(57)【要約】特に清澄および浮上分離手段の様な重力分離手段（１０）および最終工程でメンブレン分離手段（１３）を用いる、水、特に溶解有機汚染物を含む未処理水の様な液状排出物の浄化およびろ過方法であって、同方法では、第１の微粉反応剤（１）が、重力分離手段の上流で未処理水の流れに導入され、かつ、第２の微粉反応剤（２）が、メンブレン分離装置の下流で導入される。本発明の方法は、分離に必要な凝固剤が第１の微粉反応剤の前で注入されること、前記第１および第２の微粉反応剤（１，２）が異なる特徴、即ち粒径および除去されるべき汚染物に適した吸着性を有すること、ならびに前記第２の微粉反応剤（２）がメンブレン分離手段（１３）から重力分離手段（１０）の上流に再循環されること、に特徴を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に沈殿タンクおよび浮上分離装置の様な重力分離手段および最終工程でメンブレン分離手段を採用し、第１の微粉反応剤が重力分離装置の上流で、また、第２の微粉反応剤がメンブレン分離装置の上流で、それぞれ処理されるべき液体の流れに導入される、液体、特に溶解有機汚染物を含む未処理水の様な液状排出物の浄化およびろ過方法であって、分離に必要な凝固剤が第１の微粉反応剤の前で注入されること、前記第１および第２の微粉反応剤が異なる特性、特に粒径および除去されるべき汚染物に適した吸着性を有すること、ならびに前記第２の微粉反応剤がメンブレン分離手段から重力分離手段の上流端に向かって再循環されること、に特徴を有する液体の浄化およびろ過方法。
【請求項２】
接触反応装置中の第１の微粉反応剤の滞留時間が、５〜６０時間で、好ましくは５〜２０時間であることを特徴とする、請求項１に記載の浄化およびろ過方法。
【請求項３】
微粉反応剤が、特に活性炭、ベントナイト、またはゲルやマクロ多孔性タイプのイオン交換体の様な、標準的または磁気を帯びた骨材を有する吸着剤により形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の浄化およびろ過方法。
【請求項４】
特に重力分離手段（１０）、仕上げ工程としてのメンブレン分離手段（１３）、ならびに凝固剤、重力分離装置の上流で第１の微粉反応剤を、およびメンブレン分離手段の上流で第２の微粉反応剤をそれぞれ導入するための手段を含む処理ラインを有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法を実行するための装置であって、該装置は、さらに、第２の微粉反応剤を、メンブレン分離手段（１３）での除去から、重力分離手段（１０）の上流で、処理されるべき液状排出物が流れるラインに戻して再循環させるためのループ（１６）を有し、かつ分離に必要な凝固剤を注入するための手段が、第１の微粉反応剤を注入するための手段の上流に位置することを特徴とする。
【請求項５】
重力分離手段（１０）が、汚泥層沈殿タンクの様な清澄器の形で形成され、選択的に層状分離システムを備え、かつ、その前に凝固剤注入用の接触ゾーンまたは完全な凝固／凝集工程が設けられていることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
重力分離手段（１０）が、浮上分離装置の様な清澄器の形で形成され、選択的にその前に凝固剤注入用の接触ゾーンまたは完全な凝固／凝集工程が位置することを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
重力分離手段（１０）が、汚泥再循環器の様な清澄器の形で形成され、層状分離システムを備え、かつ、その前に、凝固剤注入用の接触ゾーンまたは完全な凝固／凝集工程が位置することを特徴とする、請求項４に記載の装置。
【請求項８】
重力分離手段（１０'）が、上昇または下降流を有する粒状ろ過器（１２'）の形で形成され、選択的にその前に凝固剤注入用の接触ゾーンまたは完全な凝固／凝集工程が位置することを特徴とする、請求項４に記載の装置
【請求項９】
メンブレン分離手段（１３）が、精密ろ過、限外ろ過、ナノろ過または逆浸透システムにより形成されることを特徴とする、請求項４〜７のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、例えば自然有機物、微小汚染物等の溶解汚染物を含む、液状排出物の処理方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
その様な方法および装置は、沈殿タンクタイプまたは浮上分離装置タイプの周知のシステムを有する重力分離手段を採用し、これらは、選択的に粒状ろ過ユニットが後に続く。液状排出物を処理する間、吸着剤（標準的または磁気を帯びた骨材を有する、例えば、活性炭、ベントナイトまたは、ゲルやマクロ多孔性タイプのイオン交換体）の様な微粉反応剤を使用することが必要であるかもしれない、ということが知られている。液状排出物処理ラインへのこれらの反応剤の添加は、通常、溶液に含まれる微粒子不純物の凝固、凝集および重力分離促進用の他の反応剤と同時に行われる。したがって、その様な操作により、処理されるべき液状排出物の流れから、微粒子、コロイド状および溶解不純物を取除くことが可能となる。しかしながら、このタイプの方法の有効性を改善するために、凝固剤の前に吸着反応剤を加えることが必要であることが認識されている。なぜならば、これらの懸濁反応剤は、コロイドの様にふるまい、また、浄化に必要な反応剤の容量を調整するとき、それらの存在を考慮に入れることが必要であるからである。
【０００３】
メンブレン分離技術、特に液状排出物処理への限外ろ過の適用技術の出現により、浄化（清澄化）およびメンブレン分離手段の上流に設置されたろ過手段の全般的な改良が可能となり、該メンブレンは、使用されるメンブレンの分離能より大きな粒子の場合、100％の分離効率を有する。これに関し、吸着反応剤の上流に凝固剤を注入することが望ましく、凝固および凝集中に形成される金属水酸化物は、有機物（高分子量の有機分子）のほとんどを吸着するのに用いられ、それにより、残留有機物および微小汚染物の吸着効率が増す。
【０００４】
有機物および微小汚染物は同じ吸着現場（サイト）で競争状態にあることが判明しているため、このタイプのシステムの有効性は、注入点の数を増やすことおよび吸着剤のタイプにより改善することができる。例えば、メンブレンの前に沈殿タンクを有するシステムでは、第1の吸着剤が沈殿タンクの前で、第2の吸着剤がメンブレンの前でそれぞれ加えられ、反応装置（リアクター）の各々は、除去されるべき物質および吸着剤に固有の特徴にしたがって最適化される。本発明が関係するのは、このタイプの装置である。
【０００５】
特許文献１は、特に、メンブレンを用いて液体を浄化する装置を開示し、その装置内に、吸着剤、例えば微粉および／または粒状活性炭が導入され、この吸着剤は、ろ過メンブレンの前に浄化されるべき液体の流れに導入される。
【０００６】
特に特許文献２にはまた、浄化手段および仕上げ処理としてメンブレン分離手段を有する汚水処理装置が開示されている。この周知の装置においては、従来の浄化手段とメンブレン分離手段の間に、微粉反応剤、例えば活性炭が未処理水処理ライン中に導入され、微粉反応剤は、浄化手段とメンブレン分離手段の間の、メンブレンろ過ループ中に再循環される。
【０００７】
微粉反応剤を加える、より旧式のシステムも知られており、そこでは、反応剤は、重力分離装置（浮上分離装置または沈殿タンク）のすぐ上流の処理ライン中に注入される。
【０００８】
最後に、重力分離手段およびメンブレン分離手段を含む液体浄化装置（特許文献３参照）が周知で、そこでは、微粉反応剤が、メンブレンの上流で導入され、また、この微粉反応剤を含むこれらのメンブレンを逆洗浄するための水が、重力分離手段の上流に再循環される。
【特許文献１】FR-A-2628337
【特許文献２】US-A-4610792
【特許文献３】FR-A-2696400
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記先行技術から出発し、溶解汚染物の除去効率を改良し、稼動コストを低減する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
したがって、本発明の主題は、第1に、液体、特に溶解有機汚染物を含む未処理水の様な液状排出物の浄化およびろ過の方法であり、また、特に沈殿タンクおよび浮上分離装置の様な重力分離手段、また、最終工程でメンブレン分離手段を採用し、この方法では、第１の微粉反応剤が重力分離装置の上流で、また、第２の微粉反応剤がメンブレン分離装置の上流で、それぞれ処理されるべき液体の流れに導入され、この方法は、分離に必要な凝固剤が第１の微粉反応剤の前で注入されること、前記第１および第２の微粉反応剤が異なる特徴、特に粒径および除去されるべき汚染物に適した吸着性を有すること、並びに前記第２の微粉反応剤がメンブレン分離手段から重力分離手段の上流端に向かって再循環されることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、凝固剤を、第１の微粉反応剤の前で、未処理水の特性（温度、濁度、有機物、等）によって接触時間をさらに調整可能な反応装置の中に加えるという事実により、一般的に５〜２０時間、ただし６０時間を超えない吸着剤滞留時間を得ることが出来るようになり、それを超えると第１の吸着工程の効率が、特に微小汚染物の除去に関して落ちることが観察されている。
【００１２】
先に定義した様な本発明の一実施方法によると、微粉反応剤の各々は、吸着剤、特に活性炭、ベントナイトまたはゲルやマクロ多孔性タイプのイオン交換体により形成される。
【００１３】
本発明はまた先に定義した様な方法を実施するための装置に関する。
【００１４】
この装置は、特に重力分離手段、仕上げ工程としてのメンブレン分離手段、ならびに、凝固剤、重力分離装置の上流で第１の微粉反応剤を、およびメンブレン分離手段の上流で第２の微粉反応剤をそれぞれ導入する手段を含む処理ラインを有し、この装置は、さらに、第２の微粉反応剤を、メンブレン分離手段での除去（パージ）から、重力分離装置の上流で、処理されるべき液体排出物が流れるラインに戻して再循環させるためのループを有し、かつ分離に必要な凝固剤を注入するための手段が、第１の微粉反応剤を注入するための手段の上流に位置すること、を特徴とする。
【００１５】
この装置の一実施例によると、重力分離手段は清澄器の形で形成され、この装置は、汚泥層沈殿タンクまたは汚泥再循環器から構成されていても良く、選択的に層状分離器システム（lamellar separator system）が追加され、かつ、その前に凝固剤注入用の接触ゾーンかまたは完全な凝固／凝集工程を設けても良く、最適な吸着効率を達成するために、凝固剤がその第１の吸着を行うのに必要な時間により、および第１の微粉反応剤に必要な滞留時間により、様々な組み合わせ間の選択が導かれる。
【００１６】
本発明を実施するための他の方法によると、重力分離手段は、浮上分離装置の様な清澄器の形で形成され、選択的にその前に凝固剤を注入するための接触ゾーンかまたは完全な凝固／凝集工程を有する。
【００１７】
本発明によれば、メンブレン分離手段は、ときには平板状（plate-and-frame）、管状、螺旋状または中空繊維（外皮または内皮）メンブレンの形で取り付けられた、マイクロろ過、限外ろ過、ナノろ過または逆浸透システムにより形成される。重力分離手段は、上昇または下降流を有する粒状ろ過器であってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の他の特徴と利点は、本発明の実施例を説明する添付図面を参照した以下の記載から明らかになり、これらは、如何なる限定的特徴を有するものではない。図面中、図１および図２は、本発明の方法を実施するための処理装置の２つの実施例の、図解による説明である。
【００１９】
図１は、本発明の装置が、周知の様に、その全体が符号１０により表される重力分離手段を有し、これは、後に粒状ろ過器１２およびメンブレン分離手段１３が続く清澄器１１で構成され、例えばマイクロろ過、限外ろ過、ナノろ過または逆浸透システムの形で形成されていても良いことを示す。清澄器１１は、汚泥層沈殿タンクまたは汚泥再循環装置または浮上分離装置、または層状分離システムが選択的に追加された沈殿タンクで構成されていても良いことが判る。
【００２０】
本発明によると、本装置は、点１８で未処理水供給ライン中に導入される凝固反応剤を供給し、前記ラインには、混合／接触反応装置１４、重力分離手段１０の上流でかつ凝固反応剤の注入点１８の下流に第１の微粉反応剤（吸着剤１）を導入するための手段、およびメンブレン分離装置１３の上流に第２の微粉反応剤（吸着剤２）を導入するための手段が続く。混合／接触反応装置１５はまた、吸着剤２の導入手段およびメンブレン分離手段１３の間に設けられる。
【００２１】
本発明によると、本装置はまた、第２の微粉反応剤（吸着剤２）を、第２の微粉反応剤を取り入れる再循環ループ１６により、メンブレン分離装置１３のパージから重力分離手段１０の上流でかつ凝固剤導入点１８の下流に、未処理水供給ライン上に位置する点１７に再循環して戻す再循環を含む。
【００２２】
先に述べたように、微粉反応剤（吸着剤１および２）は、異なる特徴（材料、粒径、除去されるべき汚染物にマッチした吸着性）を有する。
【００２３】
次に、図２を参照すると、図２は、本発明の装置の他の実施例を示す。この実施例では、重力分離手段１０'は、清澄器を含まず、また、それは（上昇または下降ろ過を有する）粒状ろ過器１２'で構成されていても良く、選択的に凝固剤注入用の接触ゾーンまたは完全な凝固／凝集工程のいずれかが先行していても良い。メンブレン分離手段１３は、例えば、限外ろ過装置の形で形成されていても良い。この装置は、コロイド物質の量および懸濁物質の量が少ない水の浄化に特に有利である。
【００２４】
本発明によれば、また先に述べた様に、この実施例には、第１の微粉反応剤の注入点の上流の、未処理水供給ライン上の点１８で凝固反応剤を導入するためのの手段が設けられており、該手段には、混合／接触反応装置１４、粒状ろ過器１２'の上流に位置する点で第１の微粉反応剤（吸着剤１）を注入する手段、およびメンブレン分離手段１３の上流で第２の微粉反応剤（吸着剤２）を注入する手段が続く。第２の微粉反応剤（吸着剤２）の再循環も提供され、それは、微粉反応剤を取り入れて未処理水供給ライン上に位置する点１７に再循環して戻すループ１６により、メンブレン分離装置１３のパージから、重力分離装置１０'の上流でかつ凝固剤注入点１８の下流へ再循環される、
【００２５】
このようにして、本発明は、特に上記刊行物に記載されている様な周知の技術に比べて、異なる特徴を有する２つの微粉反応剤を採用し、これらが処理ラインの異なる点で加えられるという事実により、また、凝固剤が第１の微粉反応剤の上流で注入されるという事実により異なっている。この配置により、（凝固剤の効果および吸着剤の効果が互いに打ち消し合わないため）様々な有機汚染物の吸着効率が最適化され、一方システムの稼動コストが低減される。
【実施例１】
【００２６】
本発明の方法の実施についての試験の結果は、有機物（OM）および農薬の吸着効率の増加を示し、以下に示される通りである。これらの結果は、表１および２に示される。
【００２７】
【表１】
2006513851.tif 000003
【００２８】
両方の場合において、60mg/lの塩化第二鉄の凝固剤および15mg/lの粉末活性炭（Norit W 35）の吸着剤が、10mg/lのTOC（総有機炭素）を含む同じ水に使用された。除去効率は遅延注入の場合非常に改善された。
【００２９】
【表２】
2006513851.tif 000004
【００３０】
PAC1＝粉末活性炭（Norit W 35）、篩分なし（粒径：50-100μm）；
PAC2＝粉末活性炭（Norit S.A.U.F. ）、篩分け（粒径：10μm）；
（１）：汚泥層中での接触時間が１２〜４８時間で、かつメンブレン中での接触時間が約６０分であるにも拘わらず、PAC2の極めて高い比表面積により、TOCについて同等の結果を、また微小汚染物についてより良い結果を得ることが可能となる；
（２）再循環により、PACの総使用量の最適化が可能となる；
（３）PAC1が実質的にPAC2より安価であるため、より低コストでの処理を可能とする。PAC2の投入量が少ないということは、再循環なしでも、終端でのろ過処理を可能とする；
（４）PAC2は、TOCがPAC1によって予め減じられていると、農薬（微小汚染物）に対してより効果的である。
【００３１】
重力分離手段と、ろ過にメンブレン分離手段を加えた組み合わせを採用する他の周知の方法と比べて、本発明は特に以下の利点を有する：
−反応剤の注入の順番（予め凝固された未処理水中への第１の微粉吸着剤反応剤の添加）は、高濃度（数mg/l）の有機化合物（総有機炭素すなわちTOC）の全てに対する除去を最適化する；
−メンブレンの上流での第２の微粉吸着剤の添加は、低濃度（数μg/l）の微小汚染物（農薬ならびに味と臭いの原因となる化合物）の吸着に二重のバリアを構成する。この第２の吸着剤は、微小汚染物の吸着に極めて有効であり、これは上流での、凝固および吸着による天然有機物（TOC）の濃度の減少に寄与する；
−第２の微粉吸着反応剤のメンブレン分離手段から、長期滞留時間を有する重力分離手段の上流点への再循環により、この微粉反応剤を飽和させ、かつ重力分離手段での総吸着効率を増大させることが可能となる；また
−第２の微粉反応剤を含む、メンブレン分離手段からの排出は、第１の吸着剤を含む、重力分離手段から来る汚泥中に送り戻される。これは、処理ラインの汚泥処理の問題を簡単にし、かつ、抽出による
“遺失” 水の量を最少にする。
【００３２】
もちろん、本発明は、実施例および先に述べた実施の方法に決して限定されるものではなく、それらの全ての変形を含む。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の方法を実施するための処理装置の実施例の図解による説明である。
【図２】本発明の方法を実施するための処理装置の他の実施例の図解による説明である。
【符号の説明】
【００３４】
１０，１０'．．．重力分離手段（重力分離装置）
１１．．．清澄器
１２，１２'．．．粒状ろ過器
１３．．．メンブレン分離手段（メンブレン分離装置）
１４，１５．．．混合／接触反応装置（リアクター）
１６．．．再循環ループ
１７．．．再循環点
１８．．．凝固剤注入点
【図１】
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【図２】
2006513851.tif 000006
【国際調査報告】
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2006513851.tif 000008
2006513851.tif 000009
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