JP5842943B2 - Water treatment method and water treatment system - Google Patents
Water treatment method and water treatment system Download PDFInfo
- Publication number
- JP5842943B2 JP5842943B2 JP2014029847A JP2014029847A JP5842943B2 JP 5842943 B2 JP5842943 B2 JP 5842943B2 JP 2014029847 A JP2014029847 A JP 2014029847A JP 2014029847 A JP2014029847 A JP 2014029847A JP 5842943 B2 JP5842943 B2 JP 5842943B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- bisulfite
- formaldehyde
- raw water
- ions
- 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
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
Description
本発明は、ホルムアルデヒドを含む原水からホルムアルデヒドを除去することのできる水処理方法及び水処理システムに関する。 The present invention relates to a water treatment method and a water treatment system capable of removing formaldehyde from raw water containing formaldehyde.
工場等において排出される排水には、ホルムアルデヒド等の有害物質が含まれる場合がある。また、飲用又は食品加工用の原水(例えば、地下水等)からホルムアルデヒド等の有害物質が検出されることがある。 Wastewater discharged from factories and the like may contain harmful substances such as formaldehyde. In addition, harmful substances such as formaldehyde may be detected from raw water for drinking or food processing (for example, groundwater).
従来、ホルムアルデヒド等の有機物質を含む原水からこれらの有機物質を除去する方法としては、生物処理を用いてこれらの有機物質を分解する工程を含む方法が公知である。例えば、特許文献1には、分離膜を備えたメンブレンバイオリアクターを用いて曝気しながら、40℃以上の高温で、ホルムアルデヒド等の有機物を含有する高温廃水を処理する方法が開示されている。また、特許文献2には、有機性廃水を活性汚泥処理し、活性汚泥処理水に接触するように設置された分離膜によって活性汚泥処理水を固液分離して膜透過水を取得した後、該膜透過水を逆浸透膜処理することにより浄化された再生水を造水する方法が開示されている。 Conventionally, as a method for removing these organic substances from raw water containing organic substances such as formaldehyde, a method including a step of decomposing these organic substances using biological treatment is known. For example, Patent Document 1 discloses a method for treating high-temperature wastewater containing organic substances such as formaldehyde at a high temperature of 40 ° C. or higher while aeration is performed using a membrane bioreactor provided with a separation membrane. In Patent Document 2, after treating the organic wastewater with activated sludge, the activated sludge treated water is solid-liquid separated by a separation membrane installed so as to be in contact with the activated sludge treated water, and membrane permeated water is obtained. A method for producing reclaimed water purified by subjecting the membrane permeate to a reverse osmosis membrane is disclosed.
しかし、特許文献1及び2に記載の方法では、微生物を培養して活性汚泥を得るのに多大な時間を要し、迅速に廃水処理を行うことが容易ではない。また、環境変化により、活性汚泥における微生物の組成、状態等が影響を受け、廃水処理の効率が変動しやすいため、廃水処理システムを安定に稼動させることが難しい。 However, in the methods described in Patent Documents 1 and 2, it takes a lot of time to culture microorganisms to obtain activated sludge, and it is not easy to perform wastewater treatment quickly. In addition, due to environmental changes, the composition and state of microorganisms in activated sludge are affected, and the efficiency of wastewater treatment tends to fluctuate, making it difficult to operate the wastewater treatment system stably.
迅速に安定して廃水処理を行う手段として、例えば、逆浸透膜(以下、「RO膜」ともいう)、イオン交換樹脂、多孔質吸着材が一般的に用いられている。しかし、これらの手段を用いて、原水に含まれるホルムアルデヒドを除去しようとする場合には、ホルムアルデヒドが、電荷を有しない分子量30の低分子化合物である点が問題となる。例えば、RO膜は、分子量60を超える物質及び電荷を有する物質の透過を阻止する傾向にあるのに対し、電荷を有しない分子量60以下の物質を透過しやすい。そのため、ホルムアルデヒドはRO膜を透過しやすく、RO膜によるホルムアルデヒドの除去率は20〜30%にとどまる。また、ホルムアルデヒドは、電荷を有しないため、イオン交換によるイオン交換樹脂への吸着を起こさない。よって、イオン交換樹脂によって、原水に含まれるホルムアルデヒドを十分に除去することは困難である。更に、活性炭等の多孔質吸着材はホルムアルデヒドの吸着量が小さく、多孔質吸着材を用いて、原水に含まれるホルムアルデヒドを十分に除去することも難しい。 For example, a reverse osmosis membrane (hereinafter also referred to as “RO membrane”), an ion exchange resin, and a porous adsorbent are generally used as a means for quickly and stably treating wastewater. However, when trying to remove formaldehyde contained in raw water using these means, the problem is that formaldehyde is a low molecular weight compound having a molecular weight of 30 and having no charge. For example, RO membranes tend to block the transmission of substances having a molecular weight of more than 60 and substances having a charge, whereas they tend to pass through substances having a molecular weight of 60 or less that have no charge. Therefore, formaldehyde easily passes through the RO membrane, and the removal rate of formaldehyde by the RO membrane is only 20 to 30%. Moreover, since formaldehyde has no electric charge, it does not adsorb to the ion exchange resin by ion exchange. Therefore, it is difficult to sufficiently remove formaldehyde contained in raw water with an ion exchange resin. Furthermore, porous adsorbents such as activated carbon have a small amount of formaldehyde adsorbed, and it is difficult to sufficiently remove formaldehyde contained in raw water using the porous adsorbent.
本発明は、迅速かつ安定的に、ホルムアルデヒドを含む原水からホルムアルデヒドを除去することのできる水処理方法及び水処理システムを提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the water treatment method and water treatment system which can remove formaldehyde from the raw | natural water containing formaldehyde rapidly and stably.
本発明は、アルデヒド類を含む原水からアルデヒド類を除去する水処理方法であって、亜硫酸水素イオンとアルデヒド類とのモル比(亜硫酸水素イオン/アルデヒド類)が1以上となる量で亜硫酸水素塩を原水に添加し、原水に含まれるアルデヒド類を亜硫酸水素イオンとpH5〜7で反応させてα−ヒドロキシスルホン酸イオンを生成する反応工程と、α−ヒドロキシスルホン酸イオンを、Cl形の強塩基性陰イオン交換樹脂を用いて除去するイオン交換工程と、を含む水処理方法に関する。 The present invention relates to a water treatment method for removing aldehydes from raw water containing aldehydes, wherein the bisulfite is an amount such that the molar ratio of bisulfite ions to aldehydes (bisulfite ions / aldehydes) is 1 or more. was added pressurized raw water to the reaction to produce the α- hydroxy acid ion is reacted with bisulfite ion and pH5~7 aldehydes contained in the raw water, the α- hydroxy acid ion of Cl form strong And an ion exchange step of removing using a basic anion exchange resin.
上記水処理方法は、α−ヒドロキシスルホン酸イオンを、逆浸透膜を用いて除去する膜分離工程をさらに含み、イオン交換工程が膜分離工程の後に行われる工程であることが好ましい。 The water treatment method further includes a membrane separation step of removing α-hydroxysulfonic acid ions using a reverse osmosis membrane, and the ion exchange step is preferably a step performed after the membrane separation step.
また、本発明は、アルデヒド類を含む原水からアルデヒド類を除去する水処理システムであって、亜硫酸水素イオンとアルデヒド類とのモル比(亜硫酸水素イオン/アルデヒド類)が1以上となる量で亜硫酸水素塩を原水に添加する亜硫酸水素塩添加手段と、原水と亜硫酸水素塩とを混合し、原水に含まれるアルデヒド類を、前記亜硫酸水素塩から生成した亜硫酸水素イオンとpH5〜7で反応させて、α−ヒドロキシスルホン酸イオンを生成する混合手段と、α−ヒドロキシスルホン酸イオンを、Cl形の強塩基性陰イオン交換樹脂を用いて除去するイオン交換手段と、を備える水処理システムに関する。 The present invention is also a water treatment system for removing aldehydes from raw water containing aldehydes, wherein the molar ratio of bisulfite ions to aldehydes (bisulfite ions / aldehydes) is 1 or more. Bisulfite addition means for adding hydrogen salt to raw water, raw water and bisulfite are mixed, and aldehydes contained in the raw water are reacted with bisulfite ions generated from the bisulfite at pH 5-7. The present invention relates to a water treatment system comprising: mixing means for generating α-hydroxysulfonic acid ions; and ion exchange means for removing α-hydroxysulfonic acid ions using a Cl-type strongly basic anion exchange resin.
上記水処理システムは、α−ヒドロキシスルホン酸イオンを、逆浸透膜を用いて除去する膜分離手段をさらに備えることが好ましい。 The water treatment system preferably further includes a membrane separation means for removing α-hydroxysulfonic acid ions using a reverse osmosis membrane.
本発明によれば、迅速かつ安定的に、ホルムアルデヒドを含む原水からホルムアルデヒドを除去することのできる水処理方法及び水処理システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the water treatment method and water treatment system which can remove formaldehyde from the raw water containing formaldehyde rapidly and stably can be provided.
〔第1実施形態〕
本発明の第1実施形態に係る水処理システム1について、図1を参照しながら説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る水処理システム1の全体構成図である。
[First Embodiment]
A water treatment system 1 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a water treatment system 1 according to a first embodiment of the present invention.
図1に示すように、第1実施形態に係る水処理システム1は、例えば、工場等において排出されるホルムアルデヒドを含んだ排水(原水W1)からホルムアルデヒドを除去し、工業用水等として再利用可能な再生水(処理水W4)を製造するものである。ホルムアルデヒドを含んだ排水としては、例えば、飲料缶や缶詰等の包装飲食物をレトルト釜やパストライザ等の殺菌処理装置において殺菌処理した後に回収される排水が挙げられる。上記のように殺菌処理した後に回収される排水に含まれるホルムアルデヒドは、包装飲食物の側面に印刷された絵柄の塗料等から溶出したものと考えられる。 As shown in FIG. 1, the water treatment system 1 which concerns on 1st Embodiment removes formaldehyde from the waste_water | drain (raw water W1) containing formaldehyde discharged | emitted in a factory etc., for example, and can be reused as industrial water etc. Reclaimed water (treated water W4) is produced. Examples of the wastewater containing formaldehyde include wastewater collected after sterilizing a packaged food or drink such as a beverage can or canned food in a sterilization apparatus such as a retort kettle or a pastorizer. Formaldehyde contained in the wastewater collected after sterilization as described above is considered to have eluted from the paint of the pattern printed on the side of the packaged food and drink.
また、図1に示すように、第1実施形態に係る水処理システム1は、例えば、ホルムアルデヒドを含む地下水等(原水W1)からホルムアルデヒドを除去し、飲用水又は食品加工用水(処理水W4)を製造するものである。水質基準に関する省令には、水道水に含まれるホルムアルデヒドの濃度は0.08mg/L以下でなければならないと定められている。飲用水又は食品加工用水として用いられる処理水W4は、上記の水質基準と同様に、ホルムアルデヒドの濃度が0.08mg/L以下であることが好ましい。 Moreover, as shown in FIG. 1, the water treatment system 1 which concerns on 1st Embodiment removes formaldehyde from groundwater etc. (raw water W1) containing formaldehyde, for example, and uses drinking water or water for food processing (treated water W4). To manufacture. The ministerial ordinance concerning water quality standards stipulates that the concentration of formaldehyde contained in tap water must be 0.08 mg / L or less. The treated water W4 used as drinking water or food processing water preferably has a formaldehyde concentration of 0.08 mg / L or less, as in the case of the water quality standard.
図1に示すように、本実施形態に係る水処理システム1は、亜硫酸水素イオン源化合物添加手段としての亜硫酸水素イオン源化合物添加装置2と、混合手段としての混合槽3と、加圧ポンプ4と、除去手段としての逆浸透膜モジュール(以下、「RO膜モジュール」ともいう)5と、バルブ6及び7と、除去手段としての多孔質吸着材床塔8と、を備える。また、水処理システム1は、通水ラインL1、L2、L3、及びL7と、濃縮水ラインL4と、排水ラインL5と、濃縮水還流ラインL6と、を備える。本明細書における「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。
As shown in FIG. 1, a water treatment system 1 according to this embodiment includes a bisulfite ion source compound addition device 2 as a bisulfite ion source compound addition means, a
水処理システム1によれば、混合槽3において、原水W1に含まれるホルムアルデヒド(アルデヒド類の一種)は、下記化学反応式に示すとおり、亜硫酸水素イオンとの反応によりヒドロキシメタンスルホン酸イオン(α−ヒドロキシスルホン酸イオンの一種)に変化する。ヒドロキシメタンスルホン酸イオンは、分子量が111であり、かつ、電荷を有するため、RO膜モジュール5及び多孔質吸着材床塔8により除去される。処理水W4は、ホルムアルデヒドが除去された水として供給される。
According to the water treatment system 1, in the
なお、ヒドロキシメタンスルホン酸イオンは、上記化学反応式に示す逆反応により、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム等のアルカリの存在下で、ホルムアルデヒドと亜硫酸水素イオンとに分解する。よって、水処理システム1では、混合槽3において、ホルムアルデヒドをヒドロキシメタンスルホン酸イオンに転換するのに加え、ヒドロキシメタンスルホン酸イオンの分解によりホルムアルデヒドが再生することを防ぐために、RO膜モジュール5及び多孔質吸着材床塔8によりヒドロキシメタンスルホン酸イオンを除去する。
The hydroxymethanesulfonate ion is decomposed into formaldehyde and bisulfite ion in the presence of an alkali such as sodium hydroxide and sodium carbonate by the reverse reaction shown in the above chemical reaction formula. Therefore, in the water treatment system 1, in order to prevent formaldehyde from being regenerated by decomposition of hydroxymethanesulfonate ions in addition to converting formaldehyde into hydroxymethanesulfonate ions in the
以下、水処理システム1の各部について詳しく説明する。通水ラインL1は、原水W1を混合槽3に供給するラインである。この原水W1には、ホルムアルデヒドが含まれている。原水W1には、ホルムアルデヒド以外の有機成分が含まれている場合がある。通水ラインL1の上流側の端部は、原水W1の供給源(不図示)に接続されている。通水ラインL1の下流側の端部は、混合槽3に接続されている。
Hereinafter, each part of the water treatment system 1 will be described in detail. The water flow line L <b> 1 is a line that supplies the raw water W <b> 1 to the
亜硫酸水素イオン源化合物添加装置2は、水に溶解して亜硫酸水素イオンを生成する亜硫酸水素イオン源化合物を、混合槽3に供給された原水W1に添加する手段である。亜硫酸水素イオン源化合物は、そのままの状態で原水W1に添加してもよく、あるいは、水溶液として原水W1に添加してもよい。そのままの状態で原水W1に添加された亜硫酸水素イオン源化合物は、原水W1に溶解して亜硫酸水素イオンを生成する。また、亜硫酸水素イオン源化合物を水溶液として原水W1に添加する場合、該水溶液中では既に亜硫酸水素イオン源化合物から亜硫酸水素イオンが生成している。亜硫酸水素イオン源化合物が水に溶解して生成した亜硫酸水素イオンは、原水W1に含まれるホルムアルデヒドと反応して、ヒドロキシメタンスルホン酸イオンを生成する。
The bisulfite ion source compound addition device 2 is a means for adding a bisulfite ion source compound that dissolves in water to generate bisulfite ions to the raw water W <b> 1 supplied to the
亜硫酸水素イオン源化合物としては、水に溶解して亜硫酸水素イオンを生成するものであれば特に限定されず、例えば、亜硫酸水素塩、ピロ亜硫酸塩、亜ジチオン酸塩、亜硫酸塩、及び亜硫酸が挙げられる。塩としては、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩が挙げられる。上記で例示した亜硫酸水素イオン源化合物及びこれらの亜硫酸水素イオン源化合物とホルムアルデヒドとの反応生成物は、還元剤であるが、その還元作用は温和なので、RO膜等の除去手段への悪影響は小さい。また、上記で例示した亜硫酸水素イオン源化合物は、毒性が低く、食品添加物としても使用することができるものであることから、本発明により得られる処理水にこれらの亜硫酸水素イオン源化合物が残存していても、その処理水を飲用又は食品加工用に安全に用いることができる。中でも、ホルムアルデヒドとの反応に用いる際に、低濃度であってもよく、また、pHを特に調整しなくてもよい点で、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素カリウム等の亜硫酸水素塩が好ましい。亜硫酸水素イオン源化合物は、1種単独で使用しても2種以上を併用してもよい。 The bisulfite ion source compound is not particularly limited as long as it is dissolved in water to generate bisulfite ions, and examples thereof include bisulfite, pyrosulfite, dithionite, sulfite, and sulfite. It is done. Examples of the salt include alkali metal salts such as sodium salt and potassium salt. The bisulfite ion source compounds exemplified above and the reaction products of these bisulfite ion source compounds and formaldehyde are reducing agents, but their reducing action is mild, so there is little adverse effect on removal means such as RO membranes. . Further, since the bisulfite ion source compounds exemplified above have low toxicity and can be used as food additives, these bisulfite ion source compounds remain in the treated water obtained by the present invention. Even so, the treated water can be safely used for drinking or food processing. Among them, when used for the reaction with formaldehyde, a low concentration may be used, and a bisulfite such as sodium bisulfite and potassium bisulfite is preferable in that the pH does not need to be adjusted. A hydrogen sulfite ion source compound may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
混合槽3は、通水ラインL1を通じて混合槽3に供給された原水W1と、亜硫酸水素イオン源化合物添加装置2によって混合槽3中の原水W1に添加された亜硫酸水素イオン源化合物とを混合し、原水W1に含まれるホルムアルデヒドを亜硫酸水素イオンと反応させて、ヒドロキシメタンスルホン酸イオンを生成する手段である。混合槽3は、通水ラインL1の下流側の端部に接続されている。混合槽3の下流側には、混合槽3において生成したヒドロキシメタンスルホン酸イオンを含む原水W1を通水可能な通水ラインL2が接続されている。この通水ラインL2の下流側の端部は、RO膜モジュール5の一次側入口ポートに接続されている。
The
加圧ポンプ4は、通水ラインL2に設けられている。加圧ポンプ4は、混合槽3から供給される原水W1を吸入し加圧して、RO膜モジュール5に向けて吐出する装置である。加圧ポンプ4は、図示しない制御装置によって運転(駆動及び停止)が制御される。
The pressurization pump 4 is provided in the water flow line L2. The pressurizing pump 4 is a device that sucks the raw water W <b> 1 supplied from the
RO膜モジュール5は、加圧ポンプ4から吐出された原水W1を、ヒドロキシメタンスルホン酸イオンが大幅に除去された透過水W2と、ヒドロキシメタンスルホン酸イオンが濃縮された濃縮水W3とに膜分離処理する設備である。RO膜モジュール5は、通水ラインL2の下流側の端部に接続されている。
The
RO膜モジュール5は、単一又は複数のRO膜エレメント(不図示)を備える。RO膜モジュール5は、これらRO膜エレメントにより供給水W1を膜分離処理し、透過水W2及び濃縮水W3を製造する。なお、RO膜には、通常のRO膜よりも細孔がルーズなナノ濾過膜(NF膜)も含まれる。よって、RO膜モジュール5としては、NF膜を有するNF膜モジュールを用いることもできる。
The
RO膜モジュール5には、透過水W2を通水可能な通水ラインL3と、濃縮水W3を通水可能な濃縮水ラインL4とが接続されている。通水ラインL3の上流側の端部は、RO膜モジュール5の二次側ポートに接続されている。通水ラインL3の下流側の端部は、多孔質吸着材床塔8に接続されている。通水ラインL3は、RO膜モジュール5で製造された透過水W2を多孔質吸着材床塔8に供給する。
The
濃縮水ラインL4は、RO膜モジュール5から濃縮水W3を送出するラインである。濃縮水ラインL4の上流側の端部は、RO膜モジュール5の一次側出口ポートに接続されている。濃縮水ラインL4の下流側の端部には、分岐部J1が設けられている。濃縮水ラインL4は、分岐部J1において、排水ラインL5及び濃縮水還流ラインL6に分岐している。
The concentrated water line L4 is a line for sending the concentrated water W3 from the
排水ラインL5は、RO膜モジュール5からの濃縮水W3の一部を水処理システム1の系外へ排水するラインである。排水ラインL5の上流側の端部は、分岐部J1において濃縮水ラインL4に接続されている。排水ラインL5には、バルブ6が設けられている。バルブ6は、排水ラインL5を開閉することができる。
The drainage line L5 is a line for draining a part of the concentrated water W3 from the
濃縮水還流ラインL6は、RO膜モジュール5からの濃縮水W3の残部を、通水ラインL2における加圧ポンプ4よりも上流側に還流させるラインである。濃縮水還流ラインL6の上流側の端部は、分岐部J1において濃縮水ラインL4に接続されている。濃縮水還流ラインL6の下流側の端部は、分岐部J2において通水ラインL2に接続されている。分岐部J2は、混合槽3と加圧ポンプ4との間に配置されている。濃縮水還流ラインL6には、バルブ7が設けられている。バルブ7は、濃縮水還流ラインL6を開閉することができる。即ち、RO膜モジュール5は、クロスフローによる膜分離処理が可能に構成されている。
The concentrated water reflux line L6 is a line for refluxing the remainder of the concentrated water W3 from the
多孔質吸着材床塔8は、透過水W2に残存するヒドロキシメタンスルホン酸イオンを多孔質吸着材により吸着して除去するものである。多孔質吸着材床塔8は、通水ラインL3の下流側の端部に接続されている。多孔質吸着材床塔8には、多孔質吸着材床が収容されている。多孔質吸着材床に用いられる多孔質吸着材としては、例えば、粉末状、粒状、又は繊維状の活性炭や活性アルミナが挙げられる。多孔質吸着材床塔8の下流側には、多孔質吸着材床塔8で製造された処理水W4を通水可能な通水ラインL7が接続されている。 The porous adsorbent bed tower 8 adsorbs and removes hydroxymethanesulfonic acid ions remaining in the permeated water W2 by the porous adsorbent. The porous adsorbent bed tower 8 is connected to the downstream end of the water flow line L3. The porous adsorbent bed tower 8 accommodates a porous adsorbent bed. Examples of the porous adsorbent used for the porous adsorbent bed include powdered, granular, or fibrous activated carbon and activated alumina. On the downstream side of the porous adsorbent bed tower 8, a water flow line L7 through which the treated water W4 produced by the porous adsorbent bed tower 8 can flow is connected.
通水ラインL7は、多孔質吸着材床塔8で製造された処理水W4を需要先へ送出するラインである。通水ラインL7の上流側の端部は、多孔質吸着材床塔8に接続されている。通水ラインL7の下流側の端部は、需要先の装置等(不図示)に接続されている。 The water flow line L7 is a line for sending the treated water W4 produced in the porous adsorbent bed tower 8 to a customer. The upstream end of the water flow line L7 is connected to the porous adsorbent bed tower 8. The downstream end of the water flow line L7 is connected to a demand destination device or the like (not shown).
なお、図示を省略するが、上述した通水ラインL1、L2、L3、及びL7、濃縮水ラインL4、排水ラインL5、並びに濃縮水還流ラインL6には、原水W1、透過水W2、濃縮水W3、並びに処理水W4及び処理水W5(図2参照)を送出するポンプや、流路を開閉するバルブ等が適宜設けられている。これらのポンプやバルブ等も、図示しない制御装置によって制御される。 In addition, although illustration is abbreviate | omitted, raw water W1, permeated water W2, and concentrated water W3 are in the water flow lines L1, L2, L3, and L7, the concentrated water line L4, the drainage line L5, and the concentrated water reflux line L6. In addition, a pump for sending the treated water W4 and the treated water W5 (see FIG. 2), a valve for opening and closing the flow path, and the like are appropriately provided. These pumps and valves are also controlled by a control device (not shown).
次に、第1実施形態に係る水処理システム1による水処理方法(水処理システム1の動作)について、図1を参照しながら説明する。水処理システム1による水処理方法は、原水W1に含まれるホルムアルデヒドを亜硫酸水素イオンと反応させてヒドロキシメタンスルホン酸イオンを生成する反応工程と、反応工程で生成したヒドロキシメタンスルホン酸イオンを除去する除去工程と、を含む。 Next, a water treatment method (operation of the water treatment system 1) by the water treatment system 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. The water treatment method by the water treatment system 1 includes a reaction step in which formaldehyde contained in the raw water W1 is reacted with bisulfite ions to generate hydroxymethane sulfonate ions, and a removal to remove hydroxymethane sulfonate ions generated in the reaction steps. And a process.
まず、反応工程について説明する。水処理システム1が運転されると、原水W1は、通水ラインL1を介して混合槽3に供給される。一方、水に溶解して亜硫酸水素イオンを生成する亜硫酸水素イオン源化合物が、亜硫酸水素イオン源化合物添加装置2により、混合槽3に供給された原水W1に添加される。混合槽3では、原水W1と上記亜硫酸水素イオン源化合物とが混合され、原水W1に含まれるホルムアルデヒドと亜硫酸水素イオン源化合物から生成した亜硫酸水素イオンとが反応して、ヒドロキシメタンスルホン酸イオンが生成する。
First, the reaction process will be described. When the water treatment system 1 is operated, the raw water W1 is supplied to the
反応工程における反応条件について説明する。反応時間は10分〜10時間程度が好ましい。反応時間が上記の範囲内であれば、反応が十分に進行し、かつ、生成したヒドロキシメタンスルホン酸イオンが分解してホルムアルデヒドが再生することを抑制することができる。 The reaction conditions in the reaction process will be described. The reaction time is preferably about 10 minutes to 10 hours. If reaction time is in said range, it can suppress that reaction fully progresses and the produced | generated hydroxy methanesulfonate ion decomposes | disassembles and formaldehyde is regenerated | regenerated.
亜硫酸水素イオンとホルムアルデヒドとのモル比(亜硫酸水素イオン/ホルムアルデヒド)は、通常、1以上であればよい。なお、上記モル比を算出する場合、亜硫酸水素イオンのモル数から、原水W1中に含まれる次亜塩素酸ナトリウム等の酸化剤のモル数を差し引いておく必要がある。亜硫酸水素イオンは、還元剤として作用するため、原水W1中に含まれる酸化剤と反応して失われてしまう。亜硫酸水素イオンのモル数から、原水W1中に含まれる酸化剤のモル数を差し引いておくことにより、亜硫酸水素イオンとホルムアルデヒドとの有効モル比を算出することができる。 The molar ratio of hydrogen sulfite ion to formaldehyde (hydrogen sulfite ion / formaldehyde) is usually 1 or more. In addition, when calculating the said molar ratio, it is necessary to subtract the number of moles of oxidizing agents, such as sodium hypochlorite contained in the raw water W1, from the number of moles of hydrogen sulfite ion. Since the bisulfite ion acts as a reducing agent, it reacts with the oxidizing agent contained in the raw water W1 and is lost. By subtracting the number of moles of the oxidizing agent contained in the raw water W1 from the number of moles of hydrogen sulfite ions, the effective mole ratio of hydrogen sulfite ions and formaldehyde can be calculated.
反応時のpHは、3〜9が好ましく、5〜7がより好ましい。反応時のpHが上記の範囲内であれば、反応が十分に進行することに加え、除去工程においては、RO膜モジュール5及び多孔質吸着材床塔8によるヒドロキシメタンスルホン酸イオンの除去機能を損ねにくい。
The pH during the reaction is preferably from 3 to 9, and more preferably from 5 to 7. If the pH during the reaction is within the above range, the reaction proceeds sufficiently, and in the removal step, the removal function of hydroxymethanesulfonate ions by the
また、反応温度は5〜95℃が好ましく、20〜60℃がより好ましい。反応温度が上記の範囲内であれば、十分な反応速度で反応を進行させることが容易である。 The reaction temperature is preferably 5 to 95 ° C, more preferably 20 to 60 ° C. If the reaction temperature is within the above range, it is easy to proceed the reaction at a sufficient reaction rate.
次に、除去工程について説明する。混合槽3において生成したヒドロキシメタンスルホン酸イオンを含む原水W1は、通水ラインL2を介して加圧ポンプ4に供給される。加圧ポンプ4により加圧された原水W1は、更に通水ラインL2を介してRO膜モジュール5に供給される。RO膜モジュール5に供給された原水W1は、RO膜モジュール5のRO膜により、透過水W2と濃縮水W3とに膜分離処理される。透過水W2において、ヒドロキシメタンスルホン酸イオンの量は大幅に低減している。
Next, the removal process will be described. The raw water W1 containing hydroxymethanesulfonic acid ions generated in the
なお、RO膜モジュール5で発生した濃縮水W3は、バルブ6及び7を適宜開閉することにより、濃縮水ラインL4、分岐部J1、及び濃縮水還流ラインL6を介して、分岐部2において通水ラインL2に還流される。また、RO膜モジュール5で発生した濃縮水W3の一部は、バルブ6及び7を適宜開閉することにより、濃縮水ラインL4、分岐部J1、及び排水ラインL5を介して水処理システム1の系外へ排水される。
Concentrated water W3 generated in the
RO膜モジュール5により製造された透過水W2は、通水ラインL3を介して多孔質吸着材床塔8に供給される。多孔質吸着材床塔8に供給された透過水W2は、多孔質吸着材床塔8に収容された多孔質吸着材床を通過する。その際、透過水W2に残存していたヒドロキシメタンスルホン酸イオンは、多孔質吸着材床中の多孔質吸着材に接触して吸着し、透過水W2から除去される。これにより、ヒドロキシメタンスルホン酸イオンの量が更に低減した処理水W4を得ることができる。多孔質吸着材床塔8により製造された処理水W4は、通水ラインL7を介して需要先の装置等(不図示)に供給される。
The permeated water W2 produced by the
処理水W4において、ホルムアルデヒドの濃度は、0.08mg/L以下であることが好ましい。また、処理水W4において、全有機炭素(以下、「TOC」ともいう)は、5mgC/L以下であることが好ましい。 In the treated water W4, the concentration of formaldehyde is preferably 0.08 mg / L or less. In the treated water W4, the total organic carbon (hereinafter also referred to as “TOC”) is preferably 5 mgC / L or less.
上述した第1実施形態に係る水処理システム1によれば、例えば、以下のような効果が奏される。 According to the water treatment system 1 which concerns on 1st Embodiment mentioned above, the following effects are show | played, for example.
原水W1に含まれるホルムアルデヒドは、混合槽3において亜硫酸水素イオンとの反応によりヒドロキシメタンスルホン酸イオンに変化する。RO膜モジュール5では、ヒドロキシメタンスルホン酸イオンが高い除去率で除去されて、ヒドロキシメタンスルホン酸イオンの量が大幅に低減した透過水W2が得られる。多孔質吸着材床塔8では、透過水W2に残存している少量のヒドロキシメタンスルホン酸イオンが高い除去率で除去されて、ヒドロキシメタンスルホン酸イオンの量が更に低減した処理水W4が得られる。このように、第1実施形態に係る水処理システム1によれば、ホルムアルデヒドを含む原水W1からホルムアルデヒドを高い除去率で除去することができる。
Formaldehyde contained in the raw water W1 is changed into hydroxymethane sulfonate ions in the
混合槽3におけるホルムアルデヒドと亜硫酸水素イオンとの反応は、常温でも加熱下でも十分に進行する。そのため、原水W1として、幅広い温度の水を用いることができる。例えば、レトルト殺菌後の排水等の、温度の高い水であっても、原水W1として用いることができる。よって、混合槽3における反応を進行させるために原水W1の温度を調整する必要がなく、高いエネルギー効率で、原水W1からホルムアルデヒドを除去することができる。
The reaction between formaldehyde and bisulfite ions in the
RO膜モジュール5及び多孔質吸着材床塔8では、ホルムアルデヒド及びヒドロキシメタンスルホン酸イオン以外の有機成分の一部や無機成分の一部を除去することもできる。よって、処理水W4では、これらの成分の量も低減している。
In the
〔第2実施形態〕
次に、本発明の第2実施形態に係る水処理システム1Aについて、図2を参照しながら説明する。図2は、本発明の第2実施形態に係る水処理システム1Aの全体構成図である。なお、第2実施形態では、主に第1実施形態との相違点について説明する。第2実施形態では、第1実施形態と同一又は同等の構成については同じ符号を付して説明する。また、第2実施形態では、第1実施形態と重複する説明を適宜に省略する。
[Second Embodiment]
Next, a
図2に示すように、本実施形態に係る水処理システム1Aは、亜硫酸水素イオン源化合物添加装置2と、混合槽3と、加圧ポンプ4と、除去手段としてのRO膜モジュール5と、バルブ6及び7と、除去手段としての陰イオン交換樹脂床塔9と、を備える。また、水処理システム1Aは、通水ラインL1、L2、L3、及びL8と、濃縮水ラインL4と、排水ラインL5と、濃縮水還流ラインL6と、を備える。つまり、第2実施形態に係る水処理システム1Aは、第1実施形態に係る水処理システム1の多孔質吸着材床塔8に代えて、陰イオン交換樹脂床塔9を備える点が異なる。
As shown in FIG. 2, a
陰イオン交換樹脂床塔9は、透過水W2に残存するヒドロキシメタンスルホン酸イオンを陰イオン交換樹脂(例えば、Cl形の強塩基性陰イオン交換樹脂)により吸着して除去するものである。陰イオン交換樹脂床塔9は、通水ラインL3の下流側の端部に接続されている。陰イオン交換樹脂床塔9には、陰イオン交換樹脂床が収容されている。陰イオン交換樹脂床塔9の下流側には、陰イオン交換樹脂床塔9で製造された処理水W5を通水可能な通水ラインL8が接続されている。
The anion exchange
通水ラインL8は、陰イオン交換樹脂床塔9で製造された処理水W5を需要先へ送出するラインである。通水ラインL8の上流側の端部は、陰イオン交換樹脂床塔9に接続されている。通水ラインL8の下流側の端部は、需要先の装置等(不図示)に接続されている。
The water flow line L8 is a line for sending the treated water W5 produced in the anion exchange
次に、第2実施形態に係る水処理システム1Aによる水処理方法(水処理システム1Aの動作)について、図2を参照しながら説明する。第2実施形態に係る水処理システム1Aによる水処理方法は、第1実施形態に係る水処理システム1による水処理方法とほぼ同様であり、RO膜モジュール5及び多孔質吸着材床塔8による除去工程に代えて、RO膜モジュール5及び陰イオン交換樹脂床塔9による除去工程を含む点が異なる。そのため、第1実施形態に係る水処理システム1による水処理方法と同様の部分については重複説明を省略し、陰イオン交換樹脂床塔9による除去工程における動作について説明する。
Next, a water treatment method (operation of the
RO膜モジュール5により製造された透過水W2は、通水ラインL3を介して陰イオン交換樹脂床塔9に供給される。陰イオン交換樹脂床塔9に供給された透過水W2は、陰イオン交換樹脂床塔9に収容された陰イオン交換樹脂床を通過する。その際、透過水W2に残存していたヒドロキシメタンスルホン酸イオンは、陰イオン交換樹脂床中の陰イオン交換樹脂に接触して吸着し、透過水W2から除去される。これにより、ヒドロキシメタンスルホン酸イオンの量が更に低減した処理水W5を得ることができる。陰イオン交換樹脂床塔9により製造された処理水W5は、通水ラインL8を介して需要先の装置等(不図示)に供給される。
The permeated water W2 produced by the
処理水W5において、ホルムアルデヒドの濃度は、0.08mg/L以下であることが好ましい。また、処理水W5において、TOCは、5mgC/L以下であることが好ましい。 In the treated water W5, the concentration of formaldehyde is preferably 0.08 mg / L or less. Moreover, in the treated water W5, it is preferable that TOC is 5 mgC / L or less.
上述した第2実施形態に係る水処理システム1Aによれば、例えば、以下のような効果が奏される。 According to 1 A of water treatment systems which concern on 2nd Embodiment mentioned above, the following effects are show | played, for example.
第2実施形態に係る水処理システム1Aでは、第1実施形態に係る水処理システム1における多孔質吸着材床塔8に代えて、陰イオン交換樹脂床塔9が用いられている。陰イオン交換樹脂床塔9では、透過水W2に残存している少量のヒドロキシメタンスルホン酸イオンが高い除去率で除去されて、ヒドロキシメタンスルホン酸イオンの量が更に低減した処理水W5が得られる。このように、第2実施形態に係る水処理システム1Aによれば、ホルムアルデヒドを含む原水W1からホルムアルデヒドを高い除去率で除去することができる。
In the
RO膜モジュール5及び陰イオン交換樹脂床塔9では、ホルムアルデヒド及びヒドロキシメタンスルホン酸イオン以外の有機成分の一部や無機成分の少なくとも一部を除去することもできる。よって、処理水W5では、これらの成分の量も低減している。その他の効果は、第1実施形態に係る水処理システム1により奏されるものと同様である。
In the
以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかし、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various forms.
例えば、第1実施形態において、多孔質吸着材床塔8及び通水ラインL7を省略し、通水ラインL3の下流側の端部を需要先の装置等(不図示)に接続した構成としてもよい。この構成では、RO膜モジュール5で製造された透過水W2が処理水として用いられる。上述のとおり、透過水W2において、ヒドロキシメタンスルホン酸イオンの量は大幅に低減している。よって、透過水W2を処理水として用いることができる。
For example, in the first embodiment, the porous adsorbent floor tower 8 and the water flow line L7 may be omitted, and the downstream end of the water flow line L3 may be connected to a demanding device or the like (not shown). Good. In this configuration, the permeated water W2 manufactured by the
第1実施形態において、加圧ポンプ4、RO膜モジュール5、バルブ6及び7、通水ラインL3、濃縮水ラインL4、排水ラインL5、及び濃縮水還流ラインL6を省略し、通水ラインL2の下流側の端部を多孔質吸着材床塔8に接続した構成としてもよい。この構成では、混合槽3において生成したヒドロキシメタンスルホン酸イオンは、多孔質吸着材床塔8中の多孔質吸着材に吸着し除去される。これにより、ヒドロキシメタンスルホン酸イオンの量が大幅に低減した処理水W4を得ることができる。
In the first embodiment, the pressurization pump 4, the
第2実施形態において、加圧ポンプ4、RO膜モジュール5、バルブ6及び7、通水ラインL3、濃縮水ラインL4、排水ラインL5、及び濃縮水還流ラインL6を省略し、通水ラインL2の下流側の端部を陰イオン交換樹脂床塔9に接続した構成としてもよい。この構成では、混合槽3において生成したヒドロキシメタンスルホン酸イオンは、陰イオン交換樹脂床塔9中の陰イオン交換樹脂に吸着し除去される。これにより、ヒドロキシメタンスルホン酸イオンの量が大幅に低減した処理水W5を得ることができる。
In the second embodiment, the pressurization pump 4, the
第1及び第2実施形態において、除去手段が正常に機能しているか否かを監視するために、TOC測定手段を適宜設けた構成としてもよい。これらの実施形態の除去手段では、ヒドロキシメタンスルホン酸イオン等の有機成分の一部が除去されるので、除去手段の前後で、TOCには差が生じる。この差を監視することで、除去手段の機能の低下を検出することができる。具体的な構成としては、例えば、加圧ポンプ4とRO膜モジュール5との間、及び、通水ラインL3に、TOC測定手段を設けた構成が挙げられる。この構成では、TOC測定手段により、RO膜モジュール5前後におけるTOCの差を監視することができる。TOCの差が所定値以下となった場合、RO膜が劣化し、RO膜モジュール5によるTOC除去率が低下したと判断して、RO膜を交換する。同様にして、多孔質吸着材床塔8又は陰イオン交換樹脂床塔9の前後におけるTOCの差を監視し、TOCの差が所定値以下となった場合に、多孔質吸着材床塔8又は陰イオン交換樹脂床塔9によるTOC除去率が低下したと判断して、多孔質吸着材の交換又は陰イオン交換の再生若しくは交換を行う。TOC測定手段に代えて、亜硫酸水素イオン測定手段又はヒドロキシメタンスルホン酸イオン測定手段を用いてもよい。上記の各測定手段においては、例えば、紫外線吸光度、酸化還元電位等を用いて測定を行う。
In the first and second embodiments, in order to monitor whether or not the removing unit functions normally, a configuration in which a TOC measuring unit is appropriately provided may be employed. In the removing means of these embodiments, a part of the organic component such as hydroxymethanesulfonate ion is removed, so that there is a difference in TOC before and after the removing means. By monitoring this difference, it is possible to detect a decrease in the function of the removing means. As a specific configuration, for example, a configuration in which a TOC measuring unit is provided between the pressurizing pump 4 and the
第1及び第2実施形態において、混合槽3の上流側に軟水化処理装置を設けた構成としてもよい。軟水化処理装置は、原水W1に含まれる硬度成分(カルシウムイオン及びマグネシウムイオン)を陽イオン交換樹脂により吸着して除去するものである。原水W1を軟水化処理装置によって軟水化することにより、RO膜、多孔質吸着剤、陰イオン交換樹脂等の除去手段によるヒドロキシメタンスルホン酸イオンの除去率が向上しやすくなる。
In 1st and 2nd embodiment, it is good also as a structure which provided the water softening processing apparatus in the upstream of the
第1及び第2実施形態において、酸性薬剤添加装置、塩基性薬剤添加装置等のpH調整手段を設けた構成としてもよい。これにより、原水W1、透過水W2等のpHが適宜調整されるため、混合槽3において、最適のpHでホルムアルデヒドと亜硫酸水素イオンとを反応させることができ、また、RO膜モジュール5、多孔質吸着材床塔8、及び陰イオン交換樹脂床塔9において、最適のpHでヒドロキシメタンスルホン酸イオンを除去することができ、ヒドロキシメタンスルホン酸イオンの除去率を向上させることができる。例えば、第1及び第2実施形態において、混合槽3の上流側、分岐部J2と加圧ポンプ4との間、及び、通水ラインL3の少なくとも1ヶ所にpH調整手段を設けた構成としてもよい。
In 1st and 2nd embodiment, it is good also as a structure which provided pH adjustment means, such as an acidic chemical | medical agent addition apparatus and a basic chemical | medical agent addition apparatus. Thereby, since pH of raw | natural water W1, permeated water W2, etc. is adjusted suitably, in mixing
第1及び第2実施形態において、処理水W4又は処理水W5と、ホルムアルデヒドを含まない希釈水とを混合して、需要先へ供給してもよい。これにより、残存するホルムアルデヒドの量が更に低減した水を得ることができる。希釈水は、ホルムアルデヒド、ヒドロキシメタンスルホン酸イオン、及びその他の有機成分を含まない水であることが好ましい。 In 1st and 2nd embodiment, you may mix the treated water W4 or the treated water W5, and the dilution water which does not contain formaldehyde, and may supply it to a customer. Thereby, water in which the amount of remaining formaldehyde is further reduced can be obtained. The dilution water is preferably water that does not contain formaldehyde, hydroxymethanesulfonate ions, and other organic components.
第1及び第2実施形態において、ホルムアルデヒドを含む原水W1に代えて、他のアルデヒド類、例えばアセトアルデヒド(分子量44)を含む原水W1、又は、ホルムアルデヒドとアセトアルデヒドとを含む原水W1を用いてもよい。アセトアルデヒドは、ホルムアルデヒドと同様に、分子量が60以下であり、かつ、電荷を有しないため、RO膜、多孔質吸着剤、陰イオン交換樹脂等の除去手段を用いて、アセトアルデヒドを含む原水からアセトアルデヒドを高い除去率で除去することは困難である。アセトアルデヒドを亜硫酸水素イオンと反応させると、α−ヒドロキシスルホン酸イオンの一種である1−ヒドロキシエタンスルホン酸イオン(分子量125)が生成する。1−ヒドロキシエタンスルホン酸イオンは、分子量が60を超え、かつ、電荷を有するため、ヒドロキシメタンスルホン酸イオンと同様に、上記除去手段を用いて、高い除去率で除去することができる。よって、本発明によれば、アセトアルデヒドを含む原水からアセトアルデヒドを除去することもできるし、ホルムアルデヒドとアセトアルデヒドとを含む原水からホルムアルデヒドとアセトアルデヒドとを除去することもできる。 In 1st and 2nd embodiment, it may replace with raw water W1 containing formaldehyde, raw water W1 containing other aldehydes, for example, acetaldehyde (molecular weight 44), or raw water W1 containing formaldehyde and acetaldehyde may be used. Acetaldehyde, like formaldehyde, has a molecular weight of 60 or less and has no electric charge. Therefore, acetaldehyde is removed from raw water containing acetaldehyde using removal means such as RO membranes, porous adsorbents, anion exchange resins and the like. It is difficult to remove at a high removal rate. When acetaldehyde is reacted with bisulfite ion, 1-hydroxyethanesulfonate ion (molecular weight 125), which is a kind of α-hydroxysulfonate ion, is generated. Since 1-hydroxyethanesulfonic acid ion has a molecular weight exceeding 60 and has a charge, it can be removed at a high removal rate using the above-mentioned removing means in the same manner as hydroxymethanesulfonic acid ion. Therefore, according to the present invention, acetaldehyde can be removed from raw water containing acetaldehyde, and formaldehyde and acetaldehyde can also be removed from raw water containing formaldehyde and acetaldehyde.
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below, but the scope of the present invention is not limited to these examples.
[原水の調製]
レトルト殺菌後の排水(pH7)を50mL採取した。37重量%ホルムアルデヒド水溶液を水で1/1000(体積比)に希釈して得た希釈水溶液0.5mLを上記排水に添加して、以下の実施例1〜4並びに比較例1及び2で用いる原水を得た。GC/MS及びTOC計により測定したところ、この原水において、ホルムアルデヒド濃度は3.3mg/L、TOCは0.88mgC/Lであった。
[Preparation of raw water]
50 mL of waste water (pH 7) after retort sterilization was collected. Diluted aqueous solution 0.5 mL obtained by diluting 37% by weight aqueous formaldehyde solution with water to 1/1000 (volume ratio) is added to the waste water, and raw water used in Examples 1-4 and Comparative Examples 1 and 2 below. Got. When measured with a GC / MS and a TOC meter, the formaldehyde concentration in this raw water was 3.3 mg / L, and the TOC was 0.88 mgC / L.
[実施例1〜4、比較例1及び2]ホルムアルデヒドと亜硫酸水素イオンとの反応性
上記で調製した原水50.5mLに対し、表1に示す濃度となるように、還元剤である亜硫酸水素ナトリウム又はチオ硫酸ナトリウムを添加し、表1に示す反応温度で30分間攪拌して付加反応を行った。付加反応後の原水に含まれるホルムアルデヒドの量をMBTH法により相対的に測定した。即ち、付加反応後の原水に3−メチル−2−ベンゾチアゾリノンヒドラゾン(以下、「MBTH」という)を添加してホルムアルデヒドとMBTHとを発色反応に供し、発色反応生成物の吸光度を分光光度計で測定した。上記発色反応生成物が620nmに示すピークの高さに基づいて、付加反応後の原水に含まれるホルムアルデヒドの量を比較した。結果を図3に示す。なお、MBTH法を行うに当たっては、市販のパックテスト((株)共立理化学研究所製)を用いた。
[Examples 1-4, Comparative Examples 1 and 2] Reactivity of formaldehyde and bisulfite ion Sodium bisulfite, which is a reducing agent, to have the concentration shown in Table 1 with respect to 50.5 mL of the raw water prepared above. Alternatively, sodium thiosulfate was added, and the addition reaction was carried out by stirring at the reaction temperature shown in Table 1 for 30 minutes. The amount of formaldehyde contained in the raw water after the addition reaction was relatively measured by the MBTH method. That is, 3-methyl-2-benzothiazolinone hydrazone (hereinafter referred to as “MBTH”) is added to the raw water after the addition reaction, and formaldehyde and MBTH are subjected to a color development reaction, and the absorbance of the color reaction product is measured spectrophotometrically. Measured with a meter. The amount of formaldehyde contained in the raw water after the addition reaction was compared based on the peak height of the color reaction product at 620 nm. The results are shown in FIG. In carrying out the MBTH method, a commercially available pack test (manufactured by Kyoritsu Riken) was used.
図3に示すとおり、原水を未処理のまま用いた比較例1では、620nmにピークが現れた。還元剤として亜硫酸水素ナトリウムを用いた実施例1〜4では、620nmにピークが見られなかった。このことから、亜硫酸水素ナトリウムとホルムアルデヒドとのモル比が1以上である場合、原水に含まれていたホルムアルデヒドのほとんどが亜硫酸水素ナトリウムと反応して消失したことが分かる。 As shown in FIG. 3, in Comparative Example 1 where raw water was used untreated, a peak appeared at 620 nm. In Examples 1 to 4 using sodium hydrogen sulfite as the reducing agent, no peak was observed at 620 nm. From this, it can be seen that when the molar ratio of sodium bisulfite to formaldehyde is 1 or more, most of the formaldehyde contained in the raw water has reacted with sodium bisulfite and disappeared.
また、実施例1及び2より、亜硫酸水素ナトリウムとホルムアルデヒドとの反応は、常温でも60℃でも、30分という短時間で進行することが確認できた。これに対し、還元剤として亜硫酸水素ナトリウムの代わりにチオ硫酸ナトリウムを用いた比較例2では、620nmにおけるピークの高さが比較例1のものと同じであり、ホルムアルデヒドとチオ硫酸ナトリウムとは全く反応しなかったことが分かる。亜硫酸水素ナトリウムは亜硫酸水素イオンを生成するのに対し、チオ硫酸ナトリウムは亜硫酸水素イオンを生成しない。よって、ホルムアルデヒドは、亜硫酸水素イオンとの反応によりヒドロキシメタンスルホン酸イオンに転換し、原水から消失したことが分かる。 Further, from Examples 1 and 2, it was confirmed that the reaction between sodium bisulfite and formaldehyde proceeded in a short time of 30 minutes at room temperature or 60 ° C. On the other hand, in Comparative Example 2 using sodium thiosulfate instead of sodium bisulfite as a reducing agent, the peak height at 620 nm is the same as that of Comparative Example 1, and formaldehyde and sodium thiosulfate are completely reacted. I understand that I did not. Sodium bisulfite produces bisulfite ions, whereas sodium thiosulfate does not produce bisulfite ions. Therefore, it turns out that formaldehyde was converted into hydroxymethanesulfonic acid ions by reaction with bisulfite ions and disappeared from the raw water.
[実施例5]RO膜を用いたシステムによるホルムアルデヒドの除去
図1に示す第1実施形態において、多孔質吸着材床塔8及び通水ラインL7を省略した構成を有する水処理システムを用いた水処理方法に相当する実験を行った。上記で調製した原水50.5mLに対し、63mg/L(亜硫酸水素ナトリウムとホルムアルデヒドとのモル比:5.5)となるように亜硫酸水素ナトリウムを添加し、常温で30分間攪拌して、ホルムアルデヒドと亜硫酸水素ナトリウムとを反応させた。反応後の原水を、加圧ポンプを介してRO膜モジュールに導入した。RO膜としては、東レ(株)の逆浸透膜エレメントTMG20を用い、加圧ポンプによる圧力を0.6MPaに設定し、回収率50%で運転した。RO膜モジュールから流出した濃縮水及び透過水について、GC/MS及びTOC計を用いて、ホルムアルデヒド濃度及びTOCを測定した。結果を表2に示す。
[Example 5] Removal of formaldehyde by a system using an RO membrane In the first embodiment shown in Fig. 1, water using a water treatment system having a configuration in which the porous adsorbent bed tower 8 and the water flow line L7 are omitted. An experiment corresponding to the treatment method was performed. Sodium bisulfite was added to 50.5 mL of the raw water prepared above so that the concentration was 63 mg / L (molar ratio of sodium bisulfite to formaldehyde: 5.5), and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. Reaction with sodium hydrogen sulfite. The raw water after the reaction was introduced into the RO membrane module via a pressure pump. As the RO membrane, a reverse osmosis membrane element TMG20 manufactured by Toray Industries, Inc. was used, the pressure by the pressure pump was set to 0.6 MPa, and the operation was performed at a recovery rate of 50%. About the concentrated water and permeate which flowed out from RO membrane module, formaldehyde concentration and TOC were measured using GC / MS and a TOC meter. The results are shown in Table 2.
表2において原水と濃縮水との間で結果を比較すると、モル比5.5で亜硫酸水素ナトリウムとホルムアルデヒドとを反応させたことにより、ホルムアルデヒドの量が大幅に減少し、また、反応生成物は、RO膜モジュールでの分離により、ホルムアルデヒド以外のTOCとして濃縮水中に濃縮されたことが分かる。 When the results are compared between raw water and concentrated water in Table 2, the amount of formaldehyde is greatly reduced by reacting sodium bisulfite with formaldehyde at a molar ratio of 5.5, and the reaction product is From the separation by the RO membrane module, it can be seen that the TOC other than formaldehyde was concentrated in the concentrated water.
表2において濃縮水と透過水との間で結果を比較すると、濃縮水中のTOCは4.10mgC/Lであったのに対し、透過水中のTOCは0.60mgC/Lであり、RO膜モジュールでの分離により、濃縮水基準で約85%ものTOCが除去されたことが分かる。また、透過水からはホルムアルデヒドが検出されなかったことが分かる。 When the results are compared between the concentrated water and the permeated water in Table 2, the TOC in the concentrated water was 4.10 mgC / L, whereas the TOC in the permeated water was 0.60 mgC / L. It can be seen that about 85% of the TOC was removed on the basis of the concentrated water. Moreover, it turns out that formaldehyde was not detected from permeated water.
以上は、図1に示す第1実施形態において、多孔質吸着材床塔8及び通水ラインL7を省略した構成を有する水処理システムを用いた水処理方法に相当する実験である。この実験で得られた透過水を多孔質吸着材又は陰イオン交換樹脂と接触させれば、更にTOCが低減した処理水を得られることが期待できる。よって、多孔質吸着材床塔8を更に有する第1実施形態の水処理システム1及び陰イオン交換樹脂床塔9を更に有する第2実施形態の水処理システム1Aでは、更に除去性能が向上していることは明らかである。
The above is an experiment corresponding to a water treatment method using a water treatment system having a configuration in which the porous adsorbent bed tower 8 and the water flow line L7 are omitted in the first embodiment shown in FIG. If the permeated water obtained in this experiment is brought into contact with the porous adsorbent or the anion exchange resin, it can be expected that treated water with further reduced TOC can be obtained. Therefore, in the water treatment system 1 of the first embodiment further having the porous adsorbent bed tower 8 and the
[実施例6及び7]RO膜を用いたシステムによるホルムアルデヒドの除去
実施例5と同様の水処理システムを用いた水処理方法に相当する実験を行った。上記実施例及び比較例とは異なる冷却したレトルト殺菌後の排水(pH7.2、水温33℃)を原水とし、この原水に対して亜硫酸水素ナトリウムとホルムアルデヒドとのモル比が17.7となるように亜硫酸水素ナトリウムを添加し、実施例6では20分間、実施例7では30分間攪拌して、ホルムアルデヒドと亜硫酸水素ナトリウムとを反応させた。反応後の原水を、加圧ポンプを介してRO膜モジュールに導入した。RO膜としては、東レ(株)の逆浸透膜エレメントTMG20を用い、加圧ポンプによる圧力を0.6MPaに設定し、回収率80%で運転した。亜硫酸水素ナトリウムを添加する前後の原水、並びにRO膜モジュールから流出した濃縮水及び透過水について、GC/MS及びTOC計を用いて、ホルムアルデヒド濃度及びTOCを測定した。結果を表3及び4に示す。
[Examples 6 and 7] Removal of formaldehyde by a system using an RO membrane An experiment corresponding to a water treatment method using a water treatment system similar to that of Example 5 was performed. Cooled retort effluent (pH 7.2, water temperature 33 ° C.) that is different from the above examples and comparative examples is used as raw water, and the molar ratio of sodium bisulfite to formaldehyde is 17.7 with respect to this raw water. Sodium bisulfite was added to the mixture, and the mixture was stirred for 20 minutes in Example 6 and for 30 minutes in Example 7 to react formaldehyde with sodium bisulfite. The raw water after the reaction was introduced into the RO membrane module via a pressure pump. As the RO membrane, Toray Industries, Inc. reverse osmosis membrane element TMG20 was used, and the pressure by the pressure pump was set to 0.6 MPa, and the operation was performed at a recovery rate of 80%. The formaldehyde concentration and TOC were measured using GC / MS and a TOC meter for the raw water before and after the addition of sodium bisulfite, and the concentrated water and permeated water flowing out from the RO membrane module. The results are shown in Tables 3 and 4.
表3及び4において、添加前原水と添加後原水との間で結果を比較すると、ホルムアルデヒドを含む原水に亜硫酸水素ナトリウムを添加することにより、亜硫酸水素ナトリウムとホルムアルデヒドとの反応が進んでいることが分かる。亜硫酸水素ナトリウム添加後の水は濃縮されるため、濃縮水中のホルムアルデヒド濃度が高まるが、透過水からはホルムアルデヒドは検出されなかった。 In Tables 3 and 4, when the results were compared between the raw water before addition and the raw water after addition, it was found that the reaction between sodium bisulfite and formaldehyde progressed by adding sodium bisulfite to the raw water containing formaldehyde. I understand. Since the water after the addition of sodium bisulfite is concentrated, the concentration of formaldehyde in the concentrated water increases, but formaldehyde was not detected in the permeate.
[比較例3]亜硫酸水素ナトリウムを用いないシステムによるホルムアルデヒドの除去
原水に亜硫酸水素ナトリウムを添加せずに、RO膜モジュール単独でのホルムアルデヒドの除去実験を行った。上記実施例及び比較例とは異なるレトルト殺菌後の排水(pH6.8)を原水とし、加圧ポンプを介してRO膜モジュールに導入した。RO膜としては、東レ(株)の逆浸透膜エレメントTMG20を用い、加圧ポンプによる圧力を0.6MPaに設定し、回収率80%で運転した。原水並びにRO膜モジュールから流出した濃縮水及び透過水について、GC/MSを用いて、ホルムアルデヒド濃度を測定した。結果を表5に示す。
[Comparative Example 3] Removal of formaldehyde by a system not using sodium bisulfite An experiment for removing formaldehyde with an RO membrane module alone was conducted without adding sodium bisulfite to the raw water. Waste water (pH 6.8) after retort sterilization different from the above Examples and Comparative Examples was used as raw water and introduced into the RO membrane module via a pressure pump. As the RO membrane, Toray Industries, Inc. reverse osmosis membrane element TMG20 was used, and the pressure by the pressure pump was set to 0.6 MPa, and the operation was performed at a recovery rate of 80%. About the concentrated water and permeated water which flowed out from raw | natural water and RO membrane module, the formaldehyde density | concentration was measured using GC / MS. The results are shown in Table 5.
表5において濃縮水と透過水との間で結果を比較すると、濃縮水中のホルムアルデヒド濃度は0.51mg/Lであったのに対し、透過水中のホルムアルデヒド濃度は0.39mg/Lであり、RO膜モジュールでの分離により、濃縮水基準で約24%しかホルムアルデヒドが除去されなかったことが分かる。また、透過水のホルムアルデヒド濃度は、水道水の水質基準である0.08mg/Lを大幅に超えるものであった。 When the results are compared between the concentrated water and the permeated water in Table 5, the formaldehyde concentration in the concentrated water was 0.51 mg / L, whereas the formaldehyde concentration in the permeated water was 0.39 mg / L. It can be seen that the separation in the membrane module only removed about 24% formaldehyde on a concentrated water basis. Further, the formaldehyde concentration of the permeated water greatly exceeded 0.08 mg / L, which is the quality standard of tap water.
1、1A 水処理システム
2 亜硫酸水素イオン源化合物添加装置(亜硫酸水素イオン源化合物添加手段)
3 混合槽(混合手段)
4 加圧ポンプ
5 逆浸透膜モジュール(除去手段)
6、7 バルブ
8 多孔質吸着材床塔(除去手段)
9 陰イオン交換樹脂床塔(除去手段)
L1、L2、L3、L7、L8 通水ライン
L4 濃縮水ライン
L5 排水ライン
L6 濃縮水還流ライン
W1 原水
W2 透過水(処理水)
W3 濃縮水
W4、W5 処理水
1, 1A Water treatment system 2 Bisulfite ion source compound addition device (bisulfite ion source compound addition means)
3 Mixing tank (mixing means)
4
6, 7 Valve 8 Porous adsorbent bed tower (removal means)
9 Anion exchange resin bed tower (removal means)
L1, L2, L3, L7, L8 Water flow line L4 Concentrated water line L5 Drainage line L6 Concentrated water return line W1 Raw water W2 Permeated water (treated water)
W3 Concentrated water W4, W5 Treated water
Claims (4)
亜硫酸水素イオンとアルデヒド類とのモル比(亜硫酸水素イオン/アルデヒド類)が1以上となる量で亜硫酸水素塩を原水に添加し、原水に含まれるアルデヒド類を亜硫酸水素イオンとpH5〜7で反応させてα−ヒドロキシスルホン酸イオンを生成する反応工程と、
前記α−ヒドロキシスルホン酸イオンを、Cl形の強塩基性陰イオン交換樹脂を用いて除去するイオン交換工程と、
を含む水処理方法。 A water treatment method for removing aldehydes from raw water containing aldehydes,
The molar ratio of bisulfite ions and aldehydes (bisulfite / aldehyde) is added pressure to the bisulfite in raw water in an amount of 1 or more, the aldehydes contained in the raw water and bisulfite ions pH5~7 A reaction step of reacting to produce α-hydroxysulfonate ions;
An ion exchange step of removing the α-hydroxysulfonate ion using a strongly basic anion exchange resin in Cl form ;
Including water treatment method.
前記イオン交換工程は、前記膜分離工程の後に行われる工程である、請求項1に記載の水処理方法。 Further comprising a membrane separation step of removing the α-hydroxysulfonate ion using a reverse osmosis membrane,
The water treatment method according to claim 1, wherein the ion exchange step is a step performed after the membrane separation step.
亜硫酸水素イオンとアルデヒド類とのモル比(亜硫酸水素イオン/アルデヒド類)が1以上となる量で亜硫酸水素塩を原水に添加する亜硫酸水素塩添加手段と、
前記原水と前記亜硫酸水素塩とを混合し、前記原水に含まれるアルデヒド類を、前記亜硫酸水素塩から生成した亜硫酸水素イオンとpH5〜7で反応させて、α−ヒドロキシスルホン酸イオンを生成する混合手段と、
前記α−ヒドロキシスルホン酸イオンを、Cl形の強塩基性陰イオン交換樹脂を用いて除去するイオン交換手段と、
を備える水処理システム。 A water treatment system for removing aldehydes from raw water containing aldehydes,
A bisulfite addition means for adding bisulfite to raw water in such an amount that the molar ratio of bisulfite ion to aldehyde (bisulfite ion / aldehyde) is 1 or more ;
The raw water and the bisulfite are mixed, and the aldehydes contained in the raw water are reacted with bisulfite ions generated from the bisulfite at pH 5 to 7 to produce α-hydroxysulfonic acid ions. Means,
Ion exchange means for removing the α-hydroxysulfonic acid ion using a Cl-type strongly basic anion exchange resin;
A water treatment system comprising.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014029847A JP5842943B2 (en) | 2014-02-19 | 2014-02-19 | Water treatment method and water treatment system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014029847A JP5842943B2 (en) | 2014-02-19 | 2014-02-19 | Water treatment method and water treatment system |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012106295A Division JP6007575B2 (en) | 2012-05-07 | 2012-05-07 | Water treatment method and water treatment system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014113591A JP2014113591A (en) | 2014-06-26 |
JP5842943B2 true JP5842943B2 (en) | 2016-01-13 |
Family
ID=51170171
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014029847A Expired - Fee Related JP5842943B2 (en) | 2014-02-19 | 2014-02-19 | Water treatment method and water treatment system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5842943B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6572582B2 (en) * | 2015-03-25 | 2019-09-11 | 三浦工業株式会社 | Water treatment method and water treatment system |
JP2017018850A (en) * | 2015-07-07 | 2017-01-26 | 三浦工業株式会社 | Circulation water treatment facility |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5126898B2 (en) * | 1971-05-18 | 1976-08-09 | ||
JPS5827996B2 (en) * | 1980-06-19 | 1983-06-13 | 日東電工株式会社 | Membrane separation method for compounds having aldehyde groups |
JPS60137403A (en) * | 1983-12-23 | 1985-07-22 | Sasakura Eng Co Ltd | Liquid sealing device using formaldehyde solution |
CN101959803B (en) * | 2008-03-05 | 2012-11-28 | 国立大学法人静冈大学 | Method for water purification, equipment for water purification, and water purification set |
JP2015037766A (en) * | 2012-03-29 | 2015-02-26 | 栗田工業株式会社 | Method for treating drainage containing formaldehyde with membrane |
JP5667122B2 (en) * | 2012-04-27 | 2015-02-12 | 水ing株式会社 | Water treatment method and water treatment apparatus |
-
2014
- 2014-02-19 JP JP2014029847A patent/JP5842943B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014113591A (en) | 2014-06-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6007575B2 (en) | Water treatment method and water treatment system | |
Gabelich et al. | High-recovery reverse osmosis desalination using intermediate chemical demineralization | |
KR101671168B1 (en) | Slime control agent for activated carbon, method of passing water through activated-carbon device, and method and apparatus for treating organic-containing water | |
JP5928504B2 (en) | Water treatment method and water treatment system | |
TWI848823B (en) | Water treatment device, and water treatment method | |
JP2010516446A (en) | Wet air oxidation method using recirculation catalyst | |
AU2013315460B2 (en) | Method and system for treating produced water | |
CN102344215A (en) | Novel water treatment method for boiler feedwater | |
JP2008055317A (en) | Equipment and method for desalting seawater by reverse osmosis membrane | |
CN103922549A (en) | Coal gasification wastewater treating and recycling method and device | |
JP5609174B2 (en) | Water treatment system | |
CN103214115A (en) | Water treatment method of strong acid cation exchange resin incomplete regeneration | |
JP2014083521A (en) | Treatment method of aldehyde-containing drainage water and treatment apparatus of aldehyde-containing drainage water | |
JP5842943B2 (en) | Water treatment method and water treatment system | |
JP6609952B2 (en) | Reverse osmosis membrane treatment method | |
TWI613153B (en) | Treatment device for ammonia-containing wastewater and treatment method for ammonia-containing wastewater | |
JP2020514019A (en) | Treatment of filtrate from AMBBR using reverse osmosis or nanofiltration | |
JP5667122B2 (en) | Water treatment method and water treatment apparatus | |
JP5888354B2 (en) | Water treatment method and water treatment system | |
JP5888355B2 (en) | Water treatment method and water treatment system | |
JP2014087802A (en) | Water treatment method and water treatment system | |
CN101423304A (en) | Glycol production waste water treatment method | |
US20190160452A1 (en) | Low temperature wet air oxidation | |
JP5865473B2 (en) | Water treatment method and water treatment apparatus | |
JP3259557B2 (en) | How to remove organic matter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150129 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150303 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150409 |
|
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: 20151020 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151102 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5842943 Country of ref document: JP 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 |