逆渗透膜处理方法与流程

1.本发明涉及一种利用逆渗透膜装置(以下，有时称为ro(reverse osmosis)装置)对被处理水进行处理的逆渗透膜处理方法。详细而言，本发明涉及一种使ph9.5以上的高碱性水间歇地接触ro膜装置的逆渗透膜处理方法。


背景技术：

2.在使用逆渗透膜(ro膜)分离被处理水中的浊质或溶解性物质、离子类的逆渗透膜分离处理中，有时被处理水中含有的微生物在装置配管内或膜面增殖而形成黏泥(slime)，引起透过水量(通量(flux))降低等故障。
3.为了防止此种微生物对透过膜的污染，已知有在被处理水中始终或间歇地添加杀菌剂，一边对被处理水或装置内进行杀菌一边进行膜分离的方法。一般而言进行如下方法：作为廉价且操作也比较容易的杀菌剂，添加次氯酸钠等氯系氧化剂，对微生物进行杀菌。
4.但是，在透过膜为聚酰胺系高分子膜般的不具有耐氯性的透过膜的情况下，若添加此种氯系氧化剂，则存在如下问题：透过膜因源自氯系氧化剂的游离氯而经历氧化劣化，除去率降低。
5.在日本特开平1-104310号公报、日本特开平1-135506号公报中，为了使此种透过膜的劣化为最小限度，示出了利用游离氯进行杀菌后，添加铵离子，生成氯胺(单氯胺、二氯胺)的方法；或者添加氯胺t、二氯胺t等结合氯化合物的方法。
6.在日本特开2006-263510号公报中记载了在向膜分离装置供给的水或清洗水中存在由氯系氧化剂及胺基磺酸化合物构成的结合氯剂的膜分离方法。
7.在日本特开2005-81269号公报中记载了在对含有有机物的排水进行逆渗透膜处理的方法中，为了防止通量降低，在含有有机物的排水中添加碱而调整为ph9.5以上后，进行逆渗透膜处理，然后将ph调整为4～8。
8.现有技术文献
9.专利文献
10.专利文献1：日本特开平1-104310号公报。
11.专利文献2：日本特开平1-135506号公报。
12.专利文献3：日本特开2006-263510号公报。
13.专利文献4：日本特开2005-81269号公报。
14.在对含有氨的被处理水进行ro处理的情况下，若使被处理水为高ph，则氨的大部分以非离子性的nh4的形式存在，无法通过ro充分地除去氨。因此，在对高ph且含有氨的被处理水进行ro处理的情况下，添加酸而成为ph4～8程度，并且为了防止膜积垢(fouling)而添加黏泥抑制剂(黏泥防止剂)后，供给至ro装置。
15.如此，即使添加黏泥抑制剂，在为总有机碳(total organic carbon，toc)浓度高、生物电位(biopotential)高的被处理水时，也随着时间推移产生黏泥等而进行膜积垢，因此，需要定期或在压差上升时进行膜清洗。就该清洗而言，大多进行使用碱性剂的定置清洗
(cip(cleaning in place)清洗)。
16.若增加该定期的膜清洗的频率，则清洗药剂成本变高。若减少清洗频率，则膜积垢加剧。另外，在检测到膜压差上升而进行膜清洗的情况下，需要检测压差而进行清洗的机构或操作人员。
17.如上所述，在中和含有氨的toc浓度高的被处理水、添加黏泥抑制剂进行ro处理的现有方法中，存在清洗药剂成本增多、需要定置清洗设备、或者作业人工成本增多等课题。


技术实现要素：

18.[发明要解决的课题]
[0019]
本发明的目的在于提供一种可低成本且抑制黏泥而高效率地处理被处理水的逆渗透膜处理方法。
[0020]
[解决课题的手段]
[0021]
本发明的逆渗透膜处理方法是将被处理水调整到ph4～8的范围并通水至逆渗透膜装置的逆渗透膜处理方法，其特征在于，间歇地使ph9.5以上的碱性水接触所述逆渗透膜装置的逆渗透膜。
[0022]
在本发明的一方案中，所述被处理水为ph9.5以上，作为所述碱性水，使用所述ph9.5以上的所述被处理水。
[0023]
在本发明的一方案中，所述碱性水是来自同一设施内的不同工序的排水。
[0024]
在本发明的一方案中，所述逆渗透膜装置并列设置有多个，在使ph9.5以上的碱性水接触至少一个逆渗透膜装置的逆渗透膜的期间，使调整为ph4～8的被处理水通水至其他的逆渗透膜装置来进行逆渗透膜处理。
[0025]
在本发明的一方案中，具有对原水进行前处理而成为所述被处理水及/或所述碱性水的工序。
[0026]
在本发明的一方案中，所述前处理是活性炭处理。
[0027]
在本发明的一方案中，所述被处理水及/或所述碱性水的氨浓度为1mg/l以上。
[0028]
在本发明的一方案中，所述被处理水的toc浓度为0.5mg/l以上。
[0029]
在本发明的一方案中，以12小时～1个月1次的频率进行使所述ph9.5以上的碱性水与所述逆渗透膜接触的工序。
[0030]
[发明的效果]
[0031]
在本发明的逆渗透膜处理方法中，由于使用高ph的被处理水或来自其他工序的排水来进行ro膜的清洗，因此即使增加清洗频率，也不会花费ro膜的清洗药剂成本，因此清洗成本低。另外，通过增加清洗频率，可充分地抑制ro膜积垢。
[0032]
在本发明的一方案中，将高ph的被处理水调整为ph4～8后进行ro处理，因此即使在被处理水含有氨的情况下，也可充分地除去氨。
附图说明
[0033]
图1是表示本发明方法的一例的流程图。
[0034]
图2是表示本发明方法的一例的流程图。
具体实施方式
[0035]
在本发明的一方案中，将ph9.5以上的被处理水(原水)调整为ph4～8，较优选调整为5～7，然后，通水至逆渗透膜装置(ro装置)。在本发明中，适宜为被处理水含有氨，尤其是处理氨浓度为1mg/l以上，特别是1mg/l～10000mg/l的高浓度的被处理水的情况。由于氨为弱碱性，因此，此种浓度的含氨的水通常为ph9.5以上。另外，适宜为处理toc浓度为0.5mg/l以上，特别是2mg/l～50mg/l的被处理水的情况。作为此种被处理水，可例示半导体为液晶等的制造工序的清洗排水等，但不限于此。被处理水的ph的上限并无特别限制，通常小于ph12。
[0036]
在本发明中，可利用活性炭等对被处理水进行前处理。通过对被处理水进行作为前处理的活性炭处理，可除去臭氧、过氧化物等而防止ro膜的劣化。另外，也起到除去被处理水中的有机物(toc成分)的一部分而降低ro膜的toc负荷的效果。再者，前处理方式并不限定于活性炭处理，也可采用利用活性污泥或浮游载体法的生物处理、利用药剂的h2o2的还原处理、利用除浊过滤器或过滤装置或除浊膜装置的除浊处理等的一种或两种以上。
[0037]
如此根据需要，向通过活性炭等进行了前处理的被处理水中添加酸，调整为ph4～8，较优选为5～7。另外，在该ph调整后(或之前或同时)添加黏泥抑制剂。作为酸，可使用硫酸、盐酸等。作为黏泥抑制剂，可例示前述专利文献1～专利文献3中记载的黏泥抑制剂，但也可为其他的黏泥抑制剂。再者，在ro膜的耐氯性低的情况下，较优选使用氯系氧化剂以外的黏泥抑制剂。
[0038]
使经ph调整及添加了黏泥抑制剂的被处理水根据需要通水至过滤器后，通水至ro装置。作为过滤器，可使用滤筒(cartridge filter)或利用滤芯(filter element)的自动反洗式过滤器等。
[0039]
如此，将高ph的被处理水调整为ph4～8之后进行ro处理，因此，即使在被处理水含有氨的情况下，也可充分地除去氨。
[0040]
在往ro装置的被处理水的通水进行规定时间后，通过ph9.5以上的被处理水清洗ro膜。作为该膜清洗用的ph9.5以上的被处理水，较优选为将原水进行悬浮物质除去处理而获得的水，较优选为上述的前处理水特别是活性炭处理水。供于膜清洗的被处理水的ph的上限并无特别限制，但为了防止ro膜的劣化，较优选设为小于12。因此，在被处理水的ph超过12的情况下，可适当添加酸等而设为ph＝9.5～12的范围。
[0041]
在进行ro膜的清洗时，较优选为在向ro装置的原水侧导入ph9.5以上的被处理水后，停止该导入，维持规定时间(例如作为下限较优选为2小时，特优选为5小时，作为上限较优选为24小时，特优选为12小时)的该状态。由于用于膜清洗而导入的被处理水的ph为9.5以上，因此在此期间，附着于膜面等的黏泥被溶解除去。
[0042]
然后，较优选为使用ro装置的透过水、调整为ph4～8的原水或其他的清洁水清洗(淋洗)ro装置后，再次开始往ro装置的ph4～8的被处理水的通水(ro处理)。
[0043]
在利用所述ph9.5以上的被处理水进行膜清洗时，由于不使用碱性药剂，因此实质上不花费药剂成本。(但是，根据需要，也可将少量的碱性药剂添加到膜清洗用的ph9.5以上的被处理水中。)因此，即使以例如12小时至1个月1次左右，较优选为12小时至1周1次左右，特别是12小时至60小时1次左右的高频率进行膜清洗，药剂成本也为零或显著低。另外，若为所述清洗方法，则不需要以往的使用碱性药剂的膜清洗般的清洗设备，清洗设备成本也
显著低。用于清洗作业的人力成本也为零或显著低。进而，通过缩短清洗间隔，能够在不进行膜的污染的状况下实施清洗，故能够有效果地进行清洗。
[0044]
图1示出应用所述清洗方法的水处理设备的一例。
[0045]
原水经由活性炭塔1导入反应槽2中，添加酸调整至ph4～8，同时添加黏泥抑制剂。活性炭塔1可为生物活性炭塔。反应槽2内的水经由中继槽3、过滤器4以及泵(省略图示)而通水至ro装置5，获得处理水。浓缩水通过浓缩水排出管线(省略图示)排出。为了将活性炭塔1的流出水导入ro装置5(在本例中为过滤器4的前段侧)，设置有旁通配管6。
[0046]
在图1中，仅设置了1台ro装置5，但也可并列设置多台，例如图2般，并列设置3台ro装置5a、5b、5c，并以旋转木马(merry go round)方式进行运转。再者，在各ro装置5a～5c的前后设有阀7a～阀7c、阀8a～阀8c。
[0047]
在进行旋转木马方式的运转的情况下，例如首先利用ro装置5a、ro装置5b进行ro处理工序，将ro装置5c设为清洗工序。具体而言，打开阀7a、阀7b、阀8a、阀8b，使来自反应槽2的被处理水通水至ro装置5a、ro装置5b。另外，关闭阀7c、阀8c，将活性炭塔流出水经由过滤器4c导入ro装置5c，进行清洗工序。在将活性炭塔流出水导入ro装置5c之前，较优选为设置如下工序：首先，使活性炭塔流出水通水至过滤器4c，自过滤器4c的过滤清洗排水排出配管(省略图示)排出过滤器4c清洗排水。通过设置该工序，可防止附着于过滤器4c的污染物质再次污染ro装置5c。清洗结束后，利用在反应槽2中添加酸而调整为ph4～8的原水，清洗(淋洗)ro装置5c之后，恢复成ro处理工序。再者，清洗排水自ro装置5c的清洗排水排出配管(省略图示)排出到系统外。
[0048]
当在ro装置5a中进行清洗工序，在ro装置5b、ro装置5c中进行ro处理工序时，向ro装置5a导入活性炭塔流出水，在ro装置5b、ro装置5c中使来自反应槽2的被处理水进行通水。当在ro装置5b中进行清洗工序，在ro装置5a、ro装置5c中进行ro处理工序时，向ro装置5b导入活性炭塔流出水，在ro装置5a、ro装置5c中使来自反应槽2的被处理水进行通水。
[0049]
所述说明是本发明的一例，本发明也可为上述以外的方式。
[0050]
例如，在图2中，示出了3台ro装置，但也可为2台或4台以上。另外，在图2中，设为在1台ro装置中进行清洗工序，在其他的ro装置中进行ro处理工序，但在并列设置多个ro装置的情况下，也可设为在2台以上的ro装置中进行清洗工序，在其他的ro装置中进行ro处理工序。
[0051]
另外，在图1及图2中，在清洗工序中使用活性炭塔流出水，但也可在清洗工序中使用利用活性炭塔1处理之前的ph9.5以上的碱性水。但是，由于浊质或toc成分等较优选为与ro装置5的供水同等以上的水质，因此，除了ph调整以外，较优选为进行与ro装置5的供水同等的前处理。
[0052]
另外，在图2中使用活性炭塔，但也可设置活性炭塔以外的前处理机构。
[0053]
在本发明中，前述碱性水可为同一设施内的来自不同工序的排水。
[0054]
已利用特定的方案对本发明进行了详细说明，但本领域技术人员应当知道，在不脱离本发明的意图及范围的情况下能够进行各种变更。
[0055]
本技术是基于在2020年5月28日提出申请的日本技术特愿2020-093458，通过引用而将其全文援引于此。
[0056]
符号说明
[0057]
1：活性炭塔；2：反应槽；3：中继槽；4、4a～4c：过滤器；5、5a～5c：ro装置。