水処理装置及び水処理方法
【課題】 スパイラル型の膜ユニットを用いて懸濁物質をある程度以上含む被処理水を処理しても、膜や被処理水の流路の目詰まり及び塩素含有成分の使用量の増大を抑制し得る水処理装置を提供することにある。
【解決手段】 膜を有する膜ユニットを備え、被処理水が該膜ユニットにより膜分離されるように構成されてなる水処理装置であって、
限外ろ過膜及び／又は精密ろ過膜を有するスパイラル型の除濁膜ユニットを備え、
ろ過時は、被処理水と塩素含有成分とが混合されることにより得られ且つ遊離残留塩素濃度が０．０５〜２．５ｍｇ／Ｌの範囲内である遊離残留塩素含有被処理水が被処理水として前記除濁膜ユニットにより膜分離され、洗浄時は、遊離残留塩素濃度が２０ｍｇ／Ｌ以上の洗浄水が前記除濁膜ユニットに供給されて該除濁膜ユニット内の膜が該洗浄水に浸漬されるように構成されてなる水処理装置を提供する。
【解決手段】 膜を有する膜ユニットを備え、被処理水が該膜ユニットにより膜分離されるように構成されてなる水処理装置であって、
限外ろ過膜及び／又は精密ろ過膜を有するスパイラル型の除濁膜ユニットを備え、
ろ過時は、被処理水と塩素含有成分とが混合されることにより得られ且つ遊離残留塩素濃度が０．０５〜２．５ｍｇ／Ｌの範囲内である遊離残留塩素含有被処理水が被処理水として前記除濁膜ユニットにより膜分離され、洗浄時は、遊離残留塩素濃度が２０ｍｇ／Ｌ以上の洗浄水が前記除濁膜ユニットに供給されて該除濁膜ユニット内の膜が該洗浄水に浸漬されるように構成されてなる水処理装置を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理装置及び水処理方法に関し、詳しくは、膜を有する膜ユニットにより被処理水を膜分離する水処理装置及び水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の水処理方法としては、例えば、河川水などの懸濁物質を含む水を、精密ろ過膜（ＭＦ膜）を有する中空糸型の膜ユニットで膜分離することにより除濁して透過水を得、この透過水を逆浸透膜（ＲＯ膜）で膜分離することにより浄化水たる透過水を得る方法が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−６０２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記中空糸型の膜ユニットは、比較的高価であり、より安価な膜を用いる方法が望まれている。
斯かる観点から、比較的安価である、限外ろ過膜（ＵＦ膜）又は精密ろ過膜（ＭＦ膜）を有するスパイラル型の膜ユニットを用いることが考えられる。
ところで、スパイラル型の膜ユニットは、平膜状のろ過膜と網状のスペーサーとが重ね合わされて巻かれ、スペーサー部分が流路となるように構成されたものである。
【０００５】
しかるに、斯かるスパイラル型の膜ユニットは、懸濁物質をある程度以上含む水（被処理水）を処理するのに用いられた場合、前記網状のスペーサーが濁質により目詰まりしてしまう虞がある。
斯かる観点から、被処理水と塩素含有成分とを混合して得られる残留塩素含有被処理水を膜分離することで、残留塩素により膜や被処理水の流路の目詰まりを抑制しつつ被処理水を膜処理することが考えられるが、単に残留塩素含有被処理水における残留塩素濃度を高濃度にしたのではコストがかかったり、膜が劣化したり、環境への負荷が高まる等の問題がある。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑み、スパイラル型の膜ユニットを用いて懸濁物質をある程度以上含む被処理水を処理しても、膜や被処理水の流路の目詰まり及び塩素含有成分の使用量の増大を抑制し得る水処理装置及び水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】
【０００７】
本発明は、膜を有する膜ユニットを備え、被処理水が該膜ユニットにより膜分離されるように構成されてなる水処理装置であって、
限外ろ過膜及び／又は精密ろ過膜を有するスパイラル型の除濁膜ユニットを備え、
ろ過時は、被処理水と塩素含有成分とが混合されることにより得られ且つ遊離残留塩素濃度が０．０５〜２．５ｍｇ／Ｌの範囲内である遊離残留塩素含有被処理水が被処理水として前記除濁膜ユニットにより膜分離され、洗浄時は、遊離残留塩素濃度が２０ｍｇ／Ｌ以上の洗浄水が前記除濁膜ユニットに供給されて該除濁膜ユニット内の膜が該洗浄水に浸漬されるように構成されてなる水処理装置にある。
【０００８】
また、本発明は、膜を有する膜ユニットにより、被処理水を膜分離する水処理方法であって、
ろ過時は、限外ろ過膜及び／又は精密ろ過膜を有するスパイラル型の除濁膜ユニットにより、被処理水と塩素含有成分とが混合されることにより得られ且つ遊離残留塩素濃度が０．０５〜２．５ｍｇ／Ｌの範囲内である遊離残留塩素含有被処理水を被処理水として膜分離し、洗浄時は、遊離残留塩素濃度が２０ｍｇ／Ｌ以上の洗浄水を前記除濁膜ユニットに供給して該除濁膜ユニット内の膜を該洗浄水に浸漬することを特徴とする水処理方法にある。
【０００９】
斯かる水処理装置及び水処理方法によれば、ろ過時は遊離残留塩素濃度が０．０５〜２．５ｍｇ／Ｌの範囲内である遊離残留塩素含有被処理水を膜処理することで前記除濁膜ユニットの膜や被処理水の流路の目詰まりを抑制しつつ、洗浄時にはろ過時よりも遊離残留塩素濃度が高い洗浄水で前記除濁膜ユニット内の膜を浸漬により洗浄することで膜や被処理水の流路の目詰まりをより一層抑制することができる。また、洗浄時よりもろ過時における遊離残留塩素含有被処理水の遊離残留塩素濃度を低くすることにより、膜や被処理水の流路の目詰まりを抑制しつつ塩素含有成分の使用量を抑制することができる。従って、斯かる水処理装置及び水処理方法によれば、スパイラル型の膜ユニットを用いて懸濁物質をある程度以上含む被処理水を処理しても、膜や被処理水の流路の目詰まりが生じ難く、且つ塩素含有成分の使用量を抑制し得る。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明によれば、スパイラル型の膜ユニットを用いて懸濁物質をある程度以上含む被処理水を処理しても、膜や被処理水の流路の目詰まり及び塩素含有成分の使用量の増大を抑制し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態に係る水処理装置の概略図。
【図２】試験例１における遊離残留塩素濃度と、微生物呼吸活性低下率との関係を示す図。
【図３】試験例２における除濁膜ユニットの膜間差圧と、第１遊離残留塩素含有被処理水の遊離残留塩素濃度との経時変化を示す図。
【図４】試験例３における第２遊離残留塩素含有被処理水の遊離残留塩素濃度と、逆浸透膜ユニットの非透過側の差圧との経時変化を示す図。
【図５】試験例３における逆浸透膜ユニットの逆浸透膜の塩阻止率の経時変化を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。
【００１３】
まず、本実施形態の水処理装置について説明する。
図１に示すように、本実施形態の水処理装置１は、懸濁物質を含む被処理水Ａが膜分離されて第１透過水及び第１濃縮水Ｃを得る除濁膜ユニット２１を有し、該除濁膜ユニット２１により被処理水Ａを膜分離する除濁処理部２と、該第１透過水が膜分離されて第２透過水及び第２濃縮水Ｄを得る逆浸透膜ユニット３１を有し、該逆浸透膜ユニット３１により被処理水Ａを膜分離する逆浸透膜処理部３とを備えてなる。また、本実施形態の水処理装置１は、被処理水Ａが除濁処理部２に移送され、第１透過水が逆浸透膜処理部３に移送され、第１濃縮水Ｃが第１濃縮水貯留槽（図示せず）に移送され、第２透過水が浄化水Ｂとして浄化水貯留槽（図示せず）に移送され、第２濃縮水Ｄが第２濃縮水貯留槽（図示せず）に移送されるように構成されてなる。
【００１４】
また、本実施形態の水処理装置１は、塩素含有成分の水溶液（以下、塩素系水溶液ともいう）を貯留する塩素系水溶液貯留部４を備えてなる。また、本実施形態の水処理装置１は、該塩素系水溶液貯留部４の塩素系水溶液が除濁処理部２に移送され、該塩素系水溶液貯留部４の塩素系水溶液が逆浸透膜処理部３に移送されるように構成されてなる。
【００１５】
前記塩素含有成分は、塩素原子を含む無機成分である。前記塩素含有成分としては、次亜塩素酸塩、亜塩素酸塩、塩素酸塩、過塩素酸塩などの塩素のオキソ酸塩が挙げられる。
具体的には、前記次亜塩素酸塩としては、次亜塩素酸カルシウム（さらし粉）、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウムなどが挙げられる。前記亜塩素酸塩としては、亜塩素酸ナトリウム、亜塩素酸カリウムなどが挙げられる。前記塩素酸塩としては、塩素酸ナトリウム、塩素酸カリウム、塩素酸アンモニウム、塩素酸カルシウムなどが挙げられる。前記過塩素酸塩としては、過塩素酸アンモニウム、過塩素酸カリウム、過塩素酸カルシウム、過塩素酸ナトリウムなどが挙げられる。
前記塩素含有成分としては、適度な酸化性を有し取り扱いやすいという点で、前記次亜塩素酸塩が好ましく、次亜塩素酸ナトリウムがより好ましい。
【００１６】
前記除濁処理部２は、被処理水Ａと塩素系水溶液とを混合して第１遊離残留塩素含有被処理水を得る第１混合部２２を備え、該第１遊離残留塩素含有被処理水が被処理水Ａとして除濁膜ユニット２１に移送され膜分離されるように構成されてなる。
【００１７】
また、前記除濁処理部２は、被処理水Ａと塩素系水溶液との混合割合を調節して、得られる第１遊離残留塩素含有被処理水の遊離残留塩素濃度を調節する第１混合割合調節機構（図示せず）を備えてなる。
【００１８】
前記第１混合部２２で塩素系水溶液と混合される被処理水Ａは、特に限定されるものではないが、該被処理Ａとしては、例えば、し尿廃水、下水、工場廃水（食品工場、化学工場、電子産業工場、パルプ工場等の工場からの廃水）等の有機性廃水を生物処理及び沈殿分離して得られた上澄水や、河川水、湖沼水等が挙げられる。
該被処理水Ａは、濁質を有するものであり、該被処理水Ａにおける濁度は、例えば、０．１度以上、より具体的には０．１〜５０度である。尚、本明細書では、濁度は、レーザー散乱方式で測定した値を意味する。
【００１９】
また、前記除濁処理部２は、ろ過時は、被処理水Ａと塩素系水溶液とが混合されることにより得られ且つ遊離残留塩素濃度が０．０５〜２．５ｍｇ／Ｌの範囲内である第１遊離残留塩素含有被処理水が継続的に被処理水Ａとして前記除濁膜ユニット２１により膜分離され、洗浄時は、遊離残留塩素濃度が２０ｍｇ／Ｌ以上の洗浄水が前記除濁膜ユニット２１に供給されて該除濁膜ユニット２１内の膜が該洗浄水に浸漬されるように構成されてなる。
なお、遊離残留塩素濃度は、市販されている残留塩素計によって測定できる。
【００２０】
また、本実施形態の水処理装置１は、洗浄時は、前記塩素系水溶液貯留部４から塩素系水溶液が洗浄水として前記除濁処理部２に移送されるように構成されてなる。また、本実施形態の水処理装置１は、必要に応じて、前記塩素系水溶液貯留部４から前記除濁処理部２に移送される塩素系水溶液が必要な濃度に水で希釈され、該希釈された塩素系水溶液が洗浄水として前記除濁処理部２で用いられるように構成されてなる。
【００２１】
また、前記除濁処理部２は、洗浄の頻度が、好ましくは１０〜８０時間に１回、より好ましくは２４〜７２時間に１回、さらに好ましくは２４〜６０時間に１回、さらに好ましくは２４〜４８時間に１回となるように構成されてなる。
【００２２】
さらに、前記除濁処理部２は、洗浄時での洗浄水による膜浸漬時間が、好ましくは０．２〜５時間、より好ましくは０．５〜３時間、さらに好ましくは０．５〜１．５時間となるように構成されてなる。
【００２３】
また、前記除濁処理部２は、前記除濁膜ユニット２１から得られる第１透過水の透過流束が、好ましくは０．６ｍ／ｄ以下、より好ましくは０．１〜０．５ｍ／ｄとなるように構成されてなる。前記除濁処理部２は、前記除濁膜ユニット２１から得られる第１透過水の透過流束が、０．６ｍ／ｄ以下となるように構成されてなることにより、膜や被処理水の流路の目詰まりをより一層抑制し得るという利点がある。
【００２４】
前記除濁ユニット２１は、限外ろ過膜及び／又は精密ろ過膜を有し、スパイラル型のものである。スパイラル型の膜ユニットは、平膜状のろ過膜と網状のスペーサーとが重ね合わされて巻かれた構造をしたものである。
【００２５】
前記逆浸透膜処理部３は、遊離残留塩素を含む第１透過水を貯留する第１透過水貯留部３２を備え、第２遊離残留塩素含有被処理水たる該第１透過水が被処理水として逆浸透膜ユニット３１に移送され膜分離されるように構成されてなる。なお、前記水処理装置は、第１透過水の遊離残留塩素濃度を調整するために、塩素系水溶液を第１透過水貯留部３２に添加できるように構成されてなる。
【００２６】
さらに、前記逆浸透膜処理部３は、第１透過水と塩素系水溶液との混合割合を調節して、第２遊離残留塩素含有被処理水たる第１透過水の遊離残留塩素濃度を調節する第２混合割合調節機構（図示せず）を備えてなる。
【００２７】
また、前記逆浸透膜処理部３は、前記逆浸透膜ユニット３１の非透過側の差圧（流路圧力損失）を測定する差圧測定装置（図示せず）を備えてなる。
なお、前記非透過側の差圧（流路圧力損失）は、前記逆浸透膜ユニット３１の逆浸透膜に供給される供給水の圧力の値から、該逆浸透膜を透過せずに得られる濃縮水の圧力の値を引いた値を意味し、より具体的には、前記逆浸透膜ユニット３１の膜モジュールの供給水の入口における供給水の圧力の値から、該膜モジュールの濃縮水の出口における濃縮水の圧力の値を引いた値を意味する。
【００２８】
さらに、前記逆浸透膜処理部３は、該差圧測定装置（図示せず）によって測定された測定値が基準値未満である場合には、遊離残留塩素濃度が０．２０ｍｇ／Ｌ以上１．２ｍｇ／Ｌ未満、好ましくは０．２５ｍｇ／Ｌより大きく１．２ｍｇ／Ｌ未満、より好ましくは０．３〜１．０ｍｇ／Ｌの範囲内である第２遊離残留塩素含有被処理水が被処理水Ａとして継続的に前記逆浸透膜ユニット３１により膜分離されるように構成されてなり、該差圧測定装置（図示せず）によって測定された測定値が基準値以上である場合には、遊離残留塩素濃度が１．２〜２ｍｇ／Ｌ、好ましくは１．４〜１．８ｍｇ／Ｌの範囲内である第２遊離残留塩素含有被処理水が継続的に被処理水Ａとして前記逆浸透膜ユニット３１により膜分離されるように構成されてなる。
【００２９】
また、前記逆浸透膜装置３は、該差圧測定装置（図示せず）によって得られた測定値に基づいて、前記第２混合割合調節機構（図示せず）により、第２遊離残留塩素含有被処理水たる第１透過水の遊離残留塩素濃度を調節するように構成されてなる。
【００３０】
逆浸透膜ユニット１本当たりの前記基準値は、好ましくは０．０１〜０．１ＭＰａ、より好ましくは０．０２〜０．０９ＭＰａである。
【００３１】
前記逆浸透膜ユニット３１は、逆浸透膜（ＲＯ膜）を有し、該逆浸透膜（ＲＯ膜）は、好ましくは中空糸型のものである。
前記逆浸透膜（ＲＯ膜）は、好ましくは酢酸セルロースで構成されている。
【００３２】
本実施形態の水処理装置は、上記の如く構成されてなるが、次に、本実施形態の水処理方法について説明する。
【００３３】
本実施形態の水処理方法は、前記除濁膜ユニット２１により、ろ過時には、被処理水Ａと塩素系水溶液とが混合されることにより得られ且つ遊離残留塩素濃度が０．０５〜２．５ｍｇ／Ｌの範囲内である第１遊離残留塩素含有被処理水を被処理水Ａとして膜分離し、洗浄時には、遊離残留塩素濃度が２０ｍｇ／Ｌ以上の洗浄水を除濁膜ユニット２１に供給して該除濁膜ユニット内の膜を該洗浄水に浸漬する方法である。
【００３４】
前記水処理方法においては、除濁膜ユニット２１の膜の目詰まりを抑制しつつろ過時の塩素含有成分の使用量をより抑制できるという点で、ろ過時の被処理水Ａの遊離残留塩素濃度が１．２ｍｇ／Ｌ以下であることが好ましい。
【００３５】
また、前記水処理方法においては、除濁膜ユニット２１の膜の目詰まりがより確実に抑制されるという点で、洗浄時の洗浄水の遊離残留塩素濃度が５０ｍｇ／Ｌ以上であることが好ましく、１００ｍｇ／Ｌ以上であることがより好ましく、１２５ｍｇ／Ｌ以上であることがさらに好ましい。また、洗浄時の塩素含有成分の使用量をより抑制できるという点で、洗浄時の洗浄水の遊離残留塩素濃度が２５０ｍｇ／Ｌ以下であることが好ましく、１４０ｍｇ／Ｌ以下であることがより好ましい。より具体的には、除濁膜ユニット２１の膜の目詰まりがより確実に抑制され且つ洗浄時の塩素含有成分の使用量をより抑制できるという点で、洗浄時の洗浄水の遊離残留塩素濃度が１００〜１４０ｍｇ／Ｌであることが最も好ましい。
【００３６】
本実施形態の水処理装置及び水処理方法は、以下の利点を有するものである。
【００３７】
例えば、本実施形態の水処理装置１は、該差圧測定装置（図示せず）によって測定された測定値が基準値未満である場合には、遊離残留塩素濃度が０．２０ｍｇ／Ｌ以上１．２ｍｇ／Ｌ未満、好ましくは０．２５ｍｇ／Ｌより大きく１．２ｍｇ／Ｌ未満、より好ましくは０．３〜１．０ｍｇ／Ｌの範囲内である第２遊離残留塩素含有被処理水が被処理水Ａとして継続的に前記逆浸透膜ユニット３１により膜分離されるように構成されてなり、該差圧測定装置（図示せず）によって測定された測定値が基準値以上である場合には、遊離残留塩素濃度が１．２〜２ｍｇ／Ｌ、好ましくは１．４〜１．８ｍｇ／Ｌの範囲内である第２遊離残留塩素含有被処理水が継続的に被処理水Ａとして前記逆浸透膜ユニット３１により膜分離されるように構成されてなることにより以下のような利点を有する。
即ち、斯かる水処理装置１によれば、前記測定値が基準値未満である場合に、遊離残留塩素濃度が低濃度である第２遊離残留塩素含有被処理水（０．２０ｍｇ／Ｌ以上１．２ｍｇ／Ｌ未満）を膜分離することにより、膜の目詰まりを抑制しつつ逆浸透膜（ＲＯ膜）の劣化を抑制して第２透過水たる浄化水を得ることができる。また、前記測定値が基準値以上である場合に、遊離残留塩素濃度がより高濃度である第２遊離残留塩素含有被処理水（１．２〜２ｍｇ／Ｌ）を膜分離することにより、膜の目詰まりをより一層抑制することができる。また、一定の流束で被処理水Ａを膜分離した場合に、前記差圧が上昇し始めると、遊離残留塩素以外のアルカリ等の薬品で逆浸透膜（ＲＯ膜）を洗浄しても前記差圧が上昇しつづけてしまうが、斯かる水処理装置１によれば、前記差圧が多少上昇しても、前記差圧を下げることができる。
【００３８】
尚、本実施形態の水処理装置及び水処理方法は、上記構成により、上記利点を有するものである。また、本発明の水処理装置及び水処理方法は、上記構成に限定されず、適宜設計変更可能である。
例えば、本実施形態の水処理装置は、前記逆浸透膜処理部３が、該差圧測定装置（図示せず）によって測定された測定値が基準値未満である場合には、遊離残留塩素濃度が０．２０ｍｇ／Ｌ以上１．２ｍｇ／Ｌ未満の範囲内である第２遊離残留塩素含有被処理水が被処理水Ａとして継続的に前記逆浸透膜ユニット３１により膜分離されるように構成されてなり、該差圧測定装置（図示せず）によって測定された測定値が基準値以上である場合には、遊離残留塩素濃度が１．２〜２ｍｇ／Ｌの範囲内である第２遊離残留塩素含有被処理水が継続的に被処理水Ａとして前記逆浸透膜ユニット３１により膜分離されるように構成されてなるが、本発明の水処理装置は、前記逆浸透膜処理部３が、該差圧測定装置（図示せず）によって測定された測定値が基準値以下である場合には、遊離残留塩素濃度が０．２０ｍｇ／Ｌ以上１．２ｍｇ／Ｌ未満の範囲内である第２遊離残留塩素含有被処理水が被処理水Ａとして継続的に前記逆浸透膜ユニット３１により膜分離されるように構成されてなり、該差圧測定装置（図示せず）によって測定された測定値が基準値を越える場合には、遊離残留塩素濃度が１．２〜２ｍｇ／Ｌの範囲内である第２遊離残留塩素含有被処理水が継続的に被処理水Ａとして前記逆浸透膜ユニット３１により膜分離されるように構成されてもよい。
【実施例】
【００３９】
次に、試験例を挙げて本発明についてさらに具体的に説明する。
【００４０】
（試験例１）
遊離残留塩素濃度を各所定値に設定した活性汚泥において、溶存酸素濃度を測定することにより、微生物の呼吸活性低下率を調べた。
詳しくは、下水処理施設から採取した活性汚泥に対して遊離残留塩素濃度がそれぞれ０，５，１０，１５，２０，３０ｍｇ／Ｌとなるように次亜塩素酸ナトリウムを添加し、
（Ａ）添加前５分間における活性汚泥中の溶存酸素濃度の低下の傾き、及び、
（Ｂ）添加直後１分間における活性汚泥中の溶存酸素濃度の低下の傾き
を測定し、下記の式により呼吸活性低下率を算出した。
遊離残留塩素濃度が各所定値のときの呼吸活性低下率＝［Ｂ／Ａ］
その結果を図２に示す。図２に示すように、遊離残留塩素濃度が２０ｍｇ／Ｌ濃度以上であれば、微生物の生育を阻害することができる。従って、上述した水処理装置及び水処理方法において、微生物の繁殖による除濁膜ユニットの膜の目詰まりを抑制することができる。
【００４１】
（試験例２）
下水を生物処理しその後沈殿分離処理して得られた上澄水（濁度：０．１〜５０度の間を変動）と塩素系水溶液（次亜塩素酸ナトリウム水溶液）とを混合して第１遊離残留塩素含有被処理水を得た。そして、該第１遊離残留塩素含有被処理水を、限外ろ過膜（ＵＦ膜）を有するスパイラル型の除濁膜ユニット（商品名：ＲＳ５０−Ｓ８、日東電工社製）で膜分離した。膜分離中での除濁膜ユニットの膜間差圧を圧力データロガー（商品名：ＤＡＱＳＴＡＴＩＯＮ ＤＸ１２０、横河電機社製）で測定した。
また、ろ過時での第１遊離残留塩素含有被処理水の遊離残留塩素濃度は、図３に示すように０．０５〜１．２ｍｇ／Ｌとし、洗浄時での洗浄水の遊離残留塩素濃度は、１２５ｍｇ／Ｌとした。
さらに、洗浄時での洗浄水による膜浸漬時間を１時間とし、図３中の各区間（期間）において、表１に示す洗浄の頻度で試験を実施した。
また、図３中の各区間（期間）において、除濁膜ユニットから得られる第１透過水の透過流束が、表１に示す値となるように試験を実施した。
【００４２】
【表１】
【００４３】
図３に示すように、本発明の範囲内の水処理装置及び水処理方法で被処理水を膜分離することにより、スパイラル型の除濁膜ユニットを用いて懸濁物質を含む被処理水を処理しても、膜や被処理水の流路の目詰まり及び塩素含有成分の使用量の増大を抑制し得ることが明らかとなった。
【００４４】
（試験例３）
試験例２の第１遊離残留塩素含有被処理水を、試験例２の限外ろ過膜（ＵＦ膜）を有するスパイラル型の除濁膜ユニット（商品名：ＲＳ５０−Ｓ８、日東電工社製）で膜分離して、第１透過水を第２遊離残留塩素含有被処理水として得た。そして、該第２遊離残留塩素含有被処理水を、三酢酸セルロース製逆浸透膜（ＲＯ膜）を有する中空糸型の逆浸透膜ユニット（商品名：HB10255FI、東洋紡績社製）で膜分離して第２透過水を得た。膜分離中での逆浸透膜ユニットの非透過側の差圧を差圧測定装置としての圧力データロガー（商品名：ＤＡＱＳＴＡＴＩＯＮ ＤＸ１２０、横河電機社製）で測定した。結果を図４に示す。
尚、図４に示すように、該差圧測定装置によって測定された測定値が基準値（０．０６ＭＰａ）未満である場合には、第２遊離残留塩素含有被処理水を、遊離残留塩素濃度が０．２０ｍｇ／Ｌ以上１．２ｍｇ／Ｌ未満の範囲内となるようにし、被処理水として前記逆浸透膜ユニットにより膜分離した。また、該差圧測定装置によって測定された測定値が基準値以上である場合には、第２遊離残留塩素含有被処理水を、遊離残留塩素濃度が１．２〜２ｍｇ／Ｌの範囲内となるようにし、被処理水として前記逆浸透膜ユニットにより膜分離した。
また、前記逆浸透膜ユニットの逆浸透膜（ＲＯ膜）の塩阻止率を算出すべく、第２遊離残留塩素含有被処理水及び第２透過水の電気伝導度を測定した。尚、電気伝導度は、電極法に従って測定した。結果を図４に示す。
尚、前記逆浸透膜ユニットの逆浸透膜（ＲＯ膜）の塩阻止率は、次式で算出した値である。
塩阻止率（％）＝（１−Ｃｐ／Ｃｆ）×１００
Ｃｆ；第２遊離残留塩素含有被処理水の電気伝導度、Ｃｐ；第２透過水の電気伝導度
【００４５】
図４に示すように、前記差圧が０．１ＭＰａ以下であり、逆浸透膜（ＲＯ膜）の流路閉塞がほとんど生じていないことが示された。また、前記差圧が０．０６ＭＰａ以上となった場合に遊離残留塩素濃度が０．２５ｍｇ／Ｌより大きく１．２ｍｇ／Ｌ未満の範囲内となるようにすることで、前記差圧が上昇し始めても低下させることができることが示唆された。
また、図５に示すように、前記塩阻止率は、９７％以上であり、逆浸透膜（ＲＯ膜）が遊離残留塩素によって劣化されていないことが示唆された。
【符号の説明】
【００４６】
１：水処理装置、２：除濁処理部、３：逆浸透膜処理部、４：塩素系水溶液貯留部、２１：除濁膜ユニット、２２：第１混合部、３１：逆浸透膜ユニット、３２：第１透過水貯留部、Ａ：被処理水、Ｂ：浄化水、Ｃ：第１濃縮水、Ｄ：第２濃縮水
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理装置及び水処理方法に関し、詳しくは、膜を有する膜ユニットにより被処理水を膜分離する水処理装置及び水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の水処理方法としては、例えば、河川水などの懸濁物質を含む水を、精密ろ過膜（ＭＦ膜）を有する中空糸型の膜ユニットで膜分離することにより除濁して透過水を得、この透過水を逆浸透膜（ＲＯ膜）で膜分離することにより浄化水たる透過水を得る方法が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−６０２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記中空糸型の膜ユニットは、比較的高価であり、より安価な膜を用いる方法が望まれている。
斯かる観点から、比較的安価である、限外ろ過膜（ＵＦ膜）又は精密ろ過膜（ＭＦ膜）を有するスパイラル型の膜ユニットを用いることが考えられる。
ところで、スパイラル型の膜ユニットは、平膜状のろ過膜と網状のスペーサーとが重ね合わされて巻かれ、スペーサー部分が流路となるように構成されたものである。
【０００５】
しかるに、斯かるスパイラル型の膜ユニットは、懸濁物質をある程度以上含む水（被処理水）を処理するのに用いられた場合、前記網状のスペーサーが濁質により目詰まりしてしまう虞がある。
斯かる観点から、被処理水と塩素含有成分とを混合して得られる残留塩素含有被処理水を膜分離することで、残留塩素により膜や被処理水の流路の目詰まりを抑制しつつ被処理水を膜処理することが考えられるが、単に残留塩素含有被処理水における残留塩素濃度を高濃度にしたのではコストがかかったり、膜が劣化したり、環境への負荷が高まる等の問題がある。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑み、スパイラル型の膜ユニットを用いて懸濁物質をある程度以上含む被処理水を処理しても、膜や被処理水の流路の目詰まり及び塩素含有成分の使用量の増大を抑制し得る水処理装置及び水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】
【０００７】
本発明は、膜を有する膜ユニットを備え、被処理水が該膜ユニットにより膜分離されるように構成されてなる水処理装置であって、
限外ろ過膜及び／又は精密ろ過膜を有するスパイラル型の除濁膜ユニットを備え、
ろ過時は、被処理水と塩素含有成分とが混合されることにより得られ且つ遊離残留塩素濃度が０．０５〜２．５ｍｇ／Ｌの範囲内である遊離残留塩素含有被処理水が被処理水として前記除濁膜ユニットにより膜分離され、洗浄時は、遊離残留塩素濃度が２０ｍｇ／Ｌ以上の洗浄水が前記除濁膜ユニットに供給されて該除濁膜ユニット内の膜が該洗浄水に浸漬されるように構成されてなる水処理装置にある。
【０００８】
また、本発明は、膜を有する膜ユニットにより、被処理水を膜分離する水処理方法であって、
ろ過時は、限外ろ過膜及び／又は精密ろ過膜を有するスパイラル型の除濁膜ユニットにより、被処理水と塩素含有成分とが混合されることにより得られ且つ遊離残留塩素濃度が０．０５〜２．５ｍｇ／Ｌの範囲内である遊離残留塩素含有被処理水を被処理水として膜分離し、洗浄時は、遊離残留塩素濃度が２０ｍｇ／Ｌ以上の洗浄水を前記除濁膜ユニットに供給して該除濁膜ユニット内の膜を該洗浄水に浸漬することを特徴とする水処理方法にある。
【０００９】
斯かる水処理装置及び水処理方法によれば、ろ過時は遊離残留塩素濃度が０．０５〜２．５ｍｇ／Ｌの範囲内である遊離残留塩素含有被処理水を膜処理することで前記除濁膜ユニットの膜や被処理水の流路の目詰まりを抑制しつつ、洗浄時にはろ過時よりも遊離残留塩素濃度が高い洗浄水で前記除濁膜ユニット内の膜を浸漬により洗浄することで膜や被処理水の流路の目詰まりをより一層抑制することができる。また、洗浄時よりもろ過時における遊離残留塩素含有被処理水の遊離残留塩素濃度を低くすることにより、膜や被処理水の流路の目詰まりを抑制しつつ塩素含有成分の使用量を抑制することができる。従って、斯かる水処理装置及び水処理方法によれば、スパイラル型の膜ユニットを用いて懸濁物質をある程度以上含む被処理水を処理しても、膜や被処理水の流路の目詰まりが生じ難く、且つ塩素含有成分の使用量を抑制し得る。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明によれば、スパイラル型の膜ユニットを用いて懸濁物質をある程度以上含む被処理水を処理しても、膜や被処理水の流路の目詰まり及び塩素含有成分の使用量の増大を抑制し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態に係る水処理装置の概略図。
【図２】試験例１における遊離残留塩素濃度と、微生物呼吸活性低下率との関係を示す図。
【図３】試験例２における除濁膜ユニットの膜間差圧と、第１遊離残留塩素含有被処理水の遊離残留塩素濃度との経時変化を示す図。
【図４】試験例３における第２遊離残留塩素含有被処理水の遊離残留塩素濃度と、逆浸透膜ユニットの非透過側の差圧との経時変化を示す図。
【図５】試験例３における逆浸透膜ユニットの逆浸透膜の塩阻止率の経時変化を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。
【００１３】
まず、本実施形態の水処理装置について説明する。
図１に示すように、本実施形態の水処理装置１は、懸濁物質を含む被処理水Ａが膜分離されて第１透過水及び第１濃縮水Ｃを得る除濁膜ユニット２１を有し、該除濁膜ユニット２１により被処理水Ａを膜分離する除濁処理部２と、該第１透過水が膜分離されて第２透過水及び第２濃縮水Ｄを得る逆浸透膜ユニット３１を有し、該逆浸透膜ユニット３１により被処理水Ａを膜分離する逆浸透膜処理部３とを備えてなる。また、本実施形態の水処理装置１は、被処理水Ａが除濁処理部２に移送され、第１透過水が逆浸透膜処理部３に移送され、第１濃縮水Ｃが第１濃縮水貯留槽（図示せず）に移送され、第２透過水が浄化水Ｂとして浄化水貯留槽（図示せず）に移送され、第２濃縮水Ｄが第２濃縮水貯留槽（図示せず）に移送されるように構成されてなる。
【００１４】
また、本実施形態の水処理装置１は、塩素含有成分の水溶液（以下、塩素系水溶液ともいう）を貯留する塩素系水溶液貯留部４を備えてなる。また、本実施形態の水処理装置１は、該塩素系水溶液貯留部４の塩素系水溶液が除濁処理部２に移送され、該塩素系水溶液貯留部４の塩素系水溶液が逆浸透膜処理部３に移送されるように構成されてなる。
【００１５】
前記塩素含有成分は、塩素原子を含む無機成分である。前記塩素含有成分としては、次亜塩素酸塩、亜塩素酸塩、塩素酸塩、過塩素酸塩などの塩素のオキソ酸塩が挙げられる。
具体的には、前記次亜塩素酸塩としては、次亜塩素酸カルシウム（さらし粉）、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウムなどが挙げられる。前記亜塩素酸塩としては、亜塩素酸ナトリウム、亜塩素酸カリウムなどが挙げられる。前記塩素酸塩としては、塩素酸ナトリウム、塩素酸カリウム、塩素酸アンモニウム、塩素酸カルシウムなどが挙げられる。前記過塩素酸塩としては、過塩素酸アンモニウム、過塩素酸カリウム、過塩素酸カルシウム、過塩素酸ナトリウムなどが挙げられる。
前記塩素含有成分としては、適度な酸化性を有し取り扱いやすいという点で、前記次亜塩素酸塩が好ましく、次亜塩素酸ナトリウムがより好ましい。
【００１６】
前記除濁処理部２は、被処理水Ａと塩素系水溶液とを混合して第１遊離残留塩素含有被処理水を得る第１混合部２２を備え、該第１遊離残留塩素含有被処理水が被処理水Ａとして除濁膜ユニット２１に移送され膜分離されるように構成されてなる。
【００１７】
また、前記除濁処理部２は、被処理水Ａと塩素系水溶液との混合割合を調節して、得られる第１遊離残留塩素含有被処理水の遊離残留塩素濃度を調節する第１混合割合調節機構（図示せず）を備えてなる。
【００１８】
前記第１混合部２２で塩素系水溶液と混合される被処理水Ａは、特に限定されるものではないが、該被処理Ａとしては、例えば、し尿廃水、下水、工場廃水（食品工場、化学工場、電子産業工場、パルプ工場等の工場からの廃水）等の有機性廃水を生物処理及び沈殿分離して得られた上澄水や、河川水、湖沼水等が挙げられる。
該被処理水Ａは、濁質を有するものであり、該被処理水Ａにおける濁度は、例えば、０．１度以上、より具体的には０．１〜５０度である。尚、本明細書では、濁度は、レーザー散乱方式で測定した値を意味する。
【００１９】
また、前記除濁処理部２は、ろ過時は、被処理水Ａと塩素系水溶液とが混合されることにより得られ且つ遊離残留塩素濃度が０．０５〜２．５ｍｇ／Ｌの範囲内である第１遊離残留塩素含有被処理水が継続的に被処理水Ａとして前記除濁膜ユニット２１により膜分離され、洗浄時は、遊離残留塩素濃度が２０ｍｇ／Ｌ以上の洗浄水が前記除濁膜ユニット２１に供給されて該除濁膜ユニット２１内の膜が該洗浄水に浸漬されるように構成されてなる。
なお、遊離残留塩素濃度は、市販されている残留塩素計によって測定できる。
【００２０】
また、本実施形態の水処理装置１は、洗浄時は、前記塩素系水溶液貯留部４から塩素系水溶液が洗浄水として前記除濁処理部２に移送されるように構成されてなる。また、本実施形態の水処理装置１は、必要に応じて、前記塩素系水溶液貯留部４から前記除濁処理部２に移送される塩素系水溶液が必要な濃度に水で希釈され、該希釈された塩素系水溶液が洗浄水として前記除濁処理部２で用いられるように構成されてなる。
【００２１】
また、前記除濁処理部２は、洗浄の頻度が、好ましくは１０〜８０時間に１回、より好ましくは２４〜７２時間に１回、さらに好ましくは２４〜６０時間に１回、さらに好ましくは２４〜４８時間に１回となるように構成されてなる。
【００２２】
さらに、前記除濁処理部２は、洗浄時での洗浄水による膜浸漬時間が、好ましくは０．２〜５時間、より好ましくは０．５〜３時間、さらに好ましくは０．５〜１．５時間となるように構成されてなる。
【００２３】
また、前記除濁処理部２は、前記除濁膜ユニット２１から得られる第１透過水の透過流束が、好ましくは０．６ｍ／ｄ以下、より好ましくは０．１〜０．５ｍ／ｄとなるように構成されてなる。前記除濁処理部２は、前記除濁膜ユニット２１から得られる第１透過水の透過流束が、０．６ｍ／ｄ以下となるように構成されてなることにより、膜や被処理水の流路の目詰まりをより一層抑制し得るという利点がある。
【００２４】
前記除濁ユニット２１は、限外ろ過膜及び／又は精密ろ過膜を有し、スパイラル型のものである。スパイラル型の膜ユニットは、平膜状のろ過膜と網状のスペーサーとが重ね合わされて巻かれた構造をしたものである。
【００２５】
前記逆浸透膜処理部３は、遊離残留塩素を含む第１透過水を貯留する第１透過水貯留部３２を備え、第２遊離残留塩素含有被処理水たる該第１透過水が被処理水として逆浸透膜ユニット３１に移送され膜分離されるように構成されてなる。なお、前記水処理装置は、第１透過水の遊離残留塩素濃度を調整するために、塩素系水溶液を第１透過水貯留部３２に添加できるように構成されてなる。
【００２６】
さらに、前記逆浸透膜処理部３は、第１透過水と塩素系水溶液との混合割合を調節して、第２遊離残留塩素含有被処理水たる第１透過水の遊離残留塩素濃度を調節する第２混合割合調節機構（図示せず）を備えてなる。
【００２７】
また、前記逆浸透膜処理部３は、前記逆浸透膜ユニット３１の非透過側の差圧（流路圧力損失）を測定する差圧測定装置（図示せず）を備えてなる。
なお、前記非透過側の差圧（流路圧力損失）は、前記逆浸透膜ユニット３１の逆浸透膜に供給される供給水の圧力の値から、該逆浸透膜を透過せずに得られる濃縮水の圧力の値を引いた値を意味し、より具体的には、前記逆浸透膜ユニット３１の膜モジュールの供給水の入口における供給水の圧力の値から、該膜モジュールの濃縮水の出口における濃縮水の圧力の値を引いた値を意味する。
【００２８】
さらに、前記逆浸透膜処理部３は、該差圧測定装置（図示せず）によって測定された測定値が基準値未満である場合には、遊離残留塩素濃度が０．２０ｍｇ／Ｌ以上１．２ｍｇ／Ｌ未満、好ましくは０．２５ｍｇ／Ｌより大きく１．２ｍｇ／Ｌ未満、より好ましくは０．３〜１．０ｍｇ／Ｌの範囲内である第２遊離残留塩素含有被処理水が被処理水Ａとして継続的に前記逆浸透膜ユニット３１により膜分離されるように構成されてなり、該差圧測定装置（図示せず）によって測定された測定値が基準値以上である場合には、遊離残留塩素濃度が１．２〜２ｍｇ／Ｌ、好ましくは１．４〜１．８ｍｇ／Ｌの範囲内である第２遊離残留塩素含有被処理水が継続的に被処理水Ａとして前記逆浸透膜ユニット３１により膜分離されるように構成されてなる。
【００２９】
また、前記逆浸透膜装置３は、該差圧測定装置（図示せず）によって得られた測定値に基づいて、前記第２混合割合調節機構（図示せず）により、第２遊離残留塩素含有被処理水たる第１透過水の遊離残留塩素濃度を調節するように構成されてなる。
【００３０】
逆浸透膜ユニット１本当たりの前記基準値は、好ましくは０．０１〜０．１ＭＰａ、より好ましくは０．０２〜０．０９ＭＰａである。
【００３１】
前記逆浸透膜ユニット３１は、逆浸透膜（ＲＯ膜）を有し、該逆浸透膜（ＲＯ膜）は、好ましくは中空糸型のものである。
前記逆浸透膜（ＲＯ膜）は、好ましくは酢酸セルロースで構成されている。
【００３２】
本実施形態の水処理装置は、上記の如く構成されてなるが、次に、本実施形態の水処理方法について説明する。
【００３３】
本実施形態の水処理方法は、前記除濁膜ユニット２１により、ろ過時には、被処理水Ａと塩素系水溶液とが混合されることにより得られ且つ遊離残留塩素濃度が０．０５〜２．５ｍｇ／Ｌの範囲内である第１遊離残留塩素含有被処理水を被処理水Ａとして膜分離し、洗浄時には、遊離残留塩素濃度が２０ｍｇ／Ｌ以上の洗浄水を除濁膜ユニット２１に供給して該除濁膜ユニット内の膜を該洗浄水に浸漬する方法である。
【００３４】
前記水処理方法においては、除濁膜ユニット２１の膜の目詰まりを抑制しつつろ過時の塩素含有成分の使用量をより抑制できるという点で、ろ過時の被処理水Ａの遊離残留塩素濃度が１．２ｍｇ／Ｌ以下であることが好ましい。
【００３５】
また、前記水処理方法においては、除濁膜ユニット２１の膜の目詰まりがより確実に抑制されるという点で、洗浄時の洗浄水の遊離残留塩素濃度が５０ｍｇ／Ｌ以上であることが好ましく、１００ｍｇ／Ｌ以上であることがより好ましく、１２５ｍｇ／Ｌ以上であることがさらに好ましい。また、洗浄時の塩素含有成分の使用量をより抑制できるという点で、洗浄時の洗浄水の遊離残留塩素濃度が２５０ｍｇ／Ｌ以下であることが好ましく、１４０ｍｇ／Ｌ以下であることがより好ましい。より具体的には、除濁膜ユニット２１の膜の目詰まりがより確実に抑制され且つ洗浄時の塩素含有成分の使用量をより抑制できるという点で、洗浄時の洗浄水の遊離残留塩素濃度が１００〜１４０ｍｇ／Ｌであることが最も好ましい。
【００３６】
本実施形態の水処理装置及び水処理方法は、以下の利点を有するものである。
【００３７】
例えば、本実施形態の水処理装置１は、該差圧測定装置（図示せず）によって測定された測定値が基準値未満である場合には、遊離残留塩素濃度が０．２０ｍｇ／Ｌ以上１．２ｍｇ／Ｌ未満、好ましくは０．２５ｍｇ／Ｌより大きく１．２ｍｇ／Ｌ未満、より好ましくは０．３〜１．０ｍｇ／Ｌの範囲内である第２遊離残留塩素含有被処理水が被処理水Ａとして継続的に前記逆浸透膜ユニット３１により膜分離されるように構成されてなり、該差圧測定装置（図示せず）によって測定された測定値が基準値以上である場合には、遊離残留塩素濃度が１．２〜２ｍｇ／Ｌ、好ましくは１．４〜１．８ｍｇ／Ｌの範囲内である第２遊離残留塩素含有被処理水が継続的に被処理水Ａとして前記逆浸透膜ユニット３１により膜分離されるように構成されてなることにより以下のような利点を有する。
即ち、斯かる水処理装置１によれば、前記測定値が基準値未満である場合に、遊離残留塩素濃度が低濃度である第２遊離残留塩素含有被処理水（０．２０ｍｇ／Ｌ以上１．２ｍｇ／Ｌ未満）を膜分離することにより、膜の目詰まりを抑制しつつ逆浸透膜（ＲＯ膜）の劣化を抑制して第２透過水たる浄化水を得ることができる。また、前記測定値が基準値以上である場合に、遊離残留塩素濃度がより高濃度である第２遊離残留塩素含有被処理水（１．２〜２ｍｇ／Ｌ）を膜分離することにより、膜の目詰まりをより一層抑制することができる。また、一定の流束で被処理水Ａを膜分離した場合に、前記差圧が上昇し始めると、遊離残留塩素以外のアルカリ等の薬品で逆浸透膜（ＲＯ膜）を洗浄しても前記差圧が上昇しつづけてしまうが、斯かる水処理装置１によれば、前記差圧が多少上昇しても、前記差圧を下げることができる。
【００３８】
尚、本実施形態の水処理装置及び水処理方法は、上記構成により、上記利点を有するものである。また、本発明の水処理装置及び水処理方法は、上記構成に限定されず、適宜設計変更可能である。
例えば、本実施形態の水処理装置は、前記逆浸透膜処理部３が、該差圧測定装置（図示せず）によって測定された測定値が基準値未満である場合には、遊離残留塩素濃度が０．２０ｍｇ／Ｌ以上１．２ｍｇ／Ｌ未満の範囲内である第２遊離残留塩素含有被処理水が被処理水Ａとして継続的に前記逆浸透膜ユニット３１により膜分離されるように構成されてなり、該差圧測定装置（図示せず）によって測定された測定値が基準値以上である場合には、遊離残留塩素濃度が１．２〜２ｍｇ／Ｌの範囲内である第２遊離残留塩素含有被処理水が継続的に被処理水Ａとして前記逆浸透膜ユニット３１により膜分離されるように構成されてなるが、本発明の水処理装置は、前記逆浸透膜処理部３が、該差圧測定装置（図示せず）によって測定された測定値が基準値以下である場合には、遊離残留塩素濃度が０．２０ｍｇ／Ｌ以上１．２ｍｇ／Ｌ未満の範囲内である第２遊離残留塩素含有被処理水が被処理水Ａとして継続的に前記逆浸透膜ユニット３１により膜分離されるように構成されてなり、該差圧測定装置（図示せず）によって測定された測定値が基準値を越える場合には、遊離残留塩素濃度が１．２〜２ｍｇ／Ｌの範囲内である第２遊離残留塩素含有被処理水が継続的に被処理水Ａとして前記逆浸透膜ユニット３１により膜分離されるように構成されてもよい。
【実施例】
【００３９】
次に、試験例を挙げて本発明についてさらに具体的に説明する。
【００４０】
（試験例１）
遊離残留塩素濃度を各所定値に設定した活性汚泥において、溶存酸素濃度を測定することにより、微生物の呼吸活性低下率を調べた。
詳しくは、下水処理施設から採取した活性汚泥に対して遊離残留塩素濃度がそれぞれ０，５，１０，１５，２０，３０ｍｇ／Ｌとなるように次亜塩素酸ナトリウムを添加し、
（Ａ）添加前５分間における活性汚泥中の溶存酸素濃度の低下の傾き、及び、
（Ｂ）添加直後１分間における活性汚泥中の溶存酸素濃度の低下の傾き
を測定し、下記の式により呼吸活性低下率を算出した。
遊離残留塩素濃度が各所定値のときの呼吸活性低下率＝［Ｂ／Ａ］
その結果を図２に示す。図２に示すように、遊離残留塩素濃度が２０ｍｇ／Ｌ濃度以上であれば、微生物の生育を阻害することができる。従って、上述した水処理装置及び水処理方法において、微生物の繁殖による除濁膜ユニットの膜の目詰まりを抑制することができる。
【００４１】
（試験例２）
下水を生物処理しその後沈殿分離処理して得られた上澄水（濁度：０．１〜５０度の間を変動）と塩素系水溶液（次亜塩素酸ナトリウム水溶液）とを混合して第１遊離残留塩素含有被処理水を得た。そして、該第１遊離残留塩素含有被処理水を、限外ろ過膜（ＵＦ膜）を有するスパイラル型の除濁膜ユニット（商品名：ＲＳ５０−Ｓ８、日東電工社製）で膜分離した。膜分離中での除濁膜ユニットの膜間差圧を圧力データロガー（商品名：ＤＡＱＳＴＡＴＩＯＮ ＤＸ１２０、横河電機社製）で測定した。
また、ろ過時での第１遊離残留塩素含有被処理水の遊離残留塩素濃度は、図３に示すように０．０５〜１．２ｍｇ／Ｌとし、洗浄時での洗浄水の遊離残留塩素濃度は、１２５ｍｇ／Ｌとした。
さらに、洗浄時での洗浄水による膜浸漬時間を１時間とし、図３中の各区間（期間）において、表１に示す洗浄の頻度で試験を実施した。
また、図３中の各区間（期間）において、除濁膜ユニットから得られる第１透過水の透過流束が、表１に示す値となるように試験を実施した。
【００４２】
【表１】
【００４３】
図３に示すように、本発明の範囲内の水処理装置及び水処理方法で被処理水を膜分離することにより、スパイラル型の除濁膜ユニットを用いて懸濁物質を含む被処理水を処理しても、膜や被処理水の流路の目詰まり及び塩素含有成分の使用量の増大を抑制し得ることが明らかとなった。
【００４４】
（試験例３）
試験例２の第１遊離残留塩素含有被処理水を、試験例２の限外ろ過膜（ＵＦ膜）を有するスパイラル型の除濁膜ユニット（商品名：ＲＳ５０−Ｓ８、日東電工社製）で膜分離して、第１透過水を第２遊離残留塩素含有被処理水として得た。そして、該第２遊離残留塩素含有被処理水を、三酢酸セルロース製逆浸透膜（ＲＯ膜）を有する中空糸型の逆浸透膜ユニット（商品名：HB10255FI、東洋紡績社製）で膜分離して第２透過水を得た。膜分離中での逆浸透膜ユニットの非透過側の差圧を差圧測定装置としての圧力データロガー（商品名：ＤＡＱＳＴＡＴＩＯＮ ＤＸ１２０、横河電機社製）で測定した。結果を図４に示す。
尚、図４に示すように、該差圧測定装置によって測定された測定値が基準値（０．０６ＭＰａ）未満である場合には、第２遊離残留塩素含有被処理水を、遊離残留塩素濃度が０．２０ｍｇ／Ｌ以上１．２ｍｇ／Ｌ未満の範囲内となるようにし、被処理水として前記逆浸透膜ユニットにより膜分離した。また、該差圧測定装置によって測定された測定値が基準値以上である場合には、第２遊離残留塩素含有被処理水を、遊離残留塩素濃度が１．２〜２ｍｇ／Ｌの範囲内となるようにし、被処理水として前記逆浸透膜ユニットにより膜分離した。
また、前記逆浸透膜ユニットの逆浸透膜（ＲＯ膜）の塩阻止率を算出すべく、第２遊離残留塩素含有被処理水及び第２透過水の電気伝導度を測定した。尚、電気伝導度は、電極法に従って測定した。結果を図４に示す。
尚、前記逆浸透膜ユニットの逆浸透膜（ＲＯ膜）の塩阻止率は、次式で算出した値である。
塩阻止率（％）＝（１−Ｃｐ／Ｃｆ）×１００
Ｃｆ；第２遊離残留塩素含有被処理水の電気伝導度、Ｃｐ；第２透過水の電気伝導度
【００４５】
図４に示すように、前記差圧が０．１ＭＰａ以下であり、逆浸透膜（ＲＯ膜）の流路閉塞がほとんど生じていないことが示された。また、前記差圧が０．０６ＭＰａ以上となった場合に遊離残留塩素濃度が０．２５ｍｇ／Ｌより大きく１．２ｍｇ／Ｌ未満の範囲内となるようにすることで、前記差圧が上昇し始めても低下させることができることが示唆された。
また、図５に示すように、前記塩阻止率は、９７％以上であり、逆浸透膜（ＲＯ膜）が遊離残留塩素によって劣化されていないことが示唆された。
【符号の説明】
【００４６】
１：水処理装置、２：除濁処理部、３：逆浸透膜処理部、４：塩素系水溶液貯留部、２１：除濁膜ユニット、２２：第１混合部、３１：逆浸透膜ユニット、３２：第１透過水貯留部、Ａ：被処理水、Ｂ：浄化水、Ｃ：第１濃縮水、Ｄ：第２濃縮水
【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜を有する膜ユニットを備え、被処理水が該膜ユニットにより膜分離されるように構成されてなる水処理装置であって、
限外ろ過膜及び／又は精密ろ過膜を有するスパイラル型の除濁膜ユニットを備え、
ろ過時は、被処理水と塩素含有成分とが混合されることにより得られ且つ遊離残留塩素濃度が０．０５〜２．５ｍｇ／Ｌの範囲内である遊離残留塩素含有被処理水が被処理水として前記除濁膜ユニットにより膜分離され、洗浄時は、遊離残留塩素濃度が２０ｍｇ／Ｌ以上の洗浄水が前記除濁膜ユニットに供給されて該除濁膜ユニット内の膜が該洗浄水に浸漬されるように構成されてなる水処理装置。
【請求項２】
酢酸セルロースで構成される逆浸透膜を有する逆浸透膜ユニットを備え、該逆浸透膜ユニットにより、前記除濁膜ユニットにより得られた遊離残留塩素を含む透過水が膜分離されるように構成されてなる請求項１記載の水処理装置。
【請求項３】
前記除濁膜ユニットから得られる透過水の透過流束が０．６ｍ／ｄ以下である請求項１又は２記載の水処理装置。
【請求項４】
洗浄の頻度が、１０〜８０時間に１回である請求項１〜３の何れかに記載の水処理装置。
【請求項５】
洗浄時での洗浄水による膜浸漬時間が、０．２〜５時間である請求項１〜４の何れかに記載の水処理装置。
【請求項６】
膜を有する膜ユニットにより、被処理水を膜分離する水処理方法であって、
ろ過時は、限外ろ過膜及び／又は精密ろ過膜を有するスパイラル型の除濁膜ユニットにより、被処理水と塩素含有成分とが混合されることにより得られ且つ遊離残留塩素濃度が０．０５〜２．５ｍｇ／Ｌの範囲内である遊離残留塩素含有被処理水を被処理水として膜分離し、洗浄時は、遊離残留塩素濃度が２０ｍｇ／Ｌ以上の洗浄水を前記除濁膜ユニットに供給して該除濁膜ユニット内の膜を該洗浄水に浸漬することを特徴とする水処理方法。
【請求項１】
膜を有する膜ユニットを備え、被処理水が該膜ユニットにより膜分離されるように構成されてなる水処理装置であって、
限外ろ過膜及び／又は精密ろ過膜を有するスパイラル型の除濁膜ユニットを備え、
ろ過時は、被処理水と塩素含有成分とが混合されることにより得られ且つ遊離残留塩素濃度が０．０５〜２．５ｍｇ／Ｌの範囲内である遊離残留塩素含有被処理水が被処理水として前記除濁膜ユニットにより膜分離され、洗浄時は、遊離残留塩素濃度が２０ｍｇ／Ｌ以上の洗浄水が前記除濁膜ユニットに供給されて該除濁膜ユニット内の膜が該洗浄水に浸漬されるように構成されてなる水処理装置。
【請求項２】
酢酸セルロースで構成される逆浸透膜を有する逆浸透膜ユニットを備え、該逆浸透膜ユニットにより、前記除濁膜ユニットにより得られた遊離残留塩素を含む透過水が膜分離されるように構成されてなる請求項１記載の水処理装置。
【請求項３】
前記除濁膜ユニットから得られる透過水の透過流束が０．６ｍ／ｄ以下である請求項１又は２記載の水処理装置。
【請求項４】
洗浄の頻度が、１０〜８０時間に１回である請求項１〜３の何れかに記載の水処理装置。
【請求項５】
洗浄時での洗浄水による膜浸漬時間が、０．２〜５時間である請求項１〜４の何れかに記載の水処理装置。
【請求項６】
膜を有する膜ユニットにより、被処理水を膜分離する水処理方法であって、
ろ過時は、限外ろ過膜及び／又は精密ろ過膜を有するスパイラル型の除濁膜ユニットにより、被処理水と塩素含有成分とが混合されることにより得られ且つ遊離残留塩素濃度が０．０５〜２．５ｍｇ／Ｌの範囲内である遊離残留塩素含有被処理水を被処理水として膜分離し、洗浄時は、遊離残留塩素濃度が２０ｍｇ／Ｌ以上の洗浄水を前記除濁膜ユニットに供給して該除濁膜ユニット内の膜を該洗浄水に浸漬することを特徴とする水処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−６６８５０（Ｐ２０１３−６６８５０Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０７６０３（Ｐ２０１１−２０７６０３）
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 〔刊行物名〕 神鋼環境ソリューション技報、２０１１年度第８巻 〔発行者名〕 株式会社神鋼環境ソリューション 商品市場・技術開発センター 〔発行年月日〕 平成２３年８月１日
【出願人】（０００１９２５９０）株式会社神鋼環境ソリューション (534)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 〔刊行物名〕 神鋼環境ソリューション技報、２０１１年度第８巻 〔発行者名〕 株式会社神鋼環境ソリューション 商品市場・技術開発センター 〔発行年月日〕 平成２３年８月１日
【出願人】（０００１９２５９０）株式会社神鋼環境ソリューション (534)
【Ｆターム（参考）】
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