(57)【要約】【課題】ろ過材で原水をろ過して前処理ろ過水を得る前処理ろ過工程と、逆浸透膜で前処理ろ過水を処理して逆浸透膜透過水と逆浸透膜濃縮水とを得る逆浸透膜処理工程とを含む水処理プロセスにおけるろ過材の洗浄方法であって、水回収率が高く、逆浸透膜の生物学的および化学的劣化を防止し、効果的にろ過材を洗浄する方法、および水処理装置を提供すること。【解決手段】砂ろ過材４で原水１をろ過して前処理ろ過水を得る前処理ろ過工程と、逆浸透膜７で前処理ろ過水を処理して逆浸透膜透過水と逆浸透膜濃縮水とを得る逆浸透膜処理工程とを含む水処理プロセスにおける砂ろ過材４の洗浄方法であって、砂ろ過材４を逆浸透膜濃縮水で逆圧洗浄した後に前処理ろ過水および／または逆浸透膜透過水で逆圧洗浄する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ろ過材で原水をろ過して前処理ろ過水を得る前処理ろ過工程と、逆浸透膜で前処理ろ過水を処理して逆浸透膜透過水と逆浸透膜濃縮水とを得る逆浸透膜処理工程とを含む水処理プロセスにおけるろ過材の洗浄方法であって、ろ過材を逆浸透膜濃縮水で逆圧洗浄した後に前処理ろ過水および／または逆浸透膜透過水で逆圧洗浄する、ろ過材の洗浄方法。
【請求項２】
ろ過材が砂、精密ろ過膜および限外ろ過膜からなる群から選ばれる少なくとも１つである、請求項１に記載のろ過材の洗浄方法。
【請求項３】
ろ過材を逆浸透膜濃縮水で逆圧洗浄する際に発生する洗浄排水の濁度を測定し、所定の濁度になった後に前処理ろ過水および／または逆浸透膜透過水で逆圧洗浄する、請求項１または２に記載のろ過材の洗浄方法。
【請求項４】
ろ過材を逆浸透膜濃縮水で逆圧洗浄すると同時に、および／または、逆圧洗浄の前後に空気洗浄を実施する、請求項１〜３のいずれかに記載のろ過材の洗浄方法。
【請求項５】
ろ過材を逆浸透膜濃縮水で逆圧洗浄する際に逆浸透膜濃縮水に殺菌剤を添加する、請求項１〜４のいずれかに記載のろ過材の洗浄方法。
【請求項６】
原水をろ過材でろ過して前処理ろ過水を得る前処理ろ過装置と、前処理ろ過装置に原水を供給する原水供給手段と、前処理ろ過装置から得られた前処理ろ過水を逆浸透膜で処理して逆浸透膜透過水と逆浸透膜濃縮水とを得る逆浸透膜ろ過装置と、逆浸透膜ろ過装置に前処理ろ過水を供給する前処理ろ過水供給手段と、逆浸透膜濃縮水でろ過材を逆圧洗浄する濃縮水逆圧洗浄手段と、前処理ろ過水および／または逆浸透膜透過水でろ過材を逆圧洗浄するろ過水逆圧洗浄手段とを備える水処理装置。
【請求項７】
ろ過材が砂、精密ろ過膜および限外ろ過膜からなる群から選ばれる少なくとも１つである、請求項６に記載の水処理装置。
【請求項８】
ろ過材の逆圧洗浄排水ラインに濁度計を備え、濁度計で計測される逆浸透膜濃縮水による逆圧洗浄排水の濁度が所定濁度に到達すると、ろ過材への逆圧洗浄手段をろ過水逆圧洗浄手段に切り替える機構を備える、請求項６または７に記載の水処理装置。
【請求項９】
ろ過材の下方に気体を供給する空気供給手段を備える、請求項６〜８のいずれかに記載の水処理装置。
【請求項１０】
ろ過材の逆圧洗浄に用いる逆浸透膜濃縮水に殺菌剤を供給する殺菌剤供給手段を備える、請求項６〜９のいずれかに記載の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ろ過材で原水をろ過して前処理ろ過水を得る前処理ろ過工程と、逆浸透膜で前処理ろ過水を処理して逆浸透膜透過水と逆浸透膜濃縮水とを得る逆浸透膜処理工程とを含む水処理プロセスにおけるろ過材の洗浄方法、および、かかる洗浄方法を実施するための水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、海水・かん水からの淡水の製造や下水二次処理水の再利用等には、脱塩効率や有害物質の除去効率が高く、維持管理が容易なために、逆浸透膜が多用されている。
【０００３】
原水が清澄でない場合、逆浸透膜の目詰まりを防止して、膜寿命を長くするために、逆浸透膜モジュールの前段に砂ろ過、精密ろ過膜、限外ろ過膜等の前処理手段を設けることが通例である。
【０００４】
