TW201917102A - 水處理設備及水處理方法 - Google Patents
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Abstract
本發明的一態樣之水處理設備，係從鈣硬度100以上之被處理水將硼除去之水處理設備，其具備有：在上述被處理水中加入酸之酸供給部、將加入上述酸後之被處理水藉由第1逆滲透膜進行過濾之第1過濾裝置、在透過上述第1過濾裝置後之被處理水中加入鹼劑之鹼供給部、以及將加入上述鹼劑後之被處理水藉由第2逆滲透膜進行過濾之第2過濾裝置。
Description
本發明是關於水處理設備及水處理方法。
在例如半導體等的電子產業之工場，為了進行零件的洗淨等必須使用超純水。作為超純水的原料，是要求硼含量低的水。具體而言，在半導體工場，會有要求硼含量0.1ppm以下的水的情況。
例如在日本特開平11-138165號公報揭示一種方法，是將含硼水之pH調整成9.2以上並供給防垢劑而使其通過逆滲透膜。硼會變成硼酸(B(OH)3
)而溶於水，因為該硼酸非常小，甚至會透過逆滲透膜。於是，藉由使含硼水之pH上升，可讓硼析出而利用逆滲透膜進行分離。
當含硼水之pH上升時，溶解於含硼水中之鈣、鎂等的成分(特別是鈣)也會析出，附著在逆滲透膜上成為水垢，而產生讓逆滲透膜堵塞的問題。上述公報所載的方法，是藉由供給防垢劑，來抑制逆滲透膜上的鈣水垢之附著，而企圖長時間維持透水量。
[專利文獻1]日本特開平11-138165號公報
[發明所欲解決之問題]
然而，要從高硬度的被處理水將硼除去的情況，僅像上述公報所載的方法那樣供給防垢劑，並無法充分抑制逆滲透膜之鈣水垢所造成的堵塞。
本發明是有鑑於上述事情而開發完成的，其課題是為了提供可從高硬度的被處理水將硼除去之水處理設備及水處理方法。 [解決問題之技術手段]
用於解決上述課題之本發明的一態樣之水處理設備，係從鈣硬度100以上之被處理水將硼除去之水處理設備，其具備有：在上述被處理水中加入酸之酸供給部、將加入上述酸後之被處理水藉由第1逆滲透膜進行過濾之第1過濾裝置、在透過上述第1過濾裝置後之被處理水中加入鹼劑之鹼供給部、以及將加入上述鹼劑後之被處理水藉由第2逆滲透膜進行過濾之第2過濾裝置。
此外，本發明的其他態樣之水處理方法，係從鈣硬度100以上之被處理水將硼除去之水處理方法，其具備有：在上述被處理水中加入酸之酸供給步驟、將加入上述酸後的被處理水藉由第1逆滲透膜進行過濾之第1過濾步驟、在藉由上述第1逆滲透膜過濾後之被處理水中加入鹼劑之鹼供給步驟、以及將加入上述鹼劑後之被處理水藉由第2逆滲透膜進行過濾之第2過濾步驟。 [發明之效果]
本發明的一態樣之水處理設備及水處理方法，可從高硬度的被處理水將硼除去。
[本發明的實施形態之說明] 本發明的一態樣之水處理設備，係從鈣硬度100以上之被處理水將硼除去之水處理設備，其具備有：在上述被處理水中加入酸之酸供給部、將加入上述酸後之被處理水藉由第1逆滲透膜進行過濾之第1過濾裝置、在透過上述第1過濾裝置後之被處理水中加入鹼劑之鹼供給部、以及將加入上述鹼劑後之被處理水藉由第2逆滲透膜進行過濾之第2過濾裝置。
該水處理設備，首先，利用上述酸供給部加入酸而使被處理水中的硼及硬度成分成為穩定的離子後，用上述第1過濾裝置進行過濾，藉此防止在第1逆滲透膜產生硬度成分所造成的水垢並將硬度成分的離子除去，且讓尺寸小的硼離子透過。接著，該水處理設備，是利用上述鹼供給部在上述第1過濾裝置的出水(permeated water)中加入鹼劑而讓被處理水中的硼析出後，用上述第2過濾裝置進行過濾，藉此可將硼確實地除去。這時，由於用上述第1過濾裝置將被處理水中的硬度成分除去，不會在第2逆滲透膜產生硬度成分所造成的水垢，在上述第2過濾裝置可繼續獲得高的透過率。
該水處理設備可構成為，進一步具備有：將上述被處理水利用粒子層進行過濾之粒子過濾裝置、將透過上述粒子過濾裝置後之被處理水利用微濾膜或超濾膜進行過濾之預過濾裝置、利用從上述第1過濾裝置排出之濃縮水將上述粒子過濾裝置進行逆洗淨之第1逆洗淨部、以及利用從上述第2過濾裝置排出之濃縮水將上述預過濾裝置進行逆洗淨之第2逆洗淨部，上述酸供給部是在透過上述預過濾裝置後的被處理水中加入酸。依據此構成，該水處理設備，由於上述第1逆洗淨部是利用從上述第1過濾裝置排出之濃縮水將上述粒子過濾裝置進行逆洗淨，能夠將從上述第1過濾裝置排出之濃縮水做有效的利用。此外，該水處理設備，由於第2逆洗淨部是利用從上述第2過濾裝置排出之硬度成分的含量低之濃縮水將上述預過濾裝置進行逆洗淨，可將上述微濾膜或超濾膜的洗淨間隔拉長而使運轉率提高。
該水處理設備亦可構成為，上述第2過濾裝置的運轉壓力比上述第1過濾裝置的運轉壓力更大。依據此構成，能將第2過濾裝置的硼除去率提高，而獲得硼含有率低的淨水。
該水處理設備亦可構成為，上述第2過濾裝置之過濾面積比上述第1過濾裝置之過濾面積更大。依據此構成，可將第2過濾裝置的洗淨間隔拉長而使運轉率提高。
本發明的一態樣之水處理方法，係從鈣硬度100以上之被處理水將硼除去之水處理方法，其具備有：在上述被處理水中加入酸之酸供給步驟、將加入上述酸後的被處理水藉由第1逆滲透膜進行過濾之第1過濾步驟、在藉由上述第1逆滲透膜過濾後之被處理水中加入鹼劑之鹼供給步驟、以及將加入上述鹼劑後之被處理水藉由第2逆滲透膜進行過濾之第2過濾步驟。
該水處理方法，首先，在上述酸供給步驟中加入酸而使被處理水中的硼及硬度成分成為穩定的離子後，在上述第1過濾步驟利用上述第1逆滲透膜進行過濾，藉此防止在第1逆滲透膜產生硬度成分所造成的水垢並將硬度成分的離子除去，且讓尺寸小的硼離子透過。接著，該水處理方法，是在上述鹼供給步驟中，在上述第1逆滲透膜的排水中加入鹼劑而讓被處理水中的硼析出後，利用上述第2逆滲透膜進行過濾，藉此可將硼確實地除去。這時，由於利用上述第1逆滲透膜將被處理水中的硬度成分除去，不會在第2逆滲透膜產生硬度成分所造成的水垢，在上述第2過濾步驟中可繼續獲得高透過率。
在此，「鈣硬度」是依JIS-K0101(1998)所測定的值。此外，「微濾膜」是指空孔的平均徑為超過0.1μm且10μm以下之過濾膜，「超濾膜」是指空孔的平均徑為超過0.002μm且0.1μm以下之過濾膜，「逆滲透膜」是指空孔的平均徑為2nm以下之過濾膜。空孔的平均徑，是指在過濾膜的表面之空孔的平均徑，可利用細孔直徑分布測定裝置(例如Pourus Materials公司製，多孔質材料自動細孔徑分布測定系統)進行測定。
[本發明的實施形態之詳細] 以下，針對本發明的水處理設備及水處理方法之實施形態，參照圖式詳細說明。
圖1係顯示本發明的一實施形態之水處理設備的構成。該水處理設備，是用於從鈣硬度100以上的被處理水將硼除去的設備。
作為藉由該水處理設備所處理的被處理水(原水)，可列舉例如河水、地下水、排水處理設備的放流水等，典型的例子是將家庭污水藉由活性污泥法處理後之放流水。
該水處理設備係具備有：將被處理水利用粒子層進行過濾之粒子過濾裝置1、將透過粒子過濾裝置1後之被處理水利用微濾膜或超濾膜進行過濾之預過濾裝置2、在透過預過濾裝置2後之被處理水中加入酸之酸供給部3、將加入酸後的被處理水利用第1逆滲透膜進行過濾之第1過濾裝置4、在透過第1過濾裝置4後的被處理水中加入鹼劑之鹼供給部5、將加入鹼劑後的被處理水利用第2逆滲透膜進行過濾之第2過濾裝置6、利用從第1過濾裝置排出之濃縮水將粒子過濾裝置1進行逆洗淨之第1逆洗淨部7、以及利用從第2過濾裝置6排出之濃縮水將預過濾裝置2進行逆洗淨之第2逆洗淨部8。
更詳細的說，該水處理設備係具備有：貯留原水之原水槽9、將貯留於該原水槽9之原水供給到粒子過濾裝置1之原水泵10、貯留粒子過濾裝置1的出水之粒子過濾水槽11、將貯留於該粒子過濾水槽11之出水(被處理水)供給到預過濾裝置2之粒子過濾水泵12、貯留預過濾裝置2的出水之預過濾水槽13、將貯留於該預過濾水槽13之出水(被處理水)供給到第1過濾裝置4之預過濾水泵14、以及將第1過濾裝置4的出水(被處理水)加壓而供給到第2過濾裝置6之加壓泵15。
＜粒子過濾裝置＞ 粒子過濾裝置1是將原水中的油份、懸浮物質除去。為了促進粒子過濾裝置1之油份、懸浮物質的除去，在原水槽9中，較佳為對原水供應絮凝劑。作為該絮凝劑可使用公知者。
作為形成粒子過濾裝置1的粒子層之過濾粒子，可採用公知的過濾處理用粒子，例如可使用以天然砂、無機物粒子、陶瓷、聚合物(高分子化合物)、天然有機素材等為主成分之粒子，其中較佳為使用比較便宜的天然砂。
作為上述天然砂，可列舉例如無煙煤、石榴砂、錳砂、矽砂等。其中特佳為使用無煙煤，因為其比較便宜且形狀上有比較多稜角，粒子層的空隙率及比表面積較大，因此過濾能力優異。此外，無煙煤因為比重較小，在逆洗淨時的攪拌效率優異，因此還具有逆洗淨較容易進行的益處。此外，這些天然砂，可使用1種或是將2種以上混合使用。
作為上述無機物粒子，基於粒徑及比重一致者較容易取得的觀點，較佳為玻璃珠。作為特佳的玻璃珠，可列舉例如含氧化鋁之球狀玻璃珠。
作為上述陶瓷，可使用例如以氧化矽、氧化鋁、玻璃等為主成分之陶瓷粒子。作為上述天然有機素材，可使用將天然的有機物篩分成粒子尺寸一致者，可列舉例如核桃殻、鋸屑、麻等的天然纖維等。
作為上述聚合物的主成分，可列舉例如氟樹脂、乙烯系樹脂、聚烯烴、聚氨酯、環氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚酯、聚醯胺、聚醯亞胺、三聚氰胺樹脂、聚碳酸酯等。其中較佳為吸附性優異的聚烯烴。此外，在聚烯烴當中，特佳為吸附能力優異的聚丙烯。
作為上述過濾粒子的有效粒徑之下限，較佳為0.5mm，更佳為0.7mm。另一方面，作為上述過濾粒子的有效粒徑之上限，較佳為2mm，更佳為1.5mm。當上述過濾粒子的有效粒徑未達上述下限的情況，粒子層容易堵塞，而有必須進行頻繁的逆洗淨之疑慮。另一方面，當上述過濾粒子的有效粒徑超過上述上限的情況，有原水中的油份、懸浮物質無法充分除去之疑慮。「有效粒徑」是指，使用依JIS-Z8801-1(2006)所規定的篩，從篩孔大的篩開始依序進行篩分而測定通過篩孔之粒子的質量比例，在以篩的公稱篩孔作為粒徑所作成的粒徑分布中，累計質量成為10%的粒徑。
＜預過濾裝置＞ 預過濾裝置2，是將透過粒子過濾裝置1後之被處理水中所殘存的微細懸浮物質除去。此外，當預過濾裝置2是採用超濾膜的情況，除了懸浮物質以外，還能將較大的溶質除去。
作為預過濾裝置2的形式(微濾膜或超濾膜的形狀)，可列舉例如中空纖維型、薄片型、螺旋型、管型等，基於預過濾裝置2之單位容積的膜面積可變得較大的觀點，較佳為使用中空纖維型。
當作為微濾膜或超濾膜是使用中空纖維膜的情況，宜使用具備複數個中空纖維膜及一對的保持構件之過濾模組，複數個中空纖維膜是平行於一方向，一對的保持構件是將複數個中空纖維膜之兩端保持，且具有與各中空纖維膜之內腔連通的流路。
作為使用中空纖維膜之過濾方式，可採用例如外壓式、浸漬式、內壓式等。外壓式，是對中空纖維膜的外側供給加壓後的高硬度排水，讓其透過中空纖維膜的內腔；浸漬式，是將中空纖維膜浸漬在未加壓的高硬度排水中，利用滲透壓或內腔側的負壓讓其透過中空纖維膜的內腔；內壓式，是對中空纖維膜的內腔供給加壓後的高硬度排水，而讓其透過中空纖維膜的外側。
＜酸供給部＞ 酸供給部3，是藉由使被處理水的pH值降低，避免在被處理水中所溶存之硬度成分在第1過濾裝置4析出。
酸供給部3可構成為，對預過濾水泵14從預過濾水槽13取出被處理水的配管供給酸。此外，酸供給部3可構成為具有：貯留酸之酸儲槽16、及將貯留於酸儲槽16之酸注入被處理水之酸供給泵17。
作為酸供給部3所供給的酸，並沒有特別的限定，可適當地利用使第1過濾裝置4之濃縮水的最終排水處理變容易之鹽酸。
酸供給部3宜構成為，使供給到第1過濾裝置4之被處理水的pH保持一定值。作為具體例，可將酸供給部3控制成，測定從預過濾水泵14往第1過濾裝置4之供給配管上之被處理水的pH值，而調節酸的供給量。
作為供給到第1過濾裝置4之被處理水的pH值之下限，較佳為4.5，更佳為5.0。另一方面，作為供給到第1過濾裝置4之被處理水的pH值之上限，較佳為6.5，更佳為6.0。當供給到第1過濾裝置4之被處理水的pH未達上述下限的情況，有酸的消耗量不必要的增大之虞、及第1過濾裝置4之濃縮水的最終排水處理成本不必要的增大之虞。另一方面，當供給到第1過濾裝置4之被處理水的pH超過上述上限的情況，有在第1過濾裝置4使硬度成分析出而將第1逆滲透膜堵塞之虞。
＜第1過濾裝置＞ 第1過濾裝置4，是將包括硬度成分的離子及所供給的酸之被處理水中的各種離子分離，但無法將例如以B(OH)4 -
、B3
O3
(OH)4 -
等的形態溶存之硼充分地分離。因此，第1過濾裝置4是將被處理水分離成：含硼之出水、和將硬度成分等濃縮後之濃縮水。
作為第1過濾裝置4之第1逆滲透膜，例如可使用奈米過濾膜、超低壓逆滲透膜、低壓逆滲透膜等。「奈米過濾膜」，是指逆滲透膜當中之空孔平均徑大於1nm者，通常的運轉壓力(可常用的壓力)為1.0MPa以下。此外，「超低壓逆滲透膜」是指逆滲透膜當中之運轉壓力為1.0MPa以下者，「低壓逆滲透膜」是指逆滲透膜當中之運轉壓力為超過1.0MPa且1.5MPa以下者。
作為逆滲透膜的材質，可列舉例如聚醯胺系高分子、聚碸系高分子、纖維素系高分子等。
作為第1過濾裝置4之第1逆滲透膜的形狀，可列舉例如中空纖維型、螺旋型，基於第1過濾裝置4之單位容積的膜面積可變得較大之觀點，特佳為採用螺旋型。
作為第1逆滲透膜的具體例，可列舉例如Hydranautics公司之「PROC20」、LG Chemical公司之「LG-BW400ES」、「LG-BW400R」及「LG-BW400AFR」、DOW公司之「BW30-400/34i」等。亦即，作為第1過濾裝置4，可使用業界標準尺寸之逆滲透膜模組。
第1過濾裝置4用之逆滲透膜模組每1台之第1逆滲透膜的過濾面積，其標準面積為400ft2
(37.1m2
)。
＜鹼供給部＞ 鹼供給部5，是藉由讓被處理水的pH值上升，使溶存於被處理水中之硼析出而能在第2過濾裝置6分離。
鹼供給部5可構成為，在加壓泵15之上游側的配管上，對第1過濾裝置4的出水供給鹼劑。此外，鹼供給部5可構成為具有：貯留鹼劑之鹼儲槽18、及將貯留於鹼儲槽18之鹼劑注入被處理水之鹼供給泵19。
作為鹼供給部5所供給的鹼，並沒有特別的限定，基於第2過濾裝置6之濃縮水的最終排水處理變容易的觀點，較佳為利用氫氧化鈉水溶液。
鹼供給部5宜構成為，使供給到第2過濾裝置6之被處理水的pH保持一定值。作為具體例，可將鹼供給部5控制成，測定從加壓泵15往第2過濾裝置6之供給配管上之被處理水的pH，而調節鹼劑的供給量。
作為供給到第2過濾裝置6之被處理水的pH之下限，較佳為9.0，更佳為9.5。另一方面，作為供給到第2過濾裝置6之被處理水的pH之上限，較佳為11.0，更佳為10.5。當供給到第2過濾裝置6之被處理水的pH未達上述下限的情況，有無法讓被處理水中的硼充分析出之虞。另一方面，當供給到第2過濾裝置6之被處理水的pH超過上述上限的情況，有鹼劑的消耗量不必要的增大之虞、及第2過濾裝置6之濃縮水的最終排水處理成本不必要的增大之虞。
＜第2過濾裝置＞ 第2過濾裝置6，是將藉由鹼劑之供給所析出的硼(及尿素等的低分子量有機物)除去。亦即，第2過濾裝置6是將被處理水分離成：將硼等除去後之出水、使硼等濃縮後之濃縮水。
供給到第2過濾裝置6之被處理水，因為在第1過濾裝置4中除硼等以外大部分的溶存物質都被除去，要利用第2逆滲透膜分離之物質變得較少量，因此第2過濾裝置6的運轉壓力可比第1過濾裝置4的運轉壓力更大。如此，作為第2逆滲透膜，可使用阻擋率大的逆滲透膜，而使硼除去率變得更大。
作為第2過濾裝置6之第2逆滲透膜，可使用例如超低壓逆滲透膜、低壓逆滲透膜、高壓逆滲透膜等。「高壓逆滲透膜」是指逆滲透膜當中之運轉壓力為超過1.5MPa且8.3MPa以下者。
此外，第2過濾裝置6之單位容積的過濾面積可比第1過濾裝置4更大。亦即，在應分離的物質較少量之第2過濾裝置6，可將濃縮水的流路剖面積縮小，而將逆滲透膜更高密度地配置。如此，可將第2過濾裝置6的洗淨間隔拉長而使運轉率提高。當第2過濾裝置6之運轉壓力比第1過濾裝置4的運轉壓力大的情況，第2逆滲透膜之膜厚可能變得比第1逆滲透膜的膜厚更大，第2過濾裝置6，若以相對於第1過濾裝置4之膜厚的增大程度以上將流路剖面積縮小，就能將過濾面積增大。
作為逆滲透膜的材質，可列舉例如聚醯胺系高分子、聚碸系高分子、纖維素系高分子等。
作為第2過濾裝置6之第2逆滲透膜的形狀，可列舉例如中空纖維型、螺旋型，基於第2過濾裝置6之單位容積的膜面積可變得較大之觀點，特佳為採用螺旋型。當第2過濾裝置6為螺旋型模組的情況，減少用於將第2逆滲透膜保持為螺旋狀之間隔片(spacer)的厚度，可使第2過濾裝置6的過濾面積比第1過濾裝置4的過濾面積更大。
作為這種第2逆滲透膜的具體例，可列舉例如LG Chemical公司之「LG-BW440ES」及「LG-BW440R」、日東電工公司之「ESPA2 MAX 」及「ESPAB MAX」、Dow公司之「FILMTEC BW30HR-440DOW」、「FILMTEC XLE-440」、「FILMTEC BW30HRLE-440」等。
作為第2過濾裝置6用之逆滲透膜模組每1台之第2逆滲透膜的過濾面積，可設定為例如440ft2
(40.8m2
)。
＜第1逆洗淨部＞ 第1逆洗淨部7可構成為具有：貯留從第1過濾裝置4排出之濃縮水之第1濃縮水儲槽20、及將貯留於第1濃縮水儲槽20之濃縮水供給到粒子過濾裝置1之第1洗淨泵21。
從第1過濾裝置4排出之濃縮水，因為是將藉由預過濾裝置2除去懸浮物質後之被處理水中之硬度成分等的離子濃縮而成，就作為用於將在粒子過濾裝置1的過濾粒子上所附著之懸浮物質洗掉之洗淨水而言，是不含懸浮物質之高品質的水。因此，利用從第1過濾裝置4排出之濃縮水將粒子過濾裝置1實施逆洗淨，可使粒子過濾裝置1之過濾粒子更加清淨化，能將粒子過濾裝置1的洗淨間隔拉長而使運轉率提高。本說明書中之「逆洗淨」，是指朝向與被過濾的被處理水相反的方向讓洗淨水流動而進行洗淨。
此外，該水處理設備，因為利用從第1過濾裝置4排出之濃縮水將粒子過濾裝置1實施逆洗淨，從第1過濾裝置4及粒子過濾裝置1排出之排水的合計量較小。因此，該水處理設備可降低排水處理的費用。
此外，作為降低排水處理費用的方法，也能讓濃縮水回流(reflux)到原水槽9或粒子過濾水槽11，當採用此方法時，由於在系統內硬度成分被濃縮，第1過濾裝置4的負荷上升，可能對最終的第2過濾裝置6之硼的除去造成不良影響。因此，利用從第1過濾裝置4排出之濃縮水將粒子過濾裝置1實施逆洗淨，有助於將最終的硼除去率提高。
第1逆洗淨部7可構成為，例如一定時間間隔、或當粒子過濾裝置1之差壓到達一定值時等，利用從第1過濾裝置4排出而貯留於第1濃縮水儲槽20之濃縮水將粒子過濾裝置1實施逆洗淨。此外，第1逆洗淨部7亦可構成為，在操作員進行指示操作時，進行粒子過濾裝置1的逆洗淨。
＜第2逆洗淨部＞ 第2逆洗淨部8可構成為具有：貯留從第2過濾裝置6排出的濃縮水之第2濃縮水儲槽22、及將貯留於第2濃縮水儲槽22之濃縮水供給到預過濾裝置2之第2洗淨泵23。
從第2過濾裝置6排出之濃縮水，由於是將藉由第1過濾裝置4除去大部分的離子後之被處理水中所殘留之硼等的微量溶存物質濃縮而成，就作為用於將在預過濾裝置2的過濾膜上所附著之懸浮物質洗掉之洗淨水而言，是高品質的水。因此，利用從第2過濾裝置6排出之濃縮水將預過濾裝置2實施逆洗淨，能使預過濾裝置2的過濾膜更加清淨化，可將預過濾裝置2的洗淨間隔拉長而使運轉率提高。
此外，該水處理設備，由於利用從第2過濾裝置6排出之濃縮水將預過濾裝置2實施逆洗淨，從第2過濾裝置6及預過濾裝置2排出之排水的合計量較小。因此，該水處理設備可降低排水處理的費用。
此外，為了降低排水量，當構成為讓第2過濾裝置6之濃縮水回流到原水槽9、粒子過濾水槽11、或預過濾水槽13時，由於在系統內硼被濃縮，第2過濾裝置6之出水中的硼濃度上升。相對於此，在該水處理設備，是利用從第2過濾裝置6排出之濃縮水將預過濾裝置2實施逆洗淨，不致使系統內的硼含量增大就能將排水量降低，因此能將最終獲得之淨水的硼含有率降低。
第2逆洗淨部8可構成為，例如一定時間間隔、或當預過濾裝置2的差壓到達一定值時等，利用從第2過濾裝置6排出而貯留於第2濃縮水儲槽22之濃縮水將預過濾裝置2實施逆洗淨。此外，第2逆洗淨部8亦可構成為，在操作員進行指示操作時，進行預過濾裝置2的逆洗淨。
＜水處理方法＞ 圖1的水處理裝置，可用於進行本發明的一實施形態之水處理方法。該水處理方法係具備有：在被處理水中加入酸之酸供給步驟、將加入酸後之被處理水藉由第1逆滲透膜進行過濾之第1過濾步驟、在藉由第1逆滲透膜過濾後之被處理水中加入鹼劑之鹼供給步驟、以及將加入鹼劑後之被處理水藉由第2逆滲透膜進行過濾之第2過濾步驟。
亦即，圖1的水處理裝置是構成為，利用酸供給部3進行上述酸供給步驟，利用第1過濾裝置4進行上述第1過濾步驟，利用鹼供給部5進行上述鹼供給步驟，利用第2過濾裝置6進行上述第2過濾步驟。
再者，圖1的水處理裝置能夠進行以下步驟。亦即，藉由粒子過濾裝置1將被處理水利用粒子層進行過濾之粒子過濾步驟；藉由預過濾裝置2，將透過粒子過濾裝置1後之被處理水利用微濾膜或超濾膜進行過濾之預過濾步驟；藉由第1逆洗淨部7，利用從第1過濾裝置4排出之濃縮水將粒子過濾裝置1的粒子層實施逆洗淨之第1逆洗淨步驟；藉由第2逆洗淨部8，利用從第2過濾裝置6排出之濃縮水將預過濾裝置2之微濾膜或超濾膜實施逆洗淨之第2逆洗淨步驟。
＜益處＞ 該水處理設備及該水處理方法，藉由酸供給部3，在藉由粒子過濾裝置1及預過濾裝置2將懸浮物質除去後之被處理水中加入酸而使被處理水成為酸性，讓被處理水中的硼及硬度成分成為穩定的離子。而且，將該被處理水利用第1過濾裝置4進行過濾，可防止在第1過濾裝置4之第1逆滲透膜產生硬度成分所造成的水垢，並將硬度成分的離子除去而獲得含有硼離子之出水(淨水)。
再者，該水處理設備及該水處理方法，利用鹼供給部5在第1過濾裝置4之出水中加入鹼劑而讓被處理水中的硼析出後，利用第2過濾裝置6進行過濾，因此可獲得將硼有效除去後之例如硼含量0.1ppm以下的淨水。此外，該水處理設備及該水處理方法，因為利用第2過濾裝置6也能將低分子量的有機物除去，最終獲得之淨水的總有機碳(TOC)抑制到0.1ppm以下之極低位準(level)。
此外，在利用第2過濾裝置6將被處理水過濾之第2過濾步驟，因為被處理水中的硬度成分已在先前的第1過濾步驟中利用第1過濾裝置4除去，在第2過濾裝置6之第2逆滲透膜不致產生硬度成分所造成的水垢，可抑制第2過濾裝置6之透過率降低。
此外，該水處理設備及該水處理方法，由於藉由第1逆洗淨部7利用從第1過濾裝置4排出之濃縮水將粒子過濾裝置1實施逆洗淨，能夠將從第1過濾裝置4排出的濃縮水做有效的利用。
此外，該水處理設備及該水處理方法，由於藉由第2逆洗淨部8，利用從第2過濾裝置6排出之硬度成分含量小的濃縮水將預過濾裝置2實施逆洗淨，可將預過濾裝置2之微濾膜或超濾膜的洗淨間隔拉長而使運轉率提高。特別是，預過濾裝置2，為了將在微濾膜或超濾膜上所附著的水垢除去而必須利用藥液實施洗淨，由於利用第2過濾裝置6的濃縮水進行逆洗淨，可將使用藥液進行洗淨的間隔從例如1個月延長到3個月而延長3倍以上。
[其他實施形態] 此次揭示的實施形態僅為例示而非用於限制。本發明的範圍並不限定於上述實施形態的構成，如申請專利範圍所示，係包含與申請專利範圍均等的意義及範圍內之所有的變更。
該水處理設備，亦可不具備粒子過濾裝置、預過濾裝置、第1逆洗淨部及第2逆洗淨部。亦即在該水處理方法中，粒子過濾步驟、預過濾步驟、第1逆洗淨步驟及第2逆洗淨步驟並非必須的。
在該水處理設備中，酸供給部亦可構成為，在貯留被處理水之水槽(上述實施形態之預過濾水槽)中投入酸。
該水處理設備亦可為，在第1過濾裝置和第2過濾裝置之間具備用於貯留第1過濾裝置的出水之緩衝水槽。在此情況，鹼供給部可構成為，在該緩衝水槽中投入鹼劑。特別是在緩衝水槽中投入鹼劑的情況，作為鹼劑可使用粒狀的氫氧化鈉等，可取代泵而藉由例如螺旋送料機等來供給到被處理水。
在該水處理設備中，第1過濾裝置和第2過濾裝置亦可由同一規格之過濾模組所構成，亦可在相等壓力下運轉。 [產業利用性]
本發明的實施形態之水處理設備及水處理方法，適用於製造在沿岸地區的電子零件工場所使用之超純水。
1‧‧‧粒子過濾裝置
2‧‧‧預過濾裝置
3‧‧‧酸供給部
4‧‧‧第1過濾裝置
5‧‧‧鹼供給部
6‧‧‧第2過濾裝置
7‧‧‧第1逆洗淨部
8‧‧‧第2逆洗淨部
9‧‧‧原水槽
10‧‧‧原水泵
11‧‧‧粒子過濾水槽
12‧‧‧粒子過濾水泵
13‧‧‧預過濾水槽
14‧‧‧預過濾水泵
15‧‧‧加壓泵
16‧‧‧酸儲槽
17‧‧‧酸供給泵
18‧‧‧鹼儲槽
19‧‧‧鹼供給泵
20‧‧‧第1濃縮水儲槽
21‧‧‧第1洗淨泵
22‧‧‧第2濃縮水儲槽
23‧‧‧第2洗淨泵
圖1係顯示本發明的一實施形態的水處理設備之製程流程圖。
Claims (5)
- 一種水處理設備，係從鈣硬度100以上之被處理水將硼除去之水處理設備，其具備有： 在上述被處理水中加入酸之酸供給部、 將加入上述酸後之被處理水藉由第1逆滲透膜進行過濾之第1過濾裝置、 在透過上述第1過濾裝置後之被處理水中加入鹼劑之鹼供給部、以及 將加入上述鹼劑後之被處理水藉由第2逆滲透膜進行過濾之第2過濾裝置。
- 如請求項1所述之水處理設備，其進一步具備： 將上述被處理水利用粒子層進行過濾之粒子過濾裝置、 將透過上述粒子過濾裝置後之被處理水利用微濾膜或超濾膜進行過濾之預過濾裝置、 利用從上述第1過濾裝置排出之濃縮水將上述粒子過濾裝置進行逆洗淨之第1逆洗淨部、以及 利用從上述第2過濾裝置排出之濃縮水將上述預過濾裝置進行逆洗淨之第2逆洗淨部， 上述酸供給部是在透過上述預過濾裝置後的被處理水中加入酸。
- 如請求項1或請求項2所述之水處理設備，其中， 上述第2過濾裝置的運轉壓力比上述第1過濾裝置的運轉壓力更大。
- 如請求項1或請求項2所述之水處理設備，其中， 上述第2過濾裝置的過濾面積比上述第1過濾裝置的過濾面積更大。
- 一種水處理方法，係從鈣硬度100以上之被處理水將硼除去之水處理方法，其具備有： 在上述被處理水中加入酸之酸供給步驟、 將加入上述酸後的被處理水藉由第1逆滲透膜進行過濾之第1過濾步驟、 在藉由上述第1逆滲透膜過濾後之被處理水中加入鹼劑之鹼供給步驟、以及 將加入上述鹼劑後之被處理水藉由第2逆滲透膜進行過濾之第2過濾步驟。
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Families Citing this family (1)
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Family Cites Families (9)
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| JP4351559B2 (ja) * | 2004-03-05 | 2009-10-28 | 株式会社神鋼環境ソリューション | 海水淡水化方法 |
| JP4923427B2 (ja) * | 2005-03-29 | 2012-04-25 | 東レ株式会社 | 膜分離方法および膜分離装置 |
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| JP5349435B2 (ja) * | 2010-09-16 | 2013-11-20 | 株式会社東芝 | 海水淡水化装置および薬品注入装置 |
| WO2013180368A1 (ko) * | 2012-05-30 | 2013-12-05 | 한국해양과학기술원 | 해수 전기분해 알칼리 수로부터 마그네슘염과 칼슘염을 포함한 미네랄 염의 분리 및 이를 이용한 미네랄음료의 제조방법 |
| JPWO2016092620A1 (ja) * | 2014-12-08 | 2017-08-03 | 三菱重工業株式会社 | 水処理装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110201445A (zh) * | 2019-05-25 | 2019-09-06 | 江苏天宇石化冶金设备有限公司 | 一种减轻污染的酸水自动反冲洗过滤器及其使用方法 |
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