JP6210008B2 - 水処理装置 - Google Patents
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Description
前記相分離槽から流出した上層液に微細気泡を吹き込み、該上層液中に溶解している温度感応性薬剤を微細気泡とともに浮上分離させる泡沫分離槽と、
温度感応性薬剤を分離され、前記泡沫分離槽から流出する液を膜処理し、膜ろ過水と第二の膜濃縮水を得る膜処理装置と、
前記泡沫分離槽で生成した温度感応性薬剤を伴う泡沫を抜き出し気液分離する気体分離器と、
前記第二の膜濃縮水と前記気体分離器で分離された温度感応性薬剤を前記順浸透膜処理装置から流出する希釈誘引溶液に混合する手段とを有する水処理装置
を提供するものである。
精密膜ろ過のほか、限外膜ろ過、砂ろ過等のろ過処理が用いることができる。限外膜ろ過の材質は精密膜ろ過と同様のものが用いられる。
順浸透膜処理装置は、ろ過処理した被処理水と、温度感応性薬剤を水に溶解した高浸透圧の誘引溶液を半透膜を介して接触させ、前記被処理水中の水を前記半透膜を通して前記誘引溶液に移動させ、水で希釈された希釈誘引溶液と第一の膜濃縮水を得る装置である。
順浸透膜処理装置から流出する希釈誘引溶液を曇点以上の温度まで加温して、温度感応性薬剤の少なくとも一部を凝集させる手段である。この凝集物は、温度感応性薬剤の濃厚溶液が相分離したものである。
相分離槽は、前記加温手段で加温した希釈誘引溶液を温度感応性薬剤の濃厚相液と温度感応性薬剤濃度の低い希薄相液に相分離する槽である。
前記相分離槽から流出した下層液は、これを前記誘引溶液の曇点より低い温度に冷却することで水に溶解させて誘引溶液に再生する。この温度は広い範囲で採用可能であるが、経済性を考慮すると常温かそれより高い温度が好ましい。この冷却熱源としては、被処理水あるいは順浸透膜処理装置において得られた希釈誘引溶液を用いることがエネルギーの効率利用の点で好ましい。
泡沫分離槽は、前記相分離槽から流出した上層液に微細気泡を吹き込み、該上層液中に溶解している温度感応性薬剤を微細気泡とともに浮上分離させる槽であり、槽体の底部あるいはその近傍に気泡発生部が設けられ、上層液の入口と発生した泡沫の出口を有するものである。本発明では、気泡は直径が常圧100μm以下、特に1〜50μm程度のものが好ましく、気泡発生部には、微細な孔を有する膜や多孔質から気泡を発生させる方式、液の流動を利用して気泡を微細化する方式(旋回流式、スタティックミキサー式、エジェクター式、キャビテーション式)、水中にガスを加圧溶解させて急激に開放することで過飽和となったガスが水中に微細気泡として生成する加圧溶解式などを用いる。泡沫分離槽においては泡沫が増加していくので泡沫の出口は泡沫分離槽の上部に設けてそこから泡沫を溢流させればよい。泡沫分離槽内には、攪拌機を設けることができる。吹き込む気体は、不活性な気体が好ましく、安価で入手が安易な点で特に窒素が好ましい。不活性ガスは回収して繰返し使用するのがよい。このような微細な気泡による泡沫分離により、希薄相の感温性薬剤濃度は、5〜10%程度から、0.1〜5%程度に低減することができる。
膜処理装置では、温度感応性薬剤が分離されて、前記泡沫分離槽から流出する液をナノろ過膜や逆浸透膜などで膜ろ過して、そこに残存している温度感応性薬剤や凝集用固体粒子を除去する。膜ろ過水は淡水であり、飲料水などに利用できる。膜ろ過されないで残った第二の膜濃縮水は、温度感応性薬剤が含まれているので、相分離槽に循環するのがよい。あるいは、濃縮して誘引溶液として順浸透膜処理装置に直接返送することもできる。
気体分離器は、前記泡沫分離槽から排出された泡沫を気液分離するものであり、そこでは破泡が行われる。気体分離器には、例えば、発生した泡沫を一時的に溜めて、泡が次第に合一して消えることで下部から液が、上部からガスが取り出される容器を用いる。
前記第二の膜濃縮水と前記気体分離器で分離された温度感応性薬剤を前記順浸透膜処理装置から流出する希釈誘引溶液に混合する手段であり、これは単なる配管の接続によってもよく、混合槽を設けてもよい。
2a 第一の膜濃縮水
2b 第二の膜濃縮水
3 半透膜
4 誘引溶液
4a タンク
5 希釈誘引溶液
5a タンク
6 上層液
7 下層液
8 膜ろ過水
10 順浸透膜処理装置
11 相分離槽
12 膜ろ過装置
13 後処理装置
14 加温器
15 冷却器
16 熱交換器
17 微細気泡発生器
18 泡沫分離槽
18a 泡沫
18b 液
19 気体分離器
Claims (4)
- 被処理水と、温度感応性薬剤を水に溶解した誘引溶液を半透膜を介して接触させ、前記被処理水中の水を前記半透膜を通して前記誘引溶液に移動させ、水で希釈された希釈誘引溶液と第一の膜濃縮水を得る順浸透膜処理装置と、前記順浸透膜処理装置から流出する希釈誘引溶液を前記誘引溶液の曇点以上の温度まで加温する加温手段と、前記加温手段で加温した希釈誘引溶液を、温度感応性薬剤濃度の高い下層液と温度感性薬剤濃度の低い上層液とに相分離する相分離槽と、前記相分離槽から流出した下層液を前記誘引溶液の曇点以下の温度まで冷却する冷却手段と、前記冷却手段で冷却された前記下層液を前記順浸透膜処理装置に循環する循環手段と、
前記相分離槽から流出した上層液に微細気泡を吹き込み、該上層液中に溶解している温度感応性薬剤を微細気泡とともに浮上分離させる泡沫分離槽と、
温度感応性薬剤を分離され、前記泡沫分離槽から流出する液を膜処理し、膜ろ過水と第二の膜濃縮水を得る膜処理装置と、
前記泡沫分離槽で生成した温度感応性薬剤を伴う泡沫を抜き出し気液分離する気体分離器と、
前記第二の膜濃縮水と前記気体分離器で分離された温度感応性薬剤を前記順浸透膜処理装置から流出する希釈誘引溶液に混合する手段とを有する水処理装置。 - 誘引溶液の曇点が30℃〜80℃の範囲にあることを特徴とする請求項1に記載の水処理装置。
- 前記気体分離器で分離された気体を泡沫分離槽に吹き込む気体として循環使用することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の水処理装置。
- 相分離槽から流出する下層液と前記希釈誘引溶液との熱交換手段を有することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の水処理装置。
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