WO2017183131A1 - ろ過処理設備及びこれを備えた淡水化プラント並びにろ過処理方法 - Google Patents

ろ過処理設備及びこれを備えた淡水化プラント並びにろ過処理方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2017183131A1
WO2017183131A1 PCT/JP2016/062494 JP2016062494W WO2017183131A1 WO 2017183131 A1 WO2017183131 A1 WO 2017183131A1 JP 2016062494 W JP2016062494 W JP 2016062494W WO 2017183131 A1 WO2017183131 A1 WO 2017183131A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
filtration
flocculant
filtration device
water
quality evaluation
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/062494
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
嘉晃 伊藤
Original Assignee
三菱重工業株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱重工業株式会社 filed Critical 三菱重工業株式会社
Priority to PCT/JP2016/062494 priority Critical patent/WO2017183131A1/ja
Publication of WO2017183131A1 publication Critical patent/WO2017183131A1/ja

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124—Water desalination
    • Y02A20/131—Reverse-osmosis
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Definitions

  • the present disclosure relates to a filtration treatment facility, a desalination plant equipped with the same, and a filtration treatment method.
  • a filtration device that filters turbid components (floating particulates) in raw water by flowing raw water through a filter layer filled with a filter medium such as anthracite or silica sand is known.
  • Filtration devices are often used in various water treatment plants such as a desalination plant as a pretreatment facility for a reverse osmosis membrane device, for example.
  • Non-Patent Document 1 discloses a filtration device using a dual media filter (DMF) including a sand filtration layer and a pumice filtration layer.
  • DMF dual media filter
  • a flocculant FeCl 3
  • SBS reducing agent
  • Patent Document 1 discloses a water purification apparatus in which a stirring device, a floc forming device, a biological filtration device, and a membrane filtration device are directly arranged. In the stirrer located on the most upstream side, the tap water and the flocculant are mixed.
  • Non-Patent Document 1 and Patent Document 1 do not disclose a countermeasure against the above-described problem caused by the addition of the flocculant.
  • An object of at least some embodiments of the present invention is to provide a filtration treatment facility capable of reducing the influence of an increase in the differential pressure of the filtration layer caused by the addition of a flocculant on the operation rate of the filtration treatment facility, and desalination with the filtration treatment facility.
  • the plant and the filtration process are part of the plant and the filtration process.
  • Filtration processing equipment includes: A first filtration device having a first filtration layer; A second filtration device provided downstream of the first filtration device and having a second filtration layer; A flocculant injection part configured to add a flocculant to an intermediate flow path connecting the first filtration device and the second filtration device; Is provided.
  • the differential pressure increase rate of the upstream filtration device is larger than that of the downstream filtration device.
  • the configuration of the above (1) is based on the above findings of the present inventors, and the flocculant is added to the intermediate flow path between the first filtration device and the second filtration device by the flocculant injection part. It is a thing. As described above, since the upstream first filtration device has a higher differential pressure increase rate than the downstream second filtration device, even if no flocculant is added, the differential pressure is within the control range. Easy to deviate.
  • the second filtration device on the downstream side has a relatively low differential pressure increase rate, so that even if the differential pressure increase is promoted due to the addition of the flocculant, it is easy to maintain the differential pressure within the control range. .
  • the flocculant injecting section adds the flocculant to the intermediate flow path between the first filtration device and the second filtration device, while enjoying the merit of improving the filtration efficiency by adding the flocculant.
  • the increase in the differential pressure of the filtration layer due to the addition of the agent can reduce the effect on the operation rate of the filtration processing equipment.
  • the addition of the flocculant from the flocculant injection part may be performed intermittently.
  • the flocculant may be injected from the flocculant injection portion into the intermediate flow channel only when the quality of the filtered water is changed (decreased) due to changes in the properties of the raw water.
  • the first filtration device is a biofilm filtration device in which a biofilm is supported on the first filtration layer.
  • the flocculant-derived aggregate accumulates on the first filtration device. There is no. For this reason, the washing
  • the filtration treatment facility is An oxidant injection unit provided on the upstream side of the first filtration device for injecting an oxidant into the raw water; A reducing agent injection part for injecting a reducing agent into the raw water, provided downstream of the oxidant injection part and upstream of the first filtration device; Is further provided.
  • the oxidizing power of the oxidizing agent added to the raw water for the purpose of sterilization can be taken away by the reducing agent before the raw water reaches the first filtration device. Therefore, for example, even when the first filtration device is a biofilm filtration device, the influence of the oxidizing agent on the biofilm filtration device (first filtration device) can be reduced. That is, when the first filtration device is a biofilm filtration device, there is a possibility that the activity of microorganisms living in the first filtration layer may be reduced by the oxidizing agent. Since the oxidizing agent can be rendered harmless by the action of the agent, the filtration performance in the biofilm filtration device (first filtration device) can be maintained.
  • the flocculant is a polymer flocculant.
  • sludge generation can be suppressed and the burden on the environment can be reduced as compared with the case where a metal salt flocculant (for example, FeCl 3 ) is used.
  • a metal salt flocculant for example, FeCl 3
  • the fixed matter of the polymer flocculant is generated at the inlet portion of the second filtration device, for example, if the fixed matter is swollen with a cleaning liquid containing an alkaline solution, the fixed matter is relatively easily removed from the second filtration layer. Can be peeled off.
  • additional equipment such as an air cleaning facility for removing sludge (fixed matter) by blowing air into the second filtration layer is not necessary, it is advantageous in terms of cost or installation space.
  • the filtration treatment facility is A water quality evaluation unit for detecting a water quality evaluation index of filtered water that has passed through the second filtration device; A control unit for controlling the flocculant injection unit to inject the flocculant into the intermediate flow path based on the water quality evaluation index; Is further provided.
  • flocculant can be added as needed based on the water quality evaluation parameter
  • This is beneficial from the viewpoint of maintaining the separation performance of the reverse osmosis membrane when the reverse osmosis membrane facility is provided downstream of the filtration treatment facility.
  • water quality evaluation index include SDI (Silt Density Index), SS (Suspended Solid), and turbidity.
  • the controller is When the water quality evaluation index is less than a threshold, stop the injection of the flocculant from the flocculant injection portion, When the water quality evaluation index exceeds a threshold value, the flocculant is injected from the flocculant injection portion.
  • the “water quality evaluation index” here means that the larger the value, the more suspended substances are contained in the filtered water.
  • the water quality evaluation index can be maintained within the management range (below the threshold) by injecting the flocculant as necessary.
  • a desalination plant having any one of the constitutions (1) to (6);
  • a reverse osmosis membrane facility that is located on the downstream side of the filtration treatment facility and includes at least one reverse osmosis device for separating the filtrate from the second filtration device into concentrated water and permeate; Is provided.
  • the flocculant is obtained while enjoying the advantage of improving the filtration efficiency by adding the flocculant. It is possible to reduce the influence of the increase in the differential pressure of the filtration layer due to the addition of the amount on the operating rate of the filtration processing equipment. Therefore, more production water can be obtained from the desalination plant.
  • the filtration treatment facility is A water quality evaluation unit for detecting a water quality evaluation index of filtered water that has passed through the second filtration device; A control unit for controlling the flocculant injection unit to inject the flocculant into the intermediate flow path based on the water quality evaluation index; Including The water quality evaluation unit is provided between the second filtration device and the reverse osmosis membrane facility.
  • a flocculant can be added as necessary based on the water quality evaluation index detected by the water quality evaluation unit. Therefore, it is possible to maintain the water quality of the filtered water within the control range while preventing the addition of unnecessary flocculant, and to improve the separation performance of the reverse osmosis membrane of the reverse osmosis membrane device downstream of the filtration treatment facility. Can be maintained.
  • the filtration method includes: Passing raw water through the first filtration layer of the first filtration device; Passing the filtrate from the first filtration device through the second filtration layer of the second filtration device provided on the downstream side of the first filtration device; Adding a flocculant to an intermediate flow path connecting the first filtration device and the second filtration device; Is provided.
  • the upstream first filtration device has a higher differential pressure increase rate than the downstream second filtration device, even if no flocculant is added, the differential pressure is within the control range. Easy to deviate.
  • the second filtration device on the downstream side has a relatively low differential pressure increase rate, so that even if the differential pressure increase is promoted due to the addition of the flocculant, it is easy to maintain the differential pressure within the control range. . Therefore, in the method (9), since the flocculant is added to the intermediate flow path connecting the first filtration device and the second filtration device, the merit of improving the filtration efficiency by adding the flocculant is obtained. While enjoying, the influence which the differential pressure
  • the first filtration device is a biofilm filtration device in which a biofilm is supported on the first filtration layer.
  • the filtration method is: Injecting an oxidant into raw water at an oxidant injection position upstream of the first filtration device; Injecting a reducing agent into the raw water downstream of the oxidant injection position and upstream of the first filtration device; Is further provided.
  • the oxidizing power of the oxidizing agent added to the raw water for the purpose of sterilization can be taken away by the reducing agent before the raw water reaches the first filtration device. Therefore, even when the first filtration device is a biofilm filtration device, the influence of the oxidizing agent on the biofilm filtration device (first filtration device) can be reduced. That is, when the first filtration device is a biofilm filtration device, there is a possibility that the activity of microorganisms living in the first filtration layer may be reduced by the oxidizing agent. Since the oxidizing agent can be rendered harmless by the action of the agent, the filtration performance in the biofilm filtration device (first filtration device) can be maintained.
  • the flocculant is a polymer flocculant.
  • sludge generation can be suppressed and the burden on the environment can be reduced as compared with the case of using a metal salt flocculant (for example, FeCl 3 ).
  • a metal salt flocculant for example, FeCl 3
  • the fixed matter of the polymer flocculant is generated at the inlet portion of the second filtration device, for example, if the fixed matter is swollen with a cleaning liquid containing an alkaline solution, the fixed matter is relatively easily removed from the second filtration layer. Can be peeled off.
  • additional equipment such as an air cleaning facility for removing sludge (fixed matter) by blowing air into the second filtration layer is not necessary, it is advantageous in terms of cost or installation space.
  • the flocculant is injected into the intermediate flow path based on a water quality evaluation index of filtrate water that has passed through the second filtration device.
  • a flocculant can be added as necessary based on the water quality evaluation index of filtrate water that has passed through the second filtration device. Therefore, the quality of filtered water can be maintained within the control range while preventing unnecessary addition of a flocculant. This is beneficial from the viewpoint of maintaining the separation performance of the reverse osmosis membrane when the reverse osmosis membrane facility is provided downstream of the filtration treatment facility.
  • water quality evaluation index include SDI (Silt Density Index), SS (Suspended Solid), and turbidity.
  • the water quality evaluation index can be maintained within the control range (below the threshold) by injecting the flocculant as necessary.
  • the advantage of improved filtration efficiency due to the addition of the flocculant is obtained.
  • flocculant has on the operation rate of filtration processing equipment can be reduced.
  • Drawing 1 is a figure showing the whole desalination plant 1A composition concerning one embodiment.
  • a desalination plant 1A according to some embodiments includes a water intake facility 2, a filtration treatment facility 100A for filtering seawater (raw water) from the intake water facility 2, and a filtration from the filtration treatment facility 100A.
  • a reverse osmosis membrane facility 200 for separating water into concentrated water and permeated water.
  • the water intake facility 2 includes a water intake pipe for taking in seawater.
  • the intake pipe may be installed in the sea, or may be embedded in sand on the seabed. Seawater from the water intake facility 2 is guided by the pump 3 to the downstream filtration processing facility 100A.
  • the filtration processing facility 100 ⁇ / b> A includes a first filtration device 10 ⁇ / b> A having a first filtration layer 12 ⁇ / b> A and a second filtration device 20 having a second filtration layer 22.
  • the second filtration device 20 is provided on the downstream side of the first filtration device 10A.
  • the filtration processing facility 100 ⁇ / b> A may further include a safety filter 110 provided on the downstream side of the second filtration device 20.
  • the safety filter 110 has a role of preventing foreign matter from flowing into the reverse osmosis membrane facility 200 on the downstream side of the filtration processing facility 100A, and for example, a micro cartridge filter can be used.
  • the supply of filtered water to the safety filter 110 may be performed by a pump 112 (see FIG. 1) located between the outlet 26 of the second filtration device 20 and the safety filter 110.
  • the first filtration device 10A includes one or more first filtration layers 12A, an inlet 14 into which seawater (raw water) from the water intake facility 2 flows, and an outlet 16 from which filtered water that has passed through the first filtration layer 12A flows out.
  • an inlet 14 is installed at the upper part of the container of the first filtration device 10A
  • an outlet 16 is installed at the lower part of the container of the first filtration device 10A
  • a vertically downward water flow passes through the first filtration layer 12A.
  • the configuration of the first filtration device 10A is not limited to this example, and the first filtration device 10A having an arbitrary configuration can be adopted.
  • a carbon-based material such as anthracite, filtration sand such as silica sand, garnet that is a silicate mineral, porous ceramics, or the like can be used.
  • 10 A of 1st filtration apparatuses contain several 1st filtration layer 12A, you may employ
  • the second filtration device 20 includes one or more second filtration layers 22, an inlet 24 through which filtered water from the first filtration device 10 ⁇ / b> A flows, and an outlet 26 through which filtered water that has passed through the second filtration layer 22 flows out.
  • an inlet 24 is installed in the upper part of the container of the second filtration device 20
  • an outlet 26 is installed in the lower part of the container of the second filtration device 20
  • a vertically downward water flow passes through the second filtration layer 22.
  • the structure of the 2nd filtration apparatus 20 is not limited to this example, The 2nd filtration apparatus 20 of arbitrary structures is employable.
  • the second filtration layer 22 for example, a carbon-based material such as anthracite, filtration sand such as silica sand, garnet that is a silicate mineral, porous ceramics, or the like can be used.
  • the 2nd filtration apparatus 20 contains the several 2nd filtration layer 22, you may employ
  • the second filtration device 20 may have the same device configuration as the first filtration device 10A, and the second filtration layer 22 includes the first filtration layer 12A and the filter medium configuration (the height of the filtration layer, filtration The particle size etc. of the filtration sand constituting the layer may be common.
  • the outlet 16 of the first filtration device 10 ⁇ / b> A and the inlet 24 of the second filtration device 20 are connected by an intermediate flow path 30.
  • the intermediate flow path 30 is provided with a buffer tank 32, pumps 34 and 36, and a flow meter 38.
  • the pump 34 is configured to send filtered water from the first filtration device 10 ⁇ / b> A to the buffer tank 32.
  • the buffer tank 32 stores filtered water from the first filtration device 10A.
  • the pump 36 is configured to send filtered water stored in the buffer tank 32 to the second filtration device 20.
  • the flow meter 38 is configured to detect the flow rate of filtered water supplied to the inlet 24 of the second filtration device 20. In one embodiment, the flow meter 38 is provided between the buffer tank 32 and the inlet 24 of the second filtration device 20.
  • FIG. 2 is a graph showing the measurement results of the differential pressure across the sand filtration towers after conducting a water flow test on the two-stage sand filtration towers arranged in series.
  • the first-stage sand filtration tower and the second-stage sand filtration tower each had a sand filtration layer having a height of 1 m, and the sand particle diameter was 0.35 mm.
  • the filtration flow rate during the water flow test was 10 m / h for the first-stage sand filtration tower and 12 m / h for the second-stage sand filtration tower.
  • No flocculant was added to the sand filter tower at each stage.
  • no air washing facilities were provided for the sand filtration towers at each stage.
  • the upstream first filtration device 10 ⁇ / b> A has a higher differential pressure increase rate than the downstream second filtration device 20, and therefore, even when no flocculant is added.
  • the differential pressure tends to deviate from the control range.
  • the second filtration device 20 on the downstream side maintains a differential pressure within the control range even if the differential pressure increase is promoted due to the addition of the flocculant because the differential pressure increase rate is relatively small.
  • the filtration treatment facility 100 ⁇ / b> A has a flocculant for injecting the flocculant into the intermediate flow path 30 on the downstream side of the first filtration device 10 ⁇ / b> A and the upstream side of the second filtration device 20.
  • An injection unit 40 is further included.
  • the flocculant injection unit 40 by adding the flocculant to the intermediate flow path 30 between the first filtration device 10 ⁇ / b> A and the second filtration device 20 by the flocculant injection unit 40, the advantage of improved filtration efficiency due to the addition of the flocculant can be enjoyed.
  • flocculant has on the operation rate of filtration processing equipment 100A can be reduced.
  • the flocculant added by the flocculant injection unit 40 is, for example, a metal salt flocculant (for example, aluminum sulfate, ferric chloride (FeCl 3 )), a cationic polymer flocculant, an anionic polymer flocculant, Polymer flocculants (organic polymer flocculants) such as nonionic polymer flocculants can be used.
  • a metal salt flocculant for example, aluminum sulfate, ferric chloride (FeCl 3 )
  • the fixed matter of the polymer flocculant is generated at the inlet of the second filtration layer 22 of the second filtration device 20, it is relatively easy if the fixed matter is swollen with a cleaning liquid containing an alkaline solution, for example.
  • the fixed matter can be peeled off from the second filtration layer 22.
  • additional equipment such as an air cleaning facility for blowing sludge (fixed matter) into the second filtration layer 22 is not necessary, it is advantageous from the viewpoint of cost or installation space.
  • the flocculant injection unit 40 may inject the flocculant between the buffer tank 32 and the inlet 24 of the second filtration device 20.
  • the flocculant since the flocculant can be added directly to the filtered water supplied to the second filtration device 20, the flocculant is added between the first filtration device 10 ⁇ / b> A and the buffer tank 32. In comparison, it becomes easier to manage the addition amount of the flocculant necessary for appropriately performing the coagulation filtration in the second filtration device 20.
  • the pump 36 when the pump 36 is provided between the buffer tank 32 and the inlet 24 of the second filtration device 20, as shown in FIG. 1, in order to easily inject the flocculant from the flocculant injection portion 40, The flocculant may be injected into the suction side of the pump 36 (that is, between the buffer tank 32 and the pump 36).
  • the flocculant injection unit 40 includes a flocculant tank 42 in which the flocculant is stored, and a flocculant for injecting the flocculant from the flocculant tank 42 into filtered water under pressure. And a pump 44.
  • the filtration treatment facility 100A includes a water quality evaluation unit 50 for detecting a water quality evaluation index of filtered water that has passed through the second filtration device 20, and a flocculant based on the evaluation results of the water quality evaluation unit 50. And a control unit 60 for controlling the injection unit 40.
  • the control part 60 controls the flocculant injection part 40 based on the evaluation result of the water quality evaluation part 50, thereby preventing the addition of unnecessary flocculant and keeping the quality of filtered water within the management range. Can be maintained.
  • the separation performance in the reverse osmosis membrane facility 200 can be maintained high by appropriately maintaining the quality of the filtered water flowing into the reverse osmosis membrane facility 200 on the downstream side of the filtration treatment facility 100A.
  • the water quality evaluation unit 50 is provided on the downstream side of the outlet 26 of the second filtration device 20 and on the upstream side of the reverse osmosis membrane facility 200 described later. In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the water quality evaluation unit 50 is provided between the safety filter 110 and the reverse osmosis membrane facility 200 (more specifically, between the safety filter 110 and a high-pressure pump 220 described later). Provided.
  • the water quality evaluation unit 50 is configured to detect a water quality evaluation index of filtered water flowing out from the outlet 26 of the second filtration device 20. Examples of the “water quality evaluation index” detected by the water quality evaluation unit 50 include SDI (Silt Density Index), SS (Suspended Solid), and turbidity.
  • the water quality evaluation index means that the larger the value, the more suspended substances are contained in the filtered water.
  • the control unit 60 receives the detection signal of the water quality evaluation index from the water quality evaluation unit 50, and controls the flocculant injection unit 40 based on the signal. In some embodiments, the control unit 60 causes the flocculant injection unit 40 to inject the flocculant when the water quality evaluation index of the filtered water that has passed through the second filtration device 20 is greater than or equal to the threshold value. On the other hand, when the water quality evaluation index of the filtered water that has passed through the second filtration device 20 is less than the threshold value, the control unit 60 causes the flocculant injection unit 40 to stop injecting the flocculant. Thereby, the water quality evaluation index of the filtrate water that has passed through the second filtration device 20 can be maintained within the control range (below the threshold value) by injecting the flocculant from the flocculant injection unit 40 as necessary. it can.
  • control unit 60 In addition to the detection signal of the water quality evaluation index from the water quality evaluation unit 50, the control unit 60 generates a signal indicating the flow rate of filtered water supplied to the inlet 24 of the second filtration device 20, as shown in FIG.
  • the amount of flocculant added by the flocculant injection unit 40 may be determined based on these signals acquired from the flow meter 38.
  • the filtered water obtained by the filtration processing facility 100A having the above configuration is guided to the reverse osmosis membrane facility 200 as shown in FIG.
  • the reverse osmosis membrane facility 200 includes at least one reverse osmosis membrane device 210 for separating the filtrate from the filtration treatment facility 100A into concentrated water and permeate, and the reverse osmosis membrane device from the filtration water from the filtration treatment facility 100A. And a high-pressure pump 220 for pumping to 210.
  • each reverse osmosis membrane device 210 may include a vessel and one or more reverse osmosis membranes provided in the vessel.
  • the permeated water flowing out from the reverse osmosis membrane device 210 is sent to another reverse osmosis membrane device on the rear stage side or a production water tank by a pump 230.
  • the concentrated water flowing out from the reverse osmosis membrane device 210 is discharged out of the system.
  • the reverse osmosis membrane facility 200 further comprises an energy recovery device for recovering the pressure energy of the concentrated water from the reverse osmosis membrane device 210.
  • an energy recovery device pressure energy of concentrated water from the reverse osmosis membrane device 210 is recovered, and low-pressure filtered water from the filtration processing facility 100A (between the filtration processing facility 100A and the high-pressure pump 220).
  • a pressure exchanger 240 configured to increase the pressure of the filtered water is shown.
  • the reverse osmosis membrane facility 200 is positioned between the pressure converter 240 and the reverse osmosis membrane device 210 and is configured to further increase the pressure of the filtered water that has passed through the pressure converter 240.
  • the pump 242 may be further provided.
  • the filtration configured to be able to inject the flocculant from the flocculant injecting section 40 into the intermediate flow path 30 between the first filtration device 10A and the second filtration device 20. Since the treatment facility 100A is provided, it is possible to reduce the influence of the increase in the differential pressure of the filtration layer due to the addition of the flocculant on the operation rate of the filtration treatment facility 100A while enjoying the advantage of improving the filtration efficiency due to the addition of the flocculant. . Therefore, more product water can be obtained from the desalination plant 1A.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an overall configuration of a desalination plant 1B according to another embodiment.
  • the desalination plant 1B shown in the figure is different from the desalination plant 1A described above in that the first filtration device 10B of the filtration treatment facility 100B is a biofilm filtration device.
  • it demonstrates centering on the point which is different from desalination plant 1A among the structures of desalination plant 1B.
  • the structure which is not demonstrated concretely about the desalination plant 1B it is the same as that of the desalination plant 1A.
  • the first filtration device 10B of the filtration treatment facility 100B is a biofilm filtration device in which a biofilm is supported on the first filtration layer 12B.
  • a biofilm filtration device as the first filtration device 10B, suspended substances in raw water (seawater) containing organic substances can be efficiently removed.
  • the flocculant from the flocculant injection part 40 is inject
  • medical agent for removing an aggregate does not have a bad influence on the microorganisms which inhabit the filtration layer 12B of the 1st filtration apparatus 10B,
  • the biological filtration ability of the 1st filtration apparatus 10B is extended for a long term. Can be maintained over a period of time.
  • the desalination plant 1B is further provided with the oxidizing agent injection
  • the oxidant injection unit 4 plays a role of sterilizing seawater (raw water) taken from the water intake facility 2.
  • sodium hypochlorite (NaClO) can be used as the oxidizing agent.
  • the oxidant injecting unit 4 adds an oxidant tank 5 in which an oxidant is stored and an oxidant from the oxidant tank 5 to add and inject seawater (raw water).
  • the oxidant pump 6 is configured to be capable of flow rate control, and the amount of oxidant added may be adjusted according to the flow rate of seawater (raw water).
  • the desalination plant 1B may be further provided with the reducing agent injection
  • the reducing agent added by the reducing agent injection unit 7 plays a role of detoxifying the oxidizing agent by reducing the oxidizing agent added to the seawater by the oxidizing agent injection unit 4.
  • the reducing agent for example, sodium bisulfite (NaHSO 3 ; SBS) can be used.
  • the reducing agent injection unit 7 pressurizes and injects the reducing agent stored in the reducing agent tank 8 and the reducing agent from the reducing agent tank 8 into seawater (raw water).
  • the reducing agent pump is configured to be capable of controlling the flow rate so that the amount of reducing agent added is adjusted in accordance with the flow rate of seawater (raw water) and / or the amount of oxidizing agent injected from the oxidizing agent injection unit 4. It may be.
  • the reducing agent injection unit 7 is provided on the downstream side of the oxidant injection unit 4 and on the upstream side of the first filtration device 10B of the filtration processing facility 100B.
  • the oxidizing agent added to the raw water by the oxidant injection unit 4 for sterilization purposes can be taken away by the reducing agent. Therefore, the influence which the oxidizing agent added to seawater (raw water) by the oxidizing agent injection
  • the activity of the microorganisms which inhabit the 1st filtration layer 12B of the 1st filtration apparatus 10B may fall with an oxidizing agent.
  • the oxidizing agent can be detoxified by the action of the reducing agent, so that the filtration performance in the biofilm filtration apparatus (first filtration apparatus 10B) is maintained. be able to.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a filtration processing method according to an embodiment.
  • the raw water is passed through the filtration treatment facility 100 (100A, 100B) (step S10).
  • filtered water obtained by passing raw water through the first filtration layer (12A, 12B) of the first filtration device 10 (10A, 10B) is used as the first filtration device 10 (10A, 10B).
  • Water is further passed through the second filtration layer (22A, 22B) of the second filtration device 20 (20A, 20B) located on the downstream side.
  • filtered water is obtained from the filtration processing facility 100 (100A, 100B).
  • the raw water to be passed through the filtration treatment facility 100 may be the seawater itself taken in by the water intake facility 2, or may be obtained by performing a predetermined pretreatment on the seawater.
  • the water quality evaluation index of the filtered water that has passed through the second filtration device 20 of the filtration processing facility 100 is detected (step S12).
  • the “water quality evaluation index” include SDI (Silt Density Index), SS (Suspended Solid), and turbidity.
  • the water quality evaluation index means that the larger the value, the more suspended substances are contained in the filtered water.
  • the detection of the water quality evaluation index is performed on the downstream side of the second filtration device 20 shown in FIGS. 1 and 3 (specifically, the water quality provided at the position between the safety filter 110 and the reverse osmosis membrane device 210). You may perform using the evaluation part 50.
  • sample water is obtained from an arbitrary position between the second filtration device 20 and the reverse osmosis membrane device 210 via a sampling pipe, and the second filtration device 20 is analyzed by analyzing the sample water offline. You may detect the water quality evaluation parameter
  • step S14 the water quality evaluation index of the filtered water that has passed through the second filtration device 20 is compared with a threshold value. And when the water quality evaluation parameter
  • the flocculant added in step S16 is, for example, a metal salt flocculant (for example, aluminum sulfate, ferric chloride (FeCl 3 )), a cationic polymer flocculant, an anionic polymer flocculant, or a nonionic polymer.
  • a metal salt flocculant for example, aluminum sulfate, ferric chloride (FeCl 3 )
  • a cationic polymer flocculant for example, aluminum sulfate, ferric chloride (FeCl 3 )
  • a cationic polymer flocculant for example, aluminum sulfate, ferric chloride (FeCl 3 )
  • a cationic polymer flocculant for example, aluminum sulfate, ferric chloride (FeCl 3 )
  • a cationic polymer flocculant for example, aluminum sulfate, ferric chloride (FeCl 3 )
  • the fixed matter of the polymer flocculant is generated at the inlet of the second filtration layer 22 of the second filtration device 20, it is relatively easy if the fixed matter is swollen with a cleaning liquid containing an alkaline solution, for example.
  • the fixed matter can be peeled off from the second filtration layer 22.
  • additional equipment such as an air cleaning facility for blowing sludge (fixed matter) into the second filtration layer 22 is not necessary, it is advantageous from the viewpoint of cost or installation space.
  • the application place of filtration treatment equipment 100 concerning this embodiment is the application destination. It is not limited to the desalination plant 1. That is, the application destination is not particularly limited as long as the filtration treatment facility 100 according to the present embodiment has a configuration for filtering raw water through a filtration layer.
  • the raw water may be, for example, seawater, groundwater, rivers, lake water, treated wastewater, or factory wastewater. According to the above-described method, seawater can be desalinated, wastewater treated water, factory wastewater, etc. can be purified to obtain reused water, or clean water can be generated from rivers and lakes.
  • the filtration processing equipment 100 (100A, 100B) provided with the 1st 1st filtration apparatus 10 (10A, 10B) and the 1st 2nd filtration apparatus 20, although it demonstrated.
  • the at least one of the first filtration device 10 and the second filtration device 20 may have a configuration in which a plurality of filtration devices (10, 20) are arranged in parallel with each other.
  • an expression indicating that things such as “identical”, “equal”, and “homogeneous” are in an equal state not only represents an exactly equal state, but also has a tolerance or a difference that can provide the same function. It also represents the existing state.
  • the expression “comprising”, “including”, or “having” one constituent element is not an exclusive expression for excluding the existence of another constituent element.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)

Abstract

ろ過処理設備は、第１ろ過層を有する第１ろ過装置と、前記第１ろ過装置の下流側に設けられ、第２ろ過層を有する第２ろ過装置と、前記第１ろ過装置と前記第２ろ過装置とを接続する中間流路に対して凝集剤を添加するように構成された凝集剤注入部と、を備える。

Description

ろ過処理設備及びこれを備えた淡水化プラント並びにろ過処理方法
　本開示は、ろ過処理設備及びこれを備えた淡水化プラント並びにろ過処理方法に関する。
　一般に、アンスラサイトや珪砂等のろ材が充填されたろ過層に原水を流すことによって、原水中の濁質分（浮遊微粒子）をろ過するろ過装置が知られている。ろ過装置は、例えば逆浸透膜装置の前処理設備として、淡水化プラント等の各種水処理プラントにて多く用いられている。
　非特許文献１には、砂ろ過層及び軽石ろ過層を含むデュアル・ミーディア・フィルタ（ＤＭＦ）を用いたろ過装置が開示されている。このろ過装置では、ＤＭＦの上流側において凝集剤（ＦｅＣｌ３）及び還元剤（ＳＢＳ）を注入することが開示されている。
　また、特許文献１には、撹拌装置、フロック形成装置、生物ろ過処理装置及び膜ろ過処理装置が直接に配置された浄水処理装置が開示されている。最上流側に位置する撹拌装置では、水道原水と凝集剤とが混合されるようになっている。
ケイド・ゲイド（Ｋａｄｅ　Ｇａｉｄ）、グレゴイレ・ミュラー（Ｇｒｅｇｏｉｒｅ　Ｍｕｌｌｅｒ）、ジェローム・レパーク（Ｊｅｒｏｍｅ　Ｌｅｐａｒｃ）著、「Ｈｉｇｈ　Ｒａｔｅ　Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎ：　Ｆｒｏｍ　Ｐｉｌｏｔ　Ｐｌａｎｔ　ｔｏ　Ｆｕｌｌ　Ｓｃａｌｅ　Ｐｌａｎｔ」、Ｔｈｅ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎ　Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ　Ｗｏｒｌｄ　Ｃｏｎｇｒｅｓｓ　ｏｎ　Ｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｕｓｅ　２０１３／Ｔｉａｎｊｉｎ，　Ｃｈｉｎａ、ｐ．１－１８
特開平１１－１９６８９号公報
　しかしながら、ろ過装置の上流側に凝集剤を添加すると、凝集物がろ過装置のろ過層の入口側に堆積し、ろ過装置の差圧上昇が助長されてしてしまう。ろ過装置の差圧がある程度上昇すると、ろ過装置の洗浄（例えば逆洗）が必要になり、ろ過処理設備の稼働率が低下する。
　この点、非特許文献１および特許文献１には、凝集剤の添加に起因した上記問題に対する対策が開示されていない。
　本発明の少なくとも幾つかの実施形態の目的は、凝集剤の添加に起因したろ過層の差圧上昇がろ過処理設備の稼働率に与える影響を低減し得るろ過処理設備及びこれを備えた淡水化プラント並びにろ過処理方法をすることである。
（１）本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係るろ過処理設備は、
　第１ろ過層を有する第１ろ過装置と、
　前記第１ろ過装置の下流側に設けられ、第２ろ過層を有する第２ろ過装置と、
　前記第１ろ過装置と前記第２ろ過装置とを接続する中間流路に対して凝集剤を添加するように構成された凝集剤注入部と、
を備える。
　本発明者らの鋭意検討の結果、直列に配置された２つのろ過装置のうち、上流側のろ過装置の差圧上昇速度は、下流側のろ過装置に比べて大きいことが明らかになった。
　上記（１）の構成は、本発明者らの上記知見に基づくものであり、凝集剤注入部によって、第１ろ過装置と第２ろ過装置との間の中間流路に凝集剤を添加するようにしたものである。上述のとおり、上流側の第１ろ過装置は、下流側の第２ろ過装置に比べて、差圧上昇速度が大きいから、たとえ凝集剤を添加しない場合であっても、差圧が管理範囲を逸脱しやすい。逆に、下流側の第２ろ過装置は、差圧上昇速度が相対的に小さいから、凝集剤の添加に起因して差圧上昇が助長されても、差圧を管理範囲内に維持しやすい。このため、凝集剤注入部によって、第１ろ過装置と第２ろ過装置との間の中間流路に凝集剤を添加することで、凝集剤の添加によるろ過効率向上というメリットを享受しながら、凝集剤の添加に起因したろ過層の差圧上昇がろ過処理設備の稼働率に与える影響を低減できる。
　なお、凝集剤注入部からの凝集剤の添加は間欠的に行ってもよい。例えば、原水の性状変化に伴うろ過水の水質が変動（低下）した場合に限って、凝集剤注入部から中間流路に凝集剤を注入するようにしてもよい。
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
　前記第１ろ過装置は、前記第１ろ過層に生物膜が担持された生物膜ろ過装置である。
　上記（２）の構成によれば、第１ろ過装置として生物膜ろ過装置を用いることで、有機物を含む懸濁物質を効率的に除去することができる。
　また、上記（１）で述べたように、凝集剤は第１ろ過装置の下流側（即ち、中間流路）に注入されるため、第１ろ過装置に凝集剤由来の凝集物が堆積することはない。このため、凝集物を除去するための薬剤等を用いた洗浄工程が第１ろ過装置のろ過層に生息する微生物に悪影響を及ぼすことがなく、第１ろ過装置の生物ろ過能を長期に亘って維持することができる。
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）の構成において、
　前記ろ過処理設備は、
　前記第１ろ過装置の上流側に設けられ、原水に酸化剤を注入するための酸化剤注入部と、
　前記酸化剤注入部の下流側、かつ、前記第１ろ過装置の上流側に設けられ、前記原水に還元剤を注入するための還元剤注入部と、
をさらに備える。
　上記（３）の構成によれば、原水が第１ろ過装置に到達する前に、殺菌目的で原水に添加された酸化剤の酸化力を還元剤によって奪うことができる。よって、例えば、第１ろ過装置が生物膜ろ過装置である場合であっても、酸化剤が生物膜ろ過装置（第１ろ過装置）に及ぼす影響を低減することができる。すなわち、第１ろ過装置が生物膜ろ過装置である場合、酸化剤により第１ろ過層に生息する微生物の活性が低下してしまう可能性があるところ、上記（３）の構成によれば、還元剤の作用によって酸化剤を無害化することができるので、生物膜ろ過装置（第１ろ過装置）におけるろ過処理能を維持することができるのである。
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）～（３）の何れかの構成において、
　前記凝集剤は、高分子凝集剤である。
　上記（４）の構成によれば、金属塩凝集剤（例えば、ＦｅＣｌ３）を用いる場合に比べて、スラッジ生成を抑えることができ、環境に対する負荷を低減できる。
　また、仮に高分子凝集剤の固着物が第２ろ過装置の入口部に発生しても、例えばアルカリ溶液を含む洗浄液で固着物を膨潤させれば、比較的容易に固着物を第２ろ過層から剥離することができる。この場合、第２ろ過層に空気を吹き込んでスラッジ（固着物）を除去するための空気洗浄設備等の設備追加が不要となるため、コスト又は設置スペースの面からも有利である。
（５）幾つかの実施形態では、上記（１）～（４）の何れかの構成において、
　前記ろ過処理設備は、
　前記第２ろ過装置を通過したろ過水の水質評価指標を検出するための水質評価部と、
　前記水質評価指標に基づいて、前記凝集剤を前記中間流路に注入するよう前記凝集剤注入部を制御するための制御部と、
をさらに備える。
　上記（５）の構成によれば、水質評価部によって検出された水質評価指標に基づいて、必要に応じて凝集剤を添加することができる。よって、不必要な凝集剤の添加を防止しながら、ろ過水の水質を管理範囲内に維持することができる。このことは、ろ過処理設備の下流側に逆浸透膜設備が設けられる場合において逆浸透膜の分離性能を維持する観点から有益である。
　なお、「水質評価指標」として、例えば、ＳＤＩ（Ｓｉｌｔ　Ｄｅｎｓｉｔｙ　Ｉｎｄｅｘ）、ＳＳ（Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ　Ｓｏｌｉｄ）、濁度等を挙げることができる。
（６）一実施形態では、上記（５）の構成において、
　前記制御部は、
　　前記水質評価指標が閾値未満であるとき、前記凝集剤注入部からの前記凝集剤の注入を停止し、
　　前記水質評価指標が閾値以上になったとき、前記凝集剤注入部からの前記凝集剤の注入を行う
ように構成される。
　なお、ここでの「水質評価指標」は、値が大きくなるほど、ろ過水により多くの懸濁物質が含まれていることを意味する。
　上記（６）の構成によれば、必要に応じた凝集剤の注入により、水質評価指標を管理範囲内（閾値以下）に維持することができる。
（７）本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係る淡水化プラントは、
　上記（１）～（６）の何れかの構成のろ過処理設備と、
　前記ろ過処理設備の下流側に位置し、前記第２ろ過装置からのろ過水を濃縮水と透過水とに分離するための少なくとも一つの逆浸透装置を含む逆浸透膜設備と、
を備える。
　上記（７）の構成によれば、上述の（１）～（６）の何れかの構成のろ過処理設備を設けたので、凝集剤の添加によるろ過効率向上というメリットを享受しながら、凝集剤の添加に起因したろ過層の差圧上昇がろ過処理設備の稼働率に与える影響を低減できる。よって、淡水化プラントから、より多くの生産水を得ることができる。
（８）幾つかの実施形態では、上記（７）の構成において、
　前記ろ過処理設備は、
　　前記第２ろ過装置を通過したろ過水の水質評価指標を検出するための水質評価部と、
　　前記水質評価指標に基づいて、前記凝集剤を前記中間流路に注入するよう前記凝集剤注入部を制御するための制御部と、
を含み、
　前記水質評価部は、前記第２ろ過装置と前記逆浸透膜設備との間に設けられる。
　上記（７）の構成によれば、水質評価部によって検出された水質評価指標に基づいて、必要に応じて凝集剤を添加することができる。よって、不必要な凝集剤の添加を防止しながら、ろ過水の水質を管理範囲内に維持することが可能となり、ろ過処理設備の下流側の逆浸透膜装置の逆浸透膜の分離性能を高く維持することができる。
（９）本発明の少なくとも幾つかの実施形態に係るろ過処理方法は、
　第１ろ過装置の第１ろ過層に原水を通水させるステップと、
　前記第１ろ過装置の下流側に設けられた第２ろ過装置の第２ろ過層に、前記第１ろ過装置からのろ過水を通水させるステップと、
　前記第１ろ過装置と前記第２ろ過装置とを接続する中間流路に対して凝集剤を添加するステップと、
を備える。
　上述のとおり、上流側の第１ろ過装置は、下流側の第２ろ過装置に比べて、差圧上昇速度が大きいから、たとえ凝集剤を添加しない場合であっても、差圧が管理範囲を逸脱しやすい。逆に、下流側の第２ろ過装置は、差圧上昇速度が相対的に小さいから、凝集剤の添加に起因して差圧上昇が助長されても、差圧を管理範囲内に維持しやすい。
　そこで、上記（９）の方法では、第１ろ過装置と第２ろ過装置とを接続する中間流路に対して凝集剤を添加するようにしたので、凝集剤の添加によるろ過効率向上というメリットを享受しながら、凝集剤の添加に起因したろ過層の差圧上昇がろ過処理設備の稼働率に与える影響を低減できる。
（１０）幾つかの実施形態では、上記（９）の方法において、
　前記第１ろ過装置は、生物膜が前記第１ろ過層に担持された生物膜ろ過装置である。
　上記（１０）の方法によれば、第１ろ過装置として生物膜ろ過装置を用いることで、有機物を含む懸濁物質を効率的に除去することができる。
　また、上記（９）で述べたように、凝集剤は第１ろ過装置の下流側（中間流路）に注入されるため、第１ろ過装置に凝集剤由来の凝集物が堆積することはない。このため、凝集物を除去するための薬剤等を用いた洗浄工程が第１ろ過装置のろ過層に生息する微生物に悪影響を及ぼすことがなく、第１ろ過装置の生物ろ過能を長期に亘って維持することができる。
（１１）幾つかの実施形態では、上記（９）又は（１０）の方法において、
　前記ろ過処理方法は、
　前記第１ろ過装置の上流側にある酸化剤注入位置において、原水に酸化剤を注入するステップと、
　前記酸化剤注入位置の下流側、かつ、前記第１ろ過装置の上流側において、前記原水に還元剤を注入するステップと、
をさらに備える。
　上記（１１）の方法によれば、原水が第１ろ過装置に到達する前に、殺菌目的で原水に添加された酸化剤の酸化力を還元剤によって奪うことができる。よって、第１ろ過装置が生物膜ろ過装置である場合であっても、酸化剤が生物膜ろ過装置（第１ろ過装置）に及ぼす影響を低減することができる。すなわち、第１ろ過装置が生物膜ろ過装置である場合、酸化剤により第１ろ過層に生息する微生物の活性が低下してしまう可能性があるところ、上記（１１）の方法によれば、還元剤の作用によって酸化剤を無害化することができるので、生物膜ろ過装置（第１ろ過装置）におけるろ過処理能を維持することができるのである。
（１２）幾つかの実施形態では、上記（９）～（１１）の何れかの方法において、
　前記凝集剤は、高分子凝集剤である。
　上記（１２）の方法によれば、金属塩凝集剤（例えば、ＦｅＣｌ３）を用いる場合に比べて、スラッジ生成を抑えることができ、環境に対する負荷を低減できる。
　また、仮に高分子凝集剤の固着物が第２ろ過装置の入口部に発生しても、例えばアルカリ溶液を含む洗浄液で固着物を膨潤させれば、比較的容易に固着物を第２ろ過層から剥離することができる。この場合、第２ろ過層に空気を吹き込んでスラッジ（固着物）を除去するための空気洗浄設備等の設備追加が不要となるため、コスト又は設置スペースの面からも有利である。
（１３）幾つかの実施形態では、上記（９）～（１２）の何れかの方法において、
　前記凝集剤を添加するステップでは、前記第２ろ過装置を通過したろ過水の水質評価指標に基づいて、前記凝集剤を前記中間流路に注入する。
　上記（１３）の方法によれば、第２ろ過装置を通過したろ過水の水質評価指標に基づいて、必要に応じて凝集剤を添加することができる。よって、不必要な凝集剤の添加を防止しながら、ろ過水の水質を管理範囲内に維持することができる。このことは、ろ過処理設備の下流側に逆浸透膜設備が設けられる場合において逆浸透膜の分離性能を維持する観点から有益である。
　なお、「水質評価指標」として、例えば、ＳＤＩ（Ｓｉｌｔ　Ｄｅｎｓｉｔｙ　Ｉｎｄｅｘ）、ＳＳ（Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ　Ｓｏｌｉｄ）、濁度等を挙げることができる。
（１４）幾つかの実施形態では、上記（１３）の方法において、
　前記凝集剤を添加するステップでは、
　　前記水質評価指標が閾値未満であるとき、前記中間流路への前記凝集剤の注入を停止し、
　　前記水質評価指標が閾値以上になったとき、前記中間流路への前記凝集剤の注入を行う。
　上記（１４）の方法によれば、必要に応じた凝集剤の注入により、水質評価指標を管理範囲内（閾値以下）に維持することができる。
　本発明の少なくとも幾つかの実施形態によれば、第１ろ過装置と第２ろ過装置との間の中間流路に凝集剤を添加することで、凝集剤の添加によるろ過効率向上というメリットを享受しながら、凝集剤の添加に起因したろ過層の差圧上昇がろ過処理設備の稼働率に与える影響を低減できる。
一実施形態に係る淡水化プラントの全体構成を示す図である。 直列に配置された２段の砂ろ過塔に対して通水試験を行った後における各砂ろ過塔の前後差圧の計測結果を示すグラフである。 他の実施形態に係る淡水化プラントの全体構成を示す図である。 一実施形態に係るろ過処理方法を示すフローチャートである。
　以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
　図１は、一実施形態に係る淡水化プラント１Ａの全体構成を示す図である。
　同図に示すように、幾つかの実施形態に係る淡水化プラント１Ａは、取水設備２と、取水設備２からの海水（原水）をろ過するろ過処理設備１００Ａと、ろ過処理設備１００Ａからのろ過水を濃縮水と透過水とに分離する逆浸透膜設備２００と、を備える。
　取水設備２は、海水を取水するための取水管を含む。取水管は、海中に設置されてもよいし、海底の砂中に埋設されていてもよい。取水設備２からの海水は、ポンプ３によって下流側のろ過処理設備１００Ａに導かれる。
　ろ過処理設備１００Ａは、第１ろ過層１２Ａを有する第１ろ過装置１０Ａと、第２ろ過層２２を有する第２ろ過装置２０と、を含む。第２ろ過装置２０は、第１ろ過装置１０Ａの下流側に設けられる。
　ここで、ろ過処理設備１００Ａは、第２ろ過装置２０の下流側に設けられる安全フィルタ１１０をさらに備えていてもよい。安全フィルタ１１０は、ろ過処理設備１００Ａの下流側の逆浸透膜設備２００への異物流入を防止する役割を有しており、例えばマイクロカートリッジフィルタを用いることができる。なお、安全フィルタ１１０へのろ過水の供給は、第２ろ過装置２０の出口２６と安全フィルタ１１０との間に位置するポンプ１１２（図１参照）により行われてもよい。
　第１ろ過装置１０Ａは、１層以上の第１ろ過層１２Ａと、取水設備２からの海水（原水）が流入する入口１４と、第１ろ過層１２Ａを通過したろ過水が流出する出口１６と、を有する。図１に示す実施形態では、第１ろ過装置１０Ａの容器上部に入口１４が設置され、第１ろ過装置１０Ａの容器下部に出口１６が設置され、鉛直下向きの水流が第１ろ過層１２Ａを通過するようになっているが、第１ろ過装置１０Ａの構成はこの例に限定されるものではなく、任意の構成の第１ろ過装置１０Ａを採用することができる。
　第１ろ過層１２Ａは、例えば、アンスラサイト等のカーボン系材料や、珪砂等のろ過砂や、硅酸塩鉱物であるガーネットや、多孔質セラミックス等を用いることができる。また、第１ろ過装置１０Ａが複数の第１ろ過層１２Ａを含む場合、鉛直方向に複数のろ過層（第１ろ過層１２Ａ）を積層した構成を採用してもよい。
　第２ろ過装置２０は、１層以上の第２ろ過層２２と、第１ろ過装置１０Ａからのろ過水が流入する入口２４と、第２ろ過層２２を通過したろ過水が流出する出口２６と、を有する。図１に示す実施形態では、第２ろ過装置２０の容器上部に入口２４が設置され、第２ろ過装置２０の容器下部に出口２６が設置され、鉛直下向きの水流が第２ろ過層２２を通過するようになっているが、第２ろ過装置２０の構成はこの例に限定されるものではなく、任意の構成の第２ろ過装置２０を採用することができる。
　第２ろ過層２２は、例えば、アンスラサイト等のカーボン系材料や、珪砂等のろ過砂や、硅酸塩鉱物であるガーネットや、多孔質セラミックス等を用いることができる。また、第２ろ過装置２０が複数の第２ろ過層２２を含む場合、鉛直方向に複数のろ過層（第２ろ過層２２）を積層した構成を採用してもよい。
　さらに、第２ろ過装置２０は、第１ろ過装置１０Ａと同一の装置構成を有していてもよく、第２ろ過層２２は、第１ろ過層１２Ａとろ材構成（ろ過層の高さ、ろ過層を構成するろ過砂の粒径等）が共通であってもよい。
　第１ろ過装置１０Ａの出口１６と第２ろ過装置２０の入口２４とは、中間流路３０によって接続されている。
　図１に示す例示的な実施形態では、中間流路３０には、バッファタンク３２、ポンプ３４，３６、流量計３８が設けられる。
　ポンプ３４は、第１ろ過装置１０Ａからのろ過水をバッファタンク３２に送り出すように構成される。バッファタンク３２には、第１ろ過装置１０Ａからのろ過水が貯留される。ポンプ３６は、バッファタンク３２に貯留されたろ過水を第２ろ過装置２０に送り出すように構成される。なお、第１ろ過装置１０Ａ、第２ろ過装置２０及びバッファタンク３２の相互の高さ関係によってはろ過水の圧送に必要なヘッド差を確保できる場合があり、この場合にはポンプ３４，３６は適宜省略可能である。
　また、流量計３８は、第２ろ過装置２０の入口２４に供給されるろ過水の流量を検出するように構成される。一実施形態では、流量計３８は、バッファタンク３２と第２ろ過装置２０の入口２４との間に設けられる。
　ここで、図２を参照して、直列に配置された第１ろ過装置１０Ａ及び第２ろ過装置２０の前後差圧の上昇速度の違いについて説明する。
　図２は、直列に配置された２段の砂ろ過塔に対して通水試験を行った後における各砂ろ過塔の前後差圧の計測結果を示すグラフである。なお、１段目の砂ろ過塔および２段目の砂ろ過塔は、それぞれ、高さ１ｍの砂ろ過層を有しており、砂粒子径は０．３５ｍｍであった。さらに、通水試験時のろ過流速は、１段目の砂ろ過塔が１０ｍ／ｈであり、２段目の砂ろ過塔が１２ｍ／ｈであった。各段の砂ろ過塔に対して凝集剤の添加は行わなかった。また、各段の砂ろ過塔には空洗設備は設けなかった。各段の砂ろ過塔の前後差圧の変動傾向を試験期間中において計測した。そして、試験期間中における差圧の平均上昇速度を各段の砂ろ過塔について求めた。
　その結果、図２に示すように、１段目の砂ろ過塔の前後差圧の平均上昇速度（図２中における「１ｓｔ」）は、２段目の砂ろ過塔の前後差圧の平均上昇速度（図２中における「２ｎｄ」）に比べて格段に大きいことが明らかになった。
　図２の試験結果から分かるように、上流側の第１ろ過装置１０Ａは、下流側の第２ろ過装置２０に比べて、差圧上昇速度が大きいから、たとえ凝集剤を添加しない場合であっても、差圧が管理範囲を逸脱しやすい。逆に、下流側の第２ろ過装置２０は、差圧上昇速度が相対的に小さいから、凝集剤の添加に起因して差圧上昇が助長されても、差圧を管理範囲内に維持しやすい。
　そこで、ろ過処理設備１００Ａは、図１に示すように、第１ろ過装置１０Ａの下流側、かつ、第２ろ過装置２０の上流側において、中間流路３０に凝集剤を注入するための凝集剤注入部４０をさらに含む。
　このように凝集剤注入部４０によって、第１ろ過装置１０Ａと第２ろ過装置２０との間の中間流路３０に凝集剤を添加することで、凝集剤の添加によるろ過効率向上というメリットを享受しながら、凝集剤の添加に起因したろ過層の差圧上昇がろ過処理設備１００Ａの稼働率に与える影響を低減できる。
　凝集剤注入部４０によって添加される凝集剤は、例えば、金属塩凝集剤（例えば、硫酸アルミニウム、塩化第２鉄（ＦｅＣｌ３））や、カチオン系高分子凝集剤、アニオン系高分子凝集剤、ノニオン系高分子凝集剤等の高分子凝集剤（有機系高分子凝集剤）を用いることができる。
　凝集剤として高分子凝集剤を用いる場合、金属塩凝集剤（例えば、ＦｅＣｌ３）を用いる場合に比べて、スラッジ生成を抑えることができ、環境に対する負荷を低減できる。また、仮に高分子凝集剤の固着物が第２ろ過装置２０の第２ろ過層２２の入口部に発生しても、例えばアルカリ溶液を含む洗浄液で固着物を膨潤させれば、比較的容易に固着物を第２ろ過層２２から剥離することができる。この場合、第２ろ過層２２に空気を吹き込んでスラッジ（固着物）を除去するための空気洗浄設備等の設備追加が不要となるため、コスト又は設置スペースの面からも有利である。
　凝集剤注入部４０は、バッファタンク３２と第２ろ過装置２０の入口２４との間に凝集剤を注入するようになっていてもよい。
　この場合、第２ろ過装置２０に供給されるろ過水に対して直接的に凝集剤を添加することができるので、第１ろ過装置１０Ａとバッファタンク３２との間に凝集剤を添加する場合に比べて、第２ろ過装置２０における凝集ろ過を適切に行うために必要な凝集剤の添加量を管理しやすくなる。
　また、バッファタンク３２と第２ろ過装置２０の入口２４との間にポンプ３６が設けられる場合、図１に示すように、凝集剤注入部４０からの凝集剤の注入を容易に行うために、ポンプ３６のサクション側（即ち、バッファタンク３２とポンプ３６との間）に凝集剤を注入してもよい。
　図１に示す例示的な実施形態では、凝集剤注入部４０は、凝集剤が貯留された凝集剤タンク４２と、凝集剤タンク４２からの凝集剤をろ過水に加圧注入するための凝集剤ポンプ４４と、を含む。
　幾つかの実施形態では、ろ過処理設備１００Ａは、第２ろ過装置２０を通過したろ過水の水質評価指標を検出するための水質評価部５０と、水質評価部５０の評価結果に基づいて凝集剤注入部４０を制御するための制御部６０と、をさらに備える。
　このように、水質評価部５０の評価結果に基づいて制御部６０が凝集剤注入部４０を制御することで、不必要な凝集剤の添加を防止しながら、ろ過水の水質を管理範囲内に維持することができる。これにより、ろ過処理設備１００Ａの下流側に逆浸透膜設備２００に流入するろ過水の水質を適正に維持することで、逆浸透膜設備２００における分離性能を高く維持することができる。
　水質評価部５０は、第２ろ過装置２０の出口２６の下流側、かつ、後述する逆浸透膜設備２００の上流側に設けられる。図１に示す例示的な実施形態では、水質評価部５０は、安全フィルタ１１０と逆浸透膜設備２００との間（より具体的には、安全フィルタ１１０と後述する高圧ポンプ２２０との間）に設けられる。
　水質評価部５０は、第２ろ過装置２０の出口２６から流出したろ過水の水質評価指標を検出するように構成される。水質評価部５０によって検出される「水質評価指標」として、例えば、ＳＤＩ（Ｓｉｌｔ　Ｄｅｎｓｉｔｙ　Ｉｎｄｅｘ）、ＳＳ（Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ　Ｓｏｌｉｄ）、濁度等を挙げることができる。なお、水質評価指標は、値が大きくなるほど、ろ過水により多くの懸濁物質が含まれていることを意味する。
　制御部６０は、水質評価部５０からの水質評価指標の検出信号を受け取り、該信号に基づいて凝集剤注入部４０を制御する。
　幾つかの実施形態では、制御部６０は、第２ろ過装置２０を通過したろ過水の水質評価指標が閾値以上であるとき、凝集剤注入部４０に凝集剤の注入を行わせる。一方、第２ろ過装置２０を通過したろ過水の水質評価指標が閾値未満であるとき、制御部６０は、凝集剤注入部４０に凝集剤の注入を停止させる。
　これにより、必要に応じて凝集剤注入部４０からの凝集剤の注入を行うことで、第２ろ過装置２０を通過したろ過水の水質評価指標を管理範囲内（閾値以下）に維持することができる。
　なお、制御部６０は、図１に示すように、水質評価部５０からの水質評価指標の検出信号に加えて、第２ろ過装置２０の入口２４に供給されるろ過水の流量を示す信号を流量計３８から取得し、これらの信号に基づいて、凝集剤注入部４０による凝集剤の添加量を決定してもよい。
　上記構成のろ過処理設備１００Ａによって得られたろ過水は、図１に示すように、逆浸透膜設備２００に導かれる。
　逆浸透膜設備２００は、ろ過処理設備１００Ａからのろ過水を濃縮水と透過水とに分離するための１以上の逆浸透膜装置２１０と、ろ過処理設備１００Ａからのろ過水を逆浸透膜装置２１０に圧送するための高圧ポンプ２２０と、を含む。
　逆浸透膜設備２００には、複数の逆浸透膜装置２１０が直列および／または並列に配置されていてもよい。各々の逆浸透膜装置２１０は、ベッセルと、該ベッセル内に設けられる１以上の逆浸透膜と、を含んでいてもよい。
　逆浸透膜装置２１０から流出した透過水は、ポンプ２３０によって後段側の他の逆浸透膜装置、または、生産水タンクに送られるようになっている。一方、逆浸透膜装置２１０から流出した濃縮水は、系外に排出される。
　幾つかの実施形態では、逆浸透膜設備２００は、逆浸透膜装置２１０からの濃縮水の圧力エネルギーを回収するためのエネルギー回収装置をさらに備える。
　図１には、エネルギー回収装置の一例として、逆浸透膜装置２１０からの濃縮水の圧力エネルギーを回収し、ろ過処理設備１００Ａからの低圧のろ過水（ろ過処理設備１００Ａと高圧ポンプ２２０との間のろ過水）を昇圧させるように構成された圧力変換器（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｅｘｃｈａｎｇｅｒ）２４０が示されている。この場合、逆浸透膜設備２００は、図１に示すように、圧力変換器２４０と逆浸透膜装置２１０との間に位置し、圧力変換器２４０を通過したろ過水をさらに昇圧させるように構成されたポンプ２４２をさらに備えていてもよい。
　上述した構成の淡水化プラント１Ａによれば、第１ろ過装置１０Ａと第２ろ過装置２０との間の中間流路３０に対して凝集剤注入部４０からの凝集剤を注入可能に構成したろ過処理設備１００Ａを備えたので、凝集剤の添加によるろ過効率向上というメリットを享受しながら、凝集剤の添加に起因したろ過層の差圧上昇がろ過処理設備１００Ａの稼働率に与える影響を低減できる。よって、淡水化プラント１Ａから、より多くの生産水を得ることができる。
　図３は、他の実施形態に係る淡水化プラント１Ｂの全体構成を示す図である。
　同図に示す淡水化プラント１Ｂは、ろ過処理設備１００Ｂの第１ろ過装置１０Ｂが生物膜ろ過装置である点において、上述した淡水化プラント１Ａと相違する。以下、図３を参照して、淡水化プラント１Ｂの構成のうち淡水化プラント１Ａとは相違する点を中心に説明する。淡水化プラント１Ｂについて具体的に説明しない構成については、淡水化プラント１Ａと同様である。
　上述のとおり、ろ過処理設備１００Ｂの第１ろ過装置１０Ｂは、第１ろ過層１２Ｂに生物膜が担持された生物膜ろ過装置である。
　このように、第１ろ過装置１０Ｂとして生物膜ろ過装置を用いることで、有機物を含む原水（海水）中の懸濁物質を効率的に除去することができる。
　また、淡水化プラント１Ｂにおいて、凝集剤注入部４０からの凝集剤は第１ろ過装置１０Ｂの下流側（中間流路３０）に注入されるため、第１ろ過装置１０Ｂに凝集剤由来の凝集物が堆積することはない。このため、凝集物を除去するための薬剤等を用いた洗浄工程が第１ろ過装置１０Ｂのろ過層１２Ｂに生息する微生物に悪影響を及ぼすことがなく、第１ろ過装置１０Ｂの生物ろ過能を長期に亘って維持することができる。
　幾つかの実施形態では、淡水化プラント１Ｂは、図３に示すように、取水設備２の下流側に設けられ、酸化剤を海水（原水）に添加するための酸化剤注入部４をさらに備える。酸化剤注入部４は、取水設備２から取り込んだ海水（原水）の殺菌を行う役割を担う。ここで、酸化剤として、例えば次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）を用いることができる。
　一実施形態では、酸化剤注入部４は、図３に示すように、酸化剤が貯留された酸化剤タンク５と、酸化剤タンク５からの酸化剤を海水（原水）に添加注入するための酸化剤ポンプ６と、を含む。酸化剤ポンプ６は、流量制御可能に構成されており、海水（原水）の流量に応じて酸化剤の添加量が調節されるようになっていてもよい。
　また、淡水化プラント１Ｂは、酸化剤注入部４の下流側に設けられ、還元剤を海水（原水）に添加するための還元剤注入部７をさらに備えていてもよい。還元剤注入部７によって添加される還元剤は、酸化剤注入部４によって海水中に添加された酸化剤を還元することで、酸化剤を無害化する役割を担う。ここで、還元剤として、例えば亜硫酸水素ナトリウム（ＮａＨＳＯ３；ＳＢＳ）を用いることができる。
　一実施形態では、還元剤注入部７は、図３に示すように、還元剤が貯留された還元剤タンク８と、還元剤タンク８からの還元剤を海水（原水）に加圧注入するための還元剤ポンプ９と、を含む。還元剤ポンプは、流量制御可能に構成されており、海水（原水）の流量、および／または、酸化剤注入部４からの酸化剤注入量に応じて還元剤の添加量が調節されるようになっていてもよい。
　幾つかの実施形態では、図３に示すように、還元剤注入部７は、酸化剤注入部４の下流側、かつ、ろ過処理設備１００Ｂの第１ろ過装置１０Ｂの上流側に設けられる。
　この場合、原水が第１ろ過装置１０Ｂに到達する前に、殺菌目的で酸化剤注入部４によって原水に添加された酸化剤の酸化力を還元剤によって奪うことができる。よって、酸化剤注入部４によって海水（原水）に添加された酸化剤が、第１ろ過装置（生物膜ろ過装置）１０Ｂに及ぼす影響を低減することができる。すなわち、第１ろ過装置１０Ｂが生物膜ろ過装置である場合、酸化剤により第１ろ過装置１０Ｂの第１ろ過層１２Ｂに生息する微生物の活性が低下してしまう可能性があるところ、第１ろ過装置１０Ｂの上流側に還元剤注入部７を設けることで、還元剤の作用によって酸化剤を無害化することができるので、生物膜ろ過装置（第１ろ過装置１０Ｂ）におけるろ過処理能を維持することができる。
　続いて、図４を参照して、幾つかの実施形態に係るろ過処理方法について説明する。
　図４は、一実施形態に係るろ過処理方法を示すフローチャートである。
　同図に示すように、ろ過処理設備１００（１００Ａ，１００Ｂ）に原水を通水させる（ステップＳ１０）。具体的には、第１ろ過装置１０（１０Ａ，１０Ｂ）の第１ろ過層（１２Ａ，１２Ｂ）に原水を通水させて得られたろ過水を、第１ろ過装置１０（１０Ａ，１０Ｂ）の下流側に位置する第２ろ過装置２０（２０Ａ，２０Ｂ）の第２ろ過層（２２Ａ，２２Ｂ）にさらに通水させる。こうして、ろ過処理設備１００（１００Ａ，１００Ｂ）からろ過水が得られる。
　なお、ろ過処理設備１００（１００Ａ，１００Ｂ）に通水させる原水は、取水設備２によって取り込んだ海水そのものであってもよいし、海水に対して所定の前処理を行ったものであってもよい。例えば、図３に示すように、取水設備２から取り込んだ海水に対して、酸化剤注入部４による酸化剤の注入と、酸化剤注入部４の下流側に位置する還元剤注入部７による還元剤の注入と、を行ったものを原水として、ろ過処理設備１００に導いてもよい。
　次に、ろ過処理設備１００（１００Ａ，１００Ｂ）の第２ろ過装置２０を通過したろ過水の水質評価指標を検出する（ステップＳ１２）。ここでの「水質評価指標」は、例えば、ＳＤＩ（Ｓｉｌｔ　Ｄｅｎｓｉｔｙ　Ｉｎｄｅｘ）、ＳＳ（Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ　Ｓｏｌｉｄ）、濁度等を挙げることができる。なお、水質評価指標は、値が大きくなるほど、ろ過水により多くの懸濁物質が含まれていることを意味する。
　また、水質評価指標の検出は、図１及び図３に示す第２ろ過装置２０の下流側（具体的には、安全フィルタ１１０と逆浸透膜装置２１０との間の位置）に設けられた水質評価部５０を用いて行ってもよい。あるいは、第２ろ過装置２０と逆浸透膜装置２１０との間の任意の位置から、サンプリング管を介して試料水を取得し、該試料水をオフラインで分析することで、第２ろ過装置２０を通過したろ過水の水質評価指標を検出してもよい。
　次いで、ステップＳ１４において、第２ろ過装置２０を通過したろ過水の水質評価指標と閾値とを比較する。そして、第２ろ過装置２０を通過したろ過水の水質評価指標が閾値以上である場合、ステップＳ１６に進んで、第１ろ過装置１０（１０Ａ，１０Ｂ）と第２ろ過装置２０との間の中間流路３０に対して凝集剤を添加する。一方、第２ろ過装置２０を通過したろ過水の水質評価指標が閾値未満である場合、凝集剤の添加は行わずに、第１ろ過層１２（１２Ａ，１２Ｂ）および第２ろ過層２２への原水の通水を継続する（ステップＳ１０）。
　ステップＳ１６で添加する凝集剤は、例えば、金属塩凝集剤（例えば、硫酸アルミニウム、塩化第２鉄（ＦｅＣｌ３））や、カチオン系高分子凝集剤、アニオン系高分子凝集剤、ノニオン系高分子凝集剤等の高分子凝集剤（有機系高分子凝集剤）を用いることができる。
　凝集剤として高分子凝集剤を用いる場合、金属塩凝集剤（例えば、ＦｅＣｌ３）を用いる場合に比べて、スラッジ生成を抑えることができ、環境に対する負荷を低減できる。
　また、仮に高分子凝集剤の固着物が第２ろ過装置２０の第２ろ過層２２の入口部に発生しても、例えばアルカリ溶液を含む洗浄液で固着物を膨潤させれば、比較的容易に固着物を第２ろ過層２２から剥離することができる。この場合、第２ろ過層２２に空気を吹き込んでスラッジ（固着物）を除去するための空気洗浄設備等の設備追加が不要となるため、コスト又は設置スペースの面からも有利である。
　以上、本発明の幾つかの実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
　例えば、上述した実施形態では、ろ過処理設備１００（１００Ａ，１００Ｂ）が淡水化プラント１（１Ａ，１Ｂ）に適用された場合について説明したが、本実施形態に係るろ過処理設備１００の適用先は淡水化プラント１に限定されるものではない。すなわち、本実施形態に係るろ過処理設備１００は、ろ過層により原水をろ過する構成を備えていれば、その適用先は特に限定されない。
　この場合、原水は、例えば、海水、地下水、河川、湖沼水、下廃水処理水、または工場排水等であってもよい。上記方法によれば、海水を淡水化したり、下廃水処理水や工場排水等を浄化して再利用水を得たり、河川や湖沼水から上水を生成したりすることができる。
　また、上述した実施形態では、ろ過処理設備１００（１００Ａ，１００Ｂ）が、１台の第１ろ過装置１０（１０Ａ，１０Ｂ）と、１台の第２ろ過装置２０とを備える例について説明したが、第１ろ過装置１０又は第２ろ過装置２０の少なくとも一方について、複数台のろ過装置（１０，２０）が互いに並列に配置された構成を有していてもよい。
　例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
　また、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
１（１Ａ，１Ｂ）　淡水化プラント
２　取水設備
３　ポンプ
４　酸化剤注入部
５　酸化剤タンク
６　酸化剤ポンプ
７　還元剤注入部
８　還元剤タンク
９　還元剤ポンプ
１０（１０Ａ，１０Ｂ）　第１ろ過装置
１２（１２Ａ，１２Ｂ）　第１ろ過層
１４，２４　入口
１６，２６　出口
２０　第２ろ過装置
２２　第２ろ過層
３０　中間流路
３２　バッファタンク
３４，３６　ポンプ
３８　流量計
４０　凝集剤注入部
４２　凝集剤タンク
４４　凝集剤ポンプ
５０　水質評価部
６０　制御部
１００（１００Ａ，１００Ｂ）　ろ過処理設備
１１０　安全フィルタ
２００　逆浸透膜設備
２１０　逆浸透膜装置
２２０　高圧ポンプ
２４０　圧力変換器
 

Claims (14)

  1. 　第１ろ過層を有する第１ろ過装置と、
    　前記第１ろ過装置の下流側に設けられ、第２ろ過層を有する第２ろ過装置と、
    　前記第１ろ過装置と前記第２ろ過装置とを接続する中間流路に対して凝集剤を添加するように構成された凝集剤注入部と、
    を備えることを特徴とするろ過処理設備。
  2. 　前記第１ろ過装置は、前記第１ろ過層に生物膜が担持された生物膜ろ過装置であることを特徴とする請求項１に記載のろ過処理設備。
  3. 　前記第１ろ過装置の上流側に設けられ、原水に酸化剤を注入するための酸化剤注入部と、
    　前記酸化剤注入部の下流側、かつ、前記第１ろ過装置の上流側に設けられ、前記原水に還元剤を注入するための還元剤注入部と、
    をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のろ過処理設備。
  4. 　前記凝集剤は、高分子凝集剤であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のろ過処理設備。
  5. 　前記第２ろ過装置を通過したろ過水の水質評価指標を検出するための水質評価部と、
    　前記水質評価指標に基づいて、前記凝集剤を前記中間流路に注入するよう前記凝集剤注入部を制御するための制御部と、
    をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のろ過処理設備。
  6. 　前記制御部は、
    　　前記水質評価指標が閾値未満であるとき、前記凝集剤注入部からの前記凝集剤の注入を停止し、
    　　前記水質評価指標が閾値以上になったとき、前記凝集剤注入部からの前記凝集剤の注入を行う
    ように構成されたことを特徴とする請求項５に記載のろ過処理設備。
  7. 　請求項１乃至６の何れか一項に記載のろ過処理設備と、
    　前記ろ過処理設備の下流側に位置し、前記第２ろ過装置からのろ過水を濃縮水と透過水とに分離するための少なくとも一つの逆浸透膜装置を含む逆浸透膜設備と、
    を備えることを特徴とする淡水化プラント。
  8. 　前記ろ過処理設備は、
    　　前記第２ろ過装置を通過したろ過水の水質評価指標を検出するための水質評価部と、
    　　前記水質評価指標に基づいて、前記凝集剤を前記中間流路に注入するよう前記凝集剤注入部を制御するための制御部と、
    を含み、
    　前記水質評価部は、前記第２ろ過装置と前記逆浸透膜設備との間に設けられることを特徴とする請求項７に記載の淡水化プラント。
  9. 　第１ろ過装置の第１ろ過層に原水を通水させるステップと、
    　前記第１ろ過装置の下流側に設けられた第２ろ過装置の第２ろ過層に、前記第１ろ過装置からのろ過水を通水させるステップと、
    　前記第１ろ過装置と前記第２ろ過装置とを接続する中間流路に対して凝集剤を添加するステップと、
    を備えることを特徴とするろ過処理方法。
  10. 　前記第１ろ過装置は、生物膜が前記第１ろ過層に担持された生物膜ろ過装置であることを特徴とする請求項９に記載のろ過処理方法。
  11. 　前記第１ろ過装置の上流側にある酸化剤注入位置において、原水に酸化剤を注入するステップと、
    　前記酸化剤注入位置の下流側、かつ、前記第１ろ過装置の上流側において、前記原水に還元剤を注入するステップと、
    をさらに備えることを特徴とする請求項９又は１０に記載のろ過処理方法。
  12. 　前記凝集剤は、高分子凝集剤であることを特徴とする請求項９乃至１１の何れか一項に記載のろ過処理方法。
  13. 　前記凝集剤を添加するステップでは、前記第２ろ過装置を通過したろ過水の水質評価指標に基づいて、前記凝集剤を前記中間流路に注入することを特徴とする請求項９乃至１２の何れか一項に記載のろ過処理方法。
  14. 　前記凝集剤を添加するステップでは、
    　　前記水質評価指標が閾値未満であるとき、前記中間流路への前記凝集剤の注入を停止し、
    　　前記水質評価指標が閾値以上になったとき、前記中間流路への前記凝集剤の注入を行う
    ことを特徴とする請求項１３に記載のろ過処理方法。
     
PCT/JP2016/062494 2016-04-20 2016-04-20 ろ過処理設備及びこれを備えた淡水化プラント並びにろ過処理方法 WO2017183131A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2016/062494 WO2017183131A1 (ja) 2016-04-20 2016-04-20 ろ過処理設備及びこれを備えた淡水化プラント並びにろ過処理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2016/062494 WO2017183131A1 (ja) 2016-04-20 2016-04-20 ろ過処理設備及びこれを備えた淡水化プラント並びにろ過処理方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017183131A1 true WO2017183131A1 (ja) 2017-10-26

Family

ID=60115773

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/062494 WO2017183131A1 (ja) 2016-04-20 2016-04-20 ろ過処理設備及びこれを備えた淡水化プラント並びにろ過処理方法

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2017183131A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110002627A (zh) * 2019-03-22 2019-07-12 昆明理工大学 一种酸性农田灌溉水处理装置及处理方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57159598A (en) * 1981-03-26 1982-10-01 Ebara Infilco Co Ltd Purification of organic waste water
JP2004113940A (ja) * 2002-09-26 2004-04-15 Tatsuya Sakamoto 移動床式ろ過装置及びその運転方法
JP2006289313A (ja) * 2005-04-14 2006-10-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 有機性排水処理装置および有機性排水処理方法
JP2012000556A (ja) * 2010-06-16 2012-01-05 Mitsubishi Paper Mills Ltd 嫌気性処理方法及び嫌気性処理装置
JP2013230412A (ja) * 2012-04-27 2013-11-14 Swing Corp 淡水化装置及び淡水化方法
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
JP2015013238A (ja) * 2013-07-03 2015-01-22 三菱重工業株式会社 水処理システム及び水処理方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57159598A (en) * 1981-03-26 1982-10-01 Ebara Infilco Co Ltd Purification of organic waste water
JP2004113940A (ja) * 2002-09-26 2004-04-15 Tatsuya Sakamoto 移動床式ろ過装置及びその運転方法
JP2006289313A (ja) * 2005-04-14 2006-10-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 有機性排水処理装置および有機性排水処理方法
JP2012000556A (ja) * 2010-06-16 2012-01-05 Mitsubishi Paper Mills Ltd 嫌気性処理方法及び嫌気性処理装置
JP2013230412A (ja) * 2012-04-27 2013-11-14 Swing Corp 淡水化装置及び淡水化方法
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
JP2015013238A (ja) * 2013-07-03 2015-01-22 三菱重工業株式会社 水処理システム及び水処理方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110002627A (zh) * 2019-03-22 2019-07-12 昆明理工大学 一种酸性农田灌溉水处理装置及处理方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Singh et al. Introduction to membrane processes for water treatment
Ebrahim et al. Fifteen years of R&D program in seawater desalination at KISR Part I. Pretreatment technologies for RO systems
Massé et al. Dead-end and tangential ultrafiltration of natural salted water: Influence of operating parameters on specific energy consumption
JP6194887B2 (ja) 淡水製造方法
Abbasi-Garravand et al. Role of two different pretreatment methods in osmotic power (salinity gradient energy) generation
Brehant et al. Assessment of ultrafiltration as a pretreatment of reverse osmosis membranes for surface seawater desalination
WO2016066382A1 (en) A water purifier and a process of cleaning the membrane
Peters et al. Exploring the limitations of osmotically assisted reverse osmosis: Membrane fouling and the limiting flux
KR100847909B1 (ko) 유해물질 및 염분을 제거하는 원심분리식 담수화장치
KR101786821B1 (ko) 중력 구동 방식의 수처리 장치
Wenten et al. Ultrafiltration in water treatment and its evaluation as pre-treatment for reverse osmosis system
JP5801249B2 (ja) 淡水化装置及び淡水化方法
JP2006272218A (ja) 二段膜ろ過システム、および二段膜ろ過システムの運転方法
WO2017183131A1 (ja) ろ過処理設備及びこれを備えた淡水化プラント並びにろ過処理方法
JPH06262173A (ja) 回収率が改善された表流水の膜浄化方法及びその装置の運転方法
KR101693100B1 (ko) 스마트 막여과 수처리 시스템
Cui et al. Influence of selective permeation of backwashing solution on the cleaning effectiveness in hollow fiber system
JP2013212497A (ja) 水処理方法
KR20170075085A (ko) 막여과 정수 시스템 및 이를 이용한 망간 저감방법
JPH07275671A (ja) 外圧型中空糸限外濾過膜モジュールの運転方法
Holman et al. An evaluation of fouling potential and methods to control fouling in microfiltration membranes for secondary wastewater effluent
JP6530931B2 (ja) 脱塩方法、脱塩装置の洗浄方法及び脱塩装置
JP2002035748A (ja) 大孔径ろ過膜体を用いた浄水処理装置
EP3056259A1 (en) Device for measuring membrane fouling index
JP2006035035A (ja) 水処理方法および膜ろ過水処理装置運転方法

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16899404

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16899404

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP