JPH11197663A - ホウ素含有水の処理方法及び処理装置 - Google Patents

ホウ素含有水の処理方法及び処理装置

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JPH11197663A
JPH11197663A JP161398A JP161398A JPH11197663A JP H11197663 A JPH11197663 A JP H11197663A JP 161398 A JP161398 A JP 161398A JP 161398 A JP161398 A JP 161398A JP H11197663 A JPH11197663 A JP H11197663A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ホウ素含有水を逆浸透膜処理してホウ素を除去
するに際して、逆浸透膜の性能を最大限に発揮させて、
効率よくかつ安全にホウ素を除去することができるホウ
素含有水の処理方法及び処理装置を提供する。 【解決手段】ホウ素含有水を逆浸透膜処理してホウ素を
除去する際に、逆浸透膜の濃縮水のpHを測定し、逆浸透
膜の濃縮水のpHが所定の値となるように逆浸透膜の供給
水にアルカリを添加してpH制御を行うことを特徴とする
ホウ素含有水の処理方法、並びに、(A)逆浸透膜、(B)
逆浸透膜の供給水にアルカリを添加する薬注ポンプ、
(C)逆浸透膜の濃縮水のpHを測定するpHセンサー及び
(D)pHセンサーより信号を受けて逆浸透膜の濃縮水のpH
が所定の値となるように薬注ポンプに信号を送りアルカ
リの添加量を制御する制御器を有することを特徴とする
ホウ素含有水の処理装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ホウ素含有水の処
理方法及び処理装置に関する。さらに詳しくは、本発明
は、ホウ素含有水を逆浸透膜を用いてホウ素の除去処理
を行うに際して、逆浸透膜の性能を最大限に発揮させ
て、効率よくホウ素を除去することができるホウ素含有
水の処理方法及び処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ホウ素を含有する原水を処理して純水又
は超純水を製造する方法として、アルカリ添加によりpH
を10以上にしたのち、耐アルカリ性逆浸透膜に通水す
る純水製造方法が知られている。また、第47回全国水
道研究会発表会(平成8年5月、発表番号4−98)で
は、逆浸透膜を利用したホウ素低減システムにおいて、
水のpHを10以上とすることによりホウ素除去率が高く
なるが、膜閉塞が生じやすく、短時間で造水量が低下す
ることが報告されている。ホウ素含有水を逆浸透膜処理
する際に、逆浸透膜への供給水のpHを高めるほどホウ素
除去率が向上するのは、ホウ素の酸解離指数pKaが9.
2(25℃)であるためと考えられる。例えば、ホウ素
30ppbを含有する水を、pHを7.0として逆浸透膜に供
給すると透過水のホウ素濃度は12ppbとなり、pHを1
0.0として供給すると透過水のホウ素濃度は1.4ppb
となり、pHを10.5として供給すると透過水のホウ素
濃度は0.46ppbとなる。逆浸透膜の供給水のpHを、例
えば、10.0としたとき、一般的には逆浸透膜の濃縮
水のpHはさらに上昇する。これは、アルカリ成分が濃縮
するためと考えられる。しかし、逆浸透膜の水回収率な
どの通水条件によってpHの上昇の程度は異なるので、逆
浸透膜に炭酸カルシウムスケールなどが付着して透過水
量が低下した場合は、水回収率が結果として低下してし
まうなど、通水の状態によってもpHの上昇の程度は異な
ってくる。ホウ素含有水を逆浸透膜処理する場合は、通
常は耐アルカリ性逆浸透膜を用いるが、その際に使用す
る耐アルカリ性逆浸透膜が許容する最高のpH条件で運転
することが望ましい。しかし、上に述べたように逆浸透
膜の濃縮水のpHは諸般の条件によって変動するので、あ
らかじめその変動を見越して安全側で運転する必要があ
った。このために、逆浸透膜の能力を最大限に発揮させ
ることができるホウ素含有水の処理方法及び処理装置が
求められていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ホウ素含有
水を逆浸透膜処理してホウ素を除去するに際して、逆浸
透膜の性能を最大限に発揮させて、効率よくかつ安全に
ホウ素を除去することができるホウ素含有水の処理方法
及び処理装置を提供することを目的としてなされたもの
である。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ホウ素含有水を逆
浸透膜により処理してホウ素を除去する際に、逆浸透膜
の濃縮水のpHが所定の値となるように逆浸透膜の供給水
にアルカリを添加してpH制御を行うことにより、逆浸透
膜の許容上限のpH値で安全に運転し、ホウ素を最大限に
効率よく除去し得ることを見いだし、この知見に基づい
て本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、
(1)ホウ素含有水を逆浸透膜処理してホウ素を除去す
る際に、逆浸透膜の濃縮水のpHを測定し、逆浸透膜の濃
縮水のpHが所定の値となるように逆浸透膜の供給水にア
ルカリを添加してpH制御を行うことを特徴とするホウ素
含有水の処理方法、及び、(2)(A)逆浸透膜、
(B)逆浸透膜の供給水にアルカリを添加する薬注ポン
プ、(C)逆浸透膜の濃縮水のpHを測定するpHセンサー
及び(D)pHセンサーより信号を受けて逆浸透膜の濃縮
水のpHが所定の値となるように薬注ポンプに信号を送り
アルカリの添加量を制御する制御器を有することを特徴
とするホウ素含有水の処理装置、を提供するものであ
る。
【0005】
【発明の実施の形態】図1は、本発明のホウ素含有水の
処理装置の一態様の工程系統図である。本態様の処理装
置は、逆浸透膜1、逆浸透膜の供給水にアルカリを添加
する薬注ポンプ2、逆浸透膜の濃縮水のpHを測定するpH
センサー3、pHセンサーより信号を受けて逆浸透膜の濃
縮水のpHが所定の値となるように薬注ポンプに信号を送
りアルカリの添加量を制御する制御器4、アルカリ貯槽
5及びアルカリ添加位置の下流側の配管内に設けられた
スタチックミキサー6を有する。本発明において、逆浸
透膜としては、長期的にアルカリ条件下に置かれても劣
化を生ずるおそれのない耐アルカリ性逆浸透膜を用いる
ことが好ましい。このような耐アルカリ性逆浸透膜とし
ては、例えば、FILMTEC type FT30など
のように、pH11まで長期耐久性を有するものとして市
販されている逆浸透膜や、日東電工(株)製ES20、E
S10、NTR759や、東レ(株)製SU700などの
ポリアミド系の膜などのように、pH10まで長期耐久性
を有するものとして市販されている逆浸透膜などを挙げ
ることができる。このように各種の耐アルカリ性逆浸透
膜には、それぞれ長期耐久性の観点から許容し得るpHの
上限値が定められている。また、逆浸透膜処理によるホ
ウ素の除去は、pHが高いほどホウ素の除去率が高くなる
ので、可能な限り高pHで処理することが好ましい。
【0006】図2は、従来のホウ素含有水の処理装置の
一態様の工程系統図である。本態様の処理装置は、逆浸
透膜1、逆浸透膜の供給水にアルカリを添加する薬注ポ
ンプ2、逆浸透膜の供給水のpHを測定するpHセンサー
7、pHセンサーより信号を受けて逆浸透膜の供給水のpH
が所定の値となるように薬注ポンプに信号を送りアルカ
リの添加量を制御する制御器8、アルカリ貯槽5及びア
ルカリ添加位置の下流側の配管内に設けられたスタチッ
クミキサー6を有する。逆浸透膜によるホウ素含有水の
処理においては、アルカリ成分が濃縮水側に濃縮される
ために、逆浸透膜に供給されるアルカリ性のホウ素含有
水のpHよりも、濃縮水のpHの方が高くなる。本態様の装
置においては、逆浸透膜への供給水のpHが所定の値とな
るようにpH制御を行うので、濃縮水のpHの値の上昇及び
変動を考慮し、濃縮水のpHが最も高くなっても使用する
耐アルカリ性逆浸透膜の許容pHの上限値を超えないよう
に配慮する必要があり、ホウ素の除去を可能な最大限の
状態で行うことが困難であった。また、逆浸透膜への供
給水のpHを高めすぎると、濃縮水のpHが変動したとき、
使用する耐アルカリ性逆浸透膜の許容pHの上限値を超え
て、逆浸透膜を傷めるおそれがあった。
【0007】本発明方法及び装置によれば、逆浸透膜の
濃縮水のpHに基づいて、逆浸透膜への供給水へのアルカ
リの添加量を制御するので、濃縮水のpHを使用する耐ア
ルカリ性逆浸透膜の許容されるpHの上限値に常に保つこ
とができ、ホウ素を最大限に除去し、しかも濃縮水のpH
が耐アルカリ性逆浸透膜の許容pHの上限値を超えて逆浸
透膜を傷めるおそれがなく、安全にホウ素含有水の処理
を行うことができる。図1に示される態様の本発明装置
においては、耐アルカリ性逆浸透膜1の濃縮水の配管に
pHセンサー3が設けられ、濃縮水のpHを測定して信号が
制御器4に送られる。制御器の型式には特に制限はな
く、例えば、PID制御ユニットなどを用いることがで
きる。制御器から薬注ポンプ2に信号が送られ、濃縮水
のpHが所定の値となるように、アルカリ貯槽5に貯留さ
れたアルカリが薬注ポンプにより原水に注入される。ア
ルカリ注入点の下流側に設けたスタチックミキサー6に
より、注入されたアルカリは原水中に完全に均一に混合
される。本発明方法及び装置によれば、逆浸透膜の濃縮
水のpHを±0.05の変動範囲に制御することができる
ので、許容上限値がpH11である耐アルカリ性逆浸透膜
を用いた場合、濃縮水のpHを10.9〜11.0の範囲に
保ってホウ素含有水の処理を行うことができ、逆浸透膜
の性能と安定性は極めて効率的なものとなる。
【0008】
【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。 実施例1 図1に示す処理装置を用いて、ホウ素30ppbを含む原
水の処理を行った。逆浸透膜はFILMTEC typ
e 30を用い、逆浸透膜の濃縮水のpHが10.95±
0.05となるように逆浸透膜の供給水に水酸化ナトリ
ウム水溶液を添加し、水回収率90%で運転した。逆浸
透膜の濃縮水のpHは10.98であり、逆浸透膜の透過
水のホウ素濃度は0.49ppbであった。 比較例1 図2に示す処理装置を用いて、ホウ素30ppbを含む原
水の処理を行った。逆浸透膜はFILMTEC typ
e 30を用い、逆浸透膜の供給水のpHが10.00±
0.05となるように逆浸透膜の供給水に水酸化ナトリ
ウム水溶液を添加し、水回収率90%で運転した。逆浸
透膜の濃縮水のpHは10.57であり、逆浸透膜の透過
水のホウ素濃度は1.40ppbであった。 比較例2 逆浸透膜の供給水のpHが10.50±0.05となるよう
に逆浸透膜の供給水に水酸化ナトリウム水溶液を添加し
た以外は、比較例1と同様にして、ホウ素30ppbを含
む原水の処理を行った。逆浸透膜の濃縮水のpHは11.
30であり、逆浸透膜の透過水のホウ素濃度は0.46p
pbであった。実施例1及び比較例1〜2の結果を第1表
に示す。
【0009】
【表1】
【0010】本発明装置を用いて本発明方法によりホウ
素含有水を処理した実施例1においては、逆浸透膜の濃
縮水のpHは、使用した耐アルカリ性逆浸透膜の許容上限
であるpH11をわずかに下回る値を保ち、逆浸透膜の透
過水のホウ素濃度は0.49ppbと十分に低い値となって
いる。これに対して、逆浸透膜の供給水のpHが10.0
0±0.05となるようにpH制御を行った比較例1にお
いては、逆浸透膜の透過水のホウ素濃度が1.40ppbと
高く、ホウ素の除去が不十分である。一方、逆浸透膜の
供給水のpHが10.50±0.05となるようにpH制御を
行った比較例2においては、逆浸透膜の透過水のホウ素
濃度は0.46ppbと十分に低い値となっているが、逆浸
透膜の濃縮水のpHが11.30であり、使用した耐アル
カリ性逆浸透膜の許容pHの上限を超えているので、耐ア
ルカリ性逆浸透膜が短期間で劣化することが予想され
る。以上の結果から、逆浸透膜の濃縮水のpHを測定し、
逆浸透膜の濃縮水のpHが所定の値となるように逆浸透膜
の供給水にアルカリを添加してpH制御を行う本発明方法
及び本発明装置により、耐アルカリ性逆浸透膜の許容pH
の上限まで濃縮水のpHを高めて、効率的かつ安全にホウ
素含有水の処理を行い得ることが分かる。
【0011】
【発明の効果】本発明方法及び本発明装置によれば、逆
浸透膜の濃縮水のpHを使用する逆浸透膜の許容pHの上限
まで高めてホウ素の除去を最大限に行うことができ、し
かも逆浸透膜の許容pHの上限を超えるおそれがなく安全
に運転することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明のホウ素含有水の処理装置の一
態様の工程系統図である。
【図2】図2は、従来のホウ素含有水の処理装置の一態
様の工程系統図である。
【符号の説明】
1 逆浸透膜 2 薬注ポンプ 3 pHセンサー 4 制御器 5 アルカリ貯槽 6 スタチックミキサー 7 pHセンサー 8 制御器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C02F 1/58 C02F 1/58 H

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ホウ素含有水を逆浸透膜処理してホウ素を
    除去する際に、逆浸透膜の濃縮水のpHを測定し、逆浸透
    膜の濃縮水のpHが所定の値となるように逆浸透膜の供給
    水にアルカリを添加してpH制御を行うことを特徴とする
    ホウ素含有水の処理方法。
  2. 【請求項2】(A)逆浸透膜、(B)逆浸透膜の供給水
    にアルカリを添加する薬注ポンプ、(C)逆浸透膜の濃
    縮水のpHを測定するpHセンサー及び(D)pHセンサーよ
    り信号を受けて逆浸透膜の濃縮水のpHが所定の値となる
    ように薬注ポンプに信号を送りアルカリの添加量を制御
    する制御器を有することを特徴とするホウ素含有水の処
    理装置。
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