淡水生产方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及出于由多种原水如海水与河水、工业废水、下水道废水或其处理水的组合生产淡水的目的的使用半透膜单元的淡水生产方法。
【背景技术】
[0002]随着近年来日益严重的水环境恶化，水处理技术依然重要且利用分离膜的技术得到了非常广泛的应用。
[0003]用于水处理的分离膜粗分为用亚微米级细孔实现分离的微滤膜、用更小孔实现分离的超滤膜、能实现纳米级分离的纳滤膜，和能实现亚纳米级分离的反渗透膜。在这些中，具有小的细孔的纳滤膜，和反渗透膜被称为半透膜且被归类为水能透过而溶质不能透过的膜。特别地，作为能由海水或微咸水获得适于饮用水的淡水的技术，反渗透膜得到了尤其广泛的应用。
[0004]尽管借助半透膜使用海水作为原水生产淡水就能量而言优于蒸发方法，然而由于海水的高渗透压，该生产使用高压方法，从而使得与使用河水作为原水生产净水的方法相比需要高能。最近提出了一种降低渗透压的系统，包括将海水与盐浓度低于海水的水，例如河水、工业废水或下水道废水混合以将海水稀释，从而降低能量成本(参见专利文献I)。此夕卜，还存在使用由如下工艺过程排出的浓缩排水作为稀释水的情况(参见专利文献2-6):对工业废水或下水道废水进行净化处理、用半透膜回收并再次利用。
[0005]通常，在对河水、工业废水或下水道废水进行半透膜处理的情况下，在通过预处理除去悬浮物之后，将所述水供入半透膜，然而在许多情况下BOD (生物需氧量)成分、COD (化学需氧量)成分和有机物成分如聚合多糖和叶绿素以及微生物成分不能通过预处理有效除去。因此，与使用海水相比，在其中对通过与包含许多有机物成分和微生物成分的河水、工业废水、下水道废水或其浓缩排水混合而获得的稀释海水进行半透膜处理的系统中，一个问题是微生物倾向于在半透膜表面上增殖，且半透膜的性能由于产生生物污染而降低。
[0006]此外，用作稀释水的河水、工业废水和下水道废水中的有机物成分和微生物成分在该水为河水时，随降雨和季节变化；在该水为下水道废水时，随时间带和季节变化；在该水为工业废水时，随生产量和生产工艺等变化，从而使得在海水与在存在许多有机物成分和微生物成分期间收集的稀释水混合时，半透膜的显著污染成为一个问题。特别地，在将来自河水、工业废水和下水道废水的半透膜浓缩液用作稀释水的情况下，有机物成分和微生物成分被浓缩且将稀释海水分离成透过物和浓缩液的半透膜的污染变得更为严重，从而使得该情况产生问题。
[0007]此外，在河水、工业废水和下水道废水的半透膜处理中，为了防止微生物在半透膜表面上增殖，在操作期间间歇或连续添加杀菌剂(如非专利文献I和2所述)、实施其中定期用水流清洗半透膜表面的冲洗(如专利文献7所述)，或者在生产水时实施其中通过允许洗液以与原水流入方向相反的方向流动而清洗半透膜表面的回洗(如专利文献8所述)，含有机物成分和微生物成分的污染物从半透膜表面剥离至半透膜浓缩液中，且将稀释海水分离成透过物和浓缩液的半透膜的污染变得更加显著，从而使得该情况成为严重的问题。
[0008]【背景技术】文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:W02011/114967
[0011]专利文献2 JP-A-2OlO-2O78O5
[0012]专利文献3:JP-A-2012-16695
[0013]专利文献4:JP-A-2012-16696
[0014]专利文献5:JP-A-2010-149100
[0015]专利文献6:JP-A-2010-149123
[0016]专利文献7:日本专利4472050
[0017]专利文献8:JP-A-2012-139614
[0018]非专利文献
[0019]非专利文献1:Takuhei Kimura 等，“ Innovative B1fouling Prevent1n onSeawater Desalinat1n Reverse Osmosis Membrane，，，Proceedings of IDA WorldCongress, BAHO1-048(2001)。
[0020]非专利文献2:Katariina Majamaa 等，“Field Trial to Optimize the Use ofDBNPA in WRU Applicat1n，，，Proceedings of IDA World Congress，DB09-076 (2009)。
[0021]发明简述
[0022]本发明所要解决的问题
[0023]本发明的目的是在出于由多种原水如海水与河水、工业废水、下水道废水或其经处理的水的组合生产淡水的目的使用半透膜单元的淡水生产方法中有效防止半透膜由于用于稀释海水的河水、工业废水、下水道废水或其经处理的水中所含的有机物和/或微生物而污染。
[0024]问题的解决方式
[0025]为了解决上述问题，本发明具有如下构成要素(1)-(16)。
[0026](I) 一种生产淡水的方法，其中在第一半透膜单元中对待处理水A进行处理以生产淡水，将在第一半透膜单元的处理期间产生的第一浓缩液Ac与溶质浓度高于第一浓缩液Ac的待处理水B混合，并将所述混合水在第二半透膜单元中处理以生产淡水，
[0027]所述方法包括:
[0028]有机物/微生物除去管，其允许第一浓缩液Ac通过有机物/微生物除去单元以降低第一浓缩液Ac的有机物浓度或微生物浓度，并将其与待处理水B混合；和
[0029]旁通管，其允许第一浓缩液Ac不经由有机物/微生物除去单元与待处理水B混合；
[0030]其中根据至少一个如下方面对流入有机物/微生物除去单元的第一浓缩液Ac的流量进行控制:有机物/微生物除去单元上游侧的第一浓缩液Ac中的有机物浓度或微生物浓度；和第一半透膜单元的流入侧与非透过侧之间的差压变化，其中所述差压通过由第一半透膜单元的供给水的压力减去第一浓缩液Ac的压力而计算。
[0031](2)根据(I)的生产淡水的方法，其中当第一半透膜单元的流入侧与非透过侧之间的差压变化超出预定值时，根据该差压变化控制流入有机物/微生物除去单元的第一浓缩液Ac的流量；当第一半透膜单元的流入侧与非透过侧之间的差压变化小于或等于预定值时，根据第一浓缩液Ac中的有机物浓度或微生物浓度控制流入有机物/微生物除去单元的第一浓缩液Ac的流量。
[0032](3)根据(I)或(2)的生产淡水的方法，其中在第一半透膜单元中对待处理水A进行处理之前，在预处理单元中对待处理水A进行处理。
[0033](4)根据(3)的生产淡水的方法，其中构成有机物/微生物除去单元的处理方法包括至少一种与构成待处理水A的预处理单元的处理方法不同的处理方法。
[0034](5)根据(1)-(4)中任一项的生产淡水的方法，其中在有机物/微生物除去单元上游侧提供能通过降低第一浓缩液Ac的压力而产生微细气泡的微细气泡产生单元，并在第一浓缩液Ac中产生微细气泡。
[0035](6)根据(1)-(5)中任一项的生产淡水的方法，其中有机物/微生物除去单元为用于利用第一浓缩液Ac的水压实施分离的加压过滤单元。
[0036](7)根据(1)-(6)中任一项的生产淡水的方法，其中使用其材料与第二半透膜单元的过滤材料相同的过滤材料作为有机物/微生物除去单元的过滤材料。
[0037](8)根据(1)-(7)中任一项的生产淡水的方法，其中将来自有机物/微生物除去单元的经处理的排水与来自第二半透膜单元的浓缩液混合，随后从该系统中排出。
[0038](9) 一种生产淡水的方法，其中将待处理水A与溶质浓度高于待处理水A的待处理水B混合，并将混合水在半透膜单元中处理以生产淡水；
[0039]所述方法包括:
[0040]有机物/微生物除去管，其允许待处理水A通过有机物/微生物除去单元以降低待处理水A的有机物浓度或微生物浓度，并将其与待处理水B混合；和
[0041]旁通管，其允许待处理水A不经由有机物/微生物除去单元与待处理水B混合；
[0042]其中根据有机物/微生物除去单元上游侧的待处理水A的有机物浓度或微生物浓度对流入有机物/微生物除去单元的待处理水A的流量进行控制。
[0043](10)根据(9)的生产淡水的方法，其中在与待处理水B混合之前，在预处理单元中对待处理水A进行处理。
[0044](11)根据(10)的生产淡水的方法，其中构成有机物/微生物除去单元的处理方法包括至少一种与构成待处理水A的预处理单元的处理方法不同的处理方法。
[0045](12)根据(9)-(11)中任一项的生产淡水的方法，其中使用其材料与半透膜单元的过滤材料相同的过滤材料作为有机物/微生物除去单元的过滤材料。
[0046](13)根据(9)-(12)中任一项的生产淡水的方法，其中将来自有机物/微生物除去单元的经处理的排水与来自半透膜单元的浓缩液混合，随后从该系统中排出。
[0047](14)根据(1)-(13)中任一项的生产淡水的方法，其中有机物浓度或微生物浓度包括选自如下组中的至少一种:总有机碳浓度(TOC)、可同化有机碳(AOC)、溶解有机碳浓度(DOC)、化学需氧量(COD)、生物需氧量(BOD)、紫外吸光度(UV)、透明胞外聚合物颗粒(TEP)、三磷酸腺苷(ATP)、细菌计数和叶绿素。
[0048](15)根据(1)-(14)中任一项的生产淡水的方法，其中有机物/微生物除去单元包括选自如下组中的至少一种:浮选分离、沉淀分离、氧化塘方法、砂滤、微滤、超滤、纳滤、絮凝处理、氧化处理和吸附处理。
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