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JP7670540B2 - Water treatment device and water treatment method - Google Patents
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JP7670540B2 - Water treatment device and water treatment method - Google Patents

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Description

本発明は、水処理装置及び水処理方法に関する。 The present invention relates to a water treatment device and a water treatment method.

従来、中空糸膜モジュールを用いて原水を濾過する水処理装置が知られている。この水処理装置では、濾過時間の経過に伴って中空糸膜の膜表面への不純物の付着量が増加するため、モジュールを定期的に洗浄する必要がある。 Conventionally, water treatment devices are known that use hollow fiber membrane modules to filter raw water. In these water treatment devices, the amount of impurities adhering to the membrane surface of the hollow fiber membrane increases over the course of filtration time, so the modules need to be cleaned periodically.

この種の技術が、例えば特許文献1に記載されている。特許文献1では、外圧濾過式の中空糸膜モジュールにおいて一定時間濾過運転が実施された後、濾過運転から洗浄運転に切り替わる。洗浄運転では、運転シーケンスプログラムを実行することにより、薬液注入工程、加圧工程、充水工程、気体洗浄工程及び排水工程が順に実施され、中空糸膜が洗浄される。 This type of technology is described, for example, in Patent Document 1. In Patent Document 1, after a filtration operation is performed for a certain period of time in an external pressure filtration type hollow fiber membrane module, the filtration operation is switched to a cleaning operation. In the cleaning operation, an operation sequence program is executed to perform a chemical injection process, a pressurization process, a water filling process, a gas cleaning process, and a drainage process in that order, thereby cleaning the hollow fiber membrane.

特許第6653154号公報Patent No. 6653154

上記の水処理装置において処理水(濾過水)の回収率を高めるためには、濾過運転の稼働率を高めることが必要である。そして、濾過運転の稼働率を高めるためには、中空糸膜モジュールの洗浄時間を可能な限り短縮し、装置の運転時間全体に占める濾過時間の割合を長く確保する必要がある。 In order to increase the recovery rate of treated water (filtered water) in the above water treatment equipment, it is necessary to increase the operating rate of the filtration operation. And to increase the operating rate of the filtration operation, it is necessary to shorten the cleaning time of the hollow fiber membrane module as much as possible and ensure that the proportion of filtration time in the total operating time of the equipment is long.

しかし、各洗浄工程の実施に要する時間は、例えばモジュールの本数、配管径や配管長又は水の流量等の様々なパラメータに依存し、現場や装置毎に異なるため、全ての現場や装置において一律に設定可能なものではない。このため、洗浄工程の時間を正確に把握するためには、各現場で工程時間を実測する必要があり、多大なコストや手間が必要になる。 However, the time required to perform each cleaning process depends on various parameters, such as the number of modules, pipe diameter, pipe length, and water flow rate, and varies depending on the site and equipment, so it is not possible to set a uniform time for all sites and equipment. For this reason, in order to accurately grasp the time required for the cleaning process, it is necessary to actually measure the process time at each site, which requires a great deal of cost and effort.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、コストや手間を抑えつつ濾過運転の稼働率を高めることが可能な水処理装置及び水処理方法を提供することである。 The present invention was made in consideration of the above problems, and its purpose is to provide a water treatment device and a water treatment method that can increase the operating rate of filtration operation while reducing costs and labor.

本発明の一局面に係る水処理装置は、中空糸膜モジュールと、前記中空糸膜モジュールの充水工程、圧抜き工程、逆洗工程及び排水工程のうち少なくとも1つの工程において、前記中空糸膜モジュールの一次側及び二次側のうち少なくとも一方側における圧力を3秒以下の間隔で測定する測定部と、前記測定部による圧力測定の結果に基づいて、前記少なくとも1つの工程の開始から終了までに要する時間を推定する推定部と、を備える。 A water treatment device according to one aspect of the present invention includes a hollow fiber membrane module, a measurement unit that measures the pressure on at least one of the primary and secondary sides of the hollow fiber membrane module at intervals of 3 seconds or less during at least one of the filling process, depressurization process, backwash process, and drainage process of the hollow fiber membrane module, and an estimation unit that estimates the time required from the start to the end of at least one of the processes based on the results of the pressure measurement by the measurement unit.

この水処理装置によれば、中空糸膜モジュールの一次側及び二次側のうち少なくとも一方側における圧力の時間変化に基づいて工程時間が推定されるため、現場において工程時間を実測する必要はない。このため、工程時間の実測に要するコストや手間を抑制し、推定された時間に基づいて各工程時間を設定することにより、余分な工程時間を減らすことができる。したがって、コストや手間を抑えつつ、濾過運転の稼働率を高めることができる。 With this water treatment device, the process time is estimated based on the change in pressure over time on at least one of the primary and secondary sides of the hollow fiber membrane module, so there is no need to actually measure the process time on-site. This reduces the cost and effort required to actually measure the process time, and by setting each process time based on the estimated time, it is possible to reduce excess process time. This makes it possible to increase the operating rate of the filtration operation while reducing costs and effort.

上記水処理装置において、前記測定部は、前記充水工程において前記一次側の圧力を3秒以下の間隔で測定してもよい。前記推定部は、前記充水工程の開始から前記一次側の圧力の変化の変曲点に到達するまでの時間に基づいて、前記充水工程に要する時間を推定してもよい。 In the water treatment device, the measurement unit may measure the primary side pressure at intervals of 3 seconds or less during the water filling process. The estimation unit may estimate the time required for the water filling process based on the time from the start of the water filling process to the time when the change in the primary side pressure reaches an inflection point.

この構成によれば、充水工程に要する時間を容易に推定することができる。 This configuration makes it easy to estimate the time required for the water filling process.

上記水処理装置において、前記測定部は、前記排水工程において前記一次側の圧力を3秒以下の間隔で測定してもよい。前記推定部は、前記排水工程の開始から前記一次側の圧力が一定になるまでの時間に基づいて、前記排水工程に要する時間を推定してもよい。 In the water treatment device, the measurement unit may measure the primary side pressure at intervals of 3 seconds or less during the drainage process. The estimation unit may estimate the time required for the drainage process based on the time from the start of the drainage process until the primary side pressure becomes constant.

この構成によれば、排水工程に要する時間を容易に推定することができる。 This configuration makes it easy to estimate the time required for the drainage process.

上記水処理装置において、前記推定部は、前記充水工程又は前記排水工程の推定時間に基づいて、前記中空糸膜モジュールのバブリング工程の時間の長短を推定してもよい。 In the water treatment device, the estimation unit may estimate the length of the bubbling process of the hollow fiber membrane module based on the estimated time of the water filling process or the drainage process.

この構成によれば、バブリング工程の時間を適切な時間に変更することができるため、中空糸膜の洗浄時間の無駄を減らし、濾過運転の稼働率をより高めることができる。 This configuration allows the time for the bubbling process to be changed to an appropriate time, reducing the waste of time spent cleaning the hollow fiber membrane and further increasing the operating rate of the filtration operation.

上記水処理装置において、前記測定部は、前記逆洗工程において前記少なくとも一方側における圧力を3秒以下の間隔で測定してもよい。前記推定部は、前記逆洗工程の開始から前記少なくとも一方側における圧力が一定になるまでの時間に基づいて、前記逆洗工程に要する時間を推定してもよい。 In the water treatment device, the measurement unit may measure the pressure on at least one side during the backwashing process at intervals of 3 seconds or less. The estimation unit may estimate the time required for the backwashing process based on the time from the start of the backwashing process until the pressure on at least one side becomes constant.

この構成によれば、逆洗工程に要する時間を容易に推定することができる。 This configuration makes it easy to estimate the time required for the backwash process.

上記水処理装置において、前記測定部は、前記逆洗工程において前記少なくとも一方側における圧力を3秒以下の間隔で測定してもよい。前記推定部は、前記逆洗工程の開始から前記少なくとも一方側における圧力が最大圧力に到達するまでの時間に基づいて、前記逆洗工程に要する時間を推定してもよい。 In the water treatment device, the measurement unit may measure the pressure on at least one side during the backwashing process at intervals of 3 seconds or less. The estimation unit may estimate the time required for the backwashing process based on the time from the start of the backwashing process until the pressure on at least one side reaches a maximum pressure.

この構成によれば、逆洗工程に要する時間を容易に推定することができる。 This configuration makes it easy to estimate the time required for the backwash process.

上記水処理装置において、前記推定部は、前記逆洗工程の推定時間に基づいて、前記中空糸膜モジュールの薬液浸漬工程の時間の長短を推定してもよい。 In the water treatment device, the estimation unit may estimate the length of time for the chemical solution immersion process of the hollow fiber membrane module based on the estimated time for the backwash process.

この構成によれば、薬液浸漬工程の時間を適切な時間に変更することができるため、中空糸膜の洗浄時間の無駄を減らし、濾過運転の稼働率をより高めることができる。 This configuration allows the time for the chemical immersion process to be changed to an appropriate time, reducing the waste of time spent cleaning the hollow fiber membrane and further increasing the operating rate of the filtration operation.

上記水処理装置において、前記測定部は、前記中空糸膜モジュールの濾過工程において前記一次側及び前記二次側の圧力を測定してもよい。前記推定部は、前記濾過工程における前記中空糸膜モジュールの膜間差圧の変動に基づいて、前記濾過工程の時間の長短を推定してもよい。 In the water treatment device, the measurement unit may measure the pressure on the primary side and the secondary side during the filtration process of the hollow fiber membrane module. The estimation unit may estimate the length of the filtration process based on the fluctuation of the transmembrane pressure difference of the hollow fiber membrane module during the filtration process.

この構成によれば、濾過工程の時間を適切な時間に変更することにより、装置の安全運転と濾過運転の稼働率とのバランスを図ることができる。 With this configuration, the time for the filtration process can be changed to an appropriate time, allowing a balance to be achieved between safe operation of the device and the operating rate of the filtration operation.

上記水処理装置は、前記推定部による推定時間に基づいて、前記少なくとも1つの工程の設定時間を変更する設定変更部をさらに備えていてもよい。 The water treatment device may further include a setting change unit that changes the set time of at least one of the processes based on the time estimated by the estimation unit.

この構成によれば、工程の設定時間を自動で変更することができるため、作業者が手動で設定時間を変更する場合に比べて効率化を図ることができる。 With this configuration, the process time can be changed automatically, which improves efficiency compared to when an operator changes the time manually.

上記水処理装置において、前記設定変更部は、前記推定部による推定時間に基づいて、前記充水工程、前記圧抜き工程、前記逆洗工程及び前記排水工程のうち複数の工程の設定時間を変更してもよい。 In the water treatment device, the setting change unit may change the set times of multiple processes among the filling process, the depressurization process, the backwash process, and the drainage process based on the time estimated by the estimation unit.

