專利名稱：：廢水再利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及通過膜過濾下水道處理水及其他各種廢水而獲得再利用水的廢水再利用方法。
背景技術(shù)：
：為了有效利用水資源，已經(jīng)開發(fā)了將各種廢水進(jìn)行膜過濾而獲得再利用水的技術(shù)。例如，在專利文獻(xiàn)1和2中，公開了一種通過將凈化水處理場所的過濾池的洗滌廢水進(jìn)行膜過濾，而作為凈水再利用的方法。在專利文獻(xiàn)1和2中所述的發(fā)明的情況下，雖然廢水的性質(zhì)較好，但在將廢水單獨進(jìn)行膜過濾時，根據(jù)廢水的性質(zhì)，有可能短時間內(nèi)發(fā)生膜面被廢水中的有機(jī)物等堵塞，而不能使用。作為防止這種膜面堵塞的技術(shù)，如專利文獻(xiàn)3和4所示，提出了在原水中添加臭氧以便將造成膜面堵塞的有機(jī)物分解的方法。然而，為了充分分解有機(jī)物，需要大量的臭氧。在專利文獻(xiàn)3中，為了在膜面上殘留盡可能分解有機(jī)物的臭氧,供給大量的臭氧使得透過膜后的過濾水中的殘留臭氧濃度為0.5mg/L。另外，在專利文獻(xiàn)4中，雖然透過膜后的過濾水中的殘留臭氧濃度為0.051.0mg/L,但在后繼階段在膜過濾水中進(jìn)一步添加臭氧。由于產(chǎn)生臭氧需要大量的電力，因此，這樣添加大量臭氧時，存在運行成本增高的問題。另夕卜，有機(jī)物被大量的臭氧分解，會通過膜面，因而，在原水為含有有機(jī)物的廢水的情況下，具有膜過濾水中殘留有機(jī)物濃度高的問題。由于這些原因，在將廢水進(jìn)行膜過濾而獲得再利用水的方法中，幾乎不利用臭氧來進(jìn)行。專利文獻(xiàn)3和4的主要目的均是凈化處理比較干凈的原水。專利文獻(xiàn)1:日本特開平11-235587號公報專利文獻(xiàn)2:日本特開2001-87764號公報專利文獻(xiàn)3:日本特開2003-285059號公報專利文獻(xiàn)4:日本特許第3449248號公報
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的是提供一種廢水再利用方法，該方法能夠以低成本防止膜面堵塞，同時由含有有機(jī)物的廢水穩(wěn)定地獲得再利用水。為了解決上述問題而實施的本發(fā)明的廢水再利用方法的特征在于，在作為原水的廢水中，以使透過膜之前的殘留臭氧濃度為0.01~1.0mg/L的范圍添加少量的臭氧，使得臭氧與廢水中含有的微細(xì)固體物質(zhì)接觸，將微細(xì)固體物質(zhì)的表面性質(zhì)改性為易凝集性，然后添加凝集劑使微細(xì)固體物質(zhì)凝集，通過耐臭氧性的分離膜進(jìn)行膜過濾，獲得透過膜之后的殘留臭氧濃度低于0.5mg/L的再利用水。這里，廢水與臭氧的接觸可以通過具有臭氧發(fā)生器的臭氧接觸塔進(jìn)行，另外，廢水與臭氧的接觸也可以通過用注射器或泵將臭氧供給至廢水中來進(jìn)行。在本發(fā)明中，可以采用在即將進(jìn)行凝集工序之前測定殘留臭氧濃度，控制臭氧添加量，使得透過膜之前的殘留臭氧濃度為0.01~1.0mg/L的范圍的方法，或者在凝集工序和膜過濾工序之間測定殘留臭氧濃度，控制透過膜之前的殘留臭氧濃度為0.011.0mg/L的范圍的方法。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)不同，為了改善凝集性的目的，少量添加臭氧，并且與凝集劑組合，使廢水中的微細(xì)固體物質(zhì)形成凝集性良好的絮凝物，從而防止了分離膜的過濾面的堵塞。