JP2018114490A - Method and apparatus for purifying phosphorus-containing high hardness water - Google Patents
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Abstract
【課題】水処理設備の安定運転と、濾過膜の目詰まりの低減による消費電力の削減とが可能なリン含有高硬度水の浄化方法の提供を目的とする。【解決手段】本発明の一態様に係る浄化方法は、硬度成分及びリン酸を含むリン含有高硬度水の浄化方法であって、上記リン含有高硬度水のpH調整によりアパタイトを生成するアパタイト生成工程と、上記アパタイト生成工程後の処理水を固液分離する固液分離工程と、上記固液分離工程で固形分を分離した処理水を限外濾過膜又は精密濾過膜で膜分離する膜処理工程とを備える。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for purifying phosphorus-containing high-hardness water capable of stable operation of a water treatment facility and reduction of power consumption by reducing clogging of a filter membrane. A purification method according to one aspect of the present invention is a method for purifying phosphorus-containing high-hardness water containing a hardness component and phosphoric acid, and apatite production that produces apatite by adjusting the pH of the phosphorus-containing high-hardness water. A membrane treatment in which the treated water after the apatite formation step is separated into a solid-liquid separation step, and the treated water from which the solid content is separated in the solid-liquid separation step is separated by an ultrafiltration membrane or a precision filtration membrane. It has a process. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、リン含有高硬度水の浄化方法及び浄化装置に関する。 The present invention relates to a purification method and a purification device for phosphorus-containing high-hardness water.
近年、下水や工場排水等の原水を水処理して再利用するために水処理装置が用いられている。この水処理装置としては、例えば原水から濁質を取り除く限外濾過膜又は精密濾過膜と、この濾過膜を透過した膜透過水を逆浸透膜透過水と濃縮液に分離する逆浸透膜とを有するものが知られている(再表2011−016410号公報参照)。 In recent years, water treatment apparatuses have been used to treat and reuse raw water such as sewage and factory effluent. As this water treatment device, for example, an ultrafiltration membrane or a microfiltration membrane that removes turbidity from raw water, and a reverse osmosis membrane that separates the membrane permeate that has permeated this filter membrane into a reverse osmosis membrane permeate and a concentrated liquid. It has been known (see Table 2011-016410).
しかしながら、水処理の対象である原水が硬度成分及びリン酸を含むリン含有高硬度水である場合、上記従来の水処理装置を用いると、この原水中の硬度成分及びリン酸が濾過膜の膜面で濃縮されて析出物となり、膜の目詰まりが頻発する。このため頻繁に濾過膜の薬品洗浄が必要となり、水処理設備を安定運転することが難しい。また、上記析出物により透過流束と回収率とが低下し易く、再利用水としての安定供給が難しい。さらに、濾過膜の差圧が高い状態での運転が続き易く、単位処理量当たりの水処理装置の消費電力が増加し易い。このため、リン含有高硬度水の浄化方法及び浄化装置が望まれている。 However, when the raw water that is the target of water treatment is phosphorus-containing high-hardness water containing a hardness component and phosphoric acid, when the conventional water treatment apparatus is used, the hardness component and phosphoric acid in the raw water are filtered membranes. It is concentrated on the surface to become a precipitate, and the film is frequently clogged. For this reason, chemical cleaning of the filtration membrane is frequently required, and it is difficult to stably operate the water treatment facility. Further, the permeation flux and the recovery rate are likely to decrease due to the precipitates, and it is difficult to stably supply reused water. Furthermore, the operation in a state where the differential pressure of the filtration membrane is high is likely to continue, and the power consumption of the water treatment device per unit treatment amount is likely to increase. For this reason, a purification method and a purification device for phosphorus-containing high hardness water are desired.
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、水処理設備の安定運転と、濾過膜の目詰まりの低減による消費電力の削減とが可能なリン含有高硬度水の浄化方法及び浄化装置の提供を目的とする。 The present invention has been made based on the above situation, and a method for purifying phosphorus-containing high-hardness water capable of stable operation of water treatment equipment and reduction of power consumption by reducing clogging of a filtration membrane. And it aims at provision of a purification device.
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る浄化方法は、硬度成分及びリン酸を含むリン含有高硬度水の浄化方法であって、上記リン含有高硬度水のpH調整によりアパタイトを生成するアパタイト生成工程と、上記アパタイト生成工程後の処理水を固液分離する固液分離工程と、上記固液分離工程で固形分を分離した処理水を限外濾過膜又は精密濾過膜で膜分離する膜処理工程とを備える。 A purification method according to one aspect of the present invention made to solve the above problems is a purification method of phosphorus-containing high-hardness water containing a hardness component and phosphoric acid, wherein the apatite is adjusted by adjusting the pH of the phosphorus-containing high-hardness water. An apatite production step for producing a solid, a solid-liquid separation step for solid-liquid separation of the treated water after the apatite production step, and treated water obtained by separating the solid content in the solid-liquid separation step with an ultrafiltration membrane or a microfiltration membrane. A membrane treatment step for membrane separation.
本発明の別の一態様に係る浄化装置は、硬度成分及びリン酸を含むリン含有高硬度水の浄化装置であって、リン含有高硬度水のpH調整によりアパタイトを生成するアパタイト生成部と、上記アパタイト生成部でアパタイトを生成した処理水を固液分離する固液分離部と、上記固液分離部で固形分を分離した処理水を限外濾過膜又は精密濾過膜で膜分離する膜処理部とを備える。 A purification apparatus according to another aspect of the present invention is a purification apparatus for phosphorus-containing high hardness water containing a hardness component and phosphoric acid, and an apatite generation section that generates apatite by adjusting the pH of phosphorus-containing high hardness water; A solid-liquid separation unit for solid-liquid separation of the treated water in which the apatite is produced in the apatite production unit, and a membrane treatment for separating the treated water separated in the solid-liquid separation unit with an ultrafiltration membrane or a microfiltration membrane A part.
本発明のリン含有高硬度水の浄化方法及び浄化装置を用いることで、水処理設備の安定運転と、濾過膜の目詰まりの低減による消費電力の削減とができる。 By using the method and apparatus for purifying phosphorus-containing high-hardness water according to the present invention, stable operation of water treatment facilities and reduction of power consumption by reducing clogging of the filtration membrane can be achieved.
[本発明の実施形態の説明]
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
[Description of Embodiment of the Present Invention]
First, embodiments of the present invention will be listed and described.
本発明の一態様に係る浄化方法は、硬度成分及びリン酸を含むリン含有高硬度水の浄化方法であって、上記リン含有高硬度水のpH調整によりアパタイトを生成するアパタイト生成工程と、上記アパタイト生成工程後の処理水を固液分離する固液分離工程と、上記固液分離工程で固形分を分離した処理水を限外濾過膜又は精密濾過膜で膜分離する膜処理工程とを備える。 A purification method according to one aspect of the present invention is a purification method of phosphorus-containing high hardness water containing a hardness component and phosphoric acid, wherein the apatite generation step generates apatite by adjusting the pH of the phosphorus-containing high hardness water, and A solid-liquid separation step for solid-liquid separation of the treated water after the apatite generation step, and a membrane treatment step for membrane separation of the treated water separated in the solid-liquid separation step with an ultrafiltration membrane or a microfiltration membrane .
当該リン含有高硬度水の洗浄方法では、アパタイト生成工程でリン含有高硬度水のpHを調整することでリン含有高硬度水中に含まれるカルシウム及びリン酸によりアパタイトが生成する。当該リン含有高硬度水の浄化方法は、このアパタイトを固液分離工程で固体として分離することで、膜処理工程で膜分離する処理水に含まれる硬度成分及びリン酸を低減できる。このため、当該リン含有高硬度水の洗浄方法は、硬度成分及びリン酸による膜の目詰まりを低減できる。従って、当該リン含有高硬度水の浄化方法を用いることで、水処理設備の安定運転と、濾過膜の目詰まりの低減による消費電力の削減とができる。 In the cleaning method for phosphorus-containing high-hardness water, apatite is generated by calcium and phosphoric acid contained in the phosphorus-containing high-hardness water by adjusting the pH of the phosphorus-containing high-hardness water in the apatite generation step. In the method for purifying phosphorus-containing high-hardness water, the apatite is separated as a solid in the solid-liquid separation step, so that the hardness component and phosphoric acid contained in the treated water separated in the membrane treatment step can be reduced. For this reason, the washing | cleaning method of the said phosphorus containing high hardness water can reduce the clogging of the film | membrane by a hardness component and phosphoric acid. Therefore, by using the method for purifying phosphorus-containing high-hardness water, it is possible to stably operate the water treatment facility and reduce power consumption by reducing clogging of the filtration membrane.
上記アパタイト生成工程後かつ固液分離工程前に、凝集剤により上記リン含有高硬度水に含まれる有機物を沈降分離する沈降分離工程をさらに備えるとよい。沈降分離工程において、凝集剤を添加することによりアパタイトを核としてリン含有高硬度水内の有機物が凝集する。この凝集した有機物を沈降分離することで、膜処理工程で膜面に付着する有機物を減少できるので、濾過膜の目詰まりをさらに低減できる。 It is preferable to further include a sedimentation separation step of sedimenting and separating organic matter contained in the phosphorus-containing high-hardness water with a flocculant after the apatite generation step and before the solid-liquid separation step. In the sedimentation separation step, the organic substance in the phosphorus-containing high-hardness water aggregates with apatite as the core by adding a flocculant. By separating and aggregating the agglomerated organic matter, the organic matter adhering to the membrane surface in the membrane treatment step can be reduced, so that clogging of the filtration membrane can be further reduced.
