JP6015841B1 - 水処理システム、水処理方法、無菌水製造方法、抗菌水製造方法および水処理方法の管理方法 - Google Patents

水処理システム、水処理方法、無菌水製造方法、抗菌水製造方法および水処理方法の管理方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6015841B1
JP6015841B1 JP2015223031A JP2015223031A JP6015841B1 JP 6015841 B1 JP6015841 B1 JP 6015841B1 JP 2015223031 A JP2015223031 A JP 2015223031A JP 2015223031 A JP2015223031 A JP 2015223031A JP 6015841 B1 JP6015841 B1 JP 6015841B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
treatment
treated
primary
treated water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015223031A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017006899A (ja
Inventor
元 高橋
高橋  元
高志 西田
高志 西田
理紗 浜中
理紗 浜中
祐人 端谷
祐人 端谷
山本 学
学 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
New Oji Paper Co Ltd
Oji Holdings Corp
Original Assignee
Oji Holdings Corp
Oji Paper Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oji Holdings Corp, Oji Paper Co Ltd filed Critical Oji Holdings Corp
Application granted granted Critical
Publication of JP6015841B1 publication Critical patent/JP6015841B1/ja
Publication of JP2017006899A publication Critical patent/JP2017006899A/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
  • Activated Sludge Processes (AREA)

Abstract

【課題】水から不純物成分を十分に除去でき、設備コスト、処理コストおよび管理コストが低い水処理システムの提供。【解決手段】原水を生物処理を行う手段および物理化学処理を行う手段のうち少なくとも一方を通過させて処理水を得る一次処理手段と、一次処理手段の下流に配置される処理水に無機凝集剤およびキレート剤を添加する手段と、無機凝集剤およびキレート剤を添加する手段の下流に配置される処理水に物理処理を行う手段を有する水処理システム;水処理方法;無菌水製造方法;抗菌水製造方法;水処理方法の管理方法。【選択図】図1

Description

本発明は、水処理システム、水処理方法および水処理方法の管理方法に関する。具体的には、本発明は、水処理システム、水処理方法、無菌水製造方法、抗菌水製造方法および水処理方法の管理方法に関する。
水資源を守るために、上水、排水、廃水、汚水などの様々な水から不純物成分を除去し、浄化水を得る水処理が求められている。例えば、イタイイタイ病の原因物質であるカドミウムのように、金属工業、非鉄金属第1次製錬・精製業、非鉄金属第2次製錬・精製業、溶融めっき業、水産食料品製造業の排水に含まれる重金属成分は、人の健康に影響を及ぼす可能性がある。このため、国連機関や日本国を含む各国で重金属に関する環境基準や排出基準が定められている。カドミウムは、国連機関による耐容摂取量の設定を受け、水質汚濁防止法の排水基準が0.03mg/L以下に強化された(非特許文献1)。
特開2014−61506号公報 特表2009−509737号公報
環境省「水質汚濁防止法に基づく排出水の排出、地下浸透水の浸透等の規制に係る項目の許容限度等の見直しについて(報告案)」
排水中からのカドミウムの除去方法として、キレート剤と無機凝集剤を添加後に凝集沈殿または加圧浮上により汚泥として分離する方法や、pH12程度のアルカリ性にして凝集沈殿で水酸化カドミウム汚泥として分離する方法などの物理化学処理が知られている。しかしながら、本発明者が物理化学処理を検討したところ、凝集沈殿または加圧浮上での汚泥分離率(除去率)は100%ではなく、水から不純物成分を十分に除去できないことがわかった。例えば、カドミウム含有量が高い排水に物理化学処理をしただけでは、法規制値(0.03mg/L未満)を満たす程度まで水を浄化することが難しかった。
すなわち、従来、排水の処理では新たな法規制値(0.03mg/L未満)までカドミウム含有量を減らさないでよかったので生物処理および/または物理化学処理で十分だった。しかしながら、生物処理および/または物理化学処理で除去されなかったカドミウムを十分に除去する要望が、法基準の変更により生じたことがわかった。
一方、水から不純物成分を除去する方法として、ろ過膜などの物理処理を行う方法が知られている。しかしながら、水から除去される不純物成分の割合を100%に近づけようとして限外ろ過膜などを用いて精度の高い物理処理を行うと、大面積のろ過膜を用いなくては十分な処理水量(通水量)を維持できないために設備コストが高くなる。また、精度の高い物理処理を行うと、ろ過膜の逆洗の頻度を多くしなければならないために処理コストおよび管理コストが高くなる。
これに対し、オゾン等を用いた洗浄を加えることで物理処理を可能とし、処理水中の固体濃度をさらに減らす方法が知られている(特許文献1および2参照)。
特許文献1には、有機物を含む下水および排水の少なくともいずれかが流入して生物処理された後に固液分離する1次処理手段と、この1次処理手段で処理され発生した1次処理水を限外ろ過膜でろ過する2次処理手段と、この2次処理手段で処理され発生した2次処理水で2次処理手段を逆洗する逆洗手段と、2次処理手段で逆洗されて発生した逆洗排水を1次処理手段に導く逆洗排水流路と、1次処理手段から引抜汚泥を廃棄する汚泥引抜流路とを備え、2次処理手段はこの2次処理手段の被処理水を循環させる循環手段を有する液体処理設備が記載されている。特許文献1によれば、オゾンによる洗浄を定期的に行うことで、2次処理の限外ろ過膜処理が可能であるとしている。
特許文献2には、液体−固体分離ステップと、ステップに続いて少なくとも1つの濾過ステップとを含む水処理方法であって、液体−固体分離ステップが、15m/hを超える速度で実施される沈降ステップを含み、濾過ステップが、少なくとも1つの精密濾過膜または限外濾過膜により直接行われる水処理方法が記載されている。特許文献2によれば、オゾンによる洗浄を行うことで、処理水の目詰まり指数(またはSDI)のより良好な制御を可能にする処理方法を提案すること、すなわち既知の技法によって得られた指数に対してこの指数を低下させることを目的とするなどと記載されている。
本発明の特徴は、無機凝集剤およびキレート剤を適切に組み合わせることで、特許文献1や2などに記載のようなオゾンによる洗浄を行わなくとも、物理処理を可能としている点にある。さらに、前記キレート剤の使用により、単に物理化学処理と物理処理を組み合わせる特許文献1や2などに記載の方法では不可能であったカドミウムなど水に溶解した汚濁成分を法規制値(0.03mg/L未満)を満たす程度まで浄化できる点にある。
本発明が解決しようとする課題は、水から溶解成分を含む不純物成分を十分に除去でき、設備コスト、処理コストおよび管理コストが低い水処理システムを提供することである。
上記の課題を解決するために鋭意検討を行った。その結果、生物処理及び/又は物理化学処理を行った処理水に対し、物理処理を行う前に無機凝集剤およびキレート剤を添加することにより、水から溶存成分を含む不純物成分を十分に除去でき、設備コスト、処理コストおよび管理コストが低い水処理システムを提供できることが見出された。
上記課題を解決するための具体的な手段である本発明および本発明の好ましい態様は、以下の構成である。
[1] 原水を生物処理を行う手段および物理化学処理を行う手段のうち少なくとも一方を通過させて処理水を得る一次処理手段と、
一次処理手段の下流に配置される処理水に無機凝集剤およびキレート剤を添加する手段と、凝集剤とキレート剤を添加する手段の下流に配置される処理水に物理処理を行う手段を有する水処理システム。
[2] [1]に記載の水処理システムは、一次処理手段の下流かつ物理処理を行う手段の上流に、処理水のpHを調整する手段を有することが好ましい。
[3] [1]または[2]に記載の水処理システムは、物理処理が限外ろ過膜を用いたろ過であることが好ましい。
[4] 原水を生物処理を行う手段および物理化学処理を行う手段のうち少なくとも一方を通過させて処理水を得る一次処理工程と、
一次処理工程の下流で処理水に無機凝集剤およびキレート剤を添加する工程と、無機凝集剤およびキレート剤を添加する工程の下流で物理処理を行う工程を有する水処理方法。
[5]
[1]〜[3]のいずれか一つに記載の水処理システムを用いてまたは[4]に記載の水処理方法により原水を処理することにより無菌水を製造する工程を有する無菌水製造方法。
[6]
[5]に記載の無菌水製造方法により得られる無菌水に対して1〜1000ppmの抗菌剤を添加することにより抗菌水を製造する工程を有する抗菌水製造方法。
[7] [1]〜[3]のいずれか一つに記載の水処理システムを管理する、水処理システムの管理方法。
[8] [7]に記載の水処理システムの管理方法は、一次処理手段を通過した処理水のCOD値および/または紫外線吸収量が設定値未満でない場合に処理水の少なくとも一部を一次処理手段に戻す工程を含むことが好ましい。
[9] [7]または[8]に記載の水処理システムの管理方法は、物理処理を行う手段を逆洗する工程を24時間に1回以上の頻度で含むことが好ましい。
本発明によれば、水から不純物成分を十分に除去でき、設備コスト、処理コストおよび管理コストが低い水処理システムを提供することができる。
図1は、本発明の水処理システムの構成の一例を示す概略図である。
以下において、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は「〜」前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
[水処理システム、水処理方法、水処理システムの管理方法]
本発明の水処理システムは、原水を生物処理を行う手段および物理化学処理を行う手段のうち少なくとも一方を通過させて処理水を得る一次処理手段と、一次処理手段の下流に配置される処理水に無機凝集剤およびキレート剤を添加する手段と、無機凝集剤およびキレート剤を添加する手段の下流に配置される処理水に物理処理を行う手段を有する。
本発明の水処理方法は、原水を生物処理を行う手段および物理化学処理を行う手段のうち少なくとも一方を通過させて処理水を得る一次処理工程と、
一次処理工程の下流で処理水に無機凝集剤およびキレート剤を添加する工程と、
無機凝集剤およびキレート剤を添加する工程の下流で物理処理を行う工程を有する。
これらの構成により、本発明の水処理システムおよび水処理方法は、水から溶存成分を含む不純物成分を十分に除去でき、設備コスト、処理コストおよび管理コストが低い。なお、設備コスト、処理コストおよび管理コストが低いとは、従来の水処理システムおよび水処理方法と同等程度である場合も含まれる。いかなる理由に拘泥するものでもないが、本発明が以上の利点を有する理由は、以下のとおりと推測される。
本発明の水処理システムおよび水処理方法によれば、一次処理手段を通過した処理水に対して物理処理するため、一次処理手段を通過した処理水に対して物理処理を行わない場合よりも、不純物成分の濃度を低くできる。前記不純物には大腸菌などの細菌類も含まれることから、処理水は細菌類が完全に除去された無菌水となる。
本発明の水処理システムおよび水処理方法によれば、物理処理の前に生物処理も物理化学処理も行わない場合よりも、物理処理において少ない面積のろ過膜であっても十分な処理水量(通水量)を維持でき、逆洗の回数を減らせる。そのため、設備コスト、処理コストおよび管理コストを低くすることができる。
本発明の水処理システムおよび水処理方法によれば、一次処理手段を通過した処理水に対して無機凝集剤およびキレート剤を添加して溶存するカドミウムなどの重金属イオンを懸濁物に変え、水に含まれる不純物成分と一緒に無機凝集剤で限外ろ過膜の孔径より大きな大きさまで凝集させ、物理処理する。そのため、一次処理手段を通過した処理水に対して物理処理の前に無機凝集剤およびキレート剤を添加しない場合よりも溶存成分を含む不純物成分の濃度を低くでき、さらに限外ろ過膜の孔内への不純物の進入を防ぐことが出来る。孔内に侵入せず、孔の外に堆積した不純物は、限外膜の外側からの洗浄で容易に除去でき、洗浄時間の短縮効果や膜の延命効果が得られる。
特開2014−61506、特表2009−509737号公報などで、一次処理手段を通過した処理水に対し、物理処理の前に無機凝集剤を添加せずに限外ろ過などの物理処理をしていたことから、微細な懸濁物が物理処理装置の細孔内に詰まることで発生するファウリングの問題で経済性や処理性に大きな問題を抱えていた。本発明の水処理システムの管理方法は、本発明の水処理システムを管理するものである。本発明によれば、この問題は凝集剤が懸濁物を粗大化させ、細孔詰まりを生じず、ファウリングトラブルが発生し難くなることがわかった。さらに、本発明では、一次処理手段を通過した前記処理水(一次処理水)のCODおよび/または紫外線吸収量を設定値未満とする管理を取り入れることで、物理処理でのファウリングを抑制し、逆洗間隔の延長および処理流量の増大を可能とした。すなわち、本発明の水処理システムの管理方法では、一次処理手段を通過した前記処理水のCODおよび/または紫外線吸収量を設定値未満でない場合に前記処理水の少なくとも一部を前記一次処理手段に戻す工程を含むことが好ましい。
特開2014−61506、特表2009−509737号公報の水に凝集剤を加えてから固体と液体を分離する物理化学処理をした処理水に対し、ろ過膜などを用いて物理処理を行って処理水中の固体濃度をさらに減らす方法であるが、溶解している重金属成分を排水から取り除く作用はなかった。本発明は凝集剤の一部に重金属を水に不溶な状態に変えるキレート剤を適切量用いることで、溶存するカドミウムなどの重金属を排水規制値以下にまで除去できる点で優れている。
