JP2019126784A - Silica-containing water treatment apparatus and treatment method - Google Patents
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Abstract
【課題】有機物およびシリカを含むシリカ含有水のシリカ処理において、安定した運転でシリカを除去することができる、シリカ含有水の処理装置および処理方法を提供する。【解決手段】有機物およびシリカを含む被処理水に、マグネシウム化合物を添加するか、被処理水中に含まれるマグネシウムを利用してｐＨ１０以上でシリカを不溶化するための反応槽１２と、得られた不溶化物を膜ろ過する膜ろ過装置１４と、を備える、シリカ含有水の処理装置１である。【選択図】図１PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a silica-containing water treatment apparatus and a treatment method capable of removing silica with stable operation in the silica treatment of silica-containing water containing an organic substance and silica. SOLUTION: A reaction tank 12 for adding a magnesium compound to water to be treated containing an organic substance and silica, or using magnesium contained in the water to be treated to insolubilize silica at a pH of 10 or higher, and the obtained insolubilization. A silica-containing water treatment device 1 comprising a membrane filtration device 14 for membrane filtration of an object. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、シリカ含有水の処理装置および処理方法に関する。 The present invention relates to an apparatus and method for treating silica-containing water.
シリカを含む被処理水に水溶性マグネシウム塩等のマグネシウム化合物を添加し、アルカリ性条件下で析出したケイ酸マグネシウムを、ろ過砂やアンスラサイト等の粒子状ろ材を用いるろ過により除去する方法が知られている（特許文献１参照）。 A method is known in which a magnesium compound such as a water-soluble magnesium salt is added to water to be treated containing silica, and magnesium silicate precipitated under alkaline conditions is removed by filtration using particulate filter media such as filtration sand or anthracite. (See Patent Document 1).
砂ろ過等の粒子状ろ材を用いるろ過では、被処理水に含まれるＳＳ成分や析出したケイ酸マグネシウム由来のＳＳ成分の濃度が高いときに短時間でろ高が上昇してしまう。ろ高を回復させるためには頻繁にろ材の逆洗を行う必要があり、水回収率が大幅に低下し、安定運転が困難である。 In filtration using particulate filter media such as sand filtration, the filter height rises in a short time when the concentration of the SS component contained in the water to be treated or the precipitated SS component derived from magnesium silicate is high. In order to recover the filter height, it is necessary to backwash the filter medium frequently, the water recovery rate is greatly reduced, and stable operation is difficult.
また、ろ過処理水にシリカがリークすると、後段に逆浸透膜装置を備える場合、逆浸透膜装置においてシリカスケールが発生するリスクがある。さらに、ろ過処理水に菌がリークすると、逆浸透膜のバイオファウリングが発生するリスクがある。 Further, when silica leaks into the filtered water, there is a risk that silica scale is generated in the reverse osmosis membrane device when a reverse osmosis membrane device is provided in the subsequent stage. Furthermore, if bacteria leak into the filtration water, there is a risk that biofouling of the reverse osmosis membrane will occur.
本発明の目的は、有機物およびシリカを含むシリカ含有水のシリカ処理において、安定した運転でシリカを除去することができる、シリカ含有水の処理装置および処理方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an apparatus and method for treating silica-containing water capable of removing silica in a stable operation in the treatment of silica-containing water containing organic matter and silica.
本発明は、有機物およびシリカを含む被処理水に、マグネシウム化合物を添加するか、前記被処理水中に含まれるマグネシウムを利用してｐＨ１０以上でシリカを不溶化するための不溶化手段と、得られた不溶化物を膜ろ過する膜ろ過手段と、を備える、シリカ含有水の処理装置である。 The present invention relates to an insolubilization means for adding a magnesium compound to water to be treated containing an organic substance and silica, or for insolubilizing silica at a pH of 10 or more by using magnesium contained in the water to be treated, and the obtained insolubilization. A silica-containing water treatment apparatus comprising a membrane filtration means for membrane-filtering a substance.
前記シリカ含有水の処理装置において、前記膜ろ過手段の後段に、膜ろ過液を逆浸透膜に通水して透過水および濃縮水を得る逆浸透膜処理装置をさらに備えることが好ましい。 The silica-containing water treatment apparatus preferably further comprises a reverse osmosis membrane treatment apparatus that obtains permeate and concentrated water by passing the membrane filtrate through a reverse osmosis membrane after the membrane filtration means.
前記シリカ含有水の処理装置において、前記膜ろ過手段を逆洗する逆洗手段と、排出される逆洗排水の少なくとも一部に酸を添加する酸添加手段と、前記酸を添加した逆洗排水を前記膜ろ過手段の前段に返送する逆洗排水返送手段と、をさらに備えることが好ましい。 In the silica-containing water treatment apparatus, backwashing means for backwashing the membrane filtration means, acid addition means for adding an acid to at least part of the backwashed drainage discharged, and backwashing wastewater added with the acid It is preferable to further comprise a backwashing waste water return means for returning to the previous stage of the membrane filtration means.
前記シリカ含有水の処理装置において、前記膜ろ過手段を逆洗する逆洗手段と、排出される逆洗排水の少なくとも一部に酸を添加する酸添加手段と、前記酸を添加した逆洗排水を固液分離する固液分離手段と、前記固液分離手段により分離した固液分離水の少なくとも一部を前記膜ろ過手段の前段に返送する固液分離水返送手段と、をさらに備えることが好ましい。 In the silica-containing water treatment apparatus, backwashing means for backwashing the membrane filtration means, acid addition means for adding an acid to at least part of the backwashed drainage discharged, and backwashing wastewater added with the acid Solid-liquid separation means for solid-liquid separation, and solid-liquid separation water return means for returning at least part of the solid-liquid separation water separated by the solid-liquid separation means to the previous stage of the membrane filtration means. preferable.
また、本発明は、有機物およびシリカを含む被処理水に、マグネシウム化合物を添加するか、前記被処理水中に含まれるマグネシウムを利用してｐＨ１０以上でシリカを不溶化する不溶化工程と、得られた不溶化物を膜ろ過する膜ろ過工程と、を含む、シリカ含有水の処理方法である。 Further, the present invention provides an insolubilization step of adding a magnesium compound to water to be treated containing an organic substance and silica, or insolubilizing silica at a pH of 10 or more using magnesium contained in the water to be treated, and the obtained insolubilization A method for treating silica-containing water, comprising a membrane filtration step of membrane-filtering a product.
前記シリカ含有水の処理方法において、前記膜ろ過工程の後段に、膜ろ過液を逆浸透膜に通水して透過水および濃縮水を得る逆浸透膜処理工程をさらに含むことが好ましい。 The method for treating silica-containing water preferably further includes a reverse osmosis membrane treatment step of passing the membrane filtrate through a reverse osmosis membrane to obtain permeated water and concentrated water after the membrane filtration step.
前記シリカ含有水の処理方法において、前記膜ろ過工程で用いる膜を逆洗する逆洗工程と、排出される逆洗排水の少なくとも一部に酸を添加する酸添加工程と、前記酸を添加した逆洗排水を前記膜ろ過工程の前段に返送する逆洗排水返送工程と、をさらに含むことが好ましい。 In the method for treating silica-containing water, a backwashing step of backwashing the membrane used in the membrane filtration step, an acid addition step of adding an acid to at least part of the backwashing drainage discharged, and the acid added It is preferable to further include a backwashing drainage return step of returning backwashing drainage to a front stage of the membrane filtration step.
前記シリカ含有水の処理方法において、前記膜ろ過工程で用いる膜を逆洗する逆洗工程と、排出される逆洗排水の少なくとも一部に酸を添加する酸添加工程と、前記酸を添加した逆洗排水を固液分離する固液分離工程と、前記固液分離工程により分離した固液分離水の少なくとも一部を前記膜ろ過工程の前段に返送する固液分離水返送工程と、をさらに含むことが好ましい。 In the method for treating silica-containing water, a backwashing step of backwashing the membrane used in the membrane filtration step, an acid addition step of adding an acid to at least part of the backwashing drainage discharged, and the acid added A solid-liquid separation step for solid-liquid separation of backwash waste water, and a solid-liquid separation water return step for returning at least a part of the solid-liquid separation water separated by the solid-liquid separation step to the previous stage of the membrane filtration step. It is preferable to include.
本発明では、有機物およびシリカを含むシリカ含有水のシリカ処理において、安定した運転でシリカを除去することができる。 In the present invention, silica can be removed in a stable operation in the treatment of silica-containing water containing organic matter and silica.
本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below. The present embodiment is an example for implementing the present invention, and the present invention is not limited to the present embodiment.
本発明の実施形態に係るシリカ含有水の処理装置の一例の概略を図１に示し、その構成について説明する。 The outline of an example of the treatment apparatus of the silica containing water which concerns on embodiment of this invention is shown in FIG. 1, and the structure is demonstrated.
シリカ含有水の処理装置１は、有機物およびシリカを含む被処理水に、マグネシウム化合物を添加するか、被処理水中に含まれるマグネシウムを利用してｐＨ１０以上でシリカを不溶化するための不溶化手段として反応槽１２と、得られた不溶化物を膜ろ過する膜ろ過手段として膜ろ過装置１４と、を備える。シリカ含有水の処理装置１は、被処理水を貯留するための被処理水槽１０をさらに備えてもよい。 The treatment apparatus 1 for silica-containing water adds a magnesium compound to water to be treated containing an organic substance and silica, or reacts as an insolubilizing means for insolubilizing silica at pH 10 or more using magnesium contained in the water to be treated A tank 12 and a membrane filtration device 14 as a membrane filtration means for membrane filtration of the obtained insoluble matter are provided. The processing apparatus 1 for silica-containing water may further include a treated water tank 10 for storing treated water.
図１のシリカ含有水の処理装置１において、被処理水槽１０の出口と反応槽１２の被処理水入口とは、ポンプ１６を介して配管１８により接続されている。反応槽１２の出口と膜ろ過装置１４の入口とは、配管２０により接続されている。膜ろ過装置１４の膜ろ過液出口には、処理水配管２２が接続されている。反応槽１２には、マグネシウム化合物添加手段としてマグネシウム化合物添加配管２４と、ｐＨ調整剤添加手段としてｐＨ調整剤添加配管２６とが接続され、撹拌手段として撹拌羽根を備える撹拌装置２８が設置されている。 In the apparatus for treating silica-containing water in FIG. 1, the outlet of the treated water tank 10 and the treated water inlet of the reaction vessel 12 are connected by a pipe 18 via a pump 16. The outlet of the reaction tank 12 and the inlet of the membrane filtration device 14 are connected by a pipe 20. A treated water pipe 22 is connected to the outlet of the membrane filtrate of the membrane filtration device 14. In the reaction tank 12, a magnesium compound addition pipe 24 as a magnesium compound addition means and a pH adjuster addition pipe 26 as a pH adjuster addition means are connected, and a stirring device 28 equipped with stirring blades is installed as a stirring means. .
本実施形態に係るシリカ含有水の処理方法およびシリカ含有水の処理装置１の動作について説明する。 Operation | movement of the processing method of the silica containing water which concerns on this embodiment, and the processing apparatus 1 of silica containing water is demonstrated.
被処理水である有機物およびシリカを含むシリカ含有水は、必要に応じて被処理水槽１０に貯留され、ポンプ１６により配管１８を通して反応槽１２へ送液される。添加すべきマグネシウム化合物の量は、目標とする処理水のシリカ濃度等に応じて変わるため明確に規定できないが、一例として処理水のシリカ濃度を１０ｍｇ／Ｌ以下とする場合、以下のようになる。例えば、被処理水のｐＨが１０以上であって、被処理水中にマグネシウムが含まれていない場合、または被処理水中のマグネシウムの含有量がシリカの含有量（１モル）に対して０．５モル未満である場合、反応槽１２において、シリカ含有水に、マグネシウム化合物添加配管２４を通してマグネシウム化合物が添加されてシリカが不溶化される（不溶化工程）。例えば、被処理水のｐＨが１０未満であって、被処理水中にマグネシウムが含まれていない場合、または被処理水中のマグネシウムの含有量がシリカの含有量（１モル）に対して０．５モル未満である場合、反応槽１２において、シリカ含有水に、マグネシウム化合物添加配管２４を通してマグネシウム化合物が添加され、ｐＨ調整剤添加配管２６を通してｐＨ調整剤が添加されて被処理水のｐＨが１０以上とされ、シリカが不溶化される（不溶化工程）。例えば、被処理水のｐＨが１０未満であって、被処理水中のマグネシウムの含有量がシリカの含有量（１モル）に対して０．５モル以上である場合、反応槽１２において、シリカ含有水に、ｐＨ調整剤添加配管２６を通してｐＨ調整剤が添加されて被処理水のｐＨが１０以上とされ、シリカが不溶化される（不溶化工程）。例えば、被処理水のｐＨが１０以上であって、被処理水中のマグネシウムの含有量がシリカの含有量（１モル）に対して０．５モル以上である場合、そのまま次の膜ろ過装置１４へ送液される。反応槽１２では撹拌装置２８により反応液が撹拌されてもよい。 The silica-containing water containing the organic matter and the silica, which is the water to be treated, is stored in the water tank 10 to be treated, if necessary, and is sent to the reaction tank 12 through the pipe 18 by the pump 16. The amount of magnesium compound to be added can not be specified clearly because it changes according to the target silica concentration etc. of treated water, but when the silica concentration of treated water is 10 mg / L or less as an example, it becomes as follows . For example, when the pH of the water to be treated is 10 or more and magnesium is not contained in the water to be treated, or the content of magnesium in the water to be treated is 0.5 relative to the content of silica (1 mole) If it is less than the molar amount, the magnesium compound is added to the silica-containing water through the magnesium compound addition pipe 24 in the reaction tank 12 to insolubilize the silica (insolubilization step). For example, when the pH of the water to be treated is less than 10 and magnesium is not contained in the water to be treated, or the content of magnesium in the water to be treated is 0.5 with respect to the content of silica (1 mol) When it is less than the molar amount, the magnesium compound is added to the silica-containing water through the magnesium compound addition pipe 24 in the reaction tank 12, the pH adjuster is added through the pH adjuster addition pipe 26, and the pH of the water to be treated is 10 or more And the silica is insolubilized (insolubilization step). For example, when the pH of the water to be treated is less than 10 and the content of magnesium in the water to be treated is 0.5 mol or more with respect to the content (1 mol) of silica, the silica contained in the reaction tank 12 The pH adjuster is added to water through the pH adjuster addition pipe 26 to make the pH of the water to be 10 or higher, and the silica is insolubilized (insolubilization step). For example, when the pH of the water to be treated is 10 or more and the magnesium content in the water to be treated is 0.5 moles or more with respect to the silica content (1 mole), the next membrane filtration device 14 is used as it is. It is sent to the In the reaction tank 12, the reaction solution may be stirred by the stirring device 28.
被処理水へのマグネシウム化合物の添加は、図１のように反応槽１２を設けてもよいし、反応槽１２を設けずに被処理水槽１０と膜ろ過装置１４とを接続する配管等におけるインラインミキサ等を用いたライン注入でもよい。 The addition of the magnesium compound to the water to be treated may be provided with the reaction tank 12 as shown in FIG. 1 or inline in the piping etc. connecting the water tank 10 to be treated and the membrane filtration apparatus 14 without providing the reaction tank 12 Line injection using a mixer or the like may be used.
ｐＨ調整が行われる場合、図１のように反応槽１２において行われてもよいし、反応槽１２の前段または後段に別途、ｐＨ調整槽を設けて、ｐＨ調整槽においてｐＨ調整が行われてもよい。すなわち、予めｐＨ調整した被処理水にマグネシウム化合物を添加してもよいし、マグネシウム化合物を添加した被処理水をｐＨ調整してもよい。 When pH adjustment is performed, it may be performed in the reaction tank 12 as shown in FIG. 1, or a pH adjustment tank is separately provided in the front stage or the rear stage of the reaction tank 12, and pH adjustment is performed in the pH adjustment tank. It is also good. That is, the magnesium compound may be added to the water to be treated whose pH has been adjusted in advance, or the pH of the water to be treated to which the magnesium compound has been added may be adjusted.
マグネシウム化合物が添加されたｐＨ１０以上のアルカリ条件下で反応時間を好ましくは１〜１５分間、例えば１０分程度とって撹拌することで、マグネシウムフロックが形成される。マグネシウムフロックには、シリカとマグネシウムとが反応して生成したケイ酸マグネシウムのほか、被処理水中に含まれる有機物の少なくとも一部も取り込まれる。不溶化したシリカの除去に膜を用いる場合、凝集沈澱のように沈降させなくてもよいため、反応時間が短く、フロックが小さくてもよい。 A magnesium floe is formed by stirring the reaction time preferably under a pH of 10 or more under alkaline conditions to which a magnesium compound is added, preferably for about 1 to 15 minutes, for example, about 10 minutes. In the magnesium floc, in addition to magnesium silicate produced by the reaction of silica and magnesium, at least a part of the organic matter contained in the water to be treated is also incorporated. When a membrane is used to remove the insolubilized silica, the reaction time may be short and the floc may be small because sedimentation does not have to be made as in coagulation precipitation.
次に、不溶化工程で得られた反応液が反応槽１２から配管２０を通して膜ろ過装置１４へ送液される。膜ろ過装置１４において、不溶化工程で得られた不溶化物が膜ろ過される（膜ろ過工程）。膜ろ過工程で得られた膜ろ過液は、膜ろ過装置１４から処理水配管２２を通して、処理水として排出される。 Next, the reaction liquid obtained in the insolubilization step is sent from the reaction tank 12 to the membrane filtration apparatus 14 through the pipe 20. In the membrane filtration apparatus 14, the insoluble matter obtained in the insolubilization step is subjected to membrane filtration (membrane filtration step). The membrane filtrate obtained in the membrane filtration step is discharged from the membrane filtration device 14 through the treated water pipe 22 as treated water.
このように、本実施形態に係るシリカ含有水の処理方法および処理装置１では、シリカ含有水にマグネシウム化合物を添加するか、被処理水中に含まれるマグネシウムを利用してｐＨ１０以上でシリカを不溶化し、膜ろ過を行って処理する。不溶化工程で得られたマグネシウムフロックを膜ろ過処理することで、被処理水中に含まれるシリカを除去することができる。また、膜を閉塞させやすい有機物をマグネシウムフロックに取り込むことで、膜ろ過の閉塞を緩和することができる。この方法によると、有機物およびシリカを含むシリカ含有水のシリカ処理において、安定した運転でシリカを除去することができる。シリカ含有水にマグネシウム化合物を添加することで、シリカを除去できること、膜ろ過装置１４におけるろ過抵抗の上昇を抑制し、膜の安定運転に寄与することの２つの効果が得られる。 As described above, in the method and apparatus 1 for treating silica-containing water according to the present embodiment, a magnesium compound is added to the silica-containing water, or the silica is insolubilized at pH 10 or more using magnesium contained in the water to be treated Perform membrane filtration and treatment. By carrying out a membrane filtration process on the magnesium floc obtained in the insolubilization step, it is possible to remove the silica contained in the water to be treated. In addition, clogging of membrane filtration can be alleviated by incorporating an organic substance that easily blocks the membrane into the magnesium floe. According to this method, silica can be removed in a stable operation in the treatment of silica-containing water containing organic matter and silica. By adding the magnesium compound to the silica-containing water, two effects can be obtained: the silica can be removed, and the increase in the filtration resistance in the membrane filtration device 14 is suppressed, thereby contributing to the stable operation of the membrane.
処理対象となるシリカ含有水は、例えば、地下水、工業用水、工場排水等である。シリカ含有水中のシリカの量は、例えば、１０〜４００ｍｇ／Ｌである。シリカ含有水中の有機物の量は、例えば、１〜１０ｍｇ／Ｌである。シリカ含有水が硬度成分を含む場合、シリカ含有水中のカルシウム硬度成分の量は、例えば、５０〜５０００ｍｇ−ＣａＣＯ３／Ｌであり、マグネシウム硬度成分の量は、例えば、１０〜１０００ｍｇ−ＣａＣＯ３／Ｌである。 The silica-containing water to be treated is, for example, underground water, industrial water, industrial waste water, and the like. The amount of silica in the silica-containing water is, for example, 10 to 400 mg / L. The amount of organic matter in the silica-containing water is, for example, 1 to 10 mg / L. If the silica containing water contains hardness components, the amount of calcium hardness component containing silica in water is, for example, a 50~5000mg-CaCO 3 / L, the amount of magnesium hardness components are, for example, 10 to 1000 mg-CaCO 3 / L
不溶化工程で用いられるマグネシウム化合物としては、例えば、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等のマグネシウムの無機塩等が挙げられる。これらのうち、薬品コスト等の点から水酸化マグネシウムが好ましい。マグネシウム化合物として水酸化マグネシウムまたは酸化マグネシウム等の水等に溶解しにくいものを用いる場合は、溶解槽を別途設けてマグネシウム化合物を水等に溶解させてから、被処理水に添加してもよい。 Examples of the magnesium compound used in the insolubilization step include magnesium inorganic salts such as magnesium hydroxide (Mg (OH) 2 ), magnesium chloride (MgCl 2 ), and magnesium oxide (MgO). Of these, magnesium hydroxide is preferred from the standpoint of chemical cost. In the case of using a magnesium compound that is difficult to dissolve in water such as magnesium hydroxide or magnesium oxide, a dissolution tank may be provided separately to dissolve the magnesium compound in water and then added to the water to be treated.
不溶化工程におけるマグネシウム化合物の添加量は、被処理水であるシリカ含有水中のシリカの量（１モル）に対して、マグネシウムが０．５モル〜５．０モルの範囲となる量であることが好ましく、１．０モル〜２．５モルの範囲となる量であることがより好ましい。不溶化工程におけるマグネシウム化合物の添加量がシリカ含有水中のシリカの量（１モル）に対して０．５モル未満となる量であると、不溶化反応が十分に進行しない場合があり、５．０モルを超える量となる量であると、薬品コスト等の点で不利になる場合がある。 The addition amount of the magnesium compound in the insolubilization step is such that the amount of magnesium is in the range of 0.5 mol to 5.0 mol with respect to the amount (1 mol) of silica in the silica-containing water as the water to be treated The amount is preferably in the range of 1.0 mol to 2.5 mol, more preferably. If the amount of magnesium compound added in the insolubilization step is less than 0.5 mol with respect to the amount of silica in silica-containing water (1 mol), the insolubilization reaction may not proceed sufficiently, and 5.0 mol If the amount exceeds the amount, it may be disadvantageous in terms of chemical costs.
不溶化工程においてｐＨ調整が行われる場合、反応槽１２内のｐＨを１０以上に調整し、１０〜１２の範囲に調整することがより好ましく、１０〜１１の範囲に調整することがさらに好ましい。反応槽１２内のｐＨが１０未満であると、マグネシウムの不溶化が不十分でシリカの除去性が低下し、１２を超えると、シリカの溶解度が高くなってシリカの除去性が低下する場合がある。 When pH adjustment is performed in the insolubilization step, it is more preferable to adjust the pH in the reaction vessel 12 to 10 or more and adjust it to a range of 10 to 12, and more preferably to a range of 10 to 11. If the pH in the reaction vessel 12 is less than 10, the insolubilization of magnesium is insufficient and the silica removability decreases, and if it exceeds 12, the silica solubility increases and the silica removability may decrease. .
ｐＨ調整で用いられるｐＨ調整剤としては、例えば、塩酸、硫酸等の酸、または、水酸化ナトリウム等のアルカリ剤が挙げられる。 Examples of pH adjusters used for pH adjustment include acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid, and alkali agents such as sodium hydroxide.
シリカ含有水が硬度成分を含む場合は、反応槽１２において、または反応槽１２の前段または後段に別の反応槽（第２反応槽）を設け、アルカリ剤および炭酸化合物のうち少なくとも１つを添加して硬度成分を不溶化し、上記膜ろ過工程により除去してもよい。硬度成分は、反応槽１２の前段においてイオン交換樹脂等により除去してもよい。 When the silica-containing water contains a hardness component, another reaction tank (second reaction tank) is provided in the reaction tank 12 or at the front stage or rear stage of the reaction tank 12 and at least one of the alkali agent and the carbonate compound is added Thus, the hardness component may be insolubilized and removed by the membrane filtration step. The hardness component may be removed by an ion exchange resin or the like at the front stage of the reaction tank 12.
硬度成分の不溶化に用いられるアルカリ剤としては、例えば、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）等が挙げられる。これらのうち、薬品コスト等の点から水酸化カルシウム、水酸化ナトリウムが好ましい。硬度成分の不溶化に用いられる炭酸化合物としては、例えば、炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）、炭酸ガス等が挙げられる。これらのうち、薬品コスト等の点から炭酸ナトリウムが好ましい。 Examples of the alkali agent used for insolubilizing the hardness component include calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ), sodium hydroxide (NaOH), potassium hydroxide (KOH), and the like. Among these, calcium hydroxide and sodium hydroxide are preferable in terms of chemical cost and the like. Examples of the carbonic acid compound used for insolubilizing the hardness component include sodium carbonate (Na 2 CO 3 ), sodium hydrogen carbonate (NaHCO 3 ), carbon dioxide gas, and the like. Of these, sodium carbonate is preferable from the viewpoint of chemical cost.
アルカリ剤および炭酸化合物の添加量は、被処理水中の硬度成分の量（１モル）に対して、１．０モル〜１．２モルの範囲であることが好ましく、１．０モル〜１．１モルの範囲であることがより好ましい。アルカリ剤および炭酸化合物の添加量が被処理水中の硬度成分の量（１モル）に対して１．０モル未満であると、不溶化反応が十分に進行しない場合があり、過剰に添加すると、薬品コスト等の点で不利になる場合がある。 The addition amount of the alkali agent and the carbonic acid compound is preferably in the range of 1.0 mol to 1.2 mol, preferably 1.0 mol to 1. mol, with respect to the amount (1 mol) of the hardness component in the water to be treated. More preferably, it is in the range of 1 mole. If the addition amount of the alkali agent and the carbonic acid compound is less than 1.0 mol with respect to the amount of hardness component (1 mol) in the water to be treated, the insolubilization reaction may not proceed sufficiently. It may be disadvantageous in terms of cost etc.
不溶化工程における反応温度は、特に制限はないが、例えば、１５℃〜３０℃の範囲である。 Although the reaction temperature in an insolubilization process does not have a restriction | limiting in particular, For example, it is the range of 15 to 30 degreeC.
膜ろ過工程において用いられるろ過膜は、例えば、精密ろ過膜（ＭＦ膜）または限外ろ過膜（ＵＦ膜）のうちの少なくとも１つである。精密ろ過膜の孔径は、０．１μｍ以上、１０μｍ以下であり、限外ろ過膜の公称孔径は、０．０１μｍ以上、０．１μｍ未満である。ろ過膜としては、セラミック膜等の無機膜、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）、ＰＳ（ポリスルホン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等の有機膜のいずれでもよい。また、ろ過膜は、外圧式、内圧式のいずれでもよい。 The filtration membrane used in the membrane filtration step is, for example, at least one of a microfiltration membrane (MF membrane) or an ultrafiltration membrane (UF membrane). The pore size of the microfiltration membrane is 0.1 μm or more and 10 μm or less, and the nominal pore size of the ultrafiltration membrane is 0.01 μm or more and less than 0.1 μm. The filtration membrane may be an inorganic membrane such as a ceramic membrane, or an organic membrane such as PVDF (polyvinylidene fluoride), PES (polyethersulfone), PS (polysulfone), or PTFE (polytetrafluoroethylene). The filtration membrane may be either an external pressure type or an internal pressure type.
不溶化工程で得られた反応液は、膜ろ過工程の前に、例えば凝集槽において必要に応じて反応液に無機凝集剤が添加されて凝集反応が行われてもよい（凝集工程）。凝集槽において、必要に応じて、ｐＨ調整剤が添加されてもよい。凝集槽では撹拌装置により凝集液が撹拌されてもよい。 Before the membrane filtration step, the reaction solution obtained in the insolubilization step may be subjected, for example, to an aggregation reaction by adding an inorganic coagulant to the reaction solution as needed in the aggregation tank (aggregation step). In the coagulation tank, a pH adjuster may be added as needed. In the coagulation tank, the coagulated liquid may be stirred by a stirring device.
凝集工程で得られた凝集反応液は、さらに例えば高分子反応槽において、必要に応じて凝集反応液に高分子凝集剤が添加されて高分子凝集反応が行われてもよい（高分子凝集工程）。高分子反応槽では撹拌装置により凝集反応液が撹拌されてもよい。 The aggregation reaction solution obtained in the aggregation step may be further subjected to a polymer aggregation reaction by adding a polymer flocculant to the aggregation reaction solution as necessary, for example, in a polymer reaction tank (polymer aggregation step). ). In the polymer reaction tank, the agglutination reaction solution may be stirred by a stirring device.
高分子凝集工程で得られた高分子凝集液が膜ろ過装置１４へ送液され、膜ろ過装置１４において、得られた不溶化物が膜ろ過されればよい（膜ろ過工程）。 The polymer flocculation liquid obtained in the polymer flocculation step may be sent to the membrane filtration device 14, and the obtained insoluble matter may be membrane filtered in the membrane filtration device 14 (a membrane filtration step).
凝集工程で用いられる無機凝集剤としては、例えば、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄等の鉄系無機凝集剤、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）等のアルミニウム系無機凝集剤等が挙げられる。 Examples of the inorganic flocculant used in the aggregation step include iron-based inorganic flocculants such as ferric chloride and polyferric sulfate, and aluminum-based inorganic flocculants such as aluminum sulfate and polyaluminum chloride (PAC). Be
凝集工程における無機凝集剤の添加量は、３０〜３００ｍｇ／Ｌの範囲であることが好ましく、５０〜１００ｍｇ／Ｌの範囲であることがより好ましい。凝集工程における無機凝集剤の添加量が３０ｍｇ／Ｌ未満であると、凝集反応が十分に進行しない場合があり、過剰に添加すると、薬品コスト等の点で不利になる場合がある。 The amount of the inorganic flocculant added in the aggregation step is preferably in the range of 30 to 300 mg / L, and more preferably in the range of 50 to 100 mg / L. If the addition amount of the inorganic flocculant in the aggregation step is less than 30 mg / L, the aggregation reaction may not proceed sufficiently, and if added excessively, it may be disadvantageous in terms of chemical cost and the like.
凝集工程における反応温度は、特に制限はないが、例えば、１５℃〜３０℃の範囲である。 Although there is no restriction | limiting in particular in the reaction temperature in an aggregation process, For example, it is the range of 15 to 30 degreeC.
高分子凝集工程で用いられる高分子凝集剤としては、例えば、アクリルアミド系、アクリル酸エステル系等の高分子凝集剤が挙げられる。これらのうち、薬品コスト等の点からアクリルアミド系の高分子凝集剤が好ましい。 As a polymer coagulant | flocculant used at a polymer aggregation process, polymer coagulant | flocculants, such as an acrylamide type and an acrylic ester type, are mentioned, for example. Among these, acrylamide-based polymer flocculants are preferable in terms of drug cost and the like.
高分子凝集工程における高分子凝集剤の添加量は、０．５〜５．０ｍｇ／Ｌの範囲であることが好ましく、１〜２ｍｇ／Ｌの範囲であることがより好ましい。高分子凝集工程における高分子凝集剤の添加量が０．５ｍｇ／Ｌ未満であると、凝集反応が十分に進行しない場合があり、過剰に添加すると、薬品コスト等の点で不利になる場合がある。 The addition amount of the polymer flocculant in the polymer aggregation step is preferably in the range of 0.5 to 5.0 mg / L, and more preferably in the range of 1 to 2 mg / L. If the addition amount of the polymer flocculant in the polymer aggregation step is less than 0.5 mg / L, the aggregation reaction may not proceed sufficiently, and if added excessively, it may be disadvantageous in terms of chemical cost and the like. is there.
高分子凝集工程における反応温度は、特に制限はないが、例えば、１５℃〜３０℃の範囲である。 Although the reaction temperature in a polymer aggregation process does not have a restriction | limiting in particular, For example, it is the range of 15 to 30 degreeC.
本実施形態に係るシリカ含有水の処理方法および処理装置において、図２に示すように、膜ろ過装置１４（膜ろ過工程）の後段に、膜ろ過液（処理水）を逆浸透膜に通水して透過水および濃縮水を得る逆浸透膜処理装置３２をさらに備え、逆浸透膜処理を行うことが好ましい。 In the method and apparatus for treating silica-containing water according to the present embodiment, as shown in FIG. 2, a membrane filtrate (treated water) is passed through a reverse osmosis membrane in the subsequent stage of the membrane filtration apparatus 14 (membrane filtration process) It is preferable to further provide a reverse osmosis membrane treatment device 32 for obtaining permeated water and concentrated water, and performing reverse osmosis membrane treatment.
図２のシリカ含有水の処理装置３において、膜ろ過装置１４（膜ろ過工程）で得られた膜ろ過液（処理水）は、処理水配管２２を通して必要に応じて処理水槽３０に貯留された後、配管３４を通して、逆浸透膜処理装置３２へ送液される。逆浸透膜処理装置３２において逆浸透膜に通水されて透過水および濃縮水が得られる（逆浸透膜処理工程）。透過水は、透過水配管３６を通して排出され、濃縮水は、濃縮水配管３８を通して排出される。膜ろ過液（処理水）のシリカの含有量が低減されているため、逆浸透膜処理装置３２における水回収率を上げても逆浸透膜の濃縮側でシリカスケールが発生するリスクが低減する。 In the treatment apparatus 3 for silica-containing water in FIG. 2, the membrane filtrate (treated water) obtained by the membrane filtration apparatus 14 (membrane filtration step) is stored in the treated water tank 30 through the treated water pipe 22 as necessary. Thereafter, the liquid is fed to the reverse osmosis membrane treatment device 32 through the pipe 34. Water is passed through the reverse osmosis membrane in the reverse osmosis membrane treatment device 32 to obtain permeated water and concentrated water (reverse osmosis membrane treatment step). The permeated water is discharged through the permeated water pipe 36, and the concentrated water is discharged through the concentrated water pipe 38. Since the content of silica in the membrane filtrate (treated water) is reduced, the risk of generation of silica scale on the concentration side of the reverse osmosis membrane is reduced even if the water recovery rate in the reverse osmosis membrane treatment device 32 is increased.
被処理水中にカルシウム等の硬度成分が含まれる場合には、膜ろ過装置１４と逆浸透膜処理装置３２との間でｐＨを例えば４〜７に下げてランゲリア指数が０未満となるようにｐＨ調整剤を添加することで、炭酸カルシウム等のスケールリスクを低減することができる。 When hardness components such as calcium are contained in the water to be treated, the pH is lowered to, for example, 4 to 7 between the membrane filtration unit 14 and the reverse osmosis membrane treatment unit 32 so that the Langeria index is less than 0. By adding a modifier, it is possible to reduce the scale risk of calcium carbonate and the like.
逆浸透膜処理装置３２の透過水は、クーリングタワーの補給水、製造用水等に再利用してもよい。 The permeated water of the reverse osmosis membrane treatment apparatus 32 may be reused as makeup water for a cooling tower, production water, and the like.
図３に本実施形態に係るシリカ含有水の処理装置の他の例を示す。 The other example of the processing apparatus of the silica containing water which concerns on FIG. 3 at this embodiment is shown.
図３のシリカ含有水の処理装置５は、有機物およびシリカを含む被処理水に、マグネシウム化合物を添加するか、被処理水中に含まれるマグネシウムを利用してｐＨ１０以上でシリカを不溶化するための不溶化手段として反応槽１２と、得られた不溶化物を膜ろ過する膜ろ過手段として膜ろ過装置１４と、膜ろ過装置１４で用いられる膜を逆洗する逆洗手段としてポンプ４０、逆洗水配管４４と、排出される逆洗排水の少なくとも一部に酸を添加する酸添加手段として汚泥再生槽４２、酸添加配管５０と、酸を添加した逆洗排水を膜ろ過装置１４の前段に返送する逆洗排水返送手段として再生汚泥返送配管４８をさらに備える。シリカ含有水の処理装置５は、被処理水を貯留するための被処理水槽１０と、処理水を貯留するための処理水槽３０と、をさらに備えてもよい。 The apparatus 5 for treating silica-containing water shown in FIG. 3 is an insolubilization for insolubilizing silica at a pH of 10 or more by adding a magnesium compound to water to be treated containing an organic substance and silica or using magnesium contained in the water to be treated The reaction tank 12 as means, the membrane filtration device 14 as membrane filtration means for membrane filtration of the obtained insolubilized material, the pump 40 and the backwash water pipe 44 as backwashing means for backwashing the membrane used in the membrane filtration device 14 The sludge regeneration tank 42, the acid addition piping 50 as acid addition means which adds acid to at least one part of the backwash drainage discharged, and the reverse of returning the backwash drainage with the acid added to the front stage of the membrane filtration apparatus 14 The system further comprises a regenerated sludge return pipe 48 as a washing and drainage return means. The processing apparatus 5 for silica-containing water may further include a treated water tank 10 for storing treated water and a treated water tank 30 for storing treated water.
図３のシリカ含有水の処理装置５において、被処理水槽１０の出口と反応槽１２の被処理水入口とは、ポンプ１６を介して配管１８により接続されている。反応槽１２の出口と膜ろ過装置１４の入口とは、配管２０により接続されている。膜ろ過装置１４の膜ろ過液出口と処理水槽３０の入口とは、処理水配管２２により接続されている。処理水槽３０の処理水出口には、処理水配管３４が接続されている。処理水槽３０の逆洗水出口と処理水配管２２の途中とは、ポンプ４０を介して逆洗水配管４４により接続されている。膜ろ過装置１４の逆洗排水出口と汚泥再生槽４２の入口とは、逆洗排水配管４６により接続されている。汚泥再生槽４２の出口と反応槽１２の再生汚泥入口とは、再生汚泥返送配管４８により接続されている。反応槽１２には、マグネシウム化合物添加手段としてマグネシウム化合物添加配管２４と、ｐＨ調整剤添加手段としてｐＨ調整剤添加配管２６とが接続され、撹拌手段として撹拌羽根を備える撹拌装置２８が設置されている。汚泥再生槽４２には、酸添加手段として酸添加配管５０が接続され、撹拌手段として撹拌羽根を備える撹拌装置５２が設置されている。 In the apparatus for treating silica-containing water 5 of FIG. 3, the outlet of the treated water tank 10 and the treated water inlet of the reaction vessel 12 are connected by a pipe 18 via a pump 16. The outlet of the reaction tank 12 and the inlet of the membrane filtration apparatus 14 are connected by a pipe 20. The membrane filtrate outlet of the membrane filtration apparatus 14 and the inlet of the treatment water tank 30 are connected by a treated water pipe 22. A treated water pipe 34 is connected to the treated water outlet of the treated water tank 30. The backwash water outlet of the treated water tank 30 and the middle of the treated water pipe 22 are connected by a backwash water pipe 44 via a pump 40. The backwashing drainage outlet of the membrane filtration device 14 and the inlet of the sludge regeneration tank 42 are connected by a backwashing drainage pipe 46. The outlet of the sludge regeneration tank 42 and the regeneration sludge inlet of the reaction tank 12 are connected by a regeneration sludge return pipe 48. In the reaction tank 12, a magnesium compound addition pipe 24 as a magnesium compound addition means and a pH adjuster addition pipe 26 as a pH adjuster addition means are connected, and a stirring device 28 equipped with stirring blades is installed as a stirring means. . In the sludge regeneration tank 42, an acid addition pipe 50 is connected as an acid addition means, and a stirring device 52 having a stirring blade as a stirring means is installed.
図３のシリカ含有水の処理装置５において、被処理水である有機物およびシリカを含むシリカ含有水は、必要に応じて被処理水槽１０に貯留され、ポンプ１６により配管１８を通して反応槽１２へ送液される。図１のシリカ含有水の処理装置１と同様にして、反応槽１２において不溶化工程が行われる。 In the silica-containing water treatment apparatus 5 of FIG. 3, the silica-containing water containing organic matter and silica, which is the water to be treated, is stored in the water tank 10 as needed, and is sent to the reaction tank 12 through the pipe 18 by the pump 16. Be liquid. The insolubilization step is performed in the reaction tank 12 in the same manner as the treatment apparatus 1 for silica-containing water in FIG. 1.
次に、不溶化工程で得られた反応液が反応槽１２から配管２０を通して膜ろ過装置１４へ送液される。膜ろ過装置１４において、得られた不溶化物が膜ろ過される（膜ろ過工程）。膜ろ過工程で得られた膜ろ過液は、膜ろ過装置１４から処理水配管２２を通して、必要に応じて処理水槽３０に貯留される。膜ろ過液の少なくとも一部は、処理水配管３４を通して処理水として排出されてもよい。 Next, the reaction liquid obtained in the insolubilization step is sent from the reaction tank 12 to the membrane filtration apparatus 14 through the pipe 20. In the membrane filtration apparatus 14, the obtained insoluble matter is subjected to membrane filtration (membrane filtration step). The membrane filtrate obtained in the membrane filtration step is stored from the membrane filtration apparatus 14 through the treated water pipe 22 and, if necessary, in the treated water tank 30. At least a part of the membrane filtrate may be discharged as treated water through the treated water pipe 34.
膜ろ過装置１４における膜ろ過処理の所定の時間の経過後（例えば、３０分〜１時間に１回程度）に、例えば膜ろ過液の少なくとも一部がポンプ４０により逆洗水配管４４、処理水配管２２を通して膜ろ過装置１４の２次側から送液され、膜ろ過工程で用いる膜が逆洗される（逆洗工程）。逆洗排水は、膜ろ過装置１４の１次側から逆洗排水配管４６を通して排出され、汚泥再生槽４２に送液される。 After a lapse of a predetermined time of membrane filtration processing in the membrane filtration device 14 (for example, about once every 30 minutes to 1 hour), for example, at least a part of the membrane filtrate is backwashed water piping 44, treated water by the pump 40, for example. The liquid is fed from the secondary side of the membrane filtration device 14 through the pipe 22, and the membrane used in the membrane filtration step is backwashed (backwashing step). The backwash drainage is discharged from the primary side of the membrane filtration device 14 through the backwash drainage pipe 46 and sent to the sludge regeneration tank 42.
汚泥再生槽４２において、汚泥を含む逆洗排水に、酸添加配管５０を通して酸が添加されて汚泥が再生される（酸添加工程）。酸が添加されて再生された汚泥を含む逆洗排水は、再生汚泥返送配管４８を通して、膜ろ過装置１４（膜ろ過工程）の前段である反応槽１２に返送される（逆洗排水返送工程）。 In the sludge regeneration tank 42, acid is added to the backwash waste water containing sludge through the acid addition pipe 50 to regenerate sludge (acid addition step). The backwash wastewater containing sludge regenerated by adding acid is returned to the reaction tank 12 that is the previous stage of the membrane filtration device 14 (membrane filtration step) through the recycled sludge return pipe 48 (backwash wastewater return step). .
このように、本実施形態に係るシリカ含有水の処理方法および処理装置５では、シリカ含有水にマグネシウム化合物を添加するか、被処理水中に含まれるマグネシウムを利用してｐＨ１０以上でシリカを不溶化し、膜ろ過を行って処理し（膜ろ過工程）、膜ろ過工程で用いる膜を逆洗して排出される逆洗排水の少なくとも一部に酸を添加して（酸添加工程）、膜ろ過工程の前段に返送する（逆洗排水返送工程）。 As described above, in the method and apparatus for treating silica-containing water according to the present embodiment, the magnesium compound is added to the silica-containing water or the silica is insolubilized at pH 10 or more using magnesium contained in the water to be treated Perform membrane filtration and process (membrane filtration process), add acid to at least a part of backwashed wastewater discharged by backwashing the membrane used in the membrane filtration process (acid addition process), membrane filtration process Return to the previous stage of (backwash drainage return process).
この方法によると、汚泥に酸を添加することによって、汚泥中に含まれるマグネシウムとシリカとの化合物が溶解され、マグネシウムをイオンとして溶出させることができる。このとき、シリカも共に溶出されてくるが、シリカの溶解度は通常低いため、溶解度を超える分はゲル化して析出する。通常、シリカのゲル化には長い時間（数十時間以上）がかかるが、本方法によれば、シリカは一度固形化しているため、３０分程度の反応時間でも十分にゲル化させることができると考えられる。 According to this method, by adding an acid to the sludge, the compound of magnesium and silica contained in the sludge is dissolved, and magnesium can be eluted as ions. At this time, silica is also eluted, but since the solubility of silica is usually low, the portion exceeding the solubility gels and precipitates. Usually, gelation of silica takes a long time (several tens of hours or more), but according to this method, since silica is once solidified, it can be sufficiently gelled even in a reaction time of about 30 minutes. it is conceivable that.
再生汚泥を膜ろ過装置１４（膜ろ過工程）の前段に返送すると、イオン化したマグネシウムをシリカ除去剤であるマグネシウム化合物として再利用することができ、シリカはほとんどが自らゲル化して析出しているため、膜ろ過工程にて再度分離される。 When the regenerated sludge is returned to the previous stage of the membrane filtration device 14 (membrane filtration step), the ionized magnesium can be reused as a magnesium compound as a silica remover, and most of the silica gels and precipitates itself. And separated again in the membrane filtration step.
汚泥に含まれるマグネシウムとシリカとの化合物から溶出させたマグネシウムイオンをシリカ除去剤であるマグネシウム化合物として再利用できるため、再利用しない場合に比べてマグネシウム化合物の使用量を大幅に削減することができる。これにより、発生する汚泥の量を低減することができる。場合によっては、被処理水中に元々含まれるマグネシウムだけでもシリカを除去することができる。また、溶出させたマグネシウムイオンを再利用することにより、再利用しない場合と同程度のマグネシウム化合物を使用すれば、処理水中のシリカの含有量をより低減することができ、処理水質をより向上することができる。そのため、膜ろ過装置の後段にさらに逆浸透膜処理装置等の処理装置を備える場合には、負荷を低減することができる。 Magnesium ions eluted from the compound of magnesium and silica contained in the sludge can be reused as a magnesium compound as a silica remover, so the amount of magnesium compound used can be greatly reduced compared to when not reused. . Thereby, the amount of generated sludge can be reduced. In some cases, silica can be removed with only magnesium originally contained in the water to be treated. In addition, by reusing the eluted magnesium ion, if the same magnesium compound as that in the case of not using it is used, the content of silica in treated water can be further reduced, and the treated water quality is further improved. be able to. Therefore, when the treatment apparatus such as the reverse osmosis membrane treatment apparatus is further provided downstream of the membrane filtration apparatus, the load can be reduced.
酸添加工程において、酸を添加して、逆洗排水のｐＨを４〜９の範囲に調整することが好ましい。再生できるマグネシウムの量は、汚泥再生槽４２に添加する酸の量によって決まり、多く入れるほど再生するマグネシウムの量も多くなる。シリカの溶解度はｐＨ４〜９の範囲、２５℃では１２０ｍｇ／Ｌ〜１５０ｍｇ／Ｌ程度であるため、溶解度を超える分のシリカはゲル化して析出すると考えられる。 In the acid addition step, it is preferable to add an acid to adjust the pH of the backwashing wastewater to the range of 4 to 9. The amount of magnesium that can be regenerated is determined by the amount of acid added to the sludge regeneration tank 42, and the more it is put, the larger the amount of magnesium to be regenerated. Since the solubility of silica is in the range of pH 4 to 9 and about 120 mg / L to 150 mg / L at 25 ° C., it is considered that the silica exceeding the solubility gels and precipitates.
酸添加工程においてｐＨ９以下であればマグネシウムイオンが溶出してくる。ｐＨ４未満でもマグネシウムイオンは溶出するが、溶解してくるシリカがゲル化しにくくなるため、好ましいｐＨ範囲はｐＨ４〜９、より好ましくは４〜６である。 If the pH is 9 or less in the acid addition step, magnesium ions are eluted. Even if the pH is less than 4, although magnesium ions are eluted, the dissolved silica is less likely to gel, so the preferred pH range is pH 4 to 9, more preferably 4 to 6.
汚泥の再生に用いられる酸としては、例えば、塩酸、硫酸等が挙げられる。これらのうち、薬品コスト等の点から塩酸が好ましい。 As an acid used for regeneration of sludge, hydrochloric acid, a sulfuric acid, etc. are mentioned, for example. Among these, hydrochloric acid is preferable in terms of chemical cost and the like.
酸添加工程における反応温度は、特に制限はないが、例えば、１５℃〜３０℃の範囲である。酸添加工程における反応時間は、特に制限はないが、例えば、１５分〜１２０分の範囲である。 Although the reaction temperature in an acid addition process does not have a restriction | limiting in particular, For example, it is the range of 15 to 30 degreeC. Although the reaction time in an acid addition process does not have a restriction | limiting in particular, For example, it is the range for 15 minutes-120 minutes.
膜ろ過工程の前段に返送する逆洗排水の循環量は、再生に必要なマグネシウムの量が十分に循環していればよいが、好ましくは被処理水の流量の２〜２０％程度の範囲、より好ましくは５〜１０％程度の範囲である。逆洗排水の循環量が被処理水の流量の２％未満であると、再生に必要なマグネシウムの量が十分に供給されない場合があり、２０％を超えると、被処理水の流量が増大して各反応槽での反応時間が短くなり、シリカの処理性が悪化したり、凝集性が悪くなったりする場合がある。 The circulation amount of the backwashing waste water returned to the previous stage of the membrane filtration step may be sufficient if the amount of magnesium necessary for regeneration is sufficiently circulated, but preferably within the range of about 2 to 20% of the flow rate of the water to be treated More preferably, it is in the range of about 5 to 10%. If the circulation rate of backwash wastewater is less than 2% of the flow rate of treated water, the amount of magnesium required for regeneration may not be sufficiently supplied. If it exceeds 20%, the flow rate of treated water will increase. As a result, the reaction time in each reaction tank may be shortened, the processability of the silica may be deteriorated, or the cohesion may be deteriorated.
汚泥再生槽４２に送る逆洗排水中の汚泥の濃度は濃い方が汚泥再生槽４２での濃度が高くなり、溶出するマグネシウムイオンの量に対してゲル化するシリカの割合が増え、再生効率が良くなる。逆洗排水中の返送汚泥の濃度は、例えば、０．５〜５．０％の範囲であり、１．０〜３．０％の範囲であることが好ましい。 The higher the concentration of sludge in the backwashing waste water sent to the sludge regeneration tank 42, the higher the concentration in the sludge regeneration tank 42, and the ratio of gelled silica to the amount of eluted magnesium ions increases, and the regeneration efficiency is improved Get better. The concentration of the returned sludge in the backwashing waste water is, for example, in the range of 0.5 to 5.0%, and preferably in the range of 1.0 to 3.0%.
逆洗排水返送手段による再生汚泥の返送先は、膜ろ過装置１４（膜ろ過工程）の前段であればよく、特に制限はない。例えば、被処理水槽１０、反応槽１２、配管１８，２０、備える場合は凝集槽、高分子反応槽のうちの少なくとも１つに再生汚泥を返送すればよいが、反応槽１２に返送することによって、反応槽１２内でのマグネシウムイオン濃度が高くなり、マグネシウムとシリカの共沈反応を促進させることができるため、より好ましい。 The destination to which the regenerated sludge is returned by the backwashing waste water return means may be at a stage prior to the membrane filtration apparatus 14 (membrane filtration process), and is not particularly limited. For example, the reclaimed sludge may be returned to at least one of the treated water tank 10, the reaction tank 12, the pipes 18 and 20, and the aggregation tank and the polymer reaction tank when provided, but by returning it to the reaction tank 12. The magnesium ion concentration in the reaction tank 12 is increased, and the coprecipitation reaction of magnesium and silica can be promoted, which is more preferable.
本実施形態に係るシリカ含有水の処理方法および処理装置５により、再生汚泥を膜ろ過工程の前段に返送しない場合に比べて、マグネシウム化合物の使用量を例えば１／２〜ゼロ程度にまで削減することができる。 With the method and apparatus for treating silica-containing water according to the present embodiment, the amount of magnesium compound used is reduced, for example, to about 1/2 to zero compared to the case where recycled sludge is not returned to the front stage of the membrane filtration process. be able to.
図４に本実施形態に係るシリカ含有水の処理装置の他の例を示す。 The other example of the processing apparatus of the silica containing water which concerns on FIG. 4 at this embodiment is shown.
図４のシリカ含有水の処理装置７は、有機物およびシリカを含む被処理水に、マグネシウム化合物を添加するか、被処理水中に含まれるマグネシウムを利用してｐＨ１０以上でシリカを不溶化するための不溶化手段として反応槽１２と、得られた不溶化物を膜ろ過する膜ろ過手段として膜ろ過装置１４と、膜ろ過装置１４で用いられる膜を逆洗する逆洗手段としてポンプ４０、逆洗水配管４４と、排出される逆洗排水の少なくとも一部に酸を添加する酸添加手段として汚泥再生槽４２、酸添加配管５０と、酸を添加した逆洗排水を固液分離する固液分離手段として汚泥分離槽５４と、固液分離手段である汚泥分離槽５４により分離した固液分離水の少なくとも一部を膜ろ過装置１４の前段に返送する固液分離水返送手段として固液分離水返送配管６０と、を備える。シリカ含有水の処理装置７は、被処理水を貯留するための被処理水槽１０と、処理水を貯留するための処理水槽３０と、をさらに備えてもよい。 The apparatus 7 for treating silica-containing water shown in FIG. 4 is an insolubilization for insolubilizing silica at a pH of 10 or more by adding a magnesium compound to water to be treated containing an organic substance and silica or using magnesium contained in the water to be treated The reaction tank 12 as means, the membrane filtration device 14 as membrane filtration means for membrane filtration of the obtained insolubilized material, the pump 40 and the backwash water pipe 44 as backwashing means for backwashing the membrane used in the membrane filtration device 14 Sludge regeneration tank 42 as acid addition means for adding acid to at least a part of the backwash wastewater discharged, acid addition pipe 50, and sludge as solid-liquid separation means for solid-liquid separation of backwash wastewater to which acid has been added Solid-liquid separated water return means as solid-liquid separated water return means for returning at least a part of the solid-liquid separated water separated by the separation tank 54 and the sludge separation tank 54 which is solid-liquid separation means Comprising a tube 60, the. The apparatus 7 for treating silica-containing water may further include a treated water tank 10 for storing treated water and a treated water tank 30 for storing treated water.
図４のシリカ含有水の処理装置７において、被処理水槽１０の出口と反応槽１２の被処理水入口とは、ポンプ１６を介して配管１８により接続されている。反応槽１２の出口と膜ろ過装置１４の入口とは、配管２０により接続されている。膜ろ過装置１４の膜ろ過液出口と処理水槽３０の入口とは、処理水配管２２により接続されている。処理水槽３０の処理水出口には、処理水配管３４が接続されている。処理水槽３０の逆洗水出口と処理水配管２２の途中とは、ポンプ４０を介して逆洗水配管４４により接続されている。膜ろ過装置１４の逆洗排水出口と汚泥再生槽４２の入口とは、逆洗排水配管４６により接続されている。汚泥再生槽４２の出口と汚泥分離槽５４の入口とは、配管５８により接続されている。汚泥分離槽５４の固液分離水出口と反応槽１２の固液分離水入口とは、固液分離水返送配管６０により接続されている。汚泥分離槽５４の下部の汚泥出口には、ポンプ５６を介して汚泥配管６２が接続されている。反応槽１２には、マグネシウム化合物添加手段としてマグネシウム化合物添加配管２４と、ｐＨ調整剤添加手段としてｐＨ調整剤添加配管２６とが接続され、撹拌手段として撹拌羽根を備える撹拌装置２８が設置されている。汚泥再生槽４２には、酸添加手段として酸添加配管５０が接続され、撹拌手段として撹拌羽根を備える撹拌装置５２が設置されている。 In the treatment apparatus 7 for treating silica-containing water in FIG. 4, the outlet of the treated water tank 10 and the treated water inlet of the reaction vessel 12 are connected by a pipe 18 via a pump 16. The outlet of the reaction tank 12 and the inlet of the membrane filtration device 14 are connected by a pipe 20. The membrane filtrate outlet of the membrane filtration apparatus 14 and the inlet of the treatment water tank 30 are connected by a treated water pipe 22. A treated water pipe 34 is connected to the treated water outlet of the treated water tank 30. The backwash water outlet of the treated water tank 30 and the middle of the treated water pipe 22 are connected by a backwash water pipe 44 via a pump 40. The backwash drainage outlet of the membrane filtration device 14 and the inlet of the sludge regeneration tank 42 are connected by a backwash drainage pipe 46. The outlet of the sludge regeneration tank 42 and the inlet of the sludge separation tank 54 are connected by a pipe 58. The solid-liquid separated water outlet of the sludge separation tank 54 and the solid-liquid separated water inlet of the reaction tank 12 are connected by a solid-liquid separated water return pipe 60. A sludge pipe 62 is connected to the lower sludge outlet of the sludge separation tank 54 via a pump 56. In the reaction tank 12, a magnesium compound addition pipe 24 as a magnesium compound addition means and a pH adjuster addition pipe 26 as a pH adjuster addition means are connected, and a stirring device 28 equipped with stirring blades is installed as a stirring means. . In the sludge regeneration tank 42, an acid addition pipe 50 is connected as an acid addition means, and a stirring device 52 having a stirring blade as a stirring means is installed.
図４のシリカ含有水の処理装置７において、被処理水である有機物およびシリカを含むシリカ含有水は、必要に応じて被処理水槽１０に貯留され、ポンプ１６により配管１８を通して反応槽１２へ送液される。図１のシリカ含有水の処理装置１と同様にして、反応槽１２において不溶化工程が行われる。 In the silica-containing water treatment apparatus 7 of FIG. 4, the organic matter that is the water to be treated and the silica-containing water containing silica are stored in the water tank 10 as needed and sent to the reaction tank 12 through the pipe 18 by the pump 16. Be liquid. The insolubilization step is performed in the reaction tank 12 in the same manner as the treatment apparatus 1 for silica-containing water in FIG. 1.
次に、不溶化工程で得られた反応液が反応槽１２から配管２０を通して膜ろ過装置１４へ送液される。膜ろ過装置１４において、得られた不溶化物が膜ろ過される（膜ろ過工程）。膜ろ過工程で得られた膜ろ過液は、膜ろ過装置１４から処理水配管２２を通して、必要に応じて処理水槽３０に貯留される。膜ろ過液の少なくとも一部は、処理水配管３４を通して処理水として排出されてもよい。 Next, the reaction liquid obtained in the insolubilization step is sent from the reaction tank 12 to the membrane filtration apparatus 14 through the pipe 20. In the membrane filtration apparatus 14, the obtained insoluble matter is subjected to membrane filtration (membrane filtration step). The membrane filtrate obtained in the membrane filtration step is stored from the membrane filtration apparatus 14 through the treated water pipe 22 and, if necessary, in the treated water tank 30. At least a part of the membrane filtrate may be discharged as treated water through the treated water pipe 34.
膜ろ過装置１４における膜ろ過処理の所定の時間の経過後（例えば、３０分〜１時間に１回程度）に、例えば膜ろ過液の少なくとも一部がポンプ４０により逆洗水配管４４、処理水配管２２を通して膜ろ過装置１４の２次側から送液され、膜ろ過工程で用いる膜が逆洗される（逆洗工程）。逆洗排水は、膜ろ過装置１４の１次側から逆洗排水配管４６を通して排出され、汚泥再生槽４２に送液される。 After a lapse of a predetermined time of membrane filtration processing in the membrane filtration device 14 (for example, about once every 30 minutes to 1 hour), for example, at least a part of the membrane filtrate is backwashed water piping 44, treated water by the pump 40, for example. The solution is sent from the secondary side of the membrane filtration apparatus 14 through the pipe 22 and the membrane used in the membrane filtration process is backwashed (backwashing process). The backwash drainage is discharged from the primary side of the membrane filtration device 14 through the backwash drainage pipe 46 and sent to the sludge regeneration tank 42.
汚泥再生槽４２において、汚泥を含む逆洗排水に、酸添加配管５０を通して酸が添加されて汚泥が再生される（酸添加工程）。酸が添加されて再生された汚泥を含む逆洗排水は、配管５８を通して、汚泥分離槽５４へ送液される。汚泥分離槽５４において、不溶化物が自然沈降等により固液分離される（固液分離工程）。 In the sludge regeneration tank 42, acid is added to the backwash waste water containing sludge through the acid addition pipe 50 to regenerate sludge (acid addition step). The backwashing waste water containing sludge regenerated by the addition of acid is sent to the sludge separation tank 54 through the pipe 58. In the sludge separation tank 54, the insolubilized material is solid-liquid separated by natural sedimentation or the like (solid-liquid separation step).
固液分離工程で得られた固液分離水は、固液分離水返送配管６０を通して膜ろ過装置１４（膜ろ過工程）の前段である反応槽１２に返送される（固液分離水返送工程）。固液分離により分離された汚泥は、汚泥分離槽５４からポンプ５６により汚泥配管６２を通して排出される。 The solid-liquid separated water obtained in the solid-liquid separation step is returned through the solid-liquid separated water return pipe 60 to the reaction tank 12 which is the front stage of the membrane filtration unit 14 (membrane filtration step) (solid-liquid separated water return step) . The sludge separated by solid-liquid separation is discharged from the sludge separation tank 54 through the sludge piping 62 by the pump 56.
このように、本実施形態に係るシリカ含有水の処理方法および処理装置７では、シリカ含有水にマグネシウム化合物を添加するか、被処理水中に含まれるマグネシウムを利用してｐＨ１０以上でシリカを不溶化し、膜ろ過を行って処理し（膜ろ過工程）、膜ろ過工程で用いる膜を逆洗して排出される逆洗排水の少なくとも一部に酸を添加して（酸添加工程）、固液分離を行って処理し（固液分離工程）、分離した固液分離水の少なくとも一部を膜ろ過工程の前段に返送する（固液分離水返送工程）。 Thus, in the method and apparatus 7 for treating silica-containing water according to the present embodiment, a magnesium compound is added to the silica-containing water or silica is insolubilized at pH 10 or more using magnesium contained in the water to be treated , Process by membrane filtration (membrane filtration step), add acid to at least part of backwash wastewater discharged by backwashing the membrane used in membrane filtration step (acid addition step), solid-liquid separation Treatment (solid-liquid separation step), and at least a part of the separated solid-liquid separated water is returned to the front stage of the membrane filtration step (solid-liquid separated water return step).
この方法によると、汚泥に酸を添加することによって、汚泥中に含まれるマグネシウムとシリカとの化合物が溶解され、マグネシウムをイオンとして溶出させることができる。このとき、シリカも共に溶出されてくるが、シリカの溶解度は通常低いため（例えば、ｐＨ４〜９、２５℃では１２０ｍｇ／Ｌ程度）、溶解度を超える分はゲル化して析出する。通常、シリカのゲル化には長い時間（数十時間以上）がかかるが、本方法によれば、シリカは一度固形化しているため、３０分程度の反応時間でも十分にゲル化させることができると考えられる。 According to this method, by adding an acid to the sludge, the compound of magnesium and silica contained in the sludge is dissolved, and magnesium can be eluted as ions. At this time, silica is also eluted together, but since the solubility of silica is usually low (for example, about 120 mg / L at pH 4 to 9 at 25 ° C.), the amount exceeding the solubility gels and precipitates. Usually, gelation of silica takes a long time (several tens of hours or more), but according to this method, since silica is once solidified, it can be sufficiently gelled even in a reaction time of about 30 minutes. it is conceivable that.
酸添加工程で再生された再生汚泥をそのまま膜ろ過工程の前段に返送すると、イオン化したマグネシウムをシリカ除去剤であるマグネシウム化合物として再利用することができ、シリカはほとんどが自らゲル化して析出しているため、膜ろ過装置１４にて再度分離される。ただし、単独でゲル化したシリカは、膜ろ過工程の前段に返送すると少しずつ再溶解してくる。少量であればその影響は小さく、膜ろ過装置１４にて膜ろ過すればほとんど問題ないが、汚泥を大量に再生して単独でゲル化するシリカの割合が多くなると、その影響が無視できなくなる。また、例えば処理装置が一時的に停止して、ゲル化したシリカが長時間系内に留まると、シリカの再溶解が進み、処理水のシリカ濃度が大幅に高くなる現象が見られることがある。そこで、本実施形態に係る処理方法および処理装置７では、酸添加工程で再生された再生汚泥を固液分離（固液分離処理）することによって、ゲル化したシリカをできるだけ膜ろ過工程の前段に返送させずに、溶出させたマグネシウム（マグネシウムイオン）を膜ろ過工程の前段に返送して再利用することができ、マグネシウム化合物の使用量を削減することができる。また、少ないマグネシウム化合物の添加量で処理水のシリカ濃度を低減することができる。 If the regenerated sludge regenerated in the acid addition process is returned to the previous stage of the membrane filtration process as it is, the ionized magnesium can be reused as the magnesium compound as the silica remover, and most of the silica gels and precipitates itself. Therefore, they are separated again by the membrane filtration device 14. However, the silica gelled alone is redissolved little by little when it is returned to the previous stage of the membrane filtration step. If the amount is small, the effect is small, and there is almost no problem if membrane filtration is performed by the membrane filtration device 14, but if the proportion of silica that regenerates a large amount of sludge and gels alone increases, the effect can not be ignored. In addition, for example, when the treatment apparatus is temporarily stopped and the gelled silica stays in the system for a long time, a remelting of the silica proceeds, and a phenomenon that the silica concentration of the treated water is significantly increased may be seen. . Therefore, in the treatment method and the treatment apparatus 7 according to the present embodiment, the gelled silica is separated as much as possible by the solid-liquid separation (solid-liquid separation treatment) of the regenerated sludge regenerated in the acid addition step. Without returning, the eluted magnesium (magnesium ions) can be returned to the previous stage of the membrane filtration step and reused, and the amount of magnesium compound used can be reduced. In addition, the silica concentration of the treated water can be reduced with a small amount of the magnesium compound added.
このように、汚泥に含まれるマグネシウムとシリカとの化合物から溶出させたマグネシウムイオンをシリカ除去剤であるマグネシウム化合物として再利用できるため、再利用しない場合に比べてマグネシウム化合物の使用量を大幅に削減することができる。これにより、発生する汚泥の量を低減することができる。場合によっては、被処理水中に元々含まれるマグネシウムだけでもこのマグネシウムをシリカの不溶化に利用してシリカを除去することができる。被処理水中のシリカの濃度に対してマグネシウムの濃度が高い場合は、新たにマグネシウム化合物を添加しなくてもシリカの除去が可能である。また、溶出させたマグネシウムイオンを再利用することにより、再利用しない場合と同程度のマグネシウム化合物を使用すれば、処理水中のシリカの含有量をより低減することができ、処理水質をより向上することができる。そのため、膜ろ過装置１４の後段にさらに逆浸透膜処理装置等の処理装置を備える場合には、負荷を低減することができる。 In this way, magnesium ions eluted from the compound of magnesium and silica contained in the sludge can be reused as the magnesium compound that is the silica remover, greatly reducing the amount of magnesium compound used compared to when not reusing. can do. Thereby, the amount of generated sludge can be reduced. In some cases, even with magnesium originally contained in the water to be treated, this magnesium can be used to insolubilize the silica to remove the silica. When the concentration of magnesium is higher than the concentration of silica in the water to be treated, removal of the silica is possible without newly adding a magnesium compound. In addition, by reusing the eluted magnesium ion, if the same magnesium compound as that in the case of not using it is used, the content of silica in treated water can be further reduced, and the treated water quality is further improved. be able to. Therefore, when a processing device such as a reverse osmosis membrane processing device is further provided downstream of the membrane filtration device 14, the load can be reduced.
膜ろ過工程の前段に返送する固液分離水の循環量は、再生に必要なマグネシウムの量が十分に循環していればよいが、好ましくは被処理水の流量の２〜２０％程度の範囲、より好ましくは５〜１０％程度の範囲である。固液分離水の循環量が被処理水の流量の２％未満であると、再生に必要なマグネシウムの量が十分に供給されない場合があり、２０％を超えると、被処理水の流量が増大して各反応槽での反応時間が短くなり、シリカの処理性が悪化したり、凝集性が悪くなったりする場合がある。 The amount of solid-liquid separated water to be returned to the previous stage of the membrane filtration step is not limited as long as the amount of magnesium required for regeneration is sufficiently circulated, but is preferably in the range of about 2 to 20% of the flow rate of the water to be treated. And more preferably in the range of about 5 to 10%. If the circulation rate of the solid-liquid separation water is less than 2% of the flow rate of the water to be treated, the amount of magnesium required for regeneration may not be sufficiently supplied. If it exceeds 20%, the flow rate of the water to be treated increases. As a result, the reaction time in each reaction vessel may be shortened, the processability of the silica may be deteriorated, or the cohesion may be deteriorated.
固液分離水返送手段による固液分離水の返送先は、膜ろ過装置１４（膜ろ過工程）の前段であればよく、特に制限はない。例えば、被処理水槽１０、反応槽１２、配管１８，２０、備える場合は凝集槽、高分子反応槽のうちの少なくとも１つに再生汚泥を返送すればよいが、反応槽１２に返送することによって、反応槽１２内でのマグネシウムイオン濃度が高くなり、マグネシウムとシリカの共沈反応を促進させることができるため、より好ましい。 The return destination of the solid-liquid separated water by the solid-liquid separated water return means may be a stage before the membrane filtration apparatus 14 (membrane filtration step), and is not particularly limited. For example, the reclaimed sludge may be returned to at least one of the treated water tank 10, the reaction tank 12, the pipes 18 and 20, and the aggregation tank and the polymer reaction tank when provided, but by returning it to the reaction tank 12. The magnesium ion concentration in the reaction tank 12 is increased, and the coprecipitation reaction of magnesium and silica can be promoted, which is more preferable.
本実施形態に係るシリカ含有水の処理方法および処理装置７により、固液分離水を膜ろ過工程の前段に返送しない場合に比べて、マグネシウム化合物の使用量を例えば１／２〜ゼロ程度にまで削減することができる。 By the method and apparatus 7 for treating silica-containing water according to the present embodiment, the amount of magnesium compound used is, for example, about 1/2 to zero compared to the case where solid-liquid separated water is not returned to the former stage of the membrane filtration step. It can be reduced.
本実施形態に係るシリカ含有水の処理方法および処理装置１，５，７により、処理水中のシリカ含有量を、例えば、１０ｍｇ／Ｌ以下程度にまで低減することができ、処理水中の有機物含有量を、例えば、１ｍｇ／Ｌ以下程度にまで低減することができる。 The silica content in the treated water can be reduced to, for example, about 10 mg / L or less by the method for treating silica-containing water and the treatment apparatuses 1, 5, and 7 according to the present embodiment, and the organic matter content in the treated water. Can be reduced to, for example, about 1 mg / L or less.
以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, although an example and a comparative example are given and the present invention is explained more concretely in detail, the present invention is not limited to the following examples.
＜実施例１＞
実施例１は、図１の処理装置１と同様のフローで処理を行った。有機物およびシリカを含む被処理水（ＴＯＣ：７ｍｇ／Ｌ、ＳｉＯ２含有量：１０１ｍｇ−ＳｉＯ２／Ｌ）にマグネシウム化合物として塩化マグネシウムを６５ｍｇ−Ｍｇ／Ｌ添加し、混合した。塩化マグネシウムを添加、混合した被処理水にｐＨ調整剤として水酸化ナトリウムを添加し、ｐＨを１１に調整し、１０分間撹拌してマグネシウムフロックを形成した。マグネシウムフロックを形成した被処理水を、膜ろ過し、定期的（１時間に１回）に逆洗を行った。ろ過膜は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）製の限外ろ過膜（公称孔径：０．０１μｍ）を用いた。処理温度は２０℃とした。図５にろ過試験の結果を示す。
Example 1
In Example 1, processing was performed in the same flow as the processing device 1 of FIG. 65 mg-Mg / L of magnesium chloride as a magnesium compound was added to water to be treated containing organic matter and silica (TOC: 7 mg / L, SiO 2 content: 101 mg-SiO 2 / L) and mixed. Magnesium chloride was added to the water to be treated, sodium hydroxide was added as a pH adjuster to adjust the pH to 11, and stirred for 10 minutes to form magnesium floc. The water to be treated in which magnesium floc had been formed was subjected to membrane filtration, and was backwashed periodically (once an hour). The filtration membrane used was an ultrafiltration membrane made of polyvinylidene fluoride (PVDF) (nominal pore diameter: 0.01 μm). The processing temperature was 20.degree. FIG. 5 shows the results of the filtration test.
＜比較例１＞
比較例１では、塩化マグネシウムを添加しなかった（塩化マグネシウム：０ｍｇ−Ｍｇ／Ｌ）こと以外は実施例１と同じ条件で膜ろ過を行った。図５にろ過試験の結果を示す。図５は、ろ過量（ｍ３／ｍ２）に対するろ過抵抗（１／ｍ）を示す。
Comparative Example 1
In Comparative Example 1, membrane filtration was performed under the same conditions as in Example 1 except that magnesium chloride was not added (magnesium chloride: 0 mg-Mg / L). FIG. 5 shows the results of the filtration test. FIG. 5 shows the filtration resistance (1 / m) with respect to the filtration amount (m 3 / m 2 ).
実施例１のマグネシウム化合物を添加した場合は、比較例１のマグネシウム化合物を添加しなかった場合に比べて、ろ過抵抗の上昇が緩やかになっており、膜の閉塞が緩和されていることを示している。これは、被処理水中に含まれる有機物が、マグネシウムフロックに取り込まれたことで、膜の細孔に入って閉塞させることを抑制したためと考えられる。 When the magnesium compound of Example 1 was added, the increase in filtration resistance was moderate compared to the case where the magnesium compound of Comparative Example 1 was not added, indicating that the clogging of the membrane was alleviated. ing. This is considered to be due to the fact that the organic substance contained in the water to be treated is taken into the pores of the membrane and blocked by being taken into the magnesium floe.
