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JP2011218267A - Water processing method and water processing device - Google Patents

Water processing method and water processing device Download PDF

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JP2011218267A
JP2011218267A JP2010088327A JP2010088327A JP2011218267A JP 2011218267 A JP2011218267 A JP 2011218267A JP 2010088327 A JP2010088327 A JP 2010088327A JP 2010088327 A JP2010088327 A JP 2010088327A JP 2011218267 A JP2011218267 A JP 2011218267A
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JP
Japan
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water
reverse osmosis
osmosis membrane
phosphorus
treated
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Pending
Application number
JP2010088327A
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Japanese (ja)
Inventor
Wataru Sugiura
亘 杉浦
Masahiro Kihara
正浩 木原
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a reverse osmosis membrane from contaminating with microbes in a water processing device using the reverse osmosis membrane.SOLUTION: The water processing device consists of a reverse osmosis membrane module, and a supply pump for supplying processed water to the module and/or a high-pressure pump. A column in which a contact material for removing phosphorus in water is filled is disposed upstream of the supply pump and by passing an entire amount of processed water through the phosphorus removing column, the concentration of phosphorus in the processed water is reduced and phosphorus is supplied to the reverse osmosis membrane.

Description

本発明は、逆浸透膜を用いて、下廃水や工場排水、河川・湖沼などのかん水、あるいは海水から淡水を得る方法、および装置に関するものであって、詳しくは該逆浸透膜の微生物汚染を防止する手段に特徴を有する水処理方法および装置に関するものである。   The present invention relates to a method and an apparatus for obtaining fresh water from sewage wastewater, industrial wastewater, irrigation water such as rivers and lakes, or seawater using a reverse osmosis membrane. The present invention relates to a water treatment method and apparatus characterized by means for preventing.

逆浸透膜法による淡水製造は、相変化無しに塩分や有害物質を分離除去でき、運転管理が容易でエネルギー的に有利であることから、飲料用或いは工業用の淡水を取得する分野で利用されている。   Fresh water production by the reverse osmosis membrane method is used in the field of obtaining fresh water for beverages or industrial use because it can separate and remove salt and toxic substances without phase change, is easy to manage and is energy efficient. ing.

一般に、逆浸透膜を用いた水処理においては、処理原水中や空気中に存在する細菌、藻類、あるいはカビ等が逆浸透膜の表面に付着し、これらがある特定の条件下で異常繁殖することにより、逆浸透膜の表面や供給水の流路を閉塞することがあり、逆浸透膜の性能低下や、流路の圧力損失増加による変形を引き起こす恐れがある。このため、通常、下廃水、工場排水や、かん水、あるいは海水を逆浸透膜に供給する前に、生物処理、砂ろ過、凝集沈殿、加圧浮上、精密ろ過あるいは限外ろ過膜などの方法を用いて前処理を行い、さらに逆浸透膜表面の微生物による汚染を防止するために、常時あるいは定期的に逆浸透膜面を殺菌・洗浄する。   In general, in water treatment using a reverse osmosis membrane, bacteria, algae, molds, etc. present in the treated raw water or air adhere to the surface of the reverse osmosis membrane, and these abnormally reproduce under certain conditions. As a result, the surface of the reverse osmosis membrane and the flow path of the supply water may be blocked, and there is a risk that the performance of the reverse osmosis membrane will deteriorate and deformation due to an increase in the pressure loss of the flow path may occur. For this reason, methods such as biological treatment, sand filtration, coagulation sedimentation, pressurized flotation, microfiltration or ultrafiltration membranes are usually used before supplying sewage, factory effluent, brine or seawater to the reverse osmosis membrane. In order to prevent the contamination of the reverse osmosis membrane surface by microorganisms, the reverse osmosis membrane surface is sterilized and washed regularly or periodically.

逆浸透膜表面の殺菌方法としては、図3に示すように逆浸透膜の被処理水に殺菌剤の注入装置10を設け亜硫酸水素ナトリウム、硫酸や特殊な殺菌剤等を運転中に注入して膜の殺菌を行う方法に加え、一定期間の運転後に淡水化装置を停止させ、クエン酸による酸洗浄、及び、苛性ソーダによるアルカリ洗浄を行う定期洗浄などが挙げられる。   As a method of sterilizing the reverse osmosis membrane surface, as shown in FIG. 3, a sterilizing agent injection device 10 is provided in the water to be treated of the reverse osmosis membrane, and sodium bisulfite, sulfuric acid, a special sterilizing agent, etc. are injected during operation. In addition to the method of sterilizing the membrane, there is a periodic cleaning in which the desalination apparatus is stopped after a certain period of operation and acid cleaning with citric acid and alkali cleaning with caustic soda are performed.

膜殺菌では、硫酸などの酸を間欠的に供給する殺菌方法が開発され(特許文献1)、多くのプラントで実用化されてきた。しかしながら、この間欠殺菌では、一時的に膜表面に付着した微生物を殺菌除去することはできるが、長期間実施することにより耐性菌が発生するため、酸による間欠殺菌のみでは、これら耐性菌の増殖を防止することは困難であった。   In membrane sterilization, a sterilization method for intermittently supplying an acid such as sulfuric acid has been developed (Patent Document 1) and has been put into practical use in many plants. However, this intermittent sterilization can sterilize and remove microorganisms adhering to the membrane surface temporarily, but resistance bacteria are generated by carrying out for a long period of time. It was difficult to prevent.

