JP2011083666A - Water treatment system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、原水に各種水処理を行う水処理システムに関する。 The present invention relates to a water treatment system that performs various types of water treatment on raw water.
従来より、有機成分を含む原水を生物処理によって浄化した後、更に逆浸透膜により透過水と濃縮水とに分離する膜分離処理を行うことで、透過水を飲料水や工業用水として利用可能なレベルにまで再生する技術が提供されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, after the raw water containing organic components is purified by biological treatment, the permeated water can be used as drinking water or industrial water by performing a membrane separation process that separates the permeated water and concentrated water by a reverse osmosis membrane. A technique for reproducing data up to a level is provided (see, for example, Patent Document 1).
逆浸透膜を用いた水処理システムにおいては、ファウリングが発生し、透過流束の維持や処理水の水質の安定化の阻害要因となっている。「ファウリング」とは、原水中の懸濁物質や難溶性塩類等が逆浸透膜の膜面等に沈着又は吸着する現象をいい、透過流束や塩除去率の低下を招く。 In a water treatment system using a reverse osmosis membrane, fouling occurs, which is an impediment to maintaining the permeation flux and stabilizing the quality of treated water. “Fouling” refers to a phenomenon in which suspended substances, sparingly soluble salts, etc. in raw water are deposited or adsorbed on the membrane surface of a reverse osmosis membrane, causing a decrease in permeation flux and salt removal rate.
特許文献1に記載の技術によれば、逆浸透膜の上流側における原水の有機物濃度に基づいて、ファウリングの発生を抑制する薬剤(以下、ファウリング抑制剤という)を原水に注入することにより、ファウリングの発生を抑制している。
According to the technique described in
しかし、特許文献1に記載の技術によれば、ファウリング抑制剤の注入により、水処理に要するコスト(造水コスト)が増加する。また、ファウリング抑制剤の注入により濃縮水が汚染されるため、濃縮水を系外に排水すると、環境負荷となるおそれがある。更に、ファウリング抑制剤の注入が適正に維持されないと、頻繁な膜洗浄が必要となり、継続的な水処理が困難となる。
However, according to the technique described in
従って、本発明は、ファウリング抑制剤の注入量をゼロにするか又は大幅に低減することができると共に、逆浸透膜におけるファウリングの発生を抑制することができる水処理システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a water treatment system that can reduce or greatly reduce the injection amount of a fouling inhibitor and can suppress the occurrence of fouling in a reverse osmosis membrane. Objective.
本発明は、原水に含まれる不純物を予め除去して被処理水を製造する前処理装置と、被処理水を逆浸透膜により透過水と濃縮水とに分離する膜分離処理を行う逆浸透膜装置と、を備える水処理システムであって、前記逆浸透膜は、未ファウリング状態において、塩化ナトリウム濃度1500mg/Lの水溶液を被処理水として用い、操作圧力1MPa,回収率15%,温度25℃及びpH7の条件で評価した場合の透過流束が1.17×10−5m3/m2/MPa/s以上、かつ塩除去率が99%以上となる低ファウリング膜である、水処理システムに関する。 The present invention relates to a pretreatment device for producing treated water by removing impurities contained in raw water in advance, and a reverse osmosis membrane for performing a membrane separation process for separating the treated water into permeated water and concentrated water using a reverse osmosis membrane. The reverse osmosis membrane uses an aqueous solution having a sodium chloride concentration of 1500 mg / L as the water to be treated, in an unfouled state, with an operating pressure of 1 MPa, a recovery rate of 15%, and a temperature of 25. Water, which is a low fouling membrane having a permeation flux of 1.17 × 10 −5 m 3 / m 2 / MPa / s or higher and a salt removal rate of 99% or higher when evaluated under the conditions of ° C. and pH 7 It relates to a processing system.
また、前記逆浸透膜は、ファウリング状態において、塩化ナトリウム濃度1500mg/Lの水溶液を被処理水として用い、操作圧力1MPa,回収率15%,温度25℃及びpH7の条件で評価した場合の透過流束が8.2×10−6m3/m2/MPa/s以上、かつ塩除去率が99%以上となる合成ポリアミド膜である、ことが好ましい。 Further, the reverse osmosis membrane is a permeation when evaluated in the fouling state using an aqueous solution having a sodium chloride concentration of 1500 mg / L as water to be treated and operating pressure of 1 MPa, recovery rate of 15%, temperature of 25 ° C. and pH of 7. A synthetic polyamide membrane having a flux of 8.2 × 10 −6 m 3 / m 2 / MPa / s or more and a salt removal rate of 99% or more is preferable.
また、前記前処理装置は、原水に含まれる有機成分を微生物により分解して除去する生物処理装置;原水に含まれる懸濁物質を凝集剤によりフロック化して除去する凝集沈殿処理装置;原水に含まれる懸濁物質を濾過媒体により捕捉して除去する濾過処理装置;原水に含まれる有機成分及び酸化性物質を活性炭により吸着して除去する活性炭処理装置;原水に含まれる溶存鉄及び溶存マンガンを酸化剤により不溶化して除去する除鉄除マンガン処理装置;原水に含まれる有機成分を酸化剤の存在下で紫外線照射により分解して除去する促進酸化処理装置;及び原水に含まれる硬度成分を陽イオン交換樹脂により吸着して除去する軟水化処理装置のうち、いずれか一つ以上から構成される、ことが好ましい。 In addition, the pretreatment device is a biological treatment device that decomposes and removes organic components contained in raw water by microorganisms; a coagulation sedimentation treatment device that removes suspended substances contained in raw water by flocking with a flocculant; Processing equipment that captures and removes suspended solids by filtration media; activated carbon processing equipment that adsorbs and removes organic components and oxidizing substances contained in raw water using activated carbon; oxidizes dissolved iron and dissolved manganese contained in raw water Iron removal and manganese removal equipment insolubilized and removed by an agent; accelerated oxidation treatment equipment that decomposes and removes organic components contained in raw water by UV irradiation in the presence of an oxidizing agent; and hardness components contained in raw water It is preferable that any one or more of the water softening treatment devices that are adsorbed and removed by the exchange resin is used.
また、前記逆浸透膜装置の下流側に、透過水をイオン交換膜により脱イオン水と濃縮水とに分離する膜分離処理を行う電気脱イオン装置を更に備える、ことが好ましい。 Moreover, it is preferable to further comprise an electrodeionization apparatus that performs a membrane separation process for separating permeated water into deionized water and concentrated water by an ion exchange membrane on the downstream side of the reverse osmosis membrane apparatus.
本発明によれば、ファウリング抑制剤の注入量をゼロにするか又は大幅に低減することができると共に、逆浸透膜におけるファウリングの発生を抑制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。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while providing the injection amount of a fouling inhibitor to zero or reducing it significantly, providing the water treatment system which can suppress generation | occurrence | production of the fouling in a reverse osmosis membrane. it can.
〔第1実施形態〕
以下に、本発明の第1実施形態の水処理システム1について図1を参照しながら説明する。図1は、本発明の第1実施形態の水処理システム1を示す構成図である。
図1に示す第1実施形態の水処理システム1は、例えば、工場等で排出される有機成分を含んだ排水(原水W1)から不純物を除去して脱塩し、工業用水等として再利用可能な脱塩水(処理水W2)を製造するものである。
[First Embodiment]
Below, the
The
図1に示すように、水処理システム1は、原水タンク2と、原水ポンプ3と、前処理装置である活性汚泥処理装置4(生物処理装置の一種)と、前処理装置である砂濾過装置5(濾過処理装置の一種)と、前処理装置である活性炭吸着装置6(活性炭処理装置の一種)と、前処理装置としての促進酸化処理装置7と、前処理装置を経た原水W1(被処理水W1a)の膜分離処理を行う逆浸透膜装置8と、処理水タンク9と、通水ラインL1,L2,L3,L4,L5,L6,L7と、濃縮水ラインL8と、排水ラインL9と、濃縮水還流ラインL10と、バルブ10,11を主体に構成されている。
なお、本明細書でいう「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。
As shown in FIG. 1, a
In addition, the “line” in this specification is a general term for a line capable of flowing a fluid such as a flow path, a path, and a pipeline.
