JPWO2017154624A1 - 高硬度排水の処理方法 - Google Patents
高硬度排水の処理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2017154624A1 JPWO2017154624A1 JP2018504375A JP2018504375A JPWO2017154624A1 JP WO2017154624 A1 JPWO2017154624 A1 JP WO2017154624A1 JP 2018504375 A JP2018504375 A JP 2018504375A JP 2018504375 A JP2018504375 A JP 2018504375A JP WO2017154624 A1 JPWO2017154624 A1 JP WO2017154624A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- membrane
- hardness
- filtration
- water
- kpa
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title claims abstract description 137
- 238000011282 treatment Methods 0.000 title claims abstract description 83
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 68
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 179
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 136
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 claims abstract description 83
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 72
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 62
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 claims abstract description 43
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 32
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 claims abstract description 29
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims abstract description 17
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims abstract description 12
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 claims description 20
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 111
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 75
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 50
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 29
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 29
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 25
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 20
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 20
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 15
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 15
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 15
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 230000008859 change Effects 0.000 description 12
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 12
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 9
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 6
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 5
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 description 4
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 4
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 4
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 4
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000011001 backwashing Methods 0.000 description 3
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 3
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 3
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 3
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 3
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 2
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 2
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 1
- 235000012766 Cannabis sativa ssp. sativa var. sativa Nutrition 0.000 description 1
- 235000012765 Cannabis sativa ssp. sativa var. spontanea Nutrition 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000007049 Juglans regia Species 0.000 description 1
- 235000009496 Juglans regia Nutrition 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004640 Melamine resin Substances 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 235000009120 camo Nutrition 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000005607 chanvre indien Nutrition 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000002223 garnet Substances 0.000 description 1
- 239000008233 hard water Substances 0.000 description 1
- 239000011487 hemp Substances 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000011221 initial treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- PVGBHEUCHKGFQP-UHFFFAOYSA-N sodium;n-[5-amino-2-(4-aminophenyl)sulfonylphenyl]sulfonylacetamide Chemical compound [Na+].CC(=O)NS(=O)(=O)C1=CC(N)=CC=C1S(=O)(=O)C1=CC=C(N)C=C1 PVGBHEUCHKGFQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 235000020234 walnut Nutrition 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D24/00—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
- B01D29/01—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with flat filtering elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/04—Feed pretreatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
- B01D61/16—Feed pretreatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/58—Multistep processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/30—Polyalkenyl halides
- B01D71/32—Polyalkenyl halides containing fluorine atoms
- B01D71/36—Polytetrafluoroethene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/58—Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
- Filtration Of Liquid (AREA)
Abstract
本発明の一態様に係る高硬度排水の処理方法は、カルシウム硬度が１００以上である高硬度排水の処理方法であって、上記高硬度排水にアルカリを添加する工程と、上記アルカリ添加工程後のアルカリ性の高硬度排水をフィルターで粗濾過する工程と、上記粗濾過工程後のアルカリ性の高硬度排水をポリテトラフルオロエチレンを主成分とする精密濾過膜又は限外濾過膜で膜濾過する工程とを備える。上記アルカリ添加工程で高硬度排水のｐＨ
を８以上１４以下に調整するとよい。上記粗濾過が、保留粒子径１μｍのフィルターで行うとよい。
を８以上１４以下に調整するとよい。上記粗濾過が、保留粒子径１μｍのフィルターで行うとよい。
Description
本発明は、高硬度排水の処理方法に関する。本出願は、２０１６年３月９日出願の日本出願第２０１６−０４６０３８号に基づく優先権を主張し、上記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
排水の処理方法として、生物処理等の一次処理を行った後に、限外濾過膜又は精密濾過膜を用いて排水を濾過する方法が知られている。限外濾過膜又は精密濾過膜を用いて濾過することによって、排水中の浮遊物質の殆ど全てを除去することができる。しかしながら、排水中に溶解している例えばカルシウム、マグネシウム等の金属は、濾過によっては除去することができない。
そこで、高硬度の水を処理する方法として、アルカリを添加することによって水に溶解している金属を析出させてから限外濾過膜又は精密濾過膜で濾過する方法が提案されている（実開平６−７２６９１号公報参照）。
上記公報に開示される処理方法では、アルカリの添加によって析出した金属を濾過膜で分離するため、比較的短時間で濾過膜の圧損が増大し、頻繁に濾過膜の洗浄を行う必要がある。特に、水中に有機物が存在する場合、アルカリの添加により析出した金属が有機物を取り込んで浮遊物質を生成して、濾過膜の閉塞を助長することがある。
本発明の一態様に係る高硬度排水の処理方法は、カルシウム硬度が１００以上である高硬度排水の処理方法であって、上記高硬度排水にアルカリを添加する工程と、上記アルカリ添加工程後のアルカリ性の高硬度排水をフィルターで粗濾過する工程と、上記粗濾過工程後のアルカリ性の高硬度排水をポリテトラフルオロエチレンを主成分とする精密濾過膜又は限外濾過膜で膜濾過する工程とを備える。
[本開示が解決しようとする課題]
本発明は、濾過膜の洗浄頻度が比較的小さい高硬度排水の処理方法を提供することを課題とする。
本発明は、濾過膜の洗浄頻度が比較的小さい高硬度排水の処理方法を提供することを課題とする。
[発明の効果]
本発明の高硬度排水の処理方法は、濾過膜の洗浄頻度を比較的小さくすることができる。
本発明の高硬度排水の処理方法は、濾過膜の洗浄頻度を比較的小さくすることができる。
［本発明の実施形態の説明］
本発明の一態様に係る高硬度排水の処理方法は、カルシウム硬度が１００以上である高硬度排水の処理方法であって、上記高硬度排水にアルカリを添加する工程と、上記アルカリ添加工程後のアルカリ性の高硬度排水をフィルターで粗濾過する工程と、上記粗濾過工程後のアルカリ性の高硬度排水をポリテトラフルオロエチレンを主成分とする精密濾過膜又は限外濾過膜で膜濾過する工程とを備える。
本発明の一態様に係る高硬度排水の処理方法は、カルシウム硬度が１００以上である高硬度排水の処理方法であって、上記高硬度排水にアルカリを添加する工程と、上記アルカリ添加工程後のアルカリ性の高硬度排水をフィルターで粗濾過する工程と、上記粗濾過工程後のアルカリ性の高硬度排水をポリテトラフルオロエチレンを主成分とする精密濾過膜又は限外濾過膜で膜濾過する工程とを備える。
当該高硬度排水の処理方法は、上記アルカリ添加工程を備えることによって、予め排水中に溶解している金属を析出させることで、上記膜濾過工程において水中に溶存している金属の含有量を低減することができる。また、当該高硬度排水の処理方法は、上記アルカリ添加工程後のアルカリ性の高硬度排水（被処理水）を、精密濾過膜又は限外濾過膜で膜濾過する工程の前にフィルターで粗濾過する工程を備える。濾過工程の前にアルカリ添加工程において析出させた金属析出物を除去することにより濾過膜の目詰まりを抑制して濾過膜の洗浄頻度を比較的小さくすることができる。また、当該高硬度排水の処理方法は、上記膜濾過工程で粗濾過工程後のアルカリ性の高硬度排水を膜濾過する。これによりアルカリが例えばタンパク質等の有機物を溶解することで精密濾過膜又は限外濾過膜の表面に有機物が付着しにくいため、精密濾過膜又は限外濾過膜の目詰まりをさらに抑制することができる。また、当該高硬度排水の処理方法は、この膜濾過工程でポリテトラフルオロエチレンを主成分とする精密濾過膜又は限外濾過膜を用いるので、アルカリ性の高硬度排水を濾過しても濾過膜の寿命が比較的長い。
上記アルカリ添加工程で高硬度排水のｐＨを８以上１４以下に調整するとよい。このように当該高硬度排水の処理方法は、上記アルカリ添加工程で高硬度排水のｐＨを上記範囲内に調整することによって、排水中の金属を十分に析出させることができ、濾過膜における析出を抑制してより確実に濾過膜の洗浄頻度を減少させられる。
上記アルカリ添加工程で高硬度排水のｐＨを８以上１０以下に調整するとよい。このように当該高硬度排水の処理方法は、上記アルカリ添加工程で高硬度排水のｐＨを上記範囲内に調整することによって、排水中の金属をより効果的に析出させることができ、濾過膜における析出を抑制してさらにより確実に濾過膜の洗浄頻度を減少させられる。
上記粗濾過が、保留粒子径１μｍのフィルターで行うとよい。当該高硬度排水の処理方法は、保留粒子径１μｍのフィルターを用いることにより、濾過膜における析出を抑制して濾過膜の洗浄頻度を減少させられる。
上記粗濾過が、有効径が０．４ｍｍ以上０．７ｍｍ以下のフィルターで行うとよい。当該高硬度排水の処理方法は、有効径が０．４ｍｍ以上０．７ｍｍ以下のフィルターを用いることにより、比較的硬度が低い場合の処理において濾過処理量を優先して処理することができる、より処理量を増大できる。
上記膜濾過工程後の高硬度排水を逆浸透膜で膜処理する工程をさらに備えるとよい。このように、当該高硬度排水の処理方法は、上記膜濾過工程後の高硬度排水を逆浸透膜で膜処理する工程をさらに備えることによって、より不純物の少ない清浄な水を得ることができる。
上記膜処理工程で膜濾過工程後のアルカリ性の高硬度排水を膜処理するとよい。このように、当該高硬度排水の処理方法は、上記膜処理工程で膜濾過工程後のアルカリ性の高硬度排水を膜処理することによって、上記膜処理工程における逆浸透膜への有機物の付着を抑制して、逆浸透膜の洗浄頻度を比較的小さくすることができる。
ここで、本願において、「カルシウム硬度」とはＪＩＳ−Ｋ０１０１（１９９８）に準拠して測定される値である。また、「精密濾過膜」とは空孔の平均径が０．１μｍ超１０μｍ以下である濾過膜を意味し、「限外濾過膜」とは空孔の平均径が０．００２μｍ超０．１μｍ以下である濾過膜を意味し、「逆浸透膜」とは空孔の平均径が２ｎｍ以下である濾過膜を意味するものとする。なお、空孔の平均径は、濾過膜の表面における空孔の平均径を意味し、細孔直径分布測定装置（例えばＰｏｒｏｕｓ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製 多孔質材料自動細孔径分布測定システム）により測定することができる。また、「主成分」とは、質量含有率が最も大きい成分を意味し、好ましくは９０質量％以上含有する成分を意味する。
［本発明の実施形態の詳細］
以下、本発明に係る高硬度排水の処理方法の実施形態について図面を参照しつつ詳説する。
以下、本発明に係る高硬度排水の処理方法の実施形態について図面を参照しつつ詳説する。
〔第一実施形態〕
当該高硬度排水の処理方法は、図１に示すように、高硬度排水にアルカリを添加する工程＜ステップＳ１：アルカリ添加工程＞と、上記アルカリ添加工程後のアルカリ性の高硬度排水をフィルターで粗濾過する工程＜ステップＳ２：粗濾過工程＞と、上記粗濾過工程後のアルカリ性の高硬度排水をポリテトラフルオロエチレンを主成分とする精密濾過膜又は限外濾過膜で膜濾過する工程＜ステップＳ３：膜濾過工程＞と、上記膜濾過工程後の高硬度排水を中和する工程＜ステップＳ４：中和工程＞を備える。
当該高硬度排水の処理方法は、図１に示すように、高硬度排水にアルカリを添加する工程＜ステップＳ１：アルカリ添加工程＞と、上記アルカリ添加工程後のアルカリ性の高硬度排水をフィルターで粗濾過する工程＜ステップＳ２：粗濾過工程＞と、上記粗濾過工程後のアルカリ性の高硬度排水をポリテトラフルオロエチレンを主成分とする精密濾過膜又は限外濾過膜で膜濾過する工程＜ステップＳ３：膜濾過工程＞と、上記膜濾過工程後の高硬度排水を中和する工程＜ステップＳ４：中和工程＞を備える。
当該高硬度排水の処理方法は、カルシウム硬度が１００以上である高硬度排水を処理するために用いられ、カルシウム硬度が１５０以上である場合に特に好適に用いられる。
（高硬度排水）
当該高硬度排水の処理方法によって処理される高硬度排水としては、例えば上水の硬度が高い地域の下水の一次処理排水が挙げられる。つまり、当該高硬度排水の処理方法は、下水を例えば活性汚泥法等によって生物処理した一次処理排水をさらに高度処理して例えば上水、工業用水等として再利用可能とするために利用される。
当該高硬度排水の処理方法によって処理される高硬度排水としては、例えば上水の硬度が高い地域の下水の一次処理排水が挙げられる。つまり、当該高硬度排水の処理方法は、下水を例えば活性汚泥法等によって生物処理した一次処理排水をさらに高度処理して例えば上水、工業用水等として再利用可能とするために利用される。
＜アルカリ添加工程＞
ステップＳ１のアルカリ添加工程では、高硬度排水にアルカリを添加して、ｐＨを上昇させることによって、高硬度排水に溶存している例えばカルシウム、マグネシウム等の金属を析出させる。このとき、生成される金属析出物中には、高硬度排水中の有機物が取り込まれ得る。
ステップＳ１のアルカリ添加工程では、高硬度排水にアルカリを添加して、ｐＨを上昇させることによって、高硬度排水に溶存している例えばカルシウム、マグネシウム等の金属を析出させる。このとき、生成される金属析出物中には、高硬度排水中の有機物が取り込まれ得る。
このアルカリ添加工程で高硬度排水に添加するアルカリとしては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等を用いることができ、特に水酸化ナトリウムが好適に用いられる。水酸化ナトリウムは、例えば粒状乃至フレーク状の水和物を用いてもよいが、例えば濃度約５０質量％程度の水溶液を用いることができる。このような水酸化ナトリウム水溶液は、比較的安価であると共にハンドリングが容易であることから、工業用に広く利用されている。
このアルカリ添加工程では、高硬度排水のｐＨが予め設定される範囲のアルカリ性となるよう、アルカリの添加量を調整することが好ましい。このアルカリ添加工程におけるアルカリ添加後の高硬度排水のｐＨの下限としては、８が好ましく、８．５がより好ましい。一方、アルカリ添加後の高硬度排水のｐＨの上限としては、１４が好ましく、９．５がより好ましい。アルカリ添加後の高硬度排水のｐＨが上記下限に満たない場合、高硬度排水中の金属を十分析出させることができないことで、濾過膜表面における金属の析出を十分に抑制できないおそれがある。逆に、アルカリ添加後の高硬度排水のｐＨが上記上限を超える場合、不必要にアルカリを消費するおそれや、高硬度排水中の塩類濃度を不必要に増大させるおそれがある。
＜粗濾過工程＞
ステップＳ２の粗濾過工程では、アルカリ添加工程でアルカリ性に調整されて金属を析出した高硬度排水をフィルターを用いて濾過することによって、高硬度排水から析出した金属の析出物を除去する。
ステップＳ２の粗濾過工程では、アルカリ添加工程でアルカリ性に調整されて金属を析出した高硬度排水をフィルターを用いて濾過することによって、高硬度排水から析出した金属の析出物を除去する。
この粗濾過工程における粗濾過の方法としては、上下に流路を有し、上側の流路より上側に高硬度排水を通過させる一方で織布、不織布、若しくは濾紙をフィルターとして用いるか、又は粒子通過を阻止する支持部材を有する容器内に濾過粒子を投入して堆積させることにより支持部材上に濾過層を形成してフィルターとして用い、上側の流路から高硬度排水を供給して下側の流路から排水する下降流式濾過とするとよい。
上記粗濾過が、保留粒子径１μｍのフィルターで行う高硬度排水の処理方法 では織布、不織布、若しくは濾紙をフィルターとして用いる。不織布としては、例えばポリエステル、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を用いることができる。高流量処理としては、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステルからなる不織布が好ましい。また、この粗濾過工程でフィルターとして用いる濾紙としては、アンスラサイト粒子層と略同等の濾過能力を有する５Ｃろ紙（ＪＩＳ−Ｐ３８０１（１９９５））が挙げられる。
上記粗濾過が、有効径が０．４ｍｍ以上０．７ｍｍ以下のフィルターで行う高硬度排水の処理方法 では粒子通過を阻止する支持部材を有する容器内に濾過粒子を投入して堆積させることにより支持部材上に濾過層を形成してフィルターとして用いる。この粗濾過工程でフィルターとして用いる粒子層を形成する濾過粒子としては、公知の濾過処理用の粒子を用いることができ、例えば石、天然砂、無機物粒子、セラミックス、ポリマー（高分子化合物）、天然有機素材等を主成分とする粒子を用いることができ、中でも比較的安価な天然砂が好適に用いられる。ここで、「主成分」とは、質量含有率が最も大きい成分を意味する。
上記天然砂としては、例えばアンスラサイト、ガーネット、マンガン砂、珪砂等を挙げることができる。中でも、比較的安価あり、かつ形状が比較的稜角に富んでいることから粒子層の空隙率及び比表面積が比較的大きくなることで濾過能力に優れるアンスラサイトが特に好適に用いられる。また、アンスラサイトは比較的比重が小さいため、逆洗浄時の撹拌効率に優れるため、逆洗浄が比較的容易であるという利点も有する。また、これらの天然砂は、１種で又は２種以上混合して用いることができる。中でも石英砂とアンスラサイトの混合物は濾過層を形成しやすく好ましい。
上記無機物粒子としては、粒径及び比重が揃ったものを比較的容易に入手できる点でガラスビーズが好ましい。特に好ましいガラスビーズとしては、例えばアルミナを含有する球状ガラスビーズを挙げることができる。
上記セラミックスとしては、例えばシリカ、アルミナ、ガラス等を主成分とするセラミックス粒子を用いることができる。上記天然有機素材としては、天然の有機物を篩い分けして粒子サイズを整えたものを使用することができ、例えばクルミの殻、おがくず、麻などの天然繊維等を挙げることができる。
上記ポリマーの主成分としては、例えばフッ素樹脂、ビニル樹脂、ポリオレフィン、ポリウレタン、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、メラミン樹脂、ポリカーボネート等を挙げることができる。これらの中でも耐水性及び耐アルカリ性に優れるフッ素樹脂、ビニル樹脂及びポリオレフィンが好ましく、吸着性に優れるポリオレフィンがより好ましい。また、ポリオレフィンの中では、吸着能力に優れるポリプロピレンが特に好ましい。
上記濾過粒子の有効径の下限としては、０．５ｍｍが好ましく、０．７ｍｍがより好ましい。一方、上記濾過粒子の有効径の上限としては、２ｍｍが好ましく、１．５ｍｍがより好ましい。上記濾過粒子の有効径が上記下限に満たない場合、粒子層が閉塞しやすくなることで頻繁な逆洗浄が必要となるおそれがある。逆に、上記濾過粒子の有効径が上記上限を超える場合、粒子層が金属析出物を十分に除去できないおそれがある。なお、「有効径」とは、ＪＩＳ−Ｚ８８０１−１（２００６）に規定される篩を用い、目開きの大きい篩から順に篩い分けて目開きを通過する粒子の質量割合を測定し、篩の公称目開きを粒径として作成される粒径分布において積算質量が１０％となる粒径を意味する。
上記濾過粒子の均等係数の下限としては、１．１が好ましく、１．２がより好ましい。一方、上記濾過粒子の均等係数の上限としては、１．７が好ましく、１．５がより好ましい。上記濾過粒子の均等係数が上記下限に満たない場合、上記濾過粒子のコストが不必要に増大するおそれがある。逆に、上記濾過粒子の均等係数が上記上限を超える場合、粒子層が閉塞しやすくなることで頻繁な逆洗浄が必要となるおそれがある。なお、「均等係数」とは、ＪＩＳ−Ｚ８８０１−１（２００６）に規定される篩を用い、目開きの大きい篩から順に篩い分けて目開きを通過する粒子の質量割合を測定し、篩の公称目開きを粒径として作成される粒径分布において積算質量が６０％となる粒径の上記有効径に対する比を意味する。
粒子層の平均厚さの下限としては、１０ｃｍが好ましく、１５ｃｍがより好ましい。一方、粒子層の平均厚さの上限としては、８０ｃｍが好ましく、６０ｃｍがより好ましい。粒子層の平均厚さが上記下限に満たない場合、粒子層が金属析出物を十分に除去できないおそれがある。逆に、粒子層の平均厚さが上記上限を超える場合、設備コストが不必要に増大するおそれがある。
＜膜濾過工程＞
ステップＳ３の膜濾過工程では、精密濾過膜又は限外濾過膜を用いて、粗濾過工程後のアルカリ性の高硬度排水から粗濾過工程で除去できなかった微細な浮遊物質を除去する。限外濾過膜を用いる場合には、浮遊物質に加えて比較的大きい溶質を除去することができる。
ステップＳ３の膜濾過工程では、精密濾過膜又は限外濾過膜を用いて、粗濾過工程後のアルカリ性の高硬度排水から粗濾過工程で除去できなかった微細な浮遊物質を除去する。限外濾過膜を用いる場合には、浮遊物質に加えて比較的大きい溶質を除去することができる。
上記精密濾過膜又は限外濾過膜の空孔の平均径は、例えば後工程の有無、処理後の水の使用目的等に応じて適宜選択することができ、例えば０．００５μｍ以上０．５μｍ以下とすることができる。
（精密濾過膜又は限外濾過膜）
精密濾過膜又は限外濾過膜としては、アルカリに対して耐性を有するポリテトラフルオロエチレンを主成分とするものが用いられるが、例えば他のポリマー、潤滑剤等の添加剤などが適宜配合されていてもよい。また、精密濾過膜又は限外濾過膜としては、ポリテトラフルオロエチレンを主成分とするシート状材料を１軸又は２軸延伸することによって微細な亀裂を生じさせて多孔性としたものを用いることができる。
精密濾過膜又は限外濾過膜としては、アルカリに対して耐性を有するポリテトラフルオロエチレンを主成分とするものが用いられるが、例えば他のポリマー、潤滑剤等の添加剤などが適宜配合されていてもよい。また、精密濾過膜又は限外濾過膜としては、ポリテトラフルオロエチレンを主成分とするシート状材料を１軸又は２軸延伸することによって微細な亀裂を生じさせて多孔性としたものを用いることができる。
上記精密濾過膜又は限外濾過膜の形状としては、例えば中空糸型、シート型、スパイラル型、チューブラー型等が挙げられるが、膜モジュールの容積当たりの膜面積を比較的大きくできることから中空糸型が特に好適に用いられる。
精密濾過膜又は限外濾過膜として中空糸膜を用いる場合、一方向に引き揃えられる複数の中空糸膜と、この複数の中空糸膜の両端を保持し、各中空糸膜の内腔と連通する流路を有する一対の保持部材とを備える濾過モジュールを使用するとよい。
中空糸膜を用いる濾過方式としては、例えば中空糸膜の外側に加圧した高硬度排水を供給して中空糸膜の内腔に透過させる外圧式、加圧しない高硬度排水中に中空糸膜を浸漬して浸透圧又は内腔側の負圧により中空糸膜の内腔に透過させる浸漬式、中空糸膜の内腔に加圧した高硬度排水を供給して中空糸膜の外側に透過させる内圧式等を適用することができる。
＜中和工程＞
ステップＳ４の中和工程では、上記膜濾過工程後の高硬度排水に酸を加えて中和することにより、例えば工業用水等として使用可能な水を得る。この中和工程後の処理済水のｐＨとしては、例えば６．５以上７．５以下とすることができる。
ステップＳ４の中和工程では、上記膜濾過工程後の高硬度排水に酸を加えて中和することにより、例えば工業用水等として使用可能な水を得る。この中和工程後の処理済水のｐＨとしては、例えば６．５以上７．５以下とすることができる。
この中和工程で添加する酸としては、例えば塩酸、硫酸等を用いることができる。
＜利点＞
当該高硬度排水の処理方法は、アルカリ添加工程を備えることによって、予め排水中に溶解している金属を析出させることで、膜濾過工程において水中に溶存している金属の含有量を低減することができる。また、当該高硬度排水の処理方法は、粗濾過工程を備えることによって、膜濾過工程の前にアルカリ添加工程において析出させた金属析出物を除去することにより濾過膜の目詰まりを抑制して濾過膜の洗浄頻度を比較的小さくすることができる。また、当該高硬度排水の処理方法は、膜濾過工程において粗濾過工程後のアルカリ性の高硬度排水を濾過するので、アルカリが例えばタンパク質等の有機物を溶解することにより精密濾過膜又は限外濾過膜の表面に有機物が付着しにくいため、精密濾過膜又は限外濾過膜の目詰まりをさらに抑制することができる。また、当該高硬度排水の処理方法は、膜濾過工程でアルカリに対して耐性を有するポリテトラフルオロエチレンを主成分とする精密濾過膜又は限外濾過膜を用いるので、アルカリ性の高硬度排水を濾過しても濾過膜の寿命が比較的長い。
当該高硬度排水の処理方法は、アルカリ添加工程を備えることによって、予め排水中に溶解している金属を析出させることで、膜濾過工程において水中に溶存している金属の含有量を低減することができる。また、当該高硬度排水の処理方法は、粗濾過工程を備えることによって、膜濾過工程の前にアルカリ添加工程において析出させた金属析出物を除去することにより濾過膜の目詰まりを抑制して濾過膜の洗浄頻度を比較的小さくすることができる。また、当該高硬度排水の処理方法は、膜濾過工程において粗濾過工程後のアルカリ性の高硬度排水を濾過するので、アルカリが例えばタンパク質等の有機物を溶解することにより精密濾過膜又は限外濾過膜の表面に有機物が付着しにくいため、精密濾過膜又は限外濾過膜の目詰まりをさらに抑制することができる。また、当該高硬度排水の処理方法は、膜濾過工程でアルカリに対して耐性を有するポリテトラフルオロエチレンを主成分とする精密濾過膜又は限外濾過膜を用いるので、アルカリ性の高硬度排水を濾過しても濾過膜の寿命が比較的長い。
〔排水処理設備〕
図２に、図１の高硬度排水の処理方法を実施するために用いることができる排水処理設備の一例を示す。
図２に、図１の高硬度排水の処理方法を実施するために用いることができる排水処理設備の一例を示す。
図２の排水処理設備は、処理対象である高硬度排水が供給される調整槽１と、この調整槽１にアルカリを投入するアルカリ添加装置２と、調整槽１から高硬度排水を送出するポンプ３と、ポンプ３から高硬度排水が供給され、内部に濾過粒子を収容する濾過塔４と、濾過塔４を通過した高硬度排水を精密濾過膜又は限外濾過膜によって膜濾過する膜濾過ユニット５と、膜濾過ユニット５から排出される高硬度排水を貯留する中和槽６と、中和槽６に酸を投入する酸添加装置７とを備える。
＜調整槽＞
調整槽１は、当該高硬度排水の処理方法のアルカリ添加工程を行うための水槽又は貯水池である。調整槽１は、貯留する高硬度排水のｐＨを測定するｐＨ測定器を有することが好ましい。
調整槽１は、当該高硬度排水の処理方法のアルカリ添加工程を行うための水槽又は貯水池である。調整槽１は、貯留する高硬度排水のｐＨを測定するｐＨ測定器を有することが好ましい。
＜アルカリ添加装置＞
アルカリ添加装置２は、例えばアルカリを貯留するサービスタンクと、アルカリを調整槽１に供給する薬注ポンプとを備える構成とすることができる。このアルカリ添加装置２は、調整槽１の高硬度排水のｐＨが予め設定される値のアルカリ性となるよう、自動的にアルカリを供給するよう制御されることが好ましい。
アルカリ添加装置２は、例えばアルカリを貯留するサービスタンクと、アルカリを調整槽１に供給する薬注ポンプとを備える構成とすることができる。このアルカリ添加装置２は、調整槽１の高硬度排水のｐＨが予め設定される値のアルカリ性となるよう、自動的にアルカリを供給するよう制御されることが好ましい。
＜ポンプ＞
ポンプ３は、調整槽１から高硬度排水を濾過塔４及び膜濾過ユニット５を通して中和槽６に送出する。
ポンプ３は、調整槽１から高硬度排水を濾過塔４及び膜濾過ユニット５を通して中和槽６に送出する。
＜濾過塔＞
濾過塔４は、上下に流路を有し、これらの流路と例えば金属メッシュ等の支持部材によって区画される内部空間に複数の濾過粒子が封入され、この濾過粒子が支持部材上に堆積することにより濾過層を形成するよう構成される。支持部材上に砂利が堆積され、この砂利の上に濾過粒子が濾過層を形成してもよい。また、濾過粒子による濾過層にかえて織布、不織布、又は濾紙を用いてもよい。さらに濾過塔４の内部空間は、下側の流路から洗浄水を通水することで濾過粒子が舞い上がることができるよう、複数の濾過粒子の見かけの体積よりも十分に大きい容積を有することが好ましい。
濾過塔４は、上下に流路を有し、これらの流路と例えば金属メッシュ等の支持部材によって区画される内部空間に複数の濾過粒子が封入され、この濾過粒子が支持部材上に堆積することにより濾過層を形成するよう構成される。支持部材上に砂利が堆積され、この砂利の上に濾過粒子が濾過層を形成してもよい。また、濾過粒子による濾過層にかえて織布、不織布、又は濾紙を用いてもよい。さらに濾過塔４の内部空間は、下側の流路から洗浄水を通水することで濾過粒子が舞い上がることができるよう、複数の濾過粒子の見かけの体積よりも十分に大きい容積を有することが好ましい。
＜膜濾過ユニット＞
膜濾過ユニット５は、精密濾過膜又は限外濾過膜を有し、この精密濾過膜又は限外濾過膜により供給される高硬度排水を濾過して流出させるよう構成される。具体例としては、膜濾過ユニット５は、高硬度排水が供給される密閉容器と、この密閉容器内に配設される中空糸膜を有する濾過モジュールとを備え、高硬度排水の供給圧力によって中空糸膜を通過させる外圧式濾過装置とすることができる。
膜濾過ユニット５は、精密濾過膜又は限外濾過膜を有し、この精密濾過膜又は限外濾過膜により供給される高硬度排水を濾過して流出させるよう構成される。具体例としては、膜濾過ユニット５は、高硬度排水が供給される密閉容器と、この密閉容器内に配設される中空糸膜を有する濾過モジュールとを備え、高硬度排水の供給圧力によって中空糸膜を通過させる外圧式濾過装置とすることができる。
＜中和槽＞
中和槽６は、高硬度排水を濾過塔４及び膜濾過ユニット５で濾過した水を貯留する水槽又は貯水池である。中和槽６は、貯留する高硬度排水のｐＨを測定するｐＨ測定器を有することが好ましい。
中和槽６は、高硬度排水を濾過塔４及び膜濾過ユニット５で濾過した水を貯留する水槽又は貯水池である。中和槽６は、貯留する高硬度排水のｐＨを測定するｐＨ測定器を有することが好ましい。
＜酸添加装置＞
酸添加装置７は、例えば酸を貯留するサービスタンクと、酸を中和槽６に供給する薬注ポンプとを備える構成とすることができる。この酸添加装置７は、中和槽に貯留する水が中性となるよう、自動的に酸を供給するよう制御されることが好ましい。
酸添加装置７は、例えば酸を貯留するサービスタンクと、酸を中和槽６に供給する薬注ポンプとを備える構成とすることができる。この酸添加装置７は、中和槽に貯留する水が中性となるよう、自動的に酸を供給するよう制御されることが好ましい。
〔第二実施形態〕
当該高硬度排水の処理方法は、図３に示すように、高硬度排水にアルカリを添加する工程＜ステップＳ１：アルカリ添加工程＞と、上記アルカリ添加工程後のアルカリ性の高硬度排水（被処理水）をフィルターで粗濾過する工程＜ステップＳ２：粗濾過工程＞と、上記粗濾過工程後のアルカリ性の高硬度排水をポリテトラフルオロエチレンを主成分とする精密濾過膜又は限外濾過膜で膜濾過する工程＜ステップＳ３：膜濾過工程＞と、上記膜濾過工程後のアルカリ性の高硬度排水を逆浸透膜で膜処理する工程＜ステップＳ５：膜処理工程＞と、上記膜処理工程後の高硬度排水を中和する工程＜ステップＳ６：中和工程＞とを備える。
当該高硬度排水の処理方法は、図３に示すように、高硬度排水にアルカリを添加する工程＜ステップＳ１：アルカリ添加工程＞と、上記アルカリ添加工程後のアルカリ性の高硬度排水（被処理水）をフィルターで粗濾過する工程＜ステップＳ２：粗濾過工程＞と、上記粗濾過工程後のアルカリ性の高硬度排水をポリテトラフルオロエチレンを主成分とする精密濾過膜又は限外濾過膜で膜濾過する工程＜ステップＳ３：膜濾過工程＞と、上記膜濾過工程後のアルカリ性の高硬度排水を逆浸透膜で膜処理する工程＜ステップＳ５：膜処理工程＞と、上記膜処理工程後の高硬度排水を中和する工程＜ステップＳ６：中和工程＞とを備える。
図３の高硬度排水の処理方法におけるアルカリ添加工程、粗濾過工程及び膜濾過工程は、図１の高硬度排水の処理方法におけるアルカリ添加工程、粗濾過工程及び膜濾過工程と同様である。また、図３の高硬度排水の処理方法におけるステップＳ６の中和工程は、図１の高硬度排水の処理方法におけるステップＳ４の中和工程と対象とする水が異なるだけであり、処理内容は同様である。このため、図３の高硬度排水の処理方法について、アルカリ添加工程、粗濾過工程、膜濾過工程及び中和工程に関する説明は省略する。
＜膜処理工程＞
ステップＳ５の膜処理工程では、アルカリ性の被処理水を逆浸透膜の透過水と溶質等が濃縮された濃縮水とに分離する。透過水はステップＳ６の中和工程に供され、濃縮水は排水として別途処理される。
ステップＳ５の膜処理工程では、アルカリ性の被処理水を逆浸透膜の透過水と溶質等が濃縮された濃縮水とに分離する。透過水はステップＳ６の中和工程に供され、濃縮水は排水として別途処理される。
（逆浸透膜）
逆浸透膜は、比較的空孔の径が大きいナノフィルトレーション膜であってもよい。なお、「ナノフィルトレーション膜」とは、逆浸透膜の中で、空孔の平均径が１ｎｍより大きいものを意味する。逆浸透膜の中でも空孔の平均径が１ｎｍ以下であるもの（ナノフィルトレーション膜に分類されないもの）は、全硬度除去率及びフラックスが比較的安定しており、比較的大きい全硬度除去率（例えば９９％以上）が得られる。
逆浸透膜は、比較的空孔の径が大きいナノフィルトレーション膜であってもよい。なお、「ナノフィルトレーション膜」とは、逆浸透膜の中で、空孔の平均径が１ｎｍより大きいものを意味する。逆浸透膜の中でも空孔の平均径が１ｎｍ以下であるもの（ナノフィルトレーション膜に分類されないもの）は、全硬度除去率及びフラックスが比較的安定しており、比較的大きい全硬度除去率（例えば９９％以上）が得られる。
逆浸透膜の材質としては、例えばポリアミド系高分子、ポリスルホン系高分子、セルロース系高分子等を挙げることができる。
上記逆浸透膜の形状としては、例えば中空糸型、スパイラル型が挙げられるが、膜モジュールの容積当たりの膜面積を比較的大きくできることからスパイラル型が特に好適に用いられる。
このような逆浸透膜の具体例としては、例えば日東電工社の「ＥＳ−２０」、「ＥＳＰＡ２」、「ＮＴＲ−７４００」、「ＮＴＲ−７２９ＨＦ」及び「ＮＴＲ−７２５０」、東レ社の「ＳＵ−７１０」、「ＳＵ−７２０」、「ＳＵ−６１０」及び「ＳＵ−２１０Ｓ」、並びにＤＯＷ ＣＨＥＭＩＣＡＬ社の「ＢＷ３０ＬＥ」、「ＮＦ−９０」及び「ＮＦ−７０」等が挙げられる。
＜利点＞
当該高硬度排水の処理方法は、膜濾過工程後の高硬度排水をさらに逆浸透膜（ナノフィルトレーション膜を含む）で膜処理する工程を備えることによって、より不純物の少ない清浄な水を得ることができる。
当該高硬度排水の処理方法は、膜濾過工程後の高硬度排水をさらに逆浸透膜（ナノフィルトレーション膜を含む）で膜処理する工程を備えることによって、より不純物の少ない清浄な水を得ることができる。
〔排水処理設備〕
図４に、図３の高硬度排水の処理方法を実施するために用いることができる排水処理設備の一例を示す。
図４に、図３の高硬度排水の処理方法を実施するために用いることができる排水処理設備の一例を示す。
図４の排水処理設備は、処理対象である高硬度排水が供給される調整槽１１と、この調整槽１１にアルカリを投入するアルカリ添加装置１２と、調整槽１１から高硬度排水を送出する粗濾過ポンプ１３と、粗濾過ポンプ１３から高硬度排水が供給され、内部に濾過粒子を収容する濾過塔１４と、濾過塔１４を通過した高硬度排水を回収する粗濾過受水槽１５を備える。また、図４の排水処理設備は、粗濾過受水槽１５から高硬度排水を送出する移送ポンプ１６と、移送ポンプ１６から供給される高硬度排水を貯留する膜濾過給水槽１７と、膜濾過給水槽１７から高硬度排水を送出する膜濾過ポンプ１８と、膜濾過ポンプ１８から供給される高硬度排水を精密濾過膜又は限外濾過膜によって濾過する膜濾過ユニット１９とを備える。また、図４の排水処理設備は、膜濾過ユニット１９から排出される高硬度排水を貯留する膜処理給水槽２０と、膜処理給水槽２０から高硬度排水を送出する膜処理ポンプ２１と、膜処理ポンプ２１から供給される高硬度排水を逆浸透膜によって透過水と濃縮水とに分ける膜処理ユニット２２と、膜処理ユニット２２から排出される透過水を貯留する中和槽２３と、中和槽２３に酸を投入する酸添加装置２４とを備える。さらに、図４の排水処理設備は、中和槽２３と選択的に膜処理ユニット２２から排出される透過水を受け入れる膜洗浄水槽２５と、膜洗浄水槽２５中の処理済水を膜濾過ユニット１９に膜濾過給水槽１７からの通水方向と反対方向に供給する洗浄ポンプ２６とを備える。なお、図４において破線で示すフローは、濾過塔１４又は膜処理ユニット２２を逆洗浄するための高硬度排水の流れを示す。具体的には、上記膜洗浄水槽２５を経由する流路に加え、移送ポンプ１６が吐出する高硬度排水を濾過塔１４に粗濾過ポンプ１３による通水方向とは逆方向に通水することができるよう流路が構成されている。
図４の排水処理設備の調整槽１１、アルカリ添加装置１２、粗濾過ポンプ１３、濾過塔１４、膜濾過ユニット１９、中和槽２３及び酸添加装置２４は、図２の排水処理設備の調整槽１、アルカリ添加装置２、ポンプ３、濾過塔４、膜濾過ユニット５、中和槽６及び酸添加装置７と同様とすることができる。
粗濾過受水槽１５、膜濾過給水槽１７、膜処理給水槽２０及び膜洗浄水槽２５は、高硬度排水を貯留する水槽である。また、粗濾過ポンプ１３、移送ポンプ１６、膜濾過ポンプ１８、膜処理ポンプ２１及び洗浄ポンプ２６は、水を圧送できるポンプであればよく、特に限定されない。
図４の排水処理設備は、濾過塔１４で粗濾過された高硬度排水を粗濾過受水槽１５及び膜濾過給水槽１７に一旦貯留する。このため、濾過塔１４と膜濾過ユニット１９とは、互いに独立して運転又は洗浄することができる。また、粗濾過受水槽１５に貯留されるアルカリ性の高硬度排水は、濾過塔１４内の濾過粒子を洗浄するための洗浄水として使用することができる。つまり、移送ポンプ１６は、濾過塔１４に洗浄水を供給するためのポンプとしても機能する。
また、図４の排水処理設備は、濾過塔１４及び膜濾過ユニット１９にそれぞれ濾過時とは逆方向に濾過した水を通水して逆洗浄できるよう構成されているので、濾過塔１４の粒子層及び膜濾過ユニット１９の濾過膜が目詰まりした場合に、濾過塔１４の粒子層及び膜濾過ユニット１９の濾過膜を比較的容易に再生することができる。
［その他の実施形態］
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
当該高硬度排水の処理方法において、得られる処理済水の用途によっては、中和工程を省略してもよい。
当該高硬度排水の処理方法は、アルカリ添加工程と粗濾過工程との間に沈降分離工程をさらに備えてもよい。
当該高硬度排水の処理方法は、逆浸透膜を用いる膜処理工程を備える場合、中和工程を膜濾過工程と膜処理工程との間で行って膜処理工程後の中和工程を省略してもよく、中和工程を膜処理工程の前後で行ってもよい。なお、膜処理前の高硬度排水が酸性であれば逆浸透膜を透過することによりｐＨが減少してより酸性が強くなり、膜処理前の高硬度排水がアルカリ性であれば逆浸透膜を透過することによりｐＨが増大してよりアルカリ性が強くなる。
当該高硬度排水の処理方法において、各工程間において高硬度排水を受水槽や給水槽で一度貯留するか、管路を通して各工程を連続的に行うかは、膜処理工程の有無等に関わらず、工程毎に任意に選択することができる。
当該高硬度排水の処理方法に用いる排水処理設備は、濾過塔、膜濾過ユニット及び膜処理ユニットの少なくともいずれか複数並列に配設されたものであってもよい。並列に配設される構成要素は、同時に並列運転されてもよく、一部を選択的に運転し、休止中のものを洗浄してもよい。
また、当該高硬度排水の処理方法に用いる排水処理設備の洗浄水として、処理中の高硬度排水以外の水を使用してもよい。
以下、実施例に基づき本発明を詳述するが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるものではない。
本発明の効果を検証するために、上水の硬度が高い地域の下水を生物処理した水を、処理対象の高硬度排水の原水として用い、排水処理の処理例１、処理例２及び処理例３のシミュレーションを、ビーカースケールで行った。なお上記高硬度排水の原水のカルシウム硬度は１７０であり、ｐＨは７．０であった。
＜処理例１＞
処理例１として、高硬度排水に水酸化ナトリウムを添加してｐＨ９．０に調整したものを、アンスラサイト粒子層と略同等の濾過能力を有する５Ｃろ紙（ＪＩＳ−Ｐ３８０１（１９９５））を用いて粗濾過した。得られた濾過水を圧力５ｐｓｉで直径４７ｍｍ、平均細孔径０．１μｍの精密濾過膜で膜濾過し、５分毎に濾過水の量を測定し、時間経過と流束の変化との関係を算出した。なお、３０分間の膜濾過で得られた濾過水の合計量は、８００ｍＬであった。
処理例１として、高硬度排水に水酸化ナトリウムを添加してｐＨ９．０に調整したものを、アンスラサイト粒子層と略同等の濾過能力を有する５Ｃろ紙（ＪＩＳ−Ｐ３８０１（１９９５））を用いて粗濾過した。得られた濾過水を圧力５ｐｓｉで直径４７ｍｍ、平均細孔径０．１μｍの精密濾過膜で膜濾過し、５分毎に濾過水の量を測定し、時間経過と流束の変化との関係を算出した。なお、３０分間の膜濾過で得られた濾過水の合計量は、８００ｍＬであった。
＜処理例２＞
処理例２として、高硬度排水の原水をそのまま圧力５ｐｓｉで直径４７ｍｍ、平均細孔径０．１μｍの精密濾過膜で膜濾過して５分毎に濾過水の量を測定し、時間経過と流束の変化との関係を算出した。なお、３０分間の膜濾過で得られた濾過水の合計量は、４００ｍＬであった。
処理例２として、高硬度排水の原水をそのまま圧力５ｐｓｉで直径４７ｍｍ、平均細孔径０．１μｍの精密濾過膜で膜濾過して５分毎に濾過水の量を測定し、時間経過と流束の変化との関係を算出した。なお、３０分間の膜濾過で得られた濾過水の合計量は、４００ｍＬであった。
＜処理例３＞
処理例３として、高硬度排水の原水を５Ｃろ紙を用いて粗濾過し、得られた濾過水を圧力５ｐｓｉで直径４７ｍｍ、平均細孔径０．１μｍの精密濾過膜で膜濾過して５分毎に濾過水の量を測定し、時間経過と流束の変化との関係を算出した。なお、３０分間の膜濾過で得られた濾過水の合計量は、４３０ｍＬであった。
処理例３として、高硬度排水の原水を５Ｃろ紙を用いて粗濾過し、得られた濾過水を圧力５ｐｓｉで直径４７ｍｍ、平均細孔径０．１μｍの精密濾過膜で膜濾過して５分毎に濾過水の量を測定し、時間経過と流束の変化との関係を算出した。なお、３０分間の膜濾過で得られた濾過水の合計量は、４３０ｍＬであった。
図５に、上記処理例１、処理例２及び処理例３の時間経過による流束の変化を示す。図示するように、いずれの例でも、膜濾過開始直後は流束の低下が比較的大きいが、約３０分後には流束が略一定となった。処理例２及び処理例３では、３０分後の単位圧力あたりの流束が約６ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）であったのに対し、処理例１では、３０分後の単位圧力あたりの流束が約１４ＬＭＨ／ｋＰａと倍以上の濾過能力を発揮することができた。この結果から、アルカリ添加工程、粗濾過工程及び膜濾過工程を備える処理方法によって、濾過膜の洗浄頻度を比較的小さくできると考えられる。
上水の硬度が高い地域の河川水を礫間接触処理した水を、処理対象の高硬度排水の原水として用いた。なお、上記高硬度排水の原水のカルシウム硬度は１００であり、ｐＨは７．４であった。
処理例４として、上記高硬度排水に水酸化ナトリウムを添加してｐＨ８．５に調整したものを、アンスラサイト粒子層より粗密性の高い５Ｃろ紙を用いて粗濾過した。得られた濾過水を圧力５ｐｓｉで直径４７ｍｍ、平均細孔径０．１μｍの精密濾過膜で膜濾過し、５分毎に濾過水の量を測定し、時間経過と流束の変化との関係を算出した。なお、３０分間の膜濾過で得られた濾過水の合計量は、１１４５ｍＬであった。
処理例５として、上記高硬度排水に水酸化ナトリウムを添加してｐＨ９．５に調整したものを、アンスラサイト粒子層より粗密性の高い５Ｃろ紙を用いて粗濾過した。得られた濾過水を圧力５ｐｓｉで直径４７ｍｍ、平均細孔径０．１μｍの精密濾過膜で膜濾過し、５分毎に濾過水の量を測定し、時間経過と流束の変化との関係を算出した。なお、３０分間の膜濾過で得られた濾過水の合計量は、１０８４ｍＬであった。
処理例６として、上記高硬度排水に水酸化ナトリウムを添加してｐＨ１０に調整したものを、アンスラサイト粒子層より粗密性の高い５Ｃろ紙を用いて粗濾過した。得られた濾過水を圧力５ｐｓｉで直径４７ｍｍ、平均細孔径０．１μｍの精密濾過膜で膜濾過し、５分毎に濾過水の量を測定し、時間経過と流束の変化との関係を算出した。なお、３０分間の膜濾過で得られた濾過水の合計量は、１０８６ｍＬであった。
処理例７として、高硬度排水の原水を５Ｃろ紙を用いて粗濾過し、得られた濾過水を圧力５ｐｓｉで直径４７ｍｍ、平均細孔径０．１μｍの精密濾過膜で膜濾過して５分毎に濾過水の量を測定し、時間経過と流束の変化との関係を算出した。なお、３０分間の膜濾過で得られた濾過水の合計量は、１４６ｍＬであった。
図６に、上記処理例４、処理例５、処理例６、及び処理例７の時間経過による流束の変化を示す。上記処理例４では初期の流束が６８ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、３分後の流束が４５ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、５分後の流束が４５ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、１０分後の流束が３６ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、１５分後の流束が３１ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、２０分後の流束が２８ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、２５分後の流束が２５ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、３０分後の流束が２３ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）であった。上記処理例５では初期の流束が４６ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、３分後の流束が４５ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、５分後の流束が４１ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、１０分後の流束が３５ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、１５分後の流束が３２ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、２０分後の流束が２９ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、２５分後の流束が２６ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、３０分後の流束が２６ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）であった。上記処理例６では初期の流束が５０ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、３分後の流束が４６ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、５分後の流束が４３ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、１０分後の流束が３９ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、１５分後の流束が３６ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、２０分後の流束が３３ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、２５分後の流束が３０ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、３０分後の流束が２７ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）であった。上記処理例７では初期の流束が１２ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、３分後の流束が１１ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、５分後の流束が７ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、１０分後の流束が２ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、１５分後の流束が１ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、２０分後の流束が１ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、２５分後の流束が１ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、３０分後の流束が１ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）であった。このように、いずれの例でも、膜濾過開始直後は流束の低下が比較的大きかった。処理例７では、３０分後の単位圧力あたりの流束が約１ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）であったのに対し、処理例４、処理例５、および処理例６では、３０分後の単位圧力あたりの流束がいずれも２０ＬＭＨ／ｋＰａと２０倍以上の濾過能力を発揮することができた。この結果からも、アルカリ添加工程、粗濾過工程及び膜濾過工程を備える処理方法によって、濾過膜の洗浄頻度を比較的小さくできると考えられる。
処理例８として、上記高硬度排水に塩酸を添加してｐＨ６．０に調整したものを、アンスラサイト粒子層より粗密性の高い５Ｃろ紙を用いて粗濾過し、得られた濾過水を圧力５ｐｓｉで直径４７ｍｍ、平均細孔径０．１μｍの精密濾過膜で膜濾過し、５分毎に濾過水の量を測定し、時間経過と流束の変化との関係を算出した。なお、１５分間の膜濾過で得られた濾過水の合計量は、２３０ｍＬであった。
処理例９として、上記高硬度排水に塩酸を添加してｐＨ４．０に調整したものを、アンスラサイト粒子層より粗密性の高い５Ｃろ紙を用いて粗濾過し、得られた濾過水を圧力５ｐｓｉで直径４７ｍｍ、平均細孔径０．１μｍの精密濾過膜で膜濾過し、５分毎に濾過水の量を測定し、時間経過と流束の変化との関係を算出した。なお、１５分間の膜濾過で得られた濾過水の合計量は、１９０ｍＬであった。
図７に上記処理例８、処理例９、及びｐＨ無調整例の時間変化による流束の変化を示す。この結果から、硬度の析出を抑制するためにｐＨをさげて膜濾過しても濾過性が悪いことがわかる。よってアルカリ添加の方が膜濾過性の向上の効果があることが立証された。
本発明の効果を実証するために、上記高硬度の河川水を礫間接触処理した水を日量１００ｍ３の急速濾過装置を用いて実証試験を行った。
処理例１０として、上記原水に水酸化ナトリウムを添加してｐＨ８．６に調整したものを、粗密性が５Ｃろ紙（保留粒子径１μｍ）より低い有効径０．５ｍｍの石英砂を用いた急速濾過装置で濾過した。（石英砂は、有効径が０．４〜０．７ｍｍが好ましく、より好ましい有効径は０．５〜０．６ｍｍである。）
得られた濾過水を圧力５ｐｓｉで直径４７ｍｍ、平均細孔径０．１μｍの精密濾過膜で膜濾過し、５分毎に濾過水の量を測定し、時間経過と流束の変化との関係を算出した。なお、３０分間の膜濾過で得られた濾過水の合計量は、７２８ｍＬであった。
処理例１０として、上記原水に水酸化ナトリウムを添加してｐＨ８．６に調整したものを、粗密性が５Ｃろ紙（保留粒子径１μｍ）より低い有効径０．５ｍｍの石英砂を用いた急速濾過装置で濾過した。（石英砂は、有効径が０．４〜０．７ｍｍが好ましく、より好ましい有効径は０．５〜０．６ｍｍである。）
得られた濾過水を圧力５ｐｓｉで直径４７ｍｍ、平均細孔径０．１μｍの精密濾過膜で膜濾過し、５分毎に濾過水の量を測定し、時間経過と流束の変化との関係を算出した。なお、３０分間の膜濾過で得られた濾過水の合計量は、７２８ｍＬであった。
処理例１１として、上記原水に水酸化ナトリウムを添加してｐＨ８．７に調整したものを、粗密性が５Ｃろ紙（保留粒子径１μｍ）より低い有効径０．５ｍｍの石英砂を用いた急速濾過装置で濾過した。（石英砂は、有効径が０．４〜０．７ｍｍが好ましく、より好ましい有効径は０．５〜０．６ｍｍである。）
得られた濾過水を圧力５ｐｓｉで直径４７ｍｍ、平均細孔径０．１μｍの精密濾過膜で膜濾過し、５分毎に濾過水の量を測定し、時間経過と流束の変化との関係を算出した。なお、３０分間の膜濾過で得られた濾過水の合計量は、７０２ｍＬであった。
得られた濾過水を圧力５ｐｓｉで直径４７ｍｍ、平均細孔径０．１μｍの精密濾過膜で膜濾過し、５分毎に濾過水の量を測定し、時間経過と流束の変化との関係を算出した。なお、３０分間の膜濾過で得られた濾過水の合計量は、７０２ｍＬであった。
図８に上記処理例１０、処理例１１、及び高硬度排水の原水を５Ｃろ紙を用いて粗濾過した処理例７の時間変化による流束の変化を示す。上記処理例１０では初期の流束が６０ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、３分後の流束が３７ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、５分後の流束が３２ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、１０分後の流束が２２ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、１５分後の流束が１９ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、２０分後の流束が１８ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、２５分後の流束が１６ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、３０分後の流束が１６ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）であった。上記処理例１１では初期の流束が６３ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、３分後の流束が３１ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、５分後の流束が２５ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、１０分後の流束が１９ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、１５分後の流束が１７ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、２０分後の流束が１５ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、２５分後の流束が１４ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、３０分後の流束が１４ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）であった。上記処理例７では初期の流束が１２ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、３分後の流束が１１ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、５分後の流束が７ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、１０分後の流束が２ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、１５分後の流束が１ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、２０分後の流束が１ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、２５分後の流束が１ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）、３０分後の流束が１ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）であった。このように、いずれの例でも、膜濾過開始直後は流束の低下が比較的大きかった。処理例７では、３０分後の単位圧力あたりの流束が約１ＬＭＨ／ｋＰａ（Ｌ／ｍ２／Ｈ／ｋＰａ）であったのに対し、処理例１０および処理例１１では、３０分後の単位圧力あたりの流束がいずれも１５ＬＭＨ／ｋＰａと１５倍以上の濾過能力を発揮することができた。この結果から、アルカリ添加工程、有効径０．５ｍｍの石英砂を用いた急速濾過による粗濾過工程で処理することで、アルカリ添加工程、濾紙濾過による粗濾過工程と同様、膜濾過工程の濾過性を改善し、濾過膜の汚染を減少し、洗浄頻度を比較的小さくできると考えられる。
１，１１ 調整槽
２，１２ アルカリ添加装置
３ ポンプ
４，１４ 濾過塔
５，１９ 膜濾過ユニット
６，２３ 中和槽
７，２４ 酸添加装置
１３ 粗濾過ポンプ
１５ 粗濾過受水槽
１６ 移送ポンプ
１７ 膜濾過給水槽
１８ 膜濾過ポンプ
２０ 膜処理給水槽
２１ 膜処理ポンプ
２２ 膜処理ユニット
２５ 膜洗浄水槽
２６ 洗浄ポンプ
ステップＳ１ アルカリ添加工程
ステップＳ２ 粗濾過工程
ステップＳ３ 膜濾過工程
ステップＳ４ 中和工程
ステップＳ５ 膜処理工程
ステップＳ６ 中和工程
２，１２ アルカリ添加装置
３ ポンプ
４，１４ 濾過塔
５，１９ 膜濾過ユニット
６，２３ 中和槽
７，２４ 酸添加装置
１３ 粗濾過ポンプ
１５ 粗濾過受水槽
１６ 移送ポンプ
１７ 膜濾過給水槽
１８ 膜濾過ポンプ
２０ 膜処理給水槽
２１ 膜処理ポンプ
２２ 膜処理ユニット
２５ 膜洗浄水槽
２６ 洗浄ポンプ
ステップＳ１ アルカリ添加工程
ステップＳ２ 粗濾過工程
ステップＳ３ 膜濾過工程
ステップＳ４ 中和工程
ステップＳ５ 膜処理工程
ステップＳ６ 中和工程
Claims (7)
- カルシウム硬度が１００以上である高硬度排水の処理方法であって、
上記高硬度排水にアルカリを添加する工程と、
上記アルカリ添加工程後のアルカリ性の高硬度排水をフィルターで粗濾過する工程と、
上記粗濾過工程後のアルカリ性の高硬度排水をポリテトラフルオロエチレンを主成分とする精密濾過膜又は限外濾過膜で膜濾過する工程と
を備える高硬度排水の処理方法。 - 上記アルカリ添加工程で高硬度排水のｐＨを８以上１４以下に調整する請求項１に記載の高硬度排水の処理方法。
- 上記アルカリ添加工程で高硬度排水のｐＨを８以上１０以下に調整する請求項１に記載の高硬度排水の処理方法。
- 上記粗濾過が、保留粒子径１μｍのフィルターで行う請求項１に記載の高硬度排水の処
理方法。 - 上記粗濾過が、有効径が０．４ｍｍ以上０．７ｍｍ以下のフィルターで行う請求項１に
記載の高硬度排水の処理方法。 - 上記膜濾過工程後の高硬度排水を逆浸透膜で膜処理する工程をさらに備える請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の高硬度排水の処理方法。
- 上記膜処理工程で膜濾過工程後のアルカリ性の高硬度排水を膜処理する請求項６に記載の高硬度排水の処理方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016046038 | 2016-03-09 | ||
| JP2016046038 | 2016-03-09 | ||
| PCT/JP2017/007277 WO2017154624A1 (ja) | 2016-03-09 | 2017-02-27 | 高硬度排水の処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2017154624A1 true JPWO2017154624A1 (ja) | 2019-01-10 |
Family
ID=59789430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018504375A Pending JPWO2017154624A1 (ja) | 2016-03-09 | 2017-02-27 | 高硬度排水の処理方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPWO2017154624A1 (ja) |
| CN (1) | CN108602693A (ja) |
| TW (1) | TWI711587B (ja) |
| WO (1) | WO2017154624A1 (ja) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009165928A (ja) * | 2008-01-15 | 2009-07-30 | Kobelco Eco-Solutions Co Ltd | 水処理装置および水処理方法 |
| WO2009119300A1 (ja) * | 2008-03-24 | 2009-10-01 | メタウォーター株式会社 | 被処理水の逆浸透膜による分離のための前処理方法 |
| JP2010089071A (ja) * | 2008-09-11 | 2010-04-22 | Kobelco Eco-Solutions Co Ltd | 排水処理方法及び排水処理設備 |
| WO2011016410A1 (ja) * | 2009-08-06 | 2011-02-10 | 住友電気工業株式会社 | 水処理装置及び水処理方法 |
| JP2012187467A (ja) * | 2011-03-09 | 2012-10-04 | Kurita Water Ind Ltd | 膜分離方法及び膜分離装置 |
| JP2013137279A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-11 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 水質評価方法、水処理システムの制御方法、および、水処理システム |
| JP2013169511A (ja) * | 2012-02-21 | 2013-09-02 | Toshiba Corp | 膜ろ過システム |
| JP2014034006A (ja) * | 2012-08-09 | 2014-02-24 | Kobelco Eco-Solutions Co Ltd | 排水処理方法及び排水処理装置 |
| JP2015174018A (ja) * | 2014-03-14 | 2015-10-05 | 栗田工業株式会社 | スケール防止方法及びスケール防止剤 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101643253A (zh) * | 2009-08-25 | 2010-02-10 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 高硬度污水处理中超滤系统反洗方法 |
| CN103539288B (zh) * | 2013-10-31 | 2015-07-08 | 神华集团有限责任公司 | 工业废水的回收方法及废水回收系统 |
| CN103833172B (zh) * | 2014-03-13 | 2016-01-06 | 郭强 | 一种含盐废水的处理方法 |
-
2017
- 2017-02-27 JP JP2018504375A patent/JPWO2017154624A1/ja active Pending
- 2017-02-27 WO PCT/JP2017/007277 patent/WO2017154624A1/ja active Application Filing
- 2017-02-27 CN CN201780010488.8A patent/CN108602693A/zh active Pending
- 2017-03-08 TW TW106107606A patent/TWI711587B/zh active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009165928A (ja) * | 2008-01-15 | 2009-07-30 | Kobelco Eco-Solutions Co Ltd | 水処理装置および水処理方法 |
| WO2009119300A1 (ja) * | 2008-03-24 | 2009-10-01 | メタウォーター株式会社 | 被処理水の逆浸透膜による分離のための前処理方法 |
| JP2010089071A (ja) * | 2008-09-11 | 2010-04-22 | Kobelco Eco-Solutions Co Ltd | 排水処理方法及び排水処理設備 |
| WO2011016410A1 (ja) * | 2009-08-06 | 2011-02-10 | 住友電気工業株式会社 | 水処理装置及び水処理方法 |
| JP2012187467A (ja) * | 2011-03-09 | 2012-10-04 | Kurita Water Ind Ltd | 膜分離方法及び膜分離装置 |
| JP2013137279A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-11 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 水質評価方法、水処理システムの制御方法、および、水処理システム |
| JP2013169511A (ja) * | 2012-02-21 | 2013-09-02 | Toshiba Corp | 膜ろ過システム |
| JP2014034006A (ja) * | 2012-08-09 | 2014-02-24 | Kobelco Eco-Solutions Co Ltd | 排水処理方法及び排水処理装置 |
| JP2015174018A (ja) * | 2014-03-14 | 2015-10-05 | 栗田工業株式会社 | スケール防止方法及びスケール防止剤 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2017154624A1 (ja) | 2017-09-14 |
| TWI711587B (zh) | 2020-12-01 |
| CN108602693A (zh) | 2018-09-28 |
| TW201731774A (zh) | 2017-09-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2012239948A (ja) | ろ過材の洗浄方法および水処理装置 | |
| KR101193902B1 (ko) | 정수 생산을 위한 막여과 정수 처리 시스템 및 방법 | |
| JP6441808B2 (ja) | 淡水化装置及び淡水化方法 | |
| WO2012098969A1 (ja) | 膜モジュールの洗浄方法、造水方法および造水装置 | |
| JP2015077530A (ja) | 造水方法および造水装置 | |
| JP4309633B2 (ja) | 水処理方法 | |
| JPWO2008096585A1 (ja) | ろ過装置および水処理方法 | |
| WO2017159303A1 (ja) | 高硬度排水の処理方法 | |
| JPH10225682A (ja) | 逆浸透法海水淡水化におけるホウ素の除去方法 | |
| JPH09248429A (ja) | 分離方法およびその装置 | |
| JP6613323B2 (ja) | 水処理装置及び水処理方法 | |
| KR101732811B1 (ko) | 고분자 유도물질을 사용한 에너지 저감형 정삼투막-여과막 결합 수처리와 해수담수화 시스템 및 방법 | |
| KR20140041995A (ko) | 높은 회수율로 정수 생산을 위한 막여과 정수 처리 시스템 및 방법 | |
| WO2013047466A1 (ja) | 膜モジュールの洗浄方法 | |
| TW201917102A (zh) | 水處理設備及水處理方法 | |
| KR20170033611A (ko) | 수처리 시스템 및 수처리 방법 | |
| WO2017154624A1 (ja) | 高硬度排水の処理方法 | |
| WO2012057176A1 (ja) | 水処理方法および造水方法 | |
| JP3838689B2 (ja) | 水処理システム | |
| KR101795908B1 (ko) | 멤브레인 공정의 약품 재활용 세정 시스템 및 이를 이용한 세정 방법 | |
| KR100565459B1 (ko) | 생물막을 이용한 침지형 막여과 시스템 | |
| JP2005034723A (ja) | 逆浸透膜の改質方法及び再生分離膜 | |
| JP2005103510A (ja) | 薬液洗浄方法 | |
| JP5044578B2 (ja) | 浄水膜処理装置 | |
| JP2005270906A (ja) | 膜の洗浄方法および膜分離装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190821 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200609 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20201201 |