(57)【要約】【課題】膜のファウリングを抑制し、安定した運転が可能な、高分子有機物含有水を処理する水処理装置および水処理方法を提供する。【解決手段】高分子有機物を含む高分子有機物含有水を処理する水処理装置１であって、高分子有機物含有水を貯留する水槽１０と、水槽１０からの高分子有機物含有水を貯留する原水槽１２と、原水槽１２の水を循環しながら過酸化物を添加する過酸化物添加手段であるオゾン処理装置２２と、原水槽１２の水を膜ろ過処理する膜ろ過装置１４と、膜ろ過処理で得られる濃縮水の少なくとも一部を原水槽１２に返送する濃縮水返送手段と、膜ろ過処理で得られる膜ろ過水の過酸化物を分解処理する過酸化物分解手段である活性炭処理装置１８と、活性炭処理装置１８により分解処理した処理水の少なくとも一部を水槽１０に返送する処理水返送手段と、を備える水処理装置１である。【選択図】図１
2020006320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子有機物を含む高分子有機物含有水を処理する水処理装置であって、
高分子有機物含有水を貯留する水槽と、
前記水槽からの前記高分子有機物含有水を貯留する原水槽と、
前記原水槽の水を循環しながら過酸化物を添加する過酸化物添加手段と、
前記原水槽の水を膜ろ過処理する膜ろ過手段と、
前記膜ろ過手段による膜ろ過処理で得られる濃縮水の少なくとも一部を前記原水槽に返送する濃縮水返送手段と、
前記膜ろ過手段による膜ろ過処理で得られる膜ろ過水の過酸化物を分解処理する過酸化物分解手段と、
前記過酸化物分解手段により分解処理した処理水の少なくとも一部を前記水槽に返送する処理水返送手段と、
を備えることを特徴とする水処理装置。
【請求項２】
高分子有機物を含む高分子有機物含有水を処理する水処理装置であって、
高分子有機物含有水を貯留する水槽と、
前記水槽からの前記高分子有機物含有水を貯留する原水槽と、
前記原水槽の水を膜ろ過処理する膜ろ過手段と、
前記膜ろ過手段による膜ろ過処理で得られる濃縮水に過酸化物を添加する過酸化物添加手段と、
前記過酸化物添加手段により得られる過酸化物含有水の少なくとも一部を前記原水槽に返送する過酸化物含有水返送手段と、
前記膜ろ過手段による膜ろ過処理で得られる膜ろ過水の過酸化物を分解処理する過酸化物分解手段と、
前記過酸化物分解手段により分解処理した処理水の少なくとも一部を前記水槽に返送する処理水返送手段と、
を備えることを特徴とする水処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の水処理装置であって、
前記過酸化物添加手段が、オゾンを用いる手段であることを特徴とする水処理装置。
【請求項４】
高分子有機物を含む高分子有機物含有水を処理する水処理方法であって、
水槽から原水槽へ送液された高分子有機物含有水を前記原水槽へ循環しながら過酸化物を添加する過酸化物添加工程と、
前記原水槽の水を膜ろ過処理する膜ろ過工程と、
前記膜ろ過工程による膜ろ過処理で得られる濃縮水の少なくとも一部を前記原水槽に返送する濃縮水返送工程と、
前記膜ろ過工程による膜ろ過処理で得られる膜ろ過水の過酸化物を分解処理する過酸化物分解工程と、
前記過酸化物分解工程により分解処理した処理水の少なくとも一部を前記水槽に返送する処理水返送工程と、
を含むことを特徴とする水処理方法。
【請求項５】
高分子有機物を含む高分子有機物含有水を処理する水処理方法であって、
水槽から原水槽へ送液された高分子有機物含有水を膜ろ過処理する膜ろ過工程と、
前記膜ろ過工程による膜ろ過処理で得られる濃縮水に過酸化物を添加する過酸化物添加工程と、
前記過酸化物添加工程により得られる過酸化物含有水の少なくとも一部を前記原水槽に返送する過酸化物含有水返送工程と、
前記膜ろ過工程による膜ろ過処理で得られる膜ろ過水の過酸化物を分解処理する過酸化物分解工程と、
前記過酸化物分解工程により分解処理した処理水の少なくとも一部を前記水槽に返送する処理水返送工程と、
を含むことを特徴とする水処理方法。
【請求項６】
請求項４または５に記載の水処理方法であって、
前記過酸化物添加工程が、オゾンを用いる工程であることを特徴とする水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンパク質等の高分子有機物を含む高分子有機物含有水を処理する水処理装置および水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
膜ろ過を連続運転していくと、ろ過水量が低下するファウリングが生じる。このファウリングを抑制する方法あるいは膜を洗浄する方法として、一般的には次亜塩素酸ナトリウム水溶液を膜の２次側から１次側に逆流させる方法が用いられる。さらに膜の洗浄性を高める方法として、塩素を含む水を膜の２次側から逆流させた後、その水を所定時間保持することで膜を洗浄する方法（特許文献１参照）や、マイクロバブルやナノバブルの微細気泡を用いた方法（特許文献２参照）がある。
【０００３】
しかし、上記方法ではファウリングの抑制が不十分な場合がある。特に、養殖や水族館の飼育水のようなタンパク質等の高分子有機物を含む高分子有機物含有水を膜ろ過処理しようとする場合、タンパク質等の高分子有機物がファウリングを助長してしまう可能性がある。
【０００４】
また、ファウリングが起きた場合、膜モジュール内の圧力が急激に上昇し、安定した膜処理ができなくなる可能性がある。さらに、一度ファウリングを起こしてしまった膜は、酸やアルカリ等を用いた薬品洗浄を行う必要があり、洗浄にかかるメンテナンス費用や、装置停止を見込んだ予備系列の設置等、コスト、設備面積が膨らむ要因となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−０１５３６５号公報
【特許文献２】特開２０１０−２５３４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、膜のファウリングを抑制し、安定した運転が可能な、高分子有機物含有水を処理する水処理装置および水処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、高分子有機物を含む高分子有機物含有水を処理する水処理装置であって、高分子有機物含有水を貯留する水槽と、前記水槽からの前記高分子有機物含有水を貯留する原水槽と、前記原水槽の水を循環しながら過酸化物を添加する過酸化物添加手段と、前記原水槽の水を膜ろ過処理する膜ろ過手段と、前記膜ろ過手段による膜ろ過処理で得られる濃縮水の少なくとも一部を前記原水槽に返送する濃縮水返送手段と、前記膜ろ過手段による膜ろ過処理で得られる膜ろ過水の過酸化物を分解処理する過酸化物分解手段と、前記過酸化物分解手段により分解処理した処理水の少なくとも一部を前記水槽に返送する処理水返送手段と、を備える、水処理装置である。
【０００８】
本発明は、高分子有機物を含む高分子有機物含有水を処理する水処理装置であって、高分子有機物含有水を貯留する水槽と、前記水槽からの前記高分子有機物含有水を貯留する原水槽と、前記原水槽の水を膜ろ過処理する膜ろ過手段と、前記膜ろ過手段による膜ろ過処理で得られる濃縮水に過酸化物を添加する過酸化物添加手段と、前記過酸化物添加手段により得られる過酸化物含有水の少なくとも一部を前記原水槽に返送する過酸化物含有水返送手段と、前記膜ろ過手段による膜ろ過処理で得られる膜ろ過水の過酸化物を分解処理する過酸化物分解手段と、前記過酸化物分解手段により分解処理した処理水の少なくとも一部を前記水槽に返送する処理水返送手段と、を備える、水処理装置である。
【０００９】
前記水処理装置において、前記過酸化物添加手段が、オゾンを用いる手段であることが好ましい。
【００１０】
本発明は、高分子有機物を含む高分子有機物含有水を処理する水処理方法であって、水槽から原水槽へ送液された高分子有機物含有水を前記原水槽へ循環しながら過酸化物を添加する過酸化物添加工程と、前記原水槽の水を膜ろ過処理する膜ろ過工程と、前記膜ろ過工程による膜ろ過処理で得られる濃縮水の少なくとも一部を前記原水槽に返送する濃縮水返送工程と、前記膜ろ過工程による膜ろ過処理で得られる膜ろ過水の過酸化物を分解処理する過酸化物分解工程と、前記過酸化物分解工程により分解処理した処理水の少なくとも一部を前記水槽に返送する処理水返送工程と、を含む、水処理方法である。
【００１１】
本発明は、高分子有機物を含む高分子有機物含有水を処理する水処理方法であって、水槽から原水槽へ送液された高分子有機物含有水を膜ろ過処理する膜ろ過工程と、前記膜ろ過工程による膜ろ過処理で得られる濃縮水に過酸化物を添加する過酸化物添加工程と、前記過酸化物添加工程により得られる過酸化物含有水の少なくとも一部を前記原水槽に返送する過酸化物含有水返送工程と、前記膜ろ過工程による膜ろ過処理で得られる膜ろ過水の過酸化物を分解処理する過酸化物分解工程と、前記過酸化物分解工程により分解処理した処理水の少なくとも一部を前記水槽に返送する処理水返送工程と、を含む、水処理方法である。
【００１２】
前記水処理方法において、前記過酸化物添加工程が、オゾンを用いる工程であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、膜のファウリングを抑制し、安定した運転が可能な、高分子有機物含有水を処理する水処理装置および水処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る水処理装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る水処理装置の他の例を示す概略構成図である。
【図３】ヒラメを飼育した飼育水のＬＣ−ＯＣＤ測定結果を示す図である。
【図４】実施例１および比較例１における、経過日数に対する膜間差圧を示すグラフである。
【図５】実施例２および比較例２における、経過日数に対する膜間差圧を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
【００１６】
本発明の実施形態に係る水処理装置の一例の概略を図１に示し、その構成について説明する。
【００１７】
水処理装置１は、高分子有機物含有水を貯留する水槽１０と、水槽１０からの高分子有機物含有水を貯留する原水槽１２と、原水槽１２の水を循環しながら過酸化物を添加する過酸化物添加手段として、オゾン発生装置２４を備えるオゾン処理装置２２と、原水槽１２の水を膜ろ過処理する膜ろ過手段として、膜ろ過装置１４と、膜ろ過装置１４による膜ろ過処理で得られる膜ろ過水の過酸化物を分解処理する過酸化物分解手段として、活性炭処理装置１８とを備える。水処理装置１は、膜ろ過水槽１６と、処理水槽２０とを備えてもよい。
【００１８】
図１の水処理装置１において、水槽１０の出口と原水槽１２の原水入口とがポンプ２６およびストレーナ３８を介して配管４０により接続され、原水槽１２の出口と膜ろ過装置１４の入口とがポンプ２８を介して配管４２により接続され、膜ろ過装置１４の透過水（膜ろ過水）出口と膜ろ過水槽１６の入口とが配管４４により接続され、膜ろ過水槽１６の出口と活性炭処理装置１８の入口とがポンプ３０を介して配管４６により接続され、活性炭処理装置１８の出口と処理水槽２０の入口とが配管４８により接続され、処理水槽２０の処理水出口と水槽１０とがポンプ３２を介して処理水返送配管５０により接続されている。処理水槽２０の逆洗水出口と膜ろ過装置１４の２次側の逆洗水入口とはポンプ３４を介して配管５８により接続されている。膜ろ過装置１４の１次側の濃縮水出口と原水槽１２の濃縮水入口とが濃縮水返送配管５６により接続されている。膜ろ過装置１４の濃縮水出口には、配管６６が接続されている。
【００１９】
原水槽１２の循環水出口とオゾン処理装置２２の循環水入口とが循環配管５２により接続され、オゾン処理装置２２の循環水出口と原水槽１２の循環水入口とが循環配管５４により接続されている。オゾン処理装置２２の下部にはオゾン発生装置２４が配管６０により接続されている。
【００２０】
本実施形態に係る水処理方法および水処理装置１の動作について説明する。
【００２１】
水槽１０において例えば魚類等の水中生物が飼育水中で飼育されている。飼育水には、水中生物の飼育に伴い、通常、タンパク質等の高分子有機物、懸濁物質等が含まれる。水槽１０内の飼育水、すなわち高分子有機物等を含む高分子有機物含有水は、ポンプ２６により配管４０を通して原水槽１２へ送液される。必要に応じて配管４０の途中にストレーナ３８を設置し、高分子有機物含有水中の比較的大きめの固形物が除去されてもよい。
【００２２】
原水槽１２の高分子有機物含有水の一部は、循環配管５２を通してオゾン処理装置２２へ送液される。オゾン処理装置２２には、オゾン発生装置２４で発生させたオゾンが配管６０を通して供給される。オゾン処理装置２２において、オゾンにより、高分子有機物含有水中の有機物の循環処理（ここでは主に有機物の分解処理）が行われる。また、オゾン処理装置２２において、オゾンを用いた加圧浮上により、濃縮された懸濁物質等が固液分離される。有機物処理が行われたオゾン処理水は、循環配管５４を通して原水槽１２に循環される。すなわち、水槽１０から原水槽１２へ送液された高分子有機物含有水を原水槽１２へ循環しながら過酸化物を添加する（過酸化物添加工程）。排オゾンは、配管６２を通して排出され、オゾン除去装置により処理されてもよい。オゾン処理装置２２において発生したスカム等は、配管６４を通して排出されてもよい。
【００２３】
一方で、原水槽１２中の原水は、ポンプ２８により配管４２を通して膜ろ過装置１４に送液される。膜ろ過装置１４において、原水中の残存した懸濁物質等が膜を用いてろ過されて除去される（膜ろ過工程）。膜ろ過工程で得られた濃縮水の少なくとも一部は、濃縮水返送配管５６を通して、原水槽１２に返送される（濃縮水返送工程）。濃縮水返送配管５６等が、濃縮水の少なくとも一部を原水槽１２に返送する濃縮水返送手段として機能する。濃縮水を原水槽１２に返送することで、懸濁物質の濃度が高くなり、オゾン処理装置２２における加圧浮上の効率を上げることができる。
【００２４】
膜ろ過された膜ろ過水は、配管４４を通して必要に応じて膜ろ過水槽１６に貯留された後、ポンプ３０により配管４６を通して活性炭処理装置１８に供給される。活性炭処理装置１８において、膜ろ過水中の残オゾン等の過酸化物が活性炭により分解処理される（過酸化物分解工程）。
【００２５】
残オゾン等の過酸化物が分解処理された処理水は、配管４８を通して必要に応じて処理水槽２０に貯留された後、処理水の少なくとも一部はポンプ３２により処理水返送配管５０を通して水槽１０に返送され、例えば飼育水として再利用されてもよい（処理水返送工程）。ポンプ３２および処理水返送配管５０等が、処理水の少なくとも一部を水槽１０に返送する処理水返送手段として機能する。処理水を水槽１０に返送して再利用することで、補給水や排水にかかるコストを削減することができる。
【００２６】
膜ろ過装置１４の洗浄が必要になった場合は、処理水の一部が逆洗水として処理水槽２０からポンプ３４により配管５８を通して膜ろ過装置１４の２次側から１次側に逆流されて、膜が洗浄されてもよい（逆洗工程）。逆洗排水は、配管６６を通して排出される。膜ろ過水槽１６の膜ろ過水が逆洗水として用いられてもよい。
【００２７】
本実施形態に係る水処理装置１において、高分子有機物含有水を原水槽１２に貯留し、原水槽１２の水を循環して有機物処理を行い、原水槽１２の水を膜ろ過処理することにより、高分子有機物や生物等による膜のファウリングを抑制し、膜ろ過装置１４の安定した運転が可能となる。原水槽の水を循環して有機物処理を行うことによって、多段処理により有機物の効率的な分解が可能となる。逆洗工程中には、有機物の循環処理を行ってもよいし、停止してもよい。
【００２８】
高分子有機物とは、重量平均分子量が１０万〜２００万の範囲の有機物である。重量平均分子量は、排水中に含まれる有機物の成分を把握する方法として、ＬＣ−ＯＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ−Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）装置（ＤＯＣ−ＬＡＢＯＲ社製、ｍｏｂｅｌ１２００７）を用いて、湿式酸化法（カラム：ＨＷ５０Ｓ）で測定することができる。ＬＣ−ＯＣＤとは、有機物を分子量毎に分け、それぞれの成分の有機物濃度を測定する方法である。ＬＣ−ＯＣＤの測定例として、ヒラメを飼育した飼育水の分析結果を図３に示す。図３に示すＬＣ−ＯＣＤスペクトルは、横軸の保持時間（ＲＴ：Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ  Ｔｉｍｅ）［ｍｉｎ］が短いほど、有機物の分子量が大きいことを示すが、保持時間（ＲＴ）が２６〜３４ｍｉｎ付近に検出されているピークが、重量平均分子量が１０万〜２００万の範囲のタンパク質等の高分子有機物である。
【００２９】
過酸化物添加手段としては、オゾン発生装置を備えるオゾン処理装置の他に、紫外線酸化処理装置等が挙げられる。処理性能等の観点から、オゾン発生装置を備えるオゾン処理装置が好ましい。過酸化物添加手段としては、オゾンを用いるオゾン処理装置であることが好ましく、オゾンマイクロバブルを用いるオゾン処理装置であることがより好ましい。
【００３０】
オゾンマイクロバブルは、例えば、直径が１０μｍ〜１００μｍ程度の、オゾンを含む微細なオゾン含有気泡である。オゾンマイクロバブルを用いるオゾン処理装置により、高分子有機物および懸濁物質を含む高分子有機物含有水に対して、オゾンを含む微細気泡であるオゾンマイクロバブルの表面に懸濁物質を疎水性吸着させ浮上分離させて除去するとともに、オゾンマイクロバブルによる有機物酸化効果が得られる。また、オゾンをマイクロバブルとして用いることで、オゾン処理装置２２の槽内にオゾンマイクロバブルを長時間保持することができるため、有機物との反応時間が増え、有機物の処理効果が飛躍的に向上すると考えられる。
【００３１】
膜ろ過装置１４としては、例えば、限外ろ過膜（ＵＦ膜）または精密ろ過膜（ＭＦ膜）等のろ過膜を有するものであればよく、特に制限はない。
【００３２】
膜ろ過水中の残オゾンの濃度が高く、水槽１０に返送されて生物の飼育等に影響を及ぼすことが懸念される場合は、膜ろ過装置１４の後段に活性炭処理装置１８等の過酸化物分解手段を設けることが好ましい。膜ろ過装置１４の後段に過酸化物分解手段を備えることにより、残オゾン等の過酸化物による生物の飼育等への影響を低減することができる。このため、原水が養殖や水族館等の飼育水等である場合に、処理水を水槽１０へ返送しても、生物への影響を低減することができる。
【００３３】
過酸化物分解手段としては、活性炭を充填した活性炭充填塔等の活性炭処理装置の他に、Ｐｄ担持担体、酸化チタン、白金等の過酸化物分解触媒を充填した充填塔等が挙げられ、コスト等の観点から活性炭充填塔等の活性炭処理装置が好ましい。また、過酸化物分解触媒を充填した充填塔への通水方向は、下向流と上向流のどちらでもよいが、過酸化物の分解率を高めるためには下向流が好ましい。
【００３４】
図１の例では、処理水の全てが水槽１０に返送されて飼育水に添加されているが、処理水の少なくとも一部が水槽１０に返送されて飼育水に添加されればよく、処理水の一部が水槽１０に返送されて飼育水に添加されてもよいし、処理水の全てが水槽１０に返送されて飼育水に添加されてもよい。使用する水量を低減する等の観点から、処理水の一部が水槽１０に返送されることが好ましく、処理水の全てが水槽１０に返送されることがより好ましい。処理水の全てが水槽１０に返送される閉鎖循環系とすることにより、使用する水量を低減することができる等の利点がある。また、循環は、常時循環してもよいし、定期的に循環してもよい。通常は、水槽１０中の水質をできるだけ保つために、常時循環すればよい。
【００３５】
本発明の実施形態に係る水処理装置の他の例の概略を図２に示し、その構成について説明する。
【００３６】
水処理装置３は、高分子有機物含有水を貯留する水槽１０と、水槽１０からの高分子有機物含有水を貯留する原水槽１２と、原水槽１２の水を膜ろ過処理する膜ろ過手段として、膜ろ過装置１４と、膜ろ過装置１４による膜ろ過処理で得られる濃縮水に過酸化物を添加する過酸化物添加手段として、オゾン発生装置２４を備えるオゾン処理装置２２と、膜ろ過装置１４による膜ろ過処理で得られる膜ろ過水の過酸化物を分解処理する過酸化物分解手段として、活性炭処理装置１８とを備える。水処理装置１は、膜ろ過水槽１６と、処理水槽２０と、濃縮水槽６８とを備えてもよい。
【００３７】
図２の水処理装置３において、水槽１０の出口と原水槽１２の原水入口とが配管７４により接続され、原水槽１２の原水出口と膜ろ過装置１４の入口とがポンプ７０およびストレーナ３８を介して配管７６により接続され、膜ろ過装置１４の透過水（膜ろ過水）出口と膜ろ過水槽１６の入口とが配管４４により接続され、膜ろ過水槽１６の出口と活性炭処理装置１８の入口とがポンプ３０を介して配管４６により接続され、活性炭処理装置１８の出口と処理水槽２０の入口とが配管４８により接続され、処理水槽２０の処理水出口と水槽１０とがポンプ３２を介して処理水返送配管５０により接続されている。処理水槽２０の逆洗水出口と膜ろ過装置１４の２次側の逆洗水入口とはポンプ３４を介して配管５８により接続されている。
【００３８】
膜ろ過装置１４の濃縮水出口と濃縮水槽６８の濃縮水入口とが配管８０により接続され、膜ろ過装置１４の逆洗排水出口と濃縮水槽６８の逆洗排水入口とが配管７８により接続され、濃縮水槽６８の出口とオゾン処理装置２２の入口とがポンプ７２を介して配管８２により接続され、オゾン処理装置２２の出口と原水槽１２の入口とが過酸化物含有水返送配管８４により接続されている。オゾン処理装置２２の下部にはオゾン発生装置２４が配管６０により接続されている。
【００３９】
本実施形態に係る水処理方法および水処理装置３の動作について説明する。
【００４０】
水槽１０において例えば魚類等の水中生物が飼育水中で飼育されている。飼育水には、水中生物の飼育に伴い、通常、タンパク質等の高分子有機物、懸濁物質等が含まれる。水槽１０内の飼育水、すなわち高分子有機物等を含む高分子有機物含有水は、配管７４を通して原水槽１２へ送液される。高分子有機物含有水は、原水槽１２において、後述する過酸化物を添加した過酸化物含有水と混合された後、混合水としてポンプ７０により配管７６を通して膜ろ過装置１４に送液される。必要に応じて配管７６の途中にストレーナ３８を設置し、高分子有機物含有水中の比較的大きめの固形物が除去されてもよい。
【００４１】
膜ろ過装置１４において、原水中の残存した懸濁物質等が膜を用いてろ過されて除去される（膜ろ過工程）。
【００４２】
膜ろ過された膜ろ過水は、配管４４を通して必要に応じて膜ろ過水槽１６に貯留された後、ポンプ３０により配管４６を通して活性炭処理装置１８に供給される。活性炭処理装置１８において、膜ろ過水中の残オゾン等の過酸化物が活性炭により分解処理される（過酸化物分解工程）。
【００４３】
残オゾン等の過酸化物が分解処理された処理水は、配管４８を通して必要に応じて処理水槽２０に貯留された後、処理水の少なくとも一部はポンプ３２により処理水返送配管５０を通して水槽１０に返送され、例えば飼育水として再利用されてもよい（処理水返送工程）。ポンプ３２および処理水返送配管５０等が、処理水の少なくとも一部を水槽１０に返送する処理水返送手段として機能する。処理水を水槽１０に返送して再利用することで、補給水や排水にかかるコストを削減することができる。
【００４４】
膜ろ過装置１４の洗浄が必要になった場合は、処理水の一部が逆洗水として処理水槽２０からポンプ３４により配管５８を通して膜ろ過装置１４の２次側から１次側に逆流されて、膜が洗浄されてもよい（逆洗工程）。逆洗排水は、配管７８を通して濃縮水槽６８に供給され、膜ろ過装置１４からの濃縮水と混合される。膜ろ過水槽１６の膜ろ過水が逆洗水として用いられてもよい。
【００４５】
膜ろ過装置１４の濃縮水は、配管８０を通して必要に応じて濃縮水槽６８に貯留された後、ポンプ７２により配管８２を通してオゾン処理装置２２に供給される。
【００４６】
オゾン処理装置２２には、一方で、オゾン発生装置２４で発生させたオゾンが配管６０を通して供給される。オゾン処理装置２２において、オゾンにより、濃縮水中の有機物の処理（ここでは主に有機物の分解処理）が行われる。また、オゾン処理装置２２において、オゾンを用いた加圧浮上により、濃縮された懸濁物質等が固液分離される。有機物処理が行われたオゾン処理水は、過酸化物含有水返送配管８４を通して原水槽１２に返送される。すなわち、膜ろ過工程による膜ろ過処理で得られる濃縮水に過酸化物が添加され（過酸化物添加工程）、過酸化物添加工程により得られる過酸化物含有水の少なくとも一部が原水槽１２に返送される（過酸化物含有水返送工程）。過酸化物含有水返送配管８４等が、過酸化物含有水の少なくとも一部を原水槽１２に返送する過酸化物含有水返送手段として機能する。過酸化物含有水を原水槽１２に返送することで、膜ろ過装置１４の膜に過酸化物含有水が接触し、ファウリングを抑制することができる。排オゾンは、配管６２を通して排出され、オゾン除去装置により処理されてもよい。オゾン処理装置２２において発生したスカム等は、配管６４を通して排出されてもよい。
【００４７】
本実施形態に係る水処理装置３において、高分子有機物含有水を原水槽１２に貯留し、原水槽１２の水を膜ろ過処理し、膜ろ過処理で得られる濃縮水について有機物処理を行い、原水槽１２に返送することにより、高分子有機物や生物等による膜のファウリングを抑制し、膜ろ過装置１４の安定した運転が可能となる。また、膜ろ過装置１４の膜によって懸濁物質が濃縮され、オゾン処理装置２２における加圧浮上の効率を上げることができる。
【００４８】
本実施形態に係る水処理装置および水処理方法は、例えば、水族館や養殖等、水中生物を飼育する際に用いられる飼育水等の処理に適用され、飼育水は海水であっても、淡水であってもよい。水族館や養殖のような水中生物を飼育する過程で生じる、タンパク質等の高分子有機物を含む高分子有機物含有水の処理に好適に適用される。生物を飼育する場合、給餌等の要因により飼育水中の有機物濃度が変動する（例えば、±０．５〜１０ｍｇ／Ｌ）特徴がある。特に、水族館や養殖のような水中生物を飼育する過程で生じる、タンパク質等の高分子有機物を含む海水の処理に適しており、魚類等の水中生物の養殖や水族館等の魚類等の水中生物の飼育水処理に用いられる閉鎖系循環処理により適している。すなわち、本実施形態に係る水処理装置は、水中生物の飼育水の製造装置または処理装置として、好適に用いることができる。
【００４９】
高分子有機物含有水中の高分子有機物の濃度は、例えば、０．１〜５ｍｇ／Ｌの範囲である。高分子有機物含有水中の懸濁物質の濃度は、例えば、１０〜１００ｍｇ／Ｌの範囲である。
【実施例】
【００５０】
以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００５１】
＜実施例１、比較例１＞
実施例１では、図１に示す水処理装置１を用いて、魚の飼育水について、膜間差圧を測定した。比較例１では、オゾン処理装置およびオゾン発生装置を除いた水処理装置を用いて、膜間差圧を測定した。実施例１の実験条件を表１、比較例１の実験条件を表２に示す。結果を図４に示す。
【００５２】
【表１】
2020006320.tif 000003
【００５３】
【表２】
2020006320.tif 000004
【００５４】
＜実施例２、比較例２＞
実施例２では、図２に示す水処理装置３を用いて、魚の飼育水について、膜間差圧を測定した。比較例２では、オゾン処理装置およびオゾン発生装置を除いた水処理装置を用いて、膜間差圧を測定した。実施例２の実験条件を表３、比較例２の実験条件を表４に示す。結果を図５に示す。
【００５５】
【表３】
2020006320.tif 000005
【００５６】
【表４】
2020006320.tif 000006
【００５７】
実施例では、魚の飼育水等の高分子有機物含有水を処理する水処理装置および水処理方法において、膜のファウリングを抑制し、安定した運転が可能となった。
【符号の説明】
【００５８】
１，３  水処理装置、１０  水槽、１２  原水槽、１４  膜ろ過装置、１６  膜ろ過水槽、１８  活性炭処理装置、２０  処理水槽、２２  オゾン処理装置、２４  オゾン発生装置、２６，２８，３０，３２，３４，７０，７２  ポンプ、３８  ストレーナ、４０，４２，４４，４６，４８，５８，６０，６２，６４，６６，７４，７６，７８，８０，８２  配管、５０  処理水返送配管、５２，５４  循環配管、５６  濃縮水返送配管、６８  濃縮水槽、８４  過酸化物含有水返送配管。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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