JP2013223846A - 被処理水の評価方法、膜処理装置およびその運転方法 - Google Patents
被処理水の評価方法、膜処理装置およびその運転方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013223846A JP2013223846A JP2012097767A JP2012097767A JP2013223846A JP 2013223846 A JP2013223846 A JP 2013223846A JP 2012097767 A JP2012097767 A JP 2012097767A JP 2012097767 A JP2012097767 A JP 2012097767A JP 2013223846 A JP2013223846 A JP 2013223846A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- membrane
- water
- treated
- absorbance
- removal rate
- 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.)
- Granted
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 240
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 196
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 62
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 118
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 claims abstract description 102
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 21
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000011481 absorbance measurement Methods 0.000 claims description 6
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 claims description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 2
- 241000372132 Hydrometridae Species 0.000 abstract 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Natural products CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 83
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 22
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 22
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 13
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 11
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 11
- HMUNWXXNJPVALC-UHFFFAOYSA-N 1-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]-2-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethanone Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)N1CCN(CC1)C(CN1CC2=C(CC1)NN=N2)=O HMUNWXXNJPVALC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 description 9
- 238000011160 research Methods 0.000 description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 8
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 7
- 239000012925 reference material Substances 0.000 description 7
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- 230000004931 aggregating effect Effects 0.000 description 5
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 5
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 5
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 4
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 4
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 4
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 4
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 4
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 3
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 3
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 3
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 3
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 3
- LDXJRKWFNNFDSA-UHFFFAOYSA-N 2-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)-1-[4-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]ethanone Chemical compound C1CN(CC2=NNN=C21)CC(=O)N3CCN(CC3)C4=CN=C(N=C4)NCC5=CC(=CC=C5)OC(F)(F)F LDXJRKWFNNFDSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 2
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 2
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 2
- 244000000010 microbial pathogen Species 0.000 description 2
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 description 2
- -1 polycyclic aromatic compound Chemical class 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 2
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 2
- 239000012085 test solution Substances 0.000 description 2
- 101100422780 Caenorhabditis elegans sur-5 gene Proteins 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 241000223935 Cryptosporidium Species 0.000 description 1
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009295 crossflow filtration Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000009285 membrane fouling Methods 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001303 quality assessment method Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
Abstract
【解決手段】分離膜を用いて処理する被処理水の評価方法であって、前記被処理水が、原水に紫外線吸光度発現物質および膜閉塞物質の含有量を低下させる処理を施して得られるものであり、前記原水および前記被処理水について紫外線吸光度を測定し、その除去率を求めて前記被処理水の膜閉塞度を評価する、被処理水の評価方法。
【選択図】図1
Description
特に近年は、クリプトスポリジウムなどの病原性微生物の問題から、河川水、地下水を原水とした浄水処理への適用が進んでいる。
浄化処理において膜汚染を生じさせる物質は、有機物、鉄、マンガン、アルミニウム、シリカ等であると言われており、現状、膜透過流速等の運転条件を選定する際には、原水中のこれらの濃度を測定し、その結果と今までの実績等から経験的に決定することが多い。
また、運転管理においても同様であり、TOC濃度に変化がないのに膜汚染が急激に進行する場合もある。この原因としては、膜汚染を引き起こす原因となる有機物がTOC成分の極々一部であり、その濃度が低いため、その変化がTOCを測定しても検出できないことにある。
また、近年の研究では、浄水処理における膜汚染に関与する有機物で重要なものは、紫外線吸光度発現物質であるフミン質よりも、多糖類であることが明らかになっており、その意味でも特許文献1に記載の方法は妥当性に欠けるものである。
本指標は、水道原水やそれについて前処理を行った膜供給水中の膜閉塞有機物、すなわち、多糖類の存在量や分子量に関する有益な情報を与える指標である。
(1)分離膜を用いて処理する被処理水の評価方法であって、
前記被処理水は、原水に紫外線吸光度発現物質および膜閉塞物質の含有量を低下させる処理を施して得られるものであり、
前記原水および前記被処理水について紫外線吸光度を測定し、その除去率を求めて前記被処理水の膜閉塞度を評価する、被処理水の評価方法。
(2)紫外線吸光度の除去率と膜閉塞物質指標の除去率との関係を予め求め、その関係に基づいて前記膜閉塞度を評価する、上記(1)に記載の被処理水の評価方法。
(3)分離膜を用いて被処理水を処理してろ過水を得る膜処理装置であって、
前記被処理水について紫外線吸光度を測定するための紫外線吸光度測定手段と、
原水に紫外線吸光度発現物質および膜閉塞物質の含有量を低下させる処理を施す低下処理手段とを有し、
前記紫外線吸光度測定手段によって得られた紫外線吸光度からその除去率を求め、前記被処理水の膜閉塞度を評価し、その評価結果に基づいて前記低下処理手段を行う、膜処理装置。
(4)前記紫外線吸光度の除去率と膜閉塞物質指標の除去率との関係を予め求めておき、その関係に基づいて前記膜閉塞度を評価する、上記(3)に記載の膜処理装置。
(5)さらに、前記紫外線吸光度測定手段によって得られた紫外線吸光度からその除去率を求め、前記被処理水の膜閉塞度を評価する評価手段を有する、上記(3)または(4)に記載の膜処理装置。
(6)上記(3)〜(5)のいずれかに記載の膜処理装置を含む、水処理プラント。
(7)原水について紫外線吸光度発現物質および膜閉塞物質の含有量を低下させる処理を施して得た被処理水を、分離膜を用いて処理してろ過水を得る膜処理装置の運転方法であって、
前記原水および前記被処理水について紫外線吸光度を測定し、その除去率を求めて前記被処理水の膜閉塞度を評価する評価ステップと、
前記評価ステップによる膜閉塞度の評価結果に基づいて、前記原水へ紫外線吸光度発現物質および膜閉塞物質の含有量を低下させる処理を行う低下処理ステップと
を備える、膜処理装置の運転方法。
(8)前記評価ステップにおいて、前記紫外線吸光度の除去率と膜閉塞物質指標の除去率との関係を予め求めておき、その関係に基づいて前記膜閉塞度を評価する、上記(7)に記載の膜処理装置の運転方法。
(9)上記(7)または(8)に記載の膜処理装置の運転方法を含む、水処理プラントの運転方法。
本発明は、分離膜を用いて処理する被処理水の評価方法であって、前記被処理水は、原水に紫外線吸光度発現物質および膜閉塞物質の含有量を低下させる処理を施して得られるものであり、前記原水および前記被処理水について紫外線吸光度を測定し、その除去率を求めて前記被処理水の膜閉塞度を評価する、被処理水の評価方法である。
このような評価方法を、以下では「本発明の評価方法」ともいう。
このような膜処理装置を、以下では「本発明の装置」ともいう。
このような水処理プラントを、以下では「本発明のプラント」ともいう。
このような運転方法を、以下では「本発明の装置の運転方法」ともいう。
このような運転方法を、以下では「本発明のプラントの運転方法」ともいう。
初めに、本発明の評価方法について説明する。
本発明の評価方法は、原水と、分離膜を用いて処理する前の被処理水とについて紫外線吸光度を測定してその除去率を求めることで、その被処理水について分離膜を用いて処理した場合に分離膜を閉塞させてしまう程度を評価する方法である。
ここで紫外線吸光度発現物質とは、紫外部(200〜300nm、好ましくは220〜280nm、より好ましくは250〜260nmの波長)に吸収を示す物質を意味するものとする。原水に含まれる不飽和結合を有する有機物は、概ね紫外線吸光度発現物質と考えられる。具体的な紫外線吸光度発現物質としてはフミン質が挙げられる。フミン質とは、植物などが微生物によって分解されるときの最終分解生成物で、直鎖炭化水素および多環芳香族化合物等からなる高分子化合物である。
また、膜閉塞物質は、分離膜を継続使用した場合に目詰まりを生じさせるものであり、主として多糖様物質であると本発明者は考えている。
なお、紫外線吸光度発現物質に該当するものであっても、分離膜を継続使用した場合に目詰まりを生じさせ得るし、逆に、多糖様物質等の膜閉塞物質も紫外部に吸収を示し得るが、本発明においては、両者を厳密に区別する必要はない。例えば、紫外線吸光度発現物質および膜閉塞物質の両方に該当するものが原水に含まれていてもよい。
具体的に、分離膜として、限外ろ過膜(UF膜)、精密ろ過膜(MF膜)、逆浸透膜(RO膜)、ナノろ過膜(NF膜)などが挙げられる。
紫外線吸光度の測定方法は、上水試験方法(2011年版、II.理化学編(無機物部会)、日本水道協会)において示されている方法であり、具体的には次に示す方法である。
初めに、以下のガラス繊維ろ紙、分光光度計、吸収セルを用意する。
・ガラス繊維ろ紙:孔径1μmのガラス繊維のもの。
・分光光度計:波長200〜400nmの紫外部域の波長に設定できるもの。
・吸収セル:10mmまたは50mmの光路長をもつ石英製のもの。
次に、被処理水の約100mLをガラス繊維ろ紙でろ過し、これを検液とする。
そして適量の検液を10mmまたは50mm吸収セルに採り、分光光度計を用いて波長250〜260nmの範囲で吸光度を測定する。
このようにして得られた紫外線吸光度を「E260」ともいう。
E260除去率は、次の式(I)より求めるものとする。
紫外線吸光度の除去率と膜閉塞物質指標の除去率との関係は、後の実施例1および2を用いて説明するように良好な相関があり、具体的には図2および図3に示すように、双方は概ね比例関係(多くの場合、原点を通過する正比例の関係)を有するとみなすことができることを本発明者は見出した。
したがって、図2や図3に示すような相関関係を予め求めておけば、上記のようにしてE260除去率を求めるだけで、膜閉塞物質指標の除去率を正確に求めることができる。そして、膜閉塞物質指標の除去率から被処理水中の膜閉塞物質の含有量を算出できるので、得られた膜閉塞物質の含有量から、被処理水における膜閉塞性の評価を正確に行うことができる。
膜閉塞物質指標の除去率(%)=(原水の膜閉塞物質指標−被処理水の膜閉塞物質指標)/原水の膜閉塞物質指標×100 ・・・・式(II)
膜閉塞物質指標として、例えば、
1)FP
2)SDI、修正SDI
3)MFI(MFI0.45)、MFI−UF、NF−MFI、CFS−MFIUF
4)SUR
5)UMFI
6)MF、KMF
が挙げられる。
本発明の評価方法では、膜閉塞物質指標としてFPを利用して被処理水の膜閉塞度を評価することが好ましい。より正確かつ簡単に、そして迅速に被処理水の膜閉塞度を把握することができるからである。
1)FP(Fouling Potential)
被処理水を0.45μmのメンブレンフィルターでろ過して濁度成分を除去し、試料水とする。
次に、500〜1000mLの試料水を、公称孔径0.22μmの疎水性PVDF膜(平膜)を用い、撹拌式加圧セルを使用して、全量を定速ろ過する。
そして、所定の膜差圧上昇が生じた後、スポンジ洗浄とシュウ酸洗浄を行い、これらの洗浄によって回復しなかった膜差圧(m−Aq at 25℃)の増分を測定し、それを単位膜面積当たりのろ過水量で除した値(m3/m2)を求め、FPとする。
参考資料:鹿島田浩二、他1名、「浄水処理におけるファウリングポテンシャルの提案とその特性評価(I)」、第60回全国水道研究発表会講演集、社団法人日本水道協会、2009年5月、p.134−135
SDIは、ASTM D4189−95に記載されている方法であり、FI(Fouling Index)とも呼ばれる。
平均孔径0.45μm±0.02μm、直径47mmのメンブレンフィルター(一般に、ミリポア社製、セルロース混合エステル(TYPE HA))を用い、これに圧力207KPa(30psi)で被処理水を通水し、ろ過を行う。
まず、最初の500mLをろ過するのに要した時間(T0)を測定する。そして、そのままろ過を継続し、15分経過した後、さらに500mLをろ過し、それに要した時間(T15)を測定する。この2つの時間から、次式により、SDI(=FI)を求める。
SDI=(1−T0/T15)×100/T
ここでT=15であり、採取した時間(分)を意味する。
また、SDIが75%を超える場合は、15分ではなく、10分や5分と短い時間を採用し、それぞれ採用した時間Tで除す。
また、修正SDIは、測定方法はSDIと同じであるが、任意の細孔径の膜を使用した場合として提案されたものであり、細孔径0.2μmのナイロン膜が用いられる例がある。
参考資料:ASTM D4189−95
参考資料:松本幹治、古市光春、他2名、「膜ろ過プロセスにおける修正SDIによる水質評価」、膜、34(2)p.94−103(2009)
MFI(Modified Fouling Index)では、SDIと同じ平均孔径0.45μm、直径47mmのメンブレンフィルター(一般に、ミリポア社製、セルロース混合エステル(TYPE HA))を用い、これに圧力2.0bar(200kPa)で被処理水を通水し、ろ過を行う。
グラフの横軸及び縦軸をそれぞれ、ろ過水量:V(l)及びろ過時間/ろ過水量:t/V(s/l)として、20℃におけるろ過試験結果としてプロットし、t/V−Vカーブの直線となる部分の傾きを算出し、その値をMFIとする。
MFI−UF(Modified Fouling Index-Ultrafiltration)は、UF膜を利用して測定する場合であり、分画分子量13,000ダルトンのUF膜を使用する例がある
NF−MFI(Nanofiltration-Modified Fouling Index)は、NF膜を使用して測定する場合であり、500〜1500ダルトンのNF膜を使用する例がある。
CFS−MFIUF(Crossflow Sampler-Modified Fouling Index-Ultrafiltration)は、MFI−UF法に供給する試験水の前処理として、クロスフローろ過方式の膜ろ過装置を使用し、その膜ろ過水をMFI−UF法の評価装置に供給する方式である。
参考資料:Desalination, Vol.32, pp.137-148(1980)
参考資料:Jornal of Membrane Science, Vol.197, pp.1-21(2002)
参考資料:Desalination, Vol.192, pp.1-7(2006)
参考資料:Water Research, Vol.45, pp.1639-1650(2011)
SUR(Specific Ultrafiltration Resistance)の測定方法は、基本的には、MFIと同じだが、実際に使用するUF膜から作成したミニモジュールを利用する。
MFI同様、t/V−Vカーブの直線となる部分の傾きを算出するが、それをろ過水量及び膜面積当たりに換算した値をSURとする。
参考資料:Desalination, Vol.179, pp.131-150(2005)
UMFI(Unified Membrane Fouling Index)は、実際に使用する膜でミニモジュールを作成し、それを用いてろ過試験を行う方法である。従って、ろ過条件は、使用する膜や実機の運転条件などによって選択される。
実際の膜ろ過装置は、定速ろ過で運転される場合が多いため、ろ過試験においても定速ろ過が採用される事が多い。
ケーキろ過理論が適用できるので、ケーキろ過定数を算出し、それをUMFIとする。
参考資料:Environ. Sci.Technol., Vol.42, pp.714-720(2008)
MF(Membrane Filtration Time)法は、孔径0.45μm、直径47mmのメンブレンフィルター(例えばミリポア社製、セルロース混合エステル(TYPE HA))を用い、1リットルの被処理水を500mmHg(66kPa)の真空圧で吸引ろ過するのに要する吸引時間(t、秒)を求め、それを次式のように粘度補正して求める。
MF=μ25/μ×t
ここでμ25は25℃での粘度(Pa・s)、μは測定時の水温での粘度(Pa・s)を意味する。
なお、MFとKMFは同じ手法である。
参考資料:Desalination, Vol.20, pp.353-364(1977)
参考資料:澤田繁樹著、現場で役立つ膜ろ過技術、工業調査会(2006)
本発明の評価方法では、前記原水および前記被処理水について紫外線吸光度(E260)を測定する。そして式(I)に基づきE260除去率を求める。そして、好ましくは予め求めたE260の除去率と膜閉塞物質指標の除去率との関係に基づいて、膜閉塞度指標の除去率を求め、さらに式(II)に基づいて被処理水の膜閉塞度指標を求めて、被処理水における膜閉塞度を把握し、評価することができる。
被処理水に含まれる膜閉塞物質の含有量の測定は手間と時間がかかるが、それに比べて紫外線吸光度は簡単かつ短時間で測定することができるので、本発明の評価方法によれば、水道原水等の被処理水に含まれる膜閉塞物質を正確かつ簡単に、そして迅速に測定して被処理水を評価することができる。
次に、本発明の装置について図1を用いて説明する。図1は本発明の装置の好適態様を示すものであるが、本発明の装置はこれに限定されない。
図1に示すように、本発明の装置10は、膜処理部12、紫外線吸光度測定手段としてのUV計14および低下処理手段としての凝集剤注入装置16を有し、さらに評価手段としての制御部18を有する。
また、供給管24には被処理水3の紫外線吸光度を測定するUV計14が配置されている。UV計14は被処理水3の紫外線吸光度を測定し、その計測データを制御部18へ送る。
また、低下処理手段16としては、凝集剤注入装置の他にも、活性炭等を用いた吸着槽を用いることもできる。
すなわち、原水1について凝集剤注入装置16から凝集剤を添加して(紫外線吸光度発現物質および膜閉塞物質の含有量を低下させる処理を施して)得た被処理水3を、分離膜を用いて処理してろ過水5を得る膜処理装置10の運転方法であって、前記原水1および前記被処理水3についてUV計14を用いて紫外線吸光度を測定し、その除去率を求めて前記被処理水3の膜閉塞度を評価する評価ステップと、前記評価ステップによる膜閉塞度の評価結果に基づいて、前記原水1へ凝集剤を注入する(紫外線吸光度発現物質および膜閉塞物質の含有量を低下させる処理を行う)低下処理ステップとを備える方法によって、本発明の装置を運転することが好ましい。
本発明のプラントについて説明する。
本発明のプラントは、本発明の装置を含む水処理プラントであれば特に限定されず、本発明の装置の他に、例えば従来公知の装置を含むプラントであってよい。
例えば、急速撹拌槽と、ここへpH調整剤(酸剤、アルカリ剤)および凝集剤を添加する添加手段と、緩速撹拌槽と、凝集沈殿槽と、本発明の装置とを含むプラントが挙げられる。このようなプラントでは、例えば水道原水を急速撹拌装置へ受け入れて、ここへpH調整剤(酸剤、アルカリ剤)および凝集剤を添加して急速撹拌することで微細なフロックを形成した後、緩速撹拌槽において一定時間緩やかに撹拌してフロックを成長させる。そして、凝集沈殿槽において凝集フロックと上澄水とに分離し、上澄水を本発明の装置によって処理することでろ過水を得ることができる。
3種類の水道原水(原水A、B、C)を用意し、各々について紫外線吸光度およびFPを測定した。紫外線吸光度およびFPの測定方法は、前述のとおりである(以下の実施例においても同様)。
次に、各々の水道原水に所定量の凝集剤を添加して(PAC:10〜40mg/L)凝集処理した後、得られた凝集処理水の紫外線吸光度およびFPを、水道原水の場合と同様の方法で測定した。
そして、水道原水および凝集処理水の各々についての紫外線吸光度およびFPから、紫外線吸光度除去率(E260除去率)およびFP除去率を算出した。紫外線吸光度除去率(E260除去率)およびFP除去率の算出方法は、前述のとおりである(以下の実施例においても同様)。
このような処理を、凝集剤の添加量を変化させて、各々の水道原水に対して4回行い、E260除去率とFP除去率との関係をグラフに示した。そのグラフを図2に示す。
図2から、各水道原水におけるE260除去率とFP除去率とは正比例関係を備えることがわかる。
4種類の水道原水(原水D、E、F、G)について、紫外線吸光度およびFPを測定した。
次に、各々の水道原水に所定量の凝集剤を添加して(PAC:10〜80mg/L)凝集処理した後、得られた凝集処理水の紫外線吸光度およびFPを、水道原水の場合と同様の方法で測定した。
そして、水道原水および凝集処理水の各々についての紫外線吸光度およびFPから、紫外線吸光度除去率(E260除去率)およびFP除去率を算出した。
このような処理を採取日を変えて複数回行った。また、凝集剤の添加量を変化させた。
そして、E260除去率とFP除去率との関係をグラフに示した。そのグラフを図3に示す。
図3から、各水道原水におけるE260除去率とFP除去率とは正比例関係を備えることがわかる。
水道原水Hについて、紫外線吸光度およびFPを複数回測定し、実施例1および実施例2と同様の方法でE260除去率とFP除去率との関係を求めた。
その結果、水道原水HにおけるE260除去率とFP除去率との関係は原点を通過する正比例の関係であり、FP除去率/E260除去率=1.27であった。
水道原水Hを採取し、紫外線吸光度およびFPを測定したところ、紫外線吸光度(E260)は0.527、FPは8.0であった。
次に、この水道原水Hへ凝集剤(PAC、タイパック、大明化学工業社製)を50mg/Lで添加して混合し、凝集処理水を得た。そして、凝集処理水の紫外線吸光度およびFPを測定したところ、紫外線吸光度(E260)は0.174、FPは0.94であった。また、水道原水および凝集処理水の紫外線吸光度(E260)から、紫外線吸光度除去率(E260除去率)は67.0%と算出された。
次に、上記のE260除去率(67.0%)と、FP除去率/E260除去率(1.27)とから、FP除去率の予測値を算出し、さらにその算出結果から凝集処理水のFPを算出した。その結果、凝集処理水のFPの予測値は1.19であり、実測値と非常に近い値であった。
実測値および予測値を第1表に示す。
実施例3−1とは別の日に水道原水Hを採取し、実施例3−1と同様に、紫外線吸光度を測定したところ0.512であった。FPは数日ではほぼ変化しないため、実施例3−1と同様に8.0とした。
そして、実施例3−1の場合と同様に、水道原水Hへ凝集剤を50mg/Lで添加して混合し、凝集処理水を得た後、凝集処理水の紫外線吸光度およびFPを測定したところ、紫外線吸光度は0.189、FPは1.41であった。また、水道原水および凝集処理水の紫外線吸光度から、紫外線吸光度除去率(E260除去率)は63.1%と算出された。
次に、上記のE260除去率(63.1%)と、FP除去率/E260除去率(1.27)とから、FP除去率の予測値を算出し、さらにその算出結果から凝集処理水のFPを算出した。その結果、凝集処理水のFPの予測値は1.60であり、実測値と非常に近い値であった。
実測値および予測値を第1表に示す。
実施例3−1および実施例3−2とは別の日に水道原水Hを採取し、実施例3−1と同様に、紫外線吸光度を測定したところ0.502であった。FPは数日ではほぼ変化しないため、実施例3−1と同様に8.0とした。
そして、実施例3−1の場合と同様に、水道原水Hへ凝集剤を50mg/Lで添加して混合し、凝集処理水を得た後、凝集処理水の紫外線吸光度およびFPを測定したところ、紫外線吸光度は0.201、FPは1.72であった。また、水道原水および凝集処理水の紫外線吸光度から、紫外線吸光度除去率(E260除去率)は60.0%と算出された。
次に、上記のE260除去率(60.0%)と、FP除去率/E260除去率(1.27)とから、FP除去率の予測値を算出し、さらにその算出結果から凝集処理水のFPを算出した。その結果、凝集処理水のFPの予測値は1.90であり、実測値と非常に近い値であった。
実測値および予測値を第1表に示す。
3 被処理水
5 ろ過水
10 本発明の装置
12 膜処理部
14 UV計
16 凝集剤注入装置
18 制御部
20 タンク
22 注入管
24 供給管
Claims (9)
- 分離膜を用いて処理する被処理水の評価方法であって、
前記被処理水は、原水に紫外線吸光度発現物質および膜閉塞物質の含有量を低下させる処理を施して得られるものであり、
前記原水および前記被処理水について紫外線吸光度を測定し、その除去率を求めて前記被処理水の膜閉塞度を評価する、被処理水の評価方法。 - 紫外線吸光度の除去率と膜閉塞物質指標の除去率との関係を予め求め、その関係に基づいて前記膜閉塞度を評価する、請求項1に記載の被処理水の評価方法。
- 分離膜を用いて被処理水を処理してろ過水を得る膜処理装置であって、
前記被処理水について紫外線吸光度を測定するための紫外線吸光度測定手段と、
原水に紫外線吸光度発現物質および膜閉塞物質の含有量を低下させる処理を施す低下処理手段とを有し、
前記紫外線吸光度測定手段によって得られた紫外線吸光度からその除去率を求め、前記被処理水の膜閉塞度を評価し、その評価結果に基づいて前記低下処理手段を行う、膜処理装置。 - 前記紫外線吸光度の除去率と膜閉塞物質指標の除去率との関係を予め求めておき、その関係に基づいて前記膜閉塞度を評価する、請求項3に記載の膜処理装置。
- さらに、前記紫外線吸光度測定手段によって得られた紫外線吸光度からその除去率を求め、前記被処理水の膜閉塞度を評価する評価手段を有する、請求項3または4に記載の膜処理装置。
- 請求項3〜5のいずれかに記載の膜処理装置を含む、水処理プラント。
- 原水について紫外線吸光度発現物質および膜閉塞物質の含有量を低下させる処理を施して得た被処理水を、分離膜を用いて処理してろ過水を得る膜処理装置の運転方法であって、
前記原水および前記被処理水について紫外線吸光度を測定し、その除去率を求めて前記被処理水の膜閉塞度を評価する評価ステップと、
前記評価ステップによる膜閉塞度の評価結果に基づいて、前記原水へ紫外線吸光度発現物質および膜閉塞物質の含有量を低下させる処理を行う低下処理ステップと
を備える、膜処理装置の運転方法。 - 前記評価ステップにおいて、前記紫外線吸光度の除去率と膜閉塞物質指標の除去率との関係を予め求めておき、その関係に基づいて前記膜閉塞度を評価する、請求項7に記載の膜処理装置の運転方法。
- 請求項7または8に記載の膜処理装置の運転方法を含む、水処理プラントの運転方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012097767A JP5863176B2 (ja) | 2012-04-23 | 2012-04-23 | 被処理水の評価方法、及び膜処理装置、水処理プラント、その運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012097767A JP5863176B2 (ja) | 2012-04-23 | 2012-04-23 | 被処理水の評価方法、及び膜処理装置、水処理プラント、その運転方法 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013223846A true JP2013223846A (ja) | 2013-10-31 |
JP2013223846A5 JP2013223846A5 (ja) | 2015-02-05 |
JP5863176B2 JP5863176B2 (ja) | 2016-02-16 |
Family
ID=49594318
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012097767A Active JP5863176B2 (ja) | 2012-04-23 | 2012-04-23 | 被処理水の評価方法、及び膜処理装置、水処理プラント、その運転方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5863176B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016159240A (ja) * | 2015-03-03 | 2016-09-05 | 水ing株式会社 | 被処理水の膜閉塞度評価方法 |
JP2016165708A (ja) * | 2015-03-03 | 2016-09-15 | 水ing株式会社 | 被処理水の膜閉塞性の評価方法、膜処理装置およびその運転方法 |
JP2017047395A (ja) * | 2015-09-04 | 2017-03-09 | 水ing株式会社 | 被処理水の膜閉塞性評価方法、その膜閉塞性評価方法に用いる膜ろ過装置、およびその膜閉塞性評価方法を用いて膜閉塞性評価指標値を決定した被処理水の膜ろ過方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001170458A (ja) * | 1999-12-15 | 2001-06-26 | Meidensha Corp | 膜浄水処理における膜破断とファウリングの検出方法 |
US6463790B1 (en) * | 2000-05-24 | 2002-10-15 | Korea Institute Of Science And Technology | Membrane filtration method and apparatus for simultaneously and continuously monitoring time-based membrane fouling |
JP2008126223A (ja) * | 2006-11-27 | 2008-06-05 | Meidensha Corp | 膜処理システム |
US20090314714A1 (en) * | 2008-06-19 | 2009-12-24 | Washington, University Of | Method for removing contaminants from liquids using membrane filtration in combination with particle adsorption to reduce fouling |
JP2011056496A (ja) * | 2009-08-11 | 2011-03-24 | Kurita Water Ind Ltd | 水処理方法及び水処理凝集剤 |
-
2012
- 2012-04-23 JP JP2012097767A patent/JP5863176B2/ja active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001170458A (ja) * | 1999-12-15 | 2001-06-26 | Meidensha Corp | 膜浄水処理における膜破断とファウリングの検出方法 |
US6463790B1 (en) * | 2000-05-24 | 2002-10-15 | Korea Institute Of Science And Technology | Membrane filtration method and apparatus for simultaneously and continuously monitoring time-based membrane fouling |
JP2008126223A (ja) * | 2006-11-27 | 2008-06-05 | Meidensha Corp | 膜処理システム |
US20090314714A1 (en) * | 2008-06-19 | 2009-12-24 | Washington, University Of | Method for removing contaminants from liquids using membrane filtration in combination with particle adsorption to reduce fouling |
JP2011056496A (ja) * | 2009-08-11 | 2011-03-24 | Kurita Water Ind Ltd | 水処理方法及び水処理凝集剤 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016159240A (ja) * | 2015-03-03 | 2016-09-05 | 水ing株式会社 | 被処理水の膜閉塞度評価方法 |
JP2016165708A (ja) * | 2015-03-03 | 2016-09-15 | 水ing株式会社 | 被処理水の膜閉塞性の評価方法、膜処理装置およびその運転方法 |
JP2017047395A (ja) * | 2015-09-04 | 2017-03-09 | 水ing株式会社 | 被処理水の膜閉塞性評価方法、その膜閉塞性評価方法に用いる膜ろ過装置、およびその膜閉塞性評価方法を用いて膜閉塞性評価指標値を決定した被処理水の膜ろ過方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5863176B2 (ja) | 2016-02-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Chang et al. | Hydraulic backwashing for low-pressure membranes in drinking water treatment: A review | |
Huang et al. | Mechanisms of virus removal from secondary wastewater effluent by low pressure membrane filtration | |
Choi et al. | Role of hydrophobic natural organic matter flocs on the fouling in coagulation-membrane processes | |
Choo et al. | Effect of coagulant types on textile wastewater reclamation in a combined coagulation/ultrafiltration system | |
KR101193902B1 (ko) | 정수 생산을 위한 막여과 정수 처리 시스템 및 방법 | |
JP6137176B2 (ja) | 水処理方法 | |
Sun et al. | Study on different ultrafiltration-based hybrid pretreatment systems for reverse osmosis desalination | |
Brehant et al. | Assessment of ultrafiltration as a pretreatment of reverse osmosis membranes for surface seawater desalination | |
Delgado et al. | Aerobic membrane bioreactor for wastewater treatment–Performance under substrate-limited conditions | |
JP5863176B2 (ja) | 被処理水の評価方法、及び膜処理装置、水処理プラント、その運転方法 | |
KR101550702B1 (ko) | 높은 회수율로 정수 생산을 위한 막여과 정수 처리 시스템 및 방법 | |
JP2012213676A (ja) | 水質評価方法及び水処理装置の運転管理方法 | |
Mitrouli et al. | New granular materials for dual-media filtration of seawater: Pilot testing | |
Frick et al. | Evaluation of pretreatments for a blowdown stream to feed a filtration system with discarded reverse osmosis membranes | |
JP7113454B2 (ja) | 水処理方法および装置 | |
JP6441712B2 (ja) | 被処理水の膜閉塞度評価方法 | |
JP6530996B2 (ja) | 被処理水の膜閉塞性の評価方法及び膜処理装置の運転方法 | |
JP6486799B2 (ja) | 被処理水の膜閉塞性評価方法、その膜閉塞性評価方法に用いる膜ろ過装置、およびその膜閉塞性評価方法を用いて膜閉塞性評価指標値を決定した被処理水の膜ろ過方法 | |
Hilal et al. | Enhanced membrane pre‐treatment processes using macromolecular adsorption and coagulation in desalination plants: a review | |
EP2137113B1 (en) | Method for reducing fouling in microfiltration systems | |
Dey et al. | Studies on pre-treatment of seawater using tubular ceramic MF membrane of 19-channel configuration | |
JP2008062223A (ja) | 膜ろ過方法及び膜ろ過処理システム | |
JP2020058964A (ja) | 膜用水処理薬品及び膜処理方法 | |
Sibiya | An investigation into the effect of inline coagulation and air scouring to minimize ultrafiltration membrane fouling | |
Bogati | Membrane fouling and its control in drinking water membrane filtration process |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141211 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20141211 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150925 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151005 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151201 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151216 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20151201 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151221 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5863176 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |