JP7106465B2 - Water treatment system and water treatment method - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、水処理システム及び水処理方法に関する。 TECHNICAL FIELD Embodiments of the present invention relate to water treatment systems and water treatment methods.
近年、健全な水循環を実現するための法規制が強化されている。ZLD(Zero Liquid Discharge)は、水質汚染リスクの低減、廃水の再生、及び再利用の視点から、工場内で水を再生して利用すると共に、さらに工場から外部に出される排水をゼロにまで低減することで水環境保全を図るコンセプトである。 In recent years, laws and regulations for realizing healthy water circulation have been strengthened. ZLD (Zero Liquid Discharge) reduces the risk of water pollution, regenerates wastewater, and reuses water by regenerating and using it within the factory, and furthermore, reduces the wastewater emitted from the factory to zero. The concept is to conserve the water environment by
排水をゼロまで低減するためには、最終的には蒸発法で固形分と脱イオン水に分離する必要がある。蒸発法は、廃水を加熱して水蒸気を発生させて、この水蒸気を冷却して脱イオン水を得ることで、固形分と脱イオン水に分離する方法である。この方法は、2段フラッシュ蒸発法、多段フラッシュ蒸発法等が実用化されており、非常に純度の高い脱イオン水が得られるという利点を有しているが、熱源を必要とするためにエネルギー効率が悪いという欠点がある。そのため、エネルギー消費量低減の観点から、廃水の濃縮度を可能な限り高めることによって、蒸発法で処理する廃水量を極力低減することが求められている。 In order to reduce the wastewater to zero, it is finally necessary to separate the solids and deionized water by an evaporation method. In the evaporation method, wastewater is heated to generate steam, and this steam is cooled to obtain deionized water, thereby separating solids and deionized water. Two-stage flash evaporation method, multi-stage flash evaporation method, etc. have been put into practical use, and this method has the advantage of obtaining deionized water of extremely high purity. It has the drawback of being inefficient. Therefore, from the viewpoint of reducing energy consumption, it is required to reduce the amount of wastewater treated by the evaporation method as much as possible by increasing the degree of concentration of wastewater as much as possible.
これらのことから、蒸発法の前段階で、固形分を含有した濃縮廃水と真水を分離するための分離膜として逆浸透(RO:Reverse Osmosis)膜(以下、「RO膜」と称する)が用いられている。RO膜を適用した脱塩・濃縮システムは、RO膜に対し、被処理水を加圧導入し、RO膜を透過した水である脱イオン水と、RO膜を透過せず、濃縮された濃縮水とを得る基本プロセスから構成されている。 For these reasons, a reverse osmosis (RO) membrane (hereinafter referred to as "RO membrane") is used as a separation membrane for separating concentrated wastewater containing solids from fresh water in the preceding stage of the evaporation method. It is A desalination/concentration system using an RO membrane introduces the water to be treated under pressure into the RO membrane, and deionized water that has passed through the RO membrane It consists of the basic processes of obtaining water and water.
RO膜は、シリカ、硬度スケール及びバイオファウリングによって目詰まりが生じる恐れがある。RO膜に目詰まりが生じると、RO膜を洗浄するために、水処理システム全体を停止する必要があるので、水処理システムの稼働率が低下する。また、想定された濃縮度まで濃縮されていない濃縮水を蒸発処理することになり、蒸発のために要する熱エネルギーが増加するため、全体的な処理コストの増加も招く。 RO membranes can become clogged with silica, hardness scale and biofouling. If the RO membrane is clogged, the entire water treatment system needs to be stopped in order to clean the RO membrane, which lowers the operating rate of the water treatment system. In addition, since the concentrated water that has not been concentrated to the expected degree of concentration is subjected to the evaporation treatment, the heat energy required for evaporation increases, leading to an increase in the overall treatment cost.
しかしながら、RO膜は、イオン性物質、微粒子、有機物、一部の溶存気体等ほぼ全てに対する除去効果があることや、目詰まりやトラブルが発生しない限り、再生等の不連続の工程を実施しなくてもよい等といった利点を有しているので、広く用いられている。 However, the RO membrane has the effect of removing almost all substances such as ionic substances, fine particles, organic substances, and some dissolved gases. It is widely used because it has the advantage that it can be
RO膜を用いて廃水の濃縮率を高める方法として、廃水中の硬度成分をイオン交換樹脂等の軟水化装置で除去し、さらに脱気塔等で脱炭酸処理した後に、廃水を高pHにしてRO膜分離する方法が記載されている。この方法は、RO膜の詰まり原因の1つである硬度成分を軟水化装置で除去して、炭酸イオン成分を脱気塔で除去することで硬度スケールを抑制する。また、硬度成分や、炭酸イオン成分を除去した廃水を、シリカの少なくとも大部分がイオン状で存在するpH(pH≧10)にして、RO膜分離装置を運転することによって、シリカによるRO膜の目詰まりを抑制したものである。また、廃水を高pHにすることでバイオファウリングを抑制する効果もある。 As a method of increasing the concentration rate of wastewater using an RO membrane, the hardness components in the wastewater are removed with a water softening device such as an ion exchange resin, and after decarbonation treatment with a degassing tower or the like, the wastewater is raised to a high pH. A method for RO membrane separation is described. In this method, the hardness component, which is one of the causes of clogging of the RO membrane, is removed with a water softener, and the carbonate ion component is removed with a degassing tower, thereby suppressing hardness scale. Further, by operating the RO membrane separation device with the waste water from which the hardness component and the carbonate ion component have been removed is adjusted to a pH (pH≧10) where at least most of the silica exists in an ionic form, the RO membrane by silica is reduced. This suppresses clogging. Moreover, there is also an effect of suppressing biofouling by increasing the pH of the wastewater.
しかしながら、高pH条件で濃縮率を高めたRO膜運転を行うと、pHが高いほど膜劣化速度が大きく、膜分離性能が経時的に低下する。一方で、pHを下げると、溶解度が低いシリカが析出しやすくなり、シリカスケールによるRO膜の目詰りが生じ、システム稼動率が低減する。 However, when the RO membrane is operated at a high concentration rate under high pH conditions, the higher the pH, the faster the membrane deterioration rate, and the membrane separation performance decreases over time. On the other hand, when the pH is lowered, silica with low solubility tends to precipitate, clogging of the RO membrane with silica scale occurs, and the system operation rate decreases.
シリカを除去する方法として、シリカ含有水に規定濃度範囲のマグネシウム塩及び鉄塩を添加して、シリカを沈殿除去する方法が記載されている。しかしながら、この方法では、マグネシウム塩を新たに添加する必要があり、薬品コストが高くなる。 As a method for removing silica, a method of adding magnesium salt and iron salt within a specified concentration range to silica-containing water to precipitate and remove silica is described. However, in this method, it is necessary to newly add a magnesium salt, which increases the chemical cost.
以上まとめると、水処理システムでは、廃水の蒸発のために要する熱エネルギーを低減することによってコストダウンを図ることができる。このためには、廃水の濃縮度を高めることが必須であるが、廃水の濃縮度が高くなると、一般に、シリカが析出し易くなる。シリカは、分離膜の目詰まりをもたらし、稼働率を低下させる要因となる。シリカの析出は、高アルカリ環境下では抑制されるものの、逆に高アルカリ環境下では、膜劣化速度が大きくなり、膜分離性能が低下するので、稼働率を低下させる要因となり得る。 In summary, in a water treatment system, cost reduction can be achieved by reducing the thermal energy required for evaporation of wastewater. For this purpose, it is essential to increase the concentration of the wastewater, and generally, the higher the concentration of the wastewater, the easier it is for silica to precipitate. Silica causes clogging of the separation membrane and becomes a factor of lowering the operating rate. Precipitation of silica is suppressed in a highly alkaline environment, but conversely, in a highly alkaline environment, the rate of membrane deterioration increases and the membrane separation performance decreases, which can be a factor in lowering the operating rate.
以上のような事情を考慮し、濃縮度の高い廃水を得るために、高アルカリ環境下において運転する場合であっても、膜分離性能の低下を抑え、高い運転稼働率及びコストダウンを実現する水処理システム及び水処理方法が望まれている。 Considering the above circumstances, in order to obtain highly concentrated wastewater, even when operating in a highly alkaline environment, the deterioration of membrane separation performance is suppressed, and high operation rate and cost reduction are realized. A water treatment system and method are desired.
本発明が解決しようとする課題は、濃縮度の高い廃水を得るために、高アルカリ環境下において運転する場合であっても、高い運転稼働率及びコストダウンを実現する水処理システム及び水処理方法を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a water treatment system and a water treatment method that realize a high operating rate and cost reduction even when operating in a highly alkaline environment in order to obtain highly concentrated wastewater. is to provide
実施形態の水処理システムは、軟水化処理ユニットと、第1分離ユニットと、第2分離ユニットと、凝集沈殿ユニットと、第3分離ユニットとを備える。軟水化処理ユニットは、被処理水からアルカリ土類金属を回収して、軟水化された被処理水である被軟水化水を得る。第1分離ユニットは、第1の運転圧で脱塩処理を行い、被軟水化水を、第1の脱塩水及び第1の濃縮水に分離する。第2分離ユニットは、第1の運転圧よりも高い第2の運転圧で脱塩処理を行い、第1の濃縮水を、第2の脱塩水及び第2の濃縮水に分離する。凝集沈殿ユニットは、アルカリ土類金属の回収に使用されたカチオン交換樹脂の再生処理に使用された再生液と第2の濃縮水との混合液に対して凝集沈殿処理を行い、シリカ成分を含む凝集沈殿物を生成させる。第3分離ユニットは、第2の運転圧よりも高い第3の運転圧で脱塩処理を行い、凝集沈殿物が除去された混合液を、第3の脱塩水及び第3の濃縮水に分離する。 A water treatment system of an embodiment comprises a water softening unit, a first separation unit, a second separation unit, a coagulating sedimentation unit, and a third separation unit. The water softening unit recovers alkaline earth metals from water to be treated to obtain water to be softened, which is water to be treated. The first separation unit performs desalination at a first operating pressure to separate water to be softened into first desalted water and first concentrated water. The second separation unit performs desalination at a second operating pressure higher than the first operating pressure to separate the first concentrated water into a second desalted water and a second concentrated water. The coagulation-sedimentation unit performs coagulation-sedimentation treatment on a mixed liquid of the regenerated liquid used for the regeneration treatment of the cation exchange resin used for recovering the alkaline earth metal and the second concentrated water, and contains a silica component. Form a flocculated precipitate. The third separation unit performs desalting treatment at a third operating pressure higher than the second operating pressure, and separates the mixed liquid from which the aggregated sediment has been removed into a third desalted water and a third concentrated water. do.
図1は、実施形態の水処理方法が適用された水処理システムの概略構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a water treatment system to which the water treatment method of the embodiment is applied.
すなわち、水処理システム10は、少なくとも、軟水化処理ユニット100と、脱塩ユニット200と、熱処理装置300とを備えている。
That is, the
軟水化処理ユニット100は、強酸性カチオン交換樹脂が充填された強酸性カチオン交換樹脂塔110と、弱酸性カチオン交換樹脂が充填された弱酸性カチオン交換樹脂塔120とを備えている。
The water softening
また、脱塩ユニット200は、第1分離ユニット210と、第2分離ユニット220と、第3分離ユニット230と、凝集沈殿ユニット240とを備えている。
The
軟水化処理ユニット100は、例えば工場廃水のような被処理水aから、カチオン交換樹脂を用いて、アルカリ土類金属を回収し、軟水化された被処理水である被軟水化水bを得る。具体的には、軟水化処理ユニット100は、被処理水aを、先ず強酸性カチオン交換樹脂塔110を通過させることによって、カルシウムのような第1のアルカリ土類金属を回収し、次に弱酸性カチオン交換樹脂塔120を通過させることによって、第1のアルカリ土類金属よりも低いイオン選択性を有するマグネシウムのような第2のアルカリ土類金属を回収する。
The
被処理水aは、このようにアルカリ土類金属が回収されることによって、被軟水化水bとなる。被軟水化水bは、脱塩ユニット200の第1分離ユニット210へ供給される。
The to-be-processed water a becomes the to-be-softened water b by recovering the alkaline earth metal in this manner. The softened water b is supplied to the
一方、第1のアルカリ土類金属を回収した強酸性カチオン交換樹脂塔110には、第1のアルカリ土類金属が吸着し、第2のアルカリ土類金属を回収した弱酸性カチオン交換樹脂塔120には、第2のアルカリ土類金属が吸着する。また、強酸性カチオン交換樹脂塔110および弱酸性カチオン交換樹脂塔120には、これらアルカリ土類金属のみならず、鉄等の重金属も吸着する。このため、定期的に、強酸性カチオン交換樹脂塔110及び弱酸性カチオン交換樹脂塔120から、吸着したアルカリ土類金属や重金属を除去する再生処理が必要となる。このような再生処理は、強酸性カチオン交換樹脂塔110及び弱酸性カチオン交換樹脂塔120を、酸を用いて洗浄することによってなされる。強酸性カチオン交換樹脂塔110及び弱酸性カチオン交換樹脂塔120に吸着されたアルカリ土類金属は、この再生処理によって、洗浄に使用された酸性溶液である再生液cとともに、軟水化処理ユニット100から排出される。
On the other hand, the strongly acidic cation exchange resin tower 110 that recovered the first alkaline earth metal adsorbed the first alkaline earth metal, and the weakly acidic cation
この再生液cは、図示しないポンプ等によって、カチオン交換樹脂再生ラインL0内を移送されることによって、脱塩ユニット200の凝集沈殿ユニット240へ供給される。なお、水処理システム10では、カチオン交換樹脂再生液供給ラインL0のみならず、後述するような他の多くのラインLが後述されるが、これらラインLは何れも、例えば配管である。
This regenerated liquid c is supplied to the
再生液cは、必ずしも強酸性カチオン交換樹脂塔110及び弱酸性カチオン交換樹脂塔120の両方に対してなされた再生処理によって発生したものに限定されず、強酸性カチオン交換樹脂塔110及び弱酸性カチオン交換樹脂塔120のうちの一方に対してなされた再生処理によって得られたものであってもよい。
The regenerated liquid c is not necessarily limited to that generated by the regeneration treatment performed on both the strongly acidic cation exchange resin tower 110 and the weakly acidic cation
第1分離ユニット210は、圧力容器211を備え、この圧力容器211内に、例えばRO膜のような分離膜213を有する脱塩膜エレメント212を配置している。そして、軟水化処理ユニット100から供給された被軟水化水bに対して、分離膜213を用いて、第1の運転圧(好適には0~3MPa程度)で脱塩処理を行い、被軟水化水bを、脱塩水d1及び濃縮水e1に分離する。濃縮水e1は、被軟水化水bよりもTDS(Total Dissolved Solid)が高く濃縮されている。濃縮水e1は、ラインL3を介して排出され、第2分離ユニット220へ供給される。一方、脱塩水d1は、ラインL4を介して排出され、例えば、被処理水aを排出した工場で再利用される。
The
第2分離ユニット220は、ポンプ227及び圧力容器221を備えており、圧力容器221内に、例えばRO膜のような分離膜223を有する脱塩膜エレメント222を配置している。
The
ポンプ227は、ラインL3に設けられ、脱塩膜エレメント212から排出された濃縮水e1を、第1の運転圧よりも高い第2の運転圧(好適には3~8MPa)に昇圧して、脱塩膜エレメント222へ供給する。この際に、濃縮水e1は、ポンプ227の動力熱を受けるので、加熱された状態で脱塩膜エレメント222へ供給される。このように、ポンプ227は、濃縮水e1を脱塩膜エレメント222へ供給するための供給手段としてのみならず、脱塩膜エレメント222へ供給される濃縮水e1の昇圧及び加熱を行う昇圧・加熱手段としても寄与する。
The
脱塩膜エレメント222は、濃縮水e1に対して、分離膜223を用いて、第1の運転圧よりも高い第2の運転圧(好適には3~8MPa)で脱塩処理を行い、濃縮水e1を、脱塩水d2及び濃縮水e2に分離する。脱塩水d2は、ラインL7を介して排出される。ラインL7はラインL4に接続されており、脱塩水d2はラインL4へ流入し、脱塩水d1と合流された後に、例えば、被処理水aを排出した工場で再利用される。濃縮水e2は、濃縮水e1よりもTDSが高く濃縮されており、ラインL5を介して脱塩膜エレメント222から排出される。
The
ラインL5は、凝集沈殿ユニット240へ接続されているが、ラインL5の途中には、濃縮水e2の一部を、ラインL3のポンプ227の上流側へ戻すためのラインL6も接続されている。
The line L5 is connected to the coagulation-
このラインL6によって、脱塩膜エレメント222からの濃縮水e2は、すべてが凝集沈殿ユニット240へ供給される訳ではなく、一部がポンプ227によってラインL3に戻され、濃縮水e1と混合された後、前述したようにポンプ227によって昇圧、加熱された後に、再び脱塩膜エレメント222へ供給される。したがって、脱塩膜エレメント222へは、濃縮水e1のみならず、濃縮水e1と濃縮水e2とが混合された濃縮水もまた、前述したように、ポンプ227によって、昇圧及び加熱されながら供給される。この濃縮水は、濃縮水e1よりもTDS濃度が高いので、このように、濃縮水e2の一部をラインL3に戻すことによって、脱塩膜エレメント222へ、より高いTDS濃度の濃縮水を供給することが可能となる。
Not all of the concentrated water e2 from the
凝集沈殿ユニット240は、凝集沈殿槽241を備えている。凝集沈殿槽241には、ラインL5を介して供給された濃縮水e2と、カチオン交換樹脂再生液供給ラインL0を介して供給された再生液cとが供給され、混合される。再生液cには、凝集剤として寄与するカルシウムやマグネシウムのようなアルカリ土類金属が含まれているので、濃縮水e2と再生液cとの混合液中には、シリカ成分の凝集沈殿物fが凝集沈殿する。
The coagulating
凝集沈殿物fは、ドレン等によって、凝集沈殿槽241から排出される。一方、凝集沈殿物fが除去された混合液gは、凝集沈殿槽241からポンプ等によって昇圧されて、第3分離ユニット230へ供給される。
The coagulated sediment f is discharged from the coagulated
第3分離ユニット230は、圧力容器231を備え、この圧力容器231内に、例えばRO膜のような分離膜233を有する脱塩膜エレメント232を配置している。そして、凝集沈殿槽241から供給された混合液gに対して、脱塩膜エレメント232において、分離膜233を用いて、第2の運転圧よりも高い第3の運転圧(好適には8~12MPa)で脱塩処理を行い、混合液gを、脱塩水d3及び濃縮水e3に分離する。脱塩水d3は、ラインL11を介して排出される。ラインL11はラインL4に接続されており、脱塩水d3はラインL4へ送られ、脱塩水d1及び脱塩水d2と合流された後に、例えば、被処理水aを排出した工場で再利用される。濃縮水e3は、濃縮水e2よりもTDSが高く濃縮されており、熱処理装置300へ供給される。
The
熱処理装置300は、脱塩膜エレメント232から供給された濃縮水e3を濃縮・蒸発乾燥処理することによって、濃縮水e3から、溶解性固形分である塩分h、水分i、及びガス状の揮発成分jを回収する。
The
塩分hは、濃縮された廃棄物として廃棄される。水分iは再生水として、例えば、被処理水aを排出した工場に戻され、再利用される。揮発成分jは、環境に放出される。 Salinity h is discarded as concentrated waste. The water i is returned as reclaimed water, for example, to the factory from which the water to be treated a was discharged, and reused. Volatile components j are released into the environment.
このような概略構成をなす水処理システム10の具体的な各実施形態について、以下に説明する。なお、以下の各実施形態の説明において、図1で示した部位と同一部分については、同一符号を用いて示し、重複説明を避ける。
Specific embodiments of the
(第1の実施形態)
第1の実施形態の水処理システムについて説明する。
(First embodiment)
A water treatment system of the first embodiment will be described.
図2は、第1の実施形態の水処理システムの構成例を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the water treatment system of the first embodiment.
水処理システム11は、前処理ユニット80と、調整ユニット180とをさらに備えている点が、水処理システム10と異なる。
The
前処理ユニット80は、例えば工場廃水のような被処理水aに対して、固形分除去処理、軟水化処理、及び脱気処理等を含む前処理を実施するユニットであり、例えば、固形分除去装置90と、前述した軟水化処理ユニット100と、脱気装置130とを直列に配置することによって構成される。
The
固形分除去装置90、軟水化処理ユニット100、及び脱気装置130の前段にはそれぞれ、必要に応じて、図示しないポンプが設けられている。
Pumps (not shown) are provided in front of the solid content removal device 90, the
固形分除去装置90は、例えば、精密濾過(MF:Microfiltration)膜、限外濾過(UF:Ultrafiltration)膜、及びMBR(Membrane Bioreactor)法等の膜分離技術を用いて実現する。このような固形分除去装置90は、被処理水aを濾過し、被処理水aから固形分を除去する。固形分を除去された被処理水a1は、固形分除去装置90から、例えば軟水化処理ユニット100の前段に設けられた図示しないポンプによって、軟水化処理ユニット100へ供給される。
The solid content removal device 90 is realized using, for example, a microfiltration (MF: Microfiltration) membrane, an ultrafiltration (UF: Ultrafiltration) membrane, and a membrane separation technology such as an MBR (Membrane Bioreactor) method. Such a solid matter removal device 90 filters the water a to be treated and removes the solid matter from the water a to be treated. The water a1 from which solids have been removed is supplied from the solids removal device 90 to the
軟水化処理ユニット100は、強酸性カチオン交換樹脂及び弱酸性カチオン交換樹脂を用いて、被処理水a1を軟水化する。このため、軟水化処理ユニット100は、強酸性カチオン交換樹脂が充填された強酸性カチオン交換樹脂塔110を前段に、弱酸性カチオン交換樹脂が充填された弱酸性カチオン交換樹脂塔120を後段に設置して構成される。例えば、強酸性カチオン交換樹脂としては、スルホン酸基を交換基として有するイオン交換樹脂、弱酸性カチオン交換樹脂としては、カルボン酸基を交換基として有するイオン交換樹脂を使用することができる。
The
このような構成により、軟水化処理ユニット100は、強酸性カチオン交換樹脂塔110及び弱酸性カチオン交換樹脂塔120によって、被処理水a1から、カルシウムやマグネシウム等のアルカリ土類金属からなる硬度成分を除去することによって、被処理水a1を軟水化し、硬度成分の濃度が低減された被軟水化水bを得る。
With such a configuration, the
被軟水化水bは、軟水化処理ユニット100から、例えば脱気装置130の前段に設けられた図示しないポンプによって、脱気装置130へ供給される。
The water to be softened b is supplied from the
なお、カチオン交換樹脂に多量のカルシウムやマグネシウム等の硬度成分や、鉄等の重金属が吸着すると、カチオン交換樹脂は飽和し、硬度成分の漏洩が生じるので、カチオン交換樹脂の再生処理を定期的に実施する必要がある。 If a large amount of hardness components such as calcium and magnesium or heavy metals such as iron are adsorbed on the cation exchange resin, the cation exchange resin becomes saturated and the hardness components leak out. Need to implement.
強酸性カチオン交換樹脂塔110の再生処理を行う場合には、強酸性カチオン交換樹脂塔110に、濃NaCl溶液を供給し、強酸性カチオン交換樹脂に吸着した硬度成分および重金属とNaを交換する。これによって、強酸性カチオン交換樹脂を再生する。 When the strongly acidic cation exchange resin tower 110 is regenerated, a concentrated NaCl solution is supplied to the strongly acidic cation exchange resin tower 110 to exchange hardness components and heavy metals adsorbed on the strongly acidic cation exchange resin with Na. This regenerates the strongly acidic cation exchange resin.
弱酸性カチオン交換樹脂塔120の再生処理を行う場合には、弱酸性カチオン交換樹脂塔120に、塩酸溶液を供給し、弱酸性カチオン交換樹脂に吸着した硬度成分および重金属とH+を交換する。これによって、弱酸性カチオン交換樹脂を再生する。なお、塩酸溶液で再生処理した後に、水酸化ナトリウム溶液を供給することで、Na+型弱酸性イオン交換樹脂に再生してもよい。
When the weakly acidic cation
さらに、弱酸性カチオン交換樹脂塔120に塩酸を供給する。これによって、弱酸性カチオン交換樹脂塔120から排出された硬度成分を含有した再生液c(弱酸性交換樹脂再生液)が得られる。この再生液cは、カチオン交換樹脂再生液供給ラインL0を介して凝集沈殿ユニット240の凝集沈殿槽241に供給される。
Furthermore, hydrochloric acid is supplied to the weakly acidic cation
脱気装置130は、純水製造等で用いられる既存のものが使用可能であり、例えば、充填式脱炭酸塔、ばっ気装置、膜脱気装置、及び真空脱気装置等を用いて実現する。いずれも、脱気効率向上のため、塩酸、硫酸等の酸を被軟水化水bに添加し、被軟水化水bのpHを7以下、より好ましくは5.5以下に下げて処理を行なうことが好ましい。気液接触式の場合、G/L比(N-m3/m3)は5~20の範囲が好ましい。なお、脱気装置130は、公知の技術を用いて実現可能であり、適用に制限はない。
The
このような脱気装置130は、被軟水化水bに対して脱気処理を行い、被軟水化水bから、例えば二酸化炭素のようなガスを脱気する。このように脱気された被軟水化水b1は、ラインL1を介して、調整ユニット180へ供給される。
Such a
調整ユニット180は、第1分離ユニット210へ導入される被軟水化水b1のpH調整等を行うための設備である。
The
図3は、調整ユニットの構成例を示す概念図である。 FIG. 3 is a conceptual diagram showing a configuration example of an adjustment unit.
図3に例示されるように、調整ユニット180は、液混和槽181と、ラインL1に設けられ、脱気装置130からの被軟水化水b1を液混和槽181へ供給するためのポンプ182と、液混和槽181へ薬液kを供給するための薬液ラインLaと、液混和槽181に貯液された被軟水化水b1の水質を測定するための水質計184と、ラインL2に設けられ、液混和槽181においてpH調整等がなされた被軟水化水b2を脱塩膜エレメント222へ供給するためのポンプ183とを備えている。
As illustrated in FIG. 3, the
薬液ラインLaを介して液混和槽181へ供給される薬液kは、例えば、pH調整剤、殺菌剤、スケール防止剤、バイオファウリング防止剤、及び膜洗浄剤等が挙げられる。薬液kは、例えば、水質計184により計測される水質や、脱塩ユニット200の各脱塩膜エレメント212、222、232で用いられる分離膜213、223、233の材質や性能等により使い分けられる。薬液kはさらに、定常運転時、及びメンテナンス時等に応じて使い分けることもできる。
The chemical liquid k supplied to the
pH調整剤としては、例えば、苛性ソーダ(NaOH)、水酸化カリウム(KOH)等のアルカリ剤を用いることができる。このようなpH調整剤によって、調整ユニット180は、液混和槽181において、被軟水化水b1のpHを10以上、好ましくは10.5以上にする。
Alkaline agents such as caustic soda (NaOH) and potassium hydroxide (KOH) can be used as pH adjusters. With such a pH adjuster, the
水質計184は、液混和槽181においてpH調整された被軟水化水b1のpHを測定するpH計である。さらには、液混和槽181に貯液された被軟水化水b1の水位を測定する水位計や、導電率を測定する導電率計等を適宜含んでいてもよい。
The
ポンプ183は、液混和槽181に貯液された被軟水化水b1のpH等の水質が、脱塩膜エレメント222へ供給されるのに適切になったことが水質計184によって検出された場合に起動される。これによって、液混和槽181において所定の水質に調整された被軟水化水b2が、ポンプ183によって、あらかじめ設定された圧力まで昇圧され、ラインL2を介して第1分離ユニット210の脱塩膜エレメント212へ供給される。
The
なお、あらかじめ設定された圧力とは、脱塩膜エレメント212における分離膜213の浸透圧よりも高い圧力であり、例えば、0~3MPa程度が好適である。
The preset pressure is a pressure higher than the osmotic pressure of the
図4は、第1分離ユニットの構成例を示す概念図である。 FIG. 4 is a conceptual diagram showing a configuration example of the first separation unit.
前述したように、第1分離ユニット210は、圧力容器211を備え、この圧力容器211内に、例えばRO膜のような分離膜213を有する脱塩膜エレメント212を配置している。図4では、一例として、第1分離ユニット210が1つの圧力容器211を備え、圧力容器211が1つの脱塩膜エレメント212を配置した例を示している。しかしながら、第1分離ユニット210が備える圧力容器211の数は、単数に限定されず、複数であってもよい。また、圧力容器211の内部に設置される脱塩膜エレメント212の数もまた、単数に限定されず、複数であってもよい。
As mentioned above, the
脱塩膜エレメント212は、内部に分離膜213を備えているとともに、1つの導入部214、及び2つの排出部215、216を備えている。
The
導入部214は、ラインL2に接続されており、ラインL2を介して調整ユニット180から供給される被軟水化水b2を、脱塩膜エレメント212の内部に導入するための入口である。
The
分離膜213は、例えば、スパイラル状や中空糸状等の膜を適用し、導入部214から導入された被軟水化水b2を濾過して、分離膜213を透過した脱塩水d1と、分離膜213を透過せず、TDSが濃縮された濃縮水e1とに分離する。
The
排出部215は、濃縮水e1を脱塩膜エレメント212から排出するための出口であり、排出部216は、脱塩水d1を脱塩膜エレメント212から排出するための出口である。
The
排出部215から排出された濃縮水e1は、排出部215に接続されたラインL3を介して、下流側の第2分離ユニット220へ向けて送液される。脱塩水d1は、排出部216から排出され、ラインL4に流入する。
The concentrated water e1 discharged from the
図5は、第2分離ユニットの構成例を示す概念図である。 FIG. 5 is a conceptual diagram showing a configuration example of the second separation unit.
