[發明專利]水處理裝置及水處理裝置的運行方法

在審

• 申請號: 201480081210.6
• 申請日: 2014-09-03
• 公開（公告）號: CN106659979A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 櫻井秀明;鈴木英夫;中小路裕;吉岡茂;沖野進;仙波范明;杉山茂廣;江田昌之;阿部飛太;上戶龍;鵜飼展行
• 申請（專利權）人: 三菱重工業株式會社
• 主分類號: B01D65/10
• 分類號: B01D65/10;B01D65/06;C02F1/44
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 雒運樸

技術領域

本發明涉及一種水處理裝置及水處理裝置的運行方法。

背景技術

例如礦山廢水中含有黃鐵礦(FeS₂)，該黃鐵礦被氧化而生成SO₄^2-。為了中和礦山廢水而使用廉價Ca(OH)₂。因此，礦山廢水中豐富地含有Ca²⁺及SO₄^2-。

并且，已知咸水、污水及工業廢水中也豐富地含有Ca²⁺及SO₄^2-。并且，在冷卻塔中，在從鍋爐等排出的高溫的排氣與冷卻水之間進行熱交換。通過該熱交換，冷卻水的一部分成為蒸氣，因此冷卻水中的離子被濃縮。因此，從冷卻塔排出的冷卻水(排污水)的Ca²⁺及SO₄^2-等的離子濃度處于較高的狀態。

大量含有這些離子的水被施予脫鹽處理。作為實施脫鹽處理的濃縮裝置，例如已知有反滲透膜裝置、納濾膜裝置及離子交換膜裝置等。

然而，在利用這些裝置進行脫鹽處理時存在如下問題，即在高濃度的陽離子(例如鈣離子(Ca²⁺))和陰離子(例如硫酸離子(SO₄^2-))獲取其淡水時，若這些離子在膜表面濃縮，則有時超過難溶性礦物鹽即硫酸鈣(石膏(CaSO₄))的溶解限度而作為附著物析出于膜表面，從而透過水的滲透通量(通量)降低。

因此，以往提出有作為監控反滲透膜的方法，例如使用監控反滲透膜裝置的反滲透膜的單元來進行肉眼判斷，從而檢測礦物鹽的結晶生成(專利文獻1)。

并且，提出有使來自淡水化裝置的濃縮水的至少一部分透過監控用分離膜，并通過設置于該監控用分離膜的前后的測壓計來監控濃縮水中所含有的附著物析出于監控用分離膜的膜表面(專利文獻2)。根據該提出的內容，預先監控原水(海水)被濃縮而附著物析出于過濾膜的膜表面，從而有效地抑制附著物析出于淡水化裝置的過濾膜的膜表面。

并且，專利文獻2中提出有為了進一步促進附著物析出，向供給至監控用分離膜的濃縮水供給堿性藥劑。

而且，在反滲透膜裝置的技術手冊中，反滲透膜裝置的運行中，RO元件的膜表面有時被礦物垢、微生物、膠體狀粒子及有機物污染，沉積物附著于膜表面，最終無法獲得規定的透過水流量、脫鹽率。提出有以系統啟動起至最初的48小時的運行為基準，標準化的透過水流量降低10％以上時、標準化的鹽分透過率上升10％以上時、或標準化的差壓(供給水側的壓力-濃縮水側的壓力)增大15％以上時，需要清洗元件(非專利文獻1)。

以往技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特表2009-524521號公報

專利文獻2：日本特開2012-130823號公報

非專利文獻1：“技術手冊”Dow Water Solution“6.3 Cleaning Requirements”

(http：//dowac.custhelp.com/app/answers/detail/a_id/3428/kw/manual)

發明內容

發明要解決的技術課題

然而，專利文獻1中所提出的監控方法中，附著物(例如礦物鹽結晶)的生成機制中，納米級的結晶核生長而成為附著物。反滲透膜裝置的反滲透膜表面的細孔孔徑為納米級，若超μm以下的附著物存在于膜表面，則堵塞反滲透膜。為了肉眼確認該超μm以下的附著物，通過光學攝像裝置(例如，光學顯微鏡)進行拍攝，實質上較困難，需要如電子顯微鏡那樣的攝像裝置，存在無法進行連續觀察的問題。

而且，在能夠肉眼觀察的反滲透膜的表面，反滲透膜裝置的濃縮水進行流動，因此存在穿過流動的液體而高精度地連續觀察反滲透膜的表面實質上較困難的問題。

并且，專利文獻2所提出的內容中，由于需要檢測監控用單元的前后的差壓，因此存在流路被附著物堵塞，只有在差壓發生變化的程度的附著物析出之后才能進行判斷的問題。并且，檢測附著物時需要一定程度的大小，例如原水的淡水化裝置的過濾膜程度的大小的監控用裝置，存在監控裝置規模變大的問題。

即，淡水化裝置的反滲透膜例如存儲1個螺旋膜的單位為1m的多個(例如5～8個)螺旋膜，從而構成1個過濾膜用容器，并連結數百個以上該容器來進行原水的過濾時，監控裝置的小型化有助于淡水化設備的小型化，因此期望出現實現盡可能小型化的監控附著物的裝置。