリウム溶液濃度」は０．５〜１０ｇ／Ｌが好ましく、０．５〜６ｇ／Ｌがより好ましい。「Ｃ」が０．５ｇ／Ｌ以上であれば、膜の洗浄効果を十分に得られやすい。「Ｃ」が１０ｇ／Ｌ以下であれば、被処理水中に浸み出した次亜塩素酸ナトリウム溶液による微生物活性の低下を抑制できるとともに、高濃度の次亜塩素酸ナトリウム溶液による中空糸膜モジュール１１へのダメージ（分離膜の劣化の促進）が生じにくい。
【００２８】
インライン洗浄は、定期的に実施してもよく、濾過水配管４４中の濾過水吸引ポンプ４５より上流側に吸引圧力計を設けて、この吸引圧力計により検出される吸引圧力の上昇を目安として適宜実施してもよい。
分離膜モジュール１１内への次亜塩素酸ナトリウム溶液の保持時間としては、１〜３時間が好ましい。該保持時間が１時間以上であれば、次亜塩素酸ナトリウム溶液の浸出による汚泥の分解を十分に行える。該保持時間が３時間以内であれば、必要以上の時間をかけることがなくインライン洗浄を行える。
【００２９】
次亜塩素酸ナトリウム溶液は、水酸化ナトリウムなど他の薬液成分を含有させたものであってもよい。
また、次亜塩素酸ナトリウム溶液によるインライン洗浄に加えて、分離膜表面に固形化した無機物の溶解・除去を目的として、シュウ酸、クエン酸、塩酸などによるインライン洗浄を実施してもよい。
【００３０】
上述したように、本発明の浸漬型膜分離装置のインライン洗浄方法では、上記（１）式から算出される反応槽の容量１ｍ３あたりの次亜塩素酸ナトリウム注入量が１００ｇ／ｍ３以下となるように、「Ｂ：洗浄対象の分離膜モジュールの膜面積１ｍ２あたりの次亜塩素酸ナトリウム溶液注入量」および／または「Ｃ：次亜塩素酸ナトリウム溶液濃度」を決定することで、活性汚泥中の微生物への影響を低減できる。これにより、著しい微生物活性の低下を招くことなく、分離膜モジュールの分離膜表面の洗浄を行える。
【００３１】
上述の実施形態は、反応槽３０内に１台の分離膜モジュール１１を備えた浸漬型膜分離装置１０であったが、本発明の浸漬型膜分離装置のインライン洗浄方法は、図２に示す浸漬型膜分離装置１００のように、複数の分離膜モジュール１１について、複数の分離膜モジュール群１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ毎の順にインライン洗浄を実施してもよい。
【００３２】
この実施形態において、浸漬型膜分離装置１００は、８台の分離膜モジュール１１と、各分離膜モジュール１１に接続された濾過水配管４４と、各分離膜モジュール１１に接続された薬液配管４９と、これらを浸漬設置する反応槽３００とで概略構成されている。８台の分離膜モジュール１１は、２台の分離膜モジュール１１で１つの分離膜モジュール群とされて、分離膜モジュール群１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄを構成して、反応槽３００内に浸漬設置されている。
【００３３】
分離膜モジュール群１１０ａには、濾過水配管４４から分岐された濾過水分岐配管４４ａ、および薬液配管４９から分岐された薬液分岐配管４９ａが接続されている。濾過水分岐配管４４ａには第１の自動弁４６ａが備えられているとともに、薬液分岐配管４９ａには、第２の自動弁５１ａが備えられている。
分離膜モジュール群１１０ｂには、濾過水配管４４から分岐された濾過水分岐配管４４ｂ、および薬液配管４９から分岐された薬液分岐配管４９ｂが接続されている。濾過水分岐配管４４ｂには第１の自動弁４６ｂが備えられているとともに、薬液分岐配管４９ｂには、第２の自動弁５１ｂが備えられている。
分離膜モジュール群１１０ｃには、濾過水配管４４から分岐された濾過水分岐配管４４ｃ、および薬液配管４９から分岐された薬液分岐配管４９ｃが接続されている。濾過水分岐配管４４ｃには第１の自動弁４６ｃが備えられているとともに、薬液分岐配管４９ｃには、第２の自動弁５１ｃが備えられている。
分離膜モジュール群１１０ｄには、濾過水配管４４から分岐された濾過水分岐配管４４ｄ、および薬液配管４９から分岐された薬液分岐配管４９ｄが接続されている。濾過水分岐配管４４ｄには第１の自動弁４６ｄが備えられているとともに、薬液分岐配管４９ｄには、第２の自動弁５１ｄが備えられている。
【００３４】
濾過水を吸引する濾過水吸引ポンプ４５、および薬液を押し出す薬液供給ポンプ５０は、分離膜モジュール群１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄで共通とされている。また、反応槽３００には、被処理水を供給する被処理水給水配管４０が接続されている。被処理水給水配管４０には、反応槽３００に被処理水給水ポンプ４１が備えられている。
図２の実施形態では、説明の便宜上、被処理水中にエアを放出する散気手段、散気手段にエアを給気するブロア、散気手段とブロアを接続するエア給気配管を不図示としている。
【００３５】
浸漬型膜分離装置１００の運転時には、第１の自動弁４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄを開き、第２の自動弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄを閉じて、濾過水吸引ポンプ４５を起動させる。これにより、濾過水吸引ポンプ４５による吸引圧力（負圧）を、濾過水配管４４、および濾過水分岐配管４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄを通じて分離膜モジュール群１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄにかける。そして、これらの分離膜モジュール群から得られた濾過水を、濾過水分岐配管４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、および濾過水配管４４を通じてこれらの分離膜モジュール群から導出する。なお、浸漬型膜分離装置１００の運転時には、濾過水吸引ポンプ４５による吸引圧力に加え、上述した浸漬型膜分離装置１０と同様に、反応槽３００内へのエアの供給も行われている。
【００３６】
インライン洗浄の際には、第１の自動弁４６ａを閉じて、第２の自動弁５１ａを開く。そして、薬液供給ポンプ５０を起動させて、分離膜モジュール群１１０ａに次亜塩素酸ナトリウム溶液を注入する。ここで、浸漬型膜分離装置１００においても、上述した浸漬型膜分離装置１０と同様に、上記（１）式から算出される「反応槽の容量１ｍ３あたりの次亜塩素酸ナトリウム注入量」が１００ｇ／ｍ３以下となるように、「Ｂ：洗浄対象の分離膜モジュールの膜面積１ｍ２あたりの次亜塩素酸ナトリウム溶液注入量（Ｌ／ｍ２）」および／または「Ｃ：次亜塩素酸ナトリウム溶液濃度（ｇ／Ｌ）」を決定する。
このようにして、分離膜モジュール群１１０ａに対するインライン洗浄を行う。なお、分離膜モジュール群１１０ａのインライン洗浄中も、分離膜モジュール群１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄによる濾過は継続してもよく、これにより、浸漬型膜分離装置１００の運転を継続しつつ、インライン洗浄を実施できる。
【００３７】
分離膜モジュール群１１０ａに対するインライン洗浄の後、第１の自動弁４６ａを開き、第２の自動弁５１ａを閉じて、分離膜モジュール群１１０ａによる濾過を再開する。次いで、分離膜モジュール群１１０ａに対するインライン洗浄と同様の操作を、分離膜モジュール群１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄにも順に実施する。
【００３８】
このように、インライン洗浄を行うことで、上述の式（１）における「Ａ：洗浄対象の分離膜モジュールの膜面積」を小さくすることができる。これにより、「Ｂ：洗浄対象の分離膜モジュールの膜面積１ｍ２あたりの次亜塩素酸ナトリウム溶液注入量」および／または「Ｃ：次亜塩素酸ナトリウム溶液濃度」を高く設定することができ、活性汚泥中の微生物への影響を低くするとともに、より高い洗浄効果を得ることができる。
【００３９】
微生物へのインライン洗浄の影響をさらに低減するためには、各分離膜モジュール群に対するインライン洗浄を、十分に間隔をあけて、かつ一定のサイクルで実施することが好ましい。例えば、分離膜モジュール群１１０ａのインライン洗浄を実施し、その２週間後に分離膜モジュール群１１０ｂのインライン洗浄を実施し、その２週間後に分離膜モジュール群１１０ｃのインライン洗浄を実施し、その２週間後に分離膜モジュール群１１０ｄのインライン洗浄を実施し、さらに、その２週間後に分離膜モジュール群１１０ａのインライン洗浄を実施する。このように、各分離膜モジュール群に対して十分に間隔をあけて、かつ一定のサイクルでインライン洗浄を実施（この例では約２ヶ月に１回となる。）することで、分離膜表面が清浄に維持されて、濾過性能をより安定して維持できるとともに、次亜塩素酸ナトリウムによる微生物への影響を十分に回復することができ、微生物活性の低下がさらに生じにくい。
【００４０】
上述した複数の分離膜モジュール１１を備えた実施形態では、２台の分離膜モジュール１１で１組の分離膜モジュール群を構成したが、本発明のインライン洗浄方法は、分離膜モジュール群に含まれる分離膜モジュールの台数に特に制限はなく、実施可能である。また、この実施形態では、複数の分離膜モジュール１１で４群の分離膜モジュール群１１０ａ〜１１０ｄを構成したが、本発明のインライン洗浄方法は、分離膜モジュール群の数に特に制限はなく、実施可能である。
【００４１】
上述した複数の分離膜モジュール１１を備えた実施形態では、濾過水吸引ポンプ、薬液供給ポンプを全ての分離膜モジュール１１で共通としているが、本発明のインライン洗浄方法は、分離膜モジュール群１１０ａ〜１１０ｄ毎に１台ずつ濾過水吸引ポンプおよび／または薬液供給ポンプを設けた浸漬型膜分離装置に対しても適用可能である。
【００４２】
本発明の浸漬型膜分離装置のインライン洗浄方法によれば、微生物活性の低下を招くことなく、分離膜モジュールの分離膜表面の洗浄を行える。
また、本発明の浸漬型膜分離装置のインライン洗浄方法によれば、複数の分離膜モジュールを備えた浸漬型膜分離装置の場合、１以上の分離膜モジュールからなる２以上の分離膜モジュール群毎の順にインライン洗浄を実施を実施することで、微生物活性の低下がさらに生じにくくなる。
【実施例】
【００４３】
以下、本発明の浸漬型膜分離装置のインライン洗浄方法について、実施例を用いてさらに詳細に説明する。なお、実施例中の略語および測定方法は次の通りである。
ＭＬＳＳ：（Ｍｉｘｅｄ  Ｌｉｑｕｏｒ  Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  Ｓｏｌｉｄｓ）の略であり、被処理水中の浮遊物質（ＳＳ）濃度、すなわち被処理水中の活性汚泥濃度を示す。
呼吸速度の測定：「下水試験方法（発行：日本下水道協会）」に記載された「酸素利用速度」の測定方法の通り、活性汚泥の呼吸速度を測定した。
ＴＯＣの測定：全有機体炭素分析装置（ＴＯＣ−５０００、株式会社島津製作所製）
を用いて、被処理水中の全有機体炭素（ＴＯＣ：Ｔｏｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃａｒｂｏｎ）を測定した。
（参考例）
ＭＬＳＳを１０ｇ／Ｌに調整した活性汚泥を、１Ｌずつ５サンプル分取した。分取された各サンプルに、夫々所定の次亜塩素酸ナトリウム添加量（ｇ／ｍ３）になるように、１２質量％次亜塩素酸ナトリウム溶液を添加し、各サンプルをスターラーにて２時間攪拌した。その後、各サンプルの呼吸速度を測定し、次亜塩素酸ナトリウムの未添加のサンプルの呼吸速度に対する、次亜塩素酸ナトリウムを添加した活性汚泥の呼吸速度の比（増減率）を算出し、微生物活性の指標とした。その結果、図３のグラフに示すように、反応槽の容量１ｍ３に対する次亜塩素酸ナトリウムの添加量が１００ｇ／ｍ３以下であれば、呼吸速度の低下はさほど大きいものではなく、懸念されるほどの微生物活性の低下は生じないことが分った。
【００４４】
（実施例１）
実施例１のインライン洗浄は、図１に示す、反応槽３０に浸漬設置された浸漬型膜分離装置１０を対象に実施した。ここで、反応槽３０の槽容量は０．７ｍ３とした。また、分離膜モジュール１１に中空糸膜モジュールを用い、その膜面積の合計は２５ｍ２であった。すなわち、槽容量に対する分離膜の充填密度は約３５．７ｍ2／ｍ３であった。
【００４５】
この反応槽３０に、ＴＯＣが２０〜５０ｍｇ／Ｌの被処理水を、被処理水給水ポンプによって流量７ｍ３／日で供給し、反応槽３０内の槽容量０．７ｍ３を該被処理水で満たし、膜モジュール１１の下方からブロワ４３によってエアを供給して被処理水を曝気するとともに、第１の自動弁４６を開として、濾過水吸引ポンプ４５を起動し、浸漬型膜分離装置１０の運転を開始した。これにより、分離膜モジュール１１から濾過水配管４４を通じて濾過水を反応槽３０外に連続して導出した。また、浸漬型膜分離装置１０の運転によって被処理水中の有機物が分解され、ＴＯＣ（全有機体炭素）が減少する。これに伴って反応槽３０内の活性汚泥の質量が増加するので、反応槽３０内の汚泥濃度が８０００〜１００００ｍｇ／Ｌになるよう、活性汚泥の引き抜きを適宜実施した。
【００４６】
運転開始から６０日経過した時点で、分離膜モジュール１１の分離膜表面への汚泥の堆積によって、吸引圧力が−２０ｋＰａ程度となった（運転初期は−５ｋＰａ。）。ここで、インライン洗浄を以下のように実施した。まず、第１の自動弁４６を閉じ、濾過水吸引ポンプ４５、およびブロワ４３を停止した。そして、第２の自動弁５１を開き、薬液洗浄ポンプ５０を起動して、薬液貯留槽４８に貯留された次亜塩素酸ナトリウム溶液を、薬液配管４９および濾過水配管４４を通じて、濾過水の流れとは逆方向に２時間かけて注入した。ここで、反応槽の容量に対する次亜塩素酸ナトリウムの注入量が１００ｇ／ｍ３を超えることのないよう、以下に示すように、「Ａ」および「Ｂ」の注入量を決定した。
Ａ：洗浄対象の分離膜モジュールの膜面積＝２５ｍ２
Ｂ：洗浄対象の分離膜モジュールの膜面積１ｍ２あたりの次亜塩素酸ナトリウム溶液注入量＝２Ｌ／ｍ２
Ｃ：次亜塩素酸ナトリウム溶液濃度＝０．７５ｇ／Ｌ
Ｄ：反応槽の容量＝０．７ｍ３
反応槽の容量に対する次亜塩素酸ナトリウムの注入量（ｇ／ｍ３）
＝Ａ×Ｂ×Ｃ÷Ｄ＝２５×２×０．７５÷０．７≒７０ｇ／ｍ３
【００４７】
次亜塩素酸ナトリウム溶液の注入後、第２の自動弁５１を閉じ、薬液洗浄ポンプ５０を停止するとともに、第１の自動弁４６を開き、濾過水吸引ポンプ４５およびブロワ４３を再起動し、浸漬型膜分離装置１０の運転を再開した。
【００４８】
運転再開から２時間後に、反応槽３０内の活性汚泥および濾過水を採取し、微生物活性の指標として、活性汚泥の呼吸速度と、濾過水のＴＯＣとを測定した。さらに、呼吸速度に関しては、インライン洗浄前にあらかじめ測定しておいた活性汚泥の呼吸速度に対する次亜塩素酸ナトリウムの添加後の呼吸速度の比（増減率）を算出した。結果を表１に示す。
【００４９】
（比較例１）
実施例１と同様の構成の浸漬型膜分離装置を、実施例１と同様に運転した。そして、次亜塩素酸ナトリウム溶液濃度（Ｃ）を下記のように変更して、次亜塩素酸ナトリウム溶液の注入を行った以外は、実施例１と同様にしてインライン洗浄を行って、活性汚泥の呼吸活性と、濾過水のＴＯＣとを測定し、さらにインライン洗浄前との呼吸速度の比を算出した。結果を表１に示す。
Ａ：洗浄対象の分離膜モジュールの膜面積＝２５ｍ２
Ｂ：洗浄対象の分離膜モジュールの膜面積１ｍ２あたりの次亜塩素酸ナトリウム溶液注入量＝２Ｌ／ｍ２
Ｃ：次亜塩素酸ナトリウム溶液濃度＝３ｇ／Ｌ
Ｄ：反応槽の容量＝０．７ｍ３
反応槽の容量に対する次亜塩素酸ナトリウムの注入量（ｇ／ｍ３）
＝Ａ×Ｂ×Ｃ÷Ｄ＝２５×２×３÷０．７≒２１０ｇ／ｍ３
【００５０】
【表１】
2009247936.tif 000003
【００５１】
表１に示すように、実施例１では、インライン洗浄前に比べて目立った呼吸速度の低下は認められず、著しい微生物活性の低下が生じていないことが確認された。また、実施例１では、濾過水のＴＯＣは３ｍｇ／Ｌと、インライン洗浄前に比べてほとんど変化がなかった。したがって、実施例１では、活性汚泥中の微生物による有機物の分解が順調に進み、被処理水中のＴＯＣは通常時と変わらず、濾過水に含まれるＴＯＣもインライン洗浄前と同様の値を示したと推察された。
一方、比較例１では、インライン洗浄前に比べて呼吸速度が大幅に低下しており、微生物活性の著しい低下が確認された。また、比較例１では、濾過水のＴＯＣが１０ｍｇ／Ｌまで上昇した。比較例１における濾過水のＴＯＣの上昇は、微生物活性が著しく低下したことによって引き起こされたと推察された。すなわち、微生物活性の著しい低下によって、活性汚泥中の微生物による有機物の分解が順調に進まなくなり、これにより被処理水中のＴＯＣの減少が鈍化して、被処理水中のＴＯＣが増大し、濾過水に含まれるＴＯＣが上昇したと推察された。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】反応槽に浸漬設置された浸漬型膜分離装置の一実施形態を示す側面図である。
【図２】反応槽に浸漬設置された浸漬型膜分離装置の他の実施形態を示す上面図である。
【図３】反応槽の容量１ｍ３あたりの次亜塩素酸ナトリウム注入量（ｇ／ｍ３）をＸ軸に、活性汚泥の呼吸速度の比をＹ軸にして、次亜塩素酸ナトリウム注入量の違いによる活性汚泥の呼吸速度の増減を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５３】
１０、１００  浸漬型膜分離装置
１１  分離膜モジュール
１４  散気手段
３０、３００  反応槽
４０  被処理水給水配管
４１  被処理水給水ポンプ
４２  エア給気配管
４３  ブロア
４４  濾過水配管
４５  濾過水吸引ポンプ
４６、４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄ  第１の自動弁
４８  薬液貯留槽
４９  薬液配管
５０  薬液供給ポンプ
５１、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ  第２の自動弁
１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ  分離膜モジュール群
【図１】
2009247936.tif 000004
【図２】
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【図３】
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