JP2017205703A - 水処理方法および装置ならびにイオン交換樹脂の再生方法 - Google Patents
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Abstract
Description
SO4 2-及びCO3 2-からなる群から選ばれる1種もしくは2種の2価アニオンと、硬度成分と、Na+と、Cl-と、を含む被処理水を、イオン交換樹脂を用いて軟化する軟化工程と、
前記軟化工程で軟化された水を、ナノろ過膜を用いて、ナノろ過膜の透過水と濃縮液とに分離する、ナノろ過工程と、
前記ナノろ過膜の透過水を、逆浸透膜を用いて、逆浸透膜の透過水と濃縮水とに分離する、逆浸透工程と、
前記逆浸透膜の濃縮水を用いて前記イオン交換樹脂を再生する、イオン交換樹脂再生工程と
を含む、水処理方法が提供される。
イオン交換樹脂を備える軟化装置と、
ナノろ過膜を備えるナノろ過装置と、
逆浸透膜を備える逆浸透装置と、
前記軟化装置の軟化水出口を前記ナノろ過装置入口に接続するラインと、
前記ナノろ過装置の透過水出口を前記逆浸透装置の入口に接続するラインと、
前記逆浸透装置の濃縮液出口を前記軟化装置の再生剤入口に接続するラインと
を含む、水処理装置が提供される。
SO4 2-及びCO3 2-からなる群から選ばれる1種もしくは2種の2価アニオンと、硬度成分と、Na+と、Cl-と、を含む被処理水を、イオン交換樹脂を用いて軟化する軟化工程と、
前記軟化工程で軟化された水を、ナノろ過膜を用いて、ナノろ過膜の透過水と濃縮液とに分離する、ナノろ過工程と、
前記ナノろ過膜の透過水を、逆浸透膜を用いて、逆浸透膜の透過水と濃縮水とに分離する、逆浸透工程と、
前記逆浸透膜の濃縮水を用いてイオン交換樹脂(前記軟化工程で用いたイオン交換樹脂であっても、前記軟化工程で用いたイオン交換樹脂とは別のイオン交換樹脂であってもよい)を再生する、イオン交換樹脂再生工程と、
を含む、イオン交換樹脂の再生方法が提供される。
本発明に関しては、NaCl濃度500mg/L、pH6.5、温度25℃、操作圧力1.5MPaの条件下で、NaCl阻止率が5%以上93%未満の膜をナノろ過(NF)膜といい、同条件下で、NaCl阻止率が93%以上の膜を逆浸透(RO)膜という。
軟化工程では、イオン交換樹脂を用いて被処理水を軟化する。被処理水は、2価アニオンと、硬度成分と、ナトリウムイオンNa+と、塩素イオンCl-と、を含む。2価アニオンは硫酸イオンSO4 2-及び炭酸イオンCO3 2-からなる群から選ばれる1種もしくは2種である。2価アニオンは特にはSO4 2-である。
この工程では、軟化工程で軟化された水(軟化水)を、NF膜に通水して、NF膜の透過水と濃縮水とを得る。つまり、NF膜を用いて、軟化水を、NF膜の透過水(NF膜を透過した液)と、NF膜の濃縮水(NF膜を透過しなかった液)とに分離する。
この工程では、NF膜の透過水を、RO膜に通水して、RO膜の透過水と濃縮水を得る。つまり、RO膜を用いて、NF膜の透過水を、RO膜の透過水(RO膜を透過した液)と、RO膜の濃縮水(RO膜を透過しなかった液)とに分離する。
この工程では、RO膜の濃縮水を用いて、イオン交換樹脂を再生する。RO膜の濃縮水は、軟化処理に用いたイオン交換樹脂の再生剤として利用できる。つまり、被処理水を、軟化工程、ナノろ過工程、次いで逆浸透工程で処理する場合に、当該軟化工程で用いたイオン交換樹脂の再生に、逆浸透工程から得られるRO膜の濃縮水を利用することができる。水処理方法もしくは水処理装置においては、通例この形態が採用されるであろう。
以下、図面を参照しつつ、本発明について説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。本発明の方法は、図1に示すプロセスフローを有する水処理装置によって、実施することができる。
軟化装置3の軟化水出口とNF装置4の入口とが、ラインL2によって接続されて、連通可能となっている。NF装置4の透過水出口とRO装置5の入口とが、ラインL3によって接続されて、連通可能となっている。RO装置5の濃縮液出口と軟化装置3の再生剤入口とが、ラインL6およびL7(これらのラインの間に、RO膜濃縮水タンク6が設けられる)によって接続されて、連通可能となっている。
表1および2に、軟化工程供給液(被処理水)、NF工程供給液(軟化水)、RO工程供給液(NF膜透過水)について、プロセス条件の典型例を示す。
・軟化工程
被処理液として、表3に性状を示す半導体工場放流水を用いた。この放流水を、イオン交換樹脂を備えた軟化装置を用いて軟化処理し、Caイオンを除去した。軟化処理された水の性状も表3に示す。
イオン交換樹脂 :オルガノ株式会社製、Amberjet1020(商品名)、
樹脂量 :1L、
使用カラム :Φ(直径)45mm×H(高さ)600mm、
通水量 :40L、
SV(空間速度):20(1/h)、
操作温度、圧力 :常温、常圧(25℃、0.10MPa)。
表3に示す軟化水を、NF平膜を用いて濃縮して、表4に示す濃縮水と透過水を得た。軟化後の水(40L)が2倍に濃縮され、濃縮水20Lと透過水20Lが得られた。
NF膜:ザ・ダウ・ケミカル・カンパニー社製NF−245(商品名)Φ75mm平膜、
操作圧:0.75MPa、
水温:25℃。
次に、NF膜の透過水を、RO平膜を用いてさらに濃縮して、表4に示す濃縮水と透過水を得た。NF膜透過水(20L)が約12倍に濃縮され、濃縮水1.7Lと透過水18.3Lが得られた。
RO膜:ザ・ダウ・ケミカル・カンパニー社製SW30−HR(商品名)Φ75mm平膜、
操作圧:4.5MPa、
水温:25℃。
表3に示す軟化水(40L)を、NF膜による処理を行わずに、RO平膜を用いて直接濃縮した。このとき使用したRO膜と、RO工程の操作圧、水温は実施例1と同じであった。軟化水は約8倍に濃縮され、表5に示す濃縮水(5L)と、透過水(35L)とが得られた。
2 ポンプ
3 軟化装置
4 ナノろ過装置(NF装置)
5 逆浸透装置(RO装置)
6 RO膜濃縮水タンク
Claims (6)
- SO4 2-及びCO3 2-からなる群から選ばれる1種もしくは2種の2価アニオンと、硬度成分と、Na+と、Cl-と、を含む被処理水を、イオン交換樹脂を用いて軟化する軟化工程と、
前記軟化工程で軟化された水を、ナノろ過膜を用いて、ナノろ過膜の透過水と濃縮液とに分離する、ナノろ過工程と、
前記ナノろ過膜の透過水を、逆浸透膜を用いて、逆浸透膜の透過水と濃縮水とに分離する、逆浸透工程と、
前記逆浸透膜の濃縮水を用いて前記イオン交換樹脂を再生する、イオン交換樹脂再生工程と、
を含む、水処理方法。 - 前記軟化工程で軟化された水は、SO4 2-濃度が10mg/L以上10000mg/L以下であり、CO3 2-含有量がCaCO3換算で10mg/L以下である、請求項1記載の方法。
- 前記ナノろ過膜の透過水において、SO4 2-濃度が10mg/L未満である請求項1または2記載の方法。
- 前記2価アニオンがSO4 2-である、請求項1〜3の何れか一項記載の方法。
- イオン交換樹脂を備える軟化装置と、
ナノろ過膜を備えるナノろ過装置と、
逆浸透膜を備える逆浸透装置と、
前記軟化装置の軟化水出口を前記ナノろ過装置入口に接続するラインと、
前記ナノろ過装置の透過水出口を前記逆浸透装置の入口に接続するラインと、
前記逆浸透装置の濃縮液出口を前記軟化装置の再生剤入口に接続するラインと
を含む、水処理装置。 - SO4 2-及びCO3 2-からなる群から選ばれる1種もしくは2種の2価アニオンと、硬度成分と、Na+と、Cl-と、を含む被処理水を、イオン交換樹脂を用いて軟化する軟化工程と、
前記軟化工程で軟化された水を、ナノろ過膜を用いて、ナノろ過膜の透過水と濃縮液とに分離する、ナノろ過工程と、
前記ナノろ過膜の透過水を、逆浸透膜を用いて、逆浸透膜の透過水と濃縮水とに分離する、逆浸透工程と、
前記逆浸透膜の濃縮水を用いてイオン交換樹脂を再生する、イオン交換樹脂再生工程と、
を含む、イオン交換樹脂の再生方法。
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