JP2002059173A - 原水の処理方法 - Google Patents
原水の処理方法Info
- Publication number
- JP2002059173A JP2002059173A JP2000252577A JP2000252577A JP2002059173A JP 2002059173 A JP2002059173 A JP 2002059173A JP 2000252577 A JP2000252577 A JP 2000252577A JP 2000252577 A JP2000252577 A JP 2000252577A JP 2002059173 A JP2002059173 A JP 2002059173A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- treatment
- raw water
- water
- iron
- water according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Physical Water Treatments (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 河川水・湖沼水・地下水から水道水・工業用
水を生成するプロセスにおいて、溶解性有機物質を効率
的に削減し、消毒副生成物を抑制する。 【解決手段】 鉄系凝集剤を用いて凝集操作を行った
後、セラミック膜を用いて凝集物と透過液を分離し、水
中の溶解性有機物質を効率的に除去することにより消毒
副生成物の生成を抑制する。
水を生成するプロセスにおいて、溶解性有機物質を効率
的に削減し、消毒副生成物を抑制する。 【解決手段】 鉄系凝集剤を用いて凝集操作を行った
後、セラミック膜を用いて凝集物と透過液を分離し、水
中の溶解性有機物質を効率的に除去することにより消毒
副生成物の生成を抑制する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、河川水・湖沼水・
地下水等の原水から水道水および工業用水を生成するプ
ロセスにおいて、原水中の溶解性有機物、および、消毒
の結果生成する副生成物を効率的に削減する方法に関す
るものである。
地下水等の原水から水道水および工業用水を生成するプ
ロセスにおいて、原水中の溶解性有機物、および、消毒
の結果生成する副生成物を効率的に削減する方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】まず、従来の河川水・湖沼水・地下水か
ら水道水を生成するプロセス（以下、浄水プロセスと述
べる）について説明する。水道原水としては河川水、ダ
ム・湖沼水、地下水があるが、日本では、河川水が３５
％前後およびダム・湖沼水も３５％前後を占めている。
特に、ダム・湖沼水の割合は、１９６５年が約１０％で
あるにもかかわらず、１９９４年にかけて急激に増加し
ている。これは水道水の使用量の増加に対応するため、
ダム開発を積極的に進めた結果である。ただし、ダム湖
の場合は、水道原水として直接用いられるわけではな
く、河川にいったん放流し、河川の自流水と混合して利
用される。
ら水道水を生成するプロセス（以下、浄水プロセスと述
べる）について説明する。水道原水としては河川水、ダ
ム・湖沼水、地下水があるが、日本では、河川水が３５
％前後およびダム・湖沼水も３５％前後を占めている。
特に、ダム・湖沼水の割合は、１９６５年が約１０％で
あるにもかかわらず、１９９４年にかけて急激に増加し
ている。これは水道水の使用量の増加に対応するため、
ダム開発を積極的に進めた結果である。ただし、ダム湖
の場合は、水道原水として直接用いられるわけではな
く、河川にいったん放流し、河川の自流水と混合して利
用される。
【０００３】現在の浄水処理プロセスは、凝集・沈殿・
急速ろか・塩素滅菌から成り立っている。すなわち、河
川水・湖沼水などの水道原水に存在する土砂・粘土等懸
濁物質を、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ:Poly-alumin
um chloride ）などのアルミ系凝集剤で凝集させた後、
凝集物を沈殿および急速ろか操作によって除去し、その
処理水に残存する細菌類を塩素によって滅菌するプロセ
スである。基本的には、懸濁物質除去（指標：濁度）と
微生物の消毒（指標：大腸菌郡数）が中心のプロセスで
ある。
急速ろか・塩素滅菌から成り立っている。すなわち、河
川水・湖沼水などの水道原水に存在する土砂・粘土等懸
濁物質を、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ:Poly-alumin
um chloride ）などのアルミ系凝集剤で凝集させた後、
凝集物を沈殿および急速ろか操作によって除去し、その
処理水に残存する細菌類を塩素によって滅菌するプロセ
スである。基本的には、懸濁物質除去（指標：濁度）と
微生物の消毒（指標：大腸菌郡数）が中心のプロセスで
ある。
【０００４】ところが、最近、水道水源の汚濁が進み、
上記プロセスでは対応できないような課題が生じてきて
いる。すなわち、水道水源に下水、産業廃水、下水処理
水等が混入し、汚濁が進行し各種の溶解性有機物（D-TO
C:Dissolved Total Organic Carbon）の増加や藻類が異
常発生する等の課題が発生している。この結果、例え
ば、有機物の一部は、塩素滅菌の過程で、塩素と結合
し、発ガン性のあるトリハロメタン等の消毒副生成物が
生じやすいことが知られている。また、湖沼等の水道水
源の富栄養化の進行に伴い、藻類が異常発生すると、凝
集阻害、ろ過障害、異臭味障害などの課題が生じる。さ
らに、アオコ等の藻類の一部は、ミクロシスティン等の
毒性物質を発生させることがあることも知られている。
上記プロセスでは対応できないような課題が生じてきて
いる。すなわち、水道水源に下水、産業廃水、下水処理
水等が混入し、汚濁が進行し各種の溶解性有機物（D-TO
C:Dissolved Total Organic Carbon）の増加や藻類が異
常発生する等の課題が発生している。この結果、例え
ば、有機物の一部は、塩素滅菌の過程で、塩素と結合
し、発ガン性のあるトリハロメタン等の消毒副生成物が
生じやすいことが知られている。また、湖沼等の水道水
源の富栄養化の進行に伴い、藻類が異常発生すると、凝
集阻害、ろ過障害、異臭味障害などの課題が生じる。さ
らに、アオコ等の藻類の一部は、ミクロシスティン等の
毒性物質を発生させることがあることも知られている。
【０００５】さらに、近年、畜産排水等の流入が原因と
考えられるクリプトスポリジウム等の原虫による水道水
汚染も多く報告されている。これらの原虫類は従来の塩
素滅菌では死滅しにくいという課題がある。これらの課
題を解決するため、新しい浄水高度処理プロセスとし
て、例えば、凝集・沈殿・ろかの後段に、オゾン酸化と
活性炭吸着を付加するプロセスが考案され実用化されて
いる。この方法は、従来の方法に加え、オゾンによっ
て、微量溶解性有機物質を分解し、分解副生成物は活性
炭で吸着処理しようとするものである。凝集沈殿の前段
で、オゾン処理または微生物処理を行う場合もある。
考えられるクリプトスポリジウム等の原虫による水道水
汚染も多く報告されている。これらの原虫類は従来の塩
素滅菌では死滅しにくいという課題がある。これらの課
題を解決するため、新しい浄水高度処理プロセスとし
て、例えば、凝集・沈殿・ろかの後段に、オゾン酸化と
活性炭吸着を付加するプロセスが考案され実用化されて
いる。この方法は、従来の方法に加え、オゾンによっ
て、微量溶解性有機物質を分解し、分解副生成物は活性
炭で吸着処理しようとするものである。凝集沈殿の前段
で、オゾン処理または微生物処理を行う場合もある。
【０００６】さらに、日本の水道の場合、凝集に用いら
れる凝集剤としては、ＰＡＣや硫酸アルミニウム等のア
ルミニウム系凝集剤が主流である。塩化第二鉄や硫酸第
二鉄等の鉄系凝集剤は、用いられていない。また、ポリ
アクリルアミド系の有機高分子凝集剤も用いられていな
い。工業用水プロセスについても、基本的に、浄水プロ
セスと同様、凝集・沈殿・急速ろかから成り立ってい
る。塩素滅菌については必要に応じて行われている。水
源の汚濁の進行に伴い、浄水と同様の課題を有してい
る。
れる凝集剤としては、ＰＡＣや硫酸アルミニウム等のア
ルミニウム系凝集剤が主流である。塩化第二鉄や硫酸第
二鉄等の鉄系凝集剤は、用いられていない。また、ポリ
アクリルアミド系の有機高分子凝集剤も用いられていな
い。工業用水プロセスについても、基本的に、浄水プロ
セスと同様、凝集・沈殿・急速ろかから成り立ってい
る。塩素滅菌については必要に応じて行われている。水
源の汚濁の進行に伴い、浄水と同様の課題を有してい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】現在までに知見されて
いる河川水・湖沼水・地下水から水道水を生成するプロ
セスは、以下のような課題を有している。まず、現在の
主流の凝集・沈殿・ろ過プロセスは、先にも述べたよう
に、濁度除去と殺菌を主目的としている。水道水の有機
物の指標として、過マンガン酸カリウム消費量が設定さ
れ、10ｍｇ/ ｌ以下が基準とされているが、この指標
は、過マンガン酸カリウムの酸化力が弱く、必ずしもす
べての有機物量を示しているわけではない。先にも述べ
たように、原水中の有機物が増大すると、塩素の反応に
より、発癌性のあるトリハロメタン等の物質が消毒副生
成物として発生しやすい課題がある。また、現在の分析
技術では、特定が不可能な微量副生成物も発生している
ことが予想される。
いる河川水・湖沼水・地下水から水道水を生成するプロ
セスは、以下のような課題を有している。まず、現在の
主流の凝集・沈殿・ろ過プロセスは、先にも述べたよう
に、濁度除去と殺菌を主目的としている。水道水の有機
物の指標として、過マンガン酸カリウム消費量が設定さ
れ、10ｍｇ/ ｌ以下が基準とされているが、この指標
は、過マンガン酸カリウムの酸化力が弱く、必ずしもす
べての有機物量を示しているわけではない。先にも述べ
たように、原水中の有機物が増大すると、塩素の反応に
より、発癌性のあるトリハロメタン等の物質が消毒副生
成物として発生しやすい課題がある。また、現在の分析
技術では、特定が不可能な微量副生成物も発生している
ことが予想される。
【０００８】したがって、塩素注入の前に、微量溶解性
有機物は、極力、除去することが望ましいと思われる。
しかし、例えば、現在使用されているアルミニウム系凝
集剤の添加量を増やし、溶解性有機物質を除去する方法
は、除去に限界がある。また、アルミニウム系凝集剤の
添加量が増大することにより、水道水中に残留するアル
ミニウム量が増加することも考えられる。
有機物は、極力、除去することが望ましいと思われる。
しかし、例えば、現在使用されているアルミニウム系凝
集剤の添加量を増やし、溶解性有機物質を除去する方法
は、除去に限界がある。また、アルミニウム系凝集剤の
添加量が増大することにより、水道水中に残留するアル
ミニウム量が増加することも考えられる。
【０００９】一方、鉄系凝集剤は、有機物の除去性能が
アルミニウム系凝集剤に比べて優れているとされてい
る。しかし、凝集操作やろ過操作が悪いと凝集物質がろ
過装置から流出して処理水が黄色に着色しやすい課題が
ある。また、湖沼等で発生する藻類の一部は、凝集・沈
殿での除去が困難であるため、ろ過装置に流入し、ろ過
閉塞をおこしやすい。このような藻類の障害が生ずるこ
とを防ぐため、アルミニウム凝集剤注入率の更なる増加
が必要となり、ろ過継続時間の短縮などの諸問題が現
れ、対応が困難となってきている。
アルミニウム系凝集剤に比べて優れているとされてい
る。しかし、凝集操作やろ過操作が悪いと凝集物質がろ
過装置から流出して処理水が黄色に着色しやすい課題が
ある。また、湖沼等で発生する藻類の一部は、凝集・沈
殿での除去が困難であるため、ろ過装置に流入し、ろ過
閉塞をおこしやすい。このような藻類の障害が生ずるこ
とを防ぐため、アルミニウム凝集剤注入率の更なる増加
が必要となり、ろ過継続時間の短縮などの諸問題が現
れ、対応が困難となってきている。
【００１０】次に、凝集・沈殿・ろ過に加え、オゾンや
活性炭を用いるプロセスは、溶解性有機物を除去できる
とされているが、オゾンの酸化力も限界があり、有機物
によっては二酸化炭素まで酸化分解できないこともあ
る。このため、オゾンにより生成した中間生成物質を、
活性炭にてさらに吸着処理する必要があるが、活性炭も
必ずしもすべての物質を吸着できる訳ではない。また、
流入する有機物が増大すると、オゾン消費量が増大する
とともに、活性炭の再生等に要する処理コストが増大す
る課題がある。したがって、オゾンや活性炭を用いる場
合でも、前段の凝集・沈殿・ろ過で有機物を極力除去し
ておくことが望ましいのである。
活性炭を用いるプロセスは、溶解性有機物を除去できる
とされているが、オゾンの酸化力も限界があり、有機物
によっては二酸化炭素まで酸化分解できないこともあ
る。このため、オゾンにより生成した中間生成物質を、
活性炭にてさらに吸着処理する必要があるが、活性炭も
必ずしもすべての物質を吸着できる訳ではない。また、
流入する有機物が増大すると、オゾン消費量が増大する
とともに、活性炭の再生等に要する処理コストが増大す
る課題がある。したがって、オゾンや活性炭を用いる場
合でも、前段の凝集・沈殿・ろ過で有機物を極力除去し
ておくことが望ましいのである。
【００１１】さらに、塩素消毒は、残存性があり細菌に
は有効であるが、ウィルスや原虫類には効果が小さく、
仮に混入した場合は現状の塩素消毒のままでは処理が困
難である。このように、現在の凝集・沈殿・ろか法およ
びオゾン・活性炭を用いた高度処理法では、富栄養化し
た原水の処理に限界がある。
は有効であるが、ウィルスや原虫類には効果が小さく、
仮に混入した場合は現状の塩素消毒のままでは処理が困
難である。このように、現在の凝集・沈殿・ろか法およ
びオゾン・活性炭を用いた高度処理法では、富栄養化し
た原水の処理に限界がある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、河川水・湖沼水・地下水から水道水や工業用水を
生成するプロセスにおいて、溶解性有機物質を効率的に
削減するとともに、消毒副生成物生成を抑制できるプロ
セスを開発することにあり、次の（１）〜（９）にあ
る。 （１）被処理水に鉄系凝集剤を添加して水中の懸濁物質
および溶解性有機物を凝集させ、凝集物をセラミック膜
分離装置を用いて除去することを特徴とする原水の処理
方法。 （２）鉄系凝集剤として、塩化第二鉄またはポリ塩化第
二鉄または硫酸第二鉄またはポリ硫酸第二鉄を用いるこ
とを特徴とする（１）に記載の原水の処理方法。 （３）ｐＨが4 から6 の領域で凝集操作を行うことを特
徴とする（１）または（２）に記載の原水の処理方法。 （４）粒径が0.1 μｍから１μｍのセラミック膜を用い
ることを特徴とする（１）〜（３）いずれかに記載の原
水の処理方法。 （５）膜分離により凝集物を除去した後、滅菌処理とし
て塩素処理および/ または紫外線処理および/ またはオ
ゾン処理を行うことを特徴とする（１）〜（４）いずれ
かに記載の原水の処理方法。 （６）光触媒を用いた紫外線処理を行うことを特徴とす
る（５）に記載の原水の処理方法。 （７）紫外線処理を行う際に、中圧または高圧の紫外線
ランプを用いることを特徴とする（５）または（６）に
記載の原水の処理方法。 （８）凝集処理の前に微生物による有機物分解処理およ
び／またはアンモニア性窒素酸化処理を行うことを特徴
とする（１）〜（７）いずれかに記載の原水の処理方
法。 （９）膜分離により凝集物を除去した後にオゾン処理お
よび／または活性炭吸着処理を行い、この処理水を滅菌
処理することを特徴とする（１）〜（８）いずれかに記
載の原水の処理方法。
ろは、河川水・湖沼水・地下水から水道水や工業用水を
生成するプロセスにおいて、溶解性有機物質を効率的に
削減するとともに、消毒副生成物生成を抑制できるプロ
セスを開発することにあり、次の（１）〜（９）にあ
る。 （１）被処理水に鉄系凝集剤を添加して水中の懸濁物質
および溶解性有機物を凝集させ、凝集物をセラミック膜
分離装置を用いて除去することを特徴とする原水の処理
方法。 （２）鉄系凝集剤として、塩化第二鉄またはポリ塩化第
二鉄または硫酸第二鉄またはポリ硫酸第二鉄を用いるこ
とを特徴とする（１）に記載の原水の処理方法。 （３）ｐＨが4 から6 の領域で凝集操作を行うことを特
徴とする（１）または（２）に記載の原水の処理方法。 （４）粒径が0.1 μｍから１μｍのセラミック膜を用い
ることを特徴とする（１）〜（３）いずれかに記載の原
水の処理方法。 （５）膜分離により凝集物を除去した後、滅菌処理とし
て塩素処理および/ または紫外線処理および/ またはオ
ゾン処理を行うことを特徴とする（１）〜（４）いずれ
かに記載の原水の処理方法。 （６）光触媒を用いた紫外線処理を行うことを特徴とす
る（５）に記載の原水の処理方法。 （７）紫外線処理を行う際に、中圧または高圧の紫外線
ランプを用いることを特徴とする（５）または（６）に
記載の原水の処理方法。 （８）凝集処理の前に微生物による有機物分解処理およ
び／またはアンモニア性窒素酸化処理を行うことを特徴
とする（１）〜（７）いずれかに記載の原水の処理方
法。 （９）膜分離により凝集物を除去した後にオゾン処理お
よび／または活性炭吸着処理を行い、この処理水を滅菌
処理することを特徴とする（１）〜（８）いずれかに記
載の原水の処理方法。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の作用を詳細に説明
する。本発明者らは、河川水・湖沼水・地下水から水道
水を生成するプロセスにおいて、従来プロセスでは除去
困難な溶解性有機物質を効率的に削減するプロセスを開
発することを目的とし検討を進めた。この結果、鉄系凝
集剤を用いて凝集操作を行った後、セラミック膜を用い
て凝集物と透過液を分離すれば、濁度除去はもちろんの
こと、有機物の優れた除去性能が得られ、消毒副生成物
の生成を抑制できることを見いだしたものである。
する。本発明者らは、河川水・湖沼水・地下水から水道
水を生成するプロセスにおいて、従来プロセスでは除去
困難な溶解性有機物質を効率的に削減するプロセスを開
発することを目的とし検討を進めた。この結果、鉄系凝
集剤を用いて凝集操作を行った後、セラミック膜を用い
て凝集物と透過液を分離すれば、濁度除去はもちろんの
こと、有機物の優れた除去性能が得られ、消毒副生成物
の生成を抑制できることを見いだしたものである。
【００１４】開発プロセスの処理フローを図１に示すと
ともに、その効果について説明する。本発明の特徴は、
鉄系凝集剤による凝集操作の後、沈殿・砂ろ過操作で処
理水を得るのではなく、セラミックを素材とする膜分離
設備で清澄水を得る点にある。
ともに、その効果について説明する。本発明の特徴は、
鉄系凝集剤による凝集操作の後、沈殿・砂ろ過操作で処
理水を得るのではなく、セラミックを素材とする膜分離
設備で清澄水を得る点にある。
【００１５】まず、鉄系凝集剤について説明する。無機
系凝集剤としては、アルミ系凝集剤と鉄系凝集剤がある
が、溶解性有機物除去能力がアルミ系よりも優れている
ため、鉄系凝集剤を用いていることがある。鉄系凝集剤
自体は、古くから広く知見されており、凝集剤として使
用される鉄塩には２価と３価のものがあり、いずれも水
中で加水分解して水酸化物または水和酸化物を作りフロ
ックを形成する。２価鉄の凝集剤としては、硫酸第一鉄
（FeSO4 ・7H2O）が、また、３価鉄の凝集剤としては硫
酸第二鉄（Fe2 （SO4 ）3 ）、塩化第二鉄（ FeCl3）
が、また、この他にポリ硫酸第二鉄やポリ塩化第二鉄が
ある。例えば、ポリ硫酸第二鉄は、硫酸第二鉄のSO4 の
一部をOH- で置き換えて、硫酸第二鉄の網目構造に、塩
基性硫酸第二鉄が入り込んでいる鉄系凝集剤である（特
開昭４９−５３１９５号公報）。この中で、硫酸第二
鉄、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄、ポリ塩化第二鉄は、
ｐＨが４〜１１の領域で凝集効果があるが、硫酸第一鉄
は凝集ｐＨ領域が６〜８と狭い。このため、鉄系凝集剤
としては、硫酸第二鉄または塩化第二鉄またはポリ硫酸
第二鉄またはポリ塩化第二鉄を用いることが望ましい。
さらに、これらの凝集剤は、ｐH が4 〜6 の範囲で有機
物除去、濁度除去性能が最も優れている。従って、有機
物削減の観点からは、ｐH が4〜6 の範囲で、鉄系凝集
剤を用いた凝集操作を行うことが望ましい。ポリ硫酸第
二鉄およびポリ塩化第二鉄は、腐食性が小さい利点があ
る。これらの鉄系凝集剤に高分子凝集剤を併用して、添
加してもかまわない。
系凝集剤としては、アルミ系凝集剤と鉄系凝集剤がある
が、溶解性有機物除去能力がアルミ系よりも優れている
ため、鉄系凝集剤を用いていることがある。鉄系凝集剤
自体は、古くから広く知見されており、凝集剤として使
用される鉄塩には２価と３価のものがあり、いずれも水
中で加水分解して水酸化物または水和酸化物を作りフロ
ックを形成する。２価鉄の凝集剤としては、硫酸第一鉄
（FeSO4 ・7H2O）が、また、３価鉄の凝集剤としては硫
酸第二鉄（Fe2 （SO4 ）3 ）、塩化第二鉄（ FeCl3）
が、また、この他にポリ硫酸第二鉄やポリ塩化第二鉄が
ある。例えば、ポリ硫酸第二鉄は、硫酸第二鉄のSO4 の
一部をOH- で置き換えて、硫酸第二鉄の網目構造に、塩
基性硫酸第二鉄が入り込んでいる鉄系凝集剤である（特
開昭４９−５３１９５号公報）。この中で、硫酸第二
鉄、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄、ポリ塩化第二鉄は、
ｐＨが４〜１１の領域で凝集効果があるが、硫酸第一鉄
は凝集ｐＨ領域が６〜８と狭い。このため、鉄系凝集剤
としては、硫酸第二鉄または塩化第二鉄またはポリ硫酸
第二鉄またはポリ塩化第二鉄を用いることが望ましい。
さらに、これらの凝集剤は、ｐH が4 〜6 の範囲で有機
物除去、濁度除去性能が最も優れている。従って、有機
物削減の観点からは、ｐH が4〜6 の範囲で、鉄系凝集
剤を用いた凝集操作を行うことが望ましい。ポリ硫酸第
二鉄およびポリ塩化第二鉄は、腐食性が小さい利点があ
る。これらの鉄系凝集剤に高分子凝集剤を併用して、添
加してもかまわない。
【００１６】次に膜分離について説明する。先にも述べ
たが、鉄系凝集剤は有機物除去性能は優れているが、ろ
過装置から漏出した場合、黄色になりやすい欠点があ
る。これは水道水の場合、健康には無害であるが、問題
となりやすい。したがって、この観点から、鉄系凝集剤
を用いる場合は、沈殿分離では無く、膜分離、特にセラ
ミック膜を用いた膜分離が望ましいと考えられる。
たが、鉄系凝集剤は有機物除去性能は優れているが、ろ
過装置から漏出した場合、黄色になりやすい欠点があ
る。これは水道水の場合、健康には無害であるが、問題
となりやすい。したがって、この観点から、鉄系凝集剤
を用いる場合は、沈殿分離では無く、膜分離、特にセラ
ミック膜を用いた膜分離が望ましいと考えられる。
【００１７】用いる膜の粒径であるが、凝集操作の結
果、発生する鉄の水酸化物を中心としたフロックの大き
さは、１〜１０μｍ程度である。このため、１μｍの大
きさがあれば、ほぼ完全に除去が可能である。しかも、
原虫類の大きさは２〜１０μｍ程度であるので、１μｍ
以下であればほぼ完全に除去できる。また、粒径が小さ
くなれば、除去できる有機物量も増加するが、０．１μ
ｍ未満になると、透過水量が極端に低下する。したがっ
て、浄水用に用いる膜の粒径は０．１〜１μｍが望まし
い。
果、発生する鉄の水酸化物を中心としたフロックの大き
さは、１〜１０μｍ程度である。このため、１μｍの大
きさがあれば、ほぼ完全に除去が可能である。しかも、
原虫類の大きさは２〜１０μｍ程度であるので、１μｍ
以下であればほぼ完全に除去できる。また、粒径が小さ
くなれば、除去できる有機物量も増加するが、０．１μ
ｍ未満になると、透過水量が極端に低下する。したがっ
て、浄水用に用いる膜の粒径は０．１〜１μｍが望まし
い。
【００１８】さらに、膜の素材としては、セラミックが
望ましい。セラミックを選定する理由として、発生する
鉄の水酸化物が次第に膜表面や内部に沈積していくこと
があげられる。このような場合、膜洗浄が必要である
が、セラミックであれば、酸洗浄で容易に水酸化物を除
去できる。このように鉄系凝集剤とセラミック膜を組み
合わせることにより、鉄系凝集剤の欠点である色度等の
運転管理の課題を解決できるとともに、溶解性有機物の
削減によって消毒副生成物の発生を抑制できる。
望ましい。セラミックを選定する理由として、発生する
鉄の水酸化物が次第に膜表面や内部に沈積していくこと
があげられる。このような場合、膜洗浄が必要である
が、セラミックであれば、酸洗浄で容易に水酸化物を除
去できる。このように鉄系凝集剤とセラミック膜を組み
合わせることにより、鉄系凝集剤の欠点である色度等の
運転管理の課題を解決できるとともに、溶解性有機物の
削減によって消毒副生成物の発生を抑制できる。
【００１９】また、特に汚濁が進んだ原水の場合、凝集
槽の前段に微生物処理を行ってもかまわない。微生物処
理によって有機物の分解が促進され、有機物が減少する
ため、鉄系凝集剤の添加量を削減できる効果がある。こ
こで用いる微生物は、有機物を分解する従属栄養細菌で
ある。また、微生物処理によってアンモニア性窒素を削
減する効果も期待できる。ここで用いる細菌は、アンモ
ニア性窒素を硝酸性窒素まで酸化する硝化細菌である。
槽の前段に微生物処理を行ってもかまわない。微生物処
理によって有機物の分解が促進され、有機物が減少する
ため、鉄系凝集剤の添加量を削減できる効果がある。こ
こで用いる微生物は、有機物を分解する従属栄養細菌で
ある。また、微生物処理によってアンモニア性窒素を削
減する効果も期待できる。ここで用いる細菌は、アンモ
ニア性窒素を硝酸性窒素まで酸化する硝化細菌である。
【００２０】このようにして得られたセラミック膜ろ過
水を塩素を用いて消毒すれば、原虫の問題も無く、か
つ、消毒副生成物の生成を抑制した清澄な水道水を得る
ことができる。さらに、長期保存や配管による輸送等の
必要が無い場合には、消毒副生成物の生成を抑制するた
めに、塩素に代えてオゾン処理や紫外線処理によって消
毒操作を行ってもかまわない。光触媒を用いた紫外線を
併用してもかまわない。オゾンや光触媒−紫外線処理を
用いれば、発生するＯＨラジカルによって、残存する有
機物の酸化分解を促すこともできる。この後段で、活性
炭吸着操作を行えば、さらに清澄な処理水を得ることが
できる。
水を塩素を用いて消毒すれば、原虫の問題も無く、か
つ、消毒副生成物の生成を抑制した清澄な水道水を得る
ことができる。さらに、長期保存や配管による輸送等の
必要が無い場合には、消毒副生成物の生成を抑制するた
めに、塩素に代えてオゾン処理や紫外線処理によって消
毒操作を行ってもかまわない。光触媒を用いた紫外線を
併用してもかまわない。オゾンや光触媒−紫外線処理を
用いれば、発生するＯＨラジカルによって、残存する有
機物の酸化分解を促すこともできる。この後段で、活性
炭吸着操作を行えば、さらに清澄な処理水を得ることが
できる。
【００２１】紫外線照射装置に装着する光源としては、
紫外線を発生する能力を備えた物であれば特に制限は無
く、例えば、低・中・高圧水銀ランプ、ブラックラン
プ、キセノンランプ等があげられる。ここで例示された
水銀ランプとは、紫外線殺菌に好適に用いられる紫外線
発生ランプであり、ランプ管内に充填した水銀蒸気圧の
違いから、一般的に、低圧・中圧・高圧と分類されてい
る。このうち、低圧水銀ランプは、微生物を直接殺菌す
る波長２５４ｎｍ付近の紫外線を非常に効率よく発生す
る。これに対して、中圧水銀ランプおよび高圧水銀ラン
プは、波長２５４ｎｍ付近の紫外線とともに光触媒を活
性化しうる波長４００ｎｍ以下の紫外線をも発生する性
質があることから、光触媒を用いる場合は中圧水銀ラン
プもしくは高圧水銀ランプを用いることが特に望まし
い。
紫外線を発生する能力を備えた物であれば特に制限は無
く、例えば、低・中・高圧水銀ランプ、ブラックラン
プ、キセノンランプ等があげられる。ここで例示された
水銀ランプとは、紫外線殺菌に好適に用いられる紫外線
発生ランプであり、ランプ管内に充填した水銀蒸気圧の
違いから、一般的に、低圧・中圧・高圧と分類されてい
る。このうち、低圧水銀ランプは、微生物を直接殺菌す
る波長２５４ｎｍ付近の紫外線を非常に効率よく発生す
る。これに対して、中圧水銀ランプおよび高圧水銀ラン
プは、波長２５４ｎｍ付近の紫外線とともに光触媒を活
性化しうる波長４００ｎｍ以下の紫外線をも発生する性
質があることから、光触媒を用いる場合は中圧水銀ラン
プもしくは高圧水銀ランプを用いることが特に望まし
い。
【００２２】次に本発明の実施例を説明する。
【００２３】
【実施例】本発明の方法を浄水処理への適用を検討し
た。処理フローを図１に示す。対象とした原水（１）
は、ｐＨが8.１、有機物の指標であるＤ−ＴＯＣを１０
ｍｇ／ｌ含有する湖沼水である。この湖沼水に本法を適
用した結果について説明する。
た。処理フローを図１に示す。対象とした原水（１）
は、ｐＨが8.１、有機物の指標であるＤ−ＴＯＣを１０
ｍｇ／ｌ含有する湖沼水である。この湖沼水に本法を適
用した結果について説明する。
【００２４】まず、凝集操作について説明する。鉄系凝
集剤（２）としては、塩化第二鉄水溶液を用い、原水
（１）に対して１００ｍｇ／ｌ添加した。急速攪拌槽
（３）のｐＨは、鉄系凝集剤（２）の添加によって、
８．１から６．６まで低下したが、更に、pHを酸として
の塩酸（９）によって５に調整し、５分間の急速攪拌を
行った。急速攪拌槽（３）にはｐＨ計（８）を装備して
いる。（４）は循環ポンプである。
集剤（２）としては、塩化第二鉄水溶液を用い、原水
（１）に対して１００ｍｇ／ｌ添加した。急速攪拌槽
（３）のｐＨは、鉄系凝集剤（２）の添加によって、
８．１から６．６まで低下したが、更に、pHを酸として
の塩酸（９）によって５に調整し、５分間の急速攪拌を
行った。急速攪拌槽（３）にはｐＨ計（８）を装備して
いる。（４）は循環ポンプである。
【００２５】この後、セラミック膜分離装置（５）によ
り凝集物と透過水を分離した。用いたセラミック膜
（５）の粒径は、１μｍであり、ろ過方式は、クロスフ
ロ−ろ過で、膜ろ過流速は、１０ｍ／日である。次に、
処理水ｐＨが飲料水に適した６以上となるようにアルカ
リとしての水酸化ナトリウム溶液（１０）を添加し、オ
ゾン発生装置（６）からのオゾンを用いてオゾン反応槽
（７）で残存する溶解性有機物の分解を促進し、更に、
中間生成物を活性炭吸着塔（１１）で除去した。更に滅
菌処理として、次亜塩素酸ナトリウム（１２）を残留塩
素が０．１ｍｇ／ｌとなるように添加した。
り凝集物と透過水を分離した。用いたセラミック膜
（５）の粒径は、１μｍであり、ろ過方式は、クロスフ
ロ−ろ過で、膜ろ過流速は、１０ｍ／日である。次に、
処理水ｐＨが飲料水に適した６以上となるようにアルカ
リとしての水酸化ナトリウム溶液（１０）を添加し、オ
ゾン発生装置（６）からのオゾンを用いてオゾン反応槽
（７）で残存する溶解性有機物の分解を促進し、更に、
中間生成物を活性炭吸着塔（１１）で除去した。更に滅
菌処理として、次亜塩素酸ナトリウム（１２）を残留塩
素が０．１ｍｇ／ｌとなるように添加した。
【００２６】この結果、有機物の指標であるＤ−ＴＯＣ
は、表１に示すように１０ｍｇ／ｌから１．８ｍｇ／ｌ
まで低下し、トリハロメタンの生成量も大幅に低下し
た。また、濁度も０．１以下で鉄化合物の流出は全く認
められなかった。一方、従来のアルミ系の凝集剤を用い
た凝集沈殿ろ過方法では、アルミ系凝集剤（硫酸アルミ
ニウム）を１５０mg/l添加して同様のオゾン−活性炭処
理を行っても、溶解性ＴＯＣを3.5 ｍｇ／ｌ、トリハロ
メタン生成能を３５μg/l までしか除去できなかった。
は、表１に示すように１０ｍｇ／ｌから１．８ｍｇ／ｌ
まで低下し、トリハロメタンの生成量も大幅に低下し
た。また、濁度も０．１以下で鉄化合物の流出は全く認
められなかった。一方、従来のアルミ系の凝集剤を用い
た凝集沈殿ろ過方法では、アルミ系凝集剤（硫酸アルミ
ニウム）を１５０mg/l添加して同様のオゾン−活性炭処
理を行っても、溶解性ＴＯＣを3.5 ｍｇ／ｌ、トリハロ
メタン生成能を３５μg/l までしか除去できなかった。
【００２７】これらの結果から、開発プロセスは、溶解
性有機物の削減と消毒副生成物の発生抑制に効果がある
ことが明らかになった。
性有機物の削減と消毒副生成物の発生抑制に効果がある
ことが明らかになった。
【００２８】
【表１】
【００２９】
【発明の効果】本発明により、河川水・湖沼水・地下水
から水道水を生成するプロセスにおいて、従来プロセス
では除去が困難な溶解性有機物質を効率的に削減でき、
消毒副生成物の生成を抑制できる。
から水道水を生成するプロセスにおいて、従来プロセス
では除去が困難な溶解性有機物質を効率的に削減でき、
消毒副生成物の生成を抑制できる。
【図１】本発明の処理フローの一例を示す図である。
１…原水槽 ２…鉄系凝集剤 ３…急速攪拌槽 ４…循環ポンプ ５…セラミック膜分離装置（膜径：１ミクロン） ６…オゾン発生装置 ７…オゾン反応槽 ８…ｐＨ計 ９…塩酸 １０…水酸化ナトリウム溶液 １１…活性炭吸着塔 １２…次亜塩素酸ナトリウム溶液
───────────────────────────────────────────────────── 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 1/50 ５１０ Ｃ０２Ｆ 1/50 ５１０Ａ ５２０ ５２０Ｂ ５３１ ５３１Ｐ ５３１Ｒ ５６０ ５６０Ｂ ５６０Ｃ ５６０Ｅ ５６０Ｈ ５６０Ｚ 1/72 １０１ 1/72 １０１ 1/76 1/76 Ａ 1/78 1/78 9/00 ５０１ 9/00 ５０１Ａ ５０２ ５０２Ｅ ５０２Ｈ ５０２Ｎ ５０２Ｐ ５０２Ｒ ５０３ ５０３Ａ ５０４ ５０４Ｅ (72)発明者 伊藤 公夫 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 Ｆターム(参考） 4D006 KA01 KA72 KB04 KB12 KB13 KB22 KD08 KD19 KD21 KD24 MA40 MC03 PA02 PB04 4D024 AA05 AB04 AB07 BA02 DB05 DB10 DB15 DB20 DB21 DB24 DB30 4D037 AA05 AB02 AB03 BA18 CA03 CA07 CA08 CA12 CA14 CA16 4D050 AA02 AB06 AB07 AB19 BB02 BB06 BC04 BC09 BD04 BD06 CA09 CA12 CA13 CA16 CA17 4D062 BA19 BA24 BB05 CA14 DA13 EA06 EA13 EA17 EA37 FA01 FA02 FA22 FA23 FA26
Claims (9)
- 【請求項１】 被処理水に鉄系凝集剤を添加して水中の
懸濁物質および溶解性有機物を凝集させ、凝集物をセラ
ミック膜分離装置を用いて除去することを特徴とする原
水の処理方法。 - 【請求項２】 鉄系凝集剤として、塩化第二鉄またはポ
リ塩化第二鉄または硫酸第二鉄またはポリ硫酸第二鉄を
用いることを特徴とする請求項１に記載の原水の処理方
法。 - 【請求項３】 ｐＨが4 から6 の領域で凝集操作を行う
ことを特徴とする請求項１または２に記載の原水の処理
方法。 - 【請求項４】 粒径が0.1 μｍから１μｍのセラミック
膜を用いることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記
載の原水の処理方法。 - 【請求項５】 膜分離により凝集物を除去した後、滅菌
処理として塩素処理および/ または紫外線処理および/
またはオゾン処理を行うことを特徴とする請求項１〜４
いずれかに記載の原水の処理方法。 - 【請求項６】 光触媒を用いた紫外線処理を行うことを
特徴とする請求項5に記載の原水の処理方法。 - 【請求項７】 紫外線処理を行う際に、中圧または高圧
の紫外線ランプを用いることを特徴とする請求項５また
は６に記載の原水の処理方法。 - 【請求項８】 凝集処理の前に微生物による有機物分解
処理および／またはアンモニア性窒素酸化処理を行うこ
とを特徴とする請求項１〜７いずれかに記載の原水の処
理方法。 - 【請求項９】 膜分離により凝集物を除去した後にオゾ
ン処理および／または活性炭吸着処理を行い、この処理
水を滅菌処理することを特徴とする請求項１〜８いずれ
かに記載の原水の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000252577A JP2002059173A (ja) | 2000-08-23 | 2000-08-23 | 原水の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000252577A JP2002059173A (ja) | 2000-08-23 | 2000-08-23 | 原水の処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002059173A true JP2002059173A (ja) | 2002-02-26 |
Family
ID=18741791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000252577A Withdrawn JP2002059173A (ja) | 2000-08-23 | 2000-08-23 | 原水の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002059173A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007160165A (ja) * | 2005-12-12 | 2007-06-28 | Nippon Steel Corp | 水中のウイルスの除去及び分解方法 |
| JP2010279909A (ja) * | 2009-06-05 | 2010-12-16 | Hikari Engineering Co Ltd | 飲料用容器洗浄水の処理方法 |
| JP2014065505A (ja) * | 2012-09-25 | 2014-04-17 | Kenji Mori | ウォーターサーバー |
| JP2014104458A (ja) * | 2012-11-30 | 2014-06-09 | Taki Chem Co Ltd | 排水処理方法 |
| JP2017507013A (ja) * | 2013-12-30 | 2017-03-16 | エコラブ ユーエスエイ インク | 工業用水の使用を減らす方法 |
| CN107628702A (zh) * | 2017-09-25 | 2018-01-26 | 广东粤港供水有限公司 | 一种臭氧陶瓷膜组合工艺水处理装置以及水处理方法 |
| CN107673504A (zh) * | 2017-09-25 | 2018-02-09 | 广东粤港供水有限公司 | 一种臭氧陶瓷膜活性炭组合净化饮用水的方法 |
| CN109437407A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-08 | 北京东方利禾景观设计有限公司 | 一种基于植物根系系统强化人工湿地除磷效能的方法 |
| JP2020099846A (ja) * | 2018-12-20 | 2020-07-02 | ルーテック株式会社 | 水質浄化方法 |
| CN112897635A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-06-04 | 同济大学 | 一种去除饮用水中有机氯胺的方法 |
| CN113105046A (zh) * | 2021-04-28 | 2021-07-13 | 四川大学 | 一种同步去除水中有机污染物和悬浮物的方法 |
| JP2022515530A (ja) * | 2018-12-25 | 2022-02-18 | 湖南智水環境工程有限公司 | 単一住宅の生活汚水処理に適用される汚水処理設備 |
-
2000
- 2000-08-23 JP JP2000252577A patent/JP2002059173A/ja not_active Withdrawn
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007160165A (ja) * | 2005-12-12 | 2007-06-28 | Nippon Steel Corp | 水中のウイルスの除去及び分解方法 |
| JP2010279909A (ja) * | 2009-06-05 | 2010-12-16 | Hikari Engineering Co Ltd | 飲料用容器洗浄水の処理方法 |
| JP2014065505A (ja) * | 2012-09-25 | 2014-04-17 | Kenji Mori | ウォーターサーバー |
| JP2014104458A (ja) * | 2012-11-30 | 2014-06-09 | Taki Chem Co Ltd | 排水処理方法 |
| JP2017507013A (ja) * | 2013-12-30 | 2017-03-16 | エコラブ ユーエスエイ インク | 工業用水の使用を減らす方法 |
| CN107628702A (zh) * | 2017-09-25 | 2018-01-26 | 广东粤港供水有限公司 | 一种臭氧陶瓷膜组合工艺水处理装置以及水处理方法 |
| CN107673504A (zh) * | 2017-09-25 | 2018-02-09 | 广东粤港供水有限公司 | 一种臭氧陶瓷膜活性炭组合净化饮用水的方法 |
| JP2020099846A (ja) * | 2018-12-20 | 2020-07-02 | ルーテック株式会社 | 水質浄化方法 |
| JP2022515530A (ja) * | 2018-12-25 | 2022-02-18 | 湖南智水環境工程有限公司 | 単一住宅の生活汚水処理に適用される汚水処理設備 |
| CN109437407A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-08 | 北京东方利禾景观设计有限公司 | 一种基于植物根系系统强化人工湿地除磷效能的方法 |
| CN112897635A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-06-04 | 同济大学 | 一种去除饮用水中有机氯胺的方法 |
| CN113105046A (zh) * | 2021-04-28 | 2021-07-13 | 四川大学 | 一种同步去除水中有机污染物和悬浮物的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wang et al. | Degradation of nitrilotris-methylenephosphonic acid (NTMP) antiscalant via persulfate photolysis: Implications on desalination concentrate treatment | |
| Sinha et al. | A review on Trihalomethanes and Haloacetic acids in drinking water: Global status, health impact, insights of control and removal technologies | |
| Xu et al. | 2-Phosphonobutane-1, 2, 4-tricarboxylic acid (PBTCA) degradation by ozonation: Kinetics, phosphorus transformation, anti-precipitation property changes and phosphorus removal | |
| JP2000237772A (ja) | 水の高度処理方法 | |
| JP2002059173A (ja) | 原水の処理方法 | |
| CN109574387A (zh) | 一种处理高浓度难降解有机废水的组合工艺方法 | |
| EP3472107A1 (en) | System and method for advanced oxidation of treated sewage effluent | |
| Jiménez et al. | Alternative treatment for wastewater destined for agricultural use | |
| CN105330004B (zh) | 一种中水回用的处理工艺 | |
| JPH0975993A (ja) | 有機物含有廃水の処理方法及びその装置 | |
| JP2002059194A (ja) | 原水の処理方法 | |
| Wu et al. | Pretreatment of petrochemical secondary effluent by micro-flocculation and dynasand filtration: performance and DOM removal characteristics | |
| JP6359257B2 (ja) | マンガン含有水の処理方法および処理装置 | |
| AU2009200113A1 (en) | Water purification | |
| CN108212181A (zh) | 一种用于污水处理的中空微球光催化剂及制备方法 | |
| JP2004025018A (ja) | 逆浸透による海水淡水化装置 | |
| Drikas et al. | Removal of natural organic matter-a fresh approach | |
| Chen et al. | Evaluation of Fe (VI)/Fe (II) combined with sludge adsorbents in secondary effluent organic matter removal | |
| Sarma | Filtration and chemical treatment of waterborne pathogens | |
| Mahdavi et al. | Wastewater reuse from hemodialysis section by combination of coagulation and Ultrafiltration processes: Case study in saveh-iran hospital | |
| US20170260066A1 (en) | Struvite formation by precipitation of ammonia in electrocoagulation process | |
| Wang et al. | Removal of dissolved natural organic matter from source water with alum coagulation | |
| JP2007319816A (ja) | 水処理装置及び水処理方法 | |
| JP2013220395A (ja) | 浄水の処理方法 | |
| Abdw et al. | Single and combined application of ozonation and coagulation/flocculation for humic acid removal |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20061106 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061108 |
|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20071106 |