濾過部材洗浄システム
【課題】濾過部材に対して閉塞の発生を抑制しながら、処理水の水質の悪化を抑制可能な濾過部材洗浄システムを提供する。
【解決手段】原水Ｗ１の濾過を行う濾過部材２３と、一次側領域２１から二次側領域２２に向かって原水Ｗ１を濾過部材２３に通過させて原水Ｗ１の濾過処理を行う濾過処理装置２と、一次側領域２１から二次側領域２２に向かって原水Ｗ１を流通させる原水流通手段３と、濾過部材２３に二次側から一次側に向けて洗浄液Ｗ３を供給する洗浄液供給手段４と、一次側領域２１と二次側領域２２との圧力差の測定を行う圧力差測定手段８と、圧力差測定手段８により測定された圧力差測定値が圧力差閾値以上となった場合に、洗浄液Ｗ３の供給終了から時間閾値を経過した後に、洗浄液供給手段４の起動の決定を行う判定手段９１と、判定手段９１による判定結果に基づいて洗浄液供給手段４の起動を制御する制御手段９２と、を備える。
【解決手段】原水Ｗ１の濾過を行う濾過部材２３と、一次側領域２１から二次側領域２２に向かって原水Ｗ１を濾過部材２３に通過させて原水Ｗ１の濾過処理を行う濾過処理装置２と、一次側領域２１から二次側領域２２に向かって原水Ｗ１を流通させる原水流通手段３と、濾過部材２３に二次側から一次側に向けて洗浄液Ｗ３を供給する洗浄液供給手段４と、一次側領域２１と二次側領域２２との圧力差の測定を行う圧力差測定手段８と、圧力差測定手段８により測定された圧力差測定値が圧力差閾値以上となった場合に、洗浄液Ｗ３の供給終了から時間閾値を経過した後に、洗浄液供給手段４の起動の決定を行う判定手段９１と、判定手段９１による判定結果に基づいて洗浄液供給手段４の起動を制御する制御手段９２と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理システムを構成する濾過処理装置における濾過膜モジュール等の濾過部材を洗浄する濾過部材洗浄システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、工場排水や生活排水などの原水から高純度の処理水（浄化水）を生産し、処理水を各種プロセス水、中水、雑用水等に使用可能とする水処理システムが知られている。このような排水処理を行う水処理システムにおいては、原水に対して、例えば、膜分離活性汚泥法による水浄化技術が利用されている。膜分離活性汚泥法では、活性汚泥と処理水とを分離するため、濾過処理装置により濾過処理が行われる。
【０００３】
濾過処理装置は、濾過部材として、曝気槽を兼ねる濾過処理水槽の内部に浸漬配置され、一次側から二次側に向かって原水（微生物の作用により有機物等が分解された原水）を通過させて活性汚泥と処理水との分離を行う濾過膜モジュールを有している。濾過処理装置によれば、一次側から二次側に向かって原水を濾過膜モジュールに通過させることにより原水の濾過処理を行うことができる。
【０００４】
一方、濾過処理装置は、濾過処理を繰り返すと、濾過膜モジュールに捕捉された活性汚泥等の不純物により濾過膜モジュールが閉塞する。そのため、閉塞した濾過膜モジュールに対して逆洗浄を行い、濾過膜モジュールに付着した不純物を除去する必要がある。濾過膜モジュールの逆洗浄では、濾過膜モジュールを濾過処理水槽の内部に配置した状態のままで二次側から一次側に向けて濾過膜モジュールに洗浄液等を供給し、濾過膜モジュールの洗浄を行う。
【０００５】
ここで、逆洗浄は、定期的（例えば、１ヶ月毎）に行われるが、例えば、有機物濃度の高い原水が導入され、活性汚泥濃度が急激に増加したときは、定期的な逆洗浄が行われる前に濾過膜モジュールが閉塞する場合がある。そのため、濾過処理装置は、定期的な逆洗浄の他に、濾過膜モジュールの膜差圧を監視し、濾過膜モジュールの膜差圧に基づいて逆洗浄を行う場合がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３００９６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、濾過膜モジュールの膜差圧に基づいて逆洗浄を行う場合には、濾過膜モジュールが閉塞しやすい状態（例えば、活性汚泥濃度が増加した状態等）にあると、すぐに濾過膜モジュールの膜差圧が上昇してしまうため、所定時間が経過することなく次の逆洗浄を行う場合がある。
また、濾過膜モジュールの逆洗浄には、高濃度の酸化剤（例えば、次亜塩素酸ナトリウム水溶液）が使用される。濾過処理水槽内に流入した酸化剤は、濾過処理中に曝気を行うことにより大気中に放出されるため、通常は微生物の成長に影響はないとされている。しかしながら、逆洗浄を行った後、所定時間が経過することなく次の逆洗浄を行うと、濾過処理水槽内の微生物の多くが酸化剤の頻繁な流入により死滅してしまう。これにより、原水の十分な活性汚泥処理ができなくなり、処理水の水質が悪化するおそれがある。
【０００８】
本発明は、濾過処理装置における濾過部材に対して閉塞の発生を抑制しながら、処理水の水質の悪化を抑制可能な濾過部材洗浄システム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】
【０００９】
本発明は、一次側から二次側に向かって原水を通過させ原水の濾過を行う濾過部材と、該濾過部材により区画される一次側領域及び二次側領域とを有し、一次側領域から二次側領域に向かって原水を前記濾過部材に通過させることにより原水の濾過処理を行う濾過処理装置と、一次側領域から二次側領域に向かって原水を流通させる原水流通手段と、前記濾過部材に二次側から一次側に向けて洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、濾過処理中の一次側領域と二次側領域との圧力差の測定を行う圧力差測定手段と、所定の圧力差閾値及び所定の時間閾値を設定可能で、設定された該圧力差閾値及び該時間閾値に基づいて前記洗浄液供給手段の起動の判定を行う判定手段であって、前記洗浄液供給手段による洗浄液の供給終了後において、前記圧力差測定手段により測定された圧力差測定値が前記圧力差閾値以上となった場合に、前記洗浄液供給手段による洗浄液の供給終了から前記時間閾値を経過した後に、前記洗浄液供給手段の起動の決定を行う判定手段と、前記判定手段による判定結果に基づいて、前記洗浄液供給手段の起動の制御を行う制御手段と、を備える濾過部材洗浄システムに関する。
【００１０】
また、前記制御手段は、前記判定手段による判定結果にかかわらず、前記洗浄液供給手段の起動の制御が可能な強制洗浄部を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、濾過処理装置における濾過部材に対して閉塞の発生を抑制しながら、処理水の水質の悪化を抑制可能な濾過部材洗浄システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る濾過部材洗浄システムを示す構成図である。
【図２】図１に示す濾過部材洗浄システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る濾過部材洗浄システム１を示す構成図である。
図１に示す濾過部材洗浄システム１は、水処理システムの一部を構成している。水処理システムは、例えば、工場排水や生活排水などの原水Ｗ１から懸濁物質などの不純物を除去し、各種プロセス水、中水、雑用水等として再利用可能な処理水（浄化水）Ｗ２を生成する。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態に係る濾過部材洗浄システム１は、濾過処理を行う濾過処理装置２と、原水流通手段としての濾過用ポンプ３と、洗浄液供給手段としての洗浄用ポンプ４と、処理水Ｗ２が貯留される処理水タンク６と、洗浄液Ｗ３が貯留される洗浄液タンク７と、圧力差測定手段としての圧力センサ８と、判定手段としての判定部９１及び制御手段としての制御部９２を有するシステム制御装置９とを主体として構成されている。
【００１５】
また、本実施形態に係る濾過部材洗浄システム１は、更に、原水ラインＬ１、第１処理水ライン（第２洗浄液ライン）Ｌ２、第２処理水ラインＬ３、第１洗浄液ラインＬ４、処理水バルブ３１、処理水逆止弁３２、洗浄液バルブ４１、洗浄液逆止弁４２などを備える。
【００１６】
本実施形態に係る濾過部材洗浄システム１において、原水Ｗ１は、濾過処理装置２による濾過処理の前に、必要に応じて前処理が行われ、その後、原水ラインＬ１を介して、濾過処理装置２に供給される。
濾過処理装置２により濾過処理が行われた処理水（透過水）Ｗ２は、第１処理水ラインＬ２及び第２処理水ラインＬ３（以下、第１処理水ラインＬ２及び第２処理水ラインＬ３を併せて「処理水ラインＬ２３」ともいう）を介して、処理水タンク６へ供給される。
【００１７】
また、洗浄液タンク７に貯留される洗浄液Ｗ３は、第１洗浄液ラインＬ４及び第２洗浄液ラインＬ２（以下、第１洗浄液ラインＬ４及び第２洗浄液ラインＬ２を併せて「洗浄液ラインＬ４２」ともいう）を介して、濾過処理装置２へ供給される。
なお、第１処理水ラインＬ２及び第２洗浄液ラインＬ２は、原水Ｗ１及び洗浄液Ｗ３の供給に兼用されるラインであり、使用態様に応じて言い分けることにする。また、「ライン」とは、流路、経路、管路などの物体の流通が可能なラインの総称をいう。
【００１８】
以下、本実施形態に係る濾過部材洗浄システム１について詳述する。
濾過処理装置２による濾過処理の前には、所要の前処理が行われる。前処理が行われた原水Ｗ１は、図１に示すように、原水ラインＬ１を介して、濾過処理装置２に供給される。
【００１９】
濾過処理装置２は、原水Ｗ１に対して濾過処理を行う装置である。図１に示すように、濾過処理装置２は、濾過部材としての濾過膜モジュール２３と、濾過処理水槽２４とを備える。
【００２０】
濾過膜モジュール２３は、多数の濾過膜（図示せず）を備えており、濾過膜により懸濁物質などの不純物を除去する。
濾過膜としては、例えば、精密濾過膜（ＭＦ膜）、限外濾過膜（ＵＦ膜）及びナノ濾過膜（ＮＦ膜）が挙げられる。濾過膜の形状としては、平膜型、中空糸膜型、管状型及びノモリス型が挙げられる。これらの濾過膜は、処理水の用途、例えば、蒸気ボイラ、温水ボイラ、クーリングタワー、給湯器などの熱機器への給水や、半導体製造、電子部品、医療器具などの洗浄など、処理水に求められる用途に応じて適宜選択されて使用される。
【００２１】
濾過処理水槽２４は、その内部に、原水Ｗ１を貯留可能であると共に、濾過膜モジュール２３を配置可能となっている。濾過処理水槽２４の内部には、原水ラインＬ１を介して原水Ｗ１が供給されて、貯留される。
【００２２】
本実施形態における濾過処理装置２は、膜分離活性汚泥法（ＭＢＲ；メンブレン・バイオ・リアクター）により濾過処理を行う。なお、ＭＢＲによる濾過処理の場合には、通常、中空糸膜型のＵＦ膜又はＭＦ膜が濾過処理水槽２４に浸漬された状態で配置され、使用される。
なお、ＭＢＲにおいては、濾過膜モジュール２３の下方には、外部のブロアに接続された散気管が配置され、濾過処理中に曝気が可能に構成されている（図示せず）。
【００２３】
濾過処理装置２は、濾過処理水槽２４の内部で且つ濾過膜モジュール２３の外側の領域である一次側領域２１と、濾過膜モジュール２３の内側の領域である二次側領域２２と、を有する。つまり、一次側領域２１と二次側領域２２とは、濾過膜モジュール２３により区画される。
濾過膜モジュール２３は、一次側から二次側に向かって原水Ｗ１を流通させることにより、原水Ｗ１の濾過を行う。濾過処理装置２によれば、一次側領域２１から二次側領域２２に向かって原水Ｗ１を濾過膜モジュール２３に流通させることにより、原水Ｗ１の濾過処理を行い、処理水（透過水）Ｗ２を得ることができる。
また、濾過膜モジュール２３は、二次側から一次側に向かって洗浄液Ｗ３が供給されることにより、逆洗浄が行われる。
【００２４】
濾過処理装置２の濾過膜モジュール２３の二次側領域２２には、処理水ラインＬ２３（第１処理水ラインＬ２）が接続されている。この処理水ラインＬ２３（第２処理水ラインＬ３）の下流側の端部は、処理水タンク６に接続されている。
原水Ｗ１が濾過処理されて得られる処理水Ｗ２は、処理水ラインＬ２３を介して処理水タンク６に供給されて、貯留される。
【００２５】
処理水タンク６は、処理水Ｗ２を貯留するタンクである。処理水タンク６は、処理水ラインＬ２３（第２処理水ラインＬ３）の下流側の端部に接続されている。
【００２６】
処理水ラインＬ２３は、濾過処理装置２により得られた処理水Ｗ２を処理水タンク６に供給するラインである。
処理水ラインＬ２３は、第１処理水ラインＬ２と、第１接続部Ｊ１と、第２処理水ラインＬ３とを有する。第１処理水ラインＬ２と第２処理水ラインＬ３とは、第１接続部Ｊ１において接続されている。第１処理水ラインＬ２は、濾過処理装置２の濾過膜モジュール２３の二次側領域２２と第１接続部Ｊ１とを接続するラインである。第２処理水ラインＬ３は、第１接続部Ｊ１と処理水タンク６とを接続するラインである。
【００２７】
濾過用ポンプ３は、第２処理水ラインＬ３の途中に接続されている。濾過用ポンプ３によれば、その吸引力により、処理水ラインＬ２３（第２処理水ラインＬ３及び第１処理水ラインＬ２）を介して濾過処理装置２の二次側領域２２を負圧にすることができる。これにより、濾過用ポンプ３は、一次側領域２１から二次側領域２２に向かって原水Ｗ１を流通させることができる。
【００２８】
処理水バルブ３１は、第２処理水ラインＬ３における第１接続部Ｊ１と濾過用ポンプ３との間に設けられている。処理水バルブ３１によれば、第１接続部Ｊ１と濾過用ポンプ３との間において、第２処理水ラインＬ３を開閉することができる。
【００２９】
処理水逆止弁３２は、第２処理水ラインＬ３における濾過用ポンプ３と処理水タンク６側の端部との間に設けられている。処理水逆止弁３２は、濾過用ポンプ３から第２処理水ラインＬ３の処理水タンク６側の端部に向かう方向のみ、流体の流通を許容する弁である。
【００３０】
洗浄液ラインＬ４２は、洗浄液タンク７に貯留された洗浄液Ｗ３を濾過処理装置２の二次側領域２２に供給するラインである。洗浄液ラインＬ４２は、第１洗浄液ラインＬ４と、第１接続部Ｊ１と、第１処理水ラインＬ２とを有する。第１洗浄液ラインＬ４と第１処理水ラインＬ２とは、第１接続部Ｊ１を介して接続されている。
【００３１】
第１洗浄液ラインＬ４は、洗浄液タンク７と第１接続部Ｊ１とを接続するラインである。第１洗浄液ラインＬ４は、処理水ラインＬ２３の第１接続部Ｊ１において、処理水ラインＬ２３に接続されている。第１洗浄液ラインＬ４の上流側の端部は、洗浄液タンク７に接続されている。
【００３２】
第２洗浄液ラインＬ２は、第１接続部Ｊ１と濾過処理装置２の二次側領域２２とを接続するラインである。なお、第１処理水ラインＬ２は、処理水ラインＬ２３の一部を構成すると共に、洗浄液ラインＬ４２の一部を構成する。洗浄液ラインＬ４２の一部を構成する第１処理水ラインＬ２を「第２洗浄液ラインＬ２」ともいう。
