(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
懸濁物質と微生物とを含む被処理水を貯留する貯留槽と、
前記貯留槽にβ−シクロデキストリンポリマーを、前記微生物同士の情報伝達が抑えられることによって、バイオファウリングの要因となるバイオフィルムの形成が抑制されるのに必要な量で注入する第１注入装置と、
前記β−シクロデキストリンポリマーが注入された被処理水を、前記懸濁物質、前記微生物及び前記β−シクロデキストリンポリマーを含む固形分と処理水とに膜分離する膜分離装置とを備える水処理システム。
【請求項２】
前記β−シクロデキストリンポリマーは、平均粒子径が６０μｍ以上、３００μｍ以下の範囲にあり、
前記膜分離装置の後段に配置され、前記固形分から前記β−シクロデキストリンポリマーを回収する回収装置と、
前記回収装置にて回収された前記β−シクロデキストリンポリマーを前記回収装置から前記貯留槽に搬送する返送ラインとを更に備える請求項１に記載の水処理システム。
【請求項３】
前記返送ラインに、前記回収装置にて回収された前記β−シクロデキストリンポリマーを外部に排出する排出ラインが、切替弁を介して接続されている請求項２に記載の水処理システム。
【請求項４】
前記膜分離装置の後段に配置され、前記固形分から前記β−シクロデキストリンポリマーを回収する回収装置と、
前記回収装置にて回収された前記β−シクロデキストリンポリマーを再生する再生装置と、
前記再生装置によって再生された前記β−シクロデキストリンポリマーを、前記貯留槽に注入する第２注入装置と、
前記回収装置にて回収された前記β−シクロデキストリンポリマーを、前記回収装置を経由せずに、前記貯留槽に注入可能なバイパスラインと、
前記β−シクロデキストリンポリマーの再生の要否を判断して、再生不要と判断した場合には、前記回収装置から前記バイパスラインを介して、前記貯留槽に前記β−シクロデキストリンポリマーを注入させ、前記β−シクロデキストリンポリマーの再生要と判断した場合には、前記β−シクロデキストリンポリマーを前記回収装置から前記再生装置に供給させる制御部とを備える請求項１に記載の水処理システム。
【請求項５】
前記制御部は、前記β−シクロデキストリンポリマーの使用量が使用上限量を超えた際に、前記β−シクロデキストリンポリマーの再生要と判断する請求項４に記載の水処理システム。
【請求項６】
前記制御部には、前記β−シクロデキストリンポリマーの活性を判定する判定部が更に備えられ、
前記判定部において、下記の判定方法によりβ−シクロデキストリンポリマーの活性の判定し、前記β−シクロデキストリンポリマーの活性が閾値未満のときに前記β−シクロデキストリンポリマーの再生要と判断する請求項４に記載の水処理システム。
（β−シクロデキストリンポリマーの活性の判定方法）
前記β−シクロデキストリンポリマーを水に分散させた分散液に、β−シクロデキストリンポリマーが包接可能な色素を添加する。次に、前記分散液の吸光度を測定する。そして、前記分散液の吸光度の値が、予め定めた閾値未満でない場合は、β−シクロデキストリンポリマーの活性が閾値未満であると判定する。
【請求項７】
懸濁物質と微生物とを含む被処理水に、β−シクロデキストリンポリマーを、前記微生物同士の情報伝達が抑えられることによって、バイオファウリングの要因となるバイオフィルムの形成が抑制されるのに必要な量で注入する工程と、
前記β−シクロデキストリンポリマーが注入された被処理水を、前記懸濁物質、前記微生物及び前記β−シクロデキストリンポリマーを含む固形分と処理水とに膜分離する工程とを含む水処理方法。
【請求項８】
前記β−シクロデキストリンポリマーは、平均粒子径が６０μｍ以上、３００μｍ以下の範囲にあり、
前記固形分から前記β−シクロデキストリンポリマーを回収する回収工程と、
前記回収工程にて回収された前記β−シクロデキストリンポリマーを、前記膜分離する前の被処理水に注入する工程とを含む請求項７に記載の水処理方法。
【請求項９】
前記固形分から前記β−シクロデキストリンポリマーを回収する回収工程と、
前記回収工程にて回収された前記β−シクロデキストリンポリマーの再生の要否を判断する判断工程と、
前記判断工程において、再生不要と判断した場合には、前記β−シクロデキストリンポリマーを前記膜分離する前の被処理水に注入し、再生要と判断した場合には、前記β−シクロデキストリンポリマーを再生し、再生したβ−シクロデキストリンポリマーを前記膜分離する前の被処理水に注入する工程とを含む請求項７に記載の水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、水処理システムおよび水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水処理分野において、イオン又は塩類等の溶質を含む海水、汽水及び地下水、下水等から懸濁物質を除去して、生活用水、工業用水及び農業用水を得る方法として膜分離装置による膜ろ過法が用いられている。
【０００３】
膜ろ過法では、ろ過の過程において、膜面上や膜内に浮遊物質等が付着又は堆積することで膜を詰まらせるファウリングが発生する。ファウリングは、膜の抵抗及び圧力の上昇を引き起こし、膜の薬品洗浄頻度の増加及び膜の交換コストを押し上げる要因となる。ファウリングの主な要因物質としては、付着性細菌及び細菌の代謝物である粘着性物質等が挙げられる。付着性細菌及び粘着性物質等からはバイオフィルムが形成される。このバイオフィルムに由来するファウリングは、バイオファウリングと称される。
【０００４】
この代謝物が産生されるメカニズムとしてクオラム・センシングが知られている。クオラム・センシングとは、微生物同士が伝達物質を用いて周囲の仲間の密度を認識し、例えばバイオフィルム等の産生を活性化する機構であり、特定の遺伝子の転写活性を制御する機構である。微生物がクオラム・センシングにより仲間の存在を認識すると、すなわち、伝達物質濃度がある一定以上になると、微生物から代謝物が放出され、その代謝物が膜面上や膜内に付着又は堆積することによってバイオフィルムが形成される。
【０００５】
クオラム・センシングにおける伝達物質の合成機構と、代謝物の放出機構とを、グラム陰性細菌を例に説明する。グラム陰性細菌は、主にアシル化ホモセリンラクトン（以下、ＡＨＬと表記する。）を伝達物質として使用する。グラム陰性細菌では、伝達物質であるＡＨＬを合成し、その合成されたＡＨＬは外部へ放出され、外部からＡＨＬを取り込む。代謝物の放出機構では、外部から取り込んだＡＨＬと結合タンパク質とが合体する。合体した物質は、スイッチの役割をしているグラム陰性細菌の目的となる遺伝子をたたくことで、代謝物を放出するスイッチをＯＮとする。代謝物を放出するスイッチがＯＮになることにより、グラム陰性細菌は、ファウリングの要因物質の一つであるＴＥＰ（Transparent Exopolymer Particles）やＥＰＳ（Extracellular Polymeric Substance）等の多糖類を放出する。
【０００６】
上記のことから、ファウリングを発生させる要因としては、生物学的要因の影響力が大きいことが分かってきている。そこで、膜ろ過法を用いた水処理システムでは、バイオファウリング対策として、微生物の餌となり得る有機成分の除去を行う方法が提案されている。しかしながら、微生物の餌となり得る有機成分を除去することで微生物が飢餓状態となり、ファウリングの要因となる代謝物をより産生する場合がある。
【０００７】
以上に示すように、水処理システムでは、膜ろ過に対する生物学的要因の影響力が大きい。そのため、原水の水質が日変動又は季節変動すると、微生物の活性などの生物学的要因が変動して、被処理水を安定して膜ろ過することが難しくなる場合があり、水処理システムの稼働率の低下を招く可能性があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２００８／０３８５７５号
【特許文献２】特開２０１１−１７７６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、微生物によるバイオフィルムの形成などの生物学的要因の影響を受けずに、懸濁物質と微生物とを含む被処理水を固形分と処理水とに安定して膜分離することができる水処理システムおよび水処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態の水処理システムは、貯留槽と、第１注入装置と、膜分離装置とを持つ。
貯留槽は、懸濁物質と微生物とを含む被処理水を貯留する。第１注入装置は、前記貯留槽にβ−シクロデキストリンポリマーを、前記微生物同士の情報伝達が抑えられることによって、バイオファウリングの要因となるバイオフィルムの形成が抑制されるのに必要な量で注入する。膜分離装置は、前記β−シクロデキストリンポリマーが注入された被処理水を、前記懸濁物質、前記微生物及び前記β−シクロデキストリンポリマーを含む固形分と処理水とに膜分離する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係る水処理システムの構成を示すブロック図。
【図２】第２の実施形態に係る水処理システムの構成を示すブロック図。
【図３】第３の実施形態に係る水処理システムの構成を示すブロック図。
【図４】第４の実施形態に係る水処理システムの構成を示すブロック図。
【図５】第４の実施形態に係る水処理システムによるβ−シクロデキストリンポリマーの再生フロー図。
【図６】第４の実施形態に係る水処理システム４によるβ−シクロデキストリンポリマーの廃棄処分フロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態の水処理システムおよび水処理方法を、図面を参照して説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る水処理システムの構成を示すブロック図である。
図１に示すように、本実施形態の水処理システム１は、原水槽１０と、第１注入装置１１と膜分離処理装置１２とを備える。膜分離処理装置１２は、貯留槽１３と膜分離装置１４とを一体化した装置である。
【００１４】
原水槽１０は、被処理水（原水）を貯留する槽である。被処理水は、懸濁物質と微生物とを含む。被処理水としては、河川や湖沼から取水された水を用いることができる。
【００１５】
第１注入装置１１は、膜分離処理装置１２の貯留槽１３にβ−シクロデキストリンポリマーを注入する装置である。β−シクロデキストリンポリマーは、β−シクロデキストリンを架橋させてポリマー化することによって得られた難水溶解性の固形物である。β−シクロデキストリンポリマーは、微生物より放出される伝達物質を包接する作用を有する。シクロデキストリンが微生物の伝達物質を包接する作用を有することは、一般に知られている。特開２０１４−１４０７８７号公報には、微生物による代謝物の情報伝達を阻害する伝達阻害物質の例として、シクロデキストリン、アシラーゼ及びラクトナーゼ等が記載されている。
【００１６】
膜分離処理装置１２の貯留槽１３は、原水槽１０と第１注入装置１１とに接続されている。貯留槽１３は、被処理水を貯留する槽である。貯留槽１３に貯留されている被処理水に対してβ−シクロデキストリンポリマーが注入される。
【００１７】
膜分離処理装置１２の膜分離装置１４は、β−シクロデキストリンポリマーが注入された被処理水を、固形分と処理水とに膜分離する装置である。膜分離装置１４の例としては、ＲＯ（逆浸透）膜分離装置、ＵＦ（限界ろ過）膜分離装置及びＭＦ（精密ろ過）膜分離装置を挙げることができる。膜分離装置１４は、ＭＢＲ法（膜分離活性汚泥法）で使用される装置を含む。
【００１８】
上記の水処理システム１により、懸濁物質と微生物とを含む被処理水に、β−シクロデキストリンポリマーを注入する工程と、前記β−シクロデキストリンポリマーが注入された被処理水を、前記懸濁物質、前記微生物及び前記β−シクロデキストリンポリマーを含む固形分と処理水とに膜分離する工程とを含む水処理方法を実施することができる。次に、上記の水処理システム１を用いた水処理方法について説明する。
【００１９】
上記の水処理システム１において、原水槽１０に貯留された被処理水は、膜分離処理装置１２の貯留槽１３に送られる。貯留槽１３に送られた被処理水には、第１注入装置１１から送られたβ−シクロデキストリンポリマーが注入される。被処理水に注入されたβ−シクロデキストリンポリマーは、被処理水中の微生物から放出された伝達物質を包接する。β−シクロデキストリンポリマーが伝達物質を包接することによって、被処理水中の微生物が伝達物質を認識できなくなる。つまり、微生物同士の情報伝達が抑えられることによって、バイオファウリングの要因となるバイオフィルムの形成が抑制される。次いで、β−シクロデキストリンポリマーが注入された被処理水は膜分離装置１４に送られ、固形分と処理水とに膜分離される。固形分は、被処理水に含まれていた懸濁物質と微生物、そして貯留槽１３にて注入されたβ−シクロデキストリンポリマーを含む。固形分は、水に分散されたスラリーとして分離されてもよい。固形分は外部に取り出されて処理される。処理水は、外部に取り出されて、例えば工業用水あるいは農業用水として利用される。
【００２０】
ここで、被処理水に注入するβ−シクロデキストリンポリマーは、平均粒子径が６０μｍ以上、３００μｍ以下の範囲にあることが好ましい。β−シクロデキストリンポリマーの平均粒子径が上記の範囲にあると、膜分離装置１４において、処理水とβ−シクロデキストリンポリマーとを膜分離し易くなる。
【００２１】
以上の水処理システム１及び水処理方法によれば、懸濁物質と微生物を含む被処理水にβ−シクロデキストリンポリマーを注入することによって、β−シクロデキストリンポリマーに微生物が放出した伝達物質を包接させることができ、これにより、微生物によるバイオフィルムの形成などの生物学的要因の影響を受けずに、被処理水を固形分と処理水とに安定して膜分離することが可能となる。
【００２２】
（第２の実施形態）
図２は、第２の実施形態に係る水処理システムの構成を示すブロック図である。
図２に示すように、本実施形態の水処理システム２には、原水槽２０と、原水槽２０にポンプ２１を介して接続されているろ過装置２２と、ろ過装置２２と第１注入装置２７とに接続されている貯留槽２３と、貯留槽２３にポンプ２４を介して接続されている膜分離装置２５とが備えられている。膜分離装置２５は、固形分搬送ラインＬ２０と処理水搬送ラインＬ２１とが接続されている。固形分搬送ラインＬ２０は、回収装置２６に接続されている。回収装置２６は、ポンプ２８を備えた返送ラインＬ２２に接続している。返送ラインＬ２２は、貯留槽２３に接続されている。返送ラインＬ２２にはまた、切替弁２９を介して排出ラインＬ２３が接続されている。
【００２３】
原水槽２０は、被処理水（原水）を貯留する槽である。
ろ過装置２２は、原水槽２０からポンプ２１によって送られた被処理水に含まれている粗大な懸濁物質を除去する装置である。ろ過装置２２では、後段の貯留槽２３にて被処理水に注入されるβ−シクロデキストリンポリマーよりも粒径が大きい粗大粒子を除去することが好ましい。このろ過装置２２を用いて粗大粒子を被処理水から除去することよって、後段の回収装置２６にて回収されるβ−シクロデキストリンポリマーに不純物（粗大粒子）が混入しにくくなる。
【００２４】
第１注入装置２７は、未使用のβ−シクロデキストリンポリマーを、貯留槽２３に注入する装置である。
貯留槽２３は、被処理水を貯留する槽である。貯留槽２３に貯留されている被処理水にβ−シクロデキストリンポリマーが注入される。
【００２５】
膜分離装置２５は、β−シクロデキストリンポリマーが注入された被処理水を、固形分と処理水とに膜分離する装置である。膜分離装置２５に接続されている固形分搬送ラインＬ２０は、固形分を回収装置２６に搬送するラインである。一方の処理水搬送ラインＬ２１は、処理水を外部に取り出すラインである。
【００２６】
回収装置２６は、膜分離装置２５にて分離された固形分からβ−シクロデキストリンポリマーを回収する装置である。回収装置２６の例としては、沈降分離装置、遠心分離装置及び膜分離装置を挙げることができる。回収装置２６に接続されている返送ラインＬ２２は、回収装置２６にて回収されたβ−シクロデキストリンポリマーを貯留槽２３に搬送するラインである。返送ラインＬ２２に接続されている排出ラインＬ２３は、返送ラインＬ２２を通るβ−シクロデキストリンポリマーを外部に取り出すラインである。切替弁２９は、β−シクロデキストリンポリマーの搬送先を、貯留槽２３と外部とに切り替える弁である。
【００２７】
上記の水処理システム２により、懸濁物質と微生物とを含む被処理水に、β−シクロデキストリンポリマーを注入する工程と、前記β−シクロデキストリンポリマーが注入された被処理水を、前記懸濁物質、前記微生物及び前記β−シクロデキストリンポリマーを含む固形分と処理水とに膜分離する工程と、前記固形分から前記β−シクロデキストリンポリマーを回収する回収工程と、回収工程にて回収された前記β−シクロデキストリンポリマーを、前記膜分離する前の被処理水に注入する工程とを含む水処理方法を実施できる。次に、上記の水処理システム２を用いた水処理方法について説明する。
【００２８】
上記の水処理システム２において、原水槽２０に貯留された被処理水は、ポンプ２１によってろ過装置２２に送られる。ろ過装置２２に送られた被処理水はろ過により粗大粒子が除去される。粗大粒子は外部に取り出されて処理される。粗大粒子が除去された被処理水は、貯留槽２３に送られる。貯留槽２３に送られた被処理水には、第１注入装置２７から送られたβ−シクロデキストリンポリマーが注入される。被処理水に注入されたβ−シクロデキストリンポリマーは、被処理水中の微生物より放出される伝達物質を包接する。β−シクロデキストリンポリマーが伝達物質を包接することによって、被処理水中の微生物が伝達物質を認識できなくなる。つまり、微生物同士の情報伝達が抑えられることによって、バイオファウリングの要因となるバイオフィルムの形成が抑制される。
【００２９】
β−シクロデキストリンポリマーが注入された被処理水は、ポンプ２４によって、膜分離装置２５に送られる。膜分離装置２５に送られた被処理水は、固形分と処理水とに膜分離される。処理水は、処理水搬送ラインＬ２１を介して外部に取り出されて、例えば工業用水あるいは農業用水として利用される。固形分は、固形分搬送ラインＬ２０を介して回収装置２６に送られる。
【００３０】
回収装置２６に送られた固形分は、β−シクロデキストリンポリマーが回収される。β−シクロデキストリンポリマーが回収された後の固形分は水で流され、排水として外部に取り出されて、処理される。回収されたβ−シクロデキストリンポリマーは、返送ラインＬ２２を介して貯留槽２３に送られる。貯留槽２３に送られたβ−シクロデキストリンポリマーは被処理水に注入される。被処理水に注入されたβ−シクロデキストリンポリマーは、被処理水中の微生物から放出された伝達物質を包接する。従って、回収されたβ−シクロデキストリンポリマーが貯留槽２３に送られている間は、第１注入装置２７は貯留槽２３にβ−シクロデキストリンポリマーを送らなくてもよい。
【００３１】
回収装置２６にて回収されたβ−シクロデキストリンポリマーの活性（伝達物質の包接能力）が消失あるいは低下した場合には、切替弁２９によってβ−シクロデキストリンポリマーの搬送先を貯留槽２３から外部に切り替える。すなわち、活性が消失あるいは低下したβ−シクロデキストリンポリマーを、排出ラインＬ２３を介して外部に排出する。β−シクロデキストリンポリマーを外部に排出している間は、貯留槽２３には、第１注入装置２７から未使用のβ−シクロデキストリンポリマーが送られる。外部に排出されたβ−シクロデキストリンポリマーは、廃β−シクロデキストリンポリマーとして処理される。なお、活性が消失あるいは低下したβ−シクロデキストリンポリマーは、回収装置２６にて固形分から回収せずに、β−シクロデキストリンポリマーを固形分としてそのまま外部に排出してもよい。
【００３２】
以上の水処理システム２及び水処理方法によれば、懸濁物質と微生物を含む被処理水にβ−シクロデキストリンポリマーを注入することによって、β−シクロデキストリンポリマーに微生物が放出した伝達物質を包接させることができ、これにより、微生物によるバイオフィルムの形成などの生物学的要因の影響を受けずに、被処理水を固形分と処理水とに安定して膜分離することが可能となる。また、固形分に含まれているβ−シクロデキストリンポリマーを回収して再利用できるので、β−シクロデキストリンポリマーの使用量を少なくすることができる。
【００３３】
（第３の実施形態）
図３は、第３の実施形態に係る水処理システムの構成を示すブロック図である。図３に示す構成のうち、図２に示した水処理システム２と同一の構成には、同一の符号を付してその説明を一部省略する。
本実施形態の水処理システム３は、回収装置２６にて回収されたβ−シクロデキストリンポリマーを再生する再生装置３０を備える点で水処理システム２と相違する。
【００３４】
再生装置３０は、β−シクロデキストリンポリマーに包接されている伝達物質を除去して、β−シクロデキストリンポリマーの活性（伝達物質の包接能力）を回復させることによって、β−シクロデキストリンポリマーを再生する装置である。伝達物質を除去する方法としては、β−シクロデキストリンポリマーを溶媒に浸漬して、伝達物質を溶媒に溶出させる方法を挙げることができる。溶媒としては、有機溶媒もしくは水を用いることができる。
【００３５】
再生装置３０には、第２注入装置３１が接続されている。第２注入装置３１は、再生装置３０によって再生されたβ−シクロデキストリンポリマーを、貯留槽２３に注入する装置である。
【００３６】
再生装置３０は、ポンプ３２を備えた第１ラインＬ３０、切替弁３３、そして第２ラインＬ３１を介して回収装置２６に接続している。第１ラインＬ３０は、回収装置２６にて回収されたβ−シクロデキストリンポリマーを、切替弁３３にまで搬送するラインである。第２ラインＬ３１は、β−シクロデキストリンポリマーを切替弁３３から再生装置３０にまで搬送するラインである。
【００３７】
切替弁３３には、バイパスラインＬ３２が接続されている。バイパスラインＬ３２は、β−シクロデキストリンポリマーを切替弁３３から貯留槽２３にまで搬送するラインである。すなわち、バイパスラインＬ３２は、回収装置２６にて回収されたβ−シクロデキストリンポリマーを、再生装置３０を経由せずに、貯留槽２３に注入可能とするラインである。
【００３８】
切替弁３３は、回収装置２６にて回収されたβ−シクロデキストリンポリマーの搬送先を、貯留槽２３と再生装置３０とに切り替える弁である。切替弁３３は、制御部３４によって制御されている。制御部３４は、通信ケーブル３５を介して切替弁３３に接続している。なお、通信ケーブル３５の代わりに無線を用いてもよい。
【００３９】
制御部３４は、回収装置２６にて回収されたβ−シクロデキストリンポリマーの再生の要否を判断する機能と、その判断結果に基づいて、β−シクロデキストリンポリマーの搬送先を制御する機能とを有する。制御部３４は、β−シクロデキストリンポリマーの再生不要と判断した場合には、回収装置２６からバイパスラインＬ３２を介して、貯留槽２３にβ−シクロデキストリンポリマーを注入させる。一方、β−シクロデキストリンポリマーの再生要と判断した場合には、β−シクロデキストリンポリマーを回収装置２６から再生装置３０に供給させる。
【００４０】
制御部３４によるβ−シクロデキストリンポリマーの再生要否の判断は、例えば、β−シクロデキストリンポリマーの使用量に基づいて行うことができる。すなわち、制御部３４は、β−シクロデキストリンポリマーの使用量が使用上限量を超えた際に、β−シクロデキストリンポリマーの再生の要と判断することができる。β−シクロデキストリンポリマーの使用量としては、使用回数（被処理水に注入した回数）、使用時間（被処理水と接触させた時間）を用いることができる。
【００４１】
上記の水処理システム３により、前記固形分から前記β−シクロデキストリンポリマーを回収する回収工程と、前記回収工程にて回収された前記β−シクロデキストリンポリマーの再生の要否を判断する判断工程と、前記判断工程において、再生不要と判断した場合には、前記β−シクロデキストリンポリマーを前記膜分離する前の被処理水に注入し、再生要と判断した場合には、前記β−シクロデキストリンポリマーを再生し、再生したβ−シクロデキストリンポリマーを前記膜分離する前の被処理水に注入する工程とを含む水処理方法を実施することができる。次に、上記の水処理システム３を用いた水処理方法について説明する。
【００４２】
上記の水処理システム３において、制御部３４は、回収装置２６にて回収されたβ−シクロデキストリンポリマーの再生の要否を判断する。再生不要と判断した場合、制御部３４は、切替弁３３を制御して、β−シクロデキストリンポリマーの搬送先を貯留槽２３とする。これによって、回収装置２６にて回収されたβ−シクロデキストリンポリマーは、第１ラインＬ３０、切替弁３３、そしてバイパスラインＬ３２を介して、貯留槽２３に送られて、被処理水に注入される。
【００４３】
一方、制御部３４が再生要と判断した場合、制御部３４は、切替弁３３を制御して、β−シクロデキストリンポリマーの搬送先を再生装置３０とする。これによって、回収装置２６にて回収されたβ−シクロデキストリンポリマーは、第１ラインＬ３０、切替弁３３、そして第２ラインＬ３１を介して、再生装置３０に送られる。再生装置３０に送られたβ−シクロデキストリンポリマーは、伝達物質が除去されて、再生される。再生されたβ−シクロデキストリンポリマーは、第２注入装置３１に送られて一旦貯留された後、貯留槽２３に送られる。貯留槽２３に送られたβ−シクロデキストリンポリマーは被処理水に注入される。
【００４４】
以上の水処理システム３及び水処理方法によれば、伝達物質の包接能力が消失あるいは低下したβ−シクロデキストリンポリマーを再生できるので、β−シクロデキストリンポリマーの使用量をより少なくすることができる。
【００４５】
（第４の実施形態）
図４は、第４の実施形態に係る水処理システムの構成を示すブロック図である。図４に示す構成のうち、図３に示した水処理システム３と同一の構成には、同一の符号を付してその説明を一部省略する。
本実施形態の水処理システム４は、制御部３４に、回収装置２６にて回収されたβ−シクロデキストリンポリマーの活性と、再生装置３０にて再生されたβ−シクロデキストリンポリマーの活性を判定する判定部４０が更に備えられている点で水処理システム３と相違する。
【００４６】
判定部４０は、回収装置２６にて回収されたβ−シクロデキストリンポリマーの活性が閾値未満のときに、回収されたβ−シクロデキストリンポリマーを再生要と判断する機能を有する。制御部３４には、判定部４０の判断に基づいて、切替弁３３に制御信号を発信する機能を有する発信部４１が備えられている。
【００４７】
第１ラインＬ３０の回収装置２６と切替弁３３との間には、第１採取装置４２が設置されている。第１採取装置４２は、回収装置２６にて回収されたβ−シクロデキストリンポリマーを採取する装置である。第１採取装置４２は、採取したβ−シクロデキストリンポリマーを判定部４０に搬送する第１採取ラインＬ４０に接続されている。
【００４８】
判定部４０は、第１採取装置４２にて採取されたβ−シクロデキストリンポリマーを用いて、例えば、次のようにして、β−シクロデキストリンポリマーの再生の要否を判定する。先ず、β−シクロデキストリンポリマーを水に分散させた分散液に、β−シクロデキストリンポリマーが包接可能な色素（例えば、メチルオレンジ）を添加する。次に、その分散液の吸光度を測定する。この分散液の吸光度の値が低いほど、β−シクロデキストリンポリマーに包接された色素の量が多いこと、すなわち新たに伝達物質を包接可能なβ−シクロデキストリンポリマーの量が多いことになる。従って、分散液の吸光度の値が、予め定めた閾値未満でない（即ち、閾値以上である）場合は、β−シクロデキストリンポリマーの活性が閾値未満であるとして、β−シクロデキストリンポリマーの再生を要と判断することができる。一方、分散液の吸光度の値が、予め定めた閾値未満である場合は、β−シクロデキストリンポリマーの活性が閾値以上であるとして、β−シクロデキストリンポリマーの再生を不要と判断することができる。
【００４９】
判定部４０はまた、再生装置３０にて再生されたβ−シクロデキストリンポリマーの活性が閾値未満のときに、再生されたβ−シクロデキストリンポリマーを再利用不可と判断して廃棄処分とする機能を有する。
【００５０】
第２注入装置３１と貯留槽２３との間には、第２採取装置４３が設置されている。第２採取装置４３は、再生装置３０にて再生されたβ−シクロデキストリンポリマーを採取する装置である。第２採取装置４３は、採取したβ−シクロデキストリンポリマーを判定部４０に搬送する第２採取ラインＬ４２に接続されている。
【００５１】
β−シクロデキストリンポリマーの廃棄判定は、再生後のβ―シクロデキストリンポリマーを用いて、例えば、次のようにして判定する。再生後の（再生装置３０から出る）β―シクロデキストリンポリマーが分散された分散液に色素を添加する。次に、その分散液の吸光度を測定する。この分散液の吸光度の値が、予め定めた閾値以上である場合は、再生後のβ−シクロデキストリンポリマーは、活性が閾値未満であるとして、廃棄処分要と判断することができる。
【００５２】
上記の水処理システム４によるβ−シクロデキストリンポリマーの再生フローを、図５を参照して説明する。図５は、第４の実施形態に係る水処理システム４によるβ−シクロデキストリンポリマーの再生フロー図である。
【００５３】
先ず、第１採取装置４２にて採取された被処理水（β−シクロデキストリンポリマーを含む分散液）にメチルオレンジ（ＭＯ）を加える（ステップＳ５１）。次に、ＭＯを加えた被処理水の吸光度Ａを測定する（ステップＳ５２）。そして、吸光度Ａが、閾値Ｂ未満であるか否かを判断する（ステップＳ５３）。
【００５４】
Ａの値が、閾値Ｂ未満でない（即ち、閾値Ｂ以上である）場合（ステップＳ５３：ＮＯ）は、β−シクロデキストリンポリマーの再生要と判断される。これらの工程は、制御部３４の判定部４０にて実施される。判定部４０にてβ−シクロデキストリンポリマーの再生要と判断されると、発信部４１は、β−シクロデキストリンポリマーの搬送先を再生装置３０とする制御信号を通信ケーブル３５を介して、切替弁３３に発信する。この制御信号が発信されることによって、β−シクロデキストリンポリマー（β−ＣＤＰ）は再生装置３０に送られる（ステップＳ５６）。
【００５５】
再生装置３０に送られたβ−シクロデキストリンポリマーは、次の工程により再生される。β−シクロデキストリンポリマー（β−ＣＤＰ）と溶剤とを接触させる（ステップＳ５５）。これにより、β−シクロデキストリンポリマーに包接されている伝達物質を溶媒に溶出させられる。次いで、β−シクロデキストリンポリマー（β−ＣＤＰ）と溶媒とを分離する（ステップＳ５６）。そして、再生装置３０にて再生されたβ−シクロデキストリンポリマー（β−ＣＤＰ）は、第２注入装置３１に送られ、その後、貯留槽２３に送られて、被処理水に注入される（ステップＳ５７）。
【００５６】
Ａの値が、閾値Ｂ未満である場合（ステップＳ５３：ＹＥＳ）は、β−シクロデキストリンポリマーの再生は不要であると判断される。この場合、β−シクロデキストリンポリマーは、バイパスラインＬ３２を介して貯留槽２３に送られて、被処理水に注入される。そして、制御部３４は、定期的に採取された被処理水を用いて、β−シクロデキストリンポリマーの再生の要否を判定する。
【００５７】
上記の水処理システム４によるβ−シクロデキストリンポリマーの廃棄処分フローを、図６を参照して説明する。図６は、第４の実施形態に係る水処理システム４によるβ−シクロデキストリンポリマーの廃棄処分フロー図である。
【００５８】
先ず、第２採取装置４３にて採取された再生後のβ−シクロデキストリンポリマーを含む分散液にメチルオレンジ（ＭＯ）を加える（ステップＳ６１）。次に、ＭＯを加えた分散液の吸光度Ａを測定する（ステップＳ６２）。吸光度Ａが、閾値Ｃ未満であるか否かを判断する（ステップＳ６３）。
【００５９】
Ａの値が、閾値Ｃ未満でない（即ち、閾値Ｃ以上である）場合（ステップＳ６３：ＮＯ）は、β−シクロデキストリンポリマーの再利用は不可であると判断される。これらの工程は、制御部３４の判定部４０にて実施される。判定部４０にてβ−シクロデキストリンポリマーの廃棄要と判断されると、発信部４１は、β−シクロデキストリンポリマーを外部に廃棄する制御信号を通信ケーブル４４を介して、切替弁４５に発信する。この制御信号が発信されることによって、β−シクロデキストリンポリマー（β−ＣＤＰ）は外部に廃棄される（ステップＳ６４）。再生されたβ−シクロデキストリンポリマーが廃棄されると、未使用のβ−シクロデキストリンポリマーが第１注入装置２７から被処理水に注入される。
【００６０】
Ａの値が、閾値Ｃ未満である場合（ステップＳ６３：ＹＥＳ）は、β−シクロデキストリンポリマーの再利用は可であると判断される。この場合、β−シクロデキストリンポリマーは、貯留槽２３に送られて、被処理水に注入される。そして、制御部３４は、定期的に再生されたβ−シクロデキストリンポリマーについて再利用の可否、すなわち廃棄処分の要否を判定する。
【００６１】
以上の水処理システム４及び水処理方法によれば、β−シクロデキストリンポリマーの再生をタイミングよく実施できるので、被処理水の膜分離を長期間にわたって安定して実施することが可能となる。また、再生されたβ−シクロデキストリンポリマーが再利用不可と判断された場合には、未使用のβ−シクロデキストリンポリマーを新たに被処理水に注入することができるので、長期間にわたって微生物によるバイオフィルムの形成を抑制することが可能となる。
【００６２】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、懸濁物質と微生物を含む被処理水にβ−シクロデキストリンポリマーを注入して、そのβ−シクロデキストリンポリマーに、微生物が放出した伝達物質を包接させることによって、微生物によるバイオフィルムの形成などの生物学的要因の影響を受けずに、被処理水を固形分と処理水とに安定して膜分離することができる。
【００６３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６４】
１，２，３，４…水処理システム、１０，２０…原水槽、１１，２７…第１注入装置、１２…膜分離処理装置、１３，２３…貯留槽、１４，２５…膜分離装置、２１，２４，２８，３２…ポンプ、２２…ろ過装置、２６…回収装置、２９，３３，４５…切替弁、３０…再生装置、３１…第２注入装置、３４…制御部、３５，４４…通信ケーブル、４０…判定部、４１…発信部、４２…第１採取装置、４３…第２採取装置、Ｌ２０…固形分搬送ライン、Ｌ２１…処理水搬送ライン、Ｌ２２…返送ライン、Ｌ２３…排出ライン、Ｌ３０…第１ライン、Ｌ３１…第２ライン、Ｌ３２…バイパスライン、Ｌ４０…第１採取ライン、Ｌ４２…第２採取ライン
【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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