(57)【要約】【課題】  高いレベルの濾過性能を維持できる濾過性能回復方法の提供。【解決手段】  界面活性剤を含む水溶液からなる洗浄水を、濾過膜モジュールの原水供給側から９８kPa以下の圧力で供給し、洗浄水、濃縮液及び透過液で濾過膜モジュール内部を満たし、浸漬放置した後、原水を通液して、濾過膜モジュール内部の界面活性剤水溶液を排出する、濾過性能回復方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
野菜及び／又は果物を含む植物の洗浄排水を処理した濾過膜モジュールの濾過性能回復方法であって、前記濾過膜モジュール内の濾過膜を界面活性剤水溶液で洗浄する、濾過性能回復方法。
【請求項２】
界面活性剤を含む水溶液からなる洗浄水を、濾過膜モジュールの原水供給側から９８kPa以下の圧力で供給し、洗浄水、濃縮液及び透過液で濾過膜モジュール内部を満たし、浸漬放置した後、原水を通液して、濾過膜モジュール内部の界面活性剤水溶液を排出する、請求項１記載の濾過性能回復方法。
【請求項３】
濾過膜モジュールの濾過膜が疎水性材料からなる膜である、請求項１又は２記載の濾過性能回復方法。
【請求項４】
野菜及び／又は果物を含む植物の洗浄排水を濾過膜モジュールで処理し、処理水を野菜及び／又は果物を含む植物の洗浄水として循環使用するための濾過処理方法であって、
濾過運転を停止して、請求項１〜３のいずれかに記載の濾過性能回復方法により、濾過膜モジュールの濾過膜を処理する、濾過処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、野菜及び／又は果物を含む植物の洗浄排水を処理した濾過膜モジュールの濾過性能回復方法、前記濾過性能回復方法を利用した濾過処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、野菜や果物の洗浄には大量の清浄水が必要であり、一般的には水道水が使用されている。洗浄した後の洗浄排水は、そのまま排水されるか、もしくは荒いメッシュなどで大型の異物を除去し一部を再利用している。
【０００３】
近年、野菜や果物を食べやすい大きさにカットしたいわゆるカット野菜や、数種類のカット品を混合したサラダやミックスフルーツが、コンビニエンスストアやスーパーマーケットで販売されるようになっている。
【０００４】
このようなカット野菜や果物は、殺菌や洗浄を十分に行う必要があるため、大量の洗浄水を必要としている。また、カットした野菜や果物の細かい屑や切り口から、野菜汁や果汁が洗浄液や殺菌液（水道水に次亜塩素酸ナトリウムを混入したもの）に移るため、これらの再利用も難しい状況である。
【０００５】
排水処理手段として多用される分離膜を、野菜等の洗浄排水の処理に使用することが考えられる。濁質成分は、精密濾過膜で除去できるが、有機物はほとんど除去できないので、逆浸透膜処理が必要となる。限外濾過膜は、高分子量の有機物であれば除去できるが、排水中の異物の性質によっては、除去できない場合がある。
【０００６】
このため、膜による分離と、凝集や活性炭処理等を組み合わせた技術が検討されている。特許文献１では、野菜や果物などの農産物の洗浄水を精密濾過膜で濾過して再使用する技術が開示されている。
【０００７】
この発明では、有機物除去のため凝集や活性炭処理を併用しているが、膜以外の技術を併用するため処理費用が上昇し、経済的な方法ではない。また、膜の性能維持のため高圧で逆圧洗浄をしており、膜が破損するおそれもある。膜が破損すると、その部分から漏れが生じて処理水の水質を悪化させるため、特に食品関係の洗浄水に再利用する場合は衛生上の問題がある。
【特許文献１】特開平１１−０５５０８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
野菜及び／又は果物を含む植物の洗浄排水を処理したとき、前記洗浄排水に含まれる特有の汚れ成分に起因して、濾過膜の濾過性能が大きく低下することがあり、特に疎水性の濾過膜を用いたときの濾過性能の低下が顕著になる。
【０００９】
