JP6164941B2 - Muddy water treatment system and muddy water treatment method - Google Patents
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Description
本発明は、土木工事により生じる油分を含む濁水を処理するための濁水処理システムおよび濁水処理方法に関する。 The present invention relates to a muddy water treatment system and a muddy water treatment method for treating muddy water containing oil produced by civil engineering work.
特許文献1には、泥水発生源に一方の端部を接続する排泥管と、排泥管内にpH調整剤を注入するpH調整剤槽と、pH調整剤槽の後段に配置した、排泥管内にオゾンを注入するオゾン発生装置とを備え、泥水式シールド工法等のように泥水の物性値を維持したまま有害物質を除去して泥水を循環させたり、汚泥を処理した場合に生じる排水を外部に排出可能なレベルにしたりすることが可能な泥水処理システムが記載されている。
In
特許文献2には、流入する原水に対してろ過処理を行う、浮上ろ材が充填された高効率固液分離ろ過槽と、高効率固液分離ろ過槽を通過したろ過水に対して活性汚泥を用いた生物処理および膜ろ過処理を行う、膜分離活性汚泥手段とを有する水処理システムが記載されている。
In
また、特許文献3には、攪拌しようとする液体を入れる円筒形容器と、円筒形容器内の液面から一定の深さのところに配置されたノズルとを有し、ノズルから一定以上の流量の気体を吹き込むことにより、プロペラなどの機械的な駆動源を用いずに円筒形容器内の液体を攪拌する攪拌装置が記載されている。この攪拌装置は、気体としてオゾンを用いたものが、食品工場などの排水処理に利用されている。
Further,
トンネルの掘削などの土木工事により生じる濁水を放流する際は、環境保全のため、濁水を高純度に浄化することが求められている。膜ろ過処理を用いた従来の濁水処理システムでは、濁度がSS=10〜20ppm程度になるまで、濁水を浄化することができる。ここで、SS(Suspended Solids)とは、水中に溶けずに含まれる、濁りの原因となる浮遊懸濁物質の総量である。しかしながら、濁水処理された処理水が河川放流基準を満たすためには、濁度がSS=1〜2ppm程度のさらに高純度に濁水を浄化しなければならない。 When releasing turbid water generated by civil works such as tunnel excavation, it is required to purify the turbid water with high purity for environmental protection. In a conventional turbid water treatment system using a membrane filtration treatment, turbid water can be purified until the turbidity is about SS = 10 to 20 ppm. Here, SS (Suspended Solids) is the total amount of suspended suspended matter that is not dissolved in water and causes turbidity. However, in order for treated water that has been treated with turbid water to satisfy river discharge standards, the turbid water must be purified to a higher purity with a turbidity of about SS = 1 to 2 ppm.
一般に、トンネルの掘削などにより生じる濁水には油分が含まれているため、濁水処理システムでは、油分が混入した原水を処理することが想定される。しかしながら、膜ろ過処理の際に、その油分によってろ過膜が目詰まりを起こし、膜ろ過装置の性能が著しく低下するおそれがある。このため、処理対象の濁水に油分が含まれていると、単に濁水を膜ろ過装置に通すだけでは濁度をSS=1〜2ppm程度まで低下させることができない。 Generally, since muddy water generated by excavation of a tunnel contains oil, it is assumed that muddy water treatment system treats raw water mixed with oil. However, during the membrane filtration treatment, the filter membrane may be clogged by the oil, and the performance of the membrane filtration device may be significantly reduced. For this reason, if the muddy water to be treated contains oil, the turbidity cannot be lowered to about SS = 1 to 2 ppm simply by passing the muddy water through the membrane filtration device.
そこで、本発明は、土木工事により生じる油分を含む濁水を、浮遊懸濁物質量(SS)が1〜2ppm程度の高純度に浄化可能な濁水処理システムおよび濁水処理方法を提供することを目的とする。 Then, this invention aims at providing the muddy water treatment system and muddy water treatment method which can purify the muddy water containing the oil which arises by civil engineering to high purity whose amount of suspended suspended solids (SS) is about 1-2 ppm. To do.
