JPH0679272A - 純水製造装置 - Google Patents

純水製造装置

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JPH0679272A
JPH0679272A JP4234720A JP23472092A JPH0679272A JP H0679272 A JPH0679272 A JP H0679272A JP 4234720 A JP4234720 A JP 4234720A JP 23472092 A JP23472092 A JP 23472092A JP H0679272 A JPH0679272 A JP H0679272A
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JP
Japan
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water
pure water
membrane
membrane separation
separation device
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Pending
Application number
JP4234720A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeki Sawada
繁樹 沢田
Tsutomu Ogose
勤 生越
Masayoshi Oinuma
正芳 老沼
Toru Kawachi
透 河内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kurita Water Industries Ltd
Original Assignee
Kurita Water Industries Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

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  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 RO膜分離装置により純水を製造するにあた
り、RO膜分離装置の溶存有機物負荷を低減し、高純度
の純水を容易かつ効率的に製造する。 【構成】 用水が導入される生物処理槽2と、該生物処
理槽2の処理水が導入される逆浸透膜分離装置5とを備
える純水製造装置。逆浸透膜分離装置5は、集水管の外
周に波板形のスペーサを介して逆浸透膜を巻回したスパ
イラル型膜モジュールを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は純水製造装置に係り、特
に、カン水や淡水或いはそれらを浄水処理した工業用水
や水道水などの用水を原水として、純度の高い純水を効
率的に製造する純水製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、カン水や淡水或いはそれらを浄水
処理した工業用水や水道水などの用水を原水として、逆
浸透(RO)膜分離処理により塩や溶存有機物を除去し
て純水を製造する方法が知られており、この方法は、半
導体の製造に使用する洗浄用超純水の製造プロセスの基
本的操作として多用されている。しかして、工業的なR
O膜分離処理に用いる膜モジュールとしては、スパイラ
ル形や中空糸形のものが使われている。
【0003】ところで、これらの膜モジュールを長期
間、安定して使用するためには、膜モジュールの原水流
路を詰まらせないように、原水中の夾雑物や濁質を予め
取り除く必要がある。このため、RO膜分離装置の前処
理として、従来、凝集・沈殿(或いは加圧浮上)・濾過
処理が採用されている。
【0004】このうち、濾過は除濁という重要な役割を
果たしており、スパイラル型や中空糸型膜モジュールの
前処理として必須のものであった。この濾過装置は、濾
過砂を充填した砂濾過が一般的であるが、この場合、濾
過砂の団塊(マッドボール)化による濾過性能の低下を
防止するために、塩素系殺菌剤の添加が実施されてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この塩素系殺菌剤の添
加により、濾過槽での生物の成育も抑制されるが、同時
に、生物易分解性の溶存有機物の生物分解も抑制され、
結果として、後段のRO膜分離装置の溶存有機物の負荷
を高めることとなっていた。
【0006】本発明は上記従来の問題点を解決し、カン
水や淡水或いはそれらを浄水処理した工業用水や水道水
を原水として、RO膜分離装置により純水を製造するに
あたり、RO膜分離装置の溶存有機物負荷を低減し、高
純度の純水を容易かつ効率的に製造する純水製造装置を
提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の純水製造装置
は、用水が導入される生物処理槽と、該生物処理槽の処
理水が導入されるRO膜分離装置とを備えてなる純水製
造装置であって、該RO膜分離装置は、集水管の外周に
波板形のスペーサを介してRO膜を巻回したスパイラル
型膜モジュールを備えることを特徴とする。
【0008】本発明の純水製造装置において、生物処理
槽は、原水中の生物易分解性の溶存有機物を生物分解す
るためのものであり、固定層、流動層など担体表面に微
生物を保持するものでも良いし、また、担体を用いずに
微生物を懸濁させて処理する方式のものでも良く、これ
らを組み合わせたものであっても良い。
【0009】このうち、固定層では、粒子径1mm以上
の濾材を用いるのが望ましい。また、繊維状の濾材を用
いるものでも良い。更に、濾過機能を有さず空隙率の高
い充填材を用いるものでも良い。
【0010】また、流動層は、上記の濾材を懸濁、浮遊
させるために、原水供給ポンプないし、循環ポンプから
の出口配管を水槽の下部に導入し、上向流の流れを与え
るか、空気などのガスを水槽に導入して循環流を与える
ことにより形成することができる。
【0011】具体的には、原水中の溶存酸素量を補うた
めに、濾過塔の内部に空気導入手段を設けた高速生物濾
過塔、上向流式生物濾過塔、或いは、固定層式生物反応
槽、回転円板式生物反応槽等の固定層式生物反応槽、空
気の導入で撹拌する浮遊式生物反応槽或いは流動層式生
物反応槽等を採用することができる。
【0012】一方、RO膜分離装置としては、特開昭6
4−47404、同64−51105等に開示される集
水管の外周に波板形のスペーサ(以下「波板状スペー
サ」と称する。)を介してRO膜を巻回したスパイラル
型膜モジュールを備えるものが用いられる。
【0013】このような波板状スペーサを有するスパイ
ラル型膜モジュールを備えるRO膜分離装置であれば、
膜間流路が閉塞し難いため、生物処理槽の流出水を簡単
なスクリーン等の夾雑物除去手段を経るのみで通水する
ことができる。
【0014】なお、RO膜分離装置への給水系統には、
用いるRO膜素材に応じて、酸化性又は還元性の滅菌剤
等の薬品注入設備を設けても良い。
【0015】また、RO膜分離装置では、一定量の濃縮
水を系外に排出させる必要があるが、本発明において
は、RO膜分離装置の濃縮水を前段の生物処理槽に返送
する循環配管を設けて処理することもできる。この場
合、生物処理槽が固定層式のものにあっては、RO膜分
離装置の濃縮水を固定層の逆洗に使用することができ、
処理系の水回収率を高めることができる。
【0016】
【作用】本発明の純水製造装置においては、生物処理槽
では原水中の生物易分解性の溶存有機物の生物分解が促
進され、残存した生物難分解性の溶存有機物と微生物粒
子がRO膜装置で除去される。即ち、RO膜では除去し
難い低分子の溶存有機物が生物処理槽で分解されて水と
微生物に置き変えられ、その後にこの微生物と高分子の
溶存有機物をRO膜分離処理することができるので、同
じ性能のRO膜を用いても溶存有機物の除去効果を高め
ることができる。
【0017】特に、本発明の純水製造装置においては、
RO膜分離装置として、波板状スペーサを有するスパイ
ラル型膜モジュールを用いるため、生物処理槽からの流
出水を濾過器などの除濁設備なしに簡単なスクリーン等
の夾雑物除去手段を経て直接供給することができる。
【0018】即ち、固定層式の生物処理槽を採用した場
合でも、生物処理槽からの流出水中には多量の微生物
(104 〜107 個/mL)が含まれており、このよう
な生物処理槽からの流出水を、通常のRO膜分離装置に
通水すると、原水流路が微生物により詰まって短期間の
うちに使用に耐えられなくなる。また、薬品洗浄を実施
しても、微生物の詰まりを完全に取り去ることができ
ず、RO膜モジュールの交換を余儀なくされる。
【0019】しかしながら、本発明で使用する波板状ス
ペーサを有するスパイラル型膜モジュールでは、流路の
閉塞が起こり難く、しかも、流出水中の微生物により汚
染された膜面を洗浄により容易に性能回復させることが
できる。また、通常のRO膜モジュールでは採用するこ
とができないRO膜の性能の回復効果を高めるための物
理洗浄を実施することもできる。なお、物理洗浄として
は、例えば、微細な繊維を懸濁させた洗浄液にて膜面の
付着物を擦り取る操作が有効である。
【0020】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て詳細に説明する。
【0021】図1,2は本発明の純水製造装置の一実施
例を示す系統図である。図中、1は原水槽、2は高速生
物濾過塔、3は調整槽、3Aは貯留槽、4は凝集撹拌
槽、5はRO膜分離装置、P1 ,P2 はポンプ、2Aは
空気導入管、4Aは撹拌機、11〜20は配管である。
図2に示す純水製造装置は図1に示す純水製造装置にお
いて、生物処理槽である高速生物濾過塔2とRO膜分離
装置5との間に凝集処理手段としての凝集撹拌槽4を設
けた点が異なり、その他の同一機能を奏する部材には同
一符号を付してある。
【0022】図1に示す純水製造装置においては、カン
水や淡水或いはそれらを浄水処理した工業用水や水道水
の原水は配管11、原水槽1及びポンプP1 を有する配
管12を経て高速生物濾過塔2に供給され、生物処理さ
れる。この生物処理により、原水中の生物易分解性の溶
存有機物が生物分解されて除去される。
【0023】高速生物濾過塔2の流出水は、配管13よ
り調整槽3に送給され、この調整槽3にて配管14より
2 SO4 及び配管15よりNaClOが添加され、殺
菌処理された後、ポンプP2 を有する配管16よりRO
