JP6523183B2 - Water treatment method, water treatment apparatus and water treatment system - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、水処理方法、水処理装置および水処理システムに関する。 Embodiments of the present invention relate to a water treatment method, a water treatment apparatus and a water treatment system.
近時、工業の発達や人口の増加により、水資源の有効利用が求められている。水資源の有効利用を図るためには、工業排水や生活排水などの各種の排水を浄化して、再利用することが重要である。排水を浄化するためには、水中に含まれる水不溶物や不純物を分離除去する必要がある。 Recently, with the development of industry and the increase of population, effective use of water resources is required. In order to make effective use of water resources, it is important to purify and reuse various types of drainage such as industrial drainage and domestic drainage. In order to purify the waste water, it is necessary to separate and remove water insolubles and impurities contained in water.
水中に含まれる有機物を分離する方法として、オゾンなどを用いた酸化処理や、OHラジカルと呼ばれる活性種を発生させる促進酸化処理が挙げられる。特に、促進酸化処理は、OHラジカルの強い酸化力により有機物を二酸化炭素にまで分解できるため、高度排水処理として使用されている。促進酸化処理としては、オゾン+過酸化水素、オゾン+紫外線、オゾン+過酸化水素+紫外線、鉄イオン+過酸化水素(フェントン反応)、オゾン+触媒、紫外線+光触媒などが挙げられる。
触媒を用いた促進酸化処理は、薬剤を水中に添加しなくて良い利点があり、様々な研究が行なわれている。例えば、被処理水に、マンガンを含む凝集剤あるいはマンガン化合物を添加して、マンガンイオンの存在下にオゾン処理した後、オゾン処理により生成した二酸化マンガンを生物ろ過で除去する水処理方法が知られている。
Examples of a method of separating an organic substance contained in water include an oxidation treatment using ozone or the like, and an accelerated oxidation treatment that generates an active species called OH radical. In particular, the accelerated oxidation treatment is used as advanced drainage treatment because organic substances can be decomposed to carbon dioxide by the strong oxidizing power of OH radicals. Examples of the accelerated oxidation treatment include ozone + hydrogen peroxide, ozone + ultraviolet light, ozone + hydrogen peroxide + ultraviolet light, iron ions + hydrogen peroxide (Fenton reaction), ozone + catalyst, ultraviolet light + photocatalyst and the like.
The catalyzed accelerated oxidation process has the advantage of not adding the drug into water, and various studies have been conducted. For example, a water treatment method is known in which manganese dioxide generated by ozone treatment is removed by biofiltration after adding a coagulant containing manganese or a manganese compound to treated water and performing ozone treatment in the presence of manganese ions ing.
しかし、被処理水に触媒を添加する水処理方法では、触媒の活性の制御が難しく、触媒の活性が低くなり、有機物の除去効率が低下する場合があった。 However, in the water treatment method in which the catalyst is added to the water to be treated, it is difficult to control the activity of the catalyst, the activity of the catalyst is lowered, and the removal efficiency of the organic matter may be lowered.
本発明が解決しようとする課題は、水中の有機物を促進酸化により、効率よく除去することができる水処理方法、水処理装置および水処理システムを提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a water treatment method, a water treatment apparatus and a water treatment system capable of efficiently removing organic substances in water by accelerated oxidation.
実施形態の水処理方法は、有機物を含む原水中の有機物を促進酸化により除去するための水処理方法であって、マンガンイオン含有被処理水を調製するステップと、マンガンイオン含有処理水を生成させるステップと、マンガンイオンを回収するステップとを持つ。
マンガンイオン含有被処理水を調製するステップは、前記原水にマンガンイオンを供給して、マンガンイオン濃度が0.01mg/L以上10mg/L以下の範囲にあるマンガンイオン含有被処理水を調製する。マンガンイオン含有処理水を生成させるステップは、前記マンガンイオン含有被処理水のpH値であるXと、標準水素電極を比較電極として用いて測定した酸化還元電位値であるY(単位:V)とが下記の式を満足するように、前記マンガンイオン含有被処理水にpH調整剤とオゾンを供給して、前記マンガンイオン含有被処理水中の有機物を促進酸化により除去して、マンガンイオン含有処理水を生成させる。
2≦X≦5
0.8≦Y≦1.5−0.08×X
マンガンイオンを回収するステップは、前記マンガンイオン含有処理水中のマンガンイオンを回収する。
A water treatment method according to an embodiment is a water treatment method for removing organic matter in raw water containing organic matter by accelerated oxidation, which comprises the steps of preparing manganese ion-containing treated water, and generating manganese ion-containing treated water It has a step and a step of recovering manganese ions.
In the step of preparing the manganese ion-containing treated water, manganese ions are supplied to the raw water to prepare a manganese ion-containing treated water having a manganese ion concentration of 0.01 mg / L or more and 10 mg / L or less. In the step of generating the manganese ion-containing treated water, X being the pH value of the manganese ion-containing treated water and Y (unit: V) being the oxidation reduction potential value measured using a standard hydrogen electrode as a comparison electrode A pH adjuster and ozone are supplied to the manganese ion-containing treated water such that organic ions in the manganese ion-containing treated water are removed by accelerated oxidation so that the manganese ion-containing treated water satisfies the following formula. To generate
2 ≦ X ≦ 5
0.8 ≦ Y ≦ 1.5-0.08 × X
In the step of recovering manganese ions, manganese ions in the manganese ion-containing treated water are recovered.
以下、実施形態の水処理方法、水処理装置および水処理システムを、図面を参照して説明する。 Hereinafter, a water treatment method, a water treatment apparatus, and a water treatment system of the embodiment will be described with reference to the drawings.
図1は、マンガン水溶液の熱力学的平衡状態におけるマンガンの形態を示す理論状態図(Eh−pH図)である(図1の出典:地質調査総合センター研究資料集,No.419、インターネット<URL:https://www.gsj.jp/data/openfile/no0419/openfile419j.pdf>)。
図1において、横軸はマンガン水溶液のpHであり、縦軸は標準水素電極を比較電極として用いて測定したマンガン水溶液の酸化還元電位(以下、Ehと表記する)である。この図1の理論状態図から、マンガン水溶液中のマンガンイオンは、pHとEhに依存して種々の形態をとることがわかる。
FIG. 1 is a theoretical phase diagram (Eh-pH diagram) showing the form of manganese in the thermodynamic equilibrium state of a manganese aqueous solution (Source of FIG. 1: Geological Survey of Japan Research Material Collection, No. 419, Internet <URL Https://www.gsj.jp/data/openfile/no0419/openfile419j. Pdf>).
In FIG. 1, the horizontal axis represents the pH of the aqueous manganese solution, and the vertical axis represents the redox potential (hereinafter referred to as Eh) of the aqueous manganese solution measured using a standard hydrogen electrode as a comparison electrode. From the theoretical phase diagram of FIG. 1, it can be seen that the manganese ion in the aqueous manganese solution takes various forms depending on pH and Eh.
発明者らは、マンガン水溶液中でのマンガンイオンの形態がpHとEhに依存することに着目して検討を重ねた結果、ある特定の条件下では、下記の反応式で示すように、従来知られていなかった[MnO]2+という中間体が熱力学的に生成されることを見出し、マンガンイオンの存在下にて促進酸化により水中の有機物を除去するのに最適なpH値とEh値の領域が存在することを見出した。この[MnO]2+は、特に不飽和炭化水素と自発的に反応して分解を促進する特徴を有すると推測される。 As a result of repeated investigations focusing on the fact that the form of manganese ion in a manganese aqueous solution depends on pH and Eh, the inventors have found that under certain conditions, as shown by the following reaction formula, It is found that the intermediate [MnO] 2+ which has not been formed is thermodynamically generated, and the pH value and Eh value regions optimum for removing organics in water by accelerated oxidation in the presence of manganese ions Was found to exist. It is speculated that this [MnO] 2+ particularly has a feature of spontaneously reacting with unsaturated hydrocarbons to promote decomposition.
