JPH05192672A

JPH05192672A - 水処理装置の運転方法および水処理装置

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Publication number: JPH05192672A
Application number: JP4222647A
Authority: JP
Inventors: Nobuyoshi Umiga; 信好海賀
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-09-10
Filing date: 1992-08-21
Publication date: 1993-08-03
Anticipated expiration: 2016-10-29
Also published as: JP3222561B2

Abstract

(57)【要約】【目的】処理性能を低下させることなく水処理のため
の電力消費量を低減させる。【構成】導入水にオゾン化ガスを接触させてオゾン処
理するオゾン反応槽１と、前記オゾン反応槽のオゾン処
理水を、内部に保持された生物活性炭により浄化する生
物活性炭処理槽２とを備えた水処理装置において、１日
当たり、前記オゾン反応槽１に対してオゾン化ガスの注
入と空気または酸素の注入とを切り換えて行う。オゾン
化ガスの注入は少なくとも１０時間／日とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、汚染水を浄化して飲料
水を生成する上水道設備等に利用される水処理装置に係
わり、処理性能を維持しつつ効率的な運転が可能な水処
理装置の運転方法およびろ過膜のろ過性能を安定に維持
することのできる水処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、上水道の水源は、湖沼および河
川の表流水または伏流水あるいは地下水等から得られ、
これを原水と呼んでいる。通常、この原水には、種々の
物質が溶解しており、また固体の微粒子、微生物あるい
は細菌等が浮遊しており、このため、濁り、色、臭気等
を伴っていることもあり、このままでは飲料水としては
使用できない。

【０００３】そこで、従来、汚染された原水から飲料水
を得る場合、原水に凝集剤を添加して大容量の沈殿槽で
凝集フロックを沈殿させ、当該沈殿槽上側の上澄水を砂
ろ過した後、塩素を注入してアンモニア性窒素の分解、
微生物の殺菌、悪臭・悪味の除去をしている。なお、塩
素の注入は、アンモニア、鉄、マンガン等を多く含む原
水の場合、処理工程の前段もしくは中段で行われること
もある。

【０００４】一方、従来より、水処理分野では、殺菌、
脱色、かび臭や藻臭等の脱臭および有機物の酸化等にオ
ゾンが利用されている。

【０００５】しかしながら、有機物を多く含む水をオゾ
ン処理すると、アルデヒド、ケトン、カルボン酸等の酸
化生成物が生じ、この水を直接、飲料水として使用する
のは好ましくない。

【０００６】そこで、近年、オゾン処理水を生物活性炭
により浄化する高度浄水処理が提案されている。この処
理では、オゾンでは処理できないアンモニアも活性炭表
面に生育した微生物の代謝により浄化することができる
とともに、オゾン処理後の水を生物活性炭処理するの
で、活性炭の寿命をも長くすることができる。

【０００７】また、近年、比較的設置面積が小さく、か
つ、自動化、省力化および凝集剤を不要もしくは低減化
しうる観点から膜ろ過方式も注目されており、現在その
実験、実証テスト等が行われている。この膜ろ過方式
は、未処理水をろ過装置のろ過膜でろ過して処理水を取
り出す非常に簡単な水処理装置である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
オゾン処理では、オゾンを生成するために、空気を圧縮
し、アフタークーラーによる冷却、および冷凍エアード
ライヤーによる冷却乾燥、吸着塔による乾燥を行い、こ
の冷却乾燥空気を導入してオゾン発生器内で放電により
オゾンを生成しているため、電力消費量が大きなものと
なってしまうという問題点がある。

【０００９】特に、河川表流水にかび臭や藻臭等が多く
発生したときや水消費量の増大する夏期には、水道水生
成のために使用される電力が多くなる。

【００１０】またオゾン処理では、水質がよくなった場
合、オゾン注入率を低下させることが一般に行われるも
のの、オゾン濃度零であっても空気は露点−６０℃と十
分に乾燥させており、少量のオゾンを注入することは、
電力的に無駄が多くなる。

【００１１】一方、上記膜ろ過方式では、実験結果から
次のような問題が指摘されている。

【００１２】すなわち、我が国で使用される原水は、有
機物、懸濁物質等を多く含む河川水、湖沼水の他、水質
が大きく変動する降雨等の水であり、ろ過膜が比較的短
期間に目詰まりしてしまうという欠点がある。この場
合、ろ過膜の孔径の選定いかんによって多少異なるもの
の、その目詰まりの多くの原因は、懸濁物質がろ過膜内
に侵入したり、また細菌類を生産する粘着物質の付着蓄
積等にある。これらろ過膜内の侵入物質や付着物質の除
去は非常に大変であり、ひいてはろ過膜の目詰まりによ
る処理水量の低下を招くという問題点があった。

【００１３】また、膜の逆洗においては、処理水中に含
まれる鉄イオン、マンガンイオンが空気と触れた後、膜
の逆洗時に、逆洗側から膜内部に酸化鉄、酸化マンガン
を生成させ、目詰まりを起こすことがあった。特に、降
雨時初期の河川水には、鉄イオン、マンガンイオンを多
く含むために目詰まりが生じ易い。

【００１４】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、オゾン処理をする際の処理性能を
低下させることなく水処理のための電力消費量を低減さ
せることのできる水処理装置の運転方法を提供すること
にある。

【００１５】また、他の目的は、膜ろ過方式において簡
単な装置構成によってろ過膜内の侵入物質や付着物質を
確実に除去できるとともに、水処理の自動化、省力化を
達成することのできる水処理装置を提供することにあ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに請求項１記載の発明は、導入水にオゾン化ガスを接
触させてオゾン処理するオゾン反応槽と、前記オゾン反
応槽のオゾン処理水を、内部に保持された生物活性炭に
より浄化する生物活性炭処理槽とを備えた水処理装置に
おいて、１日当たり、前記オゾン反応槽に対してオゾン
化ガスの注入と空気または酸素の注入とを切り換えて行
うことを特徴としている。

【００１７】また、請求項２記載の発明は、前記オゾン
反応槽に対するオゾン化ガスの注入は、少なくとも１日
当たり１０時間とすることを特徴としている。

【００１８】さらに、請求項３記載の発明は、外筒と、
この外筒内に配置されたろ過膜とから成るろ過装置と、
前記外筒に取り付けられ、鉄イオン、マンガンイオンを
含まない加圧水を前記ろ過装置のろ過膜に供給する逆洗
水配管と、逆洗処理周期が到来する度に前記逆洗水配管
を介し加圧水を供給して逆洗処理を実行する処理制御部
とを特徴としている。

【００１９】さらに、請求項４記載の発明は、外筒と、
この外筒内に配置されたろ過膜とから成るろ過装置と、
前記外筒に取り付けられ、鉄イオン、マンガンイオンを
含まない加圧水を前記ろ過装置のろ過膜に供給する逆洗
水配管と、前記外筒または逆洗水配管に取り付けられ、
加圧された酸化性薬液を前記ろ過装置のろ過膜に供給す
る薬液配管と、逆洗処理周期が到来する度に、前記逆洗
水配管を介し加圧水を供給して前記ろ過膜を逆洗する処
理工程と薬液配管を介し加圧された酸化性薬液を供給し
て前記ろ過膜を薬液処理する工程とを選択して実行する
処理制御部とを具備することを特徴としている。

【００２０】さらに、請求項５記載の発明は、外筒と、
この外筒内に配置されたろ過膜とから成るろ過装置と、
前記外筒に取り付けられ、鉄イオン、マンガンイオンを
含まない加圧水を前記ろ過装置のろ過膜に供給する逆洗
水配管と、前記外筒または逆洗水配管に取り付けられ、
加圧されたオゾン化ガスを前記ろ過装置のろ過膜に供給
するオゾン化ガス配管と、逆洗処理周期が到来する度
に、前記逆洗水配管を介し加圧水を供給して前記ろ過膜
を逆洗する処理工程とオゾン化ガス配管を介し加圧され
たオゾン化ガスを供給して前記ろ過膜をオゾン処理する
工程とを選択して実行する処理制御部とを具備すること
を特徴としている。

【００２１】

【作用】オゾン処理後の活性炭層、つまり粒状活性炭を
充填した層内では、溶存有機物の吸着、脱臭、微生物に
よる代謝作用が行われるが、その処理は、オゾンによる
酸化反応よりもゆっくりとした現象である。

【００２２】オゾン反応槽では、原水中の汚染物質がオ
ゾン酸化を受ける。特に、特徴的なのは、紫外線吸光度
Ｅ₂₆₀がオゾン酸化により低下する。また、過マンガン
酸カリウム消費量等もオゾンと反応した量のみ低下す
る。図４には、オゾン処理の効果の一例を示す。汚染物
質として原水中に含まれるかび臭物質である２−メチル
イソボルネオール、ジオスミンなどもほぼ酸化除去され
る。他にオゾン反応槽で起こる現象は、溶存酸素濃度の
増加である。オゾン反応槽は水深４〜６ｍ程度あり、オ
ゾン化ガスの主体となる空気も加圧されて細かい気泡で
水中に送られる。このため、大気と平衡にある溶存酸素
濃度の数倍の濃度となる。

【００２３】生物活性炭処理槽の活性炭層（固定床の場
合）では、有機物の吸着、脱着が起こり、各種の微生物
が生育する。特に、活性炭層の表面から５０ｃｍ程度で
水の浄化性能が良い。活性炭層は、吸着容量が大きいた
め、前段でのオゾン処理を除いてもある程度の浄化能力
はある。

【００２４】図５には、河川表流水を原水とした凝集沈
殿処理、砂ろ過処理、オゾン処理および生物活性炭処理
を行ったときと、オゾン処理を行わずに凝集沈殿処理、
砂ろ過処理および生物活性炭処理を行ったときの各生物
活性炭における水中不揮発性有機炭素の除去率変化を対
比して示したものである。かび臭物質、トリハロメタン
生成能等はオゾン処理のときの方がオゾン処理がないと
きよりもはるかに良好な結果が得られるが、図から理解
されるように、不揮発性有機炭素の除去率は、１年から
２年経てからその差が顕著になる。

【００２５】しかし、この実験例でも微生物の活性を維
持するためには、前段での溶存酸素の供給が不可欠であ
る。例えば、降雨時初期の河川水等のように、溶存酸素
濃度が零になった原水が流入することもあり、オゾン化
ガスまたは空気の注入がなければ、有機物の代謝を活発
に行っている活性炭層（固定床の場合）の上部の微生物
は簡単に死滅してしまう。この場合、各種の実験例で
は、無酸素状態が続くと活性炭槽が嫌気性となり、活性
炭槽からの浄化にアンモニア、硫化水素、鉄、マンガン
などが含まれるようになる。また、一旦死滅した微生物
の状態を元の状態に回復するには、長い時間を要する。

【００２６】一方、１日の電力消費量は、図６に示すよ
うに、昼間の２時頃をピークに、夜間の電力消費量は昼
間に比べて極めて少ない。

【００２７】以上の知見から請求項１記載の発明では、
オゾン反応槽に対してオゾン化ガスの注入と空気または
酸素の注入とを切り換えて行うようにする。また、オゾ
ン注入時間は、少なくとも１０時間／日とし、図７に示
すように主として夜間に運転する。これにより、処理性
能を維持しつつ電力消費量の低減、平滑化が可能とな
る。

【００２８】一方、ろ過膜を備えたろ過装置では、導入
された原水は、ろ過膜を通過しろ過水として装置外に排
出されるが、ろ過装置は、定期的に洗浄してろ過膜に詰
まったごみや有機物を除去する逆洗処理を行わなければ
ならない。

【００２９】この逆洗処理において、請求項３記載の発
明では、鉄イオン、マンガンイオンを含まない加圧水に
よりにより逆洗処理が実行されるので、ろ過膜内に侵入
した粒子を未処理水側に押し戻すことができ、しかも、
膜内で酸化鉄や酸化マンガンの沈澱物の生成を抑制で
き、ろ過膜のろ過性能を長時間に渡って安定に維持でき
る。

【００３０】また請求項４記載の発明では、逆洗処理に
おいて、加圧水による逆洗と酸化性薬液による逆洗とを
選択的に実行するので、ろ過膜に付着した細菌類や粘着
物質を容易に剥離することができる。

【００３１】さらに請求項５記載の発明では、逆洗処理
において、加圧水による逆洗とオゾン化ガスによる逆洗
とを選択的に実行するので、請求項記載の発明と同様
に、ろ過膜に付着した細菌類や粘着物質を容易に剥離す
ることができる。

【００３２】

【実施例】図１は、本発明方法が適用された水処理装置
の一実施例（第１実施例）を示す構成図である。

【００３３】この水処理装置は、砂ろ過された原水を導
入してオゾン処理するオゾン反応槽１と、オゾン処理水
を導入して生物活性炭処理する生物活性炭処理槽２とを
備えている。

【００３４】オゾン反応槽１は、水深４〜６ｍを確保す
べく有底円筒状に形成されその内底部には、オゾン化ガ
スまたは空気を槽内に導入する散気管３が配設されてい
る。この散気管３は、開閉弁４を配した配管５を介して
オゾン発生器６に接続されるとともに、開閉弁７とエア
フィルタ８と開閉弁９とを配したバイパス配管１０を介
して空気圧縮機１１に接続されている。

【００３５】空気圧縮機１１は、開閉弁１２を配した配
管１３を介して冷却乾燥機１４にも接続され、この冷却
乾燥機１４はオゾン発生器６に接続されている。

【００３６】一方、生物活性炭処理槽２は、内部に生物
活性炭層１５を備えており、この生物活性炭により汚染
物を吸着除去するとともに、生育した微生物により汚染
物を捕食して除去する。

【００３７】次に本実施例の作用を説明する。

【００３８】＜オゾン化ガス注入時＞開閉弁１２が開か
れ、開閉弁９が閉じられるとともに、冷却乾燥機１４お
よびオゾン発生器６が運転を開始し、空気圧縮機１１か
らの圧縮空気が配管１３を通じて冷却乾燥機１４内に導
入される。冷却乾燥機１４内では、導入された圧縮空気
がアフタークーラーによる冷却、冷凍エアードライヤー
による冷却乾燥、および吸着塔による乾燥を経て、露点
−６０℃の乾燥空気となる。この乾燥空気は、オゾン発
生器６内に導入され、無声放電によりオゾン化ガスとな
る。こうしてオゾン発生準備がされた後、開閉弁７が閉
じられるとともに開閉弁４が開けられて、オゾン化ガス
が配管５、散気管３を通じてオゾン反応槽１内に注入さ
れる。

【００３９】槽上部からオゾン反応槽１内に導入される
ろ過後の原水は、散気管３から水中に注入されるオゾン
化ガスにより酸化されオゾン処理水となる。

【００４０】このオゾン処理水は、生物活性炭処理槽２
内に導入される。生物活性炭処理槽２では、導入された
オゾン処理水中の汚染物が活性炭により吸着されるとと
もに、活性炭表面に生育した微生物により汚染物が捕食
されて浄化される。浄化水は、槽外に排出され、塩素殺
菌された後、飲料水として利用される。なお、オゾン処
理で反応に使用されなかったオゾンは図示しない排オゾ
ン処理装置にて処理される。

【００４１】＜空気注入時＞所定のオゾン注入時間が経
過すると、開閉弁１２，４が閉じられるとともに、開閉
弁９，７が開かれ、圧縮空気がバイパス配管１０、散気
管３を通じてオゾン反応槽１内に注入される。その際、
圧縮空気中の塵や埃がエアフィルタ８により除去され、
散気管３の目詰まりが防止される。

【００４２】こうして空気が注入されたオゾン反応槽１
では、導入された原水中の溶存酸素が確保される。この
処理水は、生物活性炭処理槽２内に導入される。生物活
性炭処理槽２では、導入された処理水中の汚染物が活性
炭により吸着されるとともに、活性炭表面に生育した微
生物により汚染物が捕食されて浄化される。このとき、
処理水中に確保された酸素により微生物の生存が保証さ
れ処理能力の低下をきたすことはほとんどない。

【００４３】＜実験例＞しかしながら、この空気注入時
間が長時間となると、微生物の生育に支障をきたし、処
理能力が低下する。本発明者は、オゾン注入時間と空気
注入時間の最適な割合を求めるために、以下のような実
験を行った。

【００４４】河川表流水を原水とし、凝集、砂ろ過、オ
ゾン、生物活性炭処理を１５か月行ってきた生物活性炭
を利用してオゾン、空気の切換え注入効果を調べた。オ
ゾン処理時のオゾン注入率は、２ｍｇ／ｌで、空気注入
率もほぼ同じ量とした。槽高２００ｍｍ、層高８３０ｍ
ｍの３本の生物活性炭槽を用意し、それぞれ接触時間１
０分で通水した。

【００４５】活性炭槽Ａは、オゾン処理１日当たり２４
時間、すなわち１日中オゾン処理を行い、活性炭槽Ｂ
は、オゾン処理１日当たり１２時間とし、活性炭槽Ｃ
は、オゾン処理１日当たり６時間として各オゾン処理水
を２か月間通水して、不揮発性有機炭素量を求めた。そ
の結果を図２に示す。また、図２に基づいて求められた
オゾン注入時間／日と除去比率との関係を図３に示す。

【００４６】図２から理解されるように、オゾン注入を
半日（１２時間）、空気注入を半日（１２時間）行った
場合の不揮発性有機炭素の除去量は、オゾン注入を１日
（２４時間）中行った場合の除去量の約９５％となり、
極めて高い除去率が得られることが判明した。このた
め、図３に示すように、少なくとも一日当たり１０時間
程度オゾン化ガスを注入し、他の時間は空気のみを注入
する運転方法によっても、オゾン化ガスの２４時間注入
時とほぼ同様の処理特性が得られるので、オゾン処理に
使用される電力消費量を大幅に低減でき、水処理コスト
の低減が可能となる。特に、オゾン処理を電力消費量の
少ない夜間に行えば、さらなるコスト低減および電力消
費量の平滑化に貢献できる。

【００４７】以上、本実施例では、原水から飲料水を得
るための水処理装置に本発明を適用した例を示したが、
オゾン処理と生物活性炭処理とを組み合わせて廃水を浄
化する装置にも適用できる。

【００４８】また、オゾン化ガスまたは空気の水中への
注入は、散気管３のみならず、原水を導入する際に、オ
ゾンまたは空気を混入させるインジェクタ方式等、他の
気液接触法を使用しても良い。

【００４９】さらに、生物活性炭処理槽２は、固定床の
みならず、流動床であっても良い。さらに、空気圧縮機
１１は、オゾン注入時と空気注入時と共用したが、空気
注入時用のブロワを別置きする構成でも良い。また、空
気の代わりに酸素を使用しても良い。

【００５０】図８は、請求項３記載の発明に係る水処理
装置の一実施例（第２実施例）構成を示している。

【００５１】この水処理装置は、貯水タンク２１内の未
処理水をポンプ２２を配した配管２３を介して底面から
導入するろ過装置２４を備えている。

【００５２】ろ過装置２４は、円筒状の外筒２５とこの
外筒２５内に同心円上に配置された円筒状のろ過膜２６
とから構成されている。このろ過膜２６は、無機質材
料、例えばセラミックスを焼き固めて内部を多孔状態と
したもので構成されている。

【００５３】外筒２３の頂部には、弁２７を配した配管
２８が取り付けられ、この配管２８は前記貯水タンク２
１に接続されている。すなわち、この水処理装置は再循
環経路を有するいわゆるクロスフロー方式のものであ
る。なお、配管２３および配管２８には、管内の水圧を
計測する圧力計２９および３０が設けられている。

【００５４】外筒２３の上部には、弁３１を配した処理
水送出配管３２が取り付けらており、また外筒２３の下
部には、弁３３を配した逆洗水配管３４が取り付けられ
ている。この逆洗水配管３４は、ポンプ３５に接続され
ており、圧縮された加圧水がろ過装置２４に供給される
ようになっている。なお、この加圧水としては、イオン
交換水や蒸留水もしくは飲料水等、鉄イオン、マンガン
イオンを含まない水を使用する。

【００５５】またろ過装置２４の底部には弁３６を配し
たドレン配管３７が接続されており、ろ過処理後に弁３
６を開放して未処理水をろ過装置２４外に排出できるよ
うになっている。

【００５６】さらに処理系として処理制御部３８が設け
られ、この処理制御部３８により、前記各弁２７，３
１，３３及び３６並びに各ポンプ２２及び３５の駆動制
御がされている。

【００５７】次に本実施例の作用を説明する。

【００５８】一般に、未処理水をろ過装置２４のろ過膜
２６でろ過しただけでは次のような不具合を生じる。

【００５９】すなわち、未処理水の濁度が低いときに
は、長時間に渡って濁度を取り除いたろ過水を生成する
ことができる。しかし、例えば、天候の影響を直接受け
る表流水では、降雨時等にろ過膜の孔径より細かい粒子
の混じった濁度水をなり、その結果、濁度水の細かい粒
子がろ過膜通過時に孔自体を塞いでしまい、徐々に目づ
まりを起こし、次第に全くろ過水を得ることができなく
なる。なお、目づまりの原因は、粒子だけでなく、ろ過
膜の孔径が大きい場合は細菌が直接、膜内部に入った
り、あるいは細菌類の生産する粘着物が膜全面に蓄積す
ることによっても生じる。

【００６０】このようなろ過膜の目づまりに対しては、
一般にろ過水による逆洗が行われるが、この逆洗のみで
は、ろ過膜の目づまりをなくして元の状態に再生するこ
とはできない。特に、鉄イオンやマンガンイオンを多く
含む水では、空気との接触によって膜内に酸化鉄や酸化
マンガンの沈澱を生成してしまう。

【００６１】そこで、本実施例では、逆洗処理時におい
て、鉄イオン、マンガンイオンを含まない水を膜内部に
浸透させてろ過膜２６の再生を行うものであり、図９の
フローチャートにその処理手順を示す。

【００６２】先ず、処理制御部３８は、弁２７、弁３１
を開く（弁３３、弁３６は閉）とともに、ポンプ２２を
駆動させて未処理水を循環させながらろ過処理を実行す
る（ステップＳＴ１）。すなわち、貯水タンク２１内の
未処理水はポンプ２２、配管２３を介してろ過装置２４
のろ過膜内面側に導入される。導入された未処理水は上
昇する過程でろ過膜２６によりろ過され、そのろ過水は
ろ過膜外面側に流出した後、弁３１を介して処理水送出
配管３２から処理水として排出される。一方、ろ過装置
２４内を上昇する過程でろ過されなかった未処理水は、
弁２７、配管２８を介して再び貯水タンク２１に戻され
る。

【００６３】所定時間が経過すると、ポンプ２２を停止
する一方、ドレン配管３７の弁３６を開けてろ過装置２
４内部の未処理水を排出する（ステップＳＴ２，ＳＴ
３）。その後、処理制御部３８は、逆洗水配管３４の弁
３３を開ける一方、各弁２７，３１及び３６を閉じ、さ
らに、ポンプ３５を駆動して所定の圧力の下に鉄イオ
ン、マンガンイオンを含まない水を逆洗水配管３４を通
して外筒２５とろ過膜２６との間に導入する（ステップ
ＳＴ４）。このとき、鉄イオン、マンガンイオンを含ま
ない水は加圧されているので、その水圧によってろ過膜
２６内部に入り込んでいる粒子をろ過膜２６の未処理水
側（内面側）に押し戻すとともに、未処理水中に多く含
まれる鉄イオン、マンガンイオンを含む水も同時にろ過
膜２６の未処理水側に押し戻すことになる。

【００６４】逆洗処理が終了する（ステップＳＴ５Y ）
と、処理制御部３８は、ドレン配管３７の弁３６を開け
てろ過装置２４内部の汚水を排出（ステップＳＴ６）し
た後、弁３６、逆洗水配管３４の弁３３を閉じ、再びス
テップＳＴ１に戻る（ステップＳＴ７）。

【００６５】このように本実施例によれば、鉄イオン、
マンガンイオンを含まない水による逆洗処理により、ろ
過膜２６内部に酸化鉄や酸化マンガンの沈澱を生じるこ
となくろ過膜内に詰まった粒子を追い出すことができ、
ろ過膜２６のろ過性能を長期間に渡って一定に保持でき
る。また、処理制御部３８のシーケンス処理により一連
の水処理を自動にて行うことができ、信頼性の高い水処
理装置を提供することができる。

【００６６】図１０は請求項４記載の発明に係る水処理
装置の一実施例（第３実施例）構成を示している。な
お、図８に示した第２実施例の水処理装置と同一構成部
分には同一符号を付してその説明は省略する。

【００６７】この実施例は、前記第２実施例で説明した
逆洗処理に加えて、加圧された酸化性薬液をろ過装置２
４に供給してろ過膜２６を薬液処理する工程を実行する
ものである。

【００６８】このため、薬液Ａ槽４１と、薬液Ｂ槽４２
と、薬液Ａ用の弁４３及び薬液Ｂ用の弁４４を介して薬
液Ａ槽４１及び薬液Ｂ槽４２から薬液Ａと薬液Ｂとを導
入して酸化性薬液を生成する薬液混合槽４５と、ポンプ
４６及び弁４７を配して前記逆洗水配管３４に接続され
た薬液配管４８とを備えている。

【００６９】ここで、酸化性薬液とは、次亜鉛素酸ソー
ダ、過酸化水素等を苛性ソーダでアルカリ性としたもの
で、例としては、調合後、次亜鉛素酸ソーダでは、有効
塩素濃度０．５％で苛性ソーダ濃度２％程度が、また過
酸化水素では、有効過酸化水素濃度０．５％で苛性ソー
ダ濃度２％程度が利用できる。特にこれらの薬液は使用
直前に調合した方が強い酸化力を得ることができる。

【００７０】次に本実施例の作用を図１１のフローチャ
ートを参照して説明する。

【００７１】図１１において、ステップＳＴ１からステ
ップＳＴ７までの処理は、図９に示したものと同一であ
る。すなわち、処理制御部３８は、所定時間、ろ過処理
を実行した後、ポンプ３５を駆動して所定の圧力の下に
鉄イオン、マンガンイオンを含まない加圧水を逆洗水配
管３４を通して外筒２５内に導入してろ過膜２６内部に
入り込んでいる粒子をろ過膜２６の未処理水側（内面
側）に押し戻すとともに、未処理水中に多く含まれる鉄
イオン、マンガンイオンを含む水も同時にろ過膜２６の
未処理水側に押し戻す。逆洗処理が終了する（ステップ
ＳＴ５Y ）と、処理制御部３８は、ドレン配管３７の弁
３６を開けてろ過装置２４内部の汚水を排出（ステップ
ＳＴ６）した後、弁３６、逆洗水配管３４の弁３３を閉
じる（ステップＳＴ７）。

【００７２】次いで、本実施例では、薬液Ａ用の弁４３
及び薬液Ｂ用の弁４４を開いて薬液調合槽４５内で、酸
化性薬液を生成する。そして、弁４７を開き、ポンプ４
６を駆動して加圧された酸化性薬液を薬液配管４８を通
じてろ過装置２４の外筒２５とろ過膜２６との間に送り
込む（ステップＳＴ８）。これにより、酸化性薬液が膜
内部まで浸透し、未処理水側から付着した細菌や粘着物
質が酸化されて膜表面から剥離する。

【００７３】薬液による逆洗処理が終了すると再びステ
ップＳＴ４からステップＳＴ７に示した逆洗処理を実行
し、鉄イオン、マンガンイオンを含まない加圧水を外筒
２５とろ過膜２６との間に導入する（ステップＳＴ９，
ＳＴ１０）。これにより、ろ過膜２６内部の酸化性薬液
が排出され、本来の未処理水のろ過処理時に鉄イオン、
マンガンイオンが酸化性薬液と接触して酸化物を沈澱生
成するといった問題は生ぜず、ろ過膜２６のろ過性能を
長期に渡って一定に保持できる。

【００７４】なお、本実施例では、逆洗水配管３４に薬
液配管４８をバイパスするように構成したが、これら逆
洗水配管３４と薬液配管４８とをそれぞれ別個に外筒２
５に取り付けても良い。

【００７５】図１２は請求項５記載の発明に係る水処理
装置の一実施例（第４実施例）構成を示している。な
お、図８に示した第２実施例の水処理装置と同一構成部
分には同一符号を付してその説明は省略する。

【００７６】この実施例は、前記第２実施例で説明した
逆洗処理に加えて、オゾン化ガスをろ過装置２４に供給
してろ過膜２６をオゾン化ガス処理する工程を実行する
ものである。

【００７７】このため、オゾン発生器５１を備え、弁５
２を配したオゾン化ガス配管５３を前記逆洗水配管３４
を接続してオゾン化ガスをろ過装置２４に送り込むよう
にしている。なお、図中５４は排オゾン分解塔、５５は
排オゾン放出弁であり、ろ過装置２４から排出される有
害なオゾンを分解する。

【００７８】次に本実施例の作用を図１３のフローチャ
ートを参照して説明する。

【００７９】図１３において、ステップＳＴ１からステ
ップＳＴ７までの処理は、図９に示したものと同一であ
る。すなわち、処理制御部３８は、所定時間、ろ過処理
を実行した後、ポンプ３５を駆動して所定の圧力の下に
鉄イオン、マンガンイオンを含まない加圧水を逆洗水配
管３４を通して外筒２５内に導入してろ過膜２６内部に
入り込んでいる粒子をろ過膜２６の未処理水側（内面
側）に押し戻すとともに、未処理水中に多く含まれる鉄
イオン、マンガンイオンを含む水も同時にろ過膜２６の
未処理水側に押し戻す。逆洗処理が終了する（ステップ
ＳＴ５Y ）と、処理制御部３８は、ドレン配管３７の弁
３６を開けてろ過装置２４内部の汚水を排出（ステップ
ＳＴ６）した後、弁３６、逆洗水配管３４の弁３３を閉
じる（ステップＳＴ７）。

【００８０】次いで、本実施例では、弁５２を開放し、
オゾン発生器５１からのオゾン化ガスをオゾン化ガス配
管５３を介してろ過装置２４の外筒２５とろ過膜２６と
の間に送り込む（ステップＳＴ１１）。これにより、膜
内部に残る水によりオゾン水が生成され、ろ過膜２６内
にオゾン水が浸透するとともに、膜内をオゾン化ガスが
未処理水側に通過する。このため、未処理水側から付着
した細菌や粘着物質がオゾン酸化されて膜表面から剥離
する。また、これらの操作は、未処理水やろ過液に含ま
れる鉄イオン、マンガンイオンがろ過膜２６内のオゾン
水と接触して酸化し酸化鉄、酸化マンガンの沈澱物を孔
内で生成されないようにするものである。

【００８１】オゾン化ガスによる処理が終了すると再び
ステップＳＴ４からステップＳＴ７に示した処理を実行
し、鉄イオン、マンガンイオンを含まない加圧水を外筒
２５とろ過膜２６との間に導入する（ステップＳＴ１
２，ＳＴ１３）。これにより、ろ過膜２６内部のオゾン
水、オゾン化ガスが排出され、本来の未処理水のろ過処
理時に鉄イオン、マンガンイオンがオゾンと接触して酸
化物を沈澱生成するといった問題は生ぜず、ろ過膜２６
のろ過性能を長期に渡って一定に保持できる。

【００８２】なお、本実施例では、逆洗水配管３４にオ
ゾン化ガス配管５３をバイパスするように構成したが、
これら逆洗水配管３４とオゾン化ガス配管５３とをそれ
ぞれ別個に外筒２５に取り付けても良い。

【００８３】以上第２実施例乃至第４実施例において
は、未処理水に対してポリ塩化アルミニウム等の凝集剤
を少量添加してろ過膜２６の目づまりを少なくすること
もできる。さらに、クロスフロー方式に各発明を適用し
た例を示したが、クロスフロー方式以外の方式の水処理
装置であっても良い。さらに、ろ過膜２６には無機質材
料を用いたが、有機質材料、フッ素樹脂等の耐酸化性、
耐オゾン性を有する材料でも良い。

【００８４】その他、各発明はその要旨を逸脱しない範
囲で種々変形して適用できるものである。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、オゾン反応槽に対してオゾン化ガスと空気ま
たは酸素とを切り換えて供給するようにしたので、水処
理のための電力消費量を低減することが可能となる。

【００８６】また、請求項２記載の発明によれば、オゾ
ン化ガスの供給時間を少なくとも１０時間／日とするこ
とにより、処理性能を劣化させることなく、電力消費量
を低減できる。

【００８７】さらに、請求項３記載の発明によれば、鉄
イオン、マンガンイオンを含まない水による逆洗処理に
より、ろ過膜内部に酸化鉄や酸化マンガンの沈澱を生じ
ることなくろ過膜内に詰まった粒子を追い出すことがで
き、ろ過膜のろ過性能を長期間に渡って一定に保持でき
る。

【００８８】さらに、請求項４および５記載の発明によ
れば、請求項３記載の発明の効果に加えてろ過膜を酸化
性薬液処理またはオゾン化ガス処理することにより、細
菌類や細菌類を生成する粘着物の等をろ過膜から容易に
剥離することができ、ろ過膜のろ過性能を一層長期間に
渡って一定に保持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明方法が適用された水処理装
置の一実施例を示す構成図である。

【図２】本発明方法を検証するための実験結果を示す特
性図である。

【図３】本発明方法を検証するための実験結果を示す特
性図である。

【図４】オゾン処理の特性評価図である。

【図５】生物活性炭における水中不揮発性有機炭素の除
去率変化を示す特性図である。

【図６】１日の電力消費量を示す特性図である。

【図７】本発明に係る水処理装置の運転例を示す説明図
である。

【図８】請求項３記載の発明に係る水処理装置の一実施
例を示す構成図である。

【図９】同実施例の作用を示すフローチャートである。

【図１０】請求項４記載の発明に係る水処理装置の一実
施例を示す構成図である。

【図１１】同実施例の作用を示すフローチャートであ
る。

【図１２】請求項５記載の発明に係る水処理装置の一実
施例を示す構成図である。

【図１３】同実施例の作用を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１オゾン反応槽２生物活性炭処理槽３散気管４，７，９，１２開閉弁５配管６オゾン発生器８バイパス配管１１空気圧縮機１４冷却乾燥機１５生物活性炭層２４ろ過装置２６ろ過膜３４逆洗水配管３８処理制御部４５薬液調合槽４８薬液配管５１オゾン発生器５３オゾン化ガス配管

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０２Ｆ 3/08 Ｂ 8515−4Ｄ 9/00 Ａ 8515−4Ｄ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導入水にオゾン化ガスを接触させてオゾ
ン処理するオゾン反応槽と、前記オゾン反応槽のオゾン
処理水を、内部に保持された生物活性炭により浄化する
生物活性炭処理槽とを備えた水処理装置において、１日当たり、前記オゾン反応槽に対してオゾン化ガスの
注入と空気または酸素の注入とを所定時間毎に切り換え
て行うことを特徴とする水処理装置の運転方法。
【請求項２】請求項１記載の水処理装置の運転方法に
おいて、前記オゾン反応槽に対するオゾン化ガスの注入は、少な
くとも１日当たり１０時間とすることを特徴とする水処
理装置の運転方法。
【請求項３】外筒と、この外筒内に配置されたろ過膜
とから成るろ過装置と、前記外筒に取り付けられ、鉄イオン、マンガンイオンを
含まない加圧水を前記ろ過装置のろ過膜に供給する逆洗
水配管と、逆洗処理周期が到来する度に前記逆洗水配管を介し加圧
水を供給して逆洗処理を実行する処理制御部と、を具備することを特徴とする水処理装置。
【請求項４】外筒と、この外筒内に配置されたろ過膜
とから成るろ過装置と、前記外筒に取り付けられ、鉄イオン、マンガンイオンを
含まない加圧水を前記ろ過装置のろ過膜に供給する逆洗
水配管と、前記外筒または逆洗水配管に取り付けられ、加圧された
酸化性薬液を前記ろ過装置のろ過膜に供給する薬液配管
と、逆洗処理周期が到来する度に、前記逆洗水配管を介し加
圧水を供給して前記ろ過膜を逆洗する処理工程と薬液配
管を介し加圧された酸化性薬液を供給して前記ろ過膜を
薬液処理する工程とを選択して実行する処理制御部と、を具備することを特徴とする水処理装置。
【請求項５】外筒と、この外筒内に配置されたろ過膜
とから成るろ過装置と、前記外筒に取り付けられ、鉄イオン、マンガンイオンを
含まない加圧水を前記ろ過装置のろ過膜に供給する逆洗
水配管と、前記外筒または逆洗水配管に取り付けられ、加圧された
オゾン化ガスを前記ろ過装置のろ過膜に供給するオゾン
化ガス配管と、逆洗処理周期が到来する度に、前記逆洗水配管を介し加
圧水を供給して前記ろ過膜を逆洗する処理工程とオゾン
化ガス配管を介し加圧されたオゾン化ガスを供給して前
記ろ過膜をオゾン処理する工程とを選択して実行する処
理制御部と、を具備することを特徴とする水処理装置。