(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性排水を生物処理して１次処理水を得る既存の排水処理設備に接続され、排水処理設備の１次処理水を回収してろ過し、ろ過した水を製造用水として供給する、回収ろ過ユニットであって、
排水処理設備から回収した１次処理水をろ過膜モジュールにより膜ろ過して２次処理水を得るろ過膜装置と、
ろ過膜装置の２次処理水を逆浸透膜モジュールにより膜分離して３次処理水としての透過水及び濃縮水を得る逆浸透膜装置と、を備え、
逆浸透膜装置で得られた３次処理水としての透過水を、ユニット外部の処理系統に設置されたイオン交換装置におけるイオン交換樹脂の再生用水として供給する一方、逆浸透膜装置で得られた３次処理水としての濃縮水を、ユニット外部の処理系統に設置されたろ過装置におけるろ材の逆洗浄用水として供給すると共に、ろ過膜装置で得られた２次処理水を、逆洗浄後のろ材の濯ぎ用水として供給し、
ろ過装置およびイオン交換装置は、原水を一にする外部ユニット内で互いに接続されており、ろ過装置が上流側、イオン交換装置が下流側に配置されている、回収ろ過ユニット。
【請求項２】
ろ過膜装置は、排水処理設備から回収した１次処理水を貯める槽と、槽内にて曝気を行うブロワと、槽内にて膜ろ過するろ過膜モジュールとしての精密ろ過膜モジュール又は限外ろ過膜モジュールとを備え、膜分離活性汚泥処理ユニットとして構成される、請求項１に記載の回収ろ過ユニット。
【請求項３】
回収ろ過ユニットの制御を行う制御部をさらに備え、
制御部は、逆浸透膜装置の運転の停止に応じて、ろ過膜装置のブロワの運転を停止させる、あるいは間欠運転させるように制御する、請求項２に記載の回収ろ過ユニット。
【請求項４】
回収ろ過ユニットがろ過を行う１次処理水は、排水処理設備における、有機性排水を活性汚泥処理して１次処理水を得る活性汚泥処理槽、および／又は、活性汚泥処理槽の１次処理水を沈降させる沈降槽から回収される、請求項１から３のいずれか１つに記載の回収ろ過ユニット。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載の回収ろ過ユニットを備える水処理システムであって、
ユニット外部の処理系統に設置されたろ過装置の逆洗浄動作時に排出される逆洗浄排水のうち、逆洗浄排水の先行部分を廃棄する一方、逆洗浄排水の後続部分を既存の排水処理設備に返送すると共に、ろ過装置の濯ぎ動作時に排出される濯ぎ排水を既存の排水処理設備に返送する、水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水を回収してろ過する回収ろ過ユニットおよびそれを備える水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の排水処理用のろ過ユニットには、膜分離活性汚泥処理（メンブレンバイオリアクター（ＭＢＲ）処理）を行うものがある（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１のろ過ユニットは、原水である有機性廃水５０を、生物処理槽１、分離膜２（精密ろ過膜モジュール又は限外ろ過膜モジュール）、膜透過水槽６、逆浸透膜３の順に流して処理し、再生水を得るようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−７３６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的な工場等においては、排水を処理するための排水処理設備が既に設置されていることが多い。昨今では、そのような既存の排水処理設備で処理された処理水をより効率的に再利用することが求められている。特許文献１のようなろ過ユニットを工場等に適用する際には、そのような処理水の効率的な再利用を可能とする観点で未だ改善の余地があるといえる。
【０００６】
従って、本発明の目的は、既存の排水処理設備における処理水をより効率的に再利用することができる回収ろ過ユニットおよびそれを備える水処理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
【０００８】
本発明の一態様によれば、有機性排水を生物処理して１次処理水を得る既存の排水処理設備に接続され、排水処理設備の１次処理水を回収してろ過し、ろ過した水を製造用水として供給する、回収ろ過ユニットであって、排水処理設備から回収した１次処理水をろ過膜により膜分離して２次処理水を得るろ過膜装置と、ろ過膜装置の２次処理水を逆浸透膜により膜分離して３次処理水としての透過水及び濃縮水を得る逆浸透膜装置と、を備え、逆浸透膜装置で得られた３次処理水としての透過水を製造用水として供給する一方、逆浸透膜装置で得られた３次処理水としての濃縮水を、ユニット外部の処理系統に設置されたろ過装置におけるろ材の逆洗浄用水として供給すると共に、ろ過膜装置で得られた２次処理水を、逆洗浄後のろ材の濯ぎ用水として供給する、回収ろ過ユニットを提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の回収ろ過ユニットおよびそれを備える水処理システムによれば、既存の排水処理設備における処理水をより効率的に再利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態にかかる水処理システムの概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（本発明の基礎となった知見）
本発明者らは、前記従来の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、以下の知見を見出した。
【００１２】
本発明者らは、従来のろ過ユニットに関して考察を行った結果、特許文献１に記載されるろ過ユニットを新たに工場等に適用する場合、上述した全ての構成をそのまま新設する必要があることに着目した。そこで、本発明者らは、既存設備の構成をそのまま利用しながら、当該既存設備に対して必要な構成を備えた所定の回収ろ過ユニットを付加的に設けることで、ろ過ユニットの効率的な設営を行うことができることを見出した。上記知見によって、本発明者らは以下の発明を想到した。
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１４】
（実施形態）
図１は、本発明の実施形態にかかる回収ろ過ユニットを備えた水処理システムの概略構成を示す。図１に示される水処理システム１は、工場等で使用される水を処理するシステムである。水処理システム１は、排水処理設備２と、回収ろ過ユニット３と、製造用水調製設備４とを備える。
【００１５】
排水処理設備２は、工場等で生じる有機性排水（原水Ｗ０）を生物処理して、１次処理水Ｗ１を得る、又は下水放流する設備である。排水処理設備２は、水処理システム１を備える工場等に既に設置された既存の設備として設けられる。
【００１６】
回収ろ過ユニット３は、排水処理設備２で得られた１次処理水Ｗ１を回収してろ過し、ろ過した水（透過水Ｗ３ａ）を、水処理システム１を備える工場内のその他工場設備へ製造用水として供給するユニットである。回収ろ過ユニット３は、このような製造用水を供給する製造用水供給設備（第１の製造用水供給設備）として機能する。また、回収ろ過ユニット３は、既存の排水処理設備２および製造用水調製設備４に対して付加的に接続されている。回収ろ過ユニット３は製造用水調製設備４に接続されることで、１次処理水Ｗ１をろ過する際に生じる各種の処理水（２次処理水Ｗ２、透過水Ｗ３ａ、濃縮水Ｗ３ｂ）を、製造用水調製設備４に供給可能に構成される。
