WO2021192583A1 - 水回収システムおよび水回収方法 - Google Patents
水回収システムおよび水回収方法 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2021192583A1 WO2021192583A1 PCT/JP2021/002718 JP2021002718W WO2021192583A1 WO 2021192583 A1 WO2021192583 A1 WO 2021192583A1 JP 2021002718 W JP2021002718 W JP 2021002718W WO 2021192583 A1 WO2021192583 A1 WO 2021192583A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- water
- iodine
- reverse osmosis
- osmosis membrane
- treated
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 648
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title claims abstract description 116
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 60
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 297
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 claims abstract description 252
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 222
- 239000011630 iodine Substances 0.000 claims abstract description 220
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims abstract description 206
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 127
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 claims abstract description 18
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 215
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 77
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 60
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 56
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 56
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 56
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims description 9
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 abstract description 19
- 235000013675 iodine Nutrition 0.000 description 208
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 44
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 36
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 23
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 21
- NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M potassium iodide Chemical compound [K+].[I-] NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 18
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 description 15
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 14
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-M iodide Chemical compound [I-] XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- -1 sulfamic acid compound Chemical class 0.000 description 11
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 10
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 9
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 9
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 9
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 9
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 7
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- FVAUCKIRQBBSSJ-UHFFFAOYSA-M sodium iodide Chemical compound [Na+].[I-] FVAUCKIRQBBSSJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 235000020681 well water Nutrition 0.000 description 6
- 239000002349 well water Substances 0.000 description 6
- 229920000858 Cyclodextrin Polymers 0.000 description 5
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000006298 dechlorination reaction Methods 0.000 description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- HFHDHCJBZVLPGP-UHFFFAOYSA-N schardinger α-dextrin Chemical compound O1C(C(C2O)O)C(CO)OC2OC(C(C2O)O)C(CO)OC2OC(C(C2O)O)C(CO)OC2OC(C(O)C2O)C(CO)OC2OC(C(C2O)O)C(CO)OC2OC2C(O)C(O)C1OC2CO HFHDHCJBZVLPGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 5
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 5
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 3
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 3
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 3
- 229940006461 iodide ion Drugs 0.000 description 3
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 3
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 3
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 3
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 3
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 3
- 239000012086 standard solution Substances 0.000 description 3
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 3
- LPZOCVVDSHQFST-UHFFFAOYSA-N 2-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]-3-ethylpyrazol-1-yl]-1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethanone Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C=1C(=NN(C=1)CC(=O)N1CC2=C(CC1)NN=N2)CC LPZOCVVDSHQFST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYELSNVLZVIGTI-UHFFFAOYSA-N 2-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]-5-ethylpyrazol-1-yl]-1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethanone Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C=1C=NN(C=1CC)CC(=O)N1CC2=C(CC1)NN=N2 FYELSNVLZVIGTI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102100026794 Carboxypeptidase A5 Human genes 0.000 description 2
- 101000910789 Homo sapiens Carboxypeptidase A5 Proteins 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000645 desinfectant Substances 0.000 description 2
- 238000001941 electron spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 2
- 239000000852 hydrogen donor Substances 0.000 description 2
- 229910000043 hydrogen iodide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004694 iodide salts Chemical class 0.000 description 2
- 150000002497 iodine compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 2
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 2
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 2
- 235000009518 sodium iodide Nutrition 0.000 description 2
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 239000012609 strong anion exchange resin Substances 0.000 description 2
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 2
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AYLDJQABCMPYEN-UHFFFAOYSA-N (4-azaniumylphenyl)-diethylazanium;sulfate Chemical compound OS(O)(=O)=O.CCN(CC)C1=CC=C(N)C=C1 AYLDJQABCMPYEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CPKVUHPKYQGHMW-UHFFFAOYSA-N 1-ethenylpyrrolidin-2-one;molecular iodine Chemical compound II.C=CN1CCCC1=O CPKVUHPKYQGHMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VWVRASTUFJRTHW-UHFFFAOYSA-N 2-[3-(azetidin-3-yloxy)-4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]pyrazol-1-yl]-1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethanone Chemical compound O=C(CN1C=C(C(OC2CNC2)=N1)C1=CN=C(NC2CC3=C(C2)C=CC=C3)N=C1)N1CCC2=C(C1)N=NN2 VWVRASTUFJRTHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WWSJZGAPAVMETJ-UHFFFAOYSA-N 2-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]-3-ethoxypyrazol-1-yl]-1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethanone Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C=1C(=NN(C=1)CC(=O)N1CC2=C(CC1)NN=N2)OCC WWSJZGAPAVMETJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZRPAUEVGEGEPFQ-UHFFFAOYSA-N 2-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]pyrazol-1-yl]-1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethanone Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C=1C=NN(C=1)CC(=O)N1CC2=C(CC1)NN=N2 ZRPAUEVGEGEPFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JVKRKMWZYMKVTQ-UHFFFAOYSA-N 2-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]pyrazol-1-yl]-N-(2-oxo-3H-1,3-benzoxazol-6-yl)acetamide Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C=1C=NN(C=1)CC(=O)NC1=CC2=C(NC(O2)=O)C=C1 JVKRKMWZYMKVTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VXZBYIWNGKSFOJ-UHFFFAOYSA-N 2-[4-[5-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrazin-2-yl]pyrazol-1-yl]-1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethanone Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC=1N=CC(=NC=1)C=1C=NN(C=1)CC(=O)N1CC2=C(CC1)NN=N2 VXZBYIWNGKSFOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JKFYKCYQEWQPTM-UHFFFAOYSA-N 2-azaniumyl-2-(4-fluorophenyl)acetate Chemical compound OC(=O)C(N)C1=CC=C(F)C=C1 JKFYKCYQEWQPTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QNGVNLMMEQUVQK-UHFFFAOYSA-N 4-n,4-n-diethylbenzene-1,4-diamine Chemical compound CCN(CC)C1=CC=C(N)C=C1 QNGVNLMMEQUVQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004375 Dextrin Substances 0.000 description 1
- 229920001353 Dextrin Polymers 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000153 Povidone-iodine Polymers 0.000 description 1
- 229910021612 Silver iodide Inorganic materials 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 235000019425 dextrin Nutrition 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- QFWPJPIVLCBXFJ-UHFFFAOYSA-N glymidine Chemical compound N1=CC(OCCOC)=CN=C1NS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 QFWPJPIVLCBXFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N hypochlorous acid Chemical compound ClO QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001095 inductively coupled plasma mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910001505 inorganic iodide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000450 iodine oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- SRPSOCQMBCNWFR-UHFFFAOYSA-N iodous acid Chemical compound OI=O SRPSOCQMBCNWFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005339 levitation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012454 non-polar solvent Substances 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;potassium Chemical compound [K].OP(O)(O)=O PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-L phthalate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=CC=C1C([O-])=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229920005597 polymer membrane Polymers 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- JLKDVMWYMMLWTI-UHFFFAOYSA-M potassium iodate Chemical compound [K+].[O-]I(=O)=O JLKDVMWYMMLWTI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000001230 potassium iodate Substances 0.000 description 1
- 235000006666 potassium iodate Nutrition 0.000 description 1
- 229940093930 potassium iodate Drugs 0.000 description 1
- 229960001621 povidone-iodine Drugs 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000009287 sand filtration Methods 0.000 description 1
- 239000002455 scale inhibitor Substances 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 229940045105 silver iodide Drugs 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L sodium thiosulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=S AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000019345 sodium thiosulphate Nutrition 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 150000005621 tetraalkylammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 1
- 239000012610 weak anion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- C02F1/441—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
-
- 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
- B01D61/025—Reverse osmosis; Hyperfiltration
-
- 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
- B01D61/10—Accessories; Auxiliary operations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
- B01D65/08—Prevention of membrane fouling or of concentration polarisation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/56—Polyamides, e.g. polyester-amides
-
- 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
- C02F1/50—Treatment of water, waste water, or sewage by addition or application of a germicide or by oligodynamic treatment
- C02F1/505—Treatment of water, waste water, or sewage by addition or application of a germicide or by oligodynamic treatment by oligodynamic treatment
-
- 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
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/76—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with halogens or compounds of halogens
- C02F1/766—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with halogens or compounds of halogens by means of halogens other than chlorine or of halogenated compounds containing halogen other than chlorine
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/04—Specific process operations in the feed stream; Feed pretreatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/12—Addition of chemical agents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/26—Further operations combined with membrane separation processes
- B01D2311/263—Chemical reaction
- B01D2311/2634—Oxidation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
- B01D2321/16—Use of chemical agents
- B01D2321/167—Use of scale inhibitors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
- B01D2321/16—Use of chemical agents
- B01D2321/168—Use of other chemical agents
-
- 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
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/283—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using coal, charred products, or inorganic mixtures containing them
-
- 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
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
- C02F1/32—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
-
- 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
- C02F1/66—Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/20—Total organic carbon [TOC]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/29—Chlorine compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2301/00—General aspects of water treatment
- C02F2301/08—Multistage treatments, e.g. repetition of the same process step under different conditions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/04—Disinfection
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/18—Removal of treatment agents after treatment
- C02F2303/185—The treatment agent being halogen or a halogenated compound
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/20—Prevention of biofouling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/22—Eliminating or preventing deposits, scale removal, scale prevention
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
- C02F2305/02—Specific form of oxidant
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/12—Activated sludge processes
- C02F3/1236—Particular type of activated sludge installations
- C02F3/1268—Membrane bioreactor systems
Definitions
- the present invention relates to a water recovery system and a water recovery method using a reverse osmosis membrane.
- a method of allowing a bound chlorine agent composed of a chlorine-based oxidant and a sulfamic acid compound to exist in the water to be treated of the back-penetration film see Patent Document 1
- a bromine-based oxidant or a bromine compound and chlorine.
- a method of adding a mixture of a reaction product with a system oxidizing agent and a sulfamic acid compound or a reaction product to water to be treated is known.
- a bactericidal agent containing a chlorine-based oxidant or a bromine-based oxidant and a sulfamic acid compound has high bactericidal ability, does not easily oxidize and deteriorate the polyamide-based reverse osmosis membrane, and has a high blocking rate in the reverse osmosis membrane. It is effective because it has little effect on the quality of treated water (permeated water).
- the permeated water line on the secondary side may be contaminated with slime even if the disinfectant is effective on the primary side of the reverse osmosis membrane.
- the water to be treated contains a low-molecular-weight organic substance (for example, a molecular weight of 200 or less)
- the low-molecular-weight organic substance has a low blocking rate by the reverse osmosis membrane, so even if a bactericide is effective on the primary side of the reverse osmosis membrane.
- slime contamination due to low molecular weight organic matter may occur.
- Patent Document 3 describes that biological contamination of the reverse osmosis membrane device can be suppressed by using an additive composed of iodine in the reverse osmosis membrane device
- Patent Document 4 describes that the semipermeable membrane is semipermeable.
- a performance recovery treatment method a method of adding an iodine-containing solution to which iodine and / or an iodine compound is added to the water to be treated is described, but in all the documents, the influence on the reverse osmosis membrane and the performance evaluation are made. However, the effect of using iodine on the treated water (permeated water) in the latter stage of the reverse osmosis membrane has not been evaluated.
- An object of the present invention is to provide a water recovery system and a water recovery method capable of suppressing slime contamination even on the secondary side of the reverse osmosis membrane in water recovery using a reverse osmosis membrane from water to be treated containing organic substances. To do.
- the present invention comprises a reverse osmosis membrane treating means for separating water to be treated containing an organic substance into permeated water and concentrated water with a reverse osmosis membrane, and an iodine-based oxidizing agent adding means for adding an iodine-based oxidizing agent to the treated water.
- a water recovery system including a supply means for supplying the permeated water as water to be treated in a water utilization system.
- the water to be treated preferably contains an organic substance having a molecular weight of 500 or less.
- the organic matter concentration in the permeated water is preferably 0.01 mg / L or more as TOC.
- the total chlorine concentration in the permeated water is preferably 0.01 mg / L or more.
- the reverse osmosis membrane is a polyamide-based reverse osmosis membrane and the chlorine content on the membrane surface of the reverse osmosis membrane is 0.1 atom% or more.
- the water recovery system further includes an iodine removing means for removing the iodine component in the permeated water, or the water utilization system includes an iodine removing means for removing the iodine component in the permeated water.
- the present invention is an iodine-based slime inhibitor used in the water recovery system.
- the iodine-based slime inhibitor contains water, iodine, and iodide, and the content of organic matter is preferably less than 100 mg / L.
- the present invention includes a reverse osmosis membrane treatment step of separating water to be treated containing an organic substance into permeated water and concentrated water with a reverse osmosis membrane, and an iodine-based oxidant addition step of adding an iodine-based oxidant to the water to be treated.
- a water recovery method including a supply step of supplying the permeated water as water to be treated in a water utilization system.
- the water to be treated preferably contains biologically treated water obtained from a biologically treated means.
- the water recovery method further includes a second-stage reverse osmosis membrane treatment step of further reverse osmosis membrane treatment of the permeated water from the reverse osmosis membrane treatment means.
- the organic matter concentration in the permeated water is preferably 0.01 mg / L or more as TOC.
- the total chlorine concentration in the permeated water is preferably 0.01 mg / L or more.
- the reverse osmosis membrane is a polyamide-based reverse osmosis membrane and the chlorine content on the membrane surface of the reverse osmosis membrane is 0.1 atom% or more.
- the water recovery method further includes an iodine removing step of removing the iodine component in the permeated water, or the water utilization system includes an iodine removing step of removing the iodine component in the permeated water.
- the present invention provides a water recovery system and a water recovery method capable of suppressing slime contamination even on the secondary side of the reverse osmosis membrane in water recovery using a reverse osmosis membrane from water to be treated containing organic substances. Can be done.
- the present embodiment is an example of carrying out the present invention, and the present invention is not limited to the present embodiment.
- FIG. 1 An outline of an example of a water recovery system according to an embodiment of the present invention is shown in FIG. 1, and its configuration will be described.
- the water recovery system 1 shown in FIG. 1 includes a reverse osmosis membrane treatment device 12 as a reverse osmosis membrane treatment means for separating water to be treated containing organic substances into permeated water and concentrated water with a reverse osmosis membrane.
- the water recovery system 1 may include a water tank 10 to be treated for storing water to be treated.
- the water pipe 14 to be treated is connected to the inlet of the water tank 10 to be treated.
- the outlet of the water tank 10 to be treated and the inlet on the primary side of the reverse osmosis membrane treatment device 12 are connected by a water supply pipe 16 to be treated.
- a permeated water pipe 18 is connected to the permeated water outlet on the secondary side of the reverse osmosis membrane treatment device 12, a concentrated water pipe 20 is connected to the concentrated water outlet on the primary side, and the permeated water pipe 18 is outside the system. It is connected to the water utilization system 26 of.
- the iodine-based oxidant addition pipe 22 or the iodine-based oxidation is used as an iodine-based oxidant addition means for adding an iodine-based oxidant to the water to be treated.
- the agent addition pipe 24 is connected.
- the water to be treated is sent to the water tank 10 to be treated as needed through the water pipe 14 to be treated and stored.
- the iodine-based oxidant is added to the water to be treated through the iodine-based oxidant addition pipe 22, and the iodine-based oxidant is present (iodine-based oxidant addition step).
- the iodine-based oxidant may be added in the water-treated water pipe 14, or may be added in the water-treated water supply pipe 16 through the iodine-based oxidant-added pipe 24 as shown in FIG.
- the water to be treated to which the iodine-based oxidizing agent is added is supplied to the reverse osmosis membrane treatment device 12 through the water supply pipe 16 to be treated, and in the reverse osmosis membrane treatment device 12, the reverse osmosis membrane is used to separate the permeated water and the concentrated water. Separated (reverse osmosis membrane treatment step).
- the permeated water obtained by the reverse osmosis membrane treatment is supplied as treated water through the permeated water pipe 18 as the water to be treated of the water utilization system 26 (supply step), and the concentrated water is discharged through the concentrated water pipe 20.
- the permeated water pipe 18 functions as a supply means for supplying the permeated water as the water to be treated in the water utilization system.
- polyamide-based polymer membranes such as polyamide-based reverse osmosis membranes, which are the mainstream as reverse osmosis membranes these days, have relatively low resistance to oxidizing agents, and when free chlorine or the like is continuously contacted with polyamide-based reverse osmosis membranes or the like. , A significant decrease in membrane performance occurs.
- an iodine-based oxidizing agent is added to the water to be treated, such a remarkable deterioration in membrane performance is unlikely to occur even in a polyamide reverse osmosis membrane or the like.
- the iodine-based oxidant is an oxidant containing iodine.
