JP2010201335A - Water treatment system and water treatment method - Google Patents
Water treatment system and water treatment method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010201335A JP2010201335A JP2009049335A JP2009049335A JP2010201335A JP 2010201335 A JP2010201335 A JP 2010201335A JP 2009049335 A JP2009049335 A JP 2009049335A JP 2009049335 A JP2009049335 A JP 2009049335A JP 2010201335 A JP2010201335 A JP 2010201335A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flocculant
- flow path
- water treatment
- sand filtration
- filtrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、原水に凝集剤を添加した後に砂ろ過を行う砂ろ過装置と、砂ろ過したろ液の膜分離を行う膜分離装置とを備える水処理システム及び水処理方法に関し、凝集剤の供給量を自動制御する技術に関する。 The present invention relates to a water treatment system and a water treatment method including a sand filtration device that performs sand filtration after adding a flocculant to raw water, and a membrane separation device that performs membrane separation of the filtrate after sand filtration. The present invention relates to a technology for automatically controlling the amount.
逆浸透膜、ナノろ過膜、限外ろ過膜、精密ろ過膜を用いた農業用水、工業用水、生活用水などを作り出す、いわゆる水処理システムは、流体混合物の成分を分離するのに非常に有効である。典型的な仮定では、加圧された流体混合物が膜表面に接触させられ、化学的ポテンシャルの差により、その流体混合物の一つまたは複数の成分が膜を透過し、この膜を透過する質量輸送速度の違いにより分離が可能となる。このような分離膜を用いた造水システムは、分離性能を発揮するために、前処理により分離膜に適切な水の状態に処理される。 So-called water treatment systems that produce reverse osmosis membranes, nanofiltration membranes, ultrafiltration membranes, agricultural water, industrial water, domestic water, etc. using microfiltration membranes are very effective in separating components of fluid mixtures. is there. A typical assumption is that a pressurized fluid mixture is brought into contact with the membrane surface, and due to the difference in chemical potential, one or more components of the fluid mixture permeate the membrane and mass transport through the membrane. Separation is possible due to the difference in speed. Such a fresh water generation system using a separation membrane is treated in a water state suitable for the separation membrane by pretreatment in order to exhibit separation performance.
前処理には、孔径のより大きな分離膜を使用した膜前処理と呼ばれるものと、砂ろ過が一般的に知られているが、コストや装置原理の単純性からも砂ろ過が現在においても使用されている。砂ろ過装置では、原水中の懸濁物質や微生物などを凝集させるための凝集剤が使用されるが、凝集剤の添加量については、原水質が季節変動や温度変動、台風等の一時的な海水状態の変動等に応じて変化するため、添加量の調整が必要である。 For pretreatment, what is called membrane pretreatment using a separation membrane with a larger pore size and sand filtration are generally known, but sand filtration is still used because of the simplicity of cost and equipment principle. Has been. The sand filter uses a flocculant to agglomerate suspended substances and microorganisms in the raw water. However, the amount of flocculant added is temporarily different from the raw water quality due to seasonal fluctuations, temperature fluctuations, typhoons, etc. Since it changes according to changes in seawater conditions, etc., it is necessary to adjust the amount added.
凝集剤が不足している状況においては、凝集効果が不十分となり、本来、凝集剤と砂ろ過装置で補足されるべき物質が、その後の膜分離装置へ流入し、分離性能を低下させる、あるいは分離膜の寿命を低下させる要因となる。一方、凝集剤添加量が過剰な場合、凝集剤自身が膜分離装置に流入し、分離性能を低下させる要因となる。つまり凝集剤の添加量については、変動する原水質に対して過不足のない添加量が望まれる。しかし、現状の凝集剤の添加量については、最終透過水の水質やプラントオペレーターの経験値に依存して調整されることが多い。 In the situation where the coagulant is insufficient, the coagulation effect becomes insufficient, and the substance that should be supplemented by the coagulant and the sand filtration device flows into the subsequent membrane separation device, and decreases the separation performance, or It becomes a factor which reduces the lifetime of a separation membrane. On the other hand, when the amount of the flocculant added is excessive, the flocculant itself flows into the membrane separation device, which causes a decrease in separation performance. That is, as for the addition amount of the flocculant, an addition amount that is not excessive or insufficient with respect to the changing raw water quality is desired. However, the amount of the present flocculant added is often adjusted depending on the quality of the final permeate and the experience value of the plant operator.
上記課題に対して、下記の特許文献1では、膜分離後のろ液中の紫外線吸光度を測定することによる添加量の制御方法が記載されている。この文献では、混和フロック形成池の後、循環タンクを経由して膜分離装置の後で、紫外線吸光度を計測し、その結果に基づき、混和フロック形成池に添加する凝集剤量を調整することが提案されている。
With respect to the above problem,
また、特許文献2には、砂ろ過装置の上流側であって、凝集剤注入部と沈澱池の下流側で濁度測定を行う方法が提案されている。 Patent Document 2 proposes a method of measuring turbidity upstream of a sand filter and downstream of a flocculant injection part and a sedimentation basin.
しかしながら、特許文献1に記載の発明内容においては、紫外線吸光度計が循環タンク、膜分離装置を経た後での検出であるために、以下に述べる不具合が生じる。すなわち、検出部とその結果が反映される部分が遠く離れており、かつその間にタンクによる処理水の滞留があるため、フィードバックが必要なタイミングと検出のタイミングには大きなタイムラグが生じる。つまり、実際には過剰な凝集剤が添加されても、その挙動が検出されるのは、時間的にも工程的にも後になる。また、膜分離装置の後に検出部分が存在するため、検出に必要な有機物質や流入凝集剤は膜分離装置を通過する。すなわち、膜分離装置にとって有害な物質の通過が不可避的な検出システムとなっているため、分離膜の寿命を短縮させる要因を内包した発明内容となっている。
However, in the content of the invention described in
また、特許文献2の方法のように、砂ろ過装置の上流側で濁度を検出する方法では、砂ろ過装置から一時的に漏洩する凝集物に対して、これを検出することができないという問題があった。例えば、砂ろ過装置は定期的に、通常の流れ方向とは逆方向に砂ろ過透過水を流すことにより、砂ろ過槽に堆積した堆積物を排除する逆洗と呼ばれる洗浄工程があり、その際に凝集剤や凝集物が流出してしまうことがあった。また、逆洗を行っている間は該砂ろ過槽を使用できないため、通常は複数の砂ろ過槽を併設しており逆洗中は別の砂ろ過槽を使用して前処理を行うが、この砂ろ過槽の切り替え時にも凝集剤や凝集物が流出してしまう場合も存在し、これらの構造上の問題により膜分離装置に悪影響を与えて、分離性能や分離膜エレメントの寿命を短縮してしまう。 Moreover, in the method of detecting turbidity on the upstream side of the sand filter device as in the method of Patent Document 2, it is impossible to detect this for the aggregate that temporarily leaks from the sand filter device. was there. For example, sand filtration equipment regularly has a washing process called backwashing that removes sediment deposited in the sand filtration tank by flowing sand filtration permeate in the direction opposite to the normal flow direction. In some cases, the flocculant or the agglomerate may flow out. In addition, since the sand filtration tank can not be used during backwashing, usually a plurality of sand filtration tanks are provided and pretreatment is performed using another sand filtration tank during backwashing, Even when switching sand filtration tanks, flocculants and agglomerates may flow out, and these structural problems adversely affect the membrane separation device, shortening the separation performance and the life of the separation membrane element. End up.
そこで、本発明の目的は、砂ろ過装置のろ液を検出することで、砂ろ過装置の状態を加味して膜分離装置への悪影響をリアルタイムに低減することができる水処理システム及び水処理方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a water treatment system and a water treatment method that can reduce the adverse effects on the membrane separation device in real time by taking into account the state of the sand filtration device by detecting the filtrate of the sand filtration device. Is to provide.
上記目的は、次の如き本発明により達成できる。
即ち、本発明の水処理システムは、原水の砂ろ過を行う砂ろ過装置と、砂ろ過したろ液の膜分離を行う膜分離装置とを備える水処理システムにおいて、前記砂ろ過装置の原水側に凝集剤を添加する凝集剤供給装置を設けると共に、前記砂ろ過装置のろ液の流路に凝集剤を検出する検出部を設け、その検出部からの信号に基づいて、凝集剤の濃度が所定値以下になるように前記凝集剤供給装置を制御する制御装置を設けたことを特徴とする。特に、凝集剤濃度の制御は、膜分離装置に流入する濃度が所定値以下になるように制御されることが好ましい。
The above object can be achieved by the present invention as follows.
That is, the water treatment system of the present invention is a water treatment system comprising a sand filtration device that performs sand filtration of raw water and a membrane separation device that performs membrane separation of the filtrate after sand filtration, on the raw water side of the sand filtration device. A flocculant supply device for adding the flocculant is provided, and a detection unit for detecting the flocculant is provided in the flow path of the filtrate of the sand filtration device, and the concentration of the flocculant is predetermined based on a signal from the detection unit. A control device for controlling the flocculant supply device so as to be equal to or lower than the value is provided. In particular, the control of the concentration of the flocculant is preferably controlled so that the concentration flowing into the membrane separation device is a predetermined value or less.
本発明の水処理システムによると、砂ろ過装置のろ液中の凝集剤を検出部で検出するため、砂ろ過装置の状態を加味して、凝集剤の供給量を制御することができ、砂ろ過装置の上流側で検出する場合と比較して、より確実に膜分離装置への悪影響を低減することができる。また、膜分離装置の下流側で検出する場合と比較して、よりリアルタイムに凝集剤の供給量を制御することができる。その結果、砂ろ過装置の状態を加味して膜分離装置への悪影響をリアルタイムに低減することができる水処理システムを提供することができる。 According to the water treatment system of the present invention, since the flocculant in the filtrate of the sand filter is detected by the detection unit, the supply amount of the flocculant can be controlled in consideration of the state of the sand filter. Compared with the case of detection on the upstream side of the filtration device, the adverse effect on the membrane separation device can be reduced more reliably. In addition, the supply amount of the flocculant can be controlled in real time as compared with the case of detection on the downstream side of the membrane separation apparatus. As a result, it is possible to provide a water treatment system that can reduce the adverse effects on the membrane separation device in real time by taking into account the state of the sand filtration device.
上記において、ろ液の流路の前記検出部を設けた位置よりも下流側の流路に、操作信号により作動する流路切替弁とその流路切替弁を介して流路を分岐させる分岐流路とを設けると共に、前記制御装置は、前記検出部からの信号に基づいて、凝集剤の濃度が所定値を超えた場合に前記流路切替弁を分岐流路側に切替える制御を行うことが好ましい。 In the above, the flow path switching valve operated by the operation signal and the branch flow for branching the flow path through the flow path switching valve to the flow path downstream of the position where the detection unit of the filtrate flow path is provided. It is preferable that the control device performs control to switch the flow path switching valve to the branch flow path side when the concentration of the flocculant exceeds a predetermined value based on a signal from the detection unit. .
この水処理システムによると、凝集剤の濃度が所定値を超えないように流路切替弁を分岐流路側に切替える制御を行うため、フィードバック制御による制御の遅れが生じた場合や、逆洗浄後等に凝集剤(凝集体に含有されるものも含む)が漏洩する場合にも、分岐流路からろ液を排出することで、凝集剤が膜分離装置へ流入するのをより確実に防止することができる。 According to this water treatment system, control is performed to switch the flow path switching valve to the branch flow path side so that the concentration of the flocculant does not exceed a predetermined value. Even when the flocculant (including those contained in the flocculent) leaks, it is possible to more reliably prevent the flocculant from flowing into the membrane separation device by discharging the filtrate from the branch channel. Can do.
また、前記検出部は、光源からの光を受光する受光部を有し、前記ろ液の流路から分岐するバイパス路を設けて、そのバイパス路に沿って前記光源と前記受光部の間の距離が10cm〜3mとなる光路を形成していることが好ましい。 The detection unit includes a light receiving unit that receives light from a light source, and a bypass path that branches from the flow path of the filtrate is provided between the light source and the light receiving unit along the bypass path. It is preferable to form an optical path with a distance of 10 cm to 3 m.
通常の配管を使用して流路と垂直に光路を形成する場合、十分な長さの光路が確保できずに感度が十分得られにくいところ、上記の水処理システムによると、バイパス路に沿って光路を形成するため、十分な長さの光路が確保でき、凝集剤の検出感度が良好になる。 When a normal pipe is used to form an optical path perpendicular to the flow path, a sufficient length of the optical path cannot be secured and sufficient sensitivity is difficult to obtain. According to the above water treatment system, along the bypass path Since the optical path is formed, a sufficiently long optical path can be secured, and the detection sensitivity of the flocculant is improved.
また、前記凝集剤が塩化第二鉄であり、前記検出部は波長450nm以下の光を使用して凝集剤を検出するものであることが好ましい。塩化第二鉄を凝集剤として使用する場合、波長450nm以下の光を使用することで、塩化第2鉄の吸収スペクトルに適合した検出が可能となる。 Moreover, it is preferable that the said flocculant is ferric chloride and the said detection part detects a flocculant using the light of wavelength 450nm or less. When using ferric chloride as a flocculant, detection suitable for the absorption spectrum of ferric chloride is possible by using light having a wavelength of 450 nm or less.
一方、本発明の水処理方法は、原水の砂ろ過を行った後に、ろ液の膜分離を行う水処理方法において、前記砂ろ過の原水側に凝集剤を添加すると共に、前記砂ろ過のろ液の流路にて凝集剤を検出した信号に基づいて、凝集剤の濃度が所定値以下になるように前記凝集剤の添加量を制御することを特徴とする。 On the other hand, the water treatment method of the present invention is a water treatment method in which the filtrate is subjected to membrane separation after sand filtration of raw water, and a flocculant is added to the raw water side of the sand filtration, and the sand filtration filter is used. The addition amount of the flocculant is controlled based on a signal obtained by detecting the flocculant in the liquid flow path so that the concentration of the flocculant becomes a predetermined value or less.
本発明の水処理方法によると、砂ろ過後のろ液中の凝集剤を検出するため、砂ろ過装置の状態を加味して、凝集剤の供給量を制御することができ、砂ろ過装置の上流側で検出する場合と比較して、より確実に膜分離への悪影響を低減することができる。また、膜分離の下流側で検出する場合と比較して、よりリアルタイムに凝集剤の供給量を制御することができる。その結果、砂ろ過の状態を加味して膜分離への悪影響をリアルタイムに低減することができる水処理方法を提供することができる。 According to the water treatment method of the present invention, in order to detect the flocculant in the filtrate after sand filtration, the supply amount of the flocculant can be controlled in consideration of the state of the sand filtration device. Compared with the case of detection on the upstream side, the adverse effect on membrane separation can be reduced more reliably. In addition, the supply amount of the flocculant can be controlled in real time as compared with the case of detection on the downstream side of the membrane separation. As a result, it is possible to provide a water treatment method that can reduce the adverse effect on membrane separation in real time in consideration of the state of sand filtration.
本発明の水処理システムは、図1に示すように、原水の砂ろ過を行う砂ろ過装置1と、砂ろ過したろ液の膜分離を行う膜分離装置4とを備える。本実施形態では、海水淡水化プラントを例として説明するが、海水淡水化プラントでは、砂ろ過装置1と膜分離装置4との間には、貯水槽2が設けられ、貯水槽2のろ液は、高圧ポンプ3に導かれて、加圧された状態で膜分離装置4に供給される。海水淡水化プラントでは、逆浸透膜が一般的に使用され、逆浸透膜に加圧通水されたろ液は、透過水と濃縮水に分離される。
As shown in FIG. 1, the water treatment system of the present invention includes a
砂ろ過装置1は、ろ材に砂等の粒状物質を使用するろ過装置であり、懸濁物質をろ材である粒状物質の内部に補足するものである。砂ろ過装置1としては、緩速砂ろ過装置と急速砂ろ過装置との何れも使用できる。
The
緩速砂ろ過装置は、例えば深さ2.5〜3.5mのろ過池の下部に、集水装置を設け、その上に砂利層(例えば厚さ40〜60cm)と砂層(例えば有効径0.3〜0.45mm、深さ70〜90cm)を充填し、重力によるろ過を行う。浄化は主に生物作用による。 For example, a slow sand filter is provided with a water collecting device at a lower part of a 2.5 to 3.5 m depth filtration basin, and a gravel layer (for example, thickness 40-60 cm) and a sand layer (for example, effective diameter 0). .3 to 0.45 mm, depth 70 to 90 cm), and filtration by gravity is performed. Purification is mainly biological.
急速砂ろ過装置では、より早い速度でろ過が行われるが、下部集水装置の上に、砂利層(例えば厚さ30〜40cm)と砂層(例えば有効径0.45〜0.7mm、深さ60〜70cm)を充填して、重力によるろ過を行う。 In the rapid sand filter, filtration is performed at a higher speed, but on the lower water collecting device, a gravel layer (for example, a thickness of 30 to 40 cm) and a sand layer (for example, an effective diameter of 0.45 to 0.7 mm, a depth). 60-70 cm) and filtering by gravity.
これらの砂ろ過装置1は、清澄度や圧力損失が一定値を超えた時点で、ろ材の逆流洗浄(逆洗)を行う。逆洗の直後には、一時的にろ材からの凝集材や凝集物の流出量が増加する傾向がある。
These
貯水槽2は、砂ろ過装置1からのろ液を溜める機能を有する。砂ろ過装置1と貯水槽2とは配管等による流路で接続されており、その間に吸引や輸送のためのポンプ等を設けることも可能である。
The water storage tank 2 has a function of storing the filtrate from the
高圧ポンプ3は、膜分離装置4の原水に一定以上の圧力を付与するものであり、膜分離装置4の分離膜の種類に応じて、ポンプの圧力が適宜設定される。貯水槽2と膜分離装置4とは、配管等による流路で接続されており、その流路に高圧ポンプ3が設けられる。
The high-
膜分離装置4は、海水淡水化プラントでは、逆浸透膜が一般的に使用されるが、精密濾過膜及び/又は限外濾過膜などの分離膜による前処理を更に行ってもよい。また、逆浸透膜に代えて、精密濾過膜及び/又は限外濾過膜などの分離膜による膜分離装置4を用いてもよい。 As the membrane separation device 4, a reverse osmosis membrane is generally used in a seawater desalination plant, but pretreatment with a separation membrane such as a microfiltration membrane and / or an ultrafiltration membrane may be further performed. Further, instead of the reverse osmosis membrane, a membrane separation device 4 using a separation membrane such as a microfiltration membrane and / or an ultrafiltration membrane may be used.
逆浸透膜を構成する素材は、特に限定されず、例えば、酢酸セルロース、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ポリエステル等の各種高分子素材を用いることができる。中でも、ポリアミド系逆浸透膜が好ましく、特に芳香族ポリアミド系複合膜が好ましい。 The material which comprises a reverse osmosis membrane is not specifically limited, For example, various polymer materials, such as a cellulose acetate, polyvinyl alcohol, polyamide, polyester, can be used. Of these, a polyamide-based reverse osmosis membrane is preferable, and an aromatic polyamide-based composite membrane is particularly preferable.
逆浸透膜の膜形態としては、中空糸、平膜、チューブラー膜などがあり、平膜は、スパイラル、フレームアンドプレートのモジュールに組み込んで使用することができ、中空糸は、複数本を束ねたものをモジュールに組み込んで使用することができる。 The membrane forms of reverse osmosis membranes include hollow fibers, flat membranes, tubular membranes, etc. Flat membranes can be used by incorporating them into spiral and frame and plate modules, and a plurality of hollow fibers are bundled. Can be used in a module.
精密濾過膜としては、ポリオレフィン、ポリスルホン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、酢酸セルロース等の高分子有機膜を用いることができる。精密濾過膜の孔径は、0.01μm以上10μm以下であることが好ましい。 As the microfiltration membrane, a polymer organic membrane such as polyolefin, polysulfone, polypropylene, polyethylene, polystyrene, polyacrylonitrile, cellulose acetate or the like can be used. The pore diameter of the microfiltration membrane is preferably 0.01 μm or more and 10 μm or less.
また、限外濾過膜としては、ポリスルホン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、酢酸セルロース、ポリエチレン等の高分子有機膜を用いることができる。限外濾過膜の孔径は、分画分子量20000以上孔径0.01μm以下であることが好ましい。 In addition, as the ultrafiltration membrane, a polymer organic membrane such as polysulfone, polypropylene, polystyrene, polyacrylonitrile, cellulose acetate, and polyethylene can be used. The pore size of the ultrafiltration membrane is preferably a fractional molecular weight of 20000 or more and a pore size of 0.01 μm or less.
本発明の水処理システムは、図1に示すように、砂ろ過装置1の原水側に凝集剤を添加する凝集剤供給装置20を設けている。凝集剤供給装置20は、凝集剤の溶液を貯留する貯留タンク21と、流量が調節可能なポンプ22とを備える。ポンプ22の代わりに、開度により流量が調整可能な弁等を使用することも可能である。
As shown in FIG. 1, the water treatment system of the present invention is provided with a
図示した例では、原水を供給する配管へ凝集剤を供給する凝集剤供給装置20が示されているが、砂ろ過装置1に直接供給したり、あるいは、原水と凝集剤を混合するための混合槽を設けて、この中に凝集剤を供給してもよい。
In the illustrated example, the
貯留タンク21に貯留される凝集剤としては、凝集剤の原液の他、その水溶液、懸濁液などが使用できる。但し、供給量の制御を行う上で、凝集剤の希釈溶液を用いることが好ましい。
As the flocculant stored in the
凝集剤としては、塩化鉄、硫酸バンド、ポリ塩化アルミニウム、酸化アルミニウム、硫酸鉄などの無機系凝集剤、又はポリアクリルアミド、ポリアクリル酸カチオン化ポリマーなどの高分子系凝集剤を用いることができる。凝集剤が塩化第2鉄である場合、現在、もっとも一般的に使用されている凝集剤の添加量最適化が可能となり、汎用性が高くなる。 As the aggregating agent, inorganic aggregating agents such as iron chloride, sulfuric acid band, polyaluminum chloride, aluminum oxide and iron sulfate, or polymer aggregating agents such as polyacrylamide and polyacrylic acid cationized polymer can be used. When the coagulant is ferric chloride, it is possible to optimize the addition amount of the coagulant that is currently most commonly used, and the versatility is enhanced.
凝集剤供給装置20の供給量調節機構は、電気的な操作信号により、流量を調整できるものが好ましく、操作信号により流量が調節可能な定流量ポンプが好ましい。
The supply amount adjustment mechanism of the
本発明の水処理システムは、砂ろ過装置1のろ液の流路に凝集剤を検出する検出部10を設け、その検出部10からの信号に基づいて、凝集剤の濃度が所定値以下になるように凝集剤供給装置20を制御する制御装置15を設けたことを特徴とする。凝集剤の検出部10は、砂ろ過装置1と貯水槽2の間に設置されるが、凝集剤のリークを素早くフィードバックする観点から、なるべく砂ろ過装置1に近い部分に設置する方が望ましい。なお、検出部10を設けるろ液の流路としては、砂ろ過装置1内部の砂ろ過後の流路も含まれる。
The water treatment system of the present invention includes a
検出部10は、凝集剤の種類に応じて凝集剤の有無または濃度を検出できれば何れでも使用可能である。例えば、吸光度などを利用した光学式センサ類、pHなどを検出する化学式センサ類、電気抵抗等を検出する電気式センサ類など何れでもよい。なかでも、光学式センサ類が好ましく用いられる。
The
光学式センサ類を用いた検出部10は、図2に示すように、光源11からの光を受光する受光部12を有するものが好ましく、また、検出部10は、ろ液の流路から分岐するバイパス路14を設けて、そのバイパス路14に沿って光路13を形成しているのが好ましい。具体的には、光源11、受光部12が光路13を挟み込むように対向させて配置された構造が例示される。
As shown in FIG. 2, the
検出部10は、砂ろ過装置1と貯水槽2の間の配管から分岐したバイパス路に設けられ、光路13の部分を通水しているため、インラインリアルタイム検出となる。光路13については、検出系が光学検出式である場合、光源11の光以外は、遮断されるような構造が望ましい。
Since the
光源としては、凝集剤の吸収スペクトルと重なることが必要であるため、塩化第2鉄を用いる場合、450nm以下の波長の光源であることが必要である。紫外線を放出する光源であれば、原理的に使用は可能であるが、強度の観点から、水銀ランプやUV−LED、紫外線レーザーが好ましい。 As a light source, since it is necessary to overlap with the absorption spectrum of the flocculant, when using ferric chloride, it is necessary to be a light source having a wavelength of 450 nm or less. A light source that emits ultraviolet rays can be used in principle, but from the viewpoint of strength, a mercury lamp, UV-LED, or ultraviolet laser is preferable.
受光部12は受光した光を電気信号に変換する機能を有していれば良く、例えば、フォトダイオードや光電子増倍管などが使用可能であるが、フォトダイオードが価格、簡便性の面からも好ましい。このような光源11や受光部12は直接、液に触れるよう配置されても良いが、光路部分に窓を設けて液に非接触で設置されるのが好ましい。
The
この場合、光路確保用の窓は紫外線を通す材質である必要があり、例えば石英ガラス等が使用される。凝集剤の添加量としては、一般的には数ppmであることから、通常の分光光度計の光路長、すなわち1cmでは検出が困難であるため、検出感度を上げるためにも光路長を長くすることが必要である。本発明では、光路長が10cm以上が好ましく、100cm以上がより好ましい。しかしながら感度を上げるために光路長を長くすると、今度は光学系の構築が難しくなることから、300cm以下が好ましい。従って、光源11と受光部12の間の距離は10cm〜3mが好ましい。
In this case, the optical path securing window needs to be made of a material that transmits ultraviolet rays, and for example, quartz glass or the like is used. Since the addition amount of the flocculant is generally several ppm, the optical path length of a normal spectrophotometer, that is, it is difficult to detect at 1 cm, so the optical path length is increased in order to increase the detection sensitivity. It is necessary. In the present invention, the optical path length is preferably 10 cm or more, and more preferably 100 cm or more. However, if the optical path length is increased in order to increase the sensitivity, it becomes difficult to construct the optical system this time. Therefore, the distance between the
制御装置15は、検出部10からの信号に基づいて、凝集剤の濃度が所定値以下になるように凝集剤供給装置20を制御するものである。図示した例では、検出部10より出力される信号は、凝集剤添加量のフイードバック制御を行う制御装置15に送られ、凝集剤供給装置20のポンプ22と連動して供給量の制御を行う。
The
制御装置15による制御は、検出部10からの信号(データを含む)をコンピュータを介して処理してもよく、その制御方法は、オンオフ動作、比例操作、積分操作、微分操作、これらの組合せ、例えばPID制御など、いずれでもよい。これらの制御は、市販の調節計を用いて行うことも可能である。
The control by the
例えば、凝集剤の濃度を測定値及び目標値とし、その偏差に基づいてポンプ22の操作信号を出力することが可能な市販の調節計を用いて、目標値を微小な濃度に設定することで、凝集剤の濃度が所定値以下になるように凝集剤供給装置20を制御することができる。設定する微小な濃度としては、下流側の分離膜に影響を与えない範囲の上限値濃度(例えば0.1ppm)を設定するのが好ましい。なお、このような調節計ではPID制御が行われるのが一般的である。
For example, by setting the concentration of the flocculant as a measurement value and a target value, and using a commercially available controller that can output the operation signal of the
一方、本発明では、砂ろ過装置1を通過した後のろ液中の凝集剤の濃度により、フィードバック制御を行うため、砂ろ過装置1を通過する間のタイムラグを考慮した制御を行うことが好ましい。また、凝集剤の供給量は、原水の懸濁物質の凝集を好適に行うために、砂ろ過装置1から漏洩しない限り、できるだけ多量になるように制御することが好ましい。このような制御の例を図3に示す。以下、この制御について説明する。
On the other hand, in the present invention, since feedback control is performed according to the concentration of the flocculant in the filtrate after passing through the
この制御では図3に示すように、まず、凝集剤の供給量の初期値を原水の濁度等に応じて予め決定しておく。また、カウンタに相当する変数をリセットしておく(N=0,M=3)。 In this control, as shown in FIG. 3, first, the initial value of the supply amount of the flocculant is determined in advance according to the turbidity of the raw water. In addition, a variable corresponding to the counter is reset (N = 0, M = 3).
常時、検出部10により凝集剤の濃度の検出を行い、一定時間毎に検出した濃度の平均値を算出して、一定時間毎に入力データ(サンプリングデータ)とする。制御装置15では、このデータに対して入力待ちの状態とし、入力により演算が開始するように構成する。データの入力後、まず変数Mに1を加算する。次に、この入力データが、凝集剤の濃度の設定値(例えば0.1ppm)以下であるか否かを判定し、以下であると、変数Nに1を加算する。次いで、変数Nが5以上か否かを判定し、サブルーチンにより、凝集剤の濃度の設定値を超えない場合、この変数Nが5以上になるまで、データ入力から変数Nの加算までが繰り返し行われる。
The
変数Nが5以上になると、このサブルーチンを抜けて、凝集剤の供給量が増加するように、相当する操作信号の変更が行われる。図示した例では、凝集剤の供給量が5%増量される。なお、変数Nが5以上でサブルーチンを抜けるようにしているのは、凝集剤の供給量の増加が検出した濃度に反映されるのに、タイムラグが有るためである。また、一定の待ち時間の間、検出した濃度が設定値を超えない場合、凝集剤の供給量が不足していると考えられるためである。 When the variable N becomes 5 or more, the corresponding operation signal is changed so that the subroutine is exited and the supply amount of the flocculant is increased. In the illustrated example, the supply amount of the flocculant is increased by 5%. The reason why the variable N is set to 5 or more is to exit the subroutine because the increase in the supply amount of the flocculant is reflected in the detected concentration and there is a time lag. Further, if the detected concentration does not exceed the set value during a certain waiting time, it is considered that the supply amount of the flocculant is insufficient.
一方、凝集剤の濃度の設定値を超えた場合、更に変数Mが3以上か否かを判定し、3以上であれば、左側のサブルーチンを抜けて、凝集剤の供給量が減少するように、相当する操作信号の変更が行われる。このとき、変数N=0,M=3にリセットされる。図示した例では、凝集剤の供給量が10%減量される。なお、変数Mが3以上でサブルーチンを抜けるようにしているのは、凝集剤の供給量の減量が検出した濃度に反映されるのに、タイムラグが有るためである。 On the other hand, when the set value of the concentration of the flocculant is exceeded, it is further determined whether or not the variable M is 3 or more. The corresponding operation signal is changed. At this time, the variables N = 0 and M = 3 are reset. In the illustrated example, the supply amount of the flocculant is reduced by 10%. The reason why the variable M is set to 3 or more is to exit the subroutine because there is a time lag even though the decrease in the supply amount of the flocculant is reflected in the detected concentration.
つまり、凝集剤の供給量の減量を行った後においても、砂ろ過装置1を通過する間は、検出した濃度が低下しないため、その間は、凝集剤の供給量を維持した方がよく、この期間を考慮して、変数Mが3以上を供給量の減量の条件としている。ただし、変数Mは、データ入力毎に加算されるため、濃度の平均値が設定値以下の状態が続いた場合には、常に変数Mが3以上となり、最初に濃度の平均値が設定値を超えた場合、直ちに供給量の減量が行われる。
That is, even after reducing the supply amount of the flocculant, since the detected concentration does not decrease while passing through the
以上のような制御によって、砂ろ過装置1から漏洩する凝集剤の濃度を0に近づけながら、凝集剤の供給量をほぼ最大になるように制御することができる。つまり、凝集剤の漏洩が発生しない最大限の濃度を適正濃度として添加しながら、膜分離装置への影響を最小化する水処理システムを提供することができる。
By controlling as described above, it is possible to control the supply amount of the flocculant to be substantially maximized while bringing the concentration of the flocculant leaking from the
次に、本発明のより好ましい実施形態について、図4に基づいて説明する。この実施形態では、図4に示すように、ろ液の流路の検出部10を設けた位置よりも下流側の流路に、操作信号により作動する流路切替弁25とその流路切替弁25を介して流路を分岐させる分岐流路26とを設けると共に、制御装置15は、検出部10からの信号に基づいて、凝集剤の濃度が所定値を超えた場合に流路切替弁25を分岐流路側に切替える制御を行う。
Next, a more preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, as shown in FIG. 4, a flow
流路切替弁25を切替える制御を行う際の所定値は、凝集剤供給装置20を制御する際の所定値と、同一であっても異なっていてもよい。例えば、両者を同一にする場合、流路切替弁25の切替が頻繁に生じ得るが、例えば、後者の所定値を前者の所定値の2倍にした場合、流路切替弁25の切替の頻度を小さくすることができる。
The predetermined value when the control for switching the flow
分岐流路26から分岐されたろ液は、廃棄することも可能であるが、砂ろ過装置1の原水の流路、又は砂ろ過装置1内にリサイクルすることも可能である。
The filtrate branched from the
この実施形態は、特に砂ろ過装置1の逆洗を行った後に漏洩する凝集剤や凝集物が、下流側に流入しないようにするのに有効である。また、凝集剤供給装置20の制御のみでは、原水の懸濁物質の量の変化に対応できない場合があるが、その場合でも、即座に凝集剤の増加に対応して、流路切替弁25を分岐流路側に切替えることができる。
This embodiment is particularly effective in preventing flocculants and aggregates leaking after backwashing the
以上に詳述したとおり、本発明の水処理システムでは、最大限に凝集効果を発現しつつ、膜分離装置への影響を最小化し、かつ、季節や温度、天候等により変動する最適添加量を、オペレーターの経験に依存せずに制御できる。 As described in detail above, the water treatment system of the present invention minimizes the influence on the membrane separation device while maximizing the coagulation effect, and has an optimum addition amount that varies depending on the season, temperature, weather, etc. It can be controlled without depending on the experience of the operator.
一方、本発明の水処理方法は、原水の砂ろ過を行った後に、ろ液の膜分離を行う水処理方法において、前記砂ろ過の原水側に凝集剤を添加すると共に、前記砂ろ過のろ液の流路にて凝集剤を検出した信号に基づいて、凝集剤の濃度が所定値以下になるように前記凝集剤の添加量を制御することを特徴とする。本発明の水処理方法は、前述した本発明の水処理システムを用いて好適に実施することができる。 On the other hand, the water treatment method of the present invention is a water treatment method in which the filtrate is subjected to membrane separation after sand filtration of raw water, and a flocculant is added to the raw water side of the sand filtration, and the sand filtration filter is used. The addition amount of the flocculant is controlled based on a signal obtained by detecting the flocculant in the liquid flow path so that the concentration of the flocculant becomes a predetermined value or less. The water treatment method of the present invention can be preferably implemented using the water treatment system of the present invention described above.
1 砂ろ過装置
4 膜分離装置
10 検出部
11 光源
12 受光部
13 光路
14 バイパス路
15 制御装置
20 凝集剤供給装置
25 流路切替弁
26 分岐流路
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記砂ろ過装置の原水側に凝集剤を添加する凝集剤供給装置を設けると共に、
前記砂ろ過装置のろ液の流路に凝集剤を検出する検出部を設け、その検出部からの信号に基づいて、凝集剤の濃度が所定値以下になるように前記凝集剤供給装置を制御する制御装置を設けたことを特徴とする水処理システム。 In a water treatment system comprising a sand filtration device that performs sand filtration of raw water and a membrane separation device that performs membrane separation of the filtrate after sand filtration,
While providing a flocculant supply device for adding a flocculant to the raw water side of the sand filtration device,
A detection unit that detects flocculant is provided in the flow path of the filtrate of the sand filtration device, and the flocculant supply device is controlled based on a signal from the detection unit so that the concentration of the flocculant becomes a predetermined value or less. The water treatment system characterized by providing the control apparatus which performs.
前記砂ろ過の原水側に凝集剤を添加すると共に、前記砂ろ過のろ液の流路にて凝集剤を検出した信号に基づいて、凝集剤の濃度が所定値以下になるように前記凝集剤の添加量を制御することを特徴とする水処理方法。
In the water treatment method for membrane separation of filtrate after sand filtration of raw water,
The flocculant is added to the raw water side of the sand filtration, and the flocculant has a concentration equal to or lower than a predetermined value based on a signal obtained by detecting the flocculant in the flow path of the filtrate of the sand filtration. The water treatment method characterized by controlling the addition amount.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009049335A JP2010201335A (en) | 2009-03-03 | 2009-03-03 | Water treatment system and water treatment method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009049335A JP2010201335A (en) | 2009-03-03 | 2009-03-03 | Water treatment system and water treatment method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010201335A true JP2010201335A (en) | 2010-09-16 |
Family
ID=42963373
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009049335A Pending JP2010201335A (en) | 2009-03-03 | 2009-03-03 | Water treatment system and water treatment method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010201335A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015013221A (en) * | 2013-07-03 | 2015-01-22 | 株式会社竹村製作所 | Water treatment equipment using filter sand |
CN105446207A (en) * | 2014-09-30 | 2016-03-30 | 金华市恒飞电工材料有限公司 | Control system for automatic feeding of flocculating agent in electroplating waste water treatment |
CN108301808A (en) * | 2018-03-15 | 2018-07-20 | 成都市立维机械制造有限公司 | A kind of drilling machine heat-preserving equipment |
WO2020174964A1 (en) * | 2019-02-27 | 2020-09-03 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Water treatment device |
-
2009
- 2009-03-03 JP JP2009049335A patent/JP2010201335A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015013221A (en) * | 2013-07-03 | 2015-01-22 | 株式会社竹村製作所 | Water treatment equipment using filter sand |
CN105446207A (en) * | 2014-09-30 | 2016-03-30 | 金华市恒飞电工材料有限公司 | Control system for automatic feeding of flocculating agent in electroplating waste water treatment |
CN108301808A (en) * | 2018-03-15 | 2018-07-20 | 成都市立维机械制造有限公司 | A kind of drilling machine heat-preserving equipment |
CN108301808B (en) * | 2018-03-15 | 2023-11-21 | 成都市立维机械制造有限公司 | Thermal insulation equipment for drilling machine |
WO2020174964A1 (en) * | 2019-02-27 | 2020-09-03 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Water treatment device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4831480B2 (en) | Membrane filtration system | |
JP5222526B2 (en) | Water treatment method and water treatment apparatus | |
AU2010274473B2 (en) | Water producing system | |
JP6441808B2 (en) | Desalination apparatus and desalination method | |
KR101011403B1 (en) | Forward osmotic membrane module and forward osmotic desalination device for using forward osmotic membrane modul and the method thereof | |
US20120298570A1 (en) | Filtration apparatus and water treatment apparatus | |
KR101210872B1 (en) | Apparatus for memberane filtering water applicable in variable water quality | |
US9126853B2 (en) | Fresh water generator | |
RU2536993C2 (en) | Device for production of superpure water | |
WO2012115114A1 (en) | Seawater desalination system and seawater desalination method | |
AU2012248472A1 (en) | Method for cleaning membrane module | |
JP2008221195A (en) | Operation method of pure water production system | |
US20160030891A1 (en) | Single-stage water treatment system | |
EP3663266B1 (en) | Water purifier and control method of the same | |
JP2010201335A (en) | Water treatment system and water treatment method | |
JP6087667B2 (en) | Desalination method and desalination apparatus | |
JP2009285522A (en) | Reverse osmosis membrane device | |
JP3473309B2 (en) | Operation control device for membrane separation device | |
JP2008126223A (en) | Membrane treatment system | |
KR101693100B1 (en) | Smart Membrane-Filteration Water Treating System | |
KR20150077086A (en) | Water treating apparatus including water quality detecting means | |
KR101522254B1 (en) | Two stage membrane filtration system having flexible recovery ratio and operation method thereof | |
KR101806348B1 (en) | Apparatus for treating water using plate membrane | |
Lin et al. | A pilot study of ultrafiltration pretreatment for seawater reverse osmosis desalination in Bohai Bay | |
JP2006326472A (en) | Membrane separation apparatus |