浄水処理における膜分離濃縮排水の衛生的処理方法の開発

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07505028
• 研究機関: 埼玉大学
• 研究代表者: 藤田 賢ニ 埼玉大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (40107529)
• 研究分担者: 貝谷 吉英 (株)荏原総合研究所, 新機能膜研究室, 研究員 ; 高橋 克夫 木更津工業高等専門学校, 環境都市工学科, 教授 (20005490) ; 山本 和夫 東京大学, 環境安全センター, 教授 (60143393) ; 大垣 眞一郎 東京大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20005549)
• キーワード: 膜濾過 / 精密濾過膜 / 膜洗浄排水 / 汚泥濃縮 / 大腸菌ファージ / 膜破断 / 膜汚染物 / 電解凝集

研究概要

無薬注膜浄水工程からの洗浄排水の濃縮:膜洗浄排水の濃縮処理実験を(1)濃縮機構付き膜濾過、(2)電解凝集・濃縮および(3)粒状濾過濃縮 の3方法で実行した。
濃縮機構付き膜濃縮法に実排水を適用した結果、設定濃縮倍率通りに濃縮・排泥することができた。また、膜濾過水は濁度、総鉄、総マンガン、総アルミニウムおよび大腸菌群が100%除去され、通常の膜分離浄水プロセスの膜濾過水とほぼ同じ水質が得られた。これにより、システム全体の回収率を99.9%以上に向上できることが分かった。
電解凝集・濃縮法では、陽極電極として鉄およびアルミニウムを使い、pHを低めることなく凝集操作ができた。濃縮性能は鉄陽極が優り、人工濁質では40%以上、実排水では8%以上という高濃度の濃縮汚泥が得られた。一方、上澄水濁度はアルミニウム陽極のほうが低く、NTUで数mg/l程度下げることができた。
粒状濾過濃縮法で人工原水を膜濾過したときの洗浄排水を濃縮した場合には、凝集剤無添加で汚泥濃度を1%程度、濾過水濁度を数mg/lにできた。
膜洗浄排水の微生物的安全性に関する研究:膜洗浄排水の大腸菌ファージの濃度は、水理的な濃縮率が25倍であったのに対し、数倍程度と低い値を示した。分離された大腸菌ファージの大部分は膜内部に吸着されているか、不活化しているものと考えられる。膜が破断したときの細菌および大腸菌ファージの挙動についても測定した。
パイロット施設による排水処理実験:北浦湖水を原水として使用した膜の薬品洗浄特性を評価した。膜からの汚染物質抽出液には、多環芳香族化合物、蛋白質、多糖類などに由来するもの存在し、アルカリ洗浄のみで除去できない汚染物質中には、蛋白様物質や脂肪族を含む芳香族化合物の存在割合が高かった。

研究成果

• [文献書誌] 李 乗鎬: "濃縮膜濾過装置による膜洗浄排水の濃縮" 水道協会雑誌. 66・8. 29-36 (1997)
• [文献書誌] 高橋克夫: "外圧式中空糸精密濾過膜の人為破断による大腸菌及び大腸菌ファージの流出特性" 水道協会雑誌. 66・9. 16-26 (1997)
• [文献書誌] Lee,B.S.: "Concentration Thickening by Hollow-Fiber Microfilter in Membrane Water Treatment Process" Proc. of 6th IAWQ Asia-Pacific Regional Conference. 6. 1468-1474 (1997)
• [文献書誌] Otaki,M.: "Fate of Indigenous Coliphages in Pilot Scale Membrane Process" Proc. of 6th IAWQ Asia-Pacific Regional Conference. 6. 1491-1498 (1997)
• [文献書誌] 貝谷吉英: "浄水膜処理における膜汚染物質に関する一考察(2)" 第31回日本水環境学会年会講演集. 31. 48 (1997)
• [文献書誌] Haung,J.Y: "The Removal of Dissolved Manganese with Hollow-Fiber Membrane Separation Process" 第31回日本水環境学会年会講演集. 31. 152 (1997)
• [文献書誌] 大瀧雅寛: "ウィルス指標としての大腸菌ファージ" 第31回日本環境学会年会講演集. 31. 547 (1997)
• [文献書誌] 白川智章: "マンガンによる中空糸精密濾過膜のファウリング" 第48回全国水道研究発表会講演集. 48. 216-217 (1997)
• [文献書誌] 荒海純一: "限外濾過膜薬品洗浄後の流束回復率" 第48回全国水道研究発表会講演集. 48. 220-221 (1997)
• [文献書誌] 貝谷吉英: "浄水処理に使用した膜の薬品洗浄方法に関する基礎的検討" 第48回全国水道研究発表会講演集. 48. 226-227 (1997)
• [文献書誌] 大瀧雅寛: "膜処理プラントにおける高濃度ウィルス・ファージの除去特性に関する研究" 第48回全国水道研究発表会講演集. 48. 248-249 (1997)
• [文献書誌] 高橋克夫: "中空糸精密濾過膜の人的破断による粒子の流出" 土木学会第52回年次学術講演会講演概要集. 52・7. 368-369 (1997)
• [文献書誌] 貝谷吉英: "浄水膜処理における膜汚染物質に関する一考察(III)ー汚染膜の薬品洗浄特性" 第32回水環境学会年会. 32(発表予定). (1998)
• [文献書誌] 高橋克夫: "膜分離排水中における大腸菌ファージの挙動" 第32回水環境学会年会. 32(発表予定). (1998)