JP4712665B2 - Pure water production method and pure water production apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、液晶や半導体等の電子製品製造工場、発電所、医薬品製造工場等で利用される純水(又は超純水)製造方法に係り、アルミニウム系の凝集剤を添加して処理された被処理水中に含まれる膜付着物質が、逆浸透膜、限外ろ過膜等の膜処理装置へ付着するのを防止する純水製造方法及び純水製造装置に関する。   The present invention relates to a pure water (or ultrapure water) production method used in an electronic product manufacturing plant such as a liquid crystal or a semiconductor, a power plant, a pharmaceutical manufacturing plant, etc., and is processed by adding an aluminum-based flocculant. The present invention relates to a pure water production method and a pure water production apparatus for preventing a film adhesion substance contained in water to be treated from adhering to a membrane treatment apparatus such as a reverse osmosis membrane or an ultrafiltration membrane.

飲料水(上水道水)、工業用水(工業用水道水)の製造、廃水処理等の水処理において、懸濁質、溶存有機物、コロイダルシリカ等を除去するために広く凝集処理が行われている。この凝集処理においては、凝集剤として、硫酸アルミニウム(硫酸バンド)、ポリ塩化アルミニウム(PAC)、硫酸第二鉄、ポリ硫酸第二鉄、塩化第二鉄等のアルミニウム系又は鉄系の無機金属塩凝集剤が、単独で又は複数を組み合わせて同時に使用されている。なかでも、PACは、安価なこと、凝集のpH範囲が広いこと等の理由から、もっとも広く使用されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2003−103258号公報
In water treatment such as production of drinking water (water tap water) and industrial water (industrial tap water) and waste water treatment, agglomeration treatment is widely performed to remove suspended solids, dissolved organic matter, colloidal silica, and the like. In this agglomeration treatment, aluminum-based or iron-based inorganic metal salts such as aluminum sulfate (sulfuric acid band), polyaluminum chloride (PAC), ferric sulfate, polyferric sulfate, and ferric chloride are used as the aggregating agent. The aggregating agent is used alone or in combination. Among these, PAC is most widely used because it is inexpensive and has a wide pH range for aggregation (see, for example, Patent Document 1).
JP 2003-103258 A

しかし、アルミニウム系凝集剤を使用するが故に処理水中にアルミニウムが残留してしまう問題も生じている。日本では、飲料水の水質基準において快適水質に関する項目で残留アルミニウムは0.2mg/L以下とされており、アルミニウム系凝集剤を多量に使用するとこの基準を超えてしまう恐れがある。さらに、プール水や浴槽水等の循環水では残留アルミニウムがさらに蓄積される恐れがあり、近年、アルミニウムによるアルツハイマー症等の神経系疾患も懸念されている。   However, since an aluminum-based flocculant is used, there is a problem that aluminum remains in the treated water. In Japan, residual aluminum is 0.2 mg / L or less in terms of comfortable water quality in the water quality standards for drinking water, and if a large amount of aluminum-based flocculant is used, this standard may be exceeded. Further, residual aluminum may be accumulated in circulating water such as pool water and bathtub water, and in recent years, nervous system diseases such as Alzheimer's disease due to aluminum are also a concern.

そして、無機金属塩凝集剤は、単独使用では十分大きなフロックが形成されないため、凝集沈殿工程、砂膜処理工程等において固液分離速度が小さいという欠点があり、また、凝集剤の最適使用量の範囲が被処理水の水質に依存するため、凝集が起きなかったり、凝集剤がすべて凝集しないで処理水中に残留することがあった。   In addition, since the inorganic metal salt flocculant does not form a sufficiently large floc when used alone, there is a disadvantage that the solid-liquid separation rate is low in the coagulation sedimentation step, the sand film treatment step, etc. Since the range depends on the quality of the water to be treated, aggregation may not occur or all of the flocculant may remain in the treated water without aggregation.

そのため、凝集剤の使用量を常に最適にコントロールして、残留アルミニウムを0.2mg/L以下に抑えるように処理されている。   Therefore, the amount of the flocculant used is always optimally controlled so that the residual aluminum is controlled to 0.2 mg / L or less.

一方、工業用水道水ではそのような制限はないため、残留アルミニウム濃度は、0.2mg/Lより高い場合もあり、場合によっては、0.5mg/Lを超えた濃度まで残留している場合もある。   On the other hand, since there is no such limitation in industrial tap water, the residual aluminum concentration may be higher than 0.2 mg / L, and in some cases, it remains to a concentration exceeding 0.5 mg / L. There is also.

