申请日2012.12.25
公开(公告)日2014.09.03
IPC分类号B01D21/01; B01D61/02; B01D61/04; C02F1/44; C02F1/56
摘要
本发明提供一种海水处理方法，其是将海水采用凝集剂进行凝集和固液分离处理后进行RO处理的海水处理方法，其中，添加少量的凝集剂就能获得具有良好水质的RO供水，并对此进行RO处理，由此能够长期持续且稳定地进行RO处理。本发明提供一种海水处理方法，其是将海水进行膜分离处理时的预处理方法，其特征在于，在海水中添加阳离子系有机凝结剂和/或无机凝集剂并使其发生反应后，添加具有酚羟基的、在高盐度下不溶解的高分子化合物的碱溶液来进行凝集处理，然后进行固液分离处理。然后，将该处理水进行膜分离处理来进行淡化。
权利要求书
1.一种海水处理方法，其是将海水进行膜分离处理时的预处理方法，其 特征在于，在海水中添加阳离子系有机凝结剂和/或无机凝集剂并发生反应 后，添加具有酚羟基的在高盐度下不溶解的高分子化合物的碱溶液来进行凝 集处理，然后，进行固液分离处理。
2.如权利要求1所述的海水处理方法，其特征在于，所述阳离子系有机 凝结剂相对于海水的添加量以有效成分计是0.25mg/L以下，并且具有酚羟基 的在高盐度下不溶解的高分子化合物的碱溶液的树脂成分添加量是阳离子系 有机凝结剂的添加量的1.3倍以上。
3.如权利要求1所述的海水处理方法，其特征在于，所述无机凝集剂是 铁系凝集剂或铝系凝集剂，铁系凝集剂相对于海水的添加量以Fe计是 2.0mg/L以下，铝系凝集剂相对于海水的添加量以Al2O3计是5mg/L以下，具 有酚羟基的在高盐度下不溶解的高分子化合物的碱溶液的树脂成分添加量是 0.1mg/L以上且1mg/L以下。
4.一种海水处理方法，其特征在于，其经权利要求1至3中任一项所 述的海水处理方法进行处理后，进行逆渗透膜分离处理。
说明书
海水处理方法
技术领域
本发明涉及一种对海水进行膜分离处理时的预处理方法，特别是涉及对 海水进行凝集处理和固液分离处理的方法。另外，本发明还涉及在该处理后 进行膜分离处理的方法，特别是涉及适合于海水的淡化处理的方法。
背景技术
基于逆渗透(RO)膜进行分离处理的海水的淡化，在难以获得淡水的中 东地区、以及近年来在中国、澳大利亚等地得到广泛实施。
在进行膜分离处理前，进行预处理以去除海水中的微细粘土成分、生物 代谢产生的高分子有机物(生物高分子)等的附着在RO膜上使透过通量(flux) 降低的污浊成分。该预处理，目前广泛使用三氯化铁溶液进行凝集·固液分离 处理。三氯化铁的添加量，是以Fe计为0.5～1mg/L(三氯化铁溶液浓度 38wt/wt%：Fe13.1%;以40波美度制品计进行换算为3.8～7.6mg/L)作为标 准。
对于通过凝集·固液分离处理而去除污浊成分的效果(膜污染指标)的判 定，是采用ASTMD4189中定义的SDI(Silt density index：淤泥密度指数， 与JIS K3802中定义的FI(fouling index：结垢指数)的内容相同)。对膜分 离供水所要求的SDI值为4.0以下，优选为SDI值为3.0以下。
作为进行膜分离处理的水(膜供水 )的膜过滤性(膜污染性)的指标， 有“MFF值”。该MFF值的测定方法如下所述。
(1)通过瓶式检验器(ジャーテスター)进行凝集处理获得1000mL以 上的凝集处理水。
(2)将凝集处理水静置30分钟以使凝集絮状物沉淀。
(3)将(2)的凝集处理水通过编号5A(No.5A)(5μm孔)的滤纸从 上清液开始慢慢过滤，最终将全部含凝集絮状物的凝集处理水过滤。
(4)将所得到的1000mL以上的滤液，分别取500mL放入2个量筒。
(5)将第1个量筒的500mL滤液使用孔径0.45μm、直径47mm的硝酸 纤维素制膜滤器，在66kPa(500mmHg)的减压下进行过滤，测量此时的过 滤所需的时间T1。接着，再将另1个量筒的500mL滤液同样进行减压过滤， 测定此时的过滤所需的时间T2。
(6)以下式计算MFF值。
MFF=T2/T1
根据本发明人的试验结果，在MFF1.01～1.15的范围，在MFF值与SDI 值之间存在例如图1所示的直线函数。如上所述，供给于用于海水淡化处理 的逆渗透膜装置(RO装置)的RO供水的SDI值优选为4.0以下、特别优选 为3.0以下，作为MFF值优选为1.094以下、特别优选为1.060以下。
近年来，由于生活废水流入海水以及随之发生的藻类等微生物的繁殖等， 存在海水中的微生物代谢产物(生物高分子)的浓度增加的问题。由这种生 物高分子生成所导致的膜污染的现象，特别是在中东的阿拉伯湾(Arabian Bay)、红海、中国的渤海湾等封闭性水域容易发生。
生物高分子是膜污染的主要物质，其增加会使膜过滤性指标SDI上升(恶 化)，为了使SDI达到4.0以下，需要增加三氯化铁的添加量。
另一方面，从凝集时产生的污泥的海洋废弃的限制等情形出发，要求尽 量减少三氯化铁溶液的添加量，若可能，则要求不添加三氯化铁溶液而以极 少的凝集药剂来获得目标的膜过滤性指标的预处理凝集处理水。
针对减少三氯化铁添加量的要求，尝试了并用聚亚烷基聚胺等的阳离子 系高分子凝结剂，但没有得到能够充分地降低SDI的效果。
在专利文献1中，记载了在海水中添加酚系高分子的碱溶液之后添加无 机凝集剂进行凝集处理并对凝集处理水进行固液分离、将分离水进行逆渗透 膜处理的方法。根据该专利文献1的方法，RO供水的MFF或SDI得到改善， 能够使RO装置长期持续且稳定地进行运转。但是，在专利文献1的方法中， 无机凝集剂的添加量较多，其结果是，存在由药剂引起的污泥固体含量增多 的问题。该问题，特别是当海水受到有机物污染时有更显著的倾向。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-131469
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的在于提供一种海水处理方法，其是将海水采用凝集剂进行 凝集和固液分离处理后进行RO处理的海水处理方法，其中，添加少量的凝 集剂就能获得具有良好水质的RO供水，并对此进行RO处理，由此能够长 期持续且稳定地进行RO处理。
解决课题的方法
本发明的海水处理方法，其是将海水进行膜分离处理时的预处理方法， 其特征在于，在海水中添加阳离子系有机凝结剂和/或无机凝集剂并使其发生 反应后，添加具有酚羟基的在高盐度下不溶解的高分子化合物的碱溶液来进 行凝集处理，然后，进行固液分离处理。
优选前述阳离子系有机凝结剂相对于海水的添加量以有效成分计为 0.25mg/L以下、并且具有酚羟基的在高盐度下不溶解的高分子化合物的碱溶 液的树脂成分添加量为阳离子系有机凝结剂的添加量的1.3倍以上。
另外，优选前述无机凝集剂是铁系凝集剂或铝系凝集剂，并且铁系凝集 剂相对于海水的添加量以Fe计为2.0mg/L以下，铝系凝集剂相对于海水的添 加量以Al2O3计为5mg/L以下，具有酚羟基的在高盐度下不溶解的高分子化 合物的碱溶液的树脂成分添加量为0.1mg/L以上且1mg/L以下。
在本发明的一种方式中，基于上述海水处理方法对海水进行预处理后， 进行逆渗透膜分离处理而对海水进行淡化处理。
发明效果
本发明人等，为了解决上述课题进行研究的结果发现，通过在海水中添 加阳离子系有机凝结剂和/或无机凝集剂并进行反应后，添加在海水中不溶解 的具有酚羟基的高分子化合物的碱溶液并进行反应，由此，不使用无机凝集 剂、或者使用极少量的无机凝集剂，就能够获得具有良好SDI值的凝集过滤 水。
对该反应机理进行推测如下。
若在海水中添加阳离子系有机凝结剂，则阳离子系有机凝结剂与海水中 的藻类及其他微生物代谢产生的生物高分子中具有阴离子性的所谓酸性多糖 类发生反应而形成微小粒子。该粒子是无法用波长660nm的浊度计检测到的 微小粒径的粒子。添加该阳离子系有机凝结剂后，若添加具有酚羟基的高分 子化合物的碱溶液，则微小粒子会进行凝结并生长至能够通过固液分离予以 去除的粒径。具有酚羟基的高分子化合物的碱溶液，由于在海水中其自身不 溶解而析出，因此与无机凝集剂同样地起到通过微粒子的吸附、粘接而发生 的凝集作用。另外，在海水中，具有阴离子性的酸性多糖类，其电荷受到海 水的高盐度的限制而处于电荷排斥大大减少的状态，因此通过具有酚羟基的 高分子化合物来进行凝集。
对酚系羟基而言，据推测是，由于具有轻微的离解性，因此来自该酚系 羟基的离解阴离子与所添加的阳离子系有机凝结剂中的残留于海水中的未反 应部分的阳离子产生静电反应，并形成可采用固液分离进行去除的粒子。
通过该处理，与只通过三氯化铁等无机凝集剂的处理相比，在减少了伴 随着凝集药剂而产生的固态物质的基础上，还获得了与三氯化铁处理相同水 平以上的良好的预处理水。
另外，若在海水中添加三氯化铁等无机凝集剂，则使海水中的微细粒子 或一部分生物高分子凝集，但有一部分会生成经过固液分离不能去除的微细 的氢氧化物胶体。
根据本发明，在添加无机凝集剂后，添加具有酚羟基的高分子化合物的 碱溶液，则在具有酚羟基的高分子化合物的粘接作用下粘接微细胶体而使其 粒径粗大化至能够通过固液分离予以去除的大小。
与此相对，如专利文献1那样，在添加酚系高分子的碱溶液后再添加无 机凝集剂，则海水中酚系高分子不溶解，在其粘接力失去之后再添加无机凝 集剂，不能使粘接微细胶体的功能有效发挥作用。
在本发明中，先添加无机凝集剂，然后添加的具有酚羟基的高分子化合 物的粘接力能够在其不溶解之前直接作用于由无机凝集剂的添加而生成的微 细胶体，因此能够以比以往的方法少的无机凝集剂添加量来获得良好的预处 理水，另外，还能够防止因微细胶体而导致的固液分离装置的污染、例如膜 污泥等，并能够进行长期持续且稳定的运转。
根据本发明的处理方法，无论是澄清海水还是污染海水，均能够对凝集 药剂的添加量不进行大幅度改变地施行适当的处理。因此，本发明方法针对 原海水的污浊度随季节等发生变动的对应性也很高。
