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JP7075751B2 - ろ過膜の洗浄方法 - Google Patents
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JP7075751B2 - ろ過膜の洗浄方法 - Google Patents

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Description

本発明は、被処理液中に浸漬されて被処理液を固液分離する膜ろ過装置のろ過膜の洗浄方法に関する。
従来、水処理設備では、被処理液を固液分離するために膜ろ過装置が用いられている。膜ろ過装置は、被処理液中に浸漬されており、ろ過膜を有している。ろ過膜によるろ過を継続することにより、膜面上や膜内に濁質や浮遊物質等が付着又は堆積し、ろ過膜の目詰まりが生じる。このような目詰まりが生じると、ろ過膜の被処理液側（すなわち一次側）と透過水側（すなわち二次側）との圧力差すなわち膜間差圧が上昇する。膜間差圧が上昇すると、透過流束が低減して、安定的に被処理液を確保できなくなる。
このため、膜間差圧が上昇して所定の値に達した段階で、薬液を用いてろ過膜を洗浄している。この際、ろ過膜を洗浄した後にろ過を再開した直後の膜間差圧を測定し、測定された膜間差圧の値に基づいて洗浄強度を決定している。
洗浄強度に基づいて薬液の濃度と洗浄時間とが決定される。尚、測定された膜間差圧の値が大きいほど洗浄強度が高くなり、洗浄強度が高いほど、薬液の濃度を高くするとともに洗浄時間を延長する。
これによると、測定された膜間差圧の値に基づいて洗浄強度が決定され、決定された洗浄強度に対応した薬液の濃度と洗浄時間でろ過膜を洗浄する。
尚、上記のようなろ過膜の洗浄方法は例えば下記特許文献１に記載されている。
特開２０１７－１８８５９
上記した従来の洗浄方法では、測定された膜間差圧の値に基づいて薬液の濃度と洗浄時間とを調節しているため、ある程度、薬液の使用量を減らしたり、洗浄時間を短縮して、ろ過膜を効率的に洗浄することが可能であると考えられる。
しかしながら、ろ過膜の洗浄強度の調節方法は、膜間差圧の値だけに基づくのではなく、膜ろ過装置を浸漬している被処理液の温度によっても大きく左右される。例えば、被処理液の温度が低い場合、洗浄速度が低下するため、同じ洗浄強度（薬液濃度、洗浄時間）であっても、ろ過膜の洗浄が不十分になり、洗浄しても膜間差圧が十分に回復しない虞がある。また、被処理液の温度が高い場合、洗浄速度が上昇するため、同じ洗浄強度であっても、ろ過膜が必要以上に洗浄されることになり、ろ過膜の洗浄に要する電力やコストを節減することが難しくなる。
本発明は、被処理液の温度に応じて、洗浄が不十分になったり、必要以上になったりするのを防止し、無駄が少なく、効率の良いろ過膜の洗浄方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本第１発明は、被処理液中に浸漬されて被処理液を固液分離する膜ろ過装置のろ過膜の洗浄方法であって、
膜間差圧が第１の所定差圧を上回った場合、第１の薬液を用いて、ろ過膜を洗浄する第１の洗浄工程を行い、
第１の洗浄工程直後の膜間差圧が第１の所定差圧よりも低い第２の所定差圧を上回った場合、上記第１の薬液よりも濃度を高くした第２の薬液により、及び／又は第１の洗浄工程よりも長い洗浄時間で、ろ過膜を洗浄する第２の洗浄工程を行い、
第２の洗浄工程を行う際、被処理液の温度に応じて、第２の薬液の濃度及び／又は第２の洗浄工程の洗浄時間を変え、
第２の洗浄工程直後の膜間差圧を、１回前の第２の洗浄工程直後の膜間差圧で除した値が所定比を上回った場合、第１および第２の薬液とは別の第３の薬液を用いてろ過膜を洗浄する第３の洗浄工程を行うものである。
これによると、膜ろ過を行っている時の膜間差圧が第１の所定差圧を上回った場合、膜ろ過を停止して第１の洗浄工程を行うことにより、ろ過膜が通常の洗浄強度で洗浄される。これにより、膜面の付着物等が除去され、第１の洗浄工程直後に膜ろ過を再開した際の膜間差圧が第１の洗浄工程を行う直前よりも低下する。このような膜ろ過と第１の洗浄工程とを繰り返し行っていくと、第１の洗浄工程直後に膜ろ過を再開した際の膜間差圧が次第に上昇し、第１の洗浄工程直後に膜ろ過を再開した際の膜間差圧が第２の所定差圧を上回った場合、第２の洗浄工程を行う。これにより、第１の薬液よりも濃度を高くした第２の薬液を用いて、及び／又は第１の洗浄工程よりも長い洗浄時間で、ろ過膜が洗浄されるため、ろ過膜を強力に洗浄することができる。
このような第２の洗浄工程を行う際、被処理液の温度に応じて、第２の薬液の濃度及び／又は第２の洗浄工程の洗浄時間を変えることにより、被処理液の温度に応じた最適な薬液濃度及び／又は洗浄時間でろ過膜が洗浄されるため、ろ過膜の洗浄が不足したり、薬液の消費量が必要以上に増大したり、或いは洗浄時間が必要以上に長くなるのを防止することができ、ろ過膜の洗浄に要する電力やコストを節減することができる。これにより、無駄が少なく、効率の良いろ過膜の洗浄を行うことができる。
また、第１および第２の薬液を用いても十分に除去できない別の性状の付着物がろ過膜に付着して増加すると、第２の洗浄工程直後の膜間差圧を、１回前の第２の洗浄工程直後の膜間差圧で除した値が所定比を上回る。この場合、第３の薬液を用いてろ過膜を洗浄する第３の洗浄工程を行うことにより、ろ過膜に付着した別の性状の付着物も十分に除去することができる。
本第２発明は、被処理液中に浸漬されて被処理液を固液分離する膜ろ過装置のろ過膜の洗浄方法であって、
被処理液がろ過膜を透過する際の透過流束を膜間差圧で割った値をろ過膜の透過性能と定義すると、ろ過膜の透過性能が第１の透過性能を下回った場合、第１の薬液を用いて、ろ過膜を洗浄する第１の洗浄工程を行い、
第１の洗浄工程直後のろ過膜の透過性能が第１の透過性能よりも高い第２の透過性能を下回った場合、上記第１の薬液よりも濃度を高くした第２の薬液により、及び／又は第１の洗浄工程よりも長い洗浄時間で、ろ過膜を洗浄する第２の洗浄工程を行い、
第２の洗浄工程を行う際、被処理液の温度に応じて、第２の薬液の濃度及び／又は第２の洗浄工程の洗浄時間を変え、
第２の洗浄工程直後の透過性能を、１回前の第２の洗浄工程直後の透過性能で除した値が所定比を下回った場合、第１および第２の薬液とは別の第３の薬液を用いてろ過膜を洗浄する第３の洗浄工程を行うものである。
本第３発明におけるろ過膜の洗浄方法は、第２の洗浄工程を行う際、被処理液の温度が高いほど、第２の薬液の濃度を低くし、被処理液の温度が低いほど、第２の薬液の濃度を高くするものである。
これによると、第２の洗浄工程を行う際、被処理液の温度に応じた最適な第２の薬液の濃度でろ過膜が洗浄される。
本第４発明におけるろ過膜の洗浄方法は、第２の洗浄工程を行う際、被処理液の温度が高いほど、洗浄時間を短くし、被処理液の温度が低いほど、洗浄時間を長くするものである。
これによると、第２の洗浄工程を行う際、被処理液の温度に応じた最適な洗浄時間でろ過膜が洗浄される。
本第５発明におけるろ過膜の洗浄方法は、第１の薬液および第２の薬液はろ過膜に付着した有機物系の付着物を除去するものである。
これによると、第１の薬液および第２の薬液を用いて第１の洗浄工程および第２の洗浄工程を行うことにより、ろ過膜に付着した有機物系の付着物を十分に除去することができる。
本第６発明におけるろ過膜の洗浄方法は、第３の洗浄工程を行う際、被処理液の温度が高いほど、第３の薬液の濃度を低くし、被処理液の温度が低いほど、第３の薬液の濃度を高くするものである。
これによると、第３の洗浄工程を行う際、被処理液の温度に応じた最適な第３の薬液の濃度でろ過膜が洗浄される。
本第７発明におけるろ過膜の洗浄方法は、第３の洗浄工程を行う際、被処理液の温度が高いほど洗浄時間を短くし、被処理液の温度が低いほど洗浄時間を長くするものである。
これによると、第３の洗浄工程を行う際、被処理液の温度に応じた最適な洗浄時間でろ過膜が洗浄される。
本第８発明におけるろ過膜の洗浄方法は、第３の薬液はろ過膜に付着した無機物系の付着物を除去するものである。
これによると、第３の薬液を用いて第３の洗浄工程を行うことにより、ろ過膜に付着した無機物系の付着物を十分に除去することができる。
以上のように本発明によると、被処理液の温度に応じて、洗浄が不十分になったり、必要以上になったりするのを防止し、無駄が少なく、効率の良いろ過膜の洗浄を行うことが可能である。
本発明の第１の実施の形態におけるろ過膜を備えた膜ろ過装置の図である。 同、膜ろ過装置に備えられた平膜エレメントの図である。 同、膜ろ過装置のろ過膜の洗浄方法を示すフローチャートである。 同、膜ろ過装置でろ過運転とろ過膜の洗浄とを行ったときの時刻と膜間差圧との関係を示すグラフである。 図４のグラフにおけるＸ部分の拡大図である。 図４のグラフにおけるＹ部分の拡大図である。 図４のグラフにおけるＹ部分とＺ部分との拡大図である。 本発明の第２の実施の形態におけるろ過膜の洗浄方法を示すフローチャートである。 同、膜ろ過装置でろ過運転とろ過膜の洗浄とを行ったときの時刻と透過性能との関係を示すグラフである。 図９のグラフにおけるＸ部分の拡大図である。 図９のグラフにおけるＹ部分の拡大図である。 図９のグラフにおけるＹ部分とＺ部分との拡大図である。
以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態では、図１，図２に示すように、１は活性汚泥処理槽であり、槽本体２の上部には、有機性排水（例えば、下水、し尿、工場排水等）を供給するための供給系４が連通し、槽本体２の下部には、余剰汚泥を排出するための排出系５が連通している。槽本体２の内部には、被処理液３（有機性排水と活性汚泥との混合液）が貯留され、浸漬型の膜ろ過装置６と、被処理液３の温度を測定する温度測定装置２０とが設けられている。
膜ろ過装置６は、上下が開口した箱状のケーシング７と、ケーシング７内に配列された複数の平膜エレメント８とを有している。各平膜エレメント８は上下方向に沿って平行に配置されている。
