JPH04354581A - 水処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は水処理装置に係り、特に
、膜分離装置と、該膜分離装置の被処理水流入系路に設
けられたフィルタとを備える水処理装置において、フィ
ルタや分離膜の目詰まり、分離膜の酸化劣化による膜分
離性能の低下を確実に防止して、安定運転を確保する水
処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】市水、工業用水、地下水の脱塩用として
、近年、中圧用の逆浸透膜の採用が多くなっている。 ところで、膜分離処理の原水は滅菌のために塩素等の酸
化剤により処理されることが多いが、原水に活性塩素が
残留していると、分離膜は一般に酸化剤に弱いため、劣
化して分離性能が低下する。特に、中圧逆浸透膜はポリ
アミド系の素材が一般的であり、従来の酢酸セルロース
素材に比べて塩素等の酸化剤による酸化劣化が生じ易い
。

【０００３】このため、膜分離処理の原水には、一般に
、活性炭を充填した固定床式活性炭塔による酸化剤の還
元、或いは、還元剤（ＮａＨＳＯ３　，Ｎａ２　ＳＯ３
　，Ｎ２　Ｈ４　）の添加による還元が実施されている
。しかして、還元処理後の原水は、フィルタ（以下「保
安フィルタ」と称する場合がある。）を通して膜分離装
置に供給する（実公昭６１−２７６１４号）。この保安
フィルタは、膜分離装置への被処理水供給用高圧ポンプ
や分離膜の保安のために、通常、高圧ポンプの上流側に
設けられるものであって、従来、保安フィルタとしては
、一般に、セルロース系素子を内蔵したカートリッジフ
ィルタが用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の還元処理方
法のうち、粒状活性炭による方法では、酸化剤を確実に
除去するものの、微粉炭の発生及び塔内でのスライム発
生が生じ、保安フィルタ及び逆浸透膜の目詰まりを起こ
すことが多い。還元剤添加による方法では、上記の問題
は生じないが、還元剤の供給ポンプのトラブルのために
、酸化剤を除去しない状態を生じる可能性がある。この
ため、いずれの方法においても、中圧用逆浸透膜の性能
低下を生じ、水処理装置の安定運転を維持できない危険
性を有している。

【０００５】本発明は上記従来の問題点を解決し、保安
フィルタと膜分離装置とを備える水処理装置において、
微粉炭及びスライムの発生による目詰まりや、還元剤の
添加不備による分離膜の酸化劣化を確実に防止して、安
定運転を確保することができる水処理装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の水処理装置は、
膜分離装置と、該膜分離装置の被処理水流入系路に設け
られたフィルタとを備える水処理装置において、該フィ
ルタが繊維状活性炭素子を内蔵したカートリッジフィル
タであることを特徴とする。

【０００７】本発明の水処理装置の最も好適な態様とし
ては、原水をポリアミド系中圧用逆浸透膜等の分離膜を
有する膜分離装置に供給する被処理水流入系路に、上流
側から、酸化剤添加手段、還元剤添加手段及び保安フィ
ルタが設けられた水処理装置において、保安フィルタと
して繊維状活性炭素子を内蔵したカートリッジフィルタ
（以下「繊維状活性炭カートリッジフィルタ」と称する
場合がある。）を用いた水処理装置が挙げられる。

【０００８】即ち、本発明の水処理装置は、滅菌等の目
的で、次亜塩素酸ナトリウム、サラシ粉、オゾン、過酸
化水素等の酸化剤を添加した原水を中圧用逆浸透膜で膜
分離処理して脱塩する際に、含有される酸化剤の当量以
上の還元剤、例えば、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸ナ
トリウム、加水ヒドラジン等を添加する設備を有する水
処理装置において極めて有効であり、還元剤添加不備に
よる膜劣化を有効に防止することができる。

【０００９】なお、本発明において、繊維状活性炭カー
トリッジフィルタとしては、５〜２０μｍの孔径を有し
、１０〜７０％の繊維状活性炭を含有するカートリッジ
型のフィルタが好ましく、また、このカートリッジフィ
ルタには銀（Ａｇ）が担持されていても良い。

【００１０】また、繊維状活性炭カートリッジフィルタ
に内蔵される繊維状活性炭としては、例えば、繊維径１
０〜１５μｍで、その繊維表面に平均直径１０〜４０Å
程度の細孔が形成されたものが好ましい。このような繊
維状活性炭は、例えば、ポリアクリロニトリル系、又は
ポリビニルアルコール系等の有機繊維を水等の液体中に
て撹拌して相互にからみ合わせて得られた繊維塊を、脱
液後、不活性ガス中で加熱して炭化するなどの方法によ
り容易に製造することができる。

【００１１】本発明において、このような繊維状活性炭
カートリッジフィルタの通水速度は、遅過ぎるとカート
リッジ内がスライムの温床となったり、処理効率の低下
により処理コストが高騰する。逆に速過ぎると未還元で
残存する酸化剤の除去能が不十分となり、また差圧高の
問題も生じる。このため繊維状活性炭カートリッジフィ
ルタの通水速度ＬＶは３０〜１０ｍ／ｈｒとするのが好
ましい。

【００１２】

【作用】本発明の水処理装置では、保安フィルタとして
繊維状活性炭カートリッジフィルタを用いるため、還元
剤の添加による還元処理を行なう方法において、ポンプ
トラブルによる還元剤の添加不備が発生して酸化剤が残
留しても、繊維状活性炭カートリッジフィルタの通水過
程において、この酸化剤は確実に除去される。この繊維
状活性炭カートリッジフィルタに内蔵される活性炭は繊
維状であることから、従来の粒状活性炭のようにフィル
タから流出することがなく、分離膜の目詰まりをひき起
こすこともない。また、スライムも発生し難い。しかも
、繊維状活性炭は、粒状活性炭よりも表面の細孔が均一
で比表面積が大きく、吸着速度は粒状活性炭の約１０倍
以上と、極めて吸着効率が高い。また、通水時の圧力損
失が少なく、通水流量を大きくすることが可能である。

【００１３】したがって、本発明の水処理装置によれば
、保安フィルタや分離膜の目詰まりをひき起こすことな
く、酸化剤流入による分離膜の劣化、分離性能の低下を
確実に防止することができる。

【００１４】

【実施例】以下に図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。第１図は本発明の水処理装置の一実施例を
示す系統図である。

【００１５】本実施例の装置は、酸化剤が添加された原
水の貯槽１、貯槽１内の原水を繊維状活性炭カートリッ
ジフィルタ２に送給する給水ポンプＰ１　を備える配管
１１、配管１１に貯槽３内の還元剤を供給するポンプＰ
２を備える供給管１２、繊維状活性炭カートリッジフィ
ルタ２の通過水を膜分離装置４に供給する高圧ポンプＰ
３　を備える配管１３、膜分離装置４の分離膜４Ａの透
過水を系外へ排出する配管１４及び濃縮水を排出する配
管１５で構成されている。

【００１６】本実施例の水処理装置においては、酸化剤
が添加された原水は、給水ポンプＰ１　、配管１１を経
て繊維状活性炭カートリッジフィルタ２に供給されるが
、その過程において還元剤貯槽３より所定量の還元剤が
ポンプＰ２　及び供給管１２を経て添加される。繊維状
活性炭カートリッジフィルタ２を通過した水は、高圧ポ
ンプＰ３　、配管１３より膜分離装置４に供給され、透
過水は処理水として配管１４より系外へ排出される。一
方、濃縮水は配管１５より抜き出され、必要に応じて貯
槽１へ循環される。

【００１７】このような水処理装置において、ポンプＰ
２　の故障等により、還元剤の供給が停止したり、供給
量が不足し、被処理水中に酸化剤が残留する事態が発生
しても、被処理水は繊維状活性炭カートリッジフィルタ
２を通過する過程で含有する酸化剤が吸着除去される。 従って、膜分離装置４には常に酸化剤が完全に除去され
た被処理水が流入することとなり、分離膜の酸化劣化は
防止される。また、この場合、繊維状活性炭カートリッ
ジフィルタ２における吸着は、ポンプＰ２　の故障等に
よる還元剤の供給不備の場合にのみなされるため、繊維
状活性炭カートリッジフィルタ２は長期間継続使用する
ことができる。

【００１８】以下に実験例を挙げて本発明をより具体的
に説明する。 実験例１（比較例） ｐＨ７．２、１７０μｓ／ｃｍ、残留塩素０．５〜１．
０ｐｐｍの市水を精密濾過膜処理した市水を逆浸透膜分
離装置に供給して処理するにあたり、逆浸透膜分離装置
の被処理水流入系路に粒状活性炭を内蔵したカートリッ
ジフィルタを設置し、ＳＶ＝２０ｈｒ−１（ＬＶ＝１０
ｍ／ｈｒ）で通水した後膜分離処理することとした。膜
分離装置の流入水（給水）の残留塩素濃度と生菌数の経
時変化を測定し、結果を表１に示した。

【００１９】実験例２（比較例）実験例１において、粒
状活性炭カートリッジフィルタの代りに、還元剤（亜硫
酸水素ナトリウム）添加手段を設け、５ｐｐｍの割合で
添加し、膜分離装置の流入水（給水）の残留塩素濃度と
生菌数の経時変化を測定し、結果を表１に示した。

【００２０】実験例３（本発明例）実験例１において、
粒状活性炭カートリッジフィルタの代りに、繊維状活性
炭カートリッジフィルタを用い、ＬＶ＝５ｍ／ｈｒで通
水し、膜分離装置の流入水（給水）の残留塩素濃度と生
菌数の経時変化を測定し、結果を表１に示した。

【００２１】実験例４（本発明例）実験例３において、
繊維状活性炭カートリッジフィルタの上流側において、
更に、還元剤（亜硫酸水素ナトリウム）添加手段を設け
、５ｐｐｍの割合で添加し、膜分離装置の流入水（給水
）の残留塩素濃度と生菌数の経時変化を測定し、結果を
表１に示した。

【００２２】

【表１】

【００２３】表１より次のことが明らかである。実験例
１の粒状活性炭を用いる方法では、酸化剤の除去には問
題がないが、経時より生菌数が増加し、フィルタや分離
膜の目詰まりが生じるおそれがある。実験例２の還元剤
の添加によれば、良好な処理を行なえるが、前述の如く
、供給ポンプが故障した場合には全く効力を示さないも
のとなる。これに対して、本発明に従って、繊維状活性
炭カートリッジフィルタを用いた実験例３では生菌数の
増加もなく良好な処理を行なえ、ポンプ故障時の酸化剤
流入事故のおそれもない。特に、繊維状活性炭カートリ
ッジフィルタと還元剤添加とを併用した実験例４では、
より一層優れた効果が得られる。

【００２４】因みに、実験例４において、一時的に還元
剤供給ポンプを停止してみたところ、繊維状活性炭カー
トリッジフィルタ通水後の給水の残留塩素は０ｐｐｍ、
生菌数は５個／ｍｌ未満と、著しく良好であった。

【００２５】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の水処理装置
によれば、活性炭の流出やスライムの発生による保安フ
ィルタの分離膜の目詰まり、及び、還元剤の添加不備で
酸化剤が残留することによる分離膜の劣化、膜分離性能
の低下を防止して、水処理装置の安定運転を確保するこ
とができる。本発明の水処理装置は、既存の水処理装置
の保安フィルタを繊維状活性炭カートリッジフィルタに
変更するのみで容易に実現することができ、工業的に極
めて有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１図は本発明の水処理装置の一実施例を示す
系統図である。

【符号の説明】

１　　原水貯槽 ２　　繊維状活性炭カートリッジフィルタ３　　還元剤
貯槽 ４　　膜分離装置 ４Ａ　　分離膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　膜分離装置と、該膜分離装置の被処理
   水流入系路に設けられたフィルタとを備える水処理装置
   において、該フィルタが繊維状活性炭素子を内蔵したカ
   ートリッジフィルタであることを特徴とする水処理装置
   。