(57)【要約】  【課題】  膜濾過装置の濾過膜の洗浄に使用された洗浄水を有効に再利用することのできる水浄化装置および水浄化方法を提供すること。  【解決手段】  膜濾過水タンク８から膜濾過水が、膜逆洗浄ポンプ１５によって送水管１２ｆを通じて膜濾過モジュール７へ圧送されて、その圧送の途中で塩素剤再添加モジュール１６によって塩素剤が適量添加される。塩素剤が添加された洗浄水が圧送された膜濾過モジュール７の内部では、その洗浄水によってＭＦ膜及びＵＦ膜が洗浄され、その洗浄に使用された洗浄水が排水管１７を通じて排水タンク１８へ排水されて貯留される。排水タンク１８に貯留される使用済洗浄水は、濾材逆洗浄ポンプ１９によって吸引されて、送水管２０，２１を通じて除鉄濾過塔３及び除マンガン濾過塔４へ圧送される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水を浄化処理するため、除鉄濾材を有する除鉄濾過装置と、濾過膜を有する膜濾過装置と、その膜濾過装置へ塩素剤が添加されている洗浄水を供給して前記濾過膜を洗浄する濾過膜洗浄装置とを備えた水浄化装置において、
前記膜濾過装置から排出される洗浄水を前記除鉄濾過装置へ供給して前記除鉄濾材を洗浄する除鉄濾材洗浄装置を備えていることを特徴とする水浄化装置。
【請求項２】
原水を浄化処理するため、除マンガン濾材を有する除マンガン濾過装置と、濾過膜を有する膜濾過装置と、その膜濾過装置へ塩素剤が添加されている洗浄水を供給して前記濾過膜を洗浄する濾過膜洗浄装置とを備えた水浄化装置において、
前記膜濾過装置から排出される洗浄水を前記除マンガン濾過装置へ供給して前記除マンガン濾材を洗浄する除マンガン濾材洗浄装置を備えていることを特徴とする水浄化装置。
【請求項３】
前記濾過膜により濾過されて前記膜濾過装置から流出される膜濾過水を貯留する膜濾過水槽を備えており、
前記濾過膜洗浄装置は、前記膜濾過水槽に貯留される膜濾過水を逆流洗浄水として前記膜濾過装置へ供給する逆洗水供給装置と、その逆洗水供給装置によって前記膜濾過装置へ供給される逆流洗浄水に塩素剤を添加する塩素剤添加装置とを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の水浄化装置。
【請求項４】
前記膜濾過装置から排出される洗浄水を貯留する排水槽を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の水浄化装置。
【請求項５】
除鉄濾材を有する除鉄濾過装置と、濾過膜を有する膜濾過装置とによって原水を浄化処理する水浄化方法において、
洗浄水に塩素剤を添加し、その洗浄水により膜濾過装置の濾過膜を洗浄し、その洗浄に使用された洗浄水を膜濾過装置から排出し、その排出された洗浄水を除鉄濾過装置へ供給して、その洗浄水によって除鉄濾材を洗浄する除鉄濾材洗浄工程を備えていることを特徴とする水浄化方法。
【請求項６】
除マンガン濾材を有する除マンガン濾過装置と、濾過膜を有する膜濾過装置とによって原水を浄化処理する水浄化方法において、
洗浄水に塩素剤を添加し、その洗浄水により膜濾過装置の濾過膜を洗浄し、その洗浄に使用された洗浄水を膜濾過装置から排出し、その排出された洗浄水を除マンガン濾過装置へ供給して、その洗浄水によって除マンガン濾材を洗浄する除マンガン濾材洗浄工程を備えていることを特徴とする水浄化方法。
【請求項７】
膜濾過装置の濾過膜を洗浄するための洗浄水は、膜濾過装置によって濾過された濾過水に塩素剤を添加したものであることを特徴とする請求項５又は６に記載の水浄化方法。
【請求項８】
