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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024054580
(43)【公開日】2024-04-17
(54)【発明の名称】水処理装置および水処理方法
(51)【国際特許分類】
C02F 1/76 20230101AFI20240410BHJP
B01D 61/58 20060101ALI20240410BHJP
C02F 1/44 20230101ALI20240410BHJP
C02F 1/70 20230101ALI20240410BHJP
【ＦＩ】
C02F1/76 C
B01D61/58
C02F1/44 A
C02F1/70 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022160885
(22)【出願日】2022-10-05
(71)【出願人】
【識別番号】596136316
【氏名又は名称】三菱ケミカルアクア・ソリューションズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100165179
【弁理士】
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100152146
【弁理士】
【氏名又は名称】伏見 俊介
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(72)【発明者】
【氏名】近藤 和史
(72)【発明者】
【氏名】石橋 光
【テーマコード（参考）】
4D006
4D050
【Ｆターム（参考）】
4D006GA03
4D006GA06
4D006GA07
4D006KA02
4D006KA03
4D006KA52
4D006KA55
4D006KA57
4D006KA64
4D006KB11
4D006KB15
4D006KD24
4D006KD26
4D006KE30P
4D006PA01
4D006PB02
4D006PB04
4D006PB05
4D006PB27
4D006PB70
4D050AA01
4D050AA02
4D050AB35
4D050AB46
4D050AB55
4D050BA06
4D050BA07
4D050BB06
4D050BD06
4D050BD08
4D050CA08
4D050CA09
4D050CA15
(57)【要約】
【課題】二価鉄とアンモニアとを含む原水の処理において、塩素系酸化剤の添加量を低減して水回収率を高めることができる水処理装置および水処理方法を提供すること。
【解決手段】二価鉄とアンモニアを含む原水を処理する水処理装置１であって、原水Ｗ１に塩素系酸化剤を添加する酸化剤添加装置１１と、酸化剤添加装置１１による塩素系酸化剤の添加量を制御する制御装置１２と、前記塩素系酸化剤を添加した処理水中の不純物を除去する除濁装置１４とを備え、原水Ｗ１中の二価鉄濃度をＭＦｅ（ｍｇ／Ｌ）、原水Ｗ１中のアンモニア態窒素濃度をＭＮ（ｍｇ／Ｌ）、前記塩素系酸化剤由来の塩素注入量をＭＣｌ（ｍｇ／Ｌ）としたとき、制御装置１２により、０．８３×ＭＦｅ≦ＭＣｌ＜０．８３×ＭＦｅ＋６．２３×ＭＮを満たす範囲内で前記塩素系酸化剤の添加量が制御される。
【選択図】図１
【解決手段】二価鉄とアンモニアを含む原水を処理する水処理装置１であって、原水Ｗ１に塩素系酸化剤を添加する酸化剤添加装置１１と、酸化剤添加装置１１による塩素系酸化剤の添加量を制御する制御装置１２と、前記塩素系酸化剤を添加した処理水中の不純物を除去する除濁装置１４とを備え、原水Ｗ１中の二価鉄濃度をＭＦｅ（ｍｇ／Ｌ）、原水Ｗ１中のアンモニア態窒素濃度をＭＮ（ｍｇ／Ｌ）、前記塩素系酸化剤由来の塩素注入量をＭＣｌ（ｍｇ／Ｌ）としたとき、制御装置１２により、０．８３×ＭＦｅ≦ＭＣｌ＜０．８３×ＭＦｅ＋６．２３×ＭＮを満たす範囲内で前記塩素系酸化剤の添加量が制御される。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
二価鉄とアンモニアを含む原水を処理する水処理装置であって、
前記原水に塩素系酸化剤を添加する酸化剤添加装置と、
前記酸化剤添加装置による塩素系酸化剤の添加量を制御する制御装置と、
前記塩素系酸化剤を添加した処理水中の不純物を除去する除濁装置と、
を備え、
前記原水中の二価鉄濃度をＭＦｅ（ｍｇ／Ｌ）、前記原水中のアンモニア態窒素濃度をＭＮ（ｍｇ／Ｌ）、前記塩素系酸化剤由来の塩素注入量をＭＣｌ（ｍｇ／Ｌ）としたとき、
前記制御装置により、０．８３×ＭＦｅ≦ＭＣｌ＜０．８３×ＭＦｅ＋６．２３×ＭＮを満たす範囲内で前記塩素系酸化剤の添加量が制御されることを特徴とする、水処理装置。
前記原水に塩素系酸化剤を添加する酸化剤添加装置と、
前記酸化剤添加装置による塩素系酸化剤の添加量を制御する制御装置と、
前記塩素系酸化剤を添加した処理水中の不純物を除去する除濁装置と、
を備え、
前記原水中の二価鉄濃度をＭＦｅ（ｍｇ／Ｌ）、前記原水中のアンモニア態窒素濃度をＭＮ（ｍｇ／Ｌ）、前記塩素系酸化剤由来の塩素注入量をＭＣｌ（ｍｇ／Ｌ）としたとき、
前記制御装置により、０．８３×ＭＦｅ≦ＭＣｌ＜０．８３×ＭＦｅ＋６．２３×ＭＮを満たす範囲内で前記塩素系酸化剤の添加量が制御されることを特徴とする、水処理装置。
【請求項2】
除濁処理後の処理水を逆浸透膜によって膜濾過する逆浸透膜処理装置をさらに備える、請求項１に記載の水処理装置。
【請求項3】
前記原水にさらにマンガンが含まれている、請求項１または２に記載の水処理装置。
【請求項4】
前記塩素系酸化剤が、次亜塩素酸および次亜塩素酸塩の少なくとも一方である、請求項１または２に記載の水処理装置。
【請求項5】
前記酸化剤添加装置と前記除濁装置との間に、還元剤添加装置がさらに設置されている、請求項１または２に記載の水処理装置。
【請求項6】
前記除濁装置として、限外濾過膜および精密濾過膜の少なくとも一方を備えた膜濾過装置が設けられている、請求項１または２に記載の水処理装置。
【請求項7】
二価鉄とアンモニアを含む原水を処理する水処理方法であって、
前記原水に塩素系酸化剤を添加する酸化剤添加工程と、
前記酸化剤添加工程後の処理水に含まれる不純物を除去する除濁工程と、
を含み、
前記酸化剤添加工程において、前記原水中の二価鉄濃度をＭＦｅ（ｍｇ／Ｌ）、前記原水中のアンモニア態窒素濃度をＭＮ（ｍｇ／Ｌ）、前記塩素系酸化剤由来の塩素注入量をＭＣｌ（ｍｇ／Ｌ）としたとき、０．８３×ＭＦｅ≦ＭＣｌ＜０．８３×ＭＦｅ＋６．２３×ＭＮを満たす範囲内で前記塩素系酸化剤の添加量を制御することを特徴とする、水処理方法。
前記原水に塩素系酸化剤を添加する酸化剤添加工程と、
前記酸化剤添加工程後の処理水に含まれる不純物を除去する除濁工程と、
を含み、
前記酸化剤添加工程において、前記原水中の二価鉄濃度をＭＦｅ（ｍｇ／Ｌ）、前記原水中のアンモニア態窒素濃度をＭＮ（ｍｇ／Ｌ）、前記塩素系酸化剤由来の塩素注入量をＭＣｌ（ｍｇ／Ｌ）としたとき、０．８３×ＭＦｅ≦ＭＣｌ＜０．８３×ＭＦｅ＋６．２３×ＭＮを満たす範囲内で前記塩素系酸化剤の添加量を制御することを特徴とする、水処理方法。
【請求項8】
前記除濁工程後の処理水を逆浸透膜で処理する逆浸透膜処理工程をさらに含む、請求項７に記載の水処理方法。
【請求項9】
前記酸化剤添加工程において、前記処理水の遊離塩素濃度を０．１ｍｇ／Ｌ以下に制御する、請求項７または８に記載の水処理方法。
【請求項10】
前記原水にさらにマンガンが含まれている、請求項７または８に記載の水処理方法。
【請求項11】
前記塩素系酸化剤が、次亜塩素酸および次亜塩素酸塩の少なくとも一方である、請求項７または８に記載の水処理方法。
【請求項12】
前記酸化剤添加工程と前記除濁工程の間に、還元剤を添加する還元剤添加工程をさらに含む、請求項７または８に記載の水処理方法。
【請求項13】
前記還元剤添加工程において、還元処理水の全残留塩素の濃度が０ｍｇ／Ｌとなるように前記還元剤を添加する、請求項１２に記載の水処理方法。
【請求項14】
前記除濁工程として、限外濾過膜および精密濾過膜の少なくとも一方による濾過を行う、請求項７または８に記載の水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水処理装置および水処理方法に関する。
【背景技術】
【0002】
地下水、河川水、湖沼水等には、通常、鉄、マンガンなどの金属イオンやアンモニアが含まれており、水資源として利用する際にはこれらを除去する処理が行われる。水処理方法としては、逆浸透膜を用いて濾過する方法が知られている。
特許文献１には、次亜塩素酸塩等の塩素系酸化剤を用いて被処理水中の鉄やマンガン等の金属イオンを酸化し、固形分として沈殿させて除去した後に、逆浸透膜に通水する方法が開示されている。
特許文献１には、次亜塩素酸塩等の塩素系酸化剤を用いて被処理水中の鉄やマンガン等の金属イオンを酸化し、固形分として沈殿させて除去した後に、逆浸透膜に通水する方法が開示されている。
【0003】
アンモニアを含む原水の処理に塩素系酸化剤を利用する場合、塩素がアンモニアによって消費されるため、金属イオンの酸化が不充分になるおそれがある。
例えばアンモニアを含む水に次亜塩素酸または次亜塩素酸塩を添加すると、下記式（１）～（３）の反応によって塩素が消費され、クロラミン、ジクロラミン、トリクロラミンが生成する。
ＮＨ３＋ＨＣｌＯ→ＮＨ２Ｃｌ＋Ｈ２Ｏ ・・・式（１）
ＮＨ２Ｃｌ＋ＨＣｌＯ→ＮＨＣｌ２＋Ｈ２Ｏ ・・・式（２）
ＮＨＣｌ２＋ＨＣｌＯ→ＮＣｌ３＋Ｈ２Ｏ ・・・式（３）
例えばアンモニアを含む水に次亜塩素酸または次亜塩素酸塩を添加すると、下記式（１）～（３）の反応によって塩素が消費され、クロラミン、ジクロラミン、トリクロラミンが生成する。
ＮＨ３＋ＨＣｌＯ→ＮＨ２Ｃｌ＋Ｈ２Ｏ ・・・式（１）
ＮＨ２Ｃｌ＋ＨＣｌＯ→ＮＨＣｌ２＋Ｈ２Ｏ ・・・式（２）
ＮＨＣｌ２＋ＨＣｌＯ→ＮＣｌ３＋Ｈ２Ｏ ・・・式（３）
【0004】
塩素注入量を横軸、残留塩素濃度を縦軸としたグラフで見ると、図３に示すように、最初のうちは残留塩素として測定されるクロラミン（結合塩素）が生じて残留塩素濃度が高くなるが、ある点から式（２）、式（３）の反応でクロラミンが減少し、残留塩素濃度が極小点を示す。極小点ではアンモニア態窒素がすべて消費されており、それ以降は塩素注入につれて残留塩素濃度（遊離塩素濃度）が高くなる。アンモニア態窒素の反応が終了する極小点は不連続点（ブレークポイント）と言われている。塩素を用いた水処理においては、不連続点が原水の水質によっても変化することから、一般にはアンモニア態窒素の約１０倍の塩素注入を見込む（非特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平１１－１９２４８２号公報
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】浄水技術ガイドライン２０１０（（財）水道技術研究センター、平成２２年１０月発行）、１１５頁
【非特許文献2】水処理薬品ハンドブック（技報堂出版株式会社、２００３年１０月２５日 １版１刷発行）、６１～６３頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上述のように、二価鉄とアンモニアを含む水に対する従来の水処理方法では、二価鉄を充分に酸化させるために大量の塩素系酸化剤を使用している。そのため、酸化処理後の処理水中の固形分を除去するための除濁装置を逆洗する際、逆洗排水が多量になることから、全体的な水回収率が低下する。
【0008】
本発明は、二価鉄とアンモニアとを含む原水の処理において、塩素系酸化剤の添加量を低減して水回収率を高めることができる水処理装置および水処理方法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】
【0009】
本発明は、以下の態様を含む。
［１］二価鉄とアンモニアを含む原水を処理する水処理装置であって、
前記原水に塩素系酸化剤を添加する酸化剤添加装置と、
前記酸化剤添加装置による塩素系酸化剤の添加量を制御する制御装置と、
前記塩素系酸化剤を添加した処理水中の不純物を除去する除濁装置と、
を備え、
前記原水中の二価鉄濃度をＭＦｅ（ｍｇ／Ｌ）、前記原水中のアンモニア態窒素濃度をＭＮ（ｍｇ／Ｌ）、前記塩素系酸化剤由来の塩素注入量をＭＣｌ（ｍｇ／Ｌ）としたとき、
前記制御装置により、０．８３×ＭＦｅ≦ＭＣｌ＜０．８３×ＭＦｅ＋６．２３×ＭＮを満たす範囲内で前記塩素系酸化剤の添加量が制御されることを特徴とする、水処理装置。
［２］除濁処理後の処理水を逆浸透膜によって膜濾過する逆浸透膜処理装置をさらに備える、［１］に記載の水処理装置。
［３］前記原水にさらにマンガンが含まれている、［１］または［２］に記載の水処理装置。
［４］前記塩素系酸化剤が、次亜塩素酸および次亜塩素酸塩の少なくとも一方である、［１］～［３］のいずれかに記載の水処理装置。
［５］前記酸化剤添加装置と前記除濁装置の間に、還元剤添加装置がさらに設置されている、［１］～［４］のいずれかに記載の水処理装置。
［６］前記除濁装置として、限外濾過膜および精密濾過膜の少なくとも一方を備えた膜濾過装置が設けられている、［１］～［５］のいずれかに記載の水処理装置。
［７］二価鉄とアンモニアを含む原水を処理する水処理方法であって、
前記原水に塩素系酸化剤を添加する酸化剤添加工程と、
前記酸化剤添加工程後の処理水に含まれる不純物を除去する除濁工程と、
を含み、
前記酸化剤添加工程において、前記原水中の二価鉄濃度をＭＦｅ（ｍｇ／Ｌ）、前記原水中のアンモニア態窒素濃度をＭＮ（ｍｇ／Ｌ）、前記塩素系酸化剤由来の塩素注入量をＭＣｌ（ｍｇ／Ｌ）としたとき、０．８３×ＭＦｅ≦ＭＣｌ＜０．８３×ＭＦｅ＋６．２３×ＭＮを満たす範囲内で前記塩素系酸化剤の添加量を制御することを特徴とする、水処理方法。
［８］前記除濁工程後の処理水を逆浸透膜で処理する逆浸透膜処理工程をさらに含む、［７］に記載の水処理方法。
［９］前記酸化剤添加工程において、前記処理水の遊離塩素濃度を０．１ｍｇ／Ｌ以下に制御する、［７］または［８］に記載の水処理方法。
［１０］前記原水にさらにマンガンが含まれている、［７］～［９］に記載の水処理方法。
［１１］前記塩素系酸化剤が、次亜塩素酸および次亜塩素酸塩の少なくとも一方である、［７］～［１０］のいずれかに記載の水処理方法。
［１２］前記酸化剤添加工程と前記除濁工程の間に、還元剤を添加する還元剤添加工程をさらに含む、［７］～［１１］のいずれかに記載の水処理方法。
［１３］前記還元剤添加工程において、還元処理水の全残留塩素の濃度が０ｍｇ／Ｌとなるように前記還元剤を添加する、［１２］に記載の水処理方法。
［１４］前記除濁工程として、限外濾過膜および精密濾過膜の少なくとも一方による濾過を行う、［７］～［１３］に記載の水処理方法。
［１］二価鉄とアンモニアを含む原水を処理する水処理装置であって、
前記原水に塩素系酸化剤を添加する酸化剤添加装置と、
前記酸化剤添加装置による塩素系酸化剤の添加量を制御する制御装置と、
前記塩素系酸化剤を添加した処理水中の不純物を除去する除濁装置と、
を備え、
前記原水中の二価鉄濃度をＭＦｅ（ｍｇ／Ｌ）、前記原水中のアンモニア態窒素濃度をＭＮ（ｍｇ／Ｌ）、前記塩素系酸化剤由来の塩素注入量をＭＣｌ（ｍｇ／Ｌ）としたとき、
前記制御装置により、０．８３×ＭＦｅ≦ＭＣｌ＜０．８３×ＭＦｅ＋６．２３×ＭＮを満たす範囲内で前記塩素系酸化剤の添加量が制御されることを特徴とする、水処理装置。
［２］除濁処理後の処理水を逆浸透膜によって膜濾過する逆浸透膜処理装置をさらに備える、［１］に記載の水処理装置。
［３］前記原水にさらにマンガンが含まれている、［１］または［２］に記載の水処理装置。
［４］前記塩素系酸化剤が、次亜塩素酸および次亜塩素酸塩の少なくとも一方である、［１］～［３］のいずれかに記載の水処理装置。
［５］前記酸化剤添加装置と前記除濁装置の間に、還元剤添加装置がさらに設置されている、［１］～［４］のいずれかに記載の水処理装置。
［６］前記除濁装置として、限外濾過膜および精密濾過膜の少なくとも一方を備えた膜濾過装置が設けられている、［１］～［５］のいずれかに記載の水処理装置。
［７］二価鉄とアンモニアを含む原水を処理する水処理方法であって、
前記原水に塩素系酸化剤を添加する酸化剤添加工程と、
前記酸化剤添加工程後の処理水に含まれる不純物を除去する除濁工程と、
を含み、
前記酸化剤添加工程において、前記原水中の二価鉄濃度をＭＦｅ（ｍｇ／Ｌ）、前記原水中のアンモニア態窒素濃度をＭＮ（ｍｇ／Ｌ）、前記塩素系酸化剤由来の塩素注入量をＭＣｌ（ｍｇ／Ｌ）としたとき、０．８３×ＭＦｅ≦ＭＣｌ＜０．８３×ＭＦｅ＋６．２３×ＭＮを満たす範囲内で前記塩素系酸化剤の添加量を制御することを特徴とする、水処理方法。
［８］前記除濁工程後の処理水を逆浸透膜で処理する逆浸透膜処理工程をさらに含む、［７］に記載の水処理方法。
［９］前記酸化剤添加工程において、前記処理水の遊離塩素濃度を０．１ｍｇ／Ｌ以下に制御する、［７］または［８］に記載の水処理方法。
［１０］前記原水にさらにマンガンが含まれている、［７］～［９］に記載の水処理方法。
［１１］前記塩素系酸化剤が、次亜塩素酸および次亜塩素酸塩の少なくとも一方である、［７］～［１０］のいずれかに記載の水処理方法。
［１２］前記酸化剤添加工程と前記除濁工程の間に、還元剤を添加する還元剤添加工程をさらに含む、［７］～［１１］のいずれかに記載の水処理方法。
［１３］前記還元剤添加工程において、還元処理水の全残留塩素の濃度が０ｍｇ／Ｌとなるように前記還元剤を添加する、［１２］に記載の水処理方法。
［１４］前記除濁工程として、限外濾過膜および精密濾過膜の少なくとも一方による濾過を行う、［７］～［１３］に記載の水処理方法。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、二価鉄とアンモニアとを含む原水の処理において、塩素系酸化剤の添加量を低減して水回収率を高めることができる水処理装置および水処理方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】実施形態の一例の水処理装置を示した模式図である。
【図2】実施形態の他の例の水処理装置を示した模式図である。
【図3】アンモニアを含む水への塩素注入に対する残留塩素濃度の関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0012】
［水処理装置］
本発明の水処理装置は、二価鉄とアンモニアを含む原水を処理する水処理装置である。以下、実施形態の一例に係る水処理装置について、図面に基づいて説明する。
なお、以下の説明において例示される図の寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
本発明の水処理装置は、二価鉄とアンモニアを含む原水を処理する水処理装置である。以下、実施形態の一例に係る水処理装置について、図面に基づいて説明する。
なお、以下の説明において例示される図の寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
【0013】
図１に示すように、実施形態に係る水処理装置１は、酸化剤添加装置１１と、制御装置１２と、還元剤添加装置１３と、除濁装置１４と、中間水槽１５と、逆浸透膜処理装置１６と、を備えている。
【0014】
この例の水処理装置１では、除濁装置１４が第１送水管２１によって水源１００と連結されている。また、除濁装置１４と中間水槽１５が第２送水管２２によって連結され、中間水槽１５と逆浸透膜処理装置１６が第３送水管２３によって連結されている。
【0015】
水源１００は、処理対象となる原水の供給源であり、特に限定されない。
水源１００の具体例としては、例えば井戸、河川、湖沼、貯水池、雨水が挙げられる。井戸から汲み上げた地下水、河川水、湖沼水や浄水等を貯留する貯留槽にある貯留水を水源１００として用いてもよい。
水源１００の具体例としては、例えば井戸、河川、湖沼、貯水池、雨水が挙げられる。井戸から汲み上げた地下水、河川水、湖沼水や浄水等を貯留する貯留槽にある貯留水を水源１００として用いてもよい。
【0016】
この例では、地上に設置された除濁装置１４に第１送水管２１の一端が接続され、第１送水管２１の他端側部分が地下の水源１００から原水Ｗ１を汲み上げるための揚水手段１７に接続されている。
原水Ｗ１には、少なくとも二価鉄とアンモニアが含まれる。また、マンガン、カルシウム等の二価鉄以外の金属イオン、有機物、無機物等が含まれてもよい。
原水Ｗ１には、少なくとも二価鉄とアンモニアが含まれる。また、マンガン、カルシウム等の二価鉄以外の金属イオン、有機物、無機物等が含まれてもよい。
【0017】
水処理装置１では、第１送水管２１を流れる原水Ｗ１に酸化剤を添加する酸化剤添加装置１１が設けられている。原水Ｗ１に酸化剤が添加されることにより、原水Ｗ１中の二価鉄が三価鉄に酸化され、不溶性の水酸化鉄（III）が析出する。
酸化剤添加装置１１の態様は、第１送水管２１内を流れる原水Ｗ１に酸化剤を添加できる態様であれば特に限定されない。
酸化剤添加装置１１の態様は、第１送水管２１内を流れる原水Ｗ１に酸化剤を添加できる態様であれば特に限定されない。
【0018】
酸化剤添加装置１１によって添加される酸化剤は、塩素系酸化剤、すなわち分子内に塩素原子を含む酸化剤である。
酸化剤としては、例えば、次亜塩素酸や、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム等の固体の次亜塩素酸塩が挙げられる。なかでも、運用性やコストの点から、次亜塩素酸および次亜塩素酸塩の少なくとも一方が好ましい。酸化剤としては、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
酸化剤としては、例えば、次亜塩素酸や、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム等の固体の次亜塩素酸塩が挙げられる。なかでも、運用性やコストの点から、次亜塩素酸および次亜塩素酸塩の少なくとも一方が好ましい。酸化剤としては、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【0019】
制御装置１２は、酸化剤添加装置１１によって原水Ｗ１に添加される酸化剤の添加量を制御する装置である。
制御装置１２では、原水Ｗ１中の二価鉄濃度をＭＦｅ（ｍｇ／Ｌ）、原水Ｗ１中のアンモニア態窒素濃度をＭＮ（ｍｇ／Ｌ）、原水Ｗ１への塩素系酸化剤由来の塩素注入量をＭＣｌ（ｍｇ／Ｌ）としたとき、０．８３×ＭＦｅ≦ＭＣｌ＜０．８３×ＭＦｅ＋６．２３×ＭＮを満たす範囲内で酸化剤の添加量が制御される。塩素注入量が前記範囲内に制御されることにより、アンモニアを含む原水Ｗ１であっても最小限の酸化剤量で二価鉄が充分に酸化される。そのため、酸化によって生成した水酸化鉄（III）の凝集物を除去する除濁装置１４の洗浄時には、逆洗排水の量を低減することができるため、全体的な水回収率が向上する。
制御装置１２では、原水Ｗ１中の二価鉄濃度をＭＦｅ（ｍｇ／Ｌ）、原水Ｗ１中のアンモニア態窒素濃度をＭＮ（ｍｇ／Ｌ）、原水Ｗ１への塩素系酸化剤由来の塩素注入量をＭＣｌ（ｍｇ／Ｌ）としたとき、０．８３×ＭＦｅ≦ＭＣｌ＜０．８３×ＭＦｅ＋６．２３×ＭＮを満たす範囲内で酸化剤の添加量が制御される。塩素注入量が前記範囲内に制御されることにより、アンモニアを含む原水Ｗ１であっても最小限の酸化剤量で二価鉄が充分に酸化される。そのため、酸化によって生成した水酸化鉄（III）の凝集物を除去する除濁装置１４の洗浄時には、逆洗排水の量を低減することができるため、全体的な水回収率が向上する。
【0020】
制御装置１２による酸化剤添加量の制御は、０．８３×ＭＦｅ≦ＭＣｌ＜０．８３×ＭＦｅ＋６．２３×ＭＮを満たす範囲内で行われ、０．８３×ＭＦｅ＋０．０１×ＭＮ≦ＭＣｌ≦０．８３×ＭＦｅ＋３．０×ＭＮを満たす範囲内で行われることが好ましい。０．８３×ＭＦｅ＋０．１×ＭＮ≦ＭＣｌ≦０．８３×ＭＦｅ＋１．５×ＭＮを満たす範囲内で行われることがより好ましい。０．８３×ＭＦｅ＋０．２×ＭＮ≦ＭＣｌ≦０．８３×ＭＦｅ＋０．５×ＭＮを満たす範囲内で行われることが特に好ましい。
上記下限値と上限値との組み合わせは任意である。
上記下限値と上限値との組み合わせは任意である。
【0021】
制御装置１２としては、特に限定されず、例えばＰＩＤ制御によって酸化剤添加量を制御する装置が挙げられる。
第１送水管２１には、酸化剤添加後の酸化処理水Ｗ２中の遊離塩素濃度を測定するための残留塩素計１８を設けてもよい。残留塩素計１８の測定結果を用いて不連続点を超えないように酸化剤の添加量を低減することが容易になる。この点については水処理方法の説明において詳述する。
第１送水管２１には、酸化剤添加後の酸化処理水Ｗ２中の遊離塩素濃度を測定するための残留塩素計１８を設けてもよい。残留塩素計１８の測定結果を用いて不連続点を超えないように酸化剤の添加量を低減することが容易になる。この点については水処理方法の説明において詳述する。
【0022】
酸化剤添加装置１１の後段には、酸化剤添加後の酸化処理水Ｗ２に還元剤を添加する還元剤添加装置１３が設けられている。酸化処理水Ｗ２に還元剤が添加されることにより、酸化剤の作用によって酸化されたアンモニアの酸化物が還元されてアンモニアに戻る。
還元剤添加装置１３の態様は、第１送水管２１内を流れる酸化処理水Ｗ２に還元剤を添加できる態様であれば特に限定されない。
還元剤添加装置１３の態様は、第１送水管２１内を流れる酸化処理水Ｗ２に還元剤を添加できる態様であれば特に限定されない。
【0023】
還元剤添加装置１３によって添加される還元剤は、アンモニアの酸化物を還元できるものであれば特に限定されない。
還元剤としては、例えば、亜硫酸水素ナトリウム（ＳＢＳ、重亜硫酸ソーダとも呼ばれる）、チオ硫酸ナトリウムが挙げられる。なかでも、反応性とコストの点から、ＳＢＳが好ましい。還元剤としては、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
図１に示す水処理装置１は、還元剤添加装置１３を備えているが、還元剤添加装置１３を備えていない実施形態であってもよい。
還元剤としては、例えば、亜硫酸水素ナトリウム（ＳＢＳ、重亜硫酸ソーダとも呼ばれる）、チオ硫酸ナトリウムが挙げられる。なかでも、反応性とコストの点から、ＳＢＳが好ましい。還元剤としては、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
図１に示す水処理装置１は、還元剤添加装置１３を備えているが、還元剤添加装置１３を備えていない実施形態であってもよい。
【0024】
除濁装置１４は、処理水中の水酸化鉄（III）の凝集物を含む不純物を除去する装置である。図１に示す例では、酸化剤添加後の酸化処理水Ｗ２に還元剤がさらに添加された還元処理水Ｗ３が除濁装置１４に供給され、還元処理水Ｗ３中の不純物が除去される。
【0025】
除濁装置１４としては、水酸化鉄（III）の凝集物を含む不純物を除去できるものであればよく、例えば、砂濾過装置、膜濾過装置が挙げられる。膜濾過装置に用いる膜としては、例えば精密濾過膜、限外濾過膜、ナノ濾過膜が挙げられる。
除濁装置１４としては、限外濾過膜および精密濾過膜の少なくとも一方を備えた膜濾過装置が好ましい。
除濁装置１４に利用される限外濾過膜または精密濾過膜としては、外圧式の膜が好ましい。
除濁装置１４としては、１つを単独で使用してもよく、２つ以上を組み合わせて使用してもよい。
除濁装置１４としては、限外濾過膜および精密濾過膜の少なくとも一方を備えた膜濾過装置が好ましい。
除濁装置１４に利用される限外濾過膜または精密濾過膜としては、外圧式の膜が好ましい。
除濁装置１４としては、１つを単独で使用してもよく、２つ以上を組み合わせて使用してもよい。
【0026】
除濁装置１４による処理後の除濁処理水Ｗ４は、第２送水管２２を通じて中間水槽１５へと送られる。
中間水槽１５においては、除濁処理水Ｗ４を定期的に滅菌することが好ましい。除濁処理水Ｗ４を滅菌する方法としては、特に限定されず、例えば、還元剤の添加を一時的に停止するか、追加で塩素を間欠的に添加することで滅菌する方法が挙げられる。
中間水槽１５においては、除濁処理水Ｗ４を定期的に滅菌することが好ましい。除濁処理水Ｗ４を滅菌する方法としては、特に限定されず、例えば、還元剤の添加を一時的に停止するか、追加で塩素を間欠的に添加することで滅菌する方法が挙げられる。
【0027】
中間水槽１５に貯留されている除濁処理水Ｗ４は、供給ポンプ１９によって第３送水管２３を通じて逆浸透膜処理装置１６へと供給される。
逆浸透膜処理装置１６は、逆浸透膜を備えた膜濾過装置であり、除濁処理水Ｗ４中のアンモニアを除去する。
逆浸透膜処理装置１６は、逆浸透膜を備えた膜濾過装置であり、除濁処理水Ｗ４中のアンモニアを除去する。
【0028】
逆浸透膜処理装置１６で処理した逆浸透膜処理水Ｗ５は適宜他の装置等に送られる。
例えば、逆浸透膜処理装置１６の後段にイオン交換装置を設け、逆浸透膜処理装置１６で除去しきれずに逆浸透膜処理水Ｗ５中に残留したアンモニアをイオン交換装置で除去するようにしてもよい。水質監視システムを設けた受水槽において逆浸透膜処理水Ｗ５の水質を監視してもよい。また、受水槽で逆浸透膜処理水Ｗ５に他の処理水や添加剤を配合して硬度等の水質を調整してもよい。
図１に示す水処理装置１は、逆浸透膜処理装置１６を備えているが、逆浸透膜処理装置１６を備えていない実施形態であってもよい。
例えば、逆浸透膜処理装置１６の後段にイオン交換装置を設け、逆浸透膜処理装置１６で除去しきれずに逆浸透膜処理水Ｗ５中に残留したアンモニアをイオン交換装置で除去するようにしてもよい。水質監視システムを設けた受水槽において逆浸透膜処理水Ｗ５の水質を監視してもよい。また、受水槽で逆浸透膜処理水Ｗ５に他の処理水や添加剤を配合して硬度等の水質を調整してもよい。
図１に示す水処理装置１は、逆浸透膜処理装置１６を備えているが、逆浸透膜処理装置１６を備えていない実施形態であってもよい。
【0029】
［水処理方法］
以下、実施形態の一例に係る水処理方法として、前記した水処理装置１を用いた方法について説明する。
本実施形態に係る水処理方法は、二価鉄とアンモニアを含む原水を処理する方法であって、下記（i）と（iii）の工程を含む。さらに、（ii）と（iv）の工程を含んでもよい。
（i）原水に塩素系酸化剤を添加する酸化剤添加工程。
（ii）前記酸化剤添加工程後の処理水に還元剤を添加する還元剤添加工程。
（iii）前記酸化剤添加工程後の処理水に含まれる不純物を除去する除濁工程。
（iv）前記除濁工程後の処理水を逆浸透膜で処理する逆浸透膜処理工程。
以下、実施形態の一例に係る水処理方法として、前記した水処理装置１を用いた方法について説明する。
本実施形態に係る水処理方法は、二価鉄とアンモニアを含む原水を処理する方法であって、下記（i）と（iii）の工程を含む。さらに、（ii）と（iv）の工程を含んでもよい。
（i）原水に塩素系酸化剤を添加する酸化剤添加工程。
（ii）前記酸化剤添加工程後の処理水に還元剤を添加する還元剤添加工程。
（iii）前記酸化剤添加工程後の処理水に含まれる不純物を除去する除濁工程。
（iv）前記除濁工程後の処理水を逆浸透膜で処理する逆浸透膜処理工程。
【0030】
（酸化剤添加工程）
酸化剤添加工程では、酸化剤添加装置１１により、少なくとも二価鉄とアンモニアを含む原水Ｗ１に塩素系酸化剤を添加し、原水Ｗ１中の二価鉄を三価鉄に酸化して不溶性の水酸化鉄（III）を析出させる。
塩素系酸化剤としては、例えば、次亜塩素酸や、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム等の固体の次亜塩素酸塩が挙げられ、次亜塩素酸および次亜塩素酸塩の少なくとも一方が好ましい。塩素系酸化剤としては、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
酸化剤添加工程では、酸化剤添加装置１１により、少なくとも二価鉄とアンモニアを含む原水Ｗ１に塩素系酸化剤を添加し、原水Ｗ１中の二価鉄を三価鉄に酸化して不溶性の水酸化鉄（III）を析出させる。
塩素系酸化剤としては、例えば、次亜塩素酸や、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム等の固体の次亜塩素酸塩が挙げられ、次亜塩素酸および次亜塩素酸塩の少なくとも一方が好ましい。塩素系酸化剤としては、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【0031】
上述したように、従来のアンモニアを含む水の処理においては、原水の水質による違いを考慮のうえ、アンモニア態窒素の反応が終了する不連続点（ブレークポイント）まで塩素を注入するために、一般にアンモニア態窒素の約１０倍の塩素注入が見込まれる。
【0032】
これに対し、実施形態に係る水処理方法では、酸化剤添加工程において、０．８３×ＭＦｅ≦ＭＣｌ＜０．８３×ＭＦｅ＋６．２３×ＭＮを満たす範囲内、好ましくは０．８３×ＭＦｅ＋０．０１×ＭＮ≦ＭＣｌ≦０．８３×ＭＦｅ＋３．０×ＭＮを満たす範囲内、より好ましくは０．８３×ＭＦｅ＋０．１×ＭＮ≦ＭＣｌ≦０．８３×ＭＦｅ＋１．５×ＭＮを満たす範囲内、さらに好ましくは０．８３×ＭＦｅ＋０．２×ＭＮ≦ＭＣｌ≦０．８３×ＭＦｅ＋０．５×ＭＮを満たす範囲内で塩素系酸化剤の添加量を制御する。
塩素注入量ＭＣｌを前記範囲内とすることにより、原水Ｗ１への塩素系酸化剤を過剰に添加することなく、不連続点よりも少ない塩素注入で二価鉄を充分に酸化することができる。その結果、除濁装置１４の逆洗時の逆洗排水を低減して水回収率を高めることができる。
また、原水Ｗ１にマンガンイオンが含まれている場合、マンガンイオンも充分に酸化され、除濁装置１４で除去することができる。
塩素注入量ＭＣｌを前記範囲内とすることにより、原水Ｗ１への塩素系酸化剤を過剰に添加することなく、不連続点よりも少ない塩素注入で二価鉄を充分に酸化することができる。その結果、除濁装置１４の逆洗時の逆洗排水を低減して水回収率を高めることができる。
また、原水Ｗ１にマンガンイオンが含まれている場合、マンガンイオンも充分に酸化され、除濁装置１４で除去することができる。
【0033】
また、酸化剤添加工程においては、残留塩素計１８によって水処理中の酸化処理水Ｗ２の遊離塩素濃度をモニターし、酸化処理水Ｗ２の遊離塩素濃度が０．１ｍｇ／Ｌ以下となるように酸化剤の添加量を制御してもよい。不連続点を超えて酸化剤が過剰に添加されると遊離塩素濃度が高くなっていくため、遊離塩素濃度を０．１ｍｇ／Ｌ以下に制御することにより、不連続点を超えて酸化剤を過剰に添加することを抑制できる。そのため、酸化剤の添加量を最小限にして除濁装置１４の逆洗排水の量を低減し、全体的な水回収率を高めることがさらに容易になる。
この残留塩素計１８による測定に基づく酸化剤添加の制御は、例えばＰＩＤ等の制御装置１２によって行ってもよく、人力で行ってもよい。
この残留塩素計１８による測定に基づく酸化剤添加の制御は、例えばＰＩＤ等の制御装置１２によって行ってもよく、人力で行ってもよい。
【0034】
（還元剤添加工程）
還元剤添加工程では、還元剤添加装置１３により、酸化剤添加工程後の酸化処理水Ｗ２に還元剤を添加し、酸化剤の作用によって酸化されたアンモニアの酸化物を還元してアンモニアに戻す。アンモニアは後段の逆浸透膜によって除去する。
還元剤としては、例えば、亜硫酸水素ナトリウム（ＳＢＳ）、チオ硫酸ナトリウムが挙げられ、反応性とコストの点から、ＳＢＳが好ましい。還元剤としては、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
還元剤添加工程では、還元剤添加装置１３により、酸化剤添加工程後の酸化処理水Ｗ２に還元剤を添加し、酸化剤の作用によって酸化されたアンモニアの酸化物を還元してアンモニアに戻す。アンモニアは後段の逆浸透膜によって除去する。
還元剤としては、例えば、亜硫酸水素ナトリウム（ＳＢＳ）、チオ硫酸ナトリウムが挙げられ、反応性とコストの点から、ＳＢＳが好ましい。還元剤としては、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【0035】
還元剤添加工程では、還元処理水Ｗ３の全残留塩素の濃度が０ｍｇ／Ｌとなるように還元剤の添加量を過剰に注入制御することが好ましい。これにより、後段の逆浸透膜を酸化劣化から予防することができる。
【0036】
（除濁工程）
除濁工程では、還元処理水Ｗ３における、二価鉄が酸化されて生じた水酸化鉄（III）の凝集物を含む不純物を除濁装置１４で除去する。
濁質を安定的に除去するだけでなく、除菌の点から、除濁工程では、限外濾過膜および精密濾過膜の少なくとも一方による濾過を行うことが好ましい。
除濁工程では、還元処理水Ｗ３における、二価鉄が酸化されて生じた水酸化鉄（III）の凝集物を含む不純物を除濁装置１４で除去する。
濁質を安定的に除去するだけでなく、除菌の点から、除濁工程では、限外濾過膜および精密濾過膜の少なくとも一方による濾過を行うことが好ましい。
【0037】
図１に示す例では、除濁処理後の除濁処理水Ｗ４は、中間水槽１５に一旦貯留する。中間水槽１５においては、定期的に除濁処理水Ｗ４を滅菌してもよい。
また、除濁処理水Ｗ４には硫酸等を添加してｐＨを調整してもよく、逆浸透膜処理時に発生するシリカや硬度等のスケールを抑制するため分散剤を添加してもよい。
また、除濁処理水Ｗ４には硫酸等を添加してｐＨを調整してもよく、逆浸透膜処理時に発生するシリカや硬度等のスケールを抑制するため分散剤を添加してもよい。
【0038】
（逆浸透膜処理工程）
逆浸透膜処理工程では、除濁工程後の除濁処理水Ｗ４を逆浸透膜処理装置１６に供給し、除濁処理水Ｗ４中のアンモニアを逆浸透膜によって除去する。
逆浸透膜処理工程では、除濁工程後の除濁処理水Ｗ４を逆浸透膜処理装置１６に供給し、除濁処理水Ｗ４中のアンモニアを逆浸透膜によって除去する。
【0039】
なお、本発明の水処理装置および水処理方法は、前記した実施形態には限定されない。
本発明の水処理装置は、図２に例示した水処理装置２であってもよい。図２における図１と同じ部分は同符号を付して説明を省略する。
本発明の水処理装置は、図２に例示した水処理装置２であってもよい。図２における図１と同じ部分は同符号を付して説明を省略する。
【0040】
水処理装置２は、以下の構成以外は水処理装置１と同様の構成である。
水源１００と原水槽３１が第１送水管２１で接続されている。原水槽３１と除濁装置１４とが第２送水管２２で接続されている。除濁装置１４と中間水槽１５とが第３送水管２３で接続されている。中間水槽１５と逆浸透膜処理装置１６とが第４送水管２４で接続されている。
水源１００と原水槽３１が第１送水管２１で接続されている。原水槽３１と除濁装置１４とが第２送水管２２で接続されている。除濁装置１４と中間水槽１５とが第３送水管２３で接続されている。中間水槽１５と逆浸透膜処理装置１６とが第４送水管２４で接続されている。
【0041】
酸化剤添加装置１１は、第１送水管２１を流れる原水Ｗ１に酸化剤を添加するようになっている。第２送水管２２には、原水槽３１から除濁装置１４に向かって酸化処理水Ｗ２を供給するための供給ポンプ３２と、残留塩素計１８とが設置されている。還元剤添加装置１３は、第２送水管２２を流れる酸化処理水Ｗ２に還元剤を添加するようになっている。
水処理装置２を用いる水処理方法は、原水Ｗ１に酸化剤を添加した酸化処理水Ｗ２が原水槽３１に一旦貯留される以外は、水処理装置１を用いる水処理方法と同様に行える。
水処理装置２を用いる水処理方法は、原水Ｗ１に酸化剤を添加した酸化処理水Ｗ２が原水槽３１に一旦貯留される以外は、水処理装置１を用いる水処理方法と同様に行える。
【0042】
また、本発明の水処理方法は、制御装置を備えた水処理装置を用いる方法には限定されず、制御装置を用いずに、酸化剤添加工程における酸化剤の添加量を制御する方法であってもよい。例えば、予め測定した原水Ｗ１の二価鉄濃度ＭＦｅ（ｍｇ／Ｌ）およびアンモニア態窒素濃度ＭＮ（ｍｇ／Ｌ）から必要な塩素注入量ＭＣｌ（ｍｇ／Ｌ）の範囲を算出し、その算出結果に基づいて酸化剤の添加量を決定し、水処理装置１、２における制御装置１２を省略した水処理装置を用いて一定の酸化剤添加量で水処理を行ってもよい。また、酸化剤の添加量を人力で制御してもよい。
【0043】
また、本発明は、還元剤添加装置または逆浸透膜処理装置を備えない水処理装置を用いて、還元剤添加工程または逆浸透膜処理工程を行わずに水処理を行ってもよい。
その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【実施例0044】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の記載によっては限定されない。
【0045】
［原水］
試験水として、表１に示した水質の原水を用意した。
試験水として、表１に示した水質の原水を用意した。
【0046】
【表1】
【0047】
［実施例１］
原水に対し、次亜塩素酸ナトリウムを塩素注入量が３．５ｍｇ／Ｌとなるように添加し、さらに亜硫酸水素ナトリウムを５．３ｍｇ／Ｌとなるように添加した後、水をサンプリングして外圧式精密濾過膜を用いて膜濾過を行った。
原水に対し、次亜塩素酸ナトリウムを塩素注入量が３．５ｍｇ／Ｌとなるように添加し、さらに亜硫酸水素ナトリウムを５．３ｍｇ／Ｌとなるように添加した後、水をサンプリングして外圧式精密濾過膜を用いて膜濾過を行った。
【0048】
［実施例２］
塩素注入量を４．５ｍｇ／Ｌ、亜硫酸水素ナトリウムの添加量を６．８ｍｇ／Ｌに変更した以外は、実施例１と同様にして酸化剤および還元剤を添加した後に膜濾過を行った。
塩素注入量を４．５ｍｇ／Ｌ、亜硫酸水素ナトリウムの添加量を６．８ｍｇ／Ｌに変更した以外は、実施例１と同様にして酸化剤および還元剤を添加した後に膜濾過を行った。
【0049】
［実施例３］
塩素注入量を６．０ｍｇ／Ｌ、亜硫酸水素ナトリウムの添加量を９．０ｍｇ／Ｌに変更した以外は、実施例１と同様にして酸化剤および還元剤を添加した後に膜濾過を行った。
塩素注入量を６．０ｍｇ／Ｌ、亜硫酸水素ナトリウムの添加量を９．０ｍｇ／Ｌに変更した以外は、実施例１と同様にして酸化剤および還元剤を添加した後に膜濾過を行った。
【0050】
［実施例４］
塩素注入量を１５ｍｇ／Ｌ、亜硫酸水素ナトリウムの添加量を２２．５ｍｇ／Ｌに変更した以外は、実施例１と同様にして酸化剤および還元剤を添加した後に膜濾過を行った。
塩素注入量を１５ｍｇ／Ｌ、亜硫酸水素ナトリウムの添加量を２２．５ｍｇ／Ｌに変更した以外は、実施例１と同様にして酸化剤および還元剤を添加した後に膜濾過を行った。
【0051】
［実施例５］
塩素注入量を３０ｍｇ／Ｌ、亜硫酸水素ナトリウムの添加量を４５．０ｍｇ／Ｌに変更した以外は、実施例１と同様にして酸化剤および還元剤を添加した後に膜濾過を行った。
塩素注入量を３０ｍｇ／Ｌ、亜硫酸水素ナトリウムの添加量を４５．０ｍｇ／Ｌに変更した以外は、実施例１と同様にして酸化剤および還元剤を添加した後に膜濾過を行った。
【0052】
［比較例１］
塩素注入量を０．７０ｍｇ／Ｌ、亜硫酸水素ナトリウムの添加量を１．１ｍｇ／Ｌに変更した以外は、実施例１と同様にして酸化剤および還元剤を添加した後に膜濾過を行った。
塩素注入量を０．７０ｍｇ／Ｌ、亜硫酸水素ナトリウムの添加量を１．１ｍｇ／Ｌに変更した以外は、実施例１と同様にして酸化剤および還元剤を添加した後に膜濾過を行った。
【0053】
［比較例２］
塩素注入量を４５ｍｇ／Ｌ、亜硫酸水素ナトリウムの添加量を６７．５ｍｇ／Ｌに変更した以外は、実施例１と同様にして酸化剤および還元剤を添加した後に膜濾過を行った。
塩素注入量を４５ｍｇ／Ｌ、亜硫酸水素ナトリウムの添加量を６７．５ｍｇ／Ｌに変更した以外は、実施例１と同様にして酸化剤および還元剤を添加した後に膜濾過を行った。
【0054】
［比較例３］
塩素注入量を６２ｍｇ／Ｌ、亜硫酸水素ナトリウムの添加量を９３．０ｍｇ／Ｌに変更した以外は、実施例１と同様にして酸化剤および還元剤を添加した後に膜濾過を行った。
塩素注入量を６２ｍｇ／Ｌ、亜硫酸水素ナトリウムの添加量を９３．０ｍｇ／Ｌに変更した以外は、実施例１と同様にして酸化剤および還元剤を添加した後に膜濾過を行った。
【0055】
［アンモニア態窒素濃度］
ＨＡＣＨ社の多項目水質分析計ＤＲ１９００を用いて（測定項目は「アンモニア性窒素」）ネスラー法により、アンモニア態窒素濃度を測定した。
ＨＡＣＨ社の多項目水質分析計ＤＲ１９００を用いて（測定項目は「アンモニア性窒素」）ネスラー法により、アンモニア態窒素濃度を測定した。
【0056】
［二価鉄濃度の測定］
膜濾過後のサンプリング水の鉄濃度を、ＨＡＣＨ社の多項目水質分析計ＤＲ１９００を用いて（測定項目は「鉄（第一鉄）」）１，１０フェナントロリン法により測定した。
膜濾過後のサンプリング水の鉄濃度を、ＨＡＣＨ社の多項目水質分析計ＤＲ１９００を用いて（測定項目は「鉄（第一鉄）」）１，１０フェナントロリン法により測定した。
【0057】
［水処理の判定］
各例の水処理について、以下の基準で判定した。
＜塩素注入量の条件＞
条件（１）：０．８３×ＭＦｅ≦ＭＣｌ＜０．８３×ＭＦｅ＋６．２３×ＭＮ
条件（２）：０．８３×ＭＦｅ＋０．０１×ＭＮ≦ＭＣｌ≦０．８３×ＭＦｅ＋３．０×ＭＮ
条件（３）：０．８３×ＭＦｅ＋０．１×ＭＮ≦ＭＣｌ≦０．８３×ＭＦｅ＋１．５×ＭＮ
条件（４）：０．８３×ＭＦｅ＋０．２×ＭＮ≦ＭＣｌ≦０．８３×ＭＦｅ＋０．５×ＭＮ
＜判定基準＞
◎◎：次亜塩素酸ナトリウムによる塩素注入量が条件（４）を満たし（１．９４ｍｇ／Ｌ～３．７３ｍｇ／Ｌ）、且つ、膜濾過後の鉄濃度が０．３ｍｇ／Ｌ未満である。
◎：次亜塩素酸ナトリウムによる塩素注入量は条件（３）を満たすが、条件（４）は満たさず（１．３３ｍｇ／Ｌ以上１．９４ｍｇ／Ｌ未満または３．７３ｍｇ／Ｌ超９．８０ｍｇ／Ｌ以下）、且つ、膜濾過後の鉄濃度が０．３ｍｇ／Ｌ未満である。
〇：次亜塩素酸ナトリウムによる塩素注入量は条件（２）を満たすが、条件（３）、（４）は満たさず（０．７９ｍｇ／Ｌ以上１．３３ｍｇ／Ｌ未満または９．８０ｍｇ／Ｌ超１８．８８ｍｇ／Ｌ以下）であり、且つ、膜濾過後の鉄濃度が０．３ｍｇ／Ｌ未満である。
△：次亜塩素酸ナトリウムによる塩素注入量は条件（１）を満たすが、条件（２）～（４）は満たさず（０．７３ｍｇ／Ｌ以上０．７９ｍｇ／Ｌ未満または１８．８８ｍｇ／Ｌ超３８．４２ｍｇ／Ｌ未満）、且つ、膜濾過後の鉄濃度が０．３ｍｇ／Ｌ未満である。
×：膜濾過後の鉄濃度が０．３ｍｇ／Ｌ以上（鉄処理が不十分）であるか、または、次亜塩素酸ナトリウムによる塩素注入量が条件（１）～（４）を満たさない（３８．４２ｍｇ／Ｌ以上）である。
各例の水処理について、以下の基準で判定した。
＜塩素注入量の条件＞
条件（１）：０．８３×ＭＦｅ≦ＭＣｌ＜０．８３×ＭＦｅ＋６．２３×ＭＮ
条件（２）：０．８３×ＭＦｅ＋０．０１×ＭＮ≦ＭＣｌ≦０．８３×ＭＦｅ＋３．０×ＭＮ
条件（３）：０．８３×ＭＦｅ＋０．１×ＭＮ≦ＭＣｌ≦０．８３×ＭＦｅ＋１．５×ＭＮ
条件（４）：０．８３×ＭＦｅ＋０．２×ＭＮ≦ＭＣｌ≦０．８３×ＭＦｅ＋０．５×ＭＮ
＜判定基準＞
◎◎：次亜塩素酸ナトリウムによる塩素注入量が条件（４）を満たし（１．９４ｍｇ／Ｌ～３．７３ｍｇ／Ｌ）、且つ、膜濾過後の鉄濃度が０．３ｍｇ／Ｌ未満である。
◎：次亜塩素酸ナトリウムによる塩素注入量は条件（３）を満たすが、条件（４）は満たさず（１．３３ｍｇ／Ｌ以上１．９４ｍｇ／Ｌ未満または３．７３ｍｇ／Ｌ超９．８０ｍｇ／Ｌ以下）、且つ、膜濾過後の鉄濃度が０．３ｍｇ／Ｌ未満である。
〇：次亜塩素酸ナトリウムによる塩素注入量は条件（２）を満たすが、条件（３）、（４）は満たさず（０．７９ｍｇ／Ｌ以上１．３３ｍｇ／Ｌ未満または９．８０ｍｇ／Ｌ超１８．８８ｍｇ／Ｌ以下）であり、且つ、膜濾過後の鉄濃度が０．３ｍｇ／Ｌ未満である。
△：次亜塩素酸ナトリウムによる塩素注入量は条件（１）を満たすが、条件（２）～（４）は満たさず（０．７３ｍｇ／Ｌ以上０．７９ｍｇ／Ｌ未満または１８．８８ｍｇ／Ｌ超３８．４２ｍｇ／Ｌ未満）、且つ、膜濾過後の鉄濃度が０．３ｍｇ／Ｌ未満である。
×：膜濾過後の鉄濃度が０．３ｍｇ／Ｌ以上（鉄処理が不十分）であるか、または、次亜塩素酸ナトリウムによる塩素注入量が条件（１）～（４）を満たさない（３８．４２ｍｇ／Ｌ以上）である。
【0058】
各例のサンプリング水の塩素注入量、還元剤（ＳＢＳ）注入量、膜濾過後の鉄濃度、および判定結果を表２に示す。
【0059】
【表2】
【0060】
表２に示すように、実施例１～５では、比較例１に比べて酸化剤の添加量を抑えた少ない塩素注入量で二価鉄を充分に酸化して除去することができた。
比較例２、３では、二価鉄を充分に酸化して除去することができたものの、酸化剤の添加量の低減効果が不十分であった。
比較例２、３では、二価鉄を充分に酸化して除去することができたものの、酸化剤の添加量の低減効果が不十分であった。
【符号の説明】
【0061】
１…水処理装置、１１…酸化剤添加装置、１２…制御装置、１３…還元剤添加装置、１４…除濁装置、１５…中間水槽、１６…逆浸透膜処理装置。
【図1】
【図2】
【図3】