WO2003018485A1

WO2003018485A1 - Systeme et procede d'alimentation en eau

Info

Publication number: WO2003018485A1
Application number: PCT/JP2002/008798
Authority: WO
Inventors: Masaru Uehara; Yukio Kobayashi
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co., Ltd.
Priority date: 2001-08-31
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2003-03-06
Also published as: CN1543438A; JP2003071442A; CN1241838C

Description

給水システムおよぴ給水方法技術分野

本発明は、水道水などの原水を膜処理し、得られた処理水を利用者に供給する給水システムおよぴ給水方法に関する。背景技術

従来より、分離膜を使用した水処理が行われている。このような水の膜処理としては、生活排水処理、工業廃水処理などの汚水処理もあるが、近年では、水道水の利用者がより安全で衛生的な飲料水を求めていることから、地域の上水場から各家庭などに供給された水道水を、さらに家庭用浄水器などで膜処理することも行われている。

また、特に最近では、各家庭単位でなく、ビルや集合住宅単位、あるいは複数の住宅を含む特定の地域単位で、水道水を膜処理することも検討されてきている。具体的には、ビルや集合住宅の屋上、あるいは地域内の共同用地などに水道水を引き込んで水道水を膜処理するとともに、得られた処理水を共同の処理水槽に一旦貯水し、その後、ビルの各フロアや各家庭に処理水を配水し使用する給水システムなどが検討されている。

しかしながら、このような給水システムにおいては、処理水槽内で処理水の水量が変動することによって、処理水が処理水槽内で微生物類、雑菌類などに汚染される場合があった。

すなわち、処理水槽には膜処理された処理水が供給されるとともに、供給された処理水が処理水槽から随時各フ口ァゃ各家庭に供給されるため、処理水槽中の処理水量は増加、減少を繰り返して変動する。ここで、処理水量が一旦減少すると、減少した処理水量に見合って処理水の水面が下降する。そして、今まで処理水と接触していた処理水槽の内壁が濡れた状態で露出し、空気と接触するので、時間の経過にともなって、この新たに露出した部分には微生物類、雑菌類が繁殖するおそれがあった。そして、その後、膜処理された処理水が処理水槽に新たに供給されると、処理水の水面が上昇し、処理水槽の内壁に繁殖した微生物類、雑菌類が処理水中に混入してしまう可能性があった。

また、このような膜処理においては、膜処理の継続にともなって固形分が濃縮した濃縮水が発生し、この濃縮水が膜に負担をかけ、膜間差圧（膜処理前後の差圧）が上昇し、処理効率が低下するという問題もあった。発明の開示

本発明の目的は、膜に過剰な負担をかけることなく安定に水道水などの原水を膜処理して処理水を得ることがき、さらに得られた処理水を、高い衛生性を維持しつつ、安定かつ効率的に利用者に供給することである。

本発明の給水システムは、原水が供給される貯水槽と、

該貯水槽に供給された原水を膜処理して処理水を製造する膜分離装置と、該膜分離装置によって送液される前記処理水を貯水する処理水槽と、前記膜処理によつて発生した濃縮水を抜水する抜水手段と、

前記処理水槽から前記処理水を配水する配水手段と、

前記処理水槽中の前記処理水の水量を検知し、該水量に応じて前記膜分離装置の動作を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする。

前記処理水槽は外気と通じる通気孔を備え、該通気孔はフィルタを備えていることが好ましい。

前記膜分離装置は浸漬型膜分離装置であって、前記貯水槽内に浸漬されていることが好ましい。

前記貯水槽内に吸着材を備えていることが好ましい。

前記配水手段は配水管を具備し、該配水管に浄水器を備えていることが好ましい。

前記浄水器は吸着材を備えていることが好ましい。

前記浄水器は中空糸膜を備えていることが好ましい。

また、前記原水としては水道水を使用できる。

本発明の給水システムは、前記配水手段により配水可能な複数の処理水使用場所を備えた 1棟の建物に対して構築される場合に適している。また、本発明の給水システムは、前記配水手段により配水可能な処理水使用場所を 1つ以上備えた建物を、複数備えた特定地域に対して構築される場合にも適している。

本発明の給水方法は、貯水槽に供給された原水を膜処理して処理水を製造する工程と、

'該処理水を、これを貯水する処理水槽に送液する工程と、 ― 前記膜処理によって発生した濃縮水を抜水する工程と、

前記処理水槽から前記処理水を配水する工程と、

前記処理水槽中の前記処理水の水量を検知し、該水量に応じて前記膜分離装置の動作を制御する工程とを有することを特徴とする。

本発明の給水方法においては、前記処理水槽中に、殺菌剤を投入する工程を有していてもよい。

前記貯水槽から水を抜水する工程の頻度が、 1回 Z i 0日以上であることが好ましい。

前記処理水の回収率が 9 5 %以上であることが好ましい。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の給水システムを説明する流れ図である。

図 2は、本発明の給水システムの一例を示す概略構成図である。

図 3は、本発明の給水システムの他の一例を示す概略構成図である。

図 4は、本発明の給水システムの他の一例を示す概略構成図である。発明を実施するための最良の形態

以下に本発明を詳細に説明する。

図 1は本発明の給水システムを説明する流れ図であって、この給水システムは、水道水などの原水が供給される貯水槽と、この貯水槽に供給された原水を膜処理して微生物類、雑菌類を除去し、処理水とする膜分離装置と、この膜分離装置によって送液される処理水を貯水する処理水槽と、膜分離装置での膜処理によって発生した濃縮水を抜水する抜水手段と、処理水槽から前記処理水を使用場所へ配水する配水手段とを有している。そして、この給水システムは、さらに、処理水槽中の処理水の水量を検知し、その水量に応じて膜分離装置の動作を制御する制御手段を備えている。

図 2は、図 1に示した給水システム 1 0の具体例であって、符号 1 1は、地域の上水場から供給された水道水を貯水する貯水槽 1 1であって、ビル 1 2の屋上に設けられたものである。

この貯水槽 1 1には膜分離装置として、貯水槽 1 1内に浸漬されて処理対象の原水 1 3を固液分離する型の浸漬型膜分離装置 1 4が設けられていて、この図示例の浸漬型膜分離装置 1 4は、中空糸膜モジュール 1 5と、この中空糸膜モジュール 1 5に接続された吸引ポンプ 1 6とを備えて構成されている。

中空糸膜モジュール 1 5は、略平行にシート状に配列された複数本の中空糸膜 1 5 aと、これら中空糸膜 1 5 aの両端部をその開口を維持したまま支持する 2本の管状支持体 1 5 bとを備えている。そして、この管状支持体 1 5 に吸引ポンプ 1 6が接続されていて、この吸引ポンプ 1 6を作動させることによつて、貯水槽 1 1中の原水 1 3が中空糸膜 1 5 aを介して吸引され、その膜面で原水 1 3中の微生物類などが捕えられて除去されるとともに、得られた処理水 1 7が、これを貯水する処理水槽 1 8に送液されるようになっている。

また、この例では中空糸膜モジュールを使用しているが、その他に、平膜、管状膜、セラミック膜、焼結フィルタ等を備えたモジュールを用いることができる。また、膜の種類は、逆浸透膜（R O膜)、ナノ分離膜（N F膜)、限外濾過膜（U F膜）、精密濾過膜（MF膜)、イオン交換膜、吸着膜等の種々分離膜を使用することができる。

膜素材は、例えば、セルロース系、ポリオレフイン系（ポリエチレン、ポリプロピレン）、ポリビュルアルコール系、エチレン'ビニルアルコール共重合体、ポリエーテル系、ポリメタクリル酸メチル ( PMMA) 系、ポリスルフォン系、ポリアクリロニトリル系、ポリフッ化工チレン（テフロン（登録商標)）系、ポリフツイ匕ビニリデン系、ポリカーボネート系、ポリエステル系、ポリアミド系、芳香族ポリアミド系等の各種材料からなるものを好適に使用できる。

中空糸膜を使用する際は、外径は 2 0 0〜4 0 0 0 μ πι、膜厚は 5 0〜3 0 O / mであって、空孔率は 4 0〜8 9 %、阻止孔径は 0 . 0 1〜 5 m、好ましくは 0 . 1〜1 . Ο μ πιである。なお、ここで阻止孔径を 0 . 2 i m以下とすると、原水 1 3中の微生物類をほぼ完全に膜面で捕らえることができる。尚、中空糸膜は親水化してあることが好ましレ、。

また、貯水槽 1 1内の中空糸膜モジュール 1 5の下方には、側面に図示略の散気孔を有する散気管 1 9が配されている。そして、ブロア 2 0から圧縮空気などの気体を送って散気孔からこの気体を発生させることにより、中空糸膜 1 5 aの膜面をェアースクラビング処理して、膜面洗浄できるようになつている。ェアースクラビング処理は、膜処理を行っている間、連続して行ってもよいし、間欠的に行ってもよい。また、膜処理を停止している間に行ってもよい。貯水槽 1 1内部の水は、膜処理を行うことによって次第に濃縮され、濃縮水となる。ここで、あまり高濃度まで濃縮を行うと、固形物量が増加して膜の閉塞が起こりやすくなる可能性がある。また、微生物濃度が高くなり、それに伴つて溶存性の代謝産物量が増加し、処理水中に混入したり、万が一膜が破損した際に処理水中に微生物が多量に混入したりする可能性も考えられる。このため、この例のように、貯水槽 1 1に抜水手段 3 0を設け、適当な頻度で貯水槽 1 1から濃縮水を抜水することが好ましい。

抜水手段 3 0は、例えば貯水槽 1 1の下部に開閉弁 3 1を有する配管 3 2を設け、開閉弁 3 1を開くことによって、貯水槽 1 1内部の濃縮水を自重により排出することもできるし、配管 3 2にポンプを設け、ポンプの駆動力によって濃縮水を排出することもできる。また、貯水槽 1 1の内部に水中ポンプを浸漬させ、水中ポンプで濃縮水を排出してもかまわない。 ·

濃縮水の排出は、貯水槽 1 1に溜まったすべての濃縮水を一度に排出しても良いし、一部だけを排出するようにしても良い。

貯水槽 1 1には、吸着剤を添加することもできる。吸着材は、粉末状吸着材、この粉末吸着材を造粒した粒状吸着材、繊維状吸着材などが挙げられる。このような吸着材としては、例えば、天然物系吸着材（天然ゼォライト、銀ゼオラィト、酸性白土等）、合成物系吸着材（合成ゼォライト、抗菌性ゼォライト、細菌吸着ポリマー、リン鉱石、モレキュラーシーブ、シリカゲル、シリカアルミナゲル系吸着材、多孔質ガラス等）などの無機質吸着材；粉末状活性炭、繊維状活性炭、プロック状活性炭、押出成形活性炭、成形活性炭、分子吸着樹脂、合成物系粒状活性炭、合成物系繊維状活性炭、イオン交換樹脂、イオン交換繊維、キレート樹脂、キレート繊維、高吸水性樹脂、高吸水性繊維、吸油性樹脂、吸油剤などの有機系吸着材等、公知のものが挙げられる。

これらの吸着材の特性を考慮して、脱臭、脱色、有機物除去の目的に合わせて、適宜選択し、必要に応じて組合せて使用することが好ましい。

中でも、原水中の残留塩素ゃカビ臭、トリハロメタンなどの有機化合物の吸着'力に優れた活性炭や、鉛を除去できるケィ酸チタニウム等が好適に用いられる。

活性炭は、植物質（木材、セルロース、のこくず、木炭、椰子殻炭、素灰等)、石炭質（泥炭、亜炭、褐炭、瀝青炭、無煙炭、タール等)、石油質（石油残渣、硫酸スラッジ、オイルカーボン等）、パルプ廃液、合成樹脂などを炭化し、必要に応じてガス賦活（水蒸気、二酸化炭素、空気など）、薬品賦活（塩ィ匕カルシゥム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、リン酸、硫酸、カセイソーダ、 K O Hなど）したものなどが挙げられる。繊維状活性炭としては、ポリアクリロニトリル（P A N)、セルロース、フエノール、石炭系ピッチを原料にしたプレカーサを炭化し、賦活したものなどが挙げられる。

また、吸着材は、吸着材の粉体、粒状体等を結合剤で結合することによって形成された多孔質成形体を使用してもよい。

また、上記に示した 2種類以上の吸着材を混合したり、積層させたりして使用してもよい。

この図示例の処理水槽 1 8はその上部に、外気と通じ、処理水槽 1 8中の気圧を大気圧に維持するための通気孔 2 1を備えている。また、この通気孔 2 1 はフィルタ 2 1 aを備えていて、外気が処理水槽 1 8に流入する場合にはとのフィルタ 2 1 aによって、外気中の固形分が除去されてから処理水槽 1 8に入るようになっている。ここで使用されるフィルタ 2 1 aとしては、平膜型、金属製焼結フィルタ、プラスチック製焼結フィルタや、中空糸膜を備えた空気清浄フィルタなどが挙げられる。中空糸膜としては、すでに上述した各種材料からなるものが使用でき、例えば外径は 2 0 0〜4 0 0 0 μ πι、膜厚は 5 0〜3 0 0 mであって、空孔率は 4 0〜 8 9 %、阻止孔径は 0 . 0 1〜 5 μ m、好ましくは 0 . 1〜 1 . Ο μ πιである。尚、空気清浄フィルタに用いる中空糸膜は疎水性が好ましい。焼結フィルタは、多孔質の粉末焼結体であり、樹脂粉末、金属粉末、あるいはこれらの粉末の混合体を金型に充填し、金型を粉末の溶融温度以上に加熱して粉末粒子相互の接触部と融着せしめて多孔化したもの、樹脂粉末、金属粉末、あるいはこれらの粉末の混合体を金型に充填せずに加熱し、シート状化したものなど、公知の焼結方法によって焼結、成形して得られたものである。

焼結フィルタの材質、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフイン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂等の榭脂材料、 C、 S i、 M n、 P、 S、 C r、 M o、 N b、 T a、 B、 V、 N i、 C u、 A 1、 T i、 F e、 C o、およびこれらの合金等の無機、金属材料などが挙げられる。中でも、焼結フィルタにした際の重量が軽く、リサイクルが可能で、焼却処分の際にも有害物質を発生せず、孔径のコントロールを行い易いポリオレフィン樹脂が好適に用いられる。

図 2の給水システム 1 0は、処理水槽 1 8中の処理水 1 7の水量を検知し、検知された水量に応じて浸漬型膜分離装置 1 4の動作を制御する制御手段を備えている。この例においては、制御手段として、処理水槽 1 8中の処理水の水面に浮かぶフロート 2 2 aを備えたフロートスィツチ 2 2が使用されている。このフロートスィッチ 2 2は浸漬型膜分離装置 1 4の吸引ポンプ 1 6に電気的に接続されていて、フロート 2 2 aが処理水槽 1 8中の処理水 1 7の水量変動によって上下することによって、その水量を検知し、検知された水量に応じて浸漬型膜分離装置 1 4の吸引ポンプ 1 6のオン ·オフや、浸漬型膜分離装置 1 4から処理水槽 1 8への処理水 1 7の供給速度を制御するものである。

また、この図示例の給水システム 1 0においては、処理水槽 1 8中の処理水 1 7を配水するための配水手段として、配水管 2 3が備えられている。この配水管 2 3の一方の端部は処理水槽 1 8に接続し、他方の端部は、処理水 1 7の使用場所であるビル 1 2の各フロアに分岐して導かれている。そして、各フロァにおいて利用者が処理水 1 7を必要とする時に、この端部近傍に設けられた開閉弁 2 4を開けることによって、処理水 1 7を利用できるようになつている。また、この例においては開閉弁 2 4の下流側に、吸着材と中空糸膜とを内蔵した浄水器 2 5が装着されていて、配水管 2 3中で処理水 1 7に配水管 2 3由来の不純物などが混入した場合でも、ここで除去されるようになっている。なお、ここで使用する浄水器 2 5は、吸着材または中空糸膜のどちらか一方を備えたものであってもよく、必要に応じて選定できる。

次に、この例の給水システム 1 0を使用した給水方法について説明する。まず、地域の上水場から供給された水道水を貯水槽 1 1に貯水した後、管状支持体 1 5 bに接続された吸引ポンプ 1 6を作動させ、浸漬型膜分離装置 1 4 を運転する。すると、貯水槽 1 1内の原水 1 3が中空糸膜 1 5 aを介して吸引され、原水 1 3中の微生物類などが中空糸膜 1 5 aの膜面で捕えられる。そして、微生物類などが分離されて得られた処理水 1 7が、中空糸膜 1 5 aの中空部おょぴ管状支持体 1 5 bの中空部を通って処理水槽 1 8に送液され、ここに貯水される。

この際、浸漬型膜分離装置 1 4の動作を制御する制御手段であるフロートスイッチ 2 2に対して、処理水槽 1 8の水量が満水である場合には浸漬型膜分離装置 1 4の動作、ここでは吸引ポンプ 1 6の動作をオフとし、一方、処理水槽 1 8の水量が満水未満である場合にはオンとするようにあらかじめ設定してお < ₀

すると、膜処理された処理水 1 7が処理水槽 1 8に送液され、満水となった時点で、吸引ポンプ 1 6が止まって浸漬型膜分離装置 1 4の動作が止まり、処理水槽 1 7は満水状態に維持される。その後、このビル 1 2における処理水 1 7の利用者が開閉弁 2 4を開き、配水管 2 3を通じて処理水 1 7が配水されることによって処理水槽 1 8の水量が満水未満になると、フロートスィッチ 2 2 がその水量変動を検知して吸引ポンプ 1 6を作動させ、浸漬型膜分離装置 1 4 が運転を開始する。そして、この浸漬型膜分離装置 1 4で得られた処理水 1 7 が処理水槽 1 8に送液される。

こうして制御手段によって、処理水槽 1 8中の水量が満水かどうかを検知して、それに応じて浸漬型膜分離装置 1 4の動作を制御することによって、処理水槽 1 8を常時満水に維持することができる。

なお、制御手段に対して、ここで説明したように、処理水槽 1 8の水量が満水である場合には浸漬型膜分離装置 1 4の動作をオフとし、処理水槽 1 8の水量が満水未満である場合にはオンとするように設定するだけでなく、検知された水量に応じて、浸漬型膜分離装置 1 4から処理水槽 1 8へ供給される処理水 1 7の供給速度を制御するように設定しておいてもよい。

このように処理水槽 1 8内の水量を常時満水に維持すると、処理水槽 1 8中における処理水 1 7の水面の高さも一定に維持される。そのため、水面の高さの変動に起因する、処理水 1 7の処理水槽 1 8内における汚染を防止することができる。

すなわち、処理水 1 7の水量が減少して処理水槽 1 8の内壁の少なくとも一部が新たに露出すると、その露出部分は濡れたままの状態で空気と接触し、その結果、この部分に微生物類や雑菌類が繁殖してしまう場合がある。そして、その後、処理水 1 7が新たに浸漬型膜分離装置 1 4から供給され水面が上昇すると、繁殖した微生物類や雑菌類が処理水 1 7中に混入してしまう。しかしながら、処理水槽 1 8内の処理水 1 7の水面を一定に維持することによって、このような処理水 1 7の汚染が抑制され、浸漬型膜処理装置 1 4で膜処理された処理水 1 7の衛生性が処理水槽 1 8内で低下することなく、各処理水使用場所へと供給される。

なお、ここでは、処理水槽 1 8中の処理水 1 7の水量を、常時満水に維持する場合について説明したが、その水量は、特に満水に限定されない。

たとえば、制御手段であるフロートスィッチ 2 2に対して、処理水槽 1 8の水量が任意の一定量に達している場合には浸漬型膜分離装置 1 4の動作をオフとし、処理水槽 1 8の水量がその一定量未満である場合にはオンとするようにあらかじめ設定しておくことによって、処理水 1 7の水面の高さが一定に維持されれば、上述したような処理水槽 1 8の内壁の露出と、それにともなう微生物類、雑菌類の発生が抑制され、処理水 1 7の品質を維持できる。

制御手段として、この例ではフロートスィッチの場合を説明したが、フロートスィツチに限定されない。

例えば、シーケンス制御により処理水 1 7の水量を調整することも出来る。例えば、処理水 1 7の一日の使用量需要予測を行いプロダラミングし、実際の使用状況を適正に判断しながら、処理水 1 7の水量が不足しないように間欠処理運転させてもよい。一日の適正使用量をマイコンが記憶しておけば、処理水

1 7が適正使用量よりも大幅に多く使用されるような不測の事態が生じても、マイコンが判断して通常の倍以上の処理をする緊急運転に自動的に切替えることができる。

さらに、処理水槽 1 8内に、処理水槽 1 8内の任意の位置から処理水 1 7水面との距離を測定することができる液面検知センサーを取付け、単位時間当りに水面がどの程度動、たかを検知してシーケンスを組むこともできる。単位時間当りに処理水 1 7の使用量により水面がどの位動いたかを判断し、適宜、適正水位になるように間欠処理を行うようにしてもよい。また、単位時間当りの変動水位距離が一日の適正使用量よりも大きい場合には、やはりマイコンが判断して通常の倍以上の処理する緊急運転モードに自動的に切替えることができるようにすることにより、不測の事態にも対応することができる。

このようなシーケンスを組み、適正使用量を図ることにより、過剰な膜面積の膜分離装置を使用する必要がなく、また、過剰な容量の吸引ポンプ 1 6を使用する必要もなく、膜面積とポンプ容量とを小さくすることもできる。

このような給水方法によれば、処理水使用場所での配水に伴う処理水槽 1 8 中の水量変動に応じて、制御手段が浸漬型膜分離装置 1 4の動作を適切に制御するので、常に一定量の処理水 1 7が高い衛生性で処理水槽 1 8中に貯水され、利用者に安全性の高い処理水 1 7を安定に供給することができる。また、このような制御手段を備えていると、給水システム 1 0が自動化され、効率的な給水が可能となる。

また、このような給水方法において、浸漬型膜分離装置 1 4の運転を継続するに従って、貯水槽 1 1内部の水は次第に濃縮されるが、固形分濃度が高い状態で長時間膜処理を行うことは膜への負担が大きくなる。従って、できるだけ高い頻度で濃縮水の抜水を行うことが膜のろ過安定性の観点からは好ましい。濃縮水の抜水は、浸漬型膜分離装置 1 4の運転を停止し、必要に応じてエアースクラビング処理を行った後、貯水槽 1 1の下部に設けた配管 3 2に接続された開閉弁 3 1を開くことによって行われる。

原水の水質によって適正な抜水の頻度は変化するが、 1 0日に一回以上行うことが好ましく、 5日に一回以上がより好ましく、 3日に一回以上行うことがさらに好ましい。このとき、濃縮水の濁度として 1 0 0度程度がおよその目安となり、 1 0 0度を超えないような頻度で抜水して運転することが好ましい。一方、あまり抜水頻度を高くすると捨て水が増えて回収率が低下することから、回収率は 9 5 %以上に維持することが好ましい。なお、ここでいう回収率とは、処理水量の、処理水量と抜水した濃縮水量との合計に対する割合をいう。回収率は、 9 6 %以上とすることがより好ましく、 9 7 %以上とすることがより好ましい。

濃縮水の抜水頻度を高くし、なおかつ回収率を高く保つには、膜分離装置が配置された水槽の体積に対する膜面積の割合を高め、水槽体積をできるだけ小さくして、 1回の抜水で発生する排水量をできるだけ少なくすることが有効である。水槽（この例での貯水槽 1 1 ) の体積あたりの膜面積の割合は、 1 5 0 m²/m ³以上が好ましく、 2 0 0 m²Zm³以上がより好ましく、 3 0 O m Vm ³以上がさらに好ましい。

また、膜フラックス（単位膜面積あたりのろ過流速）を高くすることも、濃縮水の抜水頻度を高くし、なおかつ回収率を高く保っためには有効である。膜フラックスは、 0 . 5 m ³/m ²Z日以上とすることが好ましく、 0 . 7 5 m ³ _/m ²Z日以上とすることがより好ましく、 1 . 0 m ³/m ²Z日以上とすることがさらに好ましい。

このような給水システム 1 0は、図 2に示したように、配水手段により配水可能な複数の処理水使用場所を備えた 1棟の建物に対して構築されると、建物単位で衛生的な処理水 1 7を効率的に管理し、利用できる。このような建物としては、たとえば企業の入居しているビルなどの他、アパート、マンションなどの集合住宅、学校、病院、ホテル、各種公共施設などが挙げられる。

ここで、貯水槽 1 1や処理水槽 1 8の設置場所は、ビルなどの屋上に限らない。ビルの途中階でもよいし、地下でもよい。最上階より低い位置にある場合には、処理水 1 7をポンプで各使用場所に直接配水してもよい。

また、その他に、このような給水システムは、配水手段により配水可能な処理水使用場所を 1つ以上備えた一般の住宅などの建物が複数、たとえば数戸から数十戸程度集まって構成された町内などの特定地域に対しても適用できる。このような場合は、特定地域単位で衛生的な処理水 1 7を効率的に管理し、利用できる。

このような給水方法によれば、建物内の各処理水使用場所において個別に浄水処理しない場合でも、常時安全で衛生的な水が得られる。

また、この際、必要に応じて、次亜塩素酸ナトリウム（N a O C l )、さらし粉（C a ( C 1 O) ₂) などの殺菌剤を処理水槽 1 8中に投入して、処理水 1 7 を殺菌してもよレ、。

さらに、この例の給水システム 1 0には、原水が膜処理されずに、直接、或いは貯水槽 1 1から配水管 2 3へ流れる図示略のパイパス配管を備えておくことにより、災害等による緊急時に水が必要となった場合、吸引ポンプ 1 6を作動させる電力が使用できなくなっても、原水が確保できる限り水を入手することができる。この時、浄水器 2 5として活性炭と中空糸膜を備えたものを設置しておけば、利用者は衛生性の高い水を得ることができる。

なお、以上の説明においては、膜分離装置として、吸引ポンプ 1 6を備えた浸漬型膜分離装置 1 4を使用した場合について説明したが、貯水槽 1 1から取り出した原水 1 3に圧力を加えて強制的に膜を通過させ、膜処理するタイプの加圧型膜分離装置（例えば、貯水槽 1 1から処理水槽 1 8に至る配管の途中に缶体を設け、缶体内部に膜分離装置を配置して加圧することによってろ過を行う装置）などを使用してもよく、膜分離装置の形態には特に制限はない。しかしながら、図 2に例示したような吸引ポンプ 1 6などの吸引手段を備えた浸漬型膜分離装置 1 4を使用すると、これを貯水槽 1 1内に浸漬して設けることができるため、給水システム 1 0が全体としてコンパクトになる。また、このような浸漬型膜分離装置 1 4は、図 2のように散気管 1 9を使用することにより容易に膜洗浄ができ、また、比較的小さな吸引圧力で運転可能であるため、膜処理を効率的に行える。

また、膜分離装置として浸漬型膜分離装置 1 4を使用して、図 3および図 4 に示すような給水システム 1 0を構築することにより、より低エネルギーコストで効率的に給水を行うことができる。

図 3の給水システム 1 0では、中空糸膜モジュール 1 5と、この中空糸膜モジュール 1 5の管状支持体 1 5 bに接続された配管 2 6とを備えた浸漬型膜分離装置 1 4が使用され、中空糸膜モジュール 1 5が貯水槽 1 1に浸漬されている。そして、この貯水槽 1 1よりも下方に処理水槽 1 8が設置されていて、重力を利用して原水 1 3の膜処理と得られた処理水 1 7の処理水槽 1 8への送液とが行えるようになつている。

また、図 4の給水システム 1 0では、中空糸膜モジュール 1 5と、この中空糸膜モジュール 1 5の管状支持体 1 5 bに接続された連通管 2 7とを備えた浸漬型膜分離装置 1 4が使用されている。そして、中空糸膜モジュール 1 5が貯水槽 1 1に浸漬され、この貯水槽 1 1よりも下方に処理水槽 1 8が設置されている。この図 4の形態においては、連通管 2 7内にあらかじめ処理水 1 7を満たしておくことによって、いわゆるサイフォン効果によって原水 1 3が膜処理され、得られた処理水 1 7は連通管 2 7を通じて処理水槽 1 8に送液される。このように浸漬型膜分離装置 1 4の中空糸膜モジュール 1 5が浸漬された貯水槽 1 1よりも下方に処理水槽 1 8を設け、重力やサイフォン効果によって、膜分離と処理水 1 7の処理水槽 1 8への送液とを行うことによって、図 2のように吸引ポンプ 1 6を使用することなく、より低エネルギーコストで処理水使用場所に処理水を供給することができる。

そして、図 3の場合には配管 2 6の途中に、図 4の場合には連通管 2 7の途中に開閉弁 2 8を設けておく。そして、図 2の場合と同様に、フロートスイツチ 2 2などの制御手段によって、処理水槽 8中の処理水 1 7の水量に応じてこれら開閉弁 2 8の開閉を制御することによって、処理水槽 1 8内を常時一定の水量に維持することができる。このような方法によれば、非常に低いエネルギ一コストで、衛生的な処理水が得られる。

また、浸漬型膜分離装置 1 4で使用する分離膜モジュールとして、以上の説明においては、中空糸膜 1 5 aを略平行に引き揃えたシート状の中空糸膜モジユール 1 5を例示したが、中空糸膜 1 5 aを束にしてケーシング内ゃハウジング内に固定した形態の中空糸膜モジュールなどを使用してもよい。

また、この給水システムが処理対象とする原水 1 3としても、上水場などからの水道水に限定されず、河川水、湖沼水、地下水、湧水、水質によっては中水などを使用してもよい。

さらに原水 1 3の水質によっては、貯水槽 1 1へ送られてくる原水配管にプレフィルターを設置して、膜処理を行う膜への負担を軽減させることもできる。プレフィルタとしては、先に説明した焼結フィルタ、糸巻きフィルタ、繊維フイノレタ、ガラス繊維フィルタ、ステンレスフィルタ、ワインディングフイノレタ、不織布フィルタ等の公知のものを使用することができる。

そして、この給水システム 1 0は、ビルなどの複数の処理水利用場所を有する建物や、それぞれが 1つ以上の処理水使用場所を有する複数の建物から構成された特定地域などに対して適用される以外にも、例えば、 1戸の住宅などに対しても適用可能である。実施例

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。

ぐ実施例 1〉

膜面積 6 0 O m²の中空糸膜モジュールを、体積 2 m³の貯水槽に浸漬させた。そして、 3 0 O m ³/日の流速で吸引ろ過（膜処理）を 6 0分間行い、処理水を処理水槽に送った。ろ過を行っている間、処理水槽の水位は一定となるように制御した。

その後ろ過を停止し、エアースクラビングを 2分間行い、ェアースクラビングを開始して 2 0秒後から、ェアースクラビングと同時に、ろ過速度の 2倍の流速で 3 0秒間、処理水を逆通水して洗浄を行った。

吸引ろ過 6 0分間、逆通水洗浄 3 0秒間を含むエアースクラビング洗浄 2分間の合計 62分間を 1サイクルとし、 3サイクルの運転を行うごとに、貯水槽の濃縮水を 1. 62 m ³抜水した。この運転を 4日間行ったところ、膜間差圧は 12〜16 kP aを維持していた。なお、この時の水温は 21. 6°C〜22. 8°Cであった。また、このときの回収率は 95. 9%であった。

ぐ実施例 2〉

ろ過流速を 60 Om³/日とし、 2サイクルの運転を行うごとに濃縮水の抜水を行った以外は、実施例 1と同様にして、運転を 15日間行ったところ、膜間差圧は 18〜23 k P aを維持していた。なお、この時の水温は 24. 6°C〜 24. 7°Cであった。また、このときの回収率は 96. 5%であった。産業上の利用可能性

本発明の給水システムおよび給水方法によれば、水道水などの原水を膜処理する際に、膜に過剰な負担をかけることなく安定に処理水を得ることができ、さらに得られた処理水を、これを貯水する処理水槽中において再度汚染してしまうことなく、高い衛生性を維持した状態で、安定かつ効率的に利用者に供給できる。

また、本発明の給水システムおよび給水方法は、処理水を配水可能な複数の処理水使用場所を備えた 1棟のビル、アパート、マンションなどの建物や、処理水を配水可能な 1つ以上の処理水使用場所を有する複数の建物からなる特定地域に対して構築される場合に特に適している。

本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、前述の実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、すべて本発明の範囲内のものである。

Claims

請求の範囲

1 . 原水が供給される貯水槽と、

前記処理水槽から前記処理水を配水する配水手段と、

前記処理水槽中の前記処理水の水量を検知し、該水量に応じて前記膜分離装置の動作を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする給水システム。

2 . 前記処理水槽は外気と通じる通気孔を備え、該通気孔はフィルタを備えていることを特徴とする請求項 1に記載の給水システム。

3 . 前記膜分離装置は浸漬型膜分離装置であって、前記貯水槽内に浸漬されていることを特徴とする請求項 1又は 2に記載の給水システム。

4 . 前記貯水槽内に吸着材を備えていることを特徴とする請求項 3に記載の糸 f

5 . 前記配水手段は配水管を具備し、該配水管に浄水器を備えていることを特徴とする請求項 1又は 2に記載の給水システム。

6 . 前記浄水器は吸着材を備えていることを特徴とする請求項 5に記載の給

7 . 前記浄水器は中空糸膜を備えていることを特徴とする請求項 5に記載の ,

翁

8 . 前記原水が水道水であることを特徴とする請求項 1又は 2に記載の給水システム。

9 . 1棟の建物に対して構築され、該建物は前記配水手段により配水可能な複数の処理水使用場所を備えていることを特徴とする請求項 1又は 2に記載の給水システム。

1 0 . 複数の建物を備えた特定地域に対して構築され、前記建物は、それぞれ前記配水手段により配水可能な処理水使用場所を 1つ以上備えていることを特徴とする請求項 1又は 2に記載の給水システム。

1 1 . 貯水槽に供給された原水を膜処理して処理水を製造する工程と、該処理水を、これを貯水する処理水槽に送液する工程と、

前記膜処理によつて発生した濃縮水を抜水する工程と、

前記処理水槽から前記処理水を配水する工程と、

前記処理水槽中の前記処理水の水量を検知し、該水量に応じて前記膜分離装置の動作を制御する工程とを有することを特徴とする給水方法。

1 2 . 前記処理水槽中に、殺菌剤を投入する工程を有することを特徴とする請求項 1 1に記載の給水方法。

1 3 . 前記膜分離装置は浸漬型膜分離装置であって、前記貯水槽内に浸漬されていることを特徴とする請求項 1 1又は 1 2に記載の給水方法。

1 4 . 前記濃縮水を抜水する工程の頻度が、 1回 / 1 0日以上であることを特徴とする請求項 1 3に記載の給水方法。

1 5 . 前記処理水の回収率が 9 5 %以上であることを特徴とする請求項 1 4 に記載の給水方法。