JP2006167604A - Water treatment apparatus and water treatment method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特に含油排水の処理に適した水処理装置及び水処理方法に関する。 The present invention relates to a water treatment apparatus and a water treatment method particularly suitable for treatment of oil-containing wastewater.
水資源の有効利用への関心の高まりと共に、大量に水道水を消費する洗車場などの洗浄水(1台当たり150L以上必要)に対する節水の要望と、その一方で排水をそのまま垂れ流すことに対する水質汚染への懸念が大きくなっている。特に洗車場で生じる排水には、土砂と共にワックス等の油分だけでなく、界面活性剤が含まれている。界面活性剤は自然分解されにくいために、河川、湖沼の環境汚染に繋がる。そこで、洗車排水を処理し、処理水を洗車用水として再利用することで、上記課題を解決しようとする試みがなされている。
洗車場等の限られた場所に水処理装置を設置するとき、水処理装置自体が小さなものであることが重要となる。 When installing a water treatment device in a limited place such as a car wash, it is important that the water treatment device itself is small.
そこで本発明は、装置自体をよりコンパクトにすると共に、高い水処理能力を発揮できる水処理装置、及びそれを用いた水処理方法を提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a water treatment apparatus that can make the apparatus itself more compact and exhibit high water treatment capability, and a water treatment method using the same.
本発明は、課題の解決手段として、凝集機能と濾過機能を備えた処理槽と、処理槽内に浸漬され、吸引手段により濾過可能な外圧型濾過膜を有する水処理装置を提供する。 As a means for solving the problems, the present invention provides a water treatment apparatus having a treatment tank having a coagulation function and a filtration function, and an external pressure filtration membrane that is immersed in the treatment tank and can be filtered by a suction means.
本発明は、課題の他の解決手段として、処理槽が互いに液の流通が可能な2つ以上の部分に区画され、一方が凝集槽であり、濾過槽に吸引手段により濾過可能な外圧型濾過膜が浸漬されている、請求項1記載の水処理装置を提供する。 As another means for solving the problem, the present invention provides an external pressure type filtration in which a treatment tank is divided into two or more parts capable of circulating liquids, one of which is a coagulation tank, and the filtration tank can be filtered by suction means. The water treatment device according to claim 1, wherein the membrane is immersed.
本発明は、課題の他の解決手段として、外圧型濾過膜として酢酸セルロース製の中空糸膜を用いる、請求項1又は2記載の水処理装置を提供する。 The present invention provides a water treatment device according to claim 1 or 2, wherein a hollow fiber membrane made of cellulose acetate is used as an external pressure filtration membrane as another means for solving the problem.
本発明は、課題の他の解決手段として、外圧型濾過膜の下方に、直径が1〜20mmの範囲の大きさの気泡を発生できる気泡発生装置又は気泡供給口が設置されている、請求項1〜3のいずれかに記載の水処理装置を提供する。 In another aspect of the present invention, there is provided a bubble generator or a bubble supply port capable of generating bubbles having a diameter in the range of 1 to 20 mm below the external pressure filtration membrane. The water treatment apparatus in any one of 1-3 is provided.
本発明は、課題の他の解決手段として、凝集剤として無機化合物を90質量%以上含有するものを用いる、請求項1〜4記載の水処理装置を提供する。 This invention provides the water treatment apparatus of Claims 1-4 which uses what contains 90 mass% or more of inorganic compounds as a coagulant | flocculant as another solution means of a subject.
本発明は、課題の他の解決手段として、凝集剤が、ベントナイト40〜50質量%、硫酸アルミニウム40〜50質量%、アルギン酸ナトリウム0〜10質量%、カチオン系アクリルアミド0〜10質量%を含むものである、請求項5記載の水処理装置を提供する。 In another aspect of the present invention, the flocculant contains 40-50 mass% bentonite, 40-50 mass% aluminum sulfate, 0-10 mass% sodium alginate, and 0-10 mass% cationic acrylamide. The water treatment apparatus according to claim 5 is provided.
本発明は、課題の他の解決手段として、含有排水を処理するものである、請求項1〜6のいずれかに記載の水処理装置を提供する。 This invention provides the water treatment apparatus in any one of Claims 1-6 which processes a containing wastewater as another solution means of a subject.
本発明は、課題の他の解決手段として、含有排水が、n−ヘキサン抽出物質が1mg/Lを超える量含有されたものであるである、請求項7記載の水処理装置を提供する。 The present invention provides, as another means for solving the problems, the water treatment apparatus according to claim 7, wherein the waste water contains an amount of n-hexane extract that exceeds 1 mg / L.
本発明は、他の課題の解決手段として、請求項1〜8のいずれかに記載の水処理装置を用いた水処理法であり、処理槽内に浸漬された外圧型濾過膜用いて間欠的に濾過運転を行い、濾過運転の停止時に処理槽内に沈降したスラッジを処理槽外に抜き取る水処理方法を提供する。 The present invention is a water treatment method using the water treatment apparatus according to any one of claims 1 to 8 as a means for solving other problems, and intermittently using an external pressure filtration membrane immersed in a treatment tank. A water treatment method is provided in which the sludge settled in the treatment tank is removed from the treatment tank when the filtration operation is stopped.
本発明の水処理装置は、全体をコンパクトにすることができると共に、高い濾過性能を有している。 The water treatment apparatus of the present invention can be made compact as a whole and has high filtration performance.
図1により、本発明の水処理装置を説明する。図1は、本発明の水処理装置の概略断面図である。 The water treatment apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the water treatment apparatus of the present invention.
水処理装置10は、凝集機能と濾過機能を備えた処理槽11と、処理槽内に浸漬された外圧型濾過膜12を有している。
The
処理槽11は、仕切板13により、互いに液の流通が可能なように2つの部分14、15に区画されており、槽15が濾過槽であり、外圧型濾過膜12が浸漬されている。
The
仕切板13は、処理槽11の側壁に固定されており、底面は、処理槽11の底面には接しておらず、仕切板13の上面の高さは、処理槽11内の側壁よりも低く、濾過運転時には、被処理液の水面よりも低くなるようにされている。その結果、被処理液は、仕切板13の上下から、2つの槽14、15を自由に流通循環することができる。なお、仕切板13は、被処理液の性状及び凝集剤の種類に応じて、大きさや設置位置を自由に調整できる。
The
槽14には、定量フィーダ付きの薬剤供給装置20が接続されており、必要に応じて攪拌装置も付設することができる。薬剤供給装置20は、槽15に取り付けてもよい。槽15に至るライン31には、薬剤注入ユニット23を接続することができる。
The
凝集剤としては、無機凝集剤と有機凝集剤の混合物が好ましい。無機凝集剤としては、ベントナイト、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、ポリ塩化鉄等が好ましく、有機凝集剤としては、ポリアクリルアミド、ポリ(メタ)アクリル酸、多糖類等の水溶性高分子が好ましい。凝集剤は、無機凝集剤を90質量%以上含有するものが好ましく、残部は有機凝集剤を用いることができる。 As the flocculant, a mixture of an inorganic flocculant and an organic flocculant is preferable. As the inorganic flocculant, bentonite, polyaluminum chloride, aluminum sulfate, polyiron chloride and the like are preferable, and as the organic flocculant, water-soluble polymers such as polyacrylamide, poly (meth) acrylic acid and polysaccharides are preferable. The flocculant preferably contains 90% by mass or more of an inorganic flocculant, and the remainder can be an organic flocculant.
より好ましい凝集剤としては、ベントナイト40〜50質量%、硫酸アルミニウム40〜50質量%、アルギン酸ナトリウム0〜10質量%、カチオン系アクリルアミド0〜10質量%を含むもの(但し、ベントナイトと硫酸アルミニウムの合計が90質量%以上)を挙げることができる。 More preferable flocculants include bentonite 40 to 50% by mass, aluminum sulfate 40 to 50% by mass, sodium alginate 0 to 10% by mass, and cationic acrylamide 0 to 10% by mass (however, the sum of bentonite and aluminum sulfate) Is 90% by mass or more).
薬剤供給装置20を槽14に取り付けた場合は、被処理液は、槽14内で凝集剤と混合・攪拌されて、槽14及び槽15内を循環・流通する間に凝集処理される。そして、槽15において、外圧型濾過膜12によって濾過処理される。
When the
槽15内に浸漬する吸引手段により濾過可能な外圧型濾過膜12としては、公知の分離膜を用いることができるが、酢酸セルロース製の中空糸膜が好ましい。なお、濾過可能であれば、吸引手段(図1のポンプ26)に限定されず、同等の機能を発揮するもの、例えば、吸引とは逆に圧力を送り込む方式のものでもよい。
A known separation membrane can be used as the external
槽15内の濾過膜12の下方には気泡発生装置21が設置されている。気泡発生装置21は、装置自体を処理槽11の外に設置して、気泡供給口のみを装置内に設置してもよい。気泡発生装置21は、直径が1〜20mmの範囲の大きさの気泡を発生できるものが好ましい。
A
本発明の水処理装置10は、n−ヘキサン抽出物質が1mg/Lを超える量含有された含油排水の処理に適しており、更にn−ヘキサン抽出物質が1mg/Lを超える量、COD濃度が10mg/Lを超える数値、SS(濁質)濃度が10mg/Lを超える数値である含油排水の処理に適しており、特に洗車場等で生じる油や界面活性剤を含む含油有排水の処理に適している。
The
次に、図1により、水処理装置10の運転方法を説明する。ポンプ25を作動させて、被処理液供給ライン30から、原水乃至一次処理水を凝集槽14内に供給する。
Next, the operation method of the
処理対象水が、洗車場等で生じた洗車排水であれば、油や界面活性剤と共に砂、小石、ゴミが含まれていることがあるため、予めこれらを取り除いたものを原水乃至一次処理水とすることができる。 If the water to be treated is car wash wastewater generated at a car wash, etc., it may contain sand, pebbles, and dust along with oil and surfactants. It can be.
槽14では、薬剤供給装置20から所定量の凝集剤を添加した後、好ましくは十分に攪拌し、液が槽14、15内を循環するようにしてフロックを形成、沈降させる。
In the
槽15では、吸引ポンプ26を作動させ、外圧型濾過膜12で濾過処理し、ライン31から次の処理部(例えば、活性炭処理部)又は貯水タンクに送る。なお、膜の孔径が大きく、濾過抵抗が十分に小さい場合、重力差のみで濾過が可能となる。
In the
濾過運転条件は、特に制限されるものではない。この濾過処理過程では、気泡発生装置21から気泡を常時又は間欠的に発生させることで、槽内の被処理液を均質状態にすると共に、外圧型濾過膜12の表面に付着したケーキ(スラッジ)を除去して濾過性能が低下することを防止する。
Filtration operation conditions are not particularly limited. In this filtration process, bubbles are generated from the
また、一定の濾過運転後、運転を停止し、ライン31から送られた洗浄水(処理水又は水道水)に対して、薬剤注入ユニット23から次亜塩素酸ナトリウム水溶液を供給した薬液により、濾過膜12の逆圧洗浄をすることもできる。
In addition, after a certain filtration operation, the operation is stopped, and the washing water (treated water or tap water) sent from the
濾過運転は、約10〜60分間行った後で停止して、運転再開までの間又は逆圧洗浄時に、槽14及び槽15の底部に沈降したスラッジを、それぞれの引き抜きライン32、33から抜き取る。
The filtration operation is stopped after about 10 to 60 minutes, and sludge settled at the bottom of the
本発明の水処理装置は、特許文献1の図1に示した排水処理装置において、凝集沈殿部2と膜分離部3を1つにまとめたものとして適用することができ、特許文献2の図1に示した洗車排水処理装置及び洗車排水処理システムにおいて、油水分離槽1に設けた凝集槽と膜分離部4とを1つにまとめたものとして適用することができ、特許文献3の図3に示した洗車排水リサイクル処理装置において、凝集沈殿処理部2と膜分離処理部3とを1つにまとめたものとして適用することができる。 The water treatment apparatus of the present invention can be applied to the waste water treatment apparatus shown in FIG. 1 of Patent Document 1 as a collection of the coagulation sedimentation section 2 and the membrane separation section 3. In the car wash wastewater treatment apparatus and the car wash wastewater treatment system shown in FIG. 1, the aggregation tank provided in the oil / water separation tank 1 and the membrane separation unit 4 can be applied as a single unit. In the car wash wastewater recycling apparatus shown in FIG. 1, the coagulation sedimentation processing unit 2 and the membrane separation processing unit 3 can be applied as a single unit.
(処理装置及び処理方法)
内容積0.76m3の処理槽の中央部に仕切り板を設置し、濾過槽の底部に散気管(パールコン:ダイセン・メンブレン・システムズ社製、PMD-T06)を2本設置し、その真上に、外径2mm、内径0.9mmの酢酸セルロース中空糸膜を充填したケーシングフリーの浸漬型膜エレメント3m2を90mm間隔で6ユニット濾過槽に浸漬配置させた。
(Processing apparatus and processing method)
A partition plate installed in the central portion of the processing tank having an inner volume of 0.76 m 3, diffusing pipe to the bottom of the filtration tank (Parukon: Daisen Membrane Systems Inc., PMD-T06) were placed two, directly above A casing-free submerged membrane element 3 m 2 filled with a cellulose acetate hollow fiber membrane having an outer diameter of 2 mm and an inner diameter of 0.9 mm was immersed in a 6-unit filtration tank at intervals of 90 mm.
被処理液として、洗車排水(平均n−ヘキサン抽出物量16mg/L、平均COD濃度42mg/L、濁質(SS)濃度48mg/L)を油水分離槽から処理槽に導いた。凝集剤を50mg/L添加するとともに、散気管よりエアー曝気を常時あるいは間欠的に行いながら、凝集反応と吸引濾過を同時に行った。初期処理速度が1.0m3/Hrになるように設定した。 Car wash wastewater (average n-hexane extract amount 16 mg / L, average COD concentration 42 mg / L, turbidity (SS) concentration 48 mg / L) was introduced from the oil / water separation tank to the treatment tank. The flocculant was added at 50 mg / L, and the agglomeration reaction and suction filtration were simultaneously performed while air aeration was constantly or intermittently performed from the air diffuser. The initial processing speed was set to 1.0 m 3 / Hr.
濾過液は濾過液タンクに貯蔵され、一部は逆洗水として使用し、残りは、洗車排水再利用水として、活性炭を通水させ、洗車機に戻した。濾過時間30分ごとに、有効塩素濃度5mg/Lによる次亜塩素酸ナトリウム水溶液による逆洗を1分間行った。 The filtrate was stored in a filtrate tank, a part was used as backwash water, and the remainder was passed through activated carbon as car wash wastewater reuse water and returned to the car wash machine. Every 30 minutes of filtration, backwashing with an aqueous sodium hypochlorite solution with an effective chlorine concentration of 5 mg / L was performed for 1 minute.
実施例1
凝集剤として、ベントナイト48質量%、硫酸アルミニウム48質量%、アルギン酸ナトリウム2質量%、カチオン系ポリアクリルアミド2質量%であるメムフロック(ダイセル化学工業社製)を用い、常時4m3/Hrのエアー量にて曝気を行いながら濾過した。また、逆洗時に、槽底部より凝集スラッジを自動的に引き抜いた。
Example 1
As flocculants, bentonite 48 wt%, aluminum sulfate 48 mass% sodium alginate 2% by weight, with Memufurokku (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) 2% by weight cationic polyacrylamide, the air quantity always 4m 3 / Hr And filtered with aeration. Moreover, the coagulated sludge was automatically extracted from the bottom of the tank during backwashing.
半年間運転したところ、平均処理速度は、0.8m3/Hrであった。また、再利用水の水質は、平均n−ヘキサン抽出物量<0.5mg/L、平均COD濃度10mg/L、濁質(SS)濃度<0.5mg/Lであり、凝集処理と膜処理が同時に達成できた。
When operated for half a year, the average processing speed was 0.8 m 3 / Hr. In addition, the quality of recycled water is average n-hexane extract amount <0.5 mg / L,
実施例2
凝集剤として、実施例1と同様の凝集剤を用い、常時4m3/Hrのエアー量にて曝気を行いながら、濾過した。濾過と逆洗運転の間、1分間エアー曝気を停止し、その間、槽底部より凝集スラッジを自動的に引き抜いた。
Example 2
The same flocculant as in Example 1 was used as the flocculant, and filtration was performed while aeration was always performed with an air amount of 4 m 3 / Hr. During the filtration and backwash operation, air aeration was stopped for 1 minute, during which time the aggregated sludge was automatically extracted from the bottom of the tank.
半年間運転したところ、平均処理速度は、0.9m3/Hrであった。また、再利用水の水質は、平均n−ヘキサン抽出物量<0.5mg/L、平均COD濃度8mg/L、濁質(SS)濃度<0.5mg/Lであり、凝集処理と膜処理が同時に達成できた。 When operated for half a year, the average treatment speed was 0.9 m 3 / Hr. In addition, the quality of recycled water is average n-hexane extract amount <0.5 mg / L, average COD concentration 8 mg / L, and turbidity (SS) concentration <0.5 mg / L. did it.
10 水処理装置
11 処理槽
12 外圧型濾過膜
13 仕切板
14 槽
15 槽(濾過槽)
DESCRIPTION OF
Claims (9)
It is the water treatment method using the water treatment apparatus in any one of Claims 1-8, performs a filtration operation intermittently using the external pressure type | mold filtration membrane immersed in the processing tank, and processes at the time of a filtration operation stop A water treatment method in which sludge settled in the tank is extracted out of the treatment tank.
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