JP2016093789A - Water treatment method and water treatment system - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、水処理方法及び水処理システムに関する。 The present disclosure relates to a water treatment method and a water treatment system.
都市への人口集中による都市近郊河川の水質汚染又は環境汚染の進行による地下水汚染が発生することにより、既存の浄水処理プロセスでは除去し難い、クリプトスポリジウム等の耐塩素性原虫類による浄水汚染事故が発生している。
一方、これを防ぐために、膜ろ過による浄水処理技術が普及しつつある。しかし、特に地下水では、大量のマンガンが含まれており、そのまま膜処理を行っても、飲用水として適さない。
Due to water pollution of rivers in the suburbs due to urban population concentration or groundwater pollution due to the progress of environmental pollution, water pollution accidents caused by chlorine-resistant protozoa such as Cryptosporidium that are difficult to remove by existing water purification treatment processes It has occurred.
On the other hand, in order to prevent this, the water purification technology by membrane filtration is spreading. However, in particular, groundwater contains a large amount of manganese, and even if membrane treatment is performed as it is, it is not suitable as drinking water.
そのような状況下で、原水中の溶解性マンガンを水質基準以下に低減しつつ、膜処理で効率的に大量に浄水を継続する技術が熱望されている。
従来の溶解性マンガンの処理技術としては、マンガン砂を用いた砂ろ過技術、オゾンによるオゾン酸化処理技術があり（例えば、特許文献１及び２等）、これに膜ろ過を組み合わせることが一般的である。しかし、前者の方法ではろ過流束が低く、大量の浄水を製造する場合、大規模な設備が必要となる。後者の方法では、設備コスト及び／又はランニングコストが非常に高価になるという問題があった。一方、溶解性マンガンの処理方法として、次亜塩素酸ナトリウムを用いてマンガンをマイクロフロック化処理することが提案されている。
Under such circumstances, there is an enthusiasm for a technique for efficiently purifying a large amount of water through membrane treatment while reducing soluble manganese in raw water below the water quality standard.
Conventional soluble manganese treatment technologies include sand filtration technology using manganese sand and ozone oxidation treatment technology using ozone (for example, Patent Documents 1 and 2), and this is generally combined with membrane filtration. is there. However, in the former method, the filtration flux is low, and large-scale equipment is required when producing a large amount of purified water. The latter method has a problem that the equipment cost and / or the running cost becomes very expensive. On the other hand, as a method for treating soluble manganese, it has been proposed to micronize manganese with sodium hypochlorite.
通常、水中では、マンガンは二価のイオンとして存在しているが、この二価のマンガンイオンは酸化還元電位が高いため、中性付近のｐＨでは酸化されず、ｐＨを１０以上とすることが必要である。一方、浄水場において、処理水のｐＨを１０以上とすると、マンガン以外の重金属も析出することとなり、浄水設備の汚損などを招く。
本開示は上記課題に鑑みなされたものであり、特別なエネルギーを負荷することなく、ｐＨを過度に上げずに、溶解性マンガンを水質基準以下に低減しつつ、効率的に水処理を行うことができ、継続的に安定して大量の清浄な水を安価に供給することができる水処理方法及び水処理システムを提供することを目的とする。
Usually, manganese exists as divalent ions in water, but these divalent manganese ions have a high oxidation-reduction potential, so they are not oxidized at a neutral pH, and the pH may be 10 or more. is necessary. On the other hand, if the pH of the treated water is 10 or more in the water purification plant, heavy metals other than manganese will also be deposited, leading to contamination of the water purification equipment.
The present disclosure has been made in view of the above problems, and efficiently performs water treatment while reducing soluble manganese to below the water quality standard without excessively increasing pH without loading special energy. It is an object of the present invention to provide a water treatment method and a water treatment system that can continuously and stably supply a large amount of clean water at a low cost.
本開示の水処理方法は、
膜モジュールを用いた重力ろ過方式で水を処理する水処理方法であって、
原水を供給する原水供給工程と、
該原水供給工程により供給された原水をｐＨ７〜９．５の条件下で酸化剤を用いて処理し、マンガンを主成分とする凝集物を生成させる特定成分凝集化工程と、
前記特定成分凝集化工程に付された原水を膜モジュールに供給して処理するろ過工程と、を含むことを特徴とする。
本開示の水処理装置は、
膜モジュールを用いた重力ろ過方式で水を処理する水処理システムであって、
原水を供給する原水供給手段と、
前記原水供給手段から供給された原水をｐＨ７〜９．５の条件下で酸化剤を用いて処理し、マンガンを主成分とする凝集物を生成させる特定成分凝集化手段と、
前記特定成分凝集化手段に付された原水を処理するろ過手段とを備えることを特徴とする。
The water treatment method of the present disclosure includes:
A water treatment method for treating water by a gravity filtration method using a membrane module,
Raw water supply process for supplying raw water,
A specific component agglomeration step of treating the raw water supplied by the raw water supply step with an oxidizing agent under conditions of pH 7 to 9.5 to generate an agglomerate mainly composed of manganese;
And a filtration step of supplying the raw water subjected to the specific component agglomeration step to the membrane module for processing.
The water treatment device of the present disclosure is
A water treatment system for treating water by gravity filtration using a membrane module,
Raw water supply means for supplying raw water;
Specific component agglomeration means for treating the raw water supplied from the raw water supply means with an oxidizing agent under conditions of pH 7 to 9.5 to generate an agglomerate mainly composed of manganese;
And a filtering means for treating the raw water attached to the specific component aggregating means.
本開示によれば、特別なエネルギーを負荷することなく、ｐＨを過度に上げずに、溶解性マンガンを水質基準以下に低減しつつ、効率的に水処理を行うことができ、継続的に安定して大量の清浄な水を安価に供給することができる水処理方法及び水処理システムを提供することができる。 According to the present disclosure, water treatment can be performed efficiently while reducing soluble manganese to below the water quality standard without excessively increasing the pH without applying special energy, and continuously stable. Thus, it is possible to provide a water treatment method and a water treatment system that can supply a large amount of clean water at low cost.
本開示の水処理方法は、主として、原水供給工程と、特定成分凝集化工程と、ろ過工程とを備える。そして、本開示の水処理方法は、本開示の水処理システムを用いることにより、効率的かつ効果的に水処理を実行することができる。 The water treatment method of the present disclosure mainly includes a raw water supply step, a specific component agglomeration step, and a filtration step. And the water treatment method of this indication can perform water treatment efficiently and effectively by using the water treatment system of this indication.
〔水処理システム〕
本開示の水処理システムは、本開示の水処理方法を実現するために使用することができる。このような水処理システムの一実施形態では、図１に示すように、主として、原水供給手段１０と、特定成分凝集化手段２０と、ろ過手段３０とを備える。
別の実施形態では、特定成分凝集化手段２０の上流又は下流において、特定成分低減化手段２５を備えていてもよい。例えば、図４に示すように、特定成分凝集化手段２０とろ過手段３０との間に、特定成分低減化手段２５を備えていてもよい。
これらの手段は、それぞれ、流路を介してこの順に連結されている。
[Water treatment system]
The water treatment system of this indication can be used in order to realize the water treatment method of this indication. As shown in FIG. 1, one embodiment of such a water treatment system mainly includes raw water supply means 10, specific component aggregation means 20, and filtration means 30.
In another embodiment, the specific component reducing means 25 may be provided upstream or downstream of the specific component aggregation means 20. For example, as shown in FIG. 4, a specific component reducing unit 25 may be provided between the specific component aggregating unit 20 and the filtering unit 30.
Each of these means is connected in this order via a flow path.
この水処理システムは、重力ろ過方式で水を処理することができるように構成されている。このような構成によって、重力による水頭圧を効率的に利用し、電力エネルギー等のエネルギー消費にかかるコストを最小限に止めることができる。利用する水頭圧は大きければ、水処理効率の促進を図ることができる一方、ろ過手段において、膜の強度、ろ過効率、防汚等の性能の向上が必要となる。本開示では、各手段において重力を最大限に利用しながら、かつろ過手段における性能をより向上させるために、各手段に高低差を設けるとともに、ろ過手段の上流に特定成分凝集化手段を設けている。
また、特に、ろ過手段における膜モジュールを構成する膜を、例えば、大口径の中空糸膜とすることにより、大面積で効果的にろ過効率を向上させることができるため、水頭圧が比較的小さくても、効率的に大量の水処理を実行することができ、上述した特定成分凝集化手段によるろ過手段における性能の向上をより一層発揮させることができる。
This water treatment system is configured so that water can be treated by gravity filtration. With such a configuration, the water head pressure due to gravity can be efficiently used, and the cost for energy consumption such as electric power energy can be minimized. If the water head pressure to be used is large, the water treatment efficiency can be promoted. On the other hand, in the filtration means, it is necessary to improve the performance of the membrane, the filtration efficiency, the antifouling and the like. In the present disclosure, in order to further improve the performance of the filtering means while making the best use of gravity in each means, each means is provided with a height difference, and a specific component aggregating means is provided upstream of the filtering means. Yes.
Further, in particular, by making the membrane constituting the membrane module in the filtration means, for example, a large-diameter hollow fiber membrane, the filtration efficiency can be effectively improved in a large area, so that the water head pressure is relatively small. However, it is possible to efficiently perform a large amount of water treatment, and it is possible to further improve the performance of the filtering means by the specific component aggregating means described above.
〈原水供給手段１０〉
原水供給手段１０は、主として、原水を貯留した原水槽を備える。原水槽には、後述する特定成分凝集化手段に原水を供給するため流路（例えば、配流路）が連結されていることが好ましい。
原水は、汚水処理場等における活性汚泥等を含む排水、家庭排水等の都市下水、工場廃水等の各種施設の排水、農業廃水、生物処理水、懸濁質を含む排水、市水、井戸水、河川又は湖沼など水、海水等の被処理水を意味する。液状食品を膜分離によって濃縮するために、果汁、ミルク等であってもよい。原水は、濁度及びＳＳ（浮遊物質）がいかなる値であってもよい。例えば、濁度が２００００以下、５０００以下、１０〜４０００が挙げられる。ＳＳ（浮遊物質）が２００００程度以下、５０００程度以下、例えば、１０〜４０００程度の液体が挙げられる。原水（地下水、河川水等）は、例えば、市販のｐＨメータでの測定において、通常ｐＨ６〜８程度を示す。
<Raw water supply means 10>
The raw water supply means 10 mainly includes a raw water tank that stores raw water. It is preferable that a flow path (for example, a distribution path) is connected to the raw water tank in order to supply the raw water to the specific component aggregating means described later.
Raw water includes wastewater containing activated sludge at sewage treatment plants, urban sewage such as household wastewater, wastewater from various facilities such as factory wastewater, agricultural wastewater, biologically treated water, wastewater containing suspended solids, city water, well water, It means water to be treated such as water such as rivers or lakes and seawater. In order to concentrate liquid food by membrane separation, fruit juice, milk, and the like may be used. The raw water may have any value for turbidity and SS (floating matter). For example, turbidity is 20000 or less, 5000 or less, and 10-4000. A liquid having an SS (floating substance) of about 20000 or less, about 5000 or less, for example, about 10 to 4000 is given. The raw water (ground water, river water, etc.) normally shows a pH of about 6 to 8 in measurement with a commercially available pH meter, for example.
流路には、ポンプが装備されていてもよいが、されていないことが好ましい。ポンプが装備されていない場合は、水頭差又はオーバーフロー等を利用して、流路又は後述するに特定成分凝集化手段２０に原水を供給することができる。ポンプが装備されている場合、そのポンプは原水を送液することができるものであれば特に制限されることなく、いかなるものも利用できる。例えば、渦巻ポンプ、ディフューザーポンプ、渦巻斜流ポンプ、斜流ポンプ、ピストンポンプ、プランジャポンプ、ダイアフラムポンプ、歯車ポンプ、スクリューポンプ、ベーンポンプ、カスケードポンプ、ジェットポンプなど、種々のポンプが挙げられる。ポンプは、後述する特定成分凝集化手段に、原水を、吸水、揚水、圧出等するために利用することができる。 The flow path may be equipped with a pump, but is preferably not. When the pump is not equipped, raw water can be supplied to the flow path or the specific component aggregating means 20 as will be described later using a head difference or overflow. When equipped with a pump, any pump can be used without particular limitation as long as it can feed raw water. For example, various pumps, such as a vortex pump, a diffuser pump, a vortex mixed flow pump, a mixed flow pump, a piston pump, a plunger pump, a diaphragm pump, a gear pump, a screw pump, a vane pump, a cascade pump, and a jet pump, can be mentioned. The pump can be used to absorb raw water, pump water, pump out, etc., for specific component coagulation means described later.
また、図１、３及び４に示すように、原水槽には、外部から原水Ｘを引き込む流路が連結されていることが好ましい。さらに、後述するように、ろ過手段３０に注出口３６から排出される濃縮水の上澄み液である回収水Ｙを回収するための流路が連結されていることが好ましい。この流路は、外部から原水Ｘを引き込む流路に連結していてもよい。 Moreover, as shown in FIGS. 1, 3, and 4, it is preferable that the raw | natural water tank is connected with the flow path which draws in the raw | natural water X from the outside. Furthermore, as will be described later, it is preferable that a flow path for recovering recovered water Y, which is a supernatant of concentrated water discharged from the spout 36, is connected to the filtering means 30. This flow path may be connected to a flow path for drawing the raw water X from the outside.
〈特定成分凝集化手段２０〉
特定成分凝集化手段２０は、原水供給工程により供給される原水に含有される成分のうち、特定の成分を凝集化する手段である。ここで、特定の成分とは、マンガン元素を含有するイオン（二価のマンガンイオン）及び／又は水溶性化合物（重炭酸マンガン等）等を指す。
<Specific component aggregation means 20>
The specific component aggregating means 20 is a means for aggregating a specific component among the components contained in the raw water supplied in the raw water supply step. Here, the specific component refers to an ion containing a manganese element (divalent manganese ion) and / or a water-soluble compound (such as manganese bicarbonate).
凝集化とは、原水供給工程により供給される原水から、マンガン元素を含む凝集物（水不溶性物質、例えば、ＭｎＯ２、ＭｎＣＯ３等）を生成させることを指す。その結果、原水中での、特定成分、つまり、二価のマンガンイオン及び／又は水溶性化合物の濃度を低減できればよく、後述するろ過工程によって、これらの特定成分を、原水の８０％以下に低減させることが好ましく、６０％以下、５０％以下に低減されることがより好ましい。場合によっては、４０％以下に低減させてもよい。 Agglomeration refers to generating aggregates (water-insoluble substances such as MnO 2 and MnCO 3 ) containing manganese element from raw water supplied in the raw water supply step. As a result, it is only necessary to reduce the concentration of specific components, that is, divalent manganese ions and / or water-soluble compounds in the raw water, and these specific components are reduced to 80% or less of the raw water by the filtration step described later. Preferably, it is reduced to 60% or less and 50% or less. In some cases, it may be reduced to 40% or less.
特定成分凝集化手段は、主として、原水を処理する処理槽を備える。処理槽は、原水槽からの原水Ｘを導入するための流路を有する。さらに、処理槽には、攪拌機、邪魔板等の攪拌手段が装備されていることが好ましい。また、特定成分凝集化手段として、任意に、凝集剤添加手段、必要に応じて、ｐＨ調整剤、ｐＨ調整手段を利用してもよい。また、特定成分凝集化手段は、後述するろ過手段に、特定成分を凝集化した被処理水を供給するための流路が連結されていることが好ましい。この流路には、ポンプが装備されていてもよいが、されていないことが好ましい。ポンプが装備されていない場合は、水頭差又はオーバーフロー等を利用して、流路に被処理水を供給することができる。ポンプは、上述したものと同様ものを利用することができる。このようなことから、例えば、処理槽（特に、その水位）は、原水槽（特に、その水位）に対して低い位置に配置することが好ましい。 The specific component aggregating means mainly includes a treatment tank for treating raw water. The treatment tank has a flow path for introducing the raw water X from the raw water tank. Furthermore, it is preferable that the treatment tank is equipped with stirring means such as a stirrer and a baffle plate. Further, as the specific component aggregating means, an aggregating agent adding means, and if necessary, a pH adjusting agent or a pH adjusting means may be used. Moreover, it is preferable that the specific component aggregating means is connected with a flow path for supplying water to be treated in which the specific component is agglomerated to the filtering means described later. This flow path may be equipped with a pump, but is preferably not. When the pump is not equipped, the water to be treated can be supplied to the flow path using a water head difference or an overflow. A pump similar to that described above can be used. For this reason, for example, the treatment tank (especially the water level) is preferably disposed at a lower position than the raw water tank (particularly the water level).
〈特定成分低減化手段２５〉
本開示の水処理システムにおいて、特定成分低減化手段２５をさらに備える場合には、図４に示すように、例えば、特定成分凝集化手段２０とろ過手段３０との間に、特定成分低減化手段２５が配置される。
<Specific component reducing means 25>
In the water treatment system of the present disclosure, when the specific component reducing unit 25 is further provided, as shown in FIG. 4, for example, the specific component reducing unit is provided between the specific component aggregating unit 20 and the filtering unit 30. 25 is arranged.
特定成分低減化手段２５は、特定成分凝集化手段２０から供給される原水に含有される粒子成分のうち、特定の粒子成分を低減化する手段である。ここで、特定の粒子成分とは、主として、特定の粒径を有する粒子成分を指す。特定の粒径は、後述するろ過工程で用いる膜モジュールに装備された多孔質膜の孔径によって適宜設定することができる。例えば、特定の粒径を有する粒子成分は、多孔質膜の孔径の０．１〜５０倍の粒径を有する粒子成分であることが好ましく、０．１〜４０倍、０．１〜３０倍、０．１〜２５倍、０．１〜２０倍、０．１〜１５倍、０．１〜１０倍、０．１〜１倍、０．５〜３０倍、０．５〜２５倍、０．５〜２０倍、０．５〜１５倍又は０．５〜１０倍、０．５〜１倍の粒径を有する粒子成分がより好ましい。具体的には、０．００１〜５μｍ、０．００１〜４μｍ、０．００１〜３μｍ、０．００１〜２．５μｍ又は０．００５〜２．５μｍの粒径を有する粒子成分が挙げられ、０．０１〜１μｍ、０．０１〜０．５μｍ、０．０１〜０．１５μｍの粒径を有する粒子成分が好ましく、０．０１〜０．１μｍの粒径を有する粒子成分がより好ましい。 The specific component reducing unit 25 is a unit that reduces specific particle components among the particle components contained in the raw water supplied from the specific component aggregating unit 20. Here, the specific particle component mainly refers to a particle component having a specific particle size. The specific particle size can be appropriately set depending on the pore size of the porous membrane provided in the membrane module used in the filtration step described later. For example, the particle component having a specific particle size is preferably a particle component having a particle size 0.1 to 50 times the pore size of the porous membrane, 0.1 to 40 times, 0.1 to 30 times 0.1 to 25 times, 0.1 to 20 times, 0.1 to 15 times, 0.1 to 10 times, 0.1 to 1 times, 0.5 to 30 times, 0.5 to 25 times, A particle component having a particle size of 0.5 to 20 times, 0.5 to 15 times, 0.5 to 10 times, or 0.5 to 1 times is more preferable. Specific examples include particle components having a particle size of 0.001 to 5 μm, 0.001 to 4 μm, 0.001 to 3 μm, 0.001 to 2.5 μm, or 0.005 to 2.5 μm. A particle component having a particle size of 0.01 to 1 μm, 0.01 to 0.5 μm, or 0.01 to 0.15 μm is preferable, and a particle component having a particle size of 0.01 to 0.1 μm is more preferable.
低減化とは、原水供給工程により供給される原水よりも特定粒径の粒子成分が少なくなればよく、特定粒径の粒子成分を、原水の４０％以下に低減させることが好ましく、２０％以下に低減させることがより好ましく、１５％以下または１０％以下に低減させることがさらに好ましい。 The reduction means that the particle component having a specific particle size is less than that of the raw water supplied in the raw water supply step, and the particle component having the specific particle size is preferably reduced to 40% or less, and 20% or less. It is more preferable to reduce it to 15% or less or 10% or less.
また、別の観点から、参照例に記載されたような補正、つまり、粒度分布での低減化する特定の粒子成分の割合および乾燥後の合計粒子重量から、特定の粒子成分の粒子重量を算出することにより、特定の粒子成分の重量を、４０％以下に低減させることが好ましく、２０％以下とすることがより好ましく、１５％以下または１０％以下とすることがさらに好ましい。 From another viewpoint, the particle weight of a specific particle component is calculated from the correction as described in the reference example, that is, the ratio of the specific particle component to be reduced in the particle size distribution and the total particle weight after drying. By doing so, the weight of the specific particle component is preferably reduced to 40% or less, more preferably 20% or less, and further preferably 15% or less or 10% or less.
特定成分低減化手段は、主として、被処理水を処理する第２処理槽を備える。第２処理槽は、特定成分凝集化手段２０からの被処理水を導入するための流路を有する。さらに、第２処理槽には、攪拌機が装備されていることが好ましい。また、特定成分低減化手段２５として、任意に、凝集剤、凝集剤添加手段、必要に応じて、ｐＨ調整剤、ｐＨ調整手段を利用してもよい。あるいは、任意に、ろ過モジュールを利用してもよい。これらを組み合わせて利用してもよい。また、特定成分低減化手段２５は、後述するろ過手段に、特定成分を低減化した被処理水を供給するための流路が連結されていることが好ましい。この流路には、ポンプが装備されていてもよいが、されていないことが好ましい。ポンプが装備されていない場合は、水頭差又はオーバーフロー等を利用して、流路に被処理水を供給することができる。ポンプは、上述したものと同様ものを利用することができる。このようなことから、例えば、第２処理槽（特に、その水位）は、原水槽（特に、その水位）に対して低い位置に配置することが好ましい。 The specific component reducing means mainly includes a second treatment tank for treating the water to be treated. The second treatment tank has a flow path for introducing the water to be treated from the specific component aggregating means 20. Furthermore, it is preferable that the second treatment tank is equipped with a stirrer. Further, as the specific component reducing means 25, a flocculant, a flocculant adding means, and a pH adjusting agent and a pH adjusting means as required may be used. Alternatively, a filtration module may optionally be used. These may be used in combination. Moreover, it is preferable that the flow path for supplying the to-be-processed water which reduced the specific component is connected with the filtration means mentioned later of the specific component reduction means 25. FIG. This flow path may be equipped with a pump, but is preferably not. When the pump is not equipped, the water to be treated can be supplied to the flow path using a water head difference or an overflow. A pump similar to that described above can be used. For this reason, for example, the second treatment tank (particularly, the water level) is preferably disposed at a lower position than the raw water tank (particularly, the water level).
凝集剤としては、当該分野で使用されている無機凝集剤及び高分子凝集剤等が挙げられる。無機凝集剤としては、例えば、硫酸アルミニウム（硫酸バンド）、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）等のアルミニウム塩、塩化第二鉄（ＦｅＣｌ３）、硫化第一鉄、ポリ硫酸第二鉄、鉄―シリカ無機高分子（ＰＳＩ）等の鉄塩等が挙げられる。 Examples of the flocculant include inorganic flocculants and polymer flocculants used in the field. Examples of the inorganic flocculant include aluminum salts such as aluminum sulfate (sulfuric acid band) and polyaluminum chloride (PAC), ferric chloride (FeCl 3 ), ferrous sulfide, polyferric sulfate, and iron-silica inorganic. Examples thereof include iron salts such as polymer (PSI).
高分子凝集剤としては、カチオン性ポリマー、アニオン性ポリマー及びノニオン性ポリマー等が挙げられる。カチオン性ポリマーとしては、例えば、一級アミン、二級アミン、三級アミン及びそれらの酸塩、四級アンモニウム基等の官能基を有するカチオン性モノマー又はアリルモノマーの単独重合体、これらと共重合可能なビニルモノマー等との共重合体等が挙げられる。具体的には、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド等の酸塩又はその４級アンモニウム塩、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド、ビニルアニリン等が挙げられる。アニオン性ポリマーとしては、例えば、（メタ）アクリル酸、イタコン酸、それらのアルカリ金属塩の単独重合体又は共重合可能なモノマーとの共重合体等が挙げられる。ノニオン性ポリマーとしては、例えば、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、等の単独重合体又は共重合可能なモノマーとの共重合体等、フェノール、カテコール等を用いたノボラック樹脂、ポリ酢酸ビニルをケン化したポリビニルアルコール、ポリビニルフェノール、ポリビニルピロリドン等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし、２以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of the polymer flocculant include a cationic polymer, an anionic polymer, and a nonionic polymer. Examples of cationic polymers include primary amines, secondary amines, tertiary amines and their acid salts, and homopolymers of cationic monomers or allyl monomers having functional groups such as quaternary ammonium groups. Examples thereof include copolymers with various vinyl monomers and the like. Specific examples include acid salts such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate and dimethylaminopropyl (meth) acrylamide or quaternary ammonium salts thereof, diallyldimethylammonium chloride, vinylaniline and the like. Examples of the anionic polymer include (meth) acrylic acid, itaconic acid, homopolymers of their alkali metal salts, and copolymers with copolymerizable monomers. Nonionic polymers include, for example, homopolymers such as (meth) acrylamide and N-isopropylacrylamide, copolymers with copolymerizable monomers, etc., novolak resins using phenol, catechol, etc., and polyvinyl acetate. Saponified polyvinyl alcohol, polyvinyl phenol, polyvinyl pyrrolidone, etc. are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
使用する凝集剤の量は、原水の汚染状態、処理量等によって適宜調整することができる。また、凝集剤の量、攪拌条件等を調整することにより、粒子成分の粒度分布を制御することができることが確認されている。そのため、適量を選択することにより、特定粒径成分の凝集化を極めて効果的に実行することができる。例えば、注入量基準で、数ｐｐｍ〜２００ｐｐｍ程度又は１〜２００ｐｐｍ程度が挙げられる。このような量に設定することにより、濁度を低減するために使用される凝集剤の量よりも、凝集剤の添加量を格段に低減することができる。 The amount of the flocculant to be used can be appropriately adjusted according to the contamination state of the raw water, the treatment amount and the like. It has also been confirmed that the particle size distribution of the particle component can be controlled by adjusting the amount of the flocculant, the stirring conditions, and the like. Therefore, agglomeration of the specific particle size component can be performed very effectively by selecting an appropriate amount. For example, on the basis of the injection amount, about several ppm to about 200 ppm or about 1 to 200 ppm can be mentioned. By setting such an amount, the amount of the flocculant added can be remarkably reduced as compared with the amount of the flocculant used to reduce turbidity.
ｐＨ調整剤としては、硫酸、硝酸、過塩素酸、塩酸等の無機酸、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム等の塩基等が挙げられる。
凝集剤添加手段及びｐＨ調整手段としては、ポンプ等が挙げられる。
攪拌機は、処理槽の大きさ等によって当該分野で公知のいずれをも使用することができる。
凝集剤は、通常、第２処理槽に添加され、撹拌機等によって撹拌することにより、特定成分低減化を実行することができる。
Examples of the pH adjuster include inorganic acids such as sulfuric acid, nitric acid, perchloric acid and hydrochloric acid, bases such as sodium hydroxide, calcium hydroxide and barium hydroxide.
Examples of the flocculant adding means and the pH adjusting means include a pump.
As the stirrer, any of those known in the art can be used depending on the size of the treatment tank.
The flocculant is usually added to the second treatment tank, and the specific component can be reduced by stirring with a stirrer or the like.
ろ過モジュールとしては、上述した凝集又は低減する特定成分を低減させることができるものである限り、公知のろ過モジュールのいずれをも利用することができる。例えば、大口径の中空糸膜又は平膜を備えた膜モジュール等が挙げられる。なかでも、後述する膜モジュールと同程度の大口径の中空糸膜を備えた膜モジュールを利用することが好ましい。 Any known filtration module can be used as the filtration module as long as the specific component to be aggregated or reduced can be reduced. For example, a membrane module provided with a large-diameter hollow fiber membrane or a flat membrane can be used. Especially, it is preferable to use the membrane module provided with the hollow fiber membrane of a large diameter comparable as the membrane module mentioned later.
重力ろ過方式を効果的に利用するために、ろ過モジュールを用いる場合には、ろ過モジュール及びろ過モジュールの透過水出口の高さを、原水槽、特定成分凝集化手段２０又は特定成分低減化手段２５の水位に対して水頭差を発生させることができる位置、つまり、原水槽、特定成分凝集化手段２０又は特定成分低減化手段２５の水位より低い位置に配置することが好ましい。 In order to effectively use the gravity filtration method, when using a filtration module, the height of the filtration module and the permeate outlet of the filtration module is set to the raw water tank, the specific component aggregating means 20 or the specific component reducing means 25. It is preferable to arrange at a position where a water head difference can be generated with respect to the water level, that is, a position lower than the water level of the raw water tank, the specific component aggregating means 20 or the specific component reducing means 25.
〈ろ過手段３０〉
ろ過手段３０は、主として、膜モジュール３１を備える。
膜モジュール３１は、水処理に用いられる、当該分野で公知の膜モジュールのいずれを利用してもよい。特に、膜モジュールに使用される膜は、多孔質膜であることが好ましく、中空糸膜であることがより好ましく、単層構造であることがさらに好ましい。例えば、特開昭６２−１４０６０７号公報、特開平６−３１９９６１号公報、特開２００９−１８３８２２号公報、国際公開公報２０１１／００４７８６号及び２０１１／１０８５７９号等に記載されたものが挙げられる。
<Filtration means 30>
The filtering means 30 mainly includes a membrane module 31.
The membrane module 31 may be any membrane module known in the art used for water treatment. In particular, the membrane used in the membrane module is preferably a porous membrane, more preferably a hollow fiber membrane, and even more preferably a single layer structure. Examples thereof include those described in JP-A-62-140607, JP-A-6-319961, JP-A-2009-183822, International Publications 2011/004786 and 2011/108579.
膜モジュール３１は、図２に示したように、被処理水をろ過する中空糸膜３２と、中空糸膜３２を保持する保持部材３３と、中空糸膜３２と保持部材３３とを固定する固定部材３４とを含む。
膜モジュール３１は、保持部材３３と固定部材３４とによって、例えば、中空糸膜３２の内側に通じる注入口３５と注出口３６、中空糸膜の外側に通じる透過水出口３７を備えている。注入口３５は、上述した特定成分凝集化手段２０に連結された流路に連結され、特定成分凝集化手段２０によって特定成分が低減された被処理水が供給される。被処理水が濃縮された濃縮水Ｚ、ろ過されずに残存した残留物等は、注出口３６から排出される。そのために、注出口３６には、後述するように、濃縮水Ｚ及び／又は残留物を収容する濃縮水槽４２に連結した流路が連結されることが好ましい。透過水出口３７には、後述するように、透過水を収容する透過水槽４０に連結した流路が連結されることが好ましい。ただし、特定成分低減化手段２０とろ過手段３０の注出口３６とが連結し、ろ過手段３０の注入口３５と濃縮水槽４２とが連結していてもよい。
As shown in FIG. 2, the membrane module 31 has a hollow fiber membrane 32 that filters the water to be treated, a holding member 33 that holds the hollow fiber membrane 32, and a fixing that fixes the hollow fiber membrane 32 and the holding member 33. Member 34.
The membrane module 31 includes, for example, an inlet 35 and a spout 36 that communicate with the inside of the hollow fiber membrane 32 and a permeate outlet 37 that communicates with the outside of the hollow fiber membrane, by the holding member 33 and the fixing member 34. The injection port 35 is connected to the flow path connected to the above-described specific component aggregating means 20, and treated water whose specific components are reduced by the specific component aggregating means 20 is supplied. The concentrated water Z in which the water to be treated is concentrated, the residue remaining without being filtered, and the like are discharged from the spout 36. Therefore, it is preferable that a flow path connected to the concentrated water tank 42 containing the concentrated water Z and / or the residue is connected to the spout 36 as described later. As will be described later, the permeate outlet 37 is preferably connected to a flow path that is connected to a permeate tank 40 containing permeate. However, the specific component reducing means 20 and the spout 36 of the filtering means 30 may be connected, and the inlet 35 of the filtering means 30 and the concentrated water tank 42 may be connected.
中空糸膜は、０．０１〜０．１μｍの孔を有する樹脂膜により構成されたものが好ましい。孔の密度は、後述する中空糸膜の内径、膜厚、外径、得ようとする特性等によって適宜調整することができ、このような微細な孔によって、水処理膜としての機能を果たすとともに、その密度等によって、例えば、限外ろ過膜又は精密ろ過膜の分画性を調整することができる。一般に、限外ろ過膜は、孔の大きさが２〜２００ｎｍ程度の膜、精密ろ過膜は、５０ｎｍ〜１０μｍ程度の膜であることが知られている。内径は２〜１０ｍｍであることが好ましい。膜厚は、０．１〜１．７ｍｍであることが好ましい。外径は２．１〜１１．７ｍｍであることが好ましい。膜モジュールでの膜充填率は、４０〜７０％であることが好ましい。 The hollow fiber membrane is preferably composed of a resin membrane having pores of 0.01 to 0.1 μm. The density of the holes can be adjusted as appropriate according to the inner diameter, film thickness, outer diameter, characteristics to be obtained, etc. of the hollow fiber membrane, which will be described later, and such fine holes serve as a water treatment membrane. Depending on the density or the like, for example, the fractionation property of the ultrafiltration membrane or the microfiltration membrane can be adjusted. In general, it is known that an ultrafiltration membrane is a membrane having a pore size of about 2 to 200 nm, and a microfiltration membrane is a membrane of about 50 nm to 10 μm. The inner diameter is preferably 2 to 10 mm. The film thickness is preferably 0.1 to 1.7 mm. The outer diameter is preferably 2.1 to 11.7 mm. The membrane filling rate in the membrane module is preferably 40 to 70%.
中空糸膜は、どのような材料で形成されていてもよい。なかでも、塩化ビニルモノマーに由来する構造単位を含むものが好ましい。例えば、塩化ビニルモノマーに由来する構造単位を、中空糸膜を構成する全樹脂において、４０質量％以上（好ましくは５０質量％以上又は６０質量％以上、より好ましくは７０質量％以上、８０質量％以上、さらに好ましくは８５質量％以上）を占める材料であることが好ましい。 The hollow fiber membrane may be formed of any material. Among these, those containing a structural unit derived from a vinyl chloride monomer are preferable. For example, the structural unit derived from the vinyl chloride monomer is 40% by mass or more (preferably 50% by mass or 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, 80% by mass) in the total resin constituting the hollow fiber membrane. More preferably, the material occupies 85% by mass or more).
中空糸膜は、さらに、吸湿性を有する樹脂又はそれらの樹脂を構造単位として含む共重合体を含むことが好ましい。「吸湿性を有する樹脂」とは、２３℃で相対湿度５０％に２４時間放置後の樹脂の重量増加率（水分率）が０．１〜６％の樹脂を意味する。吸湿性を有する樹脂の水分率は、１〜５％であることが好ましく、２〜３％がより好ましい。ＪＩＳＰ８１１１で規定されている方法で調湿を行なうことにより、樹脂の吸湿性、つまり水分量を評価することができる。 It is preferable that the hollow fiber membrane further includes a hygroscopic resin or a copolymer containing such a resin as a structural unit. The “resin having hygroscopicity” means a resin having a weight increase rate (water content) of 0.1 to 6% after being left for 24 hours at 23 ° C. and 50% relative humidity. The moisture content of the hygroscopic resin is preferably 1 to 5%, more preferably 2 to 3%. By adjusting the humidity by the method defined in JISP8111, the hygroscopicity of the resin, that is, the water content can be evaluated.
吸湿性を有する樹脂としては、水酸基等を含む分子側鎖を有するポリマーが挙げられる。例えば、ポリアルキレングリコール、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルホルマール、ポリアセタール、ポリビニルブチラール及びポリビニルアルコールからなる群より選択される１種以上の樹脂又はそれら樹脂の２種以上を構造単位として含む共重合体（例えば、ブロック共重合体）等が挙げられる。この共重合体は、塩化ビニルモノマーに由来する構造単位を含むもの（例えば、ブロック共重合体、ランダム共重合体）であってもよい。このような樹脂を用いることにより、汚染物質が中空糸膜に付着し難くなる。仮に付着しても逆洗等の洗浄工程により容易に汚染物質を除去することができる。なお、汚染物質の付着防止は、このような材料選択に加え、上述したような比較的大口径の中空糸膜を用いることが有効である。これによって、膜内流速を容易に制御することができ、中空糸膜に付着した汚染物質を容易に除去することができる。さらに、重力ろ過の限られた圧力を利用する場合であっても、膜の材料として、吸湿性を有する樹脂を用いることにより、膜と水との親水性が高まるために、効率的なろ過を行うのにより一層有用である。 Examples of the hygroscopic resin include a polymer having a molecular side chain containing a hydroxyl group and the like. For example, one or more resins selected from the group consisting of polyalkylene glycol, polyvinyl acetate, polyvinyl formal, polyacetal, polyvinyl butyral, and polyvinyl alcohol, or a copolymer containing two or more of these resins as structural units (for example, Block copolymer) and the like. This copolymer may be one containing a structural unit derived from a vinyl chloride monomer (for example, a block copolymer or a random copolymer). By using such a resin, it becomes difficult for contaminants to adhere to the hollow fiber membrane. Even if temporarily attached, contaminants can be easily removed by a cleaning process such as backwashing. In order to prevent the adhesion of contaminants, it is effective to use a hollow fiber membrane having a relatively large diameter as described above in addition to such material selection. As a result, the in-membrane flow rate can be easily controlled, and contaminants attached to the hollow fiber membrane can be easily removed. Furthermore, even when using the limited pressure of gravity filtration, the use of a hygroscopic resin as the membrane material increases the hydrophilicity between the membrane and water, so efficient filtration is possible. More useful to do.
中空糸膜は、（ａ）ポリ塩化ビニルと吸湿性を有する樹脂とのブレンド樹脂、（ｂ）塩化ビニルモノマーと吸湿性を有する樹脂を構成するモノマーとの共重合体（例えば、グラフト共重合体）、（ｃ）ポリ塩化ビニルと吸湿性を有する樹脂との共重合体（例えば、ブロック共重合体）、（ｄ）ポリ塩化ビニルと、（ｂ）又は（ｃ）とのブレンド樹脂等種々の形態の材料によるによる膜とすることができる。なかでも、（ａ）、（ｃ）及び（ｄ）による膜が好ましく、（ｄ）による膜がより好ましい。このような材料を用いて中空糸膜を作製することにより、防汚性を確保することができることに加え、特定成分の低減化と相まって、次回の膜モジュールの洗浄までの期間を長期化することができる。一方、特定成分よりも大きな体積の濁度成分が膜の内部に留まる量が増大すると、洗浄の際に膜に高い負荷がかかることがあるが、上述した材料を用いることにより、強度を担保することが可能となり、体積の大きな濁度成分の量の増加に伴う洗浄時の膜の損傷を抑えることができる。これらの結果、膜モジュールのコストメリット及び強度アップが相乗的に作用して、長期信頼性を担保することができる。 The hollow fiber membrane includes (a) a blend resin of polyvinyl chloride and a hygroscopic resin, and (b) a copolymer of a vinyl chloride monomer and a monomer constituting the hygroscopic resin (for example, a graft copolymer). ), (C) copolymers of polyvinyl chloride and hygroscopic resins (for example, block copolymers), (d) blend resins of polyvinyl chloride and (b) or (c), etc. It can be a film made of morphological material. Especially, the film | membrane by (a), (c) and (d) is preferable, and the film | membrane by (d) is more preferable. By making hollow fiber membranes using such materials, it is possible to ensure antifouling properties, and in addition to reducing specific components, prolong the period until the next membrane module cleaning. Can do. On the other hand, if the amount of the turbidity component having a volume larger than that of the specific component increases in the membrane, a high load may be applied to the membrane during cleaning. However, the strength is ensured by using the above-described materials. Therefore, it is possible to suppress damage to the membrane during cleaning due to an increase in the amount of turbidity components having a large volume. As a result, the cost merit and strength increase of the membrane module act synergistically to ensure long-term reliability.
保持部材は、中空糸膜を保持できるものであればよく、例えば、アクリル系樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル系樹脂等により形成することができる。
固定部材は、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等により形成することができる。
膜モジュールは、単独で用いてもよいし、２以上を組み合わせて用いてもよい。２以上の膜モジュールは、直列、並列、直並列、並直列等種々の形態で組み合わせることができる。
The holding member may be any member that can hold the hollow fiber membrane, and can be formed of, for example, an acrylic resin, a polystyrene resin, an ABS resin, an AS resin, a polycarbonate resin, a vinyl chloride resin, or the like.
The fixing member can be formed of an epoxy resin, a urethane resin, or the like.
A membrane module may be used independently and may be used in combination of 2 or more. Two or more membrane modules can be combined in various forms such as series, parallel, series-parallel, and parallel-series.
〈その他の手段〉
本開示の水処理システムは、図１、３及び４に示すように、さらに、ろ過手段３０によってろ過された透過水を収容する透過水槽４０を、ろ過手段３０の下流に備えている。また、ろ過手段３０における膜モジュールを洗浄するために、ろ過手段３０の下流に、逆洗水槽４１を備えていることが好ましい。なお、透過水槽と逆洗水槽とは兼用されてもよい。
<Other means>
As shown in FIGS. 1, 3, and 4, the water treatment system of the present disclosure further includes a permeated water tank 40 that stores permeated water filtered by the filtering means 30 downstream of the filtering means 30. Further, in order to wash the membrane module in the filtration means 30, it is preferable that a backwash water tank 41 is provided downstream of the filtration means 30. The permeated water tank and the backwash water tank may be used in combination.
さらに、ろ過手段３０の下流に、濃縮水槽４２が設けられることが好ましい。濃縮水槽４２には、上述したように、ろ過手段３０からの濃縮水Ｚを導入する流路、その上澄み液Ｙを原水槽に導入する流路とが連結されていることが好ましい。一般に、原水槽の量と透過水槽４０との量が等量に近い程、理想的な水処理、つまり、原水からろ過水の回収率を増大させ、かつ使用するエネルギー量を抑えて低コストでの水処理を実現することができる。そのために、濃縮水槽４２から上澄み液Ｙを原水槽に回収する流路を備えることが好ましい。 Further, a concentrated water tank 42 is preferably provided downstream of the filtering means 30. As described above, the concentrated water tank 42 is preferably connected to the flow path for introducing the concentrated water Z from the filtration means 30 and the flow path for introducing the supernatant Y to the raw water tank. In general, the closer the amount of the raw water tank and the permeated water tank 40 are to the same amount, the ideal water treatment, that is, the recovery rate of filtered water from the raw water is increased, and the amount of energy used is reduced and the cost is reduced. Water treatment can be realized. Therefore, it is preferable to provide a flow path for collecting the supernatant Y from the concentrated water tank 42 into the raw water tank.
透過水槽４０、逆洗水槽４１及び濃縮水槽４２は、それぞれ、ろ過手段３０と、流路によって連結されている。透過水槽４０及び／又は逆洗水槽４１とろ過手段３０との間には、送液及び／又は返送ポンプ４３、４４が設けられていてもよい。これらのポンプ４３、４４は上述したものと同様のものを利用することができる。
ただし、図３に示すように、逆洗水槽４１が、膜モジュールの透過水側の注出口よりも高所に設置される場合には、その水頭圧をより有効に活用でき、よって、送液ポンプを設けなくてもよい。
濃縮水槽４２は、原水供給手段１０に流路によって連結されていることが好ましい。なお、この場合、返送ポンプ４４は、濃縮水槽４２と原水供給手段１０との間に設けられていてもよい。また、濃縮水槽４２を設けずに、濃縮水槽４２として、原水供給手段１０を機能させてもよい。
The permeated water tank 40, the backwash water tank 41, and the concentrated water tank 42 are connected to the filtering means 30 by a flow path, respectively. Between the permeated water tank 40 and / or the backwash water tank 41 and the filtering means 30, liquid feeding and / or return pumps 43 and 44 may be provided. These pumps 43 and 44 can use the thing similar to what was mentioned above.
However, as shown in FIG. 3, when the backwash water tank 41 is installed at a higher position than the outlet on the permeate side of the membrane module, the water head pressure can be used more effectively. It is not necessary to provide a pump.
The concentrated water tank 42 is preferably connected to the raw water supply means 10 by a flow path. In this case, the return pump 44 may be provided between the concentrated water tank 42 and the raw water supply means 10. Moreover, you may make the raw | natural water supply means 10 function as the concentrated water tank 42, without providing the concentrated water tank 42. FIG.
さらに、流路は、水処理の分野で一般に用いられるような、開閉弁、気体供給装置、超音波発生装置、薬液槽等を備えていてもよい。 Furthermore, the flow path may be provided with an on-off valve, a gas supply device, an ultrasonic generator, a chemical tank, and the like that are generally used in the field of water treatment.
〈各種手段の関係〉
重力（又は水頭圧）をろ過に用いる場合、少なくとも特定成分凝集化手段２０（最も高い圧力開放位置）、任意に特定成分低減化手段２５の水位を、膜モジュールの透過水側の出口（透過水側の流路が満水時の透過水の出口５０、最も低い圧力開放位置）の位置に対して、より高い位置に設置することが好ましい。
また、より消費エネルギーの使用を抑えるために、原水供給手段１０の原水槽の水位を、特定成分凝集化手段２０、任意に特定成分低減化手段２５における水位に対して、より高い水位に設置することが好ましい。なかでも、特定成分凝集化手段２０又は特定成分低減化手段２５及び原水供給手段１０の原水槽の水位を、膜モジュールの透過水側の注出口３７の位置に対して、より高い位置に設置することが好ましい。
<Relationship between various means>
When gravity (or water head pressure) is used for filtration, at least the specific component agglomeration means 20 (the highest pressure release position), optionally the water level of the specific component reduction means 25, is set to the outlet on the permeate side of the membrane module (permeate water). It is preferable that the flow path on the side is installed at a higher position than the position of the outlet 50 of the permeate when the water is full, the lowest pressure release position.
Further, in order to suppress the use of energy consumption, the water level of the raw water tank of the raw water supply means 10 is set at a higher water level than the water level in the specific component aggregation means 20 and optionally the specific component reduction means 25. It is preferable. In particular, the water level of the raw water tank of the specific component aggregating means 20 or the specific component reducing means 25 and the raw water supply means 10 is set higher than the position of the outlet 37 on the permeate side of the membrane module. It is preferable.
これら手段の高低差による水頭差は高い方がよいが、原水供給手段１０の原水槽等への送水にはエネルギーが必要となる。従って、これらの高低差は特に限定されるものではなく、ろ過手段の処理性能、意図する透水量等に応じて、適宜設定することができる。具体的には、１〜１００ｍ、１〜数十ｍ程度、４ｍ程度が挙げられる。
実際に、特定成分凝集化手段及び／又は特定成分低減化手段２５を用いることにより、一般的な浄水場でのろ過手段の前後の水頭差４ｍ程度でも、適切な透水量を確保することができることを確認している。よって、既存の施設を、概ねそのまま又は、例えば、急速ろ過施設等を特定成分凝集化手段及び／又はろ過手段に変更するのみで利用することができ、経済的かつ安定的に高性能な水処理を行うことが可能となる。
Although the water head difference due to the height difference of these means is better, energy is required for water supply to the raw water tank or the like of the raw water supply means 10. Therefore, these height differences are not particularly limited, and can be set as appropriate according to the processing performance of the filtration means, the intended water permeability, and the like. Specifically, about 1 to 100 m, about 1 to several tens of meters, and about 4 m are mentioned.
Actually, by using the specific component aggregating means and / or the specific component reducing means 25, it is possible to ensure an appropriate water permeability even with a head difference of about 4 m before and after the filtering means in a general water purification plant. Have confirmed. Therefore, existing facilities can be used almost as they are or simply by changing a rapid filtration facility or the like to specific component agglomeration means and / or filtration means, and economically and stably perform high-performance water treatment. Can be performed.
なお、膜モジュールの位置が、原水槽及び／又は処理水槽等の水位に近く、透過水を収容する透過水槽４０の水位に対して大きな高低差があり、膜モジュールから透過水槽４０までの透過水流路が満水の場合、その水が膜モジュール内の水を引張り、膜モジュールにかかる膜間差圧において、透過水側の出口に吸引圧がかかる。この吸引圧が、原水槽及び／又は処理水槽から膜モジュールにかかる加圧に対して大きい場合（吸引圧＞加圧）、サイホン効果が働き、膜モジュールのファウリング（目詰まり）が起こりにくくなることがあり、有用である。しかし、そのサイホン効果を維持することが煩雑となることがあり、また、透過水流路に空気が入ることによるサイホン切れに注意が必要となる。
一方、膜モジュールの位置が、透過水槽の水位に近く、原水槽及び／又は処理水槽等の水位から遠くなり、水頭圧差が大きくなる場合、膜モジュールにかかる膜間差圧において、処理水槽から膜モジュールにかかる加圧が大きくなる。吸引圧が、処理水槽から膜モジュールにかかる加圧に対してより小さい場合（吸引圧＜加圧）、サイホン効果がなく、サイホン切れも起こらないため、サイホン切れへの注意が不要となることがある。
In addition, the position of the membrane module is close to the water level of the raw water tank and / or the treated water tank, and there is a large difference in level with respect to the water level of the permeated water tank 40 that stores the permeated water. When the path is full of water, the water pulls the water in the membrane module, and suction pressure is applied to the permeate-side outlet at the transmembrane differential pressure applied to the membrane module. When this suction pressure is larger than the pressure applied to the membrane module from the raw water tank and / or the treated water tank (suction pressure> pressurization), the siphon effect works and the membrane module is less likely to foul (clog). Sometimes useful. However, maintaining the siphon effect may be cumbersome, and attention must be paid to the siphon running out due to air entering the permeate channel.
On the other hand, when the position of the membrane module is close to the water level of the permeated water tank and far from the water level of the raw water tank and / or the treated water tank, and the head pressure difference increases, the membrane pressure from the treated water tank to the membrane is increased. The pressure applied to the module increases. If the suction pressure is smaller than the pressure applied to the membrane module from the treated water tank (suction pressure <pressurization), there is no siphon effect and no siphon breakage occurs. is there.
〔水処理方法〕
本開示の水処理方法は、重力ろ過方式を実現できる限り、どのような方式／方法を利用してもよい。以下においては、主として、図１又は図４に示す水処理システムを用いて水処理を行う方法について説明する。本開示の水処理方法では、特に、特定成分凝集化工程と、ろ過工程とを組み合わせるという単純な手法によって、ｐＨを過度に上昇させることなく、水処理を、低コストで安定的に、大量に継続して行うことができる。
〈原水供給工程〉
まず、特定成分凝集化手段２０に、原水を供給する。ここでの原水の供給は、上述したように、原水供給手段１０との水頭圧差を利用して行うことが好ましい。原水の供給の速度は、特定成分凝集化手段２０の種類、そのサイズ、流路の太さ、特定成分凝集化の方法、その後のろ過工程の速度等を考慮して適宜調整することが好ましい。例えば、原水の流路内流速は、０．００１〜１０ｍ／ｓ程度が挙げられ、０．００１〜５ｍ／ｓ程度が好ましい。つまり、膜モジュールへの流速と同程度が好ましい。流路内流速は、単位時間当たりの循環させる原水の体積に基づいて算出した値を採用するものとする。
とする。
[Water treatment method]
The water treatment method of the present disclosure may use any method / method as long as the gravity filtration method can be realized. In the following, a method for performing water treatment mainly using the water treatment system shown in FIG. 1 or FIG. 4 will be described. In the water treatment method of the present disclosure, in particular, a simple method of combining a specific component agglomeration step and a filtration step allows water treatment to be performed stably at a low cost and in a large amount without excessively increasing the pH. It can be done continuously.
<Raw water supply process>
First, raw water is supplied to the specific component aggregating means 20. The supply of raw water here is preferably performed using the head pressure difference with the raw water supply means 10 as described above. The feed rate of the raw water is preferably adjusted as appropriate in consideration of the type of the specific component agglomeration means 20, its size, the thickness of the flow path, the specific component agglomeration method, the speed of the subsequent filtration step, and the like. For example, the flow rate in the flow path of the raw water is about 0.001 to 10 m / s, and preferably about 0.001 to 5 m / s. That is, it is preferable that the flow rate is the same as that of the membrane module. As the flow velocity in the flow path, a value calculated based on the volume of raw water to be circulated per unit time is adopted.
And
〈特定成分凝集化工程〉
特定成分凝集化によって、原水供給工程により供給される原水から、マンガン元素を含む凝集物（水不溶性物質、例えば、ＭｎＯ２、ＭｎＣＯ３等）を生成させる。このような凝集化によって、後述するろ過工程によって、凝集物を除去することができるために、結果として、特定成分を、原水の８０％以下に低減させることができる。好ましく、６０％以下、５０％以下に低減されることができる。場合によっては、４０％以下に低減させてもよい。
<Specific component agglomeration process>
Aggregates (water-insoluble substances such as MnO 2 , MnCO 3, etc.) containing manganese element are generated from the raw water supplied in the raw water supply step by the specific component agglomeration. By such agglomeration, the agglomerate can be removed by a filtration step described later. As a result, the specific component can be reduced to 80% or less of the raw water. Preferably, it can be reduced to 60% or less and 50% or less. In some cases, it may be reduced to 40% or less.
特定成分凝集化のために、まず、原水のｐＨを７〜９．５に調整する。ｐＨを調整する方法は、特に限定されるものではなく、処理対象となる原水の状態等によって適宜選択することができる。例えば、市販のｐＨメータによってモニタリングしながら、アルカリ化剤を添加することが挙げられる。アルカリ化剤としては、ＮａＯＨ、ＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ）２、ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）２、製鋼スラグ、廃コンクリート等のリサイクル製品等が挙げられる。製鋼スラグは、可溶性のＣａＯ及び／又はＣａ（ＯＨ）２を１〜２質量％程度含有しており、これらの物質が水と接すると、ＯＨイオンを供給する。また、製鋼スラグは、ダイカルシウムシリケート（２ＣａＯ・ＳｉＯ２）、トリカルシウムシリケート（３ＣａＯ・ＳｉＯ２）等のカルシウムシリケート化合物が主体であるため、徐々に溶解し、長期にわたってＯＨイオンを供給することができる。 First, the pH of the raw water is adjusted to 7 to 9.5 for specific component aggregation. The method for adjusting the pH is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the state of raw water to be treated. For example, an alkalizing agent may be added while monitoring with a commercially available pH meter. Examples of the alkalizing agent include NaOH, CaO, Ca (OH) 2 , MgO, Mg (OH) 2 , steel products slag, recycled products such as waste concrete, and the like. Steelmaking slag contains about 1 to 2% by mass of soluble CaO and / or Ca (OH) 2 and supplies OH ions when these substances come into contact with water. Further, steelmaking slag, dicalcium silicate (2CaO · SiO 2), for calcium silicate compounds such as tricalcium silicate (3CaO · SiO 2) is mainly dissolves gradually and is possible to supply the OH ion for a long time it can.
アルカリ化剤は、特に浄水処理で用いる場合、添加量の調整が容易であることから、ＮａＯＨを水溶液の形態で用いることが好ましい。アルカリ化剤の使用量は、供給される原水により適宜調整することができる。 In particular, when the alkalizing agent is used in water purification treatment, it is preferable to use NaOH in the form of an aqueous solution because the addition amount can be easily adjusted. The amount of the alkalizing agent used can be appropriately adjusted depending on the raw water supplied.
次いで、ｐＨ調整された原水を酸化剤によって処理する。
酸化剤としては、当該分野で使用されているものが挙げられる。例えば、オゾン、過酸化物、金属塩系化合物、塩素系化合物等が挙げられる。特に、好ましくは、塩素系化合物であり、具体的には、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム等が挙げられる。特に浄水処理で用いる場合、次亜塩素酸ナトリウム水溶液が好ましい。
Then, the pH-adjusted raw water is treated with an oxidizing agent.
As an oxidizing agent, what is used in the said field | area is mentioned. For example, ozone, a peroxide, a metal salt compound, a chlorine compound, etc. are mentioned. Particularly preferred are chlorine compounds, and specific examples include sodium hypochlorite and calcium hypochlorite. Particularly when used in water purification treatment, an aqueous sodium hypochlorite solution is preferred.
使用する酸化剤の量は、原水のマンガン濃度、処理水量等によって適宜調整することができる。例えば、酸化剤中の塩化物イオン濃度が、原水のマンガン濃度の１．０〜５倍、２．０〜４倍、２．０〜２．５倍程度になる量とすることが好ましい。このような量は、予め一定量の原水を採取し、マンガン濃度を測定することにより決定することができる。
次亜塩素酸ナトリウムを使用する場合、マンガン濃度に対して、次亜塩素酸ナトリウム中の遊離塩素濃度が１．３倍程度になることが好ましい。なお、原水中の有機物により遊離塩素が消費されるため、上述の量に対してより多くの塩素量が必要となることがある。
酸化剤をこのような量に設定することにより、原水中に含有されるマンガンイオン又は溶解性化合物を、不溶性マンガン化合物に変化させることができ、効果的にフロックとして凝集させることができる。
従って、原水を酸化剤によって処理する場合、酸化剤を均一に原水に分散させるために、攪拌することが好ましく、酸化剤の注入後は急速攪拌するのがよい。その後、任意に静置して凝集物を沈殿させてもよい。
あるいは、後述するろ過工程、任意に、特定成分低減化工程によって、凝集物を除去し得るために、攪拌後、そのまま、次工程に付してもよい。
The amount of the oxidizing agent to be used can be appropriately adjusted depending on the manganese concentration of raw water, the amount of treated water, and the like. For example, it is preferable that the chloride ion concentration in the oxidizer is 1.0 to 5 times, 2.0 to 4 times, or 2.0 to 2.5 times the manganese concentration of the raw water. Such an amount can be determined by collecting a certain amount of raw water in advance and measuring the manganese concentration.
When using sodium hypochlorite, it is preferable that the free chlorine concentration in sodium hypochlorite is about 1.3 times the manganese concentration. In addition, since free chlorine is consumed by the organic substance in raw | natural water, more chlorine quantity may be needed with respect to the above-mentioned quantity.
By setting the oxidizing agent to such an amount, manganese ions or soluble compounds contained in the raw water can be changed into insoluble manganese compounds, and can effectively be aggregated as flocs.
Therefore, when the raw water is treated with the oxidizing agent, it is preferable to stir in order to uniformly disperse the oxidizing agent in the raw water, and it is preferable to rapidly stir after the injection of the oxidizing agent. Thereafter, the agglomerates may be precipitated by standing arbitrarily.
Or in order to be able to remove an aggregate by the filtration process mentioned later and the specific component reduction process, you may attach to the next process as it is after stirring.
〈特定成分低減化工程〉
図４に示すように、特定成分凝集化工程に付された被処理水において、被処理水に含有される粒子成分のうち、特定の粒子成分を低減化する工程を行なってもよい。特定の粒子成分は、ろ過工程で用いる膜モジュールに使用される多孔質膜の孔径の０．１〜５０倍の粒径を有する粒子成分であることが好ましく、０．１〜４０倍、０．１〜３０倍、０．１〜２５倍、０．１〜２０倍、０．１〜１５倍、０．１〜１０倍、０．１〜１倍、０．５〜３０倍、０．５〜２５倍、０．５〜２０倍、０．５〜１５倍又は０．５〜１０倍、０．５〜１倍の粒径を有する粒子成分を低減化する。なかでも、０．１〜２０倍の粒径を有する粒子成分を低減化することが好ましい。具体的には、０．００１〜５μｍ、０．００１〜４μｍ、０．００１〜３μｍ、０．００１〜２．５μｍ又は０．００５〜２．５μｍの粒径を有する粒子成分が挙げられ、０．０１〜１μｍ、０．０１〜０．５μｍ、０．０１〜０．１５μｍの粒径を有する粒子成分を低減化することが好ましく、０．０１〜０．１μｍの粒径を有する粒子成分を低減化することがより好ましい。
そのために、上述したように、第２処理槽において、被処理水に対して凝集剤を添加する。この場合、被処理に均一に凝集剤が作用するように、攪拌することが好ましい。攪拌は、上述したように、攪拌機を利用してもよいし、第２処理槽への被処理の供給の際の流速を利用して（例えば、迂流式攪拌）、被処理に凝集剤を添加／混合してもよい。
<Specific component reduction process>
As shown in FIG. 4, in the water to be treated that has been subjected to the specific component aggregating step, a step of reducing specific particle components among the particle components contained in the water to be treated may be performed. The specific particle component is preferably a particle component having a particle size of 0.1 to 50 times the pore size of the porous membrane used in the membrane module used in the filtration step. 1 to 30 times, 0.1 to 25 times, 0.1 to 20 times, 0.1 to 15 times, 0.1 to 10 times, 0.1 to 1 times, 0.5 to 30 times, 0.5 Particle components having a particle size of ˜25 times, 0.5 to 20 times, 0.5 to 15 times or 0.5 to 10 times, 0.5 to 1 times are reduced. Especially, it is preferable to reduce the particle component having a particle size of 0.1 to 20 times. Specific examples include particle components having a particle size of 0.001 to 5 μm, 0.001 to 4 μm, 0.001 to 3 μm, 0.001 to 2.5 μm, or 0.005 to 2.5 μm. It is preferable to reduce the particle component having a particle size of 0.01 to 1 μm, 0.01 to 0.5 μm, 0.01 to 0.15 μm, and a particle component having a particle size of 0.01 to 0.1 μm. More preferably, it is reduced.
Therefore, as described above, a flocculant is added to the water to be treated in the second treatment tank. In this case, it is preferable to stir so that the flocculant acts uniformly on the treatment. As described above, the agitation may be performed by using a stirrer or by using a flow rate at the time of supply of the treatment to the second treatment tank (for example, bypass-type agitation) to add the flocculant to the treatment. It may be added / mixed.
上述した範囲の特定の粒径を有する粒子成分は、使用する凝集剤の種類及び／又は添加量、攪拌条件等によって、その添加量を調整することにより、効果的に低減することができる。また、この添加量の調整によって、特定の粒径を有する粒子成分を、原水の４０％以下、２０％以下、１５％以下または１０％以下に効果的に低減させることができる。 The particle component having a specific particle size in the above-described range can be effectively reduced by adjusting the addition amount according to the type and / or addition amount of the flocculant to be used, stirring conditions, and the like. Moreover, the particle component having a specific particle diameter can be effectively reduced to 40% or less, 20% or less, 15% or less, or 10% or less of raw water by adjusting the addition amount.
本願発明者は、所定の濁度を有する原水に対して、特定成分凝集化工程を行うことにより、その濁度を低減させずとも、特定の粒径を有する粒子成分を低減できたことを確認している。
特定の粒径を有する粒子成分を低減するためには、凝集剤の種類、量、攪拌速度、攪拌／接触時間等を適宜変更すればよい。例えば、攪拌速度を変更することによって又は攪拌時間を短縮することによって、より小さい粒子が増加することを確認している。従って、特定の粒径を有する粒子成分の低減を確実にするためには、凝集剤の種類、量、攪拌速度、攪拌／接触時間等を変更して予備実験を行うことが好ましい。
The inventor of the present application confirmed that the particle component having a specific particle size could be reduced without reducing the turbidity by performing the specific component agglomeration step on the raw water having a predetermined turbidity. doing.
In order to reduce the particle component having a specific particle size, the type, amount, stirring speed, stirring / contact time, etc. of the flocculant may be appropriately changed. For example, it has been confirmed that smaller particles increase by changing the stirring speed or shortening the stirring time. Therefore, in order to ensure reduction of the particle component having a specific particle size, it is preferable to perform a preliminary experiment by changing the type, amount, stirring speed, stirring / contact time, etc. of the flocculant.
特定の粒径を有する粒子成分を低減化するために要する時間は、例えば、凝集剤の添加後の攪拌又は接触時間で調整することができる。例えば、被処理水を、数分間〜数時間程度、凝集剤と接触させればよい。この際、攪拌の程度を変更してもよいし、一定でもよいし、攪拌自体を中止し、静置してもよい。
凝集剤の添加の前後（好ましくは、前）に、任意に、ｐＨ調整剤によって、例えば、ｐＨ７程度にｐＨを調整することが好ましい。
The time required to reduce the particle component having a specific particle size can be adjusted by, for example, stirring or contact time after the addition of the flocculant. For example, the water to be treated may be brought into contact with the flocculant for several minutes to several hours. At this time, the degree of stirring may be changed, or may be constant, or stirring may be stopped and allowed to stand.
Before and after the addition of the flocculant (preferably, before), it is preferable to adjust the pH to about pH 7, for example, with a pH adjuster.
また、上述した特定の粒径を有する粒子成分は、粗ろ過によっても実現することができる。この場合のろ過は、適当な孔径を有するろ過膜を使用し、適当な膜間差圧を負荷するなど、適宜その条件を設定することができる。
本願発明者は、所定の濁度を有する原水に対して、ろ過によって特定成分凝集化工程を行うことにより、その濁度を変動することなく、特定の粒径を有する粒子成分を低減できたことを確認している。
Moreover, the particle | grain component which has the specific particle size mentioned above is realizable also by rough filtration. In this case, the filtration can be appropriately set such as using a filtration membrane having an appropriate pore diameter and applying an appropriate transmembrane pressure difference.
The inventor of the present application was able to reduce the particle component having a specific particle size without changing the turbidity by performing a specific component agglomeration step by filtration on the raw water having a predetermined turbidity. Have confirmed.
〈ろ過工程〉
ろ過手段、特に膜モジュールを利用したろ過処理では、種々の方式を採用することができる。膜モジュールの膜面と被処理水の流れ方向とが実質的に平行であり、膜面に付着した浮遊物等を剥離して循環させるクロスフロー方式、デッドエンド方式のいずれでもよい。
膜モジュールにおける加圧方式は、内圧式又は外圧式のいずれの方式でもよいが、特に、上述したような比較的孔径の大きな中空糸膜を用いる場合には、内圧式、つまり、中空糸膜の内側に被処理水を供給し、中空糸膜の外側に透過水を取り出す方式が好ましい。また、定圧ろ過、定流量ろ過、これらの組み合わせなどのいずれであってもよい。
なお、膜モジュールに対しては、水処理と逆洗とを繰り返し行う方式を採用してもよいし、水処理又は逆洗の後あるいはこれらの間に、フラッシング又はドレインを行なってもよい。
<Filtration process>
Various methods can be adopted in the filtration process using the filtration means, particularly the membrane module. The membrane surface of the membrane module and the flow direction of the water to be treated are substantially parallel, and either a cross-flow method or a dead-end method in which suspended matter or the like attached to the membrane surface is separated and circulated may be used.
The pressurization method in the membrane module may be either an internal pressure type or an external pressure type. However, particularly when the hollow fiber membrane having a relatively large pore diameter as described above is used, the internal pressure type, that is, the hollow fiber membrane type is used. A method of supplying water to be treated on the inside and taking out permeated water on the outside of the hollow fiber membrane is preferable. Moreover, any of constant pressure filtration, constant flow filtration, these combinations, etc. may be sufficient.
For the membrane module, a method of repeatedly performing water treatment and backwashing may be employed, or flushing or draining may be performed after or during water treatment or backwashing.
膜モジュールに供給される、粒子成分が凝集化された被処理水の流速は、上述した水処理システムにおける水頭差によって変動するが、例えば、０．００１〜１０ｍ／秒程度であることが好ましく、０．００５〜６ｍ／秒程度、０．００５〜３ｍ／秒程度又は０．０１〜１ｍ／秒程度であることがより好ましい。このような流速で中空糸膜に原水を供給することにより、汚染物質が中空糸膜に付着し難くなるため、原水を効率的に処理し続けることが可能となる。ここで、中空糸膜に供給される被処理水の流速は、汚水処理用の電磁流量計（エンドレスハウザー社製）によって測定した値とすることができる。 The flow rate of the water to be treated in which the particle component is agglomerated supplied to the membrane module varies depending on the water head difference in the water treatment system described above, but is preferably about 0.001 to 10 m / second, for example. More preferably, it is about 0.005 to 6 m / sec, about 0.005 to 3 m / sec, or about 0.01 to 1 m / sec. By supplying raw water to the hollow fiber membrane at such a flow rate, it becomes difficult for contaminants to adhere to the hollow fiber membrane, so that it is possible to continue to treat the raw water efficiently. Here, the flow rate of the water to be treated supplied to the hollow fiber membrane can be a value measured by an electromagnetic flow meter for wastewater treatment (manufactured by Endless Hauser).
膜モジュールでは、被処理水は、５〜２００ｋＰａ程度の膜間差圧が負荷されることが好ましく、５〜１５０ｋＰａ程度、５〜１００ｋＰａ程度又は５〜５０ｋＰａ程度がより好ましい。このような膜間差圧とする場合には、実用上要求される透水性能を維持することができる。また、汚染物質の膜モジュールへの付着を効果的に防止することができる。 In the membrane module, the water to be treated is preferably loaded with a transmembrane pressure difference of about 5 to 200 kPa, more preferably about 5 to 150 kPa, about 5 to 100 kPa, or about 5 to 50 kPa. In the case of such a transmembrane pressure difference, the water permeation performance required in practice can be maintained. Moreover, it is possible to effectively prevent the contaminants from adhering to the membrane module.
実施例１
硫酸マンガン・５水和物を精製水に溶解し、マンガンを５０μｇ／Ｌ含む溶液を調製し、これを原液とした。
この原液のｐＨを、水酸化ナトリウム水溶液でｐＨ８に調整した後、酸化剤として、次亜塩素酸ナトリウム水溶液を適量添加した。このとき、次亜塩素酸ナトリウム中の塩化物イオン濃度が、原液中のマンガン濃度の２倍になるようにした。その後、攪拌機を用いて、３００ｒｐｍで１時間攪拌し、全量を孔径０．１μｍの中空糸膜を備える膜モジュールにてろ過した。ろ過液のマンガン濃度を測定した。その結果を表１に示す。なお、ろ過は、膜間差圧３０ｋＰａ、流速０．０１ｍ／ｓにて実施した。
また、ろ過前に、原液に硫酸を添加してｐＨを７に戻してろ過する実験も実施した。その結果、上記と同様であった。
Example 1
Manganese sulfate pentahydrate was dissolved in purified water to prepare a solution containing 50 μg / L of manganese, which was used as a stock solution.
After adjusting the pH of the stock solution to pH 8 with an aqueous sodium hydroxide solution, an appropriate amount of an aqueous sodium hypochlorite solution was added as an oxidizing agent. At this time, the chloride ion concentration in sodium hypochlorite was set to be twice the manganese concentration in the stock solution. Then, it stirred at 300 rpm for 1 hour using the stirrer, and filtered the whole quantity with the membrane module provided with the hollow fiber membrane with a hole diameter of 0.1 micrometer. The manganese concentration of the filtrate was measured. The results are shown in Table 1. The filtration was performed at a transmembrane pressure difference of 30 kPa and a flow rate of 0.01 m / s.
In addition, an experiment was also conducted in which sulfuric acid was added to the stock solution and the pH was returned to 7 before the filtration. As a result, it was the same as above.
ここで用いた膜モジュールは、図２に示すように、中空糸膜が保持部材に収容され、固定部材により固定されたものである。中空糸膜は、材料として、ビニルピロリドン−塩化ビニル共重合体と塩化ビニル樹脂（重合度８００）とを用いて形成された、吸湿性１．６％、内径４ｍｍ、膜厚１．５ｍｍ、長さ１ｍであり、膜モジュールにおける膜面積は１ｍ２とした。なお、吸湿性は、２３℃、相対湿度５０％にて２４時間放置後の樹脂の重量増加率（水分率）によって測定した値を採用した。 As shown in FIG. 2, the membrane module used here has a hollow fiber membrane accommodated in a holding member and fixed by a fixing member. The hollow fiber membrane was formed by using a vinylpyrrolidone-vinyl chloride copolymer and a vinyl chloride resin (polymerization degree 800) as materials, hygroscopicity 1.6%, inner diameter 4 mm, film thickness 1.5 mm, long The membrane area in the membrane module was 1 m 2 . For the hygroscopicity, a value measured by the weight increase rate (water content) of the resin after being left for 24 hours at 23 ° C. and 50% relative humidity was adopted.
実施例２
実施例１と同様に、原液を調製し、原液のｐＨを９に調整した以外は、実施例１と同様の方法でろ過した。ろ過液のマンガン濃度を測定した。その結果を表１に示す。
Example 2
As in Example 1, a stock solution was prepared and filtered in the same manner as in Example 1 except that the pH of the stock solution was adjusted to 9. The manganese concentration of the filtrate was measured. The results are shown in Table 1.
実施例３
実施例１と同様に、原液を調製し、原液のｐＨを９に調整した以外は、実施例１と同様の方法でろ過した。ろ過液のマンガン濃度を測定した。その結果を表１に示す。なお、ろ過は、膜間差圧１５０ｋＰａ、流速０．８ｍ／ｓにて実施した。
Example 3
As in Example 1, a stock solution was prepared and filtered in the same manner as in Example 1 except that the pH of the stock solution was adjusted to 9. The manganese concentration of the filtrate was measured. The results are shown in Table 1. The filtration was performed at a transmembrane differential pressure of 150 kPa and a flow rate of 0.8 m / s.
比較例１
実施例１と同様に、原液を調製し、実施例１と同様の方法でろ過した。ろ過液のマンガン濃度を測定した。その結果を表１に示す。なお、ろ過は、孔径２μｍの中空糸膜を備えた膜モジュールによって実施した。
Comparative Example 1
As in Example 1, a stock solution was prepared and filtered in the same manner as in Example 1. The manganese concentration of the filtrate was measured. The results are shown in Table 1. In addition, filtration was implemented with the membrane module provided with the hollow fiber membrane with the hole diameter of 2 micrometers.
比較例２
実施例１と同様に、原液を調製し、原液のｐＨを６に調整した以外は、実施例１と同様の方法でろ過した。ろ過液のマンガン濃度を測定した。その結果を表１に示す。
Comparative Example 2
As in Example 1, a stock solution was prepared and filtered in the same manner as in Example 1 except that the pH of the stock solution was adjusted to 6. The manganese concentration of the filtrate was measured. The results are shown in Table 1.
除去率８０％以上を◎とした。
A removal rate of 80% or more was rated as ◎.
実施例１において、次亜塩素酸ナトリウムを添加して攪拌した後、得られた被処理水に硫酸を添加してｐＨを７に調整し、ポリ塩化アルミニウムを、注入量基準で８０ｐｐｍとなるように添加し、１２０ｒｐｍで５分間、続いて３０ｒｐｍで１０分間攪拌した。その後、中空糸膜を備えた膜モジュールにてろ過したところ、ろ過液のマンガン濃度は、実施例１と同程度であり、さらに、長期にわたって大量のろ過を実現できることを確認している。 In Example 1, after adding sodium hypochlorite and stirring, sulfuric acid was added to the water to be treated to adjust the pH to 7, so that polyaluminum chloride was 80 ppm based on the injection amount. And stirred at 120 rpm for 5 minutes, followed by 30 rpm for 10 minutes. Then, when it filtered with the membrane module provided with the hollow fiber membrane, the manganese density | concentration of a filtrate is comparable as Example 1, Furthermore, it has confirmed that a lot of filtration is realizable over a long term.
参照例
原水として、濁度測定用カオリンを濁度２０００度に調整したカオリン濁度標準液を使用した。この原水に、ポリ塩化アルミニウムを、注入量基準で８０ｐｐｍとなるように添加し、１２０ｒｐｍで５分間、続いて３０ｒｐｍで１０分間攪拌した。その後、懸濁液の少量を分取し、残りの全量を、孔径０．０２μｍの中空糸膜を有する膜モジュールにてろ過した。ここで用いた膜モジュールは、図２に示すように、中空糸膜が保持部材に収容され、固定部材により固定されたものである。中空糸膜は、材料として、ビニルピロリドン−塩化ビニル共重合体と塩化ビニル樹脂（重合度８００）とを用いて形成された、吸湿性１．６％、内径４ｍｍ、膜厚１．５ｍｍ、長さ１ｍであり、膜モジュールにおける膜面積は１ｍ２とした。なお、吸湿性は、２３℃、相対湿度５０％にて２４時間放置後の樹脂の重量増加率（水分率）によって測定した値を採用した。
膜モジュールでのろ過の際の膜間差圧を３０ｋＰａとし、流速を０．０１ｍ／ｓとした。
Reference Example As raw water, a kaolin turbidity standard solution in which turbidity measuring kaolin was adjusted to turbidity of 2000 degrees was used. To this raw water, polyaluminum chloride was added to 80 ppm on the basis of the injection amount, and the mixture was stirred at 120 rpm for 5 minutes and then at 30 rpm for 10 minutes. Thereafter, a small amount of the suspension was collected, and the entire remaining amount was filtered through a membrane module having a hollow fiber membrane having a pore diameter of 0.02 μm. As shown in FIG. 2, the membrane module used here has a hollow fiber membrane accommodated in a holding member and fixed by a fixing member. The hollow fiber membrane was formed by using a vinylpyrrolidone-vinyl chloride copolymer and a vinyl chloride resin (polymerization degree 800) as materials, hygroscopicity 1.6%, inner diameter 4 mm, film thickness 1.5 mm, long The membrane area in the membrane module was 1 m 2 . For the hygroscopicity, a value measured by the weight increase rate (water content) of the resin after being left for 24 hours at 23 ° C. and 50% relative humidity was adopted.
The transmembrane pressure difference during filtration with the membrane module was 30 kPa, and the flow rate was 0.01 m / s.
分取した懸濁液について、その中に含まれる粒子成分の粒度分布をレーザー回折法による粒度分布計で測定した。
粒度分布の測定は、分取した懸濁液を０．５μｍの孔径を有するフィルターでろ過した後に行った（＝粒度分布を測定する前の前処理）。その結果、０．２μｍ以下の粒径を有する粒子は、全体の１０％（累積粒子数）であった。
About the fractionated suspension, the particle size distribution of the particle component contained therein was measured with a particle size distribution meter by a laser diffraction method.
The particle size distribution was measured after filtering the collected suspension with a filter having a pore size of 0.5 μm (= pretreatment before measuring the particle size distribution). As a result, the number of particles having a particle size of 0.2 μm or less was 10% (cumulative particle number) of the whole.
この０．２μｍ以下の粒径を有する粒子の累積粒子数は、より詳細には、以下のように算出される。
まず、原水を、所定の孔径（上述あいたように、例えば、０．５μｍの孔径）を有するフィルターでろ過し、得られたろ液の一部を分取し、レーザー回折法による粒度分布計で測定する。
同様に、低減化処理を行った原水も同様に所定の孔径、例えば、０．５μｍの孔径を有するフィルターでろ過し、得られたろ液の一部を分取し、粒度分布を測定する。
More specifically, the cumulative number of particles having a particle size of 0.2 μm or less is calculated as follows.
First, raw water is filtered through a filter having a predetermined pore size (for example, 0.5 μm pore size as described above), and a portion of the obtained filtrate is collected and measured with a particle size distribution analyzer by laser diffraction method. To do.
Similarly, the raw water subjected to the reduction treatment is similarly filtered through a filter having a predetermined pore size, for example, a pore size of 0.5 μm, and a part of the obtained filtrate is fractionated, and the particle size distribution is measured.
粒度分布計測に使わなかった原水及び低減化処理水の一部は、水分を乾燥させ、乾燥後の粒子合計重量を測定する。これによって、０．５μｍ通過液中の濁度物の絶対量を計測する。
そして、低減化処理水における、低減化対象部分の粒子存在量および粒度分布全体に対する割合を求める。この時、低減化処理を行うことにより、所定の孔径、例えば、０．５μｍフィルターで捕捉される程、粒子径が大きくなった結果、上述の粒度分布計測では計測されない粒子が出る場合がある。その場合は以下の方法で、低減化処理水の粒度分布を補正して計算する。
つまり、上記で測定した低減化処理水と原水との重量差異は、所定の孔径、例えば、０．５μｍフィルターで捕捉される程、大きくなった粒子の重量（凝集剤を用いている場合は、凝集剤を含む）を表す。この重量差異を低減化処理水の重量に加算する。その後、再度低減化処理水の粒度分布を算出する。
Part of raw water and reduced treated water not used for particle size distribution measurement is dried and the total weight of particles after drying is measured. This measures the absolute amount of turbidity in the 0.5 μm passage liquid.
And the ratio with respect to the particle existing amount and the particle size distribution of the part to be reduced in the reduced treated water is obtained. At this time, by performing the reduction process, as the particle diameter becomes larger as it is captured by a predetermined pore diameter, for example, a 0.5 μm filter, particles that are not measured by the above-described particle size distribution measurement may appear. In that case, the particle size distribution of the reduced treated water is corrected by the following method.
In other words, the weight difference between the reduced treated water and the raw water measured above is a predetermined pore size, for example, the weight of particles that have become so large that they are captured by a 0.5 μm filter (if using a flocculant, (Including a flocculant). This weight difference is added to the weight of the reduced treated water. Thereafter, the particle size distribution of the reduced treated water is calculated again.
具体的には、低減化処理水の粒子合計重量が１ｇ、低減化処理水中の対象部分の粒子存在量が２０％、原水の粒子合計重量が２ｇの場合、低減化処理水の粒子存在量は、１０％に補正される。 Specifically, when the total particle weight of reduced treated water is 1 g, the amount of particles present in the target portion in the reduced treated water is 20%, and the total weight of raw water particles is 2 g, the amount of particles present in the reduced treated water is It is corrected to 10%.
本開示は、河川水及び地下水の除濁、工業用水の清澄、排水及び汚水処理、海水淡水化の前処理等の水の精製等のために使用される水処理方法又は水処理システムとして、広範に利用することができ、経済的かつ効率的な水処理を行なうことができる。 This disclosure is widely used as a water treatment method or water treatment system used for water purification such as river water and groundwater clarification, clarification of industrial water, drainage and sewage treatment, seawater desalination pretreatment, etc. Therefore, economical and efficient water treatment can be performed.
１０ 原水供給手段
２０ 特定成分凝集化手段
２５ 特定成分低減化手段
３０ ろ過手段
３１ 膜モジュール
３２ 中空糸膜
３３ 保持部材
３４ 固定部材
３５ 注入口
３６ 注水口
３７ 透過水出口
４０ 透過水槽
４１ 逆洗水槽
４２ 濃縮水槽
４３、４４ ポンプ
５０ 透過水の出口
Ｘ 原水
Ｙ 回収水
Ｚ 濃縮水
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Raw water supply means 20 Specific component aggregation means 25 Specific component reduction means 30 Filtration means 31 Membrane module 32 Hollow fiber membrane 33 Holding member 34 Fixing member 35 Inlet 36 Water inlet 37 Permeate outlet 40 Permeated water tank 41 Backwash water tank 42 Concentrated water tank 43, 44 Pump 50 Permeated water outlet X Raw water Y Recovered water Z Concentrated water
Claims (10)
原水を供給する原水供給工程と、
該原水供給工程により供給された原水をｐＨ７〜９．５の条件下で酸化剤を用いて処理し、マンガンを主成分とする凝集物を生成させる特定成分凝集化工程と、
前記特定成分凝集化工程に付された原水を膜モジュールに供給して処理するろ過工程と、
を含むことを特徴とする水処理方法。 A water treatment method for treating water by a gravity filtration method using a membrane module,
Raw water supply process for supplying raw water,
A specific component agglomeration step of treating the raw water supplied by the raw water supply step with an oxidizing agent under conditions of pH 7 to 9.5 to generate an agglomerate mainly composed of manganese;
A filtration step of supplying the raw water subjected to the specific component agglomeration step to the membrane module for processing;
A water treatment method comprising:
原水を供給する原水供給手段と、
前記原水供給手段から供給された原水をｐＨ７〜９．５の条件下で酸化剤を用いて処理し、マンガンを主成分とする凝集物を生成させる特定成分凝集化手段と、
前記特定成分凝集化手段に付された原水を処理するろ過手段とを備えることを特徴とする水処理システム。
A water treatment system for treating water by gravity filtration using a membrane module,
Raw water supply means for supplying raw water;
Specific component agglomeration means for treating the raw water supplied from the raw water supply means with an oxidizing agent under conditions of pH 7 to 9.5 to generate an agglomerate mainly composed of manganese;
A water treatment system comprising: filtration means for treating raw water attached to the specific component aggregation means.
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