(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-05-07
(45)【発行日】2025-05-15
(54)【発明の名称】水処理システム、水処理方法及び水処理モジュール
(51)【国際特許分類】
C02F 1/44 20230101AFI20250508BHJP
C02F 1/78 20230101ALI20250508BHJP
【FI】
C02F1/44 A
C02F1/44 C
C02F1/44 D
C02F1/78
(21)【出願番号】P 2024084910
(22)【出願日】2024-05-24
【審査請求日】2024-05-24
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】517039483
【氏名又は名称】WOTA株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】田中 育
【審査官】池田 周士郎
(56)【参考文献】
【文献】特開2020-006320(JP,A)
【文献】特開2020-174548(JP,A)
【文献】特開平11-277081(JP,A)
【文献】特開平11-277060(JP,A)
【文献】特開平05-023688(JP,A)
【文献】特開2000-350998(JP,A)
【文献】特開2003-080274(JP,A)
【文献】特開2000-107777(JP,A)
【文献】国際公開第2009/090725(WO,A1)
【文献】特開2003-285059(JP,A)
【文献】特開2003-145184(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C02F 1/00- 1/78
B01D 61/00-71/82
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
被処理水を透過水と濃縮水とに分離して得られる透過水を利用するための水処理システムであって、
被処理水を透過水と濃縮水とに分離するろ過膜を含むろ過部と、
前記ろ過部に供給される被処理水にオゾンを接触させる接触部と、
前記接触部において被処理水にオゾンを供給するオゾン供給部と、
前記ろ過部と前記接触部との間に配置され、前記ろ過部から取り出される濃縮水と前記被処理水とが合流する合流部と、
前記濃縮水を前記合流部に移送する移送ラインと前記濃縮水を廃棄水として排出する移送ラインとに分岐した構造を有する移送ラインと、を備える、水処理システム。
【請求項2】
被処理水をろ過する予備ろ過部をさらに備える、請求項1に水処理システム。
【請求項3】
前記オゾン供給部は、被処理水の色度の監視結果に基づいて前記被処理水にオゾンを供給する、請求項1に記載の水処理システム。
【請求項4】
廃棄水の排出のタイミングは、被処理水の電気伝導度の監視結果に基づいて決定される、請求項1に記載の水処理システム。
【請求項5】
請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の水処理システムに含まれるろ過部、接触部及びオゾン供給部からなる群より選択される少なくとも1つを含む、水処理モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、水処理システム、水処理方法及び水処理モジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
ろ過膜を利用したろ過装置は、水中の不純物を除去する性能がきわめて高いため、工業用の純水や生活用水の製造に用いられている。
例えば、特許文献1には逆浸透膜式のろ過装置を備えた飲料水の自動販売機が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ろ過膜を使用したろ過装置では、ろ過装置に供給される水(被処理水)に圧力を印加してろ過膜を透過する水(透過水)と、ろ過膜を透過しない水(濃縮水)とに分離する。
一般的に、被処理水がオゾンを含んでいるとろ過膜がダメージを受けやすいため、ろ過膜を使用したろ過装置では被処理水のオゾン処理は実施されない。
しかしながら、ろ過膜と接触する被処理水が生活排水のように細菌や栄養分を多く含んでいる場合は、被処理水由来の細菌や栄養分による菌類の繁殖や腐敗に伴う膜表面での閉塞が生じ、ろ過圧力の上昇やろ過流量の低下が生じるおそれがある。
そこで、ろ過膜に透過させる被処理水の細菌の発生を抑制する目的で被処理水に対してオゾン処理を行ったところ、ろ過膜の閉塞が抑制され、ろ過膜の寿命が延びる傾向にあることが検討の結果明らかとなった。
上記事情に鑑み、本開示は、ろ過膜の閉塞を抑制でき、ろ過膜の長寿命化を実現できる水処理システム、水処理方法、及び水処理モジュールを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決するための手段には、以下の実施態様が含まれる。
<1>被処理水を透過水と濃縮水とに分離するろ過膜を含むろ過部と、
前記ろ過部に供給される被処理水にオゾンを接触させる接触部と、
前記接触部において被処理水にオゾンを供給するオゾン供給部と、を備える、水処理システム。
<2>被処理水と、前記ろ過部から取り出される濃縮水と、が合流する合流部を更に備える、<1>に記載の水処理システム。
<3>前記接触部と前記合流部とが互いに独立している、<2>に記載の水処理システム。
<4>被処理水をろ過する予備ろ過部をさらに備える、<1>~<3>のいずれか1項に水処理システム。
<5>前記オゾン供給部は、被処理水の色度の監視結果に基づいて前記被処理水にオゾンを供給する、<1>~<4>のいずれか1項に記載の水処理システム。
<6>前記濃縮水を廃棄水として排出する排出部をさらに備える、<1>~<5>のいずれか1項に記載の水処理システム。
<7>廃棄水の排出のタイミングは、被処理水の電気伝導度の監視結果に基づいて決定される、<6>に記載の水処理システム。
<8>ろ過膜を用いて被処理水を透過水と濃縮水とに分離するろ過工程と、
前記被処理水にオゾンを接触させるオゾン処理工程と、を備える、水処理方法。
<9>前記被処理水と、ろ過工程で得られる濃縮水と、を混合する混合工程を更に備える、<8>に記載の水処理方法。
<10>前記オゾン処理工程と前記混合工程とは互いに独立している、<9>に記載の水処理方法。
<11>被処理水をろ過する予備ろ過工程をさらに備える、<8>~<10>のいずれか1項に記載の水処理方法。
<12>前記オゾン処理工程は、被処理水の色度の監視結果に基づいて前記被処理水にオゾンを接触させることを含む、<8>~<11>のいずれか1項に記載の水処理方法。
<13>前記濃縮水を廃棄水として排出する排出工程をさらに備える、<8>~<12>のいずれか1項に記載の水処理方法。
<14>廃棄水の排出のタイミングは、被処理水の電気伝導度の監視結果に基づいて決定される、<13>に記載の水処理方法。
<15><1>~<7>のいずれか1項に記載の水処理システムに含まれるろ過部、接触部及びオゾン供給部からなる群より選択される少なくとも1つを含む、水処理モジュール。
【発明の効果】
【0006】
本開示によれば、ろ過膜の閉塞を抑制でき、ろ過膜の長寿命化を実現できる水処理システム、水処理方法、及び水処理モジュールが提供される。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【
図1】水処理システムの構成の一例を示す概念図である。
【
図2】水処理システムの構成の一例を示す概念図である。
【
図3】水処理システムの構成の一例を示す概念図である。
【
図4】水処理システムの構成の一例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
本開示において、「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値および最大値として含む範囲を示す。
本開示に段階的に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値または下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値または下限値に置き換えてもよく、また、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
【0009】
<水処理システム>
本開示の水処理システムは、
被処理水を透過水と濃縮水とに分離するろ過膜を含むろ過部と、
前記ろ過部に供給される被処理水にオゾンを接触させる接触部と、
前記接触部にオゾンを供給するオゾン供給部と、を備える、水処理システムである。
【0010】
本開示の水処理システムによれば、ろ過膜の閉塞が効果的に抑制される。
ろ過膜の閉塞の原因としては、カルシウム等の無機成分によるろ過膜の細孔の閉塞、有機物由来のバイオフィルムによるろ過膜の細孔の閉塞等が挙げられる。
本開示の水処理システムでは、ろ過部に供給される被処理水にオゾンを接触させることで、被処理水に含まれる微生物を死滅させ、不活化する。その結果、微生物由来のバイオフィルムによるろ過膜の細孔の閉塞が生じにくくなり、ろ過膜の長寿命化が実現される。
さらに、本開示の水処理システムでは、バイオフィルムの生成による有効ろ過面積の減少による透過水の量の減少やろ過圧力の上昇が抑制される。
【0011】
本開示において、被処理水にオゾンを接触させることを「オゾン処理」とも称する。
本開示において「被処理水」は、ろ過部におけるろ過の対象物全般を意味する。「原水」は、ろ過部から取り出される濃縮水と混合されていない状態の被処理水を意味する。すなわち、本開示における「被処理水」の概念には、濃縮水と混合されていない状態の原水と、原水と濃縮水との混合水とが含まれる。
【0012】
本開示の水処理システムにおいて、被処理水の種類は特に制限されない。
例えば、被処理水は、水道水や表流水、井戸水、雨水、タンク等に溜められた貯留水、生活設備から排出される水などを含んでいてもよい。特に、清掃が行き届かないタンクに溜められた貯留水や、生活設備から排出される水はバイオフィルムの原因となる微生物や有機物を多く含む傾向にある。本開示の水処理システムでは、被処理水に対してオゾン処理を実施することで微生物の濃度を低下させたり、微生物を死滅させたりすることができる。このため、被処理水が有機物を多く含む場合にも細菌の繁殖を抑制し、バイオフィルムの生成によるろ過膜の閉塞が効果的に抑制される。
【0013】
生活設備から排出される水として具体的には、浴室、シャワー室、洗面台、台所、トイレ等の生活設備から排出される水が挙げられる。生活設備から排出される水は、微生物を用いた生物処理を施された状態であってもよい。
【0014】
本開示の水処理システムにおいて、ろ過部の構成は、ろ過膜を含むものであれば特に制限されない。例えば、ろ過部はろ過膜のロール状物又は積層物を容器に収容した状態であってもよい。ろ過部は、ろ過部に供給される原水に圧力を印加するための機構を備えていてもよく、当該機構は外部電源に接続されてもよい。
【0015】
ろ過部に含まれるろ過膜の種類は特に制限されず、圧力を加えてろ過するタイプの逆浸透膜(RO膜)、ナノろ過膜(NF膜)、限外ろ過膜(UF膜)、精密ろ過膜(MF膜)等から選択できる。不純物の除去性能の観点からは、ろ過膜としては逆浸透膜及びナノろ過膜が好ましく、逆浸透膜がより好ましい。
【0016】
(接触部)
本開示の水処理システムにおいて、接触部の構成は、ろ過部に供給される被処理水にオゾンを接触させることが可能であれば特に制限されない。
例えば、接触部は、被処理水を内部に貯留しうるタンク、被処理水が内部を流動可能な配管などであってよい。
接触部においてオゾン処理の対象となる被処理水は、ろ過部から取り出される濃縮水と混合されていない状態(すなわち、原水)であっても、ろ過部から取り出される濃縮水と混合された状態であってもよい。
【0017】
(オゾン供給部)
本開示の水処理システムにおいて、オゾン供給部の構成は、接触部にオゾンを供給可能なものであれば特に制限されない、例えば、オゾン供給部は公知のオゾン発生装置から選択できる。
オゾン供給部は、接触部へのオゾンの供給を常時実施しても、間欠的に実施してもよい。
オゾン供給部が接触部へのオゾンの供給を間欠的に実施する方法としては、例えば、オゾン供給部を稼働させる時刻を設定し、設定した時刻になったときにオゾン供給部を稼働させる方法、被処理水の不純物濃度の変動に応じてオゾン処理が必要となった場合にオゾン供給部を稼働させる方法などが挙げられる。
【0018】
接触部における被処理水のオゾン処理は、被処理水の状態の監視結果に基づいて実施してもよい。すなわち、本開示の水処理システムは、被処理水の状態を監視する監視部をさらに備えてもよい。
監視部により監視される被処理水の状態に基づいて、例えば、被処理水の不純物濃度が基準値に達したときに被処理水へのオゾンの供給を開始し、被処理水の不純物濃度が基準値を下回るまで被処理水へのオゾンの供給を継続するように実施してもよい。
【0019】
被処理水の不純物濃度の基準値の設定は、種々の指標を用いて行うことができる。本開示の水処理システムにおいて好適な不純物濃度の指標としては、細菌数、色度、電気伝導度、濁度、臭気度及び粘度が挙げられ、これらの中でも色度が好ましい。
被処理水の不純物濃度の基準値の設定に使用する指標は、1つでも2つ以上の組み合わせであってもよい。
【0020】
(合流部)
本開示の水処理システムは、被処理水とろ過部から取り出される濃縮水とが合流する合流部を更に備えてもよい。
すなわち、本開示の水処理システムは、ろ過部から取り出される濃縮水をそのまま廃棄するのではなく、被処理水として再度ろ過する機構を備えてもよい。
本開示において、ろ過部から取り出される濃縮水を被処理水として再度ろ過する機構を備える水処理システムを「循環式の水処理システム」ともいう。
すなわち、本開示の水処理システムは循環式の水処理システムであってもよい。
【0021】
循環式の水処理システムは、ろ過部で得られる透過水の回収率(被処理水に対する透過水の割合)が高く、節水効率に優れている。一方、循環式の水処理システムは、濃縮水由来の有機物が被処理水に蓄積しやすく、有機物を栄養源とする微生物由来のバイオフィルムの生成によるろ過膜の閉塞が生じやすい。
本開示の水処理システムは、接触部において被処理水のオゾン処理を実施するため、被処理水中の微生物が死滅した状態又は微生物濃度がコントロールされた状態である。このため、濃縮水由来の有機物が被処理水に混ざったとしても、有機物を栄養源として微生物が増殖しづらく、バイオフィルムの生成が抑制される。その結果、水処理システムにおけるろ過膜の閉塞が効果的に抑制される。
【0022】
本開示の水処理システムにおいて、合流部の構成は、被処理水に濃縮水を合流させることができれば特に制限されない。
例えば、合流部は、被処理水を内部に貯留しうるタンク、被処理水が内部を流動可能な配管などであってよい。
【0023】
接触部と合流部とは一体化していても、互いに独立していてもよい。
接触部と合流部とが一体化している場合としては、被処理水のオゾン処理と、被処理水と濃縮水との混合とを同一のタンク又は配管内で実施する場合が挙げられる。
接触部と合流部とが互いに独立している場合としては、被処理水のオゾン処理と、被処理水と濃縮水との混合とをそれぞれ異なるタンク又は配管内で実施する場合が挙げられる。
【0024】
被処理水のオゾン処理工程と、被処理水と濃縮水とを混合する工程とをそれぞれ分けて管理する場合は、接触部と合流部とが互いに独立していることが好ましい。水処理装置の省スペース化、メンテナンス費用削減等の観点からは、接触部と合流部とは一体化していることが好ましい。
接触部と合流部とが互いに独立している場合、合流部が接触部とろ過部との間に配置されていても、接触部が合流部とろ過部との間に配置されていてもよい。濃縮水の微生物濃度はろ過前に実施されるオゾン処理によってコントロールされているため、オゾン処理の効率性の観点からは、合流部が接触部とろ過部との間に配置される(すなわち、濃縮水と混合されていない状態の被処理水に対してオゾン処理を実施する)ことが好ましい。
【0025】
(予備ろ過部)
本開示の水処理システムは、被処理水をろ過する予備ろ過部をさらに備えていてもよい。
水処理システムに被処理水をろ過する予備ろ過部を設けることで、ろ過部に供給される被処理水に含まれる不純物をより効果的に除去でき、ろ過膜の閉塞がより効果的に抑制される。
予備ろ過部の構成は特に制限されず、被処理水の状態、被処理水に含まれる異物や不純物の状態などに応じて選択できる。予備ろ過部に含まれる材料として具体的には、アンスラサイト、砂利、砂、セルロース、多孔質の合成樹脂、不織布等の高分子繊維、活性炭、ゼオライト、セラミック、ろ過膜等の公知の材料を使用できる。
【0026】
水処理システムにおいて予備ろ過部を設ける位置は、被処理水をろ過できる位置(すなわち、ろ過部よりも上流側の位置)であれば特に制限されない。
水処理システムが接触部とろ過部との間に合流部を備える場合、予備ろ過部は合流部より上流側に配置されても、合流部より下流流側に配置されてもよい。予備ろ過部は、合流部より上流側に配置されることが好ましい。
予備ろ過部が合流部より上流側に配置される場合としては、予備ろ過部が接触部と合流部との間に配置される場合、予備ろ過部が接触部よりも上流側(例えば、接触部に供給される原水を貯留する原水タンクと接触部との間)に配置される場合などが挙げられる。
予備ろ過部が合流部より下流側に配置される場合としては、予備ろ過部が合流部とろ過部との間に配置される場合が挙げられる。
水処理システムに配置される予備ろ過部の数は、1個でも2個以上であってもよい。
水処理システムに配置される予備ろ過部の種類は、1種でも2種以上であってもよい。
【0027】
(排出部)
本開示の水処理システムは、ろ過部から取り出される濃縮水を廃棄水として排出する排出部をさらに備えてもよい。
排出部の構成は、濃縮水を廃棄水として排出することが可能であれば特に制限されない。例えば、排出部は、濃縮水の排出口を備えるタンク、配管などであってよい。
排出部は、ろ過部から取り出されるすべての濃縮水を廃棄水として排出するものであってもよく、濃縮水の一部を廃棄水として排出するものであってもよい。濃縮水の一部を廃棄水として排出する場合としては、濃縮水の一部を被処理水と合流させる場合が挙げられる。
【0028】
排出部による廃棄水の排出のタイミングは、被処理水の電気伝導度(EC;Electrical Conductivity)の監視結果に基づいて決定してもよい。
被処理水の電気伝導度は、例えば、被処理水の汚染濃度の指標として利用できる。
例えば、被処理水の電気伝導度が設定基準を下回る場合は廃棄水の排出を実施せず、被処理水の電気伝導度が設定値を上回る場合は廃棄水の排出を実施してもよい。
水処理システムにおいて濃縮水を被処理水と合流させる場合、合流プロセスを繰り返すにしたがって原水由来の有機物が被処理水に蓄積して被処理水の電気伝導度が上昇し、ろ過膜の閉塞が生じやすい状態になるおそれがある。したがって、ろ過膜の閉塞が発生する前に、被処理水の電気伝導度が設定値を上回った時点で濃縮水を廃棄水として排出して、ろ過部に流入する被処理水の電気伝導度を低下させ、ろ過部への負荷を低減させてもよい。
【0029】
被処理水の電気伝導度の監視を実施する方法は特に制限されず、公知の方法で実施できる。例えば、被処理水を貯留するタンク又は被処理水が流通する配管に電気伝導度の測定器を設置してもよい。電気伝導度の監視結果による排出部の制御は、手動で行っても自動で行ってもよい。電気伝導度の測定器による監視結果をWifi等の通信手段を介してクラウド上に記録してもよい。電気伝導度の監視及び排出部の制御は、後述する本開示の水処理モジュールごとに実施しても、水処理モジュールが搭載された水処理システムごとに実施しても、複数の水処理システムをまとめて実施してもよい。
【0030】
(その他の構成)
必要に応じ、本開示の水処理システムは、上述した構成以外のその他の構成をさらに備えていてもよい。
水処理システムが備えてもよいその他の構成としては、原水を貯留するための原水タンク、水質管理のための計器、水処理システムの運転を制御するためのコンピュータシステムなどが挙げられる。
水処理システムが原水タンクを備える場合(原水タンクに水処理モジュールが接続される場合を含む)、原水タンクは接触部と直接連結していても、接触部と配管を介して連結していてもよい。原水タンクが接触部と配管を介して連結している場合、配管にフィルタを配置してもよい。
水処理システムが水処理システムの運転を制御するためのコンピュータシステムを備える場合、コンピュータシステムは1つの水処理システムの運転を独立して制御するものであっても、複数の水処理システムの運転をまとめて制御するものであってもよい。
【0031】
本開示の水処理システムの一実施形態として、循環式の水処理システムの構成の一例を、図面を参照しながら説明する。以下の各図において、矢印は処理前又は処理後の水の流動方向を示す。各図に示す構成は例示であって、本開示の水処理システムの構成はこれらに制限されない。
【0032】
本開示の水処理システムの好ましい一態様を、
図1に示す。
図1に示す水処理システム10は、
被処理水を透過水と濃縮水とに分離するろ過膜を含むろ過部11と、
ろ過部11に供給される被処理水を貯留するタンク12と、
タンク12にオゾンを供給するオゾン供給部13と、を備えている。
【0033】
水処理システム10では、ろ過部11に供給される被処理水を貯留するタンク12が被処理水にオゾンを接触させる接触部に相当するとともに、被処理水と濃縮水とが合流する合流部に相当する。すなわち、水処理システム10では接触部と合流部とが一体化した状態である。
【0034】
水処理システム10は、ろ過部11から取り出される濃縮水を移送する移送ライン14を備えている。移送ライン14は、濃縮水をタンク12に移送する移送ライン14Aと、濃縮水を廃棄水として排出する移送ライン14Bとに分岐した構造を有している。
図1に示す移送ライン14は移送ライン14Aと移送ライン14Bとに分岐した構造を有しているが、本開示の水処理システムの構成はこれに制限されない。例えば、水処理システム10は、濃縮水をタンクに移送する移送ラインと、濃縮する廃棄水として排出する移送ラインとを互いに独立して備えていてもよい。
【0035】
本開示の水処理システムの好ましい一態様を、
図2に示す。
図2に示す水処理システム20は、
被処理水を透過水と濃縮水とに分離するろ過膜を含むろ過部21と、
ろ過部21に供給される被処理水を貯留するタンク22と、
タンク22にオゾンを供給するオゾン供給部23と、
濃縮水を分岐25に移送する移送ライン24Aと、濃縮水を廃棄水として排出する移送ライン24Bとに分岐した構造を有する移送ライン24を備えている。
【0036】
水処理システム20は、被処理水と濃縮水とが合流する合流部がタンク22ではなく、ろ過部21とタンク22とを連結する配管に設けられた分岐25である点において、
図1に示す水処理システム10と異なっている。
【0037】
本開示の水処理システムの好ましい一態様を、
図3に示す。
図3に示す水処理システム30は、
被処理水を透過水と濃縮水とに分離するろ過膜を含むろ過部31と、
ろ過部31に供給される被処理水を貯留するタンク32と、
タンク32にオゾンを供給するオゾン供給部33と、
濃縮水を分岐35に移送する移送ライン34Aと、濃縮水を廃棄水として排出する移送ライン34Bとに分岐した構造を有する移送ライン34と、
被処理水の電気伝導度を測定するEC測定器36と、を備えている。
【0038】
水処理システム30は、被処理水の電気伝導度を測定するEC測定器36を備える点において、
図2に示す水処理システム20と異なっている。
図3に示す水処理システム30では、被処理水と濃縮水とが合流する分岐35とろ過部31との間にEC測定器36が設けられているが、本開示の水処理システムの構成はこれに制限されない。例えば、EC測定器36は分岐35とタンク32との間に設けられていてもよい。
【0039】
本開示の水処理システムの好ましい一態様を、
図4に示す。
図4に示す水処理システム40は、
被処理水を透過水と濃縮水とに分離するろ過膜を含むろ過部41と、
ろ過部41に供給される被処理水を貯留するタンク42と、
タンク42にオゾンを供給するオゾン供給部43と、
濃縮水を分岐45に移送する移送ライン44Aと、濃縮水を廃棄水として排出する移送ライン44Bとに分岐した構造を有する移送ライン44と、
被処理水をろ過する予備ろ過部47と、を備えている。
【0040】
水処理システム40は、被処理水をろ過する予備ろ過部47を備える点において、
図2に示す水処理システム20と異なっている。
図4に示す水処理システム40では、ろ過部41と分岐45との間、タンク42と分岐45との間、及びタンク42の上流側にそれぞれ予備ろ過部47が配置されているが、本開示の水処理システムの構成はこれに制限されない。例えば、上述した3か所のうち1か所又は2か所に予備ろ過部47を配置してもよく、上述した3か所以外の場所に予備ろ過部47を配置してもよい。
【0041】
本開示の水処理システムを構成する各要素の運転は、手動で実施しても自動で実施してもよく、手動と自動とを組み合わせて実施してもよい。
水処理システムの運転コストの観点からは、水処理システムを構成する各要素の運転は少なくとも一部を自動で行うことが好ましい。
【0042】
本開示の水処理システムから取り出される透過水の用途は、特に制限されない。
透過水の用途として具体的には、浴室、シャワー室、洗面台、台所、トイレ等の生活設備での利用、工場、農場等の産業設備での利用、上下水道水としての利用、自然界への放出などが挙げられる。
本開示の水処理システムの一態様では、水処理システムから取り出される透過水を利用した後に、利用後の透過水を水処理システムに原水として供給してもよい。
水処理システムの利用に係る費用対効果の観点からは、本開示の水処理システムから取り出される透過水は生活設備で利用されることが好ましい。
【0043】
本開示の水処理システムは、循環式の水処理システム/モジュールであってもろ過膜の閉塞が抑制されるために運転コストを低減できる。このため、本開示の水処理システムは、水資源の乏しい地域、被災地域等の利用可能な水質が良好でないような限られた条件下において、効果的に浄水を得る上で優れており、好適に使用できる。
【0044】
本開示の水処理システムによる水処理の規模は、特に制限されない。例えば、本開示の水処理システムによる1日当たりの処理量は100mL~50,000Lの範囲から選択されうる。
水処理システムを家庭用の浄水器として使用する場合、水処理の規模は、例えば、100mL~50Lの範囲から選択されうる。
水処理システムを家庭用の生活排水の浄化装置として使用する場合、水処理の規模は、例えば、1L~1,000Lの範囲から選択されうる。
水処理システムを屋上タンクに貯留される雨水の浄化装置のような比較的大規模な水処理装置として使用する場合、水処理の規模は、例えば、100L~50,000Lの範囲から選択されうる。
本開示の水処理システムは、水処理の規模が小さく被処理水の供給量が限られた条件下で透過水を生産する用途にも好適に使用できる。
【0045】
<水処理方法>
本開示の水処理方法は、
被処理水を透過水と濃縮水とに分離するろ過工程と、
前記被処理水にオゾンを接触させるオゾン処理工程と、を備える、水処理方法である。
【0046】
本開示の水処理方法によれば、ろ過膜の閉塞が効果的に抑制される。
本開示の水処理方法において、ろ過工程で使用されるろ過膜は、上述した本開示の水処理システムで使用されるろ過膜であってもよい。
本開示の水処理方法において、被処理水のオゾン処理は、公知のオゾン発生装置を使用して実施してもよい。
【0047】
本開示の水処理方法において、オゾン処理工程は、被処理水の色度の監視結果に基づいて被処理水にオゾンを供給することを含んでもよい。
【0048】
本開示の水処理方法は、被処理水と濃縮水とを混合する混合工程を更に備えていてもよい。すなわち、本開示の水処理方法は循環式の水処理方法であってもよい。
本開示の水処理方法が混合工程を含む場合、オゾン処理工程と混合工程とは同時に(すなわち、被処理水にオゾンを接触させながら濃縮水と混合する)実施しても、互いに独立して実施してもよい。
オゾン処理工程と混合工程とを互いに独立して実施する場合、オゾン処理工程を混合工程の前に実施しても、オゾン処理工程を混合工程の後に実施してもよい。濃縮水の微生物濃度はろ過工程前に実施されるオゾン処理によってコントロールされているため、オゾン処理の効率性の観点からは、オゾン処理工程を混合工程の前に実施する(すなわち、濃縮水と混合されていない状態の被処理水に対してオゾン処理を実施する)ことが好ましい。
【0049】
本開示の水処理方法は、被処理水をろ過する予備ろ過工程をさらに備えていてもよい。予備ろ過工程を実施する方法は特に制限されず、被処理水の状態、被処理水に含まれる異物や不純物の状態などに応じて選択できる。
予備ろ過工程は、例えば、上述した水処理システムが有していてもよい予備ろ過部によって実施することができる。
【0050】
本開示の水処理方法は、ろ過工程で得られる濃縮水を廃棄水として排出する排出工程をさらに備えてもよい。
排出工程は、ろ過工程で得られるすべての濃縮水を廃棄水として排出するものであってもよく、濃縮水の一部を廃棄水として排出するものであってもよい。濃縮水の一部を廃棄水として排出する場合としては、濃縮水を被処理水と合流させる場合が挙げられる。
【0051】
排出工程における廃棄水の排出のタイミングは、被処理水の電気伝導度の監視結果に基づいて決定してもよい。
例えば、被処理水の電気伝導度が設定基準を下回る場合は廃棄水の排出を実施せず、被処理水の電気伝導度が設定値を上回る場合は廃棄水の排出を実施してもよい。
水処理システムにおいて濃縮水を被処理水と合流させる場合、濃縮水由来の有機物が被処理水に蓄積して被処理水の電気伝導度が上昇し、ろ過膜の閉塞が生じやすい状態になるおそれがある。したがって、ろ過膜の閉塞を抑制するために、被処理水の電気伝導度が設定値を上回る場合は廃棄水の排出を実施して、被処理水に対する濃縮水の混合比率を低下させてもよい。
【0052】
本開示の水処理方法を実施する方法は、特に制限されない。例えば、上述した本開示の水処理システムを用いて実施してもよい。
【0053】
<水処理モジュール>
本開示の水処理モジュールは、
上述した水処理システムに含まれるろ過部、接触部及びオゾン供給部からなる群より選択される少なくとも1つを含む。
本開示において水処理モジュールとは、水処理システムに使用するための部品又は部品の組み合わせを意味する。
本開示の水処理モジュールは、本開示の水処理システムに使用されるものであれば特に制限されず、既存のろ過装置や水処理装置、配水管に接続して使用される独立した部品であってもよい。
【符号の説明】
【0054】
10、20、30、40:水処理システム
11、21、31、41:ろ過部
12、22、32、42:タンク
13、23、33、43:オゾン供給部
14、24、34、44:移送ライン
25、35、45:分岐
36:EC測定器
47:予備ろ過部
【要約】
【課題】ろ過膜の閉塞を抑制でき、ろ過膜の長寿命化を実現できる水処理システム、水処理方法及び水処理モジュールを提供する。
【解決手段】被処理水を透過水と濃縮水とに分離するろ過膜を含むろ過部と、前記ろ過部に供給される被処理水にオゾンを接触させる接触部と、前記接触部において被処理水にオゾンを供給するオゾン供給部と、を備える、水処理システム。
【選択図】
図1