JP3467234B2 - 水道原水中の硝酸性窒素の除去方法 - Google Patents
水道原水中の硝酸性窒素の除去方法Info
- Publication number
- JP3467234B2 JP3467234B2 JP2000206050A JP2000206050A JP3467234B2 JP 3467234 B2 JP3467234 B2 JP 3467234B2 JP 2000206050 A JP2000206050 A JP 2000206050A JP 2000206050 A JP2000206050 A JP 2000206050A JP 3467234 B2 JP3467234 B2 JP 3467234B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- nitrate nitrogen
- reverse osmosis
- osmosis membrane
- chemical cleaning
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、硝酸性窒素を含む
井戸水や地下水などの水道原水を処理し、飲料水として
安全な水道水を生産する水道原水中の硝酸性窒素の除去
方法に関するものである。
井戸水や地下水などの水道原水を処理し、飲料水として
安全な水道水を生産する水道原水中の硝酸性窒素の除去
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】井戸水や地下水などに含まれる硝酸性窒
素及び亜硝酸性窒素は、飲料水として経口摂取した場
合、胎児や乳児のメトヘモグロビン血症を引き起こした
り、体内において強力な発がん物質であるニトロソアミ
ンを生成することから、水道水の水質基準項目として、
その濃度が規制されている。ところが、近年、農地にお
ける施肥過剰から、井戸水や地下水などの水道水源中の
硝酸性窒素及び亜硝酸性窒素濃度の上昇例が数多く報告
されるようになり、その効率的で確実な除去方法が強く
求められている。なお、亜硝酸性窒素は不安定で、硝酸
性窒素にまで容易に酸化されるため、その殆ど大部分が
硝酸性窒素として存在する。
素及び亜硝酸性窒素は、飲料水として経口摂取した場
合、胎児や乳児のメトヘモグロビン血症を引き起こした
り、体内において強力な発がん物質であるニトロソアミ
ンを生成することから、水道水の水質基準項目として、
その濃度が規制されている。ところが、近年、農地にお
ける施肥過剰から、井戸水や地下水などの水道水源中の
硝酸性窒素及び亜硝酸性窒素濃度の上昇例が数多く報告
されるようになり、その効率的で確実な除去方法が強く
求められている。なお、亜硝酸性窒素は不安定で、硝酸
性窒素にまで容易に酸化されるため、その殆ど大部分が
硝酸性窒素として存在する。
【０００３】ところで、井戸水や地下水など水中の硝酸
性窒素の除去方法としては、イオン交換法、電気透
析法、生物学的脱窒法、逆浸透膜法などがある。
性窒素の除去方法としては、イオン交換法、電気透
析法、生物学的脱窒法、逆浸透膜法などがある。
【０００４】このうち、イオン交換法は、陰イオン交換
樹脂を充填した塔に被処理水を通水し、樹脂のイオン交
換作用により、水中の硝酸性窒素（硝酸イオン）を除去
する方法である。この方法では、処理を継続することに
よって、樹脂のイオン交換作用が飽和状態になった時点
で定期的に処理を中断し、食塩溶液をイオン交換塔に通
水することにより、樹脂のイオン交換作用を再生すると
いう操作が不可欠である。この再生工程において、処理
水量に対して容量比で概ね数パーセントに相当する再生
廃液が発生する。この廃液中には高濃度の硝酸性窒素及
び塩類が含まれており、この処理が従来の技術では技術
的にも経済的にも困難で、この方法による硝酸性窒素の
除去処理の普及を妨げている。また、井戸の周辺環境に
よっては、水道原水としての被処理水中に農薬などの微
量化学物質やヒ素などの重金属、あるいは病原性微生物
などが混在する場合もある。このような場合には、イオ
ン交換のみでは安全で衛生的な水道水を供給できないた
め、膜ろ過や活性炭吸着などの方法を組み合わせる必要
があり、処理操作が複雑になると同時にコスト高ともな
る。
樹脂を充填した塔に被処理水を通水し、樹脂のイオン交
換作用により、水中の硝酸性窒素（硝酸イオン）を除去
する方法である。この方法では、処理を継続することに
よって、樹脂のイオン交換作用が飽和状態になった時点
で定期的に処理を中断し、食塩溶液をイオン交換塔に通
水することにより、樹脂のイオン交換作用を再生すると
いう操作が不可欠である。この再生工程において、処理
水量に対して容量比で概ね数パーセントに相当する再生
廃液が発生する。この廃液中には高濃度の硝酸性窒素及
び塩類が含まれており、この処理が従来の技術では技術
的にも経済的にも困難で、この方法による硝酸性窒素の
除去処理の普及を妨げている。また、井戸の周辺環境に
よっては、水道原水としての被処理水中に農薬などの微
量化学物質やヒ素などの重金属、あるいは病原性微生物
などが混在する場合もある。このような場合には、イオ
ン交換のみでは安全で衛生的な水道水を供給できないた
め、膜ろ過や活性炭吸着などの方法を組み合わせる必要
があり、処理操作が複雑になると同時にコスト高ともな
る。
【０００５】一方、電気透析法は、イオン交換樹脂より
形成した電気透析膜を、陽イオン交換膜と陰イオン交換
膜とを交互に配置して、濃縮水室と処理水室とを交互に
形成し、被処理水と濃縮水とを各々循環しながら、両端
