JP2002224543A - 浄水処理方法及びその装置 - Google Patents

浄水処理方法及びその装置

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JP2002224543A
JP2002224543A JP2001026384A JP2001026384A JP2002224543A JP 2002224543 A JP2002224543 A JP 2002224543A JP 2001026384 A JP2001026384 A JP 2001026384A JP 2001026384 A JP2001026384 A JP 2001026384A JP 2002224543 A JP2002224543 A JP 2002224543A
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water
filtration
disinfectant
membrane
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JP2001026384A
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Yoshihide Kageyama
佳秀 蔭山
Shoichi Suda
昇一 須田
Takeshi Higashijima
健 東島
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Abstract

(57)【要約】 【課題】 膜の目詰まりが抑制され、高流束での膜ろ過
を長時間継続することができる浄水処理方法及びその装
置を提供すること。 【解決手段】 原水中の懸濁物を除去するための凝集沈
殿装置12と、オゾンを吹き込んで有機成分を酸化分解
するためのオゾン接触池16と、溶存物質を除去するた
めの活性炭ろ過池17と、消毒剤を注入する消毒剤注入
装置と、消毒剤が注入された水を膜ろ過処理する膜ろ過
装置を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、原水を高度処理し
た後、膜ろ過装置へ導入して膜ろ過処理をする浄水処理
方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、特に、大都市近郊における上水道
の浄水処理においては、水源の水質悪化にともなって、
高度処理システムによる処理が行われている。この高度
処理は、一般に、凝集沈殿処理、オゾン処理、生物活性
炭ろ過、通常の生物膜ろ過、及び砂ろ過よりなる処理操
作の組み合わせにより行われ、浄化度の高い処理水が得
られる浄水処理である。
【0003】原水を高度処理すれば、臭気を放つ成分や
トリハロメタンの前駆物質となる有機成分などが除去さ
れ、水質の良好な処理水が得られるが、上記の高度処理
方法においては、次のことが問題になっていた。砂ろ過
や活性炭に捕捉された濁質が漏出したり、あるいは活性
炭に着生した微生物が剥離したり、さらに砂ろ過でも捕
捉できないこともあるクリストスポリジウムなどの原虫
が漏出して浄水に混入すると言う問題があり、処理をさ
らに高度にすることが要求されるようになってきた。
又、浄水処理装置の小型化や操作の容易さ等に対する要
望もあり、上記のように高度処理された水をさらにろ過
膜を透過させる膜ろ過処理が行われるようになってき
た。膜ろ過は精密ろ過膜や限外ろ過膜などのろ過膜を透
過させる処理であって、膜ろ過処理をすれば、大腸菌等
の菌類や懸濁粒子等のような微細なものも完全に捕捉す
るすることができるので、高度処理では除去できなかっ
たり、漏出したりしていたものが除去される。
【0004】高度処理の後に膜ろ過処理が付加された浄
水処理方法における処理操作の組み合わせとその順序に
ついての代表例としては、次の2方法が挙げられる。
【0005】凝集沈殿処理−オゾン処理−生物活性炭
ろ過−膜ろ過−消毒剤注入 凝集沈殿処理−砂ろ過−オゾン処理−生物活性炭ろ過
−膜ろ過−消毒剤注入 上記のように、高度処理され、さらに膜ろ過された処理
水は、塩素又は次亜塩素酸ナトリウムなどの薬剤から選
定される消毒剤が注入されて消毒処理された後、給配水
される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、膜ろ過処理に
おいては、高度処理された水であっても、膜ろ過を行う
