(57)【要約】【課題】活性炭として球状活性炭を用いることにより、活性炭による分離膜表面への擦過傷、損傷を低減し、分離膜を破損させることなく長期間安定した膜分離を行うことができる水処理方法を提供すること。【解決手段】本発明によれば、膜モジュール１６を浸漬した膜処理槽１４中の被処理水１２を膜モジュールで浄化処理する水処理方法であって、膜モジュールによる被処理水の濾過の前に、被処理水に球状活性炭を導入するステップを備えている水処理方法が提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜モジュールを浸漬した膜処理槽中の被処理水を前記膜モジュールで浄化処理する水処理方法であって、
前記膜モジュールによる被処理水の濾過の前に、被処理水に球状活性炭を導入するステップを備えている、
水処理方法。
【請求項２】
前記球状活性炭を含む被処理水中で前記膜モジュールを曝気によって洗浄するステップと、を備えている、
請求項１に記載の水処理方法。
【請求項３】
前記球状活性炭を導入するステップが、前記膜処理槽に球状活性炭を導入することにより行われる、
請求項１または２に記載の水処理方法。
【請求項４】
前記膜処理槽の前段に接触槽が設けられ、前記膜処理槽で被処理水と接触した使用済み球状活性炭が、前記接触槽に供給される、
請求項３に記載の水処理方法。
【請求項５】
前記接触槽が直列的に２以上設けられ、前記膜処理槽で被処理水と接触した使用済み球状活性炭が、前記接触槽の一に供給され、さらに、前記一の接触槽で被処理水と接触した使用済み球状活性炭が、前記一の接触槽の直前の一の接触槽に供給される、
請求項４に記載の水処理方法。
【請求項６】
球状活性炭の粒径が２００μｍ以下である、
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の水処理方法。
【請求項７】
前記膜モジュールが、中空糸型の高分子有機膜を有する膜モジュールである、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概略的には水処理方法に関し、詳細には、活性炭が導入された被処理水に膜モジュール浸漬して被処理水を膜モジュールで濾過する水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
浄水場等で行われている浄水処理では、急速ろ過方式が広く用いられているが、近年では、原水の水質悪化に伴いかび臭等の異臭味、トリハロメタン・農薬等の有機物の除去が必要となり、粉末活性炭が併用されるようになってきた。粉末活性炭は、着水井や混和池等に投入され、フロック形成池等で有機物を吸着除去した後に、沈殿させられることによって被処理水から除去される。
【０００３】
他の浄水処理方法として、膜処理方法がある。この方法は、原水、又は原水に前処理を施した被処理水を、ＭＦ膜やＵＦ膜等を備えた膜モジュールで濾過する方法である。この方法に用いられる膜モジュールとしては、スパイラル型、平型、チューブラー型、中空糸型等の種類があり、材質では高分子有機膜とセラミック等の無機膜に大別される。
ここで中空糸型の高分子有機膜は、細い管状糸を多数束ねたもので、糸内が中空になっており、単位容積当りの膜面積が大きく、かつセラミック膜に比べコストが低いため、浄水場での大量の水処理に適している。
【０００４】
このような膜処理方法においても水質を更に向上させるために、例えば、活性炭を充填した槽に原水を透過させた後に膜モジュールで濾過する方法（Ｖｅｏｌｉａ社のＯＰＡＬＩＮ）、活性炭を被処理水槽に投入し循環させながら膜モジュールで濾過する方法（特許文献１、２、Ｖｅｏｌｉａ社のＯＰＡＬＩＮＳ）等が行われている。
【０００５】
これらの方法では、ＭＦ膜やＵＦ膜では除去できない臭気成分等の低・中分子有機成分を、粉末活性炭に吸着させている。そして、粉末活性炭は、膜モジュールによる膜分離で被処理水から分離される。これらの方法では、膜分離による粉末活性炭の分離除去が可能であるため、沈殿除去を必要としない点で優れている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−５５０４６号公報
【特許文献２】特開平１０−４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１及び２等で開示されている活性炭と膜分離を併用した処理方法において膜モジュールの分離膜として高分子有機膜等を選択した場合には、分離膜への付着物を除去する処理が必要となる。
そして、この付着物除去方法として、曝気が選択される場合がある。この場合、粉末活性炭が分離膜に衝突して起こる分離膜表面の擦過傷、粉末活性炭が介在した状態で分離膜同士が衝突することによって起こる分離膜表面が損傷等によって、分離膜が破損し、長期的に亘って安定した濾過性能を得ることができなくなるという問題がある。
また、曝気時以外にも、中空糸膜が活性炭を含む被処理水中で揺れる等することによって、中空糸膜が活性炭によって損傷するという問題もある。
【０００８】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、活性炭として球状活性炭を用いることにより、活性炭による分離膜表面への擦過傷、損傷を低減し、分離膜を破損させることなく長期間安定した膜分離を行うことができる水処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、
膜モジュールを浸漬した膜処理槽中の被処理水を前記膜モジュールで浄化処理する水処理方法であって、
前記膜モジュールによる被処理水の濾過の前に、被処理水に球状活性炭を導入するステップを備えている、
水処理方法が提供される。
【００１０】
このような構成によれば、活性炭が球状形態であるので、分離膜に活性炭が接触する等しても、分離膜の表面を損傷し難くなり、分離膜を破損させることなく長期間安定した膜分離を行うことができる。
【００１１】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記球状活性炭を含む被処理水中で前記膜モジュールを曝気によって洗浄するステップと、を備えている。
【００１２】
このような構成によれば、曝気時に膜モジュールを構成する分離膜に活性炭が接触する等しても、分離膜の表面を損傷し難くなり、分離膜を破損させることなく長期間安定した膜分離を行うことができる。
【００１３】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記球状活性炭を導入するステップが、前記膜処理槽に球状活性炭を導入することにより行われる。
【００１４】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記膜処理槽の前段に接触槽が設けられ、前記膜処理槽で被処理水と接触した使用済み球状活性炭が、前記接触槽に供給される。
【００１５】
本発明の他の好ましい態様によれば、
前記接触槽が直列的に２以上設けられ、前記膜処理槽で被処理水と接触した使用済み球状活性炭が、前記接触槽の一に供給され、さらに、前記一の接触槽で被処理水と接触した使用済み球状活性炭が、前記一の接触槽の直前の一の接触槽に供給される。
【００１６】
本発明の他の好ましい態様によれば、
球状活性炭の粒径が２００μｍ以下である。
【００１７】
前記膜モジュールが、中空糸型の高分子有機膜を有する膜モジュールである。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明によれば、活性炭として球状活性炭を用いることにより、活性炭による分離膜表面への擦過傷、損傷を低減し、分離膜を破損させることなく長期間安定した膜分離を行うことができる水処理方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態の水処理方法を実施するための水処理装置の構成を模式的に示す概略図である。
【図２】粉末活性炭と分離膜の接触状態を説明する模式図である。
【図３】球状活性炭と分離膜の接触状態を説明する模式図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の水処理方法を実施するための水処理装置の構成を模式的に示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の好ましい水処理方法について説明する。
図１は、本発明の好ましい実施形態の水処理方法を実施するための水処理装置１０の構成を模式的に示す概略図である。
【００２１】
図１に示されているように、水処理装置１０は、被処理水（原水）１２が収容される膜処理槽１４を備えている。この膜処理槽１４内には、被処理水１２を濾過する膜モジュール１６と、曝気装置１８が配置されている。
【００２２】
膜モジュール１６は、分離膜を備えたユニットであり、分離膜の分画レベルは、精密濾過膜(MF)、限外濾過膜(UF)、ナノ濾過膜(NF)のいずれのレベルであってもよい。分離膜の孔径、空孔率、膜厚、外径等について制限はなく、濾過の対象に応じて、適宜選択される。例えば、有機物やウイルスの除去を目的とする場合には、分画分子量が数万から数十万の限外濾過膜が用いられる。
【００２３】
水処理装置１０では、分離膜として中空糸型が使用されているが、スパイラル型、平型、チューブラー型等の他の形式でもよい。また、濾過式は、外圧型、内圧型のいずれを使用してもよい。
【００２４】
分離膜は、例えばセルロース系・ポリオレフィン系・ポリビニールアルコール系・ポリスルフォン系・ポリアクリロニトリル系、フッ素系樹脂など分離膜の形状に成形可能なものであれば各種材料から形成することが使用できる。具体的な材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリ四フッ化エチレン、及びポリスルフォン等が挙げられる。
【００２５】
また、分離膜は、耐薬品性が高い表面特性を有する樹脂を用いることが好しく、フッ素系樹脂が特に好ましい。フッ素系樹脂の中でも、膜への賦形性と耐薬品性などからフッ化ビニリデリン樹脂を用いることがより好ましい。
【００２６】
ここでフッ化ビニリデリン樹脂としては、フッ化ビニリデリンのホモポリマー、フッ化ビニリデリンと、フッ化ビニリデリンと共重合可能な単量体との共重合体が挙げられる。上記共重合可能な単量体としては、例えばフッ化ビニル、四フッ化エチレン、三フッ化エチレン、ヘキサフルオロプロピレンなどがある。
【００２７】
上述したように、水処理装置１０では、分離膜として中空糸型が使用されているが、中空糸膜の外径は０．１〜１０ｍｍ、好ましくは０．５〜５ｍｍが適当である。
長期の使用時における膜破断の防止のために中空糸膜の内部に、マルチフィラメントからなる糸或いはモノフィラメントの丸編あるいは組紐からなる中空状の支持体を、設けることがより好ましい。
【００２８】
水処理装置１０では、中空糸型の分離膜として、集水管に中空糸膜編織物（中空糸膜）がポッティングされている形状を有する中空糸膜モジュールが使用されている。
中空糸膜モジュールは、中空糸束を筒状ハウジング内に収容し、該中空糸束の端部をポッティング材により、ハウジングに接着固定し、中空部を開口させた状態でヘッダーに接着することにより、組み立てられている。
【００２９】
ポッティング材は、膜モジュールのハウジングに対し中空糸膜を固定・支持するための構造体であって、ポリウレタン樹脂やエポキシ樹脂に代表される熱硬化性樹脂の硬化物等で形成されている。
【００３０】
集水管は、中空糸膜モジュール全体を支持し、中空糸膜の内側に吸引ろ過された流体を集める部材として機能し、その内部に細長いほぼ矩形の開口部を有している。その材質は、機械的強度及び耐久性を有するものであれば良く、例えばポリカーボネート、ポリスルフォン、ポリプロピレン、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、変性ＰＰＥ樹脂、ＰＰＳ樹脂、耐腐蝕性金属等が挙げられるが、ポッティング材との接着性が良いものがより好ましい。
【００３１】
集水管の形状は、特に限定されず、矩形、円環状、円柱状等が、散気方法によりその洗浄性を低下させない範囲で適宜選択される。
【００３２】
膜モジュールの濾過流束は特に限定されるものではなく、洗浄性や逆洗回復性などの特性、および使用される膜モジュールの表面特性などを考慮して適宜選択される。
【００３３】
曝気装置１８は、水処理装置１０では、ブロワーＢと散気管とを備えた曝気装置であるが、他の構成を備えた曝気装置でもよい。
【００３４】
水処理装置１０の膜処理槽１４には、被処理水を導入する管路等からなる被処理水導入手段２０と、膜モジュール１６によって濾過された処理水（浄水）を水処理装置１０から排出する管路等からなる処理水導出経路２２とが接続されている。
【００３５】
水処理装置１０の膜処理槽１４は、被処理水導入手段２０から導入される被処理水に球状活性炭が混入される構成である。球状活性炭の被処理水への混入は、前段に混合槽を設けて被処理水（原水）と球状活性炭を予め混合させてポンプで導入する方法や、被処理水（原水）を導入する配管にインラインで球状活性炭を導入する方法等が採用される。
【００３６】
膜処理槽１４における球状活性炭の濃度は、有機物の吸着性の面から100mg/L以上、膜の糸間閉塞防止のため5000mg/L以下であることが望ましい。
【００３７】
本実施形態で使用される球状活性炭は、フェノール樹脂を球状に成形し、炭化させた後、賦活したものが使用される。球状フェノール樹脂は、芳香族の構造をしているため、炭化率を高くすることができ、さらに賦活により表面積の大きな活性炭が得られるので、その炭化、賦活により得られた球状活性炭は吸着性能に優れているので好ましい。
【００３８】
球状フェノール樹脂から形成された活性炭は、活性炭の小塊を破砕して製造された粉末活性炭とは異なり、球状の原料から製造されたものであるため、その炭化、賦活により得られた球状活性炭は表面に角張った部分がないのが特徴である。
【００３９】
炭化、賦活により得られた球状活性炭は分離膜と接触した際に、活性炭粒子表面の角部により分離膜に擦過傷、突刺傷をつける恐れがない。
【００４０】
また、輸送等の際、さらに流動床式装置に使用された際にも、活性炭粒子表面の角部が擦られて微粉を生じるおそれが少ない。そのため、微粉による膜へのダメージが無く、しかも活性炭粒子表面の微細孔が壊れず、吸着性能等が低下することがないという特徴を有する。
【００４１】
フェノール樹脂のみではなくピッチ、ＰＶＡなどをバインダー材として添加した上で賦活処理を行ってもよい。
【００４２】
球状フェノール樹脂を製造する方法としては、公知のものを使用できるが、例えば、水性媒体中で縮合反応触媒と乳化分散剤の存在下にフェノール類とアルデヒド類とを縮合反応させる方法等が使用できる。
【００４３】
球状フェノール樹脂から活性炭を製造する方法としては、従来から炭素材料を賦活処理する方法が用いられる。この炭素材料を賦活処理する方法としては、多段炉、ロータリーキルン炉、流動層炉などを用いて賦活する方法がある。
【００４４】
賦活処理を行う際には、炭素材料である球状フェノール樹脂を均一に賦活することが重要となる。これらの賦活方法は、炭素材料を均一に賦活するという観点から、賦活に用いられる賦活ガスと原料である炭素材料との接触面積を大きくとれる点で好しい。
【００４５】
球状活性炭の粒径は、膜処理槽内での撹拌による流動性の面から２００μm以下が好ましく、１０μm以上がより好ましい。
【００４６】
上述した流動層炉やロータリーキルン炉では、粒径平均粒径が１０μｍ未満の球状フェノール樹脂等を用いると、粒径が小さすぎて賦活しづらいという問題があるため好ましくない。一方、粒径で２００μよりも大きいと沈降性は良好となるが、表面積が低下することと流動性が著しく低下するために好ましくない。
【００４７】
また、浄化装置１０では、膜処理槽１４内の固体成分濃縮液を返送する返送経路２４および返送経路２４に配置されたポンプ２６が設けられている。返送経路２４には、排出経路２８も接続されている。
【００４８】
次に、浄化装置１０によって行われる水処理方法について説明する。
先ず、被処理水導入手段２０の管路を通して膜処理槽１４に被処理水である原水１２が導入される。膜処理槽１４内の膜モジュール１６は、被処理水１２に浸漬される。
【００４９】
被処理水１２には、上述したような球状活性炭が混入されている。球状活性炭の被処理水への混入は、上述したように、前段に混合槽を設けて被処理水（原水）と球状活性炭を予め混合させてポンプで導入する方法や、被処理水（原水）を導入する配管にインラインで球状活性炭を導入する方法等による。
【００５０】
膜処理装置１４内の被処理水からは、球状活性炭によって、かび臭等の異臭味、トリハロメタン・農薬等の有機物が除去される。これら有機物等が除去された被処理水は、膜モジュール１６の導出経路２２の排出管路側からの吸引によって、膜モジュール１６内の分離膜によって濾過され、他の異物、球状活性炭が除去されて浄水となり、処理水導出経路２２の排出管路を通って、水処理装置１０から排出される。
【００５１】
このような浄水作業を実施しながら、または所定量の被処理水の処理を終えると曝気装置１８から気体を放出させ、膜モジュール１６の分離膜外面に付着した異物を除去する作業が実施される。この作業は、膜モジュール１６を球状活性炭が混入している被処理水に浸漬された状態で行われる。
【００５２】
従来の粉末活性炭Ｃの表面は隆起が多く、さらに曝気などにより亀裂が生じるために鋭利な形状も存在し、図２に示すように、これらの表面形状は、分離膜Ｍの表面と接触すると、微細な擦過傷や突刺傷をつけてしまう可能性があった。
しかしながら、本実施形態では、活性炭に球状活性炭ＳＣを用いることにより（図３）、曝気時等における活性炭による分離膜Ｍの膜面への擦過傷や突刺傷を低減させ、分離膜モジュールの分離膜を破損させることなく長期間安定した膜分離を行うことができる。
【００５３】
次に、図４に沿って、本発明の第２の好ましい実施形態の水処理方法を実施するための水処理装置３０について説明する。
図４は、本発明の第２の実施形態の水処理方法を実施するための水処理装置３０の構成を模式的に示す概略図である。
【００５４】
水処理装置３０は、膜モジュール１６を収容した膜処理槽１４’の前段に２つの接触槽が直列的に設けられている点で、水処理装置１０と異なっている。以下、その構成を説明する。
【００５５】
水処理装置３０は、上述した水処理装置１０の膜処理槽１４と同様の膜処理槽１４’を備えている。膜処理槽１４’には、被処理水（原水）１２が収容され、内部には、水処理装置１０と同様の膜モジュール１６と、曝気装置１８が配置されている。
【００５６】
膜処理槽１４’には、膜モジュール１６によって濾過された処理水（浄水）を水処理装置１０から排出する管路等からなる処理水導出経路２２が接続されている。
【００５７】
また、膜処理槽１４’には、球状活性炭を膜処理槽１４’内に導入する球状活性炭導入手段３２が接続されている。球状活性炭導入手段３２の構成は、特に限定されるものではないが、球状活性炭は流動性に優れ、比重が高く飛散する恐れが少ないため、活性炭貯蔵槽から乾燥状態のまま直接投入することも可能である。
【００５８】
本実施形態では、球状活性炭導入手段３２によって、膜処理槽１４’には未使用あるいは再生処理され表面のマクロ孔及びミクロ孔の各吸着座が空いている状態の球状活性炭が導入される。
【００５９】
上述したように、膜処理槽１４の前段（上流側）には、２つの接触槽、即ち第１接触槽３４と、第２接触槽３６が直列的に設けられている。
第１接触槽３４には、原水を導入する原水導入手段３８が接続されるとともに、攪拌機４０が内部の原水（被処理水）４２を攪拌するように設けられている。
【００６０】
第２接触槽３６には、第１接触槽３４内の被処理水を第２接触槽３６に導入する第１被処理水導入手段４４が接続されるとともに、攪拌機４８が内部の被処理水４６を攪拌するように設けられている。
【００６１】
第２接触槽３６と膜処理槽１４’との間には、第２接触槽３６内の被処理水４６を膜処理槽１４’内に導入する第２被処理水導入手段５０が接続されている。
【００６２】
第２接触槽３６と膜処理槽１４’との間には、膜処理槽１４’内の球状活性炭を含む固体成分濃縮液を第２接触槽３６に返送する第２返送管路５２と第２返送管路に設けられ膜処理槽１４’内の球状活性炭を含む固体成分濃縮液を第２接触槽３６に圧送する第２ポンプ５４が配置されている。なお、第２返送管路５２からは排出管路５６が分岐している。
【００６３】
さらに、第１接触槽３４と第２接触槽３６との間には、第２接触槽３６内の球状活性炭を含む固体成分濃縮液を第１接触槽３４に返送する第１返送管路５８と、第２返送管路に設けられ第２接触槽３６内の球状活性炭を含む固体成分濃縮液を第１接触槽３４に圧送する第１ポンプ６０が配置されている。
【００６４】
さらに、第２接触槽３６には、第２接触槽３６内の球状活性炭を含む固体成分濃縮液を排出する活性炭排出管路６２が、接続されている。
この活性炭排出管路６２は、第１接触槽３４内に沈降した球状活性炭を若干の被処理水４２とともに回収するためのものである。回収された球状活性炭は、廃棄、又は再生処理を経て再利用、又はそのまま再利用される。
【００６５】
このような構成によれば、まず、膜処理槽１４’には導入された球状活性炭は、膜処理槽１４’内で膜処理槽１４’内の被処理水１２に接触させられた後、第２ポンプ５４によって第２返送管路５２を通して、膜処理槽１４’内の被処理水１２の一部とともに、第２接触槽３６に圧送される。
【００６６】
また、膜処理槽１４’から第２接触槽３６に送られた球状活性炭は、第２接触槽３６内の被処理水４６に接触させられた後、第１ポンプ６０によって第１返送管路５８を通して、第２処理槽３６内の被処理水４６の一部とともに、第１接触槽３４に圧送される。
【００６７】
さらに、第２接触槽３６から第１接触槽３４に送られた球状活性炭は、第１接触槽３４内の原水（被処理水）４２に接触させられた後、活性炭排出管路６２を通して、第１接触槽３４から排出される。
【００６８】
次に、水処理装置３０による水処理（浄水処理）方法について説明する。
先ず、原水導入手段３８によって、原水（被処理水）４２が第１接触槽３４に導入される。第１接触槽３４に導入された原水（被処理水）４２は、攪拌機４０によって攪拌されながら、第２処理槽３６内の被処理水４６の一部とともに第１接触槽３４に圧送されてきた球状活性炭と接触する。
【００６９】
次いで、第１接触槽３４内の被処理水４２は、第１被処理水導入手段４４によって第２接触槽３６に導入される。第２接触槽３６に導入された原水（被処理水）４６は、攪拌機４８によって攪拌されながら、膜処理槽１４’内の被処理水１２の一部とともに第２接触槽３６に圧送されてきた球状活性炭と接触する。
尚、撹拌機４２、４８は、従来技術の攪拌機を同様である。
【００７０】
次いで、第２接触槽３６内の被処理水４６は、第２被処理水導入手段５０によって膜処理槽１４’に導入される。膜処理槽１４’に導入された原水（被処理水）１２は、膜モジュール１６によって濾過されて浄水とされ、処理水導出経路２２から排出される。この膜モジュール１６による濾過は、処理水導出経路２２側を減圧することによって行われる。球状活性炭は、膜モジュール１６によって、浄水から分離される。
【００７１】
水処理装置３０においても、水処理装置１０と同様に、このような浄水作業を実施しながら、または所定量の被処理水の処理を終えると曝気装置１８から気体を放出させ、膜モジュール１６の分離膜外面に付着した異物を除去する作業が実施される。この作業は、膜モジュール１６を球状活性炭が混入している被処理水に浸漬された状態で行われる。
【００７２】
従来の粉末活性炭の表面は隆起が多く、さらに曝気などにより亀裂が生じるために鋭利な形状も存在し、図２に示すように、これらの表面形状は、分離膜の表面と接触すると、微細な擦過傷や突刺傷をつけてしまう可能性があった。
しかしながら、本実施形態では、活性炭に球状活性炭を用いることにより（図３）、曝気時等における活性炭による膜面の擦過傷や突刺傷を低減させ、分離膜モジュールの分離膜を破損させることなく長期間安定した膜分離を行うことができるようにしている。
【００７３】
水処理装置３０では、球状活性炭投入手段３２が接続された膜処理槽１４’が、最後段に設けられているので、高分子有機物が濃縮された状態の固体成分濃縮液と、球状活性炭表面のマクロ孔及びミクロ孔の各吸着座が空いている状態の球状活性炭とを接触させることができる。
【００７４】
有機物と球状活性炭の吸着反応においては、水中の有機物濃度が高いほど単位質量当たりの球状活性炭への有機物吸着量が多くなる傾向があるため、固体成分が濃縮された処理水中では、高分子有機物を効率よく球状活性炭に吸着させることができる。従って、上述した構成を有する水処理装置３０では、球状活性炭投入手段から膜処理槽１４’に投入された球状活性炭の吸着能をより有効利用できる。
【００７５】
一方、膜処理槽１４’から第２接触槽３６に送られてきた球状活性炭は、表面のミクロ孔が空いた状態のままとなっているので、第２接触槽３６に導入された被処理水４６中の低分子有機物が、ミクロ孔内の吸着座やマクロ孔内で未吸着の吸着座に吸着させることになる。
【００７６】
同様に、第２接触槽３６から第１接触槽３４に送られてきた球状活性炭は、球状活性炭表面のミクロ孔が一部空いたままの状態となっているので、第１接触槽３４に導入される原水中の低分子有機物が、ミクロ孔内の未吸着の吸着座に吸着させられる。
【００７７】
これにより、接触槽２６から被処理水導入手段５０によって膜処理槽１４’に流入する球状活性炭においては、マクロ孔に高分子有機物が、ミクロ孔に低分子有機物がそれぞれ吸着した状態となっているので、従来のような高分子有機物による膜孔の急激な閉塞を回避することができる。
【００７８】
このように、水処理装置３０は、２台の接触槽を直列的に設け、その下流に設けた膜処理槽１４’に吸着剤投入手段３２を接続し、後段の水槽（膜処理槽１４’または第２接触槽３６）から、前段の水槽（第２接触槽３６または第１接触槽３４）に、球状活性炭を送る、所謂カスケード法と呼ばれる水処理方法を実施する装置である。
【００７９】
上述のように、球状活性炭の吸着能を効率的に利用可能であり除去効率に優れた方法である。カスケード法は、このように除去効率に優れる反面、活性炭として粉末活性炭を使用すると、膜処理槽１４’に粉末活性炭を直接注入することになり、粉末活性炭の鋭利な形状を有する部分が直接、分離膜と接触し、分離膜を傷つけるリスクが高いという問題があった。
しかしながら、上記水処理装置３０のように球状活性炭を用いることで、カスケード方式の除去効率が高いという特性を生かしながら、分離膜の損傷を抑制することが可能となる。
【００８０】
本発明の前記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内で種々の変更、変形が可能である。
水処理装置１０、３０は、下水処理等に適したものであるが、本発明は、他の水処理例えば浄水場における水処理等にも適用可能である。
また、水処理装置３０は、２段の接触槽を備えているが、本発明は、３段以上の接触槽を配置した構成にも適用できる。
【実施例】
【００８１】
以下、本発明を実施例及び比較例に沿って、より具体的に説明する。なお、本発明は以下実施例に限定されるものではない。
【００８２】
以下の記載において、平均粒径は、セイシン（株）製のレーザー式粒度計を用い、活性炭を界面活性剤水溶液に分散させて測定を行った。
リーク数は、水深3cmの純水中に前記膜エレメントを浸漬した状態で、中空糸内部に圧縮空気100kPaをかけ、30秒後に視認できる気泡の数を測定した。
【００８３】
（実施例１）
PVDF製の中空糸膜(三菱レイヨン(株)製)7本×30cmを束ね、端部をポッティング樹脂により固定化し端面を開口させて作成した膜エレメントを純水を満たした水槽に浸漬し、濃度1000mg/Lとなるように平均粒径180μmの球状活性炭（二村化学（株）製）を投入して、線速度100m/hrで連続曝気した。時間経過毎に、一旦曝気を停止してリーク数の推移を確認したところ、曝気時間500時間経過してもリーク数は０箇所であった。
【００８４】
（比較例１）
活性炭として石炭を賦活し破砕して製造された粉末活性炭（粒径50μm、（株）クラレ製）を使用し、実施例１と同様の試験を実施したところ、曝気時間60時間経過時よりリークが発生し、350時間経過時にはリーク数は８箇所となった。
【符号の説明】
【００８５】
１０：水処理装置
１２：被処理水（原水）
１４：膜処理槽
１６：膜モジュール
１８：曝気装置
２０：被処理水導入手段
２２：処理水導出経路
２４：返送経路
２６：ポンプ
２８：排出経路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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