JP2005118712A - Pure water manufacturing method - Google Patents

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徹 天谷
Yoshitaka Yamaki
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pure water manufacturing method wherein no scale is generated in a reverse osmosis membrane, an addition amount of alkali required for pH control is reduced, pure water of improved quality can be obtained, and stable operation is possible. <P>SOLUTION: In the method, the pure water is manufactured by controlling raw water at pH 9 or higher and making the water to pass through a reverse osmosis membrane device. The method is provided with a process adding a scale inhibitor containing a polymer having a carboxyl group in a side chain as an active ingredient before making the water pass through the reverse osmosis membrane device, and making the water to pass through the device. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、純水の製造方法に係り、さらに詳しくは、原水をアルカリ性として逆浸透膜装置に通水することにより純水を製造する方法において、逆浸透膜装置の前で原水にスケール防止剤を添加することにより、逆浸透膜におけるスケール発生のおそれがなく、水質の向上した純水を得ることができ、かつ安定した運転が可能となる純水の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing pure water, and more specifically, in a method for producing pure water by making raw water alkaline and passing it through a reverse osmosis membrane device, the scale inhibitor is added to the raw water before the reverse osmosis membrane device. The present invention relates to a method for producing pure water that does not cause scale generation in a reverse osmosis membrane, can obtain pure water with improved water quality, and enables stable operation.

従来から、逆浸透膜装置を用いて脱塩する方法が一般に行われている。   Conventionally, a desalting method using a reverse osmosis membrane device is generally performed.

この方法では、原水のｐＨが高いほど高い脱塩率が達成されるため、逆浸透膜処理の前の段階においてアルカリ剤を添加するなどしてｐＨを高くすることも行われている。   In this method, since a higher desalination rate is achieved as the pH of the raw water is higher, the pH is also increased by adding an alkaline agent in the stage before the reverse osmosis membrane treatment.

すなわち、高いｐＨ条件下で逆浸透膜装置を用いて脱塩すると、ホウ素、シリカ、有機酸などのイオン化しにくい物質もｐＨの上昇につれて解離しやすくなり、イオン化した物質は逆浸透膜で分離することができるようになる。このために、中性条件下では除去できない物質も、高ｐＨ条件とすれば逆浸透膜による除去が可能となる。例えば、非特許文献１には、原水を弱酸性カチオン交換樹脂で処理したのち、ｐＨを１０に調整して逆浸透膜装置に通水させることにより、ホウ素などが効果的に除去されることが報告されている。
Ｏｉｌ ａｎｄ Ｇａｓ Ｊｏｕｒｎａｌ，１９９３年９月２０日号、第８８〜９１頁 しかし、弱酸性カチオン交換樹脂のみによる前処理では、カルシウム、マグネシウム等の硬度成分の除去が不十分となり、逆浸透膜装置での炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の硬度スケール発生の原因となるという問題がある。 That is, when desalting using a reverse osmosis membrane device under high pH conditions, substances that are difficult to ionize, such as boron, silica, and organic acids, tend to dissociate as the pH increases, and the ionized substances are separated by the reverse osmosis membrane. Will be able to. For this reason, substances that cannot be removed under neutral conditions can be removed with a reverse osmosis membrane under high pH conditions. For example, in Non-Patent Document 1, boron or the like is effectively removed by treating raw water with a weakly acidic cation exchange resin and then adjusting the pH to 10 and passing the water through a reverse osmosis membrane device. It has been reported.
Oil and Gas Journal, September 20, 1993, pp. 88-91 However, the pretreatment with only weakly acidic cation exchange resin is insufficient to remove hardness components such as calcium and magnesium, and the reverse osmosis membrane device There is a problem that it causes the generation of hardness scales such as calcium carbonate and magnesium carbonate.

そこで、原水のｐＨをアルカリ性に調整する前に、酸性条件下において脱気処理する工程を加え、スケール形成の一方の成分である重炭酸イオンをできるだけ除去する工程を加えるようにした脱塩方法も提案されている。   Therefore, before adjusting the pH of the raw water to alkaline, there is also a desalting method in which a step of deaeration treatment under acidic conditions is added, and a step of removing bicarbonate ion, which is one component of scale formation, is added as much as possible. Proposed.

しかし、この方法でもスケールの生成の抑制は十分でなく、しばしば逆浸透膜におけるスケール発生の問題が起きている。   However, even with this method, the generation of scale is not sufficiently suppressed, and the problem of scale generation in the reverse osmosis membrane often occurs.

さらに、特許文献１や特許文献２に示されるように、弱酸性カチオン交換樹脂塔を強酸性カチオン交換樹脂もしくは、弱酸性カチオン交換樹脂塔と強酸性カチオン交換樹脂の複床塔としたシステムも提案されている。
特開平１１−１９７６４９号公報 特表２０００−５１１０９号公報 しかし、これらの方法では、強酸性カチオン交換樹脂は弱酸性カチオン交換樹脂と比ベてイオン交換容量が少ないため、樹脂塔の再生サイクルが短くなるという問題がある。また、強酸性カチオンは、再生剤が弱酸性カチオン交換樹脂の場合に比べると通常１．５〜３倍弱も多く必要とするという問題もある。 Furthermore, as shown in Patent Document 1 and Patent Document 2, a system is proposed in which the weak acid cation exchange resin tower is a strong acid cation exchange resin or a double bed tower of a weak acid cation exchange resin tower and a strong acid cation exchange resin. Has been.
JP-A-11-197649 However, these methods have a problem that the regeneration cycle of the resin tower is shortened because the strong acid cation exchange resin has a smaller ion exchange capacity than the weak acid cation exchange resin. In addition, there is a problem that the strong acid cation usually requires 1.5 to 3 times as much as the regenerant as compared with the case of the weak acid cation exchange resin.

樹脂塔の通水サイクルを長くするため、弱酸性カチオン交換樹脂塔もしくは、弱酸性カチオン交換樹脂と強酸性カチオン交換樹脂の複床塔の出口に、ｐＨ計、導電率計、硬度計等を設置し、これらをモニターして最適な頻度で再生する方法も提案されている。この方法は、硬度計、導電率計、ｐＨ計等を用いて、マグネシウム等の硬度成分のリークが始まる時期を検出し、マグネシウム等の硬度成分のリークの直前で再生を行なうことを狙ったものである。しかし、硬度計の場合、硬度が上昇し始めた時点では、すでにマグネシウム等の硬度成分のリークが始まっているという問題がある。また、導電率計、ｐＨ計等は、マグネシウム等の硬度成分のリークを直接測定するものではないため信頼性の点で問題がある。したがって、これらのシステムでは、再生のタイミングを的確に制御することが難しく、しばしば硬度成分のリークがおきてしまい、後段の逆浸透膜装置におけるスケール発生の原因となるという問題があった。   In order to lengthen the water cycle of the resin tower, a pH meter, conductivity meter, hardness meter, etc. are installed at the outlet of the weak acid cation exchange resin tower or the double bed tower of weak acid cation exchange resin and strong acid cation exchange resin. However, a method of monitoring these and reproducing them at an optimum frequency has been proposed. This method uses a hardness meter, conductivity meter, pH meter, etc., to detect when the leakage of hardness components such as magnesium begins, and aims to regenerate immediately before the leakage of hardness components such as magnesium It is. However, in the case of a hardness meter, there is a problem that a hardness component such as magnesium has already started to leak when the hardness starts to increase. In addition, the conductivity meter, pH meter, and the like are problematic in terms of reliability because they do not directly measure leakage of hardness components such as magnesium. Therefore, in these systems, it is difficult to accurately control the timing of regeneration, and there is a problem that a leak of hardness components often occurs, which causes scale generation in the reverse osmosis membrane device in the subsequent stage.

そこで、逆浸透膜装置におけるスケール発生のおそれがなく、水質の向上した純水を得られるとともに、アルカリ剤の使用量を低減し、安定した運転が可能な純水の製造方法が求められている。   Therefore, there is a need for a method for producing pure water that is free from the occurrence of scale in the reverse osmosis membrane device, can obtain pure water with improved water quality, and can reduce the amount of alkaline agent used and can be stably operated. .

本発明は、かかる従来の諸問題を解決すべくなされたもので、原水をアルカリ性として逆浸透膜装置に通水することにより純水を製造する方法において、逆浸透膜におけるスケール発生のおそれがなく、ｐＨ調整のために必要なアルカリの添加量が低減され、水質の向上した純水を得ることができるとともに、安定した運転の可能な純水の製造方法を提供することを目的とするものである。   The present invention was made to solve such conventional problems, and in a method for producing pure water by passing raw water as alkaline to a reverse osmosis membrane device, there is no risk of scale generation in the reverse osmosis membrane. The purpose of the present invention is to provide a method for producing pure water that can reduce the amount of alkali required for pH adjustment, improve the water quality, and provide stable operation. is there.

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、カチオン交換樹脂と接触させるイオン交換工程で前処理したのち、アルカリ性にて逆浸透膜装置に通水するシステムにおいて、逆浸透膜装置に通水する前に、特に、炭酸マグネシウムのスケール生成抑制に効果の高いをスケール防止剤を添加することにより炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等のスケールの発生を完全に防止することが可能であることを見出した。   As a result of intensive research to solve the above problems, the present inventor conducted reverse treatment by reverse osmosis in a system in which water is passed through a reverse osmosis membrane device in an alkaline state after pretreatment in an ion exchange step in contact with a cation exchange resin. Before passing through the membrane device, it is possible to completely prevent the generation of scales such as calcium carbonate and magnesium carbonate, especially by adding a scale inhibitor, which is highly effective in suppressing the scale formation of magnesium carbonate. I found out.

本発明は、かかる知見に基づいてなされたもので、原水のｐＨを９以上に調整して逆浸透膜装置に通水することにより純水を製造する方法において、原水に側鎖にカルボキシル基を有する重合体（ポリカルボン酸）を有効成分とするスケール防止剤を添加して前記逆浸透膜装置に通水する工程とを備えたことを特徴とするものである。   The present invention has been made on the basis of such findings. In a method for producing pure water by adjusting the pH of raw water to 9 or more and passing it through a reverse osmosis membrane device, a carboxyl group is added to the side chain of the raw water. And a step of adding water to the reverse osmosis membrane device by adding a scale inhibitor containing a polymer (polycarboxylic acid) as an active ingredient.

スケール防止剤は、通常連続的に添加されるが、間欠的に添加することも可能である。間欠的に添加する場合は、イオン交換工程の通水時間、又は原水、逆浸透膜入口のアルカリ添加装置の直前の水もしくは逆浸透膜処理水の硬度、導電率等の水質をモニターした値、のいずれか１つもしくは複数から、マグネシウムもしくは硬度のリークが始まる時期を推定し、その直前から添加するようにすればよい。   The scale inhibitor is usually added continuously, but can be added intermittently. When intermittently added, the value of monitoring the water quality such as the water passing time of the ion exchange process, or the raw water, the water just before the alkali addition device at the reverse osmosis membrane inlet or the reverse osmosis membrane treated water, conductivity, The timing at which magnesium or hardness leaks can be estimated from any one or more of these, and added immediately before that.

本発明方法においては、上記のスケール防止剤を添加する工程の前段に、カチオン交換樹脂により原水中のイオン化物質を除去する工程を設けることが望ましい。   In the method of the present invention, it is desirable to provide a step of removing ionized substances in the raw water with a cation exchange resin before the step of adding the scale inhibitor.

本発明に用いられるカチオン交換樹脂としては、弱酸性カチオン交換樹脂、強酸性カチオン交換樹脂、弱酸性カチオン交換樹脂と強酸性カチオン交換樹脂の複床式カチオン交換樹脂のいずれも使用可能であり、好ましくは弱酸性カチオン交換樹脂と強酸性カチオン交換樹脂の複床式カチオン交換樹脂、より好ましくは弱酸性カチオン交換樹脂が適している。   As the cation exchange resin used in the present invention, any of weak acid cation exchange resin, strong acid cation exchange resin, weak acid cation exchange resin and strong acid cation exchange resin can be used, preferably Is preferably a double bed cation exchange resin of a weak acid cation exchange resin and a strong acid cation exchange resin, more preferably a weak acid cation exchange resin.

本発明方法において、カチオン交換樹脂は、Ｈ形で用いることも、Ｎａ形で用いることも可能である。   In the method of the present invention, the cation exchange resin can be used in the H form or in the Na form.

弱酸性イオン交換樹脂では、イオン交換されるイオン量は、アルカリ度、すなわち重炭酸イオンの量によってきまり、リークするイオンは、Ｎａ，Ｋ以外では、ほとんどがマグネシウムである。したがって、逆浸透膜装置の前に、炭酸マグネシウム等のマグネシウムのスケールの予防に特に有効な硬度スケール防止剤を添加することにより、逆浸透膜装置でのスケールを有効に防止することができる。   In weakly acidic ion exchange resins, the amount of ions to be ion-exchanged is determined by the alkalinity, that is, the amount of bicarbonate ions, and the leaking ions are mostly magnesium except for Na and K. Therefore, the scale in the reverse osmosis membrane device can be effectively prevented by adding a hardness scale inhibitor particularly effective for preventing magnesium scale such as magnesium carbonate before the reverse osmosis membrane device.

また、強酸性イオン交換樹脂は、通水開始時にはほとんどすべてのカチオンが除去可能であるが、次第にＮａ，Ｋ，Ｍｇ，Ｃａの順にリークが生じるようになる。したがって、逆浸透膜装置に通水する原水にスケール抑制剤を添加しておけば、Ｍｇ、Ｃａのリークが起きても、スケール抑制剤によって、スケールの生成を抑制することができる。   In addition, the strongly acidic ion exchange resin can remove almost all cations at the start of water flow, but gradually leaks in the order of Na, K, Mg, and Ca. Therefore, if a scale inhibitor is added to the raw water that passes through the reverse osmosis membrane device, the scale inhibitor can suppress the generation of scale even if Mg and Ca leak.

強酸性カチオン交換樹脂は、弱酸性カチオン交換樹脂と比較してイオン交換容量が少なく、再生剤が多く必要であるので、弱酸性イオン交換樹脂を用いたほうが、通水サイクルが長くなるとともに、再生剤の使用量が低減できるので、より好ましい。   Strongly acidic cation exchange resins have less ion exchange capacity than weakly acidic cation exchange resins and require more regenerants, so using weakly acidic ion exchange resins increases the water cycle and regenerates. Since the usage-amount of an agent can be reduced, it is more preferable.

本発明に使用されるスケール防止剤は、側鎖にカルボキシル基を含有する重合物からなる。このような側鎖にカルボキシル基を含有する重合物は、例えば、マレイン酸とイソブチレンの共重合体、メタクリル酸、アタリル酸の共重合体、メタクリル酸の重合体等が例示される。   The scale inhibitor used in the present invention comprises a polymer containing a carboxyl group in the side chain. Examples of such a polymer containing a carboxyl group in the side chain include a copolymer of maleic acid and isobutylene, a copolymer of methacrylic acid and allylic acid, and a polymer of methacrylic acid.

このようなスケール防止剤で市販されているものとしては、クラレ製イソバン、ＢｉｏＬａｂ Ｗａｔｅｒ Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ社製Ｆｌｏｃｏｎ２９５が本発明に最も適している。   As such commercially available scale inhibitors, Kuraray Isoban and Flocon 295 manufactured by BioLab Water Additives are most suitable for the present invention.

