JP6859707B2 - 被処理水の水質評価方法、定量方法および水処理方法 - Google Patents
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Description
前記汚染度は、前記被処理水中に含まれる水溶性の有機化合物に起因するものであり、
精密ろ過膜に前記被処理水を通過させ、前記水溶性の有機化合物の少なくとも一部を前記精密ろ過膜で捕捉する、通水ステップと、
前記被処理水が通過した後の前記精密ろ過膜を赤外分光法によって分析し、赤外吸収スペクトルを得る、分析ステップと、
前記分析ステップで得られた前記赤外吸収スペクトルの少なくとも1つのピークの高さ又は面積に基づいて、前記汚染度を評価する評価ステップと
を含むことを特徴とする、水質評価方法。
複数の前記ピークから、前記水溶性の有機化合物の存在に起因する少なくとも1つの測定ピークと、前記水溶性の有機化合物の存在に起因しない1つの基準ピークとを選択し、
前記基準ピークに対する前記測定ピークの高さ又は面積の比を求め、
前記高さ又は面積の比に基づいて、前記汚染度を評価する、[1]に記載の水質評価方法。
前記精密ろ過膜を乾燥する乾燥ステップをさらに備える、[1]または[2]に記載の水質評価方法。
前記水溶性の有機化合物は前記分離膜を汚染するものであり、
精密ろ過膜に前記被処理水を通過させ、前記水溶性の有機化合物の少なくとも一部を前記精密ろ過膜で捕捉する、通水ステップと、
前記被処理水が通過した後の前記精密ろ過膜を赤外分光法によって分析し、赤外吸収スペクトルを得る、分析ステップと、
前記分析ステップで得られた前記赤外吸収スペクトルの少なくとも1つのピークの高さ又は面積に基づいて、前記水溶性の有機化合物を定量する、定量ステップと
を備えることを特徴とする、定量方法。
複数の前記ピークから、前記水溶性の有機化合物の存在に起因する少なくとも1つの測定ピークと、前記水溶性の有機化合物の存在に起因しない1つの基準ピークとを選択し、
前記基準ピークに対する前記測定ピークの高さ又は面積の比を求め、
前記高さ又は面積の比に基づいて前記水溶性の有機化合物を定量する、[6]に記載の定量方法。
前記被処理水を分離膜を用いて処理する膜分離ステップとを備え、
前記前処理ステップにおいて、[1]〜[5]および[8]のいずれか1項に記載の水質評価方法によって評価された前記汚染度に基づいて、前記前処理ステップにおける前記原水からの前記水溶性の有機化合物の除去量を調整する、水処理方法。
本発明の水質評価方法は、分離膜を有する膜分離装置に供給される被処理水の分離膜に対する汚染度を評価する水質評価方法である。ここで、汚染度は、被処理水中に含まれる有機化合物に起因するものである。
膜分離装置は、分離膜を有する。分離膜は、MF膜より孔径が小さいものであることが好ましい。このような分離膜としては、例えば、逆浸透膜(RO膜:Reverse Osmosis Membrane)、ナノろ過膜(NF膜:Nanofiltration Membrane)、限外ろ過膜(UF膜:Ultrafiltration Membrane)と呼ばれているものが挙げられる。
本明細書において、「有機化合物」の用語は、炭素を含む化合物を意味する。そして、本発明において分析対象となる有機化合物は、被処理水中に含まれる有機化合物であって、被処理水の膜分離処理によって経時的に膜分離装置の分離膜を汚染する有機化合物である。
通水ステップでは、精密ろ過膜に被処理水を通過させ、有機化合物の少なくとも一部を精密ろ過膜で捕捉する。
分析ステップにおいては、被処理水が通過した後の精密ろ過膜を赤外分光法によって分析し、赤外吸収スペクトルを得る。
評価ステップでは、分析ステップで得られた赤外吸収スペクトルの少なくとも1つのピークの高さ又は面積に基づいて、汚染度を評価する。
複数のピークから、有機化合物の存在に起因する少なくとも1つの測定ピークと、有機化合物の存在に起因しない1つの基準ピークとを選択し、
基準ピークに対する測定ピークの高さ又は面積の比を求め、
高さ又は面積の比に基づいて、汚染度を評価してもよい。
本発明の定量方法では、分離膜を有する膜分離装置に供給される被処理水中に含まれる有機化合物を定量する。ここで、有機化合物は分離膜を汚染するものである。
本発明の水処理方法は、被処理水の原水から有機化合物を除去し、被処理水中に含まれる有機化合物の量を低減させる前処理ステップと、被処理水を分離膜を用いて処理する膜分離ステップとを備える。
まず、被処理水のサンプルとして、海水淡水化逆浸透膜の供給水である試料水1〜7を用意した。試験例1において、有機物測定される試料水は、(i)塩化第二鉄を凝集剤として用いた凝集処理、(ii)砂ろ過による膜汚染物質の除去処理、および、(iii)孔径10μmのカートリッジフィルターを用いた粒径の大きな懸濁物の除去処理を行った紅海の実海水である。また、試料水1〜7は、膜モジュールの運転において、冬季から夏季に掛けて特異的な変化が見られた際にサンプリングしたものである。
従来の指標であるSDIの測定値と、被処理水中に含まれる粒状物質の量との関係を調べるために、ASTM D4189−07に記載の方法に準じてSDIフィルター(MF膜)に捕捉された無機物量を測定した。なお、使用したMF膜は、ミリポア社製HAWP04700(材質:セルロース混合エステル)である。MF膜の孔径は0.45μm、厚さは115〜180μmであり、全体の形状は直径47mmの円形状の膜である。
比較のために、従来の指標であるSDIを測定し、SDIの測定に使用されたMF膜について得たFT−IRスペクトルにおける波数1650cm−1のピーク高さに対する波数3300cm−1のピーク高さの比(吸光度比)を測定した。複数の測定データにおけるSDIとの上記ピーク高さの比(吸光度比)との関係を図4に示す。
Claims (7)
- セルロース系樹脂製の分離膜を有する膜分離装置に供給される被処理水の前記分離膜に対する汚染度を評価する水質評価方法であって、
前記汚染度は、前記被処理水中に含まれる水溶性の有機化合物に起因するものであり、
セルロース樹脂製の精密ろ過膜に前記被処理水を15〜30L通過させ、前記水溶性の有機化合物の少なくとも一部を前記精密ろ過膜で捕捉する、通水ステップと、
前記被処理水が通過した後の前記精密ろ過膜を赤外分光法によって分析し、赤外吸収スペクトルを得る、分析ステップと、
前記分析ステップで得られた前記赤外吸収スペクトルにおいて前記水溶性の有機化合物の存在に起因する測定ピークと、前記セルロース樹脂製の精密ろ過膜の材質に起因する基準ピークとを選択し、
前記基準ピークに対する前記測定ピークの高さ又は面積の比を求め、
前記高さ又は面積の比に基づいて、前記汚染度を評価する評価ステップと
を含むことを特徴とする、水質評価方法。 - 前記通水ステップの後、前記分析ステップの前に、
前記精密ろ過膜を乾燥する乾燥ステップをさらに備える、請求項1に記載の水質評価方法。 - 前記赤外分光法は、フーリエ変換赤外分光装置を用いて実施される、請求項1または2に記載の水質評価方法。
- 前記赤外分光法は、減衰全反射法である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の水質評価方法。
- セルロース系樹脂製の分離膜を有する膜分離装置に供給される被処理水中に含まれる水溶性の有機化合物の定量方法であって、
前記水溶性の有機化合物は前記分離膜を汚染するものであり、
セルロース樹脂製の精密ろ過膜に前記被処理水を15〜30L通過させ、前記水溶性の有機化合物の少なくとも一部を前記精密ろ過膜で捕捉する、通水ステップと、
前記被処理水が通過した後の前記精密ろ過膜を赤外分光法によって分析し、赤外吸収スペクトルを得る、分析ステップと、
前記分析ステップで得られた前記赤外吸収スペクトルにおいて前記水溶性の有機化合物の存在に起因する測定ピークと、前記セルロース樹脂製の精密ろ過膜の材質に起因する基準ピークとを選択し、
前記基準ピークに対する前記測定ピークの高さ又は面積の比を求め、
前記高さ又は面積の比に基づいて、前記水溶性の有機化合物を定量する、定量ステップと
を備えることを特徴とする、定量方法。 - 請求項5に記載の定量方法によって定量された前記水溶性の有機化合物の定量値に基づいて、前記水溶性の有機化合物に起因する前記被処理水の前記分離膜に対する汚染度を評価する、水質評価方法。
- 前記被処理水の原水から前記水溶性の有機化合物を除去し、前記被処理水中に含まれる前記水溶性の有機化合物の量を低減させる前処理ステップと、
前記被処理水を分離膜を用いて処理する膜分離ステップとを備え、
前記前処理ステップにおいて、請求項1〜4および6のいずれか1項に記載の水質評価方法によって評価された前記汚染度に基づいて、前記前処理ステップにおける前記原水からの前記水溶性の有機化合物の除去量を調整する、水処理方法。
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