(57)【要約】【課題】衛生的に薬品洗浄廃液の処理することができるろ過膜モジュールの薬品洗浄廃液の処理方法を提供する。【解決手段】ろ過膜モジュールの薬品洗浄工程から排出される塩素系廃液ＣＬと有機酸系廃液ＯＡとを、個別の貯留槽１、２に貯留するようにするとともに、両廃液にアルカリ剤Ａｌを添加し、混合反応槽３に導入して、所定時間混合反応槽３内に滞留させた後、酸化剤Ｏｘを添加し、フィルタ４を通過させ、紫外線照射槽５に導入して紫外線を照射する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ろ過膜モジュールの薬品洗浄工程から排出される塩素系廃液と有機酸系廃液とを、個別の貯留槽に貯留するようにするとともに、前記両廃液にアルカリ剤を添加し、混合反応槽に導入して、所定時間混合反応槽内に滞留させた後、酸化剤を添加し、フィルタを通過させ、紫外線を照射することを特徴とするろ過膜モジュールの薬品洗浄廃液の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道原水を処理し、飲料水として安全な水道水を生産するための膜ろ過装置に使用するろ過膜モジュールの薬品洗浄廃液の処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、水道浄水処理の分野においては、濁質や細菌類、病原性原虫類等をほぼ完全に除去できる精密ろ過（ＭＦ）あるいは限外ろ過（ＵＦ）といった膜ろ過装置の採用が急速に増加しており、これらの施設は、財団法人水道技術研究センターの調査結果によれば、平成１４年６月現在で建設中のものを含めて全国で２８０箇所に達している。
【０００３】
ところで、膜ろ過装置に用いられるろ過膜モジュールの洗浄方法としては、逆圧水洗浄あるいは物理洗浄と呼ばれる、膜ろ過装置を一定のろ過継続時間毎に、ろ過操作を一旦中断し、予め貯留しておいた膜ろ過水をポンプで加圧して、ろ過水側から原水側へと逆方向に送り、膜表面に付着した濁質等の汚れ成分を除去する方法が一般的に採用されている。
この操作によって膜のろ過能力を常に一定レベルに保持しながら膜ろ過浄水処理を継続することができるが、この操作によっても膜面に付着した原水に由来する有機物あるいは鉄、マンガン等の金属類は完全には除去できないことから、膜のろ過能力は徐々に低下する。
【０００４】
この現象は、通常、原水側の圧力上昇として現れるため、膜ろ過装置を構成している原水供給ポンプの仕様圧力を超える前に、薬品洗浄と呼ばれる、薬品溶液を使用して膜モジュールを洗浄することにより膜ろ過能力を回復させる方法が一般的に採用されている（特許文献１参照）。
【０００５】
ところで、膜ろ過装置が採用されている施設のうち、約９割が１日当たりの浄水処理量が１０００ｍ３未満の小規模なものであるが、このような小規模な施設においては、薬品洗浄を行う場合、膜ろ過装置の系列毎に膜ろ過浄水処理を中断して、膜モジュールを装置から取り外し、保存液を充填した状態で工場に持ち帰り、専用の装置で薬品洗浄を行った後、膜ろ過装置を設置している浄水施設へ送り返し、膜ろ過装置に取り付けた後、膜ろ過浄水処理を再開するのが一般的である。
【０００６】
この薬品洗浄の頻度は、被処理原水の水質等によって変動するが、概ね１年間に数回程度は必要であり、薬品洗浄に要する人件費、膜モジュールの運送費等の経費が膜ろ過浄水処理の運転管理費を押し上げる要因となっている。
【０００７】
膜ろ過浄水処理に適用されるＭＦ膜やＵＦ膜は、セルロース化合物、ポリスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン等の有機化合物を材質とする有機膜と高純度セラミックスを材質とする無機膜とに大別される。
これらの材料を薬品洗浄する際に使用される薬品としては、有機膜、無機膜を問わず、膜面に付着した有機物の除去のためには次亜塩素酸ソーダ溶液が、また、鉄、マンガン、カルシウム等の金属塩の除去のためにはシュウ酸、クエン酸等の有機酸溶液が一般的である。
なお、ポリフッ化ビニリデン製の膜のように耐薬品性に優れる場合には、前記の次亜塩素酸ソーダ溶液に苛性ソーダ溶液を併用して洗浄効果を高める場合もある。
【０００８】
これらのろ過膜モジュールの薬品洗浄は、膜ろ過装置の規模が増大した場合、上述したような、工場へ持ち帰って行う薬品洗浄が実際上困難になることが予想されることから、膜ろ過装置を設置している浄水施設において、膜モジュールを装置から取り外すことなく、薬品洗浄を実施する方法が試みられている。
【０００９】
この場合に、前記２種類の薬品溶液を用いた薬品洗浄廃液を浄水場現地において安全かつ衛生的に処理する方法が求められる。
【００１０】
膜モジュールの薬品洗浄において発生する塩素系廃液及び有機酸系廃液を処理する方法として、個別に貯留して液状産業廃棄物として廃棄物処理業者に引き取らせ、有料で処理を委託する方法があるが、収集、運搬、最終処分を含めた処理費が非常に高価となり、膜ろ過による水道浄水処理のコストを押し上げる要因になるとともに、大型のバキューム車、タンクローリー等が入れ替わり立ち替わりに浄水場に出入りすることは浄水場のイメージを甚だしく損ない、交通上の諸問題も発生し、さらに、ゼロエミッションの見地からも好ましい処理方法とはいえない。
【００１１】
薬品溶液を用いた薬品洗浄廃液を浄水場現地において処理する方法としては、このほか、図４に示す、塩素系廃液及び有機酸系廃液を公共用水域に放流可能な程度に処理する方法がある。
【００１２】
この場合、塩素系廃液ＣＬは、塩素系廃液貯槽１に貯留後、ｐＨを７以上のアルカリ側に保持しながら、廃液に含まれる残留塩素をチオ硫酸ソーダ、重亜硫酸ソーダ、亜硫酸ソーダ等の還元剤Ｒｅを添加し、還元反応槽９を経て酸化還元反応により、中和槽６にて中和処理する方法が一般的である。
ｐＨをアルカリ側に保持する理由は、有害な塩素ガスの発生を防止するためであり、その後、酸Ｏを添加してｐＨを放流に差し支えのない範囲に調整する。
そして、さらに、必要に応じて、残留する有機物を除去するために活性炭吸着処理を行って放流する。
【００１３】
なお、次亜塩素酸ソーダによる薬品洗浄に苛性ソーダを併用する場合は、前記ｐＨ調整においてアルカリの添加は不要である。
【００１４】
他方、有機酸系廃液ＯＡは、有機酸系貯槽２に貯留後、アルカリ剤Ａｌを添加することにより、ｐＨ調整槽１０においてｐＨ調整を行った後、好気性生物処理槽１１内にて、好気性微生物による生物学的処理をする方法が一般的である。
この際、廃液中には好気性微生物の良好な活動を促進するために窒素ＮやリンＰ等の栄養塩の添加が必要であるが、この生物学的処理方法は運転管理費が比較的安価であるという利点を有する。
【００１５】
【特許文献１】
特開２０００−２４６０６９号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、生物学的処理方法の場合、処理施設の水槽容量が大きくなり、広い設置面積を必要とする欠点があるとともに、処理効果が水温に左右されやすいことや、処理効果が発揮されるまでに１ヶ月以上にわたる立ち上げ期間を必要とすること、さらには、薬品洗浄廃液は数ヶ月に１度程度の頻度でしか発生しないため、処理槽内の微生物の活性を良好に維持することが困難である等の問題があった。
また、好気性微生物が有機物を酸化分解する際に、好気性微生物自身が増殖し、これにより余剰汚泥が発生するため、これらの処理の問題も発生することとなる。浄水場は、本来飲料に適した水を製造して水道水として供給するための施設である点に鑑みれば、格段の衛生上の配慮を必要とする場所である。したがって、一種の細菌類の培養設備といっても過言ではない生物学的廃水処理施設を浄水場敷地内に設置することは、細菌類による汚染の危険性を抱えることにもなり、その防止に配慮したとしても、水道水の消費者からは感覚的に許容されない場合もありうるという問題があった。
【００１７】
本発明は、上記従来のろ過膜モジュールの薬品洗浄廃液の処理方法の有する問題点に鑑み、衛生的に薬品洗浄廃液の処理することができるろ過膜モジュールの薬品洗浄廃液の処理方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のろ過膜モジュールの薬品洗浄廃液の処理方法は、ろ過膜モジュールの薬品洗浄工程から排出される塩素系廃液と有機酸系廃液とを、個別の貯留槽に貯留するようにするとともに、前記両廃液にアルカリ剤を添加し、混合反応槽に導入して、所定時間混合反応槽内に滞留させた後、酸化剤を添加し、フィルタを通過させ、紫外線を照射することを特徴とする。
【００１９】
このろ過膜モジュールの薬品洗浄廃液の処理方法は、ろ過膜モジュールの薬品洗浄工程から排出される塩素系廃液と有機酸系廃液とを、混合反応槽に導入し、順次所要の反応を行わせることによって、公共用水域に放流可能な程度まで衛生的に処理することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のろ過膜モジュールの薬品洗浄廃液の処理方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１〜図３に、本発明の膜モジュール薬品洗浄廃液の処理方法の第１〜第３実施例のフロー図を示す。
【００２２】
この膜モジュール薬品洗浄廃液の処理方法は、図４に示す従来例と同様、膜モジュールの薬品洗浄において発生する塩素系廃液ＣＬ及び有機酸系廃液ＯＡの２種類の薬品洗浄廃液を、塩素系廃液貯槽１及び機酸系貯槽２に個別に貯留するようにするとともに、略等量混合してｐＨが１０以上となるようにアルカリ剤Ａｌを添加して混合反応槽３に移送する。
【００２３】
この工程において、塩素系廃液ＣＬの廃液中の残留塩素と、有機酸系廃液ＯＡの廃液中に含まれる主としてクエン酸、シュウ酸等の有機物とが、酸化・還元反応を起こし、塩素系廃液ＣＬの廃液中の有害な残留塩素が消滅するとともに、有機酸系廃液ＯＡ中の有機物も塩素によって酸化されて減少する。
【００２４】
その後、残留する有機物をさらに酸化するに足り得る量の酸化剤Ｏｘとして、次亜塩素酸ソーダもしくは過酸化水素を添加し、この混合廃液を目開き数ミクロン乃至数十ミクロンのフィルタ４に通して廃液中に含まれる微細な懸濁物質や酸化作用により懸濁物として析出する鉄、マンガンを予め除去した後、内部に紫外線ランプを装備した紫外線照射槽５に定量ずつ導入するようにする。
【００２５】
紫外線照射槽５内では、滞留する間に、添加された酸化剤Ｏｘが紫外線照射されて発生する活性酸素及びｐＨがアルカリ側にあることにより発生するヒドロキシラジカル等により、強力な酸化作用を及ぼし、残留する有機物が酸化分解される。
その後、硫酸、塩酸等の無機酸（以下、総称して「酸Ｏ」という。）を添加し、中和槽６内にて、被処理液のｐＨを８付近になるように調整した後、放流する。
【００２６】
膜ろ過の対象原水が凝集沈殿水の場合、使用される凝集剤中のアルミニウムが膜ろ過で除去さるため、膜モジュール薬品洗浄廃液中にアルミニウムが析出し、フロックを形成する場合がある。
このような場合には、図２の第２実施例に示すように、最終処理として目開き数ミクロン乃至数十ミクロンのフィルタ７に通してこれらフロックを除去した後、放流する。
【００２７】
さらに、廃液の放流先の状況に応じてＣＯＤ規制が厳しい場合には、図３の第３実施例に示すように、フィルタ７に通した処理水を、さらに、活性炭フィルタ８に通してより高度な処理を行った後、放流する。
【００２８】
次に、ろ過膜モジュールの薬品洗浄廃液の処理方法について、実際に運転されている膜ろ過装置において、ろ過膜モジュール薬品洗浄を実施した際に得られた塩素系廃液及び有機酸系廃液の２種類の廃液を用いて、本発明の処理方法を実験室において実施した結果を示す。
【００２９】
対象としたろ過膜モジュールは、ポリフッ化ビニリデンを材質とするＭＦ膜モジュールで、耐薬品性に優れた膜であることから、塩素系薬品洗浄では５０００ｍｇ／Ｌの次亜塩素酸ソーダ溶液と２％濃度の苛性ソーダ溶液とを用いた。
一方、有機酸洗浄では２％濃度のシュウ酸溶液を用いた。
そして、発生した塩素系廃液及び有機酸系廃液の２種類の薬品洗浄廃液を等量混合した廃液に苛性ソーダを添加し、ｐＨを１０程度にした後、次亜塩素酸ソーダを有効塩素として１０００ｍｇ／Ｌ添加して撹拌しながら中圧紫外線ランプから放射される紫外線を１０分間照射した。
その液に硫酸を添加してｐＨを８程度に調整した後、ＪＩＳ−Ｐ３８０１５種Ｂに規格されるろ紙を用いてろ過して最終処理水を得た。
表１はこの時の水質分析結果である。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
表１からも明らかなように、上記処理を施すことにより、塩素系廃液及び有機酸系廃液の２種類の薬品洗浄廃液を、公共用水域に放流可能な程度まで衛生的に処理することができることが確認できた。
【００３２】
以上、本発明のろ過膜モジュールの薬品洗浄廃液の処理方法について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【００３３】
【発明の効果】
本発明のろ過膜モジュールの薬品洗浄廃液の処理方法によれば、ＭＦ膜ろ過装置やＵＦ膜ろ過装置に用いられるろ過膜モジュールの薬品洗浄工程から排出される塩素系廃液と有機酸系の廃液とを、混合反応槽に導入し、順次所要の反応を行わせることによって、塩素系廃液及び有機酸系廃液の２種類の薬品洗浄廃液を、その発生の都度、速やかに、かつ、安全、衛生的に公共用水域に放流可能な程度まで処理することができ、施設規模の大容量化にも対応できることから、膜ろ過浄水処理の今後一層の普及に寄与することができる。
また、本発明のろ過膜モジュールの薬品洗浄廃液の処理方法に必要な処理槽及びフィルタ等は、コンパクトなため、これら装置一式を車載し、小規模膜ろ過浄水場を巡回することにより、その都度発生する廃液を浄水場現地に廃液処理設備を設置することなく、ろ過膜モジュールの薬品洗浄を実施することが可能となり、一層のコスト低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における膜モジュール薬品洗浄廃液の処理方法の第１実施例を示すフロー図である。
【図２】本発明における膜モジュール薬品洗浄廃液の処理方法の第２実施例を示すフロー図である。
【図３】本発明における膜モジュール薬品洗浄廃液の処理方法の第３実施例を示すフロー図である。
【図４】従来の膜モジュール薬品洗浄廃液の代表的な処理方法を示すフロー図である。
【符号の説明】
１    塩素系廃液貯槽
２    有機酸系貯槽
３    混合反応槽
４    フィルタ
５    紫外線照射槽
６    中和槽
７    フィルタ
８    活性炭フィルタ
９    還元反応槽
１０  ｐＨ調整槽
１１  好気性生物処理槽
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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