Ｆｌｏｃｏｎ２９５は、逆浸透膜システムにおいて、スケールの防止と微粒子のフアウリング防止に高い効果を発揮する液体製品である。膜表面の結晶化及びフアウリングを抑制するのに効果的である。
Ｆｌｏｃｏｎ２９５は、水溶性ポリカルボン酸を有効成分とするもので、次のような物性を有している。
外観：澄んだ暗褐色の液体
臭い：微臭
ｐＨ：２以下
固形分：３０％（Ｗ／Ｗ）
２０℃での比重：１．１４
沸点：１００〜１０２℃
氷点：０〜−１０℃ Flocon 295 is a liquid product that is highly effective in preventing scale and preventing fine particles from falling in a reverse osmosis membrane system. This is effective in suppressing crystallization and falling on the film surface.
Flocon 295 contains water-soluble polycarboxylic acid as an active ingredient and has the following physical properties.
Appearance: Clear dark brown liquid Odor: Slight odor pH: 2 or less Solid content: 30% (W / W)
Specific gravity at 20 ° C .: 1.14
Boiling point: 100-102 ° C
Freezing point: 0-10 ° C

Ｆｌｏｃｏｎ２９５は、高いｐＨ条件下で水酸化マグネシウムや炭酸マグネシウムのスケール発生を効果的に抑制し、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸ストロンチウム、フッ化カルシウムのスケール沈着に対しても抑制効果を有している。   Flocon 295 effectively suppresses scale formation of magnesium hydroxide and magnesium carbonate under high pH conditions, and also has an effect of suppressing scale deposition of calcium carbonate, calcium sulfate, barium sulfate, strontium sulfate, and calcium fluoride. doing.

しかし、硬度成分に有効な他のスケール防止剤、例えば、Ｔｒｉｓｅｐ社製ＴｏｒｉＰｏｌ ８０１０，ＴｏｒｉＰｏｌ ９０１０，ＴｏｒｉＰｏｌ ９５１０，Ｎａｌｃｏ社製ＲＯＰｌｕｓｅ ７２８０，ＲＯＰｌｕｓｅ ７２８２，ＧＥＢｅｔｚ社製Ｈｙｐｅｒｓｐｅｒｓｅ ＡＦ １５０ ＵＬ，Ｈｙｐｅｒｓｐｅｒｓｅ ＡＦ ２００ ＵＬ，ＢｉｏＬａｂ社製Ｆｌｏｃｏｎ １００，Ｆｌｏｃｏｎ １３５，Ａｒｒｏｗｈｅａｄ社製ＡＲＲＯ−ＴＲＥＡＴ １２００，ＡＲＲＯ−ＴＲＥＡＴ １３００等のポリアクリル酸を主成分としたスケール防止剤を使用することも可能である。   However, other scale inhibitors effective for hardness components, such as Trisep 8010, ToriPol 9010, ToriPol 9510 from Trisep, ROPlase 7280, ROPlase 7282 from Nalco, Hypersperse AF 150 UL, HyperFlL200 from GEBetz. It is also possible to use an anti-scaling agent based on polyacrylic acid such as Flocon 100, Flocon 135, ARRO-TREAT 1200, ARRO-TREAT 1300, manufactured by Arrowhead.

これらのスケール防止剤の添加量は１ｐｐｍから２０ｐｐｍの範囲が適当である。しかしポリアクリル酸系のスケール防止剤の場合、スケール抑制効果を確実とするために、添加量を２から３０ｐｐｍ程度とすることが望ましい。   The addition amount of these scale inhibitors is suitably in the range of 1 ppm to 20 ppm. However, in the case of a polyacrylic acid-based scale inhibitor, it is desirable that the addition amount be about 2 to 30 ppm in order to ensure the scale suppressing effect.

これらのスケール防止剤は、ｐＨ＞９の領域において、硬度成分、特にマグネシウムによるスケールの防止に関して有効である。   These scale inhibitors are effective in preventing scales due to hardness components, particularly magnesium, in the range of pH> 9.

本発明によれば、逆浸透膜装置の前にて炭酸マグネシウムの生成を抑制するスケール防止剤を添加することにより、硬度計、導電率計、ｐＨ計等を用いて、マグネシウムのリークが始まる時期を検出し、マグネシウムのリークが起きた時点で再生しても、これらのスケール防止剤によって炭酸マグネシウムのスケールの形成が抑制されるため、十分逆浸透膜装置におけるスケールの発生を防止することができる。   According to the present invention, when a scale inhibitor that suppresses the production of magnesium carbonate is added in front of the reverse osmosis membrane device, a magnesium leak starts using a hardness meter, a conductivity meter, a pH meter, and the like. Therefore, even when regeneration is performed when magnesium leaks, since the scale formation of magnesium carbonate is suppressed by these scale inhibitors, scale generation in the reverse osmosis membrane device can be sufficiently prevented. .

したがって、この方法を用いると、最適なタイミングでのカチオン交換樹脂の再生が容易に行うことができ、運転が容易であると共に、スケールの生成をほぼ完全に抑制することができる。   Therefore, when this method is used, the cation exchange resin can be easily regenerated at the optimal timing, the operation is easy, and the generation of scale can be suppressed almost completely.

本発明においては、さらに逆浸透膜装置の前、カチオン交換樹脂を用いる場合には、カチオン交換樹脂の後工程に、処理水をｐＨ６以下、好ましくはｐＨ５以下に調整し、脱気処理を行う脱気工程を設けることがより好ましい。この工程を設置することによりスケール形成の一方の成分である重炭酸イオンを除去することができ、逆浸透膜装置においてスケールの発生を一層抑制することが可能である。脱気処理工程とカチオン交換樹脂によるイオン交換工程の順序には特に制限はなく、脱気処理に続いてとイオン交換処理することができ、あるいは逆にイオン交換処理に続いて脱気処理することもできる。この工程におけるｐＨの調整は、塩酸、硫酸などの添加により酸性とすることができ、あるいは、酸性物質を含む固体粒子に接触させて酸性とすることもできる。酸性物質を含む固体物質としては、例えば、塩酸などにより再生した弱酸性カチオン交換樹脂や強酸性カチオン交換樹脂などを挙げることができる。イオン交換樹脂と接触させる方法においては、イオン交換樹脂塔への通水初期などはｐＨが低くなりすぎたり、あるいは通水を進めるとともにｐＨが少しづつ上昇するなど、ｐＨが必ずしも一定とならない場合があるので、酸の添加によるｐＨの調整を併用し、ｐＨを一定にして、脱気処理における炭酸の除去率を一定とすることが好ましい。   In the present invention, when a cation exchange resin is used before the reverse osmosis membrane device, the treatment water is adjusted to pH 6 or less, preferably pH 5 or less, and deaeration treatment is performed in the subsequent step of the cation exchange resin. More preferably, an air step is provided. By installing this step, bicarbonate ions, which are one component of scale formation, can be removed, and scale generation can be further suppressed in the reverse osmosis membrane device. The order of the deaeration process and the ion exchange process with the cation exchange resin is not particularly limited, and the ion exchange process can be performed following the deaeration process, or conversely, the deaeration process can be performed following the ion exchange process. You can also. The pH adjustment in this step can be made acidic by adding hydrochloric acid, sulfuric acid, or the like, or can be made acidic by contacting with solid particles containing an acidic substance. Examples of the solid substance containing an acidic substance include weakly acidic cation exchange resins and strong acid cation exchange resins regenerated with hydrochloric acid or the like. In the method of bringing into contact with the ion exchange resin, the pH may not be always constant, for example, the pH may be too low at the initial stage of water flow to the ion exchange resin tower, or the pH may gradually increase as water flow proceeds. Therefore, it is preferable to adjust the pH by adding an acid, to make the pH constant, and to make the carbonation removal rate constant in the deaeration treatment.

本発明方法においては、ｐＨを９以上、より好ましくは１０以上に調整して、逆浸透膜装置に通水する。ｐＨを９以上に調整する方法には特に制限はなく、例えば、水酸化ナトリウムなどのアルカリ水溶液を添加する方法や、強塩基性アニオン交換樹脂と接触させる方法などを挙げることができる。アルカリ水溶液を添加する方法としては、例えば、撹拌機つきのｐＨ調整槽を設けたり、通水ラインにアルカリ水溶液注入口を設け、その下流側にスタティックミキサーなどを股置することなどができる。本発明方法に使用する逆浸透膜は、長期的にｐＨ１０以上となっても劣化を受けない耐アルカリ性逆浸透膜であることが好ましい。   In the method of the present invention, the pH is adjusted to 9 or more, more preferably 10 or more, and water is passed through the reverse osmosis membrane device. The method for adjusting the pH to 9 or higher is not particularly limited, and examples thereof include a method of adding an alkaline aqueous solution such as sodium hydroxide and a method of contacting with a strongly basic anion exchange resin. As a method for adding the alkaline aqueous solution, for example, a pH adjusting tank with a stirrer can be provided, an alkaline aqueous solution injection port can be provided in the water passage line, and a static mixer or the like can be placed downstream thereof. The reverse osmosis membrane used in the method of the present invention is preferably an alkali-resistant reverse osmosis membrane that does not deteriorate even if it becomes pH 10 or higher over the long term.

このような耐アルカリ性逆浸透膜としては、例えば、ＦＩＬＭＴＥＣ ｔｙｐｅＦＴ３０，日東電工（株）製のＥＳ２０）ＥＳＩＯ，ＮＴＲ７５９、東レ（株）製のＳＵ７２０などを挙げることができる。本発明方法において、逆浸透膜は、多段に設けて、前段の逆浸透膜装置の透過水を後段の逆浸透膜装置の供給水とすることができる。 使用する脱気処理装置には特に制限はなく、例えば、脱炭酸塔、真空脱気塔、窒素脱気塔、膜脱気装置などを挙げることができる。 Examples of such an alkali-resistant reverse osmosis membrane include FILMTEC type FT30, ES20) ESIO, NTR759 manufactured by Nitto Denko Corporation, and SU720 manufactured by Toray Industries, Inc. In the method of the present invention, the reverse osmosis membrane can be provided in multiple stages, and the permeated water of the upstream reverse osmosis membrane device can be used as the feed water of the downstream reverse osmosis membrane device. There is no restriction | limiting in particular in the deaeration processing apparatus to be used, For example, a decarboxylation tower, a vacuum deaeration tower, a nitrogen deaeration tower, a membrane deaeration apparatus etc. can be mentioned.

また、逆浸透膜装置は、多段に構成して、前段の逆浸透膜装置の透過水が次段の逆浸透膜装置に通水されるように構成してもよい。   Further, the reverse osmosis membrane device may be configured in multiple stages so that the permeated water of the preceding reverse osmosis membrane device is passed through the subsequent reverse osmosis membrane device.

（作 用）
本発明の典型的な実施態様においては、原水は、まず、カチオン交換樹脂の前処理工程においてイオン物質が除去され、次いでｐＨが６以下、好ましくは５以下に調整されて炭酸成分の殆どは重炭酸イオンや炭酸ガスとなり、炭酸ガスは脱気工程においてその殆どが除去される。そして、その処理水には、スケール防止剤が添加され、逆浸透膜装置において、重炭酸イオンを含むイオン物質がほぼ完全に除去される。 (Work)
In a typical embodiment of the present invention, the raw water is first subjected to ionic material removal in the cation exchange resin pretreatment step, and then the pH is adjusted to 6 or less, preferably 5 or less so that most of the carbonic acid component is heavy. Carbonic acid ions and carbon dioxide gas are obtained, and most of the carbon dioxide gas is removed in the deaeration process. And the scale inhibitor is added to the treated water, and the ionic substance containing bicarbonate ions is almost completely removed in the reverse osmosis membrane apparatus.

この方法において、例えば、カチオン交換樹脂の後段にマグネシウムイオンを検出する任意の装置を配置して、マグネシウムイオンを検出したときカチオン交換樹脂の再生を行うようにすれば、カチオン交換樹脂の再生頻度を最小限に押さえることができるとともに、仮にマグネシウムイオンがリークしても、スケール防止剤の作用により逆浸透膜へのスケール形成は防止される。   In this method, for example, if an arbitrary device for detecting magnesium ions is disposed after the cation exchange resin and the cation exchange resin is regenerated when the magnesium ion is detected, the regeneration frequency of the cation exchange resin can be reduced. It can be suppressed to the minimum, and even if magnesium ions leak, scale formation on the reverse osmosis membrane is prevented by the action of the scale inhibitor.

したがって、最小限度の運転コストで、逆浸透膜におけるスケール発生のおそれなく、水質の向上した純水を得ることができ、かつ安定した運転が可能となる。   Therefore, it is possible to obtain pure water with improved water quality and stable operation at the minimum operation cost without fear of scale formation in the reverse osmosis membrane.

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。また、本発明における純水は、いわゆる超純水を含むものである。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. The pure water in the present invention includes so-called ultrapure water.

実施例１
図１は、本発明方法の一態様の工程系統図である。
本実施例においては、まず、原水（厚木市水）を膜処理装置（ファインセップ 野村マイクロ・サイエンス社製）１、次いで活性炭塔［三菱化学（株）、ダイアホープ００６ １００リットル充填］２で、１ｍ3 ／ｈｒの流量で処理した。 Example 1
FIG. 1 is a process flow diagram of one embodiment of the method of the present invention.
In this example, first, raw water (Atsugi City water) is 1 m in a membrane treatment apparatus (FineSep Nomura Micro Science Co., Ltd.) 1 and then activated carbon tower [Mitsubishi Chemical Corporation, Diahop 006 100 liter filling] 2 Processed at a flow rate of 3 / hr.

ここで処理された水を、薬注ポンプを備えた酸添加装置７によってｐＨ５に調製し、弱酸性カチオン交換樹脂塔［三菱化学（株）、ＤＩＡＩＯＮ ＷＫ１０．１００リットル充填］３に通水したのち、脱気塔［シリンダー型、塔径２７ｍｍΦ、塔高３０００ｍｍ］４に通して脱気処理した。   The treated water was adjusted to pH 5 with an acid addition device 7 equipped with a chemical injection pump, and passed through a weakly acidic cation exchange resin tower [Mitsubishi Chemical Corporation, DIAION WK 10.100 liters packed] 3 The deaeration was carried out through a deaeration tower [cylinder type, tower diameter 27 mmΦ, tower height 3000 mm] 4.

脱気塔４より流出する水は、薬注ポンプを備えたアルカリ添加装置８により、アルカリ剤を添加して、ｐＨ１０に調整した。ｐＨが１０に調整された水は、さらにスケール防止剤添加装置９によってスケール防止剤［ＦＬＯＣＯＮ ２９５、 ＢｉｏＬａｂ社製、添加量２ｐｐｍ］を添加した後、前段の逆浸透膜装置５に、供給水１ｍ3 ／ｈｒ、透過水０．９ｍ3 ／ｈｒ、濃縮水０１ｍ3 ／ｈｒの条件で通水し、さらに前段の逆浸透膜装置５の透過水を、後段の逆浸透膜装置６に通水し、透過水０．８ｍ3 ／ｈｒ、濃縮水０．１ｍ3 ／ｈｒを得た。 The water flowing out from the deaeration tower 4 was adjusted to pH 10 by adding an alkali agent by an alkali addition device 8 equipped with a chemical injection pump. The water whose pH was adjusted to 10 was further added with a scale inhibitor [FLOCON 295, manufactured by BioLab, 2 ppm added] by the scale inhibitor addition device 9, and then supplied to the reverse osmosis membrane device 5 of the previous stage with 1 m of feed water. 3 / hr, the permeate 0.9 m 3 / hr, and passed water under conditions of concentrated water 01M 3 / hr, further permeated water of the reverse osmosis membrane device 5 of the preceding stage, then passed through a subsequent stage of reverse osmosis membrane apparatus 6 Permeated water 0.8 m 3 / hr and concentrated water 0.1 m 3 / hr were obtained.

比較例１
図２は比較例１の工程系統図である。
実施例１において添加したスケール防止剤を添加しないこと、弱酸性カチオン交換樹脂塔３を弱酸性カチオン交換樹脂［三菱化学（株）、ＤＩＡＩＯＮ ＷＫ１０ ５０リットル］、強酸性カチオン樹脂［三菱化学（株），ＤＩＡＩＯＮ ＰＫ２０８ ５０リットル］の複床塔に変更したこと、以外は、実施例１と同様の方法で原水（厚木市水）の処理を行った。なお、図２において、図１と同一符号は図１の対応する装置を示す。 Comparative Example 1
FIG. 2 is a process flow diagram of Comparative Example 1.
No addition of the scale inhibitor added in Example 1, weakly acidic cation exchange resin tower 3 was changed to weakly acidic cation exchange resin [Mitsubishi Chemical Corporation, DIAION WK10 50 liters], strongly acidic cation resin [Mitsubishi Chemical Corporation]. The raw water (Atsugi City water) was treated in the same manner as in Example 1 except that it was changed to a multi-bed tower of DIAION PK208 50 liters]. In FIG. 2, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the corresponding devices in FIG.

比較例２
図３は比較例２の工程系統図である。
比較例２のブロックフローを示す。実施例１において添加したスケール防止剤を添加しないこと、弱酸性カチオン交換樹脂塔３を強酸性カチオン樹脂［三菱化学（株），ＤＩＡＩＯＮ ＰＫ２０８，１００リットル］の複床塔に変更したこと、以外は、実施例１と同様にして処理を行った。なお、図３において、図１と同一符号は図１の対応する装置を示す。 Comparative Example 2
FIG. 3 is a process flow diagram of Comparative Example 2.
The block flow of the comparative example 2 is shown. Except that the scale inhibitor added in Example 1 was not added, and the weak acid cation exchange resin tower 3 was changed to a double bed tower of strong acid cation resin [Mitsubishi Chemical Corporation, DIAION PK208, 100 liters]. The treatment was performed in the same manner as in Example 1. 3, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the corresponding devices in FIG.

実施例１、比較例１、比較例２における逆浸透膜５における膜差圧（入口圧と濃縮水圧力の差）を経時的に測定した結果を図４に示す。   FIG. 4 shows the results obtained by measuring the membrane differential pressure (difference between the inlet pressure and the concentrated water pressure) in the reverse osmosis membrane 5 in Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 over time.

この図から明かなように、実施例１では、膜差圧がまったく上昇しないが、比較例１、比較例２では、膜差圧が徐々に上昇した。これは、膜へのスケールの進行を示すものである。   As is clear from this figure, in Example 1, the film differential pressure did not increase at all, but in Comparative Examples 1 and 2, the film differential pressure gradually increased. This shows the progress of the scale to the membrane.

イオン交換樹脂塔のサービスタイム（逆洗をするまでの通水時間）は、実施例１の場合、６日間、比較例１の場合３日間、比較例２の場合３日間であった。このように実施例１の場合、長いサービスタイムを確保できるので、安定した運転ができる。さらに、再生頻度が低いため、再生剤の使用量を低減することが可能である。   The service time of the ion exchange resin tower (water passage time until backwashing) was 6 days in Example 1, 3 days in Comparative Example 1, and 3 days in Comparative Example 2. Thus, in the case of Example 1, since a long service time can be secured, stable operation can be performed. Furthermore, since the regeneration frequency is low, it is possible to reduce the amount of regenerant used.

さらに、１０００時問運転後の逆浸透膜装置を解体し、膜状の付着物量を測定した。その結果、実施例１の場合、０．０１ｇ／ｍ2 、比較例１の場合、０．２１ｇ／ｍ2 、比較例２の場合、０．２３ｍｇ／ｍ2 であった。このように、長期連続運転を行なっても、実施例１の場合には膜へのスケールがほとんど生じなかった。 Furthermore, the reverse osmosis membrane device after 1000 hours of operation was disassembled and the amount of film-like deposits was measured. As a result, 0.01 g / m 2 in the case of Example 1, 0.21 g / m 2 in the case of Comparative Example 1, and 0.23 mg / m 2 in the case of Comparative Example 2. Thus, even in the case of long-term continuous operation, in the case of Example 1, almost no scale was generated on the membrane.

また、図２のＡに硬度計(HORIBA IS-7Ca)を設置し、弱酸性イオン交換樹脂/強酸性イオン交換樹脂塔出口の硬度を測定した結果を図５に示す。   Further, FIG. 5 shows the result of measuring the hardness at the outlet of the weakly acidic ion exchange resin / strongly acidic ion exchange resin tower by installing a hardness meter (HORIBA IS-7Ca) in FIG.

図３のＢにナトリウムモニター(HORIBA N8-M)を設置し、オフラインで硬度を分析した結果を図６に示す。 FIG. 6 shows the results of installing a sodium monitor (HORIBA N8-M) in B of FIG. 3 and analyzing the hardness offline.

これらの結果から、比較例１、２ともに、樹脂塔の逆洗直前に硬度成分のリークが起きていることがわかった。   From these results, it was found that in both Comparative Examples 1 and 2, the hardness component leaked immediately before the backwashing of the resin tower.

本発明の一実施例の構成図。The block diagram of one Example of this invention. 比較例１の構成図。The block diagram of the comparative example 1. FIG. 比較例２の構成図。The block diagram of the comparative example 2. FIG. 本発明の効果を示すグラフ。The graph which shows the effect of this invention. 比較例１の樹脂塔の逆洗直前の硬度成分のリークを示すグラフ。The graph which shows the leak of the hardness component just before the backwashing of the resin tower of the comparative example 1. FIG. 比較例２の樹脂塔の逆洗直前の硬度成分のリークを示すグラフ。The graph which shows the leak of the hardness component just before the backwashing of the resin tower of the comparative example 2. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１……膜処理装置、２……活性炭塔、３……弱酸性カチオン交換樹脂塔、４……脱気装置、５……前段の逆浸透膜装置、６……後段の逆浸透膜装置、７……酸添加装置、８……アルカリ添加装置、９……スケール防止剤添加装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Membrane treatment apparatus, 2 ... Activated carbon tower, 3 ... Weakly acidic cation exchange resin tower, 4 ... Deaeration apparatus, 5 ... Reverse osmosis membrane apparatus of the front | former stage, 6 ... Reverse osmosis membrane apparatus of a back | latter stage, 7 ... acid addition device, 8 ... alkali addition device, 9 ... scale inhibitor addition device.

Claims (7)

原水のｐＨを９以上に調整して逆浸透膜装置に通水することにより純水を製造する方法において、
前記逆浸透膜装置に通水する前に、側鎖にカルボキシル基を有する重合体を有効成分とするスケール防止剤を添加して前記逆浸透膜装置に通水する工程と
を備えたことを特徴とする純水の製造方法。 In a method for producing pure water by adjusting the pH of raw water to 9 or more and passing it through a reverse osmosis membrane device,
Before passing through the reverse osmosis membrane device, a step of adding a scale inhibitor containing a polymer having a carboxyl group in the side chain as an active ingredient to pass through the reverse osmosis membrane device. A method for producing pure water. 原水のｐＨを９以上に調整して逆浸透膜装置に通水することにより純水を製造する方法において、
カチオン交換樹脂と接触させるイオン交換工程によって原水を処理する前処理工程と、
前記前処理工程において処理された水に、側鎖にカルボキシル基を有する重合体を有効成分とするスケール防止剤を添加して前記逆浸透膜装置に通水する工程と
を備えたことを特徴とする純水の製造方法。 In a method for producing pure water by adjusting the pH of raw water to 9 or more and passing it through a reverse osmosis membrane device,
A pretreatment step of treating raw water by an ion exchange step for contacting with a cation exchange resin;
Adding water to the reverse osmosis membrane device by adding a scale inhibitor containing a polymer having a carboxyl group in the side chain as an active ingredient to the water treated in the pretreatment step. To produce pure water. 原水のｐＨを９以上に調整して逆浸透膜装置に通水することにより純水を製造する方法において、
カチオン交換樹脂と接触させるイオン交換工程によって原水を処理する前処理工程と、
前記前処理工程の前段又は後段に設置される前記前処理工程で処理された水をｐＨ６以下に調整して脱気処理を行う脱気工程と、
前記脱気工程において脱気された水に、側鎖にカルボキシル基を有する重合体を有効成分とするスケール防止剤を添加して前記逆浸透膜装置に通水する工程と
を備えたことを特徴とする純水の製造方法。 In a method for producing pure water by adjusting the pH of raw water to 9 or more and passing it through a reverse osmosis membrane device,
A pretreatment step of treating raw water by an ion exchange step for contacting with a cation exchange resin;
A deaeration step of adjusting the water treated in the pretreatment step installed in the pre-stage or the post-stage of the pre-treatment step to pH 6 or less and performing a deaeration treatment;
A step of adding water to the reverse osmosis membrane device by adding a scale inhibitor containing a polymer having a carboxyl group in a side chain as an active ingredient to the water deaerated in the deaeration step. A method for producing pure water. 前記カチオン交換樹脂が、弱酸性カチオン交換樹脂であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の純水の製造方法。   The method for producing pure water according to any one of claims 1 to 3, wherein the cation exchange resin is a weakly acidic cation exchange resin. 前記カチオン交換樹脂が、強酸性カチオン交換樹脂であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の純水の製造方法。   The method for producing pure water according to any one of claims 1 to 3, wherein the cation exchange resin is a strongly acidic cation exchange resin. 前記カチオン交換樹脂が、弱酸性カチオン交換樹脂と強酸性カチオン交換樹脂の複床式カチオン交換樹脂であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の純水の製造方法。   The method for producing pure water according to any one of claims 1 to 3, wherein the cation exchange resin is a double bed cation exchange resin of a weak acid cation exchange resin and a strong acid cation exchange resin. 前記逆浸透膜装置は、多段に構成され、前段の逆浸透膜装置の透過水が次段の逆浸透膜装置に通水されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の純水の製造方法。     The said reverse osmosis membrane apparatus is comprised in multiple stages, The permeated water of a reverse osmosis membrane apparatus of a front | former stage is passed through the reverse osmosis membrane apparatus of a next | front stage, The any one of Claim 1 thru | or 6 characterized by the above-mentioned. Of pure water.
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