造水方法_2

文档序号:8287199阅读:来源:国知局
的被处理水。
[0028] 在本发明的造水方法中,被膜过滤水生成工序中的凝集步骤是促使被处理水中所 含的被过滤物凝集的步骤,被处理水经凝集步骤处理得到的被处理水称为前处理水。在本 凝集步骤中,向被处理水中添加第一pH调节试剂和阳离子系絮凝剂得到前处理水。供过滤 工序的被膜过滤水满足上述式(i)。被膜过滤水生成工序至少具有凝集步骤,还优选具有后 述固液分离步骤。在被膜过滤水生成工序仅由凝集步骤构成的情况下,通过凝集步骤生成 的前处理水作为被膜过滤水而被供于过滤工序,在被膜过滤水生成工序于凝集步骤之后具 有后述固液分离步骤的构成中,所得的固液分离水(或向固液分离水中进一步注入pH调节 试剂所得的水)作为被膜过滤水而被供于过滤工序。在凝集步骤中形成的被过滤物的凝集 体(被过滤物和絮凝剂的混合物)称为絮凝物。通过进行这样的前处理,能够增加阳离子 系絮凝剂的正电荷量从而使中和电荷的能力增大,被过滤物进入絮凝物中的效率上升,提 高之后的过滤工序中被过滤物的除去效率。
[0029] 在本发明的造水方法中,过滤工序是用具有分离膜的分离膜组件过滤被膜过滤 水,生成将被膜过滤水中的被过滤物和含有被过滤物的絮凝物的至少一部分除去后的膜过 滤水的工序。作为本工序中所用的分离膜,适合于絮凝物的分离、孔径为〇. 1~1Um的精密 过滤膜(MF膜)或孔径为0. 01~0. 1ym的超滤膜(UF膜)较为合适。若是孔径小于上述孔 径的纳米过滤膜或反渗透膜,则过滤需要的压力过大并且容易因絮凝物而产生分离膜的堵 塞,因此有时难以稳定运转。
[0030] 在本发明的造水方法中,反压洗涤工序是将过滤工序中堵塞分离膜的被过滤物除 去的工序。在本工序中,由于具有反压洗涤分离膜时使用的洗涤水至少满足上述式(ii)和 (iii)的第一反压洗涤步骤,因而能够提高附着于分离膜和/或堵塞分离膜的絮凝物的除 去性,其结果能够抑制差压的上升,并能够防止被膜过滤水生成工序的凝集步骤中凝集的 被过滤物的除去率下降。应予说明,以下将"附着于分离膜和/或堵塞分离膜"简称为"附 着于分离膜"。
[0031] 在本发明的造水方法中,排水工序是将反压洗涤工序中的洗涤废液排出的工序。 此处,洗涤废液是指反压洗涤工序中产生的含有曾附着于分离膜的混浊物或絮凝物的洗涤 水。应予说明,以下将"混浊物或絮凝物"简称为"絮凝物等"。通过排出洗涤废液,能够将 洗涤废液中所含的絮凝物等排出到分离膜组件外,并能够在之后进行的过滤工序的初始阶 段防止被膜过滤水生成工序中凝集的被过滤物的除去率下降。
[0032] 通过向上述膜过滤水中添加第二pH调节试剂来制备供于该第一反压洗涤步骤的 满足上述式(ii)和(iii)的洗涤水,能够简化装置结构,故优选。
[0033] 另外,优选在第一反压洗涤步骤之后引入将膜过滤水用作洗涤水进行反压洗涤的 第二反压洗涤步骤。以下,在需要区分各反压洗涤步骤的洗涤水的情况下,将第一反压洗 涤步骤中使用的洗涤水记为第一洗涤水,第二反压洗涤步骤中使用的洗涤水记为第二洗涤 水。优选引入第二反压洗涤步骤的原因是,通过引入第二反压洗涤步骤,能够在之后进行的 过滤工序的初始阶段抑制因第一洗涤水的混入而造成的被膜过滤水的pH上升,并能够进 一步防止被过滤物的除去率下降。
[0034] 另外,在反压洗涤工序中,在进行第一反压洗涤步骤和/或第二反压洗涤步骤时, 同时进行向分离膜组件的一次侧导入气体的空气洗涤能够从分离膜有效除去絮凝物等,故 优选。
[0035] 另外,优选被膜过滤水生成工序在凝集步骤之后具有得到固液分离水的固液分离 步骤。固液分离水是指,将含有被过滤物的凝集物即絮凝物从前处理水中分离后残留的水。 在过滤工序之前,通过固液分离能够降低对分离膜组件的污泥负荷,进而能够稳定地进行 过滤工序,故优选。在此情况下,如果向固液分离水中注入pH调节试剂并将各工序和/或 步骤中的pH设定为满足上述式(iv) ~(vi),则能够使分离膜组件的运转进一步稳定化,故 优选。
[0036] 另外,在本发明的造水方法中,通过反复进行至少包括过滤工序、含有第一反压洗 涤步骤的反压洗涤工序、排水工序的循环,能够抑制过滤时除去对象成分的除去性能的下 降和差压的上升,稳定地实施利用分离膜的造水,并能够减少洗涤分离膜时使用的试剂或 漂洗水,也可以以在多次循环的反压洗涤工序中,一次循环中实施第一反压洗涤步骤,其他 循环中使用不添加第二pH调节试剂的膜过滤水实施反压洗涤的方式来运转。在此情况下, 差压上升的抑制效果虽略有减少,但能够减少洗涤分离膜时使用试剂使用量。
[0037] 以下,主要从化学的观点出发对各工序进一步进行详细说明。
[0038] 在被膜过滤水生成工序的凝集步骤中,向被处理水中添加第一pH调节试剂和阳 离子系絮凝剂得到前处理水。由此所得的满足下述式(i)的被膜过滤水被供于过滤工序。 此处,第一pH调节试剂优选酸或碱。作为酸优选硫酸、盐酸等无机酸,但并不限于此,还可 以使用柠檬酸、草酸等有机酸。另外,作为碱优选为氢氧化钠或氢氧化钾等无机碱,但并不 限于此。 4.0彡被膜过滤水的pH彡6. 5 ⑴。
[0039] 通过使用第一pH调节试剂按照上述式(i)调整被膜过滤水的pH,能够提高阳离子 系絮凝剂的凝集性能。
[0040] 阳离子系絮凝剂(以下简称为絮凝剂),其中也包括无机絮凝剂,随着pH降低絮凝 齐U的正电荷量增大,因此中和负电荷的能力增加。例如,若是聚合氯化铝(PAC),则虽也取 决于被处理水的水质但在PH4. 5处有正电荷量的峰值,如果进一步降低pH则开始溶解,正 电荷量下降。因此,在pH为弱酸性的范围,中和负电荷的能力最大。所以,就连单独使用絮 凝剂难以凝集的低粒径、低分子成分(被过滤物)也能在pH从弱酸性至中性附近的范围进 入絮凝物中。具体而言,将被膜过滤水(前处理水)的pH调整为4. 0以上且6. 5以下的范 围,进而通过将其pH调整为4.5以上且6.0以下,能够进一步提高被过滤物进入絮凝物的 效果,故优选。
[0041] 对于被膜过滤水(前处理水)的pH,由于根据被处理水的性状或作为除去对象的 成分(被过滤物),各pH的被膜过滤水生成工序中被过滤物进入絮凝物的效果也不同,因 此优选预先设定最佳pH。最佳pH的设定方法没有特别限制,可以使用由震动检测仪(jar tester)等对各pH下的除去对象成分(被过滤物)进入絮凝物的效果进行评价、进行设定 的方法,或者对应于被处理水的规定成分的浓度而调整pH的方法。
[0042] 在该被膜过滤水生成工序中,阳离子系絮凝剂通过作为除去对象的成分与絮凝剂 吸附及交联,形成絮凝物。通过由此形成絮凝物,就连单独使用絮凝剂难以凝集的低粒径、 低分子成分(被过滤物)也能够由后续工序的分离膜除去。
[0043] 阳离子系絮凝剂可使用无机絮凝剂、高分子絮凝剂,优选的是由低pH产生的正电 荷增加量较大的无机絮凝剂,进一步优选PAC或硫酸错、氯化铁或聚娃酸铁(polysilica iron)等错系铁系无机絮凝剂。
[0044] 在反压洗涤工序中,由于至少具有用满足下述式(ii)和(iii)的第一洗涤水对 分离膜进行反压洗涤的第一反压洗涤步骤,因此能够提高附着于分离膜的絮凝物等的除去 性,其结果能够抑制差压的上升,并能够防止被膜过滤水生成工序中凝集的被过滤物的除 去率下降。 洗涤水的pH彡9.0 (ii) 洗涤水的pH-被膜过滤水的pH彡1. 0 (iii)。
[0045] 供于该第一反压洗涤步骤的满足上述式(ii)和(iii)的第一洗涤水能够通过向 上述膜过滤水中添加第二pH调节试剂进行制备,作为所用的pH调节试剂,优选碱,可以使 用氢氧化钠或氢氧化钾等,但并不限于此,还可以使用碳酸氢钠、次氯酸钠等试剂。
[0046] 在本发明中,发现通过使用pH大于被膜过滤水的第一洗涤水来洗涤分离膜,能够 提高附着于分离膜的絮凝物的除去性,其结果能够抑制差压的上升,另外,被膜过滤水与第 一洗涤水的pH之差若小则本发明的效果也会减小,通过将第一洗涤水的pH调整为比被膜 过滤水的pH高1. 0以上能够获得本申请发明所期的效果。进而从获得本发明的效果的观 点出发,优选设定为比被膜过滤水的pH高2. 0以上。
[0047] 另一方面,如果提高第一洗涤水的pH,则洗涤效果也会提高,但若pH过高,则通过 洗涤分离膜时残留在分离膜组件内部的第一洗涤水产生的洗涤废液与被膜过滤水混合,会 有被膜过滤水的pH上升,除去对象成分的除去率下降的趋势。因此在本发明中,通过将第 一洗涤水的pH调整至9. 0以下,能够维持除去对象成分的除去率并获得充分的洗涤效果。 从该观点出发,在本发明中,优选在使用第一洗涤水对分离膜进行反压洗涤的第一反压洗 涤步骤之后,使用pH与被膜过滤水原则上无太大差异的膜过滤水洗涤分离膜。
[0048] 在第一反压洗涤步骤中,使用pH大于被膜过滤水的洗涤水对分离膜进行反压洗 涤时
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