JP2000084556A

JP2000084556A - 膜濾過による浄水方法及び浄水設備

Info

Publication number: JP2000084556A
Application number: JP10261354A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Shimada; 豊島田; Takashi Kono; 孝河野; Midori Matsumoto; みどり松本
Original assignee: Sumitomo Precision Products Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Precision Products Co Ltd
Priority date: 1998-09-16
Filing date: 1998-09-16
Publication date: 2000-03-28

Abstract

(57)【要約】【課題】膜処理に伴う公共水域へのクリプトスポリジ
ウム排出を防止する。【解決手段】原水Ａを膜モジュール３により処理する
際に、膜モジュール３の膜を透過せずに原水側を通過し
て膜モジュール３から排出される濃縮排水Ｃ、及び膜モ
ジュール３の原水側を原水Ａでフラッシングする際に、
膜モジュール３から排出されるフラッシング排水Ｄをオ
ゾンガスＥ１で処理する。膜モジュール３を透過水Ｂで
逆洗する際に、膜モジュール３から排出される逆洗排水
ＥをオゾンガスＥ２で処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、河川水や地下水、
湖沼水、下水等から用水を得るために使用される膜濾過
による浄水方法及び浄水設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】河川水や地下水、湖沼水、下水等から用
水を得るために使用される浄水方法として、膜濾過によ
るものが知られている。膜濾過による浄水方法は、従来
からの凝集−沈殿−濾過−塩素減菌の各工程を経る浄水
方法に比べて、設備規模が非常に小型化されるという際
立った特徴がある。膜濾過による浄水設備の概略構成を
図２に示す。

【０００３】この浄水設備では、河川水や地下水、湖沼
水、下水等の原水Ａ（被処理水）が、給水タンク１など
を経てポンプ２により膜モジュール３に供給される。膜
モジュール３は、例えば膜としての中空糸を多数集合さ
せたものであり、各中空糸を内側から外側、又は外側か
ら内側へ原水を透過させることにより、その原水の浄化
を行う。膜モジュール３の膜を透過した透過水Ｂは、透
過水タンク６などを経て系外へ送出され、用水として使
用される。

【０００４】また、膜モジュール３に供給された原水Ａ
の一部は、膜を透過せずに膜モジュール３から排出され
る。この排水は濃縮水と呼ばれている。この濃縮排水Ｃ
は、通常は給水タンク１にフィードバックされ、原水Ａ
と共に膜モジュール３に供給されるが、その一部又は全
部を系外へ排出する場合もある。

【０００５】膜処理中、膜モジュール３では、原水側の
膜面に、膜を透過しない物質が蓄積する。この蓄積を放
置すると、濾過の進行と共に処理能力及び分離能力が低
下する。このため、膜モジュール３の原水側の膜面上に
蓄積される物質を除去することを目的として、フラッシ
ングや逆洗が定期的に行われる。

【０００６】フラッシングでは、膜濾過による浄化処理
を一次的に停止し、原水Ａを膜モジュール３に、膜を透
過させずに高速で流通させて、膜モジュール３の原水側
の膜面を洗浄する。このとき生じるフラッシング排水Ｄ
は、濃縮排水Ｃと同様、給水タンク１にフィードバック
されるが、その一部又は全部を系外へ排出する場合もあ
る。

【０００７】一方、逆洗では、膜モジュール３への原水
Ａの供給を停止し、透過水タンク６内の透過水Ｂをポン
プ８により膜モジュール３へ逆流させ、膜を逆方向に透
過させることにより、膜モジュール３の原水側の膜面及
び膜内部を洗浄する。逆洗時に膜モジュール３から排出
される逆洗排水Ｅは、系外へ排出されるのが通例であ
る。

【０００８】ところで、近時、塩素処理に耐性を有する
感染性の原虫であるクリプトスポリジウムによる水道原
水汚染の問題が国際的に注目されている。クリプトスポ
リジウムは、胞子虫類のコクシジウム目に属する寄生性
原虫であり、動物に感染するものとしては、胃に寄生す
る大型のｍｕｒｉｓ種と、腸管に寄生する小型のｐａｒ
ｖｕｍ種とがある。人間が感染するのは主としてｐａｒ
ｖｕｍ種であり、その感染により下痢、腹痛、発熱、嘔
吐等の諸症状を引き起こす。

【０００９】このクリプトスポリジウムは、人間や家畜
等の宿主の外ではオーシスト（嚢包体）の形で存在して
おり、繁殖することはない。しかし、このオーシストが
一旦、哺乳動物に経口的に摂取されると、消化管内でス
ポロゾイドがオーシスト壁を破って脱嚢し、繁殖が始ま
る。

【００１０】このクリプトスポリジウムは塩素処理に耐
性を有するので、凝集−沈殿−濾過−塩素減菌の各工程
を経る従来からの浄水設備では、有効な処理が不可能で
ある。しかし、クリプトスポリジウム・オーシストの大
きさは、人間が感染する小型のｐａｒｖｕｍ種でも５μ
ｍ程度であり、大腸菌等より格段に大きい。一方、膜濾
過に使用される膜の孔径は、精密濾過膜でも最大０．２
μｍと小さく、限外濾過膜では更に一桁小さい。このた
め、膜濾過による浄水設備は、クリプトスポリジウム・
オーシストの除去に非常に有効とされており、クリプト
スポリジウム対策の厚生省認可を受けた施設も既に建設
され、稼働を始めている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】図２に示すような膜濾
過による従来の浄水設備を、クリプトスポリジウム処理
の観点から見た場合、膜モジュール３の膜を透過した透
過水Ｂへのクリプトスポリジウムの混入は一応皆無であ
り、この点からは完璧な浄水設備と言える。

【００１２】しかし、膜モジュール３の膜で濾過された
クリプトスポリジウムは、膜モジュール３の原水側に蓄
積し、膜を透過せずに原水側を通過する濃縮排水Ｃやフ
ラッシング排水Ｄと共に膜モジュール３の外へ排出され
る。そして濃縮排水Ｃやフラッシング排水Ｄが系外へ排
出される場合は、クリプトスポリジウムの公共水域への
系外排出が問題になる。また、濃縮排水Ｃやフラッシン
グ排水Ｄを給水タンク１にフィードバックして膜モジュ
ール３に循環させる場合は、給水タンク１などにクリプ
トスポリジウムが蓄積し、これが給水タンク１の洗浄時
などに系外へ排出されることが問題になる。

【００１３】同様に、逆洗時に膜モジュール３から排出
される逆洗排水Ｅにもクリプトスポリジウムが混入し、
その公共水域への系外排出が問題になる。

【００１４】本発明の目的は、透過水へのクリプトスポ
リジウムの混入を防止できるのは勿論のこと、系外排水
へのクリプトスポリジウムの混入をも防止できる衛生的
で安全性の高い膜濾過による浄水方法及び浄水設備を提
供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の膜濾過による浄水方法は、膜を透過せずに
膜モジュールから排出される非透過排水及び／又は膜モ
ジュールの逆洗時に膜モジュールから排出される逆洗排
水をオゾン処理するものである。

【００１６】また、本発明の膜濾過による浄水設備は、
膜を透過せずに膜モジュールから排出される非透過排水
をオゾン処理する第１のオゾン処理手段及び／又は膜モ
ジュールの逆洗時に膜モジュールから排出される逆洗排
水をオゾン処理する第２のオゾン処理手段を具備するも
のである。

【００１７】ここで、非透過排水とは、膜処理時に膜モ
ジュールから発生する濃縮排水、又はフラッシング時に
膜モジュールから発生するフラッシング排水、若しくは
その両方を意味する。

【００１８】膜濾過による従来の浄水方法乃至浄水設備
では、膜モジュールの膜を透過した透過水へのクリプト
スポリジウムの混入については十分に阻止されるが、膜
処理時に膜モジュールから排出される濃縮排水や、フラ
ッシング時に膜モジュールから発生するフラッシング排
水、膜モジュールの逆洗時に膜モジュールから排出され
る逆洗排水といった排水の系外排出に伴うクリプトスポ
リジウム排出については放置されている。

【００１９】本発明の膜濾過による浄水方法及び浄水設
備では、非透過排水や逆洗排水にオゾン処理が行われる
ことにより、その排水に含まれるクリプトスポリジウム
が殺滅乃至は不活性化される。これにより、排水の系外
排出に伴うクリプトスポリジウム排出の問題が解決され
る。なお不活性化とは、オーシストを脱嚢できない状
態、即ち繁殖ができない状態にクリプトスポリジウムを
弱めることであり、殺滅と同様に発症の回避に有効な方
法である。

【００２０】排水に含まれるクリプトスポリジウムを不
活性化するためのオゾン処理では、その排水にオゾンガ
スを注入する。その注入にはディフューザやエジェクタ
が使用される。このとき、排水に過酸化水素を加えても
よい。過酸化水素を加えると、オゾンよりも更に酸化力
の強いヒドロキシラジカルが生成され、処理効率が向上
する。また、過酸化水素の添加とは別に、或いは過酸化
水素の添加と共に、紫外線をオゾン添加排水へ照射する
のも処理効率の向上に有効である。更には排水のｐＨ値
を６．５以上に調整するのも処理効率の向上に有効であ
る。

【００２１】クリプトスポリジウムの不活性化に好適な
オゾン添加量は、濃度で表して０．１５〜５ｐｐｍであ
る。同じく、クリプトスポリジウムの不活性化に好適な
過酸化水素量は、濃度で表して０．１〜２．５ｐｐｍで
ある。

【００２２】水に含まれるクリプトスポリジウムをオゾ
ンにより不活性化する場合、その水が清浄水のときと有
機物を含むときとでは、それぞれの必要量が相違する。
清浄水の場合は、その清浄水に供給されたオゾンはクリ
プトスポリジウムを不活性化するためだけに使用される
が、有機物を含有する水のなかにクリプトスポリジウム
が存在する場合は、その水に供給されたオゾンは、まず
有機物の分解に使用され、その分解に使用されずに水中
に残留したオゾンがクリプトスポリジウムを不活性化さ
せる。

【００２３】つまり、被処理水がクリプトスポリジウム
と有機物を含む場合は、オゾンが有機物の分解に優先的
に消費される。同様に過酸化水素も有機物の分解に優先
的に消費される。このため、実際に必要なオゾン量及び
過酸化水素量は、水中の有機物量による消費量に応じて
増量する必要がある。但し、過酸化水素及びオゾンを複
合添加する場合の、過酸化水素の添加による過酸化水素
濃度とオゾンの添加によるオゾン濃度の比（Ｈ₂Ｏ₂／
Ｏ₃）については、有機物量による調整が不要で、０．
０５〜４が好ましく、０．１〜２が特に好ましい。この
範囲内に濃度比（Ｈ₂Ｏ₂／Ｏ₃）を調整することによ
り、特に効率的なオゾン処理が行われ、オゾン接触時間
の短縮等が図られる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は本発明の実施形態に係る浄水
設備の構成図である。

【００２５】河川水や地下水、湖沼水、下水等の原水Ａ
（被処理水）が、給水タンク１などを経てポンプ２によ
り膜モジュール３に供給される。膜モジュール３は、膜
として例えば中空糸を多数集合させたものであり、各中
空糸の内側から外側へ、又は内側から外側へ原水を透過
させることにより、その原水の浄化を行う。この膜モジ
ュール３は、原水入口と２つの排出口を備えている。

【００２６】２つの排出口のうちの一方は、膜モジュー
ル３の膜を透過した透過水Ｂの排出口である。この排出
口は、弁４が設けられた透過水ライン５によって透過水
タンク６に接続されている。一方の排出口は又、弁４の
入側で透過水ライン５から分岐し弁７及びポンプ８を備
えた逆洗水ライン９によって透過水タンク６に接続され
ている。

【００２７】他方の排出口は、膜モジュール３の膜を透
過しなかった非透過排水（ここでは濃縮排水Ｃ及びフラ
ッシング排水Ｄ）の排出口である。この排出口は還流ラ
イン１０によって給水タンク１に接続されている。他方
の排出口は又、還流ライン１０から分岐し弁１１を備え
た排水ライン１２によって排水タンク１３と接続されて
いる。

【００２８】給水タンク１にはオゾン注入装置１４が設
けられている。オゾン注入装置１４はオゾン発生装置１
５と共に第１のオゾン処理手段を構成し、オゾン発生装
置１５で発生させたオゾンガスＦ１を槽内の水に注入
し、その水に含まれるクリプトスポリジウムを不活性化
する。同様に、排水タンク１３内の水に含まれるクリプ
トスポリジウムを不活性化するために、排水タンク１３
内にオゾン注入装置１６が設けられている。このオゾン
注入装置１６はオゾン発生装置１７と共に第２のオゾン
処理手段を構成し、オゾン発生装置１７で発生させたオ
ゾンガスＦ２を槽内の水に供給する。

【００２９】本実施形態に係る浄水設備では、以下のよ
うにして膜濾過による浄水処理が行われる。

【００３０】浄水処理では、膜処理を一時的に停止し
て、フラッシング及び逆洗が定期的に実施される。

【００３１】膜処理時は、逆洗水ライン９の弁７を閉
じ、ポンプ８を停止する。また、排水ライン１２の弁１
１を閉じ、透過水ライン５の弁４を開く。この状態で原
水ラインのポンプ２を作動させる。これにより、原水Ａ
が給水タンク１から膜モジュール３に送られ、膜を透過
させることにより、原水Ａ中のクリプトスポリジウムが
有機物と共に分離除去される。クリプトスポリジウム及
び有機物が分離除去された透過水Ｂは、透過水タンク６
などを経て用水として使用される。

【００３２】膜処理時に膜を透過せずに膜モジュール３
から排出される濃縮排水Ｃは、還流ライン１０を経て給
水タンク１に戻り、新たな原水Ａと共に再度膜モジュー
ル３に供給される。これを繰り返すことにより、原水Ａ
が膜濾過により浄化処理される。

【００３３】給水タンク１にフィードバックされる濃縮
排水Ｃには、膜モジュール３の原水側に蓄積するクリプ
トスポリジウム及び有機物が含まれることになるが、給
水タンク１では、オゾン注入装置１４から吐出されるオ
ゾンガスによりタンク内の水がオゾン処理されるため、
水中の有機物が分解されると共に、クリプトスポリジウ
ムが不活性化される。このため、給水タンク１でのクリ
プトスポリジウムの蓄積及び有機物の蓄積が実質的に回
避される。

【００３４】従って、給水タンク１の清掃時等にクリプ
トスポリジウムが系外へ排出されるおそれがない。ま
た、膜モジュール３の上流側で菌や有機物をオゾンによ
り分解するため、膜モジュール３の膜が汚染されるのを
抑制することができる。更に、給水タンク１の清掃頻度
も大幅に低下する。

【００３５】フラッシング時は、透過水ライン５の弁
４、排水ライン１２の弁１１、及び逆洗水ライン９の弁
７を閉じ、この状態で、給水タンク１への原水Ａの供給
を停止し、原水ラインのポンプ２を作動させる。これに
より、給水タンク１内の原水Ａは、膜を透過せずに膜モ
ジュール３に高速で循環し、膜モジュール３の原水側を
洗浄する。

【００３６】このときに膜モジュール３から排出される
フラッシング排水Ｄは、膜の原水側から流出するクリプ
トスポリジウム及び有機物を多量に含んだ状態で、給水
タンク１にフィードバックされるが、給水タンク１で
は、オゾン注入装置１４から吐出されるオゾンガスによ
りタンク内の水がオゾン処理される。このため、給水タ
ンク１でのクリプトスポリジウムの蓄積及び有機物の蓄
積が回避される。また、膜モジュール３での膜の汚染が
抑制される。

【００３７】逆洗時は、原水ラインのポンプ２を停止す
ると共に、透過水ライン５の弁４を閉じる。一方、排水
ライン１２の弁１１を開き、逆洗水ライン９の弁７を開
く。この状態で、ポンプ８を作動させる。これにより、
透過水タンク６内の透過水Ｂが膜モジュール３の膜を逆
方向に透過し、透過水Ｂにより膜モジュール３が洗浄さ
れる。

【００３８】このときに膜モジュール３から排出される
逆洗排水Ｅは、排水ライン１２により排水タンク１３に
導かれ、系外へ排出される。排水タンク１３に流入する
逆洗排水Ｅには、膜モジュール３の逆洗に伴って流出し
たクリプトスポリジウム及び有機物が含まれているが、
排水タンク１３では、オゾン注入装置１６から吐出され
るオゾンガスによりタンク内の水がオゾン処理されるた
め、水中の有機物が分解されると共に、クリプトスポリ
ジウムが不活性化される。このため、逆洗排水Ｅを系外
へ排出するにもかかわらず、クリプトスポリジウムの系
外排出が実質的に防止される。

【００３９】上記実施形態では、濃縮排水Ｃの全量を給
水タンク１にフィードバックさせているが、一部を排水
として排水タンク１３へ送ることもできる。この場合
も、その排水がオゾン処理されるので、クリプトスポリ
ジウムの系外排出が防止される。

【００４０】また、フラッシング排水Ｄを給水タンク１
にフィードバックさせているが、排水タンク１３を経て
系外へ排出することもできる。この場合も、その排水が
排水タンク１３でオゾン処理されるので、クリプトスポ
リジウムの系外排出が防止される。

【００４１】上記実施形態では又、濃縮排水Ｃ、フラッ
シング排水Ｄ及び逆洗排水Ｅの全てにオゾン処理を行っ
ているが、これらのオゾン処理を選択的に省略すること
も可能である。

【００４２】

【発明の効果】以上に説明した通り、本発明の膜濾過に
よる浄水方法及び浄水設備は、膜を透過せずに膜モジュ
ールから排出される濃縮排水やフラッシング排水、更に
は膜モジュールの逆洗時に膜モジュールから排出される
逆洗排水をオゾン処理することにより、膜濾過に伴って
蓄積されるクリプトスポリジウムの系外への排出を抑制
することができ、清浄水へのクリプトスポリジウム混入
の防止と相まって、クリプトスポリジウムによる感染の
問題を効果的に防止することができる。

【００４３】また、排水が膜モジュールの上流側へ還流
される場合にその排水にオゾン処理を行うことにより、
クリプトスポリジウムの系外排出と共に、膜モジュール
での膜の汚染を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る浄水設備の構成図であ
る。

【図２】膜濾過による従来の浄水設備の構成図である。

【符号の説明】

１給水タンク２，８ポンプ３膜モジュール４，７，１１弁５透過水ライン６透過水タンク９逆洗水ライン１０還流ライン１２排水ライン１３排水タンク１４，１６ディフューザ１５，１７オゾン発生装置Ａ原水Ｂ透過水Ｃ濃縮排水（非透過排水）Ｄフラッシング排水（非透過排水）Ｅ逆洗排水Ｆ１，Ｆ２オゾンガス

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０２Ｆ 1/50 ５４０Ｃ０２Ｆ 1/50 ５４０Ａ５５０５５０Ｈ５６０５６０Ｅ 1/78 1/78 (72)発明者松本みどり兵庫県尼崎市扶桑町１番10号住友精密工業株式会社内Ｆターム(参考） 4D006 GA06 GA07 HA18 HA19 KA03 KA62 KB30 KC02 KC03 KC12 KC13 KD21 KD22 KE11Q KE22Q KE23Q KE24Q MA01 PA01 PB04 PB05 PB08 PB24 4D050 AA03 AA15 AB06 AB07 BB02 BB09 BD03 BD06 BD08 CA07 CA09 CA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】膜モジュールの膜に被処理水を透過させ
て浄化する膜濾過による浄水方法において、前記膜を透
過せずに膜モジュールから排出される非透過排水及び／
又は膜モジュールの逆洗時に膜モジュールから排出され
る逆洗排水をオゾン処理することを特徴とする膜濾過に
よる浄水方法。
【請求項２】前記オゾン処理により、排水中のクリプ
トスポリジウムを不活性化することを特徴とする請求項
１に記載の膜濾過による浄水方法。
【請求項３】膜モジュールの膜に被処理水を透過させ
て浄化する膜濾過による浄水設備において、前記膜を透
過せずに膜モジュールから排出される非透過排水をオゾ
ン処理する第１のオゾン処理手段及び／又は膜モジュー
ルの逆洗時に膜モジュールから排出される逆洗排水をオ
ゾン処理する第２のオゾン処理手段を具備することを特
徴とする膜濾過による浄水設備。
【請求項４】非透過排水を膜モジュールの上流側へ還
流させることを特徴とする請求項３に記載の膜濾過によ
る浄水設備。