JP7621872B2 - Water treatment method and water treatment device - Google Patents
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Description
本発明は、下水処理水を再利用するための水処理方法および水処理装置に関する。 The present invention relates to a water treatment method and a water treatment device for reusing treated sewage water.
下水処理水から水回収して再生水として利用する手法は広く知られている。水回収する際には、イオン成分の排除手段として逆浸透膜が使われることが多い。 The technique of recovering water from treated sewage and using it as reclaimed water is widely known. When recovering water, reverse osmosis membranes are often used to remove ionic components.
例えば、特許文献1には、下水処理施設の下水または下水処理水を逆浸透膜等の膜モジュールを用いて処理して再生水を得る装置が記載されている。
For example,
非特許文献1には、逆浸透膜を用いて公共下水処理水から再生水を作り出す方法が記載されている。
Non-Patent
非特許文献1の表2に下水処理水の水質の例の記載がある通り、通常の下水処理水中のシリカ濃度は日本の環境水と同レベルである10~20mg/L程度であり、シリカの溶解度は常温で120mg/L程度であるため、下水処理水を逆浸透膜で処理する際にシリカのスケールはほとんど問題とはならない。よって、逆浸透膜は通常はpH中性の領域で運転される。
As shown in the example of water quality of sewage treatment water in Table 2 of Non-Patent
しかし、例えば特定の大規模工場等からの排水を多量に受け入れている下水処理場においては、下水処理水中のシリカ濃度が50mg/Lを超えるような場合もあることがわかった。このような排水について逆浸透膜を用いて水回収を行う場合、シリカのスケールが析出しないような低い水回収率(例えば、被処理水中のシリカ濃度が50mg/Lの場合、濃縮倍率で2.4倍以下)を設定しなければならないという課題がある。 However, it has been found that in sewage treatment plants that receive large volumes of wastewater from certain large-scale factories, for example, the silica concentration in the treated sewage water can exceed 50 mg/L. When using reverse osmosis membranes to recover water from such wastewater, there is a problem in that a low water recovery rate must be set so that silica scale does not precipitate (for example, a concentration rate of 2.4 times or less when the silica concentration in the water being treated is 50 mg/L).
一方、特許文献2には、少なくとも硬度成分およびシリカを含有する工業用水、市水または井水からなる被処理水を逆浸透膜処理して透過水とシリカの溶解度以上のシリカ濃度を有する濃縮水とに分離する逆浸透膜処理方法において、濃縮水のpHを6以下に保って逆浸透膜処理する逆浸透膜処理方法が記載されている。 On the other hand, Patent Document 2 describes a reverse osmosis membrane treatment method in which water to be treated, which is industrial water, city water, or well water containing at least hardness components and silica, is treated using a reverse osmosis membrane to separate the water into permeate and concentrated water having a silica concentration equal to or higher than the solubility of silica, and in which the pH of the concentrated water is maintained at 6 or less during reverse osmosis treatment.
本発明者らの検討の結果、濃縮水中のシリカの濃度をシリカの溶解度以下に保ったとしても、下水処理水にシリカとアルミニウムおよびナトリウムとが共存する場合、中性~アルカリ性の領域でシリカとアルミニウムおよびナトリウムとが複合的な析出物を形成し、逆浸透膜を閉塞させる問題があることがわかった。 As a result of the inventors' investigations, it was found that even if the silica concentration in the concentrated water is kept below the solubility of silica, when silica, aluminum, and sodium coexist in the treated sewage water, the silica, aluminum, and sodium form complex precipitates in the neutral to alkaline range, which can clog the reverse osmosis membrane.
また、検討した結果、下水処理水中のアルミニウムが例えば0.01mg/L以上0.1mg/L以下という極めて低い濃度であっても、シリカおよびナトリウムと共存することによって析出物を形成し、逆浸透膜を閉塞させるという問題があることがわかった。 Furthermore, as a result of the investigation, it was found that even if the aluminum in the sewage treatment water is at an extremely low concentration, for example, between 0.01 mg/L and 0.1 mg/L, when it coexists with silica and sodium, it forms precipitates that clog the reverse osmosis membrane.