本発明の他の局面に係る水処理方法は、中空糸膜モジュールにより原水を濾過する方法である。この水処理方法は、前記中空糸膜モジュールの充水工程、圧抜き工程、逆洗工程及び排水工程のうち少なくとも1つの工程において、前記中空糸膜モジュールの一次側及び二次側のうち少なくとも一方側における圧力を3秒以下の間隔で測定することと、前記少なくとも一方側における圧力測定の結果に基づいて、前記少なくとも1つの工程の開始から終了までに要する時間を推定することと、前記少なくとも1つの工程の推定時間に基づいて、前記少なくとも1つの工程の設定時間を変更することと、を含む。 A water treatment method according to another aspect of the present invention is a method for filtering raw water using a hollow fiber membrane module. This water treatment method includes measuring the pressure on at least one of the primary and secondary sides of the hollow fiber membrane module at intervals of 3 seconds or less in at least one of the filling process, depressurizing process, backwashing process, and drainage process of the hollow fiber membrane module, estimating the time required from the start to the end of the at least one process based on the result of the pressure measurement on the at least one side, and changing the set time of the at least one process based on the estimated time of the at least one process.

この方法によれば、中空糸膜モジュールの一次側及び二次側のうち少なくとも一方側における圧力の時間変化に基づいて工程時間を推定し、その推定時間に基づいて工程の設定時間を変更するため、現場において工程時間を実測した上で設定時間を変更する必要はない。したがって、工程時間の実測に要するコストや手間を抑えつつ工程時間の無駄を減らすことが可能であり、濾過運転の稼働率を高めることができる。 According to this method, the process time is estimated based on the change in pressure over time on at least one of the primary and secondary sides of the hollow fiber membrane module, and the process set time is changed based on the estimated time, so there is no need to actually measure the process time on-site and then change the set time. Therefore, it is possible to reduce wasted process time while suppressing the cost and effort required for measuring the actual process time, and to increase the operating rate of the filtration operation.

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、コストや手間を抑えつつ濾過運転の稼働率を高めることが可能な水処理装置及び水処理方法を提供することができる。 As is clear from the above explanation, the present invention can provide a water treatment device and a water treatment method that can increase the operating rate of filtration operation while reducing costs and labor.

本発明の実施形態1に係る水処理装置の構成を模式的に示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a water treatment device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施形態1に係る水処理方法の各工程における原水ポンプのオン/オフ及びバルブの開閉状態を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the on/off state of a raw water pump and the open/closed state of a valve in each process of a water treatment method according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施形態1の充水工程における中空糸膜モジュールの一次側圧力の時間変化を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the change over time in the primary side pressure of the hollow fiber membrane module in the water filling step according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施形態1の逆洗工程における中空糸膜モジュールの一次側圧力の時間変化を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the change over time in the primary side pressure of the hollow fiber membrane module in the backwashing step according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施形態1の排水工程における中空糸膜モジュールの一次側圧力の時間変化を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the change over time in the primary side pressure of the hollow fiber membrane module in the drainage step according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施形態1の変形例の逆洗工程における中空糸膜モジュールの一次側圧力の時間変化を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing the change over time in the primary side pressure of the hollow fiber membrane module in the backwashing process of the modified example of the first embodiment of the present invention. 本発明の実施形態2の変形例の逆洗工程における中空糸膜モジュールの一次側圧力の時間変化を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the change over time in the primary side pressure of the hollow fiber membrane module in the backwashing process of the modified example of the second embodiment of the present invention. 本発明の実施形態4における中空糸膜モジュールの膜間差圧の時間変化を示す図である。FIG. 11 is a graph showing the change over time in the transmembrane pressure difference of a hollow fiber membrane module in embodiment 4 of the present invention. 本発明の実施形態5における水処理装置の構成を模式的に示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a schematic configuration of a water treatment device according to a fifth embodiment of the present invention. 本発明の実施形態5の薬液浸漬工程におけるポンプのオン/オフ及びバルブの開閉状態を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the on/off state of a pump and the open/closed state of a valve in a chemical immersion step according to the fifth embodiment of the present invention.

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。 The following describes in detail an embodiment of the present invention with reference to the drawings.

(実施形態1)
まず、本発明の実施形態1に係る水処理装置1の構成を、図1に基づいて説明する。図1に示すように、水処理装置1は、中空糸膜モジュール10と、原水供給部20と、バブリング用エア供給部30と、逆洗用エア供給部40とを主に備えている。
(Embodiment 1)
First, the configuration of a water treatment device 1 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. 1. As shown in Fig. 1, the water treatment device 1 mainly includes a hollow fiber membrane module 10, a raw water supply unit 20, a bubbling air supply unit 30, and a backwash air supply unit 40.

中空糸膜モジュール10は、上端が固定部材13に固定された複数の中空糸膜11を有する中空糸膜束と、ハウジング12と、中空糸膜束の内側を上下に延びる導水管14と、散気盤15とを含む。ハウジング12内には、中空糸膜束、固定部材13及び散気盤15が収容されている。ハウジング12内の空間は、固定部材13によって原水空間S1と処理水空間S2とに仕切られている。中空糸膜11、導水管14及び散気盤15は、原水空間S1に収容されている。 The hollow fiber membrane module 10 includes a hollow fiber membrane bundle having a plurality of hollow fiber membranes 11 whose upper ends are fixed to a fixing member 13, a housing 12, a water guide pipe 14 that extends vertically inside the hollow fiber membrane bundle, and an aeration plate 15. The hollow fiber membrane bundle, the fixing member 13, and the aeration plate 15 are housed within the housing 12. The space within the housing 12 is divided by the fixing member 13 into a raw water space S1 and a treated water space S2. The hollow fiber membranes 11, the water guide pipe 14, and the aeration plate 15 are housed within the raw water space S1.

図1に示すように、ハウジング12の上部には、処理水空間S2に臨むように処理水の出口12Aが設けられ、ハウジング12の側部(長さ方向の中央よりも上側の部分)には、原水空間S1に臨むようにエア抜き口12Bが設けられ、ハウジング12の下部には、原水空間S1に臨むようにエア供給口12C及び排水口12Dが設けられている。これらの配管接続口(出口12A、エア抜き口12B、エア供給口12C及び排水口12D)の内径に対するハウジング12の内径の比率は、1.3以上12以下であり、2.5以上12以下であることが好ましく、3.0以上6.0以下であることがより好ましい。なお、ここでいうハウジング12の内径は、ハウジング12の長手方向に直交する方向の断面における内径である。 As shown in FIG. 1, the upper part of the housing 12 is provided with a treated water outlet 12A facing the treated water space S2, the side part of the housing 12 (above the center in the longitudinal direction) is provided with an air vent 12B facing the raw water space S1, and the lower part of the housing 12 is provided with an air supply port 12C and a drain port 12D facing the raw water space S1. The ratio of the inner diameter of the housing 12 to the inner diameters of these piping connection ports (outlet 12A, air vent 12B, air supply port 12C, and drain port 12D) is 1.3 to 12, preferably 2.5 to 12, and more preferably 3.0 to 6.0. The inner diameter of the housing 12 referred to here is the inner diameter in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the housing 12.

導水管14は、原水空間S1に原水及びエアを供給するためのものである。図1に示すように、導水管14は、上端部が固定部材13に固定されて端面が塞がれると共に、下端部がハウジング12の下部よりも下側に突き出ている。当該下端部に原水入口14Aとエア入口14Bとがそれぞれ設けられている。また導水管14には、導水管14の内側から原水空間S1に向かって原水及びエアの少なくとも一方を噴出するための孔14Cが多数形成されている。 The water conduit 14 is for supplying raw water and air to the raw water space S1. As shown in FIG. 1, the upper end of the water conduit 14 is fixed to the fixing member 13 and the end face is closed, and the lower end protrudes downward from the lower part of the housing 12. A raw water inlet 14A and an air inlet 14B are provided at the lower end. In addition, the water conduit 14 is formed with a number of holes 14C for spraying at least one of the raw water and air from the inside of the water conduit 14 toward the raw water space S1.

散気盤15は、原水空間S1にエアを分散させるためのものである。散気盤15は、中空糸膜束の径方向に広がる円板形状を有し、中空糸膜11の下端よりも下側に配置されている。散気盤15には、複数の通気孔(図示しない)が径方向に間隔を空けて形成されている。エア供給口12Cからハウジング12内に供給されたエアは、散気盤15の通気孔を通じて中空糸膜束に向かって分散する。 The air diffuser 15 is for dispersing air into the raw water space S1. The air diffuser 15 has a disk shape that expands in the radial direction of the hollow fiber membrane bundle, and is positioned below the lower end of the hollow fiber membrane 11. The air diffuser 15 has multiple air holes (not shown) spaced apart in the radial direction. Air supplied into the housing 12 from the air supply port 12C is dispersed toward the hollow fiber membrane bundle through the air holes of the air diffuser 15.

図1に示すように、ハウジング12の出口12Aには、処理水配管50の上流端が接続されている。処理水配管50の下流端は、処理水槽(図示しない)の入口に接続されている。処理水配管50には、処理水バルブ51(開閉バルブ)とその下流側の流量計52とがそれぞれ設置されている。処理水配管50の径は、ハウジング12の径よりも小さい。 As shown in FIG. 1, the upstream end of the treated water pipe 50 is connected to the outlet 12A of the housing 12. The downstream end of the treated water pipe 50 is connected to the inlet of a treated water tank (not shown). A treated water valve 51 (on/off valve) and a flow meter 52 downstream of the valve are installed in the treated water pipe 50. The diameter of the treated water pipe 50 is smaller than the diameter of the housing 12.

ハウジング12の排水口12Dには、排水配管53の上流端が接続されており、当該排水配管53には排水バルブ54(開閉バルブ)が設置されている。排水配管53の径は、ハウジング12の径よりも小さい。 The upstream end of a drain pipe 53 is connected to the drain port 12D of the housing 12, and a drain valve 54 (opening and closing valve) is installed in the drain pipe 53. The diameter of the drain pipe 53 is smaller than the diameter of the housing 12.

ハウジング12のエア抜き口12Bには、エア抜き配管55の一端が接続されている。エア抜き配管55の他端側は、2本に分岐している。すなわち、エア抜き配管55は、第1分岐部55A、第2分岐部55B及び接続部55Cを含む。接続部55Cは一端部がエア抜き口12Bに接続され、他端部が第1分岐部55A及び第2分岐部55Bに接続されている。第1分岐部55Aは大気開放されており、第2分岐部55Bは排水配管53のうち排水バルブ54よりも下流側の部分に接続されている。接続部55Cには、エア抜きバルブ56(開閉バルブ)が設置されている。エア抜き配管55の径は、ハウジング12の径よりも小さい。 One end of the air vent pipe 55 is connected to the air vent port 12B of the housing 12. The other end of the air vent pipe 55 branches into two. That is, the air vent pipe 55 includes a first branch 55A, a second branch 55B, and a connection 55C. One end of the connection 55C is connected to the air vent port 12B, and the other end is connected to the first branch 55A and the second branch 55B. The first branch 55A is open to the atmosphere, and the second branch 55B is connected to a portion of the drain pipe 53 downstream of the drain valve 54. An air vent valve 56 (opening and closing valve) is installed in the connection 55C. The diameter of the air vent pipe 55 is smaller than the diameter of the housing 12.

図1に示すように、処理水配管50と排水配管53とは、圧抜き配管57により互いに接続されている。圧抜き配管57の一端は、処理水配管50のうち処理水バルブ51よりも上流側の部分に接続されており、圧抜き配管57の他端は、排水配管53のうちエア抜き配管55の接続部よりも下流側の部分に接続されている。圧抜き配管57には、圧抜きバルブ58(開閉バルブ)が設置されている。圧抜き配管57の径は、ハウジング12の径よりも小さい。 As shown in FIG. 1, the treated water pipe 50 and the drain pipe 53 are connected to each other by a depressurization pipe 57. One end of the depressurization pipe 57 is connected to a portion of the treated water pipe 50 upstream of the treated water valve 51, and the other end of the depressurization pipe 57 is connected to a portion of the drain pipe 53 downstream of the connection portion of the air bleed pipe 55. A depressurization valve 58 (opening and closing valve) is installed in the depressurization pipe 57. The diameter of the depressurization pipe 57 is smaller than the diameter of the housing 12.

原水供給部20は、原水配管21と、原水配管21に設置された原水ポンプ22及び原水バルブ23とを含む。原水配管21は、上流端が原水槽(図示しない)の出口に接続されると共に、下流端が導水管14の原水入口14Aに接続されている。原水配管21の径は、ハウジング12の径よりも小さい。原水バルブ23は、開閉バルブであり、原水配管21のうち原水ポンプ22よりも下流側に設置されている。 The raw water supply unit 20 includes a raw water pipe 21, and a raw water pump 22 and a raw water valve 23 installed in the raw water pipe 21. The raw water pipe 21 has an upstream end connected to the outlet of a raw water tank (not shown) and a downstream end connected to a raw water inlet 14A of the water conduit 14. The diameter of the raw water pipe 21 is smaller than the diameter of the housing 12. The raw water valve 23 is an opening/closing valve, and is installed in the raw water pipe 21 downstream of the raw water pump 22.

バブリング用エア供給部30は、エア配管31と、第1エアバルブ32と、第2エアバルブ33と、流量計34とを含む。エア配管31は、下流端側が分岐しており、各分岐部分がハウジング12のエア供給口12C及び導水管14のエア入口14Bにそれぞれ接続されている。エア配管31の径は、ハウジング12の径よりも小さい。第1エアバルブ32及び第2エアバルブ33は、開閉バルブであり、エア配管31の各分岐部分にそれぞれ設置されている。エア配管31の上流端は、エアコンプレッサ(図示しない)に接続されている。 The bubbling air supply unit 30 includes an air pipe 31, a first air valve 32, a second air valve 33, and a flow meter 34. The air pipe 31 is branched at the downstream end, and each branch is connected to the air supply port 12C of the housing 12 and the air inlet 14B of the water guide pipe 14. The diameter of the air pipe 31 is smaller than the diameter of the housing 12. The first air valve 32 and the second air valve 33 are opening/closing valves, and are installed at each branch of the air pipe 31. The upstream end of the air pipe 31 is connected to an air compressor (not shown).

逆洗用エア供給部40は、エア配管41と、エア配管41に設置されたエアバルブ42(開閉バルブ)とを含む。エア配管41は、上流端がエアコンプレッサ(図示しない)に接続されると共に、下流端が処理水配管50のうち圧抜き配管57の接続部よりも上流側の部分に接続されている。エア配管41の径は、ハウジング12の径よりも小さい。 The backwash air supply unit 40 includes an air pipe 41 and an air valve 42 (on-off valve) installed in the air pipe 41. The upstream end of the air pipe 41 is connected to an air compressor (not shown), and the downstream end is connected to a portion of the treated water pipe 50 that is upstream of the connection portion of the depressurization pipe 57. The diameter of the air pipe 41 is smaller than the diameter of the housing 12.

水処理装置1は、中空糸膜モジュール10の充水工程、圧抜き工程、逆洗工程及び排水工程のうち少なくとも1つの工程において、中空糸膜モジュール10の一次側及び二次側のうち少なくとも一方側における圧力を3秒以下の間隔(例えば、2秒以下や1秒以下の間隔)で測定する測定部60をさらに備える。本実施形態における測定部60は、中空糸膜モジュール10の一次側の圧力を3秒以下の間隔で測定する一次側圧力センサ61と、中空糸膜モジュール10の二次側の圧力を3秒以下の間隔で測定する二次側圧力センサ62とを含む。図1に示すように、一次側圧力センサ61は、原水配管21のうち原水バルブ23と原水入口14Aとの間の部分に設置されている。なお、一次側圧力センサ61は、導水管14におけるハウジング12から延出されている部分又はハウジング12における原水空間S1に臨む位置に設置されてもよい。 The water treatment device 1 further includes a measuring unit 60 that measures the pressure on at least one of the primary and secondary sides of the hollow fiber membrane module 10 at intervals of 3 seconds or less (for example, at intervals of 2 seconds or less or 1 second or less) in at least one of the filling process, depressurizing process, backwash process, and drainage process of the hollow fiber membrane module 10. The measuring unit 60 in this embodiment includes a primary side pressure sensor 61 that measures the pressure on the primary side of the hollow fiber membrane module 10 at intervals of 3 seconds or less, and a secondary side pressure sensor 62 that measures the pressure on the secondary side of the hollow fiber membrane module 10 at intervals of 3 seconds or less. As shown in FIG. 1, the primary side pressure sensor 61 is installed in a portion of the raw water piping 21 between the raw water valve 23 and the raw water inlet 14A. The primary side pressure sensor 61 may be installed in a portion of the water conduit 14 extending from the housing 12 or in a position facing the raw water space S1 in the housing 12.

二次側圧力センサ62は、処理水配管50とエア配管41との接続部に設置されている。本実施形態における一次側圧力センサ61及び二次側圧力センサ62は、0.1秒以下の間隔で圧力測定を行い、その測定データは制御部70に送られて記憶される。つまり、各測定データはロギングデータとして記憶される。 The secondary pressure sensor 62 is installed at the connection between the treated water pipe 50 and the air pipe 41. In this embodiment, the primary pressure sensor 61 and the secondary pressure sensor 62 measure pressure at intervals of 0.1 seconds or less, and the measurement data is sent to and stored in the control unit 70. In other words, each measurement data is stored as logging data.

なお、一次側圧力センサ61及び二次側圧力センサ62に加えて図略のエア抜き口圧力センサが設けられていてもよい。エア抜き口圧力センサは、エア抜き配管55における接続部55Cに設置される。エア抜き口圧力センサは、0.1秒以上で且つ3秒以下の間隔で圧力測定を行い、各測定データは制御部70に送られて記憶される。つまり、各測定データはロギングデータとして記憶される。ただし、圧力センサの数が増えるほど、解析に手間がかかり、またコストが上がるなどの問題があるため、エア抜き口圧力センサを省略し、一次側圧力センサ61及び二次側圧力センサ62からのデータを用いてデータ解析することが望ましい。 In addition to the primary pressure sensor 61 and the secondary pressure sensor 62, an air vent pressure sensor (not shown) may be provided. The air vent pressure sensor is installed at the connection 55C of the air vent pipe 55. The air vent pressure sensor measures pressure at intervals of 0.1 seconds or more and 3 seconds or less, and each measurement data is sent to the control unit 70 and stored. In other words, each measurement data is stored as logging data. However, since the more pressure sensors there are, the more time and effort it takes to analyze and the higher the cost, it is preferable to omit the air vent pressure sensor and analyze the data using data from the primary pressure sensor 61 and the secondary pressure sensor 62.

水処理装置1は、測定部60による圧力測定の結果に基づいて、充水工程、圧抜き工程、逆洗工程及び排水工程のうち少なくとも1つの工程の開始から終了までに要する時間を推定する推定部71と、推定部71による推定時間に基づいて当該少なくとも1つの工程の設定時間を変更する設定変更部72とをさらに備えている。なお、推定部71及び設定変更部72は制御部70の一機能として実現されてもよい。以下、推定部71による各工程時間の推定について説明する。 The water treatment device 1 further includes an estimation unit 71 that estimates the time required from start to finish of at least one of the filling process, depressurization process, backwash process, and drainage process based on the results of pressure measurement by the measurement unit 60, and a setting change unit 72 that changes the set time of the at least one process based on the time estimated by the estimation unit 71. The estimation unit 71 and the setting change unit 72 may be realized as one function of the control unit 70. The estimation of each process time by the estimation unit 71 is described below.

図2は、上記水処理装置1を用いて実施される本実施形態に係る水処理方法の各工程を示すとともに、各工程における原水ポンプ22のオン/オフ状態及び各バルブの開閉状態を示している。図2中の丸印は、原水ポンプ22のオン状態又はバルブの開状態を示し、空欄は原水ポンプ22のオフ状態又はバルブの閉状態を示している。 Figure 2 shows each process of the water treatment method according to this embodiment, which is carried out using the water treatment device 1, and also shows the on/off state of the raw water pump 22 and the open/closed state of each valve in each process. A circle in Figure 2 indicates the on state of the raw water pump 22 or the open state of the valve, and a blank space indicates the off state of the raw water pump 22 or the closed state of the valve.

まず、第1充水工程では、原水ポンプ22が作動し、原水バルブ23及びエア抜きバルブ56がそれぞれ開放される。これにより、原水配管21を通じて導水管14内に原水が供給され、孔14Cから原水空間S1に原水が供給される。 First, in the first filling step, the raw water pump 22 is operated, and the raw water valve 23 and the air vent valve 56 are opened. This causes raw water to be supplied into the water conduit 14 through the raw water piping 21, and raw water is supplied into the raw water space S1 through the hole 14C.

第1充水工程において、一次側圧力センサ61は、中空糸膜モジュール10の一次側の圧力を3秒以下の間隔で測定し、制御部70は測定された圧力値を順次記憶する。これにより、第1充水工程中における中空糸膜モジュール10の一次側圧力の時間変化を示すデータ(図3)が得られる。図3において、横軸は時間を示し、縦軸は中空糸膜モジュール10の一次側圧力を示している。なお、二次側圧力センサ62も、中空糸膜モジュール10の二次側の圧力を3秒以下の間隔で測定し、制御部70は測定された圧力値を順次記憶する。 In the first water filling process, the primary side pressure sensor 61 measures the pressure on the primary side of the hollow fiber membrane module 10 at intervals of 3 seconds or less, and the control unit 70 stores the measured pressure values sequentially. This provides data (Figure 3) showing the change over time in the primary side pressure of the hollow fiber membrane module 10 during the first water filling process. In Figure 3, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the primary side pressure of the hollow fiber membrane module 10. The secondary side pressure sensor 62 also measures the pressure on the secondary side of the hollow fiber membrane module 10 at intervals of 3 seconds or less, and the control unit 70 stores the measured pressure values sequentially.

推定部71は、記憶された圧力測定データに基づいて、第1充水工程の開始から終了までに要する時間を推定する。具体的には、推定部71は、第1充水工程の開始(図3中の時点t0)から一次側の圧力の変化の変曲点(同図中の時点t1、圧力が急上昇し始める時点)に到達するまでの時間に基づいて、第1充水工程に要する時間を推定する。この時点t1は、ハウジング12内の原水がエア抜き配管55に流入し始めるタイミングに相当する。つまり、ハウジング12の原水空間S1が原水で満たされるタイミングに相当する。 The estimation unit 71 estimates the time required from the start to the end of the first water filling process based on the stored pressure measurement data. Specifically, the estimation unit 71 estimates the time required for the first water filling process based on the time from the start of the first water filling process (time t0 in FIG. 3) to the inflection point of the change in the primary side pressure (time t1 in the same figure, the time when the pressure starts to rise sharply). This time t1 corresponds to the timing when the raw water in the housing 12 starts to flow into the air vent pipe 55. In other words, it corresponds to the timing when the raw water space S1 of the housing 12 is filled with raw water.

第1充水工程が終了すると濾過工程に移る。濾過工程では、エア抜きバルブ56が閉じられると共に、処理水バルブ51が開放される。原水は、中空糸膜11の外面から内面に向かって膜壁を透過し、膜の中空部を通じて処理水空間S2に流入する。その後、処理水が出口12Aを通してハウジング12の外に流出し、処理水配管50を通じて処理水槽(図示しない)に回収される。 After the first filling step is completed, the process moves to the filtration step. In the filtration step, the air vent valve 56 is closed and the treated water valve 51 is opened. The raw water permeates the membrane wall from the outer surface to the inner surface of the hollow fiber membrane 11 and flows into the treated water space S2 through the hollow part of the membrane. The treated water then flows out of the housing 12 through the outlet 12A and is collected in the treated water tank (not shown) through the treated water piping 50.

濾過工程において、一次側圧力センサ61は中空糸膜モジュール10の一次側の圧力を測定し、二次側圧力センサ62は中空糸膜モジュール10の二次側の圧力を測定する。この圧力測定の間隔は、第1充水工程と同様に3秒以下でもよいがこれに限定されず、3秒より長くてもよい。 In the filtration process, the primary pressure sensor 61 measures the pressure on the primary side of the hollow fiber membrane module 10, and the secondary pressure sensor 62 measures the pressure on the secondary side of the hollow fiber membrane module 10. The interval between these pressure measurements may be 3 seconds or less, as in the first water filling process, but is not limited to this and may be longer than 3 seconds.

濾過工程後には、濾過中に中空糸膜11の外面に付着した不純物を除去するための洗浄運転が実施される。洗浄運転には、逆洗準備工程、逆洗工程、エア抜き工程、第2充水工程、散気盤バブリング工程、第3充水工程、導水管バブリング工程、排水工程及び圧抜き工程が含まれる。 After the filtration process, a cleaning operation is carried out to remove impurities that have adhered to the outer surface of the hollow fiber membrane 11 during filtration. The cleaning operation includes a backwash preparation process, a backwash process, an air bleed process, a second water filling process, an aeration plate bubbling process, a third water filling process, a water pipe bubbling process, a drainage process, and a depressurization process.

まず、逆洗準備工程(圧抜き工程)では、原水ポンプ22がオンからオフに切り替わる。 First, in the backwash preparation process (depressurization process), the raw water pump 22 is switched from on to off.

次に、逆洗工程では、原水バルブ23及び処理水バルブ51が閉じられると共に、エアバルブ42及び排水バルブ54が開放される。すなわち、エアバルブ42の開放と同時に中空糸膜モジュール10の二次側の処理水に、コンプレッサによって加圧されたエアの圧力が瞬間的に付加される。これにより、中空糸膜モジュール10の二次側の処理水がエアにより加圧され、処理水は中空糸膜11の内面から外面に向かって膜壁を透過する。これにより、中空糸膜11の外面に付着した不純物は剥がれ落ちやすい状態になる。このとき、一次側圧力センサ61及び二次側圧力センサ62が3秒以下の間隔で圧力測定を行っているため、中空糸膜11が内面から加圧された後であって、膜表面の不純物が剥がれ落ちやすい状態になる前の状態の圧力をも検知することができる。 Next, in the backwash process, the raw water valve 23 and treated water valve 51 are closed, and the air valve 42 and drain valve 54 are opened. That is, at the same time as the air valve 42 is opened, the pressure of the air pressurized by the compressor is instantaneously applied to the treated water on the secondary side of the hollow fiber membrane module 10. As a result, the treated water on the secondary side of the hollow fiber membrane module 10 is pressurized by the air, and the treated water permeates the membrane wall from the inner surface to the outer surface of the hollow fiber membrane 11. As a result, impurities attached to the outer surface of the hollow fiber membrane 11 become easy to peel off. At this time, the primary side pressure sensor 61 and the secondary side pressure sensor 62 measure the pressure at intervals of 3 seconds or less, so it is possible to detect the pressure after the hollow fiber membrane 11 is pressurized from the inner surface and before the impurities on the membrane surface become easy to peel off.

このように、逆洗工程において、一次側圧力センサ61は、中空糸膜モジュール10の一次側の圧力を3秒以下の間隔で測定する。これにより、逆洗工程中における中空糸膜モジュール10の一次側圧力の時間変化を示すロギングデータ(図4)が得られる。図4において、横軸は時間を示し、縦軸は中空糸膜モジュール10の一次側圧力を示している。図4に示すように、一次側圧力は、逆洗工程の開始後瞬間的に上昇して最大圧力に到達し、その後低下して一定になる。この一次側圧力の瞬間的な上昇は、その後に急激な減圧が生じていることからも分かるが、加圧された処理水が大量に中空糸膜11を透過し始めたことに起因するものと推測される。そして、原水の排水配管53への排出に伴って一次側圧力が急激に低下し、その後に、一次側圧力が次第に低下する。このとき一次側圧力が次第に低下するのは、原水空間S1内の水量が次第に減ることに起因しているものと推測される。そして、一次側の圧力が一定になるときは、原水空間S1中の処理水が全てハウジング12から排出されたときであると推測される。 In this way, in the backwashing process, the primary pressure sensor 61 measures the primary pressure of the hollow fiber membrane module 10 at intervals of 3 seconds or less. This provides logging data (FIG. 4) showing the time change in the primary pressure of the hollow fiber membrane module 10 during the backwashing process. In FIG. 4, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the primary pressure of the hollow fiber membrane module 10. As shown in FIG. 4, the primary pressure rises instantaneously after the start of the backwashing process to reach the maximum pressure, and then drops and becomes constant. This instantaneous rise in the primary pressure can be seen from the subsequent sudden reduction in pressure, and is presumed to be due to a large amount of pressurized treated water beginning to permeate the hollow fiber membrane 11. Then, the primary pressure drops suddenly as the raw water is discharged to the drainage pipe 53, and then the primary pressure gradually drops. It is presumed that the gradual drop in the primary pressure at this time is due to the gradual decrease in the amount of water in the raw water space S1. It is assumed that when the primary pressure becomes constant, all of the treated water in the raw water space S1 has been discharged from the housing 12.

推定部71は、制御部70に記憶された圧力測定データに基づいて、逆洗工程に要する時間を推定する。具体的には、推定部71は、逆洗工程の開始(図4中の時点t0)から一次側の圧力が一定になるまで(同図中の時点t1)の時間に基づいて、逆洗工程に要する時間を推定する。なお、一次側の圧力が一定になったことを推定するには、その後に一次側圧力が一定の値に安定することが検出されることが必要である。このため、推定部71は、時点t1よりも後の測定データを参照することによって、時点t0から時点t1に基づいて逆洗工程に要する時間を推定する。 The estimation unit 71 estimates the time required for the backwashing process based on the pressure measurement data stored in the control unit 70. Specifically, the estimation unit 71 estimates the time required for the backwashing process based on the time from the start of the backwashing process (time t0 in FIG. 4) until the primary side pressure becomes constant (time t1 in FIG. 4). Note that, in order to estimate that the primary side pressure has become constant, it is necessary to detect that the primary side pressure has subsequently stabilized at a constant value. For this reason, the estimation unit 71 estimates the time required for the backwashing process based on time t0 to time t1 by referring to measurement data after time t1.

なお、逆洗工程において、二次側圧力センサ62も中空糸膜モジュール10の二次側の圧力を3秒以下の間隔で測定してもよい。この場合、図4と同様の圧力ロギングデータが得られる。そして、推定部71は、逆洗工程の開始から二次側の圧力が一定になるまでの時間に基づいて、逆洗工程に要する時間を推定してもよい。 In addition, during the backwashing process, the secondary pressure sensor 62 may also measure the secondary pressure of the hollow fiber membrane module 10 at intervals of 3 seconds or less. In this case, pressure logging data similar to that shown in FIG. 4 is obtained. The estimation unit 71 may then estimate the time required for the backwashing process based on the time from the start of the backwashing process until the secondary pressure becomes constant.

次に、エア抜き工程(圧抜き工程)では、エアバルブ42及び排水バルブ54が閉じられると共に、圧抜きバルブ58が開放される。これにより、中空糸膜モジュール10の二次側に溜まっているエアが圧抜き配管57を通して排出される。 Next, in the air release process (depressurization process), the air valve 42 and the drain valve 54 are closed and the depressurization valve 58 is opened. This allows the air that has accumulated on the secondary side of the hollow fiber membrane module 10 to be discharged through the depressurization pipe 57.

次に、第2充水工程では、第1充水工程と同様に、原水ポンプ22が作動し、原水バルブ23及びエア抜きバルブ56がそれぞれ開放される。そして、第1充水工程と同様に、中空糸膜モジュール10の一次側の圧力が3秒以下の間隔で測定され、その圧力測定の結果に基づいて第2充水工程の開始から終了までに要する時間が推定される。 Next, in the second filling process, as in the first filling process, the raw water pump 22 is operated and the raw water valve 23 and the air vent valve 56 are opened. Then, as in the first filling process, the pressure on the primary side of the hollow fiber membrane module 10 is measured at intervals of 3 seconds or less, and the time required from the start to the end of the second filling process is estimated based on the results of the pressure measurements.

次に、散気盤バブリング工程では、原水ポンプ22がオンからオフに切り替わり、原水バルブ23が閉じられるとともに、第1エアバルブ32が開放される。なお、エア抜きバルブ56は開放されたままに維持される。これにより、エア供給口12Cからハウジング12内にエアが供給され、当該エアが散気盤15により中空糸膜束に向かって分散する。これにより、中空糸膜束が気泡によって揺動し、膜表面に付着した不純物が剥がれ落ちる。 Next, in the air diffuser bubbling process, the raw water pump 22 is switched from on to off, the raw water valve 23 is closed, and the first air valve 32 is opened. The air bleed valve 56 is kept open. This causes air to be supplied into the housing 12 from the air supply port 12C, and the air is dispersed toward the hollow fiber membrane bundle by the air diffuser 15. This causes the hollow fiber membrane bundle to vibrate due to the air bubbles, and impurities attached to the membrane surface are peeled off.

散気盤バブリング工程においても、一次側圧力センサ61は中空糸膜モジュール10の一次側の圧力を測定し、二次側圧力センサ62は中空糸膜モジュール10の二次側の圧力を測定する。この圧力測定の間隔は、3秒以下でもよいがこれに限定されず、3秒より長くてもよい。 Even during the air diffuser bubbling process, the primary pressure sensor 61 measures the pressure on the primary side of the hollow fiber membrane module 10, and the secondary pressure sensor 62 measures the pressure on the secondary side of the hollow fiber membrane module 10. The interval between these pressure measurements may be 3 seconds or less, but is not limited to this, and may be longer than 3 seconds.

次に、第3充水工程では、第1及び第2充水工程と同様に、原水ポンプ22が作動し、原水バルブ23及びエア抜きバルブ56がそれぞれ開放される。これにより、散気盤バブリング工程で減った原水空間S1内の原水が補充される。そして、第1及び第2充水工程と同様に、中空糸膜モジュール10の一次側の圧力が3秒以下の間隔で測定され、その圧力測定の結果に基づいて第3充水工程の開始から終了までに要する時間が推定される。 Next, in the third filling process, as in the first and second filling processes, the raw water pump 22 is operated and the raw water valve 23 and the air bleed valve 56 are opened. This replenishes the raw water in the raw water space S1 that was lost in the air diffuser bubbling process. Then, as in the first and second filling processes, the pressure on the primary side of the hollow fiber membrane module 10 is measured at intervals of 3 seconds or less, and the time required from the start to the end of the third filling process is estimated based on the results of the pressure measurements.

次に、導水管バブリング工程では、原水ポンプ22がオンからオフに切り替わり、原水バルブ23が閉じられ、第2エアバルブ33が開放される。これにより、コンプレッサによる加圧エアが、エア入口14Bから導水管14内に供給され、孔14Cを通じて原水空間S1に供給される。これにより、中空糸膜束がバブリング洗浄される。 Next, in the water conduit bubbling process, the raw water pump 22 is switched from on to off, the raw water valve 23 is closed, and the second air valve 33 is opened. This causes compressed air from the compressor to be supplied from the air inlet 14B into the water conduit 14 and then through the hole 14C into the raw water space S1. This causes the hollow fiber membrane bundle to be bubble-cleaned.

導水管バブリング工程においても、一次側圧力センサ61は中空糸膜モジュール10の一次側の圧力を測定し、二次側圧力センサ62は中空糸膜モジュール10の二次側の圧力を測定する。この圧力測定の間隔は、3秒以下でもよいがこれに限定されず、3秒より長くてもよい。 Even during the water conduit bubbling process, the primary pressure sensor 61 measures the pressure on the primary side of the hollow fiber membrane module 10, and the secondary pressure sensor 62 measures the pressure on the secondary side of the hollow fiber membrane module 10. The interval between these pressure measurements may be 3 seconds or less, but is not limited to this, and may be longer than 3 seconds.

次に、排水工程では、エア抜きバルブ56が閉じられると共に、排水バルブ54が開放される。なお、第2エアバルブ33は開放されたまま維持される。これにより、原水空間S1内の原水がエアにより押され、排水口12Dからハウジング12の外に排出される。 Next, in the drainage process, the air vent valve 56 is closed and the drainage valve 54 is opened. The second air valve 33 is kept open. This causes the raw water in the raw water space S1 to be pushed by the air and discharged outside the housing 12 through the drain port 12D.

排水工程において、一次側圧力センサ61は、中空糸膜モジュール10の一次側の圧力を3秒以下の間隔で測定する。これにより、排水工程中における中空糸膜モジュール10の一次側圧力の時間変化を示すロギングデータ(図5)が得られる。図5において、横軸は時間を示し、縦軸は中空糸膜モジュール10の一次側圧力を示している。図5に示すように、一次側圧力は、排水工程の開始から一定時間経過後に上昇し、最大圧力になった後、低下し、その後一定になる。 During the drainage process, the primary side pressure sensor 61 measures the primary side pressure of the hollow fiber membrane module 10 at intervals of 3 seconds or less. This provides logging data (Figure 5) that shows the change over time in the primary side pressure of the hollow fiber membrane module 10 during the drainage process. In Figure 5, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the primary side pressure of the hollow fiber membrane module 10. As shown in Figure 5, the primary side pressure rises after a certain time has elapsed from the start of the drainage process, reaches a maximum pressure, then drops, and then remains constant.

推定部71は、記憶された圧力測定データに基づいて、排水工程の開始から終了までに要する時間を推定する。具体的には、推定部71は、排水工程の開始(図5中の時点t0)から一次側の圧力が一定になるまで(同図中の時点t1)の時間に基づいて、排水工程に要する時間を推定する。なお、一次側の圧力が一定になったことを推定するには、その後に一次側圧力が一定の値に安定することが検出されることが必要である。このため、推定部71は、時点t1よりも後の測定データを参照することによって、時点t0から時点t1に基づいて排水工程に要する時間を推定する。 The estimation unit 71 estimates the time required from the start to the end of the drainage process based on the stored pressure measurement data. Specifically, the estimation unit 71 estimates the time required for the drainage process based on the time from the start of the drainage process (time t0 in FIG. 5) until the primary side pressure becomes constant (time t1 in the same figure). Note that, in order to estimate that the primary side pressure has become constant, it is necessary to detect that the primary side pressure has subsequently stabilized at a constant value. For this reason, the estimation unit 71 estimates the time required for the drainage process from time t0 based on time t1 by referring to measurement data after time t1.

最後に、圧抜き工程では、排水バルブ54が開放されたままで第2エアバルブ33が閉じられる。これにより、ハウジング12内(原水空間S1)のエア抜きが行われる。以上のプロセスによって中空糸膜モジュール10が洗浄された後、第1充水工程に戻り、濾過運転が再開される。 Finally, in the depressurization process, the second air valve 33 is closed while the drain valve 54 is left open. This allows air to be removed from inside the housing 12 (raw water space S1). After the hollow fiber membrane module 10 has been cleaned through the above process, the process returns to the first water filling process and filtration operation is resumed.

図2中の一連のプロセス(第1充水工程~圧抜き工程)が終了した後、設定変更部72は、充水工程、逆洗工程及び排水工程の推定時間に基づいて、これらの工程の設定時間を変更する。なお、この設定時間の変更は、設定変更部72により自動で実施される場合に限定されず、ユーザが手動で変更してもよい。 After the series of processes in FIG. 2 (from the first water filling process to the depressurization process) is completed, the setting change unit 72 changes the set times for the water filling process, backwash process, and drainage process based on the estimated times for these processes. Note that this change in set times is not limited to being performed automatically by the setting change unit 72, but may also be changed manually by the user.

以上の通り、本実施形態に係る水処理装置1によれば、中空糸膜モジュール10の一次側圧力の時間変化に基づいて充水工程、逆洗工程及び排水工程の各工程時間が推定されるため、現場において各工程時間を実測する必要はない。このため、工程時間の実測に要するコストや手間を抑制することができる。また、推定時間に基づいて各工程時間を再設定することにより、余分な工程時間を減らすことができる。したがって、コストや手間を抑えつつ濾過運転の稼働率を高めることができる。 As described above, according to the water treatment device 1 of this embodiment, the process times for the filling process, backwash process, and drainage process are estimated based on the change over time in the primary side pressure of the hollow fiber membrane module 10, so there is no need to actually measure the process times on-site. This makes it possible to reduce the cost and effort required for actually measuring the process times. In addition, by resetting the process times for each process based on the estimated times, it is possible to reduce unnecessary process times. Therefore, it is possible to increase the operating rate of the filtration operation while reducing costs and effort.

なお、充水工程、逆洗工程及び排水工程だけでなく、逆洗準備工程、エア抜き工程、圧抜き工程においても中空糸膜モジュール10の一次側及び二次側の圧力を3秒以下の間隔で測定し、その測定結果に基づいて当該工程の開始から終了までに要する時間を推定してもよい。具体的には、これら逆洗準備工程、エア抜き工程、圧抜き工程の各工程の開始から圧力がゼロになるまでの時間に基づいて、当該工程に要する時間を推定してもよい。そしてこの推定時間に基づいて、当該工程の設定時間を変更してもよい。 In addition to the filling process, backwash process, and drainage process, the pressure on the primary side and secondary side of the hollow fiber membrane module 10 may be measured at intervals of 3 seconds or less in the backwash preparation process, air venting process, and depressurization process, and the time required from start to finish of the process may be estimated based on the measurement results. Specifically, the time required for each process may be estimated based on the time from the start of each of the backwash preparation process, air venting process, and depressurization processes until the pressure becomes zero. The set time for the process may then be changed based on this estimated time.

逆洗工程において、エアではなく液体を用いて2次側の処理液を加圧してもよい。この場合、逆洗工程における中空糸膜モジュール10の一次側圧力は、時間経過に伴って図6に示すように変化する。すなわち、一次側圧力は、逆洗開始後上昇し、開始時点t0から時間が経過した時点t1以降ほぼ一定になる。そして、推定部71は、逆洗工程の開始(図7中の時点t0)から一次側の圧力が一定になるまで(同図中の時点t1)の時間に基づいて、逆洗工程に要する時間を推定する。 In the backwashing process, the secondary treatment liquid may be pressurized using liquid instead of air. In this case, the primary side pressure of the hollow fiber membrane module 10 in the backwashing process changes over time as shown in FIG. 6. That is, the primary side pressure rises after the start of the backwashing process and becomes almost constant after time t1, which is the time that has passed since the start time t0. The estimation unit 71 then estimates the time required for the backwashing process based on the time from the start of the backwashing process (time t0 in FIG. 7) until the primary side pressure becomes constant (time t1 in the same figure).

また自動で設定時間を変更する場合の頻度は特に限定されず、例えば1時間に1回でもよいし、1日に1回でもよいし、1週間に1回でもよいし、1月に1回でもよい。この頻度は、原水の種類(例えば、河川水、排水又は下水)や季節等に応じて適宜決定される。 Furthermore, the frequency of automatically changing the set time is not particularly limited, and may be, for example, once an hour, once a day, once a week, or once a month. This frequency is appropriately determined depending on the type of raw water (e.g., river water, wastewater, or sewage), the season, etc.

また充水工程、逆洗工程及び排水工程の全てについて設定時間を変更してもよいがこれに限定されず、一部の工程についてのみ設定時間を変更してもよい。設定時間変更の対象となる工程は、現場の状況に応じて適宜決定される。例えば、原水ポンプ22の流量変動が大きい場合や原水配管21による充水の状況を目視確認するのが困難な場合には、充水工程の設定時間を変更することが有効である。 The set times may be changed for all of the filling, backwashing, and draining processes, but this is not limited to this, and the set times may be changed for only some of the processes. The processes for which the set times are changed are appropriately determined according to the situation at the site. For example, when there is a large fluctuation in the flow rate of the raw water pump 22 or when it is difficult to visually check the filling status through the raw water piping 21, it is effective to change the set time for the filling process.

(実施形態2)
次に、本発明の実施形態2に係る水処理装置及び水処理方法について説明する。実施形態2は、基本的に実施形態1と同様であるが、逆洗工程における工程時間の推定が実施形態1と異なっている。以下、実施形態1と異なる点についてのみ説明する。
(Embodiment 2)
Next, a water treatment device and a water treatment method according to a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment is basically the same as the first embodiment, but differs from the first embodiment in the estimation of the process time in the backwash process. Only the differences from the first embodiment will be described below.

実施形態2では、推定部71は、逆洗工程の開始から一次側の圧力が最大圧力に到達するまでの時間に基づいて、逆洗工程に要する時間を推定する。すなわち、図4のグラフ中における時点t0から時点t2までの時間が、逆洗工程に要する時間として推定される。この推定方法は、膜表面に付着した不純物が、例えば無機成分主体の剥離性が良いものである場合に好適に用いることができる。つまり、剥離性の良い不純物の場合、逆洗水が中空糸膜11を透過し始めると同時に膜表面から剥離するため、一次側圧力が最大値を示す時点t2に達したところで、逆洗が事実上終了したと推測できる。 In the second embodiment, the estimation unit 71 estimates the time required for the backwashing process based on the time from the start of the backwashing process until the primary side pressure reaches the maximum pressure. That is, the time from time t0 to time t2 in the graph of FIG. 4 is estimated as the time required for the backwashing process. This estimation method can be suitably used when the impurities attached to the membrane surface are, for example, mainly inorganic components that have good peelability. In other words, in the case of impurities that have good peelability, they peel off from the membrane surface at the same time that the backwash water begins to permeate the hollow fiber membrane 11, so it can be inferred that the backwashing is effectively completed when the primary side pressure reaches time t2, which indicates its maximum value.

またエアに代えて液体により逆洗する場合も、上記同様に工程時間の推定が可能である。図7は、逆洗の開始前に処理水をポンプにより予め循環させ、逆洗工程の開始と同時に中空糸膜11の二次側を一気に加圧した場合のグラフである。図7の横軸は時間を示し、縦軸は中空糸膜モジュール10の一次側圧力を示している。図7に示すように、この場合も一次側圧力は、逆洗開始後の所定時間の経過後に瞬間的に最大圧力まで上昇する(時点t2)。そして、その後、一次側圧力は次第に低減し、一定の圧力に安定する(時点t1)。この最大圧力に到達するまでの時間、すなわち図7のグラフ中の時点t0~時点t2までの時間を、逆洗工程に要する時間として推定することができる。 In addition, when backwashing is performed using liquid instead of air, the process time can be estimated in the same manner as above. Figure 7 is a graph showing the case where the treated water is circulated by a pump before the start of the backwashing, and the secondary side of the hollow fiber membrane 11 is pressurized all at once at the same time as the start of the backwashing process. The horizontal axis of Figure 7 indicates time, and the vertical axis indicates the primary side pressure of the hollow fiber membrane module 10. As shown in Figure 7, in this case too, the primary side pressure rises instantaneously to the maximum pressure a predetermined time after the start of the backwashing (time t2). Then, the primary side pressure gradually decreases and stabilizes at a constant pressure (time t1). The time until this maximum pressure is reached, i.e., the time from time t0 to time t2 in the graph of Figure 7, can be estimated as the time required for the backwashing process.

(実施形態3)
次に、本発明の実施形態3に係る水処理装置及び水処理方法について説明する。実施形態3は、基本的に実施形態1と同様であるが、推定部71がバブリング工程の時間の長短を推定する点で実施形態1と異なっている。以下、実施形態1と異なる点についてのみ説明する。
(Embodiment 3)
Next, a water treatment device and a water treatment method according to a third embodiment of the present invention will be described. The third embodiment is basically the same as the first embodiment, but differs from the first embodiment in that the estimation unit 71 estimates the length of the bubbling process. Only the differences from the first embodiment will be described below.

図2中の一連の工程(第1充水工程~圧抜き工程)からなるサイクルは繰り返され、各サイクルの充水工程及び排水工程において工程時間が推定される。本実施形態における推定部71は、充水工程又は排水工程の推定時間に基づいて、バブリング工程の時間の長短を推定する。 The cycle consisting of the series of steps in FIG. 2 (first water filling step to depressurization step) is repeated, and the process time is estimated for the water filling step and the drainage step of each cycle. In this embodiment, the estimation unit 71 estimates the length of the bubbling step based on the estimated time for the water filling step or the drainage step.

具体的には、上記サイクルを繰り返したときに充水工程の推定時間が減少傾向である場合には、ハウジング12内における濁質成分の蓄積量が増加傾向であるため、推定部71はバブリング工程の時間が望ましい時間長さに対して短い(バブリングが足りていない)と推定する。一方、上記サイクルを繰り返したときに充水工程の推定時間が一定又は増加傾向である場合には、ハウジング12内における濁質成分の蓄積量が一定又は減少傾向であるため、推定部71はバブリング工程の時間が望ましい時間長さに対して長い又は長過ぎると推定する。 Specifically, if the estimated time for the water filling process tends to decrease when the above cycle is repeated, the amount of turbid components accumulated in the housing 12 tends to increase, and the estimation unit 71 estimates that the time for the bubbling process is short relative to the desired length of time (insufficient bubbling). On the other hand, if the estimated time for the water filling process is constant or tends to increase when the above cycle is repeated, the amount of turbid components accumulated in the housing 12 tends to be constant or tends to decrease, and the estimation unit 71 estimates that the time for the bubbling process is long or too long relative to the desired length of time.

このような推定結果に基づいて、バブリング工程の時間を調整することにより、ハウジング12内の濁質成分の蓄積を抑制しつつバブリング工程の時間を可能な限り短縮し、濾過運転の稼働率を高めることができる。例えば、SS(Suspended Solid)成分が多い排水が原水として用いられる場合には、このようなバブリング時間の最適化が有効である。なお、充水工程の推定時間に代えて排水工程の推定時間が用いられてもよい。また充水工程又は排水工程の推定時間の変動傾向を判断するタイミングは特に限定されず、例えば10サイクル毎でもよいし、1日に1回でもよいし、1週間に1回でもよい。 By adjusting the time of the bubbling process based on such an estimation result, it is possible to shorten the time of the bubbling process as much as possible while suppressing the accumulation of turbid components in the housing 12, thereby increasing the operating rate of the filtration operation. For example, when wastewater containing a large amount of SS (Suspended Solid) components is used as the raw water, such optimization of the bubbling time is effective. Note that the estimated time of the drainage process may be used instead of the estimated time of the filling process. Furthermore, the timing for determining the trend of fluctuation in the estimated time of the filling process or drainage process is not particularly limited, and may be, for example, every 10 cycles, once a day, or once a week.

(実施形態4)
次に、本発明の実施形態4に係る水処理装置及び水処理方法について説明する。実施形態4は、基本的に実施形態1と同様であるが、推定部71が濾過工程の時間の長短を推定する点で実施形態1と異なっている。以下、実施形態1と異なる点についてのみ説明する。
(Embodiment 4)
Next, a water treatment device and a water treatment method according to a fourth embodiment of the present invention will be described. The fourth embodiment is basically the same as the first embodiment, but differs from the first embodiment in that the estimation unit 71 estimates the length of the filtration process. Only the differences from the first embodiment will be described below.

図8は、図2中の一連の工程からなるサイクルを繰り返した場合における中空糸膜モジュール10の膜間差圧の変動を示すグラフである。膜間差圧とは、中空糸膜モジュール10の一次側圧力と二次側圧力との差である。図8において、横軸は時間を示し、縦軸は中空糸膜モジュール10の膜間差圧を示している。また図8中、例えば時点t0~t1、時点t1~t2及び時点t2~t3の間が、それぞれ1つのサイクルに相当する。 Figure 8 is a graph showing the fluctuation of the transmembrane pressure difference of the hollow fiber membrane module 10 when a cycle consisting of a series of steps in Figure 2 is repeated. The transmembrane pressure difference is the difference between the primary side pressure and the secondary side pressure of the hollow fiber membrane module 10. In Figure 8, the horizontal axis shows time, and the vertical axis shows the transmembrane pressure difference of the hollow fiber membrane module 10. In Figure 8, for example, the periods between times t0 and t1, t1 and t2, and t2 and t3 each correspond to one cycle.

実施形態4における推定部71は、濾過工程における中空糸膜モジュール10の膜間差圧の変動に基づいて、濾過工程の時間の長短を推定する。具体的には、推定部71は、濾過工程の開始時点(例えば、図3中の時点t0、t1、t2及びt3)における膜間差圧が、連続するサイクル間において上昇傾向にある場合には、濾過工程の時間が望ましい長さよりも長いと推定する。一方、推定部71は、濾過工程の開始時点における膜間差圧が、連続するサイクル間において一定又は下降傾向にある場合、濾過工程の時間が望ましい長さよりも短いと推定する。 The estimation unit 71 in the fourth embodiment estimates the length of the filtration process based on the fluctuation of the transmembrane pressure difference of the hollow fiber membrane module 10 during the filtration process. Specifically, the estimation unit 71 estimates that the filtration process time is longer than the desired length if the transmembrane pressure difference at the start of the filtration process (e.g., times t0, t1, t2, and t3 in FIG. 3) tends to increase between successive cycles. On the other hand, the estimation unit 71 estimates that the filtration process time is shorter than the desired length if the transmembrane pressure difference at the start of the filtration process is constant or tends to decrease between successive cycles.

このような推定に基づき、膜間差圧の過剰な上昇を抑制しつつ、濾過運転の稼働率及び処理水の回収率が上がるように濾過工程の時間を最適化することができる。例えば、地下水や水道水が原水として用いられる場合には、濾過工程の時間を標準的な30分よりも長く延ばすことにより、稼働率及び水回収率を上げることができる。なお、膜間差圧の初期値の変動傾向を推定するための期間は特に限定されず、例えば10サイクルに1回の頻度でもよいし、1日又は1週間に1回の頻度でもよい。 Based on such an estimation, the filtration process time can be optimized to increase the operating rate of the filtration operation and the recovery rate of treated water while suppressing an excessive increase in the transmembrane pressure difference. For example, when groundwater or tap water is used as the raw water, the operating rate and water recovery rate can be increased by extending the filtration process time beyond the standard 30 minutes. The period for estimating the fluctuation trend of the initial value of the transmembrane pressure difference is not particularly limited, and may be, for example, once every 10 cycles, or once a day or once a week.

(実施形態5)
次に、本発明の実施形態5に係る水処理装置及び水処理方法について説明する。実施形態5は、基本的に実施形態1と同様であるが、推定部71が中空糸膜モジュール10の薬液浸漬工程の時間の長短を推定する点で実施形態1と異なっている。以下、実施形態1と異なる点についてのみ説明する。
(Embodiment 5)
Next, a water treatment device and a water treatment method according to a fifth embodiment of the present invention will be described. The fifth embodiment is basically the same as the first embodiment, but differs from the first embodiment in that the estimation unit 71 estimates the length of time for the chemical solution immersion step of the hollow fiber membrane module 10. Only the differences from the first embodiment will be described below.

まず、中空糸膜モジュール10の薬液浸漬工程について、図9及び図10に基づいて説明する。薬液浸漬工程は、中空糸膜11の内部に入り込んだファウリング成分を薬品により洗い流す工程である。実施形態5に係る水処理装置1Aは、実施形態1の構成に加えて薬液供給部80をさらに備える。薬液供給部80は、薬液ポンプ81と、薬液配管82とを含む。図9に示すように、薬液配管82は、上流端側に薬液ポンプ81が設置されると共に、下流端が原水配管21のうち原水バルブ23よりも下流側の部分に接続されている。 First, the chemical immersion process of the hollow fiber membrane module 10 will be described with reference to Figs. 9 and 10. The chemical immersion process is a process of washing away fouling components that have penetrated into the hollow fiber membrane 11 with chemicals. The water treatment device 1A according to embodiment 5 further includes a chemical supply unit 80 in addition to the configuration of embodiment 1. The chemical supply unit 80 includes a chemical pump 81 and a chemical piping 82. As shown in Fig. 9, the chemical piping 82 has the chemical pump 81 installed on the upstream end side and has a downstream end connected to a portion of the raw water piping 21 downstream of the raw water valve 23.

図10は、薬液浸漬における各工程での原水ポンプ22及び薬液ポンプ81のオン/オフ状態並びに各バルブの開閉状態を示している。図10中、丸印がポンプのオン状態又はバルブの開状態を示し、空欄がポンプのオフ状態又はバルブの閉状態を示している。 Figure 10 shows the on/off state of the raw water pump 22 and the chemical pump 81 and the open/closed state of each valve at each stage of chemical immersion. In Figure 10, circles indicate the pump is on or the valve is open, and blank spaces indicate the pump is off or the valve is closed.

まず、薬液注入工程では、薬液ポンプ81が作動するとともに、原水バルブ23及びエア抜きバルブ56がそれぞれ開放される。これにより、ハウジング12の原水空間S1に薬液が供給される。薬液の種類は特に限定されないが、例えば硫酸、硝酸又は塩酸等の酸類の他、酸化剤、アルカリ剤、界面活性剤、キレート剤又はこれらの組み合わせを用いることができる。 First, in the chemical injection process, the chemical pump 81 is operated and the raw water valve 23 and the air bleed valve 56 are each opened. This causes the chemical to be supplied to the raw water space S1 of the housing 12. The type of chemical is not particularly limited, but examples include acids such as sulfuric acid, nitric acid, and hydrochloric acid, as well as oxidizing agents, alkaline agents, surfactants, chelating agents, or combinations of these.

次に、充水工程では、薬液ポンプ81を停止し、原水ポンプ22が作動する。これにより、原水配管21及び導水管14を通じて原水空間S1に原水が供給される。 Next, in the water filling process, the chemical pump 81 is stopped and the raw water pump 22 is operated. This causes raw water to be supplied to the raw water space S1 through the raw water piping 21 and the water conduit 14.

次に、浸漬工程では、原水ポンプ22を停止すると共に原水バルブ23を閉じ、所定時間待機する。これにより、中空糸膜11が薬液を含む原水中で所定時間保持される。 Next, in the immersion process, the raw water pump 22 is stopped and the raw water valve 23 is closed, and the process waits for a predetermined time. This allows the hollow fiber membrane 11 to be held in the raw water containing the chemical solution for a predetermined time.

次に、エアバブリング工程では、第1エアバルブ32が開放される。これにより、薬液を含む原水が原水空間S1に充たされた状態で中空糸膜11がバブリング洗浄される。 Next, in the air bubbling process, the first air valve 32 is opened. This causes the hollow fiber membrane 11 to be bubble-cleaned while the raw water space S1 is filled with raw water containing the chemical solution.

次に、排水工程では、エア抜きバルブ56及び第1エアバルブ32が閉じられると共に、排水バルブ54及び第2エアバルブ33が開放される。これにより、薬液及び不純物を含む原水がエアにより押され、ハウジング12の外に排出される。その後の圧抜き工程では、排水バルブ54が開放されたままで第2エアバルブ33が閉じられ、ハウジング12内(原水空間S1)が圧抜きされる。 Next, in the drainage process, the air vent valve 56 and the first air valve 32 are closed, and the drainage valve 54 and the second air valve 33 are opened. This causes the raw water containing the chemicals and impurities to be pushed by the air and discharged outside the housing 12. In the subsequent depressurization process, the second air valve 33 is closed while the drainage valve 54 remains open, and the inside of the housing 12 (raw water space S1) is depressurized.

次に、充水工程では、上記と同様、原水ポンプ22が作動し、排水バルブ54が閉じられると共に原水バルブ23及びエア抜きバルブ56が開放される。これにより、原水空間S1内に原水が再び充たされる。 Next, in the water filling process, the raw water pump 22 is operated, the drain valve 54 is closed, and the raw water valve 23 and the air vent valve 56 are opened, as described above. This causes the raw water space S1 to be filled with raw water again.

次に、エアバブリング工程では、原水ポンプ22を停止し、原水バルブ23を閉じ、第1エアバルブ32を開放する。これにより、ハウジング12内にエアが供給され、当該エアが散気盤15により中空糸膜11に向かって上向きに分散する。 Next, in the air bubbling process, the raw water pump 22 is stopped, the raw water valve 23 is closed, and the first air valve 32 is opened. This causes air to be supplied into the housing 12, and the air is dispersed upward toward the hollow fiber membrane 11 by the air diffuser 15.

次に、排水工程では、エア抜きバルブ56及び第1エアバルブ32が閉じられると共に、排水バルブ54及び第2エアバルブ33が開放される。これにより、原水空間S1内の水がエアによりハウジング12の外に押し出される。その後、圧抜き工程では、第2エアバルブ33のみが閉じられ、原水空間S1内が圧抜きされる。 Next, in the drain process, the air vent valve 56 and the first air valve 32 are closed, and the drain valve 54 and the second air valve 33 are opened. This causes the water in the raw water space S1 to be pushed out of the housing 12 by the air. Then, in the depressurization process, only the second air valve 33 is closed, and the raw water space S1 is depressurized.

以上のようにして、中空糸膜モジュール10の薬液浸漬工程が実施される。この薬液浸漬工程は、図2の運転サイクルを繰り返す際に所定の頻度で、例えば1日に1回、1週間に1回又は1月に1回等の頻度で実施されてもよい。なお、図10中の最後の4つの工程(充水~圧抜き)からなるサイクルは、ハウジング12内の薬液が十分に排出されるまで所定回数繰り返される。 In this manner, the chemical immersion process of the hollow fiber membrane module 10 is carried out. This chemical immersion process may be carried out at a predetermined frequency when repeating the operation cycle of FIG. 2, for example, once a day, once a week, or once a month. The cycle consisting of the last four steps in FIG. 10 (filling with water to releasing pressure) is repeated a predetermined number of times until the chemical solution in the housing 12 is sufficiently discharged.

本実施形態における推定部71は、逆洗工程の推定時間に基づいて、中空糸膜モジュール10の薬液浸漬工程の時間の長短を推定する。具体的には、推定部71は、薬液浸漬工程の前後に実施される逆洗工程の推定時間を比較し、当該推定時間が一定又は長くなる傾向にある場合、薬液浸漬工程の時間(図10中の浸漬工程の時間)が、望ましい時間長さに対して短いと推定する。一方、推定部71は、薬液浸漬工程の前後に実施される逆洗工程の推定時間を比較し、当該推定時間が短くなる傾向にある場合、薬液浸漬工程の時間(図10中の浸漬工程の時間)が、望ましい時間長さに対して長いと推定する。このような推定に基づき、薬液浸漬による洗浄効果を確保しつつ、濾過運転の稼働率及び処理水の回収率が上がるように薬液浸漬工程の時間を最適化することができる。 In this embodiment, the estimation unit 71 estimates the length of the chemical immersion process of the hollow fiber membrane module 10 based on the estimated time of the backwash process. Specifically, the estimation unit 71 compares the estimated times of the backwash processes performed before and after the chemical immersion process, and if the estimated times are constant or tend to be longer, estimates that the time of the chemical immersion process (the time of the immersion process in FIG. 10) is shorter than the desired time length. On the other hand, the estimation unit 71 compares the estimated times of the backwash processes performed before and after the chemical immersion process, and if the estimated times tend to be shorter, estimates that the time of the chemical immersion process (the time of the immersion process in FIG. 10) is longer than the desired time length. Based on such estimation, the time of the chemical immersion process can be optimized so as to increase the operating rate of the filtration operation and the recovery rate of the treated water while ensuring the cleaning effect of the chemical immersion.

なお、本実施形態では、中空糸膜モジュール10の一次側から薬液を注入する場合を説明したが、中空糸膜モジュール10の二次側から薬液を注入し、当該薬液を二次側から一次側に押し出してもよい。 In this embodiment, the case where the chemical solution is injected from the primary side of the hollow fiber membrane module 10 has been described, but the chemical solution may be injected from the secondary side of the hollow fiber membrane module 10 and then pushed from the secondary side to the primary side.

(実施例1)
塩化鉄模擬水を原水として使用し、これを図1の構成を備えた水処理装置を用いて濾過した。具体的には、下記の表1中の各工程を順に実施し、その後上記実施形態のように圧力測定のログデータに基づいて工程の設定時間を表1の通り変更した。その結果、安定な濾過運転を維持しつつ、濾過運転の稼働率を3.6%向上させることができた。
Example 1
Iron chloride simulated water was used as raw water and filtered using a water treatment device having the configuration of Fig. 1. Specifically, each process in Table 1 below was carried out in order, and then the set times of the processes were changed based on the log data of the pressure measurement as in the above embodiment, as shown in Table 1. As a result, it was possible to improve the operating rate of the filtration operation by 3.6% while maintaining a stable filtration operation.

Figure 0007670540000001
Figure 0007670540000001

また逆洗時に透過液を使用し、下記の表2中の各工程を順に実施した。そして、上記実施形態のように圧力測定のログデータに基づいて工程の設定時間を表2の通り変更した。その結果、安定な濾過運転を維持しつつ、濾過運転の稼働率を2.5%向上させることができた。 In addition, permeate was used during backwashing, and each process in Table 2 below was carried out in order. Then, as in the above embodiment, the process setting times were changed as shown in Table 2 based on the pressure measurement log data. As a result, it was possible to improve the filtration operation operating rate by 2.5% while maintaining stable filtration operation.

Figure 0007670540000002
Figure 0007670540000002

(実施例2)
工業用水を原水として使用し、これを図9の構成を備えた水処理装置を用いて濾過した。そして、上記実施形態の通り、逆洗工程の推定時間の変動傾向に基づいて薬液浸漬工程(次亜塩素酸ナトリウム濃度が100mg/lの水中に中空糸膜を浸漬)の設定時間を表3の通り変更した。表3において、No.7~10の工程からなるサイクルの繰り返し回数は5回とした。薬液浸漬工程の時間を短縮することにより、濾過運転の稼働率を向上させることができた。
Example 2
Industrial water was used as raw water, and filtered using a water treatment device having the configuration of Fig. 9. As in the above embodiment, the set time for the chemical immersion step (immersing the hollow fiber membrane in water with a sodium hypochlorite concentration of 100 mg/l) was changed as shown in Table 3 based on the fluctuation tendency of the estimated time for the backwashing step. In Table 3, the cycle consisting of steps No. 7 to 10 was repeated five times. By shortening the time for the chemical immersion step, the operating rate of the filtration operation could be improved.

Figure 0007670540000003
Figure 0007670540000003

また中空糸膜モジュールの2次側から薬液を注入し、表4中の各工程を順に実施することにより薬液浸漬工程を実施した。そして、上記実施形態の通り、逆洗工程の推定時間の変動傾向に基づいて薬液浸漬工程の設定時間を表4の通り変更した。これにより、薬液浸漬工程の時間を短縮し、濾過運転の稼働率を向上させることができた。 The chemical solution was injected from the secondary side of the hollow fiber membrane module, and the chemical solution immersion process was carried out by carrying out each process in order in Table 4. As in the above embodiment, the set time for the chemical solution immersion process was changed as shown in Table 4 based on the fluctuation trend of the estimated time for the backwash process. This made it possible to shorten the time for the chemical solution immersion process and improve the operating rate of the filtration operation.

Figure 0007670540000004
Figure 0007670540000004

今回開示された実施形態及び実施例は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 The embodiments and examples disclosed herein are illustrative in all respects and should not be construed as limiting. The scope of the present invention is indicated by the claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and scope of the claims.

1,1A 水処理装置
10 中空糸膜モジュール
60 測定部
71 推定部
72 設定変更部
REFERENCE SIGNS LIST 1, 1A Water treatment device 10 Hollow fiber membrane module 60 Measurement unit 71 Estimation unit 72 Setting change unit

Claims (11)

中空糸膜モジュールと、
前記中空糸膜モジュールの充水工程、圧抜き工程、逆洗工程及び排水工程のうち少なくとも1つの工程において、前記中空糸膜モジュールの一次側及び二次側のうち少なくとも一方側における圧力を3秒以下の間隔で測定する測定部と、
前記測定部による圧力測定の結果に基づいて、前記少なくとも1つの工程の開始から終了までに要する時間を推定する推定部と、を備え、
前記測定部は、前記充水工程において前記一次側の圧力を3秒以下の間隔で測定し、
前記推定部は、前記充水工程の開始から前記一次側の圧力の変化の変曲点に到達するまでの時間に基づいて、前記充水工程に要する時間を推定する、水処理装置。
A hollow fiber membrane module;
a measuring unit that measures the pressure on at least one of the primary side and the secondary side of the hollow fiber membrane module at intervals of 3 seconds or less in at least one of a water filling process, a pressure release process, a backwash process, and a drainage process of the hollow fiber membrane module;
an estimation unit that estimates a time required from a start to an end of the at least one process based on a result of the pressure measurement by the measurement unit,
The measurement unit measures the primary side pressure at intervals of 3 seconds or less during the water filling process,
The estimation unit estimates the time required for the water filling process based on the time from the start of the water filling process to the time when the change in the primary side pressure reaches an inflection point.
中空糸膜モジュールと、
前記中空糸膜モジュールの充水工程、圧抜き工程、逆洗工程及び排水工程のうち少なくとも1つの工程において、前記中空糸膜モジュールの一次側及び二次側のうち少なくとも一方側における圧力を3秒以下の間隔で測定する測定部と、
前記測定部による圧力測定の結果に基づいて、前記少なくとも1つの工程の開始から終了までに要する時間を推定する推定部と、を備え、
前記測定部は、前記排水工程において前記一次側の圧力を3秒以下の間隔で測定し、
前記推定部は、前記排水工程の開始から前記一次側の圧力が一定になるまでの時間に基づいて、前記排水工程に要する時間を推定する、水処理装置。
A hollow fiber membrane module;
a measuring unit that measures the pressure on at least one of the primary side and the secondary side of the hollow fiber membrane module at intervals of 3 seconds or less in at least one of a water filling process, a pressure release process, a backwash process, and a drainage process of the hollow fiber membrane module;
an estimation unit that estimates a time required from a start to an end of the at least one process based on a result of the pressure measurement by the measurement unit,
The measurement unit measures the primary side pressure at intervals of 3 seconds or less during the drainage process,
The estimation unit estimates a time required for the drainage process based on a time from a start of the drainage process until the pressure on the primary side becomes constant.
前記推定部は、前記充水工程又は前記排水工程の推定時間に基づいて、前記中空糸膜モジュールのバブリング工程の時間の過不足を推定する、請求項又はに記載の水処理装置。 The water treatment device according to claim 1 , wherein the estimation unit estimates whether a bubbling step of the hollow fiber membrane module is longer or shorter than a predetermined time based on an estimated time of the water filling step or the water discharge step. 中空糸膜モジュールと、
前記中空糸膜モジュールの充水工程、圧抜き工程、逆洗工程及び排水工程のうち少なくとも1つの工程において、前記中空糸膜モジュールの一次側及び二次側のうち少なくとも一方側における圧力を3秒以下の間隔で測定する測定部と、
前記測定部による圧力測定の結果に基づいて、前記少なくとも1つの工程の開始から終了までに要する時間を推定する推定部と、を備え、
前記測定部は、前記逆洗工程において前記少なくとも一方側における圧力を3秒以下の間隔で測定し、
前記推定部は、前記逆洗工程の開始から前記少なくとも一方側における圧力が一定になるまでの時間に基づいて、前記逆洗工程に要する時間を推定する、水処理装置。
A hollow fiber membrane module;
a measuring unit that measures the pressure on at least one of the primary side and the secondary side of the hollow fiber membrane module at intervals of 3 seconds or less in at least one of a water filling process, a pressure release process, a backwash process, and a drainage process of the hollow fiber membrane module;
an estimation unit that estimates a time required from a start to an end of the at least one process based on a result of the pressure measurement by the measurement unit,
The measurement unit measures the pressure on the at least one side at intervals of 3 seconds or less during the backwashing process,
The estimation unit estimates a time required for the backwashing process based on a time from the start of the backwashing process until the pressure on the at least one side becomes constant.
中空糸膜モジュールと、
前記中空糸膜モジュールの充水工程、圧抜き工程、逆洗工程及び排水工程のうち少なくとも1つの工程において、前記中空糸膜モジュールの一次側及び二次側のうち少なくとも一方側における圧力を3秒以下の間隔で測定する測定部と、
前記測定部による圧力測定の結果に基づいて、前記少なくとも1つの工程の開始から終了までに要する時間を推定する推定部と、を備え、
前記測定部は、前記逆洗工程において前記少なくとも一方側における圧力を3秒以下の間隔で測定し、
前記推定部は、前記逆洗工程の開始から前記少なくとも一方側における圧力が最大圧力に到達するまでの時間に基づいて、前記逆洗工程に要する時間を推定する、水処理装置。
A hollow fiber membrane module;
a measuring unit that measures the pressure on at least one of the primary side and the secondary side of the hollow fiber membrane module at intervals of 3 seconds or less in at least one of a water filling process, a pressure release process, a backwash process, and a drainage process of the hollow fiber membrane module;
an estimation unit that estimates a time required from a start to an end of the at least one process based on a result of the pressure measurement by the measurement unit,
The measurement unit measures the pressure on the at least one side at intervals of 3 seconds or less during the backwashing process,
The estimation unit estimates a time required for the backwashing process based on a time from a start of the backwashing process to a time when the pressure on the at least one side reaches a maximum pressure.
前記推定部は、前記逆洗工程の推定時間に基づいて、前記中空糸膜モジュールの薬液浸漬工程の時間の過不足を推定する、請求項又はに記載の水処理装置。 The water treatment device according to claim 4 or 5 , wherein the estimation unit estimates whether a time for the chemical solution immersion step of the hollow fiber membrane module is excessive or insufficient , based on an estimated time for the backwashing step. 前記測定部は、前記中空糸膜モジュールの濾過工程において前記一次側及び前記二次側の圧力を測定し、
前記推定部は、前記濾過工程における前記中空糸膜モジュールの膜間差圧の変動に基づいて、前記濾過工程の時間の過不足を推定する、請求項1~のいずれか1項に記載の水処理装置。
The measurement unit measures the pressure on the primary side and the secondary side in a filtration process of the hollow fiber membrane module,
The water treatment device according to claim 1 , wherein the estimation unit estimates whether the time for the filtration step is excessive or insufficient based on a fluctuation in a transmembrane pressure difference of the hollow fiber membrane module during the filtration step.
前記推定部による推定時間に基づいて、前記少なくとも1つの工程の設定時間を変更する設定変更部をさらに備えた、請求項1~のいずれか1項に記載の水処理装置。 The water treatment device according to claim 1 , further comprising a setting change unit that changes a set time of the at least one process based on the time estimated by the estimation unit. 前記設定変更部は、前記推定部による推定時間に基づいて、前記充水工程、前記圧抜き工程、前記逆洗工程及び前記排水工程のうち複数の工程の設定時間を変更する、請求項に記載の水処理装置。 The water treatment device according to claim 8 , wherein the setting change unit changes set times of a plurality of steps among the filling step, the depressurization step, the backwashing step, and the drainage step, based on the times estimated by the estimation unit. 中空糸膜モジュールにより原水を濾過する水処理方法であって、
前記中空糸膜モジュールの充水工程、圧抜き工程、逆洗工程及び排水工程のうち少なくとも充水工程において、前記中空糸膜モジュールの一次側及び二次側のうち少なくとも一次側における圧力を3秒以下の間隔で測定することと、
前記充水工程の開始から一次側における圧力の変化の変曲点に到達するまでの時間についての定結果に基づいて、前記充水工程の開始から終了までに要する時間を推定することと、
前記充水工程の推定時間に基づいて、前記充水工程の設定時間を変更することと、を含む、水処理方法。
A water treatment method for filtering raw water using a hollow fiber membrane module, comprising:
measuring the pressure on at least the primary side of the primary side and the secondary side of the hollow fiber membrane module at intervals of 3 seconds or less during at least the water filling process among the water filling process, the pressure release process, the backwash process, and the water discharge process of the hollow fiber membrane module;
Based on the measurement result of the time from the start of the water filling process to the inflection point of the pressure change on the front primary side, estimating the time required from the start to the end of the water filling process;
and changing a set time for the water-filling process based on an estimated time for the water- filling process.
中空糸膜モジュールにより原水を濾過する水処理方法であって、A water treatment method for filtering raw water using a hollow fiber membrane module, comprising:
前記中空糸膜モジュールの充水工程、圧抜き工程、逆洗工程及び排水工程のうち少なくとも排水工程において、前記中空糸膜モジュールの一次側及び二次側のうち少なくとも一次側における圧力を3秒以下の間隔で測定することと、measuring the pressure on at least the primary side of the primary side and the secondary side of the hollow fiber membrane module at intervals of 3 seconds or less during at least the drainage process of the hollow fiber membrane module among the filling process, the depressurization process, the backwash process, and the drainage process;
前記排水工程の開始から前記一次側における圧力が一定になるまでの時間についての測定結果に基づいて、前記排水工程の開始から終了までに要する時間を推定することと、estimating a time required from the start to the end of the drainage process based on a measurement result of a time from the start of the drainage process until the pressure on the primary side becomes constant;
前記排水工程の推定時間に基づいて、前記排水工程の設定時間を変更することと、を含む、水処理方法。and changing a set time of the drainage process based on the estimated time of the drainage process.
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