JP2008229418A - 工業用水の処理方法および処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】工業用水を凝集処理し、凝集処理水を分画分子量5,000〜250,000のUF膜で処理した後、UF膜の膜濾過水をRO膜処理する。工業用水中には、多糖類が主体と考えられる高分子有機成分が含まれ、RO膜のフラックス低下の原因となるがこの高分子有機成分は、分画分子量5,000〜250,000のUF膜にて除去可能であり、UF膜による前処理によりRO膜性能の低下を防止することができる。
【選択図】図1
Description
このため、電子部品、食品や医薬品の製造または発電所などにおいて使用される純水や超純水を、工業用水の脱塩処理で高純度化することにより製造する場合、工業用水の脱塩処理には、近年、RO膜が用いられるようになってきている。
(1) 工業用水を生物処理した後、限外濾過(UF)膜または精密濾過(MF)膜処理する(特許文献1)。
(2) 工業用水を凝集処理した後、砂濾過し、次いでMF膜またはUF膜処理する(特許文献2)。
(3) 工業用水に凝集剤を添加してMF膜処理する(特許文献3)。
1)工業用水中には、多糖類が主体と考えられる高分子有機成分が含まれ、RO膜の性能低下(フラックス低下)の原因となる。
2)工業用水中の高分子有機成分は、分画分子量5,000〜250,000、好ましくは10,000〜250,000のUF膜にて除去可能であり、UF膜による前処理によりRO膜性能の低下が防止できる。
3)工業用水中の高分子有機成分はUF膜を閉塞させる。UF膜の性能を維持するためには、前凝集処理および塩素系薬液による定期的な洗浄が効果的である。
4)凝集処理とUF膜処理との組み合わせにおいては、UF膜の性能維持だけでなく、凝集処理による溶存有機物成分の粗大化により、UF膜単独処理時よりも高分子有機成分を含む有機成分の除去性を高めることができ、より一層RO膜の性能の低下を抑制することができる。
これは、鉄、マンガンの塩素酸化による析出は、時間を要するためにできるだけ早い段階で塩素剤は添加することが好ましく、また、凝集剤そのものが酸性を呈するため、凝集剤添加後にpH調整剤を添加して有効pH範囲に調整することが好ましいためである。
本発明において用いるRO膜の膜素材に特に制限はなく、例えば、ポリアミド系RO膜、セルロースエステル系RO膜、ポリスルホン系RO膜、ポリイミド系RO膜などを用いることができる。また、RO膜の形態にも特に制限はなく、相転換膜、複合膜のいずれにも用いることができる。これらの中でも、膜支持体となるUF膜にポリスルホンを用い、緻密層に架橋ポリアミド、線状ポリアミド、ポリピペラジンアミドなどを用いたポリアミド系RO膜はより低圧で運転でき、塩除去率も高いRO膜として好適に用いることができる。
工業用水を分画分子量10,000のUF膜(「バイオマックスPBGC」ミリポア社製:膜素材ポリエーテルスルホン)にて膜濾過した後、膜濾過水を平膜型RO膜(「ES20)日東電工社製:膜素材ポリアミド系複合膜)に通水して処理した。
なお、工業用水(pH=7.2,TOC=1.3mg/L)は、UF膜による処理に先立ち、硫酸を添加してpH=6に調整するとともに、工業用水中の鉄、マンガン成分の析出を目的に、次亜塩素酸ナトリウム(有効塩素濃度12重量%)を残留塩素濃度として1mg/L添加した。
図2より明らかなように、RO膜処理におけるフラックスは、初期のフラックスJ0に対し、通水7日後でも0.85(85%)を維持可能であった。
UF膜として分画分子量100,000のUF膜(「バイオマックスPBHK」ミリポア社製)を用いたこと以外は実施例1と同様の試験を実施し、フラックス比J/J0の経時変化を図2に示した。
図2より明らかなように、通水7日後でもJ/J0は0.8(80%)を維持可能であった。
UF膜として分画分子量300,000のUF膜(「バイオマックスPBMK」ミリポア社製)を用いたこと以外は実施例1と同様の試験を実施し、フラックス比J/J0の経時変化を図2に示した。
図2より明らかなように、通水7日後には、J/J0は0.6(60%)以下まで低下した。
UF膜処理を実施せず、公称孔径0.1μmのMF膜(「VVLP」ミリポア社製)により膜濾過処理を実施したこと以外は実施例1と同様の試験を実施し、フラックス比J/J0の経時変化を図2に示した。
図2より明らかなように、通水7日後には、J/J0は0.4(40%)以下まで低下した。
工業用水にポリ塩化アルミニウム(アルミナ10重量%含有)100mg/Lを添加した後、UF膜に供給したこと以外は実施例1と同様に試験を実施した。pH調整および次亜塩素酸ナトリウムの添加も同様に行った。なお、添加は、次亜塩素酸ナトリウム、ポリ塩化アルミニウムそしてpH調整剤の順番に行った。
その結果、RO膜のフラックス比J/J0は、通水7日後も0.85(85%)以上を維持可能であった。
UF膜として分画分子量100,000のUF膜(「バイオマックスPBHK」ミリポア社製)を用いたこと以外は実施例3と同様の試験を実施した。
その結果、RO膜のフラックス比J/J0は、通水7日後も0.84(84%)を維持可能であった。
UF膜として分画分子量300,000のUF膜(「バイオマックスPBMK」ミリポア社製)を用いたこと以外は実施例3と同様の試験を実施した。
その結果、RO膜のフラックス比J/J0は、通水7日後には0.77(77%)まで低下した。
UF膜処理を実施せず、公称孔径0.1μmのMF膜(「VVLP」ミリポア社製)により膜濾過処理を実施したこと以外は実施例3と同様の試験を実施した。
その結果、RO膜のフラックス比J/J0は、通水7日後には0.7(70%)以下まで低下した。
2 UF膜分離装置
3 RO膜分離装置
Claims (6)
- 工業用水を分画分子量5,000〜250,000の限外濾過膜で処理する工程と、該限外濾過膜の膜濾過水を逆浸透膜処理する工程とを備えることを特徴とする工業用水の処理方法。
- 請求項1において、工業用水を凝集処理した後、前記限外濾過膜で処理することを特徴とする工業用水の処理方法。
- 請求項1または2において、前記限外濾過膜を塩素系薬液で洗浄する工程を備えることを特徴とする工業用水の処理方法。
- 工業用水を処理する、分画分子量5,000〜250,000の限外濾過膜を備える限外濾過膜処理手段と、該限外濾過膜処理手段の膜濾過水を処理する逆浸透膜処理手段とを有することを特徴とする工業用水の処理装置。
- 請求項4において、工業用水を凝集処理する凝集処理手段を有し、該凝集処理手段の処理水が、前記限外濾過膜処理手段に導入されることを特徴とする工業用水の処理装置。
- 請求項4または5において、前記限外濾過膜を塩素系薬液で洗浄する手段を備えることを特徴とする工業用水の処理装置。
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