JPS5810122B2

JPS5810122B2 - ダツエンホウホウ

Info

Publication number: JPS5810122B2
Application number: JP13378675A
Authority: JP
Inventors: 塚本輝嘉
Original assignee: Ebara Infilco Co Ltd
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1975-11-06
Filing date: 1975-11-06
Publication date: 1983-02-24
Also published as: JPS5257087A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、かん水、下水、各種工場廃水等にスケール成
分としてＣａ＋＋、Ｍｇ＋＋、ＨＣＯ３ＣＯ３，ＳＯ４
，ＳｉＯ３−一などのイオンを含有する無機、有機
性物質含有液の処理方法に関するものである。

近年、ＧＮＰの成長とともに工業用水の不足が叫ばれ、
下水、工場廃水の再利用が重要な課題になりつつある。

下水、工場廃水の再生利用は、工業用水の不足を緩和さ
せるはかりてなく、環境汚染の阻止にもつながるものと
して各方面から注目されている。

そしてその再生技術も高度処理技術としているいろ提案
されているが、それぞれ一長一短があり、必ずしも満足
なものとはいい難い。

下水、廃水等の高度処理には大別して二つあり、従来の
活性汚泥処理（二次処理）した処理液をさらに高度処理
する場合と、従来の二次処理とは全く離れて物理化学的
方法を組み入れて高度処理する場合がある。

いずれも有機成分の除去、アンモニア、燐の除去、界面
活性剤などの除去に努力が傾注され、例えば石灰添加に
よる有機物、燐の除去、アンモニアのストリッピングに
よる除去、活性炭による有機物や界面活性剤の吸着除去
などが提案され、実施されている。

しかしこの工程は、石灰の消和、再生などを含めて複雑
であり、種々雑多な付属装置を必要とし、全下水につい
て行なうことによる装置の大型化は避けられない。

また、さらに高度処理として、逆浸透圧法、イオン交換
法、電気透析法などの脱塩工程を設けることが提唱され
ており、その効率を高度にあげうる方法に関する研究も
盛んにおこなわれているものの、見るべき技術は少ない
。

また、地下かん水、我流かん水などの脱塩処理も、水の
利用率の向上から実施されている例もあるが、その方法
はイオン交換法、電気透析法などが殆んどであった。

しかし、最近逆浸透圧法による脱塩法が消費エネルギー
の節減、スケールアップ、能力アップの容易さ、操作の
簡略さなどから利用される例がでてきた。

しかしながら、地下かん水、我流かん水でも重金属イオ
ン、炭酸イオン、硅酸イオン、硫酸イオンなとのスケー
ル性陰イオン、Ｃａ＋＋１Ｍｇ＋＋などのスケール性陽
イオンを含有し、地下水の場合ではＭ−アルカリ度で５
０乃至１００の間にあり、このまま高い脱塩率の膜で、
高度の回収率で逆浸透圧法によって処理することはスケ
ール生成の問題で不適当である。

スケールとしては、炭酸塩、水酸化物を主体とする軟質
スケール、硫酸カルシウム、硫酸カルシウム・ナトリウ
ムなどで代表される硫酸塩、硅酸カルシウムに代表され
る硅酸塩を主体とする硬質スケールに大別することがで
きる。

そして、軟質スケールは鉱酸の添加によって防止できる
が、硬質スケールは鉱酸によっては防止できず、鉱酸と
して硫酸を使用したときには、Ｃａ＋＋の含有量にもよ
るが濃縮中にスケール成分を析出する。

したがって、硬質スケールの防止法として、イオン交換
によってＣａ＋＋、Ｍｇ＋＋をあらかじめ除去した
り、５０４−−を除去したり、あるいは化学軟化によっ
て除去したりすることができるが、それ相当の操作、設
備を必要とする上に薬剤をも必要とする。

本発明は、上記従来法の欠点を排除し、極めて簡単な操
作により、スケール成分を含有するかん水、無機、有機
性廃水の高度処理を高い回収率で行なうことを目的とす
るものである。

本発明は、Ｃａ＋＋、Ｍｇ＋＋、ＨＣＯ３−−、Ｃ
Ｏ３−一、８０，５−−１ＳＩＯ３−一などの一時
硬度、永久硬度であって、スケール成分イオンを含む無
機、有機性物質含有液を原液として、圧力を分離の駆動
力とする浸透膜に通液し、膜面残留液と膜透過液とに分
離するに際して、まず原液中に鉱酸剤を添加して一時硬
度となり得る炭酸塩、重炭酸塩を分解しつゝ乃至分解後
にＣＭＣ可溶性塩、ＣＭＳの可溶性塩、リグニンスルフ
ォン酸とその誘導体の可溶性塩の内から少なくとも１種
以上を選択して添加することを特徴とするものである。

さらに具体的には、例えばスケール成分を含有する有機
性廃水をまず好気的条件下で生物処理することによって
廃水中の酸化分解性有機物をできる限り分解して、ＢＯ
Ｄ成分及び遊離のアンモニア成分を除去する。

これによって含有される溶解性ＴＯＣの４０〜７０％が
容易に除去される。

好気性生物処理としては、活性汚泥法、散水濾床法、ク
ーリングタワ一方式、スプレー噴射方式、トレイ方式、
充填塔方式、多段式曝気ポンド方式、多段流下方式等の
好気的生物処理を行ないうる適宜のものが使用され、ま
た使用するガス体は空気、酸素、オゾンなどいずれでも
よい。

この処理によって大部分のＢＯＤ成分等が除去された好
気的処理水を、要すれば砂濾過、活性炭処理後、塩酸、
硫酸、硝酸の１種または２種以上を添加して該水のｐＨ
を３〜７．６に調整して水中の重炭酸及び炭酸アルカリ
を完全または部分的に分解する。

これら重炭酸及び炭酸アルカリは、水中のＣａ＋＋９Ｍ
ｇ＋＋等と対をなして存在し、一時硬度と言われるもの
で、濃縮操作によって容易に軟質性のスケールとなり得
る。

通常、好気的処理水中のＭ−アルカリ度は１４０〜２１
０ｍｇ／ｌ（ＣａＣＯ３として）で、かなりのアル
カリ度を示し、そのまま後述する浸透膜に通水すると膜
面に炭酸塩が晶析し膜の透過性が極度に悪化する。

この問題は上述した酸添加によって一応の解決はみられ
るが、Ｃａ＋＋、５ｏ４−一を含有する場合には、
濃縮によってＣａＳＯ４・２Ｈ２０のスケールを膜面に
析出する。

この現象は回収率を高くしたり、高濃度にＣａ＋＋、
８０４−−を含有する液を膜処理するときにおこり易
い。

この場合、ＣａＣＯ３のスケールトラブルと同様に膜透
過水量の低下は当然おこるが、さらに問題なのは膜洗浄
操作において容易に溶脱ができないことである。

これら硬質スケールは回収率を高くしなくても、水が膜
面を透過する際、膜面において極端な局部的濃度上昇（
濃度分極現象）がおこれば析出することがある。

そこで本発明においては、軟質、硬質スケールの膜面析
出付着を防止するために、まず、原液中に鉱酸を添加し
つつ乃至添加後に、ＣＭＣ，ＣＭＳ。

リグニンスルフォン酸誘導体などの水溶性塩を添加して
浸透膜によって処理するものである。

鉱酸を添加する目的は、鉱酸の作用によって一時硬度成
分である炭酸塩、重炭酸塩等を分解し、それを除去する
ことによって、Ｃａ５Ｏ０硅酸塩などの永久硬度成分を
スケール析出防止のために添加するＣＭＣ，ＣＭＳ、リ
グニンスルフォン酸誘導体の効果を向上せしめるもので
ある。

鉱酸添加によるｐＨＸ整はｐＨ３〜７．６としておけば
効果的である。

炭酸塩、重炭酸塩など一時硬度成分は、濃縮によって溶
解度が極めて小さい炭酸塩になり易く、ＣＭＣ、ＣＭＳ
の可溶性塩を添加しても過飽和を維持して析出を防止す
るのは容易でなく、そればかりでなく、一旦析出した炭
酸塩の軟質スケールは、添加されたＣＭＣ、ＣＭＳが保
護膠質として作用し、スケール成分の分散作用に消費さ
れ、硬質スケール付着防止の作用が減衰される結果とな
る。

このような訳で、一時硬度系のスケール成分を分解して
からＣＭＣ、ＣＭＳ等を添加すれば、かかる問題は回避
され、添加されたＣＭＣ，ＣＭＳの効果を十分に発揮し
得るのである。

また、地下かん水、入流かん水なとのかん水に本発明を
適用する場合も好気的生物処理以外は前記と全く同様で
同等の効果が得られる。

さらに本発明において使用する浸透膜は、マイクロポー
ラス膜乃至限外濾過膜、逆浸透膜が使用され、前者の膜
はダイナミック膜を形成させて逆浸透効果を期待させる
に都合がよく、材質としては、アセチルセルローズ系有
機性膜をはじめとして、エチルセルローズ、ポリアクリ
ル酸、ポリアクリルニトリル、ポリビニレンカーボネー
ト、アロマティックポリアマイドなとの有機性膜は勿論
、セラミック、炭素材、グラファイト材、グラファイト
オキサイド材膜、グラスメンブレン、ダイナミック膜が
ある。

また、これら浸透膜に通液する際の圧力は１５〜７０ｋ
ｇｆ／ｃｍ’が利用される。

以上述べたように本発明は、スケール成分を溶存するか
ん水、無機、有機性物質含有液を浸透膜に通液して処理
するに先立ち、該液に硫酸、塩酸、硝酸の１種または２
種以上を添加してｐＨ３〜７．６の範囲に調整し、ＣＭ
Ｃの可溶性塩、ＣＭＳの可溶性塩、リグニンスルフォン
酸及びその誘導体の可溶性塩から選ばれた少なくとも１
種以上を添加することによって、スケール成分含有率の
高い液でも、操作は極めて簡単に高脱塩率の膜を利用す
ることができ、高い回収率でも長期間の運転が可能とな
るものである。

次に実施例を示す。

Ｃａ濃度１５０ｐｐｍ、８０４濃度４５０ｐｐｍ。

その他Ｃ１、Ｎａ＋、Ｍｇ＋十等を含有する、ＴＤＳと
して１２３０ｐｐｍ地下かん水に塩酸を添加してｐＨ
５，５としたのち、ＮａＣを除去率９０．２％のア
セチルセルローズ膜を装着したセルに、圧力４０Ｋｇｆ
／ｃｍ’、２５℃の条件下で、膜面近傍での濃度分極を
防止しつつ膜処理し、濃縮液と膜透過液を得た。

このとき、属地下かん水と濃縮かん水のＣａ濃度比で５
．３〜５．５において石こうは飽和となり、以降過飽和
を保持するが、膜面において石こうのスケールを生じた
（対照例）。

これに対して本発明方法により、かん水に５ｐｐｍのＣ
ＭＣのＮａ塩を添加した以外は前記と同様に膜処理した
ところ、属地下かん水と濃縮かん水のＣａ濃度比で１２
〜１３に至っても石こうの膜面析出は認められなかった
。

Claims

【特許請求の範囲】

１一時硬度、永久硬度等のスケール成分イオンを含有
する無機、有機性物質含有液を浸透膜に通液して濃縮液
と膜透過液とに分離するに際して前記含有液に鉱酸を添
加して一時硬度成分となり得る成分イオンを分解しつつ
乃至分解後に、カルボキシ・メチル・セルローズの可溶
性塩、カルボキシ・メチル・スターチの可溶性塩、リグ
ニンスルフォン酸及びその誘導体の可溶性塩の内から選
ばれた少くとも１種以上を添加することを特徴とする脱
塩方法。