JP2023038919A - Water treatment device, and water treatment method - Google Patents

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徹 中野
Toru Nakano
明広 高田
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Abstract

To provide a water treatment device and a water treatment method capable of recovering a valuable material in high concentration from effluent.SOLUTION: A water treatment device 1 that recovers a valuable material from effluent, comprises a nano filtration device 11 for obtaining NF permeated water and NF concentrated water from effluent using a nano filtration membrane, and semipermeable membrane treatment means of obtaining concentrated water, by using a membrane module 10 comprising a first space 14 and a second space 16 separated by a semipermeable membrane 12 to allow the NF concentrated water to flow through the first space 14 so as to pressurize the first space 14 to force water contained in the NF concentrated water to flow through the semi-permeable membrane 12, and obtaining diluted water by forcing a portion of the NF concentrated water or at least a portion of the concentrated water to flow through the second space 16.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、排水から有価物を回収する水処理装置および水処理方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a water treatment apparatus and a water treatment method for recovering valuables from waste water.

近年、半導体工場等から排出される排水等から、エバポレータや膜蒸留等の蒸発法を用いて有価物を回収する手法が用いられている。しかし、蒸発法は膨大なエネルギーが必要となるため、特許文献1のように、蒸発法の前段において逆浸透膜法で排水を減容化する方法が一般的に用いられている。 2. Description of the Related Art In recent years, methods have been used to recover valuables from wastewater discharged from semiconductor factories or the like using an evaporation method such as an evaporator or membrane distillation. However, since the evaporation method requires a huge amount of energy, a method of reducing the volume of wastewater by a reverse osmosis membrane method in the preceding stage of the evaporation method is generally used as in Patent Document 1.

一方、排水中に含有されるイオンを高濃度に濃縮する方法として、特許文献2のように逆浸透膜モジュールの濃縮液の硬質成分または濁質成分をナノろ過膜または限外ろ過膜で除去した後、その透過水を半透膜モジュールで濃縮する方法が開発されている。 On the other hand, as a method for concentrating ions contained in waste water to a high concentration, hard components or turbid components in the concentrate of a reverse osmosis membrane module are removed by a nanofiltration membrane or an ultrafiltration membrane as in Patent Document 2. Later, a method of concentrating the permeated water with a semipermeable membrane module was developed.

特開平10-323664号公報JP-A-10-323664 特開2021-045736号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2021-045736

本発明の目的は、排水から有価物を高濃度で回収することができる水処理装置および水処理方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a water treatment apparatus and a water treatment method capable of recovering valuable substances from waste water at high concentrations.

本発明は、排水から有価物を回収する水処理装置であって、前記排水についてナノろ過膜を用いてNF透過水とNF濃縮水とを得るナノろ過手段と、半透膜で仕切られた第一空間と第二空間とを有する半透膜モジュールを用いて、前記NF濃縮水を前記第一空間に通水し、前記第一空間を加圧して前記NF濃縮水に含まれる水を前記半透膜を透過させることによって濃縮水を得るとともに、前記第二空間に、前記NF濃縮水の一部または前記濃縮水の少なくとも一部を通水して希釈水を得る半透膜処理手段と、を備える、水処理装置である。 The present invention is a water treatment apparatus for recovering valuables from wastewater, comprising: nanofiltration means for obtaining NF permeated water and NF concentrated water for the wastewater using a nanofiltration membrane; Using a semipermeable membrane module having one space and a second space, the NF concentrated water is passed through the first space, and the first space is pressurized to remove the water contained in the NF concentrated water from the semipermeable membrane module. Semipermeable membrane processing means for obtaining concentrated water by permeating through a permeable membrane, and for obtaining dilution water by passing a portion of the NF concentrated water or at least a portion of the concentrated water through the second space; A water treatment device comprising:

本発明は、排水から有価物を回収する水処理装置であって、前記排水についてナノろ過膜を用いてNF透過水とNF濃縮水とを得るナノろ過手段と、半透膜で仕切られた第一空間と第二空間とを有する、複数段に接続された半透膜モジュールを用いて、前記NF濃縮水を第1段の半透膜モジュールの第一空間に通水し、前記第一空間を加圧して前記NF濃縮水に含まれる水を前記半透膜を透過させることによって濃縮水を得て、その濃縮水をさらに次段以降の半透膜モジュールを用いて濃縮水を得るとともに、各段の半透膜モジュールの第二空間に、前記NF濃縮水または前記濃縮水の少なくとも一部または他の半透膜モジュールから得られる希釈水の少なくとも一部を通水して希釈水を得る半透膜処理手段と、を備える、水処理装置である。 The present invention is a water treatment apparatus for recovering valuables from wastewater, comprising: nanofiltration means for obtaining NF permeated water and NF concentrated water for the wastewater using a nanofiltration membrane; Using a semipermeable membrane module connected in multiple stages having one space and a second space, the NF concentrated water is passed through the first space of the first stage semipermeable membrane module, and the first space is pressurized to permeate the water contained in the NF concentrated water through the semipermeable membrane to obtain concentrated water, and the concentrated water is further obtained by using a semipermeable membrane module in the next stage or later to obtain concentrated water, Diluted water is obtained by passing at least part of the NF concentrated water or the concentrated water or at least part of the diluted water obtained from another semipermeable membrane module through the second space of the semipermeable membrane module of each stage. and semipermeable membrane treatment means.

前記水処理装置において、前記半透膜処理手段で得られる希釈水の少なくとも一部を前記ナノろ過手段の前段に返送する返送手段をさらに備えることが好ましい。 Preferably, the water treatment apparatus further comprises return means for returning at least part of the diluted water obtained by the semipermeable membrane treatment means to a stage preceding the nanofiltration means.

前記水処理装置において、前記排水は、アンモニウムイオンを2000mg/L以上、硫酸イオンを6000mg/L以上、シリカを5mg/L以上含有することが好ましい。 In the water treatment apparatus, the waste water preferably contains 2000 mg/L or more of ammonium ions, 6000 mg/L or more of sulfate ions, and 5 mg/L or more of silica.

前記水処理装置において、前記ナノろ過膜は、膜面有効圧力1MPa、25℃、pH7の条件下でシリカ阻止率が0~20%の範囲であり、アンモニウムイオン阻止率および硫酸イオン阻止率が90%~100%の範囲であることが好ましい。 In the water treatment device, the nanofiltration membrane has a silica rejection rate in the range of 0 to 20% under conditions of a membrane surface effective pressure of 1 MPa, 25 ° C., pH 7, and an ammonium ion rejection rate and a sulfate ion rejection rate of 90. % to 100%.

前記水処理装置において、前記ナノろ過手段の前段に、前記排水のpHを4~8の範囲に調整するpH調整手段をさらに備えることが好ましい。 It is preferable that the water treatment apparatus further comprises pH adjustment means for adjusting the pH of the waste water to a range of 4 to 8, upstream of the nanofiltration means.

前記水処理装置において、前記ナノろ過手段の前段に、前記排水の温度を20℃~35℃の範囲に調整する温度調整手段をさらに備えることが好ましい。 In the water treatment apparatus, it is preferable to further include temperature adjusting means for adjusting the temperature of the waste water within a range of 20°C to 35°C, upstream of the nanofiltration means.

本発明は、排水から有価物を回収する水処理方法であって、前記排水についてナノろ過膜を用いてNF透過水とNF濃縮水とを得るナノろ過工程と、半透膜で仕切られた第一空間と第二空間とを有する半透膜モジュールを用いて、前記NF濃縮水を前記第一空間に通水し、前記第一空間を加圧して前記NF濃縮水に含まれる水を前記半透膜を透過させることによって濃縮水を得るとともに、前記第二空間に、前記NF濃縮水の一部または前記濃縮水の少なくとも一部を通水して希釈水を得る半透膜処理工程と、を含む、水処理方法である。 The present invention is a water treatment method for recovering valuables from wastewater, comprising a nanofiltration step of obtaining NF permeated water and NF concentrated water using a nanofiltration membrane for the wastewater, and a second step separated by a semipermeable membrane. Using a semipermeable membrane module having one space and a second space, the NF concentrated water is passed through the first space, and the first space is pressurized to remove the water contained in the NF concentrated water from the semipermeable membrane module. A semi-permeable membrane treatment step of obtaining concentrated water by permeating through a permeable membrane and passing a portion of the NF concentrated water or at least a portion of the concentrated water through the second space to obtain diluted water; A water treatment method comprising:

本発明は、排水から有価物を回収する水処理方法であって、前記排水についてナノろ過膜を用いてNF透過水とNF濃縮水とを得るナノろ過工程と、半透膜で仕切られた第一空間と第二空間とを有する、複数段に接続された半透膜モジュールを用いて、前記NF濃縮水を第1段の半透膜モジュールの第一空間に通水し、前記第一空間を加圧して前記NF濃縮水に含まれる水を前記半透膜を透過させることによって濃縮水を得て、その濃縮水をさらに次段以降の半透膜モジュールを用いて濃縮水を得るとともに、各段の半透膜モジュールの第二空間に、前記NF濃縮水または前記濃縮水の少なくとも一部または他の半透膜モジュールから得られる希釈水の少なくとも一部を通水して希釈水を得る半透膜処理工程と、を含む、水処理方法である。 The present invention is a water treatment method for recovering valuables from wastewater, comprising a nanofiltration step of obtaining NF permeated water and NF concentrated water using a nanofiltration membrane for the wastewater, and a second step separated by a semipermeable membrane. Using a semipermeable membrane module connected in multiple stages having one space and a second space, the NF concentrated water is passed through the first space of the first stage semipermeable membrane module, and the first space is pressurized to permeate the water contained in the NF concentrated water through the semipermeable membrane to obtain concentrated water, and the concentrated water is further obtained by using a semipermeable membrane module in the next stage or later to obtain concentrated water, Diluted water is obtained by passing at least part of the NF concentrated water or the concentrated water or at least part of the diluted water obtained from another semipermeable membrane module through the second space of the semipermeable membrane module of each stage. and a semipermeable membrane treatment step.

前記水処理方法において、前記半透膜処理工程で得られる希釈水の少なくとも一部を前記ナノろ過工程の前段に返送することが好ましい。 In the water treatment method, it is preferable to return at least part of the diluted water obtained in the semipermeable membrane treatment step to the preceding stage of the nanofiltration step.

前記水処理方法において、前記排水は、アンモニウムイオンを2000mg/L以上、硫酸イオンを6000mg/L以上、シリカを5mg/L以上含有することが好ましい。 In the water treatment method, the wastewater preferably contains 2000 mg/L or more of ammonium ions, 6000 mg/L or more of sulfate ions, and 5 mg/L or more of silica.

前記水処理方法において、前記ナノろ過膜は、膜面有効圧力1MPa、25℃、pH7の条件下でシリカ阻止率が0~20%の範囲であり、アンモニウムイオン阻止率および硫酸イオン阻止率が90%~100%の範囲であることが好ましい。 In the water treatment method, the nanofiltration membrane has a silica rejection rate of 0 to 20% under conditions of a membrane surface effective pressure of 1 MPa, 25 ° C., pH 7, and an ammonium ion rejection rate and a sulfate ion rejection rate of 90. % to 100%.

前記水処理方法において、前記ナノろ過工程の前段に、前記排水のpHを4~8の範囲に調整するpH調整工程をさらに含むことが好ましい。 The water treatment method preferably further includes a pH adjustment step of adjusting the pH of the waste water to a range of 4 to 8 before the nanofiltration step.

前記水処理方法において、前記ナノろ過工程の前段に、前記排水の温度を20℃~35℃の範囲に調整する温度調整工程をさらに含むことが好ましい。 The water treatment method preferably further includes a temperature adjustment step of adjusting the temperature of the waste water to a range of 20°C to 35°C before the nanofiltration step.

本発明によって、排水から有価物を高濃度で回収することができる水処理装置および水処理方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION By this invention, the water treatment apparatus and water treatment method which can collect|recover valuables from waste water at high concentration can be provided.

本発明の実施形態に係る水処理装置の一例を示す概略構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic block diagram which shows an example of the water treatment apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る水処理装置の他の例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the other example of the water treatment apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る水処理装置の他の例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the other example of the water treatment apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る水処理装置の他の例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the other example of the water treatment apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る水処理装置の他の例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the other example of the water treatment apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る水処理装置の他の例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the other example of the water treatment apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る水処理装置の他の例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the other example of the water treatment apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る水処理装置の他の例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the other example of the water treatment apparatus which concerns on embodiment of this invention. 実施例1におけるシリカの阻止率の結果を示すグラフである。4 is a graph showing results of rejection of silica in Example 1. FIG.

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。 An embodiment of the present invention will be described below. This embodiment is an example of implementing the present invention, and the present invention is not limited to this embodiment.

本発明の実施形態に係る水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。 An outline of an example of a water treatment apparatus according to an embodiment of the present invention is shown in FIG. 1, and its configuration will be described.

図1に示す水処理装置1は、アンモニア含有排水等の排水から有価物を回収する装置である。水処理装置1は、アンモニア含有排水についてナノろ過膜を用いてNF透過水とNF濃縮水とを得るナノろ過手段として、ナノろ過装置11と、半透膜12で仕切られた第一空間(濃縮側)14と第二空間(透過側)16とを有する半透膜モジュールを用いて、ナノろ過装置11のNF濃縮水を第一空間14に通水し、第一空間14を加圧してNF濃縮水に含まれる水を半透膜12を透過させることによって濃縮水を得るとともに、第二空間16に、NF濃縮水の一部を通水して希釈水を得る半透膜処理手段として、例えば、膜モジュール10を備える。水処理装置1は、NF濃縮水を貯留するNF濃縮水槽をナノろ過装置11と膜モジュール10との間に備えてもよい。 A water treatment device 1 shown in FIG. 1 is a device for recovering valuables from waste water such as ammonia-containing waste water. The water treatment device 1 includes a nanofiltration device 11 and a first space (concentration Using a semipermeable membrane module having a second space (permeate side) 14 and a second space (permeate side) 16, the NF concentrated water of the nanofiltration device 11 is passed through the first space 14, and the first space 14 is pressurized to As a semipermeable membrane treatment means for obtaining concentrated water by passing water contained in the concentrated water through the semipermeable membrane 12 and passing a part of the NF concentrated water through the second space 16 to obtain diluted water, For example, a membrane module 10 is provided. The water treatment device 1 may include an NF-concentrated water tank that stores NF-concentrated water between the nanofiltration device 11 and the membrane module 10 .

図1の水処理装置1において、ナノろ過装置11の入口には、ポンプ21を介して配管25が接続されている。ナノろ過装置11のNF透過水出口には、配管27が接続されている。ナノろ過装置11のNF濃縮水出口と、膜モジュール10の第一空間入口とは、ポンプ18を介して配管24により接続され、ポンプ18の下流側で配管24から分岐した配管26がバルブ22を介して膜モジュール10の第二空間入口に接続されている。膜モジュール10の第一空間出口にはバルブ23を介して配管28が接続され、膜モジュール10の第二空間出口と配管25におけるポンプ21の上流側とは、配管30により接続されている。 In the water treatment device 1 of FIG. 1 , a pipe 25 is connected to the inlet of the nanofiltration device 11 via a pump 21 . A pipe 27 is connected to the NF permeate outlet of the nanofiltration device 11 . The NF concentrated water outlet of the nanofiltration device 11 and the first space inlet of the membrane module 10 are connected by a pipe 24 via a pump 18, and a pipe 26 branched from the pipe 24 on the downstream side of the pump 18 connects the valve 22. It is connected to the second space inlet of the membrane module 10 via. A pipe 28 is connected to the first spatial outlet of the membrane module 10 via a valve 23 , and a pipe 30 connects the second spatial outlet of the membrane module 10 and the pipe 25 upstream of the pump 21 .

ポンプ18は、例えば、入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動され、NF濃縮水を吸入して膜モジュール10に加圧吐出する加圧ポンプである。ポンプ18には、例えば、入力された指令信号に対応する駆動周波数をポンプ18に出力するインバーター20が設置されている。ポンプ21は、例えば、入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動され、アンモニア含有排水を吸入してナノろ過装置11に加圧吐出する加圧ポンプである。バルブ22、バルブ23は、例えば、手動または自動で開閉度を調節可能なバルブである。 The pump 18 is, for example, a pressure pump that is driven at a rotational speed corresponding to the input drive frequency, sucks the NF concentrated water, and pressurizes and discharges it to the membrane module 10 . The pump 18 is provided with, for example, an inverter 20 that outputs a driving frequency corresponding to the input command signal to the pump 18 . The pump 21 is, for example, a pressurization pump that is driven at a rotational speed corresponding to the input driving frequency, sucks the ammonia-containing wastewater, and pressurizes and discharges it to the nanofiltration device 11 . The valves 22 and 23 are, for example, valves whose degree of opening and closing can be adjusted manually or automatically.

膜モジュール10は、半透膜12で仕切られた第一空間14および第二空間16を有し、NF濃縮水を膜モジュール10の第一空間入口から第一空間14と第二空間入口から第二空間16とに通水し、第一空間14を加圧することによって、その第一空間14のNF濃縮水に含まれる水を半透膜12を介して第二空間16に透過させて水を濃縮する装置である。すなわち、水処理装置1において、半透膜12を用いてNF濃縮水が濃縮される。膜モジュール10は、膜モジュール10の第一空間14と第二空間16の両方にNF濃縮水を供給して濃縮処理を行う装置である。 The membrane module 10 has a first space 14 and a second space 16 partitioned by a semipermeable membrane 12, and the NF concentrated water is supplied from the first space inlet of the membrane module 10 to the first space 14 and from the second space inlet to the second space. By passing water through the two spaces 16 and pressurizing the first space 14, the water contained in the NF concentrated water in the first space 14 is permeated into the second space 16 through the semipermeable membrane 12 to release water. It is a device for concentrating. That is, in the water treatment device 1 , the NF concentrated water is concentrated using the semipermeable membrane 12 . The membrane module 10 is a device that supplies NF concentrated water to both the first space 14 and the second space 16 of the membrane module 10 to carry out a concentration process.

水処理装置1において、被処理水であるアンモニアを含むアンモニア含有排水は、ポンプ21によって配管25を通してナノろ過装置11へ供給される。ナノろ過装置11において、アンモニア含有排水についてナノろ過膜を用いてNF透過水とNF濃縮水とが得られる(ナノろ過工程)。NF透過水は、配管27を通して排出される。NF透過水は系外へ排出し、河川等へ放流してもよいし、さらに高度水処理法を設けて水回収してもよい。 In the water treatment device 1 , the ammonia-containing waste water, which is the water to be treated, is supplied to the nanofiltration device 11 through the pipe 25 by the pump 21 . In the nanofiltration device 11, NF permeated water and NF concentrated water are obtained from ammonia-containing waste water using a nanofiltration membrane (nanofiltration step). NF permeated water is discharged through piping 27 . The NF permeated water may be discharged out of the system and discharged into a river or the like, or may be recovered by providing an advanced water treatment method.

ナノろ過装置11で得られたNF濃縮水は、バルブ23が開状態で、ポンプ18により配管24を通して、膜モジュール10の第一空間入口から第一空間14へ加圧送液され、通水される。ナノろ過装置11と膜モジュール10への通水は、ポンプ21のみを用いて行ってもよい。また、NF濃縮水は、バルブ22が開状態で、配管24から分岐した配管26を通して、膜モジュール10の第二空間入口から第二空間16へ送液され、通水される。加圧されたNF濃縮水に含まれる水の一部は半透膜12を介して第一空間14から第二空間16に向かって透過する。このとき、NF濃縮水に含まれるイオン類等の大部分は半透膜12を透過することができないので、半透膜12を透過しなかった第一空間14内の水が濃縮される。一方、第二空間16では、配管26を通して通水されたNF濃縮水の一部と、半透膜12を透過したイオン濃度の低い透過水とが合流するため、希釈効果が働く。第一空間14で得られた濃縮水は、第一空間出口から配管28を通して排出され、第二空間16で得られた希釈水は、第二空間出口から配管30を通して排出され、希釈水の少なくとも一部はナノろ過装置11の前段である配管25におけるポンプ21の上流側に返送されてもよい(返送工程)。ここで、膜モジュール10において、第一空間14が加圧されてその第一空間14のNF濃縮水に含まれる水が半透膜12を介して第二空間16に透過され、第一空間14で濃縮水が得られる(濃縮工程)とともに、第二空間16で希釈水が得られる(希釈工程)(以上、半透膜処理工程)。 The NF concentrated water obtained by the nanofiltration device 11 is pressure-fed from the first space inlet of the membrane module 10 to the first space 14 through the pipe 24 by the pump 18 with the valve 23 open, and is passed. . Water may be supplied to the nanofiltration device 11 and the membrane module 10 using only the pump 21 . Further, the NF concentrated water is sent from the second space inlet of the membrane module 10 to the second space 16 through the pipe 26 branched from the pipe 24 with the valve 22 open. Part of the water contained in the pressurized NF concentrated water permeates from the first space 14 toward the second space 16 through the semipermeable membrane 12 . At this time, since most of the ions and the like contained in the NF concentrated water cannot permeate the semipermeable membrane 12, the water in the first space 14 that has not permeated the semipermeable membrane 12 is concentrated. On the other hand, in the second space 16, part of the NF-concentrated water that has passed through the pipe 26 and the permeated water with a low ion concentration that has permeated the semipermeable membrane 12 join together, so a dilution effect works. The concentrated water obtained in the first space 14 is discharged from the first space outlet through the pipe 28, the dilution water obtained in the second space 16 is discharged from the second space outlet through the pipe 30, and at least A part may be returned to the upstream side of the pump 21 in the pipe 25 that is the preceding stage of the nanofiltration device 11 (returning step). Here, in the membrane module 10, the first space 14 is pressurized and the water contained in the NF concentrated water in the first space 14 is permeated into the second space 16 through the semipermeable membrane 12, and the first space 14 Concentrated water is obtained in (concentration step), and dilution water is obtained in the second space 16 (dilution step) (above, semipermeable membrane treatment step).

ここで、配管24,26、ポンプ18等が、膜モジュール10の第一空間14と第二空間16の両方にNF濃縮水を供給する供給手段として機能する。配管30等が膜モジュール10で得られる希釈水の少なくとも一部をナノろ過装置11の前段に返送する返送手段として機能する。 Here, the pipes 24 , 26 , the pump 18 and the like function as supply means for supplying the NF concentrated water to both the first space 14 and the second space 16 of the membrane module 10 . The pipes 30 and the like function as return means for returning at least part of the diluted water obtained in the membrane module 10 to the front stage of the nanofiltration device 11 .

第二空間16で得られた希釈水は、配管30を通して系外へ排出されてもよいし、必要に応じて希釈水槽へ送液されて貯留された後、系外へ排出されてもよく、再利用されてもよい。希釈水の少なくとも一部は、例えば配管25におけるポンプ21の上流側に返送されてNF濃縮水と混合されてもよい。希釈水の少なくとも一部について、さらに他の処理、例えば逆浸透膜処理が行われてもよい。 The dilution water obtained in the second space 16 may be discharged out of the system through the pipe 30, or may be discharged out of the system after being sent to a dilution water tank and stored as necessary, May be reused. At least part of the dilution water may be returned, for example, in line 25 upstream of pump 21 and mixed with NF concentrate. At least a portion of the dilution water may be subjected to other treatments such as reverse osmosis membrane treatment.

以上のようにして、処理対象である、アンモニアを含むアンモニア含有排水から、アンモニアおよびアンモニウムイオンのうち少なくとも1つが濃縮水として回収され、アンモニア含有排水の減容化が行われる。また、NF透過水、濃縮水、希釈水は再利用が可能である。 As described above, at least one of ammonia and ammonium ions is recovered as concentrated water from the ammonia-containing waste water to be treated, and the volume of the ammonia-containing waste water is reduced. In addition, NF permeated water, concentrated water, and diluted water can be reused.

膜モジュール10の第一空間14と第二空間16にNF濃縮水を通水することによって、半透膜12の第一空間14側と第二空間16側の浸透圧差を小さくし、より少ない消費エネルギーでNF濃縮水中の高濃度のイオンを濃縮することができる。すなわち、高濃度でイオンを含むNF濃縮水を低コストで濃縮可能であり、高イオン濃度の廃液量を低減することができる。 By passing the NF concentrated water through the first space 14 and the second space 16 of the membrane module 10, the osmotic pressure difference between the first space 14 side and the second space 16 side of the semipermeable membrane 12 is reduced, resulting in less consumption. The energy can concentrate high concentrations of ions in the NF retentate. That is, the NF concentrated water containing ions at high concentration can be concentrated at low cost, and the amount of waste liquid with high ion concentration can be reduced.

半導体工場等から排出される排水等にはスケール成分が含まれていることがあるために半透膜処理で高濃縮した際に膜閉塞が生じ、濃縮が困難となる場合がある。例えば、排水中にシリカ(SiO)が含まれている場合には、半透膜処理の前処理でシリカを除去することが望ましいが、シリカの濃度が高いと分散剤等の薬品で対応することは困難な場合がある。 Since waste water discharged from semiconductor factories and the like may contain scale components, membrane clogging may occur when highly concentrated by semipermeable membrane treatment, making concentration difficult. For example, if silica (SiO 2 ) is contained in the wastewater, it is desirable to remove the silica by pretreatment of the semipermeable membrane treatment, but if the concentration of silica is high, chemicals such as dispersants are used. can be difficult.

本実施形態に係る水処理装置および水処理方法では、排水中にシリカが含まれていても、ナノろ過装置11により排水中のシリカを、ナノろ過膜を選択的に透過させ、シリカ濃度を低減させたNF濃縮水を膜モジュール10の第一空間14または第一空間14と第二空間16の両側に通水することによって、安定して濃縮対象物質を高濃縮することができる。 In the water treatment apparatus and water treatment method according to the present embodiment, even if silica is contained in the waste water, the nanofiltration device 11 selectively permeates the silica in the waste water through the nanofiltration membrane to reduce the silica concentration. By passing the NF-enriched water through the first space 14 or both sides of the first space 14 and the second space 16 of the membrane module 10, the substance to be concentrated can be stably highly concentrated.

第二空間16で得られた希釈水の少なくとも一部がナノろ過装置11の前段に返送されることが好ましく、希釈水量の50~100%がナノろ過装置11の前段に返送されることがより好ましく、希釈水量の70~100%がナノろ過装置11の前段に返送されることがさらに好ましい。ナノろ過装置11の前段に膜モジュール10から排出される希釈水を所定量以上戻して循環させることによって、アンモニア含有排水中にシリカが含まれていても、ナノろ過装置11に供給されるアンモニア含有排水中のアンモニウムイオン濃度に対するシリカ濃度の比率を下げ、半透膜処理の濃縮工程におけるシリカスケール析出リスクを低減させることができる。 At least part of the dilution water obtained in the second space 16 is preferably returned to the front stage of the nanofiltration device 11, and 50 to 100% of the amount of dilution water is preferably returned to the front stage of the nanofiltration device 11. More preferably, 70 to 100% of the amount of dilution water is returned to the front stage of the nanofiltration device 11 . By returning a predetermined amount or more of the dilution water discharged from the membrane module 10 to the front stage of the nanofiltration device 11 and circulating it, even if silica is contained in the ammonia-containing waste water, the ammonia-containing wastewater supplied to the nanofiltration device 11 is By lowering the ratio of silica concentration to ammonium ion concentration in waste water, the risk of silica scale deposition in the concentration step of semipermeable membrane treatment can be reduced.

膜モジュール10へのNF濃縮水の供給流量と透過水流量と濃縮水流量とを調節する調節方法として、例えば、以下の方法を行えばよい。 As an adjustment method for adjusting the flow rate of the NF concentrated water supplied to the membrane module 10, the flow rate of the permeated water, and the flow rate of the concentrated water, for example, the following method may be performed.

ポンプ18に駆動周波数を制御するインバーター20を設け、膜モジュール10へのNF濃縮水の供給流量を調節する。ポンプ18にインバーター20を設置することが好ましいが、設置しなくてもよい。NF濃縮水の供給を第一空間14側と第二空間16側の両方に行い、第二空間16の入口前にバルブ22を設け、第一空間14の出口にバルブ23を設け、バルブ22とバルブ23の開度を手動または自動で調節することにより第一空間14側への供給水流量と第二空間16側への供給水流量との比を調節すればよい。 The pump 18 is provided with an inverter 20 for controlling the drive frequency to adjust the supply flow rate of the NF concentrated water to the membrane module 10 . Although it is preferable to install an inverter 20 on the pump 18, it may not be installed. NF concentrated water is supplied to both the first space 14 side and the second space 16 side, a valve 22 is provided in front of the entrance of the second space 16, a valve 23 is provided at the outlet of the first space 14, and the valve 22 and The ratio of the supply water flow rate to the first space 14 side and the supply water flow rate to the second space 16 side may be adjusted by manually or automatically adjusting the opening degree of the valve 23 .

透過水流量、濃縮水流量が不足する場合は、ポンプ18のインバーター20の周波数を上げてNF濃縮水の供給量を増やせばよい。 If the flow rate of the permeated water and the flow rate of the concentrated water are insufficient, the frequency of the inverter 20 of the pump 18 should be increased to increase the supply amount of the NF concentrated water.

配管28の第一空間14の出口に開閉度を調節できるバルブ23を設け、バルブ23の開度によって濃縮水流量や第一空間14の入口および第一空間14の出口の圧力調整を行うことができる。 A valve 23 that can adjust the degree of opening is provided at the outlet of the first space 14 of the pipe 28, and the flow rate of the concentrated water and the pressure of the inlet of the first space 14 and the outlet of the first space 14 can be adjusted by the degree of opening of the valve 23. can.

これらの操作によって所定の第一空間14側の圧力、各種流量に調節することができる。 By these operations, the pressure on the side of the first space 14 and various flow rates can be adjusted.

また、NF濃縮水の第一空間14側、第二空間16側への供給を別々のポンプにより行ってもよい。別々のポンプによってNF濃縮水の供給を行う場合には、個々のポンプに駆動周波数を制御するインバーターを設けてもよい。 In addition, separate pumps may be used to supply the NF concentrated water to the first space 14 side and the second space 16 side. When the NF concentrated water is supplied by separate pumps, each pump may be provided with an inverter for controlling the drive frequency.

第一空間14側と第二空間16側の両方に対して同一または近い濃度のNF濃縮水を通水することによって、半透膜12により生じる浸透圧を低減し、必要圧力を低減することができる。その結果、従来の逆浸透膜法では濃縮することができなかった濃度のNF濃縮水を濃縮することができる。 By passing NF concentrated water of the same or similar concentration to both the first space 14 side and the second space 16 side, the osmotic pressure generated by the semipermeable membrane 12 can be reduced, and the required pressure can be reduced. can. As a result, it is possible to concentrate NF-concentrated water with a concentration that could not be concentrated by the conventional reverse osmosis membrane method.

このように、アンモニア含有排水から有価物を高濃度で回収することができる。また、アンモニア含有排水中にシリカが含まれていても、シリカ濃度を低減させたNF濃縮水を半透膜処理することによって、半透膜処理の濃縮工程におけるシリカスケール析出リスクを低減させることができる。 In this way, a high concentration of valuable substances can be recovered from ammonia-containing waste water. In addition, even if silica is contained in ammonia-containing wastewater, the risk of silica scale deposition in the concentration step of semipermeable membrane treatment can be reduced by semipermeable membrane treatment of NF concentrated water with reduced silica concentration. can.

本発明の実施形態に係る水処理装置の他の例の概略を図2に示し、その構成について説明する。 Another example of a water treatment apparatus according to an embodiment of the present invention is schematically shown in FIG. 2, and its configuration will be described.

図2に示す水処理装置2は、アンモニア含有排水等の排水についてナノろ過膜を用いてNF透過水とNF濃縮水とを得るナノろ過手段として、ナノろ過装置11と、半透膜12で仕切られた第一空間(濃縮側)14と第二空間(透過側)16とを有する半透膜モジュールを用いて、ナノろ過装置11のNF濃縮水を第一空間14に通水し、第一空間14を加圧してNF濃縮水に含まれる水を半透膜12を透過させることによって濃縮水を得るとともに、第二空間16に、濃縮水の少なくとも一部を通水して希釈水を得る半透膜処理手段として、例えば、膜モジュール10を備える。水処理装置2は、NF濃縮水を貯留するNF濃縮水槽をナノろ過装置11と膜モジュール10との間に備えてもよい。 The water treatment device 2 shown in FIG. 2 is partitioned by a nanofiltration device 11 and a semipermeable membrane 12 as nanofiltration means for obtaining NF permeated water and NF concentrated water using a nanofiltration membrane for wastewater such as ammonia-containing wastewater. Using a semipermeable membrane module having a first space (concentration side) 14 and a second space (permeate side) 16, the NF concentrated water of the nanofiltration device 11 is passed through the first space 14, and the first Condensed water is obtained by pressurizing the space 14 to permeate the water contained in the NF concentrated water through the semipermeable membrane 12, and at least part of the concentrated water is passed through the second space 16 to obtain diluted water. For example, a membrane module 10 is provided as a semipermeable membrane treatment means. The water treatment device 2 may include an NF-concentrated water tank that stores NF-concentrated water between the nanofiltration device 11 and the membrane module 10 .

図2の水処理装置2において、ナノろ過装置11の入口には、ポンプ21を介して配管25が接続されている。ナノろ過装置11のNF透過水出口には、配管27が接続されている。ナノろ過装置11のNF濃縮水出口と、膜モジュール10の第一空間入口とは、ポンプ18を介して配管24により接続されている。膜モジュール10の第一空間出口にはバルブ23を介して配管28が接続されている。バルブ23の上流側で配管28から分岐した配管34がバルブ32を介して膜モジュール10の第二空間入口に接続されている。膜モジュール10の第二空間出口と配管25におけるポンプ21の上流側とは、配管36により接続されている。 In the water treatment device 2 of FIG. 2 , a pipe 25 is connected to the inlet of the nanofiltration device 11 via a pump 21 . A pipe 27 is connected to the NF permeate outlet of the nanofiltration device 11 . The NF concentrated water outlet of the nanofiltration device 11 and the first space inlet of the membrane module 10 are connected by a pipe 24 via a pump 18 . A pipe 28 is connected to the first space outlet of the membrane module 10 via a valve 23 . A pipe 34 branched from the pipe 28 on the upstream side of the valve 23 is connected to the second space inlet of the membrane module 10 via the valve 32 . A pipe 36 connects the second space outlet of the membrane module 10 and the pipe 25 upstream of the pump 21 .

ポンプ18は、例えば、入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動され、NF濃縮水を吸入して膜モジュール10に加圧吐出する加圧ポンプである。ポンプ18には、例えば、入力された指令信号に対応する駆動周波数をポンプ18に出力するインバーター20が設置されている。ポンプ21は、例えば、入力された駆動周波数に応じた回転速度で駆動され、アンモニア含有排水を吸入してナノろ過装置11に加圧吐出する加圧ポンプである。バルブ23、バルブ32は、例えば、手動または自動で開閉度を調節可能なバルブである。 The pump 18 is, for example, a pressure pump that is driven at a rotational speed corresponding to the input drive frequency, sucks the NF concentrated water, and pressurizes and discharges it to the membrane module 10 . The pump 18 is provided with, for example, an inverter 20 that outputs a driving frequency corresponding to the input command signal to the pump 18 . The pump 21 is, for example, a pressurization pump that is driven at a rotational speed corresponding to the input driving frequency, sucks the ammonia-containing wastewater, and pressurizes and discharges it to the nanofiltration device 11 . The valves 23 and 32 are, for example, manually or automatically adjustable valves.

膜モジュール10は、半透膜12で仕切られた第一空間14および第二空間16を有し、NF濃縮水を膜モジュール10の第一空間入口から第一空間14に通水するとともに、膜モジュール10の第一空間14の第一空間出口から排出された濃縮水の少なくとも一部を膜モジュール10の第二空間入口から第二空間16に通水し、第一空間14を加圧することによって、その第一空間14のNF濃縮水に含まれる水を半透膜12を介して第二空間16に透過させて水を濃縮する装置である。すなわち、水処理装置2において、半透膜12を用いてNF濃縮水が濃縮される。膜モジュール10は、膜モジュール10の第一空間14にNF濃縮水を供給し、第一空間14の出口から得られた濃縮水の少なくとも一部を膜モジュール10の第二空間16に供給して濃縮処理を行う装置である。 The membrane module 10 has a first space 14 and a second space 16 partitioned by a semipermeable membrane 12, and the NF concentrated water is passed from the first space inlet of the membrane module 10 to the first space 14, and the membrane By passing at least part of the concentrated water discharged from the first space outlet of the first space 14 of the module 10 through the second space inlet of the membrane module 10 to the second space 16 and pressurizing the first space 14 , the water contained in the NF concentrated water in the first space 14 is permeated into the second space 16 through the semipermeable membrane 12 to concentrate the water. That is, in the water treatment device 2, the semipermeable membrane 12 is used to concentrate the NF concentrated water. The membrane module 10 supplies the NF concentrated water to the first space 14 of the membrane module 10, and supplies at least part of the concentrated water obtained from the outlet of the first space 14 to the second space 16 of the membrane module 10. This is a device for concentration processing.

水処理装置2において、被処理水であるアンモニアを含むアンモニア含有排水は、ポンプ21によって配管25を通してナノろ過装置11へ供給される。ナノろ過装置11において、アンモニア含有排水についてナノろ過膜を用いてNF透過水とNF濃縮水とが得られる(ナノろ過工程)。NF透過水は、配管27を通して排出される。 In the water treatment device 2 , ammonia-containing waste water, which is the water to be treated, is supplied to the nanofiltration device 11 through the pipe 25 by the pump 21 . In the nanofiltration device 11, NF permeated water and NF concentrated water are obtained from ammonia-containing waste water using a nanofiltration membrane (nanofiltration step). NF permeated water is discharged through piping 27 .

ナノろ過装置11で得られたNF濃縮水は、バルブ23が開状態で、ポンプ18により配管24を通して、膜モジュール10の第一空間入口から第一空間14へ加圧送液され、通水される。ナノろ過装置11と膜モジュール10への通水は、ポンプ21のみを用いて行ってもよい。加圧されたNF濃縮水に含まれる水の一部は半透膜12を介して第一空間14から第二空間16に向かって透過する。このとき、イオン類等の大部分は半透膜12を透過することができないので、半透膜12を透過しなかった第一空間14内の水が濃縮される。一方、第二空間16では、配管34を通して通水された濃縮水の一部と、半透膜12を透過したイオン濃度の低い透過水とが合流するため、希釈効果が働く。第一空間14で得られた濃縮水は、第一空間出口から配管28を通して排出され、濃縮水の少なくとも一部は、バルブ32が開状態で、配管28から分岐した配管34を通して、膜モジュール10の第二空間入口から第二空間16へ送液され、通水される。第二空間16で得られた希釈水は、第二空間出口から配管36を通して排出され、希釈水の少なくとも一部はナノろ過装置11の前段である配管25におけるポンプ21の上流側に返送されてもよい(返送工程)。ここで、膜モジュール10において、第一空間14が加圧されてその第一空間14のNF濃縮水に含まれる水が半透膜12を介して第二空間16に透過され、第一空間14で濃縮水が得られる(濃縮工程)とともに、第二空間16で希釈水が得られる(希釈工程)(以上、半透膜処理工程)。 The NF concentrated water obtained by the nanofiltration device 11 is pressure-fed from the first space inlet of the membrane module 10 to the first space 14 through the pipe 24 by the pump 18 with the valve 23 open, and is passed. . Water may be supplied to the nanofiltration device 11 and the membrane module 10 using only the pump 21 . Part of the water contained in the pressurized NF concentrated water permeates from the first space 14 toward the second space 16 through the semipermeable membrane 12 . At this time, since most of the ions and the like cannot permeate the semipermeable membrane 12, the water in the first space 14 that has not permeated the semipermeable membrane 12 is concentrated. On the other hand, in the second space 16, part of the concentrated water that has passed through the pipe 34 and the permeated water that has permeated the semipermeable membrane 12 and has a low ion concentration join together, so a dilution effect works. The concentrated water obtained in the first space 14 is discharged from the outlet of the first space through the pipe 28, and at least a part of the concentrated water is passed through the pipe 34 branched from the pipe 28 with the valve 32 in an open state to the membrane module 10. is sent to the second space 16 from the second space inlet, and water is passed. The dilution water obtained in the second space 16 is discharged from the outlet of the second space through the pipe 36, and at least part of the dilution water is returned to the upstream side of the pump 21 in the pipe 25, which is the preceding stage of the nanofiltration device 11. Good (return process). Here, in the membrane module 10, the first space 14 is pressurized and the water contained in the NF concentrated water in the first space 14 is permeated into the second space 16 through the semipermeable membrane 12, and the first space 14 Concentrated water is obtained in (concentration step), and dilution water is obtained in the second space 16 (dilution step) (above, semipermeable membrane treatment step).

ここで、配管24,28,34、ポンプ18等が、膜モジュール10の第一空間14にNF濃縮水を供給し、第一空間14の出口から得られた濃縮水の少なくとも一部を膜モジュール10の第二空間16に供給する供給手段として機能する。配管36等が膜モジュール10で得られる希釈水の少なくとも一部をナノろ過装置11の前段に返送する返送手段として機能する。 Here, the pipes 24, 28, 34, the pump 18, etc. supply the NF concentrated water to the first space 14 of the membrane module 10, and at least part of the concentrated water obtained from the outlet of the first space 14 is supplied to the membrane module. It functions as supply means for supplying to the second space 16 of 10 . The pipe 36 and the like function as return means for returning at least part of the diluted water obtained in the membrane module 10 to the front stage of the nanofiltration device 11 .

第二空間16で得られた希釈水は、配管36を通して系外へ排出されてもよいし、必要に応じて希釈水槽へ送液されて貯留された後、系外へ排出されてもよく、再利用されてもよい。希釈水の少なくとも一部は、例えば配管25におけるポンプ21の上流側に返送されてNF濃縮水と混合されてもよい。希釈水の少なくとも一部について、さらに他の処理、例えば逆浸透膜処理が行われてもよい。 The dilution water obtained in the second space 16 may be discharged out of the system through the pipe 36, or may be discharged out of the system after being sent to a dilution water tank and stored as necessary, May be reused. At least part of the dilution water may be returned, for example, in line 25 upstream of pump 21 and mixed with NF concentrate. At least a portion of the dilution water may be subjected to other treatments such as reverse osmosis membrane treatment.

以上のようにして、処理対象である、アンモニアを含むアンモニア含有排水から、アンモニアおよびアンモニウムイオンのうち少なくとも1つが濃縮水として回収され、アンモニア含有排水の減容化が行われる。また、NF透過水、濃縮水、希釈水は再利用が可能である。 As described above, at least one of ammonia and ammonium ions is recovered as concentrated water from the ammonia-containing waste water to be treated, and the volume of the ammonia-containing waste water is reduced. In addition, NF permeated water, concentrated water, and diluted water can be reused.

膜モジュール10の第一空間14にNF濃縮水を通水し、第二空間16に第一空間14で得られた濃縮水の少なくとも一部を通水することによって、半透膜12の第一空間14側と第二空間16側の浸透圧差を小さくし、より少ない消費エネルギーでNF濃縮水中の高濃度のイオンを濃縮することができる。すなわち、高濃度でイオンを含むNF濃縮水を低コストで濃縮可能であり、高イオン濃度の廃液量を低減することができる。 By passing the NF concentrated water through the first space 14 of the membrane module 10 and passing at least part of the concentrated water obtained in the first space 14 through the second space 16, the first By reducing the osmotic pressure difference between the space 14 side and the second space 16 side, it is possible to concentrate ions in high concentration in the NF concentrated water with less energy consumption. That is, the NF concentrated water containing ions at high concentration can be concentrated at low cost, and the amount of waste liquid with high ion concentration can be reduced.

膜モジュール10へのNF濃縮水の供給流量と透過水流量と濃縮水流量とを調節する調節方法として、例えば、以下の方法を行えばよい。 As an adjustment method for adjusting the flow rate of the NF concentrated water supplied to the membrane module 10, the flow rate of the permeated water, and the flow rate of the concentrated water, for example, the following method may be performed.

ポンプ18に駆動周波数を制御するインバーター20を設け、膜モジュール10へのNF濃縮水の供給流量を調節する。ポンプ18にインバーター20を設置することが好ましいが、設置しなくてもよい。NF濃縮水の供給を第一空間14側に行い、第一空間14の出口にバルブ23を設け、第二空間16の入口前にバルブ32を設け、バルブ23、バルブ32の開度を手動または自動で調節することにより第一空間14側への供給水流量と第二空間16側への供給水流量との比を調節すればよい。 The pump 18 is provided with an inverter 20 for controlling the drive frequency to adjust the supply flow rate of the NF concentrated water to the membrane module 10 . Although it is preferable to install an inverter 20 on the pump 18, it may not be installed. NF concentrated water is supplied to the first space 14 side, a valve 23 is provided at the outlet of the first space 14, a valve 32 is provided before the inlet of the second space 16, and the opening of the valves 23 and 32 is manually or The ratio of the supply water flow rate to the first space 14 side and the supply water flow rate to the second space 16 side may be adjusted by automatic adjustment.

透過水流量、濃縮水流量が不足する場合は、ポンプ18のインバーター20の周波数を上げてNF濃縮水の供給量を増やせばよい。 If the flow rate of the permeated water and the flow rate of the concentrated water are insufficient, the frequency of the inverter 20 of the pump 18 should be increased to increase the supply amount of the NF concentrated water.

配管28の第一空間14の出口に開閉度を調節できるバルブ23を設け、バルブ23の開度によって濃縮水流量や第一空間14の入口および第一空間14の出口の圧力調整を行うことができる。 A valve 23 that can adjust the degree of opening is provided at the outlet of the first space 14 of the pipe 28, and the flow rate of the concentrated water and the pressure of the inlet of the first space 14 and the outlet of the first space 14 can be adjusted by the degree of opening of the valve 23. can.

これらの操作によって所定の第一空間14側の圧力、各種流量に調節することができる。 By these operations, the pressure on the side of the first space 14 and various flow rates can be adjusted.

また、配管34の途中に濃縮水を貯留する濃縮水槽を設け、NF濃縮水の第一空間14側、濃縮水の第二空間16側への供給を別々のポンプにより行ってもよい。別々のポンプによってNF濃縮水および濃縮水の供給を行う場合には、個々のポンプに駆動周波数を制御するインバーターを設けてもよい。 Also, a concentrated water tank for storing concentrated water may be provided in the middle of the pipe 34, and separate pumps may be used to supply the NF concentrated water to the first space 14 side and the concentrated water to the second space 16 side. When supplying the NF concentrated water and the concentrated water by separate pumps, each pump may be provided with an inverter for controlling the drive frequency.

第一空間14側に対してNF濃縮水を通水し、第二空間16側に対して近い濃度の濃縮水を通水することによって、半透膜12により生じる浸透圧を低減し、必要圧力を低減することができる。その結果、従来の逆浸透膜法では濃縮することができなかった濃度のNF濃縮水を濃縮することができる。 By passing NF concentrated water through the first space 14 side and passing concentrated water with a concentration close to the second space 16 side, the osmotic pressure generated by the semipermeable membrane 12 is reduced, and the required pressure can be reduced. As a result, it is possible to concentrate NF-concentrated water with a concentration that could not be concentrated by the conventional reverse osmosis membrane method.

第一空間14の入口圧力は、7MPa以下の範囲とすることが好ましく、第二空間16の入口圧力は第一空間14の入口圧力よりも小さい圧力とすることが好ましく、第二空間16の入口圧力は第一空間14の入口圧力の50%以下にすることがより好ましい。これによって、圧力による半透膜の破損リスクを低減することができる。 The inlet pressure of the first space 14 is preferably in the range of 7 MPa or less, the inlet pressure of the second space 16 is preferably lower than the inlet pressure of the first space 14, and the inlet pressure of the second space 16 More preferably, the pressure is 50% or less of the inlet pressure of the first space 14 . This can reduce the risk of damage to the semipermeable membrane due to pressure.

第一空間14側の流量を第二空間16側の流量よりも大きくすることが好ましい。第一空間14側の流量が第二空間16側の流量以下であると、透過流束が高くなりすぎる場合がある。例えば、ポンプ18、インバーター20、バルブ22、バルブ23、バルブ32等が、第一空間の流量を第二空間の流量よりも大きくなるようにする流量調節手段として機能する。 It is preferable to make the flow rate on the first space 14 side larger than the flow rate on the second space 16 side. If the flow rate on the first space 14 side is lower than the flow rate on the second space 16 side, the permeation flux may become too high. For example, the pump 18, the inverter 20, the valve 22, the valve 23, the valve 32, etc. function as flow control means for making the flow rate in the first space higher than the flow rate in the second space.

透過流束が大きすぎると濃度差が大きくなり、ファウリングリスクが高くなる、圧力が高くなりすぎるといった問題が生じる場合がある。また、透過流束が小さすぎると、濃縮効率が悪くなる場合がある。これらの点から、膜モジュール10の透過流束を、0.005m/d~0.05m/dの範囲とすることが好ましく、0.015m/d~0.04m/dの範囲とすることがより好ましい。なお、透過流束は、単位時間、単位膜面積当たりの透過流量として定義される。例えば、ポンプ18、インバーター20、バルブ22、バルブ23、バルブ32等が、透過流束を上記範囲に制御する透過流束調節手段として機能する。 If the permeation flux is too large, the difference in concentration will increase, which may cause problems such as an increased risk of fouling and an excessively high pressure. On the other hand, if the permeation flux is too small, the concentration efficiency may deteriorate. From these points, the permeation flux of the membrane module 10 is preferably in the range of 0.005 m/d to 0.05 m/d, more preferably in the range of 0.015 m/d to 0.04 m/d. more preferred. The permeation flux is defined as permeation flow rate per unit membrane area per unit time. For example, the pump 18, the inverter 20, the valve 22, the valve 23, the valve 32, etc. function as permeation flux adjusting means for controlling the permeation flux within the above range.

なお、バルブの設置位置や設置数は一例にすぎず、図1、図2に示している数よりも多くてもよく、他の配管のうち少なくとも1つに設置してもよい。また、流量を測定する流量測定手段として流量計や、圧力を測定する圧力測定手段として圧力計を、各配管のうち少なくとも1つに設置してもよい。 It should be noted that the installation positions and the number of installation of the valves are merely examples, and the number may be greater than those shown in FIGS. 1 and 2, and may be installed in at least one of the other pipes. Also, a flow meter as a flow rate measuring means for measuring a flow rate and a pressure gauge as a pressure measuring means for measuring a pressure may be installed in at least one of the pipes.

本実施形態に係る水処理方法および水処理装置において、多段式の半透膜モジュールを用いてもよい。このような構成の水処理装置の例を図3、図4、図5に示す。図3、図4、図5に示す水処理装置は、半透膜モジュールが直列で3段に組み合わせた構造を有している。 A multistage semipermeable membrane module may be used in the water treatment method and water treatment apparatus according to the present embodiment. Examples of water treatment apparatuses having such a configuration are shown in FIGS. 3, 4, and 5. FIG. The water treatment apparatus shown in FIGS. 3, 4, and 5 has a structure in which semipermeable membrane modules are combined in series in three stages.

図3に示す水処理装置3は、アンモニア含有排水等の排水についてナノろ過膜を用いてNF透過水とNF濃縮水とを得るナノろ過手段として、ナノろ過装置11と、半透膜12で仕切られた第一空間(濃縮側)14と第二空間(透過側)16とを有する、複数段に接続された半透膜モジュールを用いて、ナノろ過装置11のNF濃縮水を第1段の半透膜モジュールの第一空間14に通水し、第一空間14を加圧してNF濃縮水に含まれる水を半透膜12を透過させることによって濃縮水を得て、その濃縮水をさらに次段以降の半透膜モジュールを用いて濃縮水を得るとともに、各段の半透膜モジュールの第二空間16に、NF濃縮水の一部または濃縮水の一部を通水して希釈水を得る半透膜処理手段として、例えば、1段目膜モジュール10a、2段目膜モジュール10b、3段目膜モジュール10cを備える。それぞれの膜モジュールは、半透膜12で仕切られた第一空間14および第二空間16を有する。水処理装置3は、1段目膜モジュール10aからの希釈水を貯留する希釈水槽60a、2段目膜モジュール10bからの希釈水を貯留する希釈水槽60b、3段目膜モジュール10cからの希釈水を貯留する希釈水槽60cを備えてもよい。膜モジュール10は、第1段の膜モジュールの第一空間および第二空間にNF濃縮水を供給し、その濃縮水を順次次段の膜モジュールの第一空間および第二空間に供給して濃縮処理を行う装置である。水処理装置3は、NF濃縮水を貯留するNF濃縮水槽をナノろ過装置11と膜モジュール10との間に備えてもよい。 The water treatment device 3 shown in FIG. 3 is partitioned by a nanofiltration device 11 and a semipermeable membrane 12 as nanofiltration means for obtaining NF permeated water and NF concentrated water using a nanofiltration membrane for wastewater such as ammonia-containing wastewater. Using a semipermeable membrane module connected in multiple stages, having a first space (concentration side) 14 and a second space (permeate side) 16, the NF concentrated water of the nanofiltration device 11 is transferred to the first stage Water is passed through the first space 14 of the semipermeable membrane module, and the first space 14 is pressurized to permeate the water contained in the NF concentrated water through the semipermeable membrane 12 to obtain concentrated water. Concentrated water is obtained using the semipermeable membrane modules in the subsequent stages, and a part of the NF concentrated water or a part of the concentrated water is passed through the second space 16 of the semipermeable membrane module of each stage to dilute the water. As a semipermeable membrane treatment means for obtaining , for example, a first-stage membrane module 10a, a second-stage membrane module 10b, and a third-stage membrane module 10c are provided. Each membrane module has a first space 14 and a second space 16 separated by a semipermeable membrane 12 . The water treatment apparatus 3 includes a dilution water tank 60a that stores dilution water from the first-stage membrane module 10a, a dilution water tank 60b that stores dilution water from the second-stage membrane module 10b, and a dilution water from the third-stage membrane module 10c. may be provided with a dilution water tank 60c that stores the . The membrane module 10 supplies the NF concentrated water to the first space and the second space of the membrane module of the first stage, and sequentially supplies the concentrated water to the first space and the second space of the membrane module of the next stage to concentrate. It is a device that performs processing. The water treatment device 3 may include an NF-concentrated water tank that stores NF-concentrated water between the nanofiltration device 11 and the membrane module 10 .

図3の水処理装置3において、ナノろ過装置11の入口には、ポンプ21を介して配管25が接続されている。ナノろ過装置11のNF透過水出口には、配管27が接続されている。ナノろ過装置11のNF濃縮水出口と、1段目膜モジュール10aの第一空間入口とはポンプ18を介して配管40により接続されている。配管40のポンプ18の下流側から分岐した配管42がバルブ22aを介して膜モジュール10aの第二空間入口に接続されている。1段目膜モジュール10aの第二空間出口と希釈水槽60aの入口とは、配管46により接続されている。1段目膜モジュール10aの第一空間出口と2段目膜モジュール10bの第一空間入口とは、配管44により接続されている。配管44から分岐した配管48がバルブ22bを介して2段目膜モジュール10bの第二空間入口に接続されている。2段目膜モジュール10bの第二空間出口と希釈水槽60bの入口とは、配管52により接続されている。2段目膜モジュール10bの第一空間出口と3段目膜モジュール10cの第一空間入口とは、配管50により接続されている。配管50から分岐した配管54がバルブ22cを介して3段目膜モジュール10cの第二空間入口に接続されている。3段目膜モジュール10cの第二空間出口と希釈水槽60cの入口とは、配管58により接続されている。3段目膜モジュール10cの第一空間出口には、バルブ23を介して配管56が接続されている。希釈水槽60aの出口と配管25におけるポンプ21の上流側とは、配管59により接続されている。希釈水槽60bの出口と配管59とは、配管61により接続されている。希釈水槽60cの出口と配管59とは、配管63により接続されている。 In the water treatment device 3 of FIG. 3 , a pipe 25 is connected to the inlet of the nanofiltration device 11 via a pump 21 . A pipe 27 is connected to the NF permeate outlet of the nanofiltration device 11 . The NF concentrated water outlet of the nanofiltration device 11 and the first space inlet of the first-stage membrane module 10 a are connected by a pipe 40 via a pump 18 . A pipe 42 branched from the downstream side of the pump 18 of the pipe 40 is connected to the second space inlet of the membrane module 10a via the valve 22a. A pipe 46 connects the second space outlet of the first-stage membrane module 10a and the inlet of the dilution water tank 60a. A pipe 44 connects the first spatial outlet of the first-stage membrane module 10a and the first spatial inlet of the second-stage membrane module 10b. A pipe 48 branched from the pipe 44 is connected to the second space inlet of the second-stage membrane module 10b via the valve 22b. A pipe 52 connects the second space outlet of the second-stage membrane module 10b and the inlet of the dilution water tank 60b. A pipe 50 connects the first spatial outlet of the second-stage membrane module 10b and the first spatial inlet of the third-stage membrane module 10c. A pipe 54 branched from the pipe 50 is connected to the second space inlet of the third-stage membrane module 10c through the valve 22c. A pipe 58 connects the second space outlet of the third-stage membrane module 10c and the inlet of the dilution water tank 60c. A pipe 56 is connected via a valve 23 to the first space outlet of the third-stage membrane module 10c. A pipe 59 connects the outlet of the dilution water tank 60 a and the upstream side of the pump 21 in the pipe 25 . A pipe 61 connects the outlet of the dilution water tank 60 b and the pipe 59 . A pipe 63 connects the outlet of the dilution water tank 60 c and the pipe 59 .

膜モジュール10は、半透膜12で仕切られた第一空間14および第二空間16を有する多段式の膜モジュールを用い、第1段の膜モジュールの第一空間および第二空間にNF濃縮水を供給し、その濃縮水を順次次段の膜モジュールの第一空間および第二空間に供給し、各段の第一空間14を加圧することによってその第一空間14に含まれる水を半透膜12を介して第二空間16に透過させて水を濃縮する装置である。すなわち、膜モジュール10において、半透膜12を用いてNF濃縮水が濃縮され、その濃縮水がさらに次の段の半透膜12を用いて濃縮される。 The membrane module 10 uses a multi-stage membrane module having a first space 14 and a second space 16 separated by a semipermeable membrane 12, and NF concentrated water is placed in the first space and the second space of the first-stage membrane module. is supplied, and the concentrated water is sequentially supplied to the first space and the second space of the membrane module in the next stage, and the first space 14 of each stage is pressurized to make the water contained in the first space 14 semipermeable. It is a device for concentrating water by permeating it through a membrane 12 into a second space 16 . That is, in the membrane module 10, the NF concentrated water is concentrated using the semipermeable membrane 12, and the concentrated water is further concentrated using the semipermeable membrane 12 in the next stage.

水処理装置3において、被処理水であるアンモニアを含むアンモニア含有排水は、ポンプ21によって配管25を通してナノろ過装置11へ供給される。ナノろ過装置11において、アンモニア含有排水についてナノろ過膜を用いてNF透過水とNF濃縮水とが得られる(ナノろ過工程)。NF透過水は、配管27を通して排出される。 In the water treatment device 3 , the ammonia-containing waste water, which is the water to be treated, is supplied to the nanofiltration device 11 through the pipe 25 by the pump 21 . In the nanofiltration device 11, NF permeated water and NF concentrated water are obtained from ammonia-containing waste water using a nanofiltration membrane (nanofiltration step). NF permeated water is discharged through piping 27 .

ナノろ過装置11で得られたNF濃縮水は、バルブ23が開状態で、ポンプ18により配管40を通して、1段目膜モジュール10aの第一空間14aへ送液され、配管40から分岐されたNF濃縮水は、バルブ22aが開状態で、配管42を通して、1段目膜モジュール10aの第二空間16aへ送液される。ナノろ過装置11と膜モジュール10への通水は、ポンプ21のみを用いて行ってもよい。1段目膜モジュール10aにおいて、第一空間14aが加圧されてその第一空間14aに含まれる水が半透膜12aを介して第二空間16aに透過される(濃縮工程(1段目))とともに、第二空間16aで希釈水が得られる(希釈工程(1段目))。1段目膜モジュール10aの第二空間16aで得られた希釈水は、配管46を通して必要に応じて希釈水槽60aに貯留される。希釈水の少なくとも一部は配管59を通してナノろ過装置11の前段である配管25におけるポンプ21の上流側に返送されてもよい(返送工程)。 The NF concentrated water obtained by the nanofiltration device 11 is sent to the first space 14a of the first-stage membrane module 10a by the pump 18 through the pipe 40 with the valve 23 open, and the NF branched from the pipe 40. The concentrated water is sent to the second space 16a of the first membrane module 10a through the pipe 42 while the valve 22a is open. Water may be supplied to the nanofiltration device 11 and the membrane module 10 using only the pump 21 . In the first stage membrane module 10a, the first space 14a is pressurized and the water contained in the first space 14a is permeated into the second space 16a through the semipermeable membrane 12a (concentration step (first stage) ), diluting water is obtained in the second space 16a (dilution step (first stage)). Dilution water obtained in the second space 16a of the first-stage membrane module 10a is stored in the dilution water tank 60a through the pipe 46 as needed. At least part of the dilution water may be returned through the pipe 59 to the upstream side of the pump 21 in the pipe 25 preceding the nanofiltration device 11 (returning step).

1段目膜モジュール10aの第一空間14aで得られた濃縮水は、配管44を通して、2段目膜モジュール10bの第一空間14bへ送液され、配管44から分岐された濃縮水は、バルブ22bが開状態で、配管48を通して、2段目膜モジュール10bの第二空間16bへ送液される。2段目膜モジュール10bにおいて、第一空間14bが加圧されてその第一空間14bに含まれる水が半透膜12bを介して第二空間16bに透過される(濃縮工程(2段目))とともに、第二空間16bで希釈水が得られる(希釈工程(2段目))。2段目膜モジュール10bの第二空間16bで得られた希釈水は、配管52を通して必要に応じて希釈水槽60bに貯留される。希釈水の少なくとも一部は配管61,59を通してナノろ過装置11の前段である配管25におけるポンプ21の上流側に返送されてもよい(返送工程)。 The concentrated water obtained in the first space 14a of the first-stage membrane module 10a is sent through the pipe 44 to the first space 14b of the second-stage membrane module 10b. 22b is open, the liquid is sent through the pipe 48 to the second space 16b of the second stage membrane module 10b. In the second stage membrane module 10b, the first space 14b is pressurized and the water contained in the first space 14b is permeated to the second space 16b through the semipermeable membrane 12b (concentration step (second stage) ), diluting water is obtained in the second space 16b (dilution step (second stage)). Dilution water obtained in the second space 16b of the second-stage membrane module 10b is stored in the dilution water tank 60b through the pipe 52 as required. At least part of the dilution water may be returned through the pipes 61 and 59 to the upstream side of the pump 21 in the pipe 25 preceding the nanofiltration device 11 (returning step).

2段目膜モジュール10bの第一空間14bで得られた濃縮水は、配管50を通して、3段目膜モジュール10cの第一空間14cへ送液され、配管50から分岐された濃縮水は、バルブ22cが開状態で、配管54を通して、3段目膜モジュール10cの第二空間16cへ送液される。3段目膜モジュール10cにおいて、第一空間14cが加圧されてその第一空間14cに含まれる水が半透膜12cを介して第二空間16cに透過される(濃縮工程(3段目))とともに、第二空間16cで希釈水が得られる(希釈工程(3段目))(以上、半透膜処理工程)。3段目膜モジュール10cの第二空間16cで得られた希釈水は、配管58を通して必要に応じて希釈水槽60cに貯留される。3段目膜モジュール10cの第一空間14cで得られた濃縮水は、配管56を通して排出される。希釈水の少なくとも一部は配管63,59を通してナノろ過装置11の前段である配管25におけるポンプ21の上流側に返送されてもよい(返送工程)。 The concentrated water obtained in the first space 14b of the second-stage membrane module 10b is sent through the pipe 50 to the first space 14c of the third-stage membrane module 10c. 22c is open, the liquid is sent through the pipe 54 to the second space 16c of the third-stage membrane module 10c. In the third stage membrane module 10c, the first space 14c is pressurized and the water contained in the first space 14c is permeated into the second space 16c through the semipermeable membrane 12c (concentration step (third stage) ), dilution water is obtained in the second space 16c (dilution step (third step)) (above, semipermeable membrane treatment step). Dilution water obtained in the second space 16c of the third-stage membrane module 10c is stored in the dilution water tank 60c through the pipe 58 as needed. The concentrated water obtained in the first space 14c of the third-stage membrane module 10c is discharged through the pipe 56. At least part of the dilution water may be returned through the pipes 63 and 59 to the upstream side of the pump 21 in the pipe 25 preceding the nanofiltration device 11 (returning step).

ここで、ポンプ18、配管40,42,44,48,50,54等が、各段の膜モジュール10a,10b,10cの第一空間14a,14b,14c、第二空間16a,16b,16cにNF濃縮水または濃縮水を供給する供給手段として機能する。配管59,61,63等が膜モジュール10で得られる希釈水の少なくとも一部をナノろ過装置11の前段に返送する返送手段として機能する。 Here, the pump 18, the pipes 40, 42, 44, 48, 50, 54, etc. are connected to the first spaces 14a, 14b, 14c and the second spaces 16a, 16b, 16c of the membrane modules 10a, 10b, 10c of each stage. It functions as a supply means for supplying NF concentrated water or concentrated water. The pipes 59 , 61 , 63 and the like function as return means for returning at least part of the diluted water obtained in the membrane module 10 to the front stage of the nanofiltration device 11 .

各段の膜モジュール10a,10b,10cの第二空間16a,16b,16cで得られた希釈水は、系外へ排出されてもよいし、必要に応じて希釈水槽60a,60b,60cへ送液されて貯留された後、系外へ排出されてもよく、再利用されてもよい。希釈水の少なくとも一部は、例えば配管25におけるポンプ21の上流側に返送されてNF濃縮水と混合されてもよい。希釈水の少なくとも一部について、さらに他の処理、例えば逆浸透膜処理が行われてもよい。 The diluted water obtained in the second spaces 16a, 16b, 16c of the membrane modules 10a, 10b, 10c of each stage may be discharged outside the system, or sent to the dilution water tanks 60a, 60b, 60c as necessary. After being liquefied and stored, it may be discharged out of the system or may be reused. At least part of the dilution water may be returned, for example, in line 25 upstream of pump 21 and mixed with NF concentrate. At least a portion of the dilution water may be subjected to other treatments such as reverse osmosis membrane treatment.

以上のようにして、処理対象である、アンモニアを含むアンモニア含有排水から、アンモニアおよびアンモニウムイオンのうち少なくとも1つが濃縮水(最終段の濃縮水)として回収され、アンモニア含有排水の減容化が行われる。また、NF透過水、濃縮水、希釈水は再利用が可能である。 As described above, at least one of ammonia and ammonium ions is recovered as concentrated water (concentrated water in the final stage) from the ammonia-containing waste water to be treated, and the volume of the ammonia-containing waste water is reduced. will be In addition, NF permeated water, concentrated water, and diluted water can be reused.

図4に示す水処理装置4は、アンモニア含有排水等の排水についてナノろ過膜を用いてNF透過水とNF濃縮水とを得るナノろ過手段として、ナノろ過装置11と、半透膜12で仕切られた第一空間(濃縮側)14と第二空間(透過側)16とを有する、複数段に接続された半透膜モジュールを用いて、ナノろ過装置11のNF濃縮水を第1段の半透膜モジュールの第一空間14に通水し、第一空間14を加圧してNF濃縮水に含まれる水を半透膜12を透過させることによって濃縮水を得て、その濃縮水をさらに次段以降の半透膜モジュールを用いて濃縮水を得るとともに、各段の半透膜モジュールの第二空間16に、濃縮水の少なくとも一部を通水して希釈水を得る半透膜処理手段として、例えば、1段目膜モジュール10a、2段目膜モジュール10b、3段目膜モジュール10cを備える。それぞれの膜モジュールは、半透膜12で仕切られた第一空間14および第二空間16を有する。水処理装置4は、1段目膜モジュール10aからの希釈水を貯留する希釈水槽62a、2段目膜モジュール10bからの希釈水を貯留する希釈水槽62b、3段目膜モジュール10cからの希釈水を貯留する希釈水槽62cを備えてもよい。膜モジュール10は、第1段の膜モジュールの第一空間にNF濃縮水を供給し、その濃縮水を順次次段の膜モジュールの第一空間および自身の第二空間に供給して濃縮処理を行う装置である。水処理装置4は、NF濃縮水を貯留するNF濃縮水槽をナノろ過装置11と膜モジュール10との間に備えてもよい。 The water treatment device 4 shown in FIG. 4 is partitioned by a nanofiltration device 11 and a semipermeable membrane 12 as nanofiltration means for obtaining NF permeated water and NF concentrated water using a nanofiltration membrane for wastewater such as ammonia-containing wastewater. Using a semipermeable membrane module connected in multiple stages, having a first space (concentration side) 14 and a second space (permeate side) 16, the NF concentrated water of the nanofiltration device 11 is transferred to the first stage Water is passed through the first space 14 of the semipermeable membrane module, and the first space 14 is pressurized to permeate the water contained in the NF concentrated water through the semipermeable membrane 12 to obtain concentrated water. Semipermeable membrane treatment to obtain concentrated water by using the semipermeable membrane modules in the subsequent stages and to pass at least part of the concentrated water through the second space 16 of the semipermeable membrane module in each stage to obtain diluted water. As means, for example, a first-stage membrane module 10a, a second-stage membrane module 10b, and a third-stage membrane module 10c are provided. Each membrane module has a first space 14 and a second space 16 separated by a semipermeable membrane 12 . The water treatment device 4 includes a dilution water tank 62a that stores dilution water from the first-stage membrane module 10a, a dilution water tank 62b that stores dilution water from the second-stage membrane module 10b, and a dilution water from the third-stage membrane module 10c. may be provided with a dilution water tank 62c that stores the . The membrane module 10 supplies the NF concentrated water to the first space of the membrane module in the first stage, and sequentially supplies the concentrated water to the first space of the next-stage membrane module and its own second space to perform the concentration process. It is a device that performs The water treatment device 4 may include an NF-concentrated water tank that stores NF-concentrated water between the nanofiltration device 11 and the membrane module 10 .

図4の水処理装置4において、ナノろ過装置11の入口には、ポンプ21を介して配管25が接続されている。ナノろ過装置11のNF透過水出口には、配管27が接続されている。ナノろ過装置11のNF濃縮水出口と、1段目膜モジュール10aの第一空間入口とはポンプ18を介して配管40により接続されている。1段目膜モジュール10aの第一空間出口と2段目膜モジュール10bの第一空間入口とは、配管44により接続されている。配管44から分岐した配管64がバルブ32aを介して膜モジュール10aの第二空間入口に接続されている。1段目膜モジュール10aの第二空間出口と希釈水槽62aの入口とは、配管66により接続されている。2段目膜モジュール10bの第一空間出口と3段目膜モジュール10cの第一空間入口とは、配管50により接続されている。配管50から分岐した配管68がバルブ32bを介して膜モジュール10bの第二空間入口に接続されている。2段目膜モジュール10bの第二空間出口と希釈水槽62bの入口とは、配管70により接続されている。3段目膜モジュール10cの第一空間出口には、バルブ23を介して配管56が接続されている。バルブ23の上流側で配管56から分岐した配管72がバルブ32cを介して膜モジュール10cの第二空間入口に接続されている。3段目膜モジュール10cの第二空間出口と希釈水槽62cの入口とは、配管74により接続されている。希釈水槽62aの出口と配管25におけるポンプ21の上流側とは、配管59により接続されている。希釈水槽62bの出口と配管59とは、配管61により接続されている。希釈水槽62cの出口と配管59とは、配管63により接続されている。 In the water treatment device 4 of FIG. 4 , a pipe 25 is connected to the inlet of the nanofiltration device 11 via a pump 21 . A pipe 27 is connected to the NF permeate outlet of the nanofiltration device 11 . The NF concentrated water outlet of the nanofiltration device 11 and the first space inlet of the first-stage membrane module 10 a are connected by a pipe 40 via a pump 18 . A pipe 44 connects the first spatial outlet of the first-stage membrane module 10a and the first spatial inlet of the second-stage membrane module 10b. A pipe 64 branched from the pipe 44 is connected to the second space inlet of the membrane module 10a via the valve 32a. A pipe 66 connects the second space outlet of the first-stage membrane module 10a and the inlet of the dilution water tank 62a. A pipe 50 connects the first spatial outlet of the second-stage membrane module 10b and the first spatial inlet of the third-stage membrane module 10c. A pipe 68 branched from the pipe 50 is connected to the second space inlet of the membrane module 10b via the valve 32b. A pipe 70 connects the second space outlet of the second-stage membrane module 10b and the inlet of the dilution water tank 62b. A pipe 56 is connected via a valve 23 to the first space outlet of the third-stage membrane module 10c. A pipe 72 branched from the pipe 56 on the upstream side of the valve 23 is connected to the second space inlet of the membrane module 10c via the valve 32c. A pipe 74 connects the second space outlet of the third-stage membrane module 10c and the inlet of the dilution water tank 62c. A pipe 59 connects the outlet of the dilution water tank 62 a and the upstream side of the pump 21 in the pipe 25 . A pipe 61 connects the outlet of the dilution water tank 62 b and the pipe 59 . A pipe 63 connects the outlet of the dilution water tank 62 c and the pipe 59 .

膜モジュール10は、半透膜12で仕切られた第一空間14および第二空間16を有する多段式の膜モジュールを用い、第1段の膜モジュールの第一空間にNF濃縮水を供給し、その濃縮水を順次次段の膜モジュールの第一空間および自身の第二空間に供給し、各段の第一空間14を加圧することによってその第一空間14に含まれる水を半透膜12を介して第二空間16に透過させて水を濃縮する装置である。すなわち、膜モジュール10において、半透膜12を用いてNF濃縮水が濃縮され、その濃縮水がさらに次の段の半透膜12を用いて濃縮される。 The membrane module 10 uses a multi-stage membrane module having a first space 14 and a second space 16 separated by a semipermeable membrane 12, and supplies NF concentrated water to the first space of the first-stage membrane module, The concentrated water is sequentially supplied to the first space of the next-stage membrane module and its own second space, and the first space 14 of each stage is pressurized to remove the water contained in the first space 14 from the semi-permeable membrane 12 . It is a device for concentrating water by permeating it to the second space 16 via. That is, in the membrane module 10, the NF concentrated water is concentrated using the semipermeable membrane 12, and the concentrated water is further concentrated using the semipermeable membrane 12 in the next stage.

水処理装置4において、被処理水であるアンモニアを含むアンモニア含有排水は、ポンプ21によって配管25を通してナノろ過装置11へ供給される。ナノろ過装置11において、アンモニア含有排水についてナノろ過膜を用いてNF透過水とNF濃縮水とが得られる(ナノろ過工程)。NF透過水は、配管27を通して排出される。 In the water treatment device 4 , the ammonia-containing waste water, which is the water to be treated, is supplied to the nanofiltration device 11 through the pipe 25 by the pump 21 . In the nanofiltration device 11, NF permeated water and NF concentrated water are obtained from ammonia-containing waste water using a nanofiltration membrane (nanofiltration step). NF permeated water is discharged through piping 27 .

ナノろ過装置11で得られたNF濃縮水は、バルブ23が開状態で、ポンプ18により配管40を通して、1段目膜モジュール10aの第一空間14aへ送液される。ナノろ過装置11と膜モジュール10への通水は、ポンプ21のみを用いて行ってもよい。1段目膜モジュール10aにおいて、第一空間14aが加圧されてその第一空間14aに含まれる水が半透膜12aを介して第二空間16aに透過される(濃縮工程(1段目))とともに、第二空間16aで希釈水が得られる(希釈工程(1段目))。1段目膜モジュール10aの第一空間14aで得られた濃縮水は、配管44を通して、2段目膜モジュール10bの第一空間14bへ送液され、配管44から分岐された濃縮水は、バルブ32aが開状態で、配管64を通して、1段目膜モジュール10aの第二空間16aへ送液される。1段目膜モジュール10aの第二空間16aで得られた希釈水は、配管66を通して必要に応じて希釈水槽62aに貯留される。希釈水の少なくとも一部は配管59を通してナノろ過装置11の前段である配管25におけるポンプ21の上流側に返送されてもよい(返送工程)。 The NF concentrated water obtained by the nanofiltration device 11 is sent to the first space 14a of the first-stage membrane module 10a through the pipe 40 by the pump 18 while the valve 23 is open. Water may be supplied to the nanofiltration device 11 and the membrane module 10 using only the pump 21 . In the first stage membrane module 10a, the first space 14a is pressurized and the water contained in the first space 14a is permeated into the second space 16a through the semipermeable membrane 12a (concentration step (first stage) ), diluting water is obtained in the second space 16a (dilution step (first stage)). The concentrated water obtained in the first space 14a of the first-stage membrane module 10a is sent through the pipe 44 to the first space 14b of the second-stage membrane module 10b. 32a is open, the liquid is sent through the pipe 64 to the second space 16a of the first-stage membrane module 10a. Dilution water obtained in the second space 16a of the first-stage membrane module 10a is stored in the dilution water tank 62a through the pipe 66 as needed. At least part of the dilution water may be returned through the pipe 59 to the upstream side of the pump 21 in the pipe 25 preceding the nanofiltration device 11 (returning step).

2段目膜モジュール10bにおいて、第一空間14bが加圧されてその第一空間14bに含まれる水が半透膜12bを介して第二空間16bに透過される(濃縮工程(2段目))とともに、第二空間16bで希釈水が得られる(希釈工程(2段目))。2段目膜モジュール10bの第一空間14bで得られた濃縮水は、配管50を通して、3段目膜モジュール10cの第一空間14cへ送液され、配管50から分岐された濃縮水は、バルブ32bが開状態で、配管68を通して、2段目膜モジュール10bの第二空間16bへ送液される。2段目膜モジュール10bの第二空間16bで得られた希釈水は、配管70を通して必要に応じて希釈水槽62bに貯留される。希釈水の少なくとも一部は配管61,59を通してナノろ過装置11の前段である配管25におけるポンプ21の上流側に返送されてもよい(返送工程)。 In the second stage membrane module 10b, the first space 14b is pressurized and the water contained in the first space 14b is permeated to the second space 16b through the semipermeable membrane 12b (concentration step (second stage) ), diluting water is obtained in the second space 16b (dilution step (second stage)). The concentrated water obtained in the first space 14b of the second-stage membrane module 10b is sent through the pipe 50 to the first space 14c of the third-stage membrane module 10c. 32b is open, the liquid is sent through the pipe 68 to the second space 16b of the second-stage membrane module 10b. Dilution water obtained in the second space 16b of the second-stage membrane module 10b is stored in the dilution water tank 62b through the pipe 70 as required. At least part of the dilution water may be returned through the pipes 61 and 59 to the upstream side of the pump 21 in the pipe 25 preceding the nanofiltration device 11 (returning step).

3段目膜モジュール10cにおいて、第一空間14cが加圧されてその第一空間14cに含まれる水が半透膜12cを介して第二空間16cに透過される(濃縮工程(3段目))とともに、第二空間16cで希釈水が得られる(希釈工程(3段目))(以上、半透膜処理工程)。3段目膜モジュール10cの第一空間14cで得られた濃縮水は、配管56を通して排出される。配管56から分岐された濃縮水は、バルブ32cが開状態で、配管72を通して、3段目膜モジュール10cの第二空間16cへ送液される。3段目膜モジュール10cの第二空間16cで得られた希釈水は、配管74を通して必要に応じて希釈水槽62cに貯留される。希釈水の少なくとも一部は配管63,59を通してナノろ過装置11の前段である配管25におけるポンプ21の上流側に返送されてもよい(返送工程)。 In the third stage membrane module 10c, the first space 14c is pressurized and the water contained in the first space 14c is permeated into the second space 16c through the semipermeable membrane 12c (concentration step (third stage) ), dilution water is obtained in the second space 16c (dilution step (third step)) (above, semipermeable membrane treatment step). The concentrated water obtained in the first space 14c of the third-stage membrane module 10c is discharged through the pipe 56. The concentrated water branched from the pipe 56 is sent to the second space 16c of the third-stage membrane module 10c through the pipe 72 while the valve 32c is open. Dilution water obtained in the second space 16c of the third-stage membrane module 10c is stored in the dilution water tank 62c through the pipe 74 as required. At least part of the dilution water may be returned through the pipes 63 and 59 to the upstream side of the pump 21 in the pipe 25 preceding the nanofiltration device 11 (returning step).

ここで、ポンプ18、配管40,44,64,50,68,56,72等が、各段の膜モジュール10a,10b,10cの第一空間14a,14b,14c、第二空間16a,16b,16cにNF濃縮水または濃縮水を供給する供給手段として機能する。配管59,61,63等が膜モジュール10で得られる希釈水の少なくとも一部をナノろ過装置11の前段に返送する返送手段として機能する。 Here, the pump 18, the pipes 40, 44, 64, 50, 68, 56, 72, etc. are connected to the first spaces 14a, 14b, 14c, second spaces 16a, 16b, It functions as a supply means for supplying NF concentrated water or concentrated water to 16c. The pipes 59 , 61 , 63 and the like function as return means for returning at least part of the diluted water obtained in the membrane module 10 to the front stage of the nanofiltration device 11 .

各段の膜モジュール10a,10b,10cの第二空間16a,16b,16cで得られた希釈水は、系外へ排出されてもよいし、必要に応じて希釈水槽62a,62b,62cへ送液されて貯留された後、系外へ排出されてもよく、再利用されてもよい。希釈水の少なくとも一部は、例えば配管25におけるポンプ21の上流側に返送されてNF濃縮水と混合されてもよい。希釈水の少なくとも一部について、さらに他の処理、例えば逆浸透膜処理が行われてもよい。 The diluted water obtained in the second spaces 16a, 16b, 16c of the membrane modules 10a, 10b, 10c of each stage may be discharged outside the system, or sent to the dilution water tanks 62a, 62b, 62c as necessary. After being liquefied and stored, it may be discharged out of the system or may be reused. At least part of the dilution water may be returned, for example, in line 25 upstream of pump 21 and mixed with NF concentrate. At least a portion of the dilution water may be subjected to other treatments such as reverse osmosis membrane treatment.

以上のようにして、処理対象である、アンモニアを含むアンモニア含有排水から、アンモニアおよびアンモニウムイオンのうち少なくとも1つが濃縮水(最終段の濃縮水)として回収され、アンモニア含有排水の減容化が行われる。また、NF透過水、濃縮水、希釈水は再利用が可能である。 As described above, at least one of ammonia and ammonium ions is recovered as concentrated water (concentrated water in the final stage) from the ammonia-containing waste water to be treated, and the volume of the ammonia-containing waste water is reduced. will be In addition, NF permeated water, concentrated water, and diluted water can be reused.

多段式の膜モジュールを用いる場合、第二空間側の通水を直列的に行ってもよい。このような構成の水処理装置の一例を図5に示す。 When a multi-stage membrane module is used, water may be passed through the second space side in series. FIG. 5 shows an example of a water treatment apparatus having such a configuration.

図5に示す水処理装置5は、アンモニア含有排水等の排水についてナノろ過膜を用いてNF透過水とNF濃縮水とを得るナノろ過手段として、ナノろ過装置11と、半透膜12で仕切られた第一空間(濃縮側)14と第二空間(透過側)16とを有する、複数段に接続された半透膜モジュールを用いて、ナノろ過装置11のNF濃縮水を第1段の半透膜モジュールの第一空間14に通水し、第一空間14を加圧してNF濃縮水に含まれる水を半透膜12を透過させることによって濃縮水を得て、その濃縮水をさらに次段以降の半透膜モジュールを用いて濃縮水を得るとともに、各段の半透膜モジュールの第二空間16に、濃縮水の少なくとも一部または他の半透膜モジュールから得られる希釈水の少なくとも一部を通水して希釈水を得る半透膜処理手段として、例えば、1段目膜モジュール10a、2段目膜モジュール10b、3段目膜モジュール10cを備える。それぞれの膜モジュールは、半透膜12で仕切られた第一空間14および第二空間16を有する。膜モジュール10は、第1段の膜モジュールの第一空間にNF濃縮水を供給し、その濃縮水を順次次段の膜モジュールの第一空間に供給して濃縮処理を行う装置である。水処理装置5は、NF濃縮水を貯留するNF濃縮水槽をナノろ過装置11と膜モジュール10との間に備えてもよい。 The water treatment device 5 shown in FIG. 5 is partitioned by a nanofiltration device 11 and a semipermeable membrane 12 as nanofiltration means for obtaining NF permeated water and NF concentrated water using a nanofiltration membrane for wastewater such as ammonia-containing wastewater. Using a semipermeable membrane module connected in multiple stages, having a first space (concentration side) 14 and a second space (permeate side) 16, the NF concentrated water of the nanofiltration device 11 is transferred to the first stage Water is passed through the first space 14 of the semipermeable membrane module, and the first space 14 is pressurized to permeate the water contained in the NF concentrated water through the semipermeable membrane 12 to obtain concentrated water. Concentrated water is obtained using the semipermeable membrane modules in the subsequent stages, and at least part of the concentrated water or diluted water obtained from other semipermeable membrane modules is supplied to the second space 16 of the semipermeable membrane module in each stage. Semipermeable membrane processing means for passing at least part of the water to obtain dilution water includes, for example, a first-stage membrane module 10a, a second-stage membrane module 10b, and a third-stage membrane module 10c. Each membrane module has a first space 14 and a second space 16 separated by a semipermeable membrane 12 . The membrane module 10 is a device that supplies the NF concentrated water to the first space of the membrane module of the first stage and sequentially supplies the concentrated water to the first space of the membrane module of the next stage for concentration treatment. The water treatment device 5 may include an NF-concentrated water tank that stores NF-concentrated water between the nanofiltration device 11 and the membrane module 10 .

図5の水処理装置5において、ナノろ過装置11の入口には、ポンプ21を介して配管25が接続されている。ナノろ過装置11のNF透過水出口には、配管27が接続されている。ナノろ過装置11のNF濃縮水出口と、1段目膜モジュール10aの第一空間入口とはポンプ18を介して配管40により接続されている。1段目膜モジュール10aの第一空間出口と2段目膜モジュール10bの第一空間入口とは、配管44により接続されている。2段目膜モジュール10bの第一空間出口と3段目膜モジュール10cの第一空間入口とは、配管50により接続されている。3段目膜モジュール10cの第一空間出口には、バルブ23を介して配管56が接続されている。バルブ23の上流側で配管56から分岐した配管76がバルブ32を介して膜モジュール10cの第二空間入口に接続されている。3段目膜モジュール10cの第二空間出口と2段目膜モジュール10bの第二空間入口とは、配管78により接続されている。2段目膜モジュール10bの第二空間出口と1段目膜モジュール10aの第二空間入口とは、配管80により接続されている。1段目膜モジュール10aの第二空間出口と配管25におけるポンプ21の上流側とは、配管82により接続されている。 In the water treatment device 5 of FIG. 5 , a pipe 25 is connected to the inlet of the nanofiltration device 11 via a pump 21 . A pipe 27 is connected to the NF permeate outlet of the nanofiltration device 11 . The NF concentrated water outlet of the nanofiltration device 11 and the first space inlet of the first-stage membrane module 10 a are connected by a pipe 40 via a pump 18 . A pipe 44 connects the first spatial outlet of the first-stage membrane module 10a and the first spatial inlet of the second-stage membrane module 10b. A pipe 50 connects the first spatial outlet of the second-stage membrane module 10b and the first spatial inlet of the third-stage membrane module 10c. A pipe 56 is connected via a valve 23 to the first space outlet of the third-stage membrane module 10c. A pipe 76 branched from the pipe 56 on the upstream side of the valve 23 is connected via the valve 32 to the second space inlet of the membrane module 10c. A pipe 78 connects the second spatial outlet of the third-stage membrane module 10c and the second spatial inlet of the second-stage membrane module 10b. A pipe 80 connects the second spatial outlet of the second-stage membrane module 10b and the second spatial inlet of the first-stage membrane module 10a. A pipe 82 connects the second space outlet of the first-stage membrane module 10 a and the pipe 25 upstream of the pump 21 .

膜モジュール10は、半透膜12で仕切られた第一空間14および第二空間16を有する多段式の膜モジュールを用い、第1段の膜モジュールの第一空間にNF濃縮水を供給し、その濃縮水を順次次段の膜モジュールの第一空間に直列的に通水し、最終段の膜モジュールの濃縮水の少なくとも一部を自身の第二空間に供給し、得られる希釈水をその前段の膜モジュールの第二空間に直列的に通水し、各段の第一空間14を加圧することによってその第一空間14に含まれる水を半透膜12を介して第二空間16に透過させて水を濃縮する装置である。すなわち、膜モジュール10において、半透膜12を用いてNF濃縮水が濃縮され、その濃縮水がさらに次の段の半透膜12を用いて濃縮される。 The membrane module 10 uses a multi-stage membrane module having a first space 14 and a second space 16 separated by a semipermeable membrane 12, and supplies NF concentrated water to the first space of the first-stage membrane module, The concentrated water is sequentially passed through the first space of the membrane module of the next stage in series, at least part of the concentrated water of the membrane module of the final stage is supplied to its own second space, and the obtained diluted water is Water is passed through the second space of the membrane module in the previous stage in series, and the first space 14 of each stage is pressurized, so that the water contained in the first space 14 passes through the semipermeable membrane 12 to the second space 16. It is a device that concentrates water by permeation. That is, in the membrane module 10, the NF concentrated water is concentrated using the semipermeable membrane 12, and the concentrated water is further concentrated using the semipermeable membrane 12 in the next stage.

水処理装置5において、被処理水であるアンモニアを含むアンモニア含有排水は、ポンプ21によって配管25を通してナノろ過装置11へ供給される。ナノろ過装置11において、アンモニア含有排水についてナノろ過膜を用いてNF透過水とNF濃縮水とが得られる(ナノろ過工程)。NF透過水は、配管27を通して排出される。 In the water treatment device 5 , ammonia-containing waste water, which is the water to be treated, is supplied to the nanofiltration device 11 through the pipe 25 by the pump 21 . In the nanofiltration device 11, NF permeated water and NF concentrated water are obtained from ammonia-containing waste water using a nanofiltration membrane (nanofiltration step). NF permeated water is discharged through piping 27 .

ナノろ過装置11で得られたNF濃縮水は、バルブ23が開状態で、ポンプ18により配管40を通して、1段目膜モジュール10aの第一空間14aへ送液される。ナノろ過装置11と膜モジュール10への通水は、ポンプ21のみを用いて行ってもよい。一方、後述する3段目膜モジュール10cの第二空間16c、2段目膜モジュール10bの第二空間16bを経由して送液された希釈水が配管80を通して、1段目膜モジュール10aの第二空間16aへ送液される。1段目膜モジュール10aにおいて、第一空間14aが加圧されてその第一空間14aに含まれる水が半透膜12aを介して第二空間16aに透過される(濃縮工程(1段目))とともに、第二空間16aで希釈水が得られる(希釈工程(1段目))。1段目膜モジュール10aの第一空間14aで得られた濃縮水は、配管44を通して、2段目膜モジュール10bの第一空間14bへ送液される。1段目膜モジュール10aの第二空間16aで得られた希釈水は、配管82を通して排出される。希釈水の少なくとも一部は配管82を通してナノろ過装置11の前段である配管25におけるポンプ21の上流側に返送されてもよい(返送工程)。 The NF concentrated water obtained by the nanofiltration device 11 is sent to the first space 14a of the first-stage membrane module 10a through the pipe 40 by the pump 18 while the valve 23 is open. Water may be supplied to the nanofiltration device 11 and the membrane module 10 using only the pump 21 . On the other hand, the dilution water sent via the second space 16c of the third-stage membrane module 10c and the second space 16b of the second-stage membrane module 10b, which will be described later, passes through the pipe 80 and flows into the second space of the first-stage membrane module 10a. The liquid is sent to the second space 16a. In the first stage membrane module 10a, the first space 14a is pressurized and the water contained in the first space 14a is permeated into the second space 16a through the semipermeable membrane 12a (concentration step (first stage) ), diluting water is obtained in the second space 16a (dilution step (first stage)). The concentrated water obtained in the first space 14a of the first-stage membrane module 10a is sent through the pipe 44 to the first space 14b of the second-stage membrane module 10b. Dilution water obtained in the second space 16 a of the first-stage membrane module 10 a is discharged through the pipe 82 . At least part of the dilution water may be returned through the pipe 82 to the upstream side of the pump 21 in the pipe 25 preceding the nanofiltration device 11 (returning step).

2段目膜モジュール10bにおいて、後述する3段目膜モジュール10cの第二空間16cを経由して送液された希釈水が配管78を通して、2段目膜モジュール10bの第二空間16bへ送液される。第一空間14bが加圧されてその第一空間14bに含まれる水が半透膜12bを介して第二空間16bに透過される(濃縮工程(2段目))とともに、第二空間16bで希釈水が得られる(希釈工程(2段目))。2段目膜モジュール10bの第一空間14bで得られた濃縮水は、配管50を通して、3段目膜モジュール10cの第一空間14cへ送液される。2段目膜モジュール10bの第二空間16bで得られた希釈水は、配管80を通して1段目膜モジュール10aの第二空間16aへ送液される。 In the second-stage membrane module 10b, the dilution water sent via the second space 16c of the third-stage membrane module 10c, which will be described later, is sent through the pipe 78 to the second space 16b of the second-stage membrane module 10b. be done. The first space 14b is pressurized, and the water contained in the first space 14b is permeated into the second space 16b through the semipermeable membrane 12b (concentration step (second stage)), and at the second space 16b Dilution water is obtained (dilution step (second step)). The concentrated water obtained in the first space 14b of the second-stage membrane module 10b is sent through the pipe 50 to the first space 14c of the third-stage membrane module 10c. The diluted water obtained in the second space 16b of the second-stage membrane module 10b is sent through the pipe 80 to the second space 16a of the first-stage membrane module 10a.

3段目膜モジュール10cにおいて、下記の通り3段目膜モジュール10cの第一空間14cで得られた濃縮水が、配管56,76を通して第二空間16cへ送液される。第一空間14cが加圧されてその第一空間14cに含まれる水が半透膜12cを介して第二空間16cに透過される(濃縮工程(3段目))とともに、第二空間16cで希釈水が得られる(希釈工程(3段目))(以上、半透膜処理工程)。3段目膜モジュール10cの第一空間14cで得られた濃縮水は、配管56を通して排出される。配管56から分岐された濃縮水は、バルブ32が開状態で、配管76を通して、3段目膜モジュール10cの第二空間16cへ送液される。3段目膜モジュール10cの第二空間16cで得られた希釈水は、配管78を通して2段目膜モジュール10bの第二空間16bへ送液される。 In the third-stage membrane module 10c, the concentrated water obtained in the first space 14c of the third-stage membrane module 10c is sent to the second space 16c through pipes 56 and 76 as described below. The first space 14c is pressurized, and the water contained in the first space 14c is permeated into the second space 16c through the semipermeable membrane 12c (concentration step (third stage)), and in the second space 16c Dilution water is obtained (dilution step (third step)) (above, semipermeable membrane treatment step). The concentrated water obtained in the first space 14c of the third-stage membrane module 10c is discharged through the pipe 56. The concentrated water branched from the pipe 56 is sent to the second space 16c of the third-stage membrane module 10c through the pipe 76 while the valve 32 is open. The diluted water obtained in the second space 16c of the third-stage membrane module 10c is sent through the pipe 78 to the second space 16b of the second-stage membrane module 10b.

ここで、ポンプ18、配管40,44,50、56,76,78,80等が、各段の膜モジュール10a,10b,10cの第一空間14a,14b,14c、第二空間16a,16b,16cにNF濃縮水または濃縮水または希釈水を供給する供給手段として機能する。配管82等が膜モジュール10で得られる希釈水の少なくとも一部をナノろ過装置11の前段に返送する返送手段として機能する。 Here, the pump 18, the pipes 40, 44, 50, 56, 76, 78, 80, etc. are connected to the first spaces 14a, 14b, 14c, second spaces 16a, 16b, It functions as a supply means for supplying NF concentrated water or concentrated water or dilution water to 16c. The pipe 82 and the like function as return means for returning at least part of the diluted water obtained in the membrane module 10 to the front stage of the nanofiltration device 11 .

膜モジュール10aの第二空間16aで得られた希釈水は、系外へ排出されてもよいし、必要に応じて希釈水槽へ送液されて貯留された後、系外へ排出されてもよく、再利用されてもよい。希釈水の少なくとも一部は、例えば配管25におけるポンプ21の上流側に返送されてNF濃縮水と混合されてもよい。希釈水の少なくとも一部について、さらに他の処理、例えば逆浸透膜処理が行われてもよい。 The dilution water obtained in the second space 16a of the membrane module 10a may be discharged out of the system, or may be discharged out of the system after being sent to a dilution water tank and stored as necessary. , may be reused. At least part of the dilution water may be returned, for example, in line 25 upstream of pump 21 and mixed with NF concentrate. At least a portion of the dilution water may be subjected to other treatments such as reverse osmosis membrane treatment.

以上のようにして、処理対象である、アンモニアを含むアンモニア含有排水から、アンモニアおよびアンモニウムイオンのうち少なくとも1つが濃縮水(最終段の濃縮水)として回収され、アンモニア含有排水の減容化が行われる。また、NF透過水、濃縮水、希釈水は再利用が可能である。 As described above, at least one of ammonia and ammonium ions is recovered as concentrated water (concentrated water in the final stage) from the ammonia-containing waste water to be treated, and the volume of the ammonia-containing waste water is reduced. will be In addition, NF permeated water, concentrated water, and diluted water can be reused.

図3に示す水処理装置3、図4に示す水処理装置4、図5に示す水処理装置5では、1段目から後段の膜モジュールに行くにつれて各膜モジュールに供給される濃縮水は濃縮されていくため、高濃度となっていく。最終的に高濃度に濃縮されるため、浸透圧を低減することが可能な本方法によって、従来の逆浸透膜法では浸透圧の影響により濃縮が困難であった濃度にまで濃縮することが可能となる。 In the water treatment equipment 3 shown in FIG. 3, the water treatment equipment 4 shown in FIG. 4, and the water treatment equipment 5 shown in FIG. As it continues to grow, it becomes highly concentrated. As it is finally concentrated to a high concentration, this method can reduce the osmotic pressure, making it possible to concentrate to concentrations that were difficult to achieve with the conventional reverse osmosis membrane method due to the effects of osmotic pressure. becomes.

1段目膜モジュール10aにNF濃縮水が供給される際に例えば7MPa以下の圧力を加え、後段の膜モジュールへの濃縮水の供給は1段目膜モジュール10aに加えられた圧力により行われればよい。各膜モジュールにおける第一空間14の入口圧力は、7MPa以下の範囲とすることが好ましく、第二空間16の入口圧力は第一空間14の入口圧力よりも小さい圧力とすることが好ましく、第二空間16の入口圧力は第一空間14の入口圧力の50%以下にすることがより好ましい。これによって、圧力による半透膜の破損リスクを低減することができる。 When the NF concentrated water is supplied to the first-stage membrane module 10a, a pressure of, for example, 7 MPa or less is applied, and the concentrated water is supplied to the subsequent membrane module by the pressure applied to the first-stage membrane module 10a. good. The inlet pressure of the first space 14 in each membrane module is preferably in the range of 7 MPa or less, the inlet pressure of the second space 16 is preferably lower than the inlet pressure of the first space 14, and the second More preferably, the inlet pressure of the space 16 is 50% or less of the inlet pressure of the first space 14 . This can reduce the risk of damage to the semipermeable membrane due to pressure.

各膜モジュール10における第一空間14側の流量を第二空間16側の流量よりも大きくすることが好ましい。第一空間14側の流量が第二空間16側の流量以下であると、後段の膜モジュールの第一空間14側の流量が不足する場合がある。例えば、ポンプ18、インバーター20、バルブ22a,22b,22c、バルブ23、バルブ32a,32b,32c、バルブ32等が、第一空間の流量を第二空間の流量よりも大きくなるようにする流量調節手段として機能する。 It is preferable to make the flow rate on the first space 14 side in each membrane module 10 larger than the flow rate on the second space 16 side. If the flow rate on the first space 14 side is less than or equal to the flow rate on the second space 16 side, the flow rate on the first space 14 side of the subsequent membrane module may be insufficient. For example, the pump 18, the inverter 20, the valves 22a, 22b, 22c, the valve 23, the valves 32a, 32b, 32c, the valve 32, etc. adjust the flow rate so that the flow rate in the first space is greater than the flow rate in the second space. act as a means.

透過流束が大きすぎると膜面の濃度分極が大きくなり、ファウリングリスクが高くなる、圧力が高くなりすぎるといった問題が生じる場合がある。また、透過流束が小さすぎると、濃縮効率が悪くなる場合がある。これらの点から、各膜モジュール10の透過流束を、0.005m/d~0.05m/dの範囲とすることが好ましく、0.015m/d~0.04m/dの範囲とすることがより好ましい。例えば、ポンプ18、インバーター20、バルブ22a,22b,22c、バルブ23、バルブ32a,32b,32c、バルブ32等が、透過流束を上記範囲に制御する透過流束調節手段として機能する。 If the permeation flux is too high, concentration polarization on the membrane surface increases, which may cause problems such as an increased risk of fouling and an excessively high pressure. On the other hand, if the permeation flux is too small, the concentration efficiency may deteriorate. From these points, the permeation flux of each membrane module 10 is preferably in the range of 0.005 m/d to 0.05 m/d, more preferably in the range of 0.015 m/d to 0.04 m/d. is more preferred. For example, the pump 18, the inverter 20, the valves 22a, 22b, 22c, the valve 23, the valves 32a, 32b, 32c, the valve 32, etc. function as permeation flux adjusting means for controlling the permeation flux within the above range.

なお、バルブの設置位置や設置数は一例にすぎず、図3、図4、図5に示している数よりも多くてもよく、他の配管のうち少なくとも1つに設置してもよい。また、流量を測定する流量測定手段として流量計や、圧力を測定する圧力測定手段として圧力計を、各配管のうち少なくとも1つに設置してもよい。 It should be noted that the installation positions and the number of installation of the valves are merely examples, and the number may be greater than those shown in FIGS. Also, a flow meter as a flow rate measuring means for measuring a flow rate and a pressure gauge as a pressure measuring means for measuring a pressure may be installed in at least one of the pipes.

また、図3、図4、図5は装置構成の一例であり、半透膜モジュールの配列や供給水の供給方法等は、適宜変更してもよい。 3, 4, and 5 are examples of the device configuration, and the arrangement of the semipermeable membrane modules, the method of supplying the feed water, and the like may be changed as appropriate.

図5の水処理装置は、各段の膜モジュールの第一空間および第二空間のそれぞれに直列的に通水していくため、図3、図4の水処理装置に比べて、全体の水量を抑制することができ、ポンプの動力を低減することができるため、好ましい。 In the water treatment apparatus of FIG. 5, since water is passed in series through the first space and the second space of each stage of the membrane module, compared to the water treatment apparatuses of FIGS. can be suppressed, and the power of the pump can be reduced.

本実施形態に係る水処理方法および水処理装置において、多段式の膜モジュールを用いて、各段の膜モジュールとして、並列的に接続された複数本の膜モジュールを備える膜モジュールユニットを用いてもよい。このような構成の水処理装置の例を図6、図7に示す。図6、図7に示す水処理装置は、1段目では半透膜モジュールを4列の並列に組み合わせ、2段目では半透膜モジュールを4列の並列に組み合わせ、3段目では半透膜モジュールを2列の並列に組み合わせ、4段目には半透膜モジュールを2列の並列に組み合わせて、直列で4段に接続した構造を有している。 In the water treatment method and water treatment apparatus according to the present embodiment, multi-stage membrane modules may be used, and a membrane module unit having a plurality of membrane modules connected in parallel may be used as each stage membrane module. good. An example of such a water treatment apparatus is shown in FIGS. 6 and 7. FIG. In the water treatment apparatus shown in FIGS. 6 and 7, the semipermeable membrane modules are combined in parallel in four rows in the first stage, the semipermeable membrane modules are combined in parallel in four rows in the second stage, and the semipermeable membrane modules are combined in parallel in the third stage. It has a structure in which two rows of membrane modules are combined in parallel, and two rows of semipermeable membrane modules are combined in parallel on the fourth stage and connected in series in four stages.

図6に示す水処理装置6は、アンモニア含有排水等の排水についてナノろ過膜を用いてNF透過水とNF濃縮水とを得るナノろ過手段として、ナノろ過装置11と、半透膜12で仕切られた第一空間(濃縮側)14と第二空間(透過側)16とを有する、複数段に接続された半透膜モジュールを用いて、ナノろ過装置11のNF濃縮水を第1段の半透膜モジュールの第一空間14に通水し、第一空間14を加圧してNF濃縮水に含まれる水を半透膜12を透過させることによって濃縮水を得て、その濃縮水をさらに次段以降の半透膜モジュールを用いて濃縮水を得るとともに、各段の半透膜モジュールの第二空間16に、NF濃縮水の一部または濃縮水の一部を通水して希釈水を得る半透膜処理手段として、例えば、1段目膜モジュールユニット100a、2段目膜モジュールユニット100b、3段目膜モジュールユニット100c、4段目膜モジュールユニット100dを備える。1段目膜モジュールユニット100aは、例えば、並列的に接続された4本の膜モジュールを備え、2段目膜モジュールユニット100bは、例えば、並列的に接続された4本の膜モジュールを備え、3段目膜モジュールユニット100cは、例えば、並列的に接続された2本の膜モジュールを備え、4段目膜モジュールユニット100dは、例えば、並列的に接続された2本の膜モジュールを備える。それぞれの膜モジュール10は、半透膜12で仕切られた第一空間14および第二空間16を有する。水処理装置6は、NF濃縮水を貯留するNF濃縮水槽84と、4段目膜モジュールユニット100dからの濃縮水を貯留する濃縮水槽86と、を備えてもよい。膜モジュールユニット100は、第1段の膜モジュールユニットの各膜モジュールの第一空間および第二空間にNF濃縮水を供給し、その濃縮水を順次次段の膜モジュールユニットの各膜モジュールの第一空間および第二空間に供給して濃縮処理を行う装置である。 The water treatment device 6 shown in FIG. 6 is partitioned by a nanofiltration device 11 and a semipermeable membrane 12 as nanofiltration means for obtaining NF permeated water and NF concentrated water using a nanofiltration membrane for wastewater such as ammonia-containing wastewater. Using a semipermeable membrane module connected in multiple stages, having a first space (concentration side) 14 and a second space (permeate side) 16, the NF concentrated water of the nanofiltration device 11 is transferred to the first stage Water is passed through the first space 14 of the semipermeable membrane module, and the first space 14 is pressurized to permeate the water contained in the NF concentrated water through the semipermeable membrane 12 to obtain concentrated water. Concentrated water is obtained using the semipermeable membrane modules in the subsequent stages, and a part of the NF concentrated water or a part of the concentrated water is passed through the second space 16 of the semipermeable membrane module of each stage to dilute the water. As a semipermeable membrane treatment means for obtaining , for example, a first-stage membrane module unit 100a, a second-stage membrane module unit 100b, a third-stage membrane module unit 100c, and a fourth-stage membrane module unit 100d are provided. The first-stage membrane module unit 100a includes, for example, four membrane modules connected in parallel, and the second-stage membrane module unit 100b includes, for example, four membrane modules connected in parallel, The third-stage membrane module unit 100c has, for example, two membrane modules connected in parallel, and the fourth-stage membrane module unit 100d has, for example, two membrane modules connected in parallel. Each membrane module 10 has a first space 14 and a second space 16 separated by a semipermeable membrane 12 . The water treatment device 6 may include an NF concentrated water tank 84 that stores the NF concentrated water and a concentrated water tank 86 that stores the concentrated water from the fourth-stage membrane module unit 100d. The membrane module unit 100 supplies the NF concentrated water to the first space and the second space of each membrane module of the membrane module unit of the first stage, and the concentrated water is sequentially supplied to the first space of each membrane module of the membrane module unit of the next stage. It is an apparatus that performs concentration processing by supplying to the first space and the second space.

図6の水処理装置6において、ナノろ過装置11の入口には、ポンプ21を介して配管25が接続されている。ナノろ過装置11のNF透過水出口には、配管27が接続されている。ナノろ過装置11のNF濃縮水出口と、NF濃縮水槽84の入口とは、配管29により接続されている。NF濃縮水槽84の出口と1段目膜モジュールユニット100aの各膜モジュールの第一空間入口および第二空間入口とは、ポンプ18を介して配管88により接続されている。1段目膜モジュールユニット100aの各膜モジュールの第一空間出口と2段目膜モジュールユニット100bの各膜モジュールの第一空間入口および第二空間入口とは、配管90により接続されている。2段目膜モジュールユニット100bの各膜モジュールの第一空間出口と3段目膜モジュールユニット100cの各膜モジュールの第一空間入口および第二空間入口とは、配管94により接続されている。3段目膜モジュールユニット100cの各膜モジュールの第一空間出口と4段目膜モジュールユニット100dの各膜モジュールの第一空間入口および第二空間入口とは、配管98により接続されている。4段目膜モジュールユニット100dの各膜モジュールの第一空間出口と濃縮水槽86の入口とは、配管104により接続されている。1段目膜モジュールユニット100aの各膜モジュールの第二空間出口には、配管92が接続され、2段目膜モジュールユニット100bの各膜モジュールの第二空間出口には、配管96が接続され、3段目膜モジュールユニット100cの各膜モジュールの第二空間出口には、配管102が接続され、4段目膜モジュールユニット100dの各膜モジュールの第二空間出口には、配管106が接続され、配管96、102,106は、配管92に合流してもよい。配管92は、配管25におけるポンプ21の上流側に接続されている。 In the water treatment device 6 of FIG. 6 , a pipe 25 is connected to the inlet of the nanofiltration device 11 via a pump 21 . A pipe 27 is connected to the NF permeate outlet of the nanofiltration device 11 . The NF concentrated water outlet of the nanofiltration device 11 and the inlet of the NF concentrated water tank 84 are connected by a pipe 29 . The outlet of the NF concentrating water tank 84 and the first space inlet and the second space inlet of each membrane module of the first-stage membrane module unit 100 a are connected by a pipe 88 via the pump 18 . A pipe 90 connects the first space outlet of each membrane module of the first-stage membrane module unit 100a and the first and second space inlets of each membrane module of the second-stage membrane module unit 100b. A pipe 94 connects the first space outlet of each membrane module of the second-stage membrane module unit 100b and the first and second space inlets of each membrane module of the third-stage membrane module unit 100c. A pipe 98 connects the first space outlet of each membrane module of the third-stage membrane module unit 100c and the first and second space inlets of each membrane module of the fourth-stage membrane module unit 100d. The first space outlet of each membrane module of the fourth stage membrane module unit 100d and the inlet of the concentrating water tank 86 are connected by a pipe 104 . A pipe 92 is connected to the second spatial outlet of each membrane module of the first-stage membrane module unit 100a, and a pipe 96 is connected to the second spatial outlet of each membrane module of the second-stage membrane module unit 100b, A pipe 102 is connected to the second spatial outlet of each membrane module of the third-stage membrane module unit 100c, and a pipe 106 is connected to the second spatial outlet of each membrane module of the fourth-stage membrane module unit 100d, Pipes 96 , 102 , 106 may join pipe 92 . The pipe 92 is connected to the upstream side of the pump 21 in the pipe 25 .

膜モジュールユニット100は、半透膜12で仕切られた第一空間14および第二空間16を有する膜モジュール10を備える多段式の膜モジュールユニットを用い、第1段の膜モジュールユニットの各膜モジュールの第一空間および第二空間にNF濃縮水を供給し、その濃縮水を順次次段の膜モジュールユニットの各膜モジュールの第一空間および第二空間に供給し、各段の膜モジュールの第一空間14を加圧することによってその第一空間14に含まれる水を半透膜12を介して第二空間16に透過させて水を濃縮する装置である。すなわち、膜モジュールユニット100において、半透膜12を用いてNF濃縮水が濃縮され、その濃縮水がさらに次の段の半透膜12を用いて濃縮される。 The membrane module unit 100 uses a multi-stage membrane module unit having a membrane module 10 having a first space 14 and a second space 16 partitioned by a semipermeable membrane 12. Each membrane module of the first stage membrane module unit The NF concentrated water is supplied to the first space and the second space of the membrane module unit, and the concentrated water is sequentially supplied to the first space and the second space of each membrane module of the membrane module unit of the next stage. By pressurizing the one space 14, the water contained in the first space 14 is permeated into the second space 16 through the semipermeable membrane 12, thereby concentrating the water. That is, in the membrane module unit 100, the NF concentrated water is concentrated using the semipermeable membrane 12, and the concentrated water is further concentrated using the semipermeable membrane 12 in the next stage.

水処理装置6において、被処理水であるアンモニアを含むアンモニア含有排水は、ポンプ21によって配管25を通してナノろ過装置11へ供給される。ナノろ過装置11において、アンモニア含有排水についてナノろ過膜を用いてNF透過水とNF濃縮水とが得られる(ナノろ過工程)。NF透過水は、配管27を通して排出される。 In the water treatment device 6 , ammonia-containing waste water, which is the water to be treated, is supplied to the nanofiltration device 11 through the pipe 25 by the pump 21 . In the nanofiltration device 11, NF permeated water and NF concentrated water are obtained from ammonia-containing waste water using a nanofiltration membrane (nanofiltration step). NF permeated water is discharged through piping 27 .

ナノろ過装置11で得られたNF濃縮水は、必要に応じてNF濃縮水槽84に貯留された後、NF濃縮水槽84からポンプ18により配管88を通して、1段目膜モジュールユニット100aの各膜モジュールの第一空間14および第二空間16へ送液される。ナノろ過装置11と膜モジュール10への通水は、ポンプ21のみを用いて行ってもよい。1段目膜モジュールユニット100aの各膜モジュールにおいて、第一空間14aが加圧されてその第一空間14に含まれる水が半透膜12を介して第二空間16に透過される(濃縮工程(1段目))とともに、第二空間16で希釈水が得られる(希釈工程(1段目))。1段目膜モジュール10の第二空間16で得られた希釈水は、配管92を通して必要に応じて希釈水槽に貯留された後、排出される。希釈水の少なくとも一部は配管92を通してナノろ過装置11の前段である配管25におけるポンプ21の上流側に返送されてもよい(返送工程)。 The NF concentrated water obtained by the nanofiltration device 11 is stored in the NF concentrated water tank 84 as necessary, and then passed from the NF concentrated water tank 84 through the pipe 88 by the pump 18 to each membrane module of the first-stage membrane module unit 100a. The liquid is sent to the first space 14 and the second space 16 of. Water may be supplied to the nanofiltration device 11 and the membrane module 10 using only the pump 21 . In each membrane module of the first-stage membrane module unit 100a, the first space 14a is pressurized and the water contained in the first space 14 is permeated to the second space 16 through the semipermeable membrane 12 (concentration step (first stage)), and dilution water is obtained in the second space 16 (dilution step (first stage)). Dilution water obtained in the second space 16 of the first-stage membrane module 10 passes through a pipe 92 and is stored in a dilution water tank as required, and then discharged. At least part of the dilution water may be returned through the pipe 92 to the upstream side of the pump 21 in the pipe 25 preceding the nanofiltration device 11 (returning step).

1段目膜モジュールユニット100aの各膜モジュールの第一空間14で得られた濃縮水は、配管90を通して、2段目膜モジュールユニット100bの各膜モジュールの第一空間14および第二空間16へ送液される。2段目膜モジュールユニット100bの各膜モジュールにおいて、第一空間14が加圧されてその第一空間14に含まれる水が半透膜12を介して第二空間16に透過される(濃縮工程(2段目))とともに、第二空間16で希釈水が得られる(希釈工程(2段目))。2段目膜モジュールユニット100bの各膜モジュールの第二空間16で得られた希釈水は、配管96を通して必要に応じて希釈水槽に貯留された後、排出される。希釈水の少なくとも一部は配管96,92を通してナノろ過装置11の前段である配管25におけるポンプ21の上流側に返送されてもよい(返送工程)。 The concentrated water obtained in the first space 14 of each membrane module of the first-stage membrane module unit 100a passes through the pipe 90 to the first space 14 and the second space 16 of each membrane module of the second-stage membrane module unit 100b. Liquid is sent. In each membrane module of the second-stage membrane module unit 100b, the first space 14 is pressurized and the water contained in the first space 14 is permeated to the second space 16 through the semipermeable membrane 12 (concentration step (second stage)), and dilution water is obtained in the second space 16 (dilution step (second stage)). Dilution water obtained in the second space 16 of each membrane module of the second-stage membrane module unit 100b passes through a pipe 96 and is stored in a dilution water tank as required, and then discharged. At least part of the dilution water may be returned through the pipes 96 and 92 to the upstream side of the pump 21 in the pipe 25 preceding the nanofiltration device 11 (returning step).

2段目膜モジュールユニット100bの各膜モジュールの第一空間14で得られた濃縮水は、配管94を通して、3段目膜モジュールユニット100cの各膜モジュールの第一空間14および第二空間16へ送液される。3段目膜モジュールユニット100cの各膜モジュールにおいて、第一空間14が加圧されてその第一空間14に含まれる水が半透膜12を介して第二空間16に透過される(濃縮工程(3段目))とともに、第二空間16で希釈水が得られる(希釈工程(3段目))。3段目膜モジュールユニット100cの各膜モジュールの第二空間16で得られた希釈水は、配管102を通して必要に応じて希釈水槽に貯留された後、排出される。希釈水の少なくとも一部は配管102,96,92を通してナノろ過装置11の前段である配管25におけるポンプ21の上流側に返送されてもよい(返送工程)。 The concentrated water obtained in the first space 14 of each membrane module of the second-stage membrane module unit 100b passes through the pipe 94 to the first space 14 and the second space 16 of each membrane module of the third-stage membrane module unit 100c. Liquid is sent. In each membrane module of the third-stage membrane module unit 100c, the first space 14 is pressurized and the water contained in the first space 14 is permeated to the second space 16 through the semipermeable membrane 12 (concentration step (third stage)), and dilution water is obtained in the second space 16 (dilution step (third stage)). Dilution water obtained in the second space 16 of each membrane module of the third-stage membrane module unit 100c is drained after being stored in a dilution water tank through a pipe 102 as necessary. At least part of the dilution water may be returned through the pipes 102, 96, 92 to the upstream side of the pump 21 in the pipe 25 preceding the nanofiltration device 11 (returning step).

3段目膜モジュールユニット100cの各膜モジュールの第一空間14で得られた濃縮水は、配管98を通して、4段目膜モジュールユニット100dの各膜モジュールの第一空間14および第二空間16へ送液される。4段目膜モジュールユニット100dの各膜モジュールにおいて、第一空間14が加圧されてその第一空間14に含まれる水が半透膜12を介して第二空間16に透過される(濃縮工程(4段目))とともに、第二空間16で希釈水が得られる(希釈工程(4段目))(以上、半透膜処理工程)。4段目膜モジュールユニット100dの各膜モジュールの第一空間14で得られた濃縮水は、配管104を通して、必要に応じて濃縮水槽86に貯留された後、排出される。4段目膜モジュールユニット100dの各膜モジュールの第二空間16で得られた希釈水は、配管106を通して必要に応じて希釈水槽に貯留された後、排出される。希釈水の少なくとも一部は配管106,102,96,92を通してナノろ過装置11の前段である配管25におけるポンプ21の上流側に返送されてもよい(返送工程)。 The concentrated water obtained in the first space 14 of each membrane module of the third-stage membrane module unit 100c passes through the pipe 98 to the first space 14 and the second space 16 of each membrane module of the fourth-stage membrane module unit 100d. Liquid is sent. In each membrane module of the fourth stage membrane module unit 100d, the first space 14 is pressurized and the water contained in the first space 14 is permeated to the second space 16 through the semipermeable membrane 12 (concentration step (fourth step)), diluting water is obtained in the second space 16 (dilution step (fourth step)) (above, semipermeable membrane treatment step). The concentrated water obtained in the first space 14 of each membrane module of the fourth-stage membrane module unit 100d passes through the pipe 104 and is stored in the concentrated water tank 86 if necessary, and then discharged. Dilution water obtained in the second space 16 of each membrane module of the fourth-stage membrane module unit 100d is drained after being stored in a dilution water tank through a pipe 106 as necessary. At least part of the dilution water may be returned through the pipes 106, 102, 96, 92 to the upstream side of the pump 21 in the pipe 25, which is the preceding stage of the nanofiltration device 11 (returning step).

