JPH07256283A - クロスフロー式膜分離型水処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 河川水等を直接導入しても濾過膜の目詰まり
が生じ難く、且つ浄水処理設備全体の小型化が可能な膜
分離型水処理装置を提供する。 【構成】 循環経路内に微生物固定用担体２４が備えら
れているため、原水中に含まれていた微生物は、微生物
固定用担体２４の表面および開気孔内面に固定されてそ
こで大量に増殖する。そのため、循環させられている原
水中の微生物の濃度は低くなり、微生物に起因する濾過
膜の目詰まりは生じ難くなる。一方、有機物質等の懸濁
物は、原水が循環させられている間に繰り返し微生物固
定用担体２４内を通過させられるため、徐々にその微生
物固定用担体２４に固定された微生物に分解される。し
たがって、大規模な生物接触槽等による前処理を行うこ
となく、濾過膜２６の目詰まりが生じ難くなるため、河
川水等の原水を濾過する場合にも比較的処理効率の低下
が小さく、設備の小型化が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、浄水処理等に用いるク
ロスフロー式膜分離型水処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、汚染された原水を浄水化する方法
として、原水に凝集剤を加えて不純物を凝集・沈殿さ
せ、急速濾過を行う方法や、原水に好気的な生物処理を
施した後、凝集・沈殿・砂濾過を行う方法等が行われて
きたが、これらの方法では大規模な設備を要すると共
に、凝集・沈殿や生物処理等に時間を要して処理効率が
低いという問題があった。そのため、これらの方法に代
わるものとして、逆浸透膜、精密濾過膜、限外濾過膜等
の濾過膜を有する濾過器を備えた膜分離型水処理装置に
よる浄水処理方法が検討されている。この膜分離型水処
理装置によれば、微小な細孔を有する濾過膜によって原
水中の不純物が除去されるため、濾過に先立って不純物
を凝集・沈殿させることが不要であると共に、高い処理
効率が得られ、また、必要な設備も比較的小さくなる。
上記の膜分離型水処理装置の一つとして、濾過膜によっ
て分離された第１室および第２室を有する濾過器を備
え、第１室を通る循環経路内で原水を循環させることに
より、第２室側へ処理水を取り出す形式のクロスフロー
式濾過が知られている。このクロスフロー式濾過によれ
ば、原水が濾過膜表面を流通させられることにより、濾
過中にもその濾過膜表面が洗浄されるため、目詰まりが
生じ難く、高い処理効率が長期間に亘って維持されると
共に、凝集、沈殿等の前処理が不要となる。

【０００３】

【発明が解決すべき課題】しかしながら、上記のクロス
フロー式膜分離型水処理装置によって浄水処理を行う場
合に、河川水等の原水を直接膜分離装置に導入すると、
原水中に含まれる有機物質等の懸濁物や微生物等が循環
経路内で濃縮されることによって濾過膜の目詰まりが生
じ易くなるため、長時間に亘って濾過を行うと濾過速度
の著しい低下が生じる。したがって、高い濾過速度を維
持するためには濾過膜の洗浄或いは交換を頻繁に行う必
要があり、管理に手間を要すると共に運転コストが比較
的高くなるという問題があった。

【０００４】これに対し、上記の濾過膜の目詰まりや微
生物の増殖を生じ難くするために、原水を膜分離装置に
導入するに先立って生物接触濾過等の前処理を行うこと
が考えられている。生物接触濾過とは、微生物担体を充
填した容器内へ原水を通水させることによって上記懸濁
物を分解除去するものであり、これにより懸濁物が分解
されて濾過膜の目詰まりが生じ難くなると共に、クロス
フロー式濾過においても原水中の微生物が微生物担体に
固定されて循環経路内に入らないため濾過速度の低下が
生じ難くなる。ところが、上記の生物接触濾過による懸
濁物の分解除去は生物反応に依存するため長時間を要
し、充分な接触時間を確保するためには大きな設備が必
要であるという問題があったのである。このことは、特
に浄水場のような大規模な浄水処理を行う場合に顕著と
なる。

【０００５】本発明は、以上の事情を背景として為され
たものであって、その目的は河川水等を直接導入しても
濾過膜の目詰まりが生じ難く、且つ浄水処理設備全体の
小型化が可能なクロスフロー式膜分離型水処理装置を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成するた
め、本発明の要旨とするところは、濾過膜によって分離
された第１室および第２室を有する濾過器と、その濾過
器の第１室を通る循環経路と、その循環経路内で原水を
循環させる原水循環ポンプとを備え、前記濾過器の第２
室側へ処理水を取り出すクロスフロー式膜分離型水処理
装置であって、前記循環経路内に、微生物固定用担体が
備えられていることにある。

【０００７】

【作用および発明の効果】このようにすれば、クロスフ
ロー式膜分離型水処理装置の循環経路内に微生物固定用
担体が備えられているため、有機物質等の懸濁物や微生
物等が含まれる河川水等の原水を直接導入した場合に
は、原水を循環経路内で循環させている間に上記微生物
が微生物固定用担体に固定され、その微生物固定用担体
内で増殖する。そのため、循環させられている原水中の
微生物の濃度は低くなり、微生物に起因する濾過膜の目
詰まりは生じ難くなる。一方、有機物質等の懸濁物は、
原水が循環させられている間に繰り返し微生物固定用担
体内を通過させられるため、徐々にその微生物固定用担
体に固定された微生物に分解される。

【０００８】すなわち、原水が循環経路内で１回循環さ
せられる際の有機物質等の懸濁物と微生物固定用担体と
の接触時間は極めて短時間となるが、原水が循環させら
れることにより繰り返し接触させられるため、その総時
間が微生物により懸濁物が分解されるために十分な時間
となり、従来のようにクロスフロー濾過の前処理として
大規模な生物接触槽による処理を行う必要がない。した
がって、循環経路内で循環させられる原水中の懸濁物や
微生物が減少するため、濾過膜の目詰まりが生じ難くな
り、河川水等の原水を濾過する場合にも高い処理効率が
長期間に亘って維持されると共に、浄水処理設備全体の
小型化が可能となるのである。

【０００９】なお、上記微生物固定用担体には、当初か
ら微生物が固定されているものを用いても良いが、有機
物質等の懸濁物を含む原水中にはその有機物質を分解す
る微生物（すなわち、その原水を処理するために適した
微生物）が含まれており、原水が循環させられる過程で
微生物固定用担体に徐々に固定されるため、予め微生物
を固定しておく必要はない。また、何れにしても、微生
物固定用担体に固定された微生物は、循環させられる原
水中に含まれている有機物質等の量に応じて次第に増殖
するため、膜分離型水処理装置が長時間運転されるうち
に、微生物固定用担体には十分な量の微生物が固定され
ることとなる。

【００１０】上記微生物固定用担体としては、原水の循
環により破壊されない強度を備え、且つ表面或いは内部
に微生物を固定できるものであれば特に材質・形状を問
われないが、処理効率の面からは多量の微生物を固定で
きる方が好ましく、表面積の大きいものが好ましい。ま
た、膜分離型水処理装置の小型化のためには、全体の容
積を小さくするために比表面積（表面積／容積）が大き
い方が良い。例えば、粒状、ハニカム形状を有する多孔
質のエポキシ樹脂やセラミックス、発泡ガラス等が好ま
しく、中でも平均細孔径２５〜５０μｍ、１０〜１００
μｍの細孔が全体の７０％以上、気孔率が３０％以上の
ハニカム状、粒状セラミックスが好ましい。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。

【００１２】図１は、本発明の一実施例の膜分離型水処
理装置１０の構成を示す図である。膜分離型水処理装置
１０は、クロスフロー方式により原水を濾過して浄水を
得るものであり、供給される原水を貯える原水タンク１
２、濾過器１４、循環ポンプ１６を備えてその原水タン
ク１２と濾過器１４の一端とを接続する原水供給路１
８、および濾過器１４の他端と原水タンク１２とを接続
する濃縮水路２０とを備えており、原水タンク１２に貯
えられた原水は、上記循環ポンプ１６の作動により上記
原水供給路１８および濃縮水路２０を通って循環させら
れる。本実施例においては、上記原水供給路１８および
濃縮水路２０が循環経路に対応している。

【００１３】上記原水タンク１２内には、例えばステン
レス製のケース２２内に収められた多数の微生物固定用
担体２４が備えられている。微生物固定用担体２４は、
例えば直径５ｍｍ程度の大きさの粒状で、見掛け気孔率
４０％以上、平均気孔径２５〜３５μｍ、１０〜１００
μｍの気孔の比率が７０％以上とされた、多数の開気孔
を備える多孔質のシリカ・アルミナ系セラミックスであ
り、例えば４５リットルの原水タンク１２に対して容積
にして１８．５リットル程度がケース２２内に収められ
ている。また、上記ケース２２は、例えば１ｍｍ程度の
目の大きさの網により構成されており、そのケース２２
全体すなわち微生物固定用担体２４全体が原水タンク１
２内の原水に浸され、且つ原水がケース２２の一部分に
偏って流れないようにその底面が原水タンク１２の内側
底面から所定の距離離隔して固定されている。なお、上
記ケース２２の目の大きさは、微生物固定用担体２４を
保持するために充分小さく、且つ原水の流動抵抗が比較
的小さい大きさにされている。

【００１４】また、濾過器１４は、濾過膜２６によって
分離された第１室２８および第２室３０を備えたもので
あり、例えば多孔質のアルミナセラミックスから成って
軸方向に多数の貫通穴を備えた円柱状の所謂マルチチャ
ンネルタイプのフィルタが、ステンレス等から成るケー
ス内に収められて構成されている。上記フィルタは、例
えば平均細孔径が０．２μｍ程度の上記濾過膜２６が上
記多数の貫通穴の内周面に設けられて、０．５ｍ² 程度
の濾過面積を備えたものである。また、前記原水供給路
１８は、上記濾過器１４の第１室２８の一端に接続され
ており、前記濃縮水路２０は、その第１室２８の他端に
接続されている。すなわち、原水は濾過器１４の第１室
２８を通って循環させられている。また、濾過器１４の
第２室３０には、濃縮水路２０側の端部に処理水路３２
が、原水供給路１８側の端部に逆洗路３４が接続されて
おり、濾過膜２６を通って第２室３０に浸透する処理水
は、上記処理水路３２を通って処理水タンク３６に貯え
られる。この処理水タンク３６内に貯えられた処理水
は、送液ポンプ３８によって三方弁４０を介して次工程
に送られる。この三方弁４０は、上記の逆洗路３４にも
接続されている。

【００１５】また、原水供給路１８の原水タンク１２と
循環ポンプ１６との間には、分岐路４２および開閉弁４
４が設けられており、必要に応じて開弁されることによ
り循環経路内の原水が分岐路４２から排出される。ま
た、循環ポンプ１６と濾過器１４との間には開閉弁４６
が、濃縮水路２０には開閉弁４８が、処理水路３２には
開閉弁５０がそれぞれ設けられている。また、原水供給
路１８には、循環経路内に空気を取り込む場合に用いら
れる開閉弁５２が設けられている。なお、上記濃縮水路
２０に設けられている開閉弁４８は、循環経路内の原水
の流量および濾過器１４の第１室２８の圧力の調節を行
うためのものであり、処理水路３２の開閉弁５０は、逆
洗処理等を行う際に閉じられるものである。

【００１６】上記の構成の膜分離型水処理装置１０によ
る浄水処理を以下に説明する。まず、原水タンク１２に
は図示しない原水供給源から例えば有機物質等の懸濁物
を含有する河川表流水等の原水が供給される。原水タン
ク１２に充分な量の原水が供給され、微生物固定用担体
２４を通って原水タンク１２の底面にまで原水が浸透し
た後、循環ポンプ１６の運転が開始され、原水は、原水
供給路１８を通って濾過器１４の第１室２８に送られ、
濃縮水路２０を通って原水タンク１２に戻されることで
循環経路内で循環させられる。なお、このとき上記開閉
弁４４は閉じられ、開閉弁４６および開閉弁５０は開か
れ、開閉弁４８は所定量開かれている。また、開閉弁５
２は、循環経路内で増殖させる微生物が好気性微生物で
ある場合には開かれ、嫌気性微生物である場合には閉じ
られている。また、上記開閉弁４８の開弁量は、濾過圧
力（すなわち、原水供給路１８および濃縮水路２０にお
ける原水の圧力の平均値）が０．５ｋｇ／ｃｍ² 、膜面
流速（原水の循環流量／濾過器１４の流通断面積）が
３．５ｍ／ｓの状態で原水が循環させられるように設定
されている。上記の循環過程において、濾過器１４の第
１室２８には原水によって圧力が加えられるため、原水
は濾過膜２６の細孔から浸透し、濾過が行われる。第２
室３０に浸透した処理水は、処理水路３２を通って処理
水タンク３６内に貯えられ、随時送液ポンプ３８によっ
て次工程に送られる。一方、上記のように濾過が行われ
た結果、濃縮水路２０を通って循環させられる原液は、
懸濁物の濃度が高い濃縮液となっている。

【００１７】上記浄水処理の過程において、浄水の回収
量と同量の原水が図示しない原水供給源から補給される
ことにより、原水タンク１２内の原水は略一定の水位が
保たれている。なお、浄水処理は上述のようにクロスフ
ロー方式で行われるため、原水の流通によって濾過膜２
６の第１室２８側に面する表面の目詰まりは比較的生じ
難いものとされているが、例えば１２時間程度の所定の
時間間隔で第２室３０から第１室２８側へ処理水を逆流
させる逆洗処理が行われることによって濾過膜２６の目
詰まりが除去され、比較的高い濾過速度が保たれてい
る。また、上記の浄水処理においては、循環させられる
原水中の懸濁物の濃度が徐々に高くなるため、上述のよ
うに目詰まりの除去がされても、濾過負荷が徐々に高く
なって濾過速度の低下が生じる。そのため、所定の処理
水回収率（処理水回収量／原水供給量）、例えば９８％
程度が得られるように定められた所定の時間間隔、例え
ば２４時間毎に開閉弁４６を閉じるか或いは循環ポンプ
１６を停止すると共に、開閉弁４４を開けることにより
循環経路内の濃縮された原水が前記逆洗処理と同時に或
いは独立した周期で排出される。

【００１８】ところで、上述の浄水処理の過程において
処理される、有機物質等の懸濁物を含む河川水等の原水
には、通常、その有機物質等を好適に分解する微生物が
共に含まれている。しかしながら、例えば図２に示すよ
うな微生物固定用担体２４が備えられていない従来の膜
分離型水処理装置５４においては、一定時間内にその微
生物と接触する有機物質等の量、言い換えれば有機物質
等の微生物との接触時間は極めて少なく、この微生物に
よる有機物質等の分解は生物反応であって充分な分解が
進むためには多大な時間を要することから、上記微生物
による有機物質等の充分な分解は期待できなかった。ま
た、原水供給路１８および濃縮水路２０の内壁面で増殖
した微生物は、原水の流通によってその内壁面から剥離
され、元々原水中に含まれていたものと共に循環経路内
を循環させられることとなる。したがって、これらの分
解されない有機物質等および微生物によって濾過膜２６
の目詰まりが生じ易く、図３に破線で示すように時間の
経過に伴って濾過速度が大きく低下したのである。そし
て、微生物による有機物質等の分解を行うためには、従
来では、クロスフロー式濾過の前処理として大規模な生
物接触槽による処理を行う必要があったのである。

【００１９】これに対して、本実施例によれば、循環経
路内に微生物固定用担体２４が備えられているため、原
水中に含まれていた微生物は、その微生物固定用担体２
４の表面および開気孔内面に固定されてそこで大量に増
殖する。そのため、循環させられている原水中の微生物
の濃度は低くなり、微生物に起因する濾過膜の目詰まり
は生じ難くなる一方、有機物質等の懸濁物は、原水が循
環させられている間に繰り返し微生物固定用担体２４内
を通過させられるため、徐々にその微生物固定用担体２
４に固定された微生物に分解される。すなわち、原水が
循環させられることにより有機物質等の懸濁物と微生物
とが繰り返し接触させられるため、微生物により懸濁物
が十分に分解され、従来のようにクロスフロー式濾過の
前処理として大規模な生物接触槽による処理を行う必要
がない。したがって、循環経路内で循環させられる原水
中の懸濁物や微生物が減少するため、濾過膜２６の目詰
まりが生じ難くなり、図３に実線で示すように、河川水
等の原水を濾過する場合にも比較的濾過速度すなわち処
理効率の低下が小さく、且つ浄水処理設備全体の小型化
が可能となるのである。

【００２０】更に、上記のように微生物が循環経路内で
好適に増殖させられる結果、原水中の栄養素が極めて少
なくなり、循環経路内の原水供給路１８等のパイプ内壁
面等での藻類の発生が少なくなる。

【００２１】また、本実施例においては、微生物固定用
担体２４は、循環経路内において最も原水の流通速度が
緩やかである原水タンク１２中に備えられているため、
微生物固定用担体２４に固定された微生物は一層剥離さ
れ難い。

【００２２】また、本実施例によれば、微生物固定用担
体２４は濾過器１４の濃縮水路２０側すなわち出口側端
部と循環ポンプ１６との間に備えられているため、微生
物固定用担体２４が備えられていることに起因する循環
経路内の圧力損失、すなわち、濾過器１４内に圧送され
る原水の圧力の低下が比較的小さくされ、濾過速度の低
下を招かない。

【００２３】また、微生物固定用担体２４として、多孔
質の材料が用いられているため、多量の微生物がその気
孔内に固定されて有機物質の分解が一層促進されると共
に、その材料がシリカ・アルミナ系セラミックスであっ
て、比較的機械的強度と剛性が高いため、前記濾過圧力
を比較的高くして処理効率を高くすることが可能である
と共に、高い耐熱性と耐薬品性を備えているため、加熱
や薬品処理等によって微生物固定用担体２４に付着した
老廃物等を容易に除去し、再生することが可能である。

【００２４】また、微生物固定用担体２４は粒状であっ
て、ケース２２内に多数収められているため、循環させ
られる原水はその球形の微生物固定用担体２４相互間の
隙間を通って流通し易く、原水の循環に対する抵抗が小
さくなると共に、原水タンク１２内での原水の進路は複
雑に屈折させられることになって、有機物質等の懸濁物
が微生物に確実に、且つ長時間接触させられ、有機物質
等の分解が一層確実に行われる。

【００２５】また、濾過膜２６がアルミナ・セラミック
スで構成されているため、比較的機械的強度と剛性が高
く、循環経路内の圧力を高くして処理効率を高くするこ
とが可能となると共に、目詰まりが生じた場合に行う逆
洗の圧力を高くして目詰まりの除去を一層確実に行うこ
とが可能となる。また、アルミナ・セラミックスは高い
耐熱性と耐薬品性を備えているため、目詰まりの除去を
加熱や薬品処理等によって行うことも可能となる。

【００２６】なお、前記の図３のグラフは、逆洗を１２
時間間隔で行うと共に、所定の時間間隔（２０００時間
までは２４時間毎、以後は４８時間毎）で濃縮された原
水を排出する他は、原水タンク１２の洗浄や濾過器１４
の洗浄・交換等を行わないで連続的に浄水処理を行った
結果を示すものである。図から明らかなように、２００
時間程度経過するまでは本実施例の膜分離型水処理装置
１０によった場合も従来の膜分離型水処理装置５４によ
った場合も濾過速度に大きな差がないが、従来の膜分離
型水処理装置５４による場合は、２００時間以降徐々に
濾過速度が低下し、１０００時間程度で本実施例の膜分
離型水処理装置１０による場合の半分程度の濾過速度と
なる。すなわち、本実施例によれば、時間の経過に伴っ
て微生物固定用担体２４に固定された微生物が増殖し、
有機物質等の懸濁物の分解量が徐々に増加するため濾過
速度の低下が小さいが、従来の膜分離型水処理装置５４
の場合は、循環経路内での有機物質等の懸濁物の分解が
なく、また、微生物が循環経路内を流通させられるた
め、濾過負荷が大きくなって濾過速度の低下が著しいの
である。

【００２７】図４は、本発明の他の実施例の膜分離型水
処理装置５６の構成を示す図である。なお、本実施例に
おいて前述の実施例の膜分離型水処理装置１０と共通す
る部分には、同一の符号を付して説明を省略する。この
膜分離型水処理装置５６においては、原水タンク１２が
循環経路外に設けられており、原水は、原水タンク１２
から昇圧ポンプ５８を介して循環経路内の原水補給路６
０に送られる。本実施例においては、原水供給路１８、
濃縮水路２０、および原水補給路６０によって循環経路
が構成されている。上記濃縮水路２０と原水補給路６０
との間には、例えばステンレス等から成る円筒状のケー
ス６２が備えられており、そのケース６２内には、前述
の実施例と同様な球形の微生物固定用担体２４が保持さ
れている。上記ケース６２の濃縮水路２０および原水補
給路６０とにそれぞれ接続されている両端部には、例え
ばステンレス製の網等から成る保持部材６４，６４が取
り付けられており、これにより微生物固定用担体２４の
循環経路内への流出が阻止されている。

【００２８】上記の膜分離型水処理装置５６において
は、原水タンク１２に供給された原水は、昇圧ポンプ５
８によって原水補給路６０から循環経路内に送られ、循
環ポンプ１６によって循環させられる。循環過程におい
て濾過器１４から処理水が回収されることにより減少す
る循環経路内の原水量は、昇圧ポンプ５８が作動させら
れることにより補給され、これにより循環経路内の原水
量は略一定に保たれ、略一定の膜面流速で濾過が行われ
る。

【００２９】本実施例においても、循環経路内に微生物
固定用担体２４が備えられているため、前述の実施例と
同様に原水中の微生物はその微生物固定用担体２４に固
定されて増殖する。そのため、循環経路内の微生物量が
減少すると共に、原水が循環されている間にその原水中
に含まれている有機物質等の懸濁物が、その増殖した多
量の微生物に繰り返し接触させられることにより分解さ
れて減少する。したがって、濾過膜２６の目詰まりが生
じ難くなって高い濾過流速が長時間に亘って維持される
のである。

【００３０】また、本実施例においても、微生物固定用
担体２４は濃縮水路２０と原水補給路６０との間、すな
わち濾過器１４の出口側端部と循環ポンプ１６との間に
備えられているため、微生物固定用担体２４が備えられ
ていることに起因する循環経路内の圧力損失、すなわ
ち、濾過器１４内に圧送される原水の圧力の低下が比較
的小さくされ、濾過速度の低下を招かない。

【００３１】図５は、前述の図１および図４に示す実施
例の膜分離型水処理装置１０および５６に薬品洗浄装置
が備えられた膜分離型水処理装置６６の要部構成を示す
図である。図において、原水供給路１８および濃縮水路
２０の左側には、それぞれ循環ポンプ１６、および原水
タンク１２或いはケース６２が接続されているが、その
部分は図１或いは図４と同様の構成であるため省略して
示している。薬品洗浄装置は、洗浄剤６８が貯えられた
薬品タンク７０、薬洗ポンプ７２が備えられた洗浄剤供
給路７４、濾過器１４の第１室および第２室からそれぞ
れ洗浄剤６８を回収する第１回収路７６および第２回収
路７８、原水供給路１８に上記洗浄剤供給路７４を接続
するための三方弁８０、濃縮水路２０に第１回収路７６
を接続するための三方弁８２、処理水路３２に開閉弁５
０に代えて設けられてその処理水路３２と第２回収路７
８とを接続するための三方弁８４とから構成されてい
る。

【００３２】上記の膜分離型水処理装置６６によって河
川水等の原水の処理を行うに際しては、三方弁８０は、
循環ポンプ１６と濾過器１４とを接続するが洗浄剤供給
路７４を接続しない位置に、三方弁８２は、濾過器１４
と原水タンク１２或いはケース６２とを接続するが第１
回収路７６を接続しない位置に、三方弁８４は、濾過器
１４と処理水タンク３６とを接続するが第２回収路７８
を接続しない位置に、それぞれ切り換えられている。そ
して、原水は前述の循環経路内を同様に循環させられ
て、処理水が処理水タンク３６に回収される。

【００３３】一方、濾過器１４の濾過膜２６の薬品洗浄
の必要が生じた場合には、薬洗ポンプ７２を運転すると
共に、洗浄剤供給路７４と濾過器１４、第１回収路７６
と濾過器１４、および第２回収路７８と濾過器１４とが
接続されて、循環ポンプ１６、原水タンク１２或いはケ
ース６２、および処理水タンク３６はそれぞれ濾過器１
４と接続されない位置に、三方弁８０，８２，８４がそ
れぞれ切り換えられる。そして、薬洗ポンプ７２によっ
て洗浄剤６８が濾過器１４に送液されて、第１室２８を
通って第１回収路７６から薬品タンク７０に戻されると
共に、濾過膜２６を通って第２室３０側に浸透した洗浄
剤６８は、第２回収路７８から薬品タンク７０に戻され
る。これにより濾過器１４を通って洗浄剤６８が循環さ
せられて、濾過膜２６の第１室２８側に位置する表面が
主として洗浄されると共に、洗浄剤６８は、全て薬品タ
ンク７０に回収されて循環経路内には残らない。この
後、原水の処理を再開するに際しては、まず、三方弁８
０のみを、循環ポンプ１６と濾過器１４とが接続されて
薬洗ポンプ７２が接続されない位置に切り換えて所定時
間運転し、循環経路、濾過器１４、および処理水路３２
内の洗浄剤６８が確実に取り除かれた後に、他の三方弁
８２，８４が前述の原水を処理する際の位置に切り換え
られる。

【００３４】以上、本発明の一実施例を図面を参照して
詳細に説明したが、本発明はさらに別の態様でも実施さ
れる。

【００３５】例えば、前述の実施例においては、微生物
固定用担体２４として粒状の多孔質シリカ・アルミナ系
セラミックスを用いたが、ハニカム状等でも良く、ま
た、ポーラスエポキシ樹脂、その他の多孔質セラミック
ス、発泡ガラス等も用いられ得る。すなわち、微生物固
定用担体２４としては、原水の循環により破壊されない
強度を備え、多量の微生物が表面或いは気孔内に固定さ
れるものであれば良く、形状は特に問題とならず、ま
た、充分な表面積を備えたものであれば緻密質のもので
あっても良い。但し、比較的多数の細孔を備えている方
が微生物を多量に固定しつつ装置全体を小型化できるた
め、平均細孔径が２５〜５０μｍ、１０〜１００μｍの
細孔が全体の７０％以上、見掛け気孔率が３０％以上の
ものが好ましく、実施例で示したように平均細孔径２５
〜３５μｍ、見掛け気孔率４０％以上であれば一層好ま
しい。なお、用いられる微生物固定用担体２４の総容量
は、原水の汚染状態や処理量等によって適宜設定され
る。

【００３６】また、微生物固定用担体２４は、循環経路
内の何れの位置に備えられても良いが、濾過器１４へ圧
送される原水の圧力損失を可及的に小さくするために
は、実施例で示したように、濾過器１４の出口側すなわ
ち濃縮水路２０側と循環ポンプ１６との間に配置される
のが好ましい。

【００３７】また、実施例においては微生物固定用担体
２４を保持するためのケース２２或いは保持部材６４に
ステンレス製の網を用いたが、水による劣化が生じ難く
錆等が発生し難いもの（但し、抗菌作用のあるもの（例
えば銅、銀等）を除く）であれば材質は特に限定され
ず、他の金属やプラスチック等が用いられても良い。ま
た、網に代えて多数の穴が設けられた板（例えば、ステ
ンレス製のパンチメタル等）等が用いられても良い。な
お、そのような板を用いる場合には、その穴の大きさは
微生物固定用担体２４をケース２２或いはケース６２内
で確実に保持するために充分小さいことが必要であり、
且つ、原水の流動抵抗を小さくするために充分大きい方
が好ましい。

【００３８】また、有機物質等の懸濁物の分解を効率的
に行わせるためには、微生物固定用担体２４は循環経路
の断面を塞ぐように、すなわち、微生物固定用担体２４
に触れないで循環する原水が生じないように設けること
が望ましく、また、微生物固定用担体２４の全体を均一
な速度で原水が流れるようにするため、整流板等が設け
られることが望ましい。

【００３９】また、前述の実施例においては、循環経路
内で原水を循環させる前、すなわち浄水処理の開始前に
微生物固定用担体２４への人為的な微生物の固定は行わ
れなかったが、浄水処理を行う原水中に含まれる微生物
を予め固定し、或いは更に増殖させた微生物固定用担体
２４が用いられても良い。このようにすれば、微生物の
充分な増殖に必要な時間が短縮されて、一層高い濾過速
度が維持され得る。

【００４０】また、濾過器１４は、クロスフロー式濾過
に用いられ得るものであれば良く、実施例で用いたマル
チチャンネルタイプの他にも、高分子膜を用いたスパイ
ラル型、チューブ型、中空糸型、平膜型や、或いはセラ
ミックス製のチューブ型、ハニカム型等の濾過膜を所定
のケース内に収めた、原水の導入口と排出口を有したも
のが用いられ得る。また、フィルタを収納した圧力容器
に原水の導入口および排出口を設けて原水を循環できる
構造とした回転円盤型の濾過器でも良い。なお、濾過膜
２６の平均細孔径は原水の状態によって適宜設定される
が、０．００５〜１．０μｍ程度、好ましくは０．０１
〜０．６μｍ程度のものが用いられる。

【００４１】また、逆洗路３４、濃縮された原水の排出
のための分岐路４２および開閉弁４４、循環経路内に空
気を取り込むための開閉弁５２等は必ずしも設けられな
くとも良い。

【００４２】また、循環経路内に濾過圧力や膜面流速、
濾過流速等を監視するための圧力計や流量計等が設けら
れても良く、また、それらの値に基づいて濾過器１４へ
の原水の供給圧力或いは供給流速を調節するために、循
環ポンプ１６の吐出側と濃縮水路２０とを濾過器１４を
介さず接続するバイパス路が設けられても良い。

【００４３】その他、一々例示はしないが、本発明はそ
の主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるクロスフロー式膜分離
型水処理装置の構成を説明する図である。

【図２】従来の膜分離型水処理装置の構成を説明する図
である。

【図３】濾過時間と濾過速度の関係を図１の実施例と従
来とを比較して示す図である。

【図４】本発明の他の実施例の膜分離型水処理装置の構
成を説明する図である。

【図５】本発明の更に他の実施例の膜分離装置の要部の
構成を示す図であって、薬品洗浄ラインが備えられる場
合を説明する図である。

【符号の説明】

１０，５６，６６：膜分離型水処理装置 １４：濾過器 １６：循環ポンプ ｛１８：原水供給路，２０：濃縮水路（，６０：原水補
給路）｝（循環経路） ２４：微生物固定用担体 ２６：濾過膜 ２８：第１室 ３０：第２室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉川 隆志 愛知県名古屋市西区則武新町三丁目１番36 号 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 濾過膜によって分離された第１室および
   第２室を有する濾過器と、該濾過器の第１室を通る循環
   経路と、該循環経路内で原水を循環させる原水循環ポン
   プとを備え、前記濾過器の第２室側へ処理水を取り出す
   クロスフロー式膜分離型水処理装置であって、 前記循環経路内に、前記原水内で繁殖する微生物を固定
   するための微生物固定用担体が備えられていることを特
   徴とするクロスフロー式膜分離型水処理装置。