(57)【要約】      （修正有）【課題】各種の排水を処理する装置に関し、特に、自然放流に限らず、再使用あるいは循環使用、延いては飲料可能な程度まで処理することができる装置の提供。【解決手段】体液透析用モジュールからなる濾過部ＡＤＦ、活性炭又は／及び多孔質セラミックスからなる濾過部ＡＣＦ、および前記装置での処理済水貯留タンク２を有し、これら濾過部および、処理済水貯留タンクとの間にパイプを配設してなることを特徴とする。このとき、（１）処理装置の入り口側に未処理排水の水質分析センサーを具備し、前記各濾過部の出口側に各濾過部での処理済水の水質分析センサーを具備していてもよく、（２）体液透析用モジュールが、中空糸を用いたモジュールであってよく、（３）体液透析用モジュールが、医療行為に使用後、洗浄・殺菌したものであってよい。また、（４）処理対象排水が、各種排水の混合水であってよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排水の処理装置であって、
体液透析用モジュールからなる濾過部、活性炭又は／及び多孔質セラミックスからなる濾過部、および前記装置での処理済水貯留タンクを有し、
これら各濾過部および、処理済水貯留タンクとの間にパイプを配設してなることを特徴とする排水処理装置。
【請求項２】
排水処理装置の入り口側に未処理排水の水質分析センサーを具備し、
各濾過部の出口側に各濾過部での処理済水の水質分析センサーを具備することを特徴とする請求項１記載の排水処理装置。
【請求項３】
体液透析用モジュールが、中空糸を用いたモジュールであることを特徴とする請求項１または２に記載の排水処理装置。
【請求項４】
体液透析用モジュールが、医療行為に使用後、洗浄・殺菌したものであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の排水処理装置。
【請求項５】
排水が、混合排水であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の排水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大小様々な各種の工場、屋内・屋外運動場、水泳プール、オフィースビル、各種商業あるいは風俗営業ビル、家庭等から排出される各種の排水を処理する装置に関し、特に、自然放流に限らず、再使用（Ｒｅｕｓｅ）あるいは循環使用（Ｒｅｃｙｃｌｅ）、延いては飲料可能な程度まで処理することができる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種工場排水は、各工場内で独自に処理し、排出基準に見合う程度まで清浄化して自然放流するのが一般的である。
また、一部、清浄化した水を自己の工場内の清掃、室外機の冷却、植栽への給水等に、Ｒｅｕｓｅ、Ｒｅｃｙｃｌｅする場合もあり、これらに使用した後の排水は、再度、排出基準に見合う程度まで清浄化して自然放流される。
【０００３】
一方、医療用に使用した後の、注射器やバイヤル、あるいは人工透析用のモジュール、その他の機器類は、我が国においては、通常、廃棄（焼却）処分される。
また、一部の国においては、医療用に使用した後の人工透析用モジュールを、水のフィルターとして使用する技術が開発され提案されている（ＷＯ２０１８／０６５９７９Ａ１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２０１８／０６５９７９Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、現在、水は大量に消費・放流されており大きな無駄となっているばかりか、渇水期には水不足が深刻な問題となり、このような矛盾を解決するために、新たな水の使用方法を見出すことが急務となっている。
【０００６】
一方において、使用済の医療機器も、全て焼却処分すると、かなりの無駄を創出し、この無駄が治療費高騰の一つの要因となっており、使用済医療機器の再利用の技術の開発が望まれている。
但し、重工業から軽工業まで種々多様な工業が存在するのみならず、製紙、繊維製造・繊維加工、加工食品製造、生鮮食料品洗浄、繊維製品洗浄等、その他様々な業種を行う工場から排出される大量の排水、そして家庭排水に至るまで、種々雑多な大量の排水が日々排出されており、これら全ての排水を上記既提案の使用済み人工透析用モジュールを使用したフィルターで濾過するだけでは、国が定める排出（放流）基準まで清浄化できることは極めて困難であるし、Ｒｅｕｓｅ、Ｒｅｃｙｃｌｅできる浄化水としては受け入れがたいのも実情である。
加えて、大量の降雨があるのみならず、森林・深山に恵まれた自然環境を有する我が国において、バイオフィルターによる美麗で美味な湧き水も大量にあり、上記既提案の使用済み人工透析用モジュールを使用したフィルターで排水を濾過するだけでは、我が国の国民感情からして、リサイクルやリユース、特に飲料できる浄化水としては受け入れがたいのも実情である。
【０００７】
本発明は、以上のような状況の下で、使用済の医療機器の中で、体液（血液）透析に用いるモジュール（特に、中空糸からなるモジュール）を濾過材の一部として用いることにより、種々雑多な排水をＲｅｕｓｅ、Ｒｅｃｙｃｌｅ、延いては飲料可能な程度にまで浄化することができ、しかも装置費用を低く抑え、設置面積をも削減し、加えてランニング費用はもとより、メンテナンス費用をも低減することができる排水処理装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の排水処理装置は、体液透析用モジュールからなる濾過部、活性炭又は／及びセラミックスからなる濾過部、および前記装置での処理済水貯留タンクを有し、これら濾過部および、処理済水貯留タンクとの間にパイプを配設してなることを特徴とする。
このとき、（１）処理装置の入り口側に未処理排水の水質分析センサーを具備し、前記各濾過部の出口側に各濾過部での処理済水の水質分析センサーを具備していてもよく、（２）体液透析用モジュールが、中空糸を用いたモジュールであってよく、（３）体液透析用モジュールが、医療行為に使用後、洗浄・殺菌したものであってよい。また、（４）処理対象排水が、各種排水の混合水であってよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の装置によれば、従来、放流基準値まで浄化して自然放流していた大量の排水を、安全にＲｅｕｓｅ、Ｒｅｃｙｃｌｅ、延いては飲料することができる程度にまで浄化することができ、未使用水の使用量を大幅に減少することができる。
しかも本発明の装置においては、処理対象排水の性状に応じて、体液透析用モジュールからなる濾過部のみでの処理（循環処理も含む）、あるいは活性炭又は／及びセラミックスからなる濾過部のみでの処理（循環処理も含む）、これら両濾過部を経由する処理（循環処理も含む）と言った、最適な処理態様を採ることができる。
【００１０】
また本発明の装置は、体液透析用モジュールからなる濾過部における体液透析用モジュールとして、新規な当該モジュールに限らず、使用済の当該モジュールを洗浄殺菌したものをも使用することができ、新規・使用済み何れのモジュールを用いても、排水処理の際に、濾過部材として良好に機能するため、特に使用済みモジュールを用いることにより、装置コストを低減することができる。
【００１１】
さらに本発明の装置においては、本発明の装置で処理した後の、いわゆる処理済水を用いて、各濾過部を逆洗することができ、極めて有効な水処理システムを提供することができる。
【００１２】
なお本発明の装置は、体液透析用モジュールからなる濾過部において、排水中の大腸菌等の細菌や浮遊（懸濁）物質（ＳＳ）を主として除去し、活性炭又は／及びセラミックスからなる濾過部において、排水の化学的酸素要求量（ＣＯＤ）と生物学的酸素要求量（ＢＯＤ）を主として低減し、排水が両濾過部を通過することによって、排水のＳＳ，ＣＯＤ，ＢＯＤを自然放流できることはもとより、Ｒｅｕｓｅ、Ｒｅｃｙｃｌｅ、延いては飲料することができる程度にまで、低減浄化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の装置の基本的なフローを示す説明図である。
【図２】図１の基本的なフローに基づく一実施態様例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明における体液透析用モジュールは、上記のように、新規、使用済の何れも使用することができるが、使用済みの当該モジュールは、例えば、温湯で洗浄後、蒸気含有熱湯あるいは蒸気等で洗浄殺菌したものを使用する。
新規、使用済み何れの上記モジュールにおいて、膜状体、中空糸体等どのような形態のモジュールも使用できるが、本発明では、入手が容易で再生（逆洗技術）が確立している中空糸体によるモジュールを使用することが適している。
また使用済みモジュールとしては、例えば、前出のＷＯ２０１８／０６５９７９Ａ１に記載のモジュールを使用することが適している。
【００１５】
上記モジュールは、１本で濾過部を構成してもよいし、複数本で構成することもできる。
複数本で濾過部を構成する場合は、モジュールを並列状態に配設して構成することもできるし、直列状態に配設して構成することもできる。
【００１６】
上記モジュールと共に使用する活性炭又は／及びセラミックスは、ＢＯＤ、ＣＯＤを低減できればどのような活性炭、セラミックスであってもよく、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｈｇ、Ｚｎ、Ｐｂ等の重金属、ヒ酸塩（ＡｓＯ4-1）、過塩素酸塩（ＣｌＯ4-1）、リン酸塩（ＰＯ4-2）、硫酸塩（ＳＯ4-2）、硝酸塩（ＮＯ3-1）、過マンガン酸塩（ＭｎＯ4-1）、シアン酸塩（ＣＮ-1）等の無機化合物、界面活性剤等の有機化合物を良好に除去すると共に、良好な逆洗が可能であり、繰り返し使用することができる活性炭、セラミックス、好適には、竹炭、椰子殻炭、木炭等の植物由来の活性炭や、多孔質のセラミックス、例えばバイオアパタイト等であり、またＴｏｘｓｏｒｂ社製の“Ａｃｔｉｖｅ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｆｉｌｔｅｒ”を使用してもよい。
上記の特性を有する活性炭、セラミックスは、濾過部内に縦又は横方向に数個を設置するサイズのブロック状であってもよいし、数ｃｍ〜数ｍｍ立方程度のサイズの粒状であってもよい。これらの形状の活性炭、セラミックスを濾過部内に、処理対象排水が全て活性炭やセラミックス内を通過するように充填すればよい。
なお、上記の活性炭やセラミックスは、それぞれ単独で使用してもよいし、両者を混合して使用してもよい。混合使用する場合の混合割合は、重量比で、活性炭：セラミックス＝３０：７０〜７０：３０程度が好ましい。混合使用の態様は、均一に混合して使用することは勿論、活性炭とセラミックスを、上記の配合割合となるように層状に交互に配置（具体的には、例えば、５０：５０の場合、平盤状袋に２５ｇずつを封入し、これらの平盤状袋を交互に配置）して使用することもできる。
【００１７】
上記の体液透析用モジュールからなる濾過部と、活性炭及び／又はセラミックスからなる濾過部とを有する本発明の排水処理装置で処理することのできる排水は、これらの濾過部で、浮遊(懸濁)物質（ＳＳ）および、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｈｇ、Ｚｎ、Ｐｂ等の重金属、ヒ酸塩（ＡｓＯ4-1）、過塩素酸塩（ＣｌＯ4-1）、リン酸塩（ＰＯ4-2）、硫酸塩（ＳＯ4-2）、硝酸塩（ＮＯ3-1）、過マンガン酸塩（ＭｎＯ4-1）、シアン酸塩（ＣＮ-1）等の無機化合物、界面活性剤等の有機化合物等のようなＣＯＤ、ＢＯＤ成分が排除できるものであればどのようなものでもよい。
具体的には、鉄鋼業、非鉄金属工業、船舶・車両・動力機械等製造工場、半導体製造工場、バッテリー製造工場、製紙工場、発電工場、窯業工場、染色工場、その他各種の工業製品製造工場の排水、食品加工工場、加工食品製造工場、医療機関や介護機関等で使用する衣類・寝具類・タオル類・その他各種の繊維製品のクリーニング工場、レストラン、その他種々の工場等から排出される排水であり、これら排水はそれぞれ単独で、あるいは２種以上を混合して処理することができる。
【００１８】
図１は、本発明の装置の基本的なフローを示す説明図であり、１は処理対象の排水を貯留するための排水タンク、２は処理済水を貯留するための処理済水タンクであり、これら両タンク１，２間に、体液透析用モジュールからなる濾過部ＡＤＦ（以下、濾過部ＡＤＦ）と、活性炭及び／又はセラミックスからなる濾過部ＡＣＦ（以下、濾過部ＡＣＦ）が配置されている。
図１においては、排水タンク１内の排水が、先ず濾過部ＡＤＦに送られて処理され、次いで濾過部ＡＣＦに送られて処理され、処理済水が処理済水タンク２に貯留されて、適宜のＲｅｕｓｅ、Ｒｅｃｙｃｌｅ先へ送水される。
このような処理が所定期間に亘って行われ、各濾過部ＡＤＦ，ＡＣＦの処理能力が低下した際には、各濾過部ＡＤＦ，ＡＣＦの逆洗が行われ、その排水が点線ラインを経由して逆洗排水タンク３に貯留される。
【００１９】
図２は、上記の基本フローに沿った本発明の装置の一実施態様例を示す説明図であり、図１と同一符号は図１と同一部位を示す。
本例の濾過部ＡＤＦは、複数本の体液透析用モジュールＡＤＭ（以下、モジュールＡＤＭと記す）を並列状態に配設して、大量の排水を効率よく処理する態様を示している。
なお、図示は省略するが、モジュールＡＤＭを直列状態に配設して、高品質の処理済水を得るようにすることもできる。
【００２０】
また、本例では、濾過部ＡＤＦの上流（入口）側であって排水タンク１の下流（出口）側に、砂濾過器（メディアフィルター）４を配している。
そして、排水タンク１の出口側に該タンク１内の未処理排水の水質を分析するためのセンサーＳ１を具備すると共に、砂濾過器４、濾過部ＡＤＦ，ＡＣＦの出口側にも、これら各濾過部での処理済水の水質を分析するためのセンサーＳ２，Ｓ３，Ｓ４を夫々具備しており、各センサーは図示しない分析センターにデータを送信し、未処理排水のＳＳ，ＣＯＤ，ＢＯＤ等を分析する。勿論、センサーＳ１〜Ｓ４を省略し、処理済水タンク２内の水質を検出するようにしてもよい。
【００２１】
図２に示す本発明の装置においては、排水タンク１内の未処理排水の水質が、センサーＳ１により分析され、排出基準値内、あるいは本発明装置のユーザーが定めたＲｅｕｓｅ、Ｒｅｃｙｃｌｅ、飲料に見合う基準値内の水質であれば、砂濾過器４，濾過部ＡＤＦ，ＡＣＦでの処理が省略され、パイプＰ１により処理済水タンク２に貯留される。
排出基準値、あるいは上記のＲｅｕｓｅ、Ｒｅｃｙｃｌｅ、飲料基準値を超え、ＳＳが大量に検出される水質であれば、パイプＰ２から砂濾過器４に送られて処理される。
一方、ＳＳが少ない場合には、砂濾過器４での処理が省略されて、排水タンク１からパイプＰ１→Ｐ１′→Ｐ３を介して濾過部ＡＤＦに送られ、ＳＳや細菌の除去処理がなされる。
勿論、ＳＳや細菌が殆ど検出されない場合は、砂濾過器２および濾過部ＡＤＦでの処理が省略されて、排水タンク１からパイプＰ１→Ｐ１′→Ｐ４から直接、活性炭からなる濾過部ＡＣＦに導入されて、ＣＯＤや重金属等の除去処理がなされる。
【００２２】
砂濾過器２で処理された水は、センサーＳ２で分析され、排出基準値、あるいは上記のＲｅｕｓｅ、Ｒｅｃｙｃｌｅ基準値内であれば、パイプＰ２′からＰ１に合流され、処理済水タンク２に貯留される。
一方、ＳＳが未だかなり大量に存在している場合は、パイプＰ２′→Ｐ２″→Ｐ２を介して砂濾過器２に戻され、再処理される。
ＳＳが上記ほど大きくはないが、ＳＳ処理あるいは細菌の除去処理等が必要な場合は、砂濾過器２からパイプＰ２′→Ｐ２″′→Ｐ３を経由して濾過部ＡＤＦに送られてＳＳや細菌の除去処理がなされる。
また、ＳＳあるいは細菌等の除去処理が不必要ではあるが、ＣＯＤや重金属等の除去処理が必要な場合は、濾過部ＡＤＦでの処理が省略されて、砂濾過器２からパイプＰ２′→Ｐ２″″→Ｐ４を経由して直接、濾過部ＡＣＦに送られ、これらの除去処理がなされる。
【００２３】
上記の濾過部ＡＤＦで処理された水は、センサーＳ３で分析され、排出基準値、あるいは上記のＲｅｕｓｅ、Ｒｅｃｙｃｌｅ、飲料基準値内であれば、パイプＰ３′からパイプＰ１に合流され、処理済水タンク２に貯留される。
一方、ＳＳあるいは細菌等の除去処理が不十分である場合は、パイプＰ３′→Ｐ３″→Ｐ３を経由して再度、濾過部ＡＤＦに戻され、再処理される。
何らかの事情によりＳＳが大量に存在する場合には、パイプＰ３″→Ｐ３″′→Ｐ２経由して再度、砂濾過部４まで戻されることもある。
ＳＳ、細菌等が十分に除去されていれば、パイプＰ３′→Ｐ３″″→Ｐ４から濾過部ＡＣＦに導入されて、ＣＯＤや重金属等の除去処理がなされる。
【００２４】
濾過部ＡＣＦで処理された水は、センサーＳ４で分析され、排出基準値、あるいは上記のＲｅｕｓｅ、Ｒｅｃｙｃｌｅ、飲料基準値内であれば、パイプＰ４′からパイプＰ１に合流され、処理済水タンク２に貯留され、
一方、重金属や、有機・無機化合物等ＢＯＤ、ＣＯＤの除去が不十分であれば、パイプＰ４′→Ｐ４″→Ｐ４を経由して再度、濾過部ＡＣＦに戻され、再処理される。
また、ＳＳや細菌等の除去が不十分と判断される場合には、パイプＰ４″→Ｐ４″′→Ｐ３″→Ｐ３を経由して再度、濾過部ＡＤＦまで戻されることもあるし、パイプＰ４″′→Ｐ３″′→Ｐ２を経由して砂濾過部４まで戻されることもある。
【００２５】
そして、処理済水タンク２に貯留された処理済水は、Ｒｅｕｓｅ、Ｒｅｃｙｃｌｅ、飲料可能であるし、場合によってはそのまま自然界に放流可能である。
このように、本発明の装置によれば、各種排水を、排出箇所ごとに、あるいは適当な配合割合で混合して、自然放流可能な水質まで、あるいはＲｅｕｓｅ、Ｒｅｃｙｃｌｅ、飲料可能な水質まで浄化され、有益な使用がなされる。
【００２６】
更に、図２の実施態様例においても、図１の基本フローと同様に、砂濾過器４，各濾過部ＡＤＦ，ＡＣＦの処理能力が低下した際には、処理済水タンク２に貯留された処理済水で、これら濾過器４，濾過部ＡＤＦ，ＡＣＦの逆洗が行われ、その排水が点線ラインを経由して逆洗排水タンク３に貯留される。
【実施例】
【００２７】
図２に示す装置を用いて、下記の排水を、室温、大気圧下、流速５０リットル（以下、リットルを「Ｌ」、ミリリットルを「ｍＬ」と記す）／ｈｒ／ｍ2で処理した。
図２の装置において、砂濾過器（メディアフィルター）４、濾過部ＡＤＦ、濾過部ＡＣＦは、それぞれ下記のものを使用した。
砂濾過器４：上方から下方に、無煙炭（粒径１．５〜２．５ｍｍ）層、第１サンド（粒径０．５〜０．８ｍｍ）層、第２サンド（粒径０．８〜１．２ｍｍ）層、砂利（粒径１．２〜３ｍｍ）層を配してなるもの（ノーユー社販売商品名“サンドフィルター”）、
濾過部ＡＤＦ：表１に示す仕様のＮＵＦＩＬＴＲＡＴＩＯＮ社製“ＮＵＦ”、
濾過部ＡＣＦ：（１）Ｔｏｘｓｏｒｂ社製“ＭＡＣ”（活性炭）、
（２）竹炭市場社製“竹炭粒Ｍ３”、
（３）バイオアパタイト社製“卵殻由来バイオアパタイト”、
なお、濾過部ＡＣＦについては、上記（１）と（２）と（３）をそれぞれ単独使用した例、（２）と（３）を重量比で３０：７０、５０：５０、７０：３０の3種の混合使用した例とした。混合使用の態様は、３０：７０の場合は、本例では、１５重量部の平盤状袋（市販のＰＰ不織布《親水性》製を使用、以下同じ）２個と、２３重量部の平盤状袋2個と２４重量部の平盤状袋1個とし、ＡＣＦ槽内に上方から下方に順に、２４重量部，１５重量部，２３重量部，１５重量部，２３重量部と交互に設置（７０：３０も同様に）し、５０：５０の場合は、本例では、２５重量部ずつの平盤状袋４個とし、ＡＣＦ槽内に上方から下方に交互に順に設置した。また、（２）と（３）をそれぞれ単独使用の場合と、（２）と（３）を混合使用の場合のＡＣＦ槽は、砂濾過器4の槽と同じものを転用した。
【００２８】
【表１】
2020015037.tif 000003
【００２９】
排水は、出願人の東京支社（港区）における台所排水（茶碗、急須、弁当箱、三角コーナー、布巾、雑巾等の洗浄排水）およびミスト栽培に使用したミストの凝縮水（表２〜７には「台所排水等」とした）、おしぼり洗浄工場排水、中華屋の食器類の洗浄排水を表２〜７の割合で混合したものを使用した。
【００３０】
処理済水の水質（ＳＳ，ＣＯＤ，ＢＯＤ）を出願人の東京支社（港区）における上水道水と比較した。結果は、表２〜７に合わせて示す。なお、表２〜７中、「同等」は上水道水の水質の±１０％、「やや多」は上水道水の水質の+１０％を超え+１５％以下とした。
【００３１】
【表２】
2020015037.tif 000004
【００３２】
【表３】
2020015037.tif 000005
【００３３】
【表４】
2020015037.tif 000006
【００３４】
【表５】
2020015037.tif 000007
【００３５】
【表６】
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【００３６】
【表７】
2020015037.tif 000009
【００３７】
処理は、５０Ｌ／１日で行い、毎日、処理後の処理済水タンク２内の水質を上水道水の水質と比較した。結果は、２０日間、逆洗無しで、表２ 〜７と同じであったが、２０日経過した時点で、処理済水タンク２内の処理済水で逆洗を行った。
逆洗日には処理は行わず、逆洗日の翌日（処理開始日から２１日目）に上記と同様の排水処理を行った結果、ＳＳ，ＣＯＤ，ＢＯＤ共に、全て同等であった。
また、逆洗日の翌々日（処理開始日から２２日目）以降９日間（処理開始日から３０日間）、上記と同様の排水処理を行った結果、やはりＳＳ，ＣＯＤ，ＢＯＤ共に、全て同等であった。
なお、上記３種の排水は、実施期間中、略毎朝、所定箇所から運搬したものを使用した。
【００３８】
更に、上記の濾過部ＡＣＦで使用した（２）の竹炭と、（３）のバイオアパタイを、表５〜７と同じ配合割合で、均一混合したもの３種をＡＣＦ槽に投入して表５〜７と同様の処理３種を行った。結果は、いずれも、処理済水の水質（ＳＳ，ＣＯＤ，ＢＯＤ）については表５〜７と略同様であったが、処理速度は、均一混合使用の方がやや速かった。
【符号の説明】
【００３９】
１      排水貯留タンク
２      処理済水貯留タンク
３      逆洗排水タンク
ＡＤＦ  体液透析用モジュールからなる濾過部
ＡＣＦ  活性炭又は／及び多孔質セラミックスからなる濾過部
【図１】
2020015037.tif 000010
【図２】
2020015037.tif 000011