水処理装置及び水処理方法
【課題】逆浸透膜ユニットと前濾過ユニットとを同一収容部内に収容した水処理装置において、逆浸透膜を損傷することなく前濾過ユニットの洗浄を行うことができメンテナンスが低コストで行え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。
【解決手段】本発明の水処理装置に関しては、被処理水を前濾過する前濾過ユニット１と、ユニット１の処理水を逆浸透膜で透過水と濃縮水に膜分離する逆浸透膜ユニット２と、前濾過ユニット１で得られた処理水を前記逆浸透膜ユニットへ移送する直結部３と、前濾過ユニット１と、直結部３と、逆浸透膜ユニット２とを同一収容部内に収容する外装体１と、前記逆浸透膜ユニットからの透過水を移送する透過水移送経路４と、逆浸透膜ユニットからの濃縮水を移送する濃縮水移送経路５と、移送経路４及び５を開閉する移送経路開閉手段と、が備えられ、前記直結部に洗浄水を導入する洗浄水導入口が備えられている。
【解決手段】本発明の水処理装置に関しては、被処理水を前濾過する前濾過ユニット１と、ユニット１の処理水を逆浸透膜で透過水と濃縮水に膜分離する逆浸透膜ユニット２と、前濾過ユニット１で得られた処理水を前記逆浸透膜ユニットへ移送する直結部３と、前濾過ユニット１と、直結部３と、逆浸透膜ユニット２とを同一収容部内に収容する外装体１と、前記逆浸透膜ユニットからの透過水を移送する透過水移送経路４と、逆浸透膜ユニットからの濃縮水を移送する濃縮水移送経路５と、移送経路４及び５を開閉する移送経路開閉手段と、が備えられ、前記直結部に洗浄水を導入する洗浄水導入口が備えられている。
【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する。
【背景技術】
【０００２】
逆浸透膜（ＲＯ膜）を利用した水処理装置は、水中の塩類、有機物質、微細粒子を除去できるため、各排水処理に広く利用されている。
かかる逆浸透膜は、非常に微細な細孔を有しており、性能を維持するためには原水（被処理水）を、まず、精密濾過膜（ＭＦ膜）や限外濾過膜（ＵＦ膜）等の各種濾過材を備えた濾過装置によって濾過処理（前濾過処理）してから、ＲＯ膜で処理することが行われている。
【０００３】
このような濾過装置と逆浸透膜装置とでの処理を連続的に行う場合には、濾過装置と逆浸透膜装置と両方の装置がそれぞれ必要となり、さらに、両装置の間には逆浸透膜装置で処理するための加圧ポンプが必要とされるため、中継タンクの設置も必須であった。よって、水処理装置全体が大掛かりになるという問題がある。
【０００４】
そこで、特許文献１には、濾過材を備えた前濾過ユニットと、ＲＯ膜を備えた逆浸透膜ユニットとを一の容器の同一収容部内に収容して、装置全体を小型化した水処理装置が記載されている。
かかる水処理装置は、前濾過ユニットで濾過された処理水を、逆浸透膜ユニット側へ移送して膜分離して透過水を得る一連の水処理を単一容器内で行うものである。
【０００５】
一方、濾過材としてＭＦ膜やＵＦ膜を用いた場合、かかる濾過材を一定期間使用した後には、濾過材表面に付着物が付着するため性能が低下する。そこで、一般的に、濾過材を洗浄するために、濾過された処理水排出側から、被処理水導入側へ向かって洗浄水を流すいわゆる逆洗浄が行われている。
さらに、このような逆洗浄をより効果的に行なうために、次亜塩素酸ナトリウムなどの酸化剤を含む洗浄液を用いた薬品洗浄を行う場合がある。
前記酸化剤を含む洗浄水を用いた場合には、濾過材に付着した有機物等を効果的に除去することが可能となる。
【０００６】
しかしながら、前記のように前濾過ユニットと逆浸透膜ユニットとを同一収容部内に収容した水処理装置の場合に、前濾過ユニットの濾過材の逆洗浄を行おうとすると前濾過ユニットと逆浸透膜ユニットとが同一の収容部内に収納されているために、逆浸透膜ユニット側から洗浄水を導入することが必要になる。この場合、ＲＯ膜に負荷がかかる可能性があり、前濾過ユニットの逆洗浄は困難である。
【０００７】
さらに、前記のような薬品洗浄を行う場合には、ＲＯ膜へ酸化剤等の薬品が接触することになり、ＲＯ膜を損傷するおそれがある。
そのため、逆浸透膜ユニットと前濾過ユニットとを同一容器内に収容した水処理装置においては前濾過ユニットの逆洗浄が難しく、前濾過ユニットは一定期間使用した後には、新しいものと交換しなければならず、その結果、装置のメンテナンスのコストが高くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−３４２３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、逆浸透膜ユニットと前濾過ユニットとを同一収容部内に収容した水処理装置において、逆浸透膜を損傷することなく前濾過ユニットの洗浄を行うことができメンテナンスが低コストで行え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】
【００１０】
本発明に係る水処理装置は、被処理水を濾過材で前濾過して処理水を得る前濾過ユニットと、前記前濾過ユニットで得られた処理水を逆浸透膜で透過水と濃縮水に膜分離する逆浸透膜ユニットと、前記前濾過ユニットと前記逆浸透膜ユニットとを接続し、前記前濾過ユニットで得られた処理水を前記逆浸透膜ユニットへ移送する直結部と、前記前濾過ユニットと、前記直結部と、前記逆浸透膜ユニットとを同一収容部内に収容する外装体と、前記逆浸透膜ユニットから排出される透過水を移送する透過水移送経路と、前記逆浸透膜ユニットから排出される濃縮水を移送する濃縮水移送経路と、前記透過水移送経路及び前記濃縮水移送経路を開閉する移送経路開閉手段と、が備えられ、前記直結部に洗浄水を導入する洗浄水導入口が備えられていることを特徴としている。
【００１１】
かかる構成によれば、前濾過ユニットと逆浸透膜ユニットとが直結部を介して接続された状態で同一収容部内に収容された水処理装置において、前濾過ユニットの洗浄時には、前記逆浸透膜ユニットからの透過水および濃縮水の排出経路を閉鎖することで、直結部から前記逆浸透膜ユニット側へ処理水の流れを停止しうる。
かかる状態で、直結部へ洗浄水を導入すると、逆浸透膜ユニット側へ洗浄水が前記直結部から流入することなく、前濾過ユニット側へ洗浄水を導入する逆洗が可能になる。
【００１２】
尚、本発明における前濾過ユニットとは、精密濾過膜（ＭＦ膜）、限外濾過膜（ＵＦ膜）等の各種濾過材を備えて、逆浸透膜ユニットの逆浸透膜の性能を維持できる程度に被処理水中の微粒子、懸濁物等を除去する前濾過を行うことができる濾過ユニットをいう。
また、本発明における前濾過とは、逆浸透膜濾過よりも粗い濾過、即ち、逆浸透膜分離の前に実施され、逆浸透膜で分離するものよりも粗い微粒子、懸濁物等を除去することを意味する。
また、本発明における外装体は、同一の容器であってもよく、あるいは分割された各部材が連結された形態であってもよく、内部に連続した空間である同一収容部が備えられた外装体を意味する。
【００１３】
本発明において、前記逆浸透膜ユニットの濃縮水を排出する濃縮水排出側に接続された逆浸透膜洗浄水を導入する逆浸透膜洗浄水導入経路と、前記逆浸透膜洗浄水導入経路を開閉する導入経路開閉手段とが備えられたことが好ましい。
【００１４】
かかる構成によれば、前記逆浸透膜ユニットの濃縮水排出側から逆浸透膜洗浄水を導入可能であり、逆浸透膜ユニットにおいて、通常の膜分離とは逆の流れ、すなわち濃縮水排出側から処理水導入側である直結部側への逆浸透膜洗浄水による流れを生じさせうる。
【００１５】
本発明において、前記前濾過ユニットに、精密濾過膜が備えられていることが好ましい。
【００１６】
かかる精密濾過膜は特に逆浸透膜ユニットの前濾過用の濾過材として適している。
【００１７】
本発明において、前記洗浄水導入口に接続された洗浄水導入経路と、前記前濾過ユニットを洗浄可能な薬品を前記洗浄水導入経路に供給する薬品洗浄液供給経路とが備えられていることが好ましい。
【００１８】
前濾過ユニットを薬品洗浄する場合には、特に逆浸透膜ユニット側へ洗浄水が流入すると、逆浸透膜が洗浄水中の薬品で損傷するおそれがある。
一方、前記前濾過ユニットは薬品洗浄することで前濾過ユニットを長期間使用することが可能となる。
よって、薬品洗浄液で前濾過ユニットを洗浄する場合に本発明を適用することで、前濾過ユニットを長期間使用することができると同時に、逆浸透膜ユニットを損傷するおそれが少なくなる。
【００１９】
尚、本発明における、前濾過ユニットを洗浄可能な薬品とは、前濾過ユニットに用いられる濾過材を洗浄可能な薬品をいい、薬品の種類は、濾過材の材質に合わせて適宜選択されうる。
【００２０】
本発明において、前記洗浄水導入経路に前記逆浸透膜ユニットで分離された透過水を供給する手段が備えられたことが好ましい。
【００２１】
かかる場合には、逆浸透膜で処理した透過水は脱塩水であるため、本発明の水処理装置の洗浄水として用いるのに適している。
【００２２】
本発明において、前記逆浸透膜洗浄水導入経路に前記逆浸透膜ユニットで透過された透過水を供給する手段が備えられたことが好ましい。
【００２３】
かかる場合には、逆浸透膜で処理した透過水は脱塩水であるため、本発明の水処理装置の洗浄水として用いるのに適している。
【００２４】
本発明に係る水処理方法は、前記いずれかの水処理装置を用いて行なう水処理方法であって、前記前濾過ユニットで前濾過して処理水を得る前濾過工程と、前記直結部を介して移送された処理水を前記逆浸透膜ユニットで透過水と濃縮液とに膜分離する逆浸透膜分離工程と、前記前濾過ユニットへの被処理水の導入を停止して前記濾過材を洗浄する洗浄工程とを実施する水処理方法であって、前記洗浄工程が、前記逆浸透膜ユニットからの透過水および濃縮水の排出を停止しつつ、前記直結部に洗浄水を導入し、前記直結部から前記前濾過ユニットへ洗浄水を導入する工程であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、逆浸透膜ユニットと前濾過ユニットとを同一収容部内に収容した水処理装置において、逆浸透膜を損傷することなく前濾過ユニットの洗浄を行うことができるため、前濾過ユニットを長期間使用することができる。よって、水処理装置のメンテナンスを低コストで行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係る水処理装置を示す断面図。
【図２】本発明の一実施形態に係る水処理装置を示す模式図。
【図３】本発明の一実施形態に係る水処理装置の使用方法を示す模式図。
【図４】本発明の一実施形態に係る水処理装置の使用方法を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
【００２８】
以下、本実施形態にかかる水処理装置１０について、図１および図２を参照しつつ説明する。
本実施形態の水処理装置１０は、被処理水を濾過材で前濾過して処理水を得る前濾過ユニット１と、
前記前濾過ユニット１で得られた処理水を逆浸透膜で透過水と濃縮水に膜分離する逆浸透膜ユニット２と、
前記前濾過ユニット１と前記逆浸透膜ユニット２とを接続し、前記前濾過ユニット１で得られた処理水を前記逆浸透膜ユニット２へ移送する直結部３と、
前記前濾過ユニット１と、前記直結部３と、前記逆浸透膜ユニット２とを同一収容部内に収容する外装体と、
前記逆浸透膜ユニット２から排出される透過水を移送する透過水移送経路４と、
前記逆浸透膜ユニット２から排出される濃縮水を移送する濃縮水移送経路５と、
前記透過水移送経路４及び前記濃縮水移送経路５を開閉する移送経路開閉手段Ｖ１，Ｖ２とが備えられ、
前記直結部３に洗浄水を導入する洗浄水導入口３ｂが備えられている。
【００２９】
本実施形態の水処理装置１０は、さらに、前記逆浸透膜ユニット２の濃縮水を排出する濃縮水排出側に接続された逆浸透膜洗浄水を導入する逆浸透膜洗浄水導入経路６と、前記逆浸透膜洗浄水導入経路６を開閉する導入経路開閉手段Ｖ３とが備えられている。
【００３０】
本実施形態の水処理装置１０には、前記洗浄水導入口３ｂに接続された洗浄水導入経路７と、前記前濾過ユニットを洗浄可能な薬品を前記洗浄水導入経路７に供給する薬品洗浄液供給経路８とが備えられている。
【００３１】
また、本実施形態の水処理装置１０においては、必要に応じて、前記洗浄水導入経路７に前記逆浸透膜ユニット２で処理された透過水を供給する手段としての第一透過水供給路９ａが接続されている。
【００３２】
また、本実施形態の水処理装置１０においては、必要に応じて、前記逆浸透膜洗浄水導入経路６に前記逆浸透膜ユニット２で処理された透過水を供給する手段としての第二透過水供給路９ｂが接続されている。
【００３３】
前記前濾過ユニット１は、図１に示すような円筒状の外装体1ａの内部に、濾過材が収納されており、ポンプＰ１が設けられた被処理水導入経路３１を介して原水槽３０から移送される被処理水を、前記濾過材で前濾過して処理水とすべく構成されている。
【００３４】
濾過材としては、精密濾過膜、限外濾過膜等を用いた各種公知のものを使用することができるが、本実施形態では、精密濾過膜を用いた精密濾過膜（ＭＦ）エレメント１００が濾過材として使用される。
【００３５】
前記ＭＦエレメント１００としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスルホン、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の素材により形成された従来公知の精密濾過膜を用いたものを採用することができる。
また、ＭＦエレメント１００の形状としては、直径数ｍｍの中空糸状に形成されたいわゆる中空糸膜などと呼ばれるタイプのものや、該中空糸膜よりも径の太い数ｃｍ程度の太さを有するいわゆるチューブラー膜と呼ばれるタイプのもの、さらには、使用時に内部にメッシュ等の支持材が配された状態で平板状で用いられる封筒状のいわゆる平膜と呼ばれるもの等従来公知の形状を採用することができる。
【００３６】
前記ＭＦエレメント１００は、外装体１ａ内に収容されており、前記外装体１ａの上方にはＭＦエレメント１００によって前濾過された処理水が集水される集水管１３が備えられ、前記外装体１ａの下方には、被処理水が導入される被処理水導入口１４が備えられている。
前記被処理水導入口１４には、前記被処理水導入経路３１が接続されている。
【００３７】
前記集水管１３は、前記直結部３に接続され、該集水管１３によって、前濾過ユニット１と、前記直結部３とが連通されている。
【００３８】
前記前濾過ユニット１の外装体１ａには、ＭＦエレメント１００によって処理水と分離された懸濁物を含む排水を排出する懸濁物排出口１５が設けられ、該懸濁物排出口１５には排水経路１６へ接続されているＭＦ濃縮水排出経路３３および前記原水槽３０へ返送する返送路３４が接続されている。
前記ＭＦ濃縮水排出経路３３および前記返送路３４にはそれぞれ開閉手段としての開閉弁Ｖ４、Ｖ５が取り付けられている。
【００３９】
前記被処理水導入経路３１には、前記排水経路１６と接続されている、逆洗水排出経路３２が接続されている。
前記被処理水導入経路３１および前記逆洗水排出経路３２にはそれぞれ開閉手段としての開閉弁Ｖ７，８が取り付けられている。
前記開閉弁Ｖ７，８によって、前記被処理水導入経路３１および前記逆洗水排出経路３２は、被処理水導入経路３１から被処理水を前濾過ユニット１に導入する流れと、前記前濾過ユニット１から逆洗浄水を排出する流れとを切り替え可能に構成されている。
【００４０】
前記直結部３は、前記前濾過ユニット１の外装体１ａと一体的に設けられている円筒状の外装体３ａと、前記洗浄水導入口３ｂとを備えている。
前記直結部３は、前記洗浄水導入口３ｂに前記洗浄水導入経路７が接続されて内部へ洗浄水を導入するように、構成されている。
前記洗浄水導入経路７には開閉手段としての開閉弁Ｖ６が取り付けられている。
【００４１】
前記薬品洗浄液供給経路８は、薬品槽４０から薬品洗浄液を前記洗浄水導入経路７に供給可能に構成されている。
【００４２】
前記薬品槽４０には、濾過材を洗浄可能な薬品洗浄液が貯留されている。
薬品洗浄液としては、例えば、次亜塩素酸ナトリウム等の精密濾過膜の有機物等を除去可能な酸化剤を含むものが好ましい。
【００４３】
前記洗浄水導入経路７には、前記排水経路１６側へ接続された洗浄水排水経路１７が接続されている。
前記洗浄水排水経路１７には開閉手段としての開閉弁Ｖ１０が取り付けられており、前記洗浄水排水経路１７は、前記洗浄水導入経路７の開閉弁Ｖ６と前記開閉弁Ｖ１０とを開閉することによって前記直結部３へ洗浄水を導入する流れ７ａと、排水を排出する流れ７ｂとが切り替え可能に構成されている。
【００４４】
前記逆浸透膜ユニット２は、前記直結部３の外装体と一体的に設けられている円筒状の外装体２ａの内部に逆浸透膜からなるＲＯエレメント２００が収納されている。
【００４５】
すなわち、本実施形態においては、前記前濾過ユニット１の外装体１ａと、前記逆浸透膜ユニット２の外装体２ａと、前記前記直結部３ａの外装体３ａとが一体的に構成されており、かかる外装体１ａ，２ａ，３ａによって形成される同一の収容部内に、前記前濾過ユニット１と前記逆浸透膜ユニット２と前記直結部３とが収容されている。
【００４６】
前記ＲＯエレメント２００としては芳香族ポリアミド、スルホン化ポリスルホン、酢酸セルロース等の従来公知の逆浸透膜を用いたものを採用することができる。
また、ＲＯエレメントの形状としては、一枚の逆浸透膜がスペーサーと共にロール状に巻かれて形成されたスパイラル膜、中空糸膜等従来公知の形状を採用することができる。
【００４７】
前記逆浸透膜ユニット２の下端部には、処理水導入口１８が備えられており、該処理水導入口１８を介して前記直結部３と逆浸透膜ユニット２内部とが連通されている。
【００４８】
前記逆浸透膜ユニット２の上部には、前記ＲＯエレメント２００で膜分離された透過水が集水されて排出される透過水排出口２０と、前記逆浸透膜エレメントで膜分離された濃縮水を排出する濃縮水排出口２１とが備えられている。
【００４９】
前記透過水排出口２０には、前記透過水移送経路４が接続され、前記透過水移送経路４は、前記逆浸透膜ユニット２から排出された透過水を透過水槽５０へ移送すべく構成されている。
【００５０】
前記濃縮水排出口２１には、前記濃縮水移送経路５が接続され、前記前記濃縮水移送経路５は、前記逆浸透膜ユニット２から排出された濃縮水を排水として排出すべく前記排水経路１６へ接続されている。
【００５１】
前記透過水移送経路４および前記濃縮水移送経路５には、それぞれ透過水および濃縮水を排出する移送経路を開閉する前記移送経路開閉手段Ｖ１，Ｖ２としての開閉弁Ｖ１，Ｖ２が取付けられている。
【００５２】
前記濃縮水排出口２１に接続されている前記濃縮水移送経路５には前記逆浸透膜洗浄水導入経路６が接続されている。
前記濃縮水移送経路５と前記逆浸透膜洗浄水導入経路６とを切り替えるべく、前記逆浸透膜洗浄水導入経路６には導入経路開閉手段Ｖ３としての開閉弁Ｖ３が取り付けられている。
【００５３】
前記透過水槽５０にはポンプＰ２が設けられており、前記ポンプＰ２を経て分岐している前記洗浄水導入経路７は、前記直結部３へ洗浄水を導入する流れ７ａを形成している。
また、前記ポンプＰ２は、前記透過水槽５０から前記洗浄水導入経路７および前記逆浸透膜洗浄水導入経路６に透過水を導入可能に構成されている。
【００５４】
前記被処理水導入経路３１には、エア導入経路３５が接続され、前記エア導入経路３５によって、前記前濾過ユニット１の被処理水導入口１４にエアを導入可能である。
【００５５】
また、前記被処理水導入経路３１には、フラッシング用経路３１ａが切り替え可能に設けられており、該フラッシング用経路３１ａは、開閉弁Ｖ１２と前記被処理水導入経路３１に取り付けられた開閉弁Ｖ７によって、通常の被処理水導入経路３１と、フラッシング用経路３１ａとを切り替え可能に構成されている。
【００５６】
次に前記のような構成からなる水処理装置１０を用いて水処理を行う水処理方法について説明する。
【００５７】
まず、通常の水処理を行う方法について、図１乃至図３（ａ）を用いて説明する。
《前濾過工程》
まず、被処理水を、前記前濾過ユニットによって濾過して処理水を得る前濾過工程について説明する。
前記原水槽３０から前記ポンプＰ１によって被処理水を、開閉弁Ｖ７を開いて前記被処理水導入経路３１を介して移送し、前記被処理水導入口１４から前記前濾過ユニット１内へ導入する。
【００５８】
前記前濾過ユニット１の被処理水導入口１４に導入された被処理水は、前記ＭＦエレメント１００に供給される。
前記ＭＦエレメント１００を被処理水が通過する際に被処理水中の懸濁物等は前濾過され、ＭＦエレメント１００を通過した処理水は、ＭＦエレメント１００の上端から前記集水管１３へ集水される。
懸濁物を含む排水は、開閉弁Ｖ４を開いて、前記ＭＦ濃縮水排出経路３３を介して排出される。
【００５９】
《移送工程》
次に、前記前濾過ユニット１で得られた処理水を前記逆浸透膜ユニット２へ移送する工程について説明する。
移送工程では、前記前濾過工程でＭＦエレメント１００で前濾過された処理水を前記集水管１３を介して前記直結部３へ移送する。
一方、前記逆浸透膜ユニット２内では、膜分離によって透過水および濃縮水の排出側への流れが生じる。
【００６０】
さらに、前記ポンプＰ１によって被処理水が前記前濾過ユニット１内に導入されることによって、前記前濾過ユニット１から直結部３への流れが形成される。
従って、前記前濾過ユニット１から直結部３への流れが生じ、さらに、前記逆浸透膜ユニット２内では、直結部３と連通している処理水導入口１８において、直結部３側から透過水および濃縮水の排出側への流れが生じる。
よって、かかる流れによって、処理水を前記直結部３から前記逆浸透膜ユニット２へ移送することができる。
【００６１】
《逆浸透膜分離工程》
逆浸透膜分離工程では、前記逆浸透膜ユニット２に移送された処理水を、前記ＲＯエレメント２００によって透過水と、濃縮水に分離する膜分離を実施する。
まず、前記処理水導入口１８から逆浸透膜ユニット２に導入された処理水を、ＲＯエレメント２００に供給し、該ＲＯエレメント２００によって、透過水と濃縮水とに膜分離する。
ＲＯエレメント２００によって分離された透過水を、開閉弁Ｖ１を開いて前記透過水排出口２０から前記透過水移送経路４を介して排出し、前記透過水槽５０へ送る。
一方、ＲＯエレメント２００によって分離された前記濃縮水を、開閉弁Ｖ２を開いて前記濃縮水排出口２１から前記濃縮水移送経路５を介して排出し、前記排水経路１６へと移送し、水処理装置外へ排出する。
この逆浸透膜分離工程では、前記濃縮水移送経路５からの濃縮水の排出の流路が開放されているため、前記逆浸透膜洗浄水導入経路６に取り付けられた開閉弁Ｖ３は閉じておく。すなわち、逆浸透膜洗浄水を導入する経路は閉じた状態である。
【００６２】
《逆浸透膜洗浄工程》
本実施形態の水処理方法においては、前記逆浸透膜ユニット２を洗浄する逆浸透膜洗浄工程を必要に応じて実施してもよい。
逆浸透膜洗浄工程は図３（ｂ）に示すような流れで実施する。
逆浸透膜洗浄工程では、前記逆浸透膜ユニット２の前記透過水移送経路４及び前記濃縮水移送経路５に取り付けられた開閉弁Ｖ１，２を閉じて、逆浸透膜ユニット２から透過水および濃縮水の排出を停止しつつ、前記逆浸透膜洗浄水導入経路６に取り付けられた開閉弁Ｖ３を開く。
すなわち、透過水および濃縮水の排出経路を閉じて、逆浸透膜洗浄水の導入経路を開ける。
一方、前記洗浄水導入経路７に取り付けられた前記開閉弁Ｖ６を閉じて、前記直結部３へ洗浄水を導入する流れ７ａを閉じ、前記排水経路１６側へ接続された前記洗浄水排水経路１７の開閉弁Ｖ１０を開くことで、前記直結部３から排水を排出する流れ７ｂを形成する。
【００６３】
かかる状態で、前記ポンプＰ２によって、透過水を第二透過水供給路９ｂおよび前記逆浸透膜洗浄水導入経路６を介して前記濃縮水排出口２１から逆浸透膜ユニット２内へ導入し、ＲＯエレメント２００を逆洗浄する。
ＲＯエレメント２００を洗浄した洗浄水は、前記直結部３の前記洗浄水導入口３ｂから排出し、開閉弁Ｖ１０を開いて流路７ｂによって前記洗浄水排水経路１７から排水経路１６へ排出する。
【００６４】
《洗浄工程》
次に、前記前濾過ユニットの洗浄工程を実施する場合について図３（ｃ）に従って説明する。
前記逆浸透膜ユニット２の前記透過水移送経路４及び前記濃縮水移送経路５に取り付けられた開閉弁Ｖ１，２を閉じて、逆浸透膜ユニット２から透過水側および濃縮水側への水の流れを停止しておく。
【００６５】
前記前濾過ユニット１において、前記逆洗浄水排出経路３２に取り付けられた開閉弁Ｖ８を開き、被処理水導入口１４から逆洗浄水を排出する経路を開放する。
【００６６】
また、前記薬品槽４０から前記薬品洗浄液供給経路８を介して薬品洗浄液を前記洗浄水導入経路７に供給する。
【００６７】
前記のような状態で、開閉弁Ｖ６を開いて前記透過水槽５０からポンプＰ２によって、第一透過水供給路９ａおよび前記洗浄水導入経路７へ透過水を移送する。
前記洗浄水導入経路７では、透過水は前記薬品洗浄液と混合される。該薬品洗浄液と混合された洗浄水を前記直結部３へ導入する。
【００６８】
尚、前記薬品洗浄液の供給量は、濾過材を洗浄する際に好ましい濃度になるように適宜調整することが好ましい。
【００６９】
前記のように逆浸透膜ユニット２においては、透過水および濃縮水が排出する経路は閉じられているため、前記直結部３から前記逆浸透膜ユニット２側へ洗浄水が流れる流れは停止される。
【００７０】
一方、前記前濾過ユニット１においては、被処理水の導入を停止しているため、被処理水導入口１４から、集水管１３側への流れが停止している。
従って、前記直結部３に導入された薬品洗浄水が混合された洗浄水は、集水管１３へ流れ、さらに前濾過ユニット１の被処理水導入口１４側へＭＦエレメント１００を逆洗浄しながら流れる。
ＭＦエレメント１００を逆洗浄した洗浄水は、前記被処理水導入口１４から逆洗水排出経路３２をとおり、前記排水経路１６へ流れる。
【００７１】
前記のような薬品洗浄液による前濾過ユニット１の洗浄を行なった後に、必要に応じて、図４（ａ）に示すような薬品洗浄水を洗い流す洗浄を行なってもよい。
かかる場合には、前記薬品洗浄液供給経路８からの薬品供給は行わずに、前記洗浄工程と同様に前記透過水槽５０から透過水を前記直結部３に導入することで、前濾過ユニット１に残留する薬品洗浄液を洗い流すことができる。
【００７２】
《空気洗浄工程》
本実施形態においては、図４（ｂ）に示すような前記前濾過ユニットを空気洗浄する空気洗浄工程を必要に応じて実施してもよい。
空気洗浄工程は、前記前濾過ユニット１の被処理水導入口１４から、前濾過ユニット１内に、エアを吹き込むことで実施する。
前記エア導入路３５を介して、前記前濾過ユニット１の被処理水導入口１４からエアを前記前濾過ユニット１内に導入する。
前記前濾過ユニット１内ではエアによって、ＭＦエレメント１００を揺動させて、ＭＦエレメント１００表面に付着した懸濁物を除去でき、かかる懸濁物は、開閉弁Ｖ４を開いて、前記ＭＦ濃縮水排出経路３３から排出される。
【００７３】
《フラッシング工程》
本実施形態においては、図４（ｃ）に示すような前記前濾過ユニットをフラッシングする工程を必要に応じて実施してもよい。
フラッシングを行なう場合には、原水槽３０から処理水をフラッシング用経路３１ａを経て被処理水導入経路３１に導入させる。
この場合、被処理水の流速が通常の被処理水の流速よりも早くなるように調節する。
前記前濾過ユニット１をフラッシングした洗浄水は、前記空気洗浄後と同様に、開閉弁Ｖ４を開いて、前記ＭＦ濃縮水排出経路３３から排水経路１６に排出する。
【００７４】
尚、前記実施形態では、逆浸透膜ユニットで透過された透過水を、前濾過ユニット、逆浸透膜ユニットの洗浄水として用いたが、透過水を洗浄水として用いることには限定されず、前濾過ユニット用の洗浄水、逆浸透膜用の洗浄水のいずれか一方、又は両方として別途上水や他の水処理装置での処理水を洗浄水として用いてもよい。
前記実施形態のように、逆浸透膜で処理した水は脱塩水であるため前濾過ユニット、逆浸透膜ユニットの洗浄水として使用するのに適している。
【００７５】
また、前記実施形態では、濃縮水移送経路と逆浸透膜洗浄水導入経路を切り替え可能に設けて、濃縮水排出口から、濃縮水の排出と逆浸透膜洗浄水の導入とを両方行なう構成にしたが、濃縮水移送経路と逆浸透膜洗浄水導入経路とを同一の濃縮水排出口に接続することには限定されない。
要は、逆浸透膜ユニットの濃縮水排出側に濃縮水を移送する経路と逆浸透膜洗浄水を導入する経路とが切り替え可能に接続されていればよい。
【００７６】
さらに、前記実施形態では、洗浄水導入経路７と洗浄水排水経路１７とを切り替え可能に設けて、同一の洗浄水導入口から、直結部への洗浄水の導入と逆浸透膜洗浄水の排出とを両方行なう構成にしたが、洗浄水導入経路と洗浄水排水経路とを同一の開口に接続することには限定されない。
要は、直結部に洗浄水を導入する経路と、洗浄水を排出する経路とが切り替え可能に接続されていればよい。
【００７７】
また、前記実施形態では、前濾過ユニットの被処理水導入口に、被処理水導入経路と逆洗浄水排出経路とを切り替え可能に設けて、同一の被処理水導入口から、被処理水の導入と逆洗浄水の排出とを両方行なう構成にしたが、被処理水導入経路と逆洗浄水排出経路とを同一の開口に接続することには限定されない。
要は、前濾過ユニットの被処理水導入側に、被処理水を導入する経路と、逆洗洗浄水を排出する経路とが切り替え可能に接続されていればよい。
【００７８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は前記説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７９】
１：前濾過ユニット、２：逆浸透膜ユニット、３：直結部、４：透過水移送経路、５：濃縮水移送経路、６：逆浸透膜洗浄水導入経路、７：洗浄水導入経路、１０：水処理装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理装置及び水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
逆浸透膜（ＲＯ膜）を利用した水処理装置は、水中の塩類、有機物質、微細粒子を除去できるため、各排水処理に広く利用されている。
かかる逆浸透膜は、非常に微細な細孔を有しており、性能を維持するためには原水（被処理水）を、まず、精密濾過膜（ＭＦ膜）や限外濾過膜（ＵＦ膜）等の各種濾過材を備えた濾過装置によって濾過処理（前濾過処理）してから、ＲＯ膜で処理することが行われている。
【０００３】
このような濾過装置と逆浸透膜装置とでの処理を連続的に行う場合には、濾過装置と逆浸透膜装置と両方の装置がそれぞれ必要となり、さらに、両装置の間には逆浸透膜装置で処理するための加圧ポンプが必要とされるため、中継タンクの設置も必須であった。よって、水処理装置全体が大掛かりになるという問題がある。
【０００４】
そこで、特許文献１には、濾過材を備えた前濾過ユニットと、ＲＯ膜を備えた逆浸透膜ユニットとを一の容器の同一収容部内に収容して、装置全体を小型化した水処理装置が記載されている。
かかる水処理装置は、前濾過ユニットで濾過された処理水を、逆浸透膜ユニット側へ移送して膜分離して透過水を得る一連の水処理を単一容器内で行うものである。
【０００５】
一方、濾過材としてＭＦ膜やＵＦ膜を用いた場合、かかる濾過材を一定期間使用した後には、濾過材表面に付着物が付着するため性能が低下する。そこで、一般的に、濾過材を洗浄するために、濾過された処理水排出側から、被処理水導入側へ向かって洗浄水を流すいわゆる逆洗浄が行われている。
さらに、このような逆洗浄をより効果的に行なうために、次亜塩素酸ナトリウムなどの酸化剤を含む洗浄液を用いた薬品洗浄を行う場合がある。
前記酸化剤を含む洗浄水を用いた場合には、濾過材に付着した有機物等を効果的に除去することが可能となる。
【０００６】
しかしながら、前記のように前濾過ユニットと逆浸透膜ユニットとを同一収容部内に収容した水処理装置の場合に、前濾過ユニットの濾過材の逆洗浄を行おうとすると前濾過ユニットと逆浸透膜ユニットとが同一の収容部内に収納されているために、逆浸透膜ユニット側から洗浄水を導入することが必要になる。この場合、ＲＯ膜に負荷がかかる可能性があり、前濾過ユニットの逆洗浄は困難である。
【０００７】
さらに、前記のような薬品洗浄を行う場合には、ＲＯ膜へ酸化剤等の薬品が接触することになり、ＲＯ膜を損傷するおそれがある。
そのため、逆浸透膜ユニットと前濾過ユニットとを同一容器内に収容した水処理装置においては前濾過ユニットの逆洗浄が難しく、前濾過ユニットは一定期間使用した後には、新しいものと交換しなければならず、その結果、装置のメンテナンスのコストが高くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−３４２３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、逆浸透膜ユニットと前濾過ユニットとを同一収容部内に収容した水処理装置において、逆浸透膜を損傷することなく前濾過ユニットの洗浄を行うことができメンテナンスが低コストで行え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】
【００１０】
本発明に係る水処理装置は、被処理水を濾過材で前濾過して処理水を得る前濾過ユニットと、前記前濾過ユニットで得られた処理水を逆浸透膜で透過水と濃縮水に膜分離する逆浸透膜ユニットと、前記前濾過ユニットと前記逆浸透膜ユニットとを接続し、前記前濾過ユニットで得られた処理水を前記逆浸透膜ユニットへ移送する直結部と、前記前濾過ユニットと、前記直結部と、前記逆浸透膜ユニットとを同一収容部内に収容する外装体と、前記逆浸透膜ユニットから排出される透過水を移送する透過水移送経路と、前記逆浸透膜ユニットから排出される濃縮水を移送する濃縮水移送経路と、前記透過水移送経路及び前記濃縮水移送経路を開閉する移送経路開閉手段と、が備えられ、前記直結部に洗浄水を導入する洗浄水導入口が備えられていることを特徴としている。
【００１１】
かかる構成によれば、前濾過ユニットと逆浸透膜ユニットとが直結部を介して接続された状態で同一収容部内に収容された水処理装置において、前濾過ユニットの洗浄時には、前記逆浸透膜ユニットからの透過水および濃縮水の排出経路を閉鎖することで、直結部から前記逆浸透膜ユニット側へ処理水の流れを停止しうる。
かかる状態で、直結部へ洗浄水を導入すると、逆浸透膜ユニット側へ洗浄水が前記直結部から流入することなく、前濾過ユニット側へ洗浄水を導入する逆洗が可能になる。
【００１２】
尚、本発明における前濾過ユニットとは、精密濾過膜（ＭＦ膜）、限外濾過膜（ＵＦ膜）等の各種濾過材を備えて、逆浸透膜ユニットの逆浸透膜の性能を維持できる程度に被処理水中の微粒子、懸濁物等を除去する前濾過を行うことができる濾過ユニットをいう。
また、本発明における前濾過とは、逆浸透膜濾過よりも粗い濾過、即ち、逆浸透膜分離の前に実施され、逆浸透膜で分離するものよりも粗い微粒子、懸濁物等を除去することを意味する。
また、本発明における外装体は、同一の容器であってもよく、あるいは分割された各部材が連結された形態であってもよく、内部に連続した空間である同一収容部が備えられた外装体を意味する。
【００１３】
本発明において、前記逆浸透膜ユニットの濃縮水を排出する濃縮水排出側に接続された逆浸透膜洗浄水を導入する逆浸透膜洗浄水導入経路と、前記逆浸透膜洗浄水導入経路を開閉する導入経路開閉手段とが備えられたことが好ましい。
【００１４】
かかる構成によれば、前記逆浸透膜ユニットの濃縮水排出側から逆浸透膜洗浄水を導入可能であり、逆浸透膜ユニットにおいて、通常の膜分離とは逆の流れ、すなわち濃縮水排出側から処理水導入側である直結部側への逆浸透膜洗浄水による流れを生じさせうる。
【００１５】
本発明において、前記前濾過ユニットに、精密濾過膜が備えられていることが好ましい。
【００１６】
かかる精密濾過膜は特に逆浸透膜ユニットの前濾過用の濾過材として適している。
【００１７】
本発明において、前記洗浄水導入口に接続された洗浄水導入経路と、前記前濾過ユニットを洗浄可能な薬品を前記洗浄水導入経路に供給する薬品洗浄液供給経路とが備えられていることが好ましい。
【００１８】
前濾過ユニットを薬品洗浄する場合には、特に逆浸透膜ユニット側へ洗浄水が流入すると、逆浸透膜が洗浄水中の薬品で損傷するおそれがある。
一方、前記前濾過ユニットは薬品洗浄することで前濾過ユニットを長期間使用することが可能となる。
よって、薬品洗浄液で前濾過ユニットを洗浄する場合に本発明を適用することで、前濾過ユニットを長期間使用することができると同時に、逆浸透膜ユニットを損傷するおそれが少なくなる。
【００１９】
尚、本発明における、前濾過ユニットを洗浄可能な薬品とは、前濾過ユニットに用いられる濾過材を洗浄可能な薬品をいい、薬品の種類は、濾過材の材質に合わせて適宜選択されうる。
【００２０】
本発明において、前記洗浄水導入経路に前記逆浸透膜ユニットで分離された透過水を供給する手段が備えられたことが好ましい。
【００２１】
かかる場合には、逆浸透膜で処理した透過水は脱塩水であるため、本発明の水処理装置の洗浄水として用いるのに適している。
【００２２】
本発明において、前記逆浸透膜洗浄水導入経路に前記逆浸透膜ユニットで透過された透過水を供給する手段が備えられたことが好ましい。
【００２３】
かかる場合には、逆浸透膜で処理した透過水は脱塩水であるため、本発明の水処理装置の洗浄水として用いるのに適している。
【００２４】
本発明に係る水処理方法は、前記いずれかの水処理装置を用いて行なう水処理方法であって、前記前濾過ユニットで前濾過して処理水を得る前濾過工程と、前記直結部を介して移送された処理水を前記逆浸透膜ユニットで透過水と濃縮液とに膜分離する逆浸透膜分離工程と、前記前濾過ユニットへの被処理水の導入を停止して前記濾過材を洗浄する洗浄工程とを実施する水処理方法であって、前記洗浄工程が、前記逆浸透膜ユニットからの透過水および濃縮水の排出を停止しつつ、前記直結部に洗浄水を導入し、前記直結部から前記前濾過ユニットへ洗浄水を導入する工程であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、逆浸透膜ユニットと前濾過ユニットとを同一収容部内に収容した水処理装置において、逆浸透膜を損傷することなく前濾過ユニットの洗浄を行うことができるため、前濾過ユニットを長期間使用することができる。よって、水処理装置のメンテナンスを低コストで行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係る水処理装置を示す断面図。
【図２】本発明の一実施形態に係る水処理装置を示す模式図。
【図３】本発明の一実施形態に係る水処理装置の使用方法を示す模式図。
【図４】本発明の一実施形態に係る水処理装置の使用方法を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
【００２８】
以下、本実施形態にかかる水処理装置１０について、図１および図２を参照しつつ説明する。
本実施形態の水処理装置１０は、被処理水を濾過材で前濾過して処理水を得る前濾過ユニット１と、
前記前濾過ユニット１で得られた処理水を逆浸透膜で透過水と濃縮水に膜分離する逆浸透膜ユニット２と、
前記前濾過ユニット１と前記逆浸透膜ユニット２とを接続し、前記前濾過ユニット１で得られた処理水を前記逆浸透膜ユニット２へ移送する直結部３と、
前記前濾過ユニット１と、前記直結部３と、前記逆浸透膜ユニット２とを同一収容部内に収容する外装体と、
前記逆浸透膜ユニット２から排出される透過水を移送する透過水移送経路４と、
前記逆浸透膜ユニット２から排出される濃縮水を移送する濃縮水移送経路５と、
前記透過水移送経路４及び前記濃縮水移送経路５を開閉する移送経路開閉手段Ｖ１，Ｖ２とが備えられ、
前記直結部３に洗浄水を導入する洗浄水導入口３ｂが備えられている。
【００２９】
本実施形態の水処理装置１０は、さらに、前記逆浸透膜ユニット２の濃縮水を排出する濃縮水排出側に接続された逆浸透膜洗浄水を導入する逆浸透膜洗浄水導入経路６と、前記逆浸透膜洗浄水導入経路６を開閉する導入経路開閉手段Ｖ３とが備えられている。
【００３０】
本実施形態の水処理装置１０には、前記洗浄水導入口３ｂに接続された洗浄水導入経路７と、前記前濾過ユニットを洗浄可能な薬品を前記洗浄水導入経路７に供給する薬品洗浄液供給経路８とが備えられている。
【００３１】
また、本実施形態の水処理装置１０においては、必要に応じて、前記洗浄水導入経路７に前記逆浸透膜ユニット２で処理された透過水を供給する手段としての第一透過水供給路９ａが接続されている。
【００３２】
また、本実施形態の水処理装置１０においては、必要に応じて、前記逆浸透膜洗浄水導入経路６に前記逆浸透膜ユニット２で処理された透過水を供給する手段としての第二透過水供給路９ｂが接続されている。
【００３３】
前記前濾過ユニット１は、図１に示すような円筒状の外装体1ａの内部に、濾過材が収納されており、ポンプＰ１が設けられた被処理水導入経路３１を介して原水槽３０から移送される被処理水を、前記濾過材で前濾過して処理水とすべく構成されている。
【００３４】
濾過材としては、精密濾過膜、限外濾過膜等を用いた各種公知のものを使用することができるが、本実施形態では、精密濾過膜を用いた精密濾過膜（ＭＦ）エレメント１００が濾過材として使用される。
【００３５】
前記ＭＦエレメント１００としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスルホン、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の素材により形成された従来公知の精密濾過膜を用いたものを採用することができる。
また、ＭＦエレメント１００の形状としては、直径数ｍｍの中空糸状に形成されたいわゆる中空糸膜などと呼ばれるタイプのものや、該中空糸膜よりも径の太い数ｃｍ程度の太さを有するいわゆるチューブラー膜と呼ばれるタイプのもの、さらには、使用時に内部にメッシュ等の支持材が配された状態で平板状で用いられる封筒状のいわゆる平膜と呼ばれるもの等従来公知の形状を採用することができる。
【００３６】
前記ＭＦエレメント１００は、外装体１ａ内に収容されており、前記外装体１ａの上方にはＭＦエレメント１００によって前濾過された処理水が集水される集水管１３が備えられ、前記外装体１ａの下方には、被処理水が導入される被処理水導入口１４が備えられている。
前記被処理水導入口１４には、前記被処理水導入経路３１が接続されている。
【００３７】
前記集水管１３は、前記直結部３に接続され、該集水管１３によって、前濾過ユニット１と、前記直結部３とが連通されている。
【００３８】
前記前濾過ユニット１の外装体１ａには、ＭＦエレメント１００によって処理水と分離された懸濁物を含む排水を排出する懸濁物排出口１５が設けられ、該懸濁物排出口１５には排水経路１６へ接続されているＭＦ濃縮水排出経路３３および前記原水槽３０へ返送する返送路３４が接続されている。
前記ＭＦ濃縮水排出経路３３および前記返送路３４にはそれぞれ開閉手段としての開閉弁Ｖ４、Ｖ５が取り付けられている。
【００３９】
前記被処理水導入経路３１には、前記排水経路１６と接続されている、逆洗水排出経路３２が接続されている。
前記被処理水導入経路３１および前記逆洗水排出経路３２にはそれぞれ開閉手段としての開閉弁Ｖ７，８が取り付けられている。
前記開閉弁Ｖ７，８によって、前記被処理水導入経路３１および前記逆洗水排出経路３２は、被処理水導入経路３１から被処理水を前濾過ユニット１に導入する流れと、前記前濾過ユニット１から逆洗浄水を排出する流れとを切り替え可能に構成されている。
【００４０】
前記直結部３は、前記前濾過ユニット１の外装体１ａと一体的に設けられている円筒状の外装体３ａと、前記洗浄水導入口３ｂとを備えている。
前記直結部３は、前記洗浄水導入口３ｂに前記洗浄水導入経路７が接続されて内部へ洗浄水を導入するように、構成されている。
前記洗浄水導入経路７には開閉手段としての開閉弁Ｖ６が取り付けられている。
【００４１】
前記薬品洗浄液供給経路８は、薬品槽４０から薬品洗浄液を前記洗浄水導入経路７に供給可能に構成されている。
【００４２】
前記薬品槽４０には、濾過材を洗浄可能な薬品洗浄液が貯留されている。
薬品洗浄液としては、例えば、次亜塩素酸ナトリウム等の精密濾過膜の有機物等を除去可能な酸化剤を含むものが好ましい。
【００４３】
前記洗浄水導入経路７には、前記排水経路１６側へ接続された洗浄水排水経路１７が接続されている。
前記洗浄水排水経路１７には開閉手段としての開閉弁Ｖ１０が取り付けられており、前記洗浄水排水経路１７は、前記洗浄水導入経路７の開閉弁Ｖ６と前記開閉弁Ｖ１０とを開閉することによって前記直結部３へ洗浄水を導入する流れ７ａと、排水を排出する流れ７ｂとが切り替え可能に構成されている。
【００４４】
前記逆浸透膜ユニット２は、前記直結部３の外装体と一体的に設けられている円筒状の外装体２ａの内部に逆浸透膜からなるＲＯエレメント２００が収納されている。
【００４５】
すなわち、本実施形態においては、前記前濾過ユニット１の外装体１ａと、前記逆浸透膜ユニット２の外装体２ａと、前記前記直結部３ａの外装体３ａとが一体的に構成されており、かかる外装体１ａ，２ａ，３ａによって形成される同一の収容部内に、前記前濾過ユニット１と前記逆浸透膜ユニット２と前記直結部３とが収容されている。
【００４６】
前記ＲＯエレメント２００としては芳香族ポリアミド、スルホン化ポリスルホン、酢酸セルロース等の従来公知の逆浸透膜を用いたものを採用することができる。
また、ＲＯエレメントの形状としては、一枚の逆浸透膜がスペーサーと共にロール状に巻かれて形成されたスパイラル膜、中空糸膜等従来公知の形状を採用することができる。
【００４７】
前記逆浸透膜ユニット２の下端部には、処理水導入口１８が備えられており、該処理水導入口１８を介して前記直結部３と逆浸透膜ユニット２内部とが連通されている。
【００４８】
前記逆浸透膜ユニット２の上部には、前記ＲＯエレメント２００で膜分離された透過水が集水されて排出される透過水排出口２０と、前記逆浸透膜エレメントで膜分離された濃縮水を排出する濃縮水排出口２１とが備えられている。
【００４９】
前記透過水排出口２０には、前記透過水移送経路４が接続され、前記透過水移送経路４は、前記逆浸透膜ユニット２から排出された透過水を透過水槽５０へ移送すべく構成されている。
【００５０】
前記濃縮水排出口２１には、前記濃縮水移送経路５が接続され、前記前記濃縮水移送経路５は、前記逆浸透膜ユニット２から排出された濃縮水を排水として排出すべく前記排水経路１６へ接続されている。
【００５１】
前記透過水移送経路４および前記濃縮水移送経路５には、それぞれ透過水および濃縮水を排出する移送経路を開閉する前記移送経路開閉手段Ｖ１，Ｖ２としての開閉弁Ｖ１，Ｖ２が取付けられている。
【００５２】
前記濃縮水排出口２１に接続されている前記濃縮水移送経路５には前記逆浸透膜洗浄水導入経路６が接続されている。
前記濃縮水移送経路５と前記逆浸透膜洗浄水導入経路６とを切り替えるべく、前記逆浸透膜洗浄水導入経路６には導入経路開閉手段Ｖ３としての開閉弁Ｖ３が取り付けられている。
【００５３】
前記透過水槽５０にはポンプＰ２が設けられており、前記ポンプＰ２を経て分岐している前記洗浄水導入経路７は、前記直結部３へ洗浄水を導入する流れ７ａを形成している。
また、前記ポンプＰ２は、前記透過水槽５０から前記洗浄水導入経路７および前記逆浸透膜洗浄水導入経路６に透過水を導入可能に構成されている。
【００５４】
前記被処理水導入経路３１には、エア導入経路３５が接続され、前記エア導入経路３５によって、前記前濾過ユニット１の被処理水導入口１４にエアを導入可能である。
【００５５】
また、前記被処理水導入経路３１には、フラッシング用経路３１ａが切り替え可能に設けられており、該フラッシング用経路３１ａは、開閉弁Ｖ１２と前記被処理水導入経路３１に取り付けられた開閉弁Ｖ７によって、通常の被処理水導入経路３１と、フラッシング用経路３１ａとを切り替え可能に構成されている。
【００５６】
次に前記のような構成からなる水処理装置１０を用いて水処理を行う水処理方法について説明する。
【００５７】
まず、通常の水処理を行う方法について、図１乃至図３（ａ）を用いて説明する。
《前濾過工程》
まず、被処理水を、前記前濾過ユニットによって濾過して処理水を得る前濾過工程について説明する。
前記原水槽３０から前記ポンプＰ１によって被処理水を、開閉弁Ｖ７を開いて前記被処理水導入経路３１を介して移送し、前記被処理水導入口１４から前記前濾過ユニット１内へ導入する。
【００５８】
前記前濾過ユニット１の被処理水導入口１４に導入された被処理水は、前記ＭＦエレメント１００に供給される。
前記ＭＦエレメント１００を被処理水が通過する際に被処理水中の懸濁物等は前濾過され、ＭＦエレメント１００を通過した処理水は、ＭＦエレメント１００の上端から前記集水管１３へ集水される。
懸濁物を含む排水は、開閉弁Ｖ４を開いて、前記ＭＦ濃縮水排出経路３３を介して排出される。
【００５９】
《移送工程》
次に、前記前濾過ユニット１で得られた処理水を前記逆浸透膜ユニット２へ移送する工程について説明する。
移送工程では、前記前濾過工程でＭＦエレメント１００で前濾過された処理水を前記集水管１３を介して前記直結部３へ移送する。
一方、前記逆浸透膜ユニット２内では、膜分離によって透過水および濃縮水の排出側への流れが生じる。
【００６０】
さらに、前記ポンプＰ１によって被処理水が前記前濾過ユニット１内に導入されることによって、前記前濾過ユニット１から直結部３への流れが形成される。
従って、前記前濾過ユニット１から直結部３への流れが生じ、さらに、前記逆浸透膜ユニット２内では、直結部３と連通している処理水導入口１８において、直結部３側から透過水および濃縮水の排出側への流れが生じる。
よって、かかる流れによって、処理水を前記直結部３から前記逆浸透膜ユニット２へ移送することができる。
【００６１】
《逆浸透膜分離工程》
逆浸透膜分離工程では、前記逆浸透膜ユニット２に移送された処理水を、前記ＲＯエレメント２００によって透過水と、濃縮水に分離する膜分離を実施する。
まず、前記処理水導入口１８から逆浸透膜ユニット２に導入された処理水を、ＲＯエレメント２００に供給し、該ＲＯエレメント２００によって、透過水と濃縮水とに膜分離する。
ＲＯエレメント２００によって分離された透過水を、開閉弁Ｖ１を開いて前記透過水排出口２０から前記透過水移送経路４を介して排出し、前記透過水槽５０へ送る。
一方、ＲＯエレメント２００によって分離された前記濃縮水を、開閉弁Ｖ２を開いて前記濃縮水排出口２１から前記濃縮水移送経路５を介して排出し、前記排水経路１６へと移送し、水処理装置外へ排出する。
この逆浸透膜分離工程では、前記濃縮水移送経路５からの濃縮水の排出の流路が開放されているため、前記逆浸透膜洗浄水導入経路６に取り付けられた開閉弁Ｖ３は閉じておく。すなわち、逆浸透膜洗浄水を導入する経路は閉じた状態である。
【００６２】
《逆浸透膜洗浄工程》
本実施形態の水処理方法においては、前記逆浸透膜ユニット２を洗浄する逆浸透膜洗浄工程を必要に応じて実施してもよい。
逆浸透膜洗浄工程は図３（ｂ）に示すような流れで実施する。
逆浸透膜洗浄工程では、前記逆浸透膜ユニット２の前記透過水移送経路４及び前記濃縮水移送経路５に取り付けられた開閉弁Ｖ１，２を閉じて、逆浸透膜ユニット２から透過水および濃縮水の排出を停止しつつ、前記逆浸透膜洗浄水導入経路６に取り付けられた開閉弁Ｖ３を開く。
すなわち、透過水および濃縮水の排出経路を閉じて、逆浸透膜洗浄水の導入経路を開ける。
一方、前記洗浄水導入経路７に取り付けられた前記開閉弁Ｖ６を閉じて、前記直結部３へ洗浄水を導入する流れ７ａを閉じ、前記排水経路１６側へ接続された前記洗浄水排水経路１７の開閉弁Ｖ１０を開くことで、前記直結部３から排水を排出する流れ７ｂを形成する。
【００６３】
かかる状態で、前記ポンプＰ２によって、透過水を第二透過水供給路９ｂおよび前記逆浸透膜洗浄水導入経路６を介して前記濃縮水排出口２１から逆浸透膜ユニット２内へ導入し、ＲＯエレメント２００を逆洗浄する。
ＲＯエレメント２００を洗浄した洗浄水は、前記直結部３の前記洗浄水導入口３ｂから排出し、開閉弁Ｖ１０を開いて流路７ｂによって前記洗浄水排水経路１７から排水経路１６へ排出する。
【００６４】
《洗浄工程》
次に、前記前濾過ユニットの洗浄工程を実施する場合について図３（ｃ）に従って説明する。
前記逆浸透膜ユニット２の前記透過水移送経路４及び前記濃縮水移送経路５に取り付けられた開閉弁Ｖ１，２を閉じて、逆浸透膜ユニット２から透過水側および濃縮水側への水の流れを停止しておく。
【００６５】
前記前濾過ユニット１において、前記逆洗浄水排出経路３２に取り付けられた開閉弁Ｖ８を開き、被処理水導入口１４から逆洗浄水を排出する経路を開放する。
【００６６】
また、前記薬品槽４０から前記薬品洗浄液供給経路８を介して薬品洗浄液を前記洗浄水導入経路７に供給する。
【００６７】
前記のような状態で、開閉弁Ｖ６を開いて前記透過水槽５０からポンプＰ２によって、第一透過水供給路９ａおよび前記洗浄水導入経路７へ透過水を移送する。
前記洗浄水導入経路７では、透過水は前記薬品洗浄液と混合される。該薬品洗浄液と混合された洗浄水を前記直結部３へ導入する。
【００６８】
尚、前記薬品洗浄液の供給量は、濾過材を洗浄する際に好ましい濃度になるように適宜調整することが好ましい。
【００６９】
前記のように逆浸透膜ユニット２においては、透過水および濃縮水が排出する経路は閉じられているため、前記直結部３から前記逆浸透膜ユニット２側へ洗浄水が流れる流れは停止される。
【００７０】
一方、前記前濾過ユニット１においては、被処理水の導入を停止しているため、被処理水導入口１４から、集水管１３側への流れが停止している。
従って、前記直結部３に導入された薬品洗浄水が混合された洗浄水は、集水管１３へ流れ、さらに前濾過ユニット１の被処理水導入口１４側へＭＦエレメント１００を逆洗浄しながら流れる。
ＭＦエレメント１００を逆洗浄した洗浄水は、前記被処理水導入口１４から逆洗水排出経路３２をとおり、前記排水経路１６へ流れる。
【００７１】
前記のような薬品洗浄液による前濾過ユニット１の洗浄を行なった後に、必要に応じて、図４（ａ）に示すような薬品洗浄水を洗い流す洗浄を行なってもよい。
かかる場合には、前記薬品洗浄液供給経路８からの薬品供給は行わずに、前記洗浄工程と同様に前記透過水槽５０から透過水を前記直結部３に導入することで、前濾過ユニット１に残留する薬品洗浄液を洗い流すことができる。
【００７２】
《空気洗浄工程》
本実施形態においては、図４（ｂ）に示すような前記前濾過ユニットを空気洗浄する空気洗浄工程を必要に応じて実施してもよい。
空気洗浄工程は、前記前濾過ユニット１の被処理水導入口１４から、前濾過ユニット１内に、エアを吹き込むことで実施する。
前記エア導入路３５を介して、前記前濾過ユニット１の被処理水導入口１４からエアを前記前濾過ユニット１内に導入する。
前記前濾過ユニット１内ではエアによって、ＭＦエレメント１００を揺動させて、ＭＦエレメント１００表面に付着した懸濁物を除去でき、かかる懸濁物は、開閉弁Ｖ４を開いて、前記ＭＦ濃縮水排出経路３３から排出される。
【００７３】
《フラッシング工程》
本実施形態においては、図４（ｃ）に示すような前記前濾過ユニットをフラッシングする工程を必要に応じて実施してもよい。
フラッシングを行なう場合には、原水槽３０から処理水をフラッシング用経路３１ａを経て被処理水導入経路３１に導入させる。
この場合、被処理水の流速が通常の被処理水の流速よりも早くなるように調節する。
前記前濾過ユニット１をフラッシングした洗浄水は、前記空気洗浄後と同様に、開閉弁Ｖ４を開いて、前記ＭＦ濃縮水排出経路３３から排水経路１６に排出する。
【００７４】
尚、前記実施形態では、逆浸透膜ユニットで透過された透過水を、前濾過ユニット、逆浸透膜ユニットの洗浄水として用いたが、透過水を洗浄水として用いることには限定されず、前濾過ユニット用の洗浄水、逆浸透膜用の洗浄水のいずれか一方、又は両方として別途上水や他の水処理装置での処理水を洗浄水として用いてもよい。
前記実施形態のように、逆浸透膜で処理した水は脱塩水であるため前濾過ユニット、逆浸透膜ユニットの洗浄水として使用するのに適している。
【００７５】
また、前記実施形態では、濃縮水移送経路と逆浸透膜洗浄水導入経路を切り替え可能に設けて、濃縮水排出口から、濃縮水の排出と逆浸透膜洗浄水の導入とを両方行なう構成にしたが、濃縮水移送経路と逆浸透膜洗浄水導入経路とを同一の濃縮水排出口に接続することには限定されない。
要は、逆浸透膜ユニットの濃縮水排出側に濃縮水を移送する経路と逆浸透膜洗浄水を導入する経路とが切り替え可能に接続されていればよい。
【００７６】
さらに、前記実施形態では、洗浄水導入経路７と洗浄水排水経路１７とを切り替え可能に設けて、同一の洗浄水導入口から、直結部への洗浄水の導入と逆浸透膜洗浄水の排出とを両方行なう構成にしたが、洗浄水導入経路と洗浄水排水経路とを同一の開口に接続することには限定されない。
要は、直結部に洗浄水を導入する経路と、洗浄水を排出する経路とが切り替え可能に接続されていればよい。
【００７７】
また、前記実施形態では、前濾過ユニットの被処理水導入口に、被処理水導入経路と逆洗浄水排出経路とを切り替え可能に設けて、同一の被処理水導入口から、被処理水の導入と逆洗浄水の排出とを両方行なう構成にしたが、被処理水導入経路と逆洗浄水排出経路とを同一の開口に接続することには限定されない。
要は、前濾過ユニットの被処理水導入側に、被処理水を導入する経路と、逆洗洗浄水を排出する経路とが切り替え可能に接続されていればよい。
【００７８】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は前記説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７９】
１：前濾過ユニット、２：逆浸透膜ユニット、３：直結部、４：透過水移送経路、５：濃縮水移送経路、６：逆浸透膜洗浄水導入経路、７：洗浄水導入経路、１０：水処理装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水を濾過材で前濾過して処理水を得る前濾過ユニットと、
前記前濾過ユニットで得られた処理水を逆浸透膜で透過水と濃縮水に膜分離する逆浸透膜ユニットと、
前記前濾過ユニットと前記逆浸透膜ユニットとを接続し、前記前濾過ユニットで得られた処理水を前記逆浸透膜ユニットへ移送する直結部と、
前記前濾過ユニットと、前記直結部と、前記逆浸透膜ユニットとを同一収容部内に収容する外装体と、
前記逆浸透膜ユニットから排出される透過水を移送する透過水移送経路と、
前記逆浸透膜ユニットから排出される濃縮水を移送する濃縮水移送経路と、
前記透過水移送経路及び前記濃縮水移送経路を開閉する移送経路開閉手段と、
が備えられ、
前記直結部に洗浄水を導入する洗浄水導入口が備えられていることを特徴とする水処理装置。
【請求項２】
前記逆浸透膜ユニットの濃縮水を排出する濃縮水排出側に接続された逆浸透膜洗浄水を導入する逆浸透膜洗浄水導入経路と、
前記逆浸透膜洗浄水導入経路を開閉する導入経路開閉手段とが備えられている請求項１に記載の水処理装置。
【請求項３】
前記前濾過ユニットに、精密濾過膜が備えられている請求項１または２に記載の水処理装置。
【請求項４】
前記洗浄水導入口に接続された洗浄水導入経路と、
前記前濾過ユニットを洗浄可能な薬品を前記洗浄水導入経路に供給する薬品洗浄液供給経路とが備えられている請求項１乃至３のいずれか一項に記載の水処理装置。
【請求項５】
前記洗浄水導入経路に前記逆浸透膜ユニットで分離された透過水を供給する手段が備えられている請求項１乃至４のいずれか一項に記載の水処理装置。
【請求項６】
前記逆浸透膜洗浄水導入経路に前記逆浸透膜ユニットで透過された透過水を供給する手段が備えられている請求項１乃至５のいずれか一項に記載の水処理装置。
【請求項７】
前記請求項１乃至６のいずれか一項に記載の水処理装置を用いて行なう水処理方法であって、
前記前濾過ユニットで前濾過して処理水を得る前濾過工程と、
前記直結部を介して移送された処理水を前記逆浸透膜ユニットで透過水と濃縮液とに膜分離する逆浸透膜分離工程と、
前記前濾過ユニットへの被処理水の導入を停止して前記濾過材を洗浄する洗浄工程とを実施する水処理方法であって、
前記洗浄工程が、前記逆浸透膜ユニットからの透過水および濃縮水の排出を停止しつつ、前記直結部に洗浄水を導入し、前記直結部から前記前濾過ユニットへ洗浄水を導入する工程であることを特徴とする水処理方法。
【請求項８】
前記洗浄工程で、前記逆浸透膜ユニットの濃縮水の排出側から逆浸透膜洗浄水を前記逆浸透膜ユニットに導入する請求項７に記載の水処理方法。
【請求項９】
前記洗浄水として前記逆浸透膜ユニットで分離された透過水を用いる請求項７または８に記載の水処理方法。
【請求項１０】
前記逆浸透膜洗浄水として前記逆浸透膜ユニットで分離された透過水を用いる請求項７乃至９のいずれか一項に記載の水処理方法。
【請求項１】
被処理水を濾過材で前濾過して処理水を得る前濾過ユニットと、
前記前濾過ユニットで得られた処理水を逆浸透膜で透過水と濃縮水に膜分離する逆浸透膜ユニットと、
前記前濾過ユニットと前記逆浸透膜ユニットとを接続し、前記前濾過ユニットで得られた処理水を前記逆浸透膜ユニットへ移送する直結部と、
前記前濾過ユニットと、前記直結部と、前記逆浸透膜ユニットとを同一収容部内に収容する外装体と、
前記逆浸透膜ユニットから排出される透過水を移送する透過水移送経路と、
前記逆浸透膜ユニットから排出される濃縮水を移送する濃縮水移送経路と、
前記透過水移送経路及び前記濃縮水移送経路を開閉する移送経路開閉手段と、
が備えられ、
前記直結部に洗浄水を導入する洗浄水導入口が備えられていることを特徴とする水処理装置。
【請求項２】
前記逆浸透膜ユニットの濃縮水を排出する濃縮水排出側に接続された逆浸透膜洗浄水を導入する逆浸透膜洗浄水導入経路と、
前記逆浸透膜洗浄水導入経路を開閉する導入経路開閉手段とが備えられている請求項１に記載の水処理装置。
【請求項３】
前記前濾過ユニットに、精密濾過膜が備えられている請求項１または２に記載の水処理装置。
【請求項４】
前記洗浄水導入口に接続された洗浄水導入経路と、
前記前濾過ユニットを洗浄可能な薬品を前記洗浄水導入経路に供給する薬品洗浄液供給経路とが備えられている請求項１乃至３のいずれか一項に記載の水処理装置。
【請求項５】
前記洗浄水導入経路に前記逆浸透膜ユニットで分離された透過水を供給する手段が備えられている請求項１乃至４のいずれか一項に記載の水処理装置。
【請求項６】
前記逆浸透膜洗浄水導入経路に前記逆浸透膜ユニットで透過された透過水を供給する手段が備えられている請求項１乃至５のいずれか一項に記載の水処理装置。
【請求項７】
前記請求項１乃至６のいずれか一項に記載の水処理装置を用いて行なう水処理方法であって、
前記前濾過ユニットで前濾過して処理水を得る前濾過工程と、
前記直結部を介して移送された処理水を前記逆浸透膜ユニットで透過水と濃縮液とに膜分離する逆浸透膜分離工程と、
前記前濾過ユニットへの被処理水の導入を停止して前記濾過材を洗浄する洗浄工程とを実施する水処理方法であって、
前記洗浄工程が、前記逆浸透膜ユニットからの透過水および濃縮水の排出を停止しつつ、前記直結部に洗浄水を導入し、前記直結部から前記前濾過ユニットへ洗浄水を導入する工程であることを特徴とする水処理方法。
【請求項８】
前記洗浄工程で、前記逆浸透膜ユニットの濃縮水の排出側から逆浸透膜洗浄水を前記逆浸透膜ユニットに導入する請求項７に記載の水処理方法。
【請求項９】
前記洗浄水として前記逆浸透膜ユニットで分離された透過水を用いる請求項７または８に記載の水処理方法。
【請求項１０】
前記逆浸透膜洗浄水として前記逆浸透膜ユニットで分離された透過水を用いる請求項７乃至９のいずれか一項に記載の水処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−７８７４６（Ｐ２０１３−７８７４６Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２０９２４（Ｐ２０１１−２２０９２４）
【出願日】平成２３年１０月５日（２０１１．１０．５）
【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５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月５日（２０１１．１０．５）
【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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