JP2002153863A - 上水原水からマンガンを除去する方法及びその装置 - Google Patents
上水原水からマンガンを除去する方法及びその装置Info
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Abstract
ンガンの除去方法及びその装置を提供することにある。 【解決手段】凝集沈殿池及びろ過池を有する浄水処理シ
ステムの上水原水からマンガンを除去する方法におい
て、該凝集沈澱池またはろ過池からの流出水をアミドキ
シム樹脂に接触させることを特徴とする。
Description
ガンを除去する方法及びその装置に係わる。
ガンが含まれている。このマンガンは微生物により酸化
されて不溶性の二酸化マンガン(MnO2)として浄水
処理槽や配管の内壁に付着し、ときおり“黒水”として
流出したり、ろ過障害を惹き起こす。このため、着水井
から出た原水に予め塩素を注入して二酸化マンガンへ酸
化し、後段の凝集沈殿及び砂ろ過により除去している。
しかし、トリハロメタン,臭素酸など発ガン性物質の生
成を抑える観点から、最近では殺菌用の塩素も含めて塩
素の使用量を抑える方向にある。このため、最近ではア
ミドキシム樹脂によりマンガンを吸着除去する試みがな
されている。
lkiewicz and J.Siepak:Chem.Anal.(Warsaw),40(2) 195
-200 (1995)」に記載のように、水溶液中のFe3+,M
n2+,Mo6 +の分離(吸着除去)を試みており、0.1mg
/L のMn2+はpH6以上で50%以上分離できる、
すなわち残留液のMn2+ の濃度は規制値である0.05
mg/L以下になると報告している。しかし、吸着除去時
の樹脂と溶液の接触時間は5時間、吸着したMn2+の回
収(酸洗)には1時間を要しており、浄水処理するには
時間がかかりすぎ、浄水処理への適用は困難である。ま
た、上水原水にはマンガン以外にも濁度1〜10程度の
濁質やTOC(全有機炭素)として1〜10mg/L程度
の有機物(フミン質)が共存しており、マンガンの吸着
に対するこれらの影響は考慮されていない。
ン,モリブデン以外の重金属,ウラン,アクチニドを吸
着するため、核燃料の再処理,排水処理,海水ウラン捕
集の分野でも注目され、特公平3−2011号公報,特
開平9−113681号公報,特開平2000−176
279号公報などでも紹介されている。
の欠点を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、
アミドキシム樹脂による好適な上水原水中のマンガンの
除去方法及びその装置を提供することにある。
びろ過池を有する浄水処理システムの上水原水からマン
ガンを除去する方法において、該凝集沈澱池またはろ過
池からの流出水をアミドキシム樹脂に接触させることを
特徴とする。
凝集沈澱またはろ過処理後の上水原水を、アミドキシム
樹脂に接触させてマンガンを吸着除去し、吸着除去に使
用後の該樹脂を再生して再使用することについて説明す
る。上記以外にも、凝集沈殿及びろ過処理の前段で前塩
素処理された上水原水でもよい。これらの上水原水中の
マンガン濃度は一般的に0.1mg/L 程度以下であり、
吸着反応は樹脂表面へのマンガンの拡散が律速となる。
て上水原水と十分に接触させることで、吸着反応を促進
し、時間短縮がはかれる。
脂1m2 当りの処理量はおよそ1〜10m3/hである。ま
た、凝集沈殿またはろ過処理により発生する汚泥やろ過
及び活性炭吸着池の逆洗水から回収した循環水中のマン
ガンも、本発明の実施の形態を適用できる。この場合、
マンガンは高濃度(1mg/L以上)であり、回分処理が
適する。原水1m3当り50〜500cm2の樹脂に5〜3
0分程度の短時間接触させればよい。
00−176279号公報に記載されているように、ポ
リエチレン,ポリプロピレンなどの樹脂の素材の表面に
電子線を照射したのち、アクリロニトリル及びヒドロキ
シルアミンを作用させてアミドキシム基を導入したもの
が代表的である。
球状,粒状,円柱状,円筒状,布状,平板状,波板状の
いずれか、またはこれらを組み合わせた構造体が本発明
に適用できる。
アミドキシム樹脂を、攪拌機の翼に貼り付けて使用すれ
ばよい。つまり、アミドキシム樹脂を布状または板状と
して、攪拌手段の攪拌部に取り付けることで、簡易に短
時間でマンガン除去が可能である。
理における通常の回転数、すなわち50〜150rpm で
十分に攪拌効果が現れる。
袋,カゴ等に入れて処理する水と接触させればよい。こ
のとき、網,布袋,カゴ等を強制的に移動または回転さ
せると、樹脂同志がお互いに接触しながら上水原水と接
触するので、共存している濁質や有機物が付着するのを
防止しながら吸着及び後記する再生を効果的に進めるこ
とができる。
い越流部に自由に流動する吹き流しのように設置し、再
生時に引き上げて処理してもよい。流速は0.1 から1
m/s程度が望ましい。
キシム樹脂は、マンガンの錯化剤を含む塩酸,硝酸,硫
酸などの酸溶液で処理して再生する事が可能であり、効
果的である。錯化剤としては、特にクエン酸が好ましい
が、シュウ酸,酒石酸,コハク酸,酢酸なども添加効果
を発揮する。その添加量は10%以下で十分である。
熱するとさらに再生効果が増大する。
汚泥を脱水して、マンガン濃度8.1mg/L,TOC5.3
mg/Lのろ過液を得る。そのろ過液の100Lの中に、
5cm四方に裁断した布状のアミドキシム樹脂20枚を木
綿布の袋の中に入れて沈め、60rpm で液を攪拌しなが
ら室温で処理したところ、マンガン濃度は、10分後に
0.03mg/Lまで減少した。
でマンガンを十分に除去することが出来る。 (実施例2)次に実施例2を図1を用い説明する。図1
は、本発明の実施の形態の一つであるアミドキシム樹脂
を備えた処理装置の断面図である。この処理装置は、ろ
過液4の供給口を備え、ろ過液4を導入する吸着槽3
と、攪拌手段であり、攪拌の回転翼を備えた攪拌機2と
を備えている。本実施例では攪拌機2の攪拌部である回
転翼にアミドキシム樹脂1を貼り付けている。つまり、
実施例1と同じ種類のアミドキシム樹脂1を、幅2.5c
m ,長さ10cmに裁断し、その40枚を攪拌機2の翼に
貼りつけ。それを液滞留量100Lの吸着槽3の中に設
置している。
m で回転させた。そこへ、実施例1と同じ表流水をさら
に砂ろ過して得たマンガン濃度0.06〜0.07mg/
L,TOC2.9〜4.0mg/Lのろ過液4を入れ、流量
10L/min で流通させた。
は、0.01mg/L以下まで短時間で低下した。但し、
アミドキシム樹脂1のマンガンの吸着能力が一時間後に
はおちてしまい、1h後には0.01mg/Lまで上昇し
た。
し、クエン酸ナトリウム1%を添加した0.1N の塩酸
溶液10Lに攪拌部である翼を浸漬して5分洗浄し、さ
らにpH7で5分水洗した。このような再生処理後に、
再び攪拌部である翼を吸着に使用したところ、吸着槽3
出口のマンガン濃度は0.01mg/L まで低下した。以
上のように、アミドキシム樹脂1のマンガン吸着能力
は、簡易に再生することが可能である。 (実施例3)次に、実施例1と同じ樹脂の布を50cm四
方に裁断し、その2枚を5cm隔てて端部を固定し、布が
アコーデオンのように動くような構造体を作製した。こ
の構造体を図1に示すような実施例2と同じ吸着槽3内
に設置し、1分間に50回の頻度でアコーデオンを操作
するように構造体を往復運動させ、ろ過液を処理した。
は、0.01mg/L 以下まで短時間で低下させることが
出来た。しかし、実施例2と同様に、1h後には0.0
1mg/Lまで上昇した。そこで、再生処理のため、構造
体を吸着槽から取り出し、0.1Nの硫酸溶液10Lに構
造体を往復運動させながら浸漬して5分洗浄し、さらに
pH7で5分水洗した。そして、再生処理後に、再び吸
着処理に使用したところ、吸着槽出口のマンガン濃度
は、0.01 mg/L以下まで減少させることができた。 (実施例4)次に、図2を用いて他の例を説明する。図
2は、本発明の実施の形態の一つであるアミドキシム樹
脂を備えた処理装置の断面図である。一辺が約10mmの
立方体状のアミドキシム樹脂5(約100L)を、直径
50cm,高さ1m,最大網目間5mmのステンレス製網カ
ゴ6に入れ、それを吸着槽3内で回転させながら、前塩
素及び凝集沈澱処理して得たマンガン濃度0.04〜0.
05mg/L,TOC4.0〜5.2mg/Lの上水原水7を
10L/min で接触させた。その結果、吸着槽3出口の
マンガン濃度を0.01mg/L 以下に更に短時間で減少
させることが出来た。但し、12分後には0.01mg/
Lまで上昇した。
槽3から取り出し、クエン酸1%を含む0.1N の塩酸
溶液内で浸漬、回転させながら5分間樹脂を洗浄し、さ
らに水洗した後、再び吸着処理に使用したところ、吸着
槽3出口のマンガン濃度は0.01 mg/L以下であり、
簡易に再生処理でき、マンガンを除去することができ
た。 (実施例5)凝集沈殿池の汚泥が流入する排泥池とろ過
池及び活性炭吸着池の逆洗水が流入する排水池から回収
した循環水を対象として、処理を実施した。実施例4と
同じ方法で処理したところ、循環水中のマンガン濃度
は、処理前に7.0〜11.2mg/Lであったが、流通開
始5分後に0.2〜0.3mg/Lとすることができた。つ
まり、短時間で所望するマンガン濃度に減少でき、この
処理水は凝集沈殿池の前段にある着水池へ返送し、循環
系統を形成することができた。
アミドキシム樹脂に上水原水を接触させるだけマンガン
を除去できるので、マンガン由来の“黒水”の発生やろ
過障害を回避できるばかりでなく、塩素に由来する発ガ
ン性物質の生成量を低減できる。
る好適な上水原水中のマンガンの除去方法及びその装置
を提供することができるという効果を奏する。
樹脂を備えた処理装置の断面図である。
樹脂を備えた処理装置の断面図である。
ろ過液、5…アミドキシム樹脂、6…網カゴ、7…原
水。
Claims (10)
- 【請求項1】凝集沈殿池及びろ過池を有する浄水処理シ
ステムの上水原水からマンガンを除去する方法におい
て、該凝集沈澱池またはろ過池からの流出水をアミドキ
シム樹脂に接触させることを特徴とする上水原水からマ
ンガンを除去する方法。 - 【請求項2】凝集沈殿池及びろ過池及び活性炭吸着池を
有する浄水処理システムの上水原水からマンガンを除去
する方法において、該凝集沈澱池で発生する汚泥または
ろ過池及び活性炭吸着池の逆洗水から分離回収した循環
水にアミドキシム樹脂を接触させ、その後、該循環水を
該凝集沈殿池の前段に戻すことを特徴とする上水原水か
らマンガンを除去する方法。 - 【請求項3】請求項1又は請求項2に記載の上水原水か
らマンガンを除去する方法において、 前記アミドキシム樹脂は、布状又は板状であって攪拌機
の翼に貼りつけられているか、若しくは、それ自身が攪
拌翼を形成していることを特徴とする上水原水からマン
ガンを除去する方法。 - 【請求項4】請求項1又は請求項2に記載の上水原水か
らマンガンを除去する方法において、 前記アミドキシム樹脂は、布状又は板状の積層構造体を
形成し、該アミドキシム樹脂は、機械的操作により、変
形,伸縮,回転することを特徴とする上水原水からマン
ガンを除去する方法。 - 【請求項5】請求項1又は請求項2に記載の上水原水か
らマンガンを除去する方法において、 前記アミドキシム樹脂の形状は、球状,粒状,円柱状及
び円筒状のうちのいずれかであり、網状の袋またはカゴ
状の容器の中に収納され、その網または容器が移動また
は回転することによって樹脂同志がお互いに接触しなが
ら上水原水に接触することを特徴とする上水原水からマ
ンガンを除去する方法。 - 【請求項6】請求項1〜請求項5の何れかに記載の上水
原水からマンガンを除去する方法において、 マンガン吸着性能の低下したアミドキシム樹脂を、マン
ガンの錯化剤を10%以下含む酸溶液で処理して再使用
することを特徴とする上水原水からマンガンを除去する
方法。 - 【請求項7】請求項1〜請求項6の何れかに記載の上水
原水からマンガンを除去する方法において、 前記凝集沈殿池には、予め塩素処理された水を流入させ
ることを特徴とする上水原水からマンガンを除去する方
法。 - 【請求項8】上水原水内にアミドキシム樹脂部材を入
れ、該上水原水内のマンガンを除去することを特徴とす
る上水原水からマンガンを除去する方法。 - 【請求項9】凝集沈殿池及びろ過池を有する浄水処理シ
ステムの上水原水からマンガンを除去する装置におい
て、該凝集沈澱池またはろ過池からの流出水をアミドキ
シム樹脂に接触させる手段を備えたことを特徴とする上
水原水からマンガンを除去する装置。 - 【請求項10】凝集沈殿池及びろ過池及び活性炭吸着池
を有する浄水処理システムの上水原水からマンガンを除
去する装置において、該凝集沈澱池で発生する汚泥また
はろ過池及び活性炭吸着池の逆洗水から循環水を分離回
収する手段と、該循環水にアミドキシム樹脂を接触させ
る手段と、該循環水を該凝集沈殿池の前段に戻す手段を
備えたことを特徴とする上水原水からマンガンを除去す
る装置。
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