JPWO2014010628A1 - 造水方法および造水装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)供給ラインを通して送液された原水から固形分を除去し、前記原水よりも固形分濃度が低い固形分除去水を得る前処理工程と、
前記前処理工程から後処理工程へ、送液ラインを介して前記固形分除去水を送る送液工程と、
前記送液ラインを通して送液された前記固形分除去水から前記前処理工程で除去できなかった不純物を除去することにより生産水を得る後処理工程と、
前記送液ラインから分岐する分岐ラインを通して、前記固形分除去水の一部を採取する採取工程と、
採取された前記固形分除去水の水質をモニタリングするモニタリング工程と、
前記分岐ラインを介して、モニタリング後の前記固形分除去水を前記前処理工程に戻す返送工程と、
を有する、造水方法。
(2)前記分岐ラインに送液される前記固形分除去水の流量が、前記送液ラインを通して送液される前記固形分除去水の流量の0.1〜10%である、上記(1)に記載の造水方法。
(3)前記分岐ラインの始点よりも上流に位置する前記送液ラインに、もしくは、前記分岐ラインに、酸化剤、還元剤、pH調整剤および殺菌剤からなる群から選択される1種以上の薬剤を注入する、上記(1)または(2)に記載の造水方法。
(4)前記生産水の一部を、前記分岐ライン内に一時的に供給することで、前記分岐ライン内を洗浄するフラッシング工程をさらに有する、上記(1)〜(3)のいずれか1項に記載の造水方法。
(5)前記原水および前記固形分除去水の少なくとも一方が、有機性排水もしくはその生物処理水を含む、上記(1)〜(4)のいずれか1項に記載の造水方法。
(6)前記前処理工程において、平均孔径1μm以下の多孔質膜で前記原水を処理して、前記原水から前記固形分を除去する、上記(1)〜(5)のいずれか1項に記載の造水方法。
(7)前記後処理工程において、前記固形分除去水を処理して、前記固形分除去水の塩分を除去もしくは前記固形分除去水を濃縮する、上記(1)〜(6)のいずれか1項に記載の造水方法。
(8)原水が送液される供給ラインと、
該供給ラインに設けられ、前記原水から固形分を除去し、前記原水よりも固形分濃度が低い固形分除去水を得る前処理手段と、
該前処理手段の下流側の送液ラインに設けられ、前記固形分除去水から前記前処理手段で除去できなかった不純物を除去して生産水を得る後処理手段と、
前記前処理手段と前記後処理手段との間の前記送液ラインから分岐し、前記供給ラインに接続された、前記固形分除去水の一部を採取するための分岐ラインと、
該分岐ラインに設けられ、採取された前記固形分除去水の水質をモニタリングするモニタリング手段と
を備えた、造水装置。
(9)前記分岐ラインの内径が、前記送液ラインの内径の3〜30%である、上記(8)に記載の造水装置。
図1は、本発明の造水方法および造水装置の第1実施形態を説明するためのフロー図である。
第1実施形態の造水装置は、原水が送液される供給ラインp12と、供給ラインp12に設けられ、原水から固形分を除去して原水よりも固形分濃度が低い固形分除去水を得る前処理手段104と、前処理手段104の下流側の送液ラインp13に設けられ、固形分除去水を後処理して生産水を得る後処理手段106と、前処理手段104と後処理手段106との間の送液ラインp13から分岐し、供給ラインp12に接続された分岐ラインp14と、分岐ラインp14に設けられ、固形分除去水の水質をモニタリングするモニタリング手段108とを備えてなる。
原水は、まず図示しないポンプを用いて供給ラインp12に送液され、続いて供給ラインp12に設置した前処理手段104により固形分が除去され、原水よりも固形分濃度が低い固形分除去水とされる。
後処理手段106は、求められる生産水の特性や品質により種々変更できるが、例えば、前処理手段104で除去できなかった不純物を除去するものであり、固形分除去水の塩分を除去する手段、固形分除去水を濃縮することのできる手段等が挙げられる。このような手段としては、例えば、逆浸透膜(RO)やナノろ過膜(NF)などの半透膜、正浸透膜(FO)、電気透析、膜蒸留、イオン交換等が採用できる。中でも生産性、耐久性、塩排除率の観点から半透膜を用いることが好ましい。