本発明に係る濁水処理システムは、土木工事により生じる濁水を酸化作用のある反応性ガスと反応させて、濁水に含まれる油分を分解する油分処理部と、油分処理部により処理された処理水に含まれる浮遊物を凝集させて除去する凝集処理部と、凝集処理部により処理された処理水をろ過膜に通す膜ろ過処理部とを有する。 The turbid water treatment system according to the present invention includes an oil content treatment unit that decomposes oil contained in turbid water by reacting turbid water generated by civil engineering work with an oxidizing reactive gas, and treated water treated by the oil content treatment unit. It has a coagulation process part which coagulates and removes the suspended | floating matter contained, and a membrane filtration process part which lets the treated water processed by the coagulation process part pass through a filtration membrane.
本発明に係る濁水処理システムでは、油分処理部により処理される前の濁水のpHを計測し、濁水が強アルカリ性である場合に濁水のpHを調整するpH調整部をさらに有することが好ましい。また、油分処理部は、濁水を貯留する容器、および容器内に上向きに配置された噴出口を有し、反応性ガスを噴出口から噴出することで容器内の濁水を旋回させ、濁水に含まれる油分を反応性ガスと反応させて分解することが好ましい。 In the muddy water treatment system according to the present invention, it is preferable to further include a pH adjusting unit that measures the pH of muddy water before being treated by the oil component treatment unit and adjusts the pH of muddy water when the muddy water is strongly alkaline. The oil content processing unit has a container for storing turbid water and a jet port arranged upward in the container, and swirls the turbid water in the container by jetting reactive gas from the jet port, and is contained in the turbid water. It is preferable that the oil component is decomposed by reacting with a reactive gas.
本発明に係る濁水処理システムでは、油分処理部は、濁水中のn−ヘキサン抽出物質が10mg/L以下になるまで濁水に含まれる油分を分解するように、反応性ガスの噴出量および噴出時間を調整することが好ましい。また、油分処理部は、反応性ガスとしてオゾンガスを使用することが好ましい。 In the turbid water treatment system according to the present invention, the oil content treatment unit ejects the reactive gas and the ejection time so as to decompose the oil contained in the turbid water until the n-hexane extract substance in the turbid water becomes 10 mg / L or less. Is preferably adjusted. Moreover, it is preferable that an oil content processing part uses ozone gas as a reactive gas.
本発明に係る濁水処理方法は、土木工事により生じる濁水を酸化作用のある反応性ガスと反応させて、濁水に含まれる油分を分解する油分処理ステップと、油分処理ステップにより処理された処理水に含まれる浮遊物を凝集させて除去する凝集処理ステップと、凝集処理ステップにより処理された処理水をろ過膜に通す膜ろ過処理ステップとを有する。 The method for treating turbid water according to the present invention comprises reacting turbid water generated by civil engineering work with a reactive gas having an oxidizing action to decompose oil contained in turbid water, and treating water treated by the oil treating step. A coagulation treatment step for coagulating and removing the suspended matter contained therein, and a membrane filtration treatment step for passing the treated water treated in the coagulation treatment step through the filtration membrane.
本発明によれば、土木工事により生じる油分を含む濁水を、浮遊懸濁物質量(SS)が1〜2ppm程度の高純度に浄化可能な濁水処理システムおよび濁水処理方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the muddy water processing system and muddy water processing method which can purify the muddy water containing the oil produced by civil engineering to high purity whose suspended suspended solids amount (SS) is about 1-2 ppm can be provided.
以下、添付図面を参照して、本発明に係る濁水処理システムおよび濁水処理方法について詳細に説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。 Hereinafter, a muddy water treatment system and a muddy water treatment method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, it should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments, but extends to the invention described in the claims and equivalents thereof.
以下では、トンネルの掘削工事により生じる濁水処理を例として説明する。ただし、以下の濁水処理システムおよび濁水処理方法は、トンネル工事に限らず、地面や岩盤を掘削しコンクリートを使用する土木工事で生じる濁水処理に適用可能である。 In the following, the muddy water treatment caused by tunnel excavation work will be described as an example. However, the following muddy water treatment system and muddy water treatment method are applicable not only to tunnel construction, but also to muddy water treatment that occurs in civil works that excavate the ground or rock and use concrete.
図1は、トンネルの掘削工事について説明するための図である。掘削工事の際は、トンネル100を掘削機101などで掘り進める。トンネル100の周囲壁102は、セメントの吹付けなどにより、コンクリートで補強される。このとき、トンネル100の内部には、地中からの湧水103が溜まることがある。この湧水103は、ポンプ104,105などにより汲み出される。湧水103は、コンクリートの洗浄水や、ミキサー車106の洗浄水、トンネル外部に溜まった雨水107などとともに、貯留槽108に集められる。そして、貯留槽108に集められた濁水は、濁水処理システム1で河川放流水レベルまで浄化処理され、河川109に放流される。
FIG. 1 is a diagram for explaining tunnel excavation work. During excavation work, the
濁水処理システム1に流入する濁水は、例えば、水量が30m3/h程度、平均濁度SSが1700〜3000ppm程度、pHが7.5超であり、低濃度の油分を含む。濁水処理システム1は、この濁水を、例えば、流入量と同じ30m3/h程度の水量で、平均濁度SSが1〜2ppm程度、pHが5.8〜8.6のほぼ中性であり、n−ヘキサン抽出物質が5ppm以下になるように処理して放流する。ここで、n−ヘキサン抽出物質は、濁水中に含まれる油分を示す指標である。以下、n−ヘキサン抽出物質のことを「n−Hex」と表記する。放流される処理水は、自治体等により定められた河川放流基準を満たすようにする。
The turbid water flowing into the turbid
図2(A)および図2(B)は、それぞれ濁水処理システム1の平面図および断面図である。濁水処理システム1は、原水槽10、沈砂槽20、オゾン処理槽30、混和槽40、膜ろ過装置50および放流槽60を、主要な構成要素として有する。濁水処理システム1は、このシステムの施設近傍に設置された制御部(図示せず)により全体が制御される。濁水処理システム1は、オゾン処理槽30で濁水に含まれる油分を分解(油分処理)し、混和槽40で濁水に含まれる浮遊物を凝集させ(凝集処理)、膜ろ過装置50で処理水をろ過膜に通す(膜ろ過処理)という主に3段階で、濁水を処理する。
2A and 2B are a plan view and a cross-sectional view of the muddy
まず、濁水処理システム1で凝集処理および膜ろ過処理の前処理として油分処理を行う理由を説明する。膜ろ過装置50の膜ろ過処理では、ろ過膜として、後述するセラミック膜を使用すると、高い性能が得られる。ろ過膜としてセラミック膜を使用した場合、n−Hex=800mg/Lの油分を含む濁水を膜ろ過処理すると、濁度はSS=3mg/L程度まで低下することが実験によりわかっている。つまり、濁水に油分が含まれると、高性能のセラミック膜を使ったとしても、膜ろ過処理だけでは、目標とするSS=1〜2ppm程度まで濁度を低下させることができない。
First, the reason why the oil component treatment is performed as the pretreatment of the flocculation treatment and the membrane filtration treatment in the turbid
また、膜ろ過処理によりn−Hex=800mg/Lの濁水の濁度をSS=3mg/Lまで下げられるという実験結果は、この濃度の油分を含む濁水が一時的に流入した場合のものである。こうした高濃度の油分を含む濁水を長時間連続して処理した場合は、ろ過膜の孔壁に油分が付着し、膜ろ過処理を行ってもSS=3mg/Lほどの性能を実現できないことが予想される。 In addition, the experimental result that the turbidity of n-Hex = 800 mg / L turbid water can be lowered to SS = 3 mg / L by membrane filtration treatment is the case where turbid water containing this concentration of oil temporarily flows. . When such turbid water containing a high concentration of oil is treated continuously for a long time, the oil adheres to the pore wall of the filtration membrane, and even if the membrane filtration treatment is performed, the performance of SS = 3 mg / L cannot be realized. is expected.
図3は、ろ過膜への油分の付着について説明するための図である。図3では、図中の矢印の方向に、ろ過膜150を通り抜けて濁水が流れるとする。一般に、濁水中の油滴151は、ろ過膜150の膜孔径より大きいため、ろ過膜150の膜面で捕捉される。しかしながら、油滴151の流入が継続すると、ろ過膜150の表面に油膜152が形成される。油膜152が付着すると、ろ過膜150が目詰まりを起こし、濁水のろ過ができなくなる。また、膜ろ過された処理水に油分が混入する限界の膜差圧は100kPa程度であり、膜ろ過処理の膜運転圧力がこの限界を超えると、油膜152が変形して油滴153がろ過膜150を透過する。すると、膜ろ過された処理水に油分が混入するおそれがある。
FIG. 3 is a diagram for explaining the adhesion of oil to the filtration membrane. In FIG. 3, it is assumed that turbid water flows through the
このため、油分の濃度が高い濁水を直接膜ろ過処理する場合は、処理水の水質を確保するために、運転膜差圧を30kPa程度に抑制したり、高頻度で逆洗を行ってろ過膜を洗浄したりすることなどが必要であり、濁水処理システムの処理量が低下する。また、膜ろ過処理の前段で油分を分解しておかないと、最終的な処理水の濁度はSS=3mg/L程度までしか低下しない。そこで、濁水処理システム1では、濁度をさらに高純度のSS=1〜2ppm程度まで低下させるために、前段のオゾン処理槽30で濁水中の油分を分解する。
For this reason, when turbid water with high oil content is directly subjected to membrane filtration, in order to ensure the quality of the treated water, the membrane pressure difference of the operation membrane is suppressed to about 30 kPa, or the membrane is backwashed frequently. It is necessary to clean the turbid water treatment system, and the amount of treatment of the turbid water treatment system is reduced. Moreover, unless the oil component is decomposed before the membrane filtration treatment, the turbidity of the final treated water is reduced only to about SS = 3 mg / L. Therefore, in the turbid
次に、図2(A)および図2(B)を参照して、濁水処理システム1の各構成要素について説明する。
Next, with reference to FIG. 2 (A) and FIG. 2 (B), each component of the muddy
原水槽10では、トンネル掘削などの工事現場で集められた濁水を受け入れて貯留する。原水槽10には、水位計とポンプ(ともに図示せず)が設置される。濁水はそのポンプにより次の沈砂槽20に送水される。濁水処理システム1の制御部は、その水位計を用いて原水槽10の水位を制御する。
In the
沈砂槽20では、濁水中に含まれる大きな砂や土を沈降させる。沈砂槽20は、処理対象の濁水の濁度が高い場合に、特に必要になる。沈砂槽20には、次のオゾン処理槽30に濁水を送水するための定量移送ポンプ(図示せず)が設置される。オゾン処理槽30には、この定量移送ポンプにより、単位時間当たり一定量の濁水が送水される。
In the
オゾン発生装置35は、オゾン処理槽30に供給するオゾンを発生させるための装置である。オゾン発生装置35は、例えば、エアコンプレッサにより空気を圧縮し、PSA(Pressure Swing Adsorption)方式により圧縮空気から濃縮酸素ガスを生成し、さらに放電ユニットなどを用いて高電圧をかけることにより濃縮酸素ガスからオゾンを発生させる。
The
オゾン処理槽30では、槽内に貯留された処理対象の濁水にオゾンガスを噴出することで濁水を旋回させ、濁水に含まれる油分をオゾンガスと反応させて分解する(油分処理)。オゾン処理槽30は、油分処理部の一例である。オゾン処理槽30は、例えば、特許4195782号公報に記載されている攪拌装置を使用して、いわゆる旋回噴流式オゾン処理を行う。
In the
図4(A)および図4(B)は、オゾン処理槽30の断面図である。図4(A)に示すように、オゾン処理槽30は、処理対象の濁水を貯留する円筒形容器31と、円筒形容器31の底面から上向きに突出するように配置されたオゾンガスの噴出口32と、濁水の排出口33とを有する。円筒形容器31の内径をDとし、濁水の液面から噴出口32の先端までの深さをH1とする。円筒形容器31内の液面の高さが一定に保たれるように、濁水は排出口33から適宜排出される。
4A and 4B are cross-sectional views of the
特許4195782号公報に記載されているように、円筒形容器31の内径Dに対する噴出口32の深さH1の比H1/Dが約0.3〜約1の範囲にあり、流量が一定の条件を満たす気体を噴出口32から噴出させると、図4(B)に示すように、円筒形容器31内の濁水が例えば矢印Aの方向に旋回する。ここで、一定の条件とは、噴出させる気体の流量QがρQ2/(σD3)=10−5を満たす流量以上であり、かつ気泡が液面を吹き抜けない流量以下というものである。ただし、ρは濁水の密度、σは濁水の表面張力である。そして、噴出口32の上方の濁水が矢印A方向に旋回すると、角運動量保存則により、噴出口32の下方の濁水は、逆向きの矢印B方向に旋回する。
