JP6819781B2 - Reverse osmosis membrane treatment method, water-based biofouling suppression method and equipment for that purpose - Google Patents
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Description
本発明は、逆浸透膜処理方法、及び結合ハロゲンを含む反応溶液を製造する装置、水系のバイオファウリング抑制方法などに関する。 The present invention relates to a method for treating a reverse osmosis membrane, an apparatus for producing a reaction solution containing a bound halogen, a method for suppressing biofouling in an aqueous system, and the like.
水処理水系において、工業用水及び超純水の製造、排水の回収・再利用、海水やかん水の淡水化等を目的として、被処理水を逆浸透(RO)膜で処理することがよく行われている。
しかし、被処理水中に含まれる微生物が逆浸透膜処理装置の通水配管内や逆浸透膜の膜面で増殖してスライムを形成し、これによって逆浸透膜における透過水量低下等のファウリングを引き起こすことがある。この対策として、過酸化水素水、結合ハロゲン剤、ハロゲン剤等の酸化剤が、微生物の増殖抑制や有機物の分解に用いられている。
例えば、微生物の増殖による逆浸透膜のファウリングの防止のために、遊離塩素剤及び安定化剤をそれぞれ被処理水に添加して被処理水中に安定化結合塩素を生成させ、当該安定化結合塩素を含む被処理水を逆浸透膜に給水したり、又はクロラミンを添加しこれを含む被処理水を逆浸透膜に給水したりしている。In treated water systems, it is common practice to treat water to be treated with a reverse osmosis (RO) membrane for the purpose of producing industrial water and ultrapure water, collecting and reusing wastewater, and desalinating seawater and brackish water. ing.
However, microorganisms contained in the water to be treated proliferate in the water flow pipe of the reverse osmosis membrane treatment device and on the membrane surface of the reverse osmosis membrane to form slime, which causes fouling such as a decrease in the amount of permeated water in the reverse osmosis membrane. May cause. As a countermeasure, oxidizing agents such as hydrogen peroxide solution, bound halogen agent, and halogen agent are used for suppressing the growth of microorganisms and decomposing organic substances.
For example, in order to prevent reverse osmosis membrane fouling due to the growth of microorganisms, a free chlorine agent and a stabilizer are added to the water to be treated to generate stabilizing bond chlorine in the water to be treated, and the stabilizing bond is generated. Water to be treated containing chlorine is supplied to the reverse osmosis membrane, or water to be treated containing chloramine is added to the reverse osmosis membrane.
また、各種工場のプラント冷却水系、排水処理水系、鉄鋼水系、紙パルプ水系、切削油水系などでも、微生物(例えば、細菌や糸状菌や藻類など)が原因となりバイオフィルム等が水系に発生する。このバイオフィルム等は、熱効率の低下;通水配管、流路、膜(例えば、RO膜など)などの閉塞;配管金属材質の腐食等の障害を引き起こすといわれている。 Further, even in plant cooling water systems, wastewater treatment water systems, steel water systems, paper pulp water systems, cutting oil water systems, etc. of various factories, biofilms and the like are generated in water systems due to microorganisms (for example, bacteria, filamentous fungi, algae, etc.). It is said that these biofilms and the like cause a decrease in thermal efficiency; blockage of water flow pipes, flow paths, membranes (for example, RO membranes, etc.); and corrosion of pipe metal materials.
さらに、例えば、特許文献1には、被処理液を透過膜に供給して膜分離を行う方法において、被処理液に遊離塩素剤を添加して殺菌を行った後、アンモニウムイオンを添加してクロラミンを生成させ、微生物の増殖を抑制することを特徴とする膜分離方法が提案されている。 Further, for example, in Patent Document 1, in a method of supplying a liquid to be treated to a permeable membrane to perform membrane separation, a free chlorine agent is added to the liquid to be treated for sterilization, and then ammonium ions are added. A membrane separation method has been proposed, which comprises producing chloramine and suppressing the growth of microorganisms.
ここで、後述する比較例1に示すように、塩素系酸化剤及び安定化剤を被処理水に添加して結合塩素を生成させた場合、この被処理水中の遊離塩素濃度は0.2mg−Cl2/L程度であった。例えば、遊離塩素濃度が0.2mg−Cl2/L程度含む被処理水を、バイオファウリングを防止する目的のために、逆浸透膜に給水すると、逆浸透膜は耐塩素性が低いため逆浸透膜が劣化しやすい。また、例えば、遊離塩素は腐食の原因となるため、水系中の遊離塩素濃度が小さい方が、水系(例えば、通水配管や流路など)の腐食が抑制できるため、好ましい。Here, as shown in Comparative Example 1 described later, when a chlorine-based oxidizing agent and a stabilizer are added to the water to be treated to generate bound chlorine, the free chlorine concentration in the water to be treated is 0.2 mg-. It was about Cl 2 / L. For example, when water to be treated containing a free chlorine concentration of about 0.2 mg-Cl 2 / L is supplied to a reverse osmosis membrane for the purpose of preventing biofouling, the reverse osmosis membrane has low chlorine resistance. The osmosis membrane tends to deteriorate. Further, for example, since free chlorine causes corrosion, it is preferable that the free chlorine concentration in the water system is small because corrosion of the water system (for example, a water flow pipe or a flow path) can be suppressed.
また、遊離塩素を含む被処理水が逆浸透膜処理に到達するまでの時間をできるだけ長くして、当該被処理水中の遊離塩素濃度を減らす方法が考えられる。しかし、比較例1のように、遊離塩素が0.2mg−Cl2/L程度生成された被処理水を一定時間経過させた場合でも、被処理水中の遊離塩素濃度はほとんど減少しなかった。このことから、時間を経過させても、水系(例えば、被処理水など)中の遊離塩素濃度の減少効果はほとんど得られない。また、時間を経過させても遊離塩素濃度の減少効果がほとんど得られない場合、循環水系などの水系(例えば、通水配管や流路など)でも、水系に存在する遊離塩素のために腐食が生じる可能性がある。Further, it is conceivable to reduce the concentration of free chlorine in the water to be treated by lengthening the time until the water to be treated containing free chlorine reaches the reverse osmosis membrane treatment as much as possible. However, as in Comparative Example 1, the free chlorine concentration in the water to be treated hardly decreased even when the water to be treated in which about 0.2 mg-Cl 2 / L of free chlorine was generated was allowed to elapse for a certain period of time. From this, even if time passes, the effect of reducing the free chlorine concentration in the water system (for example, the water to be treated) is hardly obtained. In addition, if the effect of reducing the free chlorine concentration is hardly obtained even after a lapse of time, even in a water system such as a circulating water system (for example, a water flow pipe or a flow path), corrosion occurs due to the free chlorine existing in the water system. It can occur.
また、安定化剤のスルファミン酸添加量を大幅に上げて遊離塩素を減少させる方法が考えられる。しかし、比較例2のように、安定化剤濃度を1オーダー上げても被処理水中の遊離塩素濃度は0.2mg−Cl2/L程度のままであった。このことから、安定化剤の添加量を大幅に上げても、水系(例えば、被処理水)中の遊離塩素濃度の減少効果は限定的である。In addition, a method of significantly increasing the amount of sulfamic acid added as a stabilizer to reduce free chlorine can be considered. However, as in Comparative Example 2, the free chlorine concentration in the water to be treated remained at about 0.2 mg-Cl 2 / L even when the stabilizer concentration was increased by one order. From this, even if the amount of the stabilizer added is significantly increased, the effect of reducing the free chlorine concentration in the water system (for example, the water to be treated) is limited.
そこで、本発明は、ハロゲン系酸化剤及び安定化剤を水系に使用した場合でも、水系中の遊離ハロゲン濃度をできるだけ少なくする技術を提供することを主な目的とする。 Therefore, it is a main object of the present invention to provide a technique for reducing the free halogen concentration in an aqueous system as much as possible even when a halogen-based oxidizing agent and a stabilizer are used in the aqueous system.
本発明者は、鋭意検討した結果、ハロゲン系酸化剤及び安定化剤を所定以上の全残留ハロゲン濃度になるように反応させた反応溶液を水系(例えば、被処理水など)に添加する前に製造し、当該反応溶液を水系(例えば、被処理水など)に添加することで、当該水系(例えば、被処理水など)中の遊離ハロゲン濃度(具体的には遊離塩素濃度)が大幅に低減できることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of diligent studies, the present inventor has made a reaction solution in which a halogen-based oxidant and a stabilizer are reacted so as to have a total residual halogen concentration of a predetermined value or higher before adding to an aqueous system (for example, water to be treated). By producing and adding the reaction solution to an aqueous system (for example, water to be treated), the free halogen concentration (specifically, free chlorine concentration) in the aqueous system (for example, water to be treated) is significantly reduced. We found what we could do and completed the present invention.
本発明は、安定化剤及びハロゲン系酸化剤を全残留ハロゲン濃度が全塩素濃度として100mg−Cl2/L以上となるように反応させて結合ハロゲンを生成させた反応溶液を、被処理水に添加し、当該被処理水を逆浸透膜処理する方法を提供するものである。
また、本発明は、安定化剤及びハロゲン系酸化剤を全残留ハロゲン濃度が全塩素濃度として100mg−Cl2/L以上となるように反応させて結合ハロゲンを生成させた反応溶液を、水系に添加し、水系のバイオファウリングを抑制する方法を提供するものである。
本発明は、結合ハロゲンを含む反応溶液を製造する装置であり、
安定化剤及びハロゲン系酸化剤を反応させて結合ハロゲンを含む反応溶液を生成させる生成部と、
前記反応溶液が安定化剤及びハロゲン系酸化剤を全残留ハロゲン濃度が全塩素濃度として100mg−Cl2/L以上になるように調整する制御部と、
を有する製造装置を提供するものである。
前記安定化剤が、スルファミン酸化合物であってもよい。
前記安定化剤が、前記ハロゲン系酸化剤1molに対して1mol以上で反応させてもよい。
前記反応溶液中の遊離ハロゲン比率(%)が、全残留ハロゲンの10%以下であってもよい。
前記全残留ハロゲン濃度が125mg−Cl2/L以上であってもよい。
前記結合ハロゲンを含む反応溶液が、逆浸透膜のファウリングを抑制するための反応溶液、又は水系のバイオファウリングを抑制するための反応溶液であってもよい。In the present invention, a reaction solution obtained by reacting a stabilizer and a halogen-based oxidizing agent so that the total residual halogen concentration becomes 100 mg-Cl 2 / L or more as the total chlorine concentration to generate a bound halogen is applied to water to be treated. It provides a method of adding and treating the water to be treated with a reverse osmosis membrane.
Further, in the present invention, a reaction solution obtained by reacting a stabilizer and a halogen-based oxidant so that the total residual halogen concentration becomes 100 mg-Cl 2 / L or more as the total chlorine concentration to generate a bound halogen is applied to an aqueous system. It is added to provide a method of suppressing water-based biofouling.
The present invention is an apparatus for producing a reaction solution containing a bonded halogen.
A generator that reacts a stabilizer and a halogen-based oxidant to produce a reaction solution containing a bound halogen.
A control unit that adjusts the stabilizer and halogen-based oxidant so that the total residual halogen concentration is 100 mg-Cl 2 / L or more as the total chlorine concentration in the reaction solution.
To provide a manufacturing apparatus having the above.
The stabilizer may be a sulfamic acid compound.
The stabilizer may react with 1 mol of the halogen-based oxidizing agent in an amount of 1 mol or more.
The free halogen ratio (%) in the reaction solution may be 10% or less of the total residual halogen.
The total residual halogen concentration may be 125 mg-Cl 2 / L or more.
The reaction solution containing the bonded halogen may be a reaction solution for suppressing fouling of a reverse osmosis membrane or a reaction solution for suppressing biofouling of an aqueous system.
本発明は、ハロゲン系酸化剤及び安定化剤を水処理水系に使用した場合でも、水系(例えば、被処理水など)中の遊離ハロゲン濃度をできるだけ少なくする技術を提供することができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本明細書中に記載されたいずれかの効果であってもよい。 The present invention can provide a technique for reducing the concentration of free halogen in a water system (for example, water to be treated) as much as possible even when a halogen-based oxidizing agent and a stabilizer are used in a water-treated water system. The effects described here are not necessarily limited, and may be any of the effects described in the present specification.
本発明の好ましい実施形態について説明する。ただし、本発明は以下の好ましい実施形態に限定されず、本発明の範囲内で自由に変更することができるものである。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が限定されて解釈されることはない。また、各数値範囲の上限値と下限値は、所望により、任意に組み合わせることができる。 Preferred embodiments of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the following preferred embodiments, and can be freely modified within the scope of the present invention. It should be noted that the embodiments described below show an example of typical embodiments of the present invention, and the scope of the present invention is not limited and interpreted thereby. Further, the upper limit value and the lower limit value of each numerical value range can be arbitrarily combined as desired.
本発明の実施形態に係る逆浸透膜処理する方法は、安定化剤及びハロゲン系酸化剤を全残留ハロゲン濃度が全塩素濃度として100mg−Cl2/L以上となるように反応させて結合ハロゲンを生成させた反応溶液を、被処理水に添加し、当該被処理水を逆浸透膜処理するものである。
また、本発明の別の実施形態に係る水系のバイオファウリングを抑制する方法は、安定化剤及びハロゲン系酸化剤を全残留ハロゲン濃度が全塩素濃度として100mg−Cl2/L以上となるように反応させて結合ハロゲンを生成させた反応溶液を、水系に添加するものである。
なお、「バイオファウリング(Biofouling)」とは、狭義には、水処理などに用いられる膜に微生物が繁茂し、バイオフィルムなどの微生物に由来する物質が、膜を目詰まりさせる現象を意味する。しかし、本発明において「バイオファウリング(Biofouling)」とは、膜を目詰まりさせる現象にとどまらず、冷却塔や紙パルプ製造工程などの水系における微生物汚れ(スライム)も含むものである。In the method for treating a reverse osmosis membrane according to the embodiment of the present invention, a stabilizer and a halogen-based oxidizing agent are reacted so that the total residual halogen concentration is 100 mg-Cl 2 / L or more as the total chlorine concentration to obtain bound halogen. The generated reaction solution is added to the water to be treated, and the water to be treated is subjected to reverse osmosis membrane treatment.
Further, in the method for suppressing water-based biofouling according to another embodiment of the present invention, the total residual halogen concentration of the stabilizer and the halogen-based oxidizing agent is 100 mg-Cl 2 / L or more as the total chlorine concentration. The reaction solution obtained by reacting with the above to generate a bound halogen is added to the aqueous system.
In a narrow sense, "Biofouling" means a phenomenon in which microorganisms grow on a membrane used for water treatment and the like, and a substance derived from the microorganism such as a biofilm clogs the membrane. .. However, in the present invention, "Biofouling" includes not only the phenomenon of clogging the membrane but also microbial stains (slime) in water systems such as cooling towers and pulp and paper manufacturing processes.
<安定化剤>
本実施形態で用いる「安定化剤」は、後述するハロゲン系酸化剤と反応して、後述する結合ハロゲン(好適には、安定化結合ハロゲン)を生成できるものであれば、特に限定されず、好ましくは、アミノ基を有する化合物である。なお、本明細書において、アンモニア、第一級アミン又は第二級アミンから水素を除いた1価の官能基(−NH2、−NHR、−NRR’)を「アミノ基」という。<Stabilizer>
The "stabilizer" used in the present embodiment is not particularly limited as long as it can react with a halogen-based oxidizing agent described later to produce a bonded halogen (preferably a stabilized bonded halogen) described later. A compound having an amino group is preferable. In the present specification, a monovalent functional group (-NH 2 , -NHR, -NRR') obtained by removing hydrogen from ammonia, a primary amine or a secondary amine is referred to as an "amino group".