膜分離装置5に供給されて膜分離処理される。この膜分
離処理により、高速生物濾過塔2から流出した微生物や
水中に含有される高分子の溶存有機物が分離除去された
透過水は、処理水として配管18より系外へ排出され、
次工程に設けられたイオン交換装置等を有する一次、二
次純水系へと導かれる。
【0024】一方、濃縮水は配管17より抜き出される
が、この濃縮水は、前述の如く、高速生物濾過塔2に返
送して、濾過層の逆洗水として使用することができる。
【0025】図2に示す純水製造装置においては、高速
生物濾過塔2の流出水を配管13、貯留槽3A、配管1
9を経て凝集撹拌槽4に導入し、配管20より、PAC
(ポリ塩化アルミニウム)、H2 SO4 及びNaClO
を添加して、殺菌及び凝集処理した後ポンプP2 を有す
る配管16よりRO膜分離装置5に供給して膜分離処理
する。このように、膜分離処理に先立ち、凝集処理を行
なうことにより、膜分離効率をより一層高めることがで
きる。
【0026】以下に実験例を挙げて、本発明をより具体
的に説明する。
【0027】実験例1 下記水質の水道水を原水として、図1に示す純水製造装
置により、純水の製造を行なった。
【0028】原水水質 pH:7.8 濁度:0.1以下 TOC:670μg/l 導電率:170μs/cm TDS:120mg/l なお、高速生物濾過塔及びRO膜分離装置の仕様並びに
処理条件は次の通りとした。
【0029】高速生物濾過塔 充填材:平均径=1.13の珪砂(均等係数=1.4
5) 充填高さ:2mRO膜分離装置 直径:φ4インチのスパイラル型膜モジュール(波板状
スペーサー) 膜材質:酢酸セルロース処理条件 高速生物濾過塔通水速度:192m/日 ROの平均操作圧:10kgf/cm2 ROの回収率:75% 得られた処理水(純水)の水質を表2に示す。
【0030】実験例2 実験例1で用いたと同様の原水を図2に示す純水製造装
置により処理して純水の製造を行なった。
【0031】なお、高速生物濾過塔及びRO膜分離装置
の仕様は実験例1と同様とし、また、凝集撹拌槽の仕様
及び処理条件は次の通りとした。
【0032】凝集撹拌槽 タービン羽根付き撹拌槽(薬注設備付き)処理条件 滞留時間:5分 ポリ塩化アルミニウム添加量:1.5mg/l(Al2
3 として) 得られた処理水(純水)の水質を表2に示す。
【0033】実験例3(比較例) 実験例1で用いたと同様の原水を、二層濾過器で濾過た
後RO膜分離装置で処理した。
【0034】なお、各部の仕様及び処理条件は次の通り
とした。
【0035】二層濾過器 充填濾材:下記表1の通り
【0036】
【表1】
【0037】通水速度:144m/日RO膜分離装置 直径:φ4インチのスパイラル型膜モジュール(波板状
スペーサー) 膜材質:酢酸セルロース 得られた処理水(純水)の水質を表2に示す。
【0038】
【表2】
【0039】表2より、本発明の純水製造装置によれ
ば、高純度の純水が得られることが明らかである。
【0040】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の純水製造装
置によれば、RO膜では除去し難い低分子の溶存有機物
が生物処理槽で分解されて水と微生物に置き変えられ、
その後、この微生物と高分子の溶存有機物をRO膜分離
処理することができるので、著しく高い溶存有機物の除
去効率にて、高純度の純水を得ることが可能とされる。
【0041】しかも、RO膜分離装置の流路の閉塞が起
こり難く、生物処理槽の流出水は、濾過器などの除濁設
備なしに簡単なスクリーン等の夾雑物除去手段を経て直
接RO膜分離装置に供給することができるため、装置構
成の小型化、簡易化が達成され、その上、RO膜分離装
置の洗浄も容易かつ効率的に行なうことができる。
【0042】このようなことから、本発明の純水製造装
置によれば、カン水や淡水或いはそれらを浄水処理した
工業用水や水道水を原水として、純度の高い純水を、容
易かつ効率的に、低コストにて製造することが可能とさ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の純水製造装置の一実施例を示す系統図
である。
【図2】本発明の純水製造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 高速生物濾過塔 3 調整槽 4 凝集撹拌槽 5 RO膜分離装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河内 透 東京都新宿区西新宿3丁目4番7号 栗田 工業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 用水が導入される生物処理槽と、該生物
    処理槽の処理水が導入される逆浸透膜分離装置とを備え
    てなる純水製造装置であって、該逆浸透膜分離装置は、
    集水管の外周に波板形のスペーサを介して逆浸透膜を巻
    回したスパイラル型膜モジュールを備えることを特徴と
    する純水製造装置。
JP4234720A 1992-09-02 1992-09-02 純水製造装置 Pending JPH0679272A (ja)

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