TW202313487A - 水處理方法及水處理裝置 - Google Patents
水處理方法及水處理裝置 Download PDFInfo
- Publication number
- TW202313487A TW202313487A TW111132808A TW111132808A TW202313487A TW 202313487 A TW202313487 A TW 202313487A TW 111132808 A TW111132808 A TW 111132808A TW 111132808 A TW111132808 A TW 111132808A TW 202313487 A TW202313487 A TW 202313487A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- water
- treated
- reverse osmosis
- osmosis membrane
- fluoride
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- B01D61/04—Feed pretreatment
-
- 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
- C02F1/20—Treatment of water, waste water, or sewage by degassing, i.e. liberation of dissolved gases
-
- 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
- C02F5/00—Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F5/00—Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
- C02F5/08—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents
- C02F5/10—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F5/00—Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
- C02F5/08—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents
- C02F5/10—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances
- C02F5/14—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances containing phosphorus
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
- Y02A20/131—Reverse-osmosis
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)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
Abstract
本發明提供能夠以適當之添加量添加水垢抑制劑的水處理方法及裝置，作為附著於逆滲透膜上之氟化鈣之水垢的對策。一種水處理方法及水處理裝置，係將含有氟及鈣之被處理水至少通入至逆滲透膜11並進行處理，其中，在將處理水通入至逆滲透膜11的供給水管線1，具備調整被處理水之pH的pH調整機構21、及在被處理水之pH為5.0以上之條件下測定氟化物離子濃度的測定機構22，且根據測定得到之氟化物離子濃度來決定添加於被處理水之水垢抑制劑之添加量，並從添加管線23添加水垢抑制劑，然後對於逆滲透膜11通入被處理水，並從透過水管線2排放透過水，從濃縮水管線3排放濃縮水。
Description
本發明關於抑制了水垢附著的包含逆滲透膜裝置之水處理方法及水處理裝置。
近年來，在水處理中，使用到逆滲透膜的機會增加。水處理的對象水(稱為被處理水)中含有各種成分，並會因為各種要因而導致成分析出(稱為水垢)。因此，會堵塞逆滲透膜並造成處理效率降低。水垢之析出(結垢)在逆滲透膜之運轉管理項目中亦為重要的要素之一。尤其，因鈣所造成之結垢最為常見，已知有因碳酸鈣、氟化鈣所造成之結垢。
在香港、新加坡、馬來西亞、愛爾蘭、美國、澳洲、紐西蘭、英國等外國，為了維持牙齒健康而於自來水供給管線中添加了氟。而且，外國的地表水與日本相比，硬度成分的濃度較高。所以，在前述國家，於純水製造時會有因氟化鈣所造成之水垢之析出的疑慮。
專利文獻1中，提出了將被處理水之pH降低至4~6等的方法，以作為因碳酸鈣所造成之水垢的對策。另一方面，專利文獻2或專利文獻3中，提出了採用水垢抑制劑作為因氟化鈣所造成之水垢的對策。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2018-153732號公報
[專利文獻2]日本特開2014-184365號公報
[專利文獻3]日本特開2002-186835號公報
[發明所欲解決之課題]
近年來，由於因缺水而對於各式各樣的水進行處理並使用的水需求之增加、及因其所造成之水回收率之增加，而使得濃縮水中的水垢成分的濃度上升。因此，水垢抑制劑的添加濃度上升，水處理裝置的運轉成本增加成為問題。就習知的水垢對策而言，係將藉由事前試驗、水質分析而決定出之量之水垢抑制劑予以定量注入。但，在水處理步驟中水質之變動大的情況下，若水垢抑制劑添加過量，則運轉成本的增加會是問題。尤其，水垢抑制劑的價格昂貴，無法忽視於成本面的負擔。另一方面，若水垢抑制劑添加過少，則無法充分防止水垢水垢附著於逆滲透膜上，逆滲透膜的更換時期會縮短。
又，如專利文獻3所示，在pH低的酸性側氟化鈣的析出少，可不使用水垢抑制劑、或可減少水垢抑制劑的使用量。然而，pH低的狀態會成為配管等的腐蝕的原因，用來防止腐蝕的內襯等會造成其它的成本增加。
是以，本發明之目的係提供在適度之pH下，添加適當量之水垢抑制劑以達成運轉成本之最適化的水處理方法及水處理裝置。
[解決課題之手段]
本發明提供一種水處理方法，係將含有氟及鈣之被處理水至少通入至逆滲透膜並進行處理，其特徵為具備下列步驟：
測定步驟，測定該被處理水中的氟化物離子濃度；
添加步驟，添加會抑制氟化鈣之析出的水垢抑制劑；及
逆滲透膜處理步驟，將添加了該水垢抑制劑後的被處理水通入至該逆滲透膜而得到透過水及濃縮水；
且該被處理水中的氟化物離子濃度的測定係在將pH調整至5以上後實施，並根據該測定得到之氟化物離子濃度來決定該水垢抑制劑的添加量。
又，本發明提供一種水處理裝置，具有：
逆滲透膜，通入含有氟及鈣之被處理水而得到透過水及濃縮水；及
供給水管線，將該被處理水供給至該逆滲透膜，
其特徵為該供給水管線具備：
pH調整機構，調整該被處理水之pH；
測定機構，在pH為5以上之條件下測定該被處理水中的氟化物離子濃度；及
添加機構，對於該被處理水添加會抑制氟化鈣之析出的水垢抑制劑；
並具有：
添加量控制裝置，根據該測定得到之氟化物離子濃度來決定以該添加機構添加的水垢抑制劑的添加量，並控制該添加機構中的水垢抑制劑的添加量。
[發明之效果]
依照本發明，可提供能夠在適度之pH下添加適當量之水垢抑制劑的水處理方法及水處理裝置。
本發明提供以逆滲透膜處理含有氟及鈣之被處理水的水處理方法及水處理裝置。此處，被處理水可列舉於河川或湖沼的地表水、自來水、工業用水。經以本發明處理過的被處理水，使用在超純水製造用途等。
以下，參照圖式，針對本發明之實施形態加以說明。
(第1實施形態)
圖1係顯示本發明之第1實施形態之水處理裝置之構成的概略圖。
本實施形態之水處理裝置100係將被處理水中含有的雜質(氟化物離子、鈣離子等)除去以產生處理水的裝置，具有將被處理水予以分離成含有雜質之濃縮水、及已除去了雜質之透過水的逆滲透膜11。
又，水處理裝置100具有分別與逆滲透膜11連接的多條管線。亦即，具有將被處理水供給至逆滲透膜的供給水管線1、用以排放來自逆滲透膜11之透過水的透過水管線2、及用以排放來自逆滲透膜11之濃縮水的濃縮水管線3。此外，供給水管線1，具有作為pH調整機構的pH調整裝置21、進行氟化物離子濃度之測定的測定機構(氟化物離子計)22、及作為水垢抑制劑之添加機構的添加管線23。
本實施形態中雖未圖示，但為了碳酸鈣之水垢抑制及透過水質之提升，有時會在pH調整裝置21之前具備脫碳酸步驟。此時，前述步驟的處理水往往為pH＜5.0。在pH＜5.0時，根據氟化氫的解離曲線，氟化物離子中有一部分會成為氟化氫。例如，在pH=5.0時，成為氟化氫的氟化物離子約1%，係幾乎可忽略的量。但，在pH=4.5時，氟化物離子中的約4.5%成為氟化氫，在pH=4.0時，氟化物離子中的約13%成為氟化氫，在pH=3.5時，氟化物離子中的約32%成為氟化氫。依據氟化氫與氟化物離子之平衡反應，已成為氟化氫的氟化物離子會隨著pH的上升而成為氟化物離子並有助於氟化鈣的產生。但，已成為氟化氫的氟化物離子並無法以氟化物離子計測量到。因此，被處理水中的氟化物離子濃度會隨以氟化物離子計所為之測定時的pH而變化，若為由低pH下的氟化物離子濃度算出之水垢抑制劑之添加量的話，則為添加過少，無法充分地抑制水垢。
因此，氟化物離子濃度之測定係在pH為5.0以上的條件下進行。具體而言，藉由pH調整裝置21提供pH調整步驟，以使被處理水達到pH≧5.0。藉此，可防止氟化物離子的一部分成為氟化氫，並可藉由氟化物離子計22正確地測定供給水管線1中之被處理水之氟化物離子濃度。就pH調整裝置21而言，選擇不會對被處理水中之氟化物離子造成影響的藥液注入方法，並添加鹼，尤其添加低濃度之氫氧化鈉水溶液來進行。又，pH調整裝置中除了如此之鹼之添加機構外，還具有測定鹼添加前及添加後之至少一者之被處理水之pH的pH計等pH測定機構。
又，在氟化鈣之水垢析出時，不測定鈣離子濃度而是測定氟化物離子濃度的理由，說明如下。氟化鈣之水垢析出係由氟化物離子與鈣離子之莫耳濃度之積(以下，表示為離子積)來決定。氟化鈣之溶解度積為3.9×10
-11(mol
3/L
3)。離子積超過此溶解度積之值的話，水垢即會析出。氟化鈣係按鈣離子與氟化物離子之莫耳比為1：2而構成。又，氟化鈣之離子積Kap以下列式(1)表示。
Kap=[Ca
+]([F
-]
2) ･･･式(1)
式(1)中，[Ca
+]為鈣離子濃度，[F
-]為氟化物離子濃度。
氟化鈣之離子積Kap由氟化物離子濃度之平方與鈣離子濃度之積算出。由此，相較於鈣離子濃度，氟化物離子濃度會對離子積造成較大的影響。由以上所述，從變動的水質中依據離子積來決定水垢抑制劑之添加量時，監測氟化物離子會比監測鈣離子更為有效。
一般的氟化物離子計之測量定量之下限值為約1mg/L。在氟化物離子濃度為20mg/L以下時，氟化物離子濃度變動了1mg/L時的離子積的變動約超過1成。由此，本方法在氟化物離子濃度為20mg/L以下之區域係特別有效。而且，此時之鈣離子濃度，因離子積會達到氟化鈣的溶解度積以上，故而為1.4mg/L以上。又，在氟化物離子濃度為10mg/L以下時，離子積之變動會達到2成以上，故而本方法係更加有效。而且，此時之鈣離子濃度為5.6mg/L以上。
根據前述氟化物離子濃度之測定結果、以及回收率(有時也稱為濃縮倍率)來即時地決定水垢抑制劑之添加量；該回收率係從藉由與供給水管線1、透過水管線2、及濃縮水管線3其中任二者連接的第1及第2流量感測器(未圖示)測定得到之第1流量及第2流量算出。藉此，從分析到決定水垢抑制劑之添加量為止不需花費時間。通常，將供給水管線1之流量設為100的話，則透過水管線2及濃縮水管線3之流量之合計同樣為100。回收率係透過水相對於被處理水之量，例如設定為75%等作為逆滲透膜之性能。然而，在實際的水處理操作中，會因為被處理水之水質、水溫之變動而導致透過水量及濃縮水量之變動發生。因此，測定實際之水量的話，在測定氟化物離子的濃度之際，便不會因水質變動、水溫變動等而受到透過水量及濃縮水量之變動之影響，可測量到正確的氟化物離子之濃度並決定適當之水垢抑制劑之添加量。此處，本發明中所稱「適當之水垢抑制劑之添加量」，就避免添加過量之價格昂貴之水垢抑制劑的觀點，宜為所需最低限度之添加量。
根據決定好的水垢抑制劑的添加量，由水垢抑制劑添加管線23添加水垢抑制劑。
水垢抑制劑只要是可抑制二氧化矽、鈣等水垢成分之析出的物質即可，並不限於特定物質，會抑制氟化鈣析出的水垢抑制劑尤佳。就其種類而言，例如可列舉：1-羥基亞乙基-1,1-二膦酸、2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸、乙二胺四亞甲基膦酸、氮基三甲基膦酸等膦酸及其鹽類等膦酸系化合物；正磷酸鹽、聚合磷酸鹽等磷酸系化合物；聚馬來酸、馬來酸共聚物等馬來酸系化合物；丙烯酸系聚合物等，作為丙烯酸系聚合物，可列舉聚(甲基)丙烯酸、馬來酸/(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸/磺酸、(甲基)丙烯酸/含非離子基之單體等之共聚物、(甲基)丙烯酸/磺酸/含非離子基之單體、(甲基)丙烯酸/丙烯醯胺基-烷基磺酸/取代(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯酸/丙烯醯胺基-芳基磺酸/取代(甲基)丙烯醯胺之三元共聚物等。作為構成三元共聚物之(甲基)丙烯酸，例如可列舉甲基丙烯酸及丙烯酸、以及它們的鈉鹽等(甲基)丙烯酸鹽等。作為構成三元共聚物之丙烯醯胺基-烷基磺酸，例如可列舉2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸及其鹽等。又，作為構成三元共聚物之取代(甲基)丙烯醯胺，例如可列舉第三丁基丙烯醯胺、第三辛基丙烯醯胺、二甲基丙烯醯胺等。
