(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水に粉末活性炭を添加し、混和することにより臭気成分や色度成分を吸着させたうえ、後段の膜モジュールで原水中のＳＳとともに粉末活性炭を膜分離する粉末活性炭を用いた水処理方法において、
ろ過継続時間中、粉末活性炭の添加位置から分離膜までの区間における粉末活性炭と原水との接触を常時継続しつつ、
原水中の臭気成分や色度成分の除去量に関し、
該区間における粉末活性炭と原水との接触による除去量と、膜モジュールの内部に堆積した粉末活性炭による除去量との総和を一定に保つべく、膜モジュールの内部に堆積した粉末活性炭による除去量の増加分だけ、原水流量に対する粉末活性炭の添加量を次第に減少させ粉末活性炭の添加位置から分離膜までの区間における粉末活性炭と原水との接触による除去量を低減させることを特徴とする粉末活性炭を用いた水処理方法。
【請求項２】
原水流量に対する粉末活性炭の添加量を、ろ過継続時間内においてステップ的に減少させることを特徴とする請求項１記載の粉末活性炭を用いた水処理方法。
【請求項３】
原水流量に対する粉末活性炭の添加量を、ろ過継続時間内において連続的に減少させることを特徴とする請求項１記載の粉末活性炭を用いた水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は膜処理を用いた浄水処理のうち、原水に粉末活性炭を添加して臭気成分や色度成分を除去する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、浄水場では主として砂ろ過方式による原水のろ過が行われてきたが、広い敷地面積を必要とし、またろ過処理に長時間を要するため、近年においては設置面積が小さく、維持管理が容易な膜ろ過方式を採用する浄水場が増加している。特に原水中の細菌やクリプト原虫を通過させない膜孔径を持つろ過膜を採用すれば、原水の水質悪化にも対応することができる。
【０００３】
しかし分離膜は原水中のＳＳや細菌類は分離することができるが、原水中に溶解している臭気成分や色度成分を除去することはできない。そこで特許文献１に示されるように、原水に粉末活性炭を添加して臭気成分や色度成分を除去する活性炭処理が併用されることがある。この場合、添加された粉末活性炭は原水とともに循環ポンプによって後段の分離膜に送られ、分離回収される。
【０００４】
このように活性炭処理と膜処理とを併用する場合、粉末活性炭は原水流量に比例する量が添加されていた。このとき活性炭添加率は、添加された粉末活性炭と原水との接触は添加位置から分離膜までの区間においてのみ行われるとの仮定のもと、この区間を原水が通過する間に十分に粉末活性炭による吸着効果を発揮する量に設定していた。このため、従来はやや過剰量の粉末活性炭が添加されており、そのためのランニングコストが無視できないものとなっていた。
【特許文献１】特開平１０‐３０９５６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記した従来の問題点を解決し、臭気成分や色度成分の除去能力を低下させることなく、粉末活性炭の添加量を削減し、ランニングコストの引き下げを図ることができる粉末活性炭を用いた水処理方法を提供するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するためになされた本発明は、原水に粉末活性炭を添加し、混和することにより臭気成分や色度成分を吸着させたうえ、後段の膜モジュールで原水中のＳＳとともに粉末活性炭を膜分離する粉末活性炭を用いた水処理方法において、ろ過継続時間中、粉末活性炭の添加位置から分離膜までの区間における粉末活性炭と原水との接触を常時継続しつつ、原水中の臭気成分や色度成分の除去量に関し、該区間における粉末活性炭と原水との接触による除去量と、膜モジュールの内部に堆積した粉末活性炭による除去量との総和を一定に保つべく、膜モジュールの内部に堆積した粉末活性炭による除去量の増加分だけ、原水流量に対する粉末活性炭の添加量を次第に減少させ粉末活性炭の添加位置から分離膜までの区間における粉末活性炭と原水との接触による除去量を低減させることを特徴とするものである。
【０００７】
なお、原水流量に対する粉末活性炭の添加量を、ろ過継続時間内においてステップ的に減少させる方法、またはろ過継続時間内において連続的に減少させる方法を採用することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ろ過の初期においては従来と同様に原水流量に対して必要量の粉末活性炭を添加して原水中に含まれる臭気成分や色度成分を吸着させるが、添加された粉末活性炭は後段の分離膜の膜面において捕捉され、ろ過継続時間内はそのまま膜面に保持される。しかもこの粉末活性炭はなお吸着効果を失っていない。従って原水流量に対する粉末活性炭の添加量を、膜モジュール内に保持された粉末活性炭による吸着効果分だけ、ろ過継続時間内において次第に減少させて行っても、必要な吸着効果を維持することができる。従って粉末活性炭の添加量を従来よりも大幅に減少させることができ、ランニングコストの低減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図１において、１は原水槽、２はろ過ポンプ、３は膜モジュールである。河川水、地下水などの原水は原水槽１に貯留され、ろ過ポンプ２により膜モジュール３に打ち込まれて膜ろ過され、処理水として取り出される。膜モジュール３に用いられる分離膜は有機膜であってもセラミック膜であってもよく、膜形状は平膜、管状膜、モノリス膜などのいずれであってもよいが、この実施形態では出願人会社製のモノリス型セラミック膜が用いられており、デッドエンドろ過が行われている。
【００１０】
原水槽１と膜モジュール３とを結ぶ管路４には、粉末活性炭供給手段５が設けられている。粉末活性炭供給手段５はホッパー６内から粉末活性炭を定量切り出しし、管路４内を流れる原水中に供給する機能を有するものである。原水と粉末活性炭との接触時間を確保するために、粉末活性炭供給手段５の設置位置は原水槽１の出口付近が好ましい。また原水槽１と膜モジュール３との間に攪拌翼を備えた混合槽を設け、攪拌しつつ混合するようにしてもよい。
【００１１】
この粉末活性炭供給手段５は流量計７により検出された管路４内を流れる原水流量に応じた量の粉末活性炭を供給するものであるが、従来のように原水流量に比例した量を供給するのではなく、制御装置８によって、原水流量に対する粉末活性炭の添加量を、ろ過継続時間内において次第に減少させる。すなわち、ろ過開始時には原水流量に対して十分な量を供給するが、その後は原水流量に対する粉末活性炭の添加量を連続的に、あるいはステップ的に減少させる。
【００１２】
その減少割合は、膜モジュール内に保持された粉末活性炭による吸着効果分を考慮して決定する。すなわち、添加された粉末活性炭は管路４内を流れる間に原水中の臭気成分や色度成分を吸着するが、なお一部の吸着能力を保持したままで膜モジュール３の膜表面に捕捉される。このため、原水中の臭気成分や色度成分の総除去量＝管路４内を流れる間における粉末活性炭との接触による除去量＋膜モジュール３の内部に堆積した粉末活性炭による除去量であり、膜モジュール３の粉末活性炭の堆積量は次第に増加して行くため、その分だけ原水流量に対する粉末活性炭の添加量を減少させても、臭気成分や色度成分の総除去量を一定に保つことができる。
【００１３】
図２は粉末活性炭の添加量を連続的に減少させた場合の、臭気成分や色度成分の除去量の変化を示すグラフである。このグラフに示すように、本発明によれば臭気成分や色度成分の除去効果を低下させることなく、粉末活性炭の使用量を削減してランニングコストを削減することができる。これに対して図３に示す従来の添加率一定方式では、余剰な除去を行っていることとなる。
【００１４】
なお、膜モジュール３は例えば１８０分のろ過運転を行う度に逆洗され、膜面に堆積したＳＳとともに粉末活性炭も除去される。従ってこのろ過継続時間を１サイクルとして、粉末活性炭の添加量の増減が繰り返されることとなる。
【実施例】
【００１５】
臭気物質2-MIBを20ng/L含む湖沼水に、本発明を適用した例を示す。従来法では図４に示すように、流量に比例し5mg/Lの活性炭を添加し除去率100％を得る。比較として図５に示した添加率2mg/Lでは処理初期に十分な除去率を得られないが、処理継続とともに除去率が上昇し、150分を超えたときから除去率100％を得ており、膜モジュールに保持される活性炭の臭気除去効果を確認した。本発明を適用した処理法では、図６に示すように初期の添加率を5mg/L、ろ過90分以降の添加率を2mg/Lとすることにより、終始100％の除去率を確保し、常時5mg/L添加する従来法と比較して活性炭必要量を約4割削減することが可能であった。
【００１６】
上記の実施例のデータにも示されるように、本発明によれば臭気成分や色度成分の除去能力を低下させることなく、粉末活性炭の添加量を削減し、ランニングコストの引き下げを図ることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態を示す説明図である。
【図２】本発明の粉末活性炭の添加率と除去量の変化を示すグラフである。
【図３】従来の粉末活性炭の添加率と除去量の変化を示すグラフである。
【図４】実施例における従来法の粉末活性炭の添加率と臭気除去率の変化を示すグラフである。
【図５】実施例における比較法の粉末活性炭の添加率と臭気除去率の変化を示すグラフである。
【図６】実施例における本発明法の粉末活性炭の添加率と臭気除去率の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００１８】
１  原水槽
２  ろ過ポンプ
３  膜モジュール
４  管路
５  粉末活性炭供給手段
６  ホッパー
７  流量計
８  制御装置
【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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【図６】
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