凝集处理方法、凝集处理装置及水处理装置制造方法
【专利摘要】本发明提供：把充分溶解的凝集剂水溶液添加至被处理水，能实现高效率凝集处理的凝集处理方法、凝集处理装置及水处理装置。该装置具有：具备搅拌机(5)的、贮存凝集剂水溶液的凝集剂水溶液贮存槽(1)，测定凝集剂水溶液贮存槽(1)内的凝集剂水溶液粒径分布的粒径分布测定装置(50)，混合被处理水与添加凝集剂的水溶液，形成凝集物的凝集槽(11)，从含凝集物的处理水除去凝集物的凝集物除去部(9)，以及控制搅拌机(5)的控制部(6)，是根据测定的粒径分布，以使凝集剂水溶液粒径分布的中值粒径为1.0μm以下。
【专利说明】凝集处理方法、凝集处理装置及水处理装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及向被处理水添加凝集剂，形成凝集物的凝集处理方法、凝集处理装置 以及安装了凝集处理装置的水处理装置。
【背景技术】
[0002] 从河水等自然水制造饮料水及用水的净水技术，可采用凝集沉淀法等化学方法以 及砂滤法等物理方法。
[0003] 另一方面，近年来，以中东及亚洲等为代表的世界各国的水不足已成为问题。为了 应对此问题，把海水加以脱盐，制造饮料水及用水的海水淡水化技术已引起关注而开始实 用化。作为海水淡水化的方法，已采用把海水加热使水分蒸发，冷却蒸气，由此得到淡水的 蒸发法。然而，蒸发法的能量效率差，成本高，故企盼更有效率的方法。现在，采用反渗透膜 (R0膜）的膜过滤进行脱盐，得到淡水的反渗透法开始成为主流。为了防止RO膜的污染，在 向RO膜通海水前，必需进行除去悬浮物质、有机物等适当的前处理。作为前处理的方法，与 净水处理同样，对采用超滤膜（UF)及精密过滤膜（MF)的膜过滤、活性炭等吸附剂的利用、 凝集剂的使用等进行了探讨。
[0004] 作为排水处理及净水处理中代表性的凝集剂，可以举出：利用聚氯化铝（PAC)及 氯化铁的多价金属离子（阳离子）的无机系凝集剂、利用具有多价离子的水溶性高分子的 高分子凝集剂（高分子凝集剂）等。这些凝集剂，把水中所含的带电荷的杂质通过凝集沉 淀加以除去。还有，即使采用无机系及有机系中的一种凝集剂无法得到充分效果时，通过把 无机系及有机系凝集剂并用，有时可提高凝集效果。
[0005] 特开2002 - 136809号公报中记载了使用高分子凝集剂时，制作水溶液的装置，公 开了具有测量溶解了高分子凝集剂的水溶液浓度的机构的装置。
[0006] 特开2008 - 264723号公报公开了在除去海水及河水等水中的杂质时，同时或依 次添加有机系凝集剂及无机系凝集剂，实施pH调节的杂质凝集方法。
[0007] 特开平10 - 225682号公报公开了在海水淡化中使用pH调节剂调节pH后，添加 除去硼用的凝集剂的硼除去方法。
[0008] 现有技术文献
[0009] 专利文献
[0010] 专利文献1 :特开2002 - 136809号公报
[0011] 专利文献2 :特开2008 - 264723号公报
[0012] 专利文献3 :特开平10 - 225682号公报
【发明内容】
[0013] 发明要解决的课题
[0014] 但是，在专利文献1至专利文献3的任何一个文献中，不具备测定凝集剂水溶液中 的粒径分布的功能，不能判断凝集剂在水溶液中是否充分溶解。因此，假定，凝集剂为高分 子凝集剂时，当添加溶解不充分的凝集剂水溶液进行凝集处理时，凝集效率低，必需消耗大 于所需量的凝集剂。
[0015] 本发明提供：把充分溶解的凝集剂水溶液添加至被处理水中，能实施高效率凝集 处理的凝集处理方法、凝集处理装置以及水处理装置。
[0016] 用于解决课题的手段
[0017] 为了解决上述课题，本发明涉及向含杂质的被处理水中添加1种或多种凝集剂水 溶液，形成凝集物，通过除去形成的凝集物，除去被处理水中的杂质的凝集处理方法，其特 征在于，凝集剂水溶液的粒径分布的中值粒径在I. 0 μ m以下。
[0018] 另外，本发明的特征在于，设置：具备搅拌机的、贮存凝集剂水溶液的凝集剂水溶 液贮存槽；测定所述凝集剂水溶液贮存槽内的凝集剂水溶液的粒径分布的粒径分布测定装 置；混合被处理水与添加的所述凝集剂水溶液，形成凝集物的凝集槽；从含上述凝集物的 处理水除去上述凝集物的凝集物除去部；以及控制上述搅拌机的控制部，是根据测定的粒 径分布，以使上述凝集剂水溶液的粒径分布的中值粒径为I. 0 μ m以下。
[0019] 发明效果
[0020] 按照本发明，可提供能把充分溶解的凝集剂水溶液添加至被处理水中，实施高效 率的凝集处理的凝集处理方法、凝集处理装置及水处理装置。
[0021] 例如，作为凝集剂采用高分子凝集剂时，由于能均匀分散在被处理水中，提高凝集 处理效率，故能减少凝集处理工序的药剂，减少水处理装置的运行成本。
[0022] 上述以外课题、构成以及效果，通过以下实施方案的说明能够清楚。
【专利附图】
【附图说明】
[0023] 图1为具有本发明涉及的凝集处理部的水处理装置的整体构成图。
[0024] 图2为具有本发明涉及的凝集处理部的水处理装置的其它整体构成图。
[0025] 图3为具有本发明涉及的凝集处理部的水处理装置的其它整体构成图。
[0026] 图4为具有本发明涉及的凝集处理部的水处理装置的其它整体构成图。
[0027] 图5为说明粒径分布与杂质捕集的关系的图。
[0028] 图6为说明各实施例的粒径分布与处理水质的关系的图。
[0029] 图7为说明各比较例的粒径分布与处理水质的关系的图。
[0030] 图8为表示酸性糖除去率与孔眼堵塞（过滤压）的上升速度的关系的图。
[0031] 符号说明
[0032] 1 凝集剂水溶液贮存槽
[0033] 2 流通池
[0034] 3 激光照射部
[0035] 4 检测部
[0036] 5 搅拌机
[0037] 6 凝集剂添加率控制部
[0038] 7 第1水质检查部
[0039] 8 第2水质检查部
[0040] 9 过滤部
[0041] 10 RO 膜单元
[0042] 11凝集槽
[0043] 20粒径分布测定用的支流路
[0044] 50粒径分布测定装置
[0045] 101在线混合器 具体实施方案
[0046] 以下，对本发明的一实施方案涉及的凝集处理方法、凝集处理装置及水处理装置 加以说明。本发明的特征在于，凝集处理中使用的高分子凝集剂水溶液的粒径分布的中值 粒径（d50)在I. 0 μ m以下。这里的所谓中值粒径意指把粉体的粒径分成2份时，大的一侧 与小的一侧达到等量的粒径，一般记为d50。通过在高分子凝集剂水溶液粒径充分小时以溶 解状态注入，凝集剂可迅速而均匀地分散在被处理水中，可高效率地进行凝集处理。当被处 理水为海水等高浓度盐水时，凝集剂水溶液的pH也可达到酸性（pH2以下、优选1以下）。 这起因于凝集剂的解离状态，以阴离子性高分子为例加以说明。一般的阴离子性高分子凝 集剂具有的羧基，在水中以下述平衡状态存在。在酸性区域，上述平衡向左移动，羧基的解 离被抑制。即，当使高分子凝集剂水溶液为酸性时，在水溶液中阴离子性高分子的羧基处于 未解离的状态，直接添加至高浓度盐水中时，可抑制与被处理水中的2价离子（Mg、Ca等） 的结合，瞬时不能形成凝集物。因此，在捕捉（捕集）作为对象的杂质前，可极力减少凝集 的高分子凝集剂，因药剂减少、成本降低，故是优选的。
[0047]
【权利要求】
1. 凝集处理方法，其是向含杂质的被处理水中添加1种或多种凝集剂水溶液，形成凝 集物，除去上述杂质的凝集处理方法，其特征在于，上述凝集剂水溶液粒径分布的中值粒径 为1. 0 li m以下。
2. 按照权利要求1中所述的凝集处理方法，其特征在于，向上述被处理水添加无机系 凝集剂水溶液，形成凝集物，向上述凝集物形成后的被处理水添加高分子凝集剂水溶液。
3. 按照权利要求2中所述的凝集处理方法，其特征在于，上述高分子凝集剂水溶液粒 径分布的中值粒径为1. 4nm以上1. Oil m以下的范围。
4. 按照权利要求1中所述的凝集处理方法，其特征在于，调节上述凝集剂水溶液的pH 至1. 0以下。
