KR102291224B1 - 역침투막을 이용하는 수처리 방법 및 수처리 장치 - Google Patents

역침투막을 이용하는 수처리 방법 및 수처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102291224B1
KR102291224B1 KR1020197012650A KR20197012650A KR102291224B1 KR 102291224 B1 KR102291224 B1 KR 102291224B1 KR 1020197012650 A KR1020197012650 A KR 1020197012650A KR 20197012650 A KR20197012650 A KR 20197012650A KR 102291224 B1 KR102291224 B1 KR 102291224B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
water
ammonia
reverse osmosis
osmosis membrane
membrane
Prior art date
Application number
KR1020197012650A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190057369A (ko
Inventor
유다이 스즈키
마사토 츠지
Original Assignee
오르가노 코포레이션
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2016208943A external-priority patent/JP7050414B2/ja
Priority claimed from JP2016208894A external-priority patent/JP6974936B2/ja
Application filed by 오르가노 코포레이션 filed Critical 오르가노 코포레이션
Publication of KR20190057369A publication Critical patent/KR20190057369A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102291224B1 publication Critical patent/KR102291224B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • 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
    • B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/02—Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/08—Prevention of membrane fouling or of concentration polarisation
    • 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
    • C02F1/50—Treatment of water, waste water, or sewage by addition or application of a germicide or by oligodynamic treatment
    • 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
    • C02F1/58—Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
    • C02F1/586—Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds by removing ammoniacal nitrogen
    • 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
    • C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/76—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with halogens or compounds of halogens

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)

Abstract

암모니아를 함유하는 피처리수를 역침투막으로 처리하는 수처리 방법에 있어서, 염소계 산화제 또는 브로민계 산화제와 설팜산 화합물을 포함하는 살균제의 역침투막의 투과를 억제하는 방법을 제공한다. 암모니아를 함유하는 피처리수를 역침투막으로 처리하는, 역침투막을 이용하는 수처리 방법으로서, 피처리수 중에, 브로민계 산화제 또는 염소계 산화제와 설팜산 화합물을 포함하는 살균제를 존재시키고, 역침투막이 중성막 또는 양이온 하전막인, 역침투막을 이용하는 수처리 방법이다.

Description

역침투막을 이용하는 수처리 방법 및 수처리 장치
본 발명은, 역침투막(RO막)을 이용하는 수처리 방법 및 수처리 장치에 관한 것이다.
역침투막(RO막)을 이용하는 수처리 방법에 있어서, 바이오파울링(biofouling) 대책으로서 각종 살균제(슬라임 억제제)가 사용되는 것이 일반적이다. 차아염소산 등의 염소계 산화제는 대표적인 살균제이며, 계 내의 살균 목적으로 통상은 역침투막의 전단에 첨가된다. 염소계 산화제는 역침투막을 열화시킬 가능성이 높기 때문에, 일반적으로는 역침투막의 직전에 염소계 산화제를 환원 분해시키거나, 간헐적으로 염소계 산화제를 역침투막에 유입시킴으로써 운용되고 있다.
또한, 살균제(슬라임 억제제)로서 염소계 산화제와 설팜산 화합물로 이루어진 결합 염소제를 역침투막의 피처리수 중에 존재시키는 방법(특허문헌 1 참조)이나, 브로민계 산화제 또는 브로민화합물과 염소계 산화제의 반응물과, 설팜산 화합물의 혼합물 혹은 반응 생성물을 피처리수에 첨가하는 방법(특허문헌 2 참조)이 알려져 있다.
염소계 산화제 또는 브로민계 산화제와 설팜산 화합물을 포함하는 살균제는, 살균 능력이 높은 동시에 폴리아마이드계의 역침투막을 산화 열화시키기 어렵고, 역침투막에서의 저지율도 높으며, 후단의 처리수(투과수)질에 영향이 적기 때문에 유효하다.
JP 2006-263510 A JP 2015-062889 A
그러나, 피처리수가 암모니아(암모늄 이온)를 함유할 경우, 염소계 산화제 또는 브로민계 산화제와 설팜산 화합물을 포함하는 살균제의 일부가 역침투막을 투과해버리는 것을 알 수 있었다. 살균제가 역침투막을 투과하면, 처리수질의 악화나 후단 설비의 열화를 초래하므로, 투과의 억제가 요망되고 있다.
본 발명의 목적은, 암모니아를 함유하는 피처리수를 역침투막으로 처리하는 수처리에 있어서, 염소계 산화제 또는 브로민계 산화제와 설팜산 화합물을 포함하는 살균제의 역침투막의 투과를 억제하는 방법 및 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명은, 암모니아를 함유하는 피처리수를 역침투막으로 처리하는, 역침투막을 이용하는 수처리 방법으로서, 상기 피처리수 중에, 브로민계 산화제 또는 염소계 산화제와 설팜산 화합물을 포함하는 살균제를 존재시키고, 상기 역침투막이 중성막 또는 양이온 하전막인, 역침투막을 이용하는 수처리 방법이다.
또, 본 발명은, 암모니아를 함유하는 피처리수를 역침투막으로 처리하는, 역침투막을 이용하는 수처리 방법으로서, 상기 피처리수 중에, 브로민과 설팜산 화합물을 포함하는 살균제를 존재시키고, 상기 역침투막이 중성막 또는 양이온 하전막인, 역침투막을 이용하는 수처리 방법이다.
상기 역침투막을 이용하는 수처리 방법에 있어서, 상기 피처리수 중의 암모늄 이온 농도가 1㎎/ℓ 이상인 것이 바람직하다.
상기 역침투막을 이용하는 수처리 방법에 있어서, 상기 암모니아를 함유하는 피처리수 중의 암모니아를 저감시키고, 암모니아를 저감시킨 암모니아 저감수 중에 상기 살균제를 존재시키는 것이 바람직하다.
상기 역침투막을 이용하는 수처리 방법에 있어서, 상기 암모니아 저감수의 암모니아 농도가 5㎎/ℓ 이하인 것이 바람직하다.
상기 역침투막을 이용하는 수처리 방법에 있어서, 암모니아 스트리핑 처리에 의해서, 상기 암모니아를 함유하는 피처리수 중의 암모니아를 저감시키는 것이 바람직하다.
상기 역침투막을 이용하는 수처리 방법에 있어서, 산화제에 의한 암모니아 분해 처리에 의해서, 상기 암모니아를 함유하는 피처리수 중의 암모니아를 저감시키는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 암모니아를 함유하는 피처리수를 역침투막으로 처리하는, 역침투막을 이용하는 수처리 장치로서, 상기 피처리수 중에, 브로민계 산화제 또는 염소계 산화제와 설팜산 화합물을 포함하는 살균제를 존재시키고, 상기 역침투막이 중성막 또는 양이온 하전막인, 역침투막을 이용하는 수처리 장치이다.
또한, 본 발명은, 암모니아를 함유하는 피처리수를 역침투막으로 처리하는, 역침투막을 이용하는 수처리 장치로서, 상기 피처리수 중에, 브로민과 설팜산 화합물을 포함하는 살균제를 존재시키고, 상기 역침투막이 중성막 또는 양이온 하전막인, 역침투막을 이용하는 수처리 장치이다.
상기 역침투막을 이용하는 수처리 장치에 있어서, 상기 피처리수 중의 암모늄 이온 농도가 1㎎/ℓ 이상인 것이 바람직하다.
상기 역침투막을 이용하는 수처리 장치에 있어서, 상기 암모니아를 함유하는 피처리수 중의 암모니아를 저감시키는 암모니아 저감수단을 구비하고, 상기 암모니아 저감수단에 의해 암모니아를 저감시킨 암모니아 저감수 중에 상기 살균제를 존재시키는 것이 바람직하다.
상기 역침투막을 이용하는 수처리 장치에 있어서, 상기 암모니아 저감수의 암모니아 농도가 5㎎/ℓ 이하인 것이 바람직하다.
상기 역침투막을 이용하는 수처리 장치에 있어서, 상기 암모니아 저감수단으로서, 암모니아 스트리핑 처리장치를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 역침투막을 이용하는 수처리 장치에 있어서, 상기 암모니아 저감수단으로서, 산화제에 의한 암모니아 분해 처리수단을 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는, 암모니아를 함유하는 피처리수를 역침투막으로 처리하는 수처리 방법 및 수처리 장치에 있어서, 염소계 산화제 또는 브로민계 산화제와 설팜산 화합물을 포함하는 살균제의 역침투막의 투과를 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 방법이 적용되는 수처리 시스템의 일례를 나타낸 개략 구성도이다.
도 2는 실시예 및 비교예에 있어서 역침투막에서의 저지율의 평가에 이용한 평막 시험 장치의 개략 구성도이다.
도 3은 실시예 1 및 비교예 1에 있어서의 막면 제타 전위(-㎷)에 대한 살균제 투과율(%)을 나타낸 도면이다.
도 4는 실시예 2 및 비교예 2에 있어서의 암모늄 이온 농도(㎎/ℓ)에 대한 살균제 투과율(%)을 나타낸 도면이다.
도 5는 실시예 3 및 비교예 3에 있어서의 암모늄 이온 농도(㎎/ℓ)에 대한 살균제 투과율(%)을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 장치의 일례를 나타낸 개략 구성도이다.
도 7은 본 발명의 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 장치가 적용되는 수처리 시스템의 일례를 나타낸 개략 구성도이다.
도 8은 실시예 4-1에 있어서의 암모늄 이온 농도(㎎/ℓ)에 대한 살균제 투과율(%)을 나타낸 도면이다.
도 9는 실시예 4-2에 있어서의 암모늄 이온 농도(㎎/ℓ)에 대한 살균제 투과율(%)을 나타낸 도면이다.
도 10은 실시예 5 내지 8에 있어서 살균제의 투과율의 평가에 이용한 파일럿 장치의 개략 구성도이다.
본 발명의 실시형태에 대해서 이하 설명한다. 본 실시형태는 본 발명을 실시하는 일례이며, 본 발명은 본 실시형태로 한정되는 것은 아니다.
<역침투막을 이용하는 수처리 방법>
본 발명의 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 방법은, 암모니아를 함유하는 피처리수 중에, 브로민계 산화제 또는 염소계 산화제와 설팜산 화합물을 포함하는 살균제를 존재시키고, 역침투막으로서 중성막 또는 양이온 하전막을 이용하는 방법이다. "브로민계 산화제와 설팜산 화합물을 포함하는 살균제"는, "브로민계 산화제"와 "설팜산 화합물"의 혼합물을 포함하는 안정화 차아브로민산 조성물을 함유하는 살균제이어도 되고, "브로민계 산화제와 설팜산 화합물의 반응 생성물"을 포함하는 안정화 차아브로민산 조성물을 함유하는 살균제이어도 된다. "염소계 산화제와 설팜산 화합물을 포함하는 살균제"는, "염소계 산화제"와 "설팜산 화합물"의 혼합물을 포함하는 안정화 차아염소산 조성물을 함유하는 살균제이어도 되고, "염소계 산화제와 설팜산 화합물의 반응 생성물"을 포함하는 안정화 차아염소산 조성물을 함유하는 살균제이어도 된다.
즉, 본 발명의 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 방법은, 암모니아를 함유하는 피처리수를 역침투막으로 처리하는 방법으로서, 피처리수 중에, "브로민계 산화제"와 "설팜산 화합물"의 혼합물, 또는 "염소계 산화제"와 "설팜산 화합물"의 혼합물을 존재시키고, 역침투막으로서 중성막 또는 양이온 하전막을 이용하는 방법이다. 이것에 의해, 피처리수 중에서, 안정화 차아브로민산 조성물 또는 안정화 차아염소산 조성물이 생성되는 것으로 여겨진다.
또한, 본 발명의 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 방법은, 암모니아를 함유하는 피처리수를 역침투막으로 처리하는 방법으로서, 피처리수 중에, "브로민계 산화제와 설팜산 화합물의 반응 생성물"인 안정화 차아브로민산 조성물, 또는 "염소계 산화제와 설팜산 화합물의 반응 생성물"인 안정화 차아염소산 조성물을 존재시키고, 역침투막으로서 중성막 또는 양이온 하전막을 이용하는 방법이다.
구체적으로는 본 발명의 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 방법은, 암모니아를 함유하는 피처리수를 역침투막으로 처리하는 방법으로서, 피처리수 중에, "브로민", "염화브로민", "차아브로민산" 또는 "브로민화나트륨과 차아염소산의 반응물"과, "설팜산 화합물"의 혼합물을 존재시키고, 역침투막으로서 중성막 또는 양이온 하전막을 이용하는 방법이다. 또는, 피처리수 중에, "차아염소산"과, "설팜산 화합물"의 혼합물을 존재시키고, 역침투막으로서 중성막 또는 양이온 하전막을 이용하는 방법이다.
또한, 본 발명의 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 방법은, 암모니아를 함유하는 피처리수를 역침투막으로 처리하는 방법으로서, 피처리수 중에, 예를 들면, "브로민과 설팜산 화합물의 반응 생성물", "염화 브로민과 설팜산 화합물의 반응 생성물", "차아브로민산과 설팜산 화합물의 반응 생성물", 또는 "브로민화나트륨과 차아염소산의 반응물과, 설팜산 화합물의 반응 생성물"인 안정화 차아브로민산 조성물을 존재시키고, 역침투막으로서 중성막 또는 양이온 하전막을 이용하는 방법이다. 또는, 피처리수 중에, "차아염소산과 설팜산 화합물의 반응 생성물"인 안정화 차아염소산 조성물을 존재시키고, 역침투막으로서 중성막 또는 양이온 하전막을 이용하는 방법이다.
본 발명자들은 검토를 거듭한 바, 피처리수에 암모니아가 포함될 때, 사용하는 역침투막의 하전에 의해, 살균제의 투과율이 변화되는 것을 발견하였다. 역침투막은 통상 부하전인 것이 많지만, 막이 중성하전에 근접함에 따라서 살균제의 투과율이 저하하였다. 암모니아를 함유하는 피처리수 중에, 브로민계 산화제 또는 염소계 산화제와 설팜산 화합물을 포함하는 살균제를 존재시킬 때, 역침투막으로서 중성막 또는 양이온 하전막을 이용함으로써, 살균제의 역침투막의 투과를 억제할 수 있다.
본 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 방법에 있어서, 안정화 차아브로민산 조성물 또는 안정화 차아염소산 조성물은 차아염소산 등의 염소계 산화제와 동등 이상의 슬라임 억제 효과를 발휘함에도 불구하고, 염소계 산화제와 비교하면, 역침투막에의 열화 영향이 낮기 때문에, 역침투막에서의 파울링을 억제하면서, 역침투막의 산화 열화를 억제할 수 있다. 이 때문에, 본 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 방법에 이용되는 안정화 차아브로민산 조성물 또는 안정화 차아염소산 조성물은, 암모니아를 함유하는 피처리수를 역침투막으로 처리하는 수처리 방법에 이용되는 슬라임 억제제로서는 적합하다.
본 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 방법 중, "브로민계 산화제와 설팜산 화합물을 포함하는 살균제"의 경우, 염소계 산화제가 존재하지 않으므로, 역침투막에의 열화 영향이 보다 낮다. 염소계 산화제를 포함할 경우에는, 염소산의 생성이 염려된다.
본 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 방법 중, "브로민계 산화제"가 브로민일 경우, 염소계 산화제가 존재하지 않으므로, 역침투막에의 열화 영향이 현저하게 낮다.
본 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 방법에서는, 예를 들면, 암모니아를 함유하는 피처리수 중에, "브로민계 산화제" 또는 "염소계 산화제"와 "설팜산 화합물"을 약물 주입 펌프 등에 의해 주입해도 된다. "브로민계 산화제" 또는 "염소계 산화제"와 "설팜산 화합물"은 개별적으로 피처리수에 첨가해도 되고, 또는 원액끼리 혼합시키고 나서 피처리수에 첨가해도 된다.
또한, 예를 들면, 암모니아를 함유하는 피처리수 중에, "브로민계 산화제와 설팜산 화합물의 반응 생성물" 또는 "염소계 산화제와 설팜산 화합물의 반응 생성물"을 약물 주입 펌프 등에 의해 주입해도 된다.
본 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 방법에 있어서, "브로민계 산화제" 또는 "염소계 산화제"의 당량에 대한 "설팜산 화합물"의 당량의 비는, 1 이상인 것이 바람직하고, 1 이상 2 이하의 범위인 것이 보다 바람직하다.
"브로민계 산화제" 또는 "염소계 산화제"의 당량에 대한 "설팜산 화합물"의 당량의 비가 1 미만이면, 막을 열화시킬 가능성이 있고, 2를 초과하면, 제조 비용이 증가될 경우가 있다.
역침투막에 접촉하는 전체 염소 농도는 유효염소 농도 환산으로, 0.01 내지 100㎎/ℓ인 것이 바람직하다. 0.01㎎/ℓ 미만이면, 충분한 슬라임 억제 효과를 얻을 수 없는 경우가 있고, 100㎎/ℓ보다 많다면, 역침투막의 열화, 배관 등의 부식을 일으킬 가능성이 있다.
본 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 방법에 있어서, 피처리수 중의 암모늄 이온 농도가 1㎎/ℓ 이상인 것이 바람직하고, 5㎎/ℓ 이상인 것이 보다 바람직하다. 피처리수 중의 암모늄 이온 농도가 1㎎/ℓ 이상일 때에, 막하전에 의한 살균제의 투과율의 변화는 커지고, 특히 피처리수 중의 암모늄 이온 농도가 5㎎/ℓ 이상일 때에 막의 하전에 의한 살균제의 투과율의 차가 커진다.
피처리수 중의 전체 염소 농도에 대한 암모니아의 농도의 비(암모니아 농도(㎎/ℓ)/살균제 농도(전체 염소 농도: ㎎/ℓ))는, 예를 들면, 0.01 내지 50의 범위이며, 0.01 내지 1.0의 범위인 것이 바람직하다. 피처리수 중의 전체 염소 농도에 대한 암모니아의 농도의 비가 0.01 미만 또는 1.0을 초과하면, 음이온 하전막과, 중성막 및 양이온 하전막 사이에서의 살균제 투과율의 차가 작아질 경우가 있다.
브로민계 산화제로서는, 브로민(액체 브로민), 염화 브로민, 브로민산, 브로민산염, 차아브로민산 등을 들 수 있다. 차아브로민산은, 브로민화나트륨 등의 브리민화물과 차아염소산 등의 염소계 산화제를 반응시켜서 생성시킨 것이어도 된다.
이들 중, 브로민을 이용한 "브로민과 설팜산 화합물(브로민과 설팜산 화합물의 혼합물)" 또는 "브로민과 설팜산 화합물의 반응 생성물"의 제제는, "차아염소산과 브로민 화합물과 설팜산"의 제제 및 "염화브로민과 설팜산"의 제제 등에 비해서, 브로민산의 부생이 적고, 역침투막을 보다 열화시키지 않으므로, 역침투막용 슬라임 억제제로서는 보다 바람직하다.
즉, 본 발명의 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 방법은, 암모니아를 함유하는 피처리수 중에, 브로민과, 설팜산 화합물을 존재시키는(브로민과 설팜산 화합물의 혼합물을 존재시키는) 것이 바람직하다. 또한, 피처리수 중에, 브로민과 설팜산 화합물의 반응 생성물을 존재시키는 것이 바람직하다.
브로민 화합물로서는, 브로민화나트륨, 브로민화칼륨, 브로민화리튬, 브로민화암모늄 및 브로민화수소산 등을 들 수 있다. 이들 중, 제제 비용 등의 점에서, 브로민화나트륨이 바람직하다.
염소계 산화제로서는, 예를 들면, 염소가스, 이산화염소, 차아염소산 또는 이의 염, 아염소산 또는 이의 염, 염소산 또는 이의 염, 과염소산 또는 이의 염, 염소화아이소사이아누르산 또는 이의 염 등을 들 수 있다. 이들 중, 염으로서는, 예를 들면, 차아염소산 나트륨, 차아염소산 칼륨 등의 차아염소산 알칼리 금속염, 차아염소산 칼슘, 차아염소산 바륨 등의 차아염소산 알칼리 토금속염, 아염소산 나트륨, 아염소산 칼륨 등의 아염소산 알칼리 금속염, 아염소산 바륨 등의 아염소산 알칼리 토금속염, 아염소산 니켈 등의 다른 아염소산금속염, 염소산 암모늄, 염소산 나트륨, 염소산 칼륨 등의 염소산 알칼리 금속염, 염소산 칼슘, 염소산 바륨 등의 염소산 알칼리 토금속염 등을 들 수 있다. 이들 염소계 산화제는, 1종을 단독으로 이용해도, 2종 이상을 조합시켜서 이용해도 된다. 염소계 산화제로서는, 취급성 등의 점에서, 차아염소산 나트륨을 이용하는 것이 바람직하다.
설팜산 화합물은, 이하의 일반식 (1)로 표시되는 화합물이다:
R2NSO3H （1)
(식 중, R은 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 8의 알킬기이다).
설팜산 화합물로서는, 예를 들면, 2개의 R기의 양쪽이 수소원자인 설팜산(아마이드 황산) 이외에, N-메틸설팜산, N-에틸설팜산, N-프로필설팜산, N-아이소프로필 설팜산, N-부틸설팜산 등의 2개의 R기 중 한쪽이 수소원자이며, 다른 쪽이 탄소수 1 내지 8의 알킬기인 설팜산 화합물, N,N-다이메틸설팜산, N,N-다이에틸설팜산, N,N-다이프로필설팜산, N,N-다이부틸설팜산, N-메틸-N-에틸 설팜산, N-메틸-N-프로필설팜산 등의 2개의 R기의 양쪽이 탄소수 1 내지 8의 알킬기인 설팜산 화합물, N-페닐설팜산 등의 2개의 R기 중 한쪽이 수소원자이며, 다른 쪽이 탄소수 6 내지 10의 아릴기인 설팜산 화합물, 또는 이들의 염 등을 들 수 있다. 설팜산염으로서는, 예를 들면, 나트륨염, 칼륨염 등의 알칼리 금속염, 칼슘염, 스트론튬염, 바륨염 등의 알칼리 토금속염, 망간염, 구리염, 아연염, 철염, 코발트염, 니켈염 등의 다른 금속염, 암모늄염 및 구아니딘염 등을 들 수 있다. 설팜산 화합물 및 이들의 염은, 1종을 단독으로 이용해도, 2종 이상을 조합시켜서 이용해도 된다. 설팜산 화합물로서는, 환경부하 등의 점에서, 설팜산(아마이드 황산)을 이용하는 것이 바람직하다.
본 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 방법에 있어서, 알칼리를 더 존재시켜도 된다. 알칼리로서는, 수산화나트륨, 수산화칼륨 등의 수산화알칼리 등을 들 수 있다. 저온 시의 제품 안정성 등의 점에서, 수산화나트륨과 수산화칼륨을 병용해도 된다. 또한, 알칼리는, 고형이 아니라, 수용액으로서 이용해도 된다.
본 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 방법은, 역침투막으로서 요즈음 주류인 폴리아마이드계 고분자막에 적합하게 적용할 수 있다. 폴리아마이드계 고분자막은, 산화제에 대한 내성이 비교적 낮고, 유리 염소 등을 폴리아마이드계 고분자막에 연속적으로 접촉시키면, 막 성능의 현저한 저하가 일어난다. 그러나, 본 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 방법에서는 폴리아마이드계 고분자막에 있어서도, 이러한 현저한 막 성능의 저하는 거의 일어나지 않는다.
역침투막에는, 중성막, 음이온 하전막 및 양이온 하전막이 있다. 본 명세서에서는, 후술하는 실시예에 기재한 제타 전위의 측정 방법에 의해 구한, pH 7.0에 있어서의 제타 전위가 -10㎷ 이상 5㎷ 미만인 막을 중성막, 5㎷ 이상인 막을 양이온 하전막, -10㎷ 미만인 막을 음이온 하전막이라 정의한다. 중성막의 제타 전위는, -5㎷ 이상이면 바람직하고, -3.9㎷ 이상이면 보다 바람직하며, -1.3㎷ 이상이면 더욱 바람직하다. 양이온 하전막의 제타 전위의 상한은 특별히 제한은 없지만, 예를 들면, 20㎷ 이하이다.
본 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 방법에서는, 역침투막으로서 중성막 또는 양이온 하전막을 이용함으로써, 음이온 하전막을 이용한 경우에 비해서, 염소계 산화제 또는 브로민계 산화제와 설팜산 화합물을 포함하는 살균제의 역침투막의 투과를 억제할 수 있다.
시판의 중성막으로서는, 예를 들면, BW30XFR(다우 케미컬(Dow chemical)사 제품), LFC3(닛토덴코(日東電工) 주식회사 제품), TML20(토레 주식회사 제품), OFR625(이상, 오르가노 주식회사 제품) 등을 들 수 있다.
시판의 양이온 하전막으로서는, 예를 들면, ES10C (닛토덴코 주식회사 제품)등을 들 수 있다.
또, 시판의 음이온 하전막으로서는, 예를 들면, ES15, ES20, CPA3, CPA5 (이상, 닛토덴코 주식회사 제품), RE-8040BLN(운진(ウンジン)사 제품) 등을 들 수 있다.
본 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 방법에 있어서, 역침투막을 구비하는 역침투막 처리장치에 급수되는 피처리수의 pH가 5.5 이상인 것이 바람직하고, 6.0 이상인 것이 보다 바람직하며, 6.5 이상인 것이 더욱 바람직하다. 피처리수의 pH가 5.5 미만이면, 투과수량이 저하될 경우가 있다. 또한, 피처리수의 pH의 상한치에 대해서는, 통상의 역침투막의 적용 상한 pH(예를 들면, pH 10) 이하이면 특별히 제한은 없지만, 칼슘 등의 경도 성분의 스케일(scale) 석출을 고려하면, pH는 예를 들면 9.0 이하에서 운전하는 것이 바람직하다. 본 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 방법을 이용할 경우, 피처리수의 pH가 5.5 이상에서 운전함으로써, 역침투막의 열화, 처리수(투과수)의 수질악화를 억제하고, 충분한 슬라임 억제 효과를 발휘하면서, 충분한 투과수량의 확보도 가능해진다.
역침투막 처리장치에 있어서, 피처리수의 pH 5.5 이상에서 스케일이 발생할 경우에는, 스케일 억제를 위하여 분산제를 상기 살균제와 병용해도 된다. 분산제로서는, 예를 들면, 폴리아크릴산, 폴리말레산, 포스폰산 등을 들 수 있다. 분산제의 피처리수에의 첨가량은, 예를 들면, RO 농축수 중의 농도로서 0.1 내지 1,000㎎/ℓ의 범위이다.
또, 분산제를 사용하지 않고 스케일의 발생을 억제하기 위해서는, 예를 들면, RO 농축수 중의 실리카 농도를 용해도 이하로, 칼슘 스케일의 지표인 랑게리아 지수(LANGELIER INDEX)를 0 이하가 되도록, 역침투막 처리장치의 회수율 등의 운전 조건을 조정하는 것을 들 수 있다.
역침투막 처리장치의 용도로서는, 예를 들면, 순수 제조, 해수 담수화, 배수 회수 등을 들 수 있다.
본 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 방법은, 특히, 배수 회수에의 적용, 예를 들면, 전자산업배수의 회수에의 적용이 고려된다. 전자산업배수에는 저분자 유기물이 함유되는 일이 많고, 배수 회수하는 플로우로서, 예를 들면, 도 1에 나타낸 바와 같은, 생물 처리장치(10)와 막 처리장치(14)를 구비하는 생물 처리 시스템(16)의 후단에, 본 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 방법에 적용하는 수처리 장치로서, 역침투막 처리장치(22)를 구비하는 역침투막 처리 시스템(26)을 구비하는 플로우가 고려된다.
도 1에 나타낸 수처리 시스템(1)은, 생물 처리수단으로서 생물 처리장치(10)와, 생물 처리수조(12)와, 막처리수단으로서 막 처리장치(14)와, 막처리 수조(18)와, 역침투막을 이용하는 수처리 장치로서 역침투막 처리 시스템(26)을 구비한다. 역침투막 처리 시스템(26)은, 역침투막처리수단으로서, 중성막 또는 양이온 하전막을 갖는 역침투막 처리장치(22)를 구비한다. 역침투막 처리 시스템(26)은, 피처리수를 저류하는 피처리수조(20)와, 제2 역침투막처리수단으로서 제2 역침투막 처리장치(24)를 구비해도 된다.
수처리 시스템(1)에 있어서, 원수로서, 예를 들면, 전자산업배수가 생물 처리장치(10)에 송액되고, 생물 처리장치(10)에 있어서 생물 처리가 행해진다(생물 처리 공정). 생물 처리된 생물 처리수는, 필요에 따라서 생물 처리수조(12)에 저류된 후, 막 처리장치(14)에 송액되고, 막 처리장치(14)에 있어서 제탁막에 의해 막처리(제탁)이 행해진다(막처리 공정). 막처리된 막처리수는, 필요에 따라서 막처리 수조(18)에 저류된 후, 피처리수로서 역침투막 처리 시스템(26)의 피처리수조(20)에 송액되어, 저류된다. 피처리수는, 피처리수조(20)로부터 역침투막 처리장치(22)에 송액되어, 역침투막 처리장치(22)에 있어서 중성막 또는 양이온 하전막에 의해 역침투막처리가 행해진다(역침투막처리 공정). 역침투막처리에 의해 얻어진 투과수는 계 밖으로 배출된다. 농축수는 계 밖으로 배출되어도 되고, 필요에 따라서 제2 역침투막 처리장치(24)에 송액되어, 제2 역침투막 처리장치(24)에 있어서 더욱 역침투막처리가 행해져도 된다(제2 역침투막처리 공정). 제2 역침투막처리에 의해 얻어진 농축수는 계 밖으로 배출된다. 투과수는 계 밖으로 배출되어도 되고, 필요에 따라서 피처리수조(20)에 송액되어, 순환되어도 된다.
여기서, 피처리수 중에, 브로민계 산화제 또는 염소계 산화제와 설팜산 화합물을 포함하는 살균제를 존재시키지만, 살균제는, 생물 처리수조(12), 막처리 수조(18), 피처리수조(20) 중 적어도 1종으로 첨가되면 된다. 살균제는, 생물 처리장치(10)와 생물 처리수조(12)를 접속하는 배관, 생물 처리수조(12)와 막 처리장치(14)를 접속하는 배관, 막 처리장치(14)와 막처리 수조(18)를 접속하는 배관, 막처리 수조(18)와 피처리수조(20)를 접속하는 배관, 피처리수조(20)와 역침투막 처리장치(22)를 접속하는 배관 중 적어도 1개로 첨가되어도 된다. 비용 등의 점에서 가장 유리한 것은, 피처리수조(20)에의 첨가, 막처리 수조(18)와 피처리수조(20)를 접속하는 배관에의 첨가, 또는 피처리수조(20)와 역침투막 처리장치(22)를 접속하는 배관에의 첨가이다. 단, 역침투막 처리장치(22)의 역침투막에 의해 농축되기 이전에, 막처리 수조(18)의 시점에서 슬라임 발생이 확인되는 경우에는 막처리 수조(18) 또는 그 전후의 배관에서 살균제가 첨가되어도 되지만, 막처리 수조(18) 중의 막처리수는 막 처리장치(14)의 역세에 사용되는 일이 많기 때문에, 살균제의 첨가량의 일부가 쓸데없게 되기 쉽다. 생물 처리수조(12) 또는 그 전후의 배관에서 살균제가 첨가될 경우에는, 생물 처리 후의 현탁성의 유기물에 의해 살균제 성분이 소비됨으로써 살균제의 첨가량이 많아지고, 운용 비용 상승으로 이어지므로, 시스템 전체에 슬라임 발생 위험이 인정될 때에 채용하는 편이 낫다.
도 1의 수처리 시스템(1)에서는, 생물 처리장치(10), 생물 처리수조(12), 막 처리장치(14)를 개별로 구비하는 생물 처리 시스템(16)을 예시했지만, 이들을 1개의 유닛으로 합친 막분리 활성 슬러지장치(MBR)를 이용해도 된다.
도 1의 수처리 시스템(1)에서는, 원수에 포함되는 저분자 유기물 등을 생물 처리에 의해 분해시키고, 제탁막 등을 구비하는 막 처리장치(14)에서 생물대사물 등을 저지하고, 다음에 중성막 또는 양이온 하전막을 갖는 역침투막 처리장치(22)에서 각종 이온 및 잔존하는 유기물 등을 저지하여, 처리수(투과수)를 얻는다. 이러한 배수 회수에서는, 배수 자체에 암모니아가 포함되어 있거나, 생물 처리에 의해 암모니아가 발생하는 일이 많다. 예를 들면, 유기물로서 수산화테트라메틸암모늄을 포함하는 배수를 생물 처리하면 암모니아가 발생하기 쉽다.
이때, 생물 처리에 의해 발생하는 생물대사물이나, 생물 처리 후에도 잔존하는 저분자의 유기물에 의해, 후단의 제탁막이나 역침투막의 바이오파울링이 염려된다. 살균력이 높은 차아염소산을 이용해서 대응하는 것이 고려되지만, 차아염소산은 최근 주류로 되어 있는 폴리아마이드계의 역침투막을 열화시키는 일이 있다. 역침투막의 전단에 활성탄탑이나, 환원제의 약제 주입점을 형성하는 것도 고려되지만, 모두 초기 운용 비용의 면이 문제가 된다. 그래서, 수처리 시스템(1)에서는, 암모니아를 함유하는 피처리수 중에 브로민계 산화제 또는 염소계 산화제와 설팜산 화합물을 포함하는 살균제를 존재시키는 것에 의해, 살균 능력이 높은 동시에 폴리아마이드계의 역침투막을 산화 열화시키기 어렵고, 역침투막에서의 저지율도 높으며, 후단의 처리수(투과수)질에 영향이 적기 때문에 유효하다.
이와 같이 살균제를 첨가한 경우, 살균제가 처리수 측에 투과하면, 처리 수질의 악화가 문제가 된다. 그 때문에, 본 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 방법에서는, 역침투막 처리장치(22)에 있어서의 역침투막으로서 중성막 또는 양이온 하전막을 이용하는 것에 의해, 투과수에 살균제가 검출되는 일은 거의 없고, 살균제의 역침투막의 투과가 억제된다.
또한, 이때, 역침투막 처리장치(22)에 급수되는 피처리수의 pH, 즉, 역침투막 처리장치(22)의 운전 pH를 9 이하로 하는 것이 바람직하다. pH 9를 초과하는 알칼리 측에서는, 역침투막의 탈염율이 저하할 경우, 그리고 살균제의 산화력이 저하할 경우가 있다. 역침투막 처리장치(22)에 급수되는 피처리수의 pH가 9 이하이면, RO 투과수의 수질이 보다 양호하게 유지되어, 슬라임 발생이 보다 억제된다.
수처리 시스템(1)과 같은 배수 회수의 플로우에서는, 물 회수율을 높이기 위해서 제2 역침투막 처리장치(24)(브라인(brine) RO)를 설치하는 것이 일반적이다. 제2 역침투막 처리장치(24)는, 역침투막 처리장치(22)의 농축수를 원수로 하고 투과수를 피처리수조(20)에 반송하고, 농축수를 계 밖으로 배출한다. 제2 역침투막 처리장치(24)에도 슬라임 발생 위험은 있고, 역침투막 처리장치(22)에서 살균제의 투과율이 낮으면, 제2 역침투막 처리장치(24)의 원수에 살균제 성분이 잔류하게 된다. 역침투막 처리장치(22)에 있어서의 역침투막으로서 중성막 또는 양이온 하전막을 이용함으로써, 제2 역침투막 처리장치(24)의 원수에 살균제 성분이 많이 잔존하여, 제2 역침투막 처리장치(24)에 있어서의 슬라임 발생이 억제되게 된다.
도 1의 수처리 시스템(1)에서는, 역침투막처리의 전처리로서 생물 처리를 예 로서 설명했지만, 역침투막처리의 전처리 공정에 있어서는, 생물 처리, 응집 처리, 응집 침전 처리, 가압 부상 처리, 여과 처리, 막분리 처리, 활성탄 처리, 오존 처리, 자외선 조사 처리 등의 생물학적, 물리적 또는 화학적인 전처리, 및 이들 전처리 중 2개 이상의 조합이 필요에 따라서 행해져도 된다.
역침투막 처리 시스템(26)에 있어서, 시스템 내에 역침투막 이외에, 펌프, 안전 필터, 유량 측정장치, 압력 측정장치, 온도 측정장치, 산화 환원 전위(ORP) 측정장치, 잔류 염소 측정장치, 전기 전도도 측정장치, pH 측정장치, 에너지 회수장치 등을 필요에 따라서 구비해도 된다.
수처리 시스템(1)에 있어서, 필요에 따라서, 안정화 차아브로민산 조성물 또는 안정화 차아염소산 조성물 이외의 스케일 억제제나, pH 조정제가, 생물 처리수조(12) 및 그 전후의 배관, 막처리 수조(18) 및 그 전후의 배관, 피처리수조(20) 및 그 전후의 배관 중 적어도 1개에 있어서, 생물 처리수, 막처리수, 피처리수 중 적어도 하나에 첨가되어도 된다.
본 발명의 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 장치의 일례의 개략을 도 6에 나타내고, 그 구성에 대해서 설명한다.
도 6에 나타낸 수처리 장치(3)는, 암모니아를 함유하는 피처리수 중의 암모니아를 저감시키는 암모니아 저감수단으로서, 암모니아 저감장치(30)와, 역침투막처리수단으로서, 중성막 또는 양이온 하전막을 갖는 역침투막 처리장치(34)를 구비한다. 수처리 장치(3)는 암모니아 저감수를 저류시키기 위한 암모니아 저감수조(32)를 구비해도 된다.
수처리 장치(3)에 있어서, 암모니아 저감장치(30)의 입구에는, 피처리수 배관(36)이 접속되어 있다. 암모니아 저감장치(30)의 출구와 암모니아 저감수조(32)의 입구는, 암모니아 저감수 배관(38)에 의해 접속되어 있다. 암모니아 저감수조(32)의 출구와 역침투막 처리장치(34)의 입구는, 살균제 함유수 배관(40)에 의해 접속되어 있다. 역침투막 처리장치(34)의 투과수 출구에는 투과수 배관(42)이 접속되고, 농축수 출구에는 농축수 배관(44)이 접속되어 있다. 암모니아 저감수조(32)에는 살균제 첨가 배관(46)이 접속되어 있다.
본 실시형태에 따른 수처리 방법 및 수처리 장치(3)의 동작에 대해서 설명한다.
수처리 장치(3)에 있어서, 암모니아(암모늄 이온)를 함유하는 피처리수는, 피처리수 배관(36)을 통해서 암모니아 저감장치(30)에 공급되고, 암모니아 저감장치(30)에 있어서, 암모니아가 저감된다(암모니아 저감 공정).
암모니아 저감장치(30)에 의해 암모니아가 저감된 암모니아 저감수는, 암모니아 저감수 배관(38)을 통해서, 필요에 따라서 암모니아 저감수조(32)에 송액되어, 저류된다. 암모니아 저감수조(32)에 있어서, 암모니아 저감수 중에 브로민계 산화제 또는 염소계 산화제와 설팜산 화합물을 포함하는 살균제가 첨가되어, 살균제를 존재시킨다(살균제 첨가 공정). 살균제는, 암모니아 저감수 배관(38)에 있어서 첨가되어도 되고, 살균제 함유수 배관(40)에 있어서 첨가되어도 된다.
살균제를 존재시킨 살균제 함유수는, 살균제 함유수 배관(40)을 통해서, 역침투막 처리장치(34)에 공급되고, 역침투막 처리장치(34)에 있어서, 역침투막처리가 행해진다(역침투막처리 공정). 역침투막처리에 의해 얻어진 투과수는 처리수로서 투과수 배관(42)을 통해서 배출되고, 농축수는 농축수 배관(44)을 통해서 배출된다.
본 발명자들은 검토를 거듭한 결과, 브로민계 산화제 또는 염소계 산화제와 설팜산 화합물을 포함하는 살균제의 투과율이 피처리수 중의 암모니아의 농도에 따라서 상승하는 것을 발견하였다. 그래서, 역침투막처리의 전처리로서, 피처리수 중의 암모니아 농도를 저감시킴으로써, 염소계 산화제 또는 브로민계 산화제와 설팜산 화합물을 포함하는 살균제의 역침투막의 투과를 억제할 수 있다. 특히, 암모니아 저감수 중의 암모니아 농도가 5㎎/ℓ 이하에서는, 암모니아 저감에 의한 살균제 투과율의 저감 효과가 유효하였다.
암모니아 저감장치(30)로서는, 피처리수 중의 암모니아(암모늄 이온)의 양을 저감시킬 수 있는 것이면 되고, 특별히 제한은 없다. 암모니아 저감장치(30)로서는, 예를 들면, 암모니아 스트리핑 처리를 행하는 암모니아 스트리핑 처리장치, 산화제에 의한 암모니아 분해 처리를 행하는 암모니아 분해 처리장치, 역침투막에 의한 전처리 등을 들 수 있다. 이들 중, 슬라임 리스크의 증가가 거의 없는 것, 산화제로서 후단에 사용하는 살균제와 같은 약품을 사용함으로써 사용하는 약품의 종류가 증가하지 않는 것 등의 점에서, 암모니아 스트리핑 처리를 행하는 암모니아 스트리핑 처리장치, 산화제에 의한 암모니아 분해 처리를 행하는 암모니아 분해 처리장치가 바람직하다.
암모니아 스트리핑 처리는, 암모니아 함유수에 알칼리 용액을 첨가, 가온 후, 충전물을 충전시킨 방산탑에 통과시키고, 증기 및 공기에 접촉시킴으로써, 암모니아 함유수 중의 암모니아를 가스 측으로 이동시키는 처리 방법이다.
암모니아 스트리핑 처리장치는, 예를 들면, 증류탑의 내부에 다공판이나 충전물 등이 설치된 것이며, 암모니아 함유수가 증류탑의 상부로부터 유입되고, 증기가 하부로부터 흡입되며, 암모니아 함유수와 증기가 접촉됨으로써, 암모니아 함유수 중의 유리 암모니아가 증기 측으로 내몰린다. 내몰린 암모니아 가스는, 더욱 분해 처리되어도 된다. 이 암모니아 가스 분해 처리로서는, 예를 들면, 촉매를 충전한 촉매 반응탑을 통해서 무해한 질소로 분해하는 방법, 황산과 반응시켜서 황산 암모늄으로 하는 방법 등이 있고, 암모니아수로서 회수 재이용하는 것도 가능하다.
암모니아 스트리핑 처리에 있어서의 pH는, 10 이상인 것이 바람직하고, 10.5 이상인 것이 보다 바람직하며, 10.5 내지 12의 범위가 더욱 바람직하다. 암모니아 스트리핑 처리에 있어서의 pH가 10 미만이면, 유리 암모니아(NH3)의 분률이 낮아지고, 암모니아의 제거 효율이 저하될 경우가 있다. 암모니아 스트리핑 처리에 있어서의 pH가 12를 넘으면, 암모니아 스트리핑 처리에서의 증류탑 내부의 다공판이나 충전물의 열화의 가능성이 있는 것이나, 알칼리 약품의 비용이 높아진다고 하는 문제가 생길 경우가 있다.
암모니아 스트리핑 처리는 온도가 높을수록 효율적이므로, 증기에 의해서 수온을 40℃ 내지 100℃의 범위, 바람직하게는 80℃ 내지 100℃의 범위로 상승시키는 것이 바람직하다.
산화제에 의한 암모니아 분해 처리에 이용되는 산화제로서는, 염소계 산화제, 브로민계 산화제나, 브로민계 산화제와 설팜산 화합물을 포함하는 안정화 차아브로민산 조성물, 염소계 산화제와 설팜산 화합물을 포함하는 안정화 차아염소산 조성물 등을 들 수 있고, 안정화 차아브로민산 조성물, 안정화 차아염소산 조성물이 바람직하다. 염소계 산화제, 브로민계 산화제, 안정화 차아브로민산 조성물, 안정화 차아염소산 조성물로서는, 후술하는 염소계 산화제, 브로민계 산화제, 안정화 차아브로민산 조성물, 안정화 차아염소산 조성물과 마찬가지의 것을 들 수 있다. 암모니아 분해 처리에 이용되는 산화제로서는, 암모니아 저감 공정의 후단에 있어서 암모니아 저감수 중에 존재시키는 살균제와 같은 것이 바람직하다. 암모니아 저감수 중에 존재시키는 살균제와 같은 것을 사용하고, 암모니아 분해에 필요한 양보다 많은 양의 산화제를 이용하면, 암모니아 분해 처리에서 잔존한 산화제를 후단의 역침투막 처리장치에 있어서의 살균제로서도 작용시킬 수 있다.
암모니아 분해 처리에 있어서 이용되는 산화제의 양은, 피처리수 중의 암모니아성 질소(NH4-N)의 몰농도에 대한, 유효염소 농도환산의 유효 할로겐의 몰농도의 비가 1.6 이상인 것이 바람직하고, 2.0 이상인 것이 보다 바람직하다. 이 비가 커지면 커질수록, 암모니아의 저감 효과가 높아진다. 피처리수 중의 암모니아성 질소의 몰농도에 대한 유효염소 농도환산의 유효 할로겐의 몰농도의 비가, 2.0 이상인 것에 의해, 암모니아 분해 처리에서 잔존한 산화제를 후단의 역침투막 처리장치에 있어서의 살균제로서도 작용시킬 수 있다. 이 몰농도의 비의 상한은, 예를 들면 100 이하이다.
산화제에 의한 암모니아 분해 처리에 있어서의 pH는, 예를 들면, 3 내지 10의 범위이며, 4 내지 9의 범위인 것이 바람직하다. 암모니아 분해 처리에 있어서의 pH가 3 미만이면, 암모니아성 질소의 분해 효과가 저하될 경우가 있고, 10을 초과하면, 후단의 역침투막의 저지율 향상을 위하여 pH를 중성으로 조정할 필요가 생길 경우가 있다.
산화제에 의한 암모니아 분해 처리에 있어서의 온도는, 예를 들면, 0℃ 내지 100℃의 범위이며, 0℃ 내지 40℃의 범위인 것이 바람직하다. 암모니아 분해 처리에 있어서의 온도가 0℃ 미만이면, 처리수가 동결될 경우가 있고, 100℃를 초과하면, 산화제 혹은 암모니아가 휘발하여 암모니아 분해 효율이 저하될 경우가 있다.
암모니아 저감 공정에 있어서의 피처리수 중의 암모니아의 농도는, 예를 들면, 0.1㎎/ℓ 내지 500㎎/ℓ의 범위이며, 0.1㎎/ℓ 내지 30㎎/ℓ의 범위인 것이 바람직하다.
본 발명의 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 장치 및 방법에서는, 암모니아 저감장치(30)에 의해 암모니아가 저감된 암모니아 저감수 중에, 브로민계 산화제 또는 염소계 산화제와 설팜산 화합물을 포함하는 살균제를 존재시킨다. "브로민계 산화제와 설팜산 화합물을 포함하는 살균제"는, "브로민계 산화제"와 "설팜산 화합물"의 혼합물을 포함하는 안정화 차아브로민산 조성물을 함유하는 살균제이어도 되고, "브로민계 산화제와 설팜산 화합물의 반응 생성물"을 포함하는 안정화 차아브로민산 조성물을 함유하는 살균제이어도 된다. "염소계 산화제와 설팜산 화합물을 포함하는 살균제"는, "염소계 산화제"와 "설팜산 화합물"의 혼합물을 포함하는 안정화 차아염소산 조성물을 함유하는 살균제이어도 되고, "염소계 산화제와 설팜산 화합물의 반응 생성물"을 포함하는 안정화 차아염소산 조성물을 함유하는 살균제이어도 된다.
즉, 본 발명의 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 장치 및 방법에서는, 암모니아 저감수 중에, "브로민계 산화제"와 "설팜산 화합물"의 혼합물, 또는 "염소계 산화제"와 "설팜산 화합물"의 혼합물을 존재시킨다. 이것에 의해, 암모니아 저감수 중에서, 안정화 차아브로민산 조성물 또는 안정화 차아염소산 조성물이 생성되는 것으로 여겨진다.
또한, 본 발명의 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 장치 및 방법에서는, 암모니아 저감수 중에, "브로민계 산화제와 설팜산 화합물의 반응 생성물"인 안정화 차아브로민산 조성물, 또는 "염소계 산화제와 설팜산 화합물의 반응 생성물"인 안정화 차아염소산 조성물을 존재시킨다.
구체적으로는 본 발명의 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 장치 및 방법에서는, 암모니아 저감수 중에, "브로민", "염화 브로민", "차아브로민산" 또는 "브로민화나트륨과 차아염소산의 반응물"과, "설팜산 화합물"의 혼합물을 존재시킨다. 또는, 암모니아 저감수 중에, "차아염소산"과, "설팜산 화합물"의 혼합물을 존재시킨다.
또한, 본 발명의 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 장치 및 방법에서는, 암모니아 저감수 중에, 예를 들면, "브로민과 설팜산 화합물의 반응 생성물", "염화 브로민과 설팜산 화합물의 반응 생성물", "차아브로민산과 설팜산 화합물의 반응 생성물", 또는 "브로민화나트륨과 차아염소산의 반응물과, 설팜산 화합물의 반응 생성물"인 안정화 차아브로민산 조성물을 존재시킨다. 또는, 암모니아 저감수 중에, "차아염소산과 설팜산 화합물의 반응 생성물"인 안정화 차아염소산 조성물을 존재시킨다.
본 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 장치 및 방법에 있어서, 안정화 차아브로민산 조성물 또는 안정화 차아염소산 조성물은 차아염소산 등의 염소계 산화제와 동등 이상의 슬라임 억제 효과를 발휘함에도 불구하고, 염소계 산화제와 비교하면, 역침투막에의 열화 영향이 낮기 때문에, 역침투막에서의 파울링을 억제하면서, 역침투막의 산화 열화를 억제할 수 있다. 이 때문에, 본 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 장치 및 방법에 이용되는 안정화 차아브로민산 조성물 또는 안정화 차아염소산 조성물은, 암모니아를 함유하는 피처리수를 역침투막으로 처리하는 수처리 장치 및 방법에 이용하는 슬라임 억제제로서는 적합하다.
본 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 장치 및 방법 중, "브로민계 산화제와 설팜산 화합물을 포함하는 살균제"의 경우, 염소계 산화제가 존재하지 않으므로, 역침투막에의 열화 영향이 보다 낮다. 염소계 산화제를 포함할 경우에는, 염소산의 생성이 염려된다.
본 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 장치 및 방법 중, "브로민계 산화제"가 브로민일 경우, 염소계 산화제가 존재하지 않으므로, 역침투막에의 열화 영향이 현저하게 낮다.
본 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 장치 및 방법에서는, 예를 들면, 암모니아 저감수 중에, "브로민계 산화제" 또는 "염소계 산화제"와 "설팜산 화합물"을 약물 주입 펌프 등에 의해 주입해도 된다. "브로민계 산화제" 또는 "염소계 산화제"와 "설팜산 화합물"은 따로따로 암모니아 저감수에 첨가해도 되거나, 또는 원액끼리 혼합시키고 나서 암모니아 저감수에 첨가해도 된다.
또한, 예를 들면, 암모니아 저감수 중에, "브로민계 산화제와 설팜산 화합물의 반응 생성물" 또는 "염소계 산화제와 설팜산 화합물의 반응 생성물"을 약물 주입 펌프 등에 의해 주입해도 된다.
본 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 장치 및 방법에 있어서, "브로민계 산화제" 또는 "염소계 산화제"의 당량에 대한 "설팜산 화합물"의 당량의 비는 1 이상인 것이 바람직하고, 1 이상 2 이하의 범위인 것이 보다 바람직하다. "브로민계 산화제" 또는 "염소계 산화제"의 당량에 대한 "설팜산 화합물"의 당량의 비가 1 미만이면, 막을 열화시킬 가능성이 있고, 2를 초과하면, 제조 비용이 증가할 경우가 있다.
역침투막에 접촉하는 전체 염소 농도는 유효염소 농도환산으로, 0.01 내지 100㎎/ℓ인 것이 바람직하다. 0.01㎎/ℓ 미만이면, 충분한 슬라임 억제 효과를 얻을 수 없는 경우가 있고, 100㎎/ℓ보다 많다면, 역침투막의 열화, 배관 등의 부식을 일으킬 가능성이 있다.
본 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 장치 및 방법에 있어서, 암모니아 저감수 중의 암모늄 이온 농도가 5㎎/ℓ 이하인 것이 바람직하고, 1㎎/ℓ 이하인 것이 보다 바람직하다. 암모니아 저감수 중의 암모늄 이온 농도가 5㎎/ℓ를 초과하면, 살균제가 역침투막을 투과하기 쉬워진다.
암모니아 저감수 중의 전체 염소 농도에 대한 암모니아의 농도의 비(암모니아 농도(㎎/ℓ)/살균제 농도(전체 염소 농도: ㎎/ℓ))는, 예를 들면, 0.01 내지 50의 범위이다. 암모니아 저감수 중의 전체 염소 농도에 대한 암모니아의 농도의 비가 0.01 미만이면, 살균제가 충분히 역침투막으로 저지되므로, 그 이상의 암모니아 저감의 효과가 없을 경우가 있고, 50을 초과하면, 암모니아 농도를 저감시켜도 살균제 투과율이 충분히 높고, 투과율의 저감 효과가 보이지 않게 될 경우가 있다.
본 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 장치 및 방법에 있어서, 암모니아 저감수 중에, 더욱 알칼리를 존재시켜도 된다.
본 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 장치 및 방법에 있어서, 역침투막을 구비하는 역침투막 처리장치에 급수되는 암모니아 저감수의 pH가 5.5 이상인 것이 바람직하고, 6.0 이상인 것이 보다 바람직하며, 6.5 이상인 것이 더욱 바람직하다. 암모니아 저감수의 pH가 5.5 미만이면, 투과수량이 저하될 경우가 있다. 또, 암모니아 저감수의 pH의 상한치에 대해서는, 통상의 역침투막의 적용 상한 pH(예를 들면, pH 10) 이하이면 특별히 제한은 없지만, 칼슘 등의 경도성분의 스케일 석출을 고려하면, pH는 예를 들면 9.0 이하에서 운전하는 것이 바람직하다. 본 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 장치 및 방법을 이용할 경우, 암모니아 저감수의 pH가 5.5 이상에서 운전함으로써, 역침투막의 열화, 처리수(투과수)의 수질악화를 억제하여, 충분한 슬라임 억제 효과를 발휘하면서, 충분한 투과수량의 확보도 가능해진다.
역침투막 처리장치에 있어서, 암모니아 저감수의 pH 5.5 이상에서 스케일이 발생할 경우에는, 스케일 억제를 위하여 분산제를 상기 살균제와 병용해도 된다. 분산제로서는, 예를 들면, 폴리아크릴산, 폴리말레산, 포스폰산 등을 들 수 있다. 분산제의 암모니아 저감수에의 첨가량은, 예를 들면, RO 농축수 중의 농도로서 0.1 내지 1,000㎎/ℓ의 범위이다.
또한, 분산제를 사용하지 않고 스케일의 발생을 억제하기 위해서는, 예를 들면, RO 농축수 중의 실리카 농도를 용해도 이하로, 칼슘 스케일의 지표인 랑게리아 지수를 0 이하가 되도록, 역침투막 처리장치의 회수율 등의 운전 조건을 조정하는 것을 들 수 있다.
브로민계 산화제, 브로민화합물, 염소계 산화제, 설팜산 화합물, 알칼리, 역침투막에 대해서는, 상기와 같다.
본 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 장치 및 방법은, 특히, 배수 회수에의 적용, 예를 들면, 전자산업배수의 회수에의 적용이 고려된다. 전자산업배수에는 저분자 유기물이 포함되는 일이 많고, 배수 회수하는 플로우로서, 예를 들면, 도 7에 나타낸 바와 같은, 생물 처리장치(50)와 막 처리장치(54)를 구비하는 생물 처리 시스템(56)의 후단에, 본 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 방법에 적용하는, 암모니아 저감장치(30) 및 역침투막 처리장치(34)를 구비하는 수처리 장치(3)를 구비하는 흐름이 고려된다.
도 7에 나타낸 수처리 시스템(5)은, 생물 처리수단으로서 생물 처리장치(50)와, 생물 처리수조(52)와, 막처리수단으로서 막 처리장치(54)와, 막처리 수조(58)와, 상기 수처리 장치(3)를 구비한다. 수처리 시스템(5)은 제2 역침투막처리수단으로서 제2 역침투막 처리장치(60)를 구비해도 된다.
수처리 시스템(5)에 있어서, 원수로서 예를 들면 전자산업배수가 생물 처리장치(50)에 송액되어, 생물 처리장치(50)에 있어서 생물 처리가 행해진다(생물 처리 공정). 생물 처리된 생물 처리수는, 필요에 따라서 생물 처리수조(52)에 저류된 후, 막 처리장치(54)에 송액되어, 막 처리장치(54)에 있어서 제탁막에 의해 막처리(제탁)가 행해진다(막처리 공정). 막처리된 막처리수는, 필요에 따라서 막처리 수조(58)에 저류된 후, 피처리수로서 수처리 장치(3)의 암모니아 저감장치(30)에 공급되어, 암모니아 저감장치(30)에 있어서, 암모니아가 저감된다(암모니아 저감 공정).
암모니아 저감장치(30)에 의해 암모니아가 저감된 암모니아 저감수는, 필요에 따라서 암모니아 저감수조(32)에 송액되어, 저류된다. 암모니아 저감수조(32)에 있어서, 암모니아 저감수 중에 브로민계 산화제 또는 염소계 산화제와 설팜산 화합물을 포함하는 살균제가 첨가되어, 살균제를 존재시킨다(살균제 첨가 공정). 살균제는 암모니아 저감수조(32)의 전후의 배관에 있어서 첨가되어도 된다.
살균제를 존재시킨 살균제 함유수는, 역침투막 처리장치(34)에 공급되어, 역침투막 처리장치(34)에 있어서, 역침투막처리가 행해진다(역침투막처리 공정). 역침투막처리에 의해 얻어진 투과수는, 처리수로서 투과수 배관을 통해서 배출되어, 농축수는 농축수 배관을 통해서 배출된다. 역침투막처리에 의해 얻어진 투과수는 계 밖으로 배출된다. 농축수는 계 밖으로 배출되어도 되고, 필요에 따라서 제2 역침투막 처리장치(60)에 송액되어, 제2 역침투막 처리장치(60)에 있어서 더욱 역침투막처리가 행해져도 된다(제2 역침투막처리 공정). 제2 역침투막처리에 의해 얻어진 농축수는 계 밖으로 배출된다. 투과수는 계 밖으로 배출되어도 되고, 필요에 따라서 암모니아 저감수조(32)에 송액되어, 순환되어도 된다.
도 7의 수처리 시스템(5)에서는, 생물 처리장치(50), 생물 처리수조(52), 막 처리장치(54)를 개별로 구비하는 생물 처리 시스템(56)을 예시했지만, 이들을 1개의 유닛으로 합친 막분리 활성 슬러지 장치(MBR)를 이용해도 된다.
도 7의 수처리 시스템(5)에서는, 원수에 포함되는 저분자 유기물 등을 생물 처리에 의해서 분해시키고, 제탁막 등을 구비하는 막 처리장치(54)에서 생물대사물 등을 저지하고, 다음에 암모니아 저감장치(30)에 있어서 암모니아가 저감되어, 역침투막 처리장치(34)에서 각종 이온 및 잔존하는 유기물 등을 저지하여, 처리수(투과수)를 얻는다. 이러한 배수 회수에서는, 배수 자체에 암모니아가 함유되어 있거나, 생물 처리에 의해 암모니아가 발생하는 일이 많다. 예를 들면, 유기물로서 수산화테트라메틸암모늄을 포함하는 배수를 생물 처리하면 암모니아가 발생하기 쉽다.
이때, 생물 처리에 의해 발생하는 생물대사물이나, 생물 처리 후에도 잔존하는 저분자의 유기물에 의해, 후단의 역침투막의 바이오파울링이 염려된다. 살균력이 높은 차아염소산을 이용해서 대응하는 것이 고려되지만, 차아염소산은 최근 주류로 되고 있는 폴리아마이드계의 역침투막을 열화시키는 경우가 있다. 역침투막의 전단에 활성탄탑이나, 환원제 약물 주입점을 형성하는 것도 고려되지만, 모두 초기 운용 비용의 면이 문제가 된다. 그래서, 수처리 시스템(5)에서는, 암모니아 저감장치에 있어서 암모니아를 저감시키고, 암모니아 저감수 중에 브로민계 산화제 또는 염소계 산화제와 설팜산 화합물을 포함하는 살균제를 존재시키는 것에 의해, 살균 능력이 높은 동시에 폴리아마이드계의 역침투막을 산화 열화시키기 어렵고, 역침투막에서의 저지율도 높아, 후단의 처리수(투과수)질에 영향이 적기 때문에 유효하다.
이렇게 살균제를 첨가한 경우, 살균제가 처리수 측에 투과하면, 처리 수질의 악화가 문제가 된다. 그 때문에, 본 실시형태에 따른 역침투막을 이용하는 수처리 장치 및 방법에서는, 역침투막처리의 전처리로서, 피처리수 중의 암모니아 농도를 저감시킴으로써, 투과수에 살균제가 검출되는 일은 거의 없고, 살균제의 역침투막의 투과가 억제된다.
또한, 이때, 역침투막 처리장치(34)에 급수되는 암모니아 저감수의 pH, 즉, 역침투막 처리장치(34)의 운전 pH를 9 이하로 하는 것이 바람직하다. pH 9를 초과하는 알칼리 측에서는, 역침투막의 탈염율이 저하할 경우, 그리고, 살균제의 산화력이 저하할 경우가 있다. 역침투막 처리장치(34)에 급수되는 암모니아 저감수의 pH가 9 이하이면, RO 투과수의 수질이 보다 양호하게 유지되어, 슬라임 발생이 보다 억제된다.
수처리 시스템(5)과 같은 배수 회수의 플로우에서는, 물 회수율을 높이기 위해서 제2 역침투막 처리장치(60)(브라인 RO)를 설치하는 것이 일반적이다. 제2 역침투막 처리장치(60)는, 역침투막 처리장치(34)의 농축수를 원수로 하고, 투과수를 암모니아 저감수조(32)에 반송하고, 농축수를 계 밖으로 배출한다. 제2 역침투막 처리장치(60)에도 슬라임 발생 위험은 있고, 역침투막 처리장치(34)에서 살균제의 투과율이 낮다면, 제2 역침투막 처리장치(60)의 원수에 살균제 성분이 잔류하게 된다. 제2 역침투막 처리장치(60)의 원수에 살균제 성분이 많이 잔존하고, 제2 역침투막 처리장치(60)에 있어서의 슬라임 발생이 억제되게 된다.
도 7의 수처리 시스템(5)에서는, 역침투막처리의 전처리로서 생물 처리를 예 로서 설명했지만, 역침투막처리의 전처리 공정에 있어서는, 생물 처리, 응집 처리, 응집 침전 처리, 가압 부상 처리, 여과 처리, 막분리 처리, 활성탄 처리, 오존 처리, 자외선 조사 처리 등의 생물학적, 물리적 또는 화학적인 전처리, 및 이들 전처리 중 2개 이상의 조합이 필요에 따라서 행해져도 된다.
수처리 장치(3)에 있어서, 시스템 내에 역침투막의 이외에, 펌프, 안전 필터, 유량 측정장치, 압력 측정장치, 온도 측정장치, 산화 환원 전위(ORP) 측정장치, 잔류 염소 측정장치, 전기 전도도 측정장치, pH 측정장치, 에너지 회수 장치 등을 필요에 따라서 구비해도 된다.
수처리 시스템(5)에 있어서, 필요에 따라서, 안정화 차아브로민산 조성물 또는 안정화 차아염소산 조성물 이외의 스케일 억제제나, pH 조정제가, 생물 처리수조(52) 및 그 전후의 배관, 막처리 수조(58) 및 그 전후의 배관, 암모니아 저감수조(32) 및 그 전후의 배관 중 적어도 1개에 있어서, 생물 처리수, 막처리수, 암모니아 저감수 중 적어도 1개에 첨가되어도 된다.
<살균제>
본 실시형태에 따른 살균제는, "브로민계 산화제 또는 염소계 산화제"와 "설팜산 화합물"의 혼합물을 포함하는 안정화 차아브로민산 조성물 또는 안정화 차아염소산 조성물을 함유하는 것이며, 알칼리를 더 함유해도 된다.
또한, 본 실시형태에 따른 살균제는, "브로민계 산화제와 설팜산 화합물의 반응 생성물"을 포함하는 안정화 차아브로민산 조성물, 또는 "염소계 산화제와 설팜산 화합물의 반응 생성물"을 포함하는 안정화 차아염소산 조성물을 함유하는 것이며, 알칼리를 더 함유해도 된다.
브로민계 산화제, 브로민화합물, 염소계 산화제 및 설팜산 화합물에 대해서는, 전술한 바와 같다.
염소계 산화제와 설팜산 화합물을 포함하는 안정화 차아염소산 조성물의 시판품으로서는, 예를 들면, 구리타코교(栗田工業) 주식회사 제품의 "쿠리바타 IK-110"을 들 수 있다.
본 실시형태에 따른 살균제로서는, 역침투막을 보다 열화시키지 않기 위해서, 브로민과, 설팜산 화합물을 함유하는 것(브로민과 설팜산 화합물의 혼합물을 함유하는 것), 예를 들면, 브로민과 설팜산 화합물과 알칼리와 물의 혼합물, 또는 브로민과 설팜산 화합물의 반응 생성물을 함유하는 것, 예를 들면, 브로민과 설팜산 화합물의 반응 생성물과, 알칼리와, 물의 혼합물이 바람직하다.
본 실시형태에 따른 살균제 중, 브로민계 산화제와 설팜산 화합물을 포함하는 안정화 차아브로민산 조성물을 함유하는 살균제, 특히 브로민과 설팜산 화합물을 포함하는 안정화 차아브로민산 조성물을 함유하는 살균제는, 염소계 산화제와 설팜산 화합물을 포함하는 살균제(클로로설팜산 등)와 비교하면, 산화력이 높고, 슬라임 억제력, 슬라임 박리력이 현저하게 높음에도 불구하고, 동일하게 산화력이 높은 차아염소산과 같은 현저한 막열화를 거의 야기하는 일이 없다. 통상의 사용 농도에서는, 막열화에의 영향은 실질적으로 무시할 수 있다. 이 때문에, 살균제로서는 최적이다.
본 실시형태에 따른 살균제는, 차아염소산과는 달리, 역침투막을 거의 투과하지 않으므로, 처리수 수질에의 영향이 거의 없다. 또한, 차아염소산 등과 같이 현장에서 농도를 측정할 수 있으므로, 보다 정확한 농도 관리가 가능하다.
살균제의 pH는, 예를 들면, 13.0 초과이며, 13.2 초과인 것이 보다 바람직하다. 살균제의 pH가 13.0 이하이면 살균제 중의 유효 할로겐이 불안정해질 경우가 있다.
살균제 중의 브로민산 농도는 5㎎/㎏ 미만인 것이 바람직하다. 살균제 중의 브로민산 농도가 5㎎/㎏ 이상이면, RO 투과수의 브로민산 이온의 농도가 높아질 경우가 있다.
<살균제의 제조 방법>
본 실시형태에 따른 살균제는, 브로민계 산화제 또는 염소계 산화제와 설팜산 화합물을 혼합하는 것에 의해 얻어지고, 알칼리를 더 혼합해도 된다.
브로민과, 설팜산 화합물을 포함하는 안정화 차아브로민산 조성물을 함유하는 살균제의 제조 방법으로서는, 물, 알칼리 및 설팜산 화합물을 포함하는 혼합액에 브로민을 불활성 가스 분위기 하에서 첨가해서 반응시키는 공정, 또는 물, 알칼리 및 설팜산 화합물을 포함하는 혼합액에 브로민을 불활성 가스 분위기 하에서 첨가하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다. 불활성 가스 분위기 하에서 첨가해서 반응시키거나, 또는 불활성 가스 분위기 하에서 첨가하는 것에 의해, 살균제 중의 브로민산 이온 농도가 낮아지고, RO 투과수 중의 브로민산 이온 농도가 낮아진다.
이용되는 불활성 가스로서는 한정되지 않지만, 제조 등의 면으로부터 질소 및 아르곤 중 적어도 하나가 바람직하고, 특히 제조 비용 등의 면으로부터 질소가 바람직하다.
브로민의 첨가 시의 반응기 내의 산소 농도는 6% 이하가 바람직하지만, 4% 이하가 보다 바람직하고, 2% 이하가 더욱 바람직하며, 1% 이하가 특히 바람직하다. 브로민의 반응 시의 반응기 내의 산소 농도가 6%를 초과하면, 반응계 내의 브로민산의 생성량이 증가될 경우가 있다.
브로민의 첨가율은, 살균제 전체의 양에 대하여 25중량% 이하인 것이 바람직하고, 1중량% 이상 20중량% 이하인 것이 보다 바람직하다. 브로민의 첨가율이 살균제 전체의 양에 대하여 25중량%를 초과하면, 반응계 내의 브로민산의 생성량이 증가될 경우가 있다. 1중량% 미만이면, 살균력이 뒤떨어질 경우가 있다.
브로민 첨가 시의 반응 온도는, 0℃ 이상 25℃ 이하의 범위로 제어하는 것이 바람직하지만, 제조 비용 등의 면으로부터, 0℃ 이상 15℃ 이하의 범위로 제어하는 것이 보다 바람직하다. 브로민 첨가 시의 반응 온도가 25℃를 초과하면, 반응계 내의 브로민산의 생성량이 증가될 경우가 있고, 0℃ 미만이면, 동결될 경우가 있다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예를 들어, 본 발명을 보다 구체적으로 상세히 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예로 한정되는 것은 아니다.
[안정화 차아브로민산 조성물(조성물 1)의 조제]
질소분위기 하에서, 액체 브로민: 16.9중량%(wt%), 설팜산: 10.7중량%, 수산화나트륨: 12.9중량%, 수산화칼륨: 3.94중량%, 물: 잔분을 혼합해서, 안정화 차아브로민산 조성물(조성물 1)을 조제했다. 안정화 차아브로민산 조성물의 pH는 14, 전체 염소 농도는 7.5중량%였다. 안정화 차아브로민산 조성물의 상세한 조제 방법은 이하와 같다.
반응 용기 내의 산소 농도가 1%로 유지되도록, 질소 가스의 유량을 질량 유량 제어기에 의해 제어하면서 연속 주입으로 봉입한 2ℓ의 4구 플라스크에 1436g의 물, 361g의 수산화나트륨을 첨가하여 혼합하고, 이어서 300g의 설팜산을 첨가해서 혼합한 후, 반응액의 온도가 0 내지 15℃가 되도록 냉각을 유지하면서, 473g의 액체 브로민을 첨가하고, 또한 48% 수산화칼륨 용액 230g을 첨가하고, 조성물 전체의 양에 대한 중량비로 설팜산 10.7%, 브로민 16.9%, 브로민의 당량에 대한 설팜산의 당량비가 1.04인, 목적하는 안정화 차아브로민산 조성물(조성물 1)을 얻었다. 얻어진 용액의 pH는, 유리 전극법으로 측정한 바, 14였다. 얻어진 용액의 브로민 함유율은, 브로민을 요오드화칼륨에 의해 요오드로 전환 후, 티오황산나트륨을 이용해서 산화 환원 적정하는 방법에 의해 측정한 바 16.9%이며, 이론 함유율(16.9%)의 100.0%였다. 또한, 브로민 반응 시의 반응 용기 내의 산소 농도는, 주식회사 지코 제품인 "산소 모니터 JKO-02 LJDII"를 이용해서 측정했다. 또, 브로민산 농도는 5㎎/㎏ 미만이었다.
또, pH의 측정은 이하의 조건에서 행하였다.
전극 타입: 유리 전극식
pH 측정계: 토아DKK사(DKK-TOA CORPORATION) 제품인, IOL-30형
전극의 교정: 칸토카가쿠(關東化學)사 제품인 중성 인산염 pH(6.86) 표준액(제2종), 칸토카가쿠사 제품인 붕산염 pH(9.18) 표준액(제2종)의 2점 교정으로 행하였다
측정 온도: 25℃
측정값: 측정액에 전극을 침지시키고, 안정 후의 값을 측정값으로 해서 3회 측정의 평균치
[안정화 차아염소산 조성물(조성물 2)의 조제]
12% 차아염소산 나트륨 수용액: 50중량%, 설팜산: 12중량%, 수산화나트륨: 8중량%, 물: 잔분을 혼합하여, 안정화 차아염소산 조성물(조성물 2)을 조제했다. 조성물 2의 pH는 13.7, 전체 염소 농도는 6.2중량%였다.
[역침투막의 제타 전위의 측정]
역침투막의 제타 전위는, 오츠카덴시(大塚電子)주식회사 제품, 제타 전위·입경 측정 시스템 ELSZ 시리즈를 이용해서, 구하였다. 역침투막의 제타 전위는, 측정한 전기 침투 플롯으로부터, 하기 모리·오카모토(森·岡本)의 식 및 스몰루호프스키(Smoluchowski)의 식으로부터 계산했다.
(모리·오카모토의 식)
Uobs(z) = AU0(z/b)2+ΔU0(z/b)+ (1-A)U0+Up
여기에서,
z: 셀 중심위치부터의 거리
Uobs(z): 셀 중의 ｚ위치에 있어서의 겉보기의 이동도
A: 1/[(2/3) - (0.420166/K)]
K = a/b: 2a와 2b는 셀 단면의 가로와 세로의 길이, a>b
Up: 입자의 참 이동도
U0: 셀의 상부면, 하부면에 있어서의 평균 이동도
ΔU0: 셀의 상부면, 하부면에 있어서의 이동도의 차
(스몰루호프스키의 식)
ζ = 4πηU/ε
여기서,
U: 전기이동도
ε: 용매의 유전율
η: 용매의 점도
측정액으로서 10mM NaCl 수용액(pH 약 5.4)을 사용했다. 이 수용액과 시료의 쌍을 각 시료에 대해서 2조 준비하여, 한쪽은 pH를 산성(pH 2, 3, 4, 5, 6, 7)으로, 다른 쪽은 pH를 알카리성(pH 8, 9)으로 조정해서, 각 pH에 있어서의 제타 전위를 측정했다. 용매의 물성값은 25℃에 있어서의 순수의 값(굴절률: 1.3328, 점도: 0.8878, 유전율: 78.3)을 사용했다.
[시험 조건 및 시험 방법]
평막시험에서 살균제의 투과율을 측정하였다. 평막 셀은, 닛토덴코사 제품인 멤브레인 마스터 C70-F 플로우식 평막 테스트 셀을 이용하였다. 평막에는, 닛토덴코사 제품인 역침투막 ES15, ES10C, LFC3, 오르가노사 제품인 역침투막 OFR625, 토레사 제품인 역침투막 TML20을 이용하였다. 닛토덴코사 제품 LFC3은 대표적인 중성막이다. 닛토덴코사 제품 ES10C는 양이온 하전막으로서 판매되고 있던 막이다. 토레사 제품 TML20, 오르가노사 제품 OFR625은 중성막이며, 닛토덴코사 제품 ES15은 음이온 하전막이다. 평막은 원형이고, 직경이 75㎜인 것을 이용하였다. 플로우를 도 2에 나타낸다.
평막시험의 시험수(피처리수)는, 순수에 500㎎/ℓ의 염화나트륨을 용해시킨 물에 살균제를 첨가하고, pH가 7.0이 되도록 염산 또는 수산화나트륨을 이용해서 조정한 것을 사용하였다. 살균제의 농도는 전체 염소 농도로 약 3 내지 10㎎/ℓ가 되도록 첨가하였다. 수온은 25±1℃가 되도록 냉각기를 이용해서 조절했다. 역침투막의 조작압은 0.75㎫로 하였다. 역침투막에의 공급수는 5ℓ/분으로 통수시켰다. 3시간 정도의 통수 후, 피처리수 및 투과수의 살균제 농도(전체 염소 농도)를 측정하고, 살균제의 투과율을 구하였다. 전체 염소 농도는, HACH사의 다항목 수질분석계 DR/4000을 이용해서, 전체 염소측정법(DPD(다이에틸-p-페닐렌다이아민)법)에 의해 측정한 값(㎎/ℓ, Cl2로서)이다.
암모니아 농도가 0㎎/ℓ, 1㎎/ℓ, 5㎎/ℓ, 10㎎/ℓ가 되도록 염화암모늄을 첨가하고, 그때의 각 살균제의 피처리수 농도(전체 염소 농도), 투과수 농도(전체 염소 농도), 투과율을 측정하였다. 측정 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure 112019044730822-pct00001
<실시예 1>
실시예 1에서는 살균제로서 안정화 차아브로민산 조성물(조성물 1)을 이용하고, 암모늄 이온 농도 10㎎/ℓ(실시예 1-1), 5㎎/ℓ(실시예 1-2), 1㎎/ℓ(실시예 1-3)일 때의 각 제타 전위(㎷)에 있어서의 살균제 투과율(%)을 측정하였다. 결과를 도 3에 나타낸다.
<비교예 1>
비교예 1에서는 살균제로서 안정화 차아브로민산 조성물(조성물 1)을 이용해서, 암모늄 이온 농도 0㎎/ℓ(비교예 1-1)일 때의 각 제타 전위(㎷)에 있어서의 살균제 투과율(%)을 측정하였다. 결과를 도 3에 나타낸다.
비교예 1에 있어서는 살균제의 투과율은 낮고, 그리고 투과율의 제타 전위에의 의존성은 거의 보이지 않지만, 실시예 1에 있어서는 살균제 투과율이 높아지고 있고, 게다가 제타 전위가 높을수록 투과율이 저하하는 경향이 보여진다. 이 경향은 암모늄 이온 농도 5㎎/ℓ 이상일 때, 더욱 커진다.
<실시예 2>
실시예 2에서는 살균제로서 안정화 차아브로민산 조성물(조성물 1)을 이용하고, 중성막(OFR625(실시예 2-1), TML20(실시예 2-2), LFC3(실시예 2-4)) 및 양이온 하전막(ES10C (실시예 2-3))에 있어서의 살균제 투과율을 측정하였다. 살균제 투과율(%)과 암모늄 이온 농도(㎎/ℓ)의 상관을 도 4에 나타낸다.
<비교예 2>
비교예 2에서는 살균제로서 안정화 차아브로민산 조성물(조성물 1)을 이용하고, 음이온 하전막(ES15(비교예 2-1))에 있어서의 살균제 투과율을 측정하였다. 살균제 투과율(%)과 암모늄 이온 농도(㎎/ℓ)의 상관을 도 4에 나타낸다.
실시예 2쪽이 비교예 2보다도 살균제 투과율이 낮아져 있다. 특히, 암모늄 이온 농도 5㎎/ℓ 이상일 때에 투과율의 차이가 커지고 있다.
<실시예 3>
실시예 3에서는 살균제로서 안정화 차아염소산 조성물(조성물 2)로 변경하고, 실시예 2과 마찬가지로 해서, 중성막(LFC3(실시예 3-1))에 있어서의 살균제 투과율을 측정하였다. 살균제 투과율(%)과 암모늄 이온 농도(㎎/ℓ)의 상관을 도 5에 나타낸다.
<비교예 3>
비교예 3에서는 살균제로서 안정화 차아염소산 조성물(조성물 2)로 변경하고, 비교예 2와 마찬가지로 해서, 음이온 하전막(ES15(비교예 3-1))에 있어서의 살균제 투과율을 측정하였다. 살균제 투과율(%)과 암모늄 이온 농도(㎎/ℓ)의 상관을 도 5에 나타낸다.
염소계의 안정화 차아염소산 조성물에 있어서도, 중성막, 양이온 하전막을 사용한 쪽이, 살균제의 투과율이 낮아져 있다. 또한, 암모늄 이온 농도 5㎎/ℓ 이상일 때에 투과율의 차이가 커지고 있다.
이상과 같이, 실시예의 방법에 의해, 암모니아를 함유하는 피처리수를 역침투막으로 처리하는 수처리 방법에 있어서, 염소계 산화제 또는 브로민계 산화제와 설팜산 화합물을 포함하는 살균제의 역침투막의 투과를 억제할 수 있었다.
<실시예 4, 비교예 4>
[시험 조건 및 시험 방법]
평막시험에서 살균제의 투과율을 측정하였다. 평막 셀은, 닛토덴코사 제품인 멤브레인 마스터 C70-F 플로우식 평막 테스트 셀을 이용하였다. 평막에는, 닛토덴코사 제품인 역침투막 ES15(비교예 4), LFC3(실시예 4)을 이용하였다. 닛토덴코사 제품 ES15는, 음이온 하전막(제타 전위: -35㎷), 닛토덴코사 제품 LFC3은, 중성막(제타 전위: -1.3㎷)이다. 평막은 원형이고, 직경이 75㎜인 것을 이용하였다. 플로우를 도 2에 나타낸다.
평막시험의 시험수(피처리수)는, 순수에 500㎎/ℓ의 염화나트륨을 용해시킨 물에 살균제(조성물 1(실시예 4-1, 비교예 4-1) 또는 조성물 2(실시예 4-2, 비교예 4-2))를 첨가하고, pH가 7.0이 되도록 염산 또는 수산화나트륨을 이용해서 조정한 것을 사용하였다. 살균제의 농도는 전체 염소 농도로 약 3 내지 10㎎/ℓ가 되도록 첨가하였다. 수온은 25±1℃가 되도록 냉각기를 이용해서 조절하였다. 역침투막의 조작압은 0.75㎫로 하였다. 역침투막에의 공급수는 5ℓ/분으로 통수시켰다.
암모니아 농도가 0㎎/ℓ, 1㎎/ℓ, 5㎎/ℓ, 10㎎/ℓ가 되도록 염화암모늄을 첨가하고, 3시간 정도의 통수 후, 그때의 각 살균제의 피처리수 농도(전체 염소 농도), 투과수 농도(전체 염소 농도), 투과율을 측정하였다. 측정 결과를 표 2, 살균제 투과율(%)과 암모늄 이온 농도(㎎/ℓ)의 상관을 도 8(조성물 1(실시예 4-1, 비교예 4-1)), 도 9(조성물 2(실시예 4-2, 비교예 4-2))에 나타낸다.
Figure 112019044730822-pct00002
살균제의 투과율은 암모니아의 농도와 함께 상승하였다. 특히 암모니아 농도 5㎎/ℓ 이하에서는 투과율의 상승의 경향이 비교적 크고, 암모니아 농도를 5㎎/ℓ 이하로 하는 전처리가 바람직한 것으로 여겨진다.
또한, 본 시스템에 있어서의 역침투막의 종류로서는, 음이온 하전막 ES15보다도 중성막 LFC3을 사용한 쪽이 살균제의 투과율이 낮아지는 것을 알 수 있었다.
<실시예 5 내지 8 및 비교예 5, 6>
도 10에 나타낸 파일럿 장치를 이용해서 시험을 행하였다. 원수(피처리수)에는, 순수에 염화나트륨을 500㎎/ℓ 용해시킨 물을, pH=7.0으로 조정한 것을 사용하였다. pH 조정제에는, 염산 또는 수산화나트륨을 사용하였다. 역침투막에는, 닛토덴코사 제품 LFC3(실시예 5 내지 8) 또는 ES15(비교예 5, 6)를 사용하고, 원수의 처리 수량은 25 ㎥/d, 공급 수온은 25℃, 공급 압력은 0.75㎫로 하였다. 살균제로는, 안정화 차아브로민산 조성물(조성물 1)을 사용하고, 살균제의 농도로서 전체 염소 농도를 측정하였다.
(실시예 5, 6, 비교예 5)
실시예 5, 비교예 5-1에서는, 암모니아 저감수단으로서 암모니아 스트리핑장치를 사용하고, 실시예 6, 비교예 5-2에서는, 암모니아 스트리핑장치를 사용하지 않았다. 원수(피처리수)의 암모니아 농도가 200㎎/ℓ, 100㎎/ℓ, 20㎎/ℓ가 되도록 염화암모늄을 첨가하였다. 암모니아 스트리핑을 행하는 액체 온도는 80℃로 하고, pH는 10으로 하였다. 이때, 피처리수 및 역침투막 입구수의 암모니아 농도, 역침투막 입구수 및 처리수의 살균제 농도(전체 염소)를 측정하고, 각 조건에 있어서의 살균제 투과율을 산출하였다. 결과를 표 3에 나타낸다.
RO
막 종류		 피처리수 암모니아 농도
[㎎/ℓ]		 RO 입구 암모니아 농도
[㎎/ℓ]		 RO 입구 살균제 농도(전체 염소)
[㎎/ℓ]		 처리수 살균제 농도(전체 염소)
[㎎/ℓ]		 살균제
투과율
[%]		 살균제
투과비율
실시예 5-1 LFC3 200 11 9.3 0.5 5.1 0.268배
(실시예 5/실시예 6)
실시예 6-1 199 8.9 1.7 19
실시예 5-2 LFC3 100 5.0 9.8 0.1 1.1 0.069배
(실시예 5/실시예 6)
실시예 6-2 98 9.4 1.5 16
실시예 5-3 LFC3 20 1.1 10.8 0.1 0.5 0.058배
(실시예 5/실시예 6)
실시예 6-3 19 10.2 0.9 8.6
비교예 5-1 ES15 20 1.1 10.8 0.8 7 0.389배
(비교예 5-1/비교예 5-2)
비교예 5-2 19 10.2 1.8 18
실시예 5에서는, 실시예 6에 비해서, 살균제의 투과율을 저감시킬 수 있었다. 또한, 피처리수의 암모니아 농도가 100㎎/ℓ 이하일 때, 역침투막 입구에 있어서의 암모니아 농도가 5㎎/ℓ 이하가 되고, 실시예 6과 비교해서 살균제의 투과율이 0.069배 이하가 되어, 특히 효과적으로 투과율을 저감시킬 수 있었다.
(실시예 7, 8, 비교예 6)
실시예 7, 비교예 6-1에서는, 암모니아 저감수단으로서 산화제를 첨가하고, 실시예 8, 비교예 6-2에서는 산화제를 첨가하지 않았다. 산화제로서는, 후단의 역침투막에서 첨가되는, 안정화 차아브로민산 조성물(조성물 1)을 첨가하였다. 원수(피처리수)의 암모니아 농도가 20㎎/ℓ, 15㎎/ℓ, 3㎎/ℓ가 되도록 염화암모늄을 첨가하였다. 첨가한 산화제의 농도는, 전체 염소로 10㎎/ℓ로 하고 pH는 7.2로 하였다. 산화 분해의 반응 시간은 30분으로 하였다. 결과를 표 4에 나타낸다.
RO
막 종류		 피처리수 암모니아 농도
[㎎/ℓ]		 RO 입구 암모니아 농도
[㎎/ℓ]		 RO 입구 살균제 농도(전체 염소)
[㎎/ℓ]		 처리수 살균제 농도(전체 염소)
[㎎/ℓ]		 살균제
투과율
[%]		 살균제
투과비율
실시예 7-1 LFC3 20 6.4 10.8 0.2 2.3 0.267배
(실시예 7/실시예 8)
실시예 8-1 20 10.2 0.9 8.6
실시예 7-2 LFC3 15 4.8 10.8 0.1 1.0 0.056배
(실시예 7/실시예 8)
실시예 8-2 15 10.3 1.9 18
실시예 7-3 LFC3 3 1.0 10.8 0.1 0,5 0.029배
(실시예 7/실시예 8)
실시예 8-3 8 10.5 1.8 17
비교예 6-1 ES15 3 1.0 10.8 0.8 7 0.412배
(비교예 6-1/비교예 6-2)
비교예 6-2 8 10.5 1.8 17
실시예 7에서는, 실시예 8에 비해서, 살균제의 투과율을 저감시킬 수 있었다. 또한, 피처리수의 암모니아 농도가 15㎎/ℓ 이하일 때, 역침투막 입구에 있어서의 암모니아 농도가 5㎎/ℓ 이하가 되고, 실시예 8과 비교해서 살균제의 투과율이 0.056배 이하가 되고, 특히 효과적으로 투과율을 저감시킬 수 있었다.
<실시예 9-1 내지 9-5>
모의배수로서, 활성탄으로 잔류 염소를 제거한 사가미하라시(相模原市) 물에, 암모니아성 질소(NH4-N)의 농도가 7.8㎎-N/L(0.56m㏖/ℓ)이 되도록 염화암모니아를 용해시킨 수용액을 조제하였다. 조제한 모의배수의 pH는 7.2였다. 조제한 모의배수에, 안정화 차아브로민산 조성물(조성물 1)(실시예 9-1 내지 9-5)을, 유효 할로겐으로서 15㎎/ℓ(Cl2로서)(0.21m㏖/ℓ)(실시예 9-1), 40㎎/ℓ(Cl2로서)(0.56m㏖/ℓ)(실시예 9-2), 61㎎/ℓ(Cl2로서)(0.87m㏖/ℓ)(실시예 9-3), 79㎎/ℓ(Cl2로서)(1.11m㏖/ℓ)(실시예 9-4), 99㎎/ℓ(Cl2로서)(1.40m㏖/ℓ)(실시예 9-5)가 되도록, 첨가하였다. 시험액을 디지털 교반기에 의해 500rpm으로 교반하면서, 암모니아성 질소(NH4-N) 농도의 경시 변화(10분 후, 30분 후)를 측정하였다. 30분 후에, 시험수의 전체 염소 농도를 측정하였다. 결과를 표 5에 나타낸다.
전체 염소 농도는, HACH사의 다항목 수질분석계 DR/4000을 이용해서, 전체 염소측정법(DPD(다이에틸-p-페닐렌다이아민)법)에 의해 측정한 값(㎎/ℓ, Cl2로서)이다. 암모니아성 질소(NH4-N) 농도(㎎/ℓ, N으로서)는, 주식회사 교리츠리카가쿠켄큐쇼(共立理化學硏究所)의 팩테스트(암모늄 형태 질소, 형식 WAK-NH4)로 의해, ＪIS K 010242.2의 인도페놀 청흡광광도법의 발색원리를 이용해서 측정하였다.
표 5에 있어서, 처리 전의 모의배수 중의 암모니아성 질소(NH4-N)의 몰농도(0.56m㏖/ℓ)에 대한, 유효염소 농도환산의 유효 할로겐의 몰농도(안정화 차아브로민산 조성물의 첨가 몰농도)의 비가 커질수록, 암모니아성 질소의 저감 효과도 높아지는 것이 밝혀졌다. 특히, 모의배수 중의 암모니아성 질소(NH4-N)의 몰농도에 대한, 유효염소 농도환산의 유효 할로겐의 몰농도(안정화 차아브로민산 조성물의 첨가 몰농도)의 비가 1.6(실시예 9-3) 이상인 경우에, 암모니아성 질소를 거의 완전히 분해시킬 수 있는 것이 명확하게 되었다.
실시예 9-1 실시예 9-2 실시예 9-3 실시예 9-4 실시예 9-5
첨가약제 안정화 차아브로민산 조성물(조성물 1)
첨가약제
농도		 [㎎/ℓ(Cl2로서)] 15 40 61 79 99
[m㏖/ℓ(Cl2로서)] 0.21 0.56 0.87 1.11 1.40
모의배수 중의 NH4-N 농도 [㎎/ℓ] 7.8
[m㏖/ℓ] 0.56
모의배수 중의 NH4-N 몰농도에 대한 첨가약제 몰농도의 비 0.4 1.0 1.6 2.0 2.5
모의배수 중의 NH4-N 농도
[㎎/ℓ]		 처리전 7.8 7.8 7.8 7.8 7.8
10분후 2.9 2.3 0.9 0 0
30분후 2.5 2.2 0.8 0 0
모의배수 중의 전체염소농도
[㎎/ℓ(Cl2로서)]
30분후		 3.9 4.4 4.5 14.5 32.0
이상과 같이, 실시예의 방법에 의해, 암모니아를 함유하는 피처리수를 역침투막으로 처리하는 수처리 방법에 있어서, 염소계 산화제 또는 브로민계 산화제와 설팜산 화합물을 포함하는 살균제의 역침투막의 투과를 억제할 수 있었다.
1, 5: 수처리 시스템 3: 수처리 장치
10, 50: 생물 처리장치 12, 52: 생물 처리수조
14, 54: 막 처리장치 16, 56: 생물 처리 시스템
18, 58: 막처리 수조 20: 피처리수조
22, 34: 역침투막 처리장치 24, 60: 제2 역침투막 처리장치
26: 역침투막 처리 시스템 30: 암모니아 저감장치
32: 암모니아 저감수조 36: 피처리수 배관
38: 암모니아 저감수 배관 40: 살균제 함유수 배관
42: 투과수 배관 44: 농축수 배관
46: 살균제 첨가 배관

Claims (14)

  1. 암모니아를 함유하는 피처리수를 역침투막으로 처리하는, 역침투막을 이용하는 수처리 방법으로서,
    상기 피처리수 중에, 브로민계 산화제 또는 염소계 산화제에서 선택되는 하나와 설팜산 화합물을 포함하는 살균제를 존재시키고,
    상기 역침투막이 중성막 또는 양이온 하전막이며,
    상기 암모니아를 함유하는 피처리수 중의 암모늄 이온 농도가 1㎎/ℓ 이상이며,
    상기 암모니아를 함유하는 피처리수 중의 암모니아를 저감시키고, 암모니아를 저감시킨 암모니아 저감수 중에 상기 살균제를 존재시키고,
    상기 암모니아 저감수 중의 전체 염소 농도에 대한 암모니아의 농도의 비는, 0.01 내지 50의 범위인 것을 특징으로 하는, 역침투막을 이용하는 수처리 방법.
  2. 암모니아를 함유하는 피처리수를 역침투막으로 처리하는, 역침투막을 이용하는 수처리 방법으로서,
    상기 피처리수 중에, 브로민과 설팜산 화합물을 포함하는 살균제를 존재시키고,
    상기 역침투막이 중성막 또는 양이온 하전막이며,
    상기 암모니아를 함유하는 피처리수 중의 암모늄 이온 농도가 1㎎/ℓ 이상이며,
    상기 암모니아를 함유하는 피처리수 중의 암모니아를 저감시키고, 암모니아를 저감시킨 암모니아 저감수 중에 상기 살균제를 존재시키고,
    상기 암모니아 저감수 중의 전체 염소 농도에 대한 암모니아의 농도의 비는, 0.01 내지 50의 범위인 것을 특징으로 하는, 역침투막을 이용하는 수처리 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 암모니아 저감수의 암모니아 농도가 5㎎/ℓ 이하인 것을 특징으로 하는, 역침투막을 이용하는 수처리 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    암모니아 스트리핑 처리에 의해서, 상기 암모니아를 함유하는 피처리수 중의 암모니아를 저감시키는 것을 특징으로 하는, 역침투막을 이용하는 수처리 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    산화제에 의한 암모니아 분해 처리에 의해서, 상기 암모니아를 함유하는 피처리수 중의 암모니아를 저감시키는 것을 특징으로 하는, 역침투막을 이용하는 수처리 방법.
  6. 암모니아를 함유하는 피처리수를 역침투막으로 처리하는, 역침투막을 이용하는 수처리 장치로서,
    상기 피처리수 중에, 브로민계 산화제 또는 염소계 산화제에서 선택되는 하나와 설팜산 화합물을 포함하는 살균제를 존재시키고,
    상기 역침투막이 중성막 또는 양이온 하전막이고,
    상기 암모니아를 함유하는 피처리수 중의 암모늄 이온 농도가 1㎎/ℓ 이상이며,
    상기 암모니아를 함유하는 피처리수 중의 암모니아를 저감시키는 암모니아 저감수단을 구비하고, 상기 암모니아 저감수단에 의해 암모니아를 저감시킨 암모니아 저감수 중에 상기 살균제를 존재시키고,
    상기 암모니아 저감수 중의 전체 염소 농도에 대한 암모니아의 농도의 비는, 0.01 내지 50의 범위인 것을 특징으로 하는, 역침투막을 이용하는 수처리 장치.
  7. 암모니아를 함유하는 피처리수를 역침투막으로 처리하는, 역침투막을 이용하는 수처리 장치로서,
    상기 피처리수 중에, 브로민과 설팜산 화합물을 포함하는 살균제를 존재시키고,
    상기 역침투막이 중성막 또는 양이온 하전막이고,
    상기 암모니아를 함유하는 피처리수 중의 암모늄 이온 농도가 1㎎/ℓ 이상이며,
    상기 암모니아를 함유하는 피처리수 중의 암모니아를 저감시키는 암모니아 저감수단을 구비하고, 상기 암모니아 저감수단에 의해 암모니아를 저감시킨 암모니아 저감수 중에 상기 살균제를 존재시키고,
    상기 암모니아 저감수 중의 전체 염소 농도에 대한 암모니아의 농도의 비는, 0.01 내지 50의 범위인 것을 특징으로 하는, 역침투막을 이용하는 수처리 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 암모니아 저감수의 암모니아 농도가 5㎎/ℓ 이하인 것을 특징으로 하는, 역침투막을 이용하는 수처리 장치.
  9. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 암모니아 저감수단으로서 암모니아 스트리핑 처리장치를 구비하는 것을 특징으로 하는, 역침투막을 이용하는 수처리 장치.
  10. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 암모니아 저감수단으로서, 산화제에 의한 암모니아 분해 처리수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 역침투막을 이용하는 수처리 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
KR1020197012650A 2016-10-25 2017-07-31 역침투막을 이용하는 수처리 방법 및 수처리 장치 KR102291224B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2016-208943 2016-10-25
JPJP-P-2016-208894 2016-10-25
JP2016208943A JP7050414B2 (ja) 2016-10-25 2016-10-25 逆浸透膜を用いる水処理方法
JP2016208894A JP6974936B2 (ja) 2016-10-25 2016-10-25 逆浸透膜を用いる水処理方法
PCT/JP2017/027709 WO2018078988A1 (ja) 2016-10-25 2017-07-31 逆浸透膜を用いる水処理方法および水処理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190057369A KR20190057369A (ko) 2019-05-28
KR102291224B1 true KR102291224B1 (ko) 2021-08-19

Family

ID=62024810

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197012650A KR102291224B1 (ko) 2016-10-25 2017-07-31 역침투막을 이용하는 수처리 방법 및 수처리 장치

Country Status (4)

Country Link
KR (1) KR102291224B1 (ko)
CN (1) CN109863122B (ko)
TW (1) TWI727106B (ko)
WO (1) WO2018078988A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020071177A1 (ja) * 2018-10-05 2020-04-09 オルガノ株式会社 水処理装置、水処理方法、正浸透膜処理方法、正浸透膜処理システムおよび水処理システム
JP7220112B2 (ja) * 2019-03-29 2023-02-09 栗田工業株式会社 膜分離方法
CN116422152B (zh) * 2023-06-15 2023-09-26 杭州尚善若水环保科技有限公司 反渗透膜处理系统的运行方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100414917B1 (ko) * 2003-08-09 2004-01-13 김치열 암모니아를 함유한 폐수의 처리방법 및 그 장치
WO2015046613A1 (ja) * 2013-09-30 2015-04-02 東レ株式会社 造水システムおよび造水方法
JP2016120466A (ja) * 2014-12-25 2016-07-07 オルガノ株式会社 ろ過処理システムおよびろ過処理方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4193234B2 (ja) * 1998-08-17 2008-12-10 栗田工業株式会社 純水の製造方法
JP3885565B2 (ja) * 2001-11-20 2007-02-21 東レ株式会社 複合半透膜およびその製造方法
TWI449674B (zh) * 2004-12-14 2014-08-21 Kurita Water Ind Ltd Drainage treatment device and treatment method
JP4813810B2 (ja) * 2005-03-11 2011-11-09 日本錬水株式会社 界面活性剤を含有する排水の処理方法、および排水処理システム
JP2006263510A (ja) 2005-03-22 2006-10-05 Kurita Water Ind Ltd 膜分離用スライム防止剤及び膜分離方法
JP2006122908A (ja) * 2005-12-22 2006-05-18 Kurita Water Ind Ltd 純水の製造方法
WO2009028315A1 (ja) * 2007-08-29 2009-03-05 Kurita Water Industries Ltd. 有機物含有水の処理方法及び処理装置
JP4966936B2 (ja) * 2008-09-10 2012-07-04 オルガノ株式会社 分離膜用スライム防止剤組成物、膜分離方法および分離膜用スライム防止剤組成物の製造方法
JP5412834B2 (ja) * 2009-01-06 2014-02-12 栗田工業株式会社 超純水製造方法及び装置
JP5608988B2 (ja) * 2009-02-27 2014-10-22 栗田工業株式会社 活性炭用スライムコントロール剤、活性炭装置への通水方法、有機物含有水の処理方法及び処理装置
JP6401491B2 (ja) * 2013-08-28 2018-10-10 オルガノ株式会社 分離膜のスライム抑制方法、逆浸透膜またはナノろ過膜用スライム抑制剤組成物、および分離膜用スライム抑制剤組成物の製造方法
CN110064308A (zh) * 2013-11-12 2019-07-30 艺康美国股份有限公司 膜分离装置的生物粘泥抑制剂和抑制方法
KR101966569B1 (ko) * 2014-12-25 2019-04-05 오르가노 코포레이션 분리막의 슬라임 억제방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100414917B1 (ko) * 2003-08-09 2004-01-13 김치열 암모니아를 함유한 폐수의 처리방법 및 그 장치
WO2015046613A1 (ja) * 2013-09-30 2015-04-02 東レ株式会社 造水システムおよび造水方法
JP2016120466A (ja) * 2014-12-25 2016-07-07 オルガノ株式会社 ろ過処理システムおよびろ過処理方法

Also Published As

Publication number Publication date
TWI727106B (zh) 2021-05-11
KR20190057369A (ko) 2019-05-28
CN109863122A (zh) 2019-06-07
CN109863122B (zh) 2022-01-25
WO2018078988A1 (ja) 2018-05-03
TW201827347A (zh) 2018-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6401491B2 (ja) 分離膜のスライム抑制方法、逆浸透膜またはナノろ過膜用スライム抑制剤組成物、および分離膜用スライム抑制剤組成物の製造方法
KR101966569B1 (ko) 분리막의 슬라임 억제방법
KR102358382B1 (ko) 역침투막 처리 시스템 및 역침투막 처리 방법
JP6622424B2 (ja) 逆浸透膜処理方法および逆浸透膜処理システム
KR102291224B1 (ko) 역침투막을 이용하는 수처리 방법 및 수처리 장치
JP6688381B2 (ja) 逆浸透膜を用いた水処理システムおよび水処理方法
JP6837301B2 (ja) 逆浸透膜処理方法および逆浸透膜処理システム
JP7013141B2 (ja) 逆浸透膜を用いる水処理方法
JP6970516B2 (ja) 逆浸透膜を用いる水処理方法
JP2016155071A (ja) 分離膜の殺菌方法
JP6779706B2 (ja) 逆浸透膜を用いる水処理方法
JP2016120486A (ja) 分離膜のスライム抑制方法
JP7050414B2 (ja) 逆浸透膜を用いる水処理方法
JP6974936B2 (ja) 逆浸透膜を用いる水処理方法
JP2018008182A (ja) 逆浸透膜を用いる水処理方法、および逆浸透膜におけるシリカの阻止率向上剤
JP7008470B2 (ja) 逆浸透膜処理方法および逆浸透膜処理システム
JP6823401B2 (ja) 低分子有機物含有水の処理方法および逆浸透膜の改質方法
JP7144922B2 (ja) 逆浸透膜の運転方法および逆浸透膜装置
JP2016120467A (ja) 水処理装置および水処理方法
WO2020179789A1 (ja) 逆浸透膜を用いる水処理方法および水処理装置
JP2018122267A (ja) 逆浸透膜の改質方法、逆浸透膜、および、非荷電物質含有水の処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant