(57)【要約】【課題】膜を用いた水処理方法において、膜ろ過性能を回復するための物理洗浄後の排水は、膜で補足した固形の不純物などを取り除き排水しているだけなので、物理洗浄排水中に含まれる病原性原虫は不活化することなく原水中に再放流される可能性がある。本発明の課題は、物理洗浄排水中に含まれる病原性原虫を確実に不活化し、病原性原虫の原水中への再放流を防止した膜ろ過を用いた水処理方法および装置を提供することにある。【解決手段】物理洗浄排水を膜モジュールの外に設置した殺菌処理装置内に一旦貯留し、殺菌処理の手段としてオゾン、紫外線などを用い、オゾン発生器、排オゾン処理装置、またはＵＶ（紫外線）ランプを備えて、殺菌処理を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜を用いた水処理方法において、膜ろ過性能を回復するための物理洗浄後の排水を殺菌処理し、膜に補足された病原性原虫を不活化することを特徴とした膜を用いた水処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の膜を用いた水処理方法において、物理洗浄排水を膜モジュールの外に設置した殺菌処理手段内に一旦貯留し、殺菌処理することを特徴とした膜を用いた水処理方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の膜を用いた水処理方法において、殺菌処理において、殺菌処理をオゾン、紫外線を用いることを特徴とした膜を用いた水処理方法。
【請求項４】
請求項１または２に記載の膜を用いた水処理方法において、殺菌処理において、殺菌処理を過酸化水素、熱水、超音波を用いることを特徴とした膜を用いた水処理方法。
【請求項５】
膜を用いた水処理装置において、膜ろ過性能を回復するための物理洗浄後の排水を殺菌処理する設備を備え、膜に補足された病原性原虫を不活化することを特徴とした膜を用いた水処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載の膜を用いた水処理装置において、物理洗浄排水を膜モジュールの外に設置した殺菌処理装置内に一旦貯留し、殺菌処理することを特徴とした膜を用いた水処理装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の膜を用いた水処理装置において、物理洗浄排水を膜モジュールの外に設置した殺菌処理装置内に一旦貯留し、少なくともオゾン発生器、排オゾン処理装置を備えて、殺菌処理をオゾンで行うことを特徴とした膜を用いた水処理方法。
【請求項８】
請求項５または６に記載の膜を用いた水処理装置において、物理洗浄排水を膜モジュールの外に設置した殺菌処理装置内に一旦貯留し、少なくともＵＶ（紫外線）ランプを備えて、殺菌処理を紫外線で行うことを特徴とした膜を用いた水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、膜を用いた水処理方法および装置で、特に物理洗浄排水に含まれる病原性原虫の殺菌する方法を備えた膜を用いた水処理方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
汚濁物質を含んだ原水の処理方法として、膜ろ過を用いた水処理方法がその信頼性、自動運転などの利点から簡易水道を中心に広く利用されている。しかしながら、膜ろ過を用いた水処理装置では、長時間の運転によってファウリングが起こるため、ろ過性能が低下することが課題となっている。これらの原因による膜ろ過性能の低下は膜を洗浄することによって回復することができる。
【０００３】
膜の洗浄方法の一つに、物理洗浄がある。物理洗浄には、膜ろ過水を逆流させる逆圧水洗浄（逆洗）や、膜の一次側での水流によるフラッシングや、空気により膜を振動させるエアースクラビングなどがあり、物理的な作用によって付着物質を取り除くもので、自動運転においては、予め定めた条件により洗浄が実施されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図３に従来の膜ろ過装置の代表例としての構成図を示す。
この図において、まず原水１は、原水タンク２に流入し、運転ポンプ３により膜モジュール４に供給されて、膜ろ過水５が得られる。膜ろ過水５は、ろ過水タンク６に一定量貯留され、一部は物理洗浄に使用され、残りは処理水７となる。この際に、原水に含まれる固形の不純物などが膜モジュールの主として原水側に捕捉されるために、膜の両側の差圧が上昇するので、所定の条件を満たした場合に物理洗浄が行われる。この物理洗浄は、所定時間毎に逆洗ポンプ８を用いた逆洗と、エアーコンプレッサー９を用いたエアースクラビングとがなされ、その洗浄排水は、次工程のフラッシングにより排水ライン１０により排水される。ここで、前記の物理洗浄排水は、膜で補足した固形の不純物などを取り除き排水しているだけなので、後工程の排水処理の有無やその排水処理方法によっては、物理洗浄排水中に含まれる病原性原虫を不活化することなく原水中に再放流される可能性があり、これが大きな課題となっている。
【０００５】
また、逆洗水として、次亜塩素酸ナトリウム含有水やオゾン水を用いる方法も行われているが、これらの方法においても、病原性原虫の不活化を目的としているわけではないため、薬品と病原性原虫の間に十分な反応時間を取るような装置とはなっていない。
本発明の目的は、上記のような物理洗浄排水中に含まれる病原性原虫を確実に不活化し、病原性原虫の原水中への再放流を防止した膜ろ過を用いた水処理方法および装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明においては、膜ろ過性能を回復するための物理洗浄後の排水を殺菌処理し、膜に補足された病原性原虫を不活化することとする。
この際に、物理洗浄排水を膜モジュールの外に設置した殺菌処理手段内に一旦貯留し、殺菌処理することとし、殺菌の処理手段には、オゾン、紫外線や、過酸化水素、熱水、超音波を用いることとする。
【０００７】
また、膜ろ過性能を回復するための物理洗浄後の排水を殺菌処理する設備を備え、膜に補足された病原性原虫を不活化することとする。
物理洗浄排水を膜モジュールの外に設置した殺菌処理装置内に一旦貯留し、殺菌処理をすることとする。
具体的には、物理洗浄排水を膜モジュールの外に設置した殺菌処理装置内に一旦貯留し、少なくともオゾン発生器、排オゾン処理装置を備えて、殺菌処理をオゾンで行うこととする。
【０００８】
さらに、物理洗浄排水を膜モジュールの外に設置した殺菌処理装置内に一旦貯留し、少なくともＵＶ（紫外線）ランプを備えて、殺菌処理を紫外線で行うこととする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の２つの実施例を図面を参照しながら説明する。
〔実施例１〕
図１に、本発明の実施例１に係る水処理装置の構成図を示す。図１は殺菌処理装置としてオゾンを利用した場合の膜ろ過装置である。
【００１０】
この図と図３の従来の膜ろ過装置との構成上の差は、殺菌用のオゾン発生器１１、排オゾン処理装置１３、洗浄排水殺菌装置１４を追加したことである。
この図において、原水タンク２に流入した原水１を運転ポンプ３により膜モジュール４に供給することにより、膜ろ過水５が得られる。膜ろ過水５は、ろ過水タンク６に一定量貯留され、一部は物理洗浄に使用され、残りは処理水７となる。ろ過３０分後毎に逆洗ポンプ８を用いた逆洗およびエアーコンプレッサー９を用いたエアースクラビングの物理洗浄がなされるが、この物理洗浄による排水は、その中に含まれる病原性原虫に対して殺菌処理を実施する。
【００１１】
本発明においては、この殺菌処理を効率的に実施するために、物理洗浄による排水を一旦洗浄排水殺菌装置１４へ流入貯留して、オゾン発生器１１よりオゾンガス１２をこの洗浄排水殺菌装置１４へ供給して、物理洗浄排水のオゾンで処理を行う。
この際に、オゾン処理におけるＣＴ値（水中の溶存オゾン濃度×殺菌処理の保持時間）は、対象水質・水温により定まる殺菌に必要な値に選定される。本発明者らの実験結果からは、基本的には殺菌に必要とされるオゾンのＣＴ値は、水温２０℃ではＣＴ値＝６ｍｇ／Ｌ・ｍｉｎ以上となるように供給するのがよく、例えば保持時間を６分とすると、洗浄排水殺菌装置１４内に貯留された洗浄排水中の溶存オゾン濃度が１ｍｇ／Ｌ以上となるようにオゾンガス濃度を予め実験により求めておき供給する。溶存オゾン濃度および保持時間は特に限定されず、あくまでもＣＴ値を基準に供給すればよい。また、水温が低い場合はＣＴ値を大きく（例えば水温１０度低下で４倍）、水温が低い場合はＣＴ値を小さく（例えば水温１０度上昇で１／４倍）して供給する。
【００１２】
洗浄排水殺菌装置１４の構造は，液体をオゾン処理できるものなら特に限定されず、散気管を用いた反応塔タイプやスタティックミキサーなどを用いた循環タイプのものなどを用いることができる。
オゾン処理後に未反応のオゾンガスは、排オゾン処理設備１３にて処理される。殺菌処理された洗浄排水は排水ライン１０より装置外へと排水される。ここで、殺菌処理工程は各ろ過毎に実施しても、何回かのろ過における洗浄排水をまとめて実施してもよい。また、殺菌処理工程は膜ろ過の運転におけるサイクルとは切り離されており、膜ろ過装置がろ過中に殺菌処理を実施していても問題ないことは明らかである。
【００１３】
なお、本発明に使用される膜モジュールには、中空糸状、スパイラル状、チューブラ状、平膜状、浸漬状等の各種の膜モジュールが用いられ、また膜の孔径についても各種のものが問題なく用いることができる。
〔実施例２〕
図２に、本発明の実施例２に係る水処理装置の構成図を示す。図２は殺菌処理装置として紫外線を利用した場合の膜ろ過装置である。
【００１４】
この図と図３の従来の膜ろ過装置との構成上の差は、洗浄排水殺菌装置１４とＵＶ（紫外線）ランプ１５を追加したことである。
この図において、原水タンク２に流入した原水１を運転ポンプ３により膜モジュール４に供給することにより、膜ろ過水５が得られる。膜ろ過水５は、ろ過水タンク６に一定量貯留され、一部は物理洗浄に使用され、残りは処理水７となる。ろ過３０分後毎に逆洗ポンプ８を用いた逆洗およびエアーコンプレッサー９を用いたエアースクラビングの物理洗浄がなされるが、この物理洗浄による排水は、その中に含まれる病原性原虫に対して殺菌処理を実施する。
【００１５】
本発明においては、この殺菌処理を効率的に実施するために、物理洗浄による排水を一旦洗浄排水殺菌装置１４へ流入貯留して、ＵＶランプ１５より紫外線をこの洗浄排水殺菌装置１４へ照射して、物理洗浄排水の紫外線で処理を行う。
この際に、紫外線処理におけるＩＴ値（紫外線照射量×殺菌処理の保持時間）は、対象水質定まる殺菌に必要な値に選定される。本発明者らの実験結果からは、基本的には殺菌に必要とされる紫外線量のＩＴ値は、ＩＴ値＝１ｍＷ・ｓｅｃ／ｃｍ２　以上となるように照射するのがよく、紫外線量および保持時間は特に限定されず、あくまでもＩＴ値を基準に照射すればよい。
【００１６】
なお、殺菌処理された洗浄排水は排水ライン１０より装置外へと排水される。ここで、殺菌処理工程は各ろ過毎に実施しても、何回かのろ過における洗浄排水をまとめて実施してもよい。また、殺菌処理工程は膜ろ過の運転におけるサイクルとは切り離されており、膜ろ過装置がろ過中に殺菌処理を実施していても問題ないことは明らかである。
【００１７】
殺菌処理された洗浄排水は排水ライン１０より装置外へと排水される。ここで、殺菌処理工程は各ろ過毎に実施しても、何回かのろ過における洗浄排水をまとめて実施してもよい。また、殺菌処理工程は膜ろ過の運転におけるサイクルとは切り離されており、膜ろ過装置がろ過中に殺菌処理を実施していても問題ないことは明らかである。
【００１８】
なお、本発明に使用される膜モジュールには、中空糸状、スパイラル状、チューブラ状、平膜状、浸漬状等の各種の膜モジュールが用いられ、また膜の孔径についても各種のものが問題なく用いることができる。
実施例１、２で示した殺菌処理方法以外にも、過酸化水素、熱水、超音波を用いた方法およびそれらを組み合わせた方法においても、殺菌処理で同様の効果が得られることは明らかである。また、それぞれの方法に関しても各種原水に対して予め実験をし、殺菌条件を確定した上で実施することが望ましい。
【００１９】
【発明の効果】
上述のように、物理洗浄排水を殺菌処理し、膜に補足された病原性原虫を不活化するために、物理洗浄排水を膜モジュールの外に設置した殺菌処理装置内に一旦貯留し、殺菌処理の手段としてオゾン、紫外線などを用い、オゾン発生器、排オゾン処理装置、またはＵＶ（紫外線）ランプを備えて、殺菌処理を行う。この結果、病原性原虫の原水への再放流を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係るオゾン処理による膜利用水処理装置の構成図
【図２】本発明の実施例２に係る紫外線処理による膜利用水処理装置の構成図
【図３】従来の膜を利用した水処理装置の構成図
【符号の説明】
１：　　　　　　　　原水
２：　　　　　　　　原水タンク
３：　　　　　　　　運転ポンプ
４：　　　　　　　　膜モジュール
５：　　　　　　　　膜ろ過水
６：　　　　　　　　ろ過水タンク
７：　　　　　　　　処理水
８：　　　　　　　　逆洗ポンプ
９：　　　　　　　　エアーコンプレッサー
１０：　　　　　　　　排水ライン
１１：　　　　　　　　オゾン発生器
１２：　　　　　　　　オゾンガス
１３：　　　　　　　　排オゾン処理装置
１４：　　　　　　　　洗浄排水殺菌装置
１５：　　　　　　　　ＵＶ（紫外線）ランプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004066061.tif 000005