本発明の目的は、下水処理水の逆浸透膜処理において、下水処理水にシリカとアルミニウムおよびナトリウムとが共存する場合であっても、シリカとアルミニウムおよびナトリウムとの複合的な析出物が生成するのを抑制することができ、逆浸透膜を安定的に運転することが可能となる水処理方法および水処理装置を提供することにある。 The object of the present invention is to provide a water treatment method and water treatment device that can suppress the formation of composite precipitates of silica, aluminum, and sodium in reverse osmosis membrane treatment of sewage treatment water, even when silica, aluminum, and sodium coexist in the sewage treatment water, and that enables stable operation of the reverse osmosis membrane.
本発明は、下水処理の放流水を回収して再利用する水処理方法であって、前記放流水は、シリカを含み、かつアルミニウムを0.01mg/L以上0.1mg/L以下含有し、さらにナトリウムを前記アルミニウムと等モル濃度以上含有しており、前記放流水を逆浸透膜処理してRO透過水とシリカ濃度50mg/L以上のRO濃縮水とに分離する逆浸透膜処理工程を含み、前記逆浸透膜処理工程において、前記RO濃縮水のpHを5.5以下に保って前記逆浸透膜処理を行う、水処理方法である。 The present invention is a water treatment method for recovering and reusing effluent from sewage treatment, the effluent containing silica and containing 0.01 mg/L to 0.1 mg/L of aluminum and further containing sodium at an equimolar concentration to that of the aluminum, the water treatment method including a reverse osmosis membrane treatment step of treating the effluent with a reverse osmosis membrane to separate it into RO permeate and RO concentrate having a silica concentration of 50 mg/L or more, and in the reverse osmosis membrane treatment step, the pH of the RO concentrate is maintained at 5.5 or less while the reverse osmosis membrane treatment is performed.
前記水処理方法において、前記RO濃縮水のシリカ濃度は、120mg/L未満であることが好ましい。 In the water treatment method, it is preferable that the silica concentration of the RO concentrated water is less than 120 mg/L.
前記水処理方法において、前記RO透過水について有機物分解処理を行う有機物分解処理工程をさらに含むことが好ましい。 It is preferable that the water treatment method further includes an organic matter decomposition treatment step in which the RO permeate is subjected to an organic matter decomposition treatment.
前記水処理方法において、前記下水処理の放流水は、固液分離処理および生物処理を経た下水の2次処理水であることが好ましい。 In the water treatment method, it is preferable that the effluent from the sewage treatment is secondary sewage treatment water that has undergone solid-liquid separation treatment and biological treatment.
前記水処理方法において、前記下水処理の放流水について、前記逆浸透膜処理工程の前段で除濁処理を行う除濁処理工程をさらに含むことが好ましい。 The water treatment method preferably further includes a turbidity treatment process for performing a turbidity treatment on the effluent from the sewage treatment prior to the reverse osmosis membrane treatment process.
本発明は、下水処理の放流水を回収して再利用する水処理装置であって、前記放流水は、シリカを含み、かつアルミニウムを0.01mg/L以上0.1mg/L以下含有し、さらにナトリウムを前記アルミニウムと等モル濃度以上含有しており、前記放流水を逆浸透膜処理してRO透過水とシリカ濃度50mg/L以上のRO濃縮水とに分離する逆浸透膜処理手段と、前記逆浸透膜処理手段における前記RO濃縮水のpHを5.5以下に保つpH調整手段と、を備える、水処理装置である。 The present invention is a water treatment device that recovers and reuses effluent from sewage treatment, the effluent containing silica and containing 0.01 mg/L or more and 0.1 mg/L or less of aluminum, and further containing sodium at an equimolar concentration with respect to the aluminum, the water treatment device comprising: a reverse osmosis membrane treatment means that treats the effluent with a reverse osmosis membrane to separate it into RO permeate and RO concentrated water having a silica concentration of 50 mg/L or more; and a pH adjustment means that maintains the pH of the RO concentrated water in the reverse osmosis membrane treatment means at 5.5 or less.
前記水処理装置において、前記RO濃縮水のシリカ濃度は、120mg/L未満であることが好ましい。 In the water treatment device, it is preferable that the silica concentration of the RO concentrated water is less than 120 mg/L.
前記水処理装置において、前記RO透過水について有機物分解処理を行う有機物分解処理手段をさらに備えることが好ましい。 It is preferable that the water treatment device further includes an organic matter decomposition treatment means for performing an organic matter decomposition treatment on the RO permeate.
