特許 7173220 逆浸透膜装置の運転方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-08

(45)【発行日】2022-11-16

(54)【発明の名称】逆浸透膜装置の運転方法

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/44 20060101AFI20221109BHJP

   B01D 61/12 20060101ALI20221109BHJP

   B01D 61/58 20060101ALI20221109BHJP

【ＦＩ】

C02F1/44 D

B01D61/12

B01D61/58

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021093488

(22)【出願日】2021-06-03

【審査請求日】2022-03-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000001063

【氏名又は名称】栗田工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100086911

【弁理士】

【氏名又は名称】重野 剛

(74)【代理人】

【識別番号】100144967

【弁理士】

【氏名又は名称】重野 隆之

(72)【発明者】

【氏名】後藤 秀樹

【審査官】相田 元

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１７４０３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０６４５７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１６３９７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－３１７８５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１７６０３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００９／１２８３２８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０２Ｆ １／４４

Ｂ０１Ｄ ５３／２２

Ｂ０１Ｄ ６１／００－７１／８２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被処理水を第１ラインによって第１逆浸透膜装置に通水し、該第１逆浸透膜装置の透過水を設備用水として利用し、該第１逆浸透膜装置の濃縮水を第２ラインによって第２逆浸透膜装置に通水し、該第２逆浸透膜装置の透過水を第３ラインに流出させ、該第２逆浸透膜装置の濃縮水を第４ラインに流出させる逆浸透膜装置の運転方法であって、
該第１逆浸透膜装置からの濃縮水に該第２ラインで酸を添加してｐＨ６以下の酸性として前記第２逆浸透膜装置に通水する処理工程と、
該逆浸透膜装置への通水を停止する停止工程と
を有する逆浸透膜装置の運転方法において、
該停止工程が所定時間以上となる場合、該停止工程の前に、前記第１ラインからの被処理水を迂回ラインによって該第１逆浸透膜装置を迂回させて該第１ラインから前記第２ラインに流し、該第２逆浸透膜装置内の水を該被処理水に置換する置換工程を行うことを特徴とする逆浸透膜装置の運転方法。

【請求項2】

前記所定時間は３時間以上であることを特徴とする請求項１の逆浸透膜装置の運転方法。

【請求項3】

前記被処理水のｐＨが６．２～７．８である請求項１又は２の逆浸透膜装置の運転方法。

【請求項4】

前記置換工程では前記第２ラインへの酸添加を行わないことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかの逆浸透膜装置の運転方法。

【請求項5】

前記被処理水のシリカ濃度が５～８０ｍｇ／Ｌであることを特徴とする請求項１～４のいずれかの逆浸透膜装置の運転方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、逆浸透膜装置（以下、ＲＯ装置ということがある。）の運転方法に係り、特にＲＯ装置の給水のｐＨを酸性にして運転する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ＲＯ装置の給水のｐＨを６以下の酸性とすることにより、ＲＯ膜面へのシリカ析出を抑制するようにしたＲＯ装置の運転方法が公知である（特許文献１）。

【0003】

ＲＯ装置の給水が常温（２５℃）で中性（ｐＨ７）の場合、シリカの析出限界濃度は約１３０ｍｇ／Ｌであり、水温が高くなるにつれて析出限界濃度は緩やかに上昇する。

【0004】

これに対し、水温が１８℃以下になると限界値が急激に低下する為、その分給水のｐＨを低くし、シリカの析出を防止することが必要である。

【0005】

なお、給水のｐＨを低くする程、シリカの析出を抑制することができるが、ｐＨが低くなるにつれＲＯ装置の塩分除去率が低下すると共に、部材が腐食するリスクも高くなる。特許文献１では、給水ｐＨは４．０～５．５が好適であるとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開平７－１６３９７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

シリカの溶解度は、水のｐＨがアルカリ性になる程高くなり、ｐＨが酸性になるほどシリカ溶解度は低くなる。ＲＯ装置の給水のｐＨを酸性とすることにより、シリカのＲＯ膜面への析出が抑制されるのは、シリカの溶解性が高まるためではなく、水中に溶解しているシリカがゲル化するに至るまでのゲル化時間が長くなるためである。

【0008】

そのため、給水を酸性にして運転していたＲＯ装置が停止状態におかれた場合、ゲル化時間よりも長い時間が経過すると、ＲＯ装置内や通水ラインにおいてシリカが析出し、これにより、次回のＲＯ装置の運転時の安定性が損なわれる。

【0009】

本発明は、運転停止中におけるシリカ析出が抑制され、運転再開後に安定して逆浸透膜装置の運転を行うことができる逆浸透膜装置の運転方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明のＲＯ装置の運転方法は、酸を添加してｐＨ６以下の酸性とした被処理水を逆浸透膜装置に通水する処理工程と、該逆浸透膜装置への通水を停止する停止工程とを有する逆浸透膜装置の運転方法において、該停止工程が所定時間以上となる場合、逆浸透膜装置内の水を希薄水に置換することを特徴とする。この希薄水はシリカ濃度で３０ｍｇ／Ｌ未満であることが望ましく、逆浸透膜装置処理水も可とする。

【0011】

本発明の一態様では、前記所定時間は３時間以上である。

【0012】

本発明の一態様では、前記被処理水のｐＨが４．０～５．５であり、前記希薄水が該被処理水である。

【0013】

本発明の一態様では、酸が添加された被処理水が被処理水槽に導入され、該被処理水槽内の被処理水が高圧ポンプを介して前記逆浸透膜装置に供給され、逆浸透膜装置の濃縮水の一部が該被処理水槽と高圧ポンプとの間に返送される。

【0014】

本発明の一態様では、前記被処理水をＲＯ装置に通水した時のＲＯ装置の濃縮水のシリカ濃度が３００～５００ｍｇ／Ｌである。

【発明の効果】

【0015】

前述の通り、ＲＯ給水を酸性とすることによりシリカ析出が防止されるのは、シリカのゲル化時間が長くなるためである。

【0016】

本発明では、長時間運転停止を行う場合に、逆浸透膜装置内の水を希薄水に置換する。これにより、運転停止期間におけるシリカ析出が防止され、次回運転時に安定してＲＯ装置を稼働させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】実施の形態に係る運転方法が行われるＲＯシステムの構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図１を参照して実施の形態について説明する。

【0019】

本実施の形態において、被処理水としては、工場排水（業種に限定はない。）、工業用水、井水、市水や、必要に応じてそれらを凝集沈殿、膜濾過などの前処理を施したものなどが例示される。被処理水中のシリカ濃度は５～８０ｍｇ／Ｌ、特に１０～６０ｍｇ／Ｌ程度であるが、これに限定されない。また、この被処理水のｐＨは中性（６．２～７．８程度）である。

【0020】

図１（ａ）では、被処理水が配管１を介して被処理水槽２に流入する。配管１には酸（好ましくは塩酸、硫酸）の添加手段３から酸が添加され、ｐＨが６以下、好ましくは４．０～５．５に調整される。また、配管１には、置換水の導入用の配管４が接続されている。

【0021】

被処理水槽２内のｐＨ６以下、好ましくは４．０～５．５の被処理水は、配管５、高圧ポンプ６、配管７を介してＲＯ装置８に供給され、透過水が配管９を介して取り出され、設備用水等として利用される。

【0022】

ＲＯ装置８の濃縮水は、配管１０によって取り出される。流速不足による膜面分極を防止する目的で系外排出量を上げずに濃縮水の水量を上げたい場合、濃縮水の一部は弁１１を有する配管１２を介して配管５に返送され、残部は弁１３を有する配管１４を介して中和設備に送水される。弁１１，１３の開度を調節することにより、濃縮水の配管５への返送比が調整される。

【0023】

このようにＲＯ給水をｐＨ６以下、好ましくは４．０～５．５とすることにより、ＲＯ装置８や高圧ポンプ６及び各配管でのシリカ析出が抑制される。

【0024】

なお、この実施の形態では、ＲＯ装置８の濃縮水の一部を被処理水槽２ではなく配管５に返送する事が望ましい。これにより、シリカ濃度の高いＲＯ濃縮水が被処理水槽２に流入することがなく、被処理水槽２内での滞留時間が無くなる分、被処理水のゲル化が抑制される。

【0025】

ＲＯ装置８の運転を長期にわたって（例えば３時間以上、特に５時間以上）停止する場合には、配管１からの被処理水の供給を停止し、高圧ポンプ６を停止し、酸添加手段３からの酸添加を停止し、被処理水槽２の水抜きを行った後、配管４から置換水を配管１に流入させ、被処理水槽２、高圧ポンプ６、ＲＯ装置８及び各配管１，５，７，１０，１２，１４内の水を中性ｐＨのシリカ濃度が希薄な置換水に置換する。なお、この置換は、ＲＯ装置８の運転停止から所定時間経過してから行ってもよい。所定時間は、系内でのシリカ析出開始予想時間よりも短い時間であり、通常は０．５～５時間、特に１～３時間の間から選択された時間とされる。

【0026】

図１（ｂ）は、図１（ａ）において、システムの前段に被処理水をＲＯ処理する第１ＲＯ装置２０を設置し、被処理水を配管１８及びポンプ１９を介して第１ＲＯ装置２０に通水してＲＯ処理し、その濃縮水を配管１へ送水するようにしたものである。第１ＲＯ装置２０の透過水は配管２１を介して取り出され、設備用水等として利用される。

【0027】

配管１８から前記配管４が分岐している。第２ＲＯ装置８の運転時には、配管４には被処理水を流さない。第２ＲＯ装置８の運転を長期にわたって（例えば３時間以上、特に5時間以上）停止する場合に際しては、被処理水を置換水として配管１８から配管４を介して配管１に供給し、配管１及び被処理水槽２以降の第１ＲＯ装置２０濃縮水を置換する。尚この場合、酸添加手段３からの酸添加を停止する。

【実施例】

【0028】

［実施例１］
図１（ｂ）のフローのＲＯシステムにおいて、工業用水、井水、市水や、必要に応じてそれらを凝集沈殿、膜濾過などの前処理を施したもの及びシリカ濃度８０ｍｇ／Ｌ、ｐＨ６．０、水温約２５℃の工場排水（業種に限定はない）などを被処理水とし、ＲＯ処理した。被処理水槽２内のｐＨが４．０～５．５となるように塩酸を添加手段３から添加した。

【0029】

３０日運転した後、ポンプ１９，６を停止し、次いで配管１８，４を介して被処理水を配管１以下に供給し、系内の第１ＲＯ装置２０の濃縮水を被処理水に置換した。この状態で、１２時間運転を停止した。その後、運転を再開した。運転再開後、３０日経過した時点でのＲＯ装置８の透過水流束（フラックス）は初期値の８０％であった。

【0030】

［比較例１］
ポンプ１９，６を停止した後の酸性水の置換を行わなかったこと以外は実施例１と同一条件として運転、運転停止及び運転再開を行った。

【0031】

運転再開後、３０日経過時点でのＲＯ装置８のフラックスは、初期値の５０％であった。

【0032】

この実施例及び比較例からも明らかな通り、本発明によると、運転を長時間停止しても、運転再開後のフラックス低下を防止し、安定して運転を行うことができる。

【符号の説明】

【0033】

２ 被処理水槽
８，２０ ＲＯ装置

【要約】

【課題】運転停止中におけるシリカ析出が抑制され、運転再開後に安定して逆浸透膜装置の運転を行うことができる逆浸透膜装置の運転方法を提供する。
【解決手段】酸を添加してｐＨ６以下の酸性とした被処理水を逆浸透膜装置８に通水する処理工程と、逆浸透膜装置８への通水を停止する停止工程とを有する逆浸透膜装置の運転方法において、該停止工程が所定時間以上となる場合、逆浸透膜装置８内の水を希薄水に置換することを特徴とする逆浸透膜装置の運転方法。
【選択図】図１

【図1】