JP7492876B2

JP7492876B2 - 水処理方法および水処理装置

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Publication number: JP7492876B2
Application number: JP2020124603A
Authority: JP
Inventors: 千晴大森; 浩吉川; 雄大鈴木
Original assignee: Organo Corp
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 2020-07-21
Filing date: 2020-07-21
Publication date: 2024-05-30
Anticipated expiration: 2040-07-21
Also published as: JP2022021159A

Description

本発明は、逆浸透膜を用いる水処理方法および水処理装置に関する。

水処理では一般的に、凝集沈殿ろ過処理によって不溶解性の不純物を除去し、その後、活性炭処理や生物処理等によって溶解性有機物を除去し、逆浸透膜処理等によってイオン成分や有機物等を除去する。逆浸透膜処理で得られた処理水（透過水）は様々な用途に使用される。例えば、逆浸透膜処理水は、ＵＶ酸化処理やイオン交換樹脂処理によってさらにイオン成分を除去して純水を製造する場合や、スクラバー水として使用される場合や、冷却塔の循環水として使用される場合がある。

逆浸透膜処理では、イオン成分の除去や有機物の除去を行うことができるが、濃縮水中の有機物からスライムが発生するため、逆浸透膜処理の被処理水にスライム抑制剤（殺菌剤）を添加することがある。

逆浸透膜のスライム抑制剤としては、イソチアゾリン、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム、液化塩素、塩素化イソシアヌル酸等の塩素系酸化剤が挙げられる。逆浸透膜処理の被処理水に塩素系酸化剤を添加して逆浸透膜処理の濃縮水のスライム抑制を行うが、被処理水として特に低分子有機物を含有する排水が流入する場合、透過水にＴＯＣ成分が流出する場合がある。一度でも透過水にＴＯＣ成分が流出した場合、菌数が徐々に増え、逆浸透膜の透過水側にバイオフィルムが形成され、逆浸透膜処理の後段のＵＶ酸化処理等に処理能力以上のＴＯＣ成分が流出するという問題が発生する。したがって、逆浸透膜処理の透過水側のスライム発生を抑制することが求められている。

特許文献１には、安定化次亜臭素酸組成物を用いた逆浸透膜のスライム抑制方法の記載があるが、透過水側に透過する有機物についての記載はない。

特許文献２には、逆浸透膜処理の濃縮水のＴＯＣを測定し、ＴＯＣの値が所定値以上になった場合に、逆浸透膜処理の被処理水に次亜塩素酸系のスライム抑制剤または次亜臭素酸系のスライム抑制剤を添加する方法が記載されている。しかし、特許文献２では、被処理水のスライム抑制方法には触れられているが、透過水のスライム抑制方法について記載がなく、さらに濃縮水を殺菌する要因として高分子有機物が挙げられ、透過水側に流出する低分子有機物の菌発生リスクについては記載がない。

特許第６６２２４２４号公報特開２０１６－１２０４６６号公報

本発明の目的は、有機物を含む被処理水の逆浸透膜処理において、透過水側のスライム発生を抑制することができる水処理方法および水処理装置を提供することにある。

本発明は、有機物を含む被処理水について逆浸透膜を用いて逆浸透膜処理を行い透過水と濃縮水とを得る逆浸透膜処理工程と、前記透過水のＴＯＣを測定するＴＯＣ測定工程と、前記ＴＯＣ測定工程において測定したＴＯＣと、前記被処理水を前記逆浸透膜で逆浸透膜処理を行った時間とからＴＯＣ（ｍｇ／Ｌ）×時間（ｈ）として算出されるスライムポテンシャル値が１０以上のときにスライム抑制剤を前記透過水に供給する透過水スライム抑制剤供給工程と、を含み、前記被処理水のｐＨは、２～９．０の範囲である、水処理方法である。

前記水処理方法において、前記スライム抑制剤が、次亜塩素酸またはその塩、および臭素系酸化剤とスルファミン酸化合物とを含む安定化次亜臭素酸組成物のうちの少なくとも１つであることが好ましい。

前記水処理方法において、前記被処理水に臭素系スライム抑制剤を供給する被処理水スライム抑制剤供給工程をさらに含むことが好ましい。

前記水処理方法において、前記臭素系スライム抑制剤が、臭素系酸化剤とスルファミン酸化合物とを含む安定化次亜臭素酸組成物であることが好ましい。

前記水処理方法における前記透過水スライム抑制剤供給工程において前記スライム抑制剤が供給された透過水が、スクラバー水および冷却塔循環水のうちの少なくとも１つとして使用されることが好ましい。

本発明は、有機物を含む被処理水について逆浸透膜を用いて逆浸透膜処理を行い透過水と濃縮水とを得る逆浸透膜処理装置と、前記透過水のＴＯＣを測定するＴＯＣ測定手段と、前記ＴＯＣ測定手段によって測定されたＴＯＣと、前記被処理水について前記逆浸透膜で逆浸透膜処理が行われた時間とからＴＯＣ（ｍｇ／Ｌ）×時間（ｈ）として算出されるスライムポテンシャル値が１０以上のときにスライム抑制剤を前記透過水に供給する透過水スライム抑制剤供給手段と、を備え、前記被処理水のｐＨは、２～９．０の範囲である、水処理装置である。

前記水処理装置において、前記スライム抑制剤が、次亜塩素酸またはその塩、および臭素系酸化剤とスルファミン酸化合物とを含む安定化次亜臭素酸組成物のうちの少なくとも１つであることが好ましい。

前記水処理装置において、前記被処理水に臭素系スライム抑制剤を供給する被処理水スライム抑制剤供給手段をさらに備えることが好ましい。

前記水処理装置において、前記臭素系スライム抑制剤が、臭素系酸化剤とスルファミン酸化合物とを含む安定化次亜臭素酸組成物であることが好ましい。

前記水処理装置において、前記透過水スライム抑制剤供給手段によって前記スライム抑制剤が供給された透過水が、スクラバー水および冷却塔循環水のうちの少なくとも１つとして使用されることが好ましい。

本発明によって、有機物を含む被処理水の逆浸透膜処理において、透過水側のスライム発生を抑制することができる水処理方法および水処理装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る水処理装置の一例を示す概略構成図である。本発明の実施形態に係る水処理装置を含む水処理システムの一例を示す概略構成図である。

本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。

本発明の実施形態に係る水処理装置の一例の概略を図１に示し、その構成について説明する。

水処理装置１は、有機物を含む被処理水について逆浸透膜を用いて逆浸透膜処理を行い透過水と濃縮水とを得る逆浸透膜処理装置１２と、透過水のＴＯＣを測定するＴＯＣ測定手段として、ＴＯＣ測定装置２６と、ＴＯＣ測定装置２６によって測定されたＴＯＣが所定値以上のときにスライム抑制剤を透過水に供給する透過水スライム抑制剤供給手段として、透過水スライム抑制剤供給配管２４と、を備える。水処理装置１は、逆浸透膜処理の被処理水を貯留する逆浸透膜被処理水槽１０を備えてもよい。

図１の水処理装置１において、逆浸透膜被処理水槽１０の入口には、逆浸透膜被処理水配管１４が接続されている。逆浸透膜被処理水槽１０の出口と逆浸透膜処理装置１２の入口とは、逆浸透膜被処理水配管１６により接続されている。逆浸透膜処理装置１２の透過水出口には、透過水配管１８が接続され、濃縮水出口には、濃縮水配管２０が接続されている。逆浸透膜被処理水槽１０のスライム抑制剤入口には、被処理水スライム抑制剤供給配管２２が接続されている。透過水配管１８には、透過水スライム抑制剤供給配管２４が接続されている。透過水配管１８における透過水スライム抑制剤供給配管２４の接続点の上流側には、ＴＯＣ測定装置２６が設置されている。

本実施形態に係る水処理方法および水処理装置１の動作について説明する。

有機物を含む逆浸透膜被処理水は、逆浸透膜被処理水配管１４を通して、必要に応じて逆浸透膜被処理水槽１０に貯留される。逆浸透膜被処理水槽１０において、逆浸透膜被処理水に被処理水スライム抑制剤供給配管２２を通して被処理水スライム抑制剤が添加されてもよい（被処理水スライム抑制剤供給工程）。被処理水スライム抑制剤は、逆浸透膜被処理水配管１４において添加されてもよいし、逆浸透膜被処理水配管１６において添加されてもよい。逆浸透膜被処理水は、逆浸透膜被処理水槽１０から逆浸透膜被処理水配管１６を通して逆浸透膜処理装置１２へ送液される。逆浸透膜処理装置１２において、逆浸透膜被処理水について逆浸透膜を用いて逆浸透膜処理が行われ、透過水と濃縮水とが得られる（逆浸透膜処理工程）。透過水は、処理水として透過水配管１８を通して排出され、濃縮水は、濃縮水配管２０を通して排出される。

ここで、透過水配管１８において、ＴＯＣ測定装置２６によって透過水のＴＯＣが測定される（ＴＯＣ測定工程）。ＴＯＣ測定工程において測定されたＴＯＣが所定値以上のときに、透過水スライム抑制剤供給配管２４を通して透過水スライム抑制剤が透過水に供給される（透過水スライム抑制剤供給工程）。

本発明者らの検討によって、逆浸透膜処理で除去されずに透過した低分子有機物等の有機物によって透過側において菌が増殖し、逆浸透膜処理の後段にあるＵＶ酸化処理やイオン交換樹脂処理等において処理容量を超えたＴＯＣ成分が流入していることによることが判明した。そこで、ＴＯＣ測定工程において測定したＴＯＣが所定値以上のときにスライム抑制剤を透過水に供給することによって、有機物を含む被処理水の逆浸透膜処理において、透過水側のスライム発生を抑制することができることを見出した。

所定値のＴＯＣは、逆浸透膜処理の被処理水の水質等に応じて決めればよく、特に制限はない。ＴＯＣ測定工程において測定したＴＯＣが０．１ｍｇ／Ｌ以上のときにスライム抑制剤を透過水に供給することが好ましく、０．２ｍｇ／Ｌ以上のときにスライム抑制剤を透過水に供給することがより好ましい。

