JP2006142175A - 水処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構成を簡単化でき且つ良質な処理水質を達成すると同時に消石灰を効率的に利用しうる水処理装置を提供する。
【解決手段】石灰水注入ポンプ２により原水ｗに石灰水Ｌを注入し、膜供給水ポンプ６により膜供給水Ｓをろ過膜モジュール７へ圧送し、膜ろ過する。設定したろ過時間経過毎に、ろ過膜モジュール７の物理洗浄を行い、物理洗浄排水を物理洗浄排水返送経路１１を介して膜供給水槽３に返送する。但し、設定したタイミングの物理洗浄時には、排出経路１２から物理洗浄排水を系外へ排出する。
【効果】用途の異なるろ過膜モジュールを備える必要がなくなり、構成を簡単化できる。ろ過膜モジュールで未溶解の消石灰を完全に分離でき、良質な処理水質を達成できる。ろ過膜モジュールの一次側に残った未利用の消石灰を再利用可能なため、消石灰を効率的に利用できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、水処理装置に関し、さらに詳しくは、構成を簡単化でき且つ良質な処理水質を達成すると同時に消石灰を効率的に利用しうる水処理装置に関する。

従来、水と消石灰をスラリー槽で混合し、スラリー槽に浸漬したろ過膜モジュールで膜ろ過して消石灰の飽和溶液を分離し、その飽和溶液を原水に注入する溶液注入装置が知られている（特許文献１参照。）。
他方、水に消石灰スラリーを注入し、未溶解の消石灰を沈降装置で分離して、清澄な消石灰水溶液を生成し、その清澄な消石灰水溶液を原水に注入する消石灰水溶液の生成装置が知られている（特許文献２参照。）。

特開平５−１６９０４９号公報（［００３１］） 特開平９−５２７１１号公報（［００２９］［００３０］）

上記従来の溶液注入装置では、消石灰の飽和溶液を分離するための専用のろ過膜モジュールが必要であるため、原水のろ過をろ過膜モジュールで行う場合には、用途の異なるろ過膜モジュールを備える必要があり、構成が複雑となる問題点がある。
また、上記従来の消石灰水溶液の生成装置では、清澄な消石灰水溶液を生成するための専用の沈降装置が必要であるため、構成が大掛かりとなる問題点がある。さらに、沈降装置では未溶解の消石灰を完全に分離できないことがあるため、一部の未溶解の消石灰が被注入水中に混入し、処理水質が低下するため、その除去が必要となり、消石灰の利用効率も低くなる問題点がある。
そこで、本発明の目的は、構成を簡単化でき且つ良質な処理水質を達成すると同時に消石灰を効率的に利用しうる水処理装置を提供することにある。

第１の観点では、本発明は、原水に消石灰を注入する注入装置と、消石灰を注入された原水を精密ろ過膜あるいは限外ろ過膜でろ過するろ過膜モジュールとを具備したことを特徴とする水処理装置を提供する。
上記第１の観点による水処理装置では、原水のろ過をろ過膜モジュールで行うと共にそのろ過膜モジュールで未溶解の消石灰を分離するため、用途の異なるろ過膜モジュールを備える必要がなくなり、構成を簡単化できる。また、ろ過膜モジュールでは未溶解の消石灰を完全に分離できるため、良質な処理水質を達成することが出来る。さらに、ろ過膜モジュールの一次側に残った未溶解の消石灰を再利用可能なため、消石灰を効率的に利用することが出来る。

第２の観点では、本発明は、上記構成の水処理装置において、前記ろ過膜モジュールを物理洗浄した時の一次側の物理洗浄排水を前記ろ過膜モジュールよりも前段の原水中に返送する物理洗浄排水返送経路を設けたことを特徴とする水処理装置を提供する。
上記第２の観点による水処理装置では、ろ過膜モジュールのろ過膜の一次側に付着した消石灰を再利用できるため、消石灰を効率的に利用することが出来る。

第３の観点では、本発明は、上記構成の水処理装置において、前記ろ過膜モジュールを物理洗浄した時の一次側の物理洗浄排水を排出する排出経路を設けたことを特徴とする水処理装置を提供する。
物理洗浄排水をろ過膜モジュールよりも前段の原水中に返送することを繰り返していると、原水に由来する濁質および石灰水に由来する濁質の濃度が増加してくる。そして、濁質濃度の増加にともなって、ろ過圧力の上昇速度が早くなる。
そこで、上記第３の観点による水処理装置では、適当なタイミングで排出経路から物理洗浄排水を系外へ排出する。

第４の観点では、本発明は、上記構成の水処理装置において、消石灰を注入された原水の消石灰濃度を検知する手段と、検知した濃度が所定濃度となるように注入装置による消石灰の注入量を制御する制御手段とを具備したことを特徴とする水処理装置を提供する。
上記第４の観点による水処理装置では、消石灰の注入量を動的に最適化することが出来る。

本発明の水処理装置によれば、構成を簡単化でき、且つ、良質な処理水質を達成すると同時に消石灰を効率的に利用することが出来る。

以下、図に示す実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。

図１は、実施例１にかかる水処理装置１００の構成図である。
この水処理装置１００において、１は石灰水Ｌを貯留する石灰水槽、２は原水ｗに石灰水Ｌを注入する石灰水注入ポンプ、３は石灰水Ｌを注入した原水ｗ（以下、膜供給水Ｓという）を貯留する膜供給水槽、４は膜供給水ＳのｐＨを測定するためのｐＨメータ、５はｐＨメータ４で検知したｐＨが所定ｐＨとなるように石灰水注入ポンプ２による石灰水Ｌの注入量を制御する制御装置、６は膜供給水Ｓをろ過膜モジュール７の一次側へ供給するための膜供給水ポンプ、７は膜供給水Ｓを精密ろ過膜あるいは限外ろ過膜でろ過するろ過膜モジュール、８はろ過膜モジュール７の二次側へろ過された処理水Ｔを貯留する処理水槽、９は逆洗のために処理水Ｔをろ過膜モジュール７の二次側へ供給するための逆洗ポンプ、１０はエアスクラビングのためにろ過膜モジュール７の一次側へ空気を供給するコンプレッサ、１１はろ過膜モジュール７を物理洗浄した時の一次側の物理洗浄排水を膜供給水槽３に返送するための物理洗浄排水返送経路、１２はろ過膜モジュール７を物理洗浄した時の一次側の物理洗浄排水を排出する排出経路である。

なお、制御装置５は、膜供給水ポンプ６，逆洗ポンプ９，コンプレッサ１０およびバルブＶ１〜Ｖ８を駆動し、水処理行程の制御も行う。

石灰水Ｌは、石灰乳（消石灰スラリー）を静置した上澄水を回収したものである。但し、原水ｗに石灰乳を直接注入しても良い。また、石灰水Ｌの濃度は、飽和濃度でもよいし、必要に応じて適宜設定してもよい。

次に、動作を説明する。
制御装置５は、石灰水注入ポンプ２を駆動して、膜供給水槽３へ導入される原水ｗに石灰水Ｌを注入する。また、石灰水注入ポンプ２による石灰水Ｌの注入量を動的に調整し、膜供給水槽３での膜供給水ＳのｐＨが所定ｐＨ値になるようにする。そして、膜供給水ポンプ６を駆動して膜供給水Ｓをろ過膜モジュール７へ圧送し、全量ろ過方式により膜ろ過する。

制御装置５は、設定したろ過時間経過毎（例えば３０分間のろ過運転毎）に、ろ過膜モジュール７の物理洗浄を行う。すなわち、膜ろ過を停止し、逆洗ポンプ９を駆動して逆流洗浄を行うと共にコンプレッサ１０を駆動してエアスクラビングを行う。このとき、物理洗浄排水返送経路１１を導通させて、ろ過膜モジュール７の一次側の物理洗浄排水を膜供給水槽３に返送する。但し、設定したタイミングの物理洗浄時（例えば９回飛び毎の物理洗浄時）には、物理洗浄排水返送経路１１を閉鎖し、排出経路１２を導通させて、ろ過膜モジュール７の一次側の物理洗浄排水を系外へ排出する。
なお、原水ｗ中に濁質が多いとろ過膜が閉塞しやすくなるので、伏流水等の非常に清澄な水を原水ｗとするのが望ましい。

−評価試験例−
地下水を原水ｗとし、ＭＦ膜のろ過膜モジュール７を用いて、評価試験を実施した。
原水ｗに石灰水注入ポンプ２にて石灰水Ｌを注入し、膜供給水槽３へ導入した。膜供給水槽３に設置したｐＨメーター４および制御装置５により膜供給水ＳのｐＨが８.３程度になるよう石灰水注入ポンプ２のパルス数を制御した。そして、膜供給水Ｓを膜供給水ポンプ６にてろ過膜モジュール７へ圧送し、全量ろ過方式により膜ろ過した。

ろ過時間３０分毎に逆洗ポンプ９による処理水Ｔでの逆流洗浄およびコンプレッサ１０によるエア圧送でのエアスクラビングを行った。そして、ろ過膜モジュール７の一次側の物理洗浄排水は、物理洗浄排水返送経路１１を介して膜供給水槽３へ返送した。但し、１０回目毎の物理洗浄排水は、膜供給水槽３へ返送せずに、排出経路１２から系外へ排出した。

図２に、処理水ＴのｐＨおよび２５℃温度補正膜差圧の経時変化を示す。
処理水ＴのｐＨは、８.２程度に安定に維持できた。
ろ過膜モジュール４での２５℃温度補正膜差圧は、安定に推移し、消石灰による膜の閉塞は生じなかった。

図３に、原水ｗ，膜供給水Ｓ，処理水Ｔ，物理洗浄排水のｐＨおよびＳＳ（懸濁物質）の測定平均値を示す。
処理水Ｔには、濁度もＳＳも認められず、消石灰由来の未溶解物質が完全に取り除かれていた。
物理洗浄排水のｐＨは、処理水ＴのｐＨより高い値となっており、未利用の消石灰成分を回収できることが判った。
また、原水回収率は、９９.５％であった。これに対して、物理洗浄排水を膜供給水槽３へ返送しない場合には９５％に低下した。

同様の評価試験をＵＦ膜についても実施し、同様の効果を確認した。

ろ過行程において、物理洗浄排水返送経路１１を利用して、膜供給水Ｓの循環を行ってもよい。

本発明の水処理装置は、浄水処理施設において、ｐＨ調整や水の腐食性を改善するのに利用できる。

実施例１にかかる水処理装置を示す構成図である。 処理水のｐＨおよび膜差圧の経時変化を示すグラフである。 原水，膜供給水，処理水，物理洗浄排水のｐＨおよびＳＳの測定平均値を示す図表である。

符号の説明

１ 石灰水槽
２ 石灰水注入ポンプ
３ 膜供給水槽
４ ｐＨメータ
５ 制御装置
６ 膜供給水ポンプ
７ ろ過膜モジュール
８ 処理水槽
９ 逆洗ポンプ
１０ コンプレッサ
１１ 物理洗浄排水返送経路
１２ 排水経路

Claims (4)

1. 原水に消石灰を注入する注入装置と、消石灰を注入された原水を精密ろ過膜あるいは限外ろ過膜でろ過するろ過膜モジュールとを具備したことを特徴とする水処理装置。
2. 請求項１に記載の水処理装置において、前記ろ過膜モジュールを物理洗浄した時の一次側の物理洗浄排水を前記ろ過膜モジュールよりも前段の原水中に返送する物理洗浄排水返送経路を設けたことを特徴とする水処理装置。
3. 請求項２に記載の水処理装置において、前記ろ過膜モジュールを物理洗浄した時の一次側の物理洗浄排水を排出する排出経路を設けたことを特徴とする水処理装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の水処理装置において、消石灰を注入された原水の消石灰濃度を検知する手段と、検知した濃度が所定濃度となるように注入装置による消石灰の注入量を制御する制御手段とを具備したことを特徴とする水処理装置。

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