JP7074156B2 - 水処理方法及び水処理装置 - Google Patents
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Description
[1]被処理水が導入される凝集部と、
前記凝集部に対して異なる凝集剤を添加可能とするために予め設置されている2つ以上の凝集剤添加装置と、
前記凝集部の後段に配置された膜ろ過処理部と、
前記膜ろ過処理部に設置された被処理水を膜ろ過処理するためのろ過膜と、
前記ろ過膜に異なるろ過膜洗浄剤を添加可能とするために予め設置されている2つ以上のろ過膜洗浄剤添加装置と、を備え、
前記凝集剤添加装置のうちの少なくとも1つが予備用とされていて、
前記ろ過膜洗浄剤添加装置のうちの少なくとも1つが予備用とされている水処理装置を用いた水処理方法であって、
前記被処理水の水質が変動した場合に、予備用とされた前記凝集剤添加装置から、前記被処理水の水質に対応した新たな凝集剤を前記凝集部に添加する、凝集剤の添加を中止する、凝集剤の添加量を変更する、または凝集剤の種類を変更することを開始し、予備用とされた前記ろ過膜洗浄剤添加装置から、前記被処理水の水質に対応した新たなろ過膜洗浄剤を前記ろ過膜に添加する、ろ過膜洗浄剤の添加を中止する、ろ過膜洗浄剤の添加量を変更する、またはろ過膜洗浄剤の種類を変更することを開始する、水処理方法。
前記逆浸透膜処理部は、被処理水を逆浸透膜処理するための逆浸透膜と、
前記被処理水に対して異なる水質調整剤を添加可能とするために予め設置されている2つ以上の水質調整剤添加装置と、を備え、
前記水質調整剤添加装置のうちの少なくとも1つが予備用とされていて、
前記被処理水の水質が変動した場合に、予備用とされた前記水質調整剤添加装置から、前記被処理水の水質に対応した新たな水質調整剤を前記被処理水に添加する、水質調整剤の添加を中止する、水質調整剤の添加量を変更する、または水質調整剤の種類を変更することを開始する、[1]に記載の水処理方法。
前記逆浸透膜処理部は、被処理水を逆浸透膜処理するための逆浸透膜と、
前記逆浸透膜に異なる逆浸透膜洗浄剤を添加可能とするために予め設置されている2以上の逆浸透膜洗浄剤添加装置と、を備え、
前記逆浸透膜洗浄剤添加装置のうちの少なくとも1つが予備用とされていて、
前記被処理水の水質が変動した場合に、予備用とされた前記逆浸透膜洗浄剤添加装置から、前記被処理水の水質に対応した新たな逆浸透膜洗浄剤を前記逆浸透膜に添加する、逆浸透膜洗浄剤の添加を中止する、逆浸透膜洗浄剤の添加量を変更する、または逆浸透膜洗浄剤の種類を変更することを開始する、[1]に記載の水処理方法。
前記凝集部に対して異なる凝集剤を添加可能とするために設置された2つ以上の凝集剤添加装置と、
前記被処理水の水質を測定する1つまたは2つ以上の水質測定装置と、
前記凝集部の後段に配置された膜ろ過処理部と、
前記膜ろ過処理部に設置された被処理水を膜ろ過処理するためのろ過膜と、
前記ろ過膜に異なるろ過膜洗浄剤を添加可能とするために予め設置されている2つ以上のろ過膜洗浄剤添加装置と、
前記水質測定装置の測定結果に基づいて、対応する前記凝集剤添加装置に対して前記凝集剤の添加の要否および前記凝集剤の添加量の指令を発する制御部と、
前記水質測定装置の測定結果に基づいて、対応する前記ろ過膜洗浄剤添加装置に対して前記ろ過膜洗浄剤の添加の要否および前記ろ過膜洗浄剤の添加量の指令を発する制御部と、を備え、
前記凝集剤添加装置のうちの少なくとも1つが予備用とされ、
前記ろ過膜洗浄剤添加装置のうちの少なくとも1つが予備用とされている、水処理装置。
前記膜ろ過処理水に対して異なる水質調整剤を添加可能とするために予め設置されている2つ以上の水質調整剤添加装置と、
前記膜ろ過処理水の水質を測定する1つまたは2つ以上の第二水質測定装置と、
前記第二水質測定装置の測定結果に基づいて、対応する前記水質調整剤添加装置に対して前記水質調整剤の添加の要否および前記水質調整剤の添加量の指令を発する制御部と、を備え、
前記水質調整剤添加装置のうちの少なくとも1つが予備用とされている、[6]に記載の水処理装置。
前記逆浸透膜に異なる逆浸透膜洗浄剤を添加可能とするために予め設置されている2以上の逆浸透膜洗浄剤添加装置と、
前記膜ろ過処理水の水質を測定する1つまたは2つ以上の第二水質測定装置と、
前記第二水質測定装置の測定結果に基づいて、対応する前記逆浸透膜洗浄剤添加装置に対して前記逆浸透膜洗浄剤の添加の要否および前記逆浸透膜洗浄剤の添加量の指令を発する制御部と、を備え、
前記逆浸透膜洗浄剤添加装置のうちの少なくとも1つが予備用とされている、[6]に記載の水処理装置。
図1は、本発明の実施形態である水処理装置と、これを用いた水処理方法の一例を説明する模式図である。なお、図1に示す水処理装置1は、処理対象の被処理水W1が、無機物を含み(炭酸塩濃度が炭酸量として25mg/L以下)、有機物をほとんど含まない(分子量1万以上の有機物濃度が炭素量として300μm/L以下)場合を想定した構成とされている。ただし、処理対象の被処理水の水質はこれに限定されるものではない。水処理装置1の構成は、処理対象の被処理水の水質に応じて変更することができる。
図1に示すように、本実施形態の水処理装置1は、第一水質測定装置10と、第一制御部11と、第一滞留槽20と、凝集部30と、凝集剤添加装置31と、第二滞留槽40と、膜ろ過処理部50と、第三滞留槽60と、逆浸透膜処理部70と、を備える。
逆浸透膜処理部70は、膜ろ過処理水W2(逆浸透膜処理部70で処理される被処理水)を逆浸透膜処理するための逆浸透膜71と、水質調整剤添加装置72と、逆浸透膜洗浄剤添加装置74と、第二水質測定装置80と、第二制御部81と、を備える。
ろ過膜洗浄工程では、第二ろ過膜洗浄剤添加装置52bを用いて、第二ろ過膜洗浄剤をろ過膜51に添加して、ろ過膜51を洗浄する。洗浄は、例えば、ろ過膜51を、第二ろ過膜洗浄剤(無機物除去用洗浄剤)に浸漬することによって行なう。第二ろ過膜洗浄剤を用いて、ろ過膜51を洗浄して、ろ過膜51によって分離除去された無機物の粗大な粒子を除去することによって、ろ過膜51のろ過効率が回復するので、ろ過膜51による膜ろ過処理を安定して行なうことができる。なお、ろ過膜洗浄工程を行なっている間は、被処理水W1を第二滞留槽40に滞留させて、膜ろ過処理工程を停止する。
被処理水W1の水質が変動した場合とは、例えば、無機物や有機物の種類や濃度が変わること、あるいは被処理水の水量が増減することなどによって、水処理装置1による被処理水W1の処理効率が低下することを意味する。被処理水W1の水質が変動する要因としては、例えば、屋外に設置された水処理装置では雨水などの混入がある。また、工場排水用の水処理装置では工場の製造ラインの増減、製造目的物や製造原料の変更などがある。ただし、被処理水W1の水質が変動する要因はこれらに限定されるものではない。
第一制御工程では、第一制御部11を用いて、第一水質測定工程で得られた被処理水W1の物性に基づいて、第二凝集剤添加装置31bに対して第二凝集剤(無機凝集剤)の添加の要否および添加量の指令と、第三凝集剤添加装置31cに対して第三凝集剤(カチオン性高分子凝集剤)の添加の要否および添加量の指令を発する。第二凝集剤および第三凝集剤の添加量は、事前に被処理水W1を用いた机上試験を行なって決定することが好ましい。
第一制御工程では、第一制御部11を用いて、第一水質測定工程で得られた被処理水W1の物性に基づいて、第一凝集剤添加装置31aに対して第一凝集剤(フェノール性水酸基を有する高分子化合物)の添加の要否および添加量の指令と、第二凝集剤添加装置31bに対して第二凝集剤(無機凝集剤)の添加の要否および添加量の指令を発する。また、第一制御工程では、第一ろ過膜洗浄剤添加装置52aに対して第一ろ過膜洗浄剤(有機物除去用洗浄剤)の添加の要否および添加量の指令と、第二ろ過膜洗浄剤添加装置52bに対して第二ろ過膜洗浄剤(無機物除去用洗浄剤)の添加の要否および添加量の指令を発する。
例えば、上記の実施形態では、凝集部30が、第一凝集槽30a、第二凝集槽30bおよび第三凝集槽30cの3つの凝集槽を含み、その凝集槽のそれぞれに一つの凝集剤添加装置31が設置されている場合について説明したが、凝集部30を構成する凝集槽の個数および凝集剤添加装置31の個数や設置方法はこれに限定されるものではない。凝集槽の個数は1つであってもよいが、2つ以上であることが好ましく、2つ以上5つ以下の範囲内にあることが特に好ましい。凝集剤添加装置31は、2つ以上であればよく、3つ以上であることが好ましく、3つ以上5つ以下の範囲内にあることが特に好ましい。また、凝集剤添加装置31は、1つの凝集槽に対して2つ以上設置してもよい。1つの凝集槽に対して、2つの凝集剤添加装置31を設置した水処理装置の構成の例を図4と図5に示す。
図1に示す水処理装置1と、被処理水W1として、3種の被処理水A~Cを用意した。下記の表1に被処理水A~Cの物性と、机上試験に基づいて決定した被処理水A~Cの処理条件(凝集剤の添加量)を示す。なお、第一凝集剤はフェノール性水酸基を有する高分子化合物(BP201、栗田工業株式会社製)を用い、第二凝集剤は塩化第二鉄を用い、第三凝集剤はカチオン性高分子凝集剤(ゼータエースP702、栗田工業株式会社製)を用いた。
逆浸透膜処理部70では、逆浸透膜71として、ポリアミド膜を用いた。また、逆浸透膜処理部70では、第一水質調整剤添加装置72a、第二水質調整剤添加装置72bおよび第三水質調整剤添加装置72cを用いて、被処理水に、第一水質調整剤(還元剤)、第二水質調整剤(バイオファウリング防止剤)、第三水質調整剤(スケール防止剤)を添加した。還元剤は重亜硫酸ナトリウムを用い、バイオファウリング防止剤はクリバーターIK110(栗田工業株式会社製)を用い、スケール防止剤はクリバーターN500(栗田工業株式会社製)を用いた。また、逆浸透膜処理部70は、回収率を75%に設定して運転した。
膜ろ過処理部50のろ過膜51を、水処理開始から5日に一回の頻度で洗浄したこと以外は、実施例1と同様にして水処理を行なった。ろ過膜洗浄剤としては、硫酸を0.1%含み、次亜塩素酸ナトリウムを塩素量(Cl2)として500mg/L含み、水酸化ナトリウムを0.1%含む水溶液を用いた。ろ過膜51の洗浄は、ろ過膜51にろ過膜洗浄剤を添加して、ろ過膜51をろ過膜洗浄剤に30分間浸漬させることによって行なった。
第一水質測定装置10にて、被処理水W1の水質(濁度、pH)を測定した。濁度の測定は濁度計(株式会社堀場製作所製)を用い、pHの測定はpH計(株式会社堀場製作所製)を用いた。第一制御部11にて、濁度とpHの測定結果から、被処理水W1の種類を下記のように判断し、その判定結果と表1の処理条件に従って、第一凝集剤添加装置31a、第二凝集剤添加装置31bおよび第三凝集剤添加装置31cのそれぞれに凝集剤の添加の要否および添加量の指令を発した。以上の点以外は、実施例1と同様にして水処理を行なった。
pHが7.0以下で、濁度が10NTU以下の場合:被処理水A
pHが7.0以下で、濁度が10NTU以上の場合:被処理水B
pHが7.0以上の場合:被処理水C
第一制御部11が、被処理水を被処理水Bに相当すると判定したとき、被処理水の濁度に合わせて第二凝集剤(塩化第二鉄)の添加量を下記のように設定したこと以外は、実施例1と同様にした。
濁度が100NTU未満場合:200mg/L
濁度が100NTU以上150NTU未満:250mg/L
濁度が150NTU以上200NTU未満:300mg/L
濁度が200NTU以上:350mg/L
逆浸透膜処理部70の逆浸透膜71を、水処理開始から5日に一回の頻度で洗浄したこと以外は、実施例1と同様にして水処理を行なった。逆浸透膜洗浄剤には、シュウ酸を0.1%含むシュウ酸水溶液を用いた。逆浸透膜71の洗浄は、逆浸透膜71に逆浸透膜洗浄剤を添加して、逆浸透膜71を逆浸透膜洗浄剤に30分間浸漬させることによって行なった。
第三滞留槽60に滞留されている膜ろ過処理水の電気伝導率を、第二水質測定装置80を用いて測定し、第二制御部81にて、膜ろ過処理水の電気伝導率が25mS/m以下の場合は、還元剤とバイオファウリング防止剤を膜ろ過処理水に添加し、膜ろ過処理水の電気伝導率が25mS/mを超えた場合は、還元剤とスケール防止剤とバイオファウリング防止剤を膜ろ過処理水に添加するように、第一水質調整剤添加装置72a、第二水質調整剤添加装置72b、第三水質調整剤添加装置72cに対して指令を発したこと以外は、実施例3と同様にして水処理を行なった。
被処理水W1の種類に関わらず、凝集剤として第二凝集剤(塩化第二鉄)のみを250mg/Lの添加量で添加したこと以外は、実施例1と同様にして水処理を行なった。
被処理水W1の種類に関わらず、凝集剤として、第一凝集剤(BP201、栗田工業株式会社製)を1mg/L、第二凝集剤(塩化第二鉄)を250mg/L、第三凝集剤(ゼータエースP702、栗田工業株式会社製)を1mg/Lの添加量で添加したこと以外は、実施例1と同様にして水処理を行なった。
水処理装置1を用いて、被処理水W1を約2か月間水処理した後、水処理装置1を停止した。次いで、水処理装置1に純水を2m3/時間の条件で通水して、ろ過膜51の純水通水時の差圧と逆浸透膜71の膜ろ過流束を測定した。その結果を、下記の表2に示す。
Claims (8)
- 被処理水が導入される凝集部と、
前記凝集部に対して異なる凝集剤を添加可能とするために予め設置されている2つ以上の凝集剤添加装置と、
前記凝集部の後段に配置された膜ろ過処理部と、
前記膜ろ過処理部に設置された被処理水を膜ろ過処理するためのろ過膜と、
前記ろ過膜に異なるろ過膜洗浄剤を添加可能とするために予め前記膜ろ過処理部に設置されている2つ以上のろ過膜洗浄剤添加装置と、を備え、
前記凝集剤添加装置のうちの少なくとも1つが予備用とされていて、
前記ろ過膜洗浄剤添加装置のうちの少なくとも1つが予備用とされている水処理装置を用いた水処理方法であって、
前記被処理水の水質が変動した場合に、予備用とされた前記凝集剤添加装置から、前記被処理水の水質に対応した新たな凝集剤を前記凝集部に添加する、凝集剤の添加を中止する、凝集剤の添加量を変更する、または凝集剤の種類を変更することを開始し、予備用とされた前記ろ過膜洗浄剤添加装置から、前記被処理水の水質に対応した新たなろ過膜洗浄剤を前記ろ過膜に添加する、ろ過膜洗浄剤の添加を中止する、ろ過膜洗浄剤の添加量を変更する、またはろ過膜洗浄剤の種類を変更することを開始する、水処理方法。 - 前記水処理装置は、前記膜ろ過処理部の後段に逆浸透膜処理部を有し、
前記逆浸透膜処理部は、被処理水を逆浸透膜処理するための逆浸透膜と、
前記被処理水に対して異なる水質調整剤を添加可能とするために予め設置されている2つ以上の水質調整剤添加装置と、を備え、
前記水質調整剤添加装置のうちの少なくとも1つが予備用とされていて、
前記被処理水の水質が変動した場合に、予備用とされた前記水質調整剤添加装置から、前記被処理水の水質に対応した新たな水質調整剤を前記被処理水に添加する、水質調整剤の添加を中止する、水質調整剤の添加量を変更する、または水質調整剤の種類を変更することを開始する、請求項1に記載の水処理方法。 - 前記水処理装置は、前記膜ろ過処理部の後段に逆浸透膜処理部を有し、
前記逆浸透膜処理部は、被処理水を逆浸透膜処理するための逆浸透膜と、
前記逆浸透膜に異なる逆浸透膜洗浄剤を添加可能とするために予め設置されている2以上の逆浸透膜洗浄剤添加装置と、を備え、
前記逆浸透膜洗浄剤添加装置のうちの少なくとも1つが予備用とされていて、
前記被処理水の水質が変動した場合に、予備用とされた前記逆浸透膜洗浄剤添加装置から、前記被処理水の水質に対応した新たな逆浸透膜洗浄剤を前記逆浸透膜に添加する、逆浸透膜洗浄剤の添加を中止する、逆浸透膜洗浄剤の添加量を変更する、または逆浸透膜洗浄剤の種類を変更することを開始する、請求項1に記載の水処理方法。 - 被処理水が導入される凝集部と、
前記凝集部に対して異なる凝集剤を添加可能とするために設置された2つ以上の凝集剤添加装置と、
前記被処理水の水質を測定する1つまたは2つ以上の水質測定装置と、
前記凝集部の後段に配置された膜ろ過処理部と、
前記膜ろ過処理部に設置された被処理水を膜ろ過処理するためのろ過膜と、
前記ろ過膜に異なるろ過膜洗浄剤を添加可能とするために予め前記膜ろ過処理部に設置されている2つ以上のろ過膜洗浄剤添加装置と、
前記水質測定装置の測定結果に基づいて、対応する前記凝集剤添加装置に対して前記凝集剤の添加の要否および前記凝集剤の添加量の指令を発する制御部と、
前記水質測定装置の測定結果に基づいて、対応する前記ろ過膜洗浄剤添加装置に対して前記ろ過膜洗浄剤の添加の要否および前記ろ過膜洗浄剤の添加量の指令を発する制御部と、を備え、
前記凝集剤添加装置のうちの少なくとも1つが予備用とされ、
前記ろ過膜洗浄剤添加装置のうちの少なくとも1つが予備用とされている、水処理装置。 - 前記凝集部は、2つ以上の前記水質測定装置のそれぞれに対応した2つ以上の凝集槽からなり、2つ以上の前記凝集槽は直列に接続されている、請求項4に記載の水処理装置。
- 前記膜ろ過処理部の後段に、前記膜ろ過処理部で前記被処理水を膜ろ過処理して得られた膜ろ過処理水を逆浸透膜処理する逆浸透膜処理部を備える、請求項4または請求項5に記載の水処理装置。
- 前記逆浸透膜処理部が、前記膜ろ過処理水を逆浸透膜処理するための逆浸透膜と、
前記膜ろ過処理水に対して異なる水質調整剤を添加可能とするために予め設置されている2つ以上の水質調整剤添加装置と、
前記膜ろ過処理水の水質を測定する1つまたは2つ以上の第二水質測定装置と、
前記第二水質測定装置の測定結果に基づいて、対応する前記水質調整剤添加装置に対して前記水質調整剤の添加の要否および前記水質調整剤の添加量の指令を発する制御部と、を備え、
前記水質調整剤添加装置のうちの少なくとも1つが予備用とされている、請求項6に記載の水処理装置。 - 前記逆浸透膜処理部が、前記膜ろ過処理水を逆浸透膜処理するための逆浸透膜と、
前記逆浸透膜に異なる逆浸透膜洗浄剤を添加可能とするために予め設置されている2以上の逆浸透膜洗浄剤添加装置と、
前記膜ろ過処理水の水質を測定する1つまたは2つ以上の第二水質測定装置と、
前記第二水質測定装置の測定結果に基づいて、対応する前記逆浸透膜洗浄剤添加装置に対して前記逆浸透膜洗浄剤の添加の要否および前記逆浸透膜洗浄剤の添加量の指令を発する制御部と、を備え、
前記逆浸透膜洗浄剤添加装置のうちの少なくとも1つが予備用とされている、請求項6に記載の水処理装置。
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