JPH11277060A - マンガン含有水処理装置 - Google Patents

マンガン含有水処理装置

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JPH11277060A
JPH11277060A JP10083988A JP8398898A JPH11277060A JP H11277060 A JPH11277060 A JP H11277060A JP 10083988 A JP10083988 A JP 10083988A JP 8398898 A JP8398898 A JP 8398898A JP H11277060 A JPH11277060 A JP H11277060A
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Hisamichi Ariga
久道 有賀
Shigeki Sawada
繁樹 澤田
Ichiro Sumita
一郎 住田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 マンガン含有水を、オゾン処理装置、膜濾過
装置及び活性炭吸着装置に順次通水して処理するマンガ
ン含有水処理装置において、オゾン処理水を膜濾過する
膜濾過装置を効果的に逆洗して濾過効率を高く維持す
る。 【解決手段】 マンガン含有水を、オゾン処理装置2、
膜濾過装置3及び活性炭吸着装置4に順次通水して処理
するマンガン含有水処理装置において、活性炭吸着装置
4からの流出水を貯留する逆洗水槽5と、逆洗水槽5と
膜濾過装置3の透過水側とを連結する逆洗配管6とを設
ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マンガン含有水
を、オゾン処理装置、膜濾過装置及び活性炭吸着装置に
順次通水して処理するマンガン含有水処理装置に係り、
特に、オゾン処理水を膜濾過する膜濾過装置を効果的に
逆洗して濾過効率を高く維持するように改良されたマン
ガン含有水処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術及び先行技術】マンガンを含有する原水の
処理方法としては、溶解性マンガンを塩素等を用いて酸
化することにより不溶性の沈殿として除去する方法が一
般に採用されてきたが(特開平9−57263号公
報)、この方法において、例えば膜濾過装置でマンガン
の不溶物を除去する場合、原水中に有機成分が共存する
と、膜面に有機成分のケーク層又はゲル層が生成して膜
の透過流束が低減する。このため、原水中の有機成分は
予め除去する必要がある。また、例えば原水中にフミン
酸が存在すると、酸化剤として添加した塩素とフミン酸
とが反応してトリハロメタンが生成するおそれがあるた
め、この点からも有機成分の除去が必要となる。
【0003】一方、有機成分の除去方法としては、凝集
沈殿・砂濾過による方法や、最近ではオゾン・活性炭処
理と膜濾過処理を組み合せた方法が採用されるようにな
っている(特開平6−328069号公報、特開平8−
89959号公報)。
【0004】また、本発明者らは、膜濾過装置の前段に
オゾン処理装置を配置することにより、膜濾過のファウ
リングを抑制して、高効率な運転が可能となることを見
出し、フミン等の有機物とマンガンが共存する系におけ
るオゾン・膜濾過処理法を提案している(特願平9−2
09069号)。この方法において、特にオゾン耐性の
ある膜素材を用いた場合には、オゾン処理装置の流出水
中に残留オゾンが検出される条件で膜濾過を行うことが
可能であり、この場合には、膜面に析出する有機物や付
着生長する微生物スライム等による有機性の膜ファウリ
ングの原因物質となる成分を、その残存オゾンにより分
解ないし改質することにより、安定した膜濾過を継続す
ることができる。
【0005】なお、このような膜濾過装置において、比
較的短期間で膜の目詰りが発生した場合には、膜濾過水
を逆洗水槽に貯留し、この逆洗水槽から膜の透過水側に
膜濾過水を逆流させる逆洗を定期的に行うことにより、
膜で阻止され膜面に付着した無機物質を系外へ押し出
