JPH10137757A

JPH10137757A - 水処理方法及び水処理装置

Info

Publication number: JPH10137757A
Application number: JP8298804A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Kajiyama; 吉則梶山; Kazumaru Saeki; 一丸佐伯; Kenichi Ushigoe; 健一牛越; Akihiro Taji; 明宏田路; Yoshimitsu Fukao; 義満深尾; Kiyoshi Kinoshita; 木下　　清
Original assignee: Shinko Pantec Co Ltd
Current assignee: Shinko Pantec Co Ltd
Priority date: 1996-11-11
Filing date: 1996-11-11
Publication date: 1998-05-26

Abstract

(57)【要約】【課題】塩類を含む原水、例えば一般廃棄物最終処分
場の浸出汚水等を脱塩処理する水処理方法及び水処理装
置の改良に関し、塩類を含む浸出水等の原水の脱塩処理
を容易に行い、且つ塩類の濃縮率を上げて塩類の処理を
容易にできる水処理方法及び処理装置を提供することを
課題とする。【解決手段】塩類を含む原水を逆浸透膜に透過させて
処理水と塩類を含む濃縮水に分離する水処理方法におい
て、前記逆浸透膜によって分離された濃縮水を透過膜に
よって濾過し、該透過膜によって濾過された透過水をさ
らに濃縮水処理用逆浸透膜に透過させて分離された高度
濃縮水を排出する一方、前記透過膜によって濾過された
濃縮水を晶析促進手段を伴って晶析処理し、該晶析処理
時に生じる上澄みを前記透過膜へ導入することを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塩類を含む原水、
例えば一般廃棄物最終処分場の浸出汚水等を脱塩処理す
る水処理方法及び水処理装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、廃棄物は焼却処理後に最終処分場
に埋め立て処分することが一般的に行われている。この
最終処分場において発生する浸出水には焼却された廃棄
物から浸出されるカルシウムや窒素等が含まれており、
そのまま排出した場合には例えばカルシウムイオンが炭
酸イオン、硫酸イオンと反応して不溶性のカルシウム塩
となって配管や設備にスケールとして付着し、設備の低
下させるという問題が生じていた。

【０００３】従って、従来は浸出水からカルシウム、リ
ン、窒素等を除去するためとして図４に示すような水処
理装置が使用されていた。

【０００４】即ち、汚水は流量調整槽21に貯留された後
に、カルシウム除去槽22でカルシウムを除去された後に
生物処理槽23で脱窒処理され、さらに凝集沈殿処理24に
よって汚泥と処理水が分離され、該処理水は砂濾過槽25
や活性炭処理槽26及びキレート吸着処理27を経た後に処
理水として処理される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな水処理装置で浸出水を処理した場合に、カルシウム
や窒素、リン等の成分は除去できるものの、カルシウム
以外の塩類、例えばマグネシウム、ナトリウム、塩素イ
オン、硫酸イオン、その他の溶解性塩類は除去すること
ができず、このまま処理水として河川等に排出した場合
には、これらの塩類によって河川や土壌が汚染されるお
それがあるという問題が生じていた。

【０００６】これを解決するために、水処理装置に脱塩
を行う装置として電気透析装置28を設け、浸出水中の塩
類を分離して濃縮水として処理水と分離していた。

【０００７】しかし、この濃縮水も大量に発生した場合
には処理に手間やコストがかかるため、濃縮水の発生が
なるべく少量になるように高濃度に濃縮することが望ま
れるが、上記電気透析装置28においては通常原水に対し
て約５〜１０倍程度の濃縮が限界であり、これ以上高濃
度に濃縮して濃縮水を減少させることは困難であった。

【０００８】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、塩類を含む浸出水等の原水の
脱塩処理を容易に行い、且つ塩類の濃縮率を上げて塩類
の処理を容易にできる水処理方法及び処理装置を提供す
ることを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を解決するために、水処理方法及び処理装置としてな
されたもので、水処理方法としての特徴は、塩類を含む
原水を逆浸透膜に透過させて処理水と塩類を含む濃縮水
に分離する水処理方法において、前記逆浸透膜によって
分離された濃縮水を透過膜によって濾過し、該透過膜に
よって濾過された透過水をさらに濃縮水処理用逆浸透膜
に透過させて分離された高度濃縮水を排出する一方、前
記透過膜によって濾過された濃縮水を晶析促進手段を伴
って晶析処理し、該晶析処理時に生じる上澄みを前記透
過膜へ導入することにある。

【００１０】また、水処理装置としての特徴は、塩類を
含む原水を透過させて処理水と塩類を含む濃縮水に分離
する逆浸透膜装置１と、該逆浸透膜装置１によって分離
された濃縮水を濾過する透過膜装置２と、該透過膜装置
２によって濾過された透過水が透過される濃縮水処理用
逆浸透膜装置３と、前記透過膜装置２によって濾過され
た濃縮水が導入される晶析槽４とを備え、且つ該晶析槽
４による晶析処理は、晶析促進手段によって促進される
ように構成したことにある。

【００１１】すなわち上記のように本発明では、逆浸透
膜によって塩類を含む浸出水等の原水を処理するため、
該原水中に含まれるカルシウム、マグネシウム、ナトリ
ウム、塩素イオン、硫酸イオン等からなる塩類やリン、
窒素分等を容易且つ確実に逆浸透膜によって分離して脱
塩処理水を得ることができる。

【００１２】また、逆浸透膜によって分離された塩類が
濃縮された濃縮水を透過膜で処理後、さらに濃縮水処理
用逆浸透膜で透過するため、該濃縮水処理用逆浸透膜で
分離される濃縮水は高度に濃縮された高度濃縮水として
発生量が少なく、この少量の濃縮水を処理すればよいた
め、その処理が容易に行える。

【００１３】さらに、濃縮水処理用逆浸透膜で濃縮水を
さらに濃縮する前に透過膜によって濃縮水中の塩類の一
部を除去することができるため、濃縮水処理用逆浸透膜
にスケールが付着して膜の処理性能が低下することを防
止できる。

【００１４】また、透過膜で濾過された濃縮水中の塩類
を晶析槽で固形分として析出するため塩類をより確実に
除去することができ、濃縮水として排出される塩類をよ
り減少することができる。

【００１５】しかも、上記晶析槽による晶析処理は、晶
析促進手段によって促進されるように構成されているた
め、晶析槽における塩類の結晶化が促進されることとな
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に従って説明する。まず、本実施の形態の水処理
装置の構成について説明すると、図１に示す１は、浸出
水が原水として導入される逆浸透膜装置で、図２に示す
ような、円筒状の装置本体11内に、円板状の逆浸透膜12
が同じく円板状のスペーサ13の間に設けられた逆浸透膜
部14が複数組積層されている。

【００１７】該逆浸透膜装置１の装置本体11の内周面に
は原水を導入する原水流路15が設けられ、該原水流路15
から逆浸透膜12表面に原水が導入される。また、該逆浸
透膜部14の上部にはエンドプレート16が設けられ、浸透
圧以上の圧力に耐えられるようになっている。

【００１８】18は逆浸透膜部14の中央部に貫通された処
理水パイプで、該処理水パイプ18は逆浸透膜12によって
分離された処理水を排出させる。また、19は濃縮水パイ
プで、各逆浸透膜12によって濃縮された濃縮水を装置本
体11外へ排出させる。

【００１９】２は前記逆浸透膜装置１によって分離され
た濃縮水が導入されて濾過される透過膜としてのナノフ
ィルター（ＮＦ）が設けられたＮＦ膜装置で、該ＮＦ膜
装置２ではＮＦ膜によって濃縮水中の塩類、特に２価以
上の負イオンの塩、例えばＣａＣＯ₃やＣａＳＯ₄を濾
過によって除去することができる。

【００２０】該ＮＦ膜装置２は、円筒状の本体内に多数
のＮＦ膜が積層された状態で収納されており、本体の上
下部はそれぞれ通水孔が設けられたエンドプレートで密
封されている。

【００２１】３は、該ＮＦ膜装置２で濾過された透過水
をさらに脱塩処理すべく設けられた濃縮水処理用の高圧
逆浸透膜装置で、該高圧逆浸透膜装置３は、前記逆浸透
膜装置１と同様に円筒状の装置本体内に円板状の逆浸透
膜がスペーサ間に設けられたモジュールが複数積層され
ている。該高圧逆浸透膜装置３においては、前記逆浸透
膜装置１よりも高圧をかけて濃縮水を高度に濃縮する分
離処理を行うことが可能に形成されている。

【００２２】４は前記ＮＦ膜装置２及び高圧逆浸透膜装
置３において分離された濃縮水が導入される晶析槽で、
該晶析槽４では処理水中に残留した塩類が固形物６とし
て析出される。

【００２３】この晶析槽４の内部には、超音波発振子
（図示せず）が取り付けられており、その超音波発振子
で晶析処理が促進されるようになっている。

【００２４】また、該晶析槽４で生じる上澄みは前記Ｎ
Ｆ膜装置２へ導入路Ｂを介して前記浸透膜装置１から導
入される濃縮水とともに送られＮＦ膜装置２で濾過さ
れ、その後高圧逆浸透膜装置３へと循環される。

【００２５】さらに、前記高圧逆浸透膜装置３で分離さ
れた濃縮水の一部はそのまま排出路Ａから高度濃縮水と
して処理されるが、残りの濃縮水は前記晶析槽４へ送ら
れる。

【００２６】５は前記逆浸透膜装置１で分離された処理
水が導入される第２逆浸透膜装置で、該第２逆浸透膜装
置５も前記逆浸透膜装置１と同様の構成からなる。

【００２７】該第２逆浸透膜装置５で分離された処理水
はそのまま装置本体から浄化水として排出され、一方濃
縮水は前記逆浸透膜装置１へ原水とともに導入される。
また、高圧逆浸透膜装置３で分離された処理水は第２逆
浸透膜装置５へ導入される。

【００２８】次に、上記のような構成からなる浸出水の
処理装置20によって浸出水を処理する処理方法について
説明する。

【００２９】まず、廃棄物処理場から浸出される浸出水
を原水として逆浸透膜装置１へ導入して原水の脱塩を行
う。この逆浸透膜は、浸透圧以上の圧力かけると分子レ
ベルで濾過できる半透膜で、リンや有機物、窒素の他カ
ルシウム、ナトリウム等の各塩類も除去することができ
る。

【００３０】前記のように該逆浸透膜装置１には円板状
の逆浸透膜12が積層されている構造で、該逆浸透膜12の
表面とスペーサ13の間を原水が流れる時に圧力をかける
と逆浸透膜12は水のみを透過して膜の内側に脱塩された
処理水が溜まり、該処理水は装置本体11中央部に縦設さ
れた処理水パイプ18を経て逆浸透膜装置１から処理水と
して排出される。

【００３１】一方、原水は逆浸透膜12とスペーサー13の
間を通り濃縮水パイプ19を経て、逆浸透膜装置１から濃
縮水として排出される。

【００３２】次に、該濃縮水はＮＦ膜装置２に導入さ
れ、その後該ＮＦ膜装置２で処理された透過水は高圧逆
浸透膜装置３へ導入される。

【００３３】この高圧逆浸透膜装置３の高圧逆浸透膜上
では、１価のイオンと２価以上のイオンが存在した場合
には、１価のイオンが析出してこれがスケールとなって
膜の処理能力を低下させる原因となる。

【００３４】従って、これを防止するためには該高圧逆
浸透膜に処理する液体から予め２価以上のイオンを選択
的に除去する必要があるが、前記ＮＦ膜は濃縮水中の塩
類、特にＣａＣＯ₃やＣａＳＯ₄等の２価以上の負イオ
ンを濾過によって有効に除去することができる。

【００３５】このように２価以上のイオンを選択的に除
去することは、通常ＵＦ膜（限外濾過膜）やＭＦ膜（精
密濾過膜）ではできないが、ＮＦ膜によっては２価以上
のイオンの選択的除去が可能である。

【００３６】特に、水中に含まれるイオン濃度が低い場
合、例えば上記逆浸透膜装置１や第２逆浸透膜装置５に
おいてはこのようなＮＦ膜を設けなくてもスケールは生
じにくいが、高圧逆浸透膜装置３では前記逆浸透膜装置
１によって分離された濃縮水を処理するため、イオン濃
度が高くスケールも生じやすいため、ＮＦ膜装置２を設
けることで効果的にスケール発生を防止できる。

【００３７】そして、この濃縮水をさらに高圧逆浸透膜
装置３によって処理するため、高度に濃縮された高度濃
縮水が得られる。この時の高度濃縮水は、逆浸透処理装
置１に導入される原水に対する量が約２．５％にまで濃
縮され、従って回収率９７．５％という高い値が得られ
る。

【００３８】一方、逆浸透膜装置１から排出された処理
水は更に第２逆浸透膜装置５で脱塩処理され、高純度の
処理水として排出される。この第２逆浸透膜装置５にお
いて分離された濃縮水は原水とともに再度逆浸透膜装置
１に返送されるため、僅かな塩類も確実に除去して装置
外へ排出されることを防止できる。

【００３９】さらに、ＮＦ膜装置２で発生した濃縮水及
び高圧逆浸透膜装置３において生じる高度に濃縮された
濃縮水の一部は前記晶析槽４へ導入される。該晶析槽４
では、これらに含まれる塩類を析出して固形物として除
去することができる。

【００４０】この晶析槽４において生じる上澄み液は再
びＮＦ膜装置２へ導入路Ｂを経て逆浸透膜装置１からの
濃縮水とともに導入される。このように、晶析槽４にお
いて塩類の一部を固形物として析出するため、濃縮水と
して排出される塩類の量をより減少させることができ
る。

【００４１】さらに、晶析槽４内には超音波発振子が取
付けられているため、その超音波発振子から発振される
超音波により、過飽和の状態となっている晶析槽４内の
ＣａＣＯ₃やＣａＳＯ₄等の塩類は一層結晶化し易い状
態となり、それによって晶析処理が促進されることとな
るのである。

【００４２】このように晶析処理が促進される結果、所
望の濃縮水も早く得られることとなり、濃縮処理も促進
されることとなる。

【００４３】さらに、除去すべき難溶性塩類の濃度も下
げることができるため、上記ＮＦ膜装置２や高圧逆浸透
膜装置３に対する負荷も軽くすることができ、ひいては
設備全体に対する負荷も緩和することができるという効
果がある。

【００４４】一方、高圧逆浸透膜装置３において分離さ
れた処理水は逆浸透膜装置１から排出された処理水とと
もに第２逆浸透膜装置５へ導入され、確実に脱塩処理さ
れる。

【００４５】また、逆浸透膜装置１、高圧逆浸透膜装置
３及び第２逆浸透膜装置５に円板状の逆浸透膜12をスペ
ーサー13の間に設けた逆浸透膜部14を複数積層した逆浸
透膜装置を使用したため、膜に処理水を透過させる際の
流路が広く確保できるので、目詰まり防止のための複雑
な前処理や薬品処理が不要である。

【００４６】また、前記逆浸透膜装置１内の流れが乱流
になるのでスケールや汚れの付着、膜の閉塞が防止で
き、また、長期間使用した後に逆浸透膜の膜表面を洗浄
することも容易に行える。

【００４７】尚、上記実施の形態では、晶析槽４におけ
る晶析を促進する手段として、超音波発振子を用いた
が、晶析促進手段はこれに限定されるものではなく、た
とえば核となる粒子を晶析槽４内に添加することによる
手段であってもよい。

【００４８】具体的には、晶析槽４内の液にＣａＣ
Ｏ₃、ＳｉＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃等の塩が含有されていれ
ば、そのＣａＣＯ₃、ＳｉＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃の粒子を晶
析槽４内に添加することによって、ＣａＣＯ₃、ＳｉＯ
₂、Ｆｅ₂Ｏ₃の粒子が核となってＣａＣＯ₃、ＳｉＯ
₂、Ｆｅ₂Ｏ₃等の結晶が析出して付着し易くなり、そ
れによって晶析処理が促進されるのである。

【００４９】さらに、他の晶析処理促進手段として、Co
ld Lime Soda法により晶析槽４内の液のｐＨを上げるこ
とによってＣａ、Ｍｇ、ＳｉＯ₂の沈澱を生じ易くし、
それによって晶析処理を促進することも可能である。

【００５０】尚、上記実施の形態では、高圧逆浸透膜装
置３によって高度に濃縮された濃縮水の一部を晶析装置
４へ返送して、より濃縮効率を向上させるようにした
が、このように高度に濃縮された濃縮水の一部を晶析槽
４へ返送することは条件ではない。

【００５１】さらに、上記実施の形態では逆浸透膜装置
１で分離した処理水を、さらに下流側に設けた第２逆浸
透膜装置５によって処理したが、このような第２逆浸透
膜装置を設けることは条件ではない。但し、上記実施の
形態のように、複数段の逆浸透膜処理を行えば、処理水
の質はより向上することになる。

【００５２】また、上記実施の形態では逆浸透膜装置１
によって生じた濃縮水を直接透過膜としてのＮＦ膜装置
２へ導入したが、例えば図３に示すように逆浸透膜装置
１で生じた濃縮水をさらに逆浸透膜装置1aに導入して、
ここで生じた濃縮水をＮＦ膜装置2 に導入して、より濃
縮水を高濃度に濃縮することもできる。

【００５３】また、上記実施の形態では、高濃度の濃縮
水を装置外へ排出して、別途処理することとしたが、例
えばこの濃縮水の処理方法としては再度廃棄物処理場へ
返送してもよい。このように、廃棄物処理場へ返送した
場合には、塩類が浸出水として再び処理されるため処理
設備から排出されることがない。

【００５４】さらに、このように濃縮水を廃棄物処理場
へ返送する際に、返送場所に晶析槽のような槽を設け、
水分を蒸発させて塩類を固形物として析出させてもよ
い。或いは、細かい霧状にして散水して自然に塩類が析
出するように返送してもよく、いずれにしても固形物と
して塩類を得ることができるためその処理や取扱が容易
である。

【００５５】また、上記実施の形態では、逆浸透膜装置
として円板状の平板状の逆浸透膜を使用した逆浸透膜装
置を使用したが、使用する逆浸透膜の形状としては、こ
の他中空糸型、スパイラル型及び管状型等、どのような
形状の逆浸透膜であってもよい。

【００５６】さらに、上記実施の形態では、浸出水を原
水として逆浸透膜装置１へ直接導入したが、例えは浸出
水を貯留槽に一度貯留して、ｐＨ調整等を行ってから逆
浸透膜へ透過させてもよい。この場合には、流量の調節
等も行えるため装置の管理、制御等をより容易に行うこ
とができる。

【００５７】また、上記実施の形態では浸出水を原水と
して処理したが、本発明は浸出水以外にも、一般の装置
等から排出される塩類を含む水の脱塩処理に適用でき
る。

【００５８】

【発明の効果】叙上のように、本発明は廃棄処分場から
排出される浸出水等の塩類を含む汚水の脱塩を確実に行
うことができると同時に、回収する塩類を含む濃縮水を
少なくすることによって回収した塩類の処理を簡易にす
ることを可能とした。

【００５９】さらに、晶析槽による晶析処理が、晶析促
進手段によって促進されるため、所望の濃縮水が得られ
る時間も短縮されることとなり、濃縮処理も促進される
という効果がある。

【００６０】さらに、除去すべき難溶性塩類の濃度も下
げることができるため、透過膜や濃縮水処理用逆浸透膜
に対する負荷も軽くすることができ、ひいては設備全体
に対する負荷も緩和することができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例としての水処理装置
の概略構成図。

【図２】逆浸透膜装置の概略断面図。

【図３】他の実施の形態としての水処理装置の概略構成
図。

【図４】従来の水処理装置の概略構成図。

【符号の説明】

１逆浸透膜装置（逆浸透膜）２ＮＦ膜装置（透過膜）３高圧逆浸透膜装置（濃縮水処理用逆浸透膜）４晶析槽

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者深尾義満兵庫県宝塚市米谷２丁目５−４ (72)発明者木下清大阪府四条畷市南野１丁目15−29

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塩類を含む原水を逆浸透膜に透過させて
処理水と塩類を含む濃縮水に分離する水処理方法におい
て、前記逆浸透膜によって分離された濃縮水を透過膜に
よって濾過し、該透過膜によって濾過された透過水をさ
らに濃縮水処理用逆浸透膜に透過させて分離された高度
濃縮水を排出する一方、前記透過膜によって濾過された
濃縮水を晶析促進手段を伴って晶析処理し、該晶析処理
時に生じる上澄みを前記透過膜へ導入することを特徴と
する水処理方法。
【請求項２】前記晶析促進手段が、超音波発振子であ
る請求項１記載の水処理方法。
【請求項３】前記晶析促進手段が、前記透過膜で濾過
された濃縮水に含有される塩の粒子を核として添加する
手段である請求項１記載の水処理方法。
【請求項４】前記晶析促進手段が、前記透過膜で濾過
された濃縮水のｐＨを調整することによってなす手段で
ある請求項１記載の水処理方法。
【請求項５】塩類を含む原水を透過させて処理水と塩
類を含む濃縮水に分離する逆浸透膜装置(1) と、該逆浸
透膜装置(1) によって分離された濃縮水を濾過する透過
膜装置(2) と、該透過膜装置(2) によって濾過された透
過水が透過される濃縮水処理用逆浸透膜装置(3) と、前
記透過膜装置(2) によって濾過された濃縮水が導入され
る晶析槽(4) とを備え、且つ該晶析槽(4) による晶析処
理は、晶析促進手段によって促進されるように構成され
てなることを特徴とする水処理装置。
【請求項６】前記晶析促進手段が、前記晶析槽(4) に
取付けられた超音波発振子である請求項５記載の水処理
装置。
【請求項７】前記晶析促進手段が、前記晶析槽(4) に
供給される液に含有される塩の粒子を核として添加する
手段である請求項５記載の水処理装置。
【請求項８】前記晶析促進手段が、前記晶析槽(4) に
供給される液のｐＨを調整することによってなす手段で
ある請求項５記載の水処理装置。