JPH1157434A - 排水処理装置およびその方法、浄水処理設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 膜処理装置から発生する膜洗浄排水を年間を
通じてほぼ一定した汚泥濃度まで濃縮するとともに、着
水井へ返送する上澄水の水質を向上させて耐塩素性病原
微生物等が浄水システム内で循環することがなく、かつ
経済的な排水処理装置およびその方法、この種の排水処
理装置を備える浄水処理設備を提案することを目的とし
ている。 【解決手段】 河川等から取水した原水を膜処理装置で
膜ろ過処理して水道水として利用する際に、前記膜処理
装置の膜の洗浄によって排出される排水を、汚泥の固形
物濃度が５〜１０％となるまで濃縮する濃縮処理用膜装
置を具備する排水処理設備であり、原水を浄水処理する
際に、膜の洗浄によって発生する排水を、濃縮処理用膜
装置を用いて処理することで、クリプトスポリジウムの
ような耐塩素性病原微生物の除去と汚泥の固形物濃度を
年間を通じて安定した濃度に濃縮し、そのろ過水は水道
水として利用可能な処理水とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排水処理装置およ
びその方法、浄水処理設備に関し、特に膜利用型浄水場
における膜の洗浄排水の処理に係り、排水処理装置およ
びその方法、その排水処理装を備える浄水処理設備に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は、膜ろ過処理を行っている浄水場
における処理フローを示す図である。同図の浄水処理で
は、河川等からの原水を着水井２０で受水した後、原水
中の夾雑物を除去するためもしくは原水中の溶解性有機
物質を除去するための前処理装置２１へ導き、膜処理装
置２２にて原水中の懸濁成分および細菌類を除去する。
膜処理装置２２で得られた膜ろ過水を、滅菌処理設備に
よって塩素消毒を行って、水道水として供給されてい
る。膜処理装置２２では、定期的に膜の洗浄操作が実施
されており、膜の洗浄によって排出された洗浄排水は排
水池２３へ送られ、汚泥と上澄水とに分離されている。
汚泥は、濃縮槽２４で重力により沈降濃縮されて脱水機
２５に供給される。さらに、濃縮槽２４からの上澄水
は、排水池２３からの上澄水とともに着水井２０へ返送
される。

【０００３】上記構成の従来方式では、濃縮槽２４から
得られた濃縮汚泥濃度が季節の影響を受けて、夏期の場
合には高々４％であり、冬期の場合に至っては高々２％
である。そのために、脱水機２５へ供給される濃縮汚泥
混合液の容量と固形物濃度が季節によって著しく変動
し、脱水機２５の能力は、冬期における大容量・低濃度
の濃縮汚泥混合液を処理することが可能なものとする必
要があり、大型設備を設置する傾向にある。

【０００４】また、汚泥の濃縮方法に関しては、内圧式
の膜モジュールに圧入して膜ろ過を行い、膜モジュール
より濃縮された膜濃縮汚泥を物理洗浄により間欠的にシ
ックナーに供給して脱水可能な濃度まで濃縮する方法
が、特開平８−２５７６００号公報に開示されている。
図９を参照して説明すると、河川等からの原水を着水井
２０で受水した後、原水中の溶解性有機物質を除去する
ために薬品混和池２５、フロック形成池２６、薬品沈殿
池２７に送り、薬品沈殿池２７の上澄水を砂ろ過池２８
に送って、さらに消毒をして水道水として供給する。膜
モジュール２９で得られた膜ろ過水は、滅菌処理設備に
よって塩素消毒を行って、水道水として供給されてい
る。薬品沈殿池２７の底部に沈殿した上水汚泥は、セラ
ミック製であって内圧式の膜モジュール２９へポンプで
圧入され、デッドエンド方式による膜ろ過が行われる。
膜モジュール２９のろ過水は砂ろ過池２８に送られ、膜
モジュール２９の膜濃縮汚泥は、間欠的な逆洗によって
シックナー３０に送られ、重力沈降させ、脱水可能な状
態として脱水機３１で脱水する。砂ろ過池２８の逆洗排
水は排水池３２に送られ、その濃縮泥はシックナー３０
に送られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図８の膜ろ過処理を行
う浄水処理設備では、脱水機２５へ供給される濃縮汚泥
混合液の容量と固形物濃度が季節によって著しく変動
し、脱水機２５の能力は、冬期における大容量であっ
て、低濃度の濃縮汚泥混合液を処理する必要があるため
に、脱水機２５を大型設備とする必要であり経済的では
ない欠点を有する。また、浄水処理では、水回収率が重
要な要素であり、水回収率の向上という観点から排水池
２４および濃縮槽２４における上澄水は、必要に応じて
着水井２０へ返送されている。しかしながら、原水水質
の悪化に伴って上澄水の水質の悪化も懸念される。特
に、クリプトスポリジウムのような耐塩素性病原微生物
が混入している原水では、着水井２０へ返送される上澄
水中にも存在する可能性があり、水処理系全体がクリプ
トスポリジウムのような耐塩素性病原微生物で汚染され
るおそれがある。そのため着水井への返送水の濁度を極
力低下させることによって、クリプトスポリジウム等の
耐塩素性病原微生物が系内で循環することを防ぐことが
望まれる。

【０００６】また、図９の汚泥の濃縮方法では、内圧式
の膜モジュール２９に圧入して膜ろ過を行い、膜モジュ
ール２９より濃縮された膜濃縮汚泥を物理洗浄により間
欠的にシックナー３０に供給して脱水可能な濃度まで濃
縮する。しかしながら、膜モジュール２９としてセラミ
ック製の無機膜を用いているため、膜モジュール２９の
交換時に膜を破損する恐れがある。しかも、デッドエン
ド方式のろ過運転で物理洗浄間隔を２時間以上としてい
るために、汚泥が膜表面に付着して比較的短期間のうち
に目詰まりを起こし、この目詰まりを解消するためには
頻繁に酸またはアルカリによる薬品洗浄を行う必要があ
り、その薬品洗浄操作のための費用や労力がコスト高に
つながるという問題がある。さらにまた、膜モジュール
２９に使用されるセラミック膜は高価であるために、設
備費および膜交換費が高くなるという問題もある。さら
に、この汚泥の濃縮方法では、膜濃縮汚泥をシックナー
３０に供給して重力濃縮、固液分離後に最終汚泥を取り
出すため、年間を通じて常に安定した汚泥濃度を脱水機
３１へ送ることが困難であるという問題がある。

【０００７】本発明は、上記のような課題を克服すべく
鋭意研究の結果完成されたものであって、膜処理装置か
ら発生する膜洗浄排水を年間を通じてほぼ一定した汚泥
濃度まで濃縮するとともに、着水井へ返送する上澄水の
水質を向上させて耐塩素性病原微生物等が浄水システム
内で循環することがなく、かつ経済的な排水処理装置お
よびその方法、この種の排水処理装置を備える浄水処理
設備を提案することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたものであり、請求項１の発明は、
河川等から取水した原水を膜処理装置で膜ろ過処理して
水道水として利用する際に、前記膜処理装置の膜の洗浄
によって排出される排水を、汚泥の固形物濃度が５〜１
０％となるまで濃縮する濃縮処理用膜装置を具備するこ
とを特徴とする排水処理設備である。この構成では、河
川等から取水した原水を浄水処理設備において、処理す
る際に、膜の洗浄によって発生する排水を、濃縮処理用
膜装置を用いて処理することで、クリプトスポリジウム
のような耐塩素性病原微生物の除去と汚泥の固形物濃度
を年間を通じて安定した濃度に濃縮し、その膜ろ過水は
水道水として利用可能な処理水とする。

【０００９】また、請求項２の発明は、前記濃縮処理用
膜装置の膜モジュールが膜充填率の異なる２種類以上の
有機膜であることを特徴とする請求項１に記載の排水処
理設備である。この構成では、濃縮処理用膜装置の膜モ
ジュール膜を少なくとも２段とし、前段と後段の膜モジ
ュールの膜充填率を異ならせることで、後段の膜モジュ
ールを監視することで膜損傷による汚染を解消する。

【００１０】また、請求項３の発明は、前記濃縮処理用
膜装置の膜モジュールが膜内径の異なる２種類以上の有
機膜であることを特徴とする請求項１に記載の排水処理
設備である。この構成では、膜モジュールとし膜内径の
異なる２種類以上の有機膜を用いて、汚泥水を膜ろ過す
ることで、効率良く汚泥を除去する。

【００１１】また、請求項４の発明は、前記濃縮処理用
膜装置の膜処理が内圧型クロスフロー方式であることを
特徴とする請求項１、２または３に記載の排水処理設備
である。この構成では、膜処理を内圧型クロスフロー方
式とすることで、膜に付着する汚泥を剥離し、浄水フロ
ーに循環させることで、膜目詰まりを抑制して、汚泥水
の全量を高速に処理することができる。

【００１２】また、請求項５の発明は、前記濃縮処理用
膜装置からの膜ろ過水を、着水井に戻す水路、原水を膜
ろ過する膜処理装置の直前に戻す水路、または滅菌処理
を施して、水道水として供給する水路を具備することを
特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の浄水処理設備
である。この構成では、濃縮処理用膜装置からの膜ろ過
水を浄水システムに循環させることで、処理効率を高め
ることができる。

【００１３】また、請求項６の発明は、河川等から取水
した原水を貯留する着水井と、前記着水井に取水した原
水中の溶解性有機物を除去する前処理装置と、前記前処
理装置で処理した処理水を膜ろ過処理する膜処理装置
と、前記膜処理装置からの膜ろ過水を滅菌する滅菌処理
設備と、前記膜処理装置の洗浄水を一旦貯留する排水池
と、前記排水池の排水の汚泥成分を濃縮する濃縮処理用
膜装置とを備え、前記濃縮処理用膜装置の膜ろ過水を前
記膜処理装置の前段または後段に送る返送配管とを備
え、前記濃縮処理用膜装置の膜モジュールが膜充填率の
異なる２種類以上の有機膜または膜内径の異なる２種類
以上の有機膜であることを特徴とする浄水処理設備であ
る。この構成では、原水を膜処理装置で汚泥を除去し、
この膜処理装置の膜モジュールを洗浄した洗浄水を、濃
縮処理用膜装置で処理して、その膜ろ過水を浄水処理系
に循環させることで、水回収率を向上させる。

【００１４】また、請求項７の発明は、河川等から取水
した原水を膜処理装置で膜ろ過処理して水道水として利
用する際に、前記膜処理装置の膜の洗浄によって生じる
排水を、濃縮処理用膜装置へ供給して濃縮処理し、排水
中に含まれる汚泥の固形物濃度を５〜１０％まで濃縮す
ることを特徴とする排水処理方法である。この構成で
は、河川等から取水した原水を浄水処理設備で処理する
際に、膜洗浄時に発生する排水を、濃縮処理用膜装置を
用いて処理することで、汚泥の固形物濃度を上記の値に
濃縮して、脱水機に打ち込むことができる。

【００１５】また、請求項８の発明は、前記濃縮処理用
膜装置による膜処理を内圧型クロスフロー方式で行うこ
とを特徴とする請求項７に記載の排水処理方法である。
この構成では、浄水処理フローの膜処理装置から比較的
濃縮度の高い膜洗浄水を排水池に送られ、膜処理を内圧
型クロスフロー方式で行うことによって、膜面流速を高
く設定することが可能であり、排水の処理効率がよい。

【００１６】また請求項９の発明は、前記濃縮処理用膜
装置より得られた膜ろ過水を、着水井に戻すか、原水を
膜ろ過する膜処理装置の直前に戻すか、または滅菌処理
を施して、水道水として利用するかの何れかであること
を特徴とする請求項７また８に記載の排水処理方法であ
る。この構成では、濃縮処理用膜装置の膜ろ過水の水質
によっては滅菌処理して水道水とするか、膜処理装置の
前段に送水することで負荷を軽減して、膜ろ過水を有効
に利用して、水回収率を高めることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る排水処理装置
およびその方法、浄水処理設備について、図面を参照し
て説明する。

【００１８】図１は、本発明における排水処理装置およ
びその方法、浄水処理設備の一例を示す浄水処理フロー
を示す系統図である。同図において、本発明の浄水処理
装置は、主として、河川等の原水を受水する着水井１、
原水中の夾雑物を除去するためもしくは原水中の溶解性
有機物質を除去するための前処理装置２、原水中の懸濁
成分および細菌類を除去するための膜処理装置３、膜処
理装置３において一定期的に実施する洗浄操作等により
排出された膜洗浄水を受水する排水他４、汚泥の濃縮お
よび清澄な膜ろ過水を得るための濃縮処理用膜装置５お
よび膜濃縮汚泥を脱水する脱水機６より構成されてい
る。前処理装置２は、原水中の夾雑物を除去する目的
で、例えばオートストレーナのような簡易型回転固液分
離器を用いることができる。また、原水中の溶解性有機
物を除去する目的では、例えば生物処理、オゾン処理、
活性炭処理のような高度処理装置を用いることができ
る。そして、濃縮処理用膜装置５では、膜処理装置３か
らの洗浄排水を汚泥の固形物濃度が５〜１０％となるま
で濃縮することができる。なお、排水処理装置は、膜処
理装置３の膜の洗浄排水を処理する処理フローを実施す
る処理系であり、排水池４に送水された洗浄排水を濃縮
処理用膜装置５や脱水機６で処理して乾燥汚泥を生成
し、膜ろ過水を浄水処理系に戻す処理系である。

【００１９】図示においては、先ず、河川等の原水を着
水井１で受水した後、原水中の夾雑物を除去するため、
もしくは原水中の溶解性有機物質を除去するための前処
理装置２へ導き、膜処理装置３にて原水中の懸濁成分お
よび細菌類を除去する。膜処理装置３において得られた
膜ろ過水は、滅菌処理設備により塩素消毒を行って水道
水として供給される。膜処理装置３において、定期的に
実施する膜洗浄操作により排出された洗浄排水は、排水
他４へ送水され、さらに濃縮処理用膜装置５へ送られて
処理される。濃縮処理用膜装置５より得られた膜ろ過水
は、水路１９ａから着水井１へ送水される。一方、濃縮
処理用膜装置５より間欠的、あるは連続的に得られた膜
濃縮汚泥は、脱水機６へ送られ脱水される。

【００２０】また、図１のように濃縮処理用膜装置５に
よる膜ろ過水を着水井１に戻す処理フローとすると、万
が一濃縮処理用膜装置５の膜に破損が生じて懸濁成分お
よび細菌類が漏出した場合にも、水処理系の膜処理装置
３によって処理されるために、水道水水質を悪化させる
ことが無い。さらには、濃縮処理用膜装置５の膜ろ過水
を水処理系の膜で再び処理させることによって、水回収
率の向上を図ることができると共に、濃縮処理用膜装置
５の膜ろ過水水質は、重力濃縮処理の上澄水の水質に比
して良好であるために、水処理系の膜に対する負荷を低
減させることができる。

【００２１】続いて、図４を参照して、本発明における
濃縮処理用膜装置５の構造図の一例について説明する。
同図において、濃縮処理用膜装置５は、循環タンク７、
撹拌機８、循環ポンプ９、膜モジュール１０および洗浄
手段１１から構成されている。１２〜１８は配管を示
し、Ｖはバルブを示している。先ず、排水池４より膜の
洗浄排水が配管１２を介して撹拌機８を備えている循環
タンク７へ供給される。この排水は、循環ポンプ９によ
り配管１３を通って膜モジュール１０へ送られ、膜ろ過
処理された後、循環水は配管１４を通って循環タンク７
へ返送される。一方、膜ろ過水は、配管１５を通って塩
素消毒されて水道水として利用される。また、定期的に
実施する洗浄操作において、洗浄手段１１により配管１
６を通って膜モジュール１０内を洗浄する。その膜の洗
浄排水は、配管１７を介して循環タンク７へ返送され
る。このようにして、循環タンク７において濃縮された
汚泥は配管１８を通ってバルブＶにより間欠的あるいは
連続的に引き抜かれた後、脱水機６へ送られる。

