申请日2014.09.03
公开(公告)日2017.05.10
IPC分类号B01D65/10; B01D65/06; C02F1/44
摘要
本发明提供一种水处理装置及水处理装置的运行方法。本发明的水处理装置具备：分离膜装置，具有从被处理水(11)浓缩溶解成分和分散成分而获得透过水的分离膜;第1附着物检测部(24A)，设置于从排出非透过水(15)的非透过水管路(L11)分支的非透过水分支管路(L12)，且具有第1检测用分离膜(21A)，所述第1检测用分离膜(21A)将分支的非透过水的一部分作为检测液(15a)并将该检测液(15a)分离为检测用透过水(22)和检测用非透过水(23)，所述非透过水(15)浓缩溶解成分和分散成分而成;及第1检测用分离液流量测量装置，测量在第1检测用分离膜(21A)中分离的检测用透过水(22)或检测用非透过水(23)的任一者或两者的流量。
权利要求书
1.一种水处理装置，其特征在于，具备：
分离膜装置，具有从被处理水浓缩溶解成分和分散成分而获得透过水的分离膜;
第1附着物检测部，设置于从排出非透过水的非透过水管路分支的非透过水分支管路，且具有第1检测用分离膜，所述第1检测用分离膜将分支的非透过水的一部分作为检测液并将该检测液分离为检测用透过水和检测用非透过水，所述非透过水浓缩溶解成分和分散成分而成;及
第1检测用分离液流量测量装置，测量在所述第1检测用分离膜中分离的检测用透过水或检测用非透过水的任一者或两者的流量。
2.一种水处理装置，其特征在于，具备：
分离膜装置，具有从被处理水浓缩溶解成分和分散成分而获得透过水的分离膜;
第2附着物检测部，设置于从供给所述被处理水的被处理水供给管路分支的被处理水分支管路，且具有第2检测用分离膜，所述第2检测用分离膜将分支的被处理水的一部分作为检测液并将该检测液分离为检测用透过水和检测用非透过水;及
第2检测用分离液流量测量装置，测量在所述第2检测用分离膜中分离的检测用透过水或检测用非透过水的任一者或两者的流量。
3.一种水处理装置，其特征在于，具备：
分离膜装置，具有从被处理水浓缩溶解成分和分散成分而获得透过水的分离膜;
第1附着物检测部，设置于从排出非透过水的非透过水管路分支的非透过水分支管路，且具有第1检测用分离膜，所述第1检测用分离膜将分支的非透过水的一部分作为检测液并将该检测液分离为检测用透过水和检测用非透过水，所述非透过水浓缩溶解成分和分散成分而成;
第1检测用分离液流量测量装置，测量在所述第1检测用分离膜中分离的分离液的流量;
第2附着物检测部，设置于从供给所述被处理水的被处理水供给管路分支的被处理水分支管路，且具有第2检测用分离膜，所述第2检测用分离膜将分支的被处理水的一部分作为检测液并将该检测液分离为检测用透过水和检测用非透过水;及
第2检测用分离液流量测量装置，测量在所述第2检测用分离膜中分离的分离液的流量。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的水处理装置，其特征在于，具备，
控制装置，根据所述第1检测用分离液流量测量装置或第2检测用分离液流量测量装置的测量结果，实施所述分离膜装置的所述分离膜的清洗。
5.根据权利要求4所述的水处理装置，其特征在于，具备，
控制装置，根据所述第1检测用分离液流量测量装置或第2检测用分离液流量测量装置的测量结果，实施如下控制，即，将运行条件变更为附着物不附着于所述分离膜装置的所述分离膜的条件。
6.一种水处理装置，其特征在于，具备：
分离膜装置，具有从被处理水浓缩溶解成分和分散成分而获得透过水的分离膜;
第1附着物检测部，设置于从排出非透过水的非透过水管路分支的非透过水分支管路，且具有第1检测用分离膜，所述第1检测用分离膜将分支的非透过水的一部分作为检测液并将该检测液分离为检测用透过水和检测用非透过水，所述非透过水浓缩溶解成分和分散成分而成;
第1检测用分离液流量测量装置，测量在所述第1检测用分离膜中分离的检测用透过水或检测用非透过水的任一者或两者的流量;及
控制装置，根据所述第1检测用分离液流量测量装置的测量结果，实施如下控制，即，将运行条件变更为附着物不附着于所述分离膜装置的所述分离膜的条件。
7.一种水处理装置，其特征在于，具备：
分离膜装置，具有从被处理水浓缩溶解成分和分散成分而获得透过水的分离膜;
第2附着物检测部，设置于从供给所述被处理水的被处理水供给管路分支的被处理水分支管路，且具有第2检测用分离膜，所述第2检测用分离膜将分支的被处理水的一部分作为检测液并将该检测液分离为检测用透过水和检测用非透过水;
第2检测用分离液流量测量装置，测量在所述第2检测用分离膜中分离的检测用透过水或检测用非透过水的任一者或两者的流量;及
控制装置，根据所述第2检测用分离液流量测量装置的测量结果，实施如下控制，即，将运行条件变更为附着物不附着于所述分离膜装置的所述分离膜的条件。
8.一种水处理装置，其特征在于，具备：
分离膜装置，具有从被处理水浓缩溶解成分和分散成分而获得透过水的分离膜;
第1附着物检测部，设置于从排出非透过水的非透过水管路分支的非透过水分支管路，且具有第1检测用分离膜，所述第1检测用分离膜将分支的非透过水的一部分作为检测液并将该检测液分离为检测用透过水和检测用非透过水，所述非透过水浓缩溶解成分和分散成分而成;
第1检测用分离液流量测量装置，测量在所述第1检测用分离膜中分离的分离液的流量;
第2附着物检测部，设置于从供给所述被处理水的被处理水供给管路分支的被处理水分支管路，且具有第2检测用分离膜，所述第2检测用分离膜将分支的被处理水的一部分作为检测液并将该检测液分离为检测用透过水和检测用非透过水;
第2检测用分离液流量测量装置，测量在所述第2检测用分离膜中分离的分离液的流量;及
控制装置，根据所述第1检测用分离液流量测量装置或第2检测用分离液流量测量装置的测量结果，实施如下控制，即，将运行条件变更为附着物不附着于所述分离膜装置的所述分离膜的条件。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的水处理装置，其特征在于，
通过透过水侧流量测量装置测量透过所述第1检测用分离膜或第2检测用分离膜的检测用透过水的流量时，
在测量流量成为规定阈值以下的情况下，判断为附着物附着于所述分离膜装置的所述分离膜的初始阶段。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的水处理装置，其特征在于，
通过非透过水侧流量测量装置测量透过所述第1检测用分离膜或第2检测用分离膜的检测用非透过水的流量时，
在测量流量成为规定阈值以上的情况下，判断为附着物附着于所述分离膜装置的所述分离膜的初始阶段。
11.根据权利要求1或3或6或8所述的水处理装置，其特征在于，
第1附着物检测部的流路的长度为所述分离膜装置中所使用的所述分离膜的供给液流动方向的总长度的1/10以下。
12.根据权利要求2或3或7或8所述的水处理装置，其特征在于，
第2附着物检测部的流路的长度为所述分离膜装置中所使用的所述分离膜的供给液流动方向的总长度的1/10以下。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的水处理装置，其特征在于，具备，
蒸发器，使来自所述分离膜装置的所述非透过水的水分蒸发。
14.一种水处理装置的运行方法，其特征在于，
所述水处理装置的运行方法利用权利要求1所述的水处理装置的第1附着物检测部，
在所述分离液的流量相对于规定阈值发生变化的情况下，
选定清洗附着于所述第1附着物检测部的第1检测用分离膜的附着物的附着物清洗液及抑制附着物的附着的附着物抑制剂的任一者或两者，并将该选定的所述附着物清洗液或所述附着物抑制剂供给至所述分离膜装置。
15.一种水处理装置的运行方法，其特征在于，
所述水处理装置的运行方法利用权利要求2所述的水处理装置的第2附着物检测部，
在所述分离液的流量相对于规定阈值发生变化的情况下，
选定清洗附着于所述第2附着物检测部的第2检测用分离膜的附着物的附着物清洗液及抑制附着物的附着的附着物抑制剂的任一者或两者，并将该选定的所述附着物清洗液或所述附着物抑制剂供给至所述分离膜装置。
16.根据14或15所述的水处理装置的运行方法，其特征在于，
使来自所述分离膜装置的所述非透过水的水分蒸发。
说明书
水处理装置及水处理装置的运行方法
技术领域
本发明涉及一种水处理装置及水处理装置的运行方法。
背景技术
例如矿山废水中含有黄铁矿(FeS2)，该黄铁矿被氧化而生成SO42-。为了中和矿山废水而使用廉价Ca(OH)2。因此，矿山废水中丰富地含有Ca2+及SO42-。
并且，已知咸水、污水及工业废水中也丰富地含有Ca2+及SO42-。并且，在冷却塔中，在从锅炉等排出的高温的排气与冷却水之间进行热交换。通过该热交换，冷却水的一部分成为蒸气，因此冷却水中的离子被浓缩。因此，从冷却塔排出的冷却水(排污水)的Ca2+及SO42-等的离子浓度处于较高的状态。
大量含有这些离子的水被施予脱盐处理。作为实施脱盐处理的浓缩装置，例如已知有反渗透膜装置、纳滤膜装置及离子交换膜装置等。
然而，在利用这些装置进行脱盐处理时存在如下问题，即在高浓度的阳离子(例如钙离子(Ca2+))和阴离子(例如硫酸离子(SO42-))获取其淡水时，若这些离子在膜表面浓缩，则有时超过难溶性矿物盐即硫酸钙(石膏(CaSO4))的溶解限度而作为附着物析出于膜表面，从而透过水的渗透通量(通量)降低。
因此，以往提出有作为监控反渗透膜的方法，例如使用监控反渗透膜装置的反渗透膜的单元来进行肉眼判断，从而检测矿物盐的结晶生成(专利文献1)。
并且，提出有使来自淡水化装置的浓缩水的至少一部分透过监控用分离膜，并通过设置于该监控用分离膜的前后的测压计来监控浓缩水中所含有的附着物析出于监控用分离膜的膜表面(专利文献2)。根据该提出的内容，预先监控原水(海水)被浓缩而附着物析出于过滤膜的膜表面，从而有效地抑制附着物析出于淡水化装置的过滤膜的膜表面。
并且，专利文献2中提出有为了进一步促进附着物析出，向供给至监控用分离膜的浓缩水供给碱性药剂。
而且，在反渗透膜装置的技术手册中，反渗透膜装置的运行中，RO元件的膜表面有时被矿物垢、微生物、胶体状粒子及有机物污染，沉积物附着于膜表面，最终无法获得规定的透过水流量、脱盐率。提出有以系统启动起至最初的48小时的运行为基准，标准化的透过水流量降低10%以上时、标准化的盐分透过率上升10%以上时、或标准化的差压(供给水侧的压力-浓缩水侧的压力)增大15%以上时，需要清洗元件(非专利文献1)。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2009-524521号公报
专利文献2：日本特开2012-130823号公报
非专利文献1：“技术手册”Dow Water Solution“6.3 Cleaning Requirements”
(http：//dowac.custhelp.com/app/answers/detail/a_id/3428/kw/manual)
发明内容
发明要解决的技术课题
然而，专利文献1中所提出的监控方法中，附着物(例如矿物盐结晶)的生成机制中，纳米级的结晶核生长而成为附着物。反渗透膜装置的反渗透膜表面的细孔孔径为纳米级，若超μm以下的附着物存在于膜表面，则堵塞反渗透膜。为了肉眼确认该超μm以下的附着物，通过光学摄像装置(例如，光学显微镜)进行拍摄，实质上较困难，需要如电子显微镜那样的摄像装置，存在无法进行连续观察的问题。
而且，在能够肉眼观察的反渗透膜的表面，反渗透膜装置的浓缩水进行流动，因此存在穿过流动的液体而高精度地连续观察反渗透膜的表面实质上较困难的问题。
并且，专利文献2所提出的内容中，由于需要检测监控用单元的前后的差压，因此存在流路被附着物堵塞，只有在差压发生变化的程度的附着物析出之后才能进行判断的问题。并且，检测附着物时需要一定程度的大小，例如原水的淡水化装置的过滤膜程度的大小的监控用装置，存在监控装置规模变大的问题。
即，淡水化装置的反渗透膜例如存储1个螺旋膜的单位为1m的多个(例如5～8个)螺旋膜，从而构成1个过滤膜用容器，并连结数百个以上该容器来进行原水的过滤时，监控装置的小型化有助于淡水化设备的小型化，因此期望出现实现尽可能小型化的监控附着物的装置。
并且，在供给碱性药剂的情况下，虽然对于通过供给碱性药剂而变得容易析出的附着成分(例如碳酸钙、氢氧化镁等)有效，但对于不依赖于pH的成分(例如石膏(CaSO4)、氟化钙(CaF2)等)并没有效果，因此存在无法应用的问题。
在非专利文献1中，视为反渗透膜装置的透过水流量降低10%以上时，需要清洗元件。反渗透膜装置中，一般在压力容器(容器)内例如直接连结有5～8个元件，并且，在连结两个压力容器的情况下，例如直接连结有10～16个元件。在此，一个元件的液体流动方向的长度例如为1m，例如直接连结8个元件时，液体流动方向上的膜的总长度例如成为16m。这种情况下，在透过水流量降低10%的情况下，成为在元件中液流动方向的较长的长度上析出水垢的状态，且水垢附着量也较多，通过清洗去除水垢较困难。
并且，由于水垢析出于反渗透膜而反渗透膜受损，成为膜的性能下降的原因。因此，为了轻松地清洗所附着的水垢，需要高灵敏度地检测水垢开始析出于反渗透膜的时刻的装置。
本发明的课题在于鉴于上述问题，提供一种能够通过小型装置检测附着物开始附着于反渗透膜装置的反渗透膜的时刻，而且还检测附着物开始附着于分离膜装置的分离膜的时刻的水处理装置及水处理装置的运行方法。
用于解决技术课题的手段
为了解决上述课题，本发明的第1发明的水处理装置的特征在于，具备：分离膜装置，具有从被处理水浓缩溶解成分和分散成分而获得透过水的分离膜;第1附着物检测部，设置于从排出非透过水的非透过水管路分支的非透过水分支管路，且具有第1检测用分离膜，所述第1检测用分离膜将分支的非透过水的一部分作为检测液并将该检测液分离为检测用透过水和检测用非透过水，所述非透过水浓缩溶解成分和分散成分而成;及第1检测用分离液流量测量装置，测量在所述第1检测用分离膜中分离的检测用透过水或检测用非透过水的任一者或两者的流量。
第2发明的水处理装置的特征在于，具备：分离膜装置，具有从被处理水浓缩溶解成分和分散成分而获得透过水的分离膜;第2附着物检测部，设置于从供给所述被处理水的被处理水供给管路分支的被处理水分支管路，且具有第2检测用分离膜，所述第2检测用分离膜将分支的被处理水的一部分作为检测液，并将该检测液分离为检测用透过水和检测用非透过水;及第2检测用分离液流量测量装置，测量在所述第2检测用分离膜中分离的检测用透过水或检测用非透过水的任一者或两者的流量。
第3发明的水处理装置的特征在于，具备：分离膜装置，具有从被处理水浓缩溶解成分和分散成分而获得透过水的分离膜;第1附着物检测部，设置于从排出非透过水的非透过水管路分支的非透过水分支管路，且具有第1检测用分离膜，所述第1检测用分离膜将分支的非透过水的一部分作为检测液并将该检测液分离为检测用透过水和检测用非透过水，所述非透过水浓缩溶解成分和分散成分而成;第1检测用分离液流量测量装置，测量在所述第1检测用分离膜中分离的分离液的流量;第2附着物检测部，设置于从供给所述被处理水的被处理水供给管路分支的被处理水分支管路，且具有第2检测用分离膜，所述第2检测用分离膜将分支的被处理水的一部分作为检测液并将该检测液分离为检测用透过水和检测用非透过水;及第2检测用分离液流量测量装置，测量在所述第2检测用分离膜中分离的分离液的流量。
第4发明为第1至3中任一发明所述的水处理装置，其特征在于，具备根据所述第1检测用分离液流量测量装置或第2检测用分离液流量测量装置的测量结果，实施所述分离膜装置的所述分离膜的清洗的控制装置。
第5发明为第4发明所述的水处理装置，其特征在于，具备根据所述第1检测用分离液流量测量装置或第2检测用分离液流量测量装置的测量结果，实施如下控制，即，将运行条件变更为附着物不附着于所述分离膜装置的所述分离膜的条件的控制装置。
第6发明的水处理装置，其特征在于，具备：分离膜装置，具有从被处理水浓缩溶解成分和分散成分而获得透过水的分离膜;第1附着物检测部，设置于从排出非透过水的非透过水管路分支的非透过水分支管路，且具有第1检测用分离膜，所述第1检测用分离膜将分支的非透过水的一部分作为检测液并将该检测液分离为检测用透过水和检测用非透过水，所述非透过水浓缩溶解成分和分散成分而成;第1检测用分离液流量测量装置，测量在所述第1检测用分离膜中分离的检测用透过水或检测用非透过水的任一者或两者的流量;及控制装置，根据所述第1检测用分离液流量测量装置的测量结果，实施如下控制，即，将运行条件变更为附着物不附着于所述分离膜装置的所述分离膜的条件。
第7发明的水处理装置，其特征在于，具备：分离膜装置，具有从被处理水浓缩溶解成分和分散成分而获得透过水的分离膜;第2附着物检测部，设置于从供给所述被处理水的被处理水供给管路分支的被处理水分支管路，且具有第2检测用分离膜，所述第2检测用分离膜将分支的被处理水的一部分作为检测液并将该检测液分离为检测用透过水和检测用非透过水;第2检测用分离液流量测量装置，测量在所述第2检测用分离膜中分离的检测用透过水或检测用非透过水的任一者或两者的流量;及控制装置，根据所述第2检测用分离液流量测量装置的测量结果，实施如下控制，即，将运行条件变更为附着物不附着于所述分离膜装置的所述分离膜的条件。
第8发明的水处理装置，其特征在于，具备：分离膜装置，具有从被处理水浓缩溶解成分和分散成分而获得透过水的分离膜;第1附着物检测部，设置于从排出非透过水的非透过水管路分支的非透过水分支管路，且具有第1检测用分离膜，所述第1检测用分离膜将分支的非透过水的一部分作为检测液并将该检测液分离为检测用透过水和检测用非透过水，所述非透过水浓缩溶解成分和分散成分而成;第1检测用分离液流量测量装置，测量在所述第1检测用分离膜中分离的分离液的流量;第2附着物检测部，设置于从供给所述被处理水的被处理水供给管路分支的被处理水分支管路，且具有第2检测用分离膜，所述第2检测用分离膜将分支的被处理水的一部分作为检测液并将该检测液分离为检测用透过水和检测用非透过水;第2检测用分离液流量测量装置，测量在所述第2检测用分离膜中分离的分离液的流量;及控制装置，根据所述第1检测用分离液流量测量装置或第2检测用分离液流量测量装置的测量结果，实施如下控制，即，将运行条件变更为附着物不附着于所述分离膜装置的所述分离膜的条件。
第9发明为第1至8中任一发明所述的水处理装置，其特征在于，通过透过水侧流量测量装置测量透过所述第1检测用分离膜或第2检测用分离膜的检测用透过水的流量时，测量流量成为规定阈值以下的情况下，判断为附着物附着于所述分离膜装置的所述分离膜的初始阶段。
第10发明为第1至8中任一发明所述的水处理装置，其特征在于，通过非透过水侧流量测量装置测量透过所述第1检测用分离膜或第2检测用分离膜的检测用非透过水的流量时，测量流量成为规定阈值以上的情况下，判断为附着物附着于所述分离膜装置的所述分离膜的初始阶段。
第11发明为第1或3或6或8发明所述的水处理装置，其特征在于，第1附着物检测部的流路的长度为所述分离膜装置中所使用的所述分离膜的供给液流动方向的总长度的1/10以下。
第12发明为第2或3或7或8发明所述的水处理装置，其特征在于，第2附着物检测部的流路的长度为所述分离膜装置中所使用的所述分离膜的供给液流动方向的总长度的1/10以下。
第13发明为第1至12中任一发明所述的水处理装置，其特征在于，具备使来自所述分离膜装置的所述非透过水的水分蒸发的蒸发器。
第14发明的水处理装置的运行方法，其特征在于，所述水处理装置的运行方法利用第1发明所述的水处理装置的第1附着物检测部;在所述分离液的流量相对于规定阈值发生变化的情况下，选定清洗附着于所述第1附着物检测部的第1检测用分离膜的附着物的附着物清洗液及抑制附着物的附着的附着物抑制剂的任一者或两者，并将该选定的所述附着物清洗液或所述附着物抑制剂供给至所述分离膜装置。
第15发明的水处理装置的运行方法，其特征在于，所述水处理装置的运行方法利用第2发明所述的水处理装置的第2附着物检测部;在所述分离液的流量相对于规定阈值发生变化的情况下，选定清洗附着于所述第2附着物检测部的第2检测用分离膜的附着物的附着物清洗液及抑制附着物的附着的附着物抑制剂的任一者或两者，并将该选定的所述附着物清洗液或所述附着物抑制剂供给至所述分离膜装置。
第16发明为第14或15发明所述的水处理装置的运行方法，其特征在于，使来自所述分离膜装置的所述非透过水的水分蒸发。
发明效果
通过利用本发明的水处理装置，在利用基于分离膜的分离膜装置处理被处理水时，能够检测附着物开始附着于分离膜的时刻。
