JP2012183487A5 - - Google Patents

Description

本発明は、原水を陽イオン交換樹脂床塔で軟化処理して軟水を製造する硬水軟化工程と、硬水軟化工程で製造された軟水を気体分離膜モジュールで脱気処理する脱気処理工程と、脱気処理工程で得られた処理水を第１逆浸透膜モジュールで透過水と濃縮水とに分離する第１逆浸透膜分離工程と、を含み、前記陽イオン交換樹脂床塔においては、深さが３００〜１５００ｍｍの陽イオン交換樹脂床に対し、原水を下降流で通過させて軟水を製造する軟化プロセス；再生液を前記陽イオン交換樹脂床の頂部及び底部の両側から配液しながら、中間部で集液することにより再生液の対向流を生成して、前記陽イオン交換樹脂床の全体を再生させる再生プロセスを含んで運転され、再生プロセスでは、前記陽イオン交換樹脂床の底部を基点として深さ１００ｍｍに設定された硬度リーク防止床に対し、再生レベルが１〜６ｅｑ／Ｌ−Ｒとなる再生液量を供給する一方で、再生プロセス後の軟化プロセスでは、電気伝導率が１５０ｍＳ／ｍ以下、且つ全硬度が５００ｍｇＣａＣＯ_３／Ｌ以下の硬水を供給し、前記第１逆浸透膜モジュールは、膜表面に架橋全芳香族ポリアミドからなる負荷電性のスキン層が形成された逆浸透膜を有し、当該逆浸透膜は、濃度５００ｍｇ／Ｌ、ｐＨ７．０、温度２５℃の塩化ナトリウム水溶液を、操作圧力０．７ＭＰａ、回収率１５％で供給したときの水透過係数が１．５×１０^−１１ｍ^３・ｍ^−２・ｓ^−１・Ｐａ^−１以上、且つ塩除去率が９９％以上である、水処理方法に関する。

また、本発明は、原水を陽イオン交換樹脂床塔で軟化処理して軟水を製造する硬水軟化装置と、前記硬水軟化装置で製造された軟水を気体分離膜モジュールで脱気処理する脱気処理装置と、前記脱気処理装置で脱気処理された処理水を第１逆浸透膜モジュールで透過水と濃縮水とに分離する第１逆浸透膜分離装置と、前記陽イオン交換樹脂床塔に収容された、深さが３００〜１５００ｍｍの陽イオン交換樹脂床に対し、原水を下降流で通過させて軟水を製造する軟化プロセス；再生液を前記陽イオン交換樹脂床の頂部及び底部の両側から配液しながら、中間部で集液することにより再生液の対向流を生成して、前記陽イオン交換樹脂床の全体を再生させる再生プロセスに切り換え可能なバルブ手段と、再生プロセスにおいて、前記陽イオン交換樹脂床の底部を基点として深さが１００ｍｍに設定された硬度リーク防止床に対し、再生レベルが１〜６ｅｑ／Ｌ−Ｒとなる再生液量を供給する再生液供給手段と、再生プロセス後の軟化プロセスにおいて、電気伝導率が１５０ｍＳ／ｍ以下、且つ全硬度が５００ｍｇＣａＣＯ_３／Ｌ以下の原水を供給する原水供給手段と、を備え、前記第１逆浸透膜モジュールは、膜表面に架橋全芳香族ポリアミドからなる負荷電性のスキン層が形成された逆浸透膜を有し、当該逆浸透膜は、濃度５００ｍｇ／Ｌ、ｐＨ７．０、温度２５℃の塩化ナトリウム水溶液を、操作圧力０．７ＭＰａ、回収率１５％で供給したときの水透過係数が１．５×１０^−１１ｍ^３・ｍ^−２・ｓ^−１・Ｐａ^−１以上、且つ塩除去率が９９％以上である、水処理システムに関する。

