JP2000218268A - 洗濯排水の浄化再利用システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 洗濯業界では、安価で良質な水の確保が急務
であるが、生物処理等の処理では、安価ではあるが、良
質な水質を得ることは出来ない。一方、精密濾過膜と逆
浸透膜の組み合わせ技術は、良質な水を確保できるが、
精密濾過膜による濾過性能が不充分で、逆浸透膜への負
荷が増大しコスト高となってしまう。 【解決手段】 洗濯排水に含まれる、不溶性不純物質の
一部を除去する第１工程と、第１工程の処理水から更に
不溶性不純物質を限外濾過膜を用いて除去する第２工程
と、第２工程の処理水から更に水溶性不純物質を逆浸透
膜を用いて除去する第３工程とで構成される、洗濯排水
の浄化再利用システム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水洗による洗濯を業と
するリネンサプライ、ダイヤパー、ダストコントロール
などで洗濯時に発生する洗濯排水の浄化再利用システム
に関する。

【０００２】

【従来技術】従来、リネンサプライなどの水洗による洗
濯業界では、大量の洗濯排水を一部処理した後、下水、
河川等へ放流していた。また、放流水の一部を回収して
再利用する試みも実施されていたが、再処理水中に含ま
れる残存アルカリ金属類により、洗濯物が黄ばんだり、
黒ずんでしまい、とても実用に供せられるような水質は
得られなかった。更に、一部業界紙により報道されてい
るように、精密濾過膜と逆浸透膜を組み合わせた装置シ
ステムで、洗濯排水の再利用が検討されている。しかし
ながら、精密濾過膜を用いたシステムでは洗濯排水中の
不溶性不純物質の除去が充分に行われないため、システ
ム運転開始後、比較的短時間のうちに逆浸透膜へのファ
ウリングが発生してしまうという問題があった。このた
め、頻繁に膜洗浄若しくは膜交換を行わなければなら
ず、結果的にシステム運転コストが高いものとなってし
まうという問題が指摘されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】水洗による洗濯業界で
は、安価で良質な水の確保が急務となっている。生物処
理等、放流のために処理された排水では、安価ではある
が、良質な水質を得ることは出来ない。一方、精密濾過
膜と逆浸透膜の組み合わせ技術は、良質な水を確保する
ことは可能であるが、精密濾過膜による濾過能力が不充
分なため、逆浸透膜への負荷が増大して処理コストが高
くなってしまう。本発明は、洗濯排水を浄化して洗濯水
として再利用可能な程度の良質な水を回収すると共に、
逆浸透膜へのファウリングを抑え、長期にわたって、安
定的に再利用水を供給可能なシステムを提供する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、洗濯排水
中の不溶性不純物質の一部を、浮上分離の如き前処理で
除去した後、限外濾過膜により更に微少な不溶性不純物
質を除去し、その後逆浸透膜によって水溶性の不純物を
除去することで、上記課題を解決した洗濯排水の浄化再
利用システムを構築できることを見出し、本発明に至っ
たものである。

【０００５】以下本発明をさらに詳細に説明する。第１
工程は、洗濯排水中に含まれる比較的粒子径の大きい繊
維屑や、界面活性剤に取り込まれた汚れ成分など、水に
不溶の不純物質の一部を除去する工程である。この工程
では、粒径０．１μｍ以上の水に不溶性の不純成分を除
去する。第１工程がない場合は、第２工程での限外濾過
膜の負荷が増大し、膜表面でのファウリングが顕著に発
生したり、場合によっては、膜表面が完全に詰まってし
まい、排水を次工程へ循環することが不可能になるケー
スも発生する。

