JPH10192851A

JPH10192851A - 浄水処理装置

Info

Publication number: JPH10192851A
Application number: JP9004556A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Sawada; 繁樹澤田; Ichiro Sumita; 一郎住田
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 1997-01-14
Filing date: 1997-01-14
Publication date: 1998-07-28

Abstract

(57)【要約】【課題】膜分離処理では除去し得ない低分子微量有機
物を除去するためのオゾン処理及び活性炭吸着処理を膜
分離処理に組み合せた浄水処理装置において、オゾン処
理や活性炭吸着処理を併用することによる濁度の上昇、
微生物の発生等の不具合を解消する。【解決手段】原水を直接オゾン処理する手段１と、オ
ゾン処理水を活性炭吸着処理する流動層式活性炭吸着手
段２又は粉末活性炭添加手段と、活性炭処理水を膜分離
処理するＵＦ膜分離手段３とを備えてなる浄水処理装
置。【効果】オゾン処理及び活性炭吸着処理で低分子微量
有機物を効率的に除去する。活性炭は膜分離手段で除去
される。原水のオゾン処理により膜の透過性が改善す
る。オゾン処理手段と膜分離手段との間に、活性炭吸着
処理手段を設けたため、オゾンによる膜の劣化も防止で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は浄水処理装置に係
り、特に、膜分離手段により原水を浄化する装置であっ
て、膜分離手段では除去し得ない微量有機物を除去する
ためのオゾン処理手段と活性炭吸着処理手段とを組み合
せることにより、高水質の浄水を製造する浄水処理装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、浄水処理技術として、ＵＦ（限外
濾過）膜による膜分離処理が採用されるようになった。
膜分離処理は、濁度成分や細菌類の除去を自動化するこ
とができ、省力、省スペースの面でも極めて有利な技術
である。

【０００３】しかしながら、膜分離処理では、トリハロ
メタン前駆物質であるフミン酸やフルボ酸、その他のＣ
ＯＤ_MnやＤＯＣ成分等の低分子微量有機物を除去するこ
とができない。これらの低分子微量有機物は、膜分離装
置の後段にオゾン処理手段や活性炭吸着処理手段を付加
することにより除去することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、膜分離装置の
後段にオゾン処理手段や活性炭吸着処理手段を設けた場
合には、これらの処理手段を経ることで、膜分離処理で
浄化された浄水の濁度が高められるという不具合があ
る。また、特に、活性炭吸着処理手段として固定層式の
ものを採用した場合には、この固定層の濾過作用でＳＳ
を除去できるが、この固定層での微生物発生の問題があ
る。また、固定層がＳＳやオゾン分解された菌体や有機
物で目詰りするため、頻繁に逆洗する必要があり、その
ための手間やコストが嵩むという問題もある。

【０００５】なお、本発明者らは、先に、浄水源の原水
と膜分離装置の逆洗排水を凝集沈澱処理した後、オゾン
処理及び活性炭処理し、再度膜分離装置で処理する方法
を提案しているが（特開平６−３２８０６９号公報）、
この方法は、膜の水回収率を高め、高度な処理を達成で
きる利点を有する。しかし、固液分離手段を２段に設け
ており、経済的に不利である。また、前段の固液分離で
塩素を添加しないと、凝集沈殿槽内で藻類が発生し、そ
の除去に多大な労力を要した。逆に塩素を添加した場合
には藻類のトラブルからは解消されるものの、トリハロ
メタン類が発生するという問題を生起する。一旦トリハ
ロメタンが発生した場合、長期的に除去することができ
ず、トリハロメタン前駆物質が多く高度処理の必要な原
水を直接処理するには適用困難である。

【０００６】本発明は上記従来の問題点を解決し、膜分
離処理では除去し得ない低分子微量有機物を除去するた
めのオゾン処理及び活性炭吸着処理を膜分離処理に組み
合せた浄水処理装置であって、オゾン処理や活性炭吸着
処理を併用することによる濁度の上昇、微生物の発生等
の不具合がなく、高水質の浄水を製造することができる
浄水処理装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の浄水処理装置
は、浄水源の原水を直接オゾン処理する手段と、該オゾ
ン処理水を活性炭吸着処理する流動層式活性炭吸着手段
又は粉末活性炭添加手段と、該活性炭処理水を膜分離処
理する限外濾過（ＵＦ）膜分離手段とを備えてなること
を特徴とする。

【０００８】本発明では、原水をオゾン処理及び活性炭
吸着処理することにより、低分子微量有機物を効率的に
除去することができる。原水中のＳＳ、菌体、その他濁
度成分や、活性炭吸着処理のための流動床式活性炭吸着
手段から流出した微粉活性炭又は粉末活性炭添加手段で
添加された粉末活性炭は、ＵＦ膜分離手段で、膜の目詰
りを引き起こすことなく、効率的に除去することができ
る。即ち、本発明では、原水のＳＳ等の除去は膜分離手
段で行い、活性炭吸着処理手段では、有機物等の吸着除
去のみを行う。このため、活性炭吸着処理手段として、
固定層式活性炭吸着塔ではなく、流動層式活性炭吸着処
理手段又は粉末活性炭添加手段を採用する。従って、従
来の固定層式活性炭吸着塔を用いる場合のように、活性
炭吸着処理手段の目詰りの問題はなく、逆洗の必要もな
い。また、精密濾過膜のように超微細な粉末活性炭が膜
を目詰りさせる問題もない。

【０００９】本発明においては、特に、ＵＦ膜分離手段
の前段にオゾン処理手段を設け、ＵＦ膜分離処理に先立
ち原水を直接オゾン処理することで、藻類の発生、トリ
ハロメタンの発生を防止し、かつ膜汚染を抑制して、膜
の透過性の改善を図ることができるという作用効果も奏
される。

【００１０】しかも、オゾン処理手段と膜分離手段との
間に、活性炭吸着処理手段を設けたため、オゾンによる
膜の劣化及びオゾン分解された菌体や有機物による膜汚
染を防止することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００１２】図１，２は本発明の浄水処理装置の実施の
形態を示す系統図である。

【００１３】図１に示す浄水処理装置は活性炭吸着処理
手段として流動層式活性炭吸着塔２を用いたものであ
り、原水は、まず、オゾン反応槽１でオゾン酸化処理さ
れる。このオゾン処理により、原水中の菌体や低分子微
量有機物が分解され、原水の膜透過性が改善される。

【００１４】オゾン処理水は次いで流動層式活性炭吸着
塔２に上向流通水され、オゾンにより分解した菌体や有
機物が吸着除去されると共に、残留オゾンが分解され、
オゾンによる後段のＵＦ膜モジュール３の膜の劣化が防
止される。この活性炭吸着塔２の流出水はＵＦ膜モジュ
ール３に通水され、原水中のＳＳや活性炭吸着塔２から
流出した粒状活性炭等が除去された膜透過水は処理水
（浄水）として系外へ排出される。ＵＦ膜モジュール３
の濃縮水は、ＵＦ膜モジュール３の流入側へ循環され
る。

【００１５】図２に示す浄水処理装置は、図１におい
て、活性炭吸着処理手段として活性炭吸着塔２の代りに
粉末活性炭の添加手段２Ａを設けたものであり、オゾン
処理水に粉末活性炭を添加した後、膜モジュール３に通
水する点が図１に示す装置と異なり、その他は同様の構
成とされている。

【００１６】この装置においても、粉末活性炭の添加手
段２Ａから添加された粉末活性炭は、原水中のＳＳと共
にＵＦ膜モジュール３で膜分離される。

【００１７】オゾン反応槽１は、通常のオゾン処理に用
いられるもので良く、その処理条件は、原水の水質によ
っても異なるが、通常の場合、オゾン添加量０．５〜３
ｍｇ／Ｌ−原水、滞留時間５〜１５分程度とするのが好
ましい。

【００１８】また、活性炭吸着処理手段として流動層式
活性炭吸着塔２を用いる場合、２０〜４０メッシュ（粒
径０．８４〜０．３５ｍｍ）程度の活性炭を充填した活
性炭吸着塔にオゾン処理水をＬＶ：１５〜３０ｍ／ｈ
ｒ，ＳＶ＝１０〜３０ｈｒ^-1で通水し、流動層の展開率
３０％以上の条件で処理するのが好ましい。

【００１９】一方、粉末活性炭を添加手段２Ａで添加す
る場合には、１００メッシュ（粒径１５０μｍ）以下の
粉末活性炭をオゾン処理水中の残留オゾン濃度に見合う
添加濃度となるように添加する。通常の場合、この添加
濃度は１〜１０ｍｇ／Ｌ−オゾン処理水である。

【００２０】ＵＦ膜モジュール３としては、クロスフロ
ー型ＵＦ膜モジュールが好ましく、ＵＦ膜にはプレート
アンドフレーム、チューブラー、スパイラル、外圧中空
糸、内圧中空糸等各種のものから適宜選択して使用する
ことができる。

【００２１】クロスフロー型ＵＦ膜モジュールのクロス
フロー流速は、ＵＦ膜モジュール３内で活性炭吸着塔２
から流出した粒状活性炭や粉末活性炭添加手段２Ａで添
加された粉末活性炭が沈降しない範囲とし、通常の場
合、クロスフロー流速０．０２〜２ｍ／ｓｅｃ、膜透過
流束０．５〜３．０ｍ^3/ｍ^2・ｄａｙで処理する。

【００２２】なお、処理を継続することによりＵＦ膜モ
ジュール３の循環系内には、活性炭吸着塔２から流出し
た粒状活性炭又は粉末活性炭添加手段２Ａで添加された
粉末活性炭やＳＳが蓄積するため、必要に応じて逆洗水
排出ラインから膜濃縮水を系外へ抜き出す。

【００２３】

【実施例】以下に実験例、実施例及び比較例を挙げて本
発明をより具体的に説明する。

【００２４】実験例１原水のオゾン処理による膜の透過性の改善効果を調べる
実験を行った。

【００２５】相模川表流水をオゾン反応槽にてオゾン添
加量２ｍｇ／Ｌ，滞留時間１０分でオゾン酸化処理した
後、ＵＦ膜モジュール（平膜状ポリオレフィン膜，公称
孔径０．２５μｍ）で浸漬濾過した場合と、相模川表流
水をオゾン処理することなくそのまま同条件でＵＦ膜モ
ジュールで濾過した場合とで、濾過比抵抗を測定して比
較した。

【００２６】その結果、表１に示す如く、オゾン処理を
行った場合には、オゾン処理を行っていない場合に比べ
て膜モジュールの流入原水の微粒子の濾過比抵抗は１オ
ーダー小さく、オゾン処理により膜の透過性を大幅に改
善できることが確認された。

【００２７】

【表１】

【００２８】実施例１水道水にフミン酸（アルドリッチ社製）５ｍｇ／Ｌとベ
ントナイト（平均粒径７．２９μｍ）１０ｍｇ／Ｌを添
加した合成水を原水として、図１に示す装置で処理を行
った。

【００２９】オゾン反応槽ではオゾン添加量３．６ｍｇ
／Ｌ、滞留時間１０分で処理を行った。また、流動層式
活性炭吸着塔（２０〜４０メッシュの粒状活性炭を充
填）ではオゾン処理水をＬＶ＝２０ｍ／ｈｒ，ＳＶ＝２
０ｈｒ^-1の条件で通水した（流動層の展開率１８０
％）。

【００３０】膜モジュールとしては、旭化成社製外圧中
空糸ＵＦ膜（分画分子量：１３０００）を装着したクロ
スフロー型膜モジュールを用い、活性炭吸着塔の流出水
をクロスフロー流速０．３ｍ／ｓｅｃ，膜透過流束０．
８ｍ^3/ｍ^2・ｄａｙで通水した。

【００３１】このときの膜差圧の上昇速度及び得られた
処理水（膜透過水）の水質を調べ、結果を表２に示し
た。

【００３２】比較例１実施例１において、原水をオゾン処理及び活性炭吸着処
理することなく、膜モジュールに直接通水したこと以外
は同様にして処理を行い、膜差圧の上昇速度及び得られ
た処理水（膜透過水）の水質を調べ、結果を表２に示し
た。

【００３３】実施例２実施例１で合成した原水を、図２に示す装置で処理し
た。

【００３４】オゾン反応槽及び膜モジュールにおける処
理条件は実施例１と同条件とし、オゾン処理水に１００
メッシュ以下の粉末活性炭を５ｍｇ／Ｌの割合で添加し
た。

【００３５】このときの膜差圧の上昇速度及び得られた
処理水（膜透過水）の水質を調べ、結果を表２に示し
た。

【００３６】

【表２】

【００３７】表２より、本発明の方法によれば、処理水
水質のみならず、膜の透過性能も改善され、高水質の処
理水を長期に亘り安定に得ることができることがわか
る。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の浄水処理装
置によれば、藻類の発生やトリハロメタンの発生を防止
し、かつ膜汚染を抑制して、高水質の浄水を安定かつ効
率的に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の浄水処理装置の実施の形態を示す系統
図である。

【図２】本発明の浄水処理装置の別の実施の形態を示す
系統図である。

【符号の説明】

１オゾン反応槽２流動層式活性炭吸着塔３ＵＦ膜モジュール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０２Ｆ 9/00 ５０２Ｃ０２Ｆ 9/00 ５０２Ｒ５０２Ｈ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】浄水源の原水を直接オゾン処理する手段
と、該オゾン処理水を活性炭吸着処理する流動層式活性
炭吸着手段又は粉末活性炭添加手段と、該活性炭処理水
を膜分離処理する限外濾過膜分離手段とを備えてなるこ
とを特徴とする浄水処理装置。