【００１７】
製造用水調製設備４は、工業用水などの原水Ｔ０を処理・調製することで製造用水（純水Ｔ２ａ）を製造し、当該製造用水を、水処理システム１を備える工場内のその他工場設備へ供給する設備である。製造用水調製設備４は、回収ろ過ユニット３外部の処理系統として、製造用水を供給する第２の製造用水供給設備として機能する。製造用水調製設備４は回収ろ過ユニット３に接続されることで、回収ろ過ユニット３から所定の処理水（２次処理水Ｗ２、透過水Ｗ３ａ、濃縮水Ｗ３ｂ）の供給を受けるように構成されている。製造用水調製設備４は、後述する通水ラインＬ２２を通じて排水処理設備２にも接続されている。製造用水調製設備４は排水処理設備２に接続されることで、製造用水調製設備４を構成する装置（後述）の能力再生処理時に生じる各種排水を排水処理設備２に返送可能に構成されている。
【００１８】
本実施形態にかかる水処理システム１は、上述した構成により、既存の排水処理設備２で処理された１次処理水Ｗ１を回収ろ過ユニット３で回収し、回収した水をろ過するとともに、ろ過した水を製造用水として供給する。また、本実施形態にかかる水処理システム１は、回収ろ過ユニット３で得られる所定の処理水を、製造用水調製設備４を構成する装置（後述）の能力再生処理時に使用する洗浄用水等として供給する。このようにして、工場等で生じた有機性排水（原水Ｗ０）を処理して得られた処理水を有効に再利用することができる。
【００１９】
また、排水処理設備２の処理水を回収してろ過する回収ろ過ユニット３を既存の排水処理設備２（および製造用水調製設備４など）に対して付加的に接続しているため、回収ろ過ユニット３の効率的な設営を行うことができる。
【００２０】
次に、これらの排水処理設備２、回収ろ過ユニット３および製造用水調製設備４の具体的な構成について、順に説明する。
【００２１】
排水処理設備２は、原水槽９と、流量調整槽１０と、曝気槽１１と、沈降槽１２と、通水ラインＬ１−Ｌ６と、ポンプＰ１−Ｐ３と、ブロワＢ１、Ｂ２とを備える。
【００２２】
通水ラインＬ１は、水処理システム１を備える工場等で生じた有機性排水である原水Ｗ０を原水槽９に通水するラインである。原水槽９は、通水ラインＬ１から供給される原水Ｗ０を貯留する槽である。ポンプＰ１は、原水槽９に貯留されている原水Ｗ０を吸引して、通水ラインＬ２を通じて流量調整槽１０に送るポンプである。
【００２３】
流量調整槽１０は、原水槽９の下流側に接続され、原水槽９から通水ラインＬ２を通じて供給される原水Ｗ０を貯留する槽である。流量調整槽１０は、原水Ｗ０を貯留することで、後述する曝気槽１１へ供給する原水Ｗ０の流量を調整する機能を有する。このような流量調整機能を有する流量調整槽１０は、曝気槽１１における原水Ｗ０の使用量の変動を吸収するように構成される。ブロワＢ１は、流量調整槽１０に貯留されている原水Ｗ０を曝気するブロワである。流量調整槽１０へ流入する原水Ｗ０の水質は変動するため、流量調整槽１０内の原水Ｗ０が腐敗しないようにブロワＢ１の曝気により撹拌するものである。ポンプＰ２は、流量調整槽１０に貯留されている原水Ｗ０を吸引して、通水ラインＬ３を通じて曝気槽１１に送るポンプである。
【００２４】
曝気槽１１は、流量調整槽１０の下流側に接続され、流量調整槽１０から供給される原水Ｗ０を生物処理するための槽である。本実施形態の曝気槽１１は、生物処理の中でも特に活性汚泥（図示せず）を用いた活性汚泥処理を行う槽として設けられる。ブロワＢ２は、曝気槽１１に貯留されている原水Ｗ０を曝気するブロワである。曝気槽１１では、ブロワＢ２による曝気と活性汚泥を組み合わせた処理を行うことにより、原水Ｗ０の活性汚泥処理が行われる。活性汚泥処理された原水Ｗ０は、有機物等が除去されて、１次処理水Ｗ１となる。通水ラインＬ４は、曝気槽１１で得られた１次処理水Ｗ１を沈降槽１２に通水するラインである。
【００２５】
沈降槽１２は、曝気槽１１の下流側に接続され、曝気槽１１から供給される１次処理水Ｗ１を貯留して不純物を沈降させる槽である。沈降槽１２では、時間経過により不純物を沈降させて、不純物とそれを除く上澄み液への分離が行われる。沈降槽１２で得られた上澄み液は、通水ラインＬ５を通じて下水放流される。
【００２６】
曝気槽１１には、通水ラインＬ４とは別に、１次処理水Ｗ１を通水する通水ラインＬ６が接続されている。通水ラインＬ６は、曝気槽１１内の１次処理水Ｗ１を排水処理設備２外部の回収ろ過ユニット３に通水するラインである。曝気槽１１内に設けられたポンプＰ３は、曝気槽１１内の１次処理水Ｗ１を吸引することにより、通水ラインＬ６を通じて、回収ろ過ユニット３に１次処理水Ｗ１を供給するポンプである。
【００２７】
排水処理設備２は、上述した構成により、工場等で生じる有機性排水の原水Ｗ０を生物処理（本実施形態では活性汚泥処理）して１次処理水Ｗ１を得るとともに、得られた１次処理水Ｗ１を下水放流又は回収ろ過ユニット３へ提供するように構成される。
【００２８】
なお、上述した排水処理設備２内のポンプＰ１，Ｐ２およびブロワＢ１，Ｂ２の運転は、図示しない排水処理設備２に設けられた制御装置により制御および管理される。一方、ポンプＰ３は、回収ろ過ユニット３が１次処理水Ｗ１を取り込むための機器であるので、ポンプＰ３の運転は、回収ろ過ユニット３に設けられた制御部１９（後述）により制御および管理される。
【００２９】
回収ろ過ユニット３は、既存の排水処理設備２に付加的に接続されるとともに、排水処理設備２から１次処理水Ｗ１の供給を受けることにより、排水処理設備２から１次処理水Ｗ１を回収するユニットである。回収ろ過ユニット３は、ろ過膜装置１３と、タンク１４，１７，１８と、薬剤供給装置１５と、逆浸透膜装置１６と、制御部１９と、通水ラインＬ７−Ｌ１６と、ポンプＰ４−Ｐ９と、バルブＶ１−Ｖ７とを備える。
【００３０】
ろ過膜装置１３は、排水処理設備２から回収した１次処理水Ｗ１をろ過膜により膜ろ過分離して、２次処理水Ｗ２を得る装置である。本実施形態のろ過膜装置１３は、膜分離槽２０と、ろ過膜モジュール２１と、ブロワＢ３とを備えて構成される。膜分離槽２０は、排水処理設備２から回収した１次処理水Ｗ１を貯留する槽である。膜分離槽２０内には、浸漬型のろ過膜モジュール２１が備えられている。ろ過膜モジュール２１は、膜分離槽２０内の１次処理水Ｗ１を膜ろ過する膜である。本実施形態のろ過膜モジュール２１としては、精密ろ過膜モジュール（ＭＦ膜）又は限外ろ過膜モジュール（ＵＦ膜）が用いられる。ブロワＢ３は、膜分離槽２０に貯留されている１次処理水Ｗ１を曝気するブロワである。ポンプＰ４は、ろ過膜モジュール２１を透過した２次処理水Ｗ２を吸引するポンプである。
【００３１】
上述した構成を有するろ過膜装置１３では、ブロワＢ３による曝気とポンプＰ４による吸引を行うことで、膜分離槽２０内において１次処理水Ｗ１の膜分離活性汚泥処理が行われる。膜分離活性汚泥処理された１次処理水Ｗ１は、有機物が生物分解されて、２次処理水Ｗ２となる。ポンプＰ４は、ろ過膜装置１３で得られた２次処理水Ｗ２を吸引するとともに、通水ラインＬ７を通じて、吸引した２次処理水Ｗ２をタンク１４に送る。
