CN116848070A - 逆渗透膜装置的运转方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可使具有逆渗透膜装置的水系统更长期地稳定地运转的技术。本发明可提供一种逆渗透膜装置的运转方法,具有:第一工序,间歇地添加氧化系粘泥抑制剂,并将含有所述氧化系粘泥抑制剂的被处理水间歇地供给至逆渗透膜装置;以及第二工序,在至少所述第一工序的添加期间以外的期间中添加有机系粘泥抑制剂,并将含有所述有机系粘泥抑制剂的被处理水供给至逆渗透膜装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种逆渗透膜装置的运转方法、逆渗透膜装置中应用的粘泥控制方法、以及实施所述方法的水处理装置。
背景技术
逆渗透膜装置所包括的逆渗透膜(RO(reverse osmosis)膜)之前在海水淡化、超纯水制造、工业用水处理、排出水回收处理及排出水的再利用等中,被用于去除原水中的离子类或有机物等。在具有逆渗透膜装置的水系统中,存在如下问题:被处理水中所含的细菌或微细藻类等微生物分泌细胞外物质(例如细胞外多糖等)等而成为粘泥(slime)(生物膜(biofilm)),所述粘泥在供水时附着并蓄积于逆渗透膜,或者因附着于逆渗透膜的粘泥中所含的微生物而粘泥进一步增加等,由此产生生物污垢(biofouling)(由粘泥等引起的膜的堵塞等)。
之前,作为去除附着于逆渗透膜面并增殖的粘泥的方法,实施了如下方法:停止逆渗透膜装置的运转,并利用苛性钠等化学品对逆渗透膜进行清洗,从而去除粘泥。然而,此种方法给逆渗透膜装置的连续运转带来阻碍,导致运行成本(running cost)的增大。
近年来,实施了如下方法:不停止逆渗透膜装置的运转,在向逆渗透膜装置供给的水系统中注入粘泥抑制剂,从而去除附着于逆渗透膜面的粘泥(生物膜)。在此种方法中,研究了各种化合物作为粘泥抑制剂,并提出了大量使用其的粘泥抑制方法。
例如,在专利文献1中公开了一种纯水制造方法,其包括:粘泥控制剂添加工序,向原水中添加粘泥控制剂;膜处理工序,对添加有粘泥控制剂的含有粘泥控制剂的原水进行膜处理;紫外线照射处理工序,对膜处理后的膜处理水进行紫外线照射处理;以及离子交换处理工序,对紫外线照射处理后的紫外线照射处理液进行离子交换处理。
另外,专利文献2中,公开了一种方法,其中膜逆渗透膜装置的粘泥抑制方法为被处理水的通水工序中应用的粘泥抑制方法,并且包括向将pH值设为10以下的被处理水中添加含有2,2-二溴-3-氮基丙酰胺(2,2-dibromo-3-nitrilopropionamide,DBNPA)的粘泥抑制剂X、以及含有选自由下述成分(A)~成分(D)所组成的群组中的至少一种的粘泥抑制剂Y,且将所述被处理水通水至逆渗透膜的第一通水工序。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2009-247992号公报
专利文献2:日本专利特开2020-28865号公报
专利文献3:WO 2011/125762
非专利文献
非专利文献1:J.S.弗鲁温维尔德等人,《螺旋缠绕薄膜系统的生物污垢》(国际水协会(International Water Association,IWA)出版(2011))(J.S.Vrouwenvelderet.al.,“Biofouling of Spiral Wound Membrane Systems”IWA Publishing(2011)).
发明内容
发明所要解决的问题
通常,若长期持续运转,则水系统内产生的粘泥附着于逆渗透膜装置所包括的逆渗透膜,或者附着于逆渗透膜的微生物使粘泥进一步增加,因此有时为了进行逆渗透膜装置的膜更换或清洗等而停止逆渗透膜装置的运转。然而,在停止逆渗透膜装置后,再运转逆渗透膜装置时的装置的再调整、以及逆渗透膜装置的膜更换或清洗等的次数增加会导致运行成本的增加。因此,本发明人等人研究了:通过将闭塞天数确保得尽可能长以便尽可能不使逆渗透膜装置的运转停止,从而进行长期运转。
即,本发明的主要目的在于提供一种可使具有逆渗透膜装置的水系统更长期地运转的技术。
解决问题的技术手段
本发明人等人进行了努力研究,结果发现,在具有逆渗透膜装置的水系统中,通过将向被处理水中间歇添加氧化系粘泥抑制剂的第一工序、与向被处理水中添加有机系粘泥抑制剂的第二工序组合并控制这些工序来进行运转,可使具有逆渗透膜装置的水系统更长期地运转。本发明人等人也发现,此时,可使逆渗透膜装置的逆渗透膜中存在的粘泥的减少或粘泥的增加抑制更良好,由此可更良好地抑制生物污垢。而且,本发明人等人如以下那样完成了本发明。
本发明提供一种逆渗透膜装置的运转方法,具有:第一工序,间歇地添加氧化系粘泥抑制剂,并将含有所述氧化系粘泥抑制剂的被处理水间歇地供给至逆渗透膜装置;以及
第二工序,在“至少所述第一工序的添加期间以外的期间”中添加有机系粘泥抑制剂,并将含有所述有机系粘泥抑制剂的被处理水供给至逆渗透膜装置。再者,所谓“至少所述第一工序的添加期间以外的期间”的“至少”,是在“所述第一工序的添加期间(第一间歇添加期间)”及“所述第一工序的添加期间以外的期间(第一无添加期间)”中的至少“所述第一工序的添加期间以外的期间的整个期间或一部分期间”中添加有机系粘泥抑制剂,例如可在第一无添加期间与第一间歇添加期间此两个期间中添加,也可在仅第一无添加期间的期间中添加(作为一例,参照图1及图2)。
本发明提供一种逆渗透膜装置中应用的粘泥控制方法,具有:第一工序,间歇地添加氧化系粘泥抑制剂,并将含有所述氧化系粘泥抑制剂的被处理水间歇地供给至逆渗透膜装置;以及
第二工序,在至少所述第一工序的添加期间以外的期间中添加有机系粘泥抑制剂,并将含有所述有机系粘泥抑制剂的被处理水供给至逆渗透膜装置。
本发明提供一种水处理装置,其实施所述逆渗透膜装置的运转方法、或所述逆渗透膜装置中应用的粘泥控制方法。
所述氧化系粘泥抑制剂的添加浓度可以高于所述有机系粘泥抑制剂的添加浓度的方式进行调整。
可在运转期间3天中添加1次以上的所述氧化系粘泥抑制剂。
可每1次添加10分钟以上的所述氧化系粘泥抑制剂。
可以总氯浓度计添加0.1mg/L以上的所述氧化系粘泥抑制剂。
可添加0.01mg/L以上的所述有机系粘泥抑制剂。
发明的效果
根据本发明,可提供一种可使具有逆渗透膜装置的水系统更长期地运转的技术。再者,本发明的效果未必限定于此处所记载的效果,可为本说明书中所记载的任一效果。
附图说明
[图1]是表示本发明的实施方式所涉及的第一添加工序及第二添加工序的控制的一例的概略图。a1:在第一添加工序中,以等间隔间歇添加氧化系粘泥抑制剂。b1:在第二添加工序中,一直添加有机系粘泥抑制剂。此时,有机系粘泥抑制剂是在至少第一添加工序的添加期间以外的期间中添加。横轴是运转期间(小时(hours)),纵轴是添加量。
[图2]是表示本发明的实施方式所涉及的第一添加工序及第二工序的控制的一例的概略图。a2:在第一添加工序中,以等间隔间歇添加氧化系粘泥抑制剂。b2:在第二添加工序中,在第一添加工序的添加期间以外的期间内连续地添加有机系粘泥抑制剂。横轴是运转期间(小时(hours)),纵轴是添加量。
[图3]是表示具有本发明的实施方式所涉及的逆渗透膜装置的水系统的概略图的一例。
[图4]是表示在试验例2中每一通水期间(天)的比较例2-1(●)、实施例2-1(◆)的差压的变化(kPa)的图。
[图5]是表示在试验例3中每一通水期间(天)的比较例3-1(●)、实施例3-1(◆)的差压的变化(kPa)的图。
具体实施方式
以下,对用于实施本发明的形态进行说明。再者,以下说明的实施方式是示出本发明的具代表性的实施方式的一例,并不由此限定并解释本发明的范围。再者,数值中的上限值与下限值可视需要而任意地组合。
1.本实施方式所涉及的逆渗透膜装置的运转方法
本发明可提供一种逆渗透膜装置的运转方法,具有:第一工序,间歇地添加氧化系粘泥抑制剂,并将含有所述氧化系粘泥抑制剂的被处理水间歇地供给至逆渗透膜装置;以及
第二工序,在至少所述第一工序的添加期间以外的期间中添加有机系粘泥抑制剂,并将含有所述有机系粘泥抑制剂的被处理水供给至逆渗透膜装置。
所谓本说明书中所使用的粘泥抑制剂,是可抑制粘泥的增加的药剂,可包含可减少或去除膜中存在的粘泥的药剂、可杀死微生物的药剂(杀菌剂、杀藻剂等)、可抑制微生物的增殖的药剂(抗菌剂等)。另外,本说明书中的第一工序、第二工序等的“第一”及“第二”的编号是为了便于说明而附加的编号,本实施方式并不因附加第一及第二而狭义地受到限定,且并无特别限定。
所谓本实施方式中所使用的氧化系粘泥抑制剂,是通过氧化还原反应而至少可抑制源自微生物(例如,细菌、真菌、微细藻类等)的粘泥的成分或药剂或者包含这些作为有效成分的药剂,可通过N,N-二乙基对苯二胺(N,N-diethyl-p-phenylenediamine,DPD)法来检测。其中,在本说明书中,卤代氰基乙酰胺化合物(适宜的是DBNPA)由于具有酶代谢功能阻碍作用,因此分类为有机系粘泥抑制剂。
所谓本实施方式中所使用的有机系粘泥抑制剂,是通过微生物的代谢功能(酶等)、与微生物的细胞(cell)(例如SH基)反应来阻碍生物体功能等,从而至少可抑制源自微生物(例如,细菌、真菌、微细藻类等)的粘泥的成分或药剂或者包含这些作为有效成分的药剂。
1-1.使用氧化系粘泥抑制剂的第一工序
第一工序适宜的是间歇地添加氧化系粘泥抑制剂,并将含有所述氧化系粘泥抑制剂的被处理水间歇地供给至逆渗透膜装置的工序。
进而,第一工序适宜的是具有:第一添加工序,向被处理水中间歇添加氧化系粘泥抑制剂;以及第一供给工序,将添加后的含有氧化系粘泥抑制剂的被处理水间歇地供给至逆渗透膜装置。
1-1-1.第一添加工序
第一工序是向被处理水中间歇地添加氧化系粘泥抑制剂的工序。由此,可获得含有所述氧化系粘泥抑制剂的被处理水,可将添加后的含有氧化系粘泥抑制剂的被处理水间歇地供给至逆渗透膜装置(例如,参照图1及图2)。
第一添加工序适宜的是间歇地添加氧化系粘泥抑制剂。
氧化系粘泥抑制剂的添加频率适宜的是在规定期间中添加1次以上,作为所述规定期间,优选为5天,更优选为4天,进而优选为3天,进而更优选为2天,更优选为1天。再者,也可将“规定期间中”设为“每隔规定间隔”来进行氧化系粘泥抑制剂的添加,例如也可每3天添加1次或每1天添加1次等。另外,也可每隔1天~2天(更适宜的是每隔1天)并在1天中添加1次以上。
氧化系粘泥抑制剂的添加次数并无特别限定,作为适宜的上限值,优选为10次以下,更优选为5次以下,进而优选为3次以下,进而更优选为2次以下,更优选为1次。所述添加次数可为“规定期间中”,也可为“每隔规定间隔”。
在氧化系粘泥抑制剂的添加频率中,作为更适宜的形态,优选为在3天中添加1次以上,更优选为在2天中添加1次以上,进而优选为在1天中添加1次以上。
氧化系粘泥抑制剂的添加期间并无特别限定,以每1次(1期间)计,作为适宜的下限值,优选为0.1分钟以上,更优选为1分钟以上,进而优选为10分钟以上,进而更优选为30分钟以上,另外,作为适宜的上限值,优选为1000分钟以下,更优选为500分钟以下,进而优选为300分钟以下,进而更优选为120分钟以下。作为所述适宜的数值范围,优选为10分钟以上且300分钟以下,更优选为30分钟以上且120分钟以下。
在本说明书中,也将“氧化系粘泥抑制剂的添加期间”称为“第一工序的添加期间”或“第一间歇添加期间”。
在本说明书中,“氧化系粘泥抑制剂的添加期间”是指“从氧化系粘泥抑制剂的添加开始时至氧化系粘泥抑制剂的添加结束时为止的添加期间”,更优选为是指“在不损害本发明的效果的范围内连续地添加氧化系粘泥抑制剂的期间”,进一步就狭义而言,是指“不使氧化系粘泥抑制剂的添加停止而连续地添加的期间”。
在本说明书中,也可将“氧化系粘泥抑制剂的添加期间”的“1期间(具体而言,从药剂的添加开始时至药剂的添加结束时为止的添加期间)”设为“1单位”。
在本说明书中,“不添加氧化系粘泥抑制剂的期间”也称为“氧化系粘泥抑制剂的添加期间以外的期间”、“第一工序的添加期间以外的期间”、或“第一间歇添加期间以外的期间”,也将所述期间称为“第一无添加期间”。
在本说明书中,“不添加氧化系粘泥抑制剂的期间”是指“从氧化系粘泥抑制剂的添加结束时至氧化系粘泥抑制剂的添加开始时为止的期间(即无添加期间)”,更优选为是指在不损害本发明的效果的范围内不连续地添加氧化系粘泥抑制剂的期间,进一步就狭义而言,是指“不进行氧化系粘泥抑制剂的添加而不连续地添加氧化系粘泥抑制剂的期间”。
在本说明书中,也可将所述“不添加氧化系粘泥抑制剂的期间”的“1期间(具体而言,从药剂的添加结束时至药剂的添加开始时为止的无添加期间)”设为“1单位”。
对于水系统的氧化系粘泥抑制剂的添加浓度(mg/水系统1L(以总氯浓度计))并无特别限定,以总氯浓度计,作为适宜的下限值,优选为0.1mg/L以上(更适宜的是0.5mg/L以上),更优选为1mg/L以上,进而优选为2mg/L以上,进而更优选为5mg/L以上,更优选为10mg/L以上,进而更优选为25mg/L以上或30mg/L以上,另外,作为适宜的上限值,优选为600mg/L以下,更优选为60mg/L以下。作为所述适宜的数值范围,优选为0.1mg/L~600mg/L,更优选为2mg/L~60mg/L。
作为本发明的适宜的形态,适宜的是氧化系粘泥抑制剂的添加浓度是以高于后述有机系粘泥抑制剂的添加浓度的方式进行调整。将有机系粘泥抑制剂的添加浓度设为1mg/L(以药剂质量浓度计)时,关于氧化系粘泥抑制剂的添加浓度(mg/L(以总氯浓度计)),作为适宜的下限值,优选为1以上,更优选为1.5以上,进而优选为2以上,进而更优选为3以上,另外,作为适宜的上限值,优选为100以下,更优选为50以下,进而优选为40以下或30以下。作为所述适宜的数值范围,将有机系粘泥抑制剂的添加浓度设为1mg/L(以药剂质量计)时,氧化系粘泥抑制剂的添加浓度(mg/L(以总氯浓度计))优选为2~50,更优选为3~40。
每1添加期间的添加至水系统中的氧化系粘泥抑制剂的绝对量(mg/(L/h))并无特别限定,可根据“每1单位的氧化系粘泥抑制剂的添加期间×此时的氧化系粘泥抑制剂的添加浓度(mg/L(以总氯浓度计))”来算出,以总氯浓度计,作为适宜的下限值,优选为0.05mg/(L/h)以上,更优选为0.1mg/(L/h)以上,进而优选为0.5mg/(L/h)以上,进而更优选为1mg/(L/h)以上,更优选为2.5mg/(L/h)以上,更优选为5mg/(L/h)以上,更优选为10mg/(L/h)以上,更优选为20mg/(L/h)以上,更优选为25mg/(L/h)以上,更优选为30mg/(L/h)以上,另外,作为适宜的上限值,优选为10000mg/(L/h)以下,更优选为10000mg/(L/h)以下,进而优选为5000mg/(L/h)以下,进而更优选为1000mg/(L/h)以下,更优选为500mg/(L/h)以下。作为所述适宜的数值范围,优选为0.05mg/(L/h)~10000mg/(L/h),更优选为2.5mg/(L/h)~5000mg/(L/h),更优选为2.5mg/(L/h)~1000mg/(L/h)。
另外,第一添加工序通过间歇地添加氧化系粘泥抑制剂,而具有向水系统中添加氧化系粘泥抑制剂的期间(以下,也称为“第一间歇添加期间”)、以及不添加氧化系粘泥抑制剂的期间(以下,也称为“第一无添加期间”),这些期间适宜的是依序或乱序地进行。优选为依序进行,所述情况下,可先进行第一间歇添加期间、第一无添加期间的任一者,也可为第一间歇添加期间继而第一无添加期间、或者第一无添加期间继而第一间歇添加期间的任一者。另外,水系统的整个运转期间中的第一间歇添加期间及第一无添加期间各自的次数的数量可为单个或多个。
第一间歇添加期间的1单位并无特别限定,可采用所述“氧化系粘泥抑制剂的添加期间”的说明的结构等,作为适宜的数值范围,优选为1分钟~1000分钟,更优选为10分钟~300分钟。
第一无添加期间的1单位并无特别限定,作为适宜的下限值,优选为1小时以上,更优选为3小时以上,进而优选为5小时以上,进而更优选为10小时以上,另外,作为适宜的上限值,优选为200小时以下,更优选为150小时以下,进而优选为100小时以下,进而更优选为50小时以下。作为所述适宜的数值范围,优选为5小时~100小时,更优选为10小时~50小时。
“每1单位的第一间歇添加期间及每1单位的第一无添加期间”的合计期间中的每1单位的第一间歇添加期间、与每1单位的第一无添加期间的期间比率并无特别限定,就减少水系统中使用的添加药剂量且使水系统长期稳定地运转的观点而言,适宜的是每1单位的第一间歇添加期间为比每1单位的第一无添加期间短的期间。每1单位的第一间歇添加期间与每1单位的第一无添加期间的期间比率优选为1:2~500,更优选为1:3~200,进而优选为1:5~100,进而更优选为1:7~50。
再者,每1单位的第一间歇添加期间也可为用某运转期间中的第一间歇添加期间的合计期间(天、小时等)除以所述运转期间中的第一间歇添加期间的数量而得的平均值。另外,每1单位的第一无添加期间也可为用某运转期间中的第一无添加期间的合计期间(天、小时等)除以所述运转期间中的第一无添加期间的数量而得的平均值。
另外,本实施方式中的第一添加工序的运转期间可为“每1单位的第一间歇添加期间及每1单位的第一无添加期间”的单个期间,也可为将相同或不同的“每1单位的第一间歇添加期间及每1单位的第一无添加期间”组合多个而构成的期间。
<氧化系粘泥抑制剂>
作为氧化系粘泥抑制剂或其成分,并无特别限定,例如可列举结合卤素化合物等,所述氧化系粘泥抑制剂可为包含结合卤素化合物的药剂,作为卤素,例如可列举氯、溴等。
作为所述结合卤素化合物,可列举结合氯系化合物、结合溴系化合物等,可使用选自这些中的一种或两种以上。
作为所述结合氯系化合物,例如可列举卤化乙内酰脲化合物等所代表的稳定化氯化合物、氯胺化合物等,作为结合溴系化合物,例如可列举稳定化溴化物、卤化乙内酰脲化合物等,并不限定于这些,可使用选自这些中的一种或两种以上。氧化系粘泥抑制剂或氧化系粘泥抑制剂中使用的化合物可使用市售品,也可使用利用已知的制造方法而获得者。
再者,作为氯胺化合物的盐、稳定化溴化物的盐等结合卤素化合物的盐,并无特别限定,例如可列举:钠盐、钾盐等碱金属盐;钙盐、锶盐、钡盐等碱土金属盐;锰盐、铜盐、锌盐、铁盐、钴盐、镍盐等其他金属盐;铵盐、有机铵盐等;胍盐等氨基酸盐等,可使用选自这些中的一种或两种以上。
<氯胺化合物>
所谓氯胺化合物,是指具有至少一个氮原子与氯原子的键(N-Cl键)的化合物。
作为氯胺化合物,例如可列举:氯胺、氯胺磺酸化合物、这些以外的氯胺化合物等,可使用选自这些中的一种或两种以上。
作为氯胺化合物,例如可列举如下化合物等:由包含稳定化剂与氯系氧化物的物质生成的稳定化氯化合物等;由包含胺磺酸化合物与氯系氧化物的物质生成的氯胺磺酸化合物等,可使用选自这些中的一种或两种以上。
作为稳定化剂,若为可生成结合卤素(适宜的是稳定化结合卤素)的物质,则并无特别限定,优选为可列举铵盐、胺磺酸化合物等具有氨基的化合物等,可使用选自这些中的一种或两种以上。再者,在本说明书中,将从氨、一级胺或二级胺中去除氢而成的一价官能基(-NH2、-NHR、-NRR')称为“氨基”。
作为铵盐,例如可列举:硫酸铵、硝酸铵、氯化铵等,可使用选自这些中的一种或两种以上。这些中,优选为硫酸铵。
构成氯胺磺酸化合物的胺磺酸化合物适宜的是由R1R2NSO3H…〔1〕所表示的化合物。适宜的是所述通式〔1〕中的R1、R2分别独立地为H或碳数1~8的烷基或包含苯环的官能基。
作为胺磺酸化合物,例如可列举:两个R1基及R2基均为氢原子的胺磺酸(酰胺硫酸)或其盐;N-甲基胺磺酸、N-乙基胺磺酸、N-丙基胺磺酸、N-异丙基胺磺酸、N-丁基胺磺酸等两个R1基及R2基中的一者为氢原子且另一者为碳数1~8的烷基的胺磺酸或其盐;N,N-二甲基胺磺酸、N,N-二乙基胺磺酸、N,N-二丙基胺磺酸、N,N-二丁基胺磺酸、N-甲基-N-乙基胺磺酸、N-甲基-N-丙基胺磺酸等两个R1基及R2基均为碳数1~8的烷基的胺磺酸或其盐等,并不限定于这些。可使用选自这些中的一种或两种以上。
作为所述氯系氧化物,并无特别限定,例如可列举:氯气、二氧化氯、次氯酸或其盐、亚氯酸或其盐、氯酸或其盐、过氯酸或其盐、氯化异氰脲酸或其盐等,可使用选自这些中的一种或两种以上。
作为次氯酸盐,例如可列举: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等,可使用选自这些中的一种或两种以上。
作为亚氯酸盐,例如可列举: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;亚氯酸镍等其他亚氯酸金属盐等,可使用选自这些中的一种或两种以上。
作为氯酸盐,例如可列举: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,可使用选自这些中的一种或两种以上。
作为过氯酸盐,例如可列举过氯酸钠、过氯酸钾等,可使用选自这些中的一种或两种以上。
作为氯化异氰脲酸盐,例如可列举氯化异氰脲酸钠等,可使用选自这些中的一种或两种以上。
作为氯胺化合物的制造例,例如可列举在碱存在下,将稳定化剂(例如,胺磺酸化合物的水溶液等)的水溶液、与氯系氧化物的水溶液(例如,次氯酸钠水溶液等)混合的方法,氯胺化合物可至少由稳定化剂与氯系氧化物生成。包含所制造的氯胺化合物的药剂的pH值优选为12以上,更优选为13以上。
例如,作为氯胺磺酸钠的制造例,可参照专利文献3(WO 2011/125762;日本专利5720964公报)的〔实施例〕中记载的方法。
氯系氧化物与稳定化剂(例如,铵盐、胺磺酸化合物等)的使用比例并无特别限定,相对于氯系氧化剂的总氯浓度(Cl2)1摩尔,优选为将氯稳定化剂(适宜的是胺磺酸化合物)设为0.5摩尔~5.0摩尔,更优选为设为0.5摩尔~2.0摩尔,进而更优选为设为1.0摩尔~1.5摩尔。所述使用比例也可为药剂中的含有比例。
碱与氯系氧化物的使用比例以Cl/碱金属(摩尔比)计,优选为0.3~0.4,更优选为0.30~0.36,所述使用比例也可为药剂中的含有比例。
作为胺磺酸化合物,更优选为R1、R2分别为H的狭义的胺磺酸,也可使用N-甲基胺磺酸、N,N-二甲基胺磺酸、N-苯基胺磺酸、氯胺T等。关于胺磺酸化合物,可以游离(粉末状)的酸的状态使用这些胺磺酸,另外也可为钠盐、钾盐、锂盐等碱金属盐等盐。可使用选自这些中的一种或两种以上。
所谓氯胺磺酸,是指胺磺酸(H2NSO2OH)所具有的NH2基中的至少一个氢原子经氯原子取代而成的氯胺磺酸。作为氯胺磺酸,例如可列举单氯胺磺酸、二氯胺磺酸等。
所谓氯胺磺酸盐,是指胺磺酸(H2NSO2OH)所具有的OH基中的至少一个氢原子经金属离子(例如,锂离子、钠离子、钾离子等碱金属离子)取代而成的氯胺磺酸盐。
作为氯胺磺酸盐,例如可列举:氯胺磺酸锂、氯胺磺酸钠、及氯胺磺酸钾等,可使用选自这些中的一种或两种以上。这些中,优选为氯胺磺酸钠。
另外,作为其他氯胺化合物,可使用氯胺T等。另外,可使用选自这些中的一种或两种以上。
<稳定化溴化物>
所谓稳定化溴化物,是指具有至少一个氮原子(N-Cl键)或碳原子与溴原子的键(C-Br键)的化合物。所谓稳定化溴化物,适宜的是在水中难以产生因分解等引起的变化,所生成的溴化物能够在水中稳定地存在的溴化物。
作为稳定化溴化物,例如可列举“溴系氧化剂或溴化合物、与氯系氧化物的反应物”与“胺磺酸化合物”的反应生成物,但并不限定于这些。关于所述反应生成物的pH值,优选为碱,更优选为11以上,进而优选为12以上,进而更优选为13以上。这些可使用市售品,也可使用利用已知的制造方法而获得的稳定化溴化物。
作为溴系氧化剂,并无特别限定,例如可列举:溴(液体溴)、氯化溴、溴酸、溴酸盐、及次溴酸等,可使用选自这些中的一种或两种以上。
作为溴化合物,并无特别限定,例如可列举:溴化钠、溴化钾、溴化锂等溴化碱金属盐、溴化铵等溴化盐、及氢溴酸等,可使用选自这些中的一种或两种以上。
关于稳定化溴化物中所使用的氯系氧化物(例如,次氯酸盐、亚氯酸盐、氯酸盐、过氯酸盐、氯化异氰脲酸盐等),所述<氯胺化合物>的“氯系氧化物”等的说明适用于这些,可适宜采用所述说明的结构等。其中,优选为次氯酸盐(例如,次氯酸钠)。
关于“胺磺酸化合物”,所述<氯胺化合物>的“构成氯胺磺酸化合物的胺磺酸化合物是由R1R2NSO3H…〔1〕所表示的化合物”中的“胺磺酸化合物”等的说明适用于这些,可适宜采用所述说明的结构等。在“胺磺酸化合物”中,优选为胺磺酸或其盐。
作为稳定化溴化物的制造例,例如可列举如下方法:将溴化钠水溶液与次氯酸钠混合而制成混合溶液1,另一方面,将胺磺酸水溶液与氢氧化钠水溶液混合而制成混合溶液2,在碱存在下,将混合溶液1与混合溶液2混合。
例如可使用包含铵盐与溴的溴胺或溴胺磺酸、以及溴胺磺酸盐、作为其他化合物的DBNPA等。
<卤化乙内酰脲化合物>
作为卤化乙内酰脲化合物,例如可列举:1-溴-3-氯-5,5-二甲基乙内酰脲(也称为“BCDMH”)、1,3-二氯-5,5-二甲基乙内酰脲、1,3-二溴-5,5-二甲基乙内酰脲、1-溴-3-氯-5,5-二乙基乙内酰脲、1,3-二氯-5,5-二乙基乙内酰脲、及1-溴-3-氯-5-甲基-5-乙基乙内酰脲等,可使用选自这些中的一种或两种以上。这些中,就与水接触时的溶出速度与固形剂(B)的平衡或获取容易性等观点而言,优选为BCDMH、及1,3-二氯-5,5-二甲基乙内酰脲。
卤化乙内酰脲化合物可为市售品,另外可利用已知的制造方法来获得,例如可通过如下方式来获得:将乙内酰脲化合物(例如,乙内酰脲(化学式:C3H4N2O2)等)作为稳定化剂,使所述稳定化剂、与所述氯系氧化物和/或溴系氧化剂进行反应。所述乙内酰脲化合物可列举具有乙内酰脲骨架的化合物,作为所述乙内酰脲化合物,例如可列举:乙内酰脲、5,5-二烷基乙内酰脲(例如,5,5-二甲基乙内酰脲、5-甲基乙基乙内酰脲、5-甲基丁基乙内酰脲、及5-乙基丁基乙内酰脲等)等,可使用选自这些中的一种或两种以上。所述“二烷基”可为相同或不同的烷基,作为所述烷基,例如可列举碳数1~5(适宜的是碳数1~3)的烷基,另外,可为直链状或分支状,例如可列举:甲基、乙基、丁基等,可使用选自这些中的一种或两种以上。
再者,在不损害本发明的效果的范围内,氧化系粘泥抑制剂中也可适宜包含任意成分或任意药剂。作为任意成分或任意的药剂,例如可列举:防蚀剂(腐蚀抑制剂)、防垢剂、粘泥控制剂、水等溶媒或分散介质、分散剂酶、杀菌剂及消泡剂等,并不限定于此,另外也可使用通常水处理中可使用的各种药剂。可从这些任意成分或任意药剂中适宜选择一种或两种以上。
另外,在本实施方式的第一工序中,也可独立于所述氧化系粘泥抑制剂的添加或使用而进而适宜添加或使用任意成分或任意药剂。
1-1-2.第一供给工序
第一供给工序适宜的是将含有氧化系粘泥抑制剂的被处理水间歇地供给至逆渗透膜装置的工序,通过将所述第一供给工序与下述第二工序中的第二供给工序组合,可使水系统更长期地运转。作为更适宜的形态,可抑制逆渗透膜装置所包括的逆渗透膜中产生的生物污垢,通过抑制所述生物污垢,可使水系统长期稳定地运转。
在第一供给工序中,在将含有氧化系粘泥抑制剂的被处理水间歇地供给至逆渗透膜装置时,具有供给包含所述氧化系粘泥抑制剂的被处理水的期间(也称为“第一间歇供给期间”)、以及不供给包含所述氧化系粘泥抑制剂的被处理水的期间(也称为“第一无供给期间”)。
第一供给工序中的各种条件可适宜采用所述“1-1-1.第一添加工序”的说明的结构等。
例如,第一供给工序中的供给频率及其规定期间、供给次数、供给频率、供给期间、对于水系统的氧化系粘泥抑制剂的供给浓度、每1供给期间的供给至水系统中的氧化系粘泥抑制剂的绝对量、第一供给期间的1单位、每1单位的第一间歇供给期间与每1单位的第一无供给期间的期间比率等可适宜采用所述“1-1-1.第一添加工序”的添加频率及其规定期间、添加次数、添加频率、添加期间、对于水系统的氧化系粘泥抑制剂的添加浓度、每1添加期间的添加至水系统中的氧化系粘泥抑制剂的绝对量、第一添加期间的1单位、每1单位的第一间歇添加期间与每1单位的第一无添加期间的期间比率等。
包含氧化系粘泥抑制剂的被处理水的供给频率并无特别限定,适宜的是在规定期间中供给1次以上,作为所述规定期间,更优选为1次。关于所述供给频率,可为“规定期间中”,也可为“每隔规定间隔”。
氧化系粘泥抑制剂的供给次数并无特别限定,作为适宜的上限值,更优选为2次以下,进而优选为1次。关于包含氧化系粘泥抑制剂的被处理水的供给频率,优选为在3天中供给1次以上,更优选为在2天中(更适宜的是每隔1天)供给1次以上,进而优选为在1天中供给1次或1次以上。另外,所述供给次数可为“规定期间中”,也可为“每隔规定间隔”。
在氧化系粘泥抑制剂的供给频率中,作为更适宜的形态,优选为在3天中供给1次以上,更优选为在1天中供给1次以上。
包含氧化系粘泥抑制剂的被处理水的供给期间并无特别限定,以每1次(1期间)计,作为适宜的数值范围,优选为10分钟以上且300分钟以下,更优选为30分钟以上且120分钟以下。
在本说明书中,“包含氧化系粘泥抑制剂的被处理水的供给期间”是指“从氧化系粘泥抑制剂的供给开始时至氧化系粘泥抑制剂的供给结束时为止的供给期间”,进一步就狭义而言,是指“不使氧化系粘泥抑制剂的供给停止而连续地供给的期间”。
另外,在本说明书中,也将“包含氧化系粘泥抑制剂的被处理水的供给期间”称为“第一工序的供给期间”或“第一间歇供给期间”。
另外,在本说明书中,也可将“包含氧化系粘泥抑制剂的被处理水的供给期间”的“1期间(具体而言,从药剂的供给开始时至药剂的供给结束时为止的供给期间)”设为“1单位”。
在本说明书中,“不供给包含氧化系粘泥抑制剂的被处理水的期间”也称为“包含氧化系粘泥抑制剂的被处理水的供给期间以外的期间”、“第一工序的供给期间以外的期间”、或“第一间歇供给期间以外的期间”,也将所述期间称为“第一无供给期间”。
在本说明书中,“不供给包含氧化系粘泥抑制剂的被处理水的期间”是指“从氧化系粘泥抑制剂的供给结束时至氧化系粘泥抑制剂的供给开始时为止的无供给期间”,进一步就狭义而言,是指“不进行氧化系粘泥抑制剂向逆渗透膜装置的供给而不连续地供给的期间”。
在本说明书中,也可将所述“不供给包含氧化系粘泥抑制剂的被处理水的期间”的“1期间(具体而言,从药剂的供给结束时至药剂的供给开始时为止的无供给期间)”设为“1单位”。
对于水系统的氧化系粘泥抑制剂的供给浓度(药剂mg/水系统1L)并无特别限定,以总氯浓度计,作为适宜的下限值,优选为0.1mg/L以上(更适宜的是0.5mg/L以上),更优选为1mg/L以上,进而优选为2mg/L以上,进而更优选为5mg/L以上,更优选为10mg/L以上,进而优选为25mg/L以上,另外,作为适宜的数值范围,优选为5mg/L~500mg/L,更优选为25mg/L~300mg/L。
每1供给期间的供给至逆渗透膜装置中的氧化系粘泥抑制剂的绝对量(mg×小时)并无特别限定,可根据“每1单位的包含氧化系粘泥抑制剂的被处理水的供给期间×此时的氧化系粘泥抑制剂的供给浓度”来算出,以总氯浓度计,作为适宜的下限值,优选为0.05mg/(L/h)以上,更优选为0.1mg/(L/h)以上,进而优选为0.5mg/(L/h)以上,进而更优选为1mg/(L/h)以上,更优选为2.5mg/(L/h)以上,更优选为10mg/(L/h)以上,进而优选为25mg/(L/h)以上,另外,作为适宜的数值范围,优选为0.05mg/(L/h)~10000mg/(L/h),更优选为2.5mg/(L/h)~5000mg/(L/h),更优选为10mg/(L/h)~1000mg/(L/h)。
另外,第一供给工序通过将包含氧化系粘泥抑制剂的被处理水供给至逆渗透膜装置,而具有向逆渗透膜装置供给包含氧化系粘泥抑制剂的被处理水的期间(以下,也称为“第一间歇供给期间”)、以及不向逆渗透膜装置供给包含氧化系粘泥抑制剂的被处理水的期间(以下,也称为“第一无供给期间”),这些期间适宜的是依序或乱序地进行。优选为依序进行。这些第一间歇供给期间及第一无添加供给期间的顺序适宜的是基于所述第一间歇添加期间及第一无添加期间的顺序。另外,水系统的整个运转期间中的第一间歇供给期间及第一无供给期间各自的次数的数量可为单个或多个。
第一间歇供给期间的1单位并无特别限定,作为适宜的数值范围,优选为1分钟~1000分钟,更优选为10分钟~300分钟。
第一无供给期间的1单位并无特别限定,作为适宜的数值范围,优选为5小时~100小时,更优选为10小时~50小时。
“每1单位的第一间歇供给期间及每1单位的第一无供给期间”的合计期间中的每1单位的第一间歇供给期间、与每1单位的第一无供给期间的期间比率并无特别限定,适宜的是每1单位的第一间歇供给期间为比每1单位的第一无供给期间短的期间,进而更优选为1:7~50。
再者,每1单位的第一间歇供给期间也可为用某运转期间中的第一间歇供给期间的合计期间(天等)除以所述运转期间中的第一间歇供给期间的数量而得的平均值。另外,每1单位的第一无供给期间也可为用某运转期间中的第一无供给期间的合计期间(天等)除以所述运转期间中的第一无供给期间的数量而得的平均值。
另外,本实施方式中的第一供给工序的运转期间可为“每1单位的第一间歇供给期间及每1单位的第一无供给期间”的单个期间,也可为将相同或不同的“每1单位的第一间歇供给期间及每1单位的第一供给期间”组合多个而构成的期间。所述单个期间或多个组合的期间适宜的是基于所述“每1单位的第一间歇添加期间及每1单位的第一无添加期间”的单个期间或多个组合的期间。
1-2.使用有机系粘泥抑制剂的第二工序
第二工序适宜的是在至少所述第一工序的添加期间以外的期间中添加有机系粘泥抑制剂,并将含有所述有机系粘泥抑制剂的被处理水供给至逆渗透膜装置。
进而,第二工序适宜的是具有:第二添加工序,添加有机系粘泥抑制剂;以及第二供给工序,将添加后的含有有机系粘泥抑制剂的被处理水供给至逆渗透膜装置。
1-2-1.第二添加工序
第二工序是在至少“所述第一工序的添加期间以外的期间”中添加有机系粘泥抑制剂的工序。由此,可获得含有所述有机系粘泥抑制剂的被处理水,可将添加后的含有有机系粘泥抑制剂的被处理水供给至逆渗透膜装置(例如,参照图1及图2)。
第二添加工序适宜的是在至少“第一工序的添加期间以外的期间”中添加有机系粘泥抑制剂。
此处,所谓第二工序中的“在至少“第一工序的添加期间以外的期间”中添加”,也称为“在至少第一无添加期间中添加有机系粘泥抑制剂”,也可在第一无添加期间与第一间歇添加期间此两个期间中添加有机系粘泥抑制剂,也可在仅第一无添加期间的期间中添加有机系粘泥抑制剂(例如,参照图1及图2)。
在第二工序中,第一无添加期间中的有机系粘泥抑制剂的添加也可为第一无添加期间的整个期间或一部分期间中的有机系粘泥抑制剂的添加。
另外,在第二工序中,第一间歇添加期间中的有机系粘泥抑制剂的添加也可为第一间歇添加期间的整个期间或一部分期间中的有机系粘泥抑制剂的添加。
另外,在第二工序中,优选为在第一无添加期间的整个期间或一部分期间中的、第一无添加期间的整个期间中添加有机系粘泥抑制剂。再者,第一无添加期间的一部分期间相对于第一无添加期间的整个期间而优选为50%以上,更优选为70%以上,进而优选为90%以上,进而更优选为95%以上,更优选为98%以上,进而优选为99%以上,进而更优选为100%(也称为整个期间)。
在第二工序中,更优选为在“至少第一工序的添加期间以外的期间”中连续或不连续地添加有机系粘泥抑制剂,进而优选为连续地添加,进而更优选为一直添加。
另外,在第二工序中,更优选为在至少“每1单位的第一无添加期间”中连续或不连续地添加有机系粘泥抑制剂,进而优选为连续地添加。
在本说明书中,所谓“不连续”,若为不损害本发明的效果的范围内,则可存在添加有机系粘泥抑制剂的期间与停止的期间,优选为添加的期间比停止的期间长,停止的期间相对于添加的期间而优选为1/10以内的期间,更优选为5/100以内的期间,进而优选为2.5/100以内,进而更优选为1/500以内。
在本说明书中,所谓有机系粘泥抑制剂的“连续地”添加的期间,是指“从有机系粘泥抑制剂的添加开始时至有机系粘泥抑制剂的添加结束时为止的添加期间”,更优选为是指“在不损害本发明的效果的范围内连续地添加有机系粘泥抑制剂的期间”,进一步就狭义而言,是指“不使有机系粘泥抑制剂的添加停止而连续地添加的期间”,也将其称为“一直添加的期间”。作为所述“一直添加的期间”,例如可列举相对于运转期间60分钟而为“无添加期间0分钟且添加期间60分钟”。
在本说明书中,关于“连续地”,若为与本发明的一直添加为相同程度的效果的范围内,则可具有药剂的停止的期间,作为所述更具体的适宜的形态,1天中药剂的停止的期间优选为60分钟以内,更优选为30分钟以内,进而优选为15分钟以内,进而更优选为5分钟以内,更优选为0分钟(也称为“一直添加的期间”)。另外,运转1小时中药剂的停止的期间优选为5分钟以内,更优选为1分钟以内,进而优选为5分钟以内,更优选为0分钟(也称为“一直添加的期间”)。
有机系粘泥抑制剂的添加期间并无特别限定,例如,可将逆渗透膜装置的运转的整个期间或第一工序的整个期间设为有机系粘泥抑制剂的添加期间,作为更具体的形态,以每1次(1期间)计,适宜的下限值优选为0.1天以上,更优选为0.3天以上,进而优选为0.5天以上,进而更优选为1天以上,另外,适宜的上限值优选为30天以下,更优选为10天以下,进而优选为7天以下,进而更优选为3天以下。作为所述适宜的数值范围,优选为0.5天以上且7天以下,更优选为1天以上且3天以下。
对于水系统的有机系粘泥抑制剂的添加浓度(mg(以药剂质量计)/水系统1L)并无特别限定,以药剂质量计,作为适宜的下限值,优选为0.001mg/L以上,更优选为0.01mg/L以上,进而优选为0.05mg/L以上,进而更优选为0.1mg/L以上,另外,作为适宜的上限值,优选为10000mg/L以下,更优选为1000mg/L以下,进而优选为100mg/L以下,进而更优选为50mg/L以下。作为所述适宜的数值范围,优选为0.01mg/L~100mg/L,更优选为0.1mg/L~50mg/L。
每1添加期间的添加至水系统中的有机系粘泥抑制剂的绝对量(mg(以药剂质量计))并无特别限定,可根据“有机系粘泥抑制剂的添加期间×此时的有机系粘泥抑制剂的添加浓度”来算出,作为适宜的下限值,优选为0.002mg/(L/h)以上,更优选为0.02mg/(L/h)以上,进而优选为0.2mg/(L/h)以上,进而更优选为2mg/(L/h)以上,另外,作为适宜的上限值,优选为6000000mg/(L/h)以下,更优选为300000mg/(L/h)以下,进而优选为30000mg/(L/h)以下,进而更优选为3000mg/(L/h)以下。作为所述适宜的数值范围,优选为0.2mg/(L/h)~30000mg/(L/h),更优选为2mg/(L/h)~3000mg/(L/h)。
<有机系粘泥抑制剂>
作为有机系粘泥抑制剂或其成分,并无特别限定,例如可列举异噻唑啉化合物、卤代氰基乙酰胺化合物、醛化合物、及四唑基肟或二氯乙二醛二肟所代表的肟化合物等,可使用选自这些中的一种或两种以上。另外,所述有机系粘泥抑制剂也可为包含选自这些中的一种或两种以上的化合物的药剂。有机系粘泥抑制剂或有机系粘泥抑制剂中使用的化合物可使用市售品,也可使用利用已知的制造方法而获得者。
<异噻唑啉化合物>
作为异噻唑啉化合物,并无特别限定,例如可列举:5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(5-chloro-2-methyl-4-isothiazoline-3-one,Cl-MIT)、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(2-methyl-4-isothiazoline-3-one,MIT)、2-乙基-4-异噻唑啉-3-酮、2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-乙基-4-异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-叔辛基-4-异噻唑啉-3-酮、4,5-二氯-2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮、4,5-二氯-2-环己基-4-异噻唑啉-3-酮等,可使用选自这些中的一种或两种以上。另外,作为异噻唑啉化合物,也可使用所述异噻唑啉化合物与氯化镁、硝酸镁、氯化铜、硝酸铜、氯化钙等的络合化合物。可使用选自这些中的一种或两种以上。
在异噻唑啉化合物中,优选为5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(Cl-MIT)、及2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT)或这些的混合物。
<卤代氰基乙酰胺化合物>
作为卤代氰基乙酰胺化合物,并无特别限定,例如可列举:2-氯-3-氮基丙酰胺、2-溴-3-氮基丙酰胺等2-卤代-3-氮基丙酰胺;2,2-二氯-3-氮基丙酰胺、2,2-二溴-3-氮基丙酰胺(DBNPA)、2-氯-2-溴-3-氮基丙酰胺等2,2-二卤代-3-氮基丙酰胺;N-甲基-2-氯-3-氮基丙酰胺、N-甲基-2-溴-3-氮基丙酰胺等N-C1-3烷基-2-卤代-3-氮基丙酰胺;N-甲基-2,2-二氯-3-氮基丙酰胺、N-甲基-2,2-二溴-3-氮基丙酰胺等N-C1-3烷基-2,2-二卤代-3-氮基丙酰胺等,可使用选自这些中的一种或两种以上。
再者,卤代氰基乙酰胺化合物也可为由NC-CX1X2-(C=O)-NHR3…〔2〕所表示的化合物。所述通式〔2〕中,X1、X2各自独立地表示卤素原子或氢原子,X1、X2中的至少一者为卤素原子。R3表示氢原子或碳数1~3的烷基。作为卤素原子,可列举氯原子、溴原子,优选为溴原子。作为C1-3烷基,可为直链状或分支链状的任一种,例如可列举:甲基、乙基、正丙基、异丙基等。可使用选自这些中的一种或两种以上。
在卤代氰基乙酰胺化合物中,优选为二卤代氮基丙酰胺,这些中,进而更优选为2,2-二溴-3-氮基丙酰胺(DBNPA)。
<醛化合物>
作为醛化合物,并无特别限定,例如可列举:乙醛等单醛化合物;乙二醛、邻苯二甲醛(ortho-phthalaldehyde)等二醛化合物等,可使用选自这些中的一种或两种以上。
在醛化合物中,优选为二醛化合物,在二醛化合物中,就安全性高的观点而言,优选为戊二醛。
<肟化合物>
作为肟化合物,并无特别限定,可列举具有四唑环(CH2N4)的肟化合物(例如,四唑基肟等)、及卤化肟化合物(例如,二氯乙二醛二肟等)等,可使用选自这些中的一种或两种以上。所述肟化合物是分子内具有>C=N-OH所表示的结构的化合物。
作为具有四唑环的肟化合物,例如可列举:四唑吡胺酯(picarbutrazox)(分子式:C20H23N7O3,分子量:409.44,CASNo.500207-04-5)等。
作为卤化肟化合物,例如可列举:二氯乙二醛二肟、α-氯苯甲醛肟、α-氯苯甲醛肟乙酸酯、4-羟基苯基-α-酮乙酰羟肟酸氯化物(别名PARACLOX)等,可使用选自这些中的一种或两种以上。
在有机系粘泥抑制剂中,优选为选自2,2-二溴-3-氮基丙酰胺(DBNPA)、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(Cl-MIT)、及2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT)、或这些的混合物、戊二醛等中的一种或两种以上。
再者,在不损害本发明的效果的范围内,有机系粘泥抑制剂中也可适宜包含任意成分或任意药剂。另外,在本实施方式的第二工序中,也可独立于有机系粘泥抑制剂的添加或使用而进而适宜添加或使用任意成分或任意药剂。所述任意成分或任意的药剂也可使用通常水处理中可使用的各种药剂,另外,可适宜采用所述<氧化系粘泥抑制剂>的“任意成分或任意药剂”的说明的结构等。
1-2-2.第二供给工序
第二供给工序适宜的是将含有有机系粘泥抑制剂的被处理水供给至逆渗透膜装置的工序。通过将所述第二供给工序与所述第一工序中的第一供给工序组合,可使水系统更长期地运转。作为更适宜的形态,可抑制逆渗透膜装置所包括的逆渗透膜中产生的生物污垢,通过抑制所述生物污垢,可使水系统长期稳定地运转。
第二供给工序中的各种条件可适宜采用所述“1-2-1.第二添加工序”的说明的结构等。
例如,第二供给工序中的供给期间、对于水系统的有机系粘泥抑制剂的供给浓度、每1供给期间的供给至水系统中的有机系抑制剂的绝对量等可适宜采用所述“1-2-1.第二添加工序”的添加期间、对于水系统的有机系粘泥抑制剂的添加浓度、每1添加期间的添加至水系统中的有机系粘泥抑制剂的绝对量等。
在第二供给工序中,适宜的是在“至少第一工序的供给期间以外的期间”中将包含有机系粘泥抑制剂的被处理水供给至逆渗透膜装置。包含有机系粘泥抑制剂的被处理水优选为在运转期间中连续或不连续地供给至逆渗透膜装置,更优选为连续地供给,更优选为一直供给。
在本说明书中,所谓有机系粘泥抑制剂的“连续地”供给的期间,是指“从有机系粘泥抑制剂的供给开始时至有机系粘泥抑制剂的供给结束时为止的供给期间”,进一步就狭义而言,是指“不使有机系粘泥抑制剂的供给停止而连续地供给的期间”,将所述狭义设为“一直供给的期间”。
有机系粘泥抑制剂的供给期间并无特别限定,可将逆渗透膜装置的运转的整个期间或第一工序的整个期间设为有机系粘泥抑制剂的供给期间,作为更具体的形态,以每1次(1期间)计,适宜的数值范围优选为0.5天以上且7天以下,更优选为1天以上且3天以下。
对于逆渗透膜装置的有机系粘泥抑制剂的供给浓度(mg/水系统1L(以药剂质量浓度计))并无特别限定,作为适宜的数值范围,优选为0.01mg/L~100mg/L,更优选为0.1mg/L~50mg/L。
每1供给期间的供给至逆渗透膜装置的有机系粘泥抑制剂的绝对量(mg)并无特别限定,作为适宜的数值范围,优选为0.2mg/(L/h)~30000mg/(L/h),更优选为2mg/(L/h)~3000mg/(L/h)。
1-3.本实施方式中的第一工序及第二工序的控制
在本实施方式的方法中,适宜的是对第一工序及第二工序进行控制,由此可使具有逆渗透膜装置的水系统更长期地运转。
在本实施方式的方法中,更适宜的形态是对第一添加工序及第二添加工序进行控制,由此,可将包含氧化系粘泥抑制剂和/或有机系粘泥抑制剂的被处理水更良好地供给至逆渗透膜装置,由此可使具有逆渗透膜装置的水系统更长期地稳定地运转。进而,通过对第一添加工序及第二添加工序进行控制,可使逆渗透膜装置的逆渗透膜中存在的粘泥的减少或粘泥的增加抑制更良好,由此也可更良好地抑制生物污垢。
在本实施方式的方法中,第一工序及第二工序可在同一时期进行或者可在不同的时期进行,更适宜的是在同一时期进行。
另外,在本实施方式的方法中,第一工序及第二工序可并行地进行或串行地进行,适宜的是并行地进行。
在本实施方式的方法中,作为更适宜的形态,更适宜的是在同一时期且并行地进行第一工序及第二工序。
另外,在本实施方式的方法中,在添加第一工序的氧化系粘泥抑制剂的期间(适宜的是连续地添加的期间)中,可添加第二工序的有机系粘泥抑制剂,也可停止添加,进而,在不添加第一工序的氧化系粘泥抑制剂的期间中,适宜的是连续地添加第二工序的有机系粘泥抑制剂。
在本实施方式的方法中,作为更适宜的形态,更适宜的是基于第一工序和/或第二工序的运转起点来进行第一工序和/或第二工序的控制,各运转起点可相同或不同。
作为运转起点,并无特别限定,可任意地设定,例如,可列举日期(年月日时分秒)、以及第一工序和/或第二工序的运转状况(例如,运转开始时、运转再次开始时、药剂添加时、任意的期间设定等)等,可使用选自这些中的一种或两种以上的组合。
作为更具体的运转起点的适宜的形态,例如,可将第一工序的第一间歇添加开始时或第一无添加开始时设为运转起点,也可将第二工序的第二添加期间内的某处设为运转起点,也可将第二工序的第二添加期间内且第一工序的第一间歇添加开始时或第一无添加开始时设为运转起点。另外,在第一工序及第二工序两者成为无添加期间(例如,出于维护、两工序的添加时序的调整的目的而两者停止等)的情况下,可至少将第一工序及第二工序的任一者的药剂的添加开始时(添加再次开始时)设为运转起点,也可将第一工序及第二工序两者的药剂的同时添加时设为运转起点。
参照图1及图2对本实施方式中的第一添加工序及第二添加工序的控制进行说明,但本实施方式并不限定于此。
图1是表示本发明的实施方式所涉及的第一添加工序及第二添加工序的控制的例1的概略图。例1的a1:在第一添加工序中,以等间隔间歇添加氧化系粘泥抑制剂。例1的b1:在第二添加工序中,一直添加有机系粘泥抑制剂。此时,有机系粘泥抑制剂是在至少第一添加工序的添加期间以外的期间中添加。横轴是运转期间(小时(hours)),纵轴是添加量。进而,也可将第一添加工序的运转期间0h、与第二添加工序的运转期间0h分别设为运转起点。再者,第一添加工序的各间歇添加期间可为相同或不同的期间,各间歇添加量可为相同或不同的量。另外,间歇添加的各间隔可为相同或不同的间隔。
根据本实施方式中的控制的例1,可制成包含氧化系粘泥抑制剂和/或有机系粘泥抑制剂的被处理水。而且,根据本实施方式中的控制的例1,包含氧化系粘泥抑制剂和/或有机系粘泥抑制剂的被处理水以第一供给工序及第二供给工序的形式供给至逆渗透膜装置。此时,可通过与图1所示那样的a1及b1的添加模式相同的模式,将包含氧化系粘泥抑制剂和/或有机系粘泥抑制剂的被处理水供给至逆渗透膜装置。作为更具体的例子,依照仅包含有机系粘泥抑制剂的被处理水、包含氧化系粘泥抑制剂及有机系粘泥抑制剂的被处理水…的顺序,供给至逆渗透膜装置。
由此,可使具有逆渗透膜装置的水系统更长期地稳定地运转。可使逆渗透膜装置的逆渗透膜中存在的粘泥的减少或粘泥的增加抑制更良好,由此也可更良好地抑制生物污垢。
图2是表示本发明的实施方式所涉及的第一添加工序及第二工序的控制的例2的概略图的一例。例2的a2:在第一添加工序中,以等间隔间歇添加氧化系粘泥抑制剂。例2的b2:在第二添加工序中,在“第一添加工序的添加期间以外的期间”内连续地添加有机系粘泥抑制剂。横轴是运转期间(小时(hours)),纵轴是添加量。进而,也可将第一添加工序的运转期间0h、与第二添加工序的运转期间0h分别设为运转起点。适宜省略在所述图1的说明中重复的部分。
再者,第一添加工序的各间歇添加期间可为相同或不同的期间,各间歇添加量可为相同或不同的量。另外,间歇添加的各间隔可为相同或不同的间隔。
另外,在第二添加工序中,也可在“第一添加工序的添加期间以外的期间”的整个期间或一部分期间中连续地添加有机系粘泥抑制剂。另外,在第二添加工序中,也可不连续地添加有机系粘泥抑制剂。
另外,作为本实施方式所涉及的第一添加工序及第二添加工序的控制的例3,可将所述控制的例1及所述控制的例2组合,也可反复或乱序地进行这些所述控制的例1及所述控制的例2。例如,可依照所述控制的例1继而所述控制的例2的顺序、或者所述控制的例2继而所述控制的例1的顺序进行,另外,也可依照所述控制的例1、所述控制的例2、所述控制的例2的顺序进行。
根据本实施方式中的控制的例2,可制成包含氧化系粘泥抑制剂和/或有机系粘泥抑制剂的被处理水。而且,根据本实施方式中的控制的例2,包含氧化系粘泥抑制剂和/或有机系粘泥抑制剂的被处理水以第一供给工序及第二供给工序的形式供给至逆渗透膜装置。此时,可通过与图2所示那样的a2及b2的添加模式相同的模式,将包含氧化系粘泥抑制剂和/或有机系粘泥抑制剂的被处理水供给至逆渗透膜装置。作为更具体的例子,依照仅包含有机系粘泥抑制剂的被处理水、仅包含氧化系粘泥抑制剂的被处理水…的顺序,供给至逆渗透膜装置。
由此,可使具有逆渗透膜装置的水系统更长期地稳定地运转。可使逆渗透膜装置的逆渗透膜中存在的粘泥的减少或粘泥的增加抑制更良好,由此也可更良好地抑制生物污垢。
氧化系粘泥抑制剂和/或有机系粘泥抑制剂的添加场所可为相同或不同的场所(例如,参照图3)。所述添加场所适宜的是进行逆渗透膜处理的逆渗透膜装置及其之前的上游。
进而,为了对向逆渗透膜装置供给的被处理水进行安全滤器处理,于在逆渗透膜装置之前设置安全滤器装置的情况下,氧化系粘泥抑制剂和/或有机系粘泥抑制剂的添加场所适宜的是安全滤器装置或其前后,进而,适宜的是设置于安全滤器装置及其上游,更具体而言,更适宜的是设置于安全滤器装置与位于其上游的处理装置之间的添加用的流路中。
安全滤器装置可进行后述的除浊膜处理工序,也可为除浊膜装置。安全滤器装置可适宜采用能够用于除浊膜装置的膜(例如微滤(microfiltration,MF)膜等)作为安全滤器。
由此,也可抑制安全滤器处理装置内的粘泥,也可抑制成为其下游的逆渗透膜装置的粘泥。另外,也可抑制这些膜装置的生物污垢,可进一步抑制逆渗透膜装置的生物污垢。因此,可使水系统更长期地稳定地运转。
1-4.本实施方式中的运转方法的应用
本实施方式中的运转方法可应用于逆渗透膜装置中。本实施方式的方法可应用于粘泥抑制方法、生物污垢抑制方法、水系统、装置或系统中。
本实施方式所涉及的工序可应用于装置或系统中。例如也可将第一工序及第二工序分别设为第一方法及第二方法、第一装置及第二装置、第一系统及第二系统。
本实施方式中的运转方法可应用于至少具有逆渗透膜装置的水系统中。
作为包括逆渗透膜装置的水系统,并无特别限定,例如可列举:水处理水系统;冷却塔等循环水系统;纸浆制造等工艺水系统、用水系统或排出水回收等。
作为包括逆渗透膜装置的水系统的一例,也可依序或乱序地配置并包括:凝聚处理工序,流入原水并向原水中注入凝聚剂而使浊质等凝聚形成或絮凝形成;固液分离工序,从包含凝聚物的被处理水分离为沉淀物与上清液;以及除浊膜处理工序,在逆渗透膜处理之前进而从流入的上清液中去除浊质等。另外,关于这些处理工序,也可使用以分别进行处理工序的方式构成的处理装置或处理部而进行。
作为包括逆渗透膜装置的水系统的一例,例如参照图3所示的水系统1进行说明,但本实施方式所涉及的水系统并不限定于此。在包括逆渗透膜装置2的水系统1中,包括:由凝聚处理装置5进行的凝聚工序,所述凝聚处理装置5以流入原水并向原水中注入凝聚剂而使浊质等凝聚形成或絮凝形成的方式构成;由固液分离装置4进行的固液分离工序,所述固液分离装置4以从包含凝聚物的被处理水分离为沉淀物与上清液的方式构成;由安全滤器3进行的预处理工序,所述安全滤器3以进行在逆渗透膜处理之前进而从流入的上清液中去除浊质等的除浊膜处理的方式构成;以及由逆渗透膜装置2进行的逆渗透膜处理工序,所述逆渗透膜装置2被供给预处理后的包含氧化系粘泥抑制剂和/或有机系粘泥抑制剂的被处理水。在逆渗透膜处理工序中,可分离为浓缩水与透过水。
另外,作为包括逆渗透膜装置的水系统的一例,可列举如下水处理装置(适宜的是超纯水装置),所述水处理装置包括:以供给原水的方式构成的原水供给路径;以及以将从所述原水供给路径供给的所述原水分离为透过水与浓缩水的方式构成的逆渗透膜装置。
另外,作为包括逆渗透膜装置的水系统的一例,可列举如下水处理装置,所述水处理装置包括:以供给原水的方式构成的原水供给路径;以对从所述原水供给路径供给的所述原水进行过滤的方式构成的过滤装置及过滤处理水槽;以及将所述过滤后的被处理水作为逆渗透膜处理的预处理来构成的安全滤器装置、及逆渗透膜装置。也可通过安全滤器装置进行所述除浊膜处理。
1-4-1.原水
本实施方式中所使用的原水(例如,被处理水)并无特别限定,例如可列举包含有机物的产业用排出水、海水/咸水、淡水(河水、湖水等)、工业用水/自来水等。
原水或被处理水的pH值并无特别限定,优选为3~9,更优选为4~8,进而优选为5~8。所述pH值可利用pH值调整剂来调整。
原水或被处理水的水温并无特别限定,优选为4℃~50℃,进而优选为10℃~40℃。
原水或被处理水的总有机碳(Total Organic Carbon,TOC)并无特别限定,优选为1mg/L~100mg/L,更优选为1mg/L~50mg/L,进而优选为1mg/L~10mg/L。
原水或被处理水的氧化还原电位(Oxidation-Reduction Potential,ORP)优选为200mV~600mV,更优选为200mV~400mV。
1-4-2.逆渗透膜装置
本实施方式中所使用的逆渗透膜装置并无特别限定,适宜的是以可使用逆渗透膜去除原水中的离子类或有机物等的方式构成。逆渗透膜装置适宜的是以可进行海水淡化、超纯水制造、工业用水处理、排出水回收处理及排出水的再利用等的方式构成。另外,逆渗透膜装置也可包括单个或多个具有逆渗透膜的单元。另外,水系统也可具有单个或多个逆渗透膜装置。
<逆渗透膜>
本实施方式中所使用的膜为逆渗透膜(以下,也称为“RO膜”)或纳滤膜(nanofiltration film)(以下,也称为“NF膜”)等。RO膜并无特别限定,例如可列举:聚酰胺系、聚醚砜系、聚砜系、聚酰亚胺系、聚乙烯亚胺系、聚环氧乙烷系、乙酸纤维素系等。其中,聚酰胺系RO膜因离子性物质的阻止率高、通量大而具有可适宜地使用的优点。
关于向本实施方式中的逆渗透膜装置供给的被处理水(以下,也称为“供给水”)的条件,可根据逆渗透膜装置或逆渗透膜工序的处理能力或目的而适宜设定,并无特别限定。
关于向逆渗透膜装置供给的被处理水(供给水),例如可列举:供给水pH值、供给水量、供给水温、供给水的水压(MPa)、供给水的TOC(总有机碳:Total Organic Carbon)、供给水的氧化还原电位(ORP)等,可从这些条件中选择一种或两种以上。将供给水的有机物设为TOC。
再者,在本发明中,也将“向逆渗透膜装置供给的被处理水”称为“供水”,所述供水是指要导入至逆渗透膜装置并受到逆渗透膜处理的水,通常相当于逆渗透膜装置的入口水。
供给水的pH值并无特别限定,优选为3~9,更优选为4~8,进而优选为5~8。所述pH值可利用pH值调整剂来调整。
供给水量并无特别限定,优选为5mL/min~200mL/min。
供给水的水压并无特别限定,优选为0.1MPa~10MPa。
供给的水温并无特别限定,优选为4℃~50℃,进而优选为10℃~40℃。
供给水的TOC并无特别限定,优选为1mg/L~100mg/L,更优选为1mg/L~50mg/L,进而优选为1mg/L~10mg/L。
供给水的ORP优选为200mV~600mV,更优选为200mV~400mV。
另外,供给水的流速优选为以每1根8英寸螺旋式模块计为3m3/h~10m3/h。
在本实施方式中,作为更适宜的形态,也可包括在向逆渗透膜装置供给被处理水之前,利用预处理部从被处理水中去除有机物或浊质等的预处理工序。
向逆渗透膜装置供给的被处理水适宜的是利用安全滤器装置进行预处理。例如,作为预处理工序,可列举利用过滤装置对原水(被处理水)进行过滤,且过滤处理水经过过滤处理水槽及安全滤器的工序等。
由此,可获得预处理后的用于向逆渗透膜装置或逆渗透膜工序供给的被处理水。
作为安全滤器,并无特别限定,例如可列举单个或多个微滤膜(MF膜)处理、单个或多个超滤膜(UF(ultrafiltration))处理等,可使用选自这些中的一种或两种以上,也可将这些适宜组合。由此,可减少向逆渗透膜装置供给的被处理水的浊质等杂质。
在本实施方式中,由于向逆渗透膜装置供给的被处理水中更良好地包含氧化系粘泥抑制剂和/或有机系粘泥抑制剂,因此可适宜地更良好地抑制逆渗透膜装置中产生的生物污垢,另外,也可适宜地使由氧化系粘泥抑制剂和/或有机系粘泥抑制剂引起的效果(例如,抗菌、杀菌、杀藻、微生物繁殖阻碍、微生物代谢阻碍等)更良好且效率良好地发挥。由此,也可期待抑制逆渗透膜装置中产生的生物污垢的效果、及由使用的药剂带来的效果。
1-5.各测定方法
<总残留氯浓度的算出方法>
再者,总残留氯浓度是基于以下方法来算出。再者,可参照日本工业标准(Japanese Industrial Standards,JIS)K 0400-33-10:1999。
总残留氯浓度=游离氯浓度+活化结合氯浓度+稳定化结合氯浓度。
游离氯浓度:利用DPD法(袖珍残留氯计,哈希(HACH)公司制造)获得的游离氯浓度[此处,利用DPD法获得的游离氯浓度是利用游离氯测定用试剂即DPD(Free)试剂获得的5秒~30秒后的氯浓度测定结果(mg-Cl2/L)]。
活化结合氯浓度:从利用游离氯测定用试剂即DPD(Free)试剂获得的300秒后的氯浓度测定结果(mg-Cl2/L)减去所述游离氯浓度(mg-Cl2/L)的测定结果而得的值。
稳定化结合氯浓度:从利用总氯测定用试剂即DPD(Total)试剂获得的180秒后的氯浓度测定结果(mg-Cl2/L)减去利用游离氯测定用试剂即DPD(Free)试剂获得的300秒后的氯浓度测定结果(mg-Cl2/L)而得的值。
游离氯比率(%)=(游离氯浓度/总残留氯浓度)×100
稳定化结合氯比率(%)=(稳定化结合氯浓度/总残留氯浓度)×100
再者,试验环境的温度是设为25℃。
被处理水的pH值(25℃)可利用黑利巴(HRIBA)公司制造的手持pH值计进行测定。另外,被处理水的TOC可利用TOC计进行测定。被处理水的ORP可利用ORP计进行测定。
再者,本实施方式所涉及的逆渗透膜装置的运转方法也可为逆渗透膜的处理方法。另外,本实施方式所涉及的运转方法可应用于装置或系统中。
另外,关于本发明所涉及的逆渗透膜装置的运转方法,适宜省略与下述“2.”“3.”等的结构重复的、第一工序、第二工序、氧化系粘泥抑制剂、有机系粘泥抑制剂等各结构等的说明,但所述“2.”“3.”等的说明也适用于本实施方式,可适宜采用所述说明的结构等。
2.本实施方式所涉及的逆渗透膜装置中应用的粘泥控制方法
关于本发明所涉及的逆渗透膜装置中应用的粘泥控制方法,适宜省略与所述“1.”下述“3.”等的结构重复的、第一工序、第二工序、氧化系粘泥抑制剂、有机系粘泥抑制剂等各结构等的说明,但所述“1.”“3.”等的说明也适用于本实施方式,可适宜采用所述说明的结构等。另外,本实施方式所涉及的粘泥控制方法可应用于装置或系统中。
本实施方式所涉及的逆渗透膜装置中应用的粘泥控制方法适宜的是具有:第一工序,间歇地添加氧化系粘泥抑制剂,并将含有所述氧化系粘泥抑制剂的被处理水间歇地供给至逆渗透膜装置;以及
第二工序,在至少所述第一工序的添加期间以外的期间中添加有机系粘泥抑制剂,并将含有所述有机系粘泥抑制剂的被处理水供给至逆渗透膜装置。
适宜的是所述氧化系粘泥抑制剂的1添加期间中的添加浓度是以多于所述有机系粘泥抑制剂的1添加期间中的添加浓度的方式进行调整。
适宜的是在运转期间3天中添加1次以上的所述氧化系粘泥抑制剂。
适宜的是每1次添加10分钟以上的所述氧化系粘泥抑制剂。
适宜的是以总氯浓度计添加0.1mg/L以上的所述氧化系粘泥抑制剂。
适宜的是添加0.01mg/L以上的所述有机系粘泥抑制剂。
3.本实施方式所涉及的水处理装置
关于本发明所涉及的水处理装置,适宜省略与所述“1.”“2.”等的结构重复的、第一工序、第二工序、氧化系粘泥抑制剂、有机系粘泥抑制剂等各结构等的说明,但所述“1.”“2.”等的说明也适用于本实施方式,可适宜采用所述说明的结构等。
另外,本实施方式所涉及的水处理装置也可为至少具有逆渗透膜装置的水处理装置或水系统。所述水处理装置也可为水处理水系统或水处理系统。
本实施方式所涉及的水处理装置适宜的是实施本实施方式的方法的水处理装置,所述本实施方式的方法具有:
第一工序,间歇地添加氧化系粘泥抑制剂,并将含有所述氧化系粘泥抑制剂的被处理水间歇地供给至逆渗透膜装置;以及
第二工序,在至少所述第一工序的添加期间以外的期间中添加有机系粘泥抑制剂,并将含有所述有机系粘泥抑制剂的被处理水供给至逆渗透膜装置。
本实施方式所涉及的水处理装置适宜的是实施本实施方式的逆渗透膜装置的运转方法、或者本实施方式的逆渗透膜装置中应用的粘泥控制方法。
本实施方式所涉及的水处理装置适宜的是包括第一药剂添加部、第二药剂添加部、以及逆渗透膜部,且包括对这些部进行控制的控制部,适宜的是在逆渗透膜部之前进而包括安全滤器部作为预处理部。第一药剂添加部及第二药剂添加部适宜的是与安全滤器部的上游或下游的流路、逆渗透膜部的上游的流路连接,由此,可将各药剂添加至被处理水中,并将包含各药剂的被处理水供给至逆渗透膜装置。另外,这些各部可为单个或多个,另外这些部也可为装置。
以下示出本实施方式的实施的一例,但本实施方式的实施并不限定于此。另外,关于本实施方式的实施,可由控制部来实施,也可由水处理的控制装置或水处理装置、水处理系统、水系统等装置来实施。
作为本实施方式中的一例,优选为以可实施所述第一工序与第二工序的方式构成的控制部或者包括此种控制部的装置。由此,可更良好地实施本实施方式的方法。
控制部可通过对第一药剂添加部及第二药剂添加部指示向被处理水中添加的氧化系粘泥抑制剂及有机系粘泥抑制剂的药剂添加条件(添加时序(例如间歇、连续)、添加量等),从而控制并实施第一工序及第二工序。
另外,控制部也可在第一工序及第二工序中,使用各种测定装置监视向逆渗透膜装置的包含药剂的被处理水的供给状态,也可视需要将所述测定结果反馈给第一添加工序及第二添加工序,并对这些进行控制。
作为适宜的形态,控制部可通过基于供给状态对第一药剂添加部及第二药剂添加部分别指示更适宜的药剂添加状况(添加时序(例如间歇、连续)、添加浓度等),从而控制并实施第一工序及第二工序。由此,可使具有逆渗透膜装置的水系统更长期地稳定地运转。进而,由此,可使逆渗透膜装置的逆渗透膜中存在的粘泥的减少或粘泥的增加抑制更良好,由此也可更良好地抑制生物污垢。
作为更适宜的形态,适宜的是控制部在同一时期并行地执行以下的步骤11及步骤21,进而更适宜的是在同一时期并行地执行步骤12及步骤22。另外,控制部可一边对第一添加工序及第二添加工序中的、对于被处理水的氧化系粘泥抑制剂及氧化系粘泥抑制剂的添加量或这些的添加时期或添加期间等进行调整,一边制备包含氧化系粘泥抑制剂和/或有机系粘泥抑制剂的被处理水。控制部可在第一供给工序及第二供给工序中,将第一添加工序及第二添加工序中所制备的包含氧化系粘泥抑制剂和/或有机系粘泥抑制剂的被处理水供给至逆渗透膜装置。如此,控制部可使具有逆渗透膜装置的水系统更长期地稳定地运转。由此,也可抑制逆渗透膜装置中产生的生物污垢等。
作为第一工序的步骤11,控制部以向水系统的被处理水中间歇地添加氧化系粘泥抑制剂的方式控制第一药剂添加部。根据控制部的指示,第一药剂添加部向水系统的被处理水中间歇地添加氧化系粘泥抑制剂。
作为第一工序的步骤12,控制部以在添加后将含有氧化系粘泥抑制剂的被处理水间歇地供给至逆渗透膜装置的方式进行控制。
作为第二工序的步骤21,控制部以在至少所述第一工序的添加期间以外的期间中添加有机系粘泥抑制剂的方式控制第二药剂添加部。根据控制部的指示,第二药剂添加部在至少所述第一工序的添加期间以外的期间中添加有机系粘泥抑制剂。
作为第二工序的步骤22,控制部以在添加后将含有有机系粘泥抑制剂的被处理水供给至逆渗透膜装置的方式进行控制。
控制部适宜的是对第一药剂添加部及第二药剂添加部进行指示以便氧化系粘泥抑制剂的添加浓度(以总氯浓度计)是以高于有机系粘泥抑制剂的添加浓度(以药剂质量浓度计)的方式进行调整,由此可设为各自的所期望的药剂添加量。
另外,控制部适宜的是对第一药剂添加部进行指示以便在运转期间3天中添加1次以上的氧化系粘泥抑制剂,由此可设为所期望的添加期间。
另外,控制部适宜的是对第一药剂添加部进行指示以便每1次添加0.1分钟以上的氧化系粘泥抑制剂,由此可设为所期望的添加期间。
作为一例,如图3所示,控制部(未图示)可对具有逆渗透膜装置的水系统所包括的第一药剂添加装置10及第二药剂添加装置20进行控制。控制部可对第一药剂添加装置10进行指示以便按照第一工序而在安全滤器3或逆渗透膜装置2的上游添加氧化系粘泥抑制剂。控制部可对第二药剂添加装置20进行指示以便按照第二工序而在安全滤器3或逆渗透膜装置2的上游添加有机系粘泥抑制剂。如此,控制部可将包含氧化系粘泥抑制剂和/或有机系粘泥抑制剂的被处理水供给至逆渗透膜装置2。如此,控制部通过控制并实施第一添加工序及第二添加工序,而可使具有逆渗透膜装置的水系统更长期地稳定地运转。
再者,对于本实施方式的方法,也能够由用于实施或管理所述逆渗透膜装置的运转方法、粘泥控制方法等方法(例如,所述“1.”及“2.”中记载的方法)的装置或所述装置所包括的控制部(所述控制部包括中央处理器(Central Processing Unit,CPU)或处理器等)来实现,可提供这些装置或控制部。作为所述用于实施或管理的装置,例如可列举:计算机、笔记型计算机、桌上型个人计算机、平板个人计算机(tablet personal computer,tabletPC)、可编程控制器(programming logical controller,PLC)、伺服器、云服务等。进而,在所述用于实施或管理的装置等中,也可适宜包括:触摸屏或键盘等输入部、各部间的收发部或网络、网络存取部等通信部、触摸屏或显示器等显示部等。由此,可实施本实施方式的方法。所述用于实施或管理的装置可适宜包括例如CPU、随机存取存储器(Random AccessMemory,RAM)、存储部、显示部及通信部等作为结构,所述结构视需要可分别通过例如作为数据的传递路径的总线来连接。
另外,对于本实施方式的方法,也能够编程并保存至包括存储介质(非挥发性存储器(通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)存储器等)、固态硬盘(Solid StateDrive,SSD)、硬盘机(Hard Disk Drive,HDD)、光盘(Compact Disc,CD)、数字光盘(DigitalVideo Disk,DVD)、蓝光(Blu-ray Disc)等)等的硬件资源而由所述控制部实现。可将本实施方式的方法作为程序来提供。可提供存储有本实施方式的方法的存储介质。由此,可实施本实施方式的方法。
另外,可提供包括所述控制部、所述存储介质或所述程序等、且以可使逆渗透膜装置运转的方式或可控制逆渗透膜装置的粘泥的方式构成的、用于实施逆渗透膜装置的运转或粘泥控制等的装置、水处理装置、系统或水系统等。由此,可实施本实施方式的方法。这些装置、水处理装置、系统或水系统等也可适宜地根据目的而以可对应的方式构成。
另外,作为本实施方式中的一例,可提供一种程序,其使计算机实现包含第一功能、以及第二功能的逆渗透膜装置的运转或粘泥控制等,所述第一功能是以间歇地添加氧化系粘泥抑制剂,并将含有所述氧化系粘泥抑制剂的被处理水间歇地供给至逆渗透膜装置的方式构成,所述第二功能是以在至少所述第一工序的添加期间以外的期间中添加有机系粘泥抑制剂,并将含有所述有机系粘泥抑制剂的被处理水供给至逆渗透膜装置的方式构成,并不限定于此。由此,可实施本实施方式的方法。
再者,在本实施方式所涉及的程序中,适宜省略与所述“1.”“2.”等的结构重复的、第一工序、第二工序、氧化系粘泥抑制剂、有机系粘泥抑制剂等各结构等的说明,但所述“1.”“2.”等的说明也适用于本实施方式,可适宜采用所述说明的结构等。
本技术可采用以下结构。
·〔1〕一种逆渗透膜装置的运转方法,具有:第一工序,间歇地添加氧化系粘泥抑制剂,并将含有所述氧化系粘泥抑制剂的被处理水间歇地供给至逆渗透膜装置;以及
第二工序,在至少所述第一工序的添加期间以外的期间中添加有机系粘泥抑制剂,并将含有所述有机系粘泥抑制剂的被处理水供给至逆渗透膜装置。
·〔2〕一种逆渗透膜装置中应用的粘泥控制方法,具有:第一工序,间歇地添加氧化系粘泥抑制剂,并将含有所述氧化系粘泥抑制剂的被处理水间歇地供给至逆渗透膜装置;以及
第二工序,在至少所述第一工序的添加期间以外的期间中添加有机系粘泥抑制剂,并将含有所述有机系粘泥抑制剂的被处理水供给至逆渗透膜装置。
·〔3〕根据所述〔1〕或〔2〕记载的方法,其中所述氧化系粘泥抑制剂的添加浓度是以高于所述有机系粘泥抑制剂的添加浓度的方式进行调整。
·〔4〕根据所述〔1〕至〔3〕中任一项记载的方法,其中在运转期间3天中添加1次以上的所述氧化系粘泥抑制剂。
·〔5〕根据所述〔1〕至〔4〕中任一项记载的方法,其中每1次添加10分钟以上的所述氧化系粘泥抑制剂。
·〔6〕根据所述〔1〕至〔5〕中任一项记载的方法,其中以总氯浓度计添加0.1mg/L以上的所述氧化系粘泥抑制剂。
·〔7〕根据所述〔1〕至〔6〕中任一项记载的方法,其中添加0.01mg/L以上的所述有机系粘泥抑制剂。
·〔8〕根据所述〔1〕至〔7〕中任一项记载的方法,其中所述氧化系粘泥抑制剂为结合卤素剂,适宜的是选自氯胺化合物、稳定化溴化物及卤化乙内酰脲化合物中的一种或两种以上,更适宜的是氯胺化合物和/或稳定化溴化物。
·〔9〕根据所述〔1〕至〔8〕中任一项记载的方法,其中所述有机系粘泥抑制剂为选自异噻唑啉化合物、卤代氰基乙酰胺化合物、醛化合物、及肟化合物中的一种或两种以上,适宜的是选自2,2-二溴-3-氮基丙酰胺(DBNPA)、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(Cl-MIT)、及2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT)、及戊二醛中的一种或两种以上。
·〔10〕一种水处理装置或水处理水系统,实施根据所述〔1〕及〔3〕至〔9〕中任一项记载的逆渗透膜装置的运转方法、或者根据所述〔2〕至〔9〕中任一项记载的逆渗透膜装置中应用的粘泥控制方法。水处理装置或水处理水系统优选为至少具有逆渗透膜装置,且进而在所述逆渗透膜装置的上游具有安全滤器装置。另外,优选为具有用于在向逆渗透膜装置供给之前进行预处理的安全滤器装置,由此可将经安全滤器处理后的被处理水供给至逆渗透膜装置。
·〔11〕也可包括以实施根据所述〔1〕至〔9〕中任一项记载的方法的方式构成的、水处理装置或水处理水系统、或者控制部或控制装置,所述控制部也可包括CPU,所述控制装置适宜的是计算机装置。也可为具有所述控制部或所述控制装置的水处理装置或水处理水系统。
·〔12〕一种渗透膜装置的运转系统或逆渗透膜装置中应用的粘泥控制系统,使计算机实施根据所述〔1〕至〔9〕中任一项记载的方法。
·〔13〕一种程序,使计算机实施根据所述〔1〕至〔9〕中任一项记载的方法。
·〔14〕一种程序或保存有所述程序的计算机可读介质、或者包含所述程序或所述介质的装置,所述程序使计算机实现包含第一功能、以及第二功能的逆渗透膜装置的运转,所述第一功能执行间歇地添加氧化系粘泥抑制剂,并将含有所述氧化系粘泥抑制剂的被处理水间歇地供给至逆渗透膜装置的第一工序,
所述第二功能执行在至少所述第一工序的添加期间以外的期间中添加有机系粘泥抑制剂,并将含有所述有机系粘泥抑制剂的被处理水供给至逆渗透膜装置的第二工序。一种以实施所述程序的方式构成的控制部、水处理装置、控制系统及水处理水系统。
实施例
列举以下的实施例及比较例,对本发明的实施方式进行说明。再者,本发明的范围并不限定于实施例。
<试验例1>
向原水中添加基质,促进基于微生物的生物污垢效果。具体而言,向原水中添加以C计为50mg/L的乙醇、以N计为10mg/L的氯化铵、以P计为0.5mg/L的磷酸二氢钠来作为基质,并将如此而得的物质作为被处理水。原水(被处理水)的pH值为6~8,TOC为1mg/L,ORP为300mV,水温为25℃。
利用泵将所述被处理水加压至1.5MPa,并作为供给水(水量为100mL/min,水压为0.2MPa,水温为25℃),供给至RO膜装置的浓缩液室而进行RO膜处理。RO膜装置是使用将芳香族聚酰胺系RO膜的4英寸螺旋型RO膜组件(日东电工(股)制造,ES20)填充至1根容器(vessel)中而成的RO膜装置。供给水的流速以每1根8英寸螺旋式模块计为3m3/h~10m3/h。所谓差压的变化,是指将测定开始时的压力设定为0kPa,与开始后的每一通水时间的压力的差的变化。
<对于逆渗透膜的粘泥抑制的评价方法>
在评价对于逆渗透膜的粘泥抑制时,使用非专利文献1(J.S.弗鲁温维尔德等人(J.S.Vrouwenvelder et.al.))中记录的膜污垢模拟器,在表1中记录的条件下测定直至差压增加100kPa所需的天数,将达到所述差压之日设为产生了生物污垢之日、即闭塞日。评价为:造成所述闭塞的天数越长,越可抑制粘泥。
〔比较例1-1〕:未添加药品
〔比较例1-2〕:单氯胺磺酸钠按照以总氯浓度(T-Cl)计为1.5mg/L的量,从开始0天起直至闭塞为止,一直添加所述单独的药剂。
比较例3:Cl-MIT按照以Cl-MIT计为0.15mg/L的量,从开始0天起直至闭塞为止,一直添加所述单独的药剂。
〔实施例1-1〕:并行地一起进行<J1-1>的第一工序与<J2-2>的第二工序。
在<J1-1>中,从开始0天起,每天从上午8点开始,以2小时且按照以T-Cl计为6mg/L的量向被处理水中添加作为氧化系粘泥抑制剂的单氯胺磺酸钠,并将包含所述药剂的被处理水供给至RO膜装置。
在<J2-2>中,从开始0天起,按照以药剂质量(Cl-MIT)计为0.15mg/L的量一直添加作为有机系粘泥抑制剂的Cl-MIT(5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮),并将包含所述药剂的被处理水供给至RO膜装置。在一直添加的情况下,从0天起开始向被处理水中添加药剂后,直至变得堵塞为止,不停止所述药剂的添加而将所述药剂连续地添加至被处理水中,并将包含所述药剂的被处理水供给至逆渗透膜。关于<J1-1>及<J2-2>的添加时期重复的期间,将包含这些的被处理水供给至RO膜装置。
<包含单氯胺磺酸钠的药剂的制备>
以氢氧化钠(岸田(KISHIDA)化学股份有限公司制造)成为48质量%的方式,使用纯水制备氢氧化钠水溶液。将所述预先制备的氢氧化钠水溶液19.5g与纯水7.5g混合后,添加酰胺硫酸(胺磺酸)(岸田(KISHIDA)化学股份有限公司制造)15.0g并进行混合。其后,进而添加有效氯浓度为12质量%的次氯酸钠(旭硝子股份有限公司制造)58.0g并进行混合,制备单氯胺磺酸试剂。再者,本药剂的总氯浓度以Cl2计为7质量%。
[表1]
表(Table)1:试验例1
根据表1所示的这些通水结果,可确认到以下内容。
可确认到:与分别一直添加单一的粘泥抑制剂相比,每隔几天便交替地添加不同的系统的粘泥抑制剂的情况更优选。
可确认到:通过并行地进行以一天一次、2小时来间歇添加氧化系粘泥抑制剂的第一添加工序、及一直添加有机系粘泥抑制剂的第二添加工序,从而闭塞天数变长,粘泥抑制作用更优异。
<试验例2>
使用向原水中添加以C计为1.4mg/L的异丙醇(isopropyl alcohol,IPA)、以P计为0.02mg/L的磷酸二氢钠来作为基质而成的被处理水,将被处理水的水温设定调整为30℃,而且采用以下条件作为杀菌剂添加条件,除此以外,在与<试验例1>相同的条件下实施试验。
〔比较例2-1〕
按照以药剂质量(Cl-MIT)计为0.1mg/L的量连续添加作为有机系粘泥抑制剂的Cl-MIT,并连续通水至RO膜装置。由此,包含药剂的被处理水向其下游的RO膜装置连续通水。
〔实施例2-1〕
依序反复进行如下操作:连续添加“一定时间”的第二工序的有机系粘泥抑制剂,继而,在第二工序的有机系粘泥抑制剂的添加停止的期间中,连续添加“一定时间”的第一工序的氧化系粘泥抑制剂。
由此,间歇地添加氧化系粘泥抑制剂,并向逆渗透膜装置连续通水“一定时间”的含有所述氧化系粘泥抑制剂的被处理水。另一方面,在“所述第一工序的添加期间以外的期间”中连续添加有机系粘泥抑制剂,并在“所述第一工序的添加期间以外的期间”中向逆渗透膜装置连续通水含有所述有机系粘泥抑制剂的被处理水。
具体而言,按照以药剂质量(Cl-MIT)计为0.1mg/L的量,在每天9:30至次日9:00为止的23.5小时的期间中连续添加第二工序中使用的作为有机系粘泥抑制剂的Cl-MIT,并向其下游的RO膜装置以所述规定的期间进行连续通水,且(2)按照以T-Cl计为5mg/L的量,在每天9:00至9:30为止的0.5小时的期间中连续添加第一工序中使用的作为氧化系粘泥抑制剂的单氯胺磺酸,并向其下游的RO膜装置以所述规定的期间进行连续通水。由此,依照包含有机系粘泥抑制剂的被处理水、包含氧化系粘泥抑制剂的被处理水、包含有机系粘泥抑制剂的被处理水…的顺序,供给至逆渗透膜装置。
将实施例2-1及比较例2-1中的直至6天为止的差压的变化(kpa)的结果示于图4中。显然,实施例2-1的压差上升变迟钝,因此获得如下结果:暗示实施例2-1的方法具有非常优异的粘泥抑制功能。进而,在实施例2-1中,以有机系粘泥抑制剂及氧化系粘泥抑制剂两者均低的浓度实施,但由于所述差压的变化即便经过6天也为10KPa以下,因此获得非常良好的粘泥抑制,由此,也可有效地确认到:即便为有机系粘泥抑制剂及氧化系粘泥抑制剂两者均低的浓度,也可良好地发挥粘泥抑制功能。
<试验例3>
使用向原水中添加以C计为50mg/L的乙醇、以N计为20mg/L的氯化铵、以P计为1.0mg/L的磷酸二氢钠来作为基质而成的被处理水,而且采用以下条件作为杀菌剂添加条件,除此以外,在与<试验例1>相同的条件下实施试验。
〔比较例3-1〕
按照以药剂质量(Cl-MIT)计为0.5mg/L的量连续添加作为有机系粘泥抑制剂的Cl-MIT,并向RO膜装置一直连续通水。由此,将包含药剂的被处理水向其下游的RO膜装置连续通水。
〔实施例3-1〕
并行地进行如下操作:“一直”连续添加第二工序的有机系粘泥抑制剂,以及“按照一定间隔且以一定时间”连续添加第一工序的氧化系粘泥抑制剂。
由此,间歇地添加氧化系粘泥抑制剂,并向逆渗透膜装置连续通水“一定时间”的含有所述氧化系粘泥抑制剂的被处理水。另一方面,在至少“所述第一工序的添加期间以外的期间”中“一直”连续添加有机系粘泥抑制剂,并向逆渗透膜装置“一直”连续通水含有所述有机系粘泥抑制剂的被处理水。由此,依照包含有机系粘泥抑制剂的被处理水、并用氧化系粘泥抑制剂及有机系粘泥抑制剂而包含此两者的被处理水、包含有机系粘泥抑制剂的被处理水…的顺序,供给至逆渗透膜装置。
具体而言,按照以药剂质量(Cl-MIT)计为0.5mg/L的量将第二工序中使用的作为有机系粘泥抑制剂的Cl-MIT一直连续通水,并将包含所述药剂的被处理水向其下游的RO膜装置一直连续通水。并且,在第一工序中,每隔1天并在9:00至10:00为止的1小时的期间中,按照以T-Cl计为25mg/L的量连续添加作为氧化系粘泥抑制剂的单氯胺磺酸,将包含所述药剂的被处理水向其下游的RO膜装置连续通水规定的期间。
将实施例3-1及比较例3-1中的直至19天为止的结果示于图5中。显然,实施例3-1的压差上升变迟钝,因此获得如下结果:暗示实施例3-1的方法具有非常优异的粘泥抑制功能。进而,在实施例3-1中,以氧化系粘泥抑制剂高的浓度实施,但由于所述差压的变化即便经过16天也为10KPa以下,因此获得非常良好的粘泥抑制,由此,也可有效地确认到可良好地发挥粘泥抑制功能。
<试验例4>
使用向原水中添加以C计为30mg/L的乙醇、以N计为10mg/L的氯化铵、以P计为0.5mg/L的磷酸二氢钠来作为基质而成的被处理水,将被处理水的水温设定调整为20℃,而且设定为表2所示的粘泥抑制剂的添加期间及添加浓度,除此以外,在与<试验例1>相同的条件下实施试验。
在表2中的“间歇添加(每天9:00-9:30)”中,在每天9:00-9:30的期间中连续添加氧化系粘泥抑制剂,在除此以外的9:30-次日9:00的期间中并不添加。连续添加“30分钟”的所述氧化系粘泥抑制剂,并将包含所述药剂的被处理水向其下游的RO膜装置连续通水“30分钟”。
在表2中的“间歇添加(每天21:00-21:30)”中,在每天21:00-21:30的期间中连续添加有机系粘泥抑制剂,在除此以外的21:30-次日21:00的期间中并不添加。连续添加“30分钟”的所述有机系粘泥抑制剂,并将包含所述药剂的被处理水向其下游的RO膜装置连续通水“30分钟”。
在表2中的“一直添加”中,从试验开始时至试验结束时为止“一直”连续添加药剂。在所述期间中,“一直”连续添加药剂,并将包含所述药剂的被处理水向RO膜装置“一直”连续通水。
另外,在比较例4-6、比较例4-7、实施例4-1中,如表2所示,并行地进行第一工序及第二工序。
在以下的表2中示出药品添加条件与差压到达100kPa所需的天数。如表2所示,获得了如下结果:暗示并行地进行间歇地添加氧化系粘泥抑制剂的第一添加工序、及一直添加有机系粘泥抑制剂的第二添加工序的处理中,闭塞天数最长,粘泥抑制作用最优异。
[表2]
表(Table)2:试验例4
符号的说明
1:水系统
2:逆渗透膜装置
3:安全滤器
4:固液分离装置
5:凝缩装置
10:第一药剂添加装置
第二药剂添加装置
Claims (8)
1.一种逆渗透膜装置的运转方法,具有:第一工序,间歇地添加氧化系粘泥抑制剂,并将含有所述氧化系粘泥抑制剂的被处理水间歇地供给至逆渗透膜装置;以及
第二工序,在至少所述第一工序的添加期间以外的期间中添加有机系粘泥抑制剂,并将含有所述有机系粘泥抑制剂的被处理水供给至逆渗透膜装置。
2.根据权利要求1所述的逆渗透膜装置的运转方法,其中所述氧化系粘泥抑制剂的添加浓度是以高于所述有机系粘泥抑制剂的添加浓度的方式进行调整。
3.根据权利要求1或2所述的逆渗透膜装置的运转方法,其中在运转期间3天中添加1次以上的所述氧化系粘泥抑制剂。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的逆渗透膜装置的运转方法,其中每1次添加10分钟以上的所述氧化系粘泥抑制剂。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的逆渗透膜装置的运转方法,其中以总氯浓度计添加0.1mg/L以上的所述氧化系粘泥抑制剂。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的逆渗透膜装置的运转方法,其中添加0.01mg/L以上的所述有机系粘泥抑制剂。
7.一种逆渗透膜装置中应用的粘泥控制方法,具有:第一工序,间歇地添加氧化系粘泥抑制剂,并将含有所述氧化系粘泥抑制剂的被处理水间歇地供给至逆渗透膜装置;以及
第二工序,在至少所述第一工序的添加期间以外的期间中添加有机系粘泥抑制剂,并将含有所述有机系粘泥抑制剂的被处理水供给至逆渗透膜装置。
8.一种水处理装置,实施如权利要求1至6中任一项所述的逆渗透膜装置的运转方法、或如权利要求7所述的逆渗透膜装置中应用的粘泥控制方法。
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