膜ろ過装置
【課題】逆洗用の配管内における水の滞留を防止し、微粒子カウンタの誤判定及び判断遅延を防止すること。
【解決手段】膜ろ過装置１００は、被処理水をろ過する膜モジュール１０１の透過水側と貯留槽１０６とを連通する第１の配管１０５と逆洗ラインを形成する第２の配管１０８との間に第３の配管１１３で連通し、第２の配管１０８途中に設けられた逆洗用ポンプ１０９を貯留槽１０６よりも高い位置に配置し、第２の配管１０８の一端を貯留槽１０６内のろ過水の水位以下に挿入した。逆洗処理からろ過処理へ切替える場合、逆洗用ポンプ１０９を停止させ、第２のバルブ１１０を閉じると共に第１のバルブ１０７を開き、第２の配管１０８内の逆洗用のろ過水を自重及びろ過用ポンプの送水によりにより貯留槽１０６へ排出することとした。
【解決手段】膜ろ過装置１００は、被処理水をろ過する膜モジュール１０１の透過水側と貯留槽１０６とを連通する第１の配管１０５と逆洗ラインを形成する第２の配管１０８との間に第３の配管１１３で連通し、第２の配管１０８途中に設けられた逆洗用ポンプ１０９を貯留槽１０６よりも高い位置に配置し、第２の配管１０８の一端を貯留槽１０６内のろ過水の水位以下に挿入した。逆洗処理からろ過処理へ切替える場合、逆洗用ポンプ１０９を停止させ、第２のバルブ１１０を閉じると共に第１のバルブ１０７を開き、第２の配管１０８内の逆洗用のろ過水を自重及びろ過用ポンプの送水によりにより貯留槽１０６へ排出することとした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湖沼水等の表流水又は地下水等をろ過処理する膜モジュールを透過水側から原水側に向けて洗浄水を供給して洗浄（以下、逆洗という）可能であって膜異常検知装置を備えた膜ろ過装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水道原水である湖沼水等の表流水又は地下水等（環境水）に混入した塩素耐性原虫であるクリプトスポリジウム等を除去するために膜ろ過装置が用いられている。膜ろ過装置においてクリプトスポリジウム等を除去する膜モジュールは定期的に洗浄される。従来、膜モジュールの透過水側から原水側に向けてろ過水を供給して膜モジュールの付着物を剥離・除去する逆洗方式を採用した膜ろ過装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図３を参照して、従来の逆洗方式を採用した膜ろ過装置について説明する。
水道原水をろ過する場合は、水道原水が供給用配管３０１を介して膜モジュール３０２へ送られる。膜モジュール３０２でろ過処理されたろ過水は、第１の配管３０５経由で貯留槽３０７へ送られる一方、第１の配管３０５から分岐した連結管３０３を介して微粒子カウンタ３０４に送られる。微粒子カウンタ３０４では微粒子数をカウントして水質をチェックする。
【０００４】
膜モジュール３０２を洗浄する場合は、膜モジュール３０２の透過水側から原水側に向けてろ過水を供給する。そのために、第１のバルブ３０６を閉じて第２のバルブ３１０を開き、逆洗用ポンプ３０９を駆動させ、貯留槽３０７に貯留されているろ過水を第２の配管（逆洗用配管）３０８経由で微粒子カウンタ３０４を通して膜モジュール３０２の透過水側に供給する。このように、貯留槽３０７の処理水を逆洗ライン（３０８）から膜モジュール３０２に送ることで膜モジュール３０２の洗浄を行う。
【０００５】
膜モジュール３０２の洗浄から水道原水のろ過処理に切替える場合は、第２の配管３０８に設けられた第２のバルブ３１０を閉じる。
【特許文献１】特開２００６−２７２１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記従来の膜ろ過装置では、逆洗処理からろ過処理へ切替えるために第２の配管３０８の第２のバルブ３１０を閉じた際に、第２の配管３０８内にろ過水が滞留した状態となっていた。そのため、第２の配管３０８内において微粒子が酸化や凝集によって成長することがあった。これらの微粒子は、逆洗時に膜モジュール３０２の透過水側に付着し、ろ過再開時に膜モジュール３０２から剥離し、ノイズとして微粒子カウンタ３０４によって異常値が計測される現象を引き越す原因となる。このため、実際は、膜モジュール３０２に異常はなくても、微粒子カウンタ３０４が膜モジュール３０２に異常があるという数値を示し誤判定を招く恐れがある。
【０００７】
また、微粒子カウンタ３０４が示すべき値は１００個／ｍＬ以下である必要があるが、一旦微粒子カウンタ３０４の値が上がると、正常な数値に戻るまで時間を要するため、その期間にろ過処理されたろ過水は次段へ送ることができない。このため、微粒子カウンタ３０４の値が正常な数値に戻るまでろ過水の供給ができない状態であるが、この時、ろ過処理自身は停止しないので、ろ過水は膜モジュールよりも上流(上段)の例えば原水ライン(原水タンク)に戻すか、あるいは捨水する必要がある。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、逆洗処理からろ過処理への切替え時に逆洗用配管内からろ過水を完全に排出でき、ろ過処理開始直後の誤判定を防止すると共に微粒子カウンタの数値を正常数値に維持できて判定遅延の無い膜ろ過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】
【０００９】
本発明の膜ろ過装置は、被処理水をろ過処理する膜モジュールと、前記膜モジュールでろ過処理された処理水を貯留する貯留槽と、前記膜モジュールの透過水側と前記貯留槽とを連通する第１の配管と、前記第１の配管の途中に設けられた第１のバルブと、一端が前記貯留槽内の透過水の水位以下に挿入され、他端が前記第１の配管の前記第１のバルブと前記膜モジュールとの間に連結された第２の配管と、前記第２の配管の途中に設けられた第２のバルブと、前記貯留槽の水位よりも高い位置に配置され前記第２のバルブよりも貯留槽側の第２の配管途中に設置された逆洗用ポンプと、一端が前記第１の配管の前記第１のバルブよりも貯留槽側に連結され他端が前記第２の配管の前記逆洗用ポンプよりも貯留槽側に連結された第３の配管とを具備したことを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、逆洗用ポンプを貯留槽の水位よりも高い位置に配置すると共に、第１の配管の第１のバルブよりも貯留槽側の所定ポイントと第２の配管の逆洗用ポンプよりも貯留槽側の所定ポイントとを第３の配管で連結したので、ろ過処理再開時に第１のバルブを開いた際に第２の配管内の処理水が貯留槽へ排出され、ろ過処理時に第２の配管内に処理水が滞留することを防止できる。これにより、第２の配管内に滞留した水により微粒子が酸化や凝集によって成長することがなくなり、逆洗時に膜モジュールの透過水側に微粒子が付着してろ過再開時に当該微粒子が膜モジュールから剥離して、微粒子カウンタによって計測されることもなくなる。また、第２の配管中に滞留した逆洗用の処理水はろ過処理へ切替わった時に自重及び処理水の流れで排出されるが、第２の配管の一端を貯留槽内の透過水の水位以下に挿入しているので、第２の配管内に空気が入り込むのを防止でき、次回の逆洗工程でポンプが起動した際に逆洗用の処理水を吸上げることができる。
【００１１】
また本発明は、上記膜ろ過装置において、前記膜モジュールでろ過処理を行う場合、前記第１のバルブを開くと共に前記第２のバルブを閉じて前記膜モジュールの原水側へ被処理水を供給し、当該膜モジュールの透過水側から排出される処理水を前記第１の配管を通して前記貯留槽へ送ると共に、前記第１の配管を流れる処理水の一部を前記第３の配管経由で前記第２の配管へ送り込み当該第２の配管から前記貯留槽へ送り、前記膜モジュールの逆洗処理を行う場合、前記第１のバルブを閉じると共に前記第２のバルブを開いて前記逆洗用ポンプを駆動し、前記貯留槽から吸い上げた処理水を前記第２の配管を経由して前記第１の配管へ送り込んで前記膜モジュールの透過水側に供給し、前記逆洗処理からろ過処理へ切替える場合、前記逆洗用ポンプを停止させ、前記第２のバルブを閉じると共に前記第１のバルブを開き、前記第２の配管内の処理水を前記貯留槽へ排出することを特徴とする。
【００１２】
このように、第１のバルブおよび第２のバルブを操作することにより、逆洗処理からろ過処理へ切替える際に第２の配管から処理水を完全に排出することができ、しかもろ過処理時には第１の配管を流れる処理水の一部を第３の配管経由で第２の配管へ送り込み当該第２の配管から貯留槽へ送るので、第３の配管内に処理水が滞留する心配もない。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、逆洗処理からろ過処理への切替え時に逆洗用配管内から処理水を完全に排出でき、ろ過処理再開直後の誤判定を防止すると共に微粒子カウンタの数値を正常数値に維持できて判定遅延を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は本実施の形態にかかる膜ろ過装置の概略的な構成図である。
本実施の形態の膜ろ過装置１００は、浄水場等で横置型の中空糸膜により水道原水をろ過処理するものとする。膜ろ過装置１００には、横置型の中空糸膜で構成される膜モジュール１０１が設けられている。膜モジュール１０１は、原水側に供給配管１０２の一端が連結されていて、当該供給配管１０２から水道原水が供給される。膜モジュール１０１において被処理水としての水道原水をろ過処理して得られた処理水としてのろ過水は透過水側から排出される。膜モジュール１０１の透過水側には第１の配管１０５の一端が連結されており、第１の配管１０５の他端は処理水を貯留する貯留槽１０６に挿入されている。第１の配管１０５の途中に第１のバルブ１０７が設けられている。ろ過処理時には、膜モジュール１０１でろ過処理されたろ過水は第１の配管１０５を通り貯留槽１０６へ流入するようにしている。第１の配管１０５には連結配管１０３を介して微粒子カウンタ１０４が設けられている。微粒子カウンタ１０４は、膜モジュール１０１へ供給される原水（初期）粒子濃度を連続監視すると共に、膜モジュール１０１の破断時に膜モジュール１０１の透過水側への原水漏洩の影響で変化する膜処理水粒子濃度を連続監視する。この微粒子カウンタ１０４は、原水（初期）粒子濃度及び原水漏洩を連続監視するために０．５μｍ以上の微粒子計測が可能なものを用いている。
【００１５】
また、第１の配管１０５における第１のバルブ１０７の上流側から分岐して貯留槽１０６に至る逆洗用配管である第２の配管１０８が設けられている。第２の配管１０８の配管端部が貯留槽１０６の上部よりろ過水の水位以下に挿入されている。第２の配管１０８には、第１の配管１０５との連結部近傍に第２のバルブ１１０が設けられている。また、第２の配管１０８には、貯留槽１０６の水位よりも高い位置であって、第２のバルブ１１０よりも貯留槽１０６側の位置に逆洗用ポンプ１０９が設置されている。
【００１６】
また、第１の配管１０５と第２の配管１０８とを配管途中で連通する第３の配管１１３が設けられている。第３の配管１１３の一端は、第１の配管１０５における第１のバルブ１０７の下流側（第１のバルブ１０７と貯留槽１０６との間であり連結ポイントを符号１１１で示す）に連結されている。また、第３の配管１１３の他端は、第２の配管１０８において逆洗用ポンプ１０９よりも貯留槽１０６側（連結ポイントを符号１１２で示す）に連結されている。すなわち、本実施の形態では、第１のバルブ１０７を開き、第２のバルブ１１０を閉じた状態では、第２の配管１０８内に残っていた処理水が貯留槽１０６へ排出可能な状態となるように配管構造を工夫している。
【００１７】
次に、以上のように構成された膜ろ過装置１００の動作については説明する。
ろ過処理を開始する場合、第１のバルブ１０７を開き、第２のバルブ１１０を閉じる。そして、不図示の供給ポンプを駆動して供給配管１０２から膜モジュール１０１の原水側へ水道原水を送る。膜モジュール１０１において水道原水をろ過処理して得られたろ過水は膜モジュール１０１の透過水側から排出され、その一部が連結配管１０３を介して微粒子カウンタ１０４へ送られ粒子濃度がチェックされる。また、膜モジュール１０１の透過水側から排出されるろ過水は第１の配管１０５を通って貯留槽１０６に流入して貯留される。また、第１の配管１０５に送られたろ過水の一部は、第３の配管１１３を経由して第２の配管１０８に流れ込む。第３の配管１１３から第２の配管１０８に流入したろ過水は水圧によって押し出されて貯留槽１０６へ流れ込む。微粒子カウンタ１０４では、取り込まれたろ過水の微粒子数をカウントして原水（初期）粒子濃度及び原水漏洩を連続監視する。
【００１８】
ろ過処理から逆洗処理に切替える場合、第１のバルブ１０７を閉じて、第２のバルブ１１０を開く。逆洗用ポンプ１０９を駆動することにより、貯留槽１０６に貯留されているろ過水を第２の配管１０８を通して引き上げ、第１の配管１０５との連結部から第１の配管１０５に送り込む。第１のバルブ１０７は閉じているため、第１の配管１０５に送られた逆洗用のろ過水は、膜モジュール１０１の透過水側から原水側に向けて供給される。これにより、膜モジュール１０１の透過水側から原水側に向けて逆洗用のろ過水が供給されるので、膜の原水側に付着している付着物が剥離され除去されると共に膜モジュール内の粒子が膜モジュール外へ押し流されて除去される。
【００１９】
逆洗終了後に逆洗処理からろ過処理に切替える。そのため、逆洗用ポンプ１０９を停止させると共に第２のバルブ１１０を閉じ、さらに第１のバルブ１０７を開ける。第２のバルブ１１０を閉じた第２の配管１０８は、第３の配管１１３を介して、第１のバルブ１０７が開けられた第１の配管１０５と連通している。このため、第２のバルブ１１０を閉じた際に第２の配管１０８内に充填されていた逆洗用のろ過水は、第１のバルブ１０７を開けた際に自重及びろ過用ポンプの送水により第２の配管１０８から貯留槽１０６へ排出される。したがって、第２の配管１０８において第２のバルブ１１０よりも下方にあった逆洗用のろ過水は完全に第２の配管１０８外へ排出されることとなる。また、第２の配管１０８の一端を貯留槽１０６内のろ過水の水位以下に挿入しているので、第２の配管１０８内に空気が入り込むのを防止でき、次回の逆洗工程で逆洗用ポンプ１０９が起動した際に逆洗用のろ過水を吸上げることができる。
【００２０】
このように、本実施の形態によれば、逆洗終了後に第２の配管１０８に逆洗用のろ過水が滞留されないため、第２の配管１０８に逆洗用のろ過水が滞留して配管内が汚染される恐れが無く、逆洗時に膜モジュール１０１の透過水側に配管内で成長した微粒子が付着することもなくなる。よって、ろ過再開時に膜モジュール１０１の透過水側から剥離した微粒子を計測した微粒子カウンタ１０４が異常値を示して原水漏洩等と誤判定することを防止できる。また、配管内で成長した微粒子が剥離して微粒子カウンタ１０４の値が上がることが無いので、正常な数値に戻るまで待たなければならなかった従来のタイムロスを削減できる。
【００２１】
以下、上記膜ろ過装置１００を用いて、逆洗処理における水の滞留防止を検証した結果を説明する。
図２は、ろ過再開時に処理水中の０．５μｍ以上の微粒子数を微粒子カウンタ１０４で計測した結果を示す。微粒子カウンタ１０４による異常検知は、微粒子数１００個／ｍＬ以上を異常と判断する。
【００２２】
従来装置では第２の配管３０８に逆洗用のろ過水が滞留して配管内が汚染されていたため、ろ過再開時の処理水中の微粒子数が１時間以上経過しても１００個以下に安定しなかった。このため、微粒子カウンタ１０４が異常検知と誤判定したり、判別遅延したりしていた。
【００２３】
本膜ろ過装置１００では、第２の配管１０８での逆洗用のろ過水の滞留が解消されたため、ろ過再開時のろ過水中の微粒子数が３０分以内に１００個以下に安定していることが判る。その結果、微粒子カウンタ１０４の誤判定及び判別遅延の問題を解消することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、逆洗ラインから供給される逆洗用のろ過水を膜モジュールの透過水側から原水側に向けて供給して逆洗を行う膜ろ過装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる膜ろ過装置の構成図
【図２】上記一実施の形態の膜ろ過装置と従来の膜ろ過装置との逆洗後の微粒子数を比較した検証結果を示す図
【図３】従来の膜ろ過装置の構成図
【符号の説明】
【００２６】
１００…膜ろ過装置、１０１…膜モジュール、１０４…微粒子カウンタ、１０５…第１の配管、１０６…貯留槽、１０７…第１のバルブ、１０８…第２の配管、１０９…逆洗用ポンプ、１１０…第２のバルブ、１１３…第３の配管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湖沼水等の表流水又は地下水等をろ過処理する膜モジュールを透過水側から原水側に向けて洗浄水を供給して洗浄（以下、逆洗という）可能であって膜異常検知装置を備えた膜ろ過装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水道原水である湖沼水等の表流水又は地下水等（環境水）に混入した塩素耐性原虫であるクリプトスポリジウム等を除去するために膜ろ過装置が用いられている。膜ろ過装置においてクリプトスポリジウム等を除去する膜モジュールは定期的に洗浄される。従来、膜モジュールの透過水側から原水側に向けてろ過水を供給して膜モジュールの付着物を剥離・除去する逆洗方式を採用した膜ろ過装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図３を参照して、従来の逆洗方式を採用した膜ろ過装置について説明する。
水道原水をろ過する場合は、水道原水が供給用配管３０１を介して膜モジュール３０２へ送られる。膜モジュール３０２でろ過処理されたろ過水は、第１の配管３０５経由で貯留槽３０７へ送られる一方、第１の配管３０５から分岐した連結管３０３を介して微粒子カウンタ３０４に送られる。微粒子カウンタ３０４では微粒子数をカウントして水質をチェックする。
【０００４】
膜モジュール３０２を洗浄する場合は、膜モジュール３０２の透過水側から原水側に向けてろ過水を供給する。そのために、第１のバルブ３０６を閉じて第２のバルブ３１０を開き、逆洗用ポンプ３０９を駆動させ、貯留槽３０７に貯留されているろ過水を第２の配管（逆洗用配管）３０８経由で微粒子カウンタ３０４を通して膜モジュール３０２の透過水側に供給する。このように、貯留槽３０７の処理水を逆洗ライン（３０８）から膜モジュール３０２に送ることで膜モジュール３０２の洗浄を行う。
【０００５】
膜モジュール３０２の洗浄から水道原水のろ過処理に切替える場合は、第２の配管３０８に設けられた第２のバルブ３１０を閉じる。
【特許文献１】特開２００６−２７２１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記従来の膜ろ過装置では、逆洗処理からろ過処理へ切替えるために第２の配管３０８の第２のバルブ３１０を閉じた際に、第２の配管３０８内にろ過水が滞留した状態となっていた。そのため、第２の配管３０８内において微粒子が酸化や凝集によって成長することがあった。これらの微粒子は、逆洗時に膜モジュール３０２の透過水側に付着し、ろ過再開時に膜モジュール３０２から剥離し、ノイズとして微粒子カウンタ３０４によって異常値が計測される現象を引き越す原因となる。このため、実際は、膜モジュール３０２に異常はなくても、微粒子カウンタ３０４が膜モジュール３０２に異常があるという数値を示し誤判定を招く恐れがある。
【０００７】
また、微粒子カウンタ３０４が示すべき値は１００個／ｍＬ以下である必要があるが、一旦微粒子カウンタ３０４の値が上がると、正常な数値に戻るまで時間を要するため、その期間にろ過処理されたろ過水は次段へ送ることができない。このため、微粒子カウンタ３０４の値が正常な数値に戻るまでろ過水の供給ができない状態であるが、この時、ろ過処理自身は停止しないので、ろ過水は膜モジュールよりも上流(上段)の例えば原水ライン(原水タンク)に戻すか、あるいは捨水する必要がある。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、逆洗処理からろ過処理への切替え時に逆洗用配管内からろ過水を完全に排出でき、ろ過処理開始直後の誤判定を防止すると共に微粒子カウンタの数値を正常数値に維持できて判定遅延の無い膜ろ過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】
【０００９】
本発明の膜ろ過装置は、被処理水をろ過処理する膜モジュールと、前記膜モジュールでろ過処理された処理水を貯留する貯留槽と、前記膜モジュールの透過水側と前記貯留槽とを連通する第１の配管と、前記第１の配管の途中に設けられた第１のバルブと、一端が前記貯留槽内の透過水の水位以下に挿入され、他端が前記第１の配管の前記第１のバルブと前記膜モジュールとの間に連結された第２の配管と、前記第２の配管の途中に設けられた第２のバルブと、前記貯留槽の水位よりも高い位置に配置され前記第２のバルブよりも貯留槽側の第２の配管途中に設置された逆洗用ポンプと、一端が前記第１の配管の前記第１のバルブよりも貯留槽側に連結され他端が前記第２の配管の前記逆洗用ポンプよりも貯留槽側に連結された第３の配管とを具備したことを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、逆洗用ポンプを貯留槽の水位よりも高い位置に配置すると共に、第１の配管の第１のバルブよりも貯留槽側の所定ポイントと第２の配管の逆洗用ポンプよりも貯留槽側の所定ポイントとを第３の配管で連結したので、ろ過処理再開時に第１のバルブを開いた際に第２の配管内の処理水が貯留槽へ排出され、ろ過処理時に第２の配管内に処理水が滞留することを防止できる。これにより、第２の配管内に滞留した水により微粒子が酸化や凝集によって成長することがなくなり、逆洗時に膜モジュールの透過水側に微粒子が付着してろ過再開時に当該微粒子が膜モジュールから剥離して、微粒子カウンタによって計測されることもなくなる。また、第２の配管中に滞留した逆洗用の処理水はろ過処理へ切替わった時に自重及び処理水の流れで排出されるが、第２の配管の一端を貯留槽内の透過水の水位以下に挿入しているので、第２の配管内に空気が入り込むのを防止でき、次回の逆洗工程でポンプが起動した際に逆洗用の処理水を吸上げることができる。
【００１１】
また本発明は、上記膜ろ過装置において、前記膜モジュールでろ過処理を行う場合、前記第１のバルブを開くと共に前記第２のバルブを閉じて前記膜モジュールの原水側へ被処理水を供給し、当該膜モジュールの透過水側から排出される処理水を前記第１の配管を通して前記貯留槽へ送ると共に、前記第１の配管を流れる処理水の一部を前記第３の配管経由で前記第２の配管へ送り込み当該第２の配管から前記貯留槽へ送り、前記膜モジュールの逆洗処理を行う場合、前記第１のバルブを閉じると共に前記第２のバルブを開いて前記逆洗用ポンプを駆動し、前記貯留槽から吸い上げた処理水を前記第２の配管を経由して前記第１の配管へ送り込んで前記膜モジュールの透過水側に供給し、前記逆洗処理からろ過処理へ切替える場合、前記逆洗用ポンプを停止させ、前記第２のバルブを閉じると共に前記第１のバルブを開き、前記第２の配管内の処理水を前記貯留槽へ排出することを特徴とする。
【００１２】
このように、第１のバルブおよび第２のバルブを操作することにより、逆洗処理からろ過処理へ切替える際に第２の配管から処理水を完全に排出することができ、しかもろ過処理時には第１の配管を流れる処理水の一部を第３の配管経由で第２の配管へ送り込み当該第２の配管から貯留槽へ送るので、第３の配管内に処理水が滞留する心配もない。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、逆洗処理からろ過処理への切替え時に逆洗用配管内から処理水を完全に排出でき、ろ過処理再開直後の誤判定を防止すると共に微粒子カウンタの数値を正常数値に維持できて判定遅延を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は本実施の形態にかかる膜ろ過装置の概略的な構成図である。
本実施の形態の膜ろ過装置１００は、浄水場等で横置型の中空糸膜により水道原水をろ過処理するものとする。膜ろ過装置１００には、横置型の中空糸膜で構成される膜モジュール１０１が設けられている。膜モジュール１０１は、原水側に供給配管１０２の一端が連結されていて、当該供給配管１０２から水道原水が供給される。膜モジュール１０１において被処理水としての水道原水をろ過処理して得られた処理水としてのろ過水は透過水側から排出される。膜モジュール１０１の透過水側には第１の配管１０５の一端が連結されており、第１の配管１０５の他端は処理水を貯留する貯留槽１０６に挿入されている。第１の配管１０５の途中に第１のバルブ１０７が設けられている。ろ過処理時には、膜モジュール１０１でろ過処理されたろ過水は第１の配管１０５を通り貯留槽１０６へ流入するようにしている。第１の配管１０５には連結配管１０３を介して微粒子カウンタ１０４が設けられている。微粒子カウンタ１０４は、膜モジュール１０１へ供給される原水（初期）粒子濃度を連続監視すると共に、膜モジュール１０１の破断時に膜モジュール１０１の透過水側への原水漏洩の影響で変化する膜処理水粒子濃度を連続監視する。この微粒子カウンタ１０４は、原水（初期）粒子濃度及び原水漏洩を連続監視するために０．５μｍ以上の微粒子計測が可能なものを用いている。
【００１５】
また、第１の配管１０５における第１のバルブ１０７の上流側から分岐して貯留槽１０６に至る逆洗用配管である第２の配管１０８が設けられている。第２の配管１０８の配管端部が貯留槽１０６の上部よりろ過水の水位以下に挿入されている。第２の配管１０８には、第１の配管１０５との連結部近傍に第２のバルブ１１０が設けられている。また、第２の配管１０８には、貯留槽１０６の水位よりも高い位置であって、第２のバルブ１１０よりも貯留槽１０６側の位置に逆洗用ポンプ１０９が設置されている。
【００１６】
また、第１の配管１０５と第２の配管１０８とを配管途中で連通する第３の配管１１３が設けられている。第３の配管１１３の一端は、第１の配管１０５における第１のバルブ１０７の下流側（第１のバルブ１０７と貯留槽１０６との間であり連結ポイントを符号１１１で示す）に連結されている。また、第３の配管１１３の他端は、第２の配管１０８において逆洗用ポンプ１０９よりも貯留槽１０６側（連結ポイントを符号１１２で示す）に連結されている。すなわち、本実施の形態では、第１のバルブ１０７を開き、第２のバルブ１１０を閉じた状態では、第２の配管１０８内に残っていた処理水が貯留槽１０６へ排出可能な状態となるように配管構造を工夫している。
【００１７】
次に、以上のように構成された膜ろ過装置１００の動作については説明する。
ろ過処理を開始する場合、第１のバルブ１０７を開き、第２のバルブ１１０を閉じる。そして、不図示の供給ポンプを駆動して供給配管１０２から膜モジュール１０１の原水側へ水道原水を送る。膜モジュール１０１において水道原水をろ過処理して得られたろ過水は膜モジュール１０１の透過水側から排出され、その一部が連結配管１０３を介して微粒子カウンタ１０４へ送られ粒子濃度がチェックされる。また、膜モジュール１０１の透過水側から排出されるろ過水は第１の配管１０５を通って貯留槽１０６に流入して貯留される。また、第１の配管１０５に送られたろ過水の一部は、第３の配管１１３を経由して第２の配管１０８に流れ込む。第３の配管１１３から第２の配管１０８に流入したろ過水は水圧によって押し出されて貯留槽１０６へ流れ込む。微粒子カウンタ１０４では、取り込まれたろ過水の微粒子数をカウントして原水（初期）粒子濃度及び原水漏洩を連続監視する。
【００１８】
ろ過処理から逆洗処理に切替える場合、第１のバルブ１０７を閉じて、第２のバルブ１１０を開く。逆洗用ポンプ１０９を駆動することにより、貯留槽１０６に貯留されているろ過水を第２の配管１０８を通して引き上げ、第１の配管１０５との連結部から第１の配管１０５に送り込む。第１のバルブ１０７は閉じているため、第１の配管１０５に送られた逆洗用のろ過水は、膜モジュール１０１の透過水側から原水側に向けて供給される。これにより、膜モジュール１０１の透過水側から原水側に向けて逆洗用のろ過水が供給されるので、膜の原水側に付着している付着物が剥離され除去されると共に膜モジュール内の粒子が膜モジュール外へ押し流されて除去される。
【００１９】
逆洗終了後に逆洗処理からろ過処理に切替える。そのため、逆洗用ポンプ１０９を停止させると共に第２のバルブ１１０を閉じ、さらに第１のバルブ１０７を開ける。第２のバルブ１１０を閉じた第２の配管１０８は、第３の配管１１３を介して、第１のバルブ１０７が開けられた第１の配管１０５と連通している。このため、第２のバルブ１１０を閉じた際に第２の配管１０８内に充填されていた逆洗用のろ過水は、第１のバルブ１０７を開けた際に自重及びろ過用ポンプの送水により第２の配管１０８から貯留槽１０６へ排出される。したがって、第２の配管１０８において第２のバルブ１１０よりも下方にあった逆洗用のろ過水は完全に第２の配管１０８外へ排出されることとなる。また、第２の配管１０８の一端を貯留槽１０６内のろ過水の水位以下に挿入しているので、第２の配管１０８内に空気が入り込むのを防止でき、次回の逆洗工程で逆洗用ポンプ１０９が起動した際に逆洗用のろ過水を吸上げることができる。
【００２０】
このように、本実施の形態によれば、逆洗終了後に第２の配管１０８に逆洗用のろ過水が滞留されないため、第２の配管１０８に逆洗用のろ過水が滞留して配管内が汚染される恐れが無く、逆洗時に膜モジュール１０１の透過水側に配管内で成長した微粒子が付着することもなくなる。よって、ろ過再開時に膜モジュール１０１の透過水側から剥離した微粒子を計測した微粒子カウンタ１０４が異常値を示して原水漏洩等と誤判定することを防止できる。また、配管内で成長した微粒子が剥離して微粒子カウンタ１０４の値が上がることが無いので、正常な数値に戻るまで待たなければならなかった従来のタイムロスを削減できる。
【００２１】
以下、上記膜ろ過装置１００を用いて、逆洗処理における水の滞留防止を検証した結果を説明する。
図２は、ろ過再開時に処理水中の０．５μｍ以上の微粒子数を微粒子カウンタ１０４で計測した結果を示す。微粒子カウンタ１０４による異常検知は、微粒子数１００個／ｍＬ以上を異常と判断する。
【００２２】
従来装置では第２の配管３０８に逆洗用のろ過水が滞留して配管内が汚染されていたため、ろ過再開時の処理水中の微粒子数が１時間以上経過しても１００個以下に安定しなかった。このため、微粒子カウンタ１０４が異常検知と誤判定したり、判別遅延したりしていた。
【００２３】
本膜ろ過装置１００では、第２の配管１０８での逆洗用のろ過水の滞留が解消されたため、ろ過再開時のろ過水中の微粒子数が３０分以内に１００個以下に安定していることが判る。その結果、微粒子カウンタ１０４の誤判定及び判別遅延の問題を解消することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、逆洗ラインから供給される逆洗用のろ過水を膜モジュールの透過水側から原水側に向けて供給して逆洗を行う膜ろ過装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる膜ろ過装置の構成図
【図２】上記一実施の形態の膜ろ過装置と従来の膜ろ過装置との逆洗後の微粒子数を比較した検証結果を示す図
【図３】従来の膜ろ過装置の構成図
【符号の説明】
【００２６】
１００…膜ろ過装置、１０１…膜モジュール、１０４…微粒子カウンタ、１０５…第１の配管、１０６…貯留槽、１０７…第１のバルブ、１０８…第２の配管、１０９…逆洗用ポンプ、１１０…第２のバルブ、１１３…第３の配管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水をろ過処理する膜モジュールと、前記膜モジュールでろ過処理された処理水を貯留する貯留槽と、前記膜モジュールの透過水側と前記貯留槽とを連通する第１の配管と、前記第１の配管の途中に設けられた第１のバルブと、一端が前記貯留槽内の透過水の水位以下に挿入され他端が前記第１の配管の前記第１のバルブと前記膜モジュールとの間に連結された第２の配管と、前記第２の配管の途中に設けられた第２のバルブと、前記貯留槽の水位よりも高い位置に配置され前記第２のバルブよりも貯留槽側の第２の配管途中に設置された逆洗用ポンプと、一端が前記第１の配管の前記第１のバルブよりも貯留槽側に連結され他端が前記第２の配管の前記逆洗用ポンプよりも貯留槽側に連結された第３の配管と、を具備したことを特徴とする膜ろ過装置。
【請求項２】
前記膜モジュールでろ過処理を行う場合、前記第１のバルブを開くと共に前記第２のバルブを閉じて前記膜モジュールの原水側へ被処理水を供給し、当該膜モジュールの透過水側から排出される処理水を前記第１の配管を通して前記貯留槽へ送ると共に、前記第１の配管を流れる処理水の一部を前記第３の配管経由で前記第２の配管へ送り込み当該第２の配管から前記貯留槽へ送り、
前記膜モジュールの逆洗処理を行う場合、前記第１のバルブを閉じると共に前記第２のバルブを開いて前記逆洗用ポンプを駆動し、前記貯留槽から吸い上げた処理水を前記第２の配管を経由して前記第１の配管へ送り込んで前記膜モジュールの透過水側に供給し、
前記逆洗処理からろ過処理へ切替える場合、前記逆洗用ポンプを停止させ、前記第２のバルブを閉じると共に前記第１のバルブを開き、前記第２の配管内の処理水を前記貯留槽へ排出することを特徴とする請求項１記載の膜ろ過装置。
【請求項１】
被処理水をろ過処理する膜モジュールと、前記膜モジュールでろ過処理された処理水を貯留する貯留槽と、前記膜モジュールの透過水側と前記貯留槽とを連通する第１の配管と、前記第１の配管の途中に設けられた第１のバルブと、一端が前記貯留槽内の透過水の水位以下に挿入され他端が前記第１の配管の前記第１のバルブと前記膜モジュールとの間に連結された第２の配管と、前記第２の配管の途中に設けられた第２のバルブと、前記貯留槽の水位よりも高い位置に配置され前記第２のバルブよりも貯留槽側の第２の配管途中に設置された逆洗用ポンプと、一端が前記第１の配管の前記第１のバルブよりも貯留槽側に連結され他端が前記第２の配管の前記逆洗用ポンプよりも貯留槽側に連結された第３の配管と、を具備したことを特徴とする膜ろ過装置。
【請求項２】
前記膜モジュールでろ過処理を行う場合、前記第１のバルブを開くと共に前記第２のバルブを閉じて前記膜モジュールの原水側へ被処理水を供給し、当該膜モジュールの透過水側から排出される処理水を前記第１の配管を通して前記貯留槽へ送ると共に、前記第１の配管を流れる処理水の一部を前記第３の配管経由で前記第２の配管へ送り込み当該第２の配管から前記貯留槽へ送り、
前記膜モジュールの逆洗処理を行う場合、前記第１のバルブを閉じると共に前記第２のバルブを開いて前記逆洗用ポンプを駆動し、前記貯留槽から吸い上げた処理水を前記第２の配管を経由して前記第１の配管へ送り込んで前記膜モジュールの透過水側に供給し、
前記逆洗処理からろ過処理へ切替える場合、前記逆洗用ポンプを停止させ、前記第２のバルブを閉じると共に前記第１のバルブを開き、前記第２の配管内の処理水を前記貯留槽へ排出することを特徴とする請求項１記載の膜ろ過装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−５８５（Ｐ２００９−５８５Ａ）
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１６１０１４（Ｐ２００７−１６１０１４）
【出願日】平成１９年６月１９日（２００７．６．１９）
【出願人】（５０７２１４０８３）メタウォーター株式会社 (277)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月１９日（２００７．６．１９）
【出願人】（５０７２１４０８３）メタウォーター株式会社 (277)
【Ｆターム（参考）】
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