JP6344114B2 - 水処理装置及び水処理設備の洗浄方法 - Google Patents

Description

本発明は、水処理装置及び水処理設備の洗浄方法に関する。

現在、逆浸透膜（Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｏｓｍｏｓｉｓ Ｍｅｍｂｒａｎｅ：ＲＯ膜）システムを用いた海水、かん水の淡水化や排水回収が行われている。ＲＯ膜は、使用に伴い膜面や細孔内が汚染されて性能が低下するため、定期的に薬品による洗浄が行われる。通常、ＲＯ膜の洗浄に用いた洗浄排液は廃棄される。

しかし、原水の汚濁が著しく、ＲＯ膜の薬品洗浄の頻度が高い場合、薬品にかかる費用が高くなる。そのため、濾過器や膜濾過装置を用いて前処理を行って、ＲＯ膜の汚染物質を予め除去することが行われている。しかし、前処理を行う濾過器や、精密濾過（ＭＦ）膜や限外濾過（ＵＦ）膜等の膜濾過装置の濾過膜についても、ある程度の薬品洗浄が必要となる場合が多く、洗浄薬品のコストは大きな問題であった。

特許文献１には、濾過媒体を薬液洗浄する際の洗浄コストを低減させる手法として、逆浸透膜の薬液洗浄排水を除濁設備の洗浄に用いることが記載されている。しかし、特許文献１の手法は、逆浸透膜の薬液洗浄排水を利用して異なるプロセスにある除濁膜の洗浄を行うものであって、前処理装置の洗浄に利用するものではなく、また、複数の単位操作からなる前処理設備の洗浄を行うことについて想定されていない。

このように、従来、汚濁負荷の高い原水をＲＯ膜で処理する場合、ＲＯ膜の薬品洗浄のコストが高くなるという問題があった。特に、前処理設備とＲＯ膜とが組み合わされる場合に、複数の単位操作において薬品洗浄が行われるため、それぞれの設備の汚染程度が一律でなく、あまり汚れていない洗浄液を廃棄するなどの無駄が生じ、薬液使用量や洗浄排液廃棄量が多く、洗浄コストが高くなるという問題があった。

特開２０１１−１０４５０４号公報

本発明は、以上の実情に鑑みてなされたものであり、薬液使用量や洗浄排液廃棄量を低減し、洗浄コストを抑えることができる水処理装置及び水処理設備の洗浄方法を提供することを課題とする。

本発明（第１発明）の水処理装置は、被処理水が順次に通水されるように直列に接続された複数の水処理設備と、各水処理設備に対応して設けられ、各水処理設備を洗浄する洗浄液を貯留する複数の洗浄液槽と、を備え、複数の洗浄液槽のうち２つ以上が互いに接続され、該接続された洗浄液槽において、一の洗浄液槽内の洗浄液が他の洗浄液槽へ送液されることを特徴とする。

第１発明では、前記洗浄液槽から、前記複数の水処理設備の少なくとも１つに対して、上流側及び／又は下流側から洗浄液が送液されることが好ましい。

第１発明では、対応する洗浄液槽が設けられていない水処理設備をさらに備え、該対応する洗浄液槽が設けられていない水処理設備に対し、前記複数の洗浄液槽のうち少なくともいずれか１つの洗浄液槽内の洗浄液が送液されてもよい。

第１発明では、洗浄が行われない水処理設備をさらに備え、該洗浄が行われない水処理設備をバイパスするように、一の洗浄液槽から他の洗浄液槽へ洗浄液を送液する配管が設けられてもよい。

本発明（第２発明）の水処理装置は、被処理水が順次に通水されるように直列に接続されたｎ個（ｎは３以上の整数）の水処理設備を有する水処理装置において、ｎ個の水処理設備のうちｍ個（ｍは２〜ｎのいずれかの整数）は被洗浄設備であり、第１ないし第ｍの被洗浄設備に対応して第１ないし第ｍの洗浄液槽が設置されており、第ｋ（ｋは１〜ｍの整数）の洗浄液槽内の洗浄液を第ｋの被洗浄設備に順洗方向に循環通水するための第１ないし第ｍの循環洗浄手段と、第１ないし第ｍの洗浄液槽のうちいずれか１つの洗浄液槽内の洗浄液を他の洗浄液槽に送液するための送液手段と、を備えたことを特徴とする。

第２発明では、第ｊ（ｊは１〜（ｎ−１）の整数）の水処理設備と第（ｊ＋１）の水処理設備とを接続し、該第ｊの水処理設備の処理水を該第（ｊ＋１）の水処理設備に導入する第１ないし第（ｎ−１）の接続配管と、各接続配管から分岐する第１ないし第（ｎ−１）の主分岐管と、をさらに備え、第ｉ（ｉは２〜（ｎ−１）のいずれかの整数）の水処理設備は被洗浄設備であり、第（ｉ−１）の主分岐管は従分岐管により該被洗浄設備に対応する洗浄液槽に接続され、第ｉの主分岐管は副分岐管により該洗浄液槽に接続され、該被洗浄設備の循環洗浄時には、該洗浄液槽の洗浄液が、該従分岐管、該第（ｉ−１）の主分岐管及び第（ｉ−１）の接続配管を介して該被洗浄設備の一次側に供給され、該被洗浄設備の洗浄排液が、第ｉの接続配管、該第ｉの主分岐管及び該副分岐管を介して該洗浄液槽に循環されることが好ましい。

第２発明では、前記送液手段による洗浄液の送液元の洗浄液槽に対応する被洗浄設備の洗浄頻度は、送液先の洗浄液槽に対応する被洗浄設備の洗浄頻度よりも高く、前記送液手段は、第ｐ（ｐは１〜（ｍ−１）のいずれかの整数）の洗浄液槽内の洗浄液を後段側の第ｒ（ｒは（ｐ＋１）〜ｍの少なくとも１つの整数）の洗浄液槽に送液し、第ｐの被洗浄設備の洗浄頻度は第ｒの被洗浄設備の洗浄頻度よりも高いことが好ましい。

