JP2007289899A5 - - Google Patents

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膜処理ユニット12は、膜分離手段であって、原水を分離膜によってろ過処理する膜モジュールを備える。前記膜モジュールとしては膜分離技術に適用されている例えば0.1μmの細孔を有する内圧中空糸型、外圧中空糸型等の膜モジュールが挙げられる。膜処理ユニット12の上部には処理水を処理水タンク13に移送するための配管18が接続されている。配管18には少なくとも圧力計PI2、バルブAV−4及び流量計FIC3が設置されている。また、膜処理ユニット12の上部には配管19が接続されている。配管19は膜処理ユニット12の膜モジュールの未ろ過原水を原水タンク11に移送するための配管である。配管19には少なくもバルブAV−2が設置されている。配管19にはさらに配管20が接続されている。配管20は膜処理ユニット12の膜モジュールの洗浄排水を系外に移送するための配管である。配管20には少なくもバルブAV−3が設置されている。尚、バルブAV−2,AV−3,AV−4は前記制御手段によって開閉動作する。
原水タンク11の底部から引き抜かれた原水は膜処理ユニット12の底部から導入されて前記膜モジュールの膜と接触するクロスフロー方式で処理される。ろ過処理水はバルブAV−4が開に設定されている配管18を介して処理水タンク13に移送される。このとき、原水中の濁質、色度及び有機成分は前記膜モジュールの膜面に堆積していく。また、膜処理ユニット12での未ろ過原水はバルブAV−2が開に設定されている配管19を介して原水タンク11へ返送される。
原水の水処理工程では、原水タンク11内の原水の水位がポンプP2の起動水位以上であると水位計LIC2が検知している場合、バルブAV−3,AV−5,AV−6が閉に設定される一方でバルブAV−1,AV−2,AV−4が開に設定された状態で、前記原水はポンプP2によって膜処理ユニット12に供給される。前記原水の供給量は流量計FI2や圧力計PI1,PI2によって流量や圧力が監視されながらポンプPのインバータ機能によって適宜に制御される。膜処理ユニット12から排出されたろ過処理水は処理水タンク13に供給される。また、未ろ過水は原水タンク11へ返送される。
したがって、河川水、湖沼水等の水源を直接膜分離処理することができ、凝集剤等を簡略化できる。また、原水濁度上昇に伴う膜面のファウリングが抑制されるので、酸、アルカリによる膜再生処理するまでの期間を長く確保できるようになる。
以上のように水処理装置2によれば河川水、湖沼水等の水源を直接膜分離処理することができるので、凝集剤等を簡略化できる。また、原水濁度上昇に伴う膜面のファウリングが抑制されるので、酸、アルカリによる膜再生処理するまでの期間を長く確保できるようになる。さらに、原水の水質の指標である原水濁度を制御因子として用いて、逆洗工程時の次亜塩素注入率の自動制御が可能となる。
ReCl=YFF−βYFB
FF=a・X+b
FB=kBMCl・(ReClset−ReClI)
ReCl:FF制御とFB制御とによる次亜塩素注入率(mg/L)
FF:FF制御による次亜塩素注入率(mg/L)
FB:FB制御による次亜塩素注入率(mg/L)
a:傾き(−)
b:最低注入率(mg/L)
X:原水濁度(度)
ReClset:残留塩素設定値(mg/L)
ReClI:洗浄排水の残留塩素(mg/L)
BMCl:FB制御ゲイン(−)
β:重み係数(−)
図5を参照しながら水処理装置2の動作例について説明する。膜処理ユニット12の洗浄(逆洗)工程(例えば20〜30分/回)では、ポンプP2は停止し同時にバルブAV−1,AV−2及びAV−4が閉に設定される一方でバルブAV−3が開に設定される。次いで、中空膜表面の比較的除去されやすい汚濁物質を除去するために、バルブAV−6が開に設定されると共にコンプレッサCP1が起動する。コンプレッサCP1によって生じた気泡は膜処理ユニット12の分離膜(中空糸膜)の外周面側に供される。コンプレッサCP1からの空気量は流量計FI5によって監視されながらバルブAV−6によって適宜制御される。一方、前記分離膜の内周面側には洗浄水がバルブAV−5を介して供給される。洗浄水は膜処理ユニット12のろ過処理水に塩素系の薬液が注入されて得られる。すなわち、AV−5が開に設定された状態でポンプP3が起動し、ろ過処理水が配管18,22に供される。このとき配管22内を流入するろ過処理水には洗浄薬液タンク14内の薬液がポンプP1によって注入される。
以上の水処理装置4によれば、原水の導電率の上昇に伴う膜面のファウリングが抑制されるので、酸、アルカリによる膜再生処理するまでの期間を長く確保できるようになる。また、原水の水質の指標として原水導電率を用いているので、逆洗工程時の次亜塩素注入率の自動制御が可能となる。特に、原水中に溶解性の鉄、マンガンが多く含まれている場合、ファウリングを引き起こしやすいので、導電率の測定は有効な手段である。
水処理装置5は洗浄排水を河川に流す場合に残留塩素濃度を制限するために残留塩素計34が洗浄排水の残留塩素濃度を監視して系外への残留塩素の排出を防止する。実施形態1の水処理装置1の連続運転結果によりファウリング物質と残留塩素の関係も明らかとなった。すなわち、実施形態3で述べたように、膜処理ユニット12の洗浄工程では分離膜の内面から次亜塩素酸水を含んだ洗浄水が通水されることによりファウリング物質が分離膜の外面へ排出される。分離膜の外面に堆積したファウリング物質は気泡洗浄との効果によって剥離される。このときの洗浄排水の残留塩素濃度はほとんど検出されないことが確認された。そして、この逆洗工程を繰り返すとファウリング物質も除去されて洗浄排水中の残留塩素濃度が上昇することが確認された。
ReCl=YFF−βYFB
FF=a・X+b
FB=kBMCl・(ReClset−ReClI)
ReCl:FF制御とFB制御とによる次亜塩素注入率(mg/L)
FF:FF制御による次亜塩素注入率(mg/L)
FB:FB制御による次亜塩素注入率(mg/L)
a:傾き(−)
b:最低注入率(mg/L)
X:原水導電率(μS/cm)
ReClset:残留塩素設定値(mg/L)
ReClI:洗浄排水の残留塩素(mg/L)
BMCl:FB制御ゲイン(−)
β:重み係数(−)
図7を参照しながら水処理装置5の動作例について説明する。膜処理ユニット12の洗浄(逆洗)工程(例えば20〜30分/回)ではポンプP2は停止し同時にバルブAV−1,AV−2及びAV−4が閉に設定される一方でバルブAV−3が開に設定される。次いで、中空膜表面の比較的除去されやすい汚濁物質を除去するために、バルブAV−6が開に設定されると共にコンプレッサCP1が起動する。コンプレッサCP1によって生じた気泡は膜処理ユニット12の分離膜(中空糸膜)の外周面側に供される。コンプレッサCP1からの空気量は流量計FI5によって監視されながらバルブAV−6によって適宜制御される。一方、前記分離膜の内周面側には洗浄水がバルブAV−5を介して供給される。洗浄水は膜処理ユニット12のろ過処理水に塩素系の薬液が注入されて得られる。すなわち、AV−5が開に設定された状態でポンプP3が起動し、ろ過処理水が配管18,22に供される。このとき配管22内を流入するろ過処理水には洗浄薬液タンク14内の薬液がポンプP1によって注入される。
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