Flocculation treatment method
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前記分離水にさらに無機凝集剤を添加して、残留する浮上助剤をフロック化することを特徴とする凝集処理方法。
本発明は、懸濁物質を含む排水を処理し、回収再利用するにあたり、高度な処理水を得るための逆浸透（以下、「ＲＯ」という。）膜分離する際の凝集処理方法、特に、ろ過器やＲＯ膜の洗浄頻度を高めない凝集処理方法に関するものである。 〔従来技術〕
用水処理や排水処理においては、原水を生物処理して、または生物処理することなく、原水中の懸濁物質を凝集して固液分離する操作が行われる。 固液分離の助剤としては、沈殿分離の場合は高分子凝集剤、浮上分離の場合は浮上助剤等が添加されるのが一般的である。 高分子凝集剤は、残留すると後段のＲＯ膜分離装置などの膜分離装置の処理性能を低下させるため、除去する必要がある。 このため、原水に無機凝集剤と高分子凝集剤とを添加して凝集反応後、固液分離する前に再び無機凝集剤を添加する凝集分離方法が提案されている（特許文献１）。 しかし、固液分離する前に再び無機凝集剤を添加するため、生成フロックに消費され、残留する高分子凝集剤を不溶化するためには大量の無機凝集剤を必要とし、汚泥発生量が増加する。
本発明は、原水に無機凝集剤を添加し、生成するフロックを浮上助剤存在化に浮上分離し、分離水をろ過した後、ＲＯ膜を用いて高度な処理水を回収する際に、ろ過器やＲＯ膜の洗浄頻度を高めることなく、残留する浮上助剤を除去する凝集処理方法を提供することを目的とするものである。
本発明は、原水に無機凝集剤を添加し、生成するフロックを浮上助剤存在化に浮上分離し、分離水をろ過した後、逆浸透膜分離する凝集処理方法において、
前記分離水にさらに無機凝集剤を添加して、残留する浮上助剤をフロック化することを特徴とする。
本発明では、原水に無機凝集剤を添加し、生成するフロックを浮上助剤存在化に浮上分離し、この分離水にさらに無機凝集剤を添加するため、残留するピンフロックおよび浮上助剤に効果的に作用し、添加量が少なくて済む。
以下、本発明について図面を用いて詳細に説明する。 図１は、本発明の一実施形態に係る凝集処理方法に用いる処理設備の模式図である。
処理設備は、第１凝集槽２、加圧浮上槽３、第２凝集槽４、ろ過器５およびＲＯ膜分離装置６で構成される。 なお、図１において、１は原水、７および１１は無機凝集剤、８は浮上助剤、９は加圧水、１０は分離汚泥、１２は処理水である。
原水１は、第１凝集槽２で無機凝集剤７が添加され、原水中の懸濁固形物を凝集してフロックを生成させ、これを加圧浮上槽３で浮上助剤８の存在下に、空気が溶解した加圧水９により浮上分離を行い、分離汚泥１０は系外に排出される。 加圧浮上槽３で分離された分離水は、第２凝集槽４でさらに無機凝集剤１１が添加され、残留する浮上助剤をフロック化したのち、ろ過器５でろ過され、そのろ液はＲＯ膜分離装置６に供給されて、高度な処理水１２が得られる。
ＲＯ膜分離装置６に供給されるろ、過器５のろ液は、ＦＩ値で４以下になるため、ＲＯ膜分離装置６の洗浄頻度は低くなる。 ＦＩ（Ｆｏｕｌｉｎｇ Ｉｎｄｅｘ）は、逆浸透膜分離法において、膜供給液が膜にどの程度ファウリングを起こさせるかを示す半定量的な指標の一つであって、孔径0.45μｍの精密ろ過（ＭＦ）膜を用いて、試料水を２０６ｋＰａの加圧下でろ過し、初めの５００ｍｌをろ過するのに要した時間（Ｔ１）を測定し、続けて１５分ろ過した後、さらに５００ｍｌをろ過するのに要した時間（Ｔ２）を測定し、ＦＩ＝(１−Ｔ１／Ｔ２)×１００／１５で求めることができる。
第１凝集槽２に添加する無機凝集剤としては、硫酸バンド、ポリ塩化アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ硫酸鉄などを挙げることができるが、塩化第二鉄が安価で効果がよいので、好ましい。
浮上助剤には、ラウリン酸、ステアリン酸、オレイン酸等の高級脂肪酸のナトリウム塩またはカリウム塩が使用できる。
加圧浮上槽３には、空気を溶解した加圧水を供給してマイクロエアーを発生させ、フロックにこのマイクロエアーを付着させて、フロックを浮上させるのであるが、加圧水に代えてマイクロエアーを発生させる装置を用いれば、単なる浮上槽でもよい。
第２凝集槽４に添加する無機凝集剤としては、第１凝集槽２に添加する無機凝集剤と同様に硫酸バンド、ポリ塩化アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ硫酸鉄などを挙げることができる。 必ずしも第１凝集槽２に添加する無機凝集剤と同じものを用いる必要はないが、塩化第二鉄が安価で効果がよいので、好ましい。
ろ過器５としては、二層ろ過器、精密ろ過膜や限外ろ過膜を内蔵した膜ろ過器を採用することができる。 ろ過器５とＲＯ膜分離装置６との間に活性炭吸着塔を設けても良い。
以下、実施例に基づき本発明をさらに詳しく説明する。
〔実施例１〕
図１に示す処理設備を用い、原水として好気性生物処理水を用い、水回収を行った。
原水水質は、溶解性ＢＯＤが１０ｍｇ／Ｌ以下、懸濁固形物（ＳＳ）濃度が３０ｍｇ／Ｌ、ｐＨが６．８、温度２７℃、導電率が５５０μＳ／ｃｍであった。
凝集槽２のｐＨは６に調整し、凝集槽４のｐＨは６．５に調整し、加圧浮上槽３の浮上線速度（ＬＶ）は７ｍ／ｈｒとし、ろ過器の通水線速度は５ｍ／ｈｒとした。 ＲＯ膜分離装置には、超低圧ＲＯ膜（栗田工業(株)製KROA-1032-SN）を装填した４インチエレメント３本を内蔵しているものを用いた。
無機凝集剤としては、塩化第二鉄を用い、浮上助剤としては脂肪酸系アニオン界面活性剤であるオレイン酸カリウムを用いた。
処理結果を表１に示す。
〔比較例１〕
実施例１において、凝集槽４をバイパスさせて、加圧浮上槽の分離水に塩化第二鉄を添加することなく、ろ過器５に加圧浮上槽の分離水を供給すること以外は実施例と同様とした。 処理結果を表１に示す。
〔比較例２〕
比較例１において、加圧浮上槽に浮上助剤を添加いないこと以外は比較例１と同様とした。 結果を表１に示す。
表１からわかるように、比較例１では、ろ過器５から流出するろ液の水質がＦＩ測定不能になるほど不良となり、ＲＯ膜分離装置６の差圧上昇が激しく、洗浄頻度が実運転上不可能なほど高くなった。 比較例２では、ろ過器５から流出するろ液の水質は良好であり、ＲＯ膜分離装置６の洗浄頻度も低かったが、ろ過器５の洗浄頻度が高く、逆洗水の排出量が多くなり、水回収率が低くなる。
実施例１においては、ろ過器５の洗浄頻度、ＲＯ膜分離装置６の洗浄頻度も低く、経済性、操作性の観点から優れていることがわかる。
１ 原水 ２ 第１凝集槽 ３ 加圧浮上槽 ４ 第２凝集槽 ５ ろ過器 ６ ＲＯ膜分離装置 ７ 無機凝集剤 ８ 浮上助剤 ９ 加圧水 １０ 分離汚泥 １１ 無機凝集剤 １２ 処理水
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