JPH07961A

JPH07961A - 水処理装置

Info

Publication number: JPH07961A
Application number: JP14752793A
Authority: JP
Inventors: Nobuyoshi Umiga; 信好海賀; Koji Kanamaru; 公二金丸
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-06-18
Filing date: 1993-06-18
Publication date: 1995-01-06

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、簡単な構成と処理工程によって濾過
膜内への侵入物質及び付着物質を確実に除去できると共
に自動化、省力化を容易に実現しうる水処理装置を提供
することにある。【構成】本発明の水処理装置は、未処理水を定期的に導
入する活性炭塔と、前記活性炭塔の後段に配置された濾
過膜を設けた濾過装置と、オゾンガスを生成するオゾン
発生器と、前記オゾン発生器から生成したオゾン化ガス
を細かい気泡として水中に散気させる散気管を設けた逆
洗水オゾン反応塔とを備えており、前記活性炭塔から流
出水中に含まれる懸濁物質を前記濾過膜により確実に除
去すると共に前記濾過膜の逆洗時に前記逆洗水オゾン反
応塔で生成されたオゾン水溶液を用いて濾過膜内に侵入
した前記懸濁物質等の粘着物質をオゾン酸化・剥離・除
去させて十分な濾過膜特性を回復させることができるの
で、透明度の高い浄水を得ることができ、また濾過膜に
侵入した粘着物質、活性炭などを自動処理することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、飲料水を生成する上水
道設備などに利用される水処理装置に係わり、特に汚染
水を濾過する濾過膜の濾過性能を安定させる水処理装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、上水道の水源は、湖沼及び河川
の表流水または伏流水あるいは地下水等から得られ、こ
れら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、また団体の微粒子、微生物などが浮
遊しており、濁り，色，臭気なども伴っているため、こ
のままでは飲料水の用には供さない。

【０００３】そこで、近年、凝集沈殿，濾過などを行っ
た後に高度浄水処理方式の導入が進められている。この
高度浄水処理方法は、オゾン酸化、有機物の酸化，脱
臭，脱色などを行い、次いで活性炭を用いてオゾン酸化
生成物を除く処理方式であり、特に、オゾン処理後の活
性炭処理では、オゾン酸化生成物を栄養源とした微生物
が生育し、いわゆる生物活性炭となり汚染水中の多くの
有機物を除去する効果が認められている。

【０００４】このように活性炭が生物活性炭に移行する
ことにより、活性炭の寿命も１０倍以上となるが、一方
では生物活性炭の微生物を食物とする復生生物、ミジン
コ、線虫、負毛虫などが発生し、これらの生物が処理水
にリークすることがあった。このため生物リークを防止
するためにフィルター，布，スクリーンなど濾過膜が利
用されていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た水処理方式では、次のような問題が指摘されている。
すなわち、フィルター，布，スクリーンなどは比較的短
時間で目づまりが発生することである。この目づまりの
原因としては懸濁物質及び生物活性炭が考えられる。例
えば濾過膜に活性炭の微粒子または細菌類が付着し、あ
るいは粘着物質による汚れなどもあった。また、水処理
方式全体の効率化のために自動化させる必要もあった。

【０００６】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、簡単な構成と処理工程によって濾過膜
内への侵入物質及び付着物質を確実に除去できると共に
自動化、省力化を容易に実現しうる水処理装置を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に、本発明の水処理装置は、オゾン処理を行った水ある
いはオゾン処理を行わない水を定期的に導入する活性炭
塔と、前記活性炭塔の後段に配置された濾過膜を設けた
濾過装置と、オゾンガスを生成するオゾン発生器と、前
記オゾン発生器から生成したオゾン化ガスを細かい気泡
として水中に散気させる散気管を設けた逆洗水オゾン反
応塔とを備え、前記活性炭塔から流出水中に含まれる懸
濁物質を前記濾過膜により確実に除去すると共に前記濾
過膜の逆洗時に前記逆洗水オゾン反応塔で生成されたオ
ゾン水溶液を用いて濾過膜内に侵入した前記懸濁物質等
の粘着物質をオゾン酸化・剥離・除去させて十分な濾過
膜特性を回復させる濾過膜の逆洗処理することを特徴と
する。

【０００８】

【作用】本発明によると、膜濾過を用いることによって
透明度の高い浄水を得ることができる。また処理制御部
のシーケンスに基づいて、逆洗水処理系を動作させて、
濾過膜に侵入した粘着物質、活性炭などを未処理水側に
押し戻すことができ、これらの物質は前後、生物活性炭
の逆洗時に水処理系外に排出させることができ完全に自
動化させることができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例の系統構成図である。同図
において、１は原水または所要の処理を施して得られた
未処理水（以下、原水を含んで未処理水と総称する）を
オゾン反応塔２へ導入する導入管である。オゾン反応塔
２の下部にはオゾン発生器３から生成されたオゾン化ガ
スを細かな気泡として水中に散気させる散気管４を設け
ており、またオゾン反応塔２の上部には排オゾンを分解
する排オゾン分解部５を設けている。オゾン処理後の水
は反応塔２の下部にある配管６より流出する。配管６は
粒状活性炭８を充填した活性炭塔７の上部に接続されて
いる。また、活性炭塔７の下部にはポンプ１０を有する
配管９があり、濾過装置１１に接続されている。濾過装
置１１の上部には弁１２ａを有する配管１２があり、活
性炭塔７の下部に接続されており、いわゆる再循環経路
を有するクロスフロー方式が採用されている。一方、活
性炭塔７下部には弁１３を有する配管１４が接続され
て、逆洗水タンク１５へ活性炭処理水を一定量送る。ま
た逆洗水タンク１５には、一定時間後にポンプ１７を作
動させ活性炭塔７に水を送り逆洗を行う配管１６が接続
されている。

【００１０】濾過装置１１の下部には、濾過膜１１ａを
通した側に弁２１を有する配管１８が接続されている。
また、配管１８には弁２０を有する配管１９が逆洗水オ
ゾン反応塔２２の上部に接続されている。逆洗水オゾン
反応塔２２の下部にはオゾン発生器３から生成したオゾ
ン化ガスを弁２２ａを通して細かい気泡として水中に散
気させる散気管２３が設けられており、反応塔２２の上
方には排オゾンを分解させる排オゾン分解部２４が設け
られている。また、オゾン処理を行った水、あるいはオ
ゾン処理を行わない水を定期的に濾過装置１１へ送るた
めに、弁２６とポンプ２５を有する配管２６ａが設けら
れている。２７はシーケンスプログラムに基づいて必要
な構成要素、つまりポンプ１０，１７，２５、弁１２
ａ，１３，２１，２２ａ，２６およびオゾン発生器３な
どに動作制御信号を与える処理制御部であり、１１ｂは
圧力計である。

【００１１】次に、上記のように構成された本実施例の
動作について説明する。一般に、オゾン処理や活性炭処
理を行った水を濾過膜装置により濾過すると、活性炭層
逆洗により生じる微粒子あるいは細菌類による粘着性の
付着物質が膜内に侵入して目づまりを起こす。そうする
と、濾過水による逆洗や薬液による逆洗が行われるが、
これだけでは元の状態に再生するのは困難であった。

【００１２】そこで、本発明では、酸化力の強いオゾン
を用いると共に自動再生を行うものであり、以下具体的
に説明する。通常、湖沼水、ダム貯留水、河川水などを
飲料水とする浄水工程では、これら表流水を凝集濾過
水、砂濾過水あるいは直接オゾン処理を行い、臭気除
去、色度除去、有機物分解などを行った後、活性炭処理
あるいは生物活性炭処理によって水中に残留する有機物
を除き浄化した後、図示していないが、残留塩素の添加
を行って給水される。色度の高い地下水でも同様な処理
が行われる。

【００１３】しかし、活性炭の微粒子、活性炭表面に生
育する微生物の流出があり、さらには微生物を食物とし
て生長する後生生物の流出も問題となり、後段に濾過装
置を設け、対処することができる。本発明においては、
濾過水を用いてオゾン水溶液を作り、濾過膜を逆洗する
ものである。

【００１４】まず、処理制御部２７では一定時間あるい
は圧力計１１ｂの信号によって濾過装置１１の膜１１ａ
の目づまり防止のための逆洗動作を感知する。このと
き、既に弁２１，２０、配管１８，１９を通して逆洗水
オゾン反応塔２２に貯留されている逆洗用の水に対して
弁２０を閉，弁２２ａを開とし、オゾン発生器３から生
成しているオゾン化ガスの一部を散気管２３から細かい
気泡として注入して、オゾン水溶液を作る。一方、濾過
膜１１ａを通過した水のため、オゾンを消費する物質は
ほとんどなく、オゾンの注入５分程度で飽和状態のオゾ
ン水溶液を作ることができる。

【００１５】次に、弁２１を閉じ、弁２６を開け、ポン
プ２５により配管２６ａを通して濾過装置１１へオゾン
水溶液を送り込み、膜１１ａを逆洗する。この時、膜１
１ａ内部にまで侵入した粘着物質はオゾン酸化を受け分
解除去され、活性炭微粒子は下記（１），（２）式に示
すように、外側からオゾン酸化により水中で一酸化炭素
あるいは二酸化炭素に変えられ、微粒子が更に小さくな
り、目づまり部分から濾過膜の外へ排出される。Ｃ＋Ｏ₃ → ＣＯ＋Ｏ₂ …（１）Ｃ＋Ｏ₃ → ＣＯ₂＋Ｏ …（２）

【００１６】膜１１ａは有機膜、無機膜などを利用する
ことができるが、特に無機膜では活性炭微粒子の除去に
オゾン水溶液の逆洗が有効である。この排水はドレン配
管から系外に排出することもできる。また、逆洗方法と
して常時オゾン水溶液で行う場合と、水逆洗，オゾン水
逆洗を自由に組合わすことができる。この場合、処理制
御部２７からの信号によってオゾン化ガスの注入を行わ
ず、逆洗をポンプ２５から行えば水逆洗となる。

【００１７】図２は本発明に他の実施例の系統構成図で
ある。同図において、既に説明した図１の実施例と同じ
部分には同じ符号を付してその説明を省略する。

【００１８】本実施例が図１の実施例と相違する点は、
オゾン処理後の活性炭処理を固定床粒状活性炭ではな
く、流動床粒状活性炭を用いた点である。このように流
動床方式としたため、逆洗は不要となるが固定床方式よ
り微粒子の活性炭が流出する可能性が高く、濾過装置１
１の濾過膜１１ａへの負荷は多くなるので、オゾン水溶
液による濾過膜１１ａの逆洗が効果的となる。つまり、
活性炭塔７内で流動して利用される粒状活性炭８は使用
するにつれて、微粒子化し、微生物の粘着物質と一体と
なり、ストークスの法則に従い流動床上部にまとまり、
配管９、ポンプ１０を通り、濾過膜１１ａに接する。濾
過膜１１ａの目づまりはオゾン水溶液の逆洗で行われる
ため簡単に再生することができ、特に安価な粉末活性炭
が簡単に利用できるという特徴がある。なお、本実施例
では前段にオゾン処理を設けたが、水質によっては前段
のオゾン処理を省略できることは勿論である。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
膜濾過を用いることによって透明度の高い浄水を得るこ
とができる。また濾過膜に対してオゾン水溶液で逆洗処
理を行うことにより、濾過膜内の目づまり原因物質であ
る微生物粘着物の酸化と活性炭微粒子をオゾンで酸化し
容易に濾過膜から剥離することができる。さらに、シー
ケンスプログラムによって一連の水処理を行うことが可
能となり、自動化および省力化に大きく貢献し、信頼性
の高い水処理を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る水処理装置の一実施例の系統構成
図。

【図２】本発明に係る水処理装置の他の実施例の系統構
成図。

【符号の説明】

１…導入管、２…オゾン反応塔、３…オゾン発生器、
４，２３…散気管、５，２４…排オゾン分解部、６，
９，１２，１４，１６，１８，１９，２６ａ…配管、７
…活性炭塔、７ａ…逆洗水排水管、８…粒状活性炭、１
０，１７，２５…ポンプ、１１…濾過装置、１１ａ…
膜、１１ｂ…圧力計、１１ｃ…ドレン配管、１２ａ，１
３，２０，２１，２２ａ，２６…弁、１５…逆洗水タン
ク、２２…逆洗水オゾン反応塔、２７…処理制御部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０２Ｆ 9/00 Ｚ 7446−4Ｄ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】オゾン処理を行った水あるいはオゾン処
理を行わない水を定期的に導入する活性炭塔と、前記活
性炭塔の後段に配置された濾過膜を設けた濾過装置と、
オゾンガスを生成するオゾン発生器と、前記オゾン発生
器から生成したオゾン化ガスを細かい気泡として水中に
散気させる散気管を設けた逆洗水オゾン反応塔とを備
え、前記活性炭塔から流出水中に含まれる懸濁物質を前
記濾過膜により確実に除去すると共に前記濾過膜の逆洗
時に前記逆洗水オゾン反応塔で生成されたオゾン水溶液
を用いて濾過膜内に侵入した前記懸濁物質等の粘着物質
をオゾン酸化・剥離・除去させて十分な濾過膜特性を回
復させる濾過膜の逆洗処理することを特徴とする水処理
装置。