Mn2+ + O3 → [MnO]2+ + O2 + H2O
ΔE= −39.6kcal/mol
Mn 2+ + O 3 → [MnO] 2+ + O 2 + H 2 O
ΔE = −39.6 kcal / mol
上記の知見を、図2〜4を参照して説明する。
図2は、有機物を含むマンガン水溶液中のマンガンの形態を示す状態図である(実測値)。図2において、横軸はマンガン水溶液のpHであり、縦軸はマンガン水溶液のEhである。なお、pHはpH調整剤によって調整し、Ehはオゾンによって調整した。
マンガン水溶液のpH値(X)が2≦X≦5であって、かつEh値(Y)が0.8≦Y≦1.5−0.08Xである場合、すなわちpH値とEh値とが(II)の領域内にある場合は、促進酸化による有機物の除去効率が高くなる。これは、マンガン水溶液中のマンガンイオンがオゾンと反応して[MnO]2+の形態をとり、この[MnO]2+が有機物と反応することによって、有機物の除去が促進されるためであると考えられる。
The above findings are described with reference to FIGS.
FIG. 2 is a phase diagram showing the form of manganese in an aqueous manganese solution containing an organic substance (measured value). In FIG. 2, the horizontal axis is the pH of the aqueous manganese solution, and the vertical axis is the Eh of the aqueous manganese solution. The pH was adjusted by a pH adjuster, and Eh was adjusted by ozone.
When the pH value (X) of the manganese aqueous solution is 2 ≦ X ≦ 5 and the Eh value (Y) is 0.8 ≦ Y ≦ 1.5-0.08X, that is, the pH value and the Eh value are When it is in the region of (II), the removal efficiency of the organic matter by the accelerated oxidation is high. This is reacted manganese ions in the aqueous solution of manganese is ozone takes [MnO] 2+ form, by the [MnO] 2+ is to react with the organic material is believed to be due to the removal of organic substances is accelerated .
Eh値が(II)の領域よりも高い場合、例えば(I)の領域内にある場合では、水中のマンガンの形態がMnO4 −(過マンガン酸)となってしまう。過マンガン酸も酸化剤として有機物を分解するが、Eh値が(II)の領域内にある方が促進酸化により分解が早い。一方、Eh値が(II)の領域よりも低い場合は、促進酸化が全く起こらないか非常に遅くて水処理に使用することができない。 When the Eh value is higher than the region (II), for example, in the region (I), the form of manganese in water becomes MnO 4 − (permanganic acid). Permanganic acid also decomposes an organic substance as an oxidizing agent, but decomposition is faster due to accelerated oxidation when the Eh value is in the range of (II). On the other hand, if the Eh value is lower than the region (II), no accelerated oxidation occurs or it is too late to be used for water treatment.
pH値が(II)の領域よりも低い場合は、pHが低くなりすぎるため、pHの調整に多量の薬剤が必要となり、また装置を構成する材料として耐酸性の高い材料を用いる必要が生じるため好ましくない。一方、pH値が(II)の領域よりも大きい場合、例えば、(III)の領域内にある場合は、マンガンがMnO2(S)の形態をとりやすく、促進酸化が全く起こらないか非常に遅くて水処理に使用することができない。なお、pH値とEh値が(III)の領域内にあるマンガン水溶液とマンガン化合物粒子とを接触させると、マンガン水溶液中のマンガンイオンがマンガン化合物粒子の表面に析出して、吸着し易くなる。 If the pH value is lower than the region (II), the pH becomes too low, and a large amount of drug is required to adjust the pH, and a material having high acid resistance needs to be used as a component of the device. Not desirable. On the other hand, if the pH value is larger than the region of (II), for example, if it is in the region of (III), manganese is likely to take the form of MnO 2 (S) and there is no accelerated oxidation at all or It is late and can not be used for water treatment. When an aqueous manganese solution having a pH value and an Eh value in the range of (III) is brought into contact with the manganese compound particles, manganese ions in the aqueous manganese solution are precipitated on the surface of the manganese compound particles and easily adsorbed.
図3は、有機物を含むマンガン水溶液に、そのマンガン水溶液のpHを2に維持しながらオゾンを連続的に供給したときのマンガン水溶液のEhとオゾン濃度の経時変化を示すグラフである。図4は、有機物を含むマンガン水溶液に、そのマンガン水溶液のpHを3.6に維持しながらオゾンを連続的に供給したときのマンガン水溶液のEhとオゾン濃度の経時変化を示すグラフである。
図3、4に示すように、マンガン水溶液にオゾンを供給すると、オゾン濃度は、当初は時間の経過と共に上昇するが、その後、減少に転じる。一方、Eh値は、オゾン濃度が減少に転じた時と同時期に急激に上昇し、その後、ほぼ一定の値を示す。オゾン濃度が減少するのは、マンガン水溶液中のマンガンイオンとオゾンとが反応して[MnO]2+が生成することによって、オゾンが消費されるためである。従って、オゾン濃度が減少し、Eh値が一定の値を示している間は、促進酸化による有機物の分解除去が進んでいると考えられる。さらに時間が経過すると、オゾン濃度とEh値は上昇に転じる。オゾン濃度が上昇するのは、マンガン水溶液中の有機物が除去されることによって[MnO]2+が不要となり、オゾンが消費されずに、マンガン水溶液中に残留するためである。Eh値が上昇するのは、オゾン濃度が上昇することによって、マンガンイオンの形態がMnO4−となるためである。
FIG. 3 is a graph showing temporal changes in Eh and ozone concentration of the aqueous manganese solution when ozone is continuously supplied to the aqueous manganese solution containing organic substances while maintaining the pH of the aqueous manganese solution at 2. FIG. 4 is a graph showing temporal changes in Eh and ozone concentration of the manganese aqueous solution when ozone is continuously supplied to the manganese aqueous solution containing an organic substance while maintaining the pH of the manganese aqueous solution at 3.6.
As shown in FIGS. 3 and 4, when ozone is supplied to the manganese aqueous solution, the ozone concentration initially increases with the passage of time, but then decreases. On the other hand, the Eh value rises sharply at the same time when the ozone concentration starts to decrease, and then shows a nearly constant value. The ozone concentration decreases because ozone is consumed by the reaction of manganese ions in the manganese aqueous solution with ozone to generate [MnO] 2+ . Therefore, while the ozone concentration decreases and the Eh value shows a constant value, it is considered that the decomposition and removal of the organic substance is progressing by the accelerated oxidation. As time passes further, ozone concentration and Eh value turn to rise. The ozone concentration increases because the removal of the organic matter in the aqueous manganese solution eliminates the need for [MnO] 2+ , and the ozone is not consumed and remains in the aqueous manganese solution. The Eh value increases because the form of manganese ions becomes MnO 4 − as the ozone concentration increases.
以上の知見に基づく、実施形態の水処理方法は、マンガンイオン含有被処理水を調製するステップと、マンガンイオン含有処理水を生成させるステップと、マンガンイオンを回収するステップとを持つ。 The water treatment method of the embodiment based on the above findings has a step of preparing manganese ion-containing treated water, a step of generating manganese ion-containing treated water, and a step of collecting manganese ions.
マンガンイオン含有被処理水は、マンガンイオン濃度が0.01mg/L以上10mg/L以下の範囲にある。マンガンイオン濃度が上記の範囲よりも低いと実質的な触媒効果が低下するおそれがある。一方、これよりマンガン濃度が上記の範囲よりも高いと水中からのマンガンの回収が困難になるおそれがある。 The manganese ion-containing treated water has a manganese ion concentration in the range of 0.01 mg / L to 10 mg / L. If the manganese ion concentration is lower than the above range, the substantial catalytic effect may be reduced. On the other hand, if the manganese concentration is higher than the above range, recovery of manganese from water may be difficult.
