JP7117099B2 - 鉄/マンガン含有水の処理装置および処理方法 - Google Patents
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Description
本発明の実施形態に係る鉄/マンガン含有水の処理装置の一例の概略を図1に示し、その構成について説明する。
被処理水である、鉄およびマンガンのうち少なくとも1つを含む鉄/マンガン含有水は、必要に応じて被処理水配管26を通して被処理水槽10に貯留される。被処理水槽10において、酸化剤が酸化剤供給配管44を通して添加される(酸化剤添加工程)。なお、被処理水への酸化剤の添加は、被処理水供給配管28において行われてもよいし、被処理水槽10と酸化処理槽12との間に別途、酸化剤混合槽を設けて、酸化剤混合槽において行われてもよい。
鉄/マンガン含有水処理装置1において、酸化処理槽12の閉塞を抑制するため、例えば1日に1回~1週間に1回程度の所定の頻度で酸化処理槽12をブロー水により洗浄するブローを行い(ブロー工程)、得られたブロー排水の少なくとも一部を膜ろ過装置16の前段に送液してもよい(ブロー排水送液工程)。これにより、後段のろ過膜の閉塞を抑制しつつ、水回収率の低下を抑制することができる。
ブロー工程1では、まず、ポンプ20を停止し、酸化処理槽12への被処理水の通水を停止して、所定時間静置する(静置工程)。このとき、膜ろ過装置16による膜ろ過は、停止しても、継続して行ってもよいが、稼働率等の観点から膜ろ過を継続することが好ましい。
ブロー工程2では、ブロー手段としてのポンプ20の流量を上げて、酸化処理槽12の規定流量より大きい流量で酸化処理槽12へ被処理水をブロー水として被処理水槽10から被処理水供給配管28を通して通水する(通水工程)。被処理水以外の水をブロー水として用いてもよい。
本発明の実施形態に係る鉄/マンガン含有水の処理装置の他の例の概略を図2に示す。鉄/マンガン含有水処理装置3は、二酸化マンガンを含む酸化触媒が充填された酸化処理槽12と、膜ろ過手段としての膜ろ過装置16とを備える。鉄/マンガン含有水処理装置3は、被処理水槽10と、酸化処理水槽14と、処理水槽18とを備えてもよい。
鉄/マンガン含有水処理装置3,5において、被処理水である、鉄およびマンガンのうち少なくとも1つを含む鉄/マンガン含有水は、必要に応じて被処理水配管26を通して被処理水槽10に貯留される。被処理水槽10において、酸化剤が酸化剤供給配管44を通して添加される(酸化剤添加工程)。なお、被処理水への酸化剤の添加は、被処理水供給配管28において行われてもよいし、被処理水槽10と酸化処理槽12との間に別途、酸化剤混合槽を設けて、酸化剤混合槽において行われてもよい。
鉄/マンガン含有水処理装置3,5において、酸化処理槽12の閉塞を抑制するため、例えば1日に1回~1週間に1回程度の所定の頻度で酸化処理槽12をブロー水により洗浄するブローを行い(ブロー工程)、得られたブロー排水の少なくとも一部について膜ろ過装置16へ送液し、膜ろ過装置16においてクロスフローろ過を行ってもよい(クロスフローろ過工程)。これにより、後段のろ過膜の閉塞を抑制しつつ、水回収率の低下を抑制することができる。
ブロー工程1では、まず、ポンプ20を停止し、酸化処理槽12への被処理水の通水を停止して、所定時間静置する(静置工程)。このとき、膜ろ過装置16による膜ろ過は、停止しても、継続して行ってもよいが、稼働率等の観点から膜ろ過を継続することが好ましい。
ブロー工程2では、ブロー手段としてのポンプ20の流量を上げて、酸化処理槽12の規定流量より大きい流量で酸化処理槽12へ被処理水をブロー水として被処理水槽10から被処理水供給配管28を通して通水する(通水工程)。被処理水以外の水をブロー水として用いてもよい。
[酸化処理槽ブロー工程有無の比較]
図3に示す装置を用い、鉄/マンガン含有水の処理を行った。実施例1では、酸化処理槽のブロー(上記ブロー工程2の方法)を1日に1回行った。比較例1では、酸化処理槽のブローを行わなかった。それ以外の実験条件は、共通で以下のとおりとした。ブロー工程の影響を評価するため、ブロー排液は排水した。実施例1における被処理水および処理水の水質を表1に示し、比較例1における被処理水および処理水の水質を表1に示す。また、実施例1における処理日数に対する膜間差圧(kPa)を図4に示し、比較例1における処理日数に対する膜間差圧(kPa)を図5に示す。
通常時SV:100/h
ブロー時SV:200/h
ブロー時間:10分
ブロー頻度:1日1回
(膜ろ過装置)
ろ過膜:UF膜(ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、4m2、0.01μm、外圧式)
フラックス:1.5m/d
