WO2019031430A1

WO2019031430A1 - 逆浸透膜処理方法及び水処理装置

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Publication number: WO2019031430A1
Application number: PCT/JP2018/029354
Authority: WO
Inventors: 邦洋早川; 周子進邦
Original assignee: 栗田工業株式会社
Priority date: 2017-08-10
Filing date: 2018-08-06
Publication date: 2019-02-14
Also published as: JPWO2019031430A1; TW201914968A

Abstract

酸化剤の添加点からスライムコントロール剤の添加点までの経路で供給水の酸化剤濃度或いは酸化剤濃度と相関性を有する指標を測定し、この測定値に基づいて還元剤の添加量を制御するとともに、スライムコントロール剤添加後のＲＯ膜装置の供給水又は濃縮水のスライムコントロール剤濃度或いはスライムコントロール剤濃度と相関性を有する指標を測定し、この測定値に基づいてスライムコントロール剤の添加量を制御する。

Description

逆浸透膜処理方法及び水処理装置

　本発明は、被処理水に酸化剤を添加して逆浸透膜装置で逆浸透（ＲＯ）膜処理する逆浸透膜処理方法及び水処理装置に関する。

　本発明において、「ＲＯ膜」は、「ナノ濾過（ＮＦ）膜」も包含する広義のＲＯ膜である。

　海水淡水化プラントや排水回収プラントでは、電解質や中低分子の有機成分を効率的に除去することができるＲＯ膜装置が広く用いられている。ＲＯ膜装置を含む水処理装置では、通常、ＲＯ膜装置の前段に圧力濾過装置、重力濾過装置、凝集沈澱処理装置、加圧浮上濾過装置、浸漬膜装置、膜式前処理装置などの前処理装置が設けられる。被処理水はこれらの前処理装置により前処理された後ＲＯ膜装置に供給されてＲＯ膜分離処理される。

　水処理装置では、被処理水中に含まれる微生物が、装置配管内や膜面で増殖してスライムを形成し、系内の微生物繁殖による臭気発生、ＲＯ膜の透過水量低下といった障害を引き起こすことがある。微生物による汚染を防止するために、被処理水に殺菌剤を常時又は間欠的に添加し、被処理水又は装置内を殺菌しながら水処理することがある。

　重力濾過処理、凝集沈殿処理などの前処理装置においては、次亜塩素酸ナトリウムなどの遊離塩素系酸化剤で微生物の殺菌を行う。ポリアミド系ＲＯ膜は遊離塩素に対する耐性が低いため、ポリアミド系ＲＯ膜の給水に遊離塩素系酸化剤を添加するとポリアミド系ＲＯ膜が劣化しやすい。
　ポリアミド系ＲＯ膜の給水に重亜硫酸ナトリウムなどの還元剤を添加して遊離塩素を還元除去し、その後、クロラミンやクロロスルファミン酸ナトリウムといった結合塩素系酸化剤や、スライムコントロール剤を添加して、ＲＯ膜での微生物増殖を抑制することがある。スライムコントロール剤は、イソチアゾロン系化合物などの微生物増殖を抑制する化合物を含有する。
　特許文献１～３には結合塩素系酸化剤について記載がある。特許文献４には、遊離塩素系酸化剤、還元剤及び結合塩素系酸化剤の順次添加について記載がある。
　特許文献３に記載されるスルファミン酸化合物を含む結合塩素系酸化剤（クロロスルファミン酸塩系酸化剤）は、酸化力が低いにもかかわらず、微生物による障害を効率的に防止することができる。クロロスルファミン酸塩系酸化剤には、殺菌効果と併せて、付着したスライムないし微生物やそれらが排出する代謝物を剥離除去する効果があるためと考えられる。

特開平１－１０４３１０号公報特開平１－１３５５０６号公報特開２００６－２６３５１０号公報国際公開第２０１１／１２５７６４号

　従来法では以下の問題がある。
　１）被処理水の水質や水量の変化により、次亜塩素酸ナトリウム等の酸化剤添加後の水の遊離塩素濃度や全塩素濃度が変動する。そのため、還元剤を定量添加する場合は、ＲＯ膜の劣化を確実に防止するために、通常、その変動量の最大値にあわせて還元剤を添加している。

　この場合、塩素濃度が変動すると、残留する還元剤量も変動し、残留した還元剤がその後に添加されるスライムコントロール剤と反応する結果、スライムコントロール剤の有効成分量が減少してしまう。そのため、スライムコントロール剤も残留還元剤との反応を見越して、過剰に添加する必要がある。

　２）次亜塩素酸ナトリウム等の酸化剤の添加量を人為的に都度調整している場合、ヒューマンエラーにより、過剰添加となる場合がある。その場合には、還元剤による還元処理が追い付かず、ＲＯ膜が劣化する。

　３）被処理水に含まれる有機物とスライムコントロール剤自体が反応して消耗することがあり、有効量のスライムコントロール剤が含まれるように、その濃度を一定に維持することは困難である。

　本発明は、前処理中もしくは前処理よりも上流側で酸化剤を添加するとともに、前処理よりも下流側かつＲＯ膜装置よりも上流側で還元剤を添加し、更に、還元剤の添加点からＲＯ膜装置入口に至る経路の途中でスライムコントロール剤を添加するＲＯ膜処理方法において、還元剤及びスライムコントロール剤の添加量を的確に制御して、これらの薬剤の薬注量を低減した上で、これらの薬剤の薬注効果を安定かつ確実に得るＲＯ膜処理方法とそのための水処理装置を提供することを目的とする。

　本発明者らは、還元剤添加量とスライムコントロール剤添加量の両方を制御して、これらの薬剤の添加量を最適化するための方法について検討を重ね、以下の知見を得た。
　１）還元剤の添加量は、酸化剤の添加点からスライムコントロール剤の添加点までの経路の供給水の酸化剤濃度（或いは酸化剤濃度と相関性を有する指標）に基づいて制御することにより的確に制御することができる。
　２）スライムコントロール剤の添加量は、スライムコントロール剤添加後のＲＯ膜装置の供給水又は濃縮水のスライムコントロール剤濃度（或いはスライムコントロール剤濃度と相関性を有する指標）に基づいて制御することにより、的確に制御することができる。
　本発明は、以下を要旨とする。

［１］　前処理装置で前処理を施した供給水を逆浸透膜装置へ供給して逆浸透膜処理する方法において、該供給水に、該前処理装置もしくは該前処理装置よりも上流側で酸化剤を添加するとともに、該前処理装置よりも下流側かつ該逆浸透膜装置よりも上流側で還元剤を添加し、更に、該還元剤の添加点から該逆浸透膜装置入口に至る経路の途中でスライムコントロール剤を添加する逆浸透膜処理方法であって、該酸化剤の添加点からスライムコントロール剤の添加点までの経路で該供給水の酸化剤濃度或いは酸化剤濃度と相関性を有する指標を第１の測定値として測定し、該第１の測定値に基づいて前記還元剤の添加量を制御するとともに、該スライムコントロール剤添加後の該逆浸透膜装置の供給水又は濃縮水のスライムコントロール剤濃度或いはスライムコントロール剤濃度と相関性を有する指標を第２の測定値として測定し、該第２の測定値に基づいて前記スライムコントロール剤の添加量を制御することを特徴とする逆浸透膜処理方法。

［２］　前記スライムコントロール剤が結合塩素型スライムコントロール剤であることを特徴とする［１］に記載の逆浸透膜処理方法。

［３］　ＤＰＤ法による測定で、前記第１の測定値及び／又は第２の測定値を得ることを特徴とする［１］又は［２］に記載の逆浸透膜処理方法。

［４］　前記第１の測定値及び／又は第２の測定値が、ＯＲＰ値であることを特徴とする［１］又は［２］に記載の逆浸透膜処理方法。

［５］　被処理水の前処理装置と、該前処理装置で前処理された前処理水を逆浸透膜処理する逆浸透膜装置と、該前処理装置又は該前処理装置に供給される被処理水に酸化剤を添加する酸化剤添加手段と、該前処理装置からの前処理水に還元剤を添加する還元剤添加手段と、該還元剤の添加点から該逆浸透膜装置入口に至る経路の途中で該逆浸透膜装置の供給水にスライムコントロール剤を添加するスライムコントロール剤添加手段とを有する水処理装置であって、前記酸化剤の添加点からスライムコントロール剤の添加点までの経路で該供給水の酸化剤濃度或いは酸化剤濃度と相関性を有する指標を測定する第１の測定手段と、該第１の測定手段で測定された第１の測定値に基づいて前記還元剤添加手段における還元剤添加量を制御する還元剤添加量制御手段と、前記スライムコントロール剤添加後の該逆浸透膜装置の供給水又は濃縮水のスライムコントロール剤濃度或いはスライムコントロール剤濃度と相関性を有する指標を測定する第２の測定手段と、該第２の測定手段で測定された第２の測定値に基づいて前記スライムコントロール剤添加手段におけるスライムコントロール剤添加量を制御するスライムコントロール剤添加量制御手段とを有することを特徴とする水処理装置。

［６］　前記スライムコントロール剤が結合塩素型スライムコントロール剤であることを特徴とする［５］に記載の水処理装置。

［７］　前記第１の測定手段及び／又は第２の測定手段が、ＤＰＤ法による測定手段であることを特徴とする［５］又は［６］に記載の水処理装置。

［８］　前記第１の測定手段及び／又は第２の測定手段が、ＯＲＰ測定手段であることを特徴とする［５］又は［６］に記載の水処理装置。

　本発明によれば、前処理中もしくは前処理よりも上流側で酸化剤を添加するとともに、前処理よりも下流側かつＲＯ膜装置よりも上流側で還元剤を添加し、更に、還元剤の添加点からＲＯ膜装置入口に至る経路の途中でスライムコントロール剤を添加するＲＯ膜処理において、還元剤及びスライムコントロール剤の添加量を的確に制御して、これらの薬剤の薬注量を低減した上で、これらの薬剤の薬注効果を安定かつ確実に得ることができる。

　本発明によれば以下の効果が得られる。
　１）還元剤の添加量を的確に制御することで、被処理水の水質や水量の変動により、供給水中の塩素濃度が変動しても、その変動に十分に追随して還元剤を過不足なく適量で添加することができる。このため、従来のように、還元剤を過剰添加する必要がなくなり、還元剤の無駄を防止することができると共に、還元剤不足によるＲＯ膜の劣化や、残留還元剤によるスライムコントロール剤の消費も防止することができる。

　２）スライムコントロール剤の添加量を的確に制御することができるため、従来法のようにスライムコントロール剤を過剰添加する必要がなくなり、スライムコントロール剤の無駄を防止することができると共に、常に有効量のスライムコントロール剤が供給水中に含まれるようにその濃度を一定に維持することができる。このため、安定したスライムコントロール効果を得ることができる。

　３）必要十分な還元剤を注入することで、還元剤添加量の最適化とともに、還元剤の残存量を最小化することができる。このため、その後のスライムコントロール剤の過剰な消耗を防ぐことができ、従来多めに注入していたスライムコントロール剤添加量も最適化・最小化できる。

　４）スライムコントロール剤と有機物との反応によるスライムコントロール剤の消耗に対応してスライムコントロール剤濃度を一定に維持することが可能となる。

　５）酸化剤濃度、スライムコントロール剤濃度の両方を制御することにより、バイオファウリング対策を経済的にかつ効率よく実施することが可能となる。

図１は本発明の水処理装置の実施の形態を示す系統図である。図２は実施例及び比較例で処理した海水の遊離塩素濃度とＯＲＰとの関係を示すグラフである。図３は実施例及び比較例で用いたスライムコントロール剤の結合塩素濃度とＯＲＰとの関係を示すグラフである。

　以下に、本発明を詳細に説明する。

　本発明のＲＯ膜処理方法では、前処理装置で前処理を施した供給水をＲＯ膜装置へ供給してＲＯ膜処理する。該供給水に、該前処理装置もしくは前処理装置よりも上流側で酸化剤を添加する。該前処理装置よりも下流側かつ該ＲＯ膜装置よりも上流側で還元剤を添加する。該還元剤の添加点から該ＲＯ膜装置入口に至る経路の途中でスライムコントロール剤を添加する。該酸化剤の添加点からスライムコントロール剤の添加点までの経路で該供給水の酸化剤濃度或いは酸化剤濃度と相関性を有する指標値を測定して第１の測定値とする。該第１の測定値に基づいて前記還元剤の添加量を制御する。該スライムコントロール剤添加後の該ＲＯ膜装置の供給水（以下「ＲＯ給水」と称す場合がある。）又は濃縮水のスライムコントロール剤濃度或いはスライムコントロール剤濃度と相関性を有する指標値を測定して第２の測定値とする。該第２の測定値に基づいて前記スライムコントロール剤の添加量を制御する。

＜水処理装置＞
　図１を参照して、本発明の水処理装置の一例を説明する。図１は本発明の水処理装置の実施の形態の一例を示す系統図である。本発明の水処理装置は何ら図示のものに限定されない。

　図１に示す水処理装置は、上流側から被処理水槽１１、前処理装置１２、前処理水槽１３、保安フィルター１４及びＲＯ膜装置１５がこの順で設けられている。被処理水槽１１内の被処理水は、酸化剤が添加された後、前処理装置１２で前処理され、前処理水槽１３、保安フィルター１４を経てＲＯ膜装置１５でＲＯ膜処理される。ＲＯ膜装置１５の透過水は処理水として取り出され、濃縮水は排出される。

　保安フィルター１４の後段で還元剤が添加されてＲＯ給水中の酸化剤が還元除去される。還元剤添加後、スライムコントロール剤が添加された水がＲＯ膜装置１５に供給される。酸化剤は、被処理水槽１１或いは被処理水槽１１の上流側に添加されてもよく、前処理装置１２で添加されてもよい。

　前処理装置１２から前処理水槽１３に前処理水を送給する配管に、供給水中の酸化剤濃度或いは酸化剤濃度と相関性を有する指標を測定する第１の測定手段１Ａが設けられている。第１の測定手段１Ａで測定された第１の測定値が還元剤添加量制御手段１に入力される。入力された第１の測定値に基づいて、還元剤添加量制御手段１から還元剤添加量の制御信号が、還元剤添加量の調整手段１Ｘに出力され、還元剤の添加量が制御される。

　ＲＯ膜装置１５の入口側のスライムコントロール剤添加点より下流側の配管に、ＲＯ給水中のスライムコントロール剤濃度或いはスライムコントロール剤濃度と相関性を有する指標を測定する第２の測定手段２Ａが設けられている。第２の測定手段２Ａで測定された第２の測定値がスライムコントロール剤添加量制御手段２に入力される。入力された第２の測定値に基づいて、スライムコントロール剤添加量制御手段２からスライムコントロール剤添加量の制御信号が、スライムコントロール剤添加量の調整手段２Ｘに出力され、スライムコントロール剤の添加量が制御される。

　第１の測定手段１Ａで測定する供給水中の酸化剤濃度或いは酸化剤濃度と相関性を有する指標、第２の測定手段２Ａで測定するＲＯ給水中のスライムコントロール剤濃度或いはスライムコントロール剤濃度と相関性を有する指標については後述する。

　第１の測定手段の測定位置は、酸化剤の添加点からスライムコントロール剤添加点までの間の経路であればよい。第１の測定手段の測定位置は、図１に示すように、前処理装置１２と前処理水槽１３との間の配管に設ける他、酸化剤添加後の前処理装置１２の入口側の配管、前処理装置１２、前処理水槽１３、前処理水槽１３と保安フィルター１４との間の配管、保安フィルター１４と還元剤添加点との間の配管、還元剤添加点とスライムコントロール剤添加点との間の配管（図１中の第１の測定手段１Ｂ）のいずれであってもよい。

　第２の測定手段の測定位置は、スライムコントロール剤添加後、ＲＯ膜装置１５の入口までのＲＯ給水又は濃縮水についての測定を行うことができればよい。第２の測定手段の測定位置は、図１に示すように、スライムコントロール剤添加点とＲＯ膜装置１５の入口の間の配管に設ける他、ＲＯ膜装置１５の濃縮水の排出配管（図１中の第２の測定手段２Ｂ）に設けてもよい。

　還元剤添加量調整手段１Ｘ、スライムコントロール剤添加量調整手段２Ｘとしては、バルブ開度で流量調整する流量調整バルブや、回転量で薬注量を制御する薬注ポンプ等を用いることができる。

　前処理装置１２としては特に制限はなく、通常の水処理において、ＲＯ膜装置の前段に配置される圧力濾過装置、重力濾過装置、凝集沈澱処理装置、加圧浮上濾過装置、浸漬膜装置、膜式前処理装置などが挙げられる。これらは１種のみを用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

　ＲＯ膜装置１５のＲＯ膜は、ポリアミド系ＲＯ膜であることが好ましい。ＲＯ膜にはポリアミド系ＲＯ膜と酢酸セルロース系ＲＯ膜とがあるが、酢酸セルロース系ＲＯ膜は耐酸化性に優れ、酸化剤を還元剤で還元処理する必要がないため、本発明を適用する必要がない。

＜酸化剤＞
　ＲＯ膜装置の供給水に添加する酸化剤としては、塩素ガス、次亜塩素酸またはその塩、亜塩素酸またはその塩、塩素酸またはその塩、過塩素酸またはその塩、塩素化イソシアヌル酸またはその塩などの塩素系酸化剤が挙げられる。塩としては、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩、バリウム等のアルカリ土類金属塩、ニッケル等の他の金属塩、アンモニウム塩などが挙げられる。

　海水を処理する場合は、海水を電解装置で電気分解することにより遊離塩素を生成させてもよい。

　これらの酸化剤は１種のみを用いてもよく、２種以上を用いてもよい。

　これらの中では次亜塩素酸ナトリウム等の次亜塩素酸及び／又はその塩が取り扱い性に優れるため好ましい。

　これらの塩素系酸化剤は、通常、酸化剤添加後の供給水中の遊離塩素濃度が０．１～５．０ｍｇ／Ｌ程度となるように添加される。

＜還元剤＞
　還元剤としては特に制限はなく、重亜硫酸、チオ硫酸、亜硫酸、チオグリコール酸、エルソルビン酸、アスコルビン酸などのナトリウム塩や他の金属塩等、例えば、重亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、エルソルビン酸ナトリウム、アスコルビン酸ナトリウムなどの１種又は２種以上が挙げられる。水素ガスを吹き込んでも良い。

　還元剤の添加は連続添加でも間欠添加でもよい。還元剤は通常は酸化剤の注入に応じて添加される。

＜スライムコントロール剤＞
　スライムコントロール剤は特に限定されるものではないが、結合塩素型スライムコントロール剤（以下、「結合塩素剤」と称す場合がある）、クロラミン、２，２－ジブロモ－３－ニトリロプロピオンアミド（ＤＢＮＰＡ）、５－クロロ－２－メチル－４－イソチアゾリン－３－オン（Ｃｌ－ＭＩＴ）、結合臭素型スライムコントロール剤、ヒドラジンなどの１種又は２種以上が挙げられる。このうち、オンラインで濃度測定できる手段を適用できるスライムコントロール剤が好ましい。

　例えば、結合塩素型スライムコントロール剤（結合塩素剤）は、ＤＰＤ法により、下記式で定量が可能であり、好ましい。
　　結合塩素濃度＝全塩素濃度－遊離塩素濃度

　結合塩素剤において、上記の遊離塩素が結合する窒素化合物としては、アンモニアまたはその化合物、メラミン、尿素、アセトアミド、スルファミド、サイクロラミン酸、スルファミン酸、トルエンスルホンアミド、コハク酸イミド、フタル酸イミド、イソシアヌル酸、Ｎ－クロロトルエンスルホンアミド、尿酸、サッカリンまたはこれらの塩などが挙げられる。使用する結合塩素剤は、これらの窒素化合物に上記の遊離塩素が結合したものである。

　結合塩素剤としては、上記の窒素化合物と遊離塩素剤とを混合して反応させたもの、特にそれぞれを水溶液の状態で混合して反応させたものが好ましい。水溶液の濃度としては、全塩素濃度換算で５～１０重量％、好ましくは５．５～７．５重量％とするのが好ましい。

　結合塩素剤としては、特許文献２に示されたクロラミン、特許文献３に示された塩素系酸化剤とスルファミン酸化合物とからなる結合塩素剤のほか、クロラミン－Ｔ（Ｎ－クロロ－４－メチルベンゼンスルホンアミドのナトリウム塩）、クロラミン－Ｂ（Ｎ－クロロ－ベンゼンスルホンアミドのナトリウム塩）、Ｎ－クロロ－パラニトロベンゼンスルホンアミドのナトリウム塩、トリクロロメラミン、モノ－もしくはジ－クロロメラミンのナトリウム塩またはカリウム塩、トリクロロ－イソシアヌレート、モノ－もしくはジ－クロロイソシアヌール酸のナトリウム塩またはカリウム塩、モノ－もしくはジ－クロロスルファミン酸のナトリウム塩またはカリウム塩、モノクロロヒダントインもしくは１，３－ジクロロヒダントインまたはその５，５－アルキル誘導体等が挙げられる。

　これらの中では、特許文献３に示された遊離塩素剤とスルファミン酸化合物とからなる結合塩素剤は、スルファミン酸を含み、スライム剥離性を有するので好ましい。特にスルファミン酸化合物と遊離塩素剤との混合比は、Ｎ：有効塩素（モル比）で１：０．４５～０．９０、好ましくは１：０．４５～０．８５とするのが好ましい。水溶液の濃度は、前述の通り、全塩素濃度換算で５～１０重量％、特に５．５～７．５重量％とするのが好ましい。

　スルファミン酸化合物は、下記式で表されるアミド硫酸である。
　　　Ｒ^１Ｒ^２ＮＳＯ_３Ｈ　　　〔１〕

　Ｒ^１、Ｒ^２はそれぞれ独立にＨ、炭素数１～６の炭化水素基である。このようなスルファミン酸化合物としては、Ｒ^１、Ｒ^２がそれぞれＨである狭義のスルファミン酸が好ましいが、Ｎ－メチルスルファミン酸、Ｎ，Ｎ－ジメチルスルファミン酸、Ｎ－フェニルスルファミン酸なども使用できる。スルファミン酸化合物は、遊離（粉末状）の酸の状態で用いても良く、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩などの塩であっても良い。

　前述のＮ：有効塩素（モル比）は、Ｎにより構成されるスルファミン酸化合物のモル数と、ＤＰＤ法（ＪＩＳ　Ｋ　０４００－３３－１０：１９９９）により測定される塩素系酸化剤のＣｌ_２のモル数との比に相当する。水溶液の濃度は、ＤＰＤ法（ＪＩＳ　Ｋ　０４００－３３－１０：１９９９）により測定される遊離塩素および結合塩素濃度を、Ｃｌ_２として全塩素濃度換算で示される値である。

　スライムコントロール剤濃度の測定手段は限定されない。結合塩素型スライムコントロール剤の場合は、ＯＲＰ値又はＤＰＤ法が望ましく、このうちＤＰＤ法の方が定量性に優れ、好ましい。

　スライムコントロール剤の添加は、連続添加でも間欠添加でもよく、特に制限はない。

＜酸化剤濃度或いは酸化剤濃度と相関性を有する指標＞
　酸化剤濃度或いは酸化剤濃度と相関性を有する指標としては、酸化剤由来の遊離塩素濃度を測定することが好ましい。

　遊離塩素濃度の測定手段は特に限定されないが、酸化還元電位（ＯＲＰ）による方法、あるいはＤＰＤ法が好ましい。このうち特にＤＰＤ法が定量的に制御が可能であり好ましい。ＤＰＤ法は、ＪＩＳ　Ｋ　０４００－３３－１０：１９９９に従ってＮ，Ｎ－ジエチル－１，４－フェニレンジアミンを用いて行われる。

　ＯＲＰを用いる場合は、ＯＲＰと遊離塩素濃度を測定し、検量関係を把握した上で用いることが好ましい。ｐＨによってＯＲＰは変動するため、ｐＨの影響を除いた規格値を用いることが好ましい。

　ｐＨとＯＲＰの関係は、当該供給水ごとに測定して決定することが好ましい。データがない場合は以下の関係式を用いてもよい。
　　ＯＲＰ［Ｖ］＝１．２３－０．０５ｐＨ

　遊離塩素濃度とＯＲＰの関係については当該供給水ごとに測定して決定することが好ましい。ある程度の濃度以上ではＯＲＰの変動がなくなるため、ＯＲＰ測定値に基づいて還元剤添加量を制御する場合は、被処理水ＯＲＰよりも還元剤添加後のＲＯ給水のＯＲＰを測定して制御することが好ましい。
　還元剤添加後のＯＲＰは膜劣化防止の観点から、ｐＨ７換算で２５０ｍＶ以下になるように還元剤の添加量を制御することが好ましい。

＜スライムコントロール剤濃度或いはスライムコントロール剤濃度と相関性を有する指標＞
　スライムコントロール剤濃度或いはスライムコントロール剤濃度と相関性を有する指標としては特に限定されないが、結合塩素型スライムコントロール剤を用いた場合には、ＯＲＰあるいはＤＰＤ法による全塩素濃度が好ましい。このうちでも特にＤＰＤ法が定量的に制御可能であり好ましい。

　ＯＲＰを用いる場合は、ＯＲＰとスライムコントロール剤濃度を測定し、検量関係を把握した上で用いることが好ましい。ｐＨによってＯＲＰは変動するため、上述の通りｐＨの影響を除いた規格値を用いることが好ましい。

＜酸化剤又はスライムコントロール剤濃度と相関するその他の指標＞
　酸化剤又はスライムコントロール剤濃度と相関する指標として、上記のＯＲＰやＤＰＤ法による遊離塩素又は全塩素濃度以外に、酸化剤やスライムコントロール剤と一体的に添加されるトレーサーを利用することもできる。この場合、トレーサーとしては特に限定されないが、リチウムや水溶性の蛍光物質など、従来より水処理薬品等のトレーサーとして使用されるものであればいずれも利用可能である。

　例えば、特開２００６－２３４６３７号公報には、水処理用薬品とともにトレーサー物質として近赤外線吸収物質を被処理水に添加し、添加した近赤外線吸収物質の濃度を被処理水の近赤外線領域の吸光度を測定することにより測定し、測定された近赤外線吸収物質濃度によって被処理水中に添加されている水処理用薬品の濃度管理を行う方法が提案されている。ここに記載されるアントラキノン系、ナフトキノン系、シアニン系、フタロシアニン系、ナフタロシアニン系、アゾ系、ポリメチン系、ジイモニウム系、アミニウム系、ジフェニルメタン系、トリフェニルメタン系、有機金属錯体系の近赤外線吸収物質、好ましくはインドシアニングリーンを用いることができる。

＜薬注制御例＞
　以下に、本発明における薬注制御例を挙げる。本発明による薬注制御は、何ら以下の制御例に限定されるものではない。

（１）　遊離塩素又は全塩素濃度を測定して還元剤添加量を制御する方法
（１－１）　供給水の遊離塩素又は全塩素濃度を測定し、この測定値に基づいて還元剤の添加量を一次比例制御する。
　例えば、次式のように、被処理水の遊離塩素又は全塩素濃度（モル濃度％）の１．０～１．２倍のモル濃度に所定モル濃度（α）を加算した値を還元剤添加量（モル濃度）とする。
　［還元剤添加量］（モル濃度）＝［被処理水の遊離塩素又は全塩素のモル濃度］・（１．０～１．２）＋α
（１－２）　還元剤添加後の供給水の遊離塩素又は全塩素濃度を測定し、この測定値に基づいて還元剤添加量を一次比例制御する。
　例えば、
［還元剤添加量］（モル濃度）＝［（現在の還元剤添加モル濃度）＋（遊離塩素又は全塩素モル濃度）］・（１．０～１．２）＋α
に従って制御する。
（１－３）　供給水又は還元剤添加後の供給水の遊離塩素又は全塩素濃度を測定し、その測定値に基づいて還元剤添加量をＰＩＤ制御する。

（２）　ＲＯ給水又は濃縮水のスライムコントロール剤濃度を測定してスライムコントロール剤の添加を量制御する方法
（２－１）　スライムコントロール剤濃度の測定値に応じ、スライムコントロール剤添加量をＰＩＤ制御する。

（３）　ＯＲＰ測定値に基づいて制御する方法
（３－１）　還元剤添加後の供給水のＯＲＰとｐＨを測定し、この測定値に基づいて還元剤の添加量を制御する。
　例えば、
　［還元剤添加量］（モル濃度）＝［（現在の還元剤添加モル濃度）＋（遊離塩素又は全塩素濃度とＯＲＰの関係式から求めた遊離塩素又は全塩素モル濃度）］・（１．０～１．２）
で添加量制御する。
（３－２）　スライムコントロール剤濃度とＯＲＰの関係式から、ＯＲＰの測定値に基づきスライムコントロール剤濃度を算出し、この値に基づいて適正添加量となるように、スライムコントロール剤の添加量を制御する。

＜適用処理水系＞
　本発明のＲＯ膜処理方法及び水処理装置の適用範囲は特に限定されない。本発明は、例えば、海水淡水化、用水処理、排水処理、排水回収処理など、ＲＯ膜装置が使用される系であれば、いずれも好適に適用可能である。

　以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。

［実験条件］
　以下の実施例及び比較例では、海水淡水化水処理装置において、以下の共通する実験条件で実験を行った。
　対象水（被処理水）：海水
　還元剤添加前の海水の遊離塩素濃度：０．１１～０．４８ｍｇ／ＬａｓＣｌ_２で変動
　還元剤：重亜硫酸ナトリウム（以下「ＳＢＳ」と略記する。）
　結合塩素型スライムコントロール剤：栗田工業（株）製「クリバーターＩＫ－１１０」（以下「ＩＫ－１１０」と略記する。）
　残留塩素濃度測定装置：栗田工業（株）製「Ｓ．ｓｅｎｓｉｎｇＢ」（海水仕様）

　本海水における遊離塩素濃度とＯＲＰの関係を図２に示す。上記結合塩素型スライムコントロール剤の結合塩素濃度とＯＲＰの関係を図３に示す。ＯＲＰで制御を実施する場合は、このデータをもとに制御を行った。

［測定・制御方法］
　以下の実施例１～３及び比較例１～３では、下記表１に示す測定方法と制御方法で還元剤とスライムコントロール剤の添加量の制御を行った。

［実施例１］
（１）　還元剤添加量制御：ＤＰＤ法による被処理水の残留塩素濃度に対して、１．０７倍モルのＳＢＳを添加した。
（２）　スライムコントロール剤添加量制御：ＩＫ－１１０添加後のＲＯ給水の全塩素濃度をＤＰＤ法で測定し、この測定値が０．５ｍｇ／ＬａｓＣｌ_２になるようにＰＩ制御した。

［実施例２］
（１）　還元剤添加量制御：ＳＢＳ添加後のＯＲＰ、ｐＨを測定し、図２のグラフを元にＯＲＰから遊離塩素濃度を求め、その量に対して、１．０７倍モルのＳＢＳを添加した。
（２）　スライムコントロール剤添加量制御：実施例１と同様に行った。

［実施例３］
（１）　還元剤添加量制御：実施例１と同様に行った。
（２）　スライムコントロール剤添加量制御：ＩＫ－１１０添加後のＯＲＰ、ｐＨを測定し、図３のグラフを元にＯＲＰから結合塩素濃度を求め、この値が０．５ｍｇ／ＬａｓＣｌ_２になるように比例制御で添加した。

［比較例１］
　添加量制御は行わず、還元剤とスライムコントロール剤を定量添加した。

［比較例２］
　還元剤は添加量制御を行わずに定量添加した。スライムコントロール剤は実施例１のスライムコントロール剤添加量制御と同様にＰＩ制御した。

［比較例３］
　還元剤は実施例２の還元剤添加量制御と同様に比例制御した。スライムコントロール剤は添加量制御を行わずに定量添加した。

　実施例１～３の処理結果を表２に示す。比較例１～３の処理結果を表３に示す。

　実施例１～３及び比較例１～３におけるＳＢＳ添加量及びＩＫ－１１０添加量の８０日間の平均値と、ＩＫ－１１０の理想添加量である全塩素濃度０．５ｍｇ／ＬａｓＣｌ_２に対する添加量率（（ＩＫ－１１０添加量／理想添加量）×１００）を表４に示す。この添加量率が１００％に近い程好ましい。

　表１～３におけるＳＢＳ添加量は、ＳＢＳ自体の添加量であるが、ＩＫ－１１０添加量は、ＩＫ－１１０の結合塩素換算の添加量である。

　表２～４より明らかなように、実施例１～３では、還元剤とスライムコントロール剤の両方の添加量を制御することにより、添加量を少なく最適化でき、その濃度も理想濃度に維持することが可能であった。

　比較例１では、還元剤、スライムコントロール剤ともに定量添加であるため、還元剤が過剰に添加され、残存する還元剤によりスライムコントロール剤も消耗し、添加量が多い上に、濃度が変動し、スライムコントロール効果を維持できない。

　比較例２では、スライムコントロール剤をＰＩ制御したためにスライムコントロール剤濃度は維持できるが、還元剤は定量添加のため、過剰分の還元剤がスライムコントロール剤を消耗し、経済的でない。

　比較例３では、還元剤は添加量制御で適量添加されるが、スライムコントロール剤は定量添加であり、原水中の有機物と反応するため、目標とする量よりも少し多めに添加する必要がある上に、濃度が変動してしまう。

　本発明を特定の態様を用いて詳細に説明したが、本発明の意図と範囲を離れることなく様々な変更が可能であることは当業者に明らかである。
　本出願は、２０１７年８月１０日付で出願された日本特許出願２０１７－１５５４４０に基づいており、その全体が引用により援用される。

　１　還元剤添加量制御手段
　２　スライムコントロール剤添加量制御手段
　１１　被処理水槽
　１２　前処理装置
　１３　前処理水槽
　１４　保安フィルター
　１５　ＲＯ膜装置

Claims

　前処理装置で前処理を施した供給水を逆浸透膜装置へ供給して逆浸透膜処理する方法において、
　該供給水に、該前処理装置もしくは該前処理装置よりも上流側で酸化剤を添加するとともに、該前処理装置よりも下流側かつ該逆浸透膜装置よりも上流側で還元剤を添加し、更に、該還元剤の添加点から該逆浸透膜装置入口に至る経路の途中でスライムコントロール剤を添加する逆浸透膜処理方法であって、
　該酸化剤の添加点からスライムコントロール剤の添加点までの経路で該供給水の酸化剤濃度或いは酸化剤濃度と相関性を有する指標を第１の測定値として測定し、該第１の測定値に基づいて前記還元剤の添加量を制御するとともに、
　該スライムコントロール剤添加後の該逆浸透膜装置の供給水又は濃縮水のスライムコントロール剤濃度或いはスライムコントロール剤濃度と相関性を有する指標を第２の測定値として測定し、該第２の測定値に基づいて前記スライムコントロール剤の添加量を制御することを特徴とする逆浸透膜処理方法。
　前記スライムコントロール剤が結合塩素型スライムコントロール剤であることを特徴とする請求項１に記載の逆浸透膜処理方法。
　ＤＰＤ法による測定で、前記第１の測定値及び／又は第２の測定値を得ることを特徴とする請求項１又は２に記載の逆浸透膜処理方法。
　前記第１の測定値及び／又は第２の測定値が、ＯＲＰ値であることを特徴とする請求項１又は２に記載の逆浸透膜処理方法。
　被処理水の前処理装置と、該前処理装置で前処理された前処理水を逆浸透膜処理する逆浸透膜装置と、該前処理装置又は該前処理装置に供給される被処理水に酸化剤を添加する酸化剤添加手段と、該前処理装置からの前処理水に還元剤を添加する還元剤添加手段と、該還元剤の添加点から該逆浸透膜装置入口に至る経路の途中で該逆浸透膜装置の供給水にスライムコントロール剤を添加するスライムコントロール剤添加手段とを有する水処理装置であって、
　前記酸化剤の添加点からスライムコントロール剤の添加点までの経路で該供給水の酸化剤濃度或いは酸化剤濃度と相関性を有する指標を測定する第１の測定手段と、
　該第１の測定手段で測定された第１の測定値に基づいて前記還元剤添加手段における還元剤添加量を制御する還元剤添加量制御手段と、
　前記スライムコントロール剤添加後の該逆浸透膜装置の供給水又は濃縮水のスライムコントロール剤濃度或いはスライムコントロール剤濃度と相関性を有する指標を測定する第２の測定手段と、
　該第２の測定手段で測定された第２の測定値に基づいて前記スライムコントロール剤添加手段におけるスライムコントロール剤添加量を制御するスライムコントロール剤添加量制御手段とを有することを特徴とする水処理装置。
　前記スライムコントロール剤が結合塩素型スライムコントロール剤であることを特徴とする請求項５に記載の水処理装置。
　前記第１の測定手段及び／又は第２の測定手段が、ＤＰＤ法による測定手段であることを特徴とする請求項５又は６に記載の水処理装置。
　前記第１の測定手段及び／又は第２の測定手段が、ＯＲＰ測定手段であることを特徴とする請求項５又は６に記載の水処理装置。