(57)【要約】【課題】所定の粒径以上の粒径の砂分を確実に除去し得るようにし、且つ中空糸膜等の濾過膜の交換の頻度を減少させると共に原水供給ポンプの消費電力を押えることにより、コストダウンを図り、しかも、高い原水処理能力を保持して効率的な操業を行い得るようにした浄化装置を提供する。【解決手段】原水２を膜濾過モジュール６に送給して原水２中の細菌や原虫を除くようにした浄化装置であって、膜濾過モジュール６の原水２の流れ方向上流側には、原水２中の固形分を除去するためのサイクロン５を設ける。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水を濾過手段に送給して原水中の被濾過物を濾過し、浄化された水を得るようにした浄化装置であって、前記濾過手段の原水流れ方向上流側には、濾過手段に導入される前の原水中の固形分を除去するためのサイクロンを設けたことを特徴とする浄化装置。
【請求項２】
濾過手段は多数の中空糸膜を備え、原水中の被濾過物は、原水が中空糸膜の外周側或は中空孔側から中空糸膜の中空孔側或は外周側へ通過することにより中空糸膜により濾過されるよう構成した請求項１記載の浄化装置。
【請求項３】
濾過手段は平面膜を備え、原水中の被濾過物は、原水が平面膜の一方の面から他方の面へ通過することにより平面膜により濾過されるよう構成した請求項１記載の浄化装置。
【請求項４】
原水は井戸水又は工業用水である請求項１、２又は３記載の浄化装置。
【請求項５】
原水は海水である請求項１、２又は３記載の浄化装置。
【請求項６】
固形分は粒径が約０．２ｍｍ以上の砂分である請求項１、２、３、４又は５記載の浄化装置。
【請求項７】
被濾過物は細菌及び／又は原虫である請求項１、２、３、４、５又は６記載の浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
食品加工や水産加工の分野においては、井戸水、工業用水、海水等の原水から一般細菌、大腸菌等の細菌や原虫を除去して除菌水を得るために、従来から浄化装置が用いられている。しかるに、井戸水には砂分が異常に増加する場合があり、又、海水は沿岸から取水するケースが多く、天候によっては砂分が異常に増加する場合がある。そこで、井戸水、工業用水、海水等の原水の除菌を行う場合には、予め、原水から砂分等の固形分を除去する必要がある。
【０００３】
而して、従来の浄化装置では、井戸水、工業用水、海水等の原水は、φ１ｍｍ程度のメッシュやスリットを備えたストレーナへ送給されて原水中の木屑、海藻類等の固形物が除去され、しかる後、膜濾過モジュールに送給される。膜濾過モジュールでは、原水は多数の中空糸膜の外周側から中空糸膜の中空孔内に流入し、中空孔から後工程側へ送給される。原水が中空糸膜を通過する際には、原水中の一般細菌、大腸菌等の細菌及び原虫が濾過されて除菌され、除菌された水（除菌水）は膜濾過モジュールから流出して除菌水槽に貯留され、食品加工や水産加工に用いられる。
【０００４】
なお、この出願の発明に直接関連する先行技術文献情報は調査した範囲では見当たらないが、水を除菌処理する装置としては、水を逆浸透膜で処理して淡水と濃縮水とに分離すると共に、その濃縮水の少なくとも一部を限外濾過膜で除菌処理して淡水に添加するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００３−０２４９３９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の浄化装置において、固形分の中の砂分をストレーナで除去できれば、固形分が膜濾過モジュールに導入されることを防止でき、中空糸膜の表面の摩滅が防止され、原水の処理能力の低下を招来することがない。
【０００７】
しかるに、従来の浄化装置では、木屑、海藻類は従来のストレーナでは除去できるが、砂分の場合は、０．２ｍｍ以上の粒径の砂分であっても、従来のストレーナでは目開きが大きくて通過するか若しくは目詰まり等の弊害が発生し、除去することができない。
【０００８】
従って、中空糸膜の表面に砂分による摩滅が生じ、摩滅が生じた中空糸膜は交換する必要があるため、コストアップを招来すると共に高い原水処理能力を保持することができず、又、ストレーナに砂が溜まった状態で操業を行う場合には、ストレーナの圧力損失が高くなるため、原水供給ポンプの消費電力が高くなってコストアップに繋がり、更に、溜まった砂を除去するには、装置を停止しなければならず、この点からも高い原水処理能力を保持することができない。
【０００９】
本発明は、上述の実情に鑑み、所定の粒径以上の砂分を確実に除去し得るようにし、且つ中空糸膜、平面膜といった濾過膜の交換頻度を減少させると共に原水供給ポンプの消費電力を押えることにより、コストダウンを図り、しかも、高い原水処理能力を保持して効率的な操業を行い得るようにした浄化装置を提供することを目的としてなしたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の浄化装置は、原水を濾過手段に送給して原水中の被濾過物を濾過し、浄化された水を得るようにした浄化装置であって、前記濾過手段の原水流れ方向上流側には、濾過手段に導入される前の原水中の固形分を除去するためのサイクロンを設けたものである。
【００１１】
請求項２の浄化装置においては、濾過手段は多数の中空糸膜を備え、原水中の被濾過物は、原水が中空糸膜の外周側或は中空孔側から中空糸膜の中空孔側或は外周側へ通過することにより中空糸膜により濾過されるよう構成したものであり、請求項３の浄化装置においては、濾過手段は平面膜を備え、原水中の被濾過物は、原水が平面膜の一方の面から他方の面へ通過することにより平面膜により濾過されるよう構成したものである。
【００１２】
請求項４の浄化装置においては、原水は井戸水又は工業用水であり、請求項５の浄化装置においては、原水は海水であり、請求項６の浄化装置においては、固形分は粒径が約０．２ｍｍ以上の砂分であり、請求項７の浄化装置においては、被濾過物は細菌及び／又は原虫である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図１及び図２は本発明の浄化装置を実施する形態の一例であって、食品加工向け用の浄化装置の例であり、原水は井戸水又は工業用水である。図中、１は取水された原水２を貯留する原水貯槽、３は原水貯槽１の原水２を管路４を介し送給する原水供給ポンプ、５は原水供給ポンプ３からの原水２から砂分等の固形分を除去するためのサイクロン、６はサイクロン５で砂分等の固形分を除去されて管路７を介して送給された原水２から一般細菌、大腸菌等の細菌や原虫を除去することにより除菌する膜濾過モジュール、８は膜濾過モジュール６から管路９を介して送給された除菌水１０を貯留するための除菌水槽である。
【００１４】
１１は管路１２を介し管路７に接続されて空気１３を管路７に送給し得るようにしたブロア、１４は膜濾過モジュール６のケーシング１５上端側側部に接続されて膜濾過モジュール６の後述の中空糸膜３０を洗浄した逆洗排水１６を排水するための逆洗排水管、１８はサイクロン５の下端に接続されてサイクロン５で分離された砂分等の固形分１９を逆洗排水管１４に排出するための管路、２０は除菌水槽８と管路９を連結する管路２１に設けられて逆洗水２２を送給するための逆洗水ポンプ、２３，２４，２５，２６，２７は開閉弁、３１は逆止弁、３７はストレーナである。
【００１５】
膜濾過モジュール６の詳細は図２に示されており、中空筒状の縦向き配置のケーシング１５内の上下部には、多数の縦向きの貫通孔が形成された管板２８，２９が収納され、上下の管板２８，２９間には中空孔を有する多数の中空糸膜３０が収納されている。而して、中空糸膜３０の下端は管板２９の上面に貫通孔を避けて固設され、中空糸膜３０の上端は管板２８の貫通孔に嵌合されて固設されている。中空糸膜３０は、例えばポリフッ化ビニリデン製で、孔径が約０．１μｍの中空糸精密濾過膜である。
【００１６】
中空筒状の縦向き配置のケーシング１５の下端には管路７が接続され、ケーシング１５の上端には管路９が接続され、ケーシング１５の上端側側部には、天端が管板２８下面の下方となるよう逆洗排水管１４が接続されている。
【００１７】
次に、上記図示例の作動を説明する。
原水２の除菌を行って除菌水１０を製造する場合には、開閉弁２３，２４を開き、開閉弁２５，２６を閉止させ、原水供給ポンプ３を駆動し、逆洗水ポンプ２０、ブロア１１を停止させておく。なお、開閉弁２７は後述のごとく、砂等の固形分がサイクロン５内にある程度溜まった際に開かれる。
【００１８】
原水貯槽１に貯留された原水２は原水供給ポンプ３により管路４を送給され、サイクロン５にケーシング接線方向から導入される。このため、原水２はサイクロン５内で渦流となり、原水２に含まれている砂分等の固形分は遠心力により除去されて下方へ沈降する。開閉弁２７はサイクロン５内で原水２から除去された砂等の固形分がサイクロン５内にある程度溜まった際に、例えば図示してないレベル検出器からの信号により開かれ、このため、サイクロン５内からの砂分等の固形分１９は一部の水と共に管路１８，１４から後工程の装置へ排出される。
【００１９】
固形分１９の除去された原水２はサイクロン５から管路７へ導出され、管路７を経て下端から膜濾過モジュール６内に導入され、導入された原水２は管板２９の貫通孔を通って、管板２９，２８の間に配置されている中空糸膜３０外側の空間に流入し、中空糸膜３０を通って中空孔内に入る。この際、原水２中の一般細菌、大腸菌等の細菌及び原虫は中空糸膜３０により濾過されてその外周部に付着するため、原水２は除菌されて除菌水１０が生成される。
【００２０】
生成された除菌水１０は中空糸膜３０の中空孔から流出して管路９から除菌水槽８へ送給される。而して、除菌水槽８中の除菌水１０は適宜、食品加工に使用される。
【００２１】
原水２の除菌により膜濾過モジュール６の中空糸膜３０外周には、濾過された細菌や原虫が付着するため、中空糸膜３０は適宜洗浄する必要がある。而して、この場合には、開閉弁２５，２６を開き、開閉弁２３，２４を閉止させ、原水供給ポンプ３を停止し、逆洗水ポンプ２０、ブロア１１を駆動させる。
【００２２】
このため、除菌水槽８内の除菌水１０は、逆洗水ポンプ２０により逆洗水２２として、管路２１，９を介し膜濾過モジュール６のケーシング１５内に供給され、ケーシング１５内上部から中空糸膜３０の中空孔内に導入され、中空孔から中空糸膜３０を通りその外周側に流出する。
【００２３】
一方、逆洗の際には、ブロア１１からの空気１３は管路７を経て膜濾過モジュール６のケーシング１５下部に導入され、管板２９の貫通孔から管板２９，２８の間に配置されている中空糸膜３０外側の空間に流入し、中空糸膜３０の外周側の空間を流れて該空間内の水を撹拌させ、中空糸膜３０の中空孔内から流出する逆洗水２２と協働して中空糸膜３０の外周に付着している細菌及び原虫等の洗浄を行う。
【００２４】
このため、中空糸膜３０の外周に付着していた細菌や原虫は逆洗水２２及び空気１３により剥離、除去され、細菌や原虫を同伴した水及び空気の混合した流体は逆洗排水管１４へ排出され、逆洗排水管１４を通って後工程に送給される。
【００２５】
本図示例によれば、除菌水の製造時には、原水２に混入している砂分等の固形分は、原水２が膜濾過モジュール６に導入される前にサイクロン５により除去される。
【００２６】
従って、膜濾過モジュール６には約０．２ｍｍ以上の粒径の砂分が浸入することはないため、中空糸膜３０の砂分による摩滅が減少して中空糸膜３０の寿命が長期化する。又、サイクロン５には砂等の固形分が滞留することがなく、サイクロン５における圧力損失を低く押えることができるため、原水供給ポンプ３の消費電力を押えることができる。以上の結果、高い原水処理能力を保持して効率的な操業を行うことができる。
【００２７】
更に、中空糸膜３０の寿命が長期化すること及び原水供給ポンプ３の消費電力を押えることにより、コストダウンを図ることができる。
【００２８】
図３は本発明の浄化装置を実施する形態の他の例であって、水産加工向け用の浄化装置の例であり、原水２は海水であり、除菌水１０は除菌海水である。本図示例では、図１のブロア１１に替えてコンプレッサ３２を設けている。コンプレッサ３２は管路３３を介して管路３４に接続され、管路３４の一端は管路７に、又、他端は管路９に接続されている。図中、３５，３６は逆止弁であり、図１に示すものと同一のものには同一の符号が付してある。
【００２９】
本図示例において、除菌水１０を製造する場合は、開閉弁２３，２４を開き、開閉弁２６を閉止し、原水供給ポンプ３を駆動し、コンプレッサ３２を停止させて運転を行う。このため、本図示例でも、図１の場合と同様の作用効果を奏することができる。なお、本図示例においても、開閉弁２７は砂等の固形分がサイクロン５内にある程度溜まった際に、例えばレベル検出器からの信号により開かれる。
【００３０】
膜濾過モジュール６における中空糸膜３０（図２参照）の逆洗を行う場合は、開閉弁２３，２４を閉止し、開閉弁２６を開き、原水供給ポンプ３を停止し、コンプレッサ３２を駆動する。
【００３１】
コンプレッサ３２からの空気は、一部は管路３４から管路９へ導入され、管路９及び膜濾過モジュール６における中空糸膜３０の中空孔に滞留している水に圧力を掛けて水を逆洗水として中空糸膜３０の外周側へ流出させるポンプとして機能する。又、コンプレッサ３２からの空気の残部は、管路７から膜濾過モジュール６における中空糸膜３０の外周側に送給される。このため、中空糸膜３０の外周に付着していた細菌や原虫は、中空糸膜３０の外周側へ流出する逆洗水及び中空糸膜３０の外周を流れる空気により生じる撹拌により、洗浄され、除去される。
【００３２】
図４は上記浄化装置に使用する膜濾過モジュール６の他の例であり、図中、３０ａはケーシング１５ａ内に収納された平面膜である。平面膜３０ａは、例えばポリスルフォン等の樹脂製で、孔径が約０．１μｍの平面精密濾過膜である。
【００３３】
而して、本図示例では、図１、図３に示すサイクロン５により砂分等の固形分を除去された原水２はケーシング１５ａ内に導入されて平面膜３０ａを一方の面から他方の面へ通過し、この通過の際に、原水２中の一般細菌、大腸菌等の細菌及び原虫は平面膜３０ａにより濾過されて前記一方の面に付着する。
【００３４】
このため、原水２は除菌されて除菌水１０が生成され、生成された除菌水１０は図１、図３に示す除菌水槽８へ送給される。平面膜３０ａの逆洗を行う場合には、洗浄水を除菌水１０の流出側から膜濾過モジュール６のケーシング１５ａへ供給することにより行う。
【００３５】
なお、本発明の浄化装置においては、図１の装置を井戸水や工業用水の除菌に適用し、図３の装置を海水の除菌に適用する場合について説明したが、図１の装置により海水の除菌を行うようにし、図３の装置により井戸水や工業用水の除菌を行うようにしても実施できること、除菌水槽は設けずに除菌水を直接食品加工や水産加工に使用することもできること、膜濾過モジュールに中空糸膜を用いる場合は、原水が中空糸膜の外周側から中空孔内へ流入することにより、原水中の細菌及び原虫を濾過する場合について説明したが、原水が中空孔側から外周側へ流出することにより、原水中の細菌及び原虫を濾過するようにすることも可能なこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３６】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の請求項１〜７記載の浄化装置によれば、下記のごとき種々の優れた効果を奏し得る。
Ｉ）原水に混入している砂等の固形分は、原水が除菌装置に導入される前にサイクロンにより除去されるため、除菌装置には所定粒径以上の砂分が浸入することはなく、中空糸膜や平面膜の摩滅が減少してこれら濾過膜の寿命が長期化する。
ＩＩ）サイクロンには砂等の固形分が滞留することがなく、サイクロンにおける圧力損失を低く押えることができるため、原水供給ポンプの消費電力を押えることができる。
ＩＩＩ）以上の結果、高い原水処理能力を保持して効率的な操業を行うことができると共にコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の浄化装置の実施の形態の一例のフロー図である。
【図２】図１の浄化装置に使用する膜濾過モジュールの一例の縦断面図である。
【図３】本発明の浄化装置の実施の形態の他の例のフロー図である。
【図４】本発明の浄化装置に使用する膜濾過モジュールの他の例の斜視図である。
【符号の説明】
２    原水
５    サイクロン
６    膜濾過モジュール（濾過手段）
１０    除菌水（浄化された水）
３０    中空糸膜
３０ａ    平面膜
【図１】
2004313900.tif 000003
【図２】
2004313900.tif 000004
【図３】
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【図４】
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