WO2023112819A1 - 逆浸透膜システムのシリカ汚染抑制法およびシリカ汚染抑制剤 - Google Patents
逆浸透膜システムのシリカ汚染抑制法およびシリカ汚染抑制剤 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2023112819A1 WO2023112819A1 PCT/JP2022/045255 JP2022045255W WO2023112819A1 WO 2023112819 A1 WO2023112819 A1 WO 2023112819A1 JP 2022045255 W JP2022045255 W JP 2022045255W WO 2023112819 A1 WO2023112819 A1 WO 2023112819A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- acid
- acrylic acid
- water
- silica
- reverse osmosis
- Prior art date
Links
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 88
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 58
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 238000011109 contamination Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 title abstract 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 58
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 54
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 51
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 44
- -1 N-substituted acrylamide Chemical class 0.000 claims abstract description 36
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims abstract description 27
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 22
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 claims abstract description 15
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229920001897 terpolymer Polymers 0.000 claims abstract description 11
- XHZPRMZZQOIPDS-UHFFFAOYSA-N 2-Methyl-2-[(1-oxo-2-propenyl)amino]-1-propanesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CC(C)(C)NC(=O)C=C XHZPRMZZQOIPDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 9
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 claims description 4
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000005250 alkyl acrylate group Chemical group 0.000 claims description 4
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 claims description 4
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 3
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N Isobutene Chemical group CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920001444 polymaleic acid Polymers 0.000 claims description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 3
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 claims description 2
- 238000011954 pollution control method Methods 0.000 claims 1
- DZSVIVLGBJKQAP-UHFFFAOYSA-N 1-(2-methyl-5-propan-2-ylcyclohex-2-en-1-yl)propan-1-one Chemical compound CCC(=O)C1CC(C(C)C)CC=C1C DZSVIVLGBJKQAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- BOOMOFPAGCSKKE-UHFFFAOYSA-N butane-2-sulfonic acid;prop-2-enamide Chemical compound NC(=O)C=C.CCC(C)S(O)(=O)=O BOOMOFPAGCSKKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 11
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 7
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 6
- WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N hypochlorite Chemical compound Cl[O-] WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002455 scale inhibitor Substances 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 5
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 3
- IIACRCGMVDHOTQ-UHFFFAOYSA-N sulfamic acid Chemical class NS(O)(=O)=O IIACRCGMVDHOTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- YUMNNMSNSLHINV-UHFFFAOYSA-N chloro sulfamate Chemical compound NS(=O)(=O)OCl YUMNNMSNSLHINV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OGQPUOLFKIMRMF-UHFFFAOYSA-N chlorosulfamic acid Chemical class OS(=O)(=O)NCl OGQPUOLFKIMRMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N chlorous acid Chemical compound OCl=O QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 2
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N dioxidochlorine(.) Chemical compound O=Cl=O OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N hypochlorous acid Chemical compound ClO QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- LNOPIUAQISRISI-UHFFFAOYSA-N n'-hydroxy-2-propan-2-ylsulfonylethanimidamide Chemical compound CC(C)S(=O)(=O)CC(N)=NO LNOPIUAQISRISI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011085 pressure filtration Methods 0.000 description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- IIACRCGMVDHOTQ-UHFFFAOYSA-M sulfamate Chemical compound NS([O-])(=O)=O IIACRCGMVDHOTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 235000020681 well water Nutrition 0.000 description 2
- 239000002349 well water Substances 0.000 description 2
- RTQPZPWCYWVQCL-UHFFFAOYSA-N 1-[3-(2-methoxyethoxy)phenyl]piperazine Chemical compound COCCOC1=CC=CC(N2CCNCC2)=C1 RTQPZPWCYWVQCL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BZSXEZOLBIJVQK-UHFFFAOYSA-N 2-methylsulfonylbenzoic acid Chemical compound CS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O BZSXEZOLBIJVQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JJKVMNNUINFIRK-UHFFFAOYSA-N 4-amino-n-(4-methoxyphenyl)benzamide Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1NC(=O)C1=CC=C(N)C=C1 JJKVMNNUINFIRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZKQDCIXGCQPQNV-UHFFFAOYSA-N Calcium hypochlorite Chemical compound [Ca+2].Cl[O-].Cl[O-] ZKQDCIXGCQPQNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QDHHCQZDFGDHMP-UHFFFAOYSA-N Chloramine Chemical compound ClN QDHHCQZDFGDHMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004155 Chlorine dioxide Substances 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- WOHVONCNVLIHKY-UHFFFAOYSA-L [Ba+2].[O-]Cl=O.[O-]Cl=O Chemical compound [Ba+2].[O-]Cl=O.[O-]Cl=O WOHVONCNVLIHKY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920006322 acrylamide copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- KHPLPBHMTCTCHA-UHFFFAOYSA-N ammonium chlorate Chemical compound N.OCl(=O)=O KHPLPBHMTCTCHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- ISFLYIRWQDJPDR-UHFFFAOYSA-L barium chlorate Chemical compound [Ba+2].[O-]Cl(=O)=O.[O-]Cl(=O)=O ISFLYIRWQDJPDR-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- HPEWZLCIOKVLBZ-UHFFFAOYSA-N barium hypochlorite Chemical compound [Ba+2].Cl[O-].Cl[O-] HPEWZLCIOKVLBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 159000000009 barium salts Chemical class 0.000 description 1
- BEHLMOQXOSLGHN-UHFFFAOYSA-N benzenamine sulfate Chemical compound OS(=O)(=O)NC1=CC=CC=C1 BEHLMOQXOSLGHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- YALMXYPQBUJUME-UHFFFAOYSA-L calcium chlorate Chemical compound [Ca+2].[O-]Cl(=O)=O.[O-]Cl(=O)=O YALMXYPQBUJUME-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 description 1
- RSIPQRDGPVEGLE-UHFFFAOYSA-L calcium;disulfamate Chemical compound [Ca+2].NS([O-])(=O)=O.NS([O-])(=O)=O RSIPQRDGPVEGLE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-N chloric acid Chemical compound OCl(=O)=O XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940005991 chloric acid Drugs 0.000 description 1
- 235000019398 chlorine dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229940077239 chlorous acid Drugs 0.000 description 1
- 150000001868 cobalt Chemical class 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 1
- 150000007973 cyanuric acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 1
- YGNOYUCUPMACDT-UHFFFAOYSA-N dimethylsulfamic acid Chemical compound CN(C)S(O)(=O)=O YGNOYUCUPMACDT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 150000002357 guanidines Chemical class 0.000 description 1
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical group 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 229920001477 hydrophilic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 1
- 159000000014 iron salts Chemical class 0.000 description 1
- QOPYJZKVLMVYHE-UHFFFAOYSA-N iron sulfamic acid Chemical compound [Fe].S(N)(O)(=O)=O QOPYJZKVLMVYHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002696 manganese Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- MYMDOKBFMTVEGE-UHFFFAOYSA-N methylsulfamic acid Chemical compound CNS(O)(=O)=O MYMDOKBFMTVEGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 150000002815 nickel Chemical class 0.000 description 1
