CN115121124A - 过滤膜的清洗方法及清洗装置、以及水处理*** - Google Patents
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Abstract
本发明的过滤膜的清洗方法，其特征在于，准备含有氧化剂的至少2种清洗水，从含有氧化力小的氧化剂的清洗水开始依次使用，对过滤膜进行清洗。另外，本发明的过滤膜的清洗装置，其特征在于，具备使用含有氧化剂的至少2种清洗水对过滤膜进行清洗的手段，从含有氧化力小的氧化剂的清洗水开始依次使用来对过滤膜进行清洗。本发明的过滤膜的清洗方法及清洗装置能够减少氧化剂及水的使用量、且将附着于过滤膜的污浊物质有效地除去、长期地维持过滤性能。
Description
本申请是申请日为“2015年6月1日”、申请号为“201580046381.X”、发明名称为“过滤膜的清洗方法及清洗装置、以及水处理***”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及自来水、下水道、工业用水、各种废水等的被处理水的过滤处理中所使用的过滤膜的清洗方法及清洗装置、以及水处理***。
背景技术
作为将被处理水的污浊物质除去的方法，使用有利用过滤膜的过滤处理。例如，在下水道中，进行利用活性污泥法等的生物学的处理后，使用过滤膜将有机物质等的污浊物质分离除去。作为过滤膜，一般使用圆筒状的微滤膜或超滤膜。另外，作为过滤方式，有使被处理水流到圆筒状的过滤膜的外侧、使过滤水流到内侧的外压过滤方式；使被处理水流到圆筒状的过滤膜的内侧、使过滤水流到外侧的内压过滤方式。在使用这样的圆筒状的过滤膜的过滤处理中，随着过滤膜的持续的使用，存在过滤性能降低这样的问题。具体地，随着过滤膜的持续的使用，在与被处理水相接的过滤膜的表面(在外压过滤方式中为外面，在内压过滤方式中为内面)、与过滤水相接的过滤膜的表面(在外压过滤方式中为内面、在内压过滤方式中为外面)、或者过滤膜的孔中污浊物质附着而发生阻塞，过滤性能慢慢地降低。特别地，如果在过滤膜发生阻塞，则过滤时需要的压力增加，因此膜过滤流束(每单位时间、单位膜面积的膜过滤水量)也降低。因此，为了维持过滤膜的性能，有必要定期地对过滤膜进行清洗。
因此，作为维持过滤性能的方法，进行有如下的逆流清洗：通过从与过滤膜的过滤方向相反的方向的过滤水侧使过滤水、澄清水等的清洗水在过滤膜中流通，将在与被处理水相接的过滤膜的表面附着的污浊物质物理地除去。另外，为了提高污浊物质的除去效果，也提案有如下的方法：使用含有次氯酸钠(也称为“sodium hypochlorite”)、臭氧等的氧化剂的清洗水进行过滤膜的逆流清洗，由此将在与过滤水相接的过滤膜的表面或过滤膜的孔中通过分子间力等化学地附着的污浊物质氧化分解而除去(例如，参照专利文献1和2)。另外，也提案有如下的方法：使用含有氧化剂的清洗水，将在与过滤水相接的过滤膜的表面或过滤膜的孔中化学地附着的污浊物质氧化分解后，将含有臭氧的空气吹入与被处理水相接的过滤膜的表面，由此将附着于过滤膜的污浊物质除去(例如，参照专利文献3)。进而，也提案有如下的方法：在过滤膜内使过氧化氢与臭氧接触，由此生成氧化力比臭氧强的羟基自由基等的自由基，将在与被处理水相接的过滤膜的表面、与过滤水相接的过滤膜的表面、或者过滤膜的孔中附着的污浊物质氧化分解而除去(例如，参照专利文献4)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平9-313902号公报
专利文献2：日本特开平4-310220号公报
专利文献3：日本特开2002-361054号公报
专利文献4：日本特开2003-326258号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在以往的过滤膜的清洗方法中，特别是存在与过滤水相接的过滤膜的表面或过滤膜的孔中的清洗效果存在极限、不能充分地使过滤膜的过滤性能恢复这样的问题。
即，在使用分别单独地含有次氯酸钠、臭氧等的氧化剂的清洗水对过滤膜进行逆流清洗的以往的方法中，不能将在与过滤水相接的过滤膜的表面或过滤膜的孔中化学地附着的污浊物质有效地除去，清洗了的过滤膜的过滤性能立刻降低。实际上，对于通过以往的方法逆流清洗了的过滤膜，膜过滤流束的下降快，过滤膜的过滤效率立刻降低。另外，为了充分地将在与过滤水相接的过滤膜的表面或过滤膜的孔中化学地附着的污浊物质除去，必须大量地使用含有大量的氧化剂的水来进行长时间清洗，氧化剂及水的使用量增多。
另一方面，在组合使用多种氧化物的情况下，不仅发生在与过滤水相接的过滤膜的表面或过滤膜的孔中化学地附着的污浊物质的分解反应，而且也发生氧化物彼此的复杂的反应，因此氧化物的消耗量增加，且不能选择性地只促进污浊物质的分解反应。其结果，不能将在与过滤水相接的过滤膜的表面或过滤膜的孔中化学地附着的污浊物质有效地除去。
本发明为了解决上述这样的问题而完成，目的在于提供可以使氧化剂及水的使用量减少、且不仅将在与被处理水相接的过滤膜的表面附着的污浊物质而且将在与过滤水相接的过滤膜的表面或过滤膜的孔中化学地附着的污浊物质有效地除去、长期地维持过滤性能的过滤膜的清洗方法及清洗装置、以及水处理***。
用于解决课题的手段
本发明人对于在与被处理水相接的过滤膜的表面、与过滤水相接的过滤膜的表面及过滤膜的孔中附着的污浊物质的清洗进行了深入研究，结果发现：准备含有氧化力不同的氧化剂的至少2种清洗水，从含有氧化力小的氧化剂的清洗水开始依次使用而对过滤膜进行清洗，由此可解决上述的问题，完成了本发明。
即，本发明为过滤膜的清洗方法，其特征在于，准备含有氧化剂的至少2种清洗水，从含有氧化力小的氧化剂的清洗水开始依次使用而对过滤膜进行清洗。
另外，本发明为过滤膜的清洗装置，其特征在于，具备使用含有氧化剂的至少2种清洗水对过滤膜进行清洗的手段，从含有氧化力小的氧化剂的清洗水开始依次使用而对过滤膜进行清洗。
进而，本发明为水处理***，是具备对被处理水进行过滤处理的过滤装置、和上述过滤膜的清洗装置的水处理***，其特征在于，将被上述过滤装置过滤处理了的过滤水作为在上述过滤膜的清洗装置中使用的清洗水来使用。
发明的效果
根据本发明，能够提供可以减少氧化剂及水的使用量、且不仅将在与被处理水相接的过滤膜的表面附着的污浊物质而且将在与过滤水相接的过滤膜的表面或过滤膜的孔中化学上附着的污浊物质有效地除去、长期维持过滤性能的过滤膜的清洗方法及清洗装置以及水处理***。
附图说明
图1为外压过滤方式的过滤膜的剖面图。
图2为内压过滤方式的过滤膜的剖面图。
图3为表示具有实施方式2涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***的概念图。
图4为表示具有实施方式3涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***的概念图。
图5为表示具有实施方式4涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***的概念图。
图6为表示具有实施方式5涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***的概念图。
图7为表示具有实施方式6涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***的概念图。
图8为表示具有实施方式7涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***的概念图。
图9为表示具有实施方式8涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***的概念图。
图10为表示具有实施方式9涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***的概念图。
图11为表示具有实施方式10涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***的概念图。
图12为表示具有比较例1中使用的过滤膜的清洗装置的水处理***的概念图。
图13为表示具有比较例2中使用的过滤膜的清洗装置的水处理***的概念图。
图14为表示具有比较例4中使用的过滤膜的清洗装置的水处理***的概念图。
图15为表示实施例1及比较例1～4中的逆流清洗中使用的清洗水的量与膜间差压的恢复率的关系的坐标图。
图16为表示实施例2中的膜分离活性污泥处理每6个循环的膜间差压与逆流清洗后的膜间差压的结果的坐标图。
图17为表示比较例6中的膜分离活性污泥处理每6个循环的膜间差压与逆流清洗后的膜间差压的结果的坐标图。
图18为表示实施例2及比较例5～8中的逆流清洗后的膜间差压的经日变化的坐标图。
具体实施方式
实施方式1.
本实施方式涉及的过滤膜的清洗方法，其特征在于，使用含有氧化剂的至少2种清洗水，从含有氧化力小的氧化剂的清洗水开始依次对过滤膜进行清洗。其中，本说明书中，所谓“氧化力”，可以通过使用氢电极在25℃下所测定的标准氧化还原电位的大小来定义。例如，所谓氧化力小的氧化剂，意味着标准氧化还原电位(25℃)小的氧化剂。另外，所谓氧化力大的氧化剂，意味着标准氧化还原电位(25℃)大的氧化剂。
在本实施方式涉及的过滤膜的清洗方法中使用的清洗水只要为2种以上，则并无特别限定，但如果清洗水的数目过多，则必须使各清洗水中使用的氧化剂的种类增多。因此，就本实施方式涉及的过滤膜的清洗方法中使用的清洗水而言，从降低清洗成本的观点出发，优选为2种或3种，更优选为2种。
以下，以使用2种清洗水的过滤膜的清洗方法为例，详细地说明，当然可形成为使用3种以上的清洗水的过滤膜的清洗方法。
本实施方式涉及的过滤膜的清洗方法，其特征在于，在使用含有第1氧化剂的清洗水将过滤膜清洗后，使用含有氧化力比第1氧化剂大的第2氧化剂的清洗水对过滤膜进行清洗。
其中，过滤膜的清洗并不限定于在与过滤膜的过滤方向相反的方向使清洗水喷出而进行清洗的逆流清洗，可以使用将清洗水向过滤膜内通水后、将清洗水原样地在膜内进行保持的清洗方法；将过滤膜浸渍于清洗液而进行保持的清洗方法等。
另外，作为本实施方式涉及的过滤膜的清洗方法的对象的过滤膜是对自来水、下水道、下水二次处理水、工业排水、海水、屎尿等的被处理水进行过滤处理而由此污浊物质在表面或孔中附着的状态的过滤膜。
可以在本实施方式的过滤膜的清洗方法中使用的过滤膜的材质，只要不因氧化剂而劣化，则并无特别限定。作为过滤膜的材质的例子，可列举出聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯等的聚烯烃；四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯-乙烯共聚物(ETFE)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、氯三氟乙烯-乙烯共聚物(ECTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)等的氟系树脂化合物；醋酸纤维素、乙基纤维素等的纤维素类；陶瓷等。其中，过滤膜的材质优选为对于臭氧等的强氧化剂的耐性优异的氟系树脂化合物。另外，就过滤膜的材质而言，可以是将上述的各物质单独地使用或者将2种以上组合使用。
对过滤膜的种类并无特别限定，可以使用微滤(MF)膜、超滤(UF)膜等的在该技术领域中公知的各种过滤膜。
对过滤膜的平均孔径并无特别限定，但优选为0.001μm～1μm，更优选为0.01μm～0.8μm。如果为具有该范围的平均孔径的过滤膜，则通过本实施方式的过滤膜的清洗方法，能够不仅将在与被处理水相接的过滤膜的表面附着的污浊物质而且将在与过滤水相接的过滤膜的表面或过滤膜的孔中化学地附着的污浊物质有效地除去。
对过滤膜的形状并无特别限定，可以设为圆筒状、平膜状等的该技术领域中公知的形状。其中，过滤膜的形状优选为圆筒状。予以说明，可将过滤膜组装到膜组件中，膜组件可以采用浸渍型、套管型(ケーシング型)、整体型(モノリス型)等。另外，就过滤膜的过滤方式而言，全量过滤方式或错流过滤方式都可以使用。
作为过滤膜的通水方式，并无特别限定，可以是使被处理水流到过滤膜的外侧、使过滤水流到内侧的外压过滤方式；使被处理水流到过滤膜的内侧、使过滤水流到外侧的内压过滤方式的任一种。其中，在图1中示出外压过滤方式的过滤膜的剖面图。另外，在图2中示出内压过滤方式的过滤膜的剖面图。在图1及2中，(a)为过滤膜的放大纵剖面图，(b)为过滤膜的放大横剖面图。
如图1及2中所示那样，过滤膜具备：与被处理水1相接的表面100、与过滤水103相接的表面101、和过滤水103流过的孔102。在外压过滤方式的过滤膜中，使被处理水1流到过滤膜的外侧、使过滤水103向过滤膜的内侧(箭头方向)流动。另一方面，在内压过滤方式的过滤膜中，使被处理水1流到过滤膜的内侧、使过滤水103向过滤膜的外侧(箭头方向)流动。
因此，本说明书中所谓“与被处理水1相接的过滤膜的表面100”，在外压过滤方式中意味着过滤膜的外面，而在内压过滤方式中意味着过滤膜的内面。另外，本说明书中所谓“与过滤水103相接的过滤膜的表面101“，在外压过滤方式中意味着过滤膜的内面，而在内压过滤方式中意味着过滤膜的外面。另外，本说明书中所谓“过滤膜的孔102中”，意味着过滤水103流过的过滤膜的孔102的内部、特别是孔102的内部表面。应予说明，“过滤膜的表面”是包括与被处理水1相接的表面100和与过滤水103相接的表面101这两者的概念。
就在与被处理水1相接的过滤膜的表面100附着的污浊物质而言，由于是通过过滤处理而堆积的有机物，因此物理上的除去是容易的。另一方面，就在与过滤水103相接的过滤膜的表面101或过滤膜的孔102中附着的污浊物质而言，由于通过分子间力等化学地附着，因此物理上的除去困难。在与过滤水103相接的过滤膜的表面101或过滤膜的孔102中附着的污浊物质一般为溶解性有机物，能够通过利用氧化剂的氧化分解来除去。该溶解性有机物大致分类为氧化分解容易的易分解性有机物和氧化分解困难的难分解性有机物这2类。
如果使用含有氧化力小的第1氧化剂的清洗水对过滤膜进行清洗，则能够将易分解性有机物氧化分解而除去，另一方面，不能使难分解性有机物氧化分解，因此不能将难分解性有机物除去。但是，第1氧化剂能够化学地作用于难分解性有机物、降低难分解性有机物对于过滤膜的附着力，或者使难分解性有机物改性。接着其，如果使用含有氧化力大的第2氧化剂的清洗水对过滤膜进行清洗，则第2氧化剂与难分解性有机物的反应性提高、容易将难分解性有机物氧化分解而除去。因此，通过以这样的顺序对过滤膜进行清洗，能够减少氧化剂及水的使用量，且有效地除去在与过滤水103相接的过滤膜的表面101或过滤膜的孔102中化学地附着的污浊物质。其结果，能够得到可长期地维持过滤性能的过滤膜。
另一方面，在只使用含有氧化力大的第2氧化剂的清洗水对过滤膜进行清洗的情况下，能够将易分解性有机物和难分解性有机物这两者氧化分解而除去，但由于第2氧化剂与难分解性有机物的反应效率低，因此难以将难分解性有机物从过滤膜有效地氧化分解而除去。另外，为了将难分解性有机物充分地氧化分解而除去，必须大量使用含有第2氧化剂的清洗水，因此第2氧化剂及水的使用量增加。
另外，在使用含有氧化力大的第2氧化剂的清洗水对过滤膜进行清洗后、使用含有氧化力小的第1氧化剂的清洗水对过滤膜进行清洗的情况下，由于氧化力小的第1氧化剂不能使难分解性有机物氧化分解，因此有时没有将难分解性有机物从过滤膜除去。因此，与只使用含有氧化力大的第2氧化剂的清洗水对过滤膜进行清洗的情形同样地，为了将难分解性有机物充分地氧化分解而除去，必须大量地使用含有第2氧化剂的清洗水，因此第2氧化剂及水的使用量增加。
另外，在使用含有氧化力小的第1氧化剂及氧化力大的第2氧化剂这两者的清洗水对过滤膜进行清洗的情况下，能够将易分解性有机物及难分解性有机物这两者氧化分解而除去，但由于发生氧化剂彼此的反应，因此氧化剂的消耗量增加，且不能只选择性地促进易分解性有机物及难分解性有机物的分解反应。
作为第1氧化剂及第2氧化剂，只要是可使有机物氧化分解的物质，则并无特别限定，能够使用该技术领域中公知的物质。作为第1氧化剂及第2氧化剂的例子，可列举出次氯酸钠、过氧化氢、苛性钠、臭氧等。其中，第1氧化剂的使用氢电极所测定的标准氧化还原电位(25℃)优选为不到2.0V，第2氧化剂的使用氢电极所测定的标准氧化还原电位(25℃)优选为2.0V以上。具体地，优选使用次氯酸钠作为第1氧化剂，使用臭氧作为第2氧化剂。通过使用这样的组合的氧化剂，能够更为有效地将在与过滤水103相接的过滤膜的表面101或过滤膜的孔102中化学地附着的污浊物质除去。
对清洗水中的第1氧化剂的浓度并无特别限定，优选为0.05mg/L以上且10000mg/L以下，更优选为0.5mg/L以上且8000mg/L以下。另外，对清洗水中的第2氧化剂的浓度并无特别限定，优选为0.01mg/L以上且1000mg/L以下，更优选为0.1mg/L以上且800mg/L以下。如果第1氧化剂或第2氧化剂的浓度比上述范围低，则有时不能将在与过滤水103相接的过滤膜的表面101或过滤膜的孔102中化学地附着的污浊物质有效地氧化分解而除去。另一方面，如果第1氧化剂或第2氧化剂的浓度比上述的范围高，则氧化剂的消耗量增多，因此有时处理成本增大。进而，特别是在使用臭氧作为第2氧化剂的情况下，如果浓度过高，则有时过滤膜劣化。
作为清洗水中的水，只要是澄清的水，则并无特别限定，能够使用自来水、纯水、RO水、脱离子水等，但优选使用被过滤膜过滤处理了的过滤水103。通过使用被过滤膜过滤处理了的过滤水103，不必新导入来自外部的水，因此能够削减清洗所需的成本。
含有第1氧化剂的清洗水及含有第2氧化剂的清洗水的对于过滤膜的供给量可根据在与过滤水103相接的过滤膜的表面101或过滤膜的孔102中化学地附着的污浊物质的量等适当地设定，并无特别限定。一般地，含有第1氧化剂的清洗水及含有第2氧化剂的清洗水的合计量优选为通过过滤膜而得到的过滤水量的1/1000以上且1/10以下。如果清洗水的合计量不到过滤水量的1/1000，则有时不能充分地除去在与过滤水103相接的过滤膜的表面101或过滤膜的孔102中化学地附着的污浊物质。另一方面，如果清洗水的合计量超过过滤水量的1/10，则有时氧化剂及水的使用量增多，处理成本增大。
就含有第1氧化剂的清洗水与含有第2氧化剂的清洗水的体积比例而言，可根据清洗水中的各氧化剂的浓度等适当地调节，并无特别限定，但一般为5：95～95：5，优选为10：90～90：10。例如，在清洗水中的第1氧化剂的浓度为0.05mg/L以上且不到1000mg/L的情况下，优选使含有第1氧化剂的清洗水与含有第2氧化剂的清洗水的体积比例为50：50～90：10。另外，在清洗水中的第1氧化剂的浓度为1000mg/L以上且10000mg/L以下的情况下，优选使含有第1氧化剂的清洗水与含有第2氧化剂的清洗水的体积比例为10：90～50：50。
通过使各清洗水的体积比例成为上述的范围，能够效率良好地将由易分解性有机物和难分解性有机物构成的污浊物质氧化分解而除去。如果含有第1氧化剂的清洗水的量过少，则有时不能充分地得到含有第1氧化剂的清洗水产生的、使难分解性有机物对于过滤膜的附着力降低的效果及使难分解性有机物改性的效果，不能效率良好地将难分解性有机物除去。另一方面，如果含有第2氧化剂的清洗水的量过少，则有时不能充分地得到含有第2氧化剂的清洗水产生的清洗效果，不能将难分解性有机物除去。另外，由于含有第1氧化剂的清洗水的量增大，因此有时氧化剂及水的使用量增多，处理成本增大。
特别地，在使用臭氧作为第2氧化剂的情况下，作为清洗处理时的过滤膜的上游侧与下游侧之间的压力差的膜间压差，对于清洗水中的臭氧浓度与清洗时间之积具有比例关系。具体地，如果将膜间差压设为x(kPa)，将臭氧浓度与清洗时间之积设为y(mg/L·分钟)，则y＝αx的关系式成立。式中，α为变动参数，从污浊物质的除去效率的观点出发，优选设为10以上且1000以下的值。通过在清洗处理时测定膜间差压，能够确定对于清洗处理最佳的臭氧浓度及清洗时间，因此能够减少含有臭氧的清洗水的使用量，且将在与过滤水103相接的过滤膜的表面101或过滤膜的孔102中化学地附着的污浊物质更为有效地除去。
对利用各清洗水的清洗时间并无特别限定，可根据附着于过滤膜的污浊物质的量等适当地设定，并无特别限定。一般地，可使清洗时间为30秒以上且60分钟以下。如果清洗时间不到30秒，有时污浊物质的除去不充分。另一方面，如果清洗时间超过60分钟，则有时氧化剂及水的使用量增多，处理成本增大。
另外，对使用含有第1氧化剂的清洗水的清洗与使用含有第2氧化剂的清洗水的清洗之间的间隔并无特别限定，如果间隔过长，有时不能充分地得到污浊物质的除去效果。因此，该间隔优选为30秒以上且10分钟以下。
另外，在使用含有第1氧化剂的清洗水的过滤膜的清洗与使用含有第2氧化剂的清洗水的过滤膜的清洗之间，可进行使用不含氧化剂的清洗水的过滤膜的清洗。通过进行使用不含氧化剂的清洗水的过滤膜的清洗，能够防止第1氧化剂与第2氧化剂的反应，因此能够稳定地得到使用含有第2氧化剂的清洗水的过滤膜的清洗所产生的效果。
进而，在使用含有第1氧化剂的清洗水的过滤膜的清洗之前、使用含有第1氧化剂的清洗水的过滤膜的清洗与使用含有第2氧化剂的清洗水的过滤膜的清洗之间、或者使用含有第2氧化剂的清洗水的过滤膜的清洗之后，可使用含有酸的清洗水对过滤膜进行清洗。由此，能够将在与过滤水103相接的过滤膜的表面101或过滤膜的孔102中附着的、钙、镁、二氧化硅、铝等的形成水垢的金属除去。应予说明，在此使用的酸不同于氧化剂，不具有将有机物氧化分解的效果。
特别地，在使用臭氧作为第2氧化剂的情况下，优选使含有第2氧化剂的清洗水中含有酸。即，优选在使用含有第1氧化剂的清洗水的过滤膜的清洗之后，使用含有臭氧和酸的pH为5以下的清洗水，对过滤膜进行清洗。通过进行这样的清洗，能够提高清洗水中的臭氧浓度，因此能够将在与过滤水103相接的过滤膜的表面101或过滤膜的孔102中化学地附着的金属及污浊物质更为有效地除去。
作为酸，并无特别限定，能够使用该技术领域中公知的酸。作为酸的例子，能够使用盐酸、硫酸、硝酸等的无机酸、草酸、柠檬酸等的有机酸。这些可以单独使用或者将2种以上组合使用。
进行了使用含有酸的清洗水的清洗后，为了将残留于过滤膜的酸除去，优选进行使用不含氧化剂的清洗水的过滤膜的清洗。
实施方式2.
本实施方式涉及的过滤膜的清洗装置，其特征在于，具备使用含有氧化剂的至少2种清洗水对过滤膜进行清洗的手段，从含有氧化力小的氧化剂的清洗水开始依次对过滤膜进行清洗。
以下，以具备使用2种清洗水对过滤膜进行清洗的手段的过滤膜的清洗装置为例，详细地说明，当然可制成具备使用3种以上的清洗水对过滤膜进行清洗的手段的过滤膜的清洗装置。
本实施方式涉及的过滤膜的清洗装置，其特征在于，具备使用含有第1氧化剂的清洗水对过滤膜进行清洗的手段、和使用含有氧化力比第1氧化剂大的第2氧化剂的清洗水对过滤膜进行清洗的手段。
以下，使用附图对本实施方式涉及的过滤膜的清洗装置的优选的实施方式进行说明。
图3为表示具备本实施方式涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***的概念图。
在图3中，水处理***具备过滤装置，所述过滤装置具有：容纳被处理水1的被处理水槽2、具有对被处理水1进行过滤处理的过滤膜的膜组件3、和将用膜组件3过滤处理了的水排出的过滤水配管4。在被处理水槽2中设置有供给被处理水1的被处理水供给配管5，在过滤水配管4中设置有过滤阀6及过滤泵7。在该过滤装置中进行被处理水1的过滤处理的情况下，通过打开过滤阀6、起动过滤泵7，用膜组件3过滤被处理水1。然后，将用膜组件3过滤了的过滤水经由过滤水配管4排出。在膜组件3中，如果进行被处理水1的不间断的过滤处理，则膜组件3中的过滤膜被污浊物质阻塞，因此必须进行过滤膜的清洗。
因此，该水处理***还具备过滤膜的清洗装置。过滤膜的清洗装置具备：使用含有第1氧化剂的清洗水对过滤膜进行清洗的手段、和使用含有氧化力比第1氧化剂大的第2氧化剂的清洗水对过滤膜进行清洗的手段。
具体地，如图3中所示那样，过滤膜的清洗装置具备：容纳清洗水8的清洗水槽9、容纳第1氧化剂的第1氧化剂贮留槽10、和容纳第2氧化剂的第2氧化剂贮留槽11。在清洗水槽9中设置有2个清洗水配管12，一方的清洗水配管12在切换阀13处被分岔为第1反洗配管14和第2反洗配管15，将另一方的清洗水配管12连接至过滤水配管4。在第1氧化剂贮留槽10设置有第1氧化剂供给配管16，将第1氧化剂供给配管16连接至第1反洗配管14。在第2氧化剂贮留槽11中设置有第2氧化剂供给配管17，将第2氧化剂供给配管17连接至第2反洗配管15。在第1反洗配管14中设置有第1反洗阀18及第1反洗泵19，在第2反洗配管15中设置有第2反洗阀20及第2反洗泵21。在第1氧化剂供给配管16中设置有第1氧化剂供给阀22及第1氧化剂供给泵23，在第2氧化剂供给配管17中设置有第2氧化剂供给阀24及第2氧化剂供给泵25。在另一方的清洗水配管12中设置有清洗水供给阀26及清洗水供给泵27。应予说明，虽然没有图示，但将全部的泵及阀、以及切换阀13连接至控制装置，通过该控制装置，控制全部的泵及阀、以及切换阀13的动作。
在使用具有上述这样的构成的过滤膜的清洗装置进行过滤膜的清洗处理的情况下，首先，停止过滤泵7而关闭过滤阀6后，开始过滤膜的清洗处理。从被处理水1的过滤处理到过滤膜的清洗处理的切换可以通过过滤处理的时间来设定。
过滤处理结束后，在开始过滤膜的清洗处理之前，也可对膜组件3中的过滤膜进行预处理。例如，通过使膜组件3中的过滤膜暴露于空气一定时间，能够使在与被处理水1相接的过滤膜的表面100附着的污浊物质容易除去。或者，可以打开清洗水供给阀26而起动清洗水供给泵27，将清洗水8从清洗水槽9经由清洗水配管12和过滤水配管4供给至膜组件3，由此对过滤膜进行预清洗。进行预清洗的情形也同样地能够使在与被处理水1相接的过滤膜的表面100附着的污浊物质容易除去。
在过滤膜的清洗处理中，首先，打开第1反洗阀18而起动第1反洗泵19，将清洗水8从清洗水槽9经由清洗水配管12及切换阀13供给至第1反洗配管14，且打开第1氧化剂供给阀22而起动第1氧化剂供给泵23，将第1氧化剂从第1氧化剂贮留槽10经由第1氧化剂供给配管16供给至第1反洗配管14。由此，在第1反洗配管14内将清洗水8与第1氧化剂混合。应予说明，虽然没有图示，但可在第1反洗配管14中设置有将清洗水8与第1氧化剂均匀地混合的手段(例如，静态混合器等)。然后，将含有第1氧化剂的清洗水8经由过滤水配管4供给至膜组件3，对膜组件3中的过滤膜进行逆流清洗。或者，可以在第1反洗配管14设置容纳清洗水8的槽、将第1氧化剂供给到该槽内，将清洗水8与第1氧化剂均匀地混合，将该混合水用泵供给至膜组件3，对膜组件3中的过滤膜进行逆流清洗。通过使用含有第1氧化剂的清洗水8对膜组件3中的过滤膜进行逆流清洗，能够将附着于过滤膜的污浊物质中易分解性有机物氧化分解而除去，且在化学上作用于难分解性有机物，降低难分解性有机物对于过滤膜的附着力，使难分解性有机物改性。
在逆流清洗后从膜组件3所排出的含有第1氧化剂的清洗水8排出到被处理水槽2内，能够作为过滤处理中使用的被处理水1利用。或者，在逆流清洗后从膜组件3所排出的含有第1氧化剂的清洗水8可以作为处理用过的液体另外回收，进行处理。应予说明，对于下述的各反洗处理后的清洗液8也可以与上述同样地进行处理。
其次，将第1反洗阀18关闭后，打开清洗水供给阀26而起动清洗水供给泵27，将清洗水8从清洗水槽9经由清洗水配管12和过滤水配管4供给至膜组件3，对膜组件3中的过滤膜进行逆流清洗。应予说明，使用清洗水8的膜组件3中的过滤膜的逆流清洗并不是必须的，但通过进行该逆流清洗，能够防止第1氧化剂与第2氧化剂的反应，因此能够稳定地得到使用含有第2氧化剂的清洗水8的过滤膜的逆流清洗产生的效果。
其次，将清洗水供给阀26关闭后，打开第2反洗阀20而起动第2反洗泵21，将清洗水8从清洗水槽9经由清洗水配管12和切换阀13供给至第2反洗配管15，且打开第2氧化剂供给阀24而起动第2氧化剂供给泵25，将第2氧化剂从第2氧化剂贮留槽11经由第2氧化剂供给配管17供给至第2反洗配管15。由此，在第2反洗配管15内将清洗水8与第2氧化剂混合。予以说明，虽然没有图示，但在第2反洗配管15中可设置将清洗水8与第2氧化剂均匀地混合的手段(例如，静态混合器等)。然后，将含有第2氧化剂的清洗水8经由过滤水配管4供给至膜组件3，对膜组件3中的过滤膜进行逆流清洗。或者，可以在第2反洗配管15中设置容纳清洗水8的槽，将第2氧化剂供给到该槽内，将清洗水8与第2氧化剂均匀地混合，用泵将该混合水供给至膜组件3，对膜组件3中的过滤膜进行逆流清洗。通过使用含有第2氧化剂的清洗水8对膜组件3中的过滤膜进行逆流清洗，能够将难分解性有机物氧化分解而除去。
应予说明，在本实施方式的过滤膜的清洗装置中，对于使用含有氧化剂的2种清洗液的情形进行了说明，但在使用含有氧化剂的3种以上的清洗液的情况下，可增加氧化剂贮留槽而用同样的方法进行清洗处理。
如果使用过滤膜的清洗装置的清洗处理结束，通过关闭第2反洗阀20、再次进行被处理水1的过滤处理，能够连续地且有效地进行被处理水1的过滤处理。
通过具有上述这样的构成的过滤膜的清洗装置，能够使氧化剂及水的使用量减少，且不仅将在与被处理水1相接的过滤膜的表面100附着的污浊物质而且将在与过滤水103相接的过滤膜的表面101或过滤膜的孔102中化学上附着的污浊物质有效地除去、长期维持过滤性能。
实施方式3.
