JPH0116558B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は重亜硫酸塩を含む水の処理方法に関
し、さらに詳しくは脱塩用の逆浸透膜分離装置か
ら排出される重亜硫酸塩を含む水の処理方法に関
するものである。

臨海地域や離島では海水や塩水から工業用水や
飲料水を得るのに高分子透過膜を用いた逆浸透膜
分離装置が用いられている。

海水脱塩に際しては、海水中の溶存酸素や、微
生物対策として添加される塩素削から発生する残
留塩素などが逆浸透膜によつては悪影響を及ぼす
ことから、一般に還元剤を添加して、これらの溶
存酸素や残留塩素を除去し、さらに酸を加えてPH
を４〜７に調整してから膜分離装置に供給され
る。

さらに、場合によつては、１日１回、10〜60分
間、重亜硫酸塩を、通常運転中の５〜８倍の濃度
で添加し、逆浸透膜装置内に微生物が繁殖するの
を防止するシヨツク処理方法が採用されている。

また、逆浸透膜分離装置が停止すると、停止中
空気の浸入による膜の酸化劣化、微生物の増殖な
どにより使用に耐えなくなるので、停止するとき
には、重亜硫酸塩を500〜2000mg／含むPH４〜
７に調整された液で逆浸透膜分離装置内の液を置
換する方法が採用されている。

これらの、いずれの方法においても、逆浸透膜
分離装置からは運転開始直後又は運転中常時、高
濃度の重亜硫酸塩を含む濃縮液が排出される。

この濃縮液は、従来無処理で希釈放流するか、
酸化剤を添加した後、放流する方法が採用されて
いる。しかし、CODの規制、または酸化剤（次
亜塩素酸塩、さらし粉、塩素ガスなど）の多量消
費及び過剰添加時の毒性の問題などがあり、適切
とは言えなかつた。

この発明はこのような高CODを示す重亜硫酸
塩含有濃縮液の処理方法を提供するものであつ
て、酸化剤として空気を用いるだけで効率よく
CODを低減する方法である。

すなわち、この発明は脱塩用逆浸透膜分離装置
から排出される重亜硫酸塩を含む水のCODを空
気曝気により低減する方法であつて、曝気しなが
らアルカリ剤を分注することを特徴とする重亜硫
酸塩を含む水の処理方法である。

重亜硫酸塩含有水を、単に空気曝気すると、次
の反応により、重亜硫酸イオン酸化されて硫酸イ
オンとなるが同時に、液のPHも低下し、(1)式の右
項への解離が進行しにくくなり次第に(2)式の酸化
反応が阻害される。

HSO^- ₃Ｈ＋SO^2- ₃ (1) SO^2- ₃＋（Ｏ）→SO^2- ₄ (2) 従つて、(2)式を促進するためにはPHを一定以上
とすることが必要となる。

この現象は重亜硫酸塩の含有量が多いほど著じ
るしくなる。例ばこの発明においては、前述のシ
ヨツク処理又は膜分離装置の運転開始直後に排出
される、重亜硫酸イオンとして500mg／以上含
有する濃縮液を処理する場合にこのような現象が
多発する。

研究の結果、このような濃縮液を処理する場
合、PHを４以上に維持することが好ましく、ま
た、あまりにもPHが高くなると炭酸カルシウムの
スケールが析出するで、上限はPH８が好ましい。

重亜硫酸塩含有濃縮水は曝気水槽で空気曝気処
理を施こすが、液のPHを４〜８に維持するための
アルカリ剤の添加には工夫が必要となる。

すなわち、曝気水槽入口で、必要量を一度に添
加すると曝気水槽の位置によりPHの高低部が生
じ、PHの高い入口部ではスケールが発生すると共
に、曝気水槽出口側では酸化反応の進行に伴つて
PHが低下し、そのため、酸化反応が阻外されて一
部の重亜硫酸イオン又は亜硫酸イオンが未処理の
まま排出されることになる。

そこで、この発明ではアルカリ剤注入点を複数
設け、曝気水槽のいずれの部分においても適正PH
が維持できるように考慮したものである。

以下、図面を用いてこの発明を詳細に説明す
る。

第１図は曝気水槽を多段に設け、かつ、各槽に
PHを設け、PH計と連動して作動するポンプによ
り、各槽へアルカリ剤を分注し、かつ、その注入
量を制御するようにした方式を示す。

この方式では、曝気水槽１は３段１ａ，１ｂ，
１ｃに設けられているが、３段に限定されず、必
要な段数を設けることができる。各曝気水槽には
プロワ２と連結された散気管３が設置されている
３ａ，３ｂ，３ｃ。また、上流側に例えば海水脱
塩用逆浸透膜分離装置４の濃縮側と連絡された濃
縮水供給管５が配設され、各水槽下流側にはPH計
６ａ，６ｂ，６ｃが設けられている。さらに、こ
の各PH計と連動するアルカリ剤注入ポンプ７ａ，
７ｂ，７ｃが設けられ、これらのポンプの作動に
より、アルカリ剤供給管８ａ，８ｂ，８ｃから、
水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの適当な
アルカリ剤１０が供給される。

各曝気水槽に設けられたPH計のセンサー部前面
には、PH測定誤差をできるだけなくすために邪魔
板９ａ，９ｂ，９ｃを設ける方が好ましい。

このように設計された装置において、特に、運
転初期やシヨツク処理時に海水脱塩用逆浸透膜分
離装置４の濃縮側からは、重亜硫酸塩を多量含有
する濃縮水が排出され、管５を介して、曝気水槽
１上流側に供給される。曝気水槽にはブロウ２に
より散気管３から空気が供給されている。

先ず、濃縮水は第１槽において処理を受ける。
滞留時間は通常５〜10分以内で比較的早期に第２
槽に送られる。

第１槽では、PH計６ａによりPHが測定され、PH
が４未満になると自動的にポンプ７ａを起動し、
アルカリ剤を管８ａを介して供給することにより
PH４〜７の範囲に調整される。次いで、第２槽に
送られる。

第２槽での処理は基本的に第１槽と同一である
が、第１槽が予備処理的な性格が強いのに対し、
第２槽では本格的な処理が施こされるように設定
されているため、滞留時間が60〜120分程度と、
比較的長い。ここでも、液のPHが４〜７の範囲内
に維持されるように自動的にアルカリ剤が注入さ
れるようになつている。

こうして、ほとんどの重亜硫酸塩が酸化された
水は、次いで後処理のために第３槽に供給され
る。

第３槽は、２の図面では最終段となつているた
め、残留重亜硫酸イオンや亜硫酸イオンを最終的
に処理すると共に、放流水基準に合致した後理水
を得べく、PHは６〜８の範囲内に調整、維持され
る。その滞留時間は通常５〜30分程度とする。

こうして、CODが大巾に低減され、放流水基
準に合致したCODとPHを有する処理水は、第３
槽から系外へ放流される。

一方、第２図は、より簡略化したこの発明の別
の実施例を示すものである。第２図の装置は曝気
水槽は１段とし、そのかわりに、アルカリ剤供給
管を多段に設けるようにしたものであつて、曝気
水槽１１、ブロウ１２と連結された散気管１３、
曝気水槽１１の下流部に設けられたPH計１６、及
び単一又は複数のノズルを有するアルカリ剤供給
管１８ａ，１８ｂ，１８ｃ（第２図では３段とな
つているが必要に応じて設けることができる）と
連絡されたアルカリ剤注入ポンプ１７ａ，１７
ｂ，１７ｃ（同）を含む方式であり、ポンプ１７
の起動はPH計１６によつて行なわれる。

このように設計された装置において、海水脱塩
用逆浸透膜分離装置１４の濃縮側から被処理水が
管１５を介して曝気槽１１の上流側に供給され
る。曝気水槽には上流から下流側にわたつて必要
なだけ散気管１３が設けられ、ブロワ１２により
空気が供給され、被処理水は漸次酸化処理を受け
る。

第２図の方式では、下流側の放流口近くにPH計
１６を設置し、検出されたPH値に応じてポンプ１
７ａ，１７ｂ，１８ｃを起動させてアルカリ剤２
０を供給する。図中、１９は邪魔板で、設ける方
が望ましい。

なお、各ポンプに連結されたアルカリ剤供給管
端部には１つ以上のノズルが配置されるものであ
るが、このようなノズルは第２図のように曝気水
槽の流れの方向（上流側から下流側へ）にそうよ
うに設ける方が好ましい。

ポンプの運転方法の１例を示すと、検出される
PHが４未満の場合には全ポンプを起動し、多量の
アルカリ剤が分注されるようにする。また、検出
されるPHが６〜７の場合には１〜２台を起動す
る。PHが８以上を示す場合には、全ポンプを停止
する。

要するに、ポンプの運転は、放流水のPHが６〜
８となるように制御すれば良い。滞留時間は30〜
200分程度が標準であり、処理水質のCODに応じ
で加減すればよい。

以上、第１図、第２図に示した実施例では、い
ずれもアルカリ剤を酸化処理にあわせて分注する
ものであり、そうすることによつて重亜硫酸塩の
酸化反応が滞りなく進行し、曝気水槽を出る頃に
はCODは十分に低減される。また、PHもそのま
ま放流することができるように調整される。

このように、従来、経済的、効率的に処理しに
くかつた重亜硫酸塩を高濃度含む海水脱塩用逆浸
透膜分離装置から排出される濃縮水は、この発明
により簡単に、かつ経済的に十分処理することが
可能となり、逆浸透膜装置を用いた海水脱塩装置
のトータルシステムを提供することが可能となつ
た。

実施例 運転開始直後の海水脱塩用逆浸透膜分離装置か
ら排出された濃縮水について、第１図に示した装
置を用いて処理した。

濃縮水中の重亜硫酸ソーダ濃度は1200mg／で
あつた。

第１槽〜第３槽とも槽容量は３とした。又、
空気供給量は0.1m³／m²・mmとした。

第１槽の滞留時間は７分、第２槽は70分、第３
槽は５分とした。第１槽に設けられたPH計が６未
満となるとアルカリ剤（水酸化ナトリウム）を注
入した。第１槽出口水をサンプリングし残留亜硫
酸イオン（重亜硫酸イオン＋亜硫酸イオン）量を
測定したところ、1020mg／であつた。又PHは
6.2であつた。

次に第２槽でもPHは６以上となるように制御し
た。同じく第２槽出口でサンプリングすると、残
留亜硫酸イオン量は30mg／、PHは6.4であつた。

第３槽ではPHは６〜８になるように制御した。
最終放流水は残留亜硫酸イオン10mg／未満、PH
7.0であつた。

比較例 ９の曝気水槽に上記と同一の水を供給し、
100分間空気曝気した。曝気開始後、40分でPHは
2.6に急落し、最終処理水中の残留亜硫酸イオン
濃度も500mg／であつた。

又、入口部で水酸化ナトリウムを一度に添加し
たときには入口部にかなりのスケールが析出した
うえに、120分間曝気して、やつと残留亜硫酸イ
オン濃度は50mg／になつた。

以上の実施例、比較例から明らかなように、こ
の発明では曝気しながらアルカリ剤を分注するよ
うにしたため比較例にあるような問題は発生する
ことなく効率的に処理することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はこの発明の実施態様を示すも
のであつた、第１図において、１，１ａ，１ｂ，
１ｃは曝気水槽、３，３ａ，３ｂ，３ｃは散気
管、６，６ａ，６ｂ，６ｃはPH計、７，７ａ，７
ｂ，７ｃはアルカリ剤注入ポンプ、８，８ａ，８
ｂ，８ｃはアルカリ剤供給管をそれぞれ示す。 一方、第２図においては、１１は曝気水槽、１
３は散気管、１７，１７ａ，１７ｂ，１７ｃはア
ルカリ剤注入ポンプ、１８，１８ａ，１８ｂ，１
８ｃはアルカリ剤供給管をそれぞれ示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 脱塩用逆浸透膜分離装置から排出される重亜
   硫酸塩を含む水のCODを空気曝気により低減す
   る方法であつて、曝気しながらアルカリ剤を分注
   することを特徴とする重亜硫酸塩を含む水の処理
   方法。