5. 按照权利要求1至3中任一项所述的凝集处理方法，其特征在于，上述凝集剂水溶液 的添加量，根据上述被处理水的水质数据及上述凝集剂水溶液的粒径分布的中值粒径来决 定。
6. 按照权利要求2或3中所述的凝集处理方法，其特征在于，上述无机系凝集剂水溶液 为硫酸矾土、氯化铁、硫酸铁、氯化铝、硫酸铝及聚氯化铝中的任何一种。
7. 按照权利要求2或3中所述的凝集处理方法，其特征在于，上述高分子凝集剂水溶液 为聚丙烯酰胺系凝集剂、聚磺酸系凝集剂、聚丙烯酸系凝集剂、聚丙烯酸酯系凝集剂、聚胺 系凝集剂以及聚甲基丙烯酸凝集剂中的任何一种。
8. 按照权利要求5中所述的凝集处理方法，其特征在于，上述被处理水的水质数据至 少包含总有机碳（TOC)、浊度、水温、pH、导电率、蛋白质、糖类（中性糖、酸性糖）以及腺苷 三磷酸（ATP)活性中的任何一种。
9. 凝集处理装置，其特征在于，该装置具有： 具备搅拌机的、贮存凝集剂水溶液的凝集剂水溶液贮存槽； 测定所述凝集剂水溶液贮存槽内的凝集剂水溶液粒径分布的粒径分布测定装置； 混合被处理水与添加的所述凝集剂水溶液，形成凝集物的凝集槽； 从含上述凝集物的处理水除去上述凝集物的凝集物除去部；以及 控制上述搅拌机的控制部，是根据测定的粒径分布，以使上述凝集剂水溶液粒径分布 的中值粒径为1. 〇 U m以下。
10. 按照权利要求9中所述的凝集处理装置，其特征在于，上述凝集剂水溶液为阴离子 性高分子凝集剂水溶液。
11. 按照权利要求9中所述的凝集处理装置，其特征在于，具备测定上述被处理水的水 质的水质检查部，上述控制部，根据测定的被处理水水质与来自上述粒径分布测定装置的 粒径分布，决定向上述被处理水添加上述凝集剂水溶液的量。
12. 按照权利要求11中所述的凝集处理装置，其特征在于，具备测定上述被处理水水 质的第1水质检查部及测定上述凝集物被除去的处理水水质的第2水质检查部，上述控制 部根据来自上述第1水质检查部、上述第2水质检查部及上述粒径分布测定装置的测定结 果，决定向上述被处理水添加上述凝集剂水溶液的量。
13. 按照权利要求9或11中所述的凝集处理装置，其特征在于，上述凝集剂水溶液贮 存槽由贮存无机系凝集剂水溶液的第1贮存槽与贮存高分子凝集剂水溶液的第2贮存槽构 成，上述凝集槽的构成是：来自第1贮存槽的无机系凝集剂水溶液与上述被处理水进行混 合的第1凝集槽，以及在上述第1凝集槽的后段配置的把含有从上述第1凝集槽导入的凝 集物的被处理水与来自上述第2贮存槽的高分子凝集剂水溶液进行混合的第2凝集槽。
14. 水处理装置，其特征在于，该装置具有： 具备搅拌机的、贮存凝集剂水溶液的凝集剂水溶液贮存槽； 测定所述凝集剂水溶液贮存槽内的凝集剂水溶液的粒径分布的粒径分布测定装置； 混合被处理水与添加的所述凝集剂水溶液，形成凝集物的凝集槽； 从含上述凝集物的处理水除去上述凝集物的凝集物除去部； 对来自上述凝集物除去部的处理水进行膜分离处理的分离部；以及 控制上述搅拌机的控制部，是根据测定的粒径分布，以使上述凝集剂水溶液粒径分布 的中值粒径为1. 〇 U m以下。
15. 按照权利要求14中所述的水处理装置，上述被处理水为海水，上述凝集剂水溶液 为阴离子性高分子凝集剂水溶液，上述分离部具备反渗透膜（R0膜），用该反渗透膜分离成 高盐分浓度的浓缩水与淡水。
16. 按照权利要求14中所述的水处理装置，其特征在于，上述控制部控制上述搅拌机 的搅拌速度，以使上述凝集剂水溶液的粒径分布的中值粒径为1. Oum以下的范围。
17. 按照权利要求15中所述的水处理装置，其特征在于，添加pH调节剂，以使上述凝集 剂水溶液贮存槽内的凝集剂水溶液pH达到1. 0以下。
【文档编号】C02F1/52GK104418419SQ201410376554
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年8月1日 优先权日:2013年8月28日
【发明者】石井聪之, 冲代贤次, 佐佐木洋 申请人:株式会社日立制作所