(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水の浄化を行う浄水処理システムであって、
被処理水の濁度を測定する濁度測定手段と、
耐塩素性病原性微生物を除去することが可能で、逆流洗浄装置を有さない膜ろ過装置と、
紫外線照射装置と、
を有し、
前記濁度測定手段により測定した濁度が、予め決定した基準値以上の場合は少なくとも前記膜ろ過装置を使用し、前記基準値未満の場合は少なくとも前記紫外線照射装置を使用することにより前記被処理水の浄化を行うことを特徴とする浄水処理システム。
【請求項２】
請求項１に記載の浄水処理システムであって、
前記膜ろ過装置に使用されるろ過膜の孔径よりも大きい孔径のろ過膜を有し、逆流洗浄装置を有さない第２の膜ろ過装置をさらに有することを特徴とする浄水処理システム。
【請求項３】
請求項２に記載の浄水処理システムであって、
前記濁度測定手段により測定した濁度が、予め決定した基準値以上の場合は少なくとも前記膜ろ過装置を使用し、前記基準値未満の場合は少なくとも前記第２の膜ろ過装置を使用することにより前記被処理水の浄化を行うことを特徴とする浄水処理システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の浄水処理システムであって、
消毒剤注入手段をさらに有することを特徴とする浄水処理システム。
【請求項５】
被処理水の浄化を行う浄水処理方法であって、
被処理水の濁度を測定する濁度測定工程と、
耐塩素性病原性微生物を除去することが可能で、逆流洗浄を行わないろ過膜により前記被処理水をろ過するろ過工程と、
紫外線を前記被処理水に照射する紫外線照射工程と、
を含み、
前記測定した濁度が、予め決定した基準値以上の場合は少なくとも前記ろ過工程を行い、前記基準値未満の場合は少なくとも前記紫外線照射工程を行うことにより前記被処理水の浄化を行うことを特徴とする浄水処理方法。
【請求項６】
請求項５に記載の浄水処理方法であって、
前記ろ過膜の孔径よりも大きい孔径のろ過膜であり、逆流洗浄を行わない第２のろ過膜により前記被処理水をろ過する第２ろ過工程をさらに含むことを特徴とする浄水処理方法。
【請求項７】
請求項６に記載の浄水処理方法であって、
前記測定した濁度が、予め決定した基準値以上の場合は少なくとも前記ろ過工程を行い、前記基準値未満の場合は少なくとも前記第２ろ過工程を行うことにより前記被処理水の浄化を行うことを特徴とする浄水処理方法。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか１項に記載の浄水処理方法であって、
消毒剤注入工程をさらに含むことを特徴とする浄水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浄水処理において、原水中に含まれる耐塩素性病原性微生物を不活化あるいは除去する浄水処理システム及び浄水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
クリプトスポリジウム・オーシスト等の耐塩素性病原性微生物は、浄水処理で用いられる塩素系消毒剤に対しての耐性が強く、事実上塩素系消毒剤により消毒（不活化）することができない。そのため凝集沈殿処理と急速ろ過処理、緩速ろ過処理、限外ろ過（ＵＦ膜ろ過）、精密ろ過（ＭＦ膜ろ過）等によりクリプトスポリジウム・オーシスト等を分離除去するのが一般的である。
【０００３】
また、近年、紫外線がクリプトスポリジウム・オーシスト等を不活化（感染力を消失させる）するのに効果的であることが確認され、例えば、特許文献１，２のような浄水処理への適用事例が知られている。
【０００４】
紫外線照射はクリプトスポリジウム等の不活化には有効であるが、飲料水中に含まれるべきではない濁り成分（濁度）や鉄、マンガン等の金属類等の物質を除去する効果はなく、また無害化するのには十分ではない。したがって、そのような物質を含む原水に対しては、紫外線照射だけでは不十分なため、急速ろ過、緩速ろ過、ＵＦ膜ろ過、ＭＦ膜ろ過といったろ過処理と組み合わせる方法が採用されている。
【０００５】
一方、浄水処理におけるろ過装置として、糸巻きタイプやプリーツタイプの逆流洗浄装置を有さない膜ろ過装置を用いる方法がある。これらの膜ろ過装置は、逆流洗浄機構を有さないため、装置としては簡便で、設備費の面で安価である。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１３１９号公報
【特許文献２】特表２００２−５１４５０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
急速ろ過、緩速ろ過、ＵＦろ過、ＭＦ膜ろ過等のろ過処理と紫外線照射とを組み合わせることは、衛生面での安全性を向上させる上で好ましいのは当然であるが、紫外線照射装置単独の場合に比べて建設費が数倍かかってしまう。また、緩速ろ過池との組み合わせでは、砂の掻き取りなど維持管理にも労力を要する。
【０００８】
一方、逆流洗浄装置を有さない膜ろ過装置は、設備費の面では安価であるが、通水とともに懸濁物質を捕捉していくとろ過抵抗が上昇し、やがて通水が不可能となるため、ろ材カートリッジの交換が必要であり、運転費用が高くなってしまう。
【０００９】
本発明は、浄水処理において、被処理水中に含まれる耐塩素性病原性微生物を簡易に不活化あるいは除去することができる浄水処理システム及び浄水処理方法である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、被処理水の浄化を行う浄水処理システムであって、被処理水の濁度を測定する濁度測定手段と、耐塩素性病原性微生物を除去することが可能で、逆流洗浄装置を有さない膜ろ過装置と、紫外線照射装置と、を有し、前記濁度測定手段により測定した濁度が、予め決定した基準値以上の場合は少なくとも前記膜ろ過装置を使用し、前記基準値未満の場合は少なくとも前記紫外線照射装置を使用することにより前記被処理水の浄化を行う。
【００１２】
また、前記浄水処理システムにおいて、前記膜ろ過装置に使用されるろ過膜の孔径よりも大きい孔径のろ過膜を有し、逆流洗浄装置を有さない第２の膜ろ過装置をさらに有することが好ましい。
【００１３】
また、前記浄水処理システムにおいて、前記濁度測定手段により測定した濁度が、予め決定した基準値以上の場合は少なくとも前記膜ろ過装置を使用し、前記基準値未満の場合は少なくとも前記第２の膜ろ過装置を使用することにより前記被処理水の浄化を行うことが好ましい。
【００１４】
また、前記浄水処理システムにおいて、消毒剤注入手段をさらに有することが好ましい。
【００１５】
また本発明は、被処理水の浄化を行う浄水処理方法であって、被処理水の濁度を測定する濁度測定工程と、耐塩素性病原性微生物を除去することが可能で、逆流洗浄を行わないろ過膜により前記被処理水をろ過するろ過工程と、紫外線を前記被処理水に照射する紫外線照射工程と、を含み、前記測定した濁度が、予め決定した基準値以上の場合は少なくとも前記ろ過工程を行い、前記基準値未満の場合は少なくとも前記紫外線照射工程を行うことにより前記被処理水の浄化を行う。
【００１７】
また、前記浄水処理方法において、前記ろ過膜の孔径よりも大きい孔径のろ過膜であり、逆流洗浄を行わない第２のろ過膜により前記被処理水をろ過する第２ろ過工程をさらに含むことが好ましい。
【００１８】
また、前記浄水処理方法において、前記測定した濁度が、予め決定した基準値以上の場合は少なくとも前記ろ過工程を行い、前記基準値未満の場合は少なくとも前記第２ろ過工程を行うことにより前記被処理水の浄化を行うことが好ましい。
【００１９】
また、前記浄水処理方法において、消毒剤注入工程をさらに含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明により、浄水処理において、被処理水中に含まれる耐塩素性病原性微生物を不活化あるいは除去するための浄水システムを、濁度測定装置、逆流洗浄装置を有しない膜ろ過装置及び紫外線照射装置により構成することにより、設備及び運転費等を安価にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２２】
浅井戸や伏流水等を水源として浄水処理を行っている浄水場の中には、原水水質が非常に良好なため塩素消毒のみで浄水として給水している場合がある。ほとんどの場合は、浄水として全く問題ない水質を確保することができるが、耐塩素性の原虫クリプトスポリジウム等が原水に混入する危険性がある場合には、安全な浄水処理システムとは言えない。
【００２３】
そこで本実施形態においては、クリプトスポリジウム、ジアルジア等の病原性微生物を含む可能性のある被処理水を、逆流洗浄装置を有しない膜ろ過装置によるろ過処理、紫外線照射による滅菌処理、または紫外線照射による滅菌処理と逆流洗浄装置を有しない膜ろ過装置によるろ過処理とによる処理により処理するようにした。さらに、被処理水の濁度を測定する手段を設け、膜ろ過あるいは紫外線照射装置に通水する前の被処理水の濁度を測定し、その測定結果に基づいて被処理水の処理方法を決定するようにした。また、必要に応じて次亜塩素酸ナトリウムや液化塩素等の塩素系消毒剤の添加による消毒処理を行ってもよい。
【００２４】
本発明の実施形態に係る浄水処理システムの一例を図１に示し、その構成について説明する。本実施形態に係る浄水処理システム１は、濁度測定手段である第１濁度測定装置１０と、第２濁度測定装置１２と、膜ろ過装置１４と、紫外線照射装置１６と、混和槽１８と、消毒剤注入手段である消毒剤槽２０及び消毒剤ポンプ２２と、撹拌機２４と、原水ポンプ２６と、消毒水ポンプ２８と、入口バルブ３０と、出口バルブ３２と、バイパスバルブ３４とを備える。
【００２５】
混和槽１８には、原水流入管３６の一端が接続され、他端は原水ポンプ２６を介して、原水槽等に接続されている。なお、自然流下で流入できる場合には、原水ポンプ２６は不要である。原水流入管３６の途中には第１濁度測定装置１０が接続されている。混和槽１８の上部には、消毒剤ポンプ２２を介して消毒剤槽２０が接続されている。また、混和槽１８には撹拌機２４が設置されている。混和槽１８の下部は入口配管３８により消毒水ポンプ２８及び入口バルブ３０を介して膜ろ過装置１４の下部と接続されている。膜ろ過装置１４の上部は出口配管４０により出口バルブ３２を介して紫外線照射装置１６の入口と接続され、紫外線照射装置１６の出口は処理水配管４２により処理水槽等と接続されている。処理水配管４２の途中には第２濁度測定装置１２が接続されている。また、入口配管３８と出口配管４０とはバイパス配管４４によりバイパスバルブ３４を介して接続されている。
【００２６】
次に、本実施形態に係る浄水処理システム１の動作及び浄水処理方法について説明する。浅井戸や伏流水等の原水（被処理水）は原水ポンプ２６により汲み上げられ、混和槽１８に送られる。混和槽１８に送られる前に、原水流入管３６に接続された第１濁度測定装置１０により原水の濁度が測定される（濁度測定工程）。
【００２７】
第１濁度測定装置１０としては、原水の濁度あるいは微粒子数を連続で測定する手段、すなわち濁度計あるいは微粒子計（粒子数をカウントし演算により濁度を求める計測器）等が挙げられる。濁度測定手段は、０．００１度の精度で濁度を測定可能な装置であることが好ましい。
【００２８】
次に、消毒剤槽２０から消毒剤ポンプ２２により消毒剤が混和槽１８内の原水に注入され、撹拌機２４により撹拌されながら、金属類の酸化、有機物の分解、微生物の殺菌等がなされる（消毒剤注入工程）。なお、ここでは混和槽１８中の被処理水に消毒剤槽２０から消毒剤ポンプ２２により消毒剤を添加しているが、混和槽１８を設けず、ライン注入としても良い。
【００２９】
消毒剤としては、次亜塩素酸ナトリウム、液化塩素、クロラミン、二酸化塩素等の塩素系消毒剤等を用いることができるが、次亜塩素酸ナトリウム、液化塩素を用いることが好ましく、次亜塩素酸ナトリウムを用いることがより好ましい。次亜塩素酸ナトリウム等を使用した消毒剤注入工程における塩素注入率は、紫外線照射装置１６の出口において残留塩素濃度が０．１ｍｇ／Ｌ〜１．０ｍｇ／Ｌとなるように調整を行うことが好ましい。
【００３０】
次に、消毒された消毒水は、濁度処理工程において第１濁度測定装置１０により測定された濁度に基づいて、膜ろ過装置１４及び紫外線照射装置１６のうち少なくとも１つが選択されて原水の浄化が行われる。ここで、測定された濁度が、予め決定した基準値以上の場合は膜ろ過装置１４を少なくとも使用し、当該基準値未満の場合は紫外線照射装置１６を少なくとも使用することが好ましい。例えば、測定された濁度が、予め決定した基準値以上の場合は膜ろ過装置１４を使用し、当該基準値未満の場合は紫外線照射装置１６を使用してもよい。また、測定された濁度が、予め決定した基準値以上の場合は膜ろ過装置１４及び紫外線照射装置１６を使用し、当該基準値未満の場合は紫外線照射装置１６を使用してもよい。この原水の濁度に基づく処理装置の切り換えは自動的に行うことができる。
【００３１】
原水の濁度は通常０．０１０〜０．０２０度であり、大雨等の場合には０．０３０〜０．０７０度となる。原水濁度でみて非常に清澄な原水の時は、濁度から判断してクリプトスポリジウム・オーシスト等の耐塩素性病原性微生物がほとんど存在しないと考えられる。予め決定する濁度基準値を０．１度未満の範囲で設定する任意の値、例えば０．０５０度として、原水濁度０．０５０度以上の場合には、膜ろ過装置１４を使用し、原水濁度０．０５０度未満の場合には、紫外線照射装置１６を使用すればよい。この濁度基準値を０．０４０度とすれば、より確実な処理を行うことができる。
【００３２】
また、上記基準値よりも高い値の第２の基準値を設定し、原水の濁度が第２基準値以上となった場合には、原水に有害な溶解性分が含まれる可能性があるため取水を停止してもよい。
【００３３】
原水の濁度に基づいて膜ろ過処理を行うことが適当と判断されたときは、入口バルブ３０が開となり、バイパスバルブ３４が閉となり、消毒水は混和槽１８から消毒水ポンプ２８により入口配管３８を通って膜ろ過装置１４に送られ、膜ろ過がされる（ろ過工程）。本実施形態においては、膜ろ過装置１４として、逆流洗浄装置を有しない膜ろ過装置を使用する。逆流洗浄装置を有しない膜ろ過装置としては、カートリッジフィルタ等が挙げられ、糸巻きタイプやプリーツタイプ、チューブラタイプ等が挙げられ、孔径の均一性の点等から糸巻きタイプが好ましい。これらの膜ろ過装置は、逆流洗浄機構を有さないため、装置としては簡便で、設備費の面で安価である。
【００３４】
膜ろ過装置１４で使用されるフィルタ（ろ過膜）の孔径は、クリプトスポリジウム・オーシスト等の耐塩素性病原性微生物を除去することが可能であればよく特に制限はない。フィルタの孔径は、ろ過抵抗を軽減するためには大きい方が良いが、除去する必要のある物質、特にクリプトスポリジウム・オーシスト等の耐塩素性の病原性微生物を確実に捕捉するためには小さい方がよい。両方の観点から、最小の除去対象物質の寸法よりやや小さい孔径が最適となる。クリプトスポリジウム・オーシスト、ジアルジア・シストの大きさは通常４．２μｍ以上であることから、フィルタの孔径は４．０μｍ以下であることが好ましく、安全を見ると３．０μｍ以下であることがより好ましい。
【００３５】
ここで本明細書において、ポリスチレン製の４．０μｍ±０．２μｍの粒子を９９．９９９％以上阻止できるときに、フィルタの孔径が４．０μｍであるとする。
【００３６】
カートリッジフィルタは、原水中の懸濁質成分の粒径と濃度、そしてフィルタの孔径にもよるが、通水を継続するうちにろ過抵抗が上昇し、一定のろ過抵抗、通常は１００ｋＰａ程度に達するとろ過のエネルギ効率が低下するため、ろ材であるカートリッジを交換する。当然ながら、カートリッジの交換頻度が少ないほど、浄水処理に関する運転費は安くなる。
【００３７】
原水の濁度に基づいて紫外線照射処理を行うことが適当と判断されたときは、入口バルブ３０が閉となり、バイパスバルブ３４が開となり、消毒水は混和槽１８から消毒水ポンプ２８によりバイパス配管４４を通って紫外線照射装置１６に送られ、紫外線照射処理が行われる（紫外線照射工程）。紫外線照射工程では、消毒水に紫外線が照射され、クリプトスポリジウム・オーシスト等の耐塩素性病原性微生物を不活化させる（感染力を消失させる）ことができる。原水濁度から判断してクリプトスポリジウム・オーシスト等がほとんど存在しないと考えられる場合であっても、この様な清澄な原水に対して紫外線処理が行われることにより、例えば飲料水として被処理水を使用する時の安全性が確保されるため好ましい。
【００３８】
紫外線照射装置１６により照射される紫外線の照射量は、クリプトスポリジウム・オーシスト等の耐塩素性病原性微生物を不活化させることができればよく、特に制限はないが、１０ｍＪ／ｃｍ２〜１００ｍＪ／ｃｍ２の範囲であることが好ましく、２０ｍＪ／ｃｍ２〜４０ｍＪ／ｃｍ２の範囲であることがより好ましい。紫外線照射量が１０ｍＪ／ｃｍ２未満であると、耐塩素性病原性微生物を十分に不活化することができない場合があり、１００ｍＪ／ｃｍ２を超える照射量は、耐塩素性病原性微生物を不活化するには十分な量である。
【００３９】
照射する紫外線の波長としては、殺菌線として知られる２５３．７ｎｍの波長を含むものとし、また、紫外線ランプとしては、例えば、低圧水銀ランプ、低圧高出力水銀ランプ、中圧水銀ランプ、アマルガムランプ、キセノンランプ等を使用することができる。
【００４０】
原水の濁度に基づいて膜ろ過処理及び紫外線照射処理を行うことが適当と判断されたときは、入口バルブ３０が開となり、バイパスバルブ３４が閉となり、消毒水は混和槽１８から消毒水ポンプ２８により入口配管３８を通って膜ろ過装置１４に送られ、膜ろ過がされ（ろ過工程）、その後、ろ過水は出口バルブ３２を介して、出口配管４０を通って紫外線照射装置１６に送られ、紫外線照射処理が行われる（紫外線照射工程）。
【００４１】
膜ろ過処理及び紫外線照射処理のうち少なくとも１つが行われた処理水は、処理水配管４２を通って、処理水槽等に放出される。なお、処理水槽等への放出前に、処理水配管４２に接続された第２濁度測定装置１２により確認のため処理水の濁度が測定されても良い。また、処理水の確認時に、第２濁度測定装置１２の代わりに第１濁度測定装置１０を共用してもよい。この場合は、処理水配管４２から第１濁度測定装置１０に接続する配管を設置すればよい。なお、ろ過工程後の紫外線照射工程を省略する場合は紫外線を照射せずに紫外線照射装置に通せばよい。
【００４２】
なお、消毒剤注入手段、膜ろ過装置１４、紫外線照射装置１６の順序は、順不同でもよいが、紫外線照射装置１６の光電管の保護等を考慮すると、膜ろ過装置１４の後に紫外線照射装置１６を設置することが好ましい。
【００４３】
また、本実施形態において、逆流洗浄装置を有しない膜ろ過装置を、異なる孔径のろ過膜を有する少なくとも２系列以上の膜ろ過装置で構成し、原水の濁度に基づいて、その２系列以上の膜ろ過装置を切り換えて使用してもよい。
【００４４】
本発明の他の実施形態に係る浄水処理システムの一例を図２に示し、その構成について説明する。本実施形態に係る浄水処理システム３は、濁度測定手段である第１濁度測定装置１０と、第２濁度測定装置１２と、第１膜ろ過装置１４ａと、第２膜ろ過装置１４ｂと、紫外線照射装置１６と、混和槽１８と、消毒剤注入手段である消毒剤槽２０及び消毒剤ポンプ２２と、撹拌機２４と、原水ポンプ２６と、消毒水ポンプ２８と、第１入口バルブ３０ａと、第２入口バルブ３０ｂと、出口バルブ３２と、バイパスバルブ３４とを備える。
【００４５】
浄水処理システム３において、混和槽１８の下部は入口配管３８及び第１入口配管３８ａにより消毒水ポンプ２８及び第１入口バルブ３０ａを介して第１膜ろ過装置１４ａの下部と、また、入口配管３８及び第２入口配管３８ｂにより消毒水ポンプ２８及び第２入口バルブ３０ｂを介して第２膜ろ過装置１４ｂの下部とそれぞれ接続されている。第２膜ろ過装置１４ｂは、第１膜ろ過装置１４ａよりも大きい孔径のろ過膜を有する。第１膜ろ過装置１４ａ及び第２膜ろ過装置１４ｂの上部は出口配管４０により出口バルブ３２を介して紫外線照射装置１６の入口と接続されている。また、入口配管３８と、出口配管４０とはバイパス配管４４によりバイパスバルブ３４を介して接続されている。
【００４６】