本発明の水処理システムおよび水処理方法では、高濃度で不純物を含む原水を用いた場合であっても、最終的に得られる浄化水の不純物濃度を非常に低くすることができる。特に、カドミウムを高濃度(0.1mg/L以上)含む原水を用いた場合であっても、確実に水質汚濁防止法の放流規制値(0.03mg/L)未満のカドミウム濃度の浄化水を得られる。
本発明の水処理システムおよび水処理方法で物理処理の後に最終的に得られる浄化水は、大腸菌などの菌類を含まない清澄な水である。そのため、衛生上の観点から海水の代わりに水道水を使用しているような水産加工分野では、得られた浄化水を水道水に替えて使用できるメリットも期待できる。
以下、本発明の水処理システムおよび水処理方法の好ましい態様について説明する。
<水処理システムの構成>
本発明の水処理システムの構成の好ましい態様を図面に基づいて説明する。本発明は図面に示された具体的な構成によって限定されるものではない。
図1は、本発明の水処理システムの構成の一例を示す概略図である。図1に示す水処理システムは、原水1を通過させて処理水を得る一次処理手段11と、一次処理手段11の下流に配置される処理水2に無機凝集剤およびキレート剤を添加する手段13と、無機凝集剤およびキレート剤を添加する手段13の下流に配置される処理水2に物理処理を行う手段12を有する。無機凝集剤およびキレート剤の添加量は特に制限はない。処理水の制御手段31で測定した処理水2の水質(例えば、処理水中のカドミウムなどの重金属濃度、COD、BOD、SS濃度、濁度)に応じて無機凝集剤およびキレート剤を添加する手段13から所望の量の無機凝集剤およびキレート剤を処理水2に添加することが好ましい。
図1に示すとおり、本発明の水処理システムは、一次処理手段11の下流かつ物理処理を行う手段12の上流に、処理水のpHを調整する手段14を有することが好ましい。ただし、本発明の水処理システムは、使用する原水と凝集剤の種類などによっては、pHを調整する手段14を有さなくてもよい。処理水のpHを調整する手段14は、処理水の制御手段31で測定した処理水2のpHに応じて、pHを調整する手段14から所望の量のpH調整剤を処理水2に添加することが好ましい。
本発明の水処理システムは、物理処理を行う手段12を下流から上流に向けて逆洗するための逆洗の制御手段32を有することが好ましい。特に、物理処理が限外ろ過膜を用いたろ過である場合、本発明の水処理システムが逆洗の制御手段32を有することが好ましい。逆洗に用いられる逆洗水5は特に制限はないが、本発明の水処理システムからの浄化水3を利用してもよい。
本発明の水処理システムは、処理水2の少なくとも一部を返送処理水4として一次処理手段11に戻す手段(不図示。例えば、任意のポンプなど)を含むことが好ましい。特に、一次処理手段11を通過した処理水2のCODおよび/または紫外線吸収量が設定値未満でない場合に、処理水2の少なくとも一部を返送処理水4として一次処理手段11に戻すことが好ましい。
本発明の水処理システムは、図1に示すとおり一次処理手段11、処理水の制御手段31、物理処理を行う手段12の各手段が、汚泥21を排出できることが好ましい。なお、処理水の制御手段31から汚泥21と返送処理水4を排出する場合、返送処理水4は返送汚泥を含んでいてもよい。
次に、本発明の水処理システムを構成する各手段の好ましい態様について説明する。
<一次処理手段>
本発明の水処理システムは、原水を生物処理を行う手段および物理化学処理を行う手段のうち少なくとも一方を通過させて処理水を得る一次処理手段を含む。
原水としては、例えば上水道に用いられる上水を挙げることができる。原水としては、排水、廃水、汚水なども用いることができる。
原水中に溶解している成分、例えばカドミウム等の重金属を除去する場合、キレート剤など除去したい溶解成分に適した凝集剤と十分に反応させて水に不溶な懸濁物に変えた後、限外ろ過膜などの物理処理で懸濁物を原水から分離し、前記汚濁成分を含まない水を得ることができる。前記処理方法を鋭意検討する中で、原水中に有機物、とりわけ水産加工排水などに多く含まれるタンパクや油脂が前記物理処理前に添加するキレート剤等の凝集剤との反応を阻害し、凝集剤の必要量が増加すること、さらに前記有機物は限外ろ過膜表面に付着してろ過を妨げたり、原水の粘性を上げて前記限外ろ過膜の通過抵抗を大きくし、膜の逆洗頻度が上昇したり、必要な膜面積が増加するなど種々の阻害要因になることを見出し、一次処理で原水のCOD(マンガン)を160mg/L以下、好ましくは120mg/L以下、もっとも好ましくは80mg/L以下とすることで、前記凝集剤や膜面積を増やすことなく、カドミウム等の水に溶存している物質を確実に除去できることを見出した。一次処理の指標はBODで代替することも可能であり、一次処理で原水のBODは50mg/L以下、望ましくは30mg/L以下、もっとも望ましくは20mg/L以下であった。紫外線吸収量の設定値は濁度または色度の影響を受けることから、CODとの相関を確認して設定する。
一次処理としては、凝集沈殿処理および加圧浮上処理などの物理化学処理、および活性汚泥処理および生物膜ろ過処理および生物膜処理および嫌気性生物処理などの生物処理のいずれか、もしくは複数の処理方法を組み合わせて実施することが可能である。適切な処理方法を選択し、組み合わせることで、費用対効果に優れた処理が可能となる。
重金属含有水である原水としては、例えば水産加工排水が挙げられる。水産加工排水とは、水産加工事業所から排出される排水であり、主に、魚類、貝類及び魚卵由来の有機物や重金属を含む排水である。特に、ホタテの中腸腺やイカの肝臓、カニの内臓にはカドミウムが含まれることから、これら軟体動物や甲殻動物を加工する水産加工場からはカドミウムを含む排水が排出される。このため、本発明を水産加工排水に好ましく用いることができる。水産加工排水は、通常、BOD濃度が10〜5000mg/L、COD濃度が30〜3000mg/L、塩分濃度が0〜20%、カドミウム濃度が0〜3mg/L、亜鉛濃度が0〜30mg/L、鉄濃度が0〜30mg/Lである。
なお、本発明は、水産加工場より排出される重金属含有排水の処理において、顕著な効果を奏するが、これ以外の原水、例えば、非鉄金属業やメッキ工場、半導体工場等より排出される重金属含有排水の処理に適用することもできる。
本発明において処理し得る原水の量は特に制限されないが、本発明では、多量の原水を処理することが可能である。具体的には、一日当たり500m3以上の原水を処理することも可能である。本発明は多量の原水を効率よく処理できる。
凝集剤を添加する手段は、一次処理した原水(図1において、一次処理手段11を通過した直後の処理水2に対応する)に凝集剤およびpH調整用の薬品を加えた後、適切な混合時間でよく混合し、続く物理処理に供給する。キレート剤としては、カドミウムなどの除去したい溶存重金属の種類に応じて王子フロックL−1などを含有量に応じて添加する必要がある。キレート剤に変えて硫化ナトリウムを採用することも可能であるが、硫化水素の安全対策および腐食対策が必要となる。無機凝集剤としては、PAC(ポリ塩化アルミニウム)または硫酸バンドのアルミ系凝集剤またはポリ鉄または塩化第一鉄または塩化第二鉄の鉄系凝集剤のいずれかを適当量加える。無機凝集剤の添加量は、一次処理した原水に対し無機凝集剤の酸化物固形量換算で100mg/L未満であることが望ましい。無機凝集剤の添加量がこれ未満であると、無機凝集剤に要する費用をより低減することができる。また、無機凝集剤の添加量がこれ未満であると、副生する汚泥の発生量をより低減することができ、従って、その汚泥の処分費をより低減することができる。
キレート剤は除去したい重金属以外の成分、例えば亜鉛やアルミ、鉄とも反応するため溶解成分中に亜鉛やアルミ、鉄が多い場合はキレート剤2から5倍量の添加が必要となる。一次処理が不十分で原水のCODまたはBODが規定より高い場合でもキレート剤の必要量が増し、この場合2〜10倍の添加が必要となるが、CODまたはBODが規定より著しく高い場合はキレート剤を増やしても目標レベルまでカドミウム等の溶存成分を除去できない。キレート剤の添加量は、一次処理した原水に対して10mg/L未満であることが望ましい。キレート剤の添加量がこれ未満であると、キレート剤に要する費用をより低減することができる。
物理処理に供する際の原水のpHは4から10であることが望ましく、5から9であることがさらに望ましく、6から8であるこが最も望ましい。前記範囲を超えてpHが高くなった場合、炭酸カルシウムが物理処理装置に付着するスケールトラブルの原因となり、前記範囲を超えて低い場合はキレート剤等の凝集剤の効果が十分発揮できなくなり、さらにアルミ系もしくは鉄系の凝集剤のフロック生成が不能もしくは阻害され、重金属等の溶解成分の除去性能が落ちたり、物理処理装置を汚濁するトラブルの原因となる。pH調整剤としては、例えば、水酸化ナトリウムや水酸化カルシウム等が挙げられる。
物理処理としては、精密ろ過膜(MF膜)もしくは限外ろ過膜(UF膜)を用いる。膜の形態は中空糸もしくは平膜とし、クロスフロー方式もしくはデッドエンド方式で原水を処理する。省エネの観点からデッドエンド方式が望ましいが、前記一次処理でCODもしくはBODを管理することで、デッドエンド方式を採用できる。デッドエンド方式の場合5から120分に1回の頻度で膜表面の洗浄を行うのが望ましく、前記頻度は10から60分に1回がさらに望ましく、20から40分に1回が最も望ましい。
物理処理は、装置表面に微生物が繁殖して堆積するバイオファウリングの問題を潜在的に有する。前記一次処理でCODもしくは紫外線吸収量を管理することで、バイオファウリングの進行速度を抑制でき、バイオファウリングの洗浄頻度を下げることができる。本発明の水処理システムの管理方法では、物理処理を行う手段を(下流から上流に向けて)逆洗する工程を24時間に1回以上の頻度で含むことが好ましい。具体的には、バイオファウリングの洗浄は、例えば次亜塩素酸ナトリウムを用いて、1時間から48時間に1回実施することが望ましく、6時間から36時間に1回実施することがさらに望ましく、12時間から24時間に1回実施することが最も望ましい。
以下、原水として重金属含有水を用いる場合を例に挙げて本発明のより好ましい態様を説明するが、本発明は原水として重金属含有水を用いる場合に限定されるものではない。
物理処理に限外ろ過膜もしくは精密ろ過膜を採用することで、大腸菌などの細菌類を原水から完全に除去し、無菌水を得ることが出来る。前記物理処理水はナノろ過膜(NF膜)もしくは逆浸透膜(RO膜)でそのまま処理することが可能であり、容易に脱塩水が得られる。
重金属含有水に含まれる重金属としては、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、錫(Sn)、ニッケル(Ni)、鉛(Pb)、カドミウム(Cd)等が挙げられる。カドミウムは、国連機関による耐容摂取量の設定を受け、水質汚濁防止法の排水基準が0.03mg/L以下に強化された(環境省「水質汚濁防止法に基づく排出水の排出、地下浸透水の浸透等の規制に係る項目の許容限度等の見直しについて(報告案)」)。
本発明の水処理システムや水処理方法は、原水に含まれる水に不溶な沈殿、溶質または分散物がカドミウムまたはカドミウムイオンである場合に特に好ましく用いることができる。特に本発明の水処理システムや水処理方法によれば、一次処理でCODもしくは紫外線吸収量を前記範囲内とした原水に、凝集剤を加えてpHを調整後、物理処理することでカドミウム含有量が0.03mg/L以下の浄化水を生成することができる。そのため、本発明の水処理システムや水処理方法は、排水中のカドミウム濃度を上記基準値以下とし得る画期的方法であり、水産加工事業所から排出されるカドミウムを含む排水を処理するために特に好ましく用いられる。
[無菌水製造方法、抗菌水製造方法]
本発明の無菌水製造方法は、本発明の水処理システムを用いてまたは本発明の水処理方法により原水を処理することにより無菌水を製造する工程を有する。
また、本発明の抗菌水製造方法は、本発明の無菌水製造方法により得られる無菌水に対して1〜1000ppmの抗菌剤を添加することにより抗菌水を製造する工程を有する。すなわち、本発明の水処理システムを用いてまたは本発明の水処理方法により得られる浄化水(本発明の無菌水製造方法で製造される無菌水)に対して、1〜1000ppmの抗菌剤を添加することにより、抗菌水を製造することができる。本発明の無菌水製造方法で製造される無菌水は、有機物を含んでいるため、放置しておくと、該無菌水中で菌が増殖する可能性がある。そのため、無菌水中で菌が増殖しないようにするために、無菌水中に抗菌剤を添加することが好ましい。抗菌剤としては、例えば、次亜塩素酸等の塩素系薬剤を使用することができる。抗菌剤として次亜塩素酸を用いる場合には、無菌水に対して、夏場は10〜1000ppm、冬場は1〜300ppmの濃度で次亜塩素酸塩を添加することができる。
以下に実施例と比較例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す薬品、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
なお、実施例3は参考例である。
(実施例1)
水産加工場の排水を原水(被処理水)として用いて下記の処理を行った。まず、水産加工場の排水に対して活性汚泥処理を行った。得られた処理水の紫外線吸収量から換算したCOD濃度は42〜76mg/Lであった。また、この処理水のカドミウム濃度は0.02mg/L〜0.09mg/Lで推移した。この処理水に対して、キレート剤1mg/Lおよび10%PAC50mg/Lを添加した。これを、水酸化ナトリウムでpHを7.0に調整した後、孔径0.02μmの限外ろ過膜で処理した。この方法により得られた浄化水のカドミウム濃度は常に0.03mg/L未満となった。また、この方法により得られた浄化水から大腸菌は検出されなかった。30分に1回の逆洗浄および1日1回の次亜塩素酸ナトリウム溶液洗浄を行うことで、この限外ろ過膜は4か月間に渡って1.0m3/m2・日の透過流量を維持できた。
(実施例2)
処理水に対する10%PACの添加量を200mg/Lとした以外は実施例1と同じ条件で処理を行った。実施例1と同一差圧にて1.4m3/m2・日の透過流量を維持できた。この処理により得られた浄化水のカドミウム濃度は常に0.03mg/L未満となった。
(比較例1)
COD濃度380mg/Lの水産加工場の(活性汚泥処理などの生物処理も物理化学処理もしていない)排水を原水(被処理水)として用いた。この被処理水のカドミウム濃度は0.12mg/Lであった。この被処理水に対し、キレート剤2mg/Lおよび10%PAC3000mg/Lを添加した。これを、水酸化ナトリウムでpHを7.0に調整した後、孔径0.02μmの限外ろ過膜で処理した。この処理により得られた水のカドミウム濃度は0.027mg/Lであった。限外ろ過膜の透過流量は0.3m3/m2・日であったが、2時間ごとに次亜塩素酸ナトリウム溶液でバイオファウリングを除去することが必要となり、実操業には至らなかった。
(実施例3)
水産加工場の排水を活性汚泥処理した処理水を用いて以下の処理を行った。この処理水の紫外線吸収量から換算したCOD濃度は53mg/Lであった。この処理水のカドミウム濃度は0.083mg/Lであった。この処理水に、キレート剤1mg/Lおよび10%PAC50mg/Lを添加した。これを、孔径0.02μmの限外ろ過膜で処理した。限外ろ過膜の透過流量は1.0m3/m2・日で、限外ろ過膜により得られた浄化水のpHは4.2であった。この処理により得られた水のカドミウム濃度は0.048mg/Lであった。
(比較例2)
COD濃度370mg/Lの水産加工場の(活性汚泥処理などの生物処理も物理化学処理もしていない)排水を原水(被処理水)として用いた。この被処理水のカドミウム濃度は0.11mg/Lであった。この被処理水に、キレート剤2mg/Lおよび10%PAC50mg/Lを添加した。これを、水酸化ナトリウムでpHを7.0に調整した後、孔径0.02μmの限外ろ過膜で処理した。限外ろ過膜の透過流量は0.2m3/m2・日であった。この処理により得られた水のカドミウム濃度は0.098mg/Lであった。
(比較例3)
キレート剤を添加しなかったこと以外は実施例1と同じ条件で処理を行った。この条件で処理することによって得られた水のカドミウム濃度は0.081mg/Lであった。
(比較例4)
10%PACを添加しなかったこと以外は実施例1と同じ条件で処理を行った。洗浄による差圧の回復が不十分となり、3日後に通水不能となった。
(実施例4)
実施例1で得た浄化水に対して遊離残留塩素濃度が1ppmとなるように次亜塩素酸ナトリウムを添加することにより抗菌水を得た。この抗菌水を2m3の貯留槽に室温(25℃)で1週間放置した。放置された抗菌水から大腸菌は検出されなかった。
(比較例5)
実施例1で得た浄化水をそのまま2m3の貯留槽に室温(25℃)で1週間放置した。放置された抗菌水から10000個/mLの大腸菌群が検出された。
(実施例5)
COD濃度が63mg/Lの水産加工排水に0.1mg/L相当の塩化カドミウムを添加した試験水を処理水とした以外は実施例1と同じ条件で処理を行った。この処理により得られた浄化水のカドミウム濃度は0.03mg/L未満となった。
1 原水
2 処理水
3 浄化水
4 返送処理水
5 逆洗水
11 一次処理手段
12 物理処理を行う手段
13 無機凝集剤およびキレート剤を添加する手段
14 pHを調整する手段
21 汚泥
31 処理水の制御手段
32 逆洗の制御手段

Claims (10)

  1. 水産加工排水である原水を生物処理することによりCODが160mg/L以下の処理水を得る一次処理手段と、
    前記一次処理手段の下流に配置される前記処理水に無機凝集剤およびキレート剤を添加する手段と、
    前記無機凝集剤およびキレート剤を添加する手段の下流に配置される前記処理水に対して精密ろ過膜又は限外ろ過膜を用いたろ過である物理処理を行う手段を有し、
    前記一次処理手段の下流かつ前記物理処理を行う手段の上流に、前記処理水のpHを6から8に調整する手段を有する水処理システム。
  2. 前記無機凝集剤の添加量が、一次処理した原水に対し前記無機凝集剤の酸化物固形量換算で100mg/L未満であり、前記キレート剤の添加量が、一次処理した原水に対して10mg/L未満である請求項1に記載の水処理システム。
  3. 前記原水がカドミウムを含有する請求項1または2に記載の水処理システム。
  4. 前記物理処理後の浄化水のカドミウム濃度が0.03mg/L以下である請求項3に記載の水処理システム。
  5. 水産加工排水である原水を生物処理することによりCODが160mg/L以下の処理水を得る一次処理工程と、
    前記一次処理工程の下流で前記処理水に無機凝集剤およびキレート剤を添加する工程と、
    前記無機凝集剤およびキレート剤を添加する工程の下流で精密ろ過膜又は限外ろ過膜を用いたろ過である物理処理を行う工程を有し、
    前記一次処理工程の下流かつ前記物理処理を行う工程の上流に、前記処理水のpHを6〜8に調整する工程を有する水処理方法。
  6. 前記原水がカドミウムを含有し、前記物理処理後の浄化水のカドミウム濃度が0.03mg/L以下である請求項5に記載の水処理方法。
  7. 請求項1〜のいずれか一項に記載の水処理システムを用いてまたは請求項5および6のいずれか一項に記載の水処理方法により原水を処理することにより無菌水を製造する工程を有する無菌水製造方法。
  8. 請求項7に記載の無菌水製造方法により得られる無菌水に対して1〜1000ppmの抗菌剤を添加することにより抗菌水を製造する工程を有する抗菌水製造方法。
  9. 水産加工排水である原水を生物処理することによって処理水を得る一次処理手段と、
    前記一次処理手段の下流に配置される前記処理水に無機凝集剤およびキレート剤を添加する手段と、
    前記無機凝集剤およびキレート剤を添加する手段の下流に配置される前記処理水に対して精密ろ過膜又は限外ろ過膜を用いたろ過である物理処理を行う手段を有し、
    前記一次処理手段の下流かつ前記物理処理を行う手段の上流に、前記処理水のpHを6〜8に調整する手段を有する水処理システムの管理方法であって、
    前記一次処理手段において、生物処理された水のCODを求め、前記CODが160mg/L以下ではないと判定をした場合に、前記生物処理された水の少なくとも一部をさらに生物処理することにより、前記一次処理手段を通過した処理水のCODが160mg/L以下となるように管理する、水処理システムの管理方法。
  10. 前記物理処理を行う手段を逆洗する工程を24時間に1回以上の頻度で行うように制御する請求項9に記載の水処理システムの管理方法。
JP2015223031A 2015-06-22 2015-11-13 水処理システム、水処理方法、無菌水製造方法、抗菌水製造方法および水処理方法の管理方法 Active JP6015841B1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015124493 2015-06-22
JP2015124493 2015-06-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP6015841B1 true JP6015841B1 (ja) 2016-10-26
JP2017006899A JP2017006899A (ja) 2017-01-12

Family

ID=57197551

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015223031A Active JP6015841B1 (ja) 2015-06-22 2015-11-13 水処理システム、水処理方法、無菌水製造方法、抗菌水製造方法および水処理方法の管理方法
JP2015253331A Active JP6589627B2 (ja) 2015-06-22 2015-12-25 水処理システム、水処理方法および水処理方法の管理方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015253331A Active JP6589627B2 (ja) 2015-06-22 2015-12-25 水処理システム、水処理方法および水処理方法の管理方法

Country Status (1)

Country Link
JP (2) JP6015841B1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6550084B2 (ja) * 2017-01-18 2019-07-24 株式会社大都技研 遊技台
US10851004B2 (en) * 2017-04-12 2020-12-01 Seaon, LLC Waste water treatment method and apparatus
JP7119568B2 (ja) * 2018-05-23 2022-08-17 王子ホールディングス株式会社 水処理装置および水処理方法
JP6935924B2 (ja) * 2018-06-15 2021-09-15 株式会社ノアテック 高濃度の懸濁物質を含む排水、汚泥の処理システム

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0515879A (ja) * 1991-07-15 1993-01-26 Suntory Ltd 循環使用水処理装置
JPH09192675A (ja) * 1996-01-25 1997-07-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 廃水の処理方法
JPH1076279A (ja) * 1996-09-03 1998-03-24 Ebara Corp 重金属含有排水の処理方法
JPH10118664A (ja) * 1996-10-24 1998-05-12 Kansai Electric Power Co Inc:The シアン化合物及び有機物を含有する排水の処理方法
JPH11262799A (ja) * 1998-03-17 1999-09-28 Hitachi Zosen Corp 排水処理方法
JP2002011498A (ja) * 2000-06-28 2002-01-15 Atlas:Kk 浸出水の処理装置
JP2014061506A (ja) * 2012-09-24 2014-04-10 Hitachi Ltd 液体処理設備

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0515879A (ja) * 1991-07-15 1993-01-26 Suntory Ltd 循環使用水処理装置
JPH09192675A (ja) * 1996-01-25 1997-07-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 廃水の処理方法
JPH1076279A (ja) * 1996-09-03 1998-03-24 Ebara Corp 重金属含有排水の処理方法
JPH10118664A (ja) * 1996-10-24 1998-05-12 Kansai Electric Power Co Inc:The シアン化合物及び有機物を含有する排水の処理方法
JPH11262799A (ja) * 1998-03-17 1999-09-28 Hitachi Zosen Corp 排水処理方法
JP2002011498A (ja) * 2000-06-28 2002-01-15 Atlas:Kk 浸出水の処理装置
JP2014061506A (ja) * 2012-09-24 2014-04-10 Hitachi Ltd 液体処理設備

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017006902A (ja) 2017-01-12
JP6589627B2 (ja) 2019-10-16
JP2017006899A (ja) 2017-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pandey et al. Fouling in reverse osmosis (RO) membrane in water recovery from secondary effluent: a review
US20150360983A1 (en) Water reuse system and method
US20110163032A1 (en) High recovery sulfate removal process
JP6015841B1 (ja) 水処理システム、水処理方法、無菌水製造方法、抗菌水製造方法および水処理方法の管理方法
EP2990386A1 (en) Water treatment system and water treatment method
AU2020367205A1 (en) Process and apparatus for water treatment
JP7299022B2 (ja) メンブレンバイオリアクターにおけるリン析出およびメンブレンフラックスの改善
Widiasa et al. Membrane-based recirculating aquaculture system: Opportunities and challenges shrimp farming
Azmi et al. The Effect of Operating Parameters on Ultrafiltration and Reverse Osmosis of Palm Oil Mill Effluent for Reclamation and Reuse of Water.
JP5238778B2 (ja) 淡水化システム
IE86828B1 (en) Rainwater purification system
An et al. Integration of submerged microfiltration and cold plasma for high-strength livestock excreta
CN215365310U (zh) 彩涂废水处理系统
JP7119568B2 (ja) 水処理装置および水処理方法
WO2013058125A1 (ja) 海水淡水化方法および海水淡水化装置
CN112533874A (zh) 作为用于废水处理的添加剂的阳极电解液
CN104016551A (zh) 基于生物化学处理的高盐度工业废水处理方法
Al-Shammari et al. Treatment of Dairy Wastewater Effluent Using Submerged Membrane Microfiltration System
Zhang et al. Application of Membrane Separation Technology in Electroplating Wastewater Treatment and Resource Recovery: A Review.
Walsh et al. Blending membrane treated WTP waste residuals with finished water: impacts to water quality and biofilm formation
Dixon et al. Algal biomass pretreatment in Seawater Reverse Osmosis.
Diallo et al. Evaluation of the potential ultrafiltration to improve the quality of secondary effluents in tertiary treatment and reuse
Ray et al. Membrane Bioreactors: An Advanced Technology to Treat Industrial Waste Water
CN102452767A (zh) 城市中水的处理及回用方法
CN113526767A (zh) 彩涂废水处理系统及处理方法

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20160426

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160830

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160912

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6015841

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250