【００３３】
洗浄液タンク７は、洗浄液Ｗ３を貯留するタンクである。洗浄液タンク７は、洗浄液ラインＬ４２（第１洗浄液ラインＬ４）の上流側の端部に接続されている。洗浄液Ｗ３としては、酸化剤、界面活性剤、キレート剤等を含む周知の洗浄液を使用でき、ＭＢＲによる濾過処理の場合には、次亜塩素酸ナトリウム水溶液が好ましく使用される。
【００３４】
洗浄用ポンプ４は、第１洗浄液ラインＬ４の途中に接続されている。洗浄用ポンプ４は、二次側から一次側に向けて濾過膜モジュール２３に洗浄液Ｗ３を供給する。洗浄用ポンプ４によれば、洗浄液ラインＬ４２（第１洗浄液ラインＬ４及び第２洗浄液ラインＬ２）を介して、洗浄液タンク７に貯留される洗浄液Ｗ３を濾過処理装置２の二次側領域２２に供給することができる。
【００３５】
洗浄液バルブ４１は、第１洗浄液ラインＬ４における洗浄用ポンプ４よりも下流（第１接続部Ｊ１）側に接続されている。詳細には、後述の洗浄液逆止弁４２と第１接続部Ｊ１との間に設けられている。洗浄液バルブ４１によれば、第１接続部Ｊ１と洗浄用ポンプ４との間において、第１洗浄液ラインＬ４を開閉することができる。
【００３６】
洗浄液逆止弁４２は、第１洗浄液ラインＬ４における洗浄液バルブ４１と洗浄用ポンプ４との間に設けられている。洗浄液逆止弁４２は、第１洗浄液ラインＬ４における洗浄液タンク７側の端部から第１接続部Ｊ１に向かう方向のみ、流体の流通を許容する弁である。
【００３７】
圧力センサ８は、第１処理水ラインＬ２の途中に接続されている。圧力センサ８は、一次側領域２１と二次側領域２２との圧力差の測定を行うセンサである。詳述すると、圧力センサ８は、濾過用ポンプ３の吸引力により負圧となった第１処理水ラインＬ２の圧力を測定するセンサである。濾過処理装置２の一次側領域２１には大気圧が作用しているため、圧力センサ８は、第１処理水ラインＬ２の圧力を測定することにより、濾過処理装置２の一次側領域２１と二次側領域２２との膜間差圧（濾過膜モジュール２３を挟んで一次側と二次側との間の膜間差圧）を測定することができる。
【００３８】
システム制御装置９は、本実施形態の濾過部材洗浄システム１の全体を制御する。システム制御装置９は、濾過部材洗浄システム１を構成する各要素のうち、制御が行われる要素に電気的に接続される。詳細には、システム制御装置９は、濾過用ポンプ３、処理水バルブ３１、洗浄用ポンプ４及び洗浄液バルブ４１に電気的に接続され、濾過用ポンプ３、処理水バルブ３１、洗浄用ポンプ４及び洗浄液バルブ４１を制御する。
また、システム制御装置９は、圧力センサ８に電気的に接続され、圧力センサ８により測定された圧力差値情報を受信する。
【００３９】
システム制御装置９は、判定部９１と、制御部９２とを備える。
判定部９１は、圧力センサ８に電気的に接続される。判定部９１は、時間閾値及び圧力差閾値を設定可能であり、設定された時間閾値及び圧力差閾値に基づいて、洗浄用ポンプ４の起動の判定を行う。例えば、判定部９１は、洗浄用ポンプ４による洗浄液の供給終了後において、圧力センサ８により測定された圧力差測定値が圧力差閾値以上となった場合に、洗浄用ポンプ４による洗浄液の供給終了から時間閾値を経過した後に、洗浄用ポンプ４の起動の決定を行う。なお、時間閾値及び圧力差閾値は、例えば、作業者による入力操作によって適宜設定される。
【００４０】
制御部９２は、濾過用ポンプ３、処理水バルブ３１、洗浄用ポンプ４及び洗浄液バルブ４１に電気的に接続される。制御部９２は、所定の定期洗浄のタイミング又は判定部９１による判定結果に基づいて、処理水バルブ３１の開閉の制御、濾過用ポンプ３の起動及び停止の制御、洗浄液バルブ４１の開閉の制御、洗浄用ポンプ４の起動及び停止の制御などを行う。
なお、定期洗浄とは、濾過膜モジュール２３の閉塞の程度に拘わらず、所定の頻度で定期的に行われる洗浄のことである。定期洗浄は、例えば、所定時間おきに行われる。
【００４１】
また、制御部９２は、強制洗浄部９３を有する。強制洗浄部９３は、所定の定期洗浄のタイミング及び判定部９１に基づく判定結果にかかわらず、処理水バルブ３１の開閉の制御、濾過用ポンプ３の起動及び停止の制御、洗浄液バルブ４１の開閉の制御、洗浄用ポンプ４の起動及び停止の制御などを行う。強制洗浄部９３による制御は、例えば、作業者による入力操作に基づいて適宜行われる。
【００４２】
次に、本実施形態の濾過部材洗浄システム１の動作の一実施例について、図２を参照しながら説明する。図２は、図１に示す濾過部材洗浄システム１の動作の一例を示すフローチャートである。
【００４３】
本実施例においては、濾過部材洗浄システム１において、濾過膜モジュール２３の洗浄処理（所定の定期洗浄又は判定部９１による判定結果に基づく洗浄処理）が行われた後、原水Ｗ１の濾過処理が行われる中での次の洗浄処理（所定の定期洗浄又は判定部９１による判定結果に基づく洗浄処理）が行われる迄の１サイクルの例について説明する。
【００４４】
図２に示すように、ステップＳＴ１において、圧力センサ８は、洗浄処理（所定の定期洗浄又は判定部９１による判定結果に基づく洗浄処理）が行われた後、濾過処理中の濾過処理装置２の一次側領域２１と二次側領域２２との圧力差を測定する。つまり、圧力センサ８は、濾過処理装置２の一次側領域２１と二次側領域２２との膜間差圧（濾過膜モジュール２３を挟んで一次側と二次側との間の膜間差圧）を測定する。圧力センサ８により測定された圧力差測定値は、システム制御装置９の判定部９１に入力される。
【００４５】
ステップＳＴ２において、判定部９１は、入力された圧力差測定値に基づいて、濾過処理装置２の一次側領域２１と二次側領域２２との圧力差が所定の圧力差閾値以上であるか又は所定の圧力差閾値よりも低いかについて判定する。濾過処理装置２の一次側領域２１と二次側領域２２との圧力差が所定の圧力差閾値以上である場合（ＹＥＳ）には、ステップＳＴ３に進む。濾過処理装置２の一次側領域２１と二次側領域２２との圧力差が所定の圧力差閾値よりも低い場合（ＮＯ）には、ステップＳＴ７に進む。
【００４６】
濾過処理装置２の一次側領域２１と二次側領域２２との圧力差が所定の圧力差閾値以上である場合には、濾過膜モジュール２３に活性汚泥等の不純物が付着して堆積傾向の状態にある。つまり、濾過膜モジュール２３がいずれ閉塞するおそれがある。そのため、濾過膜モジュールの洗浄処理（逆洗浄）を行う必要がある。
【００４７】
ここで、前回の洗浄液Ｗ３の供給の終了（洗浄処理の終了）時点では、濾過処理水槽２４内に流入した洗浄液Ｗ３が残留した状態にある。この洗浄液Ｗ３は、例えば、次亜塩素酸ナトリウム水溶液の場合には、濾過処理中に曝気を行うことにより大気中に放出される。しかし、前回の洗浄液Ｗ３の供給の終了（洗浄処理の終了）から所定時間が経過していない場合には、再び洗浄液Ｗ３が流入すると、高濃度の洗浄液Ｗ３が残留した状態が継続するため、濾過処理水槽２４内において、微生物の成長速度よりも死滅速度の方が上回ることがある。そのため、頻繁に洗浄処理が繰り返されると、濾過処理水槽２４内の活性汚泥濃度が次第に減少し、生物処理能力が低下した状態となる。その結果、処理水の水質を悪化させるおそれがある。これにより、ステップＳＴ３において、前回の洗浄液Ｗ３の供給の終了（洗浄処理の終了）から所定の時間閾値を経過しているか否かについて判定する。
【００４８】
ステップＳＴ３において、前回の洗浄液Ｗ３の供給の終了（洗浄処理の終了）から所定の時間閾値が経過している場合（ＹＥＳ）には、ステップＳＴ４に進む。前回の洗浄液Ｗ３の供給の終了（洗浄処理の終了）から所定の時間閾値が経過していない場合（ＮＯ）には、ステップＳＴ７に進む。
【００４９】
前回の洗浄処理から所定の時間閾値を経過している場合には、ステップＳＴ４において、システム制御装置９の制御部９２は、第２処理水ラインＬ３の濾過用ポンプ３を停止して処理水バルブ３１を閉じる制御を行う。これにより、処理水ラインＬ２３における処理水Ｗ２の流通が停止される。
【００５０】
また、制御部９２は、第１洗浄液ラインＬ４の洗浄液バルブ４１を開き、洗浄用ポンプ４を起動する制御を行う。これにより、洗浄液ラインＬ４２における洗浄液Ｗ３の供給が開始され、濾過膜モジュール２３の洗浄処理（逆洗浄）が行われる。
【００５１】
その後、ステップＳＴ５において、所定時間が経過するまで（ＮＯ）、ステップＳＴ４が繰り返される。そして、ステップＳＴ５において、所定時間が経過すると（ＹＥＳ）、ステップＳＴ６に進む。
【００５２】
ステップＳＴ６において、制御部９２は、第１洗浄液ラインＬ４の洗浄用ポンプ４を停止し、洗浄液バルブ４１を閉じる制御を行う。これにより、洗浄液ラインＬ４２における洗浄液Ｗ３の供給が停止され、濾過膜モジュール２３の洗浄処理（逆洗浄）が終了する。
また、制御部９２は、第２処理水ラインＬ３の処理水バルブ３１を開き、濾過用ポンプ３を起動する制御を行う。これにより、処理水ラインＬ２３における処理水Ｗ２の流通が再開される。
【００５３】
ステップＳＴ２において、圧力差測定値が圧力差閾値よりも低い場合（ＮＯ）には、まず、所定の定期洗浄のタイミングであるか否かを判定する。前回の定期洗浄から所定の時間が経過しており、次の定期洗浄のタイミングである場合（ＹＥＳ）には、ステップＳＴ８に進む。一方、次の定期洗浄のタイミングでない場合には、ステップＳＴ４に進み、上述の動作を行う。
【００５４】
ステップＳＴ８において、システム制御装置９における制御部９２の強制洗浄部９３は、濾過膜モジュール２３の強制洗浄を行うか否かを判定する。強制洗浄を行うか否かの判定は、作業者による入力操作があるか否かにより判定される。作業者による強制洗浄を行う旨の入力操作があった場合には、ステップＳＴ４に進み、上述の動作を行う。一方、作業者による強制洗浄を行う旨の入力操作がなかった場合には、ステップＳＴ１へ戻る。
【００５５】
また、ステップＳＴ３において、前回の洗浄液Ｗ３の供給の終了（洗浄処理の終了）から所定の時間閾値が経過していない場合（ＮＯ）には、ステップＳＴ７に進み、上述の判定を行う。
【００５６】
本実施形態に係る濾過部材洗浄システム１によれば、例えば、以下のような効果が奏される。
本実施形態においては、濾過部材洗浄システム１は、所定の圧力差閾値及び時間閾値を設定可能であり、設定された圧力差閾値及び時間閾値に基づいて濾過膜モジュール２３の洗浄の判定を行う判定部９１と、判定部９１の判定結果に基づいて洗浄用ポンプ４の起動等の制御を行う制御部９２と、を備える。つまり、濾過部材洗浄システム１は、設定された圧力差閾値を超えた場合であっても、設定された時間閾値を経過しなければ次の濾過膜モジュール２３の洗浄処理を行わない。その後、設定された時間閾値を経過した後に次の濾過膜モジュール２３の洗浄処理を行う。これにより、過度の濾過膜モジュール２３の洗浄を抑制することが可能となり、微生物の多くが死滅したままの状態になることを抑制することができる。つまり、残留する洗浄液Ｗ３の影響により、活性汚泥濃度の減少が引き起こされることを抑制することができる。その結果、濾過膜モジュール２３の閉塞の発生を抑制しながら、微生物による十分な活生汚泥処理が可能となり、処理水Ｗ２の水質を安定させることができる。
【００５７】
また、過度の濾過膜モジュール２３の洗浄処理を抑制することにより、濾過膜モジュール２３の劣化（例えば、酸化劣化）を抑制することができる。
【００５８】
また、本実施形態においては、濾過部材洗浄システム１は、所定の定期洗浄及び判定部９１に基づく判定結果にかかわらず、洗浄用ポンプ４の起動等の制御を行う強制洗浄部９３を備える。そのため、例えば、所定の定期洗浄又は判定部９１に基づく判定結果にかかわらず、作業者による濾過膜モジュール２３の洗浄処理を行うことができる。これにより、濾過処理装置２のメンテナンスを行った後等においても濾過膜モジュール２３の洗浄を行うことができる。
【００５９】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。
例えば、前記実施形態においては、濾過処理装置２は、濾過部材としての浸漬型の濾過膜モジュール２３を備えているが、これに制限されない。濾過処理装置２は、外圧型の濾過膜モジュールを備える装置であってもよく、あるいは、粒状濾材を使用する活性炭濾過装置や砂濾過装置であってもよい。本発明の主旨は、インターロックにより過度の洗浄処理を抑制する点にあるので、逆洗浄を必要とするいかなるタイプの濾過処理装置にも適用することができる。
【００６０】
また、本実施形態においては、原水流通手段は、吸引ポンプとしての濾過用ポンプ３から構成されているが、濾過処理装置が外圧型の濾過膜モジュールを備える場合には、吐出ポンプから構成することもできる。この場合、圧力センサ８により測定される圧力差は、正圧として測定される。
【００６１】
また、本実施形態においては、制御手段としての制御部９２は、濾過用ポンプ３の起動のＯＮ／ＯＦＦを制御しているが、これに制限されない。制御部９２は、更に洗浄液Ｗ３の量、濃度などの制御を行うこともできる。
【００６２】
また、圧力センサ８による圧力差の測定は、洗浄用ポンプ４による洗浄液の供給終了と同時に又は直後に行うこともできる。
【００６３】
また、制御部９２は、濾過膜モジュール２３の洗浄処理において、所定時間の経過に基づいて洗浄用ポンプ４の起動等を制御しているが、洗浄液Ｗ３の流量に基づいて制御してもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１ 濾過部材洗浄システム
２ 濾過処理装置
３ 濾過用ポンプ（原水流通手段）
４ 洗浄用ポンプ（洗浄液供給手段）
８ 圧力センサ（圧力差測定手段）
９ システム制御装置
２１ 一次側領域
２２ 二次側領域
２３ 濾過膜モジュール（濾過部材）
９１ 判定部（判定手段）
９２ 制御部（制御手段）
９３ 強制洗浄部
Ｗ１ 原水
Ｗ２ 処理水
Ｗ３ 洗浄液
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理システムを構成する濾過処理装置における濾過膜モジュール等の濾過部材を洗浄する濾過部材洗浄システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、工場排水や生活排水などの原水から高純度の処理水（浄化水）を生産し、処理水を各種プロセス水、中水、雑用水等に使用可能とする水処理システムが知られている。このような排水処理を行う水処理システムにおいては、原水に対して、例えば、膜分離活性汚泥法による水浄化技術が利用されている。膜分離活性汚泥法では、活性汚泥と処理水とを分離するため、濾過処理装置により濾過処理が行われる。
【０００３】
濾過処理装置は、濾過部材として、曝気槽を兼ねる濾過処理水槽の内部に浸漬配置され、一次側から二次側に向かって原水（微生物の作用により有機物等が分解された原水）を通過させて活性汚泥と処理水との分離を行う濾過膜モジュールを有している。濾過処理装置によれば、一次側から二次側に向かって原水を濾過膜モジュールに通過させることにより原水の濾過処理を行うことができる。
【０００４】
一方、濾過処理装置は、濾過処理を繰り返すと、濾過膜モジュールに捕捉された活性汚泥等の不純物により濾過膜モジュールが閉塞する。そのため、閉塞した濾過膜モジュールに対して逆洗浄を行い、濾過膜モジュールに付着した不純物を除去する必要がある。濾過膜モジュールの逆洗浄では、濾過膜モジュールを濾過処理水槽の内部に配置した状態のままで二次側から一次側に向けて濾過膜モジュールに洗浄液等を供給し、濾過膜モジュールの洗浄を行う。
【０００５】
ここで、逆洗浄は、定期的（例えば、１ヶ月毎）に行われるが、例えば、有機物濃度の高い原水が導入され、活性汚泥濃度が急激に増加したときは、定期的な逆洗浄が行われる前に濾過膜モジュールが閉塞する場合がある。そのため、濾過処理装置は、定期的な逆洗浄の他に、濾過膜モジュールの膜差圧を監視し、濾過膜モジュールの膜差圧に基づいて逆洗浄を行う場合がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３００９６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、濾過膜モジュールの膜差圧に基づいて逆洗浄を行う場合には、濾過膜モジュールが閉塞しやすい状態（例えば、活性汚泥濃度が増加した状態等）にあると、すぐに濾過膜モジュールの膜差圧が上昇してしまうため、所定時間が経過することなく次の逆洗浄を行う場合がある。
また、濾過膜モジュールの逆洗浄には、高濃度の酸化剤（例えば、次亜塩素酸ナトリウム水溶液）が使用される。濾過処理水槽内に流入した酸化剤は、濾過処理中に曝気を行うことにより大気中に放出されるため、通常は微生物の成長に影響はないとされている。しかしながら、逆洗浄を行った後、所定時間が経過することなく次の逆洗浄を行うと、濾過処理水槽内の微生物の多くが酸化剤の頻繁な流入により死滅してしまう。これにより、原水の十分な活性汚泥処理ができなくなり、処理水の水質が悪化するおそれがある。
【０００８】
本発明は、濾過処理装置における濾過部材に対して閉塞の発生を抑制しながら、処理水の水質の悪化を抑制可能な濾過部材洗浄システム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】
【０００９】
本発明は、一次側から二次側に向かって原水を通過させ原水の濾過を行う濾過部材と、該濾過部材により区画される一次側領域及び二次側領域とを有し、一次側領域から二次側領域に向かって原水を前記濾過部材に通過させることにより原水の濾過処理を行う濾過処理装置と、一次側領域から二次側領域に向かって原水を流通させる原水流通手段と、前記濾過部材に二次側から一次側に向けて洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、濾過処理中の一次側領域と二次側領域との圧力差の測定を行う圧力差測定手段と、所定の圧力差閾値及び所定の時間閾値を設定可能で、設定された該圧力差閾値及び該時間閾値に基づいて前記洗浄液供給手段の起動の判定を行う判定手段であって、前記洗浄液供給手段による洗浄液の供給終了後において、前記圧力差測定手段により測定された圧力差測定値が前記圧力差閾値以上となった場合に、前記洗浄液供給手段による洗浄液の供給終了から前記時間閾値を経過した後に、前記洗浄液供給手段の起動の決定を行う判定手段と、前記判定手段による判定結果に基づいて、前記洗浄液供給手段の起動の制御を行う制御手段と、を備える濾過部材洗浄システムに関する。
【００１０】
また、前記制御手段は、前記判定手段による判定結果にかかわらず、前記洗浄液供給手段の起動の制御が可能な強制洗浄部を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、濾過処理装置における濾過部材に対して閉塞の発生を抑制しながら、処理水の水質の悪化を抑制可能な濾過部材洗浄システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る濾過部材洗浄システムを示す構成図である。
【図２】図１に示す濾過部材洗浄システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る濾過部材洗浄システム１を示す構成図である。
図１に示す濾過部材洗浄システム１は、水処理システムの一部を構成している。水処理システムは、例えば、工場排水や生活排水などの原水Ｗ１から懸濁物質などの不純物を除去し、各種プロセス水、中水、雑用水等として再利用可能な処理水（浄化水）Ｗ２を生成する。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態に係る濾過部材洗浄システム１は、濾過処理を行う濾過処理装置２と、原水流通手段としての濾過用ポンプ３と、洗浄液供給手段としての洗浄用ポンプ４と、処理水Ｗ２が貯留される処理水タンク６と、洗浄液Ｗ３が貯留される洗浄液タンク７と、圧力差測定手段としての圧力センサ８と、判定手段としての判定部９１及び制御手段としての制御部９２を有するシステム制御装置９とを主体として構成されている。
【００１５】
また、本実施形態に係る濾過部材洗浄システム１は、更に、原水ラインＬ１、第１処理水ライン（第２洗浄液ライン）Ｌ２、第２処理水ラインＬ３、第１洗浄液ラインＬ４、処理水バルブ３１、処理水逆止弁３２、洗浄液バルブ４１、洗浄液逆止弁４２などを備える。
【００１６】
本実施形態に係る濾過部材洗浄システム１において、原水Ｗ１は、濾過処理装置２による濾過処理の前に、必要に応じて前処理が行われ、その後、原水ラインＬ１を介して、濾過処理装置２に供給される。
濾過処理装置２により濾過処理が行われた処理水（透過水）Ｗ２は、第１処理水ラインＬ２及び第２処理水ラインＬ３（以下、第１処理水ラインＬ２及び第２処理水ラインＬ３を併せて「処理水ラインＬ２３」ともいう）を介して、処理水タンク６へ供給される。
【００１７】
また、洗浄液タンク７に貯留される洗浄液Ｗ３は、第１洗浄液ラインＬ４及び第２洗浄液ラインＬ２（以下、第１洗浄液ラインＬ４及び第２洗浄液ラインＬ２を併せて「洗浄液ラインＬ４２」ともいう）を介して、濾過処理装置２へ供給される。
なお、第１処理水ラインＬ２及び第２洗浄液ラインＬ２は、原水Ｗ１及び洗浄液Ｗ３の供給に兼用されるラインであり、使用態様に応じて言い分けることにする。また、「ライン」とは、流路、経路、管路などの物体の流通が可能なラインの総称をいう。
【００１８】
以下、本実施形態に係る濾過部材洗浄システム１について詳述する。
濾過処理装置２による濾過処理の前には、所要の前処理が行われる。前処理が行われた原水Ｗ１は、図１に示すように、原水ラインＬ１を介して、濾過処理装置２に供給される。
【００１９】
濾過処理装置２は、原水Ｗ１に対して濾過処理を行う装置である。図１に示すように、濾過処理装置２は、濾過部材としての濾過膜モジュール２３と、濾過処理水槽２４とを備える。
【００２０】
濾過膜モジュール２３は、多数の濾過膜（図示せず）を備えており、濾過膜により懸濁物質などの不純物を除去する。
濾過膜としては、例えば、精密濾過膜（ＭＦ膜）、限外濾過膜（ＵＦ膜）及びナノ濾過膜（ＮＦ膜）が挙げられる。濾過膜の形状としては、平膜型、中空糸膜型、管状型及びノモリス型が挙げられる。これらの濾過膜は、処理水の用途、例えば、蒸気ボイラ、温水ボイラ、クーリングタワー、給湯器などの熱機器への給水や、半導体製造、電子部品、医療器具などの洗浄など、処理水に求められる用途に応じて適宜選択されて使用される。
【００２１】
濾過処理水槽２４は、その内部に、原水Ｗ１を貯留可能であると共に、濾過膜モジュール２３を配置可能となっている。濾過処理水槽２４の内部には、原水ラインＬ１を介して原水Ｗ１が供給されて、貯留される。
【００２２】
本実施形態における濾過処理装置２は、膜分離活性汚泥法（ＭＢＲ；メンブレン・バイオ・リアクター）により濾過処理を行う。なお、ＭＢＲによる濾過処理の場合には、通常、中空糸膜型のＵＦ膜又はＭＦ膜が濾過処理水槽２４に浸漬された状態で配置され、使用される。
なお、ＭＢＲにおいては、濾過膜モジュール２３の下方には、外部のブロアに接続された散気管が配置され、濾過処理中に曝気が可能に構成されている（図示せず）。
【００２３】
濾過処理装置２は、濾過処理水槽２４の内部で且つ濾過膜モジュール２３の外側の領域である一次側領域２１と、濾過膜モジュール２３の内側の領域である二次側領域２２と、を有する。つまり、一次側領域２１と二次側領域２２とは、濾過膜モジュール２３により区画される。
濾過膜モジュール２３は、一次側から二次側に向かって原水Ｗ１を流通させることにより、原水Ｗ１の濾過を行う。濾過処理装置２によれば、一次側領域２１から二次側領域２２に向かって原水Ｗ１を濾過膜モジュール２３に流通させることにより、原水Ｗ１の濾過処理を行い、処理水（透過水）Ｗ２を得ることができる。
また、濾過膜モジュール２３は、二次側から一次側に向かって洗浄液Ｗ３が供給されることにより、逆洗浄が行われる。
【００２４】
濾過処理装置２の濾過膜モジュール２３の二次側領域２２には、処理水ラインＬ２３（第１処理水ラインＬ２）が接続されている。この処理水ラインＬ２３（第２処理水ラインＬ３）の下流側の端部は、処理水タンク６に接続されている。
原水Ｗ１が濾過処理されて得られる処理水Ｗ２は、処理水ラインＬ２３を介して処理水タンク６に供給されて、貯留される。
【００２５】
処理水タンク６は、処理水Ｗ２を貯留するタンクである。処理水タンク６は、処理水ラインＬ２３（第２処理水ラインＬ３）の下流側の端部に接続されている。
【００２６】
処理水ラインＬ２３は、濾過処理装置２により得られた処理水Ｗ２を処理水タンク６に供給するラインである。
処理水ラインＬ２３は、第１処理水ラインＬ２と、第１接続部Ｊ１と、第２処理水ラインＬ３とを有する。第１処理水ラインＬ２と第２処理水ラインＬ３とは、第１接続部Ｊ１において接続されている。第１処理水ラインＬ２は、濾過処理装置２の濾過膜モジュール２３の二次側領域２２と第１接続部Ｊ１とを接続するラインである。第２処理水ラインＬ３は、第１接続部Ｊ１と処理水タンク６とを接続するラインである。
【００２７】
濾過用ポンプ３は、第２処理水ラインＬ３の途中に接続されている。濾過用ポンプ３によれば、その吸引力により、処理水ラインＬ２３（第２処理水ラインＬ３及び第１処理水ラインＬ２）を介して濾過処理装置２の二次側領域２２を負圧にすることができる。これにより、濾過用ポンプ３は、一次側領域２１から二次側領域２２に向かって原水Ｗ１を流通させることができる。
【００２８】
処理水バルブ３１は、第２処理水ラインＬ３における第１接続部Ｊ１と濾過用ポンプ３との間に設けられている。処理水バルブ３１によれば、第１接続部Ｊ１と濾過用ポンプ３との間において、第２処理水ラインＬ３を開閉することができる。
【００２９】
処理水逆止弁３２は、第２処理水ラインＬ３における濾過用ポンプ３と処理水タンク６側の端部との間に設けられている。処理水逆止弁３２は、濾過用ポンプ３から第２処理水ラインＬ３の処理水タンク６側の端部に向かう方向のみ、流体の流通を許容する弁である。
【００３０】
洗浄液ラインＬ４２は、洗浄液タンク７に貯留された洗浄液Ｗ３を濾過処理装置２の二次側領域２２に供給するラインである。洗浄液ラインＬ４２は、第１洗浄液ラインＬ４と、第１接続部Ｊ１と、第１処理水ラインＬ２とを有する。第１洗浄液ラインＬ４と第１処理水ラインＬ２とは、第１接続部Ｊ１を介して接続されている。
【００３１】
第１洗浄液ラインＬ４は、洗浄液タンク７と第１接続部Ｊ１とを接続するラインである。第１洗浄液ラインＬ４は、処理水ラインＬ２３の第１接続部Ｊ１において、処理水ラインＬ２３に接続されている。第１洗浄液ラインＬ４の上流側の端部は、洗浄液タンク７に接続されている。
【００３２】
第２洗浄液ラインＬ２は、第１接続部Ｊ１と濾過処理装置２の二次側領域２２とを接続するラインである。なお、第１処理水ラインＬ２は、処理水ラインＬ２３の一部を構成すると共に、洗浄液ラインＬ４２の一部を構成する。洗浄液ラインＬ４２の一部を構成する第１処理水ラインＬ２を「第２洗浄液ラインＬ２」ともいう。
【００３３】
洗浄液タンク７は、洗浄液Ｗ３を貯留するタンクである。洗浄液タンク７は、洗浄液ラインＬ４２（第１洗浄液ラインＬ４）の上流側の端部に接続されている。洗浄液Ｗ３としては、酸化剤、界面活性剤、キレート剤等を含む周知の洗浄液を使用でき、ＭＢＲによる濾過処理の場合には、次亜塩素酸ナトリウム水溶液が好ましく使用される。
【００３４】
洗浄用ポンプ４は、第１洗浄液ラインＬ４の途中に接続されている。洗浄用ポンプ４は、二次側から一次側に向けて濾過膜モジュール２３に洗浄液Ｗ３を供給する。洗浄用ポンプ４によれば、洗浄液ラインＬ４２（第１洗浄液ラインＬ４及び第２洗浄液ラインＬ２）を介して、洗浄液タンク７に貯留される洗浄液Ｗ３を濾過処理装置２の二次側領域２２に供給することができる。
【００３５】
洗浄液バルブ４１は、第１洗浄液ラインＬ４における洗浄用ポンプ４よりも下流（第１接続部Ｊ１）側に接続されている。詳細には、後述の洗浄液逆止弁４２と第１接続部Ｊ１との間に設けられている。洗浄液バルブ４１によれば、第１接続部Ｊ１と洗浄用ポンプ４との間において、第１洗浄液ラインＬ４を開閉することができる。
【００３６】
洗浄液逆止弁４２は、第１洗浄液ラインＬ４における洗浄液バルブ４１と洗浄用ポンプ４との間に設けられている。洗浄液逆止弁４２は、第１洗浄液ラインＬ４における洗浄液タンク７側の端部から第１接続部Ｊ１に向かう方向のみ、流体の流通を許容する弁である。
【００３７】
圧力センサ８は、第１処理水ラインＬ２の途中に接続されている。圧力センサ８は、一次側領域２１と二次側領域２２との圧力差の測定を行うセンサである。詳述すると、圧力センサ８は、濾過用ポンプ３の吸引力により負圧となった第１処理水ラインＬ２の圧力を測定するセンサである。濾過処理装置２の一次側領域２１には大気圧が作用しているため、圧力センサ８は、第１処理水ラインＬ２の圧力を測定することにより、濾過処理装置２の一次側領域２１と二次側領域２２との膜間差圧（濾過膜モジュール２３を挟んで一次側と二次側との間の膜間差圧）を測定することができる。
【００３８】
システム制御装置９は、本実施形態の濾過部材洗浄システム１の全体を制御する。システム制御装置９は、濾過部材洗浄システム１を構成する各要素のうち、制御が行われる要素に電気的に接続される。詳細には、システム制御装置９は、濾過用ポンプ３、処理水バルブ３１、洗浄用ポンプ４及び洗浄液バルブ４１に電気的に接続され、濾過用ポンプ３、処理水バルブ３１、洗浄用ポンプ４及び洗浄液バルブ４１を制御する。
また、システム制御装置９は、圧力センサ８に電気的に接続され、圧力センサ８により測定された圧力差値情報を受信する。
【００３９】
システム制御装置９は、判定部９１と、制御部９２とを備える。
判定部９１は、圧力センサ８に電気的に接続される。判定部９１は、時間閾値及び圧力差閾値を設定可能であり、設定された時間閾値及び圧力差閾値に基づいて、洗浄用ポンプ４の起動の判定を行う。例えば、判定部９１は、洗浄用ポンプ４による洗浄液の供給終了後において、圧力センサ８により測定された圧力差測定値が圧力差閾値以上となった場合に、洗浄用ポンプ４による洗浄液の供給終了から時間閾値を経過した後に、洗浄用ポンプ４の起動の決定を行う。なお、時間閾値及び圧力差閾値は、例えば、作業者による入力操作によって適宜設定される。
【００４０】
制御部９２は、濾過用ポンプ３、処理水バルブ３１、洗浄用ポンプ４及び洗浄液バルブ４１に電気的に接続される。制御部９２は、所定の定期洗浄のタイミング又は判定部９１による判定結果に基づいて、処理水バルブ３１の開閉の制御、濾過用ポンプ３の起動及び停止の制御、洗浄液バルブ４１の開閉の制御、洗浄用ポンプ４の起動及び停止の制御などを行う。
なお、定期洗浄とは、濾過膜モジュール２３の閉塞の程度に拘わらず、所定の頻度で定期的に行われる洗浄のことである。定期洗浄は、例えば、所定時間おきに行われる。
【００４１】
また、制御部９２は、強制洗浄部９３を有する。強制洗浄部９３は、所定の定期洗浄のタイミング及び判定部９１に基づく判定結果にかかわらず、処理水バルブ３１の開閉の制御、濾過用ポンプ３の起動及び停止の制御、洗浄液バルブ４１の開閉の制御、洗浄用ポンプ４の起動及び停止の制御などを行う。強制洗浄部９３による制御は、例えば、作業者による入力操作に基づいて適宜行われる。
【００４２】
次に、本実施形態の濾過部材洗浄システム１の動作の一実施例について、図２を参照しながら説明する。図２は、図１に示す濾過部材洗浄システム１の動作の一例を示すフローチャートである。
【００４３】
本実施例においては、濾過部材洗浄システム１において、濾過膜モジュール２３の洗浄処理（所定の定期洗浄又は判定部９１による判定結果に基づく洗浄処理）が行われた後、原水Ｗ１の濾過処理が行われる中での次の洗浄処理（所定の定期洗浄又は判定部９１による判定結果に基づく洗浄処理）が行われる迄の１サイクルの例について説明する。
【００４４】
図２に示すように、ステップＳＴ１において、圧力センサ８は、洗浄処理（所定の定期洗浄又は判定部９１による判定結果に基づく洗浄処理）が行われた後、濾過処理中の濾過処理装置２の一次側領域２１と二次側領域２２との圧力差を測定する。つまり、圧力センサ８は、濾過処理装置２の一次側領域２１と二次側領域２２との膜間差圧（濾過膜モジュール２３を挟んで一次側と二次側との間の膜間差圧）を測定する。圧力センサ８により測定された圧力差測定値は、システム制御装置９の判定部９１に入力される。
【００４５】
ステップＳＴ２において、判定部９１は、入力された圧力差測定値に基づいて、濾過処理装置２の一次側領域２１と二次側領域２２との圧力差が所定の圧力差閾値以上であるか又は所定の圧力差閾値よりも低いかについて判定する。濾過処理装置２の一次側領域２１と二次側領域２２との圧力差が所定の圧力差閾値以上である場合（ＹＥＳ）には、ステップＳＴ３に進む。濾過処理装置２の一次側領域２１と二次側領域２２との圧力差が所定の圧力差閾値よりも低い場合（ＮＯ）には、ステップＳＴ７に進む。
【００４６】
濾過処理装置２の一次側領域２１と二次側領域２２との圧力差が所定の圧力差閾値以上である場合には、濾過膜モジュール２３に活性汚泥等の不純物が付着して堆積傾向の状態にある。つまり、濾過膜モジュール２３がいずれ閉塞するおそれがある。そのため、濾過膜モジュールの洗浄処理（逆洗浄）を行う必要がある。
【００４７】
ここで、前回の洗浄液Ｗ３の供給の終了（洗浄処理の終了）時点では、濾過処理水槽２４内に流入した洗浄液Ｗ３が残留した状態にある。この洗浄液Ｗ３は、例えば、次亜塩素酸ナトリウム水溶液の場合には、濾過処理中に曝気を行うことにより大気中に放出される。しかし、前回の洗浄液Ｗ３の供給の終了（洗浄処理の終了）から所定時間が経過していない場合には、再び洗浄液Ｗ３が流入すると、高濃度の洗浄液Ｗ３が残留した状態が継続するため、濾過処理水槽２４内において、微生物の成長速度よりも死滅速度の方が上回ることがある。そのため、頻繁に洗浄処理が繰り返されると、濾過処理水槽２４内の活性汚泥濃度が次第に減少し、生物処理能力が低下した状態となる。その結果、処理水の水質を悪化させるおそれがある。これにより、ステップＳＴ３において、前回の洗浄液Ｗ３の供給の終了（洗浄処理の終了）から所定の時間閾値を経過しているか否かについて判定する。
【００４８】
ステップＳＴ３において、前回の洗浄液Ｗ３の供給の終了（洗浄処理の終了）から所定の時間閾値が経過している場合（ＹＥＳ）には、ステップＳＴ４に進む。前回の洗浄液Ｗ３の供給の終了（洗浄処理の終了）から所定の時間閾値が経過していない場合（ＮＯ）には、ステップＳＴ７に進む。
【００４９】
前回の洗浄処理から所定の時間閾値を経過している場合には、ステップＳＴ４において、システム制御装置９の制御部９２は、第２処理水ラインＬ３の濾過用ポンプ３を停止して処理水バルブ３１を閉じる制御を行う。これにより、処理水ラインＬ２３における処理水Ｗ２の流通が停止される。
【００５０】
また、制御部９２は、第１洗浄液ラインＬ４の洗浄液バルブ４１を開き、洗浄用ポンプ４を起動する制御を行う。これにより、洗浄液ラインＬ４２における洗浄液Ｗ３の供給が開始され、濾過膜モジュール２３の洗浄処理（逆洗浄）が行われる。
【００５１】
その後、ステップＳＴ５において、所定時間が経過するまで（ＮＯ）、ステップＳＴ４が繰り返される。そして、ステップＳＴ５において、所定時間が経過すると（ＹＥＳ）、ステップＳＴ６に進む。
【００５２】
ステップＳＴ６において、制御部９２は、第１洗浄液ラインＬ４の洗浄用ポンプ４を停止し、洗浄液バルブ４１を閉じる制御を行う。これにより、洗浄液ラインＬ４２における洗浄液Ｗ３の供給が停止され、濾過膜モジュール２３の洗浄処理（逆洗浄）が終了する。
また、制御部９２は、第２処理水ラインＬ３の処理水バルブ３１を開き、濾過用ポンプ３を起動する制御を行う。これにより、処理水ラインＬ２３における処理水Ｗ２の流通が再開される。
【００５３】
ステップＳＴ２において、圧力差測定値が圧力差閾値よりも低い場合（ＮＯ）には、まず、所定の定期洗浄のタイミングであるか否かを判定する。前回の定期洗浄から所定の時間が経過しており、次の定期洗浄のタイミングである場合（ＹＥＳ）には、ステップＳＴ８に進む。一方、次の定期洗浄のタイミングでない場合には、ステップＳＴ４に進み、上述の動作を行う。
【００５４】
ステップＳＴ８において、システム制御装置９における制御部９２の強制洗浄部９３は、濾過膜モジュール２３の強制洗浄を行うか否かを判定する。強制洗浄を行うか否かの判定は、作業者による入力操作があるか否かにより判定される。作業者による強制洗浄を行う旨の入力操作があった場合には、ステップＳＴ４に進み、上述の動作を行う。一方、作業者による強制洗浄を行う旨の入力操作がなかった場合には、ステップＳＴ１へ戻る。
【００５５】
また、ステップＳＴ３において、前回の洗浄液Ｗ３の供給の終了（洗浄処理の終了）から所定の時間閾値が経過していない場合（ＮＯ）には、ステップＳＴ７に進み、上述の判定を行う。
【００５６】
本実施形態に係る濾過部材洗浄システム１によれば、例えば、以下のような効果が奏される。
本実施形態においては、濾過部材洗浄システム１は、所定の圧力差閾値及び時間閾値を設定可能であり、設定された圧力差閾値及び時間閾値に基づいて濾過膜モジュール２３の洗浄の判定を行う判定部９１と、判定部９１の判定結果に基づいて洗浄用ポンプ４の起動等の制御を行う制御部９２と、を備える。つまり、濾過部材洗浄システム１は、設定された圧力差閾値を超えた場合であっても、設定された時間閾値を経過しなければ次の濾過膜モジュール２３の洗浄処理を行わない。その後、設定された時間閾値を経過した後に次の濾過膜モジュール２３の洗浄処理を行う。これにより、過度の濾過膜モジュール２３の洗浄を抑制することが可能となり、微生物の多くが死滅したままの状態になることを抑制することができる。つまり、残留する洗浄液Ｗ３の影響により、活性汚泥濃度の減少が引き起こされることを抑制することができる。その結果、濾過膜モジュール２３の閉塞の発生を抑制しながら、微生物による十分な活生汚泥処理が可能となり、処理水Ｗ２の水質を安定させることができる。
【００５７】
また、過度の濾過膜モジュール２３の洗浄処理を抑制することにより、濾過膜モジュール２３の劣化（例えば、酸化劣化）を抑制することができる。
【００５８】
また、本実施形態においては、濾過部材洗浄システム１は、所定の定期洗浄及び判定部９１に基づく判定結果にかかわらず、洗浄用ポンプ４の起動等の制御を行う強制洗浄部９３を備える。そのため、例えば、所定の定期洗浄又は判定部９１に基づく判定結果にかかわらず、作業者による濾過膜モジュール２３の洗浄処理を行うことができる。これにより、濾過処理装置２のメンテナンスを行った後等においても濾過膜モジュール２３の洗浄を行うことができる。
【００５９】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。
例えば、前記実施形態においては、濾過処理装置２は、濾過部材としての浸漬型の濾過膜モジュール２３を備えているが、これに制限されない。濾過処理装置２は、外圧型の濾過膜モジュールを備える装置であってもよく、あるいは、粒状濾材を使用する活性炭濾過装置や砂濾過装置であってもよい。本発明の主旨は、インターロックにより過度の洗浄処理を抑制する点にあるので、逆洗浄を必要とするいかなるタイプの濾過処理装置にも適用することができる。
【００６０】
また、本実施形態においては、原水流通手段は、吸引ポンプとしての濾過用ポンプ３から構成されているが、濾過処理装置が外圧型の濾過膜モジュールを備える場合には、吐出ポンプから構成することもできる。この場合、圧力センサ８により測定される圧力差は、正圧として測定される。
【００６１】
また、本実施形態においては、制御手段としての制御部９２は、濾過用ポンプ３の起動のＯＮ／ＯＦＦを制御しているが、これに制限されない。制御部９２は、更に洗浄液Ｗ３の量、濃度などの制御を行うこともできる。
【００６２】
また、圧力センサ８による圧力差の測定は、洗浄用ポンプ４による洗浄液の供給終了と同時に又は直後に行うこともできる。
【００６３】
また、制御部９２は、濾過膜モジュール２３の洗浄処理において、所定時間の経過に基づいて洗浄用ポンプ４の起動等を制御しているが、洗浄液Ｗ３の流量に基づいて制御してもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１ 濾過部材洗浄システム
２ 濾過処理装置
３ 濾過用ポンプ（原水流通手段）
４ 洗浄用ポンプ（洗浄液供給手段）
８ 圧力センサ（圧力差測定手段）
９ システム制御装置
２１ 一次側領域
２２ 二次側領域
２３ 濾過膜モジュール（濾過部材）
９１ 判定部（判定手段）
９２ 制御部（制御手段）
９３ 強制洗浄部
Ｗ１ 原水
Ｗ２ 処理水
Ｗ３ 洗浄液
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次側から二次側に向かって原水を通過させ原水の濾過を行う濾過部材と、該濾過部材により区画される一次側領域及び二次側領域とを有し、一次側領域から二次側領域に向かって原水を前記濾過部材に通過させることにより原水の濾過処理を行う濾過処理装置と、
一次側領域から二次側領域に向かって原水を流通させる原水流通手段と、
前記濾過部材に二次側から一次側に向けて洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
濾過処理中の一次側領域と二次側領域との圧力差の測定を行う圧力差測定手段と、
所定の圧力差閾値及び所定の時間閾値を設定可能で、設定された該圧力差閾値及び該時間閾値に基づいて前記洗浄液供給手段の起動の判定を行う判定手段であって、前記洗浄液供給手段による洗浄液の供給終了後において、前記圧力差測定手段により測定された圧力差測定値が前記圧力差閾値以上となった場合に、前記洗浄液供給手段による洗浄液の供給終了から前記時間閾値を経過した後に、前記洗浄液供給手段の起動の決定を行う判定手段と、
前記判定手段による判定結果に基づいて、前記洗浄液供給手段の起動の制御を行う制御手段と、
を備える濾過部材洗浄システム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記判定手段による判定結果にかかわらず、前記洗浄液供給手段の起動の制御が可能な強制洗浄部を備える請求項１に記載の濾過部材洗浄システム。
【請求項１】
一次側から二次側に向かって原水を通過させ原水の濾過を行う濾過部材と、該濾過部材により区画される一次側領域及び二次側領域とを有し、一次側領域から二次側領域に向かって原水を前記濾過部材に通過させることにより原水の濾過処理を行う濾過処理装置と、
一次側領域から二次側領域に向かって原水を流通させる原水流通手段と、
前記濾過部材に二次側から一次側に向けて洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
濾過処理中の一次側領域と二次側領域との圧力差の測定を行う圧力差測定手段と、
所定の圧力差閾値及び所定の時間閾値を設定可能で、設定された該圧力差閾値及び該時間閾値に基づいて前記洗浄液供給手段の起動の判定を行う判定手段であって、前記洗浄液供給手段による洗浄液の供給終了後において、前記圧力差測定手段により測定された圧力差測定値が前記圧力差閾値以上となった場合に、前記洗浄液供給手段による洗浄液の供給終了から前記時間閾値を経過した後に、前記洗浄液供給手段の起動の決定を行う判定手段と、
前記判定手段による判定結果に基づいて、前記洗浄液供給手段の起動の制御を行う制御手段と、
を備える濾過部材洗浄システム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記判定手段による判定結果にかかわらず、前記洗浄液供給手段の起動の制御が可能な強制洗浄部を備える請求項１に記載の濾過部材洗浄システム。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−７８８８９（Ｐ２０１１−７８８８９Ａ）
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３２１４６（Ｐ２００９−２３２１４６）
【出願日】平成２１年１０月６日（２００９．１０．６）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月６日（２００９．１０．６）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【Ｆターム（参考）】
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