次に、本実施形態に係る浄水処理システム３の動作及び浄水処理方法について説明する。原水（被処理水）は原水ポンプ２６により汲み上げられ、混和槽１８に送られる。混和槽１８に送られる前に、原水流入管３６に接続された第１濁度測定装置１０により原水の濁度が測定される（濁度測定工程）。
【００４７】
次に、消毒剤槽２０から消毒剤ポンプ２２により消毒剤が混和槽１８内の原水に注入され、撹拌機２４により撹拌されながら、金属類の酸化、有機物の分解、微生物の殺菌等がなされる（消毒剤注入工程）。
【００４８】
次に、消毒された消毒水は、濁度処理工程において第１濁度測定装置１０により測定された濁度に基づいて、第１膜ろ過装置１４ａ、第２膜ろ過装置１４ｂ及び紫外線照射装置１６のうち少なくとも１つが選択されて原水の浄化が行われる。ここで、測定された濁度が、予め決定した基準値以上の場合は第１膜ろ過装置１４ａを少なくとも使用し、当該基準値未満の場合は第２膜ろ過装置１４ｂを少なくとも使用することが好ましい。例えば、測定された濁度が、予め決定した基準値以上の場合は第１膜ろ過装置１４ａ及び紫外線照射装置１６を使用し、当該基準値未満の場合は第２膜ろ過装置１４ｂ及び紫外線照射装置１６を使用してもよい。この原水の濁度に基づく処理装置の切り換えは自動的に行うことができる。
【００４９】
原水濁度でみて非常に清澄な原水の時は、濁度から判断してクリプトスポリジウム・オーシスト等の耐塩素性病原性微生物がほとんど存在しないと考えられる。例えば、予め決定する濁度基準値を０．０５０度として、原水濁度０．０５０度以上の場合には、第１膜ろ過装置１４ａ及び紫外線照射装置１６を使用し、原水濁度０．０５０度未満の場合には、第２膜ろ過装置１４ｂ及び紫外線照射装置１６を使用すればよい。この濁度基準値を０．０４０度とすれば、より確実な処理を行うことができる。
【００５０】
原水の濁度に基づいて第１膜ろ過装置１４ａによる膜ろ過処理を行うことが適当と判断されたときは、第１入口バルブ３０ａが開となり、第２入口バルブ３０ｂ及びバイパスバルブ３４が閉となり、消毒水は混和槽１８から消毒水ポンプ２８により第１入口配管３８ａを通って第１膜ろ過装置１４ａに送られ、膜ろ過がされる（第１ろ過工程）。
【００５１】
原水の濁度に基づいて第２膜ろ過装置１４ｂによる膜ろ過処理を行うことが適当と判断されたときは、第２入口バルブ３０ｂが開となり、第１入口バルブ３０ａ及びバイパスバルブ３４が閉となり、消毒水は混和槽１８から消毒水ポンプ２８により第２入口配管３８ｂを通って第２膜ろ過装置１４ｂに送られ、膜ろ過がされる（第２ろ過工程）。
【００５２】
第１膜ろ過装置１４ａで使用されるフィルタ（ろ過膜）の孔径は、クリプトスポリジウム・オーシスト等の耐塩素性病原性微生物を除去することが可能であればよく特に制限はない。フィルタの孔径は、ろ過抵抗の軽減及び耐塩素性病原性微生物の確実な除去の両方の観点から、最小の除去対象物質の寸法よりやや小さい孔径が最適となる。クリプトスポリジウム・オーシスト、ジアルジア・シストの大きさは通常４．２μｍ以上であることから、第１膜ろ過装置１４ａで使用されるフィルタの孔径は４．０μｍ以下であることが好ましく、安全を見ると３．０μｍ以下であることがより好ましい。
【００５３】
一方、第２膜ろ過装置１４ｂで使用されるフィルタ（ろ過膜）の孔径は、第１膜ろ過装置１４ａよりも大きい孔径であればよく特に制限はないが、５μｍ〜２０μｍの範囲であることが好ましく、７μｍ〜１０μｍの範囲であることがより好ましい。５μｍ未満であると、目詰まりしやすくなり、２０μｍを越えると微量な鉄やマンガン等の除去効果が低下する場合がある。
【００５４】
ところで、濁度で評価した場合、濁度が例えば０．０５０度未満である明らかに清澄な原水に対して第１膜ろ過装置１４ａを使用してろ過を行うと、例えば孔径４．０μｍの場合、微量な鉄やマンガンなどが徐々に付着していき、除去対象としている４．０μｍ以上の物質以外のものによりろ過抵抗が上昇してしまう。そこで、原水濁度でみて非常に清澄な原水の時は、例えば孔径１０μｍのフィルタを有する第２膜ろ過装置１４ｂを使用してろ過を行うようにした。なお、孔径が５．０μｍ以上の場合、４μｍ程度のクリプトスポリジウムを１００％除去することは困難である。しかし、原水濁度から判断してクリプトスポリジウム・オーシスト等がほとんど存在しないと考えられる場合であっても、この様な清澄な原水に対して紫外線処理が行われることにより、例えば飲料水として被処理水を使用する時の安全性が確保されるため好ましい。
【００５５】
第１膜ろ過装置１４ａまたは第２膜ろ過装置１４ｂを通過したろ過水は、出口バルブ３２を介して、出口配管４０を通って紫外線照射装置１６に送られ、紫外線照射処理が行われる（紫外線照射工程）。なお、第１膜ろ過装置１４ａ及び第２膜ろ過装置１４ｂの両方を使用して処理した後に、紫外線照射装置１６により処理してもよい。
【００５６】
また、原水の濁度に基づいて紫外線照射処理を行うことが適当と判断されたときは、第１入口バルブ３０ａ、第２入口バルブ３０ｂが閉となり、バイパスバルブ３４が開となり、消毒水は混和槽１８から消毒水ポンプ２８によりバイパス配管４４を通って紫外線照射装置１６に送られ、紫外線照射処理が行われてもよい（紫外線照射工程）。
【００５７】
膜ろ過処理及び紫外線照射処理のうち少なくとも１つが行われた処理水は、処理水配管４２を通って、処理水槽等に放出される。なお、処理水槽等への放出前に、処理水配管４２に接続された第２濁度測定装置１２により確認のため処理水の濁度が測定されても良い。
【００５８】
本実施形態のように、第１膜ろ過装置１４ａよりも大きい孔径のろ過膜を有する第２膜ろ過装置１４ｂを併用することにより、紫外線照射装置１６の紫外線ランプの保護管へのスケールの付着防止や、発生は少ないと思われるが、小石、ボルト、ナット等が原水に混入した場合、紫外線ランプの保護管の破損等を防止することができる。また、フィルタの構造によっては、１０μｍ未満の粒子をある程度捕捉することも可能であるため、クリプトスポリジウム等に対する安全性を高める効果も期待できる。
【００５９】
本実施形態に係る浄水処理システム及び浄水処理方法は、上水処理施設、産業排水処理施設、産業用水処理施設等の各種処理工程において、上工水道水、下水２次処理水、河川水、湖沼水、凝集沈殿上澄み水、各種工程中間水、各種回収水、各種廃水等の処理に使用することができる。
【実施例】
【００６０】
以下、実施例及び比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００６１】
（実施例１）
図２に示す浄水処理システムを使用して、下記の条件で原水の処理を行った。
【００６２】
＜処理条件＞
・原水は浅井戸水
・原水濁度  通常０．００１０〜０．０２０度、大雨等の場合  ０．０３０〜０．０７０度
・原水濁度０．０４０度以下の場合、孔径７μｍのカートリッジフィルタに通水
・原水濁度０．０４１度以上の場合、孔径３μｍのカートリッジフィルタに通水
・カートリッジフィルタ（１）  ミクロポアＰＦＲ−ＳＬ−０７０（孔径１０μｍ）  Ｔ型（長さ７５０ｍｍ）×５０本、ポリプロピレン製、最大使用圧力５００ｋＰａ、ろ過抵抗８０ｋＰａで交換
・カートリッジフィルタ（２）  ミクロポアＰＦＲ−ＳＬ−０３０（孔径３μｍ）  Ｔ型（長さ７５０ｍｍ）×６０本、ポリプロピレン製、最大使用圧力５００ｋＰａ、ろ過抵抗８０ｋＰａで交換
・最大処理水量  ２４００ｍ３／ｄａｙ＝１００ｍ３／ｈｒ
・紫外線照射装置（千代田工販社製ＡＤＸ−１６型）  低圧紫外線ランプ、定格１．８３ｋＷ（ランプ１６本）
・最大紫外線照射量  ５０ｍＪ／ｃｍ２
・次亜塩素酸ナトリウム注入装置  紫外線照射装置出口で残留塩素濃度０．８ｍｇ／Ｌとなるように注入
【００６３】
原水（被処理水）を、塩素系消毒剤注入装置、逆流洗浄装置を有しない膜ろ過装置（カートリッジフィルタ）、紫外線照射装置を備える浄水処理システムに通水し、塩素消毒、膜ろ過、紫外線滅菌処理を行った。まず、原水ポンプ２６にて汲み上げた原水は混和槽１８に送られ、消毒剤ポンプ２２により注入される次亜塩素酸ナトリウムと混合され、金属類の酸化、有機物の分解、微生物の殺菌を行った。この時の塩素注入率は、紫外線照射装置１６の出口で０．８ｍｇ／Ｌとなるように調整を行った。
【００６４】
次に、消毒水について、逆流洗浄装置を有しない膜ろ過装置にて膜ろ過処理を行った。逆流洗浄装置を有しない膜ろ過装置は２系列とし、そのうちの１系列（第１膜ろ過装置１４ａ）は孔径３μｍで、もう１系列他（第２膜ろ過装置１４ｂ）は孔径７μｍのフィルタを使用した。
【００６５】
原水の濁度は、第１濁度測定装置１０である精密濁度計（マイクロテック社製ＤＭＴ−５Ｓ型）を使用して連続通水状態で測定した。原水の濁度の測定結果に基づいて、消毒水を通水させる逆流洗浄装置を有しない膜ろ過装置の系列を決定するようにした。具体的には、濁度計で計測した濁度の値が０．０４０度以下であれば、消毒水を孔径７μｍの第２膜ろ過装置１４ｂへ通水させ、０．０４１度以上となった場合、孔径３μｍの第１膜ろ過装置１４ａへ通水させるようにした。これら孔径３μｍと７μｍのカートリッジフィルタの切り替えは、精密濁度計によって測定された原水濁度によって、自動的に切り換えるようにした。本実施例では、精密濁度計の測定値が０．０４０度までは、原水は非常に清澄と判断できるため孔径７μｍのフィルタに通水し、原水濁度が０．０４１〜０．１００度までは３μｍのフィルタに通水、そして原水濁度が２．０００度以上となった場合は、有害な溶解性分が含まれる可能性があるため取水を停止するようにした。いずれかの膜ろ過装置を通った後のろ過水は、続いて紫外線照射装置１６にて殺菌処理を行って浄水とした。
【００６６】
（比較例１）
図３に示す、逆流洗浄設備（逆洗ポンプ４８）を有する膜ろ過装置４６と紫外線照射装置１６の組み合わせである従来法の浄水処理システム５を使用して、上記条件において、カートリッジフィルタの代わりに中空糸膜フィルタ（孔径３μｍ）を使用して原水の処理を行った。表１に設備費の比較（図１と図３のフロー）、表２に運転費の比較（図１と図３のフロー）を示す。
【００６７】
【表１】
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【００６８】
【表２】
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【００６９】
表１及び表２からわかるように、比較例１の浄水処理システムの場合、カートリッジフィルタに比べてフィルタの交換費用が高く、また逆洗洗浄による消費電力が必要となる。これに比べて、実施例１の浄水処理システムの場合、被処理水中のクリプトスポリジウム等の耐塩素性病原性微生物を不活化、あるいは除去するための浄水システムを、逆流洗浄装置を有しない膜ろ過装置、紫外線照射装置、濁度測定装置で構成することにより、設備及び運転費を安くすることができた。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施形態に係る浄水処理システムの一例の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る浄水処理システムの他の例の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の比較例で使用した浄水処理システムの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１，３，５  浄水処理システム、１０  第１濁度測定装置、１２  第２濁度測定装置、１４  膜ろ過装置、１４ａ  第１膜ろ過装置、１４ｂ  第２膜ろ過装置、１６  紫外線照射装置、１８  混和槽、２０  消毒剤槽、２２  消毒剤ポンプ、２４  撹拌機、２６  原水ポンプ、２８  消毒水ポンプ、３０  入口バルブ、３０ａ  第１入口バルブ、３０ｂ  第２入口バルブ、３２  出口バルブ、３４  バイパスバルブ、３６  原水流入管、３８  入口配管、３８ａ  第１入口配管、３８ｂ  第２入口配管、４０  出口配管、４２  処理水配管、４４  バイパス配管、４６  逆洗洗浄ろ過装置、４８  逆洗ポンプ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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