TW201938256A - 逆滲透膜的水垢抑制方法 - Google Patents
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Abstract
本發明的逆滲透膜的水垢抑制方法是以3天1次以上的頻率增大該逆滲透膜的背壓閥的開度,進行以常規透過通量的1/3以下將該供給水通水的壓力釋放通水,並且監視透過水流量、濃縮水流量、濃縮水的循環水量,以濃縮倍率不高於壓力釋放通水前的方式將背壓閥關閉至壓力釋放通水前的狀態。
Description
本發明是有關於一種逆滲透(RO)膜的水垢抑制方法,詳細而言,是有關於一種將河水或地下水等的包含水垢成分的水作為供給水而利用RO膜進行處理來製造純水時,抑制RO膜的水垢從而謀求膜性能的穩定化的方法。
利用RO膜系統所進行的分離、精製相對於利用蒸發或電透析的系統而言為節能製程,廣泛用於海水、鹽水的淡水化、或工業用水及超純水的製造、排水回收等。由RO膜阻擋的物質於膜面被濃縮。已知若將氧化矽等具有水垢生成電位的無機成分濃縮至溶解度以上,則水垢會附著於膜。因水垢的附著,而導致透過通量或阻擋率等RO膜性能的下降,因此,一般而言,以氧化矽等不達到水垢生成濃度以上的方式管理運轉條件。
作為抑制水垢向RO膜的附著的方法,有於酸性條件下的運轉。即,藉由將RO膜的供給水的pH設為5附近進行運轉,從而水垢的生成速度變慢,膜性能穩定化。然而,於該方法中,必須向供給水添加酸劑,又,為了使濃縮水或透過水的pH恢復至中性而需要鹼劑,因此,耗費藥品成本。又,於酸性條件下,亦存在RO膜的阻擋性能變差的問題。
於專利文獻1、2中,將供給水的朗格利爾(Langelier)指數設為難以生成水垢的值,並定期地進行沖洗(flushing),藉此,嘗試抑制水垢向RO膜附著。然而,於該方法中,必須進行用以調整供給水的朗格利爾指數的操作。又,於專利文獻1、2中,並未記述對水垢的附著抑制有效的透過通量。進而,關於水垢分散劑,亦無結構上的記述。
專利文獻1:日本專利特開2015-160179號公報
專利文獻2:日本專利特開2016-179442號公報
專利文獻2:日本專利特開2016-179442號公報
本發明的目的在於提供一種解決所述先前技術的問題點的RO膜的水垢抑制方法。即,於本發明中,由於供給水中存在的水垢成分因以RO膜濃縮而結垢,而有透過通量或除鹽率等膜性能下降之虞時,藉由進行使生成的水垢自膜面剝離的運轉,進而並用使水垢成分分散而抑制水垢的生成的藥劑,來謀求膜性能的穩定化。
本發明者對抑制水垢的生成及向RO膜的附著的方法進行了銳意研究,發現以3天1次以上的頻率進行打開RO膜的背壓閥的壓力釋放通水,並且將背壓閥關閉至原狀態(使開度變小)時,以濃縮倍率不高於打開背壓閥之前的方式使背壓閥的開度緩慢地變小,藉此能夠抑制因水垢所導致的膜性能(透過性能)的下降。
進而發現,藉由將膦酸等的具有磷酸基者、或者丙烯酸(AA)、2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N-第三丁基丙烯醯胺(tBuAAm)的三元共聚物等的具有磺酸基者作為水垢抑制劑添加至供給水中,能夠更進一步確實地抑制透過通量等膜性能的下降。
若打開背壓閥,則其間無法獲得透過水,水回收率下降。於本發明中,藉由將在此期間自RO膜的濃縮水側排出的水作為供給水來再利用,而能夠抑制水回收率的下降。於該情形時,於濃縮水中可能存在自膜面剝離的水垢成分,因此,較佳為使其通過精密過濾(MF)膜或超濾(UF)膜將水垢成分去除後再利用。