逆洗頻度:60分毎に1分間
逆洗流量:3.0m/d
[ブロー時のクロスフローろ過とデッドエンドろ過の比較]
実施例2では、実施例1で得られた酸化処理槽のブロー排液をサンプリングし、クロスフロー方式で膜ろ過を行った。比較例2では、同じ水に対してデッドエンド方式で膜ろ過を行った。実施例2、比較例2におけるろ過量(m3/m2)に対するろ過抵抗(1/m)を図6に示す。
懸濁物質(SS)濃度:400mg/L
(膜ろ過装置)
ろ過膜:UF膜(PVDF、0.006m2、0.01μm、外圧式)
[水回収率比較]
上記の通り、実施例1と比較例1との比較により、酸化処理槽のブローの優位性が確認された。実施例2と比較例2との比較により、ブロー排液に対してクロスフローろ過が有効であることが確認された。そこで、実施例3では、酸化処理槽のブローを1日1回行い、ブロー時には膜ろ過装置を停止することなく、クロスフロー方式でろ過を継続した。比較例3では、酸化処理槽のブローを1日1回行い、ブロー時には膜ろ過装置を停止し、ブロー排液は全量排水した。逆洗排水は実施例3、比較例3とも全量排水した。その他の実験条件は以下のとおりとした。
通常時SV:100/h
ブロー時SV:200/h
ブロー時間:10分
ブロー頻度:1日1回
(膜ろ過装置)
ろ過膜:UF膜(ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、4m2、0.01μm、外圧式)
フラックス:1.5m/d
逆洗頻度:60分毎に1分間
逆洗流量:3.0m/d
実施例3→酸化処理槽ブロー排水:なし、逆洗排水:3.3%、処理水(水回収率):96.7%
比較例3→酸化処理槽ブロー排水:1.4%、逆洗排水:3.3%、処理水(水回収率):95.3%
Claims (6)
- 鉄およびマンガンのうち少なくとも1つを含む鉄/マンガン含有水に酸化剤を添加する酸化剤添加手段と、
前記酸化剤が添加された酸化剤添加水を酸化処理する、二酸化マンガンを含む酸化触媒が充填された酸化処理槽と、
前記酸化処理された酸化処理水を膜ろ過する膜ろ過手段と、
前記酸化処理槽をブロー水により洗浄するためのブロー手段と、
を備え、
前記ブロー手段は、前記酸化処理槽への鉄/マンガン含有水の通水を停止して静置した後に、前記酸化処理槽の規定流量以上の流量で前記酸化処理槽へ前記ブロー水を通水するか、前記酸化処理槽の規定流量より大きい流量で前記酸化処理槽へ前記ブロー水を通水するか、のいずれか一方を行い、前記酸化剤添加手段は、前記酸化剤の添加量を、前記ブロー手段による前記酸化処理槽への前記ブロー水の流量に応じて変更し、
得られたブロー排水の少なくとも一部を、前記膜ろ過手段に送液し、前記膜ろ過手段でクロスフローろ過を行い、得られたクロスフロー排水の少なくとも一部を前記膜ろ過手段の前段に返送することを特徴とする、鉄/マンガン含有水の処理装置。 - 請求項1に記載の鉄/マンガン含有水の処理装置であって、
前記膜ろ過手段における膜ろ過は、全量ろ過であることを特徴とする、鉄/マンガン含有水の処理装置。 - 請求項1または2に記載の鉄/マンガン含有水の処理装置であって、
前記酸化処理水の懸濁物質濃度が、4mg/L以上であることを特徴とする、鉄/マンガン含有水の処理装置。 - 鉄およびマンガンのうち少なくとも1つを含む鉄/マンガン含有水に酸化剤を添加する酸化剤添加工程と、
前記酸化剤が添加された酸化剤添加水を、二酸化マンガンを含む酸化触媒が充填された酸化処理槽に通水して酸化処理する酸化処理工程と、
前記酸化処理された酸化処理水を、膜ろ過手段を用いて膜ろ過する膜ろ過工程と、
前記酸化処理槽をブロー水により洗浄するブロー工程と、
を含み、
前記ブロー工程において、前記酸化処理槽への鉄/マンガン含有水の通水を停止して静置した後に、前記酸化処理槽の規定流量以上の流量で前記酸化処理槽へ前記ブロー水を通水するか、前記酸化処理槽の規定流量より大きい流量で前記酸化処理槽へ前記ブロー水を通水するか、のいずれか一方を行い、前記酸化剤の添加量を、前記酸化処理槽への前記ブロー水の流量に応じて変更し、
得られたブロー排水の少なくとも一部を、前記膜ろ過手段に送液し、前記膜ろ過手段でクロスフローろ過を行い、得られたクロスフロー排水の少なくとも一部を前記膜ろ過手段の前段に返送することを特徴とする、鉄/マンガン含有水の処理方法。 - 請求項4に記載の鉄/マンガン含有水の処理方法であって、
前記膜ろ過工程における膜ろ過は、全量ろ過であることを特徴とする、鉄/マンガン含有水の処理方法。 - 請求項4または5に記載の鉄/マンガン含有水の処理方法であって、
前記酸化処理水の懸濁物質濃度が、4mg/L以上であることを特徴とする、鉄/マンガン含有水の処理方法。
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