また、酸以外の薬剤による殺菌については、一般的に塩素(次亜塩素酸ソーダ)が最も安価で強力な殺菌剤として知られているが、ポリアミド系の逆浸透膜に対しては、膜の酸化劣化を引き起こすため使用することが出来ない。このため、逆浸透膜を劣化させない非酸化性の殺菌剤として、イソチアゾリンや、最近では2,2−ジブロモ−3−ニトリロプロピオンアミド(DBNPA)が注目されている(特許文献2,非特許文献1)。しかしながら、イソチアゾリンやDBNPAは高価であり、また人体に対する毒性があるため、飲料水製造用途の逆浸透膜殺菌には用いることが出来ないという問題がある。また、これらの他にも、酸化力の弱いモノクロラミン(NHCl)や二酸化塩素(ClO)等の検討もされているが(非特許文献2)、いずれも殺菌効果が低い、毒性があるなどの問題があり、広く用いられるまでには至っていない。 For sterilization with chemicals other than acids, chlorine (sodium hypochlorite) is generally known as the cheapest and most powerful disinfectant, but for polyamide-based reverse osmosis membranes, It cannot be used because it causes oxidative degradation. For this reason, isothiazoline and recently 2,2-dibromo-3-nitrilopropionamide (DBNPA) are attracting attention as non-oxidizing bactericides that do not degrade the reverse osmosis membrane (Patent Document 2, Non-Patent Document 1). ). However, since isothiazoline and DBNPA are expensive and toxic to the human body, there is a problem that they cannot be used for reverse osmosis membrane sterilization for drinking water production. In addition to these, monochloramine (NH 2 Cl), chlorine dioxide (ClO 2 ) and the like, which have weak oxidizing power, have been studied (Non-Patent Document 2), both of which have a low bactericidal effect and toxicity. There are some problems and it has not been widely used.

定期的な膜の洗浄についても、一旦、微生物による膜面の汚染が進んでしまうと、膜面に逆浸透膜の膜面や流路材の表面に、微生物およびその代謝物からなる堆積物(バイオフィルム)が強固に付着し、酸やアルカリによる洗浄を繰り返しても完全に洗浄・除去することが困難である。   For periodic membrane cleaning, once contamination of the membrane surface by microorganisms has progressed, deposits of microorganisms and their metabolites on the membrane surface of the reverse osmosis membrane and the surface of the channel material ( Biofilm) adheres firmly, and it is difficult to completely clean and remove even after repeated washing with acid or alkali.

また、上記のような殺菌や膜洗浄のような薬剤を使う方法以外に、近年、前処理に細菌を除去可能な限外ろ過膜(UF)を用いて高度な処理を行なったあとで逆浸透膜による処理を行う、いわゆるインテグレーテッド膜システム(IMS)の採用が進んでいるが(非特許文献1)、このような、高度な前処理を行った場合でも、後段の逆浸透膜の微生物による汚染を完全に防止することが出来ないのが実情である。   In addition to the above-mentioned methods using sterilization and membrane cleaning, reverse osmosis after advanced treatment using ultrafiltration membrane (UF) capable of removing bacteria in pretreatment in recent years. The so-called Integrated Membrane System (IMS), which performs treatment with membranes, has been adopted (Non-Patent Document 1), but even when such advanced pretreatment is performed, the reverse osmosis membrane in the latter stage is caused by microorganisms. The actual situation is that the contamination cannot be completely prevented.

一方で、原水中のリン濃度とバイオファウリングの関係に注目し、リン除去によってバイオファウリングを防止する方法が開発され、活性汚泥槽内に凝集剤を添加し、リンを凝集させ、凝集槽内に設置された膜ろ過装置によってろ過除去する方法(特許文献3)が提案されている。水中のリンは、リン酸イオン(PO 3−、HPO 2−又はHPO )の形態で存在することが多いが、これらはデオキシリボ核酸(DNA)やリボ核酸(RNA)のポリリン酸エステル鎖や、生体のエネルギー代謝に不可欠なアデノシン三リン酸(ATP)として微生物の体内にとりこまれ、微生物の増殖、成長など生体活動に欠かせない必須栄養素の一つとなっていることから、このリンを除去することによって、バイオファウリングを防止しようとするものである。しかしながら、凝集ろ過による方法では、凝集したリンのみしか排除できないことから、十分にリン成分を除去することができない。 On the other hand, paying attention to the relationship between phosphorus concentration in raw water and biofouling, a method to prevent biofouling by removing phosphorus was developed, adding a flocculant into the activated sludge tank, aggregating phosphorus, agglomeration tank There has been proposed a method (Patent Document 3) for filtering and removing with a membrane filtration device installed inside. Phosphorus in water often exists in the form of phosphate ions (PO 4 3− , HPO 4 2− or H 2 PO 4 ), and these are polyphosphoric acids such as deoxyribonucleic acid (DNA) and ribonucleic acid (RNA). Since it is incorporated into the body of microorganisms as acid ester chains and adenosine triphosphate (ATP) essential for energy metabolism in the body, it has become one of the essential nutrients essential for biological activities such as growth and growth of microorganisms. By removing this phosphorus, biofouling is to be prevented. However, in the method using coagulation filtration, since only aggregated phosphorus can be excluded, the phosphorus component cannot be sufficiently removed.

上述したように、これまでは広範囲な用途、および水処理装置において、逆浸透膜の微生物による汚染を効果的に防止・抑制することは困難であった。   As described above, in a wide range of applications and water treatment apparatuses, it has been difficult to effectively prevent and suppress the contamination of reverse osmosis membranes by microorganisms.

特開2000−237555号公報JP 2000-237555 A 特開2006−89402号公報JP 2006-89402 A 特開2006−15236号公報JP 2006-15236 A

J.van Agtmaal、H.Huiting、P.A.de Boks、L.L.M.J.Paping、Desalination 205(2007)26−37J. et al. van Agtmaal, H.M. Huitting, P.M. A. de Books, L. L. M.M. J. et al. Paping, Desalination 205 (2007) 26-37 Dooil Kim、Seunghoon Jung、Jinsik Sohn、Hyungsoo Kim、Seockheon Lee、Desalination 238(2009)43−52Dooil Kim, Seunghoon Jung, Jinsik Son, Hyungsoo Kim, Seokheon Lee, Desalination 238 (2009) 43-52

本発明の目的は、逆浸透膜を用いて、下廃水や工場排水、河川・湖沼などのかん水、あるいは海水から淡水を得る方法および装置において、長期間、効果的に逆浸透膜の微生物汚染を防止する手段を提供することにある。   It is an object of the present invention to effectively prevent microbial contamination of a reverse osmosis membrane for a long period of time in a method and apparatus for obtaining fresh water from sewage wastewater, industrial wastewater, river water, lakes and other brackish water, or seawater using a reverse osmosis membrane. It is to provide means for preventing.

上記課題を解決するための本発明は下記の特徴により特定される。   The present invention for solving the above problems is specified by the following features.

(1)逆浸透膜を用いて、被処理水を該逆浸透膜に供給し、透過水と濃縮水に分離する工程において、被処理水中のリン成分を吸着分離又は析出分離することを特徴とする水処理方法。
(2)被処理水中のリン成分を除去したのち、殺菌剤を注入することを特徴とする(1)に記載の水処理方法。
(1) Using a reverse osmosis membrane, supplying the treated water to the reverse osmosis membrane and separating the permeated water and the concentrated water by adsorption separation or precipitation separation of the phosphorus component in the treated water Water treatment method.
(2) The water treatment method according to (1), wherein a fungicide is injected after removing the phosphorus component in the water to be treated.

(3)透過水と濃縮水に分離する逆浸透膜を備える逆浸透膜モジュールユニットおよび該逆浸透膜モジュールユニットに被処理水を供給する高圧ポンプからなる水処理装置において、高圧ポンプの上流側に、被処理水中に含有するリン成分を吸着分離又は析出分離する手段を備えることを特徴とする水処理装置。
(4)リン成分を吸着分離又は析出分離する手段の後段に、逆浸透膜の殺菌剤を注入する手段を備えることを特徴とする(3)に記載の水処理装置。
(3) In a water treatment apparatus comprising a reverse osmosis membrane module unit having a reverse osmosis membrane that separates permeate and concentrated water, and a high pressure pump that supplies treated water to the reverse osmosis membrane module unit, on the upstream side of the high pressure pump A water treatment apparatus comprising means for adsorbing and separating or separating and separating phosphorus components contained in water to be treated.
(4) The water treatment apparatus according to (3), further comprising means for injecting a reverse osmosis membrane disinfectant downstream of the means for adsorption separation or precipitation separation of the phosphorus component.

本発明によれば、前述したような殺菌剤を用いた殺菌方法を用いずとも、原水に存在するリン、あるいはリン酸イオンを除去することにより、逆浸透膜面における微生物の増殖を抑制することができる。   According to the present invention, the growth of microorganisms on the reverse osmosis membrane surface can be suppressed by removing phosphorus or phosphate ions present in raw water without using a sterilization method using a sterilizer as described above. Can do.

本発明では、必須栄養素であるリンを被処理水中から接触材を用いて取り除くことによって、微生物にとっての貧栄養状態を作りだし、効果的にその増殖を抑制することが出来る。   In the present invention, by removing phosphorus, which is an essential nutrient, from the water to be treated using a contact material, an oligotrophic state for microorganisms can be created, and its growth can be effectively suppressed.

本発明の水処理方法または装置を示す実施例に係るフローチャートである。It is a flowchart which concerns on the Example which shows the water treatment method or apparatus of this invention. 本発明の水処理方法または装置を示す別の実施例に係るフローチャートである。It is a flowchart which concerns on another Example which shows the water treatment method or apparatus of this invention. 従来法の水処理方法または装置を示す比較例に係るフローチャートである。It is a flowchart which concerns on the comparative example which shows the water treatment method or apparatus of the conventional method.

以下、本発明の実施形態について図1および2を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.

本発明の水処理方法または装置は、下廃水や工場排水、河川・湖沼などのかん水、あるいは海水から淡水を得るために逆浸透膜を用いる。ここで、逆浸透膜とは、例えば被処理水中のイオンや非イオン性物質などを阻止し、主として溶媒である水を透過する半透性の膜であり、ナノフィルトレーション(NF)膜も本発明においては逆浸透膜に含まれる。本発明の逆浸透膜の材質、種類については特に限定するものではないが、酢酸セルロース系ポリマーやポリアミド、ポリエステル、ポリイミド、ビニルポリマー等の高分子素材を適宜使用することができる。   The water treatment method or apparatus of the present invention uses a reverse osmosis membrane to obtain fresh water from sewage wastewater, industrial wastewater, brine such as rivers and lakes, or seawater. Here, the reverse osmosis membrane is a semipermeable membrane that blocks, for example, ions or nonionic substances in the water to be treated and mainly transmits water as a solvent, and a nanofiltration (NF) membrane is also used. In the present invention, it is included in the reverse osmosis membrane. The material and type of the reverse osmosis membrane of the present invention are not particularly limited, but polymer materials such as cellulose acetate polymer, polyamide, polyester, polyimide, and vinyl polymer can be appropriately used.

該逆浸透膜は通常、複数枚の逆浸透膜と供給水流路材、および透過水流路材を交互に積層しスパイラル形状にした逆浸透膜エレメントの形態で供されるが、本発明は逆浸透膜エレメントの形態に左右されるものではない。   The reverse osmosis membrane is usually provided in the form of a reverse osmosis membrane element in which a plurality of reverse osmosis membranes, a feed water flow path material, and a permeate flow path material are alternately stacked to form a spiral shape. It does not depend on the form of the membrane element.

また、上記逆浸透膜エレメントは、通常、圧力容器に単数、あるいは複数本直列に装填されて逆浸透膜モジュールとなり、さらに該逆浸透膜モジュールは単数、あるいは複数本並列、もしくは直列に接続されて逆浸透膜モジュールユニット7として構成されるが、本発明ではこれら逆浸透膜エレメントやモジュールの構成に左右されるものではない。   In addition, the reverse osmosis membrane element is usually a single or a plurality of reverse osmosis membrane modules loaded in series in a pressure vessel to form a reverse osmosis membrane module. Further, the reverse osmosis membrane module is connected to a single or a plurality of parallel or serially. Although configured as a reverse osmosis membrane module unit 7, in the present invention, the configuration of these reverse osmosis membrane elements and modules is not affected.

本発明の水処理装置は、上記の逆浸透膜モジュールユニット7に被処理水を供給するために、上流側に加圧ポンプ6を配置する。該ポンプの種類については、例えば、渦巻きポンプ、遠心ポンプ、プランジャーポンプ、ダイヤフラムポンプ等、様々な種類があるが、本発明ではこれらポンプの種類やその材質については特に限定するものではなく、被処理水の水質や流量、必要圧力などに適したものを用いるのが好ましい。   In the water treatment apparatus of the present invention, a pressure pump 6 is disposed on the upstream side in order to supply treated water to the reverse osmosis membrane module unit 7. There are various types of pumps, for example, centrifugal pumps, centrifugal pumps, plunger pumps, diaphragm pumps, etc. In the present invention, the types of pumps and their materials are not particularly limited. It is preferable to use one that is suitable for the quality and flow rate of treated water, the required pressure, and the like.

次に、本発明の特徴であるリンの除去について述べる。一般に、水中のリンは、リン酸イオン(PO 3−、HPO 2−又はHPO )の形態で存在することが多いが、これらはデオキシリボ核酸(DNA)やリボ核酸(RNA)のポリリン酸エステル鎖や、生体のエネルギー代謝に不可欠なアデノシン三リン酸(ATP)として微生物の体内にとりこまれ、微生物の増殖、成長など生体活動に欠かせない必須栄養素の一つとなっている。 Next, phosphorus removal, which is a feature of the present invention, will be described. In general, phosphorus in water often exists in the form of phosphate ions (PO 4 3− , HPO 4 2− or H 2 PO 4 ), which are deoxyribonucleic acid (DNA) and ribonucleic acid (RNA). It is incorporated into the body of microorganisms as a polyphosphate ester chain and adenosine triphosphate (ATP), which is indispensable for energy metabolism in the body, and is one of the essential nutrients indispensable for biological activities such as growth and growth of microorganisms.

ここで、本発明におけるリン成分とは、リン酸イオン(PO 3−、HPO 2−又はHPO )の形態で水中に存在している成分を指す。これらはデオキシリボ核酸(DNA)やリボ核酸(RNA)のポリリン酸エステル鎖や、生体のエネルギー代謝に不可欠なアデノシン三リン酸(ATP)として微生物の体内にとりこまれ、微生物の増殖、成長など生体活動に欠かせない必須栄養素の一つとなっている。 Here, the phosphorus component in the present invention refers to a component present in water in the form of phosphate ions (PO 4 3− , HPO 4 2− or H 2 PO 4 ). These are incorporated into the body of microorganisms as deoxyribonucleic acid (DNA), polyphosphate ester chains of ribonucleic acid (RNA), and adenosine triphosphate (ATP), which is indispensable for biological energy metabolism, and biological activities such as growth and growth of microorganisms It is one of the essential nutrients that are indispensable.

リン成分の除去手段は、逆浸透膜モジュールユニットの微生物汚染を防止するために、上記逆浸透膜モジュールユニット7の供給水側に配置する必要がある。リン除去装置は、被処理水中のリン成分を効率よく除去するためのリン除去接触材3と、該リン除去接触材3を容器に充填するリン除去カラム3’によって構成される。   The phosphorus component removing means needs to be arranged on the supply water side of the reverse osmosis membrane module unit 7 in order to prevent microbial contamination of the reverse osmosis membrane module unit. The phosphorus removal apparatus is constituted by a phosphorus removal contact material 3 for efficiently removing a phosphorus component in the water to be treated, and a phosphorus removal column 3 ′ in which the phosphorus removal contact material 3 is filled in a container.

リン除去の方法としては、一般的に吸着剤による選択吸着や析出分離が知られており、本発明では、リン除去接触材を用いて、吸着分離又は析出分離により被処理水中のリン成分を効率的に除去することが出来る。   In general, selective adsorption or precipitation separation using an adsorbent is known as a method for removing phosphorus. In the present invention, phosphorus components in the water to be treated are efficiently separated by adsorption separation or precipitation separation using a phosphorus removal contact material. Can be removed.

吸着剤としては、例えばチタン、ジルコニウム、又はスズの含水亜鉄酸塩を、樹脂担体に結合させたもの(特開平9−187646号公報参照)や、同じくチタン、ジルコニウム、スズ、セリウム、ランタン、イットリウム等の1種類以上の金属元素とアルミニウム、ケイ素、あるいは鉄等の1種類以上の金属酸元素からなる複合酸化物を担持した有機高分子多孔性成形体(特開2007−14826号公報参照)、あるいは主にマグネシウムとアルミニウムで形成される層状複水酸化物であるハイドロタルサイト(特開2008−49241号公報参照)等が知られているが、本発明では、被処理水中のリンを効率よく吸着除去できるものであれば、上記材質にこだわることなく、被処理水の種類に合わせて適宜適切な種類を選択して用いることが出来る。   Examples of the adsorbent include titanium, zirconium, or tin hydrous ferrite bonded to a resin carrier (see JP-A-9-187646), and also titanium, zirconium, tin, cerium, lanthanum, Organic polymer porous molded article carrying a composite oxide composed of one or more metal elements such as yttrium and one or more metal acid elements such as aluminum, silicon, or iron (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-14826) Alternatively, hydrotalcite (see JP 2008-49241 A), which is a layered double hydroxide mainly formed of magnesium and aluminum, is known. However, in the present invention, phosphorus in treated water is efficiently used. If it can be adsorbed and removed well, select the appropriate type according to the type of water to be treated without using the above materials. It can be.

一方、析出分離による方法については、例えば特開2007−268409号公報や特開2007−283223号公報に記載されているように、ケイ酸カルシウムや鉄鋼スラグ等を接触材として用い、これに被処理水を流通させリン成分をヒドロキシアパタイト[Ca10(OH)(PO]として、接触材の表面に析出させる方法が知られており、本発明においても適用することが可能である。リンの除去手段としては上記の方法を含め、どの方法を選択するかについては、原水の種類、処理容量等の条件により適切な方法を採用すればよい。 On the other hand, as for the method by precipitation separation, as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-268409 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-283223, calcium silicate or steel slag is used as a contact material, and this is treated. A method is known in which water is circulated and the phosphorus component is precipitated as hydroxyapatite [Ca 10 (OH) 2 (PO 4 ) 6 ] on the surface of the contact material, and can also be applied in the present invention. As a method for removing phosphorus, including any of the above methods, an appropriate method may be employed depending on conditions such as the type of raw water and the treatment capacity.

本発明においては、前述したように上記のリン除去機能を有するリン除去接触材3をリン除去カラム3’に充填し、図1に示すように該リン除去カラム3’の上部、あるいは図2のように下部から被処理水を通水する。リン除去機能を有するリン除去接触材は、粒径が小さくその表面積が大きいほど被処理水との接触面積が大きくなり、除去効率が高まるが、逆に被処理水の通水抵抗が大きくなり、供給ポンプの圧力が高くなるので、適宜粒径を選択して使用する必要がある。例えば、顆粒状にした場合は、好ましいリン除去接触材の大きさとしては1〜5mm程度の大きさとしたものが良い。また、形状は顆粒状とするのが一般的であるが、本発明では特にこだわるものではなく、例えば繊維状やペレット状など、様々な形状のものを用いることが出来、リン除去接触剤の素材や通水方式等により適宜選択される。   In the present invention, as described above, the phosphorus removal contact material 3 having the phosphorus removal function described above is filled in the phosphorus removal column 3 ′, and the upper portion of the phosphorus removal column 3 ′ as shown in FIG. So that the water to be treated is passed from the bottom. The phosphorus removal contact material having a phosphorus removal function increases the contact area with the water to be treated as the particle size is small and the surface area is large, and the removal efficiency increases, but conversely, the water flow resistance of the water to be treated increases. Since the pressure of the supply pump becomes high, it is necessary to select and use the particle size appropriately. For example, when it is granulated, the preferable phosphorus removal contact material has a size of about 1 to 5 mm. In addition, the shape is generally granular, but the present invention is not particularly particular, and various shapes such as fibers and pellets can be used. It is appropriately selected depending on the water flow system and the like.

リン除去カラム3‘内への接触剤の充填は、上部から被処理水を通水する場合は、固定床方式となるため被処理水の経路短絡が起こらないよう、出来るだけ均一に充填するのが好ましい。また、逆に図2のように下部から通水する場合は、固定床方式としてよりも流動床方式として用いるのが一般的である。上記のいずれの方式を採用するにしても、接触剤充填層の厚さは、被処理水のリン濃度や使用する接触剤の種類、形状等に応じて除去効率が最適となる空間速度(SV)になるよう決定される。   Packing of the contact agent into the phosphorus removal column 3 ′ is performed as uniformly as possible so that the path of the water to be treated is not short-circuited when the water to be treated is passed from the top, because it is a fixed bed system. Is preferred. On the contrary, when water is passed from the lower portion as shown in FIG. 2, it is generally used as a fluidized bed system rather than a fixed bed system. Regardless of which of the above methods is employed, the thickness of the contact agent packed layer is determined by the space velocity (SV) at which the removal efficiency is optimal depending on the phosphorus concentration of the water to be treated, the type and shape of the contact agent used, etc. ).

リン除去カラム3’や配管の材質については、特に限定するものではなく、被処理水によって腐食されない材質であれば、例えばステンレス合金やPVC(ポリ塩化ビニル)樹脂、あるいは一般的な炭素鋼に樹脂コーティングしたものなど、被処理水の水質、運転圧力や設備コスト等に応じて適宜選択される。   The material of the phosphorus removal column 3 'and the piping is not particularly limited, and may be a stainless steel alloy, PVC (polyvinyl chloride) resin, or general carbon steel as long as it is a material that is not corroded by the water to be treated. It is appropriately selected depending on the quality of the water to be treated, operating pressure, equipment cost, etc.

また、特に析出法を固定床方式で用いる場合は、長時間運転することによりリン除去接触剤が成長、固着して非処理水の接触効率が低下することがあるため、必要に応じて、内部に充填したリン除去接触剤を定期的に撹拌するための接触剤撹拌装置4を該リン除去カラム3に設けるのが好ましい。接触剤撹拌装置としては、圧縮機やブロアーによって空気を充填層に送り込んで撹拌するのが好ましい方法である。なお、図2で示すように流動床方式で下部から通水する場合は上記のような接触材の固着が起こりにくいので接触剤撹拌装置4は不要である。   In particular, when the precipitation method is used in a fixed bed system, the phosphorus removal contact agent may grow and stick by operating for a long time, and the contact efficiency of non-treated water may decrease. It is preferable to provide the phosphorus removal column 3 with a contact agent stirring device 4 for periodically stirring the phosphorus removal contact agent packed in the column. As a contact agent stirring device, it is preferable to send air to the packed bed by a compressor or a blower and stir. As shown in FIG. 2, when the water is passed from the lower part in the fluidized bed system, the contact agent stirrer 4 is not necessary because the contact material is hardly fixed as described above.

さらに、該リン除去カラム3に被処理水を供給する方法としては、数百kPa程度の供給ポンプ2を用いて供給するのが一般的であるが、リン除去カラム3に被処理水を供給するに十分な水頭差が得られるのであれば、上記のような供給ポンプ2を用いず、自然流下で供給することも可能である。   Further, as a method of supplying the water to be treated to the phosphorus removal column 3, it is common to supply the water to be treated using the supply pump 2 of about several hundred kPa, but the water to be treated is supplied to the phosphorus removal column 3. If a sufficient water head difference can be obtained, it is possible to supply under natural flow without using the supply pump 2 as described above.

また、該リン除去カラムは1基だけでも十分にその機能を発揮できるが、処理を連続的に行う必要がある場合は、複数の予備リン除去カラムを並列に設け、使用中のリン除去カラムのリン除去能力が低下した場合に被処理水の流路を切り換えることにより連続的にリン除去を行うことが可能である。予備のリン除去カラムに切り換えた後に、吸着剤を用いた場合は、酸やアルカリ、あるは塩化物溶液等を用いた適切な再生処理を行うことにより、再度、リン除去吸着剤として使用することが可能となる。   In addition, even if only one phosphorus removal column can perform its function, when it is necessary to perform processing continuously, a plurality of preliminary phosphorus removal columns are provided in parallel, When the phosphorus removal capability is lowered, it is possible to continuously remove phosphorus by switching the flow path of the water to be treated. If the adsorbent is used after switching to a spare phosphorus removal column, it should be used again as a phosphorus removal adsorbent by appropriate regeneration using acid, alkali, or chloride solution. Is possible.

さらに、本願発明は、微生物の必須栄養素である被処理水中のリン成分を効率よく除去することにより、後段の逆浸透膜の微生物汚染を防止するものであるが、図2に示すように従来の逆浸透膜の殺菌手段である殺菌剤注入手段を併用しても何ら問題はない。この場合、リン除去の効果により、殺菌剤の注入は従来よりもその注入頻度や濃度を低減することが出来る。   Furthermore, the present invention prevents microbial contamination of the reverse osmosis membrane in the latter stage by efficiently removing the phosphorus component in the water to be treated, which is an essential nutrient of microorganisms. However, as shown in FIG. There is no problem even if a bactericide injection means, which is a reverse osmosis membrane sterilization means, is used in combination. In this case, due to the effect of removing phosphorus, the injection frequency and concentration of the bactericide can be reduced as compared with the conventional case.