砂ろ過のろ過運転を行う場合、濁質を確実に捕捉、除去できるが、ろ過水量に伴って、ろ床表面や層内に濁質が抑留していき、所定の抑留量（最大抑留量）を超過すると、濁質がろ層底部からろ過水中に漏出してしまう問題がある。
【０００５】
精密ろ過膜や限外ろ過膜のろ過運転を行う場合、濁質を確実に捕捉、除去できるが、ろ過水量に伴って、膜表面や膜細孔内にフミン質や微生物由来のタンパク質等の付着量が増大していき、ろ過水量の低下あるいは膜差圧の上昇が問題となる。
【０００６】
そこで、所定時間ろ過した後には捕捉された汚染物質を排除する逆圧洗浄が実用化されている。従来は、砂ろ過、精密ろ過膜、限外ろ過膜でろ過したろ過水を逆圧洗浄水として用いていた（特許文献１）が、前記ろ過水は淡水の原料であるので、逆圧洗浄を多用することは、淡水量を減らすことになり、水回収率や経済性が低下するという問題がある。
【０００７】
そこで、後段の逆浸透膜を具備した逆浸透膜ろ過装置から製造される逆浸透膜濃縮水を逆圧洗浄水として用いることが提案されている（特許文献２、３、４、５）。
【０００８】
しかしながら、逆浸透膜濃縮水は塩分以外に微生物の栄養源である同化可能有機炭素（ＡＯＣ）や窒素、リンも濃縮されているため、微生物が増殖しやすい環境である。そのため、逆浸透膜濃縮水で逆圧洗浄した場合、砂ろ過層内や精密ろ過膜、限外ろ過膜のろ過側で、微生物の代謝物からなるスライム状物質（生物膜）が生成し、その一部が剥離して逆浸透膜に付着し逆浸透膜が閉塞する問題があった。さらに逆浸透膜濃縮水で逆圧洗浄した直後にろ過を開始した場合、砂ろ過層内や精密ろ過膜、限外ろ過膜の２次側に残留した逆浸透膜濃縮水が後段の逆浸透膜ろ過装置に流入するため、逆浸透膜表面にもスライム状物質（生物膜）が生成し、逆浸透膜の透過性、分離性が低下する問題も有していた。
【０００９】
そこで、次亜塩素酸ナトリウム等の殺菌剤を添加した逆浸透膜濃縮水を逆圧洗浄水として用いる方法が提案されている（特許文献６）。しかし、砂ろ過層内や精密ろ過膜、限外ろ過膜の２次側に殺菌剤が残留していることから、殺菌剤を添加した逆浸透膜濃縮水で逆圧洗浄した直後にろ過を開始した場合、ろ過開始直後の膜ろ過水には高濃度の殺菌剤が含まれることが多く、逆浸透膜、とりわけ膜材質がポリアミド系の逆浸透膜については殺菌剤によって化学的劣化を引き起こしやすい問題を有していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−２５２５３６号公報
【特許文献２】特開平９−２９２５２号公報
【特許文献３】特開平１０−２６３５３９号公報
【特許文献４】特開２００７−１４９０２号公報
【特許文献５】特開２００７−１８１８２２号公報
【特許文献６】特開平９−２２０４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、ろ過材で原水をろ過して前処理ろ過水を得る前処理ろ過工程と、逆浸透膜で前処理ろ過水を処理して逆浸透膜透過水と逆浸透膜濃縮水とを得る逆浸透膜処理工程とを含む水処理プロセスにおけるろ過材の洗浄方法であって、水回収率が高く、逆浸透膜の生物学的および化学的劣化を防止し、効果的にろ過材を洗浄する方法、および水処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明のろ過材の洗浄方法、および水処理装置は、次の特徴を有するものである。
【００１３】
（１）ろ過材で原水をろ過して前処理ろ過水を得る前処理ろ過工程と、逆浸透膜で前処理ろ過水を処理して逆浸透膜透過水と逆浸透膜濃縮水とを得る逆浸透膜処理工程とを含む水処理プロセスにおけるろ過材の洗浄方法であって、ろ過材を逆浸透膜濃縮水で逆圧洗浄した後に前処理ろ過水および／または逆浸透膜透過水で逆圧洗浄する、ろ過材の洗浄方法。
【００１４】
（２）ろ過材が砂、精密ろ過膜および限外ろ過膜からなる群から選ばれる少なくとも１つである、（１）に記載のろ過材の洗浄方法。
【００１５】
（３）ろ過材を逆浸透膜濃縮水で逆圧洗浄する際に発生する洗浄排水の濁度を測定し、所定の濁度になった後に前処理ろ過水および／または逆浸透膜透過水で逆圧洗浄する、（１）または（２）に記載のろ過材の洗浄方法。
