JP2024032980A - Operational method of reverse osmosis membrane - Google Patents
Operational method of reverse osmosis membrane Download PDFInfo
- Publication number
- JP2024032980A JP2024032980A JP2024015239A JP2024015239A JP2024032980A JP 2024032980 A JP2024032980 A JP 2024032980A JP 2024015239 A JP2024015239 A JP 2024015239A JP 2024015239 A JP2024015239 A JP 2024015239A JP 2024032980 A JP2024032980 A JP 2024032980A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- reverse osmosis
- osmosis membrane
- treated
- operating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 title claims abstract description 274
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 270
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 60
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 383
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 36
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims description 30
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 17
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 8
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 7
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 7
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 abstract description 16
- 239000012466 permeate Substances 0.000 abstract description 3
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 abstract 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 56
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 40
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 description 30
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 22
- 239000002349 well water Substances 0.000 description 17
- 235000020681 well water Nutrition 0.000 description 17
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 14
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 12
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 10
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 8
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 7
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 6
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 238000011045 prefiltration Methods 0.000 description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 2
- 238000009292 forward osmosis Methods 0.000 description 2
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 2
- PUKLDDOGISCFCP-JSQCKWNTSA-N 21-Deoxycortisone Chemical compound C1CC2=CC(=O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@@](C(=O)C)(O)[C@@]1(C)CC2=O PUKLDDOGISCFCP-JSQCKWNTSA-N 0.000 description 1
- QJZYHAIUNVAGQP-UHFFFAOYSA-N 3-nitrobicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acid Chemical compound C1C2C=CC1C(C(=O)O)C2(C(O)=O)[N+]([O-])=O QJZYHAIUNVAGQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 241000223935 Cryptosporidium Species 0.000 description 1
- FCYKAQOGGFGCMD-UHFFFAOYSA-N Fulvic acid Natural products O1C2=CC(O)=C(O)C(C(O)=O)=C2C(=O)C2=C1CC(C)(O)OC2 FCYKAQOGGFGCMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000002509 fulvic acid Substances 0.000 description 1
- 229940095100 fulvic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000004021 humic acid Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- -1 silt Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
本発明は、逆浸透膜の運転方法に関する。 The present invention relates to a method for operating a reverse osmosis membrane.
逆浸透膜で原水を透過水と濃縮水とに分離する水処理方法が知られている。図4は、従来の逆浸透膜を用いる水処理方法の一例を説明するための概略模式図である。図4に示す処理システム101を用いる方法では、まず、井戸111から井戸水が原水として流路121を流れ、被処理水槽112に供給される。被処理水槽112内には、塩素添加手段130によって塩素が、硫酸添加手段131によって硫酸がそれぞれ添加され、原水と塩素と硫酸が混合されて被処理水となる。
次いで、被処理水は流路122を流れ、ポリ塩化アルミニウムが添加手段132によって添加され、ポンプ114によって砂ろ過塔141に送液される。砂ろ過塔141では、被処理水中の有機物、鉄、マンガンの凝集物が除去される。
その後、被処理水は活性炭142に通水され、塩素添加手段130で塩素が添加された後、限外ろ過膜を備える膜ろ過装置143に供給される。ろ過装置143では被処理水中のクリプトスポリジウム等の原虫、雑菌が限外ろ過膜によって除去される。
A water treatment method is known in which raw water is separated into permeated water and concentrated water using a reverse osmosis membrane. FIG. 4 is a schematic diagram for explaining an example of a conventional water treatment method using a reverse osmosis membrane. In the method using the
Next, the water to be treated flows through the
Thereafter, the water to be treated is passed through activated
次いで、ろ過装置143の透過水は流路127を流れ、中間処理槽144に貯留される。中間処理槽144内の透過水の一部は、ポンプ114によって送液されて流路127を流れ、処理水槽119にそのまま貯留される。一方、中間処理槽144内の透過水の残部はポンプ114によって送液されて流路128を流れ、昇圧ポンプ116で昇圧された後、逆浸透膜を備える逆浸透膜ろ過装置117に供給される。逆浸透膜ろ過装置117では、被処理水中のカルシウム、マグネシウムが逆浸透膜によって除去される。
その後、逆浸透膜ろ過装置117の透過水は流路124を流れ、処理水槽119に供給される。一方、逆浸透膜ろ過装置117の濃縮水は流路123に集められ、処理システム101の外部に排出される。
このように、処理システム101を用いる従来の方法では、全有機炭素(TOC)、鉄及びマンガン、原虫及び雑菌、硬度の各項目の水質の改善のために処理をそれぞれ行っている。そのため、装置構成、処理フローが複雑となり、水質処理のコストが高くなる、という問題がある。
Next, the permeated water from the
Thereafter, the permeated water from the reverse osmosis
As described above, in the conventional method using the
そこで、図5に示す一例のように、TOC、鉄及びマンガン、原虫及び雑菌、硬度の各項目の水質の改善のための処理を全て逆浸透膜ろ過装置117で一括して行う処理方法の利用が検討されている。
図5に示す処理システム102を用いる方法では、まず、井戸111から原水が流路121を流れ、被処理水槽112に供給される。被処理水槽112内には硫酸添加手段131によって硫酸が添加され、硫酸と原水が混合されて被処理水となる。
次いで、被処理水はポンプ114によって送液されて流路122を流れ、プレフィルター115、昇圧ポンプ116に通水された後、逆浸透膜ろ過装置117に供給される。処理システム102では逆浸透膜ろ過装置117によって、被処理水中の有機物、カルシウム、シリカ、鉄及びマンガン等の無機物、原虫及び雑菌、カルシウム及びマグネシウムが一括して除去される。
その後、逆浸透膜ろ過装置117の透過水は流路124を流れ、硫酸、塩素がそれぞれ添加され、ミネライザ135で硬度が調整される。その後、透過水は処理水槽119に貯留され、必要に応じて塩素添加手段130によって塩素が添加される。
Therefore, as shown in the example shown in FIG. 5, a treatment method is used in which all of the treatments for improving the water quality of TOC, iron and manganese, protozoa and bacteria, and hardness are carried out in a reverse osmosis
In the method using the
Next, the water to be treated is pumped by the
Thereafter, the permeated water from the reverse osmosis
このように、処理システム102を用いる方法によれば、ほぼ全ての項目の水質を逆浸透膜ろ過装置117によって改善できるため、装置及び処理フローが簡素化し、低コスト化、さらには処理システムの省スペース化を図ることができる。
ところが一方で、処理システム102を用いる方法のように、複数の項目の水質の改善のための処理を逆浸透膜ろ過装置117で一括して行うと、逆浸透膜の閉塞が頻発するという問題が生じる。
そこで、逆浸透膜の被処理水のpHが7.0以下となるように水処理をすることが提案されている(例えば、特許文献1)。
As described above, according to the method using the
However, on the other hand, when multiple items of water quality improvement treatment are performed at once using the reverse osmosis
Therefore, it has been proposed to treat water so that the pH of the water to be treated by a reverse osmosis membrane is 7.0 or less (for example, Patent Document 1).
図6は、逆浸透膜の被処理水のpHが7.0以下となるように水処理をする方法の一例を説明するための概略模式図である。図6に示す処理システム103では、逆浸透膜ろ過装置117の濃縮水が流路123に集められ、流路123の濃縮水の一部が流路125を流れ、流路122に戻されて、被処理水として逆浸透膜ろ過装置117に再供給される。 処理システム103を用いる方法では、特許文献1に開示の方法と同様に、逆浸透膜ろ過装置117の逆浸透膜の一次側に供給される処理水のpHが7.0以下となるように、被処理水のpHが硫酸添加手段131によって被処理水槽112内で調整される。そのため、被処理水中の無機物の析出を抑制し、逆浸透膜の表面での堆積を低減できる。
しかし、逆浸透膜の被処理水のpHが7.0以下となるように水処理をすると、有機物が被処理水から析出しやすく、析出した有機物によって逆浸透膜の表面が閉塞してしまう、という問題がある。
本発明は、被処理水中の無機物の析出を抑制しながら、有機物の析出も抑制でき、逆浸透膜の閉塞を防止できる、逆浸透膜の運転方法を提供する。
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining an example of a method of treating water so that the pH of the water to be treated by the reverse osmosis membrane is 7.0 or less. In the
However, when water is treated so that the pH of the water to be treated by the reverse osmosis membrane is 7.0 or less, organic substances tend to precipitate from the water to be treated, and the surface of the reverse osmosis membrane is clogged by the precipitated organic substances. There is a problem.
The present invention provides a method for operating a reverse osmosis membrane that can suppress the precipitation of organic substances while suppressing the precipitation of inorganic substances in water to be treated, and can prevent clogging of the reverse osmosis membrane.
本発明は下記の態様を有する。
[1] 逆浸透膜によって、原水を透過水と濃縮水とに分離する、逆浸透膜の運転方法であって、前記逆浸透膜に供給される被処理水のpHが5.8~7.8であり、前記逆浸透膜で前記被処理水を処理した後、前記逆浸透膜を定期的に圧力開放する、逆浸透膜の運転方法。
[2] 前記逆浸透膜を圧力開放した際に、フラッシングを実施することで前記逆浸透膜の表面を洗う、[1]の逆浸透膜の運転方法。
[3] フラッシングの際に、透過水又は純水を含む洗浄水を使用する、[2]の逆浸透膜の運転方法。
[4] 前記原水を直接、前記逆浸透膜で処理する、[1]~[3]のいずれかの逆浸透膜の運転方法。
[5] 前記原水が、シリカ、カルシウム、マグネシウム、鉄及びマンガンからなる群から選ばれる少なくとも1つ以上の無機物をさらに含む、[1]~[4]のいずれかの逆浸透膜の運転方法。
[6] 前記原水のMアルカリ度が、100mg/L以上である、[1]~[5]のいずれかの逆浸透膜の運転方法。
[7] 前記被処理水の全有機炭素が、3.0mg/L以上である、[1]~[6]のいずれかの逆浸透膜の運転方法。
The present invention has the following aspects.
[1] A method for operating a reverse osmosis membrane in which raw water is separated into permeated water and concentrated water by a reverse osmosis membrane, wherein the pH of the water to be treated supplied to the reverse osmosis membrane is 5.8 to 7. 8, the method for operating a reverse osmosis membrane, which comprises periodically releasing pressure on the reverse osmosis membrane after treating the water to be treated with the reverse osmosis membrane.
[2] The method for operating a reverse osmosis membrane according to [1], wherein the surface of the reverse osmosis membrane is washed by flushing when the pressure of the reverse osmosis membrane is released.
[3] The method for operating a reverse osmosis membrane according to [2], in which permeated water or washing water containing pure water is used during flushing.
[4] The method for operating a reverse osmosis membrane according to any one of [1] to [3], wherein the raw water is directly treated with the reverse osmosis membrane.
[5] The method for operating a reverse osmosis membrane according to any one of [1] to [4], wherein the raw water further contains at least one inorganic substance selected from the group consisting of silica, calcium, magnesium, iron, and manganese.
[6] The method for operating a reverse osmosis membrane according to any one of [1] to [5], wherein the M alkalinity of the raw water is 100 mg/L or more.
[7] The method for operating a reverse osmosis membrane according to any one of [1] to [6], wherein the total organic carbon of the water to be treated is 3.0 mg/L or more.
本発明の逆浸透膜の運転方法によれば、被処理水中の無機物の析出を抑制しながら、有機物の析出も抑制でき、逆浸透膜の閉塞を防止できる。 According to the method for operating a reverse osmosis membrane of the present invention, while suppressing the precipitation of inorganic substances in the water to be treated, the precipitation of organic substances can also be suppressed, and clogging of the reverse osmosis membrane can be prevented.
「全有機炭素」は、例えば、JIS K 0101 20.有機体炭素(TOC)に準拠して測定できる。
「Mアルカリ度」は、例えば、JIS K 0101 13.酸消費量に準拠して測定できる。
数値範囲を示す「~」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。
"Total organic carbon" is defined in, for example, JIS K 0101 20. It can be measured based on organic carbon (TOC).
"M alkalinity" is defined in, for example, JIS K 0101 13. Can be measured according to acid consumption.
"~" indicating a numerical range means that the numerical values written before and after it are included as the lower limit and upper limit.
以下、本発明の逆浸透膜の運転方法について、実施形態例を示して説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されない。
図1は、本発明の一実施形態に係る逆浸透膜の運転方法に用いる処理システム1の概略模式図である。処理システム1は、井戸11と被処理水槽12と酸添加手段31と逆浸透膜ろ過装置17と処理水槽19を備える。
EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the operating method of the reverse osmosis membrane of this invention is demonstrated by showing the embodiment example. However, the present invention is not limited to the following embodiments.
FIG. 1 is a schematic diagram of a treatment system 1 used in a method for operating a reverse osmosis membrane according to an embodiment of the present invention. The treatment system 1 includes a well 11 , a treated
被処理水槽12は、被処理水を貯留する槽である。被処理水槽12には、原水流路21と被処理水流路22と循環用流路25とが接続されている。
原水流路21は、井戸11から原水(井戸水)を被処理水槽12に供給するための流路である。被処理水流路22は、被処理水を被処理水槽12から逆浸透膜ろ過装置17に供給するための流路である。循環用流路25は、逆浸透膜ろ過装置17の濃縮水を被処理水槽12に供給するための流路である。そのため、被処理水槽12内の被処理水は、逆浸透膜ろ過装置17の濃縮水と原水(井戸水)とを含む。
The
The raw
酸添加手段31は、被処理水槽12内の被処理水に酸成分を添加する。酸成分は特に限定されない。例えば、塩酸、硫酸等が挙げられる。
酸添加手段31は、被処理水槽12内の液相部分の被処理水に直接酸成分を添加する形態でもよく、被処理水槽12内の気相部分を介して酸成分を添加する形態でもよい。
The acid addition means 31 adds an acid component to the water to be treated in the
The acid addition means 31 may be in the form of adding the acid component directly to the water to be treated in the liquid phase portion in the
被処理水流路22には、ポンプ14とプレフィルター15と昇圧ポンプ16が被処理水槽12側からこの順に設けられている。
ポンプ14は、被処理水を逆浸透膜ろ過装置17に送液して供給するためのものである。
プレフィルター15は、砂、シルト、粘土等のサイズの大きな不純物を除去し、逆浸透膜ろ過装置17の逆浸透膜の閉塞や擦過等から保護している。
昇圧ポンプ16は、被処理水を逆浸透膜ろ過装置17でろ過するために必要な圧力を付与している。
A
The
The pre-filter 15 removes large-sized impurities such as sand, silt, and clay, and protects the reverse osmosis membrane of the reverse osmosis
The
逆浸透膜ろ過装置17は、逆浸透膜モジュール18、18、18を備える。逆浸透膜モジュール18、18、18は、逆浸透膜をそれぞれ内部に有する。逆浸透膜ろ過装置17は、逆浸透膜モジュール18、18、18内の逆浸透膜に被処理水を逆浸透させて、被処理水を透過水と濃縮水とに分離する装置である。
各逆浸透膜モジュール18には、分岐した被処理水流路22のそれぞれの端部が接続されている。そのため、各逆浸透膜モジュール18の逆浸透膜の一次側には被処理水流路22の被処理水が供給される。
The reverse osmosis
Each reverse
さらに、各逆浸透膜モジュール18には、濃縮水流路23と透過水流路24の分岐したそれぞれの端部がそれぞれ接続されている。
濃縮水流路23は、逆浸透膜モジュール18、18、18内の逆浸透膜で分離された濃縮水を集めるための流路である。濃縮水流路23は、接続点Dで循環用流路25及び排水用流路26と接続されている。循環用流路25は、濃縮水の一部を濃縮水流路23から被処理水槽12に供給するための流路である。排水用流路26は、濃縮水の残部を処理システム1の外部に排出するための流路である。
透過水流路24は、処理水槽19と接続されている。透過水流路24は、逆浸透膜ろ過装置17で分離された透過水を処理水槽19に供給するための流路である。
処理水槽19は、逆浸透膜ろ過装置17で分離された透過水を処理水として貯留する槽である。
Furthermore, each reverse
The
The permeated
The treated
次に、本発明の一実施形態に係る逆浸透膜の運転方法について説明する。
本実施形態に係る逆浸透膜の運転方法は、原水を逆浸透膜で透過水と濃縮水とに分離して処理する方法である。
原水としては、例えば、井戸水、伏流水等の地下水;河川水;湖沼水が挙げられる。ただし、原水は、これらの例示に限定されない。
Next, a method of operating a reverse osmosis membrane according to an embodiment of the present invention will be described.
The method of operating a reverse osmosis membrane according to this embodiment is a method of separating raw water into permeated water and concentrated water using a reverse osmosis membrane and treating the raw water.
Examples of raw water include groundwater such as well water and underground water; river water; and lake water. However, raw water is not limited to these examples.
本実施形態においては、原水は溶解性の有機物を含む。原水中の有機物は特に限定されないが、例えば、フミン質が挙げられる。原水中のフミン質としては、例えば、フミン酸、フルボ酸が挙げられる。
原水中の全有機炭素は、酸成分の使用量の抑制、逆浸透膜の膜閉塞の抑制等の観点から、3.0mg/L以上が好ましく、4.0mg/L以上がより好ましく、5.0mg/L以上が特に好ましい。本実施形態では、後述のように被処理水のpHの下限値を所定の数値以上に調整するため、全有機炭素が前記下限値以上の原水でも、逆浸透膜の閉塞を防止できる。その結果、原水中の全有機炭素が高い場合であっても、逆浸透膜の目詰まりによる透過能の低下が起きにくく、処理効率を維持したまま透過水を得ることができる。
原水中の全有機炭素の上限値は特に制限されない。例えば、原水中の全有機炭素は、処理効率の観点から、100mg/L以下が好ましく、50mg/L以下がより好ましい。
In this embodiment, the raw water contains soluble organic matter. The organic matter in the raw water is not particularly limited, but examples include humic substances. Examples of humic substances in raw water include humic acid and fulvic acid.
The total organic carbon in the raw water is preferably 3.0 mg/L or more, more preferably 4.0 mg/L or more, from the viewpoint of suppressing the amount of acid components used and suppressing membrane clogging of the reverse osmosis membrane.5. Particularly preferred is 0 mg/L or more. In this embodiment, as will be described later, the lower limit of pH of the water to be treated is adjusted to a predetermined value or higher, so even if the raw water has total organic carbon equal to or higher than the lower limit, clogging of the reverse osmosis membrane can be prevented. As a result, even if the total organic carbon content in the raw water is high, the permeation capacity is less likely to decrease due to clogging of the reverse osmosis membrane, and permeated water can be obtained while maintaining treatment efficiency.
The upper limit of total organic carbon in raw water is not particularly limited. For example, from the viewpoint of treatment efficiency, the total organic carbon in raw water is preferably 100 mg/L or less, more preferably 50 mg/L or less.
分子量が10000以上である有機化合物の原水中の含有量は、0.001~1mg/Lでもよく、0.005~0.5mg/Lでもよく、0.01~0.1mg/Lでもよい。分子量が10000以上である有機化合物の原水中の含有量が前記上限値以下であると、有機物の析出が起きにくく、析出した有機物による逆浸透膜の閉塞をさらに抑制できる。分子量が10000以上である有機化合物の原水中の含有量が前記下限値以上であっても、本実施形態では、後述のように被処理水のpHの下限値を所定の数値以上に調整するため、有機物が析出しにくく、逆浸透膜の閉塞を防止でき、処理効率を維持したまま透過水を得ることができると考えられる。 The content of the organic compound having a molecular weight of 10,000 or more in the raw water may be 0.001 to 1 mg/L, 0.005 to 0.5 mg/L, or 0.01 to 0.1 mg/L. When the content of organic compounds having a molecular weight of 10,000 or more in the raw water is below the upper limit, precipitation of organic substances is less likely to occur, and clogging of the reverse osmosis membrane by the precipitated organic substances can be further suppressed. Even if the content of organic compounds with a molecular weight of 10,000 or more in the raw water is equal to or higher than the lower limit, in this embodiment, as described below, the lower limit of the pH of the water to be treated is adjusted to a predetermined value or higher. It is thought that organic matter is less likely to precipitate, it is possible to prevent blockage of the reverse osmosis membrane, and it is possible to obtain permeated water while maintaining treatment efficiency.
原水は、有機物に加えて、シリカ、カルシウム、マグネシウム、鉄及びマンガンからなる群から選ばれる少なくとも1つ以上のイオン状の無機物をさらに含んでもよい。原水がこれらの無機物をさらに含む場合、本実施形態では、後述のように被処理水のpHの上限値を所定の数値以下に調整するため、無機物が析出しにくく、逆浸透膜の閉塞を防止でき、処理効率を維持したまま透過水を得ることができると考えられる。 In addition to organic substances, the raw water may further contain at least one ionic inorganic substance selected from the group consisting of silica, calcium, magnesium, iron, and manganese. If the raw water further contains these inorganic substances, in this embodiment, the upper limit of the pH of the water to be treated is adjusted to a predetermined value or less as described later, so that the inorganic substances are less likely to precipitate and blockage of the reverse osmosis membrane is prevented. It is thought that it is possible to obtain permeated water while maintaining treatment efficiency.
原水のMアルカリ度は、酸成分の使用量の抑制、逆浸透膜の膜閉塞の抑制等の観点から、100mg/L以上が好ましく、200mg/L以上がより好ましく、300mg/L以上が特に好ましい。原水のMアルカリ度が前記下限値以上であっても、本実施形態では被処理水のpHの下限値を所定の数値以上に調整するため、酸成分の使用量が増大しにくく、水処理の低コスト化を図ることができる。
原水のMアルカリ度の上限値は特に制限されない。例えば、処理効率の観点から、原水のMアルカリ度は、1000mg/L以下が好ましく、700mg/L以下がより好ましい。
The M alkalinity of the raw water is preferably 100 mg/L or more, more preferably 200 mg/L or more, particularly preferably 300 mg/L or more, from the viewpoint of suppressing the amount of acid components used and suppressing membrane clogging of the reverse osmosis membrane. . Even if the M alkalinity of the raw water is equal to or higher than the lower limit, in this embodiment, the lower limit of the pH of the water to be treated is adjusted to a predetermined value or higher, so the amount of acid components used is difficult to increase, and water treatment is improved. Cost reduction can be achieved.
The upper limit of the M alkalinity of raw water is not particularly limited. For example, from the viewpoint of treatment efficiency, the M alkalinity of raw water is preferably 1000 mg/L or less, more preferably 700 mg/L or less.
本実施形態に係る逆浸透膜の運転方法では、原水を逆浸透膜で透過水と濃縮水とに分離する。図1に示すように、まず、原水は井戸11から原水流路21を流れ、被処理水槽12に供給される。被処理水槽12内では酸添加手段31によって酸成分が添加され、酸成分と原水とが混合される。その他、有機物を原水中に分散させる目的で原水に分散剤をさらに添加してもよい。分散剤の添加により、後述のフラッシングの際の逆浸透膜の表面の洗浄効果の向上を期待できる。
次いで、被処理水はポンプ14によって送液されて被処理水流路22を流れる。その後、被処理水は、プレフィルター15、昇圧ポンプ16をこの順に経由して逆浸透膜ろ過装置17における逆浸透膜モジュール18の逆浸透膜に供給され、逆浸透膜で処理される。
In the method for operating a reverse osmosis membrane according to the present embodiment, raw water is separated into permeated water and concentrated water by the reverse osmosis membrane. As shown in FIG. 1, raw water first flows from the well 11 through the
Next, the water to be treated is pumped by the
このように、本実施形態に係る逆浸透膜の運転方法では、原水(井戸水)を直接、逆浸透膜モジュール18の逆浸透膜で処理することが好ましい。原水を「直接、逆浸透膜で処理する」とは、地下水、井戸水等の原水に対して前処理を施さずに、原水を逆浸透膜に供給することを意味する。ここで、前処理とは、例えば、全有機炭素の低減、鉄及びマンガンの除去、原虫及び雑菌の除去等を目的として行われる処理が挙げられる。
従来の逆浸透膜を用いる水処理方法では、逆浸透膜に供給する被処理水中の不純物等の総量を一定量以下とした後に、逆浸透膜に供給することが推奨されていた。逆浸透膜の目詰まりによる透過能の低下、透過能の維持のために圧力差を大きくすることに起因する逆浸透膜の破損を防止するためである。
これに対して、本実施形態に係る逆浸透膜の運転方法では、後述のように逆浸透膜の被処理水のpHを所定の範囲内に制御するため、被処理水からの析出物の発生が抑制される。したがって、井戸水等の地下水(原水)を被処理水として直接、逆浸透膜に供給しても、逆浸透膜で連続的に透過水を得ることができる。原水を直接、逆浸透膜モジュール18の逆浸透膜で一括して処理することで、全有機炭素(TOC)、鉄及びマンガン、原虫及び雑菌、硬度の各項目の水質を逆浸透膜によって改善できる。そのため、装置及び処理フローが簡素化し、水処理の低コスト化を図ることができ、さらには処理システム1の省スペース化を図ることができる。
As described above, in the reverse osmosis membrane operating method according to the present embodiment, it is preferable that raw water (well water) be directly treated with the reverse osmosis membrane of the reverse
In conventional water treatment methods using reverse osmosis membranes, it is recommended that the water to be treated be supplied to the reverse osmosis membrane after the total amount of impurities and the like in the water is reduced to a certain amount or less. This is to prevent a decrease in permeability due to clogging of the reverse osmosis membrane and damage to the reverse osmosis membrane caused by increasing the pressure difference to maintain permeability.
On the other hand, in the reverse osmosis membrane operating method according to the present embodiment, since the pH of the water to be treated by the reverse osmosis membrane is controlled within a predetermined range as described later, precipitates are generated from the water to be treated. is suppressed. Therefore, even if underground water (raw water) such as well water is directly supplied to the reverse osmosis membrane as water to be treated, permeated water can be continuously obtained through the reverse osmosis membrane. By directly and collectively treating raw water with the reverse osmosis membrane of the reverse
次いで、各逆浸透膜モジュール18に供給された被処理水は、各逆浸透膜モジュール18の逆浸透膜によって透過水と濃縮水とにそれぞれ分離される。その後、各逆浸透膜モジュール18の各透過水は、透過水流路24を流れ、処理水槽19に処理水として貯留される。
一方、各逆浸透膜モジュール18の各濃縮水は、濃縮水流路23に集められる。濃縮水流路23の濃縮水の一部は、その後循環用流路25を流れ、被処理水槽12に再度供給される。そのため、濃縮水の一部は被処理水槽12内で井戸11からの原水と混合され、被処理水として逆浸透膜ろ過装置17に再供給される。また、濃縮水流路23の濃縮水の残部は、排水用流路26を流れ、処理システム1の外部に排出される。
Next, the water to be treated supplied to each reverse
On the other hand, each concentrated water of each reverse
本実施形態に係る逆浸透膜の運転方法では、各逆浸透膜モジュール18が有する各逆浸透膜に供給される被処理水のpHが5.8~7.8となるよう調整する。
各逆浸透膜モジュール18の被処理水のpHは、5.8~7.8の範囲内であり、6.3~7.5の範囲内が好ましく、6.5~7.3の範囲内がより好ましく、6.7~7.2の範囲内が特に好ましい。
被処理水のpHが前記下限値以上であることにより、各逆浸透膜モジュール18の逆浸透膜の一次側の表面で有機物が析出しにくくなり、逆浸透膜の閉塞を防止できる。加えて、被処理水のpHの下限値に特に制限を設けない従来の運転方法と比較して、pHを低下させるための酸成分の使用量が少なくなり、低コスト化を図ることができる。また、被処理水のpHが前記上限値以下であることにより、各逆浸透膜モジュール18の逆浸透膜の一次側の表面で鉄、マンガン等の金属の酸化物が析出しにくくなり、逆浸透膜の閉塞を防止できる。
被処理水のpHの調整は、例えば、酸添加手段31による酸成分の添加によって行うことができる。
In the method for operating a reverse osmosis membrane according to the present embodiment, the pH of the water to be treated that is supplied to each reverse osmosis membrane included in each reverse
The pH of the water to be treated in each reverse
When the pH of the water to be treated is equal to or higher than the lower limit value, organic matter becomes difficult to precipitate on the primary side surface of the reverse osmosis membrane of each reverse
The pH of the water to be treated can be adjusted, for example, by adding an acid component using the acid addition means 31.
各逆浸透膜モジュール18に供給される被処理水中の全有機炭素は、3.0mg/L以上でもよく、5.0mg/L以上でもよく、10.0mg/L以上でもよい。本実施形態では、被処理水のpHの下限値が所定の数値以上となるように調整するため、被処理水中の全有機炭素が前記下限値以上であっても、逆浸透膜の閉塞を防止でき、逆浸透膜の目詰まりによる透過能の低下が起きにくく、処理効率を維持したまま透過水を得ることができる。
被処理水中の全有機炭素の上限値は特に制限されない。例えば、被処理水中の全有機炭素は、100mg/L以下でもよく、500mg/L以下でもよい。
The total organic carbon in the water to be treated supplied to each reverse
The upper limit of total organic carbon in the water to be treated is not particularly limited. For example, the total organic carbon in the water to be treated may be 100 mg/L or less, or 500 mg/L or less.
本実施形態に係る逆浸透膜の運転方法では、各逆浸透膜モジュール18の逆浸透膜で所定の時間、被処理水をろ過して処理する。
逆浸透膜で被処理水をろ過する際には、各逆浸透膜モジュール18内が被処理水で満たされ、各逆浸透膜モジュール18内の水圧が高くなり、逆浸透膜に圧力が加えられていく。その後、各逆浸透膜に加わる水圧が浸透圧より高くなると、逆浸透膜において逆浸透現象が起き、被処理水中の溶質濃度が各逆浸透膜の一次側で局所的に高くなり、透過水が得られる。これにより、各逆浸透膜の一次側で濃縮水がそれぞれ生成し、各濃縮水は、各逆浸透膜の二次側の各透過水とそれぞれ分離される。このようにして、被処理水をろ過して処理できる。
In the method for operating a reverse osmosis membrane according to the present embodiment, the water to be treated is filtered and treated by the reverse osmosis membrane of each reverse
When filtering water to be treated with a reverse osmosis membrane, each reverse
逆浸透膜による被処理水のろ過を行う時間は、特に限定されず、例えば、処理効率を考慮して適宜設定できる。逆浸透膜による被処理水のろ過を行う時間は、例えば、5~1500分としてもよく、15~180分としてもよい。被処理水のろ過を行う時間が前記下限値以上であると、得られる透過水の量が多くなり、処理効率を実用上充分に高く維持できる傾向がある。被処理水のろ過を行う時間が前記上限値以下であると、逆浸透膜の閉塞をさらに防止しやすくなる。 The time period for filtering the water to be treated using the reverse osmosis membrane is not particularly limited, and can be set as appropriate, for example, taking treatment efficiency into consideration. The time for filtering the water to be treated using the reverse osmosis membrane may be, for example, 5 to 1500 minutes, or 15 to 180 minutes. When the time for filtering the water to be treated is equal to or longer than the lower limit, the amount of permeated water obtained increases, and the treatment efficiency tends to be maintained sufficiently high for practical purposes. When the time for filtering the water to be treated is equal to or less than the upper limit value, clogging of the reverse osmosis membrane can be further prevented.
本実施形態に係る逆浸透膜の運転方法では、逆浸透膜で所定の時間、被処理水をろ過して処理した後に、逆浸透膜の閉塞のリスクが高くなる。
そこで、本実施形態に係る逆浸透膜の運転方法では、所定の時間、被処理水を処理した後、各逆浸透膜モジュール18の逆浸透膜を定期的に圧力開放する。定期的に逆浸透膜を圧力開放することで、逆浸透膜の表面の溶質が拡散することにより濃度分極の状態が解消される。そのため、逆浸透膜の一次側の濃度分極を定期的に解消でき、逆浸透膜の一次側の表面での無機物、有機物の析出を未然に防ぐことができる。
ここで、「逆浸透膜を定期的に圧力開放する」とは、所定の期間、被処理水をろ過した後、各逆浸透膜モジュール18内の被処理水の水圧から逆浸透膜を解放することを意味する。ここでいう「所定の期間」とは、原則として、一定の期間を意味する。ただし、「所定の期間」は、必ずしも常に厳密に一定の期間である必要はなく、本発明の効果が得られる範囲内であれば、多少の期間(例えば、1~10分程度の差)の長短が許容される。
In the method for operating a reverse osmosis membrane according to the present embodiment, the risk of clogging of the reverse osmosis membrane increases after the water to be treated is filtered and treated by the reverse osmosis membrane for a predetermined period of time.
Therefore, in the method for operating a reverse osmosis membrane according to the present embodiment, after treating the water to be treated for a predetermined period of time, the pressure of the reverse osmosis membrane of each reverse
Here, "regularly releasing the pressure of the reverse osmosis membrane" means to release the reverse osmosis membrane from the water pressure of the water to be treated in each reverse
逆浸透膜の圧力開放に際しては、逆浸透膜の二次側(透過水側)を圧力開放してもよい。逆浸透膜の二次側(透過水側)を圧力開放することにより、逆浸透膜の二次側の水分が正浸透によって逆浸透膜の一次側(被処理水側)に移動する。その結果、逆浸透膜の一次側の溶質濃度も定期的に低減でき、逆浸透膜の一次側の表面での無機物、有機物の析出を確実かつ未然に防ぐことができる。 When releasing the pressure of the reverse osmosis membrane, the pressure may be released on the secondary side (permeated water side) of the reverse osmosis membrane. By releasing pressure on the secondary side (permeated water side) of the reverse osmosis membrane, water on the secondary side of the reverse osmosis membrane moves to the primary side (to-be-treated water side) of the reverse osmosis membrane by forward osmosis. As a result, the solute concentration on the primary side of the reverse osmosis membrane can also be periodically reduced, and precipitation of inorganic and organic substances on the primary side surface of the reverse osmosis membrane can be reliably prevented.
逆浸透膜を圧力開放する時間は、特に限定されず、例えば、処理効率を考慮して適宜設定できる。逆浸透膜を圧力開放する時間は、例えば、10~600秒としてもよく、30~120秒としてもよい。逆浸透膜を圧力開放する時間が前記下限値以上であると、逆浸透膜の一次側の表面での無機物、有機物の析出を防ぎやすい。逆浸透膜を圧力開放する時間が前記上限値以下であると、透過水の処理効率を実用上充分に高く維持できる傾向がある。 The time for releasing the pressure of the reverse osmosis membrane is not particularly limited, and can be set as appropriate, for example, taking treatment efficiency into consideration. The time for releasing pressure from the reverse osmosis membrane may be, for example, 10 to 600 seconds, or 30 to 120 seconds. When the time for releasing pressure on the reverse osmosis membrane is equal to or longer than the lower limit, precipitation of inorganic substances and organic substances on the primary surface of the reverse osmosis membrane can be easily prevented. When the time for releasing the pressure of the reverse osmosis membrane is equal to or less than the above upper limit, there is a tendency that the treatment efficiency of permeated water can be maintained sufficiently high for practical purposes.
逆浸透膜を圧力開放するための具体的手法は、逆浸透膜を各逆浸透膜モジュール18内の被処理水の水圧から解放して、逆浸透膜の表面の濃度分極を解消できる方法であれば、特に限定されない。例えば、以下の手法が挙げられるが、圧力開放の具体的態様は以下の例示に限定されない。
例えば、逆浸透膜ろ過装置17が逆浸透膜モジュール18内に供給された被処理水を抜き出すための図示略の抜出管と、抜出管に設けられた図示略の抜出バルブとを有する場合には、抜出バルブを緩め、逆浸透膜の一次側の圧力を低下させることで、逆浸透膜を圧力開放できる。
他にも、昇圧ポンプ16を停止して、逆浸透膜の一次側の圧力を低下させることで、逆浸透膜を圧力開放してもよい。
A specific method for releasing pressure from the reverse osmosis membrane is a method that can release the reverse osmosis membrane from the water pressure of the water to be treated in each reverse
For example, the reverse osmosis
Alternatively, the pressure of the reverse osmosis membrane may be released by stopping the
本実施形態に係る逆浸透膜の運転方法では、仮に被処理水から有機物等の成分が析出したとしても、またはその析出物が逆浸透膜の一次側の表面で堆積したとしても、圧力開放した際に、フラッシングをさらに実施することで、逆浸透膜の表面の堆積物を洗い流すことができる。そのため、逆浸透膜の閉塞をさらに効果的に防止できる。 In the method of operating a reverse osmosis membrane according to the present embodiment, even if components such as organic matter are precipitated from the water to be treated, or even if the precipitates are deposited on the primary side surface of the reverse osmosis membrane, the pressure is not released. At this time, by further performing flushing, deposits on the surface of the reverse osmosis membrane can be washed away. Therefore, blockage of the reverse osmosis membrane can be more effectively prevented.
フラッシングを実施するための具体的な手法は特に限定されない。例えば、以下の手法が挙げられるが、フラッシングの具体的態様は以下の例示に限定されない。
例えば、ポンプ14及び昇圧ポンプ16によって、被処理水流路22を介して各逆浸透膜モジュール18内に送液される被処理水の流量を、被処理水をろ過する際の流量より多くすることでフラッシングを実施できる。これにより、被処理水をろ過する際の流量より多くの被処理水が、洗浄水として逆浸透膜の表面を流れ、逆浸透膜の表面に堆積した析出物を洗い流すことができ、逆浸透膜の閉塞を防止する効果がさらに高くなる。
他にも、濃縮水流路23に背圧弁を設置し、その背圧弁の開度を大きくして、被処理水をろ過する際の流量より多くの被処理水を逆浸透膜の表面に流すことで、フラッシングを実施してもよい。
A specific method for performing flushing is not particularly limited. For example, the following methods may be mentioned, but the specific aspects of flushing are not limited to the following examples.
For example, the flow rate of the water to be treated that is sent into each reverse
In addition, a back pressure valve may be installed in the concentrated
フラッシングの際には、原水、濃縮水に加えて、被処理水中に透過水又は純水をさらに含む洗浄水を使用してもよい。透過水又は純水を含む洗浄水を使用すると、よりきれいな洗浄水で逆浸透膜を洗浄でき、逆浸透膜の表面の析出した有機物等を含む堆積物をさらに効果的に除去でき、逆浸透膜の閉塞を防止する効果がさらに高くなる。 During flushing, in addition to raw water and concentrated water, cleaning water that further contains permeated water or pure water in the water to be treated may be used. By using cleaning water containing permeated water or pure water, the reverse osmosis membrane can be cleaned with cleaner cleaning water, and deposits including organic matter deposited on the surface of the reverse osmosis membrane can be more effectively removed. The effect of preventing blockage becomes even higher.
フラッシングの際の被処理水の流速は、0.05m/s以上が好ましく、0.2m/s以上がより好ましく、0.5m/s以上がさらに好ましい。フラッシングの際の被処理水の流速が前記下限値以上であると、フラッシングによる洗浄効果のさらなる向上を期待できる。ここで、フラッシングの際の被処理水の流速は、逆浸透膜モジュール18の逆浸透膜の表面における被処理水の流速として測定される。
The flow rate of the water to be treated during flushing is preferably 0.05 m/s or more, more preferably 0.2 m/s or more, and even more preferably 0.5 m/s or more. If the flow rate of the water to be treated during flushing is equal to or higher than the lower limit value, further improvement of the cleaning effect by flushing can be expected. Here, the flow rate of the water to be treated during flushing is measured as the flow rate of the water to be treated on the surface of the reverse osmosis membrane of the reverse
フラッシングは逆浸透膜を定期的に圧力開放した際に行われるが、フラッシング自体は、逆浸透膜を圧力開放する度に一定の期間をおいて定期的に行ってもよく、一定の期間をおかずに、不規則的に行ってもよい。ただし、フラッシングによる逆浸透膜の洗浄効果、分離能の回復効果を考慮すると、フラッシングも圧力開放と同様に定期的に行うことが好ましいと考えられる。 Flushing is performed when the pressure of the reverse osmosis membrane is periodically released, but flushing itself may be performed periodically after a certain period of time each time the pressure of the reverse osmosis membrane is released; It may be done irregularly. However, in consideration of the cleaning effect of the reverse osmosis membrane and the recovery effect of the separation ability due to flushing, it is considered preferable to perform the flushing periodically as well as the pressure release.
(作用効果)
以上説明した本実施形態に係る逆浸透膜の運転方法では、逆浸透膜モジュール18に供給される被処理水のpHが5.8以上となるように調整するため、逆浸透膜の一次側の表面で有機物が析出しにくくなり、有機物による逆浸透膜の閉塞を抑制できる。
また、本実施形態に係る逆浸透膜の運転方法では、逆浸透膜モジュール18に供給される被処理水のpHが7.8以下となるよう調整するため、逆浸透膜モジュール18の逆浸透膜の一次側の表面で無機物が析出しにくくなり、金属酸化物による逆浸透膜の閉塞も抑制できる。
加えて、本実施形態に係る逆浸透膜の運転方法では、逆浸透膜で被処理水を処理した後、逆浸透膜を定期的に圧力開放する。そのため被処理水をろ過した後の逆浸透膜の表面の濃度分極の状態を定期的に解消できる。その結果、逆浸透膜の一次側の表面での無機物、有機物の析出を抑制し、無機物、有機物による逆浸透膜の閉塞を未然に防止できる。
したがって、本実施形態に係る逆浸透膜の運転方法によれば、被処理水中の無機物の析出を抑制しながら、有機物の析出も抑制でき、逆浸透膜の閉塞を防止できる。
さらに、逆浸透膜の二次側を圧力開放する場合には、二次側(透過水側)から一次側(被処理水側)に透過水が正浸透によって定期的に移動することも可能である。よって、この場合には、逆浸透膜の一次側の有機物の溶質濃度を定期的に低減できる。その結果、逆浸透膜の一次側の表面での無機物、有機物による逆浸透膜の閉塞を確実に防止できる。
(effect)
In the method of operating a reverse osmosis membrane according to the present embodiment described above, in order to adjust the pH of the water to be treated supplied to the reverse
In addition, in the reverse osmosis membrane operating method according to the present embodiment, in order to adjust the pH of the water to be treated supplied to the reverse
In addition, in the method for operating a reverse osmosis membrane according to the present embodiment, after the water to be treated is treated with the reverse osmosis membrane, the pressure of the reverse osmosis membrane is periodically released. Therefore, the state of concentration polarization on the surface of the reverse osmosis membrane after filtering the water to be treated can be periodically eliminated. As a result, precipitation of inorganic and organic substances on the primary surface of the reverse osmosis membrane can be suppressed, and clogging of the reverse osmosis membrane by inorganic and organic substances can be prevented.
Therefore, according to the method for operating a reverse osmosis membrane according to the present embodiment, while suppressing the precipitation of inorganic substances in the water to be treated, the precipitation of organic substances can also be suppressed, and clogging of the reverse osmosis membrane can be prevented.
Furthermore, when releasing pressure on the secondary side of a reverse osmosis membrane, it is also possible for permeate to periodically move from the secondary side (permeated water side) to the primary side (to-be-treated water side) by forward osmosis. be. Therefore, in this case, the solute concentration of organic matter on the primary side of the reverse osmosis membrane can be periodically reduced. As a result, it is possible to reliably prevent the reverse osmosis membrane from being blocked by inorganic and organic substances on the primary surface of the reverse osmosis membrane.
さらに本実施形態に係る逆浸透膜の運転方法では、逆浸透膜モジュール18に供給される被処理水のpHが5.8以上となるように調整する。そのため、pHを5.8未満に低下させる場合と比較して酸成分の使用量が少なくなり、水処理の低コスト化を図ることができるという効果も得られる。
Further, in the reverse osmosis membrane operating method according to the present embodiment, the pH of the water to be treated supplied to the reverse
フラッシングのみによって逆浸透膜の洗浄を行うような従来の運転方法では、フラッシング後の洗浄水に多量の堆積物が含まれていることがある。このように多量の堆積物を含むフラッシング後の洗浄水は、被処理水として逆浸透膜のろ過に再利用できず、そのまま廃棄せざるを得ない場合がある。このように、フラッシングに被処理水を使用してその後廃棄すると、被処理水から処理水を回収する水処理システム全体の回収効率の低下の原因となり得る。
これに対して、本実施形態に係る逆浸透膜の運転方法では、逆浸透膜の定期的な圧力開放により逆浸透膜の閉塞を未然に防ぐことができるため、フラッシングを実施する回数及び頻度を低減できる。加えて、逆浸透膜の表面の堆積物の量が少なくなり、フラッシングを実施したとしても、フラッシング後の洗浄水に混入する堆積物の量も相対的に少なくなると考えられる。そのためフラッシング後の洗浄水を被処理水として逆浸透膜のろ過に再利用することが充分に可能となり、フラッシングの際に被処理水を使用した場合でも、処理水の回収効率が低下せず、水処理システムの処理効率がよくなる。
このように本実施形態に係る逆浸透膜の運転方法によれば、同一量の被処理水から回収可能な処理水の量、回収効率の向上を期待でき、水処理の低コスト化を図ることができる。
In conventional operating methods in which reverse osmosis membranes are cleaned by flushing alone, the cleaning water after flushing may contain a large amount of deposits. Washing water after flushing that contains such a large amount of sediment cannot be reused as water to be treated for filtration with a reverse osmosis membrane, and may have to be disposed of as is. As described above, using treated water for flushing and then discarding it may cause a decrease in the recovery efficiency of the entire water treatment system that recovers treated water from treated water.
On the other hand, in the reverse osmosis membrane operating method according to the present embodiment, the number and frequency of flushing can be reduced because the reverse osmosis membrane can be prevented from clogging by periodically releasing the pressure of the reverse osmosis membrane. Can be reduced. In addition, the amount of deposits on the surface of the reverse osmosis membrane is reduced, and even if flushing is performed, it is thought that the amount of deposits mixed into the wash water after flushing will be relatively reduced. Therefore, it is fully possible to reuse the wash water after flushing as treated water for reverse osmosis membrane filtration, and even if treated water is used during flushing, the recovery efficiency of treated water will not decrease. Water treatment systems become more efficient.
As described above, according to the operating method of the reverse osmosis membrane according to the present embodiment, it is expected that the amount of treated water that can be recovered from the same amount of water to be treated and the recovery efficiency will be improved, and the cost of water treatment can be reduced. Can be done.
以下、本発明を実施例によってより具体的に説明する。ただし、本発明は実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. However, the present invention is not limited to the examples, and various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
本実施例及び比較例では共通して井戸水を原水として使用した。濃縮前の井戸水の各水質項目の測定値を以下に記載する。
pH:8.3
全有機炭素:2.0mg/L
鉄:0.03mg/L
マンガン:0.005mg/L未満
カルシウム:16mg/L
マグネシウム:5mg/L
シリカ:52mg/L
Mアルカリ度:233mg/L
In both the present example and the comparative example, well water was used as raw water. The measured values of each water quality item of well water before concentration are listed below.
pH: 8.3
Total organic carbon: 2.0mg/L
Iron: 0.03mg/L
Manganese: less than 0.005mg/L Calcium: 16mg/L
Magnesium: 5mg/L
Silica: 52mg/L
M alkalinity: 233mg/L
本実施例及び比較例では図2に示す平膜試験装置40を使用した。平膜試験装置40は、容器41と平膜セル42と供給配管43と透過水配管44と濃縮水配管45とポンプ46と圧力計47と背圧弁48とスターラー49と攪拌子50を有する。
図3は、図2の平膜試験装置40の容器41と平膜セル42を示す断面模式図である。容器41には平膜セル42が固定されており、容器41は、平膜セル42の下側の第1のケース41aと、平膜セル42の上側の第2のケース41bとを有する。第1のケース41aと第2のケース41bとの間には、平膜セル42がOリング51を介して固定されている。平膜セル42の下側にある第1のケース41aで囲まれた空間は、原水室Aとなる。また、平膜セル42の上側にある第2のケース41bで囲まれた空間は、透過水室Bとなる。平膜セル42は、逆浸透膜52と、逆浸透膜52の透過水室B側(透過水側)の面を支持する多孔質支持板53を有する。
In the present example and comparative example, a flat
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the
平膜試験装置40においては、図2、3に示すように、被処理水は供給配管43を流れ、ポンプ46で昇圧され、密閉容器41内の下側の原水室Aに供給される。原水室A内に供給された被処理水は、スターラー49で回転させた攪拌子50により攪拌され、原水室A内に充満されて加圧され、逆浸透膜52によって処理される。逆浸透膜52の透過水は、平膜セル42の上側の透過水室Bを経て透過水配管44を流れる。逆浸透膜52の濃縮水は、濃縮水配管43を流れる。逆浸透膜52による被処理水の処理に際して、原水室A内の圧力は、濃縮水配管45に設けられた背圧弁48により調整可能であり、圧力計47によって測定する。実施例及び比較例において逆浸透膜52としては、日東電工製「ESPA2(膜面積:8cm2)」を使用した。
In the flat
<実施例1>
まず、硫酸を添加して井戸水のpHを7.0に調整した。次いで、pHを7.0に調整した井戸水:5Lを平膜試験装置40で3.3倍に濃縮した。濃縮に際しては、背圧弁48の開度を調整して、井戸水の供給圧力を0.5MPaとし、逆浸透膜52の濃縮水を供給配管43に再度供給して循環させる一方で、逆浸透膜52の透過水を系外に排出することで、井戸水を濃縮した。その後、濃縮後の井戸水に硫酸を添加して再度pHを7.0に調整して被処理水とした。
次いで、被処理水を59分間、逆浸透膜で処理して透過水と濃縮水とに分離した。被処理水の処理に際しては、水圧が0.5MPaになるように背圧弁48の開度を調整し、透過水及び濃縮水のそれぞれを供給配管44に再度供給して、透過水及び濃縮水を混合しながら循環させ、逆浸透膜52の透過流量の経時変化を観察した。
その後、1分間、背圧弁48を開放して逆浸透膜を圧力開放した。この被処理水の分離を59分間行い、その後、逆浸透膜の圧力開放を1分間行う合計60分間の工程を1サイクルとし、この工程を合計100サイクル行った。
被処理水の分離開始後0分のときの透過水の流量に対する、100サイクル経過後の透過水の流量の比を相対フラックスとして算出した。その結果を表1に示す。また、pHを7.0に調整した被処理水のランゲリア指数(LSI)、被処理水のpHを調整するために使用した硫酸の使用量を表1にあわせて示す。
<Example 1>
First, sulfuric acid was added to adjust the pH of the well water to 7.0. Next, 5 L of well water whose pH was adjusted to 7.0 was concentrated 3.3 times using a flat
Next, the water to be treated was treated with a reverse osmosis membrane for 59 minutes to separate it into permeated water and concentrated water. When treating the water to be treated, the opening degree of the
Thereafter, the
The ratio of the flow rate of permeated water after 100 cycles to the flow rate of permeated water at 0 minutes after the start of separation of the water to be treated was calculated as a relative flux. The results are shown in Table 1. Table 1 also shows the Langelier index (LSI) of the water to be treated whose pH was adjusted to 7.0 and the amount of sulfuric acid used to adjust the pH of the water to be treated.
<実施例2>
まず、硫酸を添加して井戸水のpHを6.0に調整した。次いで、pHを6.0に調整した井戸水:5Lを平膜試験装置40で、実施例1と同様にして3.3倍に濃縮した。その後、濃縮後の井戸水に硫酸を添加して再度pHを6.0に調整して被処理水とした。
次いで、被処理水を60分間、逆浸透膜で処理して透過水と濃縮水とに分離した。被処理水の処理に際しては、水圧が0.5MPaになるように背圧弁48の開度を調整し、透過水及び濃縮水のそれぞれを供給配管44に再度供給して、透過水及び濃縮水を混合しながら循環させ、逆浸透膜52の透過流量の経時変化を観察した。
その後、0.5分(30秒)間、背圧弁48を開放して逆浸透膜を圧力開放した。この被処理水の分離を60分間行い、その後、逆浸透膜の圧力開放を0.5分(30秒)間行う合計60.5分間の工程を1サイクルとし、この工程を合計100サイクル行った。
被処理水の分離開始後0分のときの透過水の流量に対する100サイクル経過後の透過水の流量の比を相対フラックスとして算出した。その結果を表1に示す。また、pHを6.0に調整した被処理水のランゲリア指数(LSI)、被処理水のpHを調整するために使用した硫酸の使用量を表1にあわせて示す。
<Example 2>
First, sulfuric acid was added to adjust the pH of the well water to 6.0. Next, 5 L of well water whose pH was adjusted to 6.0 was concentrated 3.3 times using the flat
Next, the water to be treated was treated with a reverse osmosis membrane for 60 minutes to separate it into permeated water and concentrated water. When treating the water to be treated, the opening degree of the
Thereafter, the
The ratio of the flow rate of permeated water after 100 cycles to the flow rate of permeated water at 0 minutes after the start of separation of the water to be treated was calculated as a relative flux. The results are shown in Table 1. Table 1 also shows the Langelier index (LSI) of the water to be treated whose pH was adjusted to 6.0 and the amount of sulfuric acid used to adjust the pH of the water to be treated.
<比較例1>
被処理水のpHを6.0に調整し、逆浸透膜で被処理水を処理し、かつ、定期的な圧力開放及びフラッシングを実施せずに100時間、被処理水を逆浸透膜で透過水と濃縮水とに分離した以外は、実施例1と同様にして処理水を得た。
<Comparative example 1>
Adjust the pH of the water to be treated to 6.0, treat the water with a reverse osmosis membrane, and allow the water to pass through the reverse osmosis membrane for 100 hours without periodic pressure release or flushing. Treated water was obtained in the same manner as in Example 1 except that it was separated into water and concentrated water.
<比較例2>
被処理水槽12内の被処理水に酸成分として硫酸を添加せずに被処理水のpHを8.3のまま、逆浸透膜で原水を処理した以外は、実施例1と同様にして処理水を得た。
<Comparative example 2>
The treatment was carried out in the same manner as in Example 1, except that the raw water was treated with a reverse osmosis membrane without adding sulfuric acid as an acid component to the water to be treated in the
<比較例3>
被処理水のpHを5.5に調整し、逆浸透膜で被処理水を処理した以外は、実施例1と同様にして処理水を得た。
<Comparative example 3>
Treated water was obtained in the same manner as in Example 1, except that the pH of the water to be treated was adjusted to 5.5 and the water to be treated was treated with a reverse osmosis membrane.
表1に示すように実施例1、2でpHの調整に要した硫酸の使用量は、それぞれ57mg/L、171mg/Lであった。また、100時間後の相対フラックスは、それぞれ0.92、0.97であった。 As shown in Table 1, the amounts of sulfuric acid required for pH adjustment in Examples 1 and 2 were 57 mg/L and 171 mg/L, respectively. Moreover, the relative fluxes after 100 hours were 0.92 and 0.97, respectively.
これに対し、定期的な圧力開放及びフラッシングを実施しなかった比較例1では、100時間後の相対フラックスが0.87に低下していた。比較例1で相対フラックスが低下した原因としては、逆浸透膜の表面に析出した有機物が堆積していたことであると考えられた。 On the other hand, in Comparative Example 1 in which periodic pressure release and flushing were not performed, the relative flux after 100 hours had decreased to 0.87. The reason for the decrease in relative flux in Comparative Example 1 was thought to be that organic matter was deposited on the surface of the reverse osmosis membrane.
被処理水に酸成分として硫酸を添加せずに被処理水のpHを8.3のまま、逆浸透膜で被処理水を処理した比較例2では、100時間後の相対フラックスが0.49に低下していた。比較例2で相対フラックスが低下した原因としては、被処理水のpHが本発明で規定する上限値超であることから、被処理水中の鉄、マンガン等の金属の酸化物が析出し、析出した無機物によって逆浸透膜の表面で堆積したためであると考えられた。 In Comparative Example 2, in which the water to be treated was treated with a reverse osmosis membrane while the pH of the water to be treated remained at 8.3 without adding sulfuric acid as an acid component to the water to be treated, the relative flux after 100 hours was 0.49. It had declined to . The reason why the relative flux decreased in Comparative Example 2 is that the pH of the water to be treated exceeds the upper limit specified by the present invention, so oxides of metals such as iron and manganese in the water to be treated precipitate. This was thought to be due to inorganic substances deposited on the surface of the reverse osmosis membrane.
以上説明した実施例及び比較例の結果から、本実施形態に係る逆浸透膜の運転方法によれば、被処理水中の無機物の析出を抑制しながら、有機物の析出も抑制でき、逆浸透膜の閉塞を防止できると考えられた。
加えて、比較例3では、被処理水のpHを5.5に調整するための硫酸の使用量が220mg/Lとなり、実施例1、2の硫酸の使用量と比較して増加した。このように、実施例1、2では、より少ない酸成分の使用量で逆浸透膜の閉塞を抑制できる範囲内に被処理水のpHを調整できた。そのため本実施形態に係る逆浸透膜の運転方法によれば、水処理の低コスト化を図ることができると考えられた。
From the results of the Examples and Comparative Examples explained above, according to the operating method of the reverse osmosis membrane according to the present embodiment, it is possible to suppress the precipitation of organic substances while suppressing the precipitation of inorganic substances in the water to be treated. It was thought that blockage could be prevented.
In addition, in Comparative Example 3, the amount of sulfuric acid used to adjust the pH of the water to be treated to 5.5 was 220 mg/L, which was increased compared to the amount of sulfuric acid used in Examples 1 and 2. As described above, in Examples 1 and 2, the pH of the water to be treated could be adjusted within a range that could suppress clogging of the reverse osmosis membrane with a smaller amount of the acid component used. Therefore, it was considered that the method of operating a reverse osmosis membrane according to the present embodiment could reduce the cost of water treatment.
1 水処理システム
11 井戸
12 被処理水槽
14 ポンプ
15 プレフィルター
16 昇圧ポンプ
17 逆浸透膜ろ過装置
18 逆浸透膜モジュール
19 処理水槽
21 原水流路
22 被処理水流路
23 濃縮水流路
24 透過水流路
25 循環用流路
26 排水用流路
31 酸添加手段
1
Claims (7)
前記逆浸透膜に昇圧ポンプを経由して供給される被処理水のpHが6.0~7.8であり、
前記逆浸透膜で前記被処理水を処理した後、前記昇圧ポンプを停止して前記逆浸透膜を定期的に圧力開放し、
前記逆浸透膜を圧力開放した際に、フラッシングを実施することで前記逆浸透膜の表面を洗う、逆浸透膜の運転方法。 A method for operating a reverse osmosis membrane, which separates raw water into permeated water and concentrated water using a reverse osmosis membrane,
The pH of the water to be treated that is supplied to the reverse osmosis membrane via a booster pump is 6.0 to 7.8,
After treating the water to be treated with the reverse osmosis membrane, stop the boost pump and periodically release the pressure of the reverse osmosis membrane,
A method for operating a reverse osmosis membrane, comprising washing the surface of the reverse osmosis membrane by performing flushing when pressure is released from the reverse osmosis membrane.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2024015239A JP2024032980A (en) | 2020-01-16 | 2024-02-02 | Operational method of reverse osmosis membrane |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020005308A JP2021112689A (en) | 2020-01-16 | 2020-01-16 | Operational method of reverse osmosis membrane |
JP2024015239A JP2024032980A (en) | 2020-01-16 | 2024-02-02 | Operational method of reverse osmosis membrane |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020005308A Division JP2021112689A (en) | 2020-01-16 | 2020-01-16 | Operational method of reverse osmosis membrane |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2024032980A true JP2024032980A (en) | 2024-03-12 |
Family
ID=77076387
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020005308A Pending JP2021112689A (en) | 2020-01-16 | 2020-01-16 | Operational method of reverse osmosis membrane |
JP2024015239A Pending JP2024032980A (en) | 2020-01-16 | 2024-02-02 | Operational method of reverse osmosis membrane |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020005308A Pending JP2021112689A (en) | 2020-01-16 | 2020-01-16 | Operational method of reverse osmosis membrane |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (2) | JP2021112689A (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024086897A1 (en) * | 2022-10-27 | 2024-05-02 | C2 Water (SPV) Pty Ltd | A method for reducing accumulation of foulants on reverse osmosis membranes and a groundwater desalination system |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62163707A (en) * | 1986-01-13 | 1987-07-20 | Sasakura Eng Co Ltd | Method for preventing contamination of membrane module |
KR20050033547A (en) * | 2002-08-29 | 2005-04-12 | 오르가노 가부시키가이샤 | Separation membrane module and method of operating separation membrane module |
JP2018144015A (en) * | 2017-03-09 | 2018-09-20 | 株式会社ウェルシィ | Reverse osmosis membrane filtration method |
JP6968682B2 (en) * | 2017-12-15 | 2021-11-17 | 三菱ケミカルアクア・ソリューションズ株式会社 | Manufacturing method of permeated water, water treatment device and operation method of the water treatment device |
-
2020
- 2020-01-16 JP JP2020005308A patent/JP2021112689A/en active Pending
-
2024
- 2024-02-02 JP JP2024015239A patent/JP2024032980A/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021112689A (en) | 2021-08-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2011233096B2 (en) | Method for cleaning separation membrane module, and method for fresh water generation | |
JP4903113B2 (en) | Water treatment system and operation method thereof | |
CN103619451B (en) | The cleaning method of separating film module | |
JP2011083727A (en) | Water treatment system | |
Dialynas et al. | Integration of immersed membrane ultrafiltration with coagulation and activated carbon adsorption for advanced treatment of municipal wastewater | |
AU2009341904A1 (en) | Water desalination equipment and cleaning method for water desalination equipment | |
JP2015077530A (en) | Water production method and water production device | |
JP2024032980A (en) | Operational method of reverse osmosis membrane | |
WO2014139969A1 (en) | System for cleaning a membrane | |
JP2003245666A (en) | Seawater treatment method | |
KR101279695B1 (en) | A process and an apparatus for treating waters containing a biologically treated water | |
JP6689435B2 (en) | Wastewater treatment system and wastewater treatment method | |
WO2009107332A1 (en) | Wastewater treatment apparatus and method of wastewater treatment | |
KR102094704B1 (en) | Water supply management system | |
WO2014007262A1 (en) | Fresh-water manufacturing device and fresh-water manufacturing method | |
EP2141127A1 (en) | An effluent treatment process | |
JP2007268359A (en) | Membrane separation method | |
JP4576760B2 (en) | Circulating cooling water treatment method | |
KR100550976B1 (en) | Treatment system and method for water discharged from a sewage treatment works | |
WO2012057176A1 (en) | Water-treatment method and desalinization method | |
JP4052419B2 (en) | Filtration membrane cleaning method and seawater filtration apparatus using the same | |
JP2006136753A (en) | High pressure type fine sand filter and filtering method using it | |
JP2002370089A (en) | Washing wastewater cleaning system | |
JP2005046801A (en) | Water treatment method and apparatus therefor | |
JP2021016851A (en) | Water treatment method and water treatment apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240202 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20241030 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20241105 |