有機物処理方法及び有機物処理装置
【課題】電子デバイス製造工場、その他各種の分野から排出される、硬度成分を多量に含有した有機物含有排水を、イオン交換樹脂塔を用いることなく硬度成分を低減した後に、ＲＯ膜分離装置を用いて有機物を低減することにより、回収システム系内で起こるバイオファウリングの抑制、並びにＲＯ膜のフラックス低下を防止して、長期にわたり安定な処理を行うと同時に、水中ＴＯＣ濃度を効率的に低減して高水質の処理水を得る。
【解決手段】有機物含有水に殺菌剤を添加した後、硬度成分除去機能及び耐酸化性を有する第１ＲＯ膜分離装置２に通水し、第１ＲＯ処理水にアルカリを添加してｐＨを９．５以上とした後、活性炭塔４で残存する殺菌剤を除去し、次いで第２ＲＯ膜分離装置５に通水して処理する。
【解決手段】有機物含有水に殺菌剤を添加した後、硬度成分除去機能及び耐酸化性を有する第１ＲＯ膜分離装置２に通水し、第１ＲＯ処理水にアルカリを添加してｐＨを９．５以上とした後、活性炭塔４で残存する殺菌剤を除去し、次いで第２ＲＯ膜分離装置５に通水して処理する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機物含有水を逆浸透膜（ＲＯ膜）分離装置に通水することにより該水中の有機物を除去する有機物処理方法及び有機物処理装置に関する。詳しくは、電子デバイス製造工場等から排出される高濃度ＴＯＣないし低濃度ＴＯＣ含有排水を、ＲＯ膜分離装置を用いて処理して処理水を回収する際、回収システムにおけるバイオファウリング並びにＲＯ膜における有機物閉塞による透過流束（フラックス）低下を防止して、長期にわたり安定な処理を行うと同時に、水中ＴＯＣ濃度を効率的に低減して高水質の処理水を得ることができる有機物含有排水の処理方法及び処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境基準・水質基準は厳しくなる傾向にあり、放流水についても高度に浄化することが望まれている。一方で、水不足解消の目的から、各種の排水を回収して再利用するためにも、高度な水処理が望まれている。
【０００３】
このような状況において、ＲＯ膜分離処理は、水中の不純物（イオン類，有機物，微粒子など）を効果的に除去することが可能であることから、近年、多くの分野で使用されるようになってきた。例えば、半導体製造プロセスから排出されるアセトン，イソプロピルアルコールなどを含む有機物含有排水を回収して再利用する場合、これをまず生物処理してＴＯＣ成分を十分に除去した後にＲＯ膜処理して浄化する方法が広く採用されている（例えば、特開２００２−３３６８８６号公報）。
【０００４】
しかしながら、近年、生物処理排水をＲＯ膜分離装置に通水した場合、微生物の有機物分解により生成される生物代謝物により、ＲＯ膜分離装置の膜面が閉塞し、フラックスが低下するという問題が顕在化し始めるようになってきた。
【０００５】
一方、生物処理を行わずに、有機物含有排水を直接、ＲＯ膜分離装置に通水すると、ＲＯ膜分離装置に流入するＴＯＣ濃度が高いため、ＲＯ膜分離装置内では微生物が繁殖しやすい環境となる。
そこで、ＲＯ膜分離装置内でのバイオファウリングを抑制する目的から、通常はスライムコントロール剤を多量に添加することが行われているが、スライムコントロール剤は高価であるため、より安価なバイオファウリング抑制方法が求められている。
また、電子デバイス製造工場排水からは、ＲＯ膜分離装置の膜面に付着してフラックスを低下させる恐れのある非イオン性界面活性剤が混入する場合があるため、このような非イオン性界面活性剤含有排水にはＲＯ膜処理を適用することはできなかった。
【０００６】
生物処理排水のような有機物含有水を、ＲＯ膜処理する際に発生する問題を改善するために、有機物含有水にスケール分散剤を、原水カルシウム濃度の５倍量以上添加し、ｐＨを９．５以上に調整した後、ＲＯ膜処理することにより、ＲＯ膜のフラックスの低下を低減し、処理水の安定供給を可能とするシステムが提案されている（特開２００６−１８１３９７号公報）。
【０００７】
このシステムにおいては、原水中に硬度成分が多量に（例えば全硬度で１０ｍｇ／Ｌ以上）存在する場合は、ＲＯ膜分離装置の前段に硬度除去手段としてイオン交換樹脂塔（例えば、カチオン交換樹脂塔、軟化塔）を設置する必要があるが、この場合、上記システムの原水中には有機物が存在するため、イオン交換樹脂塔内でスライムが繁殖しやすい状況となってしまう。しかも、塔内から剥離するバイオフィルムにより、後段に設置されるＲＯ保安フィルター又はＲＯ膜が閉塞するという問題が起こる。そのため、イオン交換樹脂塔の前段で殺菌処理が必要となるが、イオン交換樹脂塔の前段で殺菌剤を添加すると、イオン交換樹脂が殺菌剤により樹脂劣化を起こす可能性があることから殺菌剤を添加することができない。
【０００８】
このようなことから、上記システムでは、ＲＯ膜分離装置の前段で原水中の硬度成分を除去することが困難であった。
【特許文献１】特開２００２−３３６８８６号公報
【特許文献２】特開２００６−１８１３９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、かかる従来の問題点を解決し、例えば電子デバイス製造工場、その他各種の分野から排出される、硬度成分を多量に（例えば全硬度で１０〜２０ｍｇ／Ｌ）含有した有機物含有排水を、イオン交換樹脂塔を用いることなく硬度成分を低減した後に、ＲＯ膜分離装置を用いて有機物を低減することにより、回収システム系内で起こるスライム繁殖（バイオファウリング）の抑制、並びにＲＯ膜のフラックス低下を防止して、長期にわたり安定な処理を行うと同時に、水中ＴＯＣ濃度を効率的に低減して高水質の処理水を得る方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、有機物含有水中の硬度成分の除去方法について鋭意検討した結果、有機物含有水に殺菌剤を添加した後、硬度成分除去機能を有する耐酸化性のＲＯ膜で処理することにより、硬度成分を効率的に除去することができ、この処理水をｐＨ９．５以上のアルカリ性とし、また残存する殺菌剤を除去した後にＲＯ膜で処理することにより、この後段のＲＯ膜で有機物を効率的に除去することができることを見出し、本発明を完成させた。
【００１１】
即ち、本発明の有機物処理方法は、有機物含有水をＲＯ膜分離装置に通水することにより該水中の有機物を除去する有機物処理方法において、有機物含有水に殺菌剤を添加する殺菌剤添加工程と、該殺菌剤添加工程を経た処理水を、硬度成分除去機能及び耐酸化性を有する第一のＲＯ膜分離装置に通水する第一のＲＯ膜処理工程と、該第一のＲＯ膜処理工程を経た処理水にアルカリを添加してｐＨを９．５以上にするアルカリ添加工程と、該アルカリ添加工程を経た処理水中に残存する殺菌剤を除去する殺菌剤除去工程と、該殺菌剤除去工程を経た処理水をＲＯ膜処理する第二のＲＯ膜処理工程とを有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の有機物処理装置は、有機物含有水をＲＯ膜分離装置に通水することにより該水中の有機物を除去する有機物処理装置において、有機物含有水に殺菌剤を添加する殺菌剤添加手段と、該殺菌剤添加手段の処理水が通水される、硬度成分除去機能及び耐酸化性を有する第一のＲＯ膜分離装置と、該第一のＲＯ膜分離装置の処理水にアルカリを添加してｐＨを９．５以上にするアルカリ添加手段と、該アルカリ添加手段の処理水中に残存する殺菌剤を除去する殺菌剤除去手段と、該殺菌剤除去手段の処理水が通水される第二のＲＯ膜分離装置とを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明では、有機物含有水（原水）に殺菌剤を添加して、硬度成分除去機能を有する酸化性の第一のＲＯ膜で、まず、原水中の硬度成分を除去する。一般的に、耐酸化性を示すＲＯ膜、例えば、酢酸セルロース膜はカルシウム、マグネシウム等のスケール要因物質に対する除去性は高いが、有機物等の除去率は耐酸化性を示さないＲＯ膜、例えば、ポリアミド系ＲＯ膜に比べて極端に低い。従って、本発明において、第一のＲＯ膜により、原水中の硬度成分は排除されるものの、第一のＲＯ膜の処理水（透過水、以下、「第１ＲＯ処理水」と称す場合がある。）中には、有機物が多量に存在することとなり、後段装置におけるスライム汚染を招く可能性がある。そこで、本発明では、第１ＲＯ処理水に水酸化ナトリウム等のアルカリ剤を添加してｐＨ９．５以上に調整する。ここでｐＨを９．５以上に調整する理由は以下の通りである。
すなわち、微生物はアルカリ性域では生息することができない。そのため、ｐＨを９．５以上に調整することによりＮ、Ｐ、微量金属、有機物等の栄養源は水中に存在するが、微生物は生息できない環境を作り出すことが可能となる。このため、ｐＨ９．５以上の水が通水される第二のＲＯ膜等の後段装置におけるバイオファウリングは防止される。
また、ＲＯ膜のフラックスを低下させる恐れのある非イオン性界面活性剤はアルカリ性領域では膜面から脱着することが知られており、ｐＨを９．５以上にすることによりこれらの成分の膜面への付着を抑制することが可能となる。
【００１４】
なお、第１ＲＯ処理水中に残留する殺菌剤は、第二のＲＯ膜の前段で除去するため、このＲＯ膜の殺菌剤による劣化は防止される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電子デバイス製造工場、その他各種の分野から排出される、硬度成分を多量に、例えば全硬度で１０〜２０ｍｇ／Ｌ程度含有する有機物含有排水を、イオン交換樹脂塔を用いることなく硬度成分量を低減した後に、ＲＯ膜分離装置を用いて有機物を低減することにより、回収システム系内で起こるスライム繁殖（バイオファウリング）の抑制、並びにＲＯ膜のフラックス低下を防止して、長期にわたり安定な処理を行うと同時に、水中ＴＯＣ濃度を効率的に低減して高水質の処理水を得ることができる（請求項１，６）。
【００１６】
本発明において、第一のＲＯ膜処理におけるｐＨ条件は、ＲＯ膜の加水分解による劣化を抑制すると共に、膜面におけるスケール生成を抑制する点、また、後述の図２に示す如く、カチオンの除去性の点からも、ｐＨ４〜６、特にｐＨ４．５〜５程度が好ましい。従って、第一のＲＯ膜処理に先立ち、原水にｐＨ調整剤を添加してｐＨを４〜６に調整することが好ましい（請求項２，７）。
【００１７】
また、原水への殺菌剤の添加した後、原水中の懸濁物質を除去することが好ましい（請求項３，８）。
【００１８】
また、本発明で用いる第一のＲＯ膜としては、耐殺菌剤性を有するものであれば特に限定はしないが、耐酸化性並びに耐汚染性に優れた酢酸セルロース膜を用いるのが、長期運転安定性の観点から好ましい（請求項４，９）。
【００１９】
また、本発明においては、第１ＲＯ処理水に、水中のカルシウムイオンの５重量倍以上のスケール防止剤を添加して、第二のＲＯ膜に通水することが好ましい（請求項５，１０）。
即ち、原水中の硬度成分濃度が高い場合（例えば、全硬度が２０ｍｇ／Ｌ以上の場合）、第一のＲＯ膜による硬度成分除去が不十分となり、第１ＲＯ処理水中に硬度成分（特にカルシウム）が多く残留する場合がある。第二のＲＯ膜に通水される第１ＲＯ処理水中の硬度成分濃度が全硬度で５ｍｇ／Ｌ以上であると、後段でスケール障害を引き起こすことがあるので、このような場合にはスケール分散剤を添加することが好ましい。
ここで、第二のＲＯ膜に通水される水中のカルシウムイオンの５重量倍以上のスケール防止剤を添加する理由は以下の通りである。
即ち、本発明では、第１ＲＯ処理水にアルカリを添加してｐＨ９．５以上とするため、第二のＲＯ膜に通水される水のｐＨは９．５以上となるが、そのような高ｐＨのＲＯ運転条件では極微量のカルシウムイオンの混入でも炭酸カルシウムなどのスケールが生成し、ＲＯ膜が直ちに閉塞してしまう。従って、このようなスケールによる膜面閉塞を抑制する目的からスケール防止剤を添加するのであるが、このスケール防止剤添加量がカルシウムイオン濃度の５倍量未満ではその添加効果は十分でないため、カルシウムイオン濃度の５倍量以上とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に図面を参照して本発明の有機物処理方法及び有機物処理装置の実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明の有機物処理方法及び有機物処理装置の実施の形態を示す系統図である。
【００２１】
図１においては、原水タンク１内の有機物含有水（原水）に、殺菌剤及びｐＨ調整剤を添加した後、第１ＲＯ膜分離装置２に通水する。
【００２２】
ここで、原水に添加する殺菌剤としては、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）、次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）、次亜塩素酸カリウム（ＫＣｌＯ）、二酸化塩素（ＣｌＯ２）等の塩素系殺菌剤を好適に用いることができる。
これらの殺菌剤は１種を単独で用いても良く、２種以上を併用しても良い。
殺菌剤の添加量は、原水の水質にもよるが、通常、後段の第１ＲＯ膜分離装置２の処理水中に残留する遊離塩素濃度が０．３〜１ｍｇ−Ｃｌ２／Ｌ程度となるように添加するのが好ましい。
【００２３】
また、後述の実験例で示されるように、第１ＲＯ膜分離装置２における硬度成分除去率は、第１ＲＯ膜分離装置２に通水される水（以下「第１ＲＯ給水」と称す場合がある。）のｐＨが４〜６、特に４．５〜５程度である場合に良好な結果が得られることから、原水には、必要に応じて、酸又はアルカリ等のｐＨ調整剤を添加して、ｐＨ４〜６、好ましくはｐＨ４．５〜５に調整する。
【００２４】
なお、殺菌剤及びｐＨ調整剤は、どちらを先に添加しても良く、両者を同時に原水に添加しても良い。
【００２５】
図１においては、後段の第２ＲＯ膜分離装置５の濃縮水が、原水タンク１に返送されて循環処理される。このように、比較的水質の良好な第２ＲＯ膜分離装置５の濃縮水を循環処理することにより、水回収率を高めることができる。
【００２６】
原水タンク１でｐＨ調整剤及び殺菌剤が添加された水は、第１ＲＯ膜分離装置２でＲＯ膜処理され、濃縮水は系外へ排出され、透過水（第１ＲＯ処理水）は、処理水タンク３に送給される。
【００２７】
本発明においては、この第１ＲＯ膜分離装置２のＲＯ膜としては、硬度成分除去機能を有し、かつ耐酸化性の膜を用いる。このＲＯ膜としては特に制限はないが、耐酸化性、耐汚染性に優れることから、酢酸セルロース膜を用いることが好ましい。
