JP2003103258A

JP2003103258A - 水道施設

Info

Publication number: JP2003103258A
Application number: JP2001299123A
Authority: JP
Inventors: Chikakazu Murata; 周和村田
Original assignee: Organo Corp; Japan Organo Co Ltd
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2003-04-08

Abstract

(57)【要約】【課題】膜ろ過装置を利用して耐塩素性原虫を除去す
るとともに、既存の施設を利用可能とする。【解決手段】浄水設備の消毒装置２０と、浄水池２４
の間に、膜ろ過装置２２を設ける。この膜ろ過装置２２
は、処理対象が凝集沈殿装置１６、急速ろ過装置１８で
予め処理された水であり、配水可能な程度の水質を有す
るものである。そこで、膜ろ過装置２２は、耐塩素性原
虫のみの除去を目的として、低圧、高流速の処理が行え
る。これによって、確実かつ効率的に耐塩素性原虫の除
去が行える。また、膜ろ過装置２２以外は既存の施設が
利用可能であり、改造によってこの施設を構成すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、取水した原水を処
理して、上水として配水する水道施設、特に膜ろ過装置
を有するものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、河川水などを原水として、こ
れを処理し、上水として配水する水道施設があり、通常
は凝集沈殿、砂ろ過、消毒などの処理を行った処理水を
配水する。一方、精密ろ過膜や限外ろ過膜などのろ過膜
を用いて被処理水を膜ろ過し、ろ過水を得る膜ろ過装置
が開発され、各種の産業における水処理に利用されてい
る。この膜ろ過装置は、省スペース性、操作性、処理水
の安定性などに優れている。

【０００３】また、最近、水道原水中にクリプトスポリ
ジウムなどの耐塩素性原虫が混入する可能性が指摘さ
れ、水道水の安全確保の面からこれらを確実に除去した
いという要求がある。すなわち、従来の水道施設による
凝集沈殿、砂ろ過等という処理によって、水質的にはか
なりよいものが得られるが、耐塩素性原虫が処理水中に
漏れ出る可能性があり、かつこのものは塩素消毒によっ
て死滅させることができない。

【０００４】膜ろ過装置は、使用するろ過膜の孔径が一
定であり、耐塩素性原虫を確実に除去できるというメリ
ットがある。

【０００５】そこで、水道施設として、膜ろ過装置を利
用するものが建設されるようになってきている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、膜ろ過装置を
利用する水道施設は、通常の凝集沈殿、砂ろ過処理など
の処理設備に膜ろ過装置を置き換えるものである。そこ
で、膜ろ過装置を利用する水道設備が採用されるのは、
新規に建設された設備か、既設の水道施設を廃棄して新
たに建設し直す場合であり、かつ数１００ｍ^３〜数１０
００ｍ^３／日程度の小規模水道が中心である。

【０００７】しかしながら、既存の水道施設を膜ろ過に
よる施設に置き換えることは、膨大な費用、時間、労力
を要するものであり、現実的でない。

【０００８】本発明は、上記課題に鑑みなされたもの
で、膜ろ過装置を利用して耐塩素性原虫を除去するとと
もに、既存の施設をそのまま利用可能とする水道施設を
提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、取水した原水
を処理して、上水として配水する水道施設であって、配
水可能な処理水質にまで処理した処理水についてろ過膜
によってろ過処理する膜ろ過装置を設け、この膜ろ過装
置による処理水を浄水池に貯め、この浄水池から配水す
ることを特徴とする。

【００１０】このように、本発明によれば、配水可能な
処理水質にまで処理した処理水を対象として膜ろ過を行
う。従って、膜ろ過装置における処理対象を耐塩素性原
虫に絞ることができ、膜ろ過装置を低圧、高流速で処理
ができる。そこで、小型の膜ろ過装置で効率的な処理が
行える。さらに、膜ろ過装置以外は既存の水道施設をそ
のまま利用することができ、既存の水道施設の改造（膜
ろ過装置の増設）で、対応することができ、これによっ
て耐塩素性原虫の除去を確実なものにできる。

【００１１】また、本発明は、取水した原水を処理し
て、上水として配水する水道施設であって、配水可能な
処理水質にまで処理した処理水を貯める浄水池と、この
浄水池の水を送水する送水設備との間に、ろ過膜によっ
てろ過処理する膜ろ過装置を設け、この膜ろ過装置によ
る処理水を送水設備に供給することを特徴とする。この
ように、膜ろ過装置を浄水池と送水設備の間に設けても
同様に効果的な処理が行える。また、この場合、送水設
備への流入圧（例えば、浄水池からの自然流下による流
入圧）を利用して膜ろ過を行うことができる。

【００１２】また、本発明は、取水した原水を処理し
て、上水として配水する水道施設であって、配水可能な
処理水質にまで処理した処理水を送水する送水設備と、
外部配管（各家庭などの使用場所に水道水を供給するた
めの配管。通常、給水設備という。）と接続する配水設
備との間に、ろ過膜によってろ過処理する膜ろ過装置を
設け、この膜ろ過装置による処理水を配水設備に供給す
ることを特徴とする。このように、膜ろ過装置を送水設
備と配水設備の間に設けても同様に効果的な処理が行え
る。また、この場合、配水設備への流入圧（例えば、送
水設備からの自然流下による流入圧）を利用して膜ろ過
を行うことができる。

【００１３】また、前記膜ろ過装置に使用するろ過膜の
構成材質が無機材質であることが好適である。無機材質
のろ過膜により、所定の孔径で、空隙率の大きなろ過膜
を構成することができ、効果的な膜ろ過処理を行うこと
ができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面に基づいて説明する。

【００１５】図１は、本発明の一実施の形態を示す水道
施設の概略構成を示す図である。河川水などの原水は、
取水設備１０から水道施設に取り入れられる。取水設備
には、通常ポンプ、スクリーンなどの装置が含まれる。
そして、導水設備１２を介し、浄水設備１４に導入され
る。

【００１６】この浄水設備１４は、実質的な水処理を行
う設備であり、この例では、凝集沈殿装置１６、急速ろ
過装置１８、消毒装置２０、膜ろ過装置２２および浄水
池２４からなっている。凝集沈殿装置１６は、導水設備
１２から供給される被処理水に凝集剤を添加混合して微
細浮遊固形物を凝集した後、沈殿処理によって固形物を
除去する。なお、凝集剤としては、ポリ塩化アルミニウ
ム、硫酸ばんど、塩化鉄、硫酸鉄などの無機凝集剤の他
に、アクリルアミド系などの有機高分子凝集剤も適用可
能であり、各種凝集補助剤等を利用することも可能であ
る。また、必要に応じて、酸、アルカリなどのｐＨ調整
薬品を添加する。

【００１７】また、急速ろ過装置１８は、砂ろ過層によ
り凝集沈殿処理水についてろ過処理を行い浮遊性固形物
をさらに除去する。消毒装置２０は、被処理水に塩素を
注入し、細菌などを消毒する。また、浄水池２４は、配
水可能な水質の処理水を貯めるものである。なお、消毒
には、塩素や、次亜塩素酸ナトリウムなどが利用され
る。

【００１８】浄水池２４に貯められている水は、送水設
備２６によりポンプアップされ、配水設備２８を介し、
外部配管によって各家庭などの使用場所に供給される。
なお、水道水は、各使用場所に、水道管（外部配管）を
経て供給されるが、必要に応じてポンプ場などが配置さ
れる。なお、浄水設備１４から後の送水設備２６及び配
水設備２８は、水道水を広域に分配するために設けられ
るものであり、浄水設備１４より多くの箇所に分散配置
されているのが一般的である。

【００１９】また、原水が地下水などの場合には、凝集
沈殿装置１６、急速ろ過装置１８などが不要である場合
も多い。また、急速ろ過装置１８ではなく緩速ろ過装置
を利用する場合もある。さらに、消毒装置２０の位置は
凝集沈殿装置１６の前や、膜ろ過装置２２の後など他の
場所でもよい。また、オゾン処理、活性炭処理、生物処
理などを行う場合や凝集沈殿に代えて普通沈殿を採用す
る場合もある。

【００２０】そして、この実施の形態の水道施設では、
浄水設備１４の消毒装置２０と浄水池２４との間、すな
わち、浄水池２４の直前に膜ろ過装置２２を有してい
る。この膜ろ過装置２２は、ろ過膜を有しており、この
ろ過膜に被処理水を通過させることによって、被処理水
中に混入している耐塩素性原虫を分離除去する。

【００２１】特に、この膜ろ過装置２２は、凝集沈殿装
置１６や急速ろ過装置１８によって予め処理されてすで
に配水が可能な程度の水質を有する水を処理対象とし、
耐塩素性原虫の除去が目的である。従って、使用するろ
過膜には、孔径が比較的大きく圧損が小さく、低圧力で
流速が確保できるものが採用される。従って、小型の膜
ろ過装置で圧力をあまり掛けずにろ過処理が行える。例
えば、膜ろ過装置２２が数ｍ程度以下の圧損であれば、
ポンプを用いずに自然流下でろ過処理が行え、好適であ
る。

【００２２】膜ろ過装置２２に使用するろ過膜の形態
は、中空糸型、管状型、プリーツ型、スパイラル型、平
膜型など各種のものが利用でき、特に限定されない。

【００２３】また、ろ過膜の素材についても、ポリアク
リロニトリル、ポリスルフォン、ポリフッ化ビニリデ
ン、ポリプロピレン、ポリエチレン、酢酸セルロース、
セラミック、金属などあらゆる素材が適用可能である
が、特に孔径０．１〜５．０μｍ程度、空隙率５０％以
上のろ過膜が好適である。これは、この程度の粗さのろ
過膜により、上述のような低圧損のろ過処理が行え、か
つ耐塩素性原虫の除去という目的を達成することができ
るからである。

【００２４】また、セラミック、金属など無機材料のろ
過膜は、耐久性、耐薬品性が高く、膜ろ過装置２２のろ
過膜の材質として好適である。

【００２５】特に、ステンレス不織布は、耐久性、耐薬
品性などの観点から非常に適しており、孔径０．１〜
５．０μｍで、空隙率５０％（好ましくは６０％）以上
のものが容易に得られる。なお、空隙率は、体積当たり
の空間の占有率である。そして、このような空隙率の高
いろ過膜を利用することで、低圧、高流速での膜ろ過処
理を行うことができ、ポンプを利用することなく自然流
下により処理することも可能になる。

【００２６】そして、本実施の形態では、膜ろ過装置２
２以外は、通常の水道施設と同一である。従って、既存
の水道施設に膜ろ過装置２２を増設するだけでよい。そ
して、この増設によって、耐塩素性原虫の除去を確実な
ものとして安全性を向上することができる。

【００２７】さらに、膜ろ過装置２２の運転には、流量
を一定にする定流量ろ過と、圧力を一定にする定圧ろ過
があり、いずれの運転も採用可能であるが、定流量ろ過
の方が一般的である。

【００２８】また、図２には、他の実施の形態の構成例
が示されている。この例では、膜ろ過装置２２は、浄水
池２４と送水設備２６の間に設けられている。このよう
な位置に膜ろ過装置２２を配置しても、耐塩素性原虫を
効果的に除去することができる。特に、この場合には、
浄水池２４からの自然流下による流入圧によって、膜ろ
過装置におけるろ過が行える。

【００２９】図３には、さらに他の実施の形態の構成例
が示されている。この例では、膜ろ過装置２２は、送水
設備２６と配水設備２８の間に設けられている。このよ
うな位置に膜ろ過装置２２を配置しても、耐塩素性原虫
を効果的に除去することができる。特に、この場合に
は、配水設備２８への流入圧によって、膜ろ過装置にお
けるろ過が行える。

【００３０】

【実施例】図１の実施の形態の水道施設および図１の構
成から膜ろ過装置２２を除去した従来の水道施設により
行った処理の例を説明する。

【００３１】実施形態および従来例とも、処理量は、２
００ｍ^３／日とし、凝集沈殿装置１６には傾斜板沈殿池
を用い、表面積負荷率を１４ｍｍ／ｍｉｎで運転を行っ
た。凝集剤はポリ塩化アルミニウムを使用し、１０ｍｇ
／Ｌの添加率とした。また、急速ろ過装置１８には、ケ
イ砂粒径０．６ｍｍ、ケイ砂層高４００ｍｍ、支持砂利
層３００ｍｍの単層ろ過装置を用い、ろ過流速１５０ｍ
／日で通水した。消毒装置２０には、次亜塩素酸ナトリ
ウム注入設備を用いた。

【００３２】実施の形態の膜ろ過装置２２のろ過膜に
は、ステンレス製、分画孔径２．５μｍ、有効膜面積１
０ｍ^２の富士フィルター工業社製のフジメタルファイバ
ーフィルタ（商品名）を用いた。

【００３３】また、各施設の導水設備１２の導水管中に
耐塩素性原虫の代替指標として使用されるポリスチレン
粒子（粒径３μｍ）を１０００個／Ｌの個数で添加し、
約１ヶ月間の連続運転を実施して、水道設備出口で検出
されるポリスチレン粒子個数を１回／日の頻度で測定
し、両設備の耐塩素性原虫阻止性能を比較した。この結
果を表１に示す。

【表１】

【００３４】約１ヶ月の運転期間中に、２４回のポリス
チレン測定を行った結果、本実施の形態の施設（図１）
では、施設出口で一度もポリスチレン粒子は検出され
ず、膜ろ過装置２２により、ポリスチレン粒子が完全に
除去されることが確認された。一方、従来例の設備で
は、全測定回数（２４回）のうち、３回で、施設出口で
ポリスチレン粒子が検出された。

【００３５】このように、実施の形態の施設によれば、
耐塩素性原虫の流出阻止が確実に行われ、水道水の安全
性が確保できることが確認された。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
配水可能な処理水質にまで処理した処理水を対象として
膜ろ過を行う。従って、膜ろ過装置における処理対象を
耐塩素性原虫に絞ることができ、低圧、高流速で処理が
できる。そこで、小型の膜ろ過装置で効率的な処理が行
える。さらに、膜ろ過装置以外は既存の水道施設をその
まま利用することができ、既存の水道施設の改造（膜ろ
過装置の増設）で、対応することができ、これによって
耐塩素性原虫の除去を確実なものにできる。

【００３７】また、膜ろ過装置を浄水池と送水設備の間
や、送水設備と配水設備の間に設けても同様に効果的な
処理が行える。また、この場合、送水設備への流入圧や
配水設備への流入圧を利用して膜ろ過を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態の水道施設の概略構成を示す図で
ある。

【図２】他の実施の形態の構成を示す図である。

【図３】さらに、他の実施の形態の構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０取水設備、１２導水設備、１４浄水設備、１
６凝集沈殿装置、１８急速ろ過装置、２０消毒装
置、２２膜ろ過装置、２４浄水池、２６送水設備、
２８配水設備。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】取水した原水を処理して、上水として配
水する水道施設であって、配水可能な処理水質にまで処理した処理水についてろ過
膜によってろ過処理する膜ろ過装置を設け、この膜ろ過
装置による処理水を浄水池に貯め、この浄水池から配水
することを特徴とする水道施設。
【請求項２】取水した原水を処理して、上水として配
水する水道施設であって、配水可能な処理水質にまで処理した処理水を貯める浄水
池と、この浄水池の水を送水する送水設備との間に、ろ
過膜によってろ過処理する膜ろ過装置を設け、この膜ろ
過装置による処理水を送水設備に供給することを特徴と
する水道施設。
【請求項３】取水した原水を処理して、上水として配
水する水道施設であって、配水可能な処理水質にまで処理した処理水を送水する送
水設備と、外部配管と接続する配水設備との間に、ろ過
膜によってろ過処理する膜ろ過装置を設け、この膜ろ過
装置による処理水を配水設備に供給することを特徴とす
る水道施設。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか１つに記載の水
道施設であって、前記膜ろ過装置に使用するろ過膜の構成材質が無機材質
であることを特徴とする水道施設。