供給ラインp12により送液された原水はまず、前処理手段104において懸濁物質(固形分)が除去され、原水よりも固形分濃度が低い固形分除去水とされる(前処理工程)。前処理手段104から送液された固形分除去水は、送液ラインp13により後処理手段106に送液され(送液工程)、後処理手段106において、前処理工程で除去しきれなかった不純物が除去されて生産水が得られる(後処理工程)。一方、前記前処理工程で得られた固形分除去水の一部が分岐ラインp14を通して採取され(採取工程)、モニタリング手段108で所望の水質測定が行われる(モニタリング工程)。モニタリング後の固形分除去水はそのまま、分岐ラインp14を介して前処理手段104の上流側の供給ラインp12に戻される(返送工程)。
図2は、本発明の造水方法および造水装置の第2の実施形態を説明するためのフロー図である。
第2実施形態における造水方法および造水装置は、第1実施形態とほぼ同様の構成を有するが、生産水の一部が、ラインp16を経て分岐ラインp14内に一時的に供給され、分岐ラインp14内を洗浄するフラッシング工程をさらに有する点が異なっている。後処理手段106により後処理された生産水は、不純物が除去された良好な水質を有しているので、生産水によって分岐ラインp14内を洗浄することによって、分岐ラインp14内で発生した微生物の剥離および除去をより一層促進することができる。フラッシング工程の頻度および生産水の分岐ラインp14への流量は、装置の規模等に応じて適宜決定すればよい。また、当該生産水はそのまま廃棄されることなく、供給ラインp12に供給されるため、生産効率の向上に寄与する。
図3は、本発明の造水方法および造水装置の第3の実施形態を説明するためのフロー図である。
第3実施形態における造水方法および造水装置は、第1実施形態とほぼ同様の構成を有するが、原水とは異なる混合液nを固形分除去水に加え、混合固形分除去水とし、混合固形分除去水の一部を分岐ラインp14により採取して測定器108により水質をモニタリングするとともに、混合固形分除去水を後処理手段106により後処理を行う点が異なっている。例えば、原水として海水を用い、混合液として有機性排水もしくはその生物処理水を用いた場合、海水は塩濃度が高いため、浸透圧が高く、後処理手段106で消費エネルギーが大きくなる。第3実施形態によれば、塩濃度が海水に比して低い有機性排水もしくはその生物処理水である混合液nを固形分除去水に加えているので、固形分除去水の浸透圧を下げることができ、後処理手段106の消費エネルギーを抑制することができる。同時に、混合固形分除去水は有機物を多く含むことになるため、分岐ラインp14における微生物繁殖リスクが高まることになるが、前処理手段104によって微生物除去できるため、後処理手段106の性能低下を極力抑制できる。なお、有機性排水もしくはその生物処理水としては、下水、工業廃水、活性汚泥処理水等が挙げられる。
図4は、本発明の造水方法および造水装置の第4の実施形態を説明するためのフロー図である。
第1実施形態から第3実施形態では、前処理手段104および後処理手段106がそれぞれ一つずつ設置された形態について説明したが、本発明はこれに制限されない。例えば、図4に示したように、前処理手段が2つの手段1042,1044からなり、かつ、後処理手段が2つの手段1062,1064から構成されていてもよい。例えば、孔径の異なる多孔質膜を複数備えることで、効率的に、より確実に処理することができる。
図1に示すような、生産水の生産量が500m3/日の小中規模の造水装置を用いて実験を行なった。
原水としては海水を用い、1250リットル/分の流量で原水を供給ラインp12に送液した。供給ラインp12および送液ラインp13の内径は65mmとした。供給ラインp12に設置した前処理手段104としては限外ろ過膜(UF)(平均孔径0.01μm)を、後処理手段106としては海淡用逆浸透膜(RO)(東レ株式会社製、型式TM820C)を用いた。また、送液ラインp13に3本の分岐ラインp14を設け、それぞれの内径は6mmとし、モニタリング手段108として、それぞれ、pH計、ORP計、水温計を設けた。
分岐ラインp14の固形分除去水の流量は図示しないバルブを用いて5リットル/分となるように調節した。送液ラインp13に、分岐ラインp14の始点s1より上流で、薬剤mとして、2,2−ジブロモ−3− ニトリロプロピオンアミド(DBNPA)を10ppmの注入率で1時間/日の頻度で注入した。
上記の装置を用いて造水した結果、所定通り500m3/日の生産水を得、UFにおける膜間差圧上昇もほとんど確認されず、安定運転を実現できた。
図1に示す装置において、モニタリング後の固形分除去水を供給ラインp12に戻さず、廃棄したこと以外は実施例1と同様な構造の装置を用いた。生産水質は、実施例1とほぼ同じであったものの、生産水量は490m3/日であった。また、UFにおける緩やかな膜間差圧上昇が観察され、膜間差圧を回復させるための薬品洗浄を2ヶ月に1回の頻度で必要であった。
106,1062,1064,606 後処理手段
108,608 モニタリング手段(測定器)
p12,p62 供給ライン
p13,p63 送液ライン
p14,p64 分岐ライン
p16 ライン
m 薬剤
n 混合液
s1 始点
s2 地点
Claims (9)
- 供給ラインを通して送液された原水から固形分を除去し、前記原水よりも固形分濃度が低い固形分除去水を得る前処理工程と、
前記前処理工程から後処理工程へ、送液ラインを介して前記固形分除去水を送る送液工程と、
前記送液ラインを通して送液された前記固形分除去水から前記前処理工程で除去できなかった不純物を除去することにより生産水を得る後処理工程と、
前記送液ラインから分岐する分岐ラインを通して、前記固形分除去水の一部を採取する採取工程と、
採取された前記固形分除去水の水質をモニタリングするモニタリング工程と、
前記分岐ラインを介して、モニタリング後の前記固形分除去水を前記前処理工程に戻す返送工程と、
を有する、造水方法。 - 前記分岐ラインに送液される前記固形分除去水の流量が、前記送液ラインを通して送液される前記固形分除去水の流量の0.1〜10%である、請求項1に記載の造水方法。
- 前記分岐ラインの始点よりも上流に位置する前記送液ラインに、もしくは、前記分岐ラインに、酸化剤、還元剤、pH調整剤および殺菌剤からなる群から選択される1種以上の薬剤を注入する、請求項1または請求項2に記載の造水方法。
- 前記生産水の一部を、前記分岐ライン内に一時的に供給することで、前記分岐ライン内を洗浄するフラッシング工程をさらに有する、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の造水方法。
- 前記原水および前記固形分除去水の少なくとも一方が、有機性排水もしくはその生物処理水を含む、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の造水方法。
- 前記前処理工程において、平均孔径1μm以下の多孔質膜で前記原水を処理して、前記原水から前記固形分を除去する、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の造水方法。
- 前記後処理工程において、前記固形分除去水を処理して、前記固形分除去水の塩分を除去もしくは前記固形分除去水を濃縮する、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の造水方法。
- 原水が送液される供給ラインと、
該供給ラインに設けられ、前記原水から固形分を除去し、前記原水よりも固形分濃度が低い固形分除去水を得る前処理手段と、
該前処理手段の下流側の送液ラインに設けられ、前記固形分除去水から前記前処理手段で除去できなかった不純物を除去して生産水を得る後処理手段と、
前記前処理手段と前記後処理手段との間の前記送液ラインから分岐し、前記供給ラインに接続された、前記固形分除去水の一部を採取するための分岐ラインと、
該分岐ラインに設けられ、採取された前記固形分除去水の水質をモニタリングするモニタリング手段と
を備えた、造水装置。 - 前記分岐ラインの内径が、前記送液ラインの内径の3〜30%である、請求項8に記載の造水装置。
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