し、効率的な膜濾過運転を継続できることが知られてい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、オゾン処理
においては、オゾンは原水中のマンガンの酸化に優先的
に消費されるため、フミン等の有機物の酸化等のために
過剰のオゾンを用いると、オゾンによる酸化で生成した
不溶性の二酸化マンガンが更に酸化されて過マンガン酸
イオンとなって溶解し、これが膜を透過して膜濾過水の
水質を低下させることとなる。
【0007】前述の如く、オゾン処理装置の流出水中に
残留オゾンが検出される条件でオゾン処理した水を膜濾
過する場合、原水中のマンガンが比較的低濃度であれ
ば、過マンガン酸イオンが殆ど生成しない条件でオゾン
を注入し、更にオゾンを残存させることも容易であるた
め、膜濾過水の水質低下の問題は殆どない。
【0008】しかしながら、原水中のマンガンが高濃度
である場合には、オゾン処理水中にオゾンを残存させる
ためには、相当量のオゾンを注入する必要があり、この
結果、マンガンの酸化が進行して過マンガン酸イオンが
生成し、これが膜を透過する。
【0009】膜を透過した過マンガン酸イオンは、逆洗
水槽で貯留されている間に残留オゾンが消失すると、二
酸化マンガンに還元され、不溶物として析出する。
【0010】このように二酸化マンガンが析出した逆洗
水槽内の貯留水を逆洗水として逆洗に用いると、膜の透
過水側に二酸化マンガンが付着し、ファウリングの原因
となる。
【0011】本発明は上記従来の問題点を解決し、マン
ガン含有水を、オゾン処理装置(好ましくは、処理水中
にオゾンが残留するようなオゾン過剰の処理条件でオゾ
ン処理するオゾン処理装置)、膜濾過装置及び活性炭吸
着装置に順次通水して処理するマンガン含有水処理装置
において、オゾン処理水を膜濾過する膜濾過装置を効果
的に逆洗して濾過効率を高く維持することができるマン
ガン含有水処理装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明のマンガン含有水
処理装置は、マンガン含有水を、オゾン処理装置、膜濾
過装置及び活性炭吸着装置に順次通水して処理するマン
ガン含有水処理装置において、該活性炭吸着装置からの
流出水を貯留する逆洗水槽と、該逆洗水槽と前記膜濾過
装置の透過水側とを連結する逆洗配管とを設けたことを
特徴とする。
【0013】本発明のマンガン含有水処理装置では、膜
濾過装置の膜濾過水中に膜を透過した過マンガン酸イオ
ンが含有されている場合でも、活性炭吸着装置におい
て、この過マンガン酸イオンを二酸化マンガンに還元し
て捕捉するため、活性炭吸着装置からの過マンガン酸イ
オン及び二酸化マンガンの流出は防止される。従って、
マンガンを殆ど含まない清浄な活性炭吸着装置の流出水
を逆洗水として用いることにより、効果的な逆洗を行え
る。
【0014】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。
【0015】図1は本発明のマンガン含有水処理装置の
実施の形態を示す系統図である。
【0016】図1のマンガン含有水処理装置において
は、原水をまず、原水槽1よりポンプP1によりオゾン
接触塔2に導入し、オゾン供給装置(図示略)からのオ
ゾン含有ガスを原水中に吹き込んでオゾン酸化処理し、
有機成分を酸化分解すると共に、マンガンを二酸化マン
ガンに酸化して不溶化する。このように有機成分の酸化
分解とマンガンの酸化を行うためには、このオゾン酸化
は、オゾン処理水中にオゾンが残存するようなオゾン過
剰の処理条件で行うことが好ましく、これにより、原水
中の有機成分を確実に酸化分解して膜の原水側の汚染を
防止して安定した膜濾過を継続することができる。この
ようなオゾン過剰の処理を行うには、オゾン接触塔2の
流出水中のオゾン濃度をセンサで検知し、このオゾン濃
度が所定範囲となるようにオゾン供給装置を制御する制
御器を設けるのが好ましい。また、原水中の有機成分濃
度を予め求めておくか又はセンサで検出し、この有機成
分濃度に応じてオゾン供給装置を制御する制御器を設け
ても良い。
【0017】この場合、オゾン処理水中の残留オゾン濃
度が少な過ぎると有機成分の酸化分解が十分に進行せ
ず、逆に多過ぎると、マンガンの過酸化で過マンガン酸
イオンが多量に生成し、膜濾過装置で分離し得なくな
る。この過マンガン酸イオンは、後段の活性炭吸着塔4
で除去することができ、また、本発明では、活性炭吸着
塔4の流出水を膜濾過装置の逆洗水とすることから、残
留オゾンによる過マンガン酸イオンの生成は、処理水質
や膜の逆洗効果の面で大きな問題となることはないが、
過度に過剰のオゾンを注入することは、オゾン使用量の
増大、活性炭吸着塔の負荷の増大を招き、好ましくな
い。従って、このオゾン処理水中の残留オゾン濃度は、
0.2〜0.5mg/L程度となるような条件でオゾン
処理を行うのが好ましい。
【0018】なお、このような残留オゾン濃度となるよ
うなオゾン注入率は、原水の水質によっても異なるが、
通常の地下水、湧水等の処理においては、1〜3mg/
L程度である。
【0019】オゾン接触塔2では、上記オゾン注入率に
て、滞留時間10〜15分程度で処理するのが好まし
い。
【0020】オゾン処理水は、次いで、ポンプP2によ
り、膜濾過装置3へ送給し、不溶物を固液分離する。
【0021】この膜濾過装置3の膜種としては、精密濾
過(MF)膜、限外濾過(UF)膜等を用いることがで
き、濃縮水の循環系路を有するクロスフロー方式のもの
が好適である。
【0022】この膜濾過装置3には、残留オゾンを含む
オゾン処理水が流入するため、膜濾過装置3の膜の材質
としては、ガラスやアルミナ系のセラミック素材、金属
製素材から構成される無機膜や、有機膜にあっては、4
フッ化ポリエチレンや2フッ化ポリビニリデン等のフッ
素系素材やポリエーテルエーテルケトン等のオゾン耐食
性の強いものを用いるのが好ましい。
【0023】膜濾過装置3の膜濾過水はポンプP3によ
り活性炭吸着塔4に送給される。この活性炭吸着塔4で
は、膜濾過水中に残留するオゾンが吸着除去されると共
に、マンガンの過酸化で生成した過マンガン酸イオンが
還元され、生成した二酸化マンガンが捕捉される。この
二酸化マンガンの捕捉を効率的に行うために、活性炭吸
着塔4の型式は、粒状活性炭を充填した固定床型が好ま
しい。なお、固定床型であれば上向流方式でも下向流方
式でも良いが、流動化の恐れがなく捕捉効率に優れるこ
とから、下向流方式が好適である。
【0024】なお、流動床型の活性炭吸着塔を採用する
場合には、活性炭吸着塔の後段に砂濾過装置、膜濾過装
置等の固液分離装置を設けることにより、処理水への二
酸化マンガンの流出は防止されるが、この場合には装置
数が増えるため、固定床型の活性炭吸着塔を採用するの
が好ましい。
【0025】活性炭吸着塔4の流出水は二酸化マンガ
ン、その他の濁質や残留オゾンが除去された清澄度の高
い水であり、処理水槽(逆洗水槽)5に貯留され、適宜
系外へ排出される。
【0026】図示の装置では、処理水槽5の水をポンプ
4を備える逆洗配管6より膜濾過装置3の膜の透過水
側に逆流させて逆洗を行う。
【0027】この逆洗に用いる活性炭吸着塔4の流出水
は、前述の如く、二酸化マンガン等を含まない清浄度の
高い水であるため、膜の透過水側を汚染させることな
く、膜の原水側の膜面に付着した無機物質を効果的に押
し出し、系外へ排出することができる。
【0028】逆洗による押出水は、配管7より排出され
る。
【0029】この逆洗頻度等の逆洗条件には特に制限は
ないが、通常の場合、20〜30分程度の濾過運転毎に
0.5〜2分程度の逆洗を行い、逆洗水を20〜50L
/minで逆流させる。
【0030】
【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。
【0031】実施例1 水道水に懸濁物質としてベントナイト、フミン酸ナトリ
ウム、硫酸マンガンをそれぞれ10mg/L、2.5m
g/L、1mg−Mn/Lとなるように溶解した水を原
水として、図1に示す方法で処理した。
【0032】原水は6.5m3/dayで処理し、オゾ
ン接触塔1では、オゾン注入率1.2mg−O3/L、
滞留時間14分でオゾン接触塔1の流出水の残留オゾン
濃度を0.3〜0.35mg−O3/Lに制御した。
【0033】膜濾過装置3としては、耐オゾン性の四フ
ッ化エチレン(PTFE、公称孔径0.2μm)平膜か
らなるスパイラル形状のUF膜濾過モジュールを用い、
膜の濾過流束を2m3/m2/dayとして処理を行っ
た。この膜濾過装置3の膜濾過水は次いで活性炭吸着塔
4に約250L/Hr(6m3/day)で通水した。
この活性炭吸着塔4としては粒状活性炭を充填した下向
流固定床式のものを用いた。
【0034】このときの膜濾過水及び処理水(活性炭吸
着塔4の流出水)の水質は表1に示す通りである。
【0035】
【表1】
【0036】このような装置において、処理水(活性炭
の吸着塔4の流出水)を逆洗水として、20分に1回の
頻度で0.5分間、30L/minで逆流させることに
より逆洗を行った。
【0037】このような処理を30日間継続した後の膜
の透過流束を調べ、結果を表2に示した。
【0038】比較例1 実施例1において、膜濾過装置の逆洗を、膜濾過水を用
いて行ったこと以外は全く同様にして処理を継続し、3
0日後の膜の透過流束を調べ、結果を表2に示した。
【0039】
【表2】
【0040】以上の結果より、活性炭吸着塔の流出水で
逆洗を行う本発明のマンガン含有水処理装置によれば、
膜を効果的に逆洗して、長期に亘り安定な運転を行える
ことがわかる。
【0041】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明のマンガン含
有水処理装置によれば、マンガン含有水を、オゾン処理
装置、膜濾過装置及び活性炭吸着装置に順次通水して処
理するマンガン含有水処理装置において、オゾン処理水
を膜濾過する膜濾過装置を効果的に逆洗して濾過効率を
高く維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のマンガン含有水処理装置の実施の形態
を示す系統図である。
【符号の説明】
1 原水槽 2 オゾン接触塔 3 膜濾過装置 4 活性炭吸着塔 5 処理水槽 6 逆洗配管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C02F 9/00 502 C02F 9/00 502E 502H 502R 503 503A 504 504B

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マンガン含有水を、オゾン処理装置、膜
    濾過装置及び活性炭吸着装置に順次に通水して処理する
    マンガン含有水処理装置において、該活性炭吸着装置か
    らの流出水を貯留する逆洗水槽と、該逆洗水槽と前記膜
    濾過装置の透過水側とを連結する逆洗配管とを設けたこ
    とを特徴とするマンガン含有水処理装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記オゾン処理装置
    は、該オゾン処理装置からの流出水中に所定量のオゾン
    が残留するようにオゾンをマンガン含有水に対し添加す
    るものであることを特徴とするマンガン含有水処理装
    置。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE1014267A3 (nl) * 2001-06-27 2003-07-01 Aqua Reverse Osmosis Systems A Werkwijze en inrichting voor het ontijzeren van water.
KR100460385B1 (ko) * 2001-02-12 2004-12-14 최영규 오존 수처리방법 및 장치
KR100737352B1 (ko) 2006-12-27 2007-07-09 케미코아 주식회사 목욕탕 배출수를 재활용하기 위한 장치 및 방법
JP2016215140A (ja) * 2015-05-21 2016-12-22 株式会社川本製作所 濾過装置及び濾過装置の制御方法
AT516359B1 (de) * 2014-10-01 2021-06-15 Deltacore Gmbh Vorrichtung zur Filtration von Wasser mit einer Filteranordnung
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