JP2011110531A - 淡水化装置及び淡水化方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】塩素処理した後の原水に対して還元剤を用いて中和処理する際に、円滑且つ効率的に行うことができる淡水化装置及び淡水化方法を提供する。
【解決手段】塩素含有水12を添加した原水11中の濁質分を濾過する前処理膜13aを有する前処理装置13と、前記前処理装置13からの濾過水から塩分を除去して透過水を生産する逆浸透膜16を有する逆浸透膜装置17と、前記逆浸透膜装置17の前流側において、添加した塩素を中和する還元剤注入装置30とを具備してなり、前記還元剤注入装置30が、濾過水14の一部14aを抜き出して、定量用のSBS溶液18を添加しつつ、還元剤と塩素との酸化還元電位の最大変化部(当量点)を求め、この当量点に対応する還元剤添加濃度(Csm)を求め、この濃度に対応したSBS溶液18を濾過水14中に供給し、塩素を中和する。
【選択図】図1
【解決手段】塩素含有水12を添加した原水11中の濁質分を濾過する前処理膜13aを有する前処理装置13と、前記前処理装置13からの濾過水から塩分を除去して透過水を生産する逆浸透膜16を有する逆浸透膜装置17と、前記逆浸透膜装置17の前流側において、添加した塩素を中和する還元剤注入装置30とを具備してなり、前記還元剤注入装置30が、濾過水14の一部14aを抜き出して、定量用のSBS溶液18を添加しつつ、還元剤と塩素との酸化還元電位の最大変化部(当量点)を求め、この当量点に対応する還元剤添加濃度(Csm)を求め、この濃度に対応したSBS溶液18を濾過水14中に供給し、塩素を中和する。
【選択図】図1
Description
本発明は、塩素処理した後の原水を還元剤により中和処理する際に、円滑且つ効率的に行うことができる淡水化装置及び淡水化方法に関する。
海水淡水化設備においては、脱塩処理することにより原水(海水)を淡水化させて上水として使用するための海水淡水化装置(以下、淡水化装置という)が用いられている。
このような淡水化装置は、原水である海水中の濁質分を除去するために、MO膜(逆浸透膜)、UF膜(限外濾過膜)又はMF膜(精密濾過膜)等を用いた前処理装置が用いられている。また、原水に対しては、一般に殺菌、殺藻や有機物、鉄、マンガン、アンモニアなどを除去する目的で、塩素剤(塩素含有水)を原水に加える塩素処理を行っている。この塩素処理は、例えば液化塩素、次亜塩素酸ソーダ、塩水の電解によって生成する塩素などを用いるようにしている。
この塩素処理及び濾過処理したものを、RO膜を備えた逆浸透膜装置で脱塩処理している。
ところで、前記RO膜が塩素耐性の材料(例えば酢酸セルロール等)を用いている場合には、問題がないが、塩素耐性を有しない材料(例えばポリアミド膜)をRO膜としている場合には、逆浸透膜装置の前段側において、還元剤を用いて塩素の中和処理をする必要がある。
ところで、前記RO膜が塩素耐性の材料(例えば酢酸セルロール等)を用いている場合には、問題がないが、塩素耐性を有しない材料(例えばポリアミド膜)をRO膜としている場合には、逆浸透膜装置の前段側において、還元剤を用いて塩素の中和処理をする必要がある。
この還元剤として、例えば重亜硫酸ソーダ(Sodium bisulfate soda「SBS」という)が用いられている(特許文献1〜3)。
この従来の塩素処理及び中和処理を行う淡水化装置の一例を図5に示す。
この従来の塩素処理及び中和処理を行う淡水化装置の一例を図5に示す。
図5に示すように、従来の淡水化装置100は、塩素含有水12を供給した原水11中の濁質分を濾過する前処理膜13aを有する前処理装置13と、前記前処理装置13からの濾過水14から塩分を除去して透過水15を生産する逆浸透膜(RO膜)16を有する逆浸透膜装置17と、逆浸透膜装置17の前流側で濾過水14にSBS溶液18を供給する還元剤タンク19とを具備してなり、濁質分の除去と塩素処理とを行っている。なお、図5中、符号20は濃縮水、21a、21bは送液ポンプ、22は原水ライン、23は濾過水ライン、24は濃縮水ライン、25は透過水ラインを各々図示する。
