JPH0538492A - 海水の淡水化装置における海水の濾過方法 - Google Patents

海水の淡水化装置における海水の濾過方法

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JPH0538492A
JPH0538492A JP3195377A JP19537791A JPH0538492A JP H0538492 A JPH0538492 A JP H0538492A JP 3195377 A JP3195377 A JP 3195377A JP 19537791 A JP19537791 A JP 19537791A JP H0538492 A JPH0538492 A JP H0538492A
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JP
Japan
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seawater
solution
filtration
anthracite
sand
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JP3195377A
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Yukio Hayashi
行男 林
Masahiko Nagai
正彦 永井
Hiroaki Yoshida
博明 吉田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Choryo Engineering Co Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Choryo Engineering Co Ltd
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Publication date
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    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination
    • Y02A20/131Reverse-osmosis

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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 逆浸透方法による海水の淡水化装置へ供給さ
れる海水中の汚染物質を充分に除去することができるよ
うにする。 【構成】 逆浸透方法による海水の淡水化装置におい
て、導入前の海水に第二鉄塩の無機化合物溶液と硫酸溶
液または塩酸溶液を添加して海水のpHを6.0〜7.
5の範囲に調整し、この海水を砂6bとアンスラサイト
6aを充てんした二層濾過塔6を流過させて海水中の汚
染物質を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、海水の淡水化装置に用
いられる海水中の汚染物質を二層濾過塔により濾過除去
するに際して、その除去効率を高めることができる海水
の濾過方法に関する。
【0002】
【従来の技術】逆浸透(Reverse Osmosi
s、以下ROという)方法による海水淡水化装置の前処
理装置としては、砂−アンスラサイト(無煙炭)からな
る二層濾過器(Dual Media Filter、
以下DMFという)が一般的に使用される。
【0003】原水の海水中には、溶解した塩の他に種々
の懸濁物質、コロイド性の有機物と無機物、ウイルス及
び細菌などの汚染物質を含んでいる。RO方法は、主と
して溶解成分のみを分離することを目的とした分離方法
で、前記の汚染物質はRO膜を汚染し性能の低下を引き
起す原因となる。
【0004】DMFは、RO膜に弊害を及ぼす汚染物質
を濾過除去して膜の耐久性を向上させるもので、RO方
法では中空糸型モジュールの場合、次の(1)式で定義
される膜汚染指数(Fouling Index、以下
FIという)を3以下、スパイラル型モジュールでは4
以下にすることが条件となっている。 FI15=(1−t0 /t15)×100/15 (1) t0 :細孔度0.45μm、直径47mmのメンブラン
フィルターに圧力2.1kg/cm2 で試水を濾過し、
濾過初期に500mlの濾過水を得るに要する時間
(秒) t15:更に濾過を継続し、15分経過後に500mlの
濾過水を得るに要する時間(秒) FI:0〜6.66の値を示し、数値が大きい程汚染度
は大きい。
【0005】従来のDMFによる海水の濾過方法は、1
00m/日以上の濾過速度で砂−アンスラサイドからな
る二層の粒状濾材層を通すことによって汚染物質を除去
する方法である。その場合除去、効率を高めるために、
汚染物質同士の凝集によるマイクロフロックの形成や濾
材粒子への凝集を目的として塩化第二鉄(凝集剤)を鉄
濃度換算で1〜1.5mg/l程度濾過塔前に注入して
いたが、FI値6以上の汚染度の高い海水では凝集剤を
注入しても目標であるFI値を3以下までに下げること
ができず、またRO膜汚染要因である鉄分の除去も十分
でない欠点があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】DMF装置の濾過塔前
に凝集剤として塩化第二鉄を注入するだけの従来の濾過
方法では、汚染度の低い(FI値5以下)海水の場合は
RO膜汚染指数(FI)3以下の条件を十分達成できる
が、汚染度の高い(FI値5以上)海水の場合はFI値
3以下の条件を達成することができない。
【0007】本発明は、従来方法で用いられている凝集
剤注入に加えて硫酸又は塩酸の溶液を海水に添加するこ
とで従来の技術の欠点を解決することができる海水の淡
水化装置における海水の濾過方法を提供しようとするも
のである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の海水の淡水化装
置における海水の濾過方法は、逆浸透方法による海水の
淡水化装置において、前記逆浸透装置導入前の海水に第
二鉄塩の無機化合物溶液と硫酸溶液または塩酸溶液を添
加し海水のpHを6.0〜7.5の範囲に調整した上、
同海水を砂とアンスラサイトを充てんした二層濾過塔を
流過させて、海水中の汚染物質を除去することを特徴と
する。
【0009】
【作用】本発明において、第二鉄塩の無機化合物溶液を
海水に添加すると水酸化第2鉄〔Fe(OH)3 〕のコ
ロイド溶液となるが、海水に硫酸または塩酸の溶液を添
加してpHを6.0〜7.5の範囲に調整することによ
って、より微小粒子のコロイド溶液となって海水中の微
濁粒子をより均一に吸着する。このような第二鉄塩の無
機化合物溶液と硫酸または塩酸を添加した海水を二層濾
過塔内のアンスラサイト及び砂を充たした二層濾過塔を
流過させることによって、海水中の汚染物粒子を吸着し
たFe(OH)3 のコロイド溶液は凝集効果を促進し、
濾過材によってより確実に捕捉され、浄化された高水質
の海水が得られる。
【0010】本発明において、第二鉄塩としては、塩化
第二鉄、硫酸第二鉄、硝酸鉄など水に溶解して3価の鉄
イオン(Fe3+)になるものが用いられる。これら鉄塩
の注入濃度は、原海水中の汚染物濃度によって異なる
が、FI値が4.5以下の汚染度の低い場合は鉄濃度換
算(asFe)で0.3〜0.5ppmの範囲で十分で
あり、FI値が4.5以上で汚染度が比較的高い場合は
鉄濃度換算(asFe)で0.5〜1ppmの範囲が好
ましい。鉄塩の注入量増加に伴って薬品及び濾過塔内の
濾材の再生(逆洗工程による差圧解消)頻度増しによる
ランニングコストが高くなるので1ppm以上の添加は
好ましくない。
【0011】また濾過塔前の原海水pHを6.0〜7.
5の範囲に調整するための硫酸または塩酸の溶液は、第
二鉄塩の無機化合物溶液と一諸に混合して海水に添加し
てもよく、別々に添加してもよい。両者を別々に注入す
る場合は、硫酸または塩酸の溶液の注入位置は、鉄塩の
無機化合物溶液の注入位置と同じにするか、鉄塩注入位
置の前部にすることが望ましい。
【0012】本発明における硫酸または塩酸の溶液の注
入による濾過塔前の海水のpHは、薬品のランニングコ
ストの面から下限pHを6.0とし、またpH7.5を
超えるとRO膜に対する目標FI値3以下の達成が困難
となり、かつ鉄分除去も完全ではなくなるので、海水の
pH上限を7.5とした。
【0013】
【実施例】本発明の一実施例を、図1によって説明す
る。6は、支持砂利の層6cで支持されたアンスラサイ
トの層6aと砂の層6cが充てんされた二層の濾過塔で
あり、同濾過塔6には、海水槽1の海水が海水供給ポン
プ2、開閉バルブ5を経て海水通水管20から供給され
るようになっている。また、前記海水通水管20へは、
薬液容器3に収容された凝集剤としての第二鉄塩の無機
化合物溶液とpH調整剤としての硫酸または塩酸が注入
ポンプ(容量可変型定量ポンプ)4によって供給される
ようになっている。
【0014】前記濾過塔6の下部に接続され開閉バルブ
7をもつ排出管21は処理海水槽9へ接続されている。
また、前記排出管21には、逆洗用ポンプ(エアポン
プ)8が接続されており、前記濾過塔6の上部には逆洗
水を収容するオーバーフロー管10が設けられている。
【0015】本実施例では、開閉バルブ5を開にした上
で供給ポンプ2を始動して海水槽1より海水を濾過塔6
へ供給する。この時、注入ポンプ4を始動して薬液容器
3より凝集剤としての第二鉄塩の無機化合物溶液及びp
H調整剤としての硫酸または塩酸を海水通水管20に注
入する。
【0016】海水通水管20より濾過塔6へ供給される
海水のpHは6.0〜7.5の範囲にあるように、前記
の硫酸または塩酸の添加量が調整される。
【0017】このようにして濾過塔6内へ供給された海
水は、開閉バルブ7のバルブ開度を調節して濾過塔内の
液レベルを適当に保持した状態で、濾過塔6中のアンス
ラサイト層6aと砂層6cを流過する。
【0018】前記のように、この海水には、第二鉄塩の
無機化合物溶液が含まれ、またそのpHが6.0〜7.
5の範囲に調整されているので、前記の〔作用〕欄で詳
述したように、海水中の微濁粒子は水酸化第二鉄〔Fe
(OH)3 〕の微小粒子のコロイド溶液によって吸着さ
れた上、これがアンスラサイトの層6aと砂の層6bに
よって確実に捕捉され、汚染物質と残留鉄分が少い浄化
された高水質の海水が処理海水槽9内に得られることに
なる。
【0019】なお、本実施例において、砂及びアンスラ
サイトの再生は、エアポンプ8による空洗及び排出管2
1へ供給される逆洗用水を濾過塔6内のオーバーフロー
管10へ流すことによる逆洗によって行なわれる。
【0020】図1に示す装置を用いて行なった本発明の
実験例を以下に説明する。使用された機器、設備の容量
等は次の通りである。 海水(原水)槽1:200リットル 海水供給ポンプ(容量可変型定量ポンプ)2:600m
l/分 薬液容器3:25リットル 注入ポンプ(容量可変型定量ポンプ)4:18ml/分 濾過塔6:50φ×3000H×0.002m2 濾過材:砂 0.45mm 400H アンスラサイト 0.9mm 400H 逆洗用ポンプ(エアポンプ)8:2.5リットル/分 処理海水槽9:200リットル 以上の装置を用いて、濾過塔への通水5時間後の濾過水
を試水として測定した。
【0021】比較例として、濾過塔前で凝集剤(塩化第
二鉄)のみを海水に添加する従来方法も同一の装置を用
いて、前記実験例に準じた条件で実験した。
【0022】実験結果を、図2に示す。図2中、試験番
号1〜11は本発明の実験例であり、試験番号12〜1
4は前記の比較例である。
【0023】図2に示すように、本発明によって、従来
の方法に比して濾過海水性状(SS、Fe濃度、汚染指
数)が著しく向上されることが確かめられた。
【0024】
【発明の効果】本発明により次の効果が奏せられる。
【0025】(1)従来の凝集剤(第二鉄塩)注入のみ
による濾過方法では汚染度の高い海水になると充分な高
水質の海水を得ることが困難であったが、本発明によ
り、FI値6以上の高汚染海水でもRO膜耐久に必要な
FI値3以下を達成することができる。
【0026】(2)RO膜汚染要因である鉄分について
も、従来の濾過方法では濾過海水中0.005〜0.0
1mg/l程度残存するのに対し、本発明によれば、検
出下限である0.003mg/l以下まで除去すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の系統図である。
【図2】本発明に係る実験の供給海水の性状、条件及び
結果を示す表である。
【符号の説明】
1 海水槽 3 薬液容器 6 濾過塔 6a アンスラサイトの層 6b 砂の層 9 処理海水槽
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成3年10月14日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正内容】
【0005】従来のDMFによる海水の濾過方法は、1
00m/日以上の濾過速度で砂−アンスラサイトからな
る二層の粒状濾材層を通すことによって汚染物質を除去
する方法である。その場合除去、効率を高めるために、
汚染物質同士の凝集によるマイクロフロックの形成や濾
材粒子への凝集を目的として塩化第二鉄(凝集剤)を鉄
濃度換算で1〜1.5mg/1程度濾過塔前に注入して
いたが、FI値6以上の汚染度の高い海水では凝集剤を
注入しても目標であるFI値を3以下までに下げること
ができず、またRO膜汚染要因である鉄分の除去も十分
でない欠点があった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C02F 9/00 Z 6647−4D (72)発明者 吉田 博明 長崎県長崎市飽の浦町5番7号 長菱エン ジニアリング株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 逆浸透方法による海水の淡水化装置にお
    いて、前記逆浸透装置導入前の海水に第二鉄塩の無機化
    合物溶液と硫酸溶液または塩酸溶液を添加し海水のpH
    を6.0〜7.5の範囲に調整した上、同海水を砂とア
    ンスラサイトを充てんした二層濾過塔を流過させて、海
    水中の汚染物質を除去することを特徴とする海水の淡水
    化装置における海水の濾過方法。
JP3195377A 1991-08-05 1991-08-05 海水の淡水化装置における海水の濾過方法 Withdrawn JPH0538492A (ja)

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