KR20230069043A - 탈염 장치의 운전 방법 - Google Patents

탈염 장치의 운전 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20230069043A
KR20230069043A KR1020227038468A KR20227038468A KR20230069043A KR 20230069043 A KR20230069043 A KR 20230069043A KR 1020227038468 A KR1020227038468 A KR 1020227038468A KR 20227038468 A KR20227038468 A KR 20227038468A KR 20230069043 A KR20230069043 A KR 20230069043A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
water
desalination
lean
operating
lean water
Prior art date
Application number
KR1020227038468A
Other languages
English (en)
Inventor
가즈키 이시이
구니히로 하야카와
준이치 다카하시
Original Assignee
쿠리타 고교 가부시키가이샤
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
Application filed by 쿠리타 고교 가부시키가이샤 filed Critical 쿠리타 고교 가부시키가이샤
Publication of KR20230069043A publication Critical patent/KR20230069043A/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/441Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/025Reverse osmosis; Hyperfiltration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/12Controlling or regulating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D65/00Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/02Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D65/00Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/02Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration
    • B01D65/06Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration with special washing compositions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D65/00Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/08Prevention of membrane fouling or of concentration polarisation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2311/00Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/12Addition of chemical agents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2311/00Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/18Details relating to membrane separation process operations and control pH control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2317/00Membrane module arrangements within a plant or an apparatus
    • B01D2317/02Elements in series
    • B01D2317/022Reject series
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2317/00Membrane module arrangements within a plant or an apparatus
    • B01D2317/02Elements in series
    • B01D2317/027Christmas tree arrangements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2321/00Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
    • B01D2321/02Forward flushing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/442Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by nanofiltration
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/445Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by forward osmosis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/447Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by membrane distillation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/469Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis
    • C02F1/4693Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis electrodialysis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/469Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis
    • C02F1/4693Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis electrodialysis
    • C02F1/4695Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis electrodialysis electrodeionisation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/66Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2301/00General aspects of water treatment
    • C02F2301/08Multistage treatments, e.g. repetition of the same process step under different conditions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00Specific treatment goals
    • C02F2303/22Eliminating or preventing deposits, scale removal, scale prevention
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination
    • Y02A20/131Reverse-osmosis

Landscapes

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

Abstract

탈염기를 갖는 탈염 계열이 병렬로 복수 나열되어 형성되어 있는 탈염 장치의 운전 방법으로서, 일부의 탈염 계열에 피처리수를 통수하여 탈염수를 생산하고 있는 동안에 다른 탈염 계열에 희박수 탱크로부터 희박수를 통수하여 세정을 실시하고, 세정 배수를 그 희박수 탱크에 반송하는 탈염 장치의 운전 방법에 있어서, 그 희박수의 수질이 소정값보다 고염류 농도측이 되었을 경우, 희박수의 일부를 배출하여 상기 피처리수에 합류시킴과 함께, 새로운 희박수를 보급하는 것을 특징으로 하는 탈염 장치의 운전 방법.

Description

탈염 장치의 운전 방법
본 발명은, 탈염 장치의 운전 방법에 관한 것으로, 특히 복수 계열의 탈염 라인을 갖는 탈염 장치의 운전 방법에 관한 것이다.
역침투막 등의 탈염 장치에서는, 장기간의 운전에 의해 탄산칼슘, 실리카, 불화칼슘 등의 스케일의 석출이나, 유기물에 의한 막 폐색이 발생하여, 염 제거율의 저하나 투과수량의 저하 등의 탈염 장치의 성능 저하를 초래한다. 스케일 폐색의 경우, 탈염 장치의 성능 저하를 방지하기 위해 원수 중의 이온 농도를 측정하여, 탈염 장치의 농축수에 있어서 포화 지수를 초과하지 않도록 운전하는 방법이 채용된다. 여기서 포화 지수란, 스케일 생성에 관여하는 각 이온종의 농도·이온 강도의 곱을 용해도 곱으로 나눈 값의 로그값을 일반적으로 가리킨다. 이 포화 지수를 제로보다 초과하지 않는 것과 같은 범위에서 탈염 장치를 운전한다. 또한 포화 지수를 초과하는 것과 같은 경우에 있어서는, 예를 들어 스케일 방지제의 첨가에 의해 스케일의 생성을 억제하여, 탈염 장치를 운전한다.
스케일 방지제의 첨가에 의해서도 억제 불가능한 것과 같은 포화 지수를 크게 초과하는 수질인 경우, 종래에서는 스케일을 제거하기 위해 산 세정이나 알칼리 세정의 약품 세정이 실시되어 왔다. 그러나 일반적인 세정에서는, 장치를 멈추고, 세정액을 조정하고 나서 세정하고, 세정액을 회수한 후에 통수를 개시한다는 과정인 점에서, 세정 비용이 커지는 것이 문제가 된다. 그래서, 장기간 운전해도 탈염 장치의 성능이 저하되지 않고, 약품 세정을 필요로 하지 않는 탈염 장치의 운용이 요망되고 있었다.
탈염 장치의 운전 방법의 하나로서, 플러싱법을 들 수 있다. 여기서 플러싱이란, 농축수 배출 배관으로부터 급수를 계외에 배출시키는 조작을 가리킨다. 통상 운전시보다 빠른 유속으로 통수함으로써, 막 면을 폐색의 오염을 효과적으로 씻어낼 수 있다. 플러싱은, 1 ∼ 10 회/일의 빈도로, 30 ∼ 120 초/회로 실시하는 것이 일반이다. 그러나, 수 분/회 정도의 플러싱에서는 성능 저하된 탈염 장치를 회복시키는 것은 불충분하여, 결국 세정을 실시해야만 하는 것이 문제가 된다. 또 플러싱을 실시하는 경우, 농축수 배관의 개폐 밸브를 열림으로 하는 점에서, 플러싱을 실시하는 동안은, 투과수의 생산을 실시할 수 없어, 탈염 장치의 회수율은 저하되어 버린다.
그 밖의 방법으로서, 모듈의 피처리수의 흐름 방향을 반전시키는 방법이 있다. 이 방법에 의하면, 원수 스페이서에 축적한 탁질을 용이하게 벗기는 것이 가능해져, 탈염 장치의 안정성이 향상된다. 그러나, 흐름을 반전시키기 위해 필요한 밸브 수는 대폭 증가하여 이니셜 코스트가 대폭 증가해 버리는 것이 문제가 된다. 또, 밸브에 고장이 발생한 경우, 밸브의 전환을 실시할 수 없어, 장치의 안정성이 크게 손상되어 버린다. 또한 흐름 반전에 의한 스케일 물질에 대한 박리 효과에 대해서는 언급되어 있지 않다.
일본 공개특허공보 2004-141846호 일본 공개특허공보 2004-261724호
본 발명은, 상기 문제를 감안하여, 복수 계열의 탈염 라인을 가진 탈염 장치의 운전 방법에 있어서, 탈염 장치의 운전을 정지시키지 않고, 저하된 탈염 계열의 탈염 성능을 회복시킬 수 있고, 게다가 희박수의 사용량이 적은 탈염 장치의 운전 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 탈염 장치의 운전 방법은, 탈염기를 갖는 탈염 계열이 병렬로 복수 나열되어 형성되어 있는 탈염 장치의 운전 방법으로서, 일부의 탈염 계열에 피처리수를 통수하여 탈염수를 생산하고 있는 동안에 다른 탈염 계열에 희박수 탱크로부터 희박수를 통수하여 세정을 실시하고, 세정 배수를 그 희박수 탱크에 반송하는 탈염 장치의 운전 방법에 있어서, 그 희박수의 수질이 소정값보다 고염류 농도측이 되었을 경우, 희박수의 일부를 배출하여 상기 피처리수에 합류시킴과 함께, 새로운 희박수를 보급하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 양태에서는, 상기 세정에 사용하는 희박수의 pH 를 3.2 이하로 한다.
본 발명의 일 양태에서는, 희박수로서, 탈염 장치의 탈염수 혹은 스케일종의 포화 지수가 제로 미만인 미포화 용액을 사용한다.