【００３２】
タンク１４は、ろ過膜装置１３の下流側に接続され、ろ過膜装置１３から通水ラインＬ７を通じて供給される２次処理水Ｗ２を貯留するタンクである。タンク１４は、２次処理水Ｗ２を貯留することで、後述する逆浸透膜装置１６へ供給する２次処理水Ｗ２の流量を調整する機能を有する。このような流量調整機能を有するタンク１４は、逆浸透膜装置１６における２次処理水Ｗ２の使用量の変動を吸収するように構成される。タンク１４には、２本の通水ラインＬ８、Ｌ９が接続されている。
【００３３】
通水ラインＬ８は、タンク１４に貯留されている２次処理水Ｗ２を下流側の逆浸透膜装置１６に通水するラインである。通水ラインＬ８の途中に設けられたポンプＰ５は、タンク１４に貯留されている２次処理水Ｗ２を吸引して、通水ラインＬ８を通じて逆浸透膜装置１６に送るポンプである。ポンプＰ５はさらに、下流側の逆浸透膜装置１６における処理に必要な圧力を提供するように、２次処理水Ｗ２を逆浸透膜装置１６側に対して加圧する機能を有する。
【００３４】
通水ラインＬ８の途中には、通水ラインＬ８中の２次処理水Ｗ２に対して所定の薬剤を供給する薬剤供給装置１５が接続されている。本実施形態の薬剤供給装置１５は、細胞間情報伝達物質を含む薬剤を供給する。細胞間情報伝達物質は、２次処理水Ｗ２の供給先である逆浸透膜装置１６の逆浸透膜において、バイオフィルムの分散を促進する又はその形成を阻害するための化合物である。
【００３５】
ここで、バイオフィルムの分散を促進する細胞間情報伝達物質は、バイオフィルム分散シグナル物質とも呼ばれる。バイオフィルムの分散を促進する細胞間情報伝達物質を２次処理水Ｗ２に供給することで、バイオフィルムの内部に浸透して、フィルム内の細菌に、細菌を浮遊状態に誘導するシグナルを与えて、バイオフィルムを分散させることができる。バイオフィルムとは、細菌が分泌する細胞外多糖（ＥＰＳ）により形成されたコロニーが膜面で成長したものであり、スライムとも称される。細胞間情報伝達物質（細胞間シグナル物質）とは、細胞間で情報を伝達する物質である。
【００３６】
バイオフィルムの形成を阻害する細胞間情報伝達物質は、バイオフィルム形成シグナル物質と類似構造の阻害物質が該当し、例えば、ＡＨＬ（アシル化ホモセリンラクトン）を挙げることができる。バイオフィルム形成を阻害する細胞間情報伝達物質を２次処理水Ｗ２に供給することで、クオラムセンシングを抑制して、スライムの増殖を抑制することができる。クオラムセンシングは、細胞間伝達機構とも呼ばれ、菌体密度について細胞間情報伝達物質（細胞間シグナル物質）を用いて感知し、それに応じて物質の産生のコントロールを行う機構である。
【００３７】
通水ラインＬ９は、タンク１４に貯留されている２次処理水Ｗ２を後述する製造用水調製設備４に通水するラインである。通水ラインＬ９の途中には、バルブＶ１とポンプＰ６とが設けられている。バルブＶ１は、通水ラインＬ９の開閉を行うバルブである。ポンプＰ６は、バルブＶ１が開かれた状態で、タンク１４に貯留されている２次処理水Ｗ２を吸引して、通水ラインＬ９を通じて製造用水調製設備４へ送るポンプである。
【００３８】
一方で、２次処理水Ｗ２が供給される逆浸透膜装置１６は、逆浸透膜モジュール１６Ａにより２次処理水Ｗ２を膜分離し、３次処理水としての透過水Ｗ３ａおよび濃縮水３ｂを得る装置である。逆浸透膜モジュール１６Ａでの膜分離に必要となる圧力は、上流側のポンプＰ５による加圧によって提供される。
【００３９】
逆浸透膜装置１６には、通水ラインＬ１０と通水ラインＬ１１が接続されている。通水ラインＬ１０は、逆浸透膜装置１６で得られた透過水Ｗ３ａをタンク１７へ通水するラインである。通水ラインＬ１０の途中には、当該ラインの開閉を行うバルブＶ２が設けられている。
【００４０】
通水ラインＬ１１は、逆浸透膜装置１６で得られた濃縮水Ｗ３ｂをタンク１８へ通水するラインである。通水ラインＬ１１の途中には、接続点Ｊ１にて分岐する通水ラインＬ１２が接続されている。通水ラインＬ１２は、前述した薬剤供給装置１５とポンプＰ５の間における通水ラインＬ８の途中に接続されており、濃縮水Ｗ３ｂの残部を通水ラインＬ８中の２次処理水Ｗ２に供給可能に構成される。これにより、通水ラインＬ１２は、濃縮水Ｗ３ｂの残部を逆浸透膜装置１６へ還流する還流ラインとして機能する。通水ラインＬ１２の途中には、通水ラインＬ８の上流側に還流させる濃縮水Ｗ３ｂの流量を調節するバルブＶ３が設けられている。
【００４１】
上述した通水ラインＬ８，Ｌ１０−Ｌ１２、ポンプＰ５および逆浸透膜モジュール１６Ａを備える装置として、逆浸透膜装置１６が構成されている。
【００４２】
逆浸透膜装置１６の下流側に接続されるタンク１７は、逆浸透膜装置１６から通水ラインＬ１０を通じて供給される３次処理水としての透過水Ｗ３ａを貯留するタンクである。タンク１７は、透過水Ｗ３ａを貯留することで、後述するその他工場設備や製造用水調製設備４へ供給する透過水Ｗ３ａの流量を調整する機能を有する。このような流量調整機能を有するタンク１７は、その他工場設備や製造用水調製設備４における透過水Ｗ３ａの使用量の変動を吸収するように構成される。タンク１７には、２本の通水ラインＬ１３、Ｌ１４が接続されている。
【００４３】
通水ラインＬ１３は、タンク１７に貯留されている透過水Ｗ３ａをその他工場設備へ通水するラインである。通水ラインＬ１３の途中には、バルブＶ４とポンプＰ７とが設けられている。バルブＶ４は、通水ラインＬ１３の開閉を行うバルブである。ポンプＰ７は、バルブＶ４が開かれた状態で、タンク１７に貯留されている３次処理水としての透過水Ｗ３ａを吸引して、通水ラインＬ１３を通じてその他工場設備へ送るポンプである。
【００４４】
通水ラインＬ１３と並列に設けられた通水ラインＬ１４は、タンク１７に貯留されている透過水Ｗ３ａを製造用水調製設備４へ通水するラインである。通水ラインＬ１４の途中には、バルブＶ５とポンプＰ８とが設けられている。バルブＶ５は、通水ラインＬ１４の開閉を行うバルブである。ポンプＰ８は、バルブＶ５が開かれた状態で、タンク１７に貯留されている３次処理水としての透過水Ｗ３ａを吸引して、通水ラインＬ１４を通じて製造用水調製設備４へ送るポンプである。
【００４５】
タンク１７とは別に、逆浸透膜装置１６の下流側に接続されているタンク１８は、通水ラインＬ１１を通じて供給される３次処理水としての濃縮水Ｗ３ｂを貯留するタンクである。タンク１８は、濃縮水Ｗ３ｂを貯留することで、後述する製造用水調製設備４へ供給する濃縮水Ｗ３ｂの流量を調整する機能を有する。このような流量調整機能を有するタンク１８は、製造用水調製設備４における濃縮水Ｗ３ｂの使用量の変動を吸収するように構成される。タンク１８には、２本の通水ラインＬ１５、Ｌ１６が接続されている。
【００４６】
通水ラインＬ１５は、タンク１８に貯留されている濃縮水Ｗ３ｂを製造用水調製設備４へ通水するラインである。通水ラインＬ１５の途中には、バルブＶ６とポンプＰ９とが設けられている。バルブＶ６は、通水ラインＬ１５の開閉を行うバルブである。ポンプＰ９は、バルブＶ６が開かれた状態で、タンク１８に貯留されている３次処理水としての濃縮水Ｗ３ｂを吸引して、通水ラインＬ１５を通じて製造用水調製設備４へ送るポンプである。
【００４７】
通水ラインＬ１５と並列に設けられた通水ラインＬ１６は、タンク１８に貯留されている濃縮水Ｗ３ｂを回収ろ過ユニット３の外部に通水（排水）するラインである。通水ラインＬ１６の途中には、外部に排水させる濃縮水Ｗ３ｂの流量を調節するバルブＶ７が設けられている。
【００４８】
回収ろ過ユニット３は、上述した構成により、排水処理設備２で得られた１次処理水Ｗ１を回収してろ過し、ろ過した水（３次処理水としての透過水Ｗ３ａ）を製造用水としてその他工場設備へ供給可能に構成される。回収ろ過ユニット３はさらに、製造用水調製設備４に対しても、２次処理水Ｗ２並びに３次処理水としての透過水Ｗ３ａおよび濃縮水Ｗ３ｂを供給可能に構成される。
【００４９】
なお、上述した回収ろ過ユニット３のポンプＰ４−Ｐ９、バルブＶ１−Ｖ７、ブロワＢ３、薬剤供給装置１５等の運転は、回収ろ過ユニット３が備える制御部１９により制御および管理される。
【００５０】
回収ろ過ユニット３の下流側に接続された製造用水調製設備４は、ろ過装置２２と、イオン交換装置２３と、通水ラインＬ１７―Ｌ２２と、ポンプＰ１０と、バルブＶ８―Ｖ１０とを備える。
【００５１】
通水ラインＬ１７は、工場内の井戸設備で汲み上げた原水Ｔ０（工業用水など）をろ過装置２２へ通水するラインである。ろ過装置２２は、通水ラインＬ１７を通じて供給される原水Ｔ０をろ材（図示せず）によりろ過し、ろ過水Ｔ１ａを得る装置である。ろ過装置２２の具体例としては、砂ろ過装置、活性炭ろ過装置、除鉄除マンガン装置など、ろ過塔に粒子状のろ材からなるろ材床を充填したもの、或いはＭＦ膜／ＵＦ膜モジュールを搭載した膜ろ過装置がある。
【００５２】
ろ過装置２２には、通水ラインＬ１８と通水ラインＬ１９が接続されている。通水ラインＬ１８は、ろ過装置２２で得られたろ過水Ｔ１ａをイオン交換装置２３へ通水するラインである。通水ラインＬ１９は、ろ過装置２２の能力再生処理（後述）で発生した洗浄排水Ｔ１ｂを製造用水調製設備４の外部へ通水（排水）するラインである。
【００５３】
このように構成されるろ過装置２２は、ろ材のろ過能力の低下に応じて、当該ろ過能力を再生するための能力再生処理を実施可能に構成されている。ろ過装置２２の能力再生処理には、回収ろ過ユニット３からの濃縮水Ｗ３ｂが逆洗浄用水として用いられると共に、２次処理水Ｗ２が濯ぎ用水として用いられる。能力再生処理に用いられた逆洗浄用水および濯ぎ用水は、洗浄排水Ｔ１ｂ（逆洗浄排水、濯ぎ排水）として排出される。なお、ろ過装置２２は、後述する通常運転と能力再生運転の流路を切り替えるため、所要の流路制御弁（図示せず）を備えている。
【００５４】
イオン交換装置２３は、ろ過装置２２の下流側に接続されており、ろ過装置２２から供給されるろ過水Ｔ１ａを陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂（図示せず）の併用により処理し、純水Ｔ２ａを得る装置である。イオン交換装置２３の具体例としては、混床式イオン交換装置や２床２塔式イオン交換装置が挙げられる。
【００５５】
イオン交換装置２３には、通水ラインＬ２０と通水ラインＬ２１が接続されている。通水ラインＬ２０は、イオン交換装置２３で得られた純水Ｔ２ａを、水処理システム１を備える工場内のその他工場設備へ製造用水として通水するラインである。通水ラインＬ２１は、イオン交換装置２３の能力再生処理（後述）で発生した再生排水Ｔ２ｂを製造用水調製設備４の外部へ通水（排水）するラインである。
【００５６】
このように構成されるイオン交換装置２３は、各イオン交換樹脂のイオン交換能力の低下に応じて、当該イオン交換能力を再生するための能力再生処理を実施可能に構成されている。イオン交換装置２３の能力再生処理には、回収ろ過ユニット３からの３次処理水としての透過水Ｗ３ａが再生用水として用いられる。能力再生処理に用いられた再生用水は、再生排水Ｔ２ｂとして排出される。なお、イオン交換装置２３は、後述する通常運転と能力再生運転の流路を切り替えるため、所要の流路制御弁（図示せず）を備えている。
【００５７】
一方で、前述したろ過装置２２に接続される通水ラインＬ１９には、接続点Ｊ２にて分岐する通水ラインＬ２２が接続されている。通水ラインＬ２２は、通水ラインＬ１９を流通する洗浄排水Ｔ１ｂ（逆洗浄排水、濯ぎ排水）を製造用水調製設備４の外部に通水するラインである。実施形態における通水ラインＬ２２は、洗浄排水Ｔ１ｂを、前述した排水処理設備２の流量調整槽１０へ返送するように排水処理設備２に接続されている。接続点Ｊ２よりも下流側の通水ラインＬ１９には、バルブＶ８が設けられている。また、通水ラインＬ２２の途中には、バルブＶ９が設けられている。バルブＶ８およびバルブＶ９は、洗浄排水Ｔ１ｂの廃棄と返送を切り替えるためのものである。すなわち、バルブＶ８を開状態に設定すると共に、バルブＶ９を閉状態に設定すると、通水ラインＬ１９を通じて洗浄排水Ｔ１ｂが系外へ廃棄される。一方、バルブＶ８を閉状態に設定すると共に、バルブＶ９を開状態に設定すると、通水ラインＬ２２を通じて洗浄排水Ｔ１ｂが流量調整槽１０へ返送される。
【００５８】
上述した構成により、製造用水調製設備４は、原水Ｔ０に対してろ過装置２２によるろ過処理およびイオン交換装置２３によるイオン交換処理を行うことで純水Ｔ２ａを製造し、当該純水Ｔ２ａをその他製造設備へ製造用水として供給するように構成される。製造用水調製設備４はさらに、ろ過装置２２のろ材の能力再生処理に用いる逆洗浄用水および濯ぎ用水として、それぞれ回収ろ過ユニット３から濃縮水Ｗ３ｂ（３次処理水）および２次処理水Ｗ２の供給を受けるようにも構成される。さらにまた、製造用水調製設備４は、イオン交換装置２３のイオン交換樹脂の能力再生処理に用いる再生用水として、回収ろ過ユニット３から透過水Ｗ３ａ（３次処理水）の供給を受けるようにも構成される。
【００５９】
なお、上述した製造用水調製設備４の各装置、ポンプおよびバルブ等の運転は、図示しない製造用水調製設備４に設けられた制御装置により制御および管理される。
【００６０】
次に、本実施形態の水処理システム１の動作について、図１を参照しながら説明する。なお、上記では水処理システム１の各種構成について説明したが、説明や図示を省略した他の構成が水処理システム１に含まれてもよい。例えば、上述した通水ラインＬ１−Ｌ２２には、図示を省略しているが、原水Ｗ０、１次処理水Ｗ１、２次処理水Ｗ２、３次処理水としての透過水Ｗ３ａおよび濃縮水Ｗ３ｂ、原水Ｔ０、ろ過水Ｔ１ａ、洗浄排水Ｔ１ｂ、純水Ｔ２ａ、再生排水Ｔ２ｂを送出するポンプや、流路を開閉するバルブ等が適宜設けられている。これらのポンプやバルブ等も、図示しない制御装置あるいは制御部１９によって制御されている。
【００６１】
（通常運転）
以下に、水処理システム１の通常運転について説明する。当該通常運転は、後述する回収ろ過ユニット３において製造用水としての透過水Ｗ３ａを製造するとともに、製造用水調製設備４においても製造用水としての純水Ｔ２ａを製造する運転である。
【００６２】
まず、水処理システム１を備える工場等の設備に生じた有機性排水（原水Ｗ０）が、排水処理設備２の原水槽９へ通水ラインＬ１を通じて供給される。水処理システム１が運転されると、図示しない制御装置により、排水処理設備２において、ポンプＰ１―Ｐ３およびブロワＢ１、Ｂ２が起動される。
【００６３】