から直流電圧を印加することにより、イオン交換膜を介
して電気的にイオンを分離し、水中の硝酸性窒素（硝酸
イオン）を除去する方法である。この方法においても、
前記イオン交換法と同様に、井戸の周辺環境によって
は、水道原水としての被処理水中に農薬などの微量化学
物質やヒ素などの重金属、あるいは病原性微生物などが
混在する場合がある。このような場合には、イオン交換
のみでは安全で衛生的な水道水を供給できないため、膜
ろ過や活性炭吸着などの方法を組み合わせる必要があ
り、処理操作が複雑になると同時にコスト高ともなる。
形成した電気透析膜を、陽イオン交換膜と陰イオン交換
膜とを交互に配置して、濃縮水室と処理水室とを交互に
形成し、被処理水と濃縮水とを各々循環しながら、両端
から直流電圧を印加することにより、イオン交換膜を介
して電気的にイオンを分離し、水中の硝酸性窒素（硝酸
イオン）を除去する方法である。この方法においても、
前記イオン交換法と同様に、井戸の周辺環境によって
は、水道原水としての被処理水中に農薬などの微量化学
物質やヒ素などの重金属、あるいは病原性微生物などが
混在する場合がある。このような場合には、イオン交換
のみでは安全で衛生的な水道水を供給できないため、膜
ろ過や活性炭吸着などの方法を組み合わせる必要があ
り、処理操作が複雑になると同時にコスト高ともなる。
【０００６】また、生物学的脱窒法は、脱窒菌を処理槽
内に保持するとともに、有機物を水素供与体として与
え、この脱窒菌の還元作用によって、硝酸イオンを窒素
ガスに還元し、空気中に排出することにより除去する方
法である。この脱窒反応を円滑に行わせるためには、重
量比で硝酸性窒素の約３倍の有機物が必要とされてい
る。通常の井戸水・地下水などの水道原水中には、水素
供与体としての有機物濃度が低く、反応に必要な量に満
たないため、人工的にエチルアルコールなどを添加す
る。また、原水中の硝酸性窒素濃度が変動した場合、水
素供与体としての有機物の添加量のコントロールが困難
で、不足した場合は硝酸性窒素の除去が不十分となり、
過剰となった場合は有機物が処理水中に流出し、水道水
として水質面で不適合となる恐れがあることや、病原性
微生物に対しては処理効果が期待できないことからなど
から、この方法による実例はなく、現状では研究段階に
あると言わざるを得ない。
内に保持するとともに、有機物を水素供与体として与
え、この脱窒菌の還元作用によって、硝酸イオンを窒素
ガスに還元し、空気中に排出することにより除去する方
法である。この脱窒反応を円滑に行わせるためには、重
量比で硝酸性窒素の約３倍の有機物が必要とされてい
る。通常の井戸水・地下水などの水道原水中には、水素
供与体としての有機物濃度が低く、反応に必要な量に満
たないため、人工的にエチルアルコールなどを添加す
る。また、原水中の硝酸性窒素濃度が変動した場合、水
素供与体としての有機物の添加量のコントロールが困難
で、不足した場合は硝酸性窒素の除去が不十分となり、
過剰となった場合は有機物が処理水中に流出し、水道水
として水質面で不適合となる恐れがあることや、病原性
微生物に対しては処理効果が期待できないことからなど
から、この方法による実例はなく、現状では研究段階に
あると言わざるを得ない。
【０００７】さらに、逆浸透膜法は、水を選択的に透過
させる逆浸透膜の一次側に、ポンプ駆動で被処理水を加
圧して導入することにより、水中の硝酸イオンをはじ
め、各種イオン、農薬などの微量化学物質や病原性微生
物を同時に除去する方法である。この方法によれば、水
道水源としての井戸水や地下水の周辺環境にかかわら
ず、単独の方法で安全かつ衛生的な水道水を得ることが
できる。通常の井戸水や地下水では、この逆浸透膜を短
時間に目詰まりさせる濁り成分は殆ど存在しないので、
ろ過などの前処理は必要としない。ただし、長期間処理
を継続することによって、井戸水中に微量であるが存在
する鉄・マンガン・有機物などが膜表面に付着し、徐々
に膜の透水性を低下させるので、概ね３ケ月に１度程度
の頻度で、クエン酸やシュウ酸などの有機酸の溶液を用
い、膜の表面に付着した前記物質を溶解、洗浄して膜の
透水性を回復させる、いわゆる薬品洗浄が必要である。
させる逆浸透膜の一次側に、ポンプ駆動で被処理水を加
圧して導入することにより、水中の硝酸イオンをはじ
め、各種イオン、農薬などの微量化学物質や病原性微生
物を同時に除去する方法である。この方法によれば、水
道水源としての井戸水や地下水の周辺環境にかかわら
ず、単独の方法で安全かつ衛生的な水道水を得ることが
できる。通常の井戸水や地下水では、この逆浸透膜を短
時間に目詰まりさせる濁り成分は殆ど存在しないので、
ろ過などの前処理は必要としない。ただし、長期間処理
を継続することによって、井戸水中に微量であるが存在
する鉄・マンガン・有機物などが膜表面に付着し、徐々
に膜の透水性を低下させるので、概ね３ケ月に１度程度
の頻度で、クエン酸やシュウ酸などの有機酸の溶液を用
い、膜の表面に付着した前記物質を溶解、洗浄して膜の
透水性を回復させる、いわゆる薬品洗浄が必要である。
【０００８】この薬品洗浄時の廃液中には、約１％程度
の有機酸が含まれるため、公共用水域に放流するのに支
障のないように処理を行う必要がある。また、この方法
では、処理水量に対して容量比で１５〜２０％の濃縮排
水が生じる。この濃縮排水中には除去された硝酸性窒素
が濃縮されて存在するため、上記薬品洗浄排水と同様
に、公共用水域に放流するのに支障のないように処理を
行う必要がある。
の有機酸が含まれるため、公共用水域に放流するのに支
障のないように処理を行う必要がある。また、この方法
では、処理水量に対して容量比で１５〜２０％の濃縮排
水が生じる。この濃縮排水中には除去された硝酸性窒素
が濃縮されて存在するため、上記薬品洗浄排水と同様
に、公共用水域に放流するのに支障のないように処理を
行う必要がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、井戸水や地
下水からの硝酸性窒素を除去し、安全で衛生的な水道水
を提供するとともに、処理過程で生成する濃縮排水と薬
品洗浄排水を低コストで浄化処理することができる水道
原水中の硝酸性窒素の除去方法を提供することを目的と
する。
下水からの硝酸性窒素を除去し、安全で衛生的な水道水
を提供するとともに、処理過程で生成する濃縮排水と薬
品洗浄排水を低コストで浄化処理することができる水道
原水中の硝酸性窒素の除去方法を提供することを目的と
する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の水道原水中の硝酸性窒素の除去方法は、水
を選択的に透過させる逆浸透膜の一次側に、被処理水を
加圧して導入することにより硝酸性窒素を除去する水道
原水中の硝酸性窒素の除去方法において、処理工程で生
じる硝酸性窒素の濃縮排水に対し、脱窒菌と有機物を加
え、該脱窒菌の還元作用によって硝酸性窒素を窒素ガス
に還元するとともに、前記逆浸透膜の洗浄により生じる
薬品洗浄排水を、前記脱窒菌に必要な有機物源として使
用することを特徴とする。
め、本発明の水道原水中の硝酸性窒素の除去方法は、水
を選択的に透過させる逆浸透膜の一次側に、被処理水を
加圧して導入することにより硝酸性窒素を除去する水道
原水中の硝酸性窒素の除去方法において、処理工程で生
じる硝酸性窒素の濃縮排水に対し、脱窒菌と有機物を加
え、該脱窒菌の還元作用によって硝酸性窒素を窒素ガス
に還元するとともに、前記逆浸透膜の洗浄により生じる
薬品洗浄排水を、前記脱窒菌に必要な有機物源として使
用することを特徴とする。
【００１１】この水道原水中の硝酸性窒素の除去方法
は、井戸水や地下水からの硝酸性窒素を逆浸透膜処理で
除去した際に発生する濃縮排水を生物学的脱窒法によっ
て処理する。その際、生物学的脱窒反応に必要な水素供
与体として、シュウ酸、クエン酸などの有機酸を使用し
て３〜４ケ月毎に実施する逆浸透膜の薬品洗浄排水を使
用する。この方法によって、濃縮排水中の硝酸性窒素は
生物学的に環境に対して無害な窒素ガスに還元され、水
中より除去されるとともに、薬品洗浄排水中のＢＯＤ成
分としての有機物は脱窒反応の水素供与体として利用さ
れ、炭酸ガスと水とに分解されることから、濃縮排水、
薬品洗浄排水ともに環境に負荷を与えない形にまで処理
することができ、公共用水域へ放流することが可能とな
る。さらに、薬品洗浄排水中の有機物を脱窒反応の水素
供与体として利用することにより、人為的に添加するメ
タノールなどの有機物源を低減することができ、運転コ
ストを低減することが可能となる。
は、井戸水や地下水からの硝酸性窒素を逆浸透膜処理で
除去した際に発生する濃縮排水を生物学的脱窒法によっ
て処理する。その際、生物学的脱窒反応に必要な水素供
与体として、シュウ酸、クエン酸などの有機酸を使用し
て３〜４ケ月毎に実施する逆浸透膜の薬品洗浄排水を使
用する。この方法によって、濃縮排水中の硝酸性窒素は
生物学的に環境に対して無害な窒素ガスに還元され、水
中より除去されるとともに、薬品洗浄排水中のＢＯＤ成
分としての有機物は脱窒反応の水素供与体として利用さ
れ、炭酸ガスと水とに分解されることから、濃縮排水、
薬品洗浄排水ともに環境に負荷を与えない形にまで処理
することができ、公共用水域へ放流することが可能とな
る。さらに、薬品洗浄排水中の有機物を脱窒反応の水素
供与体として利用することにより、人為的に添加するメ
タノールなどの有機物源を低減することができ、運転コ
ストを低減することが可能となる。
【００１２】この場合において、前記脱窒菌による還元
処理の前に、硝酸性窒素の濃縮排水を電気透析装置によ
り処理するとともに、該電気透析装置の電気透析膜の洗
浄により生じる薬品洗浄排水を、脱窒菌に必要な有機物
源として使用することができる。
処理の前に、硝酸性窒素の濃縮排水を電気透析装置によ
り処理するとともに、該電気透析装置の電気透析膜の洗
浄により生じる薬品洗浄排水を、脱窒菌に必要な有機物
源として使用することができる。
【００１３】これにより、人為的に添加するメタノール
などの有機物源をさらに低減するとともに、電気透析膜
の薬品洗浄排水を、逆浸透膜の薬品洗浄排水と共に公共
用水域に放流可能なレベルにまで処理することができ
る。
などの有機物源をさらに低減するとともに、電気透析膜
の薬品洗浄排水を、逆浸透膜の薬品洗浄排水と共に公共
用水域に放流可能なレベルにまで処理することができ
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の水道原水中の硝酸
性窒素の除去方法の実施の形態を図面に基づいて説明す
る。
性窒素の除去方法の実施の形態を図面に基づいて説明す
る。
【００１５】図１に、本発明の水道原水中の硝酸性窒素
の除去方法の第１実施例を示す。図において、１は貯
槽、２は保安フィルター、３は逆浸透膜処理装置、４は
洗浄薬品貯槽、５は濃縮排水貯槽、６は生物学的脱窒反
応槽、７は逆浸透膜の薬品洗浄排水槽、８はｐＨ計セン
サー、９はＯＲＰ計センサー、１０は逆浸透膜処理水、
１１は濃縮排水の処理水をそれぞれ示している。
の除去方法の第１実施例を示す。図において、１は貯
槽、２は保安フィルター、３は逆浸透膜処理装置、４は
洗浄薬品貯槽、５は濃縮排水貯槽、６は生物学的脱窒反
応槽、７は逆浸透膜の薬品洗浄排水槽、８はｐＨ計セン
サー、９はＯＲＰ計センサー、１０は逆浸透膜処理水、
１１は濃縮排水の処理水をそれぞれ示している。
【００１６】この硝酸性窒素の除去方法は、硝酸性窒素
を含有する井戸水や地下水をポンプにより揚水し、一旦
貯槽１に蓄えた後、ポンプにより定量的に数ミクロン〜
数十ミクロンの目開きを有する保安フィルター２を介し
て逆浸透膜処理装置３に加圧して送水する。
を含有する井戸水や地下水をポンプにより揚水し、一旦
貯槽１に蓄えた後、ポンプにより定量的に数ミクロン〜
数十ミクロンの目開きを有する保安フィルター２を介し
て逆浸透膜処理装置３に加圧して送水する。
【００１７】逆浸透膜処理装置３は、逆浸透膜をユニッ
ト化した逆浸透膜エレメントを数組収納した圧力容器
（逆浸透膜ベッセル）と圧力計、流量計、水質計器より
構成されている。
ト化した逆浸透膜エレメントを数組収納した圧力容器
（逆浸透膜ベッセル）と圧力計、流量計、水質計器より
構成されている。
【００１８】水道原水としての地下水のように溶解塩類
が低濃度の場合、その浸透圧は低いので、逆浸透膜処理
装置への加圧力としては概ね０．５〜１．５ＭＰａ程度
でよい（低圧逆浸透膜処理）。加圧して逆浸透膜処理す
ることにより、硝酸性窒素の６０〜８０％程度が除去さ
れる。逆浸透膜処理によってカルシウム、マグネシウム
などのミネラル成分も除去されることから、重炭酸イオ
ンが遊離の炭酸ガスに変換され処理水中に溶解すること
により、処理水の水素イオン濃度指数（ｐＨ）が低下す
る。したがって、水道水として給水する前に逆浸透膜処
理水から曝気等の手段により遊離炭酸を空中に脱気する
とともに、必要なミネラル分を添加し、さらに塩素滅菌
を行う。
が低濃度の場合、その浸透圧は低いので、逆浸透膜処理
装置への加圧力としては概ね０．５〜１．５ＭＰａ程度
でよい（低圧逆浸透膜処理）。加圧して逆浸透膜処理す
ることにより、硝酸性窒素の６０〜８０％程度が除去さ
れる。逆浸透膜処理によってカルシウム、マグネシウム
などのミネラル成分も除去されることから、重炭酸イオ
ンが遊離の炭酸ガスに変換され処理水中に溶解すること
により、処理水の水素イオン濃度指数（ｐＨ）が低下す
る。したがって、水道水として給水する前に逆浸透膜処
理水から曝気等の手段により遊離炭酸を空中に脱気する
とともに、必要なミネラル分を添加し、さらに塩素滅菌
を行う。
【００１９】逆浸透膜処理水と混合して給水可能な水源
が存在する場合には、塩素滅菌以外の後処理を省略する
ことができる。逆浸透膜処理水として回収可能な水量
は、処理対象としての井戸水や地下水の硬度成分、ケイ
酸濃度によって左右されるが、通常の水質の場合、概ね
７５〜８５％程度であり、逆浸透膜処理装置へ加圧送水
した水量の１５〜２５％が濃縮排水として排出される。
この濃縮排水中には、除去された硝酸性窒素が４〜６倍
に濃縮されて存在し、無処理で放流すると、放流先水域
において富栄養化現象を起こしたり、農業用水として利
用された場合には、窒素過多による作物の立ち枯れや倒
伏などの障害を発生させる恐れがある。したがって、こ
の濃縮排水から硝酸性窒素を除去する必要があり、本実
施例では、一旦貯槽５に貯留した後、ポンプで定量的に
生物学的脱窒反応槽６に送り、生物学的脱窒法による脱
窒菌の作用により、硝酸性窒素を窒素ガスに還元し、水
中より除去する。
が存在する場合には、塩素滅菌以外の後処理を省略する
ことができる。逆浸透膜処理水として回収可能な水量
は、処理対象としての井戸水や地下水の硬度成分、ケイ
酸濃度によって左右されるが、通常の水質の場合、概ね
７５〜８５％程度であり、逆浸透膜処理装置へ加圧送水
した水量の１５〜２５％が濃縮排水として排出される。
この濃縮排水中には、除去された硝酸性窒素が４〜６倍
に濃縮されて存在し、無処理で放流すると、放流先水域
において富栄養化現象を起こしたり、農業用水として利
用された場合には、窒素過多による作物の立ち枯れや倒
伏などの障害を発生させる恐れがある。したがって、こ
の濃縮排水から硝酸性窒素を除去する必要があり、本実
施例では、一旦貯槽５に貯留した後、ポンプで定量的に
生物学的脱窒反応槽６に送り、生物学的脱窒法による脱
窒菌の作用により、硝酸性窒素を窒素ガスに還元し、水
中より除去する。
【００２０】脱窒反応槽６内には、還元雰囲気で脱窒菌
を増殖させて保持する。脱窒菌の保持方法としては、水
中に細菌を浮遊状態で保持する方法（浮遊法）や、上記
浮遊方式の脱窒反応槽内に粒状あるいはペレット状の担
体を投入して、これらの表面に脱窒菌を保持する方法
（担体法）、あるいは、脱窒反応槽内に粒状やペレット
状、ひも状等の充填材を設置して、これらの表面に脱窒
菌を保持する方法（固定床法）等があるが、本発明で
は、これらの方法をいずれも採用することができる。
を増殖させて保持する。脱窒菌の保持方法としては、水
中に細菌を浮遊状態で保持する方法（浮遊法）や、上記
浮遊方式の脱窒反応槽内に粒状あるいはペレット状の担
体を投入して、これらの表面に脱窒菌を保持する方法
（担体法）、あるいは、脱窒反応槽内に粒状やペレット
状、ひも状等の充填材を設置して、これらの表面に脱窒
菌を保持する方法（固定床法）等があるが、本発明で
は、これらの方法をいずれも採用することができる。
【００２１】一方、逆浸透膜処理においては、除去され
た硬度成分が濃縮排水中で炭酸カルシウムなどのスケー
ル成分として析出するのを防止する目的で、硫酸や塩酸
などの酸を注入し、濃縮排水のｐＨを低下させる。生物
学的脱窒反応の至適ｐＨ範囲は、概ね中性付近にあるの
で、反応槽６内のｐＨを至適範囲に維持するために苛性
ソーダ溶液などのアルカリを添加する。この場合、反応
槽６内に設置したｐＨ計センサー８と連動させて、アル
カリ溶液の注入ポンプを制御することにより、反応槽６
内のｐＨを自動的に制御・調整することが可能である。
た硬度成分が濃縮排水中で炭酸カルシウムなどのスケー
ル成分として析出するのを防止する目的で、硫酸や塩酸
などの酸を注入し、濃縮排水のｐＨを低下させる。生物
学的脱窒反応の至適ｐＨ範囲は、概ね中性付近にあるの
で、反応槽６内のｐＨを至適範囲に維持するために苛性
ソーダ溶液などのアルカリを添加する。この場合、反応
槽６内に設置したｐＨ計センサー８と連動させて、アル
カリ溶液の注入ポンプを制御することにより、反応槽６
内のｐＨを自動的に制御・調整することが可能である。
【００２２】また、生物学的脱窒反応を連続的に進行さ
せるためには、反応槽６で生物学的に除去される硝酸性
窒素重量の約３倍重量の有機物を添加する必要がある。
この有機物源としては、メタノールが比較的安価である
ことから、反応槽６へ連続的にメタノールを添加する。
本実施例では、反応槽６内のＯＲＰ（酸化還元電位）
が、概ね−１５０ｍＶ付近にあるとき、脱窒反応がスム
ーズに進行し硝酸性窒素の除去が良好に行われたことか
ら、反応槽６内に設置したＯＲＰ計センサー９と連動さ
せて、メタノールの注入ポンプを制御することにより、
脱窒反応をスムーズに進行させることができる。
せるためには、反応槽６で生物学的に除去される硝酸性
窒素重量の約３倍重量の有機物を添加する必要がある。
この有機物源としては、メタノールが比較的安価である
ことから、反応槽６へ連続的にメタノールを添加する。
本実施例では、反応槽６内のＯＲＰ（酸化還元電位）
が、概ね−１５０ｍＶ付近にあるとき、脱窒反応がスム
ーズに進行し硝酸性窒素の除去が良好に行われたことか
ら、反応槽６内に設置したＯＲＰ計センサー９と連動さ
せて、メタノールの注入ポンプを制御することにより、
脱窒反応をスムーズに進行させることができる。
【００２３】また、生物学的脱窒反応には一定量のリン
が必須であるが、通常の硝酸性窒素を含有する地下水を
逆浸透膜処理した場合は、濃縮排水中にリンは殆ど存在
しないことから、本実施例では濃縮排水中の硝酸性窒素
濃度の１／５程度のリンを重量比で添加することによ
り、脱窒反応をスムーズに進行させることができた。
が必須であるが、通常の硝酸性窒素を含有する地下水を
逆浸透膜処理した場合は、濃縮排水中にリンは殆ど存在
しないことから、本実施例では濃縮排水中の硝酸性窒素
濃度の１／５程度のリンを重量比で添加することによ
り、脱窒反応をスムーズに進行させることができた。
【００２４】ところで、硝酸性窒素を含有する井戸水や
地下水を連続的に逆浸透膜処理した場合、硝酸性窒素の
みならず地下水中に含まれる微量の鉄・マンガン、ケイ
酸、炭酸カルシウム、細菌なども同時に除去されること
から、これらが逆浸透膜の表面に徐々に付着し、前記逆
浸透膜ベッセル前後の圧力損失を上昇させる。この圧力
損失が所定値を超えた時点で、シュウ酸やクエン酸など
有機酸の数％溶液を逆浸透膜ベッセルに送り、所定時間
浸漬することにより、逆浸透膜の表面に付着している鉄
やマンガン、ケイ酸、炭酸カルシウム、細菌などを洗浄
除去し、逆浸透膜ベッセルの圧力損失を低下させ、その
能力を回復させる。この操作を薬品洗浄と称しており、
本実施例では、概ね４ケ月に１度の頻度で２％濃度のク
エン酸溶液を使用して薬品洗浄を実施した。
地下水を連続的に逆浸透膜処理した場合、硝酸性窒素の
みならず地下水中に含まれる微量の鉄・マンガン、ケイ
酸、炭酸カルシウム、細菌なども同時に除去されること
から、これらが逆浸透膜の表面に徐々に付着し、前記逆
浸透膜ベッセル前後の圧力損失を上昇させる。この圧力
損失が所定値を超えた時点で、シュウ酸やクエン酸など
有機酸の数％溶液を逆浸透膜ベッセルに送り、所定時間
浸漬することにより、逆浸透膜の表面に付着している鉄
やマンガン、ケイ酸、炭酸カルシウム、細菌などを洗浄
除去し、逆浸透膜ベッセルの圧力損失を低下させ、その
能力を回復させる。この操作を薬品洗浄と称しており、
本実施例では、概ね４ケ月に１度の頻度で２％濃度のク
エン酸溶液を使用して薬品洗浄を実施した。
【００２５】この操作で発生する薬品洗浄排水中には、
逆浸透膜表面より洗い流された鉄やマンガン、ケイ酸、
炭酸カルシウム、細菌の他、２％濃度のクエン酸に起因
する高濃度の有機物が含まれており、この処分のために
は、廃酸として有料で産業廃棄物として専門業者に処分
を委託するか、もしくは逆浸透膜処理装置を設置した現
地において何らかの処理を行う必要がある。
逆浸透膜表面より洗い流された鉄やマンガン、ケイ酸、
炭酸カルシウム、細菌の他、２％濃度のクエン酸に起因
する高濃度の有機物が含まれており、この処分のために
は、廃酸として有料で産業廃棄物として専門業者に処分
を委託するか、もしくは逆浸透膜処理装置を設置した現
地において何らかの処理を行う必要がある。
【００２６】本実施例では、この薬品洗浄排水を薬品洗
浄排水貯槽７に一旦貯留し、脱窒反応に必要な有機物源
として、前記ＯＲＰ計センサー９と連動させた注入ポン
プによって脱窒反応槽６に流入させたところ、メタノー
ルの添加を必要とせず、逆浸透膜処理の濃縮排水中の硝
酸性窒素を脱窒反応により良好に除去することができ
た。
浄排水貯槽７に一旦貯留し、脱窒反応に必要な有機物源
として、前記ＯＲＰ計センサー９と連動させた注入ポン
プによって脱窒反応槽６に流入させたところ、メタノー
ルの添加を必要とせず、逆浸透膜処理の濃縮排水中の硝
酸性窒素を脱窒反応により良好に除去することができ
た。
【００２７】下記表１に、逆浸透膜の薬品洗浄排水を必
要な有機源として使用した本実施例の濃縮排水の処理結
果と、メタノールを単独で使用した従来の濃縮排水の処
理結果を示す。
要な有機源として使用した本実施例の濃縮排水の処理結
果と、メタノールを単独で使用した従来の濃縮排水の処
理結果を示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】かくして、本実施例の水道原水中の硝酸性
窒素の除去方法では、井戸水や地下水からの硝酸性窒素
を逆浸透膜処理で除去する浄水処理において、処理工程
で発生する濃縮排水を生物学的脱窒反応によって処理す
る際に、脱窒反応に必要な水素供与体として、概ね３〜
４ケ月毎に有機酸を使用して実施する逆浸透膜の薬品洗
浄排水を使用する。これにより、濃縮排水中の硝酸性窒
素は、環境に対して無害な窒素ガスに還元されて、水中
より除去されるとともに、薬品洗浄排水中のＢＯＤ成分
としての有機物は、脱窒反応の水素供与体として利用さ
れ、炭酸ガスと水とに分解され、その結果、濃縮排水と
薬品洗浄排水は、共に環境に負荷を与えない形にまで処
理され、公共用水域へ放流することが可能となる。さら
に、薬品洗浄排水中の有機物を脱窒反応の水素供与体と
して利用することにより、人為的に添加するメタノール
などの有機物源を低減することができ、運転コストを低
減することができる。
窒素の除去方法では、井戸水や地下水からの硝酸性窒素
を逆浸透膜処理で除去する浄水処理において、処理工程
で発生する濃縮排水を生物学的脱窒反応によって処理す
る際に、脱窒反応に必要な水素供与体として、概ね３〜
４ケ月毎に有機酸を使用して実施する逆浸透膜の薬品洗
浄排水を使用する。これにより、濃縮排水中の硝酸性窒
素は、環境に対して無害な窒素ガスに還元されて、水中
より除去されるとともに、薬品洗浄排水中のＢＯＤ成分
としての有機物は、脱窒反応の水素供与体として利用さ
れ、炭酸ガスと水とに分解され、その結果、濃縮排水と
薬品洗浄排水は、共に環境に負荷を与えない形にまで処
理され、公共用水域へ放流することが可能となる。さら
に、薬品洗浄排水中の有機物を脱窒反応の水素供与体と
して利用することにより、人為的に添加するメタノール
などの有機物源を低減することができ、運転コストを低
減することができる。
【００３０】次に、図２に、本発明の水道原水中の硝酸
性窒素の除去方法の第２実施例を示す。図において、１
は貯槽、２は保安フィルター、３は逆浸透膜処理装置、
４は洗浄薬品貯槽、５は濃縮排水貯槽、６は生物学的脱
窒反応槽、７は逆浸透膜の薬品洗浄排水槽、８はｐＨ計
センサー、９はＯＲＰ計センサー、１０は逆浸透膜処理
水、１１は濃縮排水の処理水をそれぞれ示している。
性窒素の除去方法の第２実施例を示す。図において、１
は貯槽、２は保安フィルター、３は逆浸透膜処理装置、
４は洗浄薬品貯槽、５は濃縮排水貯槽、６は生物学的脱
窒反応槽、７は逆浸透膜の薬品洗浄排水槽、８はｐＨ計
センサー、９はＯＲＰ計センサー、１０は逆浸透膜処理
水、１１は濃縮排水の処理水をそれぞれ示している。
【００３１】この第２実施例の硝酸性窒素の除去方法で
は、逆浸透膜処理で生じた濃縮排水を、電気透析処理装
置１２でさらに脱塩処理し、電気透析処理水は貯槽１に
返送して再利用することが可能である。なお、濃縮排水
中のケイ酸濃度が高く、貯槽１に返送すると逆浸透膜処
理でケイ酸スケールが生成する恐れがある場合には、電
気透析処理水１４は外部に放流する。
は、逆浸透膜処理で生じた濃縮排水を、電気透析処理装
置１２でさらに脱塩処理し、電気透析処理水は貯槽１に
返送して再利用することが可能である。なお、濃縮排水
中のケイ酸濃度が高く、貯槽１に返送すると逆浸透膜処
理でケイ酸スケールが生成する恐れがある場合には、電
気透析処理水１４は外部に放流する。
【００３２】電気透析装置１２でさらに５〜６倍に濃縮
された排水は、電気透析濃縮排水貯槽１３に貯留された
後、第１実施例と同様に生物学的脱窒反応槽６において
処理される。この場合、電気透析膜も逆浸透膜と同様
に、定期的にクエン酸やシュウ酸などの有機酸溶液を使
用して薬品洗浄を行う。そこで、第２実施例の硝酸性窒
素の除去方法では、この電気透析膜の薬品洗浄排水を、
逆浸透膜の薬品洗浄排水と併せて、生物学的脱窒反応に
必要な有機物源として利用する。これにより、人為的に
添加するメタノールなどの有機物源をさらに低減すると
ともに、電気透析膜の薬品洗浄排水を、逆浸透膜の薬品
洗浄排水と共に公共用水域に放流可能なレベルにまで処
理することができる。
された排水は、電気透析濃縮排水貯槽１３に貯留された
後、第１実施例と同様に生物学的脱窒反応槽６において
処理される。この場合、電気透析膜も逆浸透膜と同様
に、定期的にクエン酸やシュウ酸などの有機酸溶液を使
用して薬品洗浄を行う。そこで、第２実施例の硝酸性窒
素の除去方法では、この電気透析膜の薬品洗浄排水を、
逆浸透膜の薬品洗浄排水と併せて、生物学的脱窒反応に
必要な有機物源として利用する。これにより、人為的に
添加するメタノールなどの有機物源をさらに低減すると
ともに、電気透析膜の薬品洗浄排水を、逆浸透膜の薬品
洗浄排水と共に公共用水域に放流可能なレベルにまで処
理することができる。
【００３３】
【発明の効果】本発明の水道原水中の硝酸性窒素の除去
方法によれば、濃縮排水中の硝酸性窒素は生物学的に環
境に対して無害な窒素ガスに還元され、水中より除去さ