由于為了該目的而在廢水中添加的臭氧量極少至使得透過膜之前的廢水中的殘留臭氧濃度為0.011.0mg/L、透過膜之后低于0.5mg/L，所以與專利文獻(xiàn)3和4中所述的現(xiàn)有技術(shù)相比，可以明顯降低用于產(chǎn)生臭氧的運行成本。另外，因為有機(jī)物沒有進(jìn)行過度分解，所以可以抑制膜過濾水中的殘留有機(jī)物濃度，而且，與不使用臭氧的情況相比，可以將膜過濾流量提高到大約2倍。因此，根據(jù)本發(fā)明，即使廢水是象下水道處理水這樣的含有較多有機(jī)成分的水質(zhì)時，也能夠用對廢水中的微細(xì)固體物質(zhì)進(jìn)行膜過濾的方法獲得再利用水。圖l是表示本發(fā)明的第一實施方式的流程圖。圖2是表示本發(fā)明的第一實施方式的變型的流程圖。圖3是表示本發(fā)明的第二實施方式的流程圖。圖4是示出了本發(fā)明的第三實施方式的流程圖。附圖標(biāo)記說明如下1臭氧接觸塔2臭氧發(fā)生器3凝集劑添加裝置4臭氧濃度測定器5凝集槽6分離膜7管線混合器8氣體擴(kuò)散裝置9注射器具體實施例方式以下示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。圖l是表示本發(fā)明的第一實施方式的圖，l為臭氧接觸塔，2為將臭氧供給至該臭氧接觸塔的臭氧發(fā)生器，3為凝集劑添加裝置，4為臭氧濃度測定器，5為凝集槽，6為耐臭氧性分離膜。作為原水的實例，可舉出下水道水、旁流水、工業(yè)廢水、垃圾浸出水、屎尿、農(nóng)業(yè)廢水、畜產(chǎn)廢水、養(yǎng)殖廢水等處理后的廢水。首先將作為原水的廢水導(dǎo)入臭氧接觸塔l，在廢水中添加臭氧。在該實施方式中，廢水作為下向流與臭氧接觸，但廢水也可以作為上向流與臭氧接觸。作為將臭氧供給臭氧接觸塔的方法，如圖1所示，具有在臭氧接觸塔1內(nèi)設(shè)置氣體擴(kuò)散筒或氣體擴(kuò)散板等氣體擴(kuò)散裝置8的方法、通過在臭氧接觸槽1外部設(shè)置的注射器、泵等將臭氧溶解在原水中之后投入到臭氧接觸塔的方法等。臭性為易凝集性。關(guān)于臭氧對微細(xì)固體物質(zhì)的表面性質(zhì)進(jìn)行改性的機(jī)理，在學(xué)術(shù)上還不是十分清楚，例如推定是起因于微細(xì)固體物質(zhì)的表面電荷的改變。這種表面性質(zhì)的改性通過少量的臭氧在極短的時間內(nèi)進(jìn)行，因此，滯留時間大約0.1-10分鐘就很充分。另外，作為消耗臭氧的物質(zhì)，除了作為微細(xì)固體物質(zhì)的SS(懸浮固體)、有機(jī)物(COD)以外，還可以列舉出N02-N等。在本發(fā)明中，通過臭氧濃度測定器4測定從臭氧接觸塔1排出后的廢水中的殘留臭氧濃度，控制臭氧發(fā)生器2，使得殘留臭氧濃度通常在0.011.0mg/L的范圍內(nèi)。即使殘留臭氧濃度超過1.0mg/L，凝集改善效果也不會提高，臭氧發(fā)生器2的耗電量增加，運行成本增加，同時，有可能產(chǎn)生的其他問題是，有機(jī)物分解加快，膜過濾水中的殘留有機(jī)物濃度提高。此外，在膜過濾之前的殘留臭氧濃度低于0.01mg/L時，凝集改善效果不充分，因此，0.01~1.0mg/L的范圍是優(yōu)選的。更優(yōu)選的是，膜過濾前的殘留臭氧濃度為0.01mg/L以上、低于0.5mg/L的范圍，還更優(yōu)選的是，膜過濾前的殘留臭氧濃度為0.01mg/L以上、低于0.05mg/L的范圍，減低必要的臭氧量而抑制有機(jī)物分解是理想的。這樣，在結(jié)合使用臭氧濃度測定器4與臭氧發(fā)生器2時，可以根據(jù)原水的濃度的變動添加所需量的臭氧。如上所述，在廢水中添加臭氧，將廢水中含有的微細(xì)固體物質(zhì)的表面性質(zhì)改性為易凝集性，然后，由凝集劑添加裝置3添加凝集劑?？梢圆捎肞AC(聚氯化鋁)、氯化鐵、硫酸鋁、高分子凝集劑等以往常用的凝集劑。此后，將廢水在凝集槽5內(nèi)緩慢攪拌，形成凝集的絮凝物。在以上工序中，由于改善了凝集，可以形成凝集性良好的絮凝物。從凝集槽5排出的廢水通過分離膜6進(jìn)行膜過濾。分離膜6的材料必須是耐臭氧性的?？梢允褂锰沾赡?，除此以外可以使用PVdF等耐臭氧性的高分子膜。膜形狀可以采用整件型、管型、平膜、中空纖維膜等各種類奪，它可以是外壓式也可以是內(nèi)壓式。膜的種類優(yōu)選是MF膜或者UF膜。在該實施方式中，使用陶瓷制的整件型MF膜，將廢水死端過濾(deadendfilter),荻得除去了微細(xì)固體物質(zhì)的再利用水。如上所述，由于廢水中的微細(xì)固體物質(zhì)變成凝集性良好的絮凝物，因此，防止了膜面堵塞，即使是象下水道處理水這種含有較多有機(jī)成份的廢水的情況下，也可以長期穩(wěn)定地獲得再利用水。然而，不用說，定期的回洗操作和藥品洗滌是必要的。通過分離膜6進(jìn)行膜過濾時，臭氧被消耗，膜過濾后的殘留臭氧濃度變得低于0.5mg/L。另外，在透過膜后的殘留臭氧濃度超過0.5mg/L時，為了達(dá)到改善凝集的目的，供給了過量的臭氧，因此，6必須減少臭氧添加量。另外，在該實施方式中，在即將進(jìn)行凝集工序之前用臭氧濃度測定器4測定廢水中的殘留離子濃度，如圖2所示，還可以在凝集工序與膜過濾工序之間測定殘留臭氧濃度，控制臭氧添加量至使透過膜之前的殘留臭氧濃度低于1.0mg/L。這是因為在凝集工序中廢水中的殘留臭氧濃度基本上沒有改變。圖3示出了本發(fā)明的第二實施方式，其中使用管線混合器7代替第一實施方式的凝集槽5。管線混合器7在管內(nèi)配置了攪拌用固定葉片，可以采用市售產(chǎn)品。添加了凝集劑的廢水在管線混合器7的內(nèi)部流動的期間攪拌，形成絮凝物。其他構(gòu)成與第一實施方式相同。圖4示出了本發(fā)明的第三實施方式，其中沒有臭氧接觸塔l，在配管中利用注射器9，以直接添加臭氧。如上所述，由于由臭氧在短時間內(nèi)進(jìn)行了凝集改善效果，因此可以采用與臭氧接觸塔1相比接觸時間變短的第三實施方式。另外，為了將臭氧與原水有效地混合，除了注射器9以外，還可以在送水用泵的吸引側(cè)供給臭氧。如以上所述，根據(jù)本發(fā)明，即使在廢水含有較多有機(jī)成份的情況下，運行成本與現(xiàn)有技術(shù)相比也能大幅降低，同時，通過膜過濾可以穩(wěn)定地獲得再利用水。另外，因為有機(jī)物不會被臭氧過度分解，因此，可以抑制膜過濾水中的殘留有機(jī)物濃度，與不使用臭氧時相比膜過濾流量可以提高到大約2倍。以下給出本發(fā)明的實施例。實施例根據(jù)圖l所示的流程，進(jìn)行由下水道處理水獲得再利用水的實驗。臭氧接觸塔的滯留時間為IO分鐘，在實施例1中，控制臭氧發(fā)生器，以便將透過膜之前的殘留臭氧濃度維持在0.030.04mg/L的范圍內(nèi)。另外，在實施例2中，控制臭氧發(fā)生器，使得透過膜之前的殘留臭氧濃度為0.4mg/L。此外在實施例3中，控制臭氧發(fā)生器，使得透過膜之前的殘留臭氧濃度為0.7mg/L。在任何一種情況下，使用PAC作為凝集劑，以2mg-Al/L的濃度添加到廢水中。所使用的分離膜是孔徑為O.linm的整件型陶瓷膜。另外，為了對比，進(jìn)行不添加臭氧(比較例1)和臭氧濃度為1.5mg/L(比較例2)的實-驗。結(jié)果總結(jié)在表1中。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>在實施例1和2中，因為添加少量的臭氧來獲得凝集改善效果，所以可以防止膜的堵塞，并且維持高的膜過濾流量。與此相反，在不添加臭氧的比較例l中，膜過濾流量減小一半。另外，在臭氧添加量超過本發(fā)明范圍的比較例2中，雖然可以維持高的膜過濾流量，但沒有發(fā)現(xiàn)比實施例更高的效果，臭氧被無端浪費，導(dǎo)致成本增高。權(quán)利要求1.一種廢水再利用方法，其特征在于，在作為原水的廢水中，以使透過膜之前的殘留臭氧濃度為0.01～1.0mg/L的范圍來添加少量的臭氧，使臭氧與廢水中含有的微細(xì)固體物質(zhì)接觸，將微細(xì)固體物質(zhì)的表面性質(zhì)改性為易凝集性，然后，添加凝集劑使微細(xì)固體物質(zhì)凝集，通過耐臭氧性的分離膜進(jìn)行膜過濾，獲得透過膜之后的殘留臭氧濃度低于0.5mg/L的再利用水。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水再利用方法，其特征在于，廢水與臭氧的接觸通過具備臭氧發(fā)生器的臭氧接觸塔進(jìn)行。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水再利用方法，其特征在于，廢水與臭氧的接觸通過用注射器或泵向廢水中供給臭氧來進(jìn)行。4.根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的廢水再利用方法，其特征在于，在即將進(jìn)行凝集工序之前測定殘留臭氧濃度，控制臭氧添加量，使得透過膜之前的殘留臭氧濃度為0.011.0mg/L。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的廢水再利用方法，其特征在于，在凝集工序與膜過濾工序之間測定殘留臭氧濃度，控制臭氧添加量，使得透過膜之前的殘留臭氧濃度為0.011.0mg/L。全文摘要本發(fā)明公開了一種能夠從廢水中穩(wěn)定地獲得再利用水的廢水再利用方法，該方法通過按照使透過膜之前的殘留臭氧濃度達(dá)到0.01～1.0mg/L來在下水道處理水等廢水中添加少量的臭氧，使臭氧與廢水中含有的微細(xì)固體物質(zhì)接觸，將微細(xì)固體物質(zhì)的表面性質(zhì)改性為易凝集性。此后，從凝集劑添加裝置3添加PAC等凝集劑，使微細(xì)固體物質(zhì)在凝集槽5或管線混合器中凝集，然后，通過耐臭氧性的分離膜6如陶瓷膜進(jìn)行膜過濾，獲得透過膜之后的殘留臭氧濃度低于0.5mg/L的再利用水。由于臭氧消耗量少，因此，運行成本降低，而且，可以防止膜面的堵塞。文檔編號C02F1/44GK101495414SQ20078002796公開日2009年7月29日申請日期2007年7月25日優(yōu)先權(quán)日2006年8月1日發(fā)明者小園秀樹,野口基治,鈴木重浩申請人:美得華水務(wù)株式會社