JPWO2016111372A1 - 半透膜の阻止性能向上方法、半透膜、半透膜造水装置 - Google Patents
半透膜の阻止性能向上方法、半透膜、半透膜造水装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2016111372A1 JPWO2016111372A1 JP2016510848A JP2016510848A JPWO2016111372A1 JP WO2016111372 A1 JPWO2016111372 A1 JP WO2016111372A1 JP 2016510848 A JP2016510848 A JP 2016510848A JP 2016510848 A JP2016510848 A JP 2016510848A JP WO2016111372 A1 JPWO2016111372 A1 JP WO2016111372A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semipermeable membrane
- blocking performance
- water
- improving
- performance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/12—Controlling or regulating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
- B01D63/10—Spiral-wound membrane modules
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/10—Accessories; Auxiliary operations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/025—Reverse osmosis; Hyperfiltration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/025—Reverse osmosis; Hyperfiltration
- B01D61/026—Reverse osmosis; Hyperfiltration comprising multiple reverse osmosis steps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/04—Feed pretreatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/56—Polyamides, e.g. polyester-amides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
- C02F1/441—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/04—Specific process operations in the feed stream; Feed pretreatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/12—Addition of chemical agents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/14—Pressure control
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/16—Flow or flux control
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/18—Details relating to membrane separation process operations and control pH control
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2317/00—Membrane module arrangements within a plant or an apparatus
- B01D2317/02—Elements in series
- B01D2317/022—Reject series
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
- C02F1/442—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by nanofiltration
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
- C02F1/444—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by ultrafiltration or microfiltration
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/66—Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/08—Seawater, e.g. for desalination
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/03—Pressure
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/16—Regeneration of sorbents, filters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/22—Eliminating or preventing deposits, scale removal, scale prevention
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
- C02F2305/04—Surfactants, used as part of a formulation or alone
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
- Y02A20/131—Reverse-osmosis
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
(1)半透膜の一次側に、阻止性能向上剤を含有する液体を加圧供給し、膜面に接触させることによって、半透膜の阻止性能を向上させる方法であって、予め、液体が阻止性能向上剤と異なる溶質を含有するとともに、阻止性能向上剤の種類に応じて定数Xを決定し、半透膜への処理液体の供給水量QFT[m3/日]、透過水量QPT[m3/日]、半透膜の膜面積をA[m2]、阻止性能向上剤濃度C[mg/l]、通液時間t[h]、供給液体の浸透圧をπとするとき、
浸透圧πが1bar以下である場合は、
1.0X≦QPT/A×C×t≦1.4X
0.02≦QPT/QFT≦0.2
浸透圧πが1bar以上20bar以下である場合は、
0.8X≦QPT/A×C×t≦1.2X
0.2≦QPT/QFT≦0.4
浸透圧πが20bar以上40bar以下である場合は、
0.6X≦QPT/A×C×t≦1.0X
0.3≦QPT/QFT≦0.5
を満足させるように処理を施す半透膜の阻止性能向上方法。
(2)阻止性能向上剤と異なる成分を含有する液体が、半透膜の処理対象供給水、濃縮水、透過水のうち少なくとも一つである請求項1に記載の半透膜の阻止性能向上方法。
(3)半透膜の一次側が連通する複数段のユニットで構成され、前段の半透膜の一次側から排出された液体を希釈した後、後段の半透膜ユニットに供給に際し、希釈水を混合する(1)または(2)に記載の半透膜の阻止性能向上方法。
(4)希釈水が少なくとも半透膜の透過水もしくは、半透膜の処理対象供給水を含有する(3)に記載の半透膜の阻止性能向上方法。
(5)供給中に少なくとも1度、0.05MPa/s以上の変動速度で10秒以上の圧力変化をさせ、少なくとも1分間その圧力を維持する(1)〜(4)のいずれかに記載の半透膜の阻止性能向上方法。
(6)半透膜の一次側に、阻止性能向上剤を含有する液体を加圧供給し、膜面に接触させることによって、半透膜の阻止性能を向上させる方法において、供給中に少なくとも1度、透過流量を0.8倍以下もしくは1.2倍以上に変動させる請求項1〜5のいずれかに記載の半透膜の阻止性能向上方法。
(7)透過流量の変化を、少なくとも一次側もしくは二次側の圧力変化によって生じさせる(6)に記載の半透膜の阻止性能向上方法。
(8)透過流量の変化を、阻止性能向上剤を含有する液体の浸透圧変化によって生じさせる(6)または(7)に記載の半透膜の阻止性能向上方法。
(9)阻止性能向上剤を含有する液体を造水時の最高運転温度以上60℃以下に加温してから供給する(1)〜(8)のいずれかに記載の半透膜の阻止性能向上方法。
(10)定数Xを決定するに際した前提温度をT1℃、それによって得られた定数X1とし、阻止性能向上処理温度をT2とするとき、
X=X1/{1+a×(T2−T1)}
ただし、aは、0.02≦a≦0.03を満たす定数
とする(1)〜(9)のいずれかに記載の半透膜の阻止性能向上方法。
(11)阻止性能向上剤を含有する液体を加圧供給した後に、半透膜を加温する(1)〜(10)のいずれかに記載の半透膜の阻止性能向上方法。
(12)半透膜の加温が高温水の供給通水である(11)に記載の半透膜の阻止性能向上方法。
(13)半透膜への供給方向を少なくとも1回逆にする(1)〜(12)のいずれかに記載の半透膜の阻止性能向上方法。
(14)阻止性能向上剤を含有する液体をpH4以上pH7以下に調整して半透膜に供給する(1)〜(13)のいずれかに記載の半透膜の阻止性能向上方法。
(15)半透膜がポリアミドからなるとともに、pH5.5以上pH6.8以下に調整して半透膜に供給する(14)に記載の半透膜の阻止性能向上方法。
(16)阻止性能向上剤を含有する液体が海水を含有する(1)〜(15)のいずれかに記載の半透膜の阻止性能向上方法。
(17)半透膜がスパイラル型平膜エレメントを構成する(1)〜(16)のいずれかに記載の半透膜の阻止性能向上方法。
(18)半透膜の2000mg/L塩化ナトリウムの除去率が90%以上であるとともに、阻止性能向上剤が少なくとも、重量平均分子量6,000以上100,000以下のポリアルキレングリコール鎖を有する化合物を含有する(1)〜(17)のいずれかに記載の半透膜の阻止性能向上方法。
(19)半透膜の2000mg/L塩化ナトリウムの除去率が99.5%以上であるとともに、阻止性能向上剤が少なくとも、重量平均分子量2,000以下のポリアルキレングリコール鎖を有する化合物を含有する(1)〜(17)のいずれかに記載の半透膜の阻止性能向上方法。
(20)半透膜の2000mg/L塩化ナトリウムの除去率が50%以下であるとともに、阻止性能向上剤が少なくとも、重量平均分子量10,000以上100,000以下のポリアルキレングリコール鎖を有する化合物を含有する(1)〜(17)のいずれかに記載の半透膜の阻止性能向上方法。
(21)ポリアルキレングリコール鎖がポリエチレングリコール鎖である(18)〜(20)のいずれかに記載の半透膜の阻止性能向上方法。
(22)少なくとも、阻止性能向上処理前に、阻止性能向上処理剤を含有しない以外の成分が同じ液体を用いて逆浸透膜に通水し、その時の供給水、透過水、濃縮水のうち、少なくとも2つの流量および濃度、水温を測定し、それらから初期透水性能として純水透過係数A0、および、阻止性能として溶質透過係数B0を算出し、その後、阻止性能向上処理液を逆浸透膜の供給、通水しながら、その時の供給水、透過水、濃縮水のうち、少なくとも2つの流量および濃度、水温を測定し、それらから初期透水性能として純水透過係数A1、および、阻止性能として溶質透過係数B2を算出し、A1/A0がRA1以下となったときのB1/B0が予め定められた値RB以下であれば、阻止性能向上処理を終了し、B1/B0がRBを超えていた場合は、阻止性能向上処理を継続し、B1/B0がRB以下になるか、A1/A0がRA2まで低下した時点で、処理を停止する(1)〜(21)のいずれかに記載の半透膜の阻止性能向上方法。
(23)RA1が0.9以下、かつ、RA2が0.7以上であるとともに、RBが0.3以上0.7以下である(22)に記載の半透膜の阻止性能向上方法。
(24)純水透過係数Aが、半透膜を運転する時の最低温度TL、および溶質透過係数Bが半透膜を運転する時の最高温度THにおける値に補正した値であるか、もしくは、A、Bいずれも同じ温度に補正した値である(22)または(23)に記載の半透膜の阻止性能向上方法。
(25)原水を前処理して得た前処理水に添加した後、半透膜で分離処理して透過水を製造しながら、半透膜における阻止率が99.9%以上である阻止性能向上剤を含有する液体を半透膜への供給水に添加する(1)〜(24)のいずれかに記載の半透膜の阻止性能向上方法。
(26)(1)〜(25)のいずれかに記載の半透膜の阻止性能向上方法によって阻止性能を向上させた半透膜または半透膜エレメント。
(27)ポリアミドからなる(26)に記載の半透膜または半透膜エレメント。
(28)(26)または(27)に記載の半透膜または半透膜エレメントを装填した半透膜造水装置。
半透膜での阻止率が低い阻止性能向上剤(以下、向上剤L)を用いる場合、阻止性能が低い溶質(以下、溶質L)を含有するもしくは浸透圧が低い液体を用いると、半透膜ユニットの入口から出口まで透過水が分離させることによって生じる濃縮による阻止性能向上剤の濃縮も浸透圧上昇もともに起こりにくく、入口から出口まで半透膜の全体にわたって均等な阻止率向上剤の接触を得ることができる。すなわち、半透膜の阻止性の向上処理が均一に行われやすいことを意味している。
また、半透膜での阻止率が高い阻止性能向上剤(以下、向上剤H)を用い、阻止性能が高い溶質(以下、溶質H)を含有するもしくは浸透圧が高い液体を用いると、半透膜ユニットの入口から出口まで透過水が分離させることによって生じる濃縮によって向上剤Hの濃度が出口に行くほど高くなる。しかし、併せて溶質Hの濃度も高くなる。その結果、入口から出口まで透過流束は減少し、結果として、入口では、阻止性能向上剤が低濃度、かつ、透過流束は大きく、出口では、阻止性能向上剤が高濃度、かつ、透過流束は小さいため、接触する阻止性能向上剤は、入り口から出口までバランスがよくなるため好ましい。また、運転条件によっては、入口の方における効果発現速度を相対的にやや大きくしたり、相対的にやや低くすることも可能である。
向上剤Lの場合、半透膜による阻止性能が相応に高く浸透圧を生じさせる溶質(以下、溶質H)を含有させれば、半透膜ユニットの入口近傍では透過流束が大きくなり阻止性能向上剤による効果発現速度は大きく、出口近傍に行くにつれて溶質濃縮に伴う浸透圧増加によって透過流束が減少し、阻止性能向上剤の効果発現速度は低下する。すなわち、入り口に近い方で大きな阻止性能向上が必要な場合は、好ましい実施方法である。
向上剤Hの場合、阻止性能向上剤濃度が出口に近くなるほど濃縮される。一方、溶質の濃縮による浸透圧の上昇は小さいので、阻止性能向上剤の効果速度は、入口から出口に行くほど大きくなる。このような方法は、半透膜が出口近傍でよりダメージを受けた場合、例えば、スケールの析出が生じた場合に効果的である。
浸透圧πが1bar以下である場合は、
1.0X≦QPT/A×C×t≦1.4X
0.02≦QPT/QFT≦0.2
浸透圧πが1bar以上20bar以下である場合は、
0.8X≦QPT/A×C×t≦1.2X
0.2≦QPT/QFT≦0.4
浸透圧πが20bar以上40bar以下である場合は、
0.6X≦QPT/A×C×t≦1.0X
0.3≦QPT/QFT≦0.5
を満足させるように処理を施すとよい。
Js=B(Cm−Cp) ・・・(2)
(Cm−Cp)/(Cf−Cp)=exp(Jv/k) ・・・(3)
Cp=Js/Jv ・・・(4)
A=α×A25×μ25/μ ・・・(5)
B=β×B25×μ25/μ×(273.15+T)/(298.15) ・・・(6)
Cm :膜面濃度 [mg/l]
Cp :透過水濃度 [mg/l]
Js :溶質透過流束 [kg/m2/s]
Jv :純水透過流束 [m3/m2/s]
k :物質移動係数 [m/s]
A :純水透過係数 [m3/m2/Pa/s]
A25 :25℃での純水透過係数 [m3/m2/Pa/s」
B :溶質透過係数 [m/s]
B25 :25℃での溶質透過係数 [m3/m2/Pa/s]
T :温度 [℃]
α :運転条件による変動係数 [−]
β :運転条件による変動係数 [−]
ΔP :運転圧力 [Pa]
μ :粘度 [Pa・s]
μ25 :25℃での粘度 [Pa・s]
π :浸透圧 [Pa]
実施にあたって、透過水及び供給水中の総塩濃度は、各液の電気伝導度を電気伝導度計によって測定し、あらかじめ模擬海水で測定した模擬海水濃度と電気伝導度との関係式から求めた。ここでいう模擬海水とは、NaCl=23.926g/l、Na2SO4=4.006g/l、KCl=0.738g/l、NaHCO3=0.196g/l、MgCl2=5.072g/l、CaCl2=1.147g/l、H3BO3=0.0286g/lの割合で調合したものをいい、この濃度で調整した場合の全塩濃度は3.5重量%となる。
非特許文献2に示す平膜評価装置を用い、32,000[mg/l−NaCl]、25℃、pH=7の水溶液を55[bar]、供給流量3.5[L/分]で循環加圧透過させたときの透過流束が約1.0[m/日]、NaCl阻止率として約99.8%である芳香族系ポリアミド逆浸透膜を、次亜塩素酸水溶液に浸漬することで、約99.4%に低下させた。この膜に対し、同じ平膜評価装置を用いて、阻止性能向上剤として重量平均分子量8,000のポリエチレングリコールを2μmol/L添加した液体で、流量3.5L、25℃、4.5barの圧力で循環処理した。
装置は、図10に示すように原水槽2にTDS濃度CF[mg/L]に調製した模擬原水を用い、半透膜の汚染を防止するために、前処理ユニット4として東レ製UF膜モジュールによる限外ろ過を行った上で、供給ポンプ6で保安フィルター7を経由した後、昇圧ポンプ8aで、半透膜ユニット9a、9bに供給し、得られた濃縮水と透過水を循環ライン11cを通じて原水槽に全還流する方式で運転した。半透膜ユニットは、東レ(株)製逆浸透膜エレメントTM810Vを1本ずつ9a、9bに装填し、運転圧力PF[bar]、供給流量36[m3/日]、温度25[℃]で運転し、透過流量QP0[m3/日]、および、透過水TDS濃度CP0[mg/L]を測定した。
CF=1,000mg/L(浸透圧π=0.8bar)の場合の試験結果。
QPT/A×C×t=0.64(<X)の比較例1は、阻止性能向上率RIM=1.08であり、不十分な向上率となった。比較例2は、実施例2よりも長時間の処理を施し、QP/A×C×t=1.13(>1.4X)となったが、RIMは実施例2に比べて向上しなかった。
CF=10,000mg/L(浸透圧π=7.0bar)の場合の試験結果。
QP/A×C×t=0.50(<0.8X)の比較例3は、阻止性能向上率RIM=1.56であり、不十分な向上率となった。比較例4は、実施例4よりも長時間の処理を施し、QP/A×C×t=1.00(>1.2X)となったが、RIMは実施例2に比べてあまり向上しなかった。
CF=35,000mg/L(浸透圧π=24.1bar)の場合の試験結果。
QP/A×C×t=0.25(<0.6X)の比較例3は、阻止性能向上率RIM=1.46であり、不十分な向上率となった。比較例6は、実施例6よりも長時間の処理を施し、QP/A×C×t=1.00(>X)となったが、RIMは実施例6に比べてあまり向上しなかった。
CF=1,000mg/Lの場合。半透膜エレメントの1本目(前方)と2本目(後方)の間で加水希釈(=1.0m3/d添加)の比較結果。
CF=35,000mg/Lの場合の試験結果。
処理水温を40℃に上げて、処理時間を6分から5分に短縮するほかは、実施例5と同じ条件で処理を行った結果、実施例5におけるCP2=96mg/L、RIM=3.38に対し、実施例10では、CP2=94mg/L、RIM=3.75となり、より短い時間で高い処理効率を達成することができた。
2:原水槽
3:原水供給ポンプ
4:前処理ユニット
5:中間水槽
6:供給ポンプ
7:保安フィルター
8:昇圧ポンプ
9:半透膜ユニット
10:透過水ライン
11:濃縮水ライン
11a:濃縮水排出ライン
11b:濃縮薬液ライン
11c:循環ライン
11d:濃縮水ライン
12:生産水槽
13:エネルギー回収ユニット
14:薬液供給ライン
15:薬液槽
16a:供給水バルブ
16b:供給薬液バルブ
16c:バルブ
16d:バルブ
17a:透過水バルブ
17b:透過薬液バルブ
17c:バルブ
17d:バルブ
18a:濃縮水バルブ
18b:濃縮薬液バルブ
18c:濃縮水バルブ
18d:バルブ
19:薬液供給ポンプ
20:薬液添加ユニット
21:希釈水槽
22:希釈水供給ポンプ
23:希釈水ライン
24:透過水排出ライン
25:透過水排出バルブ
26:濃縮水排出ライン
27:濃縮水排出バルブ
28a:バルブ
28b:バルブ
Claims (28)
- 半透膜の一次側に、阻止性能向上剤を含有する液体を加圧供給し、膜面に接触させることによって、半透膜の阻止性能を向上させる方法において、
予め、液体が阻止性能向上剤と異なる溶質を含有するとともに、阻止性能向上剤の種類に応じて定数Xを決定し、半透膜への処理液体の供給水量QFT[m3/日]、透過水量QPT[m3/日]、半透膜の膜面積をA[m2]、阻止性能向上剤濃度C[mg/l]、通液時間t[h]、供給液体の浸透圧をπとするとき、
浸透圧πが1bar以下である場合は、
1.0X≦QPT/A×C×t≦1.4X
0.02≦QPT/QFT≦0.2
浸透圧πが1bar以上20bar以下である場合は、
0.8X≦QPT/A×C×t≦1.2X
0.2≦QPT/QFT≦0.4
浸透圧πが20bar以上40bar以下である場合は、
0.6X≦QPT/A×C×t≦1.0X
0.3≦QPT/QFT≦0.5
を満足させるように処理を施す半透膜の阻止性能向上方法。 - 阻止性能向上剤と異なる成分を含有する液体が、半透膜の処理対象供給水、濃縮水、透過水のうち少なくとも一つである請求項1に記載の半透膜の阻止性能向上方法。
- 半透膜の一次側が連通する複数段のユニットで構成され、前段の半透膜の一次側から排出された液体を希釈した後、後段の半透膜ユニットに供給に際し、希釈水を混合する請求項1または2に記載の半透膜の阻止性能向上方法。
- 希釈水が少なくとも半透膜の透過水もしくは、半透膜の処理対象供給水を含有する請求項3に記載の半透膜の阻止性能向上方法。
- 供給中に少なくとも1度、0.05MPa/s以上の変動速度で10秒以上の圧力変化をさせ、少なくとも1分間その圧力を維持する請求項1〜4のいずれか1項に記載の半透膜の阻止性能向上方法。
- 半透膜の一次側に、阻止性能向上剤を含有する液体を加圧供給し、膜面に接触させることによって、半透膜の阻止性能を向上させる方法において、
供給中に少なくとも1度、透過流量を0.8倍以下もしくは1.2倍以上に変動させる請求項1〜5のいずれか1項に記載の半透膜の阻止性能向上方法。 - 透過流量の変化を、少なくとも一次側もしくは二次側の圧力変化によって生じさせる請求項6に記載の半透膜の阻止性能向上方法。
- 透過流量の変化を、阻止性能向上剤を含有する液体の浸透圧変化によって生じさせる請求項6または7に記載の半透膜の阻止性能向上方法。
- 阻止性能向上剤を含有する液体を造水時の最高運転温度以上60℃以下に加温してから供給する請求項1〜8のいずれか1項に記載の半透膜の阻止性能向上方法。
- 定数Xを決定するに際した前提温度をT1℃、それによって得られた定数X1とし、阻止性能向上処理温度をT2とするとき、
X=X1/{1+a×(T2−T1)}
ただし、aは、0.02≦a≦0.03を満たす定数
とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の半透膜の阻止性能向上方法。 - 阻止性能向上剤を含有する液体を加圧供給した後に、半透膜を加温する請求項1〜10のいずれか1項に記載の半透膜の阻止性能向上方法。
- 半透膜の加温が高温水の供給通水である請求項11に記載の半透膜の阻止性能向上方法。
- 半透膜への供給方向を少なくとも1回逆にする請求項1〜12のいずれか1項に記載の半透膜の阻止性能向上方法。
- 阻止性能向上剤を含有する液体をpH4以上pH7以下に調整して半透膜に供給する請求項1〜13のいずれか1項に記載の半透膜の阻止性能向上方法。
- 半透膜がポリアミドからなるとともに、pH5.5以上pH6.8以下に調整して半透膜に供給する請求項14に記載の半透膜の阻止性能向上方法。
- 阻止性能向上剤を含有する液体が海水を含有する請求項1〜15のいずれか1項に記載の半透膜の阻止性能向上方法。
- 半透膜がスパイラル型平膜エレメントを構成する請求項1〜16のいずれか1項に記載の半透膜の阻止性能向上方法。
- 半透膜の2000mg/L塩化ナトリウムの除去率が90%以上であるとともに、阻止性能向上剤が少なくとも、重量平均分子量6,000以上100,000以下のポリアルキレングリコール鎖を有する化合物を含有する請求項1〜17のいずれか1項に記載の半透膜の阻止性能向上方法。
- 半透膜の2000mg/L塩化ナトリウムの除去率が99.5%以上であるとともに、阻止性能向上剤が少なくとも、重量平均分子量2,000以下のポリアルキレングリコール鎖を有する化合物を含有する請求項1〜17のいずれか1項に記載の半透膜の阻止性能向上方法。
- 半透膜の2000mg/L塩化ナトリウムの除去率が50%以下であるとともに、阻止性能向上剤が少なくとも、重量平均分子量10,000以上100,000以下のポリアルキレングリコール鎖を有する化合物を含有する請求項1〜17のいずれか1項に記載の半透膜の阻止性能向上方法。
- ポリアルキレングリコール鎖がポリエチレングリコール鎖である請求項18〜20のいずれか1項に記載の半透膜の阻止性能向上方法。
- 少なくとも、阻止性能向上処理前に、阻止性能向上処理剤を含有しない以外の成分が同じ液体を用いて逆浸透膜に通水し、
その時の供給水、透過水、濃縮水のうち、少なくとも2つの流量および濃度、水温を測定し、
それらから初期透水性能として純水透過係数A0、および、阻止性能として溶質透過係数B0を算出し、
その後、阻止性能向上処理液を逆浸透膜の供給、通水しながら、その時の供給水、透過水、濃縮水のうち、少なくとも2つの流量および濃度、水温を測定し、
それらから初期透水性能として純水透過係数A1、および、阻止性能として溶質透過係数B2を算出し、
A1/A0がRA1以下となったときのB1/B0が予め定められた値RB以下であれば、阻止性能向上処理を終了し、B1/B0がRBを超えていた場合は、阻止性能向上処理を継続し、
B1/B0がRB以下になるか、A1/A0がRA2まで低下した時点で、処理を停止する請求項1〜21のいずれか1項に記載の半透膜の阻止性能向上方法。 - RA1が0.9以下、かつ、RA2が0.7以上であるとともに、RBが0.3以上0.7以下である請求項22に記載の半透膜の阻止性能向上方法。
- 純水透過係数Aが、半透膜を運転する時の最低温度TL、および溶質透過係数Bが半透膜を運転する時の最高温度THにおける値に補正した値であるか、もしくは、A、Bいずれも同じ温度に補正した値である請求項22または23に記載の半透膜の阻止性能向上方法。
- 原水を前処理して得た前処理水に添加した後、半透膜で分離処理して透過水を製造しながら、半透膜における阻止率が99.9%以上である阻止性能向上剤を含有する液体を半透膜への供給水に添加する請求項1〜24のいずれか1項に記載の半透膜の阻止性能向上方法。
- 請求項1〜25のいずれか1項に記載の半透膜の阻止性能向上方法によって阻止性能を向上させた半透膜。
- ポリアミドからなる請求項26に記載の半透膜。
- 請求項26または27に記載の半透膜を装填した半透膜造水装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015002859 | 2015-01-09 | ||
JP2015002859 | 2015-01-09 | ||
PCT/JP2016/050585 WO2016111372A1 (ja) | 2015-01-09 | 2016-01-08 | 半透膜の阻止性能向上方法、半透膜、半透膜造水装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2016111372A1 true JPWO2016111372A1 (ja) | 2017-10-19 |
JP6658510B2 JP6658510B2 (ja) | 2020-03-04 |
Family
ID=56356055
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016510848A Active JP6658510B2 (ja) | 2015-01-09 | 2016-01-08 | 半透膜の阻止性能向上方法、半透膜、半透膜造水装置 |
JP2016510847A Pending JPWO2016111371A1 (ja) | 2015-01-09 | 2016-01-08 | 半透膜の阻止性能向上方法、半透膜、半透膜造水装置 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016510847A Pending JPWO2016111371A1 (ja) | 2015-01-09 | 2016-01-08 | 半透膜の阻止性能向上方法、半透膜、半透膜造水装置 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20180264410A1 (ja) |
EP (1) | EP3243562B1 (ja) |
JP (2) | JP6658510B2 (ja) |
ES (1) | ES2906437T3 (ja) |
IL (2) | IL253335B (ja) |
SG (2) | SG11201705609TA (ja) |
WO (2) | WO2016111372A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020044519A (ja) * | 2018-09-20 | 2020-03-26 | 株式会社日立製作所 | 逆浸透処理装置及び逆浸透処理方法 |
KR102342446B1 (ko) * | 2018-10-18 | 2021-12-22 | 주식회사 엘지화학 | 분리막 엘리먼트의 결함 검출 방법 및 분리막 엘리먼트 결함 검출 장치 |
CN111892125A (zh) * | 2020-07-23 | 2020-11-06 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 一种锅炉补给水系统超滤自动清洗控制系统 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06254553A (ja) * | 1993-03-08 | 1994-09-13 | Shinko Electric Co Ltd | 純水製造装置 |
JPH08309350A (ja) * | 1995-05-17 | 1996-11-26 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | 逆浸透膜を用いた水処理方法 |
JP2008155123A (ja) * | 2006-12-22 | 2008-07-10 | Kurita Water Ind Ltd | 透過膜の阻止率向上方法、透過膜処理方法および透過膜装置 |
JP2010104919A (ja) * | 2008-10-30 | 2010-05-13 | Kurita Water Ind Ltd | 透過膜の阻止率向上方法、阻止率向上透過膜、透過膜処理方法および装置 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5091085A (en) * | 1990-06-04 | 1992-02-25 | Infinitex Corporation | Ultrafiltration device and process |
US5958243A (en) * | 1996-07-11 | 1999-09-28 | Zenon Environmental Inc. | Apparatus and method for membrane filtration with enhanced net flux |
WO2007006153A1 (en) * | 2005-07-12 | 2007-01-18 | Zenon Technology Partnership | Process control for an immersed membrane system |
JP5151152B2 (ja) * | 2006-03-29 | 2013-02-27 | 栗田工業株式会社 | ナノろ過膜又は逆浸透膜の阻止率向上剤、阻止率向上方法、ナノろ過膜又は逆浸透膜、水処理方法、及び、水処理装置 |
JP2008132421A (ja) * | 2006-11-28 | 2008-06-12 | Kurita Water Ind Ltd | 水処理装置および水処理方法 |
JP5050536B2 (ja) * | 2007-01-26 | 2012-10-17 | 栗田工業株式会社 | 透過膜の阻止率向上方法、透過膜処理方法、透過膜装置および純水製造装置 |
JP2009022886A (ja) * | 2007-07-19 | 2009-02-05 | Kurita Water Ind Ltd | 透過膜の阻止率向上方法、阻止率向上透過膜、透過膜処理方法および装置 |
EP2641652B1 (en) * | 2007-09-12 | 2019-02-13 | Danisco US Inc. | Filtration with internal fouling control |
CN103068472B (zh) * | 2010-10-26 | 2015-04-29 | 陶氏环球技术有限责任公司 | 包括具不同渗透率区域的膜片的螺旋卷组件 |
MY164964A (en) * | 2011-03-09 | 2018-02-28 | Kurita Water Ind Ltd | Method for improving rejection of reverse osmosis membrane, treatment agent for improving rejection, and reverse osmosis membrane |
JP6251953B2 (ja) * | 2012-12-28 | 2017-12-27 | 栗田工業株式会社 | 逆浸透膜の阻止率向上方法 |
-
2016
- 2016-01-08 SG SG11201705609TA patent/SG11201705609TA/en unknown
- 2016-01-08 ES ES16735110T patent/ES2906437T3/es active Active
- 2016-01-08 WO PCT/JP2016/050585 patent/WO2016111372A1/ja active Application Filing
- 2016-01-08 IL IL253335A patent/IL253335B/en unknown
- 2016-01-08 WO PCT/JP2016/050584 patent/WO2016111371A1/ja active Application Filing
- 2016-01-08 US US15/542,254 patent/US20180264410A1/en not_active Abandoned
- 2016-01-08 JP JP2016510848A patent/JP6658510B2/ja active Active
- 2016-01-08 EP EP16735110.5A patent/EP3243562B1/en active Active
- 2016-01-08 SG SG11201705627SA patent/SG11201705627SA/en unknown
- 2016-01-08 JP JP2016510847A patent/JPWO2016111371A1/ja active Pending
-
2017
- 2017-07-05 IL IL253324A patent/IL253324B/en unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06254553A (ja) * | 1993-03-08 | 1994-09-13 | Shinko Electric Co Ltd | 純水製造装置 |
JPH08309350A (ja) * | 1995-05-17 | 1996-11-26 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | 逆浸透膜を用いた水処理方法 |
JP2008155123A (ja) * | 2006-12-22 | 2008-07-10 | Kurita Water Ind Ltd | 透過膜の阻止率向上方法、透過膜処理方法および透過膜装置 |
JP2010104919A (ja) * | 2008-10-30 | 2010-05-13 | Kurita Water Ind Ltd | 透過膜の阻止率向上方法、阻止率向上透過膜、透過膜処理方法および装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2016111371A1 (ja) | 2017-10-19 |
WO2016111372A1 (ja) | 2016-07-14 |
SG11201705627SA (en) | 2017-08-30 |
IL253324A0 (en) | 2017-09-28 |
EP3243562A4 (en) | 2018-09-05 |
IL253335B (en) | 2022-08-01 |
WO2016111371A1 (ja) | 2016-07-14 |
ES2906437T3 (es) | 2022-04-18 |
EP3243562A1 (en) | 2017-11-15 |
US20180264410A1 (en) | 2018-09-20 |
JP6658510B2 (ja) | 2020-03-04 |
EP3243562B1 (en) | 2022-01-05 |
IL253324B (en) | 2022-02-01 |
IL253335A0 (en) | 2017-09-28 |
SG11201705609TA (en) | 2017-08-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Jamaly et al. | A short review on reverse osmosis pretreatment technologies | |
JP5286785B2 (ja) | 淡水製造方法 | |
CN112805247B (zh) | 水处理装置、水处理方法、正渗透膜处理方法、正渗透膜处理系统及水处理系统 | |
CN106564990A (zh) | 低能量反渗透方法 | |
WO2015012054A1 (ja) | ホウ素含有水の処理方法及び装置 | |
TW201043579A (en) | Slime control agent for activated carbon, method of passing water through activated-carbon device, and method and apparatus for treating organic-containing water | |
JP2016128142A (ja) | 半透膜の阻止率向上方法 | |
WO2012098969A1 (ja) | 膜モジュールの洗浄方法、造水方法および造水装置 | |
JP6648695B2 (ja) | 半透膜分離装置の運転方法 | |
Xu et al. | Comparison of approaches to minimize fouling of a UF ceramic membrane in filtration of seawater | |
Sert et al. | Investigation of mini pilot scale MBR-NF and MBR-RO integrated systems performance—Preliminary field tests | |
WO2016111372A1 (ja) | 半透膜の阻止性能向上方法、半透膜、半透膜造水装置 | |
JP2008161818A (ja) | 純水の製造方法及び装置 | |
WO2016178216A1 (en) | Removal of nitrates from ground water | |
Chen et al. | Desalination of seawater by reverse osmosis | |
JP6735830B2 (ja) | 膜ろ過方法及び膜ろ過システム | |
WO2016111370A1 (ja) | 水処理方法 | |
JPWO2008059824A1 (ja) | 水処理装置および水処理方法 | |
JP2009131815A (ja) | 透過膜の阻止率向上方法、阻止率向上透過膜、水処理方法および透過膜装置 | |
JP2011161435A (ja) | 半透膜の性能回復処理方法 | |
WO2020184044A1 (ja) | 純水製造装置および純水の製造方法 | |
JP4635414B2 (ja) | 逆浸透膜装置の洗浄方法 | |
WO2020071309A1 (ja) | 膜用水処理薬品及び膜処理方法 | |
Chian et al. | Reverse osmosis technology for desalination | |
Manalo et al. | Long-term pilot plant study using direct chlorination for biofouling control of a chlorine-resistant polyamide reverse osmosis membrane |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181019 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190813 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191007 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200107 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200120 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6658510 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |