JPS62294484A

JPS62294484A - 高濃度のシリカを含む水の逆浸透処理法

Info

Publication number: JPS62294484A
Application number: JP61138486A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Ushigoe; 健一牛越; Yoshimichi Mitsukami; 光上　義道
Original assignee: Shinko Pfaudler Co Ltd
Current assignee: Shinko Pfaudler Co Ltd
Priority date: 1986-06-13
Filing date: 1986-06-13
Publication date: 1987-12-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】３、発明の詳細な説明（産業上の利用分野）本発明は、シリカを多く含む水を原水として飲料水、工
業用水、超純水製造用水等の脱塩水を製造する場合に使
用される逆滲透処理法に関する。

（従来の技術）逆浸透処理を含むプロセスにより脱塩水を得ようとする
場合に、火山系シラス堆積地域のように地域によって原
水中に多くのシリカが含まれることがある。この場合に
逆滲透処理で問題になることは、逆浸透膜の濃縮水側に
おいてシリカが濃縮され、溶解度を超える濃度とな゛す
、リカが膜表面に析出することでちる。

一般に水に対するシリカの溶解度は、ＰＨ，水温等によ
って影響され、例えばＰＨ７，０、水温２５’ＣＫ、お
いて約１００　ｍｇ　／　ｅである。

前記のシリカの膜表面析出を回避乃至解決するため、従
来技術では次のような方法がとられている。

（ｉ）　　例えば原水が５０　ｍｇ　／　ｅのシリカを
含むものとすると、前記の溶解度の関係から、逆浸透処
理で原水の５０％の透過率を得るだめに原水の５０％の
濃縮水をブローするという低い回収率の運転に留める。

（ｉ）　　アルミニウム塩またはマグネシウム塩等を太
“■に使用する共沈法に上り脱珪処理するという前処理
を行う。

（従来技術の問題点）前記の従来技術の（ｉ）では原水の回収率を非常に低い
レベルに留める運転をしなければならず、運転費、設備
費とも高くなる。従来技術の（ｉ）では、大量の薬品を
使用するので運転費がかかり、しかも多量の共沈スラッ
ジが発生するのでその処理が必要となる。

本発明は従来技術の上記問題点に解決を与え、脱珪処理
のように大量の薬品を消費するとどなく、スラツチの発
生も少く、しかも高回収率で良質な水が得られる方法を
提供することを目的とする。

（問題点を解決するだめの手段）前記目的は、本発明方法により、高濃度のシリカを含む
水を逆滲透法により処理するだめ、逆浸透処理を２段階
に分け、その第１段階においてはカルシウム、マグネシ
ウム等の水の硬度成分を高率で除去するがシリカ分は殆
んど通過する逆浸透膜を使用して逆浸透処理を行い、そ
の第２段階において１第１段階処理水に少量のアルカリ
剤を添加してＰＨを」こげるか、必要な場合に少量のス
ケール防止剤を添加するかしてシリカの析出を防止ｌ−
ながら逆浸透処理を行うことにより、達成される。

本発明方法においては、ｎなった分離特性を有する逆浸
透装置を適切に組合わせ２段階にわたって逆浸透処理を
実施する。

すなわち、第１段階においては、水中の２価イオン（硬
度成分等）を高率で除去しシリカ分をろまり除去しない
特性を持つ所謂ルーズな逆浸透膜を用いて逆浸透処理を
行い、第２段階では第１段階の透過水をアルカリ剤、例
えば苛性ソーダ等の添加によりＰ■■を９，０程度に上
げて高い脱塩率を有する逆浸透膜を用いて逆浸透処理を
行うようにする。

上記の本発明の基本的プロセスの処理を有利に実施する
ため、付帯的手段として、第１段階の逆浸透装置の入口
には硫酸等の酸を少量注入して１）Ｊ−Ｉを弱酸側とし
、第１段階逆浸透処理において炭酸カルシウム等の析出
を防止する。

そして第１段階逆浸透装置の前まだはその透過水側にお
いて空気吹込み方式等による脱炭酸塔を設置して炭酸ガ
スのストリッピングを行い、それにより第１段階逆浸透
処理入口においてＰＨを調整するために必要とするアル
カリ剤の量の低減を図る。また第２段階逆浸透装置の入
口においては、必要に応じ、アルカリ剤の他に炭酸カル
シウム、リン酸カルシウム、硫酸カルシウム等の析出を
防止するために極く少量のスケール防止剤を添加しても
よい。

添付図は本発明方法を実施するフローの１例を示す。

高濃度のシリカを含む原水（１）は原水槽（２）に送ン
ーきれ、原水ポンプ（３）により加圧して送出され、ミ
クロンフィルター（４）を通って濾過され、加圧ポンプ
（５）によりさらに逆浸透圧力に昇圧されて逆浸透装置
（６）に送られ第１段階の逆浸透処理が行なわれる０と
の際に、第１段階の逆浸透装置（６）の濃縮水側にスケ
ーリングが起らないようにするため、酸注入槽（７）を
設は酸注入ポンプ（８）により原水に酸を注入し、逆浸
透装置（６）の入口のＩＩを弱酸側に調整する。ミクロ
ンフィルター（４）は後続の加圧ポンプ（５）、逆浸透
装置（６）に目づまり、かみ込みを起させないために前
置する。

逆滲透装置において第１段階脱塩処理された透過水（９
）は脱炭酸塔ａ１に送られ塔内の充填物（１１）間を流
下する間にブロアー０２により塔内に吹込まれた空気と
接触し炭酸ガスが除去される。

脱気された第１段階処理水には、アルカリ剤が貯槽０か
らアルカリ剤注入ポンプ０→により注入されてＰＨがア
ルカリ側に調整され、また必要に応じ少量のスケール防
止剤が貯槽ａυからスケール防止剤注入ポンプ０呻によ
り注入されて、第１段階処理水槽σカに貯められる。

このＰＨ調整されたスケール防止剤を任意に含む第１段
階処理水は第２段加圧ポンプ（１樽によシ所要圧力に加
圧されて逆浸透装置０呻に送られ第２段階の逆浸透処理
が行なわれ、第２段階処理水槽（財）に貯められる。

この本発明方法の処理を行った処理水は使用目的に必要
な処理、例えばＰＨ調整、殺菌等がなされた後、使用点
に供給される。

第１段階逆浸透装置（６）の濃縮側の濃縮水ＣＤは弱酸
性、第２段階逆浸透装置（１９１の濃縮側の濃縮水（イ
）はアルカリ性のため、両者を混合し混合濃縮水（至）
とすれば、ＰＨは５．８〜８．６の中性に調整され、排
水としてその１−１放流して差支えない。

尚、外気に塵埃などが含まれる場合は、ブロアー＠の空
気吹込口に適当なフィルタを設備し、あるいは原水ポン
プ（３）出口に、酸注入後に、ブロアーを含む脱炭酸塔
設備を設置しその処理水をミクロンフィルター（４）、
加圧ポンプ（５）を経て第１段階逆浸透装置（６）に送
るようにしてもよい。

後者の場合は、逆浸透装置（６）の透過水（９）は直接
貯槽σηに入れるようにする。

（作用）本発明方法においては、第１段階逆浸透処理でけカルシ
ウム、マグネシウム、硫酸イオン、リン酸イオン等のス
ケール生成成分イオンは殆んど除去されるので、ス）ｒ
　−Ｊｌ／生成成分を殆んど含捷ない透過水が得られる
。そしてシリカは第１段階逆浸透装置の透過水側にかな
り透過するので、濃縮水側であまりシリカは濃縮されず
、析出は起らず、第１投階逆浸透処理は高い回収率で実
施することができる。

上記のように第１段階逆浸透処理でスケール成分が殆ん
ど除去されるので、第２段階逆浸透処理ではその人［１
側でＰＩ−Ｔが高くてもスケールの生成が起らない。一
方、シリカ溶解度はＰＨを高くすると著しく上昇し、例
えばＰＨが９．０になると２５′ｃの水温で溶解度は約
２００　ｍｇ／ｅにもなる０従って第２段階逆浸透処理
では入口側でアルカリ剤番添加して１）１■を上げるこ
とによりシリカ溶解度を大幅に」二昇させ、逆浸透膜と
して２価イオンのみならず１価イオンおよびシリカを高
説塩率で除去する膜を使用してこれらを除去する処理を
行い、高回収率を得ることができる。

（実施例）本発明方法により２図示例の装置を使用し、高濃度のシ
リカを含む原水に先ず硫酸を注入して弱酸性として第１
段階の逆浸透処理を実施する。その逆浸透膜としては、
市場入手できる東しく株）製品番ＳＵ　−２０ＯＲまた
は５Ｕ−２０Ｏ８を使用し回収率Ｖ１９０％程度にとる
０第１段階逆浸透処理の透過水は脱炭酸塔で炭酸ガスをス
トリッピングし、苛性ソーダを注入してＰＩ（９，０に
調整しまた安全のためポリリン酸塩系スケール防止剤を
３　ｍｇ　／　ｅ添加した上で、第２段階逆浸透処理を
実施する。

第２段階逆浸透処理の逆浸透膜としては、合成膜でアル
カリ側で使用でき、かつナトリウムイオン、塩素イオン
等の１価イオン９０チ　以上除去できる市場入手可能な
逆浸透膜、例えば東しく株）製品番ＳＵ　４００　Ｒ、
デコーボン社製、品番Ｂ−１５、Ｅ−９・等が使用でき
る。第２段階逆浸透の回収率は回収率を８０チ程度とし
、この高回収率でも、シリカ溶解度を高くしているので
析出は起らなかった。

第１表の１および同２に目示フローに記入の各経過点（
Ａ）〜αＤにおける水質を示す。シリカを多く含む原水
を本発明方法に従い高回収率でシリカ濃縮によるトラブ
ルを起さずに処理することができる。

第２表の２〔註記１　経過点Ａ：原水経過点Ｂ：第第１略経過点Ｄ：第１段階逆浸透装置濃縮水経過点Ｊ弓：脱炭酸塔出口経過点Ｆ：第第２陪経過点１■：第２段階逆浸透装置濃縮水２　第１表にお
いてシリカは炭酸カルシウム（　ＱａＱＯ３）換算値の
だめ、４２　ｍｇ／ｅ　、　７８　ｍｇ／ｅ　。

１７４　ｍｇ／ｅ％はシリカ換等として各々５０　ｍｇ
／ｅ。

９４　ｍｇ／ｅ、２０９　ｍｇ／ｅに相当する。

６　第１段階逆浸透装置人［１で硫酸４．８　ｍｇ／ｌ
添加。

４、第１段階逆浸透装置出口で脱炭酸処理。

５、第１段階逆浸透装置入口で苛性ソーダ２．０ｍｇ／
’　％ポリリン酸塩３．０ｍｇ／ｅ添加。

６、　第１段階逆浸透回収率９０％、第２段階逆浸透回
収率８０チ、全体回収率７２　％。

乙　第１段階逆浸透膜　　東しく銅製ＳＵ　−　２０Ｏ
　Ｒ。

第２段階逆浸透膜　　東し■製５Ｕ−４００　ＲＯ　）
ここで第１および第１段階逆浸透理の＃給水シリカ濃度
とその条件におけるシリカ溶解度とを第２表に示す。

第２表こうして高濃度のシリカを含む原水を逆浸透によシ全体
回収率７２％の高回収率にて処理することができた。ま
た各段階逆浸透処理の濃縮水のシリカ濃度はその条件に
おける溶解度以下のため析出することはない。

実施例においては、原水硬度が高いため、第２段階逆浸
透処理の入口でスケール防止剤を注入したが、濃縮水ラ
ンゲリャ指数も若干子側にある程度なので極く僅かの注
入量でよい。

（発明の効果）　　　′ 以上のように、本発明方法によると、シリカを高濃度に
含む水を、回収率を低下させたり、脱珪処理を行なった
シすることなく、逆浸透法で高回収率および高率脱塩の
処理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

添付図は本発明方法を実施する装置フロー線図の１例を
示す。（１）・・原水、（２）・・原水槽、（３）・・原水ポ
ンプ、（４）・・ミクロンフィルター、（５）・Φ加圧
ポンプ、（６）・・逆浸透装置、（７）・・酸注入槽、
（８）・・酸注入ポンプ、（９）・・透過水、αＯー争
脱炭＊１７！ｒ，ｏｎ・・充填物、＠・・ブロアー、０
浄・・：貯槽、Ｑ４）・・アルカリ剤注入ポンプ、ａυ
・・貯槽、Ｑ・・・スケール防止剤注入ポンプ、ａη・
・第１段階処理水槽、０尋・・第２段階加圧ポンプ、θ
す・・逆浸透装置、（１）・・第２段階処理水槽、Ｃ！
υ（イ）・・濃縮水、（ホ）・・混合濃縮水、（３）（
Ｂｌ　（０１■）ＣＥ）　（Ｆ）　（Ｇ）σｊ・・経過
点。

Claims

【特許請求の範囲】

高濃度のシリカを含む水を逆浸透法により処理するため
、逆浸透処理を２段階に分け、その第１段階においては
カルシウム、マグネシウム等の水の硬度成分を高率で除
去するがシリカ分は殆んど通過する逆浸透膜を使用して
逆滲透処理を行い、その第２段階においては第１段階処
理水に少量のアルカリ剤を添加してＰＨを上げるか少量
のスケール防止剤を添加するかしてシリカの析出を防止
しながら逆浸透処理を行うことを特徴とする高濃度のシ
リカを含む水の逆滲透処理法。