平膜エレメント８は、ろ板９と、ろ板９の両面に接合されたシート状のろ過膜１０とを有している。ろ板９とろ過膜１０との間およびろ板９の内部には透過液流路が形成され、透過液流路に連通する透過液取出口１１がろ板９の上端縁に設けられている。ろ過膜１０を透過した透過液は透過液流路を経て透過液取出口１１から取り出される。
各平膜エレメント８は、透過液取出口１１に接続されたチューブ１２を介して集水管１３に連通しており、透過液を導出する透過液導出経路１４が集水管１３に接続されている。透過液導出経路１４には、透過液導出弁１５と吸引ポンプ１６が設けられている。
また、平膜エレメント８の配列群の下方には散気装置１７が設置されており、散気装置１７には給気管１８を介してブロワ１９が設けられている。
また、活性汚泥処理槽１には、各平膜エレメント８のろ過膜１０を洗浄するための膜洗浄装置２２が備えられている。膜洗浄装置２２は、次亜塩素酸ナトリウム溶液２３（第１および第２の薬液の一例）を貯留する第１の薬液貯留タンク２４（第１の薬液貯留部の一例）と、クエン酸溶液２６（第３の薬液の一例）を貯留する第２の薬液貯留タンク２７（第２の薬液貯留部の一例）と、希釈液２９を貯留する希釈液貯留タンク３０（希釈液貯留部の一例）と、透過液導出経路１４に接続された薬液供給経路３１と、第１の薬液貯留タンク２４内の次亜塩素酸ナトリウム溶液２３を薬液供給経路３１に供給する第１の薬液供給装置３３と、第２の薬液貯留タンク２７内のクエン酸溶液２６を薬液供給経路３１に供給する第２の薬液供給装置３４と、希釈液貯留タンク３０内の希釈液２９を薬液供給経路３１に供給する希釈液供給装置３５と、スタティックミキサー３７（薬液混合装置の一例）と、薬液供給用弁３８とを備えている。
尚、スタティックミキサー３７と薬液供給用弁３８とは薬液供給経路３１に設けられている。また、第１および第２の薬液供給装置３３，３４と希釈液供給装置３５とはそれぞれバルブおよび供給用ポンプ等によって構成されている。スタティックミキサー３７は、次亜塩素酸ナトリウム溶液２３と希釈液２９とを混合して次亜塩素酸ナトリウム溶液２３の濃度を調節する機能と、クエン酸溶液２６と希釈液２９とを混合してクエン酸溶液２６の濃度を調節する機能とを有している。
また、次亜塩素酸ナトリウム溶液２３はろ過膜１０に付着した有機物からなる付着物を除去する能力があり、クエン酸溶液２６はろ過膜１０に付着した無機物からなる付着物を除去する能力がある。
さらに、透過液導出経路１４には、透過液導出経路１４を流れる透過液の一部を取り出して希釈液貯留タンク３０に供給する透過液取出し経路４０が接続されている。これにより、透過液導出経路１４を流れる透過液の一部は、透過液取出し経路４０から希釈液貯留タンク３０に供給され、希釈液２９として利用される。尚、透過液取出し経路４０には、透過液取出し弁４１が設けられている。
ろ過運転Ｆを行う場合、薬液供給用弁３８を閉じ、透過液導出弁１５を開き、吸引ポンプ１６とブロワ１９を作動させる。これにより、散気装置１７から多数の気泡が放出され、被処理液３が各平膜エレメント８のろ過膜１０を透過してろ過される。ろ過膜１０を透過した被処理液３は透過液として、各平膜エレメント８のチューブ１２を通って集水管１３に流れ込み、集水管１３から透過液導出経路１４を流れて系外に取り出される。この際、透過液取出し弁４１を開くことにより、透過液導出経路１４を流れる透過液の一部が、透過液取出し経路４０を通って希釈液貯留タンク３０に供給され、希釈液２９として希釈液貯留タンク３０に貯留される。
以下に、ろ過膜１０の洗浄方法を図３に示すフローチャートに基づいて説明する。
上記のようなろ過運転Ｆを継続することにより（Ｓ－１）、ろ過膜１０の膜面上や膜内に濁質や浮遊物質等が付着し、ろ過膜１０に目詰まりが生じるため、図４，図５のグラフに示すように、膜間差圧が次第に上昇する。そして、膜間差圧が第１の所定差圧Ｐ１を上回った場合（Ｓ－２）、ろ過運転Ｆを一時停止し、次亜塩素酸ナトリウム溶液２３を用いて、ろ過膜１０を通常の洗浄強度Ａで洗浄する第１の洗浄工程Ｗ１を行う（Ｓ－３）。尚、下記表１に示すように、通常の洗浄強度Ａにおいては、通常の所定濃度Ｃ０（例えば、百分の数重量％程度の濃度）の次亜塩素酸ナトリウム溶液２３（第１の薬液の一例）を用いて、第１の洗浄時間Ｔ１にわたりろ過膜１０を洗浄する。
Figure 0007075751000001
尚、第１の洗浄工程Ｗ１を行う場合は、図１に示すように、吸引ポンプ１６とブロワ１９を停止させ、透過液導出弁１５を閉じ、薬液供給用弁３８を開き、第１の薬液供給装置３３と希釈液供給装置３５とを作動する。これにより、所定量の次亜塩素酸ナトリウム溶液２３が第１の薬液貯留タンク２４から薬液供給経路３１を通ってスタティックミキサー３７に供給されるとともに、所定量の希釈液２９が希釈液貯留タンク３０から薬液供給経路３１を通ってスタティックミキサー３７に供給され、スタティックミキサー３７において、次亜塩素酸ナトリウム溶液２３が希釈液２９と混合されて所定濃度Ｃ０に調節され、所定濃度Ｃ０の次亜塩素酸ナトリウム溶液２３は、薬液供給経路３１から透過液導出経路１４と集水管１３とチューブ１２とを通り、各平膜エレメント８の内部に供給されてろ過膜１０に接触する。これにより、ろ過膜１０が次亜塩素酸ナトリウム溶液２３によって洗浄され、ろ過膜１０の付着物が除去される。
