JP2005046775A - 分離膜モジュールの簡易選定方法及び簡易選定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 排水中のダイオキシン類を確実に基準値以下にして放流できる分離膜モジュールの簡易選定方法及び簡易選定装置を提供する。
【解決手段】 ダイオキシン類を含む排水の浄化処理に使用する分離膜モジュールの選定方法であって、該ダイオキシン類を含む排水を膜孔径の異なる複数の分離膜モジュールに通水して、膜孔径と濾過水中のダイオキシン類濃度の関係を求め、放流される排水中のダイオキシン類を基準値以下にする分離膜モジュールを選定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、排水中のダイオキシン類を確実に基準値以下にして放流できる分離膜モジュールの簡易選定方法及び簡易選定装置に関するものである。

ダイオキシン類は水に難溶性であり、水中では主に懸濁物質に吸着されて存在している。このため、ダイオキシン類を除去するには、懸濁物質（以下、「ＳＳ」とも言う）の除去が有効であり、例えば凝集沈殿法、砂濾過処理法、生物濾過法又は膜分離処理法などで低減化が図られている（特開２０００−２１０６６３号公報）。

従来、ダイオキシン類を含む排水を浄化する分離膜モジュールの選定方法については、土壌や底質の汚染状況などを考慮して分離膜モジュールの選定を行っていた。具体的には、実際にダイオキシン類を含む排水を複数の分離膜モジュールで処理し、濾過水中のＳＳを完全に除去できる分離膜モジュールが事前実験により選定されていた。
特開２０００−２１０６６３号公報（請求項１）

しかしながら、ＳＳは、水の中に浮遊する水に溶けない浮遊物質と定義され、その浮遊物質の量は通常、昭和４６年環境庁告示第５９号に規定する方法に従い、１リットルの水を孔径１μｍのガラス繊維濾紙を用いて濾過した後、濾紙上に残ったものの質量で表されるものである。このため、従来の事前実験による分離膜モジュールの選定方法においては、その濾過水中のＳＳがゼロ表示であったとしても、例えば０．１μｍ以下の超微小懸濁物質に吸着されているダイオキシン類が存在している可能性があり、信頼性が欠けるものであった。また、事前実験を行うことなく、膜孔径が極力小さい限外濾過膜モジュールを選定することも考えられるが、この場合、浄化効率が低減すると共に過剰品質となる恐れがある。

従って、本発明の目的は、排水中のダイオキシン類を確実に基準値以下にして放流できる分離膜モジュールの簡易選定方法及び簡易選定装置を提供するものである。

かかる実情において、本発明者らは鋭意検討を行った結果、０．１μｍ以下の超微小懸濁物質は限外濾過膜で除去できること、ダイオキシン類を含む排水を膜孔径の異なる複数の限外濾過膜モジュールに通水して、膜孔径と濾過水中のダイオキシン類濃度の関係を求め、放流される排水中のダイオキシン類を基準値以下にする限外濾過膜モジュールを選定し、これを浄化装置に装着すれば、ダイオキシン類を確実に除去できること、この選定方法は限外濾過膜モジュール以外の分離膜モジュールにも適用できることなどを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、ダイオキシン類を含む排水の浄化処理に使用する分離膜モジュールの選定方法であって、該ダイオキシン類を含む排水を膜孔径の異なる複数の分離膜モジュールに通水して、膜孔径と濾過水中のダイオキシン類濃度の関係を求め、該濾過水中のダイオキシン類を基準値以下にする分離膜モジュールを選定する分離膜モジュールの簡易選定方法を提供するものである。

また、本発明は、ダイオキシン類を含む排水が流入する原水供給管と、膜孔径の異なる複数の分離膜モジュールを並列に配置してなる分離膜モジュール群と、各分離膜モジュール毎に付設される濾過水流出管とを備えることを特徴とする分離膜モジュールの簡易選定装置を提供するものである。

本発明の分離膜モジュールの簡易選定方法によれば、実際に処理するダイオキシン類を含む排水を用い、膜孔径の異なる複数個の分離膜モジュールを並列に配置した装置で最適分離膜モジュールを選定し、該選定された分離膜モジュールを浄化装置に装着するため、ダイオキシン類濃度が排水基準値以下に確実に低減された排水を放流できる。また、分離膜モジュールの選定の際、個別に１本毎選定する場合は、１サンプル１ヶ月、合計で数ヶ月要し現実的ではないが、本発明の簡易選定方法は複数個のサンプルが同時に採取できる点で選定時間の短縮を図ることができる。本発明の分離膜モジュールの簡易選定装置によれば、バルブの切り替え操作だけで分離膜モジュールの選定が行えるため便利である。

本発明の分離膜モジュールの簡易選定方法は、ダイオキシン類を含む排水の浄化処理に使用する分離膜モジュールの選定方法である。ダイオキシン類を含む排水としては、特に制限されず、ダイオキシン類に汚染された底質や土壌を脱水、減量化する袋詰脱水処理工法の脱水過程で発生する排水、一般的なダイオキシン類汚染土壌対策現場から発生する排水などが挙げられる。

分離膜モジュールとしては、限外濾過膜モジュールが挙げられる。限外濾過膜は大きさ０．００２μｍ程度の微小浮遊物質でも除去できる点で好ましい。モジュールとは工業的に利用可能な型式に分離膜を収納した装置を言い、一般的には分離膜と支持構造物から構成される。限外濾過膜モジュール（Ultrafiltration）としては、中空糸型限外濾過膜モジュールが、濾過速度が高く、且つ省スペース化が図れる点で好ましい。

本発明の分離膜モジュールの簡易選定方法は、該ダイオキシン類を含む排水を膜孔径の異なる複数の分離膜モジュールに通水して、膜孔径と濾過水中のダイオキシン類濃度の関係を求め、該濾過水中のダイオキシン類を基準値以下にする分離膜モジュールを選定する。この簡易選定方法を図１を参照して説明する。図１は本発明の限外濾過膜モジュールの簡易選定方法を実施する簡易選定装置の模式図である。

図１中、限外濾過膜モジュールの簡易選定装置１０は、膜孔径の異なる４つの限外濾過膜モジュール１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを並列に接続して形成されるものである。すなわち、原水供給管１１から分岐した４本の分岐管１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは弁ａ、ｂ、ｃ、ｄを介して限外濾過膜モジュール１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの原水流入口にそれぞれ接続されている。濃縮水流出管１２から分岐した４本の分岐管１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは弁ｅ、ｆ、ｇ、ｈを介して限外濾過膜モジュール１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの濃縮水流出口にそれぞれ接続され、濃縮水流出管１２の他端は原水供給管１１に接続され、限外濾過膜モジュール１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄから排出されるそれぞれの濃縮水が原水に戻るようになっている。また、限外濾過膜モジュール１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの濾過水流出口には、濾過水流出管１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄがそれぞれ接続されている。簡易選定装置１０を形成する限外濾過膜モジュールの設置本数は特に限定されず、膜孔径と濾過水中のダイオキシン類濃度の関係を求め、該濾過水中のダイオキシン類を基準値以下にする限外濾過膜モジュールが選定できれば３本であってもよいし、必要により５本以上となることもある。また、濃縮水流出管１２は原水供給管１１に戻すことなく、濃縮水は排水として系外へ流してもよい。

簡易選定装置１０を形成する限外濾過膜モジュール１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは、膜孔径の異なるものであり、例えば順に膜孔径０．０６μｍ、０．０１μｍ、０．００５μｍ、０．００３μｍのものである。膜孔径は分画分子量に対応する分離対象物質の大きさ（μｍ）であり、通常限外濾過膜モジュールのメーカーから提示されている。

次に、簡易選定装置１０を用いた限外濾過膜モジュールの簡易選定方法を図１を参照して説明する。先ず、浄化の対象となる例えば工事現場から採取したダイオキシン類を含む排水を、原水供給管１１を通して供給する。この際、弁ａ〜ｈは全て開とする。ダイオキシン類を含む排水は、限外濾過膜モジュール１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄで処理され、濃縮水は分岐管１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄをそれぞれ通り、濃縮水流出管１２に集まり原水供給管１１に戻される。一方、膜面を透過した濾過水は、濾過水流出管１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄを通り、図では省略する清浄なサンプル瓶に採取される。

簡易選定装置１０を用いた限外濾過膜モジュールの簡易選定方法において、該ダイオキシン類を含む排水を限外濾過膜モジュール１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに同時に通水する方法に代えて、個別に通水する方法を用いてもよい。すなわち、弁ａ、ｅを開とし、弁ｂ〜ｄ及び弁ｆ〜ｈを閉とし、該ダイオキシン類を含む排水を限外濾過膜モジュール１０ａのみに通水して、濾過水流出管１３ａから濾過水を得る。次いで、弁ｂ、ｆを開とし、弁ａ、ｃ〜ｅ及び弁ｇ、ｈを閉とし、該ダイオキシン類を含む排水を限外濾過膜モジュール１０ｂのみに通水して、濾過水流出管１３ｂから濾過水を得る。次いでこの操作を順次繰り返して、限外濾過膜モジュール１０ｃ、１０ｄの濾過水をそれぞれ得る方法である。

４つの清浄なサンプル瓶に採取された濾過水は、分析され濾過水中のダイオキシン類濃度が測定される。ダイオキシン類濃度の測定方法は公知の方法が適用され、その表示は毒性等価係数（ＷＨＯ−１９９７−ＴＥＦ）を用いた等価毒性量（ｐｇ-ＴＥＱ/Ｌ）で示される。次いで、膜孔径と濾過水中のダイオキシン類濃度の相関関係を求める。膜孔径と濾過水中のダイオキシン類濃度は通常、関係式により表すことができる。当該関係式にダイオキシン類濃度に係る排水基準値を適用し、該排水基準値以下で該排水基準値に最も近い限外濾過膜モジュールを選定する。このように、事前の簡易選定方法により確認された限外濾過膜モジュールを実際の浄化装置の分離膜モジュールとして用いれば、濾過水のダイオキシン類濃度は排水基準値以下になることが確実である。また、選定された限外濾過膜モジュールは、過剰品質にはならず、経済的である。

次に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、これは単に例示であって、本発明を制限するものではない。

ダイオキシン類汚染土壌対策現場から得られる排水を、図１に示す限外濾過膜モジュールの簡易選定装置に１００リットル供給して浄化処理し、４つの清浄サンプル瓶中に濾過水をそれぞれ得た。なお、限外濾過膜モジュール１０ａは膜孔径０．０６μｍ（ＦＵＳ-５０８２；ダイセン・メンブレン・システムズ社製、以下社名省略）、限外濾過膜モジュール１０ｂは膜孔径０．０１μｍ（ＦＵＳ-１５８２）、限外濾過膜モジュール１０ｃは膜孔径０．００５μｍ（ＦＵＳ-３８２）、限外濾過膜モジュール１０ｄは膜孔径０．００３μｍ（ＦＵＳ-０１８２）を用いた。清浄サンプル瓶中に得られた濾過水を分析してダイオキシン類濃度を測定した。その結果を図２に示す。

図２の結果から明らかなように、限外濾過膜モジュールの膜孔径と濾過水中のダイオキシン類濃度はほぼ一定の相関関係にあった。このダイオキシン類汚染土壌対策現場から放流される排水基準値は１０ｐｇ-ＴＥＱ／Ｌであるため、該排水基準値を下回ると共に、該排水基準値に近い限外濾過膜モジュール（膜孔径０．０１μｍ；ＦＵＳ-１５８２）を選定した。

本発明の実施の形態における限外濾過膜モジュールの簡易選定装置の模式図である。 実施例１で得られた膜孔径とダイオキシン類濃度との関係を示す図である。

符号の説明

１０ 限外濾過膜モジュールの簡易選定装置
１０ａ〜１０ｄ 限外濾過膜モジュール
１１ 原水供給管
１２ 濃縮水流出管
１３ａ〜１３ｄ 濾過水流出管
１４ａ〜１４ｄ、１５ａ〜１５ｄ 分岐管
ａ〜ｈ 弁

Claims (4)

1. ダイオキシン類を含む排水の浄化処理に使用する分離膜モジュールの選定方法であって、該ダイオキシン類を含む排水を膜孔径の異なる複数の分離膜モジュールに通水して、膜孔径と濾過水中のダイオキシン類濃度の関係を求め、該濾過水中のダイオキシン類を基準値以下にする分離膜モジュールを選定することを特徴とする分離膜モジュールの簡易選定方法。
2. 前記分離膜モジュールに通水する方法が、膜孔径の異なる複数の分離膜モジュールを並列に接続して通水する方法であることを特徴とする請求項１記載の分離膜モジュールの簡易選定方法。
3. ダイオキシン類を含む排水が流入する原水供給管と、膜孔径の異なる複数の分離膜モジュールを並列に配置してなる分離膜モジュール群と、各分離膜モジュール毎に付設される濾過水流出管とを備えることを特徴とする分離膜モジュールの簡易選定装置。
4. 前記分離膜モジュールが、限外濾過膜モジュールであることを特徴とする請求項３記載の分離膜モジュールの簡易選定装置。

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