(57)【要約】【課題】  重亜硫酸ナトリウムを安全性に配慮して貯蔵する技術を提供すること。すなわち、重亜硫酸ナトリウムの還元剤としての有用性を失われることなく貯蔵する技術を提供すること。【解決手段】  ろ過膜を用いて原水からろ過水を得る薬品洗浄装置を備えた水処理装置において、軟質プラスチックシート製の容器からなる複数の重亜硫酸ナトリウム貯蔵容器を有し、使用中の前記重亜硫酸ナトリウム貯蔵容器内の溶液量があらかじめ設定した値以下になった時に別の前記重亜硫酸ナトリウム貯蔵容器に切り替えるろ過膜の薬品洗浄装置を備えた水処理装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水からろ過水を得るろ過膜と、前記ろ過膜を洗浄する薬品と、前記ろ過膜内に注入する薬品と、前記ろ過膜内からの前記薬品を排出する薬品排水処理タンクからなるろ過膜の薬品洗浄装置を備えた水処理装置において、
前記水処理装置が熱可塑性樹脂シートから製造される容器の形状が、収容される物の種類や量により変化する柔らかい容器からなる複数の重亜硫酸ナトリウム貯蔵容器と、前記重亜硫酸ナトリウム貯蔵容器内に残存する重亜硫酸ナトリウム溶液量を検知する貯蔵量検知手段と、前記重亜硫酸ナトリウム貯蔵容器から前記薬品排水処理タンクに重亜硫酸ナトリウムを注入する重亜硫酸ナトリウム注入ポンプと、前記貯蔵量検知手段により、前記重亜硫酸ナトリウム貯蔵容器内の溶液量があらかじめ設定した値以下になった時に別の前記重亜硫酸ナトリウム貯蔵容器に切り替える制御部と
を備えることを特徴とするろ過膜の薬品洗浄装置を備えた水処理装置。
【請求項２】
原水からろ過水を得る水処理装置に備えられたろ過膜の薬品洗浄処理方法において、
薬品として次亜塩素酸ナトリウムを用いて前記ろ過膜を薬品洗浄し、前記薬品洗浄により生じる薬品洗浄排水中の次亜塩素酸ナトリウムを薬品排水処理タンクに排出し、前記排出した次亜塩素酸ナトリウム排出液に重亜硫酸ナトリウムを注入して還元処理し、
前記重亜硫酸ナトリウムが、軟質プラスチックシート製の容器から取り出された重亜硫酸ナトリウム水溶液であって、
前記軟質プラスチックシート製の容器を複数個並列配置し、各々の前記軟質プラスチックシート製の容器に薬品の貯蔵量を検知し、前記薬品排水処理タンクに重亜硫酸ナトリウムを注入する前記軟質プラスチックシート製の容器の薬品量があらかじめ設定した値以下になった時に、薬品の供給を別の前記軟質プラスチックシート製の容器に切り替えるようにすることを特徴とするろ過膜の薬品洗浄処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、水中に含まれる汚濁物質を分離除去するために行う、ろ過膜を用いた水処理装置において、洗浄用薬品に次亜塩素酸ナトリウムを使用する場合の還元剤として重亜硫酸ナトリウムを使用する際の、重亜硫酸ナトリウムの貯蔵容器を備えた水処理装置に関する。また、その重亜硫酸ナトリウムの貯蔵容器から重亜硫酸ナトリウムを取り出す、ろ過膜の薬品洗浄排水の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ろ過膜を用いた水処理装置では、長時間の運転によってファウリングが起こり、ろ過性能が低下する。そのため運転サイクルにおいて、所定時間のろ過工程後に、物理洗浄を実施し、ファウリングを低減するようにしている。物理洗浄には、膜ろ過水を逆流させる逆流洗浄（逆洗）、膜の一次側での水流によるフラッシング、空気により膜を振動させるエアースクラビングなどがあり、物理的な作用によって付着物質を取り除いている。
【０００３】
しかしながら、これら物理洗浄を実施していても次第にファウリングは進行し、ファウリングにより膜目詰まりした膜は薬品洗浄を実施することとなる。薬品洗浄は物理洗浄では除去しきれない物質を薬品によって分解または溶解させて除去する洗浄方法で、膜のろ過能力をほぼ初期状態まで回復することができる。ところが、薬品洗浄は、その期間、造水ができなくなること、コストがかかることおよびその洗浄廃液処理の観点から、できるだけ回数を少なくすることが望まれている。また、界面活性剤などの特殊な薬品を使用する場合は、プロセスラインへの薬品混入を避けるため、オフラインでの洗浄をしなければならないことからも回数を少なくすることが望まれていた。
【０００４】
これらの対策の一つとして、洗浄薬品を含む水で洗浄する、薬品浸漬工程を設けて膜の洗浄効果を向上する方法が考案されている。この洗浄薬品としては付着した有機物の除去と殺菌を目的として次亜塩素酸ナトリウムが使用され、膜の耐薬品性が高い場合には、次亜塩素酸ナトリウムに水酸化ナトリウムを併用して洗浄効果を高める場合もある。金属塩の除去としてシュウ酸、クエン酸などの有機酸や硫酸のような無機酸が使用される。
【０００５】
薬品を用いた洗浄を行う場合、薬品洗浄工程後には、薬品を含有する洗浄排水が排出されるため、これを安全かつ衛生的に処理する必要がある。この洗浄排水を処理する方法としては、個別に貯留して液状産業廃棄物として廃棄物処理業者に有料で処理を委託する方法があるが、非常に高価であり、浄水処理コストが上昇する。そこで浄水場において排水を処理し、公共用水域に放流可能な程度に処理する方法があげられる。
【０００６】
前記次亜塩素酸ナトリウム洗浄排水の処理は、排水のpHを7以上のアルカリ側に保持しながら残留塩素をチオ硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウムなどの還元剤を添加し、中和処理するのが一般的である。還元剤については、チオ硫酸ナトリウムは還元反応が終了するまでに時間がかかるため、膜ろ過装置の規模が増大し、排水量が増大した場合には、排水処理施設の大規模化が必要となる。重亜硫酸ナトリウムは反応時間が短く、排水処理が容易である。
【０００７】
しかしながら、重亜硫酸ナトリウムの使用および貯蔵には以下に示すような問題点がある。
重亜硫酸ナトリウムは酸と接触すると有害な亜硫酸ガスが発生する。また空気と触れると徐々に酸化され亜硫酸ガスを発生し、硫酸ナトリウムに変化する。亜硫酸ガスはタンク内に保持され徐々に濃度が増加するので、薬品の補充や開放点検の際には亜硫酸ガスに曝露される危険性がある。また硫酸ナトリウムは溶解度が低いために貯蔵容器内の温度が低下すると結晶化し、薬品の吸入口等を閉塞するおそれがあるために貯蔵時の濃度管理も必要となる。
【０００８】
以上のように、重亜硫酸ナトリウムの還元剤としての有用性は高いことから、安全性に配慮した貯蔵方法を検討する必要がある。
また、その重亜硫酸ナトリウムを用いたろ過膜の洗浄排水処理を安全性に配慮して行う必要がある。
【０００９】
ところが、重亜硫酸ナトリウムの安全性に配慮した貯蔵方法についての報告を本発明者らは見出すことが出来なかった。例えば、ろ過膜の洗浄に際して使用する薬品の種類、濃度についての報告があるが（特許文献１，２）、そこには洗浄排水の処理に関する記載がない。また、洗浄排水を塩素系廃液と有機酸廃液とを個別に貯留する技術が報告されているが（特許文献３）、排水処理槽が複数個必要になる。  さらに、重亜硫酸ナトリウムを用い、安全性に配慮したろ過膜の洗浄排水処理についての報告もない。
【特許文献１】特開平１０−１５３６５号公報
【特許文献２】特開平８−１９７０５３号公報
【特許文献３】特開２００４−２１６２９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、本発明の課題は重亜硫酸ナトリウムを安全性に配慮して貯蔵する技術を提供することにある。すなわち、重亜硫酸ナトリウムの還元剤としての有用性を失われることなく貯蔵する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らの工夫により、前記課題は次のような手段をとることにより解決された。
すなわち、ろ過膜を用いて原水からろ過水を得る薬品洗浄装置を備えた水処理装置において、前記薬品として次亜塩素酸ナトリウムを使用すると、生じる薬品洗浄排水中には次亜塩素酸ナトリウムを含み、この排水中の次亜塩素酸ナトリウムの還元処理に重亜硫酸ナトリウムを使用するが、前記水処理装置に重亜硫酸ナトリウムの貯蔵容器として、軟質プラスチックシート製の容器を使用することができる（請求項１）。密閉が可能な軟質プラスチックシート製の容器であればさらに好都合である。ここで、軟質プラスチックシートとは、例えば容器の形状が収容される物の種類や量などにより変化しうる程度に柔らかい容器を製造することができる柔軟なプラスチックシートを意味する。軟質プラスチックシートとしては、熱可塑性樹脂シートが好ましい。
【００１２】
この軟質プラスチックシート製の容器のキャップ部分に吸い上げ口を取り付け密閉しておけば、空気の混入が無いので、容器に収容されている重亜硫酸ナトリウムが酸化されて発生する亜硫酸ガスの量は抑制される。また、該容器から重亜硫酸ナトリウムが吸い上げられると、容器の内容積が小さくなり、前記亜硫酸ガスの発生量は抑制される。
【００１３】
前記軟質プラスチックシート製の容器は、折り曲げが可能であり、また耐薬品性が高い。重亜硫酸ナトリウムの貯蔵容器として使用し、容器を密閉状態とすれば、使用量に応じて内容積が小さくなり、空気との接触がないために亜硫酸ガスの発生を抑制することができる。この軟質プラスチックシート製のフレキシブルバッグを１〜ｎ（ｎは２以上の整数）個並列配置し、各々のフレキシブルバッグに対して薬液の貯蔵量を検知する手段を有し、1個目の重亜硫酸ナトリウムの貯蔵容器から薬液を供給し、薬液量が下限レベルに達した際に、薬品の供給はn個目以降の貯蔵容器に自動で切り替わることで、薬液の補充・交換作業が容易になる。軟質プラスチックシート製のフレキシブルバッグとしては、ユニオンコンテナのようなポリエチレン製容器や、ポリエチレン製容器をさらにダンボールで外装したバッグインボックスなどがあげられる。
【００１４】
なお、重亜硫酸ナトリウム水溶液の貯蔵温度を１０℃以上とし、重亜硫酸ナトリウムの濃度を１６%以下として貯蔵すると硫酸ナトリウムの結晶析出の問題も回避できる。
前記ろ過膜も何ら制限されないのであり、中空糸膜からなる膜であれば全て使用できる。例えば、精密ろ過膜（ＭＦ膜）、限外ろ過膜（ＵＦ膜）などが使用可能であり、さらに、それら中空糸膜を含む膜モジュールでもよい。具体的には平膜型モジュール、中空糸型モジュール、管型モジュールなどが例示される。
【００１５】
また、本発明者らの工夫により、前記課題は次のような手段をとることにより解決された。
すなわち、原水からろ過水を得る水処理装置に備えられたろ過膜の薬品洗浄処理方法において、前記薬品として次亜塩素酸ナトリウムを用い、該薬品洗浄処理により生じる薬品洗浄排水中の次亜塩素酸ナトリウムの還元処理に使用する重亜硫酸ナトリウムが、軟質プラスチックシート製の容器からなる重亜硫酸ナトリウム貯蔵容器を用いると薬品交換時などにおいて操作性等が向上する。前記次亜塩素酸ナトリウムを用いてろ過膜を洗浄処理する条件は特に制限されないのであって、洗浄処理するろ過膜の性状、処理する時と場所等に応じて適宜選択すればよい。また、前記重亜硫酸ナトリウムの貯蔵容器から取り出された重亜硫酸ナトリウム水溶液を用いて薬品洗浄排水処理する条件も特に限定されない。薬品洗浄排水の性状、処理する時と場所等に応じて適宜選択すればよい。なお、本発明ではろ過膜の薬品洗浄処理方法に、薬品洗浄排水処理方法も含むこととする。
（作用）
本発明によれば、重亜硫酸ナトリウム水溶液の液面と空気とが接触されにくくなり、重亜硫酸ナトリウムの酸化による亜硫酸ガスの発生を抑制することができ、亜硫酸ガスに曝露される危険性が低減できる。また硫酸ナトリウムの結晶化が抑制でき、配管閉塞が低減できる。
（発明の実施の形態）
以下、本発明の膜ろ過装置の構成について説明する。なお、本発明はこの実施例によって制限されるものではない。
【００１６】
図１に本発明における実施の形態に係る水処理装置の構成図をそれぞれ示す。
図１は重亜硫酸ナトリウムの貯蔵容器として軟質プラスチックシート製のフレキシブルバッグを用いた場合の水処理装置の一例を示す構成図である。
【００１７】
図１において２２が薬品排水処理タンク、２４が攪拌機、２５がpHメータ、２６が重亜硫酸注入バルブ、２７が重亜硫酸注入ポンプである。そして、軟質プラスチックシート製のフレキシブルバッグ４１、４２にはそれぞれ薬液の貯蔵量を検知する手段４３、４４を設置する。制御部が４５、三方弁が４６である。
【００１８】
水処理工程は、ろ過工程、逆洗工程、酸注入逆洗工程および次亜塩素酸注入逆洗工程から成り立っており、それぞれの工程での運転条件は原水条件などに応じて決められる。
ろ過工程と逆洗工程を所定回数実施したところもしくは膜差圧が所定値に達した時点で、逆洗工程の代わりとして、酸注入逆洗工程および次亜塩素酸ナトリウム注入逆洗工程が行われる。次亜塩素酸ナトリウム注入逆洗工程は、ろ過工程と逆洗工程を所定回数実施したところもしくは膜差圧が所定値に達した時点で、逆洗工程の代わりとして行われる。これは、通常の逆洗に続けて硫酸による浸漬洗浄を実施するもので、逆洗を行っている状態で、次亜塩素酸ナトリウム注入ポンプ１８により、次亜塩素酸ナトリウム容器１７より次亜塩素酸ナトリウムを次亜塩素酸ナトリウム注入バルブ１９を通じて注入し、膜５が所定の残留塩素濃度となるように注入し、所定時間の浸漬を行う。所定時間の浸漬が経過した後、膜５のリンスとして、膜ろ過水を用いた逆洗を実施し、膜５内の次亜塩素酸ナトリウムを薬品排水処理タンク２２に排出する。排出した次亜塩素酸ナトリウム排出液を攪拌機２４で攪拌し、重亜硫酸ナトリウム注入ポンプ２７により、重亜硫酸ナトリウム容器（軟質プラスチックシート製のフレキシブルバッグ４１、４２）より重亜硫酸ナトリウムを重亜硫酸ナトリウム注入バルブ２６を通じて注入し、次亜塩素酸ナトリウム排出液を公共用水域に放流可能な程度に還元処理する。
【００１９】
重亜硫酸ナトリウム容器内の重亜硫酸ナトリウムは空気と触れると徐々に酸化され亜硫酸ガスを発生し、硫酸ナトリウムに変化する。亜硫酸ガスは容器内に保持され徐々に濃度が増加するので、重亜硫酸ナトリウム容器への薬品の補充や開放点検の際には亜硫酸ガスに曝露される危険性がある。そこで重亜硫酸ナトリウム容器内の重亜硫酸ナトリウムと空気の接触を抑制し、亜硫酸ガスの発生を抑制することができ、亜硫酸ガスの曝露の危険性を低下させることが可能である。
【００２０】
還元処理工程において、三方弁は重亜硫酸ナトリウムを貯蔵した軟質プラスチックシート製のフレキシブルバッグの1個と、重亜硫酸ナトリウム注入ポンプ27とを通ずるように開放する。例えば、軟質プラスチックシート製のフレキシブルバッグ４１を使用する場合には、軟質プラスチックシート製のフレキシブルバッグ４１と重亜硫酸ナトリウム注入ポンプ２７が接続され、軟質プラスチックシート製のフレキシブルバッグ４２は閉止状態とする。
【００２１】
軟質プラスチックシート製のフレキシブルバッグ４１内の重亜硫酸ナトリウム溶液重量を薬液の貯蔵量を検知する手段４３から制御部４５に出力する。軟質プラスチックシート製のフレキシブルバッグ４１の重亜硫酸ナトリウム溶液を使用し、溶液重量が減少し、制御部４５にあらかじめ設定した値以下になった場合には、制御部４５により三方弁４６を制御し、軟質プラスチックシート製のフレキシブルバッグ４１から４２に切り替える。また薬品補充作業においては内容物が減少した軟質プラスチックシート製のフレキシブルバッグを新品と交換するのみであり、これにより亜硫酸ガスに曝露することなく重亜硫酸ナトリウムの容器を切り替えることが可能である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明により、ろ過膜の洗浄排水処理が安全に、また簡便に行うことができる。しかもライン閉塞等のトラブルも回避できる。すなわち、薬品の貯蔵温度と濃度を調製し、容器内の亜硫酸ガスを発生しない設備を設けることで、安全でかつ結晶化によるライン閉塞のない貯蔵が可能となるなど、重亜硫酸ナトリウムの保管や維持・管理に有利である。本発明の排水処理により生じる洗浄排水は公共下水道に排出可能であり、本発明は極めて実用的な発明である。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。なお、本発明はこの実施例によって制限されるものではない。
（実施例）
図１に示す装置において重亜硫酸ナトリウム容器を容量２０Lの軟質プラスチックシート製のフレキシブルバッグに１６%重亜硫酸ナトリウム水溶液を貯蔵した。軟質プラスチックシート製のフレキシブルバッグとして、ユニオンコンテナ使用し、キャップ部に重亜硫酸ナトリウム注入ラインを取り付けた。薬液の貯蔵量を検知する手段として重量センサーを使用し、重量センサー上にユニオンコンテナを設置した。
【００２４】
本発明を次のように記載することもできる。
軟質プラスチックシート製のフレキシブルバッグからなることを特徴とするろ過膜を用いて原水からろ過水を得る薬品洗浄装置を備えた水処理装置に備えるための重亜硫酸ナトリウム貯蔵容器。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態３に係る水処理装置の構成図を示す。
【符号の説明】
【００２６】
１：原水、２：原水容器、３：運転ポンプ、４：膜入口バルブ、５：膜、６：膜出口バルブ、７：逆洗タンク入口バルブ、８：逆洗タンク、９：処理水、１０：逆洗ポンプ、１１：逆洗バルブ、１２：逆洗排水バルブ、１３：逆洗排水、１４：酸貯蔵タンク、１５：酸注入ポンプ、１６：酸注入バルブ、１７：次亜塩素酸ナトリウム容器、１８：次亜塩素酸ナトリウムポンプ、１９：次亜塩素酸ナトリウム注入バルブ、２０：電気伝導度計、２１：薬品洗浄排水バルブ、２２：薬品排水処理タンク、２３：薬品処理排水、２４：攪拌機、２５：pHメータ、２６：重亜硫酸注入バルブ、２７：重亜硫酸注入ポンプ、３０：ドレンバルブ、３１：ドレン、３２：アルカリ注入バルブ、３３：アルカリ注入ポンプ、３４：アルカリ剤タンク、３５：ドレンバルブ、３６：ドレン、４１、４２：軟質プラスチックシート製フレキシブルバッグ、４３、４４：貯蔵量検知手段、４５：制御部、４６：三方弁
【図１】
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