本發明是基於此種見解而達成者,以下為主旨。
[1]一種逆滲透膜的水垢抑制方法,其是在將含有水垢成分的供給水通水至逆滲透膜的水處理中的抑制水垢的方法,其特徵在於:
以3天1次以上的頻率增大該逆滲透膜的背壓閥的開度,進行以常規透過通量的1/3以下將該供給水通水的壓力釋放通水,並且
以透過水流量不高於壓力釋放通水前的方式將背壓閥關閉至壓力釋放通水前的狀態。
以3天1次以上的頻率增大該逆滲透膜的背壓閥的開度,進行以常規透過通量的1/3以下將該供給水通水的壓力釋放通水,並且
以透過水流量不高於壓力釋放通水前的方式將背壓閥關閉至壓力釋放通水前的狀態。
[2]如[1]所記載的逆滲透膜的水垢抑制方法,其是監視透過水流量、濃縮水流量、濃縮水的循環水量,以濃縮倍率不高於壓力釋放通水前的方式將背壓閥關閉至壓力釋放通水前的狀態。
[3]如[1]或[2]所記載的逆滲透膜的水垢抑制方法,其中將壓力釋放通水後關閉背壓閥至壓力釋放前的狀態所需的時間設為60分鐘以上。
[4]如[1]至[3]中任一項所記載的逆滲透膜的水垢抑制方法,其中每一天的所述壓力釋放通水的時間為60分鐘以上。
[5]如[1]至[4]中任一項所記載的逆滲透膜的水垢抑制方法,其中向所述供給水中添加使水垢分散的藥劑。
[6]如請求項[1]至[5]中任一項所記載的逆滲透膜的水垢抑制方法,其中將進行所述壓力釋放通水時自所述逆滲透膜的濃縮側所獲得的水的一部分或全部作為所述逆滲透膜的供給水而再次使用。
[7]如[6]所記載的逆滲透膜的水垢抑制方法,其中使自所述濃縮側所獲得的水的一部分或全部通水至精密過濾膜或超濾膜之後,作為所述逆滲透膜的供給水。
[發明效果]
根據本發明,即便於因RO膜處理而將水垢成分濃縮至溶解度以上的濃度的情形時,亦能夠抑制水垢向RO膜的附著,從而能夠長期穩定地維持透過通量等的RO膜性能。又,藉由將背壓閥打開時的濃縮水返回至供給水,亦能夠維持水回收率。
根據本發明,即便於因RO膜處理而將水垢成分濃縮至溶解度以上的濃度的情形時,亦能夠抑制水垢向RO膜的附著,從而能夠長期穩定地維持透過通量等的RO膜性能。又,藉由將背壓閥打開時的濃縮水返回至供給水,亦能夠維持水回收率。
以下,對本發明的實施方式詳細地進行說明。
本發明的RO膜的水垢抑制方法是間歇時將背壓閥打開,並且將背壓閥關閉為原狀態(使開度變小)時,以濃縮倍率不高於將背壓閥打開之前的方式使背壓閥的開度緩慢地變小。
[作用機制]
本發明的作用機制如下所述。
(1)藉由間歇性地進行壓力釋放通水,而使膜面的水垢剝離。即,RO膜裝置如下述圖1(a)、圖1(b)所示,利用RO膜將密閉容器內區隔為原水室與透過水室,於原水室連接有原水導入配管及濃縮水排出配管,於透過水室連接有透過水排出配管。於原水導入配管設置有高壓泵,另一方面,於濃縮水排出配管設置有背壓閥,藉由調節高壓泵的加壓力(供給水量)及背壓閥的開度,可調整膜的透過通量,相對於規定的RO供給水量,以規定的透過水量獲得透過水。
本發明的作用機制如下所述。
(1)藉由間歇性地進行壓力釋放通水,而使膜面的水垢剝離。即,RO膜裝置如下述圖1(a)、圖1(b)所示,利用RO膜將密閉容器內區隔為原水室與透過水室,於原水室連接有原水導入配管及濃縮水排出配管,於透過水室連接有透過水排出配管。於原水導入配管設置有高壓泵,另一方面,於濃縮水排出配管設置有背壓閥,藉由調節高壓泵的加壓力(供給水量)及背壓閥的開度,可調整膜的透過通量,相對於規定的RO供給水量,以規定的透過水量獲得透過水。
於本發明中,在繼續將供給水供給至RO膜的高壓泵的運轉的狀態下間歇性地進行增大背壓閥的開度的壓力釋放通水。若增大背壓閥的開度,則RO供給水藉由高壓泵的加壓力而猛烈地向背壓閥側(濃縮水側)流動,藉由該供給水的掃流可使附著於膜面的水垢剝離,並向濃縮水排出口側排出。
(2)背壓閥打開後,將背壓閥恢復至原開度時,若使背壓閥的開度急遽變小,則由於藉由背壓閥打開運轉使透過通量恢復,因此濃縮倍率暫時高於設定值。其結果為,供給水被過度濃縮而造成透過通量的大幅下降。於本發明中,將背壓閥自壓力釋放狀態緩慢地恢復至原開度,因此,防止該過度濃縮,從而防止透過通量的下降。
(3)添加對水垢的生成抑制有效的具有磷酸基或磺酸基的分散劑,而抑制結垢。
(4)將壓力釋放通水時的濃縮水的一部分或全部作為供給水再利用,藉此在進行背壓閥打開運轉後,維持水回收率。
(2)背壓閥打開後,將背壓閥恢復至原開度時,若使背壓閥的開度急遽變小,則由於藉由背壓閥打開運轉使透過通量恢復,因此濃縮倍率暫時高於設定值。其結果為,供給水被過度濃縮而造成透過通量的大幅下降。於本發明中,將背壓閥自壓力釋放狀態緩慢地恢復至原開度,因此,防止該過度濃縮,從而防止透過通量的下降。
(3)添加對水垢的生成抑制有效的具有磷酸基或磺酸基的分散劑,而抑制結垢。
(4)將壓力釋放通水時的濃縮水的一部分或全部作為供給水再利用,藉此在進行背壓閥打開運轉後,維持水回收率。
[RO膜]
於本發明中,成為水垢抑制對象的RO膜的材質、膜型號等並無特別限制,只要為於水處理領域中通常所使用者,則可應用本發明而獲得水垢抑制效果。
於本發明中,成為水垢抑制對象的RO膜的材質、膜型號等並無特別限制,只要為於水處理領域中通常所使用者,則可應用本發明而獲得水垢抑制效果。
[供給水]
於本發明中作為對象的RO膜的供給水是包含水垢成分且利用RO膜濃縮而濃度成為溶解度以上之類的水,例如可列舉河水、地下水、排水回收水、冷卻水回流水等。作為水垢種類,可列舉氧化矽、碳酸鈣、氫氧化鎂等。
於本發明中作為對象的RO膜的供給水是包含水垢成分且利用RO膜濃縮而濃度成為溶解度以上之類的水,例如可列舉河水、地下水、排水回收水、冷卻水回流水等。作為水垢種類,可列舉氧化矽、碳酸鈣、氫氧化鎂等。
本發明適於以供給水量:VF m3
/d、濃縮水量:VC m3
/d對包含CS mg/L之氧化矽的RO供給水進行RO膜處理時滿足下述式之類的氧化矽水垢析出傾向較高的RO供給水的RO膜處理。
CS×VF/VC>120 (1)
再者,於本發明中,藉由設定透過通量及間歇性的壓力釋放通水來抑制水垢,因此,無需將RO供給水的pH設為酸性,RO供給水的pH只要設為5~9、尤其是6~8即可。但是,將pH設為酸性會更有效率。
[設定透過通量]
於本發明中,將常規運轉時的RO膜的設定透過通量較佳設為0.6 m/d以下。若該設定透過通量超過0.6 m/d,則即便進行以下的壓力釋放通水,亦有無法充分獲得水垢的抑制效果之虞。RO膜的設定透過通量只要為0.6 m/d以下即可,尤佳為設為0.3~0.6 m/d的範圍。
於本發明中,將常規運轉時的RO膜的設定透過通量較佳設為0.6 m/d以下。若該設定透過通量超過0.6 m/d,則即便進行以下的壓力釋放通水,亦有無法充分獲得水垢的抑制效果之虞。RO膜的設定透過通量只要為0.6 m/d以下即可,尤佳為設為0.3~0.6 m/d的範圍。