＜実施例２および比較例２＞
実施例１および比較例１と同様の条件でろ過試験を行った。ジャーテスタで不溶化処理後、限外ろ過膜を用いてろ過した。塩化マグネシウムの添加量を０ｍｇ−Ｍｇ／Ｌ（比較例２）、３２．５，６５，１３０，２６０ｍｇ−Ｍｇ／Ｌ（実施例２）と変えた。マグネシウム化合物の添加量（ｍｇ−Ｍｇ／Ｌ）に対する、ＵＦ膜処理水のシリカ濃度（ｍｇ−ＳｉＯ２／Ｌ）を図６に示す。マグネシウム化合物の添加量を増やすと、ＵＦ膜処理水のシリカ濃度が低減した。
Example 2 and Comparative Example 2
A filtration test was performed under the same conditions as in Example 1 and Comparative Example 1. After insolubilizing treatment with a jar tester, filtration was performed using an ultrafiltration membrane. The amount of magnesium chloride added was changed to 0 mg-Mg / L (Comparative Example 2), 32.5, 65, 130, 260 mg-Mg / L (Example 2). The silica concentration (mg-SiO 2 / L) of the UF membrane-treated water relative to the addition amount (mg-Mg / L) of the magnesium compound is shown in FIG. When the amount of magnesium compound added was increased, the silica concentration of the UF membrane-treated water was reduced.
このように、実施例１の方法および処理装置により、有機物およびシリカを含むシリカ含有水のシリカ処理において、安定した運転でシリカを除去することができた。 Thus, by the method and the processing apparatus of Example 1, it was possible to remove silica in a stable operation in the silica treatment of silica-containing water containing organic matter and silica.
１，３，５，７ シリカ含有水の処理装置、１０ 被処理水槽、１２ 反応槽、１４ 膜ろ過装置、１６，４０，５６ ポンプ、１８，２０，５８ 配管、２２，３４ 処理水配管、２４ マグネシウム化合物添加配管、２６ ｐＨ調整剤添加配管、２８，５２ 撹拌装置、３０ 処理水槽、３２ 逆浸透膜処理装置、３６ 透過水配管、３８ 濃縮水配管、４２ 汚泥再生槽、４４ 逆洗水配管、４６ 逆洗排水配管、４８ 再生汚泥返送配管、５０ 酸添加配管、５４ 汚泥分離槽、６０ 固液分離水返送配管、６２ 汚泥配管。 1,3,5,7 Treatment equipment for water containing silica, 10 treated water tank, 12 reaction tank, 14 membrane filtration device, 16, 40, 56 pumps, 18, 20, 58 piping, 22, 34 treated water piping, 24 Magnesium compound addition pipe, 26 pH adjuster addition pipe, 28, 52 Stirrer, 30 treated water tank, 32 Reverse osmosis membrane treatment apparatus, 36 Permeate water pipe, 38 Concentrated water pipe, 42 Sludge regeneration tank, 44 Backwash water pipe, 46 backwash drainage piping, 48 regenerated sludge return piping, 50 acid addition piping, 54 sludge separation tank, 60 solid-liquid separated water return piping, 62 sludge piping.
Claims (8)
得られた不溶化物を膜ろ過する膜ろ過手段と、
を備えることを特徴とする、シリカ含有水の処理装置。 An insolubilizing means for adding a magnesium compound to water to be treated containing an organic substance and silica, or for insolubilizing silica at a pH of 10 or more using magnesium contained in the water to be treated;
Membrane filtration means for membrane filtration of the insolubilized material obtained,
An apparatus for treating silica-containing water, comprising:
前記膜ろ過手段の後段に、膜ろ過液を逆浸透膜に通水して透過水および濃縮水を得る逆浸透膜処理装置をさらに備えることを特徴とする、シリカ含有水の処理装置。 The silica-containing water treatment apparatus according to claim 1,
A treatment apparatus for silica-containing water, further comprising a reverse osmosis membrane treatment apparatus that obtains permeated water and concentrated water by passing the membrane filtrate through a reverse osmosis membrane after the membrane filtration means.
前記膜ろ過手段を逆洗する逆洗手段と、
排出される逆洗排水の少なくとも一部に酸を添加する酸添加手段と、
前記酸を添加した逆洗排水を前記膜ろ過手段の前段に返送する逆洗排水返送手段と、
をさらに備えることを特徴とする、シリカ含有水の処理装置。 The apparatus for treating silica-containing water according to claim 1 or 2,
Backwashing means for backwashing the membrane filtration means;
Acid addition means for adding acid to at least a portion of the backwash wastewater discharged;
Backwashing drainage return means for returning backwashing drainage to which said acid has been added to the front stage of said membrane filtration means,
An apparatus for treating silica-containing water, further comprising:
前記膜ろ過手段を逆洗する逆洗手段と、
排出される逆洗排水の少なくとも一部に酸を添加する酸添加手段と、
前記酸を添加した逆洗排水を固液分離する固液分離手段と、
前記固液分離手段により分離した固液分離水の少なくとも一部を前記膜ろ過手段の前段に返送する固液分離水返送手段と、
をさらに備えることを特徴とする、シリカ含有水の処理装置。 The apparatus for treating silica-containing water according to claim 1 or 2,
Backwashing means for backwashing the membrane filtration means;
Acid addition means for adding acid to at least a portion of the backwash wastewater discharged;
Solid-liquid separation means for solid-liquid separation of the backwashing waste water to which the acid is added;
Solid-liquid separated water return means for returning at least a part of the solid-liquid separated water separated by the solid-liquid separation means to the front stage of the membrane filtration means;
An apparatus for treating silica-containing water, further comprising:
得られた不溶化物を膜ろ過する膜ろ過工程と、
を含むことを特徴とする、シリカ含有水の処理方法。 An insolubilization step of adding a magnesium compound to water to be treated containing organic matter and silica, or insolubilizing silica at a pH of 10 or more using magnesium contained in the water to be treated;
A membrane filtration step for membrane filtration of the obtained insolubilized material,
A method for treating silica-containing water, comprising:
前記膜ろ過工程の後段に、膜ろ過液を逆浸透膜に通水して透過水および濃縮水を得る逆浸透膜処理工程をさらに含むことを特徴とする、シリカ含有水の処理方法。 A method for treating silica-containing water according to claim 5,
A method for treating silica-containing water, further comprising a reverse osmosis membrane treatment step of passing a membrane filtrate through a reverse osmosis membrane to obtain permeated water and concentrated water after the membrane filtration step.
前記膜ろ過工程で用いる膜を逆洗する逆洗工程と、
排出される逆洗排水の少なくとも一部に酸を添加する酸添加工程と、
前記酸を添加した逆洗排水を前記膜ろ過工程の前段に返送する逆洗排水返送工程と、
をさらに含むことを特徴とする、シリカ含有水の処理方法。 A method for treating silica-containing water according to claim 5 or 6,
A backwashing step of backwashing the membrane used in the membrane filtration step;
An acid addition step of adding acid to at least a part of the backwash wastewater discharged;
A backwashing drainage return step of returning backwashing drainage to which the acid has been added to a front stage of the membrane filtration step;
A method for treating silica-containing water, further comprising:
前記膜ろ過工程で用いる膜を逆洗する逆洗工程と、
排出される逆洗排水の少なくとも一部に酸を添加する酸添加工程と、
前記酸を添加した逆洗排水を固液分離する固液分離工程と、
前記固液分離工程により分離した固液分離水の少なくとも一部を前記膜ろ過工程の前段に返送する固液分離水返送工程と、
をさらに含むことを特徴とする、シリカ含有水の処理方法。 A method for treating silica-containing water according to claim 5 or 6,
A backwashing step of backwashing the membrane used in the membrane filtration step;
An acid addition step of adding acid to at least a part of the backwash wastewater discharged;
A solid-liquid separation step for solid-liquid separation of the backwash wastewater to which the acid is added;
A solid-liquid separated water return step of returning at least a part of the solid-liquid separated water separated in the solid-liquid separation step to a front stage of the membrane filtration step;
A method for treating silica-containing water, further comprising:
Priority Applications (5)
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021171689A (en) * | 2020-04-23 | 2021-11-01 | オルガノ株式会社 | Water treatment method and water treatment equipment |
| JP2023540262A (en) * | 2020-08-31 | 2023-09-22 | エコラボ ユーエスエー インコーポレイティド | Silica removal reagent for reverse osmosis membrane pretreatment |
| RU2807643C1 (en) * | 2023-03-13 | 2023-11-20 | Акционерное общество "Интер РАО - Электрогенерация" | Method for desiliconization of water at stage of its preliminary purification in clarifier |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03106493A (en) * | 1989-09-20 | 1991-05-07 | Kurita Water Ind Ltd | Treating waste water |
| JPH0490888A (en) * | 1990-08-01 | 1992-03-24 | Tohoku Electric Power Co Inc | Treatment of fluoride-containing solution |
| JPH04367783A (en) * | 1991-06-14 | 1992-12-21 | Shin Nippon Kagaku Kogyo Co Ltd | Removing silica |
| JP2000254659A (en) * | 1999-03-12 | 2000-09-19 | Kurita Water Ind Ltd | Method of treating CMP effluent |
| JP2003300069A (en) * | 2002-04-09 | 2003-10-21 | Toray Ind Inc | Fresh water generating method and fresh water generator |
| JP2004141799A (en) * | 2002-10-25 | 2004-05-20 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Silica-containing waste water treatment method |
| WO2016205726A1 (en) * | 2015-06-19 | 2016-12-22 | Nanostone Water Inc. | Ceramic membrane system for silica removal and related methods |
-
2018
- 2018-01-25 JP JP2018010741A patent/JP7168324B2/en active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03106493A (en) * | 1989-09-20 | 1991-05-07 | Kurita Water Ind Ltd | Treating waste water |
| JPH0490888A (en) * | 1990-08-01 | 1992-03-24 | Tohoku Electric Power Co Inc | Treatment of fluoride-containing solution |
| JPH04367783A (en) * | 1991-06-14 | 1992-12-21 | Shin Nippon Kagaku Kogyo Co Ltd | Removing silica |
| JP2000254659A (en) * | 1999-03-12 | 2000-09-19 | Kurita Water Ind Ltd | Method of treating CMP effluent |
| JP2003300069A (en) * | 2002-04-09 | 2003-10-21 | Toray Ind Inc | Fresh water generating method and fresh water generator |
| JP2004141799A (en) * | 2002-10-25 | 2004-05-20 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Silica-containing waste water treatment method |
| WO2016205726A1 (en) * | 2015-06-19 | 2016-12-22 | Nanostone Water Inc. | Ceramic membrane system for silica removal and related methods |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021171689A (en) * | 2020-04-23 | 2021-11-01 | オルガノ株式会社 | Water treatment method and water treatment equipment |
| JP7441108B2 (en) | 2020-04-23 | 2024-02-29 | オルガノ株式会社 | Water treatment method and water treatment equipment |
| JP2023540262A (en) * | 2020-08-31 | 2023-09-22 | エコラボ ユーエスエー インコーポレイティド | Silica removal reagent for reverse osmosis membrane pretreatment |
| JP7829559B2 (en) | 2020-08-31 | 2026-03-13 | エコラボ ユーエスエー インコーポレイティド | Silica removal reagent for reverse osmosis membrane pretreatment |
| RU2807643C1 (en) * | 2023-03-13 | 2023-11-20 | Акционерное общество "Интер РАО - Электрогенерация" | Method for desiliconization of water at stage of its preliminary purification in clarifier |
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