ここで、操作圧力とは、ＪＩＳ Ｋ３８０２−１９９５「膜用語」で定義される平均操作圧力である。操作圧力は、ＲＯ膜モジュール６ｂの一次側の入口圧力と一次側の出口圧力との平均値を指す。
回収率とは、ＲＯ膜モジュール６ｂへの供給水（ここでは塩化ナトリウム水溶液）の流量Ｑ_１に対する透過水の流量Ｑ_２の割合（すなわち、Ｑ_２／Ｑ_１×１００）をいう。
水透過係数は、透過水量［ｍ^３／ｓ］を膜面積［ｍ^２］及び有効圧力［Ｐａ］で除した値であり、逆浸透膜の水の透過性能を示す指標である。すなわち、水透過係数は、単位有効圧力を作用させたときに単位時間に膜の単位面積を透過する水の量を意味する。有効圧力は、ＪＩＳ Ｋ３８０２−１９９５「膜用語」で定義され、操作圧力（平均操作圧力）から浸透圧差及び二次側圧力を差し引いた圧力である。
塩除去率は、膜を透過する前後の特定の塩類の濃度（ここでは塩化ナトリウム濃度）から計算される値であり、逆浸透膜の溶質の阻止性能を示す指標である。塩除去率は、ＲＯ膜モジュール６ｂへの入口濃度（Ｃ_１）および透過水の濃度（Ｃ_２）から、（１−Ｃ_２／Ｃ_１）×１００により求められる。

１，１Ａ，１Ｂ 水処理システム
３ 硬水軟化装置
４ 塩水タンク
５ 脱気処理装置
６ 逆浸透膜分離装置（第１逆浸透膜分離装置）
６ｂ ＲＯ膜モジュール（逆浸透膜）
７ 電気脱イオン装置（電気脱イオンモジュール）
８ 第２逆浸透膜分離装置
１０ 制御部
３１ 圧力タンク（陽イオン交換樹脂床塔）
３２ プロセス制御バルブ（バルブ手段）
３１１ 陽イオン交換樹脂床
３１３ 硬度リーク防止床
３２１ 頂部スクリーン
３２２ 底部スクリーン
３２３ 中間部スクリーン
Ｌ１ 原水ライン
Ｌ２ 軟水ライン
Ｌ３ 塩水ライン
Ｌ４ 排水ライン
Ｌ５，Ｌ６，Ｌ８，Ｌ１０ 通水ライン
Ｌ７，Ｌ９，Ｌ１１ 濃縮水ライン
Ｗ１ 原水
Ｗ２ 軟水
Ｗ３ 塩水（再生液）
Ｗ４ 排水
Ｗ５ 脱気水
Ｗ６ 透過水（第１透過水）
Ｗ７ 濃縮水（第１濃縮水）
Ｗ８ 脱イオン水
Ｗ９，Ｗ１１ 第２濃縮水
Ｗ１０ 第２透過水

Claims (10)

1. 原水を陽イオン交換樹脂床塔で軟化処理して軟水を製造する硬水軟化工程と、
   硬水軟化工程で製造された軟水を気体分離膜モジュールで脱気処理する脱気処理工程と、
   脱気処理工程で得られた処理水を第１逆浸透膜モジュールで透過水と濃縮水とに分離する第１逆浸透膜分離工程と、を含み、
   前記陽イオン交換樹脂床塔においては、深さが３００〜１５００ｍｍの陽イオン交換樹脂床に対し、原水を下降流で通過させて軟水を製造する軟化プロセス；再生液を前記陽イオン交換樹脂床の頂部及び底部の両側から配液しながら、中間部で集液することにより再生液の対向流を生成して、前記陽イオン交換樹脂床の全体を再生させる再生プロセスを含んで運転され、
   再生プロセスでは、前記陽イオン交換樹脂床の底部を基点として深さ１００ｍｍに設定された硬度リーク防止床に対し、再生レベルが１〜６ｅｑ／Ｌ−Ｒとなる再生液量を供給する一方で、再生プロセス後の軟化プロセスでは、電気伝導率が１５０ｍＳ／ｍ以下、且つ全硬度が５００ｍｇＣａＣＯ_３／Ｌ以下の硬水を供給し、
   前記第１逆浸透膜モジュールは、膜表面に架橋全芳香族ポリアミドからなる負荷電性のスキン層が形成された逆浸透膜を有し、
   当該逆浸透膜は、濃度５００ｍｇ／Ｌ、ｐＨ７．０、温度２５℃の塩化ナトリウム水溶液を、操作圧力０．７ＭＰａ、回収率１５％で供給したときの水透過係数が１．５×１０^−１１ｍ^３・ｍ^−２・ｓ^−１・Ｐａ^−１以上、且つ塩除去率が９９％以上である、
   水処理方法。
2. 第１逆浸透膜分離工程で得られた透過水を、電気脱イオンモジュール、イオン交換樹脂混床塔又は陽イオン交換樹脂単床塔で脱イオン処理する脱イオン処理工程を含む、
   請求項１に記載の水処理方法。
3. 第１逆浸透膜分離工程で得られた透過水を、更に第２逆浸透膜モジュールで透過水と濃縮水とに分離する第２逆浸透膜分離工程を含む、
   請求項１に記載の水処理方法。
4. 第２逆浸透膜分離工程で得られた透過水を、電気脱イオンモジュール、イオン交換樹脂混床塔又は陽イオン交換樹脂単床塔で脱イオン処理する脱イオン処理工程を含む、
   請求項３に記載の水処理方法。
5. 前記陽イオン交換樹脂床塔においては、再生プロセスの後に、原水を前記陽イオン交換樹脂床の頂部及び底部の両側から配液しながら、中間部で集液することにより原水の対向流を生成して、導入された再生液を押し出す押出プロセスを含んで運転され、
   再生プロセスでは、前記陽イオン交換樹脂床に対して再生液を０．７〜２ｍ／ｈの線速度で通過させると共に、押出プロセスでは、前記陽イオン交換樹脂床に対して原水を０．７〜２ｍ／ｈの線速度、且つ０．４〜２．５ＢＶの押出量で通過させる、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の水処理方法。
6. 原水を陽イオン交換樹脂床塔で軟化処理して軟水を製造する硬水軟化装置と、
   前記硬水軟化装置で製造された軟水を気体分離膜モジュールで脱気処理する脱気処理装置と、
   前記脱気処理装置で脱気処理された処理水を第１逆浸透膜モジュールで透過水と濃縮水とに分離する第１逆浸透膜分離装置と、
   前記陽イオン交換樹脂床塔に収容された、深さが３００〜１５００ｍｍの陽イオン交換樹脂床に対し、原水を下降流で通過させて軟水を製造する軟化プロセス；再生液を前記陽イオン交換樹脂床の頂部及び底部の両側から配液しながら、中間部で集液することにより再生液の対向流を生成して、前記陽イオン交換樹脂床の全体を再生させる再生プロセスに切り換え可能なバルブ手段と、
   再生プロセスにおいて、前記陽イオン交換樹脂床の底部を基点として深さが１００ｍｍに設定された硬度リーク防止床に対し、再生レベルが１〜６ｅｑ／Ｌ−Ｒとなる再生液量を供給する再生液供給手段と、
   再生プロセス後の軟化プロセスにおいて、電気伝導率が１５０ｍＳ／ｍ以下、且つ全硬度が５００ｍｇＣａＣＯ_３／Ｌ以下の原水を供給する原水供給手段と、を備え、
   前記第１逆浸透膜モジュールは、膜表面に架橋全芳香族ポリアミドからなる負荷電性のスキン層が形成された逆浸透膜を有し、
   当該逆浸透膜は、濃度５００ｍｇ／Ｌ、ｐＨ７．０、温度２５℃の塩化ナトリウム水溶液を、操作圧力０．７ＭＰａ、回収率１５％で供給したときの水透過係数が１．５×１０^−１１ｍ^３・ｍ^−２・ｓ^−１・Ｐａ^−１以上、且つ塩除去率が９９％以上である、
   水処理システム。
7. 前記第１逆浸透膜分離装置で得られた透過水を脱イオン処理する、電気脱イオンモジュール、イオン交換樹脂混床塔又は陽イオン交換樹脂単床塔を備える、
   請求項６に記載の水処理システム。
8. 前記第１逆浸透膜分離装置で得られた透過水を、更に第２逆浸透膜モジュールで透過水と濃縮水とに分離する第２逆浸透膜分離装置を備える、
   請求項６に記載の水処理方法。
9. 前記第２逆浸透膜分離装置で得られた透過水を脱イオン処理する、電気脱イオンモジュール、イオン交換樹脂混床塔又は陽イオン交換樹脂単床塔を備える、
   請求項８に記載の水処理システム。
10. 前記バルブ手段は、再生プロセスの後に、原水を前記陽イオン交換樹脂床の頂部及び底部の両側から配液しながら、中間部で集液することにより原水の対向流を生成して、導入された再生液を押し出す押出プロセスに切り換え可能に構成され、
    前記再生液供給手段は、再生プロセスにおいて、前記陽イオン交換樹脂床に対して再生液を０．７〜２ｍ／ｈの線速度で通過させるように構成され、
    前記原水供給手段は、押出プロセスにおいて、前記陽イオン交換樹脂床に対して原水を０．７〜２ｍ／ｈの線速度、且つ０．４〜２．５ＢＶの押出量で通過させるように構成された、
    請求項６〜９のいずれか一項に記載の水処理システム。