本発明（第３発明）の水処理装置は、被処理水が順次に通水されるように直列に接続されたｎ個（ｎは３以上の整数）の水処理設備を有する水処理装置において、ｎ個の水処理設備のうちｍ個（ｍは２〜ｎの整数）は被洗浄設備であり、第１ないし第ｍの被洗浄設備に対応して第１ないし第ｍの洗浄液槽が設置されており、第ｓ（ｓは１〜（ｍ−１）の整数）の被洗浄設備に対し、第ｓの洗浄液槽内の洗浄液を逆洗方向に循環通水するための第１ないし第（ｍ−１）の循環逆洗浄手段と、該第ｓの洗浄液槽に対し、その前段側又は後段側の洗浄液槽内の洗浄液を送液するための送液手段と、を備えたことを特徴とする。

第３発明では、第ｊ（ｊは１〜（ｎ−１）の整数）の水処理設備と第（ｊ＋１）の水処理設備とを接続し、該第ｊの水処理設備の処理水を該第（ｊ＋１）の水処理設備に導入する第１ないし第（ｎ−１）の接続配管と、各接続配管から分岐する第１ないし第（ｎ−１）の主分岐管と、をさらに備え、第ｉ（ｉは２〜（ｎ−１）のいずれかの整数）の水処理設備は被洗浄設備であり、第（ｉ−１）の主分岐管は第（ｉ−１）の従分岐管により該被洗浄設備に対応する洗浄液槽に接続され、第ｉの主分岐管は副分岐管により該洗浄液槽に接続され、該被洗浄設備の逆洗浄時には、該洗浄液槽の洗浄液が、該副分岐管、該第ｉの主分岐管及び第ｉの接続配管を介して該被洗浄設備の二次側に供給され、該被洗浄設備の洗浄排液が、第（ｉ−１）の接続配管、該第（ｉ−１）の主分岐管及び該第（ｉ−１）の従分岐管を介して該洗浄液槽に循環されることが好ましい。

第３発明では、前記第ｉの主分岐管は、第ｉの従分岐管により後段側の洗浄液槽に接続され、該被洗浄設備の循環逆洗浄前に、該後段側の洗浄液槽の洗浄液が、該第ｉの従分岐管、該第ｉの主分岐管及び前記第ｉの接続配管を介して該被洗浄設備の二次側に供給され、該被洗浄設備の洗浄排液が、前記第（ｉ−１）の接続配管、前記第（ｉ−１）の主分岐管及び前記第（ｉ−１）の従分岐管を介して該被洗浄設備に対応する洗浄液槽に導入されることが好ましい。

本発明では、前記第１ないし第ｍの被洗浄設備は、濾過器、精密濾過膜装置、限外濾過膜装置、逆浸透膜装置、又は紫外線照射装置であり、被洗浄設備でない水処理設備は、処理水槽、生物処理槽、生物活性炭塔、ポンプ、脱炭酸塔、又は脱気膜装置であることが好ましい。

本発明では、前記第ｎの水処理設備の後段に、該第ｎの水処理設備の処理水が導入される高次水処理設備がさらに設けられてもよい。

本発明（第４発明）の水処理設備の洗浄方法は、上記第２発明による水処理装置の少なくとも一部の水処理設備の洗浄を行う洗浄方法であって、第ｋの被洗浄設備と第ｋの洗浄液槽との間で洗浄液を順方向に循環させて該第ｋの被洗浄設備を洗浄する工程を備え、該第ｋの被洗浄設備の循環洗浄後、該第ｋの洗浄液槽内の洗浄液を他の洗浄液槽に送液し、この洗浄液槽に対応する濾過装置の洗浄液として使用することを特徴とする。

本発明（第５発明）の水処理設備の洗浄方法は、上記第３発明による水処理装置の少なくとも一部の水処理設備の洗浄を行う洗浄方法であって、第ｓの洗浄液槽に対し、後段側の洗浄液槽内の洗浄液を送液する工程と、前記第ｓの被洗浄設備と該第ｓの洗浄液槽との間で洗浄液を逆洗方向に循環させて該第ｓの被洗浄設備を洗浄する工程と、を備える。

本発明によれば、１つの水処理設備の洗浄排液を他の水処理設備の順洗又は逆洗に再利用するため、薬液使用量や洗浄排液廃棄量が低減し、薬液コストや排液処理の負担を軽減して、洗浄コストを抑えることができる。

本発明の実施形態に係る水処理装置の概略図である。 ＲＯ膜ユニットの循環洗浄処理を説明する図である。 保安フィルターの循環洗浄処理を説明する図である。 ＵＦ膜ユニットの循環洗浄処理を説明する図である。 保安フィルターの逆洗処理を説明する図である。 ＵＦ膜ユニットの逆洗処理を説明する図である。 保安フィルターの循環逆洗処理を説明する図である。 ＵＦ膜ユニットの循環逆洗処理を説明する図である。 ＵＦ膜ユニットの循環逆洗処理を説明する図である。 ＵＦ膜ユニットの循環逆洗処理を説明する図である。 保安フィルターの逆洗処理を説明する図である。 ＵＦ膜ユニットの逆洗処理を説明する図である。 変形例による水処理装置の概略図である。 変形例による水処理装置の概略図である。

以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。

本発明の実施形態に係る水処理装置は、原水（被処理水）が順次に通水されるように直列に接続された複数の水処理設備と、薬液での洗浄を行う水処理設備（被洗浄設備）に対応して設置された複数の洗浄液槽とを備える。図１は、水処理装置の一例として、直列に接続された４段の水処理設備が設けられ、４段のうち３段が薬液での洗浄を行う濾過装置であり、各濾過装置に対応した３つの洗浄液槽が設けられたものを示す。図１に示すように、水処理装置は、第１水処理設備（第１濾過装置）であるＵＦ膜ユニット１２、第２水処理設備である付帯設備１４、第３水処理設備（第２濾過装置）である保安フィルター１６、第４水処理設備（第３濾過装置）であるＲＯ膜ユニット１８、ＵＦ膜ユニット１２に対応する洗浄液槽２２（第１洗浄液槽）、保安フィルター１６に対応する洗浄液槽２６（第２洗浄液槽）、及びＲＯ膜ユニット１８に対応する洗浄液槽２８（第３洗浄液槽）を備える。

第２水処理設備は、薬液での洗浄を行わない又は行うことができない水処理設備であり、本実施形態ではＵＦ処理水槽及び供給ポンプからなる付帯設備１４として説明を行う。ここで、薬液での洗浄を行わない又は行うことができない水処理設備は、例えば処理水槽、ポンプ、生物処理槽、生物活性炭塔、脱炭酸塔、脱気膜装置等である。膜濾過装置や濾過器を薬液での洗浄を行わない水処理設備としてもよい。なお、上記水処理設備は例示であり、これらに限定されない。例えば、後述する紫外線照射装置は、アルカリ洗浄液の濃度によってはガラス面の曇りを生ずるので洗浄を避けたり、処理水槽やポンプはスライムの温床になるため洗浄を行ったりする等もあり得る。

ＵＦ膜ユニット１２の一次側には原水配管４０が接続されており、図示しない原水タンクから原水配管４０を介して、イオンや塩類等の溶質を含む汽水、海水、地下水、埋立地浸出水、有機廃水、生物処理排水等の原水が供給される。ＵＦ膜ユニット１２は、限外濾過膜（ＵＦ膜）を有し、原水を濾過処理して、ＵＦ処理水及び濃縮水を得る。ＵＦ膜の形状等は特に限定されない。

ＵＦ膜ユニット１２の二次側と付帯設備１４のＵＦ処理水槽とが接続配管４１（第１接続配管）により接続されており、ＵＦ膜ユニット１２を透過したＵＦ処理水が接続配管４１を介してＵＦ処理水槽に導入される。一方、濃縮水は配管４５を介して排出される。配管４５から分岐管４６、４７が分岐し、濃縮水は分岐管４６を介して原水タンクに戻される。分岐管４７は後述する副分岐管６１に接続される。

付帯設備１４の供給ポンプと保安フィルター１６の一次側とが接続配管４２（第２接続配管）により接続されており、ＵＦ処理水槽に貯留されているＵＦ処理水は供給ポンプにより接続配管４２を介して保安フィルター１６に導入される。

保安フィルター１６の二次側とＲＯ膜ユニット１８の一次側とが接続配管４３（第３接続配管）により接続されており、保安フィルター１６により異物が除去された処理水が接続配管４３を介してＲＯ膜ユニット１８に導入される。

ＲＯ膜ユニット１８は、逆浸透膜（ＲＯ膜）を有し、濾過処理を行い、処理水及び濃縮水を得る。ＲＯ膜の形状等は特に限定されない。ＲＯ膜ユニット１８の二次側には処理水取出管４４が接続されており、ＲＯ膜ユニット１８を透過した処理水が処理水取出管４４を介して排出される。一方、濃縮水は配管４８を介して原水タンクに戻される。この配管４８から分岐管４９が分岐しており、分岐管４９は洗浄液槽２８に接続される。

このように、図１に示す水処理装置では、ＵＦ膜ユニット１２、付帯設備１４、保安フィルター１６、及びＲＯ膜ユニット１８に原水が順次に通水され、処理される。

洗浄液槽２２には、ＵＦ膜ユニット１２のＵＦ膜の循環洗浄を行うための洗浄液が貯留されている。同様に、洗浄液槽２６には、保安フィルター１６の循環洗浄を行うための洗浄液が貯留されている。また、洗浄液槽２８には、ＲＯ膜ユニット１８のＲＯ膜の循環洗浄を行うための洗浄液が貯留されている。

図１に示すように、原水配管４０から先頭分岐管９０、９２が分岐しており、先頭分岐管９０、９２は原水配管４０と洗浄液槽２２とを接続している。先頭分岐管９０はポンプのない素通しの配管である。一方、先頭分岐管９２はポンプ３２が設けられたポンプ付き配管である。

接続配管４１からは主分岐管５１（第１主分岐管）が分岐しており、さらに主分岐管５１から副分岐管６１及び連結管６５が分岐している。副分岐管６１は主分岐管５１と洗浄液槽２２とを接続している。連結管６５は、主分岐管５１と後述する主分岐管５２とを連結している。

接続配管４２からは主分岐管５２（第２主分岐管）が分岐しており、さらに主分岐管５２から従分岐管７２及び上述の連結管６５が分岐している。従分岐管７２は主分岐管５２と洗浄液槽２６とを接続している。また、従分岐管７２と並列に、ポンプ３６が設けられた従分岐管８２が設けられ、従分岐管８２によっても主分岐管５２と洗浄液槽２６とが接続されている。

接続配管４３からは主分岐管５３（第３主分岐管）が分岐しており、さらに主分岐管５３から副分岐管６３及び従分岐管８３が分岐している。副分岐管６３は主分岐管５３と洗浄液槽２６とを接続している。従分岐管８３は主分岐管５３と洗浄液槽２８とを接続し、ポンプ３８が設けられている。

処理水取出管４４からは後尾分岐管９４が分岐しており、この後尾分岐管９４は処理水取出管４４と洗浄液槽２８とを接続している。

洗浄液槽２８には、ＲＯ膜ユニット１８のＲＯ膜を循環洗浄する洗浄液が貯留されている。この洗浄液は、処理水取出管４４及び後尾分岐管９４を介して供給されたＲＯ膜ユニット１８の処理水と、薬品添加手段９６により添加された薬品とを混合したものである。薬品としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ剤や、ニトリロ三酢酸（ＮＴＡ）、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、グルコン酸等のキレート剤等を用いることができる。ただし、洗浄薬品としてはこれら以外のものを用いてもよく、酸や次亜塩素酸塩、結合塩素等の公知の洗浄薬剤を用いることもできる。洗浄薬品は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。

ＲＯ膜ユニット１８のＲＯ膜の循環洗浄処理を、図２を用いて説明する。図２では洗浄液の流れを太線で示している。ポンプ３８が、洗浄液槽２８に貯留されている洗浄液を、従分岐管８３、主分岐管５３及び接続配管４３を介してＲＯ膜ユニット１８の一次側に供給し、ＲＯ膜の薬液洗浄を行う。ＲＯ膜ユニット１８の処理水出口から排出される洗浄排液は、処理水取出管４４及び後尾分岐管９４を介して洗浄液槽２８に導入される。また、ＲＯ膜ユニット１８の濃縮水出口から排出される洗浄排液は、配管４８及び分岐管４９を介して洗浄液槽２８に導入される。このように洗浄液は洗浄液槽２８とＲＯ膜ユニット１８との間で順方向に循環するようになっている。

ＲＯ膜の洗浄に使用した洗浄液は徐々に洗浄効果が低下するため、定期的に新品に交換される。洗浄液を新品に交換する際、洗浄液槽２８内の洗浄排液は廃棄せずに、ポンプ３０により、配管９８を介して洗浄液槽２２、２６へ送液される。ポンプ３０による洗浄液槽２２、２６への送液量は均等でもよいし、いずれか一方の洗浄液槽にのみ送液してもよい。洗浄液槽２８内の洗浄液の全て又は大半が洗浄液槽２２、２６へ送液されると、ＲＯ膜ユニット１８の処理水が洗浄液槽２８に供給される。この際、薬品添加手段９６から薬品が添加される。これにより、ＲＯ膜の洗浄液が新品に交換される。

洗浄液槽２６には、保安フィルター１６を循環洗浄する洗浄液が貯留されている。この洗浄液は、ポンプ３０により洗浄液槽２８から送液された洗浄液（ＲＯ膜の洗浄排液）である。ただし、濃度調整等のため、接続配管４３、主分岐管５３及び副分岐管６３を介して供給された保安フィルター１６の処理水と混合したり、薬品を追加したりすることもできる。保安フィルター１６の処理水の代わりにＵＦ膜ユニット１２の処理水と混合してもよい。また、第２水処理設備が紫外線照射装置等である場合、第２水処理設備の処理水を混合してもよい。

保安フィルター１６の循環洗浄処理を、図３を用いて説明する。図３では洗浄液の流れを太線で示している。ポンプ３６が、洗浄液槽２６に貯留されている洗浄液を、従分岐管８２、主分岐管５２及び接続配管４２を介して保安フィルター１６の一次側に供給し、保安フィルター１６の薬液洗浄を行う。保安フィルター１６の洗浄排液は接続配管４３、主分岐管５３及び副分岐管６３を介して洗浄液槽２６に導入される。このように洗浄液は洗浄液槽２６と保安フィルター１６との間で順方向に循環するようになっている。

洗浄液槽２２には、ＵＦ膜ユニット１２のＵＦ膜を循環洗浄する洗浄液が貯留されている。この洗浄液は、ポンプ３０により洗浄液槽２８から送液された洗浄液（ＲＯ膜の洗浄排液）である。ただし、濃度調整等のため、接続配管４１、主分岐管５１及び副分岐管６１を介して供給されたＵＦ膜ユニット１２の処理水と混合したり、薬品を追加したりすることもできる。また、ＵＦ膜ユニット１２の処理水の代わりに、ＵＦ膜ユニット１２の濃縮水と混合してもよいし、原水と混合してもよい。

ＵＦ膜ユニット１２のＵＦ膜の循環洗浄処理を、図４を用いて説明する。図４では洗浄液の流れを太線で示している。ポンプ３２が、洗浄液槽２２に貯留されている洗浄液を、先頭分岐管９２及び原水配管４０を介してＵＦ膜ユニット１２の一次側に供給し、ＵＦ膜の薬液洗浄を行う。ＵＦ膜ユニット１２の処理水出口から排出される洗浄排液は、接続配管４１、主分岐管５１及び副分岐管６１を介して洗浄液槽２２に供給される。また、ＵＦ膜ユニット１２の濃縮水出口から排出される洗浄排液は、配管４５、分岐管４７及び副分岐管６１を介して洗浄液槽２２に供給される。このように洗浄液は洗浄液槽２２とＵＦ膜ユニット１２との間で順方向に循環するようになっている。

図１に示す水処理装置では、ＵＦ膜ユニット１２及び保安フィルター１６について、順洗だけでなく逆洗を行うことができる。逆洗の際は、後段側の水処理設備に対応する洗浄液槽内の洗浄液を、前段側の水処理設備の逆洗浄に使用する。後段側の設備の洗浄排液の清浄度は、前段側の設備の逆洗に使用可能な水準のためである。

例えば、図５に示すように、ポンプ３８が、洗浄液槽２８に貯留されている洗浄液を、従分岐管８３、主分岐管５３及び接続配管４３を介して保安フィルター１６の二次側に供給し、保安フィルター１６の逆洗を行う。保安フィルター１６の逆洗に伴う洗浄排液は、接続配管４２、主分岐管５２及び従分岐管７２を介して洗浄液槽２６に導入される。このように、洗浄液槽２８内の洗浄液が、保安フィルター１６に対して逆洗方向に通水し、洗浄液槽２６に流入する。

また、図６に示すように、ポンプ３６が、洗浄液槽２６に貯留されている洗浄液を、従分岐管８２、連結管６５、主分岐管５１及び接続配管４１を介してＵＦ膜ユニット１２の二次側に供給し、ＵＦ膜ユニット１２の逆洗を行う。ＵＦ膜ユニット１２の逆洗に伴う洗浄排液は、原水配管４０及び先頭分岐管９０を介して洗浄液槽２２に導入される。このように、洗浄液槽２６内の洗浄液が、ＵＦ膜ユニット１２に対して逆洗方向に通水し、洗浄液槽２２に流入する。従分岐管８２と主分岐管５１とを連結する連結管６５が設けられていることにより、洗浄液槽２６からの洗浄液を、付帯設備１４をバイパスして、ＵＦ膜ユニット１２の二次側に供給することができる。

隣接する２つの水処理設備を接続する接続配管から分岐する主分岐管を、分岐点の前段側（上流側）の水処理設備の逆洗と、後段側（下流側）の水処理設備の順洗とに用いることで、接続配管についてその全体を洗浄することができる。

例えば、図２及び図５に示すように、保安フィルター１６とＲＯ膜ユニット１８とを接続する接続配管４３から分岐された１本の主分岐管５３には、ポンプ３８により送液される洗浄液槽２８内の洗浄液が流れ、この洗浄液はＲＯ膜の順方向の循環洗浄と保安フィルター１６の逆洗に使用することができる。ＲＯ膜の循環洗浄と保安フィルター１６の逆洗により、接続配管４３の全体を洗浄することができる。

なお、図示は省略するが、各配管には流路切替弁や遮断弁等が設けられており、これらの弁を制御することで、上述したような水処理や洗浄処理が行えるようになっている。

本実施形態によれば、ＲＯ膜の洗浄排液を前段の水処理設備の洗浄に再利用するため、ＲＯ膜の洗浄排液を廃棄する場合と比較して、水処理装置における薬液使用量や洗浄排液廃棄量を低減することで、薬液コストや排液処理の負担を軽減し、洗浄コストを抑えることができる。

水処理設備の逆洗浄は、後段の水処理設備に対応する洗浄液槽内の洗浄液ではなく、自設備に対応する洗浄液槽内の洗浄液を用いてもよい。例えば、図７に示すように、従分岐管８２と副分岐管６３とを連結する連結管６６を設け、ポンプ３６が、洗浄液槽２６に貯留されている洗浄液を、従分岐管８２、連結管６６、副分岐管６３、主分岐管５３及び接続配管４３を介して保安フィルター１６の二次側に供給し、保安フィルター１６の逆洗を行う。保安フィルター１６の逆洗に伴う洗浄排液は、接続配管４２、主分岐管５２及び従分岐管７２を介して洗浄液槽２６に導入される。このように、洗浄液槽２６内の洗浄液を用いて保安フィルター１６の循環逆洗浄処理が行われる。

また、図８に示すように、先頭分岐管９２と主分岐管５１とを連結する連結管６７を設け、ポンプ３２が、洗浄液槽２２に貯留されている洗浄液を、先頭分岐管９２、連結管６７、主分岐管５１及び接続配管４１を介してＵＦ膜ユニット１２の二次側に供給し、ＵＦ膜ユニット１２の逆洗を行う。ＵＦ膜ユニット１２の一次側は弁で閉じられており、ＵＦ膜ユニット１２の逆洗に伴う洗浄排液は、ＵＦ膜ユニット１２の濃縮水出口から排出され、配管４５、分岐管４７及び副分岐管６１を介して洗浄液槽２２に導入される。このように、洗浄液槽２２内の洗浄液を用いてＵＦ膜ユニット１２の循環逆洗浄処理が行われる。

洗浄液槽２２内の洗浄液を用いるＵＦ膜ユニット１２の循環逆洗浄処理については、図９に示すように、先頭分岐管９２と接続配管４１とを連結する連結管６８を設け、ポンプ３２が、洗浄液槽２２に貯留されている洗浄液を、先頭分岐管９２、連結管６８及び接続配管４１を介してＵＦ膜ユニット１２の二次側に供給し、ＵＦ膜ユニット１２の逆洗を行うようにしてもよい。ＵＦ膜ユニット１２の一次側は弁で閉じられており、ＵＦ膜ユニット１２の逆洗に伴う洗浄排液は、ＵＦ膜ユニット１２の濃縮水出口から排出され、配管４５、分岐管４７及び副分岐管６１を介して洗浄液槽２２に導入される。

また、図１０に示すように、配管４５と洗浄液槽２２とを接続する配管６９を設けるとともに副分岐管６１にポンプ３３を設け、このポンプ３３が、洗浄液槽２２に貯留されている洗浄液を、副分岐管６１、主分岐管５１及び接続配管４１を介してＵＦ膜ユニット１２の二次側に供給し、ＵＦ膜ユニット１２の逆洗を行ってもよい。ＵＦ膜ユニット１２の一次側は弁で閉じられており、ＵＦ膜ユニット１２の逆洗に伴う洗浄排液は、ＵＦ膜ユニット１２の濃縮水出口から排出され、配管４５及び配管６９を介して洗浄液槽２２に導入される。

後段の濾過装置に対応する洗浄液槽内の洗浄液を用いて濾過装置を逆洗浄した後、この洗浄液を循環させて逆洗処理を続けて行ってもよい。例えば、図１１に示すように、従分岐管８２と副分岐管６３とを連結する連結管６６を設け、ポンプ３８が、洗浄液槽２８に貯留されている洗浄液を、従分岐管８３、主分岐管５３及び接続配管４３を介して保安フィルター１６の二次側に供給し、保安フィルター１６の逆洗を行う。保安フィルター１６の逆洗に伴う洗浄排液は、接続配管４２、主分岐管５２及び従分岐管７２を介して洗浄液槽２６に導入される。この逆洗処理を所定時間行い、洗浄液槽２６に洗浄液が所定量貯留されたら、ポンプ３８を停止し、ポンプ３６を稼働させ、図７と同様に、ポンプ３６が、洗浄液槽２６に貯留されている洗浄液を、従分岐管８２、連結管６６、副分岐管６３、主分岐管５３及び接続配管４３を介して保安フィルター１６の二次側に供給し、保安フィルター１６の逆洗を行う。

ポンプ３８の停止と、ポンプ３６の稼働は同時でもよいし、ポンプ３８の停止の方が早くてもよい。また、ポンプ３８の停止の方が遅い場合は、ポンプ３６により送液される洗浄液が主分岐管５３に流れ込むようにポンプ３６及びポンプ３８の吐出圧力を調整する。また、連結管６６にポンプを設け、保安フィルター１６の循環逆洗処理の際に、保安フィルター１６の逆洗に伴う洗浄排液が、接続配管４２、主分岐管５２、従分岐管８２、連結管６６、副分岐管６３、主分岐管５３及び接続配管４３を介して保安フィルター１６の二次側に供給されるようにし、洗浄液が洗浄液槽２６を経由しないで循環するようにしてもよい。

同様に、図８、図９又は図１０に示す連結管６７、連結管６８又はポンプ３３を設け、図６に示すＵＦ膜ユニット１２の逆洗処理を所定時間行い、洗浄液槽２２に洗浄液を所定量貯留した後、ポンプ３６を停止し、図８、図９又は図１０に示すＵＦ膜ユニット１２の循環逆洗処理を行ってもよい。また、ＵＦ膜ユニット１２の循環逆洗処理の前に、図１２に示すように、ポンプ３８が、洗浄液槽２８に貯留されている洗浄液を、従分岐管８３、副分岐管６３、連結管６６、従分岐管８２、連結管６５、主分岐管５１及び接続配管４１を介してＵＦ膜ユニット１２の二次側に供給し、ＵＦ膜ユニット１２の逆洗を行ってもよい。連結管６５及び６６が設けられていることにより、洗浄液槽２８からの洗浄液を、保安フィルター１６及び付帯設備１４をバイパスして、ＵＦ膜ユニット１２の二次側に供給することができる。ＵＦ膜ユニット１２の逆洗に伴う洗浄排液は、原水配管４０及び先頭分岐管９０を介して洗浄液槽２２に導入される。

このように、後段の洗浄液槽内の洗浄液を前段側の洗浄液槽へ送液する場合、配管９８を介して後段の洗浄液槽から前段の洗浄液槽へ洗浄液を直接送液するだけでなく、前段側の濾過装置の逆洗を行いつつ送液することもできる。

前段側の水処理設備は、原水（被処理水）の濁質が多い分、洗浄頻度が高く、後段側の水処理設備よりも洗浄排液の濁度が低くなる場合がある。その場合、前段の水処理設備の洗浄排液を後段の水処理設備の洗浄に再利用することができる。例えば、ＵＦ膜ユニット１２の洗浄頻度が、保安フィルター１６及びＲＯ膜ユニット１８の洗浄頻度よりも高い場合、図１３に示すように、洗浄液槽２２内の洗浄排液を、配管９８を介して洗浄液槽２６、２８へ送液するポンプ３１を設ける。送液元となる洗浄液槽２２には、ＵＦ膜ユニット１２のＵＦ膜を循環洗浄する洗浄液が貯留されている。この洗浄液は、接続配管４１、主分岐管５１及び副分岐管６１を介して供給されたＵＦ膜ユニット１２の処理水と、薬品添加手段９７により添加された薬品とを混合したものである。

ＵＦ膜の洗浄に使用した洗浄液は徐々に洗浄効果が低下するため、定期的に新品に交換される。洗浄液を新品に交換する際、洗浄液槽２２内の洗浄排液は廃棄せずに、ポンプ３１により、配管９８を介して洗浄液槽２６、２８へ送液される。洗浄液槽２２内の洗浄液の全て又は大半が洗浄液槽２６、２８へ送液されると、ＵＦ膜ユニット１２の処理水が洗浄液槽２２に供給される。この際、薬品添加手段９７から薬品が添加される。これにより、ＵＦ膜の洗浄液が新品に交換される。

洗浄液槽２６、２８へ送液された洗浄排液は、保安フィルター１６、ＲＯ膜ユニット１８の洗浄に用いられる。前段の水処理設備の洗浄排液を後段の水処理設備の洗浄に再利用することで、水処理装置における薬液使用量や洗浄排液廃棄量を低減し、薬液コストや排液処理の負担を軽減して洗浄コストを抑えることができる。洗浄液槽２６内の洗浄排液を、配管９８を介して洗浄液槽２２、２８へ送液してもよい。

上記実施形態では、ＵＦ膜ユニット１２、保安フィルター１６及びＲＯ膜ユニット１８の濾過装置の各々に対応する洗浄液槽２２、２６及び２８を設けているが、２つ以上の濾過装置に対して１つの洗浄液槽を設け、この洗浄液槽の洗浄液を複数の濾過装置にまとめて通水して洗浄を行うようにしてもよい。複数の濾過装置を並列に配置したものを１つの濾過装置とみなし、これら複数の濾過装置に対して１つの洗浄液槽を設けてもよいし、同種又は異種の複数の濾過装置を直列に接続（多段接続）したものを１つの濾過装置とみなし、これら複数の濾過装置に対して１つの洗浄液槽を設けてもよい。例えば、ＵＦ膜ユニット１２を並列に複数接続し、１つの洗浄液槽から各ＵＦ膜ユニット１２へ洗浄液を供給することができる。また、例えば、直列に接続された保安フィルター１６及びＲＯ膜ユニット１８を１つの設備とみなし、保安フィルター１６及びＲＯ膜ユニット１８に対して１つの洗浄液槽を設けることができる。並列配置される濾過装置や、１つの濾過装置とみなす組み合わせはこれに限定されない。

ただし、各濾過装置の洗浄頻度や洗浄液の成分・濃度が異なる場合は、各濾過装置に対応した洗浄液槽を設けることが好ましい。このような構成にすることで、各濾過装置の洗浄時期が重なっても、各洗浄液槽から各濾過装置に対して洗浄液を送液することができるため、洗浄液を廃棄しなくてもよくなる。例えば、ＵＦ膜ユニット１２では１週間に１回程度の頻度で洗浄が行われ、ＲＯ膜ユニット１８の洗浄は１ヶ月に１回程度である。

また、複数の洗浄液槽を設け、洗浄排液を、汚濁の程度（水質）に応じて分別して貯留してもよい。この場合、前段の濾過装置を構成する単位操作ごとに、洗浄に必要な水質の洗浄排液を選択して利用することで、洗浄排液をさらに効率よく再利用することができる。

上記実施形態において、洗浄液槽２８に貯留されているＲＯ膜の洗浄排液をポンプ３０により洗浄液槽２２、２６に送液する際に、各設備の洗浄に適した薬品を追加してもよい。また、ＲＯ膜ユニット１８からの洗浄排液を洗浄液槽２２、２６へ供給する手段を設け、洗浄液槽２８を介さずにＲＯ膜ユニット１８から洗浄液槽２２、２６へ洗浄排液を直接供給できるようにしてもよい。あるいはまた、ＲＯ膜ユニット１８からの洗浄排液をＵＦ膜ユニット１２又は保安フィルター１６の二次側に供給する手段を設け、ＵＦ膜ユニット１２又は保安フィルター１６の逆洗を行うようにしてもよい。

上記実施形態において、ポンプ３２が、停止時において流体を素通しにするものである場合は、先頭分岐管９０を省略してもよい。

上記実施形態では、薬液洗浄を行う水処理設備として３段の濾過装置を設け、各濾過装置に対応して洗浄液槽を設けていたが、濾過装置以外の薬液洗浄を行う水処理設備と、この水処理設備に対応する洗浄液槽を設け、この水処理設備の洗浄を行ってもよい。例えば、図１４に示すように、付帯設備１４の代わりに薬液洗浄を行う水処理設備としての紫外線照射装置１４Ａと、この紫外線照射装置１４Ａに対応する洗浄液槽２４を設ける。洗浄液槽２４は従分岐管７１を介して主分岐管５１に接続される。また、従分岐管７１と並列に、ポンプ３４が設けられた従分岐管８１が設けられ、従分岐管８１によっても主分岐管５１と洗浄液槽２４とが接続される。さらに、洗浄液槽２４は、副分岐管６２を介して主分岐管５２に接続される。洗浄液槽２４は、ポンプ３０により洗浄液槽２８から送液された洗浄液が貯留されている。ポンプ３４が、洗浄液槽２４に貯留されている洗浄液を、従分岐管８１、主分岐管５１及び接続配管４１を介して紫外線照射装置１４Ａの一次側に供給し、洗浄排液を接続配管４２、主分岐管５２及び副分岐管６２を介して洗浄液槽２４に導入することで、紫外線照射装置１４Ａの循環洗浄処理を行うことができる。その他の構成は図１に示す水処理装置と同様である。図７〜図１０、図１３に示す水処理装置の第２水処理設備を薬液洗浄を行う水処理設備として、このような洗浄液槽２４を追加してもよい。また、従分岐管８１と副分岐管６２とを連結する連結管を配設することで、図６や図１２と同様に、洗浄液槽２６、２８からの洗浄液を紫外線照射装置１４Ａや保安フィルター１６をバイパスさせて、ＵＦ膜ユニット１２を逆洗処理することができる。

上記実施形態による水処理装置では、保安フィルター１６とＲＯ膜ユニット１８との間に昇圧ポンプが設けられていてもよい。昇圧ポンプは、薬液での洗浄を行わない水処理設備であるため、昇圧ポンプに対応する洗浄液槽は設置されない。昇圧ポンプが設けられる場合、洗浄液槽２８からの洗浄液が後段の水処理設備へ供給される際に昇圧ポンプをバイパスするように、分岐管や連結管が配設される。

薬液での洗浄を行う水処理設備の全てについて、対応する洗浄液槽を設置する必要はなく、対応する洗浄液槽が設置されない水処理設備があってもよい。この場合、他の水処理設備に対応する洗浄液槽から洗浄液が送液され、順洗又は逆洗が行われる。

上記実施形態による水処理装置では、ＲＯ膜ユニット１８の前処理を行う水処理設備の例として、ＵＦ膜ユニット１２等が設けられていたが、前処理設備はこれらに限定されず、精密濾過（ＭＦ）膜を用いた膜濾過装置や濾過器、イオン交換装置、電気透析装置、砂濾過装置、活性炭濾過装置、処理水槽、生物処理槽、生物活性炭塔、脱炭酸塔、脱気膜装置、ＵＶ照射装置、ポンプなどを用いることができる。このうち、砂濾過装置、活性炭濾過装置やＵＶ照射装置は薬液で洗浄することができ、これらの設備に対し洗浄液槽を設けてもよい。

膜濾過装置等の前処理設備は、デッドエンド型でもよいし、クロスフロー型でもよい。

上記実施形態では、水処理設備の一次側又は二次側から洗浄液を流入させて洗浄を行っていたが、設備の特性にあわせて、専用の洗浄ノズルから洗浄液を流入させてもよい。

上記実施形態では、各洗浄液槽に、対応する濾過装置の処理水が供給されるようになっているが、前段側の設備の処理水を、後段側の設備の洗浄液に使用するようにしてもよい。例えば、ＵＦ膜ユニット１２の処理水の一部を洗浄液槽２６に供給し、保安フィルター１６の洗浄液に混合させてもよい。

上記実施形態において、ＲＯ膜ユニット１８の後段に１又は複数の高次水処理設備がさらに設けられていてもよい。

１２ ＵＦ膜ユニット
１４ 付帯設備
１６ 保安フィルター
１８ ＲＯ膜ユニット
２２、２４、２６、２８ 洗浄液槽
３０〜３４、３６、３８ ポンプ
４０ 原水配管
４１、４２、４３ 接続配管
４４ 処理水取出管
５１、５２、５３ 主分岐管
６１、６２、６３ 副分岐管
６５ 連結管
７１、７２、７３、８１、８２、８３ 従分岐管
９０、９２ 先頭分岐管
９４ 末尾分岐管
９６、９７ 薬品添加手段

Claims (14)

1. 被処理水が順次に通水されるように直列に接続された複数の水処理設備と、
   各水処理設備に対応して設けられ、各水処理設備を洗浄する洗浄液を貯留する複数の洗浄液槽と、
   前記複数の洗浄液槽のうち、互いに接続された２つ以上の洗浄液槽において、一の洗浄液槽内の洗浄液を他の洗浄液槽へ送液する送液手段と、
   該一の洗浄液槽内の洗浄液を対応する前記水処理設備に循環通水するための循環洗浄手段と、
   を備える水処理装置。
2. 請求項１において、前記洗浄液槽から、前記複数の水処理設備の少なくとも１つに対して、上流側及び／又は下流側から洗浄液が送液されることを特徴とする水処理装置。
3. 請求項１又は２において、
   対応する洗浄液槽が設けられていない水処理設備をさらに備え、
   該対応する洗浄液槽が設けられていない水処理設備に対し、前記複数の洗浄液槽のうち少なくともいずれか１つの洗浄液槽内の洗浄液が送液されることを特徴とする水処理装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかにおいて、
   洗浄が行われない水処理設備をさらに備え、
   該洗浄が行われない水処理設備をバイパスするように、一の洗浄液槽から他の洗浄液槽へ洗浄液を送液する配管が設けられることを特徴とする水処理装置。
5. 被処理水が順次に通水されるように直列に接続されたｎ個（ｎは３以上の整数）の水処理設備を有する水処理装置において、
   ｎ個の水処理設備のうちｍ個（ｍは２〜ｎのいずれかの整数）の水処理設備は被洗浄設備であり、
   第１ないし第ｍの被洗浄設備に対応して第１ないし第ｍの洗浄液槽が設置されており、
   第ｋ（ｋは１〜ｍの整数）の洗浄液槽内の洗浄液を第ｋの被洗浄設備に順洗方向に循環通水するための第１ないし第ｍの循環洗浄手段と、
   第１ないし第ｍの洗浄液槽のうちいずれか１つの洗浄液槽内の洗浄液を他の洗浄液槽に送液するための送液手段と、
   を備えたことを特徴とする水処理装置。
6. 請求項５において、
   第ｊ（ｊは１〜（ｎ−１）の整数）の水処理設備と第（ｊ＋１）の水処理設備とを接続し、該第ｊの水処理設備の処理水を該第（ｊ＋１）の水処理設備に導入する第１ないし第（ｎ−１）の接続配管と、
   各接続配管から分岐する第１ないし第（ｎ−１）の主分岐管と、
   をさらに備え、
   第ｉ（ｉは２〜（ｎ−１）のいずれかの整数）の水処理設備は被洗浄設備であり、
   第（ｉ−１）の主分岐管は従分岐管により該被洗浄設備に対応する洗浄液槽に接続され、
   第ｉの主分岐管は副分岐管により該洗浄液槽に接続され、
   該被洗浄設備の循環洗浄時には、該洗浄液槽の洗浄液が、該従分岐管、該第（ｉ−１）の主分岐管及び第（ｉ−１）の接続配管を介して該被洗浄設備の一次側に供給され、
   該被洗浄設備の洗浄排液が、第ｉの接続配管、該第ｉの主分岐管及び該副分岐管を介して該洗浄液槽に循環されることを特徴とする水処理装置。
7. 請求項５又は６において、
   前記送液手段による洗浄液の送液元の洗浄液槽に対応する被洗浄設備の洗浄頻度は、送液先の洗浄液槽に対応する被洗浄設備の洗浄頻度よりも高いことを特徴とする水処理装置。
8. 被処理水が順次に通水されるように直列に接続されたｎ個（ｎは３以上の整数）の水処理設備を有する水処理装置において、
   ｎ個の水処理設備のうちｍ個（ｍは２〜ｎの整数）の水処理設備は被洗浄設備であり、
   第１ないし第ｍの被洗浄設備に対応して第１ないし第ｍの洗浄液槽が設置されており、
   第ｓ（ｓは１〜（ｍ−１）の整数）の被洗浄設備に対し、第ｓの洗浄液槽内の洗浄液を逆洗方向に循環通水するための第１ないし第（ｍ−１）の循環逆洗浄手段と、
   該第ｓの洗浄液槽に対し、その前段側又は後段側の洗浄液槽内の洗浄液を送液するための送液手段と、
   を備えたことを特徴とする水処理装置。
9. 請求項８において、
   第ｊ（ｊは１〜（ｎ−１）の整数）の水処理設備と第（ｊ＋１）の水処理設備とを接続し、該第ｊの水処理設備の処理水を該第（ｊ＋１）の水処理設備に導入する第１ないし第（ｎ−１）の接続配管と、
   各接続配管から分岐する第１ないし第（ｎ−１）の主分岐管と、
   をさらに備え、
   第ｉ（ｉは２〜（ｎ−１）のいずれかの整数）の水処理設備は被洗浄設備であり、
   第（ｉ−１）の主分岐管は第（ｉ−１）の従分岐管により該被洗浄設備に対応する洗浄液槽に接続され、
   第ｉの主分岐管は副分岐管により該洗浄液槽に接続され、
   該被洗浄設備の逆洗浄時には、該洗浄液槽の洗浄液が、該副分岐管、該第ｉの主分岐管及び第ｉの接続配管を介して該被洗浄設備の二次側に供給され、
   該被洗浄設備の洗浄排液が、第（ｉ−１）の接続配管、該第（ｉ−１）の主分岐管及び該第（ｉ−１）の従分岐管を介して該洗浄液槽に循環されることを特徴とする水処理装置。
10. 請求項９において、
    前記第ｉの主分岐管は、第ｉの従分岐管により後段側の洗浄液槽に接続され、
    前記被洗浄設備の循環逆洗浄前に、該後段側の洗浄液槽の洗浄液が、該第ｉの従分岐管、該第ｉの主分岐管及び前記第ｉの接続配管を介して該被洗浄設備の二次側に供給され、
    該被洗浄設備の洗浄排液が、前記第（ｉ−１）の接続配管、前記第（ｉ−１）の主分岐管及び前記第（ｉ−１）の従分岐管を介して該被洗浄設備に対応する洗浄液槽に導入されることを特徴とする水処理装置。
11. 請求項５ないし１０のいずれかにおいて、
    前記第１ないし第ｍの被洗浄設備は、濾過器、精密濾過膜装置、限外濾過膜装置、逆浸透膜装置、又は紫外線照射装置であり、
    被洗浄設備でない水処理設備は、処理水槽、生物処理槽、生物活性炭塔、ポンプ、脱炭酸塔、又は脱気膜装置であることを特徴とする水処理装置。
12. 請求項５ないし１１のいずれかにおいて、
    前記第ｎの水処理設備の後段に、該第ｎの水処理設備の処理水が導入される高次水処理設備がさらに設けられたことを特徴とする水処理装置。
13. 請求項５ないし７のいずれか１項の水処理装置の少なくとも一部の水処理設備の洗浄を行う洗浄方法であって、
    第ｋの被洗浄設備と第ｋの洗浄液槽との間で洗浄液を順方向に循環させて該第ｋの被洗浄設備を洗浄する工程を備え、
    該第ｋの被洗浄設備の循環洗浄後、該第ｋの洗浄液槽内の洗浄液を他の洗浄液槽に送液し、この洗浄液槽に対応する被洗浄設備の洗浄液として使用することを特徴とする水処理設備の洗浄方法。
14. 請求項８ないし１０のいずれか１項の水処理装置の少なくとも一部の水処理設備の洗浄を行う洗浄方法であって、
    第ｓの洗浄液槽に対し、後段側の洗浄液槽内の洗浄液を送液する工程と、
    前記第ｓの被洗浄設備と該第ｓの洗浄液槽との間で洗浄液を逆洗方向に循環させて該第ｓの被洗浄設備を洗浄する工程と、
    を備える水処理設備の洗浄方法。

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