KR101653230B1

KR101653230B1 - 결합 염소제, 그 제조 및 사용 방법

Info

Publication number: KR101653230B1
Application number: KR1020127024906A
Authority: KR
Inventors: 타카노리 히라오; 테츠야 아오키
Original assignee: 쿠리타 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2011-03-30
Publication date: 2016-09-01
Also published as: JP5720964B2; US9700847B2; US20130026097A1; KR20130040791A; JPWO2011125762A1; TW201132408A; TWI532525B; SG184357A1; BR112012024902B1; ES2602473T3; PL2554050T3; BR112012024902A2; EP2554050A4; CN102821610A; WO2011125762A1; EP2554050B1; EP2554050A1; CN102821610B; EP2554050B9

Abstract

제제의 유리염소 농도가 낮으면서도 결합염소 농도가 높고, 이에 따라 유리염소 농도가 낮아지도록 제제를 수성 매질(aqueous medium)에 첨가하더라도, 결합염소 농도를 높일 수 있는 결합 염소제, 상기 결합 염소제를 효율적으로 제조하는 방법 및 결합 염소제에 의해 유리염소 농도가 낮은 상태에서 염소 처리되는 방법을 제공한다. 알칼리금속 수산화물로 이루어지는 알칼리, 술팜산 및 염소계 산화제를 함유하는 수용액 제제로 이루어지는 결합 염소제로서, 수용액 제제 중의 술팜산과 염소계 산화제의 함유 비율이 Cl/N(몰비)으로 0.45 내지 0.6이고, 알칼리와 염소계 산화제의 함유 비율이 Cl/알칼리 금속(몰비)으로 0.3 내지 0.4이며, 수용액 제제 중의 유리염소 농도가 총 염소 농도의 2 중량% 이하인 결합 염소제가 개시된다.

Description

결합 염소제, 그 제조 및 사용 방법{COMBINED CHLORINE AGENT, AND MANUFACTURING METHOD AND METHOD OF USE FOR SAME}

본 발명은 역침투막(이하, RO막이라고 함)용 슬라임 컨트롤제로서 적절하게 사용할 수 있는 결합 염소제 그 제조 및 사용 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 유리염소 농도가 낮고 결합염소 농도가 높은 결합 염소제, 상기 결합 염소제의 효율적인 제조 방법 및 그 결합 염소제를 사용하는 염소 처리 방법에 관한 것이다.

RO막은 용질의 저지율이 높기 때문에, RO막 처리에 의해 얻어지는 맑고 깨끗한 투과수는 양호한 수질을 가져 각종 용도에 효율적으로 재이용이 가능하다. 그러나 피처리수에 탁질이나 유기물 등의 RO막을 오염하는 오염성 물질이 포함되어 있으면, 이와 같은 물질에 의해 역침투막이 오염되어 처리를 계속함에 따라 RO막의 투과 유속이 저하되거나, 혹은 탈염율이 저하되는 등의 문제가 발생한다.

RO막을 이용하여 수처리를 실시할 경우, 이와 같은 RO막의 오염(파울링(fouling))을 방지하고 처리 효율을 높이기 위해, RO막 장치로의 공급수를 JIS K3802에 정의되어 있는 파울링 인덱스(FI) 또는 ASTM D4189에 정의되어 있는 SDI(Silt Density Index)로 평가하여, 이러한 값이 소정의 값 이하가 되도록, 예를 들면, FI값 또는 SDI값이 3 내지 4 또는 그 이하가 되도록 전 처리(응집 처리, 고액 분리, 활성탄 처리)를 실시하여 역침투막 공급수를 어느 정도 맑고 깨끗하게 하는 것으로서, 역침투막 장치에 있어서의 투과 유속의 저하나 조작 압력의 상승 등을 방지하여 안정적인 운전을 계속하는 방법이 실시되고 있다.

순환 냉각 수성 매질에서는, 열원을 냉각한 냉각수가 냉각탑에서 냉각될 때, 일부의 물이 증발되기 때문에 탁질이나 유기물 등의 오염성 물질이 농축된다. 그리고 외부에서 슬라임의 원인이 되는 세균이 혼입되고, 또한 냉각탑에서 생성된 슬라임이 박리되어 혼입되기 때문에, 슬라임 대책으로서의 살균도 필요하게 된다. 즉, 탁질이나 유기물 등의 오염성 물질이 제거되더라도, 피처리수 안에 세균이 포함되어 있으면 세균이 막 표면에서 증식하여 RO막의 투과 유속이 저하되므로, 피처리수에 살균제를 첨가해서 살균하여 세균 증식에 의한 막 표면의 오염을 방지하고 있다.

살균제로서는 일반적인 수성 매질로는 염소, 차아염소산 나트륨 등의 유리염소제가 널리 이용되고 있지만, 이들은 산화제로서 RO막을 열화시키고 성능을 저하시키므로, 산화성을 완화시키는 것으로서, 특허 문헌 1(일본 특허 공개 공보 평 01-104310호)에는 유리염소제를 첨가하여 살균한 후, 암모늄이온을 첨가하여 클로라민을 생성시키는 방법을 제시하고 있다. 그러나 상기 특허 문헌 1에서는, 오염성 물질이 포함된 피처리수로의 적용에 대해서는, 어느 단계에서 어떻게 적용할지 등에 대해서는 상세하게 나타나 있지 않다.

특허 문헌 2(일본 특허 공개 공보 제2006-263510호)에는, 염소계 산화제와 술팜산 화합물로 이루어지는 결합 염소제를 포함하는 막 분리용 슬라임 방지제가 개시되어 있다. 상기 특허 문헌 2에서는, 상기의 결합 염소제는 피처리수 중에는 유리염소가 일정한 비율로 포함되어 평형 관계와 유사한 관계에 있다는 것을 나타내고 있다. 그리고 살균 효과를 얻기 위해서는, 피처리수 중에 유리염소가 검출되는 농도로 사용되며, 실시예에서는 유리염소 농도가 2㎎/L 내지 6㎎/L이고, 전 염소농도가 20㎎/L 내지 60㎎/L로 사용되고 있다.

그런데, RO막, 특히 폴리아미드, 아라미드계 등의 질소함유기를 갖는 고분자막으로 이루어지는 RO막은 유리염소에 침해되기 쉽고, 탈염율, 제거율 등의 막 분리 성능이 악화된다고 하는 문제가 있어, 유리염소를 포함하지 않는 상태에서 RO막 처리를 하는 것이 중요하다고 한다. 이로 인하여 특허 문헌 3(일본 특허 공개 공보 평09-057067호)에서는, 유리염소제로 살균한 후, 아황산수소나트륨 등의 환원제를 첨가하여 살균제를 소거하고 RO막 처리를 하는 것을 나타내고 있다. 상기 특허 문헌 3에서는, 환원제를 첨가하여 살균제를 소거하더라도, 불충분하다고 하여 구리의 농도를 한정하고 있지만, 결국 유리염소제로 살균한 후에 유리염소를 소거하는 것이 RO막의 열화를 방지하기 위해서 필요하다고 개시되어 있다.

이와 같이 RO막, 특히 폴리아미드, 아라미드계 등의 질소함유기를 갖는 고분자막으로 이루어지는 RO막은 유리염소를 포함하지 않는 수성 매질에서 사용할 것을 요구하기 때문에, 염소제로 살균 처리하더라도 RO막에 공급하기 전에 잔류 염소를 제거할 필요가 있지만, 잔류 염소를 제거하여 RO막에 공급하면 처리를 계속함에 따라 RO막에 슬라임이 발생하고 막의 성능이 저하된다. 이를 방지하기 위해서는, 예를 들면, 상기 특허 문헌 2에 나타낸 것과 같은 결합 염소제를, 유리염소 농도가 0.1㎎/L 이하가 되도록 첨가할 수 있지만, 이와 같은 방법은 현장에서 결합 염소제를 조제하여 첨가할 경우에는 가능하지만, 미리 공장 등에서 제조한 결합 염소제를 현장으로 반송하여 유리염소 농도가 0.1㎎/L 이하로 희석되도록 첨가하면 결합염소(전 염소) 농도도 낮아져, 슬라임 방지 효과가 낮아진다고 하는 문제점이 발생한다. 이에 따라 유리염소 농도가 낮으면서도 결합염소농도가 높은 결합 염소제가 요망되고 있다.

선행 기술 문헌

특허 문헌 1：일본 특허 공개 공보 평01-104310호

특허 문헌 2：일본 특허 공개 공보 제2006-263510호

특허 문헌 3：일본 특허 공개 공보 평09-057067호

본 발명의 과제는, 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 제제의 유리염소 농도가 낮으면서도 결합염소농도가 높고, 이에 따라 유리염소 농도가 낮아지도록 제제를 수성 매질에 첨가하더라도, 결합염소 농도를 높일 수 있는 결합 염소제, 상기 결합 염소제를 효율적으로 제조하는 방법 및 결합 염소제에 의해 유리염소 농도가 낮은 상태에서 염소 처리되는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 이하의 결합 염소제, 그 제조 방법 및 염소 처리방법에 관한 것이다.

(1) 알칼리금속 수산화물로 이루어지는 알칼리, 술팜산 및 염소계 산화제를 함유하는 수용액 제제로 이루어지는 결합 염소제에 있어서,

수용액 제제 중의 술팜산과 염소계 산화제의 함유 비율이 Cl/N(몰비)으로 0.45 내지 0.6 정도이고,

알칼리와 염소계 산화제의 함유 비율이 Cl/알칼리금속(몰비)으로 0.3 내지 0.4 정도이며,

수용액 제제 중의 유리염소 농도가 전 염소 농도의 2 중량% 이하인 것을 특징으로 하는 결합 염소제.

(2) 역침투막의 슬라임 컨트롤제용으로 사용하는 상기 (1)에 기재된 결합 염소제.

(3) 알칼리금속 수산화물로 이루어지는 알칼리 수용액에 술팜산을 첨가하고 용해하여 얻어진 술팜산-알칼리 혼합 수용액에 염소계 산화제를 첨가하고 혼합하여, 수용액 제제로서 조제하는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 결합 염소제의 제조 방법.

(4) 상기 알칼리 수용액은 물의 양이 50 중량% 내지 65 중량% 정도인 상기 (3)에 기재된 제조 방법.

(5) 상기 (1)에 기재된 결합 염소제를 유리염소 농도가 0.1㎎/L 이하가 되도록 수성 매질에 첨가하여 염소 처리하는 것을 특징으로 하는 염소 처리방법.

(6) 상기 (1)에 기재된 결합 염소제를 유리염소 농도가 0.1㎎/L 이하가 되도록 역침투막의 급수 수성 매질에 첨가하여 염소 처리하는 것을 특징으로 하는 염소 처리방법.

본 발명에 있어서의 유리염소, 결합염소 및 총 염소는 JIS K 0400-33-10:1999로 나타내고 있으며, N,N-디에틸-1,4-페닐렌디아민을 채용하는 DPD법에 의해 Cl₂의 농도로서 측정된다. 유리염소는 차아염소산, 차아염소산 이온 또는 용존 염소 형태로 존재하는 염소로 한다. 결합염소는 클로로아민 및 유기클로로아민 형태로 존재하는 염소로 하며, 상기 유리염소에 포함되어 있지 않지만 DPD법에 의해 측정되는 염소로 한다. 총 염소는 유리염소, 결합염소 또는 양자(兩者)의 형태로 존재하는 염소로 한다.

결합 염소제는 상기 결합염소를 생성하는 약제이다. 본 발명의 결합 염소제는 알칼리금속 수산화물로 이루어지는 알칼리, 술팜산 및 염소계 산화제를 함유하는 수용액 제제로 이루어지는 결합 염소제이다. 본 발명의 결합 염소제에서는, 수용액 제제 중의 술팜산과 염소계 산화제의 함유 비율이 Cl/N(몰비)으로 0.45 내지 0.6 정도, 바람직하게는 0.45 내지 0.55 정도이고, 알칼리와 염소계 산화제와의 함유 비율이 Cl/알칼리금속(몰비)으로 0.3 내지 0.4 정도, 바람직하게는 0.30 내지 0.36 정도이며, 수용액 제제 중의 유리염소 농도가 총 염소 농도의 2 중량% 이하이다. 수용액 제제는 pH가 13 이상이고, 수용액 제제 중의 알칼리와 술팜산의 함유 비율이 N/알칼리금속(몰비)으로 0.5 내지 0.7 정도로 하는 것이 바람직하다. 상기 Cl/N(몰비)은 상기 JIS K 0400-33-10:1999에 의해 측정되는 염소계 산화제의 Cl₂의 몰수와 N에 의해 구성되는 술팜산의 몰수의 비에 상당한다. 또한, N/알칼리금속(몰비)은 상기 술팜산의 몰수와 알칼리금속 수산화물에 의해 구성되는 알칼리의 몰수의 비에 상당한다.

본 발명에 있어서, 결합 염소제를 구성하는 술팜산은 R¹R²NSO₃H …[1]로 나타내는 아미드(amide)황산으로, R¹, R²는 각각 독립적으로 H, 탄소수 1 내지 6의 탄화수소기이다. 이와 같은 술팜산으로서는 R¹, R²가 각각 H인 협의의 술팜산이 바람직하지만, N-메틸 술팜산, N,N-디메틸 술팜산, N-페닐술팜산 등도 사용할 수 있다. 상기 술팜산은 유리(분말 형태) 산의 상태로 이용해도 좋고, 또한 나트륨염, 칼륨염 등의 알칼리금속염 등의 염이어도 좋다.

본 발명에 있어서, 결합 염소제를 구성하는 알칼리는 알칼리금속 수산화물로 이루어지는 알칼리이며, 수산화나트륨, 수산화칼륨염 등을 들 수 있다. 염소계 산화제는 차아염소산, 아염소산 또는 그 알칼리금속염 등의 가용성염을 들 수 있다. 모두 식염을 포함하지 않는 것이 바람직하고, 수용액 제제 중의 염화나트륨은 50,000㎎/L 이하로 관리하는 것에 의해 염의 침전을 방지할 수 있고, 할로겐화 산화제의 안정성 향상을 달성할 수 있다.

상기 결합 염소제는, 알칼리금속 수산화물로 이루어지는 알칼리 수용액에 술팜산을 첨가하고 용해하여 얻어진 술팜산-알칼리 혼합 수용액에 염소계 산화제를 첨가하고 혼합하여, 수용액 제제로 조제하는 것으로 제조할 수 있다. 알칼리 수용액은 물의 양이 50 중량% 내지 65 중량% 정도로 하는 것이 바람직하다. 알칼리는 알칼리금속 수산화물로 이루어지는 것으로서, 이와 같은 알칼리로서는 상기 결합 염소제 수용액으로 했을 때에 가용성을 유지하는 것을 들 수 있으며, 수산화나트륨, 수산화칼륨 등을 들 수 있다.

술팜산은 염으로 첨가해도 좋고, 이 경우 사용 가능한 염으로서는, 상기 결합 염소제 수용액으로 했을 때에 가용성인 것을 들 수 있으며, 술팜산 나트륨, 술팜산 칼륨, 술팜산 암모늄 등을 사용할 수 있다. 술팜산은 수용액 제제 중의 술팜산 농도가 상기 농도가 되도록 첨가한다. 술팜산의 첨가량은 알칼리와 술팜산의 함유 비율이, N/알칼리금속(몰비)으로 0.5 내지 0.7 정도로 하는 것이 바람직하다. 술팜산은 술팜산 또는 그 염을 분말 상태로 혹은 수용액의 상태로 첨가할 수 있다. 술팜산염을 사용할 경우, 술팜산염에 포함되는 알칼리금속의 양은 알칼리로서 가산된다. 수용액을 사용할 경우는, 수용액에 포함되는 물의 양은 상기 알칼리 수용액의 물의 양으로서 가산된다.

염소계 산화제는 차아염소산 또는 그 염이 바람직하고, 유효 염소(Cl₂) 농도로서 5 중량% 내지 20 중량% 정도, 바람직하게는 10 중량% 내지 15 중량% 정도의 수용액으로서 첨가한다. 염소계 산화제의 첨가량은 수용액 제제 중의 염소계 산화제 농도가 유효 염소(Cl₂) 농도로서 상기 농도가 되도록, 또한 술팜산과 염소계 산화제의 함유 비율이 Cl/N(몰비)이 상기 몰비가 되도록 첨가된다. 이에 의해 발포나 염소 냄새의 발생이 없으며, 반응성, 안정성, 취급성, 무염소 냄새 등에 뛰어난 수용액 제제로 이루어지는 결합 염소제를 효율적으로 제조할 수 있다. 이 경우에도, 염소계 산화제를 서서히 첨가하여 혼합하는 것이 바람직하다.

이상의 설명에 따라 제조되는 본 발명의 결합 염소제는 염소 처리를 실시하기 위해 수성 매질에 첨가하여 사용되지만, 상술한 바와 같이, 제제의 유리염소 농도가 낮으면서도 결합염소 농도가 높으므로, 이와 같은 제제를 유리염소 농도가 낮아지도록 수성 매질에 첨가하더라도 결합염소 농도를 높일 수 있다. 결합 염소제 중의 염소는 유리염소와 결합염소(총 염소) 사이의 평형 관계가 있어서, 유리염소 농도가 낮은 상태라도 결합염소로서 잠재적으로 축적된 염소가 서서히 유리되어, 살균 작용 등의 염소제로서의 작용을 한다고 생각된다. 이로 인하여 결합 염소제를 첨가한 수성 매질은 살균 활성 상태에 놓이게 되어 슬라임의 발생을 방지할 수 있게 된다. 결합 염소제는 유리염소 농도가 0.1㎎/L 이하가 되도록 수성 매질에 첨가하여 염소 처리를 할 수 있다. 이 경우, 총 염소 농도는 1㎎/L 내지 50㎎/L 정도로 할 수 있다.

본 발명의 결합 염소제는 RO막의 슬라임 컨트롤제로서 사용하는 데에도 적합하다. 상기 RO막은 역침투로, 피처리수에서 염류, 유기물 등의 용질을 분리, 제거한 투과막이며, 일반적으로 역침투막 처리에 이용되어 있는 것이 대상이 된다. 상기 RO막의 재질로서는 폴리아미드계, 특히 내염소성이 작은 방향족 폴리아미드, 폴리요소, 폴리피페라진아미드 등의 질소함유기를 갖는 고분자막에 대하여 특히 유효하지만, 초산셀룰로오스계, 기타 다른 RO막이어도 좋다. 또한 상기 RO막은 나선형, 중공 섬유형(hollow fiber type), 관형, 평막형 등의 임의적 구조의 모듈을 구성하는 것이라도 좋다.

본 발명에 있어서, RO막 처리의 대상이 되는 피처리수는 오염성 물질을 포함하는 피처리수라도 좋다. 이와 같은 피처리수는 전 처리 공정에 있어서, 유리염소의 존재 하에 오염성 물질을 제거하는 것으로서, 상기 RO막에 대한 오염성을 해소시키면서 유리염소 농도를 0.1㎎/L 이하로 해두는 것으로, 상기 RO막의 오염, 열화를 방지하여 효율적으로 상기 RO막 처리를 할 수 있다. 전 처리수를 상기의 유리염소 농도로 하기 위해서는, 전 처리수에 환원제를 첨가할 수 있다. 본 발명에서는, 이와 같은 RO막 피처리수에 유리염소 농도가 0.1㎎/L 이하가 되도록, 결합 염소제를 첨가하여 염소 처리하는 것으로서 RO막의 슬라임 컨트롤을 할 수 있다. 이 경우, 총 염소 농도는 1㎎/L 내지 50㎎/L 정도로 할 수 있다.

본 발명에 의하면, 제제의 유리염소 농도가 낮으면서도 결합염소 농도가 높으며, 이에 따라 유리염소 농도가 낮아지도록 재재를 수성 매질에 첨가하더라도 결합염소 농도를 높일 수 있는 결합 염소제를 얻을 수 있다.

본 발명의 결합 염소제의 제조 방법에 의하면, 이와 같은 결합 염소제를 효율적으로 제조할 수 있다.

본 발명의 염소 처리방법에 의하면, 상술한 바와 같은 결합 염소제로 유리염소 농도가 낮은 상태에서 염소 처리할 수 있다. RO막의 슬라임 컨트롤제용으로 이용할 경우에는, RO막 등의 손상을 방지하여 슬라임 컨트롤을 하고, 효율적으로 RO막 처리를 할 수 있다.

도 1은 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3에 있어서의 Cl/N(몰비)과 유리염소 농도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 2는 실시예 4의 생산 수량과 차압의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 3은 실시예 4의 탈염율의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 4는 비교예 9의 생산 수량과 차압의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 5는 비교예 9의 탈염율의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6은 비교예 10의 생산 수량과 차압의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 7은 비교예 10의 탈염율의 변화를 나타내는 그래프이다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해서 설명한다. 각 예들에 있어서, %는 특별히 표시하지 않는 한 중량%를 말한다.

실시예

실시예 1 내지 3

각 예들의 표 1에 나타내는 양의 순수(純水)에 수산화나트륨을 첨가하여 용해하고, 나아가 술팜산(상기 식 [1]의 R¹, R²가 각각 'H'인 술팜산 분말)을 더 첨가하여 용해하고, 그 후에 각 표들에 나타내는 양의 차아염소산 나트륨 수용액을 첨가하여 용해하며, 각 실시예들의 수용액 제제로 이루어진 결합 염소제를 제조하였다. 얻어진 수용액 제제의 성상과 유리염소 및 총 염소 농도를 표 1에 나타낸다. 한편, 표 1 내지 표 4에 있어서, 수산화Na(Na mol/L), N(mol/L) 및 유효 염소(mol/L)는 용액의 비중을 1.3으로 하여 산출한 값을 나타낸다.

[표 1]

비교예 1 내지 3

실시예 1 내지 3에 있어서, 각 성분들의 조성을 바꾸고 동일하게 제조 및 시험한 결과를 표 2에 나타낸다. 그리고 비교예 1에서는, 다른 성분으로서 벤조트리아졸 2 중량부를 첨가하여, *1에 합계 100 중량부로서 표시했다.

[표 2]

비교예 4 내지 6

실시예 1 내지 3에 있어서, 각 성분들의 조성을 바꾸고 동일하게 제조 및 시험한 결과, 순수(純水)에 수산화나트륨을 첨가한 수용액에 술팜산이 용해되지 않았다. 결과를 표 3에 나타낸다.

[표 3]

비교예 7 내지 8

실시예 1 내지 3에 있어서, 각 성분들의 조성을 바꾸고 동일하게 제조 및 시험한 결과, 순수(純水)에 수산화나트륨을 첨가한 수용액에 술팜산이 용해되지 않았다. 결과를 표 4에 나타낸다.

[표 4]

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3에 있어서의 유리염소 농도/술팜산(몰비), 다시 말하면, Cl/N(몰비)과 유리염소 농도의 관계를 도 1에 나타낸다. 한편, 비교예 1 내지 3의 유리염소 농도는 총 염소 농도를 실시예 1 내지 3과 같은 6.9 중량%로 환산한 값이다.

상기 결과에서 알 수 있듯이, 본 발명의 조건을 구비하는 실시예 1 내지 3은 수용액 제제 중의 유리염소가 1,000㎎/L 이하이며, 총 염소 농도의 2 중량% 이하로 되어있다. 비교예 1 내지 3에서는, 수용액 제제 중의 유리염소가 1,000㎎/L보다 높으며, 총 염소 농도의 2 중량% 이하보다 높다는 것을 알 수 있다. 총 염소 농도에 대해서는, 실시예 1 내지 3은 비교예 1 내지 3보다도 낮지만, 유리염소의 차이만큼 큰 폭으로 저하되지 않았다는 것을 알 수 있다. 또한, 비교예 4 내지 8에서는, 침전물이 생성되어 수용액 제제를 제조할 수 없다는 것을 알 수 있다.

실시예 4

냉각탑에서 꺼내진 냉각수에 결합 염소제를 첨가하여, 응집 처리, 여과 분리, 활성탄 처리를 수행하여, 총 염소 농도가 5㎎/L이고, 유리염소 농도가 0.5㎎/L인 전 처리수를 얻었다. 이와 같은 전 처리수에 10 중량%의 아황산수소나트륨 수용액을 첨가하고, 아황산수소나트륨이 15㎎/L이 되도록 첨가하며, 전 처리수에 포함되는 총 염소 농도 및 유리염소 농도를 제로로 하여 피처리수로 하였다. 이어란 피처리수에 상기 실시예 2로 얻은 결합 염소제를 총 염소 농도가 1.2㎎/L가 되고, 유리염소 농도가 0.05㎎/L이 되도록 첨가하였다. 상기 피처리수를 펌프로 1.5MPa로 가압하여, RO막 처리 장치의 농축액실로 공급해서 RO막 처리를 하였다. 상기 RO막 처리장치는 방향족 폴리아미드계 RO막의 4인치 스파이럴형 RO막 요소(RO 막 요소, 닛토덴코(주)(NITTO DENKO CORPORATION) 제품, ES20-D4)를 하나의 베셀에 충진한 것을 이용하였다.

상기의 조건으로 3개월간 연속 운전을 했으나, 그 동안 RO막은 열화되지 않았고, RO막의 차압은 증대되지 않았으며, 슬라임 트러블은 발생하지 않았다. 이러한 기간 동안의 생산 수량과 차압의 변화를 도 2에 나타내고, 탈염율의 변화를 도 3에 나타내지만, 운전 개시부터 차압이 증대되지 않고 투과 수량이 저하되지 않았다는 점에서, 슬라임에 의한 폐쇄 장해가 일어나지 않는다는 것을 확인할 수 있다. 또한, 운전 개시부터 탈염율이 저하되지 않았다는 점에서, RO막에 더러움이 부착되거나 또는 RO막의 열화에 따른 생산수의 수질 저하가 일어나지 않았다는 것을 확인할 수 있다.

비교예 9

실시예 4에 있어서, RO막에 공급하는 전 처리수에 염소제를 더 첨가하여 총 염소 농도가 13㎎/L, 유리염소 농도가 0.2㎎/L로 공급되었을 때의 생산 수량과 차압의 변화를 도 4에 내타내고, 탈염율의 변화를 도 5에 나타내지만 RO막의 성능 저하를 확인할 수 있다.

비교예 10

실시예 4에 있어서, 전 처리 공정에서의 피처리수에 염소제를 첨가하지 않고, 유리염소 농도가 0.0㎎/L일 때의 처리 결과로서, 생산 수량과 차압의 변화를 도 6에 나타내고, 탈염율의 변화를 도 7에 나타내지만, 슬라임 생성에 의한 플럭스(flux)의 저하를 확인할 수 있다.

본 발명은 역침투막용 슬라임 컨트롤제, 그 외의 염소 처리제로서 사용하는 결합 염소제와 그 제조 방법 및 그 사용 방법으로서의 염소 처리 방법, 특히 역침투막용 슬라임 컨트롤을 위한 염소 처리 방법 등에 이용이 가능하다.

Claims

알칼리금속 수산화물을 포함하는 알칼리, 술팜산 또는 술팜산염 및 염소계 산화제를 함유하는 수용액 제제로 이루어지는 결합 염소제로서,
상기 수용액 제제 중의 상기 술팜산 또는 상기 술팜산염과 상기 염소계 산화제의 함유 비율이 Cl/N(몰비)으로 0.45 내지 0.6이고,
상기 알칼리와 상기 염소계 산화제의 함유 비율이 Cl/알칼리금속(몰비)으로 0.3 내지 0.4이며,
상기 알칼리와 상기 술팜산 또는 상기 술팜산염의 함유 비율이 N/알칼리금속(몰비)으로 0.5 내지 0.7이고,
상기 Cl/N(몰비)은 JIS K 0400-33-10:1999에 의해 측정되는 상기 염소계 산화제의 Cl₂의 몰수와 N에 의해 구성되는 상기 술팜산 또는 상기 술팜산염의 몰수의 비에 상당하며,
상기 N/알칼리금속(몰비)은 상기 술팜산 또는 상기 술팜산염의 몰수와 상기 알칼리금속 수산화물을 포함하는 상기 알칼리의 몰수의 비에 상당하고,
상기 술팜산염에 포함되는 상기 알칼리금속의 양은 상기 알칼리로서 가산되며,
상기 수용액 제제의 pH가 13 이상이고,
상기 수용액 제제 중의 유리염소 농도가 1000㎎/L 이하이고, 총 염소 농도의 2 중량% 이하인 것을 특징으로 하는 결합 염소제.
제 1 항에 있어서, 역침투막의 슬라임 컨트롤제용으로 사용하는 것을 특징으로 하는 결합 염소제.
알칼리금속 수산화물을 포함하는 알칼리 수용액에 술팜산 또는 술팜산염을 첨가하고 용해하여 얻어진 술팜산-알칼리 혼합 수용액에 염소계 산화제를 첨가하고 혼합하여 수용액 제제로서 조제하는 방법으로서,
상기 수용액 제제 중의 상기 술팜산 또는 상기 술팜산염과 상기 염소계 산화제의 함유 비율이 Cl/N(몰비)으로 0.45 내지 0.6이고,
상기 알칼리와 상기 염소계 산화제와의 함유 비율이 Cl/알칼리금속(몰비)으로 0.3 내지 0.4이며,
상기 알칼리와 상기 술팜산 또는 상기 술팜산염의 함유 비율이 N/알칼리금속(몰비)으로 0.5 내지 0.7이고,
상기 Cl/N(몰비)은 JIS K 0400-33-10:1999에 의해 측정되는 상기 염소계 산화제의 Cl₂의 몰수와 N에 의해 구성되는 상기 술팜산 또는 상기 술팜산염의 몰수의 비에 상당하며,
상기 N/알칼리금속(몰비)은 상기 술팜산 또는 상기 술팜산염의 몰수와 상기 알칼리금속 수산화물을 포함하는 상기 알칼리의 몰수의 비에 상당하고,
상기 술팜산염에 포함되는 상기 알칼리금속의 양은 상기 알칼리로서 가산되며,
상기 수용액 제제의 pH가 13 이상이고,
상기 수용액 제제 중의 유리염소 농도가 1000mg/L 이하이고, 총 염소 농도의 2 중량% 이하인 것을 특징으로 하는 결합 염소제의 제조 방법.
제 3 항에 있어서, 상기 알칼리 수용액은 물의 양이 50 중량% 내지 65 중량%인 것을 특징으로 하는 결합 염소제의 제조 방법.
제 1 항에 따른 결합 염소제를 유리염소 농도가 0.1㎎/L 이하, 총 염소 농도가 1㎎/L 내지 50㎎/L가 되도록 수성 매질에 첨가하여 염소 처리하는 것을 특징으로 하는 염소 처리 방법.
제 1 항에 따른 결합 염소제를 유리염소 농도가 0.1㎎/L 이하, 총 염소 농도가 1㎎/L 내지 50㎎/L가 되도록 역침투막의 급수 수성 매질에 첨가하여 염소 처리하는 것을 특징으로 하는 염소 처리 방법.