JP5068279B2

JP5068279B2 - 軟化装置およびその運転方法

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Publication number: JP5068279B2
Application number: JP2009076163A
Authority: JP
Inventors: 康弘松井
Original assignee: Metawater Co Ltd
Current assignee: Metawater Co Ltd
Priority date: 2009-03-26
Filing date: 2009-03-26
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2029-03-26
Also published as: JP2010227768A

Description

本発明は、海水、かん水、工業排水、表流水、地下水、下水処理水等の軟化処理に用いることができる軟化装置に関するものであり、特には、逆浸透膜分離装置などを用いた膜ろ過プロセスの前段に設置する前処理装置として好適に使用し得る軟化装置に関するものである。また、その軟化装置を好適に運転するための運転方法に関するものである。

従来、被処理水中に含まれているカルシウムイオンやマグネシウムイオン等の硬度成分を除去して水を軟化する軟化処理が、逆浸透膜分離装置などを用いた膜ろ過プロセスの前処理に利用されている。

具体的には、逆浸透膜を用いて海水、かん水等の被処理水から水分子を分離する膜ろ過プロセスにおいて、被処理水中に含まれている硬度成分に起因する逆浸透膜へのスケール付着によるトラブルを防止するために、軟化装置と、軟化装置の後段に設けられたろ過装置とからなる前処理装置が用いられている。

ここで、このような前処理装置としては、例えば、晶析反応槽と被処理水導入槽とを備える流動式カルシウム除去装置と、流動式カルシウム除去装置の後段に設けられた凝集装置と、凝集装置の後段に設けられた砂ろ過装置とを備える前処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。そして、この前処理装置では、晶析反応槽においてカルシウムを除去すると共に、凝集装置において懸濁物質を凝集させ、凝集した懸濁物質を砂ろ過装置でろ過することにより、被処理水の前処理を行っている。

しかしながら、この前処理装置では、固液分離手段として砂ろ過装置を使用しているため、ろ過の対象となる粒子の粒子径が精密ろ過膜や限外ろ過膜を固液分離手段として使用した場合に比べて大きく、且つ、砂ろ過装置の使用により前処理装置が大型化するという問題があった。

特開２０００−２４６７３号公報

これに対し、本発明者は、後段の逆浸透膜のスケール形成を有効に抑制することができ、ランニングコストが安く、且つ、構成が簡素な高硬度原水膜ろ過の前処理装置として、図３に示す前処理装置を開発した。この前処理装置は、精密ろ過膜または限外ろ過膜からなる膜ろ過装置７０の前段に二段構造からなる晶析反応槽６０を配置した前処理装置５０であって、晶析反応槽６０は、原水（被処理水）が流入する第１槽６１と、その上部に接続され、且つ、第１槽６１の槽内水が底面から注入される上向流式の第２槽６２とからなり、第１槽６１にはアルカリ注入手段６３と原水供給手段６４とが設けられており、第２槽６２の上部には凝集剤注入手段６５と撹拌機６６とが、第２槽６２の下部には上部から沈降してくる沈殿物の集積部６７と排泥手段６８とが設けられているものである。ここで、この前処理装置５０では晶析反応槽６０において原水の軟化処理が行われており、晶析反応槽６０では、原水供給手段６４を用いて供給された原水と、アルカリ注入手段６３を用いて注入された水酸化ナトリウム等のアルカリ剤とが第１槽６１で接触し、原水中の硬度成分が炭酸塩等の形で析出する。そして、析出した炭酸塩は、凝集剤注入手段６５を用いて注入された塩化第二鉄等の凝集剤によりフロック化されて、或いは、自重により、第２槽６２内を沈降して集積部６７に集積され、その後、排泥手段６８により晶析反応槽６０外へ排出される。

しかし、この前処理装置の晶析反応槽では、第２槽内に水理学的な死水域（第１槽におけるアルカリ剤の添加により析出した炭酸塩等の析出物が沈降することなく滞留する領域）が生じるため、析出物の槽内滞留時間を適切に制御することができず、また、第１槽で析出した析出物（炭酸塩等）が第２槽で沈降することなく晶析反応槽から流出してしまう恐れがあった。即ち、晶析反応槽６０から流出した析出物により、後段の膜ろ過装置７０や、晶析反応槽６０と膜ろ過装置７０との間に設置されたポンプ６９および配管においてスケーリングが発生する恐れがあるという点において改善の余地があった。

また、この前処理装置の晶析反応槽では、第１槽においてアルカリ剤の注入により被処理水のｐＨを例えばｐＨ９以上まで急激に上昇させているため、ｐＨの急激な上昇に伴い晶析反応が急激に進行し、炭酸塩等が流出し易い微細な結晶として析出してしまうと共に槽内の浮遊性物質（ＳＳ）濃度が高くなってしまうという点においても改善の余地があった。

従って、ランニングコストが安く、且つ、構成が簡素であると共に、被処理水へのアルカリ剤の添加により析出した炭酸塩等が流出し難い軟化装置が求められていた。また、当該軟化装置を効率的に運転するための運転方法も求められていた。

本発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の軟化装置は、硬度成分を含む被処理水を軟化する装置であって、被処理水を貯留する被処理水貯留部と、前記被処理水とアルカリ剤とを接触させて被処理水中の硬度成分を析出物として析出させるアルカリ接触部と、前記被処理水貯留部から前記アルカリ接触部へ前記被処理水を供給する被処理水供給手段と、前記アルカリ接触部へ前記アルカリ剤を注入するアルカリ剤注入手段と、前記アルカリ接触部から流出した析出物含有水と、凝集剤とを混合し、前記析出物を凝集させて凝集物とする凝集混和部と、前記凝集混和部へ前記凝集剤を注入する凝集剤注入手段と、前記凝集混和部から流出した凝集物含有水が上向流で流れる沈降部と、前記沈降部内を流れる前記凝集物含有水の一部を引き抜くと共に、引き抜いた凝集物含有水の少なくとも一部を前記被処理水貯留部へ返送し、残りの凝集物含有水を排出する引抜・返送手段とを備えることを特徴とする。このような軟化装置によれば、アルカリ接触部において被処理水に対してアルカリ剤を添加し、被処理水のｐＨを例えば９以上まで高めることにより、被処理水中に含まれている硬度成分が炭酸塩や水酸化物として析出する。そして、アルカリ接触部で析出した析出物は、凝集混和部での凝集剤の添加により凝集（フロック化）して凝集物とされ、沈降部の引抜・返送手段により軟化装置から排出される。即ち、被処理水の軟化が達成される。なお、析出物の凝集時には、被処理水中の浮遊性物質（ＳＳ）および有機物も凝集物中に取り込まれて除去される。ここで、本発明の軟化装置においては、引抜・返送手段を用いて沈降部から凝集物含有水を引き抜いているので、引抜・返送手段の周囲に局所的な下向流が発生し、沈降部内で死水域が発生することがない。また、本発明の軟化装置では引抜・返送手段を用いて凝集物含有水の少なくとも一部を被処理水貯留部へと返送しているところ、凝集物含有水のｐＨはアルカリ接触部でのアルカリ剤の添加により上昇している（即ち、被処理水のｐＨより高くなっている）ので、被処理水貯留部において被処理水と凝集物含有水とが接触することにより、ｐＨを予め高めた状態で被処理水をアルカリ接触部へと供給することができる。即ち、凝集物含有水を返送しない場合と比較して、アルカリ接触部において被処理水のｐＨが急に上昇して急激な晶析反応が起こることがなく、微細な析出物が発生し難いと共に槽内の浮遊性物質（ＳＳ）濃度が高くならない。従って、本発明の軟化装置によれば、析出した炭酸塩等が流出し難い。なお、本発明において、硬度成分を含む水とは、カルシウムイオンおよびマグネシウムの少なくとも一方を含む水を指す。また、本発明において、軟化とは水中の硬度成分が除去されて水の硬度が低下することを指す。

