JP2014171926A - 淡水化方法及び淡水化装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】炭水化装置は、原水中の溶解性有機物及び濁質分を除去するろ過膜10と、ろ過水を貯留するろ過水槽20と、ろ過水を脱塩する逆浸透膜モジュール30と、ろ過水槽20からろ過膜10へ、ろ過水を洗浄水として送るろ過水送水管22と、逆浸透膜30からろ過膜10へ、逆浸透膜透過水を送る逆浸透膜透過水送水管31と、ろ過水送水管22及び逆浸透膜透過水送水管31にそれぞれ設けられた流量制御弁23及び32と、ろ過膜10を洗浄した洗浄廃液を抜き取る洗浄廃水管11と、洗浄排水の残留塩素又は酸化還元電位を計測する残留塩素計又は酸化還元電位計40と、残留塩素計又は酸化還元電位計40により計測された残留塩素濃度又は酸化還元電位に基づいて流量制御弁22又は32を制御する制御系50と、を具備する。
【選択図】図1
Description
また、本発明によれば、原水中の溶解性有機物及び濁質分を除去するろ過膜と、当該ろ過膜からのろ過水を貯留するろ過水槽と、当該ろ過水を脱塩する逆浸透膜と、当該ろ過水槽から当該ろ過膜へ、ろ過水を洗浄水として送るろ過水送水管と、当該逆浸透膜から当該ろ過膜へ、逆浸透膜透過水を送る逆浸透膜透過水送水管と、当該ろ過水送水管及び当該逆浸透膜透過水送水管にそれぞれ設けられた流量制御弁と、当該ろ過膜を洗浄した洗浄廃水を抜き取る洗浄廃水管と、当該洗浄廃水の残留塩素濃度又は酸化還元電位を計測する残留塩素計又は酸化還元電位計と、当該残留塩素計又は酸化還元電位計により計測された残留塩素濃度又は酸化還元電位に基づいて当該流量制御弁を制御する制御系と、を具備し、ろ過水又は逆浸透膜透過水のいずれかを洗浄水として当該ろ過膜に送水することを特徴とする淡水化装置が提供される。
前記ろ過水送水管及び前記逆浸透膜透過水送水管のそれぞれに接続されている分岐管と、当該分岐管のそれぞれに設けられている流量制御弁と、をさらに具備し、前記加温槽は、当該分岐管のそれぞれに接続されており、前記残留塩素計又は酸化還元電位計により計測された残留塩素濃度又は酸化還元電位に基づいて前記流量制御弁を制御し、ろ過水、加温されたろ過水、逆浸透膜透過水又は加温された逆浸透膜透過水のいずれかを洗浄水として前記ろ過膜に送水するようになされていることが好ましい。
図1は、本発明の一実施形態を示す概略説明図である。
図3は、ろ過水送水管22に分岐管25が接続され、逆浸透膜透過水送水管31に分岐管33が接続され、分岐管25及び33にはそれぞれ流量制御弁26及び34が設けられ、加温槽24に接続されている点を除いて、図1に示す淡水化装置と同じ構成を有する淡水化装置を示す。
まず、残留塩素計を用いた場合の例を説明する。逆洗排水中に残留塩素が残留していることは、ろ過膜の膜洗浄が良好に実施されたか否かを検出できる効果的な手段である。通常、残留塩素濃度は0.5mg/L以上、好ましくは1mg/L以上、更に好ましくは2mg/L以上であれば、ろ過膜の洗浄が良好に実施されたと判断できる。残留塩素が検出されなかった場合は、ろ過膜のモジュール内に蓄積した濁質や有機物によって塩素が消費されてしまい、良好な洗浄が実施されていないと判断できる。
[参考例1]
海水を取水し、図1に示す方法を用いて、淡水化処理を行った。なお、ろ過膜としては分画分子量150,000(孔径約0.01μm)のPVDFからなる限外ろ過膜(HFU−2008;東レ製)を使用し、中空糸膜からなる加圧型円筒形のモジュール内に充填した。逆浸透膜としてはポリアミド製の膜(NTR−70SWC−S4;日東電工製)を使用した。図示していないが、限外ろ過膜の前段に砂ろ過装置が設置されている。
海水を取水し、図1に示す方法を用いて、淡水化処理を行った。洗浄廃水の残留塩素濃度が2mg/L以上の場合は、ろ過水を洗浄水として使用し、洗浄廃水の残留塩素濃度が2mg/L未満となった場合に、ろ過膜の洗浄水として逆浸透膜透過水を用いた点を除いて参考例1と同様に処理した。約3日間運転したところ、限外ろ過膜に流入する濁度が0.5〜5NTUで変動したものの、洗浄排水の残留塩素濃度は1〜4mg/Lを維持し、ろ過時の限外ろ過膜の入口圧が上昇することなく、約30kPaで安定していた。砂ろ過水の水質(濁度)変動にもかかわらず、限外ろ過膜の入口圧が上昇しなかったのは、洗浄排水の残留塩素濃度が2mg/L未満になった場合に、逆浸透膜透過水を洗浄水として使用したためと考えられる。
海水を取水し、図2に示す方法を用いて、淡水化処理を行った。洗浄廃水の残留塩素濃度が2mg/L以上の場合は、ろ過水を洗浄水として使用し、洗浄廃水の残留塩素濃度が2mg/L未満となった場合に、40℃に加温した逆浸透膜透過水を洗浄水として用いた以外は実施例1と同様に処理した。約3日間運転したところ、限外ろ過膜に流入する濁度が0.5〜7NTUの範囲で変動したものの、洗浄排水の残留塩素濃度は1〜4mg/Lを維持し、ろ過時の限外ろ過膜の入口圧が上昇することなく、約30kPaで安定していた。砂ろ過水の水質(濁度)変動にもかかわらず、限外ろ過膜の入口圧が上昇しなかったのは、洗浄排水の残留塩素濃度が2mg/L未満になった場合に、40℃に加温した逆浸透膜透過水を洗浄水として使用したためと考えられる。
実施例4は、同じく図3に示す方法を用いて淡水化処理を行った。洗浄水には、ろ過水に次亜塩素酸ナトリウムを10mg/Lとなるように添加した洗浄水を供給した。洗浄廃水の残留塩素濃度が2mg/L未満となった場合に、ろ過水に代えて逆浸透膜透過水を使用し、残留塩素濃度が1mg/L未満となった場合に逆浸透膜透過水を40℃に加温した洗浄水を使用し、残留塩素濃度が2mg/L以上となった場合にろ過水を使用する制御を行った。約1ヶ月運転したところ、砂ろ過水の濁度が0.5〜10NTUの範囲で変動したものの、洗浄廃水の残留塩素濃度は0.5〜4mg/Lであった。また、ろ過時の限外ろ過膜の入口圧が上昇することなく、約30kPaで安定していた。
実施例5は、図3に示す方法を用いて淡水化処理を行った。限外ろ過膜の洗浄水には、ろ過水、逆浸透膜透過水、ろ過水を加温した液、逆浸透膜透過水を加温した液を使用することができ、それぞれ、ろ過膜洗浄廃水管に設置された酸化還元電位(ORP)計で測定したORP値に応じて、それぞれの流量を制御することができる。添加する次亜塩素酸ナトリウム濃度は10mg/Lとなるようにした。ORP値が550mV未満となった場合には逆浸透膜透過水を加温した洗浄水を使用し、ORP値が550〜649mVとなった場合には逆浸透膜透過水をそのまま使用し、ORP値が650mV以上となった場合にはろ過水を使用する制御を組み込んだ。約3ヶ月間の運転では、海水のDOC(溶存有機物)が1〜3mg/Lに変動し、それに応じてろ過膜洗浄廃水のORP値が変動すると予測された。しかし、洗浄廃水中のORP値を計測して適切な洗浄水を用いる制御により、ろ過時の限外ろ過膜の入口圧が上昇することなく、約30〜35kPaで安定した運転を行うことができた。また、逆浸透膜の水回収率が40.0%であった。
比較例1は、図1に示す方法を用いて淡水化処理を行った。限外ろ過膜の洗浄水には、ろ過水に次亜塩素酸ナトリウムを10mg/Lとなるように添加した洗浄水を供給した。通水開始後1週間は安定した運転で、ろ過膜洗浄廃水の残留塩素濃度は1mg/L以上残存し、限外ろ過膜のろ過時の運転圧も30kPa程度で安定していた。1週間を経過した後は、砂ろ過水の濁度が上昇し0.5NTUから5NTUに増加したため、ろ過膜洗浄廃水中の残留塩素濃度が0.5mg/L以下となり、限外ろ過膜のろ過時の運転圧も上昇し始めた。その結果、約3週間後に入口圧が150kPaまで上昇し、薬液洗浄が必要となった。薬液洗浄は次亜塩素酸ナトリウム3000mg/Lの液に限外ろ過膜を浸漬させて行い、薬液洗浄の間はプラントを停止したので、淡水生産は中断された。
比較例2は、図1に示す方法を用いて淡水化処理を行ったが、実施例2において行った制御を行なわず、限外ろ過膜の洗浄水として、常に逆浸透膜透過水に次亜塩素酸ナトリウムを10mg/Lとなるように添加した液を用いた。約3ヶ月間の運転では、ろ過時の限外ろ過膜の入口圧が上昇することなく、約30〜35kPaで安定した運転を行うことができたが、逆浸透膜の水回収率が36.0%であり、実施例2に比べて10%低かった。
Claims (8)
- 原水中の溶解性有機物及び濁質分を除去するろ過膜と、逆浸透膜とを備えた淡水化装置における淡水化方法であって、
ろ過膜を逆洗した後の逆洗水中の残留塩素濃度又は酸化還元電位を測定し、
測定した残留塩素濃度又は酸化還元電位に基づいて、ろ過膜を透過したろ過水、加温したろ過水、逆浸透膜を透過した逆浸透膜透過水、又は加温した逆浸透膜透過水を洗浄水としてろ過膜に導入することを特徴とするろ過膜の洗浄工程を含む、淡水化方法。 - 前記残留塩素濃度が2mg/L以上の場合は、ろ過膜を透過したろ過水を洗浄水としてろ過膜に導入し、前記残留塩素濃度が2mg/L未満の場合に、逆浸透膜を透過した逆浸透膜透過水、または逆浸透膜透過水を加温して、またはろ過膜を透過したろ過水を加温して、洗浄水として、ろ過膜に導入することを特徴とするろ過膜の洗浄工程を含む、請求項1に記載の淡水化方法。
- 酸化還元電位が650mV以上の場合は、ろ過膜を透過したろ過水を洗浄水としてろ過膜に導入し、酸化還元電位が650mV未満の場合に、逆浸透膜を透過した逆浸透膜透過水、または逆浸透膜透過水を加温して、またはろ過膜を透過したろ過水を加温して、洗浄水として、ろ過膜に導入することを特徴とするろ過膜の洗浄工程を含む、請求項1に記載の淡水化方法。
- 前記洗浄水に塩素系酸化剤を添加することを特徴とするろ過膜の洗浄工程を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の淡水化方法。
- 原水中の溶解性有機物及び濁質分を除去するろ過膜と、
当該ろ過膜からのろ過水を貯留するろ過水槽と、
当該ろ過水を脱塩する逆浸透膜と、
当該ろ過水槽から当該ろ過膜へ、ろ過水を洗浄水として送るろ過水送水管と、
当該逆浸透膜から当該ろ過膜へ、逆浸透膜透過水を送る逆浸透膜透過水送水管と、
当該ろ過水送水管及び当該逆浸透膜透過水送水管にそれぞれ設けられた流量制御弁と、
当該ろ過膜を洗浄した洗浄廃水を抜き取る洗浄廃水管と、
当該洗浄廃水の残留塩素濃度又は酸化還元電位を計測する残留塩素計又は酸化還元電位計と、
当該残留塩素計又は酸化還元電位計により計測された残留塩素濃度又は酸化還元電位に基づいて当該流量制御弁を制御する制御系と、
を具備し、ろ過水又は逆浸透膜透過水のいずれかを洗浄水として当該ろ過膜に送水することを特徴とする淡水化装置。 - 前記ろ過膜に洗浄水として送水する前記ろ過水又は逆浸透膜透過水を加温する加温槽をさらに具備する、請求項5に記載の淡水化装置。
- 前記ろ過水送水管及び前記逆浸透膜透過水送水管のそれぞれに接続されている分岐管と、
当該分岐管のそれぞれに設けられている流量制御弁と、をさらに具備し、
前記加温槽は、当該分岐管のそれぞれに接続されており、
前記残留塩素計又は酸化還元電位計により計測された残留塩素濃度又は酸化還元電位に基づいて前記流量制御弁を制御し、ろ過水、加温されたろ過水、逆浸透膜透過水又は加温された逆浸透膜透過水のいずれかを洗浄水として前記ろ過膜に送水する請求項6に記載の淡水化装置。 - 前記ろ過膜の洗浄水に塩素系酸化剤を添加する酸化剤添加配管を設けた、請求項5〜7のいずれかに記載の淡水化装置。
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