JP2000042544A - 逆浸透膜法淡水化の前処理方法 - Google Patents

逆浸透膜法淡水化の前処理方法

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JP2000042544A
JP2000042544A JP10217637A JP21763798A JP2000042544A JP 2000042544 A JP2000042544 A JP 2000042544A JP 10217637 A JP10217637 A JP 10217637A JP 21763798 A JP21763798 A JP 21763798A JP 2000042544 A JP2000042544 A JP 2000042544A
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chlorine
osmosis membrane
water
pretreatment method
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Mikio Katsube
幹夫 勝部
Kazuhide Nitta
和秀 仁田
Masaaki Sekino
政昭 関野
Toshitaka Tanaka
利孝 田中
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Toyobo Co Ltd
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Toyobo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 塩素系滅菌剤注入によりバイオファウリング
を防止し、かつトリハロメタン等消毒副生成物発生を抑
える逆浸透膜法淡水化の前処理方法を提供する。 【解決手段】 逆浸透膜法淡水化装置における前処理方
法において、間欠的に被処理水に塩素系滅菌剤を注入す
ることで滅菌剤の存在時と未存在時を交互に発生にさ
せ、その際、(式1)で定義される注入率が0.01〜
0.95であることを特徴とする逆浸透膜法淡水化の前
処理方法。 (式1) I = (T /1440) * N (式中、Iは注入率[−]、Tは塩素系滅菌剤注入時間
[分]、Nは1日における注入回数を示す)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は逆浸透膜を利用した
淡水化の前処理方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】逆浸透膜を使用した淡水化の手順は図1
で示すように取水した被処理水に塩素を注入後、濾過器
等を通してから逆浸透膜へと供給する方法が一般的であ
る。まず取水ポンプ1で被処理水を取水し取水タンクに
蓄え、例えば、被処理水が海水の場合、電解塩素発生装
置4で得た塩素を注入して滅菌する。滅菌済み被処理水
をポンプ5で汲み上げ二層濾過器6で濾過させ濾過水タ
ンク7に蓄える。その濾過水をポンプ8で汲み上げ保安
フィルター9で更に濾過させる。このとき保安フィルタ
ー9の手前で硫酸によるpH調節を行う。保安フィルタ
ー9で濾過し高圧ポンプ10で運転圧力まで高めて逆浸
透膜モジュール11へと供給する。
【0003】この淡水化装置を耐塩素性を有していない
ポリアミド系等の合成逆浸透膜で使用する場合には、還
元剤を添加し逆浸透直前供給水の残留塩素を完全に除去
し塩素による性能低下を防がなければならない。一方、
セルロース系逆浸透膜や耐塩素性ポリアミド系逆浸透膜
は耐塩素性を有しているため塩素による性能低下を引き
起こしにくく、前記合成逆浸透膜の前処理方法のように
還元剤注入を必要としないのが現状である。
【0004】被処理水に残留塩素を存在させない運転を
続ければ、砂濾過やカートリッジフィルターや逆浸透膜
モジュール等、被処理水が滞留し易い場所において微生
物の発生(バイオファウリング)を引き起こしてしま
う。また、一旦塩素にて有機物が細かく分解され、塩素
が無い状態を作り上げてしまうと微生物が細かくされた
有機物を営養源として摂取し易くなり増殖を助長する。
そのため、塩素が存在しない系にて運転をし続けるとバ
イオファウリング発生の危険性が生じる。
【0005】一方、塩素滅菌剤を連続注入すると、常時
トリハロメタン等消毒副生成物を発生させてしまう問題
もある。
【0006】間欠的に淡水化装置に滅菌剤を注入する方
法として、特開平7−171565号公報に開示されて
いるが、この方法は塩素を常時注入し、間欠的に還元剤
を添加し残留塩素が無い系を作りあげる方法である。 し
かし、この方法では常時塩素を注入しているためトリハ
ロメタン等の消毒副生成物は常に発生させてしまう。更
に還元剤を注入するため薬品費がかかりコスト面におい
ても負担がかかる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は塩素により被処理水を滅菌させるが、トリハ
ロメタン等の消毒副生成物の発生を水道水質基準以下に
まで抑えることである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、以下のもので
ある。 逆浸透膜法淡水化装置における前処理方法におい
て、間欠的に被処理水に塩素系滅菌剤を注入することで
滅菌剤の存在時と未存在時を交互に発生にさせ、その
際、(式1)で定義される注入率が0.01〜0.95
であることを特徴とする逆浸透膜法淡水化の前処理方
法。 (式1) I = (T /1440) * N (式中、Iは注入率[−]、Tは塩素系滅菌剤注入時間
[分]、Nは1日における注入回数を示す) 塩素系滅菌剤が塩素である上記記載の逆浸透膜法
淡水化の前処理方法。 逆浸透膜直前での残留塩素濃度が0.1〜5mg/
lである上記記載の逆浸透膜法淡水化の前処理方法。 逆浸透膜がセルロース系逆浸透膜である上記乃至
記載の逆浸透膜法淡水化の前処理方法。 逆浸透膜が耐塩素性ポリアミド系逆浸透膜である上
記乃至記載の逆浸透膜法淡水化の前処理方法。 被処理水が海水である上記、、又は記載の
逆浸透膜法淡水化の前処理方法。 被処理水が河川水及び湖沼水である上記、、
又は記載の逆浸透膜法淡水化の前処理方法。
【0009】塩素系滅菌剤とは塩素、次亜塩素酸ナトリ
ウム、次亜塩素酸カルシウム等や、トリハロメタン等の
生成を抑えるクロラミン、二酸化塩素等を示している
が、これらに限定されるものではない。
【0010】被処理水中に塩素滅菌剤を添加することで
微生物等を滅菌することが必要だが、連続注入になると
トリハロメタン等の消毒副生成物が常に発生する。逆に
残留塩素濃度を減少させて消毒副生成物発生量を低減さ
せようとすると、残留塩素が完全に消費されてしまい、
塩素で細かく分解された有機物を営養源として微生物等
が逆浸透膜表面に発生し付着や汚染を起こしたり、膜を
侵食したりする危険性が発生する。そのため、これらの
障害が発生しない塩素滅菌剤の注入条件を決定する必要
がある。
【0011】残留塩素濃度が0.1mg/l以下では配
管等での微生物の発生を抑える事が困難である。また逆
浸透膜直前で1mg/l以上になるとセルロース系逆浸
透膜の性能低下を引き起こす可能性が高くなる。故に被
処理水への注入時の残留塩素濃度は0.2〜10mg/
lであるようし、逆浸透膜直前では0.2〜1mg/l
にする。逆浸透膜直前での残留塩素濃度において好まし
くは0.2〜0.5mg/lであるようにする。更に好
ましくは0.2〜0.4mg/lであるようにする。
【0012】塩素系滅菌剤の注入率は、(式1)の関係
にて決定する。 (式1) I = (T / 1440) * N ここで、Iは注入率[−]、Tは塩素系滅菌剤注入時間
[分]、Nは1日における注入回数を示す。注入率が
0.01以下であると被処理水での微生物等を滅菌する
ことが困難となり、バイオファウリング発生の危険性が
生じる。また、注入率が0.95以上であるとトリハロ
メタン発生量は連続注入時と同様になってしまう。故に
注入率は0.01〜0.95であるようにする。好まし
くは0.01〜0.5、更に好ましくは0.01〜0.
125にする。
【0013】本発明に適応する逆浸透膜において、セル
ロース系逆浸透膜は耐塩素性を有した酢酸セルロース類
高分子重合体にて形成されており、耐塩素性ポリアミド
系逆浸透膜は特開昭62−244404号公報に開示さ
れているような耐酸化性の高いポリアミド高分子重合体
にて形成されている。
【0014】
【作用】本発明は前記問題点を解決するため、第1図で
示すように塩素滅菌剤を間欠的に注入できる逆浸透膜法
淡水化装置を用いて塩素系滅菌剤によるバイオファウリ
ング防止とトリハロメタン等の消毒副生成物を水道基準
以下までに抑止するものである。
【0015】塩素系滅菌剤は被処理水が海水の場合、海
水を電気分解して塩素を得る電解塩素発生装置又は、次
亜塩素酸ナトリウム溶液、次亜塩素酸カルシウム溶液又
はクロラミン、二酸化塩素等を使用して確保するが、こ
れに限定されない。
【0016】残留塩素濃度はHACH社製POCKET COLOR
IMETERを使用して測定した。この測定装置の測定限界は
0.01mg/lまでである。
【0017】被処理水及び処理水の塩濃度は東亜電波工
業製の電気電導度計(CM-30ET) を使用した。
【0018】濃縮処理水中の微生物数はASTM−F6
0に示された方法で測定を行った。
【0019】
【実施例】以下に、本発明の実施例を説明するが、本発
明はこれらに限定されるものではない。
【0020】(実施例1)まず取水ポンプ1で被処理水
である海水を取水し取水タンクに蓄え、そこに電解塩素
発生装置4で得た塩素滅菌剤を注入し滅菌した。滅菌済
み海水及び未滅菌海水をポンプ5で汲み上げ二層濾過器
6で濾過させ濾過水タンク7に蓄えた。この濾過水をポ
ンプ8で汲み上げ保安フィルター9で濾過させ、保安フ
ィルター9の手前で硫酸によるpH調節を行った。そし
て高圧ポンプ10でこの海水を運転圧力まで高めて逆浸
透膜モジュール11へと供給した。このとき薬注ポンプ
3はタイマーによって制御され、定めた注入率だけ注入
するようにポンプが作動する操作を繰り返し行わせた。
【0021】約20℃の海水に滅菌用塩素を注入し約2
mg/lの濃度にさせ、逆浸透膜モジュール入口で残留
塩素が0.2〜0.8mg/lになるようにした。注入
率を0.021として塩素滅菌剤を注入し6カ月間の連
続運転で行った。このとき供給水のpHは6.5に、ま
た回収率は60%に保たせた。この測定での処理水分析
結果を表1に示す。
【0022】表1に示す通り6カ月を経過しても濃縮処
理水の微生物数の増加は見られなかった。また、トリハ
ロメタン等の消毒副生成物も水質基準以下であった。
【0023】(実施例2)実施例1と同様の装置におい
て電解塩素発生装置4を使用せず、次亜塩素酸ナトリウ
ム溶液の入った薬液タンク13から薬液ポンプ12より
塩素滅菌剤を注入した。このとき薬注ポンプ13はタイ
マーによって制御され、設定した注入率だけ注入するよ
うにポンプが作動する操作を繰り返し行わせた。
【0024】約30℃の海水に塩素滅菌剤を注入し逆浸
透膜モジュール入口で残留塩素が0.2〜0.3mg/
lになるようにした。注入率を0.021として塩素滅
菌剤を注入し注入し20カ月間の連続運転で行った。こ
のとき供給水のpHは6.5に、また回収率は30%に
保たせた。この測定での処理水分析結果を第1表に示
す。
【0025】表1に示す通り20カ月を経過しても濃縮
処理水の微生物数の増加は見られなかった。また、トリ
ハロメタン等の消毒副生成物も水質基準以下であった。
【0026】(比較例1)実施例と同様な装置を使用
し、比較のために実施した例を示す。比較例1では連続
塩素注入条件で行った。約20の海水を供給水として逆
浸透膜モジュール入口で残留塩素を0.2〜0.3mg
/lになるようにした。このとき、供給水のpHは6.
5に保たせ、回収率を60%に保たせた。この測定での
処理水分析結果を第1表に示す。
【0027】表1に示す通り濃縮処理水の微生物数の増
加は見られなかった。しかし、トリハロメタン等の消毒
副生成物は水質基準以下でありながらも発明した方法に
比べて多く生成した。
【0028】(比較例2)実施例と同様な装置を使用
し、塩素滅菌剤未注入の条件で実施した。それ以外の条
件は実施例と同じ条件である。この測定での処理水分析
結果を表1に示す。
【0029】表1に示すように塩素滅菌剤未注入条件で
は微生物が発生し、6ヶ月には性能低下を引き起こし運
転不能に陥った。
【0030】
【発明の効果】淡水化の前処理方法において塩素滅菌剤
を注入率0.01〜1にて間欠的に注入することによっ
てバイオファウリング防止すると共に透過水のトリハロ
メタン濃度を連続塩素注入に比べて低減させることがが
出来る。
【0031】
【表1】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明での淡水化装置の概略図である。
【符号の説明】
1 取水ポンプ 2 取水タンク 3 ポンプ 4 電解塩素発生装置 5 ポンプ 6 二層濾過器 7 濾過水タンク 8 ポンプ 9 保安フィルター 10 高圧ポンプ 11 逆浸透膜モジュール 12 薬注ポンプ 13 薬液タンク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C02F 1/50 520 C02F 1/50 520F 531 531M 550 550L 550C 560 560E (72)発明者 田中 利孝 山口県岩国市灘町1番1号 東洋紡績株式 会社岩国機能膜工場内 Fターム(参考) 4D006 GA03 KA01 KA03 KD06 KD11 KD23 KD24 KD30 KE15Q KE30R MB18 MC11 MC18 MC54 PA01 PB03 PB04 PB24

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 逆浸透膜法淡水化装置における前処理方
    法において、間欠的に被処理水に塩素系滅菌剤を注入す
    ることで滅菌剤の存在時と未存在時を交互に発生にさ
    せ、その際、(式1)で定義される注入率が0.01〜
    0.95であることを特徴とする逆浸透膜法淡水化の前
    処理方法。 (式1) I = (T /1440) * N (式中、Iは注入率[−]、Tは塩素系滅菌剤注入時間
    [分]、Nは1日における注入回数を示す)
  2. 【請求項2】 塩素系滅菌剤が塩素である請求項1記載
    の逆浸透膜法淡水化の前処理方法。
  3. 【請求項3】 逆浸透膜直前での残留塩素濃度が0.1
    〜5mg/lである請求項2記載の逆浸透膜法淡水化の
    前処理方法。
  4. 【請求項4】 逆浸透膜がセルロース系逆浸透膜である
    請求項1乃至3記載の逆浸透膜法淡水化の前処理方法。
  5. 【請求項5】 逆浸透膜が耐塩素性ポリアミド系逆浸透
    膜である請求項1乃至3記載の逆浸透膜法淡水化の前処
    理方法。
  6. 【請求項6】 被処理水が海水である請求項1、2、4
    又は5記載の逆浸透膜法淡水化の前処理方法。
  7. 【請求項7】 被処理水が河川水及び湖沼水である請求
    項1、2、4又は5記載の逆浸透膜法淡水化の前処理方
    法。
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