また、逆浸透膜処理の被処理水の水質変動による透過側のスライム発生への影響を低減するために、ＴＯＣ測定工程において測定したＴＯＣと、被処理水を逆浸透膜で逆浸透膜処理を行った時間とからＴＯＣ（ｍｇ／Ｌ）×時間（ｈ）として算出されるスライムポテンシャル値が１０以上のときに、スライム抑制剤を透過水に供給することが好ましく、６０以上のときに、スライム抑制剤を透過水に供給することがより好ましい。これにより、逆浸透膜処理の被処理水の水質変動があった場合でも、透過水の維持管理を行うことができる。逆浸透膜処理の被処理水のＴＯＣが高い場合は、短時間でも逆浸透膜におけるバイオフィルム形成リスクが上昇し、ＴＯＣが低い場合は、時間をかけて逆浸透膜において徐々にバイオフィルムが形成する。

透過水のＴＯＣは、ＴＯＣ測定装置２６によって自動または手動で測定すればよい。

透過水スライム抑制剤供給工程における透過水への透過水スライム抑制剤の供給は、ＴＯＣ測定工程において測定したＴＯＣに基づいて調整すればよく、測定したＴＯＣに基づいて自動で制御してもよい。自動で制御する場合は、制御手段として制御装置を設置し、制御装置と、ＴＯＣ測定装置２６と、透過水スライム抑制剤供給配管２４に設置したポンプまたはバルブ等とをそれぞれ電気的接続等によって接続し、測定したＴＯＣに基づいて制御装置によって透過水スライム抑制剤供給配管２４に設置されたポンプの流量やバルブの開閉度等を調整して、透過水への透過水スライム抑制剤の供給を制御すればよい。制御装置は、例えば、プログラムを演算するＣＰＵ等の演算手段、プログラムや演算結果を記憶するＲＯＭおよびＲＡＭ等の記憶手段等を含んで構成されるマイクロコンピュータと電子回路等で構成される。

透過水スライム抑制剤供給工程において透過水に供給される透過水スライム抑制剤、被処理水スライム抑制剤供給工程において被処理水に供給される被処理水スライム抑制剤は、連続的に添加されてもよいし、間欠的に添加されてもよい。

本実施形態に係る水処理方法および水処理装置は、例えば、水の製造、または排水処理における処理方法に適用され、具体的には超純水、および純水製造装置、または工場用排水の回収設備等に好適に適用される。

有機物を含む被処理水としては、特に制限はないが、特に、凝集沈殿ろ過処理によって不溶解性の不純物を除去し、その後、活性炭処理や生物処理等によって溶解性有機物を除去した処理水、または不純物除去後に活性炭処理や生物処理等により溶解性有機物を除去しない不純物除去水等が挙げられる。具体的には有機物含有水のＴＯＣ濃度として、０．１ｍｇ／Ｌ以上であり、０．１～５０ｍｇ／Ｌの範囲の有機物含有水に本実施形態に係る水処理方法および水処理装置を好適に適用することができる。

被処理水のｐＨは、例えば、２～１２の範囲であり、４～１１の範囲であることが好ましい。被処理水のｐＨの下限は、５．５以上であることが好ましく、６．０以上であることがより好ましく、６．５以上であることがさらに好ましい。被処理水のｐＨの上限は、９．０以下であることが好ましく、８．０以下であることがより好ましい。

逆浸透膜処理の被処理水に含まれる逆浸透膜を透過しやすい有機物としては、低分子有機物であり、例えば、分子量が２００以下、特に分子量が１００以下の低分子有機物である。

逆浸透膜を透過しやすい低分子有機物としては、例えば、メタノール、エタノール、１－プロパノール、２－プロパノール、１－ブタノール、２－ブタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、２－（２－メトキシエトキシ）エタノール、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル（ジオキシトール）、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。

逆浸透膜としては、アニオン荷電膜、カチオン荷電膜、中性膜が挙げられ、いずれの膜であってもよい。

透過水スライム抑制剤供給工程において透過水に供給される透過水スライム抑制剤、被処理水スライム抑制剤供給工程において被処理水に供給される被処理水スライム抑制剤としては、次亜塩素酸、クロラミン、塩素系酸化剤とスルファミン酸化合物とを含む安定化次亜塩素酸組成物等の塩素系スライム抑制剤、次亜臭素酸、臭素系酸化剤とスルファミン酸化合物とを含む安定化次亜臭素酸組成物等の臭素系スライム抑制剤等が挙げられる。

「臭素系酸化剤とスルファミン酸化合物とを含む安定化次亜臭素酸組成物」は、「臭素系酸化剤」と「スルファミン酸化合物」との混合物を含む安定化次亜臭素酸組成物であってもよいし、「臭素系酸化剤とスルファミン酸化合物との反応生成物」を含む安定化次亜臭素酸組成物であってもよい。「塩素系酸化剤とスルファミン酸化合物とを含む安定化次亜塩素酸組成物」は、「塩素系酸化剤」と「スルファミン酸化合物」との混合物を含む安定化次亜塩素酸組成物であってもよいし、「塩素系酸化剤とスルファミン酸化合物との反応生成物」を含む安定化次亜塩素酸組成物であってもよい。