前記安定化剤として、例えば、スルファミン酸又はその誘導体等のスルファミン酸化合物;5,5’−ジメチルヒダントイン等のヒダントイン;イソシアヌル酸;尿素;ビウレット;カルバミン酸メチル;カルバミン酸エチル;、アセトアミド、ニコチン酸アミド、メタンスルホンアミド及びトルエンスルホンアミド等のアミド化合物;マレイミド、コハク酸イミド及びフタルイミド等のイミド化合物;アラニン、グリシン、ヒスチジン、リシン、トレオニン、オルニチン、フェニルアラニン等のアミノ酸;メチルアミン、ヒドロキシルアミン、モルホリン、ピペラジン、イミダゾール及びヒスタミン、アミノメタンスルホン酸、タウリン等のアミン;アンモニア;硫酸アンモニウム等のアンモニウム塩等が挙げられる。当該安定化剤の例示は、安定化結合塩素を生成し易い塩素安定化剤の例示でもある。
これらから1種又は2種以上選択して、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。As the stabilizer, for example, a sulfamic acid compound such as sulfamic acid or a derivative thereof; a hydridein such as 5,5'-dimethylhydantoin; isocyanuric acid; urea; biuret; methyl carbamate; ethyl carbamate ;, acetamide, nicotinic acid. Amide compounds such as amides, methanesulfonamides and toluenesulfonamides; imide compounds such as maleimide, succinimide and phthalimide; amino acids such as alanine, glycine, histidine, lysine, treonine, ornithine and phenylalanine; methylamine, hydroxylamine, morpholin , Amines such as piperazine, imidazole and histamine, aminomethanesulfonic acid, taurine; ammonia; ammonium salts such as ammonium sulfate and the like. The example of the stabilizer is also an example of a chlorine stabilizer that easily produces stabilized bonded chlorine.
One or more of these may be selected and used alone, or two or more may be used in combination.
前記安定化剤のうち、スルファミン酸化合物及び/又は有機窒化化合物(例えば、アミノ酸、アミド化合物等)が好ましい。より好ましくはスルファミン酸化合物であり、当該スルファミン酸化合物を用いることで、遊離塩素濃度を低減できる。当該スルファミン酸化合物を用いることより、適宜、逆浸透膜の劣化をより良好に抑制できること、また、適宜、水系の腐食をより良好に抑制することもできる。さらに、本実施形態であれば、適宜、結合ハロゲンに起因する効果をより良好に発揮させること(例えば、逆浸透膜のファウリングをより良好に防止できることなど)もできる。 Among the stabilizers, sulfamic acid compounds and / or organic nitride compounds (for example, amino acids, amide compounds, etc.) are preferable. A sulfamic acid compound is more preferable, and the free chlorine concentration can be reduced by using the sulfamic acid compound. By using the sulfamic acid compound, deterioration of the reverse osmosis membrane can be suppressed more appropriately, and corrosion of the water system can be suppressed more appropriately. Further, in the present embodiment, it is possible to appropriately exert the effect caused by the bound halogen (for example, the fouling of the reverse osmosis membrane can be better prevented).
前記スルファミン酸化合物としては、下記一般式[1]で表される化合物又はその塩が挙げられる。 Examples of the sulfamic acid compound include a compound represented by the following general formula [1] or a salt thereof.
R1R2NSO3H・・・[1]
(ただし、一般式[1]において、R1及びR2は、各々独立に、水素原子又は炭素数1〜8の炭化水素である。)
前記炭素数1〜8の炭化水素として、例えば置換基を有してもよい芳香族(より好適にはフェニル基)、置換基を有してもよいアルキル基(より好適にはメチル基)等が挙げられる。R 1 R 2 NSO 3 H ... [1]
(However, in the general formula [1], R 1 and R 2 are independently hydrogen atoms or hydrocarbons having 1 to 8 carbon atoms.)
Examples of the hydrocarbon having 1 to 8 carbon atoms include an aromatic group which may have a substituent (more preferably a phenyl group), an alkyl group which may have a substituent (more preferably a methyl group), and the like. Can be mentioned.
前記一般式[1]で表されるスルファミン酸化合物としては、例えば、R1とR2がともに水素原子であるスルファミン酸のほかに、N−メチルスルファミン酸、N,N−ジメチルスルファミン酸、N−フェニルスルファミン酸等及びこれらの塩等が挙げられる。Examples of the sulfamic acid compound represented by the general formula [1] include N-methylsulfamic acid, N, N-dimethylsulfamic acid, and N, in addition to sulfamic acid in which both R 1 and R 2 are hydrogen atoms. -Phenylsulfamic acid and the like and salts thereof and the like can be mentioned.
前記化合物の塩は、一般的なものでよく、無機塩(アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、鉄塩、亜鉛塩等の金属塩;アンモニウム塩等)又は有機塩(カルボン酸塩等)を挙げることができる。
前記化合物の無機塩の例示としては、例えば、アルカリ金属塩(例えば、ナトリウム塩、カリウム塩等)、アルカリ土類金属塩(例えば、カルシウム塩、ストロンチウム塩、バリウム塩等)、他の金属塩(マンガン塩、銅塩、亜鉛塩、鉄塩、コバルト塩、ニッケル塩等)、アンモニウム塩及びグアニジン塩等を挙げることができる。The salt of the compound may be a general one, and may be an inorganic salt (metal salt such as alkali metal salt, alkaline earth metal salt, iron salt, zinc salt; ammonium salt, etc.) or an organic salt (carboxylate, etc.). Can be mentioned.
Examples of inorganic salts of the above compounds include alkali metal salts (eg, sodium salts, potassium salts, etc.), alkaline earth metal salts (eg, calcium salts, strontium salts, barium salts, etc.), and other metal salts (eg, calcium salts, strontium salts, barium salts, etc.). Manganese salt, copper salt, zinc salt, iron salt, cobalt salt, nickel salt, etc.), ammonium salt, guanidine salt, etc. can be mentioned.
前記スルファミン酸塩の具体例としては、スルファミン酸ナトリウム、スルファミン酸カリウム、スルファミン酸カルシウム、スルファミン酸ストロンチウム、スルファミン酸バリウム、スルファミン酸鉄、スルファミン酸亜鉛、スルファミン酸アンモニウム等が挙げられる。
前記スルファミン酸化合物から1種又は2種以上選択して、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。Specific examples of the sulfamate include sodium sulfamate, potassium sulfamate, calcium sulfamate, strontium sulfamate, barium sulfamate, iron sulfamate, zinc sulfamate, ammonium sulfamate and the like.
One or two or more of the sulfamic acid compounds may be selected and used alone, or two or more of them may be used in combination.
<ハロゲン系酸化剤>
本実施形態で用いるハロゲン系酸化剤は、特に限定されないが、例えば塩素系、臭素系、及び臭素化合物と塩素系酸化剤との反応物等が挙げられる。当該ハロゲン系酸化剤は、塩素系又は臭素系等のいずれでもよいが、塩素系酸化剤が、本発明の効果を奏しやすい観点から、好ましい。<Halogen oxidizer>
The halogen-based oxidizing agent used in the present embodiment is not particularly limited, and examples thereof include chlorine-based, bromine-based, and reactants of a bromine compound and a chlorine-based oxidizing agent. The halogen-based oxidizing agent may be either chlorine-based or bromine-based, but the chlorine-based oxidizing agent is preferable from the viewpoint of easily exerting the effect of the present invention.
本実施形態で用いる塩素系酸化剤として、特に限定されないが、例えば、塩素ガス、二酸化塩素、次亜塩素酸又はその塩、亜塩素酸又はその塩、塩素酸又はその塩、過塩素酸又はその塩、塩素化イソシアヌル酸又はその塩等を挙げることができる。このうち、次亜塩素酸塩が、取り扱いが容易な観点及び本発明の効果を奏しやすい観点から、好ましい。これらから1種又は2種以上選択して、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The chlorine-based oxidizing agent used in the present embodiment is not particularly limited, and is, for example, chlorine gas, chlorine dioxide, hypochlorous acid or a salt thereof, chloric acid or a salt thereof, chloric acid or a salt thereof, perchloric acid or a salt thereof. Examples thereof include salts, chlorinated isocyanuric acid and salts thereof. Of these, hypochlorite is preferable from the viewpoint of easy handling and the effect of the present invention. One or more of these may be selected and used alone, or two or more may be used in combination.
塩素系酸化剤の塩形の具体例としては、例えば、次亜塩素酸アルカリ金属塩(例えば、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウム等)、次亜塩素酸アルカリ土類金属塩(例えば、次亜塩素酸カルシウム、次亜塩素酸バリウム等)、亜塩素酸アルカリ金属塩(例えば、亜塩素酸ナトリウム、亜塩素酸カリウム等)、亜塩素酸アルカリ土類金属塩(例えば、亜塩素酸バリウム等)、他の亜塩素酸金属塩(例えば、亜塩素酸ニッケル等)、塩素酸アルカリ金属塩(例えば、塩素酸アンモニウム、塩素酸ナトリウム、塩素酸カリウム等)、塩素酸アルカリ土類金属塩(例えば、塩素酸カルシウム、塩素酸バリウム等)等を挙げることができる。
これらから1種又は2種以上選択して、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、次亜塩素酸アルカリ金属塩、次亜塩素酸アルカリ土類金属塩は、海水等の塩化ナトリウム含有液を電解によって発生させたものであってもよい。Specific examples of the salt form of the chlorine-based oxidizing agent include, for example, an alkali metal hypochlorite salt (for example, sodium hypochlorite, potassium hypochlorite, etc.) and an alkaline earth metal hypochlorite salt (for example,). , Calcium hypochlorite, barium hypochlorite, etc.), alkali metal chlorite salts (eg, sodium chlorate, potassium chlorate, etc.), alkaline earth metal chlorite (eg, chloric acid) Barium, etc.), other metal chlorite salts (eg, nickel chlorate, etc.), alkali metal chlorate salts (eg, ammonium chlorate, sodium chlorate, potassium chlorate, etc.), alkaline earth metal chlorate salts (For example, calcium chlorate, barium chlorate, etc.) and the like can be mentioned.
One or more of these may be selected and used alone, or two or more may be used in combination.
Further, the hypochlorite alkali metal salt and the hypochlorite alkaline earth metal salt may be those obtained by electrolyzing a sodium chloride-containing liquid such as seawater.
本実施形態で用いる臭素系酸化剤として、特に制限はないが、例えば、液体臭素、塩化臭素、臭素酸又はその塩、次亜臭素酸又はその塩などを挙げることができる。これらから1種又は2種以上選択して、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。当該塩は、一般的に用いることができるものであればよく、例えば、上述した塩(例えば、アルカリ金属塩など)を用いてもよい。
本実施形態では、ハロゲン系酸化剤としては、臭素化合物と塩素系酸化剤と反応物を用いることができる。ここで、臭素化合物としては臭化ナトリウム、臭化カリウム、臭化リチウム及び臭化水素酸、特に臭化ナトリウムを好適に用いることできる。そして、塩素系酸化剤としては上述した塩素系酸化剤、特に次亜塩素酸ナトリウムを好適に用いることができる。The bromine-based oxidizing agent used in the present embodiment is not particularly limited, and examples thereof include liquid bromine, bromine chloride, bromic acid or a salt thereof, hypobromous acid or a salt thereof, and the like. One or more of these may be selected and used alone, or two or more may be used in combination. The salt may be any salt that can be generally used, and for example, the above-mentioned salt (for example, an alkali metal salt) may be used.
In the present embodiment, as the halogen-based oxidizing agent, a bromine compound, a chlorine-based oxidizing agent, and a reactant can be used. Here, as the bromine compound, sodium bromide, potassium bromide, lithium bromide and hydrobromic acid, particularly sodium bromide can be preferably used. As the chlorine-based oxidizing agent, the above-mentioned chlorine-based oxidizing agent, particularly sodium hypochlorite, can be preferably used.
<結合ハロゲン>
結合ハロゲンは、次亜塩素酸などのハロゲン系酸化剤が、アンモニアやアミノ化合物と反応して生成した化合物で、遊離塩素などの遊離ハロゲンと比べ酸化力の弱い酸化剤である。
本実施形態で用いる結合ハロゲンは特に限定されるものでないが、後述する安定化結合塩素濃度及び/又は活性化結合塩素濃度して検出される化合物で、特に安定化結合塩素濃度として検出されるものがより好ましい。
なお、本実施形態においては、安定化結合塩素濃度として検出される結合ハロゲンを安定化結合塩素と記載する。<Bound halogen>
The bound halogen is a compound produced by reacting a halogen-based oxidizing agent such as hypochlorous acid with ammonia or an amino compound, and is an oxidizing agent having a weaker oxidizing power than a free halogen such as free chlorine.
The bound halogen used in the present embodiment is not particularly limited, but is a compound detected by the stabilized bound chlorine concentration and / or the activated bound chlorine concentration described later, and is particularly detected as the stabilized bound chlorine concentration. Is more preferable.
In this embodiment, the bound halogen detected as the stabilized bound chlorine concentration is described as stabilized bound chlorine.
<反応溶液>
本実施形態では、前記安定化剤と前記ハロゲン系酸化剤とを全残留ハロゲン濃度が全塩素濃度として100mg−Cl2/L以上の所定濃度になるように反応させた反応溶液を用いることが好適である。当該反応溶液は、前記安定化剤と前記ハロゲン系酸化剤とを、同時期に又は別々に、混合してもよい。当該反応溶液には、反応の際に生成された結合ハロゲンが含まれる。
本実施形態では、反応溶液中の遊離ハロゲン濃度を低くし、一方で反応溶液中の結合ハロゲンの生成効率を高くすることができる。結合ハロゲンの生成効率が高いことにより、結合ハロゲンに起因する効果を効率的に引き出すことができる。また、遊離ハロゲンは水系の還元物質によって分解されやすいため、結合ハロゲンを効果的に発揮させるためには、結合ハロゲンの生成効率を高くすることが好ましいので、本実施形態はこの観点からも有利な利点を有する。<Reaction solution>
In the present embodiment, it is preferable to use a reaction solution obtained by reacting the stabilizer and the halogen-based oxidizing agent so that the total residual halogen concentration becomes a predetermined concentration of 100 mg-Cl 2 / L or more as the total chlorine concentration. Is. In the reaction solution, the stabilizer and the halogen-based oxidant may be mixed at the same time or separately. The reaction solution contains the bound halogen produced during the reaction.
In the present embodiment, the concentration of free halogen in the reaction solution can be lowered, while the efficiency of producing bound halogen in the reaction solution can be increased. Since the production efficiency of the bonded halogen is high, the effect caused by the bonded halogen can be efficiently brought out. Further, since free halogen is easily decomposed by an aqueous reducing substance, it is preferable to increase the production efficiency of the bound halogen in order to effectively exert the bound halogen. Therefore, this embodiment is also advantageous from this viewpoint. Has advantages.
