JPH0739872A - 透過膜を利用した溶存マンガン含有水ろ過装置 - Google Patents
透過膜を利用した溶存マンガン含有水ろ過装置Info
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Abstract
い、地下水を始めとする溶存マンガン含有水のろ過装置
を行ない、上水道・工業用水道・産業用水等を造水する
ものである。 【構成】 精密ろ過膜もしくは限外ろ過膜の透過膜1
1,16を使用したろ過装置において、溶存マンガンを
含む原水に塩素系酸化剤を注入後、マンガン砂を敷設し
又は二酸化マンガンを含むスラリ−が浮遊する反応槽4
を上向流で通過させ、溶存マンガンを酸化析出させた後
に、前記透過膜11,16で除去する。
Description
限外ろ過膜の透過膜を用い、地下水を始めとする溶存マ
ンガン含有水のろ過装置を行ない、上水道・工業用水道
・産業用水等を造水するものである。
利用して、上水道・工業用水道・産業用水等のろ過操作
を行なう試みはなされてきた。ところで、これらに用い
られる原水のうちほとんどの地下水には、鉄やマンガン
が含まれており、河川水にもマンガンが含まれているも
のもある。
ており、溶存マンガンはそのままでは透過膜では除去で
きない。溶存マンガンを透過膜で除去できるように析出
させるには、過マンガン酸カリウムやオゾンのように酸
化力の強い酸化剤を用いればできるが、これらの酸化剤
は高価であつたり、維持管理が難しいという欠点があつ
た。
従来の砂ろ過に比べ、装置規模がコンパクトであるとい
う特徴や、原水に含まれる濁質や細菌類などの懸濁物質
を完全に除去する特徴があるが、マンガンのようにイオ
ン状態で水中に溶存している物質は除去できないという
欠点がある。一方、従来用いられていた塩素注入後、二
酸化マンガンをコ−テイングしたマンガン砂によるろ過
では、水中に懸濁物質が多い場合、ろ過抵抗が大きくな
るため、高ろ過速度をとれない欠点があつた。
用水などに用いられる透過膜は、膜孔径0.2μm以下
の精密ろ過膜もしくは限外ろ過膜が多く、これらで透過
すると、水中の非溶解性物質はほぼ100%除去できる
が、溶解性物質はほとんど除去できない。
があるが、表流水の一部及び地下水のほとんどに、水道
水水質基準値以上のマンガンが含まれている。マンガン
は、通常イオン状態で溶解しており、そのままでは上記
透過膜では除去できない。
質のほか、溶解性の鉄分なども含まれている場合がある
が、鉄分は塩素剤の注入もしくは空気との接触により析
出し、非溶解性物質となる。しかし、マンガンは中性付
近のpHにおいては、塩素では容易に酸化析出しない。
機では、原水中のマンガンをほぼ完全に除去できるが、
原水中の非溶解性物質によりろ材表層部分が容易に閉塞
してしまうためろ過速度を大きくとれず、前段に凝集沈
殿池や荒ろ過機を付けても、ろ過速度を120〜240
m/日程度しかとれないことが多かつた。
素では容易に酸化析出しないが、二酸化マンガンを触媒
として用いれば、塩素でも容易に酸化析出する。そこで
原水に塩素系酸化剤を注入後、マンガン砂を敷設した反
応槽に通水し、マンガン砂と接触させることにより、マ
ンガンを酸化析出させることができる。この後、透過膜
でろ過すれば、マンガンも容易に分離除去できる。
流で行なうと含有する他の非溶解性物質により砂層表面
を閉塞させ、短期間でろ過抵抗を上昇させてしまうた
め、高ろ過速度を取れない。一方、この考案では後段に
透過膜があるため、反応槽では原水中の非溶解性物質を
除去する必要はなく、単にマンガンを酸化析出させれば
よい。
短時間で完了するため、反応槽内を上向流で通水させれ
ば、多量の非溶解性物質が流入してもマンガン砂を流動
状態にさせ、非溶解性物質の除去率は低下するが、マン
ガンの酸化析出反応はできる。マンガンが酸化析出すれ
ば原水中の濁質や細菌類と共に透過膜で完全除去ができ
る。
しもマンガン砂でなくとも、酸化析出したマンガンは二
酸化マンガンとなるため、自触媒として利用することが
できる。具体的には、予め少量のマンガン砂もしくは二
酸化マンガンを含むスラリ−を投入した反応槽に通水さ
せることにより、溶存マンガンは酸化析出し、二酸化マ
ンガンとなり自らが反応触媒となつて浮遊する。この現
象は、特に原水中に鉄分が多量に含まれる場合に顕著で
あり、マンガン砂を使用しないでもマンガンを酸化析出
させることができる。
溶解性マンガン0.5mg/lを含有する地下水を、マ
ンガン砂を敷設した反応槽で接触酸化析出後、透過膜で
除去し飲料水を造水する装置である。
適量(最終膜ろ過水で遊離残留塩素が0.1〜0.5m
g/l程度残る程度)の次亜塩素酸ナトリウム2が、注
入装置3により注入された後に反応槽4に流入する。こ
の反応槽4は、コ−ン状になつており、上部に行くほど
断面積を増大させ、この槽4内での沈殿効果も出せるよ
う考慮されている。
ていないような原水の場合は、円柱形などのように上下
同様な断面積を有する形状とすることもある。次亜塩素
酸ナトリウム注入直後もしくは反応槽4内の早い時点で
溶解性鉄は酸化析出する。
5及び小砂利支持層6を経由し、敷設されているマンガ
ン砂層7を通過接触する途中で、マンガン砂にコ−テイ
ングされた二酸化マンガンもしくは既に酸化析出した二
酸化マンガンを触媒として、塩素により酸化析出する。
その後反応槽4内を上昇し、通水樋8から一次処理水槽
9に流出する。一次処理水は透過膜加圧ポンプ10によ
り透過膜11に圧送され、膜ろ過後浄水となり、処理水
流出管12から流出する。
析出物質の一部が沈殿し、スラリ−状となることもある
が、これらのスラリ−内を通過時に、溶解性マンガンの
酸化析出を促進したり、高速凝集沈殿池と同様の効果に
より、原水中の懸濁物質除去を促進し、透過膜の粗ろ過
的な効果をもたらす。
た場合は、適時スラリ−排水弁13を開き、スラリ−配
水管14から系外に濃縮スラリ−を排出する。また反応
槽4内に排出しがたい沈殿物が堆積した場合や、マンガ
ン砂に多量にマンガンが付着した場合などは、ブロア−
15により圧搾空気を反応槽4内下部から吹き込み、マ
ンガン砂層7を流動化させ洗浄することも可能である。
の実施例と同一又は等効の部分には同一符号を付してそ
の説明を省略するが、原水は前記例と同様に、反応槽4
で酸化析出した後、この反応槽4内を上昇する。反応槽
4内上方に懸吊した透過膜すなわち中空糸型精密ろ過膜
束16の二次側配管17を真空ポンプ18及び吸引水槽
19により減圧し、その圧力差を利用して膜ろ過する。
膜ろ過水は処理水流出管12から系外に流出する。なお
膜ろ過水量より多量の原水が流入した場合は、越流管2
0により系外に排出する。その他の作用は前記図1に示
した実施例におけると同様である。
ことにより、溶存マンガン含有水について、マンガンを
酸化析出させることによつて原水中の濁質や細菌類と共
に透過膜で完全除去することができ、上水道・工業用水
道・産業用水等を造水することが可能である。
Claims (4)
- 【請求項1】 精密ろ過膜もしくは限外ろ過膜の透過膜
を使用したろ過装置において、溶存マンガンを含む原水
に塩素系酸化剤を注入後、マンガン砂を敷設した反応槽
を上向流で通過させ、溶存マンガンを酸化析出させた後
に、前記透過膜で除去することを特徴とする透過膜ろ過
装置。 - 【請求項2】 精密ろ過膜もしくは限外ろ過膜の透過膜
を使用したろ過装置において、溶存マンガンを含む原水
に塩素系酸化剤を注入後、二酸化マンガンを含むスラリ
−が浮遊する反応槽を上向流で通過させ、溶存マンガン
を酸化析出させた後に、前記透過膜で除去することを特
徴とする透過膜ろ過装置。 - 【請求項3】 前記請求項1又は2に記載の装置におい
て、反応槽内に透過膜を浸漬し、透過膜二次側とのサイ
フオン水圧差もしくは透過膜二次側を減圧することによ
り、膜ろ過することを特徴とする透過膜ろ過装置。 - 【請求項4】 前記請求項1ないし3のいずれかに記載
の装置において、反応槽前もしくは反応槽内に凝集剤を
添加し、酸化析出したマンガンを凝集させることを特徴
とする透過膜ろ過装置。
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- 1993-07-30 JP JP5206927A patent/JP2772612B2/ja not_active Expired - Fee Related
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