CN112805247A - 水处理装置、水处理方法、正渗透膜处理方法、正渗透膜处理系统及水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够以低成本处理含有溶解性二氧化硅和硬度成分中的至少1种的被处理水的水处理装置及水处理方法。一种水处理装置(1)，其对含有溶解性二氧化硅和硬度成分中的至少1种的被处理水进行处理，其具备：预处理装置(10)，其具备溶解性二氧化硅除去单元和硬度成分除去单元中的任一者；作为浓缩处理单元的反渗透膜处理装置(12)，上述浓缩处理单元对由预处理装置(10)得到的预处理水进行浓缩处理；以及正渗透膜处理装置(14)，其对由反渗透膜处理装置(12)得到的浓缩水进行正渗透膜处理，在预处理装置(10)中使用在正渗透膜处理装置(14)中使用过的稀释的驱动溶液。

Description

水处理装置、水处理方法、正渗透膜处理方法、正渗透膜处理 系统及水处理系统

技术领域

本发明涉及对包含溶解性二氧化硅和硬度成分中的至少1种的被处理水进行处理的水处理装置及水处理方法。此外，本发明涉及正渗透膜处理方法、正渗透膜处理系统、及其正渗透膜处理方法、使用正渗透膜处理系统的水处理方法、水处理系统。

背景技术

为了降低排水的排放对环境造成的影响，在进行排水的净化、减容化等处理后，进行排放、废弃的操作。已知虽然在排水处理中使用固液分离、膜分离、减压浓缩等，但通过使排水所包含的溶解性二氧化硅、钙等硬度成分不溶化，引起附着于排水处理中使用的配管、装置即所谓的结垢，从而使系统的性能降低。为了进行高效的排水处理，需要除去排水中的溶解性二氧化硅、硬度成分。

例如在专利文献1中记载了以下方法：对于含溶解性二氧化硅的排水，在碱性条件下添加镁盐使溶解性二氧化硅不溶化后进行固液分离，对得到的处理水进行反渗透膜处理或正渗透膜处理，从排水回收淡水。

正渗透膜处理中，隔着正渗透膜使供给水和驱动溶液存在，从而即使不加压，也可通过渗透压使水向驱动溶液移动。此外，例如通过加温等方法使稀释后的驱动溶液发生相变，能够在得到淡水的同时再利用驱动溶液。

作为正渗透膜处理的驱动溶液，使用碳酸铵水溶液、无机盐和温度敏感性药剂的混合物(参照专利文献2)。

为了再利用驱动溶液，需要加温等施加外部能量，需要追加具备用于驱动溶液的再利用的装置(参照图10)，总而言之，导致系统的成本增大。

作为硬度成分的除去方法，专利文献3记载了在含硬度成分的排水中添加碱剂并使其析出(所谓的石灰软化法)，在凝聚、过滤处理后对过滤水进行反渗透膜处理的方法。另外，专利文献4记载了使用离子交换树脂吸附除去硬度成分的方法(树脂软化法)。

但是，在石灰软化法中需要添加碱剂，在树脂软化法中，为了再生吸附有硬度成分的离子交换树脂，需要通水高浓度盐水(氯化钠水溶液)，要求降低药品成本。

另一方面，在通过使被处理水和浓度高于被处理水的驱动溶液隔着正渗透膜接触而得到浓缩水和稀释的驱动溶液的正渗透(FO)膜处理系统中，控制膜的积垢成为重要的课题。作为正渗透膜处理系统的杀菌方法，使用次氯酸、氯胺等氯系杀菌剂、过氧化氢等氧化剂、或5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮等有机系杀菌剂(例如参照专利文献5、6)。

但是，这些杀菌剂(氯系杀菌剂、氧化剂、有机系杀菌剂)会透过正渗透膜，因此产生以下问题：杀菌剂的杀菌有效成分不能充分地遍及正渗透膜处理装置的出口侧，无法充分地对正渗透膜进行杀菌。另外，特别是有机系杀菌剂有时对生物体、环境等造成影响。特别是在通过加热等处理从稀释的驱动溶液中分离并利用生产水的情况下，如果生产水中包含有机系杀菌剂，则对工业用途、食品用途、饮用途等用途的适应受到显著限制。另外，为了将包含透过正渗透膜的杀菌剂的稀释的驱动溶液的一部分或全部排出到体系外，需要将它们除去。此外，氯系杀菌剂、氧化剂有时会使反渗透膜、特别是聚酰胺系反渗透膜的性能降低，因此在利用反渗透膜对稀释的驱动溶液的一部分或全部进行再处理的情况下，存在这些杀菌剂会使反渗透膜的性能降低的担忧。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际专利申请公开第2013/153587号小册子

专利文献2：日本特开2017-056424号公报

专利文献3：日本特开2017-170275号公报

专利文献4：日本特开2014-231039号公报

专利文献5：日本特开2015-188787号公报

专利文献6：日本特开2018-015684号公报

发明内容

(发明要解决的课题)

本发明的目的在于，提供一种能够以低成本对含有溶解性二氧化硅和硬度成分中的至少1种的被处理水进行处理的水处理装置及水处理方法。

另外，本发明的目的在于提供抑制杀菌剂透过正渗透膜，能够再利用稀释的驱动溶液的正渗透膜处理方法、正渗透膜处理系统及其正渗透膜处理方法、使用正渗透膜处理系统的水处理方法、水处理系统。

用于解决课题的技术方案

本发明是一种水处理装置，其对含有溶解性二氧化硅和硬度成分中的至少1种的被处理水进行处理，上述水处理装置具备：预处理单元，其具备溶解性二氧化硅除去单元和硬度成分除去单元中的任一者；浓缩处理单元，其对由上述预处理单元得到的预处理水进行浓缩处理；以及正渗透膜处理单元，其对由上述浓缩处理单元得到的浓缩水进行正渗透膜处理，在上述预处理单元中使用在上述正渗透膜处理单元中使用过的稀释的驱动溶液。

在上述水处理装置中，上述浓缩处理单元优选为反渗透膜处理单元。

本发明是一种水处理装置，其对含有溶解性二氧化硅和硬度成分中的至少1种的被处理水进行处理，上述水处理装置具备：预处理单元，其具备溶解性二氧化硅除去单元和硬度成分除去单元中的任一者；第一浓缩处理单元，其对由上述预处理单元得到的预处理水进行浓缩处理；正渗透膜处理单元，其对由上述第一浓缩处理单元得到的浓缩水进行正渗透膜处理；以及第二浓缩处理单元，其对上述在正渗透膜处理单元中使用过的稀释的驱动溶液的一部分进行浓缩处理，在上述预处理单元中使用在上述正渗透膜处理单元中使用过的稀释的驱动溶液的一部分，在上述第二浓缩处理单元中浓缩的浓缩驱动溶液作为上述正渗透膜处理单元中的驱动溶液再次使用。

在上述水处理装置中，上述第二浓缩处理单元优选为使用半透膜的浓缩单元。

在上述水处理装置中，上述第一浓缩处理单元优选为反渗透膜处理单元。

在上述水处理装置中，优选在上述正渗透膜处理单元中使用的驱动溶液为镁盐水溶液，在上述溶解性二氧化硅除去单元中使用在上述正渗透膜处理单元中使用过的稀释的镁盐水溶液。

在上述水处理装置中，优选还具备制备单元，该制备单元将氢氧化镁与酸混合，在pH7以下进行反应，制备作为驱动溶液而使用的镁盐水溶液，上述驱动溶液在上述正渗透膜处理单元中使用。

上述水处理装置中，优选在上述正渗透膜处理单元中使用的驱动溶液为碱剂水溶液，在上述硬度成分除去单元中使用在上述正渗透膜处理单元中使用过的稀释的碱剂水溶液。

上述水处理装置中，优选在上述正渗透膜处理单元中使用的驱动溶液为酸的水溶液或氯化钠水溶液，在上述硬度成分除去单元中使用在上述正渗透膜处理单元中使用过的稀释的酸水溶液或稀释的氯化钠水溶液。

此外，本发明是一种水处理方法，其对含有溶解性二氧化硅和硬度成分中的至少1种的被处理水进行处理，该水处理方法包括：预处理工序，其包括溶解性二氧化硅除去工序和硬度成分除去工序中的任一者；浓缩处理工序，其中，对在上述预处理工序中得到的预处理水进行浓缩处理；以及正渗透膜处理工序，其中，对在上述浓缩处理工序中得到的浓缩水进行正渗透膜处理，在上述预处理工序中使用在上述正渗透膜处理工序中使用过的稀释的驱动溶液。

上述水处理方法中，上述浓缩处理工序优选为反渗透膜处理工序。

此外，本发明是一种水处理方法，其对含有溶解性二氧化硅和硬度成分中的至少1种的被处理水进行处理，该水处理方法包括：预处理工序，其包括溶解性二氧化硅除去工序和硬度成分除去工序中的任一者；第一浓缩处理工序，其中，对在上述预处理工序中得到的预处理水进行浓缩处理；正渗透膜处理工序，其中，对在上述第一浓缩处理工序中得到的浓缩水进行正渗透膜处理；以及第二浓缩处理工序，其中，对在上述正渗透膜处理工序中使用过的稀释的驱动溶液的一部分进行浓缩处理，在上述预处理工序中使用在上述正渗透膜处理工序中使用过的稀释的驱动溶液的一部分，将在上述第二浓缩处理工序中浓缩的浓缩驱动溶液再次用作上述正渗透膜处理工序中的驱动溶液。

上述水处理方法中，上述第二浓缩处理工序优选为使用半透膜的浓缩工序。

上述水处理方法中，上述第一浓缩处理工序优选为反渗透膜处理工序。

上述水处理方法中，优选在上述正渗透膜处理工序中使用的驱动溶液为镁盐水溶液，在上述溶解性二氧化硅除去工序中使用在上述正渗透膜处理工序中使用过的稀释的镁盐水溶液。

在上述水处理方法中，优选还包括制备工序，该制备工序将氢氧化镁与酸混合，在pH7以下进行反应，制备作为驱动溶液使用的镁盐水溶液，上述驱动溶液在上述正渗透膜处理工序中使用。

上述水处理方法中，优选上述正渗透膜处理工序中使用的驱动溶液为碱剂水溶液，在上述硬度成分除去工序中使用在上述正渗透膜处理工序中使用过的稀释的碱剂水溶液。

上述水处理方法中，优选在上述正渗透膜处理工序中使用的驱动溶液为酸的水溶液或氯化钠水溶液，在上述硬度成分除去工序中使用在上述正渗透膜处理工序中使用过的稀释的酸水溶液或稀释的氯化钠水溶液。

本发明一种正渗透膜处理方法，其包括：正渗透膜处理工序，其中，通过使被处理水和浓度高于上述被处理水的驱动溶液隔着正渗透膜接触，得到浓缩水和稀释的驱动溶液，在上述被处理水中存在包含溴系氧化剂或氯系氧化剂以及氨基磺酸化合物的杀菌剂。

本发明一种正渗透膜处理方法，其包括：正渗透膜处理工序，其中，通过使被处理水和浓度高于上述被处理水的驱动溶液隔着正渗透膜接触，得到浓缩水和稀释的驱动溶液，使上述被处理水中存在包含溴系氧化剂和氨基磺酸化合物的杀菌剂。

本发明是一种正渗透膜处理方法，其包括：正渗透膜处理工序，其中，通过使被处理水和浓度高于上述被处理水的驱动溶液隔着正渗透膜接触，得到浓缩水和稀释的驱动溶液，在上述被处理水中存在包含溴和氨基磺酸化合物的杀菌剂。

本发明是一种水处理方法，其包括上述正渗透膜处理方法，在上述正渗透膜处理工序的前段包括预处理工序和反渗透膜处理工序，在上述预处理工序中使用通过上述正渗透膜处理工序得到的稀释的驱动溶液。

本发明是一种正渗透膜处理系统，其具备正渗透膜处理单元，该正渗透膜处理单元通过使被处理水和浓度高于上述被处理水的驱动溶液隔着正渗透膜接触，得到浓缩水和稀释的驱动溶液，在上述被处理水中存在包含溴系氧化剂或氯系氧化剂以及氨基磺酸化合物的杀菌剂。

本发明是一种正渗透膜处理系统，其具备正渗透膜处理单元，该正渗透膜处理单元通过使被处理水和浓度高于上述被处理水的驱动溶液隔着正渗透膜接触，得到浓缩水和稀释的驱动溶液，使上述被处理水中存在包含溴系氧化剂和氨基磺酸化合物的杀菌剂。

本发明是一种正渗透膜处理系统，其具备正渗透膜处理单元，该正渗透膜处理单元通过使被处理水和浓度高于上述被处理水的驱动溶液隔着正渗透膜接触，得到浓缩水和稀释的驱动溶液，在上述被处理水中存在包含溴和氨基磺酸化合物的杀菌剂。

本发明是一种水处理系统，其具备上述正渗透膜处理系统，在上述正渗透膜处理单元的前段具备预处理单元和反渗透膜处理单元，在上述预处理单元中使用通过上述正渗透膜处理单元得到的稀释的驱动溶液。

发明效果

根据本发明，能够以低成本对包含溶解性二氧化硅和硬度成分中的至少1种的被处理水进行处理。

另外，根据本发明，能够提供抑制杀菌剂透过正渗透膜，能够再利用稀释的驱动溶液的正渗透膜处理方法、正渗透膜处理系统及其正渗透膜处理方法、使用正渗透膜处理系统的水处理方法、水处理系统。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式涉及的水处理装置的示例的概略结构图。

图2是表示本发明的实施方式涉及的水处理装置的其它示例的概略结构图。

图3是表示本发明的实施方式涉及的水处理装置的其它示例的概略结构图。

图4是表示本发明的实施方式涉及的水处理装置中的浓缩装置的示例的概略结构图。

图5是表示本发明的实施方式涉及的水处理装置中的浓缩装置的其它示例的概略结构图。

图6是表示本发明的实施方式涉及的水处理装置中的浓缩装置的其它示例的概略结构图。

图7是表示本发明的实施方式涉及的水处理装置中的浓缩装置的其它示例的概略结构图。

图8是表示本发明的实施方式涉及的水处理装置中的浓缩装置的其它示例的概略结构图。

图9是表示本发明的实施方式涉及的水处理装置中的浓缩装置的其它示例的概略结构图。

图10是表示现有的水处理装置的概略结构图。

图11是表示本发明的实施方式涉及的正渗透膜处理系统的示例的概略结构图。

图12是表示本发明的实施方式涉及的水处理系统的示例的概略结构图。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明。本实施方式是实施本发明的示例，本发明并不限定于本实施方式。

将本发明的实施方式涉及的水处理装置的示例的概略示于图1，对其结构进行说明。

水处理装置1具备：作为预处理单元的预处理装置10，其具备溶解性二氧化硅除去单元和硬度成分除去单元中的至少一个；作为浓缩处理单元的反渗透膜处理装置12，其中，对预处理装置10中得到的预处理水进行浓缩处理；以及作为正渗透膜处理单元的正渗透膜处理装置14，其中，对反渗透膜处理装置12中得到的浓缩水进行正渗透膜处理。

在图1的水处理装置1中，被处理水配管16与预处理装置10的被处理水入口连接，预处理装置10的出口和反渗透膜处理装置12的入口由预处理水配管18连接。反渗透膜处理装置12的浓缩水出口和正渗透膜处理装置14的浓缩水入口由浓缩水配管20连接，在反渗透膜处理装置12的透过水出口连接有透过水配管22。在正渗透膜处理装置14的驱动溶液入口连接驱动溶液配管24，正渗透膜处理装置14的稀释的驱动溶液出口和预处理装置10的稀释的驱动溶液入口由稀释的驱动溶液配管26连接，在正渗透膜处理装置14的FO浓缩水出口连接有FO浓缩水配管28。

对本实施方式涉及的水处理方法和水处理装置1的运作进行说明。

含有溶解性二氧化硅和硬度成分中的至少1种的被处理水通过被处理水配管16向预处理装置10输送。在预处理装置10中，进行溶解性二氧化硅和硬度成分中的至少一种的除去处理(预处理工序)。

在被处理水包含溶解性二氧化硅的情况下，预处理装置10例如具有：镁反应单元，其中，在被处理水中添加镁盐使其反应，使溶解性二氧化硅不溶化；凝聚处理单元，其中，在反应后的被处理水中添加凝聚剂，使其凝聚；以及固液分离单元，其中，从凝聚处理后的被处理水分离凝聚物。在预处理装置10中，例如在碱性条件(例如，pH10～12)下在被处理水中添加镁盐，使溶解性二氧化硅不溶化(镁反应工序)。然后，根据需要添加凝聚剂，进行凝聚处理(凝聚处理工序)，对凝聚物进行固液分离(固液分离工序)。通过固液分离得到的预处理水通过预处理水配管18向反渗透膜处理装置12输送。

在被处理水含有硬度成分，通过石灰软化法进行硬度成分的除去的情况下，预处理装置10例如具有：碱剂反应单元，其中，在被处理水中添加碱剂使其反应，使硬度成分不溶化；凝聚处理单元，其中，根据需要在反应后的被处理水中添加凝聚剂，使其凝聚；以及固液分离单元，其中，从进行凝聚处理的被处理水分离凝聚物。在预处理装置10中，例如在被处理水中添加碱剂，使硬度成分不溶化(碱剂反应工序)。然后，添加凝聚剂，进行凝聚处理(凝聚处理工序)，对凝聚物进行固液分离(固液分离工序)。通过固液分离得到的预处理水通过预处理水配管18向反渗透膜处理装置12输送。

在被处理水包含硬度成分，通过树脂软化法进行硬度成分的除去的情况下，预处理装置10例如具有离子交换处理单元，其中，使用离子交换树脂等进行离子交换处理。在预处理装置10中，例如向作为离子交换处理单元的填充有离子交换树脂的离子交换塔输入被处理水，吸附除去硬度成分(离子交换工序)。在离子交换处理中得到的预处理水通过预处理水配管18向反渗透膜处理装置12输送。在需要使离子交换树脂再生的情况下，通过输送再生剂而使离子交换树脂再生。

接着，在反渗透膜处理装置12中对在预处理工序中得到的预处理水进行浓缩处理(浓缩处理工序)。通过反渗透膜处理得到的浓缩水通过浓缩水配管20向正渗透膜处理装置14输送，透过水通过透过水配管22排出。

通过反渗透膜处理得到的浓缩水在正渗透膜处理装置14中进行正渗透膜处理(正渗透膜处理工序)。在正渗透膜处理装置14中，驱动溶液通过驱动溶液配管24向正渗透膜的二次侧输送，隔着正渗透膜使浓缩水和驱动溶液存在，由此通过渗透压使水向驱动溶液移动。

正渗透膜处理工序中使用的稀释的驱动溶液通过稀释的驱动溶液配管26向预处理装置10输送，在预处理装置10中在预处理工序中使用。正渗透膜处理工序中得到的FO浓缩水通过FO浓缩水配管28排出。FO浓缩水也可以回收、再利用。

在预处理装置10包含进行溶解性二氧化硅除去的装置的情况下，例如，作为正渗透膜处理装置14中的驱动溶液，使用镁盐水溶液，在正渗透膜处理装置14中使用过的稀释的驱动溶液(稀释的镁盐水溶液)可以用作预处理装置10中添加的镁盐。

在预处理装置10包括通过石灰软化法进行硬度成分的除去的装置的情况下，例如，作为正渗透膜处理装置14中的驱动溶液，使用碱剂水溶液，在正渗透膜处理装置14中使用过的稀释的驱动溶液(稀释的碱剂水溶液)可以用作预处理装置10中添加的碱剂。

在预处理装置10包含通过树脂软化法进行硬度成分的除去的装置的情况下，例如，作为正渗透膜处理装置14中的驱动溶液，使用酸的水溶液或氯化钠水溶液，在正渗透膜处理装置14中使用过的稀释的驱动溶液(稀释的酸水溶液或稀释的氯化钠水溶液)可以用作预处理装置10中离子交换树脂的再生剂。

通过本实施方式涉及的水处理方法和水处理装置，能够以低成本处理含有溶解性二氧化硅和硬度成分中的至少1种的被处理水。

通过在预处理工序中使用正渗透膜处理中稀释得到的稀释的驱动溶液来削减原本需要的驱动溶液的再利用需要的成本，另外，也可以不具备再生设备。稀释的驱动溶液仅为将预处理工序中原本使用的驱动溶液稀释而成的溶液，因此几乎不会产生追加的成本。

将本发明的实施方式涉及的水处理装置的其它示例的概略示于图3，对其结构进行说明。

水处理装置5具备：作为预处理单元的预处理装置10，其中，具备溶解性二氧化硅除去单元和硬度成分除去单元中的至少一个；作为第一浓缩处理单元的反渗透膜处理装置12，其中，对预处理装置10中得到的预处理水进行浓缩处理；作为正渗透膜处理单元的正渗透膜处理装置14，其中，对反渗透膜处理装置12中得到的浓缩水进行正渗透膜处理；以及作为第二浓缩处理单元的浓缩装置34，其中，对正渗透膜处理装置14中使用的稀释的驱动溶液的一部分进行浓缩处理。

在图3的水处理装置1中，被处理水配管16与预处理装置10的被处理水入口连接，预处理装置10的出口和反渗透膜处理装置12的入口由预处理水配管18连接。反渗透膜处理装置12的浓缩水出口和正渗透膜处理装置14的浓缩水入口由浓缩水配管20连接，在反渗透膜处理装置12的透过水出口连接有透过水配管22。在正渗透膜处理装置14的驱动溶液入口连接有驱动溶液配管24，正渗透膜处理装置14的稀释的驱动溶液出口和预处理装置10的稀释的驱动溶液入口由稀释的驱动溶液配管26连接，在正渗透膜处理装置14的FO浓缩水出口连接有FO浓缩水配管28。从稀释的驱动溶液配管26分支的稀释的驱动溶液配管36与浓缩装置34的入口连接，浓缩装置34的浓缩驱动溶液出口和驱动溶液配管24的中途由浓缩驱动溶液配管38连接。在浓缩装置34的稀释液出口连接有稀释液配管40。

对本实施方式涉及的水处理方法和水处理装置5的运作进行说明。

包含溶解性二氧化硅和硬度成分中的至少1种的被处理水通过被处理水配管16向预处理装置10输送。预处理装置10中，进行溶解性二氧化硅和硬度成分中的至少一种的除去处理(预处理工序)。

在被处理水包含溶解性二氧化硅的情况下，预处理装置10例如具有：镁反应单元，其中，在被处理水中添加镁盐使其反应，使溶解性二氧化硅不溶化；凝聚处理单元，其中，在反应后的被处理水中添加凝聚剂，使其凝聚；以及固液分离单元，其中，从凝聚处理后的被处理水分离凝聚物。在预处理装置10中，例如在碱性条件(例如，pH10～12)下在被处理水中添加镁盐，使溶解性二氧化硅不溶化(镁反应工序)。然后，根据需要添加凝聚剂，进行凝聚处理(凝聚处理工序)，对凝聚物进行固液分离(固液分离工序)。通过固液分离得到的预处理水通过预处理水配管18向反渗透膜处理装置12输送。

在被处理水包含硬度成分，通过石灰软化法进行硬度成分的除去的情况下，预处理装置10例如具有：碱剂反应单元，其中，在被处理水中添加碱剂使其反应，使硬度成分不溶化；凝聚处理单元，其中，根据需要在反应后的被处理水中添加凝聚剂，使其凝聚；以及固液分离单元，其中，从进行了凝聚处理的被处理水分离凝聚物。在预处理装置10中，例如在被处理水中添加碱剂，使硬度成分不溶化(碱剂反应工序)。然后，添加凝聚剂，进行凝聚处理(凝聚处理工序)，对凝聚物进行固液分离(固液分离工序)。通过固液分离得到的预处理水通过预处理水配管18向反渗透膜处理装置12输送。

在被处理水包含硬度成分，通过树脂软化法进行硬度成分的除去的情况下，预处理装置10例如具有离子交换处理单元，其中，使用离子交换树脂等进行离子交换处理。在预处理装置10中，例如向作为离子交换处理单元的填充有离子交换树脂的离子交换塔输送被处理水，吸附除去硬度成分(离子交换工序)。离子交换处理中得到的预处理水通过预处理水配管18向反渗透膜处理装置12输送。在需要使离子交换树脂再生的情况下，通过输送再生剂而使离子交换树脂再生。

接着，在反渗透膜处理装置12中对预处理工序中得到的预处理水进行浓缩处理(第一浓缩处理工序)。通过第一浓缩处理(反渗透膜处理)得到的浓缩水(RO浓缩水)通过浓缩水配管20向正渗透膜处理装置14输送，透过水(RO透过水)通过透过水配管22排出。

通过第一浓缩处理(反渗透膜处理)得到的浓缩水在正渗透膜处理装置14中进行正渗透膜处理(正渗透膜处理工序)。在正渗透膜处理装置14中，驱动溶液通过驱动溶液配管24向正渗透膜的二次侧输送，隔着正渗透膜使浓缩水和驱动溶液存在，由此，通过渗透压使水向驱动溶液移动。

在正渗透膜处理工序中使用的稀释的驱动溶液的一部分通过稀释的驱动溶液配管26向预处理装置10输送，预处理装置10中在预处理工序中使用。正渗透膜处理工序中得到的FO浓缩水通过FO浓缩水配管28排出。FO浓缩水可以根据需要通过浓缩装置、结晶装置等进一步进行浓缩、固态化处理。

正渗透膜处理工序中使用的稀释的驱动溶液的一部分从稀释的驱动溶液配管26分支而通过稀释的驱动溶液配管36向浓缩装置34输送，在浓缩装置34中进行浓缩处理(第二浓缩处理工序)。通过第二浓缩处理得到的浓缩驱动溶液通过浓缩驱动溶液配管38向驱动溶液配管24的中途供给，作为正渗透膜处理装置14中的驱动溶液再次使用。通过第二浓缩处理得到的稀释液通过稀释液配管40排出。稀释液可以根据需要实施超滤膜(UF膜)处理、反渗透膜(RO膜)处理、离子交换处理等后，进行回收、再利用。

在预处理装置10包括进行溶解性二氧化硅除去的装置的情况下，例如，作为正渗透膜处理装置14中的驱动溶液，使用镁盐水溶液，在正渗透膜处理装置14中使用过的稀释的驱动溶液(稀释的镁盐水溶液)的一部分可以用作预处理装置10中添加的镁盐。另外，在正渗透膜处理装置14中使用过的稀释的驱动溶液(稀释的镁盐水溶液)的一部分在浓缩装置34中进行浓缩处理，可以再次用作正渗透膜处理装置14中的驱动溶液。

在预处理装置10包括利用石灰软化法进行硬度成分的除去的装置的情况下，例如，作为正渗透膜处理装置14中的驱动溶液，使用碱剂水溶液，在正渗透膜处理装置14中使用过的稀释的驱动溶液(稀释的碱剂水溶液)的一部分可以用作预处理装置10中添加的碱剂。另外，在正渗透膜处理装置14中使用过的稀释的驱动溶液(稀释的碱剂水溶液)的一部分在浓缩装置34中进行浓缩处理，可以再次用作正渗透膜处理装置14中的驱动溶液。

在预处理装置10包含通过树脂软化法进行硬度成分的除去的装置的情况下，例如，作为正渗透膜处理装置14中的驱动溶液，使用酸的水溶液或氯化钠水溶液，在正渗透膜处理装置14中使用过的稀释的驱动溶液(稀释的酸水溶液或稀释的氯化钠水溶液)的一部分在预处理装置10中可以用作离子交换树脂的再生剂。另外，在正渗透膜处理装置14中使用过的稀释的驱动溶液(稀释的酸水溶液或稀释的氯化钠水溶液)的一部分在浓缩装置34中进行浓缩处理，可以再次用作正渗透膜处理装置14中的驱动溶液。

通过本实施方式涉及的水处理方法和水处理装置，能够以低成本处理包含溶解性二氧化硅和硬度成分中的至少1种的被处理水。

通过在预处理工序中使用正渗透膜处理中稀释得到的稀释的驱动溶液，能够削减原本需要的驱动溶液的再利用需要的成本，另外，可以不具备再生设备。稀释的驱动溶液仅为将预处理工序中原本使用的驱动溶液稀释而成的溶液，因此几乎不会产生追加的成本。

在正渗透膜处理中稀释得到的稀释的驱动溶液多于预处理工序中使用时需要的量的情况下，在预处理工序中使用正渗透膜处理中使用过的稀释的驱动溶液的一部分，将预处理工序中未使用的稀释的驱动溶液的一部分浓缩，作为驱动溶液在正渗透膜处理工序中再次使用，由此能够减少稀释的驱动溶液的损失。此时，浓缩的稀释的驱动溶液为一部分，因此与浓缩并再利用全部稀释的驱动溶液相比，成本显著降低。

本实施方式涉及的水处理方法和水处理装置的处理对象即被处理水是含有溶解性二氧化硅和硬度成分中的至少一种的水即可，没有特别限制，例如可举出工业用水、表层水、自来水、地下水、海水、通过反渗透法或蒸发法将海水脱盐而得到的海水淡化处理水、各种排水、例如半导体制造工序中排出的排水等。

在被处理水含有溶解性二氧化硅的情况下，溶解性二氧化硅的浓度例如为5～400mg/L的范围。在被处理水包含硬度成分的情况下，钙硬度成分的浓度为5～600mg/L的范围。被处理水中的总蒸发残留物(TDS：Total Dissolved Solid)例如为100～50000mg/L的范围。

在本实施方式涉及的水处理方法和水处理装置中，在被处理水包含溶解性二氧化硅和硬度成分这两者的情况下，预处理单元(预处理工序)可以具备溶解性二氧化硅除去单元(溶解性二氧化硅除去工序)和硬度成分除去单元(硬度成分除去工序)这两者。溶解性二氧化硅除去单元(溶解性二氧化硅除去工序)和硬度成分除去单元(硬度成分除去工序)的顺序可以是第一为溶解性二氧化硅除去单元(溶解性二氧化硅除去工序)，第二为硬度成分除去单元(硬度成分除去工序)，也可以是第一为硬度成分除去单元(硬度成分除去工序)，第二为溶解性二氧化硅除去单元(溶解性二氧化硅除去工序)。

此时，作为正渗透膜处理装置14(正渗透膜处理工序)中的驱动溶液，可使用镁盐水溶液、碱剂水溶液、酸的水溶液和氯化钠水溶液中的至少1种，在预处理装置10(预处理工序)的溶解性二氧化硅除去单元(溶解性二氧化硅除去工序)和硬度成分除去单元(硬度成分除去工序)中的适合的一者可以使用在正渗透膜处理装置14中使用过的稀释的驱动溶液(稀释的镁盐水溶液、稀释的碱剂水溶液、稀释的酸水溶液和稀释的氯化钠水溶液中的至少1种)。

在本实施方式涉及的水处理方法和水处理装置中，还可以具备除去被处理水中的悬浮物质成分等的悬浮物质除去单元。作为悬浮物质除去单元，例如可举出砂过滤装置、超滤(UF)膜等膜过滤装置、加压上浮装置等。悬浮物质除去单元的设置位置没有特别限制，在悬浮物质除去单元为砂过滤装置的情况下，例如为预处理装置10(预处理工序)的前段，在悬浮物质除去单元为膜过滤装置或加压上浮装置的情况下，例如为预处理装置10(预处理工序)与反渗透膜处理装置12(浓缩处理工序)之间。

[预处理工序：溶解性二氧化硅除去]

在被处理水包含溶解性二氧化硅的情况下的预处理工序中，例如，在碱条件下在被处理水中添加镁盐，使溶解性二氧化硅不溶化(镁反应工序)。

作为使用的镁盐，是氯化镁(MgCl₂)、硫酸镁(MgSO₄)等镁盐或其水合物即可，没有特别限制，从抑制基于硫酸盐添加的难溶解性物质生成等观点出发，优选氯化镁。

镁反应工序中的pH为碱性条件即可，没有特别限制，例如为pH10～12的范围，优选为10.5～11.5的范围，更优选为11～11.5的范围。如果镁反应工序中的pH小于10或超过12，则有时二氧化硅除去率降低。

作为pH调节剂，使用氢氧化钠、氢氧化钙等碱即可，根据需要也可以使用盐酸、硫酸等无机酸。

镁反应工序中的温度是进行二氧化硅的不溶化反应的温度即可，没有特别限制，例如为1℃～低于50℃的范围，更优选为10℃～低于50℃的范围。如果镁反应工序中的温度低于1℃，则有时二氧化硅的不溶化反应不充分，如果为50℃以上，则有时处理成本变高。

镁反应工序中的反应时间能够进行二氧化硅的不溶化反应即可，没有特别限制，例如为1分钟～60分钟的范围，更优选为5分钟～30分钟的范围。如果镁反应工序中的反应时间小于1分钟，则有时二氧化硅的不溶化反应不充分，如果超过60分钟，则有时反应槽变得过大。

镁盐的添加量相对于被处理水中的二氧化硅的重量浓度，以镁浓度计优选为0.1～10倍量的范围，更优选为0.5～5倍量的范围。如果镁盐的添加量相对于被处理水中的二氧化硅的重量浓度低于0.1倍量，则有时二氧化硅的不溶化反应不充分，如果超过10倍量，则有时污泥产生量过剩。

为了使溶解性二氧化硅不溶化，除镁盐以外，也可以使用聚氯化铝(PAC)、硫酸铝等铝盐、氯化铁、硫酸铁等铁盐等。从二氧化硅除去率等观点出发，优选使用镁盐。

在凝聚处理工序中，例如，在凝聚槽中，将无机凝聚剂添加到镁反应后的被处理水，使不溶化物凝聚(凝聚工序)。然后，在絮凝物形成槽中，添加高分子凝聚剂，形成絮凝物(絮凝物形成工序)。

作为凝聚工序中使用的无机凝聚剂，可举出氯化铁等铁系无机凝聚剂、聚氯化铝(PAC)等铝系无机凝聚剂等，从药品成本和凝聚pH范围等观点出发，优选铁系无机凝聚剂。

无机凝聚剂的添加量相对于添加的镁盐的量以重量比计优选为0.1～10倍量的范围，更优选为1～5倍量的范围。如果无机凝聚剂的添加量相对于添加的镁盐的量以重量比计小于0.1倍量，则有时凝聚不充分，如果超过10倍量，则有时污泥产生量过剩。

凝聚工序中的pH例如为3～11的范围。如果凝聚工序中的pH小于3或超过11时，则有时产生凝聚不良。此外，如果凝聚工序中的pH小于9，则有时二氧化硅从絮凝物溶出，因此优选在pH9～11的范围内进行凝聚工序。

凝聚工序中的温度例如为1℃～80℃的范围。如果凝聚工序中的温度低于1℃或超过80℃，则有时产生凝聚不良。

作为絮凝物形成工序中使用的高分子凝聚剂，可举出聚丙烯酰胺系、聚丙烯酸酯系等阳离子系高分子凝聚剂、阴离子系高分子凝聚剂、非离子系高分子凝聚剂等，从凝聚性等观点出发，优选阴离子系高分子凝聚剂。

作为市售的高分子凝聚剂，可举出ORFLOCK OA-3H(奥加诺株式会社制造)等阴离子系高分子凝聚剂。

高分子凝聚剂的添加量相对于原水的水量优选为0.1～10mg/L的范围，更优选为1～5mg/L的范围。如果高分子凝聚剂的添加量相对于原水的水量低于0.1mg/L，则有时絮凝物形成不提高，如果超过10mg/L，则有时处理水中溶解的高分子凝聚剂残留。

絮凝物形成工序中的pH例如为3～11的范围。如果絮凝物形成工序中的pH小于3或超过11，则有时产生凝聚不良。此外，如果絮凝工序中的pH小于9，则有时二氧化硅从絮凝物溶出，因此优选在pH9～11的范围内进行絮凝物形成工序。

絮凝物形成工序中的温度例如为1℃～80℃的范围。如果絮凝物形成工序中的温度低于1℃或超过80℃，则有时产生凝聚不良。

在上述凝聚处理中，作为凝聚工序和絮凝物形成工序，使用无机凝聚剂和高分子凝聚剂，但使用无机凝聚剂、高分子凝聚剂等中的至少1种即可，优选使用铁系无机凝聚剂和阴离子系高分子凝聚剂中的至少1种。在使与镁盐反应而不溶化的二氧化硅凝聚时，通过使用铁系无机凝聚剂和阴离子系高分子凝聚剂中的至少1种，凝聚性和固液分离性提高。

在固液分离工序中，例如，在沉淀槽中，形成絮凝物的凝聚物被固液分离(固液分离工序)。通过固液分离得到的预处理水向反渗透膜处理装置12输送。另一方面，污泥通过污泥配管排出。污泥可以回收、再利用。

作为固液分离工序中的固液分离，除自然沉降的沉降分离以外，可举出加压上浮处理、膜过滤处理等，从分离性等观点出发，优选沉降分离。

[预处理工序：利用石灰软化法的硬度成分除去]

在被处理水包含硬度成分的情况下，通过石灰软化法除去硬度成分即可。硬度成分被分类为一次硬度和永久硬度，一次硬度可通过氢氧化钠(Na OH)等碱剂除去，永久硬度可通过添加碳酸钠(NaCO₃)等碳酸盐除去。本说明书中，为了方便，碳酸盐也记载为碱剂。即，在预处理工序中，在被处理水中添加碱剂，使硬度成分不溶化(碱剂反应工序)。

作为使用的碱剂，例如可举出氢氧化钙(Ca(OH)₂)、氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)、碳酸氢钙(Ca(HCO₃)₂)、碳酸氢镁(Mg(HCO₃)₂)、碳酸钠(Na₂CO₃)、碳酸钾(K₂CO₃)等，可使用其中的一种以上。即，也可根据需要分别添加氢氧化钠和碳酸钠。从不溶化效率等观点出发，优选碳酸钠。

碱性剂反应工序中的pH为碱性条件即可，没有特别限制，例如为pH9～13的范围，优选为11～12的范围。如果碱剂反应工序中的pH小于9，则硬度成分除去率降低，如果超过13，则有时碱剂的添加量变多。

碱剂反应工序中的温度是硬度成分的不溶化反应进行的温度即可，没有特别限制，例如为1℃～80℃的范围。如果碱剂反应工序中的温度低于1℃，则有时硬度成分的不溶化反应不充分，如果超过80℃，则有时设备的耐热温度成为问题。

碱剂反应工序中的反应时间能够进行硬度成分的不溶化反应即可，没有特别限制，例如为10分钟～30分钟的范围。如果碱剂反应工序中的反应时间小于10分钟，则有时硬度成分的不溶化反应不充分，如果超过30分钟，则有时反应槽变大，设备成本变高。

碱剂的添加量相对于被处理水中的硬度成分的摩尔浓度优选为1.0～2.0倍量的范围，更优选为1.0～1.2倍量的范围。如果碱剂的添加量相对于被处理水中的硬度成分的摩尔浓度小于1.0倍量，则有时硬度成分的不溶化反应不充分，如果超过2.0倍量，则有时药品成本变高。

以后的凝聚处理工序和固液分离工序与上述预处理工序(利用镁盐的二氧化硅除去)相同。通过固液分离得到的预处理水向反渗透膜处理装置12输送。

[预处理工序：利用树脂软化法的硬度成分除去]

在被处理水包含硬度成分时的利用树脂软化法的预处理工序中，例如在填充有离子交换树脂的离子交换塔中输送被处理水，吸附除去硬度成分(离子交换工序)。通过离子交换处理得到的预处理水向反渗透膜处理装置12输送。

离子交换工序中使用的离子交换树脂为阳离子交换树脂，例如可举出Amberrex100Na、IRC-76(奥加诺株式会社制造)等。

在需要使离子交换树脂再生的情况下，通过输送再生剂而使离子交换树脂再生。

作为使用的再生剂，可举出盐酸、硫酸、硝酸等酸的水溶液、氯化钠水溶液、氯化钾水溶液等，可使用其中的一种以上。即，也可根据需要利用酸的水溶液进行再生后，利用氯化钠水溶液进行追加再生。从驱动溶液的再利用等观点出发，优选酸的水溶液、氯化钠水溶液。如果利用酸的水溶液进行再生，则离子交换树脂为H型，如果利用氯化钠水溶液进行再生，则离子交换树脂为Na型。

[浓缩处理工序(第一浓缩处理工序)]

作为浓缩处理单元(第一浓缩处理单元)，能够将预处理水浓缩即可，没有特别限制，除反渗透膜处理装置以外，可使用膜过滤装置、蒸馏装置、电渗析装置等中的一种以上，上述膜过滤装置使用纳米过滤膜等。即，可以根据需要通过电渗析处理进一步浓缩由反渗透膜处理装置得到的浓缩水，也可以通过第二反渗透处理进一步浓缩由第一反渗透处理得到的浓缩水。从能够在预处理水中的TDS低的情况下高效进行处理等观点考虑，优选反渗透膜处理装置。

作为反渗透膜处理装置中使用的反渗透膜，除纯水制造用途、排水回收等用途中使用的超低压反渗透膜、低压反渗透膜以外，还可举出海水淡化等用途中使用的中压反渗透膜、高压反渗透膜等。作为超低压反渗透膜、低压反渗透膜，例如可举出ES15(日东电工制造)、TM720D(东丽制造)、BW30HRLE(Dow Chemical制造)、LFC3-LD(Hydranautics制造)。作为高压反渗透膜，例如可举出SWC5-LD(Hydranautics制造)、TM820V(东丽制造)、XUS180808(Dow Chemical制造)。

在浓缩处理工序(第一浓缩处理工序)中，可以添加pH调节剂、抑制体系内的无机盐结垢的水垢分散剂、抑制体系内的微生物产生的杀菌剂等药品。

[正渗透膜处理工序]

作为正渗透膜处理工序中使用的正渗透膜的形状，没有特别限制，例如可使用中空纤维膜、螺旋膜、管状膜、板-框架结构的膜等。作为正渗透膜的膜材质，可举出芳香族聚酰胺系、醋酸纤维素系等。另外，也可使用在分离膜的基材上组装功能性蛋白质、无机材料等而赋予分离性能、透水性等的膜。作为正渗透膜，例如可举出HP5230(东洋纺制造)、HFFO2(Aquaporin制造)、Osmo F2O(Fulid Technology Solutions制造)。上述正渗透膜可以单段使用，也可以将多段串联连接使用。即，可以通过第二正渗透膜处理进一步浓缩由第一正渗透膜处理得到的FO浓缩水。

作为在正渗透膜处理工序中使用的驱动溶液，如上述所示，可举出镁盐水溶液、碱剂水溶液、酸的水溶液、氯化钠水溶液等。另外，除上述以外，是在本发明水处理装置中使用的药品，就可无限制地使用。即，也可使用凝聚处理工序中使用的各种凝聚剂、浓缩处理工序中使用的水垢分散剂、杀菌剂等作为驱动溶液。

在正渗透膜处理工序中进行多段正渗透膜处理的情况下，也可以组合使用上述驱动溶液。例如，使用氯化钠水溶液作为第一正渗透膜处理工序的驱动溶液，使用镁盐水溶液作为第二正渗透膜处理工序的驱动溶液。另外，例如，可使用由第一正渗透膜处理工序得到的稀氯化钠溶液作为软化树脂的再生液，可使用由第二正渗透膜处理工序得到的稀镁盐溶液作为溶解性二氧化硅除去工序的镁源。

[第二浓缩处理工序]

作为第二浓缩处理单元，能够浓缩在正渗透膜处理工序中使用过的稀释的驱动溶液即可，没有特别限制，可使用纳米过滤膜处理装置、反渗透膜处理装置、正渗透膜处理装置、压力辅助反渗透膜处理装置等使用半透膜的浓缩装置、使用纳米过滤膜等的膜过滤装置、蒸馏装置、电渗析装置等中的一种以上。从降低浓缩成本等观点出发，优选为使用半透膜的浓缩装置，特别是更优选为：在被处理水的TDS浓度超过5％的情况下能够降低渗透压的影响的压力辅助反渗透膜处理装置。

图4表示本实施方式涉及的水处理装置中的浓缩装置的示例。

图4所示的浓缩装置340是压力辅助反渗透膜处理装置的示例。浓缩装置340具备2个以上的使用半透膜浓缩处理对象水的浓缩单元，向第一段的半透膜的一次侧供给上述稀驱动溶液，向二次侧供给稀溶液，从一次侧的另一侧的流路得到浓缩液，从二次侧的另一侧的流路得到稀释液，将该稀释液向下一段的半透膜的一次侧供给，对各段的半透膜的一次侧进行加压，使其一次侧包含的水透过二次侧，依次得到浓缩液和稀释液。

浓缩装置340例如具备：第一段半透膜处理装置42、第二段半透膜处理装置44、第三段半透膜处理装置46。各个半透膜处理装置具有被半透膜52分隔的一次侧(第一空间)48和二次侧(第二空间)50。

在图4所示的浓缩装置340中，在第一段半透膜处理装置42的一次侧48的入口介由泵70连接有配管54，在一次侧48的出口连接有配管56。第二段半透膜处理装置44的一次侧48的出口与第一段半透膜处理装置42的二次侧50的入口通过配管58连接，第一段半透膜处理装置42的二次侧50的出口与第二段半透膜处理装置44的一次侧48的入口介由泵72通过配管60连接。第三段半透膜处理装置46的一次侧48的出口与第二段半透膜处理装置44的二次侧50的入口通过配管62连接，第二段半透膜处理装置44的二次侧50的出口与第三段半透膜处理装置46的一次侧48的入口介由泵74通过配管64连接。在第三段半透膜处理装置46的二次侧50的入口连接有配管66，在二次侧50的出口连接有配管68。

浓缩装置340是使用多段式半透膜处理装置的装置，其中，上述多段式半透膜处理装置具有被半透膜52分隔的一次侧48和二次侧50。在第一段半透膜处理装置42的一次侧48介由泵70通过配管54，输送被处理水即在正渗透膜处理装置14中使用过的稀释的驱动溶液(例如，MgCl₂：8质量％)的一部分，通过配管58向二次侧50输送由后述的第二段半透膜处理装置44得到的第二浓缩液(例如，MgCl₂：10质量％)，对一次侧48进行加压，使该一次侧48包含的水透过二次侧50，得到第一浓缩液(例如，MgCl₂：30质量％)和第一稀释液(例如，MgCl₂：5质量％)(浓缩工序(第一段))。第一浓缩液(浓缩驱动溶液)通过配管56排出，再次用作正渗透膜处理装置14中的驱动溶液。

第一稀释液通过配管60介由泵72向第二段半透膜处理装置44的一次侧48输送，通过配管62向二次侧50输送由后述的第三段半透膜处理装置46得到的第三浓缩液(例如，MgCl₂：3质量％)，对一次侧48进行加压，使该一次侧48包含的水透过二次侧50，得到第二浓缩液(例如，MgCl₂：10质量％)和第二稀释液(例如，MgCl₂：1质量％)(浓缩工序(第二段))。第二浓缩液通过配管58向第一段半透膜处理装置42的二次侧50输送。

第二稀释液通过配管64介由泵74向第三段半透膜处理装置46的一次侧48输送，通过配管66向二次侧50输送稀释液(例如，MgCl₂：1质量％)，对一次侧48进行加压，使该一次侧48包含的水透过二次侧50，得到第三浓缩液(例如，MgCl₂：3质量％)和第三稀释液(例如，MgCl₂：＜1质量％)(浓缩工序(第三段))。第三浓缩液通过配管62向第二段半透膜处理装置44的二次侧50输送。第三稀释液通过配管68排出。第二浓缩液、第三浓缩液的一部分可以再次用作正渗透膜处理装置14中的驱动溶液。第三稀释液可以根据需要实施超滤膜(UF膜)处理、反渗透膜(RO膜)处理、离子交换处理等后，进行回收、再利用。

该压力辅助反渗透膜处理装置可减小一次侧48与二次侧50的渗透压差，能够以小于通常的反渗透膜处理装置的能量进行运转，能够以更低的成本进行运转。

如上述所示，从上述稀释的驱动溶液得到的浓缩驱动溶液可再次用作正渗透膜处理装置14中的驱动溶液。

在图4所示的浓缩装置340中，向第一段半透膜处理装置42的二次侧50和第二段以后的半透膜处理装置输送的液体可以是与输送至第一段半透膜处理装置42的一次侧48的稀释的驱动溶液不同成分的液体。图5表示上述浓缩装置的示例。

图5所示的浓缩装置342是具有与图4所示的浓缩装置340相同的结构的装置。在第一段半透膜处理装置42的一次侧48介由泵70通过配管54输送被处理水即在正渗透膜处理装置14中使用过的稀释的驱动溶液(例如，MgCl₂：8质量％)的一部分，通过配管58向二次侧50输送由后述的第二段半透膜处理装置44得到的第二浓缩液(例如，葡萄糖：20质量％)，对一次侧48进行加压，使该一次侧48包含的水透过二次侧50，得到第一浓缩液(例如，MgCl₂：30质量％)和第一稀释液(例如，葡萄糖：10质量％)(浓缩工序(第一段))。第一浓缩液(浓缩驱动溶液)通过配管56排出，再次用作正渗透膜处理装置14中的驱动溶液。

第一稀释液通过配管60介由泵72向第二段半透膜处理装置44的一次侧48输送，通过配管62向二次侧50输送由后述的第三段半透膜处理装置46得到的第三浓缩液(例如，NaCl：3质量％)，对一次侧48进行加压，使该一次侧48包含的水透过二次侧50，得到第二浓缩液(例如，葡萄糖：20质量％)和第二稀释液(例如，NaCl：1质量％)(浓缩工序(第二段))。第二浓缩液通过配管58向第一段半透膜处理装置42的二次侧50输送。

第二稀释液通过配管64介由泵74向第三段半透膜处理装置46的一次侧48输送，通过配管66向二次侧50输送稀释液(例如，NaCl：1质量％)，对一次侧48进行加压，使该一次侧48包含的水透过二次侧50，得到第三浓缩液(例如，NaCl：3质量％)和第三稀释液(例如，NaCl：＜1质量％)(浓缩工序(第三段))。第三浓缩液通过配管62向第二段半透膜处理装置44的二次侧50输送。第三稀释液通过配管68排出。第三稀释液可以根据需要实施超滤膜(UF膜)处理、反渗透膜(RO膜)处理、离子交换处理等后，进行回收、再利用。

向第一段半透膜处理装置42的二次侧50和第二段以后的半透膜处理装置输送的液体是具有渗透压的液体即可，没有特别限制。例如可举出包含氯化钠等无机盐类的水溶液、包含葡萄糖等有机物的水溶液、包含聚合物的水溶液、离子液体等。从减少从一次侧向二次侧的成分扩散的影响等观点出发，优选使用与向第一段半透膜处理装置42的一次侧48输送的稀释的驱动溶液相同成分的液体。

图6表示本实施方式涉及的水处理装置5中的浓缩装置34的其它示例。

图6所示的浓缩装置344是压力辅助反渗透膜处理装置的示例。浓缩装置344具备1个以上的浓缩单元，该浓缩单元使用半透膜浓缩处理对象水，进而使用半透膜浓缩该浓缩液，向第一段的半透膜的一次侧供给上述稀释的驱动溶液，将该浓缩液依次供给至各段半透膜的一次侧，向各段的半透膜的二次侧供给上述稀释的驱动溶液的一部分或任一段的浓缩液的一部分，对各段的半透膜的一次侧进行加压，使该一次侧包含的水透过二次侧。

浓缩装置344例如具备第一段半透膜处理装置78、第二段半透膜处理装置80、第三段半透膜处理装置82。各个半透膜处理装置具有由半透膜88分隔的一次侧(第一空间)84和二次侧(第二空间)86。

在图6所示的浓缩装置344中，配管90介由泵106与第一段半透膜处理装置78的一次侧84的入口连接。第一段半透膜处理装置78的一次侧84的出口与第二段半透膜处理装置80的一次侧84的入口通过配管92连接。第二段半透膜处理装置80的一次侧84的出口与第三段半透膜处理装置82的一次侧84的入口通过配管94连接。在第三段半透膜处理装置82的一次侧84的出口连接有配管96。从配管96分支的配管98与第三段半透膜处理装置82的二次侧86的入口连接。第三段半透膜处理装置82的二次侧86的出口与第二段半透膜处理装置80的二次侧86的入口通过配管100连接。第二段半透膜处理装置80的二次侧86的出口与第一段半透膜处理装置78的二次侧86的入口通过配管102连接。在第一段半透膜处理装置78的二次侧86的出口连接有配管104。根据需要，在配管92、94、96、98、100、102上可以具备加压、输送用泵、用于调整施加于半透膜的压力的阀等压力调整单元、用于暂时贮存处理水的罐等。

在浓缩装置344中，被处理水即在正渗透膜处理装置14中使用过的稀释的驱动溶液(例如，MgCl₂：10质量％)的一部分介由泵106通过配管90向第一段半透膜处理装置78的一次侧84输送。另一方面，从后述的最终段的第三段半透膜处理装置82经由第二段半透膜处理装置80的二次侧86送回的稀释液(二次侧处理水)(例如，MgCl₂：6质量％)通过配管102向第一段半透膜处理装置78的二次侧86输送。在第一段半透膜处理装置78中，对半透膜的一次侧84进行加压，使该一次侧84包含的水透过二次侧86(浓缩工序(第一段))。

第一段半透膜处理装置78的浓缩液(一次侧处理水)(例如，MgCl₂：18质量％)通过配管92向第二段半透膜处理装置80的一次侧84输送。另一方面，从后述的最终段的第三段半透膜处理装置82送回的稀释液(二次侧处理水)(例如，MgCl₂：15质量％)通过配管100向第二段半透膜处理装置80的二次侧86输送。与第一段相同，在第二段半透膜处理装置80中，对半透膜的一次侧84进行加压，使该一次侧84所含的水透过二次侧86(浓缩工序(第二段))。

第二段半透膜处理装置80的浓缩液(一次侧处理水)(例如，MgCl₂：23质量％)通过配管94向第三段半透膜处理装置82的一次侧84输送。另一方面，从后述的最终段的第三段半透膜处理装置82送回的浓缩液(例如，MgCl₂：30质量％)通过配管98向第三段半透膜处理装置82的二次侧86输送。与第一段、第二段相同，在第三段半透膜处理装置82中，对半透膜的一次侧84进行加压，该一次侧84包含的水透过二次侧86(浓缩工序(第三段))。

最终段的第三段半透膜处理装置82的浓缩液(一次侧处理水)(例如，MgCl₂：30质量％)的一部分通过配管96排出，再次用作正渗透膜处理装置14中的驱动溶液。第三段半透膜处理装置82的浓缩液的剩余部分通过配管96、98向第三段半透膜处理装置82的二次侧86输送。如上述所示，在第三段半透膜处理装置82中，对半透膜的一次侧84进行加压，使该一次侧84包含的水透过二次侧86(浓缩工序(第三段))。

第三段半透膜处理装置82的稀释液(二次侧处理水)(例如，MgCl₂：15质量％)通过配管100向第二段半透膜处理装置80的二次侧86输送。如上述所示，在第二段半透膜处理装置80中，对半透膜的一次侧84进行加压，使该一次侧84包含的水透过二次侧86(浓缩工序(第二段))。

第二段半透膜处理装置80的稀释液(二次侧处理水)(例如，MgCl₂：6质量％)通过配管102向第一段半透膜处理装置78的二次侧86输送。如上述所示，在第一段半透膜处理装置78中，对半透膜的一次侧84进行加压，使该一次侧84包含的水透过二次侧86(浓缩工序(第一段))。第一段半透膜处理装置78的稀释液(二次侧处理水)(例如，MgCl₂：＜1质量％)通过配管104排出。稀释液可以根据需要实施超滤膜(UF膜)处理、反渗透膜(RO膜)处理、离子交换处理等后，进行回收、再利用。

该浓缩装置344这类压力辅助反渗透膜处理装置使用被处理水的一部分作为渗透压辅助用稀释用液体，因此可以不另外准备稀释液，装置结构也可比浓缩装置340这类压力辅助反渗透膜处理装置更简化。

如上述所示，从上述稀释的驱动溶液得到的浓缩驱动溶液可再次用作正渗透膜处理装置14中的驱动溶液。

在浓缩装置344这类压力辅助反渗透膜处理装置中，向各段半透膜的二次侧供给在正渗透膜处理装置14中使用过的稀释的驱动溶液的一部分或任一段的浓缩液的一部分即可，其方法没有特别限制。

例如，如图7的浓缩装置346所示，可以分配被处理水即在正渗透膜处理装置14中使用过的稀释的驱动溶液，分别供给至第一段半透膜处理装置78的一次侧84、二次侧86，将该浓缩液和透过液分别依次供给至各段半透膜的一次侧84和二次侧86，对各段半透膜的一次侧进行加压，使该一次侧包含的水透过二次侧。

如图8的浓缩装置348所示，可以将被处理水即在正渗透膜处理装置14中使用过的稀释的驱动溶液供给至第一段半透膜处理装置78的一次侧84，将该浓缩液依次供给至各段半透膜的一次侧，将最终段的第三段半透膜处理装置82的浓缩液的一部分供给至第一段半透膜处理装置78的二次侧86，将该透过液依次供给至各段半透膜的二次侧，对各段半透膜的一次侧进行加压，使该一次侧包含的水透过二次侧。

如图9的浓缩装置350所示，可以将被处理水即在正渗透膜处理装置14中使用过的稀释的驱动溶液供给至第一段半透膜处理装置78的一次侧84，将该浓缩液依次供给至各段半透膜的一次侧，将各段半透膜处理装置的浓缩液的一部分供给至该半透膜处理装置自身的二次侧86，对各段半透膜的一次侧进行加压，使该一次侧包含的水透过二次侧。

在上述浓缩装置340、342、344、346、348、350中，半透膜处理装置的段数可以根据目标处理水的浓度等来决定。例如，在浓缩装置344、346、348、350中，在欲从更低浓度的稀释的驱动溶液得到更高浓度的处理水(浓缩驱动溶液)的情况下，增加半透膜处理装置的段数即可。

在上述浓缩装置340、342、344、346、348、350中，作为各段半透膜处理装置，可以使用具备并列连接的2个以上的膜组件的膜组件单元。各膜组件单元中的膜组件的根数根据处理对象即稀释的驱动溶液的流量等决定即可。

作为半透膜处理装置具备的半透膜，例如可举出反渗透膜(RO膜)、正渗透膜(FO膜)、纳米过滤膜(NF膜)等半透膜。半透膜优选为反渗透膜、正渗透膜、纳米过滤膜。应予说明，在使用反渗透膜或正渗透膜、纳米过滤膜作为半透膜的情况下，一次侧的对象溶液的压力优选为0.5～10.0MPa。

作为构成半透膜的材料，没有特别限定，例如可举出醋酸纤维素系树脂等纤维素系树脂、聚醚砜系树脂等聚砜系树脂、聚酰胺系树脂等。构成半透膜的材料优选为醋酸纤维素系树脂。

作为半透膜的形状，采用能够分别向膜的一次侧和二次侧供给溶液的结构即可，就没有特别限定，可举出螺旋型、中空纤维膜、板-框架型等。

[水处理装置的其它示例]

将本发明的实施方式涉及的水处理装置的其它示例示于概略结构图2。图2所示的水处理装置3还具备驱动溶液制备槽30作为制备单元，其中，将氢氧化镁和酸混合，在pH7以下使其反应，制备作为驱动溶液使用的镁盐水溶液。

在图2的水处理装置3中，驱动溶液制备槽30的出口与正渗透膜处理装置14的驱动溶液入口通过驱动溶液配管32连接。

与图1的水处理装置1相同，进行预处理工序，其中，包括溶解性二氧化硅除去工序和硬度成分除去工序中的任一者；以及浓缩处理工序，其中，对预处理工序中得到的预处理水进行浓缩处理。

另一方面，在驱动溶液制备槽30中，将氢氧化镁和酸混合，在pH7以下使其反应，制备作为驱动溶液使用的镁盐水溶液(制备工序)。

由反渗透膜处理得到的浓缩水在正渗透膜处理装置14中进行正渗透膜处理(正渗透膜处理工序)。在正渗透膜处理装置14中，由驱动溶液制备槽30制备的驱动溶液通过驱动溶液配管32向正渗透膜的二次侧输送，隔着正渗透膜使浓缩水和驱动溶液存在，由此通过渗透压使水向驱动溶液移动。

在正渗透膜处理工序中使用过的稀释的驱动溶液通过稀释的驱动溶液配管26向预处理装置10输送，在预处理装置10中在预处理工序中使用。

在图3的水处理装置5中，与图2的水处理装置3相同，还可以具备驱动溶液制备槽作为制备单元，该制备单元将氢氧化镁与酸混合，在pH7以下使其反应，制备作为驱动溶液使用的镁盐水溶液。在驱动溶液制备槽中，将氢氧化镁与酸混合，在pH7以下使其反应，制备镁盐水溶液(制备工序)，将制备的镁盐水溶液向正渗透膜处理装置14的正渗透膜的二次侧输送，可以作为驱动溶液使用。

作为制备工序中使用的酸，可举出盐酸、硫酸、硝酸等，从抑制难溶解性物质的生成等观点出发，优选盐酸或硝酸。

制备工序中的pH为7以下即可，没有特别限制，例如pH为1～7的范围，优选为2～5的范围。如果制备工序中的pH超过7，则有时镁盐的溶解不充分，如果小于1，则有时酸的添加量变得过剩。

制备工序中的温度是镁盐的溶解反应进行的温度即可，没有特别限制，例如为1℃～80℃的范围。如果制备工序中的温度低于1℃，则有时镁盐的溶解反应不充分，如果超过80℃，则有时设备的耐热性等成为问题。

制备工序中的反应时间能够进行镁盐的溶解反应即可，没有特别限制，例如为5分钟～120分钟的范围。如果制备工序中的反应时间小于5分钟，则有时镁盐的溶解反应不充分，如果超过120分钟，则有时设备成为课题。

＜正渗透膜处理方法和正渗透膜处理系统＞

将本发明的实施方式涉及的正渗透膜处理系统的示例的概略示于图11，对其结构进行说明。

本实施方式涉及的正渗透膜处理系统8具备作为正渗透膜处理单元的正渗透膜处理装置14，该正渗透膜处理单元通过使被处理水(FO被处理水)和浓度高于被处理水(FO被处理水)的驱动溶液隔着正渗透膜110接触，从而得到浓缩水(FO浓缩水)和稀释的驱动溶液。

在图11的正渗透膜处理系统8中，在正渗透膜处理装置14的FO被处理水入口连接有FO被处理水配管16，在FO浓缩水出口连接有FO浓缩水配管28。在正渗透膜处理装置14的驱动溶液入口连接有驱动溶液配管24，在稀释的驱动溶液出口连接有稀驱动溶液配管26。在FO被处理水配管16上连接有杀菌剂添加配管112作为杀菌剂添加单元。

对本实施方式涉及的正渗透膜处理方法和正渗透膜处理系统8的运作进行说明。

FO被处理水通过FO被处理水配管16向正渗透膜处理装置14的一次侧输送，在正渗透膜处理装置14中进行正渗透膜处理(正渗透膜处理工序)。在正渗透膜处理装置14中，驱动溶液通过驱动溶液配管24向正渗透膜的二次侧输送，隔着正渗透膜110使FO被处理水和驱动溶液存在，由此，通过渗透压使水向驱动溶液移动。在正渗透膜处理工序中使用过的稀释的驱动溶液通过稀释的驱动溶液配管26排出。正渗透膜处理工序中得到的FO浓缩水通过FO浓缩水配管28排出。稀释的驱动溶液和FO浓缩水中的至少1种可以回收、再利用。

在此，在FO被处理水中存在包含溴系氧化剂或氯系氧化剂以及氨基磺酸化合物的杀菌剂(以下有时称为“正渗透膜用杀菌剂”)。例如，正渗透膜用杀菌剂通过杀菌剂添加配管112在FO被处理水配管16中添加于FO被处理水。可以在正渗透膜处理装置14的前段另外设置贮存FO被处理水的FO被处理水槽，在FO被处理水槽中添加正渗透膜用杀菌剂。

如此，在本实施方式涉及的正渗透膜处理方法和正渗透膜处理系统8中，在对被处理水进行正渗透膜处理时，使包含溴系氧化剂或氯系氧化剂以及氨基磺酸化合物的正渗透膜用杀菌剂存在于正渗透膜处理的被处理水(FO被处理水)。本发明人等发现，包含溴系氧化剂或氯系氧化剂以及氨基磺酸化合物的正渗透膜用杀菌剂几乎不透过正渗透膜。该正渗透膜用杀菌剂与以往的氯系杀菌剂、氧化剂、有机系杀菌剂相比，对正渗透膜发挥充分的杀菌效果。另外，由于几乎没有杀菌剂在驱动溶液中泄漏，因此能够再利用稀释的驱动溶液。

该正渗透膜用杀菌剂的杀菌有效成分几乎不透过正渗透膜，因此随着向正渗透膜处理装置14的出口(FO浓缩水出口)前进而被浓缩。因此，杀菌剂的杀菌有效成分能够充分遍及至正渗透膜处理装置14的出口(FO浓缩水出口)侧，或者直至正渗透膜的出口侧能够充分进行杀菌。

在以往的方法中，如果在FO被处理水中添加次氯酸、氯胺、过氧化氢、有机系杀菌剂等杀菌剂时，则FO被处理水的一部分因与驱动溶液的渗透压差而向驱动溶液侧移动，并且杀菌剂的一部分向驱动溶液侧移动。与此相对，在本实施方式涉及的正渗透膜处理方法和正渗透膜处理系统1中，通过使用上述正渗透膜用杀菌剂，能够抑制杀菌剂透过正渗透膜，能够再利用稀释的驱动溶液。

“包含溴系氧化剂和氨基磺酸化合物的杀菌剂”可以是含有稳定化次溴酸组合物的杀菌剂，上述稳定化次溴酸组合物的杀菌剂包含“溴系氧化剂”和“氨基磺酸化合物”的混合物，“包含溴系氧化剂和氨基磺酸化合物的杀菌剂”也可以是含有稳定化次溴酸组合物的杀菌剂，上述稳定化次溴酸组合物包含“溴系氧化剂与氨基磺酸化合物的反应生成物”。“包含氯系氧化剂和氨基磺酸化合物的杀菌剂”可以是含有稳定化次氯酸组合物的杀菌剂，上述稳定化次氯酸组合物包含“氯系氧化剂”和“氨基磺酸化合物”的混合物，“包含氯系氧化剂和氨基磺酸化合物的杀菌剂”也可以是含有稳定化次氯酸组合物的杀菌剂，上述稳定化次氯酸组合物包含“氯系氧化剂与氨基磺酸化合物的反应生成物”。

即，本发明的实施方式涉及的正渗透膜处理方法是在被处理水(FO被处理水)中存在“溴系氧化剂”与“氨基磺酸化合物”的混合物或“氯系氧化剂”与“氨基磺酸化合物”的混合物的方法。由此，认为在被处理水中生成稳定化次溴酸组合物或稳定化次氯酸组合物。

另外，本发明的实施方式涉及的正渗透膜处理方法是在被处理水(FO被处理水)中存在“溴系氧化剂与氨基磺酸化合物的反应生成物”即稳定化次溴酸组合物或“氯系氧化剂与氨基磺酸化合物的反应生成物”即稳定化次氯酸组合物的方法。

具体而言，本发明的实施方式涉及的正渗透膜处理方法是在被处理水中存在“溴”、“氯化溴”、“次溴酸”或“溴化钠与次氯酸的反应物”与“氨基磺酸化合物”的混合物的方法。或者是在被处理水中存在“次氯酸”与“氨基磺酸化合物”的混合物的方法。

另外，本发明的实施方式涉及的正渗透膜处理方法是在被处理水中例如存在“溴与氨基磺酸化合物的反应生成物”、“氯化溴与氨基磺酸化合物的反应生成物”、“次溴酸与氨基磺酸化合物的反应生成物”、或“溴化钠与次氯酸的反应物与氨基磺酸化合物的反应生成物”即稳定化次溴酸组合物的方法。或者，是在被处理水中存在“次氯酸与氨基磺酸化合物的反应生成物”即稳定化次氯酸组合物的方法。

本实施方式涉及的正渗透膜处理方法中，尽管稳定化次溴酸组合物或稳定化次氯酸组合物发挥与次氯酸等氯系氧化剂等以往的杀菌剂同等以上的杀菌効果，但与氯系氧化剂等以往的杀菌剂相比，对正渗透膜的劣化影响低，因此能够一边抑制在正渗透膜中的积垢一边抑制正渗透膜的氧化劣化。因此，本实施方式涉及的在正渗透膜处理方法中使用的稳定化次溴酸组合物或稳定化次氯酸组合物适合作为杀菌剂，上述杀菌剂在利用正渗透膜处理被处理水的方法中使用。

在本实施方式涉及的正渗透膜处理方法中，在“包含溴系氧化剂和氨基磺酸化合物的杀菌剂”的情况下，由于不存在氯系氧化剂，因此对正渗透膜的劣化影响更低。在含有氯系氧化剂的情况下，担心生成氯酸。

在本实施方式涉及的正渗透膜处理方法中，在“溴系氧化剂”为溴的情况下，由于不存在氯系氧化剂，因此对正渗透膜的劣化影响显著降低。

在本实施方式涉及的正渗透膜处理方法中，例如，可以在被处理水中通过注药泵等注入“溴系氧化剂”或“氯系氧化剂”与“氨基磺酸化合物”。“溴系氧化剂”或“氯系氧化剂”与“氨基磺酸化合物”可以分别添加于被处理水，或者也可以使原液彼此混合后添加于被处理水。

另外，例如，也可以在被处理水中通过注药泵等注入“溴系氧化剂与氨基磺酸化合物的反应生成物”或“氯系氧化剂与氨基磺酸化合物的反应生成物”。

在本实施方式涉及的正渗透膜处理方法中，“氨基磺酸化合物”的当量相对于“溴系氧化剂”或“氯系氧化剂”的当量之比优选为1以上，更优选为1以上且2以下的范围。如果“氨基磺酸化合物”的当量相对于“溴系氧化剂”或“氯系氧化剂”的当量之比小于1，则有可能使膜劣化，如果超过2，则有时制造成本增加。

与正渗透膜接触的总氯浓度以有效氯浓度换算计，优选为0.01～100mg/L。如果小于0.01mg/L，则有时无法获得充分的杀菌效果，如果多于100mg/L，则有可能引起正渗透膜的劣化、配管等的腐蚀。

作为溴系氧化剂，可举出溴(液体溴)、氯化溴、溴酸、溴酸盐、次溴酸等。次溴酸可以是使溴化钠等溴化物与次氯酸等氯系氧化剂反应而生成的。

其中，使用溴的“溴和氨基磺酸化合物(溴与氨基磺酸化合物的混合物)”或“溴与氨基磺酸化合物的反应生成物”的制剂与“次氯酸和溴化合物和氨基磺酸”的制剂和“氯化溴和氨基磺酸”的制剂等相比，溴酸的副产物少，不会使正渗透膜进一步劣化，因此更优选作为正渗透膜用杀菌剂。

即，本发明的实施方式涉及的正渗透膜处理方法优选在被处理水中存在溴和氨基磺酸化合物(使溴与氨基磺酸化合物的混合物存在)。另外，优选在被处理水中存在溴与氨基磺酸化合物的反应生成物。

作为溴化合物，可举出溴化钠、溴化钾、溴化锂、溴化铵和氢溴酸等。其中，从制剂成本等观点出发，优选溴化钠。

作为氯系氧化剂，例如可举出氯气、二氧化氯、次氯酸或其盐、亚氯酸或其盐、氯酸或其盐、高氯酸或其盐、氯化异氰脲酸或其盐等。其中，作为盐，例如可举出次氯酸钠、次氯酸钾等次氯酸碱金属盐、次氯酸钙、次氯酸钡等次氯酸碱土金属盐、亚氯酸钠、亚氯酸钾等亚氯酸碱金属盐、亚氯酸钡等亚氯酸碱土金属盐、亚氯酸镍等其它亚氯酸金属盐、氯酸铵、氯酸钠、氯酸钾等氯酸碱金属盐、氯酸钙、氯酸钡等氯酸碱土金属盐等。这些氯系氧化剂可以单独使用一种，也可以组合使用两种以上。作为氯系氧化剂，从操作性等观点出发，优选使用次氯酸钠。

氨基磺酸化合物是由以下通式(1)表示的化合物。

R₂NSO₃H (1)

(式中，R独立为氢原子或碳原子数1～8的烷基。

作为氨基磺酸化合物，例如，除2个R基两者为氢原子的氨基磺酸(酰胺硫酸)以外，可举出N-甲基氨基磺酸、N-乙基氨基磺酸、N-丙基氨基磺酸、N-异丙基氨基磺酸、N-丁基氨基磺酸等2个R基中的一者为氢原子，另一者为碳原子数1～8的烷基的氨基磺酸化合物；N,N-二甲基氨基磺酸、N,N-二乙基氨基磺酸、N,N-二丙基氨基磺酸、N,N-二丁基氨基磺酸、N-甲基-N-乙基氨基磺酸、N-甲基-N-丙基氨基磺酸等2个R基两者为碳原子数1～8的烷基的氨基磺酸化合物；N-苯基氨基磺酸等2个R基中的一者为氢原子，另一者为碳原子数6～10的芳基的氨基磺酸化合物、或它们的盐等。作为氨基磺酸盐，例如可举出钠盐、钾盐等碱金属盐、钙盐、锶盐、钡盐等的碱土金属盐、锰盐、铜盐、锌盐、铁盐、钴盐、镍盐等其它金属盐、铵盐和胍盐等。氨基磺酸化合物及它们的盐可以单独使用一种，也可以组合使用两种以上。作为氨基磺酸化合物，从环境负荷等观点考虑，优选使用氨基磺酸(酰胺硫酸)。

在本实施方式涉及的正渗透膜处理方法中，也可以进一步存在碱。作为碱，可举出氢氧化钠、氢氧化钾等氢氧化碱等。从低温的制品稳定性等观点考虑，可以并用氢氧化钠和氢氧化钾。另外，碱也可以不是固体而以水溶液的形式使用。

作为在正渗透膜处理工序中使用的正渗透膜的形状，没有特别限制，例如可使用中空纤维膜、螺旋膜、管状膜、板-框架结构的膜等。作为正渗透膜的膜材质，可举出芳香族聚酰胺系、醋酸纤维素系、聚酮系等。另外，也可使用在分离膜的基材上组装功能性蛋白质、无机材料等而赋予分离性能、透水性等而得到的膜。本实施方式涉及的正渗透膜处理方法可优选应用于作为正渗透膜的在芳香族聚酰胺系、酰胺系的基材上组装功能性蛋白质、无机材料等而赋予分离性能、透水性等得到的膜。已知这些膜特别容易受到以往使用的氯系氧化剂引起的劣化影响。

作为正渗透膜，例如可举出HP5230(东洋纺制造)、HFFO2(Aquaporin制造)、OsmoF2O(Fulid Technology Solutions制造)。上述正渗透膜可以单段使用，也可以将多段串联连接而使用。即，可以通过第二正渗透膜处理进一步浓缩通过第一正渗透膜处理得到的浓缩水。

但是，正渗透膜和反渗透膜的膜的结构、性质根据其运转方法的不同而不同。反渗透膜对膜的一次侧施加高的压力，因此需要为了保持能够承受压力的机械强度而使膜厚变厚。另一方面，正渗透膜由于施加于膜的压力低于反渗透膜，因此也可以不具有反渗透膜那样的机械强度，还需要抑制膜内部的浓度极化，因此要求使膜厚变薄。将膜优化为要求的运转条件的结果是，反渗透膜和正渗透膜虽然膜材质相同，但膜构造不同，透过性能、阻止性能不同。因此，如果将反渗透膜处理中使用的反渗透膜用于正渗透用途，则无法得到充分的性能。

作为在正渗透膜处理工序中使用的驱动溶液，可举出碳酸铵水溶液、镁盐水溶液、钠盐水溶液等无机盐水溶液、蔗糖、葡萄糖、有机性聚合物等有机物水溶液、离子液体等。在正渗透膜处理工序中使用过的稀释的驱动溶液可以直接在其它工序中使用，也可以通过对稀释的驱动溶液施加加热、膜分离等操作而从稀释的驱动溶液分离水，再利用得到的水和浓缩驱动溶液。在正渗透膜处理工序中进行多段正渗透膜处理的情况下，也可以组合使用上述驱动溶液。

作为被处理水(FO被处理水)，没有特别限制，例如可举出工业用水、表层水、自来水、地下水、海水、通过反渗透法或蒸发法等将海水脱盐而得到的海水淡化处理水、各种排水、例如在半导体制造工序等中排出的排水等。

被处理水的pH例如为2～12的范围，优选为4～11的范围。如果被处理水的pH小于2或超过12，则有时会使正渗透膜劣化。

在正渗透膜处理装置中，在被处理水的pH5.5以上产生水垢的情况下，为了抑制水垢，也可以将分散剂与上述杀菌剂并用。作为分散剂，例如可列举出聚丙烯酸、聚马来酸、膦酸等。分散剂在被处理水中的添加量例如以FO浓缩水中的浓度计为0.1～1000mg/L的范围。

另外，为了不使用分散剂而抑制水垢的产生，例如可举出调整正渗透膜处理装置的回收率、水温、pH等运转条件，以使FO浓缩水中的二氧化硅浓度为溶解度以下，使钙水垢的指标即朗格利尔指数为0以下。

作为正渗透膜处理系统的用途，例如可举出海水淡水化、排水的减容化、有价物的浓缩、食品和饮料的浓缩等。

＜水处理方法、水处理系统＞

接着，对使用上述正渗透膜处理方法、正渗透膜处理系统的水处理方法、水处理系统进行说明。

本发明的实施方式涉及的水处理方法包括上述正渗透膜处理方法，在正渗透膜处理工序的前段包括预处理工序和反渗透膜处理工序，在预处理工序中使用通过正渗透膜处理工序得到的稀释的驱动溶液。另外，本发明的实施方式涉及的水处理系统具备上述正渗透膜处理系统，在正渗透膜处理单元的前段具备预处理单元和反渗透膜处理单元，在预处理单元中使用由正渗透膜处理单元得到的稀释的驱动溶液。

将本发明的实施方式涉及的水处理系统的示例的概略示于图12，对其结构进行说明。

本实施方式涉及的水处理系统9具备：作为预处理单元的预处理装置114，其中，进行被处理水的预处理；作为反渗透膜处理单元的反渗透膜处理装置118，其中，进行通过预处理而得到的预处理水的反渗透膜处理，得到RO浓缩水和RO透过水；以及作为正渗透膜处理单元的正渗透膜处理装置14，其中，进行通过反渗透膜处理得到的RO浓缩水的正渗透膜处理。水处理系统9可以具备悬浮物质除去装置116作为进行通过预处理得到的预处理水的悬浮物质除去处理的悬浮物质除去单元。

在图12的水处理系统9中，被处理水配管120与预处理装置114的被处理水入口连接，预处理装置114的出口与悬浮物质除去装置116的入口通过配管122连接，悬浮物质除去装置116的出口与反渗透膜处理装置118的入口通过配管124连接。反渗透膜处理装置118的RO浓缩水出口和正渗透膜处理装置14的FO被处理水入口通过FO被处理水配管16连接，在反渗透膜处理装置118的RO透过水出口连接有RO透过水配管126。在正渗透膜处理装置14的驱动溶液入口连接有驱动溶液配管24，正渗透膜处理装置14的稀释的驱动溶液出口与预处理装置114的稀释的驱动溶液入口通过稀释的驱动溶液配管26连接，在正渗透膜处理装置14的FO浓缩水出口连接有FO浓缩水配管28。可以在悬浮物质除去装置116的反洗排水出口连接有反洗排水配管128。

对本实施方式涉及的水处理方法和水处理系统9的运作进行说明。

被处理水通过被处理水配管120向预处理装置114输送。在预处理装置114中，例如进行被处理水包含的溶解性二氧化硅、硬度成分等的除去处理(预处理工序)。

在被处理水包含溶解性二氧化硅的情况下，预处理装置114例如具有：镁反应单元，其中，在被处理水中添加镁盐使其反应，使溶解性二氧化硅不溶化；凝聚处理单元，其中，在反应后的被处理水中添加凝聚剂，使其凝聚；以及固液分离单元，其中，从凝聚处理后的被处理水分离凝聚物。在预处理装置114中，例如在碱性条件(例如，pH10～12)下在被处理水中添加镁盐，使溶解性二氧化硅不溶化(镁反应工序)。然后，根据需要添加凝聚剂，进行凝聚处理(凝聚处理工序)，对凝聚物进行固液分离(固液分离工序)。通过固液分离得到的固液分离处理水作为预处理水通过配管122向悬浮物质除去装置116输送，进行利用UF膜等的悬浮物质除去处理，除去悬浮物质成分等后(悬浮物质除去工序)，向反渗透膜处理装置118输送。

在被处理水包含硬度成分，通过石灰软化法进行硬度成分的除去的情况下，预处理装置114例如具有：碱剂反应单元，其中，在被处理水中添加碱剂使其反应，使硬度成分不溶化；凝聚处理单元，其中，根据需要在反应后的被处理水中添加凝聚剂，使其凝聚；以及固液分离单元，其中，从进行凝聚处理的被处理水分离凝聚物。在预处理装置114中，例如在被处理水中添加碱剂，使硬度成分不溶化(碱剂反应工序)。然后，根据需要添加凝聚剂，进行凝聚处理(凝聚处理工序)，对凝聚物进行固液分离(固液分离工序)。通过固液分离得到的固液分离处理水作为预处理水通过配管122向悬浮物质除去装置116输送，进行利用UF膜等的悬浮物质除去处理，除去悬浮物质成分等后(悬浮物质除去工序)，向反渗透膜处理装置118输送。

在被处理水包含硬度成分，通过树脂软化法进行硬度成分的除去的情况下，预处理装置114例如具有离子交换处理单元，其中，使用离子交换树脂等进行离子交换处理。在预处理装置114中，例如向作为离子交换处理单元的填充有离子交换树脂的离子交换塔输送被处理水，吸附除去硬度成分(离子交换工序)。在离子交换处理中得到的预处理水通过配管122向悬浮物质除去装置116输送，进行利用UF膜等的悬浮物质除去处理，除去悬浮物质成分等后(悬浮物质除去工序)，向反渗透膜处理装置118输送。在需要使离子交换树脂再生的情况下，通过输送再生剂而使离子交换树脂再生。

接着，进行悬浮物质除去处理的预处理水在反渗透膜处理装置118中进行反渗透膜处理，得到RO浓缩水和RO透过水(反渗透膜处理工序)。通过反渗透膜处理得到的RO浓缩水作为FO被处理水通过FO被处理水配管16向正渗透膜处理装置14的一次侧输送，RO透过水通过RO透过水配管126排出。另外，在悬浮物质除去装置116中，可以每隔规定时间进行膜的反洗。例如，RO透过水等作为反洗水供给到悬浮物质除去装置116，反洗水通过反洗排水配管128排出。

通过反渗透膜处理得到的RO浓缩水在正渗透膜处理装置14中进行正渗透膜处理(正渗透膜处理工序)。在正渗透膜处理装置14中，驱动溶液通过驱动溶液配管24向正渗透膜的二次侧输送，隔着正渗透膜使RO浓缩水和驱动溶液存在，由此，通过渗透压，水向驱动溶液移动。

在此，在RO浓缩水(FO被处理水)中，存在包含溴系氧化剂或氯系氧化剂与氨基磺酸化合物的正渗透膜用杀菌剂。例如，正渗透膜用杀菌剂通过杀菌剂添加配管112在FO被处理水配管16中添加于RO浓缩水(FO被处理水)。可以在正渗透膜处理装置14的前段，例如反渗透膜处理装置118与正渗透膜处理装置14之间另外设置贮存RO浓缩水(FO被处理水)的FO被处理水槽，在FO被处理水槽中添加正渗透膜用杀菌剂。

该正渗透膜用杀菌剂与以往的氯系杀菌剂、氧化剂、有机系杀菌剂相比，对正渗透膜发挥充分的杀菌效果。在本实施方式涉及的水处理方法中，通过使用上述正渗透膜用杀菌剂，杀菌有效成分几乎不透过正渗透膜，因此能够在预处理中使用通过正渗透膜处理而稀释得到的稀释的驱动溶液，能够再利用稀释的驱动溶液。在稀释的驱动溶液包含有机系杀菌剂的情况下，杀菌有效成分包含于悬浮物质除去装置116的反洗排水、反渗透膜处理装置118的RO透过水。在稀释的驱动溶液包含氯系杀菌剂、氧化剂的情况下，如果氯系杀菌剂、氧化剂流入悬浮物质除去装置116、反渗透膜处理装置118，则会使膜劣化。如果使用上述正渗透膜用杀菌剂，则杀菌有效成分几乎不透过正渗透膜，因此能够抑制上述风险。

在正渗透膜处理工序中使用过的稀释的驱动溶液通过稀释的驱动溶液配管26向预处理装置114输送，在预处理装置114中在预处理工序中使用。正渗透膜处理工序中得到的FO浓缩水通过FO浓缩水配管28排出。FO浓缩水可以回收、再利用。

在预处理装置114包含进行溶解性二氧化硅除去的装置的情况下，例如，作为正渗透膜处理装置14中的驱动溶液，可使用镁盐水溶液，在正渗透膜处理装置14中使用过的稀释的驱动溶液(稀释的镁盐水溶液)可以用作在预处理装置114中添加的镁盐。

在预处理装置114包括通过石灰软化法进行硬度成分的除去的装置的情况下，例如，作为正渗透膜处理装置14中的驱动溶液，使用碱剂水溶液，在正渗透膜处理装置14中使用过的稀释的驱动溶液(稀释的碱剂水溶液)可以用作预处理装置114中添加的碱剂。

在预处理装置114包括通过树脂软化法进行硬度成分的除去的装置的情况下，例如，作为正渗透膜处理装置14中的驱动溶液，使用酸的水溶液或氯化钠水溶液，在正渗透膜处理装置14中使用过的稀释的驱动溶液(稀释的酸水溶液或稀释的氯化钠水溶液)在预处理装置114中可以用作离子交换树脂的再生剂。

通过本实施方式涉及的水处理方法和水处理装置，例如能够以低成本处理包含溶解性二氧化硅和硬度成分中的至少1种的被处理水。

通过在预处理工序中使用在正渗透膜处理中稀释得到的稀释的驱动溶液，能够削减原本需要的驱动溶液的再利用需要的成本，另外，可以不具备再生设备。稀释的驱动溶液仅是将预处理工序中原本使用的溶液稀释而成的溶液，因此几乎不会产生追加的成本。

作为本实施方式涉及的水处理方法和水处理装置的处理对象的被处理水，没有特别限制，例如为包含溶解性二氧化硅和硬度成分中的至少1种的水，例如可举出工业用水、表层水、自来水、地下水、海水、通过反渗透法或蒸发法将海水脱盐而得到的海水淡化处理水、各种排水、例如在半导体制造工序中排出的排水等。

在被处理水中包含溶解性二氧化硅的情况下，溶解性二氧化硅的浓度例如为5～400mg/L的范围。在被处理水中包含硬度成分的情况下，钙硬度成分的浓度为5～600mg/L的范围。被处理水中的总蒸发残留物(TDS：Total Dissolved Solid)例如为100～50000mg/L的范围。

在本实施方式涉及的水处理方法和水处理装置中，在被处理水包含溶解性二氧化硅和硬度成分这两者的情况下，预处理单元(预处理工序)可以具备溶解性二氧化硅除去单元(溶解性二氧化硅除去工序)和硬度成分除去单元(硬度成分除去工序)这两者。溶解性二氧化硅除去单元(溶解性二氧化硅除去工序)和硬度成分除去单元(硬度成分除去工序)的顺序可以是第一为溶解性二氧化硅除去单元(溶解性二氧化硅除去工序)，第二为硬度成分除去单元(硬度成分除去工序)，也可以是第一为硬度成分除去单元(硬度成分除去工序)，第二为溶解性二氧化硅除去单元(溶解性二氧化硅除去工序)。

此时，作为正渗透膜处理装置14(正渗透膜处理工序)中的驱动溶液，可使用镁盐水溶液、碱剂水溶液、酸的水溶液和氯化钠水溶液中的至少1种，在预处理装置114(预处理工序)的溶解性二氧化硅除去单元(溶解性二氧化硅除去工序)和硬度成分除去单元(硬度成分除去工序)中的适合的一者中可以使用在正渗透膜处理装置14中使用过的稀释的驱动溶液(稀释的镁盐水溶液、稀释的碱剂水溶液、稀释的酸水溶液和稀释的氯化钠水溶液中的至少1种)。

作为悬浮物质除去单元，例如可举出砂过滤装置、超滤(UF)膜等膜过滤装置、加压上浮装置等。悬浮物除去单元的设置位置没有特别限制，例如是预处理装置114(预处理工序)的前段、或者预处理装置114(预处理工序)与反渗透膜处理装置118(反渗透膜处理工序)之间。

预处理工序的详细情况如上述所示。在溶解性二氧化硅除去以及基于石灰软化法的硬度成分除去中，固液分离得到的预处理水可以向反渗透膜处理装置118输送或通过悬浮物除去装置116向反渗透膜处理装置118输送。在基于树脂软化法的硬度成分除去中，离子交换处理得到的预处理水可以向反渗透膜处理装置118输送或通过悬浮物除去装置116向反渗透膜处理装置118输送。

在图1～3的水处理装置1、3、5中的FO被处理水即浓缩水中，可以存在包含溴系氧化剂或氯系氧化剂与氨基磺酸化合物的杀菌剂(“正渗透膜用杀菌剂”)。例如，正渗透膜用杀菌剂通过杀菌剂添加配管在浓缩水配管20中添加于FO被处理水(浓缩水)。可以在正渗透膜处理装置14的前段，例如反渗透膜处理装置12与正渗透膜处理装置14之间另外设置贮存FO被处理水(浓缩水)的浓缩水槽，在浓缩水槽中添加正渗透膜用杀菌剂。

[反渗透膜处理工序]

作为在反渗透膜处理工序中使用的反渗透膜，可以优选应用于目前作为主流的聚酰胺系高分子膜。聚酰胺系高分子膜对于氧化剂的耐性较低，如果使游离氯等与聚酰胺系高分子膜连续接触，则会引起膜性能的显著降低。但是，在本实施方式涉及的水处理方法中，通过使用上述正渗透膜用杀菌剂，杀菌有效成分几乎不透过正渗透膜，因此即使在聚酰胺系高分子膜中，也几乎不会引起上述显著的膜性能的降低。

反渗透膜处理也可以将多个反渗透膜处理串联或并联使用。可以通过第二、第三反渗透膜处理进一步浓缩通过第一反渗透膜处理得到的浓缩水，通过对通过第一反渗透膜处理得到的透过水实施另外的反渗透膜处理，可进一步提高水质。

作为反渗透膜处理工序中使用的反渗透膜，除纯水制造用途、排水回收等用途中使用的超低压反渗透膜、低压反渗透膜以外，还可举出海水淡水化等用途中使用的中压反渗透膜、高压反渗透膜等。作为超低压反渗透膜、低压反渗透膜，例如可举出ES15(日东电工制造)、TM720D(东丽制造)、BW30HRLE(Dow Chemical制造)、LFC3-LD(Hydranautics制造)。作为高压反渗透膜，例如可举出SWC5-LD(Hydranautics制造)、TM820V(东丽制造)、XUS180808(Dow Chemical制造)。在使用多段反渗透膜工序的情况下，可根据各段的被处理水的TDS、pH、水温等条件来选择不同种类的膜。

在浓缩处理工序中，可以添加pH调节剂、抑制体系内的无机盐的结垢的水垢分散剂、抑制体系内的微生物产生的杀菌剂等药品。

＜正渗透膜用杀菌剂＞

本实施方式涉及的正渗透膜用杀菌剂含有稳定化次溴酸组合物或稳定化次溴酸组合物，上述组合物包含“溴系氧化剂或氯系氧化剂”与“氨基磺酸化合物”的混合物，还可以含有碱。

另外，本实施方式涉及的正渗透膜用杀菌剂含有稳定化次溴酸组合物或稳定化次氯酸组合物，上述稳定化次溴酸组合物包含“溴系氧化剂与氨基磺酸化合物的反应生成物”，上述稳定化次氯酸组合物包含“氯系氧化剂与氨基磺酸化合物的反应生成物”，还可以含有碱。

溴系氧化剂、溴化合物、氯系氧化剂和氨基磺酸化合物如上述所示。

作为包含氯系氧化剂和氨基磺酸化合物的稳定化次氯酸组合物的市售品，例如可举出栗田工业株式会社制造的“Kuriverter IK-110”。

作为本实施方式涉及的正渗透膜用杀菌剂，为了不使正渗透膜进一步劣化，优选含有溴和氨基磺酸化合物(含有溴和氨基磺酸化合物的混合物)，例如含有溴、氨基磺酸化合物、碱和水的混合物，或者，溴与氨基磺酸化合物的反应生成物，例如溴与氨基磺酸化合物的反应生成物、碱以及水的混合物。

本实施方式涉及的正渗透膜用杀菌剂中，含有包含溴系氧化剂和氨基磺酸化合物的稳定化次溴酸组合物的杀菌剂，特别是含有包含溴和氨基磺酸化合物的稳定化次溴酸组合物的杀菌剂与包含氯系氧化剂和氨基磺酸化合物的杀菌剂(氯氨基磺酸等)相比，尽管氧化力高，污泥抑制力、污泥剥离力显著高，但几乎不会引起氧化力同等高的次氯酸那样的显著的膜劣化。在通常的使用浓度下，实质上可忽视对膜劣化的影响。因此，作为杀菌剂是最佳的。

本实施方式涉及的正渗透膜用杀菌剂与次氯酸等杀菌剂不同，几乎不透过正渗透膜，因此几乎不影响稀释的驱动溶液。另外，由于能够与次氯酸等同样地在现场测定浓度，因此能够进行更准确的浓度管理。

正渗透膜用杀菌剂的pH例如大于13.0，更优选大于13.2。如果正渗透膜用杀菌剂的pH为13.0以下，则有时正渗透膜用杀菌剂中的有效卤素变得不稳定。

正渗透膜用杀菌剂中的溴酸浓度优选小于5mg/kg。如果正渗透膜用杀菌剂中的溴酸浓度为5mg/kg以上，则有时稀释的驱动溶液的溴酸根离子的浓度变高。

＜正渗透膜用杀菌剂的制造方法＞

本实施方式涉及的正渗透膜用杀菌剂通过将溴系氧化剂或氯系氧化剂与氨基磺酸化合物混合而得到，也可以进一步混合碱。

作为含有包含溴和氨基磺酸化合物的稳定化次溴酸组合物的正渗透膜用杀菌剂的制造方法，优选包括：在含包含水、碱和氨基磺酸化合物的混合液中在不活泼气体气氛下添加溴而使其反应的工序，或者，在含有水、碱和氨基磺酸化合物的混合液中在不活泼气体气氛下添加溴的工序。通过在不活泼气体气氛下添加并使其反应，或者，在不活泼气体气氛下进行添加，从而使正渗透膜用杀菌剂中的溴酸根离子浓度变低，稀释的驱动溶液中的溴酸根离子浓度变低。

作为使用的不活泼气体，没有限定，但从制造等方面出发，优选氮和氩中的至少1个，特别是从制造成本等方面出发，优选氮。

添加溴时的反应器内的氧浓度优选为6％以下，更优选为4％以下，进一步优选为2％以下，特别优选为1％以下。如果溴反应时的反应器内的氧浓度超过6％，则有时反应体系内的溴酸的生成量增加。

溴的添加率相对于正渗透膜用杀菌剂总量优选为25重量％以下，更优选为1重量％以上且20重量％以下。如果溴的添加率相对于正渗透膜用杀菌剂总量超过25重量％，则有时反应体系内的溴酸的生成量增加。如果小于1重量％，则有时杀菌力差。

溴添加时的反应温度优选控制在0℃以上且25℃以下的范围，从制造成本等方面出发，更优选控制在0℃以上且15℃以下的范围。如果溴添加时的反应温度超过25℃，则有时反应体系内的溴酸的生成量会增加，如果低于0℃，则有时会冻结。

实施例

以下，举出实施例和比较例，更具体详细说明本发明，但本发明并不限定于以下实施例。

＜实施例1＞

对于包含TDS 100ppm、溶解性二氧化硅15ppm的工业用水，使用图1记载的水处理装置实施浓缩处理。通过反渗透膜处理装置，浓缩至TDS为8％。将该浓缩水供给至正渗透膜处理装置(正渗透膜：HP5230(东洋纺制造))，进一步供给30重量％氯化镁溶液作为驱动溶液，得到TDS为20％的FO浓缩水。将通过正渗透膜处理稀释的稀氯化镁溶液直接添加于溶解性二氧化硅除去装置。算出在正渗透膜处理中使用的能量成本。将结果示于表1。

<比较例1>

在实施例1中使用的水处理装置中，实施使用蒸发器的浓缩操作来代替正渗透膜处理装置，同样得到TDS 20％的浓缩水。计算蒸发器中使用的能量成本，与实施例1进行比较。将结果示于表1。

<比较例2>

在实施例1中使用的水处理装置中，作为正渗透膜处理装置的驱动溶液，使用30重量％碳酸铵溶液，同样得到TDS 20％的浓缩水。通过正渗透膜处理稀释后的稀碳酸铵溶液输送到再生装置，实施基于热的再生(再生工序)。算出在正渗透膜处理中使用的能量成本(包含供给至再生工序的能量)。将结果示于表1。

[表1]

	能量成本比
		实施例1	1
比较例1	6.1
		比较例2	4.5

由此可知，通过实施例1的处理方法，与比较例1、2的处理方法相比，能够以低的能量成本进行浓缩，能够以低成本对包含溶解性二氧化硅和硬度成分中的至少1种的被处理水进行处理。

<实施例2>

对于包含TDS 100ppm、溶解性二氧化硅15ppm的工业用水，使用图3记载的水处理装置实施浓缩处理。通过反渗透膜处理装置，浓缩至TDS为8％。将该浓缩水供给至正渗透膜处理装置(正渗透膜：HP5230(东洋纺制造))，进一步供给作为驱动溶液的30重量％氯化镁溶液，得到TDS20％的FO浓缩水。将通过正渗透膜处理稀释的稀氯化镁溶液的一部分直接添加于溶解性二氧化硅除去装置，剩余部分使用图6的结构的浓缩装置浓缩至氯化镁为30％，作为正渗透膜处理装置的驱动溶液再利用。算出在正渗透膜处理中使用的能量成本。将结果示于表2。

<比较例3>

在实施例2中使用的水处理装置中，实施使用蒸发器的浓缩操作来代替正渗透膜处理装置，同样得到TDS 20％的浓缩水。计算蒸发器中使用的能量成本，与实施例2进行比较。将结果示于表2。

<比较例4>

在实施例2中使用的水处理装置中，作为正渗透膜处理装置的驱动溶液，使用30重量％碳酸铵溶液，同样得到TDS 20％的浓缩水。将通过正渗透膜处理稀释的稀碳酸铵溶液输送至再生装置，实施基于热的再生(再生工序)。算出在正渗透膜处理中使用的能量成本(包含供给至再生工序的能量)。将结果示于表2。

[表2]

	能量成本比
		实施例2	1
比较例3	3.0
		比较例4	2.1

由此可知，通过实施例2的处理方法，与比较例3、4的处理方法相比，能够以低的能量成本进行浓缩，能够以低成本对包含溶解性二氧化硅和硬度成分中的至少1种的被处理水进行处理。

[稳定化次溴酸组合物(组合物1)的制备]

在氮气气氛下，混合液体溴：16.9重量％(wt％)、氨基磺酸：10.7重量％、氢氧化钠：12.9重量％、氢氧化钾：3.94重量％、水：剩余部分，制备稳定化次溴酸组合物(组合物1)。稳定化次溴酸组合物的pH为14，总氯浓度为7.5重量％。总氯浓度是使用HACH公司的多项目水质分析计DR/4000，通过总氯测定法(DPD(二乙基-对苯二胺)法)测定的值(mg/LasCl₂)。稳定化次溴酸组合物的详细制备方法如下所述。

一边利用质量流量控制器控制氮气的流量，使反应容器内的氧浓度维持在1％，一边在通过连续注入而封入的2L的4口烧瓶中添加1436g的水、361g的氢氧化钠进行混合，接着添加300g的氨基磺酸进行混合后，一边以反应液的温度达到0～15℃的方式维持冷却，一边添加473g的液体溴，进一步添加48％氢氧化钾溶液230g，得到以相对于组合物总量的重量比计，氨基磺酸为10.7％，溴为16.9％、氨基磺酸的当量相对于溴的当量之比为1.04的目标稳定化次溴酸组合物(组合物1)。通过玻璃电极法测定产生的溶液的pH，结果为14。对于产生的溶液的溴含有率，利用碘化钾将溴转换为碘后，使用硫代硫酸钠通过氧化还原滴定的方法进行测定，结果为16.9％，为理论含有率(16.9％)的100.0％。另外，溴反应时的反应容器内的氧浓度使用株式会社JIKCO制造的“氧监视器JKO-02LJDII”进行测定。应予说明，溴酸浓度小于5mg/kg。

应予说明，pH的测定在以下条件下进行。

电极类型：玻璃电极式

pH测定计：东亚DKK公司制造，IOL-30型

电极的校正：关东化学公司制造的中性磷酸盐pH(6.86)标准液(第二种)，关东化学公司制造的硼酸盐pH(9.18)标准液(第二种)的2点校正

测定温度：25℃

测定值：在测定液中浸渍电极，将稳定后的值作为测定值，取3次测定的平均值

[稳定化次氯酸组合物(组合物2)的制备]

将12％次氯酸钠水溶液：50重量％、氨基磺酸：12重量％、氢氧化钠：8重量％、水：剩余部分，进行混合，制备稳定化次氯酸组合物(组合物2)。组合物2的pH为13.7，总氯浓度为6.2重量％。

＜实施例3＞

使用总蒸发残留物(TDS)浓缩至8重量％的工业排水作为FO被处理水，将驱动溶液设为30重量％MgCl₂水溶液，实施正渗透膜处理。以FO浓缩水出口的流量成为FO被处理水入口的50％的方式(浓缩倍率2倍)，调整驱动溶液的流量。使用醋酸纤维素制FO膜(HPC3205，东洋纺制造)作为正渗透膜(FO膜)。在FO被处理水中，以在FO被处理水入口处总氯浓度达到1ppm Cl的方式添加稳定化次溴酸组合物(组合物1)作为正渗透膜用杀菌剂。将该运转持续合计200小时，评价正渗透膜处理装置的FO被处理水入口-FO浓缩水出口的压力损失(通水压差)和杀菌剂的阻止率。应予说明，运转刚开始后不久的通水压差为0.02MPa。将结果示于表3。

杀菌剂的阻止率[％]＝(1-(稀释的驱动溶液流量×稀释的驱动溶液总氯浓度/FO被处理水流量×FO被处理水总氯浓度))

＜实施例4＞

在FO被处理水中，以在FO被处理水入口处总氯浓度达到1ppm Cl的方式添加稳定化次氯酸组合物(组合物2；氯氨基磺酸)代替稳定化次溴酸组合物(组合物1)作为正渗透膜用杀菌剂，除此以外，与实施例3同样实施正渗透膜处理。将结果示于表3。

＜比较例5＞

在FO被处理水中，以在FO被处理水入口处游离氯浓度达到1ppm Cl的方式添加氯系杀菌剂即次氯酸钠代替稳定化次溴酸组合物(组合物1)作为正渗透膜用杀菌剂，除此以外，与实施例3同样实施正渗透膜处理。将结果示于表3。

<比较例6>

在FO被处理水中，以在FO被处理水入口处以TOC计达到10ppm的方式添加有机系杀菌剂即5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮代替稳定化次溴酸组合物(组合物1)作为正渗透膜用杀菌剂，除此以外，与实施例3同样实施正渗透膜处理。将结果示于表3。

[表3]

	入口-出口压力损失[MPa]	杀菌剂阻止率[％]
			实施例3	0.02	>99
实施例4	0.05	>99
			比较例5	>0.2	75
比较例6	>0.2	82

[结果]

在实施例3中，可抑制正渗透膜的通水压差的上升。杀菌剂也被阻止99％以上。在实施例4中也存在同样的趋势，但通水压差稍微上升。在比较例5、6中，通水压差为>0.2MPa，超过膜的允许通水压差(0.2MPa)。杀菌剂阻止率也为85％以下，可确认到杀菌有效成分向稀释的驱动溶液中的泄漏。

由此可知，通过使用稳定化次溴酸组合物或稳定化次氯酸组合物作为杀菌剂，可抑制杀菌剂透过正渗透膜，并再利用稀释的驱动溶液。

符号说明

1、3、5、7水处理装置、

8正渗透膜处理系统、

9水处理系统、

10、114、200预处理装置、

12、118反渗透膜处理装置、

14、202正渗透膜处理装置、

16被处理水配管(FO被处理水配管)、

18预处理水配管、

20浓缩水配管、

22透过水配管、

24、32驱动溶液配管、

26、36稀释的驱动溶液配管、

28FO浓缩水配管、

30驱动溶液制备槽、

34、340、342、344、346、348、350浓缩装置、

38浓缩的驱动溶液配管、

40稀释液配管、

42、78第一段半透膜处理装置、

44、80第二段半透膜处理装置、

46、82第三段半透膜处理装置、

48、84一次侧、

50、86二次侧、

52、88半透膜、

54、56、58、60、62、64、66、68、90、92、94、96、98、100、102、104、122、124配管、

70、72、74、106泵、

110正渗透膜、

112杀菌剂添加配管、

116悬浮物质除去装置、

120被处理水配管、

126RO透过水配管、

128反洗排水配管、

204驱动溶液槽、

206加热装置。

Claims (24)

1.一种水处理装置，其特征在于，其对包含溶解性二氧化硅和硬度成分中的至少1种的被处理水进行处理，所述水处理装置具备：

预处理单元，其具备溶解性二氧化硅除去单元和硬度成分除去单元中的任一者；

浓缩处理单元，其对由所述预处理单元得到的预处理水进行浓缩处理；以及

正渗透膜处理单元，其对由所述浓缩处理单元得到的浓缩水进行正渗透膜处理，

在所述预处理单元中使用在所述正渗透膜处理单元中使用过的稀释的驱动溶液。

2.根据权利要求1所述的水处理装置，其特征在于，

所述浓缩处理单元为反渗透膜处理单元。

3.一种水处理装置，其特征在于，其对包含溶解性二氧化硅和硬度成分中的至少1种的被处理水进行处理，所述水处理装置具备：

预处理单元，其具备溶解性二氧化硅除去单元和硬度成分除去单元中的任一者；

第一浓缩处理单元，其对由所述预处理单元得到的预处理水进行浓缩处理；

正渗透膜处理单元，其对由所述第一浓缩处理单元得到的浓缩水进行正渗透膜处理；以及

第二浓缩处理单元，其对在所述正渗透膜处理单元中使用过的稀释的驱动溶液的一部分进行浓缩处理，

在所述预处理单元中使用在所述正渗透膜处理单元中使用过的稀释的驱动溶液的一部分，将在所述第二浓缩单元中浓缩得到的浓缩的驱动溶液再次用作所述正渗透膜处理单元中的驱动溶液。

4.根据权利要求3所述的水处理装置，其特征在于，

所述第二浓缩处理单元是使用半透膜的浓缩处理单元。

5.根据权利要求3或4所述的水处理装置，其特征在于，

所述第一浓缩处理单元为反渗透膜处理单元。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的水处理装置，其特征在于，

所述正渗透膜处理单元中使用的驱动溶液为镁盐水溶液，在所述溶解性二氧化硅除去单元中使用在所述正渗透膜处理单元中使用过的稀释的镁盐水溶液。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的水处理装置，其特征在于，

所述正渗透膜处理单元中使用的驱动溶液为碱剂水溶液，在所述硬度成分除去单元中使用在所述正渗透膜处理单元中使用过的稀释的碱剂水溶液。

8.根据权利要求1～5中任一项所述的水处理装置，其特征在于，

所述正渗透膜处理单元中使用的驱动溶液为酸的水溶液或氯化钠水溶液，在所述硬度成分除去单元中使用在所述正渗透膜处理单元中使用过的稀释的酸的水溶液或稀释的氯化钠水溶液。

9.一种水处理方法，其特征在于，其对包含溶解性二氧化硅和硬度成分中的至少1种的被处理水进行处理，所述水处理方法包括：

预处理工序，其包括溶解性二氧化硅除去工序和硬度成分除去工序中的任一者；

浓缩处理工序，其中，对所述预处理工序中得到的预处理水进行浓缩处理；以及

正渗透膜处理工序，其中，对所述浓缩处理工序中得到的浓缩水进行正渗透膜处理，

在所述预处理工序中使用在所述正渗透膜处理工序中使用过的稀释的驱动溶液。

10.根据权利要求9所述的水处理方法，其特征在于，

所述浓缩处理工序为反渗透膜处理工序。

11.一种水处理方法，其特征在于，其对包含溶解性二氧化硅和硬度成分中的至少1种的被处理水进行处理，所述水处理方法包括：

预处理工序，其包括溶解性二氧化硅除去工序和硬度成分除去工序中的任一者；

第一浓缩处理工序，其中，对所述预处理工序中得到的预处理水进行浓缩处理；

正渗透膜处理工序，其中，对所述第一浓缩处理工序中得到的浓缩水进行正渗透膜处理；以及

第二浓缩处理工序，其中，对在所述正渗透膜处理工序中使用过的稀释的驱动溶液的一部分进行浓缩处理，

在所述预处理工序中使用在所述正渗透膜处理工序中使用过的稀释的驱动溶液的一部分，将在所述第二浓缩处理工序中浓缩得到的浓缩的驱动溶液再次用作所述正渗透膜处理工序中的驱动溶液。

12.根据权利要求11所述的水处理方法，其特征在于，

所述第二浓缩处理工序是使用半透膜的浓缩处理工序。

13.根据权利要求11或12所述的水处理方法，其特征在于，

所述第一浓缩处理工序为反渗透膜处理工序。

14.根据权利要求9～13中任一项所述的水处理方法，其特征在于，

在所述正渗透膜处理工序中使用的驱动溶液为镁盐水溶液，在所述溶解性二氧化硅除去工序中使用在所述正渗透膜处理工序中使用过的稀释的镁盐水溶液。

15.根据权利要求9～13中任一项所述的水处理方法，其特征在于，

所述正渗透膜处理工序中使用的驱动溶液为碱剂水溶液，在所述硬度成分除去工序中使用在所述正渗透膜处理工序中使用过的稀释的碱剂水溶液。

16.根据权利要求9～13中任一项所述的水处理方法，其特征在于，

所述正渗透膜处理工序中使用的驱动溶液为酸的水溶液或氯化钠水溶液，在所述硬度成分除去工序中使用在所述正渗透膜处理工序中使用过的稀释的酸的水溶液或稀释的氯化钠水溶液。

17.一种正渗透膜处理方法，其特征在于，包括：

正渗透膜处理工序，其中，通过使被处理水和浓度高于所述被处理水的驱动溶液隔着正渗透膜接触，得到浓缩水和稀释的驱动溶液，

使所述被处理水中存在包含溴系氧化剂或氯系氧化剂、以及氨基磺酸化合物的杀菌剂。

18.一种正渗透膜处理方法，其特征在于，包括：

正渗透膜处理工序，其中，通过使被处理水和浓度高于所述被处理水的驱动溶液隔着正渗透膜接触，得到浓缩水和稀释的驱动溶液，

使所述被处理水中存在包含溴系氧化剂和氨基磺酸化合物的杀菌剂。

19.一种正渗透膜处理方法，其特征在于，包括：

正渗透膜处理工序，其中，通过使被处理水和浓度高于所述被处理水的驱动溶液隔着正渗透膜接触，得到浓缩水和稀释的驱动溶液，

使所述被处理水中存在包含溴和氨基磺酸化合物的杀菌剂。

20.一种水处理方法，其特征在于，包括权利要求17～19中任一项所述的正渗透膜处理方法，

在所述正渗透膜处理工序的前段包括预处理工序和反渗透膜处理工序，

在所述预处理工序中使用通过所述正渗透膜处理工序得到的稀释的驱动溶液。

21.一种正渗透膜处理系统，其特征在于，具备：

正渗透膜处理单元，其中，通过使被处理水和浓度高于所述被处理水的驱动溶液隔着正渗透膜接触，得到浓缩水和稀释的驱动溶液，

在所述被处理水中存在包含溴系氧化剂或氯系氧化剂、以及氨基磺酸化合物的杀菌剂。

22.一种正渗透膜处理系统，其特征在于，具备：

正渗透膜处理单元，其中，通过使被处理水和浓度高于所述被处理水的驱动溶液隔着正渗透膜接触，得到浓缩水和稀释的驱动溶液，

使所述被处理水中存在包含溴系氧化剂和氨基磺酸化合物的杀菌剂。

23.一种正渗透膜处理系统，其特征在于，具备：

正渗透膜处理单元，其中，通过使被处理水和浓度高于所述被处理水的驱动溶液隔着正渗透膜接触，得到浓缩水和稀释的驱动溶液，

使所述被处理水中存在包含溴和氨基磺酸化合物的杀菌剂。

24.一种水处理系统，其特征在于，具备权利要求21～23中任一项所述的正渗透膜处理系统，

在所述正渗透膜处理单元的前段具备预处理单元和反渗透膜处理单元，

在所述预处理单元中使用由所述正渗透膜处理单元得到的稀释的驱动溶液。

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