(57)【要約】【課題】生物処理水含有水を含有する水をＲＯ処理するに当たり、ＲＯ膜のフラックスの低下を防止して、長期に亘り安定な処理を行う。【解決手段】生物処理水含有水をｐＨ４〜６に調整して濾過し、得られた濾過水をＲＯ処理する。生物処理水含有水中のフラックス低下要因である蛋白質等は、ｐＨ４〜６付近で凝集し易いため、ｐＨ４〜６に調整した水を濾過器に通水することにより、生物処理水含有水中に含まれる蛋白質等のフラックス低下要因物質を濾過器で効率的に捕捉除去することが可能となり、これによりＲＯ膜のフラックス低下を抑制することが可能となる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物処理水を含有する水を逆浸透膜分離処理する生物処理水含有水の処理方法において、
該生物処理水含有水をｐＨ４〜６に調整して濾過し、得られた濾過水を逆浸透膜分離処理することを特徴とする生物処理水含有水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生物処理水を含有する水を逆浸透（ＲＯ）膜分離処理して浄化する方法に係り、特にＲＯ膜の透過流束（フラックス）の低下を防止して安定な処理を行う生物処理水含有水の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境基準・水質基準は厳しくなる傾向にあり、放流水についても高度に浄化することが望まれる。一方で、水不足解消の目的から、各種の排水を回収して再利用するためにも、高度な水処理が望まれている。
【０００３】
このような状況において、逆浸透膜分離処理（以下「ＲＯ処理」と称す。）は、水中の不純物（イオン類，有機物，微粒子など）を効率的に除去することが可能であることから、近年、排水の二次処理に使用されるケースが多くなってきている。例えば、半導体製造プロセスから排出されるアセトン、イソプロピルアルコールなどを含む高濃度ＴＯＣないし低濃度ＴＯＣ排水を回収して再利用する場合、これをまず生物処理してＴＯＣ成分を除去し、生物処理水をＲＯ処理して浄化する方法が採用されている。
【０００４】
従来、ＲＯ処理に用いられるＲＯ膜としては、全芳香族架橋ポリアミド系複合膜（ＰＡ膜）や酢酸セルロース膜（ＣＡ膜）などが提供されている。また、ＲＯ処理においては、フラックスの低下を防止して安定処理を行うために、ＲＯ膜分離装置（以下、「ＲＯ装置」と略記する。）に供給する被処理水（給水）についての基準が設けられており、ＦＩ（Ｆｏｕｌｉｎｇ  Ｉｎｄｅｘ）値４以下であることが望まれている。このＦＩ値は、ＲＯ膜メーカーで定めたＲＯ装置の給水の基準であり、ＦＩ値が小さいほど、膜への負荷が少なく、フラックスが低下し難いことを示す。
【０００５】
従来のＲＯ膜のうち、ＰＡ膜は被処理水中に含まれる界面活性剤や蛋白質等の微量のファウリング性物質の吸着により、膜が汚れ、急激にフラックスが低下するために、安定したＲＯ処理を継続し得ないという欠点がある。ＣＡ膜はＰＡ膜に比べて耐汚染性は良好であるが、脱塩率が悪く、また操作圧が高いといった問題がある。
【０００６】
近年、膜表面の荷電をなくし、親水性を向上させることにより膜を汚れにくくしたＲＯ膜（無荷電膜）が開発されたが、このような無荷電膜であっても、生物処理水のように蛋白質などの比較的粘着性の高い成分を多く含む水を処理する場合には、その耐汚れ性の効果は低く、やはり経時によりフラックスが低下するという問題がある。
【０００７】
従って、生物処理水のＲＯ処理では、蛋白質などの比較的粘着性の高いファウリング性物質を予め濾過して除去することが考えられるが、これらの物質は非常に小さく、凝集剤無添加では濾過器に捕捉されることなくＲＯ装置に流入し、膜の目詰まりの要因となる。
【０００８】
特に、生物処理処理工程においては生物分解の栄養剤としてリン含有薬剤を過剰に添加するケースが多く、そのため生物処理水中のリン濃度が高くなる傾向がある。リンは凝集を阻害する性質があるため、生物処理水含有水を凝集濾過することによりＦＩ４以下の濾過水を得るためには、多量の凝集剤の添加が必要となる。従って、この場合には、薬品コストが増加する上に、濾過器を頻繁に逆洗しなければならなくなる。また、生物処理水含有水は水質の変動が大きいことから、凝集剤の最適添加量もその都度変化するため、これを適正に制御することは困難である。このため、過少添加の場合には、得られる濾過水の水質が悪く、逆に、過剰添加の場合には、過剰添加された凝集剤自体がＲＯ膜の目詰まりの要因となる。
【０００９】
このようなことから、生物処理水含有水をＲＯ処理する場合、ＲＯ膜のフラックスの低下を防止すべく、ＲＯ処理に先立ち、生物処理水中のフラックス低下要因物質を濾過除去しようとしても、従来においては、濾過による除去自体が困難であったために、ＲＯ膜のフラックスの低下を防止し得なかった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の問題点を解決し、生物処理水含有水を含有する水をＲＯ処理するに当たり、ＲＯ膜のフラックスの低下を防止して、長期に亘り安定な処理を行う方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の生物処理水含有水の処理方法は、生物処理水を含有する水をＲＯ処理する生物処理水含有水の処理方法において、該生物処理水含有水をｐＨ４〜６に調整して濾過し、得られた濾過水をＲＯ処理することを特徴とする。
【００１２】
本発明者は、生物処理水含有水をＲＯ処理するに当り、ＲＯ膜のフラックス低下要因が、蛋白質などの比較的粘着性の高い成分であることに注目し、これら蛋白質等によるフラックス低下を抑制する簡便な方法につき検討した結果、生物処理水含有水をｐＨ４〜６に調整して濾過することにより、次のような理由により、ＲＯ膜のフラックスの低下を防止することができることを見出した。
【００１３】
即ち、生物処理水含有水中のフラックス低下要因の蛋白質はｐＨ４．５〜５．５付近に等電点を有する。等電点とは表面の電位がゼロとなるｐＨを意味し、この付近にｐＨを調整することにより、蛋白質やその類似物質には凝集作用が生じる。従って、この等電点付近のｐＨ４〜６に調整した水を濾過器に通水することにより、生物処理水含有水中に含まれる蛋白質等のフラックス低下要因物質を濾過器で効率的に捕捉除去することが可能となり、これによりＲＯ膜のフラックス低下を抑制することが可能となる。
【００１４】
本発明においては、より効率的な処理を行うために、次のような手段を採用することが好ましい。
▲１▼  濾過する水に凝集剤を添加することにより、凝集濾過し、蛋白質等のフラックス低下要因物質の凝集効果を高める。
▲２▼  濾過する水に塩素剤を添加して濾過器内でのスライムの繁殖を抑制すると共に凝集効果を高める。
▲３▼  ＲＯ処理する濾過水にスケール分散剤を添加してＲＯ装置でのスケール析出を防止し、膜フラックスを高く維持する。
▲４▼  ＲＯ処理する濾過水にスライムコントロール剤を添加してＲＯ装置でのスライムの繁殖を抑制し、膜フラックスを高く維持する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の生物処理水含有水の処理方法の実施の形態を詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の生物処理水含有水の処理方法の実施の形態を示す系統図である。
【００１７】
図１では、生物処理水含有水に塩素剤、酸及び凝集剤を添加して濾過器１で濾過し、得られた濾過水にスケール分散剤とスライムコントロール剤を添加してＲＯ装置２でＲＯ処理する。
【００１８】
本発明において処理する生物処理水含有水としては、生物処理を施して得られる処理水、或いはこの生物処理水を含む水であれば良く、特に制限はない。従って、前述の半導体製造プロセスからのＴＯＣ含有水の生物処理水や、このような生物処理水が流入する総合排水等の各種生物処理水含有水を処理することができる。
【００１９】
これらの生物処理水含有水は一般にｐＨ６．５〜７．５程度であるため、本発明においては、生物処理水含有水に酸、例えば、塩酸（ＨＣｌ）、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）等を添加してｐＨ４〜６に調整する。この調整ｐＨが６を超えても４未満でも蛋白質の等電点から離れるため、蛋白質の凝集性が悪くなり、これらのフラックス低下要因物質が濾過器１から流出するようになる。また、特にｐＨ３以下であると、装置の腐食の問題も生じ好ましくない。
【００２０】
凝集剤は必ずしも必要とされないが、凝集剤の添加により凝集を促進することができる。凝集剤としては、ｐＨ４〜６の範囲で有効な塩化第二鉄（ＦｅＣｌ３）や硫酸第二鉄（Ｆｅ２（ＳＯ４）３）等を用いることができる。凝集剤の添加量は、生物処理水含有水に対して１〜５０ｍｇ／Ｌ程度とするのが、蛋白質等の凝集効果の面で好ましい。
【００２１】
また、塩素剤も必ずしも必要とされないが、塩素剤の添加により濾過器１におけるスライムの繁殖を抑制すると共に凝集性を向上させることができる。塩素剤としては、次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）等を用いることができ、塩素剤は、得られる濾過水の残留塩素濃度が０．１〜５ｍｇ／Ｌ程度となるように添加するのが効果的である。
【００２２】
これら、ｐＨ調整のための酸、凝集剤及び塩素剤の添加順序には特に制限はない。
【００２３】
本発明においては、生物処理水含有水の濾過手段としては、特に制限はなく、膜濾過器や活性炭濾過器等の濾過器１の他、沈殿濾過、加圧浮上濾過等の手段を採用することができる。
【００２４】
濾過水は次いでＲＯ装置２でＲＯ処理するが、ＲＯ処理に先立ち、この濾過水には、スケール分散剤及びスライムコントロール剤を添加してスケール及びスライムによる膜フラックスの低下を防止することが好ましい。この場合、スケール分散剤としては、ヘキサメタリン酸系、アクリル酸系、ホスホン酸系等のスケール分散剤を用いることができ、その添加量は、濾過水に対して１〜２０ｍｇ／Ｌ程度とするのが好ましい。また、スライムコントロール剤としては、イソチアゾリン系（例えば、２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン）等の非酸化性スライムコントロール剤が好ましく、その添加量は、濾過水に対して１〜５ｍｇ／Ｌ程度とするのが好ましい。
【００２５】
なお、ＲＯ装置の給水のｐＨは、ＲＯ装置内でのＣａＣＯ３やＣａ３（ＰＯ４）２等のカルシウム系スケールの析出を抑制する点からｐＨ６以下であることが好ましいが、本発明では、生物処理水含有水をｐＨ４〜６に調整して濾過するため、得られる濾過水はｐＨ調整することなくＲＯ処理することが可能である。
【００２６】
ＲＯ装置のＲＯ膜としては特に制限はなく、本発明では前述のＰＡ膜、ＣＡ膜、無荷電膜のいずれを用いても、各々の膜のフラックスの低下を防止することができる。一般的には、フラックスの低下の度合いは、ＣＡ膜、無荷電膜、ＰＡ膜の順で大きく、本発明では、ＣＡ膜又は無荷電膜を用いることにより、フラックスをより高く維持することができる。
【００２７】
なお、図１は本発明の生物処理水含有水の処理方法の実施の形態の一例を示すものであり、本発明はその要旨を超えない限り、何ら図示の方法に限定されるものではない。例えば、ＲＯ装置は、２段以上に多段に直列配置して多段ＲＯ処理による高度処理を行うことも可能であり、その際に２段目以降のＲＯ装置の給水のｐＨをアルカリ性に調整して炭酸成分の除去効果を高めるなどの手段を採用することもできる。
【００２８】
【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。
【００２９】
実験例１
生物処理水含有水として半導体製造工場排水を生物濾過装置で処理して得られた処理水（ｐＨ７）を用い、この生物処理水含有水に必要量の酸（ＨＣｌ）又はアルカリ（ＮａＯＨ）を添加してｐＨ調整した後、アンスラサイトと砂とを濾材とした二層式濾過器で濾過した。
【００３０】
得られた濾過水について、ＦＩ値を測定し、結果を図２に示した。
【００３１】
図２より、生物処理水含有水をｐＨ４〜６に調整して濾過することにより、ＦＩ値４以下の良好なＲＯ膜給水が得られることがわかる。
【００３２】
実施例１
生物処理水含有水として半導体製造工場排水を生物濾過装置で処理して得られた処理水（ｐＨ７）を用い、この生物処理水含有水にＨＣｌを添加してｐＨ５に調整した後、アンスラサイトと砂とを濾材とした二層式濾過器で濾過した。得られた濾過水（ｐＨ５）にホスホン酸系スケール分散剤（栗田工業製「クリフロートＤ−１７０」）１０ｍｇ／Ｌとイソチアゾリン系スライムコントロール剤（栗田工業（株）製「クリバータＥＣ−５０３」）３ｍｇ／Ｌを添加した後、ＲＯ装置（日東電工（株）製無荷電系低汚染膜「ＬＦ−１０」）で回収率５０％の条件でＲＯ処理した。
【００３３】
このときのＲＯ装置のフラックスの経時変化を調べ、結果を図３に示した。
【００３４】
比較例１
実施例１において、生物処理水含有水をｐＨ調整することなくそのまま濾過器に供給し、得られた濾過水にＨＣｌを添加してｐＨ５に調整した後ＲＯ処理したこと以外は同様にして処理を行い、ＲＯ装置のフラックスの経時変化を調べ、結果を図３に示した。
【００３５】
図３より明らかなように、実施例１においては通水開始４８時間後においてもフラックスの低下は殆ど観測されないのに対し、比較例１では同経過時間で初期フラックスに対し１４％程度も減少した。
【００３６】
以上の結果から、本発明に従って、生物処理水含有水をｐＨ４〜６に調整して濾過した後ＲＯ処理することにより、ＲＯ膜のフラックスの低下を防止して長期に亘り安定なＲＯ処理を行うことができることが分かる。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の生物処理水含有水の処理方法によれば、生物処理水を含有する水をＲＯ処理して高度処理するに当たり、ＲＯ膜のフラックスの低下を防止して、長期に亘り安定な処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の生物処理水含有水の処理方法の実施の形態を示す系統図である。
【図２】実験例１における濾過器の給水ｐＨと濾過水のＦＩ値との関係を示すグラフである。
【図３】実施例１及び比較例１におけるフラックスの経時変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１  濾過器
２  ＲＯ装置
【図１】
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【図２】
2004267830.tif 000004
【図３】
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