高硬度排水的处理方法与流程

本发明涉及一种高硬度排水的处理方法。本申请要求基于2016年3月14日提交的日本申请第2016-049605号的优先权，并援引上述日本申请所记载的全部内容。

背景技术：

作为排水的处理方法，已知在进行了生物处理等一次处理之后，利用超滤膜或微滤膜对排水进行过滤的方法。通过使用超滤膜或微滤膜进行过滤，从而能够几乎全部去除排水中的有机物等悬浮物。然而，这样的开口径较小的过滤膜会较容易堵塞而导致处理能力下降，因此有时需要进行反向通入洗净水的反洗净来恢复处理能力。

排水之中也有硬度高的排水。利用超滤膜或微滤膜对硬度高的排水进行过滤时，存在如下不良情况，即，在这些过滤膜的表面析出镁、钙，进而助长过滤膜的堵塞。在此，作为处理高硬度的排水的方法，提出通过添加碱而使溶解于水中的金属析出之后，利用超滤膜进行过滤的方法(参照日本实开平6-72691号公报)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本实开平6-72691号公报

上述公报中所公开的处理方法中，利用过滤膜分离出因碱的添加而析出的金属，因此过滤膜的压损会在较短时间增大，从而需要频繁地实施过滤膜的洗净。尤其在水中存在有机物的情况下，有可能因碱的添加而析出的金属掺入有机物而生成悬浮物，从而会助长过滤膜的堵塞。

通常，对附着了有机物的过滤膜进行再生而言，使用可溶解蛋白质等的碱性洗净液较为有利。然而，对高硬度排水进行处理的过滤膜通入碱性的洗净液时，有时排水中的金属会进一步析出，反而产生过滤膜堵塞的问题。

技术实现要素：

用于解决课题的方法

本发明的一方式所涉及的高硬度排水的处理方法为，钙硬度在100以上的高硬度排水的处理方法，所述高硬度排水的处理方法包括：向上述高硬度排水中添加凝聚剂的工序；利用过滤器对上述凝聚剂添加工序后的高硬度排水进行粗过滤的工序；利用微滤膜或超滤膜对上述粗过滤工序后的高硬度排水进行膜过滤的工序；以及利用酸性水对上述微滤膜或超滤膜进行反洗净的工序。

发明效果

本发明的一方式所涉及的高硬度排水的处理方法较容易地实现过滤膜的洗净。

附图说明

图1为表示本发明的一实施方式的高硬度排水的处理方法中所使用的排水处理装置的构成的模式图。

图2为表示与本发明的图1不同的实施方式的高硬度排水的处理方法中所使用的排水处理装置的构成的模式图。

图3为表示高硬度排水的处理方法的各处理例中的微滤膜的流速变化的曲线图。

图4为表示高硬度排水的处理方法的处理例8中的微滤膜的流速变化的曲线图。

具体实施方式

[本公开所要解决的课题]

本发明的课题在于，提供一种较容易地实现过滤膜的洗净的高硬度排水的处理方法。

[发明效果]

本发明的高硬度排水的处理方法为，较容易地实现过滤膜的洗净。

[本发明的实施方式的说明]

本发明的一方式所涉及的高硬度排水的处理方法为，钙硬度在100以上的高硬度排水的处理方法，所述高硬度排水的处理方法包括：向上述高硬度排水中添加凝聚剂的工序；利用过滤器对上述凝聚剂添加工序后的高硬度排水进行粗过滤的工序；利用微滤膜或超滤膜对上述粗过滤工序后的高硬度排水进行膜过滤的工序；以及利用酸性水对上述微滤膜或超滤膜进行反洗净的工序。

该高硬度排水的处理方法，在利用上述微滤膜或超滤膜的膜过滤工序之前，包括：使高硬度排水中的有机物凝聚的凝聚剂添加工序和使凝聚了的有机物分离的粗过滤工序，从而使有机物不容易附着在上述过滤膜上。因此，作为该高硬度排水的处理方法，主要在过滤膜上附着金属或金属化合物，因此能够在反洗净工序中利用酸性水较容易地去除过滤膜的附着物。即，该高硬度排水的处理方法较容易地实现过滤膜的洗净。

优选为，上述凝聚剂为聚合氯化铝。这样在该高硬度排水的处理方法中，上述凝聚剂为聚合氯化铝，从而能够较廉价且可靠地将有机物凝聚分离，抑制有机物向微滤膜或超滤膜的附着，由此能够提高微滤膜或超滤膜的由酸实现的洗净效果。

优选为，上述酸性水含有盐酸或柠檬酸。这样的该高硬度排水的处理方法中，上述酸性水含有盐酸或柠檬酸，从而能够较廉价且可靠地反洗净微滤膜或超滤膜，并且难以与高硬度排水中的钙等结合而生成析出物。

优选为，上述过滤槽利用保留粒子径1μm的过滤器来进行。该高硬度排水的处理方法中，使用保留粒子径1μm的过滤器，从而抑制过滤膜上的析出，进而减少过滤膜的洗净频率。

优选为，上述过滤槽利用有效径在0.4mm以上0.7mm以下的过滤器来进行。该高硬度排水的处理方法中，使用有效径在0.4mm以上0.7mm以下的过滤器，从而在污垢硬度较低的情况下比过滤优先处理量，能够更加增大处理量。

优选为，还包括利用反渗透膜对上述膜过滤后的高硬度排水进行膜处理的工序。这样的该高硬度排水的处理方法中，还包括利用反渗透膜对上述膜过滤后的高硬度排水进行膜处理的工序，从而去除膜过滤后的高硬度排水中溶解的金属离子等，由此能够获得杂质更少且利用价值高的水。

优选为，形成上述粒子层的粒子为无烟煤。这样，该高硬度排水的处理方法中，形成上述粒子层的粒子为无烟煤，从而能够较廉价地形成可高效率地捕获到凝聚了有机物的絮凝物的粒子层。

优选为，上述高硬度排水为进行了生物处理的污水。如此，该高硬度排水的处理方法中，上述高硬度排水为进行了生物处理的污水，从而在上水的硬度高的地域中，能够较容易且稳定地获得例如上水、工业用水等水。

在此，在本申请中，“钙硬度”是指，基于JIS-K0101(1998)而测量出的值。此外，“微滤膜”是指，空孔的平均径超过0.1μm且10μm以下的过滤膜，“超滤膜”是指，空孔的平均径超过0.002μm且0.1μm以下的过滤膜，“反渗透膜”是指，空孔的平均径在2nm以下的过滤膜。另外，空孔的平均径是指，过滤膜的表面上的空孔的平均径，并且能够通过细孔直径分布测量装置(例如Porous Materials公司制多孔质材料自动细孔径分布测量系统)来进行测量。此外，“主要成分”是指，质量含有率最大的成分，优选为，含有90质量％以上的成分。

“本发明的实施方式的详细内容”

以下，参照附图对本发明所涉及的高硬度排水的处理方法的实施方式进行详细说明。

〔第一实施方式〕

本发明的一实施方式所涉及的高硬度排水的处理方法包括：向高硬度排水中添加凝聚剂的工序＜凝聚剂添加工序＞；利用粒子层对上述凝聚剂添加工序后的高硬度排水进行粗过滤的工序＜粗过滤工序＞；利用微滤膜或超滤膜对上述粗过滤工序后的高硬度排水进行膜过滤的工序＜膜过滤工序＞；利用酸性水对上述微滤膜或超滤膜进行反洗净的工序＜反洗净工序＞。

该高硬度排水的处理方法用于处理钙硬度在100以上的高硬度排水，尤其适合用于钙硬度在150以上的情况。

(高硬度排水)

作为通过该高硬度排水的处理方法而被处理的高硬度排水，例如，可列举出上水的硬度高的地域的污水的一次处理排水。即，该高硬度排水的处理方法用于进一步高度处理通过例如活性污泥法等方式对污水进行了生物处理的一次处理排水，以可再利用的方式用作例如上水、工业用水等。

＜凝聚剂添加工序＞

上述凝聚剂添加工序中，向高硬度排水中添加凝聚剂而使有机物凝聚。此时，高硬度排水中的有机物掺入高硬度排水中的金属或金属化合物而凝聚并形成絮凝物。

(凝聚剂)

作为该凝聚剂添加工序中向高硬度排水中添加的凝聚剂，可使用例如聚合氯化铝(PAC)、硫酸铝、聚铁、三氯化铁等无机凝聚剂、例如阳离子性凝聚剂、阴离子性凝聚剂等高分子凝聚剂。其中，尤其优选使用较廉价、且添加量的管理较简单的聚合氯化铝。此外，也可兼并使用多种凝聚剂。

该凝聚剂添加工序中，优选为，以一定的比率向高硬度排水中添加凝聚剂。在聚合氯化铝用作凝聚剂的情况下，作为凝聚剂的添加量的下限，相对于高硬度排水，优选为5质量ppm，更优选为10质量ppm。另一方面，作为凝聚剂的聚合氯化铝的添加量的上限，优选为500质量ppm，更优选为300质量ppm。作为凝聚剂的聚合氯化铝的添加量不满足上述下限的情况下，有可能造成高硬度排水中的有机物未充分凝聚而导致微滤膜或超滤膜容易因有机物而堵塞、或者微滤膜或超滤膜上附着有机物而导致微滤膜或超滤膜由酸性水实现的洗净变得难以进行。相反，作为凝聚剂的聚合氯化铝的添加量超过上述上限的情况下，有可能造成处理成本不必要地增大，并且有可能造成提早粒子层的堵塞、或者通过了粒子层的凝聚剂使微滤膜或超滤膜堵塞。

＜粗过滤工序＞

上述粗过滤工序中，利用过滤器对凝聚剂添加工序中凝聚了有机物的高硬度排水(被处理水)进行过滤，从而从高硬度排水中将在有机物以及絮凝物中掺入的金属或金属化合物去除。虽然也会根据高硬度排水中的有机物的种类等的不同而不同，例如在高硬度排水中的初期的全部有机碳TOC约4.0mg/L的情况下，该粗过滤工序后的高硬度排水中的TOC从3.6mg/L降低至3.7mg/L。另外，“TOC”是指，基于JIS-K0805(1988)而测量出的值。

作为该粗过滤工序中的粗过滤的方法，优选为，在上下具有流道，并使高硬度排水在与上侧的流道相比靠上侧通过，另一方面，将纺织布、无纺织布或滤纸用作过滤器、或者通过在具有阻止粒子通过的支承部件的容器内投入过滤粒子并使其堆积，从而在支承部件上形成过滤层，而用作过滤器，从而从上侧的流道供给高硬度排水并从下侧的流道进行排水的下降流式过滤。

此外，该粗过滤工序中用作过滤器的上述粗过滤为，在由保留粒子径1μm的过滤器实施的高硬度排水的处理方法中，将纺织布、无纺织布或滤纸用作过滤器。作为无纺织布，可使用例如聚酯、尼龙、聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)。作为高流量处理，优选为，由聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯组成的无纺织布。此外，作为在该粗过滤工序中用作过滤器的滤纸，可列举出具有与无烟煤粒子层大致同等的过滤能力的5C滤纸(JIS-P3801(1995))。

上述粗过滤利用有效径在0.4mm以上0.7mm以下的过滤器来进行的高硬度排水的处理方法中，通过向具有阻止粒子通过的支承部件的容器内投入过滤粒子并使其堆积，从而在支承部件上形成过滤层以用作过滤器。作为形成在该粗过滤工序中用作过滤器的粒子层的过滤粒子，可使用公知的过滤处理用的粒子，可使用例如石、天然砂、无机物粒子、陶瓷、聚合物(高分子化合物)、天然有机材料等作为主要成分的粒子，其中优选使用较廉价的天然砂。在此，“主要成分”是指，质量含有率最大的成分。

作为上述天然砂，可列举出例如无烟煤、石榴石、锰砂、硅砂等。其中，尤其优选使用较廉价、且形状比较富有棱角，因而粒子层的空隙率以及比表面积变得较大从而将凝聚了有机物的絮凝物去除的能力优异的无烟煤。此外，作为无烟煤，由于比重较小，因而反洗净时的搅拌效率优异，因此具有较容易反洗净的优点。此外，这些天然砂可使用1种或混合使用2种以上。其中，石英砂与无烟煤的混合物易于形成过滤层，故优选。

作为上述无机物粒子，从较容易获得粒径及比重均匀的无机物粒子方面考虑，优选为玻璃珠。作为特别优选的玻璃珠，例如，可列举出含有氧化铝的球状玻璃珠。

作为上述陶瓷，可使用例如二氧化硅、氧化铝、玻璃等作为主要成分的陶瓷粒子。作为上述天然有机材料，可使用筛分出天然的有机物并调整了粒子尺寸的物质，例如，可列举出核桃壳、锯屑、麻等天然纤维等。

作为上述聚合物的主要成分，例如，可列举出氟树脂、乙烯基树脂、聚烯烃、聚氨酯、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、三聚氰胺树脂、聚碳酸酯等。其中，优选为，耐水性以及耐腐蚀性优异的氟树脂、乙烯基树脂以及聚烯烃，更优选为，吸附性优异的聚烯烃。此外，聚烯烃之中，尤其优选为吸着能力优异的聚丙烯。

作为上述过滤粒子的有效径的下限，优选为0.5mm，更优选为0.7mm。另一方面，作为上述过滤粒子的有效径的上限，优选为2mm，更优选为1.5mm。上述过滤粒子的有效径不满足上述下限的情况下，有可能造成因粒子层容易堵塞而需要频繁的反洗净。相反，上述过滤粒子的有效径超过上述上限的情况下，有可能造成无法充分去除金属粒子。另外，“有效径”是指，使用JIS-Z8801-1(2006)所规定的筛子，按顺序从网口大的筛子起进行筛分并对通过网口的粒子的质量比进行测量，并且在将筛子的公称网口作为粒径而制成的粒径分布中累积质量成为10％的粒径。

作为上述过滤粒子的均等系数的下限，优选为1.1，更优选为1.2。另一方面，作为上述过滤粒子的均等系数的上限，优选为1.7，更优选为1.5。上述过滤粒子的均等系数不满足上述下限的情况下，有可能造成上述过滤粒子的成本不必要地增大。相反，上述过滤粒子的均等系数超过上述上限的情况下，有可能造成粒子层变得容易堵塞而需要频繁的反洗净。另外，“均等系数”是指，使用JIS-Z8801-1(2006)所规定的筛子，按顺序从网口大的筛子起进行筛分并对通过网口的粒子的质量比进行测量，并且在将筛子的公称网口作为粒径而制成的粒径分布中累积质量成为60％的粒径相对于上述有效径之比。

作为粒子层的平均厚度的下限，优选为10cm，更优选为15cm。另一方面，作为粒子层的平均厚度的上限，优选为80cm，更优选为60cm。粒子层的平均厚度不满足上述下限的情况下，有可能造成无法充分去除金属粒子。相反，粒子层的平均厚度超过上述上限的情况下，有可能造成设备成本不必要地增大。

＜膜过滤工序＞

上述膜过滤工序中，利用微滤膜或超滤膜(以下，作为包括两者的概念而有时简称为“过滤膜”)，从粗过滤工序后的高硬度排水(被处理水)中去除在粗过滤工序中无法去除的微细的金属化合物为主的悬浮物。此外，使用超滤膜的情况下，除了悬浮物以外还可去除较大的溶质。

上述过滤膜的空孔的平均径例如可根据有无后工序、处理后的水的使用目的等来进行适当选择，例如可采用0.005μm以上0.5μm以下。

此外，作为膜过滤工序中的过滤膜的通量，例如可采用30LMH以上100LMH以下。

(微滤膜或超滤膜)

作为过滤膜的材质，优选为，例如氟树脂、乙烯基树脂、聚烯烃等不易劣化的树脂，其中，尤其优选为强度较优异的聚四氟乙烯。另外，反渗透膜例如也可含有主要成分以外的聚合物、润滑剂等添加剂等。此外，作为过滤膜，可使用如下多孔性物质，即，通过对以聚四氟乙烯作为主要成分的薄片状材料进行1轴或2轴延伸，从而使其产生微细的龟裂，进而形成多孔性的物质。

作为上述过滤膜的形状，例如，可列举出中空丝型、薄片型、螺旋型、管状型等，但尤其特别优选使用中空丝型，这是因为膜组件的每单位容积的膜面积可相对较大。

使用中空丝膜作为过滤膜的情况下，优选使用过滤组件，所述过滤组件具备在一个方向上拉齐的多个中空丝膜、和对该多个中空丝膜的两端进行保持、并具有与各中空丝膜的内腔连通的流道的一对保持部材。

作为使用中空丝膜的过滤方式，可应用例如向中空丝膜的外侧供给加压了的高硬度排水并使其透过中空丝膜的内腔的外压式、在未加压的高硬度排水中浸渍中空丝膜并通过渗透压或内腔侧的负压而透过中空丝膜的内腔的浸漬式、向中空丝膜的内腔供给加压了的高硬度排水并透过中空丝膜的外侧的内压式等方式。

＜反洗净工序＞

在上述反洗净工序中，通过以与上述膜过滤工序中的通水方向反向的方式向上述膜过滤工序中堵塞或压损(通水阻力)增大后的过滤膜通入酸性水，从而从过滤膜上去除附着物。

由于在该反洗净工序中将酸性水用作洗净水，因此能够较容易地溶解并去除以金属或金属化合物为主的过滤膜的附着物。

作为酸性水的酸，只要是显示出酸性即可，但尤其优选使用盐酸以及柠檬酸。由于盐酸以及柠檬酸较廉价，且不易与高硬度排水中的钙等结合，因此能够防止产生意想不到的析出物。因此，通过使用包含盐酸以及柠檬酸的酸性水，从而能够较容易地洗净过滤膜。

作为在反洗净工序中用作洗净水的酸性水的pH的下限，优选为2，更优选为4。另一方面，作为用作洗净水的酸性水的pH的上限，优选为6.5，更优选为6。酸性水的pH不满足上述下限的情况下，有可能造成用于调节酸性水的酸的成本以及洗净后的酸性水的处理成本不必要地增大、或者有可能造成排水处理设备的寿命的缩短。相反，酸性水的pH超过上述上限的情况下，有可能造成无法容易地去除附着在过滤膜上的金属或金属化合物。

作为反洗净工序的平均间隔，例如，可采用30分以上40分以下。此外，作为1次的反洗净工序的通水时间，例如，可采用30秒以上60秒以下。此外，作为洗净工序中的酸性水对过滤膜的供给压力，例如，可采用60kPa以上100kPa以下。此外，作为洗净工序中的酸性水对过滤膜的供给量(通水量)，例如，可采用上述膜过滤工序中的过滤水量的1倍以上2倍以下。该结果为，该高硬度排水的处理方法能够回收高硬度排水的90质量％以上作为可再利用的已处理完毕的水。

作为具体示例，若在高硬度排水的悬浮物(SS)的含量为5mg/L、总有机碳(TOC)的含量为5mg/L、钙硬度为100的情况下，将反洗净工序的间隔(膜过滤工序的连续时间)设为30分、反洗净工序的通水时间设为30秒、洗净工序中的酸性水对过滤膜的供给压力设为60kPa、洗净工序中的酸性水对过滤膜的供给量设为膜过滤工序中的过滤水量的1.2倍时，可防止过滤膜的堵塞，从而能够稳定地运转，能够使已处理完毕的水的回收率成为95％。若对于相同高硬度排水，将反洗净工序的间隔(膜过滤工序的连续时间)设为30分、反洗净工序的通水时间设为60秒、洗净工序中的酸性水对过滤膜的供给压力设为60kPa、洗净工序中的酸性水对过滤膜的供给量设为膜过滤工序中的过滤水量的1.2倍时，则已处理完毕的水的回收率成为93％。

对此，即使在高硬度排水的悬浮物(SS)的含量为3mg/L、总有机碳(TOC)的含量为1mg/L、钙硬度为150的情况下，将反洗净工序的间隔(膜过滤工序的连续时间)设为40分、将反洗净工序的通水时间设为30秒、将洗净工序中的酸性水对过滤膜的供给压力设为60kPa、洗净工序中的酸性水对过滤膜的供给量设为膜过滤工序中的过滤水量的1.2倍，也能够防止过滤膜的堵塞，从而稳定地运转，能够将已处理完毕的水的回收率提高至97％。此外，若对于相同高硬度排水，将反洗净工序的间隔(膜过滤工序的连续时间)设为40分、反洗净工序的通水时间设为60秒、洗净工序中的酸性水对过滤膜的供给压力设为60kPa、洗净工序中的酸性水对过滤膜的供给量设为膜过滤工序中的过滤水量的1.2倍时，已处理完毕的水的回收率成为96％。

此外，优选为，在该洗净工序中，通过向酸性水中、或过滤膜的供给有酸性水的一侧的相反侧供给气泡，从而促进过滤膜的洗净。

＜优点＞

该高硬度排水的处理方法，在使用微滤膜或超滤膜的膜过滤工序之前，具备利用凝聚剂使高硬度排水中的有机物凝聚的凝聚剂添加工序、和通过过滤器将凝聚了的有机物分离的粗过滤工序，从而有机物不容易附着在过滤膜上。因此，在该高硬度排水的处理方法中，能够缩小过滤膜的差压来进行稳态运转。此外，该高硬度排水的处理方法中，可降低有机物对过滤膜的附着，因此较容易实现过滤膜的洗净。

此外，在该高硬度排水的处理方法中，在过滤膜上主要附着金属或金属化合物，因此在反洗净工序中能够通过酸性水较容易地去除过滤膜的附着物，较容易实现过滤膜的洗净。

此外，通过该高硬度排水的处理方法对进行了生物处理的污水进一步进行处理，从而能够较容易且稳定地获得例如上水、工业用水等。

〔排水处理设备〕

图1中图示出可用于实施图1的高硬度排水的处理方法的排水处理设备的一个示例。

图1的排水处理设备具备：凝聚槽1，其被供给有作为处理对象的高硬度排水；凝聚剂添加装置2，其向该凝聚槽1中投入凝聚剂；过滤泵3，其将高硬度排水从凝聚槽1中送出；过滤塔4，其从过滤泵3被供给有高硬度排水并在内部收纳过滤粒子；膜过滤单元5，其利用微滤膜或超滤膜对通过了过滤塔4的高硬度排水进行膜过滤；洗净水槽6，其对从膜过滤单元5排出的高硬度排水进行贮存；洗净泵7，其将被贮存在洗净水槽6中的高硬度排水压送至膜过滤单元5。

＜凝聚槽＞

凝聚槽1为，用于实施该高硬度排水的处理方法中的凝聚剂添加工序的水槽或贮水池。优选为，在向凝聚槽1或调节层1供给高硬度排水的水路中设置对水量进行检测的流量传感器。

＜凝聚剂添加装置＞

凝聚剂添加装置2可采用具备对例如凝聚剂进行收纳的作业料斗、和向凝聚槽1供给凝聚剂的例如供给螺杆、振动进料器等供给机构的结构。该凝聚剂添加装置2优选为以如下方式被控制，即，以与高硬度排水对凝聚槽1的供给量成正比的方式自动地供给凝聚剂。

＜过滤泵＞

过滤泵3从凝聚槽1中将高硬度排水通过过滤塔4以及膜过滤单元5并向洗净水槽6进行送出。

＜过滤塔＞

过滤塔4被构成为，上下具有流道，并且在通过这些流道和例如金属网眼等支承部件而划分出的内部空间中封入多个过滤粒子，并且该过滤粒子堆积在支承部件上而形成过滤层。也可以在支承部件上堆积沙砾，并且过滤粒子在该沙砾之上形成过滤层。此外，也可以代替由过滤粒子形成的过滤层而使用纺织布、无纺织布、或者滤纸。而且，过滤塔4的内部空间优选为具有多个过滤粒子的外观体积相比足够大的容积，以能够因从下侧的流道中通洗净水而使过滤粒子飞起。

＜膜过滤单元＞

膜过滤单元5被构成为，具有微滤膜或超滤膜，并且使通过该微滤膜或超滤膜而对供给的高硬度排水进行过滤而得到的水流出来作为已处理完毕的水。作为具体示例，膜过滤单元5具备：密闭容器，其被供给有高硬度排水；以及过滤组件，其具有被配设在该密闭容器内的中空丝膜，从而成为通过高硬度排水的供给压力而通过中空丝膜的外压式过滤装置。

此外，膜过滤单元5优选为具有向过滤膜供给气泡的气泡供给装置。膜过滤工序中向过滤膜供给气泡，从而能够抑制金属或金属化合物对过滤膜的附着。此外，通过在反洗净工序中向过滤膜供给气泡，从而能够利用由气泡实现的刷洗效果来促进附着在过滤膜上的附着物的剥离。作为示例，在膜过滤单元5为外压式过滤装置的情况下，气泡供给装置被构成为，向中空丝膜的外周面供给气泡。

＜洗净水槽＞

洗净水槽6是为了将高硬度排水由过滤塔4以及膜过滤单元5进行过滤后而得到的已处理完毕的水的一部分用作膜过滤单元5的洗净水来进行贮存的水槽。该洗净水槽6中投入了酸，由此而获得的酸性水用作膜过滤单元5的洗净水。

＜洗净泵＞

洗净泵7将洗净水槽6中制备的酸性水以与过滤时反向的方式向过滤膜单元5通水。通过了过滤单元5的酸性水被排出至体系外并作为排水而被处理。

〔第二实施方式〕

本发明的另一实施方式所涉及的高硬度排水的处理方法具备：向高硬度排水中添加凝聚剂的工序＜凝聚剂添加工序＞；利用过滤器对上述凝聚剂添加工序后的高硬度排水进行粗过滤的工序＜粗过滤工序＞；利用微滤膜或超滤膜对上述粗过滤工序后的高硬度排水进行膜过滤的工序＜膜过滤工序＞；利用酸性水对上述微滤膜或超滤膜进行反洗净的工序＜反洗净工序＞；利用反渗透膜对上述膜过滤工序后的高硬度排水进行膜处理的工序＜膜处理工序＞。

本实施方式的高硬度排水的处理方法中的凝聚剂添加工序、粗过滤工序以及膜过滤工序，与第一实施方式的高硬度排水的处理方法中的凝聚剂添加工序、粗过滤工序以及膜过滤工序相同。因此，对于本实施方式的高硬度排水的处理方法，则省略与凝聚剂添加工序、粗过滤工序以及膜过滤工序相关的说明。

＜膜处理工序＞

上述膜处理工序中，将被处理水分离为反渗透膜的透过水和溶质等被浓缩后的浓缩水。透过水作为已处理完毕的水而被再利用，浓缩水作为排水而被另外处理。

(反渗透膜)

反渗透膜也可以是空孔的直径比较大的纳米过滤膜。另外，“纳米过滤膜”是指，在反渗透膜之中，空孔的平均径大于1nm的膜。作为反渗透膜之中空孔的平均径在1nm以下的膜(未分类为纳米过滤膜的膜)，总硬度去除率以及通量比较稳定，可获得较大的总硬度去除率(例如99％以上)。

作为反渗透膜的材质，例如可列举出聚酰胺系高分子、聚砜系高分子、纤维素系高分子等。

作为上述反渗透膜的形状，例如可列举出中空丝型、螺旋型，但由于膜组件的每单位容积的膜面积可相对较大，因此尤其优选使用螺旋型。

作为这种反渗透膜的具体例，例如，可列举出日东电工公司的“ES-20”、“ESPA2”、“NTR-7400”、“NTR-729HF”以及“NTR-7250”、东丽(TORAY)公司的“SU-710、“SU-720”、“SU-610”以及“SU-210S”、以及陶氏化学(DOW CHEMICAL)公司的“BW30LE”、“NF-90”以及“NF-70”等。

＜优点＞

该高硬度排水的处理方法还具备利用反渗透膜(包括纳米过滤膜)对膜过滤工序后的高硬度排水进行膜处理的工序，从而能够获得杂质更少的清洁的水。

〔排水处理设备〕

图2中图示出可用于实施第二实施方式所涉及的高硬度排水的处理方法的排水处理设备的一个示例。

图2的排水处理设备具备：凝聚槽11，其被供给作为处理对象的高硬度排水；凝聚剂添加装置12，其向该凝聚槽11中投入凝聚剂；粗过滤泵13，将高硬度排水从凝聚槽11送出；过滤塔14，其从粗过滤泵13被供给高硬度排水，并在内部收纳过滤粒子；粗过滤接水槽15，其对通过了过滤塔14的高硬度排水进行回收。此外，图2的排水处理设备具备：移送泵16，其将高硬度排水从粗过滤接水槽15送出；膜过滤供水槽17，其对从移送泵16被供给的高硬度排水(被处理水)进行贮存；膜过滤泵18，其将高硬度排水从膜过滤供水槽17送出；膜过滤单元19，其利用微滤膜或超滤膜对从膜过滤泵18被供给的高硬度排水进行过滤。此外，图2的排水处理设备具备：膜处理供水槽20，其对从膜过滤单元19排出的高硬度排水进行贮存；膜处理泵21，其将膜处理供水槽20中的高硬度排水送出；膜处理单元22，其利用反渗透膜将从膜处理泵21供给的高硬度排水分成透过水和浓缩水。而且，图2的排水处理设备具备：洗净水槽23，其可对从膜处理单元22排出的透过水的一部分进行贮存；酸添加装置24，其向洗净水槽23中投入酸；洗净泵25，其向膜过滤单元19供给在洗净水槽23中向膜处理单元22的透过水(已处理完毕的水)中添加了酸的酸性水。另外，图2中由虚线所示的流向为，用于对过滤塔14或膜处理单元22进行反洗净的高硬度排水的流动。具体而言，除了经由上述洗净水槽23的流道以外，以能够使移送泵16所排出的高硬度排水与由粗过滤泵13进行的通水方向反向地向过滤塔14通水的方式而构成流道。

图2的排水处理设备的凝聚槽11、凝聚剂添加装置12、粗过滤泵13、过滤塔14、膜过滤单元19以及洗净水槽23能够与图1的排水处理设备的凝聚槽1、凝聚剂添加装置2、过滤泵3、过滤塔4、膜过滤单元5以及洗净水槽6同样。

粗过滤接水槽15、膜过滤供水槽17以及膜处理供水槽20为，对高硬度排水进行贮存的水槽。此外，粗过滤泵13、移送泵16、膜过滤泵18、膜处理泵21以及洗净泵25只要是能够压送水的泵，则没有特别地限定。

酸添加装置24例如能够采用具备对酸进行贮存的作业罐、和将酸向洗净水槽23进行供给的注药泵的结构。优选为，具有对洗净水槽23所贮存的水的pH进行测量的pH传感器，并且酸添加装置24以如下方式进行控制，即，以使贮存在洗净水槽23中的水成为中性的方式自动地供给酸。

图2的排水处理设备将通过过滤塔14粗过滤了的高硬度排水暂时贮存在粗过滤接水槽15以及膜过滤供水槽17中。因此，过滤塔14与膜过滤单元19可彼此独立地运转或洗净。此外，被贮存在粗过滤接水槽15中的高硬度排水能够作为用于洗净过滤塔14内的过滤粒子的洗净水来使用。即，移送泵16也可以作为用于向过滤塔14供给洗净水的泵来发挥功能。

此外，图2的排水处理设备被构成为，能够以过滤时相反方向使过滤了的水分别向过滤塔14以及膜过滤单元19通水来进行反洗净，因此能够在过滤塔14的粒子层以及膜过滤单元19的过滤膜发生网眼堵塞的情况下，较容易再生过滤塔14的粒子层以及膜过滤单元19的过滤膜。

[其他的实施方式]

本次所公开的实施方式应认为全部是示例，并不是局限的方式。本发明的范围并不局限于上述实施方式的结构，由权利要求书表示，并且旨在包括与权利要求书均等的含义以及范围内的所有的变更。

作为该高硬度排水的处理方法，还可在凝聚剂添加工序与粗过滤工序之间具备沉淀分离工序。

该高硬度排水的处理方法中，各工序间将高硬度排水暂时贮存在接水槽、供水槽中、或通过管道连续地实施各工序，与膜处理工序的有无等无关，可按每个工序进行任意地选择。

该高硬度排水的处理方法中使用的排水处理设备也可以是，过滤塔、膜过滤单元以及膜处理单元中的至少任一个并列多个而配设的设备。并列配设的构成要素既可以是同时并列运转，也可以是选择性地运转一部分，并对休止过程中的构成要素进行洗净。

此外，作为该高硬度排水的处理方法中使用的粒子层或过滤膜的洗净水，也可以使用在处理过程中或已处理完毕的高硬度排水(被处理水或已处理完毕的水)以外的水中添加酸的水。

【实施例】

以下，基于实施例对本发明进行详细叙述，但本发明并不基于该实施例的记载而并被局限性地解释。

为了验证本发明的效果，将对上水的硬度高的地域的污水进行了生物处理后的水用作处理对象的高硬度排水的原水，并以烧杯规模(beakerscale)进行本发明的处理例1～7的模拟。

＜处理例1＞

作为处理例1，将具有与无烟煤粒子层大致同等的过滤能力的5C滤纸(JIS-P3801(1995))用作过滤器，来粗过滤以相对于原水300质量ppm的方式向钙硬度为170、pH为7.0的高硬度排水中添加了作为凝聚剂的聚合氯化铝后得到的水，在压力5psi下利用直径47mm、平均细孔径0.1μm的微滤膜对所得到的过滤水进行膜过滤，在每5分钟对过滤水的量进行测量，并对经过时间与通量的变化的关系进行计算。

＜处理例2～5＞

处理例2～5中，除了高硬度排水的钙硬度为120，凝聚剂的添加量分别设为50质量ppm、30质量ppm、20质量ppm、10质量ppm以外，在与上述处理例1同等条件下，对经过时间与微滤膜的通量的关系进行计算。

＜处理例6＞

作为处理例6，钙硬度为110，pH为7.0的高硬度排水的原水在原本状态，在压力5psi下以直径47mm、平均细孔径0.1μm的微滤膜进行膜过滤并且每5分钟对过滤水的量进行测量，并对经过时间与通量的变化的关系进行计算。

＜处理例7＞

作为处理例7，将5C滤纸用作过滤器来对钙硬度为100，pH为7.0的高硬度排水的原水进行粗过滤，在压力5psi下利用直径47mm、平均细孔径0.1μm的微滤膜对所得到的过滤水进行膜过滤，在每5分钟对过滤水的量进行测量，并对经过时间与通量的变化的关系进行计算。

(流速变化)

图3中图示了由上述处理例1～7的根据经过时间的通量的变化。如图所示，在任一示例中，在膜过滤刚刚开始之后，通量的下降较大，但约30分后，通量成为大致固定。处理例6以及处理例7中，30分钟后的每单位压力的通量约6LMH/kPa(L/m²/H/kPa)，与此相对，处理例2～5中，30分后的每单位压力的通量约10～12LMH/kPa，在处理例1中，30分后的每单位压力的通量约29LMH/kPa。根据该结果可认为，通过具备凝聚剂添加工序、粗过滤工序以及膜过滤工序的处理方法，可使过滤膜的洗净频率成为较小。

(过滤膜附着物)

而且，上述处理例1～7中，从30分钟对高硬度排水进行过滤的过滤膜的表面利用傅里叶变换红外分光光度计(FT-IR)并通过衰减全反射法进行测量后得到的光谱、与以新品的过滤膜的同样地进行测量后得到的光谱的差分，来对各过滤膜的附着物的组成进行推测。处理例6以及7的过滤膜的附着物的光谱(差分光谱)在以波数3300cm^-1为中心的宽度宽的峰以及在波数1540cm^-1以及波数1650cm^-1附近具有峰值，从而可启示出酰胺基的存在。即，处理例6及7的过滤膜的附着物可推测为是以例如蛋白质等有机物为主体的物质。另一方面，处理例1～5的过滤膜的附着物的光谱具有以波数1050cm^-1为中心的宽度宽的峰，从而可启示出磷酸钙的存在。即，处理例1～5的过滤膜的附着物可推测为以无机物为主体的物质。因此，处理例6及7的过滤膜的附着物不容易在酸性水中溶解，因此可认为处理例6及7的过滤膜无法容易地在酸性水中洗净，处理例1～5的过滤膜的附着物比较容易在酸性水中溶解，因此可认为可较容易在酸性水中洗净。

为了验证本发明的效果，利用日量100m³的急速过滤装置对上述高硬度的河川水进行砂砾间接触处理后的水进行验证实验。作为处理例8，以相对于原水10质量ppm的方式向上述高硬度排水中添加作为凝聚剂的聚合氯化铝。pH为6.8。利用疏密性低于5C滤纸(保留粒子径1μm)的有效径0.5mm的石英砂的急速过滤装置对其进行过滤。(作为石英砂，有效径优选为0.4～0.7mm，有效径更优选为0.5～0.6mm)

在压力5psi下以直径47mm、平均细孔径0.1μm的微滤膜对所得到的过滤水进行膜过滤，在每5分钟对过滤水的量进行测量，并对经过时间与通量的变化的关系进行计算。另外，15分钟的膜过滤所得到的过滤水的合计量为525mL。

图4中图示出上述处理例8、以及作为比较的、无凝聚剂并由滤纸过滤后的示例的根据经过时间的通量的变化。上述处理例8中，初始的通量为41LMH/kPa(L/m²/H/kPa)、3分钟后的通量为17LMH/kPa(L/m²/H/kPa)、5分后的通量为14LMH/kPa(L/m²/H/kPa)、10分后的通量为10LMH/kPa(L/m²/H/kPa)、15分后的通量为8LMH/kPa(L/m²/H/kPa)。作为比较，无凝聚剂并由滤纸过滤后的示例的初始的通量为19LMH/kPa(L/m²/H/kPa)、3分后的通量为6LMH/kPa(L/m²/H/kPa)、5分后的通量为5LMH/kPa(L/m²/H/kPa)、10分后的通量为4LMH/kPa(L/m²/H/kPa)、15分后的通量为3LMH/kPa(L/m²/H/kPa)。上述处理例8与无凝聚剂并由滤纸过滤后的示例相比确保两倍以上的通量。从该结果，可验证出通过实用装置水平的凝聚剂添加工序、由急速过滤实现的粗过滤工序进行处理改善了膜过滤工序的过滤性。

符号说明

1、11凝聚槽；

2、12凝聚剂添加装置；

3过滤泵；

4、14过滤塔；

5、19膜过滤单元；

6、23洗净水槽；

7、25洗净泵；

13粗过滤泵；

15粗过滤接水槽；

16移送泵；

17膜过滤供水槽；

18膜过滤泵；

20膜处理供水槽；

21膜处理泵；

22膜处理单元；

24酸添加装置。