ポンプＰ１が原水槽９内の原水Ｗ０を吸引することにより、通水ラインＬ２を通じて、下流側の流量調整槽１０に原水Ｗ０が供給される。流量調整槽１０には、通水ラインＬ２２を通じて製造用水調製設備４からの洗浄排水Ｔ１ｂも供給される。このように、流量調整槽１０では、洗浄排水Ｔ１ｂを含んだ状態で原水Ｗ０が貯留されることとなる。流量調整槽１０では、ブロワＢ１による曝気が行われる。この曝気により、流量調整槽１０内の原水Ｗ０が撹拌されることで、原水Ｗ０の腐敗を防止するようにしている。ポンプＰ２が流量調整槽１０内の原水Ｗ０を吸引することにより、通水ラインＬ３を通じて、下流側の曝気槽１１に原水Ｗ０が供給される。曝気槽１１では、活性汚泥を含んだ状態でブロワＢ２による曝気が行われることにより、原水Ｗ０の活性汚泥処理が行われる。原水Ｗ０の活性汚泥処理により、原水Ｗ０内の有機物が生物分解されて、１次処理水Ｗ１が生成される。生成された１次処理水Ｗ１は、通水ラインＬ４を通じて沈降槽１２に送られる、あるいは通水ラインＬ６を通じて回収ろ過ユニット３に送られる。
【００６４】
沈降槽１２では、１次処理水Ｗ１に含まれる活性汚泥の自然沈降処理が行われる。当該沈降処理により、活性汚泥とそれを除く上澄み液に１次処理水Ｗ１を分離することができる。上澄み液は、通水ラインＬ５を通じて下水放流され、沈降した活性汚泥は別途、曝気槽１１へ返送されるか、余剰汚泥として廃棄される。
【００６５】
一方、通水ラインＬ６においては、ポンプＰ３が曝気槽１１内の１次処理水Ｗ１を吸引することにより、排水処理設備２外部の回収ろ過ユニット３に１次処理水Ｗ１が供給される。これにより、排水処理設備２で処理された１次処理水Ｗ１を回収ろ過ユニット３に回収させることができる。なお、ポンプＰ３のＯＮ／ＯＦＦおよび回転数は、例えば膜分離槽２０の水位に応じて、回収ろ過ユニット３の制御部１９により制御される。
【００６６】
回収ろ過ユニット３においては、１次処理水Ｗ１は、ろ過膜装置１３の膜分離槽２０に回収される。水処理システム１が運転されると、回収ろ過ユニット３において、制御部１９の制御により、ポンプＰ４，Ｐ５，Ｐ７、ブロワＢ３が起動されるとともに、バルブＶ２，Ｖ４は開かれた状態とされる。一方で、ポンプＰ６，Ｐ８，Ｐ９は起動されず、バルブＶ１，Ｖ５，Ｖ６も閉じた状態とされる。
【００６７】
ろ過膜装置１３では、膜分離槽２０内において１次処理水Ｗ１に対して、ブロワＢ３による曝気処理とろ過膜モジュール２１による膜ろ過処理が同時に行われる。これにより、膜分離槽２０内の１次処理水Ｗ１が膜分離活性汚泥処理され、２次処理水Ｗ２が生成される。膜分離槽２０内における膜分離活性汚泥処理では、１次処理水Ｗ１中に未分解の有機物が残留していた場合には、更なる分解が行われる。また、１次処理水Ｗ１中に固形分（活性汚泥）が混入していた場合には、ろ過膜モジュール２１によって物理的に固形分と水とが分離される。そのため、ろ過膜装置１３で得られる２次処理水Ｗ２は、前述した排水処理設備２で得られる１次処理水Ｗ１に比べて浄化が進み、水質が格段に向上する。その後、ポンプＰ４がろ過膜モジュール２１を透過した２次処理水Ｗ２を吸引することにより、通水ラインＬ７を通じて、下流側のタンク１４に２次処理水Ｗ２が供給される。
【００６８】
タンク１４には、２次処理水Ｗ２が貯留される。タンク１４に所定量の２次処理水Ｗ２が貯留されるように、制御部１９によって、ポンプＰ４のＯＮ／ＯＦＦおよび回転数が制御される。
【００６９】
制御部１９の制御により、バルブＶ１は閉じられた状態にあり、ポンプＰ６も起動されていない。よって、タンク１４に貯留されている２次処理水Ｗ２は、通水ラインＬ９に通水されない。通水ラインＬ９に２次処理水Ｗ２を通水する際の制御については、製造用水調製設備４の運転の説明（特にろ過装置２２の能力再生運転の説明）において後述する。
【００７０】
一方、タンク１４に貯留されている２次処理水Ｗ２をポンプＰ５が吸引することにより、通水ラインＬ８を通じて、下流側の逆浸透膜装置１６に２次処理水Ｗ２が供給される。このとき、通水ラインＬ８の途中に設けられた薬剤供給装置１５から、２次処理水Ｗ２に細胞間情報伝達物質を含む薬剤が供給される。このような薬剤が供給された２次処理水Ｗ２が逆浸透膜装置１６に供給される。
【００７１】
通水ラインＬ８を通じて２次処理水Ｗ２が供給される逆浸透膜装置１６では、２次処理水Ｗ２に対して、上流側のポンプＰ５による加圧とともに逆浸透膜モジュール１６Ａによる処理が行われる。逆浸透膜モジュール１６Ａにおいては、逆浸透膜によって２次処理水Ｗ２に含まれる溶存塩類が分離される。これにより、溶存塩類が除去された純度の高い透過水Ｗ３ａと、溶存塩類が濃縮された濃縮水Ｗ３ｂとを、３次処理水としてそれぞれ生成することができる。ここで、逆浸透膜装置１６に供給される２次処理水Ｗ２には、薬剤供給装置１５から細胞間情報伝達物質を含む薬剤が添加されている。よって、２次処理水Ｗ２を利用して膜分離を行う逆浸透膜装置１６の逆浸透膜モジュール１６Ａにおいて、バイオフィルムの形成を阻害したり、分散を促進したりすることができる。
【００７２】
制御部１９の制御により、バルブＶ２は開かれた状態にある。この状態では、通水ラインＬ１０を通じて、下流側にあるタンク１７に透過水Ｗ３ａが供給される。タンク１７には、透過水Ｗ３ａが貯留される。一方で、濃縮水Ｗ３ｂは、通水ラインＬ１１を通じてタンク１８に供給される。タンク１８には、濃縮水Ｗ３ｂが貯留される。
【００７３】
ここで、通水ラインＬ１１から分岐する通水ラインＬ１２に設けられたバルブＶ３については、制御部１９によって適宜その開度を調節するように制御される。例えば、バルブＶ３の開度を調節することにより、通水ラインＬ１１中の濃縮水Ｗ３ｂを、通水ラインＬ１２を通じて、通水ラインＬ８中の２次処理水Ｗ２に還流することができる。
【００７４】
本実施形態では、制御部１９は、逆浸透膜装置１６においてフラッシング運転を行うように制御することができる。当該フラッシング運転は、透過水Ｗ３ａを貯留するタンク１７に十分な量の透過水Ｗ３ａが貯留されているとき等に、逆浸透膜モジュール１６Ａの一次側膜面に付着した堆積物を洗い流す運転である。本実施形態のフラッシング運転では、制御部１９がバルブＶ２，Ｖ３を開いた状態のまま、ポンプＰ５の回転数を下げるように制御する。このような制御により、透過水Ｗ３ａの流量を減少させながら、濃縮水Ｗ３ｂの流量を維持することで、濃縮水Ｗ３ｂのタンク１８への流入および還流を主な流路とすることができる。これにより、逆浸透膜モジュール１２Ａの一次側膜面の堆積物を洗い流すことができる。なお、濃縮水Ｗ３ｂの流量を維持する以外に、濃縮水Ｗ３ｂの流量を増加させるように制御してもよい。また、バルブＶ３を開いたまま、バルブＶ２を閉じるように制御することで、透過水Ｗ３ａを流すことなく濃縮水Ｗ３ｂのみを通水するようにして、フラッシング運転を行ってもよい。
【００７５】
一方、タンク１７に貯留されている透過水Ｗ３ａは、通水ラインＬ１３に通水される。制御部１９の制御により、バルブＶ４は開かれた状態にあり、ポンプＰ７も起動されている。このように、バルブＶ４が開かれた状態で、ポンプＰ７がタンク１７に貯留されている透過水Ｗ３ａを吸引することにより、通水ラインＬ１３を通じて、回収ろ過ユニット３外部へ透過水Ｗ３ａが通水される。この透過水Ｗ３ａは、回収ろ過ユニット３外部であるその他工場設備に製造用水として供給される。このように、その他工場設備における製造用水として、溶存塩類が除去された純度の高い透過水Ｗ３ａを供給することができる。
【００７６】
本実施形態では、回収ろ過ユニット３の制御部１９は、その他工場設備で必要とされる製造用水の量などに基づいて、逆浸透膜装置１６の運転のＯＮ／ＯＦＦを適宜切り替えるように制御している。この逆浸透膜装置１６の運転のＯＮ／ＯＦＦに合わせて、ブロワＢ３による曝気運転のＯＮ／ＯＦＦも切り替えるように制御している。具体的には、逆浸透膜装置１６の運転の停止（ＯＦＦ）に応じて、ろ過膜装置１３のブロワＢ３の運転を停止させるように制御する。このように、ブロワＢ３の運転を逆浸透膜装置１６の運転と連動させることによって、ブロワをより適切なタイミングで運転させることができる。なお、逆浸透膜装置１６の運転の停止に応じて、ろ過膜装置１３のブロワＢ３の運転を間欠運転するように制御してもよい。
【００７７】
一方で、制御部１９の制御により、バルブＶ５は閉じられた状態にあり、ポンプＰ８も起動されていない。これより、タンク１７に貯留されている透過Ｗ３ａは、通水ラインＬ１４には通水されない。通水ラインＬ１４に透過水Ｗ３ａを通水する際の制御については、製造用水調製設備４の運転の説明（特にイオン交換装置２３の能力再生運転の説明）において後述する。
【００７８】
次に、タンク１８に戻ると、タンク１８に接続された通水ラインＬ１５においては、制御部１９の制御により、バルブＶ６が閉じられた状態にあり、ポンプＰ９も起動されてない。これより、タンク１８に貯留されている濃縮水Ｗ３ｂは、通水ラインＬ１５には通水されない。通水ラインＬ１５に濃縮水Ｗ３ｂを通水する制御については、製造用水調製設備４の運転の説明（特にろ過装置２２の能力再生運転の説明）において後述する。
【００７９】
一方で、バルブＶ７については、制御部１９によって適宜その開閉を切り替えるように制御される。バルブＶ７の開閉を切り替えることにより、タンク１８に貯留されている濃縮水Ｗ３ｂを、通水ラインＬ１６を通じて回収ろ過ユニット３外部へ適宜排出することができる。
【００８０】
次に、回収ろ過ユニット３の下流側に設けられた製造用水調製設備４においては、水処理システム１が運転されると、バルブＶ８を開くとともに、バルブＶ９を閉じるように制御される。
【００８１】
まず、通水ラインＬ１７を通じて、原水Ｔ０がろ過装置２２に供給される。ろ過装置２２においては、原水Ｔ０のろ過処理が行われる。具体的には、ろ過装置２２のろ材により原水Ｔ０をろ過することで、所定の不純物（濁質成分や有機物など）が除去される。これにより、所定の不純物が除去されたろ過水Ｔ１ａが生成される。ろ過水Ｔ１ａは、通水ラインＬ１８に通水される。通水ラインＬ１８に通水されたろ過水Ｔ１ａは、下流側にあるイオン交換装置２３へ供給される。
【００８２】
ろ過水Ｔ１ａが供給されるイオン交換装置２３においては、ろ過水Ｔ１ａに対してイオン交換樹脂によるイオン交換処理が行われる。具体的には、イオン交換装置２３が備える陽イオン交換樹脂および陰イオン交換樹脂（ともに図示せず）の充填床に対してろ過水Ｔ１ａが通水される。これにより、ろ過水Ｔ１ａに含まれる陰イオンおよび陽イオンがそれぞれ除去される。このようにして、陽イオンおよび陰イオンが除去された純水Ｔ２ａが生成される。純水Ｔ２ａは、通水ラインＬ２０に通水される。通水ラインＬ２０に通水された純水Ｔ２ａは、製造用水調製設備４の外部であるその他工場設備へ製造用水として供給される。このように、その他工場設備における製造用水として、高品質の純水Ｔ２ａを供給することができる。
【００８３】
上述した水処理システム１の通常運転によれば、回収ろ過ユニット３により製造した透過水Ｗ３ａをその他工場設備へ製造用水として供給するとともに、製造用水調製設備４により製造した純水Ｔ２ａもその他工場設備へ製造用水として供給することができる。
【００８４】
以上、水処理システム１の通常運転について説明したが、その他の運転も実施することができる。具体例として、製造用水調製設備４におけるろ過装置２２の能力再生運転およびイオン交換装置２３の能力再生運転について、以下で説明する。
【００８５】
（ろ過装置の能力再生運転）
ろ過装置２２においては、ろ材によるろ過が行われるにつれて、原水Ｔ０に含まれていた濁質成分がろ材の空隙に捕捉されて堆積する。濁質成分の捕捉量が増加すると、ろ材のろ過能力（濁質成分の捕捉能力）が低下する。これを受けて、所定のタイミングにてろ過装置２２の能力再生運転を行う。
【００８６】
本実施形態におけるろ過装置２２の能力再生運転は、２つの工程として、前工程の逆洗浄工程（逆洗浄動作）と、後工程の濯ぎ工程（濯ぎ動作）とを行う。
【００８７】
逆洗浄工程では、ろ材床に対して、所定の逆洗浄用水を通液することで、ろ材床に堆積した濁質成分を剥離させて、逆洗浄を行う。具体的には、ろ過装置２２のろ材床の２次側から１次側に向けて、回収ろ過ユニット３のタンク１８に貯留されている濃縮水Ｗ３ｂを通液して、逆洗浄を行う。これを実現するために、図示しない製造用水調製設備４の制御装置は、回収ろ過ユニット３の制御部１９に信号を送信し、タンク１８の下流側に設けられたバルブＶ６を開くとともに、ポンプＰ９を運転させるように制御する。これにより、バルブＶ６が開かれた状態で、ポンプＰ９がタンク１８に貯留されている濃縮水Ｗ３ｂを吸引することにより、通水ラインＬ１５を通じて、製造用水調製設備４のろ過装置２２へ濃縮水Ｗ３ｂが供給される。
【００８８】
濃縮水Ｗ３ｂがろ材の２次側から１次側に向けて通液されることで、ろ材床に堆積した濁質成分が剥離される。剥離された濁質成分を含む洗浄排水Ｔ１ｂ（逆洗浄排水）は、前述した通水ラインＬ１９に向かって流出する。このように、ろ材床の逆洗浄用水は、濁質成分を含まない清浄な水であれば十分な洗浄効果が得られるので、塩分濃度は問われない。よって、濃縮水Ｗ３ｂのような塩分濃度の高い水を逆洗浄用水に適用することで、濃縮水Ｗ３ｂを有効に再利用することができる。
【００８９】
当該逆洗浄工程の前半（例えば前半５分）においては、バルブ８を開き、バルブＶ９を閉じるように制御されている。よって、通水ラインＬ１９に流出した洗浄排水Ｔ１ｂは、通水ラインＬ２２には通水されず、系外へ排水されるのみとなる。このように排水される洗浄排水Ｔ１ｂは、逆洗浄動作時に排出される逆洗浄排水のうちの先行部分に相当する。
【００９０】
一方で、逆洗浄工程の後半（例えば後半１０分）においては、バルブ８を閉じ、バルブＶ９を開くように制御される。このように、バルブＶ８，Ｖ９の開閉を切り替えることにより、通水ラインＬ２２に洗浄排水Ｔ１ｂが通水される。通水ラインＬ２２に通水された洗浄排水Ｔ１ｂは、排水処理設備２の流量調整槽１０に返送される。このように返送される洗浄排水Ｔ１ｂは、逆洗浄動作時に排出される逆洗浄排水のうち、後続部分に相当する。逆洗浄工程の後半になると、ろ材床からの濁質成分の除去が進み、それに伴って洗浄排水Ｔ１ｂの濁度も徐々に低くなってくる。これに応じて、当該洗浄排水Ｔ１ｂを廃棄するのではなく、流量調整槽１０に返送して原水Ｗ０に混合させることで、洗浄排水Ｔ１ｂ（逆洗浄排水）を有効に再利用することができる。
【００９１】
逆洗浄工程を所定時間（例えば１５分）行った後、濯ぎ工程を行う。濯ぎ工程では、逆洗浄工程が行われて濁質成分が除去されたろ材床に所定の濯ぎ用水を通液することで、逆洗展開されたろ材床を押し固めると共に、ろ材床に残留した濁質成分を洗い流すものである。具体的には、ろ材床の１次側から２次側に向けて、回収ろ過ユニット３のタンク１４に貯留されている２次処理水Ｗ２を濯ぎ用水として通液する。これを実現するために、図示しない製造用水調製設備４の制御装置は、回収ろ過ユニット３の制御部１９に信号を送信し、タンク１４の下流側に設けられたバルブＶ１を開くとともに、ポンプＰ６を運転させるように制御する。このように、バルブＶ１が開かれた状態で、ポンプＰ６がタンク１４に貯留されている２次処理水Ｗ２を吸引することにより、通水ラインＬ９を通じて、製造用水調製設備４のろ過装置２２へ２次処理水Ｗ２が供給される。
【００９２】
２次処理水Ｗ２がろ材床の１次側から２次側に向けて通液されることで、逆洗展開されたろ材床を圧密化させ、ろ材床を濯ぐことができる。ここで用いられる水は、ろ材床を速やかにろ過水Ｔ１ａの製造を開始できる状態に持っていくため、高い清浄度を有する水の使用が求められる。よって、濃縮水Ｗ３ｂよりも濁度の低い水である２次処理水Ｗ２を用いることで、ろ材床に残留した濁質成分を効果的に洗い流しながら、２次処理水Ｗ２を有効に再利用することができる。なお、当該濯ぎ工程においては、逆洗浄工程の後半と同様に、バルブ８を閉じると共に、バルブＶ９を開くように制御されており、洗浄排水Ｔ１ｂ（濯ぎ排水）は、通水ラインＬ２２を通じて、排水処理設備２の流量調整槽１０に返送される。濯ぎ工程においては、既に逆洗浄工程によってろ材床からの濁質成分の除去は終了しているため、洗浄排水Ｔ１ｂには濁質成分はそれほど含まれない。このような洗浄排水Ｔ１ｂ（濯ぎ排水）を、通水ラインＬ２２を通じて流量調整槽１０に返送することで、２次処理水Ｗ２を有効に再利用することができる。
【００９３】
（イオン交換装置の能力再生運転）
イオン交換装置２３においては、イオン交換樹脂床によるイオン交換処理が行われるにつれて、イオン交換装置２３のイオン交換能力が低下する。これを受けて、所定のタイミングにてイオン交換装置２３の能力再生運転を行う。
【００９４】
本実施形態におけるイオン交換装置２３の能力再生運転は、通液工程と、押出工程と、濯ぎ工程とを行う。
【００９５】
通液工程は、イオン交換樹脂床に再生剤溶液を通液する工程である。具体的には、陽イオン交換樹脂床には２次側から１次側に向けて、塩酸などの薬品を所定の再生用水で希釈した再生剤溶液を通液し、陰イオン交換樹脂床には２次側から１次側に向けて、水酸化ナトリウム溶液などの薬品を所定の再生用水で希釈した再生剤溶液を通液する。これにより、イオン交換装置２３の通常運転で行われるイオン交換処理（脱塩処理）とは逆方向に反応が進むことで、それぞれのイオン交換樹脂の交換基を元の状態に戻すことができる。通液工程では、図示しない製造用水調製設備４の制御装置は、回収ろ過ユニット３の制御部１９に信号を送信し、タンク１７の下流側に設けられたバルブＶ５を開くとともに、ポンプＰ８を運転させるように制御する。これにより、バルブＶ５が開かれた状態で、ポンプＰ８がタンク１７に貯留されている透過水Ｗ３ａを吸引することにより、通水ラインＬ１４を通じて、イオン交換装置２３へ透過水Ｗ３ａが供給される。透過水Ｗ３ａの供給と並行して、製造用水調製設備４の制御装置は、図示しない薬品供給装置から、イオン交換装置２３へ向けて再生用の薬品を供給する。イオン交換装置２３に供給された薬品および透過水Ｗ３ａは、流路制御弁（図示せず）内で混合され、再生剤溶液が調製される。
【００９６】
通液工程において必要量の再生剤溶液の供給を行った後、押出工程を行う。押出工程は、イオン交換樹脂床に導入された再生剤溶液を、所定の再生用水により押し出してイオン交換樹脂床の再生を完了させる工程である。具体的には、陽イオン交換樹脂床または陰イオン交換樹脂床の２次側から１次側に向けて、回収ろ過ユニット３のタンク１７に貯留されている透過水Ｗ３ａを通液することで、再生剤溶液を透過水Ｗ３ａ（押出水）で置換する。これを実現するために、図示しない製造用水調製設備４の制御装置は、回収ろ過ユニット３の制御部１９に信号を送信し、タンク１７の下流側に設けられたバルブＶ５を開くとともに、ポンプＰ８を運転させるように制御する。これにより、バルブＶ５が開かれた状態で、ポンプＰ８がタンク１７に貯留されている透過水Ｗ３ａを吸引することにより、通水ラインＬ１４を通じて、イオン交換装置２３へ透過水Ｗ３ａが供給される。
【００９７】
透過水Ｗ３ａが陽イオン交換樹脂床または陰イオン交換樹脂床の２次側から１次側に向けて通液されることで、再生に必要とされる再生剤溶液の全量が樹脂床を通過し、再生が完了する。樹脂床を通過した再生排水Ｔ２ｂは、前述した通水ラインＬ２１を通じて、製造用水調製設備４外部へ排水される。
【００９８】
ここで、イオン交換装置２３が備える陽イオン交換樹脂床および陰イオン交換樹脂床においては、溶存塩類を含む水を押出水として通液した場合には、再生中に溶存塩類がイオン交換樹脂に吸着してしまい、所望のレベルの能力再生を実現できないおそれがある。溶存塩類によりイオン交換樹脂が汚染されると、純水Ｔ２ａの純度の悪化を招く。これを受けて、溶存塩類をほとんど含まない透過水Ｗ３ａのような純度の高い水を用いることで、イオン交換樹脂を溶存塩類で汚染させることなく、効果的に再生することができる。これとは別の方法として、イオン交換装置２３で生成した純水Ｔ２ａを押出水として能力再生処理用に用いることも考えられるが、この場合にはイオン交換装置２３からその他工場設備へ供給できる製造用水の総量が減ってしまう。よって、本実施形態のように回収ろ過ユニット３からの透過水Ｗ３ａを再生用水として用いることで、イオン交換装置２３による純水の供給能力を高いレベルにて維持することができる。
【００９９】
押出工程を所定時間（例えば３５分）行った後、濯ぎ工程を行う。濯ぎ工程は、イオン交換樹脂床に所定の再生用水を通液して、樹脂床に残留する再生剤溶液を洗い流す工程である。具体的には、陽イオン交換樹脂床または陰イオン交換樹脂床の１次側から２次側に向けて、前述の押出工程と同様に、回収ろ過ユニット３のタンク１７に貯留されている透過水Ｗ３ａを通液することで、それぞれのイオン交換樹脂床の空隙部分および表面を濯ぐ。これを実現するために、前述の押出工程と同様に、図示しない製造用水調製設備４の制御装置が回収ろ過ユニット３の制御部１９に信号を送信して、タンク１７に貯留されている透過水Ｗ３ａを製造用水調製設備４のイオン交換装置２３へ供給する。
【０１００】
透過水Ｗ３ａが各イオン交換樹脂床の１次側から２次側に向けて通液されることで、樹脂床に残留する再生剤溶液を洗い流され、純水Ｔ２ａを再び製造可能な状態になる。樹脂床を通過した再生排水Ｔ２ｂは、前述した通水ラインＬ２１を通じて、製造用水調製設備４外部へ排水される。前述した押出工程と同様に、濯ぎ工程において、溶存塩類をほとんど含まない透過水Ｗ３ａのような純度の高い水を再生用水として用いることで、イオン交換装置２３による純水の供給能力を高いレベルにて維持することができる。
【０１０１】
以上、本実施形態における水処理システム１においては、回収ろ過ユニット３の逆浸透膜装置１６で得られた濃縮水Ｗ３ｂを、製造用水調製設備４のろ過装置２２におけるろ材の逆洗浄用水として供給し、ろ過膜装置１３で得られた２次処理水Ｗ２を、逆洗浄後のろ材の濯ぎ用水として供給している。このように、２次処理水Ｗ２および濃縮水Ｗ３ｂの純度に応じて再利用の用途を使い分けることで、これらの水を有効に再利用することができる。また、逆浸透膜装置１６で得られた３次処理水としての透過水Ｗ３ａを、イオン交換装置２３におけるイオン交換樹脂の再生用水として供給している。このように、純度の高い透過水Ｗ３ａをイオン交換装置２３の再生用水として用いることで、イオン交換装置２３による純水の供給能力を高いレベルにて維持することができる。
【０１０２】
上述の通り、本実施形態の水処理システム１について、例示的な構成および運転方法を説明したが、本発明はこれに限らない。
【０１０３】
上述の説明では、回収ろ過ユニット３が、排水処理設備２における曝気槽１１から１次処理水Ｗ１を回収する場合について説明したが、このような場合に限らない。例えば、排水処理設備２の沈降槽１２から１次処理水Ｗ１を回収してもよい。
【０１０４】
また、上述の説明では、排水処理設備２において、有機性排水の原水Ｗ０を好気性の活性汚泥処理により処理して、１次処理水Ｗ１を生成する場合について説明したが、このような場合に限らない。例えば、活性汚泥処理以外の好気性の生物処理や嫌気性の生物処理を含む、各種生物処理により原水Ｗ０を処理してもよい。
【０１０５】
また、上述の説明では、塩分濃度を調整するために濃縮水Ｗ３ｂを返送する通水ラインＬ９を、タンク１４に貯留されている２次処理水Ｗ２に接続する場合について説明したが、このような場合に限らない。逆浸透膜装置１６の上流側であればいずれの場所に返送するようにしてもよい。
【０１０６】
また、上述の説明では、ろ過装置２２およびイオン交換装置２３の能力再生処理において、逆洗浄排水の一部および濯ぎ排水を排水処理設備２の流量調整槽１０に返送する場合について説明したが、このような場合に限らない。例えば、これらの排水を排水処理設備２内における流量調整槽１０とは異なる槽に返送するように、通水ラインＬ２２を接続してもよい。
【０１０７】
上述したように、本実施形態の回収ろ過ユニット３は、有機性排水（原水Ｗ０）を生物処理して１次処理水Ｗ１を得る既存の排水処理設備２に接続され、排水処理設備２の１次処理水Ｗ１を回収してろ過し、ろ過した水（透過水Ｗ３ａ）を製造用水として供給する。また、回収ろ過ユニット３は、排水処理設備２から回収した１次処理水Ｗ１をろ過膜モジュール２１により膜ろ過して２次処理水Ｗ２を得るろ過膜装置１３と、ろ過膜装置１３の２次処理水Ｗ２を逆浸透膜モジュール１６Ａにより膜分離して３次処理水Ｗ３ａとしての透過水Ｗ３ａ及び濃縮水Ｗ３ｂを得る逆浸透膜装置１６とを備える。また、逆浸透膜装置１６で得られた３次処理水としての透過水Ｗ３ａを製造用水として供給する一方、逆浸透膜装置１６で得られた３次処理水としての濃縮水Ｗ３ｂを、ユニット外部の処理系統（製造用水調製設備４）に設置されたろ過装置２２におけるろ材の逆洗浄用水として供給すると共に、ろ過膜装置１３で得られた２次処理水Ｗ２を、逆洗浄後のろ材の濯ぎ用水として供給する。このように、既存の排水処理設備２に回収ろ過ユニット３を接続して、排水処理設備２の処理水をろ過して製造用水調製設備４へ補給しているため、既存の排水処理設備２における処理水をより効率的に再利用することができる。また、既存の排水処理設備２をそのまま利用しながら、回収ろ過ユニット３の付加的なパッケージを行うことができるため、回収ろ過ユニット３をより効率的に付加することができる。さらに、２次処理水Ｗ２および濃縮水Ｗ３ｂをその水質に応じて再利用することで、これらの水を有効に再利用することができる。
【０１０８】
さらに、本実施形態の回収ろ過ユニット３では、逆浸透膜装置１６で得られた３次処理水としての透過水Ｗ３ａを、ユニット外部の処理系統（製造用水調製設備４）に設置されたイオン交換装置２３におけるイオン交換樹脂の再生用水として供給する。イオン交換樹脂を再生する際には溶存塩類を含まない水が要求されるところ、透過水Ｗ３ａであれば逆浸透膜モジュール１６Ａによって溶存塩類が除去されているため、そのような再生用水として有効に使用することができる。
【０１０９】
さらに、本実施形態の回収ろ過ユニット３では、ろ過膜装置１３は、排水処理設備２から回収した１次処理水Ｗ１を貯留する槽（膜分離槽２０）と、槽内にて曝気を行うブロワＢ３と、槽内にて膜ろ過するろ過膜モジュール２１としての精密ろ過膜モジュール又は限外ろ過膜モジュールとを備える。すなわち、ろ過膜装置１３は、膜分離活性汚泥処理ユニットとして構成される。このように、ろ過膜装置１３をいわゆるＭＢＲユニットで構成することで、ＭＢＲユニット以外の構成に比べて、ろ過処理を早く行うとともに、処理水の水質を向上させることができる。
【０１１０】
さらに、本実施形態の回収ろ過ユニット３では、制御部１９は、逆浸透膜装置１６の運転の停止に応じて、ろ過膜装置１３のブロワＢ３の運転を停止させる、あるいは間欠運転させるように制御する。このように、ろ過膜装置１３のブロワＢ３の運転を、逆浸透膜装置１６の運転と連動させることによって、ブロワＢ３をより適切なタイミングで運転させることができ、回収ろ過ユニット３の省エネを実現することができる。
【０１１１】
さらに、本実施形態の回収ろ過ユニット３では、回収ろ過ユニット３がろ過を行う１次処理水Ｗ１は、排水処理設備２における、有機性排水（原水Ｗ０）を活性汚泥処理して１次処理水Ｗ１を得る活性汚泥処理槽（曝気槽１１）、および／又は、活性汚泥処理槽の１次処理水Ｗ１を沈降させる沈降槽１２から回収される。これにより、既存の排水処理設備２をそのまま利用しながら、回収ろ過ユニット３の付加的なパッケージ化を行うことができるため、回収ろ過ユニット３をより効率的に付加することができる。
【０１１２】
本実施形態の水処理システム１は、ユニット（回収ろ過ユニット３）外部の処理系統に設置されたろ過装置２２の逆洗浄動作時に排出される逆洗浄排水のうち、逆洗浄排水の先行部分を廃棄する一方、逆洗浄排水の後続部分を既存の排水処理設備２（流量調整槽１０）に返送すると共に、ろ過装置の濯ぎ動作時に排出される濯ぎ排水を既存の排水処理設備に返送する。このように、逆洗浄排水および濯ぎ排水をその水質に応じて適宜再利用することで、これらの排水を有効に再利用することができる。
【０１１３】
以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明は、既存の排水処理設備における処理水をより効率的に再利用することができるため、各種工場等の排水処理設備の排水を回収してろ過する回収ろ過ユニットに適用することができる。
【符号の説明】
【０１１５】
１  水処理システム
２  排水処理設備
３  回収ろ過ユニット
４  製造用水調製設備
９  原水槽
１０  流量調整槽
１１  反応槽
１２  沈降槽
１３  ろ過膜装置
１４  タンク
１５  薬剤供給装置
１６  逆浸透膜装置
１６Ａ  逆浸透膜モジュール
１７  タンク
１８  タンク
１９  制御部
２０  膜分離槽
２１  ろ過膜モジュール
２２  ろ過装置
２３  イオン交換装置
Ｂ１−Ｂ３  ブロワ
Ｌ１−Ｌ２２  通水ライン
Ｐ１−Ｐ９  ポンプ
Ｖ１−Ｖ９  バルブ
Ｗ０  原水
Ｗ１  １次処理水
Ｗ２  ２次処理水（濯ぎ用水）
Ｗ３ａ  透過水（３次処理水，製造用水，再生用水）
Ｗ３ｂ  濃縮水（３次処理水，逆洗浄用水）
Ｔ０  原水
Ｔ１ａ  ろ過水
Ｔ１ｂ  洗浄排水（逆洗浄排水，濯ぎ排水）
Ｔ２ａ  純水
Ｔ２ｂ  再生排水
【図１】
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