(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
河川水に粒子径０．０１〜１０μｍの超微粒状粉末活性炭を添加する手段と、該超微粒状粉末活性炭が添加された水を膜分離処理する膜分離手段とを備えてなり、前記超微粒状粉末活性炭の粒子径が該膜分離手段の膜の細孔径の２倍以上である浄水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は浄水処理装置に係り、特に、河川水を効率的に浄化して、高水質の浄水を得る浄水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、異臭味、色度、トリハロメタン前駆物質、その他の有機物質を含有する河川水等を浄化して浄水を得る浄水技術として、膜分離手段を利用するものがあり、膜分離の原水に粉末活性炭を添加した後膜分離処理する方法が実施されている。
【０００３】
このような浄水処理において用いられる粉末活性炭は、一般の凝集沈殿及び濾過処理で十分に分離除去できるような粗い粒径のものであり、通常、例えば平均粒子径１８μｍ程度のものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
膜分離処理の原水に粉末活性炭を添加することにより、粉末活性炭の吸着作用で処理水質の向上を図ることができるが、従来法では、浄化のための粉末活性炭の必要添加量が一般に２０〜５０ｍｇ／ｌと比較的多く、粉末活性炭のコストが高くつき、これにより、ランニングコストの大幅な高騰を招いていた。
【０００５】
本発明は上記従来の問題点を解決し、粉末活性炭を添加して膜分離処理する浄水技術において、ランニングコストの大幅な低減を可能とする浄水処理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の浄水処理装置は、河川水に粒子径０．０１〜１０μｍの超微粒状粉末活性炭を添加する手段と、該超微粒状粉末活性炭が添加された水を膜分離処理する膜分離手段とを備えてなり、前記超微粒状粉末活性炭の粒子径が該膜分離手段の膜の細孔径の２倍以上であることを特徴とする。
【０００７】
粉末活性炭を添加した水の固液分離手段として膜分離手段を採用する場合、粉末活性炭の粒子径は膜の細孔径の２〜３倍以上の分離可能な超微粒子とする。例えば、分離膜として細孔径０．１μｍの精密濾過（ＭＦ）膜を用いる場合には、最小粒子径０．３μｍの超微粒状粉末活性炭を用いる。また、分離膜として細孔径０．００５μｍの限外濾過（ＵＦ）膜を用いる場合、最小粒子径０．０１５μｍの超微粒状粉末活性炭を用いる。
【０００８】
また、粉末活性炭は、粒子径が小さくなると、その細孔面積が飛躍的に大きなものとなり、この細孔面積の増大に伴って吸着性能も向上する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
【００１０】
図１，２は本発明の浄水処理装置の一実施例を示す系統図である。
【００１１】
図１に示す浄水処理装置は、原水槽１内の水を、ポンプ加圧方式で、中空糸膜２Ａをケーシングに収納した膜モジュール２に通水してクロスフロー濾過するものである。図１において、配管１１より原水槽１に導入された河川水の原水は、粉末活性炭注入手段３より超微粒状粉末活性炭が添加され、撹拌機１Ａで撹拌されることにより吸着処理され、異臭味、色度、有機物質が除去される。原水槽１の水は、原水ポンプＰ1 を備える配管１２及び循環ポンプＰ2 を備える配管１３を経て膜モジュール２に導入され、膜分離処理される。膜モジュール２の中空糸膜２Ａで粉末活性炭が分離された清浄な透過水は、配管１４より処理水として取り出され、濃縮水は循環水として、配管１５より循環される。
【００１２】
この浄水処理装置において、粉末活性炭は原水槽１に添加する代りに、循環ポンプＰ2 の出口側で添加しても良い。
【００１３】
なお、粉末活性炭注入手段自体は、従来と同様のものを採用することができる。
【００１４】
図２に示す浄水処理装置は、水位差利用方式とポンプ吸引方式とを併用した浸漬膜濾過装置であり、膜浸漬槽４には膜モジュール５が浸漬されており、この膜モジュール５の下方には散気管６が設けられている。この膜浸漬槽４の水面と、膜モジュール５の透過水が導入される処理水槽７の水面とには、水位差Ｗが形成されている。
【００１５】
この図２の浄水処理装置において、配管１１より膜浸漬槽４に導入された原水は、粉末活性炭注入手段３より超微粒状粉末活性炭が添加される。そして、散気管６による曝気で撹拌されて吸着処理され、異臭味、色度、有機物質が除去された後、吸引ポンプＰ3 及び前記水位差Ｗで膜モジュール５を透過し、粉末活性炭が分離された清浄な水が配管１６より処理水槽７に導入される。
【００１６】
本発明において、超微粒状粉末活性炭の最小粒子径が１０μｍを超えると、従来一般に用いられている粉末活性炭に比較して吸着性能に大きな改善効果が得られないことから、ランニングコストの低減効果も小さいものとなる。粒子径０．０１μｍ未満の超微粒状粉末活性炭は、製造が困難で、実用的ではない。
【００１７】
超微粒状粉末活性炭を用いることにより、その著しく優れた吸着性能により、従来の浄水処理における粉末活性炭の必要添加量が２０〜５０ｍｇ／ｌであったのに対し、３〜１０ｍｇ／ｌ程度の添加量で異臭味、色度、有機物質等を効率的に吸着除去でき、添加量の大幅な低減で、活性炭コストの削減を図ることができる。
【００１８】
なお、本発明で用いる超微粒状粉末活性炭は、適当な粒度分布となるように超微粒状粉末活性炭を精選する、通常の粉末活性炭を粉砕機で超微粒子化する、或いは、超微粒子の炭素を用いて活性炭とするなどの方法により容易に製造することができる。
【００１９】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００２０】
実施例１，２
図１に示す浄水処理装置により、河川水（ＴＯＣ５．０ｍｇ／ｌ）の浄化を行った。
【００２１】
粉末活性炭は、表１に示す平均粒子径及び添加量で添加した。膜モジュールの分離膜としては、ポリスルホン、１３，０００ダルトン、内圧中空糸のＵＦ膜を用いた。
【００２２】
得られた処理水のＴＯＣを表１に示す。
【００２３】
比較例１
粉末活性炭として表１に示す平均粒子径のものを用いたこと以外は実施例１と同様に行って、得られた処理水のＴＯＣを表１に示した。
【００２４】
比較例２
比較例１において、粉末活性炭の添加量を増加して、実施例１における処理水と同等の処理水を得るために必要な粉末活性炭添加量を調べ、結果を表１に示した。
【００２５】
なお、実施例１，２及び比較例１，２において、比較例２の場合の、一定量の浄水を得るための粉末活性炭コスト（単位重量当りの粉末活性炭の価格×添加量）を１００として、相対的なコストを算出し、結果を表１に示した。
【００２６】
【表１】
0003814938.tif 000002
【００２７】
表１より、本発明によれば、浄水処理装置のランニングコストを大幅に低減することができることがわかる。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の浄水処理装置によれば、浄水処理コストを大幅に低下することができ、工業的に極めて有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の浄水処理装置の一実施例を示す系統図である。
【図２】本発明の浄水処理装置の他の実施例を示す系統図である。
【符号の説明】
１  原水槽
２，５  膜モジュール
３  粉末活性炭注入手段
４  膜浸漬槽
６  散気管
７  処理水槽
【図１】
0003814938.tif 000003
【図２】
0003814938.tif 000004