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SumoSlang の書 The Book of SumoSlang

目次

概要

この章では、さまざまなプロセス技術を網羅した組み込みの設定例(example configurations)を紹介します。これらの例は、Welcome Screen(ウェルカム画面)の右下ウィンドウペインから選択でき、取り上げるトピックに応じて一連のタブに整理されています。プロジェクトファイルはインストールディレクトリに格納されています。

水再利用

Combined Ozonation with BAF and GAC(BAFおよびGACを組み合わせたオゾン処理)


図1.1 – 「Combined Ozonation with BAC and GAC」設定

この例は、懸濁性固形物、有機物、微量汚染物質の除去を目的とし、同時に堅牢な消毒性能を確保するために設計された先進的なマルチバリア水処理システムを示しています。プロセスは、原水供給として都市下水の二次処理水(secondary effluent)がシステムに流入するところから始まり、ポリ塩化アルミニウム(PAC)を注入して化学的凝集を開始します。インラインpH制御が凝集条件を最適化します。凝集槽では急速撹拌によりコロイド粒子が不安定化され、続いてフロック形成を促進するためにフロック形成槽で緩速撹拌が行われます。形成されたフロックは沈殿池で除去され、固形分は重力により沈降して汚泥として排出されます。

清澄化の後、水はオゾン処理ユニットに入ります。オゾンは病原体を低減し、難分解性の溶存物質を生分解性の形態へ変換するのを促進します。リン酸(H₃PO₄)を注入してpHを調整し、下流の生物学的プロセスを支援します。オゾン処理された水は反応性フィルターに流入し、生物学的に活性なろ材が酸化された有機化合物のさらなる分解を促進します。このステップにより、生分解性溶存有機炭素(BDOC)の除去が改善します。GAC前段では、微生物制御のために次亜塩素酸ナトリウム(NaOCl)の注入が行われる場合があります。

続いて水は粒状活性炭(GAC)ユニットに入り、ここで吸着により残留する有機化合物、味・臭気物質、微量汚染物質が除去されます。GAC処理後、水はUV反応槽を通過してさらなる消毒が行われます。UV後のpH制御が最終消毒の前に水質を安定化させ、最終消毒では残留塩素を確保するために次亜塩素酸ナトリウムが注入されます。水は塩素接触槽に保持され、処理水として配水される前に必要な接触時間を確保します。

このモデルの目的は、以下を示すことです。

MBR and Reverse Osmosis for Deionization(脱イオン化のためのMBRと逆浸透)


図1.2 – 「MBR and Reverse Osmosis for Deionization」例レイアウト

この例は、高品質な再利用のために一次および二次処理水をさらに高度処理(ポリッシング)するために設計された先進的な多段処理システムを示しています。プロセスは、混合された供給水が曝気槽に流入するところから始まり、ブロワによる支援のもとで生物学的な高度処理と生分解の強化が行われます。混合液はその後、膜分離活性汚泥法(MBR)へ流れ、生物処理と膜ろ過が同時に行われます。余剰汚泥は専用の引き抜きラインを通じて除去されます。

MBRの透過水は貯留槽に集められ、続いて精密ろ過(MF)で処理されて残存する微細な固形分を確実に除去します(これらはプラント先頭へ返送されます)。インライン注入のpH制御がMF透過水の条件を最適化し、その水は緩衝槽で分離された二段構成の逆浸透(RO)システムに入ります。各RO段には2つの並列トレインが含まれ(第1段はRO1A/RO1B、第2段はRO2A/RO2B)、スプリッターが並列モジュール間の流量配分を調整します。各段からの濃縮水はそれぞれ別々に排出され、透過水は次の処理ステップへ送られます。第2段ROの後、最終透過水は高度な再利用に適した高品質な処理水として供給されます。

この例の目的は、MBRとMFおよび二段RO構成を組み合わせた高効率のハイブリッド生物・膜処理システムを示すことであり、以下の点に注目します。

Reverse Osmosis Plant 1(逆浸透プラント1)


図1.3 – 「Reverse Osmosis Plant 1」設定

この例は、WRRF(水資源回収施設)の二次処理水を高品質な再利用用途向けにアップグレードするために設計された先進的な三次処理システムを示しています。この処理系列は、膜分離、逆浸透、消毒、化学的調整を統合し、懸濁性固形物、溶存塩類、微量汚染物質の大幅な除去を達成します。

プロセスは、二次処理水が流量調整池に流入するところから始まります。流量調整池は流量の平準化と水理学的な緩衝を提供し、下流の膜プロセスに安定した運転条件を確保します。バイパスラインにより、メンテナンス時やピーク流量時の運転の柔軟性が得られます。流量調整池から水は精密ろ過(MF)ユニットへ送られます。MFは懸濁性固形物、コロイド粒子、二次処理で残存したバイオマスを除去します。定期的な逆洗により汚泥が発生し、さらなる処理のために排出されます。MFの後、インライン注入のpH制御が適用され、逆浸透の条件を最適化しスケーリングの可能性を最小化します。

前処理された水は逆浸透(RO)システムに入り、ここで溶存塩類、栄養塩、微量有機物、微量汚染物質が先進的な高圧膜分離によって除去されます。濃縮水はブラインとして排出され、膜メンテナンスからの洗浄廃液は別途回収されます。RO透過水はその後のUVユニットで消毒され、病原体に対する追加のバリアを提供して微生物学的な安全性を確保します。脱炭酸塔(decarbonator)の前には2回目のインラインpH調整ステップを利用でき、脱炭酸塔では溶存二酸化炭素が除去されて水質が安定化し、腐食性が低減され、最終的な水質が向上します。処理水はその後、再利用用途に供給されます。

このモデルの目的は、以下を示すことです。

パラメーター名 期待値 単位
濁度 ≤ 2 NTU
TSS ≤ 10 mg/L
BOD₅ ≤ 10 mg/L
COD ≤ 50 mg/L
TOC ≤ 10 mg/L
Total Nitrogen(全窒素) ≤ 10–15 mg/L
アンモニウム(NH₄⁺) ≤ 2 mg/L
硝酸態窒素(NO₃⁻) ≤ 50 mg/L
Total Phosphorus(全リン) ≤ 2 mg/L
電気伝導率 ≤ 3000 µS/cm
TDS ≤ 1500 mg/L
pH 6.5 – 8.5 –
UV照射量 ≥ 40 mJ/cm²

Reverse Osmosis Plant 1 with energy(エネルギー計算付き逆浸透プラント1)

Reverse Osmosis Plant 1に対して、プラント全体でエネルギー計算群をオンにし、脱炭酸塔ユニットに十分な空気流量を供給するための専用ブロワを追加したものです。


図1.4 – 「Reverse Osmosis Plant 1 with energy」設定

飲料水

Advanced Two-Stage Filtration with Chlorination(塩素処理を伴う高度二段ろ過)


図2.1 – 「Advanced Two-Stage Filtration with Chlorination」例レイアウト

この例は、深層帯水層の井戸を原水源として用いた多段処理系列を示しています。プロセスは脱メタン処理から始まり、エアブロワを用いて溶存ガスがストリッピング除去されます。脱気された水は流動床型生物膜反応槽(MBBR)に流入し、残存する有機物の生物学的酸化が行われます。生物処理段階の後、消毒とアンモニアの酸化のために専用の塩素処理槽で不連続点塩素処理(ブレークポイント塩素処理)が適用されます(塩素注入量はSimulateタブのシナリオで調整可能です)。

化学的に処理された水は砂ろ過器で高度処理され、濁度と残存する懸濁性固形物が除去されます。ろ過水は次にGAC(粒状活性炭)吸着器で処理され、溶存有機化合物、味・臭気化合物、微量汚染物質が除去されます。砂ろ過器およびGACユニットからの逆洗水は廃棄物として排出されます。最後に、水がポスト塩素処理槽に入る前に後消毒が適用され、処理生産水中で安定した消毒剤残留を確保します(塩素注入量はSimulateタブのシナリオで調整可能です)。

この例の目的は、ガス除去、アンモニア酸化、生物学的高度処理、有機物除去を必要とする随伴水(produced water)、地下水、または工産業排水の処理に用いられる生物学的処理と物理化学的処理のハイブリッドプロセスを示すことです。このモデルでは以下を評価できます。

Conventional Sand Filtration with Chlorination(塩素処理を伴う従来型砂ろ過)


図2.2 – 「Conventional Sand Filtration with Chlorination」設定

この例は、原水である表流水の浄化のために設計された完全な処理系列を示しています。プロセスは、下流の機器を保護するために大きなごみや懸濁性固形物を除去するスクリーンユニットから始まります。スクリーンを通過した水は中継(均等化)槽に流入し、化学処理の前に流量を安定化させ水理学的緩衝を提供します。前塩素処理が適用され、生物の増殖を制御し、藻類を低減し、特定の溶存汚染物質の酸化を補助します(塩素注入量はSimulateタブのシナリオで調整可能です)。塩化第二鉄(FeCl₃)が凝集剤として注入され、続いて凝集効率を最適化するためにインライン注入のpH制御が行われます。

続く凝集槽では、急速撹拌によりコロイド粒子の不安定化が促進されます。水はその後フロック形成槽に入り、そこでの撹拌により微小フロックがより大きく沈降しやすいフロックへと凝集します。形成されたフロックは沈降槽(沈殿池)で除去され、固形分は重力により分離されて汚泥として排出されます。清澄化された水は砂ろ過器を通過し、微細な浮遊粒子と残留濁度がさらに除去されます。ろ過器は性能と水理学的容量を維持するために処理水を用いて定期的に逆洗されます。逆洗水はプラント先頭の中継槽へ返送されます。

後塩素処理は最終消毒を確保し、配水システム保護のための残留塩素を提供します(塩素注入量はSimulateタブのシナリオで調整可能です)。処理水はその後、仕上がり水として供給される前に必要な接触時間を確保するためにポスト塩素接触槽に入ります。

このモデルの目的は、表流水を飲料水質の供給水に変換するために必要な従来型の処理ステップを示すことです。このシステムでは以下を評価できます。

Conventional Two-Stage Filtration with Chlorination(塩素処理を伴う従来型二段ろ過)


図2.3 – 「Conventional Two-Stage Filtration with Chlorination」設定

この例は、深層帯水層から取水した原水に対する完全な処理系列を示しています。プロセスは原水貯留槽から始まり、その後水はエアストリッパーに入り、揮発性ガス(例:CO₂、H₂S)がブロワを用いた強制通気ストリッピングにより除去されます。

ストリッピングの後、塩化第一鉄(FeCl₂)が添加され、続いてインライン注入のpH制御が行われて、水を凝集とフロック形成に向けて準備します。これらのステップにより、流れが沈降槽(沈殿池)に入る前に粒子形成が強化され、そこで固形分が沈降槽汚泥として分離されます。清澄化された水は砂ろ過器で高度処理され、蓄積した固形分を除去するために定期的に逆洗されます。逆洗水はプラント先頭の貯留槽へ返送される一方、ろ過水はGAC吸着器を通過し、溶存有機物、色度、味・臭気化合物、微量汚染物質が除去されます。GACの逆洗水もプラント先頭へ返送されます。

GACの下流では、NaOCl(次亜塩素酸ナトリウム)の注入により消毒が行われます。処理水は十分な塩素接触時間を確保するために接触槽を通過し、続いて最終pH調整と処理水貯留槽を経て供給されます。

このモデルの目的は、深層帯水層の原水を高品質な飲料水または工業用グレードの供給水に変換するために必要な処理ステップを示すことです。このシステムでは以下を評価できます。

Iron Removal with Residuals Management(残渣管理を伴う鉄除去)


図2.4 – 「Iron Removal with Residuals Management」設定

この例は、液体処理と汚泥管理の両プロセスを含む包括的な水処理システムを示しています。処理系列は、河川から取水した原水が酸化槽に流入するところから始まり、ブロワにより空気が供給されて、鉄などの溶存汚染物質やその他の還元性化合物の酸化が促進されます。このステップにより、後続の凝集効率が高まり、処理性能全体が向上します。

酸化の後、化学的凝集に最適な条件を確立するためにインライン注入のpH制御が適用されます。凝集槽では、急速撹拌により浮遊粒子およびコロイド粒子が不安定化されます。水はその後フロック形成ユニットに流れ、緩速撹拌によりより大きく沈降しやすいフロックの形成が促されます。フロック化された水は砂ろ過器へ送られ、微細な懸濁性固形物と残留濁度が除去されます。ろ過器は水理学的性能を維持するために定期的に逆洗されます。

ろ過後、水は粒状活性炭(GAC)ユニットを通過し、吸着により溶存有機化合物、味・臭気物質、微量汚染物質が除去されます。処理水は、最終消毒のために塩素(Cl₂)が注入される前に中継槽に入ります。十分な接触時間の後、水は貯留槽へ送られ、処理水として供給されます。

汚泥ラインは砂ろ過器とGACからの逆洗流を集め、主処理系列と並行して運転されます。沈降槽からの汚泥は、汚泥処理システム内での凝集とフロック形成を高めるためにポリマーと石灰(Ca(OH)₂)を用いて調整されます。調整された汚泥は濃縮槽に入り、重力沈降により固形物濃度が高められます。濃縮された汚泥はその後フィルタープレスで脱水され、処分やさらなる処理に適した脱水済み汚泥が生成されます。

このモデルの目的は、以下を示すことです。

RO with Brine Recovery for Micropollutant Removal(微量汚染物質除去のためのブライン回収を伴うRO)


図2.5 – 「RO with Brine Recovery for Micropollutant Removal」設定

この例は、供給水から微量汚染物質と溶存汚染物質を除去するために設計された先進的な膜ベースの処理系列を示しています。プロセスは混合槽から始まり、微量の無機汚染物質を含む流入水が下流のRO保護フィルターのアンダーフローと均質化され、安定した供給条件を確保します。水はその後精密ろ過ユニットを通過し、懸濁性固形物、コロイド、粒子状物質が除去されます。このステップにより、下流の膜システムがファウリングから保護されます。定期的な逆洗によりろ過効率が維持されます。

精密ろ過の後、膜性能と透水性を最適化するためにヒーターを用いて水温が調整されます。流れはその後RO保護フィルターに入り、逆浸透膜へのスケーリングや粒子による損傷を防ぐための追加の前処理が提供されます。一次のAdvanced ROシステムの前には、阻止効率とスケーリング制御を最適化するためにインラインpH制御が適用されます。Advanced RO段では、溶存塩類と微量汚染物質が高圧膜分離により除去されます。透過水流は処理水生産へと進み、濃縮水(ブライン)が分離されます。二次のAdvanced RO(RO2)ユニットが濃縮水流をさらに処理し、全体の水回収率を高めます。ブライン回収のpH制御により、第2段の膜に最適な運転条件が確保されます。

最終透過水は高品質基準を満たす処理水として供給され、濃縮されたブラインは適切な管理のために排出されます。膜洗浄サイクル中に発生する洗浄廃液は別途回収されます。

このモデルの目的は、以下を示すことです。

純水

RO with Mixed-Bed Deionization(混床式脱イオン化を伴うRO)


図3.1 – 「RO with Mixed-Bed Deionization」設定

この例は、高純度プロセス水の生産のために設計された先進的な多段処理システムを示しています。この処理系列は、凝集とフロック形成、膜分離、イオン交換、脱気、および高度処理技術を統合し、溶存固形分と汚染物質を極めて低いレベルまで達成します。

プロセスは、河川水を原水供給としてシステムに流入させるところから始まり、硫酸第二鉄(Fe₂(SO₄)₃)とポリマーを注入して凝集とフロック形成を開始します。インラインpH制御が粒子不安定化の条件を最適化します。凝集/フロック形成槽では、浮遊粒子およびコロイド粒子が沈降しやすいフロックへと凝集します。水はその後精密ろ過(MF)ユニットを通過し、懸濁性固形物と微細粒子が除去されます。発生した汚泥は別途排出されます。

清澄化された水は軟化装置に入り、そこでカルシウムやマグネシウムなどの硬度イオンがイオン交換により除去されます。このステップにより、下流の逆浸透膜がスケーリングから保護されます。軟化された水は貯蔵タンクに貯留された後、インラインpH調整を経て第1段の逆浸透(RO1)に入ります。

RO1では、溶存塩類、有機化合物、不純物の大部分が除去されます。透過水はブロワを備えた脱気ユニットへ送られます。二酸化炭素などの溶存ガスが除去され、水の全体的な安定性が向上し、下流の脱イオン化効率が高まります。脱気の後、水は貯蔵タンクに集められ、第2段の逆浸透(RO2)へ供給されて、溶存固形分と微量汚染物質がさらに低減されます。RO2透過水はUVユニットで処理され、微生物の増殖制御と有機物残渣の低減が行われます。水はその後混床イオン交換器を通過し、残留する陽イオンと陰イオンが除去されて、非常に低い電気伝導率レベルが達成されます。クロスフロー式の限外ろ過(UF)ユニットが最終的な高度処理を行い、残存するコロイドや微生物断片を除去します。精製された水は貯蔵タンクに貯留された後、処理された高純度水として供給されます。

ROユニットとイオン交換器からの濃縮水流は合流して別途排出され、UF濃縮水はMFユニットの供給側へ再循環されます。

このモデルの目的は、以下を示すことです。

パラメーター

期待値

単位
電気伝導率

≤ 1.0

µS/cm

TDS

≤ 5

mg/L
硬度(CaCO₃換算)

≤ 0.1

mg/L

シリカ(SiO₂)

≤ 0.02

mg/L

ナトリウム(Na⁺)

≤ 0.01

mg/L

塩化物イオン(Cl⁻)

≤ 0.05

mg/L

硫酸塩(SO₄²⁻)

≤ 0.05

mg/L

Total Organic Carbon (TOC)(全有機炭素(TOC))

≤ 0.5

mg/L

pH

6.8 – 7.5

–

Dissolved Oxygen(溶存酸素)

≤ 0.05

mg/L

濁度

≤ 0.1

NTU

Separate Dual-Bed Deionization(分離二床式脱イオン化)


図3.2 – 「Separate Dual-Bed Deionization」設定

この例は、スクリーニングから始まる完全な河川水処理系列を示しており、スクリーニングでは粗い固形分が除去されてスクリーン処分へ送られます。スクリーンを通過した水は曝気式流量調整池に入り、撹拌と曝気により流量と有機負荷が安定化されます。オーバーフローラインが槽の水位制御を維持します。

均等化槽(EQ槽)の下流では、有機物と微量汚染物質の除去を強化するために粉末活性炭(PAC)が注入されます。インラインpH制御が条件を調整した後、水は凝集槽とフロック形成槽を通過し、沈降しやすいフロックの形成が促進されます。固形分は沈降槽で分離され、清澄化された水は高度処理のために砂ろ過器へ進みます。沈降した汚泥は脱水のために遠心分離機へ送られ、処分に適した脱水汚泥が生成されます。

ろ過の後、処理水は陽イオン交換ユニットを通過し、カルシウムやマグネシウムなどの正に帯電したイオンが除去されて硬度が低減されます。水はその後、ブロワを備えたエアストリッパーに入り、エアストリッピングにより溶存ガスと揮発性有機化合物が除去されます。続いて、水は陰イオン交換ユニットを通過し、硝酸態窒素、硫酸塩、塩化物などの負に帯電したイオンが除去されます。再生プロセスによりブライン流が発生し、別途排出されます。最終製品は、工業用途やプロセス用途に適した高純度な処理水です。

このモデルの目的は、以下を示すことです。

Single-Bed Ion Exchanger with RO(ROを伴う単床式イオン交換器)


図3.3 – 「Single-Bed Ion Exchanger with RO」例レイアウト

この処理系列は、河川水がpH調整のためのNaOH前段注入ステージに入るところから始まり、続いてインライン注入のpH制御と、懸濁性固形物を除去しファウリングの可能性を低減するための精密ろ過(MF)ユニットを通過します。MFの逆洗水は前処理汚泥として排出されます。

MFの透過水は曝気ろ過器へ流れ、そこで鉄の酸化が起こり、沈殿析出した固形物分が鉄汚泥として除去されます。曝気ろ過器の後、水は2つの並列した陽イオン交換ユニットを通過し、硬度、金属、正に帯電したイオンが除去されます。再生ブラインはイオン交換器ブラインとして回収されます。

処理系列の次の要素はGAC(粒状活性炭)吸着器で、溶存有機化合物と微量汚染物質を除去します。GACの逆洗水はプラント先頭へ返送され、高度処理された水は脱塩と高純度処理のために逆浸透(RO)ユニットへ供給されます。ROブラインは他の濃縮水流とは別に排出され、透過水は製品水として出て行く前に最終的なpH調整ステップを受けます。

この例の目的は、高品質な製品水を生産するために設計された物理化学的処理と膜ベース処理のハイブリッド処理系列を示すことです。このモデルでは以下を分析できます。

その他

Advanced RO(詳細なRO) with Cleaning Frequency Optimization(洗浄頻度最適化を伴う高度RO)


図4.1 – 「Advanced RO(詳細なRO) with Cleaning Frequency Optimization」設定

この例は、高品質水生産のためのコンパクトな高度逆浸透(RO)システムを示しています。供給水はRO膜トレインに入り、加圧されて以下のように分離されます。

ROユニットには、回収率の向上と塩阻止性能の改善のために設計された複数の膜段が含まれています。

Simulateタブでは、ろ過フェーズ長を変えた(180日および90日に設定)2つの事前定義シナリオが例として提示されます。指定された1000日間の動的シミュレーションを実行すると、ファウリング、供給圧力、電力、透水性の違いが明らかになるとともに、累積コストが評価され、そのタイムラインは準備された出力で追跡できます。

このモデルの目的は、スタンドアロンの詳細なROシステムを示すことであり、ユーザーは以下を評価できます。

Sand filtration with Separate Dual-Bed Deionization(分離二床式脱イオン化を伴う砂ろ過)


図4.2 – 「Sand filtration with Separate Dual-Bed Deionization」設定

この例は、原水(河川水)から高純度プロセス水を生成するために設計された従来型のイオン交換ベースの脱塩水生産システムを示しています。この処理系列は、化学的調整、粒状ろ過、イオン交換、脱気を統合し、懸濁性固形物と溶存無機成分を除去します。

プロセスは、原水がシステムに流入するところから始まり、スタティックミキサーと組み合わせて水酸化ナトリウム(NaOH)が注入されます。このステップによりpHが調整され、下流の処理性能が最適化されます。調整された水はその後砂ろ過器に流入し、懸濁性固形物が除去されます。定期的な逆洗によりろ過効率が維持され、蓄積した汚泥は処分のために排出されます。

ろ過の後、清澄化された水は陽イオン交換ユニットに入ります。この容器内では、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、鉄などの正に帯電したイオンが水素イオンと交換され、水から硬度と溶存陽イオンが効果的に除去されます。

次のステップでは、水はブロワを備えた脱気器へ送られます。このユニットでは、エアストリッピングにより溶存二酸化炭素が除去され、下流の陰イオン交換樹脂への負荷が軽減され、脱塩効率全体が向上します。

脱気の後、水は陰イオン交換ユニットに流入します。ここでは、塩化物、硫酸塩、硝酸態窒素、シリカなどの負に帯電したイオンが水酸化物イオンと交換されます。陽イオン交換器からの水素イオンが陰イオン交換器からの水酸化物イオンと結合し、純水が生成されます。

イオン交換器の再生プロセスにより、合流した濃縮水(ブライン)流が発生し、別途排出されます。最終製品は、工業プロセス用途に適した脱塩処理水です。

このモデルの目的は、以下を示すことです。

パラメーター

期待値

単位

電気伝導率

≤ 50

µS/cm

TDS

≤ 50

mg/L
全硬度(CaCO₃換算)

≤ 5

mg/L

カルシウム

≤ 2

mg/L

ナトリウム

≤ 5

mg/L

塩化物イオン

≤ 10

mg/L

硫酸塩

≤ 10

mg/L

シリカ(SiO₂)

≤ 1

mg/L

pH

6.5 – 8.5

–

濁度

≤ 1

NTU

TOC

≤ 5

mg/L

溶存CO₂

≤ 10

mg/L

Two stage RO and Evaporator(二段ROと蒸発器)


図4.3 – 「Two stage RO and Evaporator」設定

この例は、廃棄物を最小化しつつ河川水から高品質な水を生産するために設計された高性能な膜処理システムを示しています。

処理は、限外ろ過(UF)から始まり、懸濁性固形物、コロイド、微生物を除去します。UFの逆洗により、捕捉された物質が汚泥として排出されます。UFの透過水は貯蔵タンク(Storage tank)へ送られ、下流の膜ユニットに緩衝と安定した供給条件を提供します。

貯蔵タンクからの水はRO第1段へ供給され、そこで溶存塩類と汚染物質の大部分が除去されます。専用のRO system recovery controllerユニットが運転条件を調整して安定した回収率を維持し、膜を保護します(この制御器はToolsで設定され、システム回収率に基づいて給水の圧力を操作します。この回収率は同じくToolsで設定される比率計算によって算出されます)。

RO第1段からのブラインはRO第2段へ流れ、さらなる脱塩と高度処理が行われます。第2段の透過水は第1段の透過水と合流して最終処理水となり、第2段の洗浄廃液は別途、第1段の洗浄廃液と合流して排出されます。RO第1段からの濃縮水は予熱器へ送られ、続いて蒸発器ユニットへ送られ、熱分離により水が回収されます。残った高濃縮ブラインは濃縮廃棄物として排出され、RO単独のシステムと比較して液体廃棄物の量を大幅に削減します。

この例の目的は、高回収率・高品質な水生産のための、UF + 多段RO + 蒸発を統合したシステムを示すことです。このモデルでは以下を評価できます。

チュートリアル

不連続点塩素処理(ブレークポイント塩素処理)


図5.1 – 「Breakpoint chlorination」設定

この例は、不連続点塩素処理のサイジング演習を用いて、高度シミュレーションモードにおけるシナリオ分析機能を示しています。

このモデルは、状態変数ベースの供給(全アンモニアを1 mg N/Lに設定)に続いて、次亜塩素酸ナトリウム注入ユニットと、反応を進行させるための水理学的滞留時間0.5 hの塩素処理槽で構成されます。Outputsで用意された不連続点塩素処理曲線を作成するには、以下の手順に従います。

  1. Simulateの Advanced タブへ移動します。
  2. Default scenario(既定のシナリオ)(名前は重要ではなく、変更しても構いません)において、注入点における塩素濃度が分析対象として選択されていること(チェックマークで示されます)を、0 から 12 mg Cl2/L まで、25ステップで確認します。
  3. 定常状態シミュレーションボタンをクリックすると、DYNAMIZUが25回の連続した定常状態計算を実行し、適用されたNaOCl注入量(より正確には、Toolsで定義されたカスタム計算であるCl2:N比)の関数として、選択された変数をXYチャートにプロットします。
  4. 注入されたCl2:N比の関数として、遊離塩素、クロラミン、全アンモニアの変化を観察します。チャートには2つのY軸があり、全アンモニアと溶解性ケルダール窒素(SKN)の値は右側の目盛りで読み取ることに注意してください。

さまざまな反応時間の影響も、単に給水流量および/または塩素処理タンクの容積を手動で調整することで調査できます。

Lime Softening with Sand Filtration(砂ろ過を伴う石灰軟化)


図5.2 – 「Lime Softening with Sand Filtration」設定

この例は、下流での安定化とろ過を伴う従来型の石灰軟化プロセスをシミュレートします。

プロセスは、井戸水がシステムに流入するところから始まり、石灰(Ca(OH)₂)が注入されてpHが上昇し、炭酸カルシウムや水酸化マグネシウムなどの硬度形成化合物の沈殿が誘起されます。石灰処理された水は沈殿ユニットに流入し、沈殿析出した固形物分が沈降して汚泥として除去されます。沈降した汚泥は遠心分離機へ送られ、処分用の脱水汚泥と、プラント先頭へ返送される脱離液(centrate)流が生成されます。

清澄化された水は炭酸化装置(carbonator)へ送られ、そこで吸収ユニット内で二酸化炭素が適用されてpHが低下し、水が安定化され、過剰な石灰が沈降性またはろ過可能な粒子に変換されます。これにより処理水の安定性が向上し、スケーリングが防止されます。炭酸化の後、水は砂ろ過器を通過し、残存する微細な固形分が除去されます。逆洗ポンプが、ろ過水を用いて定期的なろ過器洗浄を管理します。逆洗流は前述の遠心分離機へ送られて脱水され、ろ過流は処理水としてプラントを出ます。

このモデルでは以下を評価できます。