(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末活性炭を添加、混和した原水を、モノリス型セラミック膜体を用いてろ過する膜ろ過方法において、前記原水に粉末活性炭をろ過開始時に一括して添加し、その原水を前記モノリス型セラミック膜体の複数の内筒部を一次側にして、加圧、充填して全量ろ過することにより、一次側内筒部内面に速やかに粉末活性炭の濃縮層を形成することを特徴とする膜ろ過方法。
【請求項２】
原水に凝集剤を添加する請求項１に記載の膜ろ過方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原水中の溶解性物質と懸濁性物質を除去する膜ろ過方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、原水中の溶解性物質と懸濁性物質を除去する膜ろ過方法として、例えば、特開平５−１５４４７０号公報に図５のフローに示すものが開示されている。これによると、ろ過槽１には、浸漬配置される高分子材料からなる外圧型膜モジュール１１、槽内液を攪拌するための攪拌装置１３、ブロア１２ａによって膜モジュール１１をエアレーションする散気装置１２などが配設されている。
【０００３】
このろ過槽１に、原水弁１４を通じて浄化用原水が供給され、活性炭槽１５から適量の活性炭が供給、混合される。かくして、吸引ポンプ１６にて、槽内原水を吸引すれば、原水中の溶解性物質は、活性炭によって吸着、除去され、ＳＳなど懸濁性物質は膜モジュール１１によってろ過、除去されて、処理水槽１７に浄化された清澄な処理水が得られることになる。
【０００４】
また、特開平６−５５０４６号公報の膜分離装置には、浄化対象の原水に粉末活性炭を添加、懸濁させ、かつこの原水を循環させる循環経路に高分子膜分離装置を設け、いわゆるクロスフロー方式ろ過によって、溶解性物質と懸濁性物質を除去する方法が開示されている。
【０００５】
外圧型膜モジュールを浸漬し、吸引する方法では、ろ過圧力に限度があるため、ろ過効率を高められないことから、設備が大型となり、高価な活性炭を多量に消費するという問題があり、その結果、黒色スラッジも大量に発生するという問題があった。また、後者のクロスフロー方式では、ろ過効率がやや向上できるものの、処理水のクロスフローのための相当な動力コストを必要とするという問題もあった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、ろ過効率の向上と活性炭の添加率の低減を図るとともに、クロスフロー方式のような処理水のためのろ過用動力を低減することを可能とする膜ろ過方法を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の問題は、粉末活性炭を添加、混和した原水を、モノリス型セラミック膜体を用いてろ過する膜ろ過方法において、前記原水に粉末活性炭をろ過開始時に一括して添加し、その原水を前記モノリス型セラミック膜体の複数の内筒部を一次側にして、加圧、充填して全量ろ過することにより、一次側内筒部内面に速やかに粉末活性炭の濃縮層を形成することを特徴とする本発明の膜ろ過方法によって解決することができる。
そして、本発明は、原水に凝集剤を添加する形態として、好ましく具体化することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の膜ろ過方法に係る実施形態について、図１〜４を参照しながら説明する。
本発明の主たるフローを図１に例示する。図１において、処理対象の原水ａは、混和槽２に導入される。この混和槽２には、活性炭供給槽２１が配管を通じて接続されている。また、好ましくは、凝集剤供給槽２２も接続されている。
【０００９】
前記活性炭供給槽２１では、粉末活性炭が貯留され、混和槽２に導入された原水に対して、ポンプｐ１によって添加され、充分に混和される。
なお、凝集剤供給槽２２には、ＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）などの凝集剤が貯留され、必要に応じてポンプｐ２によって混和槽２中の原水に添加される。
【００１０】
次いで、粉末活性炭を添加、混和した原水を、ポンプｐ３によって、モノリス型セラミック膜体４を収容したろ過装置３に送入し、活性炭および原水中の溶解性物質と懸濁性物質をろ過除去するのである。
この場合、本発明では、全量ろ過方式を採用し、活性炭混和原水をモノリス型セラミック膜体４の複数の内筒部４１（図２参照）内に加圧して、充填するのであって、従来のクロスフロー方式のように原水をこの内筒部４１を通過させながら加圧するのではなく、原水の全量を内筒部４１を１次側にして、モノリス型セラミック膜体４の外側に向けて押出すようにした点に特徴がある。
【００１１】
モノリス型セラミック膜体４は、アルミナなど高耐食性、高強度の多孔質セラミック円柱体から構成され、このセラミック円柱体内部には複数の内筒部４１が適宜な間隔を設けて、長手方向に配置され、断面蓮根状に形成されている。本発明のろ過装置３には、これらモノリス型セラミック膜体４を多数本並列配置（図示せず）し、内筒部４１を１次側とし、外側を２次側とするろ過構造が形成される。
【００１２】
かくして、モノリス型セラミック膜体４の外側にろ過されたろ過水ｂは、加圧水槽５を経て、取り出される。この加圧水槽５は、モノリス型セラミック膜体４を洗浄するために設けられていて、ろ過水を逆洗弁５１を通じて二次側に充填し、逆洗したり、一次側洗浄弁５２を通じて、一時側の内筒部４１内を洗浄することができる。
【００１３】
また、本発明では、ろ過の過程において、前記一次側内筒部４１内面に粉末活性炭が濃密に堆積した濃縮層４２を形成させ、この濃縮層４２を介して原水をろ過することにより、原水中に混和した活性炭に溶解性物質を吸着させたうえ、この濃縮層４２においても吸着を行なわせることができる。さらに、この濃縮層４２によって、原水中の懸濁性物質をセラミック膜ろ過の前段階として予めろ過されるので、総合的にろ過効率が向上する利点が得られる。
【００１４】
さらに、本発明では、粉末活性炭を前記ろ過開始時に、混和槽２内に、所定の活性炭濃度になるように、一括して添加する方法として、具体化するのが好ましい。このように活性炭を一括して添加した場合、一次側内筒部に速やかに濃縮層を形成できるため、ろ過効率を高く維持できる利点が得られる。
なお、図４において縦軸は、それぞれの活性炭量を示す。
【００１５】
このような、一括添加の効果は、図４に例示するように、混和槽２内と内筒部４１内活性炭の合計量を表す曲線ｇが、時間とともに低減する混和槽内量を表す曲線ｅと、時間と増加する内筒部内量を表す曲線ｆとの和で示されるからである。なお、これに対して、原水の導入量に対応して活性炭を一定割合で継続添加する場合には、ろ過開始時の活性炭の絶対量が少なく、ろ過効率が高く維持できないのである。
【００１６】
以上説明した通り、本発明によれば次の利点が得られる。
ａ）本発明の膜ろ過の進行に伴い、モノリス型セラミック膜体の複数の内筒部を一時側流路として、粉末活性炭の濃縮層が形成され、この濃縮層により、活性炭の吸着効果とろ過効果が向上し、原水中の溶解性物質の除去率が向上する。従って、高価な粉末活性炭の使用量が低減できる。また、ろ過施設のコンパクト化やコストダウンも可能となる。
【００１７】
ｂ）高分子製に比べて高強度なセラミック製の膜体の内筒部に加圧充填するようにした内圧式全量ろ過方式であるため、ろ過差圧を高く設定でき、高負荷で運転可能である。また、クロスフロー方式に比較し、動力エネルギを大幅に低減できる。
【００１８】
ｃ）前記内筒部に形成される粉末活性炭の濃縮層は、逆洗時に、圧密されたペレット状態となって取り出されるので、例えば、図１の排水沈殿槽６に導いて、沈降させてポンプｐ３により混和槽２に返送するなどして、効果的に回収できる。従って、スラッジとしての排出量も減量できる。
ｄ）原水の水質悪化時には、粉末活性炭を前記ろ過開始時に一括して添加するようにして、粒状活性炭塔等のコストのかかる恒久的な設備を設置することなく、応急的対応も可能となる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の膜ろ過方法は、以上説明したように構成されているので、原水中の溶解性物質と懸濁性物質を対象としたろ過効率の向上と活性炭の添加率の低減が図れるうえ、ろ過用動力を低減することもできることから、原水浄化のコストダウン、設備費の削減、黒色スラッジ排出量の低減などの優れた効果がある。よって本発明は、従来の問題点を解消した膜ろ過方法として、実用的価値はきわめて大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の膜ろ過方法を説明するための要部フロー図。
【図２】モノリス型セラミック膜体を示す要部斜視図。
【図３】内筒部内の濃縮層を示す一部切り欠き斜視図。
【図４】本発明によるろ過時間−活性炭量の関係を示す模式グラフ。
【図５】従来の膜ろ過装置のフロー図。
【符号の説明】
２  混和槽、２１  活性炭供給槽、２２  凝集剤供給槽、４  モノリス型セラミック膜体、４１  内筒部、５  加圧水槽、５１  逆洗弁、５２  一次側洗浄弁、６  沈殿槽、ａ  原水、ｂ  ろ過水、ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４  ポンプ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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