JP7237714B2 - water treatment equipment - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、水処理装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to water treatment devices.
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と、排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0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 and regenerates and reuses wastewater by regenerating and using water within the factory, and further reduces the wastewater discharged from the factory to zero. The concept is to conserve the water environment by
ZLDに向けた排水濃縮処理のため、逆浸透(RO:Reverse Osmosis)膜プロセスへ導入する被処理水に対して前処理を行う必要がある。RO膜プロセスのための前処理では、例えば、被処理水を弱酸性イオン交換樹脂により軟水化処理し、軟水化処理した被処理水に酸を添加して酸性にpH調整する。そして、酸性にpH調整された被処理水を脱炭酸処理し、脱炭酸処理した被処理水にアルカリを添加してアルカリ性にpH調整することが想定される。 For the wastewater concentration treatment for ZLD, it is necessary to pretreat the water to be treated that is introduced into the reverse osmosis (RO) membrane process. In the pretreatment for the RO membrane process, for example, the water to be treated is softened with a weakly acidic ion exchange resin, and an acid is added to the softened water to adjust the pH to acidic. Then, it is assumed that the water to be treated that has been acidified in pH is decarboxylated, and alkali is added to the decarboxylated water to be treated to adjust the pH to alkaline.
ところで、上記弱酸性イオン交換樹脂は、軟水化処理で利用される際、例えば、酸再生された後、コンディショニング薬剤が添加されることでアルカリ性にコンディショニングされている。コンディショニング直後の弱酸性イオン交換樹脂に被処理水を通水させると、コンディショニング薬剤に由来するアルカリ金属イオンが放出される。このように軟水化処理後の処理水はpHがアルカリ側に偏っているため、上記前処理で記載されるように、軟水化処理後の処理水を酸性にpH調整し、脱炭酸処理後の処理水をアルカリ性にpH調整しようとすると、pH調整幅が広くなり、薬液の消費量が大きくなるという問題がある。 By the way, when the weakly acidic ion-exchange resin is used in water softening treatment, it is conditioned to be alkaline by adding a conditioning agent after acid regeneration, for example. When the water to be treated is passed through the weakly acidic ion exchange resin immediately after conditioning, alkali metal ions derived from the conditioning agent are released. Since the pH of the treated water after the softening treatment is biased toward the alkaline side, as described in the above pretreatment, the pH of the treated water after the softening treatment is adjusted to be acidic, and after the decarboxylation treatment When it is attempted to adjust the pH of the treated water to be alkaline, there is a problem that the range of pH adjustment is widened and the consumption of the chemical solution is increased.
そこで目的は、薬液の添加量を削減可能な水処理装置を提供することにある。 It is therefore an object of the present invention to provide a water treatment apparatus capable of reducing the amount of chemical added.
実施形態によれば、水処理装置は、ZLD(Zero Liquid Discharge)のための水処理装置であって、脱炭酸装置、第1調整部、第1軟水化装置、第2調整部、及び逆浸透膜装置を備える。脱炭酸装置は、炭酸種イオンを含む被処理水中の溶解炭酸成分を除去する。第1調整部は、前記溶解炭酸成分が除去された被処理水にアルカリを添加し、この被処理水を略中性に調整する。第1軟水化装置は、前記略中性に調整された被処理水を軟水化する。第2調整部は、前記軟水化された被処理水にアルカリを添加し、この被処理水をアルカリ性に調整する。逆浸透膜装置は、前記アルカリ性に調整された被処理水を、逆浸透膜により濃縮水と透過水とに分離する。 According to an embodiment, the water treatment device is a water treatment device for ZLD (Zero Liquid Discharge), comprising a decarboxylation device, a first regulator, a first water softener, a second regulator, and reverse osmosis. Equipped with a membrane device. The decarboxylation device removes dissolved carbonic acid components in the water to be treated that contain carbonic acid species ions . The first adjusting section adds an alkali to the water from which the dissolved carbonic acid component has been removed, and adjusts the water to be substantially neutral. The first water softening device softens the water to be treated that has been adjusted to be substantially neutral. The second adjustment unit adds an alkali to the softened water to be treated to adjust the water to be treated to be alkaline. The reverse osmosis membrane device separates the alkalinity-adjusted water to be treated into concentrated water and permeated water by means of a reverse osmosis membrane.
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments will be described below with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る水処理装置1の機能構成の例を表すブロック図である。図1に示される水処理装置1は、脱炭酸装置10、軟水化装置20、昇圧ポンプ30、RO膜濃縮装置40、第1pH調整部50、及び第2pH調整部60を備える。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing an example of the functional configuration of a
脱炭酸装置10は、供給される被処理水中の溶解炭酸成分を除去する。脱炭酸装置10は、例えば、被処理水中の炭酸種イオンを除去する機能を有する技術から選定される。例えば、脱炭酸装置10は、散水気液接触、又は脱気膜等を用いて実現される。脱炭酸装置10に供給される被処理水は、酸性にpH調整されていると溶存炭酸成分を効果的に除去することが可能である。脱炭酸装置10で溶存炭酸成分が除去された処理水は、被処理水として通水ライン11へ排出される。
The
本実施形態において、被処理水は、例えば、炭酸種イオン及び硬度成分を含む排水である。炭酸種イオンを含む排水としては、例えば、好気性処理が施された排水、嫌気性処理が施された排水、中性~アルカリ性凝集沈殿又は浮上分離等による固液分離処理が施された排水、若しくは、炭酸ソーダ等を添加する硬度除去処理が施された排水等が挙げられる。また、これらを任意に組み合わせた処理が施された排水も、炭酸種イオンを含む排水に含まれる。 In this embodiment, the water to be treated is, for example, waste water containing carbonate species ions and hardness components. Wastewater containing carbonate species ions includes, for example, wastewater subjected to aerobic treatment, wastewater subjected to anaerobic treatment, wastewater subjected to solid-liquid separation treatment such as neutral to alkaline coagulation sedimentation or flotation, Alternatively, wastewater or the like that has undergone a hardness removal treatment by adding sodium carbonate or the like can be used. In addition, waste water that has undergone any combination of these treatments is also included in waste water containing carbonate species ions.
第1pH調整部50は、通水ライン11により軟水化装置20へ供給される被処理水にアルカリを添加する。第1pH調整部50は、例えば、ポンプを備え、例えば、水酸化ナトリウム等のアルカリをポンプにより通水ライン11へ送出する。アルカリの添加により、被処理水は中和される。より具体的には、例えば、脱炭酸装置10から排出される被処理水のpHは5.5程度である。第1pH調整部50は、例えば、この被処理水がpH7~7.5程度の被処理水となるように、通水ライン11へアルカリを添加する。
The
軟水化装置20は、通水ライン11から供給される被処理水を軟水化する。すなわち、軟水化装置20は、脱炭酸装置10で溶存炭酸成分が除去された被処理水に含まれる硬度成分をナトリウムイオンに置換して軟水を製造する。脱炭酸装置10で溶存炭酸成分が除去された被処理水に含まれる硬度成分をナトリウムイオンに置換して軟水を製造する。軟水化装置20は、例えば、弱酸性カチオン交換樹脂を用いて実現される。弱酸性イオン交換樹脂は、例えば、酸再生された後、コンディショニング薬剤が添加されることでアルカリ性にコンディショニングされている。軟水化装置20で軟化処理された処理水は、被処理水として通水ライン21へ排出される。なお、図1に示される水処理装置1では、軟水化装置20が1つしか記載されていない。しかしながら、実用の際には、軟水化装置20は複数設けられ、薬液再生等の操作と、被処理水の通水とが切り替えられて運用される。
The
第2pH調整部60は、通水ライン21により昇圧ポンプ30へ供給される被処理水にアルカリを添加する。第2pH調整部60は、例えば、ポンプを備え、例えば、水酸化ナトリウム等のアルカリをポンプにより通水ライン21へ送出する。アルカリの添加により、被処理水はアルカリ性となる。より具体的には、軟水化装置20から排出される被処理水のpHは、弱酸性カチオン交換樹脂のアルカリコンディショニング直後で、例えば、8~9程度である。第2pH調整部60は、例えば、この被処理水がpH9~10程度の被処理水となるように、通水ライン21へアルカリを添加する。第2pH調整部60によりアルカリが添加された被処理水は、昇圧ポンプ30で予め設定された圧力へ昇圧され、RO膜濃縮装置40へ供給される。なお、予め設定した圧力とは、例えば、少なくとも浸透圧よりも高い圧力である。
The
RO膜濃縮装置40は、高圧に昇圧されて供給された被処理水を、溶存塩類が除去された透過水と、溶存塩類が濃縮された濃縮水とに分離する、逆浸透膜装置の一例である。RO膜濃縮装置40は、例えば、アルカリ性で運用される。RO膜濃縮装置40は、例えば、圧力容器41、及び圧力容器41内に設置される逆浸透膜エレメント42を備える。逆浸透膜エレメント42は、逆浸透膜421を備えている。逆浸透膜421としては、例えば、スパイラル状、及び中空糸状等の膜が用いられる。RO膜濃縮装置40は、逆浸透膜421により分離された高圧の濃縮水を後段へ送出し、逆浸透膜421により分離された透過水を排出する。
The RO
後述のように本実施形態に係る水処理装置1は、硬度成分及び炭酸種イオンを前処理にて適切に除去可能であるため、RO膜濃縮装置40において硬度由来の炭酸塩析出を抑制することが可能となる。このため、RO膜濃縮装置40をアルカリ環境下で運用してシリカスケール等の発生を抑制するのに好適な環境となる。
As will be described later, the
なお、図1では、圧力容器41内に1つの逆浸透膜エレメント42が設置されているように表されているが、これに限定されない。例えば、圧力容器41内に設置される逆浸透膜エレメント42の数は複数であっても構わない。また、RO膜濃縮装置40は、複数の圧力容器41を備えていても構わない。このとき、例えば、RO膜濃縮装置40は、逆浸透膜エレメント42を有する複数の圧力容器41を、多段構成、多系統構成、又はツリー構成等の配置で備える。
Although FIG. 1 shows that one reverse
また、RO膜濃縮装置40には、運転圧、及び装置規模に応じ、動力回収装置が設けられていても構わない。動力回収装置は、RO膜濃縮装置40から送出される、高圧の濃縮水から圧力エネルギーを回収する装置である。
Further, the
また、RO膜濃縮装置40には、被処理水質に応じ、スケール防止剤、酸化還元機能を有するスライム防止剤、洗浄剤、及び/又は洗浄水等の導入経路が設けられていても構わない。このとき、例えば、RO膜濃縮装置40の入口に水質計を配置する。そして、この水質計器により測定される水質に基づいて導入経路を操作することで、スケール防止剤、及びスライム防止剤の添加操作、及びRO膜濃縮装置40の洗浄操作を実施する。
In addition, the
また、RO膜濃縮装置40で分離される濃縮水に由来する塩分濃縮水は、軟水化装置20の弱酸性カチオン交換樹脂の再生液として利用しても構わない。これにより、再生液の使用量を抑制することが可能となる。
Also, the salt-concentrated water derived from the concentrated water separated by the RO
以上のように、第1の実施形態では、水処理装置1は、脱炭酸装置10での脱炭酸処理の後、被処理水へアルカリを添加することで被処理水を中和する。そして、水処理装置1は、中和した被処理水を軟水化装置20の弱酸性イオン交換樹脂で軟化処理した後、被処理水へアルカリを添加することで被処理水をRO膜処理に適したpHへ調整するようにしている。これにより、軟水化装置20の弱酸性イオン交換樹脂を通過した液体に含まれる樹脂排出成分によるアルカリ方向へのpH操作能を有効に活用することが可能となる。
As described above, in the first embodiment, the
ところで、本実施形態に係る水処理装置1へ供給される被処理水には、炭酸種イオンの他、例えば、マグネシウムイオン、及び/又は、カルシウムイオンといったアルカリ土類金属イオンが含有されている。このような被処理水を、脱炭酸装置10への導入より先に、軟水化装置20の弱酸性カチオン交換樹脂に導入すると、樹脂塔内にアルカリ土類の炭酸塩や水酸化物塩が形成され、形成されたこれらの塩が樹脂塔内部に堆積する可能性がある。弱酸性カチオン交換樹脂は、軟水化の通水時間経過に従い、排出される液体のpHが次第に低下する。pHが低下すると、樹脂塔内に堆積された堆積塩のうち、炭酸塩の一部から炭酸ガスが発生する。この炭酸ガスの発生により、樹脂塔内部にて気泡の蓄積が生じ、樹脂充填層の気泡による層上昇、又は充填層密度の低下が引き起こされ、弱酸性カチオン交換樹脂による軟水化処理での通水均一性が保てなくなるおそれがある。
By the way, the water to be treated that is supplied to the
これに対して第1の実施形態に係る水処理装置1では、脱炭酸装置10で炭酸種イオン成分が除去された被処理水が軟水化装置20へ導入されるようになっている。このため、アルカリ性にコンディショニングされている弱酸性カチオン交換樹脂環境下における炭酸塩成分の析出、並びに、析出した炭酸塩成分の堆積及び蓄積が抑制される。
On the other hand, in the
また、第1の実施形態に係る水処理装置1では炭酸種イオン成分が除去された被処理水が軟水化装置20で軟水化処理されるため、炭酸種イオン成分を含む種々の排水に対し、適切な硬度除去、炭酸除去等のスケール要因を除去した後、アルカリ性でのRO膜による排水の濃縮が可能となる。すなわち、水処理装置1は、炭酸種イオンを含む様々な排水に対し、排水濃縮操作を適切に運用することが可能となる。
In addition, in the
(第2の実施形態)
図2は、第2の実施形態に係る水処理装置1aの機能構成の例を表すブロック図である。図2に示される水処理装置1aは、ろ過装置70、第1軟水化装置80、脱炭酸装置10a、第2軟水化装置20a、昇圧ポンプ30a,90、第1RO膜濃縮装置40a、第2RO膜濃縮装置100、第1pH調整部110、第2pH調整部50a、及び第3pH調整部60aを備える。
(Second embodiment)
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the
ろ過装置70は、供給される被処理水をろ過する。ろ過装置70は、例えば、精密ろ過(MF:Microfiltration)膜、限外ろ過(UF:Ultrafiltration)膜、及びMBR(Membrane Bioreactor)法等の膜分離技術を用いて実現される。なお、ろ過装置70の前段に砂ろ過装置が設けられていても構わない。
The
第1軟水化装置80は、ろ過装置70でろ過された被処理水を軟水化する。すなわち、第1軟水化装置80は、ろ過装置70でろ過された被処理水に含まれる硬度成分を陽イオンに置換して軟水を製造する。第1軟水化装置80は、例えば、弱酸性カチオン交換樹脂、又は強酸性カチオン交換樹脂等を用いて実現される。第1軟水化装置80で軟化処理された処理水は、被処理水として通水ライン81へ排出される。
The first
第1軟水化装置80で弱酸性カチオン交換樹脂が用いられる場合、この弱酸性カチオン交換樹脂は、例えば、第2軟水化装置20aで用いられる弱酸性カチオン交換樹脂と同一メディア(ビーズ)であり、かつ、第2軟水化装置20aとして設けられる樹脂等と同一構造の樹脂塔に収容されるようにしてもよい。第1軟水化装置80及び第2軟水化装置20aをこのように構築し、被処理水の通水ラインを切り替えるための切替手段を設けることで、第1軟水化装置80及び第2軟水化装置20aをメリーゴーランド形式で運用することが可能となる。
When a weakly acidic cation exchange resin is used in the
より具体的には、例えば、第1樹脂塔乃至第3樹脂塔を設け、このうち2機をそれぞれ第1軟水化装置80及び第2軟水化装置20aとして割り当て、1機を薬液再生のために待機させるように運用する。このとき、例えば、第1樹脂塔を第2軟水化装置20aとして利用し、第2樹脂塔を第1軟水化装置80として利用し、第3樹脂塔を薬液再生させる第1通水ラインと、第3樹脂塔を第2軟水化装置20aとして利用し、第1樹脂塔を第1軟水化装置80として利用し、第2樹脂塔を薬液再生させる第2通水ラインと、第2樹脂塔を第2軟水化装置20aとして利用し、第3樹脂塔を第1軟水化装置80として利用し、第1樹脂塔を薬液再生させる第3通水ラインとを設ける。そして、切替手段により、第1通水ライン、第2通水ライン、第3通水ラインの順で接続を切り替える。
More specifically, for example, first to third resin towers are provided, two of which are assigned as the
また、第1軟水化装置80で強酸性カチオン交換樹脂が用いられる場合、第1軟水化装置80としての樹脂塔は複数設けられ、薬液再生等の操作と、被処理水の通水とを切り替えて運用される。なお、第1軟水化装置80のイオン交換樹脂の種類と構成とは、被処理水中のイオン成分濃度に応じて選定される。
In addition, when a strongly acidic cation exchange resin is used in the
第1pH調整部110は、通水ライン81により脱炭酸装置10aへ供給される被処理水に酸を添加する。第1pH調整部110は、例えば、ポンプを備え、例えば、塩酸等の酸をポンプにより通水ライン81へ送出する。酸の添加により、被処理水は酸性となり、脱炭酸装置10aでの脱炭酸処理が促進される。
The
脱炭酸装置10aは、第1の実施形態における脱炭酸装置10と同様に動作する。すなわち、脱炭酸装置10aは、第1軟水化装置80で軟水化されて通水ライン81から供給される被処理水中の溶解炭酸成分を除去する。脱炭酸装置10aは、例えば、被処理水中の炭酸種イオンを除去する機能を有する技術から選定される。脱炭酸装置10で溶存炭酸成分が除去された処理水は、被処理水として通水ライン11aへ排出される。
The
第2pH調整部50aは、第1の実施形態における第1pH調整部50と同様に動作する。すなわち、第2pH調整部50aは、通水ライン11aにより第2軟水化装置20aへ供給される被処理水にアルカリを添加する。第2pH調整部50aは、例えば、ポンプを備え、アルカリをポンプにより通水ライン11aへ送出する。アルカリの添加により、被処理水は中和される。
The
第2軟水化装置20aは、第1の実施形態における軟水化装置20と同様に動作する。すなわち、第2軟水化装置20aは、脱炭酸装置10aで溶存炭酸成分が除去されて通水ライン11aから供給される被処理水に含まれる硬度成分をナトリウムイオンに置換して軟水を製造する。第2軟水化装置20aは、例えば、弱酸性カチオン交換樹脂を用いて実現される。第2軟水化装置20aで軟化処理された処理水は、被処理水として通水ライン21aへ排出される。なお、第1軟水化装置80が第2軟水化装置20aと同一の構造の樹脂塔でない場合、すなわち、第1軟水化装置80及び第2軟水化装置20aをメリーゴーランド形式で運用できない場合、第2軟水化装置20aは複数設けられ、薬液再生等の操作と、被処理水の通水とが切り替えられて運用される。
The
第3pH調整部60aは、第1の実施形態における第2pH調整部60と同様に動作する。すなわち、第3pH調整部60aは、通水ライン21aにより昇圧ポンプ30aへ供給される被処理水にアルカリを添加する。第3pH調整部60aは、例えば、ポンプを備え、アルカリをポンプにより通水ライン21aへ送出する。アルカリの添加により、被処理水はアルカリ性となる。第3pH調整部60aによりアルカリが添加された被処理水は、昇圧ポンプ30aで予め設定された圧力へ昇圧され、第1RO膜濃縮装置40aへ供給される。
The
第1RO膜濃縮装置40aは、第1の実施形態における第1RO膜濃縮装置40aと同様に動作する。すなわち、第1RO膜濃縮装置40aは、アルカリ性で運用され、高圧に昇圧されて供給された被処理水を、溶存塩類が除去された透過水と、溶存塩類が濃縮された濃縮水とに分離する。第1RO膜濃縮装置40aは、逆浸透膜421aにより分離された高圧の濃縮水を後段へ送出し、逆浸透膜421aにより分離された透過水を排出する。第1RO膜濃縮装置40aから送出された濃縮水は、昇圧ポンプ90で予め設定された圧力へ昇圧され、第2RO膜濃縮装置100へ供給される。なお、第1RO膜濃縮装置40aから送出された濃縮水が、例えば、少なくとも浸透圧よりも高い圧力を有している場合には、昇圧ポンプ90を設ける必要はない。
The first
第2RO膜濃縮装置100は、高圧に昇圧されて供給された濃縮水を、溶存塩類が除去された透過水と、溶存塩類がさらに濃縮された濃縮水とに分離する。第2RO膜濃縮装置100は、例えば、アルカリ性で運用される。第2RO膜濃縮装置100は、例えば、圧力容器101、及び圧力容器101内に設置される逆浸透膜エレメント102を備える。逆浸透膜エレメント102は、逆浸透膜1021を備えている。なお、図2では、圧力容器101内に1つの逆浸透膜エレメント102が設置されているように表されているが、これに限定されない。例えば、圧力容器101内に設置される逆浸透膜エレメント102の数は複数であっても構わない。また、第2RO膜濃縮装置100は、複数の圧力容器101を備えていても構わない。このとき、例えば、第2RO膜濃縮装置100は、逆浸透膜エレメント102を有する複数の圧力容器101を、多段構成、多系統構成、又はツリー構成等の配置で備える。
The second
第2RO膜濃縮装置100は、逆浸透膜1021により分離された高圧の濃縮水を後段へ送出し、逆浸透膜1021により分離された透過水を排出する。なお、第2RO膜濃縮装置100は、濃縮液内部循環を形成するようにしてもよい。すなわち、第2RO膜濃縮装置100から送出された濃縮水の一部を循環させ、第2RO膜濃縮装置100へ供給してもよい。また、第2RO膜濃縮装置100は、逆浸透膜1021により分離された透過水を通水ライン21aへ供給しても構わない。
The second
以上のように、第2の実施形態では、水処理装置1aは、第1軟水化装置80での軟水化処理の後、脱炭酸装置10aで脱炭酸処理し、被処理水へアルカリを添加することで被処理水を中和する。そして、水処理装置1aは、中和した被処理水を第2軟水化装置20aの弱酸性イオン交換樹脂で軟化処理した後、被処理水へアルカリを添加することで被処理水をRO膜処理に適したpHへ調整するようにしている。これにより、第2軟水化装置20aの弱酸性イオン交換樹脂を通過した液体に含まれる樹脂排出成分によるアルカリ方向へのpH操作能を有効に活用することが可能となる。
As described above, in the second embodiment, the
また、アルカリ性にコンディショニングされている弱酸性カチオン交換樹脂環境下における炭酸塩成分の析出、並びに、析出した炭酸塩成分の堆積及び蓄積が抑制される。 In addition, precipitation of the carbonate component in an alkaline-conditioned weakly acidic cation exchange resin environment, and deposition and accumulation of the precipitated carbonate component are suppressed.
また、第2の実施形態に係る水処理装置1aでは炭酸種イオン成分が除去された被処理水が第2軟水化装置20aの弱酸性カチオン交換樹脂で軟水化処理されるため、炭酸種イオン成分を含む種々の排水に対し、適切な硬度除去、炭酸除去等のスケール要因を除去した後、アルカリ性でのRO膜による排水の濃縮が可能となる。すなわち、水処理装置1aは、炭酸種イオンを含む様々な排水に対し、排水濃縮操作を適切に運用することが可能となる。
In addition, in the
また、第2の実施形態では、水処理装置1aは、例えば、第1軟水化装置80に強酸性カチオン交換樹脂を適用可能である。第1軟水化装置80に強酸性カチオン交換樹脂を適用することで、脱炭酸装置10aの被処理水源のpH上昇を抑制した硬度除去が可能となる。これにより、第1pH調整部110による酸の供給量を軽減しつつ、第2軟水化装置20aへの硬度負荷を軽減することが可能となる。すなわち、薬品消費量を抑制して、硬度除去を進めることが可能となる。
Moreover, in the second embodiment, the
また、第2の実施形態では、水処理装置1aは、例えば、第1軟水化装置80に弱酸性カチオン交換樹脂を適用可能である。第1軟水化装置80に弱酸性カチオン交換樹脂を適用し、かつ、弱酸性カチオン交換樹脂の種類、及び樹脂塔の構造を第1軟水化装置80と第2軟水化装置20aとで一致させることで、第1軟水化装置80及び第2軟水化装置20aを、メリーゴーランド形式で利用することが可能となる。これにより、第2軟水化装置20aとしての利用により軟水化効率が低下した樹脂塔を、第1軟水化装置80として切り替えて利用することが可能となる。すなわち、樹脂塔を有効に活用することが可能となる。
Further, in the second embodiment, the
(変形例)
図3は、第2の実施形態に係る水処理装置1bの機能構成の変形例を表すブロック図である。図3に示される水処理装置1bは、図2に示される水処理装置1aに対し、第2RO膜濃縮装置100の後段に蒸発濃縮装置120が設けられている。
(Modification)
FIG. 3 is a block diagram showing a modification of the functional configuration of the
蒸発濃縮装置120は、水溶性有機物を含む濃縮液に対する熱処理プロセスを実施する熱処理装置の一例であり、例えば、蒸発濃縮を実施する装置である。蒸発濃縮装置120は、第2RO膜濃縮装置100から供給される濃縮水に由来する水分を蒸発させ、蒸発残渣と蒸発水とを発生させる。蒸発濃縮装置120は、例えば、蒸発缶を利用した構成、加熱用蒸気を利用した構成、及びスプレードライヤ等の既往のシステムを利用した構成等により実現される。蒸発缶としては、例えば、単純効用缶、及び多段効用缶が用いられてもよい。加熱用蒸気を利用した構成としては、例えば、TVR(Thermo-Vapor Recompression)形式、MVR(Mechanical Vapor Recompression)形式、及びヒートポンプ等を利用した構成が挙げられる。なお、蒸発濃縮装置120は、蒸発残渣の生成に応じ、遠心分離機、及び固液分離器の追加構成を取ってもよい。また、蒸発濃縮促進のため、消泡剤、及びスケール防止剤等の薬液添加機構を設けても構わない。
The
第1RO膜濃縮装置40a、及び第2RO膜濃縮装置100を蒸発濃縮装置120の前段に複数多段に配することで、被処理水の量・質の変動に対応しつつ蒸発濃縮工程、排水ゼロ化することが可能となる。
By arranging the first RO
なお、水処理装置1a,1bは、ろ過装置70の前段に酸化処理槽、凝集処理槽、生物処理槽、及びこれらのうち少なくとも2つ以上の組み合わせをさらに有していても構わない。なお、生物処理槽で膜分離活性汚泥法等が導入されている場合には、ろ過装置70の少なくとも一部が、生物処理槽で含まれるようにしても構わない。
The
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、水処理装置1,1a,1bは、薬液の添加量を削減できる。また、炭酸塩成分の堆積及び蓄積が抑制されることで、堆積固形分による圧力損失、堆積固形分の再溶解による弱酸性カチオン交換樹脂層での気泡蓄積、発生した気泡の成長に伴う樹脂層の偏流化、及び/又は、樹脂層均質充填性の欠如といった、イオン交換樹脂プロセスを運用する際の健全性維持の課題を解決することができる。
According to at least one embodiment described above, the
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、組み合わせ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, changes, and combinations 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.
1,1a,1b…水処理装置
10,10a…脱炭酸装置
11,11a…通水ライン
20…軟水化装置
20a…第2軟水化装置
21,21a…通水ライン
30,30a…昇圧ポンプ
40…RO膜濃縮装置
40a…第1RO膜濃縮装置
41…圧力容器
42…逆浸透膜エレメント
421,421a…逆浸透膜
50…第1pH調整部
50a…第2pH調整部
60…第2pH調整部
60a…第3pH調整部
70…ろ過装置
80…第1軟水化装置
81…通水ライン
90…昇圧ポンプ
100…第2RO膜濃縮装置
101…圧力容器
102…逆浸透膜エレメント
1021…逆浸透膜
110…第1pH調整部
120…蒸発濃縮装置
Claims (13)
炭酸種イオンを含む被処理水中の溶解炭酸成分を除去する脱炭酸装置と、
前記溶解炭酸成分が除去された被処理水にアルカリを添加し、この被処理水を略中性に調整する第1調整部と、
前記略中性に調整された被処理水を軟水化する第1軟水化装置と、
前記軟水化された被処理水にアルカリを添加し、この被処理水をアルカリ性に調整する第2調整部と、
前記アルカリ性に調整された被処理水を、逆浸透膜により濃縮水と透過水とに分離する逆浸透膜装置と
を具備する水処理装置。 A water treatment device for ZLD (Zero Liquid Discharge),
a decarbonation device for removing dissolved carbonic acid components in the water to be treated containing carbonic acid species ions ;
a first adjustment unit for adding an alkali to the water from which the dissolved carbonic acid component has been removed to adjust the water to be treated to be substantially neutral;
a first water softening device for softening the water to be treated which has been adjusted to be substantially neutral;
a second adjustment unit that adds an alkali to the softened water to be treated to adjust the water to be treated to be alkaline;
A water treatment apparatus comprising a reverse osmosis membrane device for separating the alkaline-adjusted water to be treated into concentrated water and permeated water by means of a reverse osmosis membrane.
前記ろ過された被処理水を軟水化する第2軟水化装置と、
前記第2軟水化装置で軟水化された被処理水を酸性に調整し、前記酸性に調整した被処理水を前記脱炭酸装置へ供給する第3調整部と
をさらに具備する請求項1又は2記載の水処理装置。 a filtering device for filtering the water to be treated;
a second water softening device for softening the filtered water to be treated;
3. A third adjusting unit that adjusts the water softened by the second water softener to acidity and supplies the acidified water to the decarboxylation device. Water treatment equipment as described.
前記第1樹脂塔を前記第1軟水化装置として利用し、前記第2樹脂塔を前記第2軟水化装置として利用する第1通水ラインと、
前記第2樹脂塔を前記第1軟水化装置として利用し、前記第1樹脂塔を前記第2軟水化装置として利用する第2通水ラインと、
前記第1通水ラインと、前記第2通水ラインとを切り替える切替手段と
をさらに具備する請求項3記載の水処理装置。 first and second resin towers of identical construction containing first and second weakly acidic cation exchange resins of the same type, respectively;
a first water flow line using the first resin tower as the first water softener and using the second resin tower as the second water softener;
a second water flow line using the second resin tower as the first water softener and using the first resin tower as the second water softener;
4. The water treatment apparatus according to claim 3, further comprising switching means for switching between said first water line and said second water line.
前記第1樹脂塔を前記第1軟水化装置として利用し、前記第2樹脂塔を前記第2軟水化装置として利用する第1通水ラインと、
前記第3樹脂塔を前記第1軟水化装置として利用し、前記第1樹脂塔を前記第2軟水化装置として利用する第2通水ラインと、
前記第2樹脂塔を前記第1軟水化装置として利用し、前記第3樹脂塔を前記第2軟水化装置として利用する第3通水ラインと、
第1通水ライン、第2通水ライン、第3通水ラインの順で接続を切り替える切替手段とをさらに具備する請求項3記載の水処理装置。 first to third resin towers having the same structure, which accommodate first to third weakly acidic cation exchange resins of the same type, respectively;
a first water flow line using the first resin tower as the first water softener and using the second resin tower as the second water softener;
a second water flow line using the third resin tower as the first water softener and using the first resin tower as the second water softener;
a third water flow line using the second resin tower as the first water softener and using the third resin tower as the second water softener;
4. The water treatment apparatus according to claim 3, further comprising switching means for switching connections in the order of the first water line, the second water line, and the third water line.
前記第2軟水化装置は、複数設けられる請求項3記載の水処理装置。 The second water softening device softens the water to be treated with a strongly acidic cation exchange resin,
4. The water treatment apparatus according to claim 3, wherein a plurality of said second water softeners are provided.
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