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WO2018193907A1 - 水処理方法 - Google Patents

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WO2018193907A1
WO2018193907A1 PCT/JP2018/015019 JP2018015019W WO2018193907A1 WO 2018193907 A1 WO2018193907 A1 WO 2018193907A1 JP 2018015019 W JP2018015019 W JP 2018015019W WO 2018193907 A1 WO2018193907 A1 WO 2018193907A1
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chlorine
water
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勝郎 依田
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Kurita Water Industries Ltd
Original Assignee
Kurita Water Industries Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/04—Feed pretreatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/12—Controlling or regulating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/50—Treatment of water, waste water, or sewage by addition or application of a germicide or by oligodynamic treatment

Definitions

  • the present invention relates to a water treatment method, and more particularly to a water treatment method for suppressing biofouling in a water treatment device such as a reverse osmosis membrane (RO membrane) device for seawater desalination.
  • a water treatment device such as a reverse osmosis membrane (RO membrane) device for seawater desalination.
  • RO membrane reverse osmosis membrane
  • RO membrane devices are widely used as means for producing pure water by treating industrial water, city water, well water, sea water, river water, lake water, factory waste water, and the like.
  • chlorine-based oxidizing agents such as chlorine, sodium hypochlorite, and sodium chlorite are added to the treated water (feed water) in order to suppress biofouling by microorganisms contained in the treated water. To do.
  • chlorine is also generated by electrolysis.
  • RO membrane When water containing free chlorine is added by the addition of chlorinated oxidant or electrolysis, the RO membrane undergoes oxidative degradation.
  • polyamide-based RO membranes are susceptible to oxidative degradation.
  • an activated carbon tower is installed at the front stage of the RO membrane apparatus to remove residual oxidants such as chlorine (Patent Document 1), or a reducing agent such as sodium bisulfite (SBS) or sodium sulfite is installed at the front stage of the RO membrane apparatus. Addition to decompose and remove chlorine (Patent Document 2).
  • FIGS. 2a and 2b are system diagrams showing an example of a conventional seawater desalination facility.
  • a chlorine-based oxidant such as sodium hypochlorite (NaClO) is added in the process of supplying seawater to the raw water tank 1 by a water pump.
  • an inorganic flocculant such as ferric chloride (FeCl 3 ) is added in the course of being fed from the raw water tank 1 to the reaction tank 2, and agglomeration treatment is performed in the reaction tank 2.
  • the RO membrane treatment is performed by the RO membrane device 6 through the water supply tank 4 and the security filter 5.
  • RO membrane permeated water is taken out as treated water.
  • a reducing agent such as sodium bisulfite (SBS) is added to decompose and remove the residual oxidant.
  • seawater is electrolyzed by the electrolyzer 7, and seawater containing chlorine generated by electrolysis is aggregated and filtered in the same manner as in FIG. 2a, and then a reducing agent such as SBS is added. And processed by the RO membrane device 6.
  • a control agent for example, “Kuriverter IK-110” manufactured by Kurita Kogyo Co., Ltd.
  • Kurita Kogyo Co., Ltd. may be added.
  • the conventional seawater desalination RO membrane treatment has the following problems.
  • Free chlorine produced by the addition of a chlorine-based oxidant such as sodium hypochlorite or the electrolysis of seawater is easily decomposed by organic substances, bromine and iodine in the seawater.
  • organic substances bromine and iodine in the seawater.
  • a chlorine-based oxidant is added to seawater, harmful organic chlorine compounds such as trihalomethane are produced, which is problematic for drinking water applications.
  • (3) In order to prevent oxidative degradation of the RO membrane it is necessary to add a reducing agent or install an activated carbon tower on the RO membrane inlet side, and the treatment is complicated.
  • This invention aims at providing the water treatment method which solves the subject of the above-mentioned conventional method.
  • the present inventor Prior to the generation of chlorine by addition of a chlorine-based oxidant or electrolysis, the present inventor added a nitrogen compound as a chlorine stabilizer to the feed water to stabilize the chlorine in the feed water.
  • a nitrogen compound as a chlorine stabilizer
  • biofouling of the RO membrane can be effectively suppressed.
  • the gist of the present invention is as follows.
  • a water treatment method for supplying free water to a water treatment apparatus after adding free chlorine by adding a chlorine-based oxidant to the water supplied to the water treatment apparatus or generating chlorine by electrolysis,
  • a water treatment method characterized by adding a nitrogen compound as a chlorine stabilizer to the feed water prior to the presence of free chlorine in the feed water.
  • a nitrogen compound is added to the feed water as a chlorine stabilizer, and then the free chlorine added or generated in the feed water is stabilized.
  • the presence of chlorine as stabilized chlorine in the feed water and the reduction of free chlorine concentration reduces the RO membrane oxidation degradation of the feed water, so the addition of a reducing agent on the RO membrane inlet side and the activated carbon tower The installation of can be made unnecessary. As a result, the process can be simplified, and biofouling in the RO membrane device can be effectively suppressed by the stabilized chlorine.
  • 1a and 1b are system diagrams of a seawater desalination facility showing an example of an embodiment of a water treatment method of the present invention.
  • 2a and 2b are system diagrams of a conventional seawater desalination facility.
  • 6 is a graph showing the results of Experimental Example 1.
  • 10 is a graph showing the results of Experimental Example 2.
  • 10 is a graph showing the results of Experimental Example 3.
  • 10 is a graph showing the results of Experimental Example 4.
  • 10 is a graph showing the results of Experimental Example 5.
  • 10 is a graph showing the results of Experimental Example 6.
  • 6 is a graph showing the results of Comparative Experimental Example 1.
  • FIGS. 1a and 1b are system diagrams showing an example of seawater desalination equipment to which the water treatment method of the present invention is applied, and are the same as members having the same functions as the seawater desalination equipment shown in FIGS. 2a and 2b, respectively.
  • symbol is attached
  • a nitrogen compound is added to the feed water as a chlorine stabilizer prior to the addition of a chlorine-based oxidizing agent such as sodium hypochlorite (NaClO) or the generation of chlorine by electrolysis. Add to stabilize chlorine in the feed water.
  • a chlorine-based oxidizing agent such as sodium hypochlorite (NaClO) or the generation of chlorine by electrolysis.
  • the nitrogen compound added for stabilizing the chlorine is not particularly limited as long as it can stabilize the chlorine in the supply water as stabilized bound chlorine or activated bound chlorine.
  • nitrogen compounds include sulfamic acid, sulfamic acid sodium salts, potassium salts, calcium salts, ammonium salts, and other sulfamic acid compounds, glycine, taurine, threonine, ornithine (L-ornithine), alanine, phenylalanine (L-phenylalanine), and the like.
  • Organic nitrogen compounds are mentioned. Only 1 type may be used for a nitrogen compound and it may use 2 or more types together.
  • the amount of nitrogen compound added to the feed water depends on the type of nitrogen compound used, the amount of chlorinated oxidant added in the subsequent stage, the amount of chlorine generated by electrolysis, the chlorine concentration to be maintained in the feed water, etc. However, it is preferably 0.3 to 50 mg / L, particularly about 0.3 to 20 mg / L. If the amount of nitrogen compound added is too small, the chlorine in the feed water cannot be sufficiently stabilized. Even if the amount of the nitrogen compound added is too large, the processing cost becomes high or it causes fouling and is inappropriate.
  • a nitrogen compound as a chlorine stabilizer is added at the above-mentioned preferable addition amount, and after the nitrogen compound is sufficiently uniformly diffused in the feed water, a chlorine-based oxidant is added or electrolysis is performed. It is preferable to generate chlorine.
  • a chlorine-based oxidizer as shown in FIG. 1a
  • a nitrogen compound as a chlorine stabilizer is added on the discharge side of the water pump and is homogenized while staying in the raw water tank 1.
  • a chlorine-based oxidizing agent such as NaClO together with an inorganic flocculant such as FeCl 3 at the outlet side of the raw water tank 1.
  • electrolysis as shown in FIG. 1b, it is preferable to add a chlorine stabilizer on the discharge side of the water pump to make it uniform during electrolysis in the electrolyzer 7 and to generate chlorine.
  • any conventionally known one can be used as the chlorine-based oxidant.
  • the chlorinated oxidant from the viewpoint of product safety, hypochlorite such as sodium hypochlorite or dichloroisocyanurate such as dichloroisocyanuric acid and sodium dichloroisocyanurate is preferable. It is preferable to use sodium chlorate or dichloroisocyanuric acid. Only one type of chlorine-based oxidizing agent may be used, or two or more types may be used in combination.
  • the addition amount of the chlorine-based oxidant varies depending on the tendency of biofouling to occur in the water system to be treated, but is usually about 0.1 to 1.0 mg / L, particularly about 0.3 to 0.7 mg / L. preferable.
  • the residual chlorine concentration at the inlet of the RO membrane device is 0.3 to 1.0 mg-Cl 2 / L, particularly 0.5. It is preferable to control it to be about 0.7 mg-Cl 2 / L. If the residual chlorine concentration at the RO membrane device inlet is lower than the lower limit, a sufficient biofouling suppression effect may not be obtained. If the residual chlorine concentration at the RO membrane device inlet exceeds the above upper limit, there is a risk of RO membrane deterioration, depending on the proportion of free chlorine in the residual chlorine.
  • the residual chlorine concentration at the RO membrane apparatus inlet is in the above range by stabilizing chlorine by a chlorine-based oxidizing agent or chlorine generated by electrolysis with a nitrogen compound, and the free chlorine concentration is 0.1.
  • the free chlorine concentration is 0.1.
  • the proportion of bonded chlorine (total of activated bonded chlorine and stabilized bonded chlorine) in the residual chlorine at the entrance of the RO membrane device is preferably 90% or more, and more preferably 80% or more of stabilized bonded chlorine. It is preferable that By controlling the type and addition amount of the nitrogen compound as the chlorine stabilizer so as to be such a ratio, it is possible to obtain a favorable biofouling suppressing effect while preventing the RO membrane from being deteriorated.
  • Free chlorine, activated bound chlorine, and stabilized bound chlorine correspond to chlorine measured by the method described in the Examples section below. Residual chlorine is the sum of these free chlorine, activated bound chlorine and stabilized bound chlorine.
  • the water treatment apparatus is not limited to the RO membrane apparatus, and a chlorine-based oxidizing agent is used to suppress biofouling.
  • a water treatment device such as an ion exchange device in which free chlorine needs to be removed on the inlet side in order to prevent deterioration of the device.
  • Supply water is not limited to seawater, but can also be applied to river water, well water, lake water, various types of drainage, or the like.
  • the effect of the present invention is particularly effectively exhibited when applied to a desalination facility using a seawater RO membrane device.
  • the chlorine concentration (mg-Cl 2 / L) was measured using a pocket chlorine measuring device “HACH2470” manufactured by Toa DKK, and each chlorine concentration was determined by the following measurement method or calculation method.
  • Free chlorine concentration Chlorine concentration measurement result (mg-Cl 2 / L) after 5 to 30 seconds with DPD (Free) reagent, which is a reagent for measuring free chlorine
  • Activated bound chlorine concentration From the chlorine concentration measurement result (mg-Cl 2 / L) after 300 seconds by the DPD (Free) reagent, which is a reagent for measuring free chlorine, the above-mentioned free chlorine concentration (mg-Cl 2 / L) Value obtained by subtracting measurement results
  • Stabilized bound chlorine concentration Reagent for free chlorine measurement from the chlorine concentration measurement result (mg-Cl 2 / L) after 180 seconds using DPD (Total) reagent which is a reagent for total chlorine measurement The value obtained by subtracting the chlorine concentration measurement result (mg-Cl 2 / L) after 300 seconds using the DPD (Free) reagent.
  • Residual chlorine concentration Sum of the above free chlorine concentration, activated bound chlorine concentration and stabilized bound chlorine concentration (mg -Cl 2 /
  • Example 2 Glycine
  • Example 3 Phenylalanine
  • Example 4 Threonine
  • Example 5 Ornithine
  • Example 6 Taurine
  • a chlorine-based oxidant such as sodium hypochlorite is added or free chlorine is generated by electrolysis, whereby chlorine in the supply water is reduced. It can be stabilized, and the following excellent effects can be obtained. 1) Since the decomposition and consumption of chlorine by organic matter, bromine and iodine in seawater can be suppressed, the amount of chlorinated oxidant added necessary to suppress biofouling is reduced or the power consumption of the electrolyzer is reduced. be able to. 2) By reducing the free chlorine concentration, it is possible to reduce the influence of RO membrane deterioration and the like.
  • biofouling of the RO membrane can be suppressed without performing decomposition treatment with a reducing agent or activated carbon tower before the RO membrane device. 3) By stabilizing chlorine, it is possible to suppress the generation of harmful substances such as trihalomethanes.
  • the effect of the present invention cannot be obtained by the post-addition of the nitrogen compound, the effect of the present invention is that the chlorine-based oxidant is simply stabilized with the nitrogen compound and added as a combined chlorine-based oxidant. It turns out that it is completely different.

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Abstract

水処理装置への供給水に、塩素系酸化剤を添加するか或いは電気分解で塩素を発生させることにより遊離塩素を存在させた後該水処理装置に供給する水処理方法において、該供給水に遊離塩素を存在させるに先立ち、該供給水に塩素安定化剤として窒素化合物を添加する水処理方法。

Description

水処理方法
　本発明は水処理方法に係り、詳しくは、海水淡水化用逆浸透膜（ＲＯ膜）装置等の水処理装置におけるバイオファウリングを抑制する水処理方法に関する。
　工業用水、市水、井水、海水、河川水、湖沼水、工場廃水などを水処理して純水等を製造する手段として、ＲＯ膜装置が広く利用されている。ＲＯ膜処理では、被処理水に含まれる微生物によるバイオファウリングを抑制するために、塩素、次亜塩素酸ナトリウム、亜塩素酸ナトリウム等の塩素系酸化剤を被処理水（供給水）に添加する。また、電気分解により塩素を生成させることも行われている。
　塩素系酸化剤の添加や電気分解により遊離塩素を存在させた水をＲＯ膜処理すると、ＲＯ膜が酸化劣化を受ける。特にポリアミド系のＲＯ膜では酸化劣化し易い。
　従来、ＲＯ膜装置の前段に活性炭塔を設置して塩素等の残留酸化剤を除去するか（特許文献１）、ＲＯ膜装置の前段で亜硫酸水素ナトリウム（ＳＢＳ）や亜硫酸ナトリウムなどの還元剤を添加して塩素を分解除去する（特許文献２）。
　活性炭塔を設置した場合、塔内でバイオファウリングが発生して後段装置を汚染することがある、イニシャルコストがかかる、などの欠点があるため、一般的には還元剤の添加による残留酸化剤の分解除去が行われている。
　図２ａ，２ｂは、従来の海水淡水化設備の一例を示す系統図である。
　図２ａでは、海水が送水ポンプにより原水槽１に送給される過程で次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）等の塩素系酸化剤が添加される。その後、原水槽１から反応槽２に送給される過程で塩化第二鉄（ＦｅＣｌ３）等の無機凝集剤が添加されて反応槽２で凝集処理される。次いで二層濾過器３で濾過された後、給水槽４、保安フィルター５を経てＲＯ膜装置６でＲＯ膜処理される。ＲＯ膜透過水が処理水として取り出される。保安フィルター５の入口側では、残留酸化剤を分解除去するために、亜硫酸水素ナトリウム（ＳＢＳ）等の還元剤が添加される。
　図２ｂでは、海水が電解装置７で電気分解され、電気分解で生成した塩素を含む海水が原水槽１を経て、図２ａにおけると同様に凝集、濾過された後、ＳＢＳ等の還元剤が添加されてＲＯ膜装置６で処理される。
　還元剤の添加により、供給水中に遊離塩素が存在しなくなる結果、ＲＯ膜装置にバイオファウリングが起こることを防止するために、還元剤の添加後、ＲＯ膜に対する劣化影響の少ない結合塩素系スライムコントロール剤（例えば栗田工業（株）製「クリバーターＩＫ－１１０」）が添加される場合もある。
特開平１０－３３７５６３号公報 特開平７－３０８６７１号公報
　上記従来の海水淡水化ＲＯ膜処理では、次のような問題があった。
（１）　次亜塩素酸ナトリウム等の塩素系酸化剤の添加や海水の電気分解で生成した遊離塩素は、海水中の有機物や、臭素、ヨウ素により分解され易い。分解分を補ってバイオファウリング抑制効果を十分に得るための薬品添加量や消費電力量が多い。
（２）　海水に塩素系酸化剤を添加すると、有害なトリハロメタン等の有機塩素化合物が生成するため、飲料水用途では問題となる。
（３）　ＲＯ膜の酸化劣化の防止のために、ＲＯ膜の入口側で還元剤の添加や活性炭塔設置による処理が必要となり、処理が複雑である。
（４）　ＲＯ膜装置の前段で還元剤の添加や活性炭処理で遊離塩素を除去するため、ＲＯ膜装置におけるバイオファウリングの抑制が不十分である。
（５）　ＲＯ膜装置の入口で結合塩素系スライムコントロール剤を添加することにより、上記（４）の問題を解決することができるが、この場合には、添加する薬剤が増える。
　本発明は上記した従来法の課題を解決する水処理方法を提供することを目的とする。
　本発明者は、塩素系酸化剤の添加或いは電気分解による塩素の発生に先立ち、供給水に塩素安定化剤として窒素化合物を添加し、供給水中の塩素を安定化させることにより、塩素の分解やトリハロメタン等の生成を防止することができると共に、遊離塩素濃度の低減でＲＯ膜の酸化劣化を防止することができ、ＲＯ膜入口側での還元剤の添加や活性炭塔の設置を不要とした上で、ＲＯ膜のバイオファウリングを効果的に抑制することが可能となることを見出した。
　本発明は以下を要旨とする。
［１］　水処理装置への供給水に、塩素系酸化剤を添加するか或いは電気分解で塩素を発生させることにより遊離塩素を存在させた後該水処理装置に供給する水処理方法において、該供給水に遊離塩素を存在させるに先立ち、該供給水に塩素安定化剤として窒素化合物を添加することを特徴とする水処理方法。
［２］　［１］において、前記水処理装置が逆浸透膜装置であることを特徴とする水処理方法。
［３］　［１］又は［２］において、前記供給水が海水であることを特徴とする水処理方法。
［４］　［１］ないし［３］のいずれかにおいて、前記窒素化合物がスルファミン酸化合物及び／又は有機窒素化合物であることを特徴とする水処理方法。
［５］　［１］ないし［４］のいずれかにおいて、前記塩素系酸化剤として次亜塩素酸塩及び／又はジクロロイソシアヌル酸を前記供給水に添加することを特徴とする水処理方法。
［６］　［１］ないし［５］のいずれかにおいて、前記窒素化合物を前記供給水に０．３～５０ｍｇ／Ｌ添加することを特徴とする水処理方法。
［７］　［１］ないし［６］のいずれかにおいて、前記遊離塩素を存在させた後の前記供給水の残留塩素濃度を０．１～１０ｍｇ－Ｃｌ２／Ｌに維持することを特徴とする水処理方法。
　本発明によれば、塩素系酸化剤の添加或いは電気分解による塩素の発生に先立ち、供給水に塩素安定化剤として窒素化合物を添加し、その後、供給水中に添加又は生成させた遊離塩素を安定化させることにより、塩素の分解やトリハロメタン等の有害物質の生成を防止することができる。また、塩素を安定化塩素として供給水中に存在させ、遊離塩素濃度を低減することにより、供給水のＲＯ膜酸化劣化性が低減されるため、ＲＯ膜入口側での還元剤の添加や活性炭塔の設置を不要とすることができる。この結果、処理を簡素化することができると共に、安定化塩素によりＲＯ膜装置におけるバイオファウリングを効果的に抑制することが可能となる。
図１ａ及び１ｂは本発明の水処理方法の実施の形態の一例を示す海水淡水化設備の系統図である。 図２ａ及び２ｂは従来の海水淡水化設備の系統図である。 実験例１の結果を示すグラフである。 実験例２の結果を示すグラフである。 実験例３の結果を示すグラフである。 実験例４の結果を示すグラフである。 実験例５の結果を示すグラフである。 実験例６の結果を示すグラフである。 比較実験例１の結果を示すグラフである。
　以下に図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
　図１ａ，１ｂは、本発明の水処理方法を適用した海水の淡水化設備の一例を示す系統図であり、それぞれ、図２ａ，２ｂに示す海水の淡水化設備と同一機能を奏する部材に同一符号を付してある。
　図１ａ，１ｂに示すように、本発明では、次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）等の塩素系酸化剤の添加又は電気分解による塩素の発生に先立ち、塩素安定化剤として窒素化合物を供給水に添加して供給水中の塩素を安定化させる。
　塩素の安定化のために添加する窒素化合物としては、供給水中の塩素を安定化結合塩素又は活性化結合塩素として安定化することができるものであればよく、特に制限はない。窒素化合物としては、例えばスルファミン酸、スルファミン酸のナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、アンモニウム塩等のスルファミン酸化合物、グリシン、タウリン、トレオニン、オルニチン（Ｌオルニチン）、アラニン、フェニルアラニン（Ｌフェニルアラニン）等の有機窒素化合物が挙げられる。窒素化合物は１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
　供給水への窒素化合物の添加量は、用いる窒素化合物の種類、その後段で添加する塩素系酸化剤の添加量、電気分解により発生させる塩素量、それにより供給水中に維持すべき塩素濃度等によっても異なるが、０．３～５０ｍｇ／Ｌ、特に０．３～２０ｍｇ／Ｌ程度とすることが好ましい。窒素化合物の添加量が少な過ぎると、供給水中の塩素を十分に安定化することができない。窒素化合物の添加量が多過ぎても処理コストが高くなったり、ファウリングの原因となり不適切である。
　本発明においては、塩素安定化剤としての窒素化合物を上記の好適な添加量で添加して、供給水中で窒素化合物が十分に均一に拡散された後に塩素系酸化剤を添加するか電気分解により塩素を発生させることが好ましくい。例えば、塩素系酸化剤を添加する場合には、図１ａに示すように、塩素安定化剤としての窒素化合物を送水ポンプの吐出側で添加し、原水槽１で滞留する間に均一化させた後、原水槽１の出口側でＮａＣｌＯ等の塩素系酸化剤をＦｅＣｌ３等の無機凝集剤と共に添加することが好ましい。電気分解による場合は、図１ｂに示すように、送水ポンプの吐出側で塩素安定化剤を添加し、電解装置７における電気分解中に均一化させると共に塩素を発生させるようにすることが好ましい。
　図１ａに示すように、塩素安定化剤添加後に塩素系酸化剤を添加する場合、塩素系酸化剤としては、従来公知のものをいずれも用いることができる。塩素系酸化剤としては、製品安全性の観点から、次亜塩素酸ナトリウム等の次亜塩素酸塩、或いはジクロロイソシアヌル酸、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム等のジクロロイソシアヌル酸塩等が好ましく、特に、次亜塩素酸ナトリウム或いはジクロロイソシアヌル酸を用いることが好ましい。塩素系酸化剤は１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
　塩素系酸化剤の添加量は、処理対象水系のバイオファウリングの発生傾向によっても異なるが、通常０．１～１．０ｍｇ／Ｌ、特に０．３～０．７ｍｇ／Ｌ程度とすることが好ましい。塩素安定化剤の窒素化合物添加後に塩素系酸化剤を上記範囲で添加することにより、ＲＯ膜装置の入口での残留塩素濃度が０．３～１．０ｍｇ－Ｃｌ２／Ｌ、特に０．５～０．７ｍｇ－Ｃｌ２／Ｌ程度となるように制御することが好ましい。ＲＯ膜装置入口での残留塩素濃度が上記下限よりも少ないと十分なバイオファウリング抑制効果を得ることができないおそれがある。ＲＯ膜装置入口での残留塩素濃度が上記上限を超えると、残留塩素中の遊離塩素の割合にもよるが、ＲＯ膜劣化のおそれがある。
　電気分解による場合においても、塩素安定化剤の窒素化合物添加後の電気分解による塩素の発生で、ＲＯ膜装置の入口での残留塩素濃度が上記範囲となるように電気分解条件を制御することが好ましい。
　特に本発明では、塩素系酸化剤による塩素又は電気分解により生成した塩素を窒素化合物により安定化することで、ＲＯ膜装置入口での残留塩素濃度が上記範囲であって、遊離塩素濃度は０．１ｍｇ－Ｃｌ２／Ｌ以下、特に０．０５ｍｇ－Ｃｌ２／Ｌ以下となるように制御することにより、遊離塩素によるＲＯ膜の酸化劣化を防止した上でバイオファウリング抑制効果を十分に得ることができる。このため、ＲＯ膜装置前段での還元剤の添加や活性炭塔の設置を不要とすることができる。
　とりわけ、ＲＯ膜装置入口での残留塩素に占める結合塩素（活性化結合塩素と安定化結合塩素との合計）の割合は９０％以上であることが好ましく、更に、安定化結合塩素が８０％以上であることが好ましい。このような割合となるように、塩素安定化剤としての窒素化合物の種類や添加量を制御することにより、ＲＯ膜の劣化を防止した上で良好なバイオファウリング抑制効果を得ることができる。
　遊離塩素、活性化結合塩素、安定化結合塩素とは、後述の実施例の項に記載の方法で測定される塩素に該当する。残留塩素とは、これら遊離塩素、活性化結合塩素及び安定化結合塩素の合計である。
　本発明では、上記の通り、残留塩素濃度を制御することにより、ＲＯ膜装置の入口での還元剤の添加や活性炭塔の設置を不要とすることができるが、何らこれらの操作や装置を排除するものではない。必要に応じて少量の還元剤を添加してもよい。
　図１ａ，１ｂでは、本発明を海水の淡水化設備に適用した場合を例示したが、本発明において、水処理装置はＲＯ膜装置に限らず、バイオファウリング抑制のために塩素系酸化剤の添加又は電気分解を行うが、装置の劣化防止のために、その入口側で遊離塩素を除去する必要があるイオン交換装置等の水処理装置による水処理にも適用することができる。供給水は海水に限らず、河川水や井水、湖沼水、各種排水等を供給水とする場合にも適用することができる。塩素の分解、トリハロメタン等の有機塩素化合物の生成、ＲＯ膜劣化といった課題の解決の面から、海水のＲＯ膜装置による淡水化設備に適用した場合、特に本発明の効果が有効に発揮される。
　以下に実施例に代わる実験例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
　以下の実験例において、塩素濃度（ｍｇ－Ｃｌ２／Ｌ）の測定には、東亜ＤＫＫ社製ポケット塩素測定器「ＨＡＣＨ２４７０」を用い、以下の測定方法ないし算出方法で各塩素濃度を求めた。
　遊離塩素濃度：遊離塩素測定用試薬であるＤＰＤ（Ｆｒｅｅ）試薬による５～３０秒後の塩素濃度測定結果（ｍｇ－Ｃｌ２／Ｌ）
　活性化結合塩素濃度：遊離塩素測定用試薬であるＤＰＤ（Ｆｒｅｅ）試薬による３００秒後の塩素濃度測定結果（ｍｇ－Ｃｌ２／Ｌ）から、上記遊離塩素濃度（ｍｇ－Ｃｌ２／Ｌ）の測定結果を差し引いた値
　安定化結合塩素濃度：全塩素測定用試薬であるＤＰＤ（Ｔｏｔａｌ）試薬による１８０秒後の塩素濃度測定結果（ｍｇ－Ｃｌ２／Ｌ）から、遊離塩素測定用試薬であるＤＰＤ（Ｆｒｅｅ）試薬による３００秒後の塩素濃度測定結果（ｍｇ－Ｃｌ２／Ｌ）を差し引いた値
　残留塩素濃度：上記遊離塩素濃度と活性化結合塩素濃度と安定化結合塩素濃度の合計（ｍｇ－Ｃｌ２／Ｌ）
　海水としては大洗海水を用い、ビーカー試験を実施した。
［実験例１］
　海水に塩素安定化剤としてスルファミン酸を添加したときの効果を調べる実験を行った。
　スルファミン酸３０ｍｇ／Ｌを海水に添加して１分間均一に撹拌混合した後、次亜塩素酸ナトリウムを１．５ｍｇ－Ｃｌ２／Ｌ添加し、５分後と６０分後の各塩素濃度を調べた。
　別に、海水に次亜塩素酸ナトリウムを１．５ｍｇ－Ｃｌ２／Ｌ添加した後、１分経過後にスルファミン酸３０ｍｇ／Ｌを添加し、５分後と６０分後の各塩素濃度を調べた。
　これらの結果を図３に示す。
　図３中、「（後）スルファミン酸」は次亜塩素酸ナトリウム添加後にスルファミン酸を添加した場合を示し、「（先）スルファミン酸」は次亜塩素酸ナトリウム添加前にスルファミン酸を添加した場合を示す。以下の実験例２～６においても同様である。
［実験例２～６］
　スルファミン酸３０ｍｇ／Ｌの代わりにそれぞれ以下のものを７．５ｍｇ／Ｌ添加したこと以外は実験例１と同様に、各々添加効果を調べた。結果をそれぞれ図４～８に示した。
　　実施例２：グリシン
　　実施例３：フェニルアラニン
　　実施例４：トレオニン
　　実施例５：オルニチン
　　実施例６：タウリン
［比較実験例１］
　海水に次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）を１．５ｍｇ－Ｃｌ２／Ｌ又は２．５ｍｇ－Ｃｌ２／Ｌ添加し、５分後又は６０分後の各塩素濃度を測定した。結果を図９に示した。
　図３～９から次のことが分かる。
　次亜塩素酸ナトリウムのみの添加の場合、１．５ｍｇ－Ｃｌ２／Ｌの添加では、残留塩素濃度は６０分後に残留塩素濃度０．４ｍｇ－Ｃｌ２／Ｌにまで低下してしまい、２．５ｍｇ－Ｃｌ２／Ｌの高濃度添加でも６０分後には１．２ｍｇ－Ｃｌ２／Ｌを下回る結果となる（図９）。
　これに対して、塩素安定化剤として窒素化合物を添加した後次亜塩素酸ナトリウムを添加することにより、遊離塩素濃度は低減しても活性化結合塩素及び安定化結合塩素濃度が増え、次亜塩素酸ナトリウムのみを添加した場合に比べて残留塩素濃度を高く維持することができ、次亜塩素酸ナトリウム１．５ｍｇ－Ｃｌ２／Ｌの添加で、６０分後でも残留塩素濃度を１．２～１．５ｍｇ－Ｃｌ２／Ｌ程度に維持することができている。しかし、同じ窒素化合物であっても、次亜塩素酸ナトリウム添加後に添加した場合には、このような効果は得られない（図３～８）。
　これらの結果より、以下のことが分かる。
　本発明によれば、予め塩素安定化剤として窒素化合物を添加した後、次亜塩素酸ナトリウム等の塩素系酸化剤を添加したり電気分解で遊離塩素を発生させることにより、供給水中の塩素を安定化させることができ、以下のような優れた効果を得ることができる。
１）　海水中の有機物、臭素、ヨウ素による塩素の分解や消費を抑えることができるので、バイオファウリングの抑制に必要な塩素系酸化剤添加量の削減又は電気分解装置の消費電力の低減を図ることができる。
２）　遊離塩素濃度を低減することでＲＯ膜の劣化などの影響を低減することができる。場合によってはＲＯ膜装置の手前で還元剤や活性炭塔での分解処理を行うことなく、ＲＯ膜のバイオファウリングを抑制することができる。
３）　塩素を安定化することにより、トリハロメタンなどの有害物の生成を抑制することができる。
　窒素化合物の後添加では、先添加におけるような効果が得られないことから、本発明の効果は、単に塩素系酸化剤を窒素化合物で安定化させて結合塩素系酸化剤として添加するものとは全く異なるものであることが分かる。
　本発明を特定の態様を用いて詳細に説明したが、本発明の意図と範囲を離れることなく様々な変更が可能であることは当業者に明らかである。
　本出願は、２０１７年４月１９日付で出願された日本特許出願２０１７－０８２９４２に基づいており、その全体が引用により援用される。
　１　原水槽
　２　反応槽
　３　２層式濾過器
　４　給水槽
　５　保安フィルター
　６　ＲＯ膜装置
　７　電解装置

Claims (7)

  1. 　水処理装置への供給水に、塩素系酸化剤を添加するか或いは電気分解で塩素を発生させることにより遊離塩素を存在させた後該水処理装置に供給する水処理方法において、
    　該供給水に遊離塩素を存在させるに先立ち、該供給水に塩素安定化剤として窒素化合物を添加することを特徴とする水処理方法。
  2. 　請求項１において、前記水処理装置が逆浸透膜装置であることを特徴とする水処理方法。
  3. 　請求項１又は２において、前記供給水が海水であることを特徴とする水処理方法。
  4. 　請求項１ないし３のいずれか１項において、前記窒素化合物がスルファミン酸化合物及び／又は有機窒素化合物であることを特徴とする水処理方法。
  5. 　請求項１ないし４のいずれか１項において、前記塩素系酸化剤として次亜塩素酸塩及び／又はジクロロイソシアヌル酸を前記供給水に添加することを特徴とする水処理方法。
  6. 　請求項１ないし５のいずれか１項において、前記窒素化合物を前記供給水に０．３～５０ｍｇ／Ｌ添加することを特徴とする水処理方法。
  7. 　請求項１ないし６のいずれか１項において、前記遊離塩素を存在させた後の前記供給水の残留塩素濃度を０．１～１０ｍｇ－Ｃｌ２／Ｌに維持することを特徴とする水処理方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12221360B2 (en) 2021-09-24 2025-02-11 Bechtel Energy Technologies & Solutions, Inc. Low energy ejector desalination system

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7243746B2 (ja) * 2021-01-20 2023-03-22 栗田工業株式会社 膜分離方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006022097A (ja) * 2004-07-02 2006-01-26 Rohm & Haas Co 殺菌組成物
JP2006289298A (ja) * 2005-04-13 2006-10-26 Ase:Kk 水処理方法および水処理装置
WO2012133620A1 (ja) * 2011-03-30 2012-10-04 栗田工業株式会社 膜分離方法
JP2015063475A (ja) * 2013-09-24 2015-04-09 栗田工業株式会社 冷却水系の抗菌・殺藻方法および抗菌・殺藻剤
JP2016120457A (ja) * 2014-12-25 2016-07-07 オルガノ株式会社 ろ過処理システムおよびろ過処理方法
JP2016120466A (ja) * 2014-12-25 2016-07-07 オルガノ株式会社 ろ過処理システムおよびろ過処理方法
WO2016158633A1 (ja) * 2015-03-31 2016-10-06 栗田工業株式会社 逆浸透膜処理システムの運転方法及び逆浸透膜処理システム

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07124559A (ja) * 1993-11-08 1995-05-16 Toyobo Co Ltd 海水淡水化プロセスにおける被処理水の殺菌方法
US8388990B2 (en) * 2002-10-07 2013-03-05 Ecolab Usa Inc. Acidified chlorite compositions containing nitrogenous stabilizers and systems and methods related thereto
US9206058B2 (en) * 2009-02-20 2015-12-08 The Water Initative, Llc Water purification and enhancement systems
JP6340566B2 (ja) * 2013-09-19 2018-06-13 三菱瓦斯化学株式会社 海生生物の付着防止方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006022097A (ja) * 2004-07-02 2006-01-26 Rohm & Haas Co 殺菌組成物
JP2006289298A (ja) * 2005-04-13 2006-10-26 Ase:Kk 水処理方法および水処理装置
WO2012133620A1 (ja) * 2011-03-30 2012-10-04 栗田工業株式会社 膜分離方法
JP2015063475A (ja) * 2013-09-24 2015-04-09 栗田工業株式会社 冷却水系の抗菌・殺藻方法および抗菌・殺藻剤
JP2016120457A (ja) * 2014-12-25 2016-07-07 オルガノ株式会社 ろ過処理システムおよびろ過処理方法
JP2016120466A (ja) * 2014-12-25 2016-07-07 オルガノ株式会社 ろ過処理システムおよびろ過処理方法
WO2016158633A1 (ja) * 2015-03-31 2016-10-06 栗田工業株式会社 逆浸透膜処理システムの運転方法及び逆浸透膜処理システム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12221360B2 (en) 2021-09-24 2025-02-11 Bechtel Energy Technologies & Solutions, Inc. Low energy ejector desalination system

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