JP2021084085A - 膜ろ過装置およびその運転方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(濃縮排水の目標流量)=
(一次透過水の検出流量/目標回収率)−(一次透過水の検出流量) (1)
シリカの析出回収率YSは、検出された水温でのシリカの溶解度(mg/L)をCSとし、予め測定された原水のシリカ濃度(mg/L)をFSとしたとき、以下の式(2)から算出される。
YS=(CS−FS)/CS (2)
カルシウムの析出回収率は、濃縮水のランゲリア指数を算出する方法を利用して算出される。ここで、ランゲリア指数(飽和指数)とは、カルシウム(炭酸カルシウム)の析出の可能性を示す指標であり、水の実際のpHと、理論pH(pHs:水中の炭酸カルシウムが溶解も析出もしない平衡状態にあるときのpH)との差(pH−pHs)を意味する。すなわち、ランゲリア指数が正の値で絶対値が大きいほど炭酸カルシウムが析出しやすくなり、負の値では炭酸カルシウムは析出されない。そのため、カルシウムの析出回収率は、濃縮水のランゲリア指数がゼロになるときの回収率として算出される。なお、より安全側の値として設定するために、カルシウムの析出回収率は、濃縮水のランゲリア指数が負の値になるときの回収率であってもよい。
YC=(CC−FC)/CC (3)
本実施例では、図1に示す膜ろ過装置を用いて24時間連続運転を行い、運転後の二次透過水の水質(導電率およびナトリウム濃度)を測定した。原水として水道水を用い、第1および第2のろ過手段として、いずれもダウケミカル社製のRO膜(品番:XLE−4040)を2つ並列に接続したものを用いた。二次透過水ラインを流れる二次透過水の目標流量を320L/hに設定し、第1のろ過手段の回収率(一次回収率)および第2のろ過手段の回収率(二次回収率)の目標値をそれぞれ75%および40%に設定した。
一次回収率の目標値を55%に設定した以外、実施例1と同様の条件で二次透過水の水質を測定した。
一次回収率および二次回収率の目標値をそれぞれ45%および90%に設定した以外、実施例1と同様の条件で二次透過水の水質を測定した。
二次回収率の目標値を75%に設定した以外、比較例1と同様の条件で二次透過水の水質を測定した。
11 第1のろ過手段
12 第2のろ過手段
13 加圧ポンプ
14 定流量弁
15 排水流量計
16 透過水流量計
17 濃縮水流量計
20 制御部
L1 供給ライン
L2 一次透過水ライン(第1の透過水ライン)
L3 一次濃縮水ライン(第1の濃縮水ライン)
L4 排水ライン
L5 還流水ライン
L6 二次透過水ライン(第2の透過水ライン)
L7 二次濃縮水ライン(第2の濃縮水ライン)
CV1,CV2 流量調整弁
MV1 手動弁
Claims (8)
- 直列に接続された第1および第2のろ過手段であって、それぞれが被処理水を透過水と濃縮水とに分離する逆浸透膜またはナノろ過膜を有し、前記第2のろ過手段が前記第1のろ過手段よりも下流側に位置する、第1および第2のろ過手段と、
前記第1のろ過手段に被処理水を供給する供給ラインと、
前記第1のろ過手段から透過水を流通させて前記第2のろ過手段に供給する第1の透過水ラインと、
前記第1のろ過手段からの濃縮水を流通させる第1の濃縮水ラインと、
前記第1の濃縮水ラインから分岐し、前記第1の濃縮水ラインを流れる濃縮水の一部を外部へ排出する排水ラインと、
前記第2のろ過手段から透過水を流通させる第2の透過水ラインと、
前記第2のろ過手段からの濃縮水を流通させて前記供給ラインに返流する第2の濃縮水ラインと、
前記第2の透過水ラインを流れる透過水の流量と前記第2の濃縮水ラインを流れる濃縮水の流量との和に対する前記第2の透過水ラインを流れる透過水の流量の割合である第2の回収率が、前記第1の透過水ラインを流れる透過水の流量と前記排水ラインを流れる濃縮水の流量との和に対する前記第1の透過水ラインを流れる透過水の流量の割合である第1の回収率を下回るように、前記供給ラインを流れる被処理水の圧力と前記排水ラインを流れる濃縮水の流量と前記第2の濃縮水ラインを流れる濃縮水の流量とを調整する制御部と、を有する膜ろ過装置。 - 前記第1の濃縮水ラインから分岐し、前記第1の濃縮水ラインを流れる濃縮水の残りを前記供給ラインに還流させる還流水ラインと、
前記供給ラインを流れる被処理水の圧力を調整する圧力調整手段と、
前記排水ラインを流れる濃縮水の流量を調整する第1の流量調整手段と、
前記第2の濃縮水ラインを流れる濃縮水の流量を調整する第2の流量調整手段と、を有し、
前記制御部は、前記第2の透過水ラインを流れる透過水の流量が設定流量になるように前記圧力調整手段を制御する第1の流量制御と、前記第1の透過水ラインを流れる透過水の流量から前記排水ラインを流れる濃縮水の目標流量を算出し、前記排水ラインを流れる濃縮水の流量が前記目標流量になるように前記第1の流量調整手段を制御する第2の流量制御と、前記第2の透過水ラインを流れる透過水の流量から前記第2の濃縮水ラインを流れる濃縮水の目標流量を算出し、前記第2の濃縮水ラインを流れる濃縮水の流量が前記目標流量になるように前記第2の流量調整手段を制御する第3の流量制御と、を並行して実行しながら、前記第2の回収率の目標値を、前記第1の回収率の目標値を下回る値に設定する、請求項1に記載の膜ろ過装置。 - 前記制御部は、前記第2の流量制御において、前記第1の透過水ラインを流れる透過水の流量を取得し、前記第1の回収率の目標値と、前記取得した透過水の流量とに基づいて、前記排水ラインを流れる濃縮水の前記目標流量を算出する、請求項2に記載の膜ろ過装置。
- 前記制御部は、前記取得した透過水の流量を前記第1の回収率の目標値で除した値から、前記取得した透過水の流量を減じた値を、前記排水ラインを流れる濃縮水の前記目標流量として算出する、請求項3に記載の膜ろ過装置。
- 前記第1のろ過手段に供給される被処理水と前記第1のろ過手段からの透過水と前記第1のろ過手段からの濃縮水とのいずれかの水温を検出する水温検出手段を有し、
前記制御部は、前記水温検出手段による検出値に基づいて、前記第1のろ過手段の前記逆浸透膜またはナノろ過膜の膜面にシリカまたはカルシウムが析出しない最大の第1の回収率を算出し、該算出した値を前記第1の回収率の目標値として設定する、請求項2から4のいずれか1項に記載の膜ろ過装置。 - 前記第2の透過水ラインを流れる透過水の流量を検出する第1の流量検出手段を有し、
前記制御部は、前記第3の流量制御において、前記第2の回収率の目標値と、前記第1の流量検出手段による検出値とに基づいて、前記第2の濃縮水ラインを流れる濃縮水の前記目標流量を算出する、請求項2から5のいずれか1項に記載の膜ろ過装置。 - 前記第2の濃縮水ラインを流れる濃縮水の流量を検出する第2の流量検出手段を有し、
前記制御部は、前記第1の流量検出手段による検出値と前記第2の流量検出手段による検出値との和を、前記第1の透過水ラインを流れる透過水の流量として取得する、請求項6に記載の膜ろ過装置。 - 直列に接続された第1および第2のろ過手段であって、それぞれが被処理水を透過水と濃縮水とに分離する逆浸透膜またはナノろ過膜を有し、前記第2のろ過手段が、前記第1のろ過手段よりも下流側に位置する、第1および第2のろ過手段と、前記第1のろ過手段に被処理水を供給する供給ラインと、前記第1のろ過手段から透過水を流通させて前記第2のろ過手段に供給する第1の透過水ラインと、前記第1のろ過手段からの濃縮水を流通させる第1の濃縮水ラインと、前記第1の濃縮水ラインから分岐し、前記第1の濃縮水ラインを流れる濃縮水の一部を外部へ排出する排水ラインと、前記第2のろ過手段から透過水を流通させる第2の透過水ラインと、前記第2のろ過手段からの濃縮水を流通させて前記供給ラインに返流する第2の濃縮水ラインと、を有する膜ろ過装置の運転方法であって、
前記第2の透過水ラインを流れる透過水の流量と前記第2の濃縮水ラインを流れる濃縮水の流量との和に対する前記第2の透過水ラインを流れる透過水の流量の割合である第2の回収率が、前記第1の透過水ラインを流れる透過水の流量と前記排水ラインを流れる濃縮水の流量との和に対する前記第1の透過水ラインを流れる透過水の流量の割合である第1の回収率を下回るように、前記供給ラインを流れる被処理水の圧力と前記排水ラインを流れる濃縮水の流量と前記第2の濃縮水ラインを流れる濃縮水の流量とを調整する工程を含む、膜ろ過装置の運転方法。
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