- AMULHDKUJWPBKU-UHFFFAOYSA-L nickel(2+);dichlorite Chemical compound [Ni+2].[O-]Cl=O.[O-]Cl=O AMULHDKUJWPBKU-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920001495 poly(sodium acrylate) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- VKJKEPKFPUWCAS-UHFFFAOYSA-M potassium chlorate Chemical compound [K+].[O-]Cl(=O)=O VKJKEPKFPUWCAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- SATVIFGJTRRDQU-UHFFFAOYSA-N potassium hypochlorite Chemical compound [K+].Cl[O-] SATVIFGJTRRDQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 159000000001 potassium salts Chemical class 0.000 description 1
- VISKNDGJUCDNMS-UHFFFAOYSA-M potassium;chlorite Chemical compound [K+].[O-]Cl=O VISKNDGJUCDNMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BTAAXEFROUUDIL-UHFFFAOYSA-M potassium;sulfamate Chemical compound [K+].NS([O-])(=O)=O BTAAXEFROUUDIL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- UKLNMMHNWFDKNT-UHFFFAOYSA-M sodium chlorite Chemical compound [Na+].[O-]Cl=O UKLNMMHNWFDKNT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229960002218 sodium chlorite Drugs 0.000 description 1
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M sodium polyacrylate Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)C=C NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- QDWYPRSFEZRKDK-UHFFFAOYSA-M sodium;sulfamate Chemical compound [Na+].NS([O-])(=O)=O QDWYPRSFEZRKDK-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 159000000008 strontium salts Chemical class 0.000 description 1
- PHUJCVAICLQULC-UHFFFAOYSA-L strontium;disulfamate Chemical compound [Sr+2].NS([O-])(=O)=O.NS([O-])(=O)=O PHUJCVAICLQULC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 150000003751 zinc Chemical class 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/04—Feed pretreatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/44—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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F5/00—Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F5/00—Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
- C02F5/08—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents
- C02F5/10—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F5/00—Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
- C02F5/08—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents
- C02F5/10—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances
- C02F5/12—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances containing nitrogen
-
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
- Y02A20/131—Reverse-osmosis
Definitions
- the present invention relates to a method and inhibitor for suppressing silica contamination in a reverse osmosis membrane (RO membrane) system.
- RO membrane reverse osmosis membrane
- RO membrane devices that can efficiently remove electrolytes and medium- and low-molecular-weight organic components are widely used.
- pretreatment such as pressure filtration equipment, gravity filtration equipment, coagulation sedimentation treatment equipment, pressure flotation filtration equipment, immersion membrane equipment, membrane pretreatment equipment, etc. is usually performed before the RO membrane equipment.
- Equipment is provided, and the water to be treated is pretreated by these pretreatment devices and then supplied to the RO membrane device for RO membrane separation treatment.
- the silica contained in the water to be treated can clog the RO membrane, causing problems such as an increase in the module pressure difference and a decrease in the amount of permeated water.
- silica scale inhibitors examples include polyacrylamide (Patent Document 1), polyethylene glycol (Patent Document 2), polyvinylformamide (Patent Document 3), acrylic acid, acrylamidomethylpropanesulfonic acid, and a terpolymer of N-substituted acrylamide (Patent Document 4), and those containing various hydrophilic polymers such as polyvinylpyrrolidone (Patent Document 5).
- Patent Document 6 describes adding a chlorosulfamate-based oxidant to the water supply of the RO membrane in order to prevent RO membrane contamination.
- the anti-scaling agent is intended to prevent contamination by silica scale even when silica is supersaturated, and has the effect of preventing contamination on the tail side (concentrated water outlet side) in the RO membrane device. be.
- silica scale may cause contamination even on the lead side (feed water side) in the RO membrane apparatus.
- An object of the present invention is to provide a silica contamination suppression method and inhibitor for a reverse osmosis membrane system that can suppress silica contamination not only on the tail side of a reverse osmosis membrane device but also on the lead side.
- the gist of the present invention is as follows.
- the acrylic acid-based polymer and/or maleic acid-based polymer is polyacrylic acid, polymaleic acid, a copolymer of acrylic acid and acrylamidomethylpropanesulfonic acid, acrylic acid, acrylamidomethylpropanesulfonic acid, and N-substituted acrylamide copolymers of acrylic acid and sodium allyloxyhydroxypropane sulfonate; copolymers of maleic anhydride, vinyl acetate and alkyl acrylate; and copolymers of maleic anhydride and isobutylene.
- the method for suppressing silica contamination according to [1] characterized in that it is at least one polymer.
- the acrylic acid-based polymer is a copolymer of acrylic acid and acrylamidomethylpropanesulfonic acid or a terpolymer of acrylic acid, acrylamidomethylpropanesulfonic acid and N-substituted acrylamide
- the acrylic acid-based polymer is a copolymer of acrylic acid and acrylamidomethylpropanesulfonic acid or a terpolymer of acrylic acid, acrylamidomethylpropanesulfonic acid and N-substituted acrylamide
- a silica fouling inhibitor for a reverse osmosis membrane system comprising:
- both a polymer as a scale inhibitor and a combined chlorine-based oxidant and/or a combined bromine-based oxidant as an auxiliary agent are present in the water to be treated, so that the tail side of the reverse osmosis membrane system Not only is scaling suppressed, but the combined chlorine-based oxidant and/or the combined bromine-based oxidant keeps the film clean, which also suppresses silica contamination on the lead side.
- an acrylic acid-based polymer and/or a maleic acid-based polymer and a combined chlorine-based oxidant and/or a combined bromine-based oxidant are present in the water to be treated in order to suppress silica contamination of the RO membrane system.
- the silica contamination inhibitor of the present invention is a combination of this acrylic acid-based polymer and/or maleic acid-based polymer and a combined chlorine-based oxidizing agent and/or a combined bromine-based oxidizing agent. well, and may be made into a single agent.
- acrylic acid-based polymers and maleic acid-based polymers include polyacrylic acid, polymaleic acid, copolymers of acrylic acid and acrylamidomethylpropanesulfonic acid, terpolymers of acrylic acid, acrylamidomethylpropanesulfonic acid and N-substituted acrylamide, acrylic At least one selected from the group consisting of copolymers of acid and sodium allyloxyhydroxypropanesulfonate, copolymers of maleic anhydride, vinyl acetate and alkyl acrylate, and copolymers of maleic anhydride and isobutylene. Polymers are preferred, especially copolymers of acrylic acid and acrylamidomethylpropanesulfonic acid or terpolymers of acrylic acid, acrylamidomethylpropanesulfonic acid and N-substituted acrylamides.
- AA acrylic acid
- AMPS acrylamidomethylpropanesulfonic acid
- a copolymer obtained by copolymerizing AA:AMPS at a ratio of 50 to 99:1 to 50 (molar ratio) is suitable.
- AA:AMPS:(N-substituted acrylamide) 60-98:1-20:1-20 (molar ratio, total of 100 ) is preferred.
- the acrylic acid-based polymer and maleic acid-based polymer preferably have a weight average molecular weight of 1,000 to 50,000, particularly 1,500 to 25,000.
- the weight average molecular weight is a value converted to sodium polyacrylate by GPC.
- Chlorosulfamic acid compounds are suitable as the combined chlorine-based oxidizing agent and the combined bromine-based oxidizing agent.
- Chlorosulfamic acid is obtained by mixing a chlorine-based oxidizing agent such as hypochlorous acid and a sulfamic acid compound such as sulfamate. That is, when a chlorine-based oxidizing agent such as hypochlorite and a sulfamic acid compound such as sulfamate are mixed, they combine to form chlorosulfamate, which is stabilized and dissociated by pH like chloramine. It is possible to maintain a stable concentration of free chlorine in water without causing gender differences and variations in free chlorine concentration caused thereby.
- the chlorine-based oxidizing agent used in the present invention is not particularly limited, and examples include chlorine gas, chlorine dioxide, hypochlorous acid or salts thereof, chlorous acid or salts thereof, chloric acid or salts thereof, perchloric acid or salts thereof, Chlorinated isocyanuric acid or salts thereof can be mentioned.
- specific examples of salt forms include hypochlorite alkali metal salts such as sodium hypochlorite and potassium hypochlorite, and hypochlorites such as calcium hypochlorite and barium hypochlorite.
- chlorine-based oxidizing agents may be used singly or in combination of two or more.
- hypochlorite is easy to handle and can be preferably used.
- the sulfamic acid compound used in the present invention includes compounds represented by the following general formula [1] or salts thereof.
- R 1 and R 2 are each independently hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms.
- sulfamic acid compounds include sulfamic acid in which both R 1 and R 2 are hydrogen, as well as N-methylsulfamic acid, N,N-dimethylsulfamic acid, and N-phenylsulfamic acid. can be done.
- Salts of sulfamic acid compounds include, for example, alkali metal salts such as sodium salts and potassium salts, alkaline earth metal salts such as calcium salts, strontium salts and barium salts, manganese salts, copper salts, zinc salts, iron salts, and cobalt salts. salts, other metal salts such as nickel salts, ammonium salts and guanidine salts, specifically sodium sulfamate, potassium sulfamate, calcium sulfamate, strontium sulfamate, barium sulfamate, sulfamic acid Iron, zinc sulfamate and the like can be mentioned. Sulfamic acid and these sulfamates can be used singly or in combination of two or more.
- the acrylic acid-based polymer and/or maleic acid-based polymer is preferably added so that the concentration in the water to be treated is 0.1 to 5 mg/L, particularly 0.15 to 3 mg/L.
- the chlorosulfamic acid compound is preferably added so that the concentration in the water to be treated is 0.1 to 10 mg/L as Cl 2 , particularly 0.3 to 5 mg/L.
- the Cl2 concentration is the value measured by the DPD method.
- the acrylic acid-based polymer and/or maleic acid-based polymer and the chlorosulfamic acid compound may be added separately to the water to be treated.
- Pretreatment equipment such as pressure filtration equipment, gravity filtration equipment, coagulation sedimentation treatment equipment, pressure flotation filtration equipment, immersion membrane equipment, membrane pretreatment equipment, etc. After being pretreated by the treatment equipment, it is supplied to the RO membrane equipment and subjected to RO membrane separation treatment. Acrylic acid-based polymer and/or maleic acid-based polymer is added after pretreatment.
- the chlorosulfamic acid compound may be added after the pretreatment, or may be added in an aqueous system such as a residue of the chlorosulfamic acid compound used in the pretreatment or its previous stage.
- the ratio of each of the acrylic acid-based polymer and/or maleic acid-based polymer and the chlorosulfamic acid compound in the silica scale inhibitor of the present invention is the concentration of each component when added to the water to be treated. is within the above range.
- the raw water to be treated is not particularly limited, and can be applied to all water to which RO membrane treatment is applied, including industrial water, city water (tap water), well water, and various types of wastewater. Can be targeted.
- the present invention is particularly suitable for water treatment with RO membranes in the field of wastewater recovery, for example, cooling discharge from cooling equipment used in industrial processes such as building air conditioning, chemical industry, paper industry, steel industry, electric power industry, etc. water. Cooling effluent typically includes cooling tower blow water, but also includes all effluent discharged from a circulating cooling water system.
- part or all of the circulating cooling water may be withdrawn from the circulating pipe of the circulating cooling water system, treated with an RO membrane according to the present invention, and then returned to the circulating cooling water system.
- the raw water can be the discharged water that is branched from the piping that feeds the cooling water to the cooling water of the cooling tower or the filtering device for the circulating cooling water.
- it can be applied to water supply systems for boilers.
- the raw water may already contain the polymer-based scale dispersant used in the present invention. can be used as raw water
- the raw water can be used as RO membrane feed water as it is, but it may be subjected to a turbidity removal treatment as a pretreatment.
- turbidity removal there are no particular restrictions on the means of turbidity removal, but it is preferable to remove turbidity and colloidal components in the raw water that cause RO membrane contamination without affecting the water quality conditions of the RO membrane feed water described later. It is preferable to use a microfiltration (MF) membrane, an ultrafiltration (UF) membrane, a filter, a safety filter, or a strainer, as far as possible, and two or more of these may be used in combination. For example, after removing coarse turbidity and foreign matter with a strainer, turbidity removal treatment may be performed with a turbidity removal membrane such as an MF membrane or a UF membrane. can be prevented from being damaged by coarse turbidity and foreign matter.
- MF microfiltration
- UF ultrafiltration
- a turbidity removal membrane such as an MF membrane or a UF membrane.
- the RO membrane used in the present invention is preferably a polyamide-based RO membrane.
- the shape of the RO membrane there are no particular restrictions on the shape of the RO membrane, and any type such as a hollow fiber type and a spiral type can be used.
- Example 1 Well water having the water quality shown in Table 1 was passed through a reverse osmosis membrane device (manufactured by Kurita Water Industries Ltd.) at a recovery rate of 70 to 74%.
- Chemical 1 acrylic acid-based polymer (acrylic acid, acrylamidomethylpropanesulfonic acid, and N-substituted acrylamide copolymerized at a molar ratio of 85:10:5 with a weight average molecular weight of 10 ,000 terpolymer) was added at 1 mg/L as an acrylic polymer (Comparative Example 1).
- the recovery rate of the RO device was 70% from the 34th day after the start of water supply and from the 62nd to 76th day, and 74% from the 34th to 62nd day and from the 76th to 100th day. I drove with
- Fig. 1 shows flux
- Fig. 2 shows changes in RO module differential pressure.
- the flux was stable under all conditions, but an increase in the module differential pressure (the difference between the feed water pressure and the concentrated water pressure) was observed up to the 62nd day of treatment with chemical 1 (comparative example 1). After the 62nd day of treatment (Example 2), the rise in the module differential pressure was suppressed.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
Abstract
アクリル酸系ポリマー及び／又はマレイン酸系ポリマーと、結合塩素系酸化剤及び／又は結合臭素系酸化剤とを被処理水中に存在させることを特徴とする逆浸透膜システムのシリカ汚染抑制方法。アクリル酸と２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸の共重合体及び／又はアクリル酸とアクリルアミドメチルプロパンスルホン酸とＮ－置換アクリルアミドのターポリマーと、結合塩素系酸化剤及び／又は結合臭素系酸化剤と、を含有する、逆浸透膜システムのシリカ汚染抑制剤。
Description
本発明は逆浸透膜（ＲＯ膜）システムにおけるシリカ汚染を抑制する方法及び抑制剤に関する。
海水淡水化プラントや排水回収プラントでは、電解質や中低分子の有機成分を効率的に除去することができるＲＯ膜装置が広く用いられている。ＲＯ膜装置を含む水処理装置では、通常、ＲＯ膜装置の前段に圧力濾過装置、重力濾過装置、凝集沈澱処理装置、加圧浮上濾過装置、浸漬膜装置、膜式前処理装置などの前処理装置が設けられ、被処理水はこれらの前処理装置により前処理された後、ＲＯ膜装置に供給されてＲＯ膜分離処理される。
このような水処理装置においては、被処理水中に含まれるシリカが、ＲＯ膜の閉塞を起こし、モジュール差圧の上昇や透過水量低下といった障害を引き起こすことがある。シリカによる汚染を防止するために、シリカスケールが析出しないように回収率を低く設定して運転することを余儀なくされる場合がある。
シリカスケール防止剤としては、ポリアクリルアミド（特許文献１）、ポリエチレングリコール（特許文献２）、ポリビニルホルムアミド（特許文献３）、アクリル酸、アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸、Ｎ－置換アクリルアミドのターポリマー（特許文献４）、ポリビニルピロリドン（特許文献５）等の種々の親水性ポリマーを含むものなどがある。
ＲＯ膜汚染を防止するために、ＲＯ膜の給水にクロロスルファミン酸塩系酸化剤を添加することが特許文献６に記載されている。
上記スケール防止剤は、シリカが過飽和の状態でもシリカスケールによる汚染を起こさないようにすることを企図しており、ＲＯ膜装置内のＴａｉｌ側（濃縮水出口側）での汚染を防止する効果がある。しかし、シリカスケールは炭酸カルシウムなど他のスケール種とは異なり、ＲＯ膜装置内のＬｅａｄ側（給水側）でも汚染を引き起こすことがある。
本発明は、逆浸透膜装置のＴａｉｌ側だけでなく、Ｌｅａｄ側でもシリカ汚染を抑制することができる逆浸透膜システムのシリカ汚染抑制法及び抑制剤を提供することを課題とする。
本発明の要旨は、次の通りである。
［１］ アクリル酸系ポリマー及び／又はマレイン酸系ポリマーと、結合塩素系酸化剤及び／又は結合臭素系酸化剤とを被処理水中に存在させることを特徴とする逆浸透膜システムのシリカ汚染抑制方法。
［２］ 前記アクリル酸系ポリマー及び／又はマレイン酸系ポリマーが、ポリアクリル酸、ポリマレイン酸、アクリル酸とアクリルアミドメチルプロパンスルホン酸の共重合体、アクリル酸とアクリルアミドメチルプロパンスルホン酸とＮ－置換アクリルアミドのターポリマー、アクリル酸とアリルオキシヒドロキシプロパンスルホン酸ナトリウムの共重合体、無水マレイン酸と酢酸ビニルとアクリル酸アルキルエステルの共重合体、無水マレイン酸とイソブチレンの共重合体よりなる群から選択される少なくとも１種のポリマーであることを特徴とする［１］に記載のシリカ汚染抑制方法。
［３］ 前記アクリル酸系ポリマーが、アクリル酸とアクリルアミドメチルプロパンスルホン酸の共重合体又はアクリル酸とアクリルアミドメチルプロパンスルホン酸とＮ－置換アクリルアミドのターポリマーであることを特徴とする［１］に記載のシリカ汚染抑制方法。
［４］前記結合塩素系酸化剤がクロロスルファミン酸化合物であることを特徴とする［１］～［３］のいずれかに記載のシリカ汚染抑制方法。
［５］アクリル酸とアクリルアミドメチルプロパンスルホン酸の共重合体及び／又はアクリル酸とアクリルアミドメチルプロパンスルホン酸とＮ－置換アクリルアミドのターポリマーと、結合塩素系酸化剤及び／又は結合臭素系酸化剤と、を含有する、逆浸透膜システムのシリカ汚染抑制剤。
［６］前記結合塩素系酸化剤がクロロスルファミン酸化合物であることを特徴とする［３］に記載のシリカ汚染抑制剤。
本発明では、スケール防止剤としてのポリマーと、助剤としての結合塩素系酸化剤及び／又は結合臭素系酸化剤の両方を被処理水に存在させることにより、逆浸透膜システムのＴａｉｌ側でのスケールが抑制されるだけでなく、結合塩素系酸化剤及び／又は結合臭素系酸化剤が膜を清浄に保つことでＬｅａｄ側においてもシリカ汚染が抑制される。
本発明では、ＲＯ膜システムのシリカ汚染を抑制するために、アクリル酸系ポリマー及び／又はマレイン酸系ポリマーと、結合塩素系酸化剤及び／又は結合臭素系酸化剤とを被処理水中に存在させる。
本発明のシリカ汚染抑制剤は、このアクリル酸系ポリマー及び／又はマレイン酸系ポリマーと、結合塩素系酸化剤及び／又は結合臭素系酸化剤とを併用するものであり、それぞれ別の剤としてもよく、また、一剤化してもよい。
アクリル酸系ポリマー、マレイン酸系ポリマーとしては、ポリアクリル酸、ポリマレイン酸、アクリル酸とアクリルアミドメチルプロパンスルホン酸の共重合体、アクリル酸とアクリルアミドメチルプロパンスルホン酸とＮ－置換アクリルアミドのターポリマー、アクリル酸とアリルオキシヒドロキシプロパンスルホン酸ナトリウムの共重合体、無水マレイン酸と酢酸ビニルとアクリル酸アルキルエステルの共重合体、無水マレイン酸とイソブチレンの共重合体よりなる群から選択される少なくとも１種のポリマーが好適であり、特にアクリル酸とアクリルアミドメチルプロパンスルホン酸の共重合体又はアクリル酸とアクリルアミドメチルプロパンスルホン酸とＮ－置換アクリルアミドのターポリマーが好適である。
アクリル酸（ＡＡ）とアクリルアミドメチルプロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ）の共重合体の場合、ＡＡ：ＡＭＰＳ＝５０～９９：１～５０（モル比）の割合で共重合させた共重合体が好適である。アクリル酸とアクリルアミドメチルプロパンスルホン酸とＮ－置換アクリルアミドのターポリマーの場合、ＡＡ：ＡＭＰＳ：（Ｎ－置換アクリルアミド）＝６０～９８：１～２０：１～２０（モル比。三者合計で１００）の割合で共重合させた共重合体が好適である。
このアクリル酸系ポリマー、マレイン酸系ポリマーとしては、重量平均分子量が１０００～５００００、特に１５００～２５０００であるものが好ましい。なお、重量平均分子量はＧＰＣによるポリアクリル酸ナトリウム換算の値である。
結合塩素系酸化剤、結合臭素系酸化剤としては、クロロスルファミン酸化合物が好適である。
クロロスルファミン酸は、次亜塩素酸などの塩素系酸化剤とスルファミン酸塩等のスルファミン酸化合物を混合することにより得られる。すなわち、次亜塩素酸塩等の塩素系酸化剤とスルファミン酸塩等のスルファミン酸化合物を混合すると、これらが結合して、クロロスルファミン酸塩を形成して安定化し、クロラミンのようなｐＨによる解離性の差、それによる遊離塩素濃度の変動を生じることなく、水中で安定した遊離塩素濃度を保つことが可能となる。
本発明で用いる塩素系酸化剤に特に制限はなく、例えば、塩素ガス、二酸化塩素、次亜塩素酸又はその塩、亜塩素酸又はその塩、塩素酸又はその塩、過塩素酸又はその塩、塩素化イソシアヌル酸又はその塩などを挙げることができる。これらのうち、塩形のものの具
体例としては、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウムなどの次亜塩素酸アルカリ金属塩、次亜塩素酸カルシウム、次亜塩素酸バリウムなどの次亜塩素酸アルカリ土類金属塩、亜塩素酸ナトリウム、亜塩素酸カリウムなどの亜塩素酸アルカリ金属塩、亜塩素酸バリウムなどの亜塩素酸アルカリ土類金属塩、亜塩素酸ニッケルなどの他の亜塩素酸金属塩、塩素酸アンモニウム、塩素酸ナトリウム、塩素酸カリウムなどの塩素酸アルカリ金属塩、塩素酸カルシウム、塩素酸バリウムなどの塩素酸アルカリ土類金属塩などを挙げることができる。これらの塩素系酸化剤は、１種を単独で用いても良く、２種以上を組み合わせて用いても良い。これらの中で、次亜塩素酸塩は取り扱いが容易であり、好適に用いることができる。
体例としては、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウムなどの次亜塩素酸アルカリ金属塩、次亜塩素酸カルシウム、次亜塩素酸バリウムなどの次亜塩素酸アルカリ土類金属塩、亜塩素酸ナトリウム、亜塩素酸カリウムなどの亜塩素酸アルカリ金属塩、亜塩素酸バリウムなどの亜塩素酸アルカリ土類金属塩、亜塩素酸ニッケルなどの他の亜塩素酸金属塩、塩素酸アンモニウム、塩素酸ナトリウム、塩素酸カリウムなどの塩素酸アルカリ金属塩、塩素酸カルシウム、塩素酸バリウムなどの塩素酸アルカリ土類金属塩などを挙げることができる。これらの塩素系酸化剤は、１種を単独で用いても良く、２種以上を組み合わせて用いても良い。これらの中で、次亜塩素酸塩は取り扱いが容易であり、好適に用いることができる。
本発明で用いるスルファミン酸化合物としては、下記一般式［１］で表される化合物又はその塩が挙げられる。
ただし、一般式［１］において、Ｒ１及びＲ２は、各々独立に、水素又は炭素数１～８の炭化水素基である。）
このようなスルファミン酸化合物としては、例えば、Ｒ１とＲ２がともに水素であるスルファミン酸のほかに、Ｎ－メチルスルファミン酸、Ｎ，Ｎ－ジメチルスルファミン酸、Ｎ－フェニルスルファミン酸などを挙げることができる。
スルファミン酸化合物の塩としては、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩、カルシウム塩、ストロンチウム塩、バリウム塩などのアルカリ土類金属塩、マンガン塩、銅塩、亜鉛塩、鉄塩、コバルト塩、ニッケル塩などの他の金属塩、アンモニウム塩及びグアニジン塩などを挙げることができ、具体的には、スルファミン酸ナトリウム、スルファミン酸カリウム、スルファミン酸カルシウム、スルファミン酸ストロンチウム、スルファミン酸バリウム、スルファミン酸鉄、スルファミン酸亜鉛などを挙げることができる。スルファミン酸及びこれらのスルファミン酸塩は、１種を単独で用いることもでき、２種以上を組み合わせて用いることもできる。
アクリル酸系ポリマー及び／又はマレイン酸系ポリマーは、被処理水中の濃度が０．１～５ｍｇ／Ｌ、特に０．１５～３ｍｇ／Ｌとなるように添加されることが好ましい。また、クロロスルファミン酸化合物は、被処理水中の濃度がＣｌ２として０．１～１０ｍｇ／Ｌ、特に０．３～５ｍｇ／Ｌとなるように添加されることが好ましい。Ｃｌ２濃度は、ＤＰＤ法により測定された値である。
アクリル酸系ポリマー及び／又はマレイン酸系ポリマーと、クロロスルファミン酸化合物とは、被処理水に別々に添加されてもよい。
ＲＯ膜装置の前段に圧力濾過装置、重力濾過装置、凝集沈澱処理装置、加圧浮上濾過装置、浸漬膜装置、膜式前処理装置などの前処理装置が設けられ、被処理水はこれらの前処理装置により前処理された後、ＲＯ膜装置に供給されてＲＯ膜分離処理される。アクリル酸系ポリマー及び／又はマレイン酸系ポリマーは、前処理後に添加される。クロロスルファミン酸化合物は、前処理後に添加するか、前処理またはその前段で使用されたクロロスルファミン酸化合物の残留物など、水系のいずれかで添加されたものが存在していれば良い。
アクリル酸系ポリマー及び／又はマレイン酸系ポリマーと、クロロスルファミン酸化合物とを一剤化した本発明のシリカスケール抑制剤中の各々の割合は、被処理水に添加された時の各成分の濃度が上記範囲となる割合であればよい。
［原水］
本発明において、水処理の対象となる原水としては特に制限はなく、ＲＯ膜による処理が適用されるすべての水に適用可能であり、工業用水、市水（水道水）、井戸水、各種排水を対象とすることができる。本発明は特に排水回収の分野におけるＲＯ膜による水処理に好適であり、例えば、ビル空調や、化学工業、製紙工業、製鉄工業、電力工業等の工業プロセスにおいて使用される冷却設備からの冷却排出水が挙げられる。冷却排出水としては、代表的には、冷却塔のブロー水が挙げられるが、その他、循環冷却水系から排出されるすべての排出水が挙げられる。この場合、例えば、循環冷却水系の循環配管から循環冷却水の一部又は全部を引き抜いて本発明に従ってＲＯ膜処理した後当該循環冷却水系に戻すようにしても良い。また、冷却塔の冷却水や循環冷却水の濾過装置に冷却水を送給する配管から分岐して排出した排出水を原水とすることもできる。その他、ボイラ用の給水システムに適用できる。
本発明において、水処理の対象となる原水としては特に制限はなく、ＲＯ膜による処理が適用されるすべての水に適用可能であり、工業用水、市水（水道水）、井戸水、各種排水を対象とすることができる。本発明は特に排水回収の分野におけるＲＯ膜による水処理に好適であり、例えば、ビル空調や、化学工業、製紙工業、製鉄工業、電力工業等の工業プロセスにおいて使用される冷却設備からの冷却排出水が挙げられる。冷却排出水としては、代表的には、冷却塔のブロー水が挙げられるが、その他、循環冷却水系から排出されるすべての排出水が挙げられる。この場合、例えば、循環冷却水系の循環配管から循環冷却水の一部又は全部を引き抜いて本発明に従ってＲＯ膜処理した後当該循環冷却水系に戻すようにしても良い。また、冷却塔の冷却水や循環冷却水の濾過装置に冷却水を送給する配管から分岐して排出した排出水を原水とすることもできる。その他、ボイラ用の給水システムに適用できる。
このような冷却排出水を原水とする場合、原水中には既に本発明で用いられるポリマー系スケール分散剤が含まれている場合があるため、これを後述のＲＯ膜給水のポリマー系スケール分散剤として利用することができる。
［前処理］
原水は、そのままＲＯ膜給水とすることもできるが、前処理として除濁処理を行ってもよい。
原水は、そのままＲＯ膜給水とすることもできるが、前処理として除濁処理を行ってもよい。
除濁処理の手段については特に制限はないが、好ましくは後述のＲＯ膜給水の水質条件に影響を及ぼすことなく、ＲＯ膜汚染の原因となる原水中の濁質やコロイダル成分を除去することができる点において、精密濾過（ＭＦ）膜、限外濾過（ＵＦ）膜、濾過器、保安フィルタ、及びストレーナのいずれかを用いて行うことが好ましく、これらは２以上を組み合わせて用いてもよい。例えば、ストレーナで粗大な濁質や異物を除去した後、ＭＦ膜又はＵＦ膜といった除濁膜で除濁処理してもよく、この場合には、ストレーナによる処理で、後段のＭＦ膜又はＵＦ膜が粗大な濁質や異物で破損するのを防止することができる。
［ＲＯ膜］
本発明で用いるＲＯ膜は、好ましくはポリアミド系ＲＯ膜である。ＲＯ膜の形状については特に制限はなく、中空糸型、スパイラル型など、いずれのものも使用可能である。
本発明で用いるＲＯ膜は、好ましくはポリアミド系ＲＯ膜である。ＲＯ膜の形状については特に制限はなく、中空糸型、スパイラル型など、いずれのものも使用可能である。
［実施例１、比較例１］
表１の水質を有する井水を逆浸透膜装置（栗田工業株式会社製）に７０～７４％の回収率で通水した。通水開始時から６２日目までは薬品１（アクリル酸系ポリマー（アクリル酸とアクリルアミドメチルプロパンスルホン酸とＮ－置換アクリルアミドとを８５：１０：５のモル比で共重合させた重量平均分子量１０，０００のターポリマー）を含有する薬品）をアクリル酸系ポリマーとして１ｍｇ／Ｌ添加した（比較例１）。６２日目から１００日目までは薬品２（アクリル酸系ポリマー（アクリル酸とアクリルアミドメチルプロパンスルホン酸とを８０：２０のモル比で共重合させた重量平均分子量２０，０００の共重合体）とクロロスルファミン酸とを含有する薬品）をアクリル酸系ポリマーとして０．３５ｍｇ／Ｌ、Ｃｌ２として０．５ｍｇ／Ｌ添加した（実施例１）。
表１の水質を有する井水を逆浸透膜装置（栗田工業株式会社製）に７０～７４％の回収率で通水した。通水開始時から６２日目までは薬品１（アクリル酸系ポリマー（アクリル酸とアクリルアミドメチルプロパンスルホン酸とＮ－置換アクリルアミドとを８５：１０：５のモル比で共重合させた重量平均分子量１０，０００のターポリマー）を含有する薬品）をアクリル酸系ポリマーとして１ｍｇ／Ｌ添加した（比較例１）。６２日目から１００日目までは薬品２（アクリル酸系ポリマー（アクリル酸とアクリルアミドメチルプロパンスルホン酸とを８０：２０のモル比で共重合させた重量平均分子量２０，０００の共重合体）とクロロスルファミン酸とを含有する薬品）をアクリル酸系ポリマーとして０．３５ｍｇ／Ｌ、Ｃｌ２として０．５ｍｇ／Ｌ添加した（実施例１）。
ＲＯ装置の回収率は通水開始から３４日目までと６２日目から７６日目までは７０％で運転し、３４日目から６２日目までと７６日目から１００日目までは７４％で運転した。
図１にフラックス、図２にＲＯのモジュール差圧の推移を示す。フラックスはどの条件でも安定であったが、薬品１で処理している６２日目まで（比較例１）はモジュール差圧（給水圧力と濃縮水圧力の差）の上昇が認められ、薬品２で処理している６２日目以降（実施例２）はモジュール差圧の上昇は抑制された。
通水後のＬｅａｄ側の膜を解体してＳＥＭ－ＥＤＳで分析したところ、膜面全体にシリカ汚染が確認され、ＥＤＳで確認したところ、シリカ付着量（［シリカ重量］／［膜重量＋膜汚染物重量］×１００％）は１３．５ｗｔ％であった。このシリカ汚染物は通水６２日目までに付着したものであると考えられる。
この結果から、通水６２日目までの薬品１による処理では、濃縮がかかったＴａｉｌ側でのシリカスケールは抑えられているものの、給水に近いＬｅａｄ側でのシリカ複合汚染を抑制することはできず、一方薬品２で処理した通水６２日目以降は過飽和域でのシリカスケールとＬｅａｄ側でのシリカ複合汚染の両方を抑制できていることが明らかになった。
［比較例２］
表２の水質を有する水を逆浸透膜システム（栗田工業株式会社製）に回収率８０％で通水した。スケール防止剤としてマレイン酸系ポリマー（無水マレイン酸と酢酸ビニルとアクリル酸アルキルエステルとを７０：１５：１５のモル比で共重合させた重量平均分子量１，２００の共重合体）及びアクリル酸系ポリマー（ポリアクリル酸、重量平均分子量３，０００）の混合物をそれぞれポリマー成分として０．２ｍｇ/Ｌ及び０．３ｍｇ/Ｌ添加していたが、モジュール差圧の上昇が確認された。
表２の水質を有する水を逆浸透膜システム（栗田工業株式会社製）に回収率８０％で通水した。スケール防止剤としてマレイン酸系ポリマー（無水マレイン酸と酢酸ビニルとアクリル酸アルキルエステルとを７０：１５：１５のモル比で共重合させた重量平均分子量１，２００の共重合体）及びアクリル酸系ポリマー（ポリアクリル酸、重量平均分子量３，０００）の混合物をそれぞれポリマー成分として０．２ｍｇ/Ｌ及び０．３ｍｇ/Ｌ添加していたが、モジュール差圧の上昇が確認された。
通水後にＬｅａｄ側の膜を解体してＳＥＭ－ＥＤＳで分析したところ、膜面全体にシリカ汚染が確認され、汚染した膜を切り取ってＸＲＦ分析したところ、Ｓｉが３２．０ｗｔ％検出された。この付着物をかき取って、酸不溶解分を分析したところ１１．４ｗｔ％検出された。この結果から、スケール防止剤を添加するだけでは、Ｌｅａｄ側で起こるシリカ汚染を防ぐことはできないことが明らかになった。
［比較例３］
表３の水質を有する水を逆浸透膜システム（栗田工業株式会社製）に回収率５０％でで通水した。スケール抑制剤は添加せず、結合塩素系酸化剤（栗田工業株式会社製）をＣｌ２として２ｍｇ／Ｌ添加したが、モジュール差圧の上昇が確認された。
表３の水質を有する水を逆浸透膜システム（栗田工業株式会社製）に回収率５０％でで通水した。スケール抑制剤は添加せず、結合塩素系酸化剤（栗田工業株式会社製）をＣｌ２として２ｍｇ／Ｌ添加したが、モジュール差圧の上昇が確認された。
通水後にＬｅａｄ側の膜を解体してＳＥＭ－ＥＤＳで分析したところ、膜面全体にシリカ汚染が確認された。この付着物をかき取って、酸不溶解分を分析したところ４．６ｗｔ％検出された。この結果から、結合塩素系酸化剤を添加するだけでは、Ｌｅａｄ側で起こるシリカ汚染を防ぐことはできないことが明らかになった。
本発明を特定の態様を用いて詳細に説明したが、本発明の意図と範囲を離れることなく様々な変更が可能であることは当業者に明らかである。
本出願は、２０２１年１２月１５日付で出願された日本特許出願２０２１－２０３５１２に基づいており、その全体が引用により援用される。
本出願は、２０２１年１２月１５日付で出願された日本特許出願２０２１－２０３５１２に基づいており、その全体が引用により援用される。
Claims (9)
- アクリル酸系ポリマー及び／又はマレイン酸系ポリマーと、
結合塩素系酸化剤及び／又は結合臭素系酸化剤と
を被処理水中に存在させることを特徴とする逆浸透膜システムのシリカ汚染抑制方法。 - 前記アクリル酸系ポリマー及び／又はマレイン酸系ポリマーが、ポリアクリル酸、ポリマレイン酸、アクリル酸とアクリルアミドメチルプロパンスルホン酸の共重合体、アクリル酸とアクリルアミドメチルプロパンスルホン酸とＮ－置換アクリルアミドのターポリマー、アクリル酸とアリルオキシヒドロキシプロパンスルホン酸ナトリウムの共重合体、無水マレイン酸と酢酸ビニルとアクリル酸アルキルエステルの共重合体、無水マレイン酸とイソブチレンの共重合体よりなる群から選択される少なくとも１種のポリマーであることを特徴とする請求項１に記載のシリカ汚染抑制方法。
- 前記アクリル酸系ポリマーが、アクリル酸とアクリルアミドメチルプロパンスルホン酸の共重合体又はアクリル酸とアクリルアミドメチルプロパンスルホン酸とＮ－置換アクリルアミドのターポリマーであることを特徴とする請求項１に記載のシリカ汚染抑制方法。
- 前記アクリル酸系ポリマーが、アクリル酸（ＡＡ）とアクリルアミドメチルプロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ）とを、ＡＡ：ＡＭＰＳ＝５０～９９：１～５０（モル比）の割合で共重合させた共重合体である請求項１～３のいずれかの逆浸透膜システムのシリカ汚染抑制方法。
- 前記アクリル酸系ポリマーの重量平均分子量が１０００～５００００である請求項１～４のいずれかの逆浸透膜システムのシリカ汚染抑制方法。
- 前記結合塩素系酸化剤がクロロスルファミン酸化合物であることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載のシリカ汚染抑制方法。
- 前記アクリル酸系ポリマー及び／又はマレイン酸系ポリマーを、被処理水中の濃度が０．１～５ｍｇ／Ｌとなるように被処理水に添加し、クロロスルファミン酸化合物を、被処理水中の濃度がＣｌ２として０．１～１０ｍｇ／Ｌとなるように被処理水に添加する、請求項１の逆浸透膜システムのシリカ汚染抑制方法。
- アクリル酸とアクリルアミドメチルプロパンスルホン酸の共重合体及び／又はアクリル酸とアクリルアミドメチルプロパンスルホン酸とＮ－置換アクリルアミドのターポリマーと、
結合塩素系酸化剤及び／又は結合臭素系酸化剤と、
を含有する、逆浸透膜システムのシリカ汚染抑制剤。 - 前記結合塩素系酸化剤がクロロスルファミン酸化合物であることを特徴とする請求項８に記載のシリカ汚染抑制剤。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AU2022414602A AU2022414602A1 (en) | 2021-12-15 | 2022-12-08 | Silica contamination inhibition method and silica contamination inhibitor for reverse osmosis membrane system |
| JP2023547180A JP7409573B2 (ja) | 2021-12-15 | 2022-12-08 | 逆浸透膜システムのシリカ汚染抑制法およびシリカ汚染抑制剤 |
| KR1020237030264A KR20240122683A (ko) | 2021-12-15 | 2022-12-08 | 역침투막 시스템의 실리카 오염 억제법 및 실리카 오염 억제제 |
| CN202280075409.2A CN118234559A (zh) | 2021-12-15 | 2022-12-08 | 逆渗透膜系统的二氧化硅污染抑制法及二氧化硅污染抑制剂 |
| EP22907346.5A EP4450148A1 (en) | 2021-12-15 | 2022-12-08 | Silica contamination inhibition method and silica contamination inhibitor for reverse osmosis membrane system |
| JP2023201892A JP2024009329A (ja) | 2021-12-15 | 2023-11-29 | 逆浸透膜システムのシリカ汚染抑制法およびシリカ汚染抑制剤 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021-203512 | 2021-12-15 | ||
| JP2021203512 | 2021-12-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2023112819A1 true WO2023112819A1 (ja) | 2023-06-22 |
Family
ID=86774664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2022/045255 WO2023112819A1 (ja) | 2021-12-15 | 2022-12-08 | 逆浸透膜システムのシリカ汚染抑制法およびシリカ汚染抑制剤 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4450148A1 (ja) |
| JP (2) | JP7409573B2 (ja) |
| KR (1) | KR20240122683A (ja) |
| CN (1) | CN118234559A (ja) |
| AU (1) | AU2022414602A1 (ja) |
| TW (1) | TW202327718A (ja) |
| WO (1) | WO2023112819A1 (ja) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61107998A (ja) | 1984-10-31 | 1986-05-26 | Kurita Water Ind Ltd | スケ−ル防止剤 |
| JPH0231894A (ja) | 1988-07-22 | 1990-02-01 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | 冷却水系のスケール防止剤 |
| JPH04356580A (ja) | 1990-05-23 | 1992-12-10 | Rohm & Haas Co | シリカスケールの防止 |
| JPH10323696A (ja) | 1997-05-23 | 1998-12-08 | Kurita Water Ind Ltd | スケール防止剤及びスケール防止方法 |
| JPH1157783A (ja) | 1997-08-28 | 1999-03-02 | Kurita Water Ind Ltd | スケール防止剤 |
| WO2008090854A1 (ja) * | 2007-01-24 | 2008-07-31 | Kurita Water Industries Ltd. | 逆浸透膜処理方法 |
| JP2010058079A (ja) * | 2008-09-05 | 2010-03-18 | Kurita Water Ind Ltd | 水処理剤及び水処理方法 |
| JP2010201312A (ja) | 2009-03-02 | 2010-09-16 | Kurita Water Ind Ltd | 膜分離方法 |
| JP2016187788A (ja) * | 2015-03-30 | 2016-11-04 | 栗田工業株式会社 | 逆浸透膜を用いた水処理方法及び水処理装置 |
| JP2017025046A (ja) * | 2015-07-27 | 2017-02-02 | 伯東株式会社 | 貯蔵安定性が改善された一液性の水処理剤組成物 |
-
2022
- 2022-12-08 KR KR1020237030264A patent/KR20240122683A/ko active Search and Examination
- 2022-12-08 WO PCT/JP2022/045255 patent/WO2023112819A1/ja active Application Filing
- 2022-12-08 CN CN202280075409.2A patent/CN118234559A/zh active Pending
- 2022-12-08 AU AU2022414602A patent/AU2022414602A1/en active Pending
- 2022-12-08 EP EP22907346.5A patent/EP4450148A1/en active Pending
- 2022-12-08 JP JP2023547180A patent/JP7409573B2/ja active Active
- 2022-12-14 TW TW111147889A patent/TW202327718A/zh unknown
-
2023
- 2023-11-29 JP JP2023201892A patent/JP2024009329A/ja active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61107998A (ja) | 1984-10-31 | 1986-05-26 | Kurita Water Ind Ltd | スケ−ル防止剤 |
| JPH0231894A (ja) | 1988-07-22 | 1990-02-01 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | 冷却水系のスケール防止剤 |
| JPH04356580A (ja) | 1990-05-23 | 1992-12-10 | Rohm & Haas Co | シリカスケールの防止 |
| JPH10323696A (ja) | 1997-05-23 | 1998-12-08 | Kurita Water Ind Ltd | スケール防止剤及びスケール防止方法 |
| JPH1157783A (ja) | 1997-08-28 | 1999-03-02 | Kurita Water Ind Ltd | スケール防止剤 |
| WO2008090854A1 (ja) * | 2007-01-24 | 2008-07-31 | Kurita Water Industries Ltd. | 逆浸透膜処理方法 |
| JP2010058079A (ja) * | 2008-09-05 | 2010-03-18 | Kurita Water Ind Ltd | 水処理剤及び水処理方法 |
| JP2010201312A (ja) | 2009-03-02 | 2010-09-16 | Kurita Water Ind Ltd | 膜分離方法 |
| JP2016187788A (ja) * | 2015-03-30 | 2016-11-04 | 栗田工業株式会社 | 逆浸透膜を用いた水処理方法及び水処理装置 |
| JP2017025046A (ja) * | 2015-07-27 | 2017-02-02 | 伯東株式会社 | 貯蔵安定性が改善された一液性の水処理剤組成物 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW202327718A (zh) | 2023-07-16 |
| KR20240122683A (ko) | 2024-08-13 |
| CN118234559A (zh) | 2024-06-21 |
| JP2024009329A (ja) | 2024-01-19 |
| AU2022414602A1 (en) | 2024-05-23 |
| JP7409573B2 (ja) | 2024-01-09 |
| JPWO2023112819A1 (ja) | 2023-06-22 |
| EP4450148A1 (en) | 2024-10-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5099045B2 (ja) | 逆浸透膜分離方法 | |
| TWI848823B (zh) | 水處理裝置及水處理方法 | |
| EP1363856B1 (en) | Method of boron removal in presence of magnesium ions | |
| JP5608988B2 (ja) | 活性炭用スライムコントロール剤、活性炭装置への通水方法、有機物含有水の処理方法及び処理装置 | |
| CN106029580B (zh) | 冷却排出水的回收方法及回收装置 | |
| JP2010201312A (ja) | 膜分離方法 | |
| JP5807634B2 (ja) | 逆浸透膜処理方法 | |
| WO2018096929A1 (ja) | 超純水製造方法及び超純水製造システム | |
| KR20010089561A (ko) | 생물학적 그리고 콜로이드성 오염을 최소화하기 위한 방법및 조성물 | |
| TW201709968A (zh) | 逆滲透膜裝置的前處理方法及水處理裝置 | |
| US11130694B2 (en) | Recovery method for discharged cooling water | |
| JP6550851B2 (ja) | 逆浸透膜を用いた水処理方法及び水処理装置 | |
| WO2020184044A1 (ja) | 純水製造装置および純水の製造方法 | |
| WO2018030109A1 (ja) | 膜ろ過方法及び膜ろ過システム | |
| WO2023112819A1 (ja) | 逆浸透膜システムのシリカ汚染抑制法およびシリカ汚染抑制剤 | |
| JP2005246158A (ja) | 海水の淡水化処理法および装置 | |
| JP6565966B2 (ja) | 水処理方法 | |
| WO2022191333A1 (ja) | 水系のバイオファウリング抑制方法および水処理装置 | |
| 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 | |
| JP2023073688A (ja) | 水処理方法およびシリカ系スケール抑制剤 | |
| JP2007117783A (ja) | 廃液処理方法及び廃液処理システム | |
| WO2019176156A1 (ja) | 水処理装置 | |
| JP2019202246A (ja) | 水処理装置および水処理方法 | |
| JP2004025027A (ja) | 逆浸透膜を用いた水処理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2023547180 Country of ref document: JP |
|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 22907346 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 12024551064 Country of ref document: PH |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 202280075409.2 Country of ref document: CN |
|
| REG | Reference to national code |
Ref country code: BR Ref legal event code: B01A Ref document number: 112024009499 Country of ref document: BR |
|
| ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2022414602 Country of ref document: AU Date of ref document: 20221208 Kind code of ref document: A |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2022907346 Country of ref document: EP |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2022907346 Country of ref document: EP Effective date: 20240715 |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 11202403786Y Country of ref document: SG |
|
| ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 112024009499 Country of ref document: BR Kind code of ref document: A2 Effective date: 20240514 |