(57)【要約】【課題】  原水から溶解性マンガンを短時間で除去することのできる、溶解性マンガン含有排水の処理方法を提供する。【解決手段】  溶解性マンガンを含有する原水に酸化剤を添加して、０．２〜１．０ＭＰａの加圧下で１〜５分程度滞留させ、膜処理を行うことにより酸化マンガンを除去する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶解性マンガンを含有する原水を加圧下で酸化処理した後、膜処理を行うことを特徴とする溶解性マンガン含有水の処理方法。
【請求項２】
溶解性マンガンを含有する原水に酸化剤を添加して加圧下で滞留させた後、膜処理を行うことを特徴とする溶解性マンガン含有水の処理方法。
【請求項３】
前記加圧下における圧力が、０．２〜１．０ＭＰａであることを特徴とする請求項１又は２に記載の溶解性マンガン含有水の処理方法。
【請求項４】
前記加圧下における被処理水の滞留時間が、１〜５分であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の溶解性マンガン含有水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工業用水や上水等に含まれる溶解性マンガンを膜処理により除去する溶解性マンガン含有水の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
膜分離装置は、河川水や湖沼水等の表流水に凝集沈澱処理等の浄水処理を行って得られる工業用水又は上水から、それらに含まれる懸濁物や溶存物を分離して高度な浄水を得る場合や、工場、家庭、下水処理場等から排出される排水に含まれる懸濁物や溶存物を分離して得られる水の再利用を図る場合等において、広く用いられている。
【０００３】
上記膜分離装置は、通常、工業用水や上水等に凝集剤を添加して、凝集・沈殿・濾過等の固液分離処理を行って得られる分離水を原水とした膜処理に用いられるが、原水に溶解性マンガンが含まれている場合、溶解性マンガンが溶存したままの原水を、上記膜分離装置を用いて処理しても、原水から溶解性マンガンを除去することはできない。
【０００４】
したがって、従来では、図２に示すように、溶解性マンガンを含む原水を凝集反応槽１１に導入し、当該原水に約１００〜１０００ｍｇ／Ｌ（ｐｐｍ）の酸化剤（次亜塩素酸ナトリウム等）を添加するとともに、ｐＨ調整剤（水酸化ナトリウム等）を添加してｐＨを８．５〜１０に調整し、さらに必要に応じて凝集剤（塩化第二鉄（ＦｅＣｌ３）等）を添加して１時間以上の滞留時間を保持し、マンガンを酸化析出させた上で、膜分離装置３に導入することによりマンガンを除去していた。
【０００５】
しかしながら、上記の処理方法では、原水中の溶解性マンガンを酸化析出させるために長時間の滞留を要するため、処理効率が悪いという問題点があった。
【０００６】
一方、酸化剤を使用しない方法として、被処理水に塩素剤を注入した後、精密濾過膜又は限外濾過膜の原水側に酸化マンガンを付着させた膜分離装置を使用して溶解性マンガンを除去する方法が提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開平９−５７２６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載の処理方法は、濾過膜の原水側に付着させた酸化マンガンに溶解性マンガンを捕捉させることにより被処理水中の溶解性マンガンを除去するものであり、かかる方法では、溶解性マンガンの除去に長時間を要するという問題点があった。
【０００８】
本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、原水から溶解性マンガンを短時間で除去することのできる、溶解性マンガン含有排水の処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、第１に本発明の溶解性マンガン含有排水の処理方法は、溶解性マンガンを含有する原水を加圧下で酸化処理した後、膜処理を行うことを特徴とする（請求項１）。
【００１０】
また、第２に本発明の溶解性マンガン含有排水の処理方法は、溶解性マンガンを含有する原水に酸化剤を添加して加圧下で滞留させた後、膜処理を行うことを特徴とする（請求項２）。
【００１１】
上記発明（請求項１，２）においては、原水の酸化処理（酸化剤の添加を含む）を加圧下で行うことにより、溶解性マンガンの酸化反応が促進され、短時間で溶解性マンガンを酸化析出させることができる。析出した酸化マンガンは、膜処理によって除去することができる。ここで、本明細書において「溶解性マンガン」とは、原水に溶存するイオン状のマンガン（Ｍｎ２＋）のことを意味する。
【００１２】
上記発明（請求項１，２）においては、前記加圧下における圧力が、０．２〜１．０ＭＰａであることが好ましく（請求項３）、さらに、上記発明（請求項１〜３）においては、前記加圧下における被処理水の滞留時間が、１〜５分であることが好ましい（請求項４）。圧力を上記のように設定することにより、１〜５分の短時間で溶解性マンガンを酸化析出させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、原水から溶解性マンガンを短時間で除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態に係る溶解性マンガン含有水の処理方法について説明する。図１は、本実施形態に係る溶解性マンガン含有水の処理方法を示す概念図である。
【００１５】
本実施形態では、工場、家庭、下水処理場等から排出される排水、河川水や湖沼水等の表流水、井水等の地下水等であって溶解性マンガンを含むもの、及び当該排水・表流水・地下水等に凝集沈澱処理等を行って得られた処理水が原水となり得る。原水中に含まれる溶解性マンガンの濃度は、通常、０．０５〜１．５ｍｇ／Ｌ（ｐｐｍ）程度である。
【００１６】
本実施形態においては、まず、原水に酸化剤を添加する。酸化剤の種類としては、原水に含まれる溶解性マンガンを酸化することができる限り特に限定されず、例えば、次亜塩素酸ナトリウム、過マンガン酸カリウム、オゾン等が挙げられる。
【００１７】
酸化剤の添加量は、酸化剤の種類、原水に含まれる溶解性マンガンの濃度等に応じて適宜変更することができるが、例えば、溶解性マンガンの濃度が１．０〜１．５ｍｇ／Ｌ（ｐｐｍ）である原水に酸化剤として次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）を添加する場合、その添加量は１．０〜５０ｍｇ／Ｌ（ｐｐｍ）であることが好ましく、特に１．０〜１０ｍｇ／Ｌ（ｐｐｍ）であることが好ましい。
【００１８】
なお、上記酸化剤の添加に伴って、必要に応じてｐＨ調整剤を添加してもよい。
【００１９】
次に、酸化剤を添加した被処理水を圧力容器１内に導入し、加圧下で滞留させる。このように被処理水を加圧することにより、溶解性マンガンの酸化反応が促進され、被処理水中の溶解性マンガン（Ｍｎ２＋）を酸化マンガン（ＭｎＯ２）として短時間に酸化析出させることができる。
【００２０】
圧力容器１での加圧は、例えば、圧力容器１内に空気を送入することにより行うことができる。この圧力は、０．２〜１．０ＭＰａであることが好ましく、特に０．２〜０．５ＭＰａであることが好ましい。圧力が０．２ＭＰａ未満であると、溶解性マンガンの酸化反応が十分に促進されず、一方、圧力が１．０ＭＰａを超えると、加圧に要するコスト、例えば圧力容器１の強度維持のためのコストが高くなり過ぎる。
【００２１】
被処理水の圧力容器１内での滞留時間は、１〜５分であることが好ましく、特に２〜４分であることが好ましい。滞留時間が１分未満であると、被処理水に含まれる溶解性マンガンが十分に析出していないおそれがあり、また、滞留時間が５分もあれば、被処理水に含まれる溶解性マンガンは十分に析出するため、それを超えて滞留させる必要はない。
【００２２】
続いて、上記のようにして酸化マンガンを析出させた被処理水を膜分離装置３に導入し、従来公知の方法により膜処理を行う。膜分離装置３の分離膜としては、被処理水から酸化マンガンを濾過することができる限り特に限定されるものではなく、例えば、精密濾過膜、限外濾過膜、逆浸透膜等を使用することができる。かかる膜処理を行うことで、溶解性マンガンが除去された処理水を得ることができる。なお、上記膜処理を行うにあたり、必要に応じて凝集剤を添加してもよい。
【００２３】
以上の通り、本実施形態によれば、原水に含まれる溶解性マンガンを５分以下の短時間で除去することができる。
【００２４】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００２５】
例えば、上記実施形態では、原水に酸化剤を添加することにより溶解性マンガンを酸化析出させたが、これに限定されるものではなく、例えば、紫外線の照射、酸化剤の添加及び紫外線の照射の組合せ等の酸化処理を行うこともできる。この場合、紫外線の照射は、圧力容器１内にて行うことができる。
【実施例】
【００２６】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
【００２７】
〔実施例１〕
原水（溶解性マンガン濃度：１．５ｍｇ／Ｌ）に次亜塩素酸ナトリウム９０ｐｐｍを添加した被処理水（ｐＨ６．５〜８）を圧力容器（商品名；加圧濾過用タンク，アドバンテック東洋社製）内に導入した後、空気を送入して圧力容器内の圧力を０．２ＭＰａに調整し、被処理水を５分間滞留させた。
【００２８】
上記のようにして酸化処理を行った被処理水をミリポアフィルター（孔径：０．４５μｍ，日本ミリポア社製）に通水させ、膜処理を行った。得られた処理水の溶解性マンガン濃度を測定したところ、０．０５ｍｇ／Ｌ未満であり、水道水の水質基準、すなわちマンガン濃度０．０５ｍｇ／Ｌ以下との基準を満足することができた。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、工場、家庭等から排出される排水、河川水、湖沼水等の表流水、井水等の地下水等からの溶解性マンガンの除去処理に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本実施形態に係る溶解性マンガン含有水の処理方法を示す概念図である。
【図２】従来の溶解性マンガン含有水の処理方法を示す概念図である。
【符号の説明】
【００３１】
１…圧力容器
３…膜分離装置
１１…凝集反応槽
【図１】
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【図２】
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