JP4666600B2 - Water evaluation method - Google Patents
Water evaluation method Download PDFInfo
- Publication number
- JP4666600B2 JP4666600B2 JP2005137112A JP2005137112A JP4666600B2 JP 4666600 B2 JP4666600 B2 JP 4666600B2 JP 2005137112 A JP2005137112 A JP 2005137112A JP 2005137112 A JP2005137112 A JP 2005137112A JP 4666600 B2 JP4666600 B2 JP 4666600B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- filtration membrane
- membrane
- evaluation
- average value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
- Y02A20/131—Reverse-osmosis
Landscapes
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
本発明は、濾過膜を用いた水の評価方法に関し、とくに逆浸透膜(以下、「RO膜」と略称することもある。)等の濾過膜を用いた水処理装置への供給水や濃縮水の水質評価に用いて好適な水の評価方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for evaluating water using a filtration membrane, and in particular, feed water and concentration to a water treatment apparatus using a filtration membrane such as a reverse osmosis membrane (hereinafter sometimes abbreviated as “RO membrane”). The present invention relates to a water evaluation method suitable for water quality evaluation .
従来より、濾過膜を用いて水質を分析・測定することは行われてきた。例えば、SDIと呼ばれる非常に低い濁度を測定する方法や、非常に高純度な純水中の微粒子を測定する方法が挙げられる。これらの手法に限らず、分析や水質測定用の膜の素材や孔径は重要な因子としてコントロールされてきた。膜素材は、その素材の持つ親水/疎水性、荷電の有無、陰陽の特性により、特定物質が吸着することが知られており、その結果測定の妨害、誤差の発生等の原因となることが指摘されている。また、膜の孔径に関しては、例えば微粒子を測定する際には測定すべき微粒子より小さな孔径の膜を選定する必要があることが知られている。 Conventionally, water quality has been analyzed and measured using a filtration membrane. For example, there is a method of measuring very low turbidity called SDI and a method of measuring fine particles in very pure water. In addition to these methods, the material and pore size of membranes for analysis and water quality measurement have been controlled as important factors. Membrane materials are known to adsorb specific substances due to the hydrophilic / hydrophobic nature of the materials, the presence or absence of charge, and the properties of the yin and yang. As a result, this may cause measurement interference and error generation. It has been pointed out. Regarding the pore size of the membrane, it is known that, for example, when measuring fine particles, it is necessary to select a membrane having a pore size smaller than the fine particles to be measured.
本発明に関連の深いSDI測定に関して説明するに、SDIとは、水中の非常に低い濁度を検出する目的で開発された方法で、特にRO膜に供給する水の濁度を測定し、RO膜に問題が起こらないだけの十分な前処理が行われていることを確認する方法である。具体的には、サンプリングした水を所定の膜に一定圧力(210kPa)で加圧通水し、初期の500mL の濾過に要した時間と、15分間濾過継続後に500mLの濾過に要した時間との、時間当たり変化率で評価し、一定以下の数値(例えばSDI=4以下)でないとRO膜の給水としては不十分であると判定する方法である。数値の定義から15分間濾過継続する場合のSDIは最大100/15=6.7となる。ただし、水質が悪くて15分間濾過継続が出来ない場合には、濾過時間を短縮して測定することもある。例えば濾過継続時間を半分の7.5分に設定した場合、SDIの最大値は100/7.5=13.3となる。測定に用いる膜としては、孔径0.45μmが規定されているが、ミリポア社製HAWPO膜 (孔径:0.45μm、材質:酢酸セルロ−ス・硝酸セルロース混合物)が標準的に採用されており、濾過の形態は濃縮水の攪拌効果が無いデッドエンド濾過方式が採用されている。 To explain the SDI measurement that is deeply related to the present invention, SDI is a method developed for the purpose of detecting very low turbidity in water. This is a method for confirming that sufficient pretreatment is performed so as not to cause a problem in the film. Specifically, the sampled water is pressurized and passed through a given membrane at a constant pressure (210 kPa), and the time required for the initial 500 mL filtration and the time required for 500 mL filtration after 15 minutes of continuous filtration. In this method, the rate of change per hour is evaluated, and if the value is not less than a certain value (for example, SDI = 4 or less), it is determined that the RO membrane water supply is insufficient. The maximum SDI is 100/15 = 6.7 when filtering is continued for 15 minutes from the numerical definition. However, if the water quality is poor and the filtration cannot be continued for 15 minutes, the filtration time may be shortened for measurement. For example, when the filtration duration is set to half of 7.5 minutes, the maximum value of SDI is 100 / 7.5 = 13.3. As the membrane used for the measurement, a pore diameter of 0.45 μm is prescribed, but a HAWPO membrane manufactured by Millipore (pore diameter: 0.45 μm, material: cellulose acetate / cellulose nitrate mixture) is adopted as standard, and is used for filtration. The form employs a dead-end filtration system that does not have the effect of stirring concentrated water.
前述したようにこのSDI法は水中の濁度測定を目的とした方法であるが、近年ではSDIが十分な数値を示していても、トラブルが発生することが報告されている。その原因は定かではないが、RO膜はSDI測定に利用する膜よりも遥かに微小な高分子の分子間隙を水が浸透する現象と推察されるので、孔径0.45μmという物理的な孔のある膜ではRO膜で発生する現象を十分な評価ができないこと、また、SDI測定はデッドエンド濾過であるのに対しRO膜の濾過方法は通常クロスフロー濾過であり、膜汚染のメカニズムが違うこと等が推察されている。また、RO膜モジュールに進入した微生物および微生物の代謝物がRO膜モジュールの流路閉塞の原因となっている可能性も指摘されている。この場合、入口の微生物量が少なくともモジュール内で増殖するため、入口水質を測定しても判定できない可能性が指摘されている。いずれにせよ、SDI測定は必要条件の測定であり、SDI測定結果のみでRO給水として使用可能であるかどうか判定できないと考えられるようになってきており、SDIの代替、あるいは補完として、よりRO処理に近い方法で水質指標を測定することも提案されている。しかしその場合にも、膜材質の差、ポアサイズの差等に関する検討はされているが、後述の如く本発明において着目した膜表面の構造、特に測定用の膜表面の凹凸に代表される表面構造特性をコントロールすることは未だ提案されていない。 As described above, this SDI method is a method for measuring turbidity in water, but it has recently been reported that trouble occurs even if SDI shows a sufficient value. The reason is not clear, but RO membranes have a physical pore with a pore diameter of 0.45 μm because it is assumed that water penetrates the molecular gaps of macromolecules much smaller than the membrane used for SDI measurement. The membrane cannot fully evaluate the phenomenon that occurs in the RO membrane, and the SDI measurement is dead-end filtration, whereas the RO membrane filtration method is usually cross-flow filtration, and the mechanism of membrane contamination is different. Is inferred. It has also been pointed out that the microorganisms and microorganism metabolites that have entered the RO membrane module may cause the blockage of the RO membrane module. In this case, since the amount of microorganisms at the inlet grows at least in the module, it has been pointed out that it may not be determined even if the inlet water quality is measured. In any case, SDI measurement is a measurement of the necessary conditions, and it is considered that it can not be determined whether it can be used as RO water supply only by the SDI measurement result, and it is more RO as an alternative or supplement to SDI. It has also been proposed to measure water quality indicators in a manner close to treatment. However, even in such a case, studies on the difference in film material, difference in pore size, etc. have been made. However, as will be described later, the structure of the film surface focused on in the present invention, particularly the surface structure represented by irregularities on the film surface for measurement. It has not yet been proposed to control properties.
なお、RO膜を装備した通常の水処理装置の特性としては、より長期間安定運転が可能な膜や運転手法が優れており、膜表面の構造が平滑であることが酢酸セルロース系素材やポリアミド系素材であること等の膜材質の差よりも透過水量維持に有利であるとの報告例がある(非特許文献1)。しかしながら、水質指標を測定する場合には、水質の違いを高感度で測定できること、短時間で測定可能であること等の、通常の水処理装置としてのRO装置とは違う特性が必要とされている。また、透過水量は低下しないが通水差圧が上昇して、運転継続ができなくなり、薬品洗浄等が必要になる場合も散見され、所定圧力に換算した場合の(装置は透過水量を維持するために、運転圧を上げて運転するので)透過水量の低下と同時に通水差圧の上昇を予想できることも重要である。
本発明の課題は、上記のような背景技術に鑑み、従来着目されていなかった測定用濾過膜の表面構造に着目し、表面構造特性を適切にコントロールあるいは選択することにより、高感度で短時間にて対象とする項目に関して的確に測定でき、とくに、透過水量の低下や通水差圧の上昇の程度を適切に予想可能な、水の評価方法を提供することにある。 In view of the background art as described above, the object of the present invention is to focus on the surface structure of a filtration membrane for measurement that has not been focused on in the past, and by appropriately controlling or selecting the surface structure characteristics, it is possible to achieve high sensitivity and short time. It is an object of the present invention to provide a water evaluation method that can accurately measure the target items and can appropriately predict the degree of decrease in the amount of permeated water and the increase in water flow differential pressure.
上記課題を解決するために、本発明に係る水の評価方法は、濾過膜の給水および/または濃縮水を評価する方法であって、濾過膜を透過する透過水量および/または濾過膜の給水入口と濃縮水出口の差圧と濾過膜の表面構造特性としての表面凹凸の高低差の平均値との関係を予め求め、該関係から前記濾過膜を透過する透過水量および/または濾過膜の給水入口と濃縮水出口の差圧の測定に使用すべき前記表面凹凸の高低差の平均値の特定の範囲または特定の基準値を決定し、決定した特定の範囲または特定の基準値を満足する表面構造を有する濾過膜を用いて濾過膜を透過する透過水量の経時変化および/または濾過膜の給水入口と濃縮水出口の差圧の経時変化を測定することを特徴とする方法からなる。 In order to solve the above-described problems, a water evaluation method according to the present invention is a method for evaluating water supply and / or concentrated water of a filtration membrane, wherein the amount of permeated water that permeates the filtration membrane and / or the water supply inlet of the filtration membrane. And the difference between the pressure difference between the outlet of the concentrated water and the average value of the height difference of the surface irregularities as the surface structure characteristics of the filtration membrane, and the amount of permeated water permeating the filtration membrane and / or the feed inlet of the filtration membrane from the relationship The surface structure which determines the specific range or specific reference value of the average value of the height difference of the surface irregularities to be used for the measurement of the differential pressure between the water outlet and the concentrated water outlet, and satisfies the determined specific range or specific reference value The method comprises measuring a time-dependent change in the amount of permeated water permeating through the filter membrane and / or a time-dependent change in the differential pressure between the feed water inlet and the concentrated water outlet of the filter membrane .
この水の評価方法においては、通水方式として、濾過膜を透過する透過水と濾過膜を透過しない濃縮水とを連続的に得るクロスフロー方式を用いることができる。 In this water evaluation method, a cross flow method that continuously obtains permeated water that permeates the filtration membrane and concentrated water that does not permeate the filtration membrane can be used as the water flow method.
また、上記表面構造特性としては、とくに、表面凹凸の高低差の平均値を用いる。この表面凹凸の高低差は、その平均値に対し±50%の範囲内にあることが好ましい。ばらつきの大きすぎる濾過膜を用いたのでは、表面構造特性、とくに表面凹凸の高低差を特定の範囲や特定の値にコントロールした意味が損なわれる。 As the surface structure characteristics, an average value of the height difference of the surface irregularities is used . Height difference between the surface roughness is preferably in the range of ± 50% against the average value thereof. If a filtration membrane with too much variation is used, the meaning of controlling the surface structure characteristics, particularly the height difference of the surface irregularities, to a specific range or a specific value is lost.
本発明に係る水の評価方法では、水の評価のために使用される上記濾過膜の表面凹凸の高低差の平均値が、該水の評価の対象水を実際に水処理する装置に装備される濾過膜の表面凹凸の高低差の平均値とは異なることが好ましい。すなわち、実際に水処理する装置に装備される濾過膜には、前述の如く、長期間安定運転を可能とするため、膜表面が平滑な濾過膜が好ましいが、水の評価の場合には、短時間でかつ高感度で測定可能とするために(つまり、濾過動作〔測定装置にとっては検出動作〕を促進させるために)、表面凹凸の高低差の大きい濾過膜を用い、特定の測定項目に対し測定性能を格段に上げるようにしておくことが好ましい。 In the evaluation method of the water according to the present invention, the average value of the height difference of the surface unevenness of the filtration membrane used for evaluation of water, is equipped to a device that actually water treatment target water Evaluation of the water It is preferable that the average value of the height difference of the surface irregularities of the filtration membrane is different. That is, the filtration membrane to be mounted to a device that is actually water treatment, as described above, to allow long-term stable operation, but the film surface preferably smooth filtration membrane, in the case of evaluation of water, In order to enable measurement in a short time and with high sensitivity (that is, in order to accelerate the filtration operation [detection operation for a measuring device]), a filtration membrane with a large difference in surface irregularities is used, and a specific measurement item is selected. On the other hand, it is preferable to greatly improve the measurement performance.
とくに、水の評価のために使用される上記濾過膜の表面凹凸の高低差の平均値が、該水の評価の対象水を実際に水処理する装置に装備される濾過膜の表面凹凸の高低差の平均値に比べ、50%以上異なることが好ましい。例えば、水の評価のために使用される上記濾過膜の表面凹凸の高低差の平均値が、該水の評価の対象水を実際に水処理する装置に装備される濾過膜の表面凹凸の高低差の平均値に比べ、50%以上大きいことが好ましい。 In particular, the average value of the height difference of the surface unevenness of the filtration membrane used for evaluation of water, the height of the surface irregularities of the filtration membrane to be mounted to the device that actually water treatment target water Evaluation of the water It is preferable that the difference is 50% or more compared to the average value of the differences. For example, the average value of the height difference of the surface unevenness of the filtration membrane used for evaluation of water, the height of the surface irregularities of the filtration membrane to be mounted to the device that actually water treatment target water Evaluation of the water It is preferably 50% or more larger than the average difference.
また、上記水の評価のための測定項目としては、濾過膜を透過する透過水量の経時変化の測定を含む。または、透過水量の測定とは別に、あるいは透過水量の測定ととともに、上記水の評価のための測定項目に、濾過膜の給水入口と濃縮水出口の差圧の測定を含む。 In addition, the measurement items for the evaluation of the water include measurement of the change with time of the amount of permeated water that permeates the filtration membrane . Alternatively, in addition to the measurement of the amount of permeated water or together with the measurement of the amount of permeated water, the measurement items for evaluating the water include measurement of the differential pressure between the water supply inlet and the concentrated water outlet of the filtration membrane .
このような本発明に係る水の評価方法においては、水の評価のための濾過膜に逆浸透膜を用いることができる。これにより、実際の水処理装置に逆浸透膜を用いる場合にも、それに対応した形態で、精度よく水質を測定することが可能になる。 In such a water evaluation method according to the present invention, a reverse osmosis membrane can be used as a filtration membrane for water evaluation . Thereby, even when a reverse osmosis membrane is used in an actual water treatment apparatus, it becomes possible to accurately measure the water quality in a form corresponding to the reverse osmosis membrane.
本発明に係る水の評価方法によれば、表面構造特性が特定の範囲にある測定用の濾過膜を用いることにより、さらにはその表面構造をコントロールすることにより、測定感度の向上、測定時間の短縮を達成しつつ、測定対象水の水質を的確に評価できるようになる。また、水処理装置としての通常のRO装置で発生する、透過水量の低下や通水差圧の上昇の程度を適切に予想できるようになり、実際の使用形態に則した水の評価が可能になる。 According to the method for evaluating water according to the present invention, by using a measurement filter membrane having a surface structure characteristic in a specific range, and further by controlling the surface structure, the measurement sensitivity can be improved and the measurement time can be reduced. While achieving the shortening, the water quality of the measurement target water can be accurately evaluated . In addition, it will be possible to properly predict the degree of decrease in the amount of permeated water and the increase in water flow differential pressure that occur in a normal RO device as a water treatment device, making it possible to evaluate water in accordance with the actual usage pattern. Become.
以下に、本発明の望ましい実施の形態について、実験例を主体に、図面を参照しながら説明する。
4種の市販の逆浸透膜(膜種A〜D)について、湿潤状態における膜の表面凹凸の高低差をAFM(原子間力電子顕微鏡)で解析、測定した。測定条件は以下の通りである。
・装置:SPA-400(セイコーインスツルメンツ社〔現エスアイアイナノテクノロジー〕)
・カンチレバー:シリコン製(バネ定数:15N/m)
・走査エリア:5×5μm
・走査速度:0.25Hz
・測定環境:純水中にてサンプル膜を湿潤状態にして測定
測定結果を表1に示す。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described mainly with reference to experimental examples with reference to the drawings.
For four types of commercially available reverse osmosis membranes (membrane types A to D), the height difference of the surface irregularities of the membrane in a wet state was analyzed and measured by an AFM (atomic force electron microscope). The measurement conditions are as follows.
・ Device: SPA-400 (Seiko Instruments Inc. [current SII Nano Technology)
・ Cantilever: Made of silicon (spring constant: 15N / m)
・ Scanning area: 5 × 5μm
・ Scanning speed: 0.25Hz
Measurement environment: Table 1 shows the measurement and measurement results when the sample film was wet in pure water.
表1に示した各膜を濾過膜として実験に使用した。各膜種により適正操作圧力が違うので、膜面積当たりの初期濾過速度を1m/d、クロスフロー流速を、膜装置入口で10cm/secとなる操作圧力、流量条件に設定して実験を行った。これらは一般的な実装置での運転条件である。実験には4インチスパイラルエレメントを用いたが、スパイラルエレメントの基本構成は平膜なので、水質測定装置の場合は小面積の平膜装置においても同様の結果が得られることが確認されている。 Each membrane shown in Table 1 was used as a filtration membrane in the experiment. Since the appropriate operating pressure differs depending on the type of membrane, the initial filtration rate per membrane area was set to 1 m / d, and the crossflow flow rate was set to the operating pressure and flow rate conditions at 10 cm / sec at the membrane device inlet. . These are the operating conditions of a typical actual device. Although a 4-inch spiral element was used in the experiment, since the basic structure of the spiral element is a flat membrane, it has been confirmed that the same result can be obtained even in a small-area flat membrane device in the case of a water quality measuring device.
実験における給水には、無機物等の外乱を防止する観点で(無論、これらが混入しても実用的には測定可能である)、純水、純水+工業用水、純水+生物処理水、純水+界面活性剤を用いた。なお、以下の図に示すa、b、c、dの特性は、上記濾過膜A、B、C、Dを用いた場合の特性を示している。 In the water supply in the experiment, pure water, pure water + industrial water, pure water + biologically treated water, from the viewpoint of preventing disturbance of inorganic substances etc. (Of course, even if they are mixed, it can be measured practically) Pure water + surfactant was used. In addition, the characteristics of a, b, c, and d shown in the following figures show the characteristics when the filtration membranes A, B, C, and D are used.
実験1
図1、図2に、純水を給水とした場合の、透過水量(単位圧力・単位面積換算)の経時変化(F/F0 で表示)と通水差圧(入口圧力―出口圧力)の経時変化(ΔP/ΔP0 で表示)を示した。純水では膜ファウリングが発生しないので、当然、透過水量、通水差圧は変動しなかった。
Figure 1, Figure 2, in the case of pure water and water supply, aging (indicated by F / F 0) and passing jugs pressure on the permeate water (unit pressure and unit area basis) - of (inlet pressure outlet pressure) A change with time (indicated by ΔP / ΔP 0 ) was shown. Since membrane fouling does not occur in pure water, naturally, the amount of permeated water and water flow differential pressure did not change.
実験2
図3、図4に、純水+工業用水(30%)ブレンド水を給水とした場合の経時変化を示した。工業用水としては戸田市工業用水を用い、実験期間中の平均濁度は0.6程度であった。A、B膜に関しては、透過水量は徐々に減少し通水差圧は徐々に増加した。C、D膜に関しては同様の変動が見られたが変動は遥かに小さかった。
FIG. 3 and FIG. 4 show changes over time when pure water + industrial water (30%) blended water is used as feed water. As industrial water, Toda City industrial water was used, and the average turbidity during the experiment was about 0.6. Regarding the A and B membranes, the amount of permeated water gradually decreased and the water flow differential pressure gradually increased. Similar variations were observed for the C and D films, but the variations were much smaller.
実験4
図5、図6に、純水+生物処理水(20%)ブレンド水を給水とした場合の経時変化を示した。生物処理としては、基質としてグルコースを用いて微量塩を添加し、BOD負荷2kg/m3/day、繊維状活性炭を担体とした好気性生物処理法を用い、20ミクロンの安全フィルターで全量濾過後、純水とブレンドした。A、B、C、D膜とも、透過水量低下は顕著ではないが、A、B、C膜の通水差圧の上昇は比較的顕著に発生した。
FIG. 5 and FIG. 6 show the change over time when pure water + biologically treated water (20%) blend water is used as the feed water. For biological treatment, add trace amount salt using glucose as a substrate, use BOD load 2kg / m 3 / day, aerobic biological treatment method using fibrous activated carbon as carrier, and filter the whole amount with a 20 micron safety filter Blended with pure water. In the A, B, C, and D membranes, the decrease in the permeated water amount was not remarkable, but the increase in the water flow differential pressure of the A, B, and C membranes occurred relatively remarkably.
実験5
図7、図8に、純水+界面活性剤(アルキルジメチルベンゼンアンモニウムクロライド:100ppm)添加水を給水した場合の経時変化を示した。A、B、C膜の透過水量低下は顕著であるが、D膜には透過水量低下が発生しなかった。いずれの膜も通水差圧上昇は発生しなかった。
FIG. 7 and FIG. 8 show changes with time when pure water + surfactant (alkyldimethylbenzene ammonium chloride: 100 ppm) added water is supplied. Although the decrease in the amount of permeated water in the A, B, and C membranes was remarkable, no decrease in the amount of permeated water occurred in the D membrane. None of the membranes caused an increase in water differential pressure.
実験3
図9、図10に,純水+工業用水(60%)ブレンド水を給水とした場合の経時変化を示した。工業用水としては戸田市工業用水を用い、実験期間中の平均濁度は0.5程度であった。A〜Dいずれの膜に関しても、透過水量減少、通水差圧増加が観察された。その程度は実験2よりも大きかった。
FIG. 9 and FIG. 10 show changes over time when pure water + industrial water (60%) blend water is used as the feed water. As industrial water, Toda City industrial water was used, and the average turbidity during the experiment was about 0.5. A~D even relates to any of the membrane, permeate flow decreased, increased through pitcher pressure was observed. The degree was greater than in
実験6
膜面積当たりの初期濾過速度を1.5m/dと1.5倍にした以外は、実験2と同様の実験を行った(測定促進実験1)。結果を図11、図12に示すが、A〜Dいずれの膜に関しても、透過水量減少、通水差圧増加は実験2よりも促進されたが、とくにA〜C膜の透過水量減少が促進された。
An experiment similar to
実験7
クロスフロー流速を膜装置入口で20cm/secと2.0倍に設定した以外は実験2と同様の実験を行った(測定促進実験2)。結果を図13、図14に示すが、A〜Dいずれの膜に関しても、透過水量減少、通水差圧増加は実験2よりも促進されたが、とくにA〜C膜の透過水量減少、およびA〜D膜の通水差圧増加が促進された。
An experiment similar to
上記結果に関して、透過水量が初期値の80%まで低下した時間、通水差圧が初期値より20%増加した時間で整理すると表2のようになる。表2においては、F/F0=0.8やΔP/ΔP0=1.2は測定系の精度感度に依存する数値であり、例えばF/F0の変化が小さくても確実に検出できれば感度が高いと言える。しかし実際にはコントロールしきれない未知部分があり、実験では0.8を現実的な値として設定した。なお、表2における「∞」の表示は、実験期間では所定の値に達しなかった場合を示している。 Regarding the above results, Table 2 summarizes the time when the permeated water amount decreased to 80% of the initial value and the time when the water flow differential pressure increased by 20% from the initial value. In Table 2, F / F 0 = 0.8 and ΔP / ΔP 0 = 1.2 are numerical values that depend on the accuracy sensitivity of the measurement system. For example, if the change can be reliably detected even if the change in F / F 0 is small, the sensitivity is high. I can say that. However, there is an unknown part that cannot be actually controlled, and in the experiment, 0.8 was set as a realistic value. In addition, the display of “∞” in Table 2 indicates a case where the predetermined value was not reached during the experiment period.
実験1、2、3は濃度を変化させた実験と考えられる。原因物質が同一濃度の場合、例えば30%の場合A、B、C膜のうち凹凸の大きいA膜が早い段階で上記設定値に達しているので、検出時間が早いと言える。また、同一膜で見た場合、原因物質の濃度が高くなると、設定値に至る時間が短くなり、設定値に至る時間が原因物質の濃度と相関していると判断できる。したがって、表面凹凸の高低差を特定の範囲内にコントロールした膜を用いれば、透過水量変化や通水差圧変化が設定値に至る時間を測定することにより、原因物質の濃度測定に使えること、さらに凹凸サイズを大きい値にコントロールすることにより、検出時間の短縮、実質的な感度向上が可能であることがわかる。例えば、実装置にB膜が採用される場合、A膜に相当する、B膜よりも表面凹凸の大きい膜で測定すれば、検出時間・検出感度が向上し、トラブルをより早く予知することが可能である。
実験4では、SDIが4以下で、従来の基準では良好と判断される場合でも、明らかに膜汚染が発生し、表面凹凸が大きいほどその汚染程度が大きいこと、実験5では、SDIでは検出されない界面活性剤も本測定装置では検出可能であることが確認された。
In
また、測定装置の運転条件を調整することにより、感度上昇、測定時間短縮も可能である。実験6では、実験2と比較して初期濾過速度を大きく設定した結果、膜表面に堆積する汚染物質の増加が早く、その結果迅速にF/F0が低下することが確認された。初期濾過速度を大きく設定する方法としては、ポンプによる昇圧の他に、測定装置に用いる膜を実装置に用いる膜と比較して同一圧力による透過水量が大きい膜を採用すれば、実装置と同等の圧力で濾過速度を大きく設定することが可能である。実験7では、クロスフロー速度を大きく設定することにより膜モジュール内に流入する汚染物質を増加させることが可能で、その結果透過水量低下、通水差圧上昇を迅速に検出できることが確認された。また、測定装置の運転条件とは別に、測定時にクロスフロー速度を大きくして測定することにより、通水差圧を感度良く測定することも可能である。
In addition, sensitivity can be increased and measurement time can be shortened by adjusting the operating conditions of the measuring device. In
さらに、同一素材系の膜であっても 透過水量低下、通水差圧増加の程度には差が有り、その傾向は膜表面の凹凸の大小に依存しており、凹凸が大きければ影響も大きいこと、透過水量低下、通水差圧上昇は同時に発生する場合と個別に発生する場合があり、いずれの現象も測定できるのは、PA系膜であり、特に凹凸構造の大きい膜を用いた場合であること、その結果測定に用いる膜表面の凹凸状態を特定の範囲内にコントロールしなければ信頼性ある測定値が得られないこと、一方、脱塩性能の大小は測定結果に大きな影響を及ぼさないこと等が判明した。 Furthermore, even for membranes of the same material system, there is a difference in the degree of permeate flow reduction and increase in water flow differential pressure, and the tendency depends on the unevenness of the membrane surface. In other words, a decrease in permeated water volume and an increase in water flow differential pressure may occur at the same time or separately, and both phenomena can be measured with PA-based membranes, especially when a membrane with a large uneven structure is used. As a result, reliable measurement values cannot be obtained unless the surface roughness of the membrane used for measurement is controlled within a specific range. On the other hand, the degree of desalting performance has a large effect on the measurement results. It became clear that there was no.
図15に、ポンプ1による給水2を、クリスマスツリー状に多段にRO装置3を配列した水処理装置からなる実装置4について、給水2を測定装置No.1(5)に、中間濃縮水6を測定装置No.2(7)に、濃縮水8を測定装置No.3(9)に、それぞれ給水して測定するようにした場合の測定装置の配置例を示した。給水ではなく濃縮水を測定することで検出時間・検出感度を向上することが可能である。しかし、実装置の最終濃縮水は無機物の析出が発生しない上限値に近い濃度に設定されていることが多いので、更に本測定装置を付けると無機物の析出による透過水減少・通水差圧の上昇が発生しやすいと考えられるので、中間濃縮水を測定装置に給水することが望ましい。この場合、浸透圧等の補正は必要となるが、実装置給水と濃縮水の測定結果から、RO装置内に生息するバクテリア由来のバイオフィルム等の評価も可能である。なお、図15における符号10は透過水を示している。また、運転調整に必要な、弁、圧力計、流量計等は図示していないが、必要に応じて設置することができる。
In FIG. 15, the
測定装置は、実装置を模擬した平膜装置であれば小流量で測定可能であるが、実装置に装着する場合は流量に余裕が有ることも考えられ、市販の小型エレメント(2.5インチスパイラルエレメント、4インチスパイラルエレメント等)を用いて測定すること、一定期間で新品に交換することにより測定履歴による影響を排除することも可能である。 If the measurement device is a flat membrane device simulating an actual device, it can measure with a small flow rate. However, when mounted on the actual device, there is a possibility that the flow rate has a margin, and a commercially available small element (2.5 inch spiral element) It is also possible to eliminate the influence of the measurement history by performing measurement using a 4-inch spiral element or the like, and replacing it with a new one for a certain period.
本発明に係る水の評価方法は、工業用水・市水から脱塩水を製造する逆浸透膜装置、海水から淡水を製造する海水淡水化膜装置、工業プロセスから排出された排水から水回収を行う逆浸透膜装置、下水や排水を生物処理した後に水回収を行う逆浸透膜装置等、どのような逆浸透膜装置にも適用可能である。
The water evaluation method according to the present invention includes a reverse osmosis membrane device for producing desalted water from industrial water and city water, a seawater desalination membrane device for producing fresh water from seawater, and water recovery from wastewater discharged from an industrial process. The present invention can be applied to any reverse osmosis membrane device such as a reverse osmosis membrane device and a reverse osmosis membrane device that performs water recovery after biological treatment of sewage and wastewater.
1 ポンプ
2 給水
3 RO装置
4 水処理装置からなる実装置
5 測定装置No.1
6 中間濃縮水
7 測定装置No.2
8 濃縮水
9 測定装置No.3
10 透過水
DESCRIPTION OF
6 Intermediate
8
10 Permeated water
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005137112A JP4666600B2 (en) | 2005-05-10 | 2005-05-10 | Water evaluation method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005137112A JP4666600B2 (en) | 2005-05-10 | 2005-05-10 | Water evaluation method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006317163A JP2006317163A (en) | 2006-11-24 |
JP4666600B2 true JP4666600B2 (en) | 2011-04-06 |
Family
ID=37537987
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005137112A Expired - Fee Related JP4666600B2 (en) | 2005-05-10 | 2005-05-10 | Water evaluation method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4666600B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6387502B1 (en) * | 2017-12-28 | 2018-09-12 | 株式会社片山化学工業研究所 | Evaluation method for obstacles in industrial water systems |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4556150B2 (en) * | 2007-10-25 | 2010-10-06 | 東洋紡績株式会社 | Polymer porous membrane |
JP5092735B2 (en) * | 2007-12-26 | 2012-12-05 | 栗田工業株式会社 | Method and apparatus for continuous monitoring of sample water |
JP5093192B2 (en) | 2009-06-22 | 2012-12-05 | 株式会社日立製作所 | Evaluation method of water quality |
JP2014211327A (en) * | 2013-04-17 | 2014-11-13 | 栗田工業株式会社 | Monitoring method and monitoring device of slime adhesion state in water system |
JP6180905B2 (en) * | 2013-12-03 | 2017-08-16 | 株式会社ディスコ | Water quality inspection device |
JP5888365B2 (en) * | 2014-05-19 | 2016-03-22 | 栗田工業株式会社 | Concentration adjustment method for cooling water treatment chemical in circulating cooling water system, cooling drain water recovery method and water treatment equipment |
JP6372945B2 (en) * | 2017-10-25 | 2018-08-15 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | Measurement sample preparation apparatus and measurement sample preparation method using the same |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06186225A (en) * | 1992-12-17 | 1994-07-08 | Japan Organo Co Ltd | Water monitoring device |
JP2004108864A (en) * | 2002-09-17 | 2004-04-08 | Nitto Denko Corp | Sdi measuring method and its device and fresh water generating method using reverse osmosis membrane |
JP2005106516A (en) * | 2003-09-29 | 2005-04-21 | Kurita Water Ind Ltd | Method for evaluating supply water to reverse osmosis membrane and method of managing operation of water treatment apparatus |
-
2005
- 2005-05-10 JP JP2005137112A patent/JP4666600B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06186225A (en) * | 1992-12-17 | 1994-07-08 | Japan Organo Co Ltd | Water monitoring device |
JP2004108864A (en) * | 2002-09-17 | 2004-04-08 | Nitto Denko Corp | Sdi measuring method and its device and fresh water generating method using reverse osmosis membrane |
JP2005106516A (en) * | 2003-09-29 | 2005-04-21 | Kurita Water Ind Ltd | Method for evaluating supply water to reverse osmosis membrane and method of managing operation of water treatment apparatus |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6387502B1 (en) * | 2017-12-28 | 2018-09-12 | 株式会社片山化学工業研究所 | Evaluation method for obstacles in industrial water systems |
JP2019120528A (en) * | 2017-12-28 | 2019-07-22 | 株式会社片山化学工業研究所 | Method for evaluating failures generated in industrial water system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006317163A (en) | 2006-11-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4666600B2 (en) | Water evaluation method | |
Koo et al. | Review of the effect of selected physicochemical factors on membrane fouling propensity based on fouling indices | |
Yiantsios et al. | Colloidal fouling of RO membranes: an overview of key issues and efforts to develop improved prediction techniques | |
Drews et al. | Does fouling in MBRs depend on SMP? | |
Gijsbertsen-Abrahamse et al. | Removal of cyanotoxins by ultrafiltration and nanofiltration | |
Evenblij et al. | Filtration characterisation for assessing MBR performance: three cases compared | |
JP4867413B2 (en) | Evaluation method and apparatus for reverse osmosis membrane feed water and operation management method for water treatment apparatus | |
Alhadidi et al. | Using SDI, SDI+ and MFI to evaluate fouling in a UF/RO desalination pilot plant | |
Alhadidi et al. | Effect of testing conditions and filtration mechanisms on SDI | |
Drioli et al. | Membrane based desalination: an integrated approach | |
Bottino et al. | Critical flux in submerged membrane bioreactors for municipal wastewater treatment | |
Farquharson et al. | Relationships of activated sludge characteristics to fouling rate and critical flux in membrane bioreactors for wastewater treatment | |
Jeong et al. | Characteristics of bio-fouling in a submerged MBR | |
Mousa | Investigation of UF membranes fouling by humic acid | |
Chellam et al. | Existence of critical recovery and impacts of operational mode on potable water microfiltration | |
Schäfer et al. | Fouling in nanofiltration | |
JP2018008192A (en) | Foulant quantification method | |
JP6441712B2 (en) | Method for evaluating membrane clogging of treated water | |
Habib et al. | Predicting colloidal fouling of tap water by silt density index (SDI): Pore blocking in a membrane process | |
De la Torre et al. | Filtration charaterization methods in MBR systems: a practical comparison | |
Adham et al. | Crossflow Sampler Fouling Index | |
JP6530996B2 (en) | Method of evaluating membrane blockage of treated water and method of operating membrane processing apparatus | |
Xu et al. | Exploring the pressure change of reverse osmosis filtration: Time-course pressure curves and a novel model for mechanism study and NEWater application | |
EP3056259A1 (en) | Device for measuring membrane fouling index | |
Nuengjamnong et al. | Influence of extracellular polymeric substances on membrane fouling and cleaning in a submerged membrane bioreactor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071225 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100817 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100913 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101005 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101125 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110107 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110107 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140121 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |