浄化水生成方法及び浄化水生成装置
【課題】 生物処理水及び海水を用いて浄化水を得つつ、バイオファウリングを抑制し得る浄化水生成方法を提供する。
【解決手段】 有機性廃水が生物処理されて得られる生物処理水を逆浸透膜装置でろ過処理して浄化水たる透過水を得る浄化水生成方法であって、
前記逆浸透膜装置には、生物処理水が供給される供給口と、濃縮水を排出する排出口とが備えられてなり、
前記供給口に生物処理水を供給して前記逆浸透膜装置で該生物処理水をろ過処理する生物処理水ろ過工程と、海水を該逆浸透膜装置でろ過処理して濃縮水を得、該濃縮水を前記供給口側から該逆浸透膜装置外に排出する海水ろ過工程とを備えていることを特徴とする浄化水生成方法を提供する。
【解決手段】 有機性廃水が生物処理されて得られる生物処理水を逆浸透膜装置でろ過処理して浄化水たる透過水を得る浄化水生成方法であって、
前記逆浸透膜装置には、生物処理水が供給される供給口と、濃縮水を排出する排出口とが備えられてなり、
前記供給口に生物処理水を供給して前記逆浸透膜装置で該生物処理水をろ過処理する生物処理水ろ過工程と、海水を該逆浸透膜装置でろ過処理して濃縮水を得、該濃縮水を前記供給口側から該逆浸透膜装置外に排出する海水ろ過工程とを備えていることを特徴とする浄化水生成方法を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浄化水生成方法及び浄化水生成装置に関し、具体的には、逆浸透膜装置を用いて浄化水を得る浄化水生成方法及び浄化水生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、浄化水生成装置としては、例えば、有機物を含有する廃水（以下、「有機性廃水」ともいう。）が生物処理槽内で生物処理されて得られる生物処理水をポンプ等で加圧して逆浸透膜装置に圧送し、圧送された生物処理水を該逆浸透膜装置でろ過処理して浄化水たる透過水を得るように構成されている浄化水生成装置が知られており（例えば、特許文献１）、この浄化水生成装置は、生活用水、工業用水等を得るのに用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−７３６２２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、前記生物処理水には、生物（細菌、原生動物、後生動物等）と、該生物による分解がされずに残った残留有機物と、該生物が分泌する分泌物とが含まれており、この浄化水生成装置では、前記生物、前記残留有機物、及び前記分泌物が逆浸透膜装置の逆浸透膜（以下、「ＲＯ膜」ともいう。）に付着し堆積して、該ＲＯ膜の詰まり（「ファウリング」ともいい、特に生物由来の「ファウリング」を「バイオファウリング」ともいう。）が生じる場合がある。また、生物処理水は、通常、生物処理槽から逆浸透膜装置に移送される途中で生物処理水貯留槽に一旦貯留されるが、該生物処理水貯留槽に生物処理水が貯留されている際に、空気等を介して生物処理水に微生物が混入し、その結果、この微生物によってもバイオファウリングが生じる場合もある。そして、該ＲＯ膜に付着した生物が分泌物を分泌し増殖して、バイオファウリングが形成される場合がある。そして、該ＲＯ膜に付着した生物が分泌物を分泌して増殖し続ける結果、バイオファウリングが進行する場合がある。
バイオファウリングは、前記ＲＯ膜の膜面を通過する際の水の抵抗（流路抵抗）を増加させる要因となる。従って、前記ＲＯ膜でバイオファウリングが進行した状態において、バイオファウリングが生じる前と同じ流束で浄化水を得るには、生物処理水を前記ＲＯ膜に送水するための圧力を増加させる必要があり、その結果、多大なエネルギー（動力）が必要となる。さらには、該逆浸透膜装置のＲＯ膜エレメントに多大な流路抵抗が生じた状態で逆浸透膜装置に生物処理水を送ると、該ＲＯ膜エレメントに負荷がかかり、該ＲＯ膜エレメントのＲＯ膜が損傷するおそれがある。また、前記ＲＯ膜でバイオファウリングが進行した状態において、バイオファウリングが生じる前と同じ圧力で生物処理水を逆浸透膜装置に供給すると、得られる浄化水たる透過水の流束が小さくなるという問題がある。
斯かる問題を解消するには、前記ＲＯ膜を洗浄したり、バイオファウリングを抑制することが考えられるが、洗浄のために使用する薬品（アルカリ、酸、酸化剤、還元剤等）やバイオファウリング抑制剤（塩素系化合物等）の分のコストがかかり、また、洗浄等のために逆浸透膜装置を停止することとなって所望の量の浄化水を得ることができなくなるという問題がある。
【０００５】
ところで、臨海地域では、逆浸透膜装置によるろ過処理によって海水から浄化水たる淡水を得る海水淡水化装置が浄化水生成装置として用いられている。この海水淡水化装置は、水資源として豊富な海水を利用するように構成されているので、安定的に浄化水を得ることができる。
【０００６】
しかし、海水は、生物処理水よりも塩濃度が高いため、海水を逆浸透膜装置に圧送するのに必要なエネルギーは、生物処理水を逆浸透膜装置に圧送するのに必要なエネルギーよりも大きい。よって、この海水淡水化装置では、海水を該逆浸透膜装置に圧送するために多大なエネルギー（動力）が必要となるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑み、生物処理水及び海水を用いて浄化水を得つつ、バイオファウリングを抑制し得る浄化水生成方法及び浄化水生成装置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】
【０００８】
本発明者らが鋭意研究したところ、生物から分泌される分泌物は粘着性が高いことから、分泌物と、分泌物を分泌し該分泌物が付着した生物とは、逆浸透膜装置の上流側の部分（生物処理水が供給される供給口側の部分）に付着し堆積しやすいため、ＲＯ膜の上流側の部分にバイオファウリングが生じやすいことを見出し、本発明の完成を想到するに至った。
【０００９】
即ち、本発明は、有機性廃水が生物処理されて得られる生物処理水を逆浸透膜装置でろ過処理して浄化水たる透過水を得る浄化水生成方法であって、
前記逆浸透膜装置には、生物処理水が供給される供給口と、濃縮水を排出する排出口とが備えられてなり、
前記供給口に生物処理水を供給して前記逆浸透膜装置で該生物処理水をろ過処理する生物処理水ろ過工程と、海水を該逆浸透膜装置でろ過処理して濃縮水を得、該濃縮水を前記供給口側から該逆浸透膜装置外に排出する海水ろ過工程とを備えていることを特徴とする浄化水生成方法にある。
【００１０】
斯かる浄化水生成方法によれば、前記生物処理水ろ過工程では生物、分泌物及び有機物が前記逆浸透膜装置のＲＯ膜に付着し得るが、前記生物処理水ろ過工程後に前記海水ろ過工程を実施することにより、海水が前記逆浸透膜装置でろ過処理されるので、前記ＲＯ膜に付着した生物が海水中の塩等によって生育し難くなり、該ＲＯ膜のバイオファウリングを抑制することができるという利点がある。また、斯かる浄化水生成方法によれば、前記海水ろ過工程では海水を該逆浸透膜装置でろ過処理して濃縮水を得、該濃縮水を前記供給口側から該逆浸透膜装置外に排出するので、生物が付着しやすい、ＲＯ膜の供給口側の部分に、海水よりも塩濃度が高い濃縮水が接し得るため、該ＲＯ膜のバイオファウリングをより一層抑制することができるという利点がある。さらに、斯かる浄化水生成方法によれば、前記逆浸透膜装置内では、海水から得られる濃縮水の流れの方向が、生物処理水から得られる濃縮水の流れの方向に対して反対方向となるので、前記ＲＯ膜に付着した生物、分泌物及び有機物が、海水から得られる濃縮水の流れの物理的作用によって剥がれやすくなるという利点がある。また、斯かる浄化水生成方法によれば、生物処理水及び海水を逆浸透膜装置でろ過処理することにより、浄化水たる透過水を得ることができる。
従って、斯かる浄化水生成方法によれば、生物処理水及び海水を用いて浄化水を得つつ、バイオファウリングを抑制し得る。
【００１１】
また、本発明は、有機性廃水が生物処理されて得られる生物処理水をろ過処理して浄化水たる透過水を得る逆浸透膜装置が備えられている浄化水生成装置であって、
前記逆浸透膜装置には、生物処理水が供給される供給口と、濃縮水を排出する排出口とが備えられてなり、
前記供給口に生物処理水が供給されて該逆浸透膜装置で該生物処理水がろ過処理されるように構成され、更に、海水が該逆浸透膜装置でろ過処理されて濃縮水を得、該濃縮水が前記供給口側から該逆浸透膜装置外に排出されるように構成されていることを特徴とする浄化水生成装置にある。
【００１２】
さらに、本発明は、有機性廃水が生物処理されて得られる生物処理水を逆浸透膜装置でろ過処理して浄化水たる透過水を得る浄化水生成方法であって、
前記逆浸透膜装置には、第１逆浸透膜装置及び第２逆浸透膜装置が備えられ、前記第１逆浸透膜装置には、生物処理水が供給される第１供給口と、濃縮水を排出する第１排出口とが備えられ、前記第２逆浸透膜装置には、生物処理水が供給される第２供給口と、濃縮水を排出する第２排出口とが備えられてなり、
前記第１供給口に生物処理水を供給し前記第１逆浸透膜装置で該生物処理水をろ過処理して第１濃縮水を得、該第１濃縮水及び海水を混合して第１混合水を得、該第１混合水を前記第２逆浸透膜装置でろ過処理して第２濃縮水を得、該第２濃縮水を前記第２供給口側から前記第２逆浸透膜装置外に排出する第１工程と、前記第２供給口に生物処理水を供給し前記第２逆浸透膜装置で生物処理水をろ過処理して第３濃縮水を得、該第３濃縮水及び海水を混合して第２混合水を得、該第２混合水を前記第１逆浸透膜装置でろ過処理して第４濃縮水を得、該第４濃縮水を前記第１供給口側から前記第１逆浸透膜装置外に排出する第２工程とを交互に実施することを特徴とする浄化水生成方法にある。
【００１３】
斯かる浄化水生成方法によれば、前記第１逆浸透膜装置のＲＯ膜（以下、「第１ＲＯ膜」ともいう。）に対して以下のような利点がある。
即ち、斯かる浄化水生成方法によれば、前記第１工程では前記生物処理水に含まれていた生物、分泌物及び有機物が第１ＲＯ膜に付着し得るが、前記第１工程後に前記第２工程を実施することにより、海水を含んでいる第２混合水が前記第１逆浸透膜装置でろ過処理されるので、前記第１ＲＯ膜に付着した生物が第２混合水中の塩等により生育し難くなり、前記第１ＲＯ膜のバイオファウリングを抑制することができるという利点がある。また、斯かる浄化水生成方法によれば、前記第２工程では第２混合水を前記第１逆浸透膜装置でろ過処理して第４濃縮水を得、該第４濃縮水を前記第１供給口側から前記第１逆浸透膜装置外に排出するので、生物等が付着しやすい、第１ＲＯ膜の第１供給口側の部分には、第２混合水より塩濃度が高い第４濃縮水が接し得るため、該第１ＲＯ膜のバイオファウリングをより一層抑制することができるという利点がある。さらに、斯かる浄化水生成方法によれば、前記第１逆浸透膜装置内では、第２混合水から得られる第４濃縮水の流れの方向が、生物処理水から得られる第１濃縮水の流れの方向に対して反対方向となるので、前記第１ＲＯ膜に付着した生物、分泌物及び有機物が、第２混合水から得られる第４濃縮水の流れの物理的作用によって剥がれやすくなるという利点がある。
また、斯かる浄化水生成方法によれば、前記第１ＲＯ膜のみならず、該第２逆浸透膜装置の逆浸透膜（以下、「第２ＲＯ膜」ともいう。）に対しても同様な利点がある。
さらに、斯かる浄化水生成方法によれば、海水が含有されている混合水と、生物処理水とを逆浸透膜装置でろ過処理することにより、浄化水たる透過水を得ることができる。
従って、斯かる浄化水生成方法によれば、生物処理水及び海水を用いて浄化水を得つつ、バイオファウリングを抑制し得る。
【００１４】
また、本発明は、有機性廃水が生物処理されて得られる生物処理水をろ過処理して浄化水たる透過水を得る逆浸透膜装置が備えられている浄化水生成装置であって、
前記逆浸透膜装置には、第１逆浸透膜装置及び第２逆浸透膜装置が備えられ、前記第１逆浸透膜装置には、生物処理水が供給される第１供給口と、濃縮水を排出する第１排出口とが備えられ、前記第２逆浸透膜装置には、生物処理水が供給される第２供給口と、濃縮水を排出する第２排出口とが備えられてなり、
前記第１供給口に生物処理水を供給し前記第１逆浸透膜装置で該生物処理水をろ過処理して第１濃縮水を得、該第１濃縮水及び海水を混合して第１混合水を得、該第１混合水を前記第２逆浸透膜装置でろ過処理して第２濃縮水を得、該第２濃縮水を前記第２供給口側から前記第２逆浸透膜装置外に排出する第１工程と、前記第２供給口に生物処理水を供給し前記第２逆浸透膜装置で生物処理水をろ過処理して第３濃縮水を得、該第３濃縮水及び海水を混合して第２混合水を得、該第２混合水を前記第１逆浸透膜装置でろ過処理して第４濃縮水を得、該第４濃縮水を前記第１供給口側から前記第１逆浸透膜装置外に排出する第２工程とを交互に実施しうるように構成されていることを特徴とする浄化水生成装置にある。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明によれば、生物処理水及び海水を用いて浄化水を得つつ、バイオファウリングを抑制し得る浄化水生成装置及び浄化水生成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態における浄化水生成装置の概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態における浄化水生成装置の一状態を示す概略図である。
【図３】本発明の第１実施形態における浄化水生成装置の一状態を示す概略図である。
【図４】本発明の第２実施形態における浄化水生成装置の概略図である。
【図５】本発明の第２実施形態における浄化水生成装置の一状態を示す概略図である。
【図６】本発明の第２実施形態における浄化水生成装置の一状態を示す概略図である。
【図７】本発明の実施の形態における浄化水生成装置の利点を説明するための図である。
【図８】本発明の他実施形態における浄化水生成装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
＜第１実施形態＞
まず、第１実施形態に係る浄化水生成装置について説明する。
図１は、第１実施形態の浄化水生成装置の概略図である。
図１に示すように、第１実施形態の浄化水生成装置１０は、有機性廃水Ｂを生物処理して生物処理水を得る生物処理槽１１と、精密ろ過膜（ＭＦ膜）及び限外ろ過膜（ＵＦ膜）の少なくとも何れかを有し且つ生物処理水をろ過処理により除濁して第１除濁処理水を得る第１除濁装置１２と、第１除濁処理水を加圧する第１加圧部１３ａと、加圧された第１除濁処理水を生物処理水としてろ過処理して浄化水Ｃたる第１透過水及び第１濃縮水Ｄを得る逆浸透膜装置１４とを備えている。
即ち、第１実施形態の浄化水生成装置１０は、有機性廃水Ｂが生物処理槽１１で生物処理され、生物処理水が第１除濁装置１２でろ過処理され、第１除濁処理水が第１加圧部１３ａで加圧され、加圧された第１除濁処理水が生物処理水として逆浸透膜装置１４でろ過処理されるように構成されている。
【００１９】
また、第１実施形態の浄化水生成装置１０は、精密ろ過膜（ＭＦ膜）及び限外ろ過膜（ＵＦ膜）の少なくとも何れかを有し且つ海水Ａをろ過処理により除濁して第２除濁処理水を得る第２除濁装置１５と、第２除濁処理水を加圧する第２加圧部１３ｂとを備えている。
即ち、第１実施形態の浄化水生成装置１０は、海水Ａが第２除濁装置１５でろ過処理され、第２除濁処理水が第２加圧部１３ｂで加圧され、加圧された第２除濁処理水が海水Ａとして逆浸透膜装置１４でろ過処理されるように構成されている。
【００２０】
前記海水Ａは、塩を含む水であり、例えば、塩濃度が１．０質量％以上８．０質量％以下の水であり、より具体的には、塩濃度が例えば２．５質量％以上６．０質量％以下である。
本明細書において、海水Ａは、海に存在する水に限定されず、塩濃度が１．０質量％以上の水であれば、湖（塩湖、汽水湖）の水、沼水、池水等の陸に存在する水も含む。
【００２１】
前記有機性廃水Ｂは、有機物を含む廃水であり、例えば、有機物濃度の指標としてのＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）が２０００ｍｇ/Ｌ以下の廃水であり、より具体的には、１００〜２０００ｍｇ／Ｌの廃水である。また、有機性廃水Ｂは、海水よりも塩濃度が低い水である。有機性廃水Ｂは、例えば、海水Ａの塩濃度に対する有機性廃水Ｂの塩濃度の比が０．１以下のもの、より具体的には、海水Ａの塩濃度に対する有機性廃水Ｂの塩濃度の比が０．０１以下のものである。
前記有機性廃水Ｂとしては、下水（生活廃水、雨水が下水道に流れた水等）、工業廃水（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排出される廃水）等が挙げられる。
【００２２】
前記生物処理は、細菌、原生動物、後生動物等の生物種によって水に含まれる有機物を分解する処理である。前記生物処理としては、例えば、活性汚泥を用いた曝気処理等を挙げることができる。
【００２３】
本明細書において、除濁は、逆浸透膜装置でろ過処理する前に、逆浸透膜装置で分離するよりも粗い不純物（例えば、固形物質等）を除去することを意味し、例えば、逆浸透膜ろ過よりも粗いろ過をすることや沈降分離をすることなどを意味する。
【００２４】
前記第１除濁装置１２は、ＭＦ膜及びＵＦ膜の少なくとも何れか１つを有するろ過膜を備えている。該ろ過膜は、前記生物処理槽１１の液面下に浸漬膜として設置されている。
【００２５】
前記加圧部１３ａ、１３ｂとしては、例えばポンプ等が挙げられる。
【００２６】
前記逆浸透膜装置１４は、生物処理水が供給される供給口と、第１透過水を排出する透過水排出口と、第１濃縮水を排出する濃縮水排出口とを備えている。
また、前記逆浸透膜装置１４は、ＲＯ膜と、該ＲＯ膜を収容する圧力容器とを備えている。本明細書におけるＲＯ膜は、ナノろ過膜（ＮＦ膜）を含む概念である。
【００２７】
前記第２除濁装置１５は、ＭＦ膜及びＵＦ膜の少なくとも何れか１つを有するろ過膜と、このろ過膜を収容する圧力容器とを備えている。
【００２８】
また、第１実施形態の浄化水生成装置１０は、図２に示すように、有機性廃水Ｂを生物処理槽１１で生物処理して生物処理水を得、生物処理水を第１除濁装置１２で除濁して第１除濁処理水を得、第１除濁処理水を第１加圧部１３ａで加圧し、加圧された第１除濁処理水を供給口から逆浸透膜装置１４に供給して該第１除濁処理水を逆浸透膜装置１４でろ過処理し第１透過水及び第１濃縮水Ｄを得る生物処理水ろ過工程を実施しうるように構成されている。
また、第１実施形態の浄化水生成装置１０は、前記生物処理水ろ過工程の実施時に、有機性廃水Ｂが生物処理槽１１に移送され、第１除濁処理水が供給口から逆浸透膜装置１４に移送され、第１透過水が透過水排出口から逆浸透膜装置１４外に排出されて浄化水Ｃとして浄化水貯留槽（図示せず）に移送され、第１濃縮水Ｄが濃縮水排出口から逆浸透膜装置１４外に排出されて濃縮水貯留槽（図示せず）に移送されるように構成されている。
【００２９】
また、第１実施形態の浄化水生成装置１０は、前記生物処理水ろ過工程で、必要に応じて、前記供給口に第１除濁処理水を供給する前に、生物処理水としての第１除濁処理水に、酸（塩酸、硫酸等）、還元剤（重亜硫酸ソーダ等）、又はファウリング抑制剤（例えば、塩素系化合物等）を混合するように構成されている。第１実施形態の浄化水生成装置１０は、酸、還元剤若しくはファウリング抑制剤を含有する第１除濁処理水が生物処理水として逆浸透膜装置１４に供給されることで、酸、還元剤若しくはファウリング抑制剤によって前記ＲＯ膜に付着した生物の生育をより一層抑制し、前記ＲＯ膜のバイオファウリングをより一層抑制することができる。
【００３０】
さらに、第１実施形態の浄化水生成装置１０は、図３に示すように、海水Ａを第２除濁装置１５で除濁して第２除濁処理水を得、第２除濁処理水を第２加圧部１３ｂで加圧し、加圧された第２除濁処理水を濃縮水排出口から逆浸透膜装置１４に供給して該第２除濁処理水を逆浸透膜装置１４でろ過処理し淡水たる第２透過水及び第２濃縮水Ｄを得る海水ろ過工程を実施しうるように構成されている。
また、第１実施形態の浄化水生成装置１０は、前記海水ろ過工程の実施時に、海水Ａが第２除濁装置１５に移送され、第２除濁処理水が濃縮水排出口から逆浸透膜装置１４に移送され、第２透過水が透過水排出口から逆浸透膜装置１４外に排出されて浄化水Ｃとして浄化水貯留槽（図示せず）に移送され、第２濃縮水Ｄが供給口から逆浸透膜装置１４外に排出されて濃縮水貯留槽（図示せず）に移送されるように構成されている。
【００３１】
また、第１実施形態の浄化水生成装置１０は、前記海水ろ過工程で、必要に応じて、前記濃縮水排出口に第２除濁処理水を供給する前に、海水Ａとしての第２除濁処理水に、酸（例えば、塩酸、硫酸等）、還元剤（例えば、重亜硫酸ソーダ等）、又はファウリング抑制剤（例えば、塩素系化合物等）を混合するように構成されている。第１実施形態の浄化水生成装置１０は、酸、還元剤若しくはファウリング抑制剤を含有する第２除濁処理水が海水Ａとして逆浸透膜装置１４に供給されることで、酸、還元剤若しくはファウリング抑制剤によって前記ＲＯ膜に付着した生物の生育をより一層抑制し、前記ＲＯ膜のバイオファウリングをより一層抑制することができる。
【００３２】
また、第１実施形態の浄化水生成装置１０は、逆浸透膜装置１４に第１除濁処理水の供給をし、逆浸透膜装置１４への第２除濁処理水の供給を停止状態とすることで、前記生物処理水ろ過工程が実施されるように構成されている。さらに、本実施形態の浄化水生成装置１０は、逆浸透膜装置１４に第２除濁処理水の供給をし、逆浸透膜装置１４への第１除濁処理水の供給を停止状態とすることで、前記海水ろ過工程が実施されるように構成されている。第１実施形態の浄化水生成装置１０は、このように構成されていることで、前記生物処理水ろ過工程と前記海水ろ過工程とを実施することができる。
また、第１実施形態の浄化水生成装置１０は、必要に応じて、逆浸透膜装置１４への第１除濁処理水の供給を停止状態としても、有機性廃水Ｂを生物処理槽１１で生物処理し、得られる生物処理水を第１除濁装置１２で除濁処理することができるように、第１除濁処理水を貯留する貯留槽（図示せず）を備えている。また、第１実施形態の浄化水生成装置１０は、必要に応じて、前記生物処理水ろ過工程で、該貯留槽（図示せず）に貯留された第１除濁処理水が逆浸透膜装置１４に供給されるように構成されている。なお、第１実施形態の浄化水生成装置１０は、該貯留槽を備えず、海水ろ過工程で、生物処理水から第１除濁装置１２により第１除濁処理水を得、第１除濁処理水を系外に排出するように構成されてもよい。
【００３３】
さらに、第１実施形態の浄化水生成装置１０は、前記生物処理水ろ過工程と、前記海水ろ過工程とを交互に実施しうるように構成されている。
【００３４】
第１実施形態の浄化水生成方法は、第１実施形態の浄化水生成装置を用いて、前生物処理水ろ過工程と前記海水ろ過処理工程とを実施する方法である。
【００３５】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る浄化水生成装置及び浄化水生成方法について説明する。
なお、第１実施形態と重複する説明は省略し、各部の名称及び図番は第１実施形態のものを適宜援用し、第２実施形態で特に説明がないものは、第１実施形態で説明したものと同じ内容とする。
【００３６】
図４は、第２実施形態の浄化水生成装置の概略図である。
図４に示すように、第２実施形態の浄化水生成装置１０は、有機性廃水Ｂを生物処理して生物処理水を得る生物処理槽１１と、精密ろ過膜（ＭＦ膜）及び限外ろ過膜（ＵＦ膜）の少なくとも何れかを有し且つ生物処理水をろ過処理により除濁して第１除濁処理水を得る第１除濁装置１２と、第１除濁処理水を加圧する第１加圧部１３ａと、加圧された第１除濁処理水を生物処理水としてろ過処理して浄化水Ｃたる第１透過水及び第１濃縮水を得る第１逆浸透膜装置１４ａと、精密ろ過膜（ＭＦ膜）及び限外ろ過膜（ＵＦ膜）の少なくとも何れかを有し且つ海水Ａをろ過処理により除濁して第２除濁処理水を得る第２除濁装置１５と、海水Ａとしての第２除濁処理水及び第１濃縮水を混合して第１混合水を得る混合部１６と、第１混合水を加圧する第２加圧部１３ｂと、加圧された第１混合水をろ過処理して淡水たる第２透過水及び第２濃縮水Ｄを得る第２逆浸透膜装置１４ｂとを備えている。
即ち、第２実施形態の浄化水生成装置１０は、有機性廃水Ｂが生物処理槽１１で生物処理され、生物処理水が第１除濁装置１２で除濁され、第１除濁処理水が第１加圧部１３ａで加圧され、加圧された第１除濁処理水が生物処理水として第１逆浸透膜装置１４ａでろ過処理されて浄化水Ｃたる第１透過水及び第１濃縮水が得られ、海水Ａが第２除濁装置１５でろ過処理され、海水Ａとしての第２除濁処理水及び第１濃縮水が混合部１６で混合されて第１混合水が得られ、第１混合水が第２加圧部１３ｂで加圧され、加圧された第１混合水が第２逆浸透膜装置１４ｂでろ過処理されて淡水たる第２透過水及び第２濃縮水Ｄが得られるように構成されている。
【００３７】
また、第２実施形態の浄化水生成装置１０は、有機性廃水Ｂが生物処理槽１１で生物処理され、生物処理水が第１除濁装置１２で除濁され、第１除濁処理水が第１加圧部１３ａで加圧され、加圧された第１除濁処理水が生物処理水として第２逆浸透膜装置１４ｂでろ過処理されて浄化水Ｅたる第３透過水及び第３濃縮水が得られ、海水Ａが第２除濁装置１５でろ過処理され、海水Ａとしての第２除濁処理水及び第３濃縮水が混合部１６で混合されて第２混合水が得られ、第２混合水が第２加圧部１３ｂで加圧され、加圧された第２混合水が第１逆浸透膜装置１４ａでろ過処理されて淡水たる第４透過水及び第４濃縮水Ｄが得られるように構成されている。
【００３８】
前記第１逆浸透膜装置１４ａは、生物処理水としての第１除濁処理水が供給される第１供給口と、第１透過水が排出される第１透過水排出口と、第１濃縮水が排出される第１濃縮水排出口とを備えている。
【００３９】
前記第２逆浸透膜装置１４ｂは、生物処理水としての第１除濁処理水が供給される第２供給口と、第３透過水が排出される第２透過水排出口と、第３濃縮水が排出される第２濃縮水排出口とを備えている。
【００４０】
さらに、第２実施形態の浄化水生成装置１０は、図５に示すように、有機性廃水Ｂを生物処理槽１１で生物処理して生物処理水を得、生物処理水を第１除濁装置１２で除濁して第１除濁処理水を得、第１除濁処理水を第１加圧部１３ａで加圧し、加圧された第１除濁処理水を第１供給口から第１逆浸透膜装置１４ａに供給して該第１除濁処理水を第１逆浸透膜装置１４ａでろ過処理して浄化水Ｃたる第１透過水及び第１濃縮水を得、海水Ａを第２除濁装置１５で除濁して第２除濁処理水を得、第２除濁処理水及び第１濃縮水を混合部１６で混合して第１混合水を得、第１混合水を第２加圧部１３ｂで加圧し、加圧された第１混合水を第２濃縮水排出口から第２逆浸透膜装置１４ｂに供給して該第１混合水を第２逆浸透膜装置１４ｂでろ過処理して淡水たる第２透過水及び第２濃縮水Ｄを得る第１工程を実施しうるように構成されている。
また、第２実施形態の浄化水生成装置１０は、前記第１工程の実施時に、有機性廃水Ｂが生物処理槽１１に移送され、第１除濁処理水が第１供給口から第１逆浸透膜装置１４ａに移送され、第１透過水が第１透過水排出口から第１逆浸透膜装置１４ａ外に排出されて浄化水Ｃとして浄化水貯留槽（図示せず）に移送され、第１濃縮水が第１濃縮水排出口から第１逆浸透膜装置１４ａ外に排出されて混合部１６に移送され、海水Ａが第２除濁装置１５に移送され、第２除濁処理水が混合部１６に移送され、第１混合水が第２濃縮水排出口から第２逆浸透膜装置１４ｂに移送され、淡水たる第２透過水が第２透過水排出口から第２逆浸透膜装置１４ｂ外に排出されて浄化水Ｅ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供給口から第２逆浸透膜装置１４ｂ外に排出されて濃縮水貯留槽（図示せず）に移送されるように構成されている。
さらに、第２実施形態の浄化水生成装置１０は、複数の経路を備えており、例えば、第１除濁処理水を第１逆浸透膜装置１４ａに移送する第１移送径路１７ａと、第１混合水を第２逆浸透膜装置１４ｂに移送する第２移送径路１７ｂとを備えている。
【００４１】
また、第２実施形態の浄化水生成装置１０は、図６に示すように、有機性廃水Ｂを生物処理槽１１で生物処理して生物処理水を得、生物処理水を第１除濁装置１２で除濁して第１除濁処理水を得、第１除濁処理水を第１加圧部１３ａで加圧し、加圧された第１除濁処理水を第２供給口から第２逆浸透膜装置１４ｂに供給して該第１除濁処理水を第２逆浸透膜装置１４ｂでろ過処理して浄化水Ｅたる第３透過水及び第３濃縮水を得、海水Ａを第２除濁装置１５で除濁して第２除濁処理水を得、第２除濁処理水及び第３濃縮水を混合部１６で混合して第２混合水を得、第２混合水を第２加圧部１３ｂで加圧し、加圧された第２混合水を第１濃縮水排出口から第１逆浸透膜装置１４ａに供給して該第２混合水を第１逆浸透膜装置１４ａでろ過処理して淡水たる第４透過水及び第４濃縮水Ｄを得る第２工程を実施しうるように構成されている。
また、第２実施形態の浄化水生成装置１０は、前記第２工程の実施時に、有機性廃水Ｂが生物処理槽１１に移送され、第１除濁処理水が第２供給口から第２逆浸透膜装置１４ｂに移送され、第３透過水が第２透過水排出口から第２逆浸透膜装置１４ｂ外に排出されて浄化水Ｅとして浄化水貯留槽（図示せず）に移送され、第３濃縮水が第２濃縮水排出口から第２逆浸透膜装置１４ｂ外に排出されて混合部１６に移送され、海水Ａが第２除濁装置１５に移送され、第２除濁処理水が混合部１６に移送され、第２混合水が第１濃縮水排出口から第１逆浸透膜装置１４ａに移送され、淡水たる第４透過水が第１透過水排出口から第１逆浸透膜装置１４ａ外に排出されて浄化水Ｃとして浄化水貯留槽（図示せず）に移送され、第４濃縮水Ｄが第１供給口から第１逆浸透膜装置１４ａ外に排出されて濃縮水貯留槽（図示せず）に移送されるように構成されている。
さらに、第２実施形態の浄化水生成装置１０は、上述の経路の他に、例えば、第１除濁処理水を第２逆浸透膜装置１４ｂに移送する第３移送径路１７ｃと、第２混合水を第１逆浸透膜装置１４ａに移送する第４移送径路１７ｄとを備えている。
【００４２】
さらに、第２実施形態の浄化水生成装置１０は、各移送径路に介装されたバルブを備えている。具体的には、本実施形態の浄化水生成装置１０は、前記バルブとして、前記第１移送経路１７ａ、前記第２移送経路１７ｂ、前記第３移送経路１７ｃ、及び前記第４移送経路１７ｄにそれぞれ介装された第１バルブ１８ａ、第２バルブ１８ｂ、第３バルブ１８ｃ、及び第４バルブ１８ｄを備えている。
【００４３】
また、第２実施形態の浄化水生成装置１０は、各バルブの開閉操作によって流路を決定するバルブ機構を備えている。また、本実施形態の浄化水生成装置１０は、前記バルブ機構により、前記第１、２バルブ１８ａ、１８ｂが開状態とされ、前記第３、４バルブ１８ｃ、１８ｄが閉状態とされることで、前記第１工程が実施されるように構成されている。さらに、本実施形態の浄化水生成装置１０は、前記バルブ機構により、前記第１、２バルブ１８ａ、１８ｂが閉状態とされ、前記第３、４バルブ１８ｃ、１８ｄが開状態とされることで、前記第２工程が実施されるように構成されている。
このように、第２実施形態の浄化水生成装置１０は、前記バルブ機構によって各バルブを開閉するように構成されていることから、前記第１工程と前記第２工程とを交互に実施することができる。
【００４４】
前記混合部１６で得られる混合水の塩濃度は、前記生物処理水に非好塩性生物が含まれている場合には、０．２Ｍ（０．２ｍｏｌ／Ｌ）を超えることが好ましい。また、該塩濃度は、前記生物処理水に非好塩性生物及び低度好塩性生物が含まれている場合には、０．５Ｍを超えることがより好ましい。非好塩性生物の生育を十分に抑制する塩濃度は０．２Ｍであり、非好塩性生物及び低度好塩性生物の生育を十分に抑制する塩濃度は０．５Ｍであるからである。
また、前記混合水の塩濃度は、０．８Ｍ以下が好ましく、０．６Ｍ以下がより好ましい。
【００４５】
以下に、図７を参照して、前記混合水の塩濃度が上記範囲であることが好ましい理由について詳しく説明する。
【００４６】
図７に示すように、一の逆浸透膜装置に供給する水（以下、「供給水」ともいう。）における海水の体積比率（海水混合比）が低いほど、供給水の塩濃度（供給水塩濃度）が低くなる。このため、供給水を加圧するエネルギーが海水のみからなる場合に比べて小さいので、得られる浄化水たる淡水の量当たりにおける、海水を淡水化するのに必要なエネルギー量を抑制できる。このように、要するエネルギーを低減するためには、海水混合比が小さいことが好ましい。
【００４７】
しかし、図７において、海水混合比が３０％以下の場合、即ち、供給水の塩濃度が０．２Ｍ以下の場合には、非好塩性の雰囲気であるので、非好塩性生物が生育可能である。海水混合比が３０％を超えて８０％以下の場合、即ち、供給水の塩濃度が０．２Ｍを超えて０．５Ｍ以下の場合には、低度好塩性の雰囲気であるので、低度好塩性生物が生育可能である。
ここで、供給水中に存在する生物について説明する。生物を耐塩性で分類すると、高度好塩性生物と、中度好塩性生物と、低度好塩性生物と、非好塩性生物とに分かれる。高度好塩性生物は、至適増殖ＮａＣｌ濃度が２．５Ｍを超える生物である。中度好塩性生物は、至適増殖ＮａＣｌ濃度が０．５Ｍを超えて２．５Ｍ以下であり、様々な含塩試料から分離される細菌が該当する。低度好塩性生物は、至適増殖ＮａＣｌ濃度が０．２Ｍを超えて０．５Ｍ以下であり、例えば、海洋性の高等生物や細菌が該当する。非好塩性生物は、至適増殖ＮａＣｌ濃度が０Ｍを超えて０．２Ｍ以下であり、多くの高等生物や土壌細菌が該当する。
【００４８】
仮に、海水の塩濃度が３．５質量％である場合、ＮａＣｌ（ＭＷ：モル質量＝５８．４４）換算で０．６Ｍになる。また、生物処理水の塩濃度が０．０２４質量％である場合、ＮａＣｌ換算で０．００４Ｍとなり、第１除濁装置１２及び一の逆浸透膜装置によるろ過処理をして得られる濃縮水の塩濃度は０．０２Ｍ程度である。
図７に示すように、海水混合比が０％の場合、即ち、供給水が生物処理水由来の濃縮水のみ（濃縮水１００％）の場合、供給水の塩濃度は０．０２Ｍである。海水混合比が２０％の場合、即ち、供給水が海水２０％で濃縮水８０％の場合、供給水の塩濃度は０．１２Ｍである。海水混合比が４０％の場合、即ち、供給水が海水４０％で濃縮水６０％の場合、供給水の塩濃度は０．２４Ｍである。海水混合比が６０％の場合、即ち、供給水が海水６０％で濃縮水４０％の場合、供給水の塩濃度は０．３６Ｍである。海水混合比が８０％の場合、即ち、供給水が海水８０％で濃縮水２０％の場合、供給水の塩濃度は０．５０Ｍである。海水混合比が１００％の場合、即ち、供給水が海水のみ（海水１００％）の場合、供給水の塩濃度は０．６０Ｍである。
【００４９】
生物の生育は、至適増殖ＮａＣｌ濃度の範囲外で十分に抑制され、特に至適増殖ＮａＣｌ濃度よりも高くなると効果的に抑制され、生物が死滅される場合もある。このため、図７に示すように、供給水の海水混合比が３０％以下である場合には、供給水の塩濃度は０．２Ｍ以下であるので、非好塩性生物は生育可能である。また、供給水の海水混合比３０％を超え８０％以下である場合には、供給水の塩濃度は０．２Ｍを超え０．５Ｍ以下であるので、低度好塩性生物は生育可能である。しかし、供給水の塩濃度が０．５Ｍを超えるように海水の比率を高めると、非好塩性生物及び低度好塩性生物の生育が十分に抑制される。また、生物処理水には非好塩性生物及び低度好塩性生物が相対的に多く含まれている。よって、一の逆浸透膜装置で生物処理水をろ過処理することで該一の逆浸透膜装置のＲＯ膜に非好塩性生物及び低度好塩性生物が付着した後に、塩濃度が０．５Ｍを超える混合水を該一の逆浸透膜装置でろ過処理することにより、該一の逆浸透膜装置に付着した非好塩性生物及び低度好塩性生物の生育を十分に抑制できる。
従って、前記混合水の塩濃度が上記好ましい範囲となることにより、海水淡水化に要するエネルギーを低減しつつ、バイオファウリングを十分に抑制することができる。
【００５０】
第２実施形態の浄化水生成方法は、第２実施形態の浄化水生成装置を用いて、前記第１工程と前記第２工程とを交互に実施する方法である。
【００５１】
＜他実施形態＞
尚、第１、２実施形態の浄化水生成方法及び浄化水生成装置は、上記の通りであるが、本発明は、第１、第２実施形態に限定されず、適宜設計変更可能である。
【００５２】
例えば、第１、２実施形態の浄化水生成装置では、前記第１除濁装置１２のろ過膜が、前記生物処理槽１１の液面下に浸漬膜として設置されているが、本発明の浄化水生成装置では、前記第１除濁装置１２のろ過膜が、図８に示すように、槽外に設置されるタイプのものであってもよい。このような態様では、前記第１除濁装置１２が、前記ろ過膜を収容する収容容器を備えてもよい。
【００５３】
また、第１、第２実施形態の浄化水生成装置では、前記第１除濁装置１２が、前記ろ過膜を備えているが、本発明の浄化水生成装置では、前記第１除濁装置１２が、前記ろ過膜の代わりに、砂ろ過器を有する砂ろ過手段、及び被処理水を沈殿分離する沈殿分離槽の少なくとも何れかを備えてもよい。また、本発明の浄化水生成装置では、前記第１除濁装置１２が、前記ろ過膜を備え、更に、前記砂ろ過手段及び沈殿分離槽の少なくとも何れかを備えてもよい。なお、砂ろ過器は固形物質等の不純物によって詰まりやすいことから、前記第１除濁装置１２は、前記砂ろ過手段を備える場合には、更に沈殿分離槽を備え且つ生物処理水を沈殿分離槽で沈殿分離して上澄水を得、該上澄水を前記砂ろ過手段でろ過処理するように構成されていることが好ましい。
【００５４】
さらに、第１、第２実施形態の浄化水生成装置では、前記第２除濁装置１５が、前記ろ過膜を備えているが、本発明の浄化水生成装置では、前記第２除濁装置１５が、前記ろ過膜の代わりに、砂ろ過器を有する砂ろ過手段、及び被処理水を沈殿分離する沈殿分離槽の少なくとも何れかを備えてもよい。また、本発明の浄化水生成装置では、前記第２除濁装置１５が、前記ろ過膜を備え、更に、前記砂ろ過手段及び沈殿分離槽の少なくとも何れかを備えてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１０：浄化水生成装置、１１：生物処理槽、１２：第１除濁装置、１３ａ：第１加圧部、１３ｂ：第２加圧部、１４：逆浸透膜装置、１４ａ：第１逆浸透膜装置、１４ｂ：第２逆浸透膜装置、１５：第２除濁装置、１６：混合部、Ａ：海水、Ｂ：有機性廃水、Ｃ：浄化水、Ｄ：濃縮水、Ｅ：浄化水
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浄化水生成方法及び浄化水生成装置に関し、具体的には、逆浸透膜装置を用いて浄化水を得る浄化水生成方法及び浄化水生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、浄化水生成装置としては、例えば、有機物を含有する廃水（以下、「有機性廃水」ともいう。）が生物処理槽内で生物処理されて得られる生物処理水をポンプ等で加圧して逆浸透膜装置に圧送し、圧送された生物処理水を該逆浸透膜装置でろ過処理して浄化水たる透過水を得るように構成されている浄化水生成装置が知られており（例えば、特許文献１）、この浄化水生成装置は、生活用水、工業用水等を得るのに用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−７３６２２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、前記生物処理水には、生物（細菌、原生動物、後生動物等）と、該生物による分解がされずに残った残留有機物と、該生物が分泌する分泌物とが含まれており、この浄化水生成装置では、前記生物、前記残留有機物、及び前記分泌物が逆浸透膜装置の逆浸透膜（以下、「ＲＯ膜」ともいう。）に付着し堆積して、該ＲＯ膜の詰まり（「ファウリング」ともいい、特に生物由来の「ファウリング」を「バイオファウリング」ともいう。）が生じる場合がある。また、生物処理水は、通常、生物処理槽から逆浸透膜装置に移送される途中で生物処理水貯留槽に一旦貯留されるが、該生物処理水貯留槽に生物処理水が貯留されている際に、空気等を介して生物処理水に微生物が混入し、その結果、この微生物によってもバイオファウリングが生じる場合もある。そして、該ＲＯ膜に付着した生物が分泌物を分泌し増殖して、バイオファウリングが形成される場合がある。そして、該ＲＯ膜に付着した生物が分泌物を分泌して増殖し続ける結果、バイオファウリングが進行する場合がある。
バイオファウリングは、前記ＲＯ膜の膜面を通過する際の水の抵抗（流路抵抗）を増加させる要因となる。従って、前記ＲＯ膜でバイオファウリングが進行した状態において、バイオファウリングが生じる前と同じ流束で浄化水を得るには、生物処理水を前記ＲＯ膜に送水するための圧力を増加させる必要があり、その結果、多大なエネルギー（動力）が必要となる。さらには、該逆浸透膜装置のＲＯ膜エレメントに多大な流路抵抗が生じた状態で逆浸透膜装置に生物処理水を送ると、該ＲＯ膜エレメントに負荷がかかり、該ＲＯ膜エレメントのＲＯ膜が損傷するおそれがある。また、前記ＲＯ膜でバイオファウリングが進行した状態において、バイオファウリングが生じる前と同じ圧力で生物処理水を逆浸透膜装置に供給すると、得られる浄化水たる透過水の流束が小さくなるという問題がある。
斯かる問題を解消するには、前記ＲＯ膜を洗浄したり、バイオファウリングを抑制することが考えられるが、洗浄のために使用する薬品（アルカリ、酸、酸化剤、還元剤等）やバイオファウリング抑制剤（塩素系化合物等）の分のコストがかかり、また、洗浄等のために逆浸透膜装置を停止することとなって所望の量の浄化水を得ることができなくなるという問題がある。
【０００５】
ところで、臨海地域では、逆浸透膜装置によるろ過処理によって海水から浄化水たる淡水を得る海水淡水化装置が浄化水生成装置として用いられている。この海水淡水化装置は、水資源として豊富な海水を利用するように構成されているので、安定的に浄化水を得ることができる。
【０００６】
しかし、海水は、生物処理水よりも塩濃度が高いため、海水を逆浸透膜装置に圧送するのに必要なエネルギーは、生物処理水を逆浸透膜装置に圧送するのに必要なエネルギーよりも大きい。よって、この海水淡水化装置では、海水を該逆浸透膜装置に圧送するために多大なエネルギー（動力）が必要となるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑み、生物処理水及び海水を用いて浄化水を得つつ、バイオファウリングを抑制し得る浄化水生成方法及び浄化水生成装置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】
【０００８】
本発明者らが鋭意研究したところ、生物から分泌される分泌物は粘着性が高いことから、分泌物と、分泌物を分泌し該分泌物が付着した生物とは、逆浸透膜装置の上流側の部分（生物処理水が供給される供給口側の部分）に付着し堆積しやすいため、ＲＯ膜の上流側の部分にバイオファウリングが生じやすいことを見出し、本発明の完成を想到するに至った。
【０００９】
即ち、本発明は、有機性廃水が生物処理されて得られる生物処理水を逆浸透膜装置でろ過処理して浄化水たる透過水を得る浄化水生成方法であって、
前記逆浸透膜装置には、生物処理水が供給される供給口と、濃縮水を排出する排出口とが備えられてなり、
前記供給口に生物処理水を供給して前記逆浸透膜装置で該生物処理水をろ過処理する生物処理水ろ過工程と、海水を該逆浸透膜装置でろ過処理して濃縮水を得、該濃縮水を前記供給口側から該逆浸透膜装置外に排出する海水ろ過工程とを備えていることを特徴とする浄化水生成方法にある。
【００１０】
斯かる浄化水生成方法によれば、前記生物処理水ろ過工程では生物、分泌物及び有機物が前記逆浸透膜装置のＲＯ膜に付着し得るが、前記生物処理水ろ過工程後に前記海水ろ過工程を実施することにより、海水が前記逆浸透膜装置でろ過処理されるので、前記ＲＯ膜に付着した生物が海水中の塩等によって生育し難くなり、該ＲＯ膜のバイオファウリングを抑制することができるという利点がある。また、斯かる浄化水生成方法によれば、前記海水ろ過工程では海水を該逆浸透膜装置でろ過処理して濃縮水を得、該濃縮水を前記供給口側から該逆浸透膜装置外に排出するので、生物が付着しやすい、ＲＯ膜の供給口側の部分に、海水よりも塩濃度が高い濃縮水が接し得るため、該ＲＯ膜のバイオファウリングをより一層抑制することができるという利点がある。さらに、斯かる浄化水生成方法によれば、前記逆浸透膜装置内では、海水から得られる濃縮水の流れの方向が、生物処理水から得られる濃縮水の流れの方向に対して反対方向となるので、前記ＲＯ膜に付着した生物、分泌物及び有機物が、海水から得られる濃縮水の流れの物理的作用によって剥がれやすくなるという利点がある。また、斯かる浄化水生成方法によれば、生物処理水及び海水を逆浸透膜装置でろ過処理することにより、浄化水たる透過水を得ることができる。
従って、斯かる浄化水生成方法によれば、生物処理水及び海水を用いて浄化水を得つつ、バイオファウリングを抑制し得る。
【００１１】
また、本発明は、有機性廃水が生物処理されて得られる生物処理水をろ過処理して浄化水たる透過水を得る逆浸透膜装置が備えられている浄化水生成装置であって、
前記逆浸透膜装置には、生物処理水が供給される供給口と、濃縮水を排出する排出口とが備えられてなり、
前記供給口に生物処理水が供給されて該逆浸透膜装置で該生物処理水がろ過処理されるように構成され、更に、海水が該逆浸透膜装置でろ過処理されて濃縮水を得、該濃縮水が前記供給口側から該逆浸透膜装置外に排出されるように構成されていることを特徴とする浄化水生成装置にある。
【００１２】
さらに、本発明は、有機性廃水が生物処理されて得られる生物処理水を逆浸透膜装置でろ過処理して浄化水たる透過水を得る浄化水生成方法であって、
前記逆浸透膜装置には、第１逆浸透膜装置及び第２逆浸透膜装置が備えられ、前記第１逆浸透膜装置には、生物処理水が供給される第１供給口と、濃縮水を排出する第１排出口とが備えられ、前記第２逆浸透膜装置には、生物処理水が供給される第２供給口と、濃縮水を排出する第２排出口とが備えられてなり、
前記第１供給口に生物処理水を供給し前記第１逆浸透膜装置で該生物処理水をろ過処理して第１濃縮水を得、該第１濃縮水及び海水を混合して第１混合水を得、該第１混合水を前記第２逆浸透膜装置でろ過処理して第２濃縮水を得、該第２濃縮水を前記第２供給口側から前記第２逆浸透膜装置外に排出する第１工程と、前記第２供給口に生物処理水を供給し前記第２逆浸透膜装置で生物処理水をろ過処理して第３濃縮水を得、該第３濃縮水及び海水を混合して第２混合水を得、該第２混合水を前記第１逆浸透膜装置でろ過処理して第４濃縮水を得、該第４濃縮水を前記第１供給口側から前記第１逆浸透膜装置外に排出する第２工程とを交互に実施することを特徴とする浄化水生成方法にある。
【００１３】
斯かる浄化水生成方法によれば、前記第１逆浸透膜装置のＲＯ膜（以下、「第１ＲＯ膜」ともいう。）に対して以下のような利点がある。
即ち、斯かる浄化水生成方法によれば、前記第１工程では前記生物処理水に含まれていた生物、分泌物及び有機物が第１ＲＯ膜に付着し得るが、前記第１工程後に前記第２工程を実施することにより、海水を含んでいる第２混合水が前記第１逆浸透膜装置でろ過処理されるので、前記第１ＲＯ膜に付着した生物が第２混合水中の塩等により生育し難くなり、前記第１ＲＯ膜のバイオファウリングを抑制することができるという利点がある。また、斯かる浄化水生成方法によれば、前記第２工程では第２混合水を前記第１逆浸透膜装置でろ過処理して第４濃縮水を得、該第４濃縮水を前記第１供給口側から前記第１逆浸透膜装置外に排出するので、生物等が付着しやすい、第１ＲＯ膜の第１供給口側の部分には、第２混合水より塩濃度が高い第４濃縮水が接し得るため、該第１ＲＯ膜のバイオファウリングをより一層抑制することができるという利点がある。さらに、斯かる浄化水生成方法によれば、前記第１逆浸透膜装置内では、第２混合水から得られる第４濃縮水の流れの方向が、生物処理水から得られる第１濃縮水の流れの方向に対して反対方向となるので、前記第１ＲＯ膜に付着した生物、分泌物及び有機物が、第２混合水から得られる第４濃縮水の流れの物理的作用によって剥がれやすくなるという利点がある。
また、斯かる浄化水生成方法によれば、前記第１ＲＯ膜のみならず、該第２逆浸透膜装置の逆浸透膜（以下、「第２ＲＯ膜」ともいう。）に対しても同様な利点がある。
さらに、斯かる浄化水生成方法によれば、海水が含有されている混合水と、生物処理水とを逆浸透膜装置でろ過処理することにより、浄化水たる透過水を得ることができる。
従って、斯かる浄化水生成方法によれば、生物処理水及び海水を用いて浄化水を得つつ、バイオファウリングを抑制し得る。
【００１４】
また、本発明は、有機性廃水が生物処理されて得られる生物処理水をろ過処理して浄化水たる透過水を得る逆浸透膜装置が備えられている浄化水生成装置であって、
前記逆浸透膜装置には、第１逆浸透膜装置及び第２逆浸透膜装置が備えられ、前記第１逆浸透膜装置には、生物処理水が供給される第１供給口と、濃縮水を排出する第１排出口とが備えられ、前記第２逆浸透膜装置には、生物処理水が供給される第２供給口と、濃縮水を排出する第２排出口とが備えられてなり、
前記第１供給口に生物処理水を供給し前記第１逆浸透膜装置で該生物処理水をろ過処理して第１濃縮水を得、該第１濃縮水及び海水を混合して第１混合水を得、該第１混合水を前記第２逆浸透膜装置でろ過処理して第２濃縮水を得、該第２濃縮水を前記第２供給口側から前記第２逆浸透膜装置外に排出する第１工程と、前記第２供給口に生物処理水を供給し前記第２逆浸透膜装置で生物処理水をろ過処理して第３濃縮水を得、該第３濃縮水及び海水を混合して第２混合水を得、該第２混合水を前記第１逆浸透膜装置でろ過処理して第４濃縮水を得、該第４濃縮水を前記第１供給口側から前記第１逆浸透膜装置外に排出する第２工程とを交互に実施しうるように構成されていることを特徴とする浄化水生成装置にある。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明によれば、生物処理水及び海水を用いて浄化水を得つつ、バイオファウリングを抑制し得る浄化水生成装置及び浄化水生成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態における浄化水生成装置の概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態における浄化水生成装置の一状態を示す概略図である。
【図３】本発明の第１実施形態における浄化水生成装置の一状態を示す概略図である。
【図４】本発明の第２実施形態における浄化水生成装置の概略図である。
【図５】本発明の第２実施形態における浄化水生成装置の一状態を示す概略図である。
【図６】本発明の第２実施形態における浄化水生成装置の一状態を示す概略図である。
【図７】本発明の実施の形態における浄化水生成装置の利点を説明するための図である。
【図８】本発明の他実施形態における浄化水生成装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
＜第１実施形態＞
まず、第１実施形態に係る浄化水生成装置について説明する。
図１は、第１実施形態の浄化水生成装置の概略図である。
図１に示すように、第１実施形態の浄化水生成装置１０は、有機性廃水Ｂを生物処理して生物処理水を得る生物処理槽１１と、精密ろ過膜（ＭＦ膜）及び限外ろ過膜（ＵＦ膜）の少なくとも何れかを有し且つ生物処理水をろ過処理により除濁して第１除濁処理水を得る第１除濁装置１２と、第１除濁処理水を加圧する第１加圧部１３ａと、加圧された第１除濁処理水を生物処理水としてろ過処理して浄化水Ｃたる第１透過水及び第１濃縮水Ｄを得る逆浸透膜装置１４とを備えている。
即ち、第１実施形態の浄化水生成装置１０は、有機性廃水Ｂが生物処理槽１１で生物処理され、生物処理水が第１除濁装置１２でろ過処理され、第１除濁処理水が第１加圧部１３ａで加圧され、加圧された第１除濁処理水が生物処理水として逆浸透膜装置１４でろ過処理されるように構成されている。
【００１９】
また、第１実施形態の浄化水生成装置１０は、精密ろ過膜（ＭＦ膜）及び限外ろ過膜（ＵＦ膜）の少なくとも何れかを有し且つ海水Ａをろ過処理により除濁して第２除濁処理水を得る第２除濁装置１５と、第２除濁処理水を加圧する第２加圧部１３ｂとを備えている。
即ち、第１実施形態の浄化水生成装置１０は、海水Ａが第２除濁装置１５でろ過処理され、第２除濁処理水が第２加圧部１３ｂで加圧され、加圧された第２除濁処理水が海水Ａとして逆浸透膜装置１４でろ過処理されるように構成されている。
【００２０】
前記海水Ａは、塩を含む水であり、例えば、塩濃度が１．０質量％以上８．０質量％以下の水であり、より具体的には、塩濃度が例えば２．５質量％以上６．０質量％以下である。
本明細書において、海水Ａは、海に存在する水に限定されず、塩濃度が１．０質量％以上の水であれば、湖（塩湖、汽水湖）の水、沼水、池水等の陸に存在する水も含む。
【００２１】
前記有機性廃水Ｂは、有機物を含む廃水であり、例えば、有機物濃度の指標としてのＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）が２０００ｍｇ/Ｌ以下の廃水であり、より具体的には、１００〜２０００ｍｇ／Ｌの廃水である。また、有機性廃水Ｂは、海水よりも塩濃度が低い水である。有機性廃水Ｂは、例えば、海水Ａの塩濃度に対する有機性廃水Ｂの塩濃度の比が０．１以下のもの、より具体的には、海水Ａの塩濃度に対する有機性廃水Ｂの塩濃度の比が０．０１以下のものである。
前記有機性廃水Ｂとしては、下水（生活廃水、雨水が下水道に流れた水等）、工業廃水（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排出される廃水）等が挙げられる。
【００２２】
前記生物処理は、細菌、原生動物、後生動物等の生物種によって水に含まれる有機物を分解する処理である。前記生物処理としては、例えば、活性汚泥を用いた曝気処理等を挙げることができる。
【００２３】
本明細書において、除濁は、逆浸透膜装置でろ過処理する前に、逆浸透膜装置で分離するよりも粗い不純物（例えば、固形物質等）を除去することを意味し、例えば、逆浸透膜ろ過よりも粗いろ過をすることや沈降分離をすることなどを意味する。
【００２４】
前記第１除濁装置１２は、ＭＦ膜及びＵＦ膜の少なくとも何れか１つを有するろ過膜を備えている。該ろ過膜は、前記生物処理槽１１の液面下に浸漬膜として設置されている。
【００２５】
前記加圧部１３ａ、１３ｂとしては、例えばポンプ等が挙げられる。
【００２６】
前記逆浸透膜装置１４は、生物処理水が供給される供給口と、第１透過水を排出する透過水排出口と、第１濃縮水を排出する濃縮水排出口とを備えている。
また、前記逆浸透膜装置１４は、ＲＯ膜と、該ＲＯ膜を収容する圧力容器とを備えている。本明細書におけるＲＯ膜は、ナノろ過膜（ＮＦ膜）を含む概念である。
【００２７】
前記第２除濁装置１５は、ＭＦ膜及びＵＦ膜の少なくとも何れか１つを有するろ過膜と、このろ過膜を収容する圧力容器とを備えている。
【００２８】
また、第１実施形態の浄化水生成装置１０は、図２に示すように、有機性廃水Ｂを生物処理槽１１で生物処理して生物処理水を得、生物処理水を第１除濁装置１２で除濁して第１除濁処理水を得、第１除濁処理水を第１加圧部１３ａで加圧し、加圧された第１除濁処理水を供給口から逆浸透膜装置１４に供給して該第１除濁処理水を逆浸透膜装置１４でろ過処理し第１透過水及び第１濃縮水Ｄを得る生物処理水ろ過工程を実施しうるように構成されている。
また、第１実施形態の浄化水生成装置１０は、前記生物処理水ろ過工程の実施時に、有機性廃水Ｂが生物処理槽１１に移送され、第１除濁処理水が供給口から逆浸透膜装置１４に移送され、第１透過水が透過水排出口から逆浸透膜装置１４外に排出されて浄化水Ｃとして浄化水貯留槽（図示せず）に移送され、第１濃縮水Ｄが濃縮水排出口から逆浸透膜装置１４外に排出されて濃縮水貯留槽（図示せず）に移送されるように構成されている。
【００２９】
また、第１実施形態の浄化水生成装置１０は、前記生物処理水ろ過工程で、必要に応じて、前記供給口に第１除濁処理水を供給する前に、生物処理水としての第１除濁処理水に、酸（塩酸、硫酸等）、還元剤（重亜硫酸ソーダ等）、又はファウリング抑制剤（例えば、塩素系化合物等）を混合するように構成されている。第１実施形態の浄化水生成装置１０は、酸、還元剤若しくはファウリング抑制剤を含有する第１除濁処理水が生物処理水として逆浸透膜装置１４に供給されることで、酸、還元剤若しくはファウリング抑制剤によって前記ＲＯ膜に付着した生物の生育をより一層抑制し、前記ＲＯ膜のバイオファウリングをより一層抑制することができる。
【００３０】
さらに、第１実施形態の浄化水生成装置１０は、図３に示すように、海水Ａを第２除濁装置１５で除濁して第２除濁処理水を得、第２除濁処理水を第２加圧部１３ｂで加圧し、加圧された第２除濁処理水を濃縮水排出口から逆浸透膜装置１４に供給して該第２除濁処理水を逆浸透膜装置１４でろ過処理し淡水たる第２透過水及び第２濃縮水Ｄを得る海水ろ過工程を実施しうるように構成されている。
また、第１実施形態の浄化水生成装置１０は、前記海水ろ過工程の実施時に、海水Ａが第２除濁装置１５に移送され、第２除濁処理水が濃縮水排出口から逆浸透膜装置１４に移送され、第２透過水が透過水排出口から逆浸透膜装置１４外に排出されて浄化水Ｃとして浄化水貯留槽（図示せず）に移送され、第２濃縮水Ｄが供給口から逆浸透膜装置１４外に排出されて濃縮水貯留槽（図示せず）に移送されるように構成されている。
【００３１】
また、第１実施形態の浄化水生成装置１０は、前記海水ろ過工程で、必要に応じて、前記濃縮水排出口に第２除濁処理水を供給する前に、海水Ａとしての第２除濁処理水に、酸（例えば、塩酸、硫酸等）、還元剤（例えば、重亜硫酸ソーダ等）、又はファウリング抑制剤（例えば、塩素系化合物等）を混合するように構成されている。第１実施形態の浄化水生成装置１０は、酸、還元剤若しくはファウリング抑制剤を含有する第２除濁処理水が海水Ａとして逆浸透膜装置１４に供給されることで、酸、還元剤若しくはファウリング抑制剤によって前記ＲＯ膜に付着した生物の生育をより一層抑制し、前記ＲＯ膜のバイオファウリングをより一層抑制することができる。
【００３２】
また、第１実施形態の浄化水生成装置１０は、逆浸透膜装置１４に第１除濁処理水の供給をし、逆浸透膜装置１４への第２除濁処理水の供給を停止状態とすることで、前記生物処理水ろ過工程が実施されるように構成されている。さらに、本実施形態の浄化水生成装置１０は、逆浸透膜装置１４に第２除濁処理水の供給をし、逆浸透膜装置１４への第１除濁処理水の供給を停止状態とすることで、前記海水ろ過工程が実施されるように構成されている。第１実施形態の浄化水生成装置１０は、このように構成されていることで、前記生物処理水ろ過工程と前記海水ろ過工程とを実施することができる。
また、第１実施形態の浄化水生成装置１０は、必要に応じて、逆浸透膜装置１４への第１除濁処理水の供給を停止状態としても、有機性廃水Ｂを生物処理槽１１で生物処理し、得られる生物処理水を第１除濁装置１２で除濁処理することができるように、第１除濁処理水を貯留する貯留槽（図示せず）を備えている。また、第１実施形態の浄化水生成装置１０は、必要に応じて、前記生物処理水ろ過工程で、該貯留槽（図示せず）に貯留された第１除濁処理水が逆浸透膜装置１４に供給されるように構成されている。なお、第１実施形態の浄化水生成装置１０は、該貯留槽を備えず、海水ろ過工程で、生物処理水から第１除濁装置１２により第１除濁処理水を得、第１除濁処理水を系外に排出するように構成されてもよい。
【００３３】
さらに、第１実施形態の浄化水生成装置１０は、前記生物処理水ろ過工程と、前記海水ろ過工程とを交互に実施しうるように構成されている。
【００３４】
第１実施形態の浄化水生成方法は、第１実施形態の浄化水生成装置を用いて、前生物処理水ろ過工程と前記海水ろ過処理工程とを実施する方法である。
【００３５】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る浄化水生成装置及び浄化水生成方法について説明する。
なお、第１実施形態と重複する説明は省略し、各部の名称及び図番は第１実施形態のものを適宜援用し、第２実施形態で特に説明がないものは、第１実施形態で説明したものと同じ内容とする。
【００３６】
図４は、第２実施形態の浄化水生成装置の概略図である。
図４に示すように、第２実施形態の浄化水生成装置１０は、有機性廃水Ｂを生物処理して生物処理水を得る生物処理槽１１と、精密ろ過膜（ＭＦ膜）及び限外ろ過膜（ＵＦ膜）の少なくとも何れかを有し且つ生物処理水をろ過処理により除濁して第１除濁処理水を得る第１除濁装置１２と、第１除濁処理水を加圧する第１加圧部１３ａと、加圧された第１除濁処理水を生物処理水としてろ過処理して浄化水Ｃたる第１透過水及び第１濃縮水を得る第１逆浸透膜装置１４ａと、精密ろ過膜（ＭＦ膜）及び限外ろ過膜（ＵＦ膜）の少なくとも何れかを有し且つ海水Ａをろ過処理により除濁して第２除濁処理水を得る第２除濁装置１５と、海水Ａとしての第２除濁処理水及び第１濃縮水を混合して第１混合水を得る混合部１６と、第１混合水を加圧する第２加圧部１３ｂと、加圧された第１混合水をろ過処理して淡水たる第２透過水及び第２濃縮水Ｄを得る第２逆浸透膜装置１４ｂとを備えている。
即ち、第２実施形態の浄化水生成装置１０は、有機性廃水Ｂが生物処理槽１１で生物処理され、生物処理水が第１除濁装置１２で除濁され、第１除濁処理水が第１加圧部１３ａで加圧され、加圧された第１除濁処理水が生物処理水として第１逆浸透膜装置１４ａでろ過処理されて浄化水Ｃたる第１透過水及び第１濃縮水が得られ、海水Ａが第２除濁装置１５でろ過処理され、海水Ａとしての第２除濁処理水及び第１濃縮水が混合部１６で混合されて第１混合水が得られ、第１混合水が第２加圧部１３ｂで加圧され、加圧された第１混合水が第２逆浸透膜装置１４ｂでろ過処理されて淡水たる第２透過水及び第２濃縮水Ｄが得られるように構成されている。
【００３７】
また、第２実施形態の浄化水生成装置１０は、有機性廃水Ｂが生物処理槽１１で生物処理され、生物処理水が第１除濁装置１２で除濁され、第１除濁処理水が第１加圧部１３ａで加圧され、加圧された第１除濁処理水が生物処理水として第２逆浸透膜装置１４ｂでろ過処理されて浄化水Ｅたる第３透過水及び第３濃縮水が得られ、海水Ａが第２除濁装置１５でろ過処理され、海水Ａとしての第２除濁処理水及び第３濃縮水が混合部１６で混合されて第２混合水が得られ、第２混合水が第２加圧部１３ｂで加圧され、加圧された第２混合水が第１逆浸透膜装置１４ａでろ過処理されて淡水たる第４透過水及び第４濃縮水Ｄが得られるように構成されている。
【００３８】
前記第１逆浸透膜装置１４ａは、生物処理水としての第１除濁処理水が供給される第１供給口と、第１透過水が排出される第１透過水排出口と、第１濃縮水が排出される第１濃縮水排出口とを備えている。
【００３９】
前記第２逆浸透膜装置１４ｂは、生物処理水としての第１除濁処理水が供給される第２供給口と、第３透過水が排出される第２透過水排出口と、第３濃縮水が排出される第２濃縮水排出口とを備えている。
【００４０】
さらに、第２実施形態の浄化水生成装置１０は、図５に示すように、有機性廃水Ｂを生物処理槽１１で生物処理して生物処理水を得、生物処理水を第１除濁装置１２で除濁して第１除濁処理水を得、第１除濁処理水を第１加圧部１３ａで加圧し、加圧された第１除濁処理水を第１供給口から第１逆浸透膜装置１４ａに供給して該第１除濁処理水を第１逆浸透膜装置１４ａでろ過処理して浄化水Ｃたる第１透過水及び第１濃縮水を得、海水Ａを第２除濁装置１５で除濁して第２除濁処理水を得、第２除濁処理水及び第１濃縮水を混合部１６で混合して第１混合水を得、第１混合水を第２加圧部１３ｂで加圧し、加圧された第１混合水を第２濃縮水排出口から第２逆浸透膜装置１４ｂに供給して該第１混合水を第２逆浸透膜装置１４ｂでろ過処理して淡水たる第２透過水及び第２濃縮水Ｄを得る第１工程を実施しうるように構成されている。
また、第２実施形態の浄化水生成装置１０は、前記第１工程の実施時に、有機性廃水Ｂが生物処理槽１１に移送され、第１除濁処理水が第１供給口から第１逆浸透膜装置１４ａに移送され、第１透過水が第１透過水排出口から第１逆浸透膜装置１４ａ外に排出されて浄化水Ｃとして浄化水貯留槽（図示せず）に移送され、第１濃縮水が第１濃縮水排出口から第１逆浸透膜装置１４ａ外に排出されて混合部１６に移送され、海水Ａが第２除濁装置１５に移送され、第２除濁処理水が混合部１６に移送され、第１混合水が第２濃縮水排出口から第２逆浸透膜装置１４ｂに移送され、淡水たる第２透過水が第２透過水排出口から第２逆浸透膜装置１４ｂ外に排出されて浄化水Ｅ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供給口から第２逆浸透膜装置１４ｂ外に排出されて濃縮水貯留槽（図示せず）に移送されるように構成されている。
さらに、第２実施形態の浄化水生成装置１０は、複数の経路を備えており、例えば、第１除濁処理水を第１逆浸透膜装置１４ａに移送する第１移送径路１７ａと、第１混合水を第２逆浸透膜装置１４ｂに移送する第２移送径路１７ｂとを備えている。
【００４１】
また、第２実施形態の浄化水生成装置１０は、図６に示すように、有機性廃水Ｂを生物処理槽１１で生物処理して生物処理水を得、生物処理水を第１除濁装置１２で除濁して第１除濁処理水を得、第１除濁処理水を第１加圧部１３ａで加圧し、加圧された第１除濁処理水を第２供給口から第２逆浸透膜装置１４ｂに供給して該第１除濁処理水を第２逆浸透膜装置１４ｂでろ過処理して浄化水Ｅたる第３透過水及び第３濃縮水を得、海水Ａを第２除濁装置１５で除濁して第２除濁処理水を得、第２除濁処理水及び第３濃縮水を混合部１６で混合して第２混合水を得、第２混合水を第２加圧部１３ｂで加圧し、加圧された第２混合水を第１濃縮水排出口から第１逆浸透膜装置１４ａに供給して該第２混合水を第１逆浸透膜装置１４ａでろ過処理して淡水たる第４透過水及び第４濃縮水Ｄを得る第２工程を実施しうるように構成されている。
また、第２実施形態の浄化水生成装置１０は、前記第２工程の実施時に、有機性廃水Ｂが生物処理槽１１に移送され、第１除濁処理水が第２供給口から第２逆浸透膜装置１４ｂに移送され、第３透過水が第２透過水排出口から第２逆浸透膜装置１４ｂ外に排出されて浄化水Ｅとして浄化水貯留槽（図示せず）に移送され、第３濃縮水が第２濃縮水排出口から第２逆浸透膜装置１４ｂ外に排出されて混合部１６に移送され、海水Ａが第２除濁装置１５に移送され、第２除濁処理水が混合部１６に移送され、第２混合水が第１濃縮水排出口から第１逆浸透膜装置１４ａに移送され、淡水たる第４透過水が第１透過水排出口から第１逆浸透膜装置１４ａ外に排出されて浄化水Ｃとして浄化水貯留槽（図示せず）に移送され、第４濃縮水Ｄが第１供給口から第１逆浸透膜装置１４ａ外に排出されて濃縮水貯留槽（図示せず）に移送されるように構成されている。
さらに、第２実施形態の浄化水生成装置１０は、上述の経路の他に、例えば、第１除濁処理水を第２逆浸透膜装置１４ｂに移送する第３移送径路１７ｃと、第２混合水を第１逆浸透膜装置１４ａに移送する第４移送径路１７ｄとを備えている。
【００４２】
さらに、第２実施形態の浄化水生成装置１０は、各移送径路に介装されたバルブを備えている。具体的には、本実施形態の浄化水生成装置１０は、前記バルブとして、前記第１移送経路１７ａ、前記第２移送経路１７ｂ、前記第３移送経路１７ｃ、及び前記第４移送経路１７ｄにそれぞれ介装された第１バルブ１８ａ、第２バルブ１８ｂ、第３バルブ１８ｃ、及び第４バルブ１８ｄを備えている。
【００４３】
また、第２実施形態の浄化水生成装置１０は、各バルブの開閉操作によって流路を決定するバルブ機構を備えている。また、本実施形態の浄化水生成装置１０は、前記バルブ機構により、前記第１、２バルブ１８ａ、１８ｂが開状態とされ、前記第３、４バルブ１８ｃ、１８ｄが閉状態とされることで、前記第１工程が実施されるように構成されている。さらに、本実施形態の浄化水生成装置１０は、前記バルブ機構により、前記第１、２バルブ１８ａ、１８ｂが閉状態とされ、前記第３、４バルブ１８ｃ、１８ｄが開状態とされることで、前記第２工程が実施されるように構成されている。
このように、第２実施形態の浄化水生成装置１０は、前記バルブ機構によって各バルブを開閉するように構成されていることから、前記第１工程と前記第２工程とを交互に実施することができる。
【００４４】
前記混合部１６で得られる混合水の塩濃度は、前記生物処理水に非好塩性生物が含まれている場合には、０．２Ｍ（０．２ｍｏｌ／Ｌ）を超えることが好ましい。また、該塩濃度は、前記生物処理水に非好塩性生物及び低度好塩性生物が含まれている場合には、０．５Ｍを超えることがより好ましい。非好塩性生物の生育を十分に抑制する塩濃度は０．２Ｍであり、非好塩性生物及び低度好塩性生物の生育を十分に抑制する塩濃度は０．５Ｍであるからである。
また、前記混合水の塩濃度は、０．８Ｍ以下が好ましく、０．６Ｍ以下がより好ましい。
【００４５】
以下に、図７を参照して、前記混合水の塩濃度が上記範囲であることが好ましい理由について詳しく説明する。
【００４６】
図７に示すように、一の逆浸透膜装置に供給する水（以下、「供給水」ともいう。）における海水の体積比率（海水混合比）が低いほど、供給水の塩濃度（供給水塩濃度）が低くなる。このため、供給水を加圧するエネルギーが海水のみからなる場合に比べて小さいので、得られる浄化水たる淡水の量当たりにおける、海水を淡水化するのに必要なエネルギー量を抑制できる。このように、要するエネルギーを低減するためには、海水混合比が小さいことが好ましい。
【００４７】
しかし、図７において、海水混合比が３０％以下の場合、即ち、供給水の塩濃度が０．２Ｍ以下の場合には、非好塩性の雰囲気であるので、非好塩性生物が生育可能である。海水混合比が３０％を超えて８０％以下の場合、即ち、供給水の塩濃度が０．２Ｍを超えて０．５Ｍ以下の場合には、低度好塩性の雰囲気であるので、低度好塩性生物が生育可能である。
ここで、供給水中に存在する生物について説明する。生物を耐塩性で分類すると、高度好塩性生物と、中度好塩性生物と、低度好塩性生物と、非好塩性生物とに分かれる。高度好塩性生物は、至適増殖ＮａＣｌ濃度が２．５Ｍを超える生物である。中度好塩性生物は、至適増殖ＮａＣｌ濃度が０．５Ｍを超えて２．５Ｍ以下であり、様々な含塩試料から分離される細菌が該当する。低度好塩性生物は、至適増殖ＮａＣｌ濃度が０．２Ｍを超えて０．５Ｍ以下であり、例えば、海洋性の高等生物や細菌が該当する。非好塩性生物は、至適増殖ＮａＣｌ濃度が０Ｍを超えて０．２Ｍ以下であり、多くの高等生物や土壌細菌が該当する。
【００４８】
仮に、海水の塩濃度が３．５質量％である場合、ＮａＣｌ（ＭＷ：モル質量＝５８．４４）換算で０．６Ｍになる。また、生物処理水の塩濃度が０．０２４質量％である場合、ＮａＣｌ換算で０．００４Ｍとなり、第１除濁装置１２及び一の逆浸透膜装置によるろ過処理をして得られる濃縮水の塩濃度は０．０２Ｍ程度である。
図７に示すように、海水混合比が０％の場合、即ち、供給水が生物処理水由来の濃縮水のみ（濃縮水１００％）の場合、供給水の塩濃度は０．０２Ｍである。海水混合比が２０％の場合、即ち、供給水が海水２０％で濃縮水８０％の場合、供給水の塩濃度は０．１２Ｍである。海水混合比が４０％の場合、即ち、供給水が海水４０％で濃縮水６０％の場合、供給水の塩濃度は０．２４Ｍである。海水混合比が６０％の場合、即ち、供給水が海水６０％で濃縮水４０％の場合、供給水の塩濃度は０．３６Ｍである。海水混合比が８０％の場合、即ち、供給水が海水８０％で濃縮水２０％の場合、供給水の塩濃度は０．５０Ｍである。海水混合比が１００％の場合、即ち、供給水が海水のみ（海水１００％）の場合、供給水の塩濃度は０．６０Ｍである。
【００４９】
生物の生育は、至適増殖ＮａＣｌ濃度の範囲外で十分に抑制され、特に至適増殖ＮａＣｌ濃度よりも高くなると効果的に抑制され、生物が死滅される場合もある。このため、図７に示すように、供給水の海水混合比が３０％以下である場合には、供給水の塩濃度は０．２Ｍ以下であるので、非好塩性生物は生育可能である。また、供給水の海水混合比３０％を超え８０％以下である場合には、供給水の塩濃度は０．２Ｍを超え０．５Ｍ以下であるので、低度好塩性生物は生育可能である。しかし、供給水の塩濃度が０．５Ｍを超えるように海水の比率を高めると、非好塩性生物及び低度好塩性生物の生育が十分に抑制される。また、生物処理水には非好塩性生物及び低度好塩性生物が相対的に多く含まれている。よって、一の逆浸透膜装置で生物処理水をろ過処理することで該一の逆浸透膜装置のＲＯ膜に非好塩性生物及び低度好塩性生物が付着した後に、塩濃度が０．５Ｍを超える混合水を該一の逆浸透膜装置でろ過処理することにより、該一の逆浸透膜装置に付着した非好塩性生物及び低度好塩性生物の生育を十分に抑制できる。
従って、前記混合水の塩濃度が上記好ましい範囲となることにより、海水淡水化に要するエネルギーを低減しつつ、バイオファウリングを十分に抑制することができる。
【００５０】
第２実施形態の浄化水生成方法は、第２実施形態の浄化水生成装置を用いて、前記第１工程と前記第２工程とを交互に実施する方法である。
【００５１】
＜他実施形態＞
尚、第１、２実施形態の浄化水生成方法及び浄化水生成装置は、上記の通りであるが、本発明は、第１、第２実施形態に限定されず、適宜設計変更可能である。
【００５２】
例えば、第１、２実施形態の浄化水生成装置では、前記第１除濁装置１２のろ過膜が、前記生物処理槽１１の液面下に浸漬膜として設置されているが、本発明の浄化水生成装置では、前記第１除濁装置１２のろ過膜が、図８に示すように、槽外に設置されるタイプのものであってもよい。このような態様では、前記第１除濁装置１２が、前記ろ過膜を収容する収容容器を備えてもよい。
【００５３】
また、第１、第２実施形態の浄化水生成装置では、前記第１除濁装置１２が、前記ろ過膜を備えているが、本発明の浄化水生成装置では、前記第１除濁装置１２が、前記ろ過膜の代わりに、砂ろ過器を有する砂ろ過手段、及び被処理水を沈殿分離する沈殿分離槽の少なくとも何れかを備えてもよい。また、本発明の浄化水生成装置では、前記第１除濁装置１２が、前記ろ過膜を備え、更に、前記砂ろ過手段及び沈殿分離槽の少なくとも何れかを備えてもよい。なお、砂ろ過器は固形物質等の不純物によって詰まりやすいことから、前記第１除濁装置１２は、前記砂ろ過手段を備える場合には、更に沈殿分離槽を備え且つ生物処理水を沈殿分離槽で沈殿分離して上澄水を得、該上澄水を前記砂ろ過手段でろ過処理するように構成されていることが好ましい。
【００５４】
さらに、第１、第２実施形態の浄化水生成装置では、前記第２除濁装置１５が、前記ろ過膜を備えているが、本発明の浄化水生成装置では、前記第２除濁装置１５が、前記ろ過膜の代わりに、砂ろ過器を有する砂ろ過手段、及び被処理水を沈殿分離する沈殿分離槽の少なくとも何れかを備えてもよい。また、本発明の浄化水生成装置では、前記第２除濁装置１５が、前記ろ過膜を備え、更に、前記砂ろ過手段及び沈殿分離槽の少なくとも何れかを備えてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１０：浄化水生成装置、１１：生物処理槽、１２：第１除濁装置、１３ａ：第１加圧部、１３ｂ：第２加圧部、１４：逆浸透膜装置、１４ａ：第１逆浸透膜装置、１４ｂ：第２逆浸透膜装置、１５：第２除濁装置、１６：混合部、Ａ：海水、Ｂ：有機性廃水、Ｃ：浄化水、Ｄ：濃縮水、Ｅ：浄化水
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃水が生物処理されて得られる生物処理水を逆浸透膜装置でろ過処理して浄化水たる透過水を得る浄化水生成方法であって、
前記逆浸透膜装置には、生物処理水が供給される供給口と、濃縮水を排出する排出口とが備えられてなり、
前記供給口に生物処理水を供給して前記逆浸透膜装置で該生物処理水をろ過処理する生物処理水ろ過工程と、海水を該逆浸透膜装置でろ過処理して濃縮水を得、該濃縮水を前記供給口側から該逆浸透膜装置外に排出する海水ろ過工程とを備えていることを特徴とする浄化水生成方法。
【請求項２】
有機性廃水が生物処理されて得られる生物処理水をろ過処理して浄化水たる透過水を得る逆浸透膜装置が備えられている浄化水生成装置であって、
前記逆浸透膜装置には、生物処理水が供給される供給口と、濃縮水を排出する排出口とが備えられてなり、
前記供給口に生物処理水が供給されて該逆浸透膜装置で該生物処理水がろ過処理されるように構成され、更に、海水が該逆浸透膜装置でろ過処理されて濃縮水を得、該濃縮水が前記供給口側から該逆浸透膜装置外に排出されるように構成されていることを特徴とする浄化水生成装置。
【請求項３】
有機性廃水が生物処理されて得られる生物処理水を逆浸透膜装置でろ過処理して浄化水たる透過水を得る浄化水生成方法であって、
前記逆浸透膜装置には、第１逆浸透膜装置及び第２逆浸透膜装置が備えられ、前記第１逆浸透膜装置には、生物処理水が供給される第１供給口と、濃縮水を排出する第１排出口とが備えられ、前記第２逆浸透膜装置には、生物処理水が供給される第２供給口と、濃縮水を排出する第２排出口とが備えられてなり、
前記第１供給口に生物処理水を供給し前記第１逆浸透膜装置で該生物処理水をろ過処理して第１濃縮水を得、該第１濃縮水及び海水を混合して第１混合水を得、該第１混合水を前記第２逆浸透膜装置でろ過処理して第２濃縮水を得、該第２濃縮水を前記第２供給口側から前記第２逆浸透膜装置外に排出する第１工程と、前記第２供給口に生物処理水を供給し前記第２逆浸透膜装置で生物処理水をろ過処理して第３濃縮水を得、該第３濃縮水及び海水を混合して第２混合水を得、該第２混合水を前記第１逆浸透膜装置でろ過処理して第４濃縮水を得、該第４濃縮水を前記第１供給口側から前記第１逆浸透膜装置外に排出する第２工程とを交互に実施することを特徴とする浄化水生成方法。
【請求項４】
有機性廃水が生物処理されて得られる生物処理水をろ過処理して浄化水たる透過水を得る逆浸透膜装置が備えられている浄化水生成装置であって、
前記逆浸透膜装置には、第１逆浸透膜装置及び第２逆浸透膜装置が備えられ、前記第１逆浸透膜装置には、生物処理水が供給される第１供給口と、濃縮水を排出する第１排出口とが備えられ、前記第２逆浸透膜装置には、生物処理水が供給される第２供給口と、濃縮水を排出する第２排出口とが備えられてなり、
前記第１供給口に生物処理水を供給し前記第１逆浸透膜装置で該生物処理水をろ過処理して第１濃縮水を得、該第１濃縮水及び海水を混合して第１混合水を得、該第１混合水を前記第２逆浸透膜装置でろ過処理して第２濃縮水を得、該第２濃縮水を前記第２供給口側から前記第２逆浸透膜装置外に排出する第１工程と、前記第２供給口に生物処理水を供給し前記第２逆浸透膜装置で生物処理水をろ過処理して第３濃縮水を得、該第３濃縮水及び海水を混合して第２混合水を得、該第２混合水を前記第１逆浸透膜装置でろ過処理して第４濃縮水を得、該第４濃縮水を前記第１供給口側から前記第１逆浸透膜装置外に排出する第２工程とを交互に実施しうるように構成されていることを特徴とする浄化水生成装置。
【請求項１】
有機性廃水が生物処理されて得られる生物処理水を逆浸透膜装置でろ過処理して浄化水たる透過水を得る浄化水生成方法であって、
前記逆浸透膜装置には、生物処理水が供給される供給口と、濃縮水を排出する排出口とが備えられてなり、
前記供給口に生物処理水を供給して前記逆浸透膜装置で該生物処理水をろ過処理する生物処理水ろ過工程と、海水を該逆浸透膜装置でろ過処理して濃縮水を得、該濃縮水を前記供給口側から該逆浸透膜装置外に排出する海水ろ過工程とを備えていることを特徴とする浄化水生成方法。
【請求項２】
有機性廃水が生物処理されて得られる生物処理水をろ過処理して浄化水たる透過水を得る逆浸透膜装置が備えられている浄化水生成装置であって、
前記逆浸透膜装置には、生物処理水が供給される供給口と、濃縮水を排出する排出口とが備えられてなり、
前記供給口に生物処理水が供給されて該逆浸透膜装置で該生物処理水がろ過処理されるように構成され、更に、海水が該逆浸透膜装置でろ過処理されて濃縮水を得、該濃縮水が前記供給口側から該逆浸透膜装置外に排出されるように構成されていることを特徴とする浄化水生成装置。
【請求項３】
有機性廃水が生物処理されて得られる生物処理水を逆浸透膜装置でろ過処理して浄化水たる透過水を得る浄化水生成方法であって、
前記逆浸透膜装置には、第１逆浸透膜装置及び第２逆浸透膜装置が備えられ、前記第１逆浸透膜装置には、生物処理水が供給される第１供給口と、濃縮水を排出する第１排出口とが備えられ、前記第２逆浸透膜装置には、生物処理水が供給される第２供給口と、濃縮水を排出する第２排出口とが備えられてなり、
前記第１供給口に生物処理水を供給し前記第１逆浸透膜装置で該生物処理水をろ過処理して第１濃縮水を得、該第１濃縮水及び海水を混合して第１混合水を得、該第１混合水を前記第２逆浸透膜装置でろ過処理して第２濃縮水を得、該第２濃縮水を前記第２供給口側から前記第２逆浸透膜装置外に排出する第１工程と、前記第２供給口に生物処理水を供給し前記第２逆浸透膜装置で生物処理水をろ過処理して第３濃縮水を得、該第３濃縮水及び海水を混合して第２混合水を得、該第２混合水を前記第１逆浸透膜装置でろ過処理して第４濃縮水を得、該第４濃縮水を前記第１供給口側から前記第１逆浸透膜装置外に排出する第２工程とを交互に実施することを特徴とする浄化水生成方法。
【請求項４】
有機性廃水が生物処理されて得られる生物処理水をろ過処理して浄化水たる透過水を得る逆浸透膜装置が備えられている浄化水生成装置であって、
前記逆浸透膜装置には、第１逆浸透膜装置及び第２逆浸透膜装置が備えられ、前記第１逆浸透膜装置には、生物処理水が供給される第１供給口と、濃縮水を排出する第１排出口とが備えられ、前記第２逆浸透膜装置には、生物処理水が供給される第２供給口と、濃縮水を排出する第２排出口とが備えられてなり、
前記第１供給口に生物処理水を供給し前記第１逆浸透膜装置で該生物処理水をろ過処理して第１濃縮水を得、該第１濃縮水及び海水を混合して第１混合水を得、該第１混合水を前記第２逆浸透膜装置でろ過処理して第２濃縮水を得、該第２濃縮水を前記第２供給口側から前記第２逆浸透膜装置外に排出する第１工程と、前記第２供給口に生物処理水を供給し前記第２逆浸透膜装置で生物処理水をろ過処理して第３濃縮水を得、該第３濃縮水及び海水を混合して第２混合水を得、該第２混合水を前記第１逆浸透膜装置でろ過処理して第４濃縮水を得、該第４濃縮水を前記第１供給口側から前記第１逆浸透膜装置外に排出する第２工程とを交互に実施しうるように構成されていることを特徴とする浄化水生成装置。
【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２０１３−８６０２０（Ｐ２０１３−８６０２０Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２８７６６（Ｐ２０１１−２２８７６６）
【出願日】平成２３年１０月１８日（２０１１．１０．１８）
【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１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１８日（２０１１．１０．１８）
【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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