ところで、塩素含有水12をSBS溶液18で中和する際には、塩素を直接定量するのが理想的であるが、分析装置が高価であるために、濾過水14中の酸化還元電位(ORP)を図示しないORP計により計測して、中和の終了を確認しているが、該ORP計は、原水11の性状(pH等)や、ORP電極の連続使用による電極汚れや、ORP計自体の製造要因のぶれ等の要因で絶対値が変動することがある。
このため、SBS溶液18を濾過水14に添加する際、添加後の原水11のORPの絶対値を直接測定し、これを目標値にSBS溶液の供給量を制御しようとすると、前記誤差の影響を受けてSBS溶液18の注入量不足、又は注入量過剰となり、この結果、注入量不足の場合には、後段の逆浸透膜16の損傷を起こしたり、注入量過剰の場合には、ランニングコストが嵩んだり、SBS起因の硫黄化合物が逆浸透膜に付着し、閉塞等の問題を引きおこしたりするような場合がある。
本発明は、前記問題に鑑み、塩素処理した後の原水に対して還元剤を用いて中和処理する際に、円滑且つ効率的に行うことができる淡水化装置及び淡水化方法を提供することを課題とする。
発明者は、上述した課題を解決するために、鋭意研究を行っていたが、ORP計の絶対値には個体差があるものの、酸化剤(塩素)とSBSの当量点でORP計の指示値が急激に変化する値については種々の変動要因の影響を受けずに、常に安定していることを見出し、本発明を完成させた。
即ち、上述した課題を解決するための本発明の第1の発明は、塩素含有水を添加した原水から塩分を除去して透過水を生産する逆浸透膜を有する逆浸透膜装置と、前記逆浸透膜装置の前流側において、添加した塩素を中和する還元剤注入装置とを具備し、前記還元剤注入装置が、原水の一部を抜き出して、定量用の還元剤溶液を添加しつつ、還元剤と塩素との酸化還元電位の最大変化部を求め、この当量点に対応する還元剤添加濃度を求め、この濃度に対応した還元剤溶液を原水に供給し、塩素を中和することを特徴とする淡水化装置にある。
即ち、上述した課題を解決するための本発明の第1の発明は、塩素含有水を添加した原水から塩分を除去して透過水を生産する逆浸透膜を有する逆浸透膜装置と、前記逆浸透膜装置の前流側において、添加した塩素を中和する還元剤注入装置とを具備し、前記還元剤注入装置が、原水の一部を抜き出して、定量用の還元剤溶液を添加しつつ、還元剤と塩素との酸化還元電位の最大変化部を求め、この当量点に対応する還元剤添加濃度を求め、この濃度に対応した還元剤溶液を原水に供給し、塩素を中和することを特徴とする淡水化装置にある。
第2の発明は、第1の発明において、塩素含有水を添加した原水中の濁質分を濾過する前処理膜を有することを特徴とする淡水化装置にある。
第3の発明は、第1又は2の発明において、還元剤注入装置は、濾過水の一部を抜き出す抜き出しラインと、抜出された抜出水に定量用の還元剤溶液を供給する定量用還元剤供給部と、定量用の還元剤溶液が添加された混合液の酸化還元電位を計測する酸化還元電位(ORP)計とを具備し、定量用の還元剤溶液を抜出水に供給しつつ酸化還元電位(ORP)計により両者の最大変化部である当量点を求め、求めた当量点に対応する還元剤添加濃度を求め、この当量点に対応する還元剤添加濃度となるように、逆浸透膜装置の前流側における濾過水に供給する還元剤溶液の添加量を算出し、還元剤タンクから還元剤溶液を原水に供給する制御を演算制御処理部により行うことを特徴とする淡水化装置にある。
第4の発明は、原水から塩分を除去して透過水を生産する逆浸透膜を有する逆浸透膜装置を用いて淡水化する方法であって、原水の一部を抜き出して、定量用の還元剤溶液を添加しつつ、還元剤と塩素との酸化還元電位の最大変化部である当量点を求め、この当量点に対応する還元剤添加濃度を求め、この濃度に対応した還元剤溶液を原水に供給し、逆浸透膜装置に供給する原水を中和することを特徴とする淡水化方法にある。
本発明によれば、塩素処理した後の原水に対し、還元剤を用いて中和処理する際に、濾過水の一部を抜き出して、別途ORP計測を行い、その当量点での中和情報を元に、原水に供給するSBS溶液の供給を最適化することができ、中和処理を確実に且つ効率的に行うことができる。
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
本発明に係る実施例に係る淡水化装置について、図面を参照して説明する。図1は、実施例に係る淡水化装置の概略図である。なお、従来技術で説明した淡水化装置の構成部材と同様の部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図1に示すように、本実施例に係る淡水化装置10は、塩素含有水12を添加した原水11中の濁質分を濾過する前処理膜13aを有する前処理装置13と、前記前処理装置13からの濾過水から塩分を除去して透過水を生産する逆浸透膜(RO膜)16を有する逆浸透膜装置17と、前記逆浸透膜装置17の前流側において、添加した塩素を中和する還元剤注入装置30とを具備してなり、前記還元剤注入装置30が、濾過水14の一部14aを抜き出して、定量用還元剤であるSBS溶液18a(図2参照)を添加しつつ、還元剤と塩素との酸化還元電位の最大変化部(当量点)を求め、この当量点に対応する還元剤添加濃度(Csm)を求め、この濃度に対応した還元剤であるSBS溶液18を濾過水14中に供給し、塩素を中和するものである。
図1に示すように、本実施例に係る淡水化装置10は、塩素含有水12を添加した原水11中の濁質分を濾過する前処理膜13aを有する前処理装置13と、前記前処理装置13からの濾過水から塩分を除去して透過水を生産する逆浸透膜(RO膜)16を有する逆浸透膜装置17と、前記逆浸透膜装置17の前流側において、添加した塩素を中和する還元剤注入装置30とを具備してなり、前記還元剤注入装置30が、濾過水14の一部14aを抜き出して、定量用還元剤であるSBS溶液18a(図2参照)を添加しつつ、還元剤と塩素との酸化還元電位の最大変化部(当量点)を求め、この当量点に対応する還元剤添加濃度(Csm)を求め、この濃度に対応した還元剤であるSBS溶液18を濾過水14中に供給し、塩素を中和するものである。
なお、本発明においては、塩素含有水12を添加した原水11中の濁質分を濾過するために、前処理膜13aを有する前処理装置13を設置した一例を示しているが、本発明はこれに限定されず、当該前処理装置13の設置を不要としてもよい。
図2は、本実施例に係る還元剤注入装置の一例を示す。
図2に示すように、本実施例に係る還元剤注入装置30は、前処理装置(図示せず)からの濾過水ライン23を流れる濾過水14の一部抜出水14aをサンプル水として抜出す抜出ライン31と、抜出された一部抜出水14aに定量用の還元剤溶液であるSBS溶液18aを供給する定量用還元剤供給部である定量用SBS供給タンク32と、定量用SBS溶液18aが添加された混合液14bの酸化還元電位を計測する電極33a及び測定部33bを有する酸化還元電位(ORP)計33とを具備するものである。
図2に示すように、本実施例に係る還元剤注入装置30は、前処理装置(図示せず)からの濾過水ライン23を流れる濾過水14の一部抜出水14aをサンプル水として抜出す抜出ライン31と、抜出された一部抜出水14aに定量用の還元剤溶液であるSBS溶液18aを供給する定量用還元剤供給部である定量用SBS供給タンク32と、定量用SBS溶液18aが添加された混合液14bの酸化還元電位を計測する電極33a及び測定部33bを有する酸化還元電位(ORP)計33とを具備するものである。
そして、定量用SBS溶液18aを一部抜出水14aに供給しつつORP計33により両者の最大変化部である当量点を求め、求めた当量点に対応する定量用SBS溶液18aの還元剤添加濃度(Csm)を求め、この還元剤添加濃度(Csm)となるように、逆浸透膜装置17の前流側における濾過水14に供給するSBS溶液18の添加量を算出し、還元剤タンク19からSBS溶液18を濾過水14に供給する流量調節制御の演算制御処理を演算装置34により行うようにしている。
図2中、符号35は一部抜出水14aを測定部33bに供給する定量ポンプ、36は定量用SBS溶液18aを供給する流量可変定量ポンプ、37はシーケンサー、38はSBS溶液18の供給量を制御する制御弁、39は流量調節計、46は排水を各々図示する。
図2中、符号35は一部抜出水14aを測定部33bに供給する定量ポンプ、36は定量用SBS溶液18aを供給する流量可変定量ポンプ、37はシーケンサー、38はSBS溶液18の供給量を制御する制御弁、39は流量調節計、46は排水を各々図示する。
図2に示すように、前処理装置13で前処理された濾過水14には塩素が含有されているので、塩素含有水12を含む濾過水14の一部抜出水14aをサンプル水として定量ポンプにて連続的に酸化還元電位(ORP)計の測定部33bに供給する。
シーケンサー37からの信号を受けた流量可変定量ポンプ36によりサンプル水である一部抜出水14aに定量用SBS溶液18aの供給流量を変えながら一定パターンで供給混合する。
シーケンサー37からの信号を受けた流量可変定量ポンプ36によりサンプル水である一部抜出水14aに定量用SBS溶液18aの供給流量を変えながら一定パターンで供給混合する。
次いで、混合液14bの酸化還元電位(ORP)を測定部33bで計測し、ORP計33とシーケンサー37とからの信号により、還元剤と塩素との酸化還元電位の最大変化部(当量点)を求め、この当量点に対応する還元剤添加濃度(Csm)を求め、この濃度に対応したSBS溶液18の供給流量を算出し、流量調節の制御弁38に信号を発信する演算機能を演算制御処理部34により行う。
ここで、前記操作において、ORP計33の測定部33bに供給される基準SBS濃度(Cs)を(1)式にて算出することができる。
また、基準SBS(Cs)の変化に対するORP値の最大変化を与える還元剤添加濃度(Csm)になるよう、逆浸透膜装置17に供給する濾過水14に添加するSBS溶液18の流量(F3)を(2)式にて算出することができる。
Cs=(F1×C1)/F2 …(1)
ここで、
Cs:サンプル水基準SBS濃度(mol/l)
C1:定量用SBS溶液濃度(mol/l)
F1:定量用SBS溶液流量(1/h)
F2:サンプル水流量(1/h)
F3=(F4×Csm)/C3 …(2)
F3:SBS溶液18の供給流量(1/h)
F4:RO供給水流量(1/h)
C3:SBS溶液濃度(mol/l)
Csm:当量点に対応する還元剤添加濃度(mol/l)
また、基準SBS(Cs)の変化に対するORP値の最大変化を与える還元剤添加濃度(Csm)になるよう、逆浸透膜装置17に供給する濾過水14に添加するSBS溶液18の流量(F3)を(2)式にて算出することができる。
Cs=(F1×C1)/F2 …(1)
ここで、
Cs:サンプル水基準SBS濃度(mol/l)
C1:定量用SBS溶液濃度(mol/l)
F1:定量用SBS溶液流量(1/h)
F2:サンプル水流量(1/h)
F3=(F4×Csm)/C3 …(2)
F3:SBS溶液18の供給流量(1/h)
F4:RO供給水流量(1/h)
C3:SBS溶液濃度(mol/l)
Csm:当量点に対応する還元剤添加濃度(mol/l)
ここで、演算装置34での演算内容と、流量調節計39への出力内容について説明する。
1) 一定流量のサンプル水14aに定量用SBS溶液18aを、供給流量を変えながら混合し、混合後の混合液14bの酸化還元電位(ORP)を、測定部33bの電極33aで測定し、ORP計33でその結果を求める。
ここで、定量用SBS溶液18aの供給流量は、あらかじめ変化パターンをプログラミングしたシーケンサー37からの信号により、流量可変定量ポンプ36を変化させることで行う。
2) 流量可変定量ポンプ36からORP測定部33bにいたる液の滞留時間および電極33aの検出遅れ等を考慮し、上記供給流量はステップ状に変化させ、一定時間、定量用SBS溶液18aの供給量を維持する変化パターンとする。
3) シーケンサー37からの定量用SBS溶液18aの供給流量信号は、同時に演算装置34にも送られ、ここでまず、ORP計33からのORP信号値と、サンプル水基準SBS濃度の関係を得る。
図3は、サンプル水基準SBS濃度(mol/l)と、ORP計測値(mV)との関係図である。なお、図3の上段の横軸には、SBS/Clモル比についても示している。
図3に示すとおり、横軸にORPの測定部33bに供給するサンプル水基準SBS濃度(Cs)を前出(1)式により算出して示し、縦軸には検出されたORP値の関係をプロットする。
前記(1)式にて、C1、F2の変数はあらかじめ演算装置34に入力しておき、F1は供給流量変化ごとにシーケンサー37から自動入力される。
4) 次に、演算装置34では図3よりSBS濃度変化に対し、ORPの変化が最大となるサンプル水基準SBS当量濃度が求められる。これが、当量点に対応する還元剤添加濃度(Csm)となる。
実測値を結んだスムージングカーブをSBS濃度(Cs)に対して微分することで自動的に求めることが可能である。
5) さらに、演算装置34にて前記当量点に対応する還元剤添加濃度(Csm)となるよう、逆浸透膜装置17の前流に供給するSBS溶液18の流量(F3)を(2)式により算出し、対応する信号が流量調節計39に発信される。
なお、(2)式にてF4、C3の変数はあらかじめ演算装置34に入力しておく。
6) なお、各機器の検出誤差等を考慮した場合には、(2)式の当量点に対応する還元剤添加濃度(Csm)の代わりに(Csm+α)を代入して算出したF3に対応する信号を、流量調節計39に発信することもできる。ここで、αの値は調整値として機器仕様、実際の海水での実測値により適宜決められる。
1) 一定流量のサンプル水14aに定量用SBS溶液18aを、供給流量を変えながら混合し、混合後の混合液14bの酸化還元電位(ORP)を、測定部33bの電極33aで測定し、ORP計33でその結果を求める。
ここで、定量用SBS溶液18aの供給流量は、あらかじめ変化パターンをプログラミングしたシーケンサー37からの信号により、流量可変定量ポンプ36を変化させることで行う。
2) 流量可変定量ポンプ36からORP測定部33bにいたる液の滞留時間および電極33aの検出遅れ等を考慮し、上記供給流量はステップ状に変化させ、一定時間、定量用SBS溶液18aの供給量を維持する変化パターンとする。
3) シーケンサー37からの定量用SBS溶液18aの供給流量信号は、同時に演算装置34にも送られ、ここでまず、ORP計33からのORP信号値と、サンプル水基準SBS濃度の関係を得る。
図3は、サンプル水基準SBS濃度(mol/l)と、ORP計測値(mV)との関係図である。なお、図3の上段の横軸には、SBS/Clモル比についても示している。
図3に示すとおり、横軸にORPの測定部33bに供給するサンプル水基準SBS濃度(Cs)を前出(1)式により算出して示し、縦軸には検出されたORP値の関係をプロットする。
前記(1)式にて、C1、F2の変数はあらかじめ演算装置34に入力しておき、F1は供給流量変化ごとにシーケンサー37から自動入力される。
4) 次に、演算装置34では図3よりSBS濃度変化に対し、ORPの変化が最大となるサンプル水基準SBS当量濃度が求められる。これが、当量点に対応する還元剤添加濃度(Csm)となる。
実測値を結んだスムージングカーブをSBS濃度(Cs)に対して微分することで自動的に求めることが可能である。
5) さらに、演算装置34にて前記当量点に対応する還元剤添加濃度(Csm)となるよう、逆浸透膜装置17の前流に供給するSBS溶液18の流量(F3)を(2)式により算出し、対応する信号が流量調節計39に発信される。
なお、(2)式にてF4、C3の変数はあらかじめ演算装置34に入力しておく。
6) なお、各機器の検出誤差等を考慮した場合には、(2)式の当量点に対応する還元剤添加濃度(Csm)の代わりに(Csm+α)を代入して算出したF3に対応する信号を、流量調節計39に発信することもできる。ここで、αの値は調整値として機器仕様、実際の海水での実測値により適宜決められる。
前記演算装置34から流量調節計39へ発信される信号は、前記1)〜5)までの一連のステップが完了する毎とし、その間隔はあらかじめ設定しておく。
ここで、従来においては、ORPの値は海水の性状(pH等)、ORP電極の汚れ、ORPセンサー自体のロット差等の要因で絶対値が変動している。したがってSBS溶液を添加する際、添加後の濾過水のORPの絶対値を直接測定し、これを目標値にSBS供給量を制御しようとすると、前記誤差の影響を受けてSBS注入量が不足、又は注入量が過剰となる。そして、注入量不足の場合には後段のRO膜の損傷を起こしたり、注入量過剰の場合には、ランニングコストがかさんだり、SBS起因の硫黄化合物がRO膜に付着して閉塞の問題を引きおこしていた。
これに対し、本発明においては、(1)塩素と還元剤であるSBS溶液との当量点でORP値が急激に変化すること、(2)当量点は海水の性状、ORP電極の汚れ、ORP電極等の従来では影響を受けていた変動要因の影響を受けず、常に安定していることを見出し、これに基づき、本発明の完成に至った。
すなわち、塩素含有水12として、例えば次亜塩素酸ナトリウム(NaClO)溶液を使用した場合、SBS(NaHSO3)溶液との酸化還元反応は次の式で示される。
NaClO+NaHSO3→NaHSO4+NaCl
本反応式にもとづき、NaClO/NaHSO3 =1(mol/mol)が当量点となり、この付近でORPは最大変化する。
NaClOを含むサンプル水中に加えるNaHSO3量を変化させ、図3に示したとおり、ORPが最大変化する当量点に対応する還元剤添加濃度((Csm)所謂還元剤添加濃度)を求めれば、これが当量濃度となる。
この当量点に対応する還元剤添加濃度(Csm)となるようRO供給水である濾過水14へのSBS溶液18の供給流量を前述した(2)式により算出し、SBS供給流量を調節する。
NaClO+NaHSO3→NaHSO4+NaCl
本反応式にもとづき、NaClO/NaHSO3 =1(mol/mol)が当量点となり、この付近でORPは最大変化する。
NaClOを含むサンプル水中に加えるNaHSO3量を変化させ、図3に示したとおり、ORPが最大変化する当量点に対応する還元剤添加濃度((Csm)所謂還元剤添加濃度)を求めれば、これが当量濃度となる。
この当量点に対応する還元剤添加濃度(Csm)となるようRO供給水である濾過水14へのSBS溶液18の供給流量を前述した(2)式により算出し、SBS供給流量を調節する。
本発明により、SBSを過不足なく安定して注入できるので、注入量不足および過剰注入に起因する前記諸問題が解決され、安定したSBSの供給制御が可能となる。
なお、本発明は原水11として海水に限定されるものでは無く、河川水、地下水等かん水に対しても適用可能である。
また、塩素含有水12として次亜塩素酸、塩素酸、塩素ガス溶解水等の有効塩素を含む塩素化合物であれば、すべて本発明が適用可能である。
なお、本発明は原水11として海水に限定されるものでは無く、河川水、地下水等かん水に対しても適用可能である。
また、塩素含有水12として次亜塩素酸、塩素酸、塩素ガス溶解水等の有効塩素を含む塩素化合物であれば、すべて本発明が適用可能である。
[試験例]
次に、本発明の効果を示す試験例について説明する。ここで、図4は、原水のpHを変化させた際におけるORP値とSBS/ClOモル比との関係図である。
本試験では、pHの値を三種類とした(pH=6.0、pH=6.5、pH=7.0)。
次に、本発明の効果を示す試験例について説明する。ここで、図4は、原水のpHを変化させた際におけるORP値とSBS/ClOモル比との関係図である。
本試験では、pHの値を三種類とした(pH=6.0、pH=6.5、pH=7.0)。
図4に示すように、pHの変動(pH=6.0、pH=6.5、pH=7.0)があった場合においても、ORPが最大変化する当量点に対応する還元剤添加濃度(Csm)はほぼ同じであり、還元剤の添加を確実に行うことができることが確認された。
よって、還元剤であるSBSを過不足なく安定して注入できるので、注入量不足および過剰注入に起因する従来技術における諸問題が解決され、安定したSBSの供給制御が可能となる。
以上のように、本発明に係る淡水化装置によれば、塩素処理した後の原水に対して還元剤を用いて中和処理する際に、円滑且つ効率的に行うことができる。
10、100 淡水化装置
11 原水
13a 前処理膜
13 前処理装置
14 濾過水
15 透過水
16 逆浸透膜
17 逆浸透膜装置
18 SBS溶液
19 還元剤タンク
30 還元剤注入装置
11 原水
13a 前処理膜
13 前処理装置
14 濾過水
15 透過水
16 逆浸透膜
17 逆浸透膜装置
18 SBS溶液
19 還元剤タンク
30 還元剤注入装置
Claims (4)
- 塩素含有水を添加した原水から塩分を除去して透過水を生産する逆浸透膜を有する逆浸透膜装置と、
前記逆浸透膜装置の前流側において、添加した塩素を中和する還元剤注入装置とを具備し、
前記還元剤注入装置が、
原水の一部を抜き出して、定量用の還元剤溶液を添加しつつ、還元剤と塩素との酸化還元電位の最大変化部を求め、この当量点に対応する還元剤添加濃度を求め、この濃度に対応した還元剤溶液を原水に供給し、塩素を中和することを特徴とする淡水化装置。 - 請求項1において、
塩素含有水を添加した原水中の濁質分を濾過する前処理膜を有することを特徴とする淡水化装置。 - 請求項1又は2において、
還元剤注入装置は、
濾過水の一部を抜き出す抜き出しラインと、
抜出された抜出水に定量用の還元剤溶液を供給する定量用還元剤供給部と、
定量用の還元剤溶液が添加された混合液の酸化還元電位を計測する酸化還元電位(ORP)計とを具備し、
定量用の還元剤溶液を抜出水に供給しつつ酸化還元電位(ORP)計により両者の最大変化部である当量点を求め、求めた当量点に対応する還元剤添加濃度を求め、この当量点に対応する還元剤添加濃度となるように、逆浸透膜装置の前流側における濾過水に供給する還元剤溶液の添加量を算出し、還元剤タンクから還元剤溶液を原水に供給する制御を演算制御処理部により行うことを特徴とする淡水化装置。 - 原水から塩分を除去して透過水を生産する逆浸透膜を有する逆浸透膜装置を用いて淡水化する方法であって、
原水の一部を抜き出して、定量用の還元剤溶液を添加しつつ、還元剤と塩素との酸化還元電位の最大変化部である当量点を求め、この当量点に対応する還元剤添加濃度を求め、この濃度に対応した還元剤溶液を原水に供給し、逆浸透膜装置に供給する原水を中和することを特徴とする淡水化方法。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101291353B1 (ko) * | 2011-03-23 | 2013-07-30 | 삼성중공업 주식회사 | 선박의 수처리 시스템 |
WO2013155036A1 (en) * | 2012-04-09 | 2013-10-17 | Nalco Company | Method and device for preventing corrosion in hot water systems |
JP2014128748A (ja) * | 2012-12-28 | 2014-07-10 | Hitachi Ltd | 淡水化システム |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6118668B2 (ja) * | 2013-07-03 | 2017-04-19 | 三菱重工業株式会社 | 水処理システム |
US20170073256A1 (en) * | 2015-09-11 | 2017-03-16 | Cameron Solutions, Inc. | System And Process To Protect Chlorine-Susceptible Water Treatment Membranes From Chlorine Damage Without The Use Of Chemical Scavengers |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07308671A (ja) * | 1994-05-16 | 1995-11-28 | Nitto Denko Corp | 逆浸透膜モジュ−ルによる海水淡水化での海水の前処理方法 |
JPH09192680A (ja) * | 1996-01-16 | 1997-07-29 | Hitachi Ltd | オゾン処理方法及びオゾン処理装置 |
JPH1090212A (ja) * | 1996-09-19 | 1998-04-10 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | 過酸化水素分解反応の終点を検出する方法及び該方法を用いた廃液からの硫酸の回収方法 |
JP2004000938A (ja) * | 2002-04-02 | 2004-01-08 | Toray Ind Inc | 造水方法 |
JP2005246158A (ja) * | 2004-03-02 | 2005-09-15 | Kobelco Eco-Solutions Co Ltd | 海水の淡水化処理法および装置 |
WO2006054351A1 (ja) * | 2004-11-19 | 2006-05-26 | Ebara Corporation | 下水道システム |
JP2007152192A (ja) * | 2005-12-02 | 2007-06-21 | Yokohama National Univ | 水質監視装置及び水処理設備 |
JP2008212915A (ja) * | 2007-03-02 | 2008-09-18 | Yoshizaki Mekki Kakosho:Kk | 六価クロム含有排水の還元処理後の排水に含まれる還元剤の適正濃度維持方法および装置 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07171565A (ja) | 1993-12-20 | 1995-07-11 | Toyobo Co Ltd | 海水淡水化の前処理方法 |
JP3641854B2 (ja) | 1995-08-28 | 2005-04-27 | 東レ株式会社 | 逆浸透膜分離方法および逆浸透膜分離装置 |
JP2004033800A (ja) * | 2002-06-28 | 2004-02-05 | Nomura Micro Sci Co Ltd | 残留塩素濃度の管理方法、超純水の製造方法および注入塩素濃度の管理方法 |
JP5726176B2 (ja) * | 2009-05-14 | 2015-05-27 | オムニ ウォーター ソリューションズ, エルエルシー | 内蔵型携帯用多モード水処理システムおよび方法 |
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07308671A (ja) * | 1994-05-16 | 1995-11-28 | Nitto Denko Corp | 逆浸透膜モジュ−ルによる海水淡水化での海水の前処理方法 |
JPH09192680A (ja) * | 1996-01-16 | 1997-07-29 | Hitachi Ltd | オゾン処理方法及びオゾン処理装置 |
JPH1090212A (ja) * | 1996-09-19 | 1998-04-10 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | 過酸化水素分解反応の終点を検出する方法及び該方法を用いた廃液からの硫酸の回収方法 |
JP2004000938A (ja) * | 2002-04-02 | 2004-01-08 | Toray Ind Inc | 造水方法 |
JP2005246158A (ja) * | 2004-03-02 | 2005-09-15 | Kobelco Eco-Solutions Co Ltd | 海水の淡水化処理法および装置 |
WO2006054351A1 (ja) * | 2004-11-19 | 2006-05-26 | Ebara Corporation | 下水道システム |
JP2007152192A (ja) * | 2005-12-02 | 2007-06-21 | Yokohama National Univ | 水質監視装置及び水処理設備 |
JP2008212915A (ja) * | 2007-03-02 | 2008-09-18 | Yoshizaki Mekki Kakosho:Kk | 六価クロム含有排水の還元処理後の排水に含まれる還元剤の適正濃度維持方法および装置 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101291353B1 (ko) * | 2011-03-23 | 2013-07-30 | 삼성중공업 주식회사 | 선박의 수처리 시스템 |
WO2013155036A1 (en) * | 2012-04-09 | 2013-10-17 | Nalco Company | Method and device for preventing corrosion in hot water systems |
JP2014128748A (ja) * | 2012-12-28 | 2014-07-10 | Hitachi Ltd | 淡水化システム |
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