水処理システム
【課題】酸化剤による濾過膜の酸化劣化を抑制することができると共に、スライムに起因する濾過膜の閉塞を抑制することができる水処理システムを提供すること。
【解決手段】水処理システム１は、酸化剤を含む原水Ｗ１が流通する原水ラインＬ１と、原水ラインＬ１に接続され、原水Ｗ１から酸化剤を除去する酸化剤除去手段３と、原水ラインＬ１の下流側の端部に設けられ、原水Ｗ１を濾過膜により透過水Ｗ２と濃縮水Ｗ３とに分離する膜分離手段４と、濾過膜を殺菌する場合に、原水Ｗ１から酸化剤を除去する処理を一時的に制限するように酸化剤除去手段３を制御する酸化剤除去処理制御手段６と、を備える。
【解決手段】水処理システム１は、酸化剤を含む原水Ｗ１が流通する原水ラインＬ１と、原水ラインＬ１に接続され、原水Ｗ１から酸化剤を除去する酸化剤除去手段３と、原水ラインＬ１の下流側の端部に設けられ、原水Ｗ１を濾過膜により透過水Ｗ２と濃縮水Ｗ３とに分離する膜分離手段４と、濾過膜を殺菌する場合に、原水Ｗ１から酸化剤を除去する処理を一時的に制限するように酸化剤除去手段３を制御する酸化剤除去処理制御手段６と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化剤を含む原水を濾過膜により透過水と濃縮水とに分離する水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、溶存塩類等の不純物を含む原水を、濾過膜により透過水と濃縮水とに分離する水処理システムが知られている。このような水処理システムにおいては、原水が流通する原水ラインや上記濾過膜において細菌等の微生物が繁殖することを防止するために、予め原水に次亜塩素酸ソーダ等の酸化剤が添加され、殺菌が行われている。
【０００３】
しかし、原水中にこのような酸化剤（残留塩素）が含まれていると、濾過膜は、この酸化剤により酸化されて濾過能力が早期に劣化してしまう虞がある。
これに対して、原水が濾過膜に導入される前に原水中の酸化剤を除去し、濃縮水において酸化剤の濃度が検出されないように監視しながら、透過水を製造する水処理システムが提供されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−５７０７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１に記載の水処理システムは、殺菌能力を有する酸化剤を原水から除去した状態で運転される。そのため、原水の水質によっては、濾過膜において雑菌が繁殖してスライムが形成され、このスライムにより濾過膜が閉塞されて水処理ができなくなる、という問題があった。
【０００６】
本発明は、酸化剤による濾過膜の酸化劣化を抑制することができると共に、スライムに起因する濾過膜の閉塞を抑制することができる水処理システム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】
【０００７】
本発明は、酸化剤を含む原水が流通する原水ラインと、前記原水ラインに接続され、原水から酸化剤を除去する酸化剤除去手段と、前記原水ラインの下流側の端部に設けられ、原水を濾過膜により透過水と濃縮水とに分離する膜分離手段と、前記濾過膜を殺菌する場合に、原水から酸化剤を除去する処理を一時的に制限するように前記酸化剤除去手段を制御する酸化剤除去処理制御手段と、を備える水処理システムに関する。
【０００８】
また、前記酸化剤除去手段は、酸化剤を含む原水に還元剤を添加する還元剤添加装置であり、前記酸化剤除去処理制御手段は、前記還元剤添加装置による原水への還元剤の添加を一時的に停止する還元剤添加制御装置であることが好ましい。
【０００９】
また、前記酸化剤除去処理制御手段は、前記濾過膜の一次側の表面に原水を流すことにより該濾過膜を洗浄するフラッシングの実施期間に、原水への還元剤の添加を停止することが好ましい。
【００１０】
また、前記酸化剤除去処理制御手段は、前記フラッシングの実施開始時から所定時間、原水への還元剤の添加を停止し、その後、前記フラッシングの実施終了まで原水へ還元剤を添加することが好ましい。
【００１１】
また、前記酸化剤除去手段は、前記原水ラインに設けられ、原水に含まれる有機成分及び酸化剤を活性炭により吸着して除去する活性炭濾過処理装置であり、前記酸化剤除去処理制御手段は、前記原水ラインにおける前記活性炭濾過処理装置の上流側と下流側とを接続するバイパスラインと、該バイパスラインを開閉するバイパス弁と、該バイパス弁の開閉を制御するバイパス弁制御装置と、を備えることが好ましい。
【００１２】
また、前記酸化剤除去処理制御手段は、前記濾過膜の一次側の表面に原水を流すことにより該濾過膜を洗浄するフラッシングの実施期間に、前記バイパス弁を開放することが好ましい。
【００１３】
また、前記酸化剤除去処理制御手段は、前記フラッシングの実施開始時から所定時間、前記バイパス弁を開放し、その後、前記フラッシングの実施終了まで前記バイパス弁を閉鎖することが好ましい。
【００１４】
また、前記原水ラインにおける前記酸化剤除去手段の下流側又は前記膜分離手段に、酸化剤を添加する酸化剤添加手段を更に備えることが好ましい。
【００１５】
また、前記濾過膜は、逆浸透膜、限外濾過膜及び精密濾過膜のいずれか一つであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、酸化剤による濾過膜の酸化劣化を抑制することができると共に、スライムに起因する濾過膜の閉塞を抑制することができる水処理システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態の水処理システム１を示す構成図である。
【図２】還元剤添加ポンプ３ｂの制御方法を示すタイムチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態の還元剤添加ポンプ３ｂの制御方法を示すタイムチャートである。
【図４】本発明の第３実施形態の水処理システム１Ａを示す構成図である。
【図５】バイパス弁８の制御方法を示すタイムチャートである。
【図６】本発明の第４実施形態のバイパス弁８の制御方法を示すタイムチャートである。
【図７】本発明の第５実施形態の水処理システム１Ｂを示す構成図である。
【図８】本発明の第６実施形態の水処理システム１Ｃを示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
〔第１実施形態〕
以下に、本発明の第１実施形態について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態の水処理システム１を示す構成図である。図１に示す第１実施形態の水処理システム１によって浄化する原水Ｗ１には、細菌等の微生物を殺菌するための次亜塩素酸ナトリウム等の酸化剤（殺菌成分）が含まれている。水処理システム１は、この酸化剤を含む原水Ｗ１を、濾過膜により透過水Ｗ２と濃縮水Ｗ３とに分離するものである。
【００１９】
図１に示すように、水処理システム１は、原水ラインＬ１と、原水ポンプ２と、酸化剤除去手段としての還元剤添加装置３と、膜分離手段としての逆浸透膜装置４と、透過水Ｗ２が流通する処理水ラインＬ２と、濃縮水Ｗ３が流通する濃縮水ラインＬ３と、透過水Ｗ２を貯留する処理水タンク５と、酸化剤除去処理制御手段としての制御装置６と、を主体に構成される。
なお、本明細書でいう「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。逆浸透膜装置４によって製造された透過水Ｗ２のことを「処理水」ともいう。
以下、水処理システム１の各部について詳しく説明する。
【００２０】
原水ラインＬ１には、酸化剤を含む原水Ｗ１が流通する。原水ポンプ２は、この原水ラインＬ１に設けられる。原水ポンプ２は、原水ラインＬ１の上流側から供給される原水Ｗ１を逆浸透膜装置４に向けて送出する。原水ポンプ２は、制御装置６（後述）と電気的に接続される。原水ポンプ２は、制御装置６（後述）によって運転（駆動及び停止）を制御される。
【００２１】
還元剤添加装置３は、原水ラインＬ１における原水ポンプ２よりも下流側の添加点Ｊ１に接続される。還元剤添加装置３は、酸化剤を含む原水Ｗ１に還元剤を添加する。還元剤添加装置３は、還元剤貯留部３ａと、還元剤添加ポンプ３ｂと、を備える。
還元剤貯留部３ａは、還元剤を貯留する。還元剤としては、例えば、重亜硫酸ナトリウムが挙げられる。重亜硫酸ナトリウムは、原水Ｗ１中に残留する酸化剤としての次亜塩素酸イオンを塩化物イオンに還元することにより、原水Ｗ１から酸化剤を除去する。
【００２２】
還元剤添加ポンプ３ｂは、還元剤貯留部３ａに貯留された還元剤を、原水ラインＬ１の添加点Ｊ１から原水Ｗ１に送出し、添加する。還元剤添加ポンプ３ｂは、制御装置６（後述）と電気的に接続される。還元剤添加ポンプ３ｂは、制御装置６（後述）によって運転（駆動及び停止）を制御される。
【００２３】
逆浸透膜装置４は、原水ラインＬ１の下流側の端部に設けられる。逆浸透膜装置４は、原水Ｗ１を、濾過膜としての逆浸透膜（以下、「ＲＯ膜」ともいう）により、純度の高い透過水Ｗ２と、不純物を多く含む濃縮水Ｗ３とに分離する。逆浸透膜装置４は、上流側に設けられる加圧ポンプ４ａと、下流側に設けられるＲＯ膜モジュール４ｂと、を備える。
【００２４】
加圧ポンプ４ａは、原水ラインＬ１から供給される原水Ｗ１を加圧し、ＲＯ膜モジュール４ｂに送出する。ＲＯ膜モジュール４ｂは、溶存塩類等の不純物を除去する多数のＲＯ膜（図示せず）を備える。ＲＯ膜は、分子量が数十程度のものを濾過可能な膜であり、低ファウリング膜として構成される。ＲＯ膜モジュール４ｂは、ベッセルと称される筐体（図示せず）に収納される。
【００２５】
また、逆浸透膜装置４は、ＲＯ膜の一次側の表面に沿って原水Ｗ１を流す（接触させる）ことにより、ＲＯ膜を洗浄することができるように構成される。以下、このＲＯ膜の洗浄を「フラッシング」という。フラッシングは、給水を停止する場合や透過流束が低下した場合等、予め設定された時期（時刻）又はＲＯ膜の汚濁度に基づいて実施が必要と判断される時期に実施される。ＲＯ膜の汚濁度は、例えば、ＲＯ膜の一次側と二次側の差圧を差圧計（図示せず）で計測することにより求められる。
【００２６】
逆浸透膜装置４には、処理水ラインＬ２及び濃縮水ラインＬ３が接続される。処理水ラインＬ２には、逆浸透膜装置４で製造された透過水Ｗ２が流通する。処理水ラインＬ２の下流側の端部は、処理水タンク５に接続される。濃縮水ラインＬ３には、逆浸透膜装置４で製造された濃縮水Ｗ３が流通する。濃縮水ラインＬ３は、濃縮水Ｗ３を系外に排出（ブロー）する。この濃縮水Ｗ３のブローは、例えば、フラッシングを実施する場合等に行われる。処理水タンク５は、処理水ラインＬ２の下流側の端部に設けられる。処理水タンク５は、逆浸透膜装置４により製造された透過水Ｗ２を貯留する。
【００２７】
なお、図示例を省略するが、上述した原水ラインＬ１、処理水ラインＬ２及び濃縮水ラインＬ３には、原水Ｗ１、透過水Ｗ２又は濃縮水Ｗ３を送出するポンプや、ライン（流路）を開閉するバルブ等が適宜設けられる。これらのポンプやバルブ等も、制御装置６と電気的に接続され、制御装置６によって運転や開閉を制御される。
【００２８】
制御装置６は、還元剤添加装置３の還元剤添加ポンプ３ｂと電気的に接続される。制御装置６は、還元剤添加ポンプ３ｂの運転（駆動及び停止）を制御し、還元剤添加制御装置として機能する。この制御装置６によれば、原水Ｗ１への還元剤の添加を一時的に停止することができる。
【００２９】
また、制御装置６は、原水ポンプ２、逆浸透膜装置４の加圧ポンプ４ａ及びその他の図示しないポンプやバルブ等と電気的に接続される。制御装置６は、これらの原水ポンプ２等の運転を制御し、図示しないバルブ等の開閉を制御する。
【００３０】
なお、図示を省略するが、逆浸透膜装置４の上流側には、通常、原水Ｗ１に含まれる懸濁物質を濾材の篩効果により捕捉して除去可能な濾過処理装置が設けられる。濾過処理装置は、原水Ｗ１中の除去対象物質に応じて種々選択される。濾過処理装置としては、例えば、砂濾過装置や除鉄除マンガン装置を挙げることができる。
【００３１】
砂濾過装置は、原水Ｗ１に含まれる微粒子等の懸濁物質を濾材により捕捉して除去する。除鉄除マンガン装置は、原水Ｗ１に含まれる微粒子等の懸濁物質と共に、溶存鉄及び溶存マンガンを濾材により捕捉して除去する。これらの濾過処理装置において原水Ｗ１の前処理が行われる場合に、原水ラインＬ１における還元剤の添加点Ｊ１の上流側において、前記次亜塩素酸ナトリウム等の酸化剤が添加される。
【００３２】
次に、水処理システム１の動作について図１及び図２を参照しながら説明する。図２は、還元剤添加ポンプ３ｂの制御方法を示すタイムチャートである。図２には、逆浸透膜装置４の動作状態を併せて示してある。図２において、符号Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、時刻を示す。時刻Ｔ１は、逆浸透膜装置４（水処理システム１）が給水を開始する時刻であり、かつ、還元剤添加ポンプ３ｂが運転を開始する時刻である。時刻Ｔ２は、フラッシングを開始する時刻であり、かつ、逆浸透膜装置４が給水を終了する時刻である。また、本実施形態においては、時刻Ｔ２は、還元剤添加ポンプ３ｂの運転を停止する時刻である。時刻Ｔ３は、フラッシングを終了する時刻であり、かつ、逆浸透膜装置４が給水待機状態となる時刻である。
【００３３】
先ず、逆浸透膜装置４のＲＯ膜を殺菌しない通常運転時の制御方法について説明する。図２に示すように、時刻Ｔ１において、水処理システム１（逆浸透膜装置４）に対して給水要求がなされると、制御装置６は、原水ポンプ２及び還元剤添加ポンプ３ｂを駆動（運転）する。すると、酸化剤を含む原水Ｗ１は、逆浸透膜装置４に向けて原水ラインＬ１を流通する。
【００３４】
原水ラインＬ１を流通する原水Ｗ１には、還元剤添加ポンプ３ｂの駆動によって還元剤貯留部３ａから、例えば、還元剤としての重亜硫酸ナトリウムが添加される。重亜硫酸ナトリウムは、原水Ｗ１中に残留する酸化剤としての次亜塩素酸イオンを、塩化物イオンに還元する。これにより、ＲＯ膜を劣化させる酸化剤が、原水Ｗ１から除去される。
【００３５】
そして、酸化剤が除去された原水Ｗ１は、逆浸透膜装置４に導入される。原水Ｗ１は、逆浸透膜装置４のＲＯ膜により、透過水Ｗ２と濃縮水Ｗ３とに分離される。これにより、溶存塩類等の不純物が除去された透過水Ｗ２が製造される。上述したように、ＲＯ膜に導入される原水Ｗ１は、酸化剤が除去されている。そのため、この酸化剤の酸化作用によるＲＯ膜の劣化が抑制される。
【００３６】
逆浸透膜装置４により製造された透過水Ｗ２は、処理水ラインＬ２を介して処理水タンク５に導入され、処理水タンク５に貯留される。処理水タンク５に貯留された処理水Ｗ２は、需要先（図示せず）に配給される。また、逆浸透膜装置４により製造された濃縮水Ｗ３は、濃縮水ラインＬ３を流通して系外に排出される。
【００３７】
次に、逆浸透膜装置４のＲＯ膜を殺菌する場合の制御方法について説明する。本実施形態におけるＲＯ膜の殺菌は、原水Ｗ１に含まれる次亜塩素酸ナトリウム等の酸化剤の殺菌作用を利用する。つまり、制御装置６が、酸化剤を含む原水Ｗ１に対して、還元剤の添加（還元剤添加ポンプ３ｂの運転）を一時的に停止することで、原水Ｗ１からの酸化剤の除去を一時的に停止する。これにより、酸化剤を含む原水Ｗ１（殺菌能力を有する原水Ｗ１）がＲＯ膜に供給され、酸化剤の殺菌作用によりＲＯ膜が殺菌される。
【００３８】
具体的には、図２に示すように、ＲＯ膜の殺菌は、逆浸透膜装置４のフラッシングの実施期間（時刻Ｔ２から時刻Ｔ３）に対応して行われる。制御装置６は、フラッシングの実施開始の時刻Ｔ２に還元剤添加ポンプ３ｂの運転を停止し、その後、フラッシングの実施終了の時刻Ｔ３までこの運転停止状態を継続する。これにより、酸化剤を含む原水Ｗ１が、フラッシングの実施時の洗浄水としてＲＯ膜に供給され、ＲＯ膜の一次側の表面に接触する。そのため、ＲＯ膜は、原水Ｗ１に含まれる酸化剤の酸化作用により殺菌される。従って、ＲＯ膜の一次側の表面での雑菌の繁殖が抑制され、スライムの形成が抑制される。
【００３９】
また、図２に示すように、フラッシングの実施期間（時刻Ｔ２から時刻Ｔ３の期間）には、制御装置６は、逆浸透膜装置４による給水を停止する。そして、給水が待機（停止）状態となった場合は、制御装置６により、還元剤添加ポンプ３ｂの運転も停止される。本実施形態においては、時刻Ｔ３以降にも、還元剤添加ポンプ３ｂの運転停止状態が継続される。水処理システム１に対して再び給水要求がなされた場合は、前記制御が繰り返される。
【００４０】
以上に説明した第１実施形態の水処理システム１によれば、以下に示す各効果が奏される。
第１実施形態の水処理システム１は、酸化剤を含む原水Ｗ１に還元剤を添加する還元剤添加装置３と、原水Ｗ１をＲＯ膜により透過水Ｗ２と濃縮水Ｗ３とに分離する逆浸透膜装置４と、ＲＯ膜を殺菌する場合に、還元剤添加装置３による原水Ｗ１への還元剤の添加を一時的に停止するように還元剤添加ポンプ３ｂを制御する制御装置６と、を備える。
【００４１】
そのため、原水Ｗ１から酸化剤を除去する還元処理を一時的に停止することができ、酸化剤を含む原水Ｗ１（殺菌能力を有する原水Ｗ１）を、逆浸透膜装置４のＲＯ膜に導入することができる。これにより、ＲＯ膜は、必要な時だけ、酸化剤の酸化作用によって殺菌され、スライムの形成が抑制される。従って、酸化剤による濾過膜の酸化劣化を抑制することができると共に、スライムに起因するＲＯ膜の閉塞（ＲＯ膜の詰まりによる透過水量の低下等）を抑制することができる。
【００４２】
ところで、酸化剤の酸化作用によってＲＯ膜が殺菌されるものの、ＲＯ膜が、この酸化剤の酸化作用によって、ある程度劣化することも考えられる。
しかし、本実施形態の水処理システム１は、酸化剤によるＲＯ膜の酸化劣化の抑制よりも、スライム形成の抑制を優先する。そのため、原水Ｗ１の水質により、ＲＯ膜においてスライムの形成量が多く、ＲＯ膜が、酸化剤の酸化により劣化するよりも、スライムの形成により先に閉塞する可能性が高い場合等において、ＲＯ膜の閉塞を回避することができる。そのため、結果として、ＲＯ膜の寿命を延ばすことができる。
【００４３】
また、第１実施形態の水処理システム１においては、制御装置６は、フラッシングの実施期間に、原水Ｗ１への還元剤の添加を停止する。そのため、給水を停止している期間を利用してＲＯ膜を殺菌することができる。従って、給水需要量が多い場合に、給水量を確保することができる。
【００４４】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。他の実施形態については、主として、第１実施形態とは異なる点を中心に説明し、第１実施形態と同様の構成については、同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。他の実施形態において特に説明しない点は、第１実施形態についての説明が適宜適用又は援用される。
【００４５】
〔第２実施形態〕
本発明の第２実施形態の水処理システムは、前記第１実施形態の水処理システム１と同様の構成を備えているが、第１実施形態の水処理システム１とは、還元剤添加ポンプ３ｂの制御方法が異なる。そのため、前記第１実施形態の水処理システム１を示す図１を参照し、第２実施形態における還元剤添加ポンプ３ｂの制御方法について、図３を参照しながら説明する。図３は、本発明の第２実施形態の還元剤添加ポンプ３ｂの制御方法を示すタイムチャートである。図３には、逆浸透膜装置４の動作状態を併せて示してある。
【００４６】
図３において、符号Ｔ１からＴ４は、時刻を示す。逆浸透膜装置４の動作においては、時刻Ｔ１から時刻Ｔ３は、前記第１実施形態の図２に示した場合と同様である。還元剤添加ポンプ３ｂの動作においては、時刻Ｔ４は、還元剤添加ポンプ３ｂの運転を開始する時刻である。また、本実施形態における時刻Ｔ３は、還元剤添加ポンプ３ｂの運転を停止する時刻でもある。
【００４７】
逆浸透膜装置４のＲＯ膜を殺菌しない通常運転時の制御方法は、前記第１実施形態の場合と同様であるので、重複説明を省略する。
【００４８】
ＲＯ膜の殺菌を行う場合は、図３に示すように、逆浸透膜装置４のフラッシングの実施時期に対応して行われる。制御装置６は、フラッシングの実施開始の時刻Ｔ２に還元剤添加ポンプ３ｂの運転を停止し、その後、時刻Ｔ４までの所定時間、この運転停止状態を継続する。これにより、酸化剤を含む原水Ｗ１が、フラッシングの実施時の洗浄水としてＲＯ膜に導入され、ＲＯ膜の一次側の表面に接触する。そのため、ＲＯ膜は、原水Ｗ１に含まれる酸化剤の酸化作用により殺菌される。
【００４９】
そして、制御装置６は、時刻Ｔ４に還元剤添加ポンプ３ｂの運転を再開し、時刻Ｔ３に還元剤添加ポンプ３ｂの運転を停止する。つまり、時刻Ｔ４から時刻Ｔ３までの期間においては、原水Ｗ１に含まれる酸化剤は、還元剤添加ポンプ３ｂから添加（送出）される還元剤によって還元される。そのため、原水Ｗ１から酸化剤が除去される。従って、時刻Ｔ４から時刻Ｔ３までの期間においては、酸化剤が除去された原水Ｗ１が、フラッシングの実施時の洗浄水としてＲＯ膜に導入され、ＲＯ膜の一次側の表面に接触する。
【００５０】
これにより、上記ベッセルにおいては、酸化剤が除去された原水Ｗ１が、残存するようになる。そのため、給水待機時間が長くなった場合であっても、ＲＯ膜は、酸化剤を含む原水Ｗ１に長時間曝されることがない。従って、酸化剤の酸化作用によってＲＯ膜が劣化することが抑制される。
【００５１】
以上に説明した第２実施形態の水処理システムによれば、前記第１実施形態の水処理システムと同様の効果が奏されると共に、以下に示す各効果が奏される。
第２実施形態の水処理システムにおいては、制御装置６は、フラッシングの実施開始時から所定時間（時刻Ｔ２から時刻Ｔ４まで）、原水Ｗ１への還元剤の添加を停止する。
【００５２】
前記第１実施形態の水処理システム１（図１参照）においては、フラッシングの実施終了時である時刻Ｔ３から、逆浸透膜装置４による給水が待機状態となる。そのため、還元剤添加ポンプ３ｂの運転は、時刻Ｔ３以降も停止されたままである。従って、酸化剤を含む原水Ｗ１が、時刻Ｔ３以降も上記ベッセル中に残存することとなり、給水待機時間が想定以上に長くなった場合には、酸化剤の酸化作用によってＲＯ膜が劣化する虞がある。
【００５３】
しかし、第２実施形態の水処理システムにおいては、ＲＯ膜が所定時間殺菌された後は、原水Ｗ１から酸化剤が除去されるので、ＲＯ膜は、酸化剤に曝されなくなる。そのため、給水待機時間が長くなった場合であっても、酸化剤の酸化作用によってＲＯ膜が劣化することを抑制することができる。
【００５４】
〔第３実施形態〕
前記第１実施形態の水処理システム１及び前記第２実施形態の水処理システムは、酸化剤除去手段としての還元剤添加装置３及び酸化剤除去処理制御手段としての制御装置６を備えるが、第３実施形態の水処理システム１Ａは、この還元剤添加装置３及び制御装置６の代わりに、酸化剤除去手段としての活性炭濾過処理装置７及び酸化剤除去処理制御手段としてのバイパスラインＬ４、バイパス弁８及び制御装置６Ａを備える点が主として異なる。
【００５５】
以下に、本発明の第３実施形態の水処理システム１Ａについて図４を参照しながら説明する。図４は、本発明の第３実施形態の水処理システム１Ａを示す構成図である。
図４に示すように、水処理システム１Ａは、原水ラインＬ１と、原水ポンプ２と、活性炭濾過処理装置７と、逆浸透膜装置４と、処理水ラインＬ２と、濃縮水ラインＬ３と、処理水タンク５と、バイパスラインＬ４、バイパス弁８及び制御装置６Ａと、を主体に構成される。
【００５６】
第２実施形態の水処理システム１Ａの原水ラインＬ１、原水ポンプ２、逆浸透膜装置４、処理水ラインＬ２、濃縮水ラインＬ３及び処理水タンク５は、第１実施形態の水処理システム１（図１参照）の原水ラインＬ１、原水ポンプ２、逆浸透膜装置４、処理水ラインＬ２、濃縮水ラインＬ３及び処理水タンク５と同様に構成されるので、同一の符号を付して重複説明を省略する。
【００５７】
図４に示すように、活性炭濾過処理装置７は、原水ラインＬ１における原水ポンプ２の下流側に設けられる。活性炭濾過処理装置７は、原水Ｗ１に含まれる懸濁物質と共に、次亜塩素酸ナトリウム等の酸化剤、有機物、色度成分、臭気成分等を、吸着材からなる濾材で除去する。吸着材には、通常、粒子状又は繊維状の活性炭が使用される。
【００５８】
バイパスラインＬ４は、原水ラインＬ１における活性炭濾過処理装置７の上流側の接続点Ｊ２と下流側の接続点Ｊ３とを接続する。
バイパス弁８は、バイパスラインＬ４に設けられ、バイパスラインＬ４を開閉する。バイパス弁８は、制御装置６Ａ（後述）と電気的に接続される。バイパス弁８は、制御装置６Ａ（後述）によって開閉を制御される。
【００５９】
制御装置６Ａは、バイパス弁８と電気的に接続される。制御装置６Ａは、バイパス弁８の開閉を制御し、バイパス弁制御装置として機能する。この制御装置６Ａによれば、バイパス弁８を開放することにより、原水Ｗ１の一部をバイパスラインＬ４に流し、活性炭濾過処理装置７に流通させずに、逆浸透膜装置４に供給することができる。
【００６０】
また、制御装置６Ａは、原水ポンプ２、逆浸透膜装置４の加圧ポンプ４ａ及びその他の図示しないポンプやバルブ等と電気的に接続される。制御装置６Ａは、これらの原水ポンプ２等の運転及び図示しないバルブ等の開閉を制御する。
【００６１】
次に、水処理システム１Ａの動作について図４及び図５を参照しながら説明する。図５は、バイパス弁８の制御方法を示すタイムチャートである。図５には、逆浸透膜装置４の動作状態を併せて示してある。
図５において、符号Ｔ１からＴ３は、時刻を示す。逆浸透膜装置４の動作においては、時刻Ｔ１から時刻Ｔ３は、前記第１実施形態の図２に示した場合と同様である。バイパス弁８の動作においては、時刻Ｔ１及び時刻Ｔ３は、バイパス弁８を閉鎖する時刻である。時刻Ｔ２は、バイパス弁８を開放する時刻である。
【００６２】
先ず、逆浸透膜装置４のＲＯ膜を殺菌しない通常運転時の制御方法について図４を参照しながら説明する。この通常運転時には、バイパス弁８は、閉鎖されている。
水処理システム１Ａ（逆浸透膜装置４）に対して給水要求がなされると、制御装置６Ａは、原水ポンプ２を駆動（運転）する。すると、酸化剤を含む原水Ｗ１は、活性炭濾過処理装置７に導入される。
【００６３】
活性炭濾過処理装置７において、原水Ｗ１に含まれる酸化剤は、活性炭からなる濾材によって吸着され、除去される。また、原水Ｗ１に含まれる懸濁物質、有機物、色度成分、臭気成分等も、上記濾材によって吸着され、除去される。
【００６４】
そして、酸化剤が除去された原水Ｗ１は、逆浸透膜装置４に供給される。逆浸透膜装置４における動作は、前記第１実施形態の水処理システム１の場合と同様であるので、重複説明を省略する。
【００６５】
次に、逆浸透膜装置４のＲＯ膜を殺菌する場合の制御方法について図４及び図５を参照しながら説明する。原水Ｗ１に含まれる酸化剤の殺菌作用を利用してＲＯ膜を殺菌する点は、前記第１実施形態の場合と同様である。
【００６６】
ＲＯ膜を殺菌する場合は、図５に示すように、逆浸透膜装置４のフラッシングの実施時期に対応して行われる。制御装置６Ａは、閉鎖されているバイパス弁８を、フラッシングの実施開始の時刻Ｔ２に開放する。すると、酸化剤を含む原水Ｗ１の一部は、接続点Ｊ２からバイパスラインＬ４に導入され、このバイパスラインＬ４を流通して、接続点Ｊ３において原水ラインＬ１に合流する。バイパスラインＬ４を流通する原水Ｗ１の量は、バイパス弁８の開度を調節することにより、任意に設定される。
【００６７】
また、酸化剤を含む残りの原水Ｗ１は、バイパスラインＬ４を流通せずに、活性炭濾過処理装置７に導入される。原水Ｗ１に含まれる酸化剤は、活性炭濾過処理装置７の濾材によって吸着され、除去される。
【００６８】
つまり、バイパス弁８が開放されると、接続点Ｊ３の下流側の原水ラインＬ１には、酸化剤が除去されていない原水Ｗ１と、酸化剤が除去された原水Ｗ１とが混合して流通する。そのため、酸化剤を含む原水Ｗ１が、逆浸透膜装置４に導入される。逆浸透膜装置４のＲＯ膜は、この原水Ｗ１に含まれる酸化剤の酸化作用によって殺菌される。これにより、ＲＯ膜での雑菌の繁殖が抑制され、スライムの形成が抑制される。そして、フラッシングの実施終了の時刻Ｔ３になると、バイパス弁８を閉鎖し、ＲＯ膜の殺菌を終了する。
【００６９】
以上に説明した第３実施形態の水処理システム１Ａによれば、以下に示す各効果が奏される。
第３実施形態の水処理システム１Ａは、酸化剤除去手段としての活性炭濾過処理装置７と、逆浸透膜装置４と、酸化剤除去処理制御手段としてのバイパスラインＬ４、バイパス弁８及び制御装置６Ａと、を備える。
【００７０】
そのため、逆浸透膜装置４のＲＯ膜を殺菌する場合、制御装置６Ａは、バイパスラインＬ４のバイパス弁８を開放することにより、酸化剤を含む原水Ｗ１の一部を、活性炭濾過処理装置７に流通させることなく、ＲＯ膜に供給することができる。これにより、原水Ｗ１に含まれる酸化剤の酸化作用により、ＲＯ膜での雑菌の繁殖を必要な時だけ抑制することができる。従って、酸化剤による濾過膜の酸化劣化を抑制することができると共に、スライムの形成を抑制することができ、スライムに起因するＲＯ膜の閉塞を抑制することができる。
【００７１】
また、第３実施形態の水処理システム１Ａにおいては、制御装置６Ａは、フラッシングの実施期間にバイパス弁８を開放する。そのため、給水を停止している期間を利用してＲＯ膜を殺菌することができる。従って、給水需要量が多い場合に、給水量を確保することができる。
【００７２】
〔第４実施形態〕
本発明の第４実施形態の水処理システムは、前記第３実施形態の水処理システム１Ａと同様の構成を備えているが、第３実施形態の水処理システム１Ａとは、バイパス弁８の制御方法が異なる。そのため、前記第３実施形態の水処理システム１Ａを示す図４を参照し、第４実施形態におけるバイパス弁８の制御方法について、図６を参照しながら説明する。図６は、本発明の第４実施形態のバイパス弁８の制御方法を示すタイムチャートである。図６には、逆浸透膜装置４の動作状態を併せて示してある。
【００７３】
図６において、符号Ｔ１からＴ４は、時刻を示す。逆浸透膜装置４の動作においては、時刻Ｔ１から時刻Ｔ３は、前記第１実施形態の図２に示した場合と同様である。バイパス弁８の動作においては、時刻Ｔ１及び時刻Ｔ４は、バイパス弁８を閉鎖する時刻である。時刻Ｔ２は、バイパス弁８を開放する時刻である。
【００７４】
逆浸透膜装置４のＲＯ膜を殺菌しない通常運転時の制御方法は、前記第３実施形態の場合と同様であるので、重複説明を省略する。
【００７５】
ＲＯ膜の殺菌を行う場合は、図６に示すように、逆浸透膜装置４のフラッシングの実施時期に対応して行われる。フラッシングの実施が開始される時刻Ｔ２までは、バイパス弁８は、閉鎖されている。
制御装置６Ａは、フラッシングの実施開始の時刻Ｔ２にバイパス弁８を開放し、その後、時刻Ｔ４までの所定時間、この開放状態を継続する。これにより、酸化剤を含む原水Ｗ１の一部は、接続点Ｊ２からバイパスラインＬ４に導入され、このバイパスラインＬ４を流通して、接続点Ｊ３において原水ラインＬ１に合流する。
【００７６】
そして、酸化剤を含む原水Ｗ１が、フラッシングの実施時の洗浄水としてＲＯ膜に導入され、ＲＯ膜の一次側の表面に接触する。そのため、ＲＯ膜は、原水Ｗ１に含まれる酸化剤の酸化作用により殺菌される。従って、ＲＯ膜での雑菌の繁殖が抑制され、スライムの形成が抑制される。
【００７７】
また、酸化剤を含む残りの原水Ｗ１は、バイパスラインＬ４を流通せずに、活性炭濾過処理装置７に導入される。原水Ｗ１に含まれる酸化剤は、活性炭濾過処理装置７の濾材によって吸着され、除去される。なお、バイパス弁８は、時刻Ｔ４に閉鎖されるが、フラッシングの実施終了の時刻Ｔ３以降も閉鎖したままとされる。
【００７８】
以上に説明した第４実施形態の水処理システムによれば、前記第３実施形態の水処理システム１Ａと比較して、以下に示す効果が奏される。
第４実施形態の水処理システムにおいては、制御装置６Ａは、フラッシングの実施開始時から所定時間（時刻Ｔ２から時刻Ｔ４まで）、バイパス弁８を開放し、その後はバイパス弁８を閉鎖する。
【００７９】
前記第３実施形態の水処理システム１Ａにおいては、フラッシングの実施終了時である時刻Ｔ３まで、バイパス弁８が開放されている。従って、酸化剤を含む一部の原水Ｗ１は、バイパスラインＬ４を介して逆浸透膜装置４に導入される。そのため、酸化剤を含む原水Ｗ１は、時刻Ｔ３以降も上記ベッセル中に残存することとなり、給水待機時間が想定以上に長くなった場合には、酸化剤の酸化作用によってＲＯ膜が劣化する虞がある。
【００８０】
しかし、第４実施形態の水処理システムにおいては、上述したように、時刻Ｔ２から時刻Ｔ４においてバイパス弁８が開放されることにより、ＲＯ膜が所定時間殺菌される。また、時刻Ｔ４以降はバイパス弁８が閉鎖されることにより、活性炭濾過処理装置７の濾材によって原水Ｗ１から酸化剤が除去される。そのため、ＲＯ膜は、酸化剤に曝されなくなる。従って、給水待機時間が長くなった場合であっても、酸化剤の酸化作用によってＲＯ膜が劣化することを抑制することができる。
【００８１】
〔第５実施形態〕
以下、本発明の第５実施形態の水処理システム１Ｂについて、図７を参照しながら説明する。図７は、本発明の第５実施形態の水処理システム１Ｂを示す構成図である。
図７に示すように、本発明の第５実施形態の水処理システム１Ｂは、前記第１実施形態の水処理システム１（図１参照）の構成に加えて、原水Ｗ１に酸化剤を添加する酸化剤添加手段としての酸化剤添加装置１０を備える。また、第５実施形態の水処理システム１Ｂは、制御装置６Ｂを備える。水処理システム１Ｂのその他の構成は、前記第１実施形態の水処理システム１の構成と同様であるので、重複説明を省略する。
【００８２】
図７に示すように、酸化剤添加装置１０は、原水ラインＬ１における還元剤添加装置３の下流側の添加点Ｊ４に接続される。添加点Ｊ４は、逆浸透膜装置４よりも上流側に配置される。酸化剤の添加点Ｊ４の位置は、還元剤の添加点Ｊ１の下流側であって、この添加点Ｊ１にできるだけ近いことが好ましい。これは、次の理由による。
【００８３】
添加点Ｊ１の下流においては、添加点Ｊ１から添加される還元剤の還元作用により、原水Ｗ１に含まれる酸化剤が除去され、原水Ｗ１の殺菌能力が除去される。そのため、原水ラインＬ１における添加点Ｊ１の下流側において、雑菌の繁殖をできるだけ抑制する必要があるからである。
【００８４】
酸化剤添加装置１０は、原水ラインＬ１を流通する原水Ｗ１に酸化剤を添加する。酸化剤添加装置１０は、酸化剤貯留部１０ａと、酸化剤添加ポンプ１０ｂと、を備える。
酸化剤貯留部１０ａは、酸化剤を貯留する。酸化剤としては、例えば、次亜塩素酸ナトリウムが挙げられる。
【００８５】
酸化剤添加ポンプ１０ｂは、酸化剤貯留部１０ａに貯留された酸化剤を、原水ラインＬ１の添加点Ｊ４から原水Ｗ１に送出し、添加する。酸化剤添加ポンプ１０ｂは、制御装置６Ｂ（後述）と電気的に接続される。酸化剤添加ポンプ１０ｂは、制御装置６Ｂ（後述）によって運転（駆動及び停止）を制御される。
【００８６】
制御装置６Ｂは、前記第１実施形態の水処理システム１の制御装置６（図１参照）と同様の機能を有する。また、制御装置６Ｂは、酸化剤添加装置１０の酸化剤添加ポンプ１０ｂと電気的に接続される。制御装置６Ｂは、酸化剤添加ポンプ１０ｂの運転（駆動及び停止）を制御する。
【００８７】
次に、逆浸透膜装置４のＲＯ膜を殺菌する場合の制御方法について図７を参照しながら説明する。原水Ｗ１に含まれる酸化剤の殺菌作用を利用してＲＯ膜を殺菌する点は、前記第１実施形態の場合と同様である。
しかし、前記第１実施形態の場合のように、原水Ｗ１に含まれている酸化剤の殺菌作用をそのまま利用するだけでは、殺菌能力が足りず、ＲＯ膜を十分に殺菌できない場合がある。
そこで、本実施形態においては、酸化剤添加装置１０によって所定量の酸化剤を原水Ｗ１に添加し、原水Ｗ１の殺菌能力を強化するようにした。
【００８８】
具体的には、ＲＯ膜の殺菌は、前記第１実施形態の場合と同様に、逆浸透膜装置４のフラッシングの実施期間において行われる。制御装置６Ｂは、フラッシングの実施期間において、還元剤添加ポンプ３ｂの運転を停止すると共に、酸化剤添加ポンプ１０ｂを運転する。酸化剤を含む原水Ｗ１に対して、還元剤の添加（還元剤添加ポンプ３ｂの運転）を一時的に停止することで、原水Ｗ１中の酸化剤を還元処理により除去しないようにする。これにより、酸化剤を含んだままの原水Ｗ１が、原水ラインＬ１における添加点Ｊ１の下流側に一時的に流通する。
【００８９】
そして、制御装置６Ｂは、この原水Ｗ１に対して、酸化剤添加装置１０の酸化剤添加ポンプ１０ｂにより所定量の酸化剤を添加する。これにより、原水Ｗ１における酸化剤の含有量は増加する。そのため、原水Ｗ１の殺菌能力が強化される。このように殺菌能力が強化された原水Ｗ１が、フラッシングの実施時に洗浄水としてＲＯ膜に供給され、ＲＯ膜の一次側の表面に接触すると、ＲＯ膜は、原水Ｗ１に含まれる酸化剤の酸化作用により十分に殺菌される。従って、ＲＯ膜での雑菌の繁殖が抑制され、スライムの形成が抑制される。
【００９０】
以上に説明した第５実施形態の水処理システム１Ｂによれば、以下に示す各効果が奏される。
第５実施形態の水処理システム１Ｂは、前記第１実施形態の水処理システム１の構成に加えて、原水ラインＬ１における還元剤添加装置３の下流側の添加点Ｊ４に酸化剤を添加する酸化剤添加装置１０を備える。そのため、酸化剤添加装置１０により原水Ｗ１に所定量の酸化剤を添加することにより、原水Ｗ１における酸化剤の含有量を増加することができ、原水Ｗ１の殺菌能力を必要な時だけ強化することができる。従って、酸化剤による濾過膜の酸化劣化を抑制することができると共に、必要な時だけＲＯ膜を十分に殺菌してＲＯ膜での雑菌の繁殖を抑制することができ、スライムの形成を抑制することができる。
【００９１】
〔第６実施形態〕
以下、本発明の第６実施形態の水処理システム１Ｃについて、図６を参照しながら説明する。図６は、本発明の第６実施形態の水処理システム１Ｃを示す構成図である。
図６に示すように、本発明の第６実施形態の水処理システム１Ｃは、逆浸透膜装置４の内部の添加点Ｊ５において、酸化剤添加装置１０により酸化剤を添加するように構成される。添加点Ｊ５は、例えば、逆浸透膜装置４における加圧ポンプ４ａの下流側かつＲＯ膜モジュール４ｂの上流側に配置される。
水処理システム１Ｃのその他の構成及び制御方法は、前記第５実施形態の水処理システム１Ｂの構成及び制御方法と同様であるので、重複説明を省略する。
【００９２】
以上に説明した第６実施形態の水処理システム１Ｃによれば、以下に示す各効果が奏される。
第６実施形態の水処理システム１Ｃは、前記第１実施形態の水処理システム１の構成に加えて、逆浸透膜装置４の内部の添加点Ｊ５に酸化剤を添加する酸化剤添加装置１０を備える。そのため、酸化剤添加装置１０により原水Ｗ１に所定量の酸化剤を添加することにより、原水Ｗ１における酸化剤の含有量を増加することができ、必要な時だけ原水Ｗ１の殺菌能力を強化することができる。従って、酸化剤による濾過膜の酸化劣化を抑制することができると共に、必要な時だけＲＯ膜を十分に殺菌してＲＯ膜での雑菌の繁殖を抑制することができ、スライムの形成を抑制することができる。
【００９３】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、前述した実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、前記第１実施形態から前記第６実施形態においては、膜分離手段の濾過膜は、逆浸透膜（ＲＯ膜）であるものとして説明したが、これに制限されない。例えば、濾過膜は、限外濾過膜（ＵＦ膜）や精密濾過膜（ＭＦ膜）であってもよい。
【００９４】
また、前記第１実施形態及び前記第２実施形態においては、フラッシングの実施期間に、原水Ｗ１への還元剤の添加を停止するものとして説明したが、これに制限されない。例えば、給水中に、原水Ｗ１への還元剤の添加を停止してもよい。
【００９５】
また、前記第６実施形態においては、酸化剤の添加点Ｊ５は、逆浸透膜装置４における加圧ポンプ４ａの下流側かつＲＯ膜モジュール４ｂの上流側に位置するものとして説明したが、これに制限されない。例えば、酸化剤の添加点は、逆浸透膜装置４における加圧ポンプ４ａの上流側でもよい。
【００９６】
また、前記第５実施形態及び前記第６実施形態においては、酸化剤添加装置１０により酸化剤を原水Ｗ１に添加するものとして説明したが、これに制限されない。例えば、酸化剤を含む水（例えば、残留塩素を含んだ水）を別系統から導入して原水Ｗ１に添加するようにしてもよい。また、このような酸化剤を含む水を逆浸透膜装置４の内部に導入し、逆浸透膜装置４の内部で循環させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９７】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 水処理システム
３ 還元剤添加装置（酸化剤除去手段）
４ 逆浸透膜装置（膜分離手段）
６，６Ａ，６Ｂ 制御装置（酸化剤除去処理制御手段）
７ 活性炭濾過処理装置（酸化剤除去手段）
８ バイパス弁（酸化剤除去処理制御手段）
１０ 酸化剤添加装置（酸化剤添加手段）
Ｗ１ 原水
Ｗ２ 透過水
Ｗ３ 濃縮水
Ｌ１ 原水ライン
Ｌ４ バイパスライン（酸化剤除去処理制御手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化剤を含む原水を濾過膜により透過水と濃縮水とに分離する水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、溶存塩類等の不純物を含む原水を、濾過膜により透過水と濃縮水とに分離する水処理システムが知られている。このような水処理システムにおいては、原水が流通する原水ラインや上記濾過膜において細菌等の微生物が繁殖することを防止するために、予め原水に次亜塩素酸ソーダ等の酸化剤が添加され、殺菌が行われている。
【０００３】
しかし、原水中にこのような酸化剤（残留塩素）が含まれていると、濾過膜は、この酸化剤により酸化されて濾過能力が早期に劣化してしまう虞がある。
これに対して、原水が濾過膜に導入される前に原水中の酸化剤を除去し、濃縮水において酸化剤の濃度が検出されないように監視しながら、透過水を製造する水処理システムが提供されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−５７０７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１に記載の水処理システムは、殺菌能力を有する酸化剤を原水から除去した状態で運転される。そのため、原水の水質によっては、濾過膜において雑菌が繁殖してスライムが形成され、このスライムにより濾過膜が閉塞されて水処理ができなくなる、という問題があった。
【０００６】
本発明は、酸化剤による濾過膜の酸化劣化を抑制することができると共に、スライムに起因する濾過膜の閉塞を抑制することができる水処理システム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】
【０００７】
本発明は、酸化剤を含む原水が流通する原水ラインと、前記原水ラインに接続され、原水から酸化剤を除去する酸化剤除去手段と、前記原水ラインの下流側の端部に設けられ、原水を濾過膜により透過水と濃縮水とに分離する膜分離手段と、前記濾過膜を殺菌する場合に、原水から酸化剤を除去する処理を一時的に制限するように前記酸化剤除去手段を制御する酸化剤除去処理制御手段と、を備える水処理システムに関する。
【０００８】
また、前記酸化剤除去手段は、酸化剤を含む原水に還元剤を添加する還元剤添加装置であり、前記酸化剤除去処理制御手段は、前記還元剤添加装置による原水への還元剤の添加を一時的に停止する還元剤添加制御装置であることが好ましい。
【０００９】
また、前記酸化剤除去処理制御手段は、前記濾過膜の一次側の表面に原水を流すことにより該濾過膜を洗浄するフラッシングの実施期間に、原水への還元剤の添加を停止することが好ましい。
【００１０】
また、前記酸化剤除去処理制御手段は、前記フラッシングの実施開始時から所定時間、原水への還元剤の添加を停止し、その後、前記フラッシングの実施終了まで原水へ還元剤を添加することが好ましい。
【００１１】
また、前記酸化剤除去手段は、前記原水ラインに設けられ、原水に含まれる有機成分及び酸化剤を活性炭により吸着して除去する活性炭濾過処理装置であり、前記酸化剤除去処理制御手段は、前記原水ラインにおける前記活性炭濾過処理装置の上流側と下流側とを接続するバイパスラインと、該バイパスラインを開閉するバイパス弁と、該バイパス弁の開閉を制御するバイパス弁制御装置と、を備えることが好ましい。
【００１２】
また、前記酸化剤除去処理制御手段は、前記濾過膜の一次側の表面に原水を流すことにより該濾過膜を洗浄するフラッシングの実施期間に、前記バイパス弁を開放することが好ましい。
【００１３】
また、前記酸化剤除去処理制御手段は、前記フラッシングの実施開始時から所定時間、前記バイパス弁を開放し、その後、前記フラッシングの実施終了まで前記バイパス弁を閉鎖することが好ましい。
【００１４】
また、前記原水ラインにおける前記酸化剤除去手段の下流側又は前記膜分離手段に、酸化剤を添加する酸化剤添加手段を更に備えることが好ましい。
【００１５】
また、前記濾過膜は、逆浸透膜、限外濾過膜及び精密濾過膜のいずれか一つであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、酸化剤による濾過膜の酸化劣化を抑制することができると共に、スライムに起因する濾過膜の閉塞を抑制することができる水処理システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態の水処理システム１を示す構成図である。
【図２】還元剤添加ポンプ３ｂの制御方法を示すタイムチャートである。
【図３】本発明の第２実施形態の還元剤添加ポンプ３ｂの制御方法を示すタイムチャートである。
【図４】本発明の第３実施形態の水処理システム１Ａを示す構成図である。
【図５】バイパス弁８の制御方法を示すタイムチャートである。
【図６】本発明の第４実施形態のバイパス弁８の制御方法を示すタイムチャートである。
【図７】本発明の第５実施形態の水処理システム１Ｂを示す構成図である。
【図８】本発明の第６実施形態の水処理システム１Ｃを示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
〔第１実施形態〕
以下に、本発明の第１実施形態について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態の水処理システム１を示す構成図である。図１に示す第１実施形態の水処理システム１によって浄化する原水Ｗ１には、細菌等の微生物を殺菌するための次亜塩素酸ナトリウム等の酸化剤（殺菌成分）が含まれている。水処理システム１は、この酸化剤を含む原水Ｗ１を、濾過膜により透過水Ｗ２と濃縮水Ｗ３とに分離するものである。
【００１９】
図１に示すように、水処理システム１は、原水ラインＬ１と、原水ポンプ２と、酸化剤除去手段としての還元剤添加装置３と、膜分離手段としての逆浸透膜装置４と、透過水Ｗ２が流通する処理水ラインＬ２と、濃縮水Ｗ３が流通する濃縮水ラインＬ３と、透過水Ｗ２を貯留する処理水タンク５と、酸化剤除去処理制御手段としての制御装置６と、を主体に構成される。
なお、本明細書でいう「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。逆浸透膜装置４によって製造された透過水Ｗ２のことを「処理水」ともいう。
以下、水処理システム１の各部について詳しく説明する。
【００２０】
原水ラインＬ１には、酸化剤を含む原水Ｗ１が流通する。原水ポンプ２は、この原水ラインＬ１に設けられる。原水ポンプ２は、原水ラインＬ１の上流側から供給される原水Ｗ１を逆浸透膜装置４に向けて送出する。原水ポンプ２は、制御装置６（後述）と電気的に接続される。原水ポンプ２は、制御装置６（後述）によって運転（駆動及び停止）を制御される。
【００２１】
還元剤添加装置３は、原水ラインＬ１における原水ポンプ２よりも下流側の添加点Ｊ１に接続される。還元剤添加装置３は、酸化剤を含む原水Ｗ１に還元剤を添加する。還元剤添加装置３は、還元剤貯留部３ａと、還元剤添加ポンプ３ｂと、を備える。
還元剤貯留部３ａは、還元剤を貯留する。還元剤としては、例えば、重亜硫酸ナトリウムが挙げられる。重亜硫酸ナトリウムは、原水Ｗ１中に残留する酸化剤としての次亜塩素酸イオンを塩化物イオンに還元することにより、原水Ｗ１から酸化剤を除去する。
【００２２】
還元剤添加ポンプ３ｂは、還元剤貯留部３ａに貯留された還元剤を、原水ラインＬ１の添加点Ｊ１から原水Ｗ１に送出し、添加する。還元剤添加ポンプ３ｂは、制御装置６（後述）と電気的に接続される。還元剤添加ポンプ３ｂは、制御装置６（後述）によって運転（駆動及び停止）を制御される。
【００２３】
逆浸透膜装置４は、原水ラインＬ１の下流側の端部に設けられる。逆浸透膜装置４は、原水Ｗ１を、濾過膜としての逆浸透膜（以下、「ＲＯ膜」ともいう）により、純度の高い透過水Ｗ２と、不純物を多く含む濃縮水Ｗ３とに分離する。逆浸透膜装置４は、上流側に設けられる加圧ポンプ４ａと、下流側に設けられるＲＯ膜モジュール４ｂと、を備える。
【００２４】
加圧ポンプ４ａは、原水ラインＬ１から供給される原水Ｗ１を加圧し、ＲＯ膜モジュール４ｂに送出する。ＲＯ膜モジュール４ｂは、溶存塩類等の不純物を除去する多数のＲＯ膜（図示せず）を備える。ＲＯ膜は、分子量が数十程度のものを濾過可能な膜であり、低ファウリング膜として構成される。ＲＯ膜モジュール４ｂは、ベッセルと称される筐体（図示せず）に収納される。
【００２５】
また、逆浸透膜装置４は、ＲＯ膜の一次側の表面に沿って原水Ｗ１を流す（接触させる）ことにより、ＲＯ膜を洗浄することができるように構成される。以下、このＲＯ膜の洗浄を「フラッシング」という。フラッシングは、給水を停止する場合や透過流束が低下した場合等、予め設定された時期（時刻）又はＲＯ膜の汚濁度に基づいて実施が必要と判断される時期に実施される。ＲＯ膜の汚濁度は、例えば、ＲＯ膜の一次側と二次側の差圧を差圧計（図示せず）で計測することにより求められる。
【００２６】
逆浸透膜装置４には、処理水ラインＬ２及び濃縮水ラインＬ３が接続される。処理水ラインＬ２には、逆浸透膜装置４で製造された透過水Ｗ２が流通する。処理水ラインＬ２の下流側の端部は、処理水タンク５に接続される。濃縮水ラインＬ３には、逆浸透膜装置４で製造された濃縮水Ｗ３が流通する。濃縮水ラインＬ３は、濃縮水Ｗ３を系外に排出（ブロー）する。この濃縮水Ｗ３のブローは、例えば、フラッシングを実施する場合等に行われる。処理水タンク５は、処理水ラインＬ２の下流側の端部に設けられる。処理水タンク５は、逆浸透膜装置４により製造された透過水Ｗ２を貯留する。
【００２７】
なお、図示例を省略するが、上述した原水ラインＬ１、処理水ラインＬ２及び濃縮水ラインＬ３には、原水Ｗ１、透過水Ｗ２又は濃縮水Ｗ３を送出するポンプや、ライン（流路）を開閉するバルブ等が適宜設けられる。これらのポンプやバルブ等も、制御装置６と電気的に接続され、制御装置６によって運転や開閉を制御される。
【００２８】
制御装置６は、還元剤添加装置３の還元剤添加ポンプ３ｂと電気的に接続される。制御装置６は、還元剤添加ポンプ３ｂの運転（駆動及び停止）を制御し、還元剤添加制御装置として機能する。この制御装置６によれば、原水Ｗ１への還元剤の添加を一時的に停止することができる。
【００２９】
また、制御装置６は、原水ポンプ２、逆浸透膜装置４の加圧ポンプ４ａ及びその他の図示しないポンプやバルブ等と電気的に接続される。制御装置６は、これらの原水ポンプ２等の運転を制御し、図示しないバルブ等の開閉を制御する。
【００３０】
なお、図示を省略するが、逆浸透膜装置４の上流側には、通常、原水Ｗ１に含まれる懸濁物質を濾材の篩効果により捕捉して除去可能な濾過処理装置が設けられる。濾過処理装置は、原水Ｗ１中の除去対象物質に応じて種々選択される。濾過処理装置としては、例えば、砂濾過装置や除鉄除マンガン装置を挙げることができる。
【００３１】
砂濾過装置は、原水Ｗ１に含まれる微粒子等の懸濁物質を濾材により捕捉して除去する。除鉄除マンガン装置は、原水Ｗ１に含まれる微粒子等の懸濁物質と共に、溶存鉄及び溶存マンガンを濾材により捕捉して除去する。これらの濾過処理装置において原水Ｗ１の前処理が行われる場合に、原水ラインＬ１における還元剤の添加点Ｊ１の上流側において、前記次亜塩素酸ナトリウム等の酸化剤が添加される。
【００３２】
次に、水処理システム１の動作について図１及び図２を参照しながら説明する。図２は、還元剤添加ポンプ３ｂの制御方法を示すタイムチャートである。図２には、逆浸透膜装置４の動作状態を併せて示してある。図２において、符号Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、時刻を示す。時刻Ｔ１は、逆浸透膜装置４（水処理システム１）が給水を開始する時刻であり、かつ、還元剤添加ポンプ３ｂが運転を開始する時刻である。時刻Ｔ２は、フラッシングを開始する時刻であり、かつ、逆浸透膜装置４が給水を終了する時刻である。また、本実施形態においては、時刻Ｔ２は、還元剤添加ポンプ３ｂの運転を停止する時刻である。時刻Ｔ３は、フラッシングを終了する時刻であり、かつ、逆浸透膜装置４が給水待機状態となる時刻である。
【００３３】
先ず、逆浸透膜装置４のＲＯ膜を殺菌しない通常運転時の制御方法について説明する。図２に示すように、時刻Ｔ１において、水処理システム１（逆浸透膜装置４）に対して給水要求がなされると、制御装置６は、原水ポンプ２及び還元剤添加ポンプ３ｂを駆動（運転）する。すると、酸化剤を含む原水Ｗ１は、逆浸透膜装置４に向けて原水ラインＬ１を流通する。
【００３４】
原水ラインＬ１を流通する原水Ｗ１には、還元剤添加ポンプ３ｂの駆動によって還元剤貯留部３ａから、例えば、還元剤としての重亜硫酸ナトリウムが添加される。重亜硫酸ナトリウムは、原水Ｗ１中に残留する酸化剤としての次亜塩素酸イオンを、塩化物イオンに還元する。これにより、ＲＯ膜を劣化させる酸化剤が、原水Ｗ１から除去される。
【００３５】
そして、酸化剤が除去された原水Ｗ１は、逆浸透膜装置４に導入される。原水Ｗ１は、逆浸透膜装置４のＲＯ膜により、透過水Ｗ２と濃縮水Ｗ３とに分離される。これにより、溶存塩類等の不純物が除去された透過水Ｗ２が製造される。上述したように、ＲＯ膜に導入される原水Ｗ１は、酸化剤が除去されている。そのため、この酸化剤の酸化作用によるＲＯ膜の劣化が抑制される。
【００３６】
逆浸透膜装置４により製造された透過水Ｗ２は、処理水ラインＬ２を介して処理水タンク５に導入され、処理水タンク５に貯留される。処理水タンク５に貯留された処理水Ｗ２は、需要先（図示せず）に配給される。また、逆浸透膜装置４により製造された濃縮水Ｗ３は、濃縮水ラインＬ３を流通して系外に排出される。
【００３７】
次に、逆浸透膜装置４のＲＯ膜を殺菌する場合の制御方法について説明する。本実施形態におけるＲＯ膜の殺菌は、原水Ｗ１に含まれる次亜塩素酸ナトリウム等の酸化剤の殺菌作用を利用する。つまり、制御装置６が、酸化剤を含む原水Ｗ１に対して、還元剤の添加（還元剤添加ポンプ３ｂの運転）を一時的に停止することで、原水Ｗ１からの酸化剤の除去を一時的に停止する。これにより、酸化剤を含む原水Ｗ１（殺菌能力を有する原水Ｗ１）がＲＯ膜に供給され、酸化剤の殺菌作用によりＲＯ膜が殺菌される。
【００３８】
具体的には、図２に示すように、ＲＯ膜の殺菌は、逆浸透膜装置４のフラッシングの実施期間（時刻Ｔ２から時刻Ｔ３）に対応して行われる。制御装置６は、フラッシングの実施開始の時刻Ｔ２に還元剤添加ポンプ３ｂの運転を停止し、その後、フラッシングの実施終了の時刻Ｔ３までこの運転停止状態を継続する。これにより、酸化剤を含む原水Ｗ１が、フラッシングの実施時の洗浄水としてＲＯ膜に供給され、ＲＯ膜の一次側の表面に接触する。そのため、ＲＯ膜は、原水Ｗ１に含まれる酸化剤の酸化作用により殺菌される。従って、ＲＯ膜の一次側の表面での雑菌の繁殖が抑制され、スライムの形成が抑制される。
【００３９】
また、図２に示すように、フラッシングの実施期間（時刻Ｔ２から時刻Ｔ３の期間）には、制御装置６は、逆浸透膜装置４による給水を停止する。そして、給水が待機（停止）状態となった場合は、制御装置６により、還元剤添加ポンプ３ｂの運転も停止される。本実施形態においては、時刻Ｔ３以降にも、還元剤添加ポンプ３ｂの運転停止状態が継続される。水処理システム１に対して再び給水要求がなされた場合は、前記制御が繰り返される。
【００４０】
以上に説明した第１実施形態の水処理システム１によれば、以下に示す各効果が奏される。
第１実施形態の水処理システム１は、酸化剤を含む原水Ｗ１に還元剤を添加する還元剤添加装置３と、原水Ｗ１をＲＯ膜により透過水Ｗ２と濃縮水Ｗ３とに分離する逆浸透膜装置４と、ＲＯ膜を殺菌する場合に、還元剤添加装置３による原水Ｗ１への還元剤の添加を一時的に停止するように還元剤添加ポンプ３ｂを制御する制御装置６と、を備える。
【００４１】
そのため、原水Ｗ１から酸化剤を除去する還元処理を一時的に停止することができ、酸化剤を含む原水Ｗ１（殺菌能力を有する原水Ｗ１）を、逆浸透膜装置４のＲＯ膜に導入することができる。これにより、ＲＯ膜は、必要な時だけ、酸化剤の酸化作用によって殺菌され、スライムの形成が抑制される。従って、酸化剤による濾過膜の酸化劣化を抑制することができると共に、スライムに起因するＲＯ膜の閉塞（ＲＯ膜の詰まりによる透過水量の低下等）を抑制することができる。
【００４２】
ところで、酸化剤の酸化作用によってＲＯ膜が殺菌されるものの、ＲＯ膜が、この酸化剤の酸化作用によって、ある程度劣化することも考えられる。
しかし、本実施形態の水処理システム１は、酸化剤によるＲＯ膜の酸化劣化の抑制よりも、スライム形成の抑制を優先する。そのため、原水Ｗ１の水質により、ＲＯ膜においてスライムの形成量が多く、ＲＯ膜が、酸化剤の酸化により劣化するよりも、スライムの形成により先に閉塞する可能性が高い場合等において、ＲＯ膜の閉塞を回避することができる。そのため、結果として、ＲＯ膜の寿命を延ばすことができる。
【００４３】
また、第１実施形態の水処理システム１においては、制御装置６は、フラッシングの実施期間に、原水Ｗ１への還元剤の添加を停止する。そのため、給水を停止している期間を利用してＲＯ膜を殺菌することができる。従って、給水需要量が多い場合に、給水量を確保することができる。
【００４４】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。他の実施形態については、主として、第１実施形態とは異なる点を中心に説明し、第１実施形態と同様の構成については、同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。他の実施形態において特に説明しない点は、第１実施形態についての説明が適宜適用又は援用される。
【００４５】
〔第２実施形態〕
本発明の第２実施形態の水処理システムは、前記第１実施形態の水処理システム１と同様の構成を備えているが、第１実施形態の水処理システム１とは、還元剤添加ポンプ３ｂの制御方法が異なる。そのため、前記第１実施形態の水処理システム１を示す図１を参照し、第２実施形態における還元剤添加ポンプ３ｂの制御方法について、図３を参照しながら説明する。図３は、本発明の第２実施形態の還元剤添加ポンプ３ｂの制御方法を示すタイムチャートである。図３には、逆浸透膜装置４の動作状態を併せて示してある。
【００４６】
図３において、符号Ｔ１からＴ４は、時刻を示す。逆浸透膜装置４の動作においては、時刻Ｔ１から時刻Ｔ３は、前記第１実施形態の図２に示した場合と同様である。還元剤添加ポンプ３ｂの動作においては、時刻Ｔ４は、還元剤添加ポンプ３ｂの運転を開始する時刻である。また、本実施形態における時刻Ｔ３は、還元剤添加ポンプ３ｂの運転を停止する時刻でもある。
【００４７】
逆浸透膜装置４のＲＯ膜を殺菌しない通常運転時の制御方法は、前記第１実施形態の場合と同様であるので、重複説明を省略する。
【００４８】
ＲＯ膜の殺菌を行う場合は、図３に示すように、逆浸透膜装置４のフラッシングの実施時期に対応して行われる。制御装置６は、フラッシングの実施開始の時刻Ｔ２に還元剤添加ポンプ３ｂの運転を停止し、その後、時刻Ｔ４までの所定時間、この運転停止状態を継続する。これにより、酸化剤を含む原水Ｗ１が、フラッシングの実施時の洗浄水としてＲＯ膜に導入され、ＲＯ膜の一次側の表面に接触する。そのため、ＲＯ膜は、原水Ｗ１に含まれる酸化剤の酸化作用により殺菌される。
【００４９】
そして、制御装置６は、時刻Ｔ４に還元剤添加ポンプ３ｂの運転を再開し、時刻Ｔ３に還元剤添加ポンプ３ｂの運転を停止する。つまり、時刻Ｔ４から時刻Ｔ３までの期間においては、原水Ｗ１に含まれる酸化剤は、還元剤添加ポンプ３ｂから添加（送出）される還元剤によって還元される。そのため、原水Ｗ１から酸化剤が除去される。従って、時刻Ｔ４から時刻Ｔ３までの期間においては、酸化剤が除去された原水Ｗ１が、フラッシングの実施時の洗浄水としてＲＯ膜に導入され、ＲＯ膜の一次側の表面に接触する。
【００５０】
これにより、上記ベッセルにおいては、酸化剤が除去された原水Ｗ１が、残存するようになる。そのため、給水待機時間が長くなった場合であっても、ＲＯ膜は、酸化剤を含む原水Ｗ１に長時間曝されることがない。従って、酸化剤の酸化作用によってＲＯ膜が劣化することが抑制される。
【００５１】
以上に説明した第２実施形態の水処理システムによれば、前記第１実施形態の水処理システムと同様の効果が奏されると共に、以下に示す各効果が奏される。
第２実施形態の水処理システムにおいては、制御装置６は、フラッシングの実施開始時から所定時間（時刻Ｔ２から時刻Ｔ４まで）、原水Ｗ１への還元剤の添加を停止する。
【００５２】
前記第１実施形態の水処理システム１（図１参照）においては、フラッシングの実施終了時である時刻Ｔ３から、逆浸透膜装置４による給水が待機状態となる。そのため、還元剤添加ポンプ３ｂの運転は、時刻Ｔ３以降も停止されたままである。従って、酸化剤を含む原水Ｗ１が、時刻Ｔ３以降も上記ベッセル中に残存することとなり、給水待機時間が想定以上に長くなった場合には、酸化剤の酸化作用によってＲＯ膜が劣化する虞がある。
【００５３】
しかし、第２実施形態の水処理システムにおいては、ＲＯ膜が所定時間殺菌された後は、原水Ｗ１から酸化剤が除去されるので、ＲＯ膜は、酸化剤に曝されなくなる。そのため、給水待機時間が長くなった場合であっても、酸化剤の酸化作用によってＲＯ膜が劣化することを抑制することができる。
【００５４】
〔第３実施形態〕
前記第１実施形態の水処理システム１及び前記第２実施形態の水処理システムは、酸化剤除去手段としての還元剤添加装置３及び酸化剤除去処理制御手段としての制御装置６を備えるが、第３実施形態の水処理システム１Ａは、この還元剤添加装置３及び制御装置６の代わりに、酸化剤除去手段としての活性炭濾過処理装置７及び酸化剤除去処理制御手段としてのバイパスラインＬ４、バイパス弁８及び制御装置６Ａを備える点が主として異なる。
【００５５】
以下に、本発明の第３実施形態の水処理システム１Ａについて図４を参照しながら説明する。図４は、本発明の第３実施形態の水処理システム１Ａを示す構成図である。
図４に示すように、水処理システム１Ａは、原水ラインＬ１と、原水ポンプ２と、活性炭濾過処理装置７と、逆浸透膜装置４と、処理水ラインＬ２と、濃縮水ラインＬ３と、処理水タンク５と、バイパスラインＬ４、バイパス弁８及び制御装置６Ａと、を主体に構成される。
【００５６】
第２実施形態の水処理システム１Ａの原水ラインＬ１、原水ポンプ２、逆浸透膜装置４、処理水ラインＬ２、濃縮水ラインＬ３及び処理水タンク５は、第１実施形態の水処理システム１（図１参照）の原水ラインＬ１、原水ポンプ２、逆浸透膜装置４、処理水ラインＬ２、濃縮水ラインＬ３及び処理水タンク５と同様に構成されるので、同一の符号を付して重複説明を省略する。
【００５７】
図４に示すように、活性炭濾過処理装置７は、原水ラインＬ１における原水ポンプ２の下流側に設けられる。活性炭濾過処理装置７は、原水Ｗ１に含まれる懸濁物質と共に、次亜塩素酸ナトリウム等の酸化剤、有機物、色度成分、臭気成分等を、吸着材からなる濾材で除去する。吸着材には、通常、粒子状又は繊維状の活性炭が使用される。
【００５８】
バイパスラインＬ４は、原水ラインＬ１における活性炭濾過処理装置７の上流側の接続点Ｊ２と下流側の接続点Ｊ３とを接続する。
バイパス弁８は、バイパスラインＬ４に設けられ、バイパスラインＬ４を開閉する。バイパス弁８は、制御装置６Ａ（後述）と電気的に接続される。バイパス弁８は、制御装置６Ａ（後述）によって開閉を制御される。
【００５９】
制御装置６Ａは、バイパス弁８と電気的に接続される。制御装置６Ａは、バイパス弁８の開閉を制御し、バイパス弁制御装置として機能する。この制御装置６Ａによれば、バイパス弁８を開放することにより、原水Ｗ１の一部をバイパスラインＬ４に流し、活性炭濾過処理装置７に流通させずに、逆浸透膜装置４に供給することができる。
【００６０】
また、制御装置６Ａは、原水ポンプ２、逆浸透膜装置４の加圧ポンプ４ａ及びその他の図示しないポンプやバルブ等と電気的に接続される。制御装置６Ａは、これらの原水ポンプ２等の運転及び図示しないバルブ等の開閉を制御する。
【００６１】
次に、水処理システム１Ａの動作について図４及び図５を参照しながら説明する。図５は、バイパス弁８の制御方法を示すタイムチャートである。図５には、逆浸透膜装置４の動作状態を併せて示してある。
図５において、符号Ｔ１からＴ３は、時刻を示す。逆浸透膜装置４の動作においては、時刻Ｔ１から時刻Ｔ３は、前記第１実施形態の図２に示した場合と同様である。バイパス弁８の動作においては、時刻Ｔ１及び時刻Ｔ３は、バイパス弁８を閉鎖する時刻である。時刻Ｔ２は、バイパス弁８を開放する時刻である。
【００６２】
先ず、逆浸透膜装置４のＲＯ膜を殺菌しない通常運転時の制御方法について図４を参照しながら説明する。この通常運転時には、バイパス弁８は、閉鎖されている。
水処理システム１Ａ（逆浸透膜装置４）に対して給水要求がなされると、制御装置６Ａは、原水ポンプ２を駆動（運転）する。すると、酸化剤を含む原水Ｗ１は、活性炭濾過処理装置７に導入される。
【００６３】
活性炭濾過処理装置７において、原水Ｗ１に含まれる酸化剤は、活性炭からなる濾材によって吸着され、除去される。また、原水Ｗ１に含まれる懸濁物質、有機物、色度成分、臭気成分等も、上記濾材によって吸着され、除去される。
【００６４】
そして、酸化剤が除去された原水Ｗ１は、逆浸透膜装置４に供給される。逆浸透膜装置４における動作は、前記第１実施形態の水処理システム１の場合と同様であるので、重複説明を省略する。
【００６５】
次に、逆浸透膜装置４のＲＯ膜を殺菌する場合の制御方法について図４及び図５を参照しながら説明する。原水Ｗ１に含まれる酸化剤の殺菌作用を利用してＲＯ膜を殺菌する点は、前記第１実施形態の場合と同様である。
【００６６】
ＲＯ膜を殺菌する場合は、図５に示すように、逆浸透膜装置４のフラッシングの実施時期に対応して行われる。制御装置６Ａは、閉鎖されているバイパス弁８を、フラッシングの実施開始の時刻Ｔ２に開放する。すると、酸化剤を含む原水Ｗ１の一部は、接続点Ｊ２からバイパスラインＬ４に導入され、このバイパスラインＬ４を流通して、接続点Ｊ３において原水ラインＬ１に合流する。バイパスラインＬ４を流通する原水Ｗ１の量は、バイパス弁８の開度を調節することにより、任意に設定される。
【００６７】
また、酸化剤を含む残りの原水Ｗ１は、バイパスラインＬ４を流通せずに、活性炭濾過処理装置７に導入される。原水Ｗ１に含まれる酸化剤は、活性炭濾過処理装置７の濾材によって吸着され、除去される。
【００６８】
つまり、バイパス弁８が開放されると、接続点Ｊ３の下流側の原水ラインＬ１には、酸化剤が除去されていない原水Ｗ１と、酸化剤が除去された原水Ｗ１とが混合して流通する。そのため、酸化剤を含む原水Ｗ１が、逆浸透膜装置４に導入される。逆浸透膜装置４のＲＯ膜は、この原水Ｗ１に含まれる酸化剤の酸化作用によって殺菌される。これにより、ＲＯ膜での雑菌の繁殖が抑制され、スライムの形成が抑制される。そして、フラッシングの実施終了の時刻Ｔ３になると、バイパス弁８を閉鎖し、ＲＯ膜の殺菌を終了する。
【００６９】
以上に説明した第３実施形態の水処理システム１Ａによれば、以下に示す各効果が奏される。
第３実施形態の水処理システム１Ａは、酸化剤除去手段としての活性炭濾過処理装置７と、逆浸透膜装置４と、酸化剤除去処理制御手段としてのバイパスラインＬ４、バイパス弁８及び制御装置６Ａと、を備える。
【００７０】
そのため、逆浸透膜装置４のＲＯ膜を殺菌する場合、制御装置６Ａは、バイパスラインＬ４のバイパス弁８を開放することにより、酸化剤を含む原水Ｗ１の一部を、活性炭濾過処理装置７に流通させることなく、ＲＯ膜に供給することができる。これにより、原水Ｗ１に含まれる酸化剤の酸化作用により、ＲＯ膜での雑菌の繁殖を必要な時だけ抑制することができる。従って、酸化剤による濾過膜の酸化劣化を抑制することができると共に、スライムの形成を抑制することができ、スライムに起因するＲＯ膜の閉塞を抑制することができる。
【００７１】
また、第３実施形態の水処理システム１Ａにおいては、制御装置６Ａは、フラッシングの実施期間にバイパス弁８を開放する。そのため、給水を停止している期間を利用してＲＯ膜を殺菌することができる。従って、給水需要量が多い場合に、給水量を確保することができる。
【００７２】
〔第４実施形態〕
本発明の第４実施形態の水処理システムは、前記第３実施形態の水処理システム１Ａと同様の構成を備えているが、第３実施形態の水処理システム１Ａとは、バイパス弁８の制御方法が異なる。そのため、前記第３実施形態の水処理システム１Ａを示す図４を参照し、第４実施形態におけるバイパス弁８の制御方法について、図６を参照しながら説明する。図６は、本発明の第４実施形態のバイパス弁８の制御方法を示すタイムチャートである。図６には、逆浸透膜装置４の動作状態を併せて示してある。
【００７３】
図６において、符号Ｔ１からＴ４は、時刻を示す。逆浸透膜装置４の動作においては、時刻Ｔ１から時刻Ｔ３は、前記第１実施形態の図２に示した場合と同様である。バイパス弁８の動作においては、時刻Ｔ１及び時刻Ｔ４は、バイパス弁８を閉鎖する時刻である。時刻Ｔ２は、バイパス弁８を開放する時刻である。
【００７４】
逆浸透膜装置４のＲＯ膜を殺菌しない通常運転時の制御方法は、前記第３実施形態の場合と同様であるので、重複説明を省略する。
【００７５】
ＲＯ膜の殺菌を行う場合は、図６に示すように、逆浸透膜装置４のフラッシングの実施時期に対応して行われる。フラッシングの実施が開始される時刻Ｔ２までは、バイパス弁８は、閉鎖されている。
制御装置６Ａは、フラッシングの実施開始の時刻Ｔ２にバイパス弁８を開放し、その後、時刻Ｔ４までの所定時間、この開放状態を継続する。これにより、酸化剤を含む原水Ｗ１の一部は、接続点Ｊ２からバイパスラインＬ４に導入され、このバイパスラインＬ４を流通して、接続点Ｊ３において原水ラインＬ１に合流する。
【００７６】
そして、酸化剤を含む原水Ｗ１が、フラッシングの実施時の洗浄水としてＲＯ膜に導入され、ＲＯ膜の一次側の表面に接触する。そのため、ＲＯ膜は、原水Ｗ１に含まれる酸化剤の酸化作用により殺菌される。従って、ＲＯ膜での雑菌の繁殖が抑制され、スライムの形成が抑制される。
【００７７】
また、酸化剤を含む残りの原水Ｗ１は、バイパスラインＬ４を流通せずに、活性炭濾過処理装置７に導入される。原水Ｗ１に含まれる酸化剤は、活性炭濾過処理装置７の濾材によって吸着され、除去される。なお、バイパス弁８は、時刻Ｔ４に閉鎖されるが、フラッシングの実施終了の時刻Ｔ３以降も閉鎖したままとされる。
【００７８】
以上に説明した第４実施形態の水処理システムによれば、前記第３実施形態の水処理システム１Ａと比較して、以下に示す効果が奏される。
第４実施形態の水処理システムにおいては、制御装置６Ａは、フラッシングの実施開始時から所定時間（時刻Ｔ２から時刻Ｔ４まで）、バイパス弁８を開放し、その後はバイパス弁８を閉鎖する。
【００７９】
前記第３実施形態の水処理システム１Ａにおいては、フラッシングの実施終了時である時刻Ｔ３まで、バイパス弁８が開放されている。従って、酸化剤を含む一部の原水Ｗ１は、バイパスラインＬ４を介して逆浸透膜装置４に導入される。そのため、酸化剤を含む原水Ｗ１は、時刻Ｔ３以降も上記ベッセル中に残存することとなり、給水待機時間が想定以上に長くなった場合には、酸化剤の酸化作用によってＲＯ膜が劣化する虞がある。
【００８０】
しかし、第４実施形態の水処理システムにおいては、上述したように、時刻Ｔ２から時刻Ｔ４においてバイパス弁８が開放されることにより、ＲＯ膜が所定時間殺菌される。また、時刻Ｔ４以降はバイパス弁８が閉鎖されることにより、活性炭濾過処理装置７の濾材によって原水Ｗ１から酸化剤が除去される。そのため、ＲＯ膜は、酸化剤に曝されなくなる。従って、給水待機時間が長くなった場合であっても、酸化剤の酸化作用によってＲＯ膜が劣化することを抑制することができる。
【００８１】
〔第５実施形態〕
以下、本発明の第５実施形態の水処理システム１Ｂについて、図７を参照しながら説明する。図７は、本発明の第５実施形態の水処理システム１Ｂを示す構成図である。
図７に示すように、本発明の第５実施形態の水処理システム１Ｂは、前記第１実施形態の水処理システム１（図１参照）の構成に加えて、原水Ｗ１に酸化剤を添加する酸化剤添加手段としての酸化剤添加装置１０を備える。また、第５実施形態の水処理システム１Ｂは、制御装置６Ｂを備える。水処理システム１Ｂのその他の構成は、前記第１実施形態の水処理システム１の構成と同様であるので、重複説明を省略する。
【００８２】
図７に示すように、酸化剤添加装置１０は、原水ラインＬ１における還元剤添加装置３の下流側の添加点Ｊ４に接続される。添加点Ｊ４は、逆浸透膜装置４よりも上流側に配置される。酸化剤の添加点Ｊ４の位置は、還元剤の添加点Ｊ１の下流側であって、この添加点Ｊ１にできるだけ近いことが好ましい。これは、次の理由による。
【００８３】
添加点Ｊ１の下流においては、添加点Ｊ１から添加される還元剤の還元作用により、原水Ｗ１に含まれる酸化剤が除去され、原水Ｗ１の殺菌能力が除去される。そのため、原水ラインＬ１における添加点Ｊ１の下流側において、雑菌の繁殖をできるだけ抑制する必要があるからである。
【００８４】
酸化剤添加装置１０は、原水ラインＬ１を流通する原水Ｗ１に酸化剤を添加する。酸化剤添加装置１０は、酸化剤貯留部１０ａと、酸化剤添加ポンプ１０ｂと、を備える。
酸化剤貯留部１０ａは、酸化剤を貯留する。酸化剤としては、例えば、次亜塩素酸ナトリウムが挙げられる。
【００８５】
酸化剤添加ポンプ１０ｂは、酸化剤貯留部１０ａに貯留された酸化剤を、原水ラインＬ１の添加点Ｊ４から原水Ｗ１に送出し、添加する。酸化剤添加ポンプ１０ｂは、制御装置６Ｂ（後述）と電気的に接続される。酸化剤添加ポンプ１０ｂは、制御装置６Ｂ（後述）によって運転（駆動及び停止）を制御される。
【００８６】
制御装置６Ｂは、前記第１実施形態の水処理システム１の制御装置６（図１参照）と同様の機能を有する。また、制御装置６Ｂは、酸化剤添加装置１０の酸化剤添加ポンプ１０ｂと電気的に接続される。制御装置６Ｂは、酸化剤添加ポンプ１０ｂの運転（駆動及び停止）を制御する。
【００８７】
次に、逆浸透膜装置４のＲＯ膜を殺菌する場合の制御方法について図７を参照しながら説明する。原水Ｗ１に含まれる酸化剤の殺菌作用を利用してＲＯ膜を殺菌する点は、前記第１実施形態の場合と同様である。
しかし、前記第１実施形態の場合のように、原水Ｗ１に含まれている酸化剤の殺菌作用をそのまま利用するだけでは、殺菌能力が足りず、ＲＯ膜を十分に殺菌できない場合がある。
そこで、本実施形態においては、酸化剤添加装置１０によって所定量の酸化剤を原水Ｗ１に添加し、原水Ｗ１の殺菌能力を強化するようにした。
【００８８】
具体的には、ＲＯ膜の殺菌は、前記第１実施形態の場合と同様に、逆浸透膜装置４のフラッシングの実施期間において行われる。制御装置６Ｂは、フラッシングの実施期間において、還元剤添加ポンプ３ｂの運転を停止すると共に、酸化剤添加ポンプ１０ｂを運転する。酸化剤を含む原水Ｗ１に対して、還元剤の添加（還元剤添加ポンプ３ｂの運転）を一時的に停止することで、原水Ｗ１中の酸化剤を還元処理により除去しないようにする。これにより、酸化剤を含んだままの原水Ｗ１が、原水ラインＬ１における添加点Ｊ１の下流側に一時的に流通する。
【００８９】
そして、制御装置６Ｂは、この原水Ｗ１に対して、酸化剤添加装置１０の酸化剤添加ポンプ１０ｂにより所定量の酸化剤を添加する。これにより、原水Ｗ１における酸化剤の含有量は増加する。そのため、原水Ｗ１の殺菌能力が強化される。このように殺菌能力が強化された原水Ｗ１が、フラッシングの実施時に洗浄水としてＲＯ膜に供給され、ＲＯ膜の一次側の表面に接触すると、ＲＯ膜は、原水Ｗ１に含まれる酸化剤の酸化作用により十分に殺菌される。従って、ＲＯ膜での雑菌の繁殖が抑制され、スライムの形成が抑制される。
【００９０】
以上に説明した第５実施形態の水処理システム１Ｂによれば、以下に示す各効果が奏される。
第５実施形態の水処理システム１Ｂは、前記第１実施形態の水処理システム１の構成に加えて、原水ラインＬ１における還元剤添加装置３の下流側の添加点Ｊ４に酸化剤を添加する酸化剤添加装置１０を備える。そのため、酸化剤添加装置１０により原水Ｗ１に所定量の酸化剤を添加することにより、原水Ｗ１における酸化剤の含有量を増加することができ、原水Ｗ１の殺菌能力を必要な時だけ強化することができる。従って、酸化剤による濾過膜の酸化劣化を抑制することができると共に、必要な時だけＲＯ膜を十分に殺菌してＲＯ膜での雑菌の繁殖を抑制することができ、スライムの形成を抑制することができる。
【００９１】
〔第６実施形態〕
以下、本発明の第６実施形態の水処理システム１Ｃについて、図６を参照しながら説明する。図６は、本発明の第６実施形態の水処理システム１Ｃを示す構成図である。
図６に示すように、本発明の第６実施形態の水処理システム１Ｃは、逆浸透膜装置４の内部の添加点Ｊ５において、酸化剤添加装置１０により酸化剤を添加するように構成される。添加点Ｊ５は、例えば、逆浸透膜装置４における加圧ポンプ４ａの下流側かつＲＯ膜モジュール４ｂの上流側に配置される。
水処理システム１Ｃのその他の構成及び制御方法は、前記第５実施形態の水処理システム１Ｂの構成及び制御方法と同様であるので、重複説明を省略する。
【００９２】
以上に説明した第６実施形態の水処理システム１Ｃによれば、以下に示す各効果が奏される。
第６実施形態の水処理システム１Ｃは、前記第１実施形態の水処理システム１の構成に加えて、逆浸透膜装置４の内部の添加点Ｊ５に酸化剤を添加する酸化剤添加装置１０を備える。そのため、酸化剤添加装置１０により原水Ｗ１に所定量の酸化剤を添加することにより、原水Ｗ１における酸化剤の含有量を増加することができ、必要な時だけ原水Ｗ１の殺菌能力を強化することができる。従って、酸化剤による濾過膜の酸化劣化を抑制することができると共に、必要な時だけＲＯ膜を十分に殺菌してＲＯ膜での雑菌の繁殖を抑制することができ、スライムの形成を抑制することができる。
【００９３】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、前述した実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、前記第１実施形態から前記第６実施形態においては、膜分離手段の濾過膜は、逆浸透膜（ＲＯ膜）であるものとして説明したが、これに制限されない。例えば、濾過膜は、限外濾過膜（ＵＦ膜）や精密濾過膜（ＭＦ膜）であってもよい。
【００９４】
また、前記第１実施形態及び前記第２実施形態においては、フラッシングの実施期間に、原水Ｗ１への還元剤の添加を停止するものとして説明したが、これに制限されない。例えば、給水中に、原水Ｗ１への還元剤の添加を停止してもよい。
【００９５】
また、前記第６実施形態においては、酸化剤の添加点Ｊ５は、逆浸透膜装置４における加圧ポンプ４ａの下流側かつＲＯ膜モジュール４ｂの上流側に位置するものとして説明したが、これに制限されない。例えば、酸化剤の添加点は、逆浸透膜装置４における加圧ポンプ４ａの上流側でもよい。
【００９６】
また、前記第５実施形態及び前記第６実施形態においては、酸化剤添加装置１０により酸化剤を原水Ｗ１に添加するものとして説明したが、これに制限されない。例えば、酸化剤を含む水（例えば、残留塩素を含んだ水）を別系統から導入して原水Ｗ１に添加するようにしてもよい。また、このような酸化剤を含む水を逆浸透膜装置４の内部に導入し、逆浸透膜装置４の内部で循環させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９７】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 水処理システム
３ 還元剤添加装置（酸化剤除去手段）
４ 逆浸透膜装置（膜分離手段）
６，６Ａ，６Ｂ 制御装置（酸化剤除去処理制御手段）
７ 活性炭濾過処理装置（酸化剤除去手段）
８ バイパス弁（酸化剤除去処理制御手段）
１０ 酸化剤添加装置（酸化剤添加手段）
Ｗ１ 原水
Ｗ２ 透過水
Ｗ３ 濃縮水
Ｌ１ 原水ライン
Ｌ４ バイパスライン（酸化剤除去処理制御手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化剤を含む原水が流通する原水ラインと、
前記原水ラインに接続され、原水から酸化剤を除去する酸化剤除去手段と、
前記原水ラインの下流側の端部に設けられ、原水を濾過膜により透過水と濃縮水とに分離する膜分離手段と、
前記濾過膜を殺菌する場合に、原水から酸化剤を除去する処理を一時的に制限するように前記酸化剤除去手段を制御する酸化剤除去処理制御手段と、
を備える水処理システム。
【請求項２】
前記酸化剤除去手段は、酸化剤を含む原水に還元剤を添加する還元剤添加装置であり、
前記酸化剤除去処理制御手段は、前記還元剤添加装置による原水への還元剤の添加を一時的に停止する還元剤添加制御装置である請求項１に記載の水処理システム。
【請求項３】
前記酸化剤除去処理制御手段は、前記濾過膜の一次側の表面に原水を流すことにより該濾過膜を洗浄するフラッシングの実施期間に、原水への還元剤の添加を停止する請求項２に記載の水処理システム。
【請求項４】
前記酸化剤除去処理制御手段は、前記フラッシングの実施開始時から所定時間、原水への還元剤の添加を停止し、その後、前記フラッシングの実施終了まで原水へ還元剤を添加する請求項３に記載の水処理システム。
【請求項５】
前記酸化剤除去手段は、前記原水ラインに設けられ、原水に含まれる有機成分及び酸化剤を活性炭により吸着して除去する活性炭濾過処理装置であり、
前記酸化剤除去処理制御手段は、前記原水ラインにおける前記活性炭濾過処理装置の上流側と下流側とを接続するバイパスラインと、該バイパスラインを開閉するバイパス弁と、該バイパス弁の開閉を制御するバイパス弁制御装置と、を備える請求項１に記載の水処理システム。
【請求項６】
前記酸化剤除去処理制御手段は、前記濾過膜の一次側の表面に原水を流すことにより該濾過膜を洗浄するフラッシングの実施期間に、前記バイパス弁を開放する請求項５に記載の水処理システム。
【請求項７】
前記酸化剤除去処理制御手段は、前記フラッシングの実施開始時から所定時間、前記バイパス弁を開放し、その後、前記フラッシングの実施終了まで前記バイパス弁を閉鎖する請求項６に記載の水処理システム。
【請求項８】
前記原水ラインにおける前記酸化剤除去手段の下流側又は前記膜分離手段に、酸化剤を添加する酸化剤添加手段を更に備える請求項１から７のいずれか一つに記載の水処理システム。
【請求項９】
前記濾過膜は、逆浸透膜、限外濾過膜及び精密濾過膜のいずれか一つである請求項１から８のいずれか一つに記載の水処理システム。
【請求項１】
酸化剤を含む原水が流通する原水ラインと、
前記原水ラインに接続され、原水から酸化剤を除去する酸化剤除去手段と、
前記原水ラインの下流側の端部に設けられ、原水を濾過膜により透過水と濃縮水とに分離する膜分離手段と、
前記濾過膜を殺菌する場合に、原水から酸化剤を除去する処理を一時的に制限するように前記酸化剤除去手段を制御する酸化剤除去処理制御手段と、
を備える水処理システム。
【請求項２】
前記酸化剤除去手段は、酸化剤を含む原水に還元剤を添加する還元剤添加装置であり、
前記酸化剤除去処理制御手段は、前記還元剤添加装置による原水への還元剤の添加を一時的に停止する還元剤添加制御装置である請求項１に記載の水処理システム。
【請求項３】
前記酸化剤除去処理制御手段は、前記濾過膜の一次側の表面に原水を流すことにより該濾過膜を洗浄するフラッシングの実施期間に、原水への還元剤の添加を停止する請求項２に記載の水処理システム。
【請求項４】
前記酸化剤除去処理制御手段は、前記フラッシングの実施開始時から所定時間、原水への還元剤の添加を停止し、その後、前記フラッシングの実施終了まで原水へ還元剤を添加する請求項３に記載の水処理システム。
【請求項５】
前記酸化剤除去手段は、前記原水ラインに設けられ、原水に含まれる有機成分及び酸化剤を活性炭により吸着して除去する活性炭濾過処理装置であり、
前記酸化剤除去処理制御手段は、前記原水ラインにおける前記活性炭濾過処理装置の上流側と下流側とを接続するバイパスラインと、該バイパスラインを開閉するバイパス弁と、該バイパス弁の開閉を制御するバイパス弁制御装置と、を備える請求項１に記載の水処理システム。
【請求項６】
前記酸化剤除去処理制御手段は、前記濾過膜の一次側の表面に原水を流すことにより該濾過膜を洗浄するフラッシングの実施期間に、前記バイパス弁を開放する請求項５に記載の水処理システム。
【請求項７】
前記酸化剤除去処理制御手段は、前記フラッシングの実施開始時から所定時間、前記バイパス弁を開放し、その後、前記フラッシングの実施終了まで前記バイパス弁を閉鎖する請求項６に記載の水処理システム。
【請求項８】
前記原水ラインにおける前記酸化剤除去手段の下流側又は前記膜分離手段に、酸化剤を添加する酸化剤添加手段を更に備える請求項１から７のいずれか一つに記載の水処理システム。
【請求項９】
前記濾過膜は、逆浸透膜、限外濾過膜及び精密濾過膜のいずれか一つである請求項１から８のいずれか一つに記載の水処理システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２３５２３５（Ｐ２０１１−２３５２３５Ａ）
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０８９１６（Ｐ２０１０−１０８９１６）
【出願日】平成２２年５月１１日（２０１０．５．１１）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１１日（２０１０．５．１１）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【Ｆターム（参考）】
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