JP6789270B2 - 水処理方法及び水処理設備 - Google Patents
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Description
膜分離工程は、塩素系酸化剤と、スライムコントロール剤とを含む被処理水を第1膜分離部で膜分離することを含み、
スライムコントロール剤は、5−クロロ−2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン(CMIT)、2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン(MIT)、2,2−ジブロモ−3−ニトロプロピオンアミド(DBNPA)、及び、2−ブロモ−2−ニトロプロパン−1,3−ジオール(ブロノボール)からなる群より選択された少なくとも1種である。
従って、上記の水処理方法によれば、被処理水を逆浸透膜で膜分離する第1膜分離部と、該膜分離部の濃縮水を逆浸透膜で膜分離する第2膜分離部とにおいて、バイオファウリングを効率よく抑制できる。
濃度制御工程は、濃縮水における塩素系酸化剤の濃度を制御することを含んでもよい。
これにより、塩素系酸化剤の酸化力によって逆浸透膜が劣化することを抑制しつつバイオファウリングを効率よく抑制できる。
濃度制御工程は、被処理水におけるスライムコントロール剤の濃度を制御することを含んでもよい。これにより、より確実にバイオファウリングを効率よく抑制できる。
塩素系酸化剤と、スライムコントロール剤とを含む被処理水を第1膜分離部で膜分離して得られた濃縮水を、第2膜分離部で膜分離できるように構成されており、
スライムコントロール剤は、5−クロロ−2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン(CMIT)、2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン(MIT)、2,2−ジブロモ−3−ニトロプロピオンアミド(DBNPA)、及び、2−ブロモ−2−ニトロプロパン−1,3−ジオール(ブロノボール)からなる群より選択された少なくとも1種である。
本実施形態の水処理設備1は、被処理水を貯める貯水部4と、貯水部4から供給された被処理水を加圧する加圧ポンプPと、貯水部4から第1膜分離部10に被処理水を供給する被処理水供給経路8と、を備える。膜分離部のうち第1膜分離部10が最も上流側に配置されている。
本実施形態の水処理設備1においては、水処理に伴って逆浸透膜に微生物が付着し、逆浸透膜の目詰まり(バイオファウリング)が生じ得る。
一方、第1膜分離部10、第2膜分離部20、及び第3膜分離部30でそれぞれ得られた透過水Aは、集められて、例えば、純水、生産用水、飲料水、工業用洗浄水などの用途で使用される。
被処理水供給経路8には、例えば図1に示すように、被処理水を加圧する加圧ポンプPが取り付けられている。該加圧ポンプPにより、加圧された被処理水を第1膜分離部10へ供給することができる。
なお、逆浸透膜は、濃度にも依存するが、塩素系酸化剤によって劣化し得る。逆浸透膜の材質がポリアミドである場合、塩素系酸化剤による劣化を比較的受けやすい。本実施形態の水処理設備1においては、後述するように、塩素系酸化剤による逆浸透膜の劣化を抑制できることから、逆浸透膜の材質がポリアミドであってもよい。
濃度制御部5は、図1に示すように、膜分離前の被処理水に塩素系酸化剤(第1薬剤)を添加できる第1薬剤添加部51と、膜分離前の被処理水にスライムコントロール剤(第2薬剤)を添加できる第2薬剤添加部52と、を備える。本実施形態の水処理設備1は、第1薬剤添加部51及び第2薬剤添加部52によって、塩素系酸化剤とスライムコントロール剤とを含む被処理水を第1膜分離部10へ供給できるように構成されている。なお、本実施形態の水処理設備1は、塩素系酸化剤及びスライムコントロール剤のいずれも含まない被処理水を膜分離する水処理を行うこともできるように構成されている。
また、濃度制御部5は、第1膜分離部10の圧力損失を測定する圧力損失測定部54を備える。そして、本実施形態の水処理設備1は、例えば、逆浸透膜に付着した微生物によって逆浸透膜の目詰まりが生じ、圧力損失測定部54で測定した第1膜分離部10の圧力損失が基準値以上になったときに、第1薬剤添加部51によって、被処理水に塩素系酸化剤を添加し始めたり、塩素系酸化剤の添加量を増やしたりするように構成されている。
次亜塩素酸塩としては、例えば、次亜塩素酸カルシウム(さらし粉)、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウムなどが挙げられる。次亜塩素酸塩としては、次亜塩素酸ナトリウムが好ましい。
なお、本実施形態の水処理設備1は、第1濃縮水における遊離塩素濃度が0.01mg/L以上0.10mg/L以下、好ましくは0.05mg/L以下となるように、被処理水に添加する塩素系酸化剤の量を調整して、第2膜分離部20における逆浸透膜の劣化を抑制するように構成されてもよい。
従って、本実施形態の水処理設備1においては、逆浸透膜処理設備において塩素系酸化剤とスライムコントロール剤とを、逆浸透膜を通過する前の被処理水に混合添加するだけでも、被処理水を逆浸透膜で膜分離する第1膜分離部10と、該膜分離部の濃縮水を逆浸透膜で膜分離する第2膜分離部20とにおいて、バイオファウリングを効率よく抑制できる。また、第1膜分離部10や第2膜分離部20における逆浸透膜の劣化を抑制できる。
また、濃度制御部5は、第2濃縮水又は第3濃縮水における検知用物質の濃度を測定する検知用物質測定部56を有する。
そして、本実施形態の水処理設備1は、例えば、膜分離された被処理水の総量が所定量に達したとき、運転時間が所定時間に達したとき、又は、第1透過水乃至第3透過水のいずれかの導電率が設定値を上回ったときに、試薬添加部55によって第1濃縮水に試薬を添加し、試薬を含む第1濃縮水を第2膜分離部20で膜分離しつつ、逆浸透膜に付着した微生物と試薬とを反応させて検知用物質を生成させ、第2濃縮水又は第3濃縮水における検知用物質の濃度を検知用物質測定部56によって測定するように構成されている。
膜分離工程は、塩素系酸化剤(第1薬剤)とスライムコントロール剤(第2薬剤)とを含む被処理水を第1膜分離部10で膜分離することを含む。
膜分離工程は、塩素系酸化剤(第1薬剤)及びスライムコントロール剤(第2薬剤)のいずれも含まない被処理水を膜分離することを含んでもよい。
濃度制御工程は、第1濃縮水における塩素系酸化剤の濃度を制御すること、又は、被処理水におけるスライムコントロール剤の濃度を制御することを含む。
また、濃度制御工程では、第1膜分離部10における差圧(上記の初期値との差)に応じて、第1濃縮水における遊離塩素濃度を変えることが好ましい。例えば差圧が0.10MPa以上0.20MPa未満の場合、第1濃縮水における遊離塩素濃度を0.01mg/L以上0.05mg/L未満となるように制御する。また、例えば差圧が0.20MPa以上となった場合、第1濃縮水における遊離塩素濃度を0.05mg/L以上0.10mg/L未満となるように制御する。差圧が高いと、膜に付着した有機物(微生物など)の量が多いため、遊離塩素濃度を高く設定しても塩素系酸化剤によって膜を劣化させるおそれが低い。一方、差圧が低いと、膜に付着した有機物(微生物など)の量が少ないため、遊離塩素濃度を低く設定することで膜の劣化を抑えることができる。例えばこのようにして、第1濃縮水における遊離塩素濃度を0.01mg/L以上0.10mg/L以下、好ましくは0.05mg/L以下に制御することができる。このように制御することによって、塩素系酸化剤を必要以上に使わなくてもバイオファウリングを効率よく抑制できる。
濃度制御工程では、被処理水におけるスライムコントロール剤(第2薬剤)の濃度を3ppm以上50ppm以下、好ましくは5ppm以上25ppm以下の範囲内に制御することが好ましい。これにより、より確実にバイオファウリングを効率よく抑制できる。
最後段濃縮水中のスライムコントロール剤濃度が10ppm以下となるように制御することによって、スライムコントロール剤の添加量を従来よりも削減(例えば2/5以下)することができる。
なお、水処理設備1が、膜分離部として第1膜分離部10及び第2膜分離部20のみを備える場合、最も下流側の膜分離部は、第2膜分離部20であり、最後段濃縮水は、第2濃縮水である。
また、一般の水処理設備及び水処理方法において用いられる種々の態様を、本発明の効果を損ねない範囲において、採用することができる。
10:第1膜分離部、 20:第2膜分離部、 30:第3膜分離部、
4:貯水部、
5:濃度制御部、
51:第1薬剤添加部(塩素系酸化剤添加部)、 52:第2薬剤添加部(スライムコントロール剤添加部)、
53:遊離塩素測定部、 54:圧力損失測定部、
55:試薬添加部、 56:検知用物質測定部、
8:被処理水供給経路、
P:加圧ポンプ、
A:透過水、 B:第3濃縮水。
Claims (5)
- ポリアミド材質の逆浸透膜を有する第1膜分離部で被処理水を膜分離して得られた濃縮水を、ポリアミド材質の逆浸透膜を有する第2膜分離部で膜分離する膜分離工程を備え、
前記膜分離工程は、塩素系酸化剤と、スライムコントロール剤とを含む前記被処理水を前記第1膜分離部で膜分離することを含み、
前記膜分離工程は、前記被処理水又は前記濃縮水における前記塩素系酸化剤又は前記スライムコントロール剤の濃度を制御する濃度制御工程を有し、
前記濃度制御工程は、前記濃縮水における遊離塩素濃度を指標にして、前記被処理水における前記塩素系酸化剤の濃度を調整することによって、前記濃縮水における前記塩素系酸化剤の濃度を制御することを含み、
前記スライムコントロール剤は、5−クロロ−2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン(CMIT)、2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン(MIT)、2,2−ジブロモ−3−ニトロプロピオンアミド(DBNPA)、及び、2−ブロモ−2−ニトロプロパン−1,3−ジオール(ブロノボール)からなる群より選択された少なくとも1種である、水処理方法。 - 前記濃度制御工程では、前記濃縮水における前記塩素系酸化剤の濃度を遊離塩素濃度換算で0.01mg/L以上0.10mg/L以下に制御する、請求項1に記載の水処理方法。
- 前記濃度制御工程は、前記被処理水における前記スライムコントロール剤の濃度を制御することを含む、請求項1又は2に記載の水処理方法。
- 前記膜分離工程は、前記第1膜分離部又は前記第2膜分離部におけるバイオファウリングの発生量に応じて、前記被処理水又は前記濃縮水における前記塩素系酸化剤又は前記スライムコントロール剤の濃度を制御する濃度制御工程を有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の水処理方法。
- ポリアミド材質の逆浸透膜を有する第1膜分離部と、ポリアミド材質の逆浸透膜を有する第2膜分離部とを備え、
塩素系酸化剤と、スライムコントロール剤とを含む被処理水を前記第1膜分離部で膜分離して得られた濃縮水を、前記第2膜分離部で膜分離できるように構成されており、
前記被処理水における前記塩素系酸化剤及び前記スライムコントロール剤の濃度を制御する濃度制御部をさらに備え、
前記濃度制御部は、前記被処理水に前記塩素系酸化剤を添加できる第1薬剤添加部と、前記被処理水に前記スライムコントロール剤を添加できる第2薬剤添加部と、前記濃縮水における遊離塩素濃度を測定する遊離塩素測定部とを有し、
前記第1薬剤添加部及び前記第2薬剤添加部によってそれぞれ添加された前記塩素系酸化剤及び前記スライムコントロール剤を含む前記被処理水を、前記第1膜分離部で膜分離しつつ、前記遊離塩素濃度を指標にして、前記塩素系酸化剤の添加量を前記第1薬剤添加部によって変えることにより、前記被処理水に添加する前記塩素系酸化剤の量を調整するように構成され、
前記スライムコントロール剤は、5−クロロ−2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン(CMIT)、2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン(MIT)、2,2−ジブロモ−3−ニトロプロピオンアミド(DBNPA)、及び、2−ブロモ−2−ニトロプロパン−1,3−ジオール(ブロノボール)からなる群より選択された少なくとも1種である、水処理設備。
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