水再生系统及脱盐处理装置、以及水再生方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水再生系统及脱盐处理装置、以及水再生方法。
【背景技术】
[0002]对于来自设备的工业废水，实施重金属成分、浮游颗粒等的去除、有机物的分解去除等净化处理。在难以确保工业用水的场所，进行净化处理后的处理水被再利用为工业用水。在该情况下，在去除了重金属成分、浮游颗粒、有机物等之后，实施去除废水中所含有的离子成分的脱盐处理。
[0003]另外，在利用河水、地下水时，在因盐分较多而存在障碍的情况下，实施去除水中所包含的离子成分的脱盐处理。
[0004]作为脱盐处理装置，公知反渗透膜式脱盐装置、脱盐处理装置(例如专利文献I)等。
[0005]反渗透膜式脱盐装置在内部具有反渗透膜(R0膜)。当含有离子的水流入反渗透膜式脱盐装置时，反渗透膜仅使水透过。透过反渗透膜的水(处理水)作为工业用水等而被再利用。在反渗透膜的上游侧，形成无法通过反渗透膜的离子浓缩后的水(浓缩水)。该浓缩水从反渗透膜式脱盐装置排出，从而向水处理装置的系统外排出。若提高处理水相对于流入水的比例，则浓缩水中的含有水垢成分离子而构成的水垢成分达到饱和溶解度以上，从而产生水垢。
[0006]在专利文献I所记载的脱盐处理装置中，首先，在一对电极间施加彼此相反极性的电压。若在该状态下使被处理液在电极之间流通，则离子成分吸附于电极(脱盐工序)。通过该脱盐工序回收处理水。若在电极的离子吸附性能接近饱和状态时，将电极短路或施加与离子吸附时相反的电压，则已吸附的离子成分从电极脱离。与离子成分的脱离同时或在脱离后，使被处理液或被与处理液相比离子浓度低的液体在电极之间流通，将离子从电极之间去除，使离子成分作为浓缩水而排出(再生工序)。以后，反复进行脱盐工序和再生工序。
[0007]在被处理水(废水、河水、地下水等)中，作为盐分，含有碳酸钙(CaCO3)、石膏(CaSO4)、氟化钙(CaF2)、二氧化硅(S12)。它们在超过饱和溶解度时作为结晶性的固形成分(水垢)而析出。例如在碳酸钙的情况下，若PH7.3且含有275mg/l，由于超过饱和溶解度，因此水垢析出。但是，即使对该溶液进行调制而在10分后水垢未析出，也会在一天后析出。
[0008]在反渗透膜式脱盐装置中，为了利用膜连续地去除水垢成分，在较高的水回收率的运转下，浓缩水侧的离子浓度非常高，长时间(一天以上)保持饱和溶解度以上，因此水垢析出。
[0009]在脱盐处理装置中，在再生工序中，由于离子从电极脱离而在电极之间存在有浓缩水。若再生工序为10分种以内，则在水垢析出前开始脱盐工序。由于脱盐工序开始，电极间的水中的水垢成分浓度变得小于饱和溶解度，因此防止水垢析出。通过该特性，专利文献I所记载的脱盐处理装置在与反渗透膜式脱盐装置相比能够获得更高的水回收率(能够再利用的水的回收率)这方面有利。
[0010]在先技术文献
[0011]专利文献
[0012]专利文献1:日本专利4090635号公报
[0013]另一方面，若提高处理水(脱盐水)量相对于向脱盐处理装置供给的供给水量的比例，则在进行再生工序时，大部分离子包含于浓缩水中，因此浓缩水的离子浓度变高。在水垢成分为超过饱和溶解度的离子浓度的情况下，离子浓度越高，越在短时间内产生水垢。例如，在pH6.2、氟浓度18.5mg/l、钙浓度675mg/l的水溶液中，水垢未在10分钟后析出，但在一天后析出。但是，在pH6.2、氟浓度37mg/l、钙浓度1350mg/l的水溶液中，水垢在10分钟以内析出。
[0014]由于析出的水垢而导致脱盐处理装置的内部流通路(电极间流路)堵塞，被处理液无法以规定的流量流通。因此，要求即使在生成离子被高度浓缩的浓缩水的情况下，水垢也不会析出。
【发明内容】
[0015]发明要解决的课题
[0016]本发明的目的在于，提供一种即使在再生工序时离子浓度变高的情况下也能够可靠地防止水垢的产生的水再生系统及脱盐处理装置、以及使用他们的水再生方法。
[0017]用于解决课题的方法
[0018]本发明的第一方式涉及一种水再生系统，包括:脱盐部，其包括彼此相反极性地带电的一对对置的电极、位于该电极之间且能够供含有离子的被处理水流通的电极间流路、以及设置于各个所述电极的所述电极间流路侧的离子交换膜，所述脱盐部进行使所述离子吸附于所述电极的脱盐处理和使所述离子从所述电极脱离的再生处理；处理水排出路，其设置于所述脱盐部的下游侧，使在所述脱盐处理时去除了所述离子的处理水从所述脱盐部排出；浓缩水排出路，其设置于所述脱盐部的下游侧，使含有在所述再生处理时从所述电极放出的所述离子的浓缩水从所述脱盐部排出；供给部，其向所述脱盐部供给防水垢剂、以及成为水垢成分的所述离子即水垢成分离子的浓度比所述浓缩水低的低离子浓度水中的至少一方；以及控制部，其根据所述脱盐部内的所述水垢成分的浓度，获取所述供给部向所述脱盐部供给所述防水垢剂以及所述低离子浓度水中的至少一方的供给开始时间、和所述供给部停止供给所述防水垢剂以及所述低离子浓度水中的至少一方的供给停止时间，并在所述供给开始时间与所述供给停止时间之间的期间使所述供给部实施防水垢剂以及所述低离子浓度水中的至少一方的供给。
[0019]本发明的第二方式涉及一种脱盐处理装置，包括:脱盐部，其包括彼此相反极性地带电的一对对置的电极、位于该电极之间且能够供含有离子的被处理水流通的电极间流路、以及设置于各个所述电极的所述电极间流路侧的离子交换膜，所述脱盐部进行使所述离子吸附于所述电极的脱盐处理和使所述离子从所述电极脱离的再生处理；处理水排出路，其设置于所述脱盐部的下游侧，使在所述脱盐处理时去除了所述离子的处理水从所述脱盐部排出；浓缩水排出路，其设置于所述脱盐部的下游侧，使含有在所述再生处理时从所述电极放出的所述离子的浓缩水从所述脱盐部排出；供给部，其向所述脱盐部供给防水垢剂、以及成为水垢成分的所述离子即水垢成分离子的浓度比所述浓缩水低的低离子浓度水中的至少一方；以及控制部，其根据所述脱盐部内的所述水垢成分的浓度，获取所述供给部向所述脱盐部供给所述防水垢剂以及所述低离子浓度水中的至少一方的供给开始时间、和所述供给部停止供给所述防水垢剂以及所述低离子浓度水中的至少一方的供给停止时间，并在所述供给开始时间与所述供给停止时间之间的期间使所述供给部实施防水垢剂以及所述低离子浓度水中的至少一方的供给。
[0020]本发明的第三方式涉及一种水再生方法，包括:脱盐工序，在脱盐部中，使被处理水中的离子吸附于电极而生成处理水，该脱盐部具有彼此相反极性地带电的一对对置的所述电极、位于该电极之间且能够供含有所述离子的所述被处理水流通的电极间流路、以及设置于各个所述电极的所述电极间流路侧的离子交换膜；再生工序，使所吸附的所述离子从所述电极脱离向所述电极间流路放出，使含有脱离的所述离子的浓缩水从所述脱盐部排出；以及供给工序，向所述脱盐部供给防水垢剂、以及成为水垢成分的所述离子即水垢成分离子的浓度比所述浓缩水低的低离子浓度水中的至少一方，所述供给工序包括:获取工序，根据所述脱盐部内的所述水垢成分的浓度，获取开始供给所述防水垢剂以及所述低离子浓度水中的至少一方的供给开始时间、和停止供给所述防水垢剂以及所述低离子浓度水中的至少一方的供给停止时间；供给开始工序，在所述供给开始时间开始供给所述防水垢剂以及所述低离子浓度水中的至少一方；以及供给停止工序，在所述供给开始工序之后，在所述供给停止时间停止供给所述防水垢剂以及所述低离子浓度水中的至少一方。
[0021]由于在再生处理中吸附于电极的离子向电极间流路放出，从而浓缩水中的水垢成分浓度变高。另外，在向脱盐部供给的供给水量为规定以下的情况、处理水量达到规定值而无需制造处理水的情况下等，不重新开始进行脱盐处理，使脱盐部停止。在这样的情况下，水垢成分浓度超过饱和浓度的浓缩水将长时间滞留于电极间流路。
[0022]在本发明的水再生系统以及脱盐处理装置中，控制部利用浓缩水中的水垢成分浓度获取防水垢剂及/或低离子浓度水的供给开始时间以及供给停止时间。并且，在供给开始时间与供给停止时间之间的期间，从供给部向脱盐部供给防水垢剂及/或低离子浓度水。在本发明的水再生方法中，在通过上述获取工序获取的供给开始时间与供给停止时间之间的期间，向脱盐部供给防水垢剂及/或低离子浓度水。
[0023]如此一来，即使是在再生工序时、脱盐部停止时，在脱盐部内的电极间流路中水垢成分的浓度超过饱和浓度的情况，也能够可靠地防止水垢产生。并且，由于能够高效地进行防水垢剂及/或低离子浓度水的供给，因此能够降低运转成本。
[0024]在上述第一方式或者第二方式的基础上，所述供给部设置于所述脱盐部的上游，所述控制部根据所述水垢成分的浓度达到第一阈值的时间和所述被处理水在所述脱盐部中滞留的滞留时间获取所述供给开始时间，并且根据所述水垢成分的浓度达到第二阈值的时间和所述滞留时间获取所述供给停止时间，所述第二阈值为所述第一阈值的0.5倍以上且I倍以下的值。
[0025]在上述第三方式的基础上，在所述获取工序中，根据所述水垢成分的浓度达到第一阈值的时间和所述被处理水在所述脱盐部中滞留的滞留时间获取所述供给开始时间，并且根据所述水垢成分的浓度达到第二阈值的时间和所述滞留时间获取所述供给停止时间，所述第二阈值为所述第一阈值的0.5倍以上且I倍以下的值。
[0026]在上述方式中，在考虑了水在脱盐部中滞留的滞留时间的情况下，获取开始供给防水垢剂以及低浓度离子水中的至少一方的时间和停止供给防水垢剂以及低浓度离子水中的至少一方的时间。这里，第一阈值是指水垢成分的饱和浓度值、或比水垢成分的饱和浓度值高的值。
[0027]如此一来，能够将脱盐部内的水垢成分浓度高精度地反映于防水垢剂及/或低离子浓度水供给。
[0028]在上述第一方式或者第二方式的基础上，所述供给部与所述电极间流路连接，所述控制部获取所述水垢成分的浓度达到第一阈值的时间作为所述供给开始时间，并且获取所述水垢成分的浓度达到第二阈值的时间作为所述供给停止时间，所述第二阈值为所述第一阈值的0.5倍以上且I倍以下的值。
[0029]在上述第三方式的基础上，在所述获取工序中，获取通过所述电极间流路的所述被处理水中的所述水垢成分的浓度达到第一阈值的时间作为所述供给开始时间，并且获取通过所述电极间流路的所述被处理水中的所述水垢成分的浓度达到第二阈值的时间作为所述供给停止时间，所述第二阈值为所述第一阈值的0.5倍以上且I倍以下的值。
[0030]若如此将防水垢剂、低离子浓度水直接供给至脱盐部，也可以不考虑滞留时间等。因此，若在上述结构中根据脱盐部