【００２８】
この第１ＲＯ膜分離装置２では、硬度成分除去機能を有するＲＯ膜により、原水中の硬度成分（カルシウム及びマグネシウム）が除去される。
【００２９】
第１ＲＯ処理水は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリが添加されてｐＨ９．５以上に調整された後、処理水タンク３を経て、活性炭塔４及び第２ＲＯ膜分離装置５に順次通水される。
ここで、活性炭塔４及び第２ＲＯ膜分離装置５に通水される水（以下「第２ＲＯ給水」と称す場合がある。）のｐＨが９．５よりも低いと、活性炭塔４、第２ＲＯ膜分離装置５等でのバイオファウリングを防止し得ない。従って、第１ＲＯ処理水はアルカリの添加によりｐＨ９．５以上、好ましくはｐＨ１０．５〜１１に調整される。
【００３０】
活性炭塔４では、第１ＲＯ処理水中に残留する殺菌剤が分解除去される。
なお、本発明において、殺菌剤除去手段としては殺菌剤を除去できるものであれば特に限定されず、亜硫酸水素ナトリウム（ＮａＨＳＯ３）等の還元剤の添加、あるいは活性炭、活性炭フィルター等を用いることができる。
【００３１】
活性炭塔４で使用される活性炭種としては石炭系、椰子殻系など殺菌剤を除去できるものであれば何でも良く特に限定はしない。また、通水方法も上向流、下向流どちらでもよく、通水ＳＶも特に限定するものでないが、好ましくは１〜４０ｈｒ−１で通水する。
【００３２】
活性炭塔４で残留殺菌剤が除去された水は、ｐＨ９．５以上の条件で第２ＲＯ膜分離装置５に通水されることにより、ＴＯＣが除去される。
この第２ＲＯ膜分離装置５のＲＯ膜としては、ポリエーテルアミド複合膜、ポリビニルアルコール複合膜、芳香族ポリアミド膜などの耐アルカリ性に優れるものであれば良く、特に限定されない。
【００３３】
第２ＲＯ膜分離装置５の濃縮水は原水タンク１に循環され、透過水（以下「第２ＲＯ処理水」と称す場合がある。）は、通常、酸を添加してｐＨ４〜８に調整し、必要に応じて更に活性炭処理等を施した後、再利用又は放流される。ここで使用する酸としては、特に制限はなく、塩酸、硫酸などの鉱酸が挙げられる。
【００３４】
図１に示すように、原水に殺菌剤を添加すると共にｐＨ４〜６にｐＨ調整して第１ＲＯ膜分離装置２で処理し、次いで、ｐＨ９．５以上に調整した後、活性炭処理及びＲＯ膜分離処理することにより、第２ＲＯ膜分離装置５におけるフラックスの低下を引き起こすことなく、また、活性炭塔４及びＲＯ膜分離装置５のバイオファウリングを防止して、長期に亘り安定な処理を行って、ＴＯＣが高度に除去された高水質処理水を得ることができる。
【００３５】
なお、図１は、本発明の実施の形態の一例を示すものであって、本発明はその要旨を超えない限り、何ら図示のものに限定されるものではない。
例えば、原水中の懸濁物質濃度が高い場合には、原水に殺菌剤を添加した後、凝集濾過処理等により、原水中の懸濁物質を除去することが好ましい。この場合、凝集濾過手段としては、圧力濾過、重力濾過、精密濾過、限外濾過、加圧浮上、沈殿など、原水中に含まれる懸濁物質を除去できるのであれば特に限定しない。
【００３６】
また、第１ＲＯ処理水に、スケール防止剤を添加した後第２ＲＯ膜分離装置５に通水しても良く、この場合、用いるスケール防止剤としては、アルカリ領域で解離して錯体を形成しやすいエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）やニトリロ三酢酸（ＮＴＡ）などのキレート系スケール防止剤が好適に用いられるが、その他、（メタ）アクリル酸重合体及びその塩、マレイン酸重合体及びその塩などの低分子量ポリマー、エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸及びその塩、ヒドロキシエチリデンジホスホン酸及びその塩、ニトリロトリメチレンホスホン酸及びその塩、ホスホノブタントリカルボン酸及びその塩などのホスホン酸及びホスホン酸塩、ヘキサメタリン酸及びその塩、トリポリリン酸及びその塩などの無機重合リン酸及び無機重合リン酸塩などを使用することができる。これらは１種を単独で用いても良く、２種以上を併用しても良い。
【００３７】
また、スケール防止剤の添加位置は第１ＲＯ膜分離装置２の後段であれば特に限定はしないが、殺菌剤除去手段として活性炭を用いる場合では、スケール防止剤が活性炭に吸着して、第２ＲＯ膜分離装置５におけるスケール分散効果が低下する恐れがあることから、殺菌剤除去手段の後段でスケール防止剤を添加することが好ましい。
【００３８】
第１ＲＯ処理水にスケール防止剤を添加する場合、スケール防止剤の添加量は、水中のカルシウムイオンに対して５重量倍以上、特に５〜５０重量倍とすることが好ましい。スケール防止剤の添加量が少な過ぎると十分な添加効果が得られず、多過ぎる薬品コストに見合う効果は期待できない。
【００３９】
このような本発明の有機物処理方法及び有機物処理装置は、硬度成分を多量に含む水、例えば硬度成分濃度が全硬度で１０〜２０ｍｇ／Ｌで、また、有機物を含有するため系内でのバイオファウリングが起こり易い総合排水等の処理に好適である。
【実施例】
【００４０】
以下に実験例、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。
【００４１】
＜実験例１＞
本発明において、第一のＲＯ膜として好適に用いられる酢酸セルロース膜の好適ｐＨ条件を調べるために、後述の実施例１と同様にして処理して得られた凝集濾過処理水に、塩酸（ＨＣｌ）又は水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を添加して、ｐＨ４〜８の範囲で異なるｐＨに調整して、実施例１と同様に、酢酸セルロース膜が装填されたＲＯ膜分離装置に８０Ｌ／ｈｒ、回収率７５％で通水したときの、マグネシウム（Ｍｇ）及びナトリウム（Ｎａ）の除去率を調べ、ｐＨとの関係を図２に示した。
図２より、酢酸セルロース膜によるＲＯ膜処理では、給水ｐＨ４〜６、特にｐＨ４．５〜５で運転することにより、優れた硬度成分除去率を達成することができることが分かる。なお、ここではマグネシウム除去率だけを例に挙げたが、第一のＲＯ膜における硬度除去率はマグネシウムもカルシウムも同等である。
【００４２】
＜実施例１＞
ＴＯＣ濃度１０ｍｇ／Ｌ、カルシウム濃度５ｍｇ／Ｌの排水に、次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）を遊離塩素として０．５ｍｇ−Ｃｌ２／Ｌとなるよう添加した後、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）添加量２０ｍｇ／Ｌ、ｐＨ６．５の条件で濾過器に通水して凝集濾過処理を行った。この凝集濾過処理水に塩酸（ＨＣｌ）を添加してｐＨ５に調整した後、酢酸セルロース膜が装填された第１ＲＯ膜分離装置に８０Ｌ／ｈｒ、回収率７５％の条件で通水した。この第１ＲＯ処理水からは遊離塩素０．５ｍｇ−Ｃｌ２／Ｌ検出された。この第１ＲＯ処理水に水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を添加してｐＨ１０とした後、活性炭塔にＳＶ２０ｈｒ−１の条件で通水した。活性炭処理水は次いでポリアミド膜が装填された第２ＲＯ膜分離装置に６０Ｌ／ｈｒ、回収率９２％の条件（第２ＲＯ給水のｐＨは９．５）で通水した。なお、第１ＲＯ膜分離装置の前段には保安フィルターを設けた。
【００４３】
＜比較例１＞
実施例１と同様に排水にＮａＣｌＯを添加した後、同様に濾過器に通水して凝集濾過処理を行って得られた凝集濾過処理水を、活性炭塔にＳＶ２０ｈｒ−１の条件で通水して脱殺菌剤処理を行った後、軟化塔にＳＶ１６ｈｒ−１の条件で通水して脱カルシウム処理を施した。この軟化塔処理水にＮａＯＨを添加してｐＨを９．５とした後、ポリアミド膜が充填されたＲＯ膜分離装置に７３Ｌ／ｈｒ、回収率７５％の条件で通水した。なお、ＲＯ膜分離装置の前段には保安フィルターを設けた。
【００４４】
＜比較例２，３＞
実施例１において、第１ＲＯ処理水ｐＨを６（比較例２）、又は８．５（比較例３）に調整したこと、即ち、第２ＲＯ給水のｐＨを６（比較例２）又は８．５（比較例３）としたこと以外は実施例１と同条件で処理を行った。
【００４５】
＜生菌数＞
実施例１及び比較例１〜３の処理における、各ポイントでの生菌数を調べ、結果を表１に示した。
【００４６】
【表１】
【００４７】
表１より次のことが明らかである。
実施例１においては、全測定ポイントにおいて生菌数が観測されないのに対し、比較例１においては活性炭塔処理水で１０５個／ｍｌ、軟化塔処理水で１０６個／ｍｌとスライムが繁殖している。また、比較例２，３においては第２ＲＯ膜処理工程以降で１０４個／ｍｌ程度の生菌が観測されており、脱殺菌剤処理手段としての活性炭塔がスライム繁殖の温床となっていることが明らかとなった。
【００４８】
＜保安フィルターの差圧＞
実施例１の処理において、第１ＲＯ膜分離装置の前段に設けた保安フィルターと、比較例１の処理において、ＲＯ膜分離装置の前段に設けた保安フィルターの差圧の経日変化を調べ、結果を図３に示した。
図３より明らかなように、実施例１においては保安フィルターの差圧上昇は観測されていない。
一方、比較例１では通水７日で差圧が約０．２ＭＰａに到達しており、保安フィルター交換頻度は１回／週と頻繁に交換しなければならない状況であった。また、閉塞した保安フィルターからはスライムの付着が観測された。
【００４９】
＜第２ＲＯ膜の差圧＞
実施例１及び比較例２，３の処理における第２ＲＯ膜分離装置のＲＯ膜の差圧の経日変化を調べ、結果を図４に示した。
図４より明らかなように、実施例１においては第２ＲＯ膜の差圧上昇は観測されていない。一方、比較例２，３においては通水１ヶ月で０．３ＭＰａ程度の差圧が生じた。
【００５０】
＜処理水質＞
実施例１及び比較例１〜３で得られた処理水の水質（ＴＯＣ）は、表２に示す通りであった。
【００５１】
【表２】
【００５２】
表２より、処理水の水質については、実施例１と比較例１〜３で大きな差異はないことが分かる。
【００５３】
＜考察＞
以上の結果から、本発明によれば、硬度成分を多量に含む有機物含有排水であっても、イオン交換樹脂塔を用いることなく硬度成分を低減した後に、ＲＯ膜分離装置を用いて有機物を低減することにより、回収システム系内で起こるスライム繁殖（バイオファウリング）の抑制、並びにＲＯ膜のフラックス低下を防止して、長期にわたり安定な処理を行うと同時に、水中ＴＯＣ濃度を効率的に低減して高水質の処理水を得ることができることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の有機物処理方法及び有機物処理装置の実施の形態を示す系統図である。
【図２】実験例１の第１ＲＯ給水のｐＨとＭｇ，Ｎａ除去率との関係を示すグラフである。
【図３】実施例１と比較例１の保安フィルターの差圧の経日変化を示すグラフである。
【図４】実施例１と比較例２，３の第２ＲＯ膜の差圧の経日変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５５】
１ 原水タンク
２ 第１ＲＯ膜分離装置
３ 処理水タンク
４ 活性炭塔
５ 第２ＲＯ膜分離装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機物含有水を逆浸透膜（ＲＯ膜）分離装置に通水することにより該水中の有機物を除去する有機物処理方法及び有機物処理装置に関する。詳しくは、電子デバイス製造工場等から排出される高濃度ＴＯＣないし低濃度ＴＯＣ含有排水を、ＲＯ膜分離装置を用いて処理して処理水を回収する際、回収システムにおけるバイオファウリング並びにＲＯ膜における有機物閉塞による透過流束（フラックス）低下を防止して、長期にわたり安定な処理を行うと同時に、水中ＴＯＣ濃度を効率的に低減して高水質の処理水を得ることができる有機物含有排水の処理方法及び処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境基準・水質基準は厳しくなる傾向にあり、放流水についても高度に浄化することが望まれている。一方で、水不足解消の目的から、各種の排水を回収して再利用するためにも、高度な水処理が望まれている。
【０００３】
このような状況において、ＲＯ膜分離処理は、水中の不純物（イオン類，有機物，微粒子など）を効果的に除去することが可能であることから、近年、多くの分野で使用されるようになってきた。例えば、半導体製造プロセスから排出されるアセトン，イソプロピルアルコールなどを含む有機物含有排水を回収して再利用する場合、これをまず生物処理してＴＯＣ成分を十分に除去した後にＲＯ膜処理して浄化する方法が広く採用されている（例えば、特開２００２−３３６８８６号公報）。
【０００４】
しかしながら、近年、生物処理排水をＲＯ膜分離装置に通水した場合、微生物の有機物分解により生成される生物代謝物により、ＲＯ膜分離装置の膜面が閉塞し、フラックスが低下するという問題が顕在化し始めるようになってきた。
【０００５】
一方、生物処理を行わずに、有機物含有排水を直接、ＲＯ膜分離装置に通水すると、ＲＯ膜分離装置に流入するＴＯＣ濃度が高いため、ＲＯ膜分離装置内では微生物が繁殖しやすい環境となる。
そこで、ＲＯ膜分離装置内でのバイオファウリングを抑制する目的から、通常はスライムコントロール剤を多量に添加することが行われているが、スライムコントロール剤は高価であるため、より安価なバイオファウリング抑制方法が求められている。
また、電子デバイス製造工場排水からは、ＲＯ膜分離装置の膜面に付着してフラックスを低下させる恐れのある非イオン性界面活性剤が混入する場合があるため、このような非イオン性界面活性剤含有排水にはＲＯ膜処理を適用することはできなかった。
【０００６】
生物処理排水のような有機物含有水を、ＲＯ膜処理する際に発生する問題を改善するために、有機物含有水にスケール分散剤を、原水カルシウム濃度の５倍量以上添加し、ｐＨを９．５以上に調整した後、ＲＯ膜処理することにより、ＲＯ膜のフラックスの低下を低減し、処理水の安定供給を可能とするシステムが提案されている（特開２００６−１８１３９７号公報）。
【０００７】
このシステムにおいては、原水中に硬度成分が多量に（例えば全硬度で１０ｍｇ／Ｌ以上）存在する場合は、ＲＯ膜分離装置の前段に硬度除去手段としてイオン交換樹脂塔（例えば、カチオン交換樹脂塔、軟化塔）を設置する必要があるが、この場合、上記システムの原水中には有機物が存在するため、イオン交換樹脂塔内でスライムが繁殖しやすい状況となってしまう。しかも、塔内から剥離するバイオフィルムにより、後段に設置されるＲＯ保安フィルター又はＲＯ膜が閉塞するという問題が起こる。そのため、イオン交換樹脂塔の前段で殺菌処理が必要となるが、イオン交換樹脂塔の前段で殺菌剤を添加すると、イオン交換樹脂が殺菌剤により樹脂劣化を起こす可能性があることから殺菌剤を添加することができない。
【０００８】
このようなことから、上記システムでは、ＲＯ膜分離装置の前段で原水中の硬度成分を除去することが困難であった。
【特許文献１】特開２００２−３３６８８６号公報
【特許文献２】特開２００６−１８１３９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、かかる従来の問題点を解決し、例えば電子デバイス製造工場、その他各種の分野から排出される、硬度成分を多量に（例えば全硬度で１０〜２０ｍｇ／Ｌ）含有した有機物含有排水を、イオン交換樹脂塔を用いることなく硬度成分を低減した後に、ＲＯ膜分離装置を用いて有機物を低減することにより、回収システム系内で起こるスライム繁殖（バイオファウリング）の抑制、並びにＲＯ膜のフラックス低下を防止して、長期にわたり安定な処理を行うと同時に、水中ＴＯＣ濃度を効率的に低減して高水質の処理水を得る方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、有機物含有水中の硬度成分の除去方法について鋭意検討した結果、有機物含有水に殺菌剤を添加した後、硬度成分除去機能を有する耐酸化性のＲＯ膜で処理することにより、硬度成分を効率的に除去することができ、この処理水をｐＨ９．５以上のアルカリ性とし、また残存する殺菌剤を除去した後にＲＯ膜で処理することにより、この後段のＲＯ膜で有機物を効率的に除去することができることを見出し、本発明を完成させた。
【００１１】
即ち、本発明の有機物処理方法は、有機物含有水をＲＯ膜分離装置に通水することにより該水中の有機物を除去する有機物処理方法において、有機物含有水に殺菌剤を添加する殺菌剤添加工程と、該殺菌剤添加工程を経た処理水を、硬度成分除去機能及び耐酸化性を有する第一のＲＯ膜分離装置に通水する第一のＲＯ膜処理工程と、該第一のＲＯ膜処理工程を経た処理水にアルカリを添加してｐＨを９．５以上にするアルカリ添加工程と、該アルカリ添加工程を経た処理水中に残存する殺菌剤を除去する殺菌剤除去工程と、該殺菌剤除去工程を経た処理水をＲＯ膜処理する第二のＲＯ膜処理工程とを有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の有機物処理装置は、有機物含有水をＲＯ膜分離装置に通水することにより該水中の有機物を除去する有機物処理装置において、有機物含有水に殺菌剤を添加する殺菌剤添加手段と、該殺菌剤添加手段の処理水が通水される、硬度成分除去機能及び耐酸化性を有する第一のＲＯ膜分離装置と、該第一のＲＯ膜分離装置の処理水にアルカリを添加してｐＨを９．５以上にするアルカリ添加手段と、該アルカリ添加手段の処理水中に残存する殺菌剤を除去する殺菌剤除去手段と、該殺菌剤除去手段の処理水が通水される第二のＲＯ膜分離装置とを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明では、有機物含有水（原水）に殺菌剤を添加して、硬度成分除去機能を有する酸化性の第一のＲＯ膜で、まず、原水中の硬度成分を除去する。一般的に、耐酸化性を示すＲＯ膜、例えば、酢酸セルロース膜はカルシウム、マグネシウム等のスケール要因物質に対する除去性は高いが、有機物等の除去率は耐酸化性を示さないＲＯ膜、例えば、ポリアミド系ＲＯ膜に比べて極端に低い。従って、本発明において、第一のＲＯ膜により、原水中の硬度成分は排除されるものの、第一のＲＯ膜の処理水（透過水、以下、「第１ＲＯ処理水」と称す場合がある。）中には、有機物が多量に存在することとなり、後段装置におけるスライム汚染を招く可能性がある。そこで、本発明では、第１ＲＯ処理水に水酸化ナトリウム等のアルカリ剤を添加してｐＨ９．５以上に調整する。ここでｐＨを９．５以上に調整する理由は以下の通りである。
すなわち、微生物はアルカリ性域では生息することができない。そのため、ｐＨを９．５以上に調整することによりＮ、Ｐ、微量金属、有機物等の栄養源は水中に存在するが、微生物は生息できない環境を作り出すことが可能となる。このため、ｐＨ９．５以上の水が通水される第二のＲＯ膜等の後段装置におけるバイオファウリングは防止される。
また、ＲＯ膜のフラックスを低下させる恐れのある非イオン性界面活性剤はアルカリ性領域では膜面から脱着することが知られており、ｐＨを９．５以上にすることによりこれらの成分の膜面への付着を抑制することが可能となる。
【００１４】
なお、第１ＲＯ処理水中に残留する殺菌剤は、第二のＲＯ膜の前段で除去するため、このＲＯ膜の殺菌剤による劣化は防止される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電子デバイス製造工場、その他各種の分野から排出される、硬度成分を多量に、例えば全硬度で１０〜２０ｍｇ／Ｌ程度含有する有機物含有排水を、イオン交換樹脂塔を用いることなく硬度成分量を低減した後に、ＲＯ膜分離装置を用いて有機物を低減することにより、回収システム系内で起こるスライム繁殖（バイオファウリング）の抑制、並びにＲＯ膜のフラックス低下を防止して、長期にわたり安定な処理を行うと同時に、水中ＴＯＣ濃度を効率的に低減して高水質の処理水を得ることができる（請求項１，６）。
【００１６】
本発明において、第一のＲＯ膜処理におけるｐＨ条件は、ＲＯ膜の加水分解による劣化を抑制すると共に、膜面におけるスケール生成を抑制する点、また、後述の図２に示す如く、カチオンの除去性の点からも、ｐＨ４〜６、特にｐＨ４．５〜５程度が好ましい。従って、第一のＲＯ膜処理に先立ち、原水にｐＨ調整剤を添加してｐＨを４〜６に調整することが好ましい（請求項２，７）。
【００１７】
また、原水への殺菌剤の添加した後、原水中の懸濁物質を除去することが好ましい（請求項３，８）。
【００１８】
また、本発明で用いる第一のＲＯ膜としては、耐殺菌剤性を有するものであれば特に限定はしないが、耐酸化性並びに耐汚染性に優れた酢酸セルロース膜を用いるのが、長期運転安定性の観点から好ましい（請求項４，９）。
【００１９】
また、本発明においては、第１ＲＯ処理水に、水中のカルシウムイオンの５重量倍以上のスケール防止剤を添加して、第二のＲＯ膜に通水することが好ましい（請求項５，１０）。
即ち、原水中の硬度成分濃度が高い場合（例えば、全硬度が２０ｍｇ／Ｌ以上の場合）、第一のＲＯ膜による硬度成分除去が不十分となり、第１ＲＯ処理水中に硬度成分（特にカルシウム）が多く残留する場合がある。第二のＲＯ膜に通水される第１ＲＯ処理水中の硬度成分濃度が全硬度で５ｍｇ／Ｌ以上であると、後段でスケール障害を引き起こすことがあるので、このような場合にはスケール分散剤を添加することが好ましい。
ここで、第二のＲＯ膜に通水される水中のカルシウムイオンの５重量倍以上のスケール防止剤を添加する理由は以下の通りである。
即ち、本発明では、第１ＲＯ処理水にアルカリを添加してｐＨ９．５以上とするため、第二のＲＯ膜に通水される水のｐＨは９．５以上となるが、そのような高ｐＨのＲＯ運転条件では極微量のカルシウムイオンの混入でも炭酸カルシウムなどのスケールが生成し、ＲＯ膜が直ちに閉塞してしまう。従って、このようなスケールによる膜面閉塞を抑制する目的からスケール防止剤を添加するのであるが、このスケール防止剤添加量がカルシウムイオン濃度の５倍量未満ではその添加効果は十分でないため、カルシウムイオン濃度の５倍量以上とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に図面を参照して本発明の有機物処理方法及び有機物処理装置の実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明の有機物処理方法及び有機物処理装置の実施の形態を示す系統図である。
【００２１】
図１においては、原水タンク１内の有機物含有水（原水）に、殺菌剤及びｐＨ調整剤を添加した後、第１ＲＯ膜分離装置２に通水する。
【００２２】
ここで、原水に添加する殺菌剤としては、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）、次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）、次亜塩素酸カリウム（ＫＣｌＯ）、二酸化塩素（ＣｌＯ２）等の塩素系殺菌剤を好適に用いることができる。
これらの殺菌剤は１種を単独で用いても良く、２種以上を併用しても良い。
殺菌剤の添加量は、原水の水質にもよるが、通常、後段の第１ＲＯ膜分離装置２の処理水中に残留する遊離塩素濃度が０．３〜１ｍｇ−Ｃｌ２／Ｌ程度となるように添加するのが好ましい。
【００２３】
また、後述の実験例で示されるように、第１ＲＯ膜分離装置２における硬度成分除去率は、第１ＲＯ膜分離装置２に通水される水（以下「第１ＲＯ給水」と称す場合がある。）のｐＨが４〜６、特に４．５〜５程度である場合に良好な結果が得られることから、原水には、必要に応じて、酸又はアルカリ等のｐＨ調整剤を添加して、ｐＨ４〜６、好ましくはｐＨ４．５〜５に調整する。
【００２４】
なお、殺菌剤及びｐＨ調整剤は、どちらを先に添加しても良く、両者を同時に原水に添加しても良い。
【００２５】
図１においては、後段の第２ＲＯ膜分離装置５の濃縮水が、原水タンク１に返送されて循環処理される。このように、比較的水質の良好な第２ＲＯ膜分離装置５の濃縮水を循環処理することにより、水回収率を高めることができる。
【００２６】
原水タンク１でｐＨ調整剤及び殺菌剤が添加された水は、第１ＲＯ膜分離装置２でＲＯ膜処理され、濃縮水は系外へ排出され、透過水（第１ＲＯ処理水）は、処理水タンク３に送給される。
【００２７】
本発明においては、この第１ＲＯ膜分離装置２のＲＯ膜としては、硬度成分除去機能を有し、かつ耐酸化性の膜を用いる。このＲＯ膜としては特に制限はないが、耐酸化性、耐汚染性に優れることから、酢酸セルロース膜を用いることが好ましい。
【００２８】
この第１ＲＯ膜分離装置２では、硬度成分除去機能を有するＲＯ膜により、原水中の硬度成分（カルシウム及びマグネシウム）が除去される。
【００２９】
第１ＲＯ処理水は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリが添加されてｐＨ９．５以上に調整された後、処理水タンク３を経て、活性炭塔４及び第２ＲＯ膜分離装置５に順次通水される。
ここで、活性炭塔４及び第２ＲＯ膜分離装置５に通水される水（以下「第２ＲＯ給水」と称す場合がある。）のｐＨが９．５よりも低いと、活性炭塔４、第２ＲＯ膜分離装置５等でのバイオファウリングを防止し得ない。従って、第１ＲＯ処理水はアルカリの添加によりｐＨ９．５以上、好ましくはｐＨ１０．５〜１１に調整される。
【００３０】
活性炭塔４では、第１ＲＯ処理水中に残留する殺菌剤が分解除去される。
なお、本発明において、殺菌剤除去手段としては殺菌剤を除去できるものであれば特に限定されず、亜硫酸水素ナトリウム（ＮａＨＳＯ３）等の還元剤の添加、あるいは活性炭、活性炭フィルター等を用いることができる。
【００３１】
活性炭塔４で使用される活性炭種としては石炭系、椰子殻系など殺菌剤を除去できるものであれば何でも良く特に限定はしない。また、通水方法も上向流、下向流どちらでもよく、通水ＳＶも特に限定するものでないが、好ましくは１〜４０ｈｒ−１で通水する。
【００３２】
活性炭塔４で残留殺菌剤が除去された水は、ｐＨ９．５以上の条件で第２ＲＯ膜分離装置５に通水されることにより、ＴＯＣが除去される。
この第２ＲＯ膜分離装置５のＲＯ膜としては、ポリエーテルアミド複合膜、ポリビニルアルコール複合膜、芳香族ポリアミド膜などの耐アルカリ性に優れるものであれば良く、特に限定されない。
【００３３】
第２ＲＯ膜分離装置５の濃縮水は原水タンク１に循環され、透過水（以下「第２ＲＯ処理水」と称す場合がある。）は、通常、酸を添加してｐＨ４〜８に調整し、必要に応じて更に活性炭処理等を施した後、再利用又は放流される。ここで使用する酸としては、特に制限はなく、塩酸、硫酸などの鉱酸が挙げられる。
【００３４】
図１に示すように、原水に殺菌剤を添加すると共にｐＨ４〜６にｐＨ調整して第１ＲＯ膜分離装置２で処理し、次いで、ｐＨ９．５以上に調整した後、活性炭処理及びＲＯ膜分離処理することにより、第２ＲＯ膜分離装置５におけるフラックスの低下を引き起こすことなく、また、活性炭塔４及びＲＯ膜分離装置５のバイオファウリングを防止して、長期に亘り安定な処理を行って、ＴＯＣが高度に除去された高水質処理水を得ることができる。
【００３５】
なお、図１は、本発明の実施の形態の一例を示すものであって、本発明はその要旨を超えない限り、何ら図示のものに限定されるものではない。
例えば、原水中の懸濁物質濃度が高い場合には、原水に殺菌剤を添加した後、凝集濾過処理等により、原水中の懸濁物質を除去することが好ましい。この場合、凝集濾過手段としては、圧力濾過、重力濾過、精密濾過、限外濾過、加圧浮上、沈殿など、原水中に含まれる懸濁物質を除去できるのであれば特に限定しない。
【００３６】
また、第１ＲＯ処理水に、スケール防止剤を添加した後第２ＲＯ膜分離装置５に通水しても良く、この場合、用いるスケール防止剤としては、アルカリ領域で解離して錯体を形成しやすいエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）やニトリロ三酢酸（ＮＴＡ）などのキレート系スケール防止剤が好適に用いられるが、その他、（メタ）アクリル酸重合体及びその塩、マレイン酸重合体及びその塩などの低分子量ポリマー、エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸及びその塩、ヒドロキシエチリデンジホスホン酸及びその塩、ニトリロトリメチレンホスホン酸及びその塩、ホスホノブタントリカルボン酸及びその塩などのホスホン酸及びホスホン酸塩、ヘキサメタリン酸及びその塩、トリポリリン酸及びその塩などの無機重合リン酸及び無機重合リン酸塩などを使用することができる。これらは１種を単独で用いても良く、２種以上を併用しても良い。
【００３７】
また、スケール防止剤の添加位置は第１ＲＯ膜分離装置２の後段であれば特に限定はしないが、殺菌剤除去手段として活性炭を用いる場合では、スケール防止剤が活性炭に吸着して、第２ＲＯ膜分離装置５におけるスケール分散効果が低下する恐れがあることから、殺菌剤除去手段の後段でスケール防止剤を添加することが好ましい。
【００３８】
第１ＲＯ処理水にスケール防止剤を添加する場合、スケール防止剤の添加量は、水中のカルシウムイオンに対して５重量倍以上、特に５〜５０重量倍とすることが好ましい。スケール防止剤の添加量が少な過ぎると十分な添加効果が得られず、多過ぎる薬品コストに見合う効果は期待できない。
【００３９】
このような本発明の有機物処理方法及び有機物処理装置は、硬度成分を多量に含む水、例えば硬度成分濃度が全硬度で１０〜２０ｍｇ／Ｌで、また、有機物を含有するため系内でのバイオファウリングが起こり易い総合排水等の処理に好適である。
【実施例】
【００４０】
以下に実験例、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。
【００４１】
＜実験例１＞
本発明において、第一のＲＯ膜として好適に用いられる酢酸セルロース膜の好適ｐＨ条件を調べるために、後述の実施例１と同様にして処理して得られた凝集濾過処理水に、塩酸（ＨＣｌ）又は水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を添加して、ｐＨ４〜８の範囲で異なるｐＨに調整して、実施例１と同様に、酢酸セルロース膜が装填されたＲＯ膜分離装置に８０Ｌ／ｈｒ、回収率７５％で通水したときの、マグネシウム（Ｍｇ）及びナトリウム（Ｎａ）の除去率を調べ、ｐＨとの関係を図２に示した。
図２より、酢酸セルロース膜によるＲＯ膜処理では、給水ｐＨ４〜６、特にｐＨ４．５〜５で運転することにより、優れた硬度成分除去率を達成することができることが分かる。なお、ここではマグネシウム除去率だけを例に挙げたが、第一のＲＯ膜における硬度除去率はマグネシウムもカルシウムも同等である。
【００４２】
＜実施例１＞
ＴＯＣ濃度１０ｍｇ／Ｌ、カルシウム濃度５ｍｇ／Ｌの排水に、次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）を遊離塩素として０．５ｍｇ−Ｃｌ２／Ｌとなるよう添加した後、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）添加量２０ｍｇ／Ｌ、ｐＨ６．５の条件で濾過器に通水して凝集濾過処理を行った。この凝集濾過処理水に塩酸（ＨＣｌ）を添加してｐＨ５に調整した後、酢酸セルロース膜が装填された第１ＲＯ膜分離装置に８０Ｌ／ｈｒ、回収率７５％の条件で通水した。この第１ＲＯ処理水からは遊離塩素０．５ｍｇ−Ｃｌ２／Ｌ検出された。この第１ＲＯ処理水に水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を添加してｐＨ１０とした後、活性炭塔にＳＶ２０ｈｒ−１の条件で通水した。活性炭処理水は次いでポリアミド膜が装填された第２ＲＯ膜分離装置に６０Ｌ／ｈｒ、回収率９２％の条件（第２ＲＯ給水のｐＨは９．５）で通水した。なお、第１ＲＯ膜分離装置の前段には保安フィルターを設けた。
【００４３】
＜比較例１＞
実施例１と同様に排水にＮａＣｌＯを添加した後、同様に濾過器に通水して凝集濾過処理を行って得られた凝集濾過処理水を、活性炭塔にＳＶ２０ｈｒ−１の条件で通水して脱殺菌剤処理を行った後、軟化塔にＳＶ１６ｈｒ−１の条件で通水して脱カルシウム処理を施した。この軟化塔処理水にＮａＯＨを添加してｐＨを９．５とした後、ポリアミド膜が充填されたＲＯ膜分離装置に７３Ｌ／ｈｒ、回収率７５％の条件で通水した。なお、ＲＯ膜分離装置の前段には保安フィルターを設けた。
【００４４】
＜比較例２，３＞
実施例１において、第１ＲＯ処理水ｐＨを６（比較例２）、又は８．５（比較例３）に調整したこと、即ち、第２ＲＯ給水のｐＨを６（比較例２）又は８．５（比較例３）としたこと以外は実施例１と同条件で処理を行った。
【００４５】
＜生菌数＞
実施例１及び比較例１〜３の処理における、各ポイントでの生菌数を調べ、結果を表１に示した。
【００４６】
【表１】
【００４７】
表１より次のことが明らかである。
実施例１においては、全測定ポイントにおいて生菌数が観測されないのに対し、比較例１においては活性炭塔処理水で１０５個／ｍｌ、軟化塔処理水で１０６個／ｍｌとスライムが繁殖している。また、比較例２，３においては第２ＲＯ膜処理工程以降で１０４個／ｍｌ程度の生菌が観測されており、脱殺菌剤処理手段としての活性炭塔がスライム繁殖の温床となっていることが明らかとなった。
【００４８】
＜保安フィルターの差圧＞
実施例１の処理において、第１ＲＯ膜分離装置の前段に設けた保安フィルターと、比較例１の処理において、ＲＯ膜分離装置の前段に設けた保安フィルターの差圧の経日変化を調べ、結果を図３に示した。
図３より明らかなように、実施例１においては保安フィルターの差圧上昇は観測されていない。
一方、比較例１では通水７日で差圧が約０．２ＭＰａに到達しており、保安フィルター交換頻度は１回／週と頻繁に交換しなければならない状況であった。また、閉塞した保安フィルターからはスライムの付着が観測された。
【００４９】
＜第２ＲＯ膜の差圧＞
実施例１及び比較例２，３の処理における第２ＲＯ膜分離装置のＲＯ膜の差圧の経日変化を調べ、結果を図４に示した。
図４より明らかなように、実施例１においては第２ＲＯ膜の差圧上昇は観測されていない。一方、比較例２，３においては通水１ヶ月で０．３ＭＰａ程度の差圧が生じた。
【００５０】
＜処理水質＞
実施例１及び比較例１〜３で得られた処理水の水質（ＴＯＣ）は、表２に示す通りであった。
【００５１】
【表２】
【００５２】
表２より、処理水の水質については、実施例１と比較例１〜３で大きな差異はないことが分かる。
【００５３】
＜考察＞
以上の結果から、本発明によれば、硬度成分を多量に含む有機物含有排水であっても、イオン交換樹脂塔を用いることなく硬度成分を低減した後に、ＲＯ膜分離装置を用いて有機物を低減することにより、回収システム系内で起こるスライム繁殖（バイオファウリング）の抑制、並びにＲＯ膜のフラックス低下を防止して、長期にわたり安定な処理を行うと同時に、水中ＴＯＣ濃度を効率的に低減して高水質の処理水を得ることができることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の有機物処理方法及び有機物処理装置の実施の形態を示す系統図である。
【図２】実験例１の第１ＲＯ給水のｐＨとＭｇ，Ｎａ除去率との関係を示すグラフである。
【図３】実施例１と比較例１の保安フィルターの差圧の経日変化を示すグラフである。
【図４】実施例１と比較例２，３の第２ＲＯ膜の差圧の経日変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５５】
１ 原水タンク
２ 第１ＲＯ膜分離装置
３ 処理水タンク
４ 活性炭塔
５ 第２ＲＯ膜分離装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物含有水をＲＯ膜分離装置に通水することにより該水中の有機物を除去する有機物処理方法において、
有機物含有水に殺菌剤を添加する殺菌剤添加工程と、
該殺菌剤添加工程を経た処理水を、硬度成分除去機能及び耐酸化性を有する第一のＲＯ膜分離装置に通水する第一のＲＯ膜処理工程と、
該第一のＲＯ膜処理工程を経た処理水にアルカリを添加してｐＨを９．５以上にするアルカリ添加工程と、
該アルカリ添加工程を経た処理水中に残存する殺菌剤を除去する殺菌剤除去工程と、
該殺菌剤除去工程を経た処理水をＲＯ膜処理する第二のＲＯ膜処理工程と
を有することを特徴とする有機物処理方法。
【請求項２】
請求項１において、第一のＲＯ膜処理工程の前段に、有機物含有水にｐＨ調整剤を添加してｐＨを４〜６に調整するｐＨ調整工程を有することを特徴とする有機物処理方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、殺菌剤添加工程の後段に、有機物含有水中の懸濁物質を除去する懸濁物質除去工程を有することを特徴とする有機物処理方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項において、第一のＲＯ膜分離装置のＲＯ膜が酢酸セルロース膜であることを特徴とする有機物処理方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項において、第一のＲＯ膜処理工程を経た処理水に、該処理水中のカルシウムイオンの５重量倍以上のスケール防止剤を添加するスケール防止剤添加工程を有し、スケール防止剤が添加された水が第二のＲＯ膜処理工程で処理されることを特徴とする有機物処理方法。
【請求項６】
有機物含有水をＲＯ膜分離装置に通水することにより該水中の有機物を除去する有機物処理装置において、
有機物含有水に殺菌剤を添加する殺菌剤添加手段と、
該殺菌剤添加手段の処理水が通水される、硬度成分除去機能及び耐酸化性を有する第一のＲＯ膜分離装置と、
該第一のＲＯ膜分離装置の処理水にアルカリを添加してｐＨを９．５以上にするアルカリ添加手段と、
該アルカリ添加手段の処理水中に残存する殺菌剤を除去する殺菌剤除去手段と、
該殺菌剤除去手段の処理水が通水される第二のＲＯ膜分離装置と
を有することを特徴とする有機物処理装置。
【請求項７】
請求項６において、第一のＲＯ膜処理手段の前段に、有機物含有水にｐＨ調整剤を添加してｐＨを４〜６に調整するｐＨ調整手段を有することを特徴とする有機物処理装置。
【請求項８】
請求項６又は７において、殺菌剤添加手段の後段に、有機物含有水中の懸濁物質を除去する懸濁物質除去手段を有することを特徴とする有機物処理装置。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれか１項において、第一のＲＯ膜分離装置のＲＯ膜が酢酸セルロース膜であることを特徴とする有機物処理装置。
【請求項１０】
請求項６乃至９のいずれか１項において、第一のＲＯ膜分離装置の処理水に、該処理水中のカルシウムイオンの５重量倍以上のスケール防止剤を添加するスケール防止剤添加手段を有し、スケール防止剤が添加された水が第二のＲＯ膜分離装置で処理されることを特徴とする有機物処理装置。
【請求項１】
有機物含有水をＲＯ膜分離装置に通水することにより該水中の有機物を除去する有機物処理方法において、
有機物含有水に殺菌剤を添加する殺菌剤添加工程と、
該殺菌剤添加工程を経た処理水を、硬度成分除去機能及び耐酸化性を有する第一のＲＯ膜分離装置に通水する第一のＲＯ膜処理工程と、
該第一のＲＯ膜処理工程を経た処理水にアルカリを添加してｐＨを９．５以上にするアルカリ添加工程と、
該アルカリ添加工程を経た処理水中に残存する殺菌剤を除去する殺菌剤除去工程と、
該殺菌剤除去工程を経た処理水をＲＯ膜処理する第二のＲＯ膜処理工程と
を有することを特徴とする有機物処理方法。
【請求項２】
請求項１において、第一のＲＯ膜処理工程の前段に、有機物含有水にｐＨ調整剤を添加してｐＨを４〜６に調整するｐＨ調整工程を有することを特徴とする有機物処理方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、殺菌剤添加工程の後段に、有機物含有水中の懸濁物質を除去する懸濁物質除去工程を有することを特徴とする有機物処理方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項において、第一のＲＯ膜分離装置のＲＯ膜が酢酸セルロース膜であることを特徴とする有機物処理方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項において、第一のＲＯ膜処理工程を経た処理水に、該処理水中のカルシウムイオンの５重量倍以上のスケール防止剤を添加するスケール防止剤添加工程を有し、スケール防止剤が添加された水が第二のＲＯ膜処理工程で処理されることを特徴とする有機物処理方法。
【請求項６】
有機物含有水をＲＯ膜分離装置に通水することにより該水中の有機物を除去する有機物処理装置において、
有機物含有水に殺菌剤を添加する殺菌剤添加手段と、
該殺菌剤添加手段の処理水が通水される、硬度成分除去機能及び耐酸化性を有する第一のＲＯ膜分離装置と、
該第一のＲＯ膜分離装置の処理水にアルカリを添加してｐＨを９．５以上にするアルカリ添加手段と、
該アルカリ添加手段の処理水中に残存する殺菌剤を除去する殺菌剤除去手段と、
該殺菌剤除去手段の処理水が通水される第二のＲＯ膜分離装置と
を有することを特徴とする有機物処理装置。
【請求項７】
請求項６において、第一のＲＯ膜処理手段の前段に、有機物含有水にｐＨ調整剤を添加してｐＨを４〜６に調整するｐＨ調整手段を有することを特徴とする有機物処理装置。
【請求項８】
請求項６又は７において、殺菌剤添加手段の後段に、有機物含有水中の懸濁物質を除去する懸濁物質除去手段を有することを特徴とする有機物処理装置。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれか１項において、第一のＲＯ膜分離装置のＲＯ膜が酢酸セルロース膜であることを特徴とする有機物処理装置。
【請求項１０】
請求項６乃至９のいずれか１項において、第一のＲＯ膜分離装置の処理水に、該処理水中のカルシウムイオンの５重量倍以上のスケール防止剤を添加するスケール防止剤添加手段を有し、スケール防止剤が添加された水が第二のＲＯ膜分離装置で処理されることを特徴とする有機物処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−２３８０５１（Ｐ２００８−２３８０５１Ａ）
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−８１９２４（Ｐ２００７−８１９２４）
【出願日】平成１９年３月２７日（２００７．３．２７）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２７日（２００７．３．２７）
【出願人】（０００００１０６３）栗田工業株式会社 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
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