(57)【要約】  被処理水を処理して被膜ろ過水を生成する被膜ろ過水生成工程と、被膜ろ過水を分離膜を有する分離膜モジュールでろ過して膜ろ過水を生成するろ過工程と、ろ過工程において分離膜を閉塞させた被ろ過物を洗浄水を用いて取り除く逆圧洗浄工程と、逆圧洗浄工程での洗浄に用いた洗浄廃液を排水する排水工程とを有する造水方法であって、被膜ろ過水生成工程は、被処理水に第１のｐＨ調整薬品とカチオン系凝集剤とを添加して被処理水に含まれる被ろ過物を凝集させ前処理水とする凝集ステップを有するものにおいて、被膜ろ過水のｐＨと洗浄水のｐＨを特定条件のものとする。
2014034845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水を処理して被膜ろ過水を生成する被膜ろ過水生成工程と、被膜ろ過水を分離膜を有する分離膜モジュールでろ過して膜ろ過水を生成するろ過工程と、ろ過工程において分離膜を閉塞させた被ろ過物を洗浄水を用いて取り除く逆圧洗浄工程と、逆圧洗浄工程での洗浄に用いた洗浄廃液を排水する排水工程とを有する造水方法であって、被膜ろ過水生成工程は、被処理水に第１のｐＨ調整薬品とカチオン系凝集剤とを添加して被処理水に含まれる被ろ過物を凝集させ前処理水とする凝集ステップを有し、ろ過工程に供する被膜ろ過水は、下記式（ｉ）を満たし、逆圧洗浄工程は、少なくとも前記分離膜を、下記式（ｉｉ）および（ｉｉｉ）を満たす洗浄水で逆圧洗浄する第１の逆圧洗浄ステップを有する造水方法。    ４．０≦被膜ろ過水のｐＨ≦６．５        ・・・（ｉ）    洗浄水のｐＨ≦９．０                    ・・・（ｉｉ）    洗浄水のｐＨ−被膜ろ過水のｐＨ≧１．０  ・・・（ｉｉｉ）
【請求項２】
前記逆圧洗浄工程の第１の逆圧洗浄ステップにおいて、前記膜ろ過水に第２のｐＨ調整薬品を添加することで前記式（ｉｉ）および（ｉｉｉ）を満たす洗浄水を調製する請求項１に記載の造水方法。
【請求項３】
前記逆圧洗浄工程の第１の逆圧洗浄ステップの後、さらに前記膜ろ過水を用いて逆圧洗浄する第２の逆圧洗浄ステップを有する請求項１または２に記載の造水方法。
【請求項４】
前記逆圧洗浄工程の第１の逆圧洗浄ステップの際、前記分離膜モジュールの一次側に気体を導入する空気洗浄を同時に行う請求項１〜３のいずれかに記載の造水方法。
【請求項５】
前記逆圧洗浄工程の第２の逆圧洗浄ステップの際、前記分離膜モジュールの一次側に気体を導入する空気洗浄を同時に行う請求項３に記載の造水方法。
【請求項６】
前記被膜ろ過水生成工程が凝集ステップの後に固液分離水を得る固液分離ステップを有する請求項１〜５のいずれかに記載の造水方法。
【請求項７】
前記固液分離水にｐＨ調整薬品を注入すると共に下記式（ｉｖ）〜（ｖｉ）を満たすように、各工程および／またはステップでのｐＨを設定する請求項６に記載の造水方法。    前処理水のｐＨ≦被膜ろ過水のｐＨ≦洗浄水のｐＨ  ・・・（ｉｖ）    被膜ろ過水のｐＨ−前処理水のｐＨ≧１．０        ・・・（ｖ）    被膜ろ過水のｐＨ≦７．５                        ・・・（ｖｉ）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、被処理水を分離膜でろ過して膜ろ過水を生成する造水方法に関するものであり、さらに詳しくは、分離膜に付着した濁質や凝集フロックを効率よく排出させる分離膜の逆圧洗浄工程を有する造水方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来の水処理プロセスでは除去が困難な成分が除去可能であることから、近年、分離膜として孔径が小さい精密ろ過膜（ＭＦ膜）や限外ろ過膜（ＵＦ膜）の導入が進められている。かかる分離膜による水処理プロセスにおいても、ウイルス類や低分子有機物は分離膜単体での除去が困難であるため、その前段に凝集プロセスを組み込み、ウイルス類や低分子有機物を凝集フロックに取り込むことで、後段の膜処理における除去率を向上させるといった対策が取られている。凝集プロセスでは、一般的に負に帯電しているため互いに反発しあって水中に存在するウイルス類や低分子有機物を、正電荷を有するカチオン系の凝集剤により、電荷を中和し反発力を弱めることで凝集させ凝集フロックに取り込ませている。この際、ウイルス類や低分子有機物は低粒径であるため表面積が相対的に大きいので、負電荷を中和するのに必要な凝集剤が多量に必要となり、凝集処理や汚泥処理といった処理にかかるコストが大きいという問題があった。【０００３】  特許文献１および２には、かかる問題に対して凝集時のｐＨを低下させる対策を開示している。凝集剤はｐＨが低下するとその単位凝集剤当たりの正電荷量が増大する性質を有するため、凝集剤量を増加させずとも、ｐＨを低下させることによって正電荷を増加させることができるというものである。【０００４】  また、分離膜による水処理プロセスでは、被ろ過物による分離膜の閉塞により差圧上昇が生じるので連続して膜ろ過できる時間には限界がある。すなわち、分離膜モジュールでは所定時間ろ過を継続すると、被処理水中の濁質や凝集フロックが分離膜の表面や細孔内を詰まらせたり、さらには分離膜の間等の分離膜モジュールの内部に堆積してろ過性を低下させたりする。このため定期的に分離膜を洗浄する工程が水処理プロセス中に組み入れられている。分離膜を洗浄する工程として、通常は膜ろ過水を用いて、分離膜モジュールの二次側（膜ろ過水の取り出し側）から一次側（被膜ろ過水の供給側）に逆圧洗浄し、分離膜の表面および細孔内や分離膜の間等に蓄積した濁質や凝集フロックを取り除き、分離膜モジュールの外へ排出する、いわゆる逆圧洗浄工程が用いられている。かかる工程において洗浄性を高める方法として、特許文献３および４に、分離膜モジュールの二次側から一次側へ逆圧洗浄する際に、逆圧洗浄水のｐＨを高める方法が開示されている。逆圧洗浄水のｐＨを１０以上に高めることで、膜を閉塞させていた物質を効率よく分解し、取り除くことができ、差圧上昇を防止することができるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１２５７０８号公報
【特許文献２】特開平１１−２３９７８９号公報
【特許文献３】特開２００５−２２４６７１号公報
【特許文献４】特開２０１１−１２５８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  凝集剤量の増加を抑制するために、特許文献１および２に開示される技術を適用した場合、膜の差圧が急上昇し安定運転が困難となる場合がある。また洗浄時に、特許文献３および４に開示される高ｐＨの洗浄水を用いて逆圧洗浄を行った場合、逆圧洗浄に必要な薬品コストが増加したり、膜を中和するために多量のリンス水が必要になるという問題点がある。【０００７】  また、洗浄後に分離膜モジュールに残存した洗浄液および／または洗浄廃液の中和が不十分であった場合、分離膜モジュールの内部のｐＨが上昇することで、低ｐＨ領域で凝集して凝集フロックに取り込まれていた除去対象成分が凝集フロックから離脱し、除去性能が低下するという問題点がある。【０００８】  上記問題点に鑑み、本発明ではろ過時における除去対象成分の除去性能の低下と差圧の上昇とを抑制すると共に、分離膜の洗浄時に用いる薬品やリンス水を削減することが可能な分離膜を用いた造水方法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】
【０００９】  上記課題を解決するための本発明は、以下のとおり構成される。【００１０】  （１）  被処理水を処理して被膜ろ過水を生成する被膜ろ過水生成工程と、被膜ろ過水を分離膜を有する分離膜モジュールでろ過して膜ろ過水を生成するろ過工程と、ろ過工程において分離膜を閉塞させた被ろ過物を洗浄水を用いて取り除く逆圧洗浄工程と、逆圧洗浄工程での洗浄に用いた洗浄廃液を排水する排水工程とを有する造水方法であって、被膜ろ過水生成工程は、被処理水に第１のｐＨ調整薬品とカチオン系凝集剤とを添加して被処理水に含まれる被ろ過物を凝集させ前処理水とする凝集ステップを有し、ろ過工程に供する被膜ろ過水は、下記式（ｉ）を満たし、逆圧洗浄工程は、少なくとも前記分離膜を、下記式（ｉｉ）および（ｉｉｉ）を満たす洗浄水で逆圧洗浄する第１の逆圧洗浄ステップを有する造水方法。【００１１】      ４．０≦被膜ろ過水のｐＨ≦６．５        ・・・（ｉ）      洗浄水のｐＨ≦９．０                    ・・・（ｉｉ）      洗浄水のｐＨ−被膜ろ過水のｐＨ≧１．０  ・・・（ｉｉｉ）  （２）  前記逆圧洗浄工程の第１の逆圧洗浄ステップにおいて、前記膜ろ過水に第２のｐＨ調整薬品を添加することで前記式（ｉｉ）および（ｉｉｉ）を満たす洗浄水を調製する前記（１）に記載の造水方法。【００１２】  （３）  前記逆圧洗浄工程の第１の逆圧洗浄ステップの後、さらに前記膜ろ過水を用いて逆圧洗浄する第２の逆圧洗浄ステップを有する前記（１）または（２）に記載の造水方法。【００１３】  （４）  前記逆圧洗浄工程の第１の逆圧洗浄ステップの際、前記分離膜モジュールの一次側に気体を導入する空気洗浄を同時に行う前記（１）〜（３）の何れかに記載の造水方法。【００１４】  （５）  前記逆圧洗浄工程の第２の逆圧洗浄ステップの際、前記分離膜モジュールの一次側に気体を導入する空気洗浄を同時に行う前記（１）〜（４）のいずれかに記載の造水方法。【００１５】  （６）  前記被膜ろ過水生成工程が凝集ステップの後に固液分離水を得る固液分離ステップを有する前記（１）〜（５）の何れかに記載の造水方法。【００１６】  （７）  前記固液分離水にｐＨ調整薬品を注入すると共に下記式（ｉｖ）〜（ｖｉ）を満たすように、各工程および／またはステップでのｐＨを設定する前記（６）に記載の造水方法。  【００１７】      前処理水のｐＨ≦被膜ろ過水のｐＨ≦洗浄水のｐＨ  ・・・（ｉｖ）      被膜ろ過水のｐＨ−前処理水のｐＨ≧１．０        ・・・（ｖ）      被膜ろ過水のｐＨ≦７．５                        ・・・（ｖｉ）
【発明の効果】
【００１８】  本発明によれば、ろ過時における除去対象成分の除去性能の低下と差圧の上昇とを抑制して分離膜による造水を安定的に実施可能とするともに、分離膜の洗浄時に用いる薬品やリンス水を削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の造水方法に係る分離膜の洗浄方法の一実施態様を示すフロー図である。
【図２】本発明の造水方法に係る分離膜の洗浄方法の他の一実施態様を示すフロー図である。
【図３】本発明の造水方法に係る分離膜の洗浄方法の他の一実施態様を示すフロー図である。
【図４】本発明の造水方法に係る分離膜の洗浄方法の他の一実施態様を示すフロー図である。
【図５】本発明の造水方法に係る分離膜の洗浄方法の他の一実施態様を示すフロー図である。
【図６】本発明の造水方法に係る分離膜の洗浄方法の他の一実施態様を示すフロー図である。
【図７】分離膜における膜間差圧の変化を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】  本発明の造水方法は、被処理水を処理して被膜ろ過水を生成する被膜ろ過水生成工程と、被膜ろ過水を分離膜を有する分離膜モジュールでろ過して膜ろ過水を生成するろ過工程と、ろ過工程において分離膜を閉塞させた被ろ過物を洗浄水を用いて取り除く逆圧洗浄工程と、逆圧洗浄工程での洗浄に用いた洗浄廃液を排水する排水工程とを有する造水方法であって、被膜ろ過水生成工程は、被処理水に第１のｐＨ調整薬品とカチオン系凝集剤とを添加して被処理水に含まれる被ろ過物を凝集させ前処理水とする凝集ステップを有し、ろ過工程に供する被膜ろ過水は、下記式（ｉ）を満たすし、逆圧洗浄工程は、少なくとも前記分離膜を、下記式（ｉｉ）および（ｉｉｉ）を満たす洗浄水で逆圧洗浄する第１の逆圧洗浄ステップを有する方法である。
【００２１】      ４．０≦被膜ろ過水のｐＨ≦６．５          （ｉ）      洗浄水のｐＨ≦９．０                      （ｉｉ）      洗浄水のｐＨ−被膜ろ過水のｐＨ≧１．０    （ｉｉｉ）  本発明において、造水方法とは、上記した各工程により被処理水から膜ろ過水を製造する製造方法である。上記のような各工程を有することにより、被処理水中に含まれる被ろ過物を除去した膜ろ過水を連続的に製造することができる。ここで連続的に製造するとは、プロセス全体として見た場合に、少なくともろ過工程、逆圧洗浄工程、排水工程を順次行うことにより造水にかかる運転を連続して行えるということを示す。すなわち、ろ過膜が凝集フロック等で閉塞する度にモジュール交換をするために設備を停止するといったことなく、逆圧洗浄工程等を適宜挿入することで設備全体として連続して運転が行えることをいう。なお、被膜ろ過水生成工程については上記ろ過工程、逆圧洗浄工程、排水工程のサイクルに組み入れて繰り返し実施してもよいし、予め一括してバッチ処理を行うあるいは別ラインで処理を行うといった形で、上記サイクルの外に置いてもよい。
【００２２】  本発明の造水方法において、被処理水とは、河川水、湖水、地下水、海水、かん水、下水、下水処理水、産業排水といった水が該当する。本発明の造水方法は、これらの被処理水の中でも分離膜を用いた従来の造水方法において除去することが困難であった溶解性有機物や色度成分、さらにはウイルス類といった成分が被ろ過物として含まれる水に対して適用することが好適である。また本発明の造水方法は、一般的に凝集を阻害すると言われている藻類由来有機物やフミン酸、界面活性剤を含む被処理水にも好適に適用できる。
【００２３】  本発明の造水方法において、被膜ろ過水生成工程における凝集ステップは、被処理水に含まれる被ろ過物を凝集せしめるステップであり、被処理水が凝集ステップを経た被処理水を、前処理水とよぶ。。本凝集ステップにおいては、被処理水に第１のｐＨ調整薬品とカチオン系凝集剤とを添加して前処理水を得る。ろ過工程に供する被膜ろ過水は、上記式（ｉ）を満たす。被膜ろ過水生成工程は少なくとも凝集ステップを有するが、後述する固液分離ステップを有することも好ましい。被膜ろ過水生成工程が凝集ステップのみで構成される場合には、凝集ステップにより生成した前処理水が被膜ろ過水としてろ過工程に供され、被膜ろ過水生成工程が凝集ステップの後に後述する固液分離ステップを有する構成では得られる固液分離水（または固液分離水にさらにｐＨ調整薬品を注入したもの）が、被膜ろ過水としてろ過工程に供される。凝集ステップにおいて形成される被ろ過物の凝集体（被ろ過物と凝集剤の混合物）を凝集フロックと呼ぶ。このような前処理を行うことで、カチオン系凝集剤の正電荷量を増加させることにより電荷を中和する能力を増大させ、凝集フロックへ被ろ過物を取り込む効率が上昇し、その後のろ過工程における被ろ過物の除去効率を向上させることができる。
【００２４】  本発明の造水方法において、ろ過工程は、分離膜を有する分離膜モジュールで被膜ろ過水をろ過して、被膜ろ過水中の被ろ過物および被ろ過物を含む凝集フロックの少なくとも一部を除去した膜ろ過水を生成する工程である。本工程に用いられる分離膜としては、凝集フロックの分離に適した、孔径が０．１〜１μｍの精密ろ過膜（ＭＦ膜）や孔径が０．０１〜０．１μｍの限外ろ過膜（ＵＦ膜）が好適である。それより孔径の小さいナノろ過膜や逆浸透膜ではろ過に過大な圧力が必要となるとともに、凝集フロックにより分離膜の閉塞が生じやすいことにより安定運転が困難な場合がある。
【００２５】  本発明の造水方法において、逆圧洗浄工程は、ろ過工程において分離膜を閉塞させた被ろ過物を取り除く工程である。本工程では、分離膜を逆圧洗浄する際に使用する洗浄水が、少なくとも上記式（ｉｉ）および（ｉｉｉ）を満たす第１の逆圧洗浄ステップを有することにより、分離膜に付着しおよび／または分離膜を閉塞させた凝集フロックの取り除き性を向上させることができ、その結果差圧の上昇を抑制することができるとともに、被膜ろ過水生成工程の凝集ステップにて凝集せしめた被ろ過物の除去率低下を防止することができる。なお、以降、「分離膜に付着しおよび／または分離膜を閉塞させた」を「分離膜に付着した」と略記することもある。
【００２６】  本発明の造水方法において、排水工程は、逆圧洗浄工程での洗浄廃液を排水する工程である。ここで洗浄廃液とは逆圧洗浄工程で生じる分離膜に付着していた濁質や凝集フロックを含有した洗浄水のことをいう。なお、以降、「濁質や凝集フロック」を「凝集フロック等」と略記することもある。洗浄廃液を排水することで、洗浄廃液中に含まれる凝集フロック等を分離膜モジュールの外に排出することができるとともに、その後に行うろ過工程の初期段階において被膜ろ過水生成工程にて凝集せしめた被ろ過物の除去率の低下を防止することができる。
【００２７】  かかる第１の逆圧洗浄ステップに供する上記式（ｉｉ）および（ｉｉｉ）を満たす洗浄水は前記膜ろ過水に第２のｐＨ調整薬品を添加することで調製することが、装置構成の簡素化のために好ましい。
【００２８】  また、第１の逆圧洗浄ステップの後に膜ろ過水を洗浄水として用いて逆圧洗浄する第２の逆圧洗浄ステップを組み合わせることが好ましい。以降、各逆圧洗浄ステップの洗浄水を区別する必要がある場合には、第１の逆圧洗浄ステップにおいて用いる洗浄水を第１の洗浄水、第２の逆圧洗浄ステップにおいて用いる洗浄水を第２の洗浄水と記す。第２の逆圧洗浄ステップを組み合わせることが好ましい理由は、第２の逆圧洗浄ステップを組み合わせることで、その後に行うろ過工程の初期段階において第１の洗浄水の混入による被膜ろ過水のｐＨ上昇を抑制でき、被ろ過物の除去率の低下を一層防止することができるためである。
【００２９】  また、逆圧洗浄工程において、第１の逆圧洗浄ステップおよび／または第２の逆圧洗浄ステップの際、分離膜モジュールの一次側に気体を導入する空気洗浄を同時に行うことが、分離膜から凝集フロック等を効果的に取り除くことができるため好ましい。
【００３０】  また、被膜ろ過水生成工程が凝集ステップの後に固液分離水を得る固液分離ステップを有することが好ましい。固液分離水とは、前処理水から被ろ過物を含む凝集物である凝集フロックを分離した残りの水をいう。ろ過工程に先立ち、固液分離することにより分離膜モジュールへの汚泥負荷が低減でき、ろ過工程をさらに安定して行えることから好ましい。かかる場合において、固液分離水にｐＨ調整薬品を注入すると共に上記式（ｉｖ）〜（ｖｉ）を満たすように、各工程および／またはステップでのｐＨを設定すると、分離膜モジュールの運転をさらに安定化させることができるため好ましい。
【００３１】  また本発明の造水方法では、少なくともろ過工程、第１の逆圧洗浄ステップを含む逆圧洗浄工程、排水工程を含むサイクルを繰り返し行うことで、ろ過時における除去対象成分の除去性能の低下と差圧の上昇とを抑制して分離膜による造水を安定的に実施可能とするともに、分離膜の洗浄時に用いる薬品やリンス水を削減することが可能となるが、複数サイクルの逆圧洗浄工程の内、１サイクルで第1の逆圧洗浄ステップを実施し、その他のサイクルでは第２のｐＨ調整薬品を添加しない膜ろ過水を用いて逆圧洗浄を実施するように運転することも可能である。この場合、差圧上昇の抑制効果はやや小さくなるが、分離膜の洗浄時に用いる薬品使用量を削減することができる。
【００３２】  以下、主として化学的な観点から各工程をさらに詳細に説明する。
【００３３】  被膜ろ過水生成工程における凝集ステップは、被処理水に第１のｐＨ調整薬品とカチオン系凝集剤とを添加して前処理水を得る。このようにして得られた下記式（ｉ）を満たす被膜ろ過水はがろ過工程に供される。ここで第１のｐＨ調整薬品には酸やアルカリが好適である。酸としては硫酸、塩酸といった無機酸が好適であるが、これらに限られるものではなく、クエン酸、しゅう酸といった有機酸を用いても良い。またアルカリとしては苛性ソーダや水酸化カリウムといった無機アルカリが好適であるが、これに限られるものではない。  
【００３４】      ４．０≦被膜ろ過水のｐＨ≦６．５    （ｉ）  第１のｐＨ調整薬品により被膜ろ過水のｐＨを上記式（ｉ）に調整することにより、カチオン系凝集剤の凝集性能を高めることができる。
【００３５】  カチオン系凝集剤（以降単に凝集剤と記すこともある）、その中でも無機凝集剤は、ｐＨを低下させるに従い、凝集剤の正電荷量が増大することで負の電荷を中和する能力が増加する。例えばポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）であれば、被処理水の水質にもよるがｐＨ４．５に正電荷量のピークがあり、さらにｐＨを下げていくと溶解し始め、正電荷量は低下する。よってｐＨが弱酸性の領域では負の電荷を中和する能力が最大となる。したがって、凝集剤単独では凝集することが困難な低粒径・低分子の成分（被ろ過物）まで、ｐＨが弱酸性から中性付近までの領域では、凝集フロックへ取り込むことが可能となる。具体的には被膜ろ過水（前処理水）のｐＨを４．０以上で６．５以下の範囲となるように調整するものであり、さらに４．５以上６．０以下に調整することで凝集フロックへ被ろ過物を取り込む効果をより高めることができるため好ましい。
【００３６】  被膜ろ過水（前処理水）のｐＨについては、被処理水の性状や除去対象とする成分（被ろ過物）により各ｐＨにおける被膜ろ過水生成工程での凝集フロックへ被ろ過物を取り込む効果が異なるため、事前に最適なｐＨを設定することが好ましい。最適なｐＨの設定方法には特に限定はないが、ジャーテスタ等で各ｐＨにおける除去対象成分（被ろ過物）の凝集フロックへの取り込み効果の評価を行い、設定するといった方法や、被処理水の所定成分の濃度に応じてｐＨを調整するといった方法を用いることができる。
【００３７】  かかる被膜ろ過水生成工程において、カチオン系凝集剤は、除去対象とする成分と凝集剤とが吸着および架橋することにより、凝集フロックを形成するものである。このように凝集フロックを形成することで、凝集剤単独では凝集することが困難な低粒径・低分子の成分（被ろ過物）まで次工程の分離膜にて除去可能となる。
【００３８】  カチオン系凝集剤には、無機凝集剤、高分子凝集剤を用いることができるが、低ｐＨとすることによる正電荷増加量が大きい無機凝集剤が好適であり、ＰＡＣや硫酸バンド、塩化第二鉄やポリシリカ鉄といった、アルミ系・鉄系の無機凝集剤が好適である。
【００３９】  逆圧洗浄工程では、少なくとも分離膜を、下記式（ｉｉ）および（ｉｉｉ）を満たす第１の洗浄水で逆圧洗浄する第１の逆圧洗浄ステップを有することで分離膜に付着した凝集フロック等の取り除き性を向上させることができ、その結果差圧の上昇を抑制することができるとともに、被膜ろ過水生成工程にて凝集せしめた被ろ過物の除去率低下を防止することができる。  
【００４０】      洗浄水のｐＨ≦９．０                      （ｉｉ）      洗浄水のｐＨ−被膜ろ過水のｐＨ≧１．０    （ｉｉｉ）  かかる第１の逆圧洗浄ステップに供する上記式（ｉｉ）および（ｉｉｉ）を満たす第１の洗浄水は前記膜ろ過水に第２のｐＨ調整薬品を添加することで調製することができるが、用いられるｐＨ調整薬品としては、アルカリが好適であり、苛性ソーダや水酸化カリウム等を用いることができるが、これらに限られるものではなく、重炭酸ナトリウムや、次亜塩素酸ナトリウムといった薬品を使用しても良い。
【００４１】  本発明においては、被膜ろ過水よりもｐＨの高い第１の洗浄水にて分離膜を洗浄することにより、分離膜に付着した凝集フロックの取り除き性を向上させることができ、その結果差圧の上昇を抑制することができることを見出し、また、被膜ろ過水と第１の洗浄水とのｐＨの差が小さいと本発明の効果が小さくなるため、第１の洗浄水のｐＨは被膜ろ過水のｐＨよりも１．０以上高く調整することで本願発明において所望の効果が得ることができる。さらに本発明の効果を得る観点で、２．０以上高く設定することが好ましい。
【００４２】  一方、第１の洗浄水のｐＨを高めると、洗浄効果は高くなるが、ｐＨを高め過ぎると、分離膜の洗浄時に分離膜モジュールの内部に残存した第１の洗浄水による洗浄廃液が、被膜ろ過水と混合することで被膜ろ過水のｐＨが上昇し、除去対象成分の除去率が低下する傾向がある。そのため、本発明においては、第１の洗浄水のｐＨを９．０以下に調整することで、除去対象成分の除去率を維持しつつ十分な洗浄効果を得ることができる。かかる観点から、本発明においては、第１の洗浄水にて分離膜を逆圧洗浄する第１の逆圧洗浄ステップの後、ｐＨが被膜ろ過水と原理的に大きくは異ならない膜ろ過水にて分離膜を洗浄することが好ましい。
【００４３】  第１の逆圧洗浄ステップにおいて、被膜ろ過水よりｐＨの高い洗浄水で分離膜を逆圧洗浄した際には、排水工程の後分離膜モジュールの一次側に洗浄廃液が残留することにより、その後に行うろ過工程の初期段階において被膜ろ過水を供給すると、残存した洗浄廃液により被膜ろ過水のｐＨが上昇し、除去対象成分の除去率が低下する場合がある。そこで、第１の洗浄水にて分離膜を逆圧洗浄する第１の逆圧洗浄ステップの後、ｐＨが被膜ろ過水と原理的に大きくは異ならない膜ろ過水を第２の洗浄水として分離膜を逆圧洗浄する第２の逆圧洗浄ステップを置くことにより、分離膜モジュールの１次側のｐＨを被膜ろ過水のｐＨと同程度まで低減することができ、その後に行うろ過工程の初期段階において供給した被膜ろ過水のｐＨの上昇を抑えることができ、除去対象成分（被ろ過物）の除去率を維持することが可能となる。
【００４４】  被膜ろ過水生成工程が凝集ステップの後に固液分離水を得る固液分離ステップを有する場合において、固液分離水にｐＨ調整薬品を注入すると共に上記式（ｉｖ）〜（ｖｉ）を満たすすように、各工程および／またはステップでのｐＨを設定すると、分離膜モジュールへの汚泥負荷が低減でき、分離膜モジュールの運転をさらに安定化させることができるため好ましい。
【００４５】  被膜ろ過水生成工程の凝集ステップにおいて低ｐＨにて凝集し固液分離設備にて除去しきれなかった凝集フロックも量は少ないものの長期には分離膜モジュールへ蓄積が生じるため、同様に逆洗工程にて第１の逆圧洗浄ステップを行うことで、凝集フロックを取り除く必要があるが、固液分離水に第３のｐＨ調整薬品を注入して前処理水よりもｐＨが１．０以上高い固液分離水を生成させて、分離膜モジュールにて膜ろ過することで、分離膜モジュールの運転をさらに安定化させることが可能となる。これは、正電荷が過剰であった凝集フロックが、ｐＨが高くなることで電荷が中性付近に移行し、分離膜への付着が小さくなるためである。固液分離水に第３のｐＨ調整薬品を注入した被膜ろ過水のｐＨと前処理水のｐＨの差が１．０より小さい場合、凝集フロックの分離膜からの取り除き性向上効果が小さいため、固液分離水に第３のｐＨ調整薬品を注入した被膜ろ過水のｐＨを前処理水のｐＨより１．０以上高く調整することが好ましい。一方、固液分離水に第３のｐＨ調整薬品を注入した被膜ろ過水のｐＨを高めていくと、凝集フロックに取り込まれていた除去対象成分（被ろ過物）が凝集フロックから離脱し始め、除去対象成分の除去率が低下していく傾向にある。そして、固液分離水に第３のｐＨ調整薬品を注入した被膜ろ過水のｐＨを７．５より高くすると凝集フロックから離脱する割合が高くなるため、固液分離水に第３のｐＨ調整薬品を注入した被膜ろ過水のｐＨは７．５以下とすることで、凝集フロックから除去対象成分が離脱する割合を低減することができる。より好ましくは、固液分離水に第３のｐＨ調整薬品を注入した被膜ろ過水のｐＨを７．０以下とすることで、さらに凝集フロックから離脱する割合を低減し除去対象成分の除去率を高めることができる。さらに、被膜ろ過水である固液分離水のｐＨよりｐＨが高い洗浄水で分離膜を逆圧洗浄することで、分離膜に付着した凝集フロックの剥離除去剥離性を向上させることができ、その結果差圧の上昇を抑制することができる。また、固液分離水に第３のｐＨ調整薬品を注入した被膜ろ過水と洗浄水とのｐＨの差が小さいと本発明の効果が小さくなるため、洗浄水のｐＨは固液分離水に第３のｐＨ調整薬品を注入した被膜ろ過水のｐＨよりも１．０以上高く調整することで本願発明において所望の効果が得ることができる。さらに本発明の効果を得る観点で、２．０以上高く設定することが好ましい。
【００４６】  これらの理由により、固液分離水に第３のｐＨ調整薬品を注入した被膜ろ過水のｐＨは下式（ｉｖ）〜（ｖｉ）を満たすよう調整されることが好ましい。
【００４７】      前処理水のｐＨ≦被膜ろ過水のｐＨ≦洗浄水のｐＨ  ・・・（ｉｖ）      被膜ろ過水のｐＨ−被膜ろ過水のｐＨ≧１．０      ・・・（ｖ）      被膜ろ過水のｐＨ≦７．５                        ・・・（ｖｉ）  第３のｐＨ調整薬品はアルカリが好適であり、苛性ソーダや水酸化カリウム、炭酸水素ナトリウムといった無機アルカリを用いることができるが、これらに限られるものではなく、被膜ろ過水のｐＨを高めるものであれば、中性付近の薬品や、さらには次亜塩素酸ナトリウムといった酸化剤系の薬品やアニオン性高分子凝集剤といった薬品も使用することができる。
【００４８】  以下、本発明の造水方法の具体的な実施態様について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明の範囲がこれらに限られるものではない。
【００４９】  図１は本発明の造水方法に係る設備の構成の一実施態様を示すフロー図である。この実施態様では、被膜ろ過水生成工程の凝集ステップは、被処理水を分離膜モジュール３０に供給する供給水配管５０に第１のｐＨ調整薬品を注入し、第１のｐＨ調整水を生成させる第１のｐＨ調整設備１０と、第１のｐＨ調整水にカチオン系凝集剤を注入するカチオン系凝集剤注入設備２０とから構成された設備が用いられ、前記式（ｉ）を満たす前処理水が生成され、これが被膜ろ過水として供される。なおカチオン系凝集剤注入設備２０において凝集フロックを形成させる方法には特に制限はなく、凝集剤混和槽を設け急速攪拌させても良いし、混和槽の後段に凝集フロック形成槽を設け、緩速攪拌を行い、凝集フロックを形成させてもよい。さらには配管中に凝集剤を注入し、スタティックミキサーといったインラインミキサーを用いて攪拌してもよい。
【００５０】  ろ過工程は膜ろ過水を生成する分離膜モジュール３０で構成された設備が用いられ、被膜ろ過水生成工程で生成された前処理水を被膜ろ過水として膜ろ過し、膜ろ過水を生成し、膜ろ過水は膜ろ過水槽４０に貯留される。分離膜モジュール３０で構成された設備は、少なくとも２本以上の分離膜モジュール３０が並列に備えられているものが好ましい。
【００５１】  本発明において用いられる分離膜の材質についても特に制限はなく、有機素材や無機素材を用いることができる。有機素材を使用する場合、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルフルオライド、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、およびクロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、酢酸セルロース等が使用でき、無機素材を使用する場合はセラミック等が使用できる。また、ｐＨ４．０〜９．０域にて分離膜表面の電荷が負に帯電している分離膜に対して、本発明における運転方法の効果が顕著に得られる。
【００５２】  また、分離膜の形状についても、特に制限はなく、中空糸型や、平膜型、スパイラル型、チューブラ型の分離膜を用いることができる。さらに、これらの分離膜は膜モジュールとして成型されることが好ましく、目的に応じて加圧型、浸漬型の分離膜モジュールを適宜選択することができる。凝集フロックの分離膜モジュールの外への排出性の観点からは浸漬型の分離膜モジュールを用いることが好適である。
【００５３】  かかる分離膜モジュール３０では、通常一定流量もしくは一定圧力で所定時間、被膜ろ過水をろ過する。
【００５４】  逆圧洗浄工程において第１の逆圧洗浄ステップでは、膜ろ過水槽４０に貯留された膜ろ過水に第２のｐＨ調整薬品を注入し洗浄水を生成する第２のｐＨ調整設備１１で構成された設備と、これにより前記式（ｉｉ）および（ｉｉｉ）を満たす様に調製された第１の洗浄水を逆圧洗浄水配管５１を通じて送液する逆圧洗浄ポンプ７０とから構成された設備が用いられ、これらにより分離膜モジュール３０の二次側から一次側に逆圧洗浄させ、分離膜を洗浄する。排水工程では、分離膜モジュール３０から逆圧洗浄工程での洗浄に用いた水を排水配管５２を通じて排水する。
【００５５】  図１の実施態様は、逆圧洗浄工程は、第１の逆圧洗浄ステップのみを有する例であるが、第１の逆圧洗浄ステップの後、ｐＨが被膜ろ過水と原理的に大きくは異ならない（すなわち第２のｐＨ調整薬品を添加しない）膜ろ過水を第２の洗浄水として分離膜モジュール３０を逆圧洗浄する第２の逆圧洗浄ステップを置くことが好ましく、かかる場合、第２の逆圧洗浄する設備の構成に特に制限はなく、図２に示した様に、第２のｐＨ調整薬品を膜ろ過水に添加する第２のｐＨ調整設備１１を逆圧洗浄水配管５１中に設置するとともに、その後段に図示していない第２のｐＨ調整薬品と膜ろ過水を攪拌する第２の攪拌設備を備え、第２のｐＨ調整設備１１の動作／非動作により、第１の逆圧洗浄ステップと第２の逆圧洗浄ステップとを切り替えることができる。また、図３に示した様に、膜ろ過水槽４０とは別に、ｐＨ調整水槽４１を設け、ｐＨ調整水槽４１に第２のｐＨ調整薬品を注入する第２のｐＨ調整設備１１を備えた構成としてもよい。かかる構成の場合、ｐＨ調整水槽４１よりｐＨを調整した第１の洗浄水を供給して分離膜モジュール３０を逆圧洗浄した後、膜ろ過水槽４０から膜ろ過水を第２の洗浄水として供給し分離膜モジュール３０を逆圧洗浄することができる。
【００５６】  また分離膜モジュール３０を第１の洗浄水にて逆圧洗浄した後、分離膜モジュールの一次側の水を分離膜モジュール外に排出した後、第２の洗浄水を用いて分離膜モジュール３０を逆圧洗浄することも好ましい。一旦分離膜モジュールの一次側の水を排出することで、ｐＨ上昇をさらに抑制することができる。
【００５７】  逆圧洗浄工程において、第１の逆圧洗浄ステップおよび／または第２の逆圧洗浄ステップの際、分離膜モジュールの一次側に気体を導入する空気洗浄を同時に行う場合、図４に示した様に分離膜モジュール３０の一次側に圧縮空気を供給する圧縮空気導入設備８０を備える設備の構成を採ればよい。圧縮空気導入設備８０は、特に制限はなく、ブロアやコンプレッサー等を適用できる。このような設備の構成とすることにより、分離膜モジュール３０を第１の洗浄水または第２の洗浄水を用いて逆圧洗浄すると同時に圧縮空気導入設備８０より空気を供給して空気洗浄を行ういわゆる空逆同時洗浄を実施することができるため好ましい。第１の逆圧洗浄ステップが終わったあとに分離膜モジュールの一次側に圧縮空気を供給して空気洗浄するいわゆる空逆順次洗浄では、空気洗浄により分離膜から剥離した凝集フロック等が再度分離膜に付着し、分離膜モジュールの外へ排出されずに運転性を低下させる場合があるので、逆圧洗浄の際に同時に空気洗浄を行うことで、一旦分離膜から剥離した凝集フロック等の分離膜への再付着を防止でき、分離膜モジュールからの凝集フロック等の排出性を高めることができる。
【００５８】  なお、図４の設備の構成は、図１の設備に圧縮空気導入設備８０を追加した構成となっているが、図２や図３の設備の同様の位置に圧縮空気導入設備８０を追加した構成を採り、第２の逆圧洗浄ステップの際に同時に空気洗浄を行うことも、同様の効果が得られることから好ましい。
【００５９】  排水工程では、分離膜モジュール３０の一次側に残存する洗浄排水を排水配管５２により排出する。また、第１の洗浄水や第２の洗浄水を用いて逆圧洗浄した後に、分離膜モジュール３０の一次側の水面を低下させながら分離膜モジュール３０の一次側に圧縮空気を導入する空洗排水洗浄を用いることもできる。本手法を用いることで、一旦分離膜から除去した濁質や凝集フロックの分離膜への再付着を防止しながら排水することができる。
【００６０】  本発明においては、第１のｐＨ調整設備１０におけるｐＨ調整薬品の注入方法に特に制限はなく、所定濃度の第１のｐＨ調整薬品を一定の流量で注入しても良いし、第１のｐＨ調整設備１０の後段にｐＨ計を設け、ｐＨ計の指示値から第１のｐＨ調整薬品注入量を制御しても良い。好ましくは、カチオン系凝集剤を注入後に所定のｐＨとなるようｐＨ調整薬品を注入すると良い。凝集剤を注入するとｐＨが低下するため、カチオン系凝集剤注入設備２０の後段にｐＨ計を設け、該ｐＨ計の指示値が所定の値となるよう第１のｐＨ調整薬品注入量を制御する方法が好ましい。
【００６１】  逆圧洗浄工程の第１の逆圧洗浄ステップにおいて、膜ろ過水に第２のｐＨ調整薬品を添加することで前記式（ｉｉ）および（ｉｉｉ）を満たす洗浄水を調製する場合における第２のｐＨ調整薬品注入方法は、特に制限はなく、膜ろ過水槽４０内に攪拌しながら注入しても良いし、膜ろ過水槽４０と分離膜モジュール３０の二次側をつなぐ逆圧洗浄水配管５１に注入し、インラインミキサーにて攪拌しても良いし、逆圧洗浄ポンプ７０を用いて攪拌しても良い。さらには注入ポイントの後段にｐＨ計を設け、ｐＨ計の指示値に応じてｐＨ調整薬品注入量を制御しても良い。
【００６２】  次に図５では、固液分離設備６０にて前処理水を固液分離した固液分離水を被膜ろ過水として分離膜モジュール３０にてろ過している。固液分離には沈殿分離が一般的であるが特に限定はなく、凝集フロックを除去できる手法であれば砂ろ過、膜分離といった方法も用いることができる。
【００６３】  図６では、固液分離設備６０の後に第３のｐＨ調整設備１２を設けている。これにより、固液分離水に、第３のｐＨ調整薬品を注入して前処理水のｐＨよりも高いｐＨに調整することで、分離膜モジュール３０の運転をさらに安定化させることを可能としている。
【実施例】
【００６４】  ＜実施例１＞  下水二次処理水を被処理水として、図１に示したフロー図に示される装置を用いて造水を行った。第１のｐＨ調整設備１０では硫酸を用いて前処理水のｐＨが５．０となるよう調整し、カチオン系凝集剤注入設備２０では、カチオン系凝集剤としてポリ塩化アルミニウム（以下ＰＡＣ）を使用し、前処理水中のＰＡＣ濃度が５０ｍｇ／Ｌとなるよう供給水配管５０に注入した。ＰＡＣはラインミキサーを用いて混合した。前処理水は被膜ろ過水として分離膜モジュール３０にて膜ろ過され、膜ろ過水は分離膜モジュール３０の後段に備えられた膜ろ過水槽４０に貯留された。膜ろ過水槽４０は第２のｐＨ調整設備１１を備え、膜ろ過水槽４０のｐＨが６．０となるよう苛性ソーダを注入し、攪拌機で十分混和し洗浄水を生成している。この洗浄水を用いて分離膜モジュール３０の逆圧洗浄を実施した。【００６５】  分離膜モジュール３０に用いた分離膜は東レ（株）製ＨＦＵ−２００８であり、公称孔径が０．０１μｍのＰＶＤＦ製ＵＦ膜である。フラックスは２ｍ／ｄにて運転し、ろ過工程３０分、第１の逆圧洗浄ステップ１分と空気洗浄ステップ１分を含む逆圧洗浄工程（空逆順次洗浄）、排水工程４５秒、排水工程の後、４５秒かけて分離膜モジュール内への給水を行い再度ろ過工程に進めるサイクルで運転した。【００６６】  除去対象成分としてはウイルスを想定し、下水再生水の農業用水用途の要求水質として設定したウイルス除去率５．２ｌｏｇ以上を達成できるか否かで、造水装置の除去性能を評価した。モデルウイルスとしては大腸菌ファージの一種であるＭＳ２を用い、被処理水に１０５〜１０７ＰＦＵ／ｍＬとなるよう添加し、除去率を算出した。なおＭＳ２濃度の測定には、ＩＳＯ  １０７０５−１：１９９７に記載の方法を用いて測定し、ウイルス除去率の算出には式（ｖｉｉ）を用いた。【００６７】  除去率＝ｌｏｇ｛（被処理水中ＭＳ２濃度）／（膜ろ過水中ＭＳ２濃度）                                                  ・・・式（ｖｉｉ）  上記の条件にて連続運転を実施し、図７に示した実線から得られるΔＡ値とその上昇度、点線から得られるΔＢ値ならびに給水工程後の分離膜モジュールの内部のｐＨと除去対象成分の除去率を測定し、結果を表１に示した。【００６８】  なお、図７に示す実線は、膜間差圧の各時点における実測値であり、点線は洗浄での回復した点に対して、最小二乗法で近似した線であり、ΔＡは１サイクルでの膜間差圧上昇速度（ｋＰａ／ｍｉｎ）を、ΔＢ（ｋＰａ／ｄ）は洗浄での回復点での膜間差圧上昇速度を示しており、何れも値が小さいほど運転が安定していることを示すものである。【００６９】  ＜実施例２＞  洗浄水のｐＨを７．０に調整したことを除いて、実施例１に記載した方法と同等の条件で連続運転を実施し、ΔＡ値とその上昇度、ΔＢ値ならびに給水工程後の分離膜モジュールの内部のｐＨと除去対象成分の除去率を測定し、結果を表１に示した。【００７０】  ＜実施例３＞  洗浄水のｐＨを８．０に調整したことを除いて、実施例１に記載した方法と同等の条件で連続運転を実施し、ΔＡ値とその上昇度、ΔＢ値ならびに給水工程後の分離膜モジュールの内部のｐＨと除去対象成分の除去率を測定し、結果を表１に示した。【���０７１】  ＜比較例１＞  洗浄水のｐＨを５．０に調整したことを除いて、実施例１に記載した方法と同等の条件で連続運転を実施し、ΔＡ値とその上昇度、ΔＢ値ならびに給水工程後の分離膜モジュールの内部のｐＨと除去対象成分の除去率を測定し、結果を表１に示した。【００７２】  ＜比較例２＞  洗浄水のｐＨを９．５に調整したことを除いて、実施例１に記載した方法と同等の条件で連続運転を実施し、ΔＡ値とその上昇度、ΔＢ値ならびに給水工程後の分離膜モジュールの内部のｐＨと除去対象成分の除去率を測定し、結果を表１に示した。【００７３】
【表１】
2014034845.tif 000003
【００７４】  表１に示したように、洗浄水が５．０の場合では特にΔＡの上昇度ならびにΔＢが大きいのに対し、洗浄水を、被膜ろ過水のｐＨより高くすることで、ΔＡの上昇度ならびにΔＢを低減することができた。この傾向は洗浄水のｐＨが６．０以上の際に顕著な効果が現れた。一方、洗浄水のｐＨが９．０以上となると、除去対象成分の除去率が一時低下し始める傾向が現れ始めた。【００７５】  ＜実施例４＞  下水二次処理水を被処理水として、図２に示したフロー図と同等の造水装置を用いて造水を行った。第１のｐＨ調整設備１０では硫酸を用いて前処理水のｐＨが５．０となるよう調整し、カチオン系凝集剤注入設備２０では、カチオン系凝集剤としてＰＡＣを使用し、前処理水中のＰＡＣ濃度が５０ｍｇ／Ｌとなるよう供給水配管５０に注入した。ＰＡＣはラインミキサーを用いて混合した。前処理水は被膜ろ過水として分離膜モジュール３０にて膜ろ過され、膜ろ過水は分離膜モジュールの後段に備えられた膜ろ過水槽４０に貯留された。第２のｐＨ調整設備１１は逆圧洗浄水配管５１に備え付けられており、洗浄水のｐＨが９．０となるよう苛性ソーダを注入した。攪拌にはラインミキサーを用いた。【００７６】  分離膜モジュール３０に用いた分離膜は東レ（株）製ＨＦＵ−２００８であり、公称孔径が０．０１μｍのＰＶＤＦ製ＵＦ膜である。フラックスは２ｍ／ｄにて運転し、逆圧洗浄工程を、第１の洗浄水を用いた第１の逆圧洗浄ステップ１分、膜ろ過水を第２の洗浄水として用いた第２の逆圧洗浄ステップ１分とした他は実施例１と同様のサイクルで運転した。【００７７】  目標除去率の達成可否の判断は、上記の実施例１と同様に行った。【００７８】  上記の条件にて連続運転を実施し、図７に示した実線から得られるΔＡ値とその上昇度、点線から得られるΔＢ値ならびに給水を行った後の分離膜モジュールの内部のｐＨと除去対象成分の除去率を測定し、結果を表２に示した。【００７９】  ＜実施例５＞  第１の逆圧洗浄ステップと第２逆圧洗浄ステップとの間に排水を実施したことを除いて、実施例６に記載した条件と同等の条件にて連続運転を実施し、ΔＡ値とその上昇度、ΔＢ値ならびに給水工程後の分離膜モジュールの内部のｐＨと除去対象成分の除去率を測定し、結果を表２に示した。【００８０】
【表２】
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【００８１】  表２に示したように、第１の洗浄水を用いた第１の逆圧洗浄ステップの後に第２のｐＨ調整薬品を含まない膜ろ過水を用いた第２の逆圧洗浄ステップを実施することで、第２の逆圧洗浄ステップを行わず、ｐＨ＝８での第１の逆圧洗浄ステップを行った実施例３よりも、給水後の分離膜モジュールの内部のｐＨの上昇を抑えることができ、除去対象成分の除去率変動を避けることが可能となった。さらには、第１の逆圧洗浄ステップと第２の逆圧洗浄ステップの間に排水を実施することでさらに分離膜モジュールの内部のｐＨ上昇をさらに抑制することができた。【００８２】  ＜実施例６＞  下水二次処理水を被処理水として、図４に示したフロー図と同等の造水装置を用いて造水を行った。第１のｐＨ調整設備１０では硫酸を用いて前処理水のｐＨが５．０となるよう調整し、カチオン系凝集剤注入設備２０では、カチオン系凝集剤として以下ＰＡＣを使用し、前処理水中のＰＡＣ濃度が５０ｍｇ／Ｌとなるよう供給水配管５０に注入した。ＰＡＣはラインミキサーを用いて混合した。前処理水は被膜ろ過水として分離膜モジュール３０にて膜ろ過され、膜ろ過水は分離膜モジュールの後段に備えられた膜ろ過水槽４０に貯留された。膜ろ過水槽４０には第２のｐＨ調整設備１１を備え、膜ろ過水槽のｐＨが８．０となるよう苛性ソーダを注入し、攪拌機で十分混和し第１の洗浄水を生成しした。この第１の洗浄水を用いて第１の逆圧洗浄ステップとして、分離膜モジュール３０の逆圧洗浄と同時に、排水配管５２に設置したコンプレッサーより圧縮空気を分離膜モジュール３０の一次側に供給する空逆同時洗浄を実施した。【００８３】  分離膜モジュール３０に用いた分離膜は東レ（株）製ＨＦＵ−２００８であり、公称孔径が０．０１μｍのＰＶＤＦ製ＵＦ膜である。フラックスは２ｍ／ｄにて運転し、ろ過工程３０分、逆圧洗浄工程として第１の逆圧洗浄ステップ１分（空逆同時洗浄）、排水工程４５秒、排水工程の後、４５秒かけて分離膜モジュール内への給水を行い再度ろ過工程に進めるサイクルで運転した。【００８４】  目標除去率の達成可否の判断は、上記の実施例１と同様に行った。【００８５】  上記の条件にて連続運転を実施し、図７に示したΔＡ値とその上昇度、ΔＢ値ならびに給水工程後の分離膜モジュールの内部のｐＨと除去対象成分の除去率を測定し、結果を表３に示した。【００８６】
【表３】
2014034845.tif 000005
【００８７】  表３に示したように、逆圧洗浄工程で第１の逆圧洗浄ステップとして空逆同時洗浄を行うことでΔＡの上昇度ならびにΔＢを低減することができ、運転の安定性が向上した。【００８８】  ＜実施例７＞  下水二次処理水を被処理水として、図５に示したフロー図と同等の造水装置を用いて造水を行った。第１のｐＨ調整設備１０では硫酸を用いて前処理水のｐＨが５．０となるよう調整し、カチオン系凝集剤注入設備２０では、カチオン系凝集剤としてＰＡＣを使用し、前処理水中のＰＡＣ濃度が５０ｍｇ／Ｌとなるよう供給水配管５０に注入した。ＰＡＣはラインミキサーを用いて混合した。前処理水は固液分離設備６０にて沈殿分離され、沈殿上清を固液分離水とし、これを被膜ろ過水として分離膜モジュール３０にて膜ろ過し、膜ろ過水は分離膜モジュールの後段に備えられた膜ろ過水槽４０に貯留された。膜ろ過水槽４０には第２のｐＨ調整設備１１を備え、膜ろ過水槽４０のｐＨが８．０となるよう苛性ソーダを注入し、攪拌機で十分混和し第１の洗浄水を生成した。この第１の洗浄水を用いて分離膜モジュール３０の逆圧洗浄を実施した。逆圧洗浄後、排水配管５２に設置したコンプレッサーより圧縮空気を分離膜モジュールの一次側に供給する空気洗浄を行い、その後分離膜モジュールの一次側の水を排水した。【００８９】  分離膜モジュール３０に用いた分離膜は東レ（株）製ＨＦＵ−２００８であり、公称孔径が０．０１μｍのＰＶＤＦ製ＵＦ膜である。フラックスは２ｍ／ｄにて運転し、ろ過工程３０分、逆圧洗浄工程として第１の逆圧洗浄ステップ１分、空気洗浄１分（空逆順次洗浄）、排水工程４５秒（空洗排水）、排水工程の後、給水４５秒かけて分離膜モジュール内への給水を行い再度ろ過工程に進めるサイクルで運転した。【００９０】  目標除去率の達成可否の判断は、上記の実施例１と同様に行った。【００９１】  上記の条件にて連続運転を実施し、図７に示したΔＡ値とその上昇度、ΔＢ値ならびに給水工程後の分離膜モジュールの内部のｐＨと除去対象成分の除去率を測定し、結果を表４に示した。【００９２】  ＜実施例８＞  下水二次処理水を被処理水として、図６に示したフロー図と同等の造水装置を用いて造水を行った。図６では第３のｐＨ調整設備１２より苛性ソーダを注入して、沈殿上清のｐＨが６．０となるように調整した。それ以外は実施例７に記載した条件と同等の条件にて連続運転を実施し、ΔＡ値とその上昇度、ΔＢ値ならびに給水工程後の分離膜モジュールの内部のｐＨと除去対象成分の除去率を測定し、結果を表４に示した。【００９３】  ＜実施例９＞  沈殿上清のｐＨが７．０となるように調整した以外は実施例８に記載した条件と同等の条件にて連続運転を実施し、ΔＡ値とその上昇度、ΔＢ値ならびに給水工程後の分離膜モジュールの内部のｐＨと除去対象成分の除去率を測定し、結果を表４に示した。【００９４】  ＜比較例３＞  沈殿上清のｐＨが８．０となるように調整した以外は実施例８に記載した条件と同等の条件にて連続運転を実施し、ΔＡ値とその上昇度、ΔＢ値ならびに給水工程後の分離膜モジュールの内部のｐＨと除去対象成分の除去率を測定し、結果を表４に示した。【００９５】
【表４】
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【００９６】  表４に示したように、前処理水を沈殿分離することで、ウイルス除去率を維持したまま運転性を大幅に改善することができた。固液分離水のｐＨを適切に制御することで、ウイルス除去率を維持したまま、さらに運転性を改善することができた。一方、固液分離水のｐＨを高め過ぎた場合には、ウイルス除去率が低下し、目標除去率未達成となった。
【産業上の利用可能性】
【００９７】  本発明は、分離膜モジュールを使用して河川水や下水を処理し、清澄な水を得る浄水設備や下廃水処理設備に適用することができる。さらには分離膜モジュールの前段で凝集処理を使用している浄水設備や下廃水処理設備に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００９８】Ａ：  被処理水１０：第１のｐＨ調整設備１１：第２のｐＨ調整設備１２：第３のｐＨ調整設備２０：カチオン系凝集剤注入設備３０：分離膜モジュール４０：膜ろ過水槽４１：ｐＨ調整水槽５０：供給水配管５１：逆圧洗浄水配管５２：排水配管６０：固液分離設備７０：逆圧洗浄ポンプ８０：圧縮空気導入設備
【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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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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