(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水中の固体成分を分離する膜分離手段の下方に散気手段を配置した膜分離装置と、該膜分離装置の前段に設けた接触槽とを有し、該接触槽にて原水中に吸着材を投入するとともに、前記膜分離装置で分離した固体成分を前記接触槽に返送して原水と混合し、固体成分に付着した微生物の作用と前記吸着材の吸着作用とにより、原水中の溶解性有機物及び金属成分を除去する浄水処理方法であって、前記膜分離装置への原水の流入管の接続位置を、前記膜分離手段の下端と散気手段との間に設定し、前記吸着材を含む原水を、前記膜分離装置の膜分離手段の下端と散気手段との間から膜分離装置内に流入させることを特徴とする浄水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、膜分離を用いた浄水処理方法に関し、詳しくは、膜分離装置を用いて上水，下水，排水等を浄化処理する設備等において、原水中に含まれる固体成分だけでなく、溶解性有機物や溶解性マンガン（以下、マンガンという）等の金属成分も同時に除去するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、上水の処理設備において、原水中に含まれる固体成分（固形物やフロック等の懸濁成分）を分離除去するため、膜分離装置を用いて固液分離することが行われている。一方、原水中に金属成分、例えばマンガンが含まれている場合は、マンガンを除去するために、濾過処理設備の前段に除マンガン設備を設けている。この除マンガン設備としては、一般に、マンガン砂をろ材とする接触濾過法が用いられているが、濾過処理設備とは別に除マンガン設備を設置しなければならないため、スペース的な問題が発生するとともに、設備費にも大きな影響を与えることになる。また、鉄等の他の金属の場合も同様な設備を設置する必要がある。
【０００３】
さらに、原水中に含まれる溶解性有機物の除去には、活性炭吸着が一般に行われており、これらの固液分離、金属成分除去、溶解性有機物の除去を全て行うためには、これらの処理設備をそれぞれ設けなければならなかった。
【０００４】
このようなことから、膜分離装置の前段に接触槽を設け、原水中に粉末活性炭を投入して溶解性有機物を吸着除去するとともに、膜分離装置内の固体成分を接触槽に返送し、固体成分に付着した微生物により原水中の溶解性有機物及びマンガン等の金属成分を除去する方法が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記方法によれば、一つの設備で原水中の固体成分と同時に金属成分や溶解性有機物も除去することができるので、処理設備の簡略化が図れるが、粉末活性炭を含む原水を膜分離装置の上部から流入させると、膜分離手段を形成する中空糸膜モジュールの端部に粉末活性炭が詰まり、これによって空洗時における中空糸等の揺らぎが小さくなることにより、徐々に中空糸膜の全体に粉末活性炭の詰まりが進行し、ついには、膜の運転を行えなくなることがある。この現象は、膜分離手段の側方から原水を流入させた場合でも、程度の差はあるものの同様である。一方、粉末活性炭を含む原水を膜分離手段より下方に流入させると、粉末活性炭を槽全体に十分に拡散することができず、粉末活性炭による吸着除去効率が大幅に低下することになる。
【０００６】
そこで本発明は、粉末活性炭等の吸着材を含む原水を、膜分離装置の適当な位置に流入させることにより、吸着材による吸着除去効率を向上できるとともに、膜分離手段による固液分離効率も向上させることができる浄水処理方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の浄水処理方法は、原水中の固体成分を分離する膜分離手段の下方に散気手段を配置した膜分離装置と、該膜分離装置の前段に設けた接触槽とを有し、該接触槽にて原水中に吸着材を投入するとともに、前記膜分離装置で分離した固体成分を前記接触槽に返送して原水と混合し、固体成分に付着した微生物の作用と前記吸着材の吸着作用とにより、原水中の溶解性有機物及び金属成分を除去する浄水処理方法であって、前記膜分離装置への原水の流入管の接続位置を、前記膜分離手段の下端と散気手段との間に設定し、前記吸着材を含む原水を、前記膜分離装置の膜分離手段の下端と散気手段との間から膜分離装置内に流入させることを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の浄水処理方法の一形態例を示す系統図であって、膜分離装置１０と、その前段に設けられた接触槽２０とにより形成されている。膜分離装置１０は、原水中に含まれる固体成分を分離除去する膜分離手段１１と、この膜分離手段１１の下方に設置された散気手段１２とを有する処理槽１３に、接触槽２０からの原水が流入する流入管１４と、槽底部に沈殿する固体成分を接触槽２０に返送するための返送管１５とを設けたもので、膜分離手段１１には、固体成分を分離した処理水を後段の処理水槽等に送るための流出管１６が設けられている。
【０００９】
接触槽２０は、原水が流入する原水流入管２１と、膜分離装置１０から返送される固体成分（汚泥）が流入する前記返送管１５と、粉末活性炭等の吸着材を投入するための吸着材投入手段２２と、原水と固体成分（吸着材を含む）とを撹拌混合するための撹拌機２３と、撹拌混合後の水を膜分離装置１０に送る前記流入管１４とが設けられている。
【００１０】
なお、膜分離手段１１は、従来からこの種の処理に用いられている中空糸膜等を用いた各種膜分離手段を用いることが可能であり、膜の種類も特に限定されるものではなく、原水の状態に応じて、ＭＦ膜やＵＦ膜あるいは適宜なメッシュの網状体を適宜選択して使用することができる。さらに、吸着材の種類も、原水の状態に応じて適当なものを選択することができるが、通常は、粉末活性炭を用いることが好ましい。
【００１１】
原水は、原水流入管２１から接触槽２０内に流入してモーターＭで駆動される撹拌機２３により撹拌され、膜分離装置１０の底部から返送管１５に抜出されてポンプＰにより圧送されてきた固体成分及び吸着材投入手段２２から投入された吸着材と混合する。固体成分と混合した原水は、流入管１４から膜分離装置１０の処理槽１３内に流入し、膜分離手段による固液分離と、吸着材による溶解性有機物の吸着除去等の浄化処理が行われる。
【００１２】
ここで、前記処理槽１３における流入管１４の接続位置は、前記膜分離手段１１の下端１１ａと散気手段１２との間に設定されており、接触槽２０から流入管１４を経て膜分離装置１０に供給される吸着材及び固体成分を含む原水を、膜分離手段１１の下端１１ａと散気手段１２との間に流入させるようにしている。このとき、膜分離手段１１の下端１１ａと散気手段１２との間の距離Ａは、膜分離装置１０の処理量や膜の種類、槽底部に沈降する固体成分の量等に応じて適当な距離に設定されるものであり、通常は、３５０〜４００ｍｍ程度が適当であるが、それ以上であっても構わない。そして、膜分離手段１１の下端１１ａと流入管１４の接続位置との間の距離Ｂは、前記距離Ａが３５０〜４００ｍｍの場合は、１５０〜２００ｍｍ程度が好ましいが、それ以上であっても、散気手段１２より上方にあればよい。
【００１３】
すなわち、原水に含まれる吸着材が膜分離手段１１に直接当たるような位置に原水を流入させると膜分離手段１１の詰まりが発生しやすく、逆に、散気手段１２より下方に原水を流入させると、散気手段１２から散気を行っても吸着材や固体成分を処理槽１３の全体に十分に拡散することができず、いずれの場合も処理効率が低下するが、上述のように、膜分離手段１１の下端１１ａと散気手段１２との間に原水を流入させることにより、膜分離手段１１の詰まりを抑制できるとともに、散気手段１２からの散気によって吸着材や固体成分を処理槽１３の全体に十分に拡散させることができ、溶解性有機物や金属成分の除去効率を向上させることができる。
【００１４】
なお、散気手段１２からの散気は、連続的に行ってもよく、間欠的に行ってもよく、さらに、散気量を変化させるようにしてもよい。また、吸着材に、溶解性有機物や金属成分を分解する微生物をあらかじめ付着させておいてもよい。
【００１５】
処理槽１３内において、固体成分に付着した微生物の作用及び吸着材の吸着作用により溶解性有機物及び金属成分の除去が行われた後、膜分離手段１１により固液分離が行われ、水に不溶性の固体成分が水から分離して処理槽１３の底部に沈殿する。
【００１６】
処理槽１３の底部に沈殿した吸着材を含む固体成分は、搬送用の所定量の水と共に返送管１５に抜出され、ポンプＰを介して接触槽２０内に循環する。一方、溶解性有機物及び金属成分が除去され、膜分離手段１１で固体成分から分離した処理水は、ポンプＰによって流出管１６に抜き出され、処理水槽等に送られる。
【００１７】
このように、膜分離装置１０の前段に接触槽２０を設け、膜分離装置１０から抜出した汚泥を接触槽２０に返送して原水と混合するとともに、原水中に吸着材を投入して浄水処理を行うにあたり、吸着材を含む原水を、膜分離手段１１の下端１１ａと散気手段１２との間から膜分離装置１０内に流入させることにより、膜分離装置１０における膜分離手段１１の詰まりを抑えることができるとともに、吸着材や固体成分を原水中に十分に拡散させることができるので、溶解性有機物及び溶解性金属成分の分解除去や吸着除去を効率よく行うことができ、膜分離による固体成分の分離除去と、金属成分及び溶解性有機物の除去とを同時に行うことができる。
【００１８】
しかも、吸着材の投入量を適当に設定することにより、返送管１５から接触槽２０に返送される汚泥（固体成分）中の微生物の密度を適度に高めることができるので、生物学的除去効率が向上するとともに、膜分離手段１１の詰まりの原因となる微小有機物を吸着材に吸着させることができるので、膜の詰まりの発生を抑えることもできる。
【００１９】
なお、吸着材は、連続的に投入してもよいが、通常は、汚泥量等の運転状態に応じてバッチ方式で適当量を投入すればよく、投入位置も任意に選択することができる。特に、微生物の活性が低下する低水温時に吸着材を投入することにより、多くの微生物を吸着材に付着させることができるので、低水温時においても通常時と変らぬ処理効率が得られる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の浄水処理方法によれば、簡単な装置構成の設備で金属成分，溶解性有機物及び固体成分を効率よく除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明方法の一形態例を示す系統図である。
【符号の説明】
１０…膜分離装置、１１…膜分離手段、１２…散気手段、１３…処理槽、１４…流入管、１５…返送管、１６…流出管、２０…接触槽、２１…原水流入管、２２…粉末活性炭投入手段、２３…撹拌機、Ａ…膜分離手段の下端と散気手段との間の距離、Ｂ…膜分離手段の下端と流入管の接続位置との間の距離
【図１】
0004095147.tif 000002