と、膜の目詰まりが起こる。このため、定期的に装置を
一時停止し、処理水や空気を使って膜を洗浄する処理を
行うが、この洗浄により膜の付着物がすべて取り除かれ
るわけではない。特に、微生物や藻類などの水生植物の
増殖による付着物は除去されにくい。そして、取り残さ
れたものが膜面に固着し、この固着物が蓄積して膜の固
定的な目詰まりが進行する。このようにして固着物によ
る膜の目詰まりが進行する状態で膜ろ過装置の運転を継
続していると、膜の洗浄を定期的に行っていても、膜ろ
過の圧力損失が次第に増加するので、圧力損失が所定値
に達した段階で、装置を休止し、膜の薬品洗浄を行って
固着物を除去して、膜面を元の状態に戻す処理をする。
【0007】このように、固着物により膜が目詰まりし
た場合には、処理水による洗浄を定期的に行っても、膜
ろ過の圧力損失が次第に上昇するので、清浄な膜を使用
しても、高流束での膜ろ過を長時間継続することはでき
ない。このため、膜ろ過装置のろ過能力は固着物による
膜の目詰まりを考慮した所定の圧力損失に基づいて決定
される。換言すれば、膜ろ過装置においては、原水が定
量供給されるが、その供給量は清浄な膜を使用した際に
可能な流束によって決められるものではなく、薬品洗浄
を実施する段階の膜の状態において可能な流束によって
決定される。従って、膜の状態が高流束のろ過が可能な
状態であっても、低流束に設定され、膜ろ過装置の処理
能力が小さく抑えられる。
【0008】本発明は、上記の問題を解決し、膜の目詰
まりが抑制され、高流束での膜ろ過を長時間継続するこ
とができる浄水処理方法及びその装置を提供することを
目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1に記載の浄水処理方法は、原水を高度処
理し、この高度処理した水に消毒剤を注入した後、膜ろ
過装置へ導入して膜ろ過処理をすることを特徴としてい
る。
【0010】請求項2に記載の浄水処理方法は、請求項
1の浄水処理方法において、原水を高度処理する方法
が、懸濁物除去処理−オゾン処理−生物活性炭ろ過の順
序で行われる処理方法であることを特徴としている。
【0011】請求項3に記載の浄水処理方法は、請求項
1の浄水処理方法において、原水を高度処理する方法
が、懸濁物除去処理−砂ろ過−オゾン処理−生物活性炭
ろ過の順序で行われる処理方法であることを特徴として
いる。
【0012】請求項4に記載の浄水処理装置は、原水中
の懸濁物を除去するための懸濁物分離手段と、懸濁物除
去手段から排出された水にオゾンを吹き込んで有機成分
を酸化分解するためのオゾン処理手段と、オゾン処理手
段から排出された水に含まれる溶存物質を除去するため
の生物活性炭ろ過手段と、生物活性炭ろ過手段から排出
された水に消毒剤を注入する消毒剤注入装置と、消毒剤
が注入された水を膜ろ過処理する膜ろ過装置を有するこ
とを特徴としている。
【0013】請求項5に記載の浄水処理装置は、原水中
の懸濁物を除去するための懸濁物除去手段と、懸濁物除
去手段から排出された水を清澄化するための砂ろ過手段
と、砂ろ過手段から排出された水にオゾンを吹き込んで
有機成分を酸化分解するためのオゾン処理手段と、オゾ
ン処理手段から排出された水に含まれる溶存物質を除去
するための生物活性炭ろ過手段と、生物活性炭ろ過手段
から排出された水に消毒剤を注入する消毒剤注入装置
と、消毒剤が注入された水を膜ろ過処理する膜ろ過装置
を有することを特徴としている。
【0014】なお、本発明において、高度処理とは、懸
濁物を除去するための懸濁物分離処理、清澄化するため
の砂ろ過処理、溶存物質を吸着除去するための活性炭処
理、有機成分を生物化学的に除去するための生物膜ろ過
などの生物処理、溶存物質を吸着除去すると共に有機成
分を生物化学的に除去するための生物活性炭ろ過処理、
及び有機成分を酸化分解するためのオゾン処理の中から
選ばれる複数の処理操作を適宜組み合わせることによ
り、浄化度の高い処理水が得られる浄水処理を指すもの
とする。
【0015】上記のように、本発明においては、高度処
理した水に消毒剤を注入した後、膜ろ過装置へ導入する
が、これにより、ろ過膜の目詰まりを大幅に減少させる
ことができる。膜ろ過装置へ導入される水は生物活性炭
ろ過された水であって、この生物活性炭ろ過された水か
ら持ち込まれる目詰まり物質は、主に、活性炭に着生し
ていた微生物の付着物が剥離したものである。このた
め、生物活性炭ろ過された水に消毒剤を添加すると、微
生物の付着物が死滅すると共に分解されてしまい、又、
ろ過膜の表面においても、新たな微生物が着生しなくな
るので、ろ過膜の目詰まりは低減する。
【0016】このため、膜ろ過装置へ送水する段階で消
毒剤を添加すると、ろ過膜を目詰まりさせる物質の酸化
分解と処理水の消毒を同時に実施することができ、元
来、処理水を消毒するための消毒剤により、ろ過膜の目
詰まりをも防止することができる。
【0017】なお、本発明においては、膜ろ過装置へ導
入される水がその前段で高度処理された水であることが
前提となっている。膜ろ過処理する水が有機成分を充分
に除去した水でないと、トリハロメタンが生成すると言
う問題も起こる。又、膜ろ過処理する水が浄化度の高い
ものでないと、酸化分解されない物質も持ち込まれるの
で、ろ過膜の目詰まり防止効果が際だって向上しなくな
る。膜ろ過処理する水が浄化度の高いものでないと、消
毒剤の消費量が多量になるので、好ましくない。
【0018】又、本発明では、耐塩素性の物質よりなる
ろ過膜を使用する。例えば、ポリフッ化ビニリデン製の
ろ過膜、セラミック製のろ過膜などを使用することがで
きる。
【0019】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態に係る
一例を示す図である。この浄水処理装置においては、懸
濁物除去処理−オゾン処理−生物活性炭ろ過−膜ろ過処
理よりなる4段階の処理が行われる。図1において、1
0は河川から取水した水を受け入れてごみや砂などの夾
雑物を除去する沈殿池、11は原水槽である。12は懸
濁物除去手段である凝集沈殿装置であり、13はその凝
集槽、14は凝集沈殿槽である。16はオゾン処理手段
であるオゾン接触池、17は生物活性炭ろ過手段である
活性炭ろ過池である。18は中継槽、19は消毒剤であ
る次亜塩素酸ナトリウム溶液の貯槽である。そして、2
0は膜ろ過装置で、膜ろ過装置にはポリフッ化ビニリデ
ンやセラミックのような耐塩素性の物質よりなるろ過膜
が取り付けられた膜モジュールを備えている。
【0020】上記のように構成された浄水処理装置にお
ける処理は次のように行われる。凝集沈殿装置12にお
いては、河川から取水されてごみ類や砂などの沈降しや
すい夾雑物が除去された原水を導入し、凝集剤を添加し
て凝集沈殿させ、原水中の懸濁物を取り除く処理が行わ
れる。オゾン接触池16においては、懸濁物が除去され
た水にオゾンを吹き込み、有機成分を酸化分解して低分
子化する処理が行われる。活性炭ろ過池17は、操業中
に、充填された活性炭の表面に微生物が着生するので、
実際には、生物活性炭ろ過手段となっている。このた
め、活性炭ろ過池17は、活性炭による溶存物質吸着機
能と生物膜ろ過による有機物分解機能よりなる二つの機
能を有している。従って、活性炭ろ過池17において
は、オゾン酸化されて低分子化された有機成分などの溶
存成分が活性炭に吸着されるとともに、活性炭表面に着
生した微生物によっても分解され、溶存成分が除去され
る。
【0021】そして、高度処理されて活性炭ろ過池17
から排出された水は中継槽で次亜塩素酸ナトリウムの溶
液が注入される。次いで、次亜塩素酸ナトリウムの溶液
が注入された水が膜ろ過装置20の膜モジュールへ導入
される。膜ろ過装置20においては、次亜塩素酸ナトリ
ウムの添加によって、活性炭ろ過池17から漏れてきた
有機物が分解されて消失したり、微生物が死滅したりす
る。このため、ろ過膜に対する付着物が大幅に減少す
る。又、若干の微生物などがろ過膜に付着しても、次亜
塩素酸ナトリウムによって酸化分解される。
【0022】図2は本発明の実施の形態に係る他の例を
示す図である。図2において、図1と同じ構成によるも
のについては、同一の符号を付し説明を省略する。この
浄水処理装置においては、懸濁物除去処理−砂ろ過−オ
ゾン処理−生物活性炭ろ過−膜ろ過処理よりなる5段階
の処理が行われる。このため、懸濁物除去手段である凝
集沈殿装置12から排出された水が砂ろ過槽15へ導入
され、清澄化された後、オゾン接触池16へ送られる。
以後の処理は図1の場合と同様に行われる。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、高度処理した水に消毒
剤を注入した後、膜ろ過装置へ導入して膜ろ過処理をす
るので、高度処理工程から膜ろ過装置へ持ち込まれる有
機物質が酸化分解され、ろ過膜の目詰まりが大幅に減少
する。そして、高流束での膜ろ過を長時間継続すること
ができる。
【0024】このため、膜ろ過装置へ送水する段階で消
毒剤を添加することにより、ろ過膜を目詰まりさせる物
質の酸化分解が行われると共に処理水の消毒も同時に実
施され、元来、処理水を消毒するための消毒剤の注入に
より、ろ過膜の目詰まりをも防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る一例を示す図であ
る。
【図2】本発明の実施の形態に係る他の例を示す図であ
る。
【符号の説明】
11 原水槽 12 凝集沈殿装置 15 砂ろ過槽 16 オゾン接触池 17 活性炭ろ過池 19 次亜塩素酸ナトリウム溶液の貯槽 20 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 531P 4D050 531 540B 4D062 540 550H 550 560B 560 560E 560H 560Z 1/52 Z 1/52 1/76 A 1/76 1/78 1/78 3/06 3/06 9/00 501B 9/00 501 502D 502 502E 502H 502P 502R 503A 503 504A 504 504E B01D 23/16 (72)発明者 東島 健 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) 4D003 AA01 BA02 CA02 DA01 EA01 EA14 EA25 FA01 4D006 GA02 JA53A JA55A JA67A KA02 KA03 KA41 KB13 KB15 KB25 KD24 MC03 MC29 PA01 PB06 4D015 BA19 BA22 BA23 BB05 CA14 EA35 EA36 FA02 FA15 FA16 FA17 FA22 FA23 FA24 FA26 4D024 AA02 BA02 BB01 BC01 CA01 DB03 DB04 DB05 DB14 DB21 DB24 DB30 4D041 BA01 BB04 CA01 CA04 CA08 CB03 4D050 AA03 AB06 AB11 BB02 BB06 BD02 BD03 BD06 CA06 CA09 CA12 CA16 CA17 4D062 BA19 BA22 BA23 BB05 CA14 EA35 EA36 FA02 FA15 FA16 FA17 FA22 FA23 FA24 FA26

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原水を高度処理し、この高度処理した水
    に消毒剤を注入した後、膜ろ過装置へ導入して膜ろ過処
    理をすることを特徴とする浄水処理方法。
  2. 【請求項2】 原水を高度処理する方法が、懸濁物除去
    処理−オゾン処理−生物活性炭ろ過の順序で行われる処
    理方法であることを特徴とする請求項1に記載の浄水処
    理方法。
  3. 【請求項3】 原水を高度処理する方法が、懸濁物除去
    処理−砂ろ過−オゾン処理−生物活性炭ろ過の順序で行
    われる処理方法であることを特徴とする請求項1に記載
    の浄水処理方法。
  4. 【請求項4】 原水中の懸濁物を除去するための懸濁物
    分離手段と、懸濁物除去手段から排出された水にオゾン
    を吹き込んで有機成分を酸化分解するためのオゾン処理
    手段と、オゾン処理手段から排出された水に含まれる溶
    存物質を除去するための生物活性炭ろ過手段と、生物活
    性炭ろ過手段から排出された水に消毒剤を注入する消毒
    剤注入装置と、消毒剤が注入された水を膜ろ過処理する
    膜ろ過装置を有することを特徴とする浄水処理装置。
  5. 【請求項5】 原水中の懸濁物を除去するための懸濁物
    除去手段と、懸濁物除去手段から排出された水を清澄化
    するための砂ろ過手段と、砂ろ過手段から排出された水
    にオゾンを吹き込んで有機成分を酸化分解するためのオ
    ゾン処理手段と、オゾン処理手段から排出された水に含
    まれる溶存物質を除去するための生物活性炭ろ過手段
    と、生物活性炭ろ過手段から排出された水に消毒剤を注
    入する消毒剤注入装置と、消毒剤が注入された水を膜ろ
    過処理する膜ろ過装置を有することを特徴とする浄水処
    理装置。
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