「安定化次亜臭素酸組成物」は、透過水または被処理水中に、例えば、「臭素系酸化剤」と「スルファミン酸化合物」とを薬注ポンプ等により注入すればよい。「臭素系酸化剤」と「スルファミン酸化合物」とは別々に透過水または被処理水に添加してもよく、または、原液同士で混合させてから透過水または被処理水に添加してもよい。「安定化次亜塩素酸組成物」は、透過水または被処理水中に、例えば、「塩素系酸化剤」と「スルファミン酸化合物」とを薬注ポンプ等により注入すればよい。「塩素系酸化剤」と「スルファミン酸化合物」とは別々に透過水または被処理水に添加してもよく、または、原液同士で混合させてから透過水または被処理水に添加してもよい。スライム抑制剤は、透過水または被処理水に連続的に添加されてもよいし、間欠的に添加されてもよい。

臭素系酸化剤としては、臭素（液体臭素）、塩化臭素、臭素酸、臭素酸塩、次亜臭素酸等が挙げられる。次亜臭素酸は、臭化ナトリウム等の臭素化合物と次亜塩素酸等の塩素系酸化剤とを反応させて生成させたものであってもよい。臭素系酸化剤が、臭素である場合、塩素系酸化剤が存在しないため、逆浸透膜等の分離膜への劣化影響が著しく低い。

塩素系酸化剤としては、例えば、塩素ガス、二酸化塩素、次亜塩素酸またはその塩、亜塩素酸またはその塩、塩素酸またはその塩、過塩素酸またはその塩、塩素化イソシアヌル酸またはその塩等が挙げられる。これらのうち、塩としては、例えば、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウム等の次亜塩素酸アルカリ金属塩、次亜塩素酸カルシウム、次亜塩素酸バリウム等の次亜塩素酸アルカリ土類金属塩、亜塩素酸ナトリウム、亜塩素酸カリウム等の亜塩素酸アルカリ金属塩、亜塩素酸バリウム等の亜塩素酸アルカリ土類金属塩、亜塩素酸ニッケル等の他の亜塩素酸金属塩、塩素酸アンモニウム、塩素酸ナトリウム、塩素酸カリウム等の塩素酸アルカリ金属塩、塩素酸カルシウム、塩素酸バリウム等の塩素酸アルカリ土類金属塩等が挙げられる。これらの塩素系酸化剤は、１種を単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。塩素系酸化剤としては、取り扱い性等の点から、次亜塩素酸ナトリウムを用いるのが好ましい。

臭素化合物としては、臭化ナトリウム、臭化カリウム、臭化リチウム、臭化アンモニウムおよび臭化水素酸等が挙げられる。これらのうち、製剤コスト等の点から、臭化ナトリウムが好ましい。

スルファミン酸化合物は、以下の一般式（１）で示される化合物である。
Ｒ_２ＮＳＯ_３Ｈ（１）
（式中、Ｒは独立して水素原子または炭素数１～８のアルキル基である。）

スルファミン酸化合物としては、例えば、２個のＲ基の両方が水素原子であるスルファミン酸（アミド硫酸）の他に、Ｎ－メチルスルファミン酸、Ｎ－エチルスルファミン酸、Ｎ－プロピルスルファミン酸、Ｎ－イソプロピルスルファミン酸、Ｎ－ブチルスルファミン酸等の２個のＲ基の一方が水素原子であり、他方が炭素数１～８のアルキル基であるスルファミン酸化合物、Ｎ，Ｎ－ジメチルスルファミン酸、Ｎ，Ｎ－ジエチルスルファミン酸、Ｎ，Ｎ－ジプロピルスルファミン酸、Ｎ，Ｎ－ジブチルスルファミン酸、Ｎ－メチル－Ｎ－エチルスルファミン酸、Ｎ－メチル－Ｎ－プロピルスルファミン酸等の２個のＲ基の両方が炭素数１～８のアルキル基であるスルファミン酸化合物、Ｎ－フェニルスルファミン酸等の２個のＲ基の一方が水素原子であり、他方が炭素数６～１０のアリール基であるスルファミン酸化合物、またはこれらの塩等が挙げられる。スルファミン酸塩としては、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩、カルシウム塩、ストロンチウム塩、バリウム塩等のアルカリ土類金属塩、マンガン塩、銅塩、亜鉛塩、鉄塩、コバルト塩、ニッケル塩等の他の金属塩、アンモニウム塩およびグアニジン塩等が挙げられる。スルファミン酸化合物およびこれらの塩は、１種を単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。スルファミン酸化合物としては、環境負荷等の点から、スルファミン酸（アミド硫酸）を用いるのが好ましい。

安定化次亜臭素酸組成物は、さらにアルカリを含んでもよい。アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の水酸化アルカリ等が挙げられる。低温の製品安定性等の点から、水酸化ナトリウムと水酸化カリウムとを併用してもよい。また、アルカリは、固形でなく、水溶液として用いてもよい。

透過水スライム抑制剤としては、これらの中でも、次亜塩素酸またはその塩、および臭素系酸化剤とスルファミン酸化合物とを含む安定化次亜臭素酸組成物のうちの少なくとも１つであることが好ましい。純水を製造する場合は、安定化次亜臭素酸組成物はスルファミン酸化合物を含むので、次亜塩素酸またはその塩が好ましい。透過水をスクラバー水、冷却塔の循環水として用いる場合は、次亜塩素酸またはその塩でも安定化次亜臭素酸組成物でもよいが、コスト等の点から、次亜塩素酸またはその塩が好ましい。

被処理水スライム抑制剤としては、これらの中でも、臭素系スライム抑制剤が好ましく、逆浸透膜の劣化を抑制する等の点から、臭素系酸化剤とスルファミン酸化合物とを含む安定化次亜臭素酸組成物がより好ましく、臭素とスルファミン酸化合物とを含む安定化次亜臭素酸組成物がさらに好ましい。

逆浸透膜処理の前段において、生物処理、凝集処理、凝集沈殿処理、凝集沈殿ろ過処理、加圧浮上処理、ろ過処理、膜分離処理、活性炭処理、脱炭酸処理、軟化処理、オゾン処理、紫外線照射処理等の生物学的、物理的または化学的な処理のうちの少なくとも１つの前処理を行う装置を備え、それらの生物学的、物理的または化学的な処理のうちの少なくとも１つの前処理を行ってもよい。

逆浸透膜処理の後段において、再生型イオン交換処理、電気式脱塩処理（ＥＤＩ）、非再生型イオン交換樹脂処理、脱気膜処理、紫外線殺菌処理、紫外線酸化処理、微粒子除去処理、加熱処理、限外ろ過処理、逆浸透膜処理等の後処理のうちの少なくとも１つの処理を行う装置を備え、それらの後処理のうちの少なくとも１つの処理を行ってもよい。

逆浸透膜処理の処理水（透過水）は様々な用途に使用される。例えば、逆浸透膜処理水は、ＵＶ酸化処理やイオン交換樹脂処理によってさらにイオン成分を除去して純水を製造する場合や、特に、スクラバー水として使用する場合、または冷却塔の循環水として使用する場合に好適に使用することができ、スクラバー水として使用する場合により好適に使用することができる。

逆浸透膜処理の前段において除濁膜処理を行い、逆浸透膜処理水をスクラバー水として使用する水処理システムの一例を図２に示す。

図２に示す水処理システム３は、図１の水処理装置１の構成に加えて、除濁膜処理装置３２と、スクラバー処理装置３６と、を備える。水処理システム３は、除濁膜処理の被処理水を貯留するための除濁膜被処理水槽３０と、逆浸透膜処理の透過水（処理水）を貯留するための処理水槽３４とを備えてもよい。なお、水処理装置１は、直列接続された２段の逆浸透膜処理装置１２ａ，１２ｂを備える。

水処理システム３において、除濁膜被処理水槽３０の入口には、除濁膜被処理水配管３８が接続されている。除濁膜被処理水槽３０の出口と除濁膜処理装置３２の入口とは、除濁膜被処理水配管４０により接続されている。除濁膜処理装置３２の出口と逆浸透膜被処理水槽１０の入口とは、逆浸透膜被処理水配管１４により接続されている。逆浸透膜被処理水槽１０の出口と逆浸透膜処理装置１２ａの入口とは、逆浸透膜被処理水配管１６により接続されている。逆浸透膜処理装置１２ａの透過水出口と逆浸透膜処理装置１２ｂの入口とは、透過水配管１８ａにより接続され、濃縮水出口には、濃縮水配管２０ａが接続されている。逆浸透膜処理装置１２ｂの透過水出口と処理水槽３４の入口とは、透過水配管１８ｂにより接続され、濃縮水出口には、濃縮水配管２０ｂが接続されている。処理水槽３４の出口とスクラバー処理装置３６の入口とは、処理水配管４２により接続されている。スクラバー処理装置３６の出口には、スクラバー水配管４４が接続されている。逆浸透膜被処理水槽１０のスライム抑制剤入口には、被処理水スライム抑制剤供給配管２２が接続されている。透過水配管１８には、透過水スライム抑制剤供給配管２４が接続されている。透過水配管１８における透過水スライム抑制剤供給配管２４の接続点の上流側には、ＴＯＣ測定装置２６が設置されている。

水処理システム３において、除濁膜被処理水は、除濁膜被処理水配管３８を通して、必要に応じて除濁膜被処理水槽３０に貯留される。除濁膜被処理水は、除濁膜被処理水槽３０から除濁膜被処理水配管４０を通して除濁膜処理装置３２へ送液される。除濁膜処理装置３２において、除濁膜被処理水について除濁膜を用いて除濁処理が行われ、除濁処理水が得られる（除濁膜処理工程）。

有機物を含む除濁処理水は、逆浸透膜被処理水として、逆浸透膜被処理水配管１４を通して、必要に応じて逆浸透膜被処理水槽１０に貯留される。逆浸透膜被処理水槽１０において、逆浸透膜被処理水に被処理水スライム抑制剤供給配管２２を通して被処理水スライム抑制剤が添加されてもよい（被処理水スライム抑制剤供給工程）。被処理水スライム抑制剤は、逆浸透膜被処理水配管１４において添加されてもよいし、逆浸透膜被処理水配管１６において添加されてもよい。逆浸透膜被処理水は、逆浸透膜被処理水槽１０から逆浸透膜被処理水配管１６を通して逆浸透膜処理装置１２ａへ送液される。逆浸透膜処理装置１２ａにおいて、逆浸透膜被処理水について逆浸透膜を用いて逆浸透膜処理が行われ、透過水と濃縮水とが得られる（１段目逆浸透膜処理工程）。１段目逆浸透膜処理工程で得られた透過水は、透過水配管１８ａを通して逆浸透膜処理装置１２ｂへ送液される。逆浸透膜処理装置１２ｂにおいて、１段目逆浸透膜処理工程で得られた透過水について逆浸透膜を用いて逆浸透膜処理が行われ、透過水と濃縮水とが得られる（２段目逆浸透膜処理工程）。２段目逆浸透膜処理工程で得られた透過水は、処理水として透過水配管１８ｂを通して必要に応じて処理水槽３４に貯留される。１段目逆浸透膜処理工程で得られた濃縮水は、濃縮水配管２０ａを通して排出され、２段目逆浸透膜処理工程で得られた濃縮水は、濃縮水配管２０ｂを通して排出される。

ここで、透過水配管１８ｂにおいて、ＴＯＣ測定装置２６によって２段目逆浸透膜処理工程で得られた透過水のＴＯＣが測定される（ＴＯＣ測定工程）。ＴＯＣ測定工程において測定されたＴＯＣが所定値以上のときに、透過水スライム抑制剤供給配管２４を通して透過水スライム抑制剤が透過水に供給される（透過水スライム抑制剤供給工程）。透過水スライム抑制剤は、処理水槽３４において添加されてもよいし、処理水配管４２において添加されてもよい。

処理水槽３４から処理水配管４２を通してスクラバー処理装置３６へ送液される。スクラバー処理装置３６においてスクラバー処理が行われる（スクラバー処理工程）。スクラバー処理で使用されたスクラバー水は、スクラバー水配管４４を通して排出される。

以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

［安定化次亜臭素酸組成物の調製］
窒素雰囲気下で、液体臭素：１６．９重量％（ｗｔ％）、スルファミン酸：１０．７重量％、水酸化ナトリウム：１２．９重量％、水酸化カリウム：３．９４重量％、水：残分を混合して、安定化次亜臭素酸組成物を調製した。安定化次亜臭素酸組成物のｐＨは１４、全塩素濃度は７．５重量％であった。全塩素濃度は、ＨＡＣＨ社の多項目水質分析計ＤＲ／４０００を用いて、全塩素測定法（ＤＰＤ（ジエチル－ｐ－フェニレンジアミン）法）により測定した値（ｍｇ－Ｃｌ_２／Ｌ）である。安定化次亜臭素酸組成物の詳細な調製方法は以下の通りである。

反応容器内の酸素濃度が１％に維持されるように、窒素ガスの流量をマスフローコントローラでコントロールしながら連続注入で封入した２Ｌの４つ口フラスコに１４３６ｇの水、３６１ｇの水酸化ナトリウムを加え混合し、次いで３００ｇのスルファミン酸を加え混合した後、反応液の温度が０～１５℃になるように冷却を維持しながら、４７３ｇの液体臭素を加え、さらに４８％水酸化カリウム溶液２３０ｇを加え、組成物全体の量に対する重量比でスルファミン酸１０．７％、臭素１６．９％、臭素の当量に対するスルファミン酸の当量比が１．０４である、目的の安定化次亜臭素酸組成物を得た。生じた溶液のｐＨは、ガラス電極法にて測定したところ、１４であった。生じた溶液の臭素含有率は、臭素をヨウ化カリウムによりヨウ素に転換後、チオ硫酸ナトリウムを用いて酸化還元滴定する方法により測定したところ１６．９％であり、理論含有率（１６．９％）の１００．０％であった。また、臭素反応の際の反応容器内の酸素濃度は、株式会社ジコー製の「酸素モニタＪＫＯ－０２ＬＪＤＩＩ」を用いて測定した。なお、臭素酸濃度は５ｍｇ／ｋｇ未満であった。

なお、ｐＨの測定は、以下の条件で行った。
電極タイプ：ガラス電極式
ｐＨ測定計：東亜ディーケーケー社製、ＩＯＬ－３０型
電極の校正：関東化学社製中性リン酸塩ｐＨ（６．８６）標準液（第２種）、同社製ホウ酸塩ｐＨ（９．１８）標準液（第２種）の２点校正で行った
測定温度：２５℃
測定値：測定液に電極を浸漬し、安定後の値を測定値とし、３回測定の平均値

＜実施例１＞
［透過水の菌数制御］
下記の試験条件で、透過水の菌数制御の試験を行った。

（試験条件）
・試験装置：逆浸透膜エレメント試験装置（１段）
・膜：逆浸透膜（アニオン荷電膜、型番：ＯＦＲ－１５０ＨＪ８）
・運転圧力：０．４０ＭＰａ
・被処理水：相模原井水（ｐＨ７．２、導電率２４０μＳ／ｃｍ）
・薬剤（透過水スライム抑制剤）：次亜塩素酸ナトリウム
・水温：１０～２０℃
・ＴＯＣの測定方法：セントラル科学社製「ＳＩＥＶＥＲＳ９００，ＬａｂｏｒａｔｏｒｙＡｎａｌｙｚｅｒ」
・菌数評価方法：スリーエム社製ペトリフィルムＡＣ

実施例１では、図１に示す水処理装置を用いて上記試験条件で、被処理水に低分子有機物としてプロピレングリコールを２．３ｍｇ／Ｌ、２０時間／日で添加し、さらに逆浸透膜処理の透過水に０．２ｍｇＣｌ／Ｌとなるように透過水スライム抑制剤として次亜塩素酸ナトリウムを１．７ｍｇ／Ｌ添加した。なお、本実施例ではアニオン荷電膜を使用しているため、ポリエチレングリコール等の極性を有さない低分子有機物は数質量％膜を透過する。プロピレングリコールは逆浸透膜を８．８質量％透過するため、プロピレングリコールを被処理水に上記条件で添加したときは透過水に０．２ｍｇ／ＬのＴＯＣが透過している。低分子有機物が逆浸透膜処理の透過水に含まれない場合、ＴＯＣは１～５０μｇ／Ｌの範囲内であった。運転開始から１５日経過後、逆浸透膜の被処理水および透過水をサンプリングし、それぞれのＴＯＣを測定し、さらに透過水の菌数を測定した。スライムポテンシャル値は、６０（ＴＯＣ０．２ｍｇ／Ｌ×２０ｈ／ｄ×１５ｄａｙ）である。結果を表１に示す。

＜実施例２＞
実施例１の被処理水へのプロピレングリコールの添加を２．３ｍｇ／Ｌ、５時間／日とし、１０日間の運転とした点以外は、実施例１と同様に試験を行った。スライムポテンシャル値は、１０（ＴＯＣ０．２ｍｇ／Ｌ×５ｈ／ｄ×１０ｄａｙ）である。結果を表１に示す。

＜実施例３＞
実施例２の試験条件のうち、透過水スライム抑制剤として次亜塩素酸ナトリウムの代わりに、上記のようにして調製した安定化次亜臭素酸組成物を用いた点以外は、実施例２と同様に試験を行った。結果を表１に示す。

＜実施例４＞
実施例１の試験条件において、さらに安定化次亜臭素酸組成物を逆浸透膜処理の被処理水に０．５ｍｇＣｌ／Ｌになるように６．７ｍｇ／Ｌ添加した点以外は、実施例１と同様に試験を行った。結果を表１に示す。

＜比較例１＞
実施例１の試験条件において、逆浸透膜処理の透過水に透過水スライム抑制剤（次亜塩素酸ナトリウム）を添加しない点以外は、実施例１と同様に試験を行った。結果を表１に示す。

比較例１では、低分子有機物の透過により逆浸透膜処理後の透過水において菌数が３８００ＣＦＵ／ｍＬまで増加し、逆浸透膜処理の後段の処理へ悪影響を及ぼす。一方、実施例では、逆浸透膜処理後の透過水に透過水スライム抑制剤を添加することによって、菌数が抑制されて処理水（透過水）の水質が維持され、逆浸透膜処理の後段の処理への影響を抑制することができることがわかった。

＜実施例５＞
［透過水の菌数制御］
下記の試験条件で、透過水の菌数制御を行った。

（試験条件）
・試験装置：逆浸透膜エレメント試験装置（２段）
・膜：逆浸透膜（アニオン荷電膜、型番：ＯＦＲ－１４０ＨＪ８）
・運転圧力：０．６～１．０ＭＰａ
・被処理水：半導体工業排水（ｐＨ７、導電率２０００～３０００μＳ／ｃｍ）
・薬剤（透過水スライム抑制剤）：安定化次亜臭素酸組成物
・水温：１０～３０℃
・ＴＯＣの測定方法：セントラル科学社製「ＳＩＥＶＥＲＳ９００，ＬａｂｏｒａｔｏｒｙＡｎａｌｙｚｅｒ」
・残留塩素測定方法：ＨＡＣＨ社製ＤＲ３００ポケット残留塩素計
・菌数測定方法：三愛石油株式会社製「総細菌数測定器具サンアイバイオチェッカーＴＴＣ」

実施例５では図２に示す水処理システム（半導体処理水処理装置）を用いて上記試験条件で、運転管理を行った。被処理水に低分子有機物としてエタノールが約５ｍｇ／Ｌ程度含まれるため、２段目逆浸透膜処理で得られた透過水にスライム抑制剤として安定化次亜臭素酸組成物を２４時間／日、０．３８ｍｇＣｌ／Ｌとなるように５ｍｇ／Ｌ添加した。なお、本実施例ではアニオン荷電膜を使用しており、被処理水に含まれるエタノールは極性を有さない低分子有機物であるため、６０～８０質量％のエタノールは逆浸透膜を透過するため、透過水のＴＯＣが約３ｍｇ／Ｌ程度となる。２段目逆浸透膜処理で得られた透過水に透過水スライム抑制剤として安定化次亜臭素酸組成物を添加し、残留塩素濃度の値が０．０２以上になるよう維持管理すると、２段目逆浸透膜処理で得られた透過水の菌数は１０^３ＣＦＵ／ｍＬ以下を保持し、安定して運転が可能であった。結果を表２に示す。

＜実施例６＞
実施例６では透過水スライム抑制剤として次亜塩素酸ナトリウムを使用した点以外は、実施例５と同条件で運転管理を行った。２段目逆浸透膜処理で得られた透過水に透過水スライム抑制剤として次亜塩素酸ナトリウムを２４時間／日、０．３８ｍｇＣｌ／Ｌとなるように３．２ｍｇ／Ｌ添加した。２段目逆浸透膜処理で得られた透過水に次亜塩素酸ナトリウムを添加し、残留塩素濃度の値が０．０２以上になるよう維持管理すると、２段目逆浸透膜処理で得られた透過水の菌数は１０^３ＣＦＵ／ｍＬ以下を保持し、安定して運転が可能であった。結果を表２に示す。

＜比較例２＞
比較例２では透過水スライム抑制剤を使用しない点以外は、実施例５と同条件で運転管理を行った。２段目逆浸透膜処理で得られた透過水に透過水スライム抑制剤を添加せずに運転すると、２段目逆浸透膜処理で得られた透過水中に低分子有機物が０．２ｍｇ／Ｌ含まれ、菌数は１０^３ＣＦＵ／ｍＬであった。結果を表２に示す。

逆浸透膜の被処理水中に逆浸透膜を透過する低分子有機物が含有していると、逆浸透膜の透過水中のＴＯＣが上昇し、透過水中の菌数が上昇することがわかった。一方、実施例では、透過水に透過水スライム抑制剤を添加することによって、エタノール等の低分子有機物を起因とする菌の増殖を抑制することができ、処理水（透過水）の菌数を１０^３ＣＦＵ／ｍＬ以下に維持することができ、安定した運転が可能であった。

このように、有機物を含む被処理水の逆浸透膜処理において、透過水側のスライム発生を抑制することができた。

１水処理装置、３水処理システム、１０逆浸透膜被処理水槽、１２，１２ａ，１２ｂ逆浸透膜処理装置、１４，１６逆浸透膜被処理水配管、１８，１８ａ，１８ｂ透過水配管、２０，２０ａ，２０ｂ濃縮水配管、２２被処理水スライム抑制剤添加配管、２４透過水スライム抑制剤添加配管、２６ＴＯＣ測定装置、３０除濁膜被処理水槽、３２除濁膜処理装置、３４処理水槽、３６スクラバー処理装置、３８，４０除濁膜被処理水配管、４２処理水配管、４４スクラバー水配管。

Claims

有機物を含む被処理水について逆浸透膜を用いて逆浸透膜処理を行い透過水と濃縮水とを得る逆浸透膜処理工程と、
前記透過水のＴＯＣを測定するＴＯＣ測定工程と、
前記ＴＯＣ測定工程において測定したＴＯＣと、前記被処理水を前記逆浸透膜で逆浸透膜処理を行った時間とからＴＯＣ（ｍｇ／Ｌ）×時間（ｈ）として算出されるスライムポテンシャル値が１０以上のときにスライム抑制剤を前記透過水に供給する透過水スライム抑制剤供給工程と、
を含み、
前記被処理水のｐＨは、２～９．０の範囲であることを特徴とする水処理方法。
請求項１に記載の水処理方法であって、
前記スライム抑制剤が、次亜塩素酸またはその塩、および臭素系酸化剤とスルファミン酸化合物とを含む安定化次亜臭素酸組成物のうちの少なくとも１つであることを特徴とする水処理方法。
請求項１または２に記載の水処理方法であって、
前記被処理水に臭素系スライム抑制剤を供給する被処理水スライム抑制剤供給工程をさらに含むことを特徴とする水処理方法。
請求項１～３のいずれか１項に記載の水処理方法であって、
前記透過水スライム抑制剤供給工程において前記スライム抑制剤が供給された透過水が、スクラバー水および冷却塔循環水のうちの少なくとも１つとして使用されることを特徴とする水処理方法。
有機物を含む被処理水について逆浸透膜を用いて逆浸透膜処理を行い透過水と濃縮水とを得る逆浸透膜処理装置と、
前記透過水のＴＯＣを測定するＴＯＣ測定手段と、
前記ＴＯＣ測定手段によって測定されたＴＯＣと、前記被処理水について前記逆浸透膜で逆浸透膜処理が行われた時間とからＴＯＣ（ｍｇ／Ｌ）×時間（ｈ）として算出されるスライムポテンシャル値が１０以上のときにスライム抑制剤を前記透過水に供給する透過水スライム抑制剤供給手段と、
を備え、
前記被処理水のｐＨは、２～９．０の範囲であることを特徴とする水処理装置。
請求項５に記載の水処理装置であって、
前記透過水スライム抑制剤供給手段によって前記スライム抑制剤が供給された透過水が、スクラバー水および冷却塔循環水のうちの少なくとも１つとして使用されることを特徴とする水処理装置。