JP5303501B2 - 水処理方法及び水処理装置 - Google Patents
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Description
カルシウムイオン及び硫酸イオンを含む原水を透過膜装置によって処理水と濃縮水に分離する水処理方法において、
濃縮水を、晶析反応槽及び沈殿槽を経て原水槽へと返送し、
濃縮水の一部を透過膜装置の入口側へと循環させ、
晶析反応槽においては、濃縮液に硫酸カルシウム種結晶を添加して、濃縮液中のカルシウムイオン及び硫酸イオンを硫酸カルシウム結晶として晶析させ、
沈殿槽においては、晶析反応槽から送られてきた濃縮水中の硫酸カルシウム結晶を沈殿させると共に、上清を原水槽へと返送し、
沈殿槽に沈殿した硫酸カルシウム結晶の一部は、硫酸カルシウム種結晶として晶析反応槽へと回収され、
沈殿槽に沈殿した硫酸カルシウム結晶の残部は、系外へと排出される、
ことを特徴とする水処理方法に関する。
カルシウムイオン及び硫酸イオンを含む原水を貯水する原水槽と、
原水槽から送水される原水を処理水と濃縮水に分離する透過膜装置と、
濃縮水を原水槽へと返送する返水経路と、
濃縮水の一部を透過膜装置の入口側へと循環させる循環経路と、
を備える水処理装置であって、
返水経路には、槽内の濃縮液に硫酸カルシウム種結晶を添加して、濃縮液中のカルシウムイオン及び硫酸イオンを硫酸カルシウム結晶として晶析させる晶析反応槽と、
晶析反応槽から送られてきた濃縮水中の硫酸カルシウム結晶を沈殿させると共に、上清を原水槽へと返送する沈殿槽とが設けられ、
沈殿槽に沈殿した硫酸カルシウム結晶の一部は、硫酸カルシウム種結晶として沈殿槽から回収経路を経て晶析反応槽へと回収され、
沈殿槽に沈殿した硫酸カルシウム結晶の残部は、系外へと排出される、
ことを特徴とする水処理装置に関する。
図1は、本発明の水処理装置の一例を示すフロー図を示す。浸出水等のカルシウムイオン及び硫酸イオンを含む原水は、まず原水槽1内に貯水される。原水に含まれる土砂等の固形分は、原水を原水槽1に給水する前に、フィルター等を用いて除去されることが好ましい。
図2は、本発明の水処理装置の別の一例を示すフロー図を示す。図1に示した水処理装置とは、透過膜装置3の処理水を、さらにRO膜装置13で処理すること以外は共通する。ここでは、その共通部分についての説明は省略する。
図1に示す構成の水処理装置を用いて、硫酸カルシウムが飽和状態である浸出水に対して、濃縮倍率が1.05、1.10、1.20、1.30、1.40倍となるようNF膜で濃縮を行った。NF膜によるCa2+及びSO4 2−の阻止率は100%と仮定した。濃縮水のCa2+及びSO4 2−を測定し、そのモル濃度をかけてイオン積を算出した。その結果を、図4に示す。各濃縮倍率とイオン積値の関係から、1.3倍濃縮までであれば、濃縮水中で硫酸カルシウムは過飽和となるが、1.4倍濃縮では過飽和分が析出することが確認された(1.3倍〜1.4倍でイオン積にほとんど差がない)。
図1に示す構成の水処理装置を用いて、1.2倍濃縮した浸出水に、過飽和している硫酸カルシウム量に対し、1〜100倍の種結晶(硫酸カルシウム)を投入し、攪拌した。SS分(懸濁物質)をろ過し、ろ液中のCa2+及びSO4 2−を測定した。その結果を、図5及び図6に示す。なお、攪拌時間0hrは種結晶投入前を意味する。
2,5,7,11,12,15,16,17,20:経路
3:透過膜装置
4,14:循環経路
6:晶析反応槽
8:沈殿槽
9:排出経路
10:回収経路
13:RO膜装置
18:洗浄槽
19:RO処理水槽
21:特許文献1の水処理装置
22:RO膜装置
23:NF膜装置
24:晶析槽
25:塩類を含む固形物
26:高圧RO膜装置
27:第2RO膜装置
Claims (12)
- カルシウムイオン及び硫酸イオンを含む原水を透過膜装置によって処理水と濃縮水に分離する水処理方法において、
濃縮水を、晶析反応槽及び沈殿槽を経て原水槽へと返送し、
濃縮水の一部を透過膜装置の入口側へと循環させ、
晶析反応槽においては、濃縮液に硫酸カルシウム種結晶を添加して、濃縮液中のカルシウムイオン及び硫酸イオンを硫酸カルシウム結晶として晶析させ、
沈殿槽においては、晶析反応槽から送られてきた濃縮水中の硫酸カルシウム結晶を沈殿させると共に、上清を原水槽へと返送し、
沈殿槽に沈殿した硫酸カルシウム結晶の一部は、硫酸カルシウム種結晶として晶析反応槽へと回収され、
沈殿槽に沈殿した硫酸カルシウム結晶の残部は、系外へと排出される、
ことを特徴とする水処理方法。 - 前記晶析反応槽中の硫酸カルシウム結晶量が、前記晶析反応槽内で過飽和となっている硫酸カルシウム量の0.01倍以上となるように、前記沈殿槽に沈殿した硫酸カルシウム結晶を前記晶析反応槽へと返送する、請求項1に記載の水処理方法。
- 前記透過膜装置の濃縮水中の硫酸カルシウム濃度が、飽和濃度の1.01倍以上である、請求項1又は2に記載の水処理方法。
- 透過膜装置における被処理水の膜面流速が、5000m/時以上15000m/時以下である、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の水処理方法。
- 前記透過膜装置の透過膜が平膜状である、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の水処理方法。
- 前記透過膜装置の処理水をさらに逆浸透膜装置によって処理する、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の水処理方法。
- カルシウムイオン及び硫酸イオンを含む原水を貯水する原水槽と、
原水槽から送水される原水を処理水と濃縮水に分離する透過膜装置と、
濃縮水を原水槽へと返送する返水経路と、
濃縮水の一部を透過膜装置の入口側へと循環させる循環経路と、
を備える水処理装置であって、
返水経路には、槽内の濃縮液に硫酸カルシウム種結晶を添加して、濃縮液中のカルシウムイオン及び硫酸イオンを硫酸カルシウム結晶として晶析させる晶析反応槽と、
晶析反応槽から送られてきた濃縮水中の硫酸カルシウム結晶を沈殿させると共に、上清を原水槽へと返送する沈殿槽とが設けられ、
沈殿槽に沈殿した硫酸カルシウム結晶の一部は、硫酸カルシウム種結晶として沈殿槽から回収経路を経て晶析反応槽へと回収され、
沈殿槽に沈殿した硫酸カルシウム結晶の残部は、系外へと排出される、
ことを特徴とする水処理装置。 - 前記晶析反応槽中の硫酸カルシウム結晶量が、前記晶析反応槽中で過飽和となっている硫酸カルシウム量の0.01倍以上となるように、前記沈殿槽に沈殿した硫酸カルシウム結晶を前記晶析反応槽へと返送する、請求項7に記載の水処理装置。
- 前記透過膜装置の濃縮水中の硫酸カルシウム濃度が、飽和濃度の1.01倍以上である、請求項7又は8に記載の水処理装置。
- 透過膜装置における被処理水の膜面流速が、5000m/時以上15000m/時以下である、請求項7乃至9のいずれか1項に記載の水処理装置。
- 前記透過膜装置の透過膜が平膜状である、請求項7乃至10のいずれか1項に記載の水処理装置。
- 前記透過膜装置の処理水をさらに処理する逆浸透膜装置を備える、請求項7乃至11のいずれか1項に記載の水処理装置。
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