纯水制造方法与流程

1.本发明涉及一种纯水制造方法，该纯水制造方法中，将被处理水于酸性下进行脱碳酸处理后，利用逆渗透膜分离装置(以下有时称为ro装置)进行去离子处理。


背景技术：

2.现有技术中，作为由自来水、井水、工业用水、回收水、其他的被处理水来制造纯水的方法，有如下方法：对被处理水添加酸，利用除气装置进行脱碳酸处理，对脱碳酸处理水添加碱，利用逆渗透膜(reverse osmosis membrane，ro膜)分离装置来进行处理(专利文献1～专利文献3)。此外，若ph值低，则co2成为co2气体的形态，因此对脱碳酸装置流出水(ro装置的供水)添加碱而使co2作为离子形态而通过ro处理来去除。
3.在通过如上所述的脱碳酸处理以及ro处理的纯水制造方法中，根据被处理水的水质或所使用的ro膜的种类等，ro供水(流入水)的最佳ph值不同，所获得的纯水(透过水)的比电阻充分提高的ph值区域狭窄的情况多，因此，为了提高透过水的水质，ph值控制成为极其重要的必要条件。
4.在专利文献1中记载了一种纯水制造方法，其是将原水于酸性下进行脱碳酸处理后再利用ro装置进行去离子处理的纯水的制造方法，其中，测定流入至此ro装置中的流入水的ph值、及此ro装置的透过水的比电阻，基于所测定的ph值与比电阻值的关系曲线，以比电阻值增大的方式来调整此流入水的ph值。
5.[现有技术文献]
[0006]
[专利文献]
[0007]
专利文献1：日本特开平10-309574号公报。
[0008]
专利文献2：日本特开平8-39066号公报。
[0009]
专利文献3：日本特开2000-189760号公报。
[0010]
在专利文献1的方法中，在求出ph值与比电阻值的关系曲线之间，在原水水质变动的情况下，ro供水的流入水的ph值偏离适当值，存在透过水的水质下降的顾虑。


技术实现要素：

[0011]
[发明所要解决的课题]
[0012]
本发明的目的在于提供一种能够使透过水的水质一直良好的纯水制造方法。
[0013]
[解决课题的手段]
[0014]
本发明的纯水制造方法是将被处理水在酸性下进行脱碳酸处理后使用逆渗透膜分离装置进行去离子处理来制造纯水的方法，其特征在于，在测定流入该逆渗透膜分离装置的流入水的ph和该逆渗透膜分离装置的透过水的水质并且基于测定的ph和水质来调节该流入水的ph以使该透过水的水质在规定范围的纯水制造方法中，使该流入水的ph仅变动规定幅度，并进行运行条件调节工序，该工序是将从该ph变动后开始至规定时间内的所述透过水的水质的平均值(水质变动前平均值)，与从该ph变动后经过规定时间的时刻开始的
规定期间内的所述透过水的水质的平均值(水质变动后平均值)进行比较，来调节所述流入水的ph。
[0015]
在本发明的一方案中，所述水质为比电阻、电导率或na浓度。
[0016]
在本发明的一方案中，ph的所述规定幅度是从0.01～0.1之间选择的值，规定时间是从3～15min之间选择的值，规定期间是从1～10min之间选择的值。
[0017]
在本发明的一方案中，定期进行所述运行条件调节工序。
[0018]
在本发明的一方案中，在所述变动前的水质平均值在规定范围外时，进行所述运行条件调节工序。
[0019]
在本发明的一方案中，进行所述脱碳酸处理以使所述脱碳酸处理水的无机碳酸浓度小于15mg/l。
[0020]
在本发明的一方案中，在所述脱碳酸处理前的被处理水中添加防垢剂。
[0021]
[发明的效果]
[0022]
在本发明的纯水制造方法中，由于是将使ro流入水的ph仅变动规定幅度后的规定时间内的ro透过水的水质平均值，与从ph变动后经过规定时间的时刻开始的规定期间内的ro透过水的水质平均值进行比较，来调节ro流入水的ph，因此即使在被处理水的水质存在短期变动的情况下，也能够使ro流入水的ph处于适当值，并稳定地制造水质良好的ro透过水。
附图说明
[0023]
图1是表示纯水制造装置的流程图。
[0024]
图2是表示实验结果的图表。
[0025]
图3是表示实验结果的图表。
具体实施方式
[0026]
以下，参照附图来对本发明的实施方式进行详细说明。图1是表示应用本发明的纯水制造方法的纯水制造装置的一例。此外，图1的装置是对串联配置为两段的ro装置依序通水来进行去离子处理的装置，但ro装置也可仅设置一段或者设置三段以上。
[0027]
自来水、工业用水、井水、回收水等或者对该些水根据需要而实施除浊等前处理而获得的被处理水(原水)通过泵2而自原水槽1向配管3送水。对于在此配管3内流动的被处理水，自第一ph值调整剂添加机构4来添加酸后，利用脱碳酸装置6进行脱碳酸处理。此脱碳酸装置6能够采用脱碳酸塔或膜除气装置等。
[0028]
此脱碳酸装置6的供水的ph值是利用ph计5来测定，以此测定值成为规定范围的方式添加酸。脱碳酸装置6中，在酸性条件下将碳酸成分作为co2气体状态而去除，因此，就此方面而言，供水的ph值较优选为低的ph，但若过度降低ph值，则由ph值调整剂引起的离子负荷(例如h2so4)会施加于后段的ro装置，因此ph值较优选为4～6，特优选为5～6。
[0029]
另外，此实施方式中，自添加机构7对配管3内的被处理水添加防垢剂。
[0030]
脱碳酸装置6的流出水流出至配管8，通过第二ph值调整剂添加机构9来添加碱后，经由第一高压泵11而向第一ro装置12通水。第一ro装置12的流入水的ph值是利用ph计10来测定，且此测定值被发送至控制装置17。
[0031]
第一ro装置12的流出水经由第二高压泵13而通水至第二ro装置14，进行去离子处理，处理水(纯水)经由配管15而被取出。在配管15，设置有用以测定所得到的纯水的水质(此实施方式中为比电阻)的比电阻计16，其检测值被输入至控制装置17。
[0032]
控制装置17基于此比电阻计16的测定比电阻值，以纯水的比电阻成为规定范围的方式来控制第二ph值调整机构9。
[0033]
控制装置17定期地(第一方案)或者在透过水比电阻平均值为规定范围外的情况下(第二方案)，使第二ph值调整机构9运转，而使由第二ph计10来检测的第一ro装置12的流入水的ph值变动规定幅度。然后，经过规定时间后，历经规定期间而将比电阻计16的检测比电阻加以平均来求出平均值，且基于此结果来进行第一ro流入水的ph值变动。以下，对第一方案及第二方案进行说明。
[0034]
＜第一方案：定期地使第一ro流入水的ph值变动的方案＞
[0035]
本发明的第一方案中，控制装置17定期地(例如以5min～20min、特别是10min～15min一次的频率)，使第二ph值调整机构9运转而使由第二ph计10所检测的第一ro装置12的流入水的ph值变动规定幅度。此规定幅度较优选为从0.01～0.1的范围内选定的值，特优选为从0.01～0.05的范围内选定的值。ph值变动的方向可为向提高ph值的一侧的变动，也可为向降低的一侧的变动。
[0036]
如上所述般使第一ro装置12流入水的ph值变动规定幅度后，经过规定时间t后，历经规定期间t而将比电阻计16的检测比电阻加以平均来求出平均值(以下有时称为水质变动后比电阻平均值)。此规定期间t较优选为从1min～10min之间选择的值，特优选为从1min～5min之间选择的值。另外，所述的规定的经过时间t较优选为根据ro装置的设置段数或ro装置的容量来设定，通常较优选为ro装置每两段，从3min～15min之间选择的值、特优选为从5min～10min之间选择的值。
[0037]
在上述的水质变动后比电阻平均值低于自ph值变动后立即经过规定时间的透过水比电阻平均值(以下有时称为水质变动前比电阻平均值)的情况下，将下一次的ph值变动的方向设为与此次的变动方向相反。
[0038]
在水质变动后比电阻平均值为水质变动前比电阻平均值以上的情况下，将下一次的ph值变动的方向设为与此次的变动方向相同的方向。
[0039]
如上所述，定期地使第一ro流入水的ph值变动规定幅度来求出水质变动后比电阻平均值，且基于此结果而进行下一次的第一ro流入水的ph值变动，由此进行透过水比电阻提高的控制。尤其是通过将第一ro流入水的ph值变动后的各规定期间中的透过水比电阻平均值进行比较，即便存在被处理水的暂时的水质变化，也能够适当控制第一ro流入水的ph值。
[0040]
＜第二方案：在透过水比电阻平均值为规定范围外的情况下使第一ro流入水的ph值变动的方案＞
[0041]
本发明的第二方案中，在比电阻计16的检测比电阻(较优选为规定期间(较优选为1min～10min，特优选为1min～5min)的平均值)为规定范围外时，控制装置17使第一ro流入水的ph值变动规定幅度。此情况下的ph值变动方向可为提高侧以及降低侧中的任一者。
[0042]
以与第一方案的情况相同的方式进行ph值变动后，求出水质变动后比电阻平均值。而且，基于此结果，进行以下的(i)或者(ii)的控制。
[0043]
(i)在所求出的水质变动后比电阻平均值为规定范围内(比电阻为规定值以上)时，然后，在此状态下继续运转，直至比电阻计16的检测比电阻(较优选为规定期间的平均值)成为规定范围外。
[0044]
(ii)在所求出的水质变动后比电阻平均值仍然为规定范围外(小于规定值)的情况下，当水质变动后比电阻平均值低于水质变动前比电阻平均值时，使第一ro流入水的ph值向与此次相反的方向变动，当高于水质变动前比电阻平均值时，使第一ro流入水的ph值向与此次相同的方向变动。而且，根据所述再次的ph值变动，来求出从经过规定的时间后至规定期间中的水质变动后比电阻平均值(以下，有时称为再次的水质变动后比电阻平均值)。
[0045]
当再次的水质变动后比电阻平均值成为规定范围内时，在此状态下继续运转。在再次的水质变动后比电阻平均值仍然为规定范围外的情况下，反复进行所述控制，直至变动后比电阻平均值成为规定范围内。由此，制造比电阻成为规定范围内的纯水。
[0046]
上述实施方式中，作为水质使用了比电阻，但也可为比电阻以外的水质。比电阻以外的水质可例示导电率、na浓度、无机碳酸(inorganic carbonic acid，ic)浓度等。但是，ic的测定需要时间，因此较优选为比电阻、导电率或者na浓度。ic、导电率以及na浓度的情况下，值越低，水质越良好，因此，据此来进行上述第一方案以及第二方案中的控制。
[0047]
本发明中，在所制造的纯水的比电阻低于目标值，另外，ph值大幅度(ph值1以上)偏离目标值的情况下，也可通过比例-积分-微分控制(proportional-integral-derivative control，pid控制)而使ro流入水的ph值急速地接近目标ph值。
[0048]
本发明中，脱碳酸处理的供水ph值只要设为能够确保ro处理水的目标比电阻的脱碳酸处理水的ic浓度(小于15mg/l)即可，也可不降低至在专利文献1中适合的ph值4.0～5.0。如此一来，能够减少于脱碳酸处理前所添加的酸。
[0049]
本发明中，ph值调整机构的注药泵中较优选使用无脉动泵。
[0050]
本发明中，在纯水制造装置开始运转的情况下，较优选为进行以下的顺序。
[0051]
首先，将脱碳酸装置的供水ph值设为6.0～7.0之间的特定值，例如6.5，取得ro供水ph值与ro处理水水质的关系，确认能否确保作为目标的ro处理水水质。
[0052]
若不能够确保目标值，则将脱碳酸设备的ph值降低规定值，例如从0.3～0.7之间选择的值，具体而言例如降低0.5，再次取得ro供水ph值与ro处理水水质的关系。
[0053]
反复进行所述操作，来决定进行能够确保目标值的脱碳酸的脱碳酸装置供水的ph值。而且，在其后的运转时，利用上述第一方案或第二方案的方法来控制ro供水ph值。
[0054]
实施例
[0055]
[实验例1]
[0056]
在图1所示的流程(其中，在第一ro前段设置保安过滤器)中，进行以下的通水试验，求出ro流入水(供水)的ph值、与透过水比电阻以及ic(无机碳浓度)的关系。
[0057]
主要条件如下所述。
[0058]
第一ro回收率：75％。
[0059]
第二ro回收率：90％。
[0060]
被处理水：将野木町水进行活性炭处理而去除了氯的水。
[0061]
药品：在脱碳酸处理前添加2.5mg/l的阻垢剂(栗田工业株式会社制造的库里巴塔
(kuriverter)n500)。
[0062]
在保安过滤器前添加3mg/l的粘泥防止剂(栗田工业株式会社制造的库里巴塔(kuriverter)ec503)
[0063]
第一ph值调整机构中添加硫酸，第二ph值调整机构中添加苛性钠。
[0064]
图2中示出第二ro处理水比电阻与第一ro供水ph值以及除气处理水ic的关系。期间中，通过以每隔24小时，将脱碳酸装置供水的ph值提高至约4.5、6.2、6.5的方式来调整，而将除气(脱碳酸)处理水ic阶段性地提高至约2.0mg/l、4.5mg/l、8.0mg/l，但通过将第一ro供水ph值调整为8.3～8.6的弱碱性，则ro处理水比电阻维持为3.5mω
·
cm以上。
[0065]
[实验例2]
[0066]
以下述条件对平膜试验装置的ro膜通水，在添加有阻垢剂(库里巴塔(kuriverter)n500(栗田工业株式会社))时以及未添加的情况下测定ro的透过速率(通量)。将结果示于图3。
[0067]
＜试验条件＞
[0068]
使用膜：使用es20(日东电工制造)、平膜试验装置。
[0069]
供给水水质：酸消耗量(ph值为4.8)为100mg/l、cah为200mg/l、feo为0.5mg/l、铝离子为0.2mg/l、ph值为8.0、ec503(粘泥控制剂)为3mg/l。
[0070]
回收率：80％。
[0071]
如图3所述，通过添加阻垢剂来抑制ro膜的堵塞。
[0072]
使用特定的方案来对本发明进行了详细说明，但本领域技术人员明白，能够于不脱离本发明的意图及范围的情况下进行各种变更。
[0073]
本技术是基于2020年6月10日提出申请的日本技术特愿2020-101035而提出的，此处通过引用的方式将其整体援引于本技术案中。
[0074]
符号的说明
[0075]
6：脱碳酸装置；12：第一ro装置；14：第二ro装置。