(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2021-12-17
(45)【発行日】2022-01-17
(54)【発明の名称】廃水処理システムとその運転方法
(51)【国際特許分類】
C02F 1/44 20060101AFI20220107BHJP
B01D 61/58 20060101ALI20220107BHJP
B01D 63/06 20060101ALI20220107BHJP
B01D 69/04 20060101ALI20220107BHJP
B01D 71/16 20060101ALI20220107BHJP
【ＦＩ】
C02F1/44 A
B01D61/58
B01D63/06
B01D69/04
B01D71/16
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2020079071
(22)【出願日】2020-04-28
(65)【公開番号】P2021171733
(43)【公開日】2021-11-01
【審査請求日】2021-06-03
(73)【特許権者】
【識別番号】594152620
【氏名又は名称】ダイセン・メンブレン・システムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100087642
【弁理士】
【氏名又は名称】古谷 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100098408
【弁理士】
【氏名又は名称】義経 和昌
(72)【発明者】
【氏名】浜田 敏充
(72)【発明者】
【氏名】中塚 修志
(72)【発明者】
【氏名】昌子 弘一
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 浩志
(72)【発明者】
【氏名】小林 正人
【審査官】松井 一泰
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－１２６７６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－１８３８００（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１９０２１８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ０１Ｄ ５３／２２
Ｂ０１Ｄ ６１／００－ ７１／８２
Ｃ０２Ｆ １／４４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
廃水源からの含油廃水が貯水される原水タンク、ろ過膜装置、ろ過水タンクを有する廃水処理システムであって、前記原水タンクが、内部の原水温度を調節するための温度調節装置、温度計、水位計を備えており、
前記温度調節装置が、原水を加温するための加温装置、原水を冷却するための冷却装置および原水を攪拌して温度を均一にするための攪拌装置を全て有しているものであり、
前記ろ過膜装置が、ろ過膜として酢酸セルロースからなるチューブラー型ろ過膜を含むものであり、
前記廃水源と前記原水タンクがプレフィルターと廃水ポンプを備えた廃水ラインで接続され、
前記原水タンクと前記ろ過膜装置が、循環ポンプを備えた原水ラインで接続され、
前記ろ過膜装置のろ過水出口と前記ろ過水タンクが、ろ過水ラインで接続され、
前記ろ過膜装置の濃縮水出口と前記原水タンクが、第１濃縮水ラインで接続され、
前記ろ過水タンクがろ過水ポンプを備えたろ過水採水ラインに接続されており、
前記原水タンク、前記原水ライン、前記ろ過膜装置、前記第１濃縮水ラインおよび前記原水タンクからなる循環ラインを有しており、
前記循環ラインにアニオン型界面活性剤を含む界面活性剤の水溶液が洗浄液として供給できるようになっているものである、廃水処理システム。
【請求項2】
前記界面活性剤の水溶液が、アニオン型界面活性剤として直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩を含んでいるものである、請求項１記載の廃水処理システム。
【請求項3】
前記ろ過膜装置が、複数本のろ過膜装置が直列配置されているものである、請求項１または２記載の廃水処理システム。
【請求項4】
さらに濃縮水タンクを有しており、前記原水タンクと前記濃縮水タンクが、前記循環ラインと、前記循環ポンプと前記ろ過膜装置の間の循環ラインから分岐された第２濃縮水ラインで接続されているものである、請求項１～３のいずれか１項記載の廃水処理システム。
【請求項5】
請求項１～４のいずれか１項記載の廃水処理システムの運転方法であって、前記循環ポンプを作動させ、前記原水タンク内の原水を前記原水ラインにより前記ろ過膜装置に送ってろ過するろ過工程、
前記ろ過工程で得られたろ過水をろ過水ラインからろ過水タンクに送って貯水するろ過水の貯水工程、
前記ろ過工程で得られた濃縮水を前記第１濃縮水ラインから前記原水タンクに返送する工程を有しており、
前記循環ポンプを連続して作動させてろ過運転を継続した状態で、前記原水タンク内の原水量が満水水位から所定値まで減少したときを水位計で検知し、前記廃水ポンプを作動させて前記廃水源から前記原水タンクに廃水を供給することで、前記原水タンク内の水位を満水水位に維持する水位維持工程と、
前記温度調節装置を作動させることで、前記原水タンク内の原水温度の変化を抑制する原水の温度調節工程を有しており、
前記温度調節工程が、前記廃水源から前記原水タンク内に廃水を供給したとき、運転開始時における前記原水タンク内の原水温度が基準温度となるものであり、
前記基準温度が２０～３０℃の範囲の温度であり、
前記廃水の温度が前記基準温度よりも低いときは、前記加温装置で加温する方法、前記攪拌装置で攪拌する方法および前記二つの方法を組み合わせる方法のいずれか一つの方法を実施し、
前記廃水の温度が前記基準温度よりも高いときは、前記冷却装置で冷却する方法、前記攪拌装置で攪拌する方法および前記二つの方法を組み合わせる方法のいずれか一つの方法を実施し、
さらに前記ろ過膜装置のろ過性能が低下したときには、アニオン型界面活性剤の水溶液を洗浄液として使用し、循環ラインにより循環運転して洗浄する工程を有している、廃水処理システムの運転方法。
【請求項6】
前記界面活性剤の水溶液が、アニオン型界面活性剤として直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩を含んでいるものである、請求項５記載の廃水処理システムの運転方法。
【請求項7】
前記界面活性剤の水溶液を洗浄液として使用し、循環ラインにより循環運転して洗浄する工程が、洗浄液中の界面活性剤濃度が２００～５００ｍｇ／Ｌ、洗浄時のろ過圧力が０．５～２．０ＭＰａ、洗浄時の低循環流量が５～２０Ｌ／分で実施する、請求項５または６記載の廃水処理システムの運転方法。
【請求項8】
前記原水タンクの水位維持工程が、予め決められた原水タンクの満水水位を基準水位として、前記基準水位から２０～７０％の範囲で水位が低下したとき、前記廃水ポンプを作動させて前記廃水源から前記原水タンクに廃水を供給する工程である、請求項５～７のいずれか１項記載の廃水処理システムの運転方法。
【請求項9】
前記満水水位が、前記原水タンクの内容量の８０～９５％の範囲の原水を満たしたときの水位である、請求項５～８のいずれか１項記載の廃水処理システムの運転方法。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、含油廃水の処理をすることができる廃水処理システムとその運転方法に関する。
【背景技術】
【0002】
各種分野の工場などから排出される廃水には、鉱物油、雑油、ワックス、界面活性剤、懸濁物などが含まれており、そのまま下水に廃水を流すことはできず、処理する必要がある。
特許文献１には、油含有水にアニオン界面活性剤を添加した後、膜面線速度１ｍ/sec以上で膜分離する油含有水の膜分離方法の発明が記載されている。ろ過膜としては、ＭＦ膜、ＵＦ膜が例示され、内圧式チューブラー膜、スパイラス膜が好適であることが記載されている。
特許文献２には、廃水処理するときに管状ＲＯ膜による処理工程を実施する発明が記載されており、ＲＯ膜の材質としてセルロースアセテート、芳香族ポリアミド、スルホン化ポリエーテルスルホンなどが例示されている。
特許文献１には、油含有水にアニオン界面活性剤を添加した後、膜面線速度１ｍ/sec以上で膜分離する油含有水の膜分離方法の発明が記載されている。ろ過膜としては、ＭＦ膜、ＵＦ膜が例示され、内圧式チューブラー膜、スパイラス膜が好適であることが記載されている。
特許文献２には、廃水処理するときに管状ＲＯ膜による処理工程を実施する発明が記載されており、ＲＯ膜の材質としてセルロースアセテート、芳香族ポリアミド、スルホン化ポリエーテルスルホンなどが例示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１６－１７９４２０号公報
【文献】特開２０１９－１０７６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、含油廃水の処理をすることができる廃水処理システムとその運転方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、廃水源からの含油廃水が貯水される原水タンク、ろ過膜装置、ろ過水タンクを有する廃水処理システムであって、
前記原水タンクが、内部の原水温度を調節するための温度調節装置、温度計、水位計を備えており、
前記ろ過膜装置が、ろ過膜として酢酸セルロースからなるチューブラー型ろ過膜を含むものであり、
前記廃水源と前記原水タンクがプレフィルターと廃水ポンプを備えた廃水ラインで接続され、
前記原水タンクと前記ろ過膜装置が、循環ポンプを備えた原水ラインで接続され、
前記ろ過膜装置のろ過水出口と前記ろ過水タンクが、ろ過水ラインで接続され、
前記ろ過膜装置の濃縮水出口と前記原水タンクが、第１濃縮水ラインで接続され、
前記ろ過水タンクがろ過水ポンプを備えたろ過水採水ラインに接続されており、
前記原水タンク、前記原水ライン、前記ろ過膜装置、前記第１濃縮水ラインおよび前記原水タンクからなる循環ラインを有している、廃水処理システムと、その運転方法を提供する。
前記原水タンクが、内部の原水温度を調節するための温度調節装置、温度計、水位計を備えており、
前記ろ過膜装置が、ろ過膜として酢酸セルロースからなるチューブラー型ろ過膜を含むものであり、
前記廃水源と前記原水タンクがプレフィルターと廃水ポンプを備えた廃水ラインで接続され、
前記原水タンクと前記ろ過膜装置が、循環ポンプを備えた原水ラインで接続され、
前記ろ過膜装置のろ過水出口と前記ろ過水タンクが、ろ過水ラインで接続され、
前記ろ過膜装置の濃縮水出口と前記原水タンクが、第１濃縮水ラインで接続され、
前記ろ過水タンクがろ過水ポンプを備えたろ過水採水ラインに接続されており、
前記原水タンク、前記原水ライン、前記ろ過膜装置、前記第１濃縮水ラインおよび前記原水タンクからなる循環ラインを有している、廃水処理システムと、その運転方法を提供する。
【発明の効果】
【0006】
本発明の廃水処理システムとその運転方法によれば、ろ過膜の劣化を抑制することができ、ろ過膜の使用寿命を延ばすことができるため、長期間安定した廃水処理運転ができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】本発明の廃水処理システムを含む廃水処理フローを示す図。
【図2】本発明の廃水処理システムの原水タンクの一実施形態を示す図。原水タンクの内部が見えるように表示している。
【図3】本発明の廃水処理システムの濾過膜装置で使用する濾過膜エレメントの斜視図。
【図6】本発明の廃水処理システムを使用した廃水処理システムの運転方法の一工程を説明するための図。
【図7】実施例の廃水処理システムにおけるろ過量と温度の関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0008】
【0009】
廃水ピット１は、各種工場などの廃水源から廃水ライン２０により含油廃水が流入する廃水槽であり、通常は地面よりも低い位置に設けられている。廃水ピット１は、底部において砂利や砂などの沈殿物、凝集剤を添加したときの沈殿物を排出するための排出ライン１７が接続されていてもよい。
含油廃水中の油の種類や濃度は特に限定されるものではなく、例えば、特開２００３－９３８０３号公報に記載のｎ－ヘキサン抽出物量と同じ成分であって、同じ濃度範囲を基準とすることができる。
含油廃水中の油の種類や濃度は特に限定されるものではなく、例えば、特開２００３－９３８０３号公報に記載のｎ－ヘキサン抽出物量と同じ成分であって、同じ濃度範囲を基準とすることができる。
【0010】
廃水ピット１と原水タンク３は、廃水ポンプ１０を備えた廃水ライン２１で接続されている。
廃水ライン２１には、廃水ポンプ１０とプレフィルター２が設置されている。
プレフィルター２は、例えば金網フィルターであり、砂利、ゴミ、砂などを取り除くためのものである。
なお、廃水源からの廃水量などに応じて、廃水ピット１を設置することなく、廃水源から直接原水タンク３に含油廃水を送ることもできる。
廃水ライン２１には、廃水ポンプ１０とプレフィルター２が設置されている。
プレフィルター２は、例えば金網フィルターであり、砂利、ゴミ、砂などを取り除くためのものである。
なお、廃水源からの廃水量などに応じて、廃水ピット１を設置することなく、廃水源から直接原水タンク３に含油廃水を送ることもできる。
【0011】
原水タンク３は、内部の原水温度を調節するための温度調節装置、温度計（図示していない）、水位計（図示していない）を備えている。
原水タンク３の容量は、廃水処理量などに応じて設定することができるものであり、温度調節装置、水位計、温度計は原水タンク３の容量に応じて選択することができる。
例えば、原水タンク３の容量が５０ｍ3より少ない場合の水位計として、ロードセルのような重力測定器が設置されていてもよい。
温度調節装置は、図２に示すとおり、原水を加温するための加温装置３０、原水を冷却するための冷却装置３１および原水を攪拌して温度を均一にするための攪拌装置３２から選ばれる１または２以上のものである。
温度調節装置は、手動、半自動、自動のいかなる運転モードでの運転制御が実施できるものでもよい。
原水を加温するための加温装置３０は、公知のヒーター、熱交換器などを使用することができる。
原水を冷却するための冷却装置３１は、公知のチラー、熱交換器などを使用することができる。
原水を攪拌して温度を均一にするための攪拌装置３２は、先端の攪拌部３２ａの位置を上下できるものを使用することもできるほか、原水タンク３内を循環できるポンプ装置を使用することもできる。
加温装置３０、冷却装置３１および攪拌装置３２は、図示していない外部電源と電気的に接続されている。
なお、加温装置３０、冷却装置３１および攪拌装置３２は、原水タンク３内に設置される必然性を有した装置部分が原水タンク３内に設置されていればよく、それ以外の装置部分は原水タンク３の外に設置することもできる。また、温度計は、原水タンク３内に設置することができるほか、原水タンク３外に設置された反射式温度計などを使用することもできる。
原水タンク３の容量は、廃水処理量などに応じて設定することができるものであり、温度調節装置、水位計、温度計は原水タンク３の容量に応じて選択することができる。
例えば、原水タンク３の容量が５０ｍ3より少ない場合の水位計として、ロードセルのような重力測定器が設置されていてもよい。
温度調節装置は、図２に示すとおり、原水を加温するための加温装置３０、原水を冷却するための冷却装置３１および原水を攪拌して温度を均一にするための攪拌装置３２から選ばれる１または２以上のものである。
温度調節装置は、手動、半自動、自動のいかなる運転モードでの運転制御が実施できるものでもよい。
原水を加温するための加温装置３０は、公知のヒーター、熱交換器などを使用することができる。
原水を冷却するための冷却装置３１は、公知のチラー、熱交換器などを使用することができる。
原水を攪拌して温度を均一にするための攪拌装置３２は、先端の攪拌部３２ａの位置を上下できるものを使用することもできるほか、原水タンク３内を循環できるポンプ装置を使用することもできる。
加温装置３０、冷却装置３１および攪拌装置３２は、図示していない外部電源と電気的に接続されている。
なお、加温装置３０、冷却装置３１および攪拌装置３２は、原水タンク３内に設置される必然性を有した装置部分が原水タンク３内に設置されていればよく、それ以外の装置部分は原水タンク３の外に設置することもできる。また、温度計は、原水タンク３内に設置することができるほか、原水タンク３外に設置された反射式温度計などを使用することもできる。
【0012】
温度調節装置は、
原水を加温するための加温装置３０および原水を攪拌して温度を均一にするための攪拌装置３２の組み合わせからなるもの、
原水を冷却するための冷却装置３１および原水を攪拌して温度を均一にするための攪拌装置３２の組み合わせからなるもの、
原水を加温するための加温装置３０、原水を冷却するための冷却装置３１および原水を攪拌して温度を均一にするための攪拌装置３２の組み合わせからなるもののいずれかの組み合わせからなるものを選択して使用することができる。
原水を加温するための加温装置３０および原水を攪拌して温度を均一にするための攪拌装置３２の組み合わせからなるもの、
原水を冷却するための冷却装置３１および原水を攪拌して温度を均一にするための攪拌装置３２の組み合わせからなるもの、
原水を加温するための加温装置３０、原水を冷却するための冷却装置３１および原水を攪拌して温度を均一にするための攪拌装置３２の組み合わせからなるもののいずれかの組み合わせからなるものを選択して使用することができる。
【0013】
原水タンク３とろ過膜装置４は、循環ポンプ１１を備えた原水ライン（第１原水ライン２２ａと第２原水ライン２２ｂ）で接続されている。
ろ過膜装置４は、酢酸セルロースからなるチューブラー型ろ過膜を備えているものであり、チューブラー型ろ過膜の本発明の好ましい一態様はチューブラー型ＲＯ膜である。
ろ過膜装置４は、酢酸セルロースからなるチューブラー型ろ過膜を備えているものであり、チューブラー型ろ過膜の本発明の好ましい一態様はチューブラー型ＲＯ膜である。
【0014】
ろ過膜装置４としては、図３に示すとおり、多孔支持管４１内にチューブラー型ＲＯ膜４２が配置されているものを使用することができる。
多孔支持管１１は、合成樹脂（例えば繊維強化樹脂）または金属（例えばステンレス）からなるものであり、厚さ方向に貫通された多数の孔４３が分散配置されている。
チューブラー型ＲＯ膜４２は、不織布、紙などからなる支持管の内側にＲＯ膜が形成されたものでもよい。
チューブラー型ＲＯ膜４２の内径は、被処理水の濃度（固形分濃度）に応じて調整することができるものであり、例えば５～１５ｍｍの範囲にすることができる。
チューブラー型ＲＯ膜４２は、廃水の流路が大きいため膜が閉塞し難く、廃水の流入が膜面閉塞物を剥離する方向にも流れているため、廃水の高濃度濃縮および凝集物が存在する廃水処理に適している。
多孔支持管１１は、合成樹脂（例えば繊維強化樹脂）または金属（例えばステンレス）からなるものであり、厚さ方向に貫通された多数の孔４３が分散配置されている。
チューブラー型ＲＯ膜４２は、不織布、紙などからなる支持管の内側にＲＯ膜が形成されたものでもよい。
チューブラー型ＲＯ膜４２の内径は、被処理水の濃度（固形分濃度）に応じて調整することができるものであり、例えば５～１５ｍｍの範囲にすることができる。
チューブラー型ＲＯ膜４２は、廃水の流路が大きいため膜が閉塞し難く、廃水の流入が膜面閉塞物を剥離する方向にも流れているため、廃水の高濃度濃縮および凝集物が存在する廃水処理に適している。
【0015】
ろ過膜装置４は、図４に示すとおり、複数本のろ過膜装置４が連結されて１本になったろ過膜装置集合体５０を使用することもできる。
図４に示すろ過膜装置集合体５０は、直列配置されたろ過膜装置４のうち、隣接するろ過膜装置４同士がＵ字管５１で連結されているものである。Ｕ字管５１に代えて他の連結方法を使用することもできる。
ろ過膜装置集合体５０の第１端開口部５０ａには第２原水ライン２２ｂが接続され、反対側の第２端開口部５０ｂには濃縮水ライン２５が接続されている。
ろ過膜装置集合体５０は、例えば、１０～２０本のろ過膜装置４が直列に接続されたものにすることができる。
図４に示すろ過膜装置集合体５０は、直列配置されたろ過膜装置４のうち、隣接するろ過膜装置４同士がＵ字管５１で連結されているものである。Ｕ字管５１に代えて他の連結方法を使用することもできる。
ろ過膜装置集合体５０の第１端開口部５０ａには第２原水ライン２２ｂが接続され、反対側の第２端開口部５０ｂには濃縮水ライン２５が接続されている。
ろ過膜装置集合体５０は、例えば、１０～２０本のろ過膜装置４が直列に接続されたものにすることができる。
【0016】
ろ過膜装置４は、図５に示すように、筒状のケーシング６１内にろ過膜装置集合体５０が収容され、全体として１本の管状になっているチューブラー型ＲＯ膜モジュール６０を使用することもできる。
チューブラー型ＲＯ膜モジュール６０は、両端面（第１端面６２と第２端面６３）が閉塞された筒状のケーシング６１内にろ過膜装置集合体５０が巻き込まれて円柱状になった形態で収容されているものである。
筒状のケーシング６１の第１端面６２には、ろ過膜装置集合体５０の原水入り口６３と濃縮水出口６４が突き出されている。
筒状ハウジング６１の側面６４からは、ろ過水出口６５が突き出されており、さらに図示していない通気孔が形成されている。
チューブラー型ＲＯ膜モジュール６０は、１または複数を組み合わせて使用することができる。
チューブラー型ＲＯ膜モジュール６０は、両端面（第１端面６２と第２端面６３）が閉塞された筒状のケーシング６１内にろ過膜装置集合体５０が巻き込まれて円柱状になった形態で収容されているものである。
筒状のケーシング６１の第１端面６２には、ろ過膜装置集合体５０の原水入り口６３と濃縮水出口６４が突き出されている。
筒状ハウジング６１の側面６４からは、ろ過水出口６５が突き出されており、さらに図示していない通気孔が形成されている。
チューブラー型ＲＯ膜モジュール６０は、１または複数を組み合わせて使用することができる。
【0017】
ろ過膜装置４とろ過水タンク５は、ろ過膜装置４のろ過水出口とろ過水タンク５がろ過水ライン２３で接続されている。
ろ過水タンク５は、ろ過水ポンプ１２を備えたろ過水採水ライン２４に接続されており、ろ過水採水ライン２４は外部ろ過水タンク８に接続されている。
ろ過膜装置４の濃縮水出口は、第１濃縮水ライン２５により原水タンク３に接続されている。
原水タンク３と濃縮水タンク７は、循環ポンプ１１とろ過膜装置４の間の循環ラインから分岐された第２濃縮水ライン２６で接続されている。
ろ過水タンク５は、ろ過水ポンプ１２を備えたろ過水採水ライン２４に接続されており、ろ過水採水ライン２４は外部ろ過水タンク８に接続されている。
ろ過膜装置４の濃縮水出口は、第１濃縮水ライン２５により原水タンク３に接続されている。
原水タンク３と濃縮水タンク７は、循環ポンプ１１とろ過膜装置４の間の循環ラインから分岐された第２濃縮水ライン２６で接続されている。
【0018】
廃水処理システムは、原水タンク３、原水ライン（第１原水ライン２２ａと第２原水ライン２２ｂ）、ろ過膜装置４、第１濃縮水ライン２５および原水タンク３からなる循環ラインを有している。
なお、必要に応じて各ラインには、液体の流れを阻止したり、流したりするための電磁弁などからなる開閉弁を設置することもできる。
なお、必要に応じて各ラインには、液体の流れを阻止したり、流したりするための電磁弁などからなる開閉弁を設置することもできる。
【0019】
［廃水処理システムの運転方法］
図１～図６により本発明の廃水処理システムの運転方法の一態様を説明する。
ろ過工程において、循環ポンプ１１を作動させ、原水タンク３内の原水を原水ライン（第１原水ライン２２ａと第２原水ライン２２ｂ）によりろ過膜装置４に送ってろ過する。
ろ過工程で得られた濃縮水は、第１濃縮水ライン２５から原水タンク３に返送して、原水としてろ過工程を実施する。
図１～図６により本発明の廃水処理システムの運転方法の一態様を説明する。
ろ過工程において、循環ポンプ１１を作動させ、原水タンク３内の原水を原水ライン（第１原水ライン２２ａと第２原水ライン２２ｂ）によりろ過膜装置４に送ってろ過する。
ろ過工程で得られた濃縮水は、第１濃縮水ライン２５から原水タンク３に返送して、原水としてろ過工程を実施する。
【0020】
次に、ろ過水の貯水工程において、ろ過工程で得られたろ過水をろ過水ライン２３からろ過水タンク５に送って貯水する。
ろ過水タンク５内のろ過水は、ろ過水採水ライン２４から外部ろ過水タンク８に送って貯水して、必要に応じて工業用水、中水、洗浄用水、防火用水、植木用の水、融雪用や打ち水用の水として再利用することができる。
原水タンク３、原水ライン（第１原水ライン２２ａと第２原水ライン２２ｂ）、ろ過膜装置４、第１濃縮水ライン２５および原水タンク３からなる循環ラインを使用して、上記運転方法を継続実施する。
なお、原水タンク３に濃縮水を返送することで原水中の懸濁質濃度が過度になったときは、原水タンク３内の原水の一部を第２濃縮水ライン２６から排出して、濃縮水タンク７に貯水する。
ろ過水タンク５内のろ過水は、ろ過水採水ライン２４から外部ろ過水タンク８に送って貯水して、必要に応じて工業用水、中水、洗浄用水、防火用水、植木用の水、融雪用や打ち水用の水として再利用することができる。
原水タンク３、原水ライン（第１原水ライン２２ａと第２原水ライン２２ｂ）、ろ過膜装置４、第１濃縮水ライン２５および原水タンク３からなる循環ラインを使用して、上記運転方法を継続実施する。
なお、原水タンク３に濃縮水を返送することで原水中の懸濁質濃度が過度になったときは、原水タンク３内の原水の一部を第２濃縮水ライン２６から排出して、濃縮水タンク７に貯水する。
【0021】
上記運転方法を継続実施したとき、原水タンク３の原水量が減少して、水位が低下する。
従来このような場合には、循環ポンプ１１を停止した状態で廃水ポンプ１０を作動させ、廃水ピット１内の廃水を原水タンク３内に供給していた。
しかし、本発明の運転方法の水位維持工程では、循環ポンプ１１を連続して作動させてろ過運転を継続した状態で、廃水ポンプ１０を作動させ、廃水ピット１内の廃水を原水タンク３内に供給する。
従来このような場合には、循環ポンプ１１を停止した状態で廃水ポンプ１０を作動させ、廃水ピット１内の廃水を原水タンク３内に供給していた。
しかし、本発明の運転方法の水位維持工程では、循環ポンプ１１を連続して作動させてろ過運転を継続した状態で、廃水ポンプ１０を作動させ、廃水ピット１内の廃水を原水タンク３内に供給する。
【0022】
次に図６により水位維持工程の一実施形態を説明する。
図６（ａ）は、運転開始時において原水タンク３内に原水が満水である状態（満水水位：ＦＬ）を示している。
満水水位は予め設定することができるものであり、例えば、原水タンクの内容量の８０～９５％の範囲の原水を満たしたときの水位にすることができる。
図６（ａ）は、運転開始時において原水タンク３内に原水が満水である状態（満水水位：ＦＬ）を示している。
満水水位は予め設定することができるものであり、例えば、原水タンクの内容量の８０～９５％の範囲の原水を満たしたときの水位にすることができる。
【0023】
図６（ｂ）に示すとおり、原水タンク３内の原水をろ過膜装置４に送ってろ過することで、原水タンク３内の原水量は、ろ過水タンク５に貯水されたろ過水量に相当する分だけ減少する。
このようにして原水タンク３内の原水量が満水水位から所定値（限界水位：ＬＬ）まで減少したときを水位計で検知し、図６（ｃ）に示すとおり、廃水ポンプ１０を作動させて廃水ピット１から原水タンク３に廃水ライン２１により廃水を供給することで、原水タンク３内の水位を限界水位（ＬＬ）から満水水位（ＦＬ）の間に維持する。
限界水位は、予め決められた原水タンク３の満水水位を基準水位として、前記基準水位から２０～７０％の範囲で水位が低下したときの水位にすることができる。
このような図６（ａ）～（ｃ）を繰り返すことで、循環ポンプ１１を停止することなく連続的に作動させた状態で、原水タンク３内の原水量（原水の水位）を維持することができる。
このようにして原水タンク３内の原水量が満水水位から所定値（限界水位：ＬＬ）まで減少したときを水位計で検知し、図６（ｃ）に示すとおり、廃水ポンプ１０を作動させて廃水ピット１から原水タンク３に廃水ライン２１により廃水を供給することで、原水タンク３内の水位を限界水位（ＬＬ）から満水水位（ＦＬ）の間に維持する。
限界水位は、予め決められた原水タンク３の満水水位を基準水位として、前記基準水位から２０～７０％の範囲で水位が低下したときの水位にすることができる。
このような図６（ａ）～（ｃ）を繰り返すことで、循環ポンプ１１を停止することなく連続的に作動させた状態で、原水タンク３内の原水量（原水の水位）を維持することができる。
【0024】
また、上記運転方法を継続実施したとき、廃水ピット１内の廃水の温度変化によって、廃水ピット１から原水タンク３に廃水を送水したとき、原水タンク３内の原水温度に変化が生じる。
例えば、昼間と夜間、夏季と冬季などでは、廃水ピット１の周囲温度に大きな温度が生じることが考えられるため、廃水ピット１内の廃水温度にも違いが生じることになる。
このため昼間と夜間、夏季と冬季などでは、廃水ピット１の廃水が送水される原水タンク３内の原水温度にも変化が生じることになる。
従来このような場合には、原水温度が変化した場合でも、そのままろ過膜装置４に送ってろ過していた。
しかし、このように温度変化の大きい原水と接触を繰り返すろ過膜装置４のろ過膜は、温度変化によるストレスを継続的に受ける結果、劣化が促進され、使用寿命が低下されることになる。
例えば、昼間と夜間、夏季と冬季などでは、廃水ピット１の周囲温度に大きな温度が生じることが考えられるため、廃水ピット１内の廃水温度にも違いが生じることになる。
このため昼間と夜間、夏季と冬季などでは、廃水ピット１の廃水が送水される原水タンク３内の原水温度にも変化が生じることになる。
従来このような場合には、原水温度が変化した場合でも、そのままろ過膜装置４に送ってろ過していた。
しかし、このように温度変化の大きい原水と接触を繰り返すろ過膜装置４のろ過膜は、温度変化によるストレスを継続的に受ける結果、劣化が促進され、使用寿命が低下されることになる。
【0025】
本発明の運転方法の温度調節工程では、運転開始時における原水タンク３内の原水温度を基準温度として、廃水ピット１内の廃水温度が前記基準温度よりも低いときは、図２に示す加温装置３０で加温する方法と、図２に示す攪拌装置３２で攪拌する方法を組み合わせる方法を実施する。
【0026】
また本発明の運転方法の温度調節工程では、運転開始時における原水タンク３内の原水温度を基準温度として、廃水ピット１内の廃水温度が前記基準温度よりも高いときは、図２に示す冷却装置３１で冷却する方法と、攪拌装置３２で攪拌する方法を組み合わせる方法を実施する。
【0027】
原水タンク３内の原水温度は、原水タンク３内に備え付けられた温度計または原水タンクの外側に設置された反射式温度計などにより計測するが、廃水ピット１の周囲温度と基準温度の差を考慮しておくことによって、攪拌装置３２を常時作動させておく方法、加熱装置３０による予備加熱または冷却装置３１による予備冷却を実施する方法も適用できる。
基準温度は、ろ過膜が酢酸セルロース膜であることから、２０～３０℃の範囲の温度にすることができる。
基準温度は、ろ過膜が酢酸セルロース膜であることから、２０～３０℃の範囲の温度にすることができる。
【0028】
ろ過膜装置４のろ過膜は、ろ過性能が低下したときには、界面活性剤（例えば、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩のようなアニオン型界面活性剤）の水溶液を洗浄液として使用し、循環ラインにより循環運転して洗浄することができる。
洗浄液中の界面活性剤濃度は２００～５００ｍｇ／Ｌ、洗浄時のろ過圧力は０．５～２．０ＭＰａ、洗浄時の低循環流量は５～２０Ｌ／分にすることができる。
洗浄液中の界面活性剤濃度は２００～５００ｍｇ／Ｌ、洗浄時のろ過圧力は０．５～２．０ＭＰａ、洗浄時の低循環流量は５～２０Ｌ／分にすることができる。
【0029】
各実施形態における各構成およびそれらの組み合わせなどは一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲で、適宜構成の付加、省略、置換およびその他の変更が可能である。本発明は、実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【実施例】
【0030】
実施例１
図１に示す廃水処理フローにより実施した。
日本国内の工場で発生したアルミダイカスト廃水を処理した。廃水ピット１には、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩を添加し、濃度が約３３ｍｇ／Ｌになるように制御した。
図１に示す廃水処理フローにより実施した。
日本国内の工場で発生したアルミダイカスト廃水を処理した。廃水ピット１には、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩を添加し、濃度が約３３ｍｇ／Ｌになるように制御した。
【0031】
原水タンク３は、満水水位（ＦＬ）を容量の９０％の位置に設定し、満水水位から１／３量の原水が減った位置を限界水位（ＬＬ）として設定した。
原液タンク３には、撹拌機３２、電気式ヒーター３０および１５℃冷水を循環して熱交換可能な蛇管（冷却装置）３１を備えたものを使用した。基準温度は２０～３０℃の範囲とした。
原液タンク３には、撹拌機３２、電気式ヒーター３０および１５℃冷水を循環して熱交換可能な蛇管（冷却装置）３１を備えたものを使用した。基準温度は２０～３０℃の範囲とした。
【0032】
ろ過膜装置４は、図３に示す内径１１．５ｍｍの管状ポリエステル不織布支持体の管内表面に厚さ０．２ｍｍの酢酸セルロース逆浸透膜を積層させた長さ２,５００ｍｍの管状膜エレメント（ダイセン・メンブレン・システムズ製ＴＲ－７０Ｃ３－Ｐ１８Ａ）を４本直列接続したもの（図４）１セットして２セット（第1セットと第２セット）を並列設置した。
第1セットと第２セットは、１日毎に切換えて運転を実施した。
第1セットと第２セットのそれぞれの運転入口圧力は２．０～２．４ＭＰａ、循環流量は１５～１８Ｌ／分でろ過運転した。
第1セットと第２セットは、１日毎に切換えて運転を実施した。
第1セットと第２セットのそれぞれの運転入口圧力は２．０～２．４ＭＰａ、循環流量は１５～１８Ｌ／分でろ過運転した。
【0033】
運転開始後、原水タンク３の水位が限界水位になった時点で自動的に廃水ピット１からの送水を開始して、限界水位（ＬＬ）から満水水位（ＦＬ）の間の水位を維持した。
７～９月の廃水ピット１の廃水温度は約３０～３５℃であったため、原水タンク３内の原水温度が約２５～３０℃になるよう、攪拌装置３２で撹拌しながら、約１５℃の冷水を熱交換可能な蛇管３１内へ循環することや、冷水循環を止めることによって温度調整した。
１１～１月の廃水ピット１の廃水温度は約５～１５℃であったため、運転開始時の原水タンク３内に廃水ピット１の廃水を送液した際は、原水温度が１０℃付近になることがあるが、その際、攪拌装置３２で撹拌しながら、電気式ヒーター３０で満水状態の原水タンク３内の原水温度を約３０℃になるまで昇温し、その後加熱を止めることで、原水温度を約２５～３０℃になるようよう温度調整した。
７～９月の廃水ピット１の廃水温度は約３０～３５℃であったため、原水タンク３内の原水温度が約２５～３０℃になるよう、攪拌装置３２で撹拌しながら、約１５℃の冷水を熱交換可能な蛇管３１内へ循環することや、冷水循環を止めることによって温度調整した。
１１～１月の廃水ピット１の廃水温度は約５～１５℃であったため、運転開始時の原水タンク３内に廃水ピット１の廃水を送液した際は、原水温度が１０℃付近になることがあるが、その際、攪拌装置３２で撹拌しながら、電気式ヒーター３０で満水状態の原水タンク３内の原水温度を約３０℃になるまで昇温し、その後加熱を止めることで、原水温度を約２５～３０℃になるようよう温度調整した。
【0034】
ろ過膜装置４は最初に第１セットを使用した後、第２セットに切り替え、その後はこの使用順序を繰り返した。
第１セットまたは第２セットを使用したろ過運転開始から６時間後、１２時間後、１８時間後において、約３３０ｍｇ／Ｌの直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩水溶液を用いて、低圧（１．０ＭＰａ）低循環流量（１０Ｌ／分）で５分間の循環運転を行った。
また、ろ過運転を実施した第１セットまたは第２セットは、他のセットに切り替えた後、約１３０ｍｇ／Ｌの直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩水溶液の中に浸漬して洗浄した。
第１セットまたは第２セットを使用したろ過運転開始から６時間後、１２時間後、１８時間後において、約３３０ｍｇ／Ｌの直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩水溶液を用いて、低圧（１．０ＭＰａ）低循環流量（１０Ｌ／分）で５分間の循環運転を行った。
また、ろ過運転を実施した第１セットまたは第２セットは、他のセットに切り替えた後、約１３０ｍｇ／Ｌの直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩水溶液の中に浸漬して洗浄した。
【0035】
表１にろ過性能（阻止率）を示す。次式から求めた。
阻止率（％）＝（廃水値－ろ過水値）／廃水値×１００
（廃水値は、廃水のＣＯＤ、ＢＯＤ、ｎ－ヘキサン抽出物濃度、カルシウム濃度、イオン状シリカ濃度であり、ろ過水値は、ろ過水のＣＯＤ、ＢＯＤ、ｎ－ヘキサン濃度、カルシウム濃度、イオン状シリカ濃度である。）
図７にろ過量と温度の関係を示す。ろ過量の回復値は、約２～２．５Ｌ／分で安定しており、長期間継続して廃水濃縮ができるようになる。
阻止率（％）＝（廃水値－ろ過水値）／廃水値×１００
（廃水値は、廃水のＣＯＤ、ＢＯＤ、ｎ－ヘキサン抽出物濃度、カルシウム濃度、イオン状シリカ濃度であり、ろ過水値は、ろ過水のＣＯＤ、ＢＯＤ、ｎ－ヘキサン濃度、カルシウム濃度、イオン状シリカ濃度である。）
図７にろ過量と温度の関係を示す。ろ過量の回復値は、約２～２．５Ｌ／分で安定しており、長期間継続して廃水濃縮ができるようになる。
【0036】
【表1】
【0037】
比較例１
実施例１と同じ工場で発生したアルミダイカスト廃水を、原水タンク３内に原水温度を調節するための温度調節装置が設置されていないことを除いて実施例１と同じ廃水処理システムを用いて廃水処理を行った。廃水処理は、原水タンク３の水位維持工程と温度調節工程は実施しなかった。
廃水ピット１の廃水温度は約３０～３５℃で、原水タンク３の水位が下がると運転熱が加わり、原水タンク内の原水温度は４０℃になった。さらに原水タンク３の水位が下がると、ろ過膜装置の運転圧の変動幅などが大きくなり、酢酸セルロースからなるチューブラー型ろ過膜に回復不能の性能低下が発生した。
その際、ろ過量の回復値は、約０．５Ｌ／分未満の数値に留まり、それ以上には回復しなかった。
実施例１と同じ工場で発生したアルミダイカスト廃水を、原水タンク３内に原水温度を調節するための温度調節装置が設置されていないことを除いて実施例１と同じ廃水処理システムを用いて廃水処理を行った。廃水処理は、原水タンク３の水位維持工程と温度調節工程は実施しなかった。
廃水ピット１の廃水温度は約３０～３５℃で、原水タンク３の水位が下がると運転熱が加わり、原水タンク内の原水温度は４０℃になった。さらに原水タンク３の水位が下がると、ろ過膜装置の運転圧の変動幅などが大きくなり、酢酸セルロースからなるチューブラー型ろ過膜に回復不能の性能低下が発生した。
その際、ろ過量の回復値は、約０．５Ｌ／分未満の数値に留まり、それ以上には回復しなかった。
【0038】
表１から明らかなとおり、本発明の廃水処理システムとその運転方法によれば、優れた処理性能を発揮することができるものであり、処理水はそのまま下水に流すことができるほか、植物への散水用などにも使用できるようになる。
【産業上の利用可能性】
【0039】
本発明の廃水処理システムとその運転方法は、各種工場や事業所などで生じる油を含む廃水の処理に利用することができ、例えば、金型に塗布した離型剤を含む含油排水であるダイキャスト排水、洗車廃水、大規模調理施設からの廃水などを処理することができる。
【符号の説明】
【0040】
１ 廃水ピット
２ プレフィルター
３ 原水タンク
４ ろ過膜装置
５ ろ過水タンク
１３ ポンプ保護用ストレナー
２ プレフィルター
３ 原水タンク
４ ろ過膜装置
５ ろ過水タンク
１３ ポンプ保護用ストレナー
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