- the "iodine" contained in the iodine-based oxidizing agent may be in any form, and can be used as an organic solvent such as molecular iodine, iodide, polyiodine, iodic acid, hypoiodic acid, hydrogen iodide, polyvinylpyrrolidone and cyclodextrin. Any one of the coordinated iodines, or a combination thereof may be used.
- solid iodine is dissolved in a non-polar solvent such as benzene or carbon tetrachloride or alcohols, dissolved with an alkaline agent and water, or A method of dissolving the iodide salt and water may be used, or total iodine may be obtained by adding an acid or an oxidizing agent to a solution containing at least one of the iodide salt and the iodide ion. ..
- polyvinylpyrrolidone or cyclodextrin or cyclodextrin is used.
- Iodine coordinated with an organic solvent such as dextrin may be obtained.
- the iodine-based oxidant is preferably a solid iodine dissolved in iodide salt and water without using an organic substance from the viewpoint of handleability and the influence of water quality on the water to be treated and the treated water.
- the iodide refers to an iodine compound having an oxidation number of 1, and examples thereof include potassium iodide, sodium iodide, hydrogen iodide, and silver iodide. In addition, these iodides naturally dissociate when dissolved in water and become iodide ions.
- the iodide salt include inorganic iodide salts such as sodium iodide and potassium iodide, and potassium iodide is preferably used.
- the water to be treated contains an organic substance, particularly an organic substance that easily permeates the reverse osmosis membrane, as a TOC of 0.01 mg / L or more, preferably 0.1 mg / L or more, more preferably 0.5 mg / L or more and 500 mg / L or less.
- the water recovery system and the water recovery method according to the present embodiment can be more preferably applied. If the content of organic matter in the water to be treated is less than 0.01 mg / L, slime contamination is unlikely to occur on the secondary side of the reverse osmosis membrane, so the slime suppression effect of the iodine-based oxidant may not be sufficiently exhibited. be.
- the organic substance concentration in the permeated water is 0.01 mg / L or more as TOC, preferably 0.05 mg / L or more, more preferably 0.1 mg / L or more and 100 mg / L or less, the present embodiment.
- the water recovery system and the water recovery method according to the above can be more preferably applied. If the organic matter concentration in the permeated water is less than 0.01 mg / L as TOC, slime contamination is unlikely to occur on the secondary side of the reverse osmosis membrane, so the slime suppressing effect of the iodine-based oxidant may not be sufficiently exhibited. ..
- the iodine-based oxidant that comes into contact with the reverse osmosis membrane preferably has a total chlorine concentration of 0.01 mg / L or more, and is 0.01 to 100 mg / L (0.035 to 350 mg / L when converted to the total iodine concentration). ) Is more preferable, and the range of 0.05 to 10 mg / L is even more preferable. If the total chlorine concentration of iodine in contact with the reverse osmosis membrane is less than 0.01 mg / L, a sufficient slime suppression effect may not be obtained, and if it is more than 100 mg / L, the reverse osmosis membrane deteriorates and piping. May cause corrosion such as. In this case, the total chlorine concentration in the permeated water may be in the range of 0.01 mg / L or more, preferably 0.01 to 100 mg / L.
- total chlorine is a concentration determined by an absorptiometry using N, N-diethyl-p-phenylenediammonium (DPD) sulfate described in "33. Residual chlorine of JIS K 0120: 2013". Point to.
- a 0.2 mol / L potassium dihydrogen phosphate solution is placed in 50 mL of a colorimetric tube, and 1.0 g of DPD diluted powder (1.0 g of N, N-diethyl-p-phenylenediammonium sulfate is crushed therein, and sodium sulfate is added.
- Add 0.5 g (a mixture of 24 g) add 0.5 g of potassium iodide, add an appropriate amount of sample, add water up to the marked line to dissolve, and leave to stand for about 3 minutes.
- the developed pink to magenta is quantified by measuring the absorbance at a wavelength of around 510 nm (or 555 nm).
- DPD is oxidized by any oxidizing agent, and examples of the oxidizing agent include chlorine, bromine, iodine, hydrogen peroxide, ozone, and the like, which can be measured.
- the iodine oxidizing agent in the present embodiment all forms of iodine can have oxidizing power (e.g. I 2, IO 3 -, IO -, HI) together, was measured as “total chlorine”.
- the total iodine CT value (mg / L ⁇ h) represented by (total iodine (mg / L) in the water to be treated) ⁇ (addition time (h) of the iodine-based oxidant) is , 0.7 (mg / L ⁇ h) or more, and more preferably 1.0 (mg / L ⁇ h) or more.
- the total iodine CT value (mg / L ⁇ h) is 0.7 (mg / L ⁇ h) or more, the permeation of the iodine-based oxidant in the reverse osmosis membrane can be made higher, so that the reverse osmosis membrane can be made higher. Slime contamination can be further suppressed on the secondary side of the iodine.
- the iodine-based oxidizing agent is an oxidizing agent in which iodine is dissolved using an iodide salt such as potassium iodide, that is, an oxidizing agent containing iodine and iodide, iodide with respect to iodine (iodide salt and iodide).
- the molar ratio of (at least one of the ions) (iodide (at least one of the iodide salt and iodide ion) / iodine) is preferably 1 or more and 3 or less, preferably 1.5 or more and 2.5.
- the concentration of iodine permeating the back-penetration membrane may be low.
- continuous addition of the iodine-based oxidant may be performed, or the addition period for adding the iodine-based oxidant to the water to be treated and iodine in the water to be treated.
- Intermittent addition may be provided with an addition-free period in which no system oxidizing agent is added.
- Iodine-based oxidants are relatively expensive compared to other oxidants such as chlorine-based oxidants and bromine-based oxidants, but have high bactericidal activity, and if continuous addition increases the cost of slime suppression. A sufficient slime suppressing effect can be obtained even with intermittent addition.
- iodine has a high immediate effect, it is possible to set a short addition period. If the iodine-based oxidizing agent is continuously added to the water to be treated, the active ingredient can be constantly contained in the water to be treated.
- the water recovery system and the water recovery method according to the present embodiment for example, by continuously adding an iodine-based oxidant to the water to be treated, iodine is adsorbed on the reverse osmosis membrane, and the addition of the iodine-based oxidant is stopped.
- the active ingredient is gradually released from the reverse osmosis membrane. Therefore, even if the water recovery system and the iodine-based oxidant injection pump stop due to trouble or malfunction and water stays for a long time, or if the addition of iodine-based oxidizer stops, the sterilization is continued. The effect can be obtained.
- sterilization and cleaning from the biofilm surface like conventional sterilizers can be performed not only from the front surface of the biofilm but also from the back surface of the biofilm. It can be expected to have sterilizing and cleaning effects from (the surface where the biofilm and the membrane adhere).
- iodine is a highly permeable substance, it is possible not only to obtain the slime formation suppressing effect as described above, but also to permeate into the slime that has already been formed and effectively obtain a peeling effect. be.
- the pH of the water to be treated is preferably in the range of 2 to 12, more preferably in the range of 4 to 9. If the pH of the water to be treated exceeds 9, the slime suppressing effect is lowered due to the decrease in the active ingredient, and if it exceeds 12, a sufficient slime suppressing effect may not be obtained. If it is less than 2, iodine crystals may be formed. It may precipitate and a sufficient slime suppressing effect may not be obtained.
- Examples of organic substances that easily permeate the reverse osmosis membrane include low molecular weight organic substances.
- the low molecular weight organic substance refers to an organic substance having a molecular weight of 500 or less, for example, an alcohol compound having a molecular weight of 500 or less such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol, an amine compound such as monoethanolamine and urea, and tetramethylammoni hydroxide. Examples thereof include tetraalkylammonium salts such as alcohol, and carboxylic acids such as acetic acid.
- the membrane type and operating pressure of the reverse osmosis membrane used in the water recovery system and the water recovery method according to the present embodiment are not particularly limited, and the operation may be performed at a pressure at which permeated water can be obtained from the reverse osmosis membrane.
- the reverse osmosis membrane for irrigation (low pressure reverse osmosis membrane) may be operated at 0.2 to 1.2 MPa
- the reverse osmosis membrane for seawater desalination high pressure reverse osmosis membrane
- the reverse osmosis membrane for desalination of seawater high pressure reverse osmosis membrane
- the reverse osmosis membrane for desalination of seawater high pressure reverse osmosis membrane
- the chlorine content on the membrane surface of the reverse osmosis membrane is preferably 0.1 atom% or more, and more preferably 0.5 atom% or more.
- the chlorine content on the membrane surface of the reverse osmosis membrane is less than 0.1 atom%, the permeation amount of iodine is reduced, and the effect of suppressing slime contamination on the secondary side of the reverse osmosis membrane may be reduced.
- the chlorine content of the reverse osmosis membrane surface can be measured by X-ray electron spectroscopy.
- the treated water (permeated water) obtained by the water recovery system and the water recovery method according to the present embodiment is supplied (recovered) as the water to be treated of the water utilization system 26, but the water utilization system 26 is not particularly limited. It can be used in all kinds of water utilization equipment, and can be supplied to a separation membrane treatment device, an ion removal device, a pure water production device, a cooling tower, water for scrubber, a storage tank for equipment water, and the like.
- the water utilization system 26 is a separation membrane treatment device, an ion removal device, and a pure water production device, low molecular weight organic substances contained in the treated water (permeated water) pose a slime formation risk. Therefore, the water recovery system according to the present embodiment. And the water recovery method can be preferably used.
- the water utilization system 26 is a storage tank for a cooling tower, scrubber water, and equipment water, the risk of slime formation due to the gas-liquid mixed state increases in addition to the low molecular weight organic substances contained in the treated water (permeated water).
- the water recovery system and the water recovery method according to the present embodiment can be used more preferably.
- the water to be treated of the reverse osmosis membrane treatment device 12 in the water recovery system and the water recovery method according to the present embodiment is the water to be treated containing an organic substance, and may be the water to be treated containing an organic substance and a nitrogen compound.
- the water to be treated containing organic substances is, for example, treated water obtained from wastewater treatment means.
- wastewater treatment means any of biological treatment, coagulation sedimentation, pressure flotation, sand filtration, biological activated carbon and the like may be used, or may be used in combination.
- the water to be treated may include biologically treated water obtained from a biological treatment means (biological treatment step).
- the water recovery system and water recovery method according to the present embodiment are particularly applied to wastewater recovery, for example, application to collection of electronic industrial wastewater, food production wastewater, drinking water production wastewater, chemical factory wastewater, plating factory wastewater, and the like. Can be considered.
- the recovered water of the electronic industrial wastewater often contains ammonia, and as a flow for recovering the wastewater, for example, the latter stage of the biological treatment system 56 including the biological treatment device 36 and the membrane treatment device 40 as shown in FIG.
- a flow having a water recovery system 1 including a reverse osmosis membrane treatment device 12 to which the water recovery system using the reverse osmosis membrane and the water recovery method according to the present embodiment is applied can be considered.
- the water treatment system 2 shown in FIG. 2 includes, for example, a biological treatment device 36 as a biological treatment means, a biological treatment water tank 38, a membrane treatment device 40 as a membrane treatment means, a membrane treatment water tank 42, and the water treatment device 1.
- the water treatment system 2 may include a second reverse osmosis membrane treatment apparatus 30 as the second reverse osmosis membrane treatment means.
- the raw water pipe 44 is connected to the inlet of the biological treatment device 36.
- the outlet of the biological treatment device 36 and the inlet of the biological treatment water tank 38 are connected by a biological treatment water pipe 46.
- the outlet of the biological treatment water tank 38 and the inlet of the membrane treatment device 40 are connected by a biological treatment water supply pipe 48.
- the outlet of the membrane treatment device 40 and the inlet of the membrane treatment water tank 42 are connected by a membrane treatment water pipe 50.
- the outlet of the membrane-treated water tank 42 and the inlet of the water tank 10 to be treated are connected by a water pipe 14 to be treated.
- the outlet of the water tank 10 to be treated and the inlet on the primary side of the reverse osmosis membrane treatment device 12 are connected by a water supply pipe 16 to be treated.
- a permeated water pipe 18 is connected to the permeated water outlet on the secondary side of the reverse osmosis membrane treatment device 12, and the permeated water pipe 18 is connected to a water utilization system 26 outside the system.
- the concentrated water outlet on the primary side of the reverse osmosis membrane treatment device 12 and the inlet on the primary side of the second reverse osmosis membrane treatment device 30 are connected by a concentrated water pipe 20.
- a concentrated water pipe 34 is connected to the concentrated water outlet on the primary side of the second reverse osmosis membrane treatment device 30, and the permeated water outlet on the secondary side of the second reverse osmosis membrane treatment device 30 and the permeation of the water tank 10 to be treated. It is connected to the water inlet by a permeated water pipe 32.
- the iodine-based oxidant addition pipe 54a as an iodine-based oxidizer addition means for adding an iodine-based oxidant to the water to be treated, At least one of 54b and 54c is connected.
- the biological treatment device 36 performs biological treatment (biological treatment step).
- the biologically treated biologically treated water is stored in the biologically treated water tank 38 as needed, and then sent to the membrane treatment apparatus 40, where the membrane treatment apparatus 40 performs membrane treatment (deturbation) with a turbidizing membrane or the like. (Membrane treatment process).
- the membrane-treated membrane-treated water is stored in the membrane-treated water tank 42 as needed, and then sent as water to the treated water tank 10 of the water recovery system 1 through the treated water pipe 14 as needed. , Stored.
- the iodine-based oxidant is added to the water to be treated through the iodine-based oxidant addition pipe 54c to make the iodine-based oxidant present (iodine-based oxidant addition step).
- the iodine-based oxidant may be added in the biological treatment water tank 38 through the iodine-based oxidizer addition pipe 54a, may be added in the film-treated water tank 42 through the iodine-based oxidizer addition pipe 54b, or the water to be treated pipe. It may be added in 14, or may be added in the water supply pipe 16 to be treated.
- the water to be treated to which the iodine-based oxidizing agent is added is supplied to the reverse osmosis membrane treatment device 12 through the water supply pipe 16 to be treated, and in the reverse osmosis membrane treatment device 12, the reverse osmosis membrane is used to separate the permeated water and the concentrated water. Separated (reverse osmosis membrane treatment step).
- the permeated water obtained by the reverse osmosis membrane treatment is supplied as treated water through the permeated water pipe 18 as the water to be treated of the water utilization system 26 (supply step), and the concentrated water is discharged through the concentrated water pipe 20.
- the concentrated water obtained by the reverse osmosis membrane treatment may be sent to the second reverse osmosis membrane treatment apparatus 30 as needed, and the reverse osmosis membrane treatment may be further performed in the second reverse osmosis membrane treatment apparatus 30 (. Second reverse osmosis membrane treatment step).
- the concentrated water obtained by the second reverse osmosis membrane treatment is discharged to the outside of the system through the concentrated water pipe 34.
- the permeated water obtained by the second reverse osmosis membrane treatment may be discharged to the outside of the system, or may be sent to the water tank 10 to be treated through the permeated water pipe 32 and circulated as needed.
- a biological treatment system 56 having a biological treatment device 36, a biological treatment water tank 38, and a membrane treatment device 40 individually is illustrated, but a membrane separation activated sludge device (a membrane separation activated sludge device) in which these are integrated into one unit. MBR) may be used.
- a membrane separation activated sludge device a membrane separation activated sludge device in which these are integrated into one unit. MBR
- organic substances such as low-molecular-weight organic substances are contained in the raw water, and are not sufficiently treated by the biological treatment system 56 and remain in the treated water of the biological treatment system 56, and are covered by the water recovery system 1. Mixing it in the treated water may lead to contamination of the permeated water pipe 18 of the reverse osmosis membrane treatment device 12.
- a hydrogen donor there is a method of adding raw water containing an organic substance, but there is also a case where a small molecule organic substance is contained in the raw water, and the biological treatment system 56 is similar to the case of adding a small molecule organic substance such as methanol. May remain in the treated water.
- the removal rate of methanol in reverse osmosis membranes is extremely low, and it is known that the removal rate of other low-molecular-weight organic substances is also low, and treated water obtained from wastewater treatment means such as biological treatment systems.
- wastewater treatment means such as biological treatment systems.
- the reverse osmosis membrane treatment means there is a high risk that low molecular weight organic substances are mixed in the water to be treated and the permeated water piping of the reverse osmosis membrane is contaminated.
- the second reverse osmosis membrane treatment device 30 uses the concentrated water of the reverse osmosis membrane treatment device 12 as the water to be treated, and for example, returns the permeated water to the water tank 10 to be treated and discharges the concentrated water to the outside of the system.
- biological treatment has been described as an example of pretreatment for reverse osmosis membrane treatment, but in the pretreatment step for reverse osmosis membrane treatment, biological treatment, aggregation treatment, aggregation precipitation treatment, and pressure levitation have been described.
- Biological, physical or chemical pretreatments such as treatments, filtration treatments, membrane separation treatments, activated charcoal treatments, ozone treatments, UV irradiation treatments, and combinations of two or more of these pretreatments as required. May be done.
- a pump in addition to the back-penetrating film in the system, a pump, a safety filter, a flow rate measuring device, a pressure measuring device, a temperature measuring device, an oxidation-reduction potential (ORP) measuring device, a residual chlorine measuring device, and an electric conductivity
- a measuring device a pH measuring device, an energy recovery device and the like may be provided as needed.
- a scale inhibitor other than the iodine-based oxidizing agent and a pH adjusting agent are added to the biological treatment water tank 38 and the pipes before and after the biological treatment water tank 38, the membrane treatment water tank 42 and the pipes before and after the membrane treatment water tank 42, and the water tank to be treated.
- a scale inhibitor other than the iodine-based oxidizing agent and a pH adjusting agent are added to the biological treatment water tank 38 and the pipes before and after the biological treatment water tank 38, the membrane treatment water tank 42 and the pipes before and after the membrane treatment water tank 42, and the water tank to be treated.
- it may be added to at least one of biologically treated water, membrane-treated water, and treated water.
- the water recovery system and the water recovery method according to the present embodiment further include a second-stage reverse osmosis membrane treatment means for further reverse osmosis membrane treatment of the permeated water from the reverse osmosis membrane treatment device 12 which is a reverse osmosis membrane treatment means.
- a second-stage reverse osmosis membrane treatment means for further reverse osmosis membrane treatment of the permeated water from the reverse osmosis membrane treatment device 12 which is a reverse osmosis membrane treatment means.
- at least one reverse osmosis membrane treatment device 12 in the example of FIG. 3, five reverse osmosis membranes to which the water recovery system using the reverse osmosis membrane and the water recovery method according to the present embodiment as shown in FIG. 3 is applied.
- a flow further comprising a film treatment device 60 in the example of FIG. 3, two second reverse osmosis membrane treatment devices 60a and 60b) can be considered.
- water supply pipes 16a, 16b, 16c, 16d to be treated are connected to the inlets on the primary side of the reverse osmosis membrane treatment devices 12a, 12b, 12c, 12d, respectively.
- Permeated water pipes 18a, 18b, 18c, 18d are connected to the secondary side permeated water outlets of the reverse osmosis membrane treatment devices 12a, 12b, 12c, 12d, respectively, and concentrated water pipes are connected to the primary side concentrated water outlet.
- 20a, 20b, 20c, and 20d are connected, respectively.
- the permeated water pipes 18a, 18b, 18c, 18d merge with the permeated water pipes 62a, 62b, the permeated water pipe 62a is connected to the inlet on the primary side of the second reverse osmosis membrane treatment device 60a, and the permeated water pipe 62b , Is connected to the primary side inlet of the second reverse osmosis membrane treatment device 60b.
- a permeated water pipe 64a is connected to the permeated water outlet on the secondary side of the second reverse osmosis membrane treatment device 60a, a concentrated water pipe 66a is connected to the concentrated water outlet on the primary side, and the permeated water pipe 64a is connected to the permeated water pipe 64a.
- a permeated water pipe 64b is connected to the permeated water outlet on the secondary side of the second reverse osmosis membrane treatment device 60b, a concentrated water pipe 66b is connected to the concentrated water outlet on the primary side, and the permeated water pipe 64b is connected to the permeated water pipe 64b. It is connected to the water utilization system 26 outside the system.
- the permeated water pipe 64a and the permeated water pipe 64b may be connected to different water utilization systems outside the system.
- Iodine-based oxidant-added pipes 24a, 24b, 24c, 24d are connected to the water-treated water supply pipes 16a, 16b, 16c, 16d, respectively, as iodine-based oxidant-adding means for adding iodine-based oxidant to the water to be treated. Has been done.
- the water to be treated is sent to the water tank to be treated as needed through the water pipes to be treated, and after being stored, the water to be treated is treated in the water supply pipes 16a, 16b, 16c, 16d.
- the iodine-based oxidant is added to the treated water through the iodine-based oxidant-added pipes 24a, 24b, 24c, and 24d, respectively, and the iodine-based oxidant is present (iodine-based oxidant addition step).
- the iodine-based oxidant may be added in the water tank to be treated connected to the water supply pipes 16a, 16b, 16c, 16d, respectively, or may be added in the water pipe to be treated connected to the water tank to be treated. good.
- the water to be treated to which the iodine-based oxidizing agent is added is supplied to the reverse osmosis membrane treatment apparatus 12a, 12b, 12c, 12d through the water treatment water supply pipes 16a, 16b, 16c, 16d, respectively, and the reverse osmosis membrane treatment apparatus 12a.
- 12b, 12c, 12d are separated into permeated water and concentrated water by a reverse osmosis membrane (reverse osmosis membrane treatment step).
- the permeated water obtained by the reverse osmosis membrane treatment is supplied as treated water to the second reverse osmosis membrane treatment apparatus 60a, 60b through the permeated water pipes 18a, 18b, 18c, 18d and the permeated water pipes 62a, 62b, respectively.
- the concentrated water is discharged through the concentrated water pipes 20a, 20b, 20c, and 20d, respectively.
- the reverse osmosis membrane separates the permeated water and the concentrated water, respectively (second reverse osmosis membrane treatment step).
- the permeated water obtained by the second reverse osmosis membrane treatment is supplied as treated water as treated water through the permeated water pipes 64a and 64b as the water to be treated by the water utilization system 26 (supply step), and the concentrated water is supplied through the concentrated water pipes 66a and 66b. Each is discharged.
- the permeated water obtained by the second reverse osmosis membrane treatment may be supplied as water to be treated by a water utilization system outside the system.
- the organic substances such as low molecular weight organic substances When organic substances such as low molecular weight organic substances are contained in the water to be treated in the first stage reverse osmosis membrane treatment, the organic substances such as low molecular weight organic substances permeate into the permeated water of the first stage reverse osmosis membrane and the second stage. May lead to contamination of the reverse osmosis membrane.
- an iodine-based oxidant capable of permeating a sufficient concentration in the water to be treated of the first-stage reverse osmosis membrane, the permeation water piping of the first-stage reverse osmosis membrane and the second-stage reverse osmosis membrane Contamination can be suppressed.
- the water to be treated may be concentrated water from the reverse osmosis membrane treatment means in the previous stage.
- An example of a water recovery system having such a configuration is shown in FIG.
- the water recovery system 4 shown in FIG. 4 includes a pre-stage reverse osmosis membrane treatment device 72 and a pre-stage reverse osmosis as means for pre-stage reverse osmosis membrane treatment that separates raw water containing organic substances into permeated water and concentrated water with a reverse osmosis membrane.
- a reverse osmosis membrane treatment device 12 is provided as a reverse osmosis membrane treatment means for further separating the concentrated water from the membrane treatment means into permeated water and concentrated water by a reverse osmosis membrane.
- the water recovery system 4 collects concentrated water from a raw water tank 68 for storing raw water containing organic substances, an activated carbon treatment device 70 for treating raw water containing organic substances with activated carbon, and a reverse osmosis membrane treatment means in the previous stage, which is water to be treated.
- a water tank 10 to be treated may be provided for storage.
- the raw water pipe 74 is connected to the inlet of the raw water tank 68.
- the outlet of the raw water tank 68 and the inlet of the activated carbon treatment device 70 are connected by a raw water supply pipe 76.
- the outlet of the activated carbon treatment device 70 and the inlet on the primary side of the pre-stage reverse osmosis membrane treatment device 72 are connected by an activated carbon treated water supply pipe 78.
- a permeated water pipe 80 is connected to the permeated water outlet on the secondary side of the pre-stage reverse osmosis membrane treatment device 72, and the concentrated water outlet on the primary side and the inlet of the water tank 10 to be treated are connected by a concentrated water pipe 82. ing.
- the outlet of the water tank 10 to be treated and the inlet on the primary side of the reverse osmosis membrane treatment device 12 are connected by a water supply pipe 16 to be treated.
- a permeated water pipe 18 is connected to the permeated water outlet on the secondary side of the reverse osmosis membrane treatment device 12, a concentrated water pipe 20 is connected to the concentrated water outlet on the primary side, and the permeated water pipe 18 is outside the system. It is connected to the water utilization system 26 of.
- the iodine-based oxidant addition pipe 22 or the iodine-based oxidation is used as an iodine-based oxidant addition means for adding an iodine-based oxidant to the water to be treated.
- the agent addition pipe 24 is connected.
- the raw water containing organic matter is sent to the raw water tank 68 as needed through the raw water pipe 74 and stored.
- the raw water is sent to the activated carbon treatment device 70 through the raw water supply pipe 76, and the activated carbon treatment is performed in the activated carbon treatment device 70 (activated carbon treatment step).
- the activated charcoal-treated water subjected to the activated charcoal treatment is supplied to the pre-stage reverse osmosis membrane treatment device 72 through the activated charcoal-treated water supply pipe 78, and in the pre-stage reverse osmosis membrane treatment device 72, the reverse osmosis membrane is used as permeated water and concentrated water. Separated (pre-stage reverse osmosis membrane treatment step).
- the permeated water obtained by the reverse osmosis membrane treatment in the previous stage is discharged through the permeated water pipe 80, and the concentrated water is sent to and stored in the water tank 10 to be treated as necessary through the concentrated water pipe 82 as water to be treated. ..
- the iodine-based oxidant is added to the water to be treated through the iodine-based oxidant addition pipe 22, and the iodine-based oxidant is present (iodine-based oxidant addition step).
- the iodine-based oxidant may be added in the concentrated water pipe 82, or may be added in the water supply pipe 16 to be treated through the iodine-based oxidant addition pipe 24 as shown in FIG.
- the water to be treated to which the iodine-based oxidizing agent is added is supplied to the reverse osmosis membrane treatment device 12 through the water supply pipe 16 to be treated, and in the reverse osmosis membrane treatment device 12, the reverse osmosis membrane is used to separate the permeated water and the concentrated water. Separated (reverse osmosis membrane treatment step).
- the permeated water obtained by the reverse osmosis membrane treatment is supplied as treated water through the permeated water pipe 18 as the water to be treated of the water utilization system 26 (supply step), and the concentrated water is discharged through the concentrated water pipe 20.
- the reverse osmosis membrane treatment device 12 is to be treated by the presence of an iodine-based oxidizing agent capable of permeating a sufficient concentration in the concentrated water of the reverse osmosis membrane treatment device 72, that is, the water to be treated of the reverse osmosis membrane treatment device 12. Contamination of the water tank 10 and the permeated water pipe 18 can be suppressed.
- an acid addition pipe 84a as an acid addition means for adding an acid to at least one of the water to be treated, the permeated water and the concentrated water after the addition of the iodine-based oxidant, At least one of the UV irradiation devices 86a, 86b, 86c is further provided as the UV irradiation means for performing the 84b, 84c or UV irradiation.
- acid addition pipe 84a or UV is attached to at least one of the connection point of the iodine-based oxidant addition pipe 24 in the water to be treated water supply pipe 16, the permeated water pipe 18, and the concentrated water pipe 20.
- At least one of the irradiation device 86a, the acid addition pipe 84b or the UV irradiation device 86b, or the acid addition pipe 84c or the UV irradiation device 86c is installed.
- the water to be treated to which the iodine-based oxidizing agent has been added is supplied to the reverse osmosis membrane treatment device 12 through the water supply pipe 16 to be treated after acid addition or UV irradiation (acid addition step or UV irradiation step).
- the reverse osmosis membrane separates the permeated water and the concentrated water (reverse osmosis membrane treatment step).
- the permeated water obtained by the reverse osmosis membrane treatment may be supplied as water to be treated by the water utilization system 26 after acid addition or UV irradiation (acid addition step or UV irradiation step) (supply step). ),
- the concentrated water may be discharged through the concentrated water pipe 20 after acid addition or UV irradiation (acid addition step or UV irradiation step).
- the iodine consumed by sterilization by adding an acid to the water to be treated after adding the iodine-based oxidant, the permeated water of the reverse osmosis membrane, or the concentrated water or irradiating with UV is used. It can be reactivated and regained sufficient bactericidal activity on the secondary side and beyond.
- the acid added to the concentrated water may be an acidic substance, and it is preferable to use an acidic solution, and more preferably to use strong acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid and nitric acid.
- the UV irradiation device is not particularly limited as long as it can irradiate ultraviolet rays (for example, light of 100 nm to 400 nm, preferably light including light of 254 nm).
- the iodine removing means may be used for the permeated water of the reverse osmosis membrane obtained by using the reverse osmosis membrane treatment means.
- An example of a water recovery system having such a configuration is shown in FIG.
- the water recovery system 6 shown in FIG. 6 includes an iodine removing device 88 as an iodine removing means for removing an iodine component in the permeated water.
- the water utilization system 26 may include an iodine removing device as an iodine removing means for removing the iodine component in the permeated water.
- an iodine removing device 88 is installed in the permeated water pipe 18, and the permeated water obtained by the reverse osmosis membrane treatment has the iodine component in the permeated water removed by the iodine removing device 88 (iodine removal). After the step), it is supplied as water to be treated by the water utilization system 26 (supply step).
- An iodine removing device is installed in the water utilization system 26, and the permeated water obtained by the reverse osmosis membrane treatment is supplied as the water to be treated in the water utilization system 26 (supply step), and then in the iodine removal apparatus in the water utilization system 26.
- the iodine component in the permeated water may be removed (iodine removal step).
- the inside of the water utilization system 26 the water utilization system 26, for the purpose of complying with the iodine management standard and reducing the iodine load on the water utilization system 26.
- the purpose can be achieved by installing an iodine removing means in any of the preceding stages.
- the iodine removing means one or more of the addition of a reducing agent, activated carbon, anion exchanger, scrubber, and degassing membrane may be used, and activated carbon and anion exchanger are preferably used.
- a reducing agent activated carbon
- anion exchanger either an activated carbon filter or an activated carbon filter may be used, and an activated carbon filter is preferable.
- an activated carbon filter either an activated carbon filter or an activated carbon filter is preferable.
- the anion exchange body either a weak anion exchange resin or a strong anion exchange resin may be used, and a strong anion exchange resin is preferable.
- the iodine removing means may be installed before supplying the permeated water of the reverse osmosis membrane treatment device 12 to the water utilization system 26, may be installed in the water utilization system 26, or both may be combined.
- the iodine-based slime inhibitor according to the present embodiment is a slime inhibitor used for suppressing slime on the secondary side of the reverse osmosis membrane in the above water recovery system and water recovery method, and is used from water to be treated containing organic substances. In water recovery using a reverse osmosis membrane, slime contamination can be suppressed also on the secondary side of the reverse osmosis membrane.
- Example 1 [Effect test on reverse osmosis membrane permeability and exclusion rate] ⁇ Example 1> Under the following test conditions, the iodine-based oxidizing agent (1) prepared by the following method is added to the water supply (water to be treated) of the reverse osmosis membrane treatment apparatus to add the total chlorine permeability and permeation flow of the reverse osmosis membrane. The retention rate of bundles, the elimination rate of reverse osmosis membranes, the rate of increase in differential pressure, and the number of bacteria in concentrated water were compared. The transmittance of total chlorine in the reverse osmosis membrane is determined by measuring the total chlorine concentration in the water to be treated and the total chlorine concentration in the permeated water.
- the retention rate of the permeation flux was calculated as "(correction coefficient)"
- the retention rate of the permeation flux was calculated as "(actually measured permeation flux) / (initial permeation flux) x 100”
- the exclusion rate of the reverse osmosis membrane was "(1-1-”.
- the water flow differential pressure is calculated as“ Supply water pressure-Concentrated water pressure ”using a differential pressure gauge, and the number of bacteria is sheet check R2A (manufactured by NIPRO). ) was used for measurement.
- the organic matter content was measured using a Sievers 900 type TOC analyzer of GE Analytical Instruments.
- Test conditions -Test water: Sagamiharai water (dechlorinated, adjusted to pH 7.0-4.0 using hydrochloric acid, organic content: 0.15 mg / L, bacterial count: 2 x 10 3 CFU / mL) -PH: 7.5, 7.0, 6.5, 6.0, 5.5, 5.0, 4.5, 4.0 -Reverse osmosis membrane: Nitto Denko, 4-inch reverse osmosis membrane element (LFC3) -Drug: Iodine-based oxidant (1)
- Iodine-based oxidant (1) It was prepared by mixing iodine, a 48% potassium hydroxide aqueous solution, and water with the compounding composition (mass%) shown in Table 3. The pH, total chlorine concentration (mass%), and organic matter content (TOC) (mg / L) of the composition were as shown in Table 3. The total chlorine concentration was measured using a multi-item water quality analyzer DR / 3900 manufactured by HACH. The organic matter content (TOC) was measured using a Sievers 900 type TOC analyzer of GE Analytical Instruments. The detailed preparation method of the iodine-based oxidizing agent (1) is as follows.
- a 48% potassium hydroxide solution is dissolved in water with stirring, iodine is added to the substantially uniform solution, and the mixture is stirred for about 30 minutes to obtain a substantially uniform iodine-based oxidant (1).
- iodine is added to the substantially uniform solution, and the mixture is stirred for about 30 minutes to obtain a substantially uniform iodine-based oxidant (1).
- Electrode type Glass electrode type pH meter: HM-42X type manufactured by Toa DKK Co., Ltd.
- Electrode calibration Kanto Kagaku Co., Ltd. phthalate pH (4.01) standard solution (type 2), neutral phosphate pH (6.86) Standard solution (Type 2), borate pH (9.18) standard solution (Type 2) manufactured by the same company, measured temperature: 25 ° C.
- Measured value The electrode is immersed in the measuring solution, and the value after stabilization is used as the measured value, which is the average value of three measurements.
- the iodine-based oxidant (1) was added to the water supply of the reverse osmosis membrane having a pH of 7.0 to 4.0 so that the total chlorine concentration in the concentrated water was 0.05 mg / L (Examples 1-1 to 1). -8).
- the results are shown in Table 4.
- the transmittance of total chlorine was 90% under all pH conditions, there was almost no decrease in the amount of permeated water, and there was almost no increase in differential pressure. There was almost no effect on the elimination rate of the reverse osmosis membrane (excluding the decrease in the elimination rate due to the weakening of the charge repulsion of the reverse osmosis membrane due to the decrease in pH), and the number of bacteria in the concentrated water decreased to the same level. It was shown that the iodine-based oxidizing agent (1) had a transmittance of 90% in the reverse osmosis membrane, had almost no effect on the reverse osmosis membrane, and obtained sufficient bactericidal activity.
- Test water Sagamihara well water (dechlorination treatment, bacterial count 2 x 10 3 CFU / mL)
- Agent Use the iodine-based oxidant (2) prepared by the same method as the iodine-based oxidant (1) with the compounding composition (mass%) shown in Table 3 pH: 7.0
- the number of bacteria in the permeated water decreased to ⁇ 10 regardless of the total iodine concentration in the water to be treated. It can be seen that the total iodine CT value is preferably 0.7 or more in order to increase the total iodine concentration in the permeated water.
- Example 7 A test was conducted to confirm the permeation of iodine by the following method.
- Test water Sagamihara well water (dechlorinated treated water)
- Test equipment Back-penetration membrane element test equipment-Drugs: Iodine and iodide so that the molar ratio of iodide to iodine (iodine / iodine) is 1.5, 2, and 3, respectively, at the blending amounts shown in Table 3.
- Iodine-based oxidizing agents (6), (3), and (7) prepared by mixing potassium were used.
- Total iodine atoms were measured using ICP-MS (PerkinElmer, ELAN DRC-e ICP mass spectrometer). A sufficient amount of sodium thiosulfate was added to the sample water, all iodine was reduced, and the pH was adjusted to 9 to 10 using aqueous ammonia to stabilize the ions before measurement. The calibration curve was prepared using potassium iodate.
- the total iodine CT values of the iodine-based oxidizing agents (6), (3), and (7) are 20 (mg / L ⁇ min).
- the permeation amounts were 156 ⁇ g / L and 194 ⁇ g / L and 224 ⁇ g / L, respectively. The results are shown in FIG.
- the total iodine CT values of the iodine-based oxidizing agents (6), (3), and (7) are 50 (mg / L ⁇ min).
- the permeation amounts were 252 ⁇ g / L and 310 ⁇ g / L, respectively, and 336 ⁇ g / L. The results are shown in FIG.
- the permeated iodine concentration increases as the molar ratio of iodide to iodine increases. .. It can be seen that it is effective to increase the molar ratio of iodide to iodine in order to allow iodine to permeate.
- Example 8 (Test conditions) -Test water: Sagamihara well water (dechlorination treatment, organic matter content: 0.15 mg / L) -Adjusted to pH: 7.0-Reverse osmosis membrane: 4-inch reverse osmosis membrane element LFC3 (manufactured by Nitto Denko Corporation) in Example 8-1, and 4-inch reverse osmosis membrane element ES20 (manufactured by Nitto Denko Corporation) in Example 8-2. In Example 8-3, a 4-inch reverse osmosis membrane element CPA5 (manufactured by Nitto Denko KK) was used.
- Examples 8-1, 8-2, and 8-3 LFC3, ES20, and CPA5 having chlorine contents of 0.5 atom%, 1.1 atom%, and 0 atom% on the reverse osmosis membrane surface were used.
- the chlorine content of the reverse osmosis membrane surface was measured by a QuanteraSXM XPS (X-ray electron spectroscopy) analyzer manufactured by PHI.
- the transmittances of Examples 8-1, 8-2, and 8-3 were 90%, 90%, and 75%, respectively, and high transmittances were obtained. It was found that the transmittance can be set to 90% when the chlorine content on the film surface is 0.1 atom% or more.
- Example 9 1 ppm of acetic acid was added to the water supply of the reverse osmosis membrane (Sagamihara well water) to promote the formation of biofilm.
- acetic acid was constantly added to the water supply at 1 ppm during the entire test period, and the iodine-based oxidant (8) was added to the concentrated water at a total chlorine concentration of 0.05 mg / L at about 170 hours. The addition was continued thereafter.
- the results are shown in FIG. In FIG. 10, the horizontal axis represents the time from the start of operation (hr), and the vertical axis represents the time course of the value obtained by subtracting the initial water flow differential pressure (kPa) from the actually measured water flow differential pressure (kPa). show.
- the differential pressure increased due to the formation of the biofilm about 80 hours after the start of operation, and then the differential pressure increased remarkably.
- the iodine-based oxidant (5) was added at about 170 hours. As a result, it was confirmed that the differential pressure gradually decreased, and it was found that the slime peeling effect was obtained by the iodine-based oxidizing agent.
- Test water Add 0.01 ppm of acetic acid (0.004 mg / L as TOC) to Sagamiharai water (dechlorinated) and cultivate at 30 ° C. for 3 days
- Drug Iodine-based oxidation with the composition (% by mass) shown in Table 3.
- Iodine-based oxidizing agent (2) prepared by the same method as agent (1) is used.
- Addition concentration 0.05 mg / L of total chlorine in Example 10-1 and 0.10 mg of total chlorine in Example 10-2.
- the number of bacteria was measured 5 minutes and 10 minutes after the drug was added.
- the number of bacteria was measured using Sheet Check R2A (manufactured by NIPRO). The results are shown in FIG.
- Example 11-1 When the pH was adjusted to 3.08 in Example 11-1 and to 1.91 in Example 11-2, the total chlorine concentrations were 0.07 mg / L and 0.09 mg / L, respectively, and the active ingredient. was confirmed to increase.
- Example 12 A test was conducted to confirm the effect of ultraviolet irradiation by the following method.
- test water having a total chlorine concentration of 0.43 mg / L was irradiated with ultraviolet rays of 254 (nm) for 30 seconds.
- the results are shown in Table 8.
- Test equipment Reverse osmosis membrane element test equipment ⁇ Operating pressure: 0.75 MPa ⁇ Water supply: Sagami Harai water (dechlorination treatment, adjusted to pH 7.0 using hydrochloric acid, organic content: 0.15 mg / L, bacterial count: 2 ⁇ 10 3 CFU / mL) -Drug: Iodine-based oxidant (1) -Reverse osmosis membrane: Nitto Denko, 4-inch reverse osmosis membrane element (LFC3)
- FIG. 12 shows the total chlorine concentration (mg / L) with respect to the elapsed time (min).
- an iodine-based oxidizing agent is added to the water to be treated of the reverse osmosis membrane to obtain a reverse osmosis membrane. Slime contamination could be suppressed on the next side as well.
- Water recovery system 2 Water treatment system, 10 Water tank to be treated, 12, 12a, 12b, 12c, 12d Reverse osmosis membrane treatment device, 14 Water treatment pipe, 16, 16a, 16b, 16c, 16d Water supply pipes to be treated, 18, 18a, 18b, 18c, 18d, 32, 62a, 62b, 64a, 64b, 80 Permeated water pipes, 20, 20a, 20b, 20c, 20d, 34, 66a, 66b, 82 Concentrated water piping, 22, 24, 24a, 24b, 24c, 24d, 54a, 54b, 54c Iodine-based oxidant-added piping, 26 Water utilization system, 30 Second reverse osmosis membrane treatment device, 36 Biological treatment device, 38 Biological Treated water tank, 40 membrane treatment equipment, 42 membrane treated water tank, 44,74 raw water pipe, 46 biological treated water pipe, 48 biological treated water supply pipe, 50 membrane treated water pipe, 56 biological treatment system, 60a, 60b second reverse os
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)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
Abstract
有機物を含む被処理水からの逆浸透膜を用いる水回収において、逆浸透膜の二次側においてもスライム汚染を抑制することができる、水回収システムおよび水回収方法を提供する。有機物を含む被処理水を逆浸透膜で透過水と濃縮水とに分離する逆浸透膜処理装置(12)と、被処理水にヨウ素系酸化剤を添加するヨウ素系酸化剤添加配管(22)または(24)と、透過水を水利用システム(26)の被処理水として供給する供給手段として透過水配管(18)と、を備える、水回収システム(1)である。
Description
本発明は、逆浸透膜を用いる水回収システムおよび水回収方法に関する。
逆浸透膜(RO膜)を用いる水処理方法において、バイオファウリング抑制(スライム抑制)法として各種殺菌剤(スライム抑制剤)を用いることが知られている。次亜塩素酸等の塩素系酸化剤は代表的な殺菌剤であり、スライム抑制目的として通常は逆浸透膜の前段に添加されるが、逆浸透膜を劣化させる可能性が高いため、一般的には逆浸透膜の直前で還元する方法または間欠的に添加する方法が用いられている。
また、スライム抑制剤として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を逆浸透膜の被処理水中に存在させる方法(特許文献1参照)や、臭素系酸化剤、もしくは臭素化合物と塩素系酸化剤との反応物と、スルファミン酸化合物との混合物または反応生成物を被処理水に添加する方法(特許文献2参照)が知られている。
塩素系酸化剤または臭素系酸化剤とスルファミン酸化合物とを含む殺菌剤は、殺菌能力が高いうえにポリアミド系の逆浸透膜を酸化劣化させにくく、逆浸透膜での阻止率も高く、後段の処理水(透過水)質に影響が少ないため有効である。
しかし、逆浸透膜で殺菌剤の大部分が阻止されてしまうため、逆浸透膜の一次側では殺菌剤が有効な場合でも二次側の透過水ラインがスライム汚染を受けることがある。特に被処理水が低分子(例えば、分子量200以下)の有機物を含む場合、低分子の有機物は逆浸透膜による阻止率が低いため、逆浸透膜の一次側では殺菌剤が有効な場合でも二次側で低分子の有機物に起因するスライム汚染が発生することがある。
一方、特許文献3では、ヨウ素からなる添加剤を逆浸透膜装置に用いることによって逆浸透膜装置の生物学的汚染を抑制できることが記載されており、また、特許文献4では、半透膜の性能回復処理方法としてヨウ素および/またはヨウ素化合物が添加されたヨウ素含有溶液を被処理水に添加する方法が記載されているが、いずれの文献においても逆浸透膜に対する影響および性能評価がなされているに過ぎず、ヨウ素を用いることによる逆浸透膜後段の処理水(透過水)に対する影響評価がなされていない。
本発明の目的は、有機物を含む被処理水からの逆浸透膜を用いる水回収において、逆浸透膜の二次側においてもスライム汚染を抑制することができる、水回収システムおよび水回収方法を提供することにある。
本発明は、有機物を含む被処理水を逆浸透膜で透過水と濃縮水とに分離する逆浸透膜処理手段と、前記被処理水にヨウ素系酸化剤を添加するヨウ素系酸化剤添加手段と、前記透過水を水利用システムの被処理水として供給する供給手段と、を備える、水回収システムである。
前記水回収システムにおいて、前記被処理水は、分子量500以下の有機物を含有することが好ましい。
前記水回収システムにおいて、前記透過水中の有機物濃度がTOCとして0.01mg/L以上であることが好ましい。
前記水回収システムにおいて、前記透過水中の全塩素濃度が、0.01mg/L以上であることが好ましい。
前記水回収システムにおいて、前記逆浸透膜が、ポリアミド系逆浸透膜であり、前記逆浸透膜の膜面の塩素含有量が、0.1atom%以上であることが好ましい。
前記水回収システムにおいて、前記透過水中のヨウ素成分を除去するヨウ素除去手段をさらに備えるか、または、前記水利用システムが前記透過水中のヨウ素成分を除去するヨウ素除去手段を備えることが好ましい。
本発明は、前記水回収システムに用いられる、ヨウ素系スライム抑制剤である。
前記ヨウ素系スライム抑制剤は、水、ヨウ素、ヨウ化物を含有し、有機物の含有量が100mg/L未満であることが好ましい。
本発明は、有機物を含む被処理水を逆浸透膜で透過水と濃縮水とに分離する逆浸透膜処理工程と、前記被処理水にヨウ素系酸化剤を添加するヨウ素系酸化剤添加工程と、前記透過水を水利用システムの被処理水として供給する供給工程と、を含む、水回収方法である。
前記水回収方法において、前記被処理水は、生物処理手段から得られた生物処理水を含むことが好ましい。
前記水回収方法において、前記逆浸透膜処理手段からの前記透過水をさらに逆浸透膜処理する2段目の逆浸透膜処理工程をさらに含むことが好ましい。
前記水回収方法において、前記透過水中の有機物濃度がTOCとして0.01mg/L以上であることが好ましい。
前記水回収方法において、前記透過水中の全塩素濃度が、0.01mg/L以上であることが好ましい。
前記水回収方法において、前記逆浸透膜が、ポリアミド系逆浸透膜であり、前記逆浸透膜の膜面の塩素含有量が、0.1atom%以上であることが好ましい。
前記水回収方法において、前記透過水中のヨウ素成分を除去するヨウ素除去工程をさらに含むか、または、前記水利用システムが前記透過水中のヨウ素成分を除去するヨウ素除去工程を含むことが好ましい。
本発明では、有機物を含む被処理水からの逆浸透膜を用いる水回収において、逆浸透膜の二次側においてもスライム汚染を抑制することができる、水回収システムおよび水回収方法を提供することができる。
本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
<逆浸透膜を用いる水回収システムおよび水回収方法>
本発明の実施形態に係る水回収システムの一例の概略を図1に示し、その構成について説明する。
本発明の実施形態に係る水回収システムの一例の概略を図1に示し、その構成について説明する。
図1に示す水回収システム1は、有機物を含む被処理水を逆浸透膜で透過水と濃縮水とに分離する逆浸透膜処理手段として、逆浸透膜処理装置12を備える。水回収システム1は、被処理水を貯留するための被処理水槽10を備えてもよい。
水回収システム1において、被処理水槽10の入口には、被処理水配管14が接続されている。被処理水槽10の出口と、逆浸透膜処理装置12の一次側の入口とは、被処理水供給配管16により接続されている。逆浸透膜処理装置12の二次側の透過水出口には、透過水配管18が接続され、一次側の濃縮水出口には、濃縮水配管20が接続され、透過水配管18は、系外の水利用システム26と接続されている。被処理水槽10および被処理水供給配管16のうちの少なくとも1つには、被処理水にヨウ素系酸化剤を添加するヨウ素系酸化剤添加手段として、ヨウ素系酸化剤添加配管22またはヨウ素系酸化剤添加配管24が接続されている。
水回収システム1において、被処理水は、被処理水配管14を通して、必要に応じて被処理水槽10に送液され、貯留される。被処理水槽10において、被処理水中にヨウ素系酸化剤添加配管22を通してヨウ素系酸化剤が添加され、ヨウ素系酸化剤を存在させる(ヨウ素系酸化剤添加工程)。ヨウ素系酸化剤は、被処理水配管14において添加されてもよいし、図1に示すようにヨウ素系酸化剤添加配管24を通して被処理水供給配管16において添加されてもよい。
ヨウ素系酸化剤が添加された被処理水は、被処理水供給配管16を通して、逆浸透膜処理装置12に供給され、逆浸透膜処理装置12において、逆浸透膜で透過水と濃縮水とに分離される(逆浸透膜処理工程)。逆浸透膜処理で得られた透過水は、処理水として透過水配管18を通して水利用システム26の被処理水として供給され(供給工程)、濃縮水は濃縮水配管20を通して排出される。ここで、透過水を水利用システムの被処理水として供給する供給手段として、透過水配管18が機能することになる。
本発明者らが鋭意検討した結果、殺菌剤としてヨウ素系酸化剤を用いるとヨウ素はイオンや塩類の除去性能が最も高いとされる逆浸透膜であっても十分な濃度で透過することを見出した。これにより、有機物を含む被処理水からの逆浸透膜を用いる水回収において、逆浸透膜の二次側においてもスライム汚染を抑制することができる。
特に、逆浸透膜として昨今主流であるポリアミド系逆浸透膜等のポリアミド系高分子膜は、酸化剤に対する耐性が比較的低く、遊離塩素等をポリアミド系逆浸透膜等に連続的に接触させると、膜性能の著しい低下が起こる。しかしながら、被処理水にヨウ素系酸化剤を添加する水回収方法ではポリアミド逆浸透膜等においても、このような著しい膜性能の低下が起こりにくい。
ヨウ素系酸化剤は、ヨウ素を含む酸化剤である。ヨウ素系酸化剤に含まれる「ヨウ素」はいずれの形態もよく、分子状ヨウ素、ヨウ化物、多ヨウ化物、ヨウ素酸、次亜ヨウ素酸、ヨウ化水素、ポリビニルピロリドンやシクロデキストリン等の有機溶媒に配位されたヨウ素のうちのいずれか一つ、またはその組み合わせでもよい。また、これらヨウ素のいずれかの形態を得るための方法としては、固体ヨウ素を、ベンゼンや四塩化炭素等の無極性溶媒やアルコール類に溶解する、アルカリ剤と水とを用いて溶解する、またはヨウ化物塩と水とを用いて溶解する方法を用いてもよく、ヨウ化物塩およびヨウ化物イオンのうち少なくとも1つを含有する溶液に酸または酸化剤を加えることによって全ヨウ素を得てもよい。また、ポリビニルピロリドンにヨウ素を配位させたポピドンヨード、シクロデキストリンに包接させたヨウ素包接シクロデキストリン、有機ポリマーおよび界面活性剤等にヨウ素を担持させたヨードホール等を用いて、ポリビニルピロリドンやシクロデキストリン等の有機溶媒に配位されたヨウ素を得てもよい。ヨウ素系酸化剤としては、ハンドリング性や、被処理水および処理水への水質影響等の観点から、有機物を用いずに固体ヨウ素をヨウ化物塩と水とを用いて溶解したものが好ましい。なお、ヨウ化物とは、酸化数1のヨウ素化合物のことを指し、例えば、ヨウ化カリウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化水素、ヨウ化銀等が挙げられる。また、これらのヨウ化物は当然、水に溶解することで解離し、ヨウ化物イオンになる。ヨウ化物塩としてはヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム等の無機ヨウ化物塩等が挙げられるが、ヨウ化カリウムを用いることが好ましい。
被処理水が、有機物、特に逆浸透膜を透過しやすい有機物をTOCとして0.01mg/L以上含む場合、好ましくは0.1mg/L以上、より好ましくは0.5mg/L以上500mg/L以下含む場合に、本実施形態に係る水回収システムおよび水回収方法をより好適に適用することができる。被処理水中の有機物の含有量が0.01mg/L未満であると、逆浸透膜の二次側においてスライム汚染が発生しにくいため、ヨウ素系酸化剤によるスライム抑制効果が十分に発揮されない場合がある。
また、透過水中の有機物濃度がTOCとして0.01mg/L以上である場合、好ましくは0.05mg/L以上、より好ましくは0.1mg/L以上100mg/L以下である場合に、本実施形態に係る水回収システムおよび水回収方法をより好適に適用することができる。透過水中の有機物濃度がTOCとして0.01mg/L未満であると、逆浸透膜の二次側においてスライム汚染が発生しにくいため、ヨウ素系酸化剤によるスライム抑制効果が十分に発揮されない場合がある。
逆浸透膜に接触するヨウ素系酸化剤は、全塩素濃度として、0.01mg/L以上であることが好ましく、0.01~100mg/L(全ヨウ素濃度に換算すると0.035~350mg/L)の範囲であることがより好ましく、0.05~10mg/Lの範囲であることがさらに好ましい。逆浸透膜に接触するヨウ素が全塩素濃度として0.01mg/L未満であると、十分なスライム抑制効果を得ることができない場合があり、100mg/Lより多いと、逆浸透膜の劣化、配管等の腐食を引き起こす可能性がある。この場合、透過水中の全塩素濃度を、0.01mg/L以上、好ましくは0.01~100mg/Lの範囲とすればよい。
本明細書において、酸化剤の全ての酸化力をDPD法による全塩素として表す。本明細書において、「全塩素」とは「JIS K 0120:2013の33.残留塩素」に記載の硫酸N,N-ジエチル-p-フェニレンジアンモニウム(DPD)を用いる吸光光度法によって求めた濃度を指す。例えば、0.2mol/Lリン酸二水素カリウム溶液2.5mLを比色管50mLにとり、これにDPD希釈粉末(硫酸N,N-ジエチル-p-フェニレンジアンモニウム1.0gを粉砕し、硫酸ナトリウム24gを混合したもの)0.5gを加え、ヨウ化カリウム0.5gを加えて試料を適量加え、水を標線まで加えて溶解して約3分間放置する。発色した桃色から桃紅色を波長510nm(または555nm)付近の吸光度を測定して定量する。DPDはあらゆる酸化剤によって酸化され、酸化剤としては、例えば、塩素、臭素、ヨウ素、過酸化水素、オゾン等が挙げられ、測定対象とすることができる。本実施形態におけるヨウ素系酸化剤では、酸化力を持ちうる全てのヨウ素の形態(例えばI2、IO3
-、IO-、HI)をまとめて、「全塩素」として測定した。また、「全塩素」は「全ヨウ素」に換算することが可能である。具体的には「塩素の分子量」と「ヨウ素の分子量」を元に換算する。すなわち、「全塩素」×(126.9/35.45)≒「全塩素」×3.58=「全ヨウ素」となる。
ヨウ素系酸化剤添加工程において、(被処理水中の全ヨウ素(mg/L))×(ヨウ素系酸化剤の添加時間(h))で表される全ヨウ素CT値(mg/L・h)が、0.7(mg/L・h)以上であることが好ましく、1.0(mg/L・h)以上であることがより好ましい。全ヨウ素CT値(mg/L・h)が0.7(mg/L・h)以上であると、逆浸透膜でのヨウ素系酸化剤の透過をより高くすることができるため、逆浸透膜の二次側においてスライム汚染をより抑制することができる。
ヨウ素系酸化剤がヨウ化カリウム等のヨウ化物塩を用いてヨウ素を溶解させた酸化剤、すなわちヨウ素とヨウ化物とを含有する酸化剤である場合、ヨウ素に対するヨウ化物(ヨウ化物塩およびヨウ化物イオンのうちの少なくとも1つ)のモル比(ヨウ化物(ヨウ化物塩およびヨウ化物イオンのうちの少なくとも1つ)/ヨウ素)は1以上3以下であることが好ましく、1.5以上2.5以下であることがより好ましい。ヨウ素に対するヨウ化物のモル比(ヨウ化物(ヨウ化物塩およびヨウ化物イオンのうちの少なくとも1つ)/ヨウ素)が1より低いと、逆浸透膜を透過するヨウ素の濃度が低くなる場合がある。
ヨウ素系酸化剤の被処理水への添加方法としては、ヨウ素系酸化剤を連続的に添加する連続添加でもよいし、被処理水中にヨウ素系酸化剤を添加する添加期間と被処理水中にヨウ素系酸化剤を添加しない無添加期間とを設ける間欠添加でもよい。ヨウ素系酸化剤は塩素系酸化剤や臭素系酸化剤等の他の酸化剤に比べて比較的コストが高い一方で殺菌力は高く、連続的な添加でスライム抑制にかかるコストが増大する場合は間欠添加であっても十分なスライム抑制効果を得ることができる。また、ヨウ素は即効性が高いため、添加期間を短く設定することも可能となる。ヨウ素系酸化剤を被処理水中に連続的に添加すれば、被処理水中に常時、有効成分を含有させることができる。
本実施形態に係る水回収システムおよび水回収方法において、被処理水にヨウ素系酸化剤を例えば連続的に添加することによって、ヨウ素が逆浸透膜に吸着し、ヨウ素系酸化剤の添加を停止しても逆浸透膜から有効成分が徐々に放出される。そのため、トラブルや不具合等によって水回収システムおよびヨウ素系酸化剤の注入ポンプ等が停止して長時間水が滞留する場合またはヨウ素系酸化剤の添加が停止する場合等であっても持続的に殺菌効果を得ることができる。また、逆浸透膜に有効成分が吸着することによって、従来の殺菌剤のようなバイオフィルム表面(流路面)からの殺菌、洗浄に対して、バイオフィルムの表面からだけでなく、バイオフィルムの裏面(バイオフィルムと膜との付着面)からの殺菌、洗浄効果が期待できる。
また、ヨウ素は浸透性の高い物質であるため、前述したようなスライム形成の抑制効果を得られるだけでなく、既に形成されたスライム内部に浸透し、効果的に剥離効果を得ることも可能である。
被処理水のpHは、2~12の範囲であることが好ましく、4~9の範囲であることがより好ましい。被処理水のpHが9を超えると有効成分の低下によってスライム抑制効果が低下し、さらに12を超えると十分なスライム抑制効果が得られない場合があり、2未満であると、ヨウ素の結晶が析出し、十分なスライム抑制効果が得られない場合がある。
逆浸透膜を透過しやすい有機物としては、低分子の有機物が挙げられる。低分子の有機物とは、分子量が500以下の有機物を指し、例えば、分子量が500以下の、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール化合物、モノエタノールアミン、尿素等のアミン化合物、水酸化テトラメチルアンモニム等のテトラアルキルアンモニウム塩、酢酸等のカルボン酸等が挙げられる。
逆浸透膜においては分子量が低いほど除去率が低下することが知られている。前記低分子の有機物は逆浸透膜処理においても除去率が低いことが広く知られており、例えば、表1および表2に示すように低分子量の有機物は逆浸透膜を透過することが知られており、特に分子量500以下の有機物の逆浸透膜透過率が高いとされている。また、側鎖数1以下の有機物の逆浸透膜透過率が高いとされている。
本実施形態に係る水回収システムおよび水回収方法で用いられる逆浸透膜の膜種および操作圧力に特に制限はなく、逆浸透膜から透過水を得られる圧力で運転されていればよい。たとえば、かん水用逆浸透膜(低圧逆浸透膜)を0.2~1.2MPaで運転してもよく、海水淡水化用逆浸透膜(高圧逆浸透膜)を3~5.5MPaで運転してもよく、海水淡水化用逆浸透膜(高圧逆浸透膜)をかん水用途に1.5~3.5MPaで運転してもよい。
逆浸透膜がポリアミド系の逆浸透膜である場合、逆浸透膜の膜面の塩素含有量が0.1atom%以上であることが好ましく、0.5atom%以上であることがより好ましい。逆浸透膜の膜面の塩素含有量が0.1atom%未満であると、ヨウ素の透過量が低減され、逆浸透膜の二次側のスライム汚染の抑制効果が低くなる場合がある。逆浸透膜面の塩素含有量は、X線電子分光法によって測定することができる。
本実施形態に係る水回収システムおよび水回収方法で得られた処理水(透過水)は水利用システム26の被処理水として供給(回収)されるが、水利用システム26としては、特に制限はなく、あらゆる水利用設備に用いることが可能であり、分離膜処理装置、イオン除去装置、純水製造装置、冷却塔、スクラバー用水、設備用水の貯留タンク等に供給して用いることができる。水利用システム26が分離膜処理装置、イオン除去装置、純水製造装置である場合、処理水(透過水)に含まれる低分子有機物がスライム形成リスクとなるため、本実施形態に係る水回収システムおよび水回収方法を好適に用いることができる。水利用システム26が冷却塔、スクラバー用水、設備用水の貯留タンクである場合、処理水(透過水)に含まれる低分子有機物に加え、気液混合状態であることによるスライム形成リスクが増加するため、本実施形態に係る水回収システムおよび水回収方法をより好適に用いることができる。
本実施形態に係る水回収システムおよび水回収方法における逆浸透膜処理装置12の被処理水は、有機物を含む被処理水であり、有機物および窒素化合物を含む被処理水であってもよい。有機物を含む被処理水は、例えば、排水処理手段から得られた処理水である。排水処理手段は、生物処理、凝集沈殿、加圧浮上、砂ろ過、生物活性炭等のいずれを用いてもよく、組み合わせて用いてもよい。被処理水は、生物処理手段(生物処理工程)から得られた生物処理水を含んでもよい。
本実施形態に係る水回収システムおよび水回収方法は、特に、排水回収への適用、例えば、電子産業排水、食品製造排水、飲料水製造排水、化学工場排水、メッキ工場排水等の回収への適用が考えられる。特に電子産業排水の回収水にはアンモニアが含まれることが多く、排水回収するフローとして、例えば、図2に示すような、生物処理装置36と膜処理装置40とを備える生物処理システム56の後段に、本実施形態に係る逆浸透膜を用いる水回収システムおよび水回収方法を適用する、逆浸透膜処理装置12を備える水回収システム1を有するフローが考えられる。
図2に示す水処理システム2は、例えば、生物処理手段として生物処理装置36と、生物処理水槽38と、膜処理手段として膜処理装置40と、膜処理水槽42と、上記水処理装置1とを備える。水処理システム2は、第2逆浸透膜処理手段として第2逆浸透膜処理装置30を備えてもよい。
水処理システム2において、生物処理装置36の入口には、原水配管44が接続されている。生物処理装置36の出口と、生物処理水槽38の入口とは、生物処理水配管46により接続されている。生物処理水槽38の出口と、膜処理装置40の入口とは、生物処理水供給配管48により接続されている。膜処理装置40の出口と、膜処理水槽42の入口とは、膜処理水配管50により接続されている。膜処理水槽42の出口と、被処理水槽10の入口とは、被処理水配管14により接続されている。被処理水槽10の出口と、逆浸透膜処理装置12の一次側の入口とは、被処理水供給配管16により接続されている。逆浸透膜処理装置12の二次側の透過水出口には、透過水配管18が接続され、透過水配管18は、系外の水利用システム26と接続されている。逆浸透膜処理装置12の一次側の濃縮水出口と、第2逆浸透膜処理装置30の一次側の入口とは、濃縮水配管20により接続されている。第2逆浸透膜処理装置30の一次側の濃縮水出口には、濃縮水配管34が接続され、第2逆浸透膜処理装置30の二次側の透過水出口と、被処理水槽10の透過水入口とは、透過水配管32により接続されている。生物処理水槽38、膜処理水槽42、被処理水槽10のうちの少なくとも1つには、被処理水にヨウ素系酸化剤を添加するヨウ素系酸化剤添加手段として、ヨウ素系酸化剤添加配管54a,54b,54cのうち少なくとも1つが接続されている。
水処理システム2において、原水として例えば電子産業排水が原水配管44を通して生物処理装置36に送液され、生物処理装置36において生物処理が行われる(生物処理工程)。生物処理された生物処理水は、必要に応じて生物処理水槽38に貯留された後、膜処理装置40に送液され、膜処理装置40において除濁膜等により膜処理(除濁)が行われる(膜処理工程)。膜処理された膜処理水は、必要に応じて膜処理水槽42に貯留された後、被処理水として被処理水配管14を通して水回収システム1の被処理水槽10に必要に応じて送液され、貯留される。例えば、被処理水槽10において、被処理水中にヨウ素系酸化剤添加配管54cを通してヨウ素系酸化剤が添加され、ヨウ素系酸化剤を存在させる(ヨウ素系酸化剤添加工程)。ヨウ素系酸化剤は、ヨウ素系酸化剤添加配管54aを通して生物処理水槽38において添加されてもよいし、ヨウ素系酸化剤添加配管54bを通して膜処理水槽42において添加されてもよいし、被処理水配管14において添加されてもよいし、被処理水供給配管16において添加されてもよい。
ヨウ素系酸化剤が添加された被処理水は、被処理水供給配管16を通して、逆浸透膜処理装置12に供給され、逆浸透膜処理装置12において、逆浸透膜で透過水と濃縮水とに分離される(逆浸透膜処理工程)。逆浸透膜処理で得られた透過水は、処理水として透過水配管18を通して水利用システム26の被処理水として供給され(供給工程)、濃縮水は濃縮水配管20を通して排出される。逆浸透膜処理で得られた濃縮水は、必要に応じて第2逆浸透膜処理装置30に送液され、第2逆浸透膜処理装置30においてさらに逆浸透膜処理が行われてもよい(第2逆浸透膜処理工程)。第2逆浸透膜処理で得られた濃縮水は濃縮水配管34を通して系外に排出される。第2逆浸透膜処理で得られた透過水は系外に排出されてもよいし、必要に応じて透過水配管32を通して被処理水槽10に送液され、循環されてもよい。
図2の水処理システム2では、生物処理装置36、生物処理水槽38、膜処理装置40を個別に備える生物処理システム56を例示したが、これらを1つのユニットにまとめた膜分離活性汚泥装置(MBR)を用いてもよい。
図2の水処理システム2では、原水中に低分子有機物等の有機物が含有され、生物処理システム56では十分に処理されずに生物処理システム56の処理水中に残留し、水回収システム1の被処理水中に混入することによって逆浸透膜処理装置12の透過水配管18等の汚染につながることがある。
活性汚泥法等の生物処理方法を用いて窒素除去を行う場合、脱窒工程で水素供与体としてメタノール等の安価な低分子有機物を添加することが一般的である。この際に添加したメタノール等の安価な低分子有機物は、通常は後段の再曝気槽で分解処理されるが、残留して生物処理システム56の処理水中に残留する可能性がある。これにより、逆浸透膜処理装置12の被処理水中に混入し、逆浸透膜処理装置12の透過水配管18等の汚染につながる。水素供与体としては有機物を含有する原水を添加する方法もあるが、原水中に低分子有機物が含有されている場合もあり、メタノール等の低分子有機物を添加する場合と同様に生物処理システム56の処理水中に残留する可能性がある。
先に述べたように、逆浸透膜におけるメタノールの除去率は極めて低く、その他の低分子有機物においても除去率が低いことが知られており、生物処理システム等の排水処理手段から得られる処理水を逆浸透膜処理手段の被処理水として用いる場合、被処理水に低分子有機物が混入し、逆浸透膜の透過水配管等が汚染されるリスクが高い。図2の水処理システム2では、逆浸透膜の被処理水中に、十分な濃度の透過が可能なヨウ素系酸化剤を存在させることによって逆浸透膜の透過水配管等の汚染を抑制することができる。
水処理システム2のような排水回収のフローでは、水回収率を高めるために第2逆浸透膜処理装置30(ブラインRO)を設けることが一般的である。第2逆浸透膜処理装置30は、逆浸透膜処理装置12の濃縮水を被処理水とし、例えば、透過水を被処理水槽10に返送し、濃縮水を系外へ排出する。
図2の水処理システム2では、逆浸透膜処理の前処理として生物処理を例として説明したが、逆浸透膜処理の前処理工程においては、生物処理、凝集処理、凝集沈殿処理、加圧浮上処理、ろ過処理、膜分離処理、活性炭処理、オゾン処理、紫外線照射処理等の生物学的、物理的または化学的な前処理、およびこれらの前処理のうちの2つ以上の組み合わせが必要に応じて行われてもよい。
水処理システム2において、システム内に逆浸透膜の他に、ポンプ、安全フィルタ、流量測定装置、圧力測定装置、温度測定装置、酸化還元電位(ORP)測定装置、残留塩素測定装置、電気伝導度測定装置、pH測定装置、エネルギー回収装置等を必要に応じて備えてもよい。
水処理システム2において、必要に応じて、ヨウ素系酸化剤以外のスケール抑制剤や、pH調整剤が、生物処理水槽38およびその前後の配管、膜処理水槽42およびその前後の配管、被処理水槽10およびその前後の配管のうちの少なくとも1つにおいて、生物処理水、膜処理水、被処理水のうちの少なくとも1つに添加されてもよい。
本実施形態に係る水回収システムおよび水回収方法において、逆浸透膜処理手段である逆浸透膜処理装置12からの透過水をさらに逆浸透膜処理する2段目の逆浸透膜処理手段をさらに備えてもよい。例えば、図3に示すような、本実施形態に係る逆浸透膜を用いる水回収システムおよび水回収方法を適用する少なくとも1つの逆浸透膜処理装置12(図3の例では、5つの逆浸透膜処理装置12a,12b,12c,12d)の後段に、逆浸透膜処理装置12からの透過水をさらに逆浸透膜処理する2段目の逆浸透膜処理手段として少なくとも1つの2段目の逆浸透膜処理装置60(図3の例では、2つの第2逆浸透膜処理装置60a,60b)をさらに備えるフローが考えられる。
図3に示す水回収システム3において、逆浸透膜処理装置12a,12b,12c,12dの一次側の入口には、被処理水供給配管16a,16b,16c,16dがそれぞれ接続されている。逆浸透膜処理装置12a,12b,12c,12dの二次側の透過水出口には、透過水配管18a,18b,18c,18dがそれぞれ接続され、一次側の濃縮水出口には、濃縮水配管20a,20b,20c,20dがそれぞれ接続されている。透過水配管18a,18b,18c,18dは、透過水配管62a,62bに合流し、透過水配管62aは、第2逆浸透膜処理装置60aの一次側の入口に接続され、透過水配管62bは、第2逆浸透膜処理装置60bの一次側の入口に接続されている。第2逆浸透膜処理装置60aの二次側の透過水出口には、透過水配管64aが接続され、一次側の濃縮水出口には、濃縮水配管66aが接続され、透過水配管64aは、系外の水利用システム26と接続されている。第2逆浸透膜処理装置60bの二次側の透過水出口には、透過水配管64bが接続され、一次側の濃縮水出口には、濃縮水配管66bが接続され、透過水配管64bは、系外の水利用システム26と接続されている。透過水配管64a、透過水配管64bは、それぞれ別の系外の水利用システムと接続されていてもよい。
被処理水供給配管16a,16b,16c,16dには、被処理水にヨウ素系酸化剤を添加するヨウ素系酸化剤添加手段として、ヨウ素系酸化剤添加配管24a,24b,24c,24dがそれぞれ接続されている。
水回収システム3において、被処理水は、それぞれ被処理水配管を通して、必要に応じて被処理水槽に送液され、貯留された後、被処理水供給配管16a,16b,16c,16dにおいて、被処理水中にヨウ素系酸化剤添加配管24a,24b,24c,24dを通してヨウ素系酸化剤がそれぞれ添加され、ヨウ素系酸化剤を存在させる(ヨウ素系酸化剤添加工程)。ヨウ素系酸化剤は、被処理水供給配管16a,16b,16c,16dにそれぞれ接続された被処理水槽において添加されてもよいし、被処理水槽に接続された被処理水配管において添加されてもよい。
ヨウ素系酸化剤が添加された被処理水は、被処理水供給配管16a,16b,16c,16dを通して、逆浸透膜処理装置12a,12b,12c,12dにそれぞれ供給され、逆浸透膜処理装置12a,12b,12c,12dにおいて、逆浸透膜で透過水と濃縮水とにそれぞれ分離される(逆浸透膜処理工程)。逆浸透膜処理で得られた透過水は、処理水として透過水配管18a,18b,18c,18d、透過水配管62a,62bを通して第2逆浸透膜処理装置60a,60bにそれぞれ供給される。濃縮水は濃縮水配管20a,20b,20c,20dを通してそれぞれ排出される。第2逆浸透膜処理装置60a,60bにおいて、逆浸透膜で透過水と濃縮水とにそれぞれ分離される(第2逆浸透膜処理工程)。第2逆浸透膜処理で得られた透過水は、透過水配管64a,64bを通して処理水として水利用システム26の被処理水として供給され(供給工程)、濃縮水は濃縮水配管66a,66bを通してそれぞれ排出される。第2逆浸透膜処理で得られた透過水は、それぞれ別の系外の水利用システムの被処理水として供給されてもよい。
1段目の逆浸透膜処理において被処理水中に低分子有機物等の有機物が含有されている場合、1段目の逆浸透膜の透過水に低分子有機物等の有機物が透過し、2段目の逆浸透膜の汚染を招く可能性がある。1段目の逆浸透膜の被処理水中に十分な濃度の透過が可能なヨウ素系酸化剤を存在させることによって、1段目の逆浸透膜の透過水配管および2段目の逆浸透膜の汚染を抑制することができる。
本実施形態に係る水回収システムおよび水回収方法において、被処理水は、前段の逆浸透膜処理手段からの濃縮水であってもよい。このような構成の水回収システムの例を図4に示す。図4に示す水回収システム4は、有機物を含む原水を逆浸透膜で透過水と濃縮水とに分離する前段の逆浸透膜処理手段として、前段逆浸透膜処理装置72と、前段の逆浸透膜処理手段からの濃縮水をさらに逆浸透膜で透過水と濃縮水とに分離する逆浸透膜処理手段として、逆浸透膜処理装置12とを備える。水回収システム4は、有機物を含む原水を貯留するための原水槽68、有機物を含む原水の活性炭処理を行う活性炭処理装置70、被処理水である前段の逆浸透膜処理手段からの濃縮水を貯留するための被処理水槽10を備えてもよい。
水回収システム4において、原水槽68の入口には、原水配管74が接続されている。原水槽68の出口と、活性炭処理装置70の入口とは、原水供給配管76により接続されている。活性炭処理装置70の出口と、前段逆浸透膜処理装置72の一次側の入口とは、活性炭処理水供給配管78により接続されている。前段逆浸透膜処理装置72の二次側の透過水出口には、透過水配管80が接続され、一次側の濃縮水出口と、被処理水槽10の入口とは、濃縮水配管82により接続されている。被処理水槽10の出口と、逆浸透膜処理装置12の一次側の入口とは、被処理水供給配管16により接続されている。逆浸透膜処理装置12の二次側の透過水出口には、透過水配管18が接続され、一次側の濃縮水出口には、濃縮水配管20が接続され、透過水配管18は、系外の水利用システム26と接続されている。被処理水槽10および被処理水供給配管16のうちの少なくとも1つには、被処理水にヨウ素系酸化剤を添加するヨウ素系酸化剤添加手段として、ヨウ素系酸化剤添加配管22またはヨウ素系酸化剤添加配管24が接続されている。
水回収システム4において、有機物を含む原水は、原水配管74を通して、必要に応じて原水槽68に送液され、貯留される。原水は、原水供給配管76を通して、活性炭処理装置70に送液され、活性炭処理装置70において、活性炭処理が行われる(活性炭処理工程)。活性炭処理が行われた活性炭処理水は、活性炭処理水供給配管78を通して、前段逆浸透膜処理装置72に供給され、前段逆浸透膜処理装置72において、逆浸透膜で透過水と濃縮水とに分離される(前段逆浸透膜処理工程)。前段逆浸透膜処理で得られた透過水は、透過水配管80を通して排出され、濃縮水は被処理水として濃縮水配管82を通して、必要に応じて被処理水槽10に送液され、貯留される。被処理水槽10において、被処理水中にヨウ素系酸化剤添加配管22を通してヨウ素系酸化剤が添加され、ヨウ素系酸化剤を存在させる(ヨウ素系酸化剤添加工程)。ヨウ素系酸化剤は、濃縮水配管82において添加されてもよいし、図4に示すようにヨウ素系酸化剤添加配管24を通して被処理水供給配管16において添加されてもよい。
ヨウ素系酸化剤が添加された被処理水は、被処理水供給配管16を通して、逆浸透膜処理装置12に供給され、逆浸透膜処理装置12において、逆浸透膜で透過水と濃縮水とに分離される(逆浸透膜処理工程)。逆浸透膜処理で得られた透過水は、処理水として透過水配管18を通して水利用システム26の被処理水として供給され(供給工程)、濃縮水は濃縮水配管20を通して排出される。
前段の逆浸透膜処理の原水中に低分子有機物等の有機物が含有されている場合、当然、前段の逆浸透膜の濃縮水中に低分子有機物等の有機物が混入する。前段の逆浸透膜処理の濃縮水をさらに逆浸透膜(ブラインRO)処理する場合、この濃縮水に低分子有機物等の有機物が混入し、逆浸透膜処理装置12の被処理水槽10および透過水配管18のスライム汚染を引き起こす可能性がある。前段逆浸透膜処理装置72の濃縮水、すなわち逆浸透膜処理装置12の被処理水中に十分な濃度の透過が可能なヨウ素系酸化剤を存在させることによって、逆浸透膜処理装置12の被処理水槽10および透過水配管18の汚染を抑制することができる。
本実施形態に係る水回収システムおよび水回収方法において、ヨウ素系酸化剤を添加した後の被処理水、逆浸透膜手段からの透過水または濃縮水に酸を添加またはUV照射を行うことが好ましい。このような構成の水回収システムの例を図5に示す。
図5に示す水回収システム5は、ヨウ素系酸化剤を添加した後の被処理水、透過水および濃縮水のうちの少なくとも1つに、酸の添加を行う酸添加手段として酸添加配管84a,84b,84cまたはUV照射を行うUV照射手段としてUV照射装置86a,86b,86cのうちの少なくとも1つをさらに備える。
水回収システム5において、被処理水供給配管16におけるヨウ素系酸化剤添加配管24の接続点の後段、透過水配管18、および濃縮水配管20のうちの少なくとも1つに、酸添加配管84aまたはUV照射装置86a、酸添加配管84bまたはUV照射装置86b、または酸添加配管84cまたはUV照射装置86cのうちの少なくとも1つが設置されている。
ヨウ素系酸化剤が添加された被処理水は、酸添加またはUV照射が行われた(酸添加工程またはUV照射工程)後、被処理水供給配管16を通して、逆浸透膜処理装置12に供給され、逆浸透膜処理装置12において、逆浸透膜で透過水と濃縮水とに分離される(逆浸透膜処理工程)。逆浸透膜処理で得られた透過水は、酸添加またはUV照射が行われた(酸添加工程またはUV照射工程)後、水利用システム26の被処理水として供給されてもよいし(供給工程)、濃縮水は、酸添加またはUV照射が行われた(酸添加工程またはUV照射工程)後、濃縮水配管20を通して排出されてもよい。
ヨウ素が十分な濃度で透過するとはいえ、微生物の殺菌のためにヨウ素が消費されて殺菌力を失うことによって逆浸透膜の2次側以降のスライム抑制のための殺菌力が不足してしまう場合がある。図5の水回収システム5においては、ヨウ素系酸化剤を添加した後の被処理水、逆浸透膜の透過水または濃縮水に酸を添加するまたはUV照射することによって殺菌によって消費されたヨウ素を再活性化し、2次側以降における十分な殺菌力を再獲得することができる。
濃縮水に添加する酸は酸性物質であればよく、酸性溶液を用いることが好ましく、強酸である塩酸、硫酸、硝酸を用いることがより好ましい。
UV照射装置は、紫外線(例えば、100nm~400nmの光、好ましくは254nmの光を含む光)を照射できるものであればよく、特に制限はない。
本実施形態に係る水回収システムおよび水回収方法において、逆浸透膜処理手段を用いて得られる逆浸透膜の透過水に対してヨウ素除去手段を用いてもよい。このような構成の水回収システムの例を図6に示す。
図6に示す水回収システム6は、透過水中のヨウ素成分を除去するヨウ素除去手段としてヨウ素除去装置88を備える。または、水利用システム26が透過水中のヨウ素成分を除去するヨウ素除去手段としてヨウ素除去装置を備えてもよい。
水回収システム6において、透過水配管18にヨウ素除去装置88が設置されており、逆浸透膜処理で得られた透過水は、ヨウ素除去装置88において透過水中のヨウ素成分が除去された(ヨウ素除去工程)後、水利用システム26の被処理水として供給される(供給工程)。水利用システム26にヨウ素除去装置が設置され、逆浸透膜処理で得られた透過水が水利用システム26の被処理水として供給された(供給工程)後、水利用システム26におけるヨウ素除去装置において透過水中のヨウ素成分が除去されてもよい(ヨウ素除去工程)。
逆浸透膜処理装置12の透過水を供給する水利用システム26において、ヨウ素の管理基準の遵守や水利用システム26へのヨウ素負荷低減を目的として、水利用システム26の内部、水利用システム26の前段のいずれかにヨウ素除去手段を設置することによってその目的を達することが可能となる。
ヨウ素除去手段としては、還元剤添加、活性炭、アニオン交換体、スクラバー、脱気膜のうちの1つ以上を用いてもよく、活性炭、アニオン交換体を用いることが好ましい。活性炭としては、活性炭ろ過装置または活性炭フィルターのいずれを用いてもよく、活性炭フィルターであることが好ましい。アニオン交換体としては弱アニオン交換樹脂または強アニオン交換樹脂のいずれを用いてもよく、強アニオン交換樹脂であることが好ましい。ヨウ素除去手段は、逆浸透膜処理装置12の透過水を水利用システム26に供給する前に設置してもよく、水利用システム26の中に設置してもよく、両方を組み合わせてもよい。
<ヨウ素系スライム抑制剤>
本実施形態に係るヨウ素系スライム抑制剤は、上記水回収システムおよび水回収方法における逆浸透膜の二次側のスライム抑制のために用いられるスライム抑制剤であり、有機物を含む被処理水からの逆浸透膜を用いる水回収において、逆浸透膜の二次側においてもスライム汚染を抑制することができる。
本実施形態に係るヨウ素系スライム抑制剤は、上記水回収システムおよび水回収方法における逆浸透膜の二次側のスライム抑制のために用いられるスライム抑制剤であり、有機物を含む被処理水からの逆浸透膜を用いる水回収において、逆浸透膜の二次側においてもスライム汚染を抑制することができる。
以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
[逆浸透膜透過率および排除率への影響試験]
<実施例1>
以下の試験条件で、逆浸透膜処理装置の給水(被処理水)に、下記の方法で調製したヨウ素系酸化剤(1)を添加して、逆浸透膜の全塩素の透過率、透過流束の保持率、逆浸透膜の排除率、差圧上昇率、濃縮水中の菌数を比較した。逆浸透膜の全塩素の透過率は被処理水中の全塩素濃度および透過水の全塩素濃度を測定して求め、透過流束は、「(透過水量)/(膜面積・供給圧力)×水温補正係数」として求め、透過流束の保持率は、「(実際に測定した透過流束)/(初期の透過流束)×100」として求め、逆浸透膜の排除率は、「(1-(透過水EC/供給水EC))×100」として求め、通水差圧は、差圧計を用いて「供給水の圧力―濃縮水の圧力」として求め、菌数はシートチェックR2A(NIPRO製)を用いて測定した。有機物含有量は、GE Analytical InstrumentsのSievers900型TOC分析装置を用いて測定した。
<実施例1>
以下の試験条件で、逆浸透膜処理装置の給水(被処理水)に、下記の方法で調製したヨウ素系酸化剤(1)を添加して、逆浸透膜の全塩素の透過率、透過流束の保持率、逆浸透膜の排除率、差圧上昇率、濃縮水中の菌数を比較した。逆浸透膜の全塩素の透過率は被処理水中の全塩素濃度および透過水の全塩素濃度を測定して求め、透過流束は、「(透過水量)/(膜面積・供給圧力)×水温補正係数」として求め、透過流束の保持率は、「(実際に測定した透過流束)/(初期の透過流束)×100」として求め、逆浸透膜の排除率は、「(1-(透過水EC/供給水EC))×100」として求め、通水差圧は、差圧計を用いて「供給水の圧力―濃縮水の圧力」として求め、菌数はシートチェックR2A(NIPRO製)を用いて測定した。有機物含有量は、GE Analytical InstrumentsのSievers900型TOC分析装置を用いて測定した。
(試験条件)
・試験水:相模原井水(脱塩素処理、塩酸を用いてpH7.0~4.0に調整、有機物含有量:0.15mg/L、菌数:2×103CFU/mL)
・pH:7.5、7.0、6.5、6.0、5.5、5.0、4.5、4.0
・逆浸透膜:日東電工社製、4インチ逆浸透膜エレメント(LFC3)
・薬剤:ヨウ素系酸化剤(1)
・試験水:相模原井水(脱塩素処理、塩酸を用いてpH7.0~4.0に調整、有機物含有量:0.15mg/L、菌数:2×103CFU/mL)
・pH:7.5、7.0、6.5、6.0、5.5、5.0、4.5、4.0
・逆浸透膜:日東電工社製、4インチ逆浸透膜エレメント(LFC3)
・薬剤:ヨウ素系酸化剤(1)
(ヨウ素系酸化剤(1))
表3に示す配合組成(質量%)でヨウ素、48%水酸化カリウム水溶液、水を混合して調製した。組成物のpH、全塩素濃度(質量%)、有機物含有量(TOC)(mg/L)は表3に示す通りであった。全塩素濃度は、HACH社の多項目水質分析計DR/3900を用いて測定した。有機物含有量(TOC)は、GE Analytical InstrumentsのSievers900型TOC分析装置を用いて測定した。ヨウ素系酸化剤(1)の詳細な調製方法は以下の通りである。
表3に示す配合組成(質量%)でヨウ素、48%水酸化カリウム水溶液、水を混合して調製した。組成物のpH、全塩素濃度(質量%)、有機物含有量(TOC)(mg/L)は表3に示す通りであった。全塩素濃度は、HACH社の多項目水質分析計DR/3900を用いて測定した。有機物含有量(TOC)は、GE Analytical InstrumentsのSievers900型TOC分析装置を用いて測定した。ヨウ素系酸化剤(1)の詳細な調製方法は以下の通りである。
具体的には、水に、撹拌しながら48%水酸化カリウム溶液を溶解し、略均一な溶液となったところにヨウ素を入れ、約30分撹拌して略均一なヨウ素系酸化剤(1)を調製した。
なお、pHの測定は、以下の条件で行った。
電極タイプ:ガラス電極式
pH測定計:東亜ディーケーケー社製、HM-42X型
電極の校正:関東化学社製フタル酸塩pH(4.01)標準液(第2種)、中性リン酸塩pH(6.86)標準液(第2種)、同社製ホウ酸塩pH(9.18)標準液(第2種)の3点校正で行った
測定温度:25℃
測定値:測定液に電極を浸漬し、安定後の値を測定値とし、3回測定の平均値
電極タイプ:ガラス電極式
pH測定計:東亜ディーケーケー社製、HM-42X型
電極の校正:関東化学社製フタル酸塩pH(4.01)標準液(第2種)、中性リン酸塩pH(6.86)標準液(第2種)、同社製ホウ酸塩pH(9.18)標準液(第2種)の3点校正で行った
測定温度:25℃
測定値:測定液に電極を浸漬し、安定後の値を測定値とし、3回測定の平均値
ヨウ素系酸化剤(1)をpHが7.0~4.0の逆浸透膜の給水に濃縮水中の全塩素濃度が0.05mg/Lとなるように添加した(実施例1-1~1-8)。結果を表4に示す。
すべてのpH条件で全塩素の透過率は90%であり、透過水量の低下はほとんど無く、差圧の上昇もほとんどなかった。逆浸透膜の排除率への影響はほとんどなく(pH低下により逆浸透膜の荷電反発が弱くなることによる排除率の低下は除く。)、濃縮水中の菌数は同等レベルに低下していた。ヨウ素系酸化剤(1)は、逆浸透膜の透過率が90%であり、逆浸透膜への影響がほとんどなく、十分な殺菌力が得られることを示した。
<実施例2、比較例1>
[全ヨウ素CT値の検討]
(被処理水中の全ヨウ素(mg/L))×(ヨウ素系酸化剤の添加時間(h))で表される全ヨウ素CT値(mg/L・h)を変えて処理を行った。結果を表5に示す。
[全ヨウ素CT値の検討]
(被処理水中の全ヨウ素(mg/L))×(ヨウ素系酸化剤の添加時間(h))で表される全ヨウ素CT値(mg/L・h)を変えて処理を行った。結果を表5に示す。
(試験条件)
試験水:相模原井水(脱塩素処理、菌数2×103CFU/mL)
薬剤:表3に示す配合組成(質量%)でヨウ素系酸化剤(1)と同様の方法によって調製したヨウ素系酸化剤(2)を使用
pH:7.0
逆浸透膜:ES20、ESPA2、LFC3、TML10D
試験水:相模原井水(脱塩素処理、菌数2×103CFU/mL)
薬剤:表3に示す配合組成(質量%)でヨウ素系酸化剤(1)と同様の方法によって調製したヨウ素系酸化剤(2)を使用
pH:7.0
逆浸透膜:ES20、ESPA2、LFC3、TML10D
いずれの被処理水中の全ヨウ素濃度であっても、透過水の菌数は<10に減少した。透過水中の全ヨウ素濃度を高くするためには、全ヨウ素CT値が0.7以上であることが好ましいことがわかる。
[薬剤による逆浸透膜透過率の違い]
<実施例3~6>
以下の方法で、薬剤による逆浸透膜透過率の違いを確認する試験を行った。
<実施例3~6>
以下の方法で、薬剤による逆浸透膜透過率の違いを確認する試験を行った。
(試験条件)
・試験水:相模原井水(脱塩素処理、有機物含有量:0.15mg/L)
・pH:7.0に調整
・逆浸透膜:日東電工社製、4インチ逆浸透膜エレメント(LFC3)
・薬剤:実施例3ではヨウ素系酸化剤(1)、実施例4,5,6では表3に示す配合組成(質量%)でヨウ素系酸化剤(1)と同様の方法によって調製したヨウ素系酸化剤(3)、ヨウ素系酸化剤(4)、ヨウ素系酸化剤(5)をそれぞれ使用
・試験水:相模原井水(脱塩素処理、有機物含有量:0.15mg/L)
・pH:7.0に調整
・逆浸透膜:日東電工社製、4インチ逆浸透膜エレメント(LFC3)
・薬剤:実施例3ではヨウ素系酸化剤(1)、実施例4,5,6では表3に示す配合組成(質量%)でヨウ素系酸化剤(1)と同様の方法によって調製したヨウ素系酸化剤(3)、ヨウ素系酸化剤(4)、ヨウ素系酸化剤(5)をそれぞれ使用
被処理水に上記薬剤をそれぞれ12時間以上連続して添加し、被処理水中の全塩素濃度および透過水の全塩素濃度を測定し、透過率を求めた。結果を図7に示す。
実施例3~6ではそれぞれヨウ素系酸化剤(1),(3)~(5)を用いて測定したところ、実施例3,4では透過率は約90%であり、実施例5では約83%、実施例6では約78%であった。ヨウ素と水酸化カリウムまたはヨウ化カリウムとで調製した製剤が逆浸透膜を十分に透過し、逆浸透膜の透過水のスライム抑制効果を十分に得られることが明らかとなった。
<実施例7>
以下の方法で、ヨウ素の透過を確認する試験を行った。
以下の方法で、ヨウ素の透過を確認する試験を行った。
(試験条件)
・試験水:相模原井水(脱塩素処理水)
・試験装置:逆浸透膜エレメント試験装置
・薬剤:表3に示す配合量でヨウ素に対するヨウ化物のモル比(ヨウ化物/ヨウ素)がそれぞれ1.5,2,3となるようにヨウ素とヨウ化カリウムを混合して調製したヨウ素系酸化剤(6),(3),(7)を用いた。
・試験水:相模原井水(脱塩素処理水)
・試験装置:逆浸透膜エレメント試験装置
・薬剤:表3に示す配合量でヨウ素に対するヨウ化物のモル比(ヨウ化物/ヨウ素)がそれぞれ1.5,2,3となるようにヨウ素とヨウ化カリウムを混合して調製したヨウ素系酸化剤(6),(3),(7)を用いた。
(総ヨウ素原子の測定)
総ヨウ素原子はICP-MS(PerkinElmer製、ELAN DRC-e ICP質量分析装置)を用いて測定した。サンプル水に十分な量のチオ硫酸ナトリウムを添加し、全てのヨウ素を還元し、アンモニア水を用いてpH9~10とすることによってイオンの安定化を図ったうえで測定を実施した。検量線はヨウ素酸カリウムを用いて作成した。
総ヨウ素原子はICP-MS(PerkinElmer製、ELAN DRC-e ICP質量分析装置)を用いて測定した。サンプル水に十分な量のチオ硫酸ナトリウムを添加し、全てのヨウ素を還元し、アンモニア水を用いてpH9~10とすることによってイオンの安定化を図ったうえで測定を実施した。検量線はヨウ素酸カリウムを用いて作成した。
逆浸透膜の被処理水のサンプルの総ヨウ素原子濃度を測定し、添加時間を乗じることで総ヨウ素CT値とした。
総ヨウ素CT値(mg/L・min)=(被処理水中総ヨウ素原子濃度(mg/L))×(添加時間(min))
総ヨウ素CT値(mg/L・min)=(被処理水中総ヨウ素原子濃度(mg/L))×(添加時間(min))
実施例7-1、実施例7-2、実施例7-3ではヨウ素系酸化剤(6),(3),(7)をそれぞれ総ヨウ素CT値として20(mg/L・min)となるように連続的に添加したところ、透過量はそれぞれ156μg/L、194μg/L、224μg/Lであった。結果を図8に示す。
実施例7-4、実施例7-5、実施例7-6ではヨウ素系酸化剤(6),(3),(7)をそれぞれ総ヨウ素CT値として50(mg/L・min)となるように連続的に添加したところ、透過量はそれぞれ252μg/L、310μg/L、336μg/Lであった。結果を図9に示す。
総ヨウ素CT値が20(mg/L・min)および50(mg/L・min)のいずれの場合もヨウ素に対するヨウ化物のモル比が高くなるにつれて透過するヨウ素濃度が高くなっていることがわかる。ヨウ素を透過させるためにはヨウ素に対するヨウ化物のモル比を高くすることが有効であることがわかる。
[膜種による透過率の違い]
<実施例8>
以下の方法で、膜種による透過率の違いを確認する試験を行った。
<実施例8>
以下の方法で、膜種による透過率の違いを確認する試験を行った。
(試験条件)
・試験水:相模原井水(脱塩素処理、有機物含有量:0.15mg/L)
・pH:7.0に調整
・逆浸透膜:実施例8-1では4インチ逆浸透膜エレメントLFC3(日東電工社製)、実施例8-2では4インチ逆浸透膜エレメントES20(日東電工社製)、実施例8-3では4インチ逆浸透膜エレメントCPA5(日東電工社製)を使用
・薬剤:ヨウ素系酸化剤(1)
・試験水:相模原井水(脱塩素処理、有機物含有量:0.15mg/L)
・pH:7.0に調整
・逆浸透膜:実施例8-1では4インチ逆浸透膜エレメントLFC3(日東電工社製)、実施例8-2では4インチ逆浸透膜エレメントES20(日東電工社製)、実施例8-3では4インチ逆浸透膜エレメントCPA5(日東電工社製)を使用
・薬剤:ヨウ素系酸化剤(1)
実施例8-1、実施例8-2、実施例8-3では逆浸透膜面の塩素含有量がそれぞれ0.5atom%、1.1atom%、0atom%であるLFC3、ES20、CPA5を用い、被処理水の全塩素濃度および透過水の全塩素濃度を測定し、透過率を求めた。結果を表6に示す。なお、逆浸透膜面の塩素含有量は、PHI社製QuanteraSXM XPS(X線電子分光法)分析装置によって測定した。
実施例8-1、実施例8-2、実施例8-3の透過率はそれぞれ90%、90%、75%であり、高い透過率を得た。膜面の塩素含有量が0.1atom%以上であることによって、透過率を90%とすることが可能となることがわかった。
[スライム剥離効果の検討]
<実施例9>
以下の方法で、スライム剥離効果を確認する試験を行った。
<実施例9>
以下の方法で、スライム剥離効果を確認する試験を行った。
(試験条件)
・試験水:相模原井水(脱塩素処理、酢酸を1ppm添加、有機物含有量:0.55mg/L)
・pH:7.0±1
・逆浸透膜:日東電工社製、4インチ逆浸透膜エレメント(ESPA2)
・薬剤:表3に示す配合組成(質量%)でヨウ素系酸化剤(1)と同様の方法によって調製したヨウ素系酸化剤(8)を使用
・試験水:相模原井水(脱塩素処理、酢酸を1ppm添加、有機物含有量:0.55mg/L)
・pH:7.0±1
・逆浸透膜:日東電工社製、4インチ逆浸透膜エレメント(ESPA2)
・薬剤:表3に示す配合組成(質量%)でヨウ素系酸化剤(1)と同様の方法によって調製したヨウ素系酸化剤(8)を使用
逆浸透膜の給水(相模原井水)に酢酸を1ppm添加し、バイオフィルムの形成を促進した。実施例9では全試験期間中、給水への酢酸は一定して1ppmを添加し続け、約170時間のところでヨウ素系酸化剤(8)を濃縮水中の全塩素濃度として0.05mg/Lとなるように添加し、それ以降も添加を継続した。結果を図10に示す。図10において、横軸は、運転開始からの時間(hr)、縦軸は、実際に測定した通水差圧(kPa)から初期の通水差圧(kPa)を差し引いた値の経時変化を示す。
図10に示すように、運転開始から約80時間でバイオフィルムの形成による差圧上昇が始まり、その後、顕著に差圧が上昇したが、約170時間のところでヨウ素系酸化剤(5)を添加したところ、徐々に差圧が低下していくことが確認され、ヨウ素系酸化剤によってスライム剥離効果が得られることがわかった。
<実施例10>
ごく低濃度の透過した有機物に対して、透過するヨウ素系酸化剤で殺菌可能かを試験した。
ごく低濃度の透過した有機物に対して、透過するヨウ素系酸化剤で殺菌可能かを試験した。
(試験条件)
試験水:相模原井水(脱塩素)に0.01ppmの酢酸(TOCとして0.004mg/L)添加し、30℃で3日間培養
薬剤:表3に示す配合組成(質量%)でヨウ素系酸化剤(1)と同様の方法によって調製したヨウ素系酸化剤(2)を使用
添加濃度:実施例10-1では全塩素として0.05mg/L、実施例10-2では全塩素として0.10mg/Lとなるように添加
試験水:相模原井水(脱塩素)に0.01ppmの酢酸(TOCとして0.004mg/L)添加し、30℃で3日間培養
薬剤:表3に示す配合組成(質量%)でヨウ素系酸化剤(1)と同様の方法によって調製したヨウ素系酸化剤(2)を使用
添加濃度:実施例10-1では全塩素として0.05mg/L、実施例10-2では全塩素として0.10mg/Lとなるように添加
薬剤添加から5分後、10分後の菌数を測定した。菌数はシートチェックR2A(NIPRO製)を用いて測定した。結果を図11に示す。
0.05mg/L、0.10mg/Lという低い濃度(透過する濃度として考えられる濃度)でも十分な殺菌効果を示した。
[酸剤の添加、紫外線照射の効果確認]
<実施例11>
以下の方法で、酸剤の添加の効果を確認する試験を行った。
<実施例11>
以下の方法で、酸剤の添加の効果を確認する試験を行った。
(試験条件)
・試験水:ヨウ素系酸化剤(8)を用い、全塩素濃度として0.05mg/Lとなるように純水で希釈した。pHは5.69であった。
・酸剤:pH調整剤として塩酸を使用
・試験水:ヨウ素系酸化剤(8)を用い、全塩素濃度として0.05mg/Lとなるように純水で希釈した。pHは5.69であった。
・酸剤:pH調整剤として塩酸を使用
初期pH5.69、全塩素濃度として0.05mg/Lの試験水に対して塩酸を添加して実施例11-1ではpHを3.08に、実施例11-2ではpHを1.91にそれぞれ調整した。結果を表7に示す。
実施例11-1ではpHを3.08に、実施例11-2ではpHを1.91にそれぞれ調整したところ、全塩素濃度はそれぞれ0.07mg/L、0.09mg/Lとなり、有効成分の増加を確認した。
<実施例12>
以下の方法で、紫外線照射の効果を確認する試験を行った。
以下の方法で、紫外線照射の効果を確認する試験を行った。
(試験条件)
・試験水:ヨウ素系酸化剤(8)を用い、全塩素濃度として0.43mg/Lとなるように純水で希釈した。
・紫外線:254nm
・試験水:ヨウ素系酸化剤(8)を用い、全塩素濃度として0.43mg/Lとなるように純水で希釈した。
・紫外線:254nm
全塩素濃度として0.43mg/Lの試験水に対して254(nm)の紫外線を30秒間照射した。結果を表8に示す。
254(nm)の紫外線を照射したところ、照射後の全塩素は0.50mg/Lとなり、有効成分の増加を確認した。
[逆浸透膜への吸着試験]
<実施例13>
以下の方法で、逆浸透膜への吸着を確認する試験を行った。
<実施例13>
以下の方法で、逆浸透膜への吸着を確認する試験を行った。
(試験条件)
・試験装置:逆浸透膜エレメント試験装置
・運転圧力:0.75MPa
・給水:相模原井水(脱塩素処理、塩酸を用いてpH7.0に調整、有機物含有量:0.15mg/L、菌数:2×103CFU/mL)
・薬剤:ヨウ素系酸化剤(1)
・逆浸透膜:日東電工社製、4インチ逆浸透膜エレメント(LFC3)
・試験装置:逆浸透膜エレメント試験装置
・運転圧力:0.75MPa
・給水:相模原井水(脱塩素処理、塩酸を用いてpH7.0に調整、有機物含有量:0.15mg/L、菌数:2×103CFU/mL)
・薬剤:ヨウ素系酸化剤(1)
・逆浸透膜:日東電工社製、4インチ逆浸透膜エレメント(LFC3)
被処理水にヨウ素系酸化剤(1)を連続的に24時間以上添加した後に、薬剤添加を停止し、濃縮水、透過水の有効成分の経時変化を確認した。図12に、経過時間(min)に対する全塩素濃度(mg/L)を示す。
図12に示す通り、薬剤添加を停止しても濃縮水、透過水からの有効成分の検出が継続することから、吸着した有効成分が徐々に放出されていると考えられる。
以上のように、有機物を含む被処理水からの逆浸透膜を用いる水回収において、実施例の通り、ヨウ素系酸化剤を逆浸透膜の被処理水に添加することによって、逆浸透膜の二次側においてもスライム汚染を抑制することができた。
1,3,4,5,6 水回収システム、2 水処理システム、10 被処理水槽、12,12a,12b,12c,12d 逆浸透膜処理装置、14 被処理水配管、16,16a,16b,16c,16d 被処理水供給配管、18,18a,18b,18c,18d,32,62a,62b,64a,64b,80 透過水配管、20,20a,20b,20c,20d,34,66a,66b,82 濃縮水配管、22,24,24a,24b,24c,24d,54a,54b,54c ヨウ素系酸化剤添加配管、26 水利用システム、30 第2逆浸透膜処理装置、36 生物処理装置、38 生物処理水槽、40 膜処理装置、42 膜処理水槽、44,74 原水配管、46 生物処理水配管、48 生物処理水供給配管、50 膜処理水配管、56 生物処理システム、60a,60b 第2逆浸透膜処理装置、68 原水槽、70 活性炭処理装置、72 前段逆浸透膜処理装置、76 原水供給配管、78 活性炭処理水供給配管、84a,84b,84c 酸添加配管、86a,86b,86c UV照射装置 88 ヨウ素除去装置。
Claims (9)
- 有機物を含む被処理水を逆浸透膜で透過水と濃縮水とに分離する逆浸透膜処理手段と、
前記被処理水にヨウ素系酸化剤を添加するヨウ素系酸化剤添加手段と、
前記透過水を水利用システムの被処理水として供給する供給手段と、
を備えることを特徴とする水回収システム。 - 請求項1に記載の水回収システムであって、
前記被処理水は、分子量500以下の有機物を含有することを特徴とする水回収システム。 - 請求項1または2に記載の水回収システムであって、
前記透過水中の有機物濃度がTOCとして0.01mg/L以上であることを特徴とする水回収システム。 - 請求項1~3のいずれか1項に記載の水回収システムであって、
前記透過水中の全塩素濃度が、0.01mg/L以上であることを特徴とする水回収システム。 - 請求項1~4のいずれか1項に記載の水回収システムであって、
前記逆浸透膜が、ポリアミド系逆浸透膜であり、
前記逆浸透膜の膜面の塩素含有量が、0.1atom%以上であることを特徴とする水回収システム。 - 請求項1~5のいずれか1項に記載の水回収システムであって、
前記透過水中のヨウ素成分を除去するヨウ素除去手段をさらに備えるか、または、前記水利用システムが前記透過水中のヨウ素成分を除去するヨウ素除去手段を備えることを特徴とする水回収システム。 - 請求項1~6のいずれか1項に記載の水回収システムに用いられることを特徴とするヨウ素系スライム抑制剤。
- 請求項7に記載のヨウ素系スライム抑制剤であって、
水、ヨウ素、ヨウ化物を含有し、有機物の含有量が100mg/L未満であることを特徴とするヨウ素系スライム抑制剤。 - 有機物を含む被処理水を逆浸透膜で透過水と濃縮水とに分離する逆浸透膜処理工程と、
前記被処理水にヨウ素系酸化剤を添加するヨウ素系酸化剤添加工程と、
前記透過水を水利用システムの被処理水として供給する供給工程と、
を含むことを特徴とする水回収方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022509327A JP7367181B2 (ja) | 2020-03-24 | 2021-01-27 | 水回収システムおよび水回収方法 |
US17/912,694 US20230295017A1 (en) | 2020-03-24 | 2021-01-27 | Water recovery system and water recovery method |
CN202180021025.8A CN115279701B (zh) | 2020-03-24 | 2021-01-27 | 水回收系统以及水回收方法 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020-053020 | 2020-03-24 | ||
JP2020053020 | 2020-03-24 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2021192583A1 true WO2021192583A1 (ja) | 2021-09-30 |
Family
ID=77891248
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2021/002718 WO2021192583A1 (ja) | 2020-03-24 | 2021-01-27 | 水回収システムおよび水回収方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230295017A1 (ja) |
JP (1) | JP7367181B2 (ja) |
CN (1) | CN115279701B (ja) |
TW (1) | TW202204032A (ja) |
WO (1) | WO2021192583A1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023149310A1 (ja) * | 2022-02-01 | 2023-08-10 | オルガノ株式会社 | 水処理方法および水処理装置 |
WO2024048154A1 (ja) * | 2022-08-31 | 2024-03-07 | オルガノ株式会社 | 逆浸透膜用スライム抑制助剤の製造方法、逆浸透膜用スライム抑制助剤、および水処理方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61257206A (ja) * | 1985-05-04 | 1986-11-14 | ザ ビ−.エフ.グツドリツチ カンパニ− | 逆浸透水精製系中の生物生育を防止する方法 |
JPH07124559A (ja) * | 1993-11-08 | 1995-05-16 | Toyobo Co Ltd | 海水淡水化プロセスにおける被処理水の殺菌方法 |
JP2011161435A (ja) * | 2010-01-14 | 2011-08-25 | Toray Ind Inc | 半透膜の性能回復処理方法 |
JP2020006332A (ja) * | 2018-07-10 | 2020-01-16 | 王子ホールディングス株式会社 | 水処理装置および水処理方法 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3663407A (en) * | 1971-06-21 | 1972-05-16 | Ppg Industries Inc | Treatment of an ultrafiltrate derived from an electrodeposition process by reverse osmosis |
US5269919A (en) * | 1992-01-17 | 1993-12-14 | Von Medlin Wallace | Self-contained water treatment system |
JP2000079328A (ja) * | 1998-09-07 | 2000-03-21 | Nitto Denko Corp | 逆浸透膜モジュールの洗浄方法 |
US20070227966A1 (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-04 | Koo Ja-Young | Composite polyamide reverse osmosis membrane showing high boron rejection and method of producing the same |
US8206752B2 (en) * | 2006-04-01 | 2012-06-26 | Biomedical Development Corporation | Rejuvenation of reverse osmosis membrane |
JP2009011913A (ja) * | 2007-07-03 | 2009-01-22 | Nitto Denko Corp | 膜分離方法及び膜分離装置 |
CN104624055A (zh) * | 2013-11-12 | 2015-05-20 | 艺康美国股份有限公司 | 膜分离装置的生物粘泥抑制剂和抑制方法 |
US10781122B2 (en) * | 2015-12-15 | 2020-09-22 | Kemco Systems Co. Llc | Membrane filtration apparatus and process for reuse of industrial wastewater |
US10155203B2 (en) * | 2016-03-03 | 2018-12-18 | Lg Nanoh2O, Inc. | Methods of enhancing water flux of a TFC membrane using oxidizing and reducing agents |
CN109890764A (zh) * | 2016-11-07 | 2019-06-14 | 奥加诺株式会社 | 反渗透膜处理方法及反渗透膜处理系统 |
US20190344221A1 (en) * | 2018-05-08 | 2019-11-14 | Michael Smith | System and method for preventing membrane fouling in reverse osmosis purification systems utilizing hydrodynamic cavitation |
-
2021
- 2021-01-27 WO PCT/JP2021/002718 patent/WO2021192583A1/ja active Application Filing
- 2021-01-27 CN CN202180021025.8A patent/CN115279701B/zh active Active
- 2021-01-27 JP JP2022509327A patent/JP7367181B2/ja active Active
- 2021-01-27 US US17/912,694 patent/US20230295017A1/en active Pending
- 2021-03-05 TW TW110107807A patent/TW202204032A/zh unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61257206A (ja) * | 1985-05-04 | 1986-11-14 | ザ ビ−.エフ.グツドリツチ カンパニ− | 逆浸透水精製系中の生物生育を防止する方法 |
JPH07124559A (ja) * | 1993-11-08 | 1995-05-16 | Toyobo Co Ltd | 海水淡水化プロセスにおける被処理水の殺菌方法 |
JP2011161435A (ja) * | 2010-01-14 | 2011-08-25 | Toray Ind Inc | 半透膜の性能回復処理方法 |
JP2020006332A (ja) * | 2018-07-10 | 2020-01-16 | 王子ホールディングス株式会社 | 水処理装置および水処理方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
BETTINGER, G. E: "Controlling biological activity in a surface water reverse osmosis plant", DESALINATION, vol. 38, no. 1, 1981, pages 419 - 424, XP055863280 * |
NAAKTGEBOREN A.J., SNIJDERS G.J., GONS J.: "Characterization of a new reverse osmosis composite membrane for industrial application", DESALINATION., vol. 68, no. 2-3, 1 March 1988 (1988-03-01), NL , pages 223 - 242, XP055863275, ISSN: 0011-9164, DOI: 10.1016/0011-9164(88)80057-2 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023149310A1 (ja) * | 2022-02-01 | 2023-08-10 | オルガノ株式会社 | 水処理方法および水処理装置 |
WO2024048154A1 (ja) * | 2022-08-31 | 2024-03-07 | オルガノ株式会社 | 逆浸透膜用スライム抑制助剤の製造方法、逆浸透膜用スライム抑制助剤、および水処理方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20230295017A1 (en) | 2023-09-21 |
JP7367181B2 (ja) | 2023-10-23 |
TW202204032A (zh) | 2022-02-01 |
CN115279701A (zh) | 2022-11-01 |
JPWO2021192583A1 (ja) | 2021-09-30 |
CN115279701B (zh) | 2024-03-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2011021415A1 (ja) | 造水方法 | |
WO2021192583A1 (ja) | 水回収システムおよび水回収方法 | |
WO2011108478A1 (ja) | 水処理方法及び超純水製造方法 | |
JP5998929B2 (ja) | 膜分離方法 | |
WO2016104356A1 (ja) | 分離膜のスライム抑制方法 | |
WO2018084061A1 (ja) | 逆浸透膜処理方法および逆浸透膜処理システム | |
CN107531516B (zh) | 反渗透膜装置的前处理方法及水处理装置 | |
JP6970516B2 (ja) | 逆浸透膜を用いる水処理方法 | |
JP7013141B2 (ja) | 逆浸透膜を用いる水処理方法 | |
WO2018078988A1 (ja) | 逆浸透膜を用いる水処理方法および水処理装置 | |
WO2007069558A1 (ja) | 分離膜の改質方法および装置並びにその方法により改質された分離膜 | |
JP7333865B2 (ja) | 水処理方法および水処理装置 | |
JP3641854B2 (ja) | 逆浸透膜分離方法および逆浸透膜分離装置 | |
JP7498580B2 (ja) | 殺菌剤、殺菌剤の製造方法、殺菌方法、分離膜用スライム抑制剤、および分離膜のスライム抑制方法 | |
WO2022186013A1 (ja) | 水処理方法および水処理剤組成物 | |
JP7250612B2 (ja) | 水系の殺菌方法、および水系のニトロソアミン化合物の除去方法 | |
WO2020136963A1 (ja) | 水系の殺菌方法、水系のニトロソアミン化合物の除去方法、および飲料水の製造方法 | |
JP7050414B2 (ja) | 逆浸透膜を用いる水処理方法 | |
JPH0957067A (ja) | 逆浸透膜分離方法およびその装置 | |
JP7141919B2 (ja) | 逆浸透膜処理方法、逆浸透膜処理システム、水処理方法、および水処理システム | |
WO2024048154A1 (ja) | 逆浸透膜用スライム抑制助剤の製造方法、逆浸透膜用スライム抑制助剤、および水処理方法 | |
JP7492876B2 (ja) | 水処理方法および水処理装置 | |
JP5604914B2 (ja) | 水処理方法及び超純水製造方法 | |
WO2019181998A1 (ja) | 水系のorp監視及び/又は制御方法並びに水処理方法及び装置 | |
WO2023120350A1 (ja) | 水系の微生物汚染抑制方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 21775471 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2022509327 Country of ref document: JP Kind code of ref document: A |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 21775471 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |