JP2580751B2 - 浄水処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、高度浄化処理のできる浄水処理装置に関す
る。

B.発明の概要 本発明の浄水処理装置は、固定床型生物酸化池及び高
吸水性樹脂に硝化菌を固定化した固定化槽で原水中の有
機物の除去及びアンモニア性窒素の硝化を行った後、通
常の急速撹拌，沈澱，ろ過よりなる浄水プロセスを経て
濁質の除去を行い、その後、逆浸透装置を透過させて、
溶解性有機物及び無機イオンの除去を行い、塩素殺菌し
て配水池より配水し、一方、逆浸透装置における非透過
濃縮水をイオン交換樹脂により脱イオン化して原水に返
送すると共に、イオン変換樹脂に吸着したイオンを洗浄
し、洗浄した液に石灰を添加して重金属イオンを共沈ス
ラッジとに除去し、その上澄水を高吸水性樹脂に脱窒菌
を固定化した固定化脱窒槽に入れ、メタノールを供給し
て硝酸イオンを窒素ガスに変換したのち放流するように
したものである。

C.従来の技術 我が国においては、水道の需要が年々増加している
が、水の供給能力に限界があり、良質の水源が得難くな
っている。そのため河川の表流水を水源とするところが
多くなっており、異臭味やトリハロメタン生成などの問
題が生じている。一方、安全で美味い水のニーズが高ま
っており、高度な浄水処理が要求されている。

現在の浄水処理方法は水中の濁質の除去と殺菌が主体
であって、溶解物の除去にはあまり有効ではない。その
ため異臭味やトリハロメタン生成のような溶解性有機物
に起因する問題が生じている。水の富栄養化により原水
のアンモニア性窒素濃度が上昇すると、塩素消費量が増
加し、トリハロメタン生成量が増加するという問題が生
じる。現在の一般的な浄水処理プロセスは第２図のよう
になっているが、原水の水質が悪い場合には高度処理を
行う必要がある。

る。

現在、高度処理法として次のような方法がある。

溶解性有機物の除去には生物酸化と活性炭吸着、異臭
味や色度の除去殺菌にはオゾン処理が有効である。ま
た、溶解性無機物の除去にはイオン交換法、溶解性物質
（無機物＋有機物）の除去には逆浸透法がある。

D.発明が解決しようとする課題 生物酸化は有機物の除去だけでなく、アンモニアを硝
化し塩素消費量を減少させる効果があるが、水温低下時
に浄化能力、特に硝化能力が低下する欠点がある。ま
た、オゾン処理，活性炭吸着，イオン交換法は高価とな
る。逆浸透法は溶解性物質の除去に有効であり、将来有
望な方法であるが、大量に発生する濃縮水の処理に問題
がある。このように何れの方法も一長一短があり、単独
で採用しても処理水質の向上には限界がある。

本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的とするところは、水
道原水水質の悪化に対して対応可能な浄水処理装置を提
供することにある。

E.課題を解決するための手段 本発明の浄水処理装置は、水道原水が導入される沈砂
池と、この沈砂池の水が導入される活性汚泥を固定化し
た固定床型生物酸化池と、この生物酸化池の処理水が導
入される高吸水性樹脂に硝化菌を固定化した固定化硝化
槽と、この固定化硝化槽の処理水が導入される急速撹拌
池と、この急速撹拌池の撹拌された水が導入される沈澱
池と、この沈澱池の水が導入されるろ過池と、このろ過
池の水が導入される逆浸透装置と、この逆浸透装置の逆
浸透膜過水が導入される排水池と、前記逆浸透膜透過水
に塩素を注入する塩素注入装置と、前記逆浸透膜非透過
濃縮水のイオンを除去した水道原水中に返送するイオン
変換樹脂を用いた脱イオン装置と、前記イオン交換樹脂
を洗浄した液に石灰を加える洗浄液槽と、この洗浄液槽
の上澄水に固定化脱窒菌を入れメタノールを基質として
供給し脱窒して放流する固定化脱窒槽とよりなるもので
ある。

F.作用 水道原水は沈砂池で粗大濁質が除去された後、生物酸
化池で好気性微生物による有機物が除去され、次で固定
化硝化槽においてアンモニアの硝化が行われる。

この水は急速撹拌池，沈澱池，ろ過池よりなる通常の
浄水プロセスにより濁質が除去される。

この水は逆浸透装置の逆浸透膜を通って溶解性有機物
及びイオンが除去され、塩素殺菌されて配水池に入る。

逆浸透膜非透過の濃縮水は脱イオン装置によりイオン
が除去された後水道原水中に返送されて再び沈砂池に入
り、前記浄水処理が行われる。

脱イオン装置のイオン交換樹脂が飽和して脱イオン能
力が低下した場合洗浄し、その洗浄液は洗浄液槽で石灰
が加えられ重金属イオンが共沈する。その上澄水は固定
化脱窒槽で濃縮硝酸イオンを窒素ガスに変化させた後放
流される。

G.実施例 実施例について第１図を参照して説明する。

水道原水は沈砂池１において粗大濁質が除去され、生
物酸化池２に入る。生物酸化池２は固定床に好気性微生
物（汚性汚泥）を固定したもので、エアレーションを行
って微生物による有機物の除去と活性汚泥中の硝化菌に
よりアンモニアの硝化が行われる。

次に固定化硝化槽３においてアンモニアの硝化を行
う。固定化硝化槽３はアンモニアを主体とした培地で選
択培養された硝化菌を高吸水性樹脂と炭酸カルシウム，
塩化カルシウムで包括固定化した固定化硝化菌を入れて
エアレーションを行うことにより、生物酸化池２におい
て未反応のアンモニア性窒素及び不完全硝化により生成
する亜硝酸性窒素が硝酸性窒素に変化する。アンモニア
性窒素は塩素と反応して著しく塩素を消費させるが、硝
酸性窒素は塩素と反応しないので、通常の浄化プロセス
における前塩素処理装置（第１図）が不必要となる。

硝化槽３で処理された水は、通常の浄水プロセスであ
る、急速撹拌池４、沈澱池５、ろ過池６において主とし
て濁質が除去される。

次に、ろ過池６よりの水は、逆浸透装置７の逆浸透膜
を透過することにより溶解性有機物及びイオンが除去さ
れ、塩素注入装置８により塩素殺菌されて配水池９に送
られて配水される。

一方、逆浸透装置７における逆浸透膜非透過の濃縮水
は脱イオン装置10によりイオンが除去された後、水道原
水に返送されて原水と混合されて再び沈砂池１に入り浄
水処理される。

脱イオン装置10のイオン交換樹脂が飽和して脱イオン
能力が低下した場合、洗浄を行う。洗浄した液は洗浄槽
11において石灰を加えて重金属イオンを共沈させ中和さ
せて、その上澄液を固定化脱窒槽12において、濃縮硝酸
イオンを窒素ガスに変えさせて脱窒し河川等に排水す
る。固定化脱窒槽12は、脱窒菌培地により選択培養した
脱窒菌を高吸水性樹脂，炭酸カルシウム，塩化カルシウ
ムを用いて包括固定化脱窒菌を入れメタノールを基質と
して供給するようになっている。

H.発明の効果 本発明は、上述のとおり構成されているので、次に記
載する効果を奏する。

生成酸化及び硝化により水道原水中の有機物及びア
ンモニア性窒素が減少し、浄水処理における塩素注入量
を低減できる。その結果、健康に有害なトリハロメタン
の生成量を低下させることができる。

硝化菌は独立栄養菌であり、増殖速度が遅く、又低
水温では硝化活性が低下するので、通常の活性汚泥法で
は冬期は硝化率が低下することが多いが、固定化により
硝化菌の濃度を高めてあるので、冬期でも硝化率が低下
することがなく、アンモニア性濃度を低下させることが
できる。又、これにより塩素注入量の変化が少なく安定
した浄水処理が行える。

逆浸透法では大量の非透過濃縮水の処理が問題とな
るが、これを脱イオン化して水道原水に返送することに
より浄水して利用可能となる。

浄水処理水の水質は、溶解性有機物及びイオンが除
去されて従来よりも高度の水質になる。

富栄養化の原因となる硝酸性窒素及び有害な重金属
が除去される。

下水２次処理水の脱窒，脱リン，濁質，可溶性有機
物及び無機イオンの除去などの３次処理プロセスとして
利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明浄水装置の浄水工程図、第２図は従来浄
水装置の浄水工程図である。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０２Ｆ 9/00 ５０４ Ｃ０２Ｆ 9/00 ５０４Ａ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水道原水が導入される沈砂池と、 この沈砂池の水が導入される活性汚泥を固定化した固定
   床型生物酸化池と、 この生物酸化池処理水が導入される高吸水性樹脂に硝化
   菌を固定化した固定化硝化槽と、 この硝化槽の処理水が導入される急速撹拌池と、 この撹拌池の撹拌された水が導入される沈澱池と、 この沈澱池の水が導入されるろ過池と、 このろ過池の水が導入される逆浸透装置と、 この逆浸透装置の逆浸透膜過水が導入される背水池と、 前記逆浸透膜透過水に塩素を注入する塩素注入装置と、 前記逆浸透膜非透過濃縮水のイオンを除去し水道原水中
   に返送するイオン変換樹脂を用いた脱イオン装置と、 前記イオン交換樹脂を洗浄した液に石灰を加えて撹拌沈
   澱させる洗浄液槽と、 この洗浄液槽の上澄水に固定化脱窒菌を入れメタノール
   を基質として供給し脱窒して放流する固定化脱窒槽と、 よりなることを特徴とする浄水処理装置。