此等之中，宜使用含有膦酸系化合物及丙烯酸系聚合物中之至少1種者。例如，宜為由丙烯酸與2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸構成之共聚物。又，為了同時抑制來自於鈣及二氧化矽的水垢，使用由2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸、及丙烯酸與(甲基)丙烯酸/2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸/取代(甲基)丙烯醯胺之三元共聚物之混合物構成之防垢劑尤佳。
尤其，作為逆滲透膜用之市售之水垢抑制劑，可列舉奧璐佳瑙(股)公司製之「Orpersion」系列、BWA Water Additives公司製之「Flocon(註冊商標)」系列、Nalco公司製之「PermaTreat(註冊商標)」系列、奇異公司製之「Hypersperse(註冊商標)」系列、栗田工業(股)公司製之「Kuriverter(註冊商標)」系列等。
水垢抑制劑之添加可於氟化鈣會析出之pH範圍進行。通常，在pH為3.5以上時氟化鈣開始析出。圖1所示之實施形態中，為了在pH調整裝置21與逆滲透膜11之間測定氟化物離子濃度，已先將被處理水的pH調整至5以上，在將被處理水的pH調整至5以上後，實施氟化物離子之測定及水垢抑制劑之添加。此外，為了提升逆滲透膜之透過水之水質，pH宜為4以上，更佳為5以上。因此，在逆滲透膜11之前方(上游)進行pH調整係較佳態樣。
又，圖1雖顯示出將氟化物離子濃度之測定機構配置在pH調整機構之下游的例子，但不限於此，若在脫碳酸塔等之會降低pH值的處理之前被處理水之pH為5以上時，則可在pH調整機構之上游配置氟化物離子濃度之測定機構。又，亦宜設置有確認此時之被處理水為pH5以上的pH計等。
(第2實施形態)
圖2係顯示本發明之第2實施形態之水處理裝置200之構成的概略圖。以下，針對與第1實施形態同樣的構成，於圖式中標註相同的符號並省略其說明，僅說明與第1實施形態不同的構成。
與第1實施形態同樣地具有供給被處理水之供給水管線1及逆滲透膜11。第2實施形態之水處理裝置200，於供給水管線1中，具有儲存待通入之被處理水的給水槽13、前處理(凝聚-過濾)裝置31、熱交換器32、活性碳塔(活性碳過濾器)33、脫碳酸塔34、逆滲透膜11、及鹽水逆滲透膜12。
給水槽13之儲存量，藉由調整在供給水管線中流動之被處理水之壓力的加壓泵浦P1(壓力調整機構)來予以調整。又，不僅是從供給水管線1流至給水槽13，還可將透過逆滲透膜11後之透過水從透過水管線2經由迴流管線2b而回送至給水槽13。又，也可使對於在逆滲透膜11分離而得之濃縮水以鹽水逆滲透膜12進行過濾處理後的透過水經由循環管線5而流入給水槽13。惟，有時也會對透過逆滲透膜11後的透過水進行取水，故此時不循環至給水槽13，而是藉由取水管線2a進行取水。於鹽水逆滲透膜12的濃縮水從排放管線4排放，並視需要進行後處理後予以廢棄。
作為前處理裝置31，可列舉能夠進行凝聚處理、砂過濾、膜過濾的裝置。凝聚處理，係利用帶正電荷之凝聚劑將帶負電之水中微粒子之帶電中和而使其凝聚，產生基礎絮凝物，並利用聚合物等助凝劑來使基礎絮凝物吸附，產生粗大絮凝物而使其容易沉澱的處理。凝聚劑可列舉硫酸鋁、聚氯化鋁、氯化鐵(III)、硫酸鐵(II)等。砂過濾，係藉由將堆積之砂用於濾材並使水通過該堆積之砂內從而予以過濾的處理。膜過濾，係藉由通過過濾膜來過濾水的處理。依過濾對象物質之大小及過濾之驅動力，過濾膜可列舉精密過濾(MF)膜、超過濾(UF)膜、奈米過濾(NF)膜、離子交換膜等。
熱交換器32，係對於在前處理後供給之被處理水進行加熱的裝置，係為了產生加熱殺菌用之熱水而設置。
活性碳塔33，係為了從自熱交換器供給之被處理水中除去氯而設置。
脫碳酸塔34，係藉由注入酸來降低pH從而將碳酸根離子或碳酸氫根離子轉換成二氧化碳氣體並藉由將空氣吹入填充塔以除去水中之碳酸的裝置，係為了碳酸鈣之水垢抑制及透過水質之提升而設置。
從脫碳酸塔34到逆滲透膜11基本上與第1實施形態相同，具有pH調整裝置21、氟化物離子計22、及水垢抑制劑添加管線23。pH調整裝置21，具有作為pH測定機構的pH計21a、根據以pH計21a測定得到之pH值來決定pH調整劑添加裝置21c之pH調整劑(鹼)之添加量的pH控制裝置21b。從受到pH控制裝置21b控制的pH調整劑添加裝置21c添加預定量之pH調整劑(鹼)而將被處理水之pH調整至5.0以上。此時，可藉由將如第1實施形態中所說明之流量計配置於pH調整裝置21之上游並對於pH控制裝置21b輸入所測定得到之流量及pH值，來即時地設定所添加之pH調整劑之添加量。又，亦可也在pH調整裝置的下游設置pH計並添加相當於前後之pH計之差分的pH調整劑。採集經以此方式調整了pH後的被處理水，並以氟化物離子計22測定氟化物離子濃度。測定得到之氟化物離子濃度經傳送至水垢抑制劑添加量控制裝置41而算出所需最低限度之水垢抑制劑之量，並根據該資訊而將水垢抑制劑從水垢抑制劑添加裝置42經由水垢抑制劑添加管線23添加至供給水管線1中。此例中，水垢抑制劑添加機構40包含氟化物離子計22、控制裝置41、添加裝置42、添加管線23。
進一步，在從水垢抑制劑添加管線23添加水垢抑制劑後，藉由加壓泵浦P2(壓力調整機構)來調整壓力並予以通入至逆滲透膜11。
如上述，直接在曾一度於脫碳酸塔34中降低過的pH下測定氟化物離子濃度的話，在之後提高pH後進行水垢抑制劑之添加時，基於所測定得到之氟化物離子濃度的水垢抑制劑添加量會添加過少，無法充分地防止於逆滲透膜上的水垢附著。是以，本實施形態，係於pH調整裝置21將pH提高至5.0以上後，再以氟化物離子計22測定氟化物離子濃度，即便根據其值而將來自水垢抑制劑添加管線23的水垢抑制劑添加量設為所需最低限度之量，仍可充分地防止於逆滲透膜上的水垢附著。氟化物離子計22的設置處不限於圖2所示之pH調整裝置21之下游，也可設置在pH達到5.0以上的供給水管線的任一處。例如逆滲透膜11之透過水、鹽水逆滲透膜12之透過水，其pH係已提高至5.0以上，將其循環並與地表水混合而得之給水槽13內之被處理水有時也會有pH達到5.0以上的情形。是以，可在給水槽13內、其下游之位在前處理裝置前的供給水管線1中設置線上氟化物離子計(未圖示)，向添加量控制裝置41聯絡所測定得到之氟化物離子濃度，並添加所需最低限度量之水垢抑制劑。
通入至逆滲透膜11後的透過水，會有經由透過水管線2進行取水的情況及不取水而予以循環至給水槽13的情況。
另一方面，通入至逆滲透膜11後的濃縮水，經濃縮水管線3，並藉由位在濃縮水管線3中的加壓泵浦P3(壓力調整機構)調整壓力後，通入至鹽水逆滲透膜12。經於鹽水逆滲透膜12過濾後，分離成經由排放管線4排放的排放水以及往給水槽13循環的循環水。
實施例
其次，舉出具體的實施例，針對本發明之效果加以說明。
(實施例1)
於1L之燒杯中製備以純水作為原水並含有氟化物離子及鈣離子的模擬水。製備時之pH調整至3.5。於pH調整時使用鹽酸或氫氧化鈉水溶液。使用氟化鈉進行調整以使氟化物離子濃度達到6.7mg/L。使用氯化鈣進行調整以使鈣離子濃度達到200mg/L。在將pH調整成5.0後，以氟化物離子計測定氟化物離子濃度(F離子計測定值)。依照從測定得到之氟化物離子濃度算出之水垢抑制劑之添加量，添加水垢抑制劑。作為水垢抑制劑，使用丙烯酸及由丙烯酸與2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸構成之共聚物。於測定氟化物離子濃度時，使用東亞DKK(股)公司製之離子電極(型號：F-2021)。在添加了水垢抑制劑後，使用磁攪拌器攪拌24小時，然後計算氟化鈣之析出量。針對氟化鈣之析出量之計算方法如下。對於試驗後之上清液使用0.1μm之過濾器進行過濾，並將pH調整至6.0~7.0後，測定氟化物離子濃度。從前述測定結果與試驗前之氟化物離子濃度，算出消耗於水垢析出的氟化物離子濃度。由此結果算出氟化鈣之析出量。
(實施例2)
於pH4.0下製備模擬水，除此以外，與實施例1同樣地進行並算出氟化鈣之析出量。
(實施例3)
於pH4.5下製備模擬水，除此以外，與實施例1同樣地進行並算出氟化鈣之析出量。
(實施例4)
於pH5.0下製備模擬水。直接在該pH下測定氟化物離子濃度，除此以外，與實施例1同樣地進行並算出氟化鈣之析出量。
(實施例5)
於pH5.5下製備模擬水。直接在該pH下測定氟化物離子濃度，除此以外，與實施例1同樣地進行並算出氟化鈣之析出量。
(比較例1)
使用以與實施例1同樣的方式製得之模擬水。在以氟化物離子計測定氟化物離子前並未將pH調整成5.0，而是在保持pH為3.5的狀態下測定氟化物離子濃度(F離子計測定值)，並依照從測定得到之氟化物離子濃度算出之水垢抑制劑之添加量，添加水垢抑制劑。除此以外，與實施例1同樣地進行並算出氟化鈣之析出量。
(比較例2)
使用以與實施例2同樣的方式製得之模擬水。在以氟化物離子計測定氟化物離子前並未將pH調整成5.0，而是在保持pH為4.0的狀態下測定氟化物離子濃度(F離子計測定值)，並依照從測定得到之氟化物離子濃度算出之水垢抑制劑之添加量，添加水垢抑制劑。除此以外，與實施例1同樣地進行並算出氟化鈣之析出量。
(比較例3)
使用以與實施例3同樣的方式製得之模擬水。在以氟化物離子計測定氟化物離子前並未將pH調整成5.0，而是在保持pH為4.5的狀態下測定氟化物離子濃度(F離子計測定值)，並依照從測定得到之氟化物離子濃度算出之水垢抑制劑之添加量，添加水垢抑制劑。除此以外，與實施例1同樣地進行並算出氟化鈣之析出量。
各實施例與各比較例的氟化鈣之檢測量比(比較例/實施例)示於表1。表1中，氟化物離子表示為「F離子」，鈣離子表示為「Ca離子」，氟化鈣表示為「CaF
2」。
[表1]
又，圖3係顯示實施例與比較例中檢測到的氟化鈣之檢測量比(比較例/實施例)之關係的圖表。可知在pH＜5.0之區域，水垢抑制劑係添加過少。此外，就實施例4、5而言，係將檢測量比設為1.00。在pH較低的情況下CaF
2析出量減少，但設想在pH≧5以上進行水垢抑制劑之添加的話，則可預測到檢測量比所示之與不足量對應的水垢增加。
以上，參照實施形態例對本發明進行了說明，但本發明不限於上述實施形態例。本發明之構成、詳細內容可在本發明之範圍內進行該領域的技術人員所能理解的各種變更。
本專利申請係以2021年9月6日提申之日本專利申請案特願2021-144780為基礎主張優先權，其揭示內容全部納入本說明書。
本發明包含下列方法。
[方法1]
一種水處理方法，係將含有氟及鈣之被處理水至少通入至逆滲透膜並進行處理，其特徵為具備下列步驟：
測定步驟，測定該被處理水中的氟化物離子濃度；
添加步驟，添加會抑制氟化鈣之析出的水垢抑制劑；及
逆滲透膜處理步驟，將添加了該水垢抑制劑後的被處理水通入至該逆滲透膜而得到透過水及濃縮水；
且該被處理水中的氟化物離子濃度的測定係在將pH調整至5以上後實施，並根據該測定得到之氟化物離子濃度來決定該水垢抑制劑的添加量。
[方法2]
如[方法1]之水處理方法，其中，該水垢抑制劑的添加係在將該被處理水之pH調整至5以上後實施。
[方法3]
如[方法1]或[方法2]之水處理方法，其中，藉由對於將該被處理水供給至該逆滲透膜的供給水管線添加pH調整劑，以實施該pH的調整，
且在添加了該pH調整劑後的供給水管線中實施該氟化物離子濃度的測定。
[方法4]
如[方法3]之水處理方法，其中，於該供給水管線、來自該逆滲透膜之透過水之管線、及來自該逆滲透膜之濃縮水之管線其中任二者，測定第1流量及第2流量，並根據由該第1流量與該第2流量之比較求出的回收率及該測定得到之氟化物離子濃度來決定該水垢抑制劑的添加量。
[方法5]
如[方法3]或[方法4]之水處理方法，其中，在對於該供給水管線添加pH調整劑前，具有將該被處理水中之碳酸成分除去的脫碳酸步驟。
又，本發明包含下列構成。
[構成1]
一種水處理裝置，具有：
逆滲透膜，通入含有氟及鈣之被處理水而得到透過水及濃縮水；及
供給水管線，將該被處理水供給至該逆滲透膜，
其特徵為該供給水管線具備：
pH調整機構，調整該被處理水之pH；
測定機構，在pH為5以上之條件下測定該被處理水中的氟化物離子濃度；及
添加機構，對於該被處理水添加會抑制氟化鈣之析出的水垢抑制劑；
並具有：
添加量控制裝置，根據該測定得到之氟化物離子濃度來決定以該添加機構添加的水垢抑制劑的添加量，並控制該添加機構中的水垢抑制劑的添加量。
[構成2]
如[構成1]之水處理裝置，其中，於該供給水管線、來自該逆滲透膜之透過水之管線、及來自該逆滲透膜之濃縮水之管線其中任二者，分別具備測定第1流量的第1流量感測器、及測定第2流量的第2流量感測器，
且該添加量控制裝置根據由該第1流量與該第2流量之比較求出的回收率、及以該測定機構測定得到之氟化物離子濃度來決定該水垢抑制劑的添加量。
[構成3]
如[構成1]或[構成2]之水處理裝置，其中，該供給水管線在該pH調整機構的上游具備將被處理水中之碳酸成分除去的脫碳酸塔。
[構成4]
如[構成1]至[構成3]中任一項之水處理裝置，更具備：
鹽水逆滲透膜，對於該逆滲透膜的濃縮水進一步進行處理；及
給水槽，位於該供給水管線中，並將該鹽水逆滲透膜之透過水及/或該逆滲透膜之透過水與該供給水管線之被處理水予以混合。
[構成5]
如[構成1]至[構成4]中任一項之水處理裝置，其中，該測定機構係配置於該pH調整機構的下游。
1:供給水管線
2:透過水管線
2a:取水管線
2b:迴流管線
3:濃縮水管線
4:排放管線
5:循環管線
11:逆滲透膜
12:鹽水逆滲透膜
13:給水槽
21:pH調整裝置
21a:pH計
21b:pH控制裝置
21c:pH調整劑添加裝置
22:氟化物離子計
23:水垢抑制劑添加管線
31:前處理裝置(凝聚-過濾)
32:熱交換器
33:活性碳塔
34:脫碳酸塔
40:水垢抑制劑添加機構
41:水垢抑制劑添加量控制裝置
42:水垢抑制劑添加裝置
100,200:水處理裝置
P1:第1泵浦
P2:第2泵浦
P3:第3泵浦
[圖1]係顯示本發明之第1實施形態之水處理裝置之構成的概略圖。
[圖2]係顯示本發明之第2實施形態之水處理裝置之構成的概略圖。
[圖3]係顯示實施例與比較例中檢測到的氟化鈣之檢測量比之關係的圖表。
1:供給水管線
2:透過水管線
3:濃縮水管線
11:逆滲透膜
21:pH調整裝置
22:氟化物離子計
23:水垢抑制劑添加管線
100:水處理裝置
Claims (10)
- 一種水處理方法，係將含有氟及鈣之被處理水至少通入至逆滲透膜並進行處理，其特徵為包含下列步驟： 測定步驟，測定該被處理水中的氟化物離子濃度； 添加步驟，添加會抑制氟化鈣之析出的水垢抑制劑；及 逆滲透膜處理步驟，將添加了該水垢抑制劑後的被處理水通入至該逆滲透膜而得到透過水及濃縮水； 且該被處理水中的氟化物離子濃度的測定係在將pH調整至5以上後實施，並根據該測定得到之氟化物離子濃度來決定該水垢抑制劑的添加量。
- 如請求項1之水處理方法，其中，該水垢抑制劑的添加係在將該被處理水之pH調整至5以上後實施。
- 如請求項1或2之水處理方法，其中，該pH的調整，係藉由對於將該被處理水供給至該逆滲透膜的供給水管線添加pH調整劑來加以實施， 且該氟化物離子濃度的測定，係在添加了該pH調整劑後的供給水管線中實施。
- 如請求項3之水處理方法，其中，於該供給水管線、來自該逆滲透膜之透過水之管線、及來自該逆滲透膜之濃縮水之管線其中任二者，測定第1流量及第2流量，並根據由該第1流量與該第2流量之比較求出的回收率及該測定得到之氟化物離子濃度來決定該水垢抑制劑的添加量。
- 如請求項3之水處理方法，其中，在對於該供給水管線添加pH調整劑之前，包含將該被處理水中之碳酸成分除去的脫碳酸步驟。
- 一種水處理裝置，具有： 逆滲透膜，通入含有氟及鈣之被處理水而得到透過水及濃縮水；及 供給水管線，將該被處理水供給至該逆滲透膜， 其特徵為該供給水管線具備： pH調整機構，調整該被處理水之pH； 測定機構，在pH為5以上之條件下測定該被處理水中的氟化物離子濃度；及 添加機構，對於該被處理水添加會抑制氟化鈣之析出的水垢抑制劑； 並具有： 添加量控制裝置，根據該測定得到之氟化物離子濃度來決定以該添加機構添加的水垢抑制劑的添加量，並控制該添加機構的水垢抑制劑的添加量。
- 如請求項6之水處理裝置，其中，於該供給水管線、來自該逆滲透膜之透過水之管線、及來自該逆滲透膜之濃縮水之管線其中任二者，分別具備測定第1流量的第1流量感測器、及測定第2流量的第2流量感測器， 且該添加量控制裝置根據由該第1流量與該第2流量之比較求出的回收率、及以該測定機構測定得到之氟化物離子濃度來決定該水垢抑制劑的添加量。
- 如請求項6之水處理裝置，其中，該供給水管線在該pH調整機構的上游處具備將被處理水中之碳酸成分除去的脫碳酸塔。
- 如請求項6之水處理裝置，更具備： 鹽水逆滲透膜，對於該逆滲透膜的濃縮水進一步進行處理；及 給水槽，位於該供給水管線中，並將該鹽水逆滲透膜之透過水及/或該逆滲透膜之透過水與該供給水管線之被處理水予以混合。
- 如請求項6至9中任一項之水處理裝置，其中，該測定機構係配置於該pH調整機構的下游處。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021144780A JP2023037938A (ja) | 2021-09-06 | 2021-09-06 | 水処理方法及び水処理装置 |
| JP2021-144780 | 2021-09-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW202313487A true TW202313487A (zh) | 2023-04-01 |
Family
ID=85411031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW111132808A TW202313487A (zh) | 2021-09-06 | 2022-08-31 | 水處理方法及水處理裝置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2023037938A (zh) |
| TW (1) | TW202313487A (zh) |
| WO (1) | WO2023032566A1 (zh) |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3788145B2 (ja) * | 1999-12-01 | 2006-06-21 | 栗田工業株式会社 | 水処理方法及び水処理装置 |
| JP4910120B2 (ja) * | 2001-09-28 | 2012-04-04 | 野村マイクロ・サイエンス株式会社 | フッ化物含有排水の処理方法 |
| JP5345344B2 (ja) * | 2008-06-20 | 2013-11-20 | オルガノ株式会社 | スケール防止剤の供給管理方法および供給管理装置 |
| JP2015174018A (ja) * | 2014-03-14 | 2015-10-05 | 栗田工業株式会社 | スケール防止方法及びスケール防止剤 |
| WO2015198438A1 (ja) * | 2014-06-26 | 2015-12-30 | 栗田工業株式会社 | フッ化物含有水の処理方法及び処理装置 |
| JP6026586B2 (ja) * | 2015-03-27 | 2016-11-16 | 株式会社東芝 | フッ素含有廃水の処理方法及びフッ素含有廃水の処理装置 |
| JP6787427B2 (ja) * | 2019-03-26 | 2020-11-18 | 栗田工業株式会社 | 有機物及びカルシウム含有水の処理方法及び装置 |
| CN110451704B (zh) * | 2019-08-30 | 2020-09-11 | 南京大学 | 一种含氟回用水的处理方法 |
| JP2021037449A (ja) * | 2019-09-02 | 2021-03-11 | 栗田工業株式会社 | フッ素含有排水の処理方法 |
-
2021
- 2021-09-06 JP JP2021144780A patent/JP2023037938A/ja active Pending
-
2022
- 2022-08-02 WO PCT/JP2022/029681 patent/WO2023032566A1/ja unknown
- 2022-08-31 TW TW111132808A patent/TW202313487A/zh unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2023032566A1 (ja) | 2023-03-09 |
| JP2023037938A (ja) | 2023-03-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5345344B2 (ja) | スケール防止剤の供給管理方法および供給管理装置 | |
| JP7020821B2 (ja) | 硬度成分含有水の処理装置および処理方法 | |
| JP2008006369A (ja) | スケール防止方法 | |
| WO2020152100A1 (en) | Fouling type detection | |
| KR20190043588A (ko) | 역침투막 처리 시스템 및 역침투막 처리 시스템의 운전 방법 | |
| JP2015116538A (ja) | 濃縮装置のスケール検知装置及び方法、水の再生処理システム | |
| CN108380051B (zh) | 一种稳定节能型反渗透系统及其控制方法 | |
| TW202039377A (zh) | 逆滲透膜用水垢防止劑及逆滲透膜處理方法 | |
| JP2012192373A (ja) | 水処理装置 | |
| JP5190674B2 (ja) | ボイラシステムの運転方法 | |
| TW202313487A (zh) | 水處理方法及水處理裝置 | |
| WO2018030109A1 (ja) | 膜ろ過方法及び膜ろ過システム | |
| JPWO2016035175A1 (ja) | 水処理装置及び水処理装置の運転方法 | |
| TWI723224B (zh) | 逆滲透膜裝置的運轉管理方法以及逆滲透膜處理系統 | |
| JP6907745B2 (ja) | 膜分離装置 | |
| JP2022176325A (ja) | 脱塩装置の運転方法 | |
| CN118159497A (zh) | 水处理方法及水处理装置 | |
| JP7449107B2 (ja) | 水処理方法および水処理装置 | |
| WO2018168012A1 (ja) | 逆浸透処理方法及び装置 | |
| JP2018161632A (ja) | 水処理装置及び水処理方法 | |
| JP7017365B2 (ja) | 膜ろ過装置 | |
| JP6939121B2 (ja) | 膜分離装置 | |
| JP2005224761A (ja) | 純水又は超純水の製造方法 | |
| CN113260856A (zh) | 用钙/镁离子选择性电极测定盐水中的阻垢剂浓度的方法 | |
| JP7407750B2 (ja) | 脱塩装置の運転方法 |