【０００６】第１工程での不溶性不純成分の除去には、
泡沫分離、加圧浮上分離、真空式浮上分離、電解式浮上
分離、凝集沈殿、凝集浮上、種種形態の粗フィルターに
よる分離等が可能であるが、この中でも泡沫分離法は、
経済性及び簡便性を兼ね備えており特に好ましい。泡沫
分離工程は、洗濯排水を受け入れる受水槽に散気配管を
設置し、洗濯排水中に微小気泡を発生させることで不溶
性不純成分を除去する工程である。散気配管は、受水槽
底面に設置し、排水中に均一に気泡が拡散できるように
することが好ましい。また、気泡はできるだけ小さいも
のを発生させ、気泡群全体の表面積を大きくすることが
好ましい。発生した気泡は、排水中の不溶性不純成分
を、水面に押し上げ、受水槽上部に設けた泡沫分離配管
で泡沫分離槽に分離除去される。液面上部に分離された
不溶性不純成分を強制排除する装置を設けてもよい。

【０００７】第２工程では、第１工程で処理された洗濯
排水を限外濾過膜で処理する工程である。限外濾過膜で
は粒径およそ０．００１μｍ〜０．１μｍの不溶性の不
純成分を除去する。限外濾過膜を使用することにより、
第３工程の逆浸透膜に送水される水に含まれる不溶性不
純成分は完全に除去され、長期にわたる逆浸透膜の透水
率保持に有効である。

【０００８】第２工程で用いられる限外濾過膜の仕様と
しては、第３工程における逆浸透膜へのファウリングを
抑えるために、分画分子量が５，０００から５０，００
０程度が好ましい。更に好ましくは、５，０００から１
３，０００である。限外濾過膜の膜材質としては、ポリ
アクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリスルフォン（Ｐ
Ｓ）、ハロゲン化ポリオレフィン、酢酸セルロース、三
酢酸セルロース、エチレン−ビニルアルコール共重合
体、ポリアミド−イミド等、いずれでも可能であるが、
洗濯排水中に含まれる水溶性物質などの膜への付着（フ
ァウリング）による能力低下を抑えるため、ポリアクリ
ロニトリル（ＰＡＮ）系などの親水性の高いものが好ま
しい。また、限外濾過膜の構造としては、中空糸型、平
膜型、プリーツ型、スパイラル型、チューブ型のいずれ
でも可能であるが、単位体積あたりの膜面積が大きく、
洗浄の簡便性、処理能力の長期安定性より、中空糸が好
ましい。

【０００９】また、排水原水の性状及び第１工程での不
溶性不純物質の除去率にもよるが、中空糸タイプ限外濾
過膜の、膜表面へのファウリングや、中空糸端面に付
着、積層した繊維クズを主とした不溶性不純成分の除去
のため、洗浄水を膜表面に対し通常濾過と逆向きに流し
て洗浄する逆圧洗浄、及び中空糸内部を逆流させる逆流
洗浄を行うことが好ましい。

【００１０】第３工程では、第２工程で処理された水を
逆浸透膜に通し、水溶性不純物の除去を行う。逆浸透膜
では主にイオン性物質を含む水溶性不純物の殆どが除去
できるので、この工程で処理した洗濯排水を再利用する
事で、当該業界でアルカリ焼けといわれる洗濯物への黄
ばみや黒ずみの発生を防止することができる。逆浸透膜
によるイオン類の除去能力を保つため、濃縮水の一部を
系外に排出し、逆浸透膜への供給水中のイオン濃度の制
御を行うことが好ましい。イオン濃度は一般的に導電率
計で計測され、一定の導電率を設定して系外排出用弁の
開閉若しくは開度を調整する制御機構を設けても良い。

【００１１】逆浸透膜の材質に関しては、ポリアミド系
複合膜、酢酸セルロース膜、三酢酸セルロース膜、ポリ
スルフォン系複合膜等のいずれでも良いが、耐熱、耐圧
性能が高く、高脱塩性能を有する、ポリアミド系複合膜
などが好ましい。また洗濯排水中に含まれる種々の薬剤
に応じた耐性を有する膜素材を選択することもできる。
例えば、洗濯排水中に高濃度の残留塩素が含まれる場
合、これに耐性のある膜素材の逆浸透膜を使用すれば、
事前に薬剤等を使用し塩素を中和するなどの処置を行う
必要はない。また、逆浸透膜の構造としては、スパイラ
ル型、平膜型、プリーツ型、チューブ型、中空糸型のい
ずれでも可能であるが、体積あたりの膜面積が大きく、
システムをコンパクトに出来ることからスパイラル型が
好ましい。

