TW201936515A - 逆滲透膜分離方法、水處理方法、逆滲透膜的防污劑、逆滲透膜的防污用組件及試劑 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種即便為包含有機物的被處理水，亦可長期穩定地運行逆滲透膜的方法及藥劑。一種逆滲透膜分離方法，其於具有逆滲透膜的處理系統中流通包含有機物的被處理水，利用所述逆滲透膜進行所述被處理水的膜分離處理，於膜分離處理前的被處理水中使用聚乙烯醇及磷化合物。

Description

逆滲透膜分離方法及逆滲透膜的防污劑
本發明是有關於一種逆滲透膜分離方法及利用所述方法的水處理方法、逆滲透膜的防污劑、防污用組件等。
為了自各種產業排水或生活排水等排水、表層水或地下水中去除雜質或離子而獲得高純度的水，進行利用逆滲透膜的膜分離處理作為高度處理。而且，具有逆滲透膜的處理系統被併入至以工業用水或自來水、排水等作為原水的超純水處理製造製程、排水再利用製程、海水淡水化製程中廣泛利用。
於具有逆滲透膜的處理系統中，由於對被處理水進行處理時所產生的無機水垢的析出或有機物的污垢的附著等，透過水量緩緩減少而產生污垢，因此視需要於水處理系統的各步驟中添加各種藥劑以實現穩定化。
尤其，作為於膜分離處理中成為問題的水垢物質，有碳酸鈣、硫酸鈣、磷酸鈣、矽酸鈣、矽酸鎂、氫氧化鎂、硫酸鋇等。由於所述水垢物質而膜閉塞，難以長期穩定地運行膜分離處理。至今為止，對於鈣系或鎂系水垢，一直使用聚合有馬來酸、丙烯酸、衣康酸等的具有羧基的聚合物作為防水垢劑。
除了所述水垢物質以外，有機物等作為使膜閉塞的污染物質而為人所知。因此，為了長期穩定地運行膜分離處理，水垢物質以外的有機物等亦需要考慮。所述防水垢劑通常用於為了防止水垢物質的析出，而並非為用於為了防止有機物的附著。
因此，於所述膜分離處理前，自被處理水中減少作為使對膜的處理性能下降的污染物質的有機物。為了自被處理水中減少有機物，例如進行凝聚沈澱處理、固液分離處理或活性炭處理等。作為所述有機物，例如可列舉：腐殖酸、黃腐酸（fulvic acid）、有機酸、糖類、蛋白質等，該些有機物由於產業活動、生活活動、自然行為等而作為生物代謝物、腐殖質物質等產生。
另外，例如於專利文獻1中，為了提供可更長期地維持透過性能的逆滲透膜的目的，提出了一種逆滲透膜的親水化處理方法，其特徵在於使離子性聚乙烯醇與逆滲透膜接觸。
另外，於專利文獻2中，為了防止有機物引起的污染且長期穩定地運行逆滲透膜的目的，提出了一種逆滲透膜穩定化劑，其具有皂化度85%以上的陰離子性聚乙烯醇與磷酸系防水垢劑。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2009-101335號公報
專利文獻2：日本專利特開2012-213686號公報
[發明所欲解決之課題]
如此，進一步要求一種即便為包含有機物的被處理水，亦可長期穩定地運行具有逆滲透膜的處理系統的方法及藥劑。
因此，本發明的主要目的在於提供一種即便為包含有機物的被處理水，亦可長期穩定地運行具有逆滲透膜逆滲透膜的處理系統的方法及藥劑。
[解決課題之手段]
且說，專利文獻1的[表1]中揭示了於逆滲透膜處理中，使用聚乙烯醇（以下，亦稱為「PVA」）的情況相較於使用離子性PVA的情況而言，確認到了透過水量的下降（比較例2、實施例1及實施例2）。進而，專利文獻2中，揭示了將皂化度85%以上的陰離子性PVA及磷酸系防水垢劑組合併用來使逆滲透膜處理穩定化地進行的方法。
如此，於研究長期穩定地運行具有逆滲透膜的處理系統時，先前不使用PVA而使用離子性PVA、尤其是陰離子性PVA。
然而，本發明者等人於進行努力研究時，出乎意料地，將PVA與磷化合物（尤其是磷含氧酸化合物）併用，結果所述PVA及磷化合物的併用相較於陰離子性PVA與磷化合物的併用而言，可獲得優異的效果。即，先前對於使用PVA具有否定的傾向，但本發明者等人發現了PVA與磷化合物的組合及該組合帶來的預想不到的結果，藉此完成了本發明。本發明如下所述。
本發明可提供一種逆滲透膜分離方法，其於具有逆滲透膜的處理系統中流通包含有機物的被處理水，利用所述逆滲透膜進行所述被處理水的分離處理，於分離處理前的被處理水中使用聚乙烯醇及磷化合物。
另外，本發明可提供一種水處理方法，其包括進行所述逆滲透膜分離方法。
另外，本發明可提供一種逆滲透膜的防污劑，其含有聚乙烯醇及磷化合物。
另外，本發明可提供一種逆滲透膜的防污用組件，其為以下的（a）或（b）。
（a）含有聚乙烯醇的組成物、含有磷化合物的組成物。
（b）含有聚乙烯醇及磷化合物的混合組成物。
另外，本發明可提供一種試劑，其與磷化合物系的防水垢劑併用來用以防止逆滲透膜的污垢，所述試劑將聚乙烯醇作為有效成分。
所述聚乙烯醇可為皂化度為45 mol%～95 mol%及/或聚合度為1,000以下。
所述磷化合物可為磷含氧酸化合物。所述磷含氧酸化合物可為選自聚磷酸鹽、具有膦酸基的化合物及具有次膦酸基的化合物中的一種或兩種以上。
所述逆滲透膜可為用以流通包含有機物的排水的逆滲透膜。
可於經過預濾器的逆滲透膜前同時或分別添加所述聚乙烯醇及磷化合物。
[發明的效果]
根據本發明，可提供一種即便為包含有機物的被處理水，亦可長期穩定地運行具有逆滲透膜的處理系統的方法及藥劑。再者，此處記載的效果未必受到限定，亦可為本說明書中記載的任一種效果。
對本發明的較佳的實施形態進行說明。其中，本發明並不限定於以下的較佳的實施形態，可於本發明的範圍內自由地進行變更。
本發明的實施形態的逆滲透膜的防污用劑含有聚乙烯醇及磷化合物。所述防污劑理想的是用於包含有機物的被處理水中。
另外，本發明的實施形態的逆滲透膜的防污用組件為（a）含有聚乙烯醇的組成物、含有磷化合物的組成物，或者（b）含有聚乙烯醇及磷化合物的混合組成物。所述防污用組件理想的是可用於包含有機物的被處理水中。所述（a）的兩個組成物可同時或分別使用。
與本發明的實施形態的磷化合物系的防水垢劑併用來用以防止逆滲透膜的污垢的試劑以聚乙烯醇為有效成分。
本說明書中，將所述聚乙烯醇亦稱為第一藥劑，將所述磷化合物亦稱為第二藥劑。
＜聚乙烯醇（第一藥劑）＞
本實施形態中使用的聚乙烯醇並無特別限定，為具有乙烯醇的單體單元（-[CH2 CH(OH)]-）者，通常亦稱為普奧瓦（POVAL），另外亦稱為非離子性水溶性聚合物。
另外，所述聚乙烯醇並無特別限定，較佳為以後述方式製備皂化度及/或聚合度，較佳為皂化度為45 mol%～95 mol%及/或聚合度為1,000以下。
所述聚乙烯醇較佳為較佳為對常溫水或溫水顯示出充分的溶解性的水溶性。
所述聚乙烯醇較佳為較佳為對所使用的膜具有有機物的污垢防止作用，較佳為可用作有機物污垢防止劑。
本實施形態的聚乙烯醇的形態並無特別限定，可為液狀、固體狀、半固體狀中的任一種。就操作容易性的方面而言，較佳為液狀。
另外，聚乙烯醇有時利用皂化度（mol%）區分為完全皂化型及部分皂化型，例如可區分為大部分為羥基的完全皂化型（超過95 mol%）、具有乙酸基的部分皂化型（95 mol%以下）。本實施形態中，較佳為部分皂化型。
再者，本說明書中的皂化度是藉由依據日本工業標準（Japanese Industrial Standards，JIS）K6726（日本工業標準 聚乙烯醇試驗法）的滴定法計算出的值。
所述聚乙烯醇的皂化度並無特別限定，皂化度的上限較佳為85 mol%以下，另外皂化度的下限較佳為45 mol%以上，更佳為50 mol%以上，進而佳為60 mol%以上。
所述聚乙烯醇進而佳為皂化度為45 mol%～85 mol%，更佳為70 mol%～85 mol%。
所述聚乙烯醇的聚合度並無特別限定，聚合度的上限較佳為100,000以下，更佳為5,000以下，進而佳為2,000以下，進而更佳為1,000以下，進一步佳為500以下。另外，聚合度的下限較佳為50以上。
再者，本說明書中的聚合度是藉由依據JIS K6726（日本工業標準 聚乙烯醇試驗法）的方法計算出的黏度平均聚合度。
所述聚乙烯醇例如可藉由對聚合乙烯酯系化合物（單體）而獲得的乙烯酯系聚合物進行皂化而獲得。
此處，作為乙烯酯系化合物，可列舉：甲酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、三氟乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、癸酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、新癸酸乙烯酯、棕櫚酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、三甲基乙酸等。該些乙烯酯系化合物可單獨使用，另外亦可組合使用兩種以上。
另外，所述乙烯酯系化合物中，於實用方面，就經濟性的觀點而言，較佳為使用乙酸乙烯酯，已知聚乙烯醇是於工業生產中對聚乙酸乙烯酯進行水解製造而成。所述聚乙烯醇主要具有乙烯醇的單體單元（-[CH2 CH(OH)]-），根據皂化度具有乙酸乙烯酯的單體單元（-[CH2 CH(OCOCH3 )]-）。
所述聚乙烯醇可使用市售品。作為市售品，例如可列舉G型高森魯（GOHSENOL）TM GH-05（日本合成化學製造）、K型高森魯（GOHSENOL）TM KP-08R（日本合成化學製造）、PVA-205（可樂麗（Kuraray）製造）、PVA-403（可樂麗（Kuraray）製造）、L-508W（可樂麗（Kuraray）製造）等，可自該些中使用一種或兩種以上。
市售品的形態並無特別限定，可為液狀、固體狀、半固體狀中的任一種，就操作容易性的方面而言，較佳為液狀。
＜磷化合物（第二藥劑）＞
本實施形態中使用的磷化合物較佳為至少具有P(=O)(-OH)的磷含氧酸化合物，例如可列舉（a）聚磷酸鹽、（b）具有膦酸基及/或次膦酸基的化合物、（c）該些化合物以外的正磷酸鹽等其他磷化合物及該些的鹽等，可自該些中選擇一種或兩種以上。
所述磷化合物中可使用的鹽並無特別限定，可列舉鹼金屬（例如鈉、鉀等）、鹼土類金屬鹽（例如鈣、鎂等）等，可自該些中選擇一種或兩種以上。
所述磷化合物較佳為可用於水處理中的化合物，更佳為水溶性化合物。
所述磷化合物較佳為具有防水垢作用的化合物，較佳為可用作膜的防水垢劑的化合物。另外，所述磷化合物較佳為補充金屬離子（例如Ca或Al等）的化合物，較佳為可用作磷酸系防水垢劑或膦酸系防水垢劑。
本實施形態的磷化合物的形態並無特別限定，可為液狀、固體狀、半固體狀中的任一種，就操作容易性的方面而言，較佳為液狀。
所述磷含氧酸化合物中，較佳為（a）聚磷酸鹽、（b）具有膦酸基及/或次膦酸基的化合物。
作為所述（a）聚磷酸鹽，例如可列舉焦磷酸、三聚磷酸等般的鏈狀聚磷酸；六偏磷酸等般的環狀的聚磷酸及該些的鹽，可自該些中選擇一種或兩種以上。
作為所述（b）具有膦酸基及/或次膦酸基的化合物，較佳為膦酸鹽及/或次膦酸鹽。
作為所述具有膦酸基的化合物（例如膦酸鹽等），例如可列舉：2-膦醯基-1,2,4-三羧基丁烷、2-羥基亞乙基二膦酸、胺基三亞甲基膦酸（amino trimethylene phosphonic acid，ATMP）、1-羥基亞乙基-1,1-二膦酸、乙二胺四亞甲基膦酸（Ethylenediamine tetramethylene phosphonic acid，EDTMP）、二乙三胺五亞甲基膦酸（diethylene triamine pentamethylene phosphonic acid，DTPMP）等及該些的鹽，可自該些中選擇一種或兩種以上。
其中，較佳為選自胺基三亞甲基膦酸、乙二胺四亞甲基膦酸、二乙三胺五亞甲基膦酸及其鹽中的一種或兩種以上。進而，其中，較佳為胺基三亞甲基膦酸或其鹽及/或乙二胺四亞甲基膦酸或其鹽，更佳為胺基三亞甲基膦酸或其鹽。
作為所述具有次膦酸基的化合物（例如次膦酸鹽等），例如可列舉雙(聚-2-羧基乙基)次膦酸、膦基羧酸共聚物等及該些的鹽。其中，較佳為膦基羧酸鹽。
可自所述（b）具有膦酸基及/或次膦酸基的化合物中選擇一種或兩種以上。
所述磷化合物可使用市售品。作為市售品，例如可列舉BWA公司製造的「貝克林（Belclene）400」、「貝克林（Belclene）630」、「貝克林（Belclene）640」、「貝克林（Belclene）650」、「貝克林（Belclene）660」或日本薩默斯（Thermphos Japan）公司製造的「迪快特（Dequest）2000」、「迪快特（Dequest）2000EG」、「迪快特（Dequest）2000LC」、「迪快特（Dequest）2006」、「迪快特（Dequest）2010」、「迪快特（Dequest）2010CS」、「迪快特（Dequest）2010LA」、「迪快特（Dequest）2010LC」、「迪快特（Dequest）2014」、「迪快特（Dequest）2016」、「迪快特（Dequest）2016D」、「迪快特（Dequest）2016DG」等。
本實施形態的組成物可於不損及本發明的目的的範圍內與其他任意的藥劑併用。作為其他藥劑，可列舉酵素、殺菌劑及消泡劑等，但並不限定於此，另外亦可使用通常可用於水處理的各種藥劑。所述藥劑亦可添加於本實施形態的藥劑或組件的各組成物中使用，另外亦可不添加於該些中，作為其他的製品用作組合組件。本實施形態的組成物可利用公知的製造方法製造。
本實施形態的逆滲透膜的防污用劑中的所述聚乙烯醇的含量並無特別限定，下限值較佳為5質量%以上，更佳為15質量%以上，上限值較佳為60質量%以下，更佳為45質量%以下。作為聚乙烯醇的含量的更佳的數值範圍，進而佳為5質量%～60質量%，進而更佳為15質量%～45質量%。藉此，就獲得良好的防有機污垢及防污的觀點而言較佳。
本實施形態的逆滲透膜的防污用劑中的所述磷化合物的含量並無特別限定，下限值較佳為5質量%以上，更佳為10質量%以上，上限值較佳為60質量%以下，更佳為30質量%以下。作為磷化合物的含量的更佳的數值範圍，進而佳為5質量%～60質量%，進而更佳為10質量%～30質量%。藉此，就獲得良好的防水垢及防污的觀點而言較佳。
另外，所述防污用劑中的所述聚乙烯醇及所述磷化合物的混合比例（質量份）並無特別限定，較佳為所述聚乙烯醇：所述磷化合物=1:0.1～50，更佳為1:0.1～25，進而佳為1:0.5～20。就成本方面而言，較佳為相對於第一藥劑1質量份而言第二藥劑為10質量份以下。
相對於被處理水而言的所述聚乙烯醇的使用量並無特別限定，較佳為0.1 mg/L～30 mg/L，更佳為0.2 mg/L～10 mg/L，進而佳為0.5 mg/L～2.0 mg/L。為了穩定化效果，較佳為0.1 mg/L以上，就成本方面而言，較佳為10 mg/L以下。
相對於被處理水而言的所述磷化合物的使用量並無特別限定，較佳為0.1 mg/L～30 mg/L，更佳為0.2 mg/L～10.0 mg/L，進而佳為0.5 mg/L～3.0 mg/L。為了穩定化效果，較佳為0.1 mg/L以上，就成本方面而言，較佳為10 mg/L以下。
相對於被處理水1 L而言的第一藥劑（聚乙烯醇）及第二藥劑（磷酸化合物）的使用比例（質量份）並無特別限定，較佳為第一藥劑：第二藥劑=1:0.1～50，更佳為1:0.1～25，進而佳為1:0.5～20。就成本方面而言，較佳為相對於第一藥劑（聚乙烯醇）1質量份而言第二藥劑（磷酸化合物）為10質量份以下。
於本實施形態的防污用組件的情況下，只要以成為所述使用量及使用比例的方式製備（a）第一藥劑組成物及第二藥劑組成物或（b）第一藥劑·第二藥劑的混合組成物即可。
作為本實施形態的對象的被處理水中的pH較佳為4.0～10.0，更佳為5.0～9.0，進而佳為6.0～8.0。
本實施形態中被處理水的溫度並無特別限定，下限較佳為0℃以上，上限較佳為50℃以下，本實施形態的第一藥劑及第二藥劑較佳為容易發揮效果的4℃～40℃左右。
藉由對包含有機物的被處理水使用本實施形態的第一藥劑及第二藥劑，可減少逆滲透膜的通量比的經時變化，可發揮污垢抑制效果。
另外，根據本實施形態，亦可提供一種水處理分散劑，其對於包含有機物的被處理水，防止有機物污垢及無機水垢的膜面附著，不易引起透過水量的下降。
進而，根據本實施形態，可實現逆滲透膜的高回收率條件下的運行，尤其即便將水回收率設為90%，亦可抑制膜閉塞。
再者，亦可於不損及本發明的效果的範圍內將所述第一藥劑及所述第二藥劑同時或分別添加至包含有機物的被處理水中。
如此，本實施形態的第一藥劑及第二藥劑具有所述作用效果，因此例如可用作逆滲透膜的防污劑等藥劑、或者逆滲透膜的防污用組件等藥劑組件。
作為本實施形態中處理的包含有機物的被處理水，例如可列舉各種產業排水或生活排水等排水、表層水或地下水、海水等。本實施形態中，較佳為包含有機物的排水，作為所述含有有機物的排水，更具體而言例如可列舉工廠排水、污水回收水、海水、河川水、冷水排污水、鍋爐排污水等。
作為所述有機物，例如可列舉腐殖酸、黃腐酸、有機酸、糖類、蛋白質等中的任一種或多種。作為所述有機物，較佳為以源自生物代謝物或腐殖質物質等的有機化合物為主。
根據本實施形態，有時包含此種有機物的排水即便經過凝聚步驟、固液分離步驟、膜處理步驟等水處理步驟，被處理水中依然存在大量的有機物，即便為所述包含有機物的被處理水，藉由使用所述聚乙烯醇（第一藥劑）及磷化合物（第二藥劑），亦可良好地獲得逆滲透（Reverse Osmosis，RO）膜的污垢抑制效果，可長期穩定地運行具有RO膜的處理系統。
另外，作為本實施形態中於逆滲透膜處理系統中使用的包含有機物的被處理水的狀態，所述被處理水的總有機碳（Total Organic Carbon，TOC）較佳為1 mg/L～20 mg/L，更佳為5 mg/L～10 mg/L，進而佳為6 mg/L～9 mg/L。另外，所述被處理水的蛋白質（標品：牛血清蛋白（Bull Serum Albumin，BSA））較佳為1 mg-BSA/L～20 mg-BSA/L，更佳為5 mg-BSA/L～11 mg-BSA/L，進而佳為7 mg-BSA/L～10 mg-BSA/L。另外，所述被處理水的電傳導率較佳為25 mS/m～200 mS/m，更佳為50 mS/m～100 mS/m。藉由調整為所述範圍內，容易長期穩定地運行RO膜處理，就該觀點而言較佳。
＜水處理方法＞
本實施形態如上所述藉由對包含有機物的被處理水使用第一藥劑及第二藥劑而進行逆滲透膜的污垢抑制，藉此可長期進行水處理。
較佳為本實施形態為一種逆滲透膜分離方法，其於具有逆滲透膜的處理系統中流通包含有機物的被處理水，利用所述逆滲透膜進行所述被處理水的分離處理，所述逆滲透膜分離方法的特徵在於，於分離處理前的被處理水中使用第一藥劑及第二藥劑。
本實施形態的具有逆滲透膜的處理系統為至少進行逆滲透膜（Reverse Osmosis Membrane：RO膜）處理的系統，可至少包括RO膜處理裝置。另外，所述RO膜處理系統可包括在去除雜質（鹽或有機物等）等、可進行純水化或海水淡水化等的一般的水處理系統中。所述RO膜處理系統例如可包括在超純水處理製造製程、排水回收製程、海水淡水化製程等中。
本實施形態的包括RO膜處理步驟的水處理系統較佳為包括生物處理步驟（裝置）、凝聚處理步驟（裝置）、沈澱處理步驟（裝置）、加壓浮上處理步驟（裝置）、固液分離步驟（裝置）、砂濾處理步驟（裝置）、膜（微濾（Micro-Filtration，MF）、超濾（Ultra Filtration，UF）等）處理步驟（裝置）等中的任一者、或者將該些多個組合的處理系統。
另外，本實施形態的具有RO膜的處理系統或水處理系統較佳為依次或順序不同地配置包括凝聚處理步驟（裝置）、固液分離處理步驟（裝置）、膜處理步驟（裝置）及RO膜處理步驟（裝置）。
藉此，可獲得將該些處理步驟中的任一者或該些組合進行前處理的RO給水。
作為所述膜處理，並無特別限定，例如可列舉微濾膜（MF膜）處理、超濾膜（UF）處理、納濾膜（NF（Nano Filtration））處理、逆滲透膜（RO膜）處理等，可自該些中組合使用一種或兩種以上。
所述具有逆滲透膜的處理系統中使用的逆滲透膜較佳為用於流通所述包含有機物的排水的逆滲透膜。藉由進行所述逆滲透膜分離方法，可進行獲得透過水的水處理。
而且，於所述具有逆滲透膜的處理系統中，較佳為以將所述各處理步驟系統中的任一者或該些組合進行前處理的RO給水作為對象水。
為了減少RO給水的雜質，較佳為於進行RO膜處理前進行前處理（預濾器處理），作為所述前處理，較佳為單獨或組合進行MF膜處理、UF膜處理、NF處理等，藉此可良好地且長期穩定地運行RO膜處理系統。
所述RO膜處理系統中使用的逆滲透膜（RO膜）並無特別限定，例如可列舉為螺旋狀、中空絲狀、平膜狀等且表層使用乙酸纖維素、芳香族聚醯亞胺等樹脂製者的膜。
本實施形態的通水的條件只要根據RO膜處理系統適宜設定即可，例如可列舉目標回收率、被處理水的供給水壓（Mpa）、被處理水的供給pH、被處理水的供給水量（mL/min）等。
為了長期且效率良好地運行RO膜處理系統，作為目標的水回收率，可設為至90%左右為止，較佳為80%～95%左右，作為供給水壓，較佳為1.0 MPa～1.5 MPa左右。
本實施形態的被處理水的供給pH並無特別限定，較佳為3.0～9.0，更佳為4.0～8.0，進而佳為5.0～7.0。可利用pH調整劑調整為所述pH，藉由所述pH範圍，可有效地使用本實施形態中使用的藥劑，可更良好地且長期穩定地運行RO膜處理系統。
而且，本實施形態的逆滲透膜分離方法的特徵在於，如上所述於利用所述逆滲透膜進行所述被處理水的分離處理時，於逆滲透膜處理前的包含有機物的被處理水中使用第一藥劑及第二藥劑。
所述第一藥劑及所述第二藥劑可於不損及本發明的效果的範圍內調整兩者的添加時序，亦可同時或分別、或是可連續或斷續地添加。
作為所述添加時序，例如亦可將所述第一藥劑及所述第二藥劑分別同時或不同時添加於被處理水中。另外，亦可將所述第一藥劑及所述第二藥劑一起添加於被處理水中。
作為所述添加時序，例如亦可將所述第一藥劑及所述第二藥劑分別或一起、連續或斷續地添加。將自被處理水的通水開始起至通水結束為止的通水期間中進行的情況稱為「連續地」，或者將通水期間中隔開兩次以上的間隔進行的情況稱為「斷續地（脈衝地）」。
所述第一藥劑及/或所述第二藥劑只要添加於作為所述對象的水處理系統中即可。
關於所述第一藥劑及/或所述第二藥劑，若為於分離處理前的包含有機物的被處理水中可添加的步驟或可添加的場所，則並無特別限定。例如，添加防污劑的步驟或場所若為所述對象處理系統中的被處理水中，則並無特別限定。
所述第一藥劑及/或所述第二藥劑的添加較佳為於利用膜分離處理或離子交換樹脂處理等對包含有機物的被處理水進行水處理的步驟中進行，較佳為於膜分離處理的前段進行。
進而，所述第一藥劑及/或所述第二藥劑的添加更佳為在具有逆滲透膜的處理系統前，更佳為於逆滲透膜處理的前處理後與具有逆滲透膜的處理系統前之間。作為進行所述逆滲透膜處理的前處理，較佳為所述預濾器處理。
藉此，可減少逆滲透膜處理前的被處理水中的有機化合物，因此可長期穩定地運行逆滲透膜處理，就維護等的成本的減少化及作業效率提高的觀點而言較佳。
再者，所述第一藥劑及/或所述第二藥劑的使用量如上所述。
進而，作為使用本實施形態的逆滲透膜分離方法的水處理方法的具體的一例，參照圖5進行說明，但並不限定於此。
圖5中示出本實施形態的水處理系統30，示出本實施形態的具代表性的包括具有RO膜的處理系統的水處理系統30的流程圖。水處理步驟包括：凝聚處理步驟32，於含有有機化合物的排水（原水）中將凝聚劑添加於凝聚裝置中；固液分離步驟33，凝聚處理水經固液分離裝置處理；預濾器處理步驟34，固液分離處理水經作為預濾器裝置的一例的MF膜裝置處理；以及逆滲透膜處理步驟31，經RO膜處理裝置處理。預濾器處理步驟34及逆滲透膜處理步驟31包含在膜處理步驟中。作為預濾器處理步驟，可列舉MF膜處理步驟。
而且，例示了於經過預濾器處理34的RO膜處理31之前，單獨或一起、同時或分別添加本實施形態的第一藥劑及第二藥劑來進行逆滲透膜的膜分離處理的流程。
本實施形態的防污劑添加於經過RO膜處理前的被處理水中。較佳為於RO膜處理前～凝聚處理後之間添加，進而佳為於RO膜處理與預濾器處理（更具體而言MF膜處理）之間添加。
另外，關於添加的第一藥劑及第二藥劑，可列舉（a）各自的含有第一藥劑的組成物及含有第二藥劑的組成物；（b）含有第一藥劑及第二藥劑的混合組成物作為防污用組件。
藉由於經過RO膜處理前的被處理水中添加第一藥劑及第二藥劑，可減少有機化合物對RO膜表面或RO膜分離裝置（模組）的附著。進而，藉由排水中所含的有機化合物經過膜處理步驟，而作為濃縮水中所含的有機化合物處理。
另外，本實施形態中使用的聚乙烯醇及磷化合物可作為有效成分含有於防污劑或防污用組成物等各種組成物中。另外，本實施形態中使用的聚乙烯醇及磷化合物可作為有效成分含有於期待所述各種作用（例如，防污作用、減少膜閉塞的作用等）的組成物或藥劑中，該些各種組成物亦可作為製劑使用。
另外，本實施形態可提供為了所述防污、逆滲透膜分離、水處理等目的而使用的聚乙烯醇及磷化合物或該些的用途。另外，本實施形態的聚乙烯醇及磷化合物可作為所述防污方法、逆滲透膜分離方法或水處理方法等各種方法中使用的有效成分而使用。
另外，本實施形態的聚乙烯醇及磷化合物可用於具有所述作用或為了所述使用目的的各種製劑或各種組成物等的製造。
另外，本實施形態可以預先混合有聚乙烯醇及磷化合物而成的一劑型的形式提供，可以分別包含聚乙烯醇及磷化合物的（於包含任意成分的三種以上的情況下分別或以任意的組合包含）二劑型以上的多劑型（即組件）的形式提供。
再者，亦可藉由用以管理作為處理對象的被處理水的水質的裝置（例如，個人電腦等）中的包含中央處理單元（central processing unit，CPU）等的控制部來實現本實施形態的方法。另外，亦可將本實施形態的方法作為程式儲存在包括記錄介質（非揮發性記憶體（通用串列匯流排（Universal Serial Bus，USB）記憶體等）、硬磁碟驅動機（Hard Disk Drive，HDD）、光碟（Compact Disc，CD）等）等的硬體資源中，並藉由所述控制部實現。亦可提供以藉由所述控制部向被處理水中添加藥劑的方式進行控制的膜分離處理系統或水處理系統。
[實施例]
以下，使用試驗例、實施例及比較例等對本發明進行說明，但本發明並不限定於該些試驗例或實施例等。
使用圖1所示的RO平膜通水試驗機，使用以下的藥劑（評價試驗1～評價試驗3的各藥劑），進行防污劑的評價試驗。
原水使用包含有機物的工業排水的回收RO給水。再者，將給水水質示於表1中。
＜RO平膜試驗的通水條件＞
原水使用包含有機物的工業排水的回收RO給水，將此時的給水水質示於表1中。將平膜試驗的通水條件示於表2中。
作為RO膜，使用作為日東電工股份有限公司製造的商品的超低壓逆滲透膜ES-20。
作為RO平膜評價裝置，使用如圖1所示般的具備可設置膜面積8.0 cm2 的RO膜的單元的RO試驗裝置。於使用所述RO試驗裝置的平膜試驗中，RO膜供給水是由配管11以高壓泵4以供給水量0.5 mL/min、供給水壓1.20 MPa～1.30 MPa及供給水pH 6.9～7.1定量供給至具備原水室1A與透過水室1B的密閉容器1的設置有RO膜的平膜單元2的下側的原水室1A中。此時，原水室1A中利用攪拌機3使攪拌子5旋轉來進行攪拌。密閉容器1的內部壓力是於提取濃縮水的配目標回收率85%、水溫25±2℃的條件下測定透過流束。再者，初始通量為1.2 m/d。
再者，回收率及透過流速是利用以下式求出。

回收率[%]=（透過水流量[mL/min]/供給水流量[mL/min]）×100
透過流束[m3 /（m2 d）]=透過水流量[m3 /d]/膜面積[m2 ]×溫度換算係數
[表1]
表1 原水水質
[表2]
表2 RO平膜試驗的通水條件
[防污劑的評價試驗1]
關於磷化合物與水溶性高分子的組合進行研究。
作為磷化合物的防污劑，使用ATMP（胺基三亞甲基膦酸）。
關於非離子性的聚乙烯醇（PVA），選定多種改變了皂化度及聚合度者並用於試驗。
作為比較對象，使用ATMP+磺酸PVA（高賽蘭（GOHSERAN）L-3266、日本合成製造），使用聚乙烯醇（皂化度70 mol%～85 mol%：聚合度750）（未添加ATMP）。將結果示於圖2中。
（1）◇ 無藥劑注入；
（2）◆ ATMP 2.5 mg/L；
（3）○ ATMP 2.5 mg/L+PVA（皂化度70 mol%～85 mol%：聚合度約730）1.0 mg/L；
（4）● ATMP 2.5 mg/L+PVA（皂化度70 mol%～85 mol%：聚合度約750）1.0 mg/L；
（5）□ ATMP 2.5 mg/L+PVA（皂化度70 mol%～85 mol%：聚合度約300）1.0 mg/L；
（6）△ ATMP 1.3 mg/L+磺酸PVA（陰離子性PVA：皂化度72.7 mol%以上：聚合度750）1 mg/L；
（7）■ PVA（皂化度70 mol%～85 mol%：聚合度750）1.0 mg/L（未添加ATMP）。
[防污劑的評價試驗2]
關於磷化合物與結構不同的聚乙烯醇的組合進行研究，將所述結果示於圖3中。
（1）◇ 無藥劑注入；
（2）◆ ATMP 2.5 mg/L；
（3）○ ATMP 2.5 mg/L+PVA（皂化度70 mol%～85 mol%：聚合度約730）1.0 mg/L；
（4）● ATMP 2.5 mg/L+PVA（皂化度70 mol%～85 mol%：聚合度約750）1.0 mg/L；
（5）□ ATMP 2.5 mg/L+PVA（皂化度70 mol%～85 mol%：聚合度約2000）1.0 mg/L；
（6）■ ATMP 2.5 mg/L+PVA（皂化度85 mol%以上：聚合度約700）1.0 mg/L；
（7）△ ATMP 2.5 mg/L+PVA（皂化度70 mol%～85 mol%：聚合度約300）1.0 mg/L；
（8）▲ ATMP 2.5 mg/L+PVA（皂化度85 mol%以上：聚合度約500）1.0 mg/L。
[防污劑的評價試驗3]
關於聚乙烯醇與各種磷化合物的組合進行研究，將所述結果示於圖4中。再者，作為磷酸化合物，使用ATMP（胺基三亞甲基膦酸）、EDTMP（乙二胺四亞甲基膦酸）、DTPMP（二乙三胺五亞甲基膦酸）。
（1）◇ 無藥劑注入；
（2）◆ ATMP 2.5 mg/L；
（3）□ ATMP 2.5 mg/L+PVA（皂化度70 mol%～85 mol%：聚合度約300）1.0 mg/L；
（4）● EDTMP 2.5 mg/L+PVA（皂化度70 mol%～85 mol%：聚合度約300）1.0 mg/L；
（5）○ DTPMP 2.5 mg/L+PVA（皂化度70 mol%～85 mol%：聚合度約300）1.0 mg/L；
（6）■ PVA（皂化度70 mol%～85 mol%：聚合度約750）1.0 mg/L。
[防污劑的評價試驗1～防污劑的評價試驗3的結果·考察]
分別準備未添加藥品的水、於原水中僅添加了ATMP 2.5 mg/L的水、於原水中僅添加了聚乙烯醇（皂化度70 mol%～85 mol%、聚合度700）1.0 mg/L的水、於原水中添加了ATMP 2.5 mg/L+各聚乙烯醇1.0 mg/L的水、於原水中添加了ATMP 1.3 mg/L+磺酸PVA 1.0 mg/L的水，向RO平膜試驗機中通水。將此時的通水條件示於表2中。再者，若考慮RO膜表面的濃縮，則根據其他試驗可知使用了本RO平膜試驗機的試驗的回收率85%相當於RO膜的實機裝置的回收率90%。
每30 min記錄給水壓、透過水壓、透過水量、濃縮水量、濃縮水傳導率、水溫，計算出各時間下的換算為給水壓0.75 MPa、水溫25℃時的通量。另外，根據所述換算通量與通水前測定的純水通量的比計算出換算通量比。根據所述換算通量比的經時變化，評價污垢抑制效果的大小。
根據圖2可知，若與作為比較對象的添加ATMP 1.3 mg/L+磺酸PVA 1.0 mg/L的情況相比，於本發明的條件下通水時，通量比的下降速度變慢。
另外，根據圖3可知與顯示出通量下降抑制能力的磷化合物併用時的聚乙烯醇以皂化度70 mol%以上且聚合度約2000以下者為宜。於使用其他結構的聚乙烯醇（離子性PVA）時，未確認到明顯的通量下降抑制能力。
另外，根據圖4可知即便於使用ATMP（胺基三亞甲基膦酸）、EDTMP（乙二胺四亞甲基膦酸）、DTPMP（二乙三胺五亞甲基膦酸）作為與聚乙烯醇併用的磷酸化合物，通量下降抑制能力亦良好。如此，聚乙烯醇與各種磷酸化合物的組合良好，尤其與ATMP的併用良好，其次與EDTMP的併用良好。
根據該些結果可知，於高回收率條件下，本發明的第一藥劑（聚乙烯醇）及第二藥劑（磷酸化合物）的併用相較於先前技術而言具有優異的通量下降抑制能力。另外，可知與磷酸化合物併用時的聚乙烯醇的聚合度及皂化度較佳為受到限定。另外，可知與聚乙烯醇併用的磷酸化合物不管是哪一個都是良好，並無特別限定。
1‧‧‧密閉容器
1A‧‧‧原水室
1B‧‧‧透過水室
2‧‧‧平膜單元
3‧‧‧攪拌機
4‧‧‧高壓泵
5‧‧‧攪拌子
11‧‧‧配管
30‧‧‧水處理系統
31‧‧‧RO膜處理裝置（逆滲透膜處理步驟）
32‧‧‧凝聚裝置（凝聚處理步驟）
33‧‧‧固液分離裝置（固液分離處理步驟）
34‧‧‧MF膜裝置（預濾器處理步驟）
圖1為表示進行防污劑的評價的平膜通水試驗機的構成的示意圖。
圖2表示各條件下的通量比（flux ratio）的經時變化。縱軸為通量比（0.75 MPa、水溫25±2℃），橫軸為時間（h）。
圖3表示各條件下的通量比的經時變化。縱軸為通量比（0.75 MPa、水溫25±2℃），橫軸為時間（h）。
圖4表示各條件下的通量比的經時變化。縱軸為通量比（0.75 MPa、水溫25±2℃），橫軸為時間（h）。
圖5為於逆滲透膜處理系統的前段以防污目的同時或分別添加第一藥劑及第二藥劑時的流程圖。

Claims (9)

  1. 一種逆滲透膜分離方法，其於具有逆滲透膜的處理系統中流通包含有機物的被處理水，利用所述逆滲透膜進行所述被處理水的膜分離處理， 於膜分離處理前的被處理水中使用聚乙烯醇及磷化合物。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的逆滲透膜分離方法，其中所述聚乙烯醇的皂化度為45 mol%～95 mol%及/或聚合度為1,000以下。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的逆滲透膜分離方法，其中所述磷化合物為磷含氧酸化合物。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的逆滲透膜分離方法，其中所述逆滲透膜是用以流通包含有機物的被處理水的逆滲透膜。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的逆滲透膜分離方法，其中於經過預濾器的逆滲透膜前同時或分別添加所述聚乙烯醇及磷化合物。
  6. 一種水處理方法，其包括進行如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的逆滲透膜分離方法。
  7. 一種逆滲透膜的防污劑，其含有聚乙烯醇及磷化合物。
  8. 一種逆滲透膜的防污用組件，其為以下的（a）或（b）， （a）含有聚乙烯醇的組成物、含有磷化合物的組成物， （b）含有聚乙烯醇及磷化合物的混合組成物。
  9. 一種試劑，其與磷化合物系的防水垢劑併用來用以防止逆滲透膜的污垢，所述試劑含有聚乙烯醇作為有效成分。
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