本実施形態では、この全残留ハロゲン濃度が所定濃度以上になるように反応させた反応溶液を、水系に添加する。より具体的には、当該反応溶液を、水系の水(例えば、被処理水や循環水など)に添加する。当該反応溶液を水系(例えば、被処理水など)に添加した場合、当該水系(例えば、被処理水など)中の遊離ハロゲン濃度を遊離塩素濃度として0.2mg−Cl2/L未満に容易にすることができ、さらに遊離塩素濃度として当該遊離ハロゲン濃度を0.1mg−Cl2/L以下にすること、よりさらに0.05mg−Cl2/L以下(より好適には0.01mg−Cl2/L以下)にすることも可能である。また、反応溶液を水系(例えば、被処理水など)に添加し反応時間5分後に、当該水系(例えば、被処理水など)中の遊離塩素がDPD法にて検出されなくなることが望ましい。In the present embodiment, the reaction solution reacted so that the total residual halogen concentration becomes a predetermined concentration or more is added to the aqueous system. More specifically, the reaction solution is added to aqueous water (for example, water to be treated, circulating water, etc.). When the reaction solution is added to an aqueous system (for example, water to be treated), the free halogen concentration in the aqueous system (for example, water to be treated) is easily set to less than 0.2 mg-Cl 2 / L as the free chlorine concentration. The free chlorine concentration can be reduced to 0.1 mg-Cl 2 / L or less, and more preferably 0.05 mg-Cl 2 / L or less (more preferably 0.01 mg-Cl 2). / L or less) is also possible. Further, it is desirable that free chlorine in the water system (for example, water to be treated) is not detected by the DPD method 5 minutes after the reaction solution is added to the water system (for example, water to be treated).
本実施形態の反応溶液を水系(例えば、被処理水など)に添加することで水系(例えば、被処理水など)中の遊離ハロゲン濃度(例えば、遊離塩素濃度)が大幅に低減できる。このため、本実施形態の逆浸透膜処理を行う場合、その後給水される逆浸透膜の劣化を抑制でき、また、本実施形態の反応溶液は結合ハロゲンを含むため、当該反応溶液を水系(例えば、被処理水など)に添加することでその後給水される逆浸透膜のファウリングを抑制できる。また、このように本実施形態では遊離ハロゲン濃度が大幅に低減できることで、本実施形態の反応溶液を水系に添加した場合、水系(例えば、通水配管や流路など)の遊離ハロゲンを原因とする腐食をより良好に抑制することができる。より具体的には、本実施形態の反応溶液の添加によって、水系に備える設備や装置など(より具体的には、当該設備や装置などの通水配管や流路など)の腐食をより良好に抑制することができる。当該腐食は一般的に金属の腐食をいうが、本実施形態において、特に言及しない場合プラスチックなどの樹脂の劣化も含める意味であり、より好適には本実施形態において金属腐食の抑制である。また、本実施形態の反応溶液であれば、水系(例えば、通水配管や流路など)において、適宜、結合ハロゲンに起因する効果(例えば、逆浸透膜やその他水系のファウリング抑制などの効果)をより良好に発揮させることができる。 By adding the reaction solution of the present embodiment to an aqueous system (for example, water to be treated), the free halogen concentration (for example, free chlorine concentration) in the aqueous system (for example, water to be treated) can be significantly reduced. Therefore, when the reverse osmosis membrane treatment of the present embodiment is performed, deterioration of the reverse osmosis membrane to be supplied afterwards can be suppressed, and since the reaction solution of the present embodiment contains bound halogen, the reaction solution is water-based (for example,). , Water to be treated, etc.) can suppress fouling of the reverse osmosis membrane that is subsequently supplied with water. Further, since the free halogen concentration can be significantly reduced in this embodiment as described above, when the reaction solution of this embodiment is added to the water system, the cause is the free halogen in the water system (for example, a water flow pipe or a flow path). Corrosion can be suppressed better. More specifically, by adding the reaction solution of the present embodiment, the corrosion of equipment and devices provided in the water system (more specifically, water flow pipes and flow paths of the equipment and devices) can be improved. It can be suppressed. The corrosion generally refers to the corrosion of a metal, but in the present embodiment, unless otherwise specified, it means to include the deterioration of a resin such as plastic, and more preferably, the suppression of the metal corrosion in the present embodiment. Further, in the reaction solution of the present embodiment, in an aqueous system (for example, a water flow pipe or a flow path), an effect caused by a bonded halogen (for example, an effect of suppressing fouling of a reverse osmosis membrane or other aqueous system) is appropriate. ) Can be exhibited better.
本実施形態において、前記反応溶液の全残留ハロゲン濃度が、少なくとも100mg−Cl2/L以上、好ましくは125mg−Cl2/L以上、より好ましくは150mg−Cl2/L以上になるように前記安定化剤と前記ハロゲン系酸化剤とを反応させる。当該反応溶液を水系(例えば、被処理水など)に添加することにより、適宜、逆浸透膜の劣化をより良好に抑制できる。また、本実施形態であれば、適宜、水系の腐食をより良好に抑制することもできる。また、本実施形態であれば、適宜、結合ハロゲンに起因する効果(例えば、逆浸透膜のファウリング抑制、水系のバイオファウリング抑制など)もより良好に発揮させることができる。
また、前記反応溶液の全残留ハロゲン濃度の上限値は特に限定されないが、使用するハロゲン系酸化剤や安定化剤の観点から、上限は100000mg−Cl2/L程度である。In the present embodiment, the stability is such that the total residual halogen concentration of the reaction solution is at least 100 mg-Cl 2 / L or more, preferably 125 mg-Cl 2 / L or more, and more preferably 150 mg-Cl 2 / L or more. The agent is reacted with the halogen-based oxidizing agent. By adding the reaction solution to an aqueous system (for example, water to be treated), deterioration of the reverse osmosis membrane can be suppressed more satisfactorily. Further, according to the present embodiment, corrosion of the water system can be suppressed more satisfactorily as appropriate. Further, in the present embodiment, the effects caused by the bound halogen (for example, suppression of reverse osmosis membrane fouling, suppression of water-based biofouling, etc.) can be more satisfactorily exhibited.
The upper limit of the total residual halogen concentration of the reaction solution is not particularly limited, but from the viewpoint of the halogen-based oxidizing agent and stabilizer used, the upper limit is about 100,000 mg-Cl 2 / L.
前記反応溶液の全残留ハロゲン濃度が100mg−Cl2/L以上になるように反応させることで、遊離ハロゲン比率(%)を全残留ハロゲンの10%以下に抑えることができる。これにより、適宜、逆浸透膜の劣化をより良好に抑制でき、また、適宜、水系の腐食をより良好に抑制できる。
さらに前記反応溶液の全残留ハロゲン濃度が150mg−Cl2/L以上になるように反応させることで、反応溶液中の全残留ハロゲンの95%以上を安定化結合塩素にすることができ、反応溶液中の遊離ハロゲン比率(%)は全残留ハロゲンの2%未満に抑えることができる。これにより、適宜、逆浸透膜の劣化をより良好に抑制できること、また、適宜、水系の腐食を良好に抑制することもできる。さらに、本実施形態であれば、適宜、結合ハロゲンに起因する効果(例えば、逆浸透膜のファウリング抑制、水系のバイオファウリング抑制など)をより良好に発揮させることができる。By reacting the reaction solution so that the total residual halogen concentration is 100 mg-Cl 2 / L or more, the free halogen ratio (%) can be suppressed to 10% or less of the total residual halogen. As a result, deterioration of the reverse osmosis membrane can be suppressed more appropriately, and corrosion of the water system can be suppressed more appropriately.
Further, by reacting the reaction solution so that the total residual halogen concentration is 150 mg-Cl 2 / L or more, 95% or more of the total residual halogen in the reaction solution can be made into stabilized bonded chlorine, and the reaction solution can be obtained. The free halogen ratio (%) in the medium can be suppressed to less than 2% of the total residual halogen. Thereby, deterioration of the reverse osmosis membrane can be suppressed more satisfactorily, and corrosion of the water system can be suppressed satisfactorily as appropriate. Further, in the present embodiment, the effects caused by the bound halogen (for example, suppression of reverse osmosis membrane fouling, suppression of water-based biofouling, etc.) can be more satisfactorily exhibited.
本実施形態において、前記反応溶液中の遊離ハロゲン比率(%)は、全残留ハロゲンの10%以下が好ましく、より好ましくは8%以下、さらに好ましくは3%以下、より好ましくは2.5%以下、より好ましくは2.0%以下、より好ましくは1.5%以下、より好ましくは1.1%以下である。遊離塩素比率(%)の少ない反応溶液を水系(例えば、被処理水など)に用いることにより、適宜、逆浸透膜の劣化をより良好に抑制でき、また、適宜、水系の腐食をより良好に抑制できる。また、本実施形態によれば、適宜、結合ハロゲンに起因する効果(例えば、逆浸透膜のファウリング抑制、水系のバイオファウリング抑制など)をより良好に発揮させることができる。 In the present embodiment, the free halogen ratio (%) in the reaction solution is preferably 10% or less, more preferably 8% or less, still more preferably 3% or less, and more preferably 2.5% or less of the total residual halogen. , More preferably 2.0% or less, more preferably 1.5% or less, more preferably 1.1% or less. By using a reaction solution having a low free chlorine ratio (%) in an aqueous system (for example, water to be treated), deterioration of the reverse osmosis membrane can be appropriately suppressed, and corrosion of the aqueous system can be appropriately suppressed. Can be suppressed. Further, according to the present embodiment, the effects caused by the bound halogen (for example, suppression of reverse osmosis membrane fouling, suppression of water-based biofouling, etc.) can be more satisfactorily exhibited.
本実施形態において、前記反応溶液中の安定化結合塩素比率(%)は、全残留ハロゲンの85%以上が好ましく、より好ましくは87%以上、さらに好ましくは95%以上、よりさらに好ましくは98%以上、より好ましくは99%以上である。当該安定化結合塩素比率(%)の高い反応溶液を水系(例えば、被処理水など)に用いることにより、適宜、逆浸透膜の劣化を抑制でき、また適宜、水系の腐食をより良好に抑制できる。また、本実施形態によれば、適宜、結合ハロゲンに起因する効果(例えば、逆浸透膜のファウリング抑制、水系のバイオファウリング抑制など)をより良好に発揮させることができる。 In the present embodiment, the stabilized bound chlorine ratio (%) in the reaction solution is preferably 85% or more, more preferably 87% or more, still more preferably 95% or more, still more preferably 98% of the total residual halogen. Above, more preferably 99% or more. By using the reaction solution having a high stabilized bound chlorine ratio (%) in an aqueous system (for example, water to be treated), deterioration of the reverse osmosis membrane can be appropriately suppressed, and corrosion of the aqueous system can be suppressed more appropriately. it can. Further, according to the present embodiment, the effects caused by the bound halogen (for example, suppression of reverse osmosis membrane fouling, suppression of water-based biofouling, etc.) can be more satisfactorily exhibited.
なお、全残留ハロゲン濃度、遊離ハロゲン濃度及び遊離ハロゲン比率(%)はそれぞれ全塩素濃度(全残留塩素濃度)、遊離塩素濃度、遊離塩素比率(%)として測定(算出)されるが、これら全残留塩素濃度、遊離塩素濃度、遊離塩素比率(%)と、活性化結合塩素濃度、安定化結合塩素濃度及び安定化結合塩素比率(%)とは、後述の<全残留塩素濃度測定方法>にて測定(算出)することができる。 The total residual halogen concentration, free halogen concentration, and free halogen ratio (%) are measured (calculated) as total chlorine concentration (total residual chlorine concentration), free chlorine concentration, and free chlorine ratio (%), respectively. The residual chlorine concentration, free chlorine concentration, free chlorine ratio (%) and the activated bound chlorine concentration, stabilized bound chlorine concentration and stabilized bound chlorine ratio (%) are described in <Method for measuring total residual chlorine concentration> described later. Can be measured (calculated).
前記反応溶液は、高濃度の安定化剤及び高濃度のハロゲン系酸化剤を混合して全残留塩素濃度が前記所定濃度となるように反応させたものが好適である。この両者を高濃度で混合させて得られた所定の全残留塩素濃度の反応溶液を、水系(例えば、被処理水など)に添加する前に水で希釈してもよい。 The reaction solution is preferably a mixture of a high concentration stabilizer and a high concentration halogen-based oxidizing agent and reacted so that the total residual chlorine concentration becomes the predetermined concentration. A reaction solution having a predetermined total residual chlorine concentration obtained by mixing the two at a high concentration may be diluted with water before being added to an aqueous system (for example, water to be treated).
また、前記反応溶液は、前記安定化剤及び前記ハロゲン系酸化剤のいずれか又は両方を水で希釈し、当該いずれか又は両方を水で希釈した希釈液を用いて全残留塩素濃度が前記所定濃度となるように反応させたものが好適である。
また、前記反応溶液は、水希釈前の薬剤と水希釈後の薬剤とを混合して調製してもよいし、水希釈後の薬剤と水希釈後の薬剤とを混合して調製してもよし、水系(例えば、被処理水など)に添加する前に水希釈で調製してもよい。Further, in the reaction solution, the total residual chlorine concentration is determined by using a diluted solution obtained by diluting either or both of the stabilizer and the halogen-based oxidizing agent with water and diluting either or both of them with water. Those that have been reacted to a concentration are suitable.
Further, the reaction solution may be prepared by mixing a drug before water dilution and a drug after water dilution, or by mixing a drug after water dilution and a drug after water dilution. Alternatively, it may be prepared by water dilution before adding to an aqueous system (for example, water to be treated).
前記希釈に用いる水として、例えば、脱塩水、純水、超高純水等が挙げられる。当該水は、工業用水、井水、水道水、雨水等から不純物除去処理(例えば、イオン交換処理、膜処理等)を行ったものが好ましい。このうち、脱塩水又は純水が、コスト及び本技術の効果の観点から、好ましい。 Examples of the water used for the dilution include desalted water, pure water, ultrapure water and the like. The water is preferably industrial water, well water, tap water, rainwater or the like that has been subjected to impurity removal treatment (for example, ion exchange treatment, membrane treatment, etc.). Of these, desalted water or pure water is preferable from the viewpoint of cost and the effect of the present technology.
前記安定化剤中の有効成分濃度(好適にはスルファミン酸化合物濃度)は、特に限定されないが、その下限値は、反応溶液中の遊離塩素濃度をより減少できる観点から、好ましくは10質量%以上、より好ましくは15質量%以上、さらに好ましくは20質量%以上であり、その上限値は、溶解度の観点から、30質量%程度である。 The concentration of the active ingredient (preferably the concentration of the sulfamic acid compound) in the stabilizer is not particularly limited, but the lower limit thereof is preferably 10% by mass or more from the viewpoint of further reducing the concentration of free chlorine in the reaction solution. , More preferably 15% by mass or more, still more preferably 20% by mass or more, and the upper limit thereof is about 30% by mass from the viewpoint of solubility.
前記ハロゲン系酸化剤中の有効ハロゲン濃度は、特に限定されないが、その下限値は、反応溶液中の遊離ハロゲン濃度をより減少できる観点から、好ましくは1質量%以上、より好ましくは5質量%以上、さらに好ましくは10質量%以上であり、その上限値は、溶解度・安定性などの観点から、好ましくは12質量%程度である。 The effective halogen concentration in the halogen-based oxidizing agent is not particularly limited, but the lower limit thereof is preferably 1% by mass or more, more preferably 5% by mass or more from the viewpoint of being able to further reduce the free halogen concentration in the reaction solution. It is more preferably 10% by mass or more, and the upper limit thereof is preferably about 12% by mass from the viewpoint of solubility, stability and the like.
前記安定化剤の使用量は、前記ハロゲン系酸化剤1molに対して、好ましくは1mol以上、より好ましくは1.1mol以上で反応させることである。前記安定化剤の使用量の上限値は、安定的に反応しやすくコストの観点から、前記ハロゲン系酸化剤1molに対して、好ましくは20mol以下、より好ましくは15mol以下、さらに好ましくは10mol以下、よりさらに好ましくは5mol以下である。当該安定化剤の使用量の範囲として、前記ハロゲン系酸化剤1molに対して、さらに好ましくは1〜10molであり、よりさらに好ましくは1〜3molである。 The amount of the stabilizer used is preferably 1 mol or more, more preferably 1.1 mol or more, with respect to 1 mol of the halogen-based oxidizing agent. The upper limit of the amount of the stabilizer used is preferably 20 mol or less, more preferably 15 mol or less, still more preferably 10 mol or less, relative to 1 mol of the halogen-based oxidizing agent, from the viewpoint of stable reaction and cost. Even more preferably, it is 5 mol or less. The amount of the stabilizer to be used is more preferably 1 to 10 mol, still more preferably 1 to 3 mol, based on 1 mol of the halogen-based oxidizing agent.
本実施形態において、前記安定化剤が、アルカリ金属水酸化物を含むアルカリとスルファミン酸化合物とを含むものであることが好ましい。この安定化剤を用いて前記ハロゲン系酸化剤と反応させて所定の全残留ハロゲン濃度にした反応溶液を得、この反応溶液を水系(例えば、被処理水など)に添加することが好適である。 In the present embodiment, it is preferable that the stabilizer contains an alkali containing an alkali metal hydroxide and a sulfamic acid compound. It is preferable to use this stabilizer to react with the halogen-based oxidizing agent to obtain a reaction solution having a predetermined total residual halogen concentration, and to add this reaction solution to an aqueous system (for example, water to be treated). ..
前記安定化剤のアルカリとスルファミン酸化合物との含有割合が、N/アルカリ金属(モル比)で、好ましくは0.5〜1.0であり、より好ましくは0.5〜0.7である。なお、前記N/アルカリ金属(モル比)は、上述のスルファミン酸化合物のモル数と、アルカリ金属水酸化物により構成されるアルカリのモル数とに相当し、ここでスルファミン酸塩に含まれるアルカリ金属塩の量はアルカリとして加算される。 The content ratio of the alkali of the stabilizer and the sulfamic acid compound is N / alkali metal (molar ratio), preferably 0.5 to 1.0, and more preferably 0.5 to 0.7. .. The N / alkali metal (molar ratio) corresponds to the number of moles of the above-mentioned sulfamic acid compound and the number of moles of an alkali composed of an alkali metal hydroxide, and here, the alkali contained in the sulfamate. The amount of metal salt is added as alkali.
前記反応溶液のpHは、特に限定されず、アルカリであることが好ましく、より好ましくは11以上であり、さらに好ましくは13以上である。 The pH of the reaction solution is not particularly limited, and is preferably alkaline, more preferably 11 or more, still more preferably 13 or more.
前記反応溶液の温度は、特に限定されず、この下限値として好ましくは−5℃以上であり、また、この上限値として好ましくは80℃以下である。当該温度の範囲として、より好ましくは10〜60℃、さらに好ましくは10〜40℃である。本実施形態で用いる反応溶液は、一般的に被処理水を逆浸透膜処理する装置における被処理水の温度で実施することが可能であり、このことは本実施形態における利点であるが、この装置に本実施形態は特に限定されない。また、本実施形態で用いる反応溶液は、例えば、循環水系の装置に使用することも可能であり、また、適用する装置の温度条件に適用させて実施することも可能である。 The temperature of the reaction solution is not particularly limited, and the lower limit is preferably −5 ° C. or higher, and the upper limit is preferably 80 ° C. or lower. The temperature range is more preferably 10 to 60 ° C, still more preferably 10 to 40 ° C. The reaction solution used in the present embodiment can generally be carried out at the temperature of the water to be treated in an apparatus for reverse osmosis membrane treatment of the water to be treated, which is an advantage in the present embodiment. The present embodiment is not particularly limited to the device. Further, the reaction solution used in the present embodiment can be used, for example, in a circulating water system device, or can be applied to the temperature conditions of the device to be applied.
なお、本実施形態では、本発明の効果を損なわない範囲で、前記安定化剤と前記ハロゲン系酸化剤以外に任意成分を使用してもよい。例えば、反応溶液に任意成分を混合してもよいし、反応溶液を添加した水系(例えば、被処理水など)に任意成分を混合してもよい。任意成分として、例えば、pH調整剤、アルカリ剤、分散剤、スケール防止剤、他の作用機構で働くスライムコントロール剤等が挙げられる。
前記アルカリ剤として、アルカリ金属塩(例えば、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩等)、アルカリ土類金属塩(例えば、マグネシウム塩、カルシウム塩等)等が挙げられる。In the present embodiment, any component may be used in addition to the stabilizer and the halogen-based oxidizing agent as long as the effects of the present invention are not impaired. For example, an arbitrary component may be mixed with the reaction solution, or an arbitrary component may be mixed with an aqueous system (for example, water to be treated) to which the reaction solution is added. Optional components include, for example, pH regulators, alkaline agents, dispersants, antiscale agents, slime control agents that work by other mechanisms of action, and the like.
Examples of the alkaline agent include alkali metal salts (for example, lithium salt, sodium salt, potassium salt, etc.), alkaline earth metal salts (for example, magnesium salt, calcium salt, etc.) and the like.
<本実施形態における水系での使用方法:(例えば、被処理水を逆浸透膜処理する方法など)>
本実施形態における水系として、特に限定されないが、例えば、被処理水を処理する水処理水系、工業用水及び超純水の製造の水処理系、排水の回収・再利用の水処理系、海水やかん水の淡水化の水処理系、プラント冷却水系、排水処理水系、鉄鋼水系、紙パルプ水系、切削油水系などからなる群より選択される1種又は2種以上の水系に適用させることも可能である。<Method of use in water system in this embodiment: (For example, method of reverse osmosis membrane treatment of water to be treated)>
The water system in the present embodiment is not particularly limited, but for example, a water treatment system for treating water to be treated, a water treatment system for producing industrial water and ultrapure water, a water treatment system for collecting and reusing wastewater, and a seawater kettle. It can also be applied to one or more types of water systems selected from the group consisting of water treatment systems for desalinating water, plant cooling water systems, wastewater treatment water systems, steel water systems, paper pulp water systems, cutting oil water systems, etc. is there.
本実施形態の一例として、本実施形態の水系(より好適には水処理水系)では、前記反応溶液を被処理水に添加し、当該被処理水を逆浸透膜で処理する。この被処理水から逆浸透膜処理によって透過水(処理水)を得ることができる。これにより、工業用水及び超純水の製造、排水の回収・再利用、海水やかん水の淡水化等を行うことができる。 As an example of the present embodiment, in the water system of the present embodiment (more preferably, the water-treated water system), the reaction solution is added to the water to be treated, and the water to be treated is treated with a reverse osmosis membrane. Permeated water (treated water) can be obtained from this water to be treated by reverse osmosis membrane treatment. This makes it possible to produce industrial water and ultrapure water, collect and reuse wastewater, desalinate seawater and brackish water, and the like.
また、本実施形態の一例として、本実施形態の水系では、前記反応溶液を水系に添加し、結合ハロゲンに起因する効果を発揮させることができる。また、本実施形態の反応溶液は、適宜、水系のバイオファウリング及び/又は腐食を抑制することができる。また、本実施形態は、各種工場のプラント冷却水系、排水処理水系、鉄鋼水系、紙パルプ水系、切削油水系等で用いることができる。
また、水系のうち、循環水系が、長時間にわたり循環させながら運転させることが多いことから、腐食の低減の観点からも、好適である。さらには、循環冷却水系(好適には開放循環冷却水系)等がより好適である。本実施形態は、腐食抑制の観点から、とりわけ、循環冷却水系等に対して、結合ハロゲンを効果的かつ長期にわたり添加することができる。Further, as an example of the present embodiment, in the water system of the present embodiment, the reaction solution can be added to the water system to exert the effect caused by the bound halogen. In addition, the reaction solution of the present embodiment can appropriately suppress water-based biofouling and / or corrosion. In addition, this embodiment can be used in plant cooling water systems, wastewater treatment water systems, steel water systems, pulp and paper water systems, cutting oil water systems, and the like in various factories.
Further, among the water systems, the circulating water system is often operated while being circulated for a long period of time, and is therefore suitable from the viewpoint of reducing corrosion. Further, a circulating cooling water system (preferably an open circulating cooling water system) or the like is more preferable. In this embodiment, from the viewpoint of corrosion suppression, the bonded halogen can be effectively and long-term added to the circulating cooling water system and the like.
本実施形態の反応溶液を含む水系(例えば、被処理水など)は、遊離ハロゲン濃度を遊離塩素濃度として0.2mg−Cl2/L未満に抑えることができる。さらに、本実施形態によれば、前記反応溶液を含む水系(例えば、被処理水など)の遊離ハロゲン濃度を遊離塩素濃度として0.1mg−Cl2/L以下に抑えることが好適であり、より好適には0.00〜0.05mg−Cl2/L程度に抑えることができる。In the water system containing the reaction solution of the present embodiment (for example, water to be treated), the free halogen concentration can be suppressed to less than 0.2 mg-Cl 2 / L as the free chlorine concentration. Further, according to the present embodiment, it is preferable to suppress the free halogen concentration of the aqueous system containing the reaction solution (for example, water to be treated) to 0.1 mg-Cl 2 / L or less as the free chlorine concentration. Preferably, it can be suppressed to about 0.00 to 0.05 mg-Cl 2 / L.
このように逆浸透膜を通過させる水系(例えば、被処理水など)中の遊離塩素濃度を従来の方法(具体的には後述する比較例1〜2)よりも低減できるので、適宜、逆浸透膜の劣化をより良好に抑制でき、また、適宜、水系の腐食をより良好に抑制できる。さらに当該水系(例えば、被処理水など)中には安定化結合塩素を含むので、適宜、逆浸透膜のファウリングをより良好に抑制でき、また、適宜、結合ハロゲンに起因する効果をより良好に発揮させることもできる。また、当該結合ハロゲン(好適には安定化結合塩素)を含む反応溶液を水系(例えば、被処理水など)に添加して、水系(例えば、水処理水系など)に使用することも可能である。これによって、水系におけるバイオファウリングを抑制する効果及び殺菌・殺藻効果なども期待でき、当該水系として、例えば、水処理水系;冷却塔などの循環水系;紙パルプ製造などのプロセス水系などが挙げられる。また、当該水系(例えば、被処理水)中の安定化結合塩素は、従来のクロラミンTと比較して高い安定性が期待でき、また遊離塩素発生も少ないことが期待できる。 In this way, the concentration of free chlorine in the water system (for example, water to be treated) that passes through the reverse osmosis membrane can be reduced as compared with the conventional method (specifically, Comparative Examples 1 and 2 described later). Deterioration of the film can be suppressed more satisfactorily, and corrosion of the water system can be suppressed more satisfactorily as appropriate. Further, since the aqueous system (for example, water to be treated) contains stabilized bound chlorine, fouling of the reverse osmosis membrane can be appropriately suppressed, and the effect caused by the bound halogen is appropriately improved. It can also be demonstrated in. It is also possible to add a reaction solution containing the bound halogen (preferably stabilized bound chlorine) to an aqueous system (for example, water to be treated) and use it in an aqueous system (for example, a water treated aqueous system). .. As a result, the effect of suppressing biofouling in the water system and the bactericidal / algae killing effect can be expected, and examples of the water system include water treatment water systems; circulating water systems such as cooling towers; and process water systems such as pulp and paper production. Be done. Further, the stabilized bound chlorine in the water system (for example, the water to be treated) can be expected to have higher stability than the conventional chloramine T, and can be expected to generate less free chlorine.
本実施形態で用いられる原水(例えば、被処理水)は、特に限定されず、例えば、有機物を含んだ産業用排水、海水・かん水、淡水(河川水、湖水等)、工業用水・市水等が挙げられる。 The raw water (for example, water to be treated) used in the present embodiment is not particularly limited, and for example, industrial wastewater containing organic substances, seawater / brackish water, fresh water (river water, lake water, etc.), industrial water / city water, etc. Can be mentioned.
従って、本実施形態の逆浸透膜処理を用いる水処理方法は、電子デバイス製造分野、半導体製造分野、その他の各種産業分野で排出される高濃度〜低濃度TOC含有排水の回収・再利用のための水処理;海水・かん水の淡水化;工業用水や市水からの純水又は超純水製造;その他の分野の水処理に有効に適用することが可能である。本実施形態は、逆浸透膜をより劣化させやすい海水・かん水中の遊離臭素の生成も抑制できることから、海水・かん水の淡水化に適用することが好適である。
また、本実施形態の別の側面として、本実施形態を水系に用いる方法は、プラント冷却水系、排水処理水系、鉄鋼水系、紙パルプ水系、切削油水系などに適用することが好適であり、より好適には循環冷却水系である。これにより、この水系の腐食を抑制することができ、また、適宜、本実施形態の反応溶液中の結合ハロゲンに起因する効果を水系にて発揮させることもできる。Therefore, the water treatment method using the reverse osmosis membrane treatment of the present embodiment is for collecting and reusing high-concentration to low-concentration TOC-containing wastewater discharged in the electronic device manufacturing field, the semiconductor manufacturing field, and various other industrial fields. Water treatment; desalination of seawater and brackish water; production of pure water or ultrapure water from industrial water and city water; it can be effectively applied to water treatment in other fields. Since this embodiment can also suppress the production of free bromine in seawater / brine, which is more likely to deteriorate the reverse osmosis membrane, it is suitable for application to desalination of seawater / brine.
Further, as another aspect of the present embodiment, the method of using the present embodiment for a water system is more preferably applied to a plant cooling water system, a wastewater treatment water system, a steel water system, a paper pulp water system, a cutting oil water system, and the like. A circulating cooling water system is preferable. Thereby, the corrosion of this water system can be suppressed, and the effect caused by the bound halogen in the reaction solution of the present embodiment can be appropriately exerted in the water system.
<逆浸透膜>
本実施形態に用いる逆浸透膜(以下、「RO膜」ともいう)は、特に限定されず、例えば、ポリアミド系、ポリエーテルスルホン系、ポリスルホン系、ポリイミド系、ポリエチレンイミン系、ポリエチレンオキシド系、酢酸セルロース系等が挙げられる。
このなかで、ポリアミド系RO膜は、イオン性物質の阻止率が高く、流束が大きいので好適に用いることができる利点を有する。特に芳香族ポリアミド系RO膜は、塩素に対する耐性が低いため、ハロゲン系酸化剤を用いた場合、遊離塩素が多く残存し膜劣化が生じやすい。本実施形態であれば、水系(例えば、被処理水など)中の遊離塩素濃度を非常に低減することができ、一方でRO膜のファウリング防止効果も得ることができるので、処理能力に優れているが耐塩性の低いポリアミド系RO膜を効率よく用いることができる。<Reverse osmosis membrane>
The reverse osmosis membrane (hereinafter, also referred to as “RO membrane”) used in the present embodiment is not particularly limited, and is, for example, polyamide-based, polyethersulfone-based, polysulfone-based, polyimide-based, polyethyleneimine-based, polyethylene oxide-based, and acetic acid. Examples include cellulose type.
Among these, the polyamide-based RO membrane has an advantage that it can be suitably used because it has a high blocking rate of ionic substances and a large flux. In particular, since aromatic polyamide-based RO membranes have low resistance to chlorine, when a halogen-based oxidant is used, a large amount of free chlorine remains and film deterioration is likely to occur. According to this embodiment, the concentration of free chlorine in the water system (for example, water to be treated) can be significantly reduced, and on the other hand, the effect of preventing fouling of the RO membrane can be obtained, so that the treatment capacity is excellent. However, a polyamide-based RO membrane having low salt resistance can be efficiently used.
<反応溶液の用量及び用法>
本実施形態の反応溶液は、水系(例えば、被処理水など)中、好ましくは3〜100mg/L、より好ましくは5〜50mg/L、さらに好ましくは10〜40mg/Lになるように水系(例えば、被処理水など)に添加することが好適である。当該添加量は、被処理水の場合が好適である。<Dose and usage of reaction solution>
The reaction solution of the present embodiment is preferably 3 to 100 mg / L, more preferably 5 to 50 mg / L, and further preferably 10 to 40 mg / L in an aqueous system (for example, water to be treated). For example, it is preferable to add it to water to be treated. The amount to be added is preferably water to be treated.
本実施形態において前記反応溶液を水系(例えば、被処理水など)に添加する場合、水系(例えば、被処理水など)中の安定化結合塩素濃度が、下限値として好ましくは0.05mg−Cl2/L以上、より好ましくは0.1mg−Cl2/L以上、また上限値として好ましくは20mg−Cl2/L以下、より好ましくは5mg−Cl2/L以下になるように調整することが好適である。
本実施形態において前記反応溶液を水系(例えば、被処理水など)に添加する場合、当該水系(例えば、被処理水など)中の安定化結合塩素濃度の範囲が、好ましくは0.5〜5mg−Cl2/L、より好ましくは1〜2mg−Cl2/Lになるように調整することが好適である。当該添加量は、被処理水の場合が好適である。
また、本実施形態において前記反応溶液を水系(例えば、被処理水など)に添加した場合、当該水系(例えば、被処理水など)中の遊離ハロゲンが検出されないように調整することが好適である。当該添加は、被処理水の場合が好適である。When the reaction solution is added to an aqueous system (for example, water to be treated) in the present embodiment, the stabilized bound chlorine concentration in the aqueous system (for example, water to be treated) is preferably 0.05 mg-Cl as the lower limit value. It can be adjusted to be 2 / L or more, more preferably 0.1 mg-Cl 2 / L or more, and the upper limit value is preferably 20 mg-Cl 2 / L or less, more preferably 5 mg-Cl 2 / L or less. Suitable.
When the reaction solution is added to an aqueous system (for example, water to be treated) in the present embodiment, the range of the stabilized bound chlorine concentration in the aqueous system (for example, water to be treated) is preferably 0.5 to 5 mg. -Cl 2 / L, and more preferably it is preferable to adjust so that 1~2mg-Cl 2 / L. The amount to be added is preferably water to be treated.
Further, in the present embodiment, when the reaction solution is added to an aqueous system (for example, water to be treated), it is preferable to adjust so that free halogen in the aqueous system (for example, water to be treated) is not detected. .. The addition is preferably in the case of water to be treated.
本実施形態の反応溶液の添加は、膜処理を行う水系の場合、水系で膜処理(好適には逆浸透膜処理)を行う前であれば、特に限定されない(例えば、図2参照)。当該反応溶液は、水系(例えば、被処理水など)の取水口から膜処理(好適には逆浸透膜処理)の間に添加することが好ましい。当該反応溶液の添加場所として、例えば、取水口、凝集処理、固液分離処理、プレフィルター処理、逆浸透膜処理又はこれら各流路のいずれでもよい。
なお、前記反応溶液の添加方法は、特に限定されず、一般的に水処理水系で用いられる方法を採用することができ、両者が混合できればよく、水系(例えば、被処理水など)を前記反応溶液に添加してもよい。
より具体的な一例として、例えば、本実施形態であれば、水系(好適には、被処理水)中の結合ハロゲン(好適には安定化結合塩素)を高濃度にできるため、逆浸透膜処理よりも上流付近で前記反応溶液を添加でき、これより下流にて結合ハロゲンに起因する効果を発揮させることも可能である。The addition of the reaction solution of the present embodiment is not particularly limited in the case of an aqueous system in which the membrane treatment is performed, as long as it is before the membrane treatment (preferably reverse osmosis membrane treatment) in the aqueous system (see, for example, FIG. 2). The reaction solution is preferably added between the intake of an aqueous system (for example, water to be treated) and the membrane treatment (preferably reverse osmosis membrane treatment). The place where the reaction solution is added may be, for example, an intake port, a coagulation treatment, a solid-liquid separation treatment, a pre-filter treatment, a reverse osmosis membrane treatment, or any of these channels.
The method of adding the reaction solution is not particularly limited, and a method generally used in a water-treated water system can be adopted, as long as both can be mixed, and the water system (for example, water to be treated) is used for the reaction. It may be added to the solution.
As a more specific example, for example, in the present embodiment, the concentration of the bound halogen (preferably stabilized bound chlorine) in the water system (preferably the water to be treated) can be increased, so that the reverse osmosis membrane treatment can be performed. The reaction solution can be added in the vicinity of the upstream side, and the effect caused by the bound halogen can be exerted in the downstream side.
また、本実施形態の反応溶液を添加場所として、例えば、被処理水の取水口付近で前記反応溶液を添加することができる(図2参照)。
また、一例として、本実施形態であれば、被処理水中の遊離塩素濃度を大幅に低減できたため逆浸透膜処理の直前に添加することができる。これにより、逆浸透膜劣化を抑制しつつ、逆浸透膜処理直前の被処理水中の安定化結合塩素を高濃度にできるため、バイオファウリング抑制効果を効率よく高めることができる。この効果を得るため、逆浸透膜処理直前で、被処理水中の安定化結合塩素濃度を調整してもよい。Further, the reaction solution of the present embodiment can be added as a place of addition, for example, the reaction solution can be added near the intake of the water to be treated (see FIG. 2).
Further, as an example, in the present embodiment, since the free chlorine concentration in the water to be treated can be significantly reduced, it can be added immediately before the reverse osmosis membrane treatment. As a result, the concentration of stabilized bound chlorine in the water to be treated immediately before the reverse osmosis membrane treatment can be increased while suppressing the deterioration of the reverse osmosis membrane, so that the biofouling suppressing effect can be efficiently enhanced. In order to obtain this effect, the stabilized bound chlorine concentration in the water to be treated may be adjusted immediately before the reverse osmosis membrane treatment.
また、本実施形態の水系が循環水系の場合、本実施形態の反応溶液を添加する時期又は場所は、特に限定されず、結合ハロゲンに起因する効果を期待する場所に添加することができる。本実施形態において、好適には、冷却水系や蓄熱水系、集塵水系、スクラバー水系等を有する開放循環式装置等に適用することである。 When the water system of the present embodiment is a circulating water system, the time or place of adding the reaction solution of the present embodiment is not particularly limited, and the reaction solution can be added at a place where an effect due to the bonded halogen is expected. In the present embodiment, it is preferably applied to an open circulation type device having a cooling water system, a heat storage water system, a dust collecting water system, a scrubber water system, and the like.
本実施形態は、結合ハロゲン(好適には安定化結合塩素)を高濃度にできるので、本実施形態の反応溶液を水系に添加した下流では、水系の通水配管又は流路に付着する微生物又は生物等の付着(バイオファウリング)を防止することや殺菌・殺藻なども可能である。本実施形態であればこのように水系のバイオファウリングが抑制でき、さらに本実施形態であれば遊離ハロゲンをできるだけ少なくすることができるので、腐食を抑制することを目的として、水系(例えば、通水配管や流路など)に使用することもできる。 Since the present embodiment can have a high concentration of bound halogen (preferably stabilized bound chlorine), microorganisms or microorganisms adhering to the water flow pipe or flow path of the water system are downstream of the addition of the reaction solution of the present embodiment to the water system. It is also possible to prevent the adhesion of organisms (biofouling) and to sterilize and kill algae. In the present embodiment, biofouling of the water system can be suppressed in this way, and in the present embodiment, free halogen can be reduced as much as possible. Therefore, for the purpose of suppressing corrosion, the water system (for example, through) It can also be used for water pipes, flow paths, etc.).
本実施形態の別の側面として、本実施形態の前記反応溶液の使用又は使用方法を提供することができ、当該使用目的として、例えば、水系のバイオファウリング抑制方法、水系の防食方法、又は水系の膜スケール防止方法等が挙げられる。また、本実施形態は、本実施形態の前記反応溶液を水系に添加することによって、水処理方法、バイオファウリング抑制方法、防食方法、又はスケール防止方法を提供することもできる。なお、上述した構成と重複する構成については適宜省略する。 As another aspect of the present embodiment, the use or method of use of the reaction solution of the present embodiment can be provided, and the purpose of use thereof is, for example, an aqueous biofouling suppression method, an aqueous anticorrosion method, or an aqueous system. A method for preventing the film scale of the above can be mentioned. Further, the present embodiment can also provide a water treatment method, a biofouling suppression method, an anticorrosion method, or a scale prevention method by adding the reaction solution of the present embodiment to an aqueous system. A configuration that overlaps with the above configuration will be omitted as appropriate.
<水処理装置>
本発明は、別の態様として、前記反応溶液製造装置、及びこれを備える水処理装置等を提供することも可能である。当該反応溶液製造装置及びこれを備える水処理装置は、上述した本実施形態の方法(好適には被処理水を逆浸透膜処理する方法)を行うことができるものである。当該逆浸透膜処理方法により、透過水(処理水)を得ることができる。なお、被処理水から分けられた濃縮水は水処理水系に戻すことも可能である。
また、当該反応溶液製造装置及びこれを備える水系装置(好適には循環水装置)は、適宜、結合ハロゲンに起因する効果(例えば、バイオファウリングの抑制など)を発揮させることができ、また、適宜、水系(好適は循環水系)の腐食を抑制することもできる。<Water treatment equipment>
As another aspect of the present invention, it is also possible to provide the reaction solution production apparatus, a water treatment apparatus provided with the reaction solution production apparatus, and the like. The reaction solution manufacturing apparatus and the water treatment apparatus provided with the reaction solution can carry out the method of the present embodiment described above (preferably a method of treating water to be treated with a reverse osmosis membrane). Permeated water (treated water) can be obtained by the reverse osmosis membrane treatment method. The concentrated water separated from the water to be treated can be returned to the water-treated water system.
Further, the reaction solution production apparatus and the water system apparatus provided with the reaction solution apparatus (preferably a circulating water apparatus) can appropriately exert an effect caused by the bound halogen (for example, suppression of biofouling), and also. Corrosion of the water system (preferably the circulating water system) can be suppressed as appropriate.
本発明の実施形態に係る反応溶液製造装置は、
結合ハロゲンを含む反応溶液を製造する装置が好適であり、当該反応溶液製造装置は、
安定化剤及びハロゲン系酸化剤を反応させて結合ハロゲンを含む反応溶液を生成させる生成部と、
前記反応溶液が安定化剤及びハロゲン系酸化剤を全残留ハロゲン濃度が全塩素濃度として100mg−Cl2/L以上になるように調整する制御部と、
を有する装置がより好適である。
前記反応溶液は、逆浸透膜のファウリングを抑制するための反応溶液、又は、水系のバイオファウリングを抑制するための反応溶液が好適である。The reaction solution manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention
An apparatus for producing a reaction solution containing a bonded halogen is suitable, and the reaction solution producing apparatus is used.
A generator that reacts a stabilizer and a halogen-based oxidant to produce a reaction solution containing a bound halogen.
A control unit that adjusts the stabilizer and halogen-based oxidant so that the total residual halogen concentration is 100 mg-Cl 2 / L or more as the total chlorine concentration in the reaction solution.
A device having the above is more preferable.
The reaction solution is preferably a reaction solution for suppressing fouling of a reverse osmosis membrane or a reaction solution for suppressing biofouling of an aqueous system.
本発明の実施形態に係る水処理装置は、
安定化剤及びハロゲン系酸化剤を反応させて生成させた結合ハロゲンを含む反応溶液を生成させる生成部と、
前記反応溶液が、安定化剤及びハロゲン系酸化剤を全残留ハロゲン濃度が全塩素濃度として100mg−Cl2/L以上になるように調整する制御部と、
前記全残留ハロゲン濃度が全塩素濃度として100mg−Cl2/L以上の反応溶液を添加した水系(好適には、被処理水)を逆浸透膜処理する逆浸透膜処理部と、
を有する装置が好適である。The water treatment apparatus according to the embodiment of the present invention
A generator that produces a reaction solution containing a bound halogen produced by reacting a stabilizer and a halogen-based oxidant,
The reaction solution contains a control unit that adjusts the stabilizer and halogen-based oxidant so that the total residual halogen concentration is 100 mg-Cl 2 / L or more as the total chlorine concentration.
A reverse osmosis membrane treatment unit for reverse osmosis membrane treatment of an aqueous system (preferably water to be treated) to which a reaction solution having a total residual halogen concentration of 100 mg-Cl 2 / L or more as a total chlorine concentration is added.
A device having the above is suitable.
本実施形態の一例を示し、図2を参照して、本発明を説明するが、本実施形態が、これに限定されるものではない。 An example of the present embodiment will be shown and the present invention will be described with reference to FIG. 2, but the present embodiment is not limited thereto.
前記制御部6は、上述した反応溶液中の全残留ハロゲン濃度になるように安定化剤及びハロゲン系酸化剤の配合を調整することが可能である。前記制御部6は、安定化剤とハロゲン系酸化剤とを反応させる反応溶液混合部9から、反応溶液中の全残留ハロゲン濃度の測定値(データ)を得ることができる。また、前記制御部6は、MF膜処理部及び/又はRO膜処理部、これらの直前又は直後の全残留ハロゲン濃度の測定値(データ)を得ることができる。当該全残留ハロゲン濃度を測定する装置(図示せず)は、公知の測定装置を用いてもよい。また、反応溶液混合部9から反応溶液又は水系(例えば、被処理水など)を採取して全残留ハロゲン濃度を測定し、その測定結果を制御部6に入力してもよい。 The control unit 6 can adjust the composition of the stabilizer and the halogen-based oxidizing agent so that the total residual halogen concentration in the reaction solution described above is reached. The control unit 6 can obtain a measured value (data) of the total residual halogen concentration in the reaction solution from the reaction solution mixing unit 9 that reacts the stabilizer with the halogen-based oxidizing agent. Further, the control unit 6 can obtain a measured value (data) of the MF film processing unit and / or the RO membrane processing unit, and the total residual halogen concentration immediately before or after these. As an apparatus (not shown) for measuring the total residual halogen concentration, a known measuring apparatus may be used. Alternatively, the reaction solution or an aqueous system (for example, water to be treated) may be sampled from the reaction solution mixing unit 9, the total residual halogen concentration may be measured, and the measurement result may be input to the control unit 6.
前記制御部6は、この全残留ハロゲン濃度の測定値に基づき、上述した所定の全残留ハロゲン濃度になるように、安定化剤の添加量及びハロゲン系酸化剤の添加量をそれぞれ安定化剤添加部7及びハロゲン系酸化剤添加部8に指令することができる。これにより、前記安定化剤添加部7から安定化剤が反応溶液混合部9に添加され、また前記ハロゲン系酸化剤添加部8からハロゲン系酸化剤が反応溶液混合部9に添加される。 Based on the measured value of the total residual halogen concentration, the control unit 6 adds a stabilizer and an amount of the halogen-based oxidizing agent so as to obtain the predetermined total residual halogen concentration described above. It is possible to instruct the part 7 and the halogen-based oxidant addition part 8. As a result, the stabilizer is added to the reaction solution mixing section 9 from the stabilizer adding section 7, and the halogen-based oxidizing agent is added to the reaction solution mixing section 9 from the halogen-based oxidizing agent adding section 8.
前記制御部6は、必要に応じて、希釈するための水を、安定化剤、ハロゲン系酸化剤、又はこれら混合薬剤に、添加し調整することができる。
前記制御部6は、反応溶液混合部9から、前記反応溶液を水系(例えば、被処理水など)に添加するようにポンプや反応溶液添加部(図示せず)等に指令することができる。この添加場所は、逆浸透膜処理部2から水系(例えば、被処理水など)の取水口のいずれの場所であってもよい。また、前記制御部6は、水系(例えば、被処理水など)に対する前記反応溶液の添加量、添加タイミング、撹拌等を制御することも可能である。また、前記制御部6は、反応溶液添加後の系内の濃度が所定値になるように安定化剤の添加量及びハロゲン系酸化剤の添加量を調整することができる。また、前記制御部6は、前記反応溶液を水系(例えば、被処理水など)に連続的に又は非連続的(間欠的)に添加するように調整することができる。The control unit 6 can adjust by adding water for dilution to a stabilizer, a halogen-based oxidizing agent, or a mixed agent thereof, if necessary.
The control unit 6 can instruct a pump, a reaction solution addition unit (not shown), or the like to add the reaction solution to an aqueous system (for example, water to be treated) from the reaction solution mixing unit 9. The addition location may be any location from the reverse osmosis membrane treatment unit 2 to the intake port of the water system (for example, water to be treated). Further, the control unit 6 can also control the addition amount, addition timing, stirring and the like of the reaction solution to the water system (for example, water to be treated). In addition, the control unit 6 can adjust the amount of the stabilizer added and the amount of the halogen-based oxidizing agent added so that the concentration in the system after the addition of the reaction solution becomes a predetermined value. Further, the control unit 6 can be adjusted so that the reaction solution is continuously or discontinuously (intermittently) added to the water system (for example, water to be treated).
なお、本実施形態の方法を、前記反応溶液を製造する装置又は被処理水を逆浸透膜処理等を行うための装置(例えば、パーソナルコンピュータ、PLC等)におけるCPU等を含む制御部によって実現させることも可能である。また、本実施形態の方法を、記録媒体(不揮発性メモリ(USBメモリ等)、HDD、CD、ネットワーク、サーバ等)等を備えるハードウェア資源にプログラムとして格納し、前記制御部によって実現させることも可能である。
前記制御部によって、前記反応溶液を製造するシステム、又は前記反応溶液を製造し水系(例えば、被処理水など)に添加するように制御する逆浸透膜分離処理システム若しくは水系システム(例えば、水処理システムや循環水システムなど)を提供することも可能である。
なお、本実施形態を水系システムや循環水システムに適用する場合、通常の水処理装置や循環水装置に、本実施形態の製造装置を組み込むことで、本実施形態の方法を実行することができる。The method of the present embodiment is realized by a control unit including a CPU in an apparatus for producing the reaction solution or an apparatus for performing reverse osmosis membrane treatment of water to be treated (for example, a personal computer, PLC, etc.). It is also possible. Further, the method of the present embodiment may be stored as a program in a hardware resource including a recording medium (nonvolatile memory (USB memory or the like), HDD, CD, network, server, etc.) and realized by the control unit. It is possible.
A system for producing the reaction solution, or a reverse osmosis membrane separation treatment system or an aqueous system (for example, water treatment) for controlling the reaction solution to be produced and added to an aqueous system (for example, water to be treated) by the control unit. It is also possible to provide systems (systems, circulating water systems, etc.).
When the present embodiment is applied to a water system or a circulating water system, the method of the present embodiment can be executed by incorporating the manufacturing apparatus of the present embodiment into a normal water treatment device or a circulating water device. ..
本実施形態における反応溶液製造装置は、反応溶液生成部10及び制御部6を備えることが好適である。
反応溶液生成部10は、安定化剤添加部7及びハロゲン系酸化剤添加部8、並びに、安定化剤及びハロゲン系酸化剤を混合して全残留ハロゲン濃度が所定濃度になるように反応溶液を生成する反応溶液混合部9を備えることが好適である。
前記反応溶液生成部10は、これら安定化剤添加部7、ハロゲン系酸化剤添加部8及び反応溶液混合部9を、前記制御部6からの指令によって制御してもよい。また前記反応溶液生成部10には、前記制御部6の指令を受ける第二制御部を有していてもよく、この第二制御部によって、安定化剤添加部7、ハロゲン系酸化剤添加部8及び反応溶液混合部9が制御されてもよい。The reaction solution manufacturing apparatus in this embodiment preferably includes a reaction solution generation unit 10 and a control unit 6.
The reaction solution generation unit 10 mixes the stabilizer addition unit 7 and the halogen-based oxidant addition unit 8, and the stabilizer and the halogen-based oxidant to prepare the reaction solution so that the total residual halogen concentration becomes a predetermined concentration. It is preferable to include the reaction solution mixing unit 9 to be produced.
The reaction solution generation unit 10 may control the stabilizer addition unit 7, the halogen-based oxidant addition unit 8, and the reaction solution mixing unit 9 by a command from the control unit 6. Further, the reaction solution generation unit 10 may have a second control unit that receives a command from the control unit 6, and the second control unit may provide a stabilizer addition unit 7 and a halogen-based oxidant addition unit. 8 and the reaction solution mixing unit 9 may be controlled.
また、安定化剤添加部7及びハロゲン系酸化剤添加部8は、それぞれ安定化剤及びハロゲン系酸化剤を保存することが可能な槽であってもよく、又は通水配管等の流路であってもよい。これら薬剤、希釈水の各添加量及び各移送量は、ポンプや流量調整弁等で調整することができる。
また、反応溶液混合部9は、安定化剤及びハロゲン系酸化剤が混合可能な場所があればよく、例えば、通水配管等の流路や槽等が挙げられる。また、反応溶液混合部9には、撹拌等の混合装置を備えることが好ましい。これら薬剤、反応溶液、希釈水等の添加量及び移送量は、ポンプや流量調整弁等で調整することができる。Further, the stabilizer adding section 7 and the halogen-based oxidizing agent adding section 8 may be a tank capable of storing the stabilizer and the halogen-based oxidizing agent, respectively, or in a flow path such as a water flow pipe. There may be. Each addition amount and each transfer amount of these chemicals and diluted water can be adjusted by a pump, a flow rate adjusting valve, or the like.
Further, the reaction solution mixing unit 9 may have a place where a stabilizer and a halogen-based oxidizing agent can be mixed, and examples thereof include a flow path such as a water flow pipe and a tank. Further, it is preferable that the reaction solution mixing unit 9 is provided with a mixing device such as stirring. The amount of these chemicals, reaction solution, diluted water, etc. added and transferred can be adjusted with a pump, a flow rate adjusting valve, or the like.
本実施形態の別の態様として、安定化剤添加部7及びハロゲン系酸化剤添加部8のそれぞれの吐出口にポンプを設け、反応溶液混合物9を混合ラインとし当該混合ラインの入り口にキャッチ弁を備える。当該混合ラインには、両薬剤を混合できる装置が設けられていることが好適であり、例えばスタティックミキサー等が挙げられる。
前記制御部10の指令により、安定化剤添加部7及びハロゲン系酸化剤添加部8のそれぞれのポンプ吐出口から混合ラインに安定化剤及びハロゲン系酸化剤を移送する。前記制御部10の指令により、全残留ハロゲン濃度が所定以上になるように、キャッチ弁で両者の流量を調整する。両者が合流する混合ラインで両者を反応させて全残留ハロゲン濃度が所定以上で結合ハロゲンを含む反応溶液を生成する。そして、当該反応溶液を水系(例えば、被処理水など)に添加し、当該水系(例えば、被処理水など)を逆浸透膜にて処理する。これにより、透過水を得ることができる。当該反応溶液を用いることで、逆浸透膜の劣化を抑制しつつ、逆浸透膜のファウリングを抑制することができる。さらに、当該反応溶液を用いることで、適宜、水系のバイオファウリング抑制効果を得ることもできる。なお、当該バイオフィルムやスライムは、微生物(細菌、藻等)等によって生成されるものである。As another embodiment of the present embodiment, a pump is provided at each discharge port of the stabilizer addition section 7 and the halogen-based oxidant addition section 8, the reaction solution mixture 9 is used as a mixing line, and a catch valve is provided at the inlet of the mixing line. Be prepared. It is preferable that the mixing line is provided with a device capable of mixing both drugs, and examples thereof include a static mixer.
According to the command of the control unit 10, the stabilizer and the halogen-based oxidant are transferred from the pump discharge ports of the stabilizer addition unit 7 and the halogen-based oxidant addition unit 8 to the mixing line. According to the command of the control unit 10, the flow rates of both are adjusted by the catch valve so that the total residual halogen concentration becomes equal to or higher than a predetermined value. The two are reacted in a mixing line where the two meet to produce a reaction solution containing a bound halogen when the total residual halogen concentration is equal to or higher than a predetermined value. Then, the reaction solution is added to an aqueous system (for example, water to be treated), and the aqueous system (for example, water to be treated) is treated with a reverse osmosis membrane. Thereby, permeated water can be obtained. By using the reaction solution, it is possible to suppress the fouling of the reverse osmosis membrane while suppressing the deterioration of the reverse osmosis membrane. Furthermore, by using the reaction solution, an aqueous biofouling inhibitory effect can be appropriately obtained. The biofilm and slime are produced by microorganisms (bacteria, algae, etc.).
本実施形態の装置又はシステムにより、本実施形態の遊離ハロゲンが大幅に低減されかつ結合ハロゲンを含む反応溶液を、水系(例えば、被処理水など)に添加することができ、これにより逆浸透膜の劣化を抑制しつつ、逆浸透膜のファウリング抑制効果、水系のスライム抑制効果などを得ることができる。
また、本実施形態に係る水処理システムは、純水製造システム、海水淡水化システム、排水処理システム等が挙げられる。また、本実施形態に係る水系装置は、特に限定されず、これら例示システムを有する純水製造装置や海水淡水化装置等の水処理系装置であってもよく、循環冷却水装置などの循環水系を有する装置であってもよい。The apparatus or system of the present embodiment allows a reaction solution in which the free halogen of the present embodiment is significantly reduced and contains a bound halogen to be added to an aqueous system (for example, water to be treated), whereby a reverse osmosis membrane can be added. It is possible to obtain the effect of suppressing fouling of the reverse osmosis membrane and the effect of suppressing slime in the water system while suppressing the deterioration of the water system.
Further, examples of the water treatment system according to the present embodiment include a pure water production system, a seawater desalination system, and a wastewater treatment system. Further, the water system device according to the present embodiment is not particularly limited, and may be a water treatment system device such as a pure water production device or a seawater desalination device having these exemplary systems, and a circulating water system such as a circulating cooling water device. It may be a device having.
また、本技術は、以下の構成を採用することも可能である。
〔1〕 安定化剤及びハロゲン系酸化剤を全残留ハロゲン濃度が全塩素濃度として100mg−Cl2/L以上となるように反応させて結合ハロゲンを生成させた反応溶液を、被処理水に添加し、当該被処理水を逆浸透膜処理する方法。
〔2〕 安定化剤及びハロゲン系酸化剤を全残留ハロゲン濃度が全塩素濃度として100mg−Cl2/L以上となるように反応させて結合ハロゲンを生成させた反応溶液を、水系に添加し、当該水系のバイオファウリングを抑制する方法。
〔3〕
前記安定化剤が、スルファミン酸化合物である、前記〔1〕又は〔2〕記載の方法。
〔4〕
前記安定化剤が、前記ハロゲン系酸化剤1molに対して1mol以上で反応させる、前記〔1〕〜〔3〕記載の方法。
〔5〕
前記反応溶液中の遊離ハロゲン比率(%)が、全残留ハロゲンの10%以下である、前記〔1〕〜〔4〕のいずれか記載の方法。
〔6〕
前記全残留ハロゲン濃度が125mg−Cl2/L以上である、前記〔1〕〜〔5〕のいずれか記載の方法。In addition, the present technology can also adopt the following configurations.
[1] A reaction solution obtained by reacting a stabilizer and a halogen-based oxidizing agent so that the total residual halogen concentration becomes 100 mg-Cl 2 / L or more as the total chlorine concentration to generate a bound halogen is added to the water to be treated. A method of treating the water to be treated with a reverse osmosis membrane.
[2] A reaction solution obtained by reacting a stabilizer and a halogen-based oxidizing agent so that the total residual halogen concentration becomes 100 mg-Cl 2 / L or more as the total chlorine concentration to generate a bound halogen is added to the aqueous system. A method for suppressing biofouling in the water system.
[3]
The method according to the above [1] or [2], wherein the stabilizer is a sulfamic acid compound.
[4]
The method according to the above [1] to [3], wherein the stabilizer reacts with 1 mol of the halogen-based oxidizing agent in an amount of 1 mol or more.
[5]
The method according to any one of [1] to [4] above, wherein the free halogen ratio (%) in the reaction solution is 10% or less of the total residual halogen.
[6]
The method according to any one of [1] to [5] above, wherein the total residual halogen concentration is 125 mg-Cl 2 / L or more.
〔6〕
結合ハロゲンを含む反応溶液を製造する装置であり、
安定化剤及びハロゲン系酸化剤を反応させて結合ハロゲンを含む反応溶液を生成させる生成部と、
前記反応溶液が安定化剤及びハロゲン系酸化剤を全残留ハロゲン濃度が全塩素濃度として100mg−Cl2/L以上になるように調整する制御部と、
を有する製造装置。
〔7〕
前記結合ハロゲンを含む反応溶液が、逆浸透膜のファウリングを抑制するための反応溶液、又は水系のバイオファウリングを抑制するための反応溶液である、前記〔6〕記載の製造装置。前記製造装置は、逆浸透膜処理装置、又は循環冷却水装置に適用することが好適である。
〔8〕
前記安定化剤が、スルファミン酸化合物である、前記〔6〕又は〔7〕のいずれか記載の製造装置。
〔9〕
前記安定化剤が、前記ハロゲン系酸化剤1molに対して1mol以上で反応させる、前記〔6〕〜〔8〕のいずれか記載の製造装置。
〔10〕
前記反応溶液中の遊離ハロゲン比率(%)が、全残留ハロゲンの10%以下である、前記〔6〕〜〔9〕のいずれか記載の製造装置。
〔11〕
前記全残留ハロゲン濃度が125mg−Cl2/L以上である、前記〔6〕〜〔10〕のいずれか記載の製造装置。[6]
A device for producing reaction solutions containing bonded halogens.
A generator that reacts a stabilizer and a halogen-based oxidant to produce a reaction solution containing a bound halogen.
A control unit that adjusts the stabilizer and halogen-based oxidant so that the total residual halogen concentration is 100 mg-Cl 2 / L or more as the total chlorine concentration in the reaction solution.
Manufacturing equipment with.
[7]
The production apparatus according to the above [6], wherein the reaction solution containing the bound halogen is a reaction solution for suppressing fouling of a reverse osmosis membrane or a reaction solution for suppressing biofouling of an aqueous system. The manufacturing apparatus is preferably applied to a reverse osmosis membrane treatment apparatus or a circulating cooling water apparatus.
[8]
The production apparatus according to any one of [6] and [7] above, wherein the stabilizer is a sulfamic acid compound.
[9]
The production apparatus according to any one of [6] to [8], wherein the stabilizer reacts with 1 mol of the halogen-based oxidizing agent at 1 mol or more.
[10]
The manufacturing apparatus according to any one of [6] to [9] above, wherein the free halogen ratio (%) in the reaction solution is 10% or less of the total residual halogen.
[11]
The manufacturing apparatus according to any one of [6] to [10] above, wherein the total residual halogen concentration is 125 mg-Cl 2 / L or more.
以下の実施例及び比較例等を挙げて、本発明の実施形態について説明をする。なお、本発明の範囲は実施例に限定されるものではない。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the following examples and comparative examples. The scope of the present invention is not limited to the examples.
[実施例1:被処理水中の遊離塩素濃度]
酸化剤系薬剤と安定化剤を事前に混合してから系内に添加した際の塩素の結合状態を机上にて評価した。
<手順>
スルファミン酸濃度が20%以上であるスルファミン酸ナトリウム溶液を調製した。そこへ有効塩素濃度10%以上の次亜塩素酸ナトリウムを添加した。混合比は次亜塩素酸ナトリウム1mg−Cl2/L溶液に対してスルファミン酸として3mg/L以上とした。
これにより、安定化剤及び塩素系酸化剤を含む反応溶液を調製した。この安定化剤及び塩素系酸化剤を含む反応溶液の全残留塩素濃度は100mg−Cl2/L以上であった。そして、被処理水として500mg/L NaCl溶液を用いた。
500mg/L NaCl溶液に、調製5分後の上記反応溶液を濃度が20mg/Lとなるように添加した。スルファミン酸を添加してから5分後、及び60分後の残留塩素濃度をDPD法により測定した。[Example 1: Free chlorine concentration in water to be treated]
The bonding state of chlorine when the oxidizing agent and the stabilizer were mixed in advance and then added into the system was evaluated on a desk.
<Procedure>
A sodium sulfamic acid solution having a sulfamic acid concentration of 20% or more was prepared. Sodium hypochlorite having an effective chlorine concentration of 10% or more was added thereto. The mixing ratio was 3 mg / L or more as sulfamic acid with respect to a 1 mg-Cl 2 / L solution of sodium hypochlorite.
As a result, a reaction solution containing a stabilizer and a chlorine-based oxidizing agent was prepared. The total residual chlorine concentration of the reaction solution containing the stabilizer and the chlorine-based oxidizing agent was 100 mg-Cl 2 / L or more. Then, a 500 mg / L NaCl solution was used as the water to be treated.
The above reaction solution 5 minutes after preparation was added to a 500 mg / L NaCl solution so that the concentration was 20 mg / L. The residual chlorine concentration 5 minutes and 60 minutes after the addition of sulfamic acid was measured by the DPD method.
<全残留塩素濃度の算出方法>
なお、全残留塩素濃度は以下の方法をもとに算出した。
全残留塩素濃度=遊離塩素濃度+活性化結合塩素濃度+安定化結合塩素濃度。
遊離塩素濃度:DPD法(ポケット残留塩素計、HACH社製)による遊離塩素濃度[ここで、DPD法による遊離塩素濃度は、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。
遊離塩素比率(%)=(遊離塩素濃度/全残留塩素濃度)×100
安定化結合塩素比率(%)=(安定化結合塩素濃度/全残留塩素濃度)×100
なお、試験環境の温度は25℃とした。<Calculation method of total residual chlorine concentration>
The total residual chlorine concentration was calculated based on the following method.
Total residual chlorine concentration = free chlorine concentration + activated combined chlorine concentration + stabilized combined chlorine concentration.
Free chlorine concentration: Free chlorine concentration by the DPD method (Pocket Residual Chlorine Meter, manufactured by HACH) [Here, the free chlorine concentration by the DPD method is 5 to 30 seconds after the DPD (Free) reagent, which is a reagent for measuring free chlorine. Chlorine concentration measurement result (mg-Cl 2 / L)].
Activation-bound chlorine concentration: From the chlorine concentration measurement result (mg-Cl 2 / L) after 300 seconds using the DPD (Free) reagent, which is a reagent for measuring free chlorine, the free chlorine concentration (mg-Cl 2 / L) Value after subtracting the measurement result.
Stabilized bound chlorine concentration: From the chlorine concentration measurement result (mg-Cl 2 / L) after 180 seconds with the DPD (Total) reagent, which is a reagent for measuring total chlorine, it depends on the DPD (Free) reagent, which is a reagent for measuring free chlorine. The value obtained by subtracting the chlorine concentration measurement result (mg-Cl 2 / L) after 300 seconds.
Free chlorine ratio (%) = (free chlorine concentration / total residual chlorine concentration) x 100
Stabilized bound chlorine ratio (%) = (Stabilized bound chlorine concentration / total residual chlorine concentration) x 100
The temperature of the test environment was 25 ° C.
<結果・考察>
[被処理水に薬剤(反応溶液)添加した直後の残留塩素濃度結果(反応溶液添加後の被処理水)]
・遊離塩素濃度=0.01mg−Cl2/L
・活性化結合塩素濃度=0.00mg−Cl2/L
・安定化結合塩素濃度=1.26mg−Cl2/L<Results / Discussion>
[Results of residual chlorine concentration immediately after the addition of the drug (reaction solution) to the water to be treated (water to be treated after the addition of the reaction solution)]
・ Free chlorine concentration = 0.01mg-Cl 2 / L
・ Activation-bound chlorine concentration = 0.00 mg-Cl 2 / L
-Stabilized bound chlorine concentration = 1.26 mg-Cl 2 / L
安定化剤及び塩素系酸化剤をそれぞれ高濃度で反応させたため、反応時間5分で反応溶液中の遊離塩素が検出されなくなった。
このことから、安定化剤と塩素系酸化剤とを全残留塩素濃度が100mg−Cl2/L以上になるように反応させて生成させた安定化結合塩素を含む反応溶液を用いれば、短時間で残留塩素が検出されることがなくなる。
よって、本発明の反応溶液の残留塩素は逆浸透膜を劣化させないレベルに十分に達していることから、当該反応溶液は、逆浸透膜劣化を抑制できる。さらに、当該反応溶液は安定化結合塩素を含むものであるから、逆浸透膜システムにおけるスライムを抑制して逆浸透膜のファウリングを防止することができる。Since the stabilizer and the chlorine-based oxidizing agent were reacted at high concentrations, free chlorine in the reaction solution was no longer detected after a reaction time of 5 minutes.
From this, if a reaction solution containing stabilized bonded chlorine generated by reacting a stabilizer and a chlorine-based oxidant so that the total residual chlorine concentration becomes 100 mg-Cl 2 / L or more is used, a short time is required. Residual chlorine will not be detected.
Therefore, since the residual chlorine of the reaction solution of the present invention has sufficiently reached a level that does not deteriorate the reverse osmosis membrane, the reaction solution can suppress the deterioration of the reverse osmosis membrane. Furthermore, since the reaction solution contains stabilized bound chlorine, it is possible to suppress slime in the reverse osmosis membrane system and prevent fouling of the reverse osmosis membrane.
さらに、全残留塩素濃度48000mg/L以上になるように安定化剤及び塩素系酸化剤を含む反応溶液を調製した。この反応溶液を、水温5℃、20℃、40℃、50℃の500mg/L NaCl溶液(被処理水)に添加し混合した。反応溶液を添加した各水温の500mg/L NaCl溶液における遊離塩素濃度は、いずれも30秒以内に遊離塩素が検出されなくなった。
このことから、逆浸透膜処理装置で通常処理する水温においても、実施例1のような反応溶液を用いることで、短時間で残留塩素が検出されることがなくなる。よって、本発明の反応溶液は、通常逆浸透膜処理する水温において、問題なく利用することができる。Further, a reaction solution containing a stabilizer and a chlorine-based oxidizing agent was prepared so that the total residual chlorine concentration was 48,000 mg / L or more. This reaction solution was added to a 500 mg / L NaCl solution (water to be treated) at water temperatures of 5 ° C., 20 ° C., 40 ° C., and 50 ° C. and mixed. As for the free chlorine concentration in the 500 mg / L NaCl solution at each water temperature to which the reaction solution was added, free chlorine was not detected within 30 seconds.
From this, even at the water temperature normally treated by the reverse osmosis membrane treatment apparatus, residual chlorine is not detected in a short time by using the reaction solution as in Example 1. Therefore, the reaction solution of the present invention can be used without any problem at a water temperature that is usually treated with a reverse osmosis membrane.
[比較例1及び2]
酸化剤系薬剤と安定化剤を別々で系内に添加した際の塩素の結合状態を机上にて評価した。
<手順>
ビーカーに、被処理水として、500mg/L NaCl溶液を用意した。
上記[実施例1]のような、予め安定化剤及び塩素系酸化剤を混合した混合溶液を用いずに、ぞれぞれ別々にNaCl溶液に添加し、安定化剤及び塩素系酸化剤をNaCl溶液に添加しながら全残留塩素濃度及びスルファミン酸濃度を調整した。
上記NaCl溶液に、次亜塩素酸ナトリウム溶液及びスルファミン酸ナトリウム溶液をこの順番で別々に、全残留塩素濃度が1mg−Cl2/L、スルファミン酸濃度が3mg/L以上となるように添加した。
スルファミン酸を添加してから、5分後及び60分後の残留塩素濃度をDPD法により測定した(計算法は実施例1と同様)。
試験環境の温度は25℃とした。[Comparative Examples 1 and 2]
The chlorine binding state when the oxidizing agent and the stabilizer were added separately into the system was evaluated on the desk.
<Procedure>
A 500 mg / L NaCl solution was prepared as water to be treated in a beaker.
Instead of using a mixed solution in which a stabilizer and a chlorine-based oxidant are mixed in advance as in [Example 1] above, each of them is separately added to the NaCl solution to add the stabilizer and the chlorine-based oxidant. The total residual chlorine concentration and sulfamic acid concentration were adjusted while adding to the NaCl solution.
To the above NaCl solution, a sodium hypochlorite solution and a sodium sulfamic acid solution were separately added in this order so that the total residual chlorine concentration was 1 mg-Cl 2 / L and the sulfamic acid concentration was 3 mg / L or more.
The residual chlorine concentration 5 minutes and 60 minutes after the addition of sulfamic acid was measured by the DPD method (the calculation method is the same as in Example 1).
The temperature of the test environment was 25 ° C.
<結果・考察>
[比較例1:塩素系酸化剤添加次いでスルファミン酸添加の被処理水]
(1)塩素系酸化剤添加の被処理水にスルファミン酸添加から「5分後」の残留塩素濃度結果
・遊離塩素濃度=0.20mg−Cl2/L
・活性化結合塩素濃度=0.47mg−Cl2/L
・安定化結合塩素濃度=0.37mg−Cl2/L
(2)塩素系酸化剤添加の被処理水にスルファミン酸添加から「60分後」の残留塩素濃度結果
・遊離塩素濃度=0.20mg−Cl2/L
・活性化結合塩素濃度=0.29 mg−Cl2/L
・安定化結合塩素濃度=0.53 mg−Cl2/L<Results / Discussion>
[Comparative Example 1: Water to be treated with chlorine-based oxidizing agent added and then sulfamic acid added]
(1) Residual chlorine concentration result "5 minutes after addition of sulfamic acid" to the water to be treated with chlorine-based oxidant-Free chlorine concentration = 0.20 mg-Cl 2 / L
-Activation-bound chlorine concentration = 0.47 mg-Cl 2 / L
・ Stabilized combined chlorine concentration = 0.37 mg-Cl 2 / L
(2) Residual chlorine concentration result "60 minutes after addition of sulfamic acid" to the water to be treated with chlorine-based oxidant-Free chlorine concentration = 0.20 mg-Cl 2 / L
-Activation-bound chlorine concentration = 0.29 mg-Cl 2 / L
-Stabilized bound chlorine concentration = 0.53 mg-Cl 2 / L
[比較例2:塩素系酸化剤添加次いで高濃度スルファミン酸添加の被処理水]
スルファミン酸濃度を、さらに1オーダー上げた「スルファミン酸27mg/L」を添加した際の残留塩素濃度結果(60分後)
・遊離塩素濃度=0.19mg−Cl2/L
・活性化結合塩素濃度=0.28mg−Cl2/L
・安定化結合塩素濃度=0.55mg−Cl2/L[Comparative Example 2: Water to be treated with chlorine-based oxidant added and then high-concentration sulfamic acid added]
Results of residual chlorine concentration when "sulfamic acid 27 mg / L", which is one order higher than the sulfamic acid concentration, was added (after 60 minutes)
-Free chlorine concentration = 0.19 mg-Cl 2 / L
-Activation-bound chlorine concentration = 0.28 mg-Cl 2 / L
-Stabilized bound chlorine concentration = 0.55 mg-Cl 2 / L
上記結果より、比較例1は遊離塩素0.2mg−Cl2/L程度が残留しており、RO膜を劣化させる恐れがあった。時間の経過によっても減少しきらず、系内で安定化剤を反応させることにより遊離塩素を低減することは難しい。スルファミン酸の濃度を大幅に上げても効果は限定的だった。From the above results, in Comparative Example 1, about 0.2 mg-Cl 2 / L of free chlorine remained, and there was a risk of deteriorating the RO film. It does not decrease completely with the passage of time, and it is difficult to reduce free chlorine by reacting a stabilizer in the system. Even if the concentration of sulfamic acid was significantly increased, the effect was limited.
[実施例2:反応溶液の全残留塩素濃度]
安定化剤と塩素系酸化剤とを反応させて生成させた安定化結合塩素を含む反応溶液において、酸化剤系薬剤とその安定化剤を混合する際の全残留塩素濃度を変えた場合の塩素の結合状態を机上にて評価した。
<手順>
純水をビーカーに用意した。試験環境の温度は25℃とした。純水にスルファミン酸濃度が20%以上となるように調製したスルファミン酸ナトリウム溶液を添加した。このスルファミン酸を含む水溶液に有効塩素濃度10%以上の次亜塩素酸ナトリウムを添加した。混合比は次亜塩素酸ナトリウム1mg/L溶液に対してスルファミン酸として3mg/L以上となるようにした。これにより、安定化剤及び塩素系酸化剤を含む反応溶液を調製した。
調製した反応溶液を30秒混合後の残留塩素濃度をDPD法により測定した(計算法は実施例1と同様)。この操作を、純水量を変えながら繰り返し行った。これにより、希釈混合時の塩素の結合状態を調整し、安定化剤及び塩素系酸化剤を含む反応溶液の全残留塩素濃度が異なる反応溶液を調製した(表1及び図1参照)。[Example 2: Total residual chlorine concentration of reaction solution]
Chlorine when the total residual chlorine concentration when mixing the oxidant-based agent and its stabilizer is changed in the reaction solution containing the stabilized bonded chlorine generated by reacting the stabilizer and the chlorine-based oxidant. The combined state of was evaluated on the desk.
<Procedure>
Pure water was prepared in a beaker. The temperature of the test environment was 25 ° C. A sodium sulfamic acid solution prepared so that the sulfamic acid concentration was 20% or more was added to pure water. Sodium hypochlorite having an effective chlorine concentration of 10% or more was added to the aqueous solution containing sulfamic acid. The mixing ratio was adjusted so that the amount of sulfamic acid was 3 mg / L or more with respect to the 1 mg / L solution of sodium hypochlorite. As a result, a reaction solution containing a stabilizer and a chlorine-based oxidizing agent was prepared.
The residual chlorine concentration after mixing the prepared reaction solution for 30 seconds was measured by the DPD method (the calculation method is the same as in Example 1). This operation was repeated while changing the amount of pure water. As a result, the chlorine binding state at the time of dilution and mixing was adjusted, and reaction solutions containing stabilizers and chlorine-based oxidizing agents having different total residual chlorine concentrations were prepared (see Table 1 and FIG. 1).
<結果>
混合後の全残留塩素濃度ごとに、全残留塩素に占める安定化結合塩素及び遊離塩素の存在比率をまとめた結果を表1及び図1に示す。図1に示すのは、特に低濃度側のみである。
結果から、混合後の全残留塩素濃度が100mg−Cl2/L以上であれば、遊離塩素を全残留塩素の10%以内に抑えることができる。
よって、次亜塩素酸ナトリウムと安定化剤のどちらか若しくは両方が希釈して使用された際には、混合後の全残留塩素濃度が100mg−Cl2/L以上である必要があり、好ましくは125mg−Cl2/L以上、さらに好ましくは150mg−Cl2/L以上であることが望ましい。
なお、実施例2の反応溶液を、被処理水に対して調製5分後の上記反応溶液を濃度が20mg/Lとなるように添加した場合、遊離塩素濃度は0.00〜0.05mg/L程度である。<Result>
Table 1 and FIG. 1 show the results of summarizing the abundance ratios of stabilized bound chlorine and free chlorine in the total residual chlorine for each total residual chlorine concentration after mixing. Only the low concentration side is shown in FIG.
From the results, if the total residual chlorine concentration after mixing is 100 mg-Cl 2 / L or more, free chlorine can be suppressed to within 10% of the total residual chlorine.
Therefore, when either or both of sodium hypochlorite and the stabilizer are diluted and used, the total residual chlorine concentration after mixing needs to be 100 mg-Cl 2 / L or more, preferably 100 mg-Cl 2 / L or more. It is desirable that it is 125 mg-Cl 2 / L or more, more preferably 150 mg-Cl 2 / L or more.
When the reaction solution of Example 2 was added to the water to be treated 5 minutes after preparation so that the concentration was 20 mg / L, the free chlorine concentration was 0.00 to 0.05 mg / L. It is about L.
このことから、安定化剤と塩素系酸化剤とを全残留塩素濃度が100mg−Cl2/L以上になるように反応させて生成させた安定化結合塩素を含む反応溶液を用いれば、短時間で残留塩素が検出されることがなくなる。
よって、本発明の反応溶液の残留塩素は逆浸透膜を劣化させないレベルに十分に達していることから、当該反応溶液は、逆浸透膜劣化を抑制できる。さらに、当該反応溶液は安定化結合塩素を含むものであるから、逆浸透膜システムにおけるスライムを抑制して逆浸透膜のファウリングを防止することができる。From this, if a reaction solution containing stabilized bonded chlorine generated by reacting a stabilizer and a chlorine-based oxidant so that the total residual chlorine concentration becomes 100 mg-Cl 2 / L or more is used, a short time is required. Residual chlorine will not be detected.
Therefore, since the residual chlorine of the reaction solution of the present invention has sufficiently reached a level that does not deteriorate the reverse osmosis membrane, the reaction solution can suppress the deterioration of the reverse osmosis membrane. Furthermore, since the reaction solution contains stabilized bound chlorine, it is possible to suppress slime in the reverse osmosis membrane system and prevent fouling of the reverse osmosis membrane.
[実施例3:安定化剤の使用割合]
酸化剤系薬剤と安定化剤の混合比率を変えた際の塩素の結合状態を机上にて評価した。
<手順>
純水をビーカーに用意した。試験環境の温度は25℃とした。純水にスルファミン酸濃度が20%以上となるように調製したスルファミン酸ナトリウム溶液を添加した。このスルファミン酸を含む水溶液に有効塩素濃度10%以上の次亜塩素酸ナトリウムを添加した。これにより、安定化剤及び塩素系酸化剤を含む反応溶液を調製した。
調製した反応溶液を30秒混合後の残留塩素濃度をDPD法により測定した(計算法は実施例1と同様)。この操作を、同残留塩素濃度(450mg−Cl2/L)でスルファミン酸量を変えながら繰り返し行った。これにより、塩素系酸化剤及び安定化剤の使用割合変更時の塩素状態を調整し、安定化剤及び塩素系酸化剤を含む反応溶液における塩素系酸化剤及び安定化剤の使用割合が異なる反応溶液を調製した(表2参照)。[Example 3: Ratio of stabilizer used]
The chlorine binding state when the mixing ratio of the oxidizing agent and the stabilizer was changed was evaluated on the desk.
<Procedure>
Pure water was prepared in a beaker. The temperature of the test environment was 25 ° C. A sodium sulfamic acid solution prepared so that the sulfamic acid concentration was 20% or more was added to pure water. Sodium hypochlorite having an effective chlorine concentration of 10% or more was added to the aqueous solution containing sulfamic acid. As a result, a reaction solution containing a stabilizer and a chlorine-based oxidizing agent was prepared.
The residual chlorine concentration after mixing the prepared reaction solution for 30 seconds was measured by the DPD method (the calculation method is the same as in Example 1). This operation was repeated at the same residual chlorine concentration (450 mg-Cl 2 / L) while changing the amount of sulfamic acid. As a result, the chlorine state when the usage ratio of the chlorine-based oxidant and the stabilizer is changed is adjusted, and the usage ratio of the chlorine-based oxidant and the stabilizer in the reaction solution containing the stabilizer and the chlorine-based oxidant is different. A solution was prepared (see Table 2).
<結果>
次亜塩素酸1molに対するスルファミン酸の添加量[mol]を表2に示す。結果から、次亜塩素酸1molに対して1.1mol以上のスルファミン酸が添加されていれば、全残留塩素の95%以上が安定化結合塩素となり、遊離塩素は被処理水中の2.0%未満に抑えることができていることがわかる。
よって、次亜塩素酸ナトリウムに対して安定化剤の添加量が少なく添加された際にも、次亜塩素酸に対してスルファミン酸を1.1モル倍以上添加されていれば、ほぼ全量が安定化結合塩素となった安定な成分を得ることができる。<Result>
Table 2 shows the amount [mol] of sulfamic acid added to 1 mol of hypochlorous acid. From the results, if 1.1 mol or more of sulfamic acid is added to 1 mol of hypochlorous acid, 95% or more of the total residual chlorine becomes stabilized bonded chlorine, and free chlorine is 2.0% of the water to be treated. It can be seen that it can be suppressed to less than.
Therefore, even when the amount of stabilizer added is small with respect to sodium hypochlorite, if sulfamic acid is added 1.1 mol times or more with respect to hypochlorous acid, almost the entire amount is added. A stable component that has become stabilized bound chlorine can be obtained.
このことから、安定化剤と塩素系酸化剤とを全残留塩素濃度が100mg−Cl2/L以上になるように反応させて生成させた安定化結合塩素を含む反応溶液を調製する場合、安定化剤と塩素系酸化剤との使用割合を、塩素系酸化剤1モルに対して安定化剤と1.1モル倍以上にすることが、より好適である。
これにより、本発明の反応溶液は、逆浸透膜劣化をより良好に抑制できる。さらに、当該反応溶液はより良好に安定化結合塩素を含むことができるので、逆浸透膜システムにおけるスライムを抑制して逆浸透膜のファウリングをより良好に防止することができる。From this, when a reaction solution containing stabilized bonded chlorine produced by reacting a stabilizer and a chlorine-based oxidant so that the total residual chlorine concentration becomes 100 mg-Cl 2 / L or more is prepared, it is stable. It is more preferable that the ratio of the agent and the chlorine-based oxidant to be used is 1.1 mol times or more the stabilizer and 1 mol of the chlorine-based oxidant.
As a result, the reaction solution of the present invention can better suppress the deterioration of the reverse osmosis membrane. In addition, the reaction solution can better contain stabilized bound chlorine, thus suppressing slime in the reverse osmosis membrane system and better preventing fouling of the reverse osmosis membrane.
1 水処理水系;2 RO膜処理部(RO膜処理);3 凝集処理部(凝集処理);4 固液分離処理部(固液分離処理);5 MF膜処理部(プレフィルター処理);6 制御部;7 安定化剤添加部;8 ハロゲン系酸化剤添加部;9 反応溶液混合部;10 反応溶液生成部 1 Water-treated water system; 2 RO membrane treatment unit (RO membrane treatment); 3 Aggregation treatment unit (aggregation treatment); 4 Solid-liquid separation treatment unit (solid-liquid separation treatment); 5 MF membrane treatment unit (prefilter treatment); 6 Control unit; 7 Stabilizer addition unit; 8 Halogen-based oxidizer addition unit; 9 Reaction solution mixing unit; 10 Reaction solution generation unit
Claims (8)
当該反応溶液を安定化結合塩素濃度が被処理水中0.05mg−Cl 2 /L以上20mg−Cl 2 /L以下の範囲になるように、被処理水に添加し、当該被処理水を逆浸透膜処理する方法であり、
前記安定化剤が、スルファミン酸化合物であり、
前記反応溶液が、前記安定化剤を前記ハロゲン系酸化剤1molに対して1mol以上で反応させたものであり、
前記反応溶液は、全残留ハロゲン濃度が全塩素濃度として100mg−Cl 2 /L以上100000mg−Cl 2 /L以下のものであり、当該反応溶液中の遊離ハロゲン比率(%)が、全残留ハロゲンの10%以下のものである、
前記逆浸透膜処理方法。 In an aqueous system, before adding to the water to be treated, a stabilizer and a halogen-based oxidizing agent were reacted so that the total residual halogen concentration was 100 mg-Cl 2 / L or more as the total chlorine concentration to generate bound halogen. Produce a reaction solution ,
The reaction solution is added to the water to be treated so that the stabilized bound chlorine concentration is in the range of 0.05 mg-Cl 2 / L or more and 20 mg-Cl 2 / L or less in the water to be treated, and the water to be treated is reverse osmotic. It is a method of membrane treatment,
The stabilizer is a sulfamic acid compound,
The reaction solution is obtained by reacting the stabilizer with 1 mol of the halogen-based oxidizing agent in an amount of 1 mol or more.
The reaction solution, total residual halogen concentration is of 100mg-Cl 2 / L or more 100000mg-Cl 2 / L or less as total chlorine concentration, free halogen ratio of the reaction solution (%) is the total residual halogen 10% or less,
The reverse osmosis membrane treatment method .
被処理水に添加する前に、安定化剤及びハロゲン系酸化剤を全残留ハロゲン濃度が全塩素濃度として100mg−Cl 2 /L以上となるように反応させて結合ハロゲンを含む反応溶液を生成させる反応溶液生成部を有し、
前記安定化剤が、スルファミン酸化合物であり、
前記反応溶液が、前記安定化剤を前記ハロゲン系酸化剤1molに対して1mol以上で反応させたものであり、
前記反応溶液は、全残留ハロゲン濃度が全塩素濃度として100mg−Cl 2 /L以上100000mg−Cl 2 /L以下のものであり、当該反応溶液中の遊離ハロゲン比率(%)が全残留ハロゲンの10%以下のものであり、
前記反応溶液を安定化結合塩素濃度が被処理水中0.05mg−Cl 2 /L以上20mg−Cl 2 /L以下の範囲になるように、被処理水に添加する、
前記製造装置。 A device for producing a reaction solution containing a bonded halogen in an aqueous system .
Before adding to the water to be treated, a stabilizer and a halogen-based oxidizing agent are reacted so that the total residual halogen concentration is 100 mg-Cl 2 / L or more as the total chlorine concentration to generate a reaction solution containing bound halogen. has a reaction solution generating unit,
The stabilizer is a sulfamic acid compound,
The reaction solution is obtained by reacting the stabilizer with 1 mol of the halogen-based oxidizing agent in an amount of 1 mol or more.
The reaction solution, total residual halogen concentration is one 100 mg-Cl 2 / L or more 100000-Cl in 2 / L or less as total chlorine concentration, free halogen Ratio (%) 10 total residual halogen of the reaction solution % Or less
The reaction solution is added to the water to be treated so that the stabilized bound chlorine concentration is in the range of 0.05 mg-Cl 2 / L or more and 20 mg-Cl 2 / L or less in the water to be treated.
The manufacturing equipment.
前記ハロゲン系酸化剤1molに対して前記安定化剤を1mol以上で反応させ、前記安定化剤及び前記ハロゲン系酸化剤を全残留ハロゲン濃度が全塩素濃度として100mg−ClThe stabilizer is reacted with 1 mol of the halogen-based oxidant at 1 mol or more, and the total residual halogen concentration of the stabilizer and the halogen-based oxidant is 100 mg-Cl as the total chlorine concentration. 22 /L以上になるように反応溶液を調製すること、及び、Prepare the reaction solution so that it is / L or more, and
前記反応溶液を安定化結合塩素濃度が被処理水中0.05mg−ClStabilizing the reaction solution The combined chlorine concentration is 0.05 mg-Cl in the water to be treated. 22 /L以上20mg−Cl/ L or more 20 mg-Cl 22 /L以下の範囲になるように、被処理水に添加することを制御する制御部、を有する、It has a control unit that controls addition to the water to be treated so as to be in the range of / L or less.
前記製造装置。The manufacturing equipment.
当該反応溶液を安定化結合塩素濃度が被処理水中0.05mg−Cl 2 /L以上20mg−Cl 2 /L以下の範囲になるように、水系に添加し、水系のバイオファウリングを抑制する方法であり、
前記安定化剤が、スルファミン酸化合物であり、
前記反応溶液が、前記安定化剤を前記ハロゲン系酸化剤1molに対して1mol以上で反応させたものであり、
前記反応溶液は、全残留ハロゲン濃度が全塩素濃度として100mg−Cl 2 /L以上100000mg−Cl 2 /L以下のものであり、当該反応溶液中の遊離ハロゲン比率(%)が、全残留ハロゲンの10%以下のものである、
前記水系のバイオファウリングを抑制する方法。 In an aqueous system, before adding to the water to be treated, a stabilizer and a halogen-based oxidizing agent were reacted so that the total residual halogen concentration was 100 mg-Cl 2 / L or more as the total chlorine concentration to generate bound halogen. Produce a reaction solution ,
A method of suppressing biofouling in an aqueous system by adding the reaction solution to the aqueous system so that the stabilized bound chlorine concentration is in the range of 0.05 mg-Cl 2 / L or more and 20 mg-Cl 2 / L or less in the water to be treated. And
The stabilizer is a sulfamic acid compound,
The reaction solution is obtained by reacting the stabilizer with 1 mol of the halogen-based oxidizing agent in an amount of 1 mol or more.
The reaction solution, total residual halogen concentration is of 100mg-Cl 2 / L or more 100000mg-Cl 2 / L or less as total chlorine concentration, free halogen ratio of the reaction solution (%) is the total residual halogen 10% or less,
A method for suppressing biofouling in an aqueous system.
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