JPH06328069A - 浄水処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 精密濾過膜や限外濾過膜或いはルーズ逆浸透
膜を用いて、原水中の濁質や細菌類又はウイルスやトリ
ハロメタン前駆物質を除去する浄水処理装置において、
透過流束と水回収率を共に高める。 【構成】 膜分離装置４の濃縮水を固液分離（凝集沈澱
池１）した後、オゾン酸化２し、次いで活性炭吸着処理
３して再度同じ膜分離装置４に導水する。 【効果】 膜分離装置４における膜分離処理で濃縮水側
に移行した懸濁成分や高分子溶存有機成分は凝集沈澱処
理、オゾン酸化処理及び活性炭吸着処理により効果的に
除去されるため、膜分離装置４における透過流束を高く
維持すると共に、濃縮水の循環により水回収率を著しく
高め、ほぼ１００％の水回収率を達成することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は浄水処理装置に係り、特
に、精密濾過膜や限外濾過膜或いはルーズ逆浸透膜を用
いて、原水中の濁質や細菌類又はウイルスやトリハロメ
タン前駆物質を除去する浄水処理装置であって、透過流
束及び水回収率が共に良好な浄水処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び先行技術】従来、浄水処理における高
度処理として、表流水などの原水を凝集沈澱、或いは濾
過を含む固液分離装置で濁質を予め除去した後、オゾン
処理、次いで生物活性炭を処理する処理操作は公知であ
る。この方法は有機汚濁の進んだ原水中の有機成分を分
解、吸着により除去するのに優れた方法であり、トリハ
ロメタン濃度の低減とカビ臭などの異臭味成分の除去と
して、近年実用化が進んでいる。

【０００３】また、新規な浄水処理操作として、圧力を
推進力とする膜分離処理が着目されている。この膜分離
操作を用いれば、原理的には原水中の濁質や細菌類ない
しウイルスを完全に除去できる。このため、後工程で消
毒剤として添加する塩素の添加量を低減させることがで
き、塩素添加によって発生するとされているトリハロメ
タンの濃度を低減できるという優れた特徴を有する。し
かしながら、膜分離操作は原水（給水）を透過水と濃縮
水とに分離するだけであり、原水中から膜分離により濃
縮側に移行した成分は、濃縮水として排出させる必要が
ある。また、膜分離を浄水処理として適用するにあたっ
ての大きな問題として、従来法よりも水回収率が低いこ
とと、その膜透過流束の低さに起因する経済性の欠如が
ある。

【０００４】本発明者は、浄水処理に膜分離操作を適用
するに当って、膜の透過流束を支配する原水中の成分の
影響について検討してきた。そして、原水中の成分で最
も透過流束に影響を与えるのは、フミン，フルボ酸など
に代表される高分子有機成分であることに着目し、濃縮
水にポリ塩化アルミニウムなどの凝集剤を添加した後、
沈澱、濾過などの固液分離操作をして別途膜分離操作な
どの手段により水回収率を高める方法を提案し、先に本
出願人より特許出願した（特願平３−５８８５０）。或
いは、原水を凝集処理した後、膜分離し、その濃縮水を
沈澱、濾過する方法を従来の装置と併用することによ
り、膜分離の透過流束を最大に高めるとともに水回収率
を最大限に高める処理装置を提案し、先に本出願人より
特許出願した（特願平３−５４６０１）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、凝集処
理だけでは透過流束を低下させる高分子有機成分を全て
不溶化させることはできず、従って、膜分離の濃縮水を
凝集沈澱分離しただけで、その上澄水を再度同じ膜分離
装置に返送すると、透過流束を低下させるという現象が
生じ、透過流束と水回収率を同時に高めるという経済性
に関わる問題を解決することはできなかった。

【０００６】本発明は上記従来の問題点を解決し、精密
濾過膜や限外濾過膜或いはルーズ逆浸透膜を用いて、原
水中の濁質や細菌類又はウイルスやトリハロメタン前駆
物質を除去する浄水処理装置において、透過流束と水回
収率を共に高める浄水処理装置を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の浄水処理装置
は、浄水用原水を膜分離装置に導入して膜分離処理し、
透過水を浄水として系外に排出する浄水処理装置におい
て、該膜分離装置の濃縮水を固液分離する固液分離手段
と、該固液分離手段で分離された清澄水をオゾン酸化処
理するオゾン酸化処理手段と、該オゾン酸化処理手段の
処理水を活性炭吸着処理する活性炭吸着塔と、該活性炭
吸着塔の処理水を前記膜分離装置の原水側に給水する手
段とを備えてなることを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明においては、膜分離装置の濃縮水を、固
液分離手段、オゾン酸化処理手段及び活性炭吸着塔に順
次通水処理した後、再度膜分離装置の原水側に給水す
る。このような本発明の浄水処理装置において、各処理
手段の作用効果は次の通りである。

【０００９】固液分離手段：濃縮水中の懸濁成分を固液
分離し、膜で排除された固形分を更に濃縮し系外に排出
される固形分濃度を高める。 オゾン酸化処理手段：固液分離手段からの清澄水中に含
まれる膜分離処理で排除された高分子溶存有機成分を酸
化分解し、低分子化を図ると共に生物易分解性への変換
を促進する。 活性炭吸着塔：オゾン酸化処理手段での処理工程におい
て、低分子化され生物易分解性となった溶存有機成分を
活性炭に吸着させると共に、活性炭表面に付着した微生
物により生物分解する。このため、膜分離処理で排除さ
れ濃縮水中に移行した高分子溶存有機成分濃度が減少す
る。

【００１０】そして、このようにして固液分離、オゾン
酸化及び生物活性炭吸着処理を順次施して得られる処理
水を再度膜分離装置の原水側に給水して膜分離処理する
に際しては、この給水は、固形分及び高分子溶存有機成
分が減少しているために、膜透過流束を低下させるケー
ク層或いはゲル層が膜面に発達せず、高い膜透過流束が
維持される。特に、活性炭吸着塔から流出する微小な活
性炭が膜分離装置の膜面に形成されるケーク層の空隙率
を高めることにより、ケーク層の濾過抵抗を、微生物菌
体のみ或いは原水中の濁質成分で形成されるケーク層の
濾過抵抗よりも小さくすることができる。このため、活
性炭吸着塔を経ないときに比べて膜透過流束が改善され
る。

【００１１】また、後述の実施例の如く、原水と膜分離
装置の濃縮水とを併せて固液分離、オゾン酸化、活性炭
吸着処理に施すことにより、原水中の高分子溶存有機成
分濃度を減少させることができ、膜分離の透過流束をよ
り一層高めることができる。

【００１２】このように、本発明の浄水処理装置によ
り、濃縮水を処理して再度膜分離することにより、膜分
離での水回収率をほぼ１００％に保つことができる。し
かも、この再膜分離に当り、濃縮水の膜透過流束を低下
させる成分は既に除去されているので、循環濃縮されて
も膜透過流束を低下させることがない。

【００１３】本発明の浄水処理装置においては、膜分離
処理により膜で排除されて濃縮水側に移行した成分のう
ち、固液分離により系外に排出されず、また、オゾン酸
化、活性炭吸着処理でも除去されない微小濃度の難分解
性成分は繰り返して膜分離装置→固液分離手段→オゾン
酸化処理手段→活性炭吸着塔→膜分離装置を循環するこ
とになる。このように各手段を循環して、繰り返しオゾ
ン酸化及び活性炭吸着処理がなされることにより、含有
される難分解性成分が変質して、オゾン酸化や生物活性
炭により容易に除去されるようになる。即ち、膜分離処
理にオゾン酸化及び活性炭吸着の処理を組み入れて循環
処理することにより、従来法では達成できなかった有機
成分の除去が可能となり、この結果、膜の除菌作用のた
めの塩素添加量の減少効果のみならず、トリハロメタン
前駆物質の実質的な除去も可能となる。

【００１４】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例について
詳細に説明する。

【００１５】図１は本発明の実施例に係る浄水処理装置
を示す系統図である。

【００１６】図１において、１は凝集沈澱池（固液分離
手段）、２はオゾン酸化装置、３は活性炭吸着塔、４は
膜分離装置であり、１１〜１６の各符号は配管を示す。

【００１７】本実施例の浄水処理装置は、原水と膜分離
装置４の濃縮水とを併せて固液分離、オゾン酸化及び活
性炭吸着処理して膜分離装置４に送給するものであり、
表流水などの浄水用原水は、配管１６から送給される後
述の膜分離装置４の濃縮水と共に配管１１より凝集沈澱
池１に導入され、ポリ塩化アルミニウムなどの凝集剤の
添加のもとに凝集沈澱処理され、懸濁成分が除去された
上澄水は配管１２よりオゾン酸化装置２に導入されオゾ
ン酸化処理される。

【００１８】オゾン酸化装置２におけるオゾン酸化によ
り、含有される高分子溶存有機成分が酸化分解されて低
分子化及び生物易分解化されたオゾン酸化処理水は、次
いで配管１３より活性炭吸着塔３に導入される。活性炭
吸着塔３においては、オゾン酸化処理で低分子化され生
物易分解性となった溶存有機成分が活性炭に吸着される
と共に、活性炭表面に付着した微生物により生物分解さ
れる。

【００１９】この生物活性炭吸着処理により高分子溶存
有機成分濃度が低減された活性炭吸着処理水は、次いで
配管１４より膜分離装置４に導入され、透過水は処理水
（浄水）として配管１５より系外へ排出される一方、濃
縮水は配管１６より抜き出され、原水と共に、前述の如
く、凝集沈澱処理、オゾン酸化処理及び活性炭吸着処理
に供され、再度膜分離装置４に導入される。

【００２０】このような浄水処理装置によれば、膜分離
装置４における膜分離処理で濃縮水側に移行した懸濁成
分や高分子溶存有機成分や原水中に含有される懸濁成分
や高分子溶存有機成分は、凝集沈澱処理、オゾン酸化処
理及び活性炭吸着処理により効果的に除去されるため、
膜分離装置４における透過流束を高く維持すると共に、
濃縮水の循環により水回収率を著しく高め、ほぼ１００
％の水回収率を達成することができる。

【００２１】なお、図１に示す浄水処理装置は本発明の
一実施例であって、本発明はその要旨を超えない限り、
何ら図示の装置に限定されるものではない。

【００２２】例えば、図１においては、原水を膜分離装
置の濃縮水と共に凝集沈澱処理、オゾン酸化処理及び活
性炭吸着処理に供した後、膜分離装置に導入している
が、原水は別の前処理装置で処理した後、凝集沈澱処
理、オゾン酸化処理及び活性炭吸着処理を経た濃縮水と
共に膜分離装置に導入するようにしても良い。

【００２３】また、図１においては、固液分離手段とし
て凝集沈澱処理を施すが、固液分離手段としては濃縮水
の懸濁成分を９０％程度以上の効率で除去できるもので
あれば良く、原水や濃縮水を直接濾過することができる
濾過精度の低い濾過装置であっても良い。また、固液分
離に当り、凝集剤は必ずしも必要としない。

【００２４】なお、オゾン酸化処理は、１〜２ｍｇ／ｌ
程度のオゾン注入率にて１０〜２０分程度の接触時間と
するのが適当である。また、活性炭吸着塔は固定床、移
動床、流動床のいずれでも良く、前段の固液分離効率等
に応じて適宜決定される。

【００２５】本発明の浄水処理装置において、膜分離装
置の分離膜としては、精密濾過膜、限外濾過膜、又はル
ーズ逆浸透膜（特に、ＮａＣｌの除去率が４０〜７０％
程度のもの）が好適である。

【００２６】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の浄水処理装
置によれば、精密濾過膜や限外濾過膜或いはルーズ逆浸
透膜を用いて、高い透過流束及び高い水回収率にて、原
水中の濁質や細菌類又はウイルスやトリハロメタン前駆
物質を除去することにより、清浄度の高い浄水を効率的
に得ることが可能とされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る浄水処理装置を示す系統
図である。

【符号の説明】

１ 凝集沈澱池 ２ オゾン酸化装置 ３ 活性炭吸着塔 ４ 膜分離装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 浄水用原水を膜分離装置に導入して膜分
   離処理し、透過水を浄水として系外に排出する浄水処理
   装置において、 該膜分離装置の濃縮水を固液分離する固液分離手段と、 該固液分離手段で分離された清澄水をオゾン酸化処理す
   るオゾン酸化処理手段と、 該オゾン酸化処理手段の処理水を活性炭吸着処理する活
   性炭吸着塔と、 該活性炭吸着塔の処理水を前記膜分離装置の原水側に給
   水する手段とを備えてなることを特徴とする浄水処理装
   置。