【００２２】本発明の濃縮処理用膜装置５では、膜モジ
ュール１０が精密ろ過膜（ＭＦ膜）あるいは眼外ろ過膜
（ＵＦ膜）の有機膜を用いられており、膜の洗浄手段１
１としては、原水あるいは膜ろ過水を用いて行う逆流水
洗浄または加圧ガスを用いて行う逆圧洗浄あるいはそれ
らの組み合わせを用いることができる。膜モジュール１
０は、その膜充填率が異なる２種類以上の膜で構成した
り、あるいは膜内径の異なる２種類以上の有機膜で構成
されている。

【００２３】また、本発明の濃縮処理用膜装置５におけ
るろ過方式として、外圧型あるは内圧型のデッドエンド
ろ過（全量ろ過）方式とすると、膜表面に付着した濃縮
汚泥により比較的短期に目詰まりを起こし、頻繁に酸ま
たはアルカリによる薬品洗浄を行う必要があり、経済的
ではない。そのため膜表面に付着した濃縮汚泥を剥離・
循環させるというクロスフロー方式にすれば、膜の目詰
まりが抑制され、薬品洗浄頻度を少なくすることができ
る。その際、外圧型あるいは内圧型の膜モジュールを用
いて通水すると、循環ポンプの動力が同じ場合、内圧型
の方が外圧型に比して膜面流速を高く設定することがで
きるため、膜表面での汚泥の堆積量が少なくなり膜の目
詰まりが抑制される。以上のことから、本発明の濃縮処
理用膜装置５におけるろ過方式としては、内圧型クロス
フロー方式を採用することが好まい。

【００２４】さらに、本発明の濃縮処理用膜装置５の処
理システムは、濃縮処理用膜装置５へ供給する排水の濃
度が２％以上と高い場合には、１種類の有機膜を使用し
た単段システムとすることも可能であるが、排水の濃度
が２％以下と低い場合には循環ポンプの動力費をできる
だけ削減させるため、膜充填率および膜内径の異なる２
種類以上の有機膜を使用することにより、段階的に汚泥
の固形物濃度を上げるような多段システムとすることが
好ましい。この際、膜充填率が２０〜７０％、膜内径が
１〜４ｍｍという範囲で、２種類以上の膜モジュールを
組み合わせて使用することが好ましい。

【００２５】続いて、本発明の他の実施形態について、
図２、図３を参照して説明する。図２、図３の実施形態
において、同一部分には同一符号が付与されており、同
一部分の説明は省略する。

【００２６】図２では、濃縮処理用膜装置５の膜ろ過水
は、配管等を含む水路１９ｂを介して膜処理装置３の処
理水流入側に供給される。また、図３では、濃縮処理用
膜装置５の膜ろ過水は、配管等を含む水路１９ｃを介し
て塩素消毒フローに送水して水道水として供給される。
無論、浄水処理設備として、水路１９ａ、１９ｂ、１９
ｃの全てを備えてもよい。水路１９ａ、１９ｂ、１９ｃ
の全てを備える場合には、例えば濃縮処理用膜装置５の
膜モジュールの損傷が激しい時には、水路１９ａに切り
換えて着水井１に膜ろ過水を送水するように制御するこ
とができる。膜ろ過水の水質に応じて、水路１９ａ、１
９ｂ、１９ｃの何れかに切り換えて、水道水の水質を基
準内に維持する。また、浄水場の立地条件、例えば浄水
処理場全体の水位高低あるいは返送配管の長さ等を勘案
して、図１、図２または図３の方式を選択してもよい。
このように濃縮処理用膜装置５の膜ろ過水を膜処理装置
の前段または後段に戻して、前処理装置および膜処理装
置の負荷軽減を図り、かつ塩素消毒設備に戻す塩素消毒
をする浄水処理フローとすることで、浄水処理装置とし
ての水回収率の向上を図ることができる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明を実施例を挙げてより具体的に
説明する。なお、これらの実施例によって、本発明を限
定するものではない。

【００２８】（実施例１）実施例１では、図１に示す浄
水処理フローに従って処理する。前処理装置２には、オ
ートストレーナ、オゾン接触槽および活性炭塔を配置し
て、原水中の夾雑物を除去し、原水中の溶解性有機物質
を除去する。この前処理装置２で処理された処理水は、
膜処理装置３に送られ、膜処理装置３から排出された固
形物濃度０．１％の膜洗浄排水を、表１に示した仕様の
濃縮処理用膜装置５に通水して処理した。

【００２９】

【表１】

【００３０】図５は、濃縮処理膜装置５における平均ろ
過圧力の経日変化を示し、同図の横軸は通水日数であ
り、縦軸は平均ろ過圧力である。平均ろ過圧力は、膜入
口圧力と循環水圧力の平均から膜出口圧力を差し引いた
圧力を表している。なお、以下の表のＰＶＤＦは、フッ
素樹脂であるポリフッ化ビニリデンを指している。表２
には、本実施例により得られた膜濃縮汚泥と既存設備
（図８の膜濃縮槽）により得られた濃縮汚泥とを脱水試
験を行って得られた脱水性能について示している。表２
から明らかなように、実施例１では、脱水機６に打ち込
まれる汚泥の固形物の濃度が６．９％であり、脱水時間
が５時間であったのに対して、既存設備では、脱水機６
に打ち込まれる汚泥の固形物の濃度が２．８％であり、
脱水時間が１３時間であった。脱水ケーキの含水率は、
実施例１が５０．２％であるのに対して、既存設備では
５４．３％である。汚泥濃縮度、脱水時間、脱水ケーキ
の含水率の観点から本発明が優れていることは明らかで
ある。また、表３は、実施例１により得られた膜ろ過水
の水質分析結果を示している。本実施例においては、ろ
過水を着水井１に戻しているが、水質結果は、表３から
明らかなように、水道水水質基準をも満足するものであ
った。

【００３１】

【表２】

【００３２】

【表３】 ＊：快適水質項目の目標値

【００３３】（実施例２）実施例２は、図２に示す浄水
処理フローに従って処理したものである。前処理装置２
には、実施例１と同様に、オートストレーナ、オゾン接
触槽および活性炭塔を配置して、原水中の夾雑物を除去
し、原水中の溶解性有機物質を除去した。この前処理装
置２で処理された処理水は、膜処理装置３に送られ、膜
処理装置３から排出された固形物濃度０．１％の膜洗浄
排水を濃縮処理用膜装置５に通水して処理した。濃縮処
理用膜装置５は、表４に示した仕様に基づく２段のろ過
膜からなる。

【００３４】

【表４】

【００３５】図６には、濃縮処理膜装置５における平均
ろ過圧力の経日変化を示し、同図の横軸が通水日数を示
し、その横軸が平均ろ過圧力を示している。図６の平均
ろ過圧力は、膜入口圧力と循環水圧力の平均から膜出口
圧力を差し引いた圧力を表している。表５には、本実施
例により得られた膜濃縮汚泥と既存設備（図８の膜濃縮
槽）により得られた濃縮汚泥とを脱水試験を行って得ら
れた脱水性能について示されている。表５から明らかな
ように、実施例２では、脱水機６に打ち込まれる汚泥の
固形物の濃度が６．３％であり、脱水時間が５時間であ
ったのに対し、既存設備では、脱水機６に打ち込まれる
汚泥の固形物の濃度が２．７％であり、脱水時間が１３
時間である。脱水ケーキの含水率は、実施例２が５１．
３％であるのに対して、既存設備では５２．５％であ
る。汚泥濃縮度、脱水時間、脱水ケーキの含水率の観点
から本発明が優れていることは明らかである。また、本
実施例により得られた膜ろ過水の水質分析結果を表６に
示した。本実施例においては膜ろ過水を膜処理装置３の
直前に戻したが、水質結果は水道水水質基準をも満足す
るものであった。

【００３６】

【表５】

【００３７】

【表６】 ＊：快適水質項目の目標値

【００３８】（実施例３）実施例３では、図３に示す浄
水処理フローに従って処理する。前処理装置２には、実
施例１と同様にオートストレーナ、オゾン接触槽および
活性炭塔を配置して、原水中の夾雑物を除去し、原水中
の溶解性有機物質を除去する。この前処理装置２で処理
された処理水は、膜処理装置３に送られ、膜処理装置３
から排出された固形物濃度が０．１％の膜洗浄排水を濃
縮処理用膜装置５に通水して処理した。濃縮処理用膜装
置５は、表７に示した仕様のものである。

【００３９】

【表７】

【００４０】実施例３では、濃縮処理用膜装置５が２段
となっており、図７は、濃縮処理膜装置５における平均
ろ過圧力の経日変化が示されている。濃縮処理用膜装置
５における平均ろ過圧力の経日変化を図７に示してい
る。表８には、本発明の方法により得られた膜濃縮汚泥
と既存設備（図８の膜濃縮）により得られた彼縮汚泥と
を脱水試験して得られた脱水性能について示した。ま
た、本発明の方法により得られた膜ろ過水の水質分析結
果を表９に示した。

【００４１】表８から明らかなように、実施例３では、
脱水機６に打ち込まれる汚泥の固形物の濃度が７．３％
であり、脱水時間が４時間であったのに対し、既存設備
では、脱水機６に打ち込まれる汚泥の固形物の濃度が
２．４％であり、脱水時間が１６時間である。脱水ケー
キの含水率は、実施例３が５３．３％であるのに対し
て、既存設備では５２．３％である。汚泥濃縮度、脱水
時間、脱水ケーキの含水率の観点から本発明が優れてい
ることは明らかである。また、本実施例により得られた
膜ろ過水の水質分析結果を表９に示した。本実施例にお
いて得られた膜ろ過水の水質結果は水道水水質基準をも
満足するものであったため、塩素消毒設備へ送り滅菌作
業を実施した。

【００４２】

【表８】

【００４３】

【表９】 ＊：快適水質項目の目標値

【００４４】本発明では、排水処理装置の濃縮処理用膜
装置５が、図５〜図７より明らかなように、濃縮処理用
膜装置５における平均ろ過圧力の上昇は見られず安定し
て通水することができることを示している。従って、本
発明の排水処理装置を浄水処理装置に使用すれば、排水
処理系での故障や処理の中断等を発生することなく、水
道水を安定して供給することができることを示してい
る。

【００４５】しかも、表２、表５および表８より明らか
なように、本発明により得られた汚泥濃度は、既存設備
の場合に比べて２．５〜３．０倍に上昇し、脱水機によ
る脱水時間は、既存設備の場合に比べて６２〜７５％も
短縮され、脱水性に優れた濃縮汚泥を得ることができ
た。即ち、脱水機による汚泥処理が短時間になされるの
で、汚泥が滞貨することなく処理される。

【００４６】また、本発明では、表３、表６および表９
より明らかなように、濃縮処理用膜装置による膜ろ過水
水質が、水道水水質基準を満足するものであり、また、
クリプトスポリジウムのような耐塩素性病原微生物は、
濃縮処理用膜装置で除去されるので検出することはでき
なかった。膜ろ過水は、水道水として利用することがで
きることは明らかである。

【００４７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の濃縮処理用
膜装置によれば、ほぼ一定した固形物濃度（５〜１０
％）の汚泥を、脱水機へ打ち込むことができるととも
に、脱水機における脱水時間を大幅に短縮することがで
きる利点があり、従来の重力式濃縮方法の場合と比較し
て、脱水機の容量を小型にすることができる利点があ
り、設備費を安価なものとすることができる。

【００４８】また、本発明によれば、濃縮処理用膜装置
の膜洗浄排水を内圧型クロスフロー方式で膜ろ過を行う
ために、平均ろ過圧力の急激な上昇はなく連続通水する
ことができる。従って、比較的短期で目詰まりを起こす
ことがなく、薬品洗浄の間隔が長くなることから、薬品
洗浄操作のための費用や労力が削減できる。従って、本
発明の排水処理装置を浄水場に採用することで、高度水
処理がなされた水道水を安価に供給することができる効
果的のものである。

【００４９】さらに、本発明によれば、従来、着水井へ
返送していた上澄水を膜処理するために、膜ろ過水は着
水井へ戻すほかに、膜処理装置直前もしくは水道水とし
て再利用することが可能となり、浄水処理設備としての
水回収率の向上を図ることができる等の効果を有するも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における浄水処理フローを
示す系統図である。

【図２】本発明の他の実施形態における浄水処理フロー
を示す系統図である。

【図３】本発明の他の実施形態における浄水処理フロー
を示す系統図である。

【図４】濃縮処理用膜装置の構成図を示す浄水処理フロ
ーを示す系統図である。

【図５】実施例１の運転結果を示す図である。

【図６】実施例２の運転結果を示す図である。

【図７】実施例３の運転結果を示す図である。

【図８】従来技術における浄水処理を示す図である。

【図９】従来技術における浄水処理を示す図である。

【符号の説明】

１ 着水井 ２ 前処理装置 ３ 膜処理装置 ４ 排水他 ５ 濃縮処理用膜装置 ６ 脱水機 ７ 循環タンク ８ 撹拌機 ９ 循環ポンプ １０ 膜モジュール １１ 洗浄手段 １２〜１８ 配管 １９ａ〜１９ｃ 水路

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 河川等から取水した原水を膜処理装置で
   膜ろ過処理して水道水として利用する際に、前記膜処理
   装置の膜の洗浄によって排出される排水を、汚泥の固形
   物濃度が５〜１０％となるまで濃縮する濃縮処理用膜装
   置を具備することを特徴とする排水処理装置。
2. 【請求項２】 前記濃縮処理用膜装置の膜モジュールが
   膜充填率の異なる２種類以上の有機膜であることを特徴
   とする請求項１に記載の排水処理装置。
3. 【請求項３】 前記濃縮処理用膜装置の膜モジュールが
   膜内径の異なる２種類以上の有機膜であることを特徴と
   する請求項１に記載の排水処理装置。
4. 【請求項４】 前記濃縮処理用膜装置の膜処理が内圧型
   クロスフロー方式であることを特徴とする請求項１、２
   または３に記載の排水処理装置。
5. 【請求項５】 前記濃縮処理用膜装置からの膜ろ過水
   を、着水井に戻す水路、原水を膜ろ過する膜処理装置の
   直前に戻す水路、または滅菌処理を施して、水道水とし
   て供給する水路を具備することを特徴とする請求項１〜
   ４の何れかに記載の排水処理装置。
6. 【請求項６】 河川等から取水した原水を貯留する着水
   井と、 前記着水井に取水した原水中の溶解性有機物を除去する
   前処理装置と、 前記前処理装置で処理した処理水を膜ろ過処理する膜処
   理装置と、 前記膜処理装置からの膜ろ過水を滅菌する滅菌処理設備
   と、 前記膜処理装置の洗浄水を一旦貯留する排水池と、 前記排水池の排水の汚泥成分を濃縮する濃縮処理用膜装
   置とを備え、 前記濃縮処理用膜装置の膜ろ過水を前記膜処理装置の前
   段または後段に送る返送配管とを備え、前記濃縮処理用
   膜装置の膜モジュールが膜充填率の異なる２種類以上の
   有機膜または膜内径の異なる２種類以上の有機膜である
   ことを特徴とする浄水処理設備。
7. 【請求項７】 河川等から取水した原水を膜処理装置で
   膜ろ過処理して水道水として利用する際に、前記膜処理
   装置の膜の洗浄によって生じる排水を、濃縮処理用膜装
   置へ供給して濃縮処理し、排水中に含まれる汚泥の固形
   物濃度を５〜１０％まで濃縮することを特徴とする排水
   処理方法。
8. 【請求項８】 前記濃縮処理用膜装置による膜処理を内
   圧型クロスフロー方式で行うことを特徴とする請求項７
   に記載の排水処理方法。
9. 【請求項９】 前記濃縮処理用膜装置より得られた膜ろ
   過水を、着水井に戻すか、原水を膜ろ過する膜処理装置
   の直前に戻すか、または滅菌処理を施して、水道水とし
   て利用するかの何れかであることを特徴とする請求項７
   また８に記載の排水処理方法。