上記アパタイトがハイドロキシアパタイトであるとよい。ハイドロキシアパタイトは、固液分離により効率的に除去することができる。また、ハイドロキシアパタイトは、固液分離工程後の処理水に残留する場合があるが、限外濾過膜及び精密濾過膜に付着し難く、付着しても剥離し易いので、洗浄等により容易に除去することができる。このため、消費電力の削減効果を高められる。 The apatite is preferably hydroxyapatite. Hydroxyapatite can be efficiently removed by solid-liquid separation. Hydroxyapatite may remain in the treated water after the solid-liquid separation process, but it is difficult to adhere to the ultrafiltration membrane and the microfiltration membrane and easily peels off even if it adheres, so it can be easily removed by washing, etc. can do. For this reason, the effect of reducing power consumption can be enhanced.
上記アパタイト生成工程におけるpH調整値としては、8.25以上9.5以下が好ましい。上記アパタイト生成工程におけるpH調整値を上記範囲内とすることで、カルシウム及びリン酸からのアパタイトの生成効率を高められるので、リン含有高硬度水からのカルシウム及びリン酸の除去効率を高められる。従って、濾過膜の目詰まりをさらに低減できる。 The pH adjustment value in the apatite production step is preferably 8.25 or more and 9.5 or less. By making the pH adjustment value in the apatite production step within the above range, the production efficiency of apatite from calcium and phosphoric acid can be increased, so the removal efficiency of calcium and phosphoric acid from phosphorus-containing high hardness water can be enhanced. Therefore, clogging of the filtration membrane can be further reduced.
上記膜処理工程で得られる膜透過水に酸を注入する酸注入工程と、上記酸注入工程後の膜透過水を逆浸透膜で分離する逆浸透膜処理工程とをさらに備えるとよい。上記膜処理工程で得られる膜透過水に酸を注入することで、膜透過水中に残留するアパタイト生成に寄与する硬度成分を溶解できる。この酸注入工程後の膜透過水を逆浸透膜処理工程で分離するので、逆浸透膜がアパタイトにより目詰まりすることを抑止しつつ、塩分等の不純物を含む濃縮水と、不純物を実質的に含まない逆浸透膜透過水とを分離することができる。 An acid injection step of injecting acid into the membrane permeated water obtained in the membrane treatment step and a reverse osmosis membrane treatment step of separating the membrane permeated water after the acid injection step with a reverse osmosis membrane may be further provided. By injecting acid into the membrane permeate obtained in the membrane treatment step, the hardness component contributing to the formation of apatite remaining in the membrane permeate can be dissolved. The membrane permeated water after this acid injection step is separated in the reverse osmosis membrane treatment step, so that the reverse osmosis membrane is prevented from being clogged with apatite, while the concentrated water containing impurities such as salt and the impurities are substantially removed. The reverse osmosis membrane permeated water not contained can be separated.
上記酸注入工程における膜透過水のpH調整値としては、5以上6.5以下が好ましい。上記酸注入工程における膜透過水のpH調整値を上記範囲内とすることで、逆浸透膜の酸による劣化及び阻止率の低下を抑止しつつ、アパタイトの溶解効率を高めることができるので、逆浸透膜の目詰まり抑止効果を高められる。 The pH adjustment value of the membrane permeated water in the acid injection step is preferably 5 or more and 6.5 or less. By adjusting the pH adjustment value of the permeated water in the acid injection step within the above range, the dissolution efficiency of the apatite can be increased while suppressing the deterioration of the reverse osmosis membrane due to the acid and the reduction of the rejection rate. The effect of preventing clogging of the osmotic membrane can be enhanced.
上記逆浸透膜処理工程で得られる逆浸透膜透過水で上記限外濾過膜又は精密濾過膜を逆洗浄する逆洗浄工程をさらに備えるとよい。上記逆浸透膜処理工程で得られる逆浸透膜透過水は、酸性であるので、この逆浸透膜透過水を用いて限外濾過膜又は精密濾過膜を逆洗浄することで、限外濾過膜又は精密濾過膜に付着するアパタイトを溶解させて効率的に除去することができる。このため、逆洗浄工程で必要とする消費電力を低減できる。 It is preferable to further include a reverse washing step of reverse washing the ultrafiltration membrane or the microfiltration membrane with the reverse osmosis membrane permeated water obtained in the reverse osmosis membrane treatment step. Since the reverse osmosis membrane permeated water obtained in the above reverse osmosis membrane treatment step is acidic, the ultrafiltration membrane or the microfiltration membrane is back-washed with this reverse osmosis membrane permeated water, so that the ultrafiltration membrane or Apatite adhering to the microfiltration membrane can be dissolved and efficiently removed. For this reason, the power consumption required in the back washing process can be reduced.
本発明の別の一態様に係る浄化装置は、硬度成分及びリン酸を含むリン含有高硬度水の浄化装置であって、リン含有高硬度水のpH調整によりアパタイトを生成するアパタイト生成部と、上記アパタイト生成部でアパタイトを生成した処理水を固液分離する固液分離部と、上記固液分離部で固形分を分離した処理水を限外濾過膜又は精密濾過膜で膜分離する膜処理部とを備える。 A purification apparatus according to another aspect of the present invention is a purification apparatus for phosphorus-containing high hardness water containing a hardness component and phosphoric acid, and an apatite generation section that generates apatite by adjusting the pH of phosphorus-containing high hardness water; A solid-liquid separation unit for solid-liquid separation of the treated water in which the apatite is produced in the apatite production unit, and a membrane treatment for separating the treated water separated in the solid-liquid separation unit with an ultrafiltration membrane or a microfiltration membrane A part.
当該リン含有高硬度水の洗浄装置は、アパタイト生成部でリン含有高硬度水のpHを調整することでリン含有高硬度水中に含まれるカルシウム及びリン酸によりアパタイトを生成する。当該リン含有高硬度水の浄化装置は、このアパタイトを固液分離部で固体として分離することで、膜処理部で膜分離する処理水に含まれる硬度成分及びリン酸を低減できる。このため、当該リン含有高硬度水の洗浄装置は、硬度成分及びリン酸による膜の目詰まりを低減できる。従って、当該リン含有高硬度水の浄化装置を用いることで、水処理設備の安定運転と、濾過膜の目詰まりの低減による消費電力の削減とができる。 The said phosphorus containing high hardness water washing | cleaning apparatus produces | generates apatite with the calcium and phosphoric acid which are contained in phosphorus containing high hardness water by adjusting the pH of phosphorus containing high hardness water in an apatite production | generation part. The said phosphorus containing high hardness water purification apparatus can reduce the hardness component and phosphoric acid which are contained in the treated water which carries out membrane separation in a membrane treatment part by isolate | separating this apatite as a solid in a solid-liquid separation part. For this reason, the said phosphorus containing high hardness water washing | cleaning apparatus can reduce the clogging of the film | membrane by a hardness component and phosphoric acid. Therefore, by using the phosphorus-containing high-hardness water purification device, it is possible to stably operate the water treatment facility and reduce power consumption by reducing clogging of the filtration membrane.
上記アパタイト生成部と固液分離部との間に、凝集剤により上記リン含有高硬度水に含まれる有機物を沈降分離する沈降分離部をさらに備えるとよい。沈降分離部において、凝集剤を添加することによりアパタイトを核としてリン含有高硬度水内の有機物が凝集する。この凝集した有機物を沈降分離することで、膜処理部で膜面に付着する有機物を減少できるので、濾過膜の目詰まりをさらに低減できる。 It is preferable to further include a sedimentation separation unit that precipitates and separates organic matter contained in the phosphorus-containing high-hardness water with a flocculant between the apatite generation unit and the solid-liquid separation unit. By adding a flocculant in the sedimentation separation unit, organic matter in the phosphorus-containing high-hardness water aggregates with apatite as a nucleus. By separating and aggregating the agglomerated organic matter, the organic matter adhering to the membrane surface in the membrane treatment unit can be reduced, so that clogging of the filtration membrane can be further reduced.
上記膜処理部で得られる膜透過水に酸を注入する酸注入部と、上記酸注入部で酸を注入された膜透過水を逆浸透膜で分離する逆浸透膜処理部とをさらに備えるとよい。上記膜処理部で得られる膜透過水に酸注入部で酸を注入することで、膜透過水中に残留するアパタイト生成に寄与する硬度成分を溶解できる。この酸注入部で酸を注入された膜透過水を上記逆浸透膜処理部で分離するので、逆浸透膜がアパタイトにより目詰まりすることを抑止しつつ、塩分等の不純物を含む濃縮水と、不純物を実質的に含まない逆浸透膜透過水とを分離することができる。 An acid injection unit for injecting acid into the membrane permeated water obtained by the membrane treatment unit, and a reverse osmosis membrane treatment unit for separating the membrane permeated water injected with the acid by the acid injection unit with a reverse osmosis membrane Good. By injecting acid into the membrane permeated water obtained in the membrane treatment unit at the acid injecting unit, the hardness component contributing to the generation of apatite remaining in the membrane permeated water can be dissolved. Since the permeated water injected with acid in this acid injection part is separated in the reverse osmosis membrane treatment part, the reverse osmosis membrane is prevented from being clogged with apatite, and concentrated water containing impurities such as salt, Reverse osmosis membrane permeated water substantially free of impurities can be separated.
上記固液分離部で分離した固形分濃縮液を中和する中和槽をさらに備え、上記逆浸透膜処理部で得られる濃縮水を上記中和槽へ供給する流路を有するとよい。逆浸透膜処理部で得られる濃縮水は酸性である。この濃縮水を上記流路を介して上記中和槽に供給し、中和に用いることで新たな酸等を必要とせず効率的に水処理を行えるので、さらに消費電力を低減できる。 It is good to have further the neutralization tank which neutralizes the solid content concentrate isolate | separated by the said solid-liquid separation part, and to have the flow path which supplies the concentrated water obtained by the said reverse osmosis membrane process part to the said neutralization tank. The concentrated water obtained in the reverse osmosis membrane treatment part is acidic. By supplying this concentrated water to the neutralization tank via the flow path and using it for neutralization, water treatment can be performed efficiently without the need for a new acid or the like, so that power consumption can be further reduced.
上記逆浸透膜処理部で得られる逆浸透膜透過水で上記限外濾過膜又は精密濾過膜を逆洗浄する逆洗浄機構をさらに備えるとよい。上記逆浸透膜処理部で得られる逆浸透膜透過水は酸性であるので、この逆浸透膜透過水を用いて限外濾過膜又は精密濾過膜を逆洗浄することで、限外濾過膜又は精密濾過膜に付着するアパタイトを溶解させて効率的に除去することができる。このため、逆洗浄機構で必要とする消費電力を低減できる。 It is preferable to further include a reverse cleaning mechanism for back cleaning the ultrafiltration membrane or the microfiltration membrane with the reverse osmosis membrane permeated water obtained in the reverse osmosis membrane treatment unit. Since the reverse osmosis membrane permeated water obtained in the reverse osmosis membrane treatment unit is acidic, the reverse filtration of the ultrafiltration membrane or the microfiltration membrane with the reverse osmosis membrane permeate allows the ultrafiltration membrane or the precision filtration membrane to be washed back. Apatite adhering to the filtration membrane can be dissolved and efficiently removed. For this reason, the power consumption required by the reverse cleaning mechanism can be reduced.
上記アパタイト生成部がpH調整剤を供給するポンプと、pH調整剤を撹拌する撹拌装置とを有し、上記撹拌装置がインラインミキサー又は曝気槽を備えるとよい。上記撹拌装置がインラインミキサーを備えることで、リン含有高硬度水のpHの均一化を容易に行うことができる。また、上記撹拌装置が曝気槽を備えることで、緩やかな撹拌ができるので、生成されるアパタイトの粒子径が大きくなる。このため、固液分離部でのアパタイトの分離効率が向上する。また、曝気は比較的低電力で行うことができるので、消費電力をさらに低減できる。 The apatite generation unit may include a pump for supplying a pH adjusting agent and a stirring device for stirring the pH adjusting agent, and the stirring device may include an in-line mixer or an aeration tank. When the stirring device includes an in-line mixer, the pH of the phosphorus-containing high-hardness water can be easily made uniform. Moreover, since the stirring device includes an aeration tank, gentle stirring can be performed, so that the particle size of the apatite to be generated increases. For this reason, the separation efficiency of the apatite in the solid-liquid separation part is improved. Further, since aeration can be performed with relatively low power, power consumption can be further reduced.
上記pH調整剤が水酸化ナトリウムであるとよい。上記pH調整剤として電離度が高く安価に入手できる水酸化ナトリウムを用いることで、アパタイトの生成効率を高めることができるので、逆浸透膜の目詰まり抑止効果を高められる。 The pH adjuster is preferably sodium hydroxide. By using sodium hydroxide, which has a high degree of ionization and can be obtained at a low cost, as the pH adjuster, it is possible to increase the production efficiency of apatite, so that the effect of inhibiting clogging of the reverse osmosis membrane can be enhanced.
ここで、本願において、「精密濾過膜」とは膜孔の平均径が0.1μm超10μm以下である濾過膜を意味し、「限外濾過膜」とは膜孔の平均径が0.002μm超0.1μm以下である濾過膜を意味し、「逆浸透膜」とは膜孔の平均径が2nm以下である半透膜を意味するものとする。なお、膜孔の平均径は、濾過膜又は半透膜の表面における空孔の平均径を意味し、細孔直径分布測定装置(例えばPorous Materials社製の多孔質材料自動細孔径分布測定システム)により測定することができる。 In this application, “microfiltration membrane” means a filtration membrane having an average diameter of membrane pores of more than 0.1 μm and not more than 10 μm, and “ultrafiltration membrane” means an average diameter of membrane pores of 0.002 μm. It means a filtration membrane that is ultra 0.1 μm or less, and “reverse osmosis membrane” means a semipermeable membrane having an average diameter of membrane pores of 2 nm or less. In addition, the average diameter of a membrane hole means the average diameter of the void | hole in the surface of a filtration membrane or a semipermeable membrane, and a pore diameter distribution measuring apparatus (For example, the porous material automatic pore diameter distribution measuring system by Porous Materials) Can be measured.
[本発明の実施形態の詳細]
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施形態に係るリン含有高硬度水の洗浄方法及び洗浄装置について説明する。
[Details of the embodiment of the present invention]
Hereinafter, a cleaning method and a cleaning apparatus for phosphorus-containing high-hardness water according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate.
〔第一実施形態〕
当該浄化方法は、硬度成分及びリン酸を含むリン含有高硬度水の浄化方法である。当該浄化方法は、アパタイト生成工程と、固液分離工程と、膜処理工程と、酸注入工程と、逆浸透膜処理工程と、中和処理工程と、逆洗浄工程とを主に備える。
[First embodiment]
The said purification method is a purification method of the phosphorus containing high hardness water containing a hardness component and phosphoric acid. The purification method mainly includes an apatite generation step, a solid-liquid separation step, a membrane treatment step, an acid injection step, a reverse osmosis membrane treatment step, a neutralization treatment step, and a reverse washing step.
当該浄化方法には、例えば図1に示す浄化装置が用いられる。図1の浄化装置は、硬度成分及びリン酸を含むリン含有高硬度水Xの浄化装置である。当該浄化装置は、アパタイト生成部1と、固液分離部2と、膜処理部3と、酸注入部4と、逆浸透膜処理部5と、逆洗浄機構6と、中和槽7とを主に備える。さらに、当該浄化装置は、上記逆浸透膜処理部5で得られる濃縮水を上記中和槽7へ供給する流路8を有する。
For the purification method, for example, a purification device shown in FIG. 1 is used. The purification device of FIG. 1 is a purification device of phosphorus-containing high hardness water X containing a hardness component and phosphoric acid. The purification apparatus includes an apatite generation unit 1, a solid-liquid separation unit 2, a membrane treatment unit 3, an acid injection unit 4, a reverse osmosis
上記アパタイト生成工程では、上記アパタイト生成部1においてリン含有高硬度水XのpHを調整することでリン含有高硬度水X中に含まれるカルシウム及びリン酸によりアパタイトを生成する。上記固液分離工程では、上記固液分離部2において上記アパタイト生成部1でアパタイトを生成した処理水を固液分離する。上記膜処理工程では、上記膜処理部3において上記固液分離部2で固形分を分離した処理水を限外濾過膜又は精密濾過膜で膜分離する。 In the apatite generation step, apatite is generated by calcium and phosphoric acid contained in the phosphorus-containing high hardness water X by adjusting the pH of the phosphorus-containing high hardness water X in the apatite generation section 1. In the solid-liquid separation step, the treated water in which apatite is generated in the apatite generation unit 1 in the solid-liquid separation unit 2 is subjected to solid-liquid separation. In the membrane treatment step, the treated water from which the solid content has been separated by the solid-liquid separation unit 2 in the membrane treatment unit 3 is subjected to membrane separation using an ultrafiltration membrane or a microfiltration membrane.
当該リン含有高硬度水の洗浄方法及び浄化装置は、上述のようにアパタイト生成部1でリン含有高硬度水XのpHを調整することでリン含有高硬度水X中に含まれるカルシウム及びリン酸によりアパタイトを生成する。当該リン含有高硬度水Xの浄化方法及び浄化装置は、このアパタイトを固液分離部2で固体として分離することで、膜処理部3で膜分離する処理水に含まれる硬度成分及びリン酸を低減できる。このため、当該リン含有高硬度水の洗浄方法及び洗浄装置は、硬度成分及びリン酸による膜の目詰まりを低減できる。従って、当該リン含有高硬度水の浄化方法及び浄化装置を用いることで、水処理設備の安定運転と、濾過膜3aの目詰まりの低減による消費電力の削減とができる。
The phosphorus-containing high-hardness water cleaning method and the purification device are the above-described calcium and phosphoric acid contained in the phosphorus-containing high-hardness water X by adjusting the pH of the phosphorus-containing high-hardness water X in the apatite generation unit 1 as described above. Produces apatite. The purification method and the purification device for the phosphorus-containing high hardness water X are obtained by separating the apatite as a solid in the solid-liquid separation unit 2 so that the hardness component and phosphoric acid contained in the treated water separated by the membrane treatment unit 3 can be obtained. Can be reduced. For this reason, the washing | cleaning method and washing | cleaning apparatus of the said phosphorus containing high hardness water can reduce the clogging of the film | membrane by a hardness component and phosphoric acid. Therefore, by using the method and apparatus for purifying phosphorus-containing high hardness water, it is possible to stably operate the water treatment facility and reduce power consumption by reducing clogging of the
〔浄化装置〕
当該浄化装置は、リン含有高硬度水Xを一時的に貯留するリン含有高硬度水貯留部9、放流水Yを一時的に貯留する排水貯留槽10、再利用水Zを系外に排出するポンプ11をさらに備える。
[Purification device]
The said purification apparatus discharge | releases the reuse water Z out of the system which contains the phosphorus containing high hardness
<リン含有高硬度水貯留部>
リン含有高硬度水貯留部9は、リン含有高硬度水Xが導入されると共にこのリン含有高硬度水Xを一時的に貯留するリン含有高硬度水貯留槽9aと、上記リン含有高硬度水貯留槽9aに貯留されたリン含有高硬度水Xをアパタイト生成部1側に圧送するポンプ9bとを有する。リン含有高硬度水貯留部9は、リン含有高硬度水貯留槽9aに貯留されるリン含有高硬度水Xをポンプ9bによって圧送することで、リン含有高硬度水Xをアパタイト生成部1に供給可能に構成されている。
<Phosphorus-containing high hardness water reservoir>
The phosphorus-containing high hardness
<アパタイト生成部>
アパタイト生成部1は、pH調整剤Aをリン含有高硬度水Xに供給するポンプ1aと、pH調整剤Aをリン含有高硬度水X中で撹拌する撹拌装置1bと、pH測定器1cとを有する。
<Apatite generator>
The apatite generator 1 includes a
このアパタイト生成部1は、pH調整剤Aを供給してリン含有高硬度水XのpHを調整することによりアパタイトを生成する。アパタイトは、カルシウム及びリン酸を含む化合物であり、後述する固液分離部2で固体分として分離可能である。従って、当該浄化装置は、リン含有高硬度水X中のカルシウムとリン酸とを同時に低減することができる。 This apatite production | generation part 1 produces | generates apatite by supplying the pH adjuster A and adjusting the pH of the phosphorus containing high hardness water X. FIG. Apatite is a compound containing calcium and phosphoric acid, and can be separated as a solid content in the solid-liquid separation unit 2 described later. Therefore, the purification apparatus can simultaneously reduce calcium and phosphoric acid in the phosphorus-containing high hardness water X.
上記アパタイトがハイドロキシアパタイトであるとよい。ハイドロキシアパタイトは、固液分離により効率的に除去することができる。また、ハイドロキシアパタイトは、固液分離後の処理水に残留する場合があるが、濾過膜3aに付着し難く、付着しても剥離し易いので、洗浄等により容易に除去することができる。このため、当該浄化装置の消費電力の削減効果を高められる。なお、ハイドロキシアパタイトは、アパタイトのうち1価の陰イオンとして水酸基を含むものであり、OH−イオンが存在する下でpHを調整することで
10Ca2++6PO4 3−+2OH−→Ca10(PO4)6(OH)2
の反応により生成することができる。
The apatite is preferably hydroxyapatite. Hydroxyapatite can be efficiently removed by solid-liquid separation. Hydroxyapatite may remain in the treated water after solid-liquid separation, but it is difficult to adhere to the
It can produce | generate by reaction of these.
上記pH調整剤Aとしては、アパタイトの生成効率の観点からアルカリが好ましい。上記アルカリとしては、ハイドロキシアパタイトを生成する観点から電離度が高いものが好ましく、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等を用いることができる。中でも水酸化ナトリウムが好適に用いられる。水酸化ナトリウムは、例えば粒状乃至フレーク状の水和物を用いてもよいが、例えば濃度50質量%程度の水溶液を用いることできる。このような水酸化ナトリウム水溶液は、比較的安価であると共にハンドリングが容易であることから、工業用に広く利用されている。 As said pH adjuster A, an alkali is preferable from a viewpoint of the production | generation efficiency of apatite. As the alkali, those having a high degree of ionization are preferable from the viewpoint of producing hydroxyapatite. For example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, or the like can be used. Of these, sodium hydroxide is preferably used. For example, granular or flake hydrate may be used as sodium hydroxide, but an aqueous solution having a concentration of about 50% by mass may be used. Such an aqueous sodium hydroxide solution is widely used for industrial use because it is relatively inexpensive and easy to handle.
上記ポンプ1aは、pH調整剤Aを撹拌装置1bへ供給する。このポンプ1aによりpH調整剤Aの供給量が制御され、pH調整剤Aとリン含有高硬度水Xとが混合された処理水のpHを調整できる。
The
上記撹拌装置1bは、リン含有高硬度水Xに供給されたpH調整剤Aを撹拌する。上記撹拌装置1bとしては、図2に示すような混合槽12と、インラインミキサー13とを備えるものを用いることができる。図2に示す撹拌装置1bでは、pH調整剤Aはリン含有高硬度水Xと混合され、インラインミキサー13で撹拌された後、混合槽12に貯留される。インラインミキサーは、pHの均一化がし易く、リン含有高硬度水XのpH調整の制御性がよい。
The stirring
また、上記撹拌装置1bとして、図3に示すような気泡供給機構14を有する曝気槽15を用いることもできる。図3に示す撹拌装置1bでは、pH調整剤A及びリン含有高硬度水Xは、曝気槽15へ供給される。また、上記気泡供給機構14は、外部から供給される空気Cにより気泡Dを曝気槽15内に供給し、リン含有高硬度水X内のpH調整剤Aを撹拌する。このように上記撹拌装置1bが曝気槽15を備えることで、緩やかな撹拌ができるので、生成されるアパタイトの粒子径が大きくなる。このため、固液分離部2でのアパタイトの分離効率が向上する。また、曝気は比較的低電力で行うことができるので、当該浄化装置の消費電力をさらに低減できる。
Moreover, the
上記撹拌装置1bとして曝気槽15を用いる場合、撹拌するリン含有高硬度水1m3当たりの曝気量(空気Cの供給量)の下限としては、10L/minが好ましく、20L/minがより好ましい。一方、上記曝気量の上限としては、100L/minが好ましく、50L/minがより好ましい。上記曝気量が上記下限未満であると、pH調整剤Aの撹拌が不十分となり、アパタイトの生成が不十分となるおそれがある。逆に、上記曝気量が上記上限を超えると、当該浄化装置の消費電力低減効果が不十分となるおそれや、生成されるアパタイトの粒子径が小さくなり、固液分離部2での分離が困難となるおそれがある。
When the
上記気泡供給機構14から供給される気泡Dの平均径の下限としては、0.5mmが好ましく、1mmがより好ましい。一方、上記気泡Dの平均径の上限としては、5mmが好ましく、4.5mmがより好ましい。上記気泡Dの平均径が上記下限未満であると、pH調整剤Aの撹拌が不十分となるおそれがある。逆に、上記気泡Dの平均径が上記上限を超えると、リン含有高硬度水XのpHの均一化が不十分となるおそれがある。なお、平均気泡径は、例えば上昇する気泡を鉛直軸に対して垂直な方向からCCDカメラ等で撮影し、この撮影画像を画像解析することで算出することができる。具体的には、個々の気泡径について撮影された気泡の形状から等価な面積を持つ円の直径を算出し、その平均値を求める。
The lower limit of the average diameter of the bubbles D supplied from the
上記曝気槽15内のリン含有高硬度水Xの滞留時間の下限としては、5分が好ましく、7分がより好ましい。一方、上記滞留時間の上限としては、10分が好ましく、8分がより好ましい。上記滞留時間が上記下限未満であると、アパタイトの生成が不十分となるおそれがある。逆に、上記滞留時間が上記上限を超えると、リン含有高硬度水Xを貯留するために必要な曝気槽15の容量が増大するため、設備コストが大きくなるおそれがある。
As a minimum of residence time of phosphorus content high hardness water X in the
上記pH測定器1cは、上記撹拌装置1b内のリン含有高硬度水XのpHを測定する。アパタイト生成部1では、このpH測定器1cにより測定されるpHに基づいて例えばpH調整剤Aの供給量をポンプ1aにより制御することで、pH調整を行うことができる。
The
<固液分離部>
固液分離部2は、上記アパタイト生成部1でアパタイトを生成した処理水を固液分離する固液分離装置2aと、固形分を分離した処理水を一時的に貯留する固液分離処理水貯留槽2bとを有する。また、上記固液分離部2は、上記固液分離装置2aから排出される固形分濃縮液を後述する中和槽7へ排出する固形分濃縮液排出管2cを有する。
<Solid-liquid separation unit>
The solid-liquid separation unit 2 includes a solid-
上記固液分離装置2aとしては、公知の固液分離装置、例えば砂濾過装置や液体サイクロンを用いることができる。この固液分離装置2aによりアパタイトは主に固形分として固形分濃縮液に分離される。従って、当該浄化装置は、膜処理部3で膜分離する処理水に含まれる硬度成分及びリン酸を低減できる。
As the solid-
<膜処理部>
膜処理部3は、固液分離部2から送られる処理水を膜分離する濾過膜3aと、濾過膜3aを透過した膜透過水を一時的に貯留する膜透過水貯留槽3bと、濾過膜3aに処理水を圧送するポンプ3cとを有する。また、膜処理部3は、濾過膜3aを収容する容器(不図示)を有する。
<Membrane treatment part>
The membrane treatment unit 3 includes a
膜処理部3は、ポンプ3cによって上記処理水を濾過膜3aに圧送し、濾過膜3aを透過した膜透過水を膜透過水貯留槽3bに貯留すると共に、上記処理水に含まれる濁質や浮遊物質を濾過膜3aの表面で捕捉する。なお、濾過膜3aが限外濾過膜である場合の作動圧としては、例えば300kPa以下とすることができる。また、濾過膜3aが精密濾過膜である場合の作動圧としては、例えば200kPa以下とすることができる。
The membrane treatment unit 3 pumps the treated water to the
上記濾過膜3aは、スパイラル型やチューブラー型に構成されてもよく、中空糸膜又は平膜として構成されてもよい。また、濾過膜3aによる濾過方式としては、特に限定されるものではなく、内圧式、外圧式、クロスフロー式等、公知の濾過方式を採用することが可能である。
The
濾過膜3aの主成分としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリスチレン、ポリサルホン、ポリビニルアルコール、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、酢酸セルロース、ポリアクリロニトリル、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等が挙げられる。これらの中でも耐アルカリ性や耐酸性に優れ、多孔質性であるPTFEが好ましく、1軸又は2軸延伸したPTFEがより好ましい。なお、濾過膜3aの形成材料には、他のポリマー、潤滑剤などの添加剤等が適宜配合されていてもよい。また、「主成分」とは、最も含有量の多い成分をいい、例えば50質量%以上含有される成分をいう。
As main components of the
<酸注入部>
酸注入部4は、上記膜処理部3で得られる膜透過水に酸Bを注入する。酸注入部4は、酸注入管4aを有する。上記酸注入管4aは、上記膜処理部3の膜透過水貯留槽3bに貯留される処理水を後述する逆浸透膜処理部5に供給する配管の途中に接続される。上記酸注入部4は、上記酸注入管4aを介して上記膜処理部3で得られる膜透過水に酸Bを注入することができる。
<Acid injection part>
The acid injection unit 4 injects acid B into the membrane permeated water obtained by the membrane treatment unit 3. The acid injection part 4 has an
当該浄化装置では、上記膜処理部3で得られる膜透過水に酸注入部4で酸Bを注入することで、膜透過水中に残留するアパタイト生成に寄与する硬度成分を溶解できる。この酸注入部4で酸Bを注入された膜透過水を後述する逆浸透膜処理部5で分離するので、アパタイトにより逆浸透膜5aが目詰まりすることを抑止しつつ、塩分等の不純物を含む濃縮水と、不純物を実質的に含まない逆浸透膜透過水とを分離することができる。
In the purification apparatus, by injecting acid B into the membrane permeated water obtained by the membrane treatment unit 3 at the acid injecting unit 4, the hardness component contributing to the generation of apatite remaining in the membrane permeated water can be dissolved. Since the membrane permeated water into which the acid B is injected by the acid injection unit 4 is separated by the reverse osmosis
上記酸Bとしては、特に限定されないが、例えば塩酸、硫酸等を用いることができる。中でも、カルシウム塩としてカルシウムが析出し難い塩酸が好ましい。 Although it does not specifically limit as said acid B, For example, hydrochloric acid, a sulfuric acid, etc. can be used. Of these, hydrochloric acid is preferred as the calcium salt, in which calcium does not easily precipitate.