マンガンイオン含有被処理水を調製するステップにおいて、マンガンイオン含有被処理水は、原水にpH調整剤とオゾンを供給して、原水のpH値(X)と、Eh値(Y)とが下記の式を満足するように調整して、原水とマンガン化合物粒子とを接触させて、原水にマンガンイオンを供給することによって調製することができる。原水のpH値(X)と、Eh値(Y)とが下記の式を満足するように調整することによって、マンガンがMnO4−として溶出する。
2≦X≦5
1.5−0.08×X<Y
In the step of preparing the manganese ion-containing treated water, the manganese ion-containing treated water supplies the pH adjuster and ozone to the raw water, and the pH value (X) and the Eh value (Y) of the raw water are as follows. The raw water can be prepared by bringing manganese ions into contact with the raw water by bringing the raw water into contact with the manganese compound particles while adjusting to satisfy the formula. Manganese elutes as MnO 4− by adjusting the pH value (X) of the raw water and the Eh value (Y) to satisfy the following equation.
2 ≦ X ≦ 5
1.5-0.08 × X <Y
マンガン化合物粒子を構成するマンガン化合物の例としては、酸化マンガン(例えば、MnO2、Mn2O3、Mn3O4)、マンガンを含むフェライト(例えば、マンガンフェライトMnFe2O4)、マンガンを含む鉱石などが挙げられる。また、マンガン化合物粒子として、マンガン化合物を表面にコーティングしたろ過砂を用いることもできる。マンガンイオン含有被処理水のマンガンイオン濃度は、原水とマンガン化合物との接触時間および原水のEhとpHの調整により調整できる。
なお、マンガンイオン含有被処理水の調製は、原水とマンガン水溶液とを混合することによっても行うことができる。
Examples of the manganese compound constituting the manganese compound particles include manganese oxide (eg, MnO 2 , Mn 2 O 3 , Mn 3 O 4 ), ferrite containing manganese (eg, manganese ferrite MnFe 2 O 4 ), manganese And ore. Moreover, the filtration sand which coated the manganese compound on the surface can also be used as a manganese compound particle. The manganese ion concentration of the manganese ion-containing treated water can be adjusted by adjusting the contact time between the raw water and the manganese compound and the pH and the Eh of the raw water.
In addition, preparation of a manganese ion containing to-be-processed water can also be performed by mixing raw water and manganese aqueous solution.
また、マンガンイオンを回収するステップにおいて、マンガンイオン含有処理水中のマンガンイオンは、マンガンイオン含有処理水に、pH調整剤とオゾンもしくは次亜塩素酸などの酸化剤を供給して、マンガンイオン含有処理水のpH値(X)とEh値(Y)とが下記の式を満足するように(即ち、図2の(III)の領域内となるように)調整して、マンガンイオン含有処理水とマンガン吸着材粒子とを接触させて、マンガン吸着材粒子にマンガンイオンを吸着させることによって回収することができる。
5<X≦9
0.6≦Y≦1.5−0.08×X
Further, in the step of recovering manganese ions, manganese ions in the manganese ion-containing treated water are supplied with a pH adjuster and an oxidizing agent such as ozone or hypochlorous acid to the manganese ion-containing treated water to carry out manganese ion-containing treatment The pH value (X) and the Eh value (Y) of water are adjusted so as to satisfy the following equation (that is, within the range of (III) in FIG. 2), It can collect | recover by making a manganese adsorbent particle contact and making a manganese adsorbent particle adsorb | suck a manganese ion.
5 <X ≦ 9
0.6 ≦ Y ≦ 1.5-0.08 × X
マンガン吸着材粒子としては、マンガン化合物粒子およびイオン交換樹脂を用いることができる。 Manganese compound particles and ion exchange resins can be used as the manganese adsorbent particles.
実施形態の水処理方法によって除去される原水中の有機物の種類については特に問わない。発明者らの研究の結果、Mn2+とオゾンとの反応により生成する活性種[MnO]2+は、炭素不飽和結合を有する有機物の分解に特に優位に働くことを見出した。従って、実施形態の水処理方法は、炭素不飽和結合を有する有機物の除去に有効である。炭素不飽和結合を有する有機物としては、例えば、フェノールなどに代表されるベンゼン環を有する化合物や、シュウ酸などに代表されるカルボン酸が挙げられる。これらの有機物には、オゾンのみの酸化分解では分解しにくいものも存在するが、実施形態の水処理方法では[MnO]2+を触媒として用いた酸化促進により有機物を分解するので、これらの有機物を迅速に除去することが可能になる。 There is no particular limitation on the type of organic substance in the raw water removed by the water treatment method of the embodiment. As a result of studies by the present inventors, it has been found that the active species [MnO] 2+ formed by the reaction of Mn 2+ and ozone particularly plays a particularly prominent role in the decomposition of the organic substance having a carbon unsaturated bond. Therefore, the water treatment method of an embodiment is effective in removal of the organic matter which has a carbon unsaturated bond. Examples of the organic substance having a carbon unsaturated bond include a compound having a benzene ring represented by phenol and the like, and a carboxylic acid represented by oxalic acid and the like. Among these organic substances, there are substances that are difficult to be decomposed by oxidative decomposition of only ozone, but in the water treatment method of the embodiment, since the organic substances are decomposed by oxidation promotion using [MnO] 2+ as a catalyst, these organic substances It can be removed quickly.
次に、以上の知見に基づいて構成された水処理方法、水処理装置および水処理システムの実施形態についてさらに詳しく説明する。 Next, embodiments of the water treatment method, the water treatment apparatus, and the water treatment system configured based on the above findings will be described in more detail.
(第1の実施形態)
図5は、第1の実施形態に係る水処理システムの模式図である。
図5に示す第1の実施形態の水処理システム1は、図示しない原水貯槽と、促進酸化槽10と、第1充填塔(マンガンイオン供給装置)20a、第2充填塔(マンガンイオン回収装置)20bと、制御装置102とを有している。
原水貯槽は、有機物を含む原水を貯留する槽である。
First Embodiment
FIG. 5 is a schematic view of the water treatment system according to the first embodiment.
The
A raw water storage tank is a tank for storing raw water containing organic matter.
第1充填塔20aは、原水にマンガンイオンを供給してマンガンイオン含有被処理水を調製する装置である。第1充填塔20aは、原水貯槽と配管301を介して接続されている。配管301は、ポンプ50aと三方弁60aとオゾン供給管40aとpH調整剤供給管41aを具備する。三方弁60aからは配管302が分岐しており、この配管302は、図示しない処理水槽に接続されている。オゾン供給管40aは、オゾンを供給するための管である。オゾンは、ガスの状態で供給する。オゾンは図示しないオゾン発生装置で発生させて供給するが、この時の原料は空気または酸素を用いることができる。pH調整剤供給管41aは、酸、アルカリ、緩衝剤などのpH調整剤を供給するための管である。酸の例としては硫酸が挙げられる。アルカリの例としては水酸化ナトリウムが挙げられる。緩衝剤の例としてはリン酸緩衝液が挙げられる。
The first packed
第1充填塔20aは、マンガン化合物粒子201aが充填されている。マンガン化合物粒子201aの形状は通水に支障がなければ特に制限されないが、平均粒子径が0.1〜5mmの範囲にある粒状であることが好ましい。なお、第1充填塔20aの通水方向は特に制限されず、上方向と下方向のどちらでもよい。また、通水方向を横方向としてもよい。第1充填塔20aは、図示しないpHとEhを測定するセンサーを備えている。
The first packed
促進酸化槽10は、第1充填塔20aにて調製されたマンガンイオン含有被処理液中の有機物を促進酸化によって除去して、マンガンイオン含有処理水を生成させる槽である。促進酸化槽10は、第1充填塔20aと配管303を介して接続されている。配管303は、ポンプ50cと酸化剤供給管40dとpH調整剤供給管41dを具備している。酸化剤供給管40dは、オゾン、次亜塩素酸などの酸化剤を供給するための管である。配管303はさらに、三方弁60b、60cを介して接続された配管304を有する。配管304はポンプ50cを使用しない時のバイパスである。
The
促進酸化槽10には、促進酸化槽10内に貯留されたマンガンイオン含有被処理液を撹拌する撹拌機101が設置されている。促進酸化槽10の形状、容量、材質等は、水処理システム1の用途などに応じて適宜決定することができる。促進酸化槽10は、特に制限されないが、オゾンに耐性のある塩化ビニル製やステンレス製であることが好ましい。
また、促進酸化槽10には、マンガンイオン含有被処理水のpHとEhを測定するセンサー103が設置されている。
In the promoting
Moreover, the
第2充填塔20bは、促進酸化槽10にて生成したマンガンイオン含有処理水からマンガンイオンを回収するマンガンイオン回収装置である。第2充填塔20bは、促進酸化槽10と配管305を介して接続されている。配管305は、ポンプ50bと酸化剤供給管40bとpH調整剤供給管41bを具備する。配管305はさらに、三方弁60d、60eを介して接続された配管306を有する。配管306はポンプ50bを使用しない時のバイパスである。
The second packed
第2充填塔20bは、マンガン吸着材粒子201bが充填されている。マンガン吸着材粒子201bの形状は通水に支障がなければ特に制限されないが、平均粒子径が0.1〜5mmの範囲にある粒状が好ましい。マンガン吸着材粒子201bはマンガン化合物粒子201aと別の化合物の粒子でも構わないが、同じ化合物の粒子であることが好ましい。また、第2充填塔20bの通水方向は特に制限されず、上方向と下方向のどちらでもよい。また、通水方向を横方向としてもよい。第2充填塔20bは、図示しないpHとEhを測定するセンサーを備えている。
The second packed
第2充填塔20bは図示しない原水貯留槽と配管307を介して接続されている。配管307は、ポンプ50dと三方弁60fとオゾン供給管40cとpH調整剤供給管41cを具備する。また、三方弁60fからは配管308が分岐しており、この配管308は、図示しない処理水槽に接続されている。
処理水槽は、マンガンイオン含有処理水からマンガンイオンを回収した後の処理水を一時的に貯留し、その後、外部に放出するための槽である。
The second packed
The treated water tank is a tank for temporarily storing treated water after recovering manganese ions from the manganese ion-containing treated water, and thereafter releasing the treated water to the outside.
制御装置102は、ポンプ50a、50b、50c、50dおよび三方弁60a、60b、60c、60d、60e、60fを動作させて、水処理システム1による水処理を実施する。また、制御装置102は、促進酸化槽10のセンサー103並びに第1充填塔20aおよび第2充填塔20bのセンサー(不図示)にて測定されたpH値とEh値に基づいて、促進酸化槽10、第1充填塔20aおよび第2充填塔20b内の水が適切なpH値とEh値に維持されているようにpH調整剤やオゾンの供給量を調整する。
The
以下に、水処理システム1を用いた水処理方法について説明する。
まず、ポンプ50aを動作させ、図示しない原水貯留槽に貯留された原水を、配管301を通して第1充填塔20aに投入する。このとき、原水のpH値(X)とEh値(Y)とが前記の式を満足するように(即ち、図2の(I)の領域内となるように)、オゾン供給管40aからオゾンを、pH調整剤供給管41aからpH調整剤を供給する。このようにしてpH値(X)とEh値(Y)とが調整された原水を第1充填塔20aに投入して、原水とマンガン化合物粒子201aとを接触させて、原水にマンガンイオンを供給することによって、マンガンイオン含有被処理液を調製する。
Hereinafter, a water treatment method using the
First, the
次に、三方弁60b、60cを動作させ、第1充填塔20aにて調製されたマンガンイオン含有被処理液を、配管304を通して促進酸化槽10に投入する。
Next, the three-
次に、促進酸化槽10にて、マンガンイオン含有被処理水を撹拌機101で撹拌しながら、マンガンイオン含有被処理水のpH値(X)とEh値(Y)とが前記の式を満足するように(即ち、図2の(II)の領域内となるように)、オゾン供給管104からオゾンを、pH調整剤供給管105からpH調整剤を供給する。このようして、促進酸化槽10にて、マンガンイオン含有被処理水のpH値(X)とEh値(Y)とを調整することによって、促進酸化により有機物が除去され、マンガンイオン含有処理水が生成する。
Next, while the manganese ion-containing treated water is stirred by the
次に、ポンプ50bと三方弁60d、60eを動作させ、促進酸化槽10にて生成したマンガンイオン含有処理水を、配管305を通して第2充填塔20bに投入する。このとき、マンガンイオン含有処理水のpH値(X)とEh値(Y)とが前記の式を満足するように(即ち、図2の(III)の領域内となるように)、酸化剤供給管40bからオゾンもしくは次亜塩素酸を、pH調整剤供給管41bからpH調整剤を供給する。このようにしてpH値(X)とEh値(Y)とが調整されたマンガンイオン含有処理水を第2充填塔20bに投入して、マンガンイオン含有処理水とマンガン吸着材粒子201bとを接触させて、マンガンイオンをマンガン吸着材粒子201bに吸着させることによってマンガンイオンを回収する。なお、マンガンイオン含有処理水の第2充填塔20bへの投入は、連続的に実施してもよいし、促進酸化槽10内で十分に有機物が除去されるまで促進酸化を行ってから実施してもよい。
Next, the
次に、三方弁60fを動作させ、マンガンイオンが回収された処理水を、配管308を通して、図示しない処理水槽に投入する。
Next, the three-
以上の水処理を行うと、第1充填塔20aのマンガン化合物粒子201aのマンガンが、徐々に第2充填塔20bのマンガン吸着材粒子201bの方へ移動することになる。そこで、水処理システム1では、第2充填塔20b側から原水を流すことによっても処理を行えるようにされている。すなわち、水処理システム1は、水処理を一定の時間行なった後は、原水貯留槽に貯留されている原水を第2充填塔20bに投入して、原水とマンガンイオンを吸着させたマンガン吸着材粒子201bとを接触させて、原水にマンガンイオンを供給することによってマンガンイオン含有被処理水を調製し、次いでマンガンイオン含有被処理水を促進酸化槽10に投入し、促進酸化槽10にて有機物を促進酸化によって除去してマンガンイオン含有処理水を生成させ、そしてマンガンイオン含有処理水を第1充填塔20aに投入して、マンガンイオン含有処理水とマンガン化合物粒子201aとを接触させて、マンガン化合物粒子201aにマンガンイオンを吸着させることができるようにされている。こうすることによって、マンガン吸着材粒子201bからマンガン化合物粒子201aにマンガンが移動することになるので、系内のマンガンのバランスを保つことができるだけでなく、外からマンガン化合物を追加しなくても水処理を行うことができる。
When the above water treatment is performed, the manganese in the
以下に、説明が同じところは省略するが、第2充填塔20b側から原水を流す場合の水処理方法について説明する。
まず、ポンプ50dと三方弁60fを動作させ、図示しない原水貯留槽に貯留された原水を、配管307を通して第2充填塔20bに投入する。このとき、原水のpH値(X)とEh値(Y)とが前記の式を満足するように(即ち、図2の(I)の領域内となるように)、オゾン供給管40cからオゾンを、pH調整剤供給管41cからpH調整剤を供給する。このようにしてpH値(X)とEh値(Y)とが調整された原水を第2充填塔20bに投入して、原水とマンガンイオンを吸着しているマンガン吸着材粒子201bとを接触させて、原水にマンガンイオンを供給することによって、マンガンイオン含有被処理液を調製する。
Hereinafter, although the same description is omitted, a water treatment method in the case of flowing raw water from the second
First, the
次に、三方弁60d、60eを動作させ、第2充填塔20bにて調製されたマンガンイオン含有被処理液を、配管306を通して促進酸化槽10に投入する。
Next, the three-
次に、促進酸化槽10にて、促進酸化により有機物を除去して、マンガンイオン含有処理水を生成させる。有機物を酸化促進によって除去するときの条件は、前述の場合と同じである。
Next, in the accelerated
次に、ポンプ50cと三方弁60b、60cを動作させ、促進酸化槽10にて生成したマンガンイオン含有処理水を、配管303を通して第1充填塔20aに投入する。このとき、マンガンイオン含有処理水のpH値(X)とEh値(Y)とが前記の式を満足するように(即ち、図2の(III)の領域内となるように)、酸化剤供給管40dからオゾンもしくは次亜塩素酸を、pH調整剤供給管41dからpH調整剤を供給する。このようにしてpH値(X)とEh値(Y)とが調整されたマンガンイオン含有処理水を第2充填塔20bに投入して、マンガンイオン含有処理水とマンガン化合物粒子201aとを接触させて、マンガンイオンをマンガン化合物粒子201aに吸着させることによって、マンガンイオンを回収する。
Next, the
次に、三方弁60aを動作させ、マンガンイオンが回収された処理水を、配管302を通して、図示しない処理水槽に投入する。
Next, the three-
以上に説明した第1の実施形態の水処理システム1は、有機物を含む原水を、所定量のマンガンイオンを含むマンガンイオン含有被処理水とし、そのpH値(X)とEh値(Y)が所定の式を満足するように調整するので、マンガンイオン含有被処理水中の有機物を促進酸化によって効率よく除去することができる。また、原水を第1充填塔20a側と第2充填塔20b側のいずれからでも流すことができるので、外からマンガン化合物を追加しなくても水処理を連続して行うことが可能となる。
In the
(第2の実施形態)
図6は、第2の実施形態に係る水処理システムの模式図である。
なお、以下の説明では、第1の実施形態の水処理システム1と同様の構成には同一の番号を付し、重複する説明を省略する。
Second Embodiment
FIG. 6 is a schematic view of a water treatment system according to a second embodiment.
In addition, in the following description, the same number is attached | subjected to the structure similar to the
図6に示す第2の実施形態の水処理システム2では、図示しない原水貯留槽と、促進酸化槽10とが配管309を介して接続している。配管309は、ポンプ50eとマンガン溶液供給管42とを具備する。この水処理システム2は原水へのマンガンイオンの供給にマンガン溶液を用いる点で、水処理システム1と相違する。マンガン溶液は、マンガンをイオンとして含むものであれば特に制限ない。マンガン溶液の例としては、硝酸マンガン溶液などが挙げられる。
In the
以下に、第2の実施形態の水処理システム2を用いた水処理方法について説明する。
まず、ポンプ50eを動作させ、図示しない原水貯留槽に貯留されている原水を、配管309を通して促進酸化槽10に投入する。このとき、マンガン溶液供給管42から供給されたマンガン溶液と原水とを混合して、原水をマンガンイオン含有被処理液として促進酸化槽10に投入する。
The water treatment method using the
First, the
次に、促進酸化槽10にて、マンガンイオン含有被処理水中の有機物を酸化促進によって除去して、マンガンイオン含有処理水を生成させる。有機物を酸化促進によって除去する方法は、水処理システム1の場合と同じとすることができる。
Next, in the promoting
次に、ポンプ50bを動作させ、促進酸化槽10にて生成したマンガンイオン含有処理水を、配管305を通して第2充填塔20bに投入して、マンガンイオン含有処理水とマンガン吸着材粒子201bとを接触させて、マンガンイオンをマンガン吸着材粒子201bに吸着させることによってマンガンイオンを回収する。なお、水処理システム2では、水処理を続けると、マンガン吸着材粒子201bにマンガンが蓄積されるので、一定の処理を行なった後、マンガン吸着材粒子201bは交換する必要がある。
Next, the
以上に説明した第2の実施形態の水処理システム2は、原水へのマンガンイオンの供給にマンガン溶液を用いるので、原水の水質(pH、Eh)に関わらず、原水に、一定量のマンガンイオンを安定して供給することができる。
The
(第3の実施形態)
図7は、第3の実施形態に係る水処理システムの模式図である。
なお、以下の説明では、第2の実施形態の水処理システム2と同様の構成には同一の番号を付し、重複する説明を省略する。
Third Embodiment
FIG. 7 is a schematic view of a water treatment system according to a third embodiment.
In addition, in the following description, the same number is attached | subjected to the structure similar to the
図7に示す第3の実施形態の水処理システム3では、第2充填塔20b内に、マンガン吸着材粒子としてイオン交換樹脂202が充填されている点で、水処理システム2と相違する。第2充填塔20bには、イオン交換樹脂の再生液を供給する再生液供給管310と、再生液を第2充填塔20bから排出させる再生液排出管311とが備えられている。再生液としては、塩酸などの酸を用いることができる。
The
以下に、第3の実施形態の水処理システム3を用いた水処理方法について説明する。
配管309内にて原水とマンガン溶液と混合して、原水をマンガンイオン含有被処理液として促進酸化槽10に投入する。次に、促進酸化槽10にて、マンガンイオン含有被処理水中の有機物を酸化促進によって除去して、マンガンイオン含有処理水を生成させる。次に、マンガンイオン含有処理水を第2充填塔20bに投入し、第2充填塔20bにて、マンガンイオン含有処理水中のマンガンイオンを回収する。これらの操作は、第2の実施形態の水処理システム2と同様とすることができる。
The water treatment method using the
Raw water and a manganese solution are mixed in a
第3の実施形態の水処理システム3では、マンガンイオン含有処理水中のマンガンイオンをイオン交換樹脂202に吸着させることによって回収する。イオン交換樹脂202のマンガンイオンの吸着能力が低下しないように、一定の処理を行なった後は、イオン交換樹脂202からマンガンイオンを回収して、吸着能力を再生することが必要である。このため、第2充填塔20bには再生液供給管310から再生液が定期的に投入され、イオン交換樹脂202からマンガンイオンを回収した再生液を再生液排出管311から取り出すことが必要となる。
In the
以上に説明した第3の実施形態の水処理システム3によれば、マンガン吸着材粒子としてイオン交換樹脂を用いるので、このイオン交換樹脂を繰り返し再生して使用することによって、長期間にわたってマンガンイオンを安定して回収することができる。
According to the
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、有機物を含む原水にマンガンイオンを供給して、マンガンイオン濃度が0.01mg/L以上10mg/L以下の範囲にあるマンガンイオン含有被処理水を調製するステップと、前記マンガンイオン含有被処理水のpH値であるXと、標準水素電極を比較電極として用いて測定した酸化還元電位値であるY(単位:V)とが所定の式を満足するように、前記マンガンイオン含有被処理水にpH調整剤とオゾンを供給して、前記マンガンイオン含有被処理水中の有機物を促進酸化により除去し、マンガンイオン含有処理水を生成させるステップと、前記マンガンイオン含有処理水中のマンガンイオンを回収するステップと持つことによって、水中の有機物を促進酸化により、効率よく除去することができる。 According to at least one embodiment described above, manganese ions are supplied to raw water containing organic matter to prepare manganese ion-containing treated water having a manganese ion concentration of 0.01 mg / L to 10 mg / L. And X, which is the pH value of the manganese ion-containing treated water, and Y (unit: V), which is the redox potential value measured using a standard hydrogen electrode as a comparison electrode, satisfy a predetermined equation As described above, a step of supplying a pH adjuster and ozone to the manganese ion-containing treated water to remove organic substances in the manganese ion-containing treated water by accelerated oxidation to generate a manganese ion-containing treated water; By removing and having manganese ions in the ion-containing treated water, organic matter in the water is efficiently removed by accelerated oxidation. It is possible.
以下、実施形態を、実施例を用いて詳細に説明する。
[実施例1]
図6に示す第2の実施形態の水処理システム2を用いて、促進酸化槽10内におけるマンガンイオン濃度と促進酸化への触媒効果について調べた。
原水貯留槽に、フェノールを100mg/lの濃度で含む原水を投入した。次いで、ポンプ50eを動作して、原水貯留槽に貯留されている原水を、配管309を通して促進酸化槽10に投入した。このときに、マンガン溶液供給管42から硝酸マンガン水溶液を原水に供給し、硝酸マンガン水溶液と原水とを混合して、原水をマンガンイオンの濃度が0.001〜10mg/lのマンガンイオン含有被処理液とした。
促進酸化槽10にて、マンガンイオン含有被処理液を、撹拌機101を用いて撹拌しながら、pH調整剤供給管105からpH調整剤としてリン酸とリン酸二水素カリウムを供給して、マンガンイオン含有被処理液のpH値(X)を3.2〜3.5の範囲となるように調整した。また、オゾン供給管104からオゾン濃度が200g/m3のオゾン含有ガスを供給して、マンガンイオン含有被処理液のEh値(Y)が1.0〜1.1Vとなるように調整した。なお、マンガンイオン含有被処理液のEh値は、塩化銀電極を比較電極として用いて測定した酸化還元電位から下記の変換式を用いて算出した。
Hereinafter, embodiments will be described in detail using examples.
Example 1
The
Raw water containing phenol at a concentration of 100 mg / l was charged into the raw water storage tank. Next, the
Phosphoric acid and potassium dihydrogen phosphate are supplied as a pH adjuster from the pH
(変換式)
Eh=EAg/AgCl+{206−0.7(t−25)}/1000
Eh:標準水素電極を比較電極として用いた時の酸化還元電位(V)
EAg/AgCl:塩化銀電極を比較電極として用いた時の酸化還元電位(V)
t:温度[℃]
(Conversion equation)
Eh = E Ag / AgCl + {206-0.7 (t-25)} / 1000
Eh: Redox potential (V) when using a standard hydrogen electrode as a reference electrode
E Ag / AgCl : Redox potential (V) when using a silver chloride electrode as a reference electrode
t: Temperature [° C]
促進酸化槽10にて、マンガンイオン含有被処理液を60分間処理して、マンガンイオン含有処理液を生成させた。
次いで、ポンプ50bと三方弁60d、60eを動作させて、促進酸化槽10内のマンガンイオン含有処理液を第2充填塔20bに投入した。第2充填塔20bには、マンガン吸着材粒子201bとして、平均粒子径約1mmの表面に二酸化マンガンをコーティングしたろ過砂を充填した。このときに、酸化剤供給管40bから次亜塩素酸を、pH調整剤供給管41bから水酸化ナトリウムをそれぞれマンガンイオン含有処理液に投入して、マンガンイオン含有処理液のpH値(X)を7.2、Eh値(Y)を0.8Vに調整した。
The manganese ion-containing liquid to be treated was treated for 60 minutes in the promoting
Next, the
第2充填塔20bから配管307を介して取り出された処理水は、マンガンイオン濃度が0.1mg/l以下であった。
The treated water taken out of the second packed
(評価)
促進酸化への触媒効果を、TOC(Total Organic Carbon:全有機炭素)を用いて下記の式から算出した有機物分解率より評価した。TOCの測定は、島津製作所製TOC計 TOC−Lを用いて行なった。
有機物分解率(%)=(原水のTOC−処理水のTOC)/原水のTOC×100
(Evaluation)
The catalytic effect on accelerated oxidation was evaluated from the organic matter decomposition rate calculated from the following equation using TOC (Total Organic Carbon: total organic carbon). The TOC was measured using a Shimadzu TOC TOC meter TOC-L.
Organic matter decomposition rate (%) = (TOC of raw water-TOC of treated water) / TOC of raw water × 100
促進酸化槽10内におけるマンガンイオン含有被処理水のマンガンイオン濃度と有機物分解率との関係を図8に示す。図8のグラフから、マンガンイオン濃度が0.001mg/lの場合は、有機物除去率は60%程度であったが、マンガンイオン濃度が0.01〜10mg/lの範囲においては有機物分解率が80%を超えており、マンガンイオンの触媒効果が高くなることがわかった。特に、マンガンイオン濃度が0.05〜0.2mg/lの範囲では有機物除去率が95%を超えており、マンガンイオンの触媒効果が非常に高いことがわかった。
The relationship between the manganese ion concentration of the manganese ion-containing treated water in the accelerated
[比較例1]
促進酸化槽10内におけるマンガンイオン含有被処理水のpH値(X)を7にしたこと以外は実施例1のマンガンイオン濃度2mg/lと同じ条件でフェノールの分解試験を行なったところ、60分後の有機物分解率は55%であり、マンガンイオンの触媒効果がほとんどなかった。
Comparative Example 1
The phenol decomposition test was carried out under the same conditions as the manganese ion concentration of 2 mg / l in Example 1 except that the pH value (X) of the manganese ion-containing treated water in the accelerated
[実施例2]
図5に示す第1の実施形態の水処理システム1を用いて、フェノールを100mg/lの濃度で含む原水を処理した。第1充填塔20aと第2充填塔20bは、それぞれ実施例1で用いた平均粒子径約1mmの表面に二酸化マンガンをコーティングしたろ過砂を充填した。
第1充填塔20aには、pH値(X)を3.0〜3.6、Eh値(Y)を1.2〜1.3に調整した原水を供給して、マンガンイオン含有被処理水を調製した。得られたマンガンイオン含有被処理水は、マンガンイオン濃度が0.5〜2mg/lであった。
促進酸化槽10内にてマンガンイオン含有被処理水のEh値(Y)を1.0〜1.1となるように調整したところ、60分後の有機物除去率は80%以上であった。
Example 2
Using the
Raw water with a pH value (X) adjusted to 3.0 to 3.6 and an Eh value (Y) adjusted to 1.2 to 1.3 is supplied to the first packed
The Eh value (Y) of the manganese ion-containing treated water was adjusted to 1.0 to 1.1 in the accelerated
[実施例3]
実施例2とは、マンガン化合物粒子201aとして平均粒子径約500μmのマンガンフェライトを用いたこと以外は同様に試験を行なったところ、マンガンイオン濃度が0.01〜0.19mg/lのマンガンイオン含有被処理水が得られた。促進酸化槽10内にて、マンガンイオン含有被処理水のEh値(Y)を1.0〜1.1Vとなるように調整したところ、60分後の有機物除去率は80%以上であった。
[Example 3]
A test was conducted in the same manner as in Example 2 except that manganese ferrite having an average particle diameter of about 500 μm was used as the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 While certain embodiments of the present invention have been described, these embodiments have been presented by way of example only, and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in other various forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof as well as included in the scope and the gist of the invention.
1、2、3…水処理システム、10…促進酸化槽、20a…第1充填塔(マンガンイオン供給装置)、20b…第2充填塔(マンガンイオン回収装置)、40a、40c…オゾン供給管、40b、40d…酸化剤供給管、41a、41b、41c、41d…pH調整剤供給管、50a、50b、50c、50d…ポンプ、60a、60b、60c、60d、60e、60f…三方弁、103…センサー、201a…マンガン化合物粒子、201b…マンガン吸着材粒子、301、302、303、304、305、306、307、308、309…配管、310…再生液供給管、311…再生液排出管
1, 2, 3
Claims (8)
前記原水にマンガンイオンを供給して、マンガンイオン濃度が0.01mg/L以上10mg/L以下の範囲にあるマンガンイオン含有被処理水を調製するステップと、
前記マンガンイオン含有被処理水のpH値であるXと、標準水素電極を比較電極として用いて測定した酸化還元電位値であるY(単位:V)とが下記の式を満足するように、前記マンガンイオン含有被処理水にpH調整剤とオゾンを供給して、前記マンガンイオン含有被処理水中の有機物を促進酸化により除去して、マンガンイオン含有処理水を生成させるステップと、
2≦X≦5
0.8≦Y≦1.5−0.08×X
前記マンガンイオン含有処理水中のマンガンイオンを回収するステップと、
を有する水処理方法。 A water treatment method for removing organic matter in raw water containing organic matter by accelerated oxidation, comprising:
Supplying manganese ions to the raw water to prepare manganese ion-containing treated water having a manganese ion concentration of 0.01 mg / L or more and 10 mg / L or less;
The above X is a pH value of the manganese ion-containing treated water, and Y (unit: V) a redox potential value measured using a standard hydrogen electrode as a comparison electrode satisfies the following equation. Supplying a pH adjuster and ozone to the manganese ion-containing treated water to remove the organic matter in the manganese ion-containing treated water by accelerated oxidation to generate a manganese ion-containing treated water;
2 ≦ X ≦ 5
0.8 ≦ Y ≦ 1.5-0.08 × X
Recovering manganese ions in the manganese ion-containing treated water;
Water treatment method having.
2≦X≦5
1.5−0.08×X<Y In the step of preparing the manganese ion-containing treated water, a pH adjuster and ozone are supplied to the raw water, and X which is the pH value of the raw water and the redox potential measured using a standard hydrogen electrode as a comparison electrode The method is performed by adjusting the value Y (unit: V) to satisfy the following formula, bringing the raw water into contact with the manganese compound particles, and supplying manganese ions to the raw water. Water treatment method described.
2 ≦ X ≦ 5
1.5-0.08 × X <Y
5<X≦9
0.6≦Y≦1.5−0.08×X In the step of recovering manganese ions in the manganese ion-containing treated water, a pH adjuster and ozone or hypochlorous acid are supplied to the manganese ion-containing treated water to obtain a pH value of the manganese ion-containing treated water X And the redox potential value Y (unit: V) measured using a standard hydrogen electrode as a reference electrode so as to satisfy the following equation, the manganese ion-containing treated water and manganese adsorbent particles The water treatment method according to claim 1, wherein the manganese adsorbent particles are made to adsorb manganese ions by bringing the manganese adsorbent particles into contact with each other.
5 <X ≦ 9
0.6 ≦ Y ≦ 1.5-0.08 × X
その後、前記マンガンイオン含有被処理水を調製するステップを、前記原水を前記第2充填塔に投入して、前記原水と前記マンガンイオンを吸着させたマンガン吸着材粒子とを接触させて、前記原水にマンガンイオンを供給することによって行い、前記マンガンイオン含有処理水中のマンガンイオンを回収するステップを、前記マンガンイオン含有処理水を前記第1充填塔に投入して、前記マンガンイオン含有処理水とマンガン化合物粒子とを接触させて、前記マンガン化合物粒子にマンガンイオンを吸着させることによって行う請求項1に記載の水処理方法。 In the step of preparing the manganese ion-containing treated water, the raw water is introduced into the first packed tower using the first packed tower filled with manganese compound particles, and the raw water and the manganese compound particles are mixed. The step of contacting is performed by supplying manganese ions to the raw water, and the step of recovering manganese ions in the manganese ion-containing treated water is performed using the second packed tower filled with manganese adsorbent particles, the manganese ions Containing treated water is introduced into the second packing tower, the treated water containing manganese ions is brought into contact with the manganese adsorbent particles, and manganese ions are adsorbed to the manganese adsorbent particles,
Thereafter, in the step of preparing the manganese ion-containing treated water, the raw water is introduced into the second packed tower, and the raw water is brought into contact with the manganese adsorbent particles having the manganese ion adsorbed thereon, to obtain the raw water The step of collecting manganese ions in the manganese ion-containing treated water is carried out by supplying manganese ions to the first, and the manganese ion-containing treated water is introduced into the first packed column to carry out the step The water treatment method according to claim 1, which is performed by bringing compound particles into contact with each other to cause the manganese compound particles to adsorb manganese ions.
有機物を含む原水を貯留する原水貯留槽と、
前記原水にマンガンイオンを供給して、マンガンイオン濃度が0.01mg/L以上10mg/L以下の範囲にあるマンガンイオン含有被処理水を調製するマンガンイオン供給装置と、
前記マンガンイオン含有被処理水のpH値であるXと、標準水素電極を比較電極として用いて測定した酸化還元電位値であるY(単位:V)とが下記の式を満足するように、前記マンガンイオン含有被処理水にpH調整剤とオゾンを供給して、前記マンガンイオン含有被処理水中の前記有機物を促進酸化によって除去して、マンガンイオン含有処理水を生成させる促進酸化槽と、
2≦X≦5
0.8≦Y≦1.5−0.08×X
前記マンガンイオン含有処理水からマンガンイオンを回収するマンガンイオン回収装置と、を有する水処理装置。 A water treatment apparatus for removing organic matter in raw water containing organic matter by accelerated oxidation, comprising:
Raw water storage tank which stores raw water containing organic matter,
A manganese ion supply device for supplying manganese ions to the raw water to prepare a manganese ion-containing treated water having a manganese ion concentration in the range of 0.01 mg / L to 10 mg / L ;
The above X is a pH value of the manganese ion-containing treated water, and Y (unit: V) a redox potential value measured using a standard hydrogen electrode as a comparison electrode satisfies the following equation. An accelerating oxidation tank for supplying manganese ion-containing treated water with a pH adjuster and ozone to remove the organic matter in the manganese ion-containing treated water by accelerated oxidation to generate manganese ion-containing treated water;
2 ≦ X ≦ 5
0.8 ≦ Y ≦ 1.5-0.08 × X
And a manganese ion recovery device for recovering manganese ions from the manganese ion-containing treated water.
有機物を含む原水を貯留する原水貯留槽と、
前記原水にマンガンイオンを供給して、マンガンイオン濃度が0.01mg/L以上10mg/L以下の範囲にあるマンガンイオン含有被処理水を調製するマンガンイオン供給装置と、
前記マンガンイオン含有被処理水のpH値であるXと、標準水素電極を比較電極として用いて測定した酸化還元電位値であるY(単位:V)とが下記の式を満足するように、前記マンガンイオン含有被処理水にpH調整剤とオゾンを供給して、前記マンガンイオン含有被処理水中の前記有機物を促進酸化によって除去して、マンガンイオン含有処理水を生成させる促進酸化槽と、
2≦X≦5
0.8≦Y≦1.5−0.08×X
前記マンガンイオン含有処理水からマンガンイオンを回収するマンガンイオン回収装置と、
制御装置と、を有し、
前記制御装置は、前記原水貯留槽に貯留されている前記原水を前記マンガンイオン供給装置に投入して、前記マンガンイオン供給装置にて前記原水にマンガンイオンを供給することによってマンガンイオン含有被処理水を調製し、次いで前記マンガンイオン含有被処理水を前記促進酸化槽に投入して、前記促進酸化槽にて前記有機物を促進酸化によって除去してマンガンイオン含有処理水を生成させ、次いで前記マンガンイオン含有処理水を前記マンガンイオン回収装置に投入して、前記マンガンイオン回収装置にてマンガンイオンを回収する水処理システム。 A water treatment system for removing organic matter in raw water containing organic matter by accelerated oxidation, comprising:
Raw water storage tank which stores raw water containing organic matter,
A manganese ion supply device for supplying manganese ions to the raw water to prepare a manganese ion-containing treated water having a manganese ion concentration in the range of 0.01 mg / L to 10 mg / L ;
The above X is a pH value of the manganese ion-containing treated water, and Y (unit: V) a redox potential value measured using a standard hydrogen electrode as a comparison electrode satisfies the following equation. An accelerating oxidation tank for supplying manganese ion-containing treated water with a pH adjuster and ozone to remove the organic matter in the manganese ion-containing treated water by accelerated oxidation to generate manganese ion-containing treated water;
2 ≦ X ≦ 5
0.8 ≦ Y ≦ 1.5-0.08 × X
A manganese ion recovery device for recovering manganese ions from the manganese ion-containing treated water;
And a controller.
Wherein the control device, the said raw water reserved in the raw water storage tank was charged into the manganese ion supply device, manganese ion-containing water to be treated by supplying the manganese ions in the raw water in the manganese ion supply device was prepared and then the manganese ion-containing water to be treated was put into the accelerated oxidation vessel, to produce a manganese-ion containing treatment water was removed by advanced oxidation of said organic material in said advanced oxidation tank, and then the manganese ions A water treatment system in which contained treated water is introduced into the manganese ion recovery device, and manganese ions are recovered by the manganese ion recovery device.
前記マンガンイオン回収装置が、マンガン吸着材粒子が充填されている第2充填塔であって、
前記制御装置は、前記原水貯留槽に貯留されている前記原水を前記第1充填塔に投入して、前記原水と前記マンガン化合物粒子とを接触させて、前記原水にマンガンイオンを供給することによってマンガンイオン含有被処理水を調製し、次いで前記マンガンイオン含有被処理水を前記促進酸化槽に投入して、前記促進酸化槽にて前記有機物を促進酸化によって除去してマンガンイオン含有処理水を生成させ、次いで前記マンガンイオン含有処理水を前記第2充填塔に投入して、前記マンガンイオン含有処理水と前記マンガン吸着材粒子とを接触させて、前記マンガン吸着材粒子にマンガンイオンを吸着させることによってマンガンイオンを回収し、
その後、前記原水貯留槽に貯留されている前記原水を前記第2充填塔に投入して、前記原水と前記マンガンイオンを吸着させたマンガン吸着材粒子とを接触させて、前記原水にマンガンイオンを供給することによってマンガンイオン含有被処理水を調製し、次いで前記マンガンイオン含有被処理水を前記促進酸化槽に投入して、前記促進酸化槽にて前記有機物を促進酸化によって除去してマンガンイオン含有処理水を生成させ、そして前記マンガンイオン含有処理水を前記第1充填塔に投入して、前記マンガンイオン含有処理水とマンガン化合物粒子とを接触させて、前記マンガン化合物粒子にマンガンイオンを吸着させることによってマンガンイオンを回収する請求項6に記載の水処理システム。 The manganese ion supply device is a first packed tower filled with manganese compound particles,
The manganese ion recovery device is a second packed tower filled with manganese adsorbent particles, wherein
The control device, by introducing the raw water that is stored in the raw water storage tank to the first packed column, wherein contacting the raw water and the manganese compound particles, by supplying manganese ions in the raw water preparing a manganese ion-containing water to be treated, then generate the manganese ion-containing water to be treated was put into the accelerated oxidation vessel, the manganese ion containing process water is removed by promoting oxidation of the organic material in the accelerated oxidation vessel And then the manganese ion-containing treated water is introduced into the second packed column to bring the manganese ion-containing treated particle into contact with the manganese ion-containing treated water to cause the manganese adsorbent particles to adsorb manganese ions. Recover manganese ions by
Then, by introducing the raw water that is stored in the raw water storage tank in the second packed column, wherein contacting the raw water with the manganese adsorbent particles manganese ions are adsorbed, the manganese ions in the raw water manganese ion-containing water to be treated was prepared by feeding, then put the manganese ion-containing water to be treated to the advanced oxidation tank, removed to contain manganese ions by promoting oxidation of the organic material in the accelerated oxidation vessel Treated water is generated, and the manganese ion-containing treated water is introduced into the first packed column to bring the manganese ion-containing treated water into contact with the manganese compound particles to cause the manganese compound particles to adsorb manganese ions. The water treatment system according to claim 6, wherein manganese ions are recovered thereby.
有機物を含む原水を貯留する原水貯留槽と、Raw water storage tank which stores raw water containing organic matter,
前記原水にマンガンイオンを供給してマンガンイオン含有被処理水を調製するマンガンイオン供給装置と、A manganese ion supply device for supplying manganese ions to the raw water to prepare manganese ion-containing treated water;
前記マンガンイオン含有被処理水中の前記有機物を促進酸化によって除去して、マンガンイオン含有処理水を生成させる促進酸化槽と、An accelerated oxidation tank for removing the organic matter in the manganese ion-containing treated water by accelerated oxidation to generate treated water containing manganese ions;
前記マンガンイオン含有処理水からマンガンイオンを回収するマンガンイオン回収装置と、A manganese ion recovery device for recovering manganese ions from the manganese ion-containing treated water;
制御装置と、を有し、And a controller.
前記マンガンイオン供給装置が、マンガン化合物粒子が充填されている第1充填塔であり、The manganese ion supply device is a first packed tower filled with manganese compound particles,
前記マンガンイオン回収装置が、マンガン吸着材粒子が充填されている第2充填塔であって、The manganese ion recovery device is a second packed tower filled with manganese adsorbent particles, wherein
前記制御装置は、前記原水貯留槽に貯留されている前記原水を前記第1充填塔に投入して、前記原水と前記マンガン化合物粒子とを接触させて、前記原水にマンガンイオンを供給することによってマンガンイオン含有被処理水を調製し、次いで前記マンガンイオン含有被処理水を前記促進酸化槽に投入して、前記促進酸化槽にて前記有機物を促進酸化によって除去してマンガンイオン含有処理水を生成させ、次いで前記マンガンイオン含有処理水を前記第2充填塔に投入して、前記マンガンイオン含有処理水と前記マンガン吸着材粒子とを接触させて、前記マンガン吸着材粒子にマンガンイオンを吸着させることによってマンガンイオンを回収し、The control device inputs the raw water stored in the raw water storage tank into the first packed tower, brings the raw water into contact with the manganese compound particles, and supplies manganese ions to the raw water. A manganese ion-containing treated water is prepared, and then the manganese ion-containing treated water is introduced into the accelerated oxidation tank, and the organic matter is removed by accelerated oxidation in the promoted oxidation tank to produce a manganese ion-containing treated water And then the manganese ion-containing treated water is introduced into the second packed column to bring the manganese ion-containing treated particle into contact with the manganese ion-containing treated water to cause the manganese adsorbent particles to adsorb manganese ions. Recover manganese ions by
その後、前記原水貯留槽に貯留されている前記原水を前記第2充填塔に投入して、前記原水と前記マンガンイオンを吸着させたマンガン吸着材粒子とを接触させて、前記原水にマンガンイオンを供給することによってマンガンイオン含有被処理水を調製し、次いで前記マンガンイオン含有被処理水を前記促進酸化槽に投入して、前記促進酸化槽にて前記有機物を促進酸化によって除去してマンガンイオン含有処理水を生成させ、そして前記マンガンイオン含有処理水を前記第1充填塔に投入して、前記マンガンイオン含有処理水とマンガン化合物粒子とを接触させて、前記マンガン化合物粒子にマンガンイオンを吸着させることによってマンガンイオンを回収する水処理システム。Thereafter, the raw water stored in the raw water storage tank is charged into the second packed tower, and the raw water is brought into contact with the manganese adsorbent particles having the manganese ion adsorbed thereon, so that manganese ions are added to the raw water. The manganese ion-containing treated water is prepared by supplying, and then the manganese ion-containing treated water is introduced into the accelerated oxidation tank, and the organic matter is removed by accelerated oxidation in the accelerated oxidation tank to contain manganese ions. Treated water is generated, and the manganese ion-containing treated water is introduced into the first packed column to bring the manganese ion-containing treated water into contact with the manganese compound particles to cause the manganese compound particles to adsorb manganese ions. Water treatment system to recover manganese ions by
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