第2分離ユニット220もまた、第1分離ユニット210と同様に、圧力容器221を備え、圧力容器221の内部に脱塩膜エレメント222を配置している。脱塩膜エレメント222の構成は、脱塩膜エレメント212の構成と同一であり、分離膜223、導入部224、及び2つの排出部225、226はおのおの、分離膜213、導入部214、及び2つの排出部215、216に対応するので、重複説明を避ける。また、第2分離ユニット220が備える圧力容器221の数や、圧力容器221の内部に設置される脱塩膜エレメント222の数が、単数に限定されず、複数であってもよいことも、第1分離ユニット210と同様である。
Similarly to the
また、第2分離ユニット220は、ラインL3に設けられたポンプ227を備えている。
The
ポンプ227は、ラインL3内を流れる濃縮水e1を、脱塩膜エレメント222の分離膜223の浸透圧よりも高い圧力まで昇圧して、導入部224から脱塩膜エレメント222内に供給する。この圧力は、脱塩膜エレメント212の分離膜213の浸透圧よりも高く、好適には3~8MPa程度である。また、この際に、濃縮水e1は、ポンプ227の動力熱を受けるので、加熱された状態で脱塩膜エレメント222へ供給される。このように、ポンプ227は、濃縮水e1を脱塩膜エレメント222へ供給するための供給手段としてのみならず、脱塩膜エレメント222へ供給される濃縮水e1の昇圧及び加熱を行う昇圧・加熱手段としても寄与する。
The
脱塩膜エレメント222では、導入部224から導入された濃縮水e1を、分離膜223において濾過し、分離膜223を透過した脱塩水d2と、分離膜223を透過せず、TDSがさらに濃縮された濃縮水e2とに分離する。
In the
脱塩水d2は、排出部226から排出され、ラインL7に流入する。ラインL7はラインL4に接続されており、脱塩水d2はラインL4へ流入し、脱塩水d1と合流された後に、例えば、被処理水aを排出した工場で再利用される。
The demineralized water d2 is discharged from the
濃縮水e2は、排出部225から脱塩膜エレメント222外へ排出される。排出部225には、凝集沈殿ユニット240の凝集沈殿槽241に至るラインL5が接続されている。
The concentrated water e2 is discharged out of the
なお、ラインL5には、濃縮水e2の一部を、ラインL3のポンプ227の上流側へ戻すためのラインL6も接続されている。したがって、図1を用いて前述したように、脱塩膜エレメント222からの濃縮水e2は、すべてが凝集沈殿槽241へ供給される訳ではなく、ポンプ227によって、一部がラインL3に戻され、濃縮水e1と混合された後、前述したようにポンプ227によって昇圧、加熱された後に、再び脱塩膜エレメント222へ供給される。
The line L5 is also connected to a line L6 for returning part of the concentrated water e2 to the upstream side of the
したがって、脱塩膜エレメント222へは、濃縮水e1のみならず、濃縮水e1及び濃縮水e2が混合された濃縮水もまた、ポンプ227によって、昇圧及び加熱されながら供給される。このような構成によって、脱塩膜エレメント222へ、よりTDS濃度の高い濃縮水を供給することが可能となる。
Therefore, not only concentrated water e1 but also concentrated water in which concentrated water e1 and concentrated water e2 are mixed is supplied to
図6は、凝集沈殿ユニットの構成例を示す概念図である。 FIG. 6 is a conceptual diagram showing a configuration example of a coagulating sedimentation unit.
凝集沈殿ユニット240は、凝集沈殿槽241と、水質計242と、ポンプ243と、薬液ラインLbとを備えている。
The coagulation-
凝集沈殿槽241には、ラインL5を介して、脱塩膜エレメント222から濃縮水e2が供給される。また、カチオン交換樹脂再生液供給ラインL0を介して、軟水化処理ユニット100から再生液cが供給される。これによって、凝集沈殿槽241では、濃縮水e2と再生液cとが混合され、混合液として貯液される。
The coagulating
凝集沈殿槽241にはさらに、薬液ラインLbを介して、薬液mが供給される。薬液mとしては、例えば、苛性ソーダ、水酸化カリウム等のアルカリ剤や、塩酸等の酸剤等といったpH調整剤が挙げられる。これによって、凝集沈殿槽241において、混合液のpHは、シリカが効率良く沈殿するpH、好ましくはpH8~10.5に調整される。
The chemical liquid m is further supplied to the coagulating
前述したように、再生液cには、凝集剤として寄与するカルシウムやマグネシウムのようなアルカリ土類金属が含まれていることに加えて、このようなpH調整がなされることによって、混合液中において、シリカ成分の凝集沈殿物fが凝集沈殿する。なお、温度が高いほど、シリカ成分の凝集沈殿は、促進される。前述したように、ポンプ227は、加熱手段としても寄与しているので、ポンプ227による加熱効果によって、凝集沈殿槽241に貯液された混合液において、シリカ成分が、より効率良く沈殿するようになる。凝集沈殿物fは、ドレン配管L8を介して、凝集沈殿槽241から排出される。
As described above, in addition to containing alkaline earth metals such as calcium and magnesium that contribute as flocculating agents in the regenerating liquid c, such pH adjustment makes , aggregated sediment f of the silica component is aggregated and sedimented. In addition, aggregation precipitation of a silica component is accelerated|stimulated, so that temperature is high. As described above, the
水質計242は、混合液のpHを測定するpH計である。水質計242はさらに、凝集沈殿槽241に貯液されている混合液の水位を測定する水位計や、導電率を測定する導電率計等を含んでいてもよい。
The
ポンプ243は、第3分離ユニット230の脱塩膜エレメント232に至るラインL9に設けられており、水質計242による測定結果に応じて起動される。例えば、ポンプ243は、水質計242によって測定されたpHの値が、脱塩膜エレメント232へ供給されるのに適切な値となった場合に起動される。これによって、ポンプ243は、凝集沈殿物fが除去された混合液gを、あらかじめ設定された圧力へ昇圧しながら脱塩膜エレメント232へ供給する。
The
なお、あらかじめ設定された圧力とは、脱塩膜エレメント232における分離膜233の浸透圧よりも高い圧力である。この圧力は、脱塩膜エレメント222の分離膜223の浸透圧よりも高く、例えば、8~12MPa程度が好適である。
The preset pressure is a pressure higher than the osmotic pressure of the
第3分離ユニット230もまた、第1分離ユニット210と同様に、圧力容器231を備え、圧力容器231の内部に脱塩膜エレメント232を配置している。脱塩膜エレメント232の構成は、脱塩膜エレメント212の構成と同一であり、分離膜213に対応する分離膜233の他、導入部214及び2つの排出部215、216に対応する導入部及び2つの排出部も同様に備えた構成であるので、重複説明を避ける。また、第3分離ユニット230が備える圧力容器231の数や、圧力容器231の内部に設置される脱塩膜エレメント232の数が、単数に限定されず、複数であってもよいことも、第1分離ユニット210と同様である。
Similarly to the
脱塩膜エレメント232は、凝集沈殿ユニット240からラインL9を介して供給された混合液gを、分離膜233を用いて、脱塩水d3及び濃縮水e3に分離する。濃縮水e3は、濃縮水e2よりもさらにTDS濃度が高い。
The desalting membrane element 232 uses the
脱塩水d3は、脱塩膜エレメント232から排出され、ラインL11に流入する。ラインL11はラインL4に接続されており、脱塩水d3はラインL4に流入し、脱塩水d1及び脱塩水d2と合流された後に、例えば、被処理水aを排出した工場で再利用される。 The desalted water d3 is discharged from the desalted membrane element 232 and flows into the line L11. The line L11 is connected to the line L4, and the desalted water d3 flows into the line L4, and after being combined with the desalted water d1 and the desalted water d2, is reused, for example, in the factory that discharged the water to be treated a.
一方、濃縮水e3は、ラインL10に設けられたポンプ(図示せず)によって、ライン10を介して、熱処理装置300へ供給される。
On the other hand, the concentrated water e3 is supplied to the
熱処理装置300は、例えば、蒸発濃縮装置、蒸発乾燥装置、及び有機物熱処理装置等を備え、熱を用いた蒸留回収、蒸発乾燥処理、焼却、及び触媒酸化等の熱処理プロセスのうち、少なくとも1つ以上の熱処理プロセスを実施する。例えば、濃縮水e3中のイオン分の主成分が、アルカノールアミン等の有機アミン類である場合、有機物熱処理装置の熱処理プロセスにより、有機物を、分離、濃縮、廃棄することができる。また、有機物熱処理装置の熱処理プロセスにより、熱処理炭素を生成し、水分を回収する。
The
このように、熱処理装置300は、濃縮水e3を濃縮・蒸発乾燥処理することによって、濃縮水e3から、溶解性固形分である塩分h、水分i、及び揮発成分jを回収する。塩分hは、濃縮された廃棄物として廃棄される。水分iは再生水として、例えば、被処理水aを排出した工場に戻され、再利用される。揮発成分jは、環境に放出される。
In this manner, the
例えば、濃縮水e3中のイオン分の主成分が、無機イオン分である場合、熱処理装置300による濃縮・蒸発乾燥処理により、イオン分を固形状の塩分として回収することが可能となる。
For example, when the main component of the ions in the concentrated water e3 is inorganic ions, the concentration/evaporation drying process by the
なお、熱処理装置300に、晶析装置、及び遠心分離装置等を設けてもよい。これにより、固形状の塩分の回収をより円滑に実行することが可能となる。
Note that the
次に、以上のように構成された第1の実施形態の水処理システム11の動作例について説明する。
Next, an operation example of the
図7及び図8は、第1の実施形態の水処理システムの動作例を示すフローチャートである。 7 and 8 are flowcharts showing an operation example of the water treatment system of the first embodiment.
水処理システム11の動作例として、例えば工場廃水のような被処理水aが処理される場合について説明する。
As an example of the operation of the
水処理システム11によって処理される被処理水aは、例えばポンプによって前処理ユニット80の固形分除去装置90へ送液され、固形分除去装置90において濾過され、固形分が除去される(S1)。固形分を除去された被処理水a1は、例えばポンプによって軟水化処理ユニット100の強酸性カチオン交換樹脂塔110へ供給される。
Water to be treated a to be treated by the
強酸性カチオン交換樹脂塔110では、被処理水a1から、カルシウムのように高いイオン選択性を有するアルカリ土類金属である硬度成分が除去され、被処理水a1が軟水化される(S2)。 In the strongly acidic cation exchange resin tower 110, hardness components, which are alkaline earth metals with high ion selectivity such as calcium, are removed from the water a1 to be treated, and the water a1 to be treated is softened (S2).
軟水化された被処理水a1は、次に、弱酸性カチオン交換樹脂塔120へ供給され、弱酸性カチオン交換樹脂塔120では、マグネシウムのように、カルシウムよりも低いイオン選択性を有するアルカリ土類金属である硬度成分が除去されることによって、さらに軟水化され(S3)、被軟水化水bとして、例えばポンプによって、脱気装置130へ供給される(S4)。
The softened water to be treated a1 is then supplied to the weakly acidic cation
一方、ステップS2の処理によって、強酸性カチオン交換樹脂塔110には、カルシウムのようなアルカリ土類金属が吸着し、ステップS3の処理によって、弱酸性カチオン交換樹脂塔120には、マグネシウムのようなアルカリ土類金属や、鉄等の重金属が吸着している。このため、定期的に、強酸性カチオン交換樹脂塔110及び弱酸性カチオン交換樹脂塔120から、吸着したアルカリ土類金属および重金属を除去する再生処理が必要となる。
On the other hand, due to the processing in step S2, the strongly acidic cation exchange resin tower 110 adsorbs an alkaline earth metal such as calcium, and due to the processing in step S3, the weakly acidic cation
強酸性カチオン交換樹脂塔110の再生処理を行う場合には、強酸性カチオン交換樹脂塔110に、濃NaCl溶液が供給されることによって、強酸性カチオン交換樹脂に吸着した硬度成分および重金属と、Naとが交換される。これによって、強酸性カチオン交換樹脂の再生がなされる。 When performing regeneration treatment of the strongly acidic cation exchange resin tower 110, a concentrated NaCl solution is supplied to the strongly acidic cation exchange resin tower 110 to remove hardness components and heavy metals adsorbed on the strongly acidic cation exchange resin, Na is exchanged with This results in regeneration of the strongly acidic cation exchange resin.
弱酸性カチオン交換樹脂塔120の再生処理を行う場合には、弱酸性カチオン交換樹脂塔120に、塩酸溶液が供給されることによって、弱酸性カチオン交換樹脂に吸着した硬度成分および重金属と、H+とが交換される。これによって、弱酸性カチオン交換樹脂の再生がなされる。
When the weakly acidic cation
さらに、弱酸性カチオン交換樹脂塔120に塩酸が供給される。これによって、弱酸性カチオン交換樹脂塔120から排出された硬度成分を含有した再生液c(弱酸性交換樹脂再生液)が得られる。この再生液cは、後述するステップS10で説明するように、カチオン交換樹脂再生液供給ラインL0を介して凝集沈殿ユニット240に供給される。
Furthermore, hydrochloric acid is supplied to the weakly acidic cation
ステップS4では、脱気装置130において、被軟水化水bに対して脱気処理が行われ、被軟水化水bから、例えば二酸化炭素のようなガスが脱気される(S4)。このように脱気された被軟水化水b1は、例えば、1000mg/Lから数1000mg/L程度のTDS濃度を有しており、ポンプ182によって、ラインL1を介して、調整ユニット180の液混和槽181へ供給される(S5)。
In step S4, the softened water b is deaerated in the
液混和槽181にはまた、薬液ラインLaから、pH調整剤、殺菌剤、スケール防止剤、バイオファウリング防止剤、及び膜洗浄剤等のような薬液kも供給される。pH調整剤としては、例えば、苛性ソーダ(NaOH)や、水酸化カリウム(KOH)等のアルカリ剤が用いられる。このようなpH調整剤によって、液混和槽181において、被軟水化水b1のpHが、10以上、好ましくは10.5以上に調整される。
The
このようにして液混和槽181においてpH調整された被軟水化水b1のpHは、水質計184によって測定される。そして、水質計184によって、pHが10以上、より好ましくは10.5以上であることが検出されると、ポンプ183が起動され、液混和槽181から、被軟水化水b2が、ポンプ183によって、あらかじめ設定された圧力まで昇圧されながら、ラインL2を介して第1分離ユニット210へ供給される(S6)。なお、あらかじめ設定された圧力とは、第1分離ユニット210の脱塩膜エレメント212における分離膜213の浸透圧よりも高い圧力であり、例えば、0~3MPa程度が好適である。
The pH of the water to be softened b1 that has been pH-adjusted in the
第1分離ユニット210へ供給された被軟水化水b2は、導入部214から脱塩膜エレメント212内へ導入され、分離膜213を透過した透過水が、脱塩水d1として、排出部216から、ラインL4内へ排出される。一方、分離膜213を透過せず、TDSが濃縮された濃縮水e1が、排出部215からラインL3内へ排出される(S7)。
The softened water b2 supplied to the
ラインL3にはポンプ227が備えられており、このポンプ227によって、ラインL3内を流れる濃縮水e1が、第2分離ユニット220の脱塩膜エレメント222の分離膜223の浸透膜よりも高い圧力である、例えば3~8MPa程度まで昇圧された状態で、分離ユニット220の脱塩膜エレメント222へ供給される(S8)。
A
脱塩膜エレメント222では、分離膜223を透過した透過水が、脱塩水d2として、排出部226から、ラインL7内へ排出される。一方、分離膜223を透過せず、濃縮水e1よりもさらにTDSが濃縮された濃縮水e2が、排出部225からラインL5内へ排出される(S9)。
In the
ラインL5は凝集沈殿ユニット240の凝集沈殿槽241に至っているが、ラインL5には、濃縮水e2の一部を、ラインL3のポンプ227の上流側へ戻すためのラインL6も接続されている。このため、排出部225から排出された濃縮水e2は、すべてが凝集沈殿槽241へ供給される訳ではなく、ポンプ227によって、一部がラインL3に戻され、濃縮水e1と混合された後、ポンプ227によって昇圧、加熱された後に、再び第2分離ユニット220の脱塩膜エレメント222へ供給され、ステップS8の処理が繰り返される。これによって、脱塩膜エレメント222へ、より高いTDS濃度の濃縮水が供給される。
The line L5 extends to the coagulating
排出部225からラインL5へ排出された濃縮水e2のうち、ラインL3へ戻されなかった濃縮水e2は、凝集沈殿ユニット240の凝集沈殿槽241へ供給される。また、凝集沈殿槽241には、ステップS3で得られたカルシウムやマグネシウムのようなアルカリ土類金属である硬度成分を含有した再生液cが、カチオン交換樹脂再生液供給ラインL0を介して凝集沈殿ユニット240の凝集沈殿槽241に供給される(S10)。
Of the concentrated water e2 discharged from the
これによって、凝集沈殿槽241では、濃縮水e2と再生液cとの混合液が貯液される。
As a result, in the coagulating
凝集沈殿槽241にはさらに、薬液ラインLbを介して、薬液mが供給される。薬液mは、例えば、pH調整剤であり、凝集沈殿槽241にpH調整剤を供給することによって、混合液は、シリカが効率良く沈殿するpH、好ましくはpH8~10.5にpH調整される。
The chemical liquid m is further supplied to the coagulating
前述したように、再生液cには、凝集剤として寄与するカルシウムやマグネシウムのようなアルカリ土類金属が含まれていることに加えて、このようなpH調整がなされることによって、凝集沈殿槽241において、混合液中に、シリカ成分の凝集沈殿物fが効率良く凝集沈殿する。凝集沈殿物fは、ドレン配管L8を介して、凝集沈殿槽241から排出される。
As described above, the regenerated liquid c contains alkaline earth metals such as calcium and magnesium that contribute as flocculating agents, and in addition, the pH is adjusted in this way, so that the flocculation sedimentation tank At 241, the aggregated sediment f of the silica component is efficiently aggregated and sedimented in the mixed liquid. The coagulated sediment f is discharged from the coagulated
凝集沈殿槽241から第3分離ユニット230の脱塩膜エレメント232に至るラインL9には、水質計242による測定結果に応じて起動されるポンプ243が設けられている。例えば、水質計242がpH計である場合、ポンプ243は、pH計によって測定された混合液のpHの値が、第3分離ユニット230の脱塩膜エレメント232へ供給されるのに適切な値となった場合に起動される。
A line L9 from the
これによって、凝集沈殿物fが除去された混合液gは、ポンプ243によって、あらかじめ設定された圧力へ昇圧されながら、凝集沈殿槽241から、ラインL9を介して第3分離ユニット230へ供給される(S11)。
As a result, the mixed liquid g from which the coagulated sediment f has been removed is supplied from the coagulating
なお、あらかじめ設定された圧力とは、脱塩膜エレメント232における分離膜233の浸透圧よりも高い圧力である。この圧力は、脱塩膜エレメント222の分離膜223の浸透圧よりも高く、例えば、8~12MPa程度が好適である。
The preset pressure is a pressure higher than the osmotic pressure of the
第3分離ユニット230へ供給された混合液gは、脱塩膜エレメント232へ供給され、分離膜233を透過した透過水が、脱塩水d3として、ラインL11内へ排出される。一方、分離膜233を透過せず、混合液gよりもさらにTDSが濃縮された濃縮水e3が、ライン10内へ排出され(S12)、熱処理装置300へ供給される(S13)。
The mixed liquid g supplied to the
ステップS13では、熱処理装置300において、濃縮水e3に対して、例えば濃縮・蒸発乾燥処理がなされることにより、濃縮水e3から、溶解性固形分である塩分h、水分i、及び揮発成分jが回収される(S14)。
In step S13, in the
ステップS14において回収された塩分hは、廃棄され(S15)、揮発成分jは、環境に放出され(S16)、水分iは、再生水として、例えば、被処理水aを排出した工場に戻され、再利用される(S17)。また、ステップS7で回収された脱塩水d1、ステップS9で回収された脱塩水d2、及びステップS12で回収された脱塩水d3もまた、被処理水aを排出した工場に戻され、再利用される(S17)。 The salinity h recovered in step S14 is discarded (S15), the volatile component j is released to the environment (S16), and the moisture i is returned as reclaimed water, for example, to the factory that discharged the water to be treated a, It is reused (S17). In addition, the desalted water d1 recovered in step S7, the desalted water d2 recovered in step S9, and the desalted water d3 recovered in step S12 are also returned to the factory from which the water to be treated a was discharged and reused. (S17).
以上説明したように、水処理システム11によれば、高アルカリの環境下において分離膜を使用する場合であっても、分離膜の目詰まりの可能性を低減し、かつ膜劣化を抑制して、稼働率向上を実現することができる。
As described above, the
すなわち、水処理システム11は、3つの脱塩膜エレメント212、222、232を直列に接続した構成であることにより、よりTDS濃度の高い濃縮水e3を熱処理装置300に供給することができる。
That is, the
特に、脱塩膜エレメント222からの濃縮水e2のすべてを凝集沈殿槽241へ供給するのではなく、その一部を、脱塩膜エレメント222へ再度供給することによって、脱塩膜エレメント222へ供給される濃縮水のTDS濃度を、より高めることができるので、結果的に、熱処理装置300へ供給される濃縮水e3のTDS濃度も、例えば8万mg/L以上、望ましくは10万mg/L以上のような極めて高い値とすることが可能となる。
In particular, not all of the concentrated water e2 from the
濃縮水e3のTDS濃度が高いほど、濃縮水e3に含まれる水分の量はより少なくなるので、熱処理装置300における濃縮・蒸発乾燥処理の際に消費される熱エネルギーを低減することが可能となる。これによって、コストダウンを図ることが可能となる。また、廃棄物の量を低減することも可能となる。
The higher the TDS concentration of the concentrated water e3, the smaller the amount of water contained in the concentrated water e3. Therefore, it is possible to reduce the thermal energy consumed during the concentration/evaporation drying process in the
なお、このようにTDS濃度の高い濃縮水を処理する場合、脱塩膜エレメント212、222、232における分離膜213、223、233のシリカ等による目詰まりの可能性が高くなる。
When treating concentrated water having a high TDS concentration in this way, the
しかしながら、水処理システム11では、固形分除去装置90において固形成分、硬度成分、及び炭酸成分等を除去していること、また、凝集沈殿槽241においてシリカ成分を沈殿除去することによって、分離膜213、223、233のシリカ等による目詰まりのリスクを低減することができる。
However, in the
特に、濃縮水e1、及び濃縮水e2の一部が、脱塩膜エレメント222へ再度供給される際に、ポンプ227による動作熱を受け加熱されるので、これら濃縮水に含まれるシリカの溶解度が上げられる。その結果、凝集沈殿槽241において、シリカ成分の凝集沈殿物fを、より多く凝縮沈殿させ、除去することができるので、分離膜213、223、233の目詰まりのリスクを低減することができる。
In particular, when the concentrated water e1 and a part of the concentrated water e2 are supplied again to the
このように、水処理システム11によれば、分離膜213、223、233の目詰まりや、硬度スケール析出や、シリカスケール析出の可能性が低減されるので、各脱塩膜エレメント212、222、232の長期運転が可能となり、もって、運転稼働率の向上を図ることが可能となる。
Thus, according to the
また、凝集沈殿ユニット240における凝集沈殿物fの生成のための凝集剤として寄与するマグネシウムやカルシウム等は、軟水化処理ユニット100のカチオン交換樹脂によって回収されたものを使用しているので、マグネシウムやカルシウム等を新たに添加する必要はなくなり、薬品コストを下げることができる。
In addition, magnesium, calcium, etc., which contribute as a flocculating agent for the generation of the flocculated sediment f in the
以上のように、第1の実施形態の水処理システムによれば、分離膜を使用して、廃液を高い濃縮度まで濃縮するために、高アルカリ環境下において運転する場合であっても、分離膜の目詰まりの可能性を低く抑えることによって、運転稼働率の向上及びコストダウンを実現することが可能となる。 As described above, according to the water treatment system of the first embodiment, in order to concentrate the waste liquid to a high concentration using the separation membrane, even when operating in a highly alkaline environment, separation By keeping the possibility of clogging of the membrane low, it is possible to improve the operating rate and reduce costs.
次に、第2ないし第4の実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態の説明において、既に説明したものと同一部分については、同一符号を用いて示し、重複説明を避ける。 Next, second to fourth embodiments will be described. In addition, in the following description of each embodiment, the same reference numerals are used to denote the same parts as those already described, and redundant description is avoided.
(第2の実施形態)
図9は、第2の実施形態の水処理システムの構成例を示すブロック図である。
(Second embodiment)
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of the water treatment system of the second embodiment.
水処理システム12は、水処理システム11に、第4分離ユニット400とファインバブル生成ユニット500とを付加した構成をしている。
The
第4分離ユニット400は、第1分離ユニット210、第2分離ユニット220、及び第3分離ユニット230と同様に、圧力容器401を備え、この圧力容器401内に、例えばRO膜のような分離膜403を有する脱塩膜エレメント402を配置している。図9では、一例として、第4分離ユニット400が1つの圧力容器401を備え、圧力容器401が1つの脱塩膜エレメント402を配置した例を示している。しかしながら、第4分離ユニット400が備える圧力容器401の数は、単数に限定されず、複数であってもよい。また、圧力容器401の内部に設置される脱塩膜エレメント402の数もまた、単数に限定されず、複数であってもよい。
The
脱塩膜エレメント402は、ラインL4に接続された導入部404を有している。
The
導入部404は、ラインL4を介して供給される脱塩水d(脱塩水d1、d2、d3の混合液)を、脱塩膜エレメント402の内部に導入する。
The
分離膜403は、分離膜213、223、233と同様に、例えば、スパイラル状や中空糸状等の膜を適用し、導入部404から導入された脱塩水dを濾過して、分離膜403を透過した透過水nと、分離膜403を透過せず、TDSが濃縮された濃縮水e4とに分離する。
Similar to the
排出部405は、濃縮水e4を脱塩膜エレメント402から排出するための出口であり、排出部406は、透過水nを脱塩膜エレメント402から排出するための出口である。
The discharge part 405 is an outlet for discharging the concentrated water e4 from the
排出部405から排出された濃縮水e4は、排出部405に接続されたラインL12を介して、ファインバブル生成ユニット500へ供給される。排出部406から排出された透過水nは、排出部406に接続されたラインL13を介して、脱塩膜エレメント402から排出され、例えば、被処理水aを排出した工場で再利用される。
The concentrated water e4 discharged from the discharge part 405 is supplied to the fine
ファインバブル生成ユニット500は、ラインL12を介して脱塩膜エレメント402から供給された濃縮水e4を減圧することによって、濃縮水e4に溶存している気体からファインバブルを生成するファインバブル生成装置501を備えている。
The fine
図10は、第2の実施形態の水処理システムに適用されるファインバブル生成装置の構成例を示す概念図である。 FIG. 10 is a conceptual diagram showing a configuration example of a fine bubble generator applied to the water treatment system of the second embodiment.
図10は、ベンチュリー式のファインバブル生成装置501を示しており、ノズル部503を有することによって断面積の縮小及び拡大が実現されるベンチュリー管502を備えている。
FIG. 10 shows a venturi-type fine-
ベンチュリー管502の上流側(図中上側)は、ラインL12に接続されており、図示しないポンプによって、ラインL12からベンチュリー管502へ濃縮水e4が導入される。
The upstream side (upper side in the drawing) of the
ベンチュリー管502へ導入された濃縮水e4が、ノズル部503を通過すると、急激な減圧によって、濃縮水e4に溶存している気体が膨張した気泡が生じ、続いて生じる急激な圧力回復によって気泡は微細に粉砕されてファインバブルqが発生する。
When the concentrated water e4 introduced into the
なお、ファインバブル生成装置501は、図10に例示するようなベンチュリー式に限定されず、外部から気体を導入する図示しないエグゼクター式であってもよい。エグゼクター式では、狭い流路を高速で通過する液量によって生じる負圧を利用して、ガスを吸引し、下流における管路の拡大により生じたキャビテーションによって吸引ガスを微細に破砕することによって、ファインバブルを生成する。
The
ベンチュリー管502の下流側(図中下側)は、ラインL13に接続されており、ファインバブル生成装置501で生成されたファインバブルqを含む濃縮水e4は、ラインL13を介して液混和槽181へ供給される。
The downstream side (lower side in the figure) of the
ファインバブルqは、平均径1000nm以下であり、液中安定性のみならず分離膜213、223、233、403への浸透性も高く、分離膜213、223、233、403におけるスケールやバイオファウリングを防止する効果を高める。また、ファインバブルqの表面は疎水性であり、帯電していることから、スケール防止剤、バイオファウリング防止剤、pH調整剤、殺菌剤、及び膜洗浄剤等を付着させることも容易となるので、これによって、バブル安定性のみならず分離膜213、223、233、403の浸透性を高めるとともに、スケール及びバイオファウリング防止効果を高める。
The fine bubbles q have an average diameter of 1000 nm or less, have high permeability in the
また、スケール及びバイオファウリング防止効果は、平均径が小さいほど高くなることから、ファインバブルqの平均径は、150nm以下であることが好ましい。 In addition, since the effect of preventing scale and biofouling increases as the average diameter decreases, the average diameter of the fine bubbles q is preferably 150 nm or less.
次に、以上のように構成された第2の実施形態の水処理システム12の動作例について説明する。
Next, an operation example of the
図11及び図12は、第2の実施形態の水処理システムの動作例を示すフローチャートである。 11 and 12 are flowcharts showing an operation example of the water treatment system of the second embodiment.
以下では、図7及び図8と異なる点について説明する。 Differences from FIGS. 7 and 8 will be described below.
ステップS7で排出された脱塩水d1、ステップS9で排出された脱塩水d2、及びステップS12で排出された脱塩水d3は、ラインL4において合流し、混合された後に、第4分離ユニット400に供給され(S20)、この混合された脱塩水は、分離膜403によって濃縮水e4及び透過水nに分離される(S21)。
The desalted water d1 discharged in step S7, the desalted water d2 discharged in step S9, and the desalted water d3 discharged in step S12 join in line L4, are mixed, and then supplied to the
透過水nは、ステップS17において、再生水として、例えば、被処理水aを排出した工場に戻され、再利用される(S17)。 In step S17, the permeated water n is returned as reclaimed water, for example, to the factory that discharged the water to be treated a and reused (S17).
一方、濃縮水e4は、ファインバブル生成ユニット500へ供給され、ファインバブル生成装置501において、濃縮水e4からファインバブルqが生成される(S22)。生成されたファインバブルqは、濃縮水e4とともに調整ユニット180へ供給され、液混和槽181においてステップS5の処理が行われる前に、被軟水化水b1と混合される。
On the other hand, the concentrated water e4 is supplied to the fine
これによって、各脱塩膜エレメント212、222、232、402において処理される溶液中に、ファインバブルqが含まれるようになるので、バブル安定性のみならず分離膜213、223、233、403の浸透性を高めるとともに、スケール及びバイオファウリング防止効果を高めることが可能となる。
As a result, fine bubbles q are contained in the solution treated in each of the
(第3の実施形態)
図13は、第3の実施形態の水処理システムの構成例を示すブロック図である。
(Third embodiment)
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration example of the water treatment system of the third embodiment.
図14は、第3の実施形態の水処理システムに適用されるファインバブル生成装置の構成例を示す概念図である。 FIG. 14 is a conceptual diagram showing a configuration example of a fine bubble generator applied to the water treatment system of the third embodiment.
第3の実施形態の水処理システム13は、第2の実施形態の水処理システム12の変形例であり、水処理システム13が備えているファインバブル生成ユニット600の構成が、水処理システム12が備えているファインバブル生成ユニット500の構成と異なる。
The
図14に示すように、ファインバブル生成ユニット600は、ファインバブル生成装置501に、空気rを取り込むための空気導入ライン602をさらに備えた構成をしているファインバブル生成装置601を備えている。
As shown in FIG. 14, the fine-
図14に例示するファインバブル生成装置601は、図10と同様にベンチュリー式のものであり、ノズル部503を有することによって断面積の縮小と拡大を有するベンチュリー管502と、ベンチュリー管502に接続され、周囲から空気rを取り込むための空気導入ライン602とを備えている。
A
空気導入ライン602は、ベンチュリー管502の断面積が最小となるノズル部503よりも上流側で、ベンチュリー管502に接続されている。これによって、濃縮水e4は、空気rと混合され、空気rの気泡を含んだ状態で、ノズル部503に進入する。
The
空気rの気泡を含んだ状態で濃縮水e4がノズル部503を通過すると、急激な減圧によって、空気rの気泡は膨張し、続いて生じる急激な圧力回復によって気泡は微細に粉砕されてファインバブルqが発生する。
When the concentrated water e4 containing air bubbles passes through the
このような構成によって、ファインバブル生成装置601は、濃縮水e4に溶存している気体のみならず、空気導入ライン602から取り込まれた空気rを、濃縮水e4と混合し減圧することによっても、ファインバブルqを生成することができる。
With such a configuration, the
ファインバブル生成装置601によって生成されるファインバブルqもまた、ファインバブル生成装置501によって生成されるファインバブルqと同様に、平均径が1000nm以下、好ましくは150nm以下のバブルであることが好ましい。
Like the fine bubbles q generated by the
このように、濃縮水e4に溶存している気体が膨張した気泡のみならず、周囲から取り込んだ空気rの気泡を用いてファインバブルqを生成する構成であっても、各分離膜213、223、233、403におけるスケール析出やバイオファウリングの発生を抑制することができる。
As described above, even in the configuration in which the fine bubbles q are generated using not only the bubbles of the expanded gas dissolved in the concentrated water e4 but also the air bubbles of the air r taken in from the surroundings, the
特に、ファインバブルqが二酸化炭素を含んでいる場合、殺菌効果や、バイオファウリング抑制効果を高めることが知られている。空気には二酸化炭素が含まれているので、ファインバブル生成装置601によって生成されたファインバブルqによって、殺菌効果や、バイオファウリング抑制効果をさらに高めることができる。
In particular, when the fine bubbles q contain carbon dioxide, it is known that the bactericidal effect and the biofouling suppressing effect are enhanced. Since air contains carbon dioxide, the fine bubbles q generated by the
したがって、ファインバブル生成装置601は、変形例として、ファインバブルqを生成するために、周囲から取り込んだ空気rを利用する代わりに、空気ボンベから取り込んだ空気を利用したり、二酸化炭素ボンベから取り込んだ二酸化炭素を利用してもよい。特に、二酸化炭素ボンベから取り込まれた二酸化炭素を利用して生成されたファインバブルqは、空気を利用して生成されたファインバブルqよりも、二酸化炭素含有量が高い。このため、二酸化炭素ボンベから取り込まれた二酸化炭素を利用して生成したファインバブルqによって、より高い殺菌効果、及び、より高いバイオファウリング抑制効果を実現することも可能となる。
Therefore, as a modification, the
次に、以上のように構成された第3の実施形態の水処理システム13の動作例について説明する。
Next, an operation example of the
図15及び図12は、第3の実施形態の水処理システムの動作例を示すフローチャートである。 FIG.15 and FIG.12 is a flowchart which shows the operation example of the water treatment system of 3rd Embodiment.
以下では、図15について、図11と異なる点について説明する。図15に示す以外の処理は、既に説明した図12に示す通りであるので、重複説明を避ける。 Below, FIG. 15 will be described with respect to points different from FIG. 11 . Processing other than that shown in FIG. 15 is the same as that shown in FIG. 12, which has already been described, so redundant description is avoided.
ステップS21において生成された濃縮水e4は、ファインバブル生成ユニット600へ供給され、ファインバブル生成装置601において、空気rが混合された濃縮水e4からファインバブルqが生成される(S31)。生成されたファインバブルqは、調整ユニット180へ供給され、液混和槽181においてステップS5の処理が行われる前に、被軟水化水b1と混合される。
The concentrated water e4 generated in step S21 is supplied to the fine
これによって、各脱塩膜エレメント212、222、232、402において処理される溶液中に、ファインバブルqが含まれるようになるので、バブル安定性のみならず分離膜213、223、233、403の浸透性を高めるとともに、スケール及びバイオファウリング防止効果を高めることも可能となる。また、二酸化炭素の効果によって、水処理システム12の場合よりも、より高い殺菌効果と、より高いバイオファウリング抑制効果とを実現することが可能となる。
As a result, fine bubbles q are contained in the solution treated in each of the
(第4の実施形態)
図16は、第4の実施形態の水処理システムの構成例を示すブロック図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 16 is a block diagram showing a configuration example of the water treatment system of the fourth embodiment.
図17は、第4の実施形態の水処理システムに適用されるファインバブル生成装置の構成例を示す概念図である。 FIG. 17 is a conceptual diagram showing a configuration example of a fine bubble generator applied to the water treatment system of the fourth embodiment.
第4の実施形態の水処理システム14は、第3の実施形態の水処理システム13の変形例であり、水処理システム14が備えているファインバブル生成ユニット700の構成が、水処理システム13が備えているファインバブル生成ユニット600の構成と異なる。さらに、脱気装置130において脱気された例えば二酸化炭素のような脱気ガスsを、ファインバブル生成ユニット700へ供給するためのラインL14を備えている。
The
ファインバブル生成ユニット700は、図17に示すように、ファインバブル生成装置601における空気導入ライン602の代わりに、脱気ガス導入ライン702を備えたファインバブル生成装置701を備えている。脱気ガス導入ライン702はラインL14に接続されている。これによって、脱気装置130から供給された脱気ガスsが、ライン14を介して、脱気ガス導入ライン702から、ファインバブル生成装置701に供給される。
The fine
ファインバブル生成装置701において、脱気ガス導入ライン702は、ベンチュリー管502の断面積が最小となるノズル部503よりも上流側において、ベンチュリー管502に接続されている。これによって、濃縮水e4は、脱気ガスsと混合され、脱気ガスsの気泡を含んだ状態で、ノズル部503に進入する。
In the
脱気ガスsの気泡を含んだ状態で濃縮水e4がノズル部503を通過すると、急激な減圧によって、脱気ガスsの気泡は膨張し、続いて生じる急激な圧力回復によって気泡は微細に粉砕されてファインバブルqが発生する。
When the concentrated water e4 containing bubbles of the degassed gas s passes through the
このような構成によって、ファインバブル生成装置701は、濃縮水e4に溶存している気体のみならず、脱気ガス導入ライン702から取り込まれた脱気ガスsを、濃縮水e4と混合し減圧することによっても、ファインバブルqを生成することができる。
With such a configuration, the
ファインバブル生成装置701によって生成されるファインバブルqもまた、平均径が1000nm以下、好ましくは150nm以下のバブルであることが好ましい。
The fine bubbles q generated by the
このように、濃縮水e4に溶存している気体が膨張した気泡のみならず、脱気装置130からの脱気ガスsの気泡を利用してファインバブルqを生成する構成であっても、各分離膜213、223、233、403におけるスケール析出やバイオファウリングの発生を抑制することができる。
In this way, even in the configuration in which the fine bubbles q are generated using not only the bubbles expanded by the gas dissolved in the concentrated water e4 but also the bubbles of the degassed gas s from the
前述したように、ファインバブルqが二酸化炭素を含んでいる場合、殺菌効果や、バイオファウリング抑制効果を高めることが知られているが、脱気装置130からの脱気ガスsには、二酸化炭素も含まれている。したがって、ファインバブル生成装置701によって生成されたファインバブルqによっても、殺菌効果や、バイオファウリング抑制効果を高めることができる。
As described above, when the fine bubbles q contain carbon dioxide, it is known that the sterilization effect and the biofouling suppression effect are enhanced. It also contains carbon. Therefore, the fine bubbles q generated by the
次に、以上のように構成された第4の実施形態の水処理システム14の動作例について説明する。
Next, an operation example of the
図18及び図12は、第4の実施形態の水処理システムの動作例を示すフローチャートである。 FIG.18 and FIG.12 is a flowchart which shows the operation example of the water treatment system of 4th Embodiment.
以下では、図18について、図15と異なる点について説明する。図18に示す以外の処理は、既に説明した図12に示す通りであるので、重複説明を避ける。 Below, FIG. 18 will be described with respect to points different from FIG. 15 . Processing other than that shown in FIG. 18 is the same as that shown in FIG. 12, which has already been explained, so redundant explanation is avoided.
ステップS4の代わりにステップS40が実行される。ステップS40では、ステップS4と同様に、脱気装置130において、被軟水化水bに対して脱気処理が行われ、被軟水化水bから、例えば二酸化炭素のようなガスが脱気され、脱気された被軟水化水b1が調整ユニット180の液混和槽181へ供給されることに加えて、脱気されたガスである脱気ガスsがファインバブル生成ユニット700へ供給される。
Step S40 is executed instead of step S4. In step S40, similarly to step S4, the
また、ステップS21において生成された濃縮水e4もまたファインバブル生成ユニット700へ供給される。
Also, the concentrated water e4 generated in step S21 is also supplied to the fine
ファインバブル生成ユニット700では、ファインバブル生成装置701において、脱気ガスsが混合された濃縮水e4からファインバブルqが生成される(S41)。生成されたファインバブルqは、調整ユニット180へ供給され、液混和槽181においてステップS5の処理が行われる前に、被軟水化水b1と混合される。
In the fine
これによって、各脱塩膜エレメント212、222、232、402において処理される溶液中に、ファインバブルqが含まれるようになるので、バブル安定性のみならず分離膜213、223、233、403の浸透性を高めるとともに、スケール及びバイオファウリング防止効果を高めることも可能となる。また、脱気ガスsにも二酸化炭素が含まれていることから、第3の実施形態で説明したように、水処理システム12の場合よりも、より高い殺菌効果、及び、より高いバイオファウリング抑制効果を実現することが可能となる。
As a result, fine bubbles q are contained in the solution treated in each of the
以上のように、第1ないし第4の実施形態の水処理システムによれば、分離膜を使用して、廃液を高い濃縮度まで濃縮するために、高アルカリ環境下において運転する場合であっても、分離膜の目詰まりの可能性を低く抑えることによって、運転稼働率の向上及びコストダウンを実現することが可能となる。 As described above, according to the water treatment systems of the first to fourth embodiments, the separation membrane is used to concentrate the waste liquid to a high degree of concentration, even when operating in a highly alkaline environment. Also, by suppressing the possibility of clogging of the separation membrane, it is possible to improve the operating rate and reduce the cost.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 While several embodiments of the invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and spirit of the invention, as well as the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.
10~14・・水処理システム、80・・前処理ユニット、90・・固形分除去装置、100・・軟水化処理ユニット、110・・強酸性カチオン交換樹脂塔、120・・弱酸性カチオン交換樹脂塔、130・・脱気装置、180・・調整ユニット、181・・液混和槽、182、183・・ポンプ、184・・水質計、200・・脱塩ユニット、210・・第1分離ユニット、211・・圧力容器、212・・脱塩膜エレメント、213・・分離膜、214・・導入部、215、216・・排出部、220・・第2分離ユニット、221・・圧力容器、222・・脱塩膜エレメント、223・・分離膜、224・・導入部、225、226・・排出部、227・・ポンプ、230・・第3分離ユニット、231・・圧力容器、232・・脱塩膜エレメント、233・・分離膜、240・・凝集沈殿ユニット、241・・凝集沈殿槽、242・・水質計、243・・ポンプ、300・・熱処理装置、400・・第4分離ユニット、401・・圧力容器、402・・脱塩膜エレメント、403・・分離膜、404・・導入部、405、406・・排出部、500・・ファインバブル生成ユニット、501・・ファインバブル生成装置、502・・ベンチュリー管、503・・ノズル部、600・・ファインバブル生成ユニット、601・・ファインバブル生成装置、602・・空気導入ライン、700・・ファインバブル生成ユニット、701・・ファインバブル生成装置、702・・脱気ガス導入ライン。
10 to 14
Claims (13)
第1の運転圧で脱塩処理を行い、前記被軟水化水を、第1の脱塩水及び第1の濃縮水に分離する第1分離ユニットと、
前記第1の運転圧よりも高い第2の運転圧で脱塩処理を行い、前記第1の濃縮水を、第2の脱塩水及び第2の濃縮水に分離する第2分離ユニットと、
前記アルカリ土類金属の回収に使用されたカチオン交換樹脂の再生処理に使用された再生液と前記第2の濃縮水との混合液に対して凝集沈殿処理を行い、シリカ成分を含む凝集沈殿物を生成させる凝集沈殿ユニットと、
前記第2の運転圧よりも高い第3の運転圧で脱塩処理を行い、前記凝集沈殿物が除去された前記混合液を、第3の脱塩水及び第3の濃縮水に分離する第3分離ユニットとを備える、水処理システム。 a water softening unit for recovering alkaline earth metals from water to be treated to obtain water to be softened, which is the water to be treated which has been softened;
a first separation unit that desalinates at a first operating pressure and separates the water to be softened into a first desalted water and a first concentrated water;
a second separation unit that performs desalination at a second operating pressure higher than the first operating pressure to separate the first concentrated water into a second desalted water and a second concentrated water;
Aggregation sedimentation treatment is performed on a mixed solution of the regenerated liquid used in the regeneration treatment of the cation exchange resin used for recovering the alkaline earth metal and the second concentrated water, and a flocculation sediment containing a silica component is obtained. a coagulating sedimentation unit for producing
Desalting is performed at a third operating pressure higher than the second operating pressure, and the mixed liquid from which the aggregated sediment has been removed is separated into a third desalted water and a third concentrated water. A water treatment system, comprising: a separation unit.
前記ポンプの動力熱が、前記第1の濃縮水及び前記回収された前記第2の濃縮水を加熱することによって、前記ポンプが前記加熱部として機能する、請求項4に記載の水処理システム。 A pump that recovers part of the second concentrated water separated by the second separation unit, mixes it with the first concentrated water, and supplies it to the second separation unit;
5. The water treatment system according to claim 4, wherein the pump functions as the heating unit by the power heat of the pump heating the first concentrated water and the recovered second concentrated water.
前記脱気装置によって前記被軟水化水から脱気されたガスを、前記第4の濃縮水と混合し減圧して、前記第4の濃縮水中にバブルを生成し、前記バブルを含む前記第4の濃縮水を、前記調整ユニットへ供給するバブル生成ユニットとをさらに備える、請求項9に記載の水処理システム。 a fourth separation unit that separates the desalted water obtained by mixing the first desalted water, the second desalted water, and the third desalted water into a fourth desalted water and a fourth concentrated water;
The gas deaerated from the water to be softened by the deaerator is mixed with the fourth concentrated water and decompressed to generate bubbles in the fourth concentrated water, and the fourth gas containing the bubbles is decompressed. 10. The water treatment system according to claim 9, further comprising a bubble generating unit for supplying concentrated water of to said conditioning unit.
前記第4の濃縮水を減圧して、前記第4の濃縮水に溶存している気体からバブルを生成し、前記バブルを含む前記第4の濃縮水を、前記調整ユニットへ供給するバブル生成ユニットとをさらに備える、請求項3に記載の水処理システム。 a fourth separation unit that separates the desalted water obtained by mixing the first desalted water, the second desalted water, and the third desalted water into a fourth desalted water and a fourth concentrated water;
A bubble generating unit that decompresses the fourth concentrated water to generate bubbles from gas dissolved in the fourth concentrated water, and supplies the fourth concentrated water containing the bubbles to the adjustment unit. 4. The water treatment system of claim 3, further comprising:
第1の運転圧で脱塩処理を行い、前記被軟水化水を、第1の脱塩水及び第1の濃縮水に分離することと、
前記第1の運転圧よりも高い第2の運転圧で脱塩処理を行い、前記第1の濃縮水を、第2の脱塩水及び第2の濃縮水に分離することと、
前記アルカリ土類金属の回収に使用されたカチオン交換樹脂の再生処理に使用された再生液と前記第2の濃縮水との混合液に対して凝集沈殿処理を行い、シリカ成分を含む凝集沈殿物を生成させることと、
前記第2の運転圧よりも高い第3の運転圧で脱塩処理を行い、前記凝集沈殿物が除去された前記混合液を、第3の脱塩水及び第3の濃縮水に分離することとを含む、水処理方法。 recovering an alkaline earth metal from water to be treated to obtain water to be softened, which is the water to be treated which has been softened;
performing desalination treatment at a first operating pressure to separate the softened water into a first desalted water and a first concentrated water;
performing desalination treatment at a second operating pressure higher than the first operating pressure to separate the first concentrated water into a second desalted water and a second concentrated water;
Aggregation sedimentation treatment is performed on a mixed solution of the regenerated liquid used in the regeneration treatment of the cation exchange resin used for recovering the alkaline earth metal and the second concentrated water, and a flocculation sediment containing a silica component is obtained. and
performing desalting treatment at a third operating pressure higher than the second operating pressure, and separating the mixed liquid from which the aggregated sediment has been removed into a third desalted water and a third concentrated water; A water treatment method, comprising:
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