过滤膜清洗装置、过滤膜清洗方法及水处理系统与流程

1.本技术涉及一种过滤膜清洗装置、过滤膜清洗方法和水处理系统。


背景技术：

2.作为从含有有机物的自来水、脏水、工业废水等废水等中除去悬浮物以及菌类的水处理方法，有通过过滤膜进行膜分离的方法。由于过滤膜具有孔径小于悬浮物和菌类的细孔，因此能稳定地从废水等原水中去除悬浮物和菌类，但是当持续地进行处理时，细孔有时会由于悬浮物的附着而堵塞。当细孔堵塞时，会发生膜间压差上升、过滤水量下降，从而降低处理能力，因此需要定期进行被称为反向清洗的清洗，所述反向清洗使清洗剂向与过滤相反的方向流动，去除附着在过滤膜的内部或表面的悬浮物。
3.可以认为氧化力较高、后处理容易的臭氧适合作为清洗剂，但为了防止膜干燥引起的细孔结构的变化，使用将臭氧溶解于水中而得的臭氧水。此时，为了获得足够的清洗效果，需要生成使臭氧溶解直到接近饱和溶解度而得的臭氧水，但是作为副产物的未溶解的臭氧气体作为废臭氧气体而被浪费地排放。
4.因此，提出了一种通过将废臭氧气体用于反应槽内剩余污泥的减容，或者用于过滤膜一次侧的表面清洗(膜面清洗)、从而实现臭氧的有效利用的技术(例如，参照专利文献1或专利文献2)。现有技术文献专利文献
5.专利文献1：日本专利特开2001-70761号公报(段落0013～0014、0017、图1)专利文献2：日本专利第6271109号公报(段落0021～0034，图3～图6)


技术实现要素：

发明所要解决的技术问题
6.的确，废臭氧气体具有氧化作用，可以认为有助于减少剩余污泥的体积。但是，在实际向反应槽中投入废臭氧气体时，发现尽管剩余污泥的体积减少，但仍存在膜间压差上升、或者反向清洗所需时间增多的情况。也就是说，将废臭氧气体投入到反应槽中并不一定能提高过滤膜的清洗效率。
7.本技术公开了一种用于解决上述问题的技术，其目的是获得一种过滤膜清洗装置、过滤膜清洗方法和水处理系统，能够有效地利用臭氧并有效地清洗过滤膜。用于解决技术问题的技术手段
8.本技术所公开的过滤膜清洗装置的特征在于，包括：存储部，该存储部将臭氧气体溶解在水中来生成臭氧水，并对所生成的臭氧水和作为副产物的废臭氧气体进行存储；反向清洗机构，该反向清洗机构对为了对原水进行过滤处理而设置在生物反应槽内的过滤单元进行反向清洗，所述反向清洗使从所述存储部取出的臭氧水从过滤膜的二次侧流通到一次侧；膜面清洗机构，该膜面清洗机构进行膜面清洗，所述膜面清洗在所述生物反应槽内排
出含有臭氧的气泡，并使所排出的气泡沿着所述过滤膜的一次侧的面流动；控制部，该控制部对所述反向清洗机构和所述膜面清洗机构的动作进行控制，使得在通过所述反向清洗机构进行反向清洗之前，通过所述膜面清洗机构进行膜面清洗；以及废臭氧气体稀释部，该废臭氧气体稀释部对废臭氧气体进行稀释，并将所述废臭氧气体供给到所述膜面清洗机构，所述废臭氧气体作为排出成为所述气泡的气体，而从所述存储部取出。
9.本技术所公开的过滤膜清洗方法的特征在于，包括：存储步骤，在该存储步骤中，将臭氧气体溶解在水中来生成臭氧水，存储所生成的臭氧水和作为副产物的废臭氧气体；膜面清洗步骤，在该膜面清洗步骤中，使含有臭氧气体的气泡沿着过滤膜的一次侧的面流向对原水进行过滤处理的过滤单元；以及反向清洗步骤，在该反向清洗步骤中，取出在所述存储步骤中存储的臭氧水，并使取出的臭氧水从所述过滤膜的二次侧向一次侧流通，在所述膜面清洗步骤中，将在所述存储步骤中存储的废臭氧气体进行稀释后，作为所述气泡来进行流动。发明效果
10.根据本技术公开的过滤膜清洗装置和过滤膜清洗方法，由于将废臭氧气体进行稀释来生成用于膜面清洗的气泡，因此能有效地清洗过滤膜。
附图说明
11.图1是示出实施方式1的过滤膜清洗装置以及具有过滤膜清洗装置的水处理系统的结构的示意图。图2是示出实施方式1的过滤膜清洗方法的流程图。图3a～图3b分别是示出将过滤膜堵塞的状态分为三类时的每个分类的状态的截面示意图。图4是示出将含有臭氧气体的气泡在水中释放时距离释放部的距离与气泡中的臭氧浓度之间的关系的图。图5是示出实施方式2的过滤膜清洗装置以及具有过滤膜清洗装置的水处理系统的结构的示意图。图6是示出实施方式3的过滤膜清洗装置的结构的示意图。图7是示出实施方式3的过滤膜清洗方法的流程图。图8是示出实施方式4的过滤膜清洗装置以及具有过滤膜清洗装置的水处理系统的结构的示意图。图9是示出实施方式4的过滤膜清洗方法的流程图。图10是示出实施方式5的水处理系统中对多个过滤器中的每一个对工序的切换进行控制时的配管结构的示意图。图11是示出各实施方式的过滤膜清洗装置的控制部的硬件结构的框图。
具体实施方式
12.实施方式1.图1～图3是用于说明实施方式1的过滤膜清洗装置、具有过滤膜清洗装置的水处理系统以及过滤膜清洗方法的附图，图1是表示过滤膜清洗装置和具有该过滤膜清洗装置
的水处理系统的结构的示意图，图2是表示具有过滤膜清洗装置的水处理系统的动作中与过滤膜的清洗相关的部分、即过滤膜清洗方法的流程图。另外，图3a～图3b是表示将过滤膜的堵塞状态分为3类时的每个分类的状态的过滤膜部分的截面示意图。此外，图4示出了当将废臭氧气体和稀释废臭氧气体的气泡在含有污泥的水中释放时的、与释放部的距离与气泡中的臭氧浓度之间的关系的图。图1中示出了在进行膜面清洗的工序中阀的开闭状态。
13.在水处理系统1中，如图1所示，将过滤单元5设置在生物反应槽4内，该生物反应槽4用于存储含有作为处理对象的有机物的自来水、污水和工业废水等原水。在过滤单元5中，使用过滤膜51(参照图3)，该过滤膜51具有孔径小于悬浮物的细孔，由此该过滤膜51用于从存储在生物反应槽4内的生物反应槽混合水wr中分离悬浮物来进行清洗处理。过滤膜51是由例如聚偏氟乙烯(pvdf)、聚四氟乙烯(ptfe)等具有耐臭氧性的材料构成的有机类的中空纤维膜。将过滤膜51的与生物反应槽混合水wr接触的一侧、即过滤工序中的上游侧称为一次侧，将与清洗处理后的水(过滤水)接触的一侧、即过滤工序中的下游侧称为二次侧。
14.在生物反应槽4上连接有向过滤一次侧供给原水的原水配管71，在过滤单元5的二次侧部分(例如，图中未图示出的框)上连接有用于取出清洗处理后的过滤水的过滤配管72。用于从过滤单元5吸入过滤水的过滤泵44配置在过滤配管72的前端。在过滤泵44的前端设置有三通阀45，该三通阀45在用于将吸入的过滤水输送到未图示出的过滤水槽的过滤水输送配管73和将吸入的过滤水输送到用于向过滤膜处理装置10供给的过滤水供给配管24中的任一个之间切换。
15.此外，在生物反应槽4内的过滤单元5的下部设置有气体扩散装置41，该气体扩散装置41用于形成生物反应槽混合水wr的上向流，该生物反应槽混合水wr通过空气提升作用沿着过滤膜5的一次侧的膜表面向上流动。气体扩散装置41通过充气用配管43与作为充气用空气供给源的鼓风机42连接。
16.过滤膜清洗装置10是通过使作为清洗水的臭氧水沿与过滤相反的方向流到过滤单元5内的过滤膜51来清洗过滤膜51的装置。基本上，包括臭氧气体发生装置11和臭氧水生成装置12，该臭氧水生成装置12使用从臭氧气体发生装置11供给的臭氧气体来生成臭氧水。
17.臭氧气体发生装置11由未图示出的原料气体供给部和未图示出的臭氧气体生成部构成，该臭氧气体生成部以从原料气体供给部供给的氧气为原料生成臭氧气体。作为原料气体供给部，使用例如利用了液体氧气瓶、vpsa(vacuum pressure swing adsorption：真空变压吸附)等的氧气发生装置，但只要是能够供给氧气的装置等，则不特别限定。作为臭氧气体生成部，例如可以使用放电型臭氧发生装置。
18.臭氧水生成槽12的形状不受限制，例如形成为纵向较长的槽形状，并且通过三通阀45将从过滤水供给配管24供给的过滤水存储在内部。在臭氧水生成槽12内的下部和中间部分形成由溶解了臭氧的臭氧水占据的液相区域pw，在上部形成由伴随臭氧水生成而衍生生成的废臭氧气体占据的气相区域。
19.臭氧水生成槽12的铅直方向的中间部分和形成有液相区域pw的槽底部分别设置有与用于使液相区域pw内的水(臭氧水)循环的循环配管22的连接口。在循环配管22中，设置有循环泵15，使得从设置在槽底部的连接口吸入槽内的水，并从设置在中间部分的连接口返回。此外，配置有气体吸引装置14，通过使臭氧气体溶解在循环配管22中流动的水中来
生成臭氧水，所述气体吸引装置14例如通过文丘里效应吸入从臭氧气体发生装置11供给的臭氧气体。
20.在本实施方式中，循环配管22的入口和出口分别连接到臭氧水生成槽12的槽底部和中间部分的液相区域pw部分，但不限于此。入口可以位于液相区域pw中的任一个中，出口可以位于槽底部或气相区域pg部分中。只要是使臭氧水流入到循环配管22内并使流入的臭氧水返回到臭氧水生成槽12的位置即可。
21.此外，作为用于生成臭氧水的结构不限于使用气体吸引装置14。例如，如专利文献2所公开的那样，也可以在液相区域pw中设置吹入臭氧气体的气体扩散装置，只要是在使臭氧气体与水接触而生成臭氧水时产生废臭氧气体的方式，就能得到本技术的效果。
22.另一方面，在本实施方式中，构成为通过由于在气体吸引装置14内有流体流动而产生的负压从而使臭氧气体发生装置11内的臭氧被吸入并溶解，因此不需要从臭氧气体发生装置11供给加压后的臭氧气体。然而，当在臭氧水生成槽12内进行臭氧气体的鼓泡时，需要具有产生所需压力的结构的臭氧发生装置。
23.在循环泵15与气体吸引装置14之间设置有另一个与臭氧水供给配管25连接的三通阀16，该三通阀16构成为能够切换到用于生成臭氧水的循环和向过滤单元5供给臭氧水中的任意一个。在图1中，三通阀16的方向是使过滤泵15与气体吸引装置14连通，液相区域pw内的水(臭氧水)被设定为在臭氧水生成槽12和循环配管22内循环的路径。当将三通阀16切换到使循环泵15与臭氧水供给配管25连通时，为了进行反向清洗，能将臭氧水供给到过滤单元5的二次侧。
24.除上述的结构外，水处理系统1和过滤膜清洗装置10还包括用于控制动作的未图示出的控制部，并且它们是过滤膜清洗装置10和具有过滤膜清洗装置10的水处理系统1的基本结构。在本技术的各实施方式所涉及的过滤膜清洗装置10中，除了该基本结构之外，还连接有废臭氧气体配管23，该废臭氧气体配管23用于将在臭氧水生成槽12中产生的废臭氧气体导入生物反应槽4内。具体地说，将废臭氧气体配管23连接到设置在形成有臭氧水生成槽12的气相区域pg的槽顶部的连接口。此外，在废臭氧气体配管23中设置有用于控制开闭的开关阀17和缓冲槽13。缓冲槽13的容量或臭氧水生成槽12的容量根据后述的膜面清洗所需的废臭氧气体的量或反向清洗所需的臭氧水的量适当地设计。
25.在本实施方式1的过滤膜清洗装置1中，废臭氧气体配管23的前端开口部23x位于生物反应槽4内的过滤单元5的正下方部分，并且来自鼓风机42的空气在中途混入。具体地说，在开关阀17与废臭氧气体配管23的前端开口部23x之间设置有与充气用配管43的分支部46连通的分支部分。构成为通过打开设置在分支部分的开关阀18，能将来自鼓风机42的空气添加到废臭氧气体中。
26.接着，参照图2的流程图，作为动作，首先说明基于基本结构的动作。在对原水进行过滤处理的工序(步骤s10)中，如图1所示，将原水从原水配管71导入生物反应槽4内，通过过滤泵44的吸引，使生物反应槽4内的生物反应槽混合水wr在过滤单元5内固液分离成悬浮物和过滤水。在包括图1在内的各实施方式的示意图中，除非另有说明，否则示出了通过废臭氧气体进行的膜面清洗工序中阀的开闭状态。
27.流入一次侧的生物反应槽混合水wr被含有被称为活性污泥的微生物复合体的有机污泥所处理，净化后的水通过过滤膜51与活性污泥和悬浮物分离，并作为过滤水流到二
次侧。流到二次侧的过滤水经由过滤水配管72、过滤泵44、三通阀45、过滤水输送配管73输送到过滤水槽。在处理原水的工序中，三通阀16处于循环状态，但是开关阀17、18与图1不同地处于关闭状态，因而能切断过滤单元5与过滤膜清洗装置10之间的流动。
28.当满足处理原水的工序的结束条件时(步骤s20中的“是”)，停止原水的供给和过滤泵44的动作，结束过滤处理。关于过滤工序的结束条件，原本优选通过表示过滤膜51的堵塞程度的例如膜间压差来进行管理。然而，在实际使用中，只要原水的性质不发生极端变化，可以通过设置例如过滤时间或从过滤泵44排出的过滤水的流量等适当的指标来进行设定。
29.当过滤工序结束时，转移到使用臭氧来清洗过滤膜51的工序。在使用臭氧水的过滤膜的清洗方法中，进行用于生成臭氧水的臭氧水生成工序(步骤s30～s90)和使用生成的臭氧水的臭氧水反向清洗工序(步骤s100～s120)。而且，本技术的过滤膜的清洗方法的特征在于，在臭氧水生成工序中进行稀释并利用废臭氧气体的膜面清洗工序(步骤s50～s70)。关于各个工序，以下进行说明。
30.在臭氧水生成工序中，启动循环泵15，使臭氧水生成槽12的液相区域pw内的水在循环配管22内循环，在气体吸引装置14内将臭氧气体发生装置11中生成的臭氧气体进行溶解，由此开始臭氧水的生成(步骤s30)。此时，溶解了臭氧的臭氧水在含有未溶解的废臭氧气体的气泡的状态下返回到臭氧水生成槽12内。此时，臭氧水生成槽12内的液相区域pw中的溶解臭氧浓度co上升，并且通过使废臭氧气体流入，槽内压力pt上升。
31.作为该工序中的第一阶段，判断随着臭氧水的生成而衍生生成的废臭氧气体是否能够确保膜面清洗所需的量(步骤s40)。严格地说，在掌握气相区域pg的体积之后，需要确认表示规定量的废臭氧气体的量的槽内压力pt和废臭氧气体中的臭氧气体浓度，可以确认其中的任意一个，或者也可以使用臭氧气体的供给时间、其他指标。这里，将臭氧气体的供给时间经过了一定时间以上的情况作为结束条件，将持续供应臭氧气体直到经过时间达到规定时间(步骤s40中的“否”的期间)作为结束条件。
32.当供给时间达到规定时间时(步骤s40中的“是”)，判断为结束条件已经满足，停止循环泵15，停止从气体吸引装置14供给废臭氧气体，转移到利用废臭氧气体进行的膜面清洗工序(步骤s50～s70)。在膜面清洗工序中，打开开关阀17，将储存在臭氧水生成槽12的气相区域pg内(和缓冲槽13)的废臭氧气体导入废臭氧气体配管23。此外，打开开关阀18，将来自鼓风机42的空气导入废臭氧气体配管23，稀释废臭氧气体，并从前端开口部23x排出(步骤s50)。继续该工序直到经过第二规定时间为止(步骤s60中的“否”的期间)。
33.此时，设置在充气用配管43与气体扩散装置41之间的未图示出的开关阀被关闭，从过滤单元5正下方的前端开口部23x仅排出稀释废臭氧气体。排出到过滤单元5正下方的稀释臭氧气体成为气泡而沿着作为过滤单元5的过滤膜51的一次侧表面的一次侧面51f1(参照图3)流动。
34.沿着过滤膜51的一次侧面51f1流动的稀释废臭氧气体的气泡通过剪切力的物理作用和作为氧化气体的臭氧气体的化学作用来剥离/去除附着在过滤膜51的膜表面上的悬浮物，从而清洗过滤膜51的膜表面。通过该清洗，即使对于无法剥离/去除的附着物，也具有减弱对过滤膜51的附着力的效果。由此，供给到一次侧的稀释废臭氧气体起到用于膜面清洗的充气气体的作用。由此，废臭氧气体在过滤单元5内被消耗，并且过滤膜51的污染被减
少。
35.这里，说明对流到膜表面的废臭氧气体进行稀释的必要性。如图3a～图3c所示，根据堆积的有机物90的状态，过滤膜51的堵塞(污垢)主要分为三类。第一类：如图3a所示，比过滤膜51的细孔51p的直径(膜孔径)足够大的活性污泥等膜堵塞物质90a(活性污泥或悬浮颗粒)堆积在膜表面(一次侧面51f1)上，形成滤饼层。第二类：如图3b所示，具有与膜孔径大致相同尺寸的膜堵塞物质90e侵入细孔51p的(一次侧)入口或内部，以堵塞细孔51p的方式引起膜污染。第三类：如图3c所示，比膜孔径足够小的膜堵塞物质90f穿过细孔51p，但一部分膜堵塞物质90f吸附/附着在细孔51p的内壁面上，从而逐渐堵塞细孔51p。
36.由于附着在膜表面的滤饼层而产生的第一类膜污垢主要被分类为可逆膜污染，第二类完全堵塞或第三类标准堵塞等在细孔51p的入口和内部产生的膜污染被分类为不可逆膜污染。陷入不可逆的膜污染时，无法通过膜面充气(对应于膜面清洗)或停止过滤等物理清洗来恢复，只能通过化学清洗来恢复。另一方面，在第一类可逆污染的情况下，也可以通过物理清洗来恢复。
37.当臭氧气体与活性污泥接触时，对活性污泥中的细菌类的细胞壁进行破坏，使细菌类中包含的可溶性有机物90等释放到液相中。这是已知的臭氧活性污泥的再基质化(可溶化)技术。当从膜的下部连续供给高浓度的臭氧气体时，活性污泥溶解，过滤膜51周围的液相部的有机物浓度上升。于是，从污泥释放的可溶性成分、胶体成分等容易堆积在膜表面上，形成如图3b或图3c所示的状态，或者在膜表面上容易形成凝胶层，该凝胶层不是由活性污泥形成的滤饼层，而是由已溶解的有机物90形成物理上不可逆的膜污染。即，在保持不变地投入废臭氧气体的情况下，会产生不可逆的膜污染，反而利用臭氧水、或次氯酸钠等的化学清洗的频度增加，有可能增加运行成本。
38.另一方面，在本实施方式1及以后的实施方式中，不使用高浓度的废臭氧气体，而是将低浓度的稀释废臭氧气体用于清洗膜表面。因此，抑制了由于活性污泥的再基质化(可溶化)而导致的膜堵塞物质90e或膜堵塞物质90f的产生，不容易陷入不可逆膜污染容易进行的状态，从而抑制了化学清洗的运行成本的增加。
39.因此，作为用于膜面清洗的气泡中的臭氧气体浓度的影响，对化学清洗效果和不可逆膜污染的发生可能性(非诱发性)进行了试验评价，其结果如表1所示。
40.[表1]表1膜面清洗中气泡臭氧浓度及其对污泥的作用
[0041]
如表1所示，若将臭氧浓度保持在c2(30g/m3)以上，则能充分发挥化学清洗效果(〇)，若将臭氧浓度保持在c1(10g/m3)～小于c2的范围内，则化学清洗效果不足(
△
)，若将臭氧浓度保持在小于c1，则化学清洗效果处于与空气的充气没有区别的程度(
×
)。另外，若将臭氧浓度保持在c3(150g/m3)以下，则不会产生不可逆的膜污染(〇)，但是若超过c3，则会产生不可逆的膜污染，若超过c4(200g/m3)，则不可逆的膜污染引起的堵塞就会变得显著
(
×
)。
[0042]
也就是说，可知为了不引起不可逆的膜污染，将用于膜面清洗的废臭氧气体中的臭氧浓度调整到c3(150g/m3：标准状态)以下即可。另一方面，如图4所示，为了进行膜面清洗而在生物反应槽4内释放的气泡中的臭氧浓度随着沿膜面流动并远离释放部分而降低浓度。因此，为了在膜面的整个面上保持臭氧气体的化学清洗效果(进入膜面清洗有效区域内)，优选调整释放时的浓度，使在最远位置的浓度达到c2(30g/m3)以上。
[0043]
这里，作为反向清洗用的臭氧水的溶解臭氧浓度co优选为30mg/l，用于产生该浓度范围的臭氧水的臭氧气体的浓度为200g/m3。当使臭氧气体溶解在水中时，衍生生成的废臭氧气体的臭氧浓度取决于要溶解的水的溶解臭氧浓度co，随着溶解臭氧浓度co的增大，产生的废臭氧气体的臭氧浓度也上升。但是，虽然温度和压力也会导致变动，但液相区域pw内的臭氧水的溶解臭氧浓度co达到必要的范围时的、存储在气相区域pg中的废臭氧气体的浓度实际上在100g/m3～200g/m3的范围内。
[0044]
因此，即使不严格测定废臭氧气体的浓度，只要管理稀释倍率，也能调整到所需浓度。因此，通过将废臭氧气体稀释1.4倍以上来代替浓度管理，能有效地进行膜面清洗。此时，当稀释倍率保持在3倍以下时，能获得30g/m3以上的臭氧气体浓度，因而也能可靠地获得化学清洗效果。
[0045]
并且，若在进行膜面清洗时，不供给高浓度的废臭氧气体，而是供给低浓度的稀释废臭氧气体，则具有以下优点。当含有臭氧气体的气泡在过滤单元5的正下方排出时，气泡沿着膜面进行上升移动。在上升移动期间，在气相与液相的界面上臭氧气体与生物反应槽混合水wr中的活性污泥反应，在消耗臭氧气体的同时溶解一部分，并按照菲克定律在生物反应槽4内从高浓度侧扩散到低浓度侧。在这种情况下，气泡直径越大，上升速度就越大，因此，与将废臭氧气体直接释放的情况相比，将废臭氧气体通过在空气中稀释来释放的情况下，气泡的上升速度更大。
[0046]
如上所述，气泡中的臭氧气体在消耗的同时上升，因此，当气泡的上升速度较大时，由于膜的高度不同而引起的浓度差减小。因此，如图4所示，与将废臭氧气体直接排出的情况相比，通过稀释来排出的情况下，溶解臭氧浓度co相对于高度的变化变小。即，当使用稀释废臭氧气体时，溶解臭氧浓度分布相对于膜的高度方向的偏差减小，并且能比较均匀地清洗膜面。
[0047]
膜表面越清洁，水穿过膜时的阻力也越小，因此，如果膜表面的清洗不均匀，在后述的反向清洗中，臭氧水的流量会偏向于膜表面的清洁度较高的部分，到膜表面的清洁度较低的部分的臭氧水的流量不足。也就是说，膜表面的清洁度的均匀化也有助于提高反向清洗的效率。因此，将废臭氧气体稀释后用于膜面清洗，除了不可逆的膜污染对策外，对提高反向清洗的效率也很重要。
[0048]
再次，回到工程的说明。当将膜面清洗持续第二规定时间时(步骤s60中的“是”)，关闭开关阀17、18，停止用于膜面清洗的废臭氧气体，结束通过(稀释后的)废臭氧气体进行的膜面清洗工序(步骤s70)。此时，鼓风机42也停止。作为第二步骤，使循环泵15工作，重新开始使用气体吸引装置14来生成臭氧水(步骤s80)。
[0049]
第二阶段中的臭氧水的生成是将臭氧水中的溶解臭氧浓度co提高到反向清洗所需的浓度。因此，严格地说，优选测定溶解臭氧浓度co，但在这种情况下，除了后述的溶解臭
氧浓度co的测定值之外，还可以使用例如臭氧气体的供给时间、槽内压力等。因此，将重新开始的臭氧水生成是否持续第三规定时间作为结束条件，继续臭氧水生成，直到满足结束条件为止(步骤s90中的“否”的期间)。作为表示溶解臭氧浓度co达到所需浓度的条件，除了后述的溶解臭氧浓度co的测定值之外，还可以是例如臭氧气体的供给时间、槽内压力等。
[0050]
当判断为满足结束条件并且获得了期望的溶解臭氧浓度co时(步骤s90中的“是”)，开始臭氧水反向清洗工序。首先，切换三通阀45，使得将停止的过滤泵44与过滤水配管72连通，关闭过滤水输送配管73侧。而且，切换三通阀16，使得循环泵15与臭氧水供给配管25连通，形成臭氧水生成槽12的液相区域pw与过滤单元5的二次侧之间的流路。将臭氧水生成槽12的液相区域pw内的臭氧水供给到过滤单元5的二次侧，进行反向清洗，该反向清洗使臭氧水从二次侧向一次侧，即相对于过滤膜51沿与过滤相反的方向流动(步骤s100)。继续该反向清洗直到满足结束条件为止(步骤s110中的“否”的期间)。
[0051]
臭氧水向过滤单元5的输送和从过滤膜51的二次侧流向一次侧的驱动力是包括缓冲槽13的气相区域pg内的气体压力(槽内压力pt)。从过滤膜51的清洗效果或防止在转移过程中臭氧水中臭氧再次释放的观点来看，优选以尽可能高的供给压力向二次侧供给臭氧水，但是若施加到过滤膜51的压力过大，则存在由于超过过滤膜51的耐压而损坏过滤膜51的可能性。因此，例如，优选通过设置未图示出的压力调节阀，将施加到过滤膜51的压力控制在适当的范围内。从臭氧水的清洗效果等与防止过滤膜破损之间的平衡出发，控制压力优选为50kpa以下。
[0052]
认为清洗过滤膜51所需的时间取决于过滤膜51的尺寸或污染程度，在30分钟左右。因此，例如，如果将持续时间30分钟设为结束条件，则当清洗持续30分钟时(步骤s110中的“是”)，反向清洗工序结束(步骤s120)，返回到原水过滤工序。具体地说，切换三通阀16，以使循环泵15与气体吸引装置14侧连通，从而停止向过滤单元5供给臭氧水。在该状态下，启动过滤泵44，将由过滤单元5过滤后的水补充到臭氧水生成槽12。当规定量的水储存在臭氧水生成槽12内时，切换三通阀45，使得将过滤泵44与过滤水输送配管73侧连通，以停止过滤水的补充。
[0053]
重新开始利用鼓风机42从气体扩散装置41进行充气以及向生物反应槽4供给原水，从而重新开始过滤(步骤s10)。由此，通过重复过滤步骤、包括使用了稀释废臭氧气体的膜面清洗工序的臭氧水生成工序、以及臭氧水反向清洗工序，能有效地利用臭氧，有效地清洗过滤膜，并且能进行稳定的水处理。
[0054]
将反向清洗所需的溶解臭氧浓度co设定为饱和溶解度附近的规定值。由于溶解臭氧浓度co越高，对过滤膜51的清洗效果越高，因此设定浓度值优选为尽可能接近饱和溶解度。然而，由于饱和溶解度随溶剂的温度、ph和大气压而变动，因此为了将在每次清洗中溶解臭氧浓度co设为恒定，也可以将例如30mg/l以上的固定值设为设定浓度值。此外，可以预先求出溶解臭氧浓度co达到设定浓度值的臭氧气体的供给时间，也可以在实际的臭氧水生成工序中设定供给时间来代替确定设定浓度值。
[0055]
实施方式2.在上述实施方式1中，说明了将废臭氧气体配管的前端开口部设置在过滤单元的正下方来进行膜面清洗的示例。在本实施方式2中，对构成为将废臭氧气体配管与充气用的气体扩散装置连接、从气体扩散装置释放膜面清洗用的稀释废臭氧气体的示例进行说明。
图5是表示本实施方式2的过滤膜清洗装置和具有该过滤膜清洗装置的水处理系统的结构的示意图，与实施方式1的图1相同，表示进行膜面清洗的工序中的阀的开闭状态。除废臭氧气体配管的分支部之前的部分以外的部分与实施方式1相同，省略相同部分的说明。另外，关于动作，也基本上与实施方式1相同，援引在实施方式1的说明中使用的图2，省略同样部分的说明。
[0056]
在本实施方式2的过滤膜清洗装置10以及具有过滤膜清洗装置10的水处理系统1中，如图5所示，将废臭氧气体配管23与气体扩散装置41连接。由此，从臭氧水生成槽12供给的废臭氧气体能在气体扩散装置41内被从鼓风机42供给的充气用的空气稀释，并从气体扩散装置41向过滤单元5排出。通过这样构成，能使与充气同样的气泡沿着膜表面流动。即，在实施方式1的情况下，需要将前端开口部23x调整成用于产生膜面清洗用的气泡的形状，但在本实施方式2中可以省略。
[0057]
此外，可以省略在实施方式1中使用的具有开关阀18的分支部46的设置，也不需要开关阀18的操作。例如，在实施方式1中说明的利用废臭氧气体的膜面清洗工序(步骤s50～s70)中，仅通过操作开关阀17就能开始膜面清洗。具体地说，当在步骤s50中打开开关阀17，使废臭氧气体流到废臭氧气体配管23时，废臭氧气体在气体扩散装置41内被充气用的空气稀释，并且能将稀释废臭氧气体从气体扩散装置41排出。此外，在步骤s70中，通过关闭开关阀17，停止用于膜面清洗的废臭氧气体，并且结束通过稀释废臭氧气体进行的膜面清洗工序。然而，在反向清洗之前停止鼓风机42。
[0058]
如上所述，在本实施方式2中，与实施方式1相比能够减少构成要素的数量，并且能够简化动作控制。在图5中，说明了废臭氧气体配管23和充气用配管43连接到气体扩散装置41的不同连接口，废臭氧气体在气体扩散装置41内被空气稀释，但不限于此。废臭氧气体也可以在进入气体扩散装置41之前与空气混合，并且可以在稀释状态下进入气体扩散装置41。
[0059]
实施方式3.在上述实施方式1和2中，说明了通过时间管理来判断是否能够确保膜面清洗用的废臭氧气体或反向清洗用的臭氧水的示例。在本实施方式3中，对构成为根据臭氧水中的溶解臭氧浓度或缓冲槽的内压力来进行判断的结构的示例进行说明。图6和图7是示出本实施方式3的过滤膜清洗装置和具有该过滤膜清洗装置的水处理系统的结构以及过滤膜清洗方法的附图，图6是示出过滤膜清洗装置部分的结构的示意图，图7是示出具有过滤膜清洗装置的水处理系统的动作中与过滤膜的清洗相关的部分、即过滤膜清洗方法的流程图。废臭氧气体配管和其它配管的切断端部与实施方式1或2相同，省略相同部分的说明。另外，关于动作，也省略与在实施方式1的说明中使用的图2相同的部分的说明。
[0060]
在本实施方式3的过滤膜清洗装置10中，如图6所示，在缓冲槽13中设置有用于测量槽内压力pt的压力计81。此外，为了测量液相区域pw内的臭氧水中的溶解臭氧浓度co，在循环配管22的气体吸引装置14的上游侧设置溶解臭氧浓度计82。由压力计81测量到的槽内压力pt的测量值和由溶解臭氧浓度计82测量到的溶解臭氧浓度co的测量值被输出到控制部30。另外，为了明确测量值与控制之间的关系，在本实施方式3中，将实施方式1及2中未图示的控制部记载为控制部30。
[0061]
使用图7来说明动作。代替实施方式1中说明的步骤s40，在本实施方式3的步骤s42
中，作为第一阶段，将用于确保废臭氧气体的臭氧水生成的结束条件设为溶解臭氧浓度co是否增加到第一浓度阈值th
c1
以上。即，作为第一步骤，继续臭氧水的生成，直到溶解臭氧浓度co增加到第一浓度阈值th
c1
以上。而且，当溶解臭氧浓度co达到第一浓度阈值th
c1
时，第一阶段中的臭氧水生成结束，并且转移到膜面清洗工序(步骤s50)。
[0062]
第一阶段的臭氧水生成的目的是确保膜面清洗所需的废臭氧气体，需要确认废臭氧气体的量和臭氧气体浓度。然而，如果掌握了包含循环泵15的流量的气体吸引装置14的特性、臭氧气体发生装置11的特性、以及缓冲槽13和臭氧水生成槽12的容量和水量，则能基于溶解臭氧浓度co来确认上述内容。因此，与简单地进行时间管理的情况相比，能进行准确的控制。
[0063]
另一方面，作为膜面清洗工序的结束条件，在代替实施方式1中说明的步骤s60的步骤s62中，根据槽内压力pt是否降低到内压下限值th
p
以下来进行判断。即，继续膜面清洗，直到槽内压力pt降低到内压力下限值th
p
为止。当槽内压力pt降低到内压下限值th
p
时，停止废臭氧气体的供给，并重新开始生成臭氧水(步骤s80)。
[0064]
在膜面清洗工序中，需要确认成为流到膜表面的稀释废臭氧气体的基础的废臭氧气体的量。基于槽容量等数据，根据槽内压力pt的变化，能够容易地确认供给到过滤单元5的废臭氧气体的常压换算的体积。即，能将规定体积的废臭氧气体用于膜面清洗。此外，例如，在简单地进行时间管理的情况下，当槽内压力pt在时间内低于过滤单元5中鼓泡所需的压力时，假定仅在剩余时间内仅不含臭氧的空气进行鼓泡。但是，如果进行压力管理，就能可靠地避免这种情况。
[0065]
作为第二阶段的臭氧水生成的结束条件，在代替实施方式1中说明的步骤s90的步骤s92中，设为溶解臭氧浓度co是否增加到大于第一浓度阈值th
c1
的第二浓度阈值th
c2
以上。即，当溶解臭氧浓度co增加到大于第一浓度阈值th
c1
的第二浓度阈值th
c2
以上时，结束第二阶段中的臭氧水生成，并且转移到反向清洗工序(步骤s100)。
[0066]
第二阶段的臭氧水生成的目的是确保反向清洗所需的臭氧水中的溶解臭氧浓度co，如本实施方式那样，通过测定溶解臭氧浓度co能进行准确的控制。
[0067]
即，通过测量溶解臭氧浓度co，能更可靠地生成适合于膜面清洗的废臭氧气体和适合于反向清洗的臭氧水。此外，通过测量槽内压力pt，能使用合适量的废臭氧气体来进行膜面清洗。
[0068]
实施方式4.在上述各实施方式1～3中，说明了根据时间判断是否应结束过滤处理或反向清洗的示例。在本实施方式4中，对构成为根据过滤膜的膜间压差进行判断的示例进行说明。图8和图9是示出本实施方式4的过滤膜清洗装置和具有该过滤膜清洗装置的水处理系统的结构以及过滤膜清洗方法的附图，图8是示出包含过滤膜清洗装置的水处理系统的结构的示意图，图9是示出具有过滤膜清洗装置的水处理系统的动作中与过滤膜的清洗相关的部分、即过滤膜清洗方法的流程图。关于膜间压差的测量以及使用了膜间压差的测量值的动作控制以外，与实施方式3相同，省略同样部分的说明。
[0069]
在本实施方式4的水处理系统1中，为了测量膜间压差，如图8所示，在过滤水配管72部分设置了压力计83。由压力计83测得的过滤水配管72部分的压力被输出到控制部30。压力计83不直接测量膜间压差，而是测量过滤膜51的二次侧的压力，但是由于一次侧可以
被认为是大气压，因此可以将其评估为膜间压差。此外，由于过滤水配管72与臭氧水供给配管25连通，因此能通过压力计83测量反向清洗时施加到臭氧水供给配管25的压力、即膜间压差。
[0070]
使用图9来说明动作。代替实施方式1中说明的步骤s20，在本实施方式4的步骤s22中，将过滤工序的结束条件设为在过滤时施加到过滤膜51的压差(膜间压差δp)是否超过上限值th
δm
。即，继续过滤工序，直到膜间压差δp超过上限值th
δm
。而且，当膜间压差δp超过上限值th
δm
时，转移到臭氧水生成工序(步骤s30)。
[0071]
在从一次侧的生物反应槽混合水wr中除去有机物并仅使水分通过二次侧的过滤工序中，随着过滤的进行，如图3说明的那样，活性污泥等堆积在过滤膜51的一次侧的表面上，形成滤饼层。随着滤饼层的形成，水分从过滤膜51的一次侧向二次侧通过时的压力损失、即膜间压差δp增大。膜间压差δp的增大不仅导致每小时的处理量的减少，而且导致对过滤膜51的损伤的增大，因此膜间压差δp的管理是重要的。如本实施方式那样，通过测定膜间压差δp，能在水处理效率和设备管理上进行准确控制。
[0072]
另外，关于反向清洗的结束条件，在代替实施方式1中说明的步骤s110的步骤s112中，设定为臭氧水从二次侧向一次侧通过的反向清洗时施加到过滤膜51的压差(膜间压差δp)是否降低到下限值th
δw
以下。即，继续反向清洗工序，直到膜间压差δp减小到下限值th
δw
以下。当膜间压差δp减小到下限值th
δw
以下时，进行反向清洗的结束处理(步骤s120)，并且转移到过滤工序(步骤s10)。
[0073]
反向清洗的目的是去除在过滤工序中堆积在膜表面上的滤饼层或滞留在过滤膜51的细孔51p内的有机物，并清洗过滤膜51。因此，与过滤工序相反，关键是将膜间压差δp减小多少，如本实施方式那样，通过测定膜间压差δp，能进行准确的控制。
[0074]
在步骤s22、s112中，都称为膜间压差δp，当过滤工序中的膜间压差δp是伴随从一次侧流向二次侧时的压力损失的压差，并且二次侧为负压。另一方面，反向清洗工序中的膜间压差δp是伴随从二次侧流向一次侧时的压力损失的压差，二次侧为正压。因此，上限值th
δm
和下限值th
δw
的正负相反，无法进行简单比较，但将上限值th
δm
的绝对值除以过滤时的流量得到的值大于将下限值th
δw
的绝对值除以反向清洗时的每小时的流量得到的值。在任何情况下，通过测量膜间压差δp，并基于测量值判断是否结束，能准确地控制过滤工序的结束和反向清洗的结束定时。
[0075]
另外，在上述说明中，对于实施方式3，示出了追加了用于测量膜间压差的构成要素或动作的形态。但是，并不一定限于此，也可以是对于实施方式1或2中说明的形态，追加了用于测量上述膜间压差的构成要素或动作的形态。
[0076]
实施方式5.在上述各实施方式1～4中，着眼于一个过滤单元，说明了从过滤工序切换到膜面清洗工序、反向清洗工序的形态。在本实施方式5中，着眼于过滤单元由多个过滤器构成，对根据每个过滤器的状况来调整工序的切换的形态进行说明。图10示出本实施方式5的过滤膜清洗装置、具有该过滤膜清洗装置的水处理系统的结构以及过滤膜清洗方法，是示出对多个过滤器中的每一个错开工序的切换定时来进行控制时的结构的示意图。在附图中，省略了过滤膜清洗装置中与臭氧水的生成或储存有关的部分，仅记载了过滤单元附近的配管部分。
[0077]
另外，在上述各实施方式1～4中，由于是着眼于单一的过滤单元5进行的说明，因此在流程图中记载了在不进行其他工序时分别执行过滤工序、膜面清洗工序、反向清洗工序。但是，如本实施方式5所示，也存在一个过滤膜清洗装置10与由能够独立控制的多个过滤器5a～5d构成的过滤单元5连接的情况。在这种情况下，在通过对于每个过滤器5a～5d错开时间来进行膜清洗的方式的情况下，除了过滤工序、膜面清洗工序和反向清洗工序之外，有时还同时实施生成臭氧水的工序。
[0078]
因此，在各实施方式1～4的动作说明中使用的流程图中，各工序的动作内容相同，但工序间的顺序是并列动作。另一方面，对于一个过滤器的过滤工序、膜面清洗工序、反向清洗工序的顺序，除生成臭氧水的部分外，设与各实施方式1～4的动作说明中使用的流程图中的说明内容相同来进行说明。
[0079]
在本实施方式5的水处理系统1中，如图10所示，在生物反应槽4内设置有四个过滤器5a～5d和分别位于过滤器5a～5d正下方的气体扩散装置41a～41d的组合。因此，在用于抽出过滤后的处理水的过滤水配管72中，通过开关阀65a～65d进行分支的分支配管72a～72d分别连接到过滤器5a～5d。在用于供给用于反向清洗的臭氧水的臭氧水供给配管25中，通过开关阀66a～66d进行分支的分支配管25a～25d也分别连接到分支配管72a～72d。而且，用于测定过滤器5a～5d各自的膜间压差δp的压力计83a～83d分别连接到分支配管72a～72d。
[0080]
同样地，在用于供给充气用空气的充气用配管43中，通过开关阀47a～47d进行分支的分支配管43a～43d分别连接到气体扩散装置41a～41d。在用于供给用于膜面清洗的废臭氧气体的废臭氧气体配管23中，通过开关阀17a～17d进行分支的分支配管23a～23d也分别连接到分支配管43a～43d。
[0081]
另外，虽然没有图示，但在本实施方式5中，设为将利用各实施方式1～4的结构来进行了说明的三通阀16、45替换为例如被分支的配管和对每个分支的部分切换开闭的开关阀的组合。例如，若以三通阀16为例，则将三通阀替换为从循环泵15分支到气体吸引装置14侧和臭氧水供给配管25的t形管，在臭氧水供给配管25侧设有上述的开关阀66a～66d。于是，作为在循环配管22中的循环和向臭氧水供给配管25侧的供给之间的“仅切换”来进行说明的方式被替换为以循环为基础并且臭氧水的供给也能“并列”地执行的方式。
[0082]
根据上述结构，进行动作说明。在图10中，在过滤器5a和过滤器5b中，开关阀47a、47b打开(白色)，开关阀17a、17b关闭(黑色)，将用于充气的空气从正下方的气体扩散装置41a排出。由于开关阀65a、65b打开，开关阀66a、66b关闭，因此，通过吸引泵44使二次侧变为负压，生物反应槽混合水wr从一次侧流向二次侧。即，在过滤器5a、5b中进行过滤处理生物反应槽混合水wr的过滤工序。
[0083]
另一方面，在过滤器5c中，开关阀47c和开关阀17c都打开，从正下方的气体扩散装置41a排出由废臭氧气体和空气混合而成的稀释废臭氧气体。由于开关阀65c和开关阀66c都关闭，所以在一次侧与二次侧之间没有流通。即，在过滤器5c中，通过稀释废臭氧气体执行膜面清洗。
[0084]
在过滤器5d中，开关阀47d和开关阀17d都进行开闭，气泡不会从正下方的气体扩散装置41a排出。由于开关阀65d关闭，开关阀66d打开，所以来自臭氧水生成槽12的臭氧水被供给到过滤器5d的二次侧。即，在过滤器5d中执行利用臭氧水的反向清洗。
[0085]
这里，在执行过滤工序的过滤器5a、5b中，分别基于压力计83a、84b的测量值，评价过滤时的膜间压差δp，例如，如实施方式4的步骤s22中说明的那样，判断是否应继续过滤工序。过滤工序结束后，转移到膜面清洗工序。
[0086]
同样地，在执行反向清洗工序的过滤器5d中，基于压力计83d的测量值来评估反向清洗时的膜间压差δp，例如，如步骤s112中所说明的那样，判断是否应继续反向清洗工序。反相清洗工序结束后，转移到过滤工序。另外，在执行膜面清洗的过滤器5c中，例如，如实施方式1的步骤s60中说明的那样，基于持续时间来判断是否应继续膜面清洗工序。当膜面清洗工序结束时，转移到反向清洗工序。
[0087]
在各过滤器5a～5d单独重复上述工序的期间，基本上连续地实施臭氧水的生成。具体地说，在循环泵15运行的期间，无论到臭氧水供给配管25的连通状态如何，水或臭氧水都在循环配管22内循环。即，在过滤器5a～5d中的任一个中适当地生成臭氧水，以防止膜面清洗所需的废臭氧气体或反向清洗所需的臭氧水不足。此外，在过滤泵44运行的期间，进行控制，使得无论是否向臭氧水生成槽12供给过滤水，处理后的过滤水都通过过滤水输送配管73输送到过滤水槽。
[0088]
通过这样构成，当每个过滤器5a～5d具有不同的滤饼的堆积状态的情况下或每个过滤器5a～5d的过滤性能不同等情况下，以与过滤器5a～5d的性状相对应的最佳循环来实施包括表面清洗和反向清洗的清洗处理，从而能够有效地进行水处理。当然，在每个过滤器5a～5d的性状相同，并且作为处理对象的生物反应槽混合水wr的状态稳定时，还能通过时间管理来控制各个工序。在进行时间管理的情况下，例如，如果将多个过滤器5a～5d中的任一个设定为必须执行过滤工序，则生物反应槽混合水wr的处理能连续执行而不会停滞。
[0089]
即，如本实施方式5所示，如果构成为能够分别对多个过滤器5a～5c单独地设定工序，则能够进行稳定的水处理。另外，在本实施方式5中，虽然示出了使用4个过滤器5a～5d的示例，但不限于4个，只要具有2个以上过滤器，当然都能适用。
[0090]
另外，例如，将控制部30、未图示的水处理系统的控制部、或者将它们整合的控制部记为硬件3，作为一例，如图11所示，硬件3由处理器31和存储装置32构成。虽然存储装置未图示，但具备随机存取储存器等易失性存储装置、和闪存等非易失性的辅助存储装置。另外，也可以具备硬盘这样的辅助储存装置来代替闪存。处理器31执行从存储装置32输入的程序。该情况下，程序从辅助存储装置经由易失性存储装置输入到处理器31。另外，处理器31可以将运算结果等的数据输出至存储装置32的易失性存储装置，也可以经由易失性存储装置将数据保存至辅助存储装置。
[0091]
如各实施方式所示，通过采用本技术的使用了稀释废臭氧气体的膜面清洗，能通过简单的结构提高臭氧气体的利用效率，而不会增大装置或追加设备。特别地，为了进行膜面清洗，不是废臭氧气体本身，而是在稀释后作为气泡排放到生物反应槽4内，因此不会产生不可逆的膜污染，能够可靠地降低膜的污染程度。
[0092]
此外，由于用于膜面清洗的废臭氧气体在生物反应槽4内被消耗，用于反向清洗的臭氧水在流出到过滤一次侧之前消耗臭氧，因此也不需要使用了催化剂、活性炭等的还原装置等处理剩余臭氧气体的装置，能防止装置的大型化和成本的增加。此外，由于在反向清洗之前减少了由废臭氧气体对过滤膜的污染程度，因此能缩短反向清洗所需的时间，并且能减少清洗所需的臭氧气体的生成量。
[0093]
此外，本技术虽然记载了各种示例性的实施方式以及实施例，但是1个或多个实施方式所记载的各种特征、方式及功能并不仅限于适用特定的实施方式，也可以单独适用于实施方式，或者进行各种组合来适用于实施方式。因此，可以认为未例示的无数变形例也包含在本技术说明书所公开的技术范围内。例如，设为包括对至少一个构成要素进行变形、追加或省略的情况，以及提取至少一个构成要素并与其他实施方式的构成要素进行组合的情况。
[0094]
由此，根据各实施方式的过滤膜清洗装置10，包括：存储部(气体吸引装置14、臭氧水生成槽12和缓冲槽13)，该存储部将臭氧气体溶解在水中来生成臭氧水，并对所生成的臭氧水和作为副产物的废臭氧气体进行存储；反向清洗机构(臭氧水生成槽12、循环泵15)，该反向清洗机构对为了对原水进行过滤处理而设置在生物反应槽4内的过滤单元5进行反向清洗，该反向清洗使从存储部取出的臭氧水从过滤膜51的二次侧流通到一次侧；膜面清洗机构(臭氧水生成槽12、缓冲槽13、气体扩散装置41)，该膜面清洗机构用于在生物反应槽4内排出含有臭氧的气泡，并进行使排出的气泡沿着过滤膜51的一次侧的面(一次侧面51f1)流动的膜面清洗；控制部30，该控制部30对反向清洗机构和膜面清洗机构的动作进行控制，使得在通过反向清洗机构进行反向清洗之前，通过膜面清洗机构进行膜面清洗；以及废臭氧气体稀释部(鼓风机42)，该废臭氧气体稀释部对废臭氧气体进行稀释，并将该废臭氧气体供给到膜面清洗机构，所述废臭氧气体作为排出成为气泡的气体，而从存储部取出，因此能有效地利用臭氧，有效地清洗过滤膜而不会产生不可逆的膜污染。
[0095]
特别地，由于废臭氧气体稀释部将从存储部取出的废臭氧气体稀释至1.4倍以上或将其臭氧浓度稀释至150g/m3以下，因此能可靠地防止了不可逆的膜污染，并且能有效地清洗过滤膜。
[0096]
若构成为膜面清洗机构与用于对储存在生物反应槽4内的原水进行充气的气体扩散装置41连接，从气体扩散装置41排出气泡，则能省略构成部件的追加。
[0097]
此外，包括压力计83，该压力计83对使流体在过滤膜51的一次侧与二次侧之间流通时的一次侧与二次侧之间的压差(膜间压差δp)进行测定，控制部30根据测得的压差对是否开始反向清洗以及是否结束反向清洗中的至少任意一个进行判断，因而能实现高效的过滤处理。
[0098]
而且，在具有为了进行过滤处理而储存原水的生物反应槽4、设置在生物反应槽4中用于对原水进行过滤处理的过滤单元5、以及用于对过滤单元5的过滤膜51进行清洗的上述的过滤膜清洗装置10的水处理系统中，有效地维护了过滤膜51，并且提高了过滤处理能力。
[0099]
过滤单元5由分别独立地执行原水的过滤处理的多个过滤器5a～5d构成，并且多个过滤器分别具有压力计83a～83d，该压力计83a～83d对在使流体在该过滤器的过滤膜51的一次侧与二次侧之间流通时的一次侧与二次侧之间的压差(膜间压差δp)进行测定，控制部30若将多个过滤器中压差的上升速度较大的过滤器作为膜面清洗和反向清洗的优先对象，则能够有效地处理过滤膜51。
[0100]
此外，根据各实施方式的过滤膜清洗方法，包含：存储步骤(步骤s30、s80)，在该存储步骤中，将臭氧气体溶解在水中来生成臭氧水，存储所生成的臭氧水和作为副产物的废臭氧气体；膜面清洗步骤(步骤s50)，在该膜面清洗步骤中，使含有臭氧气体的气泡沿着过
滤膜51的一次侧的面(一次侧面51f1)流向对原水进行过滤处理的过滤单元5；以及反向清洗步骤(步骤s100)，在该反向清洗步骤中，取出在存储步骤中存储的臭氧水，并使取出的臭氧水从过滤膜51的二次侧向一次侧流通，在膜面清洗步骤中，使在存储步骤中存储的废臭氧气体稀释后作为气泡进行流动，因此，能有效地利用臭氧，能有效地清洗过滤膜，而不会产生不可逆的膜污染。
[0101]
特别地，在膜面清洗步骤中，将存储的废臭氧气体稀释至1.4倍以上，或将其臭氧浓度稀释至150g/m3以下，因此，能可靠地防止不可逆的膜污染，并且能有效地清洗过滤膜。标号说明
[0102]
1：水处理系统；4：生物反应槽；5：过滤单元；5a～5d：过滤器；10：过滤膜清洗装置；11：臭氧气体生成装置臭氧气体发生装置；12：臭氧水生成槽；13：缓冲槽；14：气体吸引装置；15：循环泵；16：(臭氧水用)三通阀；17、17a～17d：(废臭氧气体用)开关阀；18：(稀释用)开关阀；22：循环配管；23：废臭氧气体配管；23a～23d：分支配管；23x：前端开口部；24：过滤供水供给配管过滤水供给配管；25：臭氧水供给配管；25a～25d：分支配管；30：控制部分；41、41a～41d：气体扩散装置；42：鼓风机；43：充气用配管；43a～43d：分支配管；44：过滤泵；45：(过滤水用)三通阀；51：过滤膜；51f1：一次侧面；51p：细孔；65a～65d：(过滤水切换用)开关阀；66a～66d：(臭氧水切换用)开关阀；71：原水配管；72：过滤水配管；72a～72d：分支配管；73：过滤水输送配管；81：压力计；82：溶解臭氧浓度计；83、83a～83d：(用于测定膜间压差)压力计；90：有机物；co：溶解臭氧浓度；pg：气相区域；pt：槽内压力；pw：液相区域；th
c1
：(膜面清洗开始判断时中的溶解臭氧浓度的)第一浓度阈值；th
c2
：(反向清洗开始判断时中的溶解臭氧浓度的)第二浓度阈值；th
p
：(膜面清洗结束判断时中的缓冲槽压力的)内压下限值；th
δm
：(过滤时的膜间压差的)上限值；th
δw
：(反向清洗结束判断时中的膜间压差的)下限值；wr：生物反应槽混合水；δp：膜间压差。