れるとともに、薬品洗浄排水中の有機物は脱窒反応の水
素供与体として利用され、炭酸ガスと水とに分解される
ことから、濃縮排水、薬品洗浄排水ともに環境に負荷を
与えない形にまで処理することができ、公共用水域へ放
流することができる。さらに、薬品洗浄排水中の有機物
を脱窒反応の水素供与体として利用することにより、人
為的に添加するメタノールなどの有機物源を低減するこ
とができ、運転コストを低減することができる。
方法によれば、濃縮排水中の硝酸性窒素は生物学的に環
境に対して無害な窒素ガスに還元され、水中より除去さ
れるとともに、薬品洗浄排水中の有機物は脱窒反応の水
素供与体として利用され、炭酸ガスと水とに分解される
ことから、濃縮排水、薬品洗浄排水ともに環境に負荷を
与えない形にまで処理することができ、公共用水域へ放
流することができる。さらに、薬品洗浄排水中の有機物
を脱窒反応の水素供与体として利用することにより、人
為的に添加するメタノールなどの有機物源を低減するこ
とができ、運転コストを低減することができる。
【００３４】また、前記脱窒菌による還元処理の前に、
硝酸性窒素の濃縮排水を電気透析装置により処理すると
ともに、該電気透析装置の電気透析膜の洗浄により生じ
る薬品洗浄排水を、脱窒菌に必要な有機物源として使用
することにより、人為的に添加するメタノールなどの有
機物源をさらに低減するとともに、電気透析膜の薬品洗
浄排水を、逆浸透膜の薬品洗浄排水と共に公共用水域に
放流可能なレベルにまで処理することができる。
硝酸性窒素の濃縮排水を電気透析装置により処理すると
ともに、該電気透析装置の電気透析膜の洗浄により生じ
る薬品洗浄排水を、脱窒菌に必要な有機物源として使用
することにより、人為的に添加するメタノールなどの有
機物源をさらに低減するとともに、電気透析膜の薬品洗
浄排水を、逆浸透膜の薬品洗浄排水と共に公共用水域に
放流可能なレベルにまで処理することができる。
【図１】本発明の水道原水中の硝酸性窒素の除去方法の
第１実施例を示す説明図である。
第１実施例を示す説明図である。
【図２】本発明の水道原水中の硝酸性窒素の除去方法の
第２実施例を示す説明図である。
第２実施例を示す説明図である。
１ 被処理水（地下水貯槽）
２ 保安フィルター
３ 逆浸透膜処理装置
４ 洗浄薬品貯槽
５ 逆浸透膜濃縮排水貯槽
６ 生物学的脱窒反応槽
７ 薬品洗浄排水槽
８ ｐＨ計センサー
９ ＯＲＰ計センサー
１０ 逆浸透膜処理水
１１ 逆浸透膜濃縮排水処理水
１２ 電気透析処理装置
１３ 電気透析濃縮排水貯槽
１４ 電気透析処理水
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｃ０２Ｆ 1/44 Ｃ０２Ｆ 1/44 Ｈ
1/469 9/00 ５０１Ｈ
9/00 ５０１ ５０２Ｆ
５０２ ５０２Ｌ
５０３Ａ
５０３ ５０４Ａ
５０４ 1/46 １０３
(56)参考文献 特開 平11−114596（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−103799（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−75990（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−258795（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−164500（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−227099（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−31893（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C02F 3/34 101
C02F 9/00 501 - 504
Claims (2)
- 【請求項１】 水を選択的に透過させる逆浸透膜の一次
側に、被処理水を加圧して導入することにより硝酸性窒
素を除去する水道原水中の硝酸性窒素の除去方法におい
て、処理工程で生じる硝酸性窒素の濃縮排水に対し、脱
窒菌と有機物を加え、該脱窒菌の還元作用によって硝酸
性窒素を窒素ガスに還元するとともに、前記逆浸透膜の
洗浄により生じる薬品洗浄排水を、前記脱窒菌に必要な
有機物源として使用することを特徴とする水道原水中の
硝酸性窒素の除去方法。 - 【請求項２】 前記脱窒菌による還元処理の前に、硝酸
性窒素の濃縮排水を電気透析装置により処理するととも
に、該電気透析装置の電気透析膜の洗浄により生じる薬
品洗浄排水を、脱窒菌に必要な有機物源として使用する
ことを特徴とする請求項１記載の水道原水中の硝酸性窒
素の除去方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000206050A JP3467234B2 (ja) | 2000-07-07 | 2000-07-07 | 水道原水中の硝酸性窒素の除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000206050A JP3467234B2 (ja) | 2000-07-07 | 2000-07-07 | 水道原水中の硝酸性窒素の除去方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002018486A JP2002018486A (ja) | 2002-01-22 |
