(57)【要約】【課題】有機性排水を生物処理した生物処理水を第１半透膜でろ過し、その濃縮水を海水に混合して第２半透膜でろ過する造水システムにおいて、第２半透膜の薬品洗浄回数や交換頻度を少なくする。【解決手段】本発明は、有機性排水を生物処理した生物処理水を第１半透膜８でろ過することによりろ過水と濃縮水とに分離する第１半透膜装置９と、第１半透膜装置９の濃縮水を海水に混合して第２半透膜１４でろ過する第２半透膜装置１３とを備える造水システム１において、第１半透膜８は水処理微生物の付着し易さが第２半透膜１４と同じか又は第２半透膜１４よりも水処理微生物が付着し易い。
2013058063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性排水を生物処理した生物処理水を第１半透膜でろ過水と濃縮水とに分離する第１半透膜装置と、該第１半透膜装置の濃縮水を海水に混合して第２半透膜でろ過する第２半透膜装置とを備える造水システムにおいて、該第１半透膜装置および該第２半透膜装置は、それぞれ１以上の半透膜エレメントを収容しており、該第１半透膜装置に用いる半透膜エレメントは、微生物の付着し易さが該第２半透膜エレメントと同程度かまたは該第２半透膜エレメントよりも大きいことを特徴とする造水システム。
【請求項２】
有機性排水を生物処理した生物処理水を第１半透膜でろ過水と濃縮水とに分離する第１半透膜装置と、該第１半透膜装置の濃縮水を海水に混合して第２半透膜でろ過する第２半透膜装置とを備える造水システムにおいて、該第１半透膜は、微生物の付着し易さが該第２半透膜と同程度かまたは該第２半透膜よりも大きいことを特徴とする造水システム。
【請求項３】
前記生物処理水に殺菌剤を間欠的に注入することを特徴とする請求項１または２に記載の造水システム。
【請求項４】
前記第１半透膜装置の濃縮水と海水との混合水に殺菌剤を注入することを特徴とする請求項１または２に記載の造水システム。
【請求項５】
前記殺菌剤が、遊離塩素系殺菌剤、結合塩素系殺菌剤、臭素系殺菌剤、酸、アルカリから選ばれる少なくとも１以上の殺菌剤であることを特徴とする請求項３に記載の造水システム。
【請求項６】
前記生物処理水に殺菌剤を注入し、前記第１半透膜装置の濃縮水と海水との混合水に殺菌剤を注入するとともに、該生物処理水に注入する殺菌剤に対し、該混合水に注入する殺菌剤の注入頻度、注入量、または注入濃度が大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の造水システム。
【請求項７】
前記殺菌剤注入時に、前記第１半透膜装置の濃縮水の少なくとも一部を、前記第２半透膜装置に供給するための海水に混合しないこと、または、該濃縮水と海水との混合水の少なくとも一部を前記第２半透膜に供給しないことを特徴とする請求項３に記載の造水システム。
【請求項８】
前記第１半透膜および前記第２半透膜の少なくとも一方が、ポリアミドまたは三酢酸セルロースを成分として含んだ半透膜であり、かつ、前記微生物が疎水性微生物であることを特徴とする請求項１または２に記載の造水システム。
【請求項９】
前記第１半透膜が、三酢酸セルロースを成分として含んだ半透膜であることを特徴とする請求項８に記載の造水システム。
【請求項１０】
前記疎水性微生物が、Ｍｙｃｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ属細菌であることを特徴とする請求項８に記載の造水システム。
【請求項１１】
前記微生物の付着し易さが、一定数の微生物を前記第１半透膜、前記第２半透膜、前記第１半透膜エレメントあるいは前記第２半透膜エレメントに接触させたときに、それぞれ該第１半透膜、該第２半透膜、該第１半透膜エレメントあるいは該第２半透膜エレメントに付着する微生物数（Ｂ）の前記一定数の微生物数（Ｆ）に対する割合であるＢ／Ｆ比の大きさであることを特徴とする請求項１または２に記載の造水システム。
【請求項１２】
前記第１半透膜エレメントのＢ／Ｆ比が、前記第２半透膜エレメントのＢ／Ｆ比の２倍以上であること、あるいは、前記第１半透膜のＢ／Ｆ比が、前記第２半透膜のＢ／Ｆ比の２倍以上であることを特徴とする請求項１１に記載の造水システム。
【請求項１３】
前記第１半透膜装置の濃縮水中の微生物を該濃縮水から分離する微生物トラップ用フィルターを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の造水システム。
【請求項１４】
前記第１半透膜装置の濃縮水を海水に混合した後であって、前記第２半透膜でろ過する前に、前記第１半透膜装置の濃縮水と海水との混合水を限外ろ過する限外ろ過装置を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の造水システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、造水システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、有機性排水を生物処理した生物処理水を第１半透膜によりろ過し、その濃縮水を海水に混合して第２半透膜でろ過することで、海水の浸透圧を下げ第２半透膜処理に必要なポンプ動力を低減可能とする造水システムが開示されている。
この種の造水システムにおいて、第１半透膜及び第２半透膜では、半透膜装置圧損が所定値に達すると各半透膜（逆浸透膜）を薬品洗浄して付着した水処理微生物を除去していた。尚、半透膜装置圧損とは、半透膜装置における流入水圧力から濃縮水圧力を引き算した値をいう。【０００３】
また、薬品洗浄した場合でも、薬品洗浄を複数回繰り返すと薬品洗浄後の運転開始時における半透膜装置圧損が次第に高まるので、半透膜の交換が必要になる。かかる半透膜の交換は、例えば、初期半透膜装置圧損の３倍程度で実施するなどと決められている。【０００４】
一方、近年、水処理微生物を付着し難くした低バイオファウリング半透膜が開発されており、海水と比して有機物を多く含み、微生物が繁殖し易い生物処理水を処理する第１半透膜（下水系水処理装置の半透膜）には低バイオファウリング半透膜（例えば、東レ株式会社製の型番ＴＭＬ２０）が使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許４４８１３４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、かかる低バイオファウリング半透膜を第１半透膜に使用すると、第１半透膜装置の濃縮水に含まれる水処理微生物が多くなり、第２半透膜（海水系水処理装置の半透膜）の洗浄回数や交換頻度が多くなるという問題があった。【０００７】
例えば、低バイオファウリング半透膜を第１半透膜装置に使用した場合、図３に示すように、第１半透膜装置及び第２半透膜装置では、第１半透膜及び第２半透膜の薬品洗浄は、矢印Ａで示すように、３ヶ月毎に行っていた。尚、図３において矢印Ａは、薬品洗浄後による半透膜装置圧損の低下を示している。【０００８】
このような高頻度の薬品洗浄は、前述の通り膜交換頻度を増加することとなり、コスト増の要因となる。また、それを抑制するために、第１半透膜および第２半透膜に過剰な殺菌剤投与などが必要となり、非効率的であった。【０００９】
本発明は、システム全体として半透膜の薬品洗浄頻度や膜交換頻度を低減させ、経済的にも効率的な造水システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、有機性排水を生物処理した生物処理水を第１半透膜でろ過水と濃縮水とに分離する第１半透膜装置と、該第１半透膜装置の濃縮水を海水に混合して第２半透膜でろ過する第２半透膜装置とを備える造水システムにおいて、該第１半透膜装置および該第２半透膜装置は、それぞれ１以上の半透膜エレメントを収容しており、該第１半透膜装置に用いる半透膜エレメントは、微生物の付着し易さが該第２半透膜エレメントと同程度かまたは該第２半透膜エレメントよりも大きいことを特徴とする。【００１１】
第２の発明は、有機性排水を生物処理した生物処理水を第１半透膜でろ過水と濃縮水とに分離する第１半透膜装置と、該第１半透膜装置の濃縮水を海水に混合して第２半透膜でろ過する第２半透膜装置とを備える造水システムにおいて、該第１半透膜は、微生物の付着し易さが該第２半透膜と同程度かまたは該第２半透膜よりも大きいことを特徴とする。【００１２】
第１または第２の発明において、前記生物処理水に殺菌剤を間欠的に注入すること、あるいは、前記第１半透膜装置の濃縮水と海水との混合水に殺菌剤を注入することが望ましい。また、前記生物処理水に殺菌剤を注入し、前記第１半透膜装置の濃縮水と海水との混合水に殺菌剤を注入するとともに、該生物処理水に注入する殺菌剤に対し、該混合水に注入する殺菌剤の注入頻度、注入量、または注入濃度が大きいことがさらに望ましい。【００１３】
更に、前記殺菌剤が、遊離塩素系殺菌剤、結合塩素系殺菌剤、臭素系殺菌剤、酸、アルカリから選ばれる少なくとも１以上の殺菌剤であることが望ましい。【００１４】
殺菌剤を注入する場合には、前記殺菌剤注入時に、前記第１半透膜装置の濃縮水の少なくとも一部を、前記第２半透膜装置に供給するための海水に混合しないこと、または、該濃縮水と海水との混合水の少なくとも一部を前記第２半透膜に供給しないことが望ましい。【００１５】
第１または第２の発明において、前記第１半透膜および前記第２半透膜の少なくとも一方が、ポリアミドまたは三酢酸セルロースを成分として含んだ半透膜であり、かつ、前記微生物が疎水性微生物であることが望ましい。【００１６】
更に、前記第１半透膜が、三酢酸セルロースを成分として含んだ半透膜であることが望ましい。また、前記疎水性微生物が、Ｍｙｃｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ属細菌であることが望ましい。【００１７】
第１または第２の発明において、前記微生物の付着し易さが、一定数の微生物を前記第１半透膜、前記第２半透膜、前記第１半透膜エレメントあるいは前記第２半透膜エレメントに接触させたときに、それぞれ該第１半透膜、該第２半透膜、該第１半透膜エレメントあるいは該第２半透膜エレメントに付着する微生物数（Ｂ）の前記一定数の微生物数（Ｆ）に対する割合であるＢ／Ｆ比の大きさであることが望ましい。【００１８】
更に、前記第１半透膜エレメントのＢ／Ｆ比が、前記第２半透膜エレメントのＢ／Ｆ比の２倍以上であること、あるいは、前記第１半透膜のＢ／Ｆ比が、前記第２半透膜のＢ／Ｆ比の２倍以上であることが望ましい。【００１９】
第１または第２の発明において、前記第１半透膜装置の濃縮水中の微生物を該濃縮水から分離する微生物トラップ用フィルターを備えることが望ましい。また、前記第１半透膜装置の濃縮水を海水に混合した後であって、前記第２半透膜でろ過する前に、前記第１半透膜装置の濃縮水と海水との混合水を限外ろ過する限外ろ過装置を備えることが望ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、システム全体として半透膜の薬品洗浄頻度や膜交換頻度を低減させ、経済的にも効率的なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態にかかる造水システムの概略的構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる造水システムにおける各半透膜の洗浄時期を示すグラフである。
【図３】造水システムにおける各半透膜の洗浄時期を示す比較例である。
【図４】代表的な半透膜エレメント（スパイラル型）の構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。図１に示すように、本実施の形態にかかる造水システム１は、下水処理部３と海水処理部５とを備えている。下水処理部３は、有機性排水である下水を原水として処理するものであり、膜分離活性汚泥（ＭＢＲ）槽７と、第１半透膜８を有する第１半透膜装置９とを備えており、第１半透膜装置９には第１ポンプ２１で流入水を圧送している。また、膜分離活性汚泥槽７と第１半透膜装置９との間には、殺菌剤注入部１２と還元剤注入部１５が設けてあり、膜分離活性汚泥槽７の処理水に殺菌剤注入部１２で殺菌剤を注入した後、還元剤注入部１５により還元剤を注入して殺菌剤を還元している。殺菌剤は次亜塩素酸であり、還元剤は重亜硫酸ソーダであり、次亜塩素酸を重亜硫酸ソーダで還元し、有効塩素をなくしてから第１半透膜装置９に送水している。
尚、殺菌剤は、次亜塩素酸などの遊離塩素系殺菌剤、クロラミンなどの結合塩素系殺菌剤、ＤＢＮＰＡ（２，２−ジブロモ−３−ニトリロプロピオンアミド）などの臭素系殺菌剤、硫酸などの酸、ＮａＯＨなどのアルカリから選ばれる少なくとも１以上の殺菌剤が好ましい。また、結合塩素系殺菌剤、臭素系殺菌剤、酸、アルカリから選ばれる少なくとも１以上の殺菌剤を使用する場合は、殺菌剤注入後の処理水をそのまま第１半透膜装置９に供給しても第１半透膜８を損傷しないので、前記還元剤を注入せずに供給することがさらに好ましい。
【００２３】
海水処理部５には、限外ろ過膜（ＵＦ膜）を有する限外ろ過装置１１と、第２半透膜１４を有する第２半透膜装置１３とが設けられており、海水はポンプ２２により限外ろ過装置１１に圧送されている。また、第２半透膜装置１３には第１ポンプ２１よりも高圧のポンプ２３で該限外ろ過装置１１の処理水を圧送している。
【００２４】
次に、本実施の形態にかかる造水システムの運転及び作用について説明する。
膜分離活性汚泥槽７では、供給された原水を活性汚泥に接触させた後、膜分離部でろ過して生物処理水を活性汚泥から分離し、生物処理水を後段の第１半透膜装置９に供給する。ここにおいて、膜分離活性汚泥槽７は、生物処理による有機物分解と、膜などによる固液分離機能を有し、固形分が少ない生物処理水を得られる機能を有するものであれば、形態は特に限定しない。例えば、活性汚泥によって生物処理したのちに重力沈殿によって固液分離し、上澄水をＵＦ膜や精密濾過膜（ＭＦ膜）などによって処理しても良い。
【００２５】
第１半透膜装置９では、供給された生物処理水を第１半透膜８により処理して、濃縮水と透過水とに分離し、透過水を処理水として得る。第１半透膜装置９の濃縮水は、海水処理部５における限外ろ過装置１１の処理水に混合される。
【００２６】
一方、海水処理部５において、限外ろ過装置１１では、ＵＦ膜により海水を原水としてろ過する。ここでは、ＵＦ膜の替わりにＭＦ膜でもよく、さらには、限外ろ過装置１１を砂ろ過装置に置き換えてもよい。ろ過水は上述した第１半透膜装置９の濃縮水と混合した後、第２半透膜装置１３に供給する。ここにおいて、混合水に、前記第１半透膜と同様、遊離塩素系殺菌剤、結合塩素系殺菌剤、ＤＢＮＰＡなどの臭素系殺菌剤、酸、アルカリから選ばれる少なくとも１以上の殺菌剤を注入するのが好ましい。また、結合塩素系殺菌剤、臭素系殺菌剤、酸、アルカリから選ばれる少なくとも１以上の殺菌剤を使用する場合は、殺菌剤注入後の処理水をそのまま第２半透膜装置１３に供給しても第２半透膜１４を損傷しないので、前記還元剤を注入せずに供給することがさらに好ましい。
【００２７】
第２半透膜装置１３では、供給された混合水を第２半透膜１４で処理して、濃縮水と透過水に分離し、透過水を処理水として得る。
【００２８】
尚、膜分離活性汚泥槽７でろ過した処理水には、殺菌剤注入部１２により間欠的に殺菌剤を注入して殺菌処理する。
但し、殺菌剤注入部１２による殺菌剤注入時には、第１半透膜装置９の濃縮水は海水処理部５に混合させない方が好ましい。殺菌剤注入時には、第１半透膜装置９の濃縮水に微生物の死骸が多く含まれていると考えられ、それを海水処理部５に供給するのは好ましくないからである。
【００２９】
本実施の形態では、第１半透膜８は第２半透膜１４より微生物が付着し易い（または、付着し易さが同じ）半透膜を用いている。これにより、第１半透膜装置９の濃縮水に含まれる微生物が第１半透膜８に捕捉し易くなり、濃縮水中に含まれる微生物が低減する。したがって、第２半透膜装置１３に供給される混合水中の微生物が低減するから、第２半透膜１４への微生物の付着を低減し、第２半透膜１４の薬品洗浄回数及び交換頻度を少なくできる。
【００３０】
第１半透膜８及び第２半透膜１４は、逆浸透膜（ＲＯ膜）、ナノ濾過膜（ＮＦ膜）、ルーズＲＯ膜など脱塩能力を有するものであれば良く、中空糸膜、スパイラル膜、チューブラー膜等の各種の形式のものや、活性層、支持層及び基材からなる複合膜を用いることができる。
また、第１半透膜８及び第２半透膜１４としては、芳香族ポリアミド等のポリアミドまたは三酢酸セルロースを成分として含むものや、これらの成分から構成されるものを用いることができる。
【００３１】
特に、三酢酸セルロースを主成分とした半透膜は、殺菌効果が非常に強い殺菌剤であるとともに、ポリアミドを主成分とした半透膜に対して使用すると膜が損傷する可能性がある「遊離塩素系殺菌剤」を問題なく使用することができるため、当該殺菌剤を使用して膜の直接殺菌が可能であるという特徴を有している。
したがって、疎水性の微生物（遊離微生物）を敢えて付着し易く設計した第１半透膜８に三酢酸セルロースを成分として含むもの（または当該成分から構成されるもの）を適用した場合、膜に付着した微生物を非常に効果的に殺菌できる遊離塩素系殺菌剤を使用できるため、バイオファウリング抑制効果を高めることができる。
【００３２】
また、第１半透膜８及び第２半透膜１４は、一のエレメントで構成されるものでもよいし、複数のエレメントから構成されるものであってもよい。ここで、エレメントとは、半透膜を含み、半透膜の一方の面から原水を供給し、他方の面から透過水を得るものであり、各種形状からなる分離膜素子を多数束ねて膜面積を大きくし、単位エレメントあたりで多くの透過水を得ることができるように構成されている。
例えば、スパイラル型のエレメントは、図４のように、半透膜（分離膜４１）だけでなく、原水４２を分離膜４１表面へ供給する供給側流路材４３、および、分離膜４１から透過した透過水４４を中心管４５へと導くための透過側流路材４６が、透過水４４を集水・送液する中心管４５の周囲に巻き付けられた構造となっている。このスパイラル型のエレメントに原水４２を供給することにより、原水４２を透過水４４と濃縮水４７とに分離することができる。
【００３３】
上述した実施の形態にかかる造水システムにおいて、第１半透膜８として、１．６ＭＰａの低圧半透膜（東レ株式会社製の型番ＴＭ７２０：疎水性微生物の付着量のＢ／Ｆ比が０．１３）を用い、第２半透膜１４として、５．５ＭＰａの海水淡水化用高圧半透膜（東レ株式会社製の型番ＴＭ８２０：疎水性微生物の付着量のＢ／Ｆ比が０．１３）を用い、１年間運転をしたときの半透膜装置圧損の変動を図２のグラフに示す。
【００３４】
ここで、本発明では、半透膜に対する微生物の付着し易さを、次のような手順で測定したＢ／Ｆ比として表現する。
疎水性微生物であるＭｙｃｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ  ｓｔｒａｉｎ  ＢＴ１２−１００株をＲ２Ａ培地にて前培養した後、放射性同位体Ｎａ２３５ＳＯ４を含んだ滅菌済みＭＳ培地（蒸留水１Ｌあたり、１．０ｇマニトール、０．７５ｇＮａ２ＨＰＯ４、０．７５ｇＫ２ＨＰＯ４、１．０ｇＮＨ４Ｃｌ、０．０１ｇＭｇＳＯ４・７Ｈ２Ｏ、０．０１ｇＣａＣｌ２・２Ｈ２Ｏ、１ｍｇＦｅＳＯ４・７Ｈ２Ｏ、１ｍｇＺｎＳＯ４・７Ｈ２Ｏ、１ｍｇＭｎＳＯ４・４Ｈ２Ｏ）にて、回転振とう機（２００ｒｐｍ、２８℃）で７２時間培養する。遠心分離とウォッシング（上記ＭＳ培地からマニトールを除いた滅菌済みＭＳ緩衝液で）を２回行うことで、微生物を回収し、滅菌済みＭＳ緩衝液中に再懸濁させる。このとき、懸濁液中の微生物の濃度が５×１０９〜１０［Ｃｅｌｌ／ｍＬ］であることを、ＤＡＰＩ染色後の蛍光顕微鏡観察にてダイレクトカウンティングすることで確認する。上記濃度の範囲外ならば、再度遠心分離や滅菌済みＭＳ緩衝液を加えることで調整する。調整した微生物懸濁液（このときの菌体濃度をＣ０［Ｃｅｌｌ／ｍＬ］とする）中の放射性同位体壊変毎分（ＤＰＭ）［ＤＰＭ／ｍＬ］を液体シンチレーションカウンター（ＬＳＣ）にて計測する（このときのＤＰＭをＤＰＭ０［ＤＰＭ／ｍＬ］とする）。
半透膜のＢ／Ｆ比は以下の方法で決定する。まず、滅菌済みのスクリューキャップ付きプラスチックチューブの底部をカットし、カット面に評価対象とする半透膜を、膜機能層がプラスチックチューブ内部側となるように設置・固定する。このとき、プラスチックチューブ内部の膜面積をＡ［ｃｍ２］とする。プラスチックの内部、及び半透膜を滅菌済みの純水もしくはＲＯ透過水で、１０回以上洗浄する。このとき、膜の設置で洗浄水の漏洩がないことを確認する。容器内に一定量の滅菌済みＭＳ緩衝液を加え、さらに、上記にて調整した微生物懸濁液（ｖ［ｍＬ］）を、微生物濃度が１×１０８〜５×１０８［Ｃｅｌｌ／ｍＬ］となるように加える。このときの容器内液量をＶ１［ｍＬ］とする（このとき、ｖ／Ａ＝２．４〜２．５とする）。スクリューキャップで蓋をし、回転振とう機（２００ｒｐｍ、２８℃）で５時間培養する。その後、容器内液体を廃棄し、５．０ｍＬのＭＳ緩衝液で膜を２回リンスし、膜を取り出す。取り出した膜を所定量のＤＰＭ測定専用溶液Ｖ２［ｍＬ］に浸漬し、ＤＰＭを前述と同様にＬＳＣで計測する（このときのＤＰＭをＤＰＭ２［ＤＰＭ／ｍＬ］とする）。
ここで、下式に従って、Ｂ／Ｆ比（＝遊離微生物数Ｆ中で、膜に結合する微生物数Ｂの割合）を算出する。
Ｂ／Ｆ＝（ＤＰＭ２×Ｖ２）／（ＤＰＭ０×ｖ）
【００３５】
また、エレメントのＢ／Ｆ比は以下の方法で決定する。ＭＳ緩衝液に、微生物濃度が１×１０８〜５×１０８［Ｃｅｌｌ／ｍＬ］となるように上記の微生物懸濁液を加えることで、評価原水を調整し、ＤＰＭを前述と同様にＬＳＣで計測する（このときのＤＰＭをＤＰＭ０［ＤＰＭ／ｍＬ］とする）。該評価原水を、半透膜エレメントの１次側のみを（即ち膜を透過させず、膜に接触するように）０．４〜０．５ｍ／ｓの範囲の一定の線速度にて流水する（５時間、２５〜２８℃）。その後、原水中のＤＰＭを前述と同様にＬＳＣで計測する（このときのＤＰＭをＤＰＭ３［ＤＰＭ／ｍＬ］とする）。
ここで、下式に従って、Ｂ／Ｆ比を算出する。
Ｂ／Ｆ＝（ＤＰＭ０−ＤＰＭ３）／（ＤＰＭ０）
【００３６】
この図２のグラフでは、横軸に経過月、縦軸に半透膜装置圧損を取り、第１半透膜８及び第２半透膜１４の薬品洗浄回数を示したものである。
この図２のグラフから明らかなように、第１半透膜装置９及び第２半透膜装置１３では半透膜装置圧損が所定に達したところで、矢印Ａで示すように、各半透膜の薬品洗浄を行った。矢印Ａは、薬品洗浄後による半透膜装置圧損の低下を示している。
【００３７】
図３の比較例との比較から明らかなように、第２半透膜装置１３では従来３ヶ月弱毎に年５回の洗浄が必要であったが、本実施の形態では６ヶ月強毎に合計年２回の洗浄で済んだ。即ち、本実施の形態によれば、第２半透膜１４の洗浄回数を従来の半分以下にすることができ、これにより第２半透膜１４の交換回数も減らすことができた。
【００３８】
一方、第１半透膜装置９では２ヶ月毎に洗浄が必要になり、年６回の洗浄を必要として従来よりも洗浄回数が増えたが、造水システム１全体としての洗浄回数は７回（図２）であり、比較例の１１回（図３）と比べると大きく低減できた。
本実施の形態において、第１半透膜８及び第２半透膜１４の選定は、微生物の付着し易さをＢ／Ｆ比で比較することにより、客観的に且つ容易にできた。
Ｂ／Ｆ比が０．０１以下のものは低バイオファウリング膜（例えば、東レ株式会社製の型番ＴＭＬ２０）として通常の半透膜と区別する場合があるが、上述した実施の形態から明らかなように、第１半透膜８にＢ／Ｆ比が０．０１よりも大きい通常の半透膜を使用した結果、第１半透膜にＢ／Ｆ比が０．０１以下の低バイオファウリング膜を使用した図３の比較例と比較して、第２半透膜１４の洗浄頻度及び交換頻度を低減できた。
【００３９】
本実施の形態において、第１半透膜装置９により分離された濃縮水と海水との混合水に殺菌剤を注入することにより、第２半透膜１４のバイオファウリング抑制効果を高めることができる。
【００４０】
本実施の形態において、生物処理水に対する殺菌剤注入時に、第１半透膜装置９により分離された濃縮水の少なくとも一部を、第２半透膜装置１３に供給するための海水に混合しない、または、濃縮水と海水との混合水の少なくとも一部を第２半透膜装置１３に供給しないことにより、微生物の死骸が多く含まれている殺菌剤注入時の濃縮水が第２半透膜装置１３に供給されるのを回避することができる。よって、微生物の死骸が原因となる第２半透膜１４の半透膜装置圧損の上昇を抑制することができ、その結果、第２半透膜１４の洗浄回数および交換回数をさらに低減させることができる。
【００４１】
本実施の形態において、第１半透膜装置９の濃縮水中の微生物を濃縮水から分離する微生物トラップ用フィルターを設けることにより、微生物が多く含まれている濃縮水が第２半透膜装置１３に供給されるのを回避することができる。また、本実施の形態において、第１半透膜装置９の濃縮水を海水に混合した後であって、第２半透膜１４でろ過する前に、第１半透膜装置９の濃縮水と海水との混合水を限外ろ過することにより、微生物が多く含まれている濃縮水が第２半透膜装置１３に供給されるのを回避することができる。
このような構成により、微生物が原因となる第２半透膜１４の半透膜装置圧損の上昇を抑制することができ、その結果、第２半透膜１４の洗浄回数および交換回数をさらに低減させることができる。
なお、微生物トラップ用フィルターは、微生物を捕らえることができるフィルターであれば、形態は特に限定しない。
【００４２】
本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、上述した実施の形態では、第１半透膜８は水処理微生物の付着し易さが第２半透膜１４と同じものを用いたが、これに限らず、第１半透膜８は水処理微生物の付着し易さが第２半透膜１４よりも付着し易いものを用いても良い。例えば、第１半透膜８のＢ／Ｆ比が０．１５で第２半透膜８のＢ／Ｆ比が０．１３でも良いし、第１半透膜８のＢ／Ｆ比が０．１３で第２半透膜８のＢ／Ｆ比が０．０１でも良い。
【００４３】
上述したように、第１半透膜８と第２半透膜１４のＢ／Ｆ比が同じ値の場合には、第２半透膜１４の洗浄回数は、年２回にすることができたが、第１半透膜８のＢ／Ｆ比が、第２半透膜１４のＢ／Ｆ比の２倍以上であれば、第２半透膜１４の洗浄頻度及び交換頻度を１年に１回よりも少ない頻度にできるので、例えば、第２半透膜１４のメンテナンスを１年ごとの定期洗浄や定期交換にできるので、更にメンテナンス性に優れる。
【００４４】
下水処理部３では、原水を膜分離活性汚泥槽７に供給する前に最初沈殿池で処理しても良いし、膜分離活性汚泥槽７を用いることに限らず、活性汚泥処理した後、活性汚泥を沈殿させたり、砂ろ過等により分離して生物処理水を得るものであっても良い。
【００４５】
海水処理部５では、限外ろ過装置１１に代えて、精密ろ過（ＭＦ）装置や砂ろ過等を用いるものであっても良い。
【符号の説明】
【００４６】
１    造水システム
３    下水処理部
５    海水処理部
８    第１半透膜
９    第１半透膜装置
１３  第２半透膜装置
１４  第２半透膜
４１  半透膜（分離膜）
４２  原水
４３  供給側流路材
４４  透過水
４５  中心管
４６  透過側流路材
４７  濃縮水
【図１】
2013058063.tif 000003
【図２】
2013058063.tif 000004
【図３】
2013058063.tif 000005
【図４】
2013058063.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成26年12月19日(2014.12.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性排水を生物処理した生物処理水を第１半透膜でろ過水と濃縮水とに分離する第１半透膜装置と、該第１半透膜装置の濃縮水を海水に混合して第２半透膜でろ過する第２半透膜装置とを備える造水システムにおいて、該第１半透膜装置および該第２半透膜装置は、それぞれ１以上の半透膜エレメントを収容しており、該第１半透膜装置に用いる半透膜エレメントは、微生物の付着し易さが該第２半透膜エレメントよりも大きいことを特徴とする造水システム。
【請求項２】
有機性排水を生物処理した生物処理水を第１半透膜でろ過水と濃縮水とに分離する第１半透膜装置と、該第１半透膜装置の濃縮水を海水に混合して第２半透膜でろ過する第２半透膜装置とを備える造水システムにおいて、該第１半透膜は、微生物の付着し易さが該第２半透膜よりも大きいことを特徴とする造水システム。
【請求項３】
前記生物処理水に殺菌剤を間欠的に注入することを特徴とする請求項１または２に記載の造水システム。
【請求項４】
前記第１半透膜装置の濃縮水と海水との混合水に殺菌剤を注入することを特徴とする請求項１または２に記載の造水システム。
【請求項５】
前記殺菌剤が、遊離塩素系殺菌剤、結合塩素系殺菌剤、臭素系殺菌剤、酸、アルカリから選ばれる少なくとも１以上の殺菌剤であることを特徴とする請求項３に記載の造水システム。
【請求項６】
前記生物処理水に殺菌剤を注入し、前記第１半透膜装置の濃縮水と海水との混合水に殺菌剤を注入するとともに、該生物処理水に注入する殺菌剤に対し、該混合水に注入する殺菌剤の注入頻度、注入量、または注入濃度が大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の造水システム。
【請求項７】
前記殺菌剤注入時に、前記第１半透膜装置の濃縮水の少なくとも一部を、前記第２半透膜装置に供給するための海水に混合しないこと、または、該濃縮水と海水との混合水の少なくとも一部を前記第２半透膜に供給しないことを特徴とする請求項３に記載の造水システム。
【請求項８】
前記第１半透膜および前記第２半透膜の少なくとも一方が、ポリアミドまたは三酢酸セルロースを成分として含んだ半透膜であり、かつ、前記微生物が疎水性微生物であることを特徴とする請求項１または２に記載の造水システム。
【請求項９】
前記第１半透膜が、三酢酸セルロースを成分として含んだ半透膜であることを特徴とする請求項８に記載の造水システム。
【請求項１０】
前記疎水性微生物が、Ｍｙｃｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ属細菌であることを特徴とする請求項８に記載の造水システム。
【請求項１１】
前記微生物の付着し易さが、一定数の微生物を前記第１半透膜、前記第２半透膜、前記第１半透膜エレメントあるいは前記第２半透膜エレメントに接触させたときに、それぞれ該第１半透膜、該第２半透膜、該第１半透膜エレメントあるいは該第２半透膜エレメントに付着する微生物数（Ｂ）の前記一定数の微生物数（Ｆ）に対する割合であるＢ／Ｆ比の大きさであることを特徴とする請求項１または２に記載の造水システム。
【請求項１２】
前記第１半透膜エレメントのＢ／Ｆ比が、前記第２半透膜エレメントのＢ／Ｆ比の２倍以上であること、あるいは、前記第１半透膜のＢ／Ｆ比が、前記第２半透膜のＢ／Ｆ比の２倍以上であることを特徴とする請求項１１に記載の造水システム。
【請求項１３】
前記第１半透膜装置の濃縮水中の微生物を該濃縮水から分離する微生物トラップ用フィルターを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の造水システム。
【請求項１４】
前記第１半透膜装置の濃縮水を海水に混合した後であって、前記第２半透膜でろ過する前に、前記第１半透膜装置の濃縮水と海水との混合水を限外ろ過する限外ろ過装置を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の造水システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
第１の発明は、有機性排水を生物処理した生物処理水を第１半透膜でろ過水と濃縮水とに分離する第１半透膜装置と、該第１半透膜装置の濃縮水を海水に混合して第２半透膜でろ過する第２半透膜装置とを備える造水システムにおいて、該第１半透膜装置および該第２半透膜装置は、それぞれ１以上の半透膜エレメントを収容しており、該第１半透膜装置に用いる半透膜エレメントは、微生物の付着し易さが該第２半透膜エレメントよりも大きいことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
第２の発明は、有機性排水を生物処理した生物処理水を第１半透膜でろ過水と濃縮水とに分離する第１半透膜装置と、該第１半透膜装置の濃縮水を海水に混合して第２半透膜でろ過する第２半透膜装置とを備える造水システムにおいて、該第１半透膜は、微生物の付着し易さが該第２半透膜よりも大きいことを特徴とする。
【国際調査報告】
2013058063.tif 000007
2013058063.tif 000008
2013058063.tif 000009
2013058063.tif 000010