このようなアルミニウムを含有する上水道水や工業用水道水を原水として用いる純水又は超純水の製造においては、上水道水や工業用水道水を、さらに逆浸透膜装置(RO)、限外ろ過装置(UF)等の膜処理装置に通水し、さらにイオン交換樹脂装置、紫外線照射装置等を組み合わせて処理が行われている。   In the production of pure water or ultrapure water using such tap water or industrial tap water containing aluminum as the raw water, the tap water or industrial tap water is further mixed with a reverse osmosis membrane device (RO), ultrafiltration. Water is passed through a membrane treatment device such as a device (UF), and further, a treatment is performed by combining an ion exchange resin device, an ultraviolet irradiation device, and the like.

ところが、上水道水又は工業用水道水中の残留アルミニウムは、逆浸透膜装置等の膜処理装置に付着し、徐々に差圧を上昇させるため、膜処理装置の性能を低下させ、寿命を短くする原因となるものであった。   However, residual aluminum in tap water or industrial tap water adheres to a membrane treatment device such as a reverse osmosis membrane device and gradually increases the differential pressure, thereby reducing the performance of the membrane treatment device and shortening the service life. It was to become.

このような膜付着物に対し、膜処理装置の直前で凝集剤付着抑制剤を添加してろ過膜への凝集剤の付着を防止する方法(特開2005−224761号公報)が知られているが、この方法だと、残留アルミニウム濃度が高い場合には、薬品の使用量が増加し、運転コストが増加する問題が発生してしまう。   A method for preventing the adhesion of the flocculant to the filtration membrane by adding a flocculant adhesion inhibitor immediately before the membrane treatment apparatus is known (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-224761). However, with this method, when the residual aluminum concentration is high, there is a problem that the amount of chemicals used increases and the operating cost increases.

また、他の技術として、上水道水もしくは工業用水道水に酸を添加して、残留アルミニウムの付着するpHを避けて逆浸透膜装置を運転する方法も考えられるが、その場合、pHを3〜4程度、もしくはそれ以下まで下げて運転する必要が生じるため、膜処理装置、周辺の配管、ポンプ等の腐食・劣化、排水の中和等の問題が避けられない。   In addition, as another technique, a method of operating a reverse osmosis membrane device by adding an acid to tap water or industrial tap water and avoiding a pH to which residual aluminum adheres is conceivable. Since the operation needs to be lowered to about 4 or less, problems such as corrosion / deterioration of membrane treatment equipment, surrounding piping, pumps, etc., and neutralization of drainage are unavoidable.

そこで、本発明は、純水を製造する過程において、原水中に含有するアルミニウムを簡便な作業で、効果的に除去し、水質の向上を達成すると共に、後段の膜処理装置に残留アルミニウムが付着するのを防止することを目的とするものである。   Therefore, in the process of producing pure water, the present invention effectively removes the aluminum contained in the raw water by a simple operation, achieves an improvement in water quality, and adheres residual aluminum to the subsequent membrane treatment apparatus. The purpose is to prevent this.

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねたところ、鉄系の無機高分子凝集剤を使用した前処理、すなわち、凝集沈殿処理や、マイクロフロック法によるろ過処理によって、残留アルミニウムを効果的に除去することができることを見出した。   The present inventor has made extensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, pretreatment using an iron-based inorganic polymer flocculant, that is, coagulation-precipitation treatment or filtration treatment using a micro floc method, residual aluminum. It was found that can be effectively removed.

すなわち、本発明の純水製造方法は、アルミニウム系の凝集剤で処理された原水に、鉄系無機高分子凝集剤を添加し、残留アルミニウムを除去する除去工程と、除去工程を経由した処理水を膜処理装置に通水する膜処理工程と、を有することを特徴とするものである。   That is, the pure water production method of the present invention includes a removal step of adding an iron-based inorganic polymer flocculant to raw water treated with an aluminum flocculant to remove residual aluminum, and a treated water that passes through the removal step. And a membrane treatment process for passing water through the membrane treatment apparatus.

また、本発明の純水の製造装置は、アルミニウム系凝集剤で処理された原水に、鉄系無機高分子凝集剤を添加する凝集剤添加手段と、添加された前記鉄系無機高分子凝集剤により凝集した残留アルミニウムを除去するアルミニウム除去手段と、残留アルミニウムを除去した処理水を通水させる膜処理装置と、を有することを特徴とするものである。   Further, the pure water production apparatus of the present invention includes a flocculant addition means for adding an iron-based inorganic polymer flocculant to raw water treated with an aluminum-based flocculant, and the added iron-based inorganic polymer flocculant. An aluminum removing means for removing the agglomerated residual aluminum, and a membrane treatment device for passing treated water from which the residual aluminum has been removed.

なお、本発明の純水製造方法及び純水製造装置は、当然のことながら、その装置構成によっては超純水の製造にも適用することができ、液晶や半導体等の電子製品製造工場で用いられるような超純水の製造方法及び製造装置も含まれるものである。   The pure water production method and the pure water production apparatus of the present invention can of course be applied to the production of ultrapure water depending on the apparatus configuration, and are used in a factory for manufacturing electronic products such as liquid crystals and semiconductors. Such a method and apparatus for producing ultrapure water are also included.

本発明の純水製造方法及び純水製造装置によれば、アルミニウム系凝集剤により処理された上水道水や工業用水道水等を原水とする場合において、その原水中に含まれる残留アルミニウムを効果的に除去することにより、純水の水質を向上させると共に、膜処理装置へのアルミニウムの付着を防止して差圧の上昇を抑え、膜処理装置の性能の低下を抑制し、かつ、膜処理装置の寿命を延ばすことができる。   According to the pure water production method and the pure water production apparatus of the present invention, in the case of using tap water or industrial tap water treated with an aluminum-based flocculant as raw water, residual aluminum contained in the raw water is effectively used. By removing the water, the quality of pure water is improved, aluminum is prevented from adhering to the film processing apparatus, the increase in the differential pressure is suppressed, the performance of the film processing apparatus is suppressed, and the film processing apparatus Can extend the lifespan.

本発明の純水製造方法は、アルミニウム系凝集剤で処理された原水に、鉄系無機高分子凝集剤を添加し、残留アルミニウムを除去するアルミニウム除去工程と、該アルミニウム除去工程を経由した処理水を、膜処理装置に通水する膜処理工程と、いう2つの工程を有するものである。   The pure water production method of the present invention includes an aluminum removal step of adding an iron-based inorganic polymer flocculant to raw water treated with an aluminum flocculant to remove residual aluminum, and treated water that has passed through the aluminum removal step. Is a two-step process called a membrane treatment step for passing water through a membrane treatment apparatus.

ここで、アルミニウム除去工程は、原水に、鉄系無機高分子凝集剤を添加し、原水に含まれるアルミニウムのフロックを生じさせて凝集物とし除去するものである。ここで用いられる原水は、アルミニウム系凝集剤で処理され、アルミニウムが残留したもの、例えば、上水道水や工業用水道水等のようにPAC、硫酸バンド等のアルミニウム系凝集剤により処理されたものであればそのまま本工程に付すことができ、アルミニウム系凝集剤で未だ処理されていないものを原水とする場合には、本工程の前に、アルミニウム系凝集剤を添加する工程を設けてもよい。   Here, in the aluminum removal step, an iron-based inorganic polymer flocculant is added to the raw water to cause aluminum flocs contained in the raw water to be removed as aggregates. The raw water used here is treated with an aluminum-based flocculant and remains with aluminum, for example, treated with an aluminum-based flocculant such as PAC and sulfuric acid band such as tap water and industrial tap water. If present, this step can be applied as it is. When raw water is not yet treated with an aluminum-based flocculant, a step of adding an aluminum-based flocculant may be provided before this step.

また、ここで添加する鉄系無機高分子凝集剤としては、鉄系の凝集剤であって、かつ、基本構造の繰り返しを含む高分子化合物、例えば、ポリ鉄、ポリシリカ鉄等が挙げられ、その重合度は2以上であれば用いることができ、10以上であることが好ましい。ここでポリ鉄はポリ硫酸第2鉄のことであり、その分子式は[Fe(OH)(SO3−n/2(但し、0<n≦m/2また、m>10である。)である。このポリ鉄として使用することができる具体的な商品としては、ポリ鉄−D、ポリ鉄−C(以上、日鉄鉱業株式会社製、商品名)等が挙げられる。
また、ポリシリカ鉄の分子式は[SiO・[Fe]であり、分子量は約50万ダルトンのものが有効である。このポリシリカ鉄として使用することができる具体的な商品としては、PSI−025、PSI−050、PSI−075(以上、水道機工株式会社製、型番)が挙げられる。
Examples of the iron-based inorganic polymer flocculant added here include a polymer compound that is an iron-based flocculant and includes a repetition of the basic structure, such as polyiron and polysilica iron. The degree of polymerization can be 2 or more, and is preferably 10 or more. Here, polyiron is ferric sulfate, and its molecular formula is [Fe 2 (OH) n (SO 4 ) 3−n / 2 ] m (where 0 <n ≦ m / 2 and m> 10). Specific examples of products that can be used as the polyiron include polyiron-D, polyiron-C (manufactured by Nittetsu Mining Co., Ltd., trade name), and the like.
The molecular formula of polysilica iron is [SiO 2 ] n · [Fe 2 O 3 ], and a molecular weight of about 500,000 daltons is effective. Specific products that can be used as the polysilica iron include PSI-025, PSI-050, and PSI-075 (above, manufactured by Seiko Kiko Co., Ltd., model number).

このとき、鉄系無機高分子凝集剤の添加量は、原水中に含まれる残留アルミニウム濃度に応じて、適宜最適な量を添加するようにすればよく、上水道水の場合には、残留アルミニウム濃度が、0.2ppm以下、工業用水道水を原水とする場合には、残留アルミニウム濃度が、0.1〜0.5ppm程度であり、鉄系無機高分子凝集剤を、例えば、10〜100ppmの濃度となるように原水に添加することが好ましい。このように処理することで、残留アルミニウム濃度を0.01ppm以下という極低レベルまで低減することもできる。   At this time, the addition amount of the iron-based inorganic polymer flocculant should be appropriately added in accordance with the residual aluminum concentration contained in the raw water. In the case of tap water, the residual aluminum concentration However, when the raw water is industrial tap water of 0.2 ppm or less, the residual aluminum concentration is about 0.1 to 0.5 ppm, and the iron-based inorganic polymer flocculant is, for example, 10 to 100 ppm. It is preferable to add to the raw water so as to have a concentration. By processing in this way, the residual aluminum concentration can be reduced to an extremely low level of 0.01 ppm or less.

また、この鉄系無機高分子凝集剤の添加の前後又は同時に、生菌増殖を抑えるための殺菌剤を添加することもでき、この殺菌剤としては、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウム、次亜塩素酸カルシウム等の次亜塩素系化合物が挙げられる。   In addition, before or simultaneously with the addition of the iron-based inorganic polymer flocculant, or at the same time, a bactericidal agent for suppressing the growth of viable bacteria can be added. Examples of the bactericidal agent include sodium hypochlorite and potassium hypochlorite. And hypochlorite compounds such as calcium hypochlorite.

そして、このアルミニウム除去工程においては、鉄系無機高分子凝集剤を添加した後、アルミニウムを傾斜板沈殿池等の公知の凝集沈殿装置又は砂ろ過装置等の公知のろ過手段を用いて、アルミニウムを除去するものである。凝集沈殿装置を用いた場合には、さらに、急速ろ過装置等を用いて残留アルミニウムの除去を行っても良い。   In this aluminum removal step, after adding the iron-based inorganic polymer flocculant, the aluminum is removed using a known filtration means such as a known agglomeration settling device such as an inclined plate sedimentation basin or a sand filtration device. To be removed. When a coagulation sedimentation apparatus is used, residual aluminum may be further removed using a rapid filtration apparatus or the like.

次に、膜処理工程は、アルミニウム除去工程を経由した被処理水を、膜処理装置による通水処理を行い、各種イオン、有機物等の不純物を除去する工程をいい、ここで用いる膜処理装置としては、逆浸透膜装置、限外ろ過装置等が挙げられる。   Next, the membrane treatment process refers to a process of removing the impurities such as various ions and organic substances by subjecting the water to be treated which has passed through the aluminum removal process to a water treatment treatment by a membrane treatment apparatus. As a film treatment apparatus used here Examples include a reverse osmosis membrane device and an ultrafiltration device.

この膜処理工程では、その前段において、原水が含有するアルミニウムを凝集処理しているため、ここで用いられる膜処理装置への残留アルミニウムの付着が効果的に抑制され、膜処理によるその他の不純物の除去を効率的に行うことができる。このように膜処理装置に残留アルミニウムを付着させないことにより、膜処理装置の寿命を延ばすことができ、それに伴って水処理全体のコストを効果的に節約することができる。   In this membrane treatment process, since the aluminum contained in the raw water is agglomerated in the previous stage, the adhesion of residual aluminum to the membrane treatment apparatus used here is effectively suppressed, and other impurities due to the membrane treatment are removed. Removal can be performed efficiently. By not attaching residual aluminum to the membrane treatment apparatus in this way, the lifetime of the membrane treatment apparatus can be extended, and accordingly, the cost of the entire water treatment can be effectively saved.

なお、本発明においては、このアルミニウム除去工程と膜処理工程の他に、純水の製造において用いられる他の装置による処理を行うようにしてもよく、例えば、2床3塔式イオン交換装置、陽イオン交換装置、陰イオン交換装置等のイオン交換装置、紫外線照射装置、脱気装置等の純水又は超純水の製造に用いられている公知の装置を用いた処理が挙げられる。これらの他の装置は、鉄系無機凝集剤を添加した後であって、残留アルミニウムを除去する前に設けてもよく、凝集剤の添加と残留アルミニウムの除去を必ずしも連続して処理しなくてもよい。   In addition, in this invention, you may make it perform the process by the other apparatus used in manufacture of a pure water other than this aluminum removal process and a film | membrane process, for example, a 2 bed 3 tower type ion exchange apparatus, Examples of the treatment include a known apparatus used for producing pure water or ultrapure water such as an ion exchange apparatus such as a cation exchange apparatus or an anion exchange apparatus, an ultraviolet irradiation apparatus, or a deaeration apparatus. These other apparatuses may be provided after the iron-based inorganic flocculant is added and before the residual aluminum is removed, and the addition of the flocculant and the removal of the residual aluminum are not necessarily processed continuously. Also good.

また、本発明の膜処理装置へのアルミニウムの付着を防止するために、鉄系無機高分子凝集剤と併用して、アルミニウム付着抑制剤を用いることができる。これは。原水へのアルミニウムの異常な増加(しばしば、台風、大雨等の直後、水道局への原水の水質が悪化した直後に起こる場合がある)や、凝集装置の不具合、流量等の条件が変化した場合にも対応可能である。このアルミニウム付着抑制剤を用いた場合には、逆浸透膜装置等の膜処理装置への残留アルミニウムの付着をより効果的に抑制することができる。   Moreover, in order to prevent adhesion of aluminum to the film processing apparatus of the present invention, an aluminum adhesion inhibitor can be used in combination with the iron-based inorganic polymer flocculant. this is. Abnormal increase of aluminum in raw water (often occurs immediately after typhoon, heavy rain, etc., or immediately after deterioration of raw water quality to waterworks), or when conditions such as coagulation device malfunction, flow rate change Can also be supported. When this aluminum adhesion inhibitor is used, adhesion of residual aluminum to a membrane treatment apparatus such as a reverse osmosis membrane apparatus can be more effectively suppressed.

このアルミニウム付着抑制剤としては、例えば、特開2005−224761号公報に記載されているような、次の一般式(I)で表される化合物

Figure 0004712665
(ここで、Rは炭素数2〜6の直鎖状又は分枝鎖状のアルキレン基である。)又はその塩を含有する凝集剤付着抑制剤が挙げられる。ちなみに、この化合物の分子量は、400〜10000の範囲である。 As this aluminum adhesion inhibitor, for example, a compound represented by the following general formula (I) as described in JP-A-2005-224761
Figure 0004712665
(Here, R is a linear or branched alkylene group having 2 to 6 carbon atoms) or a flocculant adhesion inhibitor containing a salt thereof. Incidentally, the molecular weight of this compound is in the range of 400-10000.

以下、本発明を参考例、実施例及び比較例により説明する。なお、これらの記載により本発明は何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described by reference examples, examples and comparative examples. Note that the present invention is not limited to these descriptions.

(参考例)
まず、ジャーテストを用いて、凝集沈殿に使用可能な凝集剤を調査した。試験方法は次の通りである。
(Reference example)
First, the flocculating agent which can be used for the coagulation sedimentation was investigated using the jar test. The test method is as follows.

〔試験方法〕
500mLのビーカーに原水(茨城県つくば市工業用水道水:残留アルミニウム濃度は、0.1〜0.3ppm、導電率270μS/cm)を入れ、凝集剤を添加するとともに、pHを調整した。その後、攪拌100rpmにて3分、次いで30rpmにて5分攪拌した後、10分放置し、様子を観察した。pHは、苛性ソーダもしくは塩酸を添加することによって、用いる凝集剤の凝集に最適なpHに調整した。
凝集剤としては、PAC(日東化学産業株式会社製、商品名:パック)、FeCl(関東化学株式会社製、商品名:塩化鉄)、ポリシリカ鉄(水道機工株式会社製、型番:PSI−025)、ポリ鉄(日鉄鉱業株式会社製、商品名:ポリ鉄−D)を使用した。上澄みを砂ろ過カラム(2.5mmφ、ろ過砂粒子径0.6mm)に通水(SV=10(1/h))してろ過し、水質を分析した。その結果を表1に示した。
〔Test method〕
In a 500 mL beaker, raw water (Tsukuba city industrial water in Ibaraki Prefecture: residual aluminum concentration: 0.1-0.3 ppm, conductivity 270 μS / cm) was added, and the flocculant was added and the pH was adjusted. Then, after stirring at 100 rpm for 3 minutes and then at 30 rpm for 5 minutes, the mixture was allowed to stand for 10 minutes and the state was observed. The pH was adjusted to the optimum pH for flocculation of the flocculant used by adding caustic soda or hydrochloric acid.
As the flocculant, PAC (manufactured by Nitto Chemical Industry Co., Ltd., trade name: pack), FeCl 3 (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., trade name: iron chloride), polysilica iron (manufactured by Waterworks Engineering Co., Ltd., model number: PSI-025) ), Poly iron (manufactured by Nippon Steel Mining Co., Ltd., trade name: poly iron-D). The supernatant was filtered through a sand filtration column (2.5 mmφ, filtered sand particle diameter 0.6 mm) (SV = 10 (1 / h)), and the water quality was analyzed. The results are shown in Table 1.

Figure 0004712665
Figure 0004712665

この試験結果から、PACでは、残留アルミニウムの除去ができないことが確認され、また、ポリ鉄、ポリシリカ鉄の鉄系高分子凝集剤においては、いずれの凝集剤でも残留アルミニウムに対し十分な除去能力があることが確認できた。   From this test result, it was confirmed that residual aluminum cannot be removed by PAC. In addition, in any of the iron-based polymer flocculants of polyiron and polysilica iron, any flocculant has sufficient removal ability for residual aluminum. It was confirmed that there was.

(実施例1)
〔凝集沈殿法〕
図1に示した純水製造装置により処理を行った。ここで、図1の純水製造装置1は、アルミニウム系凝集剤で処理された原水に鉄系無機高分子凝集剤を添加して残留アルミニウムを凝集、沈殿させて除去する凝集沈殿装置2、さらに浮遊性の固形物のろ過を行う急速ろ過装置3、各種イオン及び有機物を除去する逆浸透膜装置4から構成され、原水をこれらの装置に経由させて、処理水として取り出した。
Example 1
[Coagulation precipitation method]
The treatment was performed by the pure water production apparatus shown in FIG. Here, the pure water production apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a coagulating sedimentation apparatus 2 that adds an iron-based inorganic polymer coagulant to raw water treated with an aluminum coagulant to coagulate and precipitate residual aluminum. It was comprised from the rapid filtration apparatus 3 which filters a floating solid substance, and the reverse osmosis membrane apparatus 4 which removes various ion and organic substance, The raw | natural water was taken out as treated water through these apparatuses.

原水の処理量は200m/日とし、凝集沈殿装置2には傾斜板沈殿池を用い、表面積負荷率を14mm/minで運転を行った。凝集剤としてポリシリカ鉄(水道機工株式会社製、型番:PSI−025)を使用し、10mg/Lの添加率で添加した。凝集沈殿装置2には、凝集剤を装置内部に注入するための凝集剤添加手段を有している。 The treatment amount of the raw water was 200 m 3 / day, the coagulating sedimentation apparatus 2 was operated using an inclined plate sedimentation basin, and the surface area load factor was 14 mm / min. Polysilica iron (manufactured by Suido Kiko Co., Ltd., model number: PSI-025) was used as a flocculant and added at an addition rate of 10 mg / L. The coagulating sedimentation apparatus 2 has a coagulant adding means for injecting the coagulant into the apparatus.

次に、急速ろ過装置としては、ケイ砂粒径0.6mm、ケイ砂層高400mm、支持砂利層300mmの単層ろ過装置を用い、ろ過流速150m/日で通水した。   Next, as a rapid filtration apparatus, a single-layer filtration apparatus having a silica sand particle size of 0.6 mm, a silica sand layer height of 400 mm, and a supporting gravel layer of 300 mm was used, and water was passed at a filtration flow rate of 150 m / day.

逆浸透膜装置(RO)は、東レ製SU720を10本、運転圧力0.9MPa、水回収率75%にて実施した。原水は茨城県つくば市工業用水道水(残留アルミニウム濃度は、0.1〜0.3ppm、導電率270μS/cm)を使用した。   The reverse osmosis membrane device (RO) was implemented with 10 Toray SU720s, an operating pressure of 0.9 MPa, and a water recovery rate of 75%. The raw water used was industrial tap water in Tsukuba City, Ibaraki Prefecture (residual aluminum concentration 0.1-0.3 ppm, conductivity 270 μS / cm).

RO入口での残留アルミニウム濃度の測定結果を、表2に示した。凝集沈殿によって、アルミニウムがほぼ完全に除去されていることが確認された。また、原水のアルミニウム濃度が高い場合にも、アルミニウムの除去がほぼ完全に行われていることが確認された。   Table 2 shows the measurement results of the residual aluminum concentration at the RO inlet. It was confirmed that aluminum was almost completely removed by coagulation precipitation. It was also confirmed that the removal of aluminum was almost completely performed even when the aluminum concentration of the raw water was high.

Figure 0004712665
Figure 0004712665

また、実施例1における逆浸透膜装置(RO)入口圧力の経時変化を図2に示す。図2に示した通り、実施例1の場合には、逆浸透膜装置の運転圧力が上昇せず、長期間安定して運転できることが確認できた。   Moreover, the time-dependent change of the reverse osmosis membrane apparatus (RO) inlet pressure in Example 1 is shown in FIG. As shown in FIG. 2, in the case of Example 1, it was confirmed that the operating pressure of the reverse osmosis membrane device did not increase and could be stably operated for a long time.

(実施例2)
〔マイクロフロック法のみ〕
図3に示した純水製造装置により処理を行った。ここで、図3の純水製造装置10は、アルミニウム系凝集剤で処理された原水に凝集剤を添加して残留アルミニウムを凝集させた後、その凝集物を除去する砂ろ過装置11、各種イオン及び有機物を除去する逆浸透膜装置12から構成され、原水をこれらの装置に経由させて、処理水として取り出した。
(Example 2)
(Micro floc method only)
The treatment was performed by the pure water production apparatus shown in FIG. Here, the pure water production apparatus 10 shown in FIG. 3 includes a sand filtration apparatus 11 that removes the aggregate after adding the coagulant to the raw water treated with the aluminum-based coagulant to aggregate the residual aluminum, and various ions. And a reverse osmosis membrane device 12 for removing organic substances, and raw water was taken out as treated water through these devices.

原水の処理量は、200m/日とし、砂ろ過装置は、ろ過砂粒径0.6mm、充填量833L、SV=10(1/h)とした。砂ろ過の前に、薬注装置を設置し、凝集剤としてポリシリカ鉄(水道機工株式会社製、型番:PSI−025)を使用し、10mg/Lの添加率で添加した。 The treatment amount of the raw water was 200 m 3 / day, and the sand filtration device had a filtration sand particle size of 0.6 mm, a filling amount of 833 L, and SV = 10 (1 / h). Prior to sand filtration, a chemical injection device was installed, and polysilica iron (manufactured by Seiko Kiko Co., Ltd., model number: PSI-025) was used as a flocculant and added at an addition rate of 10 mg / L.

逆浸透膜装置(RO)は、東レ製SU720を10本、運転圧力0.9MPa、水回収率75%にて実施した。原水は、茨城県つくば市工業用水道水(残留アルミニウム濃度は、0.1〜0.3ppm、導電率270μS/cm)を使用した。   The reverse osmosis membrane device (RO) was implemented with 10 Toray SU720s, an operating pressure of 0.9 MPa, and a water recovery rate of 75%. As the raw water, industrial tap water (residual aluminum concentration is 0.1 to 0.3 ppm, conductivity 270 μS / cm) was used in Tsukuba City, Ibaraki Prefecture.

(実施例3)
〔マイクロフロック法+薬品〕
実施例2において、逆浸透膜装置の直前に薬注装置を設置し、イソバン(株式会社クラレ製、型式:600SF35)を5ppmの濃度となるように薬注した。それ以外は、実施例2と同一の処理を行った。
(Example 3)
[Micro flock method + chemicals]
In Example 2, a chemical injection device was installed immediately before the reverse osmosis membrane device, and Isoban (manufactured by Kuraray Co., Ltd., model: 600SF35) was injected with a concentration of 5 ppm. Otherwise, the same processing as in Example 2 was performed.

(比較例1)
〔薬品のみ〕
実施例2において、逆浸透膜装置の直前に薬注装置を設置し、イソバン(株式会社クラレ製、型式:600SF35)を5ppmの濃度となるように薬注し、また、砂ろ過装置をバイパスするようにして、凝集剤(ポリシリカ鉄)の使用もせずに処理を行った。
(Comparative Example 1)
[Chemicals only]
In Example 2, a chemical injection device is installed immediately before the reverse osmosis membrane device, and isoban (Kuraray Co., Ltd., model: 600SF35) is injected with a concentration of 5 ppm, and the sand filtration device is bypassed. In this way, the treatment was carried out without using a flocculant (polysilica iron).

(比較例2)
〔砂ろ過装置+逆浸透膜装置のみ〕
実施例2において、凝集剤を添加しなかった以外は、同じ処理を行った。
(Comparative Example 2)
[Sand filtration device + reverse osmosis membrane device only]
In Example 2, the same treatment was performed except that no flocculant was added.

(試験例)
実施例2、実施例3、比較例1、比較例2の場合の逆浸透膜装置(RO)入口圧力の経時変化を図4に示した。実施例2と3の場合のみ、入口圧力の上昇が完全に抑制できていることがわかる。
(Test example)
FIG. 4 shows changes with time in the reverse osmosis membrane device (RO) inlet pressure in the case of Example 2, Example 3, Comparative Example 1, and Comparative Example 2. Only in the case of Example 2 and 3, it turns out that the raise of inlet pressure can be suppressed completely.

実施例2の場合の、原水とRO入口における残留アルミニウム濃度を測定した結果を図5に示した。実施例2の場合には、原水の残留アルミニウムの濃度にかかわらず、RO入口残留アルミニウム濃度は低く抑えられていることがわかる。   The results of measuring the residual aluminum concentration at the raw water and the RO inlet in the case of Example 2 are shown in FIG. In the case of Example 2, it can be seen that the RO inlet residual aluminum concentration is kept low regardless of the concentration of residual aluminum in the raw water.

実施例3の場合の、原水とRO入口における残留アルミニウム濃度を測定した結果を図6に示した。この場合も、原水の残留アルミニウムの濃度にかかわらず、RO入口の残留アルミニウム濃度は低く抑えられていることがわかる。   The result of measuring the residual aluminum concentration in the raw water and the RO inlet in the case of Example 3 is shown in FIG. Also in this case, it can be seen that the residual aluminum concentration at the RO inlet is kept low regardless of the concentration of residual aluminum in the raw water.

比較例1及び比較例2の場合の、原水とRO入口における残留アルミニウム濃度を測定した結果を、それぞれ図7及び図8に示した。これら比較例の場合には、原水とRO入口における残留アルミニウム濃度に有意差がみられず、原水中のアルミニウムの除去が行われていないことがわかる。   The results of measuring the residual water concentrations at the raw water and the RO inlet in Comparative Examples 1 and 2 are shown in FIGS. 7 and 8, respectively. In the case of these comparative examples, there is no significant difference in the residual aluminum concentration between the raw water and the RO inlet, and it can be seen that the aluminum in the raw water has not been removed.

本発明の実施例1における純水製造装置の構成を示した概略図である。It is the schematic which showed the structure of the pure water manufacturing apparatus in Example 1 of this invention. 実施例1における運転圧力の変動を示した図である。It is the figure which showed the fluctuation | variation of the operating pressure in Example 1. FIG. 本発明の実施例2における純水製造装置の構成を示した概略図である。It is the schematic which showed the structure of the pure water manufacturing apparatus in Example 2 of this invention. 実施例2,3及び比較例における運転圧力の変動を示した図である。It is the figure which showed the fluctuation | variation of the operating pressure in Examples 2, 3 and a comparative example. 実施例2における残留アルミニウム濃度の変動を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing fluctuations in residual aluminum concentration in Example 2. 実施例3における残留アルミニウム濃度の変動を示した図である。FIG. 6 is a graph showing fluctuations in residual aluminum concentration in Example 3. 比較例1における残留アルミニウム濃度の変動を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing fluctuations in residual aluminum concentration in Comparative Example 1. 比較例2における残留アルミニウム濃度の変動を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing fluctuations in residual aluminum concentration in Comparative Example 2.

符号の説明Explanation of symbols

1…純水製造装置、2…凝集沈殿装置、3…急速ろ過装置、4…逆浸透膜装置、10…純水製造装置、11…砂ろ過装置、12…逆浸透膜装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pure water manufacturing apparatus, 2 ... Coagulation sedimentation apparatus, 3 ... Rapid filtration apparatus, 4 ... Reverse osmosis membrane apparatus, 10 ... Pure water manufacturing apparatus, 11 ... Sand filtration apparatus, 12 ... Reverse osmosis membrane apparatus

Claims (8)

アルミニウム系凝集剤で処理された原水に、鉄系無機高分子凝集剤を添加し、残留アルミニウムを除去するアルミニウム除去工程と、
前記アルミニウム除去工程を経由した処理水を膜処理装置に通水する膜処理工程と、
を有することを特徴とする純水製造方法。
An aluminum removal step of adding an iron-based inorganic polymer flocculant to raw water treated with an aluminum flocculant to remove residual aluminum;
A membrane treatment step of passing treated water through the aluminum removal step to a membrane treatment device;
A method for producing pure water, comprising:
前記鉄系無機高分子凝集剤が、ポリ鉄又はポリシリカ鉄であることを特徴とする請求項1記載の純水製造方法。   2. The pure water production method according to claim 1, wherein the iron-based inorganic polymer flocculant is polyiron or polysilica iron. 前記鉄系無機高分子凝集剤の添加量が、10〜100ppmであることを特徴とする請求項1又は2記載の純水製造方法。   The pure water production method according to claim 1 or 2, wherein the addition amount of the iron-based inorganic polymer flocculant is 10 to 100 ppm. 前記膜処理工程の出口における処理水の残留アルミニウム濃度が、0.01ppm以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の純水製造方法。   The pure water manufacturing method according to any one of claims 1 to 3, wherein a residual aluminum concentration of treated water at an outlet of the membrane treatment step is 0.01 ppm or less. 前記膜処理装置が、逆浸透膜装置であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の純水製造方法。   The method for producing pure water according to any one of claims 1 to 4, wherein the membrane treatment device is a reverse osmosis membrane device. アルミニウム系凝集剤で処理された原水に、鉄系無機高分子凝集剤を添加する凝集剤添加手段と、
添加された前記鉄系無機高分子凝集剤により凝集した残留アルミニウムを除去するアルミニウム除去手段と、
残留アルミニウムを除去した処理水を通水させる膜処理装置と、
を有することを特徴とする純水製造装置。
A flocculant addition means for adding an iron-based inorganic polymer flocculant to raw water treated with an aluminum flocculant;
An aluminum removing means for removing residual aluminum aggregated by the added iron-based inorganic polymer flocculant;
A membrane treatment device for passing treated water from which residual aluminum has been removed;
An apparatus for producing pure water, comprising:
前記凝集剤添加手段及び前記アルミニウム除去手段が、鉄系無機高分子凝集剤を内部に注入する凝集剤添加手段を有する凝集沈殿装置であることを特徴とする請求項6記載の純水製造装置。   7. The pure water production apparatus according to claim 6, wherein the flocculant adding means and the aluminum removing means are an aggregating and precipitating apparatus having an aggregating agent adding means for injecting an iron-based inorganic polymer flocculant therein. 前記膜処理装置が、逆浸透膜装置であることを特徴とする請求項6又は7記載の純水製造装置。   The pure water production apparatus according to claim 6 or 7, wherein the membrane treatment device is a reverse osmosis membrane device.
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