JP6833645B2 - Water treatment method and water treatment equipment - Google Patents
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Description
本発明は水処理方法および水処理装置に関する。 The present invention relates to a water treatment method and a water treatment apparatus.
近年、新たな水処理装置として、膜ろ過装置が注目を浴びている。これは、除濁用の装置であり、従来からの除濁装置である急速砂ろ過装置および緩速砂ろ過装置を代替するものである。膜ろ過装置は、除濁用の装置であることから、除濁のみが必要となる比較的清澄な水を原水とする場合に多く用いられてきた。
しかし、膜ろ過装置の運転管理の容易さや得られる処理水の品質の確かさなどから、清澄な原水のみならず、除濁以外の処理を必要とする原水にも、膜ろ過装置を導入しようとする動きが多くなってきている。
In recent years, a membrane filtration device has been attracting attention as a new water treatment device. This is a device for decontamination and replaces the conventional decontamination device, a rapid sand filtration device and a slow speed sand filtration device. Since the membrane filtration device is a device for sterilization, it has been often used when relatively clear water that requires only sterilization is used as raw water.
However, due to the ease of operation management of the membrane filtration device and the certainty of the quality of the treated water obtained, we are trying to introduce the membrane filtration device not only to clear raw water but also to raw water that requires treatment other than turbidity. There are more movements to do.
除濁以外に除去が必要な物質としては、色度や有機物が挙げられる。これらの物質は、コロイド成分(溶解性物質)であるため、通常の膜ろ過装置では除去することが困難である。これらの物質を膜ろ過装置で除去しようとする場合の方法として、前段に、凝集剤を注入し、原水と混和する凝集設備を設けることが挙げられる。この凝集設備において、膜ろ過で除去できる大きさまで色度成分や有機物成分を凝集させ、膜ろ過で濁度成分として除去し、清澄な処理水を得るのである。 Substances that need to be removed in addition to turbidity include chromaticity and organic substances. Since these substances are colloidal components (soluble substances), they are difficult to remove with a normal membrane filtration device. As a method for removing these substances with a membrane filtration device, a coagulation facility for injecting a coagulant and mixing with raw water may be provided in the preceding stage. In this coagulation facility, the chromaticity component and the organic substance component are agglomerated to a size that can be removed by membrane filtration, and removed as a turbidity component by membrane filtration to obtain clear treated water.
このような膜ろ過方法として、従来、例えば特許文献1、2に記載の方法が提案されている。
As such a membrane filtration method, conventionally, for example, the methods described in
特許文献1には、原水に予め粉末活性炭を添加した粉末活性炭混合水を膜濾過槽に流入させるか、または原水を膜濾過槽に流入させ粉末活性炭を添加して粉末活性炭混合水となして、原水中の微量有機物などの処理対象物質を粉末活性炭に吸着させるとともに、膜濾過槽内の粉末活性炭混合水を槽内に設置した浸漬型膜濾過装置により固液分離し、浸漬型膜濾過装置の膜面を透過した膜濾過水を槽外へ取り出すに際し、前記膜濾過槽への流入水量に対する膜濾過水の取出量を99%以上として、膜濾過槽内に粉末活性炭を高濃度に保持することにより、処理対象物質の吸着を促進することを特徴とする浸漬型膜濾過装置を用いた水処理設備の運転方法が記載されている。そして、粉末活性炭によって、トリハロメタンなどの有機塩素化合物あるいはその前駆物質、農薬等の微量有害物質、カビ臭などの異臭味原因物質、および陰イオン界面活性剤などの微量有機物質を除去できるとともに、膜濾過槽内で自然発生し保持される硝化菌などの微生物によって、アンモニア性窒素や有機物質を除去でき、さらに、膜濾過槽内で濃縮保持される濁質への取り込み等によって、溶解性マンガンや鉄を除去できると記載されている。また、原水中に含まれる細菌類や濁質や、添加した粉末活性炭や、自然発生した微生物などは膜濾過装置により濾過分離できると記載されている。さらに、このとき、膜濾過槽への流入水量に対する膜濾過水の取出量を99%以上として、添加した粉末活性炭を膜濾過槽内に高濃度に保持し、粉末活性炭の能力を最大限に活用するようにしたことにより、処理対象物の吸着を促進することができ、その結果、粉末活性炭の添加量を低減できるとともに、原水水質の変動に幅広く対応できるため一定添加量で運転して、安定した処理水質の膜濾過水を得ることができると記載されている。
In
特許文献2には、槽内の固形物含有水の固形物濃度が、限界固形物濃度(Ct)として、0.1Ct〜Ctとなるまで該固形物含有水の膜ろ過を実施するとともに定期的な洗浄の実施を含む膜ろ過工程、前記膜ろ過工程後に該槽内の固形物含有水の全量又は一部を排水する排水工程、前記排水工程後に該槽内に原水を供給するとともに固形物含有水中の粉末活性炭濃度が50mg/L以上の目標値となるように制御する充水工程を含む、浄水処理方法が記載されている。そして、このような浄水処理方法により、定期的に全量排水又は一定の条件で部分排水を行うことで処理水の回収率を高く維持した上で、かつ膜面へのケーキの付着を防止することができ、また活性炭による吸着効果を高く維持することができると記載されている。 In Patent Document 2, the microfiltration of the solid-containing water is carried out periodically until the solid-state concentration of the solid-containing water in the tank reaches 0.1 Ct to Ct as the limit solid-containing concentration (Ct). A membrane filtration step including the implementation of a thorough cleaning, a drainage step of draining all or part of the solid-containing water in the tank after the membrane filtration step, and a drainage step of supplying raw water into the tank after the drainage step and containing solids. A water purification method including a water filling step of controlling the concentration of powdered activated carbon in water to a target value of 50 mg / L or more is described. Then, by such a water purification treatment method, the recovery rate of the treated water is maintained high by periodically draining the entire amount or partial drainage under certain conditions, and the cake is prevented from adhering to the membrane surface. It is stated that the adsorption effect of activated carbon can be maintained high.
膜ろ過法は、高い品質の処理水を得ることができる一方で、従来法(急速ろ過法・緩速ろ過法など)に比べて、運転費が高いという欠点がある。膜ろ過法を採用して、色度成分や有機物成分を除去するためには、凝集剤などの注入が必須であり、運転費用を押し上げる要因となる。膜ろ過法の採用に当たっては、運転費用を削減することが喫緊の課題であり、特に凝集剤を注入するなど付加的なプロセスを有する膜ろ過法の場合は、特に重要な課題となる。 While the membrane filtration method can obtain high-quality treated water, it has the disadvantage of higher operating costs than conventional methods (rapid filtration method, slow sand filtration, etc.). In order to remove chromaticity components and organic substances by adopting the membrane filtration method, it is essential to inject a coagulant or the like, which is a factor that pushes up operating costs. In adopting the membrane filtration method, it is an urgent issue to reduce the operating cost, and particularly in the case of the membrane filtration method having an additional process such as injecting a coagulant, it becomes a particularly important issue.
凝集剤を注入する凝集・膜ろ過法において、運転費用を低減するための有効な手段として、凝集剤注入率の低減が挙げられる。凝集剤注入率の低減を達成すれば、運転費用の削減を図ることが可能となる。 In the coagulation / membrane filtration method in which a coagulant is injected, a reduction in the coagulant injection rate can be mentioned as an effective means for reducing the operating cost. If the coagulant injection rate is reduced, the operating cost can be reduced.
また、21世紀は水の世紀と言われるように、日本のみの状況を見れば豊富な水資源があるものの、世界的に見れば、人口増加に伴って水需要が逼迫することが予想される。そのような今後の動向を鑑みると、取水した水を無駄にせず、可能な限り浄水として処理することができるプロセスが、今後必要不可欠となってくることは自明である。 In addition, as the 21st century is said to be the century of water, although there are abundant water resources in Japan alone, it is expected that water demand will become tight as the population grows globally. .. In view of such future trends, it is obvious that a process that can treat the taken water as purified water without wasting it will become indispensable in the future.
したがって、今後の膜ろ過法に求められるものは、比較的清澄ではない原水に対して、安いランニングコストで運転することが可能で、かつ、原水を無駄にせず、高い回収率とすることができることである。 Therefore, what is required for future membrane filtration methods is that it is possible to operate raw water that is not relatively clear at a low running cost, and that the raw water is not wasted and a high recovery rate can be achieved. Is.
