JP7485565B2 - Pretreatment device and method for membrane filtered water, and membrane filtration system and membrane filtration method - Google Patents
Pretreatment device and method for membrane filtered water, and membrane filtration system and membrane filtration method Download PDFInfo
- Publication number
- JP7485565B2 JP7485565B2 JP2020135347A JP2020135347A JP7485565B2 JP 7485565 B2 JP7485565 B2 JP 7485565B2 JP 2020135347 A JP2020135347 A JP 2020135347A JP 2020135347 A JP2020135347 A JP 2020135347A JP 7485565 B2 JP7485565 B2 JP 7485565B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- membrane
- electromagnetic wave
- filtration
- pretreated water
- pretreatment
- 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.)
- Active
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 78
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 title claims description 48
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 24
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 33
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 24
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 18
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 claims description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 12
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 8
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 claims description 8
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 claims description 2
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 claims description 2
- 238000009285 membrane fouling Methods 0.000 description 24
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 5
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 5
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
Description
本発明は、浄水場などにおいて好適に使用し得る膜ろ過システムおよび膜ろ過方法、並びに、当該膜ろ過システムおよび膜ろ過方法において好適に使用し得る被膜ろ過水の前処理装置および前処理方法に関するものである。 The present invention relates to a membrane filtration system and a membrane filtration method that can be suitably used in water purification plants and the like, as well as a pretreatment device and a pretreatment method for membrane-filtered water that can be suitably used in the membrane filtration system and the membrane filtration method.
近年、浄水プロセス用の膜ろ過技術として、膜ろ過の前処理として凝集処理を行う、凝集・膜ろ過法の導入が進んでいる（例えば、特許文献１参照）。 In recent years, the coagulation/membrane filtration method, which involves coagulation treatment as a pretreatment step for membrane filtration, has been increasingly introduced as a membrane filtration technology for water purification processes (see, for example, Patent Document 1).
そして、凝集・膜ろ過法を用いた浄水プロセスでは、原水に凝集剤を注入し、原水と凝集剤とを混和してフロックを形成させた後、得られたフロック含有水（前処理水）を膜ろ過して処理水を得ている。 In the water purification process using the coagulation and membrane filtration method, a coagulant is injected into the raw water, and the raw water and the coagulant are mixed to form flocs, and the resulting floc-containing water (pretreated water) is then filtered through a membrane to obtain treated water.
ここで、凝集・膜ろ過法では、運転時間の経過に伴い生ずる膜のファウリング、特には薬液洗浄によってのみ解消可能な膜ファウリングの抑制が、運転効率の向上および運転コストの削減の観点から重要である。 Here, in the coagulation/membrane filtration method, it is important to suppress membrane fouling that occurs over time, particularly membrane fouling that can only be eliminated by chemical cleaning, from the perspective of improving operational efficiency and reducing operational costs.
しかし、従来の技術では、凝集剤注入率を十分に高くしても原水中に含まれているメソ粒子（粒径が２０ｎｍ～０．５μｍの粒子）のゼータ電位を０ｍＶに近づけることができず（即ち、メソ粒子の荷電を中和して凝集させることができず）、膜ファウリングを十分に抑制できなかった。 However, with conventional technology, even if the coagulant injection rate was sufficiently high, it was not possible to bring the zeta potential of mesoparticles (particles with diameters between 20 nm and 0.5 μm) contained in the raw water close to 0 mV (i.e., the charge of the mesoparticles could not be neutralized to cause them to coagulate), and membrane fouling could not be sufficiently suppressed.
そこで、本発明は、膜ろ過した際に膜ファウリングの発生を十分に抑制することが可能な前処理水が得られる前処理装置および前処理方法、並びに、膜ファウリングの発生を十分に抑制可能な膜ろ過システムおよび膜ろ過方法を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a pretreatment device and a pretreatment method that can obtain pretreated water that can sufficiently suppress the occurrence of membrane fouling when filtered through a membrane, as well as a membrane filtration system and a membrane filtration method that can sufficiently suppress the occurrence of membrane fouling.
