JPS6344989A - 酸化剤を含む洗浄排水の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、逆浸透膜としてポリエーテル系、ポリアミド
系等のいわゆる合成高分子膜を内蔵した逆浸透膜装置を
用いる海水等の高塩類含有水の淡水化方法に関するもの
で、特に当該逆浸透膜の汚染防止のため、逆浸透膜装置
の前段に設置する濾過装置を洗浄した際に排出される、
次亜塩素酸ナトリウム等の酸化剤を含有する洗浄排水の
処理方法に関するものである。

〈従来の技術〉 従来から逆浸透膜装置を用いて海水あるいは各種廃水等
の高塩類含有水から淡水を得る方法が実施されているが
、当該逆浸透膜装置に用いる逆浸透膜の汚染防止のため
、一般に逆浸透膜装置の前段に各種の濾過装置が設置さ
れる。当該濾過装置としては濾過塔内に珪砂あるいはア
ンスラサイト等の粒状濾過材を充填した濾過装置が主に
用いられ、当該充填層に懸濁物質を含むたとえば海水を
下向流あるいは上昇流で通して濾過水を得るものである
。この際、当該濾過装置及び後段の逆浸透膜装置を含め
た淡水化処理装置内での微生物の発生を防止するために
、通常、濾過装置の前段で海水に次亜塩素酸ナトリウム
、塩素水等の酸化剤を添加する。

このような高塩類含有水の淡水化方法において、逆浸透
膜としてポリエーテル系、ポリアミド系等のいわゆる合
成高分子膜を使用する場合、これらの膜は水中に残留す
る前記酸化剤によって酸化され、性能が劣化するので、
これを防止するために逆浸透膜装置の直前で濾過水に重
亜硫酸す１−リウム、亜硫酸ナトリウム等の還元剤を添
加して、濾過水中に残留する酸化剤を還元除去した後、
逆浸透膜装置に供給する。またポリエーテル系の逆浸透
膜の場合は、特に酸化され易く、水中の溶存酸素によっ
ても酸化されて性能低下を来すので、この場合には還元
剤を添加した後、更に真空脱気器等で処理して濾過水中
の溶存酸素を除去してから逆浸透膜装置に供給する。な
お小規模な装置の場合には真空脱気器を設置せず前記の
ような還元剤で溶存酸素も同時に除去することがある。

以上のような高塩類含有水の淡水化方法においては、前
記濾過装置で海水等の高塩類含有水の濾過を続行するに
従い、充填材層の空隙に懸濁物質が捕捉されることによ
り圧力損失が増加するので、ある時点で充填材層の洗浄
を行う。通常、洗浄水としでは、酸化剤が残留している
当該濾過装置の濾過水を使用するが、洗浄によって濾過
装置から排出される洗浄排水には、当然のことながら酸
化剤が含有されているので、当該洗浄排水をそのまま放
流することは海域に生息する生物に悪影響を与えるので
好ましくない。従って、従来は洗浄排水処理専用の還元
剤添加設備を設け、当該添加設備によって洗浄排水に重
亜硫酸ナトリウム、亜硫酸すｌ−リウム等の還元剤を添
加して含有酸化剤を還元除去した後に放流するか、ある
いは、洗浄排水を活性炭と接触させて、酸化剤を分解除
去した後に放流するようにしていた。一方、逆浸透膜装
置の直前あるいは真空脱気器の直前で添加した還元剤は
その一部が水中に残留し、逆浸透膜装置にそのまま供給
されるが還元剤として例えば重亜硫酸ナトリウム、亜硫
酸ナトリウム等を使用した場合にはそのほとんどが逆浸
透膜を透過せず、逆浸透膜装置の濃縮側から濃縮されて
流出する。これらの還元剤を含む漕縮水はＣＯＤ源とな
るため、あるいは溶存酸素がほとんど存在しないため、
そのまま放流することは海域に生息する生物に悪影響を
与えるので好ましくない。従って通常は、当該還元剤の
空気酸化され易い性質を利用して、漕縮水を例えば塔内
にラシヒリング等の充填材を充填した空気吹き込み型の
酸化塔で空気酸化して、残留還元剤の大部分を除去する
とともに溶存酸素を含有した水として放流している。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上述のような従来の処理方法には以下のような問題点が
ある。

すなわち、酸化剤を含有する濾過装置の洗浄排水に還元
剤を添加して洗浄排水中の酸化剤を還元除去する場合に
は、逆浸透膜の酸化防止のための還元剤添加設備とは別
に、洗浄排水処理専用の還元剤添加設備を設けねばなら
ないばかりでなく還元剤の経費も嵩む。また、活性炭と
接触させて分解除去する場合には、活性炭塔等の反応設
備が必要であること及び活性炭は使用するに従って性能
が劣化するので一定期間ごとに活性炭を新品と交換しな
げればならず、その交換費用が高額であるなどの問題点
がある。本発明は従来技術の有するかかる問題点を解決
することを目的とするもので、酸化剤を含む洗浄排水を
簡単にかつ安価に処理出来る方法を提供するものである
。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明は、高塩類含有水に酸化剤を添加して微生物の発
生を防止しながら濾過装置で濾過し、次いで当該濾過水
に還元剤を添加して濾過水中に残留する酸化剤、溶存酸
素等を還元除去した後に逆浸透膜装置に供給して透過水
である淡水を得る方法において、酸化剤を含有する前記
濾過装置の洗浄排水と、還元剤を含有する前記逆浸透膜
装置の漕縮水とを混合することにより、当該洗浄排水中
の酸化剤を還元除去することを特徴とするものである。

〈作用〉 以下に高塩類含有水として海水を用いる場合を例にして
本発明を、図面を参照して説明する。

図面は本発明の実施態様の一例を示すフローの説明図で
あり、図中１は、例えば塔内に珪砂及びアンスラサイト
を２層に充填した濾過装置、２は濾過水槽、３は真空脱
気器、４は例えばポリエーテル系の合成高分子系の逆浸
透膜を内蔵した逆浸透膜装置、５ば酸化塔である。

なお、濾過袋Ｗ１としては、前記のような粒状濾過材を
塔内に充填した型のものが一般的であるが、これに限定
するものではなく、洗浄排水が発生する濾過装置であれ
ばいかなる形式の濾過装置でもよい。また塔内に粒状濾
過材を充填した濾過装置の場合、濾過方式は圧力式、重
量式のいずれでもよく、更に濾過方向も下向流式、上昇
流式のいずれでもよい。なお、濾過水質の安定化を計る
ため、濾過装置１の後段に、例えば塔内に珪砂のみを充
填したポリシング濾過装置を設置することもある。

また、６は洗浄排水槽、７は沈殿槽、８は反応槽である
。このような海水淡水化装置において、海水を処理して
淡水を得る場合には、先ず酸化剤供給管１０から例えば
次亜塩素酸ナトリウム、塩素水等の酸化剤を、また凝集
剤供給管１１から例えば塩化第２鉄をそれぞれ添加した
海水を、原水管９から濾過装置１に供給して濾過処理を
行い、濾過水を濾過水槽２に一旦貯留する。この際、当
該濾過水中に必ず酸化剤が残留するように酸化剤を添加
するが、例えば酸化剤としてよく使用される次亜塩素酸
すＩ・リウムの場合ば、濾過装置１の前段で２〜３■／
ｌ添加すればよく、濾過水中には０．５〜１■／ｌの次
亜塩素酸すｌ−ＩＪウムが残留する。次いで、当該濾過
水に還元剤供給管１２から例えば重亜硫酸ナトリウム、
亜硫酸ナトリウム等の還元剤を添加して残留酸化剤を還
元除去した後、真空脱気器３で処理して濾過水中の溶存
酸素を除去する。この際、真空脱気器３の処理水中に必
ず還元剤が残留するように還元剤を添加するが、例えば
還元剤としてよく使用される重亜硫酸ナトリウムの場合
ば、真空脱気器３の前段で約２０ｎｖ／β添加すればよ
く、真空脱気器３の処理水中には約１０■／７！程度の
還元剤が残留する。なお、小規模な海水淡水化装置の場
合には、真空脱気器３を設置せず、濾過水に還元剤を多
量に加えて残留酸化剤と同時に溶存酸素をも還元剤によ
って除去することもある。また、後段の逆浸透膜装置４
の逆浸透膜としてポリアミド系の膜を使用する場合には
、溶存酸素が存在しても差し支えないので、真空脱気器
３を設置する必要はない。

次いで真空脱気器３の処理水を逆浸透膜装置４で処理し
、透過水である淡水を透過水管１３がら取り出し、一方
還元剤を含有する漕縮水を漕縮水管１４から取り出す。

当該漕縮水中には、真空脱気器３の処理水中に残留する
還元剤が逆浸透膜装置４で更に濃縮されて含まれており
、例えば前述の例のように真空脱気器３の処理水中に約
１０■／ｌの重亜硫酸ナトリウムが残留している場合に
は、漕縮水中には約１３〜１７■／β　（逆浸透膜装置
の透過水回収率を２５〜４０％として）の重亜硫酸ナト
リウムが含有されることになる。本発明の特徴的な部分
は、当該漕縮水の一部を漕縮水管１４ａから、後述の洗
浄工程で排出される、酸化剤を含有する洗浄排水を貯留
した反応槽８に導入するところにある。漕縮水の残部は
漕縮水管１４から酸化塔５に導き、当該漕縮水中に含有
されている還元剤を大部分空気酸化した後、放流管１５
から放流する。このような処理を続行するに従い、濾過
装置１の充填材層の間隙に懸濁物質が捕捉され、圧力損
失が増加するが、当該圧力損失が一定の値に達した場合
には、濾過装置１の運転を停止し、濾過装置１の洗浄を
行い、洗浄終了後に再び濾過処理を行う。なお、図中の
点線で示した線は濾過袋Ｗ１の洗浄ラインを示しており
、洗浄を行う場合には、海水淡水化工程で濾過水槽２に
あらかじめ貯留した、酸化剤が残留している濾過水を洗
浄水供給管１６から濾過装置１に供給して充填材層の洗
浄を行い、懸濁物質を高濃度に含む洗浄排水を洗浄排水
管１７から取り出し、洗浄排水槽６に一旦貯留する。洗
浄排水は更に沈殿槽７で処理して固液分離を行った後、
上澄水は反応槽８に導いて貯留し、一方固形分は排泥管
１９から引き抜き、脱水機（図示せず）等で脱水した後
処分する。当該洗浄排水中には、洗浄水として使用する
濾過水中に残留する酸化剤濃度とほぼ同じ濃度の、すな
わち、酸化剤として次亜塩素酸ナトリウムを使用する場
合には、前述のように約０．５〜１可／βの次亜塩素酸
ナトリウムが含まれている。

前述したように当該洗浄排水を反応槽８に導入するとと
もに、逆浸透膜装置４の還元剤を含有する漕縮水を、漕
縮水管１４ａから反応槽８に所定Ｎ導入し、酸化剤を含
有する当該洗浄排水と混合することにより、酸化剤を還
元除去する。この場合、反応槽８に導入する漕縮水の量
は、当該漕縮水に含有される還元剤量が、洗浄排水中に
含まれる酸化剤を還元中和するのに必要な理論量と同等
あるいは過剰となるような量であればよい。例えば、酸
化剤として次亜塩素酸ナトリウムを、また還元剤として
重亜硫酸ナトリウムを使用する場合には、次亜塩素酸ナ
トリウム１■を還元中和するのに必要な重亜硫酸ナトリ
ウムの量は、理論的には約１．４■である。また、洗浄
排水及び漕縮水には、前述のように、前者には次亜塩素
ナトリウムが０．５〜１■／ｌ、後者には重亜硫酸ナト
リウムが１３〜１７■／β含まれており、理論的には少
なくとも次亜塩素酸ナトリウムの約９倍の重亜硫酸ナト
リウム濃度となる。従って、反応槽８に導入する漕縮水
の量は、反応槽８に貯留した洗浄排水量の約１／９以」
−であればよく、例えば洗浄排水量とほぼ同量の漕縮水
を導入すれば酸化剤量に比べて還元剤量が充分過剰とな
り、洗浄排水中に含まれる酸化剤を完全に還元除去する
ことが出来る。なお、このように還元剤が過剰となるよ
うに漕縮水を導入した場合は、反応後水中に還元剤が残
留するが、これをそのまま放流することが好ましくない
場合には、反応槽８内に例えば曝気管等の曝気手段を設
けておくとよく、当該曝気管から反応槽８内に空気を供
給して槽内を混合することにより、酸化剤と還元剤との
反応を促進させるとともに過剰の還元剤を大部分空気酸
化することが出来、更に溶存酸素を含有させることがで
きる。

なお、このような海水淡水化装置においては、濾過装置
１の洗浄排水の量と淡水化工程において逆浸透膜装置４
から流出する漕縮水の量との比は、一般に約１：２０と
圧倒的に漕縮水の方が多いので、濾過装置１の洗浄排水
の処理を充分に行うことが出来る。酸化剤を還元除去し
た後、反応槽８内の混合水は放流管１８から放流する。

また、漕縮水の残部は前述のように酸化塔５で処理して
放流する。なお、濾過装置１の後段に前述のようなポリ
シング濾過装置を設置する場合があるが、この場合、当
該ポリシング濾過装置の洗浄排水の処理も漕縮水を使用
して行うことが量的に充分可能である。

上述の実施態様では、洗浄排水を一旦沈殿槽７で固液分
離した後、その上澄水を反応槽８に導入して漕縮水と混
合するようにしたが、懸濁物質を高濃度に含む洗浄排水
をそのまま放流出来る場合には、洗浄排水槽６に漕縮水
を導入し、ここで反応させてもよい。更に、上述の実施
態様では漕縮水を反応槽８に導くようにしたが、逆に反
応槽８内に貯留した洗浄排水を、例えばポンプ等によっ
て漕縮水管１４内に配管注入して混合してもよい。

要するに本発明は、酸化剤を含有する濾過装置１の洗浄
排水と、還元剤を含有する逆浸透膜装置４の漕縮水とを
混合することにより、洗浄排水中の酸化剤を還元除去す
るところにあるので、具体的混合方法は情況に応じて選
択すればよく、上述の例に限定されるものではない。

なお、上述の実施態様では、濾過袋Ｗ１の洗浄水として
当該濾過装置１の濾過水を使用したが、洗浄水として酸
化剤を含んでいない、濾過処理前の海水を使用する場合
もある。この場合、たとえ洗浄水として酸化剤を含んで
いない海水を用いたとしても、濾過終了時に残留する濾
過装置１内の、酸化剤を含んだ海水が洗浄排水に混入す
るため、そのまま放流することは好ましくないが、この
場合も同様に処理出来ることは勿論である。

〈発明の効果〉 以上のように本発明は、従来専用の還元剤注入設備を設
けて還元除去したり、あるいは活性炭塔を設けて分解除
去したりしていた、酸化剤を含有する濾過装置の洗浄排
水の処理を、当該濾過装置の後段に設置した逆浸透膜装
置の濃縮側から流出する、還元剤を含有する漕縮水と混
合することによって行うので、前記還元剤注入設備や活
性炭塔等を設ける必要がなく設備的に簡単でかつ安価で
ある。更に処理経費の面でも、洗浄排水処理用の新たな
還元剤や、活性炭の交換の必要がないので、従来より経
費を軽減出来る優れた方法である。

以下に本発明の詳細な説明する。

〈実施例〉 直径１２００１ｍ、高さ２８００１１の塔内に珪砂１０
００ｍ、アンスラサイト６００ｆｌを２層に充填した濾
過装置及びポリエーテル系の合成高分子膜を内蔵した逆
浸透膜装置を含む、図面に示したようなフローの海水淡
水化装置を用いて海水の淡水化を行った。

なお、酸化剤としては次亜塩素酸ナトリウムを、還元剤
としては重亜硫酸ナトリウ１１を使用した。

処理条件は以下のようである。

海水処理量：８．０♂／Ｈ 淡水造水１ｊｌ：２．０耐／Ｈ （回収率２５％） 漕縮水量Ｈ６，Ｑｒｒｒ／Ｉ（ 逆浸透膜装置運転圧カニ　６５　ｋｇ／ｃ＋ａ次亜塩素
酸ナトリウム添加量：３■／ｐ重亜硫酸ナトリウム添加
量；２０■／にのような条件で海水淡水化処理を行い、
２４時間経過後に濾過装置の運転を停止し、あらかじめ
濾過水槽に貯留した濾過水を用いて濾過装置の洗浄を行
った。洗浄によって濾過装置より排出された洗浄排水を
洗浄排水槽を経て沈殿槽に導き、固液分離した後、上澄
水は、槽下部に空気吹き込み用の曝気管を有する容量２
０ｒｒｒの反応槽に導いて貯留した。この時、反応槽に
貯留した洗浄排水の量は７Ｍ、残留次亜塩素酸ナトリウ
ムの濃度は０．９■／［であった。洗浄工程終了後再び
濾過装置の運転を開始して濾過処理を行い、この時逆浸
透膜装置の漕縮水流路を酸化塔側から反応槽側へ切り換
え、漕縮水を反応槽に導いた。当該漕縮水中には１３■
／βの重亜硫酸ナトリウムが含有されていた。７Ｍの漕
縮水を反応槽に導入したところで漕縮水流路を再び酸化
塔側に切り換え、一方、反応槽には曝気管から空気を吹
き込んで、残留次亜塩素酸ナトリウムを含有する洗浄排
水と前記還元剤を含有する漕縮水とを混合した。３０分
間空気攪拌後、反応槽内の混合水中の次亜塩素酸ナトリ
ウム濃度を測定したところ、次亜塩素酸ナトリウムは検
出されず、完全に除去出来た。

また、この時の混合水中の溶存酸素濃度は４．３■／７
！であった。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の実施態様の一例を示すフローの説明図
ある。 １・・・濾過装置　　　　　　２・・・濾過水槽３・・
・真空脱気器　　　　　４・・・逆浸透膜装置５・・・
酸化塔　　　　　　　６・・・洗浄排水槽７・・・沈殿
槽　　　　　　　８・・・反応槽９・・・原水管　　　
　　　１０・・・酸化剤供給管１１・・・凝集剤供給管
　　　１２・・・還元剤供給管１３・・・透過水管　　
　　　１４・・・漕縮水管１５．１８・・・放流管　　
　１６・・・洗浄水供給管１７・・・洗浄排水管　　　
　１９・・・排泥管Ｌ−−−−−−）−＝ 手続補正書く自発） 昭和６２年１１月休体 特許庁長官　　小　川　邦　夫　殿 １、事件の表示 昭和６１年特許願第１．８８６１６号 ２、発明の名称 酸化剤を含む洗浄排水の処理方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　東京都文京区本郷５丁目５番１６号名　称　
　（４４０）　　オルガノ株式会社代表者　　　永　　
井　　邦　　夫 ４、代　庁　人　〒１１３ 置、　　８１２−５１５１ ５、補正の対象 下記事項を訂正願います。 １、第２頁下から７行目に「下向流」とあるのを「下降
流」と訂正する。 ２、第７頁１０行目に「重量式」とあるのを「重力式」
と訂正する。 ３、第７頁１１行目に「下向流式」とあるのを「下降流
式」と訂正する。 ４、第８真下から３行目〜下から２行目に「なお、小規
模な」とあるのを「なお、重亜硫酸ナトリウムを真空脱
気器３の前段で一度に添加せず、先ず真空脱気器３の前
段で例えば約５■／１添加し、更に後段で約１５■／７
！添加するように、重亜硫酸ナトリウムを分割して添加
してもよい。 また。小規模な」と訂正する。 ５、第１６頁３行目と４行目の間に次の文章を挿入する
。 「（但し、真空脱気器の前段で５■／７！添加し、後段
で１５■／ｌ添加する分割添加方式とした。 ）」 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高塩類含有水に酸化剤を添加して微生物の発生を防止し
   ながら濾過装置で濾過し、次いで当該濾過水に還元剤を
   添加して濾過水中に残留する酸化剤、溶存酸素等を還元
   除去した後に逆浸透膜装置に供給して透過水である淡水
   を得る方法において、酸化剤を含有する前記濾過装置の
   洗浄排水と、還元剤を含有する前記逆浸透膜装置の漕縮
   水とを混合することにより、当該洗浄排水中の酸化剤を
   還元除去することを特徴とする酸化剤を含む洗浄排水の
   処理方法。