JPS5925601B2

JPS5925601B2 - 脱塩方法

Info

Publication number: JPS5925601B2
Application number: JP50007289A
Authority: JP
Inventors: 輝嘉塚本
Original assignee: Ebara Infilco Co Ltd
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1975-01-16
Filing date: 1975-01-16
Publication date: 1984-06-19
Also published as: JPS5181789A

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、ＨＣＯ３−１
ｃｏ −一、５Ｏ４−〜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
せるばかりでなく、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
ているが、その効率を高度にあげうる方法の提案は皆無
に近い。

また、地下かん水、前流かん水なとの脱塩処理も、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、能力アンプの容易さ、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、前流かん水でも重金属イオ
ン、炭酸イオン、硫酸イオンなどのスケール性陰イオン
、Ｃａ＋十、Ｍｇ＋十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５０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。

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−−１ＣＯ−−−
１ＳＯ４−一などのスケール成分イオンを含む無機、有
機性物質含有液を、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、あ
らかじめ該原液に硫酸と、塩酸および又は硝酸とを添加
して該液のｐＨを３〜７．６の範囲に調整することを特
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成分およ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。

好気的生物処理としては、活性汚泥法、散水瀘床法、ク
ーリングタワ一方式、スプレー噴射方式、トレイ方法、
充填塔方式、多段式曝気ポンド方式、多段流下方式等好
気的生物処理を行ないつ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、塩酸と硫
酸、または硝酸と硫酸、あるいは塩酸、硝酸、硫酸を添
加して該水のｐＨ値を３〜７６に調整して水中の重炭酸
および炭酸アルカリを完全または部分的に分解する。

通常、好気的処理水中のＭ−アルカリ度は１４０〜２１
０ｍ９／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。

また、浸透膜に通水するに先立って無機金属凝集剤注入
による砂濾過を行なう場合もあるが、その際かなりの量
のＭ−アルカリ度があることは凝集剤の消耗量に関連し
、多量の凝集剤を消費する。

したがってこれらの不利益を排除するため、従来は硫酸
のみを添加してｐＨ値を３〜７６に調整することによっ
てできる限りＭ−アルカリ度を低下させて、後続する膜
処理における炭酸塩によるスケールトラブルは一応阻止
することができるが、高い脱塩率な有する浸透膜を使用
して水の回収を効率的に行なおうとするときには、５Ｏ
４−一濃度上昇と共存するＣａ＋十の濃度上昇のため
にＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｃｙｒ）スケールを膜面に析出す
る。

また、原液中の５Ｏ４−一の濃度が高いときは低い回収
率でもＣａＳＯ４・２Ｈ２（ト）析出がおこり易い。

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）をおこし、析出することがある。

そこで本発明においては、硫酸単独使用によるかかる欠
点を排除するため、高い脱塩率の膜を使用して回収率を
高めても石こうのような不溶性塩の析出がないようにす
るため、塩酸、硝酸を同時あるいは別時に膜への流入に
先立って流入液に添加するものである。

なお、塩酸、硝酸の単独使用は薬品コストが高いばかり
でなく、膜分離において塩の除去率が悪いし、硫酸の単
独使用は薬品コストからみると好ましく塩の除去率も高
いが、前記のような硬質スケール発生の主因となる。

本発明において添加する硫酸と他の鉱酸との比率は、被
処理液の水質、特にＳＯ，−−濃度、水の回収率、使用
する膜の塩の除去率を配慮して決定し、ｐＨを３〜７．
６に調整して加圧下に浸透膜に通液し、膜面残留濃縮液
と脱塩された膜透過液とに分離するものである。

また、地下かん水、我流かん水など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
同様の効果が得られる。

本発明において使用する硫酸と他の鉱酸との添加比は、
使用する浸透膜の性能、濃縮率（回収率）、処理せんと
するかん水、無機、有機性物質含有液の液質、主として
スケール成分およびその濃度によって異なるが、通常そ
の比は硫酸５０％以上の添加でも差し支えない。

また、硫酸と他の鉱酸の添加は、あらかじめこれらを混
合して添加してもよいが危険なので別々に添加すること
が望ましく、その順序は何れを先にしてもよい。

また、その時期は浸透膜通液の前であれば、凝集沈澱あ
るいは濾過等の前処理の前でも後でもよい。

さらに本発明において使用する浸透膜は、マイクロポー
ラス膜ないし限外濾過膜、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逆浸透効果を期待させる
に都合がよく、機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、ポリビニレンカーホネート
、アロマティックポリマイドなどの有機性膜は勿論、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
ｇ／ｃｄ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、該液に硫酸と塩酸およびまたは硝酸を添
加してｐＨ３〜７．６の範囲に調整するもので、か（す
ることによって膜面への炭酸スケールの析出付着、さら
に濃縮の進行につれて生ずる硫酸系スケールの析出付着
を同時に防止することができ、高説塩基の膜を利用し得
て長期間高回収率を果し得、しかも凝集剤注入による砂
濾過を行なう際の凝集剤注入量を軽減させることができ
るものである。

次に実施例を示す。

下水二次処理水を砂濾過しさらに活性炭処理したＴＤＳ
４５Ｃ）〜５００ｐｐｍ、Ｍ−アルカリ度６
０〜７０ｐｐｍ、ｐＨ７，５〜７．８、Ｃａ＋＋４０〜
８０ｐｐｍ、Ｍｇ＋＋１０〜２０ｍ９／ｌ！、５
ｏ４−一４０〜７０ｍ９／ｌの処理液に、１：２Ｈ２Ｓ
Ｏ４液を添加し、さらに１：２ＨＣ１を添加してｐＨ５
，８〜６．０に調整しくＳＯ４として１２０辷１３ｏ
ｍｙ／ｌの液）、これをＮａＣ１除去率９０．５％の管
型逆浸透膜装着セルに圧力２１．１ｋｇ／ｃｒＡ、温
度２５℃の条件で通液した。

濃縮は体積比で１０倍であり、その結果は次の通りであ
った。

また、ＴＤＳの除去率は９６％であった。

なお、１：２Ｈ２ＳＯ４液のみでｐＨ５，８〜６．０に
調整したときは、膜透過液量は低下し、７００時間後に
は９６．８００時間後には９３，９８０時間後には８２
となった。

次に１：２ＨＣ１液のみでｐＨ５，８〜６．０に調整し
たときは、ＴＤＳの除去率は９４％程度であった。

Claims

【特許請求の範囲】

１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、あ
らかじめ該原液に硫酸と、塩酸および又は硝酸とを添加
して該液のｐＨを３〜７．６の範囲に調整することを特
徴とする脱塩方法。