図４，図５のグラフに示すように、このような第１の洗浄工程Ｗ１を第１の洗浄時間Ｔ１だけ行った後、第１の洗浄工程Ｗ１を停止して、ろ過運転Ｆを再開する（Ｓ－４）。ろ過運転Ｆを再開した直後は、ろ過膜１０から付着物が除去されているため、膜間差圧は第１の洗浄工程Ｗ１を行う直前よりも低下する。
そして、ろ過運転Ｆを継続することにより、次第にろ過膜１０に目詰まりが生じるため、膜間差圧が上昇し、膜間差圧が第１の所定差圧Ｐ１を上回った場合、再び、第１の洗浄工程Ｗ１を行う。
このようなろ過運転Ｆと第１の洗浄工程Ｗ１とを交互に繰り返し行っていくと、除去し切れずにろ過膜１０に残留する付着物の量が次第に増加するため、第１の洗浄工程Ｗ１を行った直後にろ過運転Ｆを再開した際の膜間差圧Ｓ（以下、この膜間差圧Ｓを初期膜間差圧Ｓと称する）が次第に上昇し、図４，図６のグラフに示すように、この初期膜間差圧Ｓが第２の所定差圧Ｐ２を上回った場合（Ｓ－５）、その後の膜間差圧が第１の所定差圧Ｐ１を上回ると（Ｓ－６）、ろ過運転Ｆを一時停止し、次亜塩素酸ナトリウム溶液２３を用いて、ろ過膜１０を通常の洗浄強度Ａよりも高い洗浄強度Ｂ１～Ｂ５で洗浄する第２の洗浄工程Ｗ２を行う（Ｓ－７）。尚、第２の所定差圧Ｐ２は第１の所定差圧Ｐ１よりも低く設定されている。また、第２の洗浄工程Ｗ２における洗浄時間は第１の洗浄時間Ｔ１よりも長い第２の洗浄時間Ｔ２に設定されている。
下記表２に示すように、第２の洗浄工程Ｗ２における洗浄強度Ｂ１～Ｂ５は、温度測定装置２０によって測定された被処理液３の温度に応じて、５段階（複数段階）に設定されている。例えば、被処理液３の温度がＤ１［℃］未満の場合、第１の洗浄強度Ｂ１が選択されて、次亜塩素酸ナトリウム溶液２３の濃度が所定の高濃度Ｃ１に設定される。
また、被処理液３の温度がＤ１［℃］以上で且つＤ２［℃］未満の場合、第２の洗浄強度Ｂ２が選択されて、次亜塩素酸ナトリウム溶液２３の濃度が所定の高濃度Ｃ２に設定される。
また、被処理液３の温度がＤ２［℃］以上で且つＤ３［℃］未満の場合、第３の洗浄強度Ｂ３が選択されて、次亜塩素酸ナトリウム溶液２３の濃度が所定の高濃度Ｃ３に設定される。
また、被処理液３の温度がＤ３［℃］以上で且つＤ４［℃］未満の場合、第４の洗浄強度Ｂ４が選択されて、次亜塩素酸ナトリウム溶液２３の濃度が所定の高濃度Ｃ４に設定される。
また、被処理液３の温度がＤ４［℃］以上の場合、第５の洗浄強度Ｂ５が選択されて、次亜塩素酸ナトリウム溶液２３の濃度が所定の高濃度Ｃ５に設定される。
尚、上記第２の洗浄工程Ｗ２の第１～第５の洗浄強度Ｂ１～Ｂ５における次亜塩素酸ナトリウム溶液２３（第２の薬液の一例）の各所定の高濃度Ｃ１～Ｃ５は、第１の洗浄工程Ｗ１時における次亜塩素酸ナトリウム溶液２３（第１の薬液の一例）の所定濃度Ｃ０よりも高い範囲（例えば、十分の数重量％程度の濃度）に設定されており、濃度Ｃ１＞濃度Ｃ２＞濃度Ｃ３＞濃度Ｃ４＞濃度Ｃ５＞濃度Ｃ０という関係にある。また、被処理液３の温度については、温度Ｄ１＜温度Ｄ２＜温度Ｄ３＜温度Ｄ４という関係にある。このように、第２の洗浄工程Ｗ２においては、被処理液３の温度Ｄ１～Ｄ４が高いほど、次亜塩素酸ナトリウム溶液２３の濃度Ｃ１～Ｃ５を下げ、被処理液３の温度Ｄ１～Ｄ４が低いほど、次亜塩素酸ナトリウム溶液２３の濃度Ｃ１～Ｃ５を上げるように設定されている。
Figure 0007075751000002
第２の洗浄工程Ｗ２を行う際、温度測定装置２０によって測定された被処理液３の温度が例えばＤ１［℃］以上で且つＤ２［℃］未満の場合、第２の洗浄強度Ｂ２が選択されて、次亜塩素酸ナトリウム溶液２３の濃度が所定の高濃度Ｃ２に設定される。
これにより、スタティックミキサー３７において、次亜塩素酸ナトリウム溶液２３が希釈液２９と混合されて所定の高濃度Ｃ２に調節され、所定の高濃度Ｃ２の次亜塩素酸ナトリウム溶液２３が各平膜エレメント８の内部に供給されてろ過膜１０に接触する。これにより、ろ過膜１０が第１の洗浄工程Ｗ１時の所定濃度Ｃ０よりも高濃度Ｃ２の次亜塩素酸ナトリウム溶液２３によって強力に洗浄されるため、ろ過膜１０の付着物が強力に除去される。
或いは、温度測定装置２０によって測定された被処理液３の温度が例えばＤ３［℃］以上で且つＤ４［℃］未満の場合、第４の洗浄強度Ｂ４が選択されて、次亜塩素酸ナトリウム溶液２３の濃度が所定の高濃度Ｃ４に設定され、ろ過膜１０が第１の洗浄工程Ｗ１時の所定濃度Ｃ０よりも高濃度Ｃ４の次亜塩素酸ナトリウム溶液２３によって強力に洗浄される。
このように、温度測定装置２０によって測定された被処理液３の温度に応じて、第２の洗浄工程Ｗ２の洗浄強度Ｂ１～Ｂ５を変えることにより、被処理液３の温度に応じた最適な洗浄強度に基づく次亜塩素酸ナトリウム溶液２３の濃度で、ろ過膜１０が第２の洗浄時間Ｔ２にわたって洗浄される。このため、ろ過膜１０の洗浄が不足したり、次亜塩素酸ナトリウム溶液２３や洗浄時間を過剰に投じることを防止することができる。これにより、ろ過膜１０の洗浄に要する電力やコストを節減することができ、無駄が少なく、効率の良いろ過膜１０の洗浄を行うことができる。
このような第２の洗浄工程Ｗ２を第２の洗浄時間Ｔ２だけ行った後、第２の洗浄工程Ｗ２を停止して、ろ過運転Ｆを再開する（Ｓ－８）。ろ過運転Ｆを再開した直後は、ろ過膜１０から付着物が除去されているため、膜間差圧は第２の洗浄工程Ｗ２を行う直前よりも低下する。その後、同様に、初期膜間差圧Ｓが第２の所定差圧Ｐ２を上回った場合（Ｓ－５）、その後の膜間差圧が第１の所定差圧Ｐ１を上回ると（Ｓ－６）、ろ過運転Ｆを一時停止し、第２の洗浄工程Ｗ２を行うことを繰り返す（Ｓ－７）。
また、上記した第１の洗浄工程Ｗ１および第２の洗浄工程Ｗ２では、次亜塩素酸ナトリウム溶液２３を用いることで、主に有機物からなる付着物をろ過膜１０から十分に除去することができる。しかしながら、ろ過運転Ｆを継続することにより、被処理液３中に僅かに含まれている無機物がろ過膜１０に付着し、無機物からなる付着物がろ過膜１０の膜面において次第に成長する可能性があり、次亜塩素酸ナトリウム溶液２３を用いて無機物の付着物を十分に除去することは困難であった。
このように無機物の付着物がろ過膜１０に付着して増加すると、図４，図７のグラフに示すように、第２の洗浄工程Ｗ２の直後の初期膜間差圧Ｓ(n)とこれよりも１回前に行った第２の洗浄工程Ｗ２の直後の初期膜間差圧Ｓ(n-1)との比が大きくなる。そして、上記初期膜間差圧Ｓ(n)と初期膜間差圧Ｓ(n-1)との比が所定比Ｚｓを上回った場合（Ｓ－９）、その後の膜間差圧が第１の所定差圧Ｐ１を上回ると（Ｓ－１０）、ろ過運転Ｆを一時停止し、クエン酸溶液２６を用いてろ過膜１０を洗浄する第３の洗浄工程Ｗ３（Ｓ－１１）を行う。
すなわち、所定比Ｚｓは１よりも大きな定数であり、初期膜間差圧Ｓ(n)／１回前の初期膜間差圧Ｓ(n-1)の値が所定比Ｚｓを上回った場合、その後の膜間差圧が第１の所定差圧Ｐ１を上回ると、ろ過運転Ｆを一時停止し、以下のような第３の洗浄工程Ｗ３を行う。尚、第３の洗浄工程Ｗ３における洗浄時間は第３の洗浄時間Ｔ３として設定されており、第３の洗浄時間Ｔ３は第１の洗浄時間Ｔ１と同じである。
第３の洗浄工程Ｗ３においては、第２の薬液供給装置３４と希釈液供給装置３５とを作動することにより、所定量のクエン酸溶液２６が第２の薬液貯留タンク２７から薬液供給経路３１を通ってスタティックミキサー３７に供給されるとともに、所定量の希釈液２９が希釈液貯留タンク３０から薬液供給経路３１を通ってスタティックミキサー３７に供給され、スタティックミキサー３７において、クエン酸溶液２６が希釈液２９と混合されて所定濃度に調節され、所定濃度のクエン酸溶液２６が各平膜エレメント８の内部に供給されてろ過膜１０に接触する。これにより、ろ過膜１０がクエン酸溶液２６によって洗浄され、無機物の付着物がろ過膜１０から十分に除去される。
このような第３の洗浄工程Ｗ３を第３の洗浄時間Ｔ３だけ行った後、第３の洗浄工程Ｗ３を停止して、ろ過運転Ｆを再開する（Ｓ－１２）。ろ過運転Ｆを再開した直後は、ろ過膜１０から付着物が除去されているため、膜間差圧は第３の洗浄工程Ｗ３を行う直前よりも低下する。その後、同様に、図３に示したフローチャートのＳ－１～Ｓ－１２に基づいて、膜間差圧が第１の所定差圧Ｐ１を上回った場合、第１の洗浄工程Ｗ１を行い、初期膜間差圧Ｓが第２の所定差圧Ｐ２を上回った場合、その後の膜間差圧が第１の所定差圧Ｐ１を上回ると、ろ過運転Ｆを一時停止し、第２の洗浄工程Ｗ２を行うことを繰り返す。
さらに、第２の洗浄工程Ｗ２の直後の初期膜間差圧Ｓ(n)とこれよりも１回前に行った第２の洗浄工程Ｗ２の直後の初期膜間差圧Ｓ(n-1)との比が所定比Ｚｓを上回った場合において、その後の膜間差圧が第１の所定差圧Ｐ１を上回ると、ろ過運転Ｆを一時停止し、第３の洗浄工程Ｗ３を行えばよい。
このように、次亜塩素酸ナトリウム溶液２３を用いて第２の洗浄工程Ｗ２を行うことにより、ろ過膜１０に付着した有機物系の付着物を十分に除去し、クエン酸溶液２６を用いて第３の洗浄工程Ｗ３を行うことにより、ろ過膜１０に付着した無機物系の付着物を十分に除去することができるため、有機物と無機物の両者の付着物を共に効率良くに除去することができる。
（第２の実施の形態）
先に述べた第１の実施の形態におけるろ過膜１０の洗浄方法では、ろ過膜１０の膜間差圧を指標として、第１の洗浄工程Ｗ１と第２の洗浄工程Ｗ２と第３の洗浄工程Ｗ３とを行っているが、以下に説明する第２の実施の形態では、膜間差圧の代わりに、ろ過膜１０の透過性能（Permeability）を指標として、第１の洗浄工程Ｗ１と第２の洗浄工程Ｗ２と第３の洗浄工程Ｗ３とを行う。
尚、透過性能とは、ろ過膜１０を透過する際の透過流束［ｍ／日］を膜間差圧［ｋＰａ］で割った値である（すなわち、透過性能＝透過流束／膜間差圧）。
以下、ろ過膜１０の洗浄方法を図８に示すフローチャートに基づいて説明する。
ろ過運転Ｆを継続することにより（Ｓ－１）、ろ過膜１０の膜面上や膜内に濁質や浮遊物質等が付着し、ろ過膜１０に目詰まりが生じるため、図９，図１０のグラフに示すように、ろ過膜１０の透過性能［ｍ／日／ｋＰａ］が次第に低下する。そして、透過性能が第１の透過性能Ｌ１を下回った場合（Ｓ－２）、ろ過運転Ｆを一時停止し、次亜塩素酸ナトリウム溶液２３を用いて、ろ過膜１０を通常の洗浄強度Ａで洗浄する第１の洗浄工程Ｗ１を行う（Ｓ－３）。尚、通常の洗浄強度Ａにおいては、通常の所定濃度Ｃ０の次亜塩素酸ナトリウム溶液２３を用いて、第１の洗浄時間Ｔ１にわたりろ過膜１０を洗浄する。
これにより、ろ過膜１０が次亜塩素酸ナトリウム溶液２３によって洗浄され、ろ過膜１０の付着物が除去される。
このような第１の洗浄工程Ｗ１を第１の洗浄時間Ｔ１だけ行った後、第１の洗浄工程Ｗ１を停止して、ろ過運転Ｆを再開する（Ｓ－４）。ろ過運転Ｆを再開した直後は、ろ過膜１０から付着物が除去されているため、透過性能は第１の洗浄工程Ｗ１を行う直前よりも上昇する。
そして、ろ過運転Ｆを継続することにより、次第にろ過膜１０に目詰まりが生じるため、透過性能が低下し、透過性能が第１の透過性能Ｌ１を下回った場合、再び、第１の洗浄工程Ｗ１を行う。
このようなろ過運転Ｆと第１の洗浄工程Ｗ１とを交互に繰り返し行っていくと、除去し切れずにろ過膜１０に残留する付着物の量が次第に増加するため、第１の洗浄工程Ｗ１を行った直後にろ過運転Ｆを再開した際の透過性能Ｑ（以下、この透過性能Ｑを初期透過性能Ｑと称する）が次第に低下し、図９，図１１のグラフに示すように、この初期透過性能Ｑが第２の透過性能Ｌ２を下回った場合（Ｓ－５）、その後の透過性能が第１の透過性能Ｌ１を下回ると（Ｓ－６）、ろ過運転Ｆを一時停止し、次亜塩素酸ナトリウム溶液２３を用いて、ろ過膜１０を通常の洗浄強度Ａよりも高い洗浄強度Ｂ１～Ｂ５で洗浄する第２の洗浄工程Ｗ２を行う（Ｓ－７）。尚、第２の透過性能Ｌ２は第１の透過性能Ｌ１よりも高く設定されている。また、第２の洗浄工程Ｗ２における洗浄時間は第１の洗浄時間Ｔ１よりも長い第２の洗浄時間Ｔ２に設定されている。
上記表２に示すように、第２の洗浄工程Ｗ２における洗浄強度Ｂ１～Ｂ５は、温度測定装置２０によって測定された被処理液３の温度に応じて、５段階（複数段階）に設定されている。
第２の洗浄工程Ｗ２を行う際、温度測定装置２０によって測定された被処理液３の温度が例えばＤ２［℃］以上で且つＤ３［℃］未満の場合、第２の洗浄強度Ｂ３が選択されて、次亜塩素酸ナトリウム溶液２３の濃度が所定の高濃度Ｃ３に設定される。
これにより、スタティックミキサー３７において、次亜塩素酸ナトリウム溶液２３が希釈液２９と混合されて所定の高濃度Ｃ３に調節され、所定の高濃度Ｃ３の次亜塩素酸ナトリウム溶液２３が各平膜エレメント８の内部に供給されてろ過膜１０に接触する。これにより、ろ過膜１０が第１の洗浄工程Ｗ１時の所定濃度Ｃ０よりも高濃度Ｃ３の次亜塩素酸ナトリウム溶液２３によって強力に洗浄されるため、ろ過膜１０の付着物が強力に除去される。
このように、温度測定装置２０によって測定された被処理液３の温度に応じて、第２の洗浄工程Ｗ２の洗浄強度Ｂ１～Ｂ５を変えることにより、被処理液３の温度に応じた最適な洗浄強度に基づく次亜塩素酸ナトリウム溶液２３の濃度で、ろ過膜１０が第２の洗浄時間Ｔ２にわたって洗浄される。このため、ろ過膜１０の洗浄が不足したり、次亜塩素酸ナトリウム溶液２３や洗浄時間を過剰に投じることを防止することができる。これにより、ろ過膜１０の洗浄に要する電力やコストを節減することができ、無駄が少なく、効率の良いろ過膜１０の洗浄を行うことができる。
このような第２の洗浄工程Ｗ２を第２の洗浄時間Ｔ２だけ行った後、第２の洗浄工程Ｗ２を停止して、ろ過運転Ｆを再開する（Ｓ－８）。ろ過運転Ｆを再開した直後は、ろ過膜１０から付着物が除去されているため、透過性能は第２の洗浄工程Ｗ２を行う直前よりも上昇する。その後、同様に、初期透過性能Ｑが第２の透過性能Ｌ２を下回った場合（Ｓ－５）、その後の透過性能が第１の透過性能Ｌ１を下回ると（Ｓ－６）、ろ過運転Ｆを一時停止し、第２の洗浄工程Ｗ２を行うことを繰り返す（Ｓ－７）。
また、ろ過運転Ｆを継続することにより、被処理液３中に僅かに含まれている無機物がろ過膜１０に付着して増加すると、図９，図１２のグラフに示すように、第２の洗浄工程Ｗ２の直後の初期透過性能Ｑ(n)とこれよりも１回前に行った第２の洗浄工程Ｗ２の直後の初期透過性能Ｑ(n-1)との比が小さくなる。そして、上記初期透過性能Ｑ(n)と初期透過性能Ｑ(n-1)との比が所定比Ｚｑを下回った場合（Ｓ－９）、その後の透過性能が第１の透過性能Ｌ１を下回ると（Ｓ－１０）、ろ過運転Ｆを一時停止し、クエン酸溶液２６を用いてろ過膜１０を洗浄する第３の洗浄工程Ｗ３を行う（Ｓ－１１）。
すなわち、所定比Ｚｑは１よりも小さな定数であり、初期透過性能Ｑ(n)／１回前の初期透過性能Ｑ(n-1)の値が所定比Ｚｑを下回った場合、その後の透過性能が第１の透過性能Ｌ１を下回ると、ろ過運転Ｆを一時停止し、以下のような第３の洗浄工程Ｗ３を行う。尚、第３の洗浄工程Ｗ３における洗浄時間は第３の洗浄時間Ｔ３として設定されており、第３の洗浄時間Ｔ３は第１の洗浄時間Ｔ１と同じである。
第３の洗浄工程Ｗ３においては、所定濃度のクエン酸溶液２６が各平膜エレメント８の内部に供給されてろ過膜１０に接触する。これにより、ろ過膜１０がクエン酸溶液２６によって洗浄され、無機物の付着物がろ過膜１０から十分に除去される。
このような第３の洗浄工程Ｗ３を第３の洗浄時間Ｔ３だけ行った後、第３の洗浄工程Ｗ３を停止して、ろ過運転Ｆを再開する（Ｓ－１２）。ろ過運転Ｆを再開した直後は、ろ過膜１０から付着物が除去されているため、透過性能は第３の洗浄工程Ｗ３を行う直前よりも上昇する。その後、同様に、図８に示したフローチャートのＳ－１～Ｓ－１２に基づいて、透過性能が第１の透過性能Ｌ１を下回った場合、第１の洗浄工程Ｗ１を行い、初期透過性能Ｑが第２の透過性能Ｌ２を下回った場合、その後の透過性能が第１の透過性能Ｌ１を下回ると、ろ過運転Ｆを一時停止し、第２の洗浄工程Ｗ２を行うことを繰り返す。
さらに、第２の洗浄工程Ｗ２の直後の初期透過性能Ｑ(n)とこれよりも１回前に行った第２の洗浄工程Ｗ２の直後の初期透過性能Ｑ(n-1)との比が所定比Ｚｑを下回った場合において、その後の透過性能が第１の透過性能Ｌ１を下回ると、ろ過運転Ｆを一時停止し、第３の洗浄工程Ｗ３を行えばよい。
このように、次亜塩素酸ナトリウム溶液２３を用いて第２の洗浄工程Ｗ２を行うことにより、ろ過膜１０に付着した有機物系の付着物を十分に除去し、クエン酸溶液２６を用いて第３の洗浄工程Ｗ３を行うことにより、ろ過膜１０に付着した無機物系の付着物を十分に除去することができるため、有機物と無機物の両者の付着物を共に効率良くに除去することができる。
上記第１および第２の実施の形態では、第２の洗浄時間Ｔ２を第１の洗浄時間Ｔ１よりも長く設定し、第３の洗浄時間Ｔ３を第１の洗浄時間Ｔ１と同じに設定しているが、これらの設定に限定されるものではなく、例えば第１の洗浄時間Ｔ１と第２の洗浄時間Ｔ２と第３の洗浄時間Ｔ３とをそれぞれ異なる時間に設定したり、或いは全て同じ時間に設定してもよい。
上記第１および第２の実施の形態では、各洗浄強度Ａ，Ｂ１～Ｂ５に基づいて次亜塩素酸ナトリウム溶液２３の濃度が決定され、第２の洗浄工程Ｗ２の洗浄強度Ｂ１～Ｂ５における次亜塩素酸ナトリウム溶液２３の濃度Ｃ１～Ｃ５が第１の洗浄工程Ｗ１の洗浄強度Ａにおける次亜塩素酸ナトリウム溶液２３の濃度Ｃ０よりも高く設定され、第２の洗浄工程Ｗ２の洗浄強度Ｂ１～Ｂ５を変えることにより、第２の洗浄工程Ｗ２時における次亜塩素酸ナトリウム溶液２３の濃度Ｃ１～Ｃ５を変えているが、これに限定されるものではなく、各洗浄強度Ａ，Ｂ１～Ｂ５に基づいて洗浄時間Ｔ１，Ｔ２が決定され、第２の洗浄工程Ｗ２の洗浄強度Ｂ１～Ｂ５における各々の第２の洗浄時間Ｔ２が第１の洗浄工程Ｗ１の洗浄強度Ａにおける第１の洗浄時間Ｔ１よりも長く設定され、第２の洗浄工程Ｗ２の洗浄強度Ｂ１～Ｂ５を変えることにより、各々の第２の洗浄時間Ｔ２を変えてもよい。
この場合、第２の洗浄工程Ｗ２を行うに際し、被処理液３の温度が高いほど、第２の洗浄時間Ｔ２を短縮し、被処理液３の温度が低いほど、第２の洗浄時間Ｔ２を延長する。これにより、第２の洗浄工程Ｗ２を行う際、被処理液３の温度に応じた最適な第２の洗浄時間Ｔ２でろ過膜１０が洗浄される。
或いは、各洗浄強度Ａ，Ｂ１～Ｂ５に基づいて次亜塩素酸ナトリウム溶液２３の濃度と洗浄時間Ｔ１，Ｔ２とが決定され、第２の洗浄工程Ｗ２の洗浄強度Ｂ１～Ｂ５における次亜塩素酸ナトリウム溶液２３の濃度Ｃ１～Ｃ５が第１の洗浄工程Ｗ１の洗浄強度Ａにおける次亜塩素酸ナトリウム溶液２３の濃度Ｃ０よりも高く設定されているとともに、第２の洗浄工程Ｗ２の洗浄強度Ｂ１～Ｂ５における各々の第２の洗浄時間Ｔ２が第１の洗浄工程Ｗ１の洗浄強度Ａにおける第１の洗浄時間Ｔ１よりも長く設定され、第２の洗浄工程Ｗ２の洗浄強度Ｂ１～Ｂ５を変えることにより、第２の洗浄工程Ｗ２時における次亜塩素酸ナトリウム溶液２３の各々の濃度Ｃ１～Ｃ５と各々の第２の洗浄時間Ｔ２とを共に変えてもよい。
この場合、第２の洗浄工程Ｗ２を行うに際し、被処理液３の温度が高いほど、次亜塩素酸ナトリウム溶液２３の濃度Ｃ１～Ｃ５を低下させるとともに第２の洗浄時間Ｔ２を短縮し、被処理液３の温度が低いほど、次亜塩素酸ナトリウム溶液２３の濃度Ｃ１～Ｃ５を高くするとともに第２の洗浄時間Ｔ２を延長する。
（第３の実施の形態）
上記第１および第２の実施の形態では、第３の洗浄工程Ｗ３において、所定濃度のクエン酸溶液２６でろ過膜１０を洗浄しているが、第３の実施の形態では、第３の洗浄工程Ｗ３を行う際、被処理液３の温度が高いほど、クエン酸溶液２６の濃度を低くし、被処理液３の温度が低いほど、クエン酸溶液２６の濃度を高くしてもよい。
これによると、第３の洗浄工程Ｗ３を行う際、被処理液３の温度に応じた最適なクエン酸溶液２６の濃度でろ過膜１０が洗浄される。
（第４の実施の形態）
上記第１および第２の実施の形態では、第３の洗浄工程Ｗ３において、第３の洗浄時間Ｔ３を、被処理液３の温度とは無関係に、一定の時間に設定しているが、第４の実施の形態では、第３の洗浄工程Ｗ３を行う際、被処理液３の温度が高いほど第３の洗浄時間Ｔ３を短くし、被処理液３の温度が低いほど第３の洗浄時間Ｔ３を長くしてもよい。