<逆浸透膜処理部>
逆浸透膜処理部5は、上記酸注入部4で酸Bを注入された膜透過水を逆浸透膜で分離する。逆浸透膜処理部5は、上記酸注入部4で酸Bを注入された膜透過水を逆浸透膜透過水と濃縮水とに分離する逆浸透膜5aと、上記逆浸透膜透過水を一時的に貯留する逆浸透膜透過水貯留槽5bと、上記濃縮水を一時的に貯留する濃縮水貯留槽5cと、逆浸透膜5aに上記膜透過水を圧送するポンプ5dとを有する。また、逆浸透膜処理部5は、逆浸透膜5aを収容する容器(不図示)を有する。
<Reverse osmosis membrane processing section>
The reverse osmosis
逆浸透膜処理部5は、上記膜透過水のうち逆浸透膜5aを透過した逆浸透膜透過水を逆浸透膜透過水貯留槽5bに貯留すると共に、逆浸透膜5aを透過しなかった濃縮水を濃縮水貯留槽5cに貯留する。当該浄化装置は、膜処理部3によって濁質や浮遊物質が捕捉されているため、上記濃縮水には濁質や浮遊物質は実質的に含まれていない。なお、逆浸透膜5aの作動圧としては、例えば0.1MPa以上8MPa以下とすることができる。
The reverse osmosis
逆浸透膜5aの主成分としては、例えばポリアミド、酢酸セルロース等の合成樹脂が挙げられる。また、逆浸透膜5aは、スパイラル型や中空糸膜で構成することができる。
Examples of the main component of the
なお、逆浸透膜透過水貯留槽5bに貯留された逆浸透膜透過水は、逆浸透膜透過水貯留槽5bに設けられるポンプ11によって再利用水Zとして系外に排出される。
In addition, the reverse osmosis membrane permeated
<逆洗浄機構>
逆洗浄機構6は、上記逆浸透膜処理部5で得られる逆浸透膜透過水で上記濾過膜3aを逆洗浄する。逆洗浄機構6は、濾過膜3aが収容される容器に接続され、逆浸透膜透過水貯留槽5bの逆浸透膜透過水を洗浄水として供給する洗浄水供給管6aと、濾過膜3aが収容される容器に接続され、濾過膜3a洗浄後の洗浄水を中和槽7へ排出する洗浄水排出管6bとを有する。また、逆洗浄機構6は、逆浸透膜透過水貯留槽5bに配設されるポンプ6cを有する。なお、上記洗浄水供給管6aは、膜処理部3で処理水が濾過膜3aを通過する方向とは逆方向に洗浄水が濾過膜3aを通過するように濾過膜3aの下流側に接続される。
<Reverse cleaning mechanism>
The
逆洗浄機構6は、逆浸透膜透過水貯留槽5bに貯留された逆浸透膜透過水をポンプ6cによって濾過膜3a側に圧送することで逆洗浄を行う。なお、逆洗浄機構6による逆洗浄は、濾過膜3aの作動を停止した状態で行われる。
The
上記逆浸透膜処理部5で得られる逆浸透膜透過水が酸性であるので、この逆浸透膜透過水を用いて濾過膜3aを逆洗浄することで、濾過膜3aに付着するアパタイトを溶解させて効率的に除去することができる。このため、逆洗浄機構6で必要とする消費電力を低減できる。
Since the reverse osmosis membrane permeated water obtained in the reverse osmosis
<中和槽>
中和槽7は、上記固液分離部2で分離した固形分濃縮液を中和する。当該浄化装置は、上記逆浸透膜処理部5で得られる濃縮水を流路8を介して上記中和槽7へ供給できる。この濃縮水を上記中和槽7での中和に用いることで効率的に水処理を行えるので、当該浄化装置はさらに消費電力を低減できる。
<Neutralization tank>
The
また、中和槽7にはポンプ7aが配設されている。当該浄化装置は、このポンプ7aを用いて中和後の固形分濃縮液及び洗浄後の洗浄水を後述する排水貯留槽10に排出する。
The
<排水貯留槽>
排水貯留槽10は、中和槽7から送られた中和後の固形分濃縮液及び洗浄後の洗浄水(以下、まとめて「排水」ともいう)を排水貯留槽10に貯留する。また、排水貯留槽10は、排水を系外に排出するポンプ10aを有する。当該浄化装置は、このポンプ10aによって排水貯留槽10に貯留された排水を放流水Yとして系外に排出する。なお、排水貯留槽10には、中和槽7から送られた排水の濃度を低くするために、リン含有高硬度水Xの一部を適宜供給してもよい。
<Drainage storage tank>
The
〔浄化方法〕
次に、当該浄化装置を用いた浄化方法の各工程について説明する。
[Purification method]
Next, each step of the purification method using the purification device will be described.
<アパタイト生成工程>
アパタイト生成工程では、アパタイト生成部1においてリン含有高硬度水XのpH調整によりアパタイトを生成する。具体的には、リン含有高硬度水貯留槽9aに貯留されるリン含有高硬度水Xをポンプ9bによってアパタイト生成部1の撹拌装置1bへ圧送すると共に、アパタイト生成部1のポンプ1aを作動させて、pH調整剤Aを撹拌装置1bへ供給する。このとき、pH測定器1cにより測定されるpH値が所望の値となるようにアパタイト生成部1のポンプ1aを制御してpH調整剤Aの供給量を調整する。
<Apatite production process>
In the apatite production step, apatite is produced by adjusting the pH of the phosphorus-containing high hardness water X in the apatite production unit 1. Specifically, the phosphorus-containing high hardness water X stored in the phosphorus-containing high hardness
上記アパタイト生成工程におけるpH調整値の下限としては、8.25が好ましく、8.3がより好ましく、8.4がさらに好ましい。一方、上記pH調整値の上限としては、9.5が好ましく、9がより好ましく、8.7がさらに好ましい。上記pH調整値が上記下限未満であると、アパタイトの生成量が少なくなるため、硬度成分及びリン酸の低減効果が不足し、濾過膜3aの目詰まり低減効果が不十分となるおそれがある。逆に、上記pH調整値が上記上限を超えると、アパタイトよりも水酸化物が生成される割合が高まるため、濾過膜3aの目詰まり低減効果が不十分となるおそれがある。
The lower limit of the pH adjustment value in the apatite production step is preferably 8.25, more preferably 8.3, and even more preferably 8.4. On the other hand, the upper limit of the pH adjustment value is preferably 9.5, more preferably 9, and even more preferably 8.7. If the pH adjustment value is less than the lower limit, the amount of apatite produced is reduced, so that the effect of reducing hardness components and phosphoric acid is insufficient, and the effect of reducing clogging of the
<固液分離工程>
固液分離工程では、固液分離部2において上記アパタイト生成工程後の処理水を固液分離する。具体的には、固液分離装置2aを用いて固形分を分離した処理水を固液分離処理水貯留槽2bに貯留する。一方、上記固液分離装置2aから排出される固形分濃縮液は、固形分濃縮液排出管2cを介して中和槽7へ排出する。
<Solid-liquid separation process>
In the solid-liquid separation step, the solid-liquid separation unit 2 performs solid-liquid separation of the treated water after the apatite generation step. Specifically, the treated water from which the solid content has been separated using the solid-
<膜処理工程>
膜処理工程では、膜処理部3において上記固液分離工程で固形分を分離した処理水を濾過膜3aで膜分離する。具体的には、固液分離処理水貯留槽2bに貯留されている処理水をポンプ3cにより濾過膜3aに圧送し、濾過膜3aにより膜分離を行う。また、濾過膜3aを透過した膜透過水は、膜透過水貯留槽3bに貯留される。この膜分離により処理水に含まれる濁質や浮遊物質が分離できる。
<Membrane treatment process>
In the membrane treatment step, the treated water from which the solid content has been separated in the solid-liquid separation step in the membrane treatment unit 3 is membrane-separated by the
<酸注入工程>
酸注入工程では、酸注入部4において上記膜処理工程で得られる膜透過水に酸Bを注入する。具体的には、膜透過水貯留槽3bに貯留される処理水を後述する逆浸透膜処理部5に供給する配管に酸注入管4aを介して酸Bを供給する。このとき、酸注入後の膜透過水のpHが所望の値となるように酸Bの供給量を調整する。
<Acid injection process>
In the acid injection step, acid B is injected into the membrane permeated water obtained in the membrane treatment step in the acid injection portion 4. Specifically, the acid B is supplied through the
上記酸注入工程における膜透過水のpH調整値の下限としては、5が好ましく、5.5がより好ましい。一方、上記pH調整値の上限としては、6.5が好ましく、6がより好ましい。上記pH調整値が上記下限未満であると、酸Bによる逆浸透膜5aの劣化及び阻止率の低下が発生するおそれがある。逆に、上記pH調整値が上記上限を超えると、アパタイトが膜透過水に溶解し難くなり、酸注入による逆浸透膜5aの目詰まり抑止効果が不十分となるおそれがある。
The lower limit of the pH adjustment value of the membrane permeated water in the acid injection step is preferably 5, and more preferably 5.5. On the other hand, the upper limit of the pH adjustment value is preferably 6.5, more preferably 6. If the pH adjustment value is less than the lower limit, the
<逆浸透膜処理工程>
逆浸透膜処理工程では、逆浸透膜処理部5において上記酸注入工程後の膜透過水を逆浸透膜5aで分離する。具体的には、ポンプ5dを用いて上記膜透過水を逆浸透膜5aに圧送し、逆浸透膜5aを透過した逆浸透膜透過水と逆浸透膜5aを透過しなかった濃縮水とを分離する。また、逆浸透膜透過水は逆浸透膜透過水貯留槽5bに貯留され、濃縮水は濃縮水貯留槽5cに貯留される。
<Reverse osmosis membrane treatment process>
In the reverse osmosis membrane treatment step, the reverse osmosis
なお、上記逆浸透膜透過水は、後述する逆洗浄工程で逆洗水として用いられる他、再利用水Zとして系外に排出される。 In addition, the said reverse osmosis membrane permeated water is discharged | emitted out of the system as reused water Z besides being used as backwashing water at the backwashing process mentioned later.
<中和工程>
中和工程では、中和槽7において上記逆浸透膜処理工程で得られる濃縮水を用いて上記固液分離工程で分離した固形分濃縮液を中和する。具体的には、流路8を介して上記濃縮水を中和槽7に供給し、中和槽7に貯留された固形分濃縮液を中和する。中和後の排水は、ポンプ7aにより排水貯留槽10に排出される。
<Neutralization process>
In the neutralization step, the solid concentrate separated in the solid-liquid separation step is neutralized in the
なお、排水貯留槽10に排出された排水は、必要に応じてリン含有高硬度水Xの一部と混合され、ポンプ10aによって放流水Yとして系外に排出される。
In addition, the waste_water | drain discharged | emitted by the waste_water | drain
<逆洗浄工程>
逆洗浄工程では、逆洗浄機構6を用いて上記逆浸透膜処理工程で得られる逆浸透膜透過水で上記濾過膜3aを逆洗浄する。具体的には、逆浸透膜透過水貯留槽5bに配設されるポンプ6cにより、洗浄水供給管6aを介して逆浸透膜透過水貯留槽5bの逆浸透膜透過水を洗浄水として濾過膜3aが収容される容器に供給することで行う。また、濾過膜3a洗浄後の洗浄水は洗浄水排出管6bを介して中和槽7へ排出される。
<Back washing process>
In the reverse washing step, the
逆洗浄機構6による濾過膜3aの洗浄は、例えば濾過膜3aの連続濾過時間が一定の時間に達した場合に行ってもよく、濾過膜3aの差圧が一定以上となった場合に行ってもよい。濾過膜3aによる連続濾過と上記逆洗浄工程とを交互に行う場合、この逆洗浄工程を行う間隔としては、例えば20分以上50分以下が好ましい。また、上記逆洗浄工程では、洗浄水による洗浄に加え、濾過膜3aに気泡等の空気を擦過させてもよい。
The
〔第二実施形態〕
当該浄化方法は、硬度成分及びリン酸を含むリン含有高硬度水Xの浄化方法である。当該浄化方法は、アパタイト生成工程と、沈降分離工程と、固液分離工程と、膜処理工程と、酸注入工程と、逆浸透膜処理工程と、中和処理工程と、逆洗浄工程とを主に備える。
[Second Embodiment]
The said purification method is a purification method of the phosphorus containing high hardness water X containing a hardness component and phosphoric acid. The purification method mainly includes an apatite production step, a sedimentation separation step, a solid-liquid separation step, a membrane treatment step, an acid injection step, a reverse osmosis membrane treatment step, a neutralization treatment step, and a reverse washing step. Prepare for.
当該浄化方法には、例えば図4に示す浄化装置が用いられる。図4の浄化装置は、硬度成分及びリン酸を含むリン含有高硬度水Xの浄化装置である。当該浄化装置は、アパタイト生成部1と、固液分離部2と、膜処理部3と、酸注入部4と、逆浸透膜処理部5と、逆洗浄機構6と、中和槽7とを主に備える。さらに、当該浄化装置は、上記逆浸透膜処理部5で得られる濃縮水を上記中和槽7へ供給する流路8を有する。また、当該浄化装置は、アパタイト生成部1と固液分離部2との間に、凝集剤Eにより上記リン含有高硬度水Xに含まれる有機物Wを沈降分離する沈降分離部16をさらに備える。
For the purification method, for example, a purification device shown in FIG. 4 is used. The purification device of FIG. 4 is a purification device of phosphorus-containing high hardness water X containing a hardness component and phosphoric acid. The purification apparatus includes an apatite generation unit 1, a solid-liquid separation unit 2, a membrane treatment unit 3, an acid injection unit 4, a reverse osmosis
当該浄化方法及び当該浄化装置では、凝集剤Eを添加することによりアパタイトを核としてリン含有高硬度水X内の有機物Wが凝集する。この凝集した有機物Wを沈降分離することで、膜処理を行う際に膜面に付着する有機物Wを減少できるので、濾過膜3aの目詰まりをさらに低減できる。
In the purification method and the purification apparatus, by adding the flocculant E, the organic matter W in the phosphorus-containing high-hardness water X aggregates with apatite as the core. By sedimenting and separating the agglomerated organic matter W, the organic matter W adhering to the membrane surface during the membrane treatment can be reduced, so that the clogging of the
〔浄化装置〕
当該浄化装置は、リン含有高硬度水Xを一時的に貯留するリン含有高硬度水貯留部9、放流水Yを一時的に貯留する排水貯留槽10、再利用水Zを系外に排出するポンプ11をさらに備える。
[Purification device]
The said purification apparatus discharge | releases the reuse water Z out of the system which contains the phosphorus containing high hardness
当該浄化装置の構成のうち、沈降分離部16を除く構成は、図1に示す浄化装置と同様であるので、同一の符合を付して説明を省略する。以下、沈降分離部16について説明する。
Since the structure except the
<沈降分離部>
沈降分離部16は、アパタイト生成部1で処理された処理水に凝集剤Eを供給して、有機物Wを沈降分離する沈降分離槽16aを有する。また、沈降分離部16は、有機物Wを沈降させた処理水の上澄みを固液分離部2へ排出する上澄液排出管16bと、沈降させた有機物Wを系外へ排出する沈降物排出管16cとを有する。
<Sediment separation part>
The
上記沈降分離槽16aとしては、例えば上記処理水及び凝集剤Eが供給される円筒状の供給部及び供給部の下方に接続され、中央が下方に突出する漏斗状の底部を備える沈降分離槽を用いることができる。この沈降分離槽16aは、供給部内の上澄みを排出する排出口、及び漏斗状の底部の先端に有機物Wを回収できる回収口を有する。また、上澄液排出管16bは上記排出口に接続され、沈降物排出管16cは上記回収口に接続される。
As the settling
上記凝集剤Eとしては、硫酸バンド(硫酸アルミニウム)やPAC(ポリ塩化アルミニウム)等のアルミ系無機凝集剤や、ポリ鉄、塩化第二鉄等の鉄系無機凝集剤などを用いることができる。中でも添加量の管理が容易であるPACが好ましい。 As the flocculant E, aluminum-based inorganic flocculants such as sulfuric acid band (aluminum sulfate) and PAC (polyaluminum chloride), iron-based inorganic flocculants such as polyiron and ferric chloride, and the like can be used. Among these, PAC is preferable because the amount added can be easily managed.
上記処理水中の上記凝集剤Eの添加量の下限としては、1ppmが好ましく、2ppmがより好ましい。一方、上記凝集剤Eの添加量の上限としては、20ppmが好ましく、10ppmがより好ましい。上記凝集剤Eの添加量が上記下限未満であると、有機物Wの除去効果が不十分となるおそれがある。逆に、上記凝集剤Eの添加量が上記上限を超えると、処理水のpHが下がり易くなり、アパタイトが溶解し濾過膜3aの目詰まりが発生し易くなるおそれがある。
As a minimum of the addition amount of the said flocculant E in the said treated water, 1 ppm is preferable and 2 ppm is more preferable. On the other hand, the upper limit of the addition amount of the flocculant E is preferably 20 ppm, and more preferably 10 ppm. There exists a possibility that the removal effect of the organic substance W may become inadequate that the addition amount of the said coagulant | flocculant E is less than the said minimum. On the contrary, when the addition amount of the flocculant E exceeds the upper limit, the pH of the treated water tends to be lowered, and the apatite is dissolved and the
〔浄化方法〕
次に、当該浄化装置を用いた浄化方法について説明する。当該浄化方法の工程のうち、沈降分離工程を除く各工程は、図1に示す浄化装置を用いた浄化方法の各工程と同様であるので、以下、沈降分離工程について説明する。
[Purification method]
Next, a purification method using the purification device will be described. Of the steps of the purification method, the steps other than the sedimentation separation step are the same as the steps of the purification method using the purification apparatus shown in FIG.
<沈降分離工程>
沈降分離工程では、沈降分離部16においてアパタイト生成工程後の処理水を沈降分離する。この沈降分離工程は、アパタイト生成工程後かつ固液分離工程前に行われる。具体的には、沈降分離槽16aにアパタイト生成工程後の処理水と共に凝集剤Eを供給する。この凝集剤Eの添加によりアパタイトを核としてリン含有高硬度水X内の有機物Wが凝集する。凝集した有機物Wは沈降分離槽16a内で沈降し、沈降物排出管16cを介して系外へ排出される。一方、凝集した有機物Wが分離された沈降分離槽16a内の上澄みは、上澄液排出管16bを介して固液分離部2へ送られる。
<Sediment separation process>
In the sedimentation separation process, the treated water after the apatite production process is sedimented and separated in the
[その他の実施形態]
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
[Other Embodiments]
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is not limited to the configuration of the embodiment described above, but is defined by the scope of the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims. The
上記実施形態では、洗浄方法が酸注入工程を備える場合を説明したが、酸注入工程は必須の構成要件ではなく、例えば固液分離工程でアパタイトが十分に分離されている場合等酸注入工程を省略してもよい。酸注入工程を行わない場合は、洗浄装置の酸注入部も省略することができる。 In the above embodiment, the case where the cleaning method includes the acid injection step has been described. However, the acid injection step is not an essential constituent element. For example, when the apatite is sufficiently separated in the solid-liquid separation step, the acid injection step is performed. It may be omitted. When the acid injection step is not performed, the acid injection portion of the cleaning device can be omitted.
また、逆浸透膜処理工程を省略することもできる。この場合においても酸注入工程を省略することができる。また、洗浄装置の酸注入部及び逆浸透膜処理部も省略することができる。 Further, the reverse osmosis membrane treatment step can be omitted. Even in this case, the acid injection step can be omitted. Moreover, the acid injection | pouring part and reverse osmosis membrane process part of a washing | cleaning apparatus are also omissible.
上記実施形態では、逆浸透膜処理工程で得られる逆浸透膜透過水をそのまま用いて逆洗浄を行う場合を説明したが、上記逆浸透膜透過水にさらに酸を注入して洗浄水として用いてもよい。このように洗浄水のpHを下げることで、濾過膜に付着しているアパタイトをさらに効果的に除去できる。なお、酸注入後の洗浄水のpHは、濾過膜の酸による劣化及び阻止率の低下抑止と洗浄力の向上効果との観点から、4以上5以下が好ましい。 In the above embodiment, the case where the reverse osmosis membrane permeated water obtained in the reverse osmosis membrane treatment step is used as it is for reverse cleaning has been described. However, further acid is injected into the reverse osmosis membrane permeated water and used as the cleaning water. Also good. Thus, the apatite adhering to the filtration membrane can be more effectively removed by lowering the pH of the washing water. In addition, the pH of the washing water after the acid injection is preferably 4 or more and 5 or less from the viewpoints of deterioration of the filtration membrane due to the acid and inhibition of the reduction of the blocking rate and the effect of improving the washing power.
また、逆浸透膜処理工程で得られる逆浸透膜透過水を逆洗浄に用いることは必須ではなく、例えば洗浄水として外部の水や膜透過水貯留槽に貯留される処理水を用いてもよい。洗浄水として外部の水等を用いる場合においても、酸を注入して洗浄水のpHを下げるとよい。また、切替えバルブを設けて、例えば逆浸透膜透過水及び膜透過水貯留槽に貯留される処理水を選択的に、あるいは混合して用いてもよい。 Moreover, it is not essential to use the reverse osmosis membrane permeated water obtained in the reverse osmosis membrane treatment step for back washing. For example, external water or treated water stored in a membrane permeated water storage tank may be used as the washing water. . Even when external water or the like is used as the washing water, it is preferable to inject an acid to lower the pH of the washing water. In addition, a switching valve may be provided so that, for example, reverse osmosis membrane permeated water and treated water stored in the membrane permeated water storage tank may be used selectively or mixed.
上記実施形態では、固液分離部で分離した固形分濃縮液を、逆浸透膜処理部で得られる濃縮水を用いて中和槽で中和する場合を説明したが、濃縮水を用いることは必須ではなく、例えば中和槽に酸を直接注入してもよい。中和槽での中和に濃縮水を用いない場合は、濃縮水を中和槽へ供給する流路は省略できる。この場合、濃縮水は例えば排水貯留槽に排出される。 In the said embodiment, although the solid content concentrate isolate | separated in the solid-liquid separation part demonstrated the case where it neutralizes with a neutralization tank using the concentrated water obtained in a reverse osmosis membrane process part, using concentrated water For example, the acid may be directly injected into the neutralization tank. When concentrated water is not used for neutralization in the neutralization tank, the flow path for supplying the concentrated water to the neutralization tank can be omitted. In this case, the concentrated water is discharged to, for example, a drainage storage tank.
上記実施形態では、アパタイトを固液分離部で分離する場合について説明したが、アパタイトはこの固液分離部での分離に加えて、アパタイト生成部で分離してもよい。アパタイト生成部で分離する方法としては、例えば沈降分離を用いることができる。また、アパタイト生成部で分離されたアパタイトは系外に排出される。 In the above embodiment, the case where the apatite is separated by the solid-liquid separation unit has been described. However, the apatite may be separated by the apatite generation unit in addition to the separation by the solid-liquid separation unit. For example, sedimentation separation can be used as a method of separation in the apatite generation unit. Moreover, the apatite separated in the apatite production part is discharged out of the system.
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples.
[No.1]
図1の浄化装置を用いたリン含有高硬度水の浄化方法によってリン含有高硬度水(原水)を浄化した。原水の水質は表1に示す。図1の浄化装置で、アパタイト生成部におけるpH調整剤には、水酸化ナトリウムを用いた。また、膜処理部に設けられる濾過膜は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製の濾過膜を用いた。酸注入部における酸には、塩酸を用いた。
[No. 1]
Phosphorus-containing high-hardness water (raw water) was purified by a method for purifying phosphorus-containing high-hardness water using the purification apparatus of FIG. Table 1 shows the quality of raw water. In the purification apparatus of FIG. 1, sodium hydroxide was used as a pH adjuster in the apatite generation unit. Moreover, the filtration membrane provided in a membrane treatment part used the filtration membrane made from polytetrafluoroethylene (PTFE). Hydrochloric acid was used as the acid in the acid injection part.
<pH調整値の評価>
図1の浄化装置において、運転フラックスを50LMHに固定し、pH調整剤である水酸化ナトリウムの供給量を調整することでアパタイト生成工程におけるpH調整値を変化させ、そのときの濾過膜の差圧(TMP)を測定した。結果を図5に示す。なお、固液分離工程では処理水のpH値はほとんど変化しないため、アパタイト生成工程におけるpH調整値は、濾過膜に供給される処理水のpH値と実質的に等しい。
<Evaluation of pH adjustment value>
In the purification apparatus of FIG. 1, the operating flux is fixed at 50 LMH, and the pH adjustment value in the apatite generation process is changed by adjusting the supply amount of sodium hydroxide as a pH adjusting agent, and the differential pressure of the filtration membrane at that time (TMP) was measured. The results are shown in FIG. Since the pH value of the treated water hardly changes in the solid-liquid separation process, the pH adjustment value in the apatite production process is substantially equal to the pH value of the treated water supplied to the filtration membrane.
図5のグラフから分かるようにアパタイト生成工程におけるpH調整値を8.25以上9.5以下とすることで、濾過膜の差圧が低減できている。pH調整値を上記範囲内とすることで、リン含有高硬度水からのカルシウム及びリン酸の除去効率を高められ、濾過膜の目詰まりをさらに低減できることが分かる。 As can be seen from the graph of FIG. 5, the differential pressure of the filtration membrane can be reduced by setting the pH adjustment value in the apatite generation step to 8.25 or more and 9.5 or less. It turns out that the removal efficiency of the calcium and phosphoric acid from phosphorus containing high hardness water can be raised by making pH adjustment value in the said range, and the clogging of a filtration membrane can further be reduced.
<処理水の水質評価>
運転フラックスを50LMH、アパタイト生成工程におけるpH調整値を8.3として浄化した際の各工程での処理水の水質を測定した。結果を表1に示す。
<Water quality evaluation of treated water>
The quality of the treated water in each process when the operating flux was 50 LMH and the pH adjustment value in the apatite production process was 8.3 was measured. The results are shown in Table 1.
表1において、TCは全炭素量(Total Carbon)、ICは無機態炭素量(Inorganic Carbon)、TOCは全有機炭素量(Total Organic Carbon)、DOCは溶存有機炭素量(Dissolved Organic Carbon)をそれぞれ表す。 In Table 1, TC is the total carbon content (Total Carbon), IC is the inorganic carbon content (Inorganic Carbon), TOC is the total organic carbon content (Total Organic Carbon), and DOC is the dissolved organic carbon content (Dissolved Organic Carbon), respectively. Represent.
表1から分かるようにアパタイト生成工程後にカルシウムイオン及びリン酸イオンが大きく減少している。また、濾過膜表面に付着した物質をFT−IRにより解析したところ、1100cm−1付近にハイドロキシアパタイト(HAP)と考えられるピークが観測された。以上から、pH調整によりリン含有高硬度水中に含まれるカルシウム及びリン酸によりアパタイトが生成され、膜処理工程で膜分離する処理水に含まれる硬度成分及びリン酸を低減できることが分かる。 As can be seen from Table 1, calcium ions and phosphate ions are greatly reduced after the apatite production step. Moreover, when the substance adhering to the filter membrane surface was analyzed by FT-IR, a peak considered to be hydroxyapatite (HAP) was observed in the vicinity of 1100 cm −1 . From the above, it can be seen that apatite is produced by calcium and phosphoric acid contained in the phosphorus-containing high-hardness water by adjusting the pH, and the hardness component and phosphoric acid contained in the treated water that is subjected to membrane separation in the membrane treatment step can be reduced.
<HAPの生成効果の比較>
図1の浄化装置を用いて、アパタイト生成工程におけるpH調整値を8.5としてアパタイト生成を行った場合と、pH調整剤を供給しない、すなわちアパタイト生成を行わない場合とを比較した。上記比較は、運転フラックスを30LMHから60MLHの範囲で変化させたときの濾過膜の差圧を測定することにより行った。結果を図6に示す。
<Comparison of HAP generation effect>
Using the purification apparatus of FIG. 1, the case where apatite generation was performed with a pH adjustment value of 8.5 in the apatite generation step was compared with the case where no pH adjusting agent was supplied, that is, apatite generation was not performed. The comparison was performed by measuring the differential pressure of the filtration membrane when the operating flux was changed in the range of 30LMH to 60MLH. The results are shown in FIG.
図6のグラフから分かるようにいずれの運転フラックスにおいてもpH調整を行いアパタイト生成した場合の方がアパタイト生成を行わない場合よりも濾過膜の差圧が低い。このことからリン含有高硬度水のpHを調整することでリン含有高硬度水中に含まれるカルシウム及びリン酸によりアパタイトを生成することで濾過膜の目詰まりが低減できることが分かる。 As can be seen from the graph of FIG. 6, the differential pressure of the filtration membrane is lower when pH is adjusted and apatite is generated in any operating flux than when apatite is not generated. This shows that clogging of the filtration membrane can be reduced by adjusting the pH of the phosphorus-containing high-hardness water to produce apatite with calcium and phosphoric acid contained in the phosphorus-containing high-hardness water.
<消費電力の評価>
さらに、アパタイト生成工程を行った場合と行わない場合について、濾過膜で消費される電力を算出し、比較した。消費電力の算出にあたっては、処理水量10000m3/日、供給圧力を100kPa、ポンプ効率を83%とし、以下の式を用いて処理水単位量当たりの消費電力を求めた。結果を表2に示す。
P=ρ×g×Q×H/(10×η) ・・・(1)
ここで、
P:ポンプの消費電力(kW)
ρ:処理水の密度(1000kg/m3)
Q:流速(m3/s)
H:ポンプヘッド(m)
η:ポンプ効率(%)
g:重力加速度(9.8m/s2)
<Evaluation of power consumption>
Furthermore, the electric power consumed by the filtration membrane was calculated and compared for the case where the apatite generation step was performed and the case where it was not performed. In calculating the power consumption, the amount of treated water was 10000 m 3 / day, the supply pressure was 100 kPa, the pump efficiency was 83%, and the power consumption per unit amount of treated water was determined using the following formula. The results are shown in Table 2.
P = ρ × g × Q × H / (10 × η) (1)
here,
P: Power consumption of pump (kW)
ρ: density of treated water (1000 kg / m 3 )
Q: Flow velocity (m 3 / s)
H: Pump head (m)
η: Pump efficiency (%)
g: Gravitational acceleration (9.8 m / s 2 )
表2の結果から、アパタイトを生成することで、濾過膜の目詰まりが低減され、消費電力が20%以上削減できることが分かる。 From the results in Table 2, it can be seen that by producing apatite, clogging of the filtration membrane is reduced, and power consumption can be reduced by 20% or more.
[No.2]
次に、図4の浄化装置を用いたリン含有高硬度水の浄化方法によってリン含有高硬度水(原水)を浄化した。原水にはNo.1と同じものを用いた。沈降分離部における凝集剤としてはPACを用い、その添加量は10ppmとした。アパタイト生成部におけるpH調整剤、膜処理部に設けられる濾過膜、及び酸注入部における酸については、No.1と同じものを用いた。
[No. 2]
Next, phosphorus-containing high hardness water (raw water) was purified by a method for purifying phosphorus-containing high hardness water using the purification apparatus of FIG. No. The same as 1 was used. PAC was used as the flocculant in the sedimentation separation unit, and the amount added was 10 ppm. Regarding the pH adjusting agent in the apatite production part, the filtration membrane provided in the membrane treatment part, and the acid in the acid injection part, The same as 1 was used.
<評価>
運転フラックスを50LMH、アパタイト生成工程におけるpH調整値を8.3として浄化し、No.1との比較を行った。結果を表3に示す。
<Evaluation>
The operating flux was purified to 50 LMH, and the pH adjustment value in the apatite production process was set to 8.3. Comparison with 1 was performed. The results are shown in Table 3.
表3で、凝集剤添加の「−」は、凝集剤を添加していないことを示す。 In Table 3, “-” in the case of adding a flocculant indicates that no flocculant is added.
表3から、No.2の固液分離前のTOCは、No.1の固液分離前のTOCより小さいことが分かる。このことから、アパタイト生成後に凝集剤を添加することで、処理水から有機物を効果的に除去できていることが分かる。 From Table 3, no. The TOC before solid-liquid separation of No. 2 It can be seen that it is smaller than the TOC before 1 solid-liquid separation. This shows that organic substances can be effectively removed from the treated water by adding a flocculant after apatite formation.
また、No.1では1日8回の逆洗を行いつつ運転した場合、3週間で膜濾過の差圧が70kPaに達し、薬品洗浄が必要となった。これに対し、No.2では1日4回の逆洗であっても、1ヶ月後の膜濾過の差圧が50〜60kPaであり、安定した運転が可能であった。
No. In No. 1, when the operation was performed while
このことから、アパタイト生成後に凝集剤を添加することによりリン含有高硬度水内の有機物を凝集させ沈降分離することで、膜処理部で膜面に付着する有機物を減少できるので、濾過膜の目詰まりをさらに低減できることが分かる。 From this, it is possible to reduce the organic matter adhering to the membrane surface in the membrane treatment section by aggregating and separating the organic matter in the phosphorus-containing high-hardness water by adding a flocculant after the apatite is formed. It can be seen that clogging can be further reduced.
以上のように、本発明のリン含有高硬度水の浄化方法及び浄化装置を用いることで、水処理設備の安定運転と、濾過膜の目詰まりの低減による消費電力の削減とができる。 As described above, by using the method and apparatus for purifying phosphorus-containing high-hardness water according to the present invention, it is possible to stably operate the water treatment facility and reduce power consumption by reducing clogging of the filtration membrane.
1 アパタイト生成部
1a ポンプ
1b 撹拌装置
1c pH測定器
2 固液分離部
2a 固液分離装置
2b 固液分離処理水貯留槽
2c 固形分濃縮液排出管
3 膜処理部
3a 濾過膜
3b 膜透過水貯留槽
3c ポンプ
4 酸注入部
4a 酸注入管
5 逆浸透膜処理部
5a 逆浸透膜
5b 逆浸透膜透過水貯留槽
5c 濃縮水貯留槽
5d ポンプ
6 逆洗浄機構
6a 洗浄水供給管
6b 洗浄水排出管
6c ポンプ
7 中和槽
7a ポンプ
8 流路
9 リン含有高硬度水貯留部
9a リン含有高硬度水貯留槽
9b ポンプ
10 排水貯留槽
10a ポンプ
11 ポンプ
12 混合槽
13 インラインミキサー
14 気泡供給機構
15 曝気槽
16 沈降分離部
16a 沈降分離槽
16b 上澄液排出管
16c 沈降物排出管
A pH調整剤
B 酸
C 空気
D 気泡
E 凝集剤
W 有機物
X リン含有高硬度水
Y 放流水
Z 再利用水
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Apatite production |
Claims (14)
上記リン含有高硬度水のpH調整によりアパタイトを生成するアパタイト生成工程と、
上記アパタイト生成工程後の処理水を固液分離する固液分離工程と、
上記固液分離工程で固形分を分離した処理水を限外濾過膜又は精密濾過膜で膜分離する膜処理工程と
を備えるリン含有高硬度水の浄化方法。 A method for purifying phosphorus-containing high hardness water containing a hardness component and phosphoric acid,
An apatite production step of producing apatite by adjusting the pH of the phosphorus-containing high hardness water;
A solid-liquid separation step for solid-liquid separation of the treated water after the apatite production step;
A method for purifying phosphorus-containing high-hardness water, comprising: a membrane treatment step of membrane separation of the treated water separated in the solid-liquid separation step with an ultrafiltration membrane or a microfiltration membrane.
上記酸注入工程後の膜透過水を逆浸透膜で分離する逆浸透膜処理工程と
をさらに備える請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のリン含有高硬度水の浄化方法。 An acid injection step of injecting an acid into the membrane permeated water obtained in the membrane treatment step;
The method for purifying phosphorus-containing high hardness water according to any one of claims 1 to 4, further comprising: a reverse osmosis membrane treatment step of separating the membrane permeated water after the acid injection step with a reverse osmosis membrane.
リン含有高硬度水のpH調整によりアパタイトを生成するアパタイト生成部と、
上記アパタイト生成部でアパタイトを生成した処理水を固液分離する固液分離部と、
上記固液分離部で固形分を分離した処理水を限外濾過膜又は精密濾過膜で膜分離する膜処理部と
を備えるリン含有高硬度水の浄化装置。 A device for purifying phosphorus-containing high hardness water containing a hardness component and phosphoric acid,
An apatite generating part that generates apatite by adjusting the pH of phosphorus-containing high hardness water;
A solid-liquid separation unit for solid-liquid separation of the treated water that produced apatite in the apatite production unit;
A device for purifying phosphorus-containing high hardness water, comprising: a membrane treatment unit for separating the treated water from which the solid content has been separated by the solid-liquid separation unit with an ultrafiltration membrane or a microfiltration membrane.
上記酸注入部で酸を注入された膜透過水を逆浸透膜で分離する逆浸透膜処理部と
をさらに備える請求項8又は請求項9に記載のリン含有高硬度水の浄化装置。 An acid injection unit for injecting acid into the membrane permeated water obtained in the membrane treatment unit;
The apparatus for purifying phosphorus-containing hard water according to claim 8 or 9, further comprising: a reverse osmosis membrane treatment unit that separates the membrane permeated water into which the acid has been injected by the acid injection unit with a reverse osmosis membrane.
上記逆浸透膜処理部で得られる濃縮水を上記中和槽へ供給する流路を有する請求項10に記載のリン含有高硬度水の浄化装置。 A neutralization tank for neutralizing the solid content concentrate separated in the solid-liquid separation unit,
The apparatus for purifying phosphorus-containing hard water according to claim 10, further comprising a flow path for supplying concentrated water obtained in the reverse osmosis membrane treatment section to the neutralization tank.
上記撹拌装置がインラインミキサー又は曝気槽を備える請求項8から請求項12のいずれか1項に記載のリン含有高硬度水の浄化装置。 The apatite generation part has a pump for supplying a pH adjusting agent, and a stirring device for stirring the pH adjusting agent,
The purification apparatus for phosphorus-containing high-hardness water according to any one of claims 8 to 12, wherein the stirring device includes an in-line mixer or an aeration tank.
The apparatus for purifying phosphorus-containing hard water according to claim 13, wherein the pH adjuster is sodium hydroxide.
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