前記塩素剤が添加された洗浄水であって膜濾過装置から排出されたものは残留塩素濃度が略３ｐｐｍから略１０ｐｐｍの範囲に調整されていることを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載の水浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、除鉄濾過装置又は除マンガン濾過装置、及び膜濾過装置を使用して原水を浄化処理する水浄化装置および水浄化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の水浄化処理では、透水性を有する濾過膜を使用して原水中の不純物を分離除去する膜濾過方式が用いられている。この膜濾過方式に使用される濾過膜は、その分離除去対象物によって種々存在するが、例えば、精密濾過膜（ＭＦ膜）、限外濾過膜（ＵＦ膜）、ナノ濾過膜（ＮＦ膜）若しくは逆浸透膜（ＲＯ膜）又はこれらのいずれかを組み合わせたものが用いられている。
【０００３】
ところが、これらの膜濾過方式では、濾過膜によって原水や濾過水に含まれる不純物質を捕捉して分離除去するため、時間経過と共に濾過膜の表面や膜細孔内にフミン質やタンパク質などが付着して、その付着量が増大していき、濾過水の水量低下や膜差圧の上昇を招来してしまう。そこで、膜濾過方式による濾過装置では、下記特許文献１に記載されるように、膜濾過装置の内部へ定期的に逆流洗浄水（逆洗水）を供給して、濾過膜に付着した不純物を除去するように構成されている。
【特許文献１】特開２００５−１８５９８５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した特許文献１に記載するような膜濾過装置の逆流洗浄（逆洗）方式では、一般的に、膜濾過装置の濾過膜の逆洗に使用された逆洗水を膜濾過装置から排出した後、そのまま水処理装置の系外へ排水するようにされており、水資源を有効利用する観点からすれば極めて非効率的であるという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、膜濾過装置の濾過膜の洗浄に使用された洗浄水を有効に再利用することのできる水浄化装置および水浄化方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するために請求項１記載の水浄化装置は、原水を浄化処理するため、除鉄濾材を有する除鉄濾過装置と、濾過膜を有する膜濾過装置と、その膜濾過装置へ塩素剤が添加されている洗浄水を供給して前記濾過膜を洗浄する濾過膜洗浄装置とを備えており、更に、前記膜濾過装置から排出される洗浄水を前記除鉄濾過装置へ供給して前記除鉄濾材を洗浄する除鉄濾材洗浄装置を備えている。
【０００７】
請求項２記載の水浄化装置は、原水を浄化処理するため、除マンガン濾材を有する除マンガン濾過装置と、濾過膜を有する膜濾過装置と、その膜濾過装置へ塩素剤が添加されている洗浄水を供給して前記濾過膜を洗浄する濾過膜洗浄装置とを備えており、更に、前記膜濾過装置から排出される洗浄水を前記除マンガン濾過装置へ供給して前記除マンガン濾材を洗浄する除マンガン濾材洗浄装置を備えている。
【０００８】
請求項３記載の水浄化装置は、請求項１又は２に記載の水浄化装置において、前記濾過膜により濾過されて前記膜濾過装置から流出される膜濾過水を貯留する膜濾過水槽を備えており、前記濾過膜洗浄装置は、前記膜濾過水槽に貯留される膜濾過水を逆流洗浄水として前記膜濾過装置へ供給する逆洗水供給装置と、その逆洗水供給装置によって前記膜濾過装置へ供給される逆流洗浄水に塩素剤を添加する塩素剤添加装置とを備えている。
【０００９】
請求項４記載の水浄化装置は、請求項１から３のいずれかに記載の水浄化装置において、前記膜濾過装置から排出される洗浄水を貯留する排水槽を備えている。よって、膜濾過装置から排出された洗浄水を排水槽に一時的に貯留させておき、そこから必要に応じて除鉄濾過装置又は除マンガン濾過装置の洗浄水として取水して洗浄用途に使用することができる。
【００１０】
請求項５記載の水浄化方法は、除鉄濾材を有する除鉄濾過装置と、濾過膜を有する膜濾過装置とによって原水を浄化処理する方法であって、洗浄水に塩素剤を添加し、その洗浄水により膜濾過装置の濾過膜を洗浄し、その洗浄に使用された洗浄水を膜濾過装置から排出し、その排出された洗浄水を除鉄濾過装置へ供給して、その洗浄水によって除鉄濾材を洗浄する除鉄濾材洗浄工程を備えている。
【００１１】
請求項６記載の水浄化方法は、除マンガン濾材を有する除マンガン濾過装置と、濾過膜を有する膜濾過装置とによって原水を浄化処理する方法であって、洗浄水に塩素剤を添加し、その洗浄水により膜濾過装置の濾過膜を洗浄し、その洗浄に使用された洗浄水を膜濾過装置から排出し、その排出された洗浄水を除マンガン濾過装置へ供給して、その洗浄水によって除マンガン濾材を洗浄する除マンガン濾材洗浄工程を備えている。
【００１２】
請求項７記載の水浄化方法は、請求項５又は６に記載の水浄化方法において、膜濾過装置の濾過膜を洗浄するための洗浄水は、膜濾過装置によって濾過された濾過水に塩素剤を添加したものである。
【００１３】
請求項８記載の水浄化方法は、請求項５から７のいずれかに記載の水浄化方法において、前記塩素剤が添加された洗浄水であって膜濾過装置から排出されたものは残留塩素濃度が略３ｐｐｍから略１０ｐｐｍの範囲に調整されている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、膜濾過装置の洗浄に使用された洗浄水は、膜濾過装置から排出された後、除鉄濾過装置又は除マンガン濾過装置へ供給されて、除鉄濾材又は除マンガン濾材の洗浄に使用することができ、使用済の洗浄水を有効に再利用することができるという効果がある。しかも、膜濾過装置の濾過膜を洗浄した後排出される洗浄水には、その膜濾過装置へ供給される際に予め塩素剤が添加されているので、この塩素剤の作用によって除鉄濾材又は除マンガン濾材の再活性化を促すことができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施例である水浄化システム１の概略システムフロー図である。図１に示すように、水浄化システム１は、井戸２から原水Ｗを取水して浄化処理するシステムであり、主として、除鉄濾過塔３と、除マンガン濾過塔４と、中間濾過水タンク５と、活性炭濾過塔６と、膜濾過モジュール７と、膜濾過水タンク８とを備えている。
【００１６】
除鉄濾過塔３は、その内部に装備される除鉄濾材によって、原水Ｗからそれに含まれる鉄分を分離除去した濾過水を生成する濾過器である。この除鉄濾過塔３は、その流入部３ａが取水管９を通じて取水ポンプ１０と接続されており、この取水ポンプ１０は、井戸２の原水Ｗ中に沈水されて除鉄濾過塔３へ原水Ｗを送水するものである。また、取水管９の途中には塩素剤添加モジュール１１が接続されており、この塩素剤添加モジュール１１によって取水管９を流通する原水Ｗに塩素剤が添加される。
【００１７】
塩素剤添加モジュール１１は、例えば、次亜塩素酸ナトリウム又は次亜塩素酸カルシウムの水溶液を塩素剤として定量ポンプ（図示せず）で原水Ｗ中へ注入するものであり、塩素剤の注入量を、原水Ｗに含まれている鉄分濃度に応じてそれと同等の塩素濃度かそれ以上の塩素濃度となるように調整する。また、塩素剤添加モジュール１１の定量ポンプは、取水ポンプ１０と連動するように構成されている。
【００１８】
除マンガン濾過塔４は、その内部に装備される除マンガン濾材によって、除鉄濾過塔３により濾過された濾過水からマンガンを分離除去した濾過水を生成する濾過器である。この除マンガン濾過塔４は、その流入部４ａが送水管１２（１２ａ）を通じて除鉄濾過塔３の流出部３ｂと接続されており、この除マンガン濾過塔４の流出部４ｂは中間濾過水タンク５の流入部５ａと送水管１２（１２ｂ）を通じて接続されている。
【００１９】
中間濾過水タンク５は、除マンガン濾過塔４で濾過された濾過水を一時的に貯留するための水槽であり、それの流出部５ｂが送水管１２（１２ｃ）を通じて活性炭濾過塔６と接続されている。また、活性炭濾過塔６は、その内部に装備される活性炭によって中間濾過水タンク５から供給される濾過水を更に濾過する濾過器である。
【００２０】
この活性炭濾過塔６の流入部６ａと中間濾過水タンク５の流出部５ｂとを接続する送水管１２（１２ｃ）は、その途中に送水ポンプ１３が設けられており、この送水ポンプ１３によって中間濾過水タンク５に貯留される濾過水が送水管１２（１２ｃ）を通じて活性炭濾過塔６へ送水される。また、この活性炭濾過塔６の流出部６ｂは、送水管１２（１２ｄ）を通じて膜濾過モジュール７の処理水流入部７ａと接続されている。
【００２１】
膜濾過モジュール７は、その内部に装備されるＭＦ膜及びＵＦ膜の濾過膜によって活性炭濾過塔６から供給される濾過水を更に濾過する濾過器であって、この膜濾過モジュール７の処理水流出部７ｂは、膜濾過水タンク８の流入部８ａと送水管１２（１２ｅ）を通じて接続されている。膜濾過水タンク８は、膜濾過モジュール７により濾過された濾過水を一時的に貯留するための水槽であり、この膜濾過水タンク８に貯留される濾過水が浄化処理が完了した最終段階の濾過水である。
【００２２】
上記のように構成される水浄化システム１であるが、このシステム１には、更に、膜洗浄装置１４と、排水タンク１８と、濾材逆洗浄ポンプ１９と、送水管２０，２１とを備えている。
【００２３】
膜洗浄装置１４は、膜濾過モジュール７の濾過膜であるＭＦ膜及びＵＦ膜を逆流洗浄するための設備であり、主として、膜濾過水タンク８に貯留される膜濾過水を逆流洗浄水として膜濾過モジュール７へ圧送する膜逆洗浄ポンプ１５と、その膜逆洗浄ポンプ１５によって膜濾過モジュール７へ圧送される逆流洗浄水に塩素剤を添加する塩素剤再添加モジュール１６と、膜濾過モジュール７から洗浄水を排水（排出）するための排水管１７とを備えている。
【００２４】
膜逆洗浄ポンプ１５は、膜濾過水タンク８から膜濾過モジュール７へと膜濾過水を逆流させる送水管１２（１２ｆ）の途中に設けられており、この膜逆洗浄ポンプ１５によって膜濾過水が膜濾過モジュール７の洗浄水供給部７ｃへ洗浄水として圧送される。また、塩素剤再添加モジュール１６は、膜逆洗浄ポンプ１５と膜濾過モジュール７とを接続する送水管１２（１２ｆ）における中間部に接続されており、この塩素剤再添加モジュール１６によって送水管１２（１２ｆ）を流通する洗浄用の膜濾過水に塩素剤が添加される。
【００２５】
この塩素剤再添加モジュール１６は、例えば、次亜塩素酸ナトリウム水溶液を塩素剤として逆洗浄水（膜濾過水）に定量ポンプ（図示せず）により注入するものであり、ここで添加される塩素剤の添加量に応じて、除鉄濾材及び除マンガン濾材を逆流洗浄する洗浄水の残留塩素濃度が調整される。また、排水管１７は、濾過膜の洗浄に使用された洗浄水を膜濾過モジュール７の外部へ排出する配管であり、膜濾過モジュール７の洗浄水排出部７ｄと排水タンク１８の流入部１８ａとを接続している。
【００２６】
排水タンク１８は、排水管１７を通じて膜濾過モジュール７から排水された洗浄水を一時的に貯留して、除鉄濾材及び除マンガン濾材の洗浄水をストックするための水槽である。この排水タンク１８に貯留される膜洗浄後の洗浄水の残留塩素濃度は、濾過膜を洗浄する際に使用された塩素分を差し引いても略３ｐｐｍ〜略１０ｐｐｍ程度に調整されている。また、この排水タンク１８には、濾材逆洗浄ポンプ１９の吸込部１９ａが送水管２０を通じて接続されている。
【００２７】
濾材逆洗浄ポンプ１９は、排水タンク１８に貯留される膜洗浄後の洗浄水を送水管１２を介して除鉄濾過塔３及び除マンガン濾過塔４へ圧送して、これらの内部に装備される除鉄濾材及び除マンガン濾材を洗浄するためのものである。濾材逆洗浄ポンプ１９の吐出部１９ｂには送水管２１が接続されている。
【００２８】
この送水管２１は、除鉄濾過塔３の洗浄水流入部３ｃに接続される分岐管２１ａと除マンガン濾過塔４の洗浄水流入部４ｃに接続される分岐管２１ｂとに分岐されている。そして、除鉄濾過塔３及び除マンガン濾過塔４には、それらの洗浄水流入部３ｃ，４ｃから流入して除鉄濾材及び除マンガン濾材の洗浄に使用された洗浄水を排水するための洗浄水排水路３ｄ，４ｄが接続されている。
【００２９】
次に、上記のように構成された水浄化システム１を用いた水浄化処理方法について説明する。
【００３０】
まず、原水Ｗを浄化処理する場合には、取水ポンプ１０によって井戸２から原水Ｗが取水され、その原水Ｗが取水管９を通じて除鉄濾過塔３へ送水され、その送水の途中で塩素剤添加モジュール１１によって塩素剤が適量添加（注入）される。塩素剤が添加された原水Ｗは、除鉄濾過塔３の除鉄濾材によって鉄分が分離除去された後、送水管１２ａを通じて除マンガン濾過塔４へ送水される。
【００３１】
除マンガン濾過塔４へ送水された水は、除マンガン濾材によってマンガンが分離除去された濾過水となり、この濾過水が送水管１２ｂを通じて中間濾過水タンク５へ送水されて一時的に貯留される。この中間濾過水タンク５に貯留される濾過水は、送水ポンプ１３によって送水管１２ｃを通じて活性炭濾過塔６へ送水されて、その内部に装備される活性炭によって更に濾過された後、活性炭濾過塔６から送水管１２ｄを通じて膜濾過モジュール７へ供給される。
【００３２】
この膜濾過モジュール７へ供給された濾過水は、その内部のＭＦ膜及びＵＦ膜によって更に濾過されることで最終的な濾過水となり、その後、送水管１２ｅを通じて膜濾過水タンク８へと送水されて貯留される。
【００３３】
一方、除鉄濾材の洗浄工程及び除マンガン濾材の洗浄工程を行う場合には、その前段階として膜濾過モジュール７の濾過膜の逆流洗浄が行われる。
【００３４】
具体的には、まず、膜濾過水タンク８から膜濾過水が、膜逆洗浄ポンプ１５によって送水管１２ｆを通じて膜濾過モジュール７へ圧送されて、その圧送の途中で塩素剤再添加モジュール１６によって塩素剤が適量添加される。塩素剤が添加された洗浄水が圧送された膜濾過モジュール７の内部では、その洗浄水によってＭＦ膜及びＵＦ膜が洗浄され、その洗浄に使用された洗浄水が排水管１７を通じて排水タンク１８へ排水されて貯留される。
【００３５】
更に、排水タンク１８に貯留される使用済洗浄水は、濾材逆洗浄ポンプ１９によって取水されて、送水管２０，２１を通じて除鉄濾過塔３及び除マンガン濾過塔４へ圧送される。これらの濾過塔３，４へ圧送される使用済洗浄水は残留塩素濃度が略３ｐｐｍ〜１２ｐｐｍであるので、この使用済洗浄水を各濾過塔３，４へ圧送して除鉄濾材及び除マンガン濾材を逆流洗浄すれば、その洗浄水中に含まれる塩素分による除鉄濾材及び除マンガン濾材の再活性化が促されることとなる。
【００３６】
なお、除鉄濾材及び除マンガン濾材の洗浄に使用された洗浄水は洗浄水排水路３ｄ，４ｄを通じて、除鉄濾過塔３及び除マンガン濾過塔４の外部へと排水される。
【００３７】
以上、実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施例である水浄化システムの概略システムフロー図である。
【符号の説明】
【００３９】
１                水浄化システム（水浄化装置）
３                除鉄濾過塔（除鉄濾過装置）
４                除マンガン濾過塔（除マンガン濾過装置）
７                膜濾過モジュール（膜濾過装置）
８                膜濾過水タンク（膜濾過水槽）
１２ｆ            送水管（逆洗水供給装置の一部）
１４              膜洗浄装置（濾過膜洗浄装置）
１５              膜逆洗浄ポンプ（逆洗水供給装置の一部）
１６              塩素剤再添加モジュール（塩素剤添加装置）
１８              排水タンク（排水槽）
１９              濾材逆洗浄ポンプ（逆洗水供給装置、除鉄濾材洗浄装置の一部、除マンガン濾材洗浄装置の一部）
２０              送水管（除鉄濾材洗浄装置の一部、除マンガン濾材洗浄装置の一部）
２１ａ            分岐管（除鉄濾材洗浄装置の一部）
２１ｂ            分岐管（除マンガン濾材洗浄装置の一部）
Ｗ                原水
【図１】
2007152193.tif 000003