これによると、第３の洗浄工程Ｗ３を行う際、被処理液３の温度に応じた最適な第３の洗浄時間Ｔ３でろ過膜１０が洗浄される。
上記各実施の形態では、第３の薬液の一例として、クエン酸溶液２６を用いたが、塩酸溶液又はシュウ酸溶液を用いても良い。
上記各実施の形態では、上記表２に示すように、第２の洗浄工程Ｗ２において、５段階の洗浄強度Ｂ１～Ｂ５を設定しているが、５段階に限定されるものではなく、それ以外の複数段階に設定してもよい。
３ 被処理液
６ 膜ろ過装置
１０ ろ過膜
２３ 次亜塩素酸ナトリウム溶液（第１，第２の薬液）
２６ クエン酸溶液（第３の薬液）
Ｃ０，Ｃ１～Ｃ５ 次亜塩素酸ナトリウム溶液の濃度
Ｄ１～Ｄ４ 被処理液の温度
Ｐ１ 第１の所定差圧
Ｐ２ 第２の所定差圧
Ｓ 第１の洗浄工程を行った直後にろ過運転を再開した際の膜間差圧
Ｓ(n) 第２の洗浄工程を行った直後にろ過運転を再開した際の膜間差圧
Ｓ(n-1) １回前に行った第２の洗浄工程の直後にろ過運転を再開した際の膜間差圧
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３ 洗浄時間
Ｗ１ 第１の洗浄工程
Ｗ２ 第２の洗浄工程
Ｗ３ 第３の洗浄工程
Ｚｓ 所定比

Claims (8)

  1. 被処理液中に浸漬されて被処理液を固液分離する膜ろ過装置のろ過膜の洗浄方法であって、
    膜間差圧が第１の所定差圧を上回った場合、第１の薬液を用いて、ろ過膜を洗浄する第１の洗浄工程を行い、
    第１の洗浄工程直後の膜間差圧が第１の所定差圧よりも低い第２の所定差圧を上回った場合、上記第１の薬液よりも濃度を高くした第２の薬液により、及び／又は第１の洗浄工程よりも長い洗浄時間で、ろ過膜を洗浄する第２の洗浄工程を行い、
    第２の洗浄工程を行う際、被処理液の温度に応じて、第２の薬液の濃度及び／又は第２の洗浄工程の洗浄時間を変え、
    第２の洗浄工程直後の膜間差圧を、１回前の第２の洗浄工程直後の膜間差圧で除した値が所定比を上回った場合、第１および第２の薬液とは別の第３の薬液を用いてろ過膜を洗浄する第３の洗浄工程を行うことを特徴とするろ過膜の洗浄方法。
  2. 被処理液中に浸漬されて被処理液を固液分離する膜ろ過装置のろ過膜の洗浄方法であって、
    被処理液がろ過膜を透過する際の透過流束を膜間差圧で割った値をろ過膜の透過性能と定義すると、ろ過膜の透過性能が第１の透過性能を下回った場合、第１の薬液を用いて、ろ過膜を洗浄する第１の洗浄工程を行い、
    第１の洗浄工程直後のろ過膜の透過性能が第１の透過性能よりも高い第２の透過性能を下回った場合、上記第１の薬液よりも濃度を高くした第２の薬液により、及び／又は第１の洗浄工程よりも長い洗浄時間で、ろ過膜を洗浄する第２の洗浄工程を行い、
    第２の洗浄工程を行う際、被処理液の温度に応じて、第２の薬液の濃度及び／又は第２の洗浄工程の洗浄時間を変え、
    第２の洗浄工程直後の透過性能を、１回前の第２の洗浄工程直後の透過性能で除した値が所定比を下回った場合、第１および第２の薬液とは別の第３の薬液を用いてろ過膜を洗浄する第３の洗浄工程を行うことを特徴とするろ過膜の洗浄方法。
  3. 第２の洗浄工程を行う際、被処理液の温度が高いほど、第２の薬液の濃度を低くし、被処理液の温度が低いほど、第２の薬液の濃度を高くすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のろ過膜の洗浄方法。
  4. 第２の洗浄工程を行う際、被処理液の温度が高いほど、洗浄時間を短くし、被処理液の温度が低いほど、洗浄時間を長くすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のろ過膜の洗浄方法。
  5. 第１の薬液および第２の薬液はろ過膜に付着した有機物系の付着物を除去することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のろ過膜の洗浄方法。
  6. 第３の洗浄工程を行う際、被処理液の温度が高いほど、第３の薬液の濃度を低くし、被処理液の温度が低いほど、第３の薬液の濃度を高くすることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のろ過膜の洗浄方法。
  7. 第３の洗浄工程を行う際、被処理液の温度が高いほど洗浄時間を短くし、被処理液の温度が低いほど洗浄時間を長くすることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のろ過膜の洗浄方法。
  8. 第３の薬液はろ過膜に付着した無機物系の付着物を除去することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のろ過膜の洗浄方法。
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