この水処理システム1によれば、原水タンク2を経た原水W1は、原水ポンプ3によって活性汚泥処理装置4、砂濾過装置5、活性炭吸着装置6、促進酸化処理装置7へと順に送出され、次第に浄化されて被処理水W1aとなる。被処理水W1aは、逆浸透膜装置8によって最終的に浄化された水(以下、「透過水」という)W2となる。透過水W2は、処理水タンク9に貯留される。
According to this
この逆浸透膜装置8による水処理は、本実施形態の水処理システム1による最終処理であるため、この透過水のことを「処理水」ともいう。
逆浸透膜装置8によって濃縮された水(以下、「濃縮水」という)W3の一部は、濃縮水還流ラインL10を介して逆浸透膜装置8の上流側へ還流される。
以下、水処理システム1の各部について詳しく説明する。
Since the water treatment by the reverse
A part of water (hereinafter referred to as “concentrated water”) W3 concentrated by the reverse
Hereinafter, each part of the
通水ラインL1は、原水W1を原水タンク2に導入するものである。原水タンク2は、通水ラインL1の下流側の端部に接続されている。原水タンク2は、通水ラインL1から通水された原水W1を貯留する。原水タンク2の下流側には、活性汚泥処理装置4が設けられている。原水タンク2と活性汚泥処理装置4とは、通水可能な通水ラインL2によって接続されている。
The water flow line L1 introduces the raw water W1 into the
原水ポンプ3は、この通水ラインL2に設けられている。原水ポンプ3は、原水タンク2に貯留された原水W1を活性汚泥処理装置4に向けて送出する。原水ポンプ3は、図示しない制御装置によって運転(駆動及び停止)を制御される。
The
活性汚泥処理装置4は、原水W1に含まれる有機成分を微生物により分解して除去するものである。活性汚泥処理装置4は、通水ラインL2の下流側の端部に接続されている。
活性汚泥処理装置4は、例えば、曝気槽と、曝気槽に接続された沈殿槽とを備えて構成されている。曝気槽は、原水W1を貯留し、活性汚泥を使用して原水W1に含まれる有機成分を微生物により分解する。沈殿槽は、活性汚泥を沈降分離すると共に、分離された上澄み液を貯留する。沈殿槽において分離された活性汚泥混合液は、曝気槽に返送されるように構成されている。
活性汚泥処理装置4の下流側には、沈殿槽の上澄み液を通水可能な通水ラインL3が接続されている。この通水ラインL3の下流側の端部は、砂濾過装置5に接続されている。
The activated sludge treatment apparatus 4 decomposes and removes organic components contained in the raw water W1 by microorganisms. The activated sludge treatment apparatus 4 is connected to the downstream end of the water flow line L2.
The activated sludge treatment apparatus 4 includes, for example, an aeration tank and a sedimentation tank connected to the aeration tank. The aeration tank stores the raw water W1 and decomposes organic components contained in the raw water W1 with microorganisms using activated sludge. The sedimentation tank settles and separates activated sludge and stores the separated supernatant. The activated sludge mixed liquid separated in the settling tank is configured to be returned to the aeration tank.
On the downstream side of the activated sludge treatment apparatus 4, a water passage line L <b> 3 that allows passage of the supernatant liquid of the sedimentation tank is connected. The downstream end of the water flow line L3 is connected to the sand filtration device 5.
砂濾過装置5は、原水W1に含まれる懸濁物質を濾過媒体により捕捉して除去する濾過処理を行うものである。砂濾過装置5は、通水ラインL3の下流側の端部に接続されている。砂濾過装置5としては、例えば、硅石等の粗粒濾材と、アンスラサイト、濾過砂等の細粒濾材とから形成された濾過媒体層(図示せず)を有する塔式のものが挙げられる。砂濾過装置5は、逆洗可能に構成され、濾過媒体層に捕捉された懸濁物質の排出処理が定期的に行われるようになっている。
砂濾過装置5の下流側には、砂濾過装置5で生成された濾過液を通水可能な通水ラインL4が接続されている。この通水ラインL4の下流側の端部は、活性炭吸着装置6に接続されている。
The sand filtration device 5 performs a filtration process for trapping and removing suspended substances contained in the raw water W1 with a filtration medium. The sand filtration device 5 is connected to the downstream end of the water flow line L3. Examples of the sand filtration device 5 include a tower type having a filtration medium layer (not shown) formed of a coarse filter medium such as meteorite and a fine filter medium such as anthracite and filter sand. The sand filtration device 5 is configured to be backwashable, and the suspended substance trapped in the filtration medium layer is periodically discharged.
On the downstream side of the sand filtration device 5, a water passage line L <b> 4 is connected through which the filtrate produced by the sand filtration device 5 can flow. The downstream end of the water flow line L4 is connected to the activated carbon adsorption device 6.
活性炭吸着装置6は、原水W1に含まれる有機成分及び酸化性物質を活性炭により吸着して除去するものである。活性炭吸着装置6は、通水ラインL4の下流側の端部に接続されている。活性炭吸着装置6としては、例えば、粒状活性炭の充填層を有する塔式のものや、繊維状活性炭が充填されたカートリッジを内蔵したものが挙げられる。
活性炭吸着装置6の下流側には、通水可能な通水ラインL5が接続されている。この通水ラインL5の下流側の端部は、促進酸化処理装置7に接続されている。
The activated carbon adsorbing device 6 adsorbs and removes organic components and oxidizing substances contained in the raw water W1 with activated carbon. The activated carbon adsorption device 6 is connected to the downstream end of the water flow line L4. Examples of the activated carbon adsorbing device 6 include a tower type having a packed bed of granular activated carbon and a built-in cartridge filled with fibrous activated carbon.
On the downstream side of the activated carbon adsorption device 6, a water passage line L <b> 5 capable of passing water is connected. The downstream end of the water flow line L5 is connected to the accelerated oxidation treatment device 7.
促進酸化処理装置7は、原水W1に含まれる有機成分を酸化剤の存在下で紫外線照射により分解して除去するものである。促進酸化処理装置7は、通水ラインL5の下流側の端部に接続されている。
促進酸化処理装置7は、原水W1に所定の酸化剤を添加する酸化剤添加装置(図示せず)と、紫外線を原水W1に照射する紫外線ランプ(図示せず)と、原水W1が流通する処理槽(図示せず)と、を備える。
The accelerated oxidation treatment device 7 decomposes and removes organic components contained in the raw water W1 by ultraviolet irradiation in the presence of an oxidizing agent. The accelerated oxidation treatment device 7 is connected to the downstream end of the water flow line L5.
The accelerated oxidation treatment device 7 includes an oxidant addition device (not shown) that adds a predetermined oxidant to the raw water W1, an ultraviolet lamp (not shown) that irradiates the raw water W1 with ultraviolet rays, and a treatment in which the raw water W1 circulates. A tank (not shown).
酸化剤添加装置は、原水W1に所定の酸化剤(例えば、次亜塩素酸ナトリウム)を添加するように構成されている。紫外線ランプは、所定波長の紫外線を原水W1に照射可能に構成されている。処理槽は、原水W1が流通可能な形状(例えば、円筒状)に構成されている。紫外線ランプは、処理槽の内部に収容されている。 The oxidizing agent adding device is configured to add a predetermined oxidizing agent (for example, sodium hypochlorite) to the raw water W1. The ultraviolet lamp is configured to irradiate the raw water W1 with ultraviolet rays having a predetermined wavelength. The treatment tank is configured in a shape (for example, a cylindrical shape) through which the raw water W1 can flow. The ultraviolet lamp is accommodated in the processing tank.
処理槽内の原水W1は、酸化剤添加装置によって添加された酸化剤を含んでいる。この酸化剤に、紫外線ランプによって紫外線が照射されると、促進酸化処理が行われることとなる。「促進酸化処理」とは、特定の酸化剤に紫外線を照射することにより、強力な酸化力を有するヒドロキシルラジカルを生成し、これにより原水W1に含まれる難分解性物質を酸化分解すると共に、原水W1の色度成分や臭気成分を分解し、微生物を殺菌等する処理をいう。 The raw water W1 in the treatment tank contains an oxidant added by an oxidant addition device. When this oxidizing agent is irradiated with ultraviolet rays by an ultraviolet lamp, accelerated oxidation treatment is performed. “Accelerated oxidation treatment” refers to the generation of hydroxyl radicals having a strong oxidizing power by irradiating a specific oxidant with ultraviolet rays, thereby oxidatively decomposing a hardly decomposable substance contained in the raw water W1 and This refers to a treatment that decomposes the chromaticity component and odor component of W1 to sterilize microorganisms.
促進酸化処理装置7は、酸化剤の存在下で原水W1を処理槽内に流通させながら、紫外線ランプによって原水W1に紫外線を照射する。これにより、促進酸化処理装置7は、原水W1中にヒドロキシルラジカルを生成することができる。従って、促進酸化処理装置7は、原水W1に含まれる難分解性物質を酸化分解する。また、促進酸化処理装置7は、原水W1中の色度成分や臭気成分を分解する。更に、促進酸化処理装置7は、微生物を殺菌等することもできる。 The accelerated oxidation treatment device 7 irradiates the raw water W1 with ultraviolet rays by an ultraviolet lamp while circulating the raw water W1 in the treatment tank in the presence of the oxidizing agent. Thereby, the accelerated oxidation treatment apparatus 7 can generate hydroxyl radicals in the raw water W1. Therefore, the accelerated oxidation treatment apparatus 7 oxidizes and decomposes the hardly decomposable substance contained in the raw water W1. Further, the accelerated oxidation treatment device 7 decomposes chromaticity components and odor components in the raw water W1. Furthermore, the accelerated oxidation treatment apparatus 7 can also sterilize microorganisms.
以上のように、活性汚泥処理装置4、砂濾過装置5、活性炭吸着装置6及び促進酸化処理装置7からなる前処理装置によって、原水W1に含まれる種々の不純物が予め除去(前処理)され、被処理水W1aが製造される。なお、後述する逆浸透膜は、被処理水W1aに残留する酸化剤により劣化することがある。そのため、促進酸化処理装置7の後段に活性炭吸着装置を更に設け、被処理水W1a中の酸化剤の残留量を略ゼロにしておくことが望ましい。 As described above, various impurities contained in the raw water W1 are removed in advance (pretreatment) by the pretreatment device including the activated sludge treatment device 4, the sand filtration device 5, the activated carbon adsorption device 6, and the accelerated oxidation treatment device 7, The treated water W1a is manufactured. In addition, the reverse osmosis membrane mentioned later may deteriorate with the oxidizing agent which remains in the to-be-processed water W1a. Therefore, it is desirable to further provide an activated carbon adsorbing device after the accelerated oxidation treatment device 7 so that the residual amount of the oxidizing agent in the water to be treated W1a is substantially zero.
促進酸化処理装置7の下流側には、通水可能な通水ラインL6が接続されている。この通水ラインL6の下流側の端部は、逆浸透膜装置8に接続されている。
A water passage line L <b> 6 capable of passing water is connected to the downstream side of the accelerated oxidation treatment device 7. The downstream end of the water flow line L6 is connected to the reverse
逆浸透膜装置8は、促進酸化処理装置7等による前処理によって製造された被処理水W1aを、逆浸透膜(以下、「RO膜」ともいう)により、更に純度の高い透過水(処理水)W2と、不純物を多く含む濃縮水W3とに膜分離処理を行うものである。
逆浸透膜装置8は、通水ラインL6を介して促進酸化処理装置7の下流側に接続されている。
The reverse
The reverse
逆浸透膜装置8は、上流側に設けられる加圧ポンプ8aと、下流側に設けられるRO膜モジュール8bとを備える。加圧ポンプ8aは、促進酸化処理装置7から供給される被処理水W1aを加圧し、RO膜モジュール8bに送出する。RO膜モジュール8bは、単一又は複数のRO膜エレメント(図示せず)を備えており、これらのRO膜エレメントにより被処理水W1aを膜分離処理し、透過水W2及び濃縮水W3を製造する。RO膜は、分子量が数十程度のものを濾過可能な膜であり、低ファウリング膜として構成されている。
The reverse
以下に、本実施形態で使用するRO膜について詳細に説明する。例えば、RO膜は、未ファウリング状態において、塩化ナトリウム濃度1500mg/Lの水溶液を被処理水として用い、操作圧力1MPa,回収率15%,温度25℃及びpH7の条件で評価した場合の透過流束が1.17×10−5m3/m2/MPa/s以上、かつ塩除去率が99%以上となる低ファウリング膜である。
Hereinafter, the RO membrane used in the present embodiment will be described in detail. For example, the RO membrane uses an aqueous solution with a sodium chloride concentration of 1500 mg / L as the water to be treated in an unfouled state, and the permeation flow when evaluated under the conditions of operating
RO膜の未ファウリング状態とは、膜メーカから購入した新品膜の状態、若しくは新品膜を水道水や脱塩水等の清浄水で予備洗浄した状態をいう。操作圧力は、JIS K3802−1995「膜用語」で定義される平均操作圧力のことであり、RO膜モジュール8bの一次側入口圧力と一次側出口圧力との平均値を指す。透過流束は、透過水量[m3/s]を膜面積[m2]及び有効圧力[MPa]で除した値である。有効圧力は、JIS K3802−1995「膜用語」で定義され、操作圧力(平均操作圧力)から浸透圧差及び二次側圧力を差し引いた圧力である。
The non-fouling state of the RO membrane means a state of a new membrane purchased from a membrane manufacturer, or a state in which the new membrane is preliminarily washed with clean water such as tap water or demineralized water. The operating pressure is an average operating pressure defined by JIS K3802-1995 “Membrane Terminology”, and indicates an average value of the primary inlet pressure and the primary outlet pressure of the
更に、RO膜は、ファウリング状態において、塩化ナトリウム濃度1500mg/Lの水溶液を被処理水として用い、操作圧力1MPa,回収率15%,温度25℃及びpH7の条件で評価した場合の透過流束が8.2×10−6m3/m2/MPa/s以上、かつ塩除去率が99%以上となる合成ポリアミド膜であることが好ましい。 Further, the RO membrane is a permeation flux when an aqueous solution having a sodium chloride concentration of 1500 mg / L is used as water to be treated in a fouling state, and is evaluated under the conditions of an operation pressure of 1 MPa, a recovery rate of 15%, a temperature of 25 ° C. and a pH of 7. Is preferably a synthetic polyamide film having a salt removal rate of 99% or more and 8.2 × 10 −6 m 3 / m 2 / MPa / s or more.
RO膜のファウリング状態とは、塩化ナトリウム濃度1500mg/Lの水溶液に非イオン性界面活性剤を添加したものを被処理水として用い、透過水量一定で運転を行った場合の膜差圧が、運転開始時点の膜差圧に対して65%から70%増加した状態をいう。
非イオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテルが用いられる。また、非イオン性界面活性剤の濃度は、被処理水のファウリング・インデックス(FI)値が0.3から0.5となる範囲で調整される。
The fouling state of the RO membrane is the difference in membrane pressure when operated with a constant amount of permeate, using a non-ionic surfactant added to an aqueous solution with a sodium chloride concentration of 1500 mg / L as the water to be treated. This refers to a state in which the pressure has increased from 65% to 70% with respect to the membrane differential pressure at the start of operation.
As the nonionic surfactant, for example, polyoxyethylene octylphenyl ether is used. Further, the concentration of the nonionic surfactant is adjusted in the range where the fouling index (FI) value of the water to be treated is 0.3 to 0.5.
このようなRO膜を有する逆浸透膜装置8は、被処理水W1aをRO膜に供給しながら、透過水(処理水)W2を製造すると共に、被処理水W1aの不純物濃度が高まった濃縮水W3を発生する。逆浸透膜装置8には、透過水W2を通水可能な通水ラインL7と、濃縮水W3を通水可能な濃縮水ラインL8とが接続されている。通水ラインL7の下流側の端部は、処理水タンク9に接続されている。通水ラインL7は、逆浸透膜装置8で製造された透過水W2を処理水タンク9に供給する。
The reverse
処理水タンク9は、逆浸透膜装置8により製造された透過水を処理水W2として貯留するものである。処理水タンク9は、通水ラインL7を介して逆浸透膜装置8の下流側に接続されている。
処理水タンク9は、図示しない通水ラインを介して、例えば、工場における工業用水等の供給設備に接続されている。そして、処理水タンク9に貯留された処理水W2は、各種プロセス水(例えば、洗浄水や冷却水),中水,雑用水等として再利用される。
The treated
The treated
濃縮水ラインL8は、RO膜モジュール8bに接続され、RO膜モジュール8bからの濃縮水W3を逆浸透膜装置8の外部へ導出する。濃縮水ラインL8の下流側の端部には、分岐部J1が設けられている。この分岐部J1においては、排水ラインL9及び濃縮水還流ラインL10が分岐している。
The concentrated water line L8 is connected to the
排水ラインL9は、濃縮水ラインL8から分岐部J1において分岐し、RO膜モジュール8bからの濃縮水W3の一部を水処理システム1の系外へ排水する。排水ラインL9には、バルブ10が設けられている。バルブ10は、排水ラインL9を開閉することができる。
The drainage line L9 branches from the concentrated water line L8 at the branch portion J1, and drains part of the concentrated water W3 from the
濃縮水還流ラインL10は、濃縮水ラインL8から分岐部J1において分岐し、RO膜モジュール8bからの濃縮水W3の残部を逆浸透膜装置8の上流側の通水ラインL6へ還流する。濃縮水還流ラインL10には、バルブ11が設けられている。バルブ11は、濃縮水還流ラインL10を開閉することができる。すなわち、逆浸透膜装置8は、クロスフローによる膜分離処理が可能に構成されている。
The concentrated water reflux line L10 branches from the concentrated water line L8 at the branch portion J1, and returns the remaining portion of the concentrated water W3 from the
なお、図示を省略するが、上述した通水ラインL1,L2,L3,L4,L5,L6,L7等には、原水W1、被処理水W1a、処理水W2及び濃縮水W3等を送出するポンプや、流路を開閉するバルブ等が適宜設けられている。これらのポンプやバルブ等も、図示しない制御装置によって制御される。 In addition, although illustration is abbreviate | omitted, the pump which sends raw | natural water W1, the to-be-processed water W1a, the treated water W2, the concentrated water W3, etc. to the water flow line L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7 etc. mentioned above. In addition, a valve for opening and closing the flow path is provided as appropriate. These pumps and valves are also controlled by a control device (not shown).
次に、第1実施形態の水処理システム1の動作について図1を参照しながら説明する。水処理システム1が運転され、原水ポンプ3が起動される。すると、原水W1(原水)が、原水タンク2から通水ラインL2を介して活性汚泥処理装置4に通水される。この原水W1には、ゴミ,コロイド粒子等の懸濁物質が含まれている。
Next, operation | movement of the
原水W1に含まれる有機成分は、活性汚泥処理装置4の曝気槽において微生物により分解され、除去される。有機成分を除去された原水W1は、活性汚泥処理装置4の沈殿槽から通水ラインL3を介して砂濾過装置5に通水される。 The organic components contained in the raw water W1 are decomposed and removed by microorganisms in the aeration tank of the activated sludge treatment apparatus 4. The raw water W1 from which the organic components have been removed is passed from the settling tank of the activated sludge treatment device 4 to the sand filtration device 5 via the water flow line L3.
砂濾過装置5に通水された原水W1は、砂濾過装置5の前記濾材層で濾過処理されることによって、前記ゴミや凝集物等が捕捉され、除去される。
砂濾過装置5を経た原水W1は、通水ラインL4を介して活性炭吸着装置6に通水される。原水W1に含まれる有機成分(活性汚泥処理装置4で除去し切れなかった有機成分)及び酸化性物質は、活性炭吸着装置6の活性炭により吸着され、除去される。
The raw water W1 passed through the sand filtering device 5 is filtered by the filter medium layer of the sand filtering device 5 so that the dust, aggregates, and the like are captured and removed.
The raw water W1 that has passed through the sand filtering device 5 is passed through the activated carbon adsorbing device 6 through the water passing line L4. Organic components (organic components that cannot be completely removed by the activated sludge treatment device 4) and oxidizing substances contained in the raw water W1 are adsorbed and removed by the activated carbon of the activated carbon adsorption device 6.
活性炭吸着装置6を経た原水W1は、通水ラインL5を介して促進酸化処理装置7の処理槽内に通水される。促進酸化処理装置7の処理槽内では、酸化剤添加装置(図示せず)によって酸化剤(例えば、次亜塩素酸ナトリウム)が添加される。 The raw water W1 that has passed through the activated carbon adsorption device 6 is passed through the treatment tank of the accelerated oxidation treatment device 7 through the water flow line L5. In the treatment tank of the accelerated oxidation treatment device 7, an oxidant (for example, sodium hypochlorite) is added by an oxidant addition device (not shown).
処理槽内に通水された原水W1は、紫外線ランプによって紫外線を照射される。前記酸化剤を含む原水W1に紫外線が照射されると、ヒドロキシルラジカルが生成される。このヒドロキシルラジカルは、強力な酸化力を有し、処理槽内では、原水W1の促進酸化処理が行われる。そのため、この促進酸化処理により、原水W1に含まれる難分解性物質が酸化分解される。また、この促進酸化処理により、原水W1に含まれる色度成分や臭気成分が分解される。更に、この促進酸化処理により、原水W1に含まれる微生物が殺菌される。 The raw water W1 passed through the treatment tank is irradiated with ultraviolet rays by an ultraviolet lamp. When the raw water W1 containing the oxidizing agent is irradiated with ultraviolet rays, hydroxyl radicals are generated. The hydroxyl radical has a strong oxidizing power, and the accelerated oxidation treatment of the raw water W1 is performed in the treatment tank. Therefore, by this accelerated oxidation treatment, the hardly decomposable substance contained in the raw water W1 is oxidatively decomposed. Moreover, the chromaticity component and odor component contained in the raw water W1 are decomposed by this accelerated oxidation treatment. Furthermore, microorganisms contained in the raw water W1 are sterilized by this accelerated oxidation treatment.
また、原水W1をこのように促進酸化処理装置7で促進酸化処理することにより、下流側の逆浸透膜装置8のRO膜において、微生物が増殖してRO膜に付着する、いわゆるバイオファウリングの発生を抑制することができる。
In addition, by performing the accelerated oxidation treatment of the raw water W1 by the accelerated oxidation treatment device 7 in this way, microorganisms grow and adhere to the RO membrane in the RO membrane of the downstream reverse
以上のように、原水W1は、活性汚泥処理装置4、砂濾過装置5、活性炭吸着装置6及び促進酸化処理装置7を経ることにより前処理される。これにより、不純物が浄化され、被処理水W1aが製造される。 As described above, the raw water W1 is pretreated by passing through the activated sludge treatment device 4, the sand filtration device 5, the activated carbon adsorption device 6, and the accelerated oxidation treatment device 7. Thereby, impurities are purified and treated water W1a is manufactured.
促進酸化処理装置7を経た被処理水W1aは、通水ラインL6を介して逆浸透膜装置8に通水され、更に浄化される。被処理水W1aは、逆浸透膜装置8のRO膜により、透過水W2と濃縮水W3とに膜分離処理される。これにより、溶存塩類等の不純物が除去された透過水(処理水)W2を得ることができる。
RO膜は、前記低ファウリング膜として構成されているので、ファウリング抑制剤の注入量をゼロにするか又は大幅に低減することができ、RO膜におけるファウリングの発生を抑制することができる。
The treated water W1a that has passed through the accelerated oxidation treatment device 7 is passed through the reverse
Since the RO membrane is configured as the low fouling membrane, the injection amount of the fouling inhibitor can be reduced to zero or greatly reduced, and the occurrence of fouling in the RO membrane can be suppressed. .
逆浸透膜装置8により製造された透過水(処理水)W2は、通水ラインL7を介して処理水タンク9に通水され、処理水タンク9に貯留される。処理水タンク9に貯留された処理水W2は、各種プロセス水,中水,雑用水等として再利用される。
The permeated water (treated water) W2 produced by the reverse
一方、逆浸透膜装置8で発生した濃縮水W3は、バルブ10,11を適宜開閉することにより、濃縮水ラインL8、分岐部J1及び濃縮水還流ラインL10を介して逆浸透膜装置8の上流側に還流される。また、逆浸透膜装置8で発生した濃縮水W3の一部は、バルブ10,11を適宜開閉することにより、濃縮水ラインL8、分岐部J1及び排水ラインL9を介して水処理システム1の系外へ排水される。
On the other hand, the concentrated water W3 generated in the reverse
以上のように、第1実施形態の水処理システム1によれば、以下に示す各効果が奏される。第1実施形態の水処理システム1は、前処理装置(活性汚泥処理装置4、砂濾過装置5、活性炭吸着装置6及び促進酸化処理装置7)と、被処理水W1aをRO膜により透過水W2と濃縮水W3とに分離する膜分離処理を行う逆浸透膜装置8とを備える。また、RO膜は、未ファウリング状態において、塩化ナトリウム濃度1500mg/Lの水溶液を被処理水として用い、操作圧力1MPa,回収率15%,温度25℃及びpH7の条件で評価した場合の透過流束が1.17×10−5m3/m2/MPa/s以上、かつ塩除去率が99%以上となる低ファウリング膜である。そのため、ファウリング抑制剤を注入しなくても、RO膜におけるファウリングの発生を抑制することができる。
As mentioned above, according to the
従って、ファウリング抑制剤の注入が不要となり、透過水W2を製造するコスト(造水コスト)を低減することができる。また、ファウリング抑制剤の注入が不要となり、濃縮水W3の薬剤汚染を回避することができるため、濃縮水W3を水処理システム1の系外に排水しても、環境に悪影響を与えずに済む。更に、透過水W2の薬剤汚染をも回避することができる。また、RO膜の洗浄頻度を低減することができるため、継続的な水処理を行うことができる。
Therefore, the injection of the fouling inhibitor is unnecessary, and the cost for producing the permeated water W2 (fresh water cost) can be reduced. In addition, since the injection of the fouling inhibitor becomes unnecessary and the chemical contamination of the concentrated water W3 can be avoided, even if the concentrated water W3 is drained outside the
更に、RO膜は、ファウリング状態において、塩化ナトリウム濃度1500mg/Lの水溶液を被処理水として用い、操作圧力1MPa,回収率15%,温度25℃及びpH7の条件で評価した場合の透過流束が8.2×10−6m3/m2/MPa/s以上、かつ塩除去率が99%以上となる合成ポリアミド膜である。そのため、抑制剤を注入しなくても、RO膜におけるファウリングの発生を抑制することができると共に、ファウリング状態においても所定の透過流束を確保することができる。従って、RO膜の洗浄頻度を低減することができるため、継続的な水処理を行うことができる。 Further, the RO membrane is a permeation flux when an aqueous solution having a sodium chloride concentration of 1500 mg / L is used as water to be treated in a fouling state, and is evaluated under the conditions of an operation pressure of 1 MPa, a recovery rate of 15%, a temperature of 25 ° C. and a pH of 7. Is a synthetic polyamide film having a salt removal rate of 99% or more and 8.2 × 10 −6 m 3 / m 2 / MPa / s or more. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of fouling in the RO membrane without injecting the inhibitor, and it is possible to ensure a predetermined permeation flux even in the fouling state. Therefore, since the cleaning frequency of the RO membrane can be reduced, continuous water treatment can be performed.
次に、本発明の他の実施形態について説明する。他の実施形態については、主として、第1実施形態とは異なる点を中心に説明し、第1実施形態と同様の構成については、同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。他の実施形態において特に説明しない点は、第1実施形態についての説明が適宜適用又は援用される。 Next, another embodiment of the present invention will be described. The other embodiments will be described mainly with respect to differences from the first embodiment, and the same configurations as those of the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted. For the points not specifically described in other embodiments, the description of the first embodiment is appropriately applied or incorporated.
〔第2実施形態〕
次に、本発明の第2実施形態の水処理システム1Bについて図2を参照しながら説明する。図2は、本発明の第2実施形態の水処理システム1Bを示す構成図である。第2実施形態の水処理システム1Bは、工場等で排出される有機成分を含んだ排水(原水W1)から不純物を除去して脱塩し、工業用水等として再利用可能な脱塩水(処理水W2)を製造するものである。
[Second Embodiment]
Next, a
図2に示すように、第2実施形態の水処理システム1Bは、原水タンク2と、原水ポンプ3と、前処理装置である膜分離活性汚泥処理装置16(生物処理装置の一種)と、活性炭吸着装置6と、促進酸化処理装置7と、逆浸透膜装置8と、処理水タンク9と、通水ラインL1,L2,L5,L6,L7,L11と、濃縮水ラインL8と、排水ラインL9と、濃縮水還流ラインL10と、バルブ10,11を主体に構成されている。つまり、第2実施形態の水処理システム1Bは、第1実施形態の水処理システム1の活性汚泥処理装置4及び砂濾過装置5に替えて、膜分離活性汚泥処理装置16を備える点が異なる。
As shown in FIG. 2, the
膜分離活性汚泥処理装置16は、原水W1に含まれる有機成分を微生物により分解し、濾過膜を用いて微生物と濾過液(処理水)とを分離するものである。膜分離活性汚泥処理装置16は、通水ラインL2の下流側の端部に接続されている。膜分離活性汚泥処理装置16は、例えば、曝気槽と、濾過膜を有する膜分離槽とを備えて構成されている。曝気槽は、活性汚泥を使用して原水W1に含まれる有機成分を微生物により分解する。膜分離槽は、活性汚泥を沈降分離して得られた液体(上澄み液)に膜分離処理を施して濾過液を製造する。
The membrane separation activated
膜分離槽には、濾過膜が浸漬されている。この濾過膜としては、例えば、限外濾過(UF)膜や精密濾過(MF)膜等を用いることができる。膜分離槽において濃縮された活性汚泥混合液は、曝気槽に返送されるように構成されている。
膜分離活性汚泥処理装置16の下流側には、濾過液を通水可能な通水ラインL11が接続されている。この通水ラインL11の下流側の端部は、活性炭吸着装置6に接続されている。活性炭吸着装置6から下流側の構成は、前記第1実施形態の場合と同様であるので、重複説明を省略する。
A filtration membrane is immersed in the membrane separation tank. As this filtration membrane, for example, an ultrafiltration (UF) membrane or a microfiltration (MF) membrane can be used. The activated sludge mixed liquid concentrated in the membrane separation tank is configured to be returned to the aeration tank.
On the downstream side of the membrane separation activated
次に、第2実施形態の水処理システム1Bの動作について図2を参照しながら説明する。水処理システム1Bが運転され、原水ポンプ3が起動される。すると、原水W1(原水)が、原水タンク2から通水ラインL2を介して膜分離活性汚泥処理装置16に通水される。
Next, operation | movement of the
原水W1に含まれる有機成分は、膜分離活性汚泥処理装置16の曝気槽において微生物により分解され、除去される。有機成分を除去された原水W1は、膜分離活性汚泥処理装置16の膜分離槽で濾過され、通水ラインL11を介して活性炭吸着装置6に通水される。
The organic components contained in the raw water W1 are decomposed and removed by microorganisms in the aeration tank of the membrane separation activated
活性炭吸着装置6及び促進酸化処理装置7における前処理工程と、逆浸透膜装置8における処理工程は、前記第1実施形態の場合と同様であるので、重複説明を省略する。
Since the pretreatment process in the activated carbon adsorption device 6 and the accelerated oxidation treatment apparatus 7 and the treatment process in the reverse
以上のように、第2実施形態の水処理システム1Bによれば、前記第1実施形態の水処理システム1と同様の効果が奏されると共に、以下に示す各効果が奏される。
第2実施形態の水処理システム1Bは、前処理装置として、膜分離活性汚泥処理装置16と、活性炭吸着装置6と、促進酸化処理装置7とを備える。そのため、このような前処理装置の場合においても、ファウリング抑制剤の注入を不要にすることができ、RO膜におけるファウリングの発生を抑制することができる。
As mentioned above, according to the
The
〔第3実施形態〕
次に、本発明の第3実施形態の水処理システム1Cについて図3を参照しながら説明する。図3は、本発明の第3実施形態の水処理システム1Cを示す構成図である。第3実施形態の水処理システム1Cは、工場等で排出される無機成分を含んだ排水(原水W1)から不純物を除去して脱塩し、工業用水等として再利用可能な脱塩水(処理水W2)を製造するものである。
[Third Embodiment]
Next, a
図3に示すように、第3実施形態の水処理システム1Cは、原水タンク2と、原水ポンプ3と、前処理装置である凝集沈殿処理装置19と、砂濾過装置5と、促進酸化処理装置7と、逆浸透膜装置8と、処理水タンク9と、通水ラインL1,L2,L6,L7,L12,L13と、濃縮水ラインL8と、排水ラインL9と、濃縮水還流ラインL10と、バルブ10,11を主体に構成されている。つまり、第3実施形態の水処理システム1Cは、第1実施形態の水処理システム1の活性汚泥処理装置4及び活性炭吸着装置6に替えて、凝集沈殿処理装置19を備える点が異なる。
As shown in FIG. 3, the
凝集沈殿処理装置19は、原水W1に含まれる懸濁物質を凝集剤により相互に結合させて大きい粒子を生成させて(フロック化して)除去するものである。凝集沈殿処理装置19は、原水W1に凝集剤を添加する凝集剤添加部(図示せず)と、凝集剤を添加された原水W1を攪拌する攪拌部(図示せず)と、原水W1中の懸濁物質をフロック化させて沈殿させる沈殿部(図示せず)とを備える。
The coagulation
凝集剤は、原水W1中の懸濁物質(微細粒子)の電荷を中和して凝集物を形成させるものである。大きさが数μm程度の懸濁物質は、そのままの状態では、砂濾過装置5の濾材層(図示せず)を通過してしまう。そのため、原水W1に凝集剤を添加することで懸濁物質をフロック化し、砂濾過装置5による濾過処理を行い易くする。凝集剤としては、例えば、無機系凝集剤を用いることができ、具体的には、ポリ塩化アルミニウム(PAC)や硫酸アルミニウム等が挙げられる。 The flocculant is to neutralize the charge of the suspended matter (fine particles) in the raw water W1 to form an aggregate. The suspended substance having a size of about several μm passes through the filter medium layer (not shown) of the sand filter device 5 as it is. Therefore, the suspended substance is flocked by adding a flocculant to the raw water W1, and the sand filtration device 5 can be easily filtered. As the flocculant, for example, an inorganic flocculant can be used, and specific examples include polyaluminum chloride (PAC) and aluminum sulfate.
凝集剤添加部は、凝集剤を貯留する凝集剤貯留部と、凝集剤貯留部の凝集剤を原水W1に添加する凝集剤添加ポンプとから構成されている。攪拌部は、モータ等によって回転される攪拌器として構成されている。沈殿部は、フロック化させた懸濁物質を貯留する容器として構成されている。
凝集沈殿処理装置19の凝集剤添加部及び攪拌部は、図示しない制御装置によって制御可能に構成されている。
The flocculant addition part is comprised from the flocculant storage part which stores a flocculant, and the flocculant addition pump which adds the flocculant of the flocculant storage part to raw | natural water W1. The stirring unit is configured as a stirrer that is rotated by a motor or the like. The sedimentation part is comprised as a container which stores the suspended substance made into the flock.
The flocculant addition unit and the stirring unit of the coagulation
凝集沈殿処理装置19の下流側には、凝集沈殿処理された原水W1を通水可能な通水ラインL12が接続されている。この通水ラインL12の下流側の端部は、砂濾過装置5に接続されている。
On the downstream side of the coagulation
また、砂濾過装置5の下流側には、砂濾過装置5で濾過された原水W1を通水可能な通水ラインL13が接続されている。この通水ラインL13の下流側の端部は、促進酸化処理装置7に接続されている。促進酸化処理装置7から下流側の構成は、前記第1実施形態の場合と同様であるので、重複説明を省略する。 In addition, a water passage line L <b> 13 through which the raw water W <b> 1 filtered by the sand filtration device 5 can be passed is connected to the downstream side of the sand filtration device 5. The downstream end of the water flow line L13 is connected to the accelerated oxidation treatment device 7. Since the configuration on the downstream side from the accelerating oxidation treatment apparatus 7 is the same as that in the first embodiment, a duplicate description is omitted.
次に、第3実施形態の水処理システム1Cの動作について図3を参照しながら説明する。水処理システム1Cが運転され、原水ポンプ3が起動される。すると、原水W1(原水)が、排水処理槽2から通水ラインL2を介して凝集沈殿処理装置19に通水される。
Next, the operation of the
凝集沈殿処理装置19では、攪拌部によって原水W1が攪拌されると共に、凝集剤添加部によって原水W1に凝集剤が添加される。原水W1中の懸濁物質は、次第にフロック化し、沈殿部に沈殿する。これにより、原水W1に含まれる懸濁物質が除去され、砂濾過装置5による濾過処理が行い易くなる。
フロック化した懸濁物質を除去された原水W1は、沈殿部から通水ラインL12を介して砂濾過装置5に通水される。
In the coagulation
The raw water W1 from which the flocked suspended matter has been removed is passed from the sedimentation section to the sand filtration device 5 through the water passage line L12.
砂濾過装置5及び促進酸化処理装置7における前処理工程と、逆浸透膜装置8における処理工程は、前記第1実施形態の場合と同様であるので、重複説明を省略する。
Since the pretreatment process in the sand filtration device 5 and the accelerated oxidation treatment device 7 and the treatment step in the reverse
以上のように、第3実施形態の水処理システム1Cによれば、前記第1実施形態の水処理システム1と同様の効果が奏されると共に、以下に示す各効果が奏される。
第3実施形態の水処理システム1Cは、前処理装置として、凝集沈殿処理装置19と、砂濾過装置5と、促進酸化処理装置7とを備える。そのため、このような前処理装置の場合においても、ファウリング抑制剤の注入を不要にすることができ、RO膜におけるファウリングの発生を抑制することができる。
As described above, according to the
The
〔第4実施形態〕
次に、本発明の第4実施形態の水処理システム1Dについて図4を参照しながら説明する。図4は、本発明の第4実施形態の水処理システム1Dを示す構成図である。第4実施形態の水処理システム1Dは、地下水や河川水等の原水W1から不純物を除去して脱塩し、脱イオン水(純水)W4を製造するものである。
[Fourth Embodiment]
Next, a
図4に示すように、第4実施形態の水処理システム1Dは、原水タンク2と、原水ポンプ3と、前処理装置である除鉄除マンガン処理装置21と、前処理装置である活性炭吸着装置6(活性炭処理装置の一種)と、前処理装置である軟水化処理装置22と、逆浸透膜装置8と、電気脱イオン装置23と、処理水タンク24と、通水ラインL1,L2,L7,L14,L15,L16,L17と、濃縮水ラインL8と、排水ラインL9,L18と、濃縮水還流ラインL10と、バルブ10,11を主体に構成されている。
As shown in FIG. 4, the
除鉄除マンガン処理装置21は、原水W1に含まれる溶存鉄及び溶存マンガンを酸化剤により不溶化して除去するものである。具体的には、除鉄除マンガン処理装置21は、次亜塩素酸ナトリウム等の酸化剤を原水W1に添加する酸化剤添加部と、粒状のアンスラサイト層がマンガン酸化触媒層上に設けられた濾過媒体層とを備えて構成されている。つまり、原水W1中の溶存鉄は、酸化剤添加部によって原水W1に添加された次亜塩素酸ナトリウムにより酸化されて析出する。これにより、原水W1中の溶存鉄が除去される。また、原水W1中の溶存マンガンは、マンガン酸化触媒によって酸化され、除去される。除鉄除マンガン処理装置21の濾過媒体層は、前記した砂濾過装置5の濾過媒体層と同様に、逆洗可能に構成されている。
The iron removal manganese
除鉄除マンガン処理装置21の下流側には、溶存鉄及び溶存マンガンを除去された原水W1を通水可能な通水ラインL14が接続されている。この通水ラインL14の下流側の端部は、活性炭吸着装置6に接続されている。
On the downstream side of the iron removal manganese
また、活性炭吸着装置6の下流側には、有機成分及び酸化性物質を除去された原水W1を通水可能な通水ラインL15が接続されている。この通水ラインL15の下流側の端部は、軟水化処理装置22に接続されている。
Further, on the downstream side of the activated carbon adsorption device 6, a water passage line L15 through which the raw water W1 from which organic components and oxidizing substances have been removed can be passed is connected. The downstream end of the water flow line L15 is connected to the
軟水化処理装置22は、原水W1に含まれる硬度成分(カルシウムイオン及びマグネシウムイオン)を陽イオン交換樹脂(図示せず)により吸着して除去するものである。軟水化処理装置22は、樹脂筒(図示せず)と、コントロールバルブ(図示せず)と、塩水を製造し樹脂筒に供給する塩水供給装置(図示せず)とを主体に構成されている。
The water
樹脂筒は、陽イオン交換樹脂(図示せず)を収容する。樹脂筒は、陽イオン交換樹脂によって、原水W1に含まれる硬度成分を一価の陽イオン(例えば、ナトリウムイオン)で置換し、軟水を製造する軟水化処理を行う。コントロールバルブは、軟水化処理装置22の軟水化処理と再生処理とを切り換える。コントロールバルブは、図示しない制御装置によって制御可能に構成されている。塩水供給装置は、陽イオン交換樹脂を再生するための塩水を製造し、樹脂筒に供給する。
The resin cylinder accommodates a cation exchange resin (not shown). The resin cylinder is subjected to water softening treatment by replacing the hardness component contained in the raw water W1 with a monovalent cation (for example, sodium ion) with a cation exchange resin to produce soft water. The control valve switches between the water softening treatment and the regeneration treatment of the water
軟水化処理装置22の下流側には、軟水(被処理水W1a)を通水可能な通水ラインL16が接続されている。この通水ラインL16の下流側の端部は、逆浸透膜装置8に接続されている。
逆浸透膜装置8の下流側には、通水ラインL7が接続されている。この通水ラインL7の下流側の端部は、電気脱イオン装置23に接続されている。
A water passage line L <b> 16 through which soft water (treated water W <b> 1 a) can flow is connected to the downstream side of the
A water flow line L7 is connected to the downstream side of the reverse
電気脱イオン装置23は、逆浸透膜装置8で製造された透過水W2をイオン交換膜(図示せず)により脱イオン水W4と濃縮水W5とに分離する膜分離処理を行うものである。具体的には、電気脱イオン装置23は、脱塩室(図示せず)及び濃縮室(図示せず)を備えている。脱塩室(図示せず)及び濃縮室は、陽イオン交換膜(図示せず)及び陰イオン交換膜(図示せず)を交互に配置して形成されている。脱塩室には、イオン交換樹脂が収容されている。電気脱イオン装置23は、脱塩室及び濃縮室に直流電流を通電することにより、逆浸透膜装置8で除去しきれなかった透過水W2中のイオンを脱塩室において除去し、脱イオン水(純水)W4を製造できるように構成されている。また、電気脱イオン装置23は、濃縮室において透過水W2の不純物濃度が高まった濃縮水W5を発生するように構成されている。
The
電気脱イオン装置23の下流側には、脱塩室で製造される脱イオン水W4を通水可能な通水ラインL17と、濃縮室で発生する濃縮水W5を通水可能な排水ラインL18とが接続されている。通水ラインL17の下流側の端部は、処理水タンク24に接続されている。通水ラインL17は、電気脱イオン装置23で製造された脱イオン水W4を処理水タンク24に供給する。
On the downstream side of the
処理水タンク24は、電気脱イオン装置23により製造された脱イオン水W4を貯留するものである。処理水タンク24は、通水ラインL17を介して電気脱イオン装置23の脱塩室の下流側に接続されている。
処理水タンク24は、図示しない通水ラインを介して、例えば、工場における脱イオン水(純水)の供給設備に接続されている。
The treated
The treated
排水ラインL18は、電気脱イオン装置23の濃縮室に接続され、電気脱イオン装置23からの濃縮水W5を水処理システム1の系外へ排水する。排水ラインL18には、排水ラインL18を開閉するバルブ(図示せず)が設けられている。なお、濃縮水W5は、被処理水W1aよりも水質が良いことが多いので、濃縮水W5を逆浸透膜装置8の上流側に返送するように構成することもできる。
The drain line L18 is connected to the concentration chamber of the
次に、第4実施形態の水処理システム1Dの動作について図4を参照しながら説明する。水処理システム1Dが運転されると、図示しない制御装置により、原水ポンプ3が起動される。すると、原水W1(原水)が、原水タンク2から通水ラインL2を介して除鉄除マンガン処理装置21に通水される。
Next, the operation of the
除鉄除マンガン処理装置21では、酸化剤添加部によって原水W1に次亜塩素酸ナトリウム等の酸化剤が添加される。原水W1中の溶存鉄は、次亜塩素酸ナトリウムにより酸化され、析出する。これにより、原水W1中の溶存鉄が不溶化されて除去される。原水W1中の溶存マンガンは、マンガン酸化触媒によって酸化され、不溶化されて除去される。
溶存鉄及び溶存マンガンを除去された原水W1は、通水ラインL14を介して活性炭吸着装置6に通水される。活性炭吸着装置6における前処理工程は、前記第1実施形態の場合と同様であるので、重複説明を省略する。
In the iron removal and manganese
The raw water W1 from which dissolved iron and dissolved manganese have been removed is passed through the activated carbon adsorbing device 6 through the water passage line L14. Since the pretreatment process in the activated carbon adsorption device 6 is the same as in the case of the first embodiment, a duplicate description is omitted.
活性炭吸着装置6を経た原水W1は、通水ラインL15を介して軟水化処理装置22に通水される。軟水化処理装置22では、原水W1に含まれる硬度成分(カルシウムイオン及びマグネシウムイオン)が陽イオン交換樹脂(図示せず)により吸着して除去され、軟水(被処理水W1a)が製造される。軟水は、通水ラインL16を介して逆浸透膜装置8に通水される。軟水は、逆浸透膜装置8のRO膜により、透過水W2と濃縮水W3とに膜分離処理される。これにより、溶存塩類等の不純物が除去された透過水W2を得ることができる。
The raw water W1 that has passed through the activated carbon adsorption device 6 is passed through the
逆浸透膜装置8により製造された透過水W2は、通水ラインL7を介して電気脱イオン装置23に通水される。電気脱イオン装置23では、透過水W2は、イオン交換膜(図示せず)により脱イオン水W4と濃縮水W5とに分離される。つまり、電気脱イオン装置23では、逆浸透膜装置8で除去しきれなかった透過水W2中のイオンが脱塩室において除去され、純度の高い脱イオン水(純水)W4が製造される。この脱イオン水W4は、通水ラインL17を介して処理水タンク24に供給され、貯留される。
The permeated water W2 produced by the reverse
電気脱イオン装置23の濃縮室で発生した濃縮水W5は、排水ラインL18を介して水処理システム1の系外へ排水され、或いは逆浸透膜装置8の上流側へ返送される。
The concentrated water W5 generated in the concentration chamber of the
以上のように、第4実施形態の水処理システム1Dによれば、以下に示す各効果が奏される。
第4実施形態の水処理システム1Dは、前処理装置として、除鉄除マンガン処理装置21と、活性炭吸着装置6と、軟水化処理装置22とを備える。そのため、このような前処理装置の場合においても、ファウリング抑制剤の注入を不要にすることができ、RO膜におけるファウリングの発生を抑制することができる。
As described above, according to the
また、逆浸透膜装置8の下流側に電気脱イオン装置23を更に備える。そのため、逆浸透膜装置8で除去しきれなかった透過水W2中のイオンを除去することができ、純度の高い脱イオン水(純水)W4を製造することができる。
In addition, an
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、前述した実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、前記第1実施形態から前記第4実施形態においては、前処理装置として、図1から図4に示すものを備えるものとして説明したが、これに限定されない。前処理装置は、生物処理装置である活性汚泥処理装置4、生物処理装置である膜分離活性汚泥処理装置16、凝集沈殿処理装置19、濾過処理装置である砂濾過装置5、活性炭処理装置である活性炭吸着装置6、除鉄除マンガン処理装置21、促進酸化処理装置7及び軟水化処理装置22のうち、いずれか一つ以上から構成されていればよい。
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not restrict | limited to embodiment mentioned above, It can change suitably.
For example, in the first embodiment to the fourth embodiment, the preprocessing apparatus has been described as including the one shown in FIGS. 1 to 4, but is not limited thereto. The pretreatment device is an activated sludge treatment device 4 that is a biological treatment device, a membrane separation activated
また、前記第1実施形態及び前記第3実施形態においては、濾過処理装置として、砂濾過装置5を備えるものとして説明したが、これに限定されない。例えば、砂濾過装置5に替えて限外濾過(UF)膜や精密濾過(MF)膜等の濾過媒体を用いた濾過処理装置を備えてもよい。 Moreover, in the said 1st Embodiment and the said 3rd Embodiment, although demonstrated as what has the sand filtration apparatus 5 as a filtration processing apparatus, it is not limited to this. For example, instead of the sand filtration device 5, a filtration processing device using a filtration medium such as an ultrafiltration (UF) membrane or a microfiltration (MF) membrane may be provided.
また、前記第1実施形態、前記第2実施形態及び前記第4実施形態においては、活性炭吸着装置6は、活性炭による吸着作用を目的とする装置として説明したが、これに限定されない。例えば、活性炭吸着装置6は、活性炭による吸着作用と共に、活性炭を濾過媒体とする濾過作用を目的とする装置であってもよい。 Moreover, in the said 1st Embodiment, the said 2nd Embodiment, and the said 4th Embodiment, although the activated carbon adsorption | suction apparatus 6 was demonstrated as an apparatus aiming at the adsorption effect by activated carbon, it is not limited to this. For example, the activated carbon adsorbing device 6 may be a device that aims at a filtering action using activated carbon as a filtration medium together with an adsorbing action by activated carbon.
1,1B,1C,1D 水処理システム
4 活性汚泥処理装置(前処理装置、生物処理装置)
5 砂濾過装置(前処理装置、濾過処理装置)
6 活性炭吸着装置(前処理装置、活性炭処理装置)
7 促進酸化処理装置(前処理装置)
8 逆浸透膜装置
16 膜分離活性汚泥処理装置(前処理装置、生物処理装置)
19 凝集沈殿処理装置(前処理装置)
21 除鉄除マンガン処理装置(前処理装置)
22 軟水化処理装置(前処理装置)
23 電気脱イオン装置
W1 原水
W1a 被処理水
W2 透過水(処理水)
W3,W5 濃縮水
W4 脱イオン水
1, 1B, 1C, 1D Water treatment system 4 Activated sludge treatment equipment (pretreatment equipment, biological treatment equipment)
5 Sand filtration device (pretreatment device, filtration treatment device)
6 Activated carbon adsorption device (pretreatment device, activated carbon treatment device)
7 accelerated oxidation treatment equipment (pretreatment equipment)
8 Reverse
19 Coagulation sedimentation processing equipment (pretreatment equipment)
21 Iron removal manganese removal treatment equipment (pretreatment equipment)
22 Water softening equipment (pretreatment equipment)
23 Electrodeionization equipment W1 Raw water W1a Water to be treated W2 Permeated water (treated water)
W3, W5 Concentrated water W4 Deionized water
Claims (4)
被処理水を逆浸透膜により透過水と濃縮水とに分離する膜分離処理を行う逆浸透膜装置と、を備える水処理システムであって、
前記逆浸透膜は、未ファウリング状態において、塩化ナトリウム濃度1500mg/Lの水溶液を被処理水として用い、操作圧力1MPa,回収率15%,温度25℃及びpH7の条件で評価した場合の透過流束が1.17×10−5m3/m2/MPa/s以上、かつ塩除去率が99%以上となる低ファウリング膜である、水処理システム。 A pretreatment device for removing the impurities contained in the raw water in advance to produce treated water;
A reverse osmosis membrane device that performs a membrane separation process for separating water to be treated into permeated water and concentrated water by a reverse osmosis membrane, and a water treatment system comprising:
The reverse osmosis membrane is a permeate flow when an aqueous solution having a sodium chloride concentration of 1500 mg / L is used as water to be treated in an unfouled state, and is evaluated under the conditions of operating pressure 1 MPa, recovery rate 15%, temperature 25 ° C. and pH 7. A water treatment system, which is a low fouling membrane with a bundle of 1.17 × 10 −5 m 3 / m 2 / MPa / s or more and a salt removal rate of 99% or more.
原水に含まれる有機成分を微生物により分解して除去する生物処理装置;
原水に含まれる懸濁物質を凝集剤によりフロック化して除去する凝集沈殿処理装置;
原水に含まれる懸濁物質を濾過媒体により捕捉して除去する濾過処理装置;
原水に含まれる有機成分及び酸化性物質を活性炭により吸着して除去する活性炭処理装置;
原水に含まれる溶存鉄及び溶存マンガンを酸化剤により不溶化して除去する除鉄除マンガン処理装置;
原水に含まれる有機成分を酸化剤の存在下で紫外線照射により分解して除去する促進酸化処理装置;及び
原水に含まれる硬度成分を陽イオン交換樹脂により吸着して除去する軟水化処理装置のうち、いずれか一つ以上から構成される、請求項1又は2に記載の水処理システム。 The pretreatment device includes:
Biological treatment equipment that decomposes and removes organic components contained in raw water by microorganisms;
A coagulation-precipitation treatment device that flocates and removes suspended matter contained in raw water with a coagulant;
A filtration device that captures and removes suspended matter in the raw water with a filtration medium;
Activated carbon treatment equipment that adsorbs and removes organic components and oxidizing substances contained in raw water by activated carbon;
Iron removal and manganese removal treatment equipment that removes dissolved iron and dissolved manganese contained in raw water by insolubilizing them with an oxidizing agent;
An accelerated oxidation treatment device that decomposes and removes organic components contained in raw water by UV irradiation in the presence of an oxidant; and a softening treatment device that adsorbs and removes hardness components contained in raw water by a cation exchange resin. The water treatment system according to claim 1 or 2, comprising any one or more of the above.
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