JP2006167604A

JP2006167604A - 水処理装置及び水処理方法

Info

Publication number: JP2006167604A
Application number: JP2004364052A
Authority: JP
Inventors: Toyozo Hamada; 豊三浜田
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 2004-12-16
Filing date: 2004-12-16
Publication date: 2006-06-29

Abstract

【課題】コンパクトで濾過能力の高い水処理装置の提供。
【解決手段】処理槽１１が、液が流通可能なように仕切板１３で２つの槽１４、１５に区画され、槽１５に外圧型濾過膜１２が浸漬されている水処理装置。更に濾過膜１２の下方に、直径が１〜２０ｍｍの範囲の大きさの気泡を発生できる気泡発生装置２１が設置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、特に含油排水の処理に適した水処理装置及び水処理方法に関する。

水資源の有効利用への関心の高まりと共に、大量に水道水を消費する洗車場などの洗浄水（１台当たり１５０Ｌ以上必要）に対する節水の要望と、その一方で排水をそのまま垂れ流すことに対する水質汚染への懸念が大きくなっている。特に洗車場で生じる排水には、土砂と共にワックス等の油分だけでなく、界面活性剤が含まれている。界面活性剤は自然分解されにくいために、河川、湖沼の環境汚染に繋がる。そこで、洗車排水を処理し、処理水を洗車用水として再利用することで、上記課題を解決しようとする試みがなされている。
特開２００３−１７０００７号公報特開２００３−３２６１０５号公報特開２００３−３２７０９３号公報

洗車場等の限られた場所に水処理装置を設置するとき、水処理装置自体が小さなものであることが重要となる。

そこで本発明は、装置自体をよりコンパクトにすると共に、高い水処理能力を発揮できる水処理装置、及びそれを用いた水処理方法を提供することを課題とする。

本発明は、課題の解決手段として、凝集機能と濾過機能を備えた処理槽と、処理槽内に浸漬され、吸引手段により濾過可能な外圧型濾過膜を有する水処理装置を提供する。

本発明は、課題の他の解決手段として、処理槽が互いに液の流通が可能な２つ以上の部分に区画され、一方が凝集槽であり、濾過槽に吸引手段により濾過可能な外圧型濾過膜が浸漬されている、請求項１記載の水処理装置を提供する。

本発明は、課題の他の解決手段として、外圧型濾過膜として酢酸セルロース製の中空糸膜を用いる、請求項１又は２記載の水処理装置を提供する。

本発明は、課題の他の解決手段として、外圧型濾過膜の下方に、直径が１〜２０ｍｍの範囲の大きさの気泡を発生できる気泡発生装置又は気泡供給口が設置されている、請求項１〜３のいずれかに記載の水処理装置を提供する。

本発明は、課題の他の解決手段として、凝集剤として無機化合物を９０質量％以上含有するものを用いる、請求項１〜４記載の水処理装置を提供する。

本発明は、課題の他の解決手段として、凝集剤が、ベントナイト４０〜５０質量％、硫酸アルミニウム４０〜５０質量％、アルギン酸ナトリウム０〜１０質量％、カチオン系アクリルアミド０〜１０質量％を含むものである、請求項５記載の水処理装置を提供する。

本発明は、課題の他の解決手段として、含有排水を処理するものである、請求項１〜６のいずれかに記載の水処理装置を提供する。

本発明は、課題の他の解決手段として、含有排水が、ｎ−ヘキサン抽出物質が１ｍｇ／Ｌを超える量含有されたものであるである、請求項７記載の水処理装置を提供する。

本発明は、他の課題の解決手段として、請求項１〜８のいずれかに記載の水処理装置を用いた水処理法であり、処理槽内に浸漬された外圧型濾過膜用いて間欠的に濾過運転を行い、濾過運転の停止時に処理槽内に沈降したスラッジを処理槽外に抜き取る水処理方法を提供する。

本発明の水処理装置は、全体をコンパクトにすることができると共に、高い濾過性能を有している。

図１により、本発明の水処理装置を説明する。図１は、本発明の水処理装置の概略断面図である。

水処理装置１０は、凝集機能と濾過機能を備えた処理槽１１と、処理槽内に浸漬された外圧型濾過膜１２を有している。

処理槽１１は、仕切板１３により、互いに液の流通が可能なように２つの部分１４、１５に区画されており、槽１５が濾過槽であり、外圧型濾過膜１２が浸漬されている。

仕切板１３は、処理槽１１の側壁に固定されており、底面は、処理槽１１の底面には接しておらず、仕切板１３の上面の高さは、処理槽１１内の側壁よりも低く、濾過運転時には、被処理液の水面よりも低くなるようにされている。その結果、被処理液は、仕切板１３の上下から、２つの槽１４、１５を自由に流通循環することができる。なお、仕切板１３は、被処理液の性状及び凝集剤の種類に応じて、大きさや設置位置を自由に調整できる。

槽１４には、定量フィーダ付きの薬剤供給装置２０が接続されており、必要に応じて攪拌装置も付設することができる。薬剤供給装置２０は、槽１５に取り付けてもよい。槽１５に至るライン３１には、薬剤注入ユニット２３を接続することができる。

凝集剤としては、無機凝集剤と有機凝集剤の混合物が好ましい。無機凝集剤としては、ベントナイト、ポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、ポリ塩化鉄等が好ましく、有機凝集剤としては、ポリアクリルアミド、ポリ（メタ）アクリル酸、多糖類等の水溶性高分子が好ましい。凝集剤は、無機凝集剤を９０質量％以上含有するものが好ましく、残部は有機凝集剤を用いることができる。

より好ましい凝集剤としては、ベントナイト４０〜５０質量％、硫酸アルミニウム４０〜５０質量％、アルギン酸ナトリウム０〜１０質量％、カチオン系アクリルアミド０〜１０質量％を含むもの（但し、ベントナイトと硫酸アルミニウムの合計が９０質量％以上）を挙げることができる。

薬剤供給装置２０を槽１４に取り付けた場合は、被処理液は、槽１４内で凝集剤と混合・攪拌されて、槽１４及び槽１５内を循環・流通する間に凝集処理される。そして、槽１５において、外圧型濾過膜１２によって濾過処理される。

槽１５内に浸漬する吸引手段により濾過可能な外圧型濾過膜１２としては、公知の分離膜を用いることができるが、酢酸セルロース製の中空糸膜が好ましい。なお、濾過可能であれば、吸引手段（図１のポンプ２６）に限定されず、同等の機能を発揮するもの、例えば、吸引とは逆に圧力を送り込む方式のものでもよい。

槽１５内の濾過膜１２の下方には気泡発生装置２１が設置されている。気泡発生装置２１は、装置自体を処理槽１１の外に設置して、気泡供給口のみを装置内に設置してもよい。気泡発生装置２１は、直径が１〜２０ｍｍの範囲の大きさの気泡を発生できるものが好ましい。

本発明の水処理装置１０は、ｎ−ヘキサン抽出物質が１ｍｇ／Ｌを超える量含有された含油排水の処理に適しており、更にｎ−ヘキサン抽出物質が１ｍｇ／Ｌを超える量、ＣＯＤ濃度が１０ｍｇ／Ｌを超える数値、ＳＳ（濁質）濃度が１０ｍｇ／Ｌを超える数値である含油排水の処理に適しており、特に洗車場等で生じる油や界面活性剤を含む含油有排水の処理に適している。

次に、図１により、水処理装置１０の運転方法を説明する。ポンプ２５を作動させて、被処理液供給ライン３０から、原水乃至一次処理水を凝集槽１４内に供給する。

処理対象水が、洗車場等で生じた洗車排水であれば、油や界面活性剤と共に砂、小石、ゴミが含まれていることがあるため、予めこれらを取り除いたものを原水乃至一次処理水とすることができる。

槽１４では、薬剤供給装置２０から所定量の凝集剤を添加した後、好ましくは十分に攪拌し、液が槽１４、１５内を循環するようにしてフロックを形成、沈降させる。

槽１５では、吸引ポンプ２６を作動させ、外圧型濾過膜１２で濾過処理し、ライン３１から次の処理部（例えば、活性炭処理部）又は貯水タンクに送る。なお、膜の孔径が大きく、濾過抵抗が十分に小さい場合、重力差のみで濾過が可能となる。

濾過運転条件は、特に制限されるものではない。この濾過処理過程では、気泡発生装置２１から気泡を常時又は間欠的に発生させることで、槽内の被処理液を均質状態にすると共に、外圧型濾過膜１２の表面に付着したケーキ（スラッジ）を除去して濾過性能が低下することを防止する。

また、一定の濾過運転後、運転を停止し、ライン３１から送られた洗浄水（処理水又は水道水）に対して、薬剤注入ユニット２３から次亜塩素酸ナトリウム水溶液を供給した薬液により、濾過膜１２の逆圧洗浄をすることもできる。

濾過運転は、約１０〜６０分間行った後で停止して、運転再開までの間又は逆圧洗浄時に、槽１４及び槽１５の底部に沈降したスラッジを、それぞれの引き抜きライン３２、３３から抜き取る。

本発明の水処理装置は、特許文献１の図１に示した排水処理装置において、凝集沈殿部２と膜分離部３を１つにまとめたものとして適用することができ、特許文献２の図１に示した洗車排水処理装置及び洗車排水処理システムにおいて、油水分離槽１に設けた凝集槽と膜分離部４とを１つにまとめたものとして適用することができ、特許文献３の図３に示した洗車排水リサイクル処理装置において、凝集沈殿処理部２と膜分離処理部３とを１つにまとめたものとして適用することができる。

（処理装置及び処理方法）
内容積0.76m^３の処理槽の中央部に仕切り板を設置し、濾過槽の底部に散気管（パールコン：ダイセン・メンブレン・システムズ社製、PMD-T06）を２本設置し、その真上に、外径2mm、内径0.9mmの酢酸セルロース中空糸膜を充填したケーシングフリーの浸漬型膜エレメント3m^２を90ｍｍ間隔で6ユニット濾過槽に浸漬配置させた。

被処理液として、洗車排水（平均ｎ−ヘキサン抽出物量16mg/L、平均COD濃度42mg/L、濁質（SS）濃度48mg/L）を油水分離槽から処理槽に導いた。凝集剤を50mg/L添加するとともに、散気管よりエアー曝気を常時あるいは間欠的に行いながら、凝集反応と吸引濾過を同時に行った。初期処理速度が1.0m^３/Hrになるように設定した。

濾過液は濾過液タンクに貯蔵され、一部は逆洗水として使用し、残りは、洗車排水再利用水として、活性炭を通水させ、洗車機に戻した。濾過時間30分ごとに、有効塩素濃度5mg/Lによる次亜塩素酸ナトリウム水溶液による逆洗を１分間行った。

実施例１
凝集剤として、ベントナイト48質量％、硫酸アルミニウム48質量％、アルギン酸ナトリウム2質量％、カチオン系ポリアクリルアミド2質量％であるメムフロック（ダイセル化学工業社製）を用い、常時4m³/Hrのエアー量にて曝気を行いながら濾過した。また、逆洗時に、槽底部より凝集スラッジを自動的に引き抜いた。

半年間運転したところ、平均処理速度は、0.8m³/Hrであった。また、再利用水の水質は、平均ｎ−ヘキサン抽出物量＜0.5mg/L、平均COD濃度10mg/L、濁質（SS）濃度＜0.5mg/Lであり、凝集処理と膜処理が同時に達成できた。

実施例２
凝集剤として、実施例１と同様の凝集剤を用い、常時4m^３/Hrのエアー量にて曝気を行いながら、濾過した。濾過と逆洗運転の間、１分間エアー曝気を停止し、その間、槽底部より凝集スラッジを自動的に引き抜いた。

半年間運転したところ、平均処理速度は、0.9m^３/Hrであった。また、再利用水の水質は、平均ｎ−ヘキサン抽出物量＜0.5mg/L、平均COD濃度8mg/L、濁質（SS）濃度＜0.5mg/Lであり、凝集処理と膜処理が同時に達成できた。

本発明の水処理装置の概略断面図。

符号の説明

１０水処理装置
１１処理槽
１２外圧型濾過膜
１３仕切板
１４槽
１５槽（濾過槽）

Claims

凝集機能と濾過機能を備えた処理槽と、処理槽内に浸漬され、吸引手段により濾過可能な外圧型濾過膜を有する水処理装置。
処理槽が互いに液の流通が可能な２つ以上の部分に区画され、一方が凝集槽であり、濾過槽に吸引手段により濾過可能な外圧型濾過膜が浸漬されている、請求項１記載の水処理装置。
外圧型濾過膜として酢酸セルロース製の中空糸膜を用いる、請求項１又は２記載の水処理装置。
外圧型濾過膜の下方に、直径が１〜２０ｍｍの範囲の大きさの気泡を発生できる気泡発生装置又は気泡供給口が設置されている、請求項１〜３のいずれかに記載の水処理装置。
凝集剤として無機凝集剤を９０質量％以上含有するものを用いる、請求項１〜４記載の水処理装置。
凝集剤が、ベントナイト４０〜５０質量％、硫酸アルミニウム４０〜５０質量％、アルギン酸ナトリウム０〜１０質量％、カチオン系アクリルアミド０〜１０質量％を含むものである、請求項５記載の水処理装置。
含油排水を処理するものである、請求項１〜６のいずれかに記載の水処理装置。
含油排水が、ｎ−ヘキサン抽出物質が１ｍｇ／Ｌを超える量含有されたものである、請求項７記載の水処理装置。
請求項１〜８のいずれかに記載の水処理装置を用いた水処理法であり、処理槽内に浸漬された外圧型濾過膜用いて間欠的に濾過運転を行い、濾過運転の停止時に処理槽内に沈降したスラッジを処理槽外に抜き取る水処理方法。