| JP3467234B2 true JP3467234B2 (ja) | 2003-11-17 |
Family
ID=18703038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000206050A Expired - Fee Related JP3467234B2 (ja) | 2000-07-07 | 2000-07-07 | 水道原水中の硝酸性窒素の除去方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3467234B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4604708B2 (ja) * | 2004-12-22 | 2011-01-05 | 栗田工業株式会社 | （亜）硝酸性窒素及び多価無機イオン含有排水の処理装置 |
| CN115385522B (zh) * | 2022-08-19 | 2024-05-14 | 浙江巨能环境工程有限公司 | 一种化工园区循环冷却水综合处理方法 |
-
2000
- 2000-07-07 JP JP2000206050A patent/JP3467234B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002018486A (ja) | 2002-01-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101809769B1 (ko) | 수처리 방법 및 초순수 제조 방법 | |
| US8119008B2 (en) | Fluid purification methods and devices | |
| KR20110132335A (ko) | 활성탄용 슬라임 컨트롤제, 활성탄 장치에 대한 통수 방법, 유기물 함유수의 처리 방법 및 처리 장치 | |
| JP3440313B2 (ja) | 汚染水の処理方法とその装置 | |
| KR101352247B1 (ko) | 배수 처리 장치 | |
| KR20130014493A (ko) | 수처리 방법 및 초순수 제조 방법 | |
| KR101840896B1 (ko) | 초순수 제조 방법 | |
| WO2011125764A1 (ja) | 逆浸透膜処理方法 | |
| KR101279695B1 (ko) | 생물 처리수 함유수의 처리 방법 및 처리 장치 | |
| TW201313626A (zh) | 處理飲用水供應中之過氯酸鹽的方法及裝置 | |
| JP2004025018A (ja) | 逆浸透による海水淡水化装置 | |
| JP3467234B2 (ja) | 水道原水中の硝酸性窒素の除去方法 | |
| KR101208683B1 (ko) | 생활용수와 염수의 재활용 장치 및 방법 | |
| JP5516874B2 (ja) | 水処理方法及び超純水製造方法 | |
| JP3433601B2 (ja) | 排水の回収、浄化装置 | |
| JP3461514B2 (ja) | 高度水処理システムおよび高度水処理システムの立ち上げ方法 | |
| KR101054613B1 (ko) | 생물처리공정과 막분리공정이 결합된 단일반응조를 이용한 하폐수 재활용수 생산장치 | |
| KR0184304B1 (ko) | 부영양화 된 원수 정화처리방법 | |
| JPH0871593A (ja) | 水処理方法 | |
| JPH0871556A (ja) | 逆浸透による海水淡水化方法 | |
| JP2003340247A (ja) | 水処理装置および方法 | |
| KR200228702Y1 (ko) | 음용수 제조장치 | |
| JP5604913B2 (ja) | 水処理方法及び超純水製造方法 | |
| KR101076331B1 (ko) | 수용액으로부터 유기 질소, 및 유기 및 무기 오염물의 제거방법 | |
| JP3139337B2 (ja) | 高ｃｏｄ，高窒素化合物含有液状廃棄物の処理方法及び処理装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20030729 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080829 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090829 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090829 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100829 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100829 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110829 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120829 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130829 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |