浸漬型膜分離装置及びその薬品洗浄方法
【課題】膜モジュール２を水槽１内に配置し、水槽１内の被処理水を吸引圧及び／又は重力差で膜濾過する浸漬型膜分離装置の薬品洗浄に当たり、特別な設備や作業を要することなく、簡易な方法で、膜モジュール２を効率的に薬品洗浄すると共に、洗浄廃液量を低減する。
【解決手段】水槽１内の被処理水を槽外へ排出し、膜モジュール２の膜の一部が被処理水面から表出したときに、膜の二次側への洗浄薬品の注入を開始して一次側に浸出させる。膜の二次側に注入された洗浄薬品は、表出した膜面から膜の一次側に浸出する。水槽内の被処理水は更に水槽外へ排出されるため、膜表面に浸出した薬品の殆どは被処理水と接触することなく膜面に保持され、その後流下する。このため、十分な濃度の洗浄薬品により、高い薬品洗浄効果を得ることができる。水槽から排出した被処理水は、薬品の混入が殆どないため、洗浄廃液とはならない。
【解決手段】水槽１内の被処理水を槽外へ排出し、膜モジュール２の膜の一部が被処理水面から表出したときに、膜の二次側への洗浄薬品の注入を開始して一次側に浸出させる。膜の二次側に注入された洗浄薬品は、表出した膜面から膜の一次側に浸出する。水槽内の被処理水は更に水槽外へ排出されるため、膜表面に浸出した薬品の殆どは被処理水と接触することなく膜面に保持され、その後流下する。このため、十分な濃度の洗浄薬品により、高い薬品洗浄効果を得ることができる。水槽から排出した被処理水は、薬品の混入が殆どないため、洗浄廃液とはならない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種水処理、特に活性汚泥の分離や、河川水等の天然水の膜濾過に用いられる浸漬型膜分離装置と、この浸漬型膜分離装置の薬品洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
膜モジュールを水槽内に配置し、水槽内の被処理水を膜濾過する浸漬型膜分離装置は、活性汚泥の分離や河川水等の天然水の膜濾過等、各種の水処理分野において広く実用化されている。このような浸漬型膜分離装置において、膜濾過を行う駆動圧に関しては、多くは吸引ポンプで負圧にすることにより発生させているが、水槽の水位を利用して重力差を用いる方法も実用化されている。膜モジュールの形状に関しては、平膜や中空糸膜を各種の形態で水槽内に配置する方式が採用されている。また、膜については、基本的に固液分離操作であるから、分離対象とする粒子を分離できる孔径のものが使用されており、精密濾過（ＭＦ）膜、限外濾過（ＵＦ）膜、ナノ濾過（ＮＦ）膜などが分離対象に応じて使い分けられている。
【０００３】
また、膜ファウリングを抑制するために、膜モジュールの下方から気泡を散気させて気液二相流下に膜モジュールを連続的又は間欠的に浸漬状態にする操作も実用化されている。
【０００４】
しかし、このような気液二相流を適用しても膜ファウリングを回復し得ない状況になった場合には、膜の薬品洗浄が必要となる。
【０００５】
従来、浸漬型膜分離装置の薬品洗浄方法としては、水槽内に膜モジュールを配置した状態で、この水槽内に洗浄薬品を添加して膜モジュールを浸漬した状態とする方法；水槽内に膜モジュールを浸漬配置した状態で、膜モジュールの二次側から洗浄薬品を一次側に逆流させる方法（特許第３４８８５３５号公報）；或いは水槽外に膜モジュールを取り出して、別に設けた薬品洗浄槽に移送し、この槽内で薬品洗浄する方法などが採用されている。
【特許文献１】特許第３４８８５３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、水槽内に薬品を添加する方式では多量の薬品を必要とするだけでなく、洗浄廃液が大量に発生するという問題がある。また、膜モジュールの二次側から洗浄薬品を逆流させる方法では、水槽内に保存されている被処理水で薬品が希釈されてしまうために、十分な薬品洗浄効果が期待できないという問題がある。また、この方法でもやはり大量の洗浄廃液が発生する。また、別途、設けた薬品洗浄槽に移送する方式では、特別の洗浄設備を必要とする他、膜モジュールを移送する工程と手段を必要とし、大規模な設備には適さないという問題がある。
【０００７】
本発明は上記従来の問題点を解決し、特別な設備や作業を要することなく、簡易な方法で、膜モジュールを効率的に薬品洗浄することができ、洗浄廃液量の低減も可能な技術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】
本発明（請求項１）の浸漬型膜分離装置は、膜モジュールを水槽内に配置し、該水槽内の被処理水を吸引圧及び／又は重力差で膜濾過する浸漬型膜分離装置において、該膜の二次側に洗浄薬品を注入して一次側に浸出させる洗浄薬品注入手段と、該水槽内の被処理水を槽外へ排出する被処理水排出手段とを備え、該被処理水排出手段により被処理水を槽外へ排出し、前記膜モジュールの膜の一部が水面上に表出したときに、前記洗浄薬品注入手段により洗浄薬品の注入を開始するように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２の浸漬型膜分離装置は、請求項１において、前記水槽内の膜モジュールの下部に散気手段が設けられており、前記被処理水排出手段による被処理水の排出と共に該散気手段による散気で膜面に気泡流を供給するように構成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の浸漬型膜分離装置は、請求項１又は２において、前記膜モジュールは、膜面が略鉛直方向となるように配置されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項４の浸漬型膜分離装置は、請求項１ないし３のいずれか１項において、前記洗浄薬品が、硫酸、塩酸、硝酸、シュウ酸、クエン酸、アスコルビン酸、水酸化ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム、過酸化水素、酵素、及び界面活性剤よりなる群から選ばれる１種又は２種以上を含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明（請求項５）の浸漬型膜分離装置の薬品洗浄方法は、膜モジュールを水槽内に配置し、該水槽内の被処理水を吸引圧及び／又は重力差で膜濾過する浸漬型膜分離装置の薬品洗浄方法において、該水槽内の被処理水を槽外へ排出し、前記膜モジュールの膜の一部が水面上に表出したときに、該膜の二次側への洗浄薬品の注入を開始して一次側に浸出させることを特徴とする。
【００１３】
請求項６の浸漬型膜分離装置の薬品洗浄方法は、請求項５において、前記水槽内の膜モジュール下部に散気手段が設けられており、該水槽内の被処理水を槽外へ排出する間に、該散気装置から散気して膜面に気泡流を供給することを特徴とする。
【００１４】
請求項７の浸漬型膜分離装置の薬品洗浄方法は、請求項５又は６において、前記膜モジュールは、膜面が略鉛直方向となるように配置されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項８の浸漬型膜分離装置の薬品洗浄方法は、請求項５ないし７のいずれか１項において、前記洗浄薬品が、硫酸、塩酸、硝酸、シュウ酸、クエン酸、アスコルビン酸、水酸化ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム、過酸化水素、酵素、及び界面活性剤よりなる群から選ばれる１種又は２種以上を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の浸漬型膜分離装置及びその薬品洗浄方法によれば、特別な設備や作業を要することなく、簡易な方法で、膜モジュールを効率的に薬品洗浄することができ、しかも、洗浄廃液量も大幅に低減することができる。
【００１７】
即ち、本発明においては、水槽内の被処理水を水槽外へ排出し、膜モジュールの膜の一部が水面上に表出したときに膜の二次側への洗浄薬品の注入を開始して一次側に浸出させるため、膜の二次側から供給され一次側に浸出した洗浄薬品が水槽内の被処理水により希釈されることは殆どない。即ち、膜の二次側に注入された洗浄薬品は、水面上に表出した膜部分から優先的に膜の一次側に浸出するため、膜表面に浸出した薬品の殆どは被処理水と接触することなく膜面に保持され、その後流下する。このため、十分な濃度の洗浄薬品により、高い薬品洗浄効果を得ることができる。しかも、水槽から排出した被処理水は、薬品の混入が殆どないため、洗浄廃液とはならず、被処理水として再度処理することができ、また、水質によってはそのまま放流することも可能である。
【００１８】
また、この薬品洗浄に際して、水槽内の被処理水が排出され、膜面を被処理水面が下降する際の物理的な作用が薬品を浸出している膜面に付与されることでも、膜面付着物が剥離され、良好な洗浄効果が得られる。
【００１９】
なお、本発明において、水槽内の被処理水を排出し、膜の一部が水面上に表出したときに、洗浄薬品を膜の二次側に注入することを開始することは極めて重要であり、水槽内に被処理水を保持した状態で膜の二次側から洗浄薬品を注入する前述の特許文献１の方法では、一次側に浸出した薬品が被処理水により希釈されるために良好な薬品洗浄効果が得られず、また、大量の洗浄廃液が発生する。一方、膜の二次側に洗浄薬品を注入するに先立ち、水槽内の被処理水を排出させてしまい、膜モジュール全体を大気中に晒してしまうと、後述の比較例２の結果からも明らかなように、十分な洗浄効果が得られない。これは膜面に付着物が付着したままで、気相下で洗浄薬品を膜の二次側に注入しても、洗浄薬品が膜面全体に均等に浸出せず、膜のうち、洗浄薬品の浸出し易い部分のみから不均一に洗浄薬品が浸出するために、膜面全体にわたって十分な洗浄効果が得られないからである。
【００２０】
なお、本発明において、水槽内の被処理水を排出し、膜の一部が水面上に表出したときに洗浄薬品の膜の二次側への注入を開始することは、例えば、後述の図１に示す浸漬型膜分離装置において、バルブＶ６を開とし、ポンプＰを作動させて薬液貯槽５の薬液を膜モジュール２の二次側に注入する際に、予め、バルブＶ４を開として、水槽１内の被処理水を抜き出し、水槽１内の水面が膜モジュール２の膜上部に達したときに、ポンプＰを作動させると共に、バルブＶ６を開とすることを指し、従って、膜の二次側に注入された薬液が膜の一次側に浸出するときには、当該浸出部分の膜面は被処理水面より上方にあることを指す。
【００２１】
本発明において、水槽からの被処理水の排出に際しては、膜モジュール下方の散気手段から散気して、膜面に気泡流（気液二相流）を付与することにより、より一層良好な洗浄効果を得ることができる（請求項２，６）。
【００２２】
また、膜モジュールは、その膜面が略鉛直方向となるように配置することが好ましく、このようにすることで、膜面から浸出した洗浄薬品が膜面を流下する間に均等に膜に塗布され、高い洗浄効果が得られるようになる。また、散気手段からの散気下に被処理水を排出する場合においても、気泡流で波立った被処理水面が膜面を下降し、気液界面での気泡の破裂や気液界面の揺動により発生する剪断力が膜面に付与されることで、高い物理的洗浄効果が得られ、洗浄薬品の流下による化学的洗浄効果との相乗効果で膜面付着物が効率的に剥離されるようになる（請求項３，７）。
【００２３】
本発明において、洗浄に用いる薬品としては、硫酸、塩酸、硝酸、シュウ酸、クエン酸、アスコルビン酸、水酸化ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム、過酸化水素、酵素、界面活性剤等が好ましい（請求項４，８）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に図面を参照して本発明の浸漬型膜分離装置及びその薬品洗浄方法の実施の形態を詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の浸漬型膜分離装置の実施の形態を示す系統図である。
【００２６】
１は被処理水が導入される水槽であり、槽内に膜モジュール２が浸漬されている。水槽１内の膜モジュール２の下方には散気管３が設けられている。４は濾過水（処理水）槽、５は薬液貯槽であり、１１〜１８の各符号は配管、Ｐはポンプ（吸引及び洗浄ポンプ）、Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６は開閉バルブを示す。
【００２７】
前述の如く、このような浸漬型膜分離装置において、膜濾過を行う駆動圧は、通常、図１に示す如く、吸引ポンプで負圧にすることにより発生させているが、水槽の水位を利用した重力差によるものとしても良い。また、両者の併用とすることもできる。
【００２８】
膜モジュールの形状については、平膜や中空糸膜を各種の形状で水槽内に配置する方式であれば良いが、前述の如く、膜面を鉛直に設置する方式のものが好適である。膜の種類については、固液分離操作を行うために、分離対象とする粒子を分離できる孔径のものが使用されるが、ＭＦ膜、ＵＦ膜、ＮＦ膜などを分離対象に応じて使い分けることができる。
【００２９】
以下に図１に示す浸漬型膜分離装置における膜濾過運転操作と薬品洗浄操作について説明する。
【００３０】
〈膜濾過運転操作〉
バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３を開、バルブＶ４，Ｖ５，Ｖ６を閉として、ポンプＰを作動させ、配管１１から導入される水槽１内の被処理水を、吸引ポンプＰによる駆動圧で膜モジュール２で膜濾過し、濾過水は配管１２，１３を経て濾過水槽４に貯留する。
【００３１】
この膜濾過運転は、吸引ポンプＰを間欠的に作動させることで所定の時間、例えば５〜１２０分膜濾過を行った後、所定の時間、例えば０．５〜１０分膜濾過を停止する間欠運転としても良い。また、この膜濾過の停止期間中は、膜モジュール２下方の散気管３からの散気で、膜面に気泡流を接触させて膜面付着物を除去するようにしても良い。
【００３２】
また、このような膜濾過運転を所定の時間、例えば０．５〜２４時間行った後、ポンプＰを停止し、バルブＶ１閉、バルブＶ４開として、水槽１内の被処理水を配管１７より一旦排出し、その後、再びバルブＶ４閉、バルブＶ１開として水槽１内に被処理水を溜め、膜濾過運転を再開するようにしても良い。この被処理水の排出に際しては、散気管３からの散気を行って、膜面に気泡流を接触させることにより、良好な物理的洗浄効果を得ることができる。なお、水槽１から排出した被処理水は、再度水槽に戻して膜濾過処理しても良く、水質によってはそのまま放流しても良い。
【００３３】
〈薬品洗浄操作〉
上述のような膜濾過運転を所定期間行った後、或いは、膜濾過運転を継続することにより吸引圧力が所定の圧力よりも高くなった場合には、以下の操作で薬品洗浄を行う。
【００３４】
まず、バルブＶ１，Ｖ３，Ｖ５を閉、バルブＶ４を開とすると共に散気管３からの散気を開始し、水槽１内の被処理水を散気管３からの曝気下に配管１７より槽外へ排出させる。この排出させた被処理水は、前述の如く、再度膜濾過に供しても良く、放流しても良い。そして、水槽１内の被処理水面が下降し、膜モジュール２の膜の一部（上部）が水面上に表出した時点で、バルブＶ２，Ｖ６を開とし、ポンプＰを作動させて、薬液貯槽５内の薬液を配管１４，１５，１６，１２を経て膜モジュール２の二次側に注入して一次側に浸漬させる。
【００３５】
このように膜モジュール２の下方からの散気下に、被処理水を排出することによって、鉛直に配置した膜面において、その気液界面での気泡の破裂や気液界面の揺動することによって発生する剪断力によって、膜面に付着した汚染物を剥離させつつ、水槽１内の被処理水面が降下する。その後、膜モジュール２の下端以下まで被処理水を排出する操作により、水槽１内の保有水量を減少させる。
【００３６】
一方、膜モジュール２の二次側に注入された薬液は膜内部を満たすと共に、膜の一次側に浸出し、一次側に浸出した薬液は、略鉛直方向に配置された膜面を流下する。
【００３７】
このように膜を略鉛直方向に配置しておくと、膜の一次側に浸出した薬液が膜面を流下することによって、膜面を均等に濡らし、あたかも薬液を膜面に塗布したかのような状態となって、膜面全体を薬液に接触させることができるようになる。
【００３８】
このように、薬液が膜面を流下する際、水槽内の被処理水面が下降しているため、薬液が被処理水によって希釈されることはなく、薬液が浸出して満遍なく薬液が塗布された膜の一次側は、薬液本来の洗浄効果で十分に洗浄される。また、膜面を流下した薬液が更に水槽底部に至った際には、水槽内の被処理水は完全に排出されているか、或いは膜モジュール下部にわずかに残るだけであるので、薬液が被処理水に混入した洗浄廃液は全く発生しないか或いは発生してもごくわずかである。
【００３９】
このように、水槽１内の被処理水をほぼ完全に排出し、膜モジュール２の膜内部に薬品を保持すると共に、一次側に薬品が浸出し膜面を流下する状態で、バルブＶ６を閉としてポンプＰを停止して、所定時間、例えば１分〜１時間保持することにより、薬品による洗浄効果で膜面の汚染物質が非常に剥離し易い状態となる。
【００４０】
その後は、バルブＶ５を開としてポンプＰを作動させ、濾過水槽４内の濾過水を、配管１７，１５，１６，１２を経て膜モジュール２の二次側から一次側に逆流させることにより、膜内の薬液を押し出し、押し出した薬液を配管１７から排出することにより、膜モジュール２内及び水槽１内に薬液を残留させることなく、薬品洗浄を終了する。なお、この薬液の押し出し洗浄は濾過水に限らず、他系統の清水を用いて行っても良く、また、水質によっては被処理水を用いて行うこともできる。
【００４１】
このような薬品洗浄後は、再度バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３開、バルブＶ４，Ｖ５，Ｖ６閉としてポンプＰを作動させ、前述の膜濾過運転を再開する。
【００４２】
なお、この薬品洗浄操作は、２種以上の薬液を用い、同様の操作を２回以上繰り返し行っても良く、薬品洗浄毎に異なる薬液を用い、例えば酸による薬品洗浄とアルカリによる薬品洗浄とを交互に行うようにしても良い。
【００４３】
本発明において、洗浄に用いる薬品には特に制限はなく、被処理水の性状や浸漬型膜分離装置の運転条件、膜の汚染状況に応じて適宜選択されるが、通常の場合、硫酸、塩酸、硝酸、シュウ酸、クエン酸、アスコルビン酸、水酸化ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム、過酸化水素、酵素、界面活性剤等の１種又は２種を用いて薬液が調製される。薬液の薬品濃度についても用いる薬品の種類と被処理水の性状や浸漬型膜分離装置の運転条件、膜の汚染状況に応じて適宜選択される。なお、異なる薬品を用いて２種以上の薬液を調製し、薬品洗浄を多段階で行うこともできる。
【実施例】
【００４４】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００４５】
〈浸漬型膜分離装置構成及び運転条件〉
以下の実施例及び比較例で用いた浸漬型膜分離装置は、図１に示す如く、三菱レイヨン製のポリエチレン０．１μｍ精密濾過中空糸膜よりなるスクリーン状の膜モジュールを、中空糸膜の膜面が鉛直方向（中空糸が鉛直方向）になるように水槽内に配置し、この膜モジュールの下方に散気管を配置したものである。
【００４６】
膜濾過水の吸引には自給式の渦巻きポンプを用いて、間欠的に膜濾過流束２．０ｍ／ｄの速度で吸引濾過（２７分濾過・３分停止）した。この濾過停止期間においては、膜モジュール下方に配置した散気管から膜モジュールに気泡を放出させて暴露させた。また、２４時間の濾過運転を継続した後、膜モジュール下方に配置した散気管から膜モジュールに気泡を暴露させながら、水槽内の被処理水を水槽から排出した。排出した被処理水は系外へ排出した。
【００４７】
この濾過運転と被処理水の排出とを繰り返して、一定の期間膜濾過に要する吸引圧力を記録し、吸引圧力が５０ｋＰａに達した時点で濾過運転を停止し、各々薬品洗浄を行った。
【００４８】
〈被処理水〉
以下の実施例及び比較例においては、比較的有機物の濃度の高いＡ河川水を処理対象とし、５月に入り、晴天、降雨で水質変動が生じた時期（表１に示す如く、ＵＶ２６０ｎｍの吸光度（セル厚さ５０ｍｍ）が０．０６から０．０９に変動した時期）に、それぞれ吸引圧力が５０ｋＰａに達するまで１週間程度の通水を行った。
【００４９】
実施例及び比較例の濾過運転期間と被処理水の水質は表１に示す通りであった。
【００５０】
なお、実施例２の運転期間と比較例１の運転期間との間で、膜モジュールを新品に交換した。
【００５１】
【表１】
【００５２】
〈実施例１〉
前述の運転操作で吸引圧力が５０ｋＰａに達した時点で濾過を停止した後、被処理水の排出を開始した。水槽内の被処理水面は徐々に下降し、７秒後には被処理水面は膜モジュールの膜面上部より下方となり、膜の一部が表出した。この時点で薬液の注入を開始した。即ち、膜の二次側から、ＮａＯＨ：５，０００ｍｇ／ＬとＮａＯＣｌ：５００ｍｇ−Ｃｌ２／Ｌを含む混合薬液を、濾過水ポンプ配管を変更することにより膜面に対して１．０ｍ／ｄなるように逆流させた。これにより、被処理水面上に表出した膜面から薬液が浸出するのが観察された。
【００５３】
膜モジュールの膜が完全に表出した時点で薬液の注入を停止し、この状態で１時間保持した。この間に膜モジュールの表出した膜面からは、内部の薬液がわずかに浸出し、膜面を流下した。
【００５４】
その後、濾過水を膜の二次側から１分間１．０ｍ／ｄで逆流させて洗浄し、膜内部に保持されている薬液を一次側へ排出させると共に、水槽内の洗浄排水を排出させて薬品洗浄を終了させた。
【００５５】
再度、被処理水を水槽内に導入し、前述の運転操作で吸引濾過を再開し、再開直後の吸引圧力を測定し、結果を表２に示した。
【００５６】
なお、後述の比較例１の場合の薬品洗浄排水量（薬液注入量と水槽内の保有水量と薬液注入後の濾過水による逆洗水量との合計）を１とした場合の薬品洗浄排水量比を調べ、結果を表２に示した。
【００５７】
〈実施例２〉
実施例１において、薬液の注入を開始すると共に水槽内の被処理水を排出する際に、膜モジュール下方の散気管から気泡を放出させて、膜モジュールの膜面に気泡を供給しながら被処理水を水槽外へ排出したこと以外は同様にして薬品洗浄を行い、その後同様に吸引濾過を再開して吸引圧力及び薬品洗浄排水量比を調べ、結果を表２に示した。
【００５８】
〈比較例１〉
前述の運転操作で吸引圧力が５０ｋＰａに達した時点で濾過を停止した後、膜の二次側から、ＮａＯＨ：５，０００ｍｇ／ＬとＮａＯＣｌ：５００ｍｇ−Ｃｌ２／Ｌを含む混合薬液を、濾過水ポンプ配管を変更することにより膜面に対して１．０ｍ／ｄなるように６０秒間逆流させた。
【００５９】
その後、膜モジュール下方に配置した散気管から気泡を放出させて、膜モジュールの膜面に気泡を供給することにより、水槽内の被処理水を１時間気液混合した。
【００６０】
その後、濾過水を膜の二次側から１分間１．０ｍ／ｄで逆流させて洗浄し、膜内部に保持されている薬液を一次側へ排出させると共に、水槽内の被処理水（薬品洗浄排水）を排出させて薬品洗浄を終了させた。
【００６１】
再度、被処理水を水槽内に導入し、前述の運転操作で吸引濾過を再開し、再開直後の吸引圧力を測定し、結果を表２に示した。また、薬品洗浄排水量を調べ、この排水量を１とした。
【００６２】
〈比較例２〉
前述の運転操作で吸引圧力が５０ｋＰａに達した時点で濾過を停止した後、一旦、水槽内の被処理水を全量排出し、膜モジュールを大気下に露出させた。その後、膜の二次側から、ＮａＯＨ：５，０００ｍｇ／ＬとＮａＯＣｌ：５００ｍｇ−Ｃｌ２／Ｌを含む混合薬液を、濾過水ポンプ配管を変更することにより膜面に対して１．０ｍ／ｄなるように６０秒間逆流させた後、薬液の注入を停止し、この状態で１時間保持させた。
【００６３】
その後、濾過水を膜の二次側から１分間１．０ｍ／ｄで逆流させて洗浄し、膜内部に保持されている薬液を一次側へ排出させると共に、水槽内の洗浄排水を排出させて薬品洗浄を終了させた。
【００６４】
その後、実施例１と同様に吸引濾過を再開して吸引圧力及び薬品洗浄排水量比を調べ、結果を表２に示した。
【００６５】
【表２】
【００６６】
表２より次のことが明らかである。
・実施例１，２と比較例１では、吸引圧力の回復率に明らかな差があり、実施例１，２では薬品洗浄効果の大幅な向上効果と薬品洗浄排水量の大幅な削減効果が認められた。
・比較例２では比較例１よりも吸引圧力が低下したものの、実施例１，２には及ばなかった。
・散気管から曝気しながら水槽内の被処理水を排出すると同時に、薬液を二次側から一次側に浸出させた実施例２では、曝気をせずに薬液を浸出させた実施例１よりも、さらに吸引圧力が低減し、薬品洗浄効果が高いことが確認された。
【００６７】
以上の結果から、本発明によれば、効率的な薬品洗浄を行って、高い洗浄効果を得ることができることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の浸漬型膜分離装置の実施の形態を示す系統図である。
【符号の説明】
【００６９】
１ 水槽
２ 膜モジュール
３ 散気管
４ 濾過水槽
５ 薬液貯槽
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種水処理、特に活性汚泥の分離や、河川水等の天然水の膜濾過に用いられる浸漬型膜分離装置と、この浸漬型膜分離装置の薬品洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
膜モジュールを水槽内に配置し、水槽内の被処理水を膜濾過する浸漬型膜分離装置は、活性汚泥の分離や河川水等の天然水の膜濾過等、各種の水処理分野において広く実用化されている。このような浸漬型膜分離装置において、膜濾過を行う駆動圧に関しては、多くは吸引ポンプで負圧にすることにより発生させているが、水槽の水位を利用して重力差を用いる方法も実用化されている。膜モジュールの形状に関しては、平膜や中空糸膜を各種の形態で水槽内に配置する方式が採用されている。また、膜については、基本的に固液分離操作であるから、分離対象とする粒子を分離できる孔径のものが使用されており、精密濾過（ＭＦ）膜、限外濾過（ＵＦ）膜、ナノ濾過（ＮＦ）膜などが分離対象に応じて使い分けられている。
【０００３】
また、膜ファウリングを抑制するために、膜モジュールの下方から気泡を散気させて気液二相流下に膜モジュールを連続的又は間欠的に浸漬状態にする操作も実用化されている。
【０００４】
しかし、このような気液二相流を適用しても膜ファウリングを回復し得ない状況になった場合には、膜の薬品洗浄が必要となる。
【０００５】
従来、浸漬型膜分離装置の薬品洗浄方法としては、水槽内に膜モジュールを配置した状態で、この水槽内に洗浄薬品を添加して膜モジュールを浸漬した状態とする方法；水槽内に膜モジュールを浸漬配置した状態で、膜モジュールの二次側から洗浄薬品を一次側に逆流させる方法（特許第３４８８５３５号公報）；或いは水槽外に膜モジュールを取り出して、別に設けた薬品洗浄槽に移送し、この槽内で薬品洗浄する方法などが採用されている。
【特許文献１】特許第３４８８５３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、水槽内に薬品を添加する方式では多量の薬品を必要とするだけでなく、洗浄廃液が大量に発生するという問題がある。また、膜モジュールの二次側から洗浄薬品を逆流させる方法では、水槽内に保存されている被処理水で薬品が希釈されてしまうために、十分な薬品洗浄効果が期待できないという問題がある。また、この方法でもやはり大量の洗浄廃液が発生する。また、別途、設けた薬品洗浄槽に移送する方式では、特別の洗浄設備を必要とする他、膜モジュールを移送する工程と手段を必要とし、大規模な設備には適さないという問題がある。
【０００７】
本発明は上記従来の問題点を解決し、特別な設備や作業を要することなく、簡易な方法で、膜モジュールを効率的に薬品洗浄することができ、洗浄廃液量の低減も可能な技術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】
本発明（請求項１）の浸漬型膜分離装置は、膜モジュールを水槽内に配置し、該水槽内の被処理水を吸引圧及び／又は重力差で膜濾過する浸漬型膜分離装置において、該膜の二次側に洗浄薬品を注入して一次側に浸出させる洗浄薬品注入手段と、該水槽内の被処理水を槽外へ排出する被処理水排出手段とを備え、該被処理水排出手段により被処理水を槽外へ排出し、前記膜モジュールの膜の一部が水面上に表出したときに、前記洗浄薬品注入手段により洗浄薬品の注入を開始するように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２の浸漬型膜分離装置は、請求項１において、前記水槽内の膜モジュールの下部に散気手段が設けられており、前記被処理水排出手段による被処理水の排出と共に該散気手段による散気で膜面に気泡流を供給するように構成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の浸漬型膜分離装置は、請求項１又は２において、前記膜モジュールは、膜面が略鉛直方向となるように配置されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項４の浸漬型膜分離装置は、請求項１ないし３のいずれか１項において、前記洗浄薬品が、硫酸、塩酸、硝酸、シュウ酸、クエン酸、アスコルビン酸、水酸化ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム、過酸化水素、酵素、及び界面活性剤よりなる群から選ばれる１種又は２種以上を含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明（請求項５）の浸漬型膜分離装置の薬品洗浄方法は、膜モジュールを水槽内に配置し、該水槽内の被処理水を吸引圧及び／又は重力差で膜濾過する浸漬型膜分離装置の薬品洗浄方法において、該水槽内の被処理水を槽外へ排出し、前記膜モジュールの膜の一部が水面上に表出したときに、該膜の二次側への洗浄薬品の注入を開始して一次側に浸出させることを特徴とする。
【００１３】
請求項６の浸漬型膜分離装置の薬品洗浄方法は、請求項５において、前記水槽内の膜モジュール下部に散気手段が設けられており、該水槽内の被処理水を槽外へ排出する間に、該散気装置から散気して膜面に気泡流を供給することを特徴とする。
【００１４】
請求項７の浸漬型膜分離装置の薬品洗浄方法は、請求項５又は６において、前記膜モジュールは、膜面が略鉛直方向となるように配置されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項８の浸漬型膜分離装置の薬品洗浄方法は、請求項５ないし７のいずれか１項において、前記洗浄薬品が、硫酸、塩酸、硝酸、シュウ酸、クエン酸、アスコルビン酸、水酸化ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム、過酸化水素、酵素、及び界面活性剤よりなる群から選ばれる１種又は２種以上を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の浸漬型膜分離装置及びその薬品洗浄方法によれば、特別な設備や作業を要することなく、簡易な方法で、膜モジュールを効率的に薬品洗浄することができ、しかも、洗浄廃液量も大幅に低減することができる。
【００１７】
即ち、本発明においては、水槽内の被処理水を水槽外へ排出し、膜モジュールの膜の一部が水面上に表出したときに膜の二次側への洗浄薬品の注入を開始して一次側に浸出させるため、膜の二次側から供給され一次側に浸出した洗浄薬品が水槽内の被処理水により希釈されることは殆どない。即ち、膜の二次側に注入された洗浄薬品は、水面上に表出した膜部分から優先的に膜の一次側に浸出するため、膜表面に浸出した薬品の殆どは被処理水と接触することなく膜面に保持され、その後流下する。このため、十分な濃度の洗浄薬品により、高い薬品洗浄効果を得ることができる。しかも、水槽から排出した被処理水は、薬品の混入が殆どないため、洗浄廃液とはならず、被処理水として再度処理することができ、また、水質によってはそのまま放流することも可能である。
【００１８】
また、この薬品洗浄に際して、水槽内の被処理水が排出され、膜面を被処理水面が下降する際の物理的な作用が薬品を浸出している膜面に付与されることでも、膜面付着物が剥離され、良好な洗浄効果が得られる。
【００１９】
なお、本発明において、水槽内の被処理水を排出し、膜の一部が水面上に表出したときに、洗浄薬品を膜の二次側に注入することを開始することは極めて重要であり、水槽内に被処理水を保持した状態で膜の二次側から洗浄薬品を注入する前述の特許文献１の方法では、一次側に浸出した薬品が被処理水により希釈されるために良好な薬品洗浄効果が得られず、また、大量の洗浄廃液が発生する。一方、膜の二次側に洗浄薬品を注入するに先立ち、水槽内の被処理水を排出させてしまい、膜モジュール全体を大気中に晒してしまうと、後述の比較例２の結果からも明らかなように、十分な洗浄効果が得られない。これは膜面に付着物が付着したままで、気相下で洗浄薬品を膜の二次側に注入しても、洗浄薬品が膜面全体に均等に浸出せず、膜のうち、洗浄薬品の浸出し易い部分のみから不均一に洗浄薬品が浸出するために、膜面全体にわたって十分な洗浄効果が得られないからである。
【００２０】
なお、本発明において、水槽内の被処理水を排出し、膜の一部が水面上に表出したときに洗浄薬品の膜の二次側への注入を開始することは、例えば、後述の図１に示す浸漬型膜分離装置において、バルブＶ６を開とし、ポンプＰを作動させて薬液貯槽５の薬液を膜モジュール２の二次側に注入する際に、予め、バルブＶ４を開として、水槽１内の被処理水を抜き出し、水槽１内の水面が膜モジュール２の膜上部に達したときに、ポンプＰを作動させると共に、バルブＶ６を開とすることを指し、従って、膜の二次側に注入された薬液が膜の一次側に浸出するときには、当該浸出部分の膜面は被処理水面より上方にあることを指す。
【００２１】
本発明において、水槽からの被処理水の排出に際しては、膜モジュール下方の散気手段から散気して、膜面に気泡流（気液二相流）を付与することにより、より一層良好な洗浄効果を得ることができる（請求項２，６）。
【００２２】
また、膜モジュールは、その膜面が略鉛直方向となるように配置することが好ましく、このようにすることで、膜面から浸出した洗浄薬品が膜面を流下する間に均等に膜に塗布され、高い洗浄効果が得られるようになる。また、散気手段からの散気下に被処理水を排出する場合においても、気泡流で波立った被処理水面が膜面を下降し、気液界面での気泡の破裂や気液界面の揺動により発生する剪断力が膜面に付与されることで、高い物理的洗浄効果が得られ、洗浄薬品の流下による化学的洗浄効果との相乗効果で膜面付着物が効率的に剥離されるようになる（請求項３，７）。
【００２３】
本発明において、洗浄に用いる薬品としては、硫酸、塩酸、硝酸、シュウ酸、クエン酸、アスコルビン酸、水酸化ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム、過酸化水素、酵素、界面活性剤等が好ましい（請求項４，８）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に図面を参照して本発明の浸漬型膜分離装置及びその薬品洗浄方法の実施の形態を詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の浸漬型膜分離装置の実施の形態を示す系統図である。
【００２６】
１は被処理水が導入される水槽であり、槽内に膜モジュール２が浸漬されている。水槽１内の膜モジュール２の下方には散気管３が設けられている。４は濾過水（処理水）槽、５は薬液貯槽であり、１１〜１８の各符号は配管、Ｐはポンプ（吸引及び洗浄ポンプ）、Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６は開閉バルブを示す。
【００２７】
前述の如く、このような浸漬型膜分離装置において、膜濾過を行う駆動圧は、通常、図１に示す如く、吸引ポンプで負圧にすることにより発生させているが、水槽の水位を利用した重力差によるものとしても良い。また、両者の併用とすることもできる。
【００２８】
膜モジュールの形状については、平膜や中空糸膜を各種の形状で水槽内に配置する方式であれば良いが、前述の如く、膜面を鉛直に設置する方式のものが好適である。膜の種類については、固液分離操作を行うために、分離対象とする粒子を分離できる孔径のものが使用されるが、ＭＦ膜、ＵＦ膜、ＮＦ膜などを分離対象に応じて使い分けることができる。
【００２９】
以下に図１に示す浸漬型膜分離装置における膜濾過運転操作と薬品洗浄操作について説明する。
【００３０】
〈膜濾過運転操作〉
バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３を開、バルブＶ４，Ｖ５，Ｖ６を閉として、ポンプＰを作動させ、配管１１から導入される水槽１内の被処理水を、吸引ポンプＰによる駆動圧で膜モジュール２で膜濾過し、濾過水は配管１２，１３を経て濾過水槽４に貯留する。
【００３１】
この膜濾過運転は、吸引ポンプＰを間欠的に作動させることで所定の時間、例えば５〜１２０分膜濾過を行った後、所定の時間、例えば０．５〜１０分膜濾過を停止する間欠運転としても良い。また、この膜濾過の停止期間中は、膜モジュール２下方の散気管３からの散気で、膜面に気泡流を接触させて膜面付着物を除去するようにしても良い。
【００３２】
また、このような膜濾過運転を所定の時間、例えば０．５〜２４時間行った後、ポンプＰを停止し、バルブＶ１閉、バルブＶ４開として、水槽１内の被処理水を配管１７より一旦排出し、その後、再びバルブＶ４閉、バルブＶ１開として水槽１内に被処理水を溜め、膜濾過運転を再開するようにしても良い。この被処理水の排出に際しては、散気管３からの散気を行って、膜面に気泡流を接触させることにより、良好な物理的洗浄効果を得ることができる。なお、水槽１から排出した被処理水は、再度水槽に戻して膜濾過処理しても良く、水質によってはそのまま放流しても良い。
【００３３】
〈薬品洗浄操作〉
上述のような膜濾過運転を所定期間行った後、或いは、膜濾過運転を継続することにより吸引圧力が所定の圧力よりも高くなった場合には、以下の操作で薬品洗浄を行う。
【００３４】
まず、バルブＶ１，Ｖ３，Ｖ５を閉、バルブＶ４を開とすると共に散気管３からの散気を開始し、水槽１内の被処理水を散気管３からの曝気下に配管１７より槽外へ排出させる。この排出させた被処理水は、前述の如く、再度膜濾過に供しても良く、放流しても良い。そして、水槽１内の被処理水面が下降し、膜モジュール２の膜の一部（上部）が水面上に表出した時点で、バルブＶ２，Ｖ６を開とし、ポンプＰを作動させて、薬液貯槽５内の薬液を配管１４，１５，１６，１２を経て膜モジュール２の二次側に注入して一次側に浸漬させる。
【００３５】
このように膜モジュール２の下方からの散気下に、被処理水を排出することによって、鉛直に配置した膜面において、その気液界面での気泡の破裂や気液界面の揺動することによって発生する剪断力によって、膜面に付着した汚染物を剥離させつつ、水槽１内の被処理水面が降下する。その後、膜モジュール２の下端以下まで被処理水を排出する操作により、水槽１内の保有水量を減少させる。
【００３６】
一方、膜モジュール２の二次側に注入された薬液は膜内部を満たすと共に、膜の一次側に浸出し、一次側に浸出した薬液は、略鉛直方向に配置された膜面を流下する。
【００３７】
このように膜を略鉛直方向に配置しておくと、膜の一次側に浸出した薬液が膜面を流下することによって、膜面を均等に濡らし、あたかも薬液を膜面に塗布したかのような状態となって、膜面全体を薬液に接触させることができるようになる。
【００３８】
このように、薬液が膜面を流下する際、水槽内の被処理水面が下降しているため、薬液が被処理水によって希釈されることはなく、薬液が浸出して満遍なく薬液が塗布された膜の一次側は、薬液本来の洗浄効果で十分に洗浄される。また、膜面を流下した薬液が更に水槽底部に至った際には、水槽内の被処理水は完全に排出されているか、或いは膜モジュール下部にわずかに残るだけであるので、薬液が被処理水に混入した洗浄廃液は全く発生しないか或いは発生してもごくわずかである。
【００３９】
このように、水槽１内の被処理水をほぼ完全に排出し、膜モジュール２の膜内部に薬品を保持すると共に、一次側に薬品が浸出し膜面を流下する状態で、バルブＶ６を閉としてポンプＰを停止して、所定時間、例えば１分〜１時間保持することにより、薬品による洗浄効果で膜面の汚染物質が非常に剥離し易い状態となる。
【００４０】
その後は、バルブＶ５を開としてポンプＰを作動させ、濾過水槽４内の濾過水を、配管１７，１５，１６，１２を経て膜モジュール２の二次側から一次側に逆流させることにより、膜内の薬液を押し出し、押し出した薬液を配管１７から排出することにより、膜モジュール２内及び水槽１内に薬液を残留させることなく、薬品洗浄を終了する。なお、この薬液の押し出し洗浄は濾過水に限らず、他系統の清水を用いて行っても良く、また、水質によっては被処理水を用いて行うこともできる。
【００４１】
このような薬品洗浄後は、再度バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３開、バルブＶ４，Ｖ５，Ｖ６閉としてポンプＰを作動させ、前述の膜濾過運転を再開する。
【００４２】
なお、この薬品洗浄操作は、２種以上の薬液を用い、同様の操作を２回以上繰り返し行っても良く、薬品洗浄毎に異なる薬液を用い、例えば酸による薬品洗浄とアルカリによる薬品洗浄とを交互に行うようにしても良い。
【００４３】
本発明において、洗浄に用いる薬品には特に制限はなく、被処理水の性状や浸漬型膜分離装置の運転条件、膜の汚染状況に応じて適宜選択されるが、通常の場合、硫酸、塩酸、硝酸、シュウ酸、クエン酸、アスコルビン酸、水酸化ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム、過酸化水素、酵素、界面活性剤等の１種又は２種を用いて薬液が調製される。薬液の薬品濃度についても用いる薬品の種類と被処理水の性状や浸漬型膜分離装置の運転条件、膜の汚染状況に応じて適宜選択される。なお、異なる薬品を用いて２種以上の薬液を調製し、薬品洗浄を多段階で行うこともできる。
【実施例】
【００４４】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００４５】
〈浸漬型膜分離装置構成及び運転条件〉
以下の実施例及び比較例で用いた浸漬型膜分離装置は、図１に示す如く、三菱レイヨン製のポリエチレン０．１μｍ精密濾過中空糸膜よりなるスクリーン状の膜モジュールを、中空糸膜の膜面が鉛直方向（中空糸が鉛直方向）になるように水槽内に配置し、この膜モジュールの下方に散気管を配置したものである。
【００４６】
膜濾過水の吸引には自給式の渦巻きポンプを用いて、間欠的に膜濾過流束２．０ｍ／ｄの速度で吸引濾過（２７分濾過・３分停止）した。この濾過停止期間においては、膜モジュール下方に配置した散気管から膜モジュールに気泡を放出させて暴露させた。また、２４時間の濾過運転を継続した後、膜モジュール下方に配置した散気管から膜モジュールに気泡を暴露させながら、水槽内の被処理水を水槽から排出した。排出した被処理水は系外へ排出した。
【００４７】
この濾過運転と被処理水の排出とを繰り返して、一定の期間膜濾過に要する吸引圧力を記録し、吸引圧力が５０ｋＰａに達した時点で濾過運転を停止し、各々薬品洗浄を行った。
【００４８】
〈被処理水〉
以下の実施例及び比較例においては、比較的有機物の濃度の高いＡ河川水を処理対象とし、５月に入り、晴天、降雨で水質変動が生じた時期（表１に示す如く、ＵＶ２６０ｎｍの吸光度（セル厚さ５０ｍｍ）が０．０６から０．０９に変動した時期）に、それぞれ吸引圧力が５０ｋＰａに達するまで１週間程度の通水を行った。
【００４９】
実施例及び比較例の濾過運転期間と被処理水の水質は表１に示す通りであった。
【００５０】
なお、実施例２の運転期間と比較例１の運転期間との間で、膜モジュールを新品に交換した。
【００５１】
【表１】
【００５２】
〈実施例１〉
前述の運転操作で吸引圧力が５０ｋＰａに達した時点で濾過を停止した後、被処理水の排出を開始した。水槽内の被処理水面は徐々に下降し、７秒後には被処理水面は膜モジュールの膜面上部より下方となり、膜の一部が表出した。この時点で薬液の注入を開始した。即ち、膜の二次側から、ＮａＯＨ：５，０００ｍｇ／ＬとＮａＯＣｌ：５００ｍｇ−Ｃｌ２／Ｌを含む混合薬液を、濾過水ポンプ配管を変更することにより膜面に対して１．０ｍ／ｄなるように逆流させた。これにより、被処理水面上に表出した膜面から薬液が浸出するのが観察された。
【００５３】
膜モジュールの膜が完全に表出した時点で薬液の注入を停止し、この状態で１時間保持した。この間に膜モジュールの表出した膜面からは、内部の薬液がわずかに浸出し、膜面を流下した。
【００５４】
その後、濾過水を膜の二次側から１分間１．０ｍ／ｄで逆流させて洗浄し、膜内部に保持されている薬液を一次側へ排出させると共に、水槽内の洗浄排水を排出させて薬品洗浄を終了させた。
【００５５】
再度、被処理水を水槽内に導入し、前述の運転操作で吸引濾過を再開し、再開直後の吸引圧力を測定し、結果を表２に示した。
【００５６】
なお、後述の比較例１の場合の薬品洗浄排水量（薬液注入量と水槽内の保有水量と薬液注入後の濾過水による逆洗水量との合計）を１とした場合の薬品洗浄排水量比を調べ、結果を表２に示した。
【００５７】
〈実施例２〉
実施例１において、薬液の注入を開始すると共に水槽内の被処理水を排出する際に、膜モジュール下方の散気管から気泡を放出させて、膜モジュールの膜面に気泡を供給しながら被処理水を水槽外へ排出したこと以外は同様にして薬品洗浄を行い、その後同様に吸引濾過を再開して吸引圧力及び薬品洗浄排水量比を調べ、結果を表２に示した。
【００５８】
〈比較例１〉
前述の運転操作で吸引圧力が５０ｋＰａに達した時点で濾過を停止した後、膜の二次側から、ＮａＯＨ：５，０００ｍｇ／ＬとＮａＯＣｌ：５００ｍｇ−Ｃｌ２／Ｌを含む混合薬液を、濾過水ポンプ配管を変更することにより膜面に対して１．０ｍ／ｄなるように６０秒間逆流させた。
【００５９】
その後、膜モジュール下方に配置した散気管から気泡を放出させて、膜モジュールの膜面に気泡を供給することにより、水槽内の被処理水を１時間気液混合した。
【００６０】
その後、濾過水を膜の二次側から１分間１．０ｍ／ｄで逆流させて洗浄し、膜内部に保持されている薬液を一次側へ排出させると共に、水槽内の被処理水（薬品洗浄排水）を排出させて薬品洗浄を終了させた。
【００６１】
再度、被処理水を水槽内に導入し、前述の運転操作で吸引濾過を再開し、再開直後の吸引圧力を測定し、結果を表２に示した。また、薬品洗浄排水量を調べ、この排水量を１とした。
【００６２】
〈比較例２〉
前述の運転操作で吸引圧力が５０ｋＰａに達した時点で濾過を停止した後、一旦、水槽内の被処理水を全量排出し、膜モジュールを大気下に露出させた。その後、膜の二次側から、ＮａＯＨ：５，０００ｍｇ／ＬとＮａＯＣｌ：５００ｍｇ−Ｃｌ２／Ｌを含む混合薬液を、濾過水ポンプ配管を変更することにより膜面に対して１．０ｍ／ｄなるように６０秒間逆流させた後、薬液の注入を停止し、この状態で１時間保持させた。
【００６３】
その後、濾過水を膜の二次側から１分間１．０ｍ／ｄで逆流させて洗浄し、膜内部に保持されている薬液を一次側へ排出させると共に、水槽内の洗浄排水を排出させて薬品洗浄を終了させた。
【００６４】
その後、実施例１と同様に吸引濾過を再開して吸引圧力及び薬品洗浄排水量比を調べ、結果を表２に示した。
【００６５】
【表２】
【００６６】
表２より次のことが明らかである。
・実施例１，２と比較例１では、吸引圧力の回復率に明らかな差があり、実施例１，２では薬品洗浄効果の大幅な向上効果と薬品洗浄排水量の大幅な削減効果が認められた。
・比較例２では比較例１よりも吸引圧力が低下したものの、実施例１，２には及ばなかった。
・散気管から曝気しながら水槽内の被処理水を排出すると同時に、薬液を二次側から一次側に浸出させた実施例２では、曝気をせずに薬液を浸出させた実施例１よりも、さらに吸引圧力が低減し、薬品洗浄効果が高いことが確認された。
【００６７】
以上の結果から、本発明によれば、効率的な薬品洗浄を行って、高い洗浄効果を得ることができることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の浸漬型膜分離装置の実施の形態を示す系統図である。
【符号の説明】
【００６９】
１ 水槽
２ 膜モジュール
３ 散気管
４ 濾過水槽
５ 薬液貯槽
【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜モジュールを水槽内に配置し、該水槽内の被処理水を吸引圧及び／又は重力差で膜濾過する浸漬型膜分離装置において、
該膜の二次側に洗浄薬品を注入して一次側に浸出させる洗浄薬品注入手段と、
該水槽内の被処理水を槽外へ排出する被処理水排出手段とを備え、
該被処理水排出手段により被処理水を槽外へ排出し、前記膜モジュールの膜の一部が水面上に表出したときに、前記洗浄薬品注入手段により洗浄薬品の注入を開始するように構成されていることを特徴とする浸漬型膜分離装置。
【請求項２】
請求項１において、前記水槽内の膜モジュールの下部に散気手段が設けられており、前記被処理水排出手段による被処理水の排出と共に該散気手段による散気で膜面に気泡流を供給するように構成されていることを特徴とする浸漬型膜分離装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記膜モジュールは、膜面が略鉛直方向となるように配置されていることを特徴とする浸漬型膜分離装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記洗浄薬品が、硫酸、塩酸、硝酸、シュウ酸、クエン酸、アスコルビン酸、水酸化ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム、過酸化水素、酵素、及び界面活性剤よりなる群から選ばれる１種又は２種以上を含むことを特徴とする浸漬型膜分離装置。
【請求項５】
膜モジュールを水槽内に配置し、該水槽内の被処理水を吸引圧及び／又は重力差で膜濾過する浸漬型膜分離装置の薬品洗浄方法において、
該水槽内の被処理水を槽外へ排出し、前記膜モジュールの膜の一部が水面上に表出したときに、該膜の二次側への洗浄薬品の注入を開始して一次側に浸出させることを特徴とする浸漬型膜分離装置の薬品洗浄方法。
【請求項６】
請求項５において、前記水槽内の膜モジュール下部に散気手段が設けられており、該水槽内の被処理水を槽外へ排出する間に、該散気装置から散気して膜面に気泡流を供給することを特徴とする浸漬型膜分離装置の薬品洗浄方法。
【請求項７】
請求項５又は６において、前記膜モジュールは、膜面が略鉛直方向となるように配置されていることを特徴とする浸漬型膜分離装置の薬品洗浄方法。
【請求項８】
請求項５ないし７のいずれか１項において、前記洗浄薬品が、硫酸、塩酸、硝酸、シュウ酸、クエン酸、アスコルビン酸、水酸化ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム、過酸化水素、酵素、及び界面活性剤よりなる群から選ばれる１種又は２種以上を含むことを特徴とする浸漬型膜分離装置の薬品洗浄方法。
【請求項１】
膜モジュールを水槽内に配置し、該水槽内の被処理水を吸引圧及び／又は重力差で膜濾過する浸漬型膜分離装置において、
該膜の二次側に洗浄薬品を注入して一次側に浸出させる洗浄薬品注入手段と、
該水槽内の被処理水を槽外へ排出する被処理水排出手段とを備え、
該被処理水排出手段により被処理水を槽外へ排出し、前記膜モジュールの膜の一部が水面上に表出したときに、前記洗浄薬品注入手段により洗浄薬品の注入を開始するように構成されていることを特徴とする浸漬型膜分離装置。
【請求項２】
請求項１において、前記水槽内の膜モジュールの下部に散気手段が設けられており、前記被処理水排出手段による被処理水の排出と共に該散気手段による散気で膜面に気泡流を供給するように構成されていることを特徴とする浸漬型膜分離装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記膜モジュールは、膜面が略鉛直方向となるように配置されていることを特徴とする浸漬型膜分離装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記洗浄薬品が、硫酸、塩酸、硝酸、シュウ酸、クエン酸、アスコルビン酸、水酸化ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム、過酸化水素、酵素、及び界面活性剤よりなる群から選ばれる１種又は２種以上を含むことを特徴とする浸漬型膜分離装置。
【請求項５】
膜モジュールを水槽内に配置し、該水槽内の被処理水を吸引圧及び／又は重力差で膜濾過する浸漬型膜分離装置の薬品洗浄方法において、
該水槽内の被処理水を槽外へ排出し、前記膜モジュールの膜の一部が水面上に表出したときに、該膜の二次側への洗浄薬品の注入を開始して一次側に浸出させることを特徴とする浸漬型膜分離装置の薬品洗浄方法。
【請求項６】
請求項５において、前記水槽内の膜モジュール下部に散気手段が設けられており、該水槽内の被処理水を槽外へ排出する間に、該散気装置から散気して膜面に気泡流を供給することを特徴とする浸漬型膜分離装置の薬品洗浄方法。
【請求項７】
請求項５又は６において、前記膜モジュールは、膜面が略鉛直方向となるように配置されていることを特徴とする浸漬型膜分離装置の薬品洗浄方法。
【請求項８】
請求項５ないし７のいずれか１項において、前記洗浄薬品が、硫酸、塩酸、硝酸、シュウ酸、クエン酸、アスコルビン酸、水酸化ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウム、過酸化水素、酵素、及び界面活性剤よりなる群から選ばれる１種又は２種以上を含むことを特徴とする浸漬型膜分離装置の薬品洗浄方法。
【図１】
【公開番号】特開２００６−２５５５６７（Ｐ２００６−２５５５６７Ａ）
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−７５３６１（Ｐ２００５−７５３６１）
【出願日】平成１７年３月１６日（２００５．３．１６）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月１６日（２００５．３．１６）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
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