ここで、本発明の軟化装置は、前記凝集混和部が前記アルカリ接触部の上部に設けられており、前記沈降部が前記凝集混和部の上部に設けられていることが好ましい。下から順にアルカリ接触部、凝集混和部、沈降部が配置された三段構造を採用することにより、軟化装置の設置に必要な面積を大幅に削減することができるからである。

また、本発明の軟化装置は、前記引抜・返送手段が、前記アルカリ接触部および前記凝集混和部を通って前記沈降部まで延在する配管を備えていることが好ましい。アルカリ接触部、凝集混和部および沈降部が三段構造で配置された軟化装置では被処理水が上向流で流れることとなるところ、アルカリ接触部および凝集混和部内を通る配管が存在する場合、アルカリ接触部および凝集混和部において被処理水が配管の周囲を旋回する流れを生じて良好に混合されるからである。

そして、本発明の軟化装置の運転方法は、上述した軟化装置を運転する方法であって、前記引抜・返送手段で前記沈降部から引き抜く前記凝集物含有水の量を、前記アルカリ接触部へ供給される前記被処理水の量と、前記アルカリ接触部へ注入されるアルカリ剤の量と、前記凝集混和部に注入される凝集剤の量との合計の０．０１〜０．５倍とすることを特徴とする。被処理水貯留部から供給される水の量（Ａ）と、アルカリ接触部で注入されるアルカリ剤の量（Ｂ）と、凝集混和部で注入される凝集剤の量（Ｃ）との合計（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）に対する沈降部から引き抜く凝集物含有水の量（Ｄ）の体積比（Ｄ／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ））を０．０１以上（１ｖｏｌ％以上）として引き抜き量を好適化することで、軟化装置からの析出物の流出を十分に抑制することが可能になるからである。また、比を０．５超とすると、水の引き抜きに使用するポンプ等の負荷が増加するからである。

ここで、本発明の運転方法においては、前記被処理水貯留部へ返送する凝集物含有水の量を、前記引抜・返送手段で前記沈降部から引き抜いた凝集物含有水の量の０．８〜０．９９倍とすることが好ましい。沈降部から引き抜いた凝集物含有水の量（Ｄ）に対する被処理水貯留部へ返送する凝集物含有水の量（Ｅ）の比（Ｅ／Ｄ）が０．９９超の場合、単位時間当たりに軟化することができる被処理水量が減少すると共に、軟化装置内で析出物が濃縮されるからである。また、比が０．８未満の場合、アルカリ接触部におけるｐＨの急激な上昇を抑制する効果が低くなるからである。

本発明によれば、ランニングコストが安く、且つ、構成が簡素であると共に、被処理水へのアルカリ剤の添加により析出した炭酸塩等が流出し難い軟化装置を提供することができる。また、当該軟化装置を効率的に運転するための運転方法を提供することができる。

本発明の軟化装置の一例を用いた前処理装置を示す説明図である。本発明の軟化装置の他の例を用いた前処理装置を示す説明図である。発明者が開発した高硬度原水膜ろ過の前処理装置の一例を示す説明図である。本発明の実施例におけるろ過時間と膜間差圧およびＳＤＩとの関係を示すグラフである。本発明の比較例におけるろ過時間と膜間差圧およびＳＤＩとの関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。図１に示す前処理装置は、本発明の軟化装置の一例を用いたものであり、逆浸透（ＲＯ）膜を用いた膜ろ過の前処理等に用いられるものである。

図１に示す前処理装置１は、本発明に係る軟化装置２と、軟化装置２の後段に設けられた膜ろ過装置３とからなり、被処理水は軟化装置２において硬度成分を除去された後、膜ろ過装置３でろ過される。そして、膜ろ過装置３でろ過された被処理水は、図示しない逆浸透膜装置でろ過される。

ここで、軟化装置２は、被処理水貯留部としての被処理水槽４と、軟化槽５とを備えており、軟化槽５は、下から順にアルカリ接触部としてのアルカリ接触槽６と、凝集混和部としての凝集混和槽７と、沈降部としての沈降槽８とを被処理水が流通可能なように配置した三段構造を有している。即ち、軟化装置２においては、アルカリ接触槽６の上部に凝集混和槽７が設けられており、凝集混和槽７の上に沈降槽８が設けられている。そして、被処理水は、軟化装置２内を上向流で流れて沈降槽８の上側部分から流出する。なお、被処理水槽４は、その水面が軟化槽５の水面より低くなる位置に設置されている。

被処理水槽４は、被処理水を貯留するためのものであり、前処理装置１で処理される被処理水としては、硬度成分を含有する水、例えば海水、かん水、工業排水、表流水、地下水、下水処理水等を挙げることができる。そして、被処理水槽４中の被処理水は、被処理水供給手段としてのポンプ９を用いてアルカリ接触槽６の下部へと供給される。

本実施形態におけるアルカリ接触槽６は、円柱状で、アルカリ接触槽６内へアルカリ剤を注入するためのアルカリ剤注入手段１０を備えている。ここで、アルカリ剤としては、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化カルシウム等の既知のアルカリ剤を用いることができる。また、アルカリ剤注入手段としてはポンプ等を用いることができる。そして、アルカリ接触槽６内では、被処理水とアルカリ剤とが接触して、被処理水のｐＨが例えば９．５まで上昇する。なお、アルカリ接触槽６内での被処理水とアルカリ剤との接触は、槽内に流入する水の流れ（水流）自体を用いた水流撹拌により行われている。具体的には、槽内の水理学的な乱れの指標であるレイノルズ数（Ｒｅ数）が１００００以上となるように被処理水およびアルカリ剤の設計流入量に対して槽の断面積を設定することで、被処理水とアルカリ剤との水流撹拌を実現している。

このアルカリ接触槽６内では、上述した通り被処理水とアルカリ剤とが接触して水流撹拌により混合され、被処理水のｐＨが上昇するので、被処理水中に含まれているカルシウムイオン、マグネシウムイオンが炭酸塩等として析出する。また、被処理水中に含まれているシリカ、フッ素、砒素、アルミニウム、有機物等も析出し得る。そして、ｐＨの上昇により析出した析出物を含有する被処理水（析出物含有水）は、アルカリ接触槽６の上部から凝集混和槽７へと流入する。

本実施形態における凝集混和槽７は、円柱状で、アルカリ接触槽６よりも大きい断面積を有している。また、凝集混和槽７は、槽内へ凝集剤を注入するための凝集剤注入手段１１を備えている。ここで、凝集剤としては、塩化第二鉄等のアルカリ条件下でも凝集効果を発揮する既知の凝集剤を用いることができ、凝集剤注入手段としてはポンプ等を用いることができる。そして、凝集混和槽７内では、析出物含有水と凝集剤とが混合されて析出物がフロック化し、凝集物となる。なお、凝集混和槽７内での析出物含有水と凝集剤との混合は、アルカリ接触槽６と同様に水流撹拌を用いて行うことができる。また、凝集剤として塩化第二鉄を用いる場合、その添加量は０．１〜１０ｍｇ／Ｌ（鉄換算値）とすることができる。

この凝集混和槽７内では、上述した通り析出物含有水と凝集剤とが水流撹拌により混合され、析出物含有水中の析出物が凝集するところ、析出物の凝集時には被処理水中に含まれている浮遊性物質（ＳＳ）および有機物も凝集物中に取り込まれる。そして、凝集物を含有する被処理水（凝集物含有水）は、凝集混和槽７の上部から沈降槽８へと流入する。

本実施形態における沈降槽８は、円柱状で、凝集混和槽７よりも大きい断面積を有している。従って、凝集物含有水は、沈降槽８内をアルカリ接触槽６および凝集混和槽７よりも低い線速度の上向流で流れる。また、沈降槽８内にはホッパー１２およびホッパー１２の下部に接続された配管１３が設けられており、これらホッパー１２および配管１３は、本発明の引抜・返送手段に相当する。

ここで、ホッパー１２の設置位置は、例えば凝集混和槽で凝集剤を添加された析出物含有水が凝集物を形成するのに必要な時間が確保できる位置であれば任意の位置とすることができる。

また、配管１３は凝集混和槽７およびアルカリ接触槽６の一部を通って延在しており、アルカリ接触槽６から軟化槽５の外部へと出ている。そして、配管１３は軟化槽５の外部へと出たところで分岐しており、一方は被処理水槽４へ、他方は図示しない凝集物排出部へと接続されている。なお、配管１３がアルカリ接触槽６および凝集混和槽７内を通っているので、断面積が小さく、円形であるアルカリ接触槽６内では水が配管１３の周囲を旋回する流れとなり、被処理水とアルカリ剤とが良好に混合される。ここで、配管１３の径（ａ）とアルカリ接触槽６の径（ｂ）との比（ａ／ｂ）は、例えば０．１〜０．５とすることができる。

そして、沈降槽８からは、沈降槽８内を流れる凝集物含有水の一部がホッパー１２および配管１３を介して引き抜かれる。具体的には、水頭差または配管１３に接続した図示しないポンプを用いて凝集物含有水が引き抜かれる。なお、引き抜かれた凝集物含有水の一部は被処理水槽４へと返送され、残部は凝集物排出部へと排出される。この際、沈降槽８から引き抜く凝集物含有水の量は、沈降槽８へ流入する凝集物含有水の量の０．０１〜０．５倍とすることが好ましく、０．０５〜０．２倍とすることが更に好ましい。また、凝集物排出部へと排出する凝集物含有水の量は、沈降槽８から引き抜いた凝集物含有水の量の０．０１〜０．２倍とすることが好ましく、０．１〜０．２倍とすることが好ましい。即ち、被処理水槽４へと返送する凝集物含有水の量は、沈降槽８から引き抜いた凝集物含有水の量の０．８〜０．９９倍とすることが好ましく、０．８〜０．９倍とすることが好ましい。なお、凝集物排出部へと排出する凝集物含有水の量は、流量調整弁の設置など既知の手法を用いて調整することができる。ここで、アルカリ接触槽６におけるアルカリ剤の注入により凝集物含有水のｐＨは被処理水よりも高くなっているので、凝集物含有水の返送により被処理水槽４内のｐＨは、例えば８．７まで上昇する。従って、被処理水槽４への凝集物含有水の返送により、アルカリ接触槽６でのｐＨの急激な上昇および急激な晶析反応の発生、即ち軟化槽５から流出しやすい微細な析出物の析出を防止することができる。

沈降槽８では、凝集物含有水の引き抜きによりホッパー１２近傍に発生する局所的な下向流と、凝集物の自重とにより凝集物が流出することなく沈降槽８内を沈降してホッパー１２内へと引き込まれ、沈降槽８外へと排出される。この際、沈降する凝集物が晶析核となって、凝集物含有水中に残存しているカルシウムイオンやマグネシウムイオンが晶析反応により更に除去される。従って、沈降槽８の上部からは、硬度成分、有機物、ＳＳ等が低減された、凝集物を含まない低硬度の水が流出することとなる。

そして、沈降槽８から流出した水は、ポンプ１４で加圧された後に膜ろ過装置３でろ過されて図示しない逆浸透膜装置へと供給される。なお、膜ろ過装置３としては、既知の精密ろ過膜または限外ろ過膜を用いることができる。

このような前処理装置１においては、軟化槽５から流出する水が硬度成分、有機物、ＳＳ等が低減された、凝集物を含まない水であるので、膜ろ過装置３が詰まり難い。従って、従来の前処理装置と比較して膜ろ過装置３を逆洗する頻度、特に酸等の薬品を用いて逆洗（ＣＥＢ）する頻度を低減することができる。また、軟化槽と膜ろ過装置との間の配管やポンプにおいてスケーリングが発生し難い。

なお、本発明の軟化装置は上記実施形態に限定されることなく、適宜変更を加えることができる。例えば、アルカリ接触槽、凝集混和槽および沈降槽の断面積は同じ面積にすることができる。また、本発明の軟化装置は図２に示すような構成とすることもできる。

図２に示す前処理装置２０では、軟化装置２１が被処理水槽２３と軟化槽２４とを備えており、軟化装置２１の後段にはセラミック製のろ過膜からなる膜ろ過装置２２が設けられている。そして、軟化槽２４は、アルカリ接触槽２５と、凝集混和槽２６と、沈降槽２７とを並べて設置したものであり、アルカリ接触槽２５と凝集混和槽２６とは上部で連通しており、凝集混和槽２６と沈降槽２７とは下部で連通している。従って、ポンプ２８を用いて被処理水槽２３からアルカリ接触槽２５へと供給された被処理水は、凝集混和槽２６を通った後、沈降槽２７を上向流で流れて流出する。

また、この軟化槽２４では、アルカリ接触槽２５および凝集混和槽２６における混合を、撹拌機３０および３２を用いて行っている。具体的には、アルカリ接触槽２５内はＲｅ数が１００００以上となるように撹拌機３０で撹拌されており、凝集混和槽２６内はＧＴ値（撹拌勾配（攪拌強度Ｇ値）に撹拌継続時間Ｔを乗じた値）が１０００〜１００００となるように撹拌機３２で撹拌されている。更に、この軟化槽２４では、ホッパー３４が沈降槽２７の下部に設けられており、ホッパー３４の下部には配管３４が接続されている。なお、配管３４は途中で分岐しており、一方は被処理水槽２３へ、他方は図示しない凝集物排出部へと接続されている。因みに、配管３４は凝集混和槽２６およびアルカリ接触槽２５内を通らずに設置されている。

そして、この前処理装置２０では、前述した軟化装置２を用いた前処理装置１と同様の機構により被処理水が処理される。即ち、アルカリ接触槽２５内では、ポンプ２８を用いて供給された被処理水と、アルカリ剤注入手段２９を介して注入されたアルカリ剤（ＮａＯＨ等）とが撹拌機３０を用いて混合され、被処理水のｐＨが例えば９．０以上まで高められて被処理水中の硬度成分等が析出する。そして、アルカリ接触槽２５から流出した析出物含有水と、凝集剤注入手段３１を介して注入された凝集剤（ＦｅＣｌ_３等）とが凝集混和槽２６内で撹拌機３２を用いて混合され、析出物、ＳＳおよび有機物がフロック化して凝集物となる。その後、凝集混和槽２６から流出した凝集物含有水は沈降槽２７の下部へ流入し、沈降槽２７内を上向流で流れる。ここで、沈降槽２７からは、沈降槽２７内を流れる凝集物含有水の一部がホッパー３３および配管３４を介して引き抜かれ、引き抜かれた凝集物含有水の一部が被処理水槽２３へと返送されると共に、残部が図示しない凝集物排出部へと排出される。なお、沈降槽２７の上部から流出する水は、硬度成分、有機物、ＳＳ等が低減された、凝集物を含まない水であり、ポンプ３５で加圧された後に膜ろ過装置２２でろ過されて図示しない逆浸透膜装置へと供給される。

以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。

（実施例）
図１に示す軟化装置（高さ４．５ｍ、容積２３０Ｌ、アルカリ接触槽：直径１００ｍｍ、凝集混和槽：直径２００ｍｍ、沈降槽：直径６００ｍｍ）を用いて海水（ｐＨ８．０、カルシウム濃度４００ｍｇ／Ｌ、マグネシウム濃度１３００ｍｇ／Ｌ）を軟化した。そして、軟化した海水を透過流束７ｍ／ｄａｙで精密ろ過膜（孔径０．１μｍ）に通水し、得られたろ過水のＳＤＩ（ＳｉｌｔＤｅｎｓｉｔｙＩｎｄｅｘ）を測定した。また、圧力計を用いてろ過時の膜間差圧を測定した。ＳＤＩおよび膜間差圧の測定結果を図４に示す。なお、ＳＤＩはＡＳＴＭ（ＳｔａｎｄａｒｄＴｅｓｔＭｅｔｈｏｄｆｏｒＳｉｌｔＤｅｎｓｉｔｙＩｎｄｅｘｏｆＷａｔｅｒＤ４１８９−９５）に従い測定することができる。具体的には、以下の計算式を用いてＳＤＩを算出することができる。
ＳＤＩ_１５＝（１−Ｔ_０／Ｔ_１５）×１００／１５
Ｔ_０：孔径０．４５μｍ、直径４７ｍｍのメンブレンフィルターを用いて圧力２０６ｋＰａで試料をろ過した際に初期の試料５００ｍｌをろ過するのに要する時間（秒）
Ｔ_１５：ろ過を１５分継続した後、更に試料５００ｍｌをろ過するのに要する時間（秒）

その結果、１日１回のＣＥＢ実施頻度で、膜間差圧の上昇なく連続的に運転することができた。また、ろ過水のＳＤＩの平均値は２．６であり、非常に良好な水質であった。

（比較例）
図３に示す軟化装置（容積２３０Ｌ）を用いた以外は実施例１と同様にして海水の軟化およびろ過を行い、ろ過水のＳＤＩおよびろ過時の膜間差圧を測定した。結果を図５に示す。

その結果、１日２４回のＣＥＢ実施頻度でなければ膜間差圧が上昇してしまい、連続的に運転することができなかった。また、ろ過水のＳＤＩの平均値は３．３であり、実施例よりも水質が悪かった。

１前処理装置
２軟化装置
３膜ろ過装置
４被処理水槽
５軟化槽
６アルカリ接触槽
７凝集混和槽
８沈降槽
９ポンプ
１０アルカリ剤注入手段
１１凝集剤注入手段
１２ホッパー
１３配管
１４ポンプ
２０前処理装置
２１軟化装置
２２膜ろ過装置
２３被処理水槽
２４軟化槽
２５アルカリ接触槽
２６凝集混和槽
２７沈降槽
２８ポンプ
２９アルカリ剤注入手段
３０撹拌機
３１凝集剤注入手段
３２撹拌機
３３ホッパー
３４配管
３５ポンプ
５０前処理装置
６０晶析反応槽
６１第１槽
６２第２槽
６３アルカリ注入手段
６４原水供給手段
６５凝集剤注入手段
６６撹拌機
６７集積部
６８排泥手段
６９ポンプ
７０膜ろ過装置

Claims

硬度成分を含む被処理水を軟化する装置であって、
被処理水を貯留する被処理水貯留部と、
前記被処理水とアルカリ剤とを接触させて被処理水中の硬度成分を析出物として析出させるアルカリ接触部と、
前記被処理水貯留部から前記アルカリ接触部へ前記被処理水を供給する被処理水供給手段と、
前記アルカリ接触部へ前記アルカリ剤を注入するアルカリ剤注入手段と、
前記アルカリ接触部から流出した析出物含有水と、凝集剤とを混合し、前記析出物を凝集させて凝集物とする凝集混和部と、
前記凝集混和部へ前記凝集剤を注入する凝集剤注入手段と、
前記凝集混和部から流出した凝集物含有水が上向流で流れる沈降部と、
前記沈降部内を流れる前記凝集物含有水の一部を引き抜くと共に、引き抜いた凝集物含有水の少なくとも一部を前記被処理水貯留部へ返送し、残りの凝集物含有水を排出する引抜・返送手段と、
を備える軟化装置。
前記凝集混和部が前記アルカリ接触部の上部に設けられており、
前記沈降部が前記凝集混和部の上部に設けられている、請求項１に記載の軟化装置。
前記引抜・返送手段が、前記アルカリ接触部および前記凝集混和部を通って前記沈降部まで延在する配管を備えている、請求項２に記載の軟化装置。
請求項１〜３の何れかに記載の軟化装置を運転する方法であって、
前記引抜・返送手段で前記沈降部から引き抜く前記凝集物含有水の量を、前記アルカリ接触部へ供給される前記被処理水の量と、前記アルカリ接触部へ注入されるアルカリ剤の量と、前記凝集混和部に注入される凝集剤の量との合計の０．０１〜０．５倍とする、軟化装置の運転方法。
前記被処理水貯留部へ返送する凝集物含有水の量を、前記引抜・返送手段で前記沈降部から引き抜いた凝集物含有水の量の０．８〜０．９９倍とする、請求項４に記載の運転方法。