ここで、ポンプ18、配管88,90,94,98等が、各段の膜モジュールユニット100a,100b,100c,100dの各膜モジュールの第一空間14、第二空間16にNF濃縮水または濃縮水を供給する供給手段として機能する。配管92,96,102,106等が膜モジュール10で得られる希釈水の少なくとも一部をナノろ過装置11の前段に返送する返送手段として機能する。 Here, the pump 18, the pipes 88, 90, 94, 98, etc. are supplied to the first space 14 and the second space 16 of each membrane module unit 100a, 100b, 100c, 100d of each stage of membrane module units 100a, 100b, 100c, 100d. It functions as a supply means for supplying water. The pipes 92 , 96 , 102 , 106 and the like function as return means for returning at least part of the diluted water obtained in the membrane module 10 to the front stage of the nanofiltration device 11 .

各段の膜モジュールユニット100a,100b,100c,100dの各膜モジュールの第二空間16で得られた希釈水は、系外へ排出されてもよいし、必要に応じて希釈水槽へ送液されて貯留された後、系外へ排出されてもよく、再利用されてもよい。希釈水の少なくとも一部は、例えば配管25におけるポンプ21の上流側に返送されてNF濃縮水と混合されてもよい。希釈水の少なくとも一部について、さらに他の処理、例えば逆浸透膜処理が行われてもよい。 The dilution water obtained in the second space 16 of each membrane module of the membrane module units 100a, 100b, 100c, and 100d of each stage may be discharged out of the system, or sent to the dilution water tank as necessary. After being stored in the system, it may be discharged out of the system or may be reused. At least part of the dilution water may be returned, for example, in line 25 upstream of pump 21 and mixed with NF concentrate. At least a portion of the dilution water may be subjected to other treatments such as reverse osmosis membrane treatment.

以上のようにして、処理対象である、アンモニアを含むアンモニア含有排水から、アンモニアおよびアンモニウムイオンのうち少なくとも1つが濃縮水(最終段の濃縮水)として回収され、アンモニア含有排水の減容化が行われる。また、NF透過水、濃縮水、希釈水は再利用が可能である。 As described above, at least one of ammonia and ammonium ions is recovered as concentrated water (concentrated water in the final stage) from the ammonia-containing waste water to be treated, and the volume of the ammonia-containing waste water is reduced. will be In addition, NF permeated water, concentrated water, and diluted water can be reused.

図7に示す水処理装置7は、アンモニア含有排水等の排水についてナノろ過膜を用いてNF透過水とNF濃縮水とを得るナノろ過手段として、ナノろ過装置11と、半透膜12で仕切られた第一空間(濃縮側)14と第二空間(透過側)16とを有する、複数段に接続された半透膜モジュールを用いて、ナノろ過装置11のNF濃縮水を第1段の半透膜モジュールの第一空間14に通水し、第一空間14を加圧してNF濃縮水に含まれる水を半透膜12を透過させることによって濃縮水を得て、その濃縮水をさらに次段以降の半透膜モジュールを用いて濃縮水を得るとともに、各段の半透膜モジュールの第二空間16に、濃縮水の少なくとも一部または他の半透膜モジュールから得られる希釈水の少なくとも一部を通水して希釈水を得る半透膜処理手段として、例えば、1段目膜モジュールユニット100a、2段目膜モジュールユニット100b、3段目膜モジュールユニット100c、4段目膜モジュールユニット100dを備える。1段目膜モジュールユニット100aは、例えば、並列的に接続された4本の膜モジュールを備え、2段目膜モジュールユニット100bは、例えば、並列的に接続された4本の膜モジュールを備え、3段目膜モジュールユニット100cは、例えば、並列的に接続された2本の膜モジュールを備え、4段目膜モジュールユニット100dは、例えば、並列的に接続された2本の膜モジュールを備える。それぞれの膜モジュール10は、半透膜12で仕切られた第一空間14および第二空間16を有する。水処理装置7は、NF濃縮水を貯留するNF濃縮水槽84と、4段目膜モジュールユニット100dからの濃縮水を貯留する濃縮水槽86と、を備えてもよい。膜モジュールユニット100は、第1段の膜モジュールの第一空間にNF濃縮水を供給し、その濃縮水を順次次段の膜モジュールの第一空間に供給して濃縮処理を行う装置である。 The water treatment device 7 shown in FIG. 7 is partitioned by a nanofiltration device 11 and a semipermeable membrane 12 as nanofiltration means for obtaining NF permeated water and NF concentrated water using a nanofiltration membrane for wastewater such as ammonia-containing wastewater. Using a semipermeable membrane module connected in multiple stages, having a first space (concentration side) 14 and a second space (permeate side) 16, the NF concentrated water of the nanofiltration device 11 is transferred to the first stage Water is passed through the first space 14 of the semipermeable membrane module, and the first space 14 is pressurized to permeate the water contained in the NF concentrated water through the semipermeable membrane 12 to obtain concentrated water. Concentrated water is obtained using the semipermeable membrane modules in the subsequent stages, and at least part of the concentrated water or diluted water obtained from other semipermeable membrane modules is supplied to the second space 16 of the semipermeable membrane module in each stage. As semipermeable membrane treatment means for obtaining dilution water by passing at least a portion of the membrane, for example, the first-stage membrane module unit 100a, the second-stage membrane module unit 100b, the third-stage membrane module unit 100c, and the fourth-stage membrane module A unit 100d is provided. The first-stage membrane module unit 100a includes, for example, four membrane modules connected in parallel, and the second-stage membrane module unit 100b includes, for example, four membrane modules connected in parallel, The third-stage membrane module unit 100c has, for example, two membrane modules connected in parallel, and the fourth-stage membrane module unit 100d has, for example, two membrane modules connected in parallel. Each membrane module 10 has a first space 14 and a second space 16 separated by a semipermeable membrane 12 . The water treatment device 7 may include an NF concentrated water tank 84 that stores NF concentrated water, and a concentrated water tank 86 that stores concentrated water from the fourth-stage membrane module unit 100d. The membrane module unit 100 is a device that supplies NF concentrated water to the first space of the membrane module of the first stage, and supplies the concentrated water to the first space of the membrane module of the next stage in order to carry out concentration treatment.

図7の水処理装置7において、ナノろ過装置11の入口には、ポンプ21を介して配管25が接続されている。ナノろ過装置11のNF透過水出口には、配管27が接続されている。ナノろ過装置11のNF濃縮水出口と、NF濃縮水槽84の入口とは、配管29により接続されている。NF濃縮水槽84の出口と1段目膜モジュールユニット100aの各膜モジュールの第一空間入口とは、ポンプ18を介して配管108により接続されている。1段目膜モジュールユニット100aの各膜モジュールの第一空間出口と2段目膜モジュールユニット100bの各膜モジュールの第一空間入口とは、配管110により接続されている。2段目膜モジュールユニット100bの各膜モジュールの第一空間出口と3段目膜モジュールユニット100cの各膜モジュールの第一空間入口とは、配管112により接続されている。3段目膜モジュールユニット100cの各膜モジュールの第一空間出口と4段目膜モジュールユニット100dの各膜モジュールの第一空間入口とは、配管114により接続されている。4段目膜モジュールユニット100dの各膜モジュールの第一空間出口と濃縮水槽86の入口とは、配管116により接続されている。配管116から分岐した配管118が、4段目膜モジュールユニット100dの各膜モジュールの第二空間入口に接続されている。4段目膜モジュールユニット100dの各膜モジュールの第二空間出口と、3段目膜モジュールユニット100cの各膜モジュールの第二空間入口とは、配管120により接続されている。3段目膜モジュールユニット100cの各膜モジュールの第二空間出口と、2段目膜モジュールユニット100bの各膜モジュールの第二空間入口とは、配管122により接続されている。2段目膜モジュールユニット100bの各膜モジュールの第二空間出口と、1段目膜モジュールユニット100aの各膜モジュールの第二空間入口とは、配管124により接続されている。1段目膜モジュールユニット100aの各膜モジュールの第二空間出口と配管25におけるポンプ21の上流側とは、配管126により接続されている。 In the water treatment device 7 of FIG. 7 , a pipe 25 is connected to the inlet of the nanofiltration device 11 via a pump 21 . A pipe 27 is connected to the NF permeate outlet of the nanofiltration device 11 . The NF concentrated water outlet of the nanofiltration device 11 and the inlet of the NF concentrated water tank 84 are connected by a pipe 29 . The outlet of the NF concentrating water tank 84 and the first space inlet of each membrane module of the first-stage membrane module unit 100a are connected by a pipe 108 via a pump 18 . A pipe 110 connects the first spatial outlet of each membrane module of the first-stage membrane module unit 100a and the first spatial inlet of each membrane module of the second-stage membrane module unit 100b. A pipe 112 connects the first spatial outlet of each membrane module of the second-stage membrane module unit 100b and the first spatial inlet of each membrane module of the third-stage membrane module unit 100c. A pipe 114 connects the first spatial outlet of each membrane module of the third-stage membrane module unit 100c and the first spatial inlet of each membrane module of the fourth-stage membrane module unit 100d. The first space outlet of each membrane module of the fourth-stage membrane module unit 100 d and the inlet of the concentrating water tank 86 are connected by a pipe 116 . A pipe 118 branched from the pipe 116 is connected to the second space inlet of each membrane module of the fourth-stage membrane module unit 100d. A pipe 120 connects the second spatial outlet of each membrane module of the fourth-stage membrane module unit 100d and the second spatial inlet of each membrane module of the third-stage membrane module unit 100c. A pipe 122 connects the second spatial outlet of each membrane module of the third-stage membrane module unit 100c and the second spatial inlet of each membrane module of the second-stage membrane module unit 100b. A pipe 124 connects the second spatial outlet of each membrane module of the second-stage membrane module unit 100b and the second spatial inlet of each membrane module of the first-stage membrane module unit 100a. A pipe 126 connects the second space outlet of each membrane module of the first-stage membrane module unit 100 a and the upstream side of the pump 21 in the pipe 25 .

膜モジュールユニット100は、半透膜12で仕切られた第一空間14および第二空間16を有する膜モジュール10を備える多段式の膜モジュールユニットを用い、第1段の膜モジュールユニットの各膜モジュールの第一空間にNF濃縮水を供給し、その濃縮水を順次次段の膜モジュールユニットの各膜モジュールの第一空間に直列的に通水し、最終段の膜モジュールユニットの各膜モジュールの濃縮水の少なくとも一部を自身の第二空間に供給し、得られる希釈水をその前段の膜モジュールユニットの各膜モジュールの第二空間16に直列的に通水し、各段の第一空間14を加圧することによってその第一空間14に含まれる水を半透膜12を介して第二空間16に透過させて水を濃縮する装置である。すなわち、膜モジュールユニット100において、半透膜12を用いてNF濃縮水が濃縮され、その濃縮水がさらに次の段の半透膜12を用いて濃縮される。 The membrane module unit 100 uses a multi-stage membrane module unit having a membrane module 10 having a first space 14 and a second space 16 partitioned by a semipermeable membrane 12. Each membrane module of the first stage membrane module unit NF concentrated water is supplied to the first space, the concentrated water is sequentially passed through the first space of each membrane module of the next-stage membrane module unit in series, and each membrane module of the final-stage membrane module unit At least part of the concentrated water is supplied to its own second space, and the obtained diluted water is passed through the second space 16 of each membrane module of the membrane module unit in the preceding stage in series, and the first space of each stage By pressurizing 14, the water contained in the first space 14 is permeated into the second space 16 through the semipermeable membrane 12 to concentrate the water. That is, in the membrane module unit 100, the NF concentrated water is concentrated using the semipermeable membrane 12, and the concentrated water is further concentrated using the semipermeable membrane 12 in the next stage.

水処理装置7において、被処理水であるアンモニアを含むアンモニア含有排水は、ポンプ21によって配管25を通してナノろ過装置11へ供給される。ナノろ過装置11において、アンモニア含有排水についてナノろ過膜を用いてNF透過水とNF濃縮水とが得られる(ナノろ過工程)。NF透過水は、配管27を通して排出される。 In the water treatment device 7 , ammonia-containing waste water, which is the water to be treated, is supplied to the nanofiltration device 11 through the pipe 25 by the pump 21 . In the nanofiltration device 11, NF permeated water and NF concentrated water are obtained from ammonia-containing waste water using a nanofiltration membrane (nanofiltration step). NF permeated water is discharged through piping 27 .

ナノろ過装置11で得られたNF濃縮水は、必要に応じてNF濃縮水槽84に貯留された後、NF濃縮水槽84からポンプ18により配管108を通して、1段目膜モジュールユニット100aの各膜モジュールの第一空間14へ送液される。ナノろ過装置11と膜モジュール10への通水は、ポンプ21のみを用いて行ってもよい。一方、後述する4段目膜モジュールユニット100dの各膜モジュールの第二空間16、3段目膜モジュールユニット100cの各膜モジュールの第二空間16、2段目膜モジュールユニット100bの各膜モジュールの第二空間16を経由して送液された希釈水が配管124を通して、1段目膜モジュールユニット100aの各膜モジュールの第二空間16へ送液される。1段目膜モジュールユニット100aの各膜モジュールにおいて、第一空間14が加圧されてその第一空間14に含まれる水が半透膜12を介して第二空間16に透過される(濃縮工程(1段目))とともに、第二空間16で希釈水が得られる(希釈工程(1段目))。1段目膜モジュールユニット100aの各膜モジュールの第一空間14で得られた濃縮水は、配管110を通して、2段目膜モジュールユニット100bの各膜モジュールの第一空間14へ送液される。1段目膜モジュールユニット100aの各膜モジュールの第二空間16で得られた希釈水は、配管126を通して排出される。希釈水の少なくとも一部は配管126を通してナノろ過装置11の前段である配管25におけるポンプ21の上流側に返送されてもよい(返送工程)。 The NF concentrated water obtained by the nanofiltration device 11 is stored in the NF concentrated water tank 84 as necessary, and then is passed from the NF concentrated water tank 84 through the pipe 108 by the pump 18 to each membrane module of the first-stage membrane module unit 100a. is sent to the first space 14 of the Water may be supplied to the nanofiltration device 11 and the membrane module 10 using only the pump 21 . On the other hand, the second space 16 of each membrane module of the fourth-stage membrane module unit 100d, the second space 16 of each membrane module of the third-stage membrane module unit 100c, and the each membrane module of the second-stage membrane module unit 100b, which will be described later. The dilution water sent through the second space 16 is sent through the pipe 124 to the second space 16 of each membrane module of the first-stage membrane module unit 100a. In each membrane module of the first-stage membrane module unit 100a, the first space 14 is pressurized and the water contained in the first space 14 is permeated to the second space 16 through the semipermeable membrane 12 (concentration step (first stage)), and dilution water is obtained in the second space 16 (dilution step (first stage)). The concentrated water obtained in the first space 14 of each membrane module of the first-stage membrane module unit 100a is sent through the pipe 110 to the first space 14 of each membrane module of the second-stage membrane module unit 100b. Dilution water obtained in the second space 16 of each membrane module of the first-stage membrane module unit 100 a is discharged through the pipe 126 . At least part of the dilution water may be returned through the pipe 126 to the upstream side of the pump 21 in the pipe 25 preceding the nanofiltration device 11 (returning step).

2段目膜モジュールユニット100bの各膜モジュールにおいて、後述する4段目膜モジュールユニット100dの各膜モジュールの第二空間16、3段目膜モジュールユニット100cの各膜モジュールの第二空間16を経由して送液された希釈水が配管122を通して、2段目膜モジュールユニット100bの各膜モジュールの第二空間16へ送液される。第一空間14が加圧されてその第一空間14に含まれる水が半透膜12を介して第二空間16に透過される(濃縮工程(2段目))とともに、第二空間16で希釈水が得られる(希釈工程(2段目))。2段目膜モジュールユニット100bの各膜モジュールの第一空間14で得られた濃縮水は、配管112を通して、3段目膜モジュールユニット100cの各膜モジュールの第一空間14へ送液される。2段目膜モジュールユニット100bの各膜モジュールの第二空間16で得られた希釈水は、配管124を通して1段目膜モジュールユニット100aの各膜モジュールの第二空間16へ送液される。 In each membrane module of the second-stage membrane module unit 100b, via the second space 16 of each membrane module of the fourth-stage membrane module unit 100d and the second space 16 of each membrane module of the third-stage membrane module unit 100c, which will be described later. The diluted water thus sent is sent through the pipe 122 to the second space 16 of each membrane module of the second-stage membrane module unit 100b. The first space 14 is pressurized and the water contained in the first space 14 is permeated to the second space 16 through the semipermeable membrane 12 (concentration step (second stage)), and in the second space 16 Dilution water is obtained (dilution step (second step)). The concentrated water obtained in the first space 14 of each membrane module of the second-stage membrane module unit 100b is sent through the pipe 112 to the first space 14 of each membrane module of the third-stage membrane module unit 100c. The diluted water obtained in the second space 16 of each membrane module of the second-stage membrane module unit 100b is sent through the pipe 124 to the second space 16 of each membrane module of the first-stage membrane module unit 100a.

3段目膜モジュールユニット100cの各膜モジュールにおいて、後述する4段目膜モジュールユニット100dの各膜モジュールの第二空間16を経由して送液された希釈水が配管120を通して、3段目膜モジュールユニット100cの各膜モジュールの第二空間16へ送液される。第一空間14が加圧されてその第一空間14に含まれる水が半透膜12を介して第二空間16に透過される(濃縮工程(3段目))とともに、第二空間16で希釈水が得られる(希釈工程(3段目))。3段目膜モジュールユニット100cの各膜モジュールの第一空間14で得られた濃縮水は、配管114を通して、4段目膜モジュールユニット100dの各膜モジュールの第一空間14へ送液される。3段目膜モジュールユニット100cの各膜モジュールの第二空間16で得られた希釈水は、配管122を通して2段目膜モジュールユニット100bの各膜モジュールの第二空間16へ送液される。 In each membrane module of the third-stage membrane module unit 100c, the dilution water sent through the second space 16 of each membrane module of the fourth-stage membrane module unit 100d, which will be described later, passes through the pipe 120 and flows through the third-stage membrane. The liquid is sent to the second space 16 of each membrane module of the module unit 100c. The first space 14 is pressurized and the water contained in the first space 14 is permeated to the second space 16 through the semipermeable membrane 12 (concentration step (third stage)), and in the second space 16 Dilution water is obtained (dilution step (third step)). The concentrated water obtained in the first space 14 of each membrane module of the third-stage membrane module unit 100c is sent through the pipe 114 to the first space 14 of each membrane module of the fourth-stage membrane module unit 100d. The dilution water obtained in the second space 16 of each membrane module of the third-stage membrane module unit 100c is sent through the pipe 122 to the second space 16 of each membrane module of the second-stage membrane module unit 100b.

4段目膜モジュールユニット100dの各膜モジュールにおいて、下記の通り4段目膜モジュールユニット100dの各膜モジュールの第一空間14で得られた濃縮水が、配管116,118を通して第二空間16へ送液される。第一空間14が加圧されてその第一空間14に含まれる水が半透膜12を介して第二空間16に透過される(濃縮工程(4段目))とともに、第二空間16で希釈水が得られる(希釈工程(4段目))(以上、半透膜処理工程)。4段目膜モジュールユニット100dの各膜モジュールの第一空間14で得られた濃縮水は、配管116を通して、必要に応じて濃縮水槽86に貯留された後、排出される。配管116から分岐された濃縮水は、配管118を通して、4段目膜モジュールユニット100dの各膜モジュールの第二空間16へ送液される。4段目膜モジュールユニット100dの各膜モジュールの第二空間16で得られた希釈水は、配管120を通して3段目膜モジュールユニット100cの各膜モジュールの第二空間16へ送液される。 In each membrane module of the fourth-stage membrane module unit 100d, as described below, the concentrated water obtained in the first space 14 of each membrane module of the fourth-stage membrane module unit 100d flows into the second space 16 through pipes 116 and 118. Liquid is sent. The first space 14 is pressurized and the water contained in the first space 14 is permeated through the semipermeable membrane 12 to the second space 16 (concentration step (fourth stage)), and in the second space 16 Dilution water is obtained (dilution step (fourth stage)) (above, semipermeable membrane treatment step). The concentrated water obtained in the first space 14 of each membrane module of the fourth-stage membrane module unit 100d passes through the pipe 116 and is stored in the concentrated water tank 86 if necessary, and then discharged. The concentrated water branched from the pipe 116 is sent through the pipe 118 to the second space 16 of each membrane module of the fourth-stage membrane module unit 100d. The dilution water obtained in the second space 16 of each membrane module of the fourth-stage membrane module unit 100d is sent through the pipe 120 to the second space 16 of each membrane module of the third-stage membrane module unit 100c.

ここで、ポンプ18、配管108,110,112、114,116,118,120,122,124等が、各段の膜モジュールユニット100a,100b,100c,100dの各膜モジュールの第一空間14、第二空間16にNF濃縮水または濃縮水または希釈水を供給する供給手段として機能する。配管126等が膜モジュール10で得られる希釈水の少なくとも一部をナノろ過装置11の前段に返送する返送手段として機能する。 Here, the pump 18, the pipes 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120, 122, 124, etc. are connected to the first space 14 of each membrane module of each stage membrane module unit 100a, 100b, 100c, 100d, It functions as supply means for supplying NF concentrated water, concentrated water, or dilution water to the second space 16 . The pipe 126 and the like function as return means for returning at least part of the diluted water obtained in the membrane module 10 to the front stage of the nanofiltration device 11 .

膜モジュールユニット100aの各膜モジュールの第二空間16で得られた希釈水は、系外へ排出されてもよいし、必要に応じて希釈水槽へ送液されて貯留された後、系外へ排出されてもよく、再利用されてもよい。希釈水の少なくとも一部は、例えば配管25におけるポンプ21の上流側に返送されてNF濃縮水と混合されてもよい。希釈水の少なくとも一部について、さらに他の処理、例えば逆浸透膜処理が行われてもよい。 The dilution water obtained in the second space 16 of each membrane module of the membrane module unit 100a may be discharged out of the system, or may be sent out of the system after being sent to and stored in a dilution water tank as necessary. It may be discharged or reused. At least part of the dilution water may be returned, for example, in line 25 upstream of pump 21 and mixed with NF concentrate. At least a portion of the dilution water may be subjected to other treatments such as reverse osmosis membrane treatment.

以上のようにして、処理対象である、アンモニアを含むアンモニア含有排水から、アンモニアおよびアンモニウムイオンのうち少なくとも1つが濃縮水(最終段の濃縮水)として回収され、アンモニア含有排水の減容化が行われる。また、NF透過水、濃縮水、希釈水は再利用が可能である。 As described above, at least one of ammonia and ammonium ions is recovered as concentrated water (concentrated water in the final stage) from the ammonia-containing waste water to be treated, and the volume of the ammonia-containing waste water is reduced. will be In addition, NF permeated water, concentrated water, and diluted water can be reused.

1段目膜モジュールユニット100aの各膜モジュールにNF濃縮水が供給される際に例えば7MPa以下の圧力を加え、後段の膜モジュールユニットへの濃縮水の供給は1段目膜モジュールユニット100aの各膜モジュールに加えられた圧力により行われればよい。各膜モジュールにおける第一空間14の入口圧力は、7MPa以下の範囲とすることが好ましく、第二空間16の入口圧力は第一空間14の入口圧力よりも小さい圧力とすることが好ましく、第二空間16の入口圧力は第一空間14の入口圧力の50%以下にすることがより好ましい。これによって、圧力による半透膜の破損リスクを低減することができる。 When the NF concentrated water is supplied to each membrane module of the first-stage membrane module unit 100a, a pressure of, for example, 7 MPa or less is applied. It may be performed by the pressure applied to the membrane module. The inlet pressure of the first space 14 in each membrane module is preferably in the range of 7 MPa or less, the inlet pressure of the second space 16 is preferably lower than the inlet pressure of the first space 14, and the second More preferably, the inlet pressure of the space 16 is 50% or less of the inlet pressure of the first space 14 . This can reduce the risk of damage to the semipermeable membrane due to pressure.

各膜モジュール10における第一空間14側の流量を第二空間16側の流量よりも大きくすることが好ましい。第一空間14側の流量が第二空間16側の流量以下であると、後段の膜モジュールの第一空間14側の流量が不足する場合がある。例えば、ポンプ18等が、第一空間の流量を第二空間の流量よりも大きくなるようにする流量調節手段として機能する。 It is preferable to make the flow rate on the first space 14 side in each membrane module 10 larger than the flow rate on the second space 16 side. If the flow rate on the first space 14 side is less than or equal to the flow rate on the second space 16 side, the flow rate on the first space 14 side of the subsequent membrane module may be insufficient. For example, the pump 18 or the like functions as flow control means for making the flow rate in the first space higher than the flow rate in the second space.

透過流束が大きすぎると濃度差が大きくなり、ファウリングリスクが高くなる、圧力が高くなりすぎるといった問題が生じる場合がある。また、透過流束が小さすぎると、濃縮効率が悪くなる場合がある。これらの点から、各膜モジュール10の透過流束を、0.005m/d~0.05m/dの範囲とすることが好ましく、0.015m/d~0.04m/dの範囲とすることがより好ましい。例えば、ポンプ18等が、透過流束を上記範囲に制御する透過流束調節手段として機能する。 If the permeation flux is too large, the difference in concentration will increase, which may cause problems such as an increased risk of fouling and an excessively high pressure. On the other hand, if the permeation flux is too small, the concentration efficiency may deteriorate. From these points, the permeation flux of each membrane module 10 is preferably in the range of 0.005 m/d to 0.05 m/d, more preferably in the range of 0.015 m/d to 0.04 m/d. is more preferred. For example, the pump 18 or the like functions as permeation flux adjusting means for controlling the permeation flux within the above range.

なお、各配管のうち少なくとも1つにバルブを設置してもよく、バルブの設置位置や設置数は特に制限はない。また、流量を測定する流量測定手段として流量計や、圧力を測定する圧力測定手段として圧力計を、各配管のうち少なくとも1つに設置してもよい。 A valve may be installed in at least one of the pipes, and there are no particular restrictions on the installation positions and the number of installation of the valves. Also, a flow meter as a flow rate measuring means for measuring a flow rate and a pressure gauge as a pressure measuring means for measuring a pressure may be installed in at least one of the pipes.

また、図6、図7は装置構成の一例であり、半透膜モジュールの段数、並列数、配列や供給水の供給方法等は、適宜変更してもよい。 6 and 7 show an example of the device configuration, and the number of stages, the number of parallels, the arrangement of the semipermeable membrane modules, the method of supplying water, and the like may be changed as appropriate.

膜モジュールにおいてNF濃縮水中の回収したい物質を好ましい濃度まで濃縮するために、膜モジュールは直列で複数段組むことが好ましい。水処理装置3,4,5,6,7のように多段式の膜モジュールを用いる場合、膜モジュールの段数は、目的の処理水の濃度等によって決めればよい。例えば、より薄い濃度のNF濃縮水からより濃い濃度の処理水を得たい場合には、膜モジュールユニットの段数を増やせばよい。 In order to concentrate the substance to be recovered in the NF concentrated water in the membrane module to a desired concentration, the membrane modules are preferably arranged in series in multiple stages. When multi-stage membrane modules are used as in the water treatment apparatuses 3, 4, 5, 6, and 7, the number of membrane modules may be determined according to the concentration of the target treated water. For example, when it is desired to obtain treated water with a higher concentration from NF-enriched water with a lower concentration, the number of membrane module units may be increased.

水処理装置6,7のように各段の膜モジュールとして、並列的に接続された複数本の膜モジュールを備える膜モジュールユニットを用いる場合、各膜モジュールユニットにおける膜モジュールの本数は、NF濃縮水の流量等によって決めればよい。 When a membrane module unit including a plurality of membrane modules connected in parallel is used as a membrane module at each stage as in the water treatment apparatuses 6 and 7, the number of membrane modules in each membrane module unit is NF concentrated water can be determined according to the flow rate of

1つ以上の段の膜モジュールに、濃縮水槽や希釈水槽を設けてもよいし、各段の膜モジュールに、濃縮水槽や希釈水槽を設けてもよい。 One or more stages of membrane modules may be provided with concentration and dilution tanks, and each stage of membrane modules may be provided with concentration and dilution tanks.

被処理水である排水は、例えば工場等から排出される排水であり、特に制限はない。排水は、例えば、アンモニウムイオンを含む排水、硫酸イオンとアンモニウムイオンを含む排水、硫酸イオンとアンモニウムイオンとシリカとを含む排水等のアンモニア含有排水であり、例えば、半導体工場から排出される排水、化学工場から排出される排水等が挙げられる。特に半導体工場では、ウエハの洗浄等のためにアンモニアが使用され、アンモニアを処理するスクラバ処理のために硫酸が使用される。そのため、排水中にアンモニウムイオンと硫酸イオンが含まれている。排水中のアンモニアと硫酸を回収する方法として、一般的に、エバポレータや膜蒸留等の蒸発法を用いるが、エバポレータや膜蒸留装置の前段に本実施形態に係る水処理装置を備え、半透膜モジュールの濃縮水をエバポレータや膜蒸留装置に供給することによって、エバポレータや膜蒸留装置での処理水量を削減することができ、負荷を低減することができるとともに効率よくアンモニアや硫酸を回収することができる。 The wastewater to be treated is, for example, wastewater discharged from a factory or the like, and is not particularly limited. The wastewater is, for example, ammonia-containing wastewater such as wastewater containing ammonium ions, wastewater containing sulfate ions and ammonium ions, and wastewater containing sulfate ions, ammonium ions and silica. Examples include waste water discharged from factories. Particularly in semiconductor factories, ammonia is used for cleaning wafers, etc., and sulfuric acid is used for scrubber processing to treat ammonia. Therefore, the waste water contains ammonium ions and sulfate ions. As a method for recovering ammonia and sulfuric acid in wastewater, an evaporation method such as an evaporator or membrane distillation is generally used. By supplying concentrated water from the module to the evaporator or membrane distillation device, the amount of water to be treated in the evaporator or membrane distillation device can be reduced, the load can be reduced, and ammonia and sulfuric acid can be efficiently recovered. can.

ナノろ過装置11へ送液される前(前処理手段を備える場合は、前処理後であってナノろ過装置11へ送液される前)の排水は、一価のイオン、二価のイオン等のイオン成分をある濃度以上含有し、また非荷電物質を含有してもよい。排水は、例えば、アンモニウムイオンを2000mg/L以上含有するアンモニア含有排水であり、アンモニア含有排水は、アンモニウムイオンを2000~100000mg/L含有することが好ましい。アンモニア含有排水は、さらに、例えば、硫酸イオンを6000mg/L以上、非荷電物質としてシリカを5mg/L以上含有してもよく、硫酸イオンを20000~250000mg/L、非荷電物質としてシリカを5~50mg/L含有することが好ましい。 The wastewater before being sent to the nanofiltration device 11 (when pretreatment means is provided, after pretreatment and before being sent to the nanofiltration device 11) contains monovalent ions, divalent ions, etc. may contain ionic components at a certain concentration or higher, and may also contain uncharged substances. The waste water is, for example, ammonia-containing waste water containing 2000 mg/L or more of ammonium ions, and the ammonia-containing waste water preferably contains 2000 to 100000 mg/L of ammonium ions. The ammonia-containing wastewater may further contain, for example, 6000 mg/L or more of sulfate ions and 5 mg/L or more of silica as a non-charged substance, and 20000 to 250000 mg/L of sulfate ions and 5 to 5 to 250000 mg/L of silica as a non-charged substance. It is preferable to contain 50 mg/L.

ナノろ過装置11としては、排水についてナノろ過膜(NF膜)を用いてNF透過水とNF濃縮水とを得ることができるものであればよく、特に制限はない。 The nanofiltration device 11 is not particularly limited as long as it can obtain NF permeated water and NF concentrated water using a nanofiltration membrane (NF membrane) for waste water.

ここで、ナノろ過膜は、2000mg/リットルの濃度のNaCl水溶液を操作圧力1.5MPa、25℃の条件でろ過したときのNaCl阻止率が10%~70%である膜を指す。膜材質は、特に限定されないが、例えば、酢酸セルロース系樹脂等のセルロース系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂等のポリスルホン系樹脂、ポリアミド系樹脂等が挙げられる。膜の形状は、特に限定されないが、スパイラル型、中空糸型等が挙げられる。運転のときの一次側圧力は、0.5MPa~10MPaの範囲とすることが好ましい。 Here, the nanofiltration membrane refers to a membrane having a NaCl blocking rate of 10% to 70% when an aqueous NaCl solution with a concentration of 2000 mg/liter is filtered under conditions of an operating pressure of 1.5 MPa and 25°C. The membrane material is not particularly limited, but examples thereof include cellulose resins such as cellulose acetate resins, polysulfone resins such as polyethersulfone resins, and polyamide resins. The shape of the membrane is not particularly limited, but includes a spiral type, a hollow fiber type, and the like. The primary side pressure during operation is preferably in the range of 0.5 MPa to 10 MPa.

ナノろ過膜は、膜面有効圧力1MPa、25℃、pH7の条件下でシリカ阻止率が0~20%の範囲であり、アンモニウムイオン阻止率および硫酸イオン阻止率が90%~100%の範囲である膜であることが好ましく、シリカ阻止率が5~18%の範囲であり、アンモニウムイオン阻止率および硫酸イオン阻止率が97%~100%の範囲である膜であることがより好ましい。ナノろ過膜のシリカ阻止率が20%を超えると、アンモニア含有排水中にシリカが含まれる場合に、膜モジュール10におけるシリカスケール析出リスクが高くなる場合がある。ナノろ過膜のアンモニウムイオン阻止率および硫酸イオン阻止率が90%未満であると、アンモニアと硫酸の回収率が低下する場合がある。 The nanofiltration membrane has a silica rejection rate of 0 to 20% under the conditions of a membrane surface effective pressure of 1 MPa, 25 ° C., and pH 7, and an ammonium ion rejection rate and a sulfate ion rejection rate of 90% to 100%. A preferred membrane is a membrane having a silica rejection in the range of 5-18% and ammonium ion rejection and sulfate ion rejection in the range of 97%-100%. If the silica rejection rate of the nanofiltration membrane exceeds 20%, the risk of silica scale deposition in the membrane module 10 may increase when silica is contained in the ammonia-containing wastewater. If the ammonium ion rejection rate and sulfate ion rejection rate of the nanofiltration membrane are less than 90%, the recovery rates of ammonia and sulfuric acid may decrease.

ここで、ナノろ過膜の特性を決定するためのシリカ、アンモニウムイオン、硫酸イオンの各成分の阻止率は下記式により求めることができる。阻止率(%)=100-100×{[A/((B+C)/2)]}
A:透過水中の各成分のイオン濃度(mg/L)
B:給水中の各成分のイオン濃度(mg/L)
C:濃縮水中の各成分のイオン濃度(mg/L)
上記のナノろ過膜のシリカ、アンモニウムイオン、硫酸イオン阻止率を決定するための給水およびナノろ過膜処理条件は下記の通りとする。
給水:硫酸アンモニウムを16500mg/Lの濃度、シリカを20mg/Lで含有する水溶液
ナノろ過膜処理条件:水温25℃、透過流束0.4m/m/d、回収率15%
ここで、回収率(%)=100×[ナノろ過膜処理における透過水の量(m/h)]/[ナノろ過膜処理に付した給水の量(m/h)
Here, the rejection rate of each component of silica, ammonium ions, and sulfate ions for determining the characteristics of the nanofiltration membrane can be obtained by the following formula. Rejection rate (%) = 100-100 x {[A/((B+C)/2)]}
A: Ion concentration of each component in permeated water (mg/L)
B: Ion concentration of each component in water supply (mg/L)
C: Ion concentration of each component in concentrated water (mg/L)
The water supply and nanofiltration membrane treatment conditions for determining the silica, ammonium ion, and sulfate ion rejection of the nanofiltration membrane are as follows.
Feed water: aqueous solution containing ammonium sulfate at a concentration of 16500 mg/L and silica at a concentration of 20 mg/L Nanofiltration membrane treatment conditions: water temperature 25°C, permeation flux 0.4 m 3 /m 2 /d, recovery rate 15%
Here, recovery rate (%) = 100 × [amount of permeated water in nanofiltration membrane treatment (m 3 /h)] / [amount of water supply subjected to nanofiltration membrane treatment (m 3 /h)

膜モジュールが備える半透膜12としては、例えば、逆浸透膜(RO膜)、正浸透膜(FO膜)、ナノろ過膜(NF膜)等の半透膜が挙げられる。半透膜は、逆浸透膜、正浸透膜、ナノろ過膜が好ましい。 Examples of the semipermeable membrane 12 included in the membrane module include semipermeable membranes such as reverse osmosis membranes (RO membranes), forward osmosis membranes (FO membranes), and nanofiltration membranes (NF membranes). The semipermeable membrane is preferably a reverse osmosis membrane, a forward osmosis membrane, or a nanofiltration membrane.

半透膜12を構成する材料としては、特に限定されないが、例えば、酢酸セルロース系樹脂等のセルロース系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂等のポリスルホン系樹脂、ポリアミド系樹脂等が挙げられる。 The material forming the semipermeable membrane 12 is not particularly limited, but examples thereof include cellulose resins such as cellulose acetate resins, polysulfone resins such as polyethersulfone resins, and polyamide resins.

半透膜12の形状としては、平膜、中空糸膜、スパイラル膜等が挙げられる。半透膜の表面積を大きくすることができる等の点から中空糸膜が好ましい。 Examples of the shape of the semipermeable membrane 12 include a flat membrane, a hollow fiber membrane, a spiral membrane, and the like. Hollow fiber membranes are preferred because the surface area of the semipermeable membrane can be increased.

濃縮水から回収される回収物は、NF濃縮水に含まれるアンモニアおよびアンモニウムイオンのうち少なくとも1つであり、さらに溶解固形成分(TDS)であり、溶解固形成分としては、例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、塩化ナトリウム、塩化カルシウム等の無機塩等が挙げられる。 The collected material recovered from the concentrated water is at least one of ammonia and ammonium ions contained in the NF concentrated water, and is also a dissolved solid component (TDS), and the dissolved solid component includes, for example, sodium sulfate, sulfuric acid Inorganic salts such as calcium, sodium chloride, calcium chloride and the like are included.

本実施形態に係る水処理方法および水処理装置は、ナノろ過工程(ナノろ過手段)の前段に、例えば、精密ろ過膜(MF膜)、限外ろ過膜(UF膜)等を用いる膜処理工程(膜処理手段)、逆浸透膜処理工程(逆浸透膜処理手段)、凝集沈殿処理工程(凝集沈殿処理手段)、有機物除去処理工程(有機物除去処理手段)、pH調整工程(pH調整手段)、温度調整工程(温度調整手段)のうち少なくとも1つの前処理工程(前処理手段)を含んでもよい。 In the water treatment method and water treatment apparatus according to the present embodiment, a membrane treatment step using, for example, a microfiltration membrane (MF membrane), an ultrafiltration membrane (UF membrane), etc., is performed before the nanofiltration step (nanofiltration means). (membrane treatment means), reverse osmosis membrane treatment step (reverse osmosis membrane treatment means), coagulation sedimentation treatment step (coagulation sedimentation treatment means), organic matter removal treatment step (organic matter removal treatment means), pH adjustment step (pH adjustment means), At least one pretreatment step (pretreatment means) may be included in the temperature adjustment step (temperature adjustment means).

濁質が含まれる場合には、ナノろ過工程(ナノろ過装置11)の前段で、凝集沈殿、膜分離、加圧浮上等の前処理を行ってもよい。 When turbidity is contained, pretreatment such as coagulation sedimentation, membrane separation, pressure flotation, etc. may be performed in the preceding stage of the nanofiltration step (nanofiltration device 11).

ナノろ過工程(ナノろ過装置11)の前段で、排水のpH調整や温度調整が行われてもよい。このような構成の水処理装置の一例を図8に示す。 Prior to the nanofiltration step (nanofiltration device 11), the pH and temperature of the waste water may be adjusted. FIG. 8 shows an example of a water treatment apparatus having such a configuration.

図8の水処理装置8は、例えば図2の水処理装置2の構成に加えて、ナノろ過工程(ナノろ過装置11)の前段に、排水のpH調整を行うpH調整手段として、pH調整装置13と、排水の温度調整を行う温度調整手段として、温度調整装置15と、をさらに備えてもよい。 The water treatment apparatus 8 in FIG. 8, for example, in addition to the configuration of the water treatment apparatus 2 in FIG. 13, and a temperature adjusting device 15 as temperature adjusting means for adjusting the temperature of the waste water.

図8の水処理装置8において、pH調整装置13の入口には、配管31が接続されている。pH調整装置13の出口と温度調整装置15の入口とは、配管33により接続されている。温度調整装置15の出口とナノろ過装置11の入口とは、ポンプ21を介して配管25により接続されている。pH調整装置13と温度調整装置15の接続順序は逆でもよい。その他の構成は、図2の水処理装置2の構成と同様である。図1、図3~図7の水処理装置1,3~7において、pH調整装置13、温度調整装置15が設けられてもよい。 In the water treatment device 8 of FIG. 8, a pipe 31 is connected to the inlet of the pH adjuster 13 . The outlet of the pH adjuster 13 and the inlet of the temperature adjuster 15 are connected by a pipe 33 . The outlet of the temperature control device 15 and the inlet of the nanofiltration device 11 are connected by a pipe 25 via a pump 21 . The connection order of the pH adjusting device 13 and the temperature adjusting device 15 may be reversed. Other configurations are the same as those of the water treatment device 2 in FIG. In the water treatment apparatuses 1, 3 to 7 of FIGS. 1 and 3 to 7, a pH adjuster 13 and a temperature adjuster 15 may be provided.

水処理装置8において、被処理水であるアンモニアを含むアンモニア含有排水は、配管31を通してpH調整装置13へ送液される。pH調整装置13において、アンモニア含有排水のpH調整が行われる(pH調整工程)。pH調整が行われたアンモニア含有排水は、配管33を通して温度調整装置15へ送液される。温度調整装置15において、アンモニア含有排水の温度調整が行われる(温度調整工程)。pH調整装置13と温度調整装置15の接続順序は逆でもよく、アンモニア含有排水の温度調整が行われた(温度調整工程)後、温度調整が行われたアンモニア含有排水のpH調整が行われてもよい(pH調整工程)。 In the water treatment device 8 , the ammonia-containing waste water, which is the water to be treated, is sent to the pH adjustment device 13 through the pipe 31 . The pH of the ammonia-containing waste water is adjusted in the pH adjusting device 13 (pH adjusting step). The pH-adjusted ammonia-containing waste water is sent to the temperature control device 15 through the pipe 33 . The temperature adjustment device 15 adjusts the temperature of the ammonia-containing waste water (temperature adjustment step). The connection order of the pH adjustment device 13 and the temperature adjustment device 15 may be reversed, and after the temperature adjustment of the ammonia-containing waste water is performed (temperature adjustment step), the pH adjustment of the temperature-adjusted ammonia-containing waste water is performed. (pH adjustment step).

pH調整、温度調整が行われたアンモニア含有排水は、ポンプ21によって配管25を通してナノろ過装置11へ供給される。その後、図2の水処理装置2と同様にして、ナノろ過工程および半透膜処理工程が行われる。ナノろ過装置11と膜モジュール10への通水は、ポンプ21のみを用いて行ってもよい。 The pH- and temperature-controlled ammonia-containing waste water is supplied to the nanofiltration device 11 through the pipe 25 by the pump 21 . Thereafter, a nanofiltration step and a semipermeable membrane treatment step are performed in the same manner as in the water treatment apparatus 2 of FIG. Water may be supplied to the nanofiltration device 11 and the membrane module 10 using only the pump 21 .

以上のようにして、処理対象である、アンモニアを含むアンモニア含有排水から、アンモニアおよびアンモニウムイオンのうち少なくとも1つが濃縮水として回収され、アンモニア含有排水の減容化が行われる。また、NF透過水、濃縮水、希釈水は再利用が可能である。 As described above, at least one of ammonia and ammonium ions is recovered as concentrated water from the ammonia-containing waste water to be treated, and the volume of the ammonia-containing waste water is reduced. In addition, NF permeated water, concentrated water, and diluted water can be reused.

pH調整装置13は、例えば、pH調整剤添加配管等のpH調整剤添加手段、pH測定装置、pH調整槽等を有する。pH調整槽においてpH調整剤を添加して、排水のpHをpH4~8の範囲に、好ましくはpH4~7の範囲に調整することが好ましい。排水のpHが4未満であると、排水がアンモニアを含む場合にナノろ過膜でのアンモニウムイオンの阻止率が低下する場合があり、pH8を超えると、排水がアンモニアを含む場合にアンモニアがガス化し始め、ナノろ過膜を透過するため、アンモニアの濃縮効率が低下する場合がある。pH調整は、pH調整槽を設けずに、配管等において行われてもよい。 The pH adjusting device 13 has, for example, pH adjusting agent adding means such as a pH adjusting agent adding pipe, a pH measuring device, a pH adjusting tank, and the like. It is preferable to add a pH adjuster to the pH adjusting tank to adjust the pH of the wastewater to within the range of pH 4-8, preferably within the range of pH 4-7. If the pH of the wastewater is less than 4, the rejection rate of ammonium ions in the nanofiltration membrane may decrease when the wastewater contains ammonia, and if the pH exceeds 8, ammonia gasifies when the wastewater contains ammonia. In the beginning, since ammonia permeates through the nanofiltration membrane, the concentration efficiency of ammonia may decrease. The pH adjustment may be performed in a pipe or the like without providing a pH adjustment tank.

pH調整剤としては、塩酸、硫酸等の酸や、水酸化ナトリウム等のアルカリ等が挙げられる。 Examples of pH adjusters include acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid, and alkalis such as sodium hydroxide.

温度調整装置15は、例えば、温度調整槽、ヒーター等の加熱装置、クーラー等の冷却装置、熱交換器、ヒートポンプ等を有する。排水の温度を20℃~35℃の範囲に調整することが好ましく、排水がシリカを含む場合にはシリカスケールの析出を抑制するために、25~35℃の範囲に調整することがより好ましい。排水の温度が20℃未満であると、排水がシリカを含む場合にシリカの析出濃度が低下する場合があり、35℃を超えると、ナノろ過膜と半透膜の阻止性能が低下する場合がある。 The temperature adjustment device 15 includes, for example, a temperature adjustment bath, a heating device such as a heater, a cooling device such as a cooler, a heat exchanger, a heat pump, and the like. It is preferable to adjust the temperature of the waste water in the range of 20° C. to 35° C., and when the waste water contains silica, it is more preferable to adjust the temperature in the range of 25 to 35° C. in order to suppress the precipitation of silica scale. If the temperature of the wastewater is less than 20°C, the silica precipitation concentration may decrease if the wastewater contains silica. be.

ナノろ過装置11の後段で半透膜モジュールに通水する前に、再度、pH調整と温度調整が行われてもよい。半透膜モジュールでの通水のときのpH、水温は、排水の水質、半透膜モジュールの材質等によりに決定すればよい。例えば、排水のpHは、4~8の範囲、水温は、20℃~35℃の範囲とすることが好ましい。 After the nanofiltration device 11, before water is passed through the semipermeable membrane module, pH adjustment and temperature adjustment may be performed again. The pH and water temperature at which water is passed through the semipermeable membrane module may be determined according to the quality of the waste water, the material of the semipermeable membrane module, and the like. For example, it is preferable that the pH of the waste water is in the range of 4 to 8, and the water temperature is in the range of 20°C to 35°C.

pH調整は、例えば、pH調整槽を設け、pH調整槽においてpH調整剤を添加してpHを調整すればよい。 For pH adjustment, for example, a pH adjustment tank is provided, and a pH adjuster is added to the pH adjustment tank to adjust the pH.

水温調整は、例えば、水温調整槽を設け、水温調整槽においてヒータ等の加熱装置によって加熱してもよいし、熱交換器を設けて調整してもよい。 The water temperature may be adjusted, for example, by providing a water temperature adjusting tank and heating the water with a heating device such as a heater in the water temperature adjusting tank, or by providing a heat exchanger.

本明細書は、以下に示す実施形態を含む。
(1)排水から有価物を回収する水処理装置であって、
前記排水についてナノろ過膜を用いてNF透過水とNF濃縮水とを得るナノろ過手段と、
半透膜で仕切られた第一空間と第二空間とを有する半透膜モジュールを用いて、前記NF濃縮水を前記第一空間に通水し、前記第一空間を加圧して前記NF濃縮水に含まれる水を前記半透膜を透過させることによって濃縮水を得るとともに、前記第二空間に、前記NF濃縮水の一部または前記濃縮水の少なくとも一部を通水して希釈水を得る半透膜処理手段と、
を備える、水処理装置。
The present specification includes the embodiments shown below.
(1) A water treatment device for recovering valuables from wastewater,
Nanofiltration means for obtaining NF permeated water and NF concentrated water for the waste water using a nanofiltration membrane;
Using a semipermeable membrane module having a first space and a second space separated by a semipermeable membrane, the NF concentrated water is passed through the first space, and the first space is pressurized to concentrate the NF. Concentrated water is obtained by allowing water contained in water to permeate the semipermeable membrane, and part of the NF concentrated water or at least part of the concentrated water is passed through the second space to dilute water. a semipermeable membrane treatment means to obtain;
A water treatment device comprising:

(2)排水から有価物を回収する水処理装置であって、
前記排水についてナノろ過膜を用いてNF透過水とNF濃縮水とを得るナノろ過手段と、
半透膜で仕切られた第一空間と第二空間とを有する、複数段に接続された半透膜モジュールを用いて、前記NF濃縮水を第1段の半透膜モジュールの第一空間に通水し、前記第一空間を加圧して前記NF濃縮水に含まれる水を前記半透膜を透過させることによって濃縮水を得て、その濃縮水をさらに次段以降の半透膜モジュールを用いて濃縮水を得るとともに、各段の半透膜モジュールの第二空間に、前記NF濃縮水または前記濃縮水の少なくとも一部または他の半透膜モジュールから得られる希釈水の少なくとも一部を通水して希釈水を得る半透膜処理手段と、
を備える、水処理装置。
(2) A water treatment device that recovers valuables from wastewater,
Nanofiltration means for obtaining NF permeated water and NF concentrated water for the waste water using a nanofiltration membrane;
Using a semipermeable membrane module connected in multiple stages, which has a first space and a second space separated by a semipermeable membrane, the NF concentrated water is introduced into the first space of the first semipermeable membrane module. Water is passed through and the first space is pressurized to permeate the water contained in the NF concentrated water through the semipermeable membrane to obtain concentrated water, and the concentrated water is further passed through the subsequent semipermeable membrane module. While obtaining concentrated water using a semipermeable membrane treatment means for passing water to obtain dilution water;
A water treatment device comprising:

(3)(1)または(2)に記載の水処理装置であって、
前記半透膜処理手段で得られる希釈水の少なくとも一部を前記ナノろ過手段の前段に返送する返送手段をさらに備える、水処理装置。
(3) The water treatment device according to (1) or (2),
A water treatment apparatus further comprising a return means for returning at least part of the diluted water obtained by the semipermeable membrane treatment means to a stage preceding the nanofiltration means.

(4)(1)~(3)のいずれか1つに記載の水処理装置であって、
前記ナノろ過膜は、膜面有効圧力1MPa、25℃、pH7の条件下でシリカ阻止率が0~20%の範囲であり、アンモニウムイオン阻止率および硫酸イオン阻止率が90%~100%の範囲である、水処理装置。
(4) The water treatment device according to any one of (1) to (3),
The nanofiltration membrane has a silica rejection rate of 0 to 20% under the conditions of a membrane surface effective pressure of 1 MPa, 25 ° C., and pH 7, and an ammonium ion rejection rate and a sulfate ion rejection rate of 90% to 100%. A water treatment device.

(5)(1)~(4)のいずれか1つに記載の水処理装置であって、
前記ナノろ過手段の前段に、前記排水のpHを4~8の範囲に調整するpH調整手段をさらに備える、水処理装置。
(5) The water treatment device according to any one of (1) to (4),
A water treatment apparatus further comprising pH adjustment means for adjusting the pH of the waste water to a range of 4 to 8 in the preceding stage of the nanofiltration means.

(6)(1)~(5)のいずれか1つに記載の水処理装置であって、
前記ナノろ過手段の前段に、前記排水の温度を20℃~35℃の範囲に調整する温度調整手段をさらに備える、水処理装置。
(6) The water treatment device according to any one of (1) to (5),
A water treatment apparatus further comprising a temperature adjusting means for adjusting the temperature of the waste water within a range of 20°C to 35°C, upstream of the nanofiltration means.

(7)排水から有価物を回収する水処理方法であって、
前記排水についてナノろ過膜を用いてNF透過水とNF濃縮水とを得るナノろ過工程と、
半透膜で仕切られた第一空間と第二空間とを有する半透膜モジュールを用いて、前記NF濃縮水を前記第一空間に通水し、前記第一空間を加圧して前記NF濃縮水に含まれる水を前記半透膜を透過させることによって濃縮水を得るとともに、前記第二空間に、前記NF濃縮水の一部または前記濃縮水の少なくとも一部を通水して希釈水を得る半透膜処理工程と、
を含む、水処理方法。
(7) A water treatment method for recovering valuables from wastewater,
A nanofiltration step of obtaining NF permeated water and NF concentrated water using a nanofiltration membrane for the waste water;
Using a semipermeable membrane module having a first space and a second space separated by a semipermeable membrane, the NF concentrated water is passed through the first space, and the first space is pressurized to concentrate the NF. Concentrated water is obtained by allowing water contained in water to permeate the semipermeable membrane, and part of the NF concentrated water or at least part of the concentrated water is passed through the second space to dilute water. A semipermeable membrane treatment step to obtain,
A water treatment method, comprising:

(8)排水から有価物を回収する水処理方法であって、
前記排水についてナノろ過膜を用いてNF透過水とNF濃縮水とを得るナノろ過工程と、
半透膜で仕切られた第一空間と第二空間とを有する、複数段に接続された半透膜モジュールを用いて、前記NF濃縮水を第1段の半透膜モジュールの第一空間に通水し、前記第一空間を加圧して前記NF濃縮水に含まれる水を前記半透膜を透過させることによって濃縮水を得て、その濃縮水をさらに次段以降の半透膜モジュールを用いて濃縮水を得るとともに、各段の半透膜モジュールの第二空間に、前記NF濃縮水または前記濃縮水の少なくとも一部または他の半透膜モジュールから得られる希釈水の少なくとも一部を通水して希釈水を得る半透膜処理工程と、
を含む、水処理方法。
(8) A water treatment method for recovering valuables from wastewater,
A nanofiltration step of obtaining NF permeated water and NF concentrated water using a nanofiltration membrane for the waste water;
Using a semipermeable membrane module connected in multiple stages, which has a first space and a second space separated by a semipermeable membrane, the NF concentrated water is introduced into the first space of the first semipermeable membrane module. Water is passed through and the first space is pressurized to permeate the water contained in the NF concentrated water through the semipermeable membrane to obtain concentrated water, and the concentrated water is further passed through the subsequent semipermeable membrane module. While obtaining concentrated water using A semipermeable membrane treatment step of passing water to obtain dilution water;
A water treatment method, comprising:

(9)(7)または(8)に記載の水処理方法であって、
前記半透膜処理工程で得られる希釈水の少なくとも一部を前記ナノろ過工程の前段に返送する、水処理方法。
(9) The water treatment method according to (7) or (8),
A water treatment method, wherein at least part of the diluted water obtained in the semipermeable membrane treatment step is returned to the preceding stage of the nanofiltration step.

(10)(7)~(9)のいずれか1つに記載の水処理方法であって、
前記排水は、アンモニウムイオンを2000mg/L以上、硫酸イオンを6000mg/L以上、シリカを5mg/L以上含有することを特徴とする水処理方法。
(10) The water treatment method according to any one of (7) to (9),
A water treatment method, wherein the wastewater contains 2000 mg/L or more of ammonium ions, 6000 mg/L or more of sulfate ions, and 5 mg/L or more of silica.

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。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.

<実施例1>
アンモニウムイオン濃度4500mg/L、硫酸イオン濃度12000mg/L、シリカ濃度30mg/Lの被処理水(アンモニア含有排水)を、スパイラル型NF膜(膜面有効圧力1MPa、25℃、pH7の条件下でシリカ阻止率が15%であり、アンモニウムイオン阻止率および硫酸イオン阻止率が99%である膜)を用いて濃縮した。その際、被処理水のpHを4~9の範囲で変動させた。NF膜通水後の被処理水、濃縮水、透過水中のシリカ濃度をモリブデン黄吸光光度法で測定した。各シリカ濃度からシリカ阻止率を算出した。阻止率は:阻止率%=(1-(NF透過水シリカ濃度/NF供給水シリカ濃度))×100で算出される。NF膜の運転条件は、供給水量840L/h、NF濃縮水量720L/h、NF透過水量120L/hで行った。シリカの阻止率の結果を図9に示す。
<Example 1>
Water to be treated (ammonia-containing wastewater) with an ammonium ion concentration of 4,500 mg/L, a sulfate ion concentration of 12,000 mg/L, and a silica concentration of 30 mg/L was treated with a spiral NF membrane (membrane effective pressure of 1 MPa, 25°C, pH 7 under the conditions of silica A membrane with 15% rejection and 99% ammonium ion rejection and sulfate ion rejection) was used for concentration. At that time, the pH of the water to be treated was varied in the range of 4-9. The concentration of silica in the treated water, concentrated water, and permeated water after passing through the NF membrane was measured by molybdenum yellow absorption spectrophotometry. A silica rejection rate was calculated from each silica concentration. The rejection rate is calculated by: rejection rate %=(1−(NF permeate water silica concentration/NF feed water silica concentration))×100. The operating conditions of the NF membrane were a feed water amount of 840 L/h, an NF concentrated water amount of 720 L/h, and an NF permeated water amount of 120 L/h. Silica rejection results are shown in FIG.

また、図2の水処理装置2を用い、NF膜の回収率60%で濃縮し、後段の半透膜モジュールでシリカの析出濃度である120mg/Lまで濃縮した場合の各pH条件(水温25±1℃)における被処理水中のアンモニウムイオン濃度に対する半透膜モジュールでの濃縮水のアンモニウムイオン濃度の倍率を表1に示す。半透膜モジュールの希釈水のNF膜モジュール前段への返送率は100%とした。 In addition, using the water treatment device 2 in FIG. 2, each pH condition (water temperature 25 ±1°C), Table 1 shows the ratio of the ammonium ion concentration of the concentrated water in the semipermeable membrane module to the ammonium ion concentration of the water to be treated. The return rate of the dilution water of the semipermeable membrane module to the front stage of the NF membrane module was 100%.

Figure 2023038919000002
Figure 2023038919000002

図9に示すように、被処理水のpHを上げるほどNF膜のシリカの阻止率は低下し、シリカはNF膜の透過側に抜けた。すなわち、NF濃縮水側のシリカ濃度は濃縮されることなく、他の共存濃縮対象物質を濃縮することが可能となる。表1に示すように、被処理水のpHが高くなり、シリカの阻止率が低下することによって、最終濃縮水の濃度も高くすることができた。pH9では今回の濃度条件において硫酸アンモニウムの溶解度を超える濃度まで濃縮が可能であった。 As shown in FIG. 9, the higher the pH of the water to be treated, the lower the silica rejection of the NF membrane, and the silica passed through the permeation side of the NF membrane. That is, the silica concentration on the NF concentrated water side is not concentrated, and other coexisting concentration target substances can be concentrated. As shown in Table 1, the concentration of the final concentrated water could be increased by increasing the pH of the water to be treated and decreasing the rejection of silica. At pH 9, it was possible to concentrate to a concentration exceeding the solubility of ammonium sulfate under the concentration conditions of this time.

<実施例2>
NF膜を用いてアンモニウムイオン濃度4500mg/L、硫酸イオン濃度12000mg/L、シリカ濃度30mg/Lの被処理水を、pH7、水温25±1℃でNF膜での回収率60%で濃縮し、後段の半透膜モジュールでシリカの析出濃度である120mg/Lまで濃縮した。NF膜の前段に返送する半透膜モジュールの希釈水の返送率を0%、50%、100%の3パターンに変更した場合の被処理水中のアンモニウムイオン濃度に対する半透膜モジュールの濃縮水のアンモニウムイオン濃度の倍率を表2に示す。
<Example 2>
Using an NF membrane, the water to be treated with an ammonium ion concentration of 4500 mg / L, a sulfate ion concentration of 12000 mg / L, and a silica concentration of 30 mg / L is concentrated at a pH of 7 and a water temperature of 25 ± 1 ° C. with a recovery rate of 60% with the NF membrane, It was concentrated to 120 mg/L, which is the deposition concentration of silica, in the subsequent semipermeable membrane module. Concentrated water of the semipermeable membrane module with respect to the ammonium ion concentration in the water to be treated when the return rate of the diluted water of the semipermeable membrane module returned to the previous stage of the NF membrane is changed to 3 patterns of 0%, 50%, and 100% Table 2 shows the magnification of the ammonium ion concentration.

Figure 2023038919000003
Figure 2023038919000003

表2に示すように、半透膜モジュールの希釈水返送量が0%の場合には、半透膜モジュールの最終濃縮水の濃縮倍率は9.5倍であったが、返送率を50%、100%にするとそれぞれ12.2倍、14.9倍と、最終濃縮水中のアンモニウムイオン濃度は高くなった。 As shown in Table 2, when the amount of diluted water returned from the semipermeable membrane module was 0%, the concentration ratio of the final concentrated water from the semipermeable membrane module was 9.5 times, but the return rate was 50%. , 100%, the concentration of ammonium ions in the final concentrated water increased by 12.2 times and 14.9 times, respectively.

このように、実施例の装置および方法によって、アンモニア含有排水から有価物を高濃度で回収することができた。 As described above, the apparatus and method of the example were able to recover a high concentration of valuable substances from ammonia-containing waste water.

1,2,3,4,5,6,7,8 水処理装置、10,10a,10b,10c 膜モジュール、11 ナノろ過装置、12,12a,12b,12c 半透膜、13 pH調整装置、14,14a,14b,14c 第一空間、15 温度調整装置、16,16a,16b,16c 第二空間、18,21 ポンプ、20 インバーター、22,22a,22b,22c,23,32,32a,32b,32c バルブ、24,25,26,27,28,29,30,31,33,34,36,40,42,44,46,48,50,52,54,56,58,59,61,63,64,66,68,70,72,74,76,78,80,82,88,90,92,94,96,98,102,104,106,108,110,112,114,116,118,120,122,124,126 配管、60a,60b,60c,62a,62b,62c 希釈水槽、84 NF濃縮水槽、86 濃縮水槽、100,100a,100b,100c,100d 膜モジュールユニット。 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 water treatment device, 10, 10a, 10b, 10c membrane module, 11 nanofiltration device, 12, 12a, 12b, 12c semipermeable membrane, 13 pH adjustment device, 14, 14a, 14b, 14c first space, 15 temperature control device, 16, 16a, 16b, 16c second space, 18, 21 pump, 20 inverter, 22, 22a, 22b, 22c, 23, 32, 32a, 32b , 32c valves 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 33, 34, 36, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 59, 61, 63, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78, 80, 82, 88, 90, 92, 94, 96, 98, 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120, 122, 124, 126 piping, 60a, 60b, 60c, 62a, 62b, 62c dilution water tank, 84 NF concentration water tank, 86 concentration water tank, 100, 100a, 100b, 100c, 100d membrane module unit.

Claims (10)

排水から有価物を回収する水処理装置であって、
前記排水についてナノろ過膜を用いてNF透過水とNF濃縮水とを得るナノろ過手段と、
半透膜で仕切られた第一空間と第二空間とを有する半透膜モジュールを用いて、前記NF濃縮水を前記第一空間に通水し、前記第一空間を加圧して前記NF濃縮水に含まれる水を前記半透膜を透過させることによって濃縮水を得るとともに、前記第二空間に、前記NF濃縮水の一部または前記濃縮水の少なくとも一部を通水して希釈水を得る半透膜処理手段と、
を備えることを特徴とする水処理装置。
A water treatment device for recovering valuables from wastewater,
Nanofiltration means for obtaining NF permeated water and NF concentrated water for the waste water using a nanofiltration membrane;
Using a semipermeable membrane module having a first space and a second space separated by a semipermeable membrane, the NF concentrated water is passed through the first space, and the first space is pressurized to concentrate the NF. Concentrated water is obtained by allowing water contained in water to permeate the semipermeable membrane, and part of the NF concentrated water or at least part of the concentrated water is passed through the second space to dilute water. a semipermeable membrane treatment means to obtain;
A water treatment device comprising:
排水から有価物を回収する水処理装置であって、
前記排水についてナノろ過膜を用いてNF透過水とNF濃縮水とを得るナノろ過手段と、
半透膜で仕切られた第一空間と第二空間とを有する、複数段に接続された半透膜モジュールを用いて、前記NF濃縮水を第1段の半透膜モジュールの第一空間に通水し、前記第一空間を加圧して前記NF濃縮水に含まれる水を前記半透膜を透過させることによって濃縮水を得て、その濃縮水をさらに次段以降の半透膜モジュールを用いて濃縮水を得るとともに、各段の半透膜モジュールの第二空間に、前記NF濃縮水または前記濃縮水の少なくとも一部または他の半透膜モジュールから得られる希釈水の少なくとも一部を通水して希釈水を得る半透膜処理手段と、
を備えることを特徴とする水処理装置。
A water treatment device for recovering valuables from wastewater,
Nanofiltration means for obtaining NF permeated water and NF concentrated water for the waste water using a nanofiltration membrane;
Using a semipermeable membrane module connected in multiple stages, which has a first space and a second space separated by a semipermeable membrane, the NF concentrated water is introduced into the first space of the first semipermeable membrane module. Water is passed through and the first space is pressurized to permeate the water contained in the NF concentrated water through the semipermeable membrane to obtain concentrated water, and the concentrated water is further passed through the subsequent semipermeable membrane module. While obtaining concentrated water using a semipermeable membrane treatment means for passing water to obtain dilution water;
A water treatment device comprising:
請求項1または2に記載の水処理装置であって、
前記半透膜処理手段で得られる希釈水の少なくとも一部を前記ナノろ過手段の前段に返送する返送手段をさらに備えることを特徴とする水処理装置。
The water treatment device according to claim 1 or 2,
A water treatment apparatus, further comprising return means for returning at least part of the diluted water obtained by the semipermeable membrane treatment means to a stage preceding the nanofiltration means.
請求項1または2に記載の水処理装置であって、
前記ナノろ過膜は、膜面有効圧力1MPa、25℃、pH7の条件下でシリカ阻止率が0~20%の範囲であり、アンモニウムイオン阻止率および硫酸イオン阻止率が90%~100%の範囲であることを特徴とする水処理装置。
The water treatment device according to claim 1 or 2,
The nanofiltration membrane has a silica rejection rate of 0 to 20% under the conditions of a membrane surface effective pressure of 1 MPa, 25 ° C., and pH 7, and an ammonium ion rejection rate and a sulfate ion rejection rate of 90% to 100%. A water treatment device characterized by:
請求項1または2に記載の水処理装置であって、
前記ナノろ過手段の前段に、前記排水のpHを4~8の範囲に調整するpH調整手段をさらに備えることを特徴とする水処理装置。
The water treatment device according to claim 1 or 2,
The water treatment apparatus further comprises pH adjustment means for adjusting the pH of the waste water to a range of 4 to 8 in the preceding stage of the nanofiltration means.
請求項1または2に記載の水処理装置であって、
前記ナノろ過手段の前段に、前記排水の温度を20℃~35℃の範囲に調整する温度調整手段をさらに備えることを特徴とする水処理装置。
The water treatment device according to claim 1 or 2,
A water treatment apparatus, further comprising temperature adjusting means for adjusting the temperature of said waste water within a range of 20°C to 35°C, upstream of said nanofiltration means.
排水から有価物を回収する水処理方法であって、
前記排水についてナノろ過膜を用いてNF透過水とNF濃縮水とを得るナノろ過工程と、
半透膜で仕切られた第一空間と第二空間とを有する半透膜モジュールを用いて、前記NF濃縮水を前記第一空間に通水し、前記第一空間を加圧して前記NF濃縮水に含まれる水を前記半透膜を透過させることによって濃縮水を得るとともに、前記第二空間に、前記NF濃縮水の一部または前記濃縮水の少なくとも一部を通水して希釈水を得る半透膜処理工程と、
を含むことを特徴とする水処理方法。
A water treatment method for recovering valuables from wastewater,
A nanofiltration step of obtaining NF permeated water and NF concentrated water using a nanofiltration membrane for the waste water;
Using a semipermeable membrane module having a first space and a second space separated by a semipermeable membrane, the NF concentrated water is passed through the first space, and the first space is pressurized to concentrate the NF. Concentrated water is obtained by allowing water contained in water to permeate the semipermeable membrane, and part of the NF concentrated water or at least part of the concentrated water is passed through the second space to dilute water. A semipermeable membrane treatment step to obtain,
A water treatment method comprising:
排水から有価物を回収する水処理方法であって、
前記排水についてナノろ過膜を用いてNF透過水とNF濃縮水とを得るナノろ過工程と、
半透膜で仕切られた第一空間と第二空間とを有する、複数段に接続された半透膜モジュールを用いて、前記NF濃縮水を第1段の半透膜モジュールの第一空間に通水し、前記第一空間を加圧して前記NF濃縮水に含まれる水を前記半透膜を透過させることによって濃縮水を得て、その濃縮水をさらに次段以降の半透膜モジュールを用いて濃縮水を得るとともに、各段の半透膜モジュールの第二空間に、前記NF濃縮水または前記濃縮水の少なくとも一部または他の半透膜モジュールから得られる希釈水の少なくとも一部を通水して希釈水を得る半透膜処理工程と、
を含むことを特徴とする水処理方法。
A water treatment method for recovering valuables from wastewater,
A nanofiltration step of obtaining NF permeated water and NF concentrated water using a nanofiltration membrane for the waste water;
Using a semipermeable membrane module connected in multiple stages, which has a first space and a second space separated by a semipermeable membrane, the NF concentrated water is introduced into the first space of the first semipermeable membrane module. Water is passed through and the first space is pressurized to permeate the water contained in the NF concentrated water through the semipermeable membrane to obtain concentrated water, and the concentrated water is further passed through the subsequent semipermeable membrane module. While obtaining concentrated water using A semipermeable membrane treatment step of passing water to obtain dilution water;
A water treatment method comprising:
請求項7または8に記載の水処理方法であって、
前記半透膜処理工程で得られる希釈水の少なくとも一部を前記ナノろ過工程の前段に返送することを特徴とする水処理方法。
The water treatment method according to claim 7 or 8,
A water treatment method, characterized in that at least part of the diluted water obtained in the semipermeable membrane treatment step is returned to the preceding stage of the nanofiltration step.
請求項7または8に記載の水処理方法であって、
前記排水は、アンモニウムイオンを2000mg/L以上、硫酸イオンを6000mg/L以上、シリカを5mg/L以上含有することを特徴とする水処理方法。
The water treatment method according to claim 7 or 8,
A water treatment method, wherein the waste water contains 2000 mg/L or more of ammonium ions, 6000 mg/L or more of sulfate ions, and 5 mg/L or more of silica.
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