【００１６】
（４）ろ過材を逆圧洗浄すると同時に、および／または、逆圧洗浄の前後に空気洗浄を実施する、（１）〜（３）のいずれかに記載のろ過材の洗浄方法。
【００１７】
（５）ろ過材を逆浸透膜濃縮水で逆圧洗浄する際に逆浸透膜濃縮水に殺菌剤を添加する、（１）〜（４）のいずれかに記載のろ過材の洗浄方法。
【００１８】
（６）原水をろ過材でろ過して前処理ろ過水を得る前処理ろ過装置と、前処理ろ過装置に原水を供給する原水供給手段と、前処理ろ過装置から得られた前処理ろ過水を逆浸透膜で処理して逆浸透膜透過水と逆浸透膜濃縮水とを得る逆浸透膜ろ過装置と、逆浸透膜ろ過装置に前処理ろ過水を供給する前処理ろ過水供給手段と、逆浸透膜濃縮水でろ過材を逆圧洗浄する濃縮水逆圧洗浄手段と、前処理ろ過水および／または逆浸透膜透過水でろ過材を逆圧洗浄するろ過水逆圧洗浄手段とを備える水処理装置。
【００１９】
（７）ろ過材が砂、精密ろ過膜および限外ろ過膜からなる群から選ばれる少なくとも１つである、（６）に記載の水処理装置。
【００２０】
（８）ろ過材の逆圧洗浄排水ラインに濁度計を備え、濁度計で計測される逆浸透膜濃縮水による逆圧洗浄排水の濁度が所定濁度に到達すると、ろ過材への逆圧洗浄手段をろ過水逆圧洗浄手段に切り替える機構を備える、（６）または（７）に記載の水処理装置。
（９）ろ過材の下方に気体を供給する空気供給手段を備える、（６）〜（８）のいずれかに記載の水処理装置。
【００２１】
（１０）ろ過材の逆圧洗浄に用いる逆浸透膜濃縮水に殺菌剤を供給する殺菌剤供給手段を備える、（６）〜（９）のいずれかに記載の水処理装置。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のろ過材の洗浄方法によれば、ろ過材の逆圧洗浄水として逆浸透膜濃縮水を使用した後にろ過材の前処理ろ過水および／または逆浸透膜透過水を逆圧洗浄水として使用するので、ろ過材およびろ過材の２次側配管内に残留した逆浸透膜濃縮水が逆浸透膜に流入することがなく、逆浸透膜表面のスライム状物質（生物膜）生成を抑制し、長期間にわたって逆浸透膜の透過性、分離性を維持することができる。
【００２３】
また、ろ過材の逆圧洗浄水として使用する逆浸透膜濃縮水に殺菌剤を添加することができるため、殺菌剤を添加しても逆浸透膜の化学的劣化を引き起こすことがなく、ろ過材の透過性、分離性を維持することができ、逆浸透膜透過水の回収率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明が適用される水処理装置の一例を示す装置概略フロー図である。
【図２】本発明が適用される水処理装置の別の一例を示す装置概略フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面に示す実施態様に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施態様に限定されるものではない。
【００２６】
本発明で対象となる水処理装置は、例えば、図１に示すように、原水を貯留する原水貯留槽１と、原水を供給する原水供給ポンプ２と、原水供給時に開となる原水供給弁３と、原水をろ過する砂ろ過材４と、ろ過時に開となるろ過水弁５と、砂ろ過水を貯留するろ過水貯留槽６と、ろ過水を処理して逆浸透膜透過水と逆浸透膜濃縮水とを得る逆浸透膜７と、砂ろ過水を逆浸透膜７に供給する高圧ポンプ８と、逆浸透膜透過水を貯留する逆浸透膜透過水貯留槽９と、逆浸透膜濃縮水を貯留する逆浸透膜濃縮水貯留槽１０と、砂ろ過材４を逆圧洗浄するために使用する水を逆浸透膜濃縮水から砂ろ過水へと切り替え可能な三方弁１１と、逆圧洗浄するために逆浸透膜濃縮水あるいは砂ろ過水を砂ろ過材４に供給する逆洗ポンプ１２と、逆圧洗浄時に開となる逆洗弁１３と、逆浸透膜濃縮水に殺菌剤を添加する殺菌剤供給ポンプ１４と、殺菌剤を貯留する殺菌剤貯留槽１５と、砂ろ過材４の逆洗排水を排出する場合に開となる排水弁１６と、逆洗排水の濁度を計測するための濁度計１７と、空気洗浄するために砂ろ過材４の下部に空気を供給する散気管１８と、空気洗浄する場合に開となる空洗弁１９と、空気洗浄の空気供給源であるブロワー２０とが設けられている。図２は砂ろ過材４の代替として、精密ろ過膜／限外ろ過膜２１を使用した例である。
【００２７】
上述の水処理装置において、通常のろ過工程では、図１の場合、原水供給弁３を開とし、原水供給ポンプ２を稼働して原水貯留槽１に貯留されている原水を砂ろ過材４の上方に供給し、ろ過水弁５を開にすることで重力による砂ろ過が行われる。ろ過時間は原水水質やろ過速度に応じて適宜設定するのが好ましいが、砂ろ過水中に漏出してくる濁度が一定の許容値に達したとき、またはろ過損失水頭が一定の限界値になるまでろ過時間を継続させてもよい。図２の場合、原水供給弁３を開とし、原水供給ポンプ２を稼働して原水貯留槽１に貯留されている原水を精密ろ過膜／限外ろ過膜２１の１次側に供給し、ろ過水弁５を開にすることで精密ろ過膜／限外ろ過膜２１の加圧ろ過が行われる。ろ過時間は原水水質や膜透過流束に応じて適宜設定するのが好ましいが、所定の膜ろ過差圧に到達するまでろ過時間を継続させてもよい。
【００２８】
また、前処理ろ過工程で砂ろ過材４あるいは精密ろ過膜／限外ろ過膜２１に供給する原水に有機系もしくは無機系の凝集剤を添加することも可能である。凝集剤を添加し、攪拌することで、フロックを形成し、砂ろ過材４で濁質を捕捉しやすくなる効果や膜ファウリングの抑制や前処理ろ過水中の有機物濃度を低減する効果がある。有機系凝集剤としては、ジメチルアミン系やポリアクリルアミド系のカチオン高分子凝集剤、などを使用することができる。一方、無機系凝集剤としては、ポリ塩化アルミニウムやポリ硫酸アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄、硫酸第二鉄、ポリシリカ鉄等を使用できる。
【００２９】
原水を砂ろ過材４あるいは精密ろ過膜／限外ろ過膜２１でろ過して得られた前処理ろ過水（砂ろ過水あるいは膜ろ過水）は、一時的にろ過水貯留槽６に貯留された後、高圧ポンプ８によって昇圧され、逆浸透膜７に供給される。供給された前処理ろ過水は、塩分や有機物などが除去された逆浸透膜透過水と、塩分や有機物などが濃縮された逆浸透膜濃縮水とに分離された後、逆圧洗浄に必要な水量を確保するためにそれぞれ逆浸透膜透過水貯留槽９と逆浸透膜濃縮水貯留槽１０に貯留される。
【００３０】
原水供給ポンプ２を停止し、原水供給弁３、ろ過水弁５を閉とし、砂ろ過材４あるいは精密ろ過膜／限外ろ過膜２１のろ過工程を停止した後、まず、逆浸透膜濃縮水による逆圧洗浄が行われる。この洗浄は、逆浸透膜７の運転を継続しつつ実施するものであるため、この洗浄期間中の逆浸透膜７の供給水はろ過水貯留槽６に貯留している前処理ろ過水を使用するものとする。逆洗弁１３と排水弁１６が開となり、三方弁１１がろ過水貯留槽６側でなく逆浸透膜濃縮水貯留槽１０側に開となり、逆洗ポンプ１２を稼動することで行われる。
【００３１】
この際、殺菌剤供給ポンプ１４を稼動して、殺菌剤を添加した逆浸透膜濃縮水で逆圧洗浄することが好ましい。殺菌剤は次亜塩素酸ナトリウム、二酸化塩素、オゾン等、殺菌力を持つものであればいずれでもよいが、殺菌力に応じて微生物を不活化するための殺菌剤濃度および殺菌剤添加時間を適宜設定することが好ましい。
【００３２】
逆浸透膜濃縮水による逆圧洗浄の時間は、特に制限するものではなく、逆圧洗浄の流量についても特に制限するものではないが、図１の砂ろ過材４の場合には、ろ過層を流動状態とし、局所的な短絡流や小さな渦によるろ過材粒子相互の衝突・摩擦と水流の剪断力により、付着汚濁物質の剥離を促し分離するよう、ろ過層を２０〜３０％膨張させたほうが好ましい。図２の精密ろ過膜／限外ろ過膜２１の場合には、ろ過圧力より高い圧力で逆圧洗浄したほうが膜表面や膜細孔内の付着汚濁物質を剥離しやすいので、逆圧洗浄の流量はろ過工程におけるろ過流量の１倍以上であることが好ましく、膜モジュール容器の破壊や膜の亀裂等の損傷を起こさない範囲内に適宜設定する。
【００３３】
さらに、砂ろ過材４や精密ろ過膜／限外ろ過膜２１に多量の汚濁物質が付着している場合は空洗弁１９を開にして、ブロワー２０を稼働して、砂ろ過材４や精密ろ過膜／限外ろ過膜２１の下方に散気管１８等を介して空気を供給し、砂ろ過材４や精密ろ過膜／限外ろ過膜２１を振動させる空気洗浄を上述の逆圧洗浄と同時に、および／または、逆圧洗浄の前後に実施することも好ましい。逆圧洗浄と空気洗浄の併用により洗浄効果が向上する。その際、空気洗浄は連続実施でも良いし、パルスのような間欠実施でも良い。空気流量が大きいほど洗浄効果が高くなるので好ましいが、図１の砂ろ過材４の場合は砂が浮上しすぎて系外に排出しない範囲内に、図２の精密ろ過膜／限外ろ過膜２１の場合は膜の擦過や亀裂等の損傷を起こさない範囲内に空気流量を適宜設定する。
【００３４】
逆圧洗浄排水は空気洗浄で使用した空気とともに排水弁１６を通って系外に排出される。ここで、原水水質が変動する場合、砂ろ過材４や精密ろ過膜／限外ろ過膜２１に付着した汚濁物質を十分に排出するための適正な洗浄時間を把握するために、逆圧洗浄排水の濁度は濁度計１７にて計測するのが好ましい。所定の濁度になった時点でブロワー２０を停止し、空洗弁１９を閉とし、空気洗浄を停止すると同時に三方弁１１を逆浸透膜濃縮水貯留槽１０側からろ過水貯留槽６側に開とし、殺菌剤供給ポンプ１４を停止して、砂ろ過材４の逆圧洗浄水を殺菌剤含有逆浸透膜濃縮水から殺菌剤のない砂ろ過水へと切り替える。この場合の所定の濁度としては逆浸透膜濃縮水の濁度と同等であることが好ましい。
【００３５】
濁度は、ＪＩＳ  Ｋ０１０１「工業用水試験方法」において「濁度とは水の濁りの程度を表すもので、視覚濁度、透過光濁度、散乱光濁度及び積分球濁度に区分し、表示する。カオリン標準液と比較して測定する場合には、“度（カオリン）”を単位とし、ホルマジン標準液と比較して測定する場合には、“度（ホルマジン）”を単位として表し、それぞれの物質の１ｍｇ／Ｌを含む溶液の濁度を１度とする。」と定められている。一般にカオリンよりもホルマジンの方が粒子が均一であり、かつ分散性に富み、光散乱性において再現性が優れているので、濁りの標準物質として好ましい。濁度の単位である「ＮＴＵ」（Nephelometric Turbidity Unit）はホルマジン標準液に基づくものであり、日本水道協会「上水試験方法」の散乱光測定法の項にも参考として記載されている。
【００３６】
逆浸透膜濃縮水による逆圧洗浄と前処理ろ過水および／または逆浸透膜透過水による逆圧洗浄とを切り替える三方弁１１の動きとしては、逆浸透膜濃縮水１００％から砂ろ過水１００％に瞬時に切り替えてもよいし、逆浸透膜濃縮水と砂ろ過水のブレンド比を徐々に変えながら最終的に砂ろ過水１００％に変えてもよい。また、本発明の効果を損なわない範囲であれば、逆浸透膜濃縮水や砂ろ過水は１００％でなくてもよく、それぞれをブレンドしたものや、異なる水を添加したものでも構わない。図２の精密ろ過膜／限外ろ過膜２１の場合も同様である。また、図示していないが、ろ過水貯留槽６内の前処理ろ過水以外に逆浸透膜透過水貯留槽９内の逆浸透膜透過水で洗浄しても構わない。
【００３７】
この洗浄により、ろ過材およびろ過材の２次側配管内に残留した逆浸透膜濃縮水がろ過水貯留槽６内の前処理ろ過水や逆浸透膜透過水に置換されるので、逆浸透膜表面のスライム状物質（生物膜）生成を抑制し、長期間にわたって逆浸透膜の透過性、分離性を維持することができる。
【００３８】
また、逆浸透膜濃縮水に殺菌剤を添加した場合でも、ろ過材およびろ過材の２次側配管内に残留した殺菌味含有逆浸透膜濃縮水が殺菌剤のないろ過水貯留槽６内の前処理ろ過水や逆浸透膜透過水に置換されるので、その後の前処理ろ過工程において殺菌剤が逆浸透膜に流入することがなくなり、殺菌剤による逆浸透膜の化学的劣化を防止するとともに、逆浸透膜表面のスライム状物質（生物膜）生成を抑制し、長期間にわたって逆浸透膜の透過性、分離性を維持することが可能となる。
【００３９】
上述の洗浄を終了した後、逆洗ポンプ１２を停止し、逆洗弁１３、排水弁１６を閉とし、原水供給弁３、ろ過水弁５を開とし、原水供給ポンプ２を稼動することで、前処理ろ過工程に戻り、上記工程を繰り返す。
【００４０】
本発明における図１の砂ろ過材４は、均等係数（砂の粒度加積曲線において，全試料の６０％が通過する砂の粒径と１０％が通過する粒径の比）が１．７以下であることが好ましい。均等係数は１に近いほど粒径が揃ってくるので、砂ろ過層の空隙率が大きくなり、濁質の抑留量は増す。また、洗浄を繰り返すうちに、砂が破砕損耗して、洗浄排水中に流出し、砂ろ過層の粒度構成や砂層厚さが設計状態と異なるのを防ぐために、夾雑物が少なく、摩耗しにくいものが好ましい。比重は２．５７〜２．６７の範囲であることが好ましい。２．５７以下の砂には、有機性物質や多孔性の砂が混入している場合があるし、２．６７以上の砂には、石灰石や重金属類の鉱石が混入している場合があるので、好ましくない。有効径（砂の粒度加積曲線上での１０％通過径）は濁質阻止率、ろ過持続時間、逆洗洗浄速度および広範な原水水質への対応等の観点から０．４５〜０．７ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００４１】
また、ろ過層の構成としては、単層ろ過でもよいし、アンスラサイトやガーネット等の密度および粒径の異なるろ過材を用いて、水流方向に粗粒から細粒の構成となる多層ろ過でも構わない。
【００４２】
本発明における図２の精密ろ過膜／限外ろ過膜２１は、実際に使用するために収納容器に装着し、容器に原水の流入部、ろ過水の取り出し部とモジュールの型式によっては濃縮水排出部、物理洗浄排出部などを具備した加圧型膜モジュールや原水の入った膜浸漬槽に浸漬させてポンプやサイフォン等で吸引ろ過する浸漬型膜モジュール等に組み込まれるが、いずれでも構わない。加圧型膜モジュールの場合、外圧式でも内圧式であっても良いが、前処理の簡便さの点から外圧式である方が好ましい。
【００４３】
また、モジュールを構成する分離膜の孔径としては、多孔質であれば特に限定しないが、所望の処理水の水質や水量によって、ＭＦ膜（精密ろ過膜）を用いたり、ＵＦ膜（限外ろ過膜）を用いたり、あるいは両者を併用したりする。例えば、濁質成分、大腸菌、クリプトスポリジウム等を除去したい場合はＭＦ膜でもＵＦ膜のどちらを用いても構わないが、ウィルスや高分子有機物等も除去したい場合は、ＵＦ膜を用いるのが好ましい。
【００４４】
分離膜の形状としては、中空糸膜、平膜、管状膜、モノリス膜等があるが、いずれでも構わない。
【００４５】
分離膜の材質としても、特に限定しないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルフルオライド、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体およびクロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ポリスルホン、酢酸セルロース、ポリビニルアルコールおよびポリエーテルスルホンやセラミック等の無機素材からなる群から選ばれる少なくとも１種類を含んでいると好ましく、さらに膜強度や耐薬品性の点からはポリフッ化ビニリデン（PVDF）がより好ましく、親水性が高く耐汚れ性が強いという点からはポリアクリロニトリルがより好ましい。
【００４６】
ろ過方式は、全量ろ過方式、クロスフローろ過方式のどちらでも良いが、エネルギー消費が少ないという点から全量ろ過モジュールである方が好ましい。
【００４７】
ろ過流束制御方法としては、定流束ろ過であっても定圧ろ過であってもよいが、一定の処理水量が得られ、また、全体の制御が容易であるという点から定流束ろ過である方が好ましい。
【００４８】
本発明において、逆浸透膜７に用いられる逆浸透膜とは、被分離混合液中の一部の成分、例えば溶媒を透過させ他の成分を透過させない、実質的に逆浸透分離が可能な半透性の膜であって、その素材には酢酸セルロース系ポリマー、ポリアミド、ポリエステル、ポリイミド、ビニルポリマーなどの高分子素材がよく使用されている。またその膜構造は膜の少なくとも片面に緻密層を持ち、緻密層から膜内部あるいはもう片方の面に向けて徐々に大きな孔径の微細孔を有する非対称膜、非対称膜の緻密層の上に別の素材で形成された非常に薄い分離機能層を有する複合膜がある。膜形態には中空糸、平膜がある。本発明は、これら膜素材、膜構造や膜形態によらず実施することができいずれも効果があるが、代表的な膜としては、例えば酢酸セルロース系やポリアミド系の非対称膜およびポリアミド系、ポリ尿素系の分離機能層を有する複合膜などがあり、造水量、耐久性、塩排除率の観点から、酢酸セルロース系の非対称膜、ポリアミド系の複合膜を用いることが好ましい。
【００４９】
本発明において、逆浸透膜７に用いられる逆浸透膜は、２５℃、ｐＨ７、濃度３２，０００ｍｇ／Ｌの食塩水を５．５ＭＰａで供給したときの塩排除率が９９％以上の性能を有することが好ましい。原水が海水の場合、該塩排除率が９９％よりも小さいと透過液中の塩素イオンの量が多くなり、ろ過水をそのまま飲料水として使用することが難しい。
【００５０】
このような性能を有する逆浸透膜は、実際に使用するためにスパイラル、チューブラー、プレート・アンド・フレーム等のエレメントに組み込まれ、また中空糸は束ねた上でエレメントに組み込まれて使用されるが、本発明はこれらの逆浸透膜エレメントの形態に左右されるものではない。
【００５１】
また、本発明において、逆浸透膜７は、前記逆浸透膜エレメントを１〜数本圧力容器の中に収めたモジュールはもちろんであるが、このモジュールを複数本並列に配置したものをも含むものである。組合せ、本数、配列は目的に応じて任意に行うことができる。
【実施例】
【００５２】
（実施例１）
図１に示すように、砂ろ過材４には均等係数１．３、比重２．６、有効径０．６の砂を用い、ろ層厚を６０ｃｍとし、原水供給弁３とろ過水弁５を開とし、原水供給ポンプ２を稼動して、濁度３ＮＴＵ、ＴＯＣ２ｍｇ／ｌ、塩濃度３．５％の海水をろ過速度１８０ｍ／ｄでろ過した。また、逆浸透膜７には東レ（株）製逆浸透膜エレメント（ＴＭ８２０Ｓ−４００）４本を用いて高圧ポンプ８を稼働し、ろ過水貯留槽６内の砂ろ過水を膜ろ過流量６０ｍ３／ｄ、濃縮水流量１２０ｍ３／ｄ（回収率３３％）でクロスフローろ過した。
【００５３】
砂ろ過材４で１２時間ろ過した後、原水供給弁３とろ過水弁５を閉とし、原水供給ポンプ２を停止すると同時に、逆洗弁１３、排水弁１６、空洗弁１９を開とし、逆洗ポンプ１２、殺菌剤供給ポンプ１４、ブロワー２０を稼動して、逆洗流束５００ｍ／ｄの逆圧洗浄と砂ろ過材４の下方から空気を供給する７００Ｌ／ｍｉｎの空気洗浄を同時に実施した。三方弁１１はろ過水貯留槽６側でなく逆浸透膜濃縮水貯留槽１０側に開となっており、逆圧洗浄水は逆浸透膜濃縮水とした。殺菌剤貯留槽１５内には次亜塩素酸ナトリウム溶液を貯留しており、逆圧洗浄水中の塩素濃度を５ｍｇ／ｌとした。濁度計１７にはオプテックス（株）製濁度チェッカー（ＴＳＣ−１０）を用い、逆圧洗浄排水の濁度を計測した。逆圧洗浄排水の濁度が1ＮＴＵになった時点でブロワー２０を停止し、空洗弁１９を閉とし、空気洗浄を停止すると同時に三方弁１１を逆浸透膜濃縮水貯留槽１０側からろ過水貯留槽６側に開とし、殺菌剤供給ポンプ１４を停止して、逆圧洗浄を殺菌剤のない砂ろ過水で１５秒間実施した。
【００５４】
その後、逆洗ポンプ１２を停止し、逆洗弁１３、排水弁１６を閉とし、原水供給弁３、ろ過水弁５を開とし、原水供給ポンプ２を稼動することで前処理ろ過工程に戻り、上記工程を繰り返していった。
【００５５】
その結果、逆浸透膜７のろ過差圧は運転開始直後５．５ＭＰａに対し、２ヶ月後も５．９ＭＰａと安定運転が行えており脱塩率は運転開始直後９９．７％に対し、２ヶ月後も９９．７％と安定していた。
【００５６】
（実施例２）
図２に示すように、精密ろ過膜／限外ろ過膜２１には東レ（株）製の分画分子量１５万Ｄａのポリフッ化ビニリデン製中空糸ＵＦ膜で膜面積が７２ｍ２の加圧型膜モジュール１本を用い、原水供給弁３とろ過水弁５を開とし、原水供給ポンプ２を稼動して、濁度３ＮＴＵ、ＴＯＣ２ｍｇ／ｌ、塩濃度３．５％の海水を膜ろ過流束２．５ｍ３／ｍ２／ｄで全量ろ過した。また、逆浸透膜７には東レ（株）製逆浸透膜エレメント（ＴＭ８２０Ｓ−４００）４本を用いて高圧ポンプ８を稼働し、ろ過水貯留槽６内の膜ろ過水を膜ろ過流量６０ｍ３／ｄ、濃縮水流量１２０ｍ３／ｄ（回収率３３％）でクロスフローろ過した。
【００５７】
精密ろ過膜／限外ろ過膜２１で３０分間ろ過した後、原水供給弁３とろ過水弁５を閉とし、原水供給ポンプ２を停止すると同時に、逆洗弁１３、排水弁１６、空洗弁１９を開とし、逆洗ポンプ１２、殺菌剤供給ポンプ１４、ブロワー２０を稼動して、流束２．５ｍ／ｄの逆圧洗浄と膜モジュールの下方から空気を供給する１００Ｌ／ｍｉｎの空気洗浄を同時に実施した。三方弁１１はろ過水貯留槽６側でなく逆浸透膜濃縮水貯留槽１０側に開となっており、逆圧洗浄水は逆浸透膜濃縮水とした。殺菌剤貯留槽１５内には次亜塩素酸ナトリウム溶液を貯留しており、逆圧洗浄水中の塩素濃度を５ｍｇ／ｌとした。濁度計１７にはオプテックス（株）製濁度チェッカー（ＴＳＣ−１０）を用い、逆圧洗浄排水の濁度を計測した。逆圧洗浄排水の濁度が０．１ＮＴＵになった時点でブロワー２０を停止し、空洗弁１９を閉とし、空気洗浄を停止すると同時に三方弁１１を逆浸透膜濃縮水貯留槽１０側からろ過水貯留槽６側に開とし、殺菌剤供給ポンプ１４を停止して、逆圧洗浄を殺菌剤のない膜ろ過水で２０秒間実施した。
【００５８】
その後、逆洗ポンプ１２を停止し、逆洗弁１３、排水弁１６を閉とし、原水供給弁３、ろ過水弁５を開とし、原水供給ポンプ２を稼動することで前処理ろ過工程に戻り、上記工程を繰り返していった。
【００５９】
その結果、逆浸透膜７のろ過差圧は運転開始直後５．５ＭＰａに対し、２ヶ月後も５．７ＭＰａと安定運転が行えており脱塩率は運転開始直後９９．７％に対し、２ヶ月後も９９．７％と安定していた。
【００６０】
（比較例１）
逆浸透膜濃縮水貯留槽１０内の逆浸透膜濃縮水のみで逆圧洗浄し、逆圧洗浄排水の濁度が０．１ＮＴＵになった以降も、ろ過水貯留槽６内の砂ろ過水を用いずに、塩素濃度５ｍｇ／ｌの逆浸透膜濃縮水で１５秒間逆圧洗浄した以外は、実施例１と同じにした。
【００６１】
その結果、逆浸透膜７のろ過差圧は運転開始直後５．５ＭＰａに対し、２ヶ月後も５．９ＭＰａと安定運転が行われた。しかし、逆浸透膜７の脱塩率は運転開始直後９９．７％に対し、２ヶ月後は９５．１％に低下した。
【００６２】
（比較例２）
逆浸透膜濃縮水貯留槽１０内の逆浸透膜濃縮水のみで逆圧洗浄し、逆圧洗浄排水の濁度が０．１ＮＴＵになった以降も、ろ過水貯留槽６内の砂ろ過水を用いずに、殺菌剤供給ポンプ１４を停止して、塩素濃度０ｍｇ／ｌの逆浸透膜濃縮水で１５秒間逆圧洗浄した以外は、実施例１と同じにした。
【００６３】
その結果、逆浸透膜７のろ過差圧は運転開始直後５．５ＭＰａに対し、２ヶ月後は８．３ＭＰａと上昇した。逆浸透膜７の脱塩率は運転開始直後９９．７％に対し、２ヶ月後も９９．７％と安定していた。
【００６４】
（比較例３）
逆浸透膜濃縮水貯留槽１０内の逆浸透膜濃縮水のみで逆圧洗浄し、逆圧洗浄排水の濁度が０．１ＮＴＵになった以降も、ろ過水貯留槽６内の膜ろ過水を用いずに、塩素濃度５ｍｇ／ｌの逆浸透膜濃縮水で２０秒間逆圧洗浄した以外は、実施例２と同じにした。
【００６５】
その結果、逆浸透膜７のろ過差圧は運転開始直後５．５ＭＰａに対し、２ヶ月後も５．７ＭＰａと安定運転が行われた。しかし、逆浸透膜７の脱塩率は運転開始直後９９．７％に対し、２ヶ月後は９５．８％に低下した。
【００６６】
（比較例４）
逆浸透膜濃縮水貯留槽１０内の逆浸透膜濃縮水のみで逆圧洗浄し、逆圧洗浄排水の濁度が０．１ＮＴＵになった以降も、ろ過水貯留槽６内の膜ろ過水を用いずに、殺菌剤供給ポンプ１４を停止して、塩素濃度０ｍｇ／ｌの逆浸透膜濃縮水で２０秒間逆圧洗浄した以外は、実施例２と同じにした。
【００６７】
その結果、逆浸透膜７のろ過差圧は運転開始直後５．５ＭＰａに対し、２ヶ月後は７．８ＭＰａと上昇した。逆浸透膜７の脱塩率は運転開始直後９９．７％に対し、２ヶ月後も９９．７％と安定していた。
【符号の説明】
【００６８】
１：原水貯留槽
２：原水供給ポンプ
３：原水供給弁
４：砂ろ過材
５：ろ過水弁
６：ろ過水貯留槽
７：逆浸透膜
８：高圧ポンプ
９：逆浸透膜透過水貯留槽
１０：逆浸透膜濃縮水貯留槽
１１：三方弁
１２：逆洗ポンプ
１３：逆洗弁
１４：殺菌剤供給ポンプ
１５：殺菌剤貯留槽
１６：排水弁
１７：濁度計
１８：散気管
１９：空洗弁
２０：ブロワー
２１：精密ろ過膜／限外ろ過膜
【図１】
2012239948.tif 000003
【図２】
2012239948.tif 000004