前記水処理装置において、前記下水処理の放流水は、固液分離処理および生物処理を経た下水の2次処理水であることが好ましい。 In the water treatment device, it is preferable that the effluent from the sewage treatment is secondary treated sewage that has undergone solid-liquid separation and biological treatment.
前記水処理装置において、前記下水処理の放流水について、前記逆浸透膜処理手段の前段で除濁処理を行う除濁処理手段をさらに備えることが好ましい。 It is preferable that the water treatment device further includes a turbidity treatment means for performing a turbidity treatment on the effluent from the sewage treatment upstream of the reverse osmosis membrane treatment means.
本発明によって、下水処理水の逆浸透膜処理において、下水処理水にシリカとアルミニウムおよびナトリウムとが共存する場合であっても、シリカとアルミニウムおよびナトリウムとの複合的な析出物が生成するのを抑制することができ、逆浸透膜を安定的に運転することが可能となる水処理方法および水処理装置を提供することができる。 The present invention provides a water treatment method and water treatment device that can suppress the formation of composite precipitates of silica, aluminum, and sodium in reverse osmosis membrane treatment of sewage treatment water, even when silica, aluminum, and sodium coexist in the sewage treatment water, and enable stable operation of the reverse osmosis membrane.
本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。 The following describes an embodiment of the present invention. This embodiment is an example of implementing the present invention, and the present invention is not limited to this embodiment.
本発明の実施形態に係る水処理装置の一例の概略を図1に示し、その構成について説明する。 An example of a water treatment device according to an embodiment of the present invention is outlined in FIG. 1, and its configuration will be described.
水処理装置1は、下水処理の放流水を回収して再利用する水処理装置であって、下水処理の放流水を逆浸透膜処理してRO透過水とシリカ濃度50mg/L以上のRO濃縮水とに分離する逆浸透膜処理手段として、逆浸透膜処理装置16と、逆浸透膜処理装置16におけるRO濃縮水のpHを5.5以下に保つpH調整手段として、pH調整剤を添加する配管38と、を備える。処理対象である下水処理の放流水は、シリカを含み、かつアルミニウムを0.01mg/L以上含有し、さらにナトリウムをアルミニウムと等モル濃度以上含有している。
The
水処理装置1は、下水処理の放流水を貯留する下水処理水槽10と、下水処理の放流水について除濁処理を行う除濁処理手段として、除濁膜処理装置12と、除濁処理によって得られた除濁処理水である逆浸透膜処理の被処理水を貯留する被処理水槽14と、を備えてもよい。
The
図1の水処理装置1において、下水処理水槽10の出口と除濁膜処理装置12の放流水入口とは、ポンプ18を介して配管24により接続されている。除濁膜処理装置12の除濁処理水出口と被処理水槽14の除濁処理水入口とは、配管26により接続されている。被処理水槽14の被処理水出口と逆浸透膜処理装置16の被処理水入口とは、ポンプ20を介して配管28により接続されている。逆浸透膜処理装置16のRO透過水出口には、配管30が接続され、RO濃縮水出口には、配管32が接続されている。被処理水槽14の逆洗水出口と配管26の途中とは、ポンプ22を介して配管34により接続されている。除濁膜処理装置12の逆洗排水出口には、配管36が接続されている。配管28におけるポンプ20の下流側には、pH調整剤を添加する配管38が接続されている。配管28における配管38の接続点の下流側に、被処理水のpHを測定する被処理水pH測定手段として、pH計42が設置されていてもよい。配管32に、RO濃縮水のpHを測定するRO濃縮水pH測定手段として、pH計44が設置されていてもよい。
In the
本実施形態に係る水処理方法および水処理装置1の動作について説明する。
The water treatment method and operation of the
下水処理の放流水は、必要に応じて下水処理水槽10に貯留された後、ポンプ18によって配管24を通して、除濁膜処理装置12に送液される。除濁膜処理装置12において、下水処理の放流水について除濁処理が行われ、除濁処理水(透過水)が得られる(除濁処理工程)。除濁膜としては、精密ろ過膜(MF膜)や限外ろ過膜(UF膜)等が使用される。
The effluent from the sewage treatment is stored in the
