JP2002079063A - 水処理方法および装置 - Google Patents

水処理方法および装置

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JP2002079063A
JP2002079063A JP2000268208A JP2000268208A JP2002079063A JP 2002079063 A JP2002079063 A JP 2002079063A JP 2000268208 A JP2000268208 A JP 2000268208A JP 2000268208 A JP2000268208 A JP 2000268208A JP 2002079063 A JP2002079063 A JP 2002079063A
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Komei Kadokawa
角川  功明
Kazutaka Takahashi
和孝 高橋
Yoshihiko Mori
吉彦 森
Masatoshi Hashino
昌年 橋野
Kinzo Isomura
欽三 磯村
Kenji Nakatani
健治 中谷
Torataro Minegishi
寅太郎 峯岸
Kenichiro Mizuno
健一郎 水野
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ISOMURA HOUSUI KIKO KK
Asahi Kasei Corp
Fuji Electric Co Ltd
JFE Engineering Corp
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ISOMURA HOUSUI KIKO KK
Asahi Kasei Corp
Fuji Electric Co Ltd
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 活性炭処理装置からリークする活性炭または
微生物を除去して、高い処理水質を有する安全な処理水
を得ることが可能な水処理方法および装置を提供する。 【解決手段】 原水へオゾンを注入する工程と、このオ
ゾン注入原水を膜ろ過する第1の膜ろ過工程と、この第
1の膜ろ過水を活性炭処理する工程と、この活性炭処理
水をさらに膜ろ過する第2の膜ろ過工程とを含む水処理
方法により、前記第2の膜ろ過工程で、活性炭または微
生物等のリーク物質を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、上水道、下水
道、工業用水または廃水処理の水処理方法に関わり、特
に、オゾン処理と膜ろ過処理とを組み合わせた水処理方
法ならびにその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、浄水処理において、小規模浄水場
を中心に従来の凝集沈殿−砂ろ過処理の代替として、維
持管理性および省スペース化に優れた膜ろ過処理を用い
るケースが増大しつつある。しかしながら、膜ろ過処理
の大・中規模浄水場への適用を考慮した場合、従来の凝
集沈殿−砂ろ過処理の場合と同等以下のコストまで削減
することが不可欠である。ランニングコストを低減させ
るためには高い膜ろ過流束で安定して運転できることが
必要となる。
【0003】また、大・中規模浄水場は、都市部に位置
することが多く、年々、河川水質が悪化する傾向が見ら
れる。原水中の溶解性有機物であるトリハロメタン前駆
物質や臭気物質を除去するためには、膜ろ過処理にオゾ
ン処理と活性炭処理とを組み合わせて、高度処理するこ
とが望ましい。この場合の処理手順として、オゾン処
理→活性炭処理→膜ろ過処理、膜ろ過処理→オゾン処
理→活性炭処理を順次行なう2方式が考えられる。
【0004】しかしながら、いずれの方式においても、
膜供給原水として膜ろ過処理に導入される原水中の懸濁
物質および有機物質等によって膜ファウリングが進行
し、3m3/m2/日以上の高い膜ろ過流束で運転した場
合、比較的短期間で目詰まりを起こす恐れがある。この
問題を解決する方法の一つとして、特開平10−3095
76号公報には、以下のような水処理方法提が案されて
いる。
【0005】この水処理方法は、図2に示すように、原
水1を原水槽2に送り込んで供給ポンプ3により循環槽
または膜供給槽4に供給して、膜供給ポンプ5からエジ
ェクター注入装置6を介して膜ろ過装置7に送り込む。
エジェクター注入装置6にオゾン発生器9からのオゾン
ガス8がインライン注入されることにより、膜供給水と
オゾンとが接触し酸化処理される。膜ろ過装置7におい
て得られた膜ろ過水は膜ろ過水槽13へ送り込まれ、膜
ろ過水の一部は膜逆流洗浄水として用いられ、残りの大
部分は活性炭供給ポンプ15により活性炭処理装置16
へ送られる。活性炭処理装置16により膜ろ過水中のオ
ゾン副生成物が除去され、最終的に処理水19を得るこ
とができる。また、膜ろ過装置7において循環水10を
循環槽または膜供給槽4へ返送することもでき、循環槽
または膜供給槽4より排出される排オゾンガス11は排
オゾンガス処理設備12で処理される。
【0006】前記特開平10−309576号公報には、
前記水処理方式により、以下のような利点が得られる旨
記載されている。 1)オゾン処理により、膜ファウリングの原因となる高
分子有機物が分解あるいは低分子化されるため、膜目詰
まりが抑制される。 2)膜ろ過水中にオゾンを残留させることにより、膜面
および細孔内がオゾンにより常に洗浄された状態となる
ため、高い膜ろ過流束で比較的長期間安定通水すること
ができる。 3)飲料に十分適した高度な処理水を得ることができ
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平10−309576号公報に記載された水処理方法で
は、活性炭処理装置から、粉末活性炭自身やそこで発生
する微生物がリークして最終の処理水に混入し、水質を
低下させる問題があった。
【0008】この発明は、上記の点に鑑みてなされたも
ので、この発明の課題は、高い処理水質を維持し、常に
安全な処理水を得ることが可能な水処理方法および装置
を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、この発明の水処理方法は、原水へオゾンを注入す
る工程と、このオゾン注入原水を膜ろ過する第1の膜ろ
過工程と、この第1の膜ろ過水を活性炭処理する工程
と、この活性炭処理水をさらに膜ろ過する第2の膜ろ過
工程とを含むこととする(請求項1の発明)。
【0010】上記請求項1の発明の水処理方法によれ
ば、リークした粉末活性炭および微生物を第2の膜ろ過
工程で除去でき、常に安全な処理水を得ることができ
る。
【0011】また、前記請求項1の発明の実施態様とし
て、下記請求項2ないし3の発明がオゾン注入量の最適
化と水質向上の観点から好ましい。即ち、請求項1の発
明において、前記第1の膜ろ過水中の残留オゾン濃度を
所定範囲に維持するために、原水へのオゾン注入量を制
御する(請求項2の発明)。また、前記第1の膜ろ過水
中の残留オゾン濃度を、0.01〜10mg/Lの範囲
に維持する(請求項3の発明)。
【0012】上記請求項2または3の発明によれば、少
量のオゾン注入量により、膜の目詰まりを抑制すること
ができ、全体として、高水質を維持し、かつランニング
コストの低減を図ることができる。
【0013】さらに、上記水処理方法を実施するための
装置としては、下記請求項4および5の発明が好適であ
る。即ち、請求項4の発明の水処理装置は、原水へオゾ
ンを注入するオゾン注入装置と、オゾン注入原水を膜ろ
過する第1の膜ろ過装置と、前記膜ろ過した水を活性炭
処理する活性炭処理装置と、前記活性炭処理した水をさ
らに膜ろ過する第2の膜ろ過装置とを備えるものとす
る。また、請求項5の発明の水処理装置は、前記請求項
4の発明の水処理装置において、前記第1の膜ろ過装置
により膜ろ過した水中の残留オゾン濃度を測定する残留
オゾン濃度測定手段と、前記残留オゾン濃度の測定値に
基づいて、前記オゾン注入装置からのオゾン注入量を制
御する手段とを備えるものとする。
【0014】
【発明の実施の形態】図1のフローに基づき、この発明
の実施例について以下にのべる。
【0015】図1に示すように、実施例に係る水処理装
置は、原水槽2、循環槽または膜供給槽4、エジェクタ
ー注入装置6、第1の膜ろ過装置7、オゾン発生器9、
排オゾン処理設備12、膜ろ過水槽13、オゾン濃度計
14、活性炭処理装置16および第2の膜ろ過装置18
等により構成されている。
【0016】図1と前記図2のフローとの主な相違点
は、図1においては、第2の膜ろ過装置18とオゾン濃
度計14と図示しないオゾン制御装置を備えている点で
ある。図1による水処理手順は、下記のとおりである。
原水1を原水槽2に送り込んで供給ポンプ3により循環
槽または膜供給槽4に供給して、膜供給ポンプ5からエ
ジェクター注入装置6を介して膜ろ過装置7に送り込
む。エジェクター注入装置6にオゾン発生器9からのオ
ゾンガス8がインライン注入されることにより、膜供給
水とオゾンとが接触し酸化処理される。
【0017】第1の膜ろ過装置7において得られた膜ろ
過水は膜ろ過水槽13へ送り込まれ、膜ろ過水の一部は
膜逆流洗浄水として用いられ、残りの大部分は活性炭供
給ポンプ15により活性炭処理装置16へ送られる。活
性炭処理装置16により膜ろ過水中のオゾン副生成物が
除去された後、第2の膜供給ポンプ17により第2の膜
ろ過装置18へ送られる。
【0018】第2の膜ろ過装置18により水中の除去す
べき成分がろ過され、最終的に処理水19を得ることが
できる。また、第1の膜ろ過装置7において循環水10
を循環槽または膜供給槽4へ返送することもでき、循環
槽または膜供給槽4より排出される排オゾンガス11は
排オゾンガス処理設備12で処理される。
【0019】なお、オゾン濃度計14により、膜ろ過水
中の残留オゾン濃度が計測される。その値に基づいて、
オゾン発生器9からのオゾン供給量が制御される。
【0020】本実施例では、オゾン濃度計14により、
膜ろ過水中の残留オゾン濃度が常時計測されており、残
留オゾン濃度を所定値となるように、オゾン発生器9か
ら直接インライン注入されるオゾン注入量がオゾン発生
器の印可電圧や図示しないバルブの開閉操作等によって
調整されている。例えば、図示しないCPU(中央処理
装置)等による制御手段によって膜ろ過水中の残留オゾ
ン濃度を算出し、インライン注入されるオゾン注入量を
フィードバック制御することができる。
【0021】なお、膜ろ過装置7により得られた膜ろ過
水の残留オゾン濃度は、膜ろ過装置7の膜ろ過流束を高
く維持するために、0.01〜10mg/Lとし、好ま
しくは、0.1〜5mg/Lとする。膜ろ過水中の残留
オゾン濃度が、10mg/Lより高くなると、膜ろ過装
置7のろ過膜として耐オゾン性の膜素材を用いても、長
期的にはオゾンとの反応により膜劣化が起こる恐れがあ
るが、膜モジュールの交換時期を考え合わせると、10
mg/Lまでは許容される。また、残留オゾン濃度が1
0mg/Lより高くなると、副生成物量も多くなるとい
う問題がある。以上のことから、膜ろ過水中の残留オゾ
ン濃度は、0.01〜10mg/Lとし、好ましくは
0.1〜5.0mg/Lとする。
【0022】次に、実施例における第1の膜ろ過装置7
について説明する。第1の膜ろ過装置7は、膜供給水に
オゾンが溶解された状態で膜ろ過するために、生物ファ
ウリングによる膜の目詰まりを防止することができ、か
つ高い膜ろ過流束を得ることができる。第1の膜ろ過装
置7に使用される膜は、濁質成分および細菌類を除去す
ることのできる膜であり、精密ろ過膜または限外ろ過膜
が用いられる。精密ろ過膜の場合は、公称孔径0.01〜0.
5μmのものが用いられ、限外ろ過膜の場合は、分画分
子量1,000〜20万ダルトンのものが用いられる。
【0023】また、膜モジュールの形式は、中空糸状、
スパイラル状、チューブラ状、平膜状等を用いることが
できる。膜素材およびポッティング部は、高濃度のオゾ
ンと接触するために、耐オゾン性の素材を使うことが望
ましい。膜素材については、フッ化ビニリデン重合体樹
脂等の耐オゾン性の有機樹脂またはセラミック等の無機
材料を用いることができる。
【0024】さらに、膜モジュールのろ過方式には、全
量ろ過とクロスフローろ過方式があるが、いずれのろ過
方式でもかまわない。また、膜ろ過への通水方式は、外
圧型と内圧型があり、どちらの通水方式でもよい。
【0025】また、循環槽または膜供給槽4から排出さ
れる排オゾンガスは、排オゾン処理設備12に導入され
て処理される。排オゾンガス処理設備12の形式は、活
性炭式、熱分解式、触媒式等どの形式でもよい。
【0026】次に実施例における第2の膜ろ過装置18
について説明する。第2の膜ろ過装置18は、膜供給水
がすでに、オゾン処理、膜ろ過、活性炭処理されたもの
であることから、高い膜ろ過流束を得ることが可能であ
る。第2の膜ろ過装置18は活性炭処理装置16から活
性炭または微生物がリークした場合の除去のために、精
密ろ過膜を用いることができる。また、リーク物質の除
去はもとより、更なる水質の向上を目的として、限外ろ
過膜、ナノろ過膜、逆浸透膜を用いることもできる。
【0027】
【発明の効果】上記のとおり、この発明の水処理方法に
よれば、原水へオゾンを注入する工程と、このオゾン注
入原水を膜ろ過する第1の膜ろ過工程と、この第1の膜
ろ過水を活性炭処理する工程と、この活性炭処理水をさ
らに膜ろ過する第2の膜ろ過工程とを含むこととし、ま
た、この発明の水処理装置は、原水へオゾンを注入する
オゾン注入装置と、オゾン注入原水を膜ろ過する第1の
膜ろ過装置と、前記膜ろ過した水を活性炭処理する活性
炭処理装置と、前記活性炭処理した水をさらに膜ろ過す
る第2の膜ろ過装置とを備えるものとしたので、粉末活
性炭や活性炭処理装置で発生する微生物がリークして最
終の処理水に混入することに起因する水質低下を防止で
きる。
【0028】さらに、第1の膜ろ過装置により膜ろ過し
た水中の残留オゾン濃度を測定する残留オゾン濃度測定
手段と、前記残留オゾン濃度の測定値に基づいて、前記
オゾン注入装置からのオゾン注入量を制御する手段とを
備えるものとし、第1の膜ろ過水中の残留オゾン濃度
を、0.01〜10mg/Lの範囲に維持することによ
り、最適なオゾン注入量により、膜の目詰まりを抑制し
て高水質を維持し、かつランニングコストの低減を図る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例に関わる水処理フローを示す
【図2】従来の水処理フローの一例を示す図
【符号の説明】
2:原水槽、4:膜供給槽、6:エジェクタ注入装置、
7:第1の膜ろ過装置、9:オゾン発生器、12:排オ
ゾンガス処理設備、13:膜ろ過水槽、14:オゾン濃
度計、16:活性炭処理装置、18:第2の膜ろ過装
置。
───────────────────────────────────────────────────── 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 1/50 520 C02F 1/50 520P 531 531R 540 540A 550 550L 560 560B 560E 1/78 ZAB 1/78 ZAB 9/00 502 9/00 502R 502E 502H 503 503A 503C 504 504D 504E (71)出願人 000004123 日本鋼管株式会社 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 (72)発明者 角川 功明 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 (72)発明者 高橋 和孝 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 (72)発明者 森 吉彦 静岡県富士市鮫島2−1 旭化成工業株式 会社内 (72)発明者 橋野 昌年 静岡県富士市鮫島2−1 旭化成工業株式 会社内 (72)発明者 磯村 欽三 東京都港区虎ノ門一丁目1番3号 磯村豊 水機工株式会社内 (72)発明者 中谷 健治 東京都港区虎ノ門一丁目1番3号 磯村豊 水機工株式会社内 (72)発明者 峯岸 寅太郎 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 水野 健一郎 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 Fターム(参考) 4D006 GA03 GA06 GA07 HA01 HA21 HA41 HA61 HA95 KA02 KA12 KA41 KA72 KB12 KC03 KC13 KD01 KD19 KD21 KE13P KE13Q MA01 MA02 MA03 MA04 MC03 MC29 PA02 PB02 PB08 PB24 4D024 AA01 AA04 AB04 BA02 BC01 DB05 DB24 4D050 AA01 AA12 AB06 AB22 BB02 BD03 BD06 BD08 CA06 CA09

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原水へオゾンを注入する工程と、このオ
    ゾン注入原水を膜ろ過する第1の膜ろ過工程と、この第
    1の膜ろ過水を活性炭処理する工程と、この活性炭処理
    水をさらに膜ろ過する第2の膜ろ過工程とを含むことを
    特徴とする水処理方法。
  2. 【請求項2】 前記第1の膜ろ過水中の残留オゾン濃度
    を所定範囲に維持するために、前記原水へのオゾン注入
    量を制御することを特徴とする請求項1に記載の水処理
    方法。
  3. 【請求項3】 前記第1の膜ろ過水中の残留オゾン濃度
    を、0.01〜10mg/Lの範囲に維持することを特
    徴とする請求項2に記載の水処理方法。
  4. 【請求項4】 原水へオゾンを注入するオゾン注入装置
    と、オゾン注入原水を膜ろ過する第1の膜ろ過装置と、
    前記膜ろ過した水を活性炭処理する活性炭処理装置と、
    前記活性炭処理した水をさらに膜ろ過する第2の膜ろ過
    装置とを備えることを特徴とする水処理装置。
  5. 【請求項5】 前記第1の膜ろ過装置により膜ろ過した
    水中の残留オゾン濃度を測定する残留オゾン濃度測定手
    段と、前記残留オゾン濃度の測定値に基づいて、前記オ
    ゾン注入装置からのオゾン注入量を制御する手段とを備
    えることを特徴とする請求項4に記載の水処理装置。
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KR100737352B1 (ko) 2006-12-27 2007-07-09 케미코아 주식회사 목욕탕 배출수를 재활용하기 위한 장치 및 방법
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