[壓力釋放通水]
於本發明中,設定所述透過通量之後,以3天1次以上的頻率增大RO膜的背壓閥的開度,進行以設定透過通量的1/3以下將供給水通水至RO膜的壓力釋放通水。
於本發明中,設定所述透過通量之後,以3天1次以上的頻率增大RO膜的背壓閥的開度,進行以設定透過通量的1/3以下將供給水通水至RO膜的壓力釋放通水。
壓力釋放通水的頻率只要為3天1次以上即可,於與RO供給水的結垢傾向、壓力釋放通水的時間、壓力釋放通水時的透過通量等的關係上適當進行設定。
壓力釋放通水時的透過通量可藉由背壓閥的開度來調節。
使壓力釋放通水時的背壓閥的開度越大,使壓力釋放通水時的透過通量越小,則越能減小壓力釋放通水的頻率,且縮短壓力釋放通水時間。反之,壓力釋放通水時的背壓閥的開度越小,壓力釋放通水時的透過通量越大,則一般而言,越需要增大壓力釋放通水的頻率,且延長壓力釋放通水時間。
使壓力釋放通水時的背壓閥的開度越大,使壓力釋放通水時的透過通量越小,則越能減小壓力釋放通水的頻率,且縮短壓力釋放通水時間。反之,壓力釋放通水時的背壓閥的開度越小,壓力釋放通水時的透過通量越大,則一般而言,越需要增大壓力釋放通水的頻率,且延長壓力釋放通水時間。
壓力釋放通水時,較佳為將背壓閥設為全開或半開以上(透過通量=0~0.3 m/d),將壓力釋放通水的頻率設為3天1~72次,每一天的壓力釋放通水的時間設為60分鐘以上,例如設為60~120分鐘(該壓力釋放通水時以外的時間成為以設定透過通量進行的通常的通水)。
壓力釋放通水只要滿足所述條件,則可定期地進行,亦可不定期地進行,但於RO供給水的水質或RO膜的運轉條件無較大變動的情形時,較佳為定期地進行。
[使背壓閥緩慢地恢復至原開度的條件]
於使背壓閥的開度緩慢地變小的情形時,具體而言,較佳為將使半開~全開狀態的背壓閥恢復至壓力釋放通水前的運轉時的開度(例如開度為10~90%)的時間設為0.5~12小時,尤其是設為1~6小時。開度的定義為開度%=〔1-(運轉時的壓力)/(背壓閥的最大壓力)〕×100。
於使背壓閥的開度緩慢地變小的情形時,具體而言,較佳為將使半開~全開狀態的背壓閥恢復至壓力釋放通水前的運轉時的開度(例如開度為10~90%)的時間設為0.5~12小時,尤其是設為1~6小時。開度的定義為開度%=〔1-(運轉時的壓力)/(背壓閥的最大壓力)〕×100。
[水垢成分分散劑]
於本發明中,藉由向RO供給水中添加使供給水中的水垢成分分散的藥劑(分散劑),能夠獲得更進一步優異的水垢抑制效果。
於本發明中,藉由向RO供給水中添加使供給水中的水垢成分分散的藥劑(分散劑),能夠獲得更進一步優異的水垢抑制效果。
作為分散劑,只要為具有使水中的水垢成分分散的作用者即可,並無特別限制,但具有磷酸基的化合物等含磷化合物、具有磺酸基的化合物等含硫化合物因水垢成分的分散效果優異,故較佳。
具體而言,作為具有磷酸基的化合物,較佳為具有膦酸基的化合物,例如可列舉:次氮基三亞甲基膦酸(NTMP)、1-羥基亞乙基-1,1-二膦酸(HEDP)、伸乙基二胺四亞甲基膦酸(EDTP)、2-膦醯基丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTC)、胺基亞甲基膦酸酯(AMP)、聚胺基聚醚亞甲基膦酸酯(PAPEMP)、膦醯基聚羧酸(POCA)、1,2-二羥基-1,2-雙(二羥基膦醯基)乙烷(DDPE)、2-二羥基二羥基膦醯基-2-羥基丙酸(DHHPA)、1,3-雙[(1-苯基-1-二羥基膦醯基)甲基]-2-咪唑啶酮(BPDMI)、2,3-雙(二羥基膦醯基)-1,4-丁二酸(BDBA)、二伸乙基三胺五亞甲基膦酸(DTPMPA)、六亞甲基二胺四亞甲基膦酸(HDTMP)、雙(聚-2-羧乙基)膦酸、及該些的水溶性鹽,例如可列舉鈉鹽、鉀鹽等鹼金屬鹽、銨鹽等。
作為具有磺酸基的化合物,較佳為具有磺酸基的聚合物,可列舉具有磺酸基及羧基的聚合物。作為具有磺酸基及羧基的聚合物,可列舉具有磺酸基的單體與具有羧基的單體的共聚物、或者進而和能夠與該些的單體共聚的其他單體的三元共聚物,其中,作為具有磺酸基的單體,可列舉:2-甲基-1,3-丁二烯-1-磺酸等共軛二烯磺酸、3-(甲基)烯丙氧基-2-羥基丙磺酸等具有磺酸基的不飽和(甲基)烯丙醚系單體或2-(甲基)丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸、2-羥基-3-丙烯醯胺丙磺酸、苯乙烯磺酸、甲基烯丙磺酸、乙烯磺酸、烯丙磺酸、異戊烯磺酸、或該些的鹽等,較佳為3-烯丙氧基-2-羥基-1-丙磺酸(HAPS)、2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸(AMPS),可單獨使用該些中的一種,亦可將兩種以上混合使用。
作為具有羧基的單體,可列舉:丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、異丁烯酸、乙烯基乙酸、阿托酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、伊康酸、羥乙基丙烯酸、琥珀酸、環氧琥珀酸或該些的鹽等,較佳為丙烯酸、甲基丙烯酸,可單獨使用該些中的一種,亦可將兩種以上混合使用。
作為可與該些的單體共聚的單體,可列舉:N-第三丁基丙烯醯胺(tBuAAm)、N-乙烯甲醯胺等醯胺類。
尤其可列舉:使丙烯酸(AA)與2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)以AA:AMPS=70~90:10~30(莫耳比)的比例共聚的共聚物、使AA、AMPS及N-第三丁基丙烯醯胺(tBuAAm)等醯胺類以AA:AMPS:醯胺類=40~90:5~30:5~30(莫耳比)的比例共聚的共聚物、使AA與3-烯丙氧基-2-羥基丙磺酸(HAPS)以AA:HAPS=70~90:10~30(莫耳比)的比例共聚的共聚物等,但不受該些的任何限定。
具有磺酸基的聚合物的重量平均分子量較佳為1,000~30,000。若重量平均分子量未滿1,000,則分散效果不充分,若超過30,000,則有該聚合物本身吸附於RO膜而成為膜堵塞的因素之虞。
該些的分散劑可僅使用一種,亦可並用兩種以上。
於向RO供給水中添加分散劑的情形時,分散劑的添加量亦根據RO供給水的水質或水回收率、設定透過通量、壓力釋放通水的頻率等的運轉條件等而不同,但於通常的情形時,較佳為以作為固體成分(有效成分)濃度成為0.05~10 mg/L左右的方式進行添加。若分散劑的添加量過少,則無法獲得充分的分散效果,若過多,則存在分散劑成為RO膜的負載或成為膜污染的原因的情形。
[濃縮水的再利用]
壓力釋放通水時,藉由增大背壓閥的開度,從而透過RO膜的RO膜供給水量變少,其大部分向濃縮水側排出。該濃縮水亦存在包含藉由壓力釋放通水而自RO膜剝離的水垢的情形,但除水垢以外是與未處理的RO膜供給水大致同等的水質,濃縮度亦較低,因此,就防止因進行壓力釋放通水而導致透過水量減少從而確保回收水量的方面而言,較佳為使該水的一部分或全量向RO供給水側循環並作為供給水再使用(再處理)。
壓力釋放通水時,藉由增大背壓閥的開度,從而透過RO膜的RO膜供給水量變少,其大部分向濃縮水側排出。該濃縮水亦存在包含藉由壓力釋放通水而自RO膜剝離的水垢的情形,但除水垢以外是與未處理的RO膜供給水大致同等的水質,濃縮度亦較低,因此,就防止因進行壓力釋放通水而導致透過水量減少從而確保回收水量的方面而言,較佳為使該水的一部分或全量向RO供給水側循環並作為供給水再使用(再處理)。
於該情形時,存在於壓力釋放通水時自RO膜的濃縮水側所獲得的水中包含自RO膜剝離的水垢的情形,因此,較佳為藉由MF膜或UF膜對其進行過濾而將水垢成分去除之後再作為RO供給水。該情形時所使用的MF膜或UF膜並無特別限制,只要為用作通常的水處理中的淨化膜者即可,均可使用。
理想的是於背壓閥打開後使背壓閥的開度緩慢地恢復時的濃縮水亦同樣地進行再利用。
圖2是表示進行該通水控制的RO系統的一例的流程圖。
將原水槽19內的原水經由配管20、泵21、UF裝置22、RO供水槽23、泵24而供給至RO裝置25。RO裝置25的濃縮水通過背壓閥26,其一部分經過流量計27被取出。來自背壓閥26的濃縮水的其餘部分經由流量調整閥28、流量計29而返回至原水槽19。自藥液槽31經由加藥泵32向來自原水槽19的送水配管20(或原水槽19)中添加分散劑。
RO裝置25的透過水經由配管33被取出。透過水流量由流量計34測量。透過水及RO供水的水質(例如導電率)由感測器35、36測量,將其檢測資料與各流量計27、29、34的檢測資料一同輸入至控制器37,並對背壓閥26及閥28、以及泵24的旁路閥(省略符號)進行控制。
[實施例]
[實施例]
以下,列舉實施例對本發明更具體地進行說明。
以下的實施例及比較例中的RO供給水、分散劑、RO膜、實驗裝置、運轉條件如下,按照經時後的透過通量除以初始透過通量所得的透過通量比對膜性能進行評估。
(1)RO供給水
向氯化鈉100 mg/L、碳酸氫鈉84 mg/L的水溶液中以鈣濃度成為10 mg/L的方式添加氯化鈣,以鋁濃度成為0.1 mg/L的方式添加聚氯化鋁,並且以氧化矽濃度成為35 mg/L的方式添加偏矽酸鈉,將最終利用鹽酸與氫氧化鈉調整為pH7.0而得者作為RO供給水。
向氯化鈉100 mg/L、碳酸氫鈉84 mg/L的水溶液中以鈣濃度成為10 mg/L的方式添加氯化鈣,以鋁濃度成為0.1 mg/L的方式添加聚氯化鋁,並且以氧化矽濃度成為35 mg/L的方式添加偏矽酸鈉,將最終利用鹽酸與氫氧化鈉調整為pH7.0而得者作為RO供給水。
(2)分散劑
使用以下的分散劑I~IV。於向RO供給水中添加該些分散劑的情形時,分散劑以固體成分的形式添加1.156 mg/L。
使用以下的分散劑I~IV。於向RO供給水中添加該些分散劑的情形時,分散劑以固體成分的形式添加1.156 mg/L。
分散劑I:二伸乙基三胺五亞甲基膦酸,分子量727,意特麥祺(Italmatch)公司製造
分散劑II:AA、AMPS及tBuAAm的三元共聚物,重量平均分子量5,000,陶氏(Dow)公司製造
分散劑III:AA與AMPS的二元共聚物,重量平均分子量11,000,陶氏公司製造
分散劑IV:AA與HAPS的二元共聚物,重量平均分子量11,000,日本觸媒公司製造
分散劑II:AA、AMPS及tBuAAm的三元共聚物,重量平均分子量5,000,陶氏(Dow)公司製造
分散劑III:AA與AMPS的二元共聚物,重量平均分子量11,000,陶氏公司製造
分散劑IV:AA與HAPS的二元共聚物,重量平均分子量11,000,日本觸媒公司製造
(3)RO膜
使用日東電工製造的超低壓RO膜「ES20(膜面積:8 cm2 )」。
使用日東電工製造的超低壓RO膜「ES20(膜面積:8 cm2 )」。
(4)實驗裝置
使用圖1(a)、圖1(b)所示的平膜試驗裝置。
使用圖1(a)、圖1(b)所示的平膜試驗裝置。
於該平膜試驗裝置中,RO供給水自配管11藉由高壓泵4供給至密閉容器1的設置有RO膜的平膜單元2下側的原水室1A。如圖1(b)所示,密閉容器1以原水室1A側的下殼體1a、及透過水室1B側的上殼體1b來構成,且於下殼體1a與上殼體1b之間介隔O形環8而固定有平膜單元2。平膜單元2設為由多孔質支持板2B支持RO膜2A的透過水側的構成。平膜單元2下側的原水室1A內藉由利用攪拌器3使攪拌子5旋轉而進行攪拌。RO膜透過水經過平膜單元2上側的透過水室1B自配管12被取出。濃縮水自配管13被取出。原水室1A內的壓力藉由設置於供水配管11的壓力計6、及設置於濃縮水取出配管13的背壓閥(壓力調整閥)7進行調整。
(5)運轉條件
設定透過通量於各例中設為0.6 m/d,且以回收率成為75%(4倍濃縮)的方式調節泵送水量、背壓閥。背壓閥的開度平均為75%。
設定透過通量於各例中設為0.6 m/d,且以回收率成為75%(4倍濃縮)的方式調節泵送水量、背壓閥。背壓閥的開度平均為75%。
存在鋁的條件下,使35 mg/L的氧化矽濃縮4倍,藉此生成氧化矽水垢。再者,透過通量比為初始運轉壓力除以運轉壓力所得者。
各實施例及比較例的運轉條件如下。
比較例1:將透過通量設定為0.6 m/d,進行普通通水(無壓力釋放)。
比較例2:將透過通量設定為0.6 m/d,以1天1次1小時的頻率將背壓閥打開(壓力釋放)至開度100%。該壓力釋放時的透過通量為0 m/d。該壓力釋放後,立即(30秒內)將背壓閥的開度恢復至原開度。
實施例1:將透過通量設定為0.6 m/d,以1天1次1小時的頻率將背壓閥打開(壓力釋放)。該壓力釋放時的透過通量為0 m/d。將背壓閥打開1小時後,將背壓閥恢復至初始通水時的狀態(開度75%),確認透過水量、濃縮水量後,耗費4小時,以成為4倍濃縮的方式調節背壓閥。
實施例2:向RO供給水中添加了氧化矽分散劑I,除此以外,與實施例1同樣地進行。
實施例3:向RO供給水中添加了氧化矽分散劑II,除此以外,與實施例1同樣地進行。
實施例4:向RO供給水中添加了氧化矽分散劑III,除此以外,與實施例1同樣地進行。
實施例5:向RO供給水中添加了氧化矽分散劑IV,除此以外,與實施例1同樣地進行。
實施例6:將壓力釋放時的濃縮水全部返回至RO供給水,除此以外,與實施例1同樣地進行。
實施例7:藉由孔徑為0.45 μm的親水性聚偏氟乙烯(Poly(vinylidene fluoride),PVDF)膜(MF膜)對壓力釋放時的濃縮水進行過濾並使其全部返回至RO供給水,除此以外,與實施例1同樣地進行。
於圖3、4中示出各例的透過通量比的經時變化。如圖3所示,即便進行壓力釋放,若於將閥關閉時不對濃縮倍率進行調整,則亦如比較例2般,透過通量產生與不進行壓力釋放的比較例1同等的下降。於調整了濃縮倍率的實施例1中,透過通量的下降得到抑制。又,藉由使用水垢分散劑,如實施例2~5般,透過通量穩定化。如圖4般,於使濃縮水返回的實施例6中,相較於實施例1而言,可觀察到透過通量略微下降,但於藉由PVDF膜進行過濾的實施例7中,成為同等的透過通量。
使用特定的實施方式對本發明詳細地進行了說明,但對本發明所屬技術中具有通常知識者而言,顯然能在不脫離本發明的意圖與範圍的情況下進行各種變更。
本申請案基於2018年3月6日提出申請的日本專利申請案2018-039773,藉由引用而援用其全部。
本申請案基於2018年3月6日提出申請的日本專利申請案2018-039773,藉由引用而援用其全部。
1‧‧‧容器
1A‧‧‧原水室
1a‧‧‧下殼體
1B‧‧‧透過水室
1b‧‧‧上殼體
2‧‧‧平膜單元
2A‧‧‧RO膜
2B‧‧‧多孔質支持板
3‧‧‧攪拌器
4‧‧‧高壓泵
5‧‧‧攪拌子
6‧‧‧壓力計
7‧‧‧背壓閥(壓力調整閥)
8‧‧‧O形環
11‧‧‧供水配管
12、13、20、33‧‧‧配管
19‧‧‧原水槽
21、24‧‧‧泵
22‧‧‧UF裝置
23‧‧‧RO供水槽
25‧‧‧RO裝置
26‧‧‧背壓閥
27、29、34‧‧‧流量計
28‧‧‧流量調整閥
31‧‧‧藥液槽
32‧‧‧加藥泵
35、36‧‧‧感測器
37‧‧‧控制器
圖1(a)是表示實施例中所使用的平膜試驗裝置的構成的示意圖,圖1(b)是表示該平膜試驗裝置的密閉容器的結構的剖面圖。
圖2是RO系統的構成圖。
圖3是表示實施例及比較例中的透過通量比的經時變化的圖表。
圖4是表示實施例及比較例中的透過通量比的經時變化的圖表。
Claims (7)
- 一種逆滲透膜的水垢抑制方法,其是在將含有水垢成分的供給水通水至逆滲透膜的水處理中的抑制水垢的方法,其特徵在於: 以3天1次以上的頻率增大該逆滲透膜的背壓閥的開度,進行以常規透過通量的1/3以下將該供給水通水的壓力釋放通水,並且 以透過水流量不高於壓力釋放通水前的方式將背壓閥關閉至壓力釋放通水前的狀態。
- 如申請專利範圍第1項所述的逆滲透膜的水垢抑制方法,其是監視透過水流量、濃縮水流量、濃縮水的循環水量,以濃縮倍率不高於壓力釋放通水前的方式將背壓閥關閉至壓力釋放通水前的狀態。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的逆滲透膜的水垢抑制方法,其中將壓力釋放通水後關閉背壓閥至壓力釋放前的狀態所需的時間設為60分鐘以上。
- 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的水垢抑制方法,其中每一天的所述壓力釋放通水的時間為60分鐘以上。
- 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的水垢抑制方法,其中向所述供給水中添加使水垢分散的藥劑。
- 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的水垢抑制方法,其中將進行所述壓力釋放通水時自所述逆滲透膜的濃縮側所獲得的水的一部分或全部作為所述逆滲透膜的供給水而再次使用。
- 如申請專利範圍第6項所述的逆滲透膜的水垢抑制方法,其中使自所述濃縮側所獲得的水的一部分或全部通水至精密過濾膜或超濾膜之後,作為所述逆滲透膜的供給水。
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