JP5326723B2 - 水処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、水処理装置に関し、特には、紫外線を照射して酸化処理を行う水処理装置に関する。

従来より、蒸気ボイラや温水ボイラのように純度の高い水が必要とされる場合には、逆浸透膜を利用した逆浸透膜装置等の濾過装置を用いた水処理が行われている。逆浸透膜は、０．０００１〜０．０００５ミクロンという超微細孔を有する人工的な半透膜であり、水分子だけを選択的に透過する。逆浸透膜装置は、このような溶媒は通すが溶質は通さないという逆浸透膜の性質を利用して、被処理水の浸透圧よりも高い圧力をかけて溶媒としての水だけを選択的に透過させ、採取する。そのため、原水に溶解しているダイオキシンや重金属イオン、ウィルスといった非常に微細な不純物までも除去することができる。

ところで、従来の濾過膜による水処理においては、原水中の有機物濃度の増加や有機物を栄養源とする微生物の増殖により、濾過膜の膜面が汚染（ファウリング）され、濾過膜の透過性や分離性を低下させる場合がある。これに対しては、例えば、紫外線を照射して有機物の分解処理や微生物の殺菌処理を行う紫外線酸化装置を濾過装置の前段に配設して、膜面のファウリングを防止する水処理装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−６９２０４号公報

しかしながら、紫外線酸化装置による殺菌効果は、一般に持続性がない。そのため、例えば、水処理装置を停止すると、停止中に原水タンクや接続ライン中で微生物が増殖し、再起動時に膜面に付着するおそれがある。特許文献１に記載の濾過装置を含む従来の濾過装置は、この繰り返しによりいわゆるバイオファウリングを生じ、濾過膜の透過性、分離性を低下させるという問題があった。

これに対しては、濾過装置の再起動時にブロー処理（排水処理）を行うことにより、濾過膜の膜面の汚染を防止することが可能になる。しかしながら、濾過装置が発停を繰り返す場合においては、大量の被処理水が無駄に排水されることとなり、省資源化の観点からも好ましくない。

本発明は、上記に鑑みなされたものであって、安定した水質の処理水を無駄なく提供可能な水処理装置を提供することを目的とする。

本発明の水処理装置は、被処理水を貯水する貯水タンクと、前記貯水タンクから供給される前記被処理水に紫外線による酸化処理を行い第１処理水を得る紫外線酸化部と、前記貯水タンクと前記紫外線酸化部とを接続する給水ラインと、前記貯水タンクから前記被処理水を前記紫外線酸化部に向けて供給する給水ポンプと、前記紫外線酸化部の下流側に配設され、前記第１処理水を濾過して第２処理水を得る濾過部と、前記紫外線酸化部と前記濾過部とを接続する接続ラインと、前記接続ラインと前記貯水タンクとを接続させる補助ラインと、前記接続ラインと前記補助ラインとの接続位置から前記紫外線酸化部までの間に設けられ、前記接続ラインを流通する前記第１処理水の流量を調節可能な給水バルブと、前記補助ラインを流通する前記第１処理水の流量を調節可能な循環バルブと、前記濾過部において前記第１処理水の濾過が行われない場合に、前記給水バルブ及び前記循環バルブの流量を調節して、前記紫外線酸化部で酸化処理された前記第１処理水を前記接続ラインから前記補助ラインを介して前記貯水タンクへ流通させると共に、前記貯水タンクから前記被処理水を含む前記第１処理水を前記紫外線酸化部に向けて供給させる循環処理工程を実行する制御部と、を備え、前記制御部は、前記循環処理工程において、前記紫外線酸化部を流通する前記被処理水を含む前記第１処理水の流量を、前記濾過部において前記第１処理水の濾過を行う場合に比べて少なくするように前記給水ポンプを制御することを特徴とする。

また、前記濾過部は、逆浸透膜、限外濾過膜、精密濾過膜から選択されるいずれかの膜で濾過処理を行うことが好ましい。

また、前記被処理水は、生物処理が行われた生物処理水であることが好ましい。

また、前記被処理水は、少なくとも鉄分及び／又はマンガン分の除去が行われた用水であることが好ましい。

本発明の水処理方法は、被処理水を貯水する貯水タンクから供給される前記被処理水に、紫外線酸化部において紫外線による酸化処理を行い、第１処理水を得る紫外線酸化処理工程と、前記紫外線酸化処理工程により得られた前記第１処理水を、濾過部において濾過して第２処理水を得る濾過処理工程と、前記濾過処理工程が実行されない場合に、前記紫外線酸化処理工程により得られた前記第１処理水を、前記紫外線酸化部と前記濾過部との間を接続する接続ラインの途中から分岐した補助ラインを介して前記貯水タンクに戻すと共に、前記貯水タンクから供給される前記被処理水を含む前記第１処理水を前記紫外線酸化処理工程に戻す循環処理工程と、を備え、前記循環処理工程において、前記紫外線酸化部を流通する前記被処理水を含む前記第１処理水の流量を、前記濾過部において前記第１処理水の濾過を行う場合に比べて少なくすることを特徴とする。

本発明によれば、安定した水質の処理水を無駄なく提供可能な水処理装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る水処理装置を示すフローシートである。 本発明の第２実施形態に係る水処理装置を示すフローシートである。 本発明の第３実施形態に係る水処理装置を示すフローシートである。 本発明の第４実施形態に係る水処理装置を示すフローシートである。 本発明の第５実施形態に係る水処理装置を示すフローシートである。 本発明の第６実施形態に係る水処理装置を示すフローシートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

［１］第１実施形態
まず、第１実施形態に係る水処理装置１の構成について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る水処理装置１を示すフローシートである。図１に示すように、水処理装置１は、生物処理装置２と、貯水タンクとしての第１貯水タンク４と、生物処理装置２と第１貯水タンク４とを接続する第１給水ライン１０と、第１給水ライン１０に設けられる第１給水ポンプ３と、紫外線酸化部としての紫外線酸化装置６と、第１貯水タンク４と紫外線酸化装置６とを接続する第２給水ライン１１と、第２給水ライン１１に設けられる第２給水ポンプ５と、濾過部としての逆浸透膜装置８と、紫外線酸化装置６と逆浸透膜装置８とを接続する接続ラインとしての第３給水ライン１２と、第３給水ライン１２と第１貯水タンク４とを接続する補助ライン１４と、第３給水ライン１２に設けられるプレフィルタ７と、第２貯水タンク９と、逆浸透膜装置８と第２貯水タンク９とを接続する第４給水ライン１３と、制御部１５と、を備えて構成されている。

生物処理装置２は、原水の供給源（図示せず）に接続されている。生物処理装置２は、工場排水等の原水に対して、高度処理を行うための前処理である生物処理を行い、原水から被処理水としての生物処理水を生成する。例えば、生物処理装置２は、原水中の有機物や油分を好気性微生物の働きにより分解除去する。なお、本実施形態においては、生物処理装置２は、膜分離活性汚泥法（ＭＢＲ；メンブレン・バイオ・リアクター）により生物処理が行われる。

第１貯水タンク４は、第１給水ライン１０を介して生物処理装置２の下流側に接続されている。第１貯水タンク４は、生物処理装置２による生物処理により生成された生物処理水を貯水する。

紫外線酸化装置６は、第２給水ライン１１を介して第１貯水タンク４の下流側に接続されている。紫外線酸化装置６は、並列に配置された３台の紫外線酸化装置６ａ、６ｂ、６ｃから構成されている。第２給水ライン１１は、紫外線酸化装置６の上流側で分岐しており、紫外線酸化装置６ａ、６ｂ、６ｃの上流側にそれぞれ接続されている。

紫外線酸化装置６は、紫外線を照射する紫外線ランプ（図示せず）と、紫外線ランプが収容される処理槽（図示せず）と、処理槽に設けられるオゾン生成部（図示せず）と、を備える。処理槽は、円筒状に形成されており、その内部に紫外線ランプが収容される。また、処理槽の内部には、酸化対象物である生物処理水が流通する。オゾン生成部は、処理槽内部に流通された生物処理水にオゾン化空気を導入する空気導入部を備える。オゾン生成部は、外部より導入した空気に紫外線を照射することにより、処理槽に導入される空気をオゾン化する。紫外線酸化装置６は、オゾン化空気を導入させた処理槽の内部に生物処理水を流通させながら、生物処理水に紫外線を照射することにより第１処理水を生成する。すなわち、紫外線酸化装置６では、生物処理水の促進酸化処理が行われるように構成されており、生物処理水に含まれる有機物を分解するとともに、微生物を殺菌する。

第２給水ポンプ５は、第２給水ライン１１における紫外線酸化装置６ａ，６ｂ，６ｃへの分岐の上流側に設けられている。第２給水ポンプ５は、第１貯水タンク４に貯水された生物処理水を紫外線酸化装置６ａ，６ｂ，６ｃに供給する。

プレフィルタ７は、第３給水ライン１２に設けられている。プレフィルタ７は、紫外線酸化装置６ａ，６ｂ，６ｃの下流側に設けられており、紫外線酸化装置６ａ，６ｂ，６ｃで生成された第１処理水から主に懸濁物を除去する。また、第３給水ライン１２には、プレフィルタ７の上流側に第１バルブ１２ａが設けられると共に、下流側に第２バルブ１２ｂが設けられている。プレフィルタ７と第２バルブ１２ｂの間には、補助ライン１４の一方側が第３給水ライン１２から分岐した形で接続されている。補助ライン１４の他方側は、第１貯水タンク４に接続されている。また、補助ライン１４には、循環バルブ１４ａが取り付けられている。

逆浸透膜装置８は、第３給水ライン１２を介して第２バルブ１２ｂの下流側（紫外線酸化装置６の下流側）に接続されている。逆浸透膜装置８は、上流側に設けられる加圧ポンプ８１と、下流側に設けられる逆浸透膜モジュール（以下、逆浸透膜を「ＲＯ膜」という）８２とを備える。加圧ポンプ８１は、紫外線酸化装置６からプレフィルタ７を介して供給される第１処理水をＲＯ膜モジュール８２側に加圧する。ＲＯ膜モジュール８２は、多数のＲＯ膜（図示せず）を備えており、ＲＯ膜により溶存塩類等の不純物を除去する。逆浸透膜装置８は、第１処理水を透過させることにより、第２処理水としての純水を生成する。

ＲＯ膜モジュール８２の下流側には、第４給水ライン１３の一方側と、濃縮水排水ライン８３の一方側とが独立して接続されている。第４給水ライン１３の他方側は、第２貯水タンク９に接続されており、ＲＯ膜により第１処理水から不純物が取り除かれた純水が第４給水ライン１３を介して第２貯水タンク９に貯水される。濃縮水排水ライン８３の他方側からは、ＲＯ膜モジュール８２のＲＯ膜により第１処理水の不純物が濃縮された濃縮排水が排出される。

第２貯水タンク９は、第４給水ライン１３を介して逆浸透膜装置８の下流側に接続されている。第２貯水タンク９は、逆浸透膜装置８により生成された純水を貯水する。

制御部１５は、生物処理装置２、第１給水ポンプ３、第２給水ポンプ５、紫外線酸化装置６、第１バルブ１２ａ、第２バルブ１２ｂ、循環バルブ１４ａ及び逆浸透膜装置８に電気的に接続されている。制御部１５は、上述の各装置等の制御を行う。

次に、第１実施形態に係る水処理装置１が実行する各処理工程について説明する。第１実施形態に係る水処理装置１は、生物処理を行う生物処理工程と、紫外線酸化処理を行う紫外線酸化処理工程と、濾過処理を行う濾過処理工程と、循環処理を行う循環処理工程とを備える。

生物処理工程は、生物処理装置２において、膜分離活生汚泥法による生物処理を行う工程である。水処理装置１は、生物処理工程を実行することにより、原水から生物処理水を生成する。

紫外線酸化処理工程は、第１貯水タンク４に貯水された生物処理水を処理槽の内部に流通させ、オゾン化空気を導入しつつ紫外線を照射することにより促進酸化処理を行う工程である。水処理装置１は、紫外線酸化装置６ａ，６ｂ，６ｃにおいて、上述の紫外線酸化工程を実施することにより、生物処理水から第１処理水を生成する。

濾過処理工程は、逆浸透膜装置８において、逆浸透膜による第１処理水の濾過処理を行う工程である。水処理装置１は、濾過処理工程を実施することにより、第１処理水から純水を生成する。

循環処理工程は、逆浸透膜装置８を停止させた場合に、第１貯水タンク４に貯水された生物処理水及び紫外線酸化装置６により酸化処理が実行された第１処理水を、第２給水ライン１１、第３給水ライン１２及び補助ライン１４を介して循環させる工程である。このとき、循環水は、紫外線酸化装置６により紫外線酸化処理を施されながら循環される。

水処理装置１は、制御部１５により前述の各装置等が制御され、上述の各工程が実行されるように構成されている。

次に、第１実施形態に係る水処理装置１の動作について、制御部１５における制御と共に具体的に説明する。第２貯水タンク９に貯水された第１純水は、適宜、不図示の外部機器へ供給される。そのため、外部機器への供給量に応じて、第２貯水タンク９の貯水量は減少する。そして、第２貯水タンク９の貯水量が所定の水量（所定のレベル）以下になると、水処理装置１に運転要求がなされる。

水処理装置１に運転要求がなされると、制御部１５は、生物処理装置２を起動させ、生物処理工程を実行させる。つまり、原水から生物処理水を生成させる。生物処理水が生成されると、制御部１５は、第１給水ポンプ３を起動させ、生物処理水を第１貯水タンク４に貯水させる。

第１貯水タンク４に生物処理水が所定量貯水されると、制御部１５は、生物処理装置２及び第１給水ポンプ３を停止させる。制御部１５は、第１貯水タンク４の貯水量が所定の水量（所定のレベル）以下になると、生物処理装置２及び第１給水ポンプ３を起動させ、上述の動作を繰り返す。

次いで、制御部１５は、第２給水ポンプ５を起動させて生物処理水を紫外線酸化装置６ａ，６ｂ，６ｃに流通させると共に、紫外線酸化装置６ａ，６ｂ，６ｃを起動して、紫外線酸化処理工程を実行させる。具体的には、制御部１５は、紫外線ランプを点灯させると共に、オゾン生成部でオゾン化空気を発生させて生物処理水から第１処理水を生成させる。

次いで、制御部１５は、逆浸透膜装置８を起動させる。逆浸透膜装置８が起動すると、逆浸透膜装置８は、まず、加圧ポンプ８１を作動させる。加圧ポンプ８１が作動すると、紫外線酸化装置６から第１処理水の供給が開始される。第１処理水は、第３給水ライン１２を介して逆浸透膜装置８に流通される。

なお、このとき、通常は第１バルブ１２ａ及び第２バルブ１２ｂは開放された状態にあり、循環バルブ１４ａは閉鎖された状態にある。そのため、加圧ポンプ８１が作動すると、第１処理水は、補助ライン１４に分岐して向かうことなく第３給水ライン１２を流通する。ただし、循環バルブ１４ａは、必ずしも全閉である必要はなく、逆浸透膜装置８への給水量に応じて開度を調節するようにしてもよい。そして、第３給水ライン１２を流通する第１処理水は、第３給水ライン１２に設けられたプレフィルタ７により不純物が除去され、逆浸透膜装置８に流通される。

逆浸透膜装置８に流通された第１処理水は、さらに加圧ポンプ８１によりＲＯ膜モジュール８２側に流通される。ＲＯ膜モジュール８２側に流通された第１処理水は、ＲＯ膜モジュール８２により濾過処理工程が実行される。つまり、純水の生成処理が行われる。ＲＯ膜モジュール８２により生成された第１純水は、加圧ポンプ８１により第４給水ライン１３に押し出され、第４給水ライン１３を介して第２貯水タンク９に貯水される。

制御部１５は、水処理装置１の起動中においては、常時、第２貯水タンク９の貯水量を監視し、第２貯水タンク９の貯水量が所定の水量（所定のレベル）以下になると運転要求をし、上述の運転を繰り返す。

次に、第２貯水タンク９の貯水量が所定の水量（所定のレベル）に達すると、制御部１５は、逆浸透膜装置８を停止させると共に、第２バルブ１２ｂを閉鎖し、循環バルブ１４ａを開放する。つまり、循環処理工程に移行する。

ここで、循環処理工程においては、制御部１５は、第２バルブ１２ｂを閉鎖すると共に、循環バルブ１４ａを開放する。これにより、紫外線酸化装置６で促進酸化処理が行われた第１処理水は、第３給水ライン１２の途中から分岐する補助ライン１４に流通される。補助ライン１４に流通された第１処理水は、第１貯水タンク４に戻され、ここで生物処理水と混合される。こうして、循環処理工程における第１処理水は、生物処理水と混合されて混合処理水となる。さらに、混合処理水は、第２給水ポンプ５により紫外線酸化装置６に流通される。紫外線酸化装置６により酸化処理された混合処理水は、再び補助ライン１４を介して第１貯水タンク４に戻される。逆浸透膜装置８が停止中に実行される循環処理工程においては、制御部１５は、上述の動作を繰り返す。

また、循環処理工程においては、制御部１５は、間欠的に第２給水ポンプ５を起動させる。例えば、制御部１５は、所定の温度に基づいて第２給水ポンプ５を起動させたり、所定の時間ごとに第２給水ポンプ５を起動させる。例えば、制御部１５は、６０分間おきに少なくとも第１貯水タンク４の貯水量の全量が入れ替わる時間（１ターンする時間）、第２給水ポンプ５を起動させるように構成されている。なお、第２給水ポンプ５が停止中においても、第２貯水タンク９に貯留される混合処理水の温度が所定の温度（例えば、３５℃）を超えた場合には、第２給水ポンプ５を起動させるように構成してもよい。なお、紫外線ランプは、点灯と消灯を頻繁に繰り返すと短期間で寿命に達するため、循環処理工程中は第２給水ポンプ５の停止中も照射状態を継続させる。

また、循環処理工程においては、制御部１５は、第２給水ポンプ５の出力を調節して第２給水ポンプ５から吐出される流量を調節可能に構成されている。本実施形態においては、制御部１５は、循環処理工程においては、第２給水ポンプ５の吐出出力を調節して、紫外線酸化装置６を流通する流量を少なくするように構成されている。

また、循環処理工程においては、制御部１５は、紫外線酸化装置６において実行される酸化処理を作業者による選択が可能となるように構成されている。例えば、紫外線照射及びオゾン化空気導入による複合酸化処理（促進酸化処理）と、紫外線照射のみによる酸化処理（紫外線酸化処理）と、オゾン化空気導入のみによる酸化処理（オゾン酸化処理）とを選択可能に構成されている。なお、紫外線酸化装置６が次亜塩素ナトリウム等の酸化剤を注入させる薬注投入部を有して構成されている場合においては、紫外線照射、オゾン化空気導入及び酸化剤薬注による複合酸化処理（促進酸化処理）と、紫外線照射及びオゾン化空気導入による複合酸化処理（促進酸化処理）と、紫外線照射及び酸化剤薬注による複合酸化処理（促進酸化処理）と、紫外線照射のみによる酸化処理（紫外線酸化処理）とを選択可能な構成としてもよい。

以上の構成を有する第１実施形態に係る水処理装置１によれば、以下の効果を奏する。第１実施形態に係る水処理装置１は、逆浸透膜装置８の停止中に酸化処理対象物（第１処理水又は混合処理水）を循環させることが可能な補助ライン１４を備えて構成されている。そのため、例えば、逆浸透膜装置８が停止中の場合においても、補助ライン１４上を循環させて酸化処理を行うことにより、有機物の分解及び微生物の殺菌を継続することが可能になる。これにより、ＲＯ膜の膜面のファウリング（例えば、微生物増殖による汚染）を効果的に抑制させることが可能になる。また、酸化処理対象物を循環処理することにより、不要なブローを減らすことが可能になる。その結果、安定した水質の処理水を無駄なく提供することができる。

また、例えば、紫外線酸化装置６の故障等により逆浸透膜装置８に流通される第１処理水の流量が低減した場合においても、循環バルブ１４ａを開放することにより、補助ライン１４を介して第１貯水タンク４から生物処理水を直接逆浸透膜装置８に引き込むことが可能になる。そのため、例えば、逆浸透膜装置８において、流量不足等による加圧ポンプ８１のキャビテーション対策等を講じる必要がなくなる。また、水不足による逆浸透膜装置８の異常停止が低減される。

また、例えば、逆浸透膜装置８の停止中においても、酸化処理対象物（第１処理水又は混合処理水）を循環させ、有機物の分解及び微生物の殺菌を継続する構成としているため、必然的に紫外線ランプを連続点灯することになる。そのため、紫外線ランプのエネルギーを有効に使用することが可能となると共に、紫外線ランプの寿命を向上させることが可能になる。

また、例えば、逆浸透膜装置８の停止中に、紫外線ランプの寿命の向上のため、紫外線ランプを照射させたままの状態（連続運転）とした場合においても、酸化処理対象物（第１処理水又は混合処理水）を間欠的に循環させる構成としたため、紫外線ランプの照射による酸化処理対象物の温度上昇を抑制させることが可能となる。その結果、微生物の増殖をより効果的に抑制させることが可能になる。

また、例えば、循環処理工程においては、第２給水ポンプ５の吐出出力を調整可能な構成としたため、第２給水ポンプ５の吐出流量を低減させることが可能になる。その結果、循環処理工程における省エネルギー化を実現することが可能になる。

［２］他の実施形態
次に、本発明の他の実施形態について説明する。本発明の他の実施形態においては、主として、第１実施形態と異なる部分を中心に説明し、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。また、他の実施形態において特に説明しない点については、第１実施形態についての説明が適宜適用される。また、他の実施形態において第１実施形態と同様の構成を有するものにおいては、第１実施形態と同様の効果が奏される。

［２−１］第２実施形態
まず、本発明の第２実施形態に係る水処理装置１Ａについて、図２を参照しながら説明する。図２は、本発明の第２実施形態に係る水処理装置１Ａを示すフローシートである。

図２に示すように、第２実施形態に係る水処理装置１Ａは、紫外線酸化装置６の下流側に、逆浸透膜装置８に代えて精密濾過膜装置８Ａが配設されることにおいて、第１実施形態に係る水処理装置１と異なる。

精密濾過膜装置８Ａは、逆浸透膜装置８に比べて濾過処理に必要な運転圧力が低いため、加圧ポンプ８１は必要とせず、精密濾過膜モジュール（以下、精密濾過膜を「ＭＦ膜」という）８２Ａのみを備える。ＭＦ膜モジュール８２Ａは、多数のＭＦ膜（図示せず）を備え、精密濾過膜により不純物等を除去する。精密濾過膜装置８Ａは、第１処理水を透過させることにより、第２処理水としての浄化水を生成する。

このように第２実施形態に係る水処理装置１Ａは、紫外線酸化装置６の下流側に精密濾過膜装置８Ａを備える。精密濾過膜装置８Ａは、透過水を多く回収することが可能であるため、省エネルギーで大量に浄化水を得ることが可能になる。また、精密濾過膜装置８Ａは、精密濾過膜が０．０５〜１０μｍの物質を分離可能であるため、懸濁物質、細菌類（大腸菌や一般細菌）、原虫類（クリプトスポリジウム等）を確実に除去することが可能になる。さらに、水処理装置１Ａにおいても、第１実施形態と同様、循環処理工程によりＭＦ膜の膜面のファウリングを効果的に抑制させることが可能になる。

［２−２］第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態に係る水処理装置１Ｂについて、図３を参照しながら説明する。図３は、本発明の第３実施形態に係る水処理装置１Ｂを示すフローシートである。図３に示すように、第３実施形態に係る水処理装置１Ｂは、紫外線酸化装置６の下流側に、逆浸透膜装置８に代えて限外濾過膜装置８Ｂが配設されることにおいて、第１実施形態に係る水処理装置１と異なる。

限外濾過膜装置８Ｂは、逆浸透膜装置８に比べて濾過処理に必要な運転圧力が低いため、加圧ポンプ８１は必要とせず、限外濾過膜モジュール（以下、限外濾過膜を「ＵＦ膜」という）８２Ｂのみを備える。ＵＦ膜モジュール８２Ｂは、多数のＵＦ膜（図示せず）を備え、ＵＦ膜により不純物等を除去する。限外濾過膜装置８Ｂは、選択的に第１処理水を透過させることにより、第２処理水としての浄化水を生成する。

このように、第３実施形態に係る水処理装置１Ｂは、紫外線酸化装置６の下流側に限外濾過膜装置８Ｂを備える。限外濾過膜装置８ＢにおけるＵＦ膜は、孔の大きさがＲＯ膜より大きくＭＦ膜より小さいので、溶存塩類の除去には適さないが、ウィルスや細菌を好適に除去することが可能になる。また、水処理装置１Ｂにおいても、第１実施形態と同様、循環処理工程によりＵＦ膜の膜面のファウリングを効果的に抑制させることが可能になる。

［２−３］第４実施形態
次に、本発明の第４実施形態に係る水処理装置１Ｃについて、図４を参照しながら説明する。図４は、本発明の第４実施形態に係る水処理装置１Ｃを示すフローシートである。
図４に示すように、本発明の第４実施形態に係る水処理装置１Ｃは、原水供給源の下流側に生物処理装置２に代えて除鉄除マンガン装置２Ａが配設されることにおいて、第１実施形態に係る水処理装置１と異なる。

このように、第４実施形態に係る水処理装置１Ｃは、原水の供給源に接続される除鉄除マンガン装置２Ａを備える。除鉄除マンガン装置２Ａは、原水中の鉄分及びマンガン成分を除去し、地下水等の原水から被処理水としての用水を生成する。そのため、水処理装置１Ｃは、原水から鉄分及びマンガン成分を除去した用水を用いて上述の処理を行い、用水から生成された第１処理水から第２処理水としての純水を生成することが可能になる。そして、水処理装置１Ｃにおいても、第１実施形態と同様、循環処理工程によりＲＯ膜の膜面のファウリングを効果的に抑制させることが可能になる。

［２−４］第５実施形態
次に、本発明の第５実施形態に係る水処理装置１Ｄについて、図５を参照しながら説明する。図５は、本発明の第５実施形態に係る水処理装置１Ｄを示すフローシートである。図５に示すように、本発明の第５実施形態に係る水処理装置１Ｄは、生物処理装置２に代えて除鉄除マンガン装置２Ａが配設されると共に、逆浸透膜装置８に代えて精密濾過膜装置８Ａが配設されることにおいて、第１実施形態に係る水処理装置１と異なる。具体的には、除鉄除マンガン装置２Ａが原水の供給源に接続され、精密濾過膜装置８Ａが第３給水ライン１２を介して紫外線酸化装置６の下流側に接続されている。

なお、精密濾過膜装置８Ａについては、第２実施形態の水処理装置１Ａに用いたものと同様の構成であるため説明は省略する。また、除鉄除マンガン装置２Ａについては、第４実施形態の水処理装置１Ｄに用いたものと同様の構成であるため説明は省略する。

このように、第５実施形態に係る水処理装置１Ｄは、原水の供給源に接続される除鉄除マンガン装置２Ａと、紫外線酸化装置６の下流側に精密濾過膜装置８Ａを備えて構成されている。そのため、水処理装置１Ｄは、地下水等の原水から鉄分及びマンガン成分を除去した用水を用いて上述の処理を行い、用水から生成された第１処理水から精密濾過膜装置８Ａを用いて第２処理水としての浄化水を生成することが可能になる。そして、水処理装置１Ｄにおいても、第１実施形態と同様、循環処理工程によりＭＦ膜の膜面のファウリングを効果的に抑制させることが可能になる。

［２−５］第６実施形態
次に、本発明の第６実施形態に係る水処理装置１Ｅについて、図６を参照しながら説明する。図６は、本発明の第６実施形態に係る水処理装置１Ｅを示すフローシートである。図６に示すように、本発明の第６実施形態に係る水処理装置１Ｅは、生物処理装置２に代えて除鉄除マンガン装置２Ａが配設されると共に、逆浸透膜装置８に代えて限外濾過膜装置８Ｂを配設することにおいて、第１実施形態に係る水処理装置１と異なる。具体的には、除鉄除マンガン装置２Ａが原水の下流側における直下に接続され、限外濾過膜装置８Ｂが第３給水ライン１２を介して紫外線酸化装置６の下流側に接続されている。

なお、限外濾過膜装置８Ｂについては、第３実施形態の水処理装置１Ｂに用いたものと同様の構成であるため説明は省略する。また、除鉄除マンガン装置２Ａについては、第４実施形態の水処理装置１Ｄに用いたものと同様の構成であるため説明は省略する。

このように、第６実施形態に係る水処理装置１Ｅは、原水の供給源に接続される除鉄除マンガン装置２Ａと、紫外線酸化装置６の下流側に限外濾過膜装置８Ｂを備えて構成されている。そのため、水処理装置１Ｅは、地下水等の原水から鉄分及びマンガン成分を除去した用水を用いて上述の処理を行い、用水から生成された第１処理水から限外濾過膜装置８Ｂを用いて第２処理水としての浄化水を生成することが可能になる。そして、水処理装置１Ｅにおいても、第１実施形態と同様、循環処理工程によりＵＦ膜の膜面のファウリングを効果的に抑制させることが可能になる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲は、これに限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、逆浸透膜装置８の停止中においては、第２給水ポンプ５を所定時間に基づいて間欠運転させる構成としたが、本発明においてはこれに限らない。例えば、第２給水ポンプ５を連続運転させる構成であってもよい。逆浸透膜装置８の停止中に第２給水ポンプ５を連続運転させることにより、第１貯水タンク４に貯水される生物処理水を常時殺菌処理することが可能となり、微生物の繁殖を持続的に抑制させることが可能になる。

また、第４実施形態から第６実施形態においては、除鉄除マンガン装置２Ａは、原水から鉄分及びマンガン成分の両方を除去する構成としたが、本発明においてはこれに限定されない。例えば、除鉄除マンガン装置２Ａは、原水から鉄分又はマンガン成分のいずれかを除去するものであってもよい。

また、上記実施形態においては、原水の前処理を行う装置として、生物処理装置２及び除鉄除マンガン装置２Ａを用いて説明したが、原水中の懸濁物質を除去する砂濾過装置、原水中の残留塩素及び有機物を除去する活性炭濾過装置、並びに原水中の硬度成分を除去する軟水装置から選択されるいずれかの装置を用いる構成であってもよい。

１，１Ａ、１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ 水処理装置
２ 生物処理装置
２Ａ 除鉄除マンガン装置
４ 第１貯水タンク（貯水タンク）
５ 第２給水ポンプ
６ 紫外線酸化装置（紫外線酸化部）
８ 逆浸透膜装置（濾過部）
８Ａ 精密濾過膜装置（濾過部）
８Ｂ 限外濾過膜装置（濾過部）
９ 第２貯水タンク
１２ 第３給水ライン（接続ライン）
１４ 補助ライン
１５ 制御部

Claims (5)

1. 被処理水を貯水する貯水タンクと、
   前記貯水タンクから供給される前記被処理水に紫外線による酸化処理を行い第１処理水を得る紫外線酸化部と、
   前記貯水タンクと前記紫外線酸化部とを接続する給水ラインと、
   前記貯水タンクから前記被処理水を前記紫外線酸化部に向けて供給する給水ポンプと、
   前記紫外線酸化部の下流側に配設され、前記第１処理水を濾過して第２処理水を得る濾過部と、
   前記紫外線酸化部と前記濾過部とを接続する接続ラインと、
   前記接続ラインと前記貯水タンクとを接続させる補助ラインと、
   前記接続ラインと前記補助ラインとの接続位置から前記紫外線酸化部までの間に設けられ、前記接続ラインを流通する前記第１処理水の流量を調節可能な給水バルブと、
   前記補助ラインを流通する前記第１処理水の流量を調節可能な循環バルブと、
   前記濾過部において前記第１処理水の濾過が行われない場合に、前記給水バルブ及び前記循環バルブの流量を調節して、前記紫外線酸化部で酸化処理された前記第１処理水を前記接続ラインから前記補助ラインを介して前記貯水タンクへ流通させると共に、前記貯水タンクから前記被処理水を含む前記第１処理水を前記紫外線酸化部に向けて供給させる循環処理工程を実行する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記循環処理工程において、前記紫外線酸化部を流通する前記被処理水を含む前記第１処理水の流量を、前記濾過部において前記第１処理水の濾過を行う場合に比べて少なくするように前記給水ポンプを制御することを特徴とする水処理装置。
2. 前記濾過部は、逆浸透膜、限外濾過膜及び精密濾過膜から選択されるいずれかの膜で濾過処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
3. 前記被処理水は、生物処理が行われた生物処理水である請求項１又は２に記載の水処理装置。
4. 前記被処理水は、少なくとも鉄分及び／又はマンガン分の除去が行われた用水である請求項１又は２に記載の水処理装置。
5. 被処理水を貯水する貯水タンクから供給される前記被処理水に、紫外線酸化部において紫外線による酸化処理を行い、第１処理水を得る紫外線酸化処理工程と、
   前記紫外線酸化処理工程により得られた前記第１処理水を、濾過部において濾過して第２処理水を得る濾過処理工程と、
   前記濾過処理工程が実行されない場合に、前記紫外線酸化処理工程により得られた前記第１処理水を、前記紫外線酸化部と前記濾過部との間を接続する接続ラインの途中から分岐した補助ラインを介して前記貯水タンクに戻すと共に、前記貯水タンクから供給される前記被処理水を含む前記第１処理水を前記紫外線酸化処理工程に戻す循環処理工程と、を備え、
   前記循環処理工程において、前記紫外線酸化部を流通する前記被処理水を含む前記第１処理水の流量を、前記濾過部において前記第１処理水の濾過を行う場合に比べて少なくすることを特徴とする水処理方法。

Images