しかしながら、従来の膜ろ過装置や膜ろ過処理において色度成分や有機物成分の濃度が低い浄水を得るためには、凝集剤の注入率を高める必要があった。凝集剤の注入率が高いとランニングコストが高くなるので好ましくない。また、凝集剤の注入率が高いと、膜ろ過装置における膜に濁質成分が付着しやすくなり、逆洗洗浄等を行って付着した濁質成分を除去する操作を頻繁に行う必要が生じるため、任意の単位時間当りのろ過時間が低下し好ましくない。 However, in order to obtain purified water having a low concentration of chromaticity component and organic component in the conventional membrane filtration apparatus and membrane filtration treatment, it is necessary to increase the injection rate of the flocculant. A high injection rate of the flocculant is not preferable because the running cost is high. In addition, if the injection rate of the flocculant is high, turbid components tend to adhere to the membrane in the membrane filtration device, and it is necessary to frequently perform operations such as backwashing to remove the adhered turbid components. , It is not preferable because the filtration time per arbitrary unit time is reduced.
本発明は上記のような課題を解決することを目的とする。
すなわち本発明は、凝集剤注入率を低くしても色度成分や有機物成分の含有率が低い浄水が得られ、さらに原水回収率も高くすることができる水処理方法および水処理装置を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above problems.
That is, the present invention provides a water treatment method and a water treatment apparatus capable of obtaining purified water having a low chromaticity component and organic component content even if the coagulant injection rate is lowered, and further increasing the raw water recovery rate. There is.
本発明者は上記のような課題を解決するために鋭意検討し、本発明を完成させた。
本発明は、以下の(1)〜(5)である。
(1)原水に凝集剤を注入する凝集剤注入工程と、
注入された前記凝集剤と前記原水とを混和してフロックを形成し、前記フロックを含む処理対象水を得る混和工程と、
原水回収率が90%以上となるように前記処理対象水を膜ろ過処理し、前記処理対象水から前記フロックの少なくとも一部が除去されてなる浄水および濃縮された前記フロックを含む汚泥を得る膜ろ過工程と、
を備える、水処理方法。
(2)前記膜ろ過工程において、気体を吹き込んだ後、前記処理対象水を膜ろ過処理する、上記(1)に記載の水処理方法。
(3)前記膜ろ過工程において、1〜60分の間隔で、1秒から10分の間、気体を吹き込んで前記処理対象水を撹拌する、上記(2)に記載の水処理方法。
(4)前記膜ろ過工程において、前記処理対象水を膜ろ過処理するときに、常に、膜を浸漬する浸漬槽内に保持する前記処理対象水に前記フロックが含まれるように調整する、上記(1)〜(3)のいずれか1項に記載の水処理方法。
(5)原水に凝集剤を注入する凝集剤注入手段と、
注入された前記凝集剤と前記原水とを混和してフロックを形成し、前記フロックを含む処理対象水を得る混和手段と、
原水回収率が90%以上となるように前記処理対象水を膜ろ過処理し、前記処理対象水から前記フロックの少なくとも一部が除去されてなる浄水および濃縮された前記フロックを含む汚泥を得る膜ろ過手段と、
を有する、水処理装置。
The present inventor has completed the present invention by diligently studying in order to solve the above problems.
The present invention is the following (1) to (5).
(1) A flocculant injection step of injecting a flocculant into raw water,
A mixing step of mixing the injected coagulant with the raw water to form flocs and obtaining water to be treated containing the flocs.
The water to be treated is membrane-filtered so that the recovery rate of raw water is 90% or more, and a membrane obtained by removing at least a part of the flocs from the water to be treated to obtain purified water and concentrated sludge containing the flocs. Filtration process and
A water treatment method that comprises.
(2) The water treatment method according to (1) above, wherein in the membrane filtration step, after injecting gas, the water to be treated is subjected to membrane filtration treatment.
(3) The water treatment method according to (2) above, wherein in the membrane filtration step, gas is blown at intervals of 1 to 60 minutes for 1 second to 10 minutes to stir the water to be treated.
(4) In the membrane filtration step, when the membrane filtration treatment is performed, the water to be treated is always adjusted so as to contain the flocs in the immersion tank in which the membrane is immersed. The water treatment method according to any one of 1) to (3).
(5) A flocculant injection means for injecting a flocculant into raw water,
A mixing means that mixes the injected coagulant with the raw water to form flocs and obtains water to be treated containing the flocs.
The water to be treated is membrane-filtered so that the recovery rate of raw water is 90% or more, and a membrane obtained by removing at least a part of the flocs from the water to be treated to obtain purified water and concentrated sludge containing the flocs. Filtration means and
Has a water treatment device.
本発明によれば、原水回収率を高くすることで、凝集剤注入率を低くしても色度成分や有機物成分の含有率が低い浄水が得られる水処理方法および水処理装置を提供することができる。 According to the present invention, there is provided a water treatment method and a water treatment apparatus capable of obtaining purified water having a low content of chromaticity component and organic component even if the coagulant injection rate is lowered by increasing the raw water recovery rate. Can be done.
本発明について詳細に説明する。
本発明は、原水に凝集剤を注入する凝集剤注入工程と、注入された前記凝集剤と前記原水とを混和してフロックを形成し、前記フロックを含む処理対象水を得る混和工程と、原水回収率が90%以上となるように前記処理対象水を膜ろ過処理し、前記処理対象水から前記フロックの少なくとも一部が除去されてなる浄水および濃縮された前記フロックを含む汚泥を得る膜ろ過工程と、を備える、水処理方法である。
このような水処理方法を、以下では「本発明の方法」ともいう。
The present invention will be described in detail.
The present invention includes a coagulant injection step of injecting a coagulant into raw water, a mixing step of mixing the injected coagulant with the raw water to form flocs, and obtaining water to be treated containing the flocs, and raw water. The water to be treated is membrane-filtered so that the recovery rate is 90% or more, and purified water obtained by removing at least a part of the flocs from the water to be treated and membrane filtration to obtain concentrated sludge containing the flocs. It is a water treatment method including a step.
Such a water treatment method is also referred to as "the method of the present invention" below.
また、本発明は、原水に凝集剤を注入する凝集剤注入手段と、注入された前記凝集剤と前記原水とを混和してフロックを形成し、前記フロックを含む処理対象水を得る混和手段と、原水回収率が90%以上となるように前記処理対象水を膜ろ過処理し、前記処理対象水から前記フロックの少なくとも一部が除去されてなる浄水および濃縮された前記フロックを含む汚泥を得る膜ろ過手段と、を有する、水処理装置である。
このような水処理装置を、以下では「本発明の装置」ともいう。
Further, the present invention comprises a coagulant injecting means for injecting a coagulant into raw water and a mixing means for mixing the injected coagulant with the raw water to form flocs to obtain water to be treated containing the flocs. The water to be treated is membrane-filtered so that the recovery rate of raw water is 90% or more, and purified water obtained by removing at least a part of the flocs from the water to be treated and sludge containing the flocs concentrated are obtained. It is a water treatment apparatus having a membrane filtration means.
Such a water treatment device is also referred to as "the device of the present invention" below.
本発明の方法は、本発明の装置を用いて実施することが好ましい。 The method of the present invention is preferably carried out using the apparatus of the present invention.
以下、単に「本発明」と記した場合、本発明の方法および本発明の装置の両方を意味するものとする。 Hereinafter, when the term "invention" is simply used, it means both the method of the present invention and the apparatus of the present invention.
本発明者が推定する本発明の効果の発現機構について、具体例を用いて説明する。本発明は以下の説明における具体例に限定されない。 The mechanism of expression of the effect of the present invention estimated by the present inventor will be described with reference to specific examples. The present invention is not limited to the specific examples in the following description.
凝集剤を原水へ添加し、急速混和のみを行なった場合、緩速撹拌を行っていないために、生成するフロックは微細である。従来の沈殿法を用いて固液分離を行う場合、微細なフロックではフロックの沈降速度が遅いため、沈殿池での分離効率が悪化するので好ましくない。しかし、膜ろ過法の場合、膜表面の細孔よりも微細フロック径が大きければ、固液分離することが可能なため、急速混和のみで問題ないと考えられている。
本発明者は鋭意研究を進める中で、以下の2つの点で、凝集・膜ろ過プロセスには、改善の余地があることを発見した。
[1]急速混和のみでは、膜表面の細孔よりも大きくなれなかった超微細フロックやフロックになることができなかった色度または有機物成分が存在する。
[2]膜の細孔の大きさを示す公称孔径は、膜表面の全ての細孔の大きさを示すものではなく代表値であり、公称孔径よりも大きい細孔が存在する。そのため、その細孔から、超微細フロックが抜け出ることがある。
これらの急速混和をしたにも関わらず、膜を抜け出てしまう成分を膜で固液分離するためには、より多くの凝集剤を注入したり、緩速混和工程を追加するなどが考えられるが、いずれも運転費用の増加を招くため、好ましくない。
When the flocculant is added to the raw water and only rapid mixing is performed, the flocs produced are fine because slow sand stirring is not performed. When solid-liquid separation is performed using the conventional sedimentation method, it is not preferable to use fine flocs because the floc sedimentation rate is slow and the separation efficiency in the sedimentation basin deteriorates. However, in the case of the membrane filtration method, if the fine floc diameter is larger than the pores on the membrane surface, solid-liquid separation is possible, and it is considered that there is no problem only with rapid mixing.
The present inventor has found that there is room for improvement in the aggregation / membrane filtration process in the following two points while proceeding with diligent research.
[1] There are ultrafine flocs that cannot be made larger than the pores on the film surface by rapid mixing alone, and chromaticity or organic components that cannot become flocs.
[2] The nominal pore size indicating the size of the pores of the film does not indicate the size of all the pores on the film surface, but is a representative value, and there are pores larger than the nominal pore size. Therefore, ultrafine flocs may escape from the pores.
In order to separate the components that escape from the membrane by the membrane in spite of these rapid mixing, it is conceivable to inject more coagulant or add a slow mixing step. , Both of which lead to an increase in operating cost, which is not preferable.
そこで、発明者は、凝集剤の注入率を低く保ったまま、工程の追加を行なわずに、色度成分や有機物成分などのコロイド成分の除去率を高める装置および方法を考案した。
それは、膜ろ過装置において、原水回収率を高めた運転を行なうことである。
Therefore, the inventor has devised a device and a method for increasing the removal rate of colloidal components such as chromaticity components and organic substances while keeping the injection rate of the flocculant low without adding steps.
That is, in the membrane filtration apparatus, the operation with a high raw water recovery rate is performed.
この理由について、本発明者は以下のように推定している。
膜浸漬槽内には、急速混和で生成した微小フロックが膜で固液分離されて、濃縮されている。この微細フロックは、浸漬槽へ流入する水の流れや膜ろ過することによって生じる水の流れによって、膜浸漬槽内で互いに衝突し、互いに捕捉し合う。この現象は、微細フロックのみならず、微細フロックと膜細孔よりも小さい超微細フロックやフロックになることができなかった色度成分または有機物成分との間でも生じ、それらの大きさを膜細孔よりも大きくすることを可能とする。その結果、色度成分や有機物成分などの除去率を高めることができる。この現象を最大限有効に活用するには、膜細孔よりも小さい超微細フロックやフロックになることができなかった色度成分または有機物成分と、既に膜浸漬槽内に存在するフロックの接触確率を高めることが有効となると本発明者は考えた。さらに、そのためには、原水回収率を高く運転し、フロックの濃縮度を高めることが効果的であると本発明者は考えた。
フロックの濃縮度を高めるにつれて、フロック同士の衝突回数が増加するため、膜浸漬槽内に存在するフロック径は増大していくと考えられる。本発明は濃縮度が非常に高いため、フロック径が増大したフロックでも、超微細フロックやフロックになることができなかった色度成分または有機物成分との衝突回数が減ることは無く、より大きいフロックに吸合されるため、膜分離による除去率を高めることが可能となると考えられる。
The present inventor presumes the reason for this as follows.
In the membrane immersion tank, microflocs generated by rapid mixing are solid-liquid separated by the membrane and concentrated. The microflocs collide with each other in the membrane immersion tank and capture each other due to the flow of water flowing into the immersion tank and the flow of water generated by membrane filtration. This phenomenon occurs not only between fine flocs but also between fine flocs and ultrafine flocs smaller than the membrane pores or chromaticity components or organic components that could not become flocs, and their size is reduced to film fineness. Allows it to be larger than the hole. As a result, the removal rate of the chromaticity component and the organic substance component can be increased. In order to make the best use of this phenomenon, the contact probability between the chromaticity component or organic component that could not become ultrafine flocs or flocs smaller than the membrane pores and the flocs that already exist in the membrane immersion tank. The present inventor thought that it would be effective to increase. Further, for that purpose, the present inventor considered that it is effective to operate with a high raw water recovery rate and increase the concentration of flocs.
As the concentration of flocs increases, the number of collisions between flocs increases, so it is considered that the flocks diameter existing in the membrane immersion tank increases. Since the present invention has a very high concentration, even a floc with an increased floc diameter does not reduce the number of collisions with an ultrafine floc or a chromaticity component or an organic component that could not become a floc, and a larger floc. Therefore, it is considered possible to increase the removal rate by membrane separation.
本発明について図を用いて説明する。
図1は、本発明の装置を示す概略図である。図1において本発明の装置10は、原水1に凝集剤3を注入する凝集剤注入手段12と、注入された凝集剤3と原水1とを混和してフロックを形成し、前記フロックを含む処理対象水5を得る混和手段14と、原水回収率が90%以上となるように処理対象水5を膜ろ過処理し、処理対象水5から前記フロックの少なくとも一部が除去されてなる浄水7および濃縮された前記フロックを含む汚泥9を得る膜ろ過手段16とを有する。
The present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic view showing the apparatus of the present invention. In FIG. 1, the
<原水>
本発明において原水1は、濁質成分、色度成分、有機物成分等の不純物を含む水であれば特に限定されない。
このような原水1として、水道原水(河川水、地下水、湖沼水など)、下排水、海水、汽水などが挙げられる。
また、上記の水道原水、下排水、海水、汽水などについて、生物接触ろ過、砂ろ過、マイクロフロック法、凝集沈殿ろ過、生物膜処理、オゾン処理、活性炭処理、イオン交換処理、UV酸化処理、促進酸化処理等の従来公知の処理等を施した後に得られる水を、原水1とすることもできる。
<Raw water>
In the present invention, the
Examples of such
In addition, for the above raw tap water, sewage, seawater, steam water, etc., biological contact filtration, sand filtration, microflock method, coagulation sedimentation filtration, biological film treatment, ozone treatment, activated carbon treatment, ion exchange treatment, UV oxidation treatment, promotion The water obtained after performing a conventionally known treatment such as an oxidation treatment can also be referred to as
原水1として、以下のような濁度、色度またはTOC(全有機炭素)を備えるものを例示できる。
・濁度:0〜500度(好ましくは0〜50度、より好ましくは0〜20度)
・色度:0〜100度(好ましくは0〜20度、より好ましくは0〜10度)
・TOC:0〜10mg/L(好ましくは0〜5mg/L、より好ましくは0〜3mg/L)
Examples of the
Turbidity: 0 to 500 degrees (preferably 0 to 50 degrees, more preferably 0 to 20 degrees)
-Saturation: 0 to 100 degrees (preferably 0 to 20 degrees, more preferably 0 to 10 degrees)
TOC: 0-10 mg / L (preferably 0-5 mg / L, more preferably 0-3 mg / L)
なお、本発明において濁度、色度およびTOCは、上水試験法(2011年度版)で規定される方法で測定して得た値とする。 In the present invention, the turbidity, chromaticity and TOC are values obtained by measuring by the method specified by the clean water test method (2011 version).
原水1は、溶解性マンガンを含むものであってもよい。具体的には、原水1は0.005〜1mg/L程度の濃度の溶解性マンガンを含むものであってよい。
The
なお、本発明において、溶解性マンガンの濃度は、測定対象水(ここでは原水)を孔径0.1μmのメンブランフィルターでろ過した後、そのろ過水を水質基準に関する省令の規定に基づき厚生労働大臣が定める方法(平成15年7月22日厚生労働省告示第261号(最終改正 平成24年3月30日厚生労働省告示第290号))に基づいて測定して得た値を意味するものとする。 In the present invention, the concentration of soluble manganese is determined by the Minister of Health, Labor and Welfare based on the provisions of the Ministerial Ordinance on Water Quality Standards after filtering the water to be measured (raw water in this case) with a membrane filter having a pore size of 0.1 μm. It shall mean the value obtained by measuring based on the specified method (July 22, 2003, Ministry of Health, Labor and Welfare Notification No. 261 (final revision, March 30, 2012, Ministry of Health, Labor and Welfare Notification No. 290)).
<凝集剤注入手段、凝集剤注入工程>
本発明の装置10における凝集剤注入手段12について説明する。
本発明の装置10において凝集剤注入手段12は、原水1に凝集剤3を注入する手段である。
<Coagulant injection means, coagulant injection process>
The coagulant injection means 12 in the
In the
凝集剤3は、原水1に含まれる濁質成分、色度成分、有機物成分等の不純物を凝集することができるものであれば特に限定されず、例えば従来公知のものを用いることができる。例えば、無機系の凝集剤(具体的には例えばAl系および/またはFe系の凝集剤)を用いることができる。また、有機系の凝集剤を用いることもできる。さらに、複数の種類の凝集剤を例えば同時に用いてもよい。
The coagulant 3 is not particularly limited as long as it can coagulate impurities such as turbidity component, chromaticity component, and organic component contained in the
Al系の凝集剤とは、アルミニウム化合物を主成分とする凝集剤を意味する。ここで「主成分」とは、溶媒以外の成分における含有率が50質量%以上、好ましくは80質量%以上、より好ましくは95質量%以上、さらに好ましくは100質量%である(実質的に他の成分を含まない)ことを意味するものとする。以下、特に断りがない限り「主成分」はこのような意味で用いるものとする。
アルミニウム化合物とはAl原子を含む化合物を意味する。アルミニウム化合物としてはポリ塩化アルミニウム、硫酸ばん土(硫酸アルミニウム)が挙げられる。
The Al-based coagulant means a coagulant containing an aluminum compound as a main component. Here, the "main component" has a content of 50% by mass or more, preferably 80% by mass or more, more preferably 95% by mass or more, still more preferably 100% by mass in a component other than the solvent (substantially other than that). It shall mean that it does not contain the components of. Hereinafter, unless otherwise specified, "main component" shall be used in this sense.
The aluminum compound means a compound containing an Al atom. Examples of the aluminum compound include polyaluminum chloride and sulfated soil (aluminum sulfate).
Fe系の凝集剤とは、鉄系化合物を主成分とする凝集剤を意味する。
鉄系化合物とはFe原子を含む化合物を意味する。鉄系化合物としては塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄、鉄−シリカ無機高分子凝集剤が挙げられる。
The Fe-based flocculant means a flocculant containing an iron-based compound as a main component.
The iron-based compound means a compound containing an Fe atom. Examples of the iron compound include ferric chloride, ferric polysulfate, and iron-silica inorganic polymer flocculant.
有機系の凝集剤としては、ポリアクリルアミド系、ポリアミン系、ポリアクリルエステル系、ポリエチレンイミン系が挙げられる。 Examples of the organic flocculant include polyacrylamide-based, polyamine-based, polyacrylic ester-based, and polyethyleneimine-based.
凝集剤3の原水1への注入量は特に限定されないが、原水1Lに対する添加量として0〜100mg/Lとすることが好ましく、0〜30mg/Lとすることがより好ましい。
The amount of the flocculant 3 injected into the
凝集剤3は粉状の態様のものであってよい。また、例えば、粉状の無機系の凝集剤(例えばAl系の凝集剤および/またはFe系の凝集剤)が液体に分散した態様のものであってもよい。 The flocculant 3 may be in the form of powder. Further, for example, a powdery inorganic flocculant (for example, an Al-based flocculant and / or an Fe-based flocculant) may be dispersed in a liquid.
凝集剤注入手段12は、原水1に凝集剤3を注入することできる手段であれば特に限定されない。例えば凝集剤3を貯留することができ、凝集剤3を連続的または間欠的に排出することができる、従来公知の凝集剤注入ポンプを凝集剤注入手段として用いることができる。
The flocculant injection means 12 is not particularly limited as long as it is a means capable of injecting the flocculant 3 into the
本発明の方法における凝集剤注入工程は、凝集剤注入手段12によって行うことができる。
本発明の方法における凝集剤注入工程は、原水1に凝集剤3を注入する工程である。
The flocculant injection step in the method of the present invention can be performed by the flocculant injection means 12.
The coagulant injection step in the method of the present invention is a step of injecting the coagulant 3 into the
凝集剤注入工程では、原水1へ凝集剤3を注入する前にpH調整剤を原水1へ添加して、原水1のpHを凝集剤3の凝集能を高めることができるpHに調整することが好ましい。凝集剤3の凝集能を高めるpHは、凝集剤3の種類等によって異なる。pH調整剤としては従来公知の酸またはアルカリを用いることができる。また、pH調整剤は原水1へ凝集剤3を注入した後に添加してもよいし、原水1へ凝集剤3を注入しながら同時に添加してもよい。
In the coagulant injection step, a pH adjuster may be added to the
本発明の装置は、このようなpH調整剤を原水1へ添加する手段をさらに備えることが好ましい。
The apparatus of the present invention preferably further includes means for adding such a pH adjuster to the
<混和手段、混和工程>
本発明の装置10における混和手段14について説明する。
本発明の装置10において混和手段14は、注入された凝集剤3と原水1とを混和してフロックを形成し、前記フロックを含む処理対象水5を得る手段である。
<Mixing means, mixing process>
The mixing means 14 in the
In the
混和手段14は、凝集剤3と原水1とを混和することで(すなわち、凝集剤3が注入された原水1を流動させることで)、原水1に含まれる不純物を凝集剤3の作用によって凝集し、フロックを形成することができる手段であれば特に限定されない。
The mixing means 14 agglomerates impurities contained in the
混和手段14として、例えば、撹拌翼等の撹拌装置を備える凝集槽(反応タンク)を用いることができる。この場合、凝集剤3が注入された原水1を凝集槽に流入させ、撹拌装置によって撹拌することで、不純物が凝集してなるフロックを形成し、形成されたフロックを含む処理対象水5を凝集槽から排出することができる。このような手段による混和を、急速混和や急速撹拌ともいう。本発明では、混和手段または混和工程として、急速混和を行うことが好ましい。ただし、緩速混和(または、フロック形成)を行ってもよいし、急速混和と緩速混和との両方を行ってもよい。
As the mixing means 14, for example, a coagulation tank (reaction tank) provided with a stirring device such as a stirring blade can be used. In this case, the
また、撹拌装置等を用いて撹拌しなくても、凝集剤3が注入された原水1が凝集槽内において流動してフロックが形成される場合は、撹拌装置を備えない凝集槽(反応タンク)を混和手段14として用いることもできる。
また、混和手段14として、配管接続型のもので管内で乱流を起こして混和を行なうスタティックミキサーを用いることができる。
さらに、混和手段14として、配管を用いることができる。配管の長さが一定以上であると、凝集剤3が注入された原水1を配管内に流すだけで、フロックを含む処理対象水5を得ることができる。
Further, if the
Further, as the mixing means 14, a static mixer which is a pipe connection type and causes turbulent flow in the pipe to perform mixing can be used.
Further, piping can be used as the mixing means 14. When the length of the pipe is longer than a certain level, the water to be treated 5 containing the flock can be obtained only by flowing the
本発明の方法における混和工程は、混和手段14によって行うことができる。
本発明の方法における混和工程は、注入された凝集剤3と原水1とを混和してフロックを形成し、前記フロックを含む処理対象水5を得る工程である。
The mixing step in the method of the present invention can be performed by the mixing means 14.
The mixing step in the method of the present invention is a step of mixing the injected flocculant 3 and the
<膜ろ過手段、膜ろ過工程>
本発明の装置10における膜ろ過手段16について説明する。
本発明の装置10において膜ろ過手段16は、原水回収率が90%以上となるように処理対象水5を膜ろ過処理し、処理対象水5からフロックの少なくとも一部が除去されてなる浄水7と、濃縮されたフロックとを含む汚泥9を得る手段である。
<Membrane filtration means, membrane filtration process>
The membrane filtration means 16 in the
In the
蒸発等による若干の損失は有り得るが、概ね、膜ろ過手段16によって、処理対象水5が浄水7と汚泥9とに分離されると考えてよい。すなわち、膜ろ過手段16に供給される処理対象水5の体積は、膜ろ過手段16から排出される浄水7および汚泥9の合計体積と同一になると考えてよい。
Although there may be some loss due to evaporation or the like, it can be generally considered that the water to be treated 5 is separated into purified water 7 and
膜ろ過手段16は、処理対象水5に含まれるフロックの少なくとも一部(通常、ほぼ全て)を、例えば従来公知の分離膜を用いて処理対象水5から分離し、除去する手段である。 The membrane filtration means 16 is a means for separating at least a part (usually almost all) of flocs contained in the water to be treated 5 from the water to be treated 5 using, for example, a conventionally known separation membrane and removing it.
膜ろ過手段16として、例えば、原水回収率を90%以上とすることができる浸漬型膜ろ過装置やケーシング型膜ろ過装置が挙げられる。 Examples of the membrane filtration means 16 include an immersion type membrane filtration device and a casing type membrane filtration device capable of achieving a raw water recovery rate of 90% or more.
浸漬型膜ろ過装置は、槽、膜モジュールおよび吸引ポンプを有する態様のものを例示できる。また、ここで槽は、その下方に汚泥9を排出するための排泥部を備える態様であることが好ましい。また、膜モジュールは、例えば中空糸と呼ばれるマカロニ状の分離膜を備えるもので、槽内に貯留した処理対象水5に浸漬して用いるものが挙げられる。また、吸引ポンプが配管等によって膜モジュールと繋がっていて、吸引ポンプによって吸引することで処理対象水5の一部について分離膜を通過させて浄水7を得ることができる。
The immersion type membrane filtration device can be exemplified as having a tank, a membrane module and a suction pump. Further, here, it is preferable that the tank is provided with a sludge draining portion for discharging
このような浸漬型膜ろ過装置では、処理対象水5が連続的または間欠的に槽内へ供給され、吸引ポンプの作用によって、処理対象水5の一部について分離膜を通過させることで浄水7が連続的または間欠的に得られる。また、通常、間欠的に、排泥部から汚泥9が排出される。汚泥にはフロックが濃縮されているので、これを槽内から排出する。
In such an immersion type membrane filtration device, the water to be treated 5 is continuously or intermittently supplied into the tank, and a part of the water to be treated 5 is passed through a separation membrane by the action of a suction pump to purify the water 7. Is obtained continuously or intermittently. In addition,
本発明の装置10では、膜ろ過手段16として浸漬型膜ろ過装置を用いることが好ましい。
In the
ケーシング型膜ろ過装置は、耐圧容器(ケーシング)内に膜モジュールが収められたものであり、通常、ポンプの作用でケーシング内に処理対象水5を圧入することでろ過して、浄水7および汚泥9を得るものである。
A casing-type membrane filtration device is a device in which a membrane module is housed in a pressure-resistant container (casing), and is usually filtered by press-fitting
浸漬型膜ろ過装置やケーシング型膜ろ過装置に代表される膜ろ過手段16では、得られた浄水7を用いて分離膜を逆洗洗浄することができる。 In the membrane filtration means 16 represented by the immersion type membrane filtration device and the casing type membrane filtration device, the separation membrane can be backwashed and washed using the obtained purified water 7.
浸漬型膜ろ過装置やケーシング型膜ろ過装置に代表される膜ろ過手段16における分離膜として、例えば、精密ろ過膜(MF膜)と呼ばれる孔径が0.01〜0.2μm程度の膜を用いることができる。また、限外ろ過膜(UF膜)、逆浸透膜(RO膜)やナノろ過膜(NF膜)を用いることもできる。
分離膜の公称孔径は、0.001μm〜0.2μmのものであることが好ましい。
As the separation membrane in the membrane filtration means 16 represented by the immersion type membrane filtration device and the casing type membrane filtration device, for example, a microfiltration membrane (MF membrane) having a pore size of about 0.01 to 0.2 μm is used. Can be done. Further, an ultrafiltration membrane (UF membrane), a reverse osmosis membrane (RO membrane), and a nanofiltration membrane (NF membrane) can also be used.
The nominal pore size of the separation membrane is preferably 0.001 μm to 0.2 μm.
膜ろ過手段16は、さらに、気体を用いて処理対象水5を撹拌できる手段を有していることが好ましい。このような手段として散気装置が例示される。例えば浸漬型膜ろ過装置が備える槽内における下方に散気装置が設置されていると、これを用いて槽内に貯留している処理対象水5へ気体(空気等)を吹き込み、処理対象水5を撹拌することができるので好ましい。
It is preferable that the membrane filtration means 16 further has a means capable of stirring the
本発明の方法における膜ろ過工程では、気体を吹き込んだ後に処理対象水5を膜ろ過処理することが好ましい。また、本発明の方法における膜ろ過工程では、気体を吹き込みながら、処理対象水5を膜ろ過処理することが好ましい。 In the membrane filtration step in the method of the present invention, it is preferable to perform membrane filtration treatment of the water to be treated 5 after blowing the gas. Further, in the membrane filtration step in the method of the present invention, it is preferable to perform membrane filtration treatment of the water to be treated 5 while blowing gas.
例えば浸漬型膜ろ過装置の場合、これが備える槽の内部に存するフロックは、槽内の撹拌力が原水流入力などのみに由来していると、次第に沈降する可能性がある。この場合、フロックが存在する領域が、槽内の下方に向かって縮小していく可能性がある。そうすると、フロックと色度成分または有機物成分との接触効率が低下する場合がある。よって、できる限り槽内に均一にフロックを存在させるために、散気装置等を用いて、槽内の処理対象水5を撹拌することが好ましい。この散気装置等は、処理対象水の撹拌用にのみ使用される必要は無く、膜の洗浄用に散気を行なう装置を使用しても良く、洗浄用の散気が、処理対象水の撹拌を担っても良い。
なお、特許文献1に記載の方法のように粉末活性炭を用いる場合、凝集フロックよりも沈降速度が小さいため、撹拌をしなくても短時間に顕著に沈降することはない。しかし、沈降させるために凝集剤を添加して凝集させたフロックは、粉末活性炭に比べて著しく沈降性が高いため、接触効率を高めるためには、適宜撹拌を行うことが好ましい。したがって、粉末活性炭のみの場合は、接触効率を高めるための撹拌に気を使う必要性は低いが、フロックの場合には重要となる。
For example, in the case of an immersion type membrane filtration device, the flocs existing inside the tank provided therein may gradually settle if the stirring force in the tank is derived only from the raw water flow input or the like. In this case, the area where the flocs are present may shrink downward in the tank. Then, the contact efficiency between the floc and the chromaticity component or the organic component may decrease. Therefore, in order to make the flocs exist in the tank as uniformly as possible, it is preferable to stir the
When powdered activated carbon is used as in the method described in
ここで、処理対象水5へ気体を吹き込む時間は1秒から10分とすることが好ましく、10秒〜5分とすることがより好ましい。
また、処理対象水5へ気体を吹き込んだ後、次に再度、気体を吹き込むまでの間隔は1〜60分とすることが好ましく、10分〜50分とすることがより好ましい。
このような吹き込み時間および/または吹き込み間隔とすると、フロックと色度成分または有機物成分とが衝突しやすくなり、色度成分または有機物成分がフロックに取り込まれ、その結果、色度成分および有機物成分の含有率がより低い浄水7が得られるからである。
Here, the time for blowing the gas into the water to be treated 5 is preferably 1 second to 10 minutes, and more preferably 10 seconds to 5 minutes.
Further, the interval between blowing the gas into the water to be treated 5 and then blowing the gas again is preferably 1 to 60 minutes, more preferably 10 to 50 minutes.
With such a blowing time and / or blowing interval, the flocs are likely to collide with the chromaticity component or the organic component, and the chromaticity component or the organic component is taken into the floc, and as a result, the chromaticity component and the organic component are incorporated. This is because purified water 7 having a lower content can be obtained.
本発明の装置10において膜ろ過手段16は、原水回収率が90%以上となるように処理対象水5を膜ろ過処理する。この原水回収率は94%以上であることが好ましく、97%以上であることがより好ましく、98%以上であることがさらに好ましい。また、99.999%以下であってよい。
In the
原水回収率は、膜ろ過手段16へ供給された処理対象水5の体積に対する、膜ろ過手段16から排出された浄水7の体積の比(百分率)として定義される。また、前述のように、膜ろ過手段16へ供給された処理対象水5の体積は、膜ろ過手段16から排出された浄水7および汚泥9の合計体積とほぼ同一になると考えてよいので、原水回収率は次式のように表わされる。
The raw water recovery rate is defined as the ratio (percentage) of the volume of purified water 7 discharged from the membrane filtration means 16 to the volume of the water to be treated 5 supplied to the membrane filtration means 16. Further, as described above, the volume of the water to be treated 5 supplied to the membrane filtration means 16 may be considered to be substantially the same as the total volume of the purified water 7 and the
原水回収率(%)=排出された浄水7の体積/供給された処理対象水5の体積×100
=(供給された処理対象水5の体積―排出された汚泥9の体積)/供給された処理対象水5の体積×100
Raw water recovery rate (%) = volume of discharged purified water 7 / volume of supplied treated water 5 x 100
= (Volume of supplied water to be treated 5-Volume of discharged sludge 9) / Volume of water to be treated 5 supplied x 100
原水回収率は、膜ろ過手段16から排出される汚泥9の排出量を調整して90%以上とすることができる。
The raw water recovery rate can be 90% or more by adjusting the amount of
原水回収率とは、すなわち、処理対象水5の濃縮度を表わす。例えば浸漬型膜ろ過装置の槽内における処理対象水5の濃縮度を表す。原水回収率を90%以上に高めると、槽内の処理対象水5の濃縮度が上昇するためフロック濃度が濃くなる。すると、既フロックと超微細フロックなどとの接触効率が高まり、かつ大きなフロックに成り易くなるため、色度成分または有機物成分の除去率が上昇すると考えられる。 The raw water recovery rate represents the concentration of the water to be treated 5. For example, it represents the concentration of the water to be treated 5 in the tank of the immersion type membrane filtration device. When the raw water recovery rate is increased to 90% or more, the concentration of the water to be treated 5 in the tank increases, so that the floc concentration increases. Then, the contact efficiency between the existing flocs and the ultrafine flocs is increased, and large flocs are likely to be formed, so that it is considered that the removal rate of the chromaticity component or the organic substance component is increased.