As described in Japanese Patent No. 4195782, the ratio H1 / D of the depth H1 of the
このように、オゾン処理槽30では、オゾンガスを噴出させることで、噴流の旋回が生じる。それに伴い、オゾン処理槽30では、プロペラなどの機械的な駆動源を用いなくても、槽内の濁水が攪拌される。オゾン処理槽30では、こうして槽内の濁水を攪拌し、オゾンガスを微細な気泡として濁水中に分散させることにより、槽の底面からオゾンガスを単純に注入する方法に比べて効率的にオゾンと濁水を反応させる。すると、オゾンの強力な酸化力により、濁水中の油分が分解される。オゾン発生装置35からのオゾンガスの噴出量および噴出時間は、濁水中の油分の濃度が十分低下する(例えばn−Hexの数値が10mg/L以下になる)ように、濁水処理システム1の制御部により制御される。
Thus, in the
このように、オゾンガスを噴出させることで旋回噴流を生じさせて、オゾンと濁水を反応させる処理のことを、旋回噴流式オゾン処理という。旋回噴流式オゾン処理によれば、原水槽10でオイルマットやオイルスキマーなどを用いて濁水の油分を除去する方法と比べて効率的に、濁水中の油分を除去することが可能になる。
Thus, the process which produces a swirling jet by ejecting ozone gas and reacts ozone and muddy water is called swirling jet type ozone treatment. According to the swirling jet type ozone treatment, it becomes possible to remove the oil content in the muddy water more efficiently than the method of removing the oil content of the muddy water in the
また、旋回噴流式オゾン処理には、油分を分解する能力に加えて、汚泥の発生が少ないことや、優れた脱臭・脱色効果があることなど、様々な利点がある。こうしたことから、油分処理の際に噴出させるガスには、酸化作用のある反応性ガスであるオゾンガスを用いることが好ましい。 In addition to the ability to decompose oil, swirling jet ozone treatment has various advantages such as less sludge generation and excellent deodorizing and decoloring effects. For these reasons, it is preferable to use ozone gas, which is a reactive gas having an oxidizing action, as the gas ejected during the oil treatment.
上記の旋回噴流式オゾン処理の性能については、n−Hex=870mg/Lの油分を含む濁水を、油分がn−Hex=3.3mg/Lになるまで処理できることが実験によりわかっている。旋回噴流式オゾン処理は、これまでのところ食品工場などの汚水処理にしか使われていないが、この実験結果から、トンネルの掘削などにより生じる濁水を処理する際の油分処理として効果的であるといえる。前段のオゾン処理槽30で濁水のn−Hexの数値を例えば10mg/L以下に低下させておけば、後段の膜ろ過装置50により、濁度をSS=1〜2ppm程度まで低下させることが可能になる。
Regarding the performance of the swirling jet type ozone treatment, it has been experimentally known that muddy water containing an oil component of n-Hex = 870 mg / L can be treated until the oil content becomes n-Hex = 3.3 mg / L. The swirling jet ozone treatment has so far been used only for sewage treatment at food factories, etc., but the results of this experiment show that it is effective as an oil treatment when treating turbid water generated by tunnel excavation. I can say that. If the n-Hex value of turbid water is reduced to, for example, 10 mg / L or less in the preceding
旋回噴流式オゾン処理は、濁水のpHが5〜11程度であれば使用可能である。ただし、トンネルの掘削などにより生じる濁水は、例えばコンクリートの洗浄水などを含むことから、一般にアルカリ性を示し、pHが高くなる傾向がある。そこで、オゾン処理槽30の前段に、pH調整部34を設けておき、沈砂槽20の段階で、旋回噴流式オゾン処理が行われる前に、そのpH調整部34により濁水のpHを5〜11程度に調整することが好ましい。
The swirling jet ozone treatment can be used if the pH of the turbid water is about 5 to 11. However, turbid water generated by tunnel excavation and the like includes, for example, concrete washing water and the like, and thus generally shows alkalinity and tends to have a high pH. Therefore, a
pH調整部34は、pH計を有し、そのpH計でオゾン処理槽30に送水される濁水のpHを判定する。そして、濁水がpH11以上の強アルカリ性である場合、pH調整部34は、濁水にpH調整剤を注入し、pHが11未満になるように濁水を中和させる。
The
混和槽40では、オゾン処理槽30で処理された処理水を貯留する。混和槽40は、pH調整槽41、第1混和槽42および第2混和槽43で構成され、各槽内には攪拌機が設置される。混和槽40では、濁水にpH調整剤と凝集剤を注入し、攪拌して混和させることにより、濁水に含まれる浮遊物を凝集させて除去する(凝集処理)。混和槽40は、凝集処理部の一例である。
In the
pH調整槽41では、オゾン処理槽30からの濁水にpH調整剤を注入し、攪拌機で攪拌することにより、濁水をpHがほぼ7の中性する。トンネルの掘削などにより生じる濁水はアルカリ性を示す傾向があるため、pH調整剤としては、例えば希硫酸が用いられる。希硫酸は、混和槽40に併設された希硫酸貯留槽44に貯留されており、ポンプを介してpH調整槽41に注入される。pH調整槽41にはpH計(図示せず)が設置される。濁水処理システム1の制御部は、このpH計を用いて濁水のpHをモニタし、pH調整剤の注入量を制御する。
In the
第1混和槽42および第2混和槽43では、pH調整槽41で中和された濁水にさらに凝集剤を注入し、攪拌機で攪拌することにより、浮遊物を凝集させる。そして、凝集した浮遊物を沈降させることで、濁水から浮遊物を除去する。凝集剤としては、例えばPAC(ポリ塩化アルミニウム)が用いられる。PACは、混和槽40に併設された凝集剤貯留槽45に貯留されており、ポンプを介して第1混和槽42に注入される。
In the
第2混和槽43は、例えば第1混和槽42の2倍程度の容積を有する。加えて、例えば第2混和槽43での攪拌速度は、第1混和槽42の攪拌速度の1/2程度とする。こうして、第1混和槽42では比較的大きな浮遊物を沈降させ、第2混和槽43でより小さな浮遊物を沈降させる。このように、混和槽40では、凝集処理を行う槽を2段階にすることで、より効果的に濁水中の浮遊物を除去する。
The
混和槽40での凝集処理後の処理水の濁度は、最終的に河川などに放流される処理水の濁度がSS=1〜2ppm程度になるように、後続する膜ろ過装置50での膜ろ過処理の性能を考慮して設定される。例えば、後述するように膜ろ過装置50でセラミック膜を用いた膜ろ過処理を行う場合は、混和槽40により濁度をSS=100ppm程度まで低下させておくことが好ましい。濁水処理システム1の制御部は、混和槽40で目標とする濁度の低下量に合わせて、凝集剤の注入量や、第1混和槽42および第2混和槽43での濁水の滞留時間を制御する。
The turbidity of the treated water after the coagulation treatment in the
なお、混和槽40にも水位計(図示せず)が設置され、濁水処理システム1の制御部はその水位計を用いて混和槽40の水位を制御する。第2混和槽43での凝集処理後の処理水は、移送ポンプ46により膜ろ過装置50に送水される。
A water level meter (not shown) is also installed in the
膜ろ過装置50は、混和槽40により処理された処理水をろ過膜に通す(膜ろ過処理)ことで、処理水の濁度をSS=1〜2ppm程度に低下させる。膜ろ過装置50は、膜ろ過処理部の一例である。膜ろ過装置50は、以下で説明するセラミック膜エレメント51が多数配列されたものを、ろ過膜として有する。
The
図5は、セラミック膜エレメント51の破断斜視図である。個々のセラミック膜エレメント51は、例えば、内径2.5mmの円筒状の膜2000本を一体として焼結した、直径180mmの円柱状の多孔質ブロックである。図5では、この多孔質ブロックを模式的に示している。セラミック膜エレメント51の内部には、膜ろ過セル52、集水セル53および集水スリット54が形成されている。
FIG. 5 is a cutaway perspective view of the
膜ろ過セル52は、セラミック膜エレメント51の軸方向に沿って延びる管状の空洞であり、この中に処理対象の水が流入する。膜ろ過セル52の内面には、膜ろ過をするための分離膜が形成されている。膜ろ過セル52に流入した水は、この分離膜を通り抜けることにより浮遊物と分離されて、膜ろ過される。
The
集水セル53は、セラミック膜エレメント51の軸方向に沿って延びる管状の空洞であるが、膜ろ過セル52と直接は連結されていない。集水セル53には、膜ろ過セル52からセラミック膜エレメント51の内部に浸み込み、分離膜を通り抜けることで膜ろ過された処理水が流入する。
The
集水スリット54は、集水セル53同士を連結する部分である。集水セル53に流入した膜ろ過水は、集水スリット54を通ってセラミック膜エレメント51の外周面に流れ出る。こうしてセラミック膜エレメント51から流れ出た膜ろ過水は、さらに放流槽60に送水される。
The water collection slit 54 is a part that connects the
通常、膜ろ過装置を使用していると、破損した膜や劣化した膜の検出、修理および交換といった維持管理作業が必要になる。しかしながら、セラミック膜エレメント51のようなセラミック製のろ過膜は、高強度であり高耐食性を有し、化学的な劣化や熱および圧力による変質がないため、そうした維持管理作業をしなくても長期間使用することができる。このため、ろ過膜としてセラミック膜エレメント51を使用することにより、維持管理作業が軽減されるという利点がある。したがって、膜ろ過装置50では、セラミック製のろ過膜を使用することが好ましい。
Usually, when a membrane filtration device is used, maintenance work such as detection, repair and replacement of a damaged membrane or a deteriorated membrane is required. However, a ceramic filter membrane such as the
ただし、オゾン処理槽30での油分処理により、n−ヘキサン抽出物質を例えばn−Hex=10mg/L程度の十分低い値まで低下させることができる場合は、ろ過膜は必ずしもセラミック膜でなくてよい。また、混和槽40での凝集処理により、濁水の濁度を例えばSS=10ppm程度の十分低い値まで低下させることができる場合も、ろ過膜は必ずしもセラミック膜でなくてよい。通常、セラミック膜は高価であるから、膜ろ過装置50による膜ろ過処理に高い性能が要求されない場合は、コストを抑えるために、他のろ過膜を採用するとよい。
However, if the n-hexane extractable material can be reduced to a sufficiently low value of, for example, n-Hex = 10 mg / L by the oil treatment in the
なお、セラミック膜エレメント51の分離膜が異物などにより閉塞しても、洗浄によりその閉塞を除去することが可能である。セラミック膜エレメント51を洗浄するときは、通常の膜ろ過処理のときとは逆向きに水を流し(逆洗工程)、圧縮空気をかけることにより異物を剥離させる(ブロー工程)。これにより、セラミック膜エレメント51の分離膜に詰まっていた異物は除去される。
Even if the separation membrane of the
また、リザーバータンク55は、セラミック膜エレメント51のセラミック膜を逆洗するための、および膜ろ過装置50の自動弁を駆動するための圧縮空気を貯留する。空気圧縮機56は、リザーバータンク55に貯留される圧縮空気を生成するための装置であり、リザーバータンク55に併設される。
The
放流槽60では、膜ろ過装置50により膜ろ過処理が行われた処理水を貯留する。放流槽60には濁度計とpH計が設置され、この濁度計とpH計により、放流前に処理水の濁度とpHが計測される。例えば平均濁度SSが1〜2ppm程度であり、pHが5.8〜8.6のほぼ中性であれば、濁水処理システム1の制御部は、処理水が河川放流基準を満たしているものと判断して、処理水を放流槽60から河川に放流させる。
In the
また、放流槽60には返送ポンプ(図示せず)も設けられている。処理水がSS=1〜2ppmとpH=5.8〜8.6の条件を満たさない場合には、濁水処理システム1の制御部は、処理水が河川放流基準を満たさないものと判断して、この返送ポンプにより処理水を混和槽40に戻す。そして、混和槽40にて、返送された処理水に対し再度pH調整剤と凝集剤の注入が行われる。
The
図6は、濁水処理システム1による濁水処理のフローチャートである。まず、トンネルの掘削などにより生じ、濁水処理システム1に流入した濁水が、原水槽10に貯留される(S10)。濁水は、原水槽10からポンプにより次の沈砂槽20に送水され、ここで濁水中に含まれる大きな砂や土を沈降させる(S20)。次いで、濁水は沈砂槽20からオゾン処理槽30に送水される。
FIG. 6 is a flowchart of muddy water treatment by the muddy
その際、オゾン処理槽30の前段に設けられたpH計で、送水される濁水のpHが計測される。計測されたpHが11以上であり、濁水が強アルカリ性である場合(S22でYes)は、濁水にpH調整剤が注入され、pHが11未満になるように濁水のpHが調整される(S24)。一方、計測されたpHが11未満であり、濁水が強アルカリ性でない場合(S22でNo)は、pHの調整は行われずに、次の旋回噴流式オゾン処理(S30)に進む。
In that case, the pH meter provided in the front | former stage of the
オゾン処理槽30では、オゾン発生装置35によりオゾンガスを噴出させて、旋回噴流式オゾン処理(油分処理)が行われる(S30)。すなわち、オゾンガスにより濁水を旋回させ、濁水に含まれる油分をオゾンガスと反応させて分解する。次いで、濁水はオゾン処理槽30から混和槽40に送水される。
In the
混和槽40では、pH調整剤と凝集剤を注入し、攪拌して混和させることにより、濁水に含まれる浮遊物を凝集させて除去する凝集処理が行われる(S40)。S40では、まず、pH調整槽41にて、オゾン処理槽30からの濁水にpH調整剤を注入し、攪拌機で攪拌することにより、濁水をpHがほぼ7の中性に中和する(S42)。続いて、第1混和槽42および第2混和槽43にて、pH調整槽41で中和された濁水にさらに凝集剤を注入し、攪拌機で攪拌することにより、浮遊物を凝集させる(S44)。第2混和槽43での凝集処理後の処理水は、膜ろ過装置50に送水される。
In the
膜ろ過装置50では、処理された処理水をろ過膜に通す(膜ろ過処理)ことで、処理水の濁度をSS=1〜2ppm程度に低下させる(S50)。膜ろ過装置50を経た処理水は、さらに放流槽60に送水される。放流槽60では、濁度計とpH計により、膜ろ過処理が行われた処理水の濁度とpHが計測される。計測されたpHと濁度がpH=5.8〜8.6かつSS=1〜2ppmの条件を満たさない場合(S62でNo)は、河川放流基準を満たさないため、処理水は返送ポンプにより混和槽40に戻される。すなわち、この場合、濁水処理はS40に戻る。一方、計測されたpHと濁度がpH=5.8〜8.6かつSS=1〜2ppmの条件を満たす場合(S62でYes)は、河川放流基準を満たすものとみなして、処理水を河川などに放流させる。これで、濁水処理システム1による濁水処理は終了する。
In the
以上説明してきたように、濁水処理システム1は、オゾン処理槽30で濁水に含まれる油分を分解(油分処理)し、混和槽40で濁水に含まれる浮遊物を凝集させ(凝集処理)、膜ろ過装置50で処理水をろ過膜に通す(膜ろ過処理)という主に3段階で、トンネル掘削などの土木工事により生じる油分を含む濁水を処理する。特に、オゾン処理槽30で濁水のn−Hexの数値を例えば10mg/L以下に低下させておけば、膜ろ過装置50により、濁度をSS=1〜2ppm程度まで低下させることが可能になる。
As described above, the muddy
1 濁水処理システム
10 原水槽
20 沈砂槽
30 オゾン処理槽
40 混和槽
50 膜ろ過装置
60 放流槽
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記油分処理部により処理された処理水に含まれる浮遊物を凝集させて除去する凝集処理部と、
前記凝集処理部により処理された処理水をろ過膜に通す膜ろ過処理部と、
を有し、
前記油分処理部は、前記濁水を貯留する容器、および前記容器内に上向きに配置された噴出口を有し、前記反応性ガスを前記噴出口から噴出することで前記容器内の濁水を旋回させ、前記濁水に含まれる油分を前記反応性ガスと反応させて分解することを特徴とする濁水処理システム。 An oil content processing unit for reacting muddy water generated by civil engineering work with a reactive gas having an oxidizing action, and decomposing oil contained in the muddy water;
A coagulation treatment unit for coagulating and removing suspended matter contained in the treated water treated by the oil content treatment unit;
A membrane filtration treatment section for passing treated water treated by the aggregation treatment section through a filtration membrane;
I have a,
The oil content processing unit has a container for storing the muddy water, and a jet port arranged upward in the container, and swirls the muddy water in the container by jetting the reactive gas from the jet port. A turbid water treatment system , wherein oil contained in the turbid water is decomposed by reacting with the reactive gas .
前記油分処理ステップにより処理された処理水に含まれる浮遊物を凝集させて除去する凝集処理ステップと、
前記凝集処理ステップにより処理された処理水をろ過膜に通す膜ろ過処理ステップと、
を有し、
前記油分処理ステップは、前記濁水を貯留する容器内の濁水を、前記容器内に上向きに配置された噴出口から前記反応性ガスを噴出することで旋回させ、前記濁水に含まれる油分を前記反応性ガスと反応させて分解することを特徴とする濁水処理方法。 An oil treatment step for reacting turbid water generated by civil engineering work with a reactive gas having an oxidizing action to decompose oil contained in the turbid water;
A coagulation treatment step for coagulating and removing suspended matters contained in the treated water treated by the oil content treatment step;
A membrane filtration treatment step of passing the treated water treated by the aggregation treatment step through a filtration membrane;
I have a,
In the oil treatment step, the turbid water in a container storing the turbid water is swirled by ejecting the reactive gas from a jet port arranged upward in the container, and the oil contained in the turbid water is reacted with the reaction. A method for treating turbid water, which decomposes by reacting with a reactive gas .
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