この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の前処理装置は、被膜ろ過水の前処理装置であって、被膜ろ過水と凝集剤とを混和してフロックを形成する混和槽と、前記混和槽に供給される被膜ろ過水に電磁波を照射する電磁波照射手段と、前記混和槽から流出する前処理水に含まれているメソ粒子のゼータ電位を測定するメソ粒子電位測定手段と、前記メソ粒子電位測定手段で測定されたメソ粒子のゼータ電位に基づいて、前処理水に含まれるメソ粒子のゼータ電位が０ｍＶに近づくように電磁波照射手段で照射される電磁波の性状を制御する電磁波性状制御手段とを備えることを特徴とする。このように、電磁波照射手段と、メソ粒子電位測定手段と、電磁波性状制御手段とを設ければ、混和槽においてメソ粒子の荷電を中和して凝集させ、膜ろ過した際に膜ファウリングの発生を十分に抑制することが可能な前処理水を得ることができる。 The present invention aims to advantageously solve the above problems, and the pretreatment device of the present invention is a pretreatment device for membrane-filtered water, characterized in that it comprises a mixing tank for mixing the membrane-filtered water with a coagulant to form flocs, an electromagnetic wave irradiation means for irradiating electromagnetic waves to the membrane-filtered water supplied to the mixing tank, a mesoparticle potential measurement means for measuring the zeta potential of mesoparticles contained in the pretreated water flowing out from the mixing tank, and an electromagnetic wave property control means for controlling the properties of the electromagnetic waves irradiated by the electromagnetic wave irradiation means so that the zeta potential of the mesoparticles contained in the pretreated water approaches 0 mV based on the zeta potential of the mesoparticles measured by the mesoparticle potential measurement means. In this way, by providing the electromagnetic wave irradiation means, the mesoparticle potential measurement means, and the electromagnetic wave property control means, it is possible to obtain pretreated water that can neutralize the charge of mesoparticles in the mixing tank to coagulate them and sufficiently suppress the occurrence of membrane fouling when filtered through a membrane.
ここで、本発明の前処理装置において、前記電磁波性状制御手段は、前処理水に含まれるメソ粒子のゼータ電位が－１０ｍＶ以上＋１０ｍＶ以下となるように電磁波の性状を制御することが好ましい。メソ粒子のゼータ電位が－１０ｍＶ以上＋１０ｍＶ以下となるようにすれば、メソ粒子の荷電を良好に中和し、膜ファウリングの発生を更に良好に防止し得る前処理水を得ることができる。 Here, in the pretreatment device of the present invention, it is preferable that the electromagnetic wave property control means controls the properties of the electromagnetic waves so that the zeta potential of the meso particles contained in the pretreated water is -10 mV or more and +10 mV or less. By making the zeta potential of the meso particles -10 mV or more and +10 mV or less, it is possible to obtain pretreated water in which the charge of the meso particles can be well neutralized and the occurrence of membrane fouling can be further well prevented.
また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の膜ろ過システムは、上述した前処理装置の何れかと、前記前処理水をろ過するろ過膜とを備えることを特徴とする。このように、上述した前処理装置で得られる前処理水を膜ろ過すれば、膜ファウリングの発生を十分に抑制できる。 The present invention also aims to advantageously solve the above problems, and the membrane filtration system of the present invention is characterized by comprising any one of the pretreatment devices described above and a filtration membrane for filtering the pretreated water. In this way, membrane filtration of the pretreated water obtained by the pretreatment device described above can sufficiently suppress the occurrence of membrane fouling.
ここで、本発明の膜ろ過システムは、前記ろ過膜がセラミック膜であることが好ましい。ろ過膜がセラミック膜であれば、特に良好に膜ファウリングの発生を防止できる。 Here, in the membrane filtration system of the present invention, it is preferable that the filtration membrane is a ceramic membrane. If the filtration membrane is a ceramic membrane, the occurrence of membrane fouling can be particularly effectively prevented.
更に、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の前処理方法は、被膜ろ過水の前処理方法であって、混和槽で被膜ろ過水と凝集剤とを混和してフロックを形成する凝集工程と、前記混和槽に供給される被膜ろ過水に電磁波を照射する電磁波照射工程と、前記混和槽から流出する前処理水に含まれているメソ粒子のゼータ電位を測定するメソ粒子電位測定工程と、前記メソ粒子電位測定工程で測定されたメソ粒子のゼータ電位に基づいて、前処理水に含まれるメソ粒子のゼータ電位が０ｍＶに近づくように電磁波照射工程で照射される電磁波の性状を制御する電磁波性状制御工程とを含むことを特徴とする。このように、電磁波照射工程と、メソ粒子電位測定工程と、電磁波性状制御工程とを実施すれば、混和槽においてメソ粒子の荷電を中和して凝集させ、膜ろ過した際に膜ファウリングの発生を十分に抑制することが可能な前処理水を得ることができる。 Furthermore, the present invention aims to advantageously solve the above problems, and the pretreatment method of the present invention is a method for pretreating membrane-filtered water, which includes a flocculation step in which the membrane-filtered water is mixed with a flocculant in a mixing tank to form flocs, an electromagnetic wave irradiation step in which electromagnetic waves are irradiated to the membrane-filtered water supplied to the mixing tank, a mesoparticle potential measurement step in which the zeta potential of mesoparticles contained in the pretreated water flowing out from the mixing tank is measured, and an electromagnetic wave property control step in which the properties of the electromagnetic waves irradiated in the electromagnetic wave irradiation step are controlled so that the zeta potential of the mesoparticles contained in the pretreated water approaches 0 mV based on the zeta potential of the mesoparticles measured in the mesoparticle potential measurement step. In this way, by carrying out the electromagnetic wave irradiation step, the mesoparticle potential measurement step, and the electromagnetic wave property control step, it is possible to obtain pretreated water that can neutralize the charge of mesoparticles in the mixing tank, flocculate them, and sufficiently suppress the occurrence of membrane fouling when filtered through a membrane.
ここで、本発明の前処理方法は、前記電磁波性状制御工程では、前処理水に含まれるメソ粒子のゼータ電位が－１０ｍＶ以上＋１０ｍＶ以下となるように電磁波の性状を制御することが好ましい。メソ粒子のゼータ電位が－１０ｍＶ以上＋１０ｍＶ以下となるようにすれば、メソ粒子の荷電を良好に中和し、膜ファウリングの発生を更に良好に防止し得る前処理水を得ることができる。 Here, in the pretreatment method of the present invention, in the electromagnetic wave property control step, it is preferable to control the properties of the electromagnetic waves so that the zeta potential of the meso particles contained in the pretreated water is -10 mV or more and +10 mV or less. By making the zeta potential of the meso particles -10 mV or more and +10 mV or less, it is possible to obtain pretreated water that can effectively neutralize the charge of the meso particles and further effectively prevent the occurrence of membrane fouling.
そして、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の膜ろ過方法は、上述した前処理方法の何れかを用いて前処理水を得る前処理工程と、前記前処理水をろ過膜でろ過するろ過工程とを含むことを特徴とする。このように、上述した前処理方法を用いて得られる前処理水を膜ろ過すれば、膜ファウリングの発生を十分に抑制できる。 The present invention aims to advantageously solve the above problems, and the membrane filtration method of the present invention is characterized by including a pretreatment step of obtaining pretreated water using any of the pretreatment methods described above, and a filtration step of filtering the pretreated water through a filtration membrane. In this way, membrane filtration of the pretreated water obtained using the pretreatment method described above can sufficiently suppress the occurrence of membrane fouling.
ここで、本発明の膜ろ過方法は、前記ろ過膜がセラミック膜であることが好ましい。ろ過膜がセラミック膜であれば、特に良好に膜ファウリングの発生を防止できる。 Here, in the membrane filtration method of the present invention, it is preferable that the filtration membrane is a ceramic membrane. If the filtration membrane is a ceramic membrane, the occurrence of membrane fouling can be particularly effectively prevented.
本発明の前処理装置および前処理方法によれば、膜ろ過した際に膜ファウリングの発生を十分に抑制することが可能な前処理水が得られる。
また、本発明の膜ろ過システムおよび膜ろ過方法によれば、膜ファウリングの発生を十分に抑制することができる。
According to the pretreatment device and pretreatment method of the present invention, it is possible to obtain pretreated water that can sufficiently suppress the occurrence of membrane fouling when subjected to membrane filtration.
Furthermore, according to the membrane filtration system and membrane filtration method of the present invention, the occurrence of membrane fouling can be sufficiently suppressed.
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき詳細に説明する。
ここで、本発明の膜ろ過システムおよび膜ろ過方法は、特に限定されることなく、例えば浄水場などにおいて用いることができる。そして、本発明の膜ろ過システムは、本発明の前処理装置を備えることを特徴とするものである。また、本発明の膜ろ過方法は、本発明の前処理方法を用いることを特徴とするものである。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Here, the membrane filtration system and the membrane filtration method of the present invention are not particularly limited and can be used, for example, in a water purification plant. The membrane filtration system of the present invention is characterized by including the pretreatment device of the present invention. The membrane filtration method of the present invention is characterized by using the pretreatment method of the present invention.