본 발명의 일 양태에서는, 희박수에 스케일 방지제를 첨가한다.
본 발명의 일 양태에서는, 상기 탈염 장치는, 역침투막 장치이다.
본 발명의 탈염 장치의 운전 방법에서는, 피처리수를 일부의 탈염 계열에 통수하여 탈염수를 생산하고, 이 사이에, 다른 탈염 계열에 희박수를 통수함으로써, 그 탈염 계열의 탈염 성능을 회복시킬 수 있다.
본 발명에서는, 플럭스의 저하가 진행하기 전에, 희박수로 장시간 세정할 수 있다. 또, 스케일이 용해되어, 희박수 순환계에 있어서 염류 농도가 상승한 경우에, 희박수의 일부를 배출하고 새로운 희박수를 보급함으로써, 희박수 농도를 저농도로 유지하는 것이 가능하다.
도 1 은, 실시형태에 관련된 탈염 장치의 운전 방법을 설명하는 플로도이다.
도 2 는, 실시형태에 관련된 탈염 장치의 운전 방법을 설명하는 플로도이다.
도 3 은, 시험 셀의 단면도이다.
이하, 도면을 참조하여 실시형태에 대해 설명한다. 실시형태에서는, 탈염 장치로서 역침투막 장치 (RO 장치) 를 예로 들어 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 역침투막 장치 이외의 탈염 장치로는, 나노 여과막 장치, 정 (正) 침투막 장치, 막증류 장치, 전기 투석 장치, 전기 탈이온 장치 등이 예시된다.
도 1, 2 는 실시형태에 관련된 탈염 장치의 운전 방법에 사용되는 탈염 장치의 구성을 나타내는 것이다. 또한, 도 1 은 제 1 통수 패턴의 물의 흐름을 굵은 실선으로 나타내고, 도 2 는 제 2 통수 패턴의 물의 흐름을 굵은 실선으로 나타내고 있다. 또, 도면 중의 PI 는 압력 센서, FI 는 유량 센서를 나타낸다.
이 탈염 장치는, 제 1, 제 2 RO 장치 (7, 10) 를 갖는 제 1 탈염 계열과, 제 3, 제 4 RO 장치 (37, 40) 를 갖는 제 2 탈염 계열을 갖고 있다. 그리고, 일방의 탈염 계열에서 RO 처리를 실시하고 있는 동안에 타방의 탈염 계열에서 희박수에 의한 세정을 실시한다.
[제 1 통수 패턴]
제 1 통수 패턴에서는, 도 1 과 같이, 제 1 탈염 계열에서 원수의 탈염 처리를 실시하고, 제 2 탈염 계열에서는 희박수로 각 RO 장치를 세정한다.
<제 1 탈염 계열>
제 1 통수 패턴의 제 1 탈염 계열에서는, 원수 탱크 (1) 내의 원수 (피처리수) 가 펌프 (2), 배관 (3), 밸브 (4), 배관 (5, 6) 을 개재하여 제 1 RO 장치 (7) 의 농축수실에 공급되고, 제 1 RO 장치 (7) 로부터의 농축수가 배관 (8, 9) 을 개재하여 각 제 2 RO 장치 (10) 의 농축수실에 공급된다. 각 제 2 RO 장치 (10) 의 농축수는, 배관 (11, 12), 밸브 (13), 배관 (14), 밸브 (15), 배관 (16) 을 개재하여 농축수로서 취출된다.
각 제 1 RO 장치 (7) 및 제 2 RO 장치 (10) 의 투과수는, 배관 (18, 19), 밸브 (20), 배관 (21), 밸브 (21a), 배관 (22) 을 개재하여 투과수로서 취출된다.
<제 2 탈염 계열>
제 1 통수 패턴의 제 2 탈염 계열에서는, 희박수 탱크 (31) 내의 희박수가 펌프 (32), 배관 (33), 밸브 (34), 배관 (35, 36) 을 개재하여 복수의 제 3 RO 장치 (37) 의 농축수실에 공급되고, 그 농축수실로부터의 유출수가 배관 (38, 39) 을 개재하여 제 4 RO 장치 (40) 의 농축수실에 공급된다. 각 제 4 RO 장치 (40) 의 농축수실을 빠져 나간 물은, 배관 (41, 42), 밸브 (43), 배관 (44, 47), 밸브 (48), 배관 (28b) 을 개재하여 희박수 탱크 (31) 에 반송된다.
각 제 3 RO 장치 (37) 및 제 4 RO 장치 (40) 의 투과수는, 배관 (50, 51), 밸브 (52), 배관 (53, 56), 밸브 (57), 배관 (58, 25b) 을 개재하여 희박수 탱크 (31) 에 반송된다.
이 제 1 통수 패턴의 경우, 상기와 같은 물의 흐름으로 하기 위해, 밸브 (4, 13, 15, 20, 21a) 를 열림, 밸브 (61, 24, 27) 를 닫힘으로 하고 있다. 또, 밸브 (34, 43, 48, 52, 57) 를 열림, 밸브 (45, 54, 65, 68) 를 닫힘으로 하고 있다.
또한, 희박수 탱크 (31) 내의 희박수의 pH 가 3.2 이하가 되도록 pH 조정부 (31a) 로부터 염산, 황산 등의 산을 첨가하거나, 또는 스케일 방지제 첨가부 (31c) 로부터 스케일 방지제를 첨가하여, 불화칼슘 스케일 등의 난용성 성분의 포화 용해도를 높게 하는 것이 바람직하다.
희박수로는, 원수의 RO 처리수가 적합하지만, 이것에 한정되지 않는다.
[제 2 통수 패턴]
제 2 통수 패턴에서는, 도 2 와 같이, 제 2 탈염 계열에서 원수의 탈염 처리를 실시하고, 제 1 탈염 계열에서는 희박수로 각 RO 장치를 세정한다.
<제 1 탈염 계열>
제 2 통수 패턴의 제 1 탈염 계열에서는, 희박수 탱크 (31) 내의 희박수가 펌프 (32), 배관 (63, 62), 밸브 (61), 배관 (60, 5, 6) 을 개재하여 복수의 제 1 RO 장치 (7) 의 농축수실에 공급되고, 농축수실을 빠져 나간 물이 배관 (8, 9) 을 개재하여 제 2 RO 장치 (10) 의 농축수실에 공급된다. 각 제 2 RO 장치 (40) 의 농축수실을 빠져 나간 물은, 배관 (11, 12), 밸브 (13), 배관 (14, 26), 밸브 (27), 배관 (28a, 28b) 을 개재하여 희박수 탱크 (31) 에 반송된다.
각 제 1 RO 장치 (7) 및 제 2 RO 장치 (10) 의 투과수는, 배관 (18, 19), 밸브 (20), 배관 (21, 23), 밸브 (24), 배관 (25a, 25b) 을 개재하여 희박수 탱크 (31) 에 반송된다.
<제 2 탈염 계열>
제 2 통수 패턴의 제 2 탈염 계열에서는, 원수 탱크 (1) 내의 원수 (피처리수) 가 펌프 (2), 배관 (3, 67), 밸브 (68), 배관 (35, 36) 을 개재하여 제 3 RO 장치 (37) 의 농축수실에 공급되고, 제 3 RO 장치 (37) 로부터의 농축수가 배관 (38, 39) 을 개재하여 각 제 4 RO 장치 (40) 의 농축수실에 공급된다. 각 제 4 RO 장치 (40) 의 농축수는, 배관 (41, 42), 밸브 (43), 배관 (44), 밸브 (45), 배관 (46) 을 개재하여 농축수로서 취출된다.
각 제 3 RO 장치 (37) 및 제 4 RO 장치 (40) 의 투과수는, 배관 (50, 51), 밸브 (52), 배관 (53), 밸브 (54), 배관 (55) 을 개재하여 투과수로서 취출된다.
제 2 통수 패턴의 경우, 상기와 같은 물의 흐름으로 하기 위해, 밸브 (4, 15, 21a, 65) 를 닫힘, 밸브 (13, 20, 24, 27, 61) 를 열림으로 하고 있다. 또, 밸브 (34, 48, 57) 를 닫힘, 밸브 (43, 45, 52, 54, 68) 를 열림으로 하고 있다.
[희박수의 수질을 확보하는 경우의 통수 패턴]
희박수의 순환 통수시에는, 기본적으로 통수 압력을 지나치게 높게 하지 않고, 또, 처리수 및 농축수 모두 전체량을 희박수 탱크 (31) 에 반송하기 때문에, 희박수가 농축되는 경우는 없고, 희박한 농도를 유지한 상태에서 순환 통수된다.
단, 도 1, 2 중 어느 것에 있어서도, 희박수로 RO 장치를 세정한 경우의 세정 배수는, 희박수 탱크 (31) 에 반송되어 있으므로, 희박수 탱크 (31) 내의 희박수의 용질 농도가 점차 높아져 온다. 그래서, 수질 감시계 (31b) 로 검출되는 수질 검출치가 소정치를 초과했을 때에는, 밸브 (65) 를 열림으로 하고, 펌프 (32) 로부터 송수된 희박수의 적어도 일부를 배관 (63, 64), 밸브 (65), 배관 (66) 을 개재하여 원수 탱크 (1) 에 배출한다. 희박수 탱크 (31) 에는, 볼 탭 등을 이용하여, 배출수량에 알맞은 양의 신규한 희박수를 보급 라인 (30) 으로부터 도입한다. 수질 감시계 (31b) 로는, 전기 전도율계, 비색 분석, 이온 전극 등이 적합하다.
이 탈염 장치의 운전 방법에 있어서는, 일방의 탈염 계열에서 투과수를 생산하는 운전을 계속하면서, 타방의 탈염 계열에 저농도로 유지된 희박수를 통수하는 운전을 실시함으로써, 탈염 계열의 플럭스를 회복시켜, 탈염 장치를 정지시키지 않고, 회수율의 저하를 방지하는 것이 가능해진다. 또, 세정에 사용한 희박수의 전체량을 희박수 탱크 (31) 에 반송하므로, 희박수의 소비량도 적다.
[통상 운전으로부터 회복 운전으로의 전환 타이밍]
본 발명에서는, 소정 시간 통상 운전을 실시했을 때에 회복 운전으로 전환하는 것도 가능하지만, 제 2 탈염 장치에 스케일이 생성되어 온 타이밍으로 전환하도록 하는 것이 바람직하다. 탈염 장치로서 역침투막을 사용한 도 1 의 경우를 예시하면, 제 2 RO 장치 (15) 의 투과 플럭스가 운전 초기부터 설정 비율만큼 저하된 경우, 예를 들어 5 % 저하된 경우에, 전환한다. 또한, 이 5 % 는 일례이고, 1 ∼ 20 % 특히 1 ∼ 10 % 사이에서 선택된 값이면 된다. 특히, 제 2 RO 장치에 있어서 가장 농축이 가해지는 말단 RO 의 투과 플럭스의 변화를 측정하는 것이 바람직하다.
실제의 투과 플럭스는, 운전 압력, 수온, 급수 중의 염류 농도의 영향을 받기 때문에, RO 장치의 성능을 나타내는 데이터로서 보정 투과 플럭스로 규정하는 것이 바람직하다.
여기서, 보정 투과 플럭스는 JIS K 3805 : 1990 에 나타내는 역침투막 엘리먼트 및 모듈 투과수량 성능 데이터의 표준화 방법에 기재된 방법으로 산출하는 것이 일반적이다.
즉, 투과수량 성능 데이터는 이하의 식 (1) 에 의해 보정함으로써, 보정 투과 플럭스 Fps 로서 산출한다.
Figure pct00001
여기서, Qpa : 실운전 조건에서의 투과수량 (㎥/d)
Pfa : 실운전 조건에서의 조작 압력 (㎪)
ΔPfba : 실운전 조건에서의 모듈 차압 (㎪)
Ppa : 실운전 조건에서의 투과수측의 압력 (㎪)
Πfba : 실운전 조건에서의 공급측, 농축측의 평균 용질 농도의 침투압 (㎪)
TCFa : 실운전 조건에서의 온도 환산 계수
Pfs : 표준 운전 조건에서의 조작 압력 (㎪)
ΔPfbs : 표준 운전 조건에서의 모듈 차압 (㎪)
Pps : 표준 운전 조건에서의 투과수측의 압력 (㎪)
Πfbs : 표준 운전 조건에서의 공급측, 농축측의 평균 용질 농도의 침투압 (㎪)
TCFs : 표준 운전 조건에서의 온도 환산 계수
[희박수의 통수 방향]
도 1 과 같이 희박수는, 제 2 RO 장치의 급수측으로부터 통수하는 것이 바람직하지만, 희박수로서, 수질이 양호한 것을 사용할 때에는, 농축수 출구측으로부터 통수해도 상관없다.
상기 실시형태에서는, RO 장치가 2 단에 설치되어 있지만, 1 단 또는 3 단 이상에 설치되어도 된다. 또, 상기 실시형태에서는, 탈염 계열이 2 열에 형성되어 있지만, 3 열 이상에 형성되어도 된다.
실시예
<시험 목적>
불화칼슘 미립자 분산액으로 이루어지는 모의 원수를 조제하고, 순수와 교대로 테스트용 RO 장치에 통수하여 플럭스 회복 특성을 측정한다.
<시험 방법>
막 면의 크기가 95 ㎜ × 146 ㎜ 인 장방 형상의 RO 막을 구비한, 도 3 의 평막형 RO 장치 (200) 에, 하기의 모의 원수와 모의 희박수 (시험예 1 이외에서는 스케일 방지제 첨가 모의 희박수) 를 다음의 3 공정의 순서로 통수하였다. RO 장치 (200) 는, 하부 셀 (201) 과, 상부 셀 (202) 과, 양자 사이의 메시 스페이서 (203), RO 막 (204) 및 투과수측 스페이서 (205) 를 갖는다.
<통수 순서>
제 1 모의 원수 통수 공정 : 모의 원수를 초기 플럭스 0.45 m/D, 통수 유속 0.1 m/s 가 되도록 통수하고, 투과수량이 일정하게 통수 시험을 실시하였다. (따라서, 보정 투과 플럭스는 시간 경과적으로 서서히 저하된다.) 급수압은 일정하게 한다. (따라서, 플럭스는 시간 경과적으로 서서히 저하된다.)
희박수 통수 공정 : 보정 투과 플럭스가 초기값으로부터 10 ∼ 15 % 저하된 후에, 희박수를 통수 유속 0.1 m/s 로 45 분간, 통수한다.
제 2 모의 원수 통수 공정 : 모의 원수를 제 1 모의 원수 통수 공정과 동일한 급수압, 투과수량으로 통수한다.
<모의 원수>
염화칼슘 2 수화물과 탄산수소나트륨을 Ca 농도 650 mg/L, F 농도 70 mg/L 가 되도록 순수에 용해시켜 조제하였다.
pH : 5.5
수온 : 22 ∼ 23 ℃
<모의 희박수>
상기 모의 원수와 동일하게 하여 조제한, 표 1 에 나타내는 Ca 및 Na 농도 그리고 pH 의 것을 사용하였다.
<스케일 방지제 첨가 모의 희박수>
상기 모의 희박수에, 스케일 방지제로서 2-포스포노부탄-1,2,4-트리카르복실산을 표 1 에 나타내는 농도가 되도록 첨가한 것을 사용하였다.
[결과]
제 1 모의 원수 통수 공정 종료 직전에 있어서의 보정 투과 플럭스 F 와 초기 보정 투과 플럭스 F0 의 비 F/F0 을「희박수 통수 전 Flux 비」로서 표 1 에 나타낸다.
제 2 모의 원수 통수 공정 개시 직후에 있어서의 보정 투과 플럭스 F' 와 초기 보정 투과 플럭스 F0 의 비 F'/F0 을「희박수 통수 후 Flux 비」로서 표 1 에 나타낸다.
[희박수 통수 후 Flux 비]/[희박수 통수 전 Flux 비] 의 값을「회복비」로서 표 1 에 나타낸다.
Figure pct00002
[고찰]
(1) 표 1 과 같이, 희박수 통수 공정을 실시함으로써, 플럭스가 회복 (증대) 한다.
(2) 시험예 2, 3, 8 의 대비로부터, 희박수의 수질이 희박할수록 높은 회복률이 얻어지는 것이 인정된다.
(3) 시험예 1 과 같이, 충분히 희박한 희박수이면 스케일 방지제가 무첨가여도 높은 회복비가 얻어진다.
(4) 시험예 6, 7, 8 과 같이, 희박수의 수질이 나쁘면 스케일 방지제를 첨가해도 높은 회복비는 얻기 어렵다.
(5) 시험예 4, 7, 8 과 같이, 희박수의 수질이 나쁜 경우여도, 희박수의 pH 가 3.2 이하이면 높은 회복비가 얻어진다.
(6) 시험예 5, 10, 11 과 같이, 희박수의 F 농도가 과도하게 높은 (≥ 20 mg/L) 경우에는, 저 pH 에서도 높은 회복비는 얻어지지 않는다.
희박수의 수질이 희박하고 (i), 희박수의 pH 가 3.2 이하이고 (ii), 스케일 방지제를 첨가하는 (iii) 조건에 있어서, (i) 과 (ii) 또는 (iii) 을 구비하면, (i) 단독인 경우보다, Flux 개선 효과가 높아진다. 또, 희박수의 pH 를 낮춤으로써, 수질이 나쁜 희박수에서도 Flux 개선 효과를 유지할 수 있다.
본 발명을 특정한 양태를 사용하여 상세하게 설명했지만, 본 발명의 의도와 범위를 멀어지게 하지 않고 여러 가지 변경이 가능한 것은 당업자에게 분명하다.
본 출원은, 2020년 9월 14일자로 출원된 일본 특허출원 2020-153862 에 기초하고 있고, 그 전체가 인용에 의해 원용된다.
1 : 원수 탱크
7, 10, 37, 40 : 제 2 RO 장치
31 : 희박수 탱크

Claims (5)

  1. 탈염기를 갖는 탈염 계열이 병렬로 복수 나열되어 형성되어 있는 탈염 장치의 운전 방법으로서,
    일부의 탈염 계열에 피처리수를 통수하여 탈염수를 생산하고 있는 동안에 다른 탈염 계열에 희박수 탱크로부터 희박수를 통수하여 세정을 실시하고, 세정 배수를 그 희박수 탱크에 반송하는 탈염 장치의 운전 방법에 있어서,
    그 희박수의 수질이 소정값보다 고염류 농도측이 되었을 경우, 희박수의 일부를 배출하여 상기 피처리수에 합류시킴과 함께, 새로운 희박수를 보급하는 것을 특징으로 하는 탈염 장치의 운전 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 세정에 사용하는 희박수의 pH 를 3.2 이하로 하는, 탈염 장치의 운전 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    희박수로서, 탈염 장치의 탈염수 혹은 스케일종의 포화 지수가 제로 미만인 미포화 용액을 사용하는, 탈염 장치의 운전 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    희박수에 스케일 방지제를 첨가하는, 탈염 장치의 운전 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    탈염 장치는 역침투막 장치인, 탈염 장치의 운전 방법.
KR1020227038468A 2020-09-14 2021-09-02 탈염 장치의 운전 방법 KR20230069043A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020153862A JP7115522B2 (ja) 2020-09-14 2020-09-14 脱塩装置の運転方法
JPJP-P-2020-153862 2020-09-14
PCT/JP2021/032304 WO2022054689A1 (ja) 2020-09-14 2021-09-02 脱塩装置の運転方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230069043A true KR20230069043A (ko) 2023-05-18

Family

ID=80632344

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227038468A KR20230069043A (ko) 2020-09-14 2021-09-02 탈염 장치의 운전 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20240067539A1 (ko)
JP (1) JP7115522B2 (ko)
KR (1) KR20230069043A (ko)
CN (1) CN115768551B (ko)
TW (1) TW202210166A (ko)
WO (1) WO2022054689A1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004141846A (ja) 2002-08-29 2004-05-20 Japan Organo Co Ltd 分離膜モジュールの運転方法及び分離膜装置
JP2004261724A (ja) 2003-03-03 2004-09-24 Japan Organo Co Ltd 多段式分離膜モジュールの運転方法及び多段式分離膜装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001187323A (ja) * 1999-12-28 2001-07-10 Nitto Denko Corp 膜分離装置およびその運転方法
JP2003181247A (ja) * 2001-12-17 2003-07-02 Nitto Denko Corp スパイラル型膜エレメントを備えた処理システムおよびその運転方法
JP4635414B2 (ja) * 2003-07-10 2011-02-23 栗田工業株式会社 逆浸透膜装置の洗浄方法
JP2005046801A (ja) * 2003-07-31 2005-02-24 Japan Organo Co Ltd 水処理方法および装置
JP4940631B2 (ja) * 2005-11-07 2012-05-30 栗田工業株式会社 逆浸透膜分離装置の運転方法
JP5798908B2 (ja) * 2011-12-19 2015-10-21 株式会社日立製作所 逆浸透処理装置および逆浸透処理装置の洗浄方法
SG11201602478WA (en) * 2013-09-30 2016-05-30 Toray Industries Fresh water generation system and fresh water generation method
JP6638205B2 (ja) * 2015-03-27 2020-01-29 栗田工業株式会社 逆浸透膜装置の薬品洗浄方法及び薬品洗浄装置
CN105800851A (zh) * 2016-05-23 2016-07-27 海博伦(苏州)环境科技股份有限公司 正渗透汲取液及其循环再生方法和应用
JP7116691B2 (ja) * 2019-01-31 2022-08-10 オルガノ株式会社 水処理方法および水処理装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004141846A (ja) 2002-08-29 2004-05-20 Japan Organo Co Ltd 分離膜モジュールの運転方法及び分離膜装置
JP2004261724A (ja) 2003-03-03 2004-09-24 Japan Organo Co Ltd 多段式分離膜モジュールの運転方法及び多段式分離膜装置

Also Published As

Publication number Publication date
TW202210166A (zh) 2022-03-16
US20240067539A1 (en) 2024-02-29
JP2022047851A (ja) 2022-03-25
JP7115522B2 (ja) 2022-08-09
WO2022054689A1 (ja) 2022-03-17
CN115768551B (zh) 2023-11-21
CN115768551A (zh) 2023-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5433633B2 (ja) 正浸透膜を用いた海水淡水化システム
JP4798644B2 (ja) 逆浸透膜を用いる脱塩方法
EP2119675A1 (en) Method for the treatment with reverse osmosis membrane
JP7116691B2 (ja) 水処理方法および水処理装置
KR20230069043A (ko) 탈염 장치의 운전 방법
KR20230066266A (ko) 탈염 장치의 운전 방법
JP7161280B2 (ja) Ro膜の洗浄管理方法
CN110215846A (zh) 一种处理反渗透浓水用平板纳滤膜的清洗剂及清洗方法
WO2023166905A1 (ja) 脱塩装置の運転方法
JP4351559B2 (ja) 海水淡水化方法
JP5050536B2 (ja) 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
JP2006082027A (ja) ろ過膜を用いる水処理方法およびその装置
US20230234863A1 (en) Pure water production method
EP3056258A1 (en) Chemical cleaning method for ro/nf membrane system consisting of two arrays
JP7407750B2 (ja) 脱塩装置の運転方法
Eriksson et al. Field experience: Can chlorine dioxide be used as a biocide in RO plants?
Wilf et al. Improved performance and cost reduction of RO seawater systems using pretreatment
Yan Membrane Desalination Technologies
JP2006130496A (ja) 水処理装置およびその運転方法
JP2020146618A (ja) 純水製造装置および純水の製造方法
CN110947303B (zh) 一种净水装置及其运行方法
JP2005046801A (ja) 水処理方法および装置
JP7269136B2 (ja) 純水製造装置
CN112387125A (zh) 一种分离膜元件的制造方法
JP3729260B2 (ja) 逆浸透膜を用いた水処理方法