除濁処理で得られた除濁処理水は、配管26を通して、必要に応じて被処理水槽14に貯留された後、逆浸透膜処理の被処理水としてポンプ20によって配管28を通して、逆浸透膜処理装置16に送液される。逆浸透膜処理装置16において、被処理水について逆浸透膜処理が行われ、RO透過水とシリカ濃度50mg/L以上のRO濃縮水とに分離される(逆浸透膜処理工程)。RO透過水は、配管30を通して排出され、RO濃縮水は、配管32を通して排出される。
The clarified water obtained by the clarification process is stored in the
除濁膜の洗浄が必要になった場合、被処理水槽14から除濁処理水が逆洗水としてポンプ22によって配管34、配管26を通して、除濁膜処理装置12の2次側に送液される。逆洗水は、除濁膜処理装置12の2次側から1次側に通水されて除濁膜の洗浄が行われ、逆洗排水は、除濁膜処理装置12の1次側から配管36を通して排出される(逆洗工程)。
When cleaning of the turbidity removal membrane is required, the turbidity removal treatment water is sent as backwash water from the treated
逆浸透膜処理工程において、RO濃縮水のpHを5.5以下に保って逆浸透膜処理が行われる。これによって、下水処理水の逆浸透膜処理において、下水処理水にシリカとアルミニウムおよびナトリウムとが共存する場合であっても、シリカとアルミニウムおよびナトリウムとの複合的な析出物が生成するのを抑制することができ、逆浸透膜を安定的に運転することが可能となる。さらにアルミニウム単独の析出物の生成も抑制することができるため、逆浸透膜を安定的に運転することが可能となる。 In the reverse osmosis membrane treatment process, the pH of the RO concentrated water is maintained at 5.5 or less while reverse osmosis membrane treatment is performed. As a result, even if silica, aluminum, and sodium coexist in the sewage treatment water during reverse osmosis membrane treatment, the formation of composite precipitates of silica, aluminum, and sodium can be suppressed, and the reverse osmosis membrane can be operated stably. Furthermore, the formation of precipitates of aluminum alone can also be suppressed, allowing the reverse osmosis membrane to be operated stably.
例えば、図3に、下記表1に示す水質のRO濃縮水について各成分の溶解度から計算した、析出物の発生量の計算結果を示す。図3のグラフにおいて、横軸は、RO濃縮水のpHを示し、縦軸はシリカとアルミニウムおよびナトリウムとの複合物(NaAlSi2.3O6.6・4H2O)、カルシウムとフッ素との複合物(Ca5F(PO4)3)、アルミニウム水酸化物(Al(OH)3)のそれぞれの析出量(g)を示す。 For example, Fig. 3 shows the calculation results of the amount of precipitates generated, calculated from the solubility of each component for RO concentrated water having the water quality shown in Table 1 below. In the graph of Fig. 3, the horizontal axis shows the pH of the RO concentrated water, and the vertical axis shows the amount (g) of precipitates of a compound of silica, aluminum, and sodium ( NaAlSi2.3O6.6.4H2O ), a compound of calcium and fluorine ( Ca5F ( PO4 ) 3 ), and aluminum hydroxide (Al(OH) 3 ) .
図3からわかるように、pH中性~アルカリ性ではシリカとアルミニウムおよびナトリウムとの複合物が析出し、pH5.5を超え、6.0以下では、アルミニウム水酸化物が析出するが、pH5.5以下であれば、これらの析出はほとんどない。RO濃縮水中のシリカ濃度50mg/L未満、アルミニウム濃度0.01mg/L以下であれば、これらの影響は小さい。なお、Ca系の析出物は、被処理水に分散剤を添加して析出を抑制することができる。 As can be seen from Figure 3, at neutral to alkaline pH, a complex of silica, aluminum, and sodium precipitates, and at pH levels above 5.5 and below 6.0, aluminum hydroxide precipitates, but at pH levels below 5.5, there is almost no precipitation. If the silica concentration in the RO concentrated water is below 50 mg/L and the aluminum concentration is below 0.01 mg/L, the effects of these factors are small. Note that precipitation of Ca-based precipitates can be suppressed by adding a dispersant to the water being treated.
図4に、上記表1に示す水質でSiO2濃度が42mg/Lの場合のRO濃縮水についての同様の計算結果を示す。図4からわかるように、SiO2が飽和濃度(常温で120mg/L程度)以下であっても、少量ではあるが中性付近でシリカとアルミニウムおよびナトリウムとの複合物が析出することがわかる。 Figure 4 shows the results of a similar calculation for RO concentrated water with the water quality shown in Table 1 above and a SiO2 concentration of 42 mg/L. As can be seen from Figure 4, even if the SiO2 concentration is below the saturation concentration (about 120 mg/L at room temperature), a small amount of composites of silica, aluminum, and sodium are precipitated near neutral.
RO濃縮水のpHを5.5以下に保って逆浸透膜処理が行われればよく、pHは低いほど析出物が少なくなるが、低すぎるとpH調整剤の使用量が多くなったり、逆浸透膜が劣化する可能性があるため、RO濃縮水のpHを4.0~5.5の範囲に保って逆浸透膜処理が行うことが好ましい。 The reverse osmosis membrane treatment should be carried out while keeping the pH of the RO concentrated water at 5.5 or less; the lower the pH, the less precipitate there will be, but if the pH is too low, a large amount of pH adjuster will be required and the reverse osmosis membrane may deteriorate, so it is preferable to carry out the reverse osmosis membrane treatment while keeping the pH of the RO concentrated water in the range of 4.0 to 5.5.
例えば、配管32においてRO濃縮水をサンプリングして、RO濃縮水のpHを測定し、その測定結果に基づいて、RO濃縮水のpHが5.5以下に保たれるように、pH調整剤を被処理水に添加すればよい。または、配管28においてpH計42によって被処理水のpHを測定し、その測定結果に基づいて、RO濃縮水のpHが5.5以下に保たれるように、pH調整剤を被処理水に添加してもよいし、配管32においてpH計44によってRO濃縮水のpHを測定し、その測定結果に基づいて、RO濃縮水のpHが5.5以下に保たれるように、pH調整剤を被処理水に添加してもよい。
For example, the RO concentrate may be sampled in
pH調整剤としては、通常、塩酸、硫酸等の酸が用いられる。pH調整剤として、水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリが用いられてもよい。 As a pH adjuster, an acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid is usually used. As a pH adjuster, an alkali such as an aqueous solution of sodium hydroxide may also be used.
処理対象である下水処理の放流水は、シリカを含み、かつアルミニウムを0.01mg/L以上含有し、さらにナトリウムをアルミニウムと等モル濃度以上含有している下水処理水であればよく、特に制限はない。下水処理の放流水としては、例えば、半導体工場等からの排水を受け入れて処理する下水処理の放流水等が挙げられる。 There are no particular limitations on the effluent from sewage treatment that is the subject of treatment, as long as it contains silica, 0.01 mg/L or more of aluminum, and sodium at an equimolar concentration to that of aluminum. Examples of effluent from sewage treatment include effluent from sewage treatment plants that receive and treat wastewater from semiconductor factories, etc.
処理対象である下水処理の放流水は、例えば、下水が沈殿等の固液分離処理、活性汚泥処理等の生物処理を経た下水の2次処理水である生物処理水等である。生物処理の後段において、沈殿等の固液分離処理がさらに行われた生物処理水等であってもよい。 The effluent from sewage treatment to be treated is, for example, biologically treated water, which is secondary sewage treatment water that has undergone solid-liquid separation treatment such as sedimentation, biological treatment such as activated sludge treatment, etc. It may also be biologically treated water that has undergone further solid-liquid separation treatment such as sedimentation in the subsequent stage of biological treatment.
処理対象である下水処理の放流水のTOCは、例えば、1~20mg/Lの範囲である。 The TOC of the sewage treatment effluent to be treated is, for example, in the range of 1 to 20 mg/L.
RO濃縮水のシリカ濃度は、50mg/L以上とすればよく、50mg/L以上120mg/L未満であってもよい。RO濃縮水のシリカ濃度が50mg/L未満の場合は、析出物の発生はほとんど問題とはならない。 The silica concentration of the RO concentrated water may be 50 mg/L or more, and may be 50 mg/L or more but less than 120 mg/L. If the silica concentration of the RO concentrated water is less than 50 mg/L, the occurrence of precipitates is hardly a problem.
RO透過水については、回収し、再利用してもよい。RO透過水について純水製造の原水等として再利用する場合には、有機物分解処理を行ってもよい(有機物分解処理工程)。RO透過水について有機物分解処理を行うことによって、回収水を例えば純水の原水等の高度な水質が必要とされる用途にも再利用できるようになる。 The RO permeate may be recovered and reused. When the RO permeate is reused as raw water for pure water production, it may be subjected to organic matter decomposition treatment (organic matter decomposition treatment process). By subjecting the RO permeate to organic matter decomposition treatment, the recovered water can be reused for applications requiring high water quality, such as raw water for pure water.
処理対象が下水が固液分離処理、生物処理を経た下水の2次処理水である生物処理水であり、RO透過水について有機物分解処理を行う場合の水処理装置の構成の一例を図2に示す。 Figure 2 shows an example of the configuration of a water treatment device in which the target of treatment is biologically treated water, which is secondary sewage water that has undergone solid-liquid separation treatment and biological treatment, and organic matter decomposition treatment is performed on the RO permeate.
図2に示す水処理装置3は、図1の水処理装置1の構成に加えて、除濁膜処理装置12の前段に、下水について固液分離処理を行う固液分離処理手段として、固液分離処理装置50と、固液分離処理が行われた固液分離処理水について生物処理を行う生物処理手段として、生物処理装置52と、をさらに備える。また、逆浸透膜処理装置16の後段に、RO透過水について有機物分解処理を行う有機物分解処理手段として、有機物分解処理装置54をさらに備える。
The
図2の水処理装置3において、固液分離処理装置50の入口には、配管56が接続されている。固液分離処理装置50の出口と生物処理装置52の入口とは、配管58によって接続されている。生物処理装置52の出口と下水処理水槽10の入口とは、配管60によって接続されている。逆浸透膜処理装置16のRO透過水出口と有機物分解処理装置54の入口とは、配管62によって接続され、有機物分解処理装置54の出口には、配管64が接続されている。
In the
下水は、配管56を通して固液分離処理装置50に送液される。固液分離処理装置50において、下水について固液分離処理が行われ、固液分離処理水が得られる(固液分離処理工程)。固液分離処理で得られた固液分離処理水は、配管58を通して生物処理装置52に送液される。生物処理装置52において、固液分離処理水について生物処理が行われ、生物処理水が得られる(生物処理工程)。生物処理で得られた生物処理水は、配管60を通して必要に応じて下水処理水槽10に貯留された後、ポンプ18によって配管24を通して、除濁膜処理装置12に送液される。以降、図1の水処理装置1と同様にして、除濁処理、逆浸透膜処理が行われる。
The sewage is sent to the solid-liquid
逆浸透膜処理で得られたRO透過水は、配管62を通して有機物分解処理装置54に送液される。有機物分解処理装置54において、RO透過水について有機物分解処理が行われ、有機物分解処理水が得られる(有機物分解処理工程)。有機物分解処理で得られた有機物分解処理水は、配管64を通して排出され、純水製造の原水等として再利用される。
The RO permeate obtained by the reverse osmosis membrane process is sent to the organic matter
下水について固液分離処理を行う固液分離処理手段(工程)としては、固液分離処理を行うことができるものであれば特に制限はなく、例えば沈殿槽等が挙げられる。 There are no particular limitations on the solid-liquid separation means (process) for performing solid-liquid separation on sewage, so long as it is capable of performing solid-liquid separation, and examples include a settling tank.
固液分離処理水について生物処理を行う生物処理手段(工程)としては、生物処理を行うことができるものであれば特に制限はなく、例えば、標準活性汚泥法、回転円盤法等が挙げられる。 There are no particular limitations on the biological treatment means (process) for biologically treating the solid-liquid separation treated water, so long as it is capable of carrying out biological treatment. Examples include the standard activated sludge method and the rotating disk method.
RO透過水について有機物分解処理を行う有機物分解処理手段(工程)としては、有機物を分解することができるものであればよく、特に制限はなく、例えば、紫外線照射処理手段(工程)、オゾン処理手段(工程)、イオン交換処理手段(工程)等が挙げられる。 The organic matter decomposition treatment means (step) for performing organic matter decomposition treatment on the RO permeate is not particularly limited as long as it can decompose organic matter, and examples of such means include ultraviolet irradiation treatment means (step), ozone treatment means (step), and ion exchange treatment means (step).
以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.
<実施例1、比較例1>
原水としては下水二次処理水(年間平均のシリカ濃度50mg/L、アルミニウム濃度0.01mg/L、ナトリウム濃度200mg/L)を用いた。この原水は、沈殿槽による固液分離処理の後、標準活性汚泥法による生物処理を経た生物処理水である。この原水に対し、図1の水処理装置を用いて除濁膜処理、逆浸透膜処理に順に処理を行い、RO透過水を回収水として得た。
<Example 1 and Comparative Example 1>
The raw water used was secondary sewage treatment water (annual
(試験条件)
・除濁膜入口水量:460L/h
・逆浸透膜膜入口水量:260L/h
・RO濃縮水量:120L/h
・RO透過水量:140L/h(回収率54%、RO濃縮水中シリカ濃度110mg/L)
・除濁膜:旭化成株式会社製、UNV-3003
・逆浸透膜:日東電工株式会社製、LFC3-LD-4040
(Test conditions)
・Water volume at inlet of turbidity membrane: 460L/h
・Reverse osmosis membrane inlet water volume: 260L/h
・RO concentrated water amount: 120L/h
RO permeate volume: 140 L / h (
・Turbidity membrane: Asahi Kasei Corporation, UNV-3003
Reverse osmosis membrane: LFC3-LD-4040, manufactured by Nitto Denko Corporation
逆浸透膜の前段でpH調整剤として酸(塩酸)を添加し、RO濃縮水のpHが5.5以下となるように通水した場合と、酸を添加せずに通水した(pH7)場合のそれぞれで約1か月間通水を行った。経過日数(日)に対する透過係数保持率(%)の推移を図5に示す。なお、透過係数=透過水Flux(m/d)/有効圧(MPa)として求められる。 Water was passed through the RO concentrate for about one month in two cases: one in which acid (hydrochloric acid) was added as a pH adjuster before the reverse osmosis membrane so that the pH of the RO concentrate was 5.5 or less, and one in which water was passed through without adding acid (pH 7). Figure 5 shows the change in the permeability coefficient retention rate (%) over the number of days that have passed. Note that the permeability coefficient can be calculated as permeate flux (m/d)/effective pressure (MPa).
中性(pH7)で通水した場合は、透過係数が21%程度低下したのに対して、pHを酸性(pH5.5以下)にした場合は、透過係数は10%程度の低下であった。 When water was passed through the filter at a neutral pH (pH 7), the permeability coefficient decreased by about 21%, whereas when the pH was made acidic (pH 5.5 or less), the permeability coefficient decreased by about 10%.
このように、実施例の方法によって、下水処理水の逆浸透膜処理において、下水処理水にシリカとアルミニウムおよびナトリウムとが共存する場合であっても、シリカとアルミニウムおよびナトリウムとの複合的な析出物が生成するのを抑制することができ、逆浸透膜を安定的に運転することが可能となった。 In this way, the method of the embodiment makes it possible to suppress the formation of composite precipitates of silica, aluminum, and sodium in reverse osmosis membrane treatment of sewage treatment water, even when silica, aluminum, and sodium coexist in the sewage treatment water, and makes it possible to stably operate the reverse osmosis membrane.
1,3 水処理装置、10 下水処理水槽、12 除濁膜処理装置、14 被処理水槽、16 逆浸透膜処理装置、18,20,22 ポンプ、24,26,28,30,32,34,36,38,56,58,60,62,64 配管、42,44 pH計、50 固液分離処理装置、52 生物処理装置、54 有機物分解処理装置。 1, 3 Water treatment device, 10 Sewage treatment tank, 12 Turbidity removal membrane treatment device, 14 Water tank to be treated, 16 Reverse osmosis membrane treatment device, 18, 20, 22 Pump, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 56, 58, 60, 62, 64 Piping, 42, 44 pH meter, 50 Solid-liquid separation treatment device, 52 Biological treatment device, 54 Organic matter decomposition treatment device.
Claims (10)
前記放流水は、シリカを含み、かつアルミニウムを0.01mg/L以上0.1mg/L以下含有し、さらにナトリウムを前記アルミニウムと等モル濃度以上含有しており、
前記放流水を逆浸透膜処理してRO透過水とシリカ濃度50mg/L以上のRO濃縮水とに分離する逆浸透膜処理工程を含み、
前記逆浸透膜処理工程において、前記RO濃縮水のpHを5.5以下に保って前記逆浸透膜処理を行うことを特徴とする水処理方法。 A water treatment method for recovering and reusing effluent from sewage treatment, comprising the steps of:
The effluent contains silica, aluminum in an amount of 0.01 mg/L or more and 0.1 mg/L or less, and sodium in an amount equal to or more than the molar concentration of the aluminum,
The reverse osmosis membrane treatment step includes subjecting the discharged water to a reverse osmosis membrane treatment to separate the discharged water into an RO permeate and an RO concentrated water having a silica concentration of 50 mg/L or more.
The water treatment method, wherein in the reverse osmosis membrane treatment step, the reverse osmosis membrane treatment is carried out while maintaining the pH of the RO concentrated water at 5.5 or less.
前記RO濃縮水のシリカ濃度は、120mg/L未満であることを特徴とする水処理方法。 The water treatment method according to claim 1,
The water treatment method according to claim 1, wherein the silica concentration of the RO concentrated water is less than 120 mg/L.
前記RO透過水について有機物分解処理を行う有機物分解処理工程をさらに含むことを特徴とする水処理方法。 The water treatment method according to claim 1 or 2,
The water treatment method further comprises an organic matter decomposition treatment step of performing an organic matter decomposition treatment on the RO permeate.
前記下水処理の放流水は、固液分離処理および生物処理を経た下水の2次処理水であることを特徴とする水処理方法。 The water treatment method according to any one of claims 1 to 3,
The water treatment method is characterized in that the effluent from the sewage treatment is secondary sewage treatment water that has been subjected to solid-liquid separation treatment and biological treatment.
前記下水処理の放流水について、前記逆浸透膜処理工程の前段で除濁処理を行う除濁処理工程をさらに含むことを特徴とする水処理方法。 The water treatment method according to any one of claims 1 to 4,
The water treatment method further comprises a turbidity removal treatment step of removing turbidity from the sewage treatment effluent prior to the reverse osmosis membrane treatment step.
前記放流水は、シリカを含み、かつアルミニウムを0.01mg/L以上0.1mg/L以下含有し、さらにナトリウムを前記アルミニウムと等モル濃度以上含有しており、
前記放流水を逆浸透膜処理してRO透過水とシリカ濃度50mg/L以上のRO濃縮水とに分離する逆浸透膜処理手段と、
前記逆浸透膜処理手段における前記RO濃縮水のpHを5.5以下に保つpH調整手段と、
を備えることを特徴とする水処理装置。 A water treatment device that recovers and reuses effluent from sewage treatment,
The effluent contains silica, aluminum in an amount of 0.01 mg/L or more and 0.1 mg/L or less, and sodium in an amount equal to or more than the molar concentration of the aluminum,
a reverse osmosis membrane treatment means for treating the discharged water with a reverse osmosis membrane to separate the discharged water into an RO permeate and an RO concentrated water having a silica concentration of 50 mg/L or more;
a pH adjusting means for maintaining the pH of the RO concentrated water in the reverse osmosis membrane treatment means at 5.5 or less;
A water treatment device comprising:
前記RO濃縮水のシリカ濃度は、120mg/L未満であることを特徴とする水処理装置。 The water treatment device according to claim 6,
The water treatment device is characterized in that the silica concentration of the RO concentrated water is less than 120 mg/L.
前記RO透過水について有機物分解処理を行う有機物分解処理手段をさらに備えることを特徴とする水処理装置。 The water treatment device according to claim 6 or 7,
The water treatment device further comprises an organic matter decomposition treatment means for performing an organic matter decomposition treatment on the RO permeate.
前記下水処理の放流水は、固液分離処理および生物処理を経た下水の2次処理水であることを特徴とする水処理装置。 The water treatment device according to any one of claims 6 to 8,
1. A water treatment device, wherein the effluent from the sewage treatment is secondary treated sewage water that has been subjected to solid-liquid separation treatment and biological treatment.
前記下水処理の放流水について、前記逆浸透膜処理手段の前段で除濁処理を行う除濁処理手段をさらに備えることを特徴とする水処理装置。 The water treatment device according to any one of claims 6 to 9,
The water treatment device further comprises a turbidity treatment means for performing a turbidity treatment on the effluent from the sewage treatment upstream of the reverse osmosis membrane treatment means.
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