（膜ろ過システム）
本発明の膜ろ過システムは、その一例としての膜ろ過システム１００の概略構成を図１に示すように、被膜ろ過水を前処理する前処理装置１０と、前処理装置１０で得られた前処理水をろ過するろ過膜２１を備えるろ過装置２０とを備えている。
(Membrane filtration system)
The membrane filtration system of the present invention, as an example of which, is shown in schematic configuration as a
＜前処理装置＞
本発明の前処理装置の一例としての前処理装置１０は、電磁波照射手段１１と、混和槽１２と、メソ粒子電位測定手段１３と、電磁波性状制御手段１４とを備えている。また、前処理装置１０では、電磁波照射手段１１と混和槽１２との間で被膜ろ過水に凝集剤が添加される。
なお、前処理装置１０は、前処理水のｐＨを調整するｐＨ調整手段（図示せず）を更に備えていてもよい。
<Pretreatment device>
A
The
ここで、電磁波照射手段１１は、混和槽１２に供給される被膜ろ過水に電磁波を照射する。また、電磁波照射手段１１が被膜ろ過水に照射する電磁波の性状は、電磁波性状制御手段１４により制御されている。そして、電磁波照射手段１１としては、特に限定されることなく、例えば、被膜ろ過水が流れる配管に導線を巻き付けてなるコイルと、コイルに交流電流を流す交流電流発生器とから構成される電磁波照射装置を用いることができる。そして、交流電流発生器としては、特に限定されることなく、例えば特開２０１１－２５５３４５号公報や特開２０１３－１６７１６０号公報に記載の装置や、株式会社サイライズ製の「ウォーター・ウォッチャー」などを用いることができる。中でも、交流電流発生器としては、周波数が時間的に変化する方形波またはサイン波などの交流電流を発生させる交流電流発生器、並びに、単一周波数の交流電流または互いに周波数の異なる２つ以上の単一周波数の交流電流を発生させる交流電流発生器を用いることが好ましく、単一周波数の交流電流または互いに周波数の異なる２つ以上の単一周波数の交流電流を発生させる交流電流発生器を用いることがより好ましい。なお、交流電流発生器が発生する交流電流の周波数は、特に限定されることなく、例えば１０Ｈｚ以上１ＭＨｚ以下とすることができる。また、発生させる電磁波の磁束密度は、１０ｍＧ以上とすることが好ましい。ここで、磁束密度は、電磁波発振部上（例えば、コイルを形成するケーブル上）で測定することができる。
Here, the electromagnetic wave irradiation means 11 irradiates electromagnetic waves to the coated filtrate supplied to the
なお、電磁波照射手段１１としては、被膜ろ過水が流れる流路または水槽内に設置された電磁波発振部（例えば、ケーブルを矩形状等の任意の形状に巻き回してなる巻回体など）と、電磁波発振部に交流電流を流す交流電流発生器とから構成される電磁波照射装置を用いてもよい。 The electromagnetic wave irradiation means 11 may be an electromagnetic wave irradiation device that is composed of an electromagnetic wave oscillator (e.g., a wound body formed by winding a cable into any shape, such as a rectangle) installed in the flow path or water tank through which the membrane-filtered water flows, and an alternating current generator that applies an alternating current to the electromagnetic wave oscillator.
電磁波が照射された被膜ろ過水に添加する凝集剤としては、特に限定されることなく、カチオン性凝集剤、ノニオン性凝集剤、アニオン性凝集剤などの任意の凝集剤を用いることができる。中でも、凝集剤としては、硫酸バンドやポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）などを用いることが好ましい。 The flocculant to be added to the membrane filtrate irradiated with electromagnetic waves is not particularly limited, and any flocculant such as a cationic flocculant, a nonionic flocculant, or an anionic flocculant can be used. Among them, it is preferable to use aluminum sulfate or polyaluminum chloride (PAC) as the flocculant.
混和槽１２は、撹拌機を備えており、電磁波を照射された被膜ろ過水と、凝集剤とを混和してフロックを形成させる。具体的には、混和槽１２では、被膜ろ過水に含まれていたメソ粒子等の懸濁物質が凝集し、粗大なフロックを形成する。そして、混和槽１２からは、フロックを含有する前処理水が流出する。
The
メソ粒子電位測定手段１３は、混和槽１２から流出する前処理水に含まれているメソ粒子のゼータ電位を測定する。具体的には、図示例では、メソ粒子電位測定手段１３は、混和槽１２から流出した前処理水の一部をサンプリングし、前処理水に含まれているメソ粒子のゼータ電位を測定する。
The mesoparticle potential measuring means 13 measures the zeta potential of meso particles contained in the pretreated water flowing out from the
ここで、メソ粒子電位測定手段１３としては、具体的には、特に限定されることなく、サンプリングした前処理水を必要に応じて粗大なフロックを除去した後で濃縮する濃縮器と、濃縮された前処理水に含まれるメソ粒子のゼータ電位を測定する測定器とを備える装置を用いることができる。そして、測定器としては、特に限定されることなく、例えば、ゼータ電位測定装置（ＭＩＣＲＯＴＥＣ社製、ＺＥＥＣＯＭ)などを用いることができる。 The mesoparticle potential measuring means 13 is not particularly limited, and may be a device equipped with a concentrator that concentrates the sampled pretreated water after removing coarse flocs as necessary, and a measuring device that measures the zeta potential of the mesoparticles contained in the concentrated pretreated water. The measuring device is not particularly limited, and may be, for example, a zeta potential measuring device (ZEECOM, manufactured by MICROTEC).
