JP2018012061A - 逆浸透膜供給水の膜閉塞性評価方法及びその膜閉塞性評価方法を用いた水処理装置の運転管理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
次に、本発明に係る逆浸透膜供給水の膜閉塞性評価方法について、図1〜図6に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の逆浸透膜供給水の膜閉塞性評価方法に用いることができる逆浸透膜供給水の膜閉塞性評価装置10を示す模式図、図2はTEP(不溶性TEP、溶解性TEP及び測定されないTEPを含む)の説明図、図3はファウリング速度の説明図、図4は前処理条件1〜4における処理水3のファウリング速度を示す模式図、図5はファウリング速度と供給水中の不溶性TEP濃度C>Yとの関係から作成した近似式を示す模式図、及び図6はファウリング速度と供給水中の総TEP濃度C>Xに対する不溶性TEP濃度の割合との関係から作成した近似式を示す模式図である。
測定工程に先立ち、原水1に対して前処理手段12によるTEP量を低下させる前処理が施される。この前処理は、原水1に対して複数の異なる条件で施されており、したがって、測定工程に供される供給水3は、前処理の条件が異なる複数の供給水3(前処理水7)である。なお、選択される前処理条件は、前処理後の複数の供給水3間において、徐々に前処理後のTEP濃度の低下率が向上するような条件へと変えていくことが好ましい。
水透過係数(m/(s・kPa) at 25℃)=フラックス(m/s)/有効圧力(kPa)×温度換算係数 (2)
[但し、有効圧力(kPa)=原水側平均圧力(kPa)−透過側圧力(kPa)−浸透圧差(kPa)である。]
により表される。
近似式算出工程では、測定工程で測定した複数の供給水3のファウリング速度と不溶性TEP濃度C>Yとの関係(又は、測定したファウリング速度と算出された不溶性TEP濃度割合との関係)から両者の近似式を作成する。
次に、ファウリング速度決定工程では、ファウリング速度未測定の供給水3の不溶性TEP濃度C>Yを測定するか、あるいはそのファウリング速度未測定の供給水3の不溶性TEP濃度割合を算出し、測定された不溶性TEP濃度の値又は算出された不溶性TEP濃度割合を近似式作成工程で算出された近似式に当てはめてファウリング速度未測定の供給水3のファウリング速度を決定する。
次に、本発明の逆浸透膜供給水の膜閉塞性評価方法を用いた水処理装置の運転管理方法について、図7を参照して説明する。
まず、原水1の前処理を行う。前処理は、原水1の性状に合わせて適宜に選択することができる(以上、前処理工程)。
次に、水質評価手段16により前処理後の供給水3(前処理水7)の不溶性TEP濃度C>Yを測定する(以上、不溶性TEP濃度C>Y測定工程)。
本発明の水処理装置の運転条件の調整は、前処理手段12による処理後の供給水3の測定された不溶性TEP濃度C>Yがキサンタンガム換算で所定値以下となるようになされる。
1.前処理
原水として東京湾の海水を使用し、試験は東京湾岸に位置するパイロット規模の実験設備で行った。海水を、時期を変えながら5種類の異なる前処理条件で前処理した。
試料1〜8の供給水をパイロット規模の海水RO膜ろ過装置(水ing社製)で処理し、それらの供給水により生じる膜ファウリングを評価した。海水RO膜ろ過装置に設けられた圧力容器中に二つの渦巻き型のRO膜エレメントが連続して配置されている。各RO膜エレメントは、2.5インチの直径及びエレメントあたり2.37m2の表面積を有し、したがって、圧力容器中の合計膜表面積は4.74m2である。本試験では、RO膜エレメントとして日東電工株式会社製のポリアミド膜(SWC−2540)を用いた。供給水のpHは硫酸で6.7に調整した。
本試験において、RO膜の水透過性は、RODataXL(日東電工株式会社製)を用いて計算した水透過係数(m/(s・kPa) at 25℃)を用いて評価した。
(前処理を行っていない)海水、砂ろ過流出液、UF膜ろ過液及びRO膜ろ過濃縮液を、1週間に一度、朝9時に2L採取した。採取後、可能な限り速やかにTEP分析を行った。
TEP濃度は、U.Passowら著、Limnol. Oceanogr. 40巻(1995年)1326〜1335頁に記載された分析手法により決定した。
試料1〜8の各測定値のうち、ファウリング速度をY軸の値とし、総TEP濃度C>Xに対する不溶性TEP濃度C>Yの比(不溶性TEP濃度割合)をX軸の値としてプロットし、算出した近似式を図9に示す。
試料1〜8の各測定値のうち、ファウリング速度をY軸の値とし、溶解性TEP濃度CX〜YをX軸の値としてプロットし、算出した近似式を図10に示す。
試料1〜8の各測定値のうち、ファウリング速度をY軸の値とし、総TEP濃度C>XをX軸の値としてプロットし、算出した近似式を図11に示す。
7 前処理水
10 逆浸透膜供給水の膜閉塞性評価装置
12 前処理手段
14 逆浸透膜装置
16 水質評価手段
20 水処理装置
Claims (5)
- 逆浸透膜に供給される供給水の膜閉塞性を評価する前記供給水の膜閉塞性評価方法であって、
前記供給水中の不溶性TEP濃度を測定し、該不溶性TEP濃度の測定結果に基づいて前記供給水の膜閉塞性を評価することを特徴とする逆浸透膜供給水の膜閉塞性評価方法。 - 前記供給水中の溶解性TEP濃度を測定し、
該溶解性TEP濃度及び前記不溶性TEP濃度の和である総TEP濃度に対する前記不溶性TEP濃度の割合を算出し、該不溶性TEP濃度割合の算出結果に基づいて前記供給水の膜閉塞性を評価することを特徴とする請求項1に記載の逆浸透膜供給水の膜閉塞性評価方法。 - 前記供給水は、前記逆浸透膜に供給される前にTEP量を低下させる前処理が施されており、
該前処理の条件が異なる複数の供給水の前記不溶性TEP濃度を測定するか、又は前記不溶性TEP濃度割合を算出し、且つ前記逆浸透膜で膜ろ過してファウリング速度を測定する測定工程と、
該測定工程で測定した前記複数の供給水のファウリング速度と不溶性TEP濃度又は不溶性TEP濃度割合との関係から両者の近似式を算出する近似式算出工程と、
ファウリング速度未測定の供給水の前記不溶性TEP濃度を測定するか、又は前記不溶性TEP濃度割合を算出し、該測定された不溶性TEP濃度の値又は算出された不溶性TEP濃度割合を前記近似式に当てはめて前記ファウリング速度未測定の供給水のファウリング速度を決定するファウリング速度決定工程と、を有し、
前記供給水の膜閉塞性評価は、前記ファウリング速度未測定の供給水のファウリング速度が前記ファウリング速度決定工程において決定されることにより実現されることを特徴とする請求項1又は2に記載の逆浸透膜供給水の膜閉塞性評価方法。 - 請求項3に記載の逆浸透膜供給水の膜閉塞性評価方法により前記供給水の膜閉塞性を評価し、該膜閉塞性の評価結果に基づき前記逆浸透膜を含む水処理装置の運転条件の調整を行うことを特徴とする水処理装置の運転管理方法。
- 前記水処理装置は、前記供給水のTEP量を低下させる前処理手段を前記逆浸透膜の上流位置に有し、
前記水処理装置の運転条件の調整は、前記前処理手段による処理後の供給水における前記不溶性TEP濃度及び前記総TEP濃度に対する前記不溶性TEP濃度の割合の何れか一方又は双方が所定値以下となるようになされることを特徴とする請求項4に記載の水処理装置の運転管理方法。
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