逆浸透膜による浸出水の高度処理実験報告(その1Purificationof Landfi[lLeachate

Using

ReverseOsmosis)Membrane(堤)製品開発室梶山

吉
則I(ajiyama

Yoshinori

Landrillleachate

containsleachatecannotbemuchto

hazardous

inorganic

satisfactory

level(denitrification), coagulation/sandtreatmenttiontreatedA

treatment･

demonstratlOn

test

a

landfill

uslng

actualadjustment･The

treated

water

not

water

standards.

atconducted

qualitymatterandany

combination

byfiltration

refractorytreatment,

and

disk

tube

modulereverseafter

pre‑treatmentofclearedtheactivatedtheOfleachate

onlyeffluent

organic

standards

osmosisSuchmatter.

biologicalof conventional
carbonadsorp‑wassystemfiltration
sandbut
also
exceeded

and

pH

the

tapi
まえがきとした高濃度の無機塩類がブ容出してくる｡

近年,廃棄物の減容化と安定化の面で最も効果のある焼浸出水の中に高濃度の塩素イオンが溶出してくると,醍

却処理技術の進歩はめざましく,焼却残査の低灼熱減量化

管や機器類の腐食のはかに生態系への影響が懸念される｡

や,灰の溶融化等埋立処分場の延命化に対する処理技術が確立されつつある｡また焼却時の排ガス中の水銀,ダイオ特に内陸地の埋立処分場の浸出水については,水稲への塩害等農業被害が発生する恐れがあり脱塩処理の適用が求めキシン等新たな汚染物質に対しても問題視されてきている｡

られている｡

この排ガス中の塩化物除去処理によって発生する反応灰を確立処分した場合,カルシウムイオン,塩素イオンを主体を除去する凝集沈殿処理,従来の埋立処分場の浸出水処理方法は,カルシウム成分

Joining
Iangeivpersesseslure

Membrane
Sd:acCer:.ednSion

第1図｢DT‑モジュール+構造図
Fig.

1

AssemblyVol.

40 No.

1ofDTModule(1996/9)

神鋼パンテツク技報

BOD,

T‑Nに対する生物処理C oncentrate
Leachatefeed

Feedpump
Landfill

ROCtIEM
DT‑Modulesystem/Wastewatertank
Pe rmeatePDe

pwellllI

Existingconventional
treatmentsystem

Discharge

Equaliz ation
basin

第2図
Fig.

実験設備全体フローシート
2

Schematic(脱窒素処理),

diagramorDT

ModuleSystemLandfillsite

COD構造となっている｡スペ‑サーディスクは中央部に中心軸

at

SSに対する凝集沈殿･砂ろ過処理,に対する凝集沈殿･活性炭吸着処理をそれぞれ組み合わせを通す穴が開いており,た方式であり,現状排水基準は満足するものの,水質的にさらに高度な処理が望まれるところである｡現在,国内でトされ,その外側に原水を反転させるスリットがリング状

浸出水処理の脱塩及びそれに類した高度処理の実施例はまだなくその適用についての検討が必要なところである｡
当社は,浸出水の高度処理方法として,欧米において多RO膜をシールする0リングがセッにあり,外周部は中央部と同じ厚みでシールされるようにはみ出している｡
RO膜とスペーサーディスクのセットは,原水流入,逮過水出口,濃縮水出口のついているジョイニンダフランジ数の実績を持つロッケム社(本社:スイス)の平膜筒状のとスペーサーディスク,ディスクチューブモジュールによる逆浸透膜処理装置｢DT‑モジュールシステム+についてすでに本技報で紹介してきエンドフランジとで挟み込みナットで固定し膜エレメントを組み立てる｡この膜エレメントを圧力容器にセットしてた｡1)

DT一モジュールを組み立てる｡装置の組立ては,第1図

今回この｢DT‑モジュールシステム+を鳥取県下の最終処分場内に設置し,RO膜を交互に中JL､軸にセットし,の上下を逆にして据付けられ液の流れは,ジョイニングフ

1996年2月より実際の浸出水を用いて実証実験を行っており,その結果を第1報として報告す

ランジより原水を供給し原水は圧力容器と膜エレメントの間を通り上部へ導入され最上部スペ‑サーディスクの中る｡

央部スリットよりRO膜の上側を流れ,外周部で反転して

1.実証実験の概要

RO膜の下部を通過し,再びスペ一寸トーディスク中央部の最終処分場の浸出水に逆浸透膜処理法を適用するには,海水の脱塩と比較してスケーリングやファウリング,特に生物による劣化などに充分対応出来るシステムが要求されスリットを通り同じようにRO膜上側を通過させる｡このようにRO膜の中央部,外周部で反転を繰り返し最下部まスクチューブモジュール｢DT‑モジュール+で膜表面とできて濃縮水としてDT‑モジュール外に流出する｡また
RO膜表面を原水が通過する問に膜を透過した透過水は不織布内を通って中心軸の周りに集められ,中JL､軸とスペ‑スペーサーディスクの間の流路が開放されているため供給原水の前処理をほとんど必要としない｡またファウリング

サ‑ディスクの問の流路を通ってDT‑モジュールの外に流出する｡

による堆積物の洗浄が容易に行え,浸出水の高度処理に適した膜構造となっている｡｢DT‑モ第1図に｢DT‑モジュール+の構造を示す｡

2.実験内容ジュール+はRO膜,スペ‑サーディスク,ジョイニング

浸出水処理場の浸出水ピット内の浸出水を直接｢DT‑モ

フランジ,エンドフランジ,中心軸,耐圧容器で構成されRO膜は,八角形の平膜の間に不織布を挟んで外周を超音波で接合し,中央部の円形開口部に透過水を流す

ジュールシステム+に供給し,透過水は既設処理場の放流水路に放流,濃縮水及び砂ろ過器洗浄排水は排水槽に受ける｡今回実証実験に適用した逆浸透膜は,平膜筒状のディている｡

2.1実験フローシート
第2園に実証実験設備の全体フローシートを示す｡既設埋立処分場に返送している｡また薬品洗浄排水は一度排水

神鋼パンテツク技報Vol.

40

No.

1(1996/9)Q)bβ(づJ,i∽(/)
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Vol.

40 No.

1(1996/9)

神鋼パンテツク技報

臥t

写真1

実験設備

Photo･

1

DT‑Module

testunit

andof landfill

purification

槽に受け,pH調整後埋立処分場に返送している｡
第3園にDT‑モジュ‑ルシステムのフローシートを示す｡

leachate

モジュール列数
流入量(第1段透過水量)｢DT‑モジュールシステム+はコンテナ内にすべて納透過水量

1 0261/也

められており非常にコンパク卜で据え付けも容易である｡

運転最高圧力浸出水は前処理なしで直接砂ろ過器に供給し,p日:調整後安全のため10〃mのミクロンフィルターを通して加圧プ

運転温度範囲(3)モジュール仕様

ランジャーポンプにより｢DT‑モジュール+に供給され寸法
膜面積る｡モジュールは2段に配置され,1段目のモジュールは6本1組で2ブロックあり,それぞれブースタ‑ポンプで材質

65 bar
5‑35℃(1本当たり)200mm

RO膜

1段目の透過水は2段目に供給され,再度脱塩されてより高度な透過水を得スペ‑サーディスクている.この処理水は,一度処理水タンクに貯留し装置停止時の置換用水,薬品洗浄時の循環水,砂ろ過器の逆洗用

圧力容器

3.実験結果水などに利用されるとともにpH調整をして放流される｡

3. 1装置連続運転結果

2段目の濃縮液は1段目の供給ラインのミクロンフィルター入り口へ返送される｡また2種類の薬品洗浄が自動で行え
2段目の透過2段目の濃縮液の出口弁と供給加圧ポンプのサイクルを自動的にコントロールして常に透過水量を一定に運転制御される｡
2実験設備諸仕様

2.

DT‑モジュール本数
膜面積12本91.2

ブロック数
循環ポンプ台数
透過水量(最大)第4図に透過水量とモジュール差圧の経時変化を示す｡
図に示す期間の装置運転条件は,1段目透過水量15回収率66%,2段目透過水量13.5L/min,回収率90%に575‑2設定し連続運転を行ったものである｡このときの装置供給原液の温度は25.8‑34,2oC,pHは5.6‑6.2,電気伝導度は22.5‑31.4ms/cmであった｡なお透過水量は温度補正をしていない｡また累積時間約180時間目に酸による薬品洗浄を実施している｡
1段目,2段目の透過水量の低下はなく一定にコントローり,
3.

2段目については差圧の上昇は起こっていない｡

22台
000 1/h

れ,閉塞が防止でき,モジュールの分解･点検が容易に行

l 0801/h

65 bar

運転温度範囲(2)第2段5′‑35 oC

10L/m上n,モジュール内部点検結果
DT‑モジュールの特長として,モジュール内の流水路幅は広くまた循環供給による乱流効果によりスケール,汚ITf2

最高運転圧力DT‑モジュール本数
膜面積

FRP

ルされており,膜面循環差圧についても1段1ブロック,2ブロックとも初期の差圧よりわずかに増加した程度であ(1)第1段

供給液流量範囲

ポリアミド

AI∃S

写真1に実験設備を示す｡実証実験設備の諸仕様は次の通りである｡

di乱.×1000皿m

7.6 m2

原液を循環しながら透過水を得ている｡

る設備を有している｡
運転制御は,1段目の透過水量と回収率,水量と回収率を入力設定すれば,それぞれ1段目,2列
1 0801/也えることが挙げられる｡今回連続運転中薬品洗浄後300時
間後に1段目1ブロック,2段目のモジュールの内部点検を行った結果,1段のモジュ‑ルに若干のスケールが確認された程度であり,2段のモジュールには全く変化がなかっ4本た｡

30.6m23. 3

神鋼パンテツク技報

処理水質
Vol.

40 No.

1(1996/9)

第1表

水道基準項目の水質分析結果
1

Table

Performancedatafor DT

Modulesystemanddrinking

waterqualitystandards
Waterquality

Item

Leachate

1

Totalcolonies(n/ml)

170

2

Coliformgroup(n/100ml)

N.D

N.D

3

Cadmium(mg/1)

0.002

0.01

4

Mercury(mg/1)<0.00005

0.00055Selenium(mg/1)<0.005

0.01

6Lead(mg/1)<0.0050.05

7Arsenic(mg/1)

く0.0050.01

8Chromiumhexavalent(mg/1)<0.0050.05

9Cyanide(mg/1)

0.002

0.01

10

NitrateNitrogenandNitriteNitrogen(mg/1)

2.2

10ll

Fluoride(mg/1)

0.10

0.8

12

Carbontetrachloride(mg/1)<0.00020.002

13

1,21Dichloroethane(mg/1)<0.00040.004

14

1,1‑Dichloroethylene(mg/1)<0.0020.02

15Dichloromethane(ng/1)

0.007

0.02

16

Cisll,2‑dichloroethylene(mg/1)<0.0040.04

17

Tetrachloroethylene(mg/1)<0.0010.01

18

1,1,2‑Trichloroethane(mg/1)<0.0006

0.006

19Trichloroethylene(mg/1)<0.001

0.03

20Benzene(mg/1)<0.0010.01

21Chloroform(ng/1)<0.0010.06

22Chlorodibromomethane(mg/1)<0.001

0.1

23

Bromodichloromethane(mg/1)<0.001

0.03

24

Bromoform(mg/1)<0.001

0.09

25

Trihalomethanes(mg/1)<0.0010.1

26

1,3‑Dichloropropene(mg/1)<0.00020.002

27

2‑Chloro‑4,6‑his(ethylamino)‑1,3,5‑triazine(mg/1)<0.0003

0.003

28

Tetramethylthiuramdisulfide(mg/1)<0.0010.006

29

S‑p‑chlorobenzyldiethylthiocarbamate(mg/1)<0.002

0.02

30

Zinc(mg/1)

0.022

31Iron(ng/1)

5.1

32

Copper(mg/1)

0.005

33Natrium(mg/1)

34

Manganese(mg/1)

35Chloride(mg/1)

8300

68200

36

Hardness(mg/1)

2450

2.ll

300

37

TotalResidue(mg/1)

15000

38

Anionicsurfaceactiveagent(mg/1)

39

1,1,1‑Trichloroethane(mg/1)

40

Phenols(mg/1)

Permeate

standardii

52900

41

PotassiumpermanganateconsumptlOnValue(ng/1)
Potentialhydrogen(‑)

43

Taste

44

Odor

0.3
1.0

く0.005

110
0.21

<0.02

<0.001
0.07

42

1.0

<0.03

23
3.3

100

200
0.05

500
0.2
0.3

<0.005

375
7.2

0.005

1.9

106.9

5.8‑8.6
N.D.

Metallicodor

N.D.

N.D.

45

Color(degree)

450

<1546

Turbidity(degree)40<0.52Vol.

40

No.

1(1996/9)

神鋼パンテツク技報

ll

1000

[モヱ

第2.5800

2600

1,5喜 500=蔦

水道基準値以外の水質分析結果
2Performancedatafor DT

Modulesystem〔巴昌

700.̲q'

巴表

2

Table

900

Removal
Item

ロ.
(⊃

Leachate

Permeaterate(%)

l■｢:】

400300

1巴･一.I･{‑L〜･･･.
‑..t･･･..ゆ一一‑I

賀 200‑･･‑:コ

訳
0.5Lq)

P→

100‑ーーA'

cg

0200

400

drop合

flow

Permeate
lst stage

CODMn(mg/1)

84.8<1.0>98.8

2BOD(mg/1)

27.9<5.0>82.1

3Nitric(mg/1)<20<0.10>99.5

4

Phosphoricacid(mg/1)<20<0.10>99.5

5Ammonium(mg/1)

196<4.28>97.8

i‑‑‑I‑‑=‑▲▲‑‑=‑▲1‑▲■▲‑‑▲▲

Operating◆‑ Pressure
lst stage

1600

800

[hr]

time

‑▲‑ Pressure
Arate

drop

2nd stage
Permeate
2nd stage

flowrate

第4医l透過水量とモジュール差圧の経時変化
Fig.

40perational

dataonpermeateflowpressure

and

drop.

450度に対し処理水は1度以下となり非常に効果的であることが確認出来た｡
濃縮液の処理3. 4

実証実験中濃縮液は,処分場に返送した｡実験期問が短高度処理を目的として実験した逆浸透膜処理の水質評価として,水道基準に関する省令(1992年12月21日厚生省令

いこともあり浸出水に及ぼす影響を確認するまでには至っ

第69号)に基づき水質分析を行った｡第1表に基準項目のていないが,現在ヨーロッパで広く普及している本方式において濃縮液を処分場に再循環しても浸出水の水質を低下

水質分析結果を示す｡また第2表に水道基準項目以外の水質分析結果を示す｡
逆浸透膜処理水の分析結果は,浸出水が基準値をオーバーすることにはならないという研究も発表されている｡3)今後,逆浸透膜処理を適用していく場合,この濃縮液の処理,している項目について記載した｡これによりすべての項目処分についても充分な対応が必要となり当社においても,で逆浸透膜処理水は,水道水質に関する水質基準(健康に関する項目,水道水が有すべき性状に関連する項目)を満

すでにこの処分方法に対する検討をスタートしており,安足している｡特に高度処理の目的でもある塩素イオンに対なっている｡

する除去率は,む99.3%であり非常に効果的である｡またカルシウム,マグネシウム(硬度)の除去率も99.9%と非常に高く,モジュールの独特な構造によりスケーリング等の問題もなく有効に除去することができた｡また快適水
質項目,監視項目についても同様に浸出水の目標値,指針値をオーバーしている項目について逆浸透膜の除去効果をみたが,すべて目標値,指針値を満足した｡
膜処理法による脱塩技術として電気透析法があるが,電であり除去困難であるが2),今回の逆浸透膜法による除去は浸出水COD濃度84.8mg/1に対し処理水1.0mg/1以下で12

すび

逆浸透膜処理法｢DT‑モジュールシステム+は浸出水の高度処理として,浸出水を砂ろ過,pH調整後直接処理可能であり,処理水としては水道水質に関する基準を充分満足する水質が得られ,安全で環境にやさしい処理方式といえる｡

今後,経済性の評価を含め長期のデータを取得しより確立されたシステムとして供給していく所存である｡〔参考文献〕

気透析法ではCOD,色度などの有機汚濁物質は非電荷性あり98.8%以上の除去率を示し,色度については浸出水

全で環境にやさしい高度処理システムを供給出来る体制と

1)深尾義満:神鋼パンテツク技報,

vol.

39

2 (1996)

No.

2)伊藤三郎ら:膜分離法を用いたゴミ浸出水の高度処理,第5回廃棄物学会研究発表会,
3 ) WMX

神鋼パンテツク技報

TECHNOLOGY(1994).
SpringREPORTVol.

40 No.

1996

1(1996/9)