【００１２】逆浸透膜でも除去できない非常に微細な分
子成分を除去する必要がある場合（例えば臭気成分な
ど）、逆浸透膜による処理水をさらに活性炭吸着装置、
若しくはオゾン発生装置に通し、それら成分を除去する
ことも可能である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を説明す
る。

【００１４】

【実施例１】図１に示すように、まず洗濯排水原水を原
水槽（１）に受け、原水供給ポンプ（２）でプレフィル
ター（３）に送り、繊維状のＳＳ成分を除去した後、限
外濾過膜原水タンク（４）に供給した。限外濾過膜供給
ポンプ（５）でプレフィルター処理水を限外濾過膜
（６）に供給し、限外濾過膜処理水は逆浸透膜原水タン
ク（７）へ、限外濾過膜濃縮水は限外濾過膜原水タンク
（４）へ返した。次に逆浸透膜供給ポンプ（８）で限外
濾過膜処理水を逆浸透膜原水タンクから逆浸透膜（９）
に送り、逆浸透膜処理水を再利用水槽（１０）へ、逆浸
透膜濃縮水を逆浸透膜原水タンク（７）に返した。逆浸
透膜処理水は再利用水槽（１０）から再利用水供給ポン
プ（１１）で再利用水供給配管（１６）を通してユース
ポイントへ供給できるようにした。

【００１５】限外濾過膜（６）においては、限外濾過膜
濃縮水の限外濾過膜原水タンク（４）への循環ラインに
設けたバルブ開度を調節することにより、入口圧力を
１．０（ｋｇ／ｃｍ２）、出口圧力を０．５（ｋｇ／ｃ
ｍ２）に設定して運転を行った。逆浸透膜（９）におい
ては、入口圧力を５．０（ｋｇ／ｃｍ２）、出口圧力を
４．５（ｋｇ／ｃｍ２）に設定して運転を行った。

【００１６】限外濾過膜（６）のろ過運転１０〜６０分
毎に１０〜４０秒間の逆圧洗浄を実施した。洗浄水とし
て逆浸透膜処理水を使用し、再利用水槽（１０）からバ
ルブを切り替え、再利用水供給ポンプ（１１）で逆圧洗
浄配管（１４）を通して限外濾過膜（６）に導入し、逆
圧洗浄を実施した。逆圧洗浄排水は、限外濾過膜洗浄排
水配管（１２）を通して原水槽（１）に戻した。

【００１７】同様に限外濾過膜（６）のろ過運転２０〜
１８０分毎に１０〜４０秒間の逆流洗浄を実施した。洗
浄水として逆浸透膜処理水を使用し、再利用水槽（１
０）からバルブを切り替え、再利用水供給ポンプ（１
１）で逆流洗浄配管（１３）を通して限外濾過膜（６）
に導入し、逆流洗浄を実施した。逆流洗浄排水は、限外
濾過膜洗浄排水配管（１２）を通して原水槽１に戻し
た。

【００１８】逆浸透膜（９）のろ過運転では、膜に供給
される液濃度をコントロールするため、逆浸透膜ブロー
配管（１５）に設けたバルブ開度を調整し、循環してい
る逆浸透膜濃縮水の一部を逆浸透膜ブロー配管（１５）
より系外に排水した。リネンサプライ工場の洗濯排水を
使用して長期運転試験を実施した。限外濾過膜としては
旭化成工業株式会社のポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）
製中空糸膜のマイクローザ限外濾過膜、ＡＣＰ−１０１
０を使用した。この膜の仕様は、膜内径０．８（ｍ
ｍ）、分画分子量１３，０００，使用中空糸数４００
本、有効膜面積０．２（ｍ２）である。逆浸透膜として
は、東レ株式会社製の低圧型逆浸透膜ＳＵＬ−Ｇ０６
（Ｘ）を使用した。この逆浸透膜は、架橋全芳香族ポリ
アミド系複合膜のスパイラル型で有効膜面積は１．１
（ｍ２）である。

【００１９】限外濾過膜（６）の運転開始時の処理能力
を１００としたときの処理能力経時変化を図４に示す。
逆浸透膜（９）の運転開始時の処理能力を１００とした
ときの処理能力経時変化を図５に示す。また、洗濯排水
原水、限外濾過膜処理水、逆浸透膜処理水の水質分析結
果を表１に示す。なおサンプルは、システム運転開始後
６日目に採取した。

【００２０】４ヶ月の運転試験の結果、試験機に導入し
た洗濯排水の９３〜９５％を回収、再利用水に供するこ
とができた。

【００２１】

【実施例２】図２に示すように、洗濯排水原水を受け入
れる原水槽（１）の底面近くに散気配管（１７）を設置
し、洗濯排水原水中に微小気泡を発生させた。洗濯排水
中に含まれる界面活性剤により、微小気泡が洗濯排水原
水中を上昇するとき激しい泡立ちが起こり、界面活性
剤、及び液中ＳＳ成分が微小気泡に吸着され、激しい泡
立ちとともに液上面に浮かび上がり、原水槽（１）の上
面に設けた泡沫回収配管（１８）から泡沫回収槽（１
９）に入り液中から分離された。

【００２２】原水槽（１）の下部より、上記の様にして
ＳＳ成分の大部分を除去した洗濯排水を原水供給ポンプ
（２）で限外濾過膜原水タンク（４）へ供給した。限外
濾過膜原水タンク（４）には、８０メッシュ相当のステ
ンレス製スクリーン（２０）を設置した。このスクリー
ン（２０）を通過させた後の水を、限外濾過膜供給ポン
プ（５）で限外濾過膜（６）に供給した。限外濾過膜濃
縮水は実施例１と同様に限外濾過膜原水タンクに返した
が、返却口をシャワー形状にし、スクリーン上部からス
クリーンを洗浄するように散水しながら返却した。

【００２３】限外濾過膜（６）及び、逆浸透膜（９）の
膜仕様、運転条件は実施例１と同じ条件で実施した。本
実施例の限外濾過膜（６）運転開始時処理能力を１００
とした時の、限外濾過膜（６）処理能力経時変化を図４
に示す。同様に、本実施例の逆浸透膜（９）運転開始時
処理能力を１００とした時の、本実施例の逆浸透膜
（９）処理能力経時変化を図５に示す。

【００２４】また、洗濯排水原水、限外濾過膜処理水、
逆浸透膜処理水の水質分析結果を表２に示す。なおサン
プルは、システム運転開始後６日目に採取した。

【００２５】

【比較例１】図３に示すように、実施例１の洗濯排水再
利用装置において、限外濾過膜（６）の部分のみ精密濾
過膜に変更し、それ以外は、実施例１と同様の条件で実
施した。精密濾過膜としては旭化成工業株式会社のポリ
エチレン（ＰＥ）製中空糸膜のマイクローザ、ＰＳＰ−
１０３を使用した。この膜の仕様は、膜平均孔径０．１
（μｍ）、膜内径０．２〜０．４（ｍｍ）、有効膜面積
０．２（ｍ２）である。

【００２６】本比較例の精密濾過膜運転開始時処理能力
を１００とした時の、精密濾過膜処理能力経時変化を図
４に示す。同様に、本比較例の逆浸透膜（９）運転開始
時処理能力を１００とした時の、本比較例の逆浸透膜
（９）処理能力経時変化を図５に示す。また、洗濯排水
原水、精密濾過膜処理水、逆浸透膜処理水の水質分析結
果を表３に示す。なおサンプルは、システム運転開始後
３日目に採取した。

【００２７】本比較例を実施した結果、逆浸透膜処理能
力が低いため、洗濯排水の回収率は、８８〜９０％と、
実施例１より低くなった。また、図４に示す通り、実施
例１、２の限外濾過膜に比べ運転開始初期の能力低下、
透水量の変動が激しく、長時間運転時の処理能力安定性
にも欠けている。更に、表１と表３の比較から明らかな
ように、精密濾過膜では完全にＳＳ成分を除去できず、
そのため逆浸透膜に負荷がかかり、図５に示すように、
逆浸透膜の処理能力は、実施例１より２０％程度低くな
った。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】

【００３０】

【表３】

【００３１】

【発明の効果】表１及び表２に示すとおり、本発明の洗
濯排水再利用システムを用いれば、非常に水質の良い水
を再生でき、問題なく洗濯に再利用できる。また、精密
濾過膜を用いたシステムとの比較においても、図４及び
図５に示すとおり、本発明のシステムの方が、長期運転
時の処理能力安定性、逆浸透膜の処理能力及び膜寿命に
おいて優れている。

【００３２】本発明の洗濯排水再利用システムを用いれ
ば、従来のシステムよりも格段に長時間にわたって、安
定的に処理水を連続供給する事が可能となるとともに、
逆浸透膜の処理能力及び膜寿命を高めることができ、洗
濯排水の再利用装置として好適である。これらの能力向
上により、システムの経済性も格段に向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の洗濯排水再利用装置の一例を示す概略
フロー図である。

【図２】本発明の別の実施態様を示す概略フロー図であ
る。

【図３】比較例１の実施態様を示す概略フロー図であ
る。

【図４】実施例１、２の限外濾過膜、及び比較例１の精
密濾過膜の処理能力経時変化図。

【図５】実施例１、２及び比較例１の逆浸透膜の処理能
力経時変化図。

【符号の説明】

１原水槽 ２原水供給ポンプ ３プレフィルター ４限外濾過膜原水タンク ５限外濾過膜原水供給ポンプ ６限外濾過膜（限外濾過膜） ７逆浸透膜原水タンク ８逆浸透膜原水供給ポンプ ９逆浸透膜（逆浸透膜） １０再利用水槽 １１再利用水供給ポンプ １２限外濾過膜洗浄排水配管 １３逆流洗浄配管 １４逆圧洗浄配管 １５逆浸透膜ブロー配管 １６再利用水供給配管 １７散気配管 １８泡沫分離配管 １９泡沫分離槽 ２０スクリーン

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０２Ｆ 1/24 Ｃ０２Ｆ 1/24 Ｃ Ｆターム(参考） 4D006 GA03 GA06 HA01 HA61 HA95 JA53Z JA67Z KA01 KA12 KA46 KA47 KA52 KA55 KA57 KA63 KA66 KB14 KB30 KC03 KC13 KE22R KE23R KE24R KE28R MA01 MA04 MB02 MB05 MB12 MB15 MB19 MC39X MC54X PA02 PB08 PB28 PB70 4D037 AA13 AB01 AB02 BA03 BB05 CA02 CA03

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 洗濯排水に含まれる、不溶性不純物質の
   一部を除去する第１工程と、第１工程の処理水から更に
   不溶性不純物質を限外濾過膜を用いて除去する第２工程
   と、第２工程の処理水から更に水溶性不純物質を逆浸透
   膜を用いて除去する第３工程とで構成される、洗濯排水
   の浄化再利用システム。
2. 【請求項２】 第１工程が、洗濯排水を一旦貯留する貯
   留槽の底部から、散気管等により微小な気泡を発生さ
   せ、その気泡により不溶性不純物質の一部を除去する工
   程と、そこで処理した排水を受け入れる受水タンクから
   成る請求項１に記載の洗濯排水の浄化再利用システム。
3. 【請求項３】 第２工程が、分画分子量５，０００から
   ５０，０００の中空糸で構成される限外濾過膜の工程
   と、処理した排水を受け入れる受水タンクから成る請求
   項１または２に記載の洗濯排水の浄化再利用システム。
4. 【請求項４】 第２工程の処理水、及びまたは、第３工
   程の処理水を第２工程に逆流させることによって第２工
   程における限外濾過膜を洗浄する機構を備えた請求項１
   ないし３に記載の洗濯排水の浄化再利用システム。
5. 【請求項５】 第３工程が、逆浸透膜の工程と、処理し
   た排水を受け入れる受水タンクから成る請求項１ないし
   ４に記載の洗濯排水の浄化再利用システム。