本願発明は、上述したように、逆浸透膜の上流にリン除去手段を配置したことを特徴とするものであって、該リン除去手段の上流に配置すべき前処理の手段、装置については特に限定するものではなく、被処理水の種類や水質に応じて適宜選択することが出来る。例えば、被処理水が海水や河川、湖沼水である場合は、凝集沈殿、砂ろ過、精密濾過(MF)あるいは限外ろ過(UF)を単独、あるいは組み合わせて用いることが可能であり、被処理水が下廃水である場合は、上記の各種ろ過方法に加え、好気性生物処理や嫌気性生物処理、あるいはメンブレンバイオリアクター等を単独、あるいは組み合わせて用いることができる。   As described above, the present invention is characterized in that the phosphorus removing means is arranged upstream of the reverse osmosis membrane, and the pretreatment means and apparatus to be arranged upstream of the phosphorus removing means are particularly important. It does not limit and it can select suitably according to the kind and water quality of to-be-processed water. For example, when the water to be treated is seawater, rivers or lake water, coagulation sedimentation, sand filtration, microfiltration (MF) or ultrafiltration (UF) can be used alone or in combination. When water is sewage wastewater, aerobic biological treatment, anaerobic biological treatment, membrane bioreactor, or the like can be used alone or in combination in addition to the various filtration methods described above.

以下に、実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの
実施例によりなんら限定されるものではない。
<実施例>
図1に示す処理装置を用いて表1に示す組成の生物処理後の工場廃水を逆浸透膜で処理した。その際、本発明のリン除去装置の上流側に前処理として、限外ろ過(UF)膜モジュールを設置し、廃水中の濁質成分を除去した。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.
<Example>
Using the treatment apparatus shown in FIG. 1, the factory wastewater after the biological treatment having the composition shown in Table 1 was treated with a reverse osmosis membrane. At that time, as a pretreatment upstream of the phosphorus removal apparatus of the present invention, an ultrafiltration (UF) membrane module was installed to remove turbid components in the wastewater.

Figure 2011218267
Figure 2011218267

リン除去装置はリン除去接触剤として化学式MgAl(OH)・16CO・4HOで示されるハイドロタルサイトを2〜3mmの粒径に造粒したものを用い、これを内径30cmのステンレス製のカラムにSV(空間速度)が15h−1となるよう約54cmの厚さで充填した。後段の逆浸透膜については東レ製の4インチ径エレメントTML10を用い、供給水流量2.0m/h、透過水流量0.3m/h(回収率15%)の条件で運転した。運転初期の逆浸透膜エレメントの供給水圧力は1.48MPa、逆浸透膜エレメント供給水入口と濃縮水出口の差圧は20kPaであった。約3ヶ月間、上記と同じ供給水量と透過水量になるように運転圧力を調整しながら連続運転を行った結果、3ヶ月後の逆浸透膜エレメントの供給水圧力は1.50MPa、逆浸透膜エレメント供給水入口と濃縮水出口の差圧は21kPaであった。その際の、UF供給水UFろ過水、リン成分除去後のRO供給水、及びRO透過水の水質分析結果を表1に示す。 The phosphorus removal apparatus uses a hydrotalcite represented by the chemical formula Mg 6 Al 2 (OH) .16CO 3 .4H 2 O as a phosphorus removal contact agent, granulated to a particle size of 2 to 3 mm, and has an inner diameter of 30 cm. A stainless steel column was packed with a thickness of about 54 cm so that the SV (space velocity) was 15 h- 1 . The reverse osmosis membrane in the latter stage was operated under the conditions of a feed water flow rate of 2.0 m 3 / h and a permeate flow rate of 0.3 m 3 / h (recovery rate of 15%) using Toray's 4-inch diameter element TML10. The supply water pressure of the reverse osmosis membrane element at the initial stage of operation was 1.48 MPa, and the differential pressure between the reverse osmosis membrane element supply water inlet and the concentrated water outlet was 20 kPa. As a result of continuous operation while adjusting the operation pressure so that the same supply water amount and permeated water amount as above were obtained for about 3 months, the supply water pressure of the reverse osmosis membrane element after 3 months was 1.50 MPa, the reverse osmosis membrane The differential pressure between the element supply water inlet and the concentrated water outlet was 21 kPa. Table 1 shows the water quality analysis results of the UF feed water, UF filtered water, the RO feed water after removal of the phosphorus component, and the RO permeate.

また、3ヶ月運転後の逆浸透膜エレメントを装置から取り出し、解体して膜面の付着物を観察した結果、膜面にはほとんど付着物がないことが確認された。
<比較例>
比較例として、図3に示す処理装置を用いて、実施例と全く同じ表1に示す組成の生物処理後の工場廃水を逆浸透膜で処理した。その際、前処理として限外ろ過(UF)膜モジュールを設置し、廃水中の濁質成分を除去した。逆浸透膜については、膜面殺菌のため、硫酸を用いて供給水のpH=2.5で1日1回1時間の間欠殺菌を毎日実施したほかは、逆浸透膜の種類と流量条件は実施例と全く同じ条件で連続運転を行った。運転初期の逆浸透膜エレメントの供給水圧力は1.48MPa、逆浸透膜エレメント供給水入口と濃縮水出口の差圧は20kPaと実施例1とほぼ同じであったが、3ヶ月後の逆浸透膜エレメントの供給水圧力は1.57MPa、逆浸透膜エレメント供給水入口と濃縮水出口の差圧は約50kPaまで上昇していた。
Further, the reverse osmosis membrane element after operation for 3 months was taken out from the apparatus, disassembled, and observed on the membrane surface. As a result, it was confirmed that there was almost no deposit on the membrane surface.
<Comparative example>
As a comparative example, using the treatment apparatus shown in FIG. 3, factory wastewater after biological treatment having the composition shown in Table 1 exactly as in the example was treated with a reverse osmosis membrane. At that time, an ultrafiltration (UF) membrane module was installed as a pretreatment to remove turbid components in the wastewater. For reverse osmosis membranes, the reverse osmosis membrane type and flow rate conditions were as follows. Continuous operation was performed under exactly the same conditions as in the examples. The feed water pressure of the reverse osmosis membrane element at the initial stage of operation was 1.48 MPa, and the differential pressure between the feed water inlet of the reverse osmosis membrane element and the concentrated water outlet was 20 kPa, which was almost the same as in Example 1, but the reverse osmosis after 3 months The supply pressure of the membrane element was 1.57 MPa, and the differential pressure between the reverse osmosis membrane element supply water inlet and the concentrated water outlet was increased to about 50 kPa.

また、実施例1と同様に3ヶ月運転後の逆浸透膜エレメントを装置から取り出し、解体して膜面の付着物を観察した結果、逆浸透膜の膜面には明らかな粘着性の付着物が観察され、分析の結果、微生物あるいは微生物からの代謝物と考えられる有機物が付着物全体の98%を占めていることが確認された。   Further, as in Example 1, the reverse osmosis membrane element after 3 months of operation was taken out from the apparatus, disassembled and observed on the membrane surface. As a result, a clear adhesive deposit was observed on the membrane surface of the reverse osmosis membrane. As a result of analysis, it was confirmed that organic substances considered to be microorganisms or metabolites from the microorganisms accounted for 98% of the total deposits.

1:被処理水管路
2:供給ポンプ
3:リン除去接触剤
3’:リン除去カラム
4:接触剤撹拌装置
5:逆浸透膜供給水管路
6:高圧ポンプ
7:逆浸透膜モジュールユニット
8:逆浸透膜透過水管路
9:逆浸透膜濃縮水管路
10:殺菌剤注入ポンプ
11:殺菌剤注入管路
1: treated water pipeline 2: supply pump 3: phosphorus removal contact agent 3 ': phosphorus removal column 4: contact agent stirring device 5: reverse osmosis membrane supply water pipeline 6: high pressure pump 7: reverse osmosis membrane module unit 8: reverse Osmotic membrane permeate water line 9: Reverse osmosis membrane concentrated water line 10: Bactericidal agent injection pump 11: Bactericidal agent injection line

Claims (4)

逆浸透膜を用いて、被処理水を該逆浸透膜に供給し、透過水と濃縮水に分離する工程において、被処理水中のリン成分を吸着分離又は析出分離することを特徴とする水処理方法。   A water treatment characterized by using a reverse osmosis membrane to supply treated water to the reverse osmosis membrane and separating the permeated water and concentrated water by adsorption separation or precipitation separation of phosphorus components in the treated water Method. 被処理水中のリン成分を除去したのち、殺菌剤を注入することを特徴とする請求項1に記載の水処理方法。   The water treatment method according to claim 1, wherein a fungicide is injected after removing a phosphorus component from the water to be treated. 透過水と濃縮水に分離する逆浸透膜を備える逆浸透膜モジュールユニットおよび該逆浸透膜モジュールユニットに被処理水を供給する高圧ポンプからなる水処理装置において、高圧ポンプの上流側に、被処理水中に含有するリン成分を吸着分離又は析出分離する手段を備えることを特徴とする水処理装置。   In a water treatment apparatus comprising a reverse osmosis membrane module unit having a reverse osmosis membrane that separates permeated water and concentrated water and a high-pressure pump that supplies treated water to the reverse osmosis membrane module unit, A water treatment apparatus comprising means for adsorbing or separating and separating phosphorus components contained in water. リン成分を吸着分離又は析出分離する手段の後段に、逆浸透膜の殺菌剤を注入する手段を備えることを特徴とする請求項3に記載の水処理装置。   The water treatment apparatus according to claim 3, further comprising means for injecting a reverse osmosis membrane disinfectant after the means for adsorbing or separating the phosphorus component.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014050402A1 (en) * 2012-09-28 2014-04-03 株式会社日立製作所 Desalination system
WO2015063147A1 (en) * 2013-10-29 2015-05-07 Biaqua B.V. Water purification method
FR3015969A1 (en) * 2013-12-26 2015-07-03 Veolia Water Solutions & Tech METHOD AND APPARATUS FOR TREATING WATER ON NANOFILTRATION OR REVERSE OSMOSIS MEMBRANES TO REDUCE BIOLOGICAL ENCRYPTION THEREOF

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014050402A1 (en) * 2012-09-28 2014-04-03 株式会社日立製作所 Desalination system
CN104661965A (en) * 2012-09-28 2015-05-27 株式会社日立制作所 Desalination system
WO2015063147A1 (en) * 2013-10-29 2015-05-07 Biaqua B.V. Water purification method
FR3015969A1 (en) * 2013-12-26 2015-07-03 Veolia Water Solutions & Tech METHOD AND APPARATUS FOR TREATING WATER ON NANOFILTRATION OR REVERSE OSMOSIS MEMBRANES TO REDUCE BIOLOGICAL ENCRYPTION THEREOF

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