ES2988830T3 - Método de tratamiento de agua - Google Patents

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Abstract

La presente invención tiene por objeto proporcionar un método de generación de agua para obtener un permeado de baja concentración mediante un módulo de membrana de ósmosis inversa utilizando agua cruda, como agua de mar, así como agua de río, agua subterránea, agua de lago, aguas residuales tratadas, etc., que contienen sal, y proporcionar, en particular, un método de tratamiento de agua y un aparato de tratamiento de agua para obtener de forma estable agua dulce a bajo coste, evitando al mismo tiempo la degradación oxidativa del módulo de membrana de ósmosis inversa. Se proporcionan: un método de tratamiento de agua y un aparato de tratamiento de agua en los que, en una etapa de tratamiento con membrana de ósmosis inversa para obtener un permeado de baja concentración mediante un módulo de membrana de ósmosis inversa utilizando agua cruda, como agua de mar, así como agua de río, agua subterránea, agua de lago, aguas residuales tratadas, etc., que contienen sal, se añade un inhibidor de incrustaciones determinando el momento óptimo de adición para neutralizar de forma reductora las sustancias oxidantes contenidas en el agua que se va a tratar, que se suministra al módulo de membrana de ósmosis inversa. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Método de tratamiento de agua
Campo técnico
La presente invención se refiere a un método de tratamiento de agua basado en un tratamiento con membranas de ósmosis inversa que usa agua no tratada tal como agua de mar, así como agua de río, agua subterránea, agua de lago, agua residual tratada, etc. que contiene sal.
Antecedentes de la técnica
En los últimos años, debido al mayor agotamiento de los recursos hídricos, se ha tenido en cuenta el uso de recursos hídricos que aún no se han usado. En particular, se presta atención a la denominada “desalinización de agua de mar” que es una técnica para producir agua potable o similares a partir de agua de mar que es la más conocida pero no puede usarse tal cual, y además a técnicas de reutilización para reciclar agua tratada obtenida purificando aguas negras/aguas residuales. La desalinización del agua de mar se ha puesto en uso práctico principalmente en torno a un método de evaporación en Oriente Medio donde los recursos de agua son extremadamente escasos y los recursos térmicos basados en petróleo son muy ricos. Recientemente, se ha avanzado la mejora de la fiabilidad y la reducción en el coste con el progreso técnico de un método de membrana de ósmosis inversa y, por tanto, las plantas de desalinización de agua de mar que usan el método de membrana de ósmosis inversa se han puesto en uso práctico en Oriente Medio. El método de membrana de ósmosis inversa se ha aplicado a la reutilización de aguas negras/aguas residuales en partes urbanas interiores o costeras o áreas industriales en las que no hay fuente de agua o en las que la tasa de flujo de salida está limitada por las regulaciones de efluentes. Particularmente en Singapur, las aguas negras generadas domésticamente se tratan y luego se recuperan hasta una calidad de agua potable mediante una membrana de ósmosis inversa para resolver la escasez de agua.
El documento WO 2017/175657 1 se refiere a un método de tratamiento de agua que incluye: alimentar o bien agua no tratada o bien agua pretratada de la misma, como agua de alimentación, a un módulo de membrana semipermeable aplicando una presión con una bomba reforzadora; y separar el agua de alimentación en un concentrado y un permeado, en el que se dosifica un inhibidor de incrustaciones al agua de alimentación en el plazo de 0-60 segundos antes o después de dosificar un reductor al agua de alimentación.
El documento KR 101641 083 B1 se refiere a un sistema de suministro de agua industrial de alta pureza que usa membranas de ultrafiltración (UF) y ósmosis inversa (RO) mediante la reutilización de aguas residuales y efluentes liberados.
El documento WO 2012/144384 A1 se refiere a un método y a un dispositivo para purificar agua que contiene un halógeno radiactivo, en el que el agua que contiene un halógeno radiactivo se regula para tener un potencial de oxidación/reducción de 800 mV o menos y se somete a separación sólido-líquido, y el agua pretratada obtenida luego se regula para tener un potencial de oxidación/reducción de 500 mV o menos y se trata con una unidad de membrana semipermeable para separar el agua pretratada en aguas residuales concentradas y agua filtrada. El documento JP 2008-296188 A enseña a proporcionar un aparato de separación por membrana y un método de separación por membrana que puede evitar el suministro de agua suministrada que contiene un agente oxidante a una membrana semipermeable sin suministrar una cantidad en exceso de un agente reductor. Por consiguiente, en el momento de llevar a cabo la separación por membrana suministrando un líquido suministrado pretratado a un módulo de membrana semipermeable equipado con una membrana de ósmosis inversa y/o una membrana de nanofiltración, el método de separación por membrana implica suministrar un agente oxidante al líquido suministrado durante el pretratamiento o aguas arriba del pretratamiento y suministrar un agente reductor aguas abajo del pretratamiento y aguas arriba del módulo de membrana semipermeable y la concentración de agente oxidante o el potencial redox del líquido suministrado se mide aguas abajo del pretratamiento y aguas arriba del módulo de membrana semipermeable para determinar la necesidad del suministro de agente reductor y la concentración de agente oxidante o el potencial redox del líquido suministrado se mide aguas abajo del suministro de agente reductor y aguas arriba del módulo de membrana semipermeable para determinar la cantidad de suministro del agente reductor.
El documento WO 2014/129383 A1 enseña un sistema de tratamiento de agua, que esta provisto de: un dispositivo de membrana de ósmosis inversa principal para separar el agua que va a tratarse en salmuera concentrada con altas concentraciones de soluto y agua dulce; y dispositivos de pretratamiento para eliminar sustancias nocivas, que reducen el rendimiento de membrana de las membranas de ósmosis inversa del dispositivo de membrana de ósmosis inversa principal, del agua que va a tratarse antes de suministrarla al dispositivo de membrana de ósmosis inversa principal. Los dispositivos de pretratamiento también están provistos de un dispositivo de membrana de ósmosis inversa secundaria.
El método de membrana de ósmosis inversa aplicado a la desalinización de agua de mar o a la reutilización de aguas negras/aguas residuales es un método de generación de agua en el que se hace que el agua que contiene un soluto tal como sal permee en una membrana de ósmosis inversa con una presión no inferior a la presión osmótica para obtener de ese modo agua desalinizada. La técnica puede proporcionar agua potable procedente de, por ejemplo, agua de mar o agua salobre. La técnica también se ha usado para producir agua ultrapura industrial, tratar aguas residuales, recuperar compuestos valiosos, etc.
Para un funcionamiento seguro de un aparato de tratamiento de agua que usa una membrana de ósmosis inversa se requiere un pretratamiento correspondiente a la calidad del agua bruta que va a tomarse. En el pretratamiento, se añade un oxidante al agua no tratada (agua que va a tratarse) para prevenir el ensuciamiento. Sin embargo, una dosificación insuficiente del oxidante provoca ensuciamiento (ensuciamiento de la superficie de la membrana) en una membrana de ósmosis inversa, mientras que una neutralización insuficiente por reducción provoca que el residuo del oxidante degrade la membrana de ósmosis inversa. En cualquier caso, el funcionamiento seguro tiende a ser difícilmente realizado. Particularmente cuando la membrana de ósmosis inversa se expone a una sustancia química que degrada la membrana de ósmosis inversa, tal como un oxidante, de modo que la degradación oxidativa se produce en la membrana de ósmosis inversa, la permeabilidad al agua pura de la membrana de ósmosis inversa aumenta y el rendimiento de rechazo de solutos de la misma se deteriora degradando la calidad del agua. Además, es probable que conduzca a un estado fatal en el que la membrana de ósmosis inversa no puede restaurarse incluso si la propia membrana de ósmosis inversa está limpia.
Por otro lado, cuando se forma una biopelícula en una parte o la totalidad de una sección entre una tubería de admisión y un módulo de membrana de ósmosis inversa durante el funcionamiento, se acelera la aparición de bioensuciamiento en la membrana de ósmosis inversa para hacer difícil realizar el funcionamiento de manera segura. Por tanto, se añade generalmente de manera continua o intermitente un oxidante económico tal como ácido hipocloroso al agua que va a tratarse, para evitar de ese modo la aparición de la biopelícula (véase el documento no de patente 1). En este caso, la biopelícula es una estructura que se forma como una película de bacterias, etc., que se adhiere a la superficie de la tubería de admisión o a la superficie de la membrana de osmosis inversa.
Sin embargo, tal como se describió anteriormente, el oxidante tiende a dañar una capa funcional que expresa el rendimiento fundamental de la membrana de ósmosis inversa. Particularmente, se sabe que la degradación oxidativa tiende a producirse en la poliamida que es un componente principal de la membrana de ósmosis inversa (véase el documento no de patente 2). Por tanto, la prevención de que la biopelícula se genere por el oxidante generalmente cesa antes de alcanzar la membrana de ósmosis inversa, y el oxidante se neutraliza por un reductor para proteger la membrana de ósmosis inversa. A propósito, la influencia del bioensuciamiento en la membrana de ósmosis inversa se inhibe a menudo de tal manera que se añade un bactericida cuya clase y concentración se seleccionan para no dar una influencia negativa al rendimiento de la membrana de ósmosis inversa para evitar la aparición de una biopelícula durante el funcionamiento, o la membrana de ósmosis inversa se limpia con un agente de limpieza para eliminar una biopelícula generada durante el funcionamiento.
Sin embargo, incluso si el agua no tratada se neutraliza suficientemente con un reductor tal como hidrogenosulfito de sodio antes de verter el agua no tratada en la membrana de ósmosis inversa, el metal de transición tal como cobre puede estar contenido en el agua (agua pretratada) suministrada a la membrana de ósmosis inversa de modo que los iones sulfito pueden convertirse en radicales sulfito, y pueden generarse radicales persulfato o radicales sulfato oxidativos adicionales. Ha habido un informe de que la degradación oxidativa puede producirse en la membrana de ósmosis inversa debido a sustancias oxidativas generadas de ese modo nuevamente por el efecto catalizador del metal de transición (véase el documento no de patente 3).
El reductor puede añadirse excesivamente al agua no tratada como un método para prevenir la degradación oxidativa de la membrana de ósmosis inversa debido a la sustancia oxidativa generada por el efecto catalizador. Sin embargo, ha habido un informe de que la adición excesiva de un reductor tiende a producir bioensuciamiento debido al crecimiento de bacterias que alimentan el reductor (véase el documento no de patente 4). Como resultado, el bactericida o el agente de limpieza tiene que aumentarse para un funcionamiento seguro del aparato de tratamiento de agua. Por tanto, el funcionamiento seguro puede ser difícil o el coste operativo puede aumentar. Además, alguna clase de agua no tratada puede contener, por adelantado, sustancias oxidativas que degradarán la membrana de ósmosis inversa independientemente de la adición del oxidante o el efecto catalizador del metal de transición en el pretratamiento. Los ejemplos de las sustancias oxidativas incluyen oxidantes tales como ácido hipocloroso añadido en una etapa de pretratamiento o similares, sustancias oxidativas tales como radicales (radicales sulfito, radicales persulfato o radicales sulfato) generados nuevamente en cualquier etapa.
En un método propuesto como método para reducir y neutralizar sustancias oxidativas en agua no tratada sin generar ninguna nueva sustancia oxidativa, se monitoriza el potencial de oxidación-reducción del agua concentrada por una membrana de ósmosis inversa, y se añade de manera intermitente o siempre un inhibidor de incrustaciones que tiene una función de reducción como reductor (véase el documento de patente 1).
Lista de referencias
Bibliografía de patentes
Documento de patente: WO 2016/084905
Bibliografía no de patentes
Documento no de patente 1: M. Furuichiet al.,Over-Eight-year Operation and Maintenance of 40,000 m3/day Seawater RO Plant in Japan, Proc. of IDA World Congress, SP05-209 (2005)
Documento no de patente 2: Tadahiro Uemuraet al.,Chlorine Resistance of Reverse Osmosis Membranas and Changes in Membrana Structure and Performance Caused by Chlorination Degradation, the Society of Seawater Science, Japón, vol. 57, n.° 3 (2003)
Documento no de patente 3: Yosef Ayyashet al.,Performance of reverse osmosis membrana in Jeddah Phase I Plant, Desalination, 96, 215-224 (1994)
Documento no de patente 4: M. Nagaiet al.,SWRO Desalination for High Salinity, Proc. of IDA World Congress, DB09-173 (2009)
Sumario de la invención
Problema técnico
Sin embargo, según los hallazgos de los presentes inventores, existe la posibilidad de que la degradación oxidativa pueda producirse en una membrana de ósmosis inversa incluso mediante sustancias oxidativas cuya concentración es demasiado baja para detectarse mediante la medición del potencial de oxidación-reducción. Además, si sólo se monitoriza el concentrado, puede detectarse una anomalía por primera vez cuando las inmediaciones de la membrana de ósmosis inversa han pasado a estado de oxidación. Por tanto, existe la preocupación de que puede exponerse la membrana de ósmosis inversa, durante un tiempo corto, a las sustancias oxidativas cuya cantidad es demasiado pequeña para detectarse mediante cualquier dispositivo de detección. Además, el tiempo de permanencia requerido para reducir y neutralizar las sustancias oxidativas depende de la cantidad de las sustancias oxidativas contenidas en el agua no tratada y la dosificación del inhibidor de incrustaciones añadido a las mismas. Por tanto, es difícil proteger la membrana de ósmosis inversa perfectamente sólo monitorizando y controlando el potencial de oxidación-reducción.
Un objeto de la presente invención es proporcionar un método de tratamiento de agua en el que se usa una membrana de ósmosis inversa en un módulo de membrana de ósmosis inversa para obtener un permeado con una baja concentración de sal a partir de agua no tratada (agua que va a tratarse) tal como agua de mar, así como agua de río, agua subterránea, agua de lago, agua residual tratada, etc. que contiene sal, en el que se determina una programación de adición óptima para añadir un inhibidor de incrustaciones para reducir y neutralizar sustancias oxidativas (denominación genérica de sustancias oxidantes u oxidativas generadas en una etapa de tratamiento con membranas de ósmosis inversa), de modo que puede obtenerse de manera estable y económica agua dulce mientras que se impide de manera eficiente la degradación oxidativa de la membrana de ósmosis inversa.
Solución al problema
Para resolver los problemas mencionados anteriormente, la presente invención se define tal como se muestra en las reivindicaciones adjuntas.
Efectos ventajosos de la invención
Según la presente invención, es posible determinar una programación de adición óptima para añadir un inhibidor de incrustaciones basándose en la concentración de sustancias oxidativas en el agua que va a tratarse y la concentración del inhibidor de incrustaciones añadido a la misma, de modo que las sustancias oxidativas pueden reducirse y neutralizarse suficientemente. Además, es posible obtener agua dulce de manera estable y económica a partir de agua no tratada tal como agua de mar, así como agua de río, agua subterránea, agua de lago, agua residual tratada, etc. que contiene sal, mientras se impide de manera eficiente la degradación oxidativa de un módulo de membrana de ósmosis inversa.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es un diagrama que muestra un flujo de adición de añadir un inhibidor de incrustaciones en un método de tratamiento de agua según una primera realización.
La figura 2 es un diagrama que muestra el flujo de adición en el método de tratamiento de agua según la primera realización, que incluye una unidad de ajuste de tiempo de alimentación en una línea de alimentación de agua que va a tratarse desde un punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta un módulo de membrana de ósmosis inversa.
La figura 3 es un diagrama que muestra el flujo de adición en el método de tratamiento de agua según la primera realización, que incluye: la unidad de ajuste de tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el módulo de membrana de ósmosis inversa; y elementos de ajuste de tiempo de alimentación proporcionados en serie y en paralelo en la unidad de ajuste de tiempo de alimentación.
La figura 4 es un diagrama que muestra el flujo de adición en el método de tratamiento de agua según la primera realización, que incluye: la unidad de ajuste de tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el módulo de membrana de ósmosis inversa; los elementos de ajuste de tiempo de alimentación proporcionados en serie y en paralelo en la unidad de ajuste de tiempo de alimentación; y una línea de derivación y una unidad de cambio de trayectoria de agua de alimentación como unidad de derivación.
La figura 5 es un diagrama que muestra un flujo de adición de añadir un inhibidor de incrustaciones en un método de tratamiento de agua según una segunda realización, en el que se usa conjuntamente un reductor en el flujo de adición.
La figura 6 es un diagrama que muestra el flujo de adición en el método de tratamiento de agua según la segunda realización, que incluye una unidad de ajuste de tiempo de alimentación en una línea de alimentación de agua que va a tratarse desde un punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta un módulo de membrana de ósmosis inversa.
La figura 7 es un diagrama que muestra el flujo de adición en el método de tratamiento de agua según la segunda realización, usando conjuntamente un bactericida y que incluye la unidad de ajuste de tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el módulo de membrana de ósmosis inversa.
La figura 8 es una vista en perspectiva parcialmente en despiece ordenado de un elemento de membrana de ósmosis inversa enrollado en espiral que va a aplicarse a la presente invención.
La figura 9 es una vista en sección longitudinal de un módulo de membrana de ósmosis inversa que va a aplicarse a la presente invención.
Descripción de las realizaciones
En un método de tratamiento de agua según una realización de la presente invención, se añade un inhibidor de incrustaciones al agua que va a tratarse que contiene una sustancia oxidativa, y el agua que va a tratarse se suministra bajo presión a un módulo de membrana de ósmosis inversa mediante una unidad de suministro de presurización de modo que el agua que va a tratarse puede separarse en un concentrado y un permeado. En el método de tratamiento de agua, el tiempo de alimentación t [min] del agua que va a tratarse en una línea de alimentación de agua que va a tratarse desde un punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta un punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa satisface la siguiente condición (1):
Condición (1) t>5,
en la que el tiempo de alimentación t [min] es adicionalmente no inferior al valor más pequeño t<mín.>[min] de t<2>[min] o t<3>[min] que calcularse en la siguiente condición (2) o (3) respectivamente, en la que C<ox>designa la concentración de la sustancia oxidativa en el agua que va a tratarse y C<as>designa la concentración de adición del inhibidor de incrustaciones:
Condición (2) t<2>=40000*C<ox>/C<As>
en un caso en el que C<ox>y C<as>son 0,01 o más,
Condición (3) t<3>=400/C<As>
en un caso en el que C<as>es 0,01 o más, y se satisface al menos una de una condición en la que C<ox>es 0,01 o menos y una condición en la que el potencial de oxidación-reducción es de 350 mV o menos, y
en el que el tiempo de alimentación t [min] es adicionalmente no inferior al valor más pequeño t<mín.>[min] entre t<4>[min] y tu [min] que puede calcularse en las siguientes condiciones (4) a (11) respectivamente, donde C<ox>designa la concentración de la sustancia oxidativa en el agua que va a tratarse, C<as>designa la concentración de adición del inhibidor de incrustaciones, TN designa la concentración [g/l] de nitrógeno contenido en una disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones, TP designa la concentración [g/l] de fósforo contenido en la disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones, y TOC designa la concentración [g/l] de carbono orgánico contenido en la disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones:
Condición (4) t<4>=C<o x>xTN*3650/C<As>
en un caso en el que el inhibidor de incrustaciones contiene nitrógeno y fósforo, C<ox>y C<as>son 0,01 o más, y se satisface una relación de TP/TN>6,6,
Condición (5) t<5>=C<o x>xTP*550/C<As>
en un caso en el que el inhibidor de incrustaciones contiene nitrógeno y fósforo, C<ox>y C<as>son 0,01 o más, y se satisface una relación de TP/TN<6,6,
Condición (6) t<6>=40xTN/C<As>
en un caso en el que el inhibidor de incrustaciones contiene nitrógeno y fósforo, C<as>es 0,01 o más, se satisface al menos una de una condición en la que C<ox>es 0,01 o menos y una condición en la que el potencial de oxidación-reducción es de 350 mV o menos, y se satisface una relación de TP/TN>6,6,
Condición (7) t<7>=5,5xTP/C<As>
en un caso en el que el inhibidor de incrustaciones contiene nitrógeno y fósforo, C<as>es 0,01 o más, se satisface al menos una de la condición en la que C<ox>es 0,01 o menos y la condición en la que el potencial de oxidaciónreducción es de 350 mV o menos, y se satisface una relación de TP/TN<6,6,
Condición (8) t<s>=C<o x>xTCox2200/C<As>
en un caso en el que el inhibidor de incrustaciones contiene carbono y fósforo, C<ox>y C<as>son 0,01 o más, y se satisface una relación de TP/ToC>10,3,
Condición (9) t<g>=C<o x>xTPx550/C<As>
en un caso en el que el inhibidor de incrustaciones contiene carbono y fósforo, C<ox>y C<as>son 0,01 o más, y se satisface una relación de TP/TOC<10,3,
Condición (10) t<10>=22xToC/C<As>
en un caso en el que el inhibidor de incrustaciones contiene carbono y fósforo, C<as>es 0,01 o más, se satisface al menos una de la condición en la que C<ox>es 0,01 o menos y la condición en la que el potencial de oxidaciónreducción es de 350 mV o menos, y se satisface una relación de TP/ToC>10,3,
Condición (11) t<n>=5,5xTP/C<As>
en un caso en el que el inhibidor de incrustaciones contiene carbono y fósforo, C<as>es 0,01 o más, se satisface al menos una de la condición en la que C<ox>es 0,01 o menos y la condición en la que el potencial de oxidaciónreducción es de 350 mV o menos, y se satisface una relación de TP/TOC<10,3.
Además, un aparato de tratamiento de agua descrito en el presente documento pero que no está dentro del alcance de la presente invención incluye: una línea de alimentación de agua que va a tratarse para suministrar un agua que va a tratarse que contiene una sustancia oxidativa; una unidad de adición de inhibidor de incrustaciones que añade un inhibidor de incrustaciones al agua que va a tratarse en un punto de adición de inhibidor de incrustaciones en la línea de alimentación de agua que va a tratarse; una unidad de suministro de presurización que presuriza y suministra el agua que va a tratarse al que se ha añadido el inhibidor de incrustaciones; un módulo de membrana de ósmosis inversa para separar el agua que va a tratarse, que se ha suministrado bajo presión mediante la unidad de suministro de presurización, en un concentrado y un permeado; al menos uno de un medidor de concentración de sustancia oxidativa para medir la concentración de la sustancia oxidativa contenida en el agua que va a tratarse y un medidor de potencial de oxidación-reducción (oRP) para medir el potencial de oxidación-reducción (oRP) del agua que va a tratarse, aguas arriba del punto de adición de inhibidor de incrustaciones; y una unidad de ajuste de tiempo de alimentación que ajusta el tiempo de alimentación t en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta un punto de alimentación de agua que va a tratarse, en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa para satisfacer la siguiente condición (1): Condición (1) t>5,
en la que la unidad de ajuste de tiempo de alimentación puede ajustar el tiempo de alimentación t [min] para que adicionalmente no sea inferior al valor más pequeño t<mín.>[min] de t<2>[min] o t<3>[min] que puede calcularse en la siguiente condición (2) o (3) respectivamente, donde C<ox>designa la concentración de la sustancia oxidativa en el agua que va a tratarse y C<as>designa la concentración de adición del inhibidor de incrustaciones:
Condición (2) t<2>=40000xC<ox>/C<As>
en un caso en el que C<ox>y C<as>son 0,01 o más,
Condición (3) t<3>=400/C<As>
en un caso en el que C<as>es 0,01 o más, y se satisface al menos una de una condición en la que C<ox>es 0,01 o menos y una condición en la que el potencial de oxidación-reducción es de 350 mV o menos, y
en el que la unidad de ajuste de tiempo de alimentación puede además ajustar el tiempo de alimentación t [min] para que sea adicionalmente inferior al valor más pequeño t<mín.>[min] entre t<4>[min] y t<u>[min] que puede calcularse en las siguientes condiciones (4) a (11) respectivamente, donde C<ox>designa la concentración de la sustancia oxidativa en el agua que va a tratarse, C<as>designa la concentración de adición del inhibidor de incrustaciones, TN designa la concentración [g/l] de nitrógeno contenido en una disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones, TP designa la concentración [g/l] de fósforo contenido en la disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones, y TOC designa la concentración [g/l] de carbono orgánico contenido en la disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones:
Condición (4) t<4>=C<ox>xTN*3650/C<As>
en un caso en el que el inhibidor de incrustaciones contiene nitrógeno y fósforo, C<ox>y C<as>son 0,01 o más, y se satisface una relación de TP/TN>6,6,
Condición (5) t<5>=C<ox>xTP*550/C<As>
en un caso en el que el inhibidor de incrustaciones contiene nitrógeno y fósforo, C<ox>y C<as>son 0,01 o más, y se satisface una relación de TP/TN<6,6,
Condición (6) t<6>=40xTN/C<As>
en un caso en el que el inhibidor de incrustaciones contiene nitrógeno y fósforo, C<as>es 0,01 o más, se satisface al menos una de una condición en la que C<ox>es 0,01 o menos y una condición en el que el potencial de oxidación-reducción es de 350 mV o menos, y se satisface una relación de TP/TN>6,6,
Condición (7) t<7>=5,5xTP/C<As>
en un caso en el que el inhibidor de incrustaciones contiene nitrógeno y fósforo, C<as>es 0,01 o más, se satisface al menos una de la condición en la que C<ox>es 0,01 o menos y la condición en la que el potencial de oxidaciónreducción es de 350 mV o menos, y se satisface una relación de TP/TN<6,6,
Condición (8) t<s>=C<ox>xTCox2200/C<As>
en un caso en el que el inhibidor de incrustaciones contiene carbono y fósforo, C<ox>y C<as>son 0,01 o más, y se satisface una relación de TP/ToC>10,3,
Condición (9) t<g>=C<ox>xTPx550/C<As>
en un caso en el que el inhibidor de incrustaciones contiene carbono y fósforo, C<ox>y C<as>son 0,01 o más, y se satisface una relación de TP/ToC<10,3,
Condición (10) t<10>=22xToC/C<As>
en un caso en el que el inhibidor de incrustaciones contiene carbono y fósforo, C<as>es 0,01 o más, se satisface al menos una de la condición en la que C<ox>es 0,01 o menos y la condición en la que el potencial de oxidaciónreducción es de 350 mV o menos, y se satisface una relación de TP/ToC>10,3,
Condición (11) t<n>=5,5*TP/C<As>
en un caso en el que el inhibidor de incrustaciones contiene carbono y fósforo, C<as>es 0,01 o más, se satisface al menos una de la condición en la que C<ox>es 0,01 o menos y la condición en el que el potencial de oxidaciónreducción es de 350 mV o menos, y se satisface una relación de TP/TÜC<10,3.
A continuación se describirán realizaciones preferidas de la presente invención con referencia a los dibujos. Sin embargo, el alcance de la invención no se limita a esas realizaciones, sino que se define en las reivindicaciones adjuntas.
La figura 1 muestra un flujo de adición de añadir un inhibidor de incrustaciones en un método de tratamiento de agua según una primera realización.
Tal como se muestra en la figura 1, en el método de tratamiento de agua según la primera realización, se mide la concentración de sustancias oxidativas contenidas en el agua que va a tratarse que fluye en el interior de una línea de alimentación de agua que va a tratarse 1 mediante un medidor 41 de concentración de sustancia oxidativa, y se mide el potencial de oxidación-reducción (ÜRP) del agua que va a tratarse mediante un medidor 42 de potencial de oxidación-reducción (ÜRP). Se añade un inhibidor de incrustaciones al agua que va a tratarse mediante el uso de un tanque 31 de inyección de inhibidor de incrustaciones y una bomba 21 de inyección de inhibidor de incrustaciones como unidad de adición de inhibidor de incrustaciones para reducir y neutralizar las sustancias oxidativas en el agua que va a tratarse. El agua que va a tratarse se presuriza mediante una unidad 20 de suministro de presurización, y luego se separa en un permeado 2 y un concentrado 3 mediante un módulo 11 de membrana de ósmosis inversa.
En la presente invención, para reducir y neutralizar las sustancias oxidativas contenidas en el agua que va a tratarse que fluye en el interior de un módulo 11 de membrana de ósmosis inversa, el inhibidor de incrustaciones se añade de modo que el tiempo de alimentación t [min] del agua que va a tratarse en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde un punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta un punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa satisface la siguiente condición (1):
Condición (1) t>5,
Cuando el tiempo de alimentación t en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa es de 5 minutos o más, las sustancias oxidativas pueden reducirse y neutralizarse suficientemente, de modo que puede impedirse la degradación oxidativa del módulo de membrana de ósmosis inversa.
En la presente realización, el inhibidor de incrustaciones se añade de modo que el tiempo de alimentación t [min] es no inferior al valor más pequeño t<mín.>de t<2>[min] o t<3>[min] que puede calcularse en la condición adicional (2) o (3) respectivamente cuando C<ox>designa la concentración de sustancias oxidativas en el agua que va a tratarse y C<as>designa la concentración del inhibidor de incrustaciones añadido:
Condición (2) t<2>=40000*C<ox>/C<As>
en un caso en el que C<ox>y C<as>son 0,01 o más,
Condición (3) t<3>=400/C<AS>
en un caso en el que C<as>es 0,01 o más, y se satisface al menos una de una condición en la que C<ox>es 0,01 o menos y una condición en el que el potencial de oxidación-reducción es de 350 mV o menos.
Además, el inhibidor de incrustaciones se añade de modo que el tiempo de alimentación t [min] es adicionalmente no inferior al valor más pequeño t<mín.>entre t<4>[min] y t<u>[min] que puede calcularse en las siguientes condiciones (4) a (11) respectivamente cuando C<ox>designa la concentración de sustancias oxidativas en el agua que va a tratarse, C<as>designa la concentración del inhibidor de incrustaciones añadido, TN designa la concentración [g/l] de nitrógeno incluido en una disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones, TP designa la concentración [g/l] de fósforo incluido en la disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones, y TÜC designa la concentración [g/l] de carbono orgánico incluido en la disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones: Condición (4) t<4>=C<ox>*TN*3650/C<As>
en un caso en el que el inhibidor de incrustaciones incluye nitrógeno y fósforo, C<ox>y C<as>son 0,01 o más, y se satisface TP/TN>6,6,
Condición (5) t<5>=C<ox>xTPx550/C<As>
en un caso en el que el inhibidor de incrustaciones incluye nitrógeno y fósforo, C<ox>y C<as>son 0,01 o más, y se satisface TP/TN<6,6,
Condición (6) t<6>=40xTN/C<As>
en un caso en el que el inhibidor de incrustaciones incluye nitrógeno y fósforo, C<as>es 0,01 o más, al menos una de una condición en la que C<ox>es 0,01 o menos y se satisface una condición en la que el potencial de oxidaciónreducción es de 350 mV o menos, y se satisface Tp/TN>6,6,
Condición (7) t<7>=5,5xTP/C<As>
en un caso en el que el inhibidor de incrustaciones incluye nitrógeno y fósforo, C<as>es 0,01 o más, al menos una de la condición en la que C<ox>es 0,01 o menos y se satisface la condición en el que el potencial de oxidaciónreducción es de 350 mV o menos, y se satisface T<p>/TN<6,6,
Condición (8) t<8>=C<ox>xTCÜx2200/C<As>
en un caso en el que el inhibidor de incrustaciones incluye carbono y fósforo, C<ox>y C<as>son 0,01 o más, y se satisface TP/TOC>10,3,
Condición (9) t<g>=C<ox>xTPx550/C<As>
en un caso en el que el inhibidor de incrustaciones incluye carbono y fósforo, C<ox>y C<as>son 0,01 o más, y se satisface TP/TÜC<10,3,
Condición (10) t<10>=22xTÜC/C<As>
en un caso en el que el inhibidor de incrustaciones incluye carbono y fósforo, C<as>es 0,01 o más, se satisface al menos una de la condición en la que C<ox>es 0,01 o menos y la condición en la que el potencial de oxidaciónreducción es de 350 mV o menos, y se satisface TP/TOC>10,3,
Condición (11) t<n>=5,5xTP/C<As>
en un caso en el que el inhibidor de incrustaciones incluye carbono y fósforo, C<as>es 0,01 o más, se satisface al menos una de la condición en la que C<ox>es 0,01 o menos y la condición en la que el potencial de oxidaciónreducción es de 350 mV o menos, y se satisface TP/TOC<10,3.
Cuando el tiempo de alimentación t [min] no satisface ninguna de las condiciones (1) a (11), las sustancias oxidativas contenidas en el agua que va a tratarse permanecen sin reducirse ni neutralizarse para oxidar y degradar el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa para promover de ese modo el deterioro en el rendimiento de separación del módulo 11 de membrana de ósmosis inversa. Por tanto, aumenta la frecuencia de reemplazo del módulo de membrana de ósmosis inversa. Es decir, es difícil obtener agua dulce de manera estable y económica en una etapa de tratamiento con membranas de ósmosis inversa de obtener un permeado con baja concentración de sal en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa usando agua no tratada tal como agua de mar, así como agua de río, agua subterránea, agua de lago, agua residual tratada, etc. que contienen sal.
Cuando se añade el inhibidor de incrustaciones de modo que el tiempo de alimentación t [min] satisface la condición (1), no es inferior al valor más pequeño t<mín.>de t<2>[min] o t<3>[min] que puede calcularse en la condición (2) o (3), y adicionalmente no es inferior al valor más pequeño t<mín.>entre t<4>[min] y tu [min] que puede calcularse en las condiciones (4) a (11) respectivamente, las sustancias oxidativas contenidas en el agua que va a tratarse pueden reducirse y neutralizarse suficientemente, y puede obtenerse agua dulce de manera estable sin reducir el rendimiento de separación del módulo 11 de membrana de ósmosis inversa. Por otro lado, puede generarse una biopelícula puede generarse en la línea 1 de alimentación de agua que va a tratarse o el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa de modo que puede producirse bioensuciamiento en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa debido a la biopelícula. Por tanto, el tiempo de alimentación t [min] se establece preferiblemente en dos veces o menos del tiempo de alimentación t<mín.>basándose en la condición (2) o (3) o en una cualquiera de las condiciones (4) a (11) según la concentración de sustancia oxidativa C<ox>en el agua que va a tratarse.
Por otro lado, existe un método en el que la concentración de adición C<as>del inhibidor de incrustaciones se aumenta para reducir suficientemente las sustancias oxidativas. sin embargo, la cantidad de adición del inhibidor de incrustaciones puede ser tan excesiva que el propio inhibidor de incrustaciones puede provocar ensuciamiento en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa. Además, aumenta el coste de adición. Por tanto, puede obtenerse agua dulce de manera más estable ajustando el tiempo de alimentación t del agua que va a tratarse en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa.
Además, un método en el que se añade hidrogenosulfito de sodio como reductor se conoce como un método de reducción/neutralización típico. Sin embargo, según hallazgos de los presentes inventores, cuando un metal de transición tal como cobre está contenido en el agua que va a tratarse que fluye en el interior del módulo de membrana de ósmosis inversa, los iones sulfito se convierten en radicales sulfito, y adicionalmente se generan radicales persulfato o radicales sulfato oxidativos. Por tanto, se generan nuevas sustancias oxidativas mediante un efecto catalizador del metal de transición de modo que se degrada de manera oxidativa la membrana de ósmosis inversa. Para la reducción y neutralización mediante la adición del inhibidor de incrustaciones según la presente invención, incluso si está contenido un metal de transición en el agua que va a tratarse que fluye en el interior del módulo de membrana de ósmosis inversa, las sustancias oxidativas contenidas en el agua que va a tratarse pueden reducirse y neutralizarse suficientemente para impedir la degradación oxidativa de la membrana de ósmosis inversa, sin generar nuevas sustancias oxidativas debido al efecto catalizador del metal de transición. Por tanto, es posible obtener agua dulce de manera estable y económica sin reducir el rendimiento de separación del módulo 11 de membrana de ósmosis inversa.
En la presente realización, la forma de la unidad 20 de suministro de presurización no está limitada siempre que tenga la función de presurizar el agua que va a tratarse para suministrarla al módulo 11 de membrana de ósmosis inversa. Por ejemplo, se usa una bomba reforzadora.
Además, el tiempo de alimentación t [min] del agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa puede determinarse teniendo en cuenta un diámetro de línea (D) y una longitud de línea (L) de la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa, y una velocidad de flujo de agua que va a tratarse (Q).
Por ejemplo, se supone que la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa está constituido sólo por una tubería circular. En este caso, teniendo en cuenta que el diámetro interno de la tubería circular (D) [m] y la longitud de la tubería circular (L) [m] de la línea de alimentación de agua que va a tratarse, y la velocidad de flujo de agua que va a tratarse (Q) [m3/min], la línea de alimentación de agua que va a tratarse se proporciona de modo que el tiempo de alimentación t=(^D2/4)xL/Q [min] satisface la condición (1), preferiblemente no es inferior al valor más pequeño W de t2 [min] o t3 [min] que puede calcularse en la condición (2) o (3), y más preferiblemente no es inferior al valor más pequeño W entre t4 [min] y tu [min] que puede calcularse en las condiciones (4) a (11) respectivamente.
Es decir, la línea de alimentación de agua que va a tratarse se proporciona de modo que el tiempo de alimentación t=(rcD2/4)*L/Q [min] satisface la condición (1), la condición (2) o (3), y una cualquiera de las condiciones (4) a (11).
Por otro lado, la forma, el diámetro y la longitud de la línea de alimentación de agua que va a tratarse no están particularmente limitados. Por ejemplo, aumentando la longitud de línea de la línea de alimentación de agua que va a tratarse, aumentando el diámetro de línea de la línea de alimentación de agua que va a tratarse o reduciendo la velocidad de flujo de agua que va a tratarse para prolongar el tiempo de alimentación, o acortando la longitud de línea de la línea de alimentación de agua que va a tratarse, reduciendo el diámetro de línea de la línea de alimentación de agua que va a tratarse o aumentando la velocidad de flujo de agua que va a tratarse para acortar el tiempo de alimentación, el tiempo de alimentación t en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa puede establecerse de modo que el tiempo de alimentación t [min] satisface la condición (1), preferiblemente no es inferior al valor más pequeño tmín. de t2 [min] o t3 [min] que puede calcularse en la condición (2) o (3), y más preferiblemente no es inferior al valor más pequeño tmín. entre t4 [min] y tu [min] que puede calcularse en las condiciones (4) a (11) respectivamente. Por otro lado, la manera mencionada anteriormente es un ejemplo de un método en el que el tiempo de alimentación t [min] desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa se establece sólo mediante el diseño de la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa.
El inhibidor de incrustaciones que puede usarse en la presente invención debe ser un inhibidor de incrustaciones que tenga una función de reducción. Preferiblemente un inhibidor de incrustaciones que contiene un compuesto orgánico a base de ácido fosfórico, y más preferiblemente un compuesto orgánico a base de ácido fosforoso o ácido fosfónico es adecuado. Particularmente es preferible que el inhibidor de incrustaciones está fabricado de una sal de al menos una clase de ácido orgánico o ácido orgánico seleccionado del grupo que consiste en ácido aminotris(metilenfosfónico), ácido dietilentriaminapenta(metilenfosfónico), ácido hexametilendiaminatetra(metilenfosfónico), ácido etilendiaminatetra(metilenfosfónico), ácido 1 -hidroxietiliden-1, 1 -difosfónico, y ácido tetrametilendiaminatetra(metilenfosfónico), y el peso molecular del mismo es de 200 g/mol o más y 10.000 g/mol o menos. Más preferiblemente el peso molecular del mismo puede ser de 200 g/mol o más y 1.000 g/mol o menos. Cuando el peso molecular es demasiado pequeño, existe el riesgo de que el inhibidor de incrustaciones puede permear la membrana de ósmosis inversa y fugarse al lado del permeado. Por el contrario, cuando el peso molecular es demasiado grande, aumenta la dosificación del inhibidor de incrustaciones, y el riesgo de que el propio inhibidor de incrustaciones pueda conducir de manera favorable a que aparezca ensuciamiento. Por otro lado, una unidad de adición de inhibidor de incrustaciones no está particularmente limitada, y puede ser la inyección de línea mostrada en la figura 1 o inyección en un tanque. Preferiblemente puede preferirse según sea necesario un agitador, una mezcladora estática, etc.
Cuando están contenidos nitrógeno y fósforo en una disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones usada en la presente invención, es preferible añadir el inhibidor de incrustaciones de modo que el tiempo de alimentación t [min] del agua que va a tratarse en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa satisface una cualquiera de las condiciones (4) a (7) basándose en una concentración TN [g/l] de nitrógeno contenido en la disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones, y una concentración TP [g/l] de fósforo contenido en la misma. Cuando el tiempo de alimentación t satisface una cualquiera de las condiciones (4) a (7), las sustancias oxidativas contenidas en el agua que va a tratarse que va a inyectarse en el interior del módulo 11 de membrana de ósmosis inversa pueden reducirse y neutralizarse de manera más eficiente.
Una concentración TN del nitrógeno contenido en la disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones es la concentración total de nitrógeno inorgánico y nitrógeno orgánico correspondiente a iones amonio, iones nitrito, iones nitrato contenidos en la disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones. Se usa un valor determinado por la descomposición oxidativa y quimioluminiscencia según la norma JIS como la concentración de nitrógeno TN. Por otro lado, un valor sustancialmente similar puede obtenerse mediante la determinación con un método de medición de nitrógeno total, un método de absorciometría por luz ultravioleta, un método de reducción de sulfato de hidrazinio, un método de reducción en columna de cobre-cadmio, o un método de descomposición térmica según la norma JIS.
Además, la concentración TP del fósforo contenido en la disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones es la concentración total de fósforo inorgánico correspondiente a ortofosfato, pirofosfato, tripolifosfato, oxifosfato, etc., y fósforo orgánico correspondiente a fosforamidas, fosfoproteínas, fosfolípidos, etc., que están contenidos en la disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones. Un valor determinado por espectroscopía de emisión ICP a partir de una muestra disuelta mediante un método de descomposición con ácido nítrico y ácido sulfúrico según la norma JIS se usa como concentración de fósforo TP. Por otro lado, puede obtenerse un valor sustancialmente similar mediante espectroscopía de emisión ICP a partir de una muestra disuelta mediante un método de descomposición con peroxodisulfato de potasio o un método de descomposición con ácido nítrico y ácido perclórico según la norma JIS.
Además, cuando el carbono y el fósforo están contenidos en la disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones usado en la presente invención, es preferible añadir el inhibidor de incrustaciones de modo que el tiempo de alimentación t [min] del agua que va a tratarse en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa satisface una cualquiera de las condiciones (8) a (11) basándose en la concentración TOC [g/l] de carbono orgánico contenido en la disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones, y la concentración TP [g/l] de fósforo contenido en la misma. Cuando el tiempo de alimentación t satisface una cualquiera de las condiciones (8) a (11), las sustancias oxidativas contenidas en el agua que va a tratarse para el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa puede reducirse y neutralizarse de manera más eficiente.
La concentración TOC de carbono orgánico contenido en la disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones es la concentración de carbono orgánico obtenida restando la concentración de carbono inorgánico IC [g/l] de la concentración total TC [g/l] de carbono contenida en la disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones. Un valor determinado usando una oxidación por combustión y un método de análisis por infrarrojos según la norma JIS se usa como la concentración de carbono orgánico TOC. Por otro lado, puede obtenerse un valor sustancialmente similar mediante determinación usando una oxidación por luz ultravioleta y un método de medición de conductividad eléctrica o una oxidación húmeda y un método de análisis por infrarrojos según la norma JIS.
En la primera realización, tal como se muestra en la figura 2, una unidad 100 de ajuste de tiempo de alimentación puede proporcionarse adicionalmente en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa. Cuando la unidad 100 de ajuste de tiempo de alimentación se proporciona en la línea de alimentación de agua que va a tratarse, puede ajustarse más fácilmente el tiempo de alimentación t del agua que va a tratarse en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa.
Por ejemplo, un medidor 41 de concentración de sustancia oxidativa para determinar la concentración de sustancia oxidativa C<ox>en el agua que va a tratarse que fluye en la línea 1 de alimentación de agua que va a tratarse, y un medidor 42 de potencial de oxidación-reducción (ORP) para medir el potencial de oxidaciónreducción (ORP) del agua que va a tratarse se proporcionan en la línea 1 de alimentación de agua que va a tratarse para alimentar el agua que va a tratarse, y el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones se proporciona aguas abajo del medidor 41 de concentración de sustancia oxidativa y el medidor 42 de potencial de oxidación-reducción (ORP) mientras que la unidad 20 de suministro de presurización y el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa se proporcionan aguas abajo del punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones. En esta configuración de aparato fundamental, la unidad 100 de ajuste de tiempo de alimentación se proporciona entre el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones y la unidad 20 de suministro de presurización.
En la presente invención, el tiempo de alimentación requerido para reducir y neutralizar las sustancias oxidativas con el inhibidor de incrustaciones depende de la concentración de sustancia oxidativa C<OX>en el agua que va a tratarse, y la concentración de adición C<as>del inhibidor de incrustaciones. Es decir, cuando aumenta la concentración de sustancia oxidativa C<ox>no satisface ninguna de las condiciones (1) a (11), aumenta la concentración de adición C<as>del inhibidor de incrustaciones o el tiempo de alimentación t en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa aumenta de modo que el tiempo de alimentación t [min] se ajusta para satisfacer la condición (1), para que no sea inferior al valor más pequeño t<mín.>de t<s>[min] o t<3>[min] que puede calcularse en la condición (2) o (3), y para que no sea inferior al valor más pequeño t<mín.>entre t<4>[min] y tu [min] que puede calcularse en las condiciones (4) a (11) respectivamente.
Cuando el tiempo de alimentación t [min] no satisface ninguna de las condiciones (1) a (11), las sustancias oxidativas contenidas en el agua que va a tratarse permanecen sin reducirse ni neutralizarse para oxidar y degradar la membrana de ósmosis inversa del módulo 11 de membrana de ósmosis inversa para promover de ese modo el deterioro en el rendimiento de separación del módulo 11 de membrana de ósmosis inversa. Por tanto, aumenta la frecuencia de reemplazo del módulo 11 de membrana de ósmosis inversa. Por tanto, es difícil obtener agua dulce de manera estable y económica en una etapa con membrana de ósmosis inversa de obtención de permeado con baja concentración de sal en el módulo de membrana de ósmosis inversa usando agua no tratada tal como agua de mar, así como agua de río, agua subterránea, agua de lago, agua residual tratada, etc. que contienen sal.
Por otro lado, cuando aumenta la concentración de adición C<as>del inhibidor de incrustaciones o el tiempo de alimentación t en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa se aumenta de modo que el tiempo de alimentación t [min] puede satisfacer la condición (1), no es inferior al valor más pequeño t<mín.>de t<2>[min] o t<3>[min] que puede calcularse en la condición (2) o (3), y no es inferior al valor más pequeño t<mín.>entre t<4>[min] y tu [min] que puede calcularse en las condiciones (4) a (11) respectivamente, las sustancias oxidativas contenidas en el agua que va a tratarse pueden reducirse y neutralizarse suficientemente de modo que puede obtenerse agua dulce de manera más estable y económica sin reducir el rendimiento de separación del módulo 11 de membrana de ósmosis inversa.
Sin embargo, en el método en el que se aumenta la concentración de adición C<as>del inhibidor de incrustaciones, la cantidad de adición del inhibidor de incrustaciones puede ser tan excesiva que aumente el riesgo de que el propio inhibidor de incrustaciones provoque ensuciamiento en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa. Además, aumenta el coste de adición. Además, se complica el control de la adición. Por tanto, más preferiblemente, el tiempo de alimentación t en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa se ajusta para prolongarse o acortarse mediante el uso de la función de prolongar o acortar el tiempo de alimentación t en la unidad 100 de ajuste de tiempo de alimentación. En este caso, la concentración de adición C<as>del inhibidor de incrustaciones es el peso de la disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones que va a añadirse por unidad de volumen del agua que va a tratarse, y preferiblemente el peso de la disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones que va a añadirse por 1 l del agua que va a tratarse.
Además, cuando la concentración de sustancia oxidativa C<ox>en el agua que va a tratarse disminuye de manera temporal debido a la fluctuación de la calidad del agua o similares, el agua que va a tratarse en el que la concentración de adición C<as>es excesiva se suministra al módulo 11 de membrana de ósmosis inversa. Además, el periodo de tiempo para el agua que va a tratarse que se ha reducido y neutralizado mediante el inhibidor de incrustaciones para permanecer en la línea 1 de alimentación de agua que va a tratarse se prolonga de modo que puede generarse una biopelícula en la línea 1 de alimentación de agua que va a tratarse o el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa. Por tanto, existe la preocupación de que puede producirse bioensuciamiento en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa debido a la biopelícula de modo que no puede realizarse fácilmente un funcionamiento seguro. Por tanto, el tiempo de alimentación t [min] se establece preferiblemente en dos veces o menos del tiempo de alimentación W en la condición (2) o (3) o en una cualquiera de las condiciones (4) a (11) según la concentración de sustancia oxidativa C<ox>en el agua que va a tratarse.
En la presente realización, cuando se determina que es necesario ajustar el tiempo de alimentación t, la unidad de ajuste de tiempo de alimentación puede usarse para acortar o prolongar el tiempo de alimentación t según la situación tal como se describió anteriormente.
Por ejemplo, cuando la concentración de sustancia oxidativa C<ox>en el agua que va a tratarse disminuye de manera temporal debido a la fluctuación de la calidad del agua o similares, el tiempo de alimentación requerido para reducir y neutralizar las sustancias oxidativas con el inhibidor de incrustaciones tiende a acortarse. Por tanto, según un ejemplo del método de ajuste, se reduce la concentración de adición C<as>del inhibidor de incrustaciones y/o se acorta el tiempo de alimentación mediante la unidad 100 de ajuste de tiempo de alimentación dentro de un intervalo en el que el tiempo de alimentación t [min] satisface la condición (1), no es inferior al valor más pequeño t<mín.>de t2 [min] o t<3>[min] que puede calcularse en la condición (2) o (3), y no es inferior al valor más pequeño t<mín.>entre t<4>[min] y t<u>[min] que puede calcularse en las condiciones (4) a (11) respectivamente. Por tanto, existe la ventaja de que puede acortase el tiempo de alimentación excesivo, y puede reducirse el riesgo de que pueda producirse bioensuciamiento en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa debido a una biopelícula generada en la línea de alimentación de agua que va a tratarse y la unidad 100 de ajuste de tiempo de alimentación.
Por el contrario, cuando la concentración de sustancia oxidativa C<ox>en el agua que va a tratarse aumenta de manera temporal debido a la fluctuación de la calidad del agua o similares, el tiempo de alimentación requerido para reducir y neutralizar las sustancias oxidativas con el inhibidor de incrustaciones tiende a prolongarse. Por tanto, se aumenta la concentración de adición C<as>del inhibidor de incrustaciones y/o se prolonga el tiempo de alimentación mediante la unidad 100 de ajuste de tiempo de alimentación de modo que el tiempo de alimentación t [min] satisface la condición (1), no es inferior al valor más pequeño t<mín.>de t<2>[min] o t<3>[min] que puede calcularse en la condición (2) o (3), y no es inferior al valor más pequeño t<mín.>entre t<4>[min] y t<u>[min] que puede calcularse en las condiciones (4) a (11) respectivamente. Por tanto, puede obtenerse agua dulce de manera más estable y económica sin reducir el rendimiento de separación del módulo 11 de membrana de ósmosis inversa debido a las sustancias oxidativas contenidas en el agua que va a tratarse que permanece sin reducirse ni neutralizarse.
En la presente invención, la forma de la unidad 100 de ajuste de tiempo de alimentación no está limitada siempre que tenga una función que pueda prolongar o acortar el tiempo de alimentación t en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa. Por ejemplo, se proporciona una pluralidad de líneas de alimentación de agua que va a tratarse diferentes en tiempo de alimentación de modo que el canal de flujo a través del cual pasa el agua que va a tratarse puede cambiarse mediante el funcionamiento de válvulas para prolongar o acortar de ese modo el tiempo de alimentación. Cuando las líneas de alimentación de agua que va a tratarse are, por ejemplo, tuberías circulares, las líneas de alimentación de agua que va a tratarse diferentes en tiempo de alimentación con, por ejemplo, líneas de alimentación de agua que va a tratarse configuradas para ser diferentes en al menos uno del diámetro de línea y la longitud de línea entre las líneas de alimentación de agua que va a tratarse y la velocidad de flujo del agua que va a tratarse que pasa a través de cada línea de alimentación de agua que va a tratarse, y/o para ser diferentes en al menos uno del número y el volumen interno de los elementos 110 de ajuste de tiempo de alimentación en la unidad de ajuste de tiempo de alimentación proporcionada en cada línea de alimentación de agua que va a tratarse.
Cada uno de los elementos 110 de ajuste de tiempo de alimentación de la unidad de ajuste de tiempo de alimentación tiene una función de prolongar o acortar el tiempo de alimentación t en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa. El elemento 110 de ajuste de tiempo de alimentación es, por ejemplo, un dispositivo de pretratamiento (tal como un dispositivo de filtración con arena, un dispositivo con carbón activado, una balsa de decantación, etc.), un dispositivo de separación por membrana (tal como una membrana de microfiltración, una membrana de ultrafiltración, un dispositivo de lodos activados de separación por membrana, un filtro de tamiz, un filtro de cartucho, etc.), un dispositivo de agitación (tal como una mezcladora estática, etc.), un tanque (tal como un recipiente, un tanque intermedio, etc.), etc. Preferiblemente, el elemento 110 de ajuste de tiempo de alimentación satisface una condición de que el valor del volumen interno total [m3]/velocidad de flujo de agua que va a tratarse (Q) en el elemento 110 de ajuste de tiempo de alimentación es de 5 minutos o más, y más preferiblemente de 30 minutos o más.
La unidad 100 de ajuste de tiempo de alimentación puede tener una función que puede prolongar o acortar el tiempo de alimentación ajustando el volumen o el nivel de agua del agua que va a tratarse reservada en cada uno del elemento 110 de ajuste de tiempo de alimentación de la unidad de ajuste de tiempo de alimentación. Por ejemplo, el volumen o el nivel de agua del agua que va a tratarse reservada en cada tanque intermedio proporcionado en la línea de alimentación de agua que va a tratarse se ajusta para prolongar o acortar el tiempo de alimentación. Además, es preferible que una unidad para promover el mezclado, tal como un agitador o una placa inclinada/placa deflectora, se proporcione en el tanque intermedio o similar proporcionado como elemento 110 de ajuste de tiempo de alimentación de la unidad de ajuste de tiempo de alimentación.
Preferiblemente la unidad de ajuste de tiempo de alimentación tiene elementos de ajuste de tiempo de alimentación, y ajusta uno cualquiera del número de los elementos de ajuste de tiempo de alimentación, el volumen interno de cada elemento de ajuste de tiempo de alimentación, y el volumen o el nivel de agua del agua que va a tratarse reservado en un tanque proporcionado como elemento de ajuste de tiempo de alimentación, para ajustar el tiempo de alimentación t.
Para prolongar el tiempo de alimentación t en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa, se realiza una operación de ajuste mediante la unidad 100 de ajuste de tiempo de alimentación para aumentar uno cualquiera del número de los elementos 110 de ajuste de tiempo de alimentación de la unidad de ajuste de tiempo de alimentación a través de los cuales pasa el agua que va a tratarse, el volumen interno de cada uno de los elementos 110 de ajuste de tiempo de alimentación, y el volumen o el nivel de agua del agua que va a tratarse reservado en el tanque proporcionado como elemento 110 de ajuste de tiempo de alimentación de la unidad de ajuste de tiempo de alimentación durante el funcionamiento del aparato de tratamiento de agua. Además, para acortar el tiempo de alimentación t, la operación de ajuste se realiza mediante la unidad 100 de ajuste de tiempo de alimentación para disminuir uno cualquiera del número de los elementos 110 de ajuste de tiempo de alimentación de la unidad de ajuste de tiempo de alimentación a través de los cuales pasa el agua que va a tratarse, el volumen interno de cada uno de los elementos 110 de ajuste de tiempo de alimentación, y el volumen o el nivel de agua del agua que va a tratarse reservado en un tanque proporcionado como elemento 110 de ajuste de tiempo de alimentación de la unidad de ajuste de tiempo de alimentación durante el funcionamiento del aparato de tratamiento de agua.
Además, es preferible que la unidad 100 de ajuste de tiempo de alimentación tenga los elementos 110 de ajuste de tiempo de alimentación de modo que dos o más de los elementos 110 de ajuste de tiempo de alimentación de la unidad de ajuste de tiempo de alimentación estén conectados mediante al menos una de una conexión en serie y una conexión en paralelo tal como se muestra en la figura 3. Según esta configuración, existe la ventaja de que el tiempo de alimentación requerido para reducir y neutralizar las sustancias oxidativas con el inhibidor de incrustaciones pueda asegurarse y ajustarse fácilmente. Por otro lado, en un método de tratamiento de agua típico, incluso si un dispositivo de separación por membranas o un dispositivo de agitación puede proporcionarse solo en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa, el tiempo de alimentación t en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa no puede establecerse fácilmente para que sea de 5 minutos o más. Sin embargo, cuando se instala la unidad 100 de ajuste de tiempo de alimentación que incluye dos o más dispositivos de separación por membrana, dispositivos de agitación, tanques, etc. en serie y/o en paralelo como los elementos 110 de ajuste de tiempo de alimentación, el tiempo de alimentación t en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa puede establecerse para que sea de 5 minutos o más, y preferiblemente de 30 minutos o más. Por tanto, las sustancias oxidativas contenidas en el agua que va a tratarse pueden reducirse y neutralizarse suficientemente para obtener agua dulce de manera más estable sin reducir el rendimiento de separación del módulo 11 de membrana de ósmosis inversa.
Además, en la unidad 100 de ajuste de tiempo de alimentación, una unidad 150 de derivación para alimentar el agua que va a tratarse al módulo 11 de membrana de ósmosis inversa mientras se deriva uno cualquiera o todos los elementos 110 de ajuste de tiempo de alimentación puede colocarse tal como se muestra en la figura 4. El agua que va a tratarse puede derivarse mediante la unidad 150 de derivación para realizar el mantenimiento en uno cualquiera de o todos los elementos 110 de ajuste de tiempo de alimentación, y el mantenimiento en la unidad 100 de ajuste de tiempo de alimentación puede realizarse en un estado en el que el tratamiento con membranas de ósmosis inversa se realiza de manera continua. Por tanto, existe la ventaja de que puede mejorarse la eficiencia en la producción de agua dulce.
Además, preferiblemente el canal de flujo del agua que va a tratarse en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa se cambia de manera continua o intermitente mediante el uso de al menos uno de los elementos 110 de ajuste de tiempo de alimentación y la unidad 150 de derivación proporcionada derivando los elementos 110 de ajuste de tiempo de alimentación para ajustar el tiempo de alimentación t del agua que va a tratarse.
El volumen de agua derivado a la unidad 150 de derivación puede ser o bien una parte o bien toda el agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa. Cuando se aumenta la concentración de adición C<as>del inhibidor de incrustaciones o cuando la concentración de sustancia oxidativa C<ox>en el agua que va a tratarse disminuye de manera temporal, es preferible derivar una parte o toda el agua que va a tratarse a la unidad 150 de derivación de modo que puede acortarse el tiempo de alimentación t. Por ejemplo, en un caso en el que la concentración de sustancia oxidativa C<ox>en el agua que va a tratarse disminuya temporalmente debido a la fluctuación de calidad del agua o similares, o en un caso en el que la concentración de adición C<as>del inhibidor de incrustaciones se aumente para mejorar el efecto de inhibición y/o el efecto de reducción de incrustaciones, el tiempo de alimentación t en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa no tiene por qué ser largo para reducir y neutralizar las sustancias oxidativas con el inhibidor de incrustaciones. En un caso de este tipo, el ajuste se realiza para permitir que una parte o toda el agua que va a tratarse pase a través de la unidad 150 de derivación sin pasar a través de los elementos 110 de ajuste de tiempo de alimentación en la unidad 100 de ajuste de tiempo de alimentación. De esta manera, se acorta el tiempo de alimentación excesivo. Por tanto, existe la ventaja de que es posible reducir el riesgo de que se produzca bioensuciamiento en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa debido a una biopelícula generada en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa.
Además, cuando dos o más de los elementos 110 de ajuste de tiempo de alimentación de la unidad 100 de ajuste de tiempo de alimentación están conectados mediante al menos una de una conexión en serie y una conexión en paralelo, la unidad 150 de derivación se proporciona preferiblemente de modo que puede derivarse uno, una pluralidad o todos los elementos 110 de ajuste de tiempo de alimentación.
En este caso, el tiempo de alimentación t en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa se determina mediante el tiempo de alimentación t [min]=V<T>/Q basándose en el volumen interno total V<t>[m<3>] de la línea de alimentación de agua que va a tratarse, los elementos 110 de ajuste de tiempo de alimentación en la unidad 100 de ajuste de tiempo de alimentación y la línea de derivación que constituye la unidad 150 de derivación, a través de la cual pasa el agua que va a tratarse, y la velocidad de flujo del agua que va a tratarse Q [m<3>/min].
El volumen interno total de los elementos 110 de ajuste de tiempo de alimentación de la unidad de ajuste de tiempo de alimentación se considera el volumen total de agua [m<3>] requerido para llenar cada elemento 110 de ajuste de tiempo de alimentación con agua, y más preferiblemente un volumen total [m<3>] del agua que va a tratarse reservada en cada elemento 110 de ajuste de tiempo de alimentación durante el tratamiento con membranas de ósmosis inversa realizado mediante el aparato de tratamiento de agua. El volumen interno de la línea de derivación se determina, cuando la línea de derivación es una tubería circular, mediante ^D<b2>/4 [m<3>] basándose en el diámetro interno de la tubería circular (D<b>) [m] y la longitud de la tubería circular (L<b>) [m] de la misma manera que la línea de alimentación de agua que va a tratarse mencionada anteriormente. El diámetro interno de la tubería circular (D<b>) y la longitud de la tubería circular (L<b>) de la línea de derivación no están particularmente limitados, pero es preferible establecerlos para hacer que el tiempo de alimentación en el caso de no pasar a través de los elementos 110 de ajuste de tiempo de alimentación sea más corto que el tiempo de alimentación en el caso de pasar a través de los elementos 110 de ajuste de tiempo de alimentación. De esta manera, puede ajustarse fácilmente el tiempo de alimentación, y puede acortarse el tiempo de alimentación excesivo. Por tanto, existe la ventaja de que es posible reducir el riesgo de que se produzca bioensuciamiento en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa debido a una biopelícula generada en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa.
Además, una o más unidades 200 de ajuste de velocidad de flujo/canal de agua que va a tratarse se proporcionan preferiblemente en la línea de derivación. La forma de cada unidad 200 de ajuste de velocidad de flujo/canal de agua que va a tratarse no está limitada siempre que tenga una función para cambiar la trayectoria de envío de líquido de los elementos 110 de ajuste de tiempo de alimentación y/o la línea de derivación a través de los cuales parte o toda el agua que va a tratarse pasa en la unidad 100 de ajuste de tiempo de alimentación, y/o una función para ajustar el volumen de agua del agua que va a tratarse derivada. Por ejemplo, válvulas etc. que pueden conmutar o girar el canal de agua que va a tratarse o aumentar/disminuir la velocidad de flujo del agua que va a tratarse se proporcionan preferiblemente como unidades 200 de ajuste de velocidad de flujo/canal de agua que va a tratarse. Más preferiblemente las unidades 200 de ajuste de velocidad de flujo/canal de agua que va a tratarse se colocan en la línea de alimentación de agua que va a tratarse en el lado de la entrada y/o el lado de la salida de cada elemento 110 de ajuste de tiempo de alimentación de la unidad de ajuste de tiempo de alimentación.
El canal de flujo de agua que va a tratarse y/o la velocidad de flujo de agua que va a tratarse se ajusta al tiempo de alimentación mediante el uso de las unidades 200 de ajuste de velocidad de flujo/canal de agua que va a tratarse según la concentración de sustancia oxidativa C<ox>en el agua que va a tratarse y la concentración de adición C<as>del inhibidor de incrustaciones, de modo que el tiempo de alimentación t [min] en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa satisface la condición (1), no es inferior al valor más pequeño W de t2 [min] o t3 [min] que puede calcularse en la condición (2) o (3), y no es inferior al valor más pequeño W entre t4 [min] y tu [min] que puede calcularse en las condiciones (4) a (11) respectivamente.
Se supone que una parte de la velocidad de flujo de agua que va a tratarse (Q) [m3/min] en el módulo de membrana de ósmosis inversa se suministra a la unidad 150 de derivación derivando los elementos 110 de ajuste de tiempo de alimentación de la unidad 100 de ajuste de tiempo de alimentación mientras que la otra agua que va a tratarse se suministra a los elementos 110 de ajuste de tiempo de alimentación. En este caso, teniendo en cuenta la velocidad de flujo de agua que va a tratarse (Qb) [m3/min] en la unidad 150 de derivación, el canal de flujo de agua que va a tratarse y/o la velocidad de flujo de agua que va a tratarse se ajusta para ajustar el tiempo de alimentación mediante el uso de las unidades 200 de ajuste de velocidad de flujo/canal de agua que va a tratarse según la concentración de sustancia oxidativa C<ox>en el agua que va a tratarse y la concentración de adición C<as>del inhibidor de incrustaciones, de modo que, del tiempo de alimentación [min] del agua que va a tratarse no derivada = (el volumen interno total [m3] de los elementos de ajuste de tiempo de alimentación de la unidad de ajuste de tiempo de alimentación a través de los cuales pasa el agua que va a tratarse)/(Q-Qb) y el tiempo de alimentación [min] del agua que va a tratarse derivada = (el volumen interno total [m3] de los elementos de ajuste de tiempo de alimentación de la unidad de ajuste de tiempo de alimentación a través de los cuales pasa el agua que va a tratarse el volumen interno total [m3] de la línea de derivación)/Qb, el tiempo de alimentación t [min] más corto satisface la condición (1), no es inferior al valor más pequeño W de t2 [min] o t3 [min] que puede calcularse en la condición (2) o (3), y no es inferior al valor más pequeño W entre t4 [min] y tu [min] que puede calcularse en las condiciones (4) a (11) respectivamente.
Por ejemplo, cuando la concentración de sustancia oxidativa C<ox>en el agua que va a tratarse es alta o la concentración de adición C<as>del inhibidor de incrustaciones es baja, se prolonga el tiempo de alimentación requerido para reducir y neutralizar las sustancias oxidativas con el inhibidor de incrustaciones. Por tanto, se reduce la velocidad de flujo de agua que va a tratarse y/o se aumenta el número de los elementos 110 de ajuste de tiempo de alimentación, y/o se aumenta el volumen interno de cada elemento 110 de ajuste de tiempo de alimentación, de modo que puede prolongarse el tiempo de alimentación. Por tanto, existe la ventaja de que puede obtenerse de manera estable y económica agua dulce sin reducir el rendimiento de separación del módulo 11 de membrana de ósmosis inversa debido a las sustancias oxidativas contenidas en el agua que va a tratarse que permanecen sin reducirse y neutralizarse.
Por el contrario, cuando la concentración de sustancia oxidativa C<ox>en el agua que va a tratarse es baja o la concentración de adición C<as>del inhibidor de incrustaciones es alta, se acorta el tiempo de alimentación requerido para reducir y neutralizar las sustancias oxidativas con el inhibidor de incrustaciones. Por tanto, se aumenta la velocidad de flujo de agua que va a tratarse, y/o se disminuye el número de los elementos 110 de ajuste de tiempo de alimentación, y/o se reduce el volumen interno del elemento 110 de ajuste de tiempo de alimentación, dentro de un intervalo en el que el tiempo de alimentación t [min] satisface la condición (1), no es inferior al valor más pequeño tmín. de t2 [min] o t3 [min] que puede calcularse en la condición (2) o (3), y no es inferior al valor más pequeño tmín. entre t4 [min] y tu [min] que puede calcularse en las condiciones (4) a (11) respectivamente. De esta manera, puede acortarse el tiempo de alimentación excesivo. Por tanto, existe la ventaja de que es posible reducir el riesgo de que se produzca bioensuciamiento en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa debido a una biopelícula generada en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa.
Por otro lado, cuando el tiempo de alimentación t [min] en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa no satisface ninguna de las condiciones (1) a (11), las sustancias oxidativas contenidas en el agua que va a tratarse no se reducen ni neutralizan, sino que permanecen para oxidar y degradar el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa para promover de ese modo el deterioro en el rendimiento de separación del módulo 11 de membrana de ósmosis inversa. Por tanto, aumenta la frecuencia de reemplazo del módulo 11 de membrana de ósmosis inversa. Es decir, es difícil obtener agua dulce de manera estable y económica en una etapa con membrana de ósmosis inversa de obtener un permeado con baja concentración de sal en el módulo de membrana de ósmosis inversa usando agua no tratada tal como agua de mar, así como agua de río, agua subterránea, agua de lago, agua residual tratada, etc. que contienen sal.
Para el ajuste del tiempo de alimentación usando las unidades 200 de ajuste de velocidad de flujo/canal de agua que va a tratarse, por ejemplo, los elementos 110 de ajuste de tiempo de alimentación de la unidad de ajuste de tiempo de alimentación y/o la unidad 150 de derivación a través de los cuales pasa el agua que va a tratarse se cambian de modo que el tiempo de alimentación t [min] en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa que satisface la condición (1), no es inferior al valor más pequeño t<mín.>de t2 [min] o t<3>[min] que puede calcularse en la condición (2) o (3), y no es inferior al valor más pequeño t<mín.>entre t<4>[min] y tu [min] que puede calcularse en las condiciones (4) a (11) respectivamente. Específicamente, se realiza la operación en las unidades 200 de ajuste de velocidad de flujo/canal de agua que va a tratarse proporcionadas en la línea de alimentación de agua que va a tratarse en el lado de la entrada y/o el lado de la salida de cada elemento 110 de ajuste de tiempo de alimentación de la unidad 100 de ajuste de tiempo de alimentación, y/o proporcionadas en la línea de derivación para cambiar la trayectoria de envío de líquido de modo que los elementos 110 de ajuste de tiempo de alimentación de la unidad 100 de ajuste de tiempo de alimentación y/o la línea de derivación a través de los cuales pasa una parte o toda el agua que va a tratarse pueden comunicarse con la línea de alimentación de agua que va a tratarse, y/o para ajustar el volumen de agua del agua que va a tratarse que va a derivarse.
Por ejemplo, cuando las unidades 200 de ajuste de velocidad de flujo/canal de agua que va a tratarse son válvulas, se abren las válvulas proporcionadas como unidades 200 de ajuste de velocidad de flujo/canal de agua que va a tratarse en la línea de alimentación de agua que va a tratarse en el lado de la entrada y/o el lado de la salida de cada elemento 110 de ajuste de tiempo de alimentación de la unidad 100 de ajuste de tiempo de alimentación y/o en la línea de derivación a través de los cuales pasa el agua que va a tratarse para abrir los elementos 110 de ajuste de tiempo de alimentación de la unidad 100 de ajuste de tiempo de alimentación y/o la unidad 150 de derivación a través de los cuales pasa el agua que va a tratarse. Por otro lado, se cierran las otras válvulas proporcionadas como unidades 200 de ajuste de velocidad de flujo/canal de agua que va a tratarse para impedir que el agua que va a tratarse fluya y se bifurque en los elementos 110 de ajuste de tiempo de alimentación y/o la unidad 150 de derivación donde no pasa el agua que va a tratarse.
En la presente realización, por ejemplo, se supone que aumenta la concentración de sustancia oxidativa C<ox>en el agua que va a tratarse, o disminuye la concentración de adición C<as>del inhibidor de incrustaciones, de modo que se prolonga el tiempo de alimentación requerido para reducir y neutralizar las sustancias oxidativas con el inhibidor de incrustaciones. En este caso, cuando se proporciona una pluralidad de elementos 110 de ajuste de tiempo de alimentación en paralelo de antemano, el tiempo de alimentación puede prolongarse mediante el funcionamiento de las unidades 200 de ajuste de velocidad de flujo/canal de agua que va a tratarse sin colocar ningún nuevo elemento 110 de ajuste de tiempo de alimentación, de modo que el tiempo de alimentación t [min] en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa satisface la condición (1), no es inferior al valor más pequeño t<mín.>de t2 [min] o t<3>[min] que puede calcularse en la condición (2) o (3), y no es inferior al valor más pequeño t<mín.>entre t<4>[min] y t<u>[min] que puede calcularse en las condiciones (4) a (11) respectivamente. Por tanto, existe la ventaja de que sustancias oxidativas contenidas en el agua que va a tratarse puedan reducirse y neutralizarse suficientemente para obtener agua dulce de manera más estable sin reducir la función de separación del módulo 11 de membrana de ósmosis inversa.
Por el contrario, se supone que disminuye la concentración de sustancia oxidativa C<ox>en el agua que va a tratarse, o aumenta la concentración de adición C<as>del inhibidor de incrustaciones, de modo que se acorta el tiempo de alimentación requerido para reducir y neutralizar las sustancias oxidativas con el inhibidor de incrustaciones. En este caso, cuando se proporcionan una pluralidad de elementos 110 de ajuste de tiempo de alimentación en paralelo de antemano, puede acortarse el tiempo de alimentación mediante el funcionamiento de las unidades 200 de ajuste de velocidad de flujo/canal de agua que va a tratarse sin colocar ningún nuevo elemento 110 de ajuste de tiempo de alimentación, dentro de un intervalo en el que el tiempo de alimentación t [min] en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa satisface la condición (1), no es inferior al valor más pequeño t<mín.>de t2 [min] o t<3>[min] que puede calcularse en la condición (2) o (3), y no es inferior al valor más pequeño t<mín.>entre t<4>[min] y t<u>[min] que puede calcularse en las condiciones (4) a (11) respectivamente. De esta manera, puede reducirse el tiempo de alimentación excesivo. Por tanto, existe la ventaja de que es posible reducir el riesgo de que se produzca bioensuciamiento en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa debido a una biopelícula generada en la unidad 100 de ajuste de tiempo de alimentación.
Además, es preferible que la operación de control y conmutación se realice en cada unidad 200 de ajuste de velocidad de flujo/canal de agua que va a tratarse según un aumento/disminución de un valor obtenido midiendo de manera continua o intermitente la concentración de sustancia oxidativa o el potencial de oxidación-reducción (ORP) en el agua que va a tratarse mediante el uso del medidor 41 de concentración de sustancia oxidativa o el medidor 42 de potencial de oxidación-reducción (ORP). Más preferiblemente la concentración de sustancia oxidativa o el potencial de oxidación-reducción (ORP) en el agua que va a tratarse se mide de manera continua o intermitente mediante el uso del medidor 41 de concentración de sustancia oxidativa o el medidor 42 de potencial de oxidación-reducción (ORP) colocado antes del punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones.
Un método para controlar las unidades 200 de ajuste de velocidad de flujo/canal de agua que va a tratarse basado en la concentración de sustancia oxidativa medida mediante el medidor 41 de concentración de sustancia oxidativa y el potencial de oxidación-reducción (ORP) medido mediante el medidor 42 de potencial de oxidación-reducción (ORP) no está particularmente limitado. Preferiblemente la concentración de sustancia oxidativa se mide como equivalente de cloro residual, más preferiblemente la concentración de sustancia oxidativa se mide como equivalente de cloro residual después de confirmarse que el valor medido del potencial de oxidación-reducción (ORP) supera 350 mV, y luego las unidades 200 de ajuste de velocidad de flujo/canal de agua que va a tratarse se hacen funcionar para ajustar el tiempo de alimentación t de modo que el tiempo de alimentación t [min] en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa satisface la condición (1), no es inferior al valor más pequeño t<mín.>de t2 [min] o t<3>[min] que puede calcularse en la condición (2) o (3), y no es inferior al valor más pequeño t<mín.>entre t<4>[min] y tu [min] que puede calcularse en las condiciones (4) a (11) respectivamente. Al medir el potencial de oxidaciónreducción (ORP) y medir la concentración de sustancia oxidativa sólo cuando el potencial de oxidación-reducción (ORP) supera 350 mV, puede minimizarse el número de veces que se mide de la concentración de sustancia oxidativa de modo que puede reducirse el coste de medición y puede simplificarse el control.
Por ejemplo, se supone que el valor medido de la concentración de sustancia oxidativa es de 0,01 mg/l o menos, y/o el valor medido del potencial de oxidación-reducción (ORP) es de 350 mV o menos, o que la concentración de sustancia oxidativa medida después de confirmarse que el potencial de oxidación-reducción (ORP) supera 350 mV es de 0,01 mg/l o menos. En este caso, las unidades 200 de ajuste de velocidad de flujo/canal de agua que va a tratarse se hacen funcionar para cambiar la trayectoria de envío de líquido para hacer que la línea de alimentación de agua que va a tratarse se comunique con los elementos 110 de ajuste de tiempo de alimentación de la unidad 100 de ajuste de tiempo de alimentación y/o la línea de derivación donde se hace pasar una parte o toda el agua que va a tratarse y/o para ajustar el volumen de agua del agua que va a tratarse derivada de modo que el tiempo de alimentación t [min] en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa satisface la condición (1), preferiblemente cualquiera de las condiciones (6), (7), (10), y (11), que proporciona el más pequeño. Por tanto, el control se realiza para prolongar o acortar el tiempo de alimentación t.
Además, se supone que el valor medido de la concentración de sustancia oxidativa supera 0,01 mg/l, o la concentración de sustancia oxidativa medida después de confirmarse que el potencial de oxidación-reducción (ORP) supera 350 mV supera 0,01 mg/l. En este caso, las unidades 200 de ajuste de velocidad de flujo/canal de agua que va a tratarse se hacen funcionar para cambiar la trayectoria de envío de líquido para hacer que la línea de alimentación de agua que va a tratarse se comunique con los elementos 110 de ajuste de tiempo de alimentación de la unidad 100 de ajuste de tiempo de alimentación y/o la línea de derivación donde se hace pasar una parte o toda el agua que va a tratarse y/o para ajustar el volumen de agua del agua que va a tratarse derivada de modo que el tiempo de alimentación t [min] en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa satisface la condición (2), preferiblemente cualquiera de la condición (4), (5), (8), y (9), que proporciona el más pequeño. Por tanto, el control se realiza para prolongar o acortar el tiempo de alimentación t.
En este caso, la medición, el cálculo y la selección de condiciones en los siguientes puntos (A) a (D) pueden llevarse a cabo mediante control automático, control semiautomático o control manual. Pueden controlarse independientemente o en combinación con la medición de la concentración de sustancia oxidativa y/o el potencial de oxidación-reducción (ORP).
(A) Medir la concentración de sustancia oxidativa y el potencial de oxidación-reducción (ORP)
(B) Calcular el tiempo de alimentación t en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa
(C) Seleccionar las condiciones correspondientes al presente método de adición a partir de la condición (1), la condición (2) o (3), y las condiciones (4) a (11), y calcular el tiempo de alimentación t en cada condición seleccionada
(D) Hacer funcionar las unidades 200 de ajuste de velocidad de flujo/canal de agua que va a tratarse para ajustar el tiempo de alimentación t en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa
Por ejemplo, en un caso en el que el tiempo de alimentación t se controla en combinación con la medición de la concentración de sustancia oxidativa y/o el potencial de oxidación-reducción (ORP), las unidades 200 de ajuste de velocidad de flujo/canal de agua que va a tratarse se hacen funcionar para aumentar el número de los elementos 110 de ajuste de tiempo de alimentación de la unidad 100 de ajuste de tiempo de alimentación en el canal de flujo del agua que va a tratarse o para aumentar el volumen interno total de los elementos 110 de ajuste de tiempo de alimentación cuando un resultado medido periódicamente de la concentración de sustancia oxidativa C<ox>en el agua que va a tratarse supera el último valor medido. Por tanto, puede prolongarse el tiempo de alimentación t en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa. Como resultado, existe la ventaja de que puede obtenerse agua dulce de manera más estable y económica sin reducir el rendimiento de separación del módulo 11 de membrana de ósmosis inversa debido a las sustancias oxidativas contenidas en el agua que va a tratarse que permanecen sin reducirse ni neutralizarse.
Además, cuando un resultado medido periódicamente de la concentración de sustancia oxidativa C<ox>en el agua que va a tratarse cae por debajo del último valor medido, las unidades 200 de ajuste de velocidad de flujo/canal de agua que va a tratarse se hacen funcionar para disminuir el número de los elementos 110 de ajuste de tiempo de alimentación de la unidad 100 de ajuste de tiempo de alimentación en la trayectoria de flujo del agua que va a tratarse o para disminuir el volumen interno total de los elementos 110 de ajuste de tiempo de alimentación, dentro de un intervalo en el que el tiempo de alimentación t [min] en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa satisface la condición (1), no es inferior al valor más pequeño t<mín.>de t<2>[min] o t<3>[min] que puede calcularse en la condición (2) o (3), y no es inferior al valor más pequeño t<mín.>entre t<4>[min] y t<u>[min] que puede calcularse en las condiciones (4) a (11), respectivamente. Por tanto, puede acortarse el tiempo de alimentación t en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa. De esta manera, puede reducirse el tiempo de alimentación excesivo. Por tanto, existe la ventaja de que es posible reducir el riesgo de que se produzca bioensuciamiento en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa debido a una biopelícula generada en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa.
Además, el periodo de medición con el que se miden la concentración de sustancia oxidativa y el potencial de oxidación-reducción (ORP) y el periodo con el que se controla cada unidad 200 de ajuste de velocidad de flujo/canal de agua que va a tratarse basándose en el resultado de la medición no están particularmente limitados. Preferiblemente la medición y el control se realizan de manera continua en un intervalo periódico corto de 1 segundo o menos. De esta manera, existe la ventaja de que el tiempo de alimentación t en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa puede ajustarse a una duración adecuada según la fluctuación en la concentración de sustancia oxidativa en el agua que va a tratarse. Sin embargo, en el agua que va a tratarse en la que la fluctuación en la concentración de sustancia oxidativa es inferior a 0,01 mg/l, la fluctuación en el tiempo de alimentación requerido para reducir y neutralizar las sustancias oxidativas con el inhibidor de incrustaciones también es pequeña. Por tanto, el periodo de medición con el que se miden la concentración de sustancia oxidativa y el potencial de oxidación-reducción (ORP) y el periodo con el que se controla y conmuta cada unidad 200 de ajuste de velocidad de flujo/canal de agua que va a tratarse según el valor medido de la concentración de sustancia oxidativa se establecen de manera intencionada en un periodo largo intermitente de modo que pueden simplificarse más el mantenimiento para la medición, el control y la operación de conmutación, y puede esperarse el efecto de reducir el coste de mantenimiento.
La medición mediante el medidor 41 de concentración de sustancia oxidativa se realiza mediante un método absorciométrico basándose en la coloración en reactivo DPD (N,N-dietil-p-fenilendiamina). Por tanto, se usa un valor medido como equivalente de cloro residual como la concentración de sustancia oxidativa C<ox>. Por otro lado, puede obtenerse un valor sustancialmente similar midiendo la concentración de sustancia oxidativa C<ox>basándose en colorimetría, yodometría, un método con corriente (polarografía), etc. Además, el potencial de oxidación-reducción (ORP) es un índice de capacidad de oxidación o capacidad de reducción de una disolución, que se determina por el equilibrio en la donación/aceptación de electrones entre oxidante y reductor que coexisten en la disolución. Generalmente, el potencial de oxidación-reducción (ORP) se mide como diferencia de potencial entre un electrodo metálico y un electrodo de referencia basándose en la ecuación de Nernst. El medidor 42 de potencial de oxidación-reducción (ORP) no está particularmente limitado, pero es preferiblemente un medidor de potencial de oxidación-reducción (ORP) en el que se mide el potencial de oxidación-reducción (ORP) basándose en la ecuación de Nernst usando un electrodo de platino y un electrodo de referencia, o un electrodo compuesto de un electrodo de platino y un electrodo de referencia. Además, preferiblemente, la medición se realiza usando un electrodo de calomelanos saturado, un electrodo de plata/cloruro de plata saturado, o similares, como electrodo de referencia, y más preferiblemente usando un electrodo de cloruro de plata 3,3 mol/l como electrodo de referencia.
Además, cuando está realizándose el tratamiento en el módulo de membrana de ósmosis inversa, al menos uno de un reductor y un bactericida puede añadirse de manera continua o intermitente al agua que va a tratarse en el punto de adición de inhibidor de incrustaciones o en el lado aguas arriba o el lado aguas abajo del punto de adición de inhibidor de incrustaciones.
Tal como se muestra en la figura 5 o la figura 6, según un método de tratamiento de agua de una segunda realización, se añade un reductor al agua que va a tratarse que fluye a través de la línea de alimentación de agua que va a tratarse al módulo 11 de membrana de ósmosis inversa mediante el uso de un tanque 32 de inyección de reductor y una bomba 22 de inyección de reductor como unidad de suministro de reductor, y se añade un inhibidor de incrustaciones al agua que va a tratarse mediante el uso del tanque 31 de inyección de inhibidor de incrustaciones y la bomba 21 de inyección de inhibidor de incrustaciones como unidad de adición de inhibidor de incrustaciones antes de la adición del reductor o después de la adición del reductor, de modo que las sustancias oxidativas contenidas en el agua que va a tratarse pueden reducirse y neutralizarse de manera más eficiente.
En el caso en el que se añade el reductor, la concentración de las sustancias oxidativas contenidas en el agua que va a tratarse se mide preferiblemente mediante un medidor 41a (o 41b) de concentración de sustancia oxidativa colocado antes de un punto 300a (o 300b) de adición de inhibidor de incrustaciones, y el potencial de oxidación-reducción (ORP) del agua que va a tratarse se mide preferiblemente mediante el uso de un medidor 42a (o 42b) de potencial de oxidación-reducción (ORP) colocado antes del punto 300a (o 300b) de adición de inhibidor de incrustaciones. Cuando la concentración de sustancia oxidativa y el potencial de oxidación-reducción (ORP) del agua que va a tratarse se miden en el punto 300 de adición de inhibidor de incrustaciones de antemano, puede determinarse el tiempo de alimentación requerido para reducir y neutralizar las sustancias oxidativas en el agua que va a tratarse con el inhibidor de incrustaciones añadido a la misma. Cuando el tiempo de alimentación real es más corto que el tiempo de alimentación requerido para reducir y neutralizar las sustancias oxidativas en el agua que va a tratarse con el inhibidor de incrustaciones añadido a la misma, las sustancias oxidativas no pueden reducirse y neutralizarse suficientemente dentro del tiempo de alimentación y, por tanto, el agua que va a tratarse en la que permanecen las sustancias oxidativas alcanza el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa, provocando deterioro en el rendimiento de separación debido a la membrana de ósmosis inversa degradada de manera oxidativa. Por otro lado, cuando el tiempo de alimentación real es más largo, un oxidante añadido para impedir que se genere una biopelícula en la línea de alimentación de agua que va a tratarse o sustancias oxidativas que tienen un efecto equivalente al mismo pueden reducirse y neutralizarse suficientemente antes de que el agua que va a tratarse se suministre al módulo 11 de membrana de ósmosis inversa. Sin embargo, el efecto impedir que se genere una biopelícula se pierde del agua que va a tratarse a la mitad del tiempo de alimentación. Por tanto, se aumenta el riesgo de que el funcionamiento seguro apenas se realice debido al bioensuciamiento que se produce en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa. Es decir, estableciendo el tiempo de alimentación requerido para reducir y neutralizar las sustancias oxidativas en el agua que va a tratarse suficientemente, y retirando un tiempo de alimentación excesivo hasta que el agua que va a tratarse alcanza el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa después de la reducción y neutralización, puede impedirse de manera eficiente el deterioro en el rendimiento de separación del módulo 11 de membrana de ósmosis inversa y la aparición de bioensuciamiento de modo que puede obtenerse de manera estable y económica el agua dulce. Además, preferiblemente, la concentración de las sustancias oxidativas contenidas en el agua que va a tratarse se mide mediante el uso de un medidor de concentración de sustancia oxidativa (tal como 41b) colocado después del punto de adición de inhibidor de incrustaciones (tal como 300a) y la adición del reductor, o el potencial de oxidación-reducción (ORP) del agua que va a tratarse se mide mediante el uso de un medidor de potencial de oxidación-reducción (ORP) (tal como 42b), de modo que puede confirmarse si las sustancias oxidativas permanecen o no después de la reacción de reducción y neutralización de las sustancias oxidativas en el agua que va a tratarse. Por tanto, el agua que va a tratarse puede suministrarse al módulo de membrana de ósmosis inversa cuando la reacción de reducción y neutralización de las sustancias oxidativas ha avanzado suficientemente.
Además, el inhibidor de incrustaciones y el reductor se añaden de manera intermitente o continua. Sin embargo, pueden generarse de repente sustancias oxidativas en el agua que va a tratarse debido a la reacción de oxidación con un metal de transición como catalizador en el agua que va a tratarse de modo que las sustancias oxidativas no pueden reducirse ni neutralizarse seguramente mediante la adición intermitente del inhibidor de incrustaciones. Para reducir y neutralizar las sustancias oxidativas en el agua que va a tratarse para impedir de manera eficiente de ese modo la degradación oxidativa del módulo 11 de membrana de ósmosis inversa, es preferible que el inhibidor de incrustaciones se añada de manera continua de modo que puede simplificarse la adición y puede impedirse seguramente la degradación oxidativa del módulo de membrana de ósmosis inversa. Además, en la etapa de tratamiento con membranas de ósmosis inversa, una gran cantidad de sustancias oxidativas contenidas en el agua que va a tratarse pueden reducirse y neutralizarse de antemano mediante un reductor añadido según sea necesario, mientras que una pequeña de sustancias oxidativas generadas nuevamente debido a la reacción de oxidación con un metal de transición como catalizador pueden reducirse y neutralizarse mediante el inhibidor de incrustaciones. Por tanto, las sustancias oxidativas pueden reducirse y neutralizarse de manera más eficiente de modo que puede impedirse de manera eficiente la degradación oxidativa del módulo 11 de membrana de ósmosis inversa.
El reductor es un aditivo que tiene poder reductor para desactivar la capacidad de oxidación de las sustancias oxidativas, pero no tiene una función de inhibir la producción de incrustaciones como el inhibidor de incrustaciones. Aunque no está particularmente limitado, el reductor contiene preferiblemente, por ejemplo, uno cualquiera de hidrogenosulfito de sodio, sulfito de sodio, pirosulfito de sodio, y tiosulfato de sodio.
Por otro lado, una unidad de adición de reductor no está particularmente limitada, pero puede ser una inyección en línea o inyección en un tanque tal como se muestra en la figura 5 o la figura 6. La unidad de adición de reductor está dotada preferiblemente de un agitador, una mezcladora estática, o similares, si es necesario. Además, la posición donde se añade el inhibidor de incrustaciones cuando se usa el reductor junto con el mismo no está particularmente limitada. Sin embargo, es preferible que el reductor se añada 60 segundos o más después de añadirse el inhibidor de incrustaciones, o que el reductor se añada 60 segundos o más antes de añadirse el inhibidor de incrustaciones. Es preferible que el inhibidor de incrustaciones se añada en el lado aguas arriba 60 segundos o más antes de añadirse el reductor o en el lado aguas abajo 60 segundos o más después de añadirse el reductor, de modo que pueden expresarse suficientemente los efectos de adición respectivos del reductor y el inhibidor de incrustaciones.
Además, la figura 7 muestra un ejemplo de un método para añadir de manera continua o intermitente un bactericida al agua que va a tratarse en el lado aguas abajo del inhibidor de incrustaciones y el reductor durante el tratamiento con membranas de ósmosis inversa mediante el uso de un tanque 33 de inyección de bactericida y una bomba 23 de inyección de bactericida como unidad de adición de bactericida para impedir suficientemente que se genere una biopelícula en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde los puntos 300a y 300b de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto 310 de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa.
Como método para añadir el bactericida, el bactericida puede añadirse de manera continua o intermitente al agua que va a tratarse durante el tratamiento con membranas de ósmosis inversa y al mismo tiempo que el inhibidor de incrustaciones y/o el reductor, o en el lado aguas arriba o el lado aguas abajo del mismo.
La cantidad de adición y el método de adición del bactericida no están particularmente limitados. Si la cantidad de adición del bactericida es pequeña, no puede obtenerse el efecto de inhibición de la producción de una biopelícula. Por tanto, es preferible añadir el bactericida al agua que va a tratarse de modo que la concentración de halógeno residual en el agua que va a tratarse o el concentrado alcance 0,01 mg/l o más. Sin embargo, una cantidad de adición grande del bactericida promueve el deterioro de una capa funcional en la membrana de ósmosis inversa de modo que existe la preocupación de que se reduce el rendimiento de separación del módulo 11 de membrana de ósmosis inversa.
Por otro lado, la unidad de adición de bactericida no está particularmente limitada, sino que puede ser una inyección en línea o inyección en un tanque de la misma manera que la unidad de adición de inhibidor de incrustaciones y la unidad de adición de reductor. La unidad de adición de bactericida también está dotada preferiblemente de un agitador, una mezcladora estática, o similares, si es necesario.
En la presente etapa de tratamiento con membranas de ósmosis inversa, el bactericida que va a añadirse si es necesario no está particularmente limitado, pero es preferiblemente un bactericida que no proporciona ninguna influencia negativa al módulo de membrana de ósmosis inversa, y más preferiblemente un bactericida que incluye un bactericida a base de ácido sulfámico o un bactericida que tiene halógeno combinado como su componente principal. Más preferiblemente, como bactericida que tiene halógeno combinado como su componente principal, se añade un bactericida a base de cloro combinado de cloramina tal como monocloramina, dicloramina o tricloramina, u otra cloramina tal como cloramina T (sal sódica de N-cloro-4-metilbencenosulfonamida), o un bactericida a base de bromo combinado tal como DBNPA (2,2-dibromo-3-nitrilopropionamida), o similares.
Los ejemplos de materias primas de membranas de ósmosis inversa a las que puede aplicarse la presente invención incluyen materias primas poliméricas tales como polímero a base de acetato de celulosa, poliamida, poliéster, poliimida, o polímero vinílico. En la estructura de membrana de una membrana de ósmosis inversa de este tipo, se proporciona una capa densa sobre al menos un lado de la membrana, y la membrana es o bien una membrana asimétrica que tiene microporos que tienen, cada uno, un diámetro de poro que aumenta desde la capa densa hacia el interior o el otro lado de la membrana, o bien una membrana compuesta que tiene una capa funcional muy delgada formada a partir de otra materia prima en la capa densa de la membrana asimétrica. Sin embargo, entre las mismas, se prefiere la membrana compuesta que usa poliamida como capa funcional de separación porque también tiene alta resistencia a la presión, alta permeabilidad al agua y alto rendimiento de rechazo de solutos y tiene un excelente potencial. Particularmente para obtener agua dulce a partir de una disolución acuosa con alta concentración tal como agua de mar, es necesario aplicar una presión no menor que la presión osmótica. Sustancialmente a menudo se requiere una presión de funcionamiento de al menos 5 MPa. Para hacer posible que se mantenga una alta permeabilidad al agua y un alto rendimiento de rechazo contra esta presión, es adecuada una estructura en la que se usa poliamida como capa funcional de separación, que se retiene por un soporte fabricado de una membrana porosa o un material textil no tejido. Además, una membrana de ósmosis inversa compuesta en la que se proporciona sobre un soporte la capa funcional de separación de poliamida reticulada obtenida mediante reacción de policondensación entre una amina multifuncional y un haluro de ácido multifuncional es adecuada como membrana de ósmosis inversa de poliamida.
La capa funcional de separación consiste preferiblemente en poliamida reticulada que tiene alta estabilidad química al ácido o álcali, o tiene la poliamida reticulada como su componente principal. La poliamida reticulada se forma mediante policondensación interfacial entre amina multifuncional y haluro de ácido multifuncional, y preferiblemente al menos uno de la amina multifuncional y el haluro de ácido multifuncional contiene un compuesto que es al menos trifuncional.
En este caso, la amina multifuncional es amina que tiene al menos dos grupos amino primarios y/o secundarios en una molécula. Los ejemplos de la amina multifuncional incluyen amina multifuncional aromática en la que dos grupos amino se combinan con un benceno en una relación de posición de una posición orto, una posición meta o una posición para, tal como fenilendiamina, xililendiamina, 1,3,5-triaminobenceno, 1,2,4-triaminobenceno o ácido 3,5-diaminobenzoico; amina alifática tal como etilendiamina o propilendiamina; y amina multifuncional alicíclica tal como 1,2-diaminociclohexano, 1,4-diaminociclohexano, piperazina, 1,3-bispiperidilpropano o 4-aminometilpiperidina. Entre ellas, la amina multifuncional es preferiblemente amina multifuncional aromática teniendo en cuenta la permeabilidad o la capacidad de separación selectiva de la membrana, y la resistencia al calor. Como amina aromática multifuncional de este tipo, se usa preferiblemente m-fenilendiamina, pfenilendiamina o 1,3,5-triaminobenceno. Además, la m-fenilendiamina (a continuación en el presente documento denominada m-PDA) se usa más preferiblemente debido a su disponibilidad y facilidad de manipulación. Cada una de esas aminas multifuncionales puede usarse sola, o algunas de ellas pueden usarse en mezcla.
El haluro de ácido multifuncional es un haluro de ácido que tiene al menos dos grupos carbonilo halogenados en una molécula. Los ejemplos de haluros de ácido trifuncionales incluyen cloruro de trimesoílo, tricloruro de 1,3,5-ciclohexanotricarboxiloílo y tricloruro de 1,2,4-ciclobutanotricarboxiloílo. Los ejemplos de haluros de ácido bifuncionales incluyen haluros de ácido bifuncionales aromáticos tales como dicloruro de bifenildicarboxiloílo, dicloruro de bifenilencarboxiloílo, dicloruro de azobencenodicarboxiloílo, cloruro de tereftaloílo, cloruro de isoftaloílo y cloruro de naftalenodicarboxiloílo; haluros de ácido bifuncionales alifáticos tales como cloruro de adipoílo y cloruro de sebacoílo; y haluros de ácido bifuncionales alicíclicos tales como dicloruro de ciclopentanodicarboxiloílo, dicloruro de ciclohexanodicarboxiloílo y dicloruro de tetrahidrofuranodicarboxiloílo. El haluro de ácido multifuncional es preferiblemente cloruro de ácido multifuncional teniendo en cuenta la reactividad con la amina multifuncional. Además, el haluro de ácido multifuncional es preferiblemente un cloruro de ácido aromático multifuncional teniendo en cuenta la capacidad de separación selectiva de la membrana y la resistencia al calor. Entre esos haluros de ácido multifuncionales, el cloruro de trimesoílo se usa más preferiblemente en cuanto a disponibilidad y facilidad de manipulación. Cada uno de esos haluros de ácido multifuncionales puede usarse solo, o algunos de ellos pueden usarse en mezcla.
Preferiblemente, se colocan grupos acilo alifáticos en la capa funcional de separación de modo que la estructura de la membrana puede hacerse densa para mejorar el rendimiento de rechazo de iones de boro y similares. Un método para colocar los grupos acilo alifáticos en la capa funcional de separación no está particularmente limitado. Por ejemplo, una disolución de haluro de ácido alifático puede ponerse en contacto con una superficie de una capa funcional de separación formada mediante policondensación interfacial entre una amina multifuncional y un haluro de ácido multifuncional, o puede colocarse un haluro de ácido alifático junto a la misma durante la policondensación interfacial entre la amina multifuncional y el haluro de ácido aromático multifuncional, de modo que los grupos acilo pueden colocarse en la capa funcional de separación mediante enlace covalente.
Es decir, cuando se forma una capa funcional de separación de poliamida sobre una membrana de soporte microporosa, la capa funcional de separación de poliamida puede formarse mediante policondensación interfacial entre una disolución acuosa de amina multifuncional, una disolución en disolvente orgánico de haluro de ácido multifuncional y una disolución en disolvente orgánico de otro haluro de ácido alifático que tiene un número de carbonos de 1-4 que se ponen en contacto entre sí sobre una membrana de soporte microporosa, o la capa funcional de separación de poliamida puede formarse mediante policondensación interfacial entre una disolución acuosa de amina multifuncional y una disolución en disolvente orgánico que contiene haluro de ácido multifuncional y otro haluro de ácido alifático que tiene un número de carbonos de 1-4 que se ponen en contacto entre sí sobre una membrana de soporte microporosa. En esa ocasión, el haluro de ácido alifático usado en la presente invención normalmente tiene un número de carbonos de 1 a 4, y preferiblemente un número de carbonos de 2 a 4. Con un aumento en el número de carbonos, se reduce la reactividad del haluro de ácido alifático debido al impedimento estérico, o no puede aproximarse a un punto reactivo del haluro de ácido multifuncional fácilmente. Por tanto, se impide la formación homogénea de la membrana de modo que se reduce el rendimiento de la membrana. Los ejemplos de tales haluros de ácido alifáticos incluyen cloruro de metanosulfonilo, cloruro de acetilo, cloruro de propionilo, cloruro de butirilo, cloruro de oxalilo, dicloruro de malonilo, dicloruro de succinilo, dicloruro de maleoílo, cloruro de fumaroílo, cloruro de clorosulfonilacetilo y cloruro de N,N-dimetilaminocarbonilo. Cada uno de esos haluros de ácido alifático puede usarse solo, o pueden usarse juntas dos o más clases de los mismos. Sin embargo, el cloruro de oxalilo se incluye preferiblemente como componente principal en cuanto a buen equilibrio con el que la membrana puede formarse en una estructura densa sin reducir enormemente la permeabilidad al agua.
Sin embargo, la poliamida tiende a degradarse de manera oxidativa, y es vulnerable a un oxidante tal como ácido hipocloroso. Por tanto, cuando se aplica la presente invención, existe un efecto muy grande de proteger de manera eficiente la membrana de ósmosis inversa frente al oxidante.
El soporte que incluye la membrana de soporte microporosa es una capa que no tiene sustancialmente rendimiento de separación. El soporte se proporciona para conferir resistencia mecánica a la capa funcional de separación de poliamida reticulada que tiene sustancialmente rendimiento de separación. Por ejemplo, puede usarse un soporte en el que se forma una membrana de soporte microporosa sobre un material base tal como una tela o un material textil no tejido.
La materia prima de la membrana de soporte microporosa no está particularmente limitada. Los ejemplos de la misma incluyen homopolímeros o copolímeros de polisulfona, acetato de celulosa, nitrato de celulosa, poli(cloruro de vinilo), poliacrilonitrilo, poli(sulfuro de fenileno) y poli(sulfuro de fenileno)-sulfona. Cada uno de esos homopolímeros o copolímeros puede usarse solo, o algunos de ellos pueden mezclarse. Entre estas materias primas, la polisulfona se usa preferiblemente porque tiene estabilidad química, mecánica y térmica alta y es fácil de moldear. Además, la estructura de la membrana de soporte microporosa no está particularmente limitada. La estructura de la misma puede ser una estructura en la que se proporcionan microporos con diámetros de poro uniformes desde el lado frontal al lado posterior de la membrana, o una estructura asimétrica en la que se proporcionan microporos densos en un lado de la misma y cada uno de los microporos tiene un diámetro de poro que aumenta gradualmente desde un lado hacia el otro lado. Preferiblemente, cada uno de los microporos densos tiene un tamaño de 100 nm o menos.
En este caso, para permitir que la membrana de ósmosis inversa compuesta ejerza su rendimiento suficientemente, la permeabilidad al aire del material base es preferiblemente de 0,1 cm3/cm2/s o mayor, y más preferiblemente de 0,4 a 1,5 cm3/cm2/s. Por otro lado, la permeabilidad al aire se mide basándose en el método de Frazier según la norma JIS L1096.
Además, el material textil no tejido que va a usarse no está particularmente limitado. Mediante el uso de un material textil no tejido formado tricotando una mezcla de al menos dos clases de fibras de poliéster cuya finura de hilo individual está dentro de un intervalo de 0,1 a 0,6 decitex o particularmente de 0,3 a 2,0 decitex, pueden formarse poros que tienen, cada uno, un diámetro de 10 |im o menos entre las fibras que componen el material base de modo que puede mejorarse la fuerza de unión entre la membrana de soporte microporosa y el material textil no tejido. Además, es preferible que los poros que tienen, cada uno, un diámetro de 10 |im o menos estén presentes en una razón del 90 % o mayor. El diámetro de poro en este caso se mide basándose en el método del punto de burbuja según la norma JIS K3832.
La figura 8 muestra una vista en perspectiva parcialmente en despiece ordenado de un elemento de membrana de ósmosis inversa enrollado en espiral que va a usarse en la presente invención. La figura 9 muestra una vista en sección longitudinal de un módulo de membrana de ósmosis inversa que va a usarse en la presente invención. Normalmente, en el elemento 501 de membrana de ósmosis inversa enrollado en espiral, una unidad 507 de membrana de ósmosis inversa que incluye una membrana 504 de ósmosis inversa, un separador 505 de permeado y un separador 506 de agua que va a tratarse está enrollada en espiral alrededor de una tubería 503 de recogida de agua que tiene aberturas 502 de recogida de agua, y se forma un cuerpo 508 exterior en el exterior de la unidad 507 de membrana de ósmosis inversa. Por tanto, se constituye un elemento 509 de separación de fluido. Las caras de extremo del elemento 509 de separación de fluido están expuestas. Una placa 510 antitelescópica está unida a al menos una de las caras de extremo para impedir que el elemento 509 de separación de fluido se deforme como un telescopio.
Se suministra agua 511 que va a tratarse a la unidad 507 de membrana de ósmosis inversa a través de un canal 512 de agua que va a tratarse de la placa 510 antitelescópica, y se somete a un tratamiento de separación con membranas para separarse en un permeado 2 y un concentrado 3, y recogerse como permeado 2 en la tubería 503 de recogida de agua.
Además, la figura 9 muestra una vista en sección longitudinal de un módulo de membrana de ósmosis inversa que va a usarse en la presente invención. El elemento 501 de membrana de ósmosis inversa enrollado en espiral constituido tal como se muestra en la figura 8 se recibe solo en un recipiente 513 a presión, o una pluralidad de elementos 501 de membrana de ósmosis inversa enrollados en espiral constituidos de manera similar se reciben en serie en el recipiente 513 a presión. Por tanto, se constituye el módulo 11 de membrana de ósmosis inversa.
En cada elemento 501 de membrana de ósmosis inversa enrollado en espiral, se proporciona un elemento 514 de sello de agua que va a tratarse en la circunferencia exterior de la placa 510 antitelescópica para suministrar el agua 511 que va a tratarse a la unidad 507 de membrana de ósmosis inversa. Además, las tuberías 503 de recogida de agua de los elementos 501 de membrana de ósmosis inversa enrollados en espiral adyacentes entre sí están diseñadas para conectarse entre sí a través de un tubo 515 de conexión equipado en ambas tuberías 503 de recogida de agua.
Cada elemento que va a usarse en un módulo de membrana de ósmosis inversa al que puede aplicarse la presente invención puede formarse como un elemento que tiene una forma adecuada según la forma de membrana de una membrana de ósmosis inversa. La membrana de ósmosis inversa según la presente invención puede ser una membrana de fibras huecas, una membrana tubular o una membrana plana. El elemento no está particularmente limitado siempre que tenga cámaras de líquido sustanciales en los lados opuestos de la membrana de ósmosis inversa de modo que puede presurizarse el líquido y transmitirse desde una superficie de la membrana de ósmosis inversa a la otra superficie. Cuando cada membrana de ósmosis inversa es una membrana plana, el elemento es normalmente de tipo placas y marcos que tiene una estructura en la que se laminan una pluralidad de membranas de ósmosis inversa compuestas soportadas por un marco, o de un tipo denominado enrollado en espiral tal como se describió anteriormente. Tales elementos se reciben en un alojamiento rectangular o cilíndrico (tal como un recipiente a presión) en uso. Además, cuando cada membrana de ósmosis inversa es una membrana de fibras huecas o una membrana tubular, se disponen una pluralidad de membranas de ósmosis inversa en un alojamiento y se encapsulan sus porciones de extremo para formar cámaras de líquido para formar de ese modo un elemento. Luego, se usa solo un aparato de separación de líquidos, tal como un elemento, o tales elementos se usan en conexión en serie o en paralelo.
De esas formas de elemento, la enrollada en espiral es la más típica. En la enrollada en espiral, una membrana de separación como una membrana plana se enrolla alrededor de una tubería de recogida de agua junto con un espaciador de agua que va a tratarse o un espaciador de permeado, y, si es necesario, una película para mejorar la resistencia a la presión. Los ejemplos de materiales que pueden usarse para el espaciador de agua que va a tratarse incluyen un material de tipo red, un material de tipo malla, una lámina ranurada y una lámina ondulada. Los ejemplos de materiales que pueden usarse para el espaciador de permeado incluyen un material de tipo red, un material de tipo malla, una lámina ranurada y una lámina ondulada. Cada uno de esos materiales puede ser una red o una lámina independiente de cualquier membrana de separación, o puede ser una red o una lámina integrada con la misma mediante unión, soldadura, o similares.
El material de la tubería de recogida de agua no está limitado, y puede ser resina o metal. Generalmente, teniendo en cuenta el coste y la durabilidad, normalmente se usa plástico tal como resina Noryl o resina ABS. Como medio para sellar las porciones de extremo de las membranas de separación, se usa preferiblemente un método de unión. Como agente de unión, puede usarse cualquier agente de unión conocido, tal como un agente de unión a base de uretano, un agente de unión a base de epóxido y un agente de unión por fusión en caliente.
Ejemplos
Para un método de tratamiento de agua para reducir y neutralizar sustancias oxidativas con un inhibidor de incrustaciones basándose en las realizaciones para llevar a cabo la presente invención, se describirán los resultados de las pruebas de confirmación de efectos con referencia a la tabla 1 y la tabla 2.
Preparación de agua de mar simulada y método de prueba de confirmación de efectos
Se añadieron 27.500 mg/l de cloruro de sodio, 10.700 mg/l de cloruro de magnesio hexahidratado, 4.100 mg/l de sulfato de magnesio heptahidratado, 927 mg/l de cloruro de calcio dihidratado, y 1.000 mg/l de cloruro de potasio a agua pura para preparar agua de mar simulada. Se añadió hipoclorito de sodio como sustancias oxidativas al agua de mar simulada, y luego se reservó el agua de mar simulada en un tanque de agua que va a tratarse. Cuando el agua de prueba reservada en el tanque de agua que va a tratarse se enviaba a través de una línea de alimentación de agua que va a tratarse mediante una bomba de alimentación, se añadió al mismo inhibidor de incrustaciones disponible comercialmente. Se hizo pasar una vez el agua de prueba a través de una unidad de ajuste de tiempo de alimentación constituida por un tanque intermedio (volumen interno=1,5 m3) como elemento de ajuste de tiempo de alimentación para ajustar el tiempo de alimentación. Después de eso, se hizo pasar adicionalmente el agua de prueba a través de un filtro de seguridad mediante una bomba de alimentación. Luego se suministró el agua de prueba a un módulo de membrana de ósmosis inversa mediante una unidad de suministro de presurización. Por tanto, se produjo agua dulce. Se usó un elemento de membrana de ósmosis inversa de poliamida individual “TM810C” (nombre comercial) fabricado por TORAY Industries Inc. como módulo de membrana de ósmosis inversa, que se hizo funcionar a una velocidad de flujo de agua que va a tratarse de 1,0 m3/h y una velocidad de flujo de permeado de 0,12 m3/h (una razón de recuperación del 12 %).
Ejemplo 1
Se añadió hipoclorito de sodio al agua de mar simulada de modo que la concentración de sustancia oxidativa (C<ox>) alcanzó 0,05 mg/l. Se midió el potencial de oxidación-reducción (ORP) mediante un medidor de potencial de oxidación-reducción (ORP), y el valor obtenido como resultado de la misma fue de 600 mV o más. En este caso, como inhibidor de incrustaciones, se añadió un inhibidor de incrustaciones a base de ácido fosfónico que incluía ácido aminotris(metilenfosfónico) (a continuación en el presente documento abreviado como ATMP) como su componente principal a una concentración de adición (C<as>) de 50 mg/l.
Se determinó la concentración TN de nitrógeno contenido en una disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones mediante descomposición oxidativa y quimioluminiscencia según la norma JIS K0102, y el valor obtenido como resultado de la misma fue TN=10 g/l. Se determinó la concentración TP de fósforo contenido en la disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones mediante espectroscopía de emisión ICP a partir de una muestra disuelta mediante descomposición con ácido nítrico y ácido sulfúrico según la norma JIS K0102, y el valor obtenido como resultado de la misma fue TP=100 g/l. Se determinó la concentración TOC de carbono orgánico contenido en la disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones mediante un método de oxidación por combustión y análisis por infrarrojos según la norma JIS K0102, y el valor obtenido como resultado de la misma fue TOC=40 g/l. Por tanto, TP/TN=10 y TP/TOC=2,5.
Se ajustó el tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde un punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta un punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa para que fuera de 5 minutos o más largo, y más corto de 40 minutos, permitiendo que el agua que va a tratarse pasara una vez a través del tanque intermedio de la unidad de ajuste de tiempo de alimentación. Por tanto, se continuó el funcionamiento durante un mes. La condición de funcionamiento satisfacía sólo la condición (1) requerida para el tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa.
Durante el funcionamiento, la concentración de sustancia oxidativa disminuyó hasta el límite de detección o menor en cada uno del agua de mar simulada suministrada al módulo de membrana de ósmosis inversa y el concentrado procedente del módulo de membrana de ósmosis inversa, y el potencial de oxidación-reducción (ORP) disminuyó hasta que fue de 350 mV o menos en cada uno de ellos. Después del funcionamiento, la cantidad de producción de agua dulce en el elemento de membrana de ósmosis inversa usado se redujo en un 10 %, se aumentó la presión diferencial en un 9 %, y la concentración de sal en el permeado se deterioró en 1,2 veces en comparación con la inicial.
Se realizó la autopsia del elemento de membrana de ósmosis inversa y se limpió con ácido y álcali. Como resultado, se recuperaron tanto la cantidad de producción de agua dulce como la calidad del permeado para ser equivalentes a su rendimiento inicial. Además, se analizó la superficie de la membrana mediante el uso de ESCA (espectroscopía electrónica para análisis químico: análisis fotoelectrónico por rayos X). Como resultado, no se detectó ningún enlace C-Cl y, por tanto, se estimó que la superficie de la membrana no se había degradado de manera oxidativa por contacto con halógeno.
Ejemplo 2
Se ajustó el tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa para que fuera de 40 minutos o más permitiendo que el agua que va a tratarse pasara una vez a través del tanque intermedio de la unidad de ajuste de tiempo de alimentación. Las otras condiciones fueron iguales que en el ejemplo 1. Por tanto, se continuó el funcionamiento durante un mes. La condición de funcionamiento satisfacía las condiciones (2), (4) y (9) además de la condición (1) requeridas para el tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa.
Durante el funcionamiento, la concentración de sustancia oxidativa disminuyó hasta el límite de detección o menor en cada uno del agua de mar simulada suministrada al módulo de membrana de ósmosis inversa y el concentrado procedente del módulo de membrana de ósmosis inversa, y el potencial de oxidación-reducción (ORP) disminuyó hasta que fue de 350 mV o menos en cada uno de ellos. Después del funcionamiento, la cantidad de producción de agua dulce en el elemento de membrana de ósmosis inversa usado se redujo en un 10 %, se aumentó la presión diferencial en un 10 %, y la concentración de sal en el permeado se deterioró en 1,1 veces en comparación con la inicial.
Se realizó la autopsia del elemento de membrana de ósmosis inversa y se limpió con ácido y álcali. Como resultado, se recuperaron tanto la cantidad de producción de agua dulce como la calidad del permeado para ser equivalentes a su rendimiento inicial. Además, se analizó la superficie de la membrana mediante el uso de ESCA. Como resultado, no se detectó ningún enlace C-Cl. Se estimó que la superficie de la membrana no se había degradado de manera oxidativa por contacto con halógeno.
Ejemplo 3
Se añadió hipoclorito de sodio al agua de mar simulada de modo que la concentración de sustancia oxidativa (C<ox>) alcanzó 0,05 mg/l. Se midió el potencial de oxidación-reducción (ORP) mediante un medidor de potencial de oxidación-reducción (ORP), y el valor obtenido como resultado de la misma fue de 600 mV o más. En este caso, como inhibidor de incrustaciones, se añadió un inhibidor de incrustaciones a base de ácido fosfónico que incluía ATMP como su componente principal y que incluía otros compuestos de nitrógeno a una concentración de adición (C<as>) de 50 mg/l.
Se determinó la concentración TN de nitrógeno contenido en una disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones mediante descomposición oxidativa y quimioluminiscencia según la norma JIS K0102, y el valor obtenido como resultado de la misma fue TN=20 g/l. Se determinó la concentración TP de fósforo contenido en la disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones mediante espectroscopía de emisión ICP a partir de una muestra disuelta mediante descomposición con ácido nítrico y ácido sulfúrico según la norma JIS K0102, y el valor obtenido como resultado de la misma fue TP=100 g/l. Por tanto, TP/TN=5.
Se ajustó el tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa para que fuera de 5 minutos o más largo, y más corto de 55 minutos, permitiendo que el agua que va a tratarse pasara una vez a través del tanque intermedio de la unidad de ajuste de tiempo de alimentación. Las otras condiciones fueron iguales que en el ejemplo 1. Por tanto, se continuó el funcionamiento durante un mes. La condición de funcionamiento satisfacía sólo la condición (1) requerida para el tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa.
Durante el funcionamiento, la concentración de sustancia oxidativa disminuyó hasta el límite de detección o menor en cada uno del agua de mar simulada suministrada al módulo de membrana de ósmosis inversa y el concentrado procedente del módulo de membrana de ósmosis inversa, y el potencial de oxidación-reducción (ORP) disminuyó hasta que fue de 350 mV o menos en cada uno de ellos. Después del funcionamiento, la cantidad de producción de agua dulce en el elemento de membrana de ósmosis inversa usado se redujo en un 10 %, se aumentó la presión diferencial en un 9 %, y la concentración de sal en el permeado se deterioró en 1,2 veces en comparación con la inicial.
Se realizó la autopsia del elemento de membrana de ósmosis inversa y se limpió con ácido y álcali. Como resultado, se recuperaron tanto la cantidad de producción de agua dulce como la calidad del permeado para ser equivalentes a su rendimiento inicial. Además, se analizó la superficie de la membrana mediante el uso de ESCA. Como resultado, no se detectó ningún enlace C-Cl. Se estimó que la superficie de la membrana no se había degradado de manera oxidativa por contacto con halógeno.
Ejemplo 4
Se ajustó el tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa para que fuera de 55 minutos o más largo permitiendo que el agua que va a tratarse pasara una vez a través del tanque intermedio de la unidad de ajuste de tiempo de alimentación. Las otras condiciones fueron iguales que en el ejemplo 3. Por tanto, se continuó el funcionamiento durante un mes. La condición de funcionamiento satisfacía las condiciones (2) y (5) además de la condición (1) requeridas para el tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa.
Durante el funcionamiento, la concentración de sustancia oxidativa disminuyó hasta el límite de detección o menor en cada uno del agua de mar simulada suministrada al módulo de membrana de ósmosis inversa y el concentrado procedente del módulo de membrana de ósmosis inversa, y el potencial de oxidación-reducción (ORP) disminuyó hasta que fue de 350 mV o menos en cada uno de ellos. Después del funcionamiento, la cantidad de producción de agua dulce en el elemento de membrana de ósmosis inversa usado se redujo en un 10 %, se aumentó la presión diferencial en un 10 %, y la concentración de sal en el permeado se deterioró en 1,1 veces en comparación con la inicial.
Se realizó la autopsia del elemento de membrana de ósmosis inversa y se limpió con ácido y álcali. Como resultado, se recuperaron tanto la cantidad de producción de agua dulce como la calidad del permeado para ser equivalentes a su rendimiento inicial. Además, se analizó la superficie de la membrana mediante el uso de ESCA. Como resultado, no se detectó ningún enlace C-Cl. Se estimó que la superficie de la membrana no se había degradado de manera oxidativa por contacto con halógeno.
Ejemplo 5
Se añadió hipoclorito de sodio al agua de mar simulada de modo que la concentración de sustancia oxidativa (C<ox>) alcanzó 0,05 mg/l. Se midió el potencial de oxidación-reducción (ORP) mediante un medidor de potencial de oxidación-reducción (ORP), y el valor obtenido como resultado de la misma fue de 600 mV o más. En este caso, como inhibidor de incrustaciones, se añadió un inhibidor de incrustaciones a base de ácido fosfónico que incluía ATMP como su componente principal y que incluía otros compuestos de fósforo a una concentración de adición (C<as>) de 50 mg/l.
Se determinó la concentración TP de fósforo contenido en una disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones mediante espectroscopía de emisión ICP a partir de una muestra disuelta mediante descomposición con ácido nítrico y ácido sulfúrico según la norma JIS K0102, y el valor obtenido como resultado de la misma fue TP=450 g/l. Se determinó la concentración TOC de carbono orgánico contenido en la disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones mediante un método de oxidación por combustión y análisis por infrarrojos según la norma JIS K0102, y el valor obtenido como resultado de la misma fue TOC=40 g/l. Por tanto, TP/TOC=11,25.
Se ajustó el tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa para que fuera de 5 minutos o más largo, y más corto de 88 minutos, permitiendo que el agua que va a tratarse pasara una vez a través del tanque intermedio de la unidad de ajuste de tiempo de alimentación. Las otras condiciones fueron iguales que en el ejemplo 1. Por tanto, se continuó el funcionamiento durante un mes. La condición de funcionamiento satisfacía sólo la condición (1) requerida para el tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa.
Durante el funcionamiento, la concentración de sustancia oxidativa disminuyó hasta el límite de detección o menor en cada uno del agua de mar simulada suministrada al módulo de membrana de ósmosis inversa y el concentrado procedente del módulo de membrana de ósmosis inversa, y el potencial de oxidación-reducción (ORP) disminuyó hasta que fue de 350 mV o menos en cada uno de ellos. Después del funcionamiento, la cantidad de producción de agua dulce en el elemento de membrana de ósmosis inversa usado se redujo en un 10 %, se aumentó la presión diferencial en un 9 %, y la concentración de sal en el permeado se deterioró en 1,2 veces en comparación con la inicial.
Se realizó la autopsia del elemento de membrana de ósmosis inversa y se limpió con ácido y álcali. Como resultado, se recuperaron tanto la cantidad de producción de agua dulce como la calidad del permeado para ser equivalentes a su rendimiento inicial. Además, se analizó la superficie de la membrana mediante el uso de ESCA. Como resultado, no se detectó ningún enlace C-Cl. Se estimó que la superficie de la membrana no se había degradado de manera oxidativa por contacto con halógeno.
Ejemplo 6
Se ajustó el tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa para que fuera de 88 minutos o más largo permitiendo que el agua que va a tratarse pasara una vez a través del tanque intermedio de la unidad de ajuste de tiempo de alimentación. Las otras condiciones fueron iguales que en el ejemplo 5. Por tanto, se continuó el funcionamiento durante un mes. La condición de funcionamiento satisfacía las condiciones (2) y (8) además de la condición (1) requeridas para el tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa.
Durante el funcionamiento, la concentración de sustancia oxidativa disminuyó hasta el límite de detección o menor en cada uno del agua de mar simulada suministrada al módulo de membrana de ósmosis inversa y el concentrado procedente del módulo de membrana de ósmosis inversa, y el potencial de oxidación-reducción (ORP) disminuyó hasta que fue de 350 mV o menos en cada uno de ellos. Después del funcionamiento, la cantidad de producción de agua dulce en el elemento de membrana de ósmosis inversa usado se redujo en un 10 %, se aumentó la presión diferencial en un 10 %, y la concentración de sal en el permeado se deterioró en 1,1 veces en comparación con la inicial.
Se realizó la autopsia del elemento de membrana de ósmosis inversa y se limpió con ácido y álcali. Como resultado, se recuperaron tanto la cantidad de producción de agua dulce como la calidad del permeado para ser equivalentes a su rendimiento inicial. Además, se analizó la superficie de la membrana mediante el uso de ESCA. Como resultado, no se detectó ningún enlace C-Cl. Se estimó que la superficie de la membrana no se había degradado de manera oxidativa por contacto con halógeno.
Ejemplo 7
Para simular una composición de agua de mar en un mar interior frente a una zona industrial, se añadió cloruro de cobre al agua de mar simulada de modo que el cobre (Cu) como metal de transición alcanzó 0,005 mg/l, y se añadió hidrogenosulfito de sodio como reductor en 2 mg/l. Se midió la concentración de sustancia oxidativa mediante un medidor de concentración de sustancia oxidativa, y el valor obtenido como resultado de la misma fue el límite de detección o menor. Se midió el potencial de oxidación-reducción (ORP) mediante un medidor de potencial de oxidación-reducción (ORP), y el valor obtenido como resultado de la misma fue de 350 mV o menos. En este caso, como inhibidor de incrustaciones, se añadió un inhibidor de incrustaciones a base de ácido fosfónico que incluía ATMP como su componente principal a una concentración de adición (C<as>) de 50 mg/l. Se determinó la concentración TN de nitrógeno contenido en una disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones mediante descomposición oxidativa y quimioluminiscencia según la norma JIS K0102, y el valor obtenido como resultado de la misma fue TN=10 g/l. Se determinó la concentración TP de fósforo contenido en la disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones mediante espectroscopía de emisión ICP a partir de una muestra disuelta mediante descomposición con ácido nítrico y ácido sulfúrico según la norma JIS K0102, y el valor obtenido como resultado de la misma fue TP=100 g/l. Se determinó la concentración TOC de carbono orgánico contenido en la disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones mediante un método de oxidación por combustión y análisis por infrarrojos según la norma JIS K0102, y el valor obtenido como resultado de la misma fue TOC=40 g/l. Por tanto, TP/TN=10 y TP/TOC=2,5.
Se ajustó el tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde un punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta un punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa para que fuera de 5 minutos o más largo, y más corto de 11 minutos, permitiendo que el agua que va a tratarse pasara una vez a través del tanque intermedio de la unidad de ajuste de tiempo de alimentación. Las otras condiciones fueron iguales que en el ejemplo 1. Por tanto, se continuó el funcionamiento durante un mes. La condición de funcionamiento satisfacía sólo la condición (1) requerida para el tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa.
Durante el funcionamiento, se mantuvo la concentración de sustancia oxidativa en el límite de detección o menor en cada uno del agua de mar simulada suministrada al módulo de membrana de ósmosis inversa y el concentrado procedente del módulo de membrana de ósmosis inversa, y el potencial de oxidación-reducción (ORP) se mantuvo a 350 mV o menos en cada uno de ellos. Después del funcionamiento, la cantidad de producción de agua dulce en el elemento de membrana de ósmosis inversa usado se redujo en un 10 %, se aumentó la presión diferencial en un 13 %, y la concentración de sal en el permeado se deterioró en 1,15 veces en comparación con la inicial.
Se realizó la autopsia del elemento de membrana de ósmosis inversa y se limpió con ácido y álcali. Como resultado, se recuperaron tanto la cantidad de producción de agua dulce como la calidad del permeado para ser equivalentes a su rendimiento inicial. Además, se analizó la superficie de la membrana mediante el uso de ESCA. Como resultado, no se detectó ningún enlace C-Cl. Se estimó que la superficie de la membrana no se había degradado de manera oxidativa por contacto con halógeno.
Ejemplo 8
Se ajustó el tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa para que fuera de 11 minutos o más largo permitiendo que el agua que va a tratarse pasara una vez a través del tanque intermedio de la unidad de ajuste de tiempo de alimentación. Las otras condiciones fueron iguales que en el ejemplo 7. Por tanto, se continuó el funcionamiento durante un mes. La condición de funcionamiento satisfacía las condiciones (3), (6) y (11) además de la condición (1) requeridas para el tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa.
Durante el funcionamiento, se mantuvo la concentración de sustancia oxidativa en el límite de detección o menor en cada uno del agua de mar simulada suministrada al módulo de membrana de ósmosis inversa y el concentrado procedente del módulo de membrana de ósmosis inversa, y el potencial de oxidación-reducción (ORP) se mantuvo a 350 mV o menos en cada uno de ellos. Después del funcionamiento, la cantidad de producción de agua dulce en el elemento de membrana de ósmosis inversa usado se redujo en un 10 %, se aumentó la presión diferencial en un 15 %, y la concentración de sal en el permeado se deterioró en 1,1 veces en comparación con la inicial.
Se realizó la autopsia del elemento de membrana de ósmosis inversa y se limpió con ácido y álcali. Como resultado, se recuperaron tanto la cantidad de producción de agua dulce como la calidad del permeado para ser equivalentes a su rendimiento inicial. Además, se analizó la superficie de la membrana mediante el uso de ESCA. Como resultado, no se detectó ningún enlace C-Cl. Se estimó que la superficie de la membrana no se había degradado de manera oxidativa por contacto con halógeno.
Ejemplo 9
Para simular una composición de agua de mar en un mar interior frente a una zona industrial, se añadió cloruro de cobre al agua de mar simulada de modo que el cobre (Cu) como metal de transición alcanzó 0,005 mg/l, y se añadió hidrogenosulfito de sodio como reductor en 2 mg/l. Se midió la concentración de sustancia oxidativa mediante un medidor de concentración de sustancia oxidativa, y el valor obtenido como resultado de la misma fue el límite de detección o menor. Se midió el potencial de oxidación-reducción (ORP) mediante un medidor de potencial de oxidación-reducción (ORP), y el valor obtenido como resultado de la misma fue de 350 mV o menos. En este caso, como inhibidor de incrustaciones, se añadió un inhibidor de incrustaciones a base de ácido fosfónico que incluía ATMP como su componente principal y que incluía otros compuestos de nitrógeno a una concentración de adición (C<as>) de 50 mg/l.
Se determinó la concentración TN de nitrógeno contenido en una disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones mediante descomposición oxidativa y quimioluminiscencia según la norma JIS K0102, y el valor obtenido como resultado de la misma fue TN=20 g/l. Se determinó la concentración TP de fósforo contenido en la disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones mediante espectroscopía de emisión ICP a partir de una muestra disuelta mediante descomposición con ácido nítrico y ácido sulfúrico según la norma JIS K0102, y el valor obtenido como resultado de la misma fue TP=100 g/l. Por tanto, TP/TN=5.
Se ajustó el tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde un punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta un punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa para que fuera de 5 minutos o más largo, y más corto de 11 minutos, permitiendo que el agua que va a tratarse pasara una vez a través del tanque intermedio de la unidad de ajuste de tiempo de alimentación. Las otras condiciones fueron iguales que en el ejemplo 1. Por tanto, se continuó el funcionamiento durante un mes. La condición de funcionamiento satisfacía sólo la condición (1) requerida para el tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa.
Durante el funcionamiento, se mantuvo la concentración de sustancia oxidativa en el límite de detección o menor en cada uno del agua de mar simulada suministrada al módulo de membrana de ósmosis inversa y el concentrado procedente del módulo de membrana de ósmosis inversa, y el potencial de oxidación-reducción (ORP) se mantuvo a 350 mV o menos en cada uno de ellos. Después del funcionamiento, la cantidad de producción de agua dulce en el elemento de membrana de ósmosis inversa usado se redujo en un 10 %, se aumentó la presión diferencial en un 13 %, y la concentración de sal en el permeado se deterioró en 1,2 veces en comparación con la inicial.
Se realizó la autopsia del elemento de membrana de ósmosis inversa y se limpió con ácido y álcali. Como resultado, se recuperaron tanto la cantidad de producción de agua dulce como la calidad del permeado para ser equivalentes a su rendimiento inicial. Además, se analizó la superficie de la membrana mediante el uso de ESCA. Como resultado, no se detectó ningún enlace C-Cl. Se estimó que la superficie de la membrana no se había degradado de manera oxidativa por contacto con halógeno.
Ejemplo 10
Se ajustó el tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa para que fuera de 11 minutos o más largo permitiendo que el agua que va a tratarse pasara una vez a través del tanque intermedio de la unidad de ajuste de tiempo de alimentación. Las otras condiciones fueron iguales que en el ejemplo 9. Por tanto, se continuó el funcionamiento durante un mes. La condición de funcionamiento satisfacía las condiciones (3) y (7) además de la condición (1) requeridas para el tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa.
Durante el funcionamiento, se mantuvo la concentración de sustancia oxidativa en el límite de detección o menor en cada uno del agua de mar simulada suministrada al módulo de membrana de ósmosis inversa y el concentrado procedente del módulo de membrana de ósmosis inversa, y el potencial de oxidación-reducción (ORP) se mantuvo a 350 mV o menos en cada uno de ellos. Después del funcionamiento, la cantidad de producción de agua dulce en el elemento de membrana de ósmosis inversa usado se redujo en un 10 %, se aumentó la presión diferencial en un 15 %, y la concentración de sal en el permeado se deterioró en 1,1 veces en comparación con la inicial.
Se realizó la autopsia del elemento de membrana de ósmosis inversa y se limpió con ácido y álcali. Como resultado, se recuperaron tanto la cantidad de producción de agua dulce como la calidad del permeado para ser equivalentes a su rendimiento inicial. Además, se analizó la superficie de la membrana mediante el uso de ESCA. Como resultado, no se detectó ningún enlace C-Cl. Se estimó que la superficie de la membrana no se había degradado de manera oxidativa por contacto con halógeno.
Ejemplo 11
Para simular una composición de agua de mar en un mar interior frente a una zona industrial, se añadió cloruro de cobre al agua de mar simulada de modo que el cobre (Cu) como metal de transición alcanzó 0,005 mg/l, y se añadió hidrogenosulfito de sodio como reductor en 2 mg/l. Se midió la concentración de sustancia oxidativa mediante un medidor de concentración de sustancia oxidativa, y el valor obtenido como resultado de la misma fue el límite de detección o menor. Se midió el potencial de oxidación-reducción (ORP) mediante un medidor de potencial de oxidación-reducción (ORP), y el valor obtenido como resultado de la misma fue de 350 mV o menos. En este caso, como inhibidor de incrustaciones, se añadió un inhibidor de incrustaciones a base de ácido fosfónico que incluía ATMP como su componente principal y que incluía otros compuestos de fósforo a una concentración de adición (C<as>) de 50 mg/l.
Se determinó la concentración TP de fósforo contenido en una disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones mediante espectroscopía de emisión ICP a partir de una muestra disuelta mediante descomposición con ácido nítrico y ácido sulfúrico según la norma JIS K0102, y el valor obtenido como resultado de la misma fue TP=450 g/l. Se determinó la concentración TOC de carbono orgánico contenido en la disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones mediante un método de oxidación por combustión y análisis por infrarrojos según la norma JIS K0102, y el valor obtenido como resultado de la misma fue TOC=40 g/l. Por tanto, TP/TOC=11,25.
Se ajustó el tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde un punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta un punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa para que fuera de 5 minutos o más largo, y más corto de 17,6 minutos, permitiendo que el agua que va a tratarse pasara una vez a través del tanque intermedio de la unidad de ajuste de tiempo de alimentación. Las otras condiciones fueron iguales que en el ejemplo 1. Por tanto, se continuó el funcionamiento durante un mes. La condición de funcionamiento satisfacía sólo la condición (1) requerida para el tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa.
Durante el funcionamiento, se mantuvo la concentración de sustancia oxidativa en el límite de detección o menor en cada uno del agua de mar simulada suministrada al módulo de membrana de ósmosis inversa y el concentrado procedente del módulo de membrana de ósmosis inversa, y el potencial de oxidación-reducción (ORP) se mantuvo a 350 mV o menos en cada uno de ellos. Después del funcionamiento, la cantidad de producción de agua dulce en el elemento de membrana de ósmosis inversa usado se redujo en un 10 %, se aumentó la presión diferencial en un 13 %, y la concentración de sal en el permeado se deterioró en 1,2 veces en comparación con la inicial.
Se realizó la autopsia del elemento de membrana de ósmosis inversa y se limpió con ácido y álcali. Como resultado, se recuperaron tanto la cantidad de producción de agua dulce como la calidad del permeado para ser equivalentes a su rendimiento inicial. Además, se analizó la superficie de la membrana mediante el uso de ESCA. Como resultado, no se detectó ningún enlace C-Cl. Se estimó que la superficie de la membrana no se había degradado de manera oxidativa por contacto con halógeno.
Ejemplo 12
Se ajustó el tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa para que fuera de 17,6 minutos o más largo permitiendo que el agua que va a tratarse pasara una vez a través del tanque intermedio de la unidad de ajuste de tiempo de alimentación. Las otras condiciones fueron iguales que en el ejemplo 11. Por tanto, se continuó el funcionamiento durante un mes. La condición de funcionamiento satisfacía las condiciones (3) y (10) además de la condición (1) requeridas para el tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa.
Durante el funcionamiento, se mantuvo la concentración de sustancia oxidativa en el límite de detección o menor en cada uno del agua de mar simulada suministrada al módulo de membrana de ósmosis inversa y el concentrado procedente del módulo de membrana de ósmosis inversa, y el potencial de oxidación-reducción (ORP) se mantuvo a 350 mV o menos en cada uno de ellos. Después del funcionamiento, la cantidad de producción de agua dulce en el elemento de membrana de ósmosis inversa usado se redujo en un 10 %, se aumentó la presión diferencial en un 15 %, y la concentración de sal en el permeado se deterioró en 1,1 veces en comparación con la inicial.
Se realizó la autopsia del elemento de membrana de ósmosis inversa y se limpió con ácido y álcali. Como resultado, se recuperaron tanto la cantidad de producción de agua dulce como la calidad del permeado para ser equivalentes a su rendimiento inicial. Además, se analizó la superficie de la membrana mediante el uso de ESCA. Como resultado, no se detectó ningún enlace C-Cl. Se estimó que la superficie de la membrana no se había degradado de manera oxidativa por contacto con halógeno.
Ejemplo comparativo 1
No se añadió inhibidor de incrustaciones, y las otras condiciones fueron iguales que en el ejemplo 1. Por tanto, se continuó el funcionamiento durante un mes.
Durante el funcionamiento, se mantuvo la concentración de sustancia oxidativa a 0,05 mg/l en el agua de mar simulada suministrada al módulo de membrana de ósmosis inversa, y el potencial de oxidación-reducción (ORP) se mantuvo a 600 mV o más. Se sospechó que se había oxidado la superficie de la membrana de ósmosis inversa.
Después del funcionamiento, la cantidad de producción de agua dulce en el elemento de membrana de ósmosis inversa usado se redujo en un 5 %, se aumentó la presión diferencial en un 5 %, y la concentración de sal en el permeado se deterioró en 2 veces en comparación con la inicial. Se realizó la autopsia del elemento de membrana de ósmosis inversa y se limpió con ácido y álcali. Después de eso, se analizó la superficie de la membrana mediante el uso de ESCA. Como resultado, se detectó un enlace C-Cl. Se estimó que la superficie de la membrana se degradó de manera oxidativa por contacto con halógeno de modo que se deterioró la calidad del permeado.
Ejemplo comparativo 2
Se estableció el tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa para que fuera más corto de 5 minutos sin permitir que el agua que va a tratarse pasara a través del tanque intermedio de la unidad de ajuste de tiempo de alimentación. Las otras condiciones fueron iguales que en el ejemplo 1. Por tanto, se continuó el funcionamiento durante un mes. La condición de funcionamiento no satisfacía ninguna de las condiciones (1) a (11) requeridas para el tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa, o no se ajustó a las precondiciones del mismo.
Durante el funcionamiento, la concentración de sustancia oxidativa fue de 0,02 mg/l en el agua de mar simulada suministrada al módulo de membrana de ósmosis inversa, y el potencial de oxidación-reducción (ORP) fue de 500 mV en cada agua. Se sospechó que se había oxidado la superficie de la membrana de ósmosis inversa. Después del funcionamiento, la cantidad de producción de agua dulce en el elemento de membrana de ósmosis inversa usado se redujo en un 5 %, se aumentó la presión diferencial en un 8 %, y la concentración de sal en el permeado se deterioró en 1,7 veces en comparación con la inicial. Se realizó la autopsia del elemento de membrana de ósmosis inversa y se limpió con ácido y álcali. Después de eso, se analizó la superficie de la membrana mediante el uso de ESCA. Como resultado, se detectó un enlace C-Cl. Se estimó que la superficie de la membrana se degradó de manera oxidativa por contacto con halógeno de modo que se deterioró la calidad del permeado.
Ejemplo comparativo 3
Se estableció el tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa para que fuera más corto de 5 minutos sin permitir que el agua que va a tratarse pasara a través del tanque intermedio de la unidad de ajuste de tiempo de alimentación. Las otras condiciones fueron iguales que en el ejemplo 3. Por tanto, se continuó el funcionamiento durante un mes. La condición de funcionamiento no satisfacía ninguna de las condiciones (1) a (11) requeridas para el tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa, o no se ajustó a las precondiciones del mismo.
Durante el funcionamiento, la concentración de sustancia oxidativa fue de 0,03 mg/l en el agua de mar simulada suministrada al módulo de membrana de ósmosis inversa, y el potencial de oxidación-reducción (ORP) fue de 550 mV. Se sospechó que se había oxidado la superficie de la membrana de ósmosis inversa.
Después del funcionamiento, la cantidad de producción de agua dulce en el elemento de membrana de ósmosis inversa usado se redujo en un 5 %, se aumentó la presión diferencial en un 8 %, y la concentración de sal en el permeado se deterioró en 1,8 veces en comparación con la inicial. Se realizó la autopsia del elemento de membrana de ósmosis inversa y se limpió con ácido y álcali. Después de eso, se analizó la superficie de la membrana mediante el uso de ESCA. Como resultado, se detectó un enlace C-Cl. Se estimó que la superficie de la membrana se degradó de manera oxidativa por contacto con halógeno de modo que se deterioró la calidad del permeado.
Ejemplo comparativo 4
Se estableció el tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa para que fuera más corto de 5 minutos sin permitir que el agua que va a tratarse pasara a través del tanque intermedio de la unidad de ajuste de tiempo de alimentación. Las otras condiciones fueron iguales que en el ejemplo 5. Por tanto, se continuó el funcionamiento durante un mes. La condición de funcionamiento no satisfacía ninguna de las condiciones (1) a (11) requeridas para el tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa, o no se ajustó a las precondiciones del mismo.
Durante el funcionamiento, la concentración de sustancia oxidativa fue de 0,04 mg/l en el agua de mar simulada suministrada al módulo de membrana de ósmosis inversa, y el potencial de oxidación-reducción (ORP) fue de 600 mV. Se sospechó que se había oxidado la superficie de la membrana de ósmosis inversa.
Después del funcionamiento, la cantidad de producción de agua dulce en el elemento de membrana de ósmosis inversa usado se redujo en un 5 %, se aumentó la presión diferencial en un 7 %, y la concentración de sal en el permeado se deterioró en 1,9 veces en comparación con la inicial. Se realizó la autopsia del elemento de membrana de ósmosis inversa y se limpió con ácido y álcali. Después de eso, se analizó la superficie de la membrana mediante el uso de ESCA. Como resultado, se detectó un enlace C-Cl. Se estimó que la superficie de la membrana se degradó de manera oxidativa por contacto con halógeno de modo que se deterioró la calidad del permeado.
Ejemplo comparativo 5
No se añadió inhibidor de incrustaciones, y las otras condiciones fueron iguales que en el ejemplo 7. Por tanto, se continuó el funcionamiento durante un mes.
Durante el funcionamiento, la concentración de sustancia oxidativa fue de 0,01 mg/l en el agua de mar simulada suministrada al módulo de membrana de ósmosis inversa, y el potencial de oxidación-reducción (ORP) fue de 350 mV.
Después del funcionamiento, la cantidad de producción de agua dulce en el elemento de membrana de ósmosis inversa usado se redujo en un 8 %, se aumentó la presión diferencial en un 10 %, y la concentración de sal en el permeado se deterioró en 1,5 veces en comparación con la inicial. Se realizó la autopsia del elemento de membrana de ósmosis inversa y se limpió con ácido y álcali. Después de eso, se analizó la superficie de la membrana mediante el uso de ESCA. Como resultado, se detectó un enlace C-Cl. Se estimó que la superficie de la membrana se degradó de manera oxidativa por contacto con halógeno de modo que se deterioró la calidad del permeado.
Ejemplo comparativo 6
Se estableció el tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa para que fuera más corto de 5 minutos sin permitir que el agua que va a tratarse pasara a través del tanque intermedio de la unidad de ajuste de tiempo de alimentación. Las otras condiciones fueron iguales que en el ejemplo 7. Por tanto, se continuó el funcionamiento durante un mes. La condición de funcionamiento no satisfacía ninguna de las condiciones (1) a (11) requeridas para el tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa, o no se ajustó a las precondiciones del mismo.
Durante el funcionamiento, se mantuvo la concentración de sustancia oxidativa en el límite de detección o menor en cada uno del agua de mar simulada suministrada al módulo de membrana de ósmosis inversa y el concentrado procedente del módulo de membrana de ósmosis inversa, y el potencial de oxidación-reducción (ORP) se mantuvo a 350 mV o menos en cada uno de ellos.
Después del funcionamiento, la cantidad de producción de agua dulce en el elemento de membrana de ósmosis inversa usado se redujo en un 8 %, se aumentó la presión diferencial en un 13 %, y la concentración de sal en el permeado se deterioró en 1,4 veces en comparación con la inicial. Se realizó la autopsia del elemento de membrana de ósmosis inversa y se limpió con ácido y álcali. Después de eso, se analizó la superficie de la membrana mediante el uso de ESCA. Como resultado, se detectó un enlace C-Cl. Se estimó que la superficie de la membrana se degradó de manera oxidativa por contacto con halógeno de modo que se deterioró la calidad del permeado.
Ejemplo comparativo 7
Se estableció el tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa para que fuera más corto de 5 minutos sin permitir que el agua que va a tratarse pasara a través del tanque intermedio de la unidad de ajuste de tiempo de alimentación. Las otras condiciones fueron iguales que en el ejemplo 9. Por tanto, se continuó el funcionamiento durante un mes. La condición de funcionamiento no satisfacía ninguna de las condiciones (1) a (11) requeridas para el tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa, o no se ajustó a las precondiciones del mismo.
Durante el funcionamiento, se mantuvo la concentración de sustancia oxidativa en el límite de detección o menor en cada uno del agua de mar simulada suministrada al módulo de membrana de ósmosis inversa y el concentrado procedente del módulo de membrana de ósmosis inversa, y el potencial de oxidación-reducción (ORP) se mantuvo a 350 mV o menos en cada uno de ellos.
Después del funcionamiento, la cantidad de producción de agua dulce en el elemento de membrana de ósmosis inversa usado se redujo en un 8 %, se aumentó la presión diferencial en un 12 %, y la concentración de sal en el permeado se deterioró en 1,5 veces en comparación con la inicial. Se realizó la autopsia del elemento de membrana de ósmosis inversa y se limpió con ácido y álcali. Después de eso, se analizó la superficie de la membrana mediante el uso de ESCA. Como resultado, se detectó un enlace C-Cl. Se estimó que la superficie de la membrana se degradó de manera oxidativa por contacto con halógeno de modo que se deterioró la calidad del permeado.
Ejemplo comparativo 8
Se estableció el tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa para que fuera más corto de 5 minutos sin permitir que el agua que va a tratarse pasara a través del tanque intermedio de la unidad de ajuste de tiempo de alimentación. Las otras condiciones fueron iguales que en el ejemplo 11. Por tanto, se continuó el funcionamiento durante un mes. La condición de funcionamiento no satisfacía ninguna de las condiciones (1) a (11) requeridas para el tiempo de alimentación en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa, o no se ajustó a las precondiciones del mismo.
Durante el funcionamiento, se mantuvo la concentración de sustancia oxidativa en el límite de detección o menor en cada uno del agua de mar simulada suministrada al módulo de membrana de ósmosis inversa y el concentrado procedente del módulo de membrana de ósmosis inversa, y el potencial de oxidación-reducción (ORP) se mantuvo a 350 mV o menos en cada uno de ellos.
Después del funcionamiento, la cantidad de producción de agua dulce en el elemento de membrana de ósmosis inversa usado se redujo en un 8 %, se aumentó la presión diferencial en un 12 %, y la concentración de sal en el permeado se deterioró en 1,5 veces en comparación con la inicial. Se realizó la autopsia del elemento de membrana de ósmosis inversa y se limpió con ácido y álcali. Después de eso, se analizó la superficie de la membrana mediante el uso de ESCA. Como resultado, se detectó un enlace C-Cl. Se estimó que la superficie de la membrana se degradó de manera oxidativa por contacto con halógeno de modo que se deterioró la calidad del permeado.
Tabla 1
Tabla 1 (continuación)
*explicación de signos A: condición satisfecha, B: condición no satisfecha, -: no se ajusta a la precondiciónTabla 2
Tabla 2 (continuación)
*explicación de signos A: condición satisfecha, B: condición no satisfecha, no se ajusta a la precondiciónAplicabilidad industrial
Según la presente invención, es posible proporcionar un método de tratamiento de agua que usa una membrana de ósmosis inversa para obtener un permeado con una baja concentración de sal mediante un módulo de membrana de ósmosis inversa, usando agua no tratada (agua que va a tratarse) tal como agua de mar, así como agua de río, agua subterránea, agua de lago, agua residual tratada, etc., que contienen sal, en el que se determina la programación de adición óptima para añadir un inhibidor de incrustaciones para reducir y neutralizar sustancias oxidativas (denominación genérica de oxidantes o sustancias oxidativas generadas en una etapa de tratamiento con membranas de ósmosis inversa), de modo que puede obtenerse agua dulce de manera estable y económica mientras que se impide de manera eficiente la degradación oxidativa de la membrana de ósmosis inversa.
Aunque la presente invención se ha descrito con detalle y con referencia a sus realizaciones específicas, resulta obvio para los expertos en la técnica que pueden realizarse diversos cambios o modificaciones sin apartarse del alcance de la presente invención tal como se define en las reivindicaciones.
Lista de signos de referencia
1: línea de alimentación de agua que va a tratarse
2: permeado
3: concentrado
11: módulo de membrana de ósmosis inversa
20: unidad de suministro de presurización
21: bomba de inyección de inhibidor de incrustaciones
22: bomba de inyección de reductor
23: bomba de inyección de bactericida
31: tanque de inyección de inhibidor de incrustaciones
32: tanque de inyección de reductor
33: tanque de inyección de bactericida
41, 41a, 41b: medidor de concentración de sustancia oxidativa
42, 42a, 42b: medidor de potencial de oxidación-reducción (ORP)
100: unidad de ajuste de tiempo de alimentación
110: elemento de ajuste de tiempo de alimentación
150: unidad de derivación
200: unidad de ajuste de velocidad de flujo/canal de agua que va a tratarse
300, 300a, 300b: punto de adición de inhibidor de incrustaciones
310: punto de alimentación de agua que va a tratarse
501: elemento de membrana de ósmosis inversa enrollado en espiral
502: abertura de recogida de agua
503: tubería de recogida de agua
504: membrana de ósmosis inversa
505: separador de permeado
506: separador de agua que va a tratarse
507: unidad de membrana de ósmosis inversa
508: cuerpo exterior
509: elemento de separación de fluido
510: placa antitelescópica
511: agua que va a tratarse
512: canal de agua que va a tratarse
513: recipiente a presión
514: elemento de sello de agua que va a tratarse
515: tubo de conexión

Claims (6)

REIVINDICACIONES
1. Método de tratamiento de agua que comprende:
añadir un inhibidor de incrustaciones que tiene una función de reducción en un agua que va a tratarse que contiene una sustancia oxidativa; y
realizar un tratamiento de separación en el que el agua que va a tratarse se suministra bajo presión a un módulo de membrana de ósmosis inversa mediante una unidad de suministro de presurización para separar el agua que va a tratarse en un concentrado y un permeado,
en el que el tiempo de alimentación t [min] del agua que va a tratarse en una línea de alimentación de agua que va a tratarse desde un punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta un punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa satisface la siguiente condición (1):
Condición (1) t>5,
en la que el tiempo de alimentación t [min] es adicionalmente no inferior al valor más pequeño t<mín.>[min] de t<2>[min] o t<3>[min] que puede calcularse en la siguiente condición (2) o (3) respectivamente, donde C<ox>designa la concentración de la sustancia oxidativa en el agua que va a tratarse y C<as>designa la concentración de adición del inhibidor de incrustaciones:
Condición (2) t<2>=40000xC<ox>/C<As>
en un caso donde C<ox>y C<as>son 0,01 o más,
Condición (3) t<3>=400/C<As>
en un caso donde C<as>es 0,01 o más, y se satisface al menos una de una condición en la que C<ox>es 0,01 o menos y una condición en la que un potencial de oxidación-reducción es de 350 mV o menos, y
en el que el tiempo de alimentación t [min] es adicionalmente no inferior al valor más pequeño t<mín.>[min] entre t<4>[min] y t<u>[min] que puede calcularse en las siguientes condiciones (4) a (11) respectivamente, donde C<ox>designa la concentración de la sustancia oxidativa en el agua que va a tratarse, C<as>designa una concentración de adición del inhibidor de incrustaciones, TN designa la concentración [g/l] de nitrógeno contenido en una disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones, TP designa la concentración [g/l] de fósforo contenida en la disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones, y TOC designa la concentración [g/l] de carbono orgánico contenido en la disolución no diluida del inhibidor de incrustaciones:
Condición (4) t<4>=C<ox>xTN*3650/C<As>
en un caso en el que el inhibidor de incrustaciones contiene nitrógeno y fósforo, C<ox>y C<as>son 0,01 o más, y se satisface una relación de TP/TN>6,6,
Condición (5) t<5>=C<ox>xTP*550/C<As>
en un caso en el que el inhibidor de incrustaciones contiene nitrógeno y fósforo, C<ox>y C<as>son 0,01 o más, y se satisface una relación de TP/TN<6,6,
Condición (6) t<6>=40xTN/C<As>
en un caso en el que el inhibidor de incrustaciones contiene nitrógeno y fósforo, C<as>es 0,01 o más, se satisface al menos una de una condición en la que C<ox>es 0,01 o menos y una condición en la que el potencial de oxidación-reducción es de 350 mV o menos, y se satisface una relación de TP/TN>6,6,
Condición (7) t<7>=5,5xTP/C<As>
en un caso en el que el inhibidor de incrustaciones contiene nitrógeno y fósforo, C<as>es 0,01 o más, se satisface al menos una de la condición en la que C<ox>es 0,01 o menos y la condición en la que el potencial de oxidaciónreducción es de 350 mV o menos, y se satisface una relación de TP/TN<6,6,
Condición (8) t<s>=C<ox>xTCox2200/C<As>
en un caso en el que el inhibidor de incrustaciones contiene carbono y fósforo, C<ox>y C<as>son 0,01 o más, y se satisface una relación de TP/ToC>10,3,
Condición (9) t<g>=C<ox>xTP*550/C<As>
en un caso en el que el inhibidor de incrustaciones contiene carbono y fósforo, C<ox>y C<as>son 0,01 o más, y se satisface una relación de TP/TÜC<10,3,
Condición (10) t<io>=22xTOC/C<As>
en un caso en el que el inhibidor de incrustaciones contiene carbono y fósforo, C<as>es 0,01 o más, se satisface al menos una de la condición en la que C<ox>es 0,01 o menos y la condición en la que el potencial de oxidaciónreducción es de 350 mV o menos, y se satisface una relación de TP/TOC>10,3,
Condición (11) t<n>=5,5xTP/C<As>
en un caso en el que el inhibidor de incrustaciones contiene carbono y fósforo, C<as>es 0,01 o más, se satisface al menos una de la condición en la que C<ox>es 0,01 o menos y la condición en la que el potencial de oxidaciónreducción es de 350 mV o menos, y se satisface una relación de TP/TOC<10,3.
2. Método de tratamiento de agua según la reivindicación 1, en el que el tiempo de alimentación t se ajusta según la situación mediante una unidad de ajuste de tiempo de alimentación proporcionada en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto de alimentación de agua que va a tratarse en el módulo de membrana de ósmosis inversa.
3. Método de tratamiento de agua según la reivindicación 2, en el que la unidad de ajuste de tiempo de alimentación comprende un elemento de ajuste de tiempo de alimentación, y para ajustar el tiempo de alimentación t, se ajusta uno cualquiera del número del elemento de ajuste de tiempo de alimentación, un volumen interior del elemento de ajuste de tiempo de alimentación, y un volumen o nivel de agua del agua que va a tratarse reservado en un tanque proporcionado como elemento de ajuste de tiempo de alimentación.
4. Método de tratamiento de agua según la reivindicación 2 ó 3, en el que la unidad de ajuste de tiempo de alimentación comprende el elemento de ajuste de tiempo de alimentación, y para ajustar el tiempo de alimentación t, un canal de flujo del agua que va a tratarse en la línea de alimentación de agua que va a tratarse desde el punto de adición de inhibidor de incrustaciones hasta el punto de alimentación de agua que va a tratarse se cambia de manera continua o intermitente para ajustar el tiempo de alimentación mediante el uso de al menos uno del elemento de ajuste de tiempo de alimentación y una unidad de derivación proporcionada para derivar el elemento de ajuste de tiempo de alimentación.
5. Método de tratamiento de agua según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que al menos uno de un reductor y un bactericida se añade de manera continua o intermitente al agua que va a tratarse en el punto de adición de inhibidor de incrustaciones o en un lado aguas arriba o un lado aguas abajo del punto de adición de inhibidor de incrustaciones, mientras que el agua que va a tratarse se trata en el módulo de membrana de ósmosis inversa.
6. Método de tratamiento de agua según la reivindicación 5, en el que el reductor se añade después de 60 segundos o más desde la adición del inhibidor de incrustaciones, o se añade antes de 60 segundos o más de la adición del inhibidor de incrustaciones.
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