图4为表示具备本实施方式涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***的概念图。应予说明，由于具备本实施方式涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***的基本的构成与具备实施方式2涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***相同，因此只对不同点进行说明。另外，对于与具备实施方式2涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***同样的构成，标注同一符号。
在图4中，具备本实施方式涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***在使压力计28进一步连接至过滤水配管4、使过滤水排出配管29进一步连接至清洗水槽9，将从过滤水配管4排出的过滤水103供给至清洗水槽9的这点上，与具备实施方式2涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***不同。
在具有这样的结构的水处理***中，将通过被处理水1的过滤处理而得到的过滤水103作为清洗水8来使用。将没有作为清洗水8来使用的剩余的过滤水103经由过滤水排出配管29被排出至外部。通过将过滤水103作为清洗水8来使用，不必从外部新导入清洗水8，因此能够削减逆流清洗所需的成本。
另外，在该水处理***中，由于在过滤水配管4设置压力计28，因此能够算出过滤处理时的过滤膜的膜间差压。其中，本说明书中所谓“膜间差压”，意味着过滤处理时的过滤膜的上游侧与下游侧之间的压力差。即，在过滤水配管4设置的压力计28由于能够测定过滤处理时的过滤膜的下游侧的压力，因此由与过滤处理时的过滤膜的上游侧的压力(常压)之差能够算出膜间差压。通过在被处理水1的过滤处理时经常监视压力计28，在达到规定的压力的阶段结束被处理水1的过滤处理、进行控制以致开始过滤膜的清洗处理，能够将被处理水1的过滤处理与过滤膜的清洗处理自动地切换。
实施方式4.
图5为表示具备本实施方式涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***的概念图。应予说明，由于具有本实施方式涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***的基本的构成与具有实施方式3涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***相同，因此只对不同点进行说明。另外，对于与具备实施方式3涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***同样的构成，标注同一符号。
在图5中，具有本实施方式涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***具有用于用膜分离活性污泥法(MBR)对下水道、工场排水等的被处理水1进行处理的装置(膜分离活性污泥处理装置)。即，就具备本实施方式涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***而言，在进一步将污泥抽出配管30及污泥循环配管31连接至被处理水槽2、被处理水槽2的底部配置了散气装置32的这点上，与具备实施方式3涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***不同。另外，在污泥抽出配管30中设置有用于将污泥抽出的污泥抽出泵33，在污泥循环配管31中设置有用于使污泥在被处理水槽2内循环的污泥循环泵34。进而，将鼓风机36经由空气供给配管35连接至散气装置32。
在具有这样的结构的水处理***中，在被处理水槽2内填充MLSS(活性污泥浮游物)浓度为3000～20000mg/L的活性污泥。如果将下水道、工场排水等的被处理水1供给至被处理水槽2内，则在被处理水槽2内进行利用活性污泥的生物学的处理后，用利用膜组件3的过滤处理来分离为处理水(过滤水103)和活性污泥。就活性污泥而言，通过起动污泥循环泵34，经由污泥循环配管31使其在被处理水槽2内循环，因此能够与被处理水1效率良好地接触。就通过利用活性污泥的生物学的处理而增加的活性污泥而言，通过起动污泥抽出泵33，从污泥抽出泵33被排出，进行控制以使得MLSS浓度保持为一定。另外，由于将空气从经由空气供给配管35连接至鼓风机36的散气装置32供给至被处理水槽2内的活性污泥，因此利用活性污泥的生物学的处理得到促进，且通过被处理水1的流动来稳定地进行利用膜组件3的过滤处理。
如果如上述那样进行过滤处理，膜组件3的过滤膜被活性污泥阻塞。但是，在具有本实施方式涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***中，能够使氧化剂及水的使用量减少，且不仅将在与被处理水1相接的过滤膜的表面100附着的污浊物质而且将在与过滤水103相接的过滤膜的表面101或过滤膜的孔102中化学上附着的活性污泥有效地除去、长期地维持过滤性能。因此，通过使用具有本实施方式涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***，可以有效地进行利用膜分离活性污泥法(MBR)的处理。
应予说明，在上述的实施方式中，例示了将膜组件3浸渍于1个被处理水槽2内的情况，但也可将被处理水槽2分割为2个以上、使膜组件3浸渍于下游侧的被处理水槽2。另外，也可将加套管的膜组件3设置于被处理水槽2的外部、在加套管的膜组件3与被处理水槽2之间一边使活性污泥循环一边进行过滤处理。无论如何，在不妨碍本发明的效果的范围内，能够采用该技术领域中公知的构成。
实施方式5.
图6为表示具备本实施方式涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***的概念图。应予说明，由于具备本实施方式涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***的基本的构成与具有实施方式4涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***相同，因此只对不同点进行说明。另外，对于与具备实施方式4涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***同样的构成，标注同一符号。
在图6中，具备本实施方式涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***具有在使用臭氧作为第2氧化剂的情形下适合的结构。即，就具备本实施方式涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***而言，在臭氧水生成塔37连接至用切换阀13所分岔的一方的清洗水配管12的这点上，与具备实施方式4涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***不同。在臭氧水生成塔37的底部配置有散气装置32，将臭氧发生器39经由臭氧供给配管38连接至散气装置32。作为供给至臭氧发生器39的臭氧原料，并无特别限定，例如能够使用液氧、或者在PSA(PressureSwing Adsorption)或PVSA(Pressure Vacuum Swing Adsorption)中生成的氧。
在具有这样的结构的水处理***中，在使用含有臭氧(第2氧化剂)的清洗水8进行逆流清洗时，打开第2反洗阀20、将清洗水8从清洗水槽9经由清洗水配管12及切换阀13供给至臭氧水生成塔37，且将臭氧发生器39中产生的臭氧气体从散气装置32经由臭氧供给配管38供给，由此在臭氧水生成塔37内使臭氧水生成。然后，将在臭氧水生成塔37内生成的臭氧水经由第2反洗配管15及过滤水配管4供给至膜组件3、对膜组件3中的过滤膜进行逆流清洗。通过这样设置臭氧水生成塔37，能够效率良好地使臭氧水生成。另外，逆流清洗后，由于在膜组件3内残存的臭氧水自分解，因此其后能够立即开始过滤处理。
应予说明，在图6中例示了使用散气装置32作为臭氧气体的供给手段的情形，但只要是可生成使臭氧气体与清洗水8接触而成的臭氧水的装置，则并无特别限定。例如，能够使用喷射器式、机械搅拌式、下方注入式等的臭氧气体的供给手段。
实施方式6.
图7为表示具备本实施方式涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***的概念图。应予说明，由于具备本实施方式涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***的基本的构成与具备实施方式5涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***相同，因此只对不同点进行说明。另外，对于与具备实施方式5涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***同样的构成，标注同一符号。
在图7中，具备本实施方式涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***在替代散气装置32和臭氧水生成塔37而设置喷射器52的这点上，与具备实施方式5涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***不同。将喷射器52连接至用切换阀13所分岔的一方的清洗水配管12。
具有这样的结构的水处理***中，在使用含有臭氧(第2氧化剂)的清洗水8进行逆流清洗时，打开第2反洗阀20，将清洗水8从清洗水槽9经由清洗水配管12及切换阀13供给至喷射器52，且将在臭氧发生器39中产生的臭氧气体经由臭氧供给配管38供给至喷射器52，由此在喷射器52内使臭氧水生成。而且，将在喷射器52内生成的臭氧水经由第2反洗配管15及过滤水配管4供给至膜组件3，对膜组件3中的过滤膜进行逆流清洗。通过这样设置喷射器52，能够效率良好地生成臭氧水。
实施方式7.
图8为表示具备本实施方式涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***的概念图。应予说明，由于具备本实施方式涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***的基本的构成与具备实施方式5涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***相同，因此只对不同点进行说明。另外，对于与具备实施方式5涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***同样的构成，标注同一符号。
在图8中，具备本实施方式涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***在还具备臭氧反应槽40和排臭氧处理设备41的这点上与具备实施方式5涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***不同。将臭氧反应槽40经由过滤水排出配管29连接至清洗水槽9，且经由臭氧供给配管42连接至臭氧发生器39。另外，在臭氧反应槽40中设置有用于将经臭氧处理的清洗水8(过滤水103)排出的臭氧处理水配管43。将排臭氧处理设备41经由排臭氧配管44与臭氧反应槽40连接。
在具有这样的结构的水处理***中，将清洗水槽9内的过滤水103(清洗水8)经由过滤水排出配管29供给至臭氧反应槽40，且将臭氧发生器39中产生的臭氧气体经由臭氧供给配管42供给至臭氧反应槽40，由此对过滤水103进行臭氧处理。由此，不使过滤水103的色度和浊度降低、且能够通过氧化分解将过滤水103中所含的有机物、无机物(例如，铁、锰等)、病毒等除去，因此能够提高过滤水103的水质。将在臭氧处理中没有使用的未反应的臭氧气体经由排臭氧配管44供给至排臭氧处理设备41，在排臭氧处理设备41中被分解为氧而排放到大气中。
实施方式8.
图9为表示具备本实施方式涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***的概念图。应予说明，由于具备本实施方式涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***的基本的构成与具备实施方式5涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***相同，因此只对不同点进行说明。另外，对于与具备实施方式5涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***同样的构成，标注同一符号。
在图9中，具备本实施方式涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***在臭氧发生器39与臭氧水生成塔37之间、更具体地、在散气装置32与臭氧发生器39之间的臭氧供给配管38还设置了臭氧气体贮存槽45的这点上，与具备实施方式5涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***不同。将氧气送回配管46连接至臭氧气体贮存槽45，将臭氧气体中所含的氧气经由氧气送回配管46送回至臭氧发生器39，作为臭氧气体的原料被再利用。在臭氧气体贮存槽45中容纳有可吸附臭氧气体的材料。作为可吸附臭氧气体的材料，并无特别限定，能够使用硅胶等吸附剂。
在具有这样的结构的水处理***中，通过在低温下将臭氧气体从臭氧发生器39供给至臭氧气体贮存槽45，能够使臭氧气体贮存槽45内的吸附剂吸附臭氧气体。而且，通过使用在臭氧气体贮存槽45与散气装置32之间设置的泵或喷射器(未图示)等，对臭氧气体贮存槽45内被吸附剂预先吸附了的臭氧气体进行抽吸，能够将臭氧气体从臭氧气体贮存槽45供给至散气装置32。通过在臭氧气体贮存槽45中使吸附剂预先吸附臭氧气体，能够将高浓度的臭氧气体供给至散气装置32，因此能够在臭氧水生成塔37中生成高浓度的臭氧水，且能够减少臭氧气体的使用量，提高臭氧气体的溶解效率。另外，由于能够将臭氧气体贮存于臭氧气体贮存槽45，因此能够使用臭氧生成量少的小型的臭氧发生器39。
应予说明，具备本实施方式涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***中，从稳定地得到上述的效果的观点出发，作为臭氧发生器39中使用的原料，优选使用尽可能不含氮等的高纯度的氧，例如，使用使液氮气化了的氧气为宜。另外，将臭氧气体供给至散气装置32时，有时在抽吸初期的气体中大量含有氧气，因此优选将抽吸初期的气体经由氧气送回配管46送回至臭氧发生器39。通过这样地进行控制，能够将高浓度的臭氧气体稳定地供给至散气装置32。对向散气装置32所供给的臭氧气体的浓度并无特别限定，但优选为25～100重量％。
实施方式9.
图10为表示具备本实施方式涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***的概念图。应予说明，由于具备本实施方式涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***的基本的构成与具备实施方式5涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***相同，因此只对不同点进行说明。另外，对于与具备实施方式5涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***同样的构成，标注同一符号。
在图10中，具备本实施方式涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***在还设置有酸贮留槽47的这点上，与具备实施方式5涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***不同。在酸贮留槽47中设置有酸供给配管48，将酸供给配管48连接至过滤水配管4。另外，在酸供给配管48中设置有酸供给阀49及酸供给泵50。
在具有这样的构造的水处理***中，在使用含有第1氧化剂的清洗水8的逆流清洗之前、或者使用含有第2氧化剂的清洗水8的逆流清洗之后，打开酸供给阀49，起动酸供给泵50，从酸贮留槽47经由酸供给配管48向过滤水配管4供给酸。与此同时，通过打开清洗水供给阀26，起动清洗水供给泵27，从清洗水槽9经由清洗水配管12向过滤水配管4供给清洗水8，在过滤水配管4内将酸与清洗水8混合。将这样得到的含有酸的清洗水8供给至膜组件3，对膜组件3中的过滤膜进行逆流清洗。通过进行使用含有酸的清洗水8的逆流清洗，能够将附着于膜组件3中的过滤膜的、钙、镁、二氧化硅、铝等的形成水垢的金属除去。
实施方式10.
图11为表示具备本实施方式涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***的概念图。应予说明，由于具备本实施方式涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***的基本的构成与具备实施方式9涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***相同，因此只对不同点进行说明。另外，对于与具备实施方式9涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***同样的构成，标注同一符号。
在图11中，具备本实施方式涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***在经由酸供给配管48将酸贮留槽47连接至用切换阀13分岔了的一方的清洗水配管12的这点以及还设置有pH测定器53和用于根据通过pH测定器53所测定的清洗水8的pH来控制酸供给泵50的控制装置54的这点上，与具备实施方式9涉及的过滤膜的清洗装置的水处理***不同。通过信号线55将控制装置54连接至酸供给泵50及pH测定器53。另外，在酸供给配管48设置有酸供给阀49及酸供给泵50。
在具有这样的结构的水处理***中，在使用含有第1氧化剂的清洗水8的逆流清洗之后，打开酸供给阀49而起动酸供给泵50，将酸从酸贮留槽47经由酸供给配管48供给至清洗水配管12。与此同时，通过打开第2反洗阀20而起动第2反洗泵21，将清洗水8从清洗水槽9经由清洗水配管12和切换阀13供给至臭氧水生成塔37，在清洗水配管12内将酸和清洗水8混合。此时，根据通过pH测定器53所测定的清洗水8的pH用控制装置54来控制酸供给泵50，由此能够调节向清洗水配管12所供给的酸的量。通过将在臭氧发生器39中产生了的臭氧气体经由臭氧供给配管38从散气装置32供给至这样得到的含有酸的清洗水8中，在臭氧水生成塔37内生成含有酸的臭氧水。而且，将在臭氧水生成塔37内生成了的含有酸的臭氧水经由第2反洗配管15和过滤水配管4供给至膜组件3，对膜组件3中的过滤膜进行逆流清洗。如果这样将臭氧气体供给至含有酸的清洗水8，则能够提高清洗水8中的臭氧浓度。因此，通过进行使用含有酸的臭氧水的逆流清洗，能够将在膜组件3中的与过滤水103相接的过滤膜的表面101或过滤膜的孔102中化学上附着的金属及污浊物质进一步更有效地除去。
作为通过pH测定器53所测定的清洗水8的pH，并无特别限定，优选为5以下，更优选为2以上且5以下，进一步优选为3以上且4以下。如果pH超过5，则不能充分地得到提高臭氧浓度的效果。另一方面，如果pH不到2，则有时被处理水槽2内的活性污泥的活性降低、通过过滤处理所得到的过滤水103的水质降低。
实施例
以下，示出实施例和比较例，对本发明具体地说明，但本发明并不限定于下述的实施例和比较例。
(实施例1)
使用具备图6的过滤膜的清洗装置的水处理***，进行被处理水1的过滤处理和过滤膜的清洗处理。作为过滤膜，使用平均孔径为0.1μm的PVDF制中空丝膜(在以下的实施例及比较例中也使用相同的过滤膜)。
首先，在下述所示的条件下进行被处理水1的膜分离活性污泥处理。
被处理水1的水温：30℃
被处理水槽2的容量：32L
水理学的滞留时间(HRT)：6小时
被处理水1的流量：128L/天
MLSS浓度：9000mg/L
BOD-SS负荷：0.05～0.08kgBOD/kgSS/天
曝气风量：10L/分钟
过滤膜的面积：0.1m2
过滤周期(间歇运转)：过滤处理时间12分钟/停止时间3分钟
接着，在膜间差压超过40kPa时停止膜分离活性污泥处理，进行过滤膜的逆流清洗。在逆流清洗中，使用次氯酸钠作为第1氧化剂，使用臭氧作为第2氧化剂，使用含有次氯酸钠的清洗水8对过滤膜进行逆流清洗后，使用含有臭氧的清洗水8对过滤膜进行逆流清洗。其中，使含有次氯酸钠的清洗水8中的次氯酸钠的浓度为5000mg/L，使含有臭氧的清洗水8中的臭氧的浓度为18mg/L，使含有次氯酸钠的清洗水8与含有臭氧的清洗水8的体积比例为20：80。
(比较例1)
使用具备图12的过滤膜的清洗装置的水处理***，进行被处理水1的过滤处理及过滤膜的清洗处理。就具备图12的过滤膜的清洗装置的水处理***而言，除了不具备使用含有第2氧化剂(臭氧)的清洗水8进行逆流清洗的手段这点以外，与具备图7的过滤膜的清洗装置的水处理***相同。
首先，在与实施例1相同的条件下进行被处理水1的膜分离活性污泥处理。
其次，在膜间差压超过40kPa时停止膜分离活性污泥处理，进行过滤膜的逆流清洗。在逆流清洗中，使用次氯酸钠作为第1氧化剂，使用含有次氯酸钠的清洗水8对过滤膜进行逆流清洗。其中，使含有次氯酸钠的清洗水8中的次氯酸钠的浓度为5000mg/L。
(比较例2)
使用具备图13的过滤膜的清洗装置的水处理***，进行被处理水1的过滤处理和过滤膜的清洗处理。就具备图13的过滤膜的清洗装置的水处理***而言，除了不具备使用含有第1氧化剂(次氯酸钠)的清洗水8进行逆流清洗的手段这点以外，与具备图7的过滤膜的清洗装置的水处理***基本上相同。予以说明，在具备图13的过滤膜的清洗装置的水处理***中，为了控制向臭氧水生成塔37供给的清洗水8的量，在清洗水配管12设置有清洗水供给阀51。
首先，在与实施例1相同的条件下进行被处理水1的膜分离活性污泥处理。
其次，在膜间差压超过40kPa时停止膜分离活性污泥处理，进行过滤膜的逆流清洗。在逆流清洗中，使用臭氧作为第2氧化剂，使用含有臭氧的清洗水8对过滤膜进行逆流清洗。其中，使含有臭氧的清洗水8中的臭氧的浓度为18mg/L。
(比较例3)
使用具备图6的过滤膜的清洗装置的水处理***，进行被处理水1的过滤处理和过滤膜的清洗处理。
首先，在与实施例1相同的条件下进行被处理水1的膜分离活性污泥处理。
其次，在膜间差压超过40kPa时停止膜分离活性污泥处理，进行过滤膜的逆流清洗。在逆流清洗中，使用次氯酸钠作为第1氧化剂，使用臭氧作为第2氧化剂，使用含有臭氧的清洗水8对过滤膜进行逆流清洗后，使用含有次氯酸钠的清洗水8对过滤膜进行逆流清洗。其中，使含有次氯酸钠的清洗水8中的次氯酸钠的浓度为5000mg/L，使含有臭氧的清洗水8中的臭氧的浓度为18mg/L，使含有次氯酸钠的清洗水8和含有臭氧的清洗水8的体积比例为20：80。
(比较例4)
使用具备图14的过滤膜的清洗装置的水处理***，进行被处理水1的过滤处理和过滤膜的清洗处理。具备图14的过滤膜的清洗装置的水处理***具有如下的构成：在具备图13的过滤膜的清洗装置的水处理***中，通过将第1氧化剂贮留槽10经由第1氧化剂供给配管16连接至第2反洗配管15，能够使用含有第1氧化剂及第2氧化剂这两者的清洗水8进行逆流清洗。
首先，在与实施例1相同的条件下进行被处理水1的膜分离活性污泥处理。
其次，在膜间差压超过40kPa时停止膜分离活性污泥处理，进行过滤膜的逆流清洗。在逆流清洗中，使用次氯酸钠作为第1氧化剂，使用臭氧作为第2氧化剂，使用含有次氯酸钠和臭氧这两者的清洗水8对过滤膜进行逆流清洗。其中，使次氯酸钠与臭氧的混合比例成为50：50的体积比，使该清洗水8中的次氯酸钠的浓度成为5000mg/L，使臭氧的浓度成为18mg/L。
在实施例1及比较例1～4中，对于在逆流清洗中使用的清洗水8的量与膜间差压的恢复率的关系进行了评价。将其结果示于图15中。
予以说明，膜间差压的恢复率通过以下的式而算出。
膜间差压的恢复率(％)＝逆流清洗后的膜间差压/逆流清洗前(过滤处理后)的膜间差压×100
如由图15的结果可知那样，在实施例1中，清洗水8的量为75mL时膜间差压的恢复率超过80％，清洗水8的量为225mL时膜间差压的恢复率达到了100％。相对于此，在比较例1～4中，如果清洗水8的量成为200mL以上，则几乎没有看到膜间差压的恢复率的增加，确认了膜间差压的恢复率在约80％就饱和的倾向。如由该结果可知那样，通过使用实施例1的过滤膜的清洗方法，可以大幅地提高过滤膜的清洗效率。
(实施例2)
使用具备与实施例1相同的过滤膜的清洗装置的水处理***进行下述的实验。
首先，在与实施例1相同的条件下进行12分钟被处理水1的膜分离活性污泥处理后，停止3分钟。将该处理作为1个循环，每6个循环测定膜间差压，且重复96个循环。接着，使用次氯酸钠作为第1氧化剂，使用臭氧作为第2氧化剂，使用含有次氯酸钠的清洗水8对过滤膜进行逆流清洗后，使用含有臭氧的清洗水8对过滤膜进行逆流清洗，测定膜间差压。其中，使含有次氯酸钠的清洗水8中的次氯酸钠的浓度为5000mg/L，使含有臭氧的清洗水8中的臭氧的浓度为18mg/L，使含有次氯酸钠的清洗水8的量为15mL，使含有臭氧的清洗水8的量为210mL，使清洗时间为15分钟。进行1天1次的上述的处理，评价膜间差压的经日变化。
(比较例5)
使用具备与比较例1相同的过滤膜的清洗装置的水处理***进行了下述的实验。
首先，在与实施例1相同的条件下进行12分钟被处理水1的膜分离活性污泥处理后，停止3分钟。将该处理作为1个循环，每6个循环测定膜间差压，且重复96个循环。接着，使用次氯酸钠作为第1氧化剂，使用含有次氯酸钠的清洗水8对过滤膜进行逆流清洗，测定膜间差压。其中，使含有次氯酸钠的清洗水8中的次氯酸钠的浓度为5000mg/L，使含有次氯酸钠的清洗水8的量为225mL，使清洗时间为15分钟。进行1天1次的上述的处理，评价膜间差压的经日变化。
(比较例6)
使用具备与比较例2相同的过滤膜的清洗装置的水处理***进行了下述的实验。
首先，在与实施例1相同的条件下进行12分钟被处理水1的膜分离活性污泥处理后，停止3分钟。将该处理作为1个循环，每6个循环测定膜间差压，且重复96个循环。接着，使用臭氧作为第2氧化剂，使用含有臭氧的清洗水8对过滤膜进行逆流清洗，测定膜间差压。其中，使含有臭氧的清洗水8中的臭氧的浓度为18mg/L，使含有臭氧的清洗水8的量为225mL，使清洗时间为15分钟。进行1天1次的上述的处理，评价膜间差压的经日变化。
(比较例7)
使用具备与比较例3相同的过滤膜的清洗装置的水处理***进行了下述的实验。
首先，在与实施例1相同的条件下进行12分钟被处理水1的膜分离活性污泥处理后，停止3分钟。将该处理作为1个循环，每6个循环测定膜间差压，且重复96个循环。接着，使用次氯酸钠作为第1氧化剂，使用臭氧作为第2氧化剂，使用含有臭氧的清洗水8对过滤膜进行逆流清洗后，使用含有次氯酸钠的清洗水8对过滤膜进行逆流清洗，测定膜间差压。其中，使含有次氯酸钠的清洗水8中的次氯酸钠的浓度为5000mg/L，使含有臭氧的清洗水8中的臭氧的浓度为18mg/L，使含有次氯酸钠的清洗水8的量为15mL，使含有臭氧的清洗水8的量为210mL，使清洗时间为15分钟。进行1天1次的上述的处理，评价膜间差压的经日变化。
(比较例8)
使用具备与比较例4相同的过滤膜的清洗装置的水处理***进行了下述的实验。
首先，在与实施例1相同的条件下进行12分钟被处理水1的膜分离活性污泥处理后，停止3分钟。将这样的膜分离活性污泥处理作为1个循环，每6个循环测定膜间差压，且重复合计96个循环。接着，使用次氯酸钠作为第1氧化剂，使用臭氧作为第2氧化剂，使用含有次氯酸钠及臭氧这两者的清洗水8，对过滤膜进行逆流清洗，测定了膜间差压。其中，使次氯酸钠与臭氧的混合比例为50：50的体积比，使该清洗水8中的次氯酸钠的浓度为5000mg/L，使臭氧的浓度为18mg/L，使该清洗水8的量为225mL，使清洗时间为15分钟。进行1天1次上述的处理，评价膜间差压的经日变化。
将实施例2中的膜分离活性污泥处理每6个循环的膜间差压及逆流清洗后的膜间差压的结果示于图16，将比较例6中的膜分离活性污泥处理每6个循环的膜间差压及逆流清洗后的膜间差压的结果示于图17。
在实施例2中，如图16中所示那样，如果进行被处理水1的膜分离活性污泥处理，虽然膜间差压逐渐地上升，但通过逆流清洗能够使其恢复到膜分离活性污泥处理前的膜间差压。相对于此，在比较例6中，如图17中所示那样，虽然通过逆流清洗能够降低膜间差压，但不能使其恢复到膜分离活性污泥处理前的膜间差压，在重复进行逆流清洗的过程中观察到逆流清洗后的膜间差压变大的倾向。应予说明，虽然对于比较例5、7及8的结果没有进行图示，但比较例5、7及8与比较例6同样地不能使其恢复到膜分离活性污泥处理前的膜间差压，在重复进行逆流清洗的过程中观察到逆流清洗后的膜间差压变大的倾向。
图18表示实施例2及比较例5～8中的逆流清洗后的膜间差压的经日变化。
如图18中所示那样，在比较例5～8中，在第1天逆流清洗后的膜间差压大幅地上升，随着天数经过，逆流清洗后的膜间差压缓慢地上升。相对于此，在实施例2中，不仅是第1天，即使经过一段时间，也与膜分离活性污泥处理前的膜间差压大致同等。
如由以上的结果可知那样，根据本发明，能够提供可以减少氧化剂及水的使用量、且不仅将在与被处理水1相接的过滤膜的表面100附着的污浊物质而且将在与过滤水103相接的过滤膜的表面101或过滤膜102的孔中化学地附着的污浊物质有效地除去、长期维持过滤性能的过滤膜的清洗方法及清洗装置。
予以说明，本国际申请基于2014年8月29日申请的日本专利申请第2014-175329号要求优先权，将这些日本专利申请的全部内容援用于本国际申请。
符号的说明
1被处理水、2被处理水槽、3膜组件、4过滤水配管、5被处理水供给配管、6过滤阀、7过滤泵、8清洗水、9清洗水槽、10第1氧化剂贮留槽、11第2氧化剂贮留槽、12清洗水配管、13切换阀、14第1反洗配管、15第2反洗配管、16第1氧化剂供给配管、17第2氧化剂供给配管、18第1反洗阀、19第1反洗泵、20第2反洗阀、21第2反洗泵、22第1氧化剂供给阀、23第1氧化剂供给泵、24第2氧化剂供给阀、25第2氧化剂供给泵、26清洗水供给阀、27清洗水供给泵、28压力计、29过滤水排出配管、30污泥抽出配管、31污泥循环配管、32散气装置、33污泥抽出泵、34污泥循环泵、35空气供给配管、36鼓风机、37臭氧水生成塔、38臭氧供给配管、39臭氧发生器、40臭氧反应槽、41排臭氧处理设备、42臭氧供给配管、43臭氧处理水配管、44排臭氧配管、45臭氧气体贮存槽、46氧气送回配管、47酸贮留槽、48酸供给配管、49酸供给阀、50酸供给泵、51清洗水供给阀、52喷射器、53pH测定器、54控制装置、55信号线、100与被处理水相接的表面、101与过滤水相接的表面、102孔、103过滤水。
Claims (11)
1.一种被处理水的过滤膜的清洗方法，其特征在于，使用含有次氯酸钠或过氧化氢作为第1氧化剂的清洗水对所述过滤膜进行逆流清洗后，使用含有臭氧作为第2氧化剂的清洗水对所述过滤膜进行逆流清洗。
2.权利要求1所述的被处理水的过滤膜的清洗方法，其特征在于，在所述清洗水中使用被所述过滤膜过滤处理了的过滤水。
3.权利要求1或2所述的被处理水的过滤膜的清洗方法，其特征在于，在使用含有所述第1氧化剂的清洗水的过滤膜的逆流清洗之前、或者在使用含有所述第2氧化剂的清洗水的过滤膜的逆流清洗之后，使用含有酸的清洗水对过滤膜进行清洗。
4.权利要求1或2所述的被处理水的过滤膜的清洗方法，其特征在于，所述的含有臭氧作为第2氧化剂的清洗水为含有酸及臭氧的pH为5以下的清洗水。
5.一种被处理水的过滤膜的清洗装置，其特征在于，其为权利要求1～4的任一项所述的被处理水的过滤膜的清洗方法中所使用的被处理水的过滤膜的清洗装置，
具备：使用含有次氯酸钠或过氧化氢作为第1氧化剂的清洗水对所述过滤膜进行逆流清洗的第1氧化剂逆流清洗手段、和使用含有臭氧作为第2氧化剂的清洗水对所述过滤膜进行逆流清洗的第2氧化剂逆流清洗手段，所述第1氧化剂逆流清洗手段与所述第2氧化剂逆流清洗手段不同，
具备控制部，所述控制部执行利用所述第1氧化剂逆流清洗手段的所述过滤膜的逆流清洗后，执行利用所述第2氧化剂逆流清洗手段的所述过滤膜的逆流清洗，所述第1氧化剂逆流清洗手段使用含有所述第1氧化剂的清洗水，所述第2氧化剂逆流清洗手段使用含有所述第2氧化剂的清洗水。
6.权利要求5所述的被处理水的过滤膜的清洗装置，其特征在于，还具备使用含有酸的清洗水对过滤膜进行清洗的手段，在使用含有所述第1氧化剂的清洗水的过滤膜的逆流清洗之前、或者在使用含有所述第2氧化剂的清洗水的过滤膜的逆流清洗之后，使用含有酸的清洗水对过滤膜进行清洗。
7.权利要求5或6所述的被处理水的过滤膜的清洗装置，其特征在于，还具备使用含有酸及臭氧的pH为5以下的清洗水对过滤膜进行清洗的手段，所述的含有臭氧作为第2氧化剂的清洗水为含有酸及臭氧的pH为5以下的清洗水。
8.权利要求5或6所述的被处理水的过滤膜的清洗装置，其特征在于，使用含有所述第2氧化剂的清洗水对过滤膜进行清洗的手段具备连接至臭氧发生器的臭氧水生成塔。
9.权利要求8所述的被处理水的过滤膜的清洗装置，其特征在于，在所述臭氧发生器与所述臭氧水生成塔之间设置有臭氧气体贮存槽。
10.一种水处理***，其特征在于，是具备对被处理水进行过滤处理的过滤装置、和权利要求5～9的任一项所述的被处理水的过滤膜的清洗装置的水处理***，
在所述被处理水的过滤膜的清洗装置中使用的清洗水中使用被所述过滤装置过滤处理了的过滤水。
11.权利要求10所述的水处理***，其特征在于，所述过滤装置为膜分离活性污泥处理装置。
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