本発明は、野菜及び／又は果物を含む植物の洗浄排水を処理したときにおいて、濾過性能を回復させることができる濾過性能回復方法、前記方法を利用した濾過処理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、課題の解決手段として、野菜及び／又は果物を含む植物の洗浄排水を処理した濾過膜モジュールの濾過性能回復方法であって、前記濾過膜モジュール内の濾過膜を界面活性剤水溶液で洗浄する、濾過性能回復方法を提供する。
【００１１】
また本発明は、他の課題の解決手段として、野菜及び／又は果物を含む植物の洗浄排水を濾過膜モジュールで処理し、処理水を野菜及び／又は果物を含む植物の洗浄水として循環使用するための濾過処理方法であって、
濾過運転を停止して、請求項１〜３のいずれかに記載の濾過性能回復方法により、濾過膜モジュールの濾過膜を処理する、濾過処理方法を提供する。
【００１２】
本発明における「野菜及び／又は果物を含む植物の洗浄排水」は、各種野菜、各種果物のほか、花、その他の植物、及びこれらの加工品（切断乃至破砕物等）を洗浄したときに生じる洗浄排水である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の濾過性能回復方法によれば、野菜及び／又は果物を含む植物の洗浄排水を濾過処理した濾過膜の濾過性能を高いレベルで維持することができる。よって、本発明の濾過性能回復方法を含む濾過処理方法により、野菜及び／又は果物を含む植物の洗浄排水を処理した処理水は、野菜及び／又は果物を含む植物の洗浄水として循環使用することができるため、水資源が節約され、洗浄コストが低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の濾過性能回復方法は、濾過膜モジュールを用いて、野菜及び／又は果物を含む植物の洗浄排水を濾過処理する過程にて、定期的に又は濾過性能が低下したときに適用する。
【００１５】
本発明の濾過処理方法は、野菜及び／又は果物を含む植物の洗浄排水を濾過処理して洗浄水として循環使用できるようにする方法であり、前記洗浄排水に起因する汚れにより分離膜の濾過性能が低下したときに、或いは低下しないように、本発明の濾過性能回復方法を適用することを含む方法である。
【００１６】
以下、本発明の濾過処理方法を適用して野菜及び／又は果物を含む植物の洗浄排水を処理する実施形態と合わせて、本発明の濾過性能回復方法の実施形態を説明する。
【００１７】
濾過膜モジュールの具体的構成や濾過運転方法は、野菜及び／又は果物を含む植物の洗浄排水を処理するために必要なものであればよく、特に制限されるものではない。
【００１８】
野菜及び／又は果物を含む植物の洗浄排水を濾過処理する前、必要に応じて、ストレーナー等を用いて、葉や茎の破片、砂、小石等の大きめの異物を取り除く前処理をしてもよい。
【００１９】
必要に応じて前処理した洗浄排水は、洗浄ラインから直接、又は一旦原水タンクに貯水した後に、加圧ポンプを作動させ、洗浄ライン又は原水タンクから、パイプを通して、濾過膜モジュールに送って濾過する。
【００２０】
濾過膜モジュールは公知のものであり、例えば、１又は２以上の液出入口（原水供給口、濃縮液排出口、透過液出口、逆圧洗浄水入口等）を有するモジュールケース内に、分離膜が収容されたものである。
【００２１】
分離膜は、疎水性材料及び親水性材料のいずれからなるものでもよいが、本発明の濾過性能回復方法を適用したときの濾過性能の回復効果は、特に疎水性材料からなる分離膜に適用したときに顕著となる。
【００２２】
疎水性材料としては、ポリサルホン系樹脂、ポリエーテルサルホン系樹脂、ポリフッ化ビニリデン系樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアラミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂等を挙げることができる。親水性材料としては、酢酸セルロース、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート、再生セルロース、これらの混合物、等のセルロース系材料を挙げることができる。また、ポリビニルアルコールなども使用できる。
【００２３】
分離膜は、中空糸膜、チューブラー膜、スパイラル膜、精密濾過膜、平膜等のいずれでも良いが、処理水を野菜及び／又は果物を含む植物の洗浄水として循環使用する観点から、より浄化能力の高い中空糸膜が好ましい。
【００２４】
中空糸膜を用いるときは、例えば、内径０．３〜３．０ｍｍ（好ましくは０．５〜１．０ｍｍ）、外径０．４〜５．０ｍｍ（好ましくは０．７〜１．７ｍｍ）で、分画分子量3,000以上（好ましくは100,000以上）の限外濾過膜が好ましい。
【００２５】
中空糸膜は、原水の量や原水中の濁質成分の濃度に応じて、必要な本数を束ねた１束又は２束以上の中空糸膜束として用いることができる。
【００２６】
中空糸膜（限外濾過膜）を用いるときの濾過運転条件（透水速度等）は、原水の量や原水中の濁質成分の濃度に応じて適宜設定することができるが、例えば、透水速度０．５〜５．０ｍ／日で、１０〜1500分間濾過運転する。
【００２７】
このような濾過運転の過程にて、濾過性能（透水速度等で判断できる）が低下した場合、又は定期的に分離膜を洗浄することで、分離膜の濾過性能を高いレベルで維持することができる。
【００２８】
本発明では、濾過膜モジュール内の濾過膜を界面活性剤水溶液で洗浄する。洗浄方法は、分離膜面と界面活性剤水溶液が十分に接触できる方法であればよく、例えば、次の浸漬工程と濯ぎ洗い工程からなる「浸漬濯ぎ洗浄法」を適用できる。
【００２９】
（浸漬工程）
濾過運転を停止した後、濾過膜モジュールの原水供給側から、界面活性剤を含む水溶液からなる洗浄水を９８kPa以下の圧力で供給する。このとき、濾過膜モジュール内には原水及び透過液が存在しているため、濃縮液及び透過液と共に洗浄水で濾過膜モジュール内部が満たされることになる。よって、濾過膜は、界面活性剤を含む水溶液に浸漬された状態となる。
【００３０】
洗浄水は、界面活性剤を含む水溶液であり、界面活性剤としては、陰イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性界面活性剤から選ばれるものを組み合わせて用いることができるが、陰イオン界面活性剤を含んでいることが好ましい。
【００３１】
このような界面活性剤としては、脂肪酸塩、ロジン酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルジフェニルエーテルスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、スルホコハク酸ジエステル塩、α−オレフィン硫酸エステル塩、α−オレフィンスルホン酸塩等の陰イオン界面活性剤；モノもしくはジアルキルアミン又はそのポリオキシエチレン付加物、モノ又はジ長鎖アルキル第４級アンモニウム塩等の陽イオン界面活性剤；アルキルグルコシド、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、蔗糖脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンプロピレンブロックコポリマー、脂肪酸モノグリセリド、アミンオキシド等の非イオン界面活性剤；カルボベタイン、スルホベタイン、ヒドロキシスルホベタイン等の両性界面活性剤を挙げることができる。
【００３２】
洗浄水中の界面活性剤の濃度は、０．１〜５．０質量％が好ましく、０．３〜２．０質量％がより好ましい。
【００３３】
洗浄水の供給圧力は、９８kPa以下の圧力であればよく、好ましくは１０〜４９kPaである。
【００３４】
濾過膜の浸漬時間は、室温にて、３分間以上が好ましく、より好ましくは１０〜３００分間であり、更に好ましくは３０〜１２０分間である。
【００３５】
（濯ぎ洗い工程）
次に、浸漬状態の濾過膜に対して、原水供給口から原水を通液することで、濾過膜を濯ぎ洗いして、濾過膜面から脱離した汚れ成分を含む洗浄排水を、濃縮液排水側もしくは濾過液排出側から排出する。原水の通液量は、１〜５０ｍ／日が好ましく、より好ましくは３〜２０ｍ／日である。
【００３６】
本発明では、安定した濾過性能を維持し、濾過処理水を野菜及び／又は果物を含む植物の洗浄水として循環使用する観点から、濾過運転１〜1000時間ごとに、好ましくは１５〜７２時間ごとに、１回の浸漬濯ぎ洗浄をすることが好ましい。
【００３７】
本発明では、上記した界面活性剤水溶液を用いた浸漬濯ぎ洗浄と共に、必要に応じて、薬液（次亜塩素酸ナトリウム等）を用いた公知の逆圧洗浄をしてもよい。浸漬洗浄と逆圧洗浄を組み合わせる場合は、界面活性剤で浸漬濯ぎ洗浄を実施し、水によって簡単にリンスした後、次亜塩素酸ナトリウム水溶液や水酸化ナトリウム水溶液等を用いて逆圧洗浄することが効果的である。界面活性剤水溶液を用いた浸漬濯ぎ洗浄と、次亜塩素酸ナトリウム水溶液や水酸化ナトリウム水溶液を用いた浸漬濯ぎ洗浄を組み合わせてもよい。
【００３８】
本発明の濾過性能回復方法を含む濾過処理方法により得られた透過液は、そのまま、野菜及び／又は果物を含む植物の洗浄水として循環使用することができる。
【実施例】
【００３９】
（純水透過能力）
作製したモジュールを、９８kPa の圧力下で純水を内圧にてデッドエンド濾過し、単位時間、単位膜面積（内表面積換算）あたりに透過する純水量を測定した。更に、濾過液の水温を測定し、水温２５℃の水の粘度を基準として、測定水温の粘度の比率を測定した純水量にかけて、純水透過能力とした。
【００４０】
実施例１
（濾過運転）
酢酸セルロース中空糸膜（FUC1582;内径０．８mm,外径１．３mm,分画分子量１５万ダルトン）を２０本束ね、内径２０mm、長さ３０cmのモジュールケースに収納し、両端をウレタン接着剤で封止したモジュールを作製した。このモジュールの膜面積は、0.0132m２であった。このモジュールの純水透過能力を内圧全量濾過で測定したところ、６０１L／ｍ２・hr（２５℃、９８kPa換算）であった。
【００４１】
このモジュールに、野菜汁を想定した野菜ジュース（商品名；野菜一日これ一本，カゴメ（株）製）を1000ppm加えた水道水を用い、内圧５０kPa以下で部分濾過（透過液８０％、濃縮液２０％）した。透過液と濃縮液は系外へ排出した。膜面積あたりの濾過量が、５００L／ｍ２に達した段階で濾過を停止し、水道水で置換した後、モジュールの純水透過能力を野菜ジュースの濾過前と同様に測定したところ、２９７L／ｍ２・hrであった。これは、初期の純水透過能力の４９％であった。
【００４２】
（浸漬濯ぎ洗浄）
このモジュールに、界面活性剤（ウルトラジル53,エコラボ社製）１質量％を溶かした水道水（洗浄水）を、圧力５０kPaで膜モジュールの原水側からモジュール内部に送り、膜モジュール内部を満水にした。この状態で、１時間常温で放置した後、濾過する原水で２０分間リンスした。その後、純水透過能力は５８９L／ｍ２・hrまで回復した。これは初期の純水透過能力の９８％であった。
【００４３】
比較例１
界面活性剤に代えて次亜塩素酸ナトリウム水溶液を用いた以外は、すべて実施例１と同様の方法で行った。その結果、濾過直後（膜面積あたりの濾過量が、５００L／ｍ２に達した直後）の純水透過能力は、初期の純水透過能力に対して５２％まで低下した。その後、次亜塩素酸ナトリウム水溶液（遊離塩素濃度５０ppm）を用いて実施例１の浸漬濯ぎ洗浄と同様にして洗浄したところ、洗浄後の純水透過能力は初期の純水透過能力に対して７５％であった。
【００４４】
実施例２
膜をポリエーテルサルホン製（FUS1582;内径０．８mm,外径１．３mm，分画分子量１５万ダルトン）に代え、使用する界面活性剤をウルトラジル１１（エコラボ社）にした以外は、全く実施例１と同様にして、モジュールを作製し、全く同様の濾過処理を行った。
【００４５】
その結果、濾過直後（膜面積あたりの濾過量が、５００L／ｍ２に達した直後）の純水透過能力は、初期の純水透過能力に対して１０％まで低下した。しかし、実施例１と同じ浸漬濯ぎ洗浄後の純水透過能力は、初期の純水透過能力に対して９５％まで回復した。
【００４６】
比較例２
界面活性剤を水酸化ナトリウムと次亜塩素酸ナトリウムに代えた以外は、すべて実施例２と同様の方法で実験を行った。その結果、濾過直後（膜面積あたりの濾過量が、５００L／ｍ２に達した直後）の純水透過能力は、初期の純水透過能力に対して８％まで低下した。
【００４７】
水酸化ナトリウム水溶液（１質量％）を用いて、実施例１の浸漬濯ぎ洗浄と同様にして洗浄した後の純水透過能力は、初期の純水透過能力に対して２４％であった。
【００４８】
その後、更に次亜塩素酸ナトリウム水溶液（遊離塩素濃度５００ppm）用いて、実施例１の浸漬濯ぎ洗浄と同様にして洗浄した後の純水透過能力は、初期の純水透過能力に対して３２％であった。