膜ろ過手段16によって処理対象水5を膜ろ過処理する際に、常に、膜を浸漬する浸漬槽内に保持する処理対象水5にフロックが含まれるように調整することが好ましい。例えば、膜ろ過手段16として浸漬型膜ろ過装置を用いた場合、前述のように、通常、間欠的に排泥部から汚泥9を排出するが、全ての汚泥9を排出するのではなく、槽内に汚泥9が残存するように排出することで、処理対象水5を膜ろ過処理するときに、常に、膜を浸漬する浸漬槽内に保持する処理対象水5にフロックが含まれるように調整することができる。また、例えば、排泥部から排出された汚泥9の一部を再度、処理対象水5を貯留されている槽内へ加えることで、常に、膜を浸漬する浸漬槽内に保持する処理対象水5にフロックが含まれるように調整することもできる。
When the membrane filtration means 16 performs the membrane filtration treatment of the
例えば膜ろ過手段16として浸漬型膜ろ過装置を用いた場合に、排泥部から全量の汚泥9を排出してしまうと、膜ろ過処理を再開したときに、処理対象水5における色度成分や有機物成分を捕捉するためのフロックが減少してしまう可能性がある。すると、原水1に由来するフロックによって、再び処理対象水5におけるフロックの濃度が上昇するまでに、色度成分および有機物成分の除去率が低下してしまう可能性がある。そこで、例えば、槽内に貯留されている処理対象水5の0.01体積%以上を残存させるように、汚泥9を排出することが好ましい。槽内に貯留されている処理対象水5の99体積%以下、好ましくは95体積%以下、より好ましくは30体積%以下、さらに好ましくは10体積%以下を残存させてもよい。
For example, when an immersion type membrane filtration device is used as the membrane filtration means 16, if the entire amount of
膜ろ過手段16における膜透過流速は特に限定されないが、0.4〜10m/dとすることが好ましい。
膜ろ過手段16における膜供給水量は特に限定されないが、膜ろ過水量と均衡する程度が好ましい。
膜ろ過手段16における散気風量は膜設置面積1m2当り、1〜350m3/hとすることが好ましい。
The membrane permeation flow velocity in the membrane filtration means 16 is not particularly limited, but is preferably 0.4 to 10 m / d.
The amount of water supplied to the membrane in the membrane filtration means 16 is not particularly limited, but is preferably in equilibrium with the amount of membrane filtration water.
The amount of air diffused in the membrane filtration means 16 is preferably 1 to 350 m 3 / h per 1 m 2 of the membrane installation area.
本発明の装置10では、膜ろ過手段16において活性炭を用いなくてよい。例えば膜ろ過手段16として浸漬型膜ろ過装置を用いる場合に、槽内に活性炭を添加する必要はない。活性炭を添加しなくても、不純物を処理対象水5から分離除去できる。
同様に、本発明の方法における膜ろ過工程においても、活性炭を用いなくてよい。
In the
Similarly, activated carbon does not have to be used in the membrane filtration step in the method of the present invention.
本発明の方法における膜ろ過工程は、膜ろ過手段16によって行うことができる。
本発明の方法における膜ろ過工程は、原水回収率が90%以上となるように処理対象水5を膜ろ過処理し、処理対象水5から前記フロックの少なくとも一部が除去されてなる浄水7および濃縮された前記フロックを含む汚泥9を得る工程である。
The membrane filtration step in the method of the present invention can be performed by the membrane filtration means 16.
In the membrane filtration step in the method of the present invention, the water to be treated 5 is membrane-filtered so that the recovery rate of raw water is 90% or more, and at least a part of the flocs is removed from the
次に、上記のような本発明の装置10によって原水1を処理した場合の処理の流れを説明する。この説明は、本発明の方法についての説明でもある。
Next, the flow of the treatment when the
初めに、凝集剤注入手段12によって、原水1へ凝集剤3を注入する(凝集剤注入工程)。そして、混和手段14によって、注入された凝集剤3と原水1とを混和してフロックを形成する。そして、フロックを含む処理対象水5が得られる(混和工程)。
次に、膜処理手段16によって、原水回収率が90%以上となるように、処理対象水5を膜ろ過処理する。そして、浄水7および汚泥9が得られる(膜ろ過工程)。
First, the flocculant 3 is injected into the
Next, the membrane treatment means 16 performs membrane filtration treatment of the water to be treated 5 so that the raw water recovery rate is 90% or more. Then, purified water 7 and
本発明によると、凝集剤注入率を低くしても色度成分や有機物成分の含有率が低い浄水が得られる。具体的には、例えば、凝集剤3の原水1への注入量を原水1Lに対する添加量として0〜100mg/L(好ましくは0〜30mg/L)とした場合に、低い色度の浄水7を得られる。具体的には、原水1の色度に対する浄水7の色度の比として、例えば1/10000〜1/2(好ましくは、例えば1/10000〜1/10)とすることができる。
According to the present invention, purified water having a low content of chromaticity component and organic component can be obtained even if the coagulant injection rate is lowered. Specifically, for example, when the amount of the flocculant 3 injected into the
本発明によって得られる浄水7として、例えば、以下のような濁度、色度またはTOC(全有機炭素)を備えるものが挙げられる。
・濁度:0.1度以下(好ましくは0.01度以下、より好ましくは0.0001度以下)
・色度:1度以下(好ましくは0.1度以下、より好ましくは0.01度以下)
・TOC:3mg/L以下(好ましくは0.5mg/L以下、より好ましくは0.1mg/L以下)
Examples of the purified water 7 obtained by the present invention include those having the following turbidity, chromaticity or TOC (total organic carbon).
-Turbidity: 0.1 degrees or less (preferably 0.01 degrees or less, more preferably 0.0001 degrees or less)
-Saturation: 1 degree or less (preferably 0.1 degrees or less, more preferably 0.01 degrees or less)
-TOC: 3 mg / L or less (preferably 0.5 mg / L or less, more preferably 0.1 mg / L or less)
次に、本発明の好ましい態様について、図を用いて説明する。
図2は、本発明の装置の好ましい態様の一つを説明するための概略図である。
図2において装置20は、原水1に凝集剤3を注入する凝集剤注入ポンプ22と、注入された凝集剤3と原水1とを混和してフロックを形成し、前記フロックを含む処理対象水5を排出する急速混和槽24と、原水回収率が90%以上となるように処理対象水5を膜ろ過処理し、処理対象水5から前記フロックの少なくとも一部が除去されてなる浄水7および濃縮された前記フロックを含む汚泥9を得る浸漬型膜ろ過装置26とを有する。
Next, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining one of the preferred embodiments of the apparatus of the present invention.
In FIG. 2, the
装置20は、さらに、凝集剤3を注入する前の原水1へpH調整剤を添加するpH調整手段を有している。このpH調整手段によって原水1へpH調整剤8(酸および/またはアルカリ)を添加して、原水1のpHを凝集剤3の凝集能を高めることができるpHに調整することができる。
装置20は、さらに、浄水7を貯留する浄水池28を有している。
装置20は、さらに、浄水地28に貯留された浄水7を用いて浸漬型膜ろ過装置26が有する分離膜261aを逆洗洗浄するために用いる逆洗ポンプ281および配管282を有している。
The
The
The
凝集剤注入ポンプ22はタンクおよびポンプを有しており、そのタンク中に凝集剤を貯留することができ、さらにこのタンク中からポンプの作用によって凝集剤3を所望量、排出できる態様のものである。凝集剤注入ポンプ22によって、急速混和槽24に貯留されているpH調整剤が添加された後の原水1へ、凝集剤3を所望量、注入することができる。
The coagulant injection pump 22 has a tank and a pump, and the coagulant can be stored in the tank, and a desired amount of the coagulant 3 can be discharged from the tank by the action of the pump. is there. The coagulant injection pump 22 can inject a desired amount of the coagulant 3 into the
凝集剤注入ポンプ22は、本発明の装置における凝集剤注入手段に相当する。 The coagulant injection pump 22 corresponds to the coagulant injection means in the apparatus of the present invention.
急速混和槽24は2段の槽(第1槽241、第2槽242)を有している。そして、第1槽241において、凝集剤3と、pH調整剤8が添加された原水1とを受け入れて、これらを混和することができる。その後、第2槽242にて再度、混和し、処理対象水5を排出する。第1槽241および第2槽242は、各々、攪拌機(243、244)を有しており、この攪拌機によって凝集剤3が注入された原水1を撹拌して凝集剤3と原水1とを混和することで、原水1に含まれる不純物が凝集してなるフロックを形成することができる。
The
急速混和槽24は、本発明の装置における混和手段に相当する。
The
本発明の装置における混和手段は、図2に示すような2段の槽を有する急速混和槽であってよいが、1段の槽を有する態様のものであってもよく、3段以上の槽を有する態様のものであってもよい。 The mixing means in the apparatus of the present invention may be a rapid mixing tank having a two-stage tank as shown in FIG. 2, but may be a mode having a one-stage tank, or a tank having three or more stages. It may be the aspect which has.
浸漬型膜ろ過装置26は、膜モジュール261、槽262、吸引ポンプ263、配管264、および排泥弁265を有している。膜モジュール261は分離膜261a、集水部261b、および下部支持体261cを有している。そして、集水部261bと浄水地28とが配管264によって繋がれていて、その途中に吸引ポンプ263が配置されており、吸引ポンプ263を運転することによって、槽262内の処理対象水5から浄水7を得ることができる。また、得られた浄水7は配管264を通じて浄水池28に達し、ここに貯留できるように構成されている。また、排泥弁265を開けることで、槽262の下部から、槽262内の処理対象水5の一部を汚泥9として排出できるように構成されている。
The immersion type
浸漬型膜ろ過装置26では、槽262の内部に処理対象水5が貯留される。膜モジュール261は、槽262の内部に貯留された処理対象水5に浸漬して用いられる。そして、吸引ポンプ263を運転すると、その作用によって、処理対象水5の一部が分離膜261aを通過して浄水7となり、配管264を通って浄水地28に達し、ここに貯留される。また、処理対象水5に含まれるフロックは、分離膜261aを通過できないため、槽262内に滞留する。
In the immersion type
フロックを含む汚泥9は槽262の下部の排泥部から排出される。汚泥9を槽262の排泥部から排出する頻度は特に限定されない。例えば数日に一回、排泥弁265を開けて汚泥9を槽262の内部から排出することができる。ただし、原水回収率が90%以上となるように排出する。
The
浸漬型膜ろ過装置26は、本発明の装置における膜ろ過手段に相当する。
The immersion type
次に、上記のような装置20によって原水1を処理した場合の処理の流れを説明する。この説明は、本発明の方法の好ましい態様についての説明でもある。
Next, the flow of the treatment when the
初めに、原水1へpH調整剤8(酸またはアルカリ)が加えられ、その後、急速混和槽24における第1槽241へ流入される。そして、第1槽241において、ここに貯留している原水1へ凝集剤注入ポンプ22から凝集剤3が添加され(凝集剤注入工程)、攪拌機243の作用によって混和された後、第2槽242へ移動され、第2槽242にて再度、攪拌機244の作用によって混和された後、処理対象水5として排出される(混和工程)。処理対象水5には、原水1に含まれる不純物が凝集剤3の作用によって凝集してなるフロックが含まれる。
その後、処理対象水5は浸漬型膜ろ過装置26における槽262に貯留される。貯留された処理対象水5に膜モジュール261が浸漬されるように設置されており、吸引ポンプ263を運転することで、処理対象水5の一部が分離膜261aを通過して浄水7となり、配管264を通って浄水地28に達し、ここに貯留される。また、処理対象水5に含まれるフロックは分離膜261aを通過できないため、槽262内に滞留する。ここで浸漬型膜ろ過装置26に、槽262へ流入する処理対象水5の流量を測定する流量計と、排出される浄水7の流量を測定する流量計とを設置することが好ましい。そして、これらの流量計が示す流量がほぼ同一となるように操業することが好ましい。また、各流量計の値を監視し、槽262内の処理対象水5の水位が特定範囲内となるように調整して操業することが好ましい。
次に、フロックを含む汚泥9は槽262の下部の排泥部から排出される。汚泥9を槽262から排出する頻度は特に限定されない。例えば数日に一回、排泥弁265を開けて汚泥9を槽262の排泥部から排出することができる。ただし、原水回収率が90%以上となるように排出する。
また、逆洗ポンプ281を運転することで、浄水地28に貯留された浄水7を用いて浸漬型膜ろ過装置26が有する分離膜261aを逆洗洗浄することができる。逆洗洗浄の頻度は特に限定されない。例えば数十分に一回、逆洗洗浄をすることが好ましい。
First, the pH adjuster 8 (acid or alkali) is added to the
After that, the
Next, the
Further, by operating the
次に、本発明の別の好ましい態様について、図を用いて説明する。
図3は、本発明の装置の別の好ましい態様の一つを説明するための概略図である。
図3では、図2に示した態様と同じ構成要素については、同じ符号を付している。以下では、図2に示した態様と異なる点を中心に説明する。
Next, another preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining one of another preferred embodiments of the apparatus of the present invention.
In FIG. 3, the same components as those shown in FIG. 2 are designated by the same reference numerals. Hereinafter, the points different from the embodiment shown in FIG. 2 will be mainly described.
図3において装置30は、図2に示した態様と同様の凝集剤注入ポンプ22と、急速混和槽24と、pH調整手段と、浄水池28と、逆洗ポンプ281および配管282とを有している。
そして、浸漬型膜ろ過装置36は、図2に示した浸漬型膜ろ過装置26に、さらに電極37および界面計38を有する態様のものである。電極37および/または界面計38によって槽262内の処理対象水5の排水時の水位を監視することが好ましい。そして、排水時に水位が特定レベル以下になった場合、電極37および/または界面計38から電気的な信号を発信して排泥弁265を閉め、汚泥9を槽262から排出する量を調整することが好ましい。
In FIG. 3, the
The immersion type
電極37および界面計38は、例えば従来公知のものを用いることができる。従来公知の排水工程タイマーを用いることでも、電極37および界面計38と同様の操作を行うことができる。
As the
次に、本発明の別の好ましい態様について、図を用いて説明する。
図4は、本発明の装置の別の好ましい態様の一つを説明するための概略図である。
図4では、図2に示した態様と同じ構成要素については、同じ符号を付している。以下では、図2に示した態様と異なる点を中心に説明する。
Next, another preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining one of another preferred embodiments of the apparatus of the present invention.
In FIG. 4, the same components as those shown in FIG. 2 are designated by the same reference numerals. Hereinafter, the points different from the embodiment shown in FIG. 2 will be mainly described.
図4において装置40は、図2に示した態様と同様の凝集剤注入ポンプ22と、急速混和槽24と、pH調整手段と、浄水池28と、逆洗ポンプ281および配管282とを有している。
そして、浸漬型膜ろ過装置46は、図2に示した浸漬型膜ろ過装置26に、さらに散気装置47およびブロワ48を有する態様のものである。ブロワ48を運転することで散気装置47から槽262の内部へ空気を送り込み、ここに貯留されている処理対象水5を撹拌することができるように構成されている。適量の空気を槽262の内部へ送り込んで処理対象水5を撹拌すると、槽262の内部にフロックをより均一に存在させることできるので、フロックと色度成分または有機物成分との接触効率を高めることができて好ましい。そして、色度成分および有機物成分の含有率がより低い浄水7を得ることができるので好ましい。
In FIG. 4, the apparatus 40 has a coagulant injection pump 22 similar to the embodiment shown in FIG. 2, a
The immersion type
次に、本発明の別の好ましい態様について、図を用いて説明する。
図5は、本発明の装置の別の好ましい態様の一つを説明するための概略図である。
図5では、図2に示した態様と同じ構成要素については、同じ符号を付している。以下では、図2に示した態様と異なる点を中心に説明する。
Next, another preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining one of another preferable aspects of the apparatus of the present invention.
In FIG. 5, the same components as those shown in FIG. 2 are designated by the same reference numerals. Hereinafter, the points different from the embodiment shown in FIG. 2 will be mainly described.
図5において装置50は、図2に示した態様と同様の凝集剤注入ポンプ22と、急速混和槽24と、浸漬型膜ろ過装置26と、pH調整手段と、浄水池28と、逆洗ポンプ281および配管282とを有している。
そして、装置50は、さらに、溶解性マンガンろ過塔51を有している。溶解性マンガンろ過塔51は、内部にマンガン砂からなる層511および支持層512を有しており、原水1が溶解性マンガンを含む場合、これを原水1から除去することができるので好ましい。ポンプ513を運転することで原水1を溶解性マンガンろ過塔51の下部から流入させ、上部へ向かって移動させると、その過程において原水1に含まれる溶解性マンガンがマンガン砂の作用によって原水1から分離され、少なくともその一部が除去される。その後、溶解性マンガンの少なくとも一部が除去された原水1は、溶解性マンガンろ過塔51の上部から、急速混和槽24へ向かって送られる。以降は図2に示した態様の場合と同様に処理される。
溶解性マンガンろ過塔51としては、例えば従来公知のものを用いることができる。
In FIG. 5, the device 50 includes a coagulant injection pump 22, a
The device 50 further has a soluble manganese filtration tower 51. The soluble manganese filtration tower 51 has a layer 511 made of manganese sand and a support layer 512 inside, and when the
As the soluble manganese filtration tower 51, for example, a conventionally known one can be used.
以下、本発明に関する実験について説明する。 Hereinafter, experiments relating to the present invention will be described.
<実験1>
図2に示す態様の本発明の装置(装置20)を用いて原水1を処理して、浸漬型膜ろ過装置26における原水回収率と、色度成分又は有機物成分の除去率の比との関係を測定すると、図6に示すグラフが得られる。図6においてY軸の色度成分又は有機物成分の除去率の比は、原水回収率が80%の場合の色度成分又は有機物成分の除去率を1とした場合の値として示している。
図6のグラフに示すように、原水回収率が90%以上と高くなると、色度成分および有機物成分の除去率が高くなる。
<
The relationship between the raw water recovery rate in the immersion type
As shown in the graph of FIG. 6, when the raw water recovery rate is as high as 90% or more, the removal rate of the chromaticity component and the organic substance component is high.
<実験2>
図2に示す態様の本発明の装置(装置20)を用いて原水1を処理する。そして、十分な時間が経過した後、浸漬型膜ろ過装置26における排泥弁265を開けて、槽262の下部の排泥部から汚泥9を排出する。この際に、槽262の内部に貯留されている処理対象水5を全て排出せずに、槽262の内部に一部を残存させると、浸漬型膜ろ過装置26による膜ろ過処理を再開した後、特定時間経過後における色度成分又は有機物成分の除去率が良化する傾向がある。図7はこれを示すグラフである。すなわち、図7は、槽262の内部に残存させた処理対象水5の残存率(X軸)と、膜ろ過を開始し、特定時間経過後の色度成分又は有機物成分の除去率の比(Y軸)との関係を表わすグラフである。図7においてY軸の、膜ろ過を開始し、特定時間経過後の色度成分又は有機物成分の除去率の比は、処理対象水の残存率が20%の場合を1とした場合の値として示している。
図7のグラフに示すように、処理対象水の残存率が0.01体積%以上の場合に、色度成分又は有機物成分の除去率の維持に効果が認められる。
<Experiment 2>
As shown in the graph of FIG. 7, when the residual rate of the water to be treated is 0.01% by volume or more, the effect of maintaining the removal rate of the chromaticity component or the organic substance component is recognized.
<実験3>
図4に示す態様の本発明の装置(装置40)を用いて原水1を処理して、浸漬型膜ろ過装置46において散気装置47から空気を吹き込む時間および間隔と、濁度比(TA/TB)との関係を測定すると、図8に示すグラフが得られる。ここで濁度比(TA/TB)は濁度TBに対する濁度TAの比である。また、濁度TAは、図9に示すように、浸漬型膜ろ過装置46における槽262の内部における集水部261bの水位レベルにおける処理対象水5の濁度を意味しており、濁度TBは、図9に示すように、浸漬型膜ろ過装置46における槽262の内部における下部支持体261cの水位レベルにおける処理対象水5の濁度を意味している。槽262の内部における濁度が均一化していると濁度比(TA/TB)が1となり、固形分等の沈降が進むと濁度比(TA/TB)は小さくなる。そして、濁度比(TA/TB)が1に近いと、槽262の内部の処理対象水5の濁度がより均一化していると解されるので好ましい。
図8のグラフに示すように、処理対象水5へ空気を吹き込む時間が1秒から10分であって、かつ、処理対象水5へ空気を吹き込んだ後、次に再度、気体を吹き込むまでの間隔が1〜60分であると、濁度比(TA/TB)がより高くなり(概ね0.8以上)、好ましい。
<Experiment 3>
Processing the
As shown in the graph of FIG. 8, the time for blowing air into the water to be treated 5 is 1 second to 10 minutes, and after the air is blown into the
1 原水
3 凝集剤
5 処理対象水
7 浄水
8 pH調整剤
9 汚泥
10 本発明の装置
12 凝集剤注入手段
14 混和手段
16 膜ろ過手段
20 装置
22 凝集剤注入ポンプ
24 急速混和槽
241 第1槽
242 第2槽
243、244 攪拌機
26 浸漬型膜ろ過装置
261 膜モジュール
261a 分離膜
261b 集水部
261c下部支持体
262 槽
263 吸引ポンプ
264 配管
265 排泥弁
28 浄水池
281 逆洗ポンプ
282 配管
30 装置
36 浸漬型膜ろ過装置
37 電極
38 界面計
40 装置
46 浸漬型膜ろ過装置
47 散気装置
48 ブロワ
50 装置
51 溶解性マンガンろ過塔
511 マンガン砂からなる層
512 支持層
513 ポンプ
1 Raw water
3 Coagulant 5 Water to be treated 7
Claims (4)
注入された前記凝集剤と前記原水とを混和してフロックを形成し、前記フロックを含む処理対象水を得る混和工程と、
活性炭を用いず、また、前記凝集剤と前記原水とが混和して形成された前記フロックを含む処理対象水中の前記フロックと、膜孔径よりも小さい超微細フロック、色度成分及び有機物成分との接触効率を高めるために、1〜60分の間隔で、1秒から10分の間、気体を吹き込んだ後、以下の関係式:原水回収率(%)=排出された浄水の体積/供給された処理対象水の体積×100=(供給された処理対象水の体積−排出された汚泥の体積)/供給された処理対象水の体積×100で表される原水回収率が90%以上となるように前記処理対象水を膜ろ過処理し、前記処理対象水から前記フロックの少なくとも一部が除去されてなる浄水および濃縮された前記フロックを含む汚泥を得る膜ろ過工程と、
を備え、
前記膜ろ過工程の終了後に、槽内に貯留されている前記処理対象水の0.01体積%以上を残存させるように前記汚泥を排出することを特徴とする水処理方法。 The coagulant injection process that injects the coagulant into the raw water,
A mixing step of mixing the injected coagulant with the raw water to form flocs and obtaining water to be treated containing the flocs.
The flocs in the water to be treated containing the flocs formed by mixing the flocculant and the raw water without using activated charcoal, and ultrafine flocs, chromaticity components and organic matter components smaller than the membrane pore size. After injecting gas for 1 second to 10 minutes at intervals of 1 to 60 minutes in order to improve contact efficiency , the following relational expression: Raw water recovery rate (%) = volume of discharged purified water / supplied The raw water recovery rate represented by the volume of water to be treated x 100 = (volume of water to be treated-volume of sludge discharged) / volume of water to be treated x 100 to be supplied is 90% or more. As described above, a membrane filtration step of performing a membrane filtration treatment on the water to be treated to obtain purified water obtained by removing at least a part of the flocs from the water to be treated and a concentrated sludge containing the flocs.
With
A water treatment method comprising discharging the sludge so as to leave 0.01% by volume or more of the water to be treated stored in the tank after the completion of the membrane filtration step.
注入された前記凝集剤と前記原水とを混和してフロックを形成し、前記フロックを含む処理対象水を得る混和手段と、
活性炭を用いず、また、気体を用いて前記処理対象水を攪拌する攪拌手段と、
前記処理対象水から前記フロックの少なくとも一部が除去されてなる浄水を抜き出す配管および濃縮された前記フロックを含む汚泥を排出する排泥弁および、槽内に分離膜を、集水部と下部支持体とで挟む様に構成された膜モジュールを備え、前記処理対象水を膜ろ過処理する浸漬型膜ろ過手段と、を有し、
前記浸漬型膜ろ過手段は、
濁度T A が前記槽内における前記集水部の水位レベルにおける処理対象水の濁度、濁度T B が前記槽内における前記下部支持体の水位レベルにおける処理対象水の濁度であって、濁度比(TA/TB)が0.8以上に調整された処理対象水に対し、以下の関係式:原水回収率(%)=排出された浄水の体積/供給された処理対象水の体積×100=(供給された処理対象水の体積−排出された汚泥の体積)/供給された処理対象水の体積×100で表される原水回収率が90%以上となるように、前記排泥弁が、前記浸漬型膜ろ過手段に貯留されている前記処理対象水の0.01体積%以上を残存させて前記汚泥を排出するように構成されることを特徴とする水処理装置。 A flocculant injection means for injecting a flocculant into raw water,
A mixing means that mixes the injected coagulant with the raw water to form flocs and obtains water to be treated containing the flocs.
A stirring means for stirring the water to be treated using gas without using activated carbon,
A pipe for extracting purified water obtained by removing at least a part of the flocs from the water to be treated, a sludge valve for discharging the concentrated sludge containing the flocs, and a separation membrane in the tank are provided for the water collecting portion and the lower part. It is provided with a membrane module configured to be sandwiched between the body and the body, and has an immersion type membrane filtration means for membrane filtration treatment of the water to be treated.
The immersion type membrane filtration means
The turbidity T A is the turbidity of the water to be treated at the water level of the catchment portion in the tank, and the turbidity T B is the turbidity of the water to be treated at the water level of the lower support in the tank. , relative turbidity ratio (T a / T B) is processed water that has been adjusted to 0.8 or more, the relationship: raw water recovery (%) = discharge water purification / volume supplied processed The raw water recovery rate represented by water volume x 100 = (supplied treatment target water volume-discharged sludge volume) / supplied treatment target water volume x 100 is 90% or more. A water treatment apparatus characterized in that the mud drain valve is configured to discharge the sludge by leaving 0.01% by volume or more of the water to be treated stored in the immersion type membrane filtering means. ..
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