なお、メソ粒子電位測定手段は、前処理水に含まれているメソ粒子のゼータ電位をインラインで測定する装置であってもよい。 The mesoparticle potential measuring means may be a device that measures the zeta potential of mesoparticles contained in the pretreated water in-line.
電磁波性状制御手段１４は、前処理水に含まれているメソ粒子のゼータ電位をメソ粒子電位測定手段１３から入手し、入手したメソ粒子のゼータ電位に基づいて、前処理水に含まれるメソ粒子のゼータ電位が０ｍＶに近づくように電磁波照射手段１１で照射される電磁波の性状を制御する。 The electromagnetic wave property control means 14 obtains the zeta potential of the meso particles contained in the pretreated water from the meso particle potential measurement means 13, and based on the obtained zeta potential of the meso particles, controls the properties of the electromagnetic waves irradiated by the electromagnetic wave irradiation means 11 so that the zeta potential of the meso particles contained in the pretreated water approaches 0 mV.
ここで、電磁波性状制御手段１４で制御する電磁波の性状としては、特に限定されることなく、例えば、磁束密度、強度、周波数などが挙げられる。そして、電磁波の性状は、特に限定されることなく、電磁波照射手段１１の交流電流発生器が発生させる交流電流の周波数、波形、電圧などを変更することにより変化させることができる。 Here, the properties of the electromagnetic waves controlled by the electromagnetic wave property control means 14 are not particularly limited and include, for example, magnetic flux density, intensity, and frequency. The properties of the electromagnetic waves are not particularly limited and can be changed by changing the frequency, waveform, voltage, etc. of the alternating current generated by the alternating current generator of the electromagnetic wave irradiation means 11.
前処理水のｐＨを調整するｐＨ調整手段（図示せず）としては、特に限定されることなく、例えば、ｐＨメータ、酸添加装置およびアルカリ添加装置などを備える既知のｐＨ調整手段を用いることができる。
なお、水道水質基準値を充足しながらメソ粒子のゼータ電位をより一層０ｍＶに近づけるという観点からは、前処理水のｐＨは、６．０以上７．０以下に調整することが好ましい。
The pH adjustment means (not shown) for adjusting the pH of the pretreated water is not particularly limited, and for example, known pH adjustment means equipped with a pH meter, an acid addition device, and an alkali addition device can be used.
From the viewpoint of bringing the zeta potential of the mesoparticles closer to 0 mV while still satisfying the tap water quality standard, it is preferable to adjust the pH of the pretreated water to 6.0 or more and 7.0 or less.
＜ろ過装置＞
ろ過装置２０では、前処理装置１０で被膜ろ過水を前処理して得られた前処理水をろ過膜２１でろ過してろ過水を得る。
<Filtration device>
In the
ここで、ろ過膜２１を備えるろ過装置２０としては、特に限定されることなく、ろ過水に求められる性状に応じて、水処理の分野において用いられている任意のろ過装置を用いることができる。
Here, the
（前処理方法）
そして、上述した膜ろ過システム１００の前処理装置１０では、混和槽１２に供給される被膜ろ過水に電磁波照射手段１１で電磁波を照射（電磁波照射工程）すると共に混和槽１２で被膜ろ過水と凝集剤とを混和してフロックを形成（凝集工程）して前処理水を得るに当たり、前処理水に含まれているメソ粒子のゼータ電位をメソ粒子電位測定手段１３で測定（メソ粒子電位測定工程）し、更に電磁波性状制御手段１４で前処理水に含まれるメソ粒子のゼータ電位が０ｍＶに近づくように電磁波の性状をフィードバック制御（電磁波性状制御工程）しているので、膜ろ過した際に膜ファウリングの発生を十分に抑制することが可能な前処理水が得られる。
(Pretreatment method)
In the
具体的には、前処理水中に含まれるメソ粒子は膜ファウリングの原因になり得る物質であるところ、混和槽１２に流入する前の被膜ろ過水、特には凝集剤を添加する前の被膜ろ過水に照射する電磁波の性状を制御し、メソ粒子のゼータ電位が０ｍＶに近づくようにすれば、混和槽１２においてメソ粒子の荷電を中和して凝集させることができるので、前処理水を膜ろ過した際の膜ファウリングの発生を十分に抑制することができる。
Specifically, meso particles contained in the pretreated water are substances that can cause membrane fouling. If the properties of the electromagnetic waves irradiated to the membrane filtered water before it flows into the mixing
なお、膜ファウリングの発生を更に効果的に抑制する観点からは、電磁波性状制御手段１４は、メソ粒子のゼータ電位が－１０ｍＶ以上＋１０ｍＶ以下となるように電磁波の性状を制御することが好ましい。 In order to more effectively suppress the occurrence of membrane fouling, it is preferable that the electromagnetic wave property control means 14 controls the properties of the electromagnetic wave so that the zeta potential of the mesoparticles is between -10 mV and +10 mV.
（膜ろ過方法）
また、上述した膜ろ過システム１００では、前処理装置１０において上述した前処理方法を用いて前処理水を得た後（前処理工程）、得られた前処理水をろ過装置２０のろ過膜２１でろ過（ろ過工程）しているので、上述したように膜ファウリングの発生を十分に抑制することができる。
(Membrane filtration method)
Furthermore, in the above-mentioned
なお、膜ファウリングの発生を良好に防止する観点からは、ろ過膜２１としてはセラミック製のろ過膜（セラミック膜）を用いることが好ましい。
In order to effectively prevent membrane fouling, it is preferable to use a ceramic filtration membrane (ceramic membrane) as the
以下、本発明について実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
（実施例１）
図２に示す膜ろ過システムを表１に示す条件で運転し、被膜ろ過水の膜ろ過およびろ過膜の物理洗浄を繰り返し行った。そして、膜差圧の大きさの経時変化を測定した。結果を図３に示す。
なお、電磁波照射手段としては、株式会社サイライズ製の「ウォーター・ウォッチャー（ソプレス（１００Ｖ））」を使用し、前処理水に含まれるメソ粒子のゼータ電位が－１５ｍＶとなるように電磁波を照射した。また、メソ粒子のゼータ電位は、遠心分離（３０００ｒｐｍ、１０分間）によりメソ粒子を濃縮した後、ゼータ電位測定装置（ＭＩＣＲＯＴＥＣ社製、ＺＥＥＣＯＭ)を使用して測定した。
Example 1
The membrane filtration system shown in Figure 2 was operated under the conditions shown in Table 1, and the membrane filtration of the membrane-filtered water and the physical cleaning of the filtration membrane were repeatedly performed. Then, the change in the transmembrane pressure over time was measured. The results are shown in Figure 3.
As the electromagnetic wave irradiation means, a "Water Watcher (Sopress (100V)" manufactured by Sylise Co., Ltd. was used, and electromagnetic waves were irradiated so that the zeta potential of the meso-particles contained in the pretreated water was -15 mV. The zeta potential of the meso-particles was measured using a zeta potential measuring device (ZEECOM, manufactured by MICROTEC Co., Ltd.) after concentrating the meso-particles by centrifugation (3000 rpm, 10 minutes).
（比較例１）
電磁波照射手段を使用しなかった以外は実施例１と同様にして図２に示す膜ろ過システムを表１に示す条件で運転し、被膜ろ過水の膜ろ過およびろ過膜の物理洗浄を繰り返し行った。そして、膜差圧の大きさの経時変化を測定した。結果を図３に示す。
(Comparative Example 1)
The membrane filtration system shown in Fig. 2 was operated under the conditions shown in Table 1 in the same manner as in Example 1, except that no electromagnetic wave irradiation means was used, and membrane filtration of the membrane-filtered water and physical cleaning of the filtration membrane were repeatedly performed. Then, the change over time in the magnitude of the transmembrane pressure difference was measured. The results are shown in Fig. 3.
図３より、前処理水に含まれるメソ粒子のゼータ電位が０ｍＶに近づくように電磁波照射手段で照射される電磁波の性状を制御した実施例では、電磁波を照射しなかった比較例よりも膜差圧の上昇が緩やかになり、膜ファウリングの発生が抑制されていることが分かる。 Figure 3 shows that in the embodiment in which the properties of the electromagnetic waves irradiated by the electromagnetic wave irradiation means were controlled so that the zeta potential of the meso particles contained in the pretreated water approached 0 mV, the increase in transmembrane pressure was more gradual than in the comparative example in which electromagnetic waves were not irradiated, and the occurrence of membrane fouling was suppressed.
本発明の前処理装置および前処理方法によれば、膜ろ過した際に膜ファウリングの発生を十分に抑制することが可能な前処理水が得られる。
また、本発明の膜ろ過システムおよび膜ろ過方法によれば、膜ファウリングの発生を十分に抑制することができる。
According to the pretreatment device and pretreatment method of the present invention, it is possible to obtain pretreated water that can sufficiently suppress the occurrence of membrane fouling when subjected to membrane filtration.
Furthermore, according to the membrane filtration system and membrane filtration method of the present invention, the occurrence of membrane fouling can be sufficiently suppressed.
１０ 前処理装置
１１ 電磁波照射手段
１２ 混和槽
１３ メソ粒子電位測定手段
１４ 電磁波性状制御手段
２０ ろ過装置
２１ ろ過膜
１００ 膜ろ過システム
10
Claims (6)
被膜ろ過水と凝集剤とを混和してフロックを形成する混和槽と、
前記混和槽に供給される被膜ろ過水に電磁波を照射する電磁波照射手段と、
前記混和槽から流出する前処理水に含まれるメソ粒子を濃縮する濃縮器、及び、この濃縮器により濃縮されたメソ粒子のゼータ電位を測定する測定器を含むメソ粒子電位測定手段と、
前記メソ粒子電位測定手段で測定されたメソ粒子のゼータ電位に基づいて、前処理水に含まれるメソ粒子のゼータ電位が－１０ｍＶ以上＋１０ｍＶ以下となるように電磁波照射手段で照射される電磁波の性状を制御する電磁波性状制御手段と、
を備える、前処理装置。 A pretreatment device for membrane filtrate, comprising:
a mixing tank for mixing the membrane filtrate with a coagulant to form flocs;
An electromagnetic wave irradiation means for irradiating the membrane filtrate supplied to the mixing tank with electromagnetic waves;
a concentrator for concentrating meso particles contained in the pretreated water flowing out of the mixing tank, and a meso particle potential measuring means including a measuring device for measuring the zeta potential of the meso particles concentrated by the concentrator ;
an electromagnetic wave property control means for controlling the property of the electromagnetic wave irradiated by the electromagnetic wave irradiating means based on the zeta potential of the mesoparticles measured by the mesoparticle potential measuring means so that the zeta potential of the mesoparticles contained in the pretreated water is −10 mV or more and +10 mV or less ;
A pretreatment device comprising:
前記前処理水をろ過するろ過膜と、
を備える膜ろ過システム。 A pretreatment device according to claim 1 ;
A filtration membrane for filtering the pretreated water;
A membrane filtration system comprising:
混和槽で被膜ろ過水と凝集剤とを混和してフロックを形成する凝集工程と、
前記混和槽に供給される被膜ろ過水に電磁波を照射する電磁波照射工程と、
前記混和槽から流出する前処理水に含まれるメソ粒子を濃縮した後、濃縮されたメソ粒子のゼータ電位を測定するメソ粒子電位測定工程と、
前記メソ粒子電位測定工程で測定されたメソ粒子のゼータ電位に基づいて、前処理水に含まれるメソ粒子のゼータ電位が－１０ｍＶ以上＋１０ｍＶ以下となるように電磁波照射工程で照射される電磁波の性状を制御する電磁波性状制御工程と、
を含む、前処理方法。 A method for pretreatment of membrane filtrate, comprising the steps of:
a flocculation step in which the membrane filtrate is mixed with a flocculant in a mixing tank to form flocs;
an electromagnetic wave irradiation step of irradiating the membrane filtrate supplied to the mixing tank with electromagnetic waves;
a mesoparticle potential measuring step of concentrating the mesoparticles contained in the pretreated water flowing out of the mixing tank and then measuring the zeta potential of the concentrated mesoparticles;
an electromagnetic wave property control step of controlling the properties of the electromagnetic waves irradiated in the electromagnetic wave irradiation step based on the zeta potential of the mesoparticles measured in the mesoparticle potential measurement step so that the zeta potential of the mesoparticles contained in the pretreated water is −10 mV or more and +10 mV or less ;
A pretreatment method comprising:
前記前処理水をろ過膜でろ過するろ過工程と、
を含む、膜ろ過方法。 A pretreatment step of obtaining pretreated water using the pretreatment method according to claim 4 ;
A filtration step of filtering the pretreated water through a filtration membrane;
The membrane filtration method comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020135347A JP7485565B2 (en) | 2020-08-07 | 2020-08-07 | Pretreatment device and method for membrane filtered water, and membrane filtration system and membrane filtration method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020135347A JP7485565B2 (en) | 2020-08-07 | 2020-08-07 | Pretreatment device and method for membrane filtered water, and membrane filtration system and membrane filtration method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022030987A JP2022030987A (en) | 2022-02-18 |
| JP7485565B2 true JP7485565B2 (en) | 2024-05-16 |
Family
ID=80324482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020135347A Active JP7485565B2 (en) | 2020-08-07 | 2020-08-07 | Pretreatment device and method for membrane filtered water, and membrane filtration system and membrane filtration method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7485565B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7359504B1 (en) * | 2023-06-07 | 2023-10-11 | ティーケイケイホールディングス株式会社 | Evaluation method and device for water modification effect, and method and device for determining water modification effect presence/absence |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011070851A (en) | 2009-09-24 | 2011-04-07 | Ska Ltd | Electromagnetic cooker, and cooking method using cooking oil by electromagnetic cooker |
| JP2014168729A (en) | 2013-03-01 | 2014-09-18 | Swing Corp | Water treatment method and water treatment apparatus |
| JP2019000763A (en) | 2017-06-12 | 2019-01-10 | メタウォーター株式会社 | Sludge treatment method and sludge treatment device |
| JP2020040050A (en) | 2018-09-13 | 2020-03-19 | オルガノ株式会社 | Membrane filtration method and membrane filtration apparatus |
-
2020
- 2020-08-07 JP JP2020135347A patent/JP7485565B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011070851A (en) | 2009-09-24 | 2011-04-07 | Ska Ltd | Electromagnetic cooker, and cooking method using cooking oil by electromagnetic cooker |
| JP2014168729A (en) | 2013-03-01 | 2014-09-18 | Swing Corp | Water treatment method and water treatment apparatus |
| JP2019000763A (en) | 2017-06-12 | 2019-01-10 | メタウォーター株式会社 | Sludge treatment method and sludge treatment device |
| JP2020040050A (en) | 2018-09-13 | 2020-03-19 | オルガノ株式会社 | Membrane filtration method and membrane filtration apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2022030987A (en) | 2022-02-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5443719A (en) | System and reactor for mixing coagulating agents into a contaminated water flow, and for removing contaminants therefrom | |
| US10710917B2 (en) | System and methods for water treatment | |
| CA2726737C (en) | Wastewater treatment method and wastewater treatment apparatus | |
| JP5951423B2 (en) | Flocculant injection control method and flocculant injection control system | |
| JP7485565B2 (en) | Pretreatment device and method for membrane filtered water, and membrane filtration system and membrane filtration method | |
| Ben-Sasson et al. | Electrocoagulation-membrane filtration hybrid system for colloidal fouling mitigation of secondary-effluent | |
| KR101648296B1 (en) | Water treatment apparatus and water treatment method using the same | |
| Lin et al. | Enhanced coagulation of low turbid water for drinking water treatment: dosing approach on floc formation and residuals minimization | |
| Daud et al. | Treatment of biodiesel wastewater by coagulation-flocculation process using polyaluminium chloride (PAC) and polyelectrolyte anionic | |
| Simonič et al. | Coagulation and UF treatment of pulp and paper mill wastewater in comparison | |
| AU2014235024A1 (en) | Process for water treatment prior to reverse osmosis | |
| CN104193051A (en) | Deep purification treatment method for printing ink wastewater | |
| JP2002159805A (en) | Flocculant injection control method of water purification plant | |
| JP2011083666A (en) | Water treatment system | |
| Bu et al. | Impacts of epichlorohydrin–dimethylamine on coagulation performance and membrane fouling in coagulation/ultrafiltration combined process with different Al-based coagulants | |
| Frick et al. | Evaluation of pretreatments for a blowdown stream to feed a filtration system with discarded reverse osmosis membranes | |
| Yu et al. | Effect of pre-coagulation using different aluminium species on crystallization of cake layer and membrane fouling | |
| CN106995247B (en) | Device and method for preparing low-sodium healthy water | |
| JP6687056B2 (en) | Water treatment method and water treatment device | |
| JP2016187790A (en) | Method and device for treating inorganic carbon-containing water | |
| JPS6039440B2 (en) | Pretreatment method for thickening and dewatering sludge | |
| KR20140115604A (en) | Apparatus and method to control the coagulant concentration by using the surface area of particles, and water-treatment equipment and method having the same | |
| JPH11319844A (en) | Water purification system | |
| Jang et al. | The effects of coagulation with MF/UF membrane filtration in drinking water treatment | |
| US11760676B2 (en) | Method of extracting water from sludge using magnetic treatment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230418 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20231226 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240109 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240215 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240416 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240502 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7485565 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |