JP2010000455A - Supply control method and supply control apparatus for scale inhibitor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、工場排水回収系などの水処理系におけるスケール防止剤の供給管理方法および供給管理装置に関する。 The present invention relates to a scale inhibitor supply management method and a supply management apparatus in a water treatment system such as a factory wastewater recovery system.
工業排水などの排水を回収して再利用することは水資源の節約を図るだけでなく、環境汚染防止にも役立つものであり、排水の回収再利用は技術的にも重要な問題である。 Collecting and reusing wastewater such as industrial wastewater not only saves water resources but also helps prevent environmental pollution, and wastewater collection and reuse is an important technical issue.
一般に工業排水には酸やアルカリ、塩類などが含まれているため、排水の回収に当たっては逆浸透膜処理などの脱塩処理を施す。逆浸透膜による脱塩処理の場合、膜の一次側には被処理水中の溶存成分が濃縮されるため、カルシウム塩やマグネシウム塩、シリカなどの無機成分がスケールとして析出し、膜を閉塞させることがある。 In general, industrial wastewater contains acids, alkalis, salts, and the like, and therefore, desalting treatment such as reverse osmosis membrane treatment is performed when collecting wastewater. In the case of desalting with a reverse osmosis membrane, dissolved components in the water to be treated are concentrated on the primary side of the membrane, so that inorganic components such as calcium salts, magnesium salts, and silica precipitate as scales and block the membrane. There is.
このような問題を解決するために、被処理水に対してスケール防止剤を供給することが一般に行われる。被処理水に対するスケール防止剤の供給量は、従来、被処理水中のカルシウム塩やマグネシウム塩、シリカなどのスケール成分の存在量に応じて、あるいはそれらの溶解度に関わる被処理水のｐＨを考慮に入れて決定されてきた（例えば、特許文献１参照）。すなわち、被処理水中のカルシウム塩やマグネシウム塩、シリカなどのスケール成分の存在量が高いほど、被処理水に対して多くのスケール防止剤を供給していた。 In order to solve such a problem, a scale inhibitor is generally supplied to the water to be treated. The amount of scale inhibitor supplied to the water to be treated is conventionally determined according to the abundance of scale components such as calcium salts, magnesium salts, and silica in the water to be treated, or taking into account the pH of the water to be treated in relation to their solubility. It has been determined (for example, see Patent Document 1). That is, the higher the amount of scale components such as calcium salt, magnesium salt, and silica in the water to be treated, the more scale inhibitor is supplied to the water to be treated.
被処理水へのスケール防止剤の供給量の制御方法としては、被処理水中の供給したスケール防止剤の濃度の測定が不可能あるいは困難なため、例えば特許文献２のように、簡単に濃度測定できる物質をトレーサとして用いることが行われている。このトレーサ物質の被処理水中の濃度に応じて、前述のように決定されたスケール防止剤の供給量に対する不足分を補うという形で、被処理水中に一定濃度のスケール防止剤が存在するように制御されている。 As a method of controlling the supply amount of the scale inhibitor to the water to be treated, it is impossible or difficult to measure the concentration of the scale inhibitor supplied in the water to be treated. A material that can be used is used as a tracer. Depending on the concentration of the tracer substance in the water to be treated, the amount of the scale inhibitor to be present in the water to be treated is compensated for the shortage of the supply amount of the scale inhibitor determined as described above. It is controlled.
被処理水へのスケール防止剤の供給量は、被処理水中のカルシウム塩やマグネシウム塩、シリカなどのスケール成分の濃度やｐＨのみに応じて、経験的に、または実験的に決定され、定量供給されてきた。しかし、前述の回収系のように、工場排水などにおいてカルシウム塩やマグネシウム塩、シリカなどのスケール成分の濃度が高い場合は、スケール防止剤の供給量は必然的に高くなり、コストが高くなる問題があった。 The amount of scale inhibitor supplied to the water to be treated is determined empirically or experimentally according to the concentration and pH of scale components such as calcium salt, magnesium salt and silica in the water to be treated. It has been. However, when the concentration of scale components such as calcium salt, magnesium salt, and silica is high in factory effluents as in the above-mentioned recovery system, the supply of scale inhibitor is inevitably high and the cost increases. was there.
本発明は、工場排水回収系などの水処理系において、被処理水へのスケール防止剤の供給量を低減することができるスケール防止剤の供給管理方法および供給管理装置である。 The present invention relates to a scale inhibitor supply management method and a supply management apparatus capable of reducing the amount of scale inhibitor supplied to water to be treated in a water treatment system such as a factory wastewater recovery system.
本発明は、水処理系における被処理水へのスケール防止剤の供給を管理するスケール防止剤の供給管理方法であって、前記被処理水は、カルシウム、マグネシウムおよびシリカのうち少なくとも１種、ならびにこれら以外の電解質を含有し、前記被処理水の電気伝導度を測定し、前記測定した電気伝導度に応じてスケール防止剤の前記被処理水への供給量を調整するスケール防止剤の供給管理方法である。 The present invention is a scale inhibitor supply management method for managing supply of a scale inhibitor to treated water in a water treatment system, wherein the treated water is at least one of calcium, magnesium and silica, and Supply management of a scale inhibitor that contains an electrolyte other than these, measures the electrical conductivity of the treated water, and adjusts the supply amount of the scale inhibitor to the treated water according to the measured electrical conductivity Is the method.
また、本発明は、逆浸透膜処理における被処理水へのスケール防止剤の供給を管理するスケール防止剤の供給管理方法であって、前記被処理水は、カルシウム、マグネシウムおよびシリカのうち少なくとも１種、ならびにこれら以外の電解質を含有し、前記被処理水および前記逆浸透膜処理により生成する濃縮水のうち少なくとも１つの電気伝導度を測定し、前記測定した電気伝導度に応じてスケール防止剤の前記被処理水への供給量を調整するスケール防止剤の供給管理方法である。 The present invention is also a scale management agent supply management method for managing the supply of the scale inhibitor to the water to be treated in reverse osmosis membrane treatment, wherein the water to be treated is at least one of calcium, magnesium and silica. A scale, and an electrolyte other than these, measuring at least one electrical conductivity of the water to be treated and the concentrated water produced by the reverse osmosis membrane treatment, and a scale inhibitor according to the measured electrical conductivity It is a supply management method of the scale inhibitor which adjusts the supply amount to the said to-be-processed water.
また、前記スケール防止剤の供給管理方法において、前記測定した電気伝導度が高いほど、前記スケール防止剤の前記被処理水への供給量を低減するように調整することが好ましい。 In the scale inhibitor supply management method, it is preferable to adjust so that the amount of the scale inhibitor supplied to the water to be treated decreases as the measured electrical conductivity increases.
また、前記スケール防止剤の供給管理方法において、前記測定した電気伝導度が１，０００μＳ／ｃｍ以上のときに、前記スケール防止剤の前記被処理水への供給量を低減するように調整することが好ましい。 Further, in the supply management method of the scale inhibitor, when the measured electrical conductivity is 1,000 μS / cm or more, adjustment is made so as to reduce the supply amount of the scale inhibitor to the water to be treated. Is preferred.
また、前記スケール防止剤の供給管理方法において、前記被処理水が、電子産業工場排水の回収系における水であることが好ましい。 In the scale inhibitor supply management method, the water to be treated is preferably water in an electronic industrial factory wastewater recovery system.
また、本発明は、水処理系における被処理水へのスケール防止剤の供給を管理するスケール防止剤の供給管理装置であって、前記被処理水は、カルシウム、マグネシウムおよびシリカのうち少なくとも１種、ならびにこれら以外の電解質を含有し、前記被処理水の電気伝導度を測定する電気伝導度測定手段と、前記測定した電気伝導度に応じてスケール防止剤の前記被処理水への供給量を調整する供給量調整手段と、を有するスケール防止剤の供給管理装置である。 The present invention is also a scale inhibitor supply management device for managing the supply of the scale inhibitor to the water to be treated in the water treatment system, wherein the water to be treated is at least one of calcium, magnesium and silica. As well as an electrolyte other than these, an electric conductivity measuring means for measuring the electric conductivity of the water to be treated, and a supply amount of the scale inhibitor to the water to be treated according to the measured electric conductivity. And a supply amount adjusting unit for adjusting the scale.
本発明では、工場排水回収系などの水処理系において、カルシウム、マグネシウムおよびシリカのうち少なくとも１種、ならびにこれら以外の電解質を含有する被処理水の電気伝導度を測定し、測定した電気伝導度に応じてスケール防止剤の被処理水への供給量を調整することにより、被処理水へのスケール防止剤の供給量を低減することが可能なスケール防止剤の供給管理方法および供給管理装置を提供することができる。 In the present invention, in a water treatment system such as a factory wastewater recovery system, the electrical conductivity of water to be treated containing at least one of calcium, magnesium and silica and an electrolyte other than these is measured, and the measured electrical conductivity A scale inhibitor supply management method and a supply management apparatus capable of reducing the amount of scale inhibitor supplied to the water to be treated by adjusting the amount of scale inhibitor supplied to the water to be treated according to Can be provided.
本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below. This embodiment is an example for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to this embodiment.
本発明者らは鋭意検討を行った結果、異種イオン効果による、沈殿の溶解度増大効果を利用して、カルシウム、マグネシウムおよびシリカのうち少なくとも１種、ならびにこれら以外の電解質を含有する被処理水あるいは濃縮水中の塩類濃度、すなわち電気伝導度の測定結果に応じてスケール防止剤の被処理水への供給量を調整することにより、スケール防止剤の供給量を低減することができることを見出した。 As a result of intensive studies, the present inventors have made use of the effect of increasing the solubility of precipitates due to the effect of different ions, so that water to be treated containing at least one of calcium, magnesium and silica and an electrolyte other than these can be used. It has been found that the supply amount of the scale inhibitor can be reduced by adjusting the supply amount of the scale inhibitor to the water to be treated according to the salt concentration in the concentrated water, that is, the measurement result of electric conductivity.
本発明者らは、被処理水へのスケール防止剤の供給量を削減すべく、後述する実施例に示すように、半導体工場の排水に対してスケール防止剤の供給濃度を数パターンに分け、２４時間後の溶存Ｆイオン濃度を測定する実験を行った。この実験に使用した工場排水においては、不定期の樹脂再生工程などによる、酸（ＨＣｌ、Ｈ２ＳＯ４など）とアルカリ（ＮａＯＨなど）の使用量に応じて、電気伝導度が大きく変動するという特徴があった。 In order to reduce the amount of scale inhibitor supplied to the water to be treated, the present inventors divide the supply concentration of scale inhibitor into several patterns with respect to the wastewater of the semiconductor factory, as shown in the examples described later, An experiment was conducted to measure the dissolved F ion concentration after 24 hours. In the factory wastewater used in this experiment, the electrical conductivity varies greatly depending on the amount of acid (HCl, H 2 SO 4, etc.) and alkali (NaOH, etc.) used due to irregular resin regeneration processes. There was a feature.
スケール防止剤として、アクリル酸／２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸の共重合体４３％品を用いた実験結果によると、被処理水中の電気伝導度が１，０００μＳ／ｃｍ以上、逆浸透膜処理の濃縮水中の電気伝導度が５，０００μＳ／ｃｍ以上の工場排水においては、被処理水中のカルシウムイオン濃度とフッ素イオン濃度は、フッ化カルシウムを析出するのに充分な濃度であったにもかかわらず、スケール分散剤の供給量を通常よりも少なく抑えることが可能であった。また、被処理水中の電気伝導度が２，５００μＳ／ｃｍ以上、濃縮水中の電気伝導度が７，０００μＳ／ｃｍ以上の場合には、スケール防止剤を全く加えない場合でも、スケールをほとんど析出しなかった。すなわち、実際にはスケール析出のリスクはカルシウム塩やマグネシウム塩、シリカなどの濃度だけによらず、共存イオンの存在による影響も大きいことがわかった。 According to the experimental results using a 43% acrylic acid / 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid copolymer as a scale inhibitor, the electrical conductivity in the water to be treated is 1,000 μS / cm or more and reverse osmosis. In factory wastewater with electrical conductivity in the concentrated water of membrane treatment of 5,000 μS / cm or more, the calcium ion concentration and fluorine ion concentration in the treated water were sufficient to precipitate calcium fluoride. Nevertheless, it was possible to keep the supply amount of the scale dispersant smaller than usual. In addition, when the electrical conductivity in the water to be treated is 2500 μS / cm or higher and the electrical conductivity in the concentrated water is 7,000 μS / cm or higher, the scale is almost precipitated even when no scale inhibitor is added. There wasn't. In other words, it was found that the risk of scale precipitation is not only dependent on the concentration of calcium salt, magnesium salt, silica, etc., but also the presence of coexisting ions.
これは、異種イオン効果と呼ばれる現象によるものと考えられる。異種イオン効果とは、沈殿との共通イオンを持たない塩が溶液中に共存する時、反対電価を帯びたイオン間の引力が大きくなるために活量係数が減少し、そのために多くの場合、沈殿の溶解度が増大する現象である。また、シリカについても、他のイオンの存在下では、シリカの溶解度が増大する現象が見られる。 This is thought to be due to a phenomenon called the heterogeneous ion effect. The effect of heterogeneous ions is that when a salt that does not have a common ion with the precipitate coexists in the solution, the activity coefficient decreases because the attractive force between ions with opposite charge increases, and in many cases This is a phenomenon in which the solubility of the precipitate increases. In addition, silica also has a phenomenon in which the solubility of silica increases in the presence of other ions.
例えば、被処理水中のスケール原因成分であるＣａ濃度が＞３ｍｇ／Ｌであり、ＳＯ４濃度が＞１，０００ｍｇ／Ｌ、あるいはＰＯ４濃度が＞１．０ｍｇ／Ｌ、あるいはＦ濃度が＞１５ｍｇ／Ｌであるとき、沈殿の溶解度積は＞１なので、スケール析出のリスクが高い。しかし、このような被処理水中にナトリウムイオン（Ｎａ＋）、塩素イオン（Ｃｌ−）などの異種イオンを含み、例えばＮａ＋、Ｃｌ−の濃度がそれぞれ２０ｍＭ以上であるような水では、異種イオン効果によって、沈殿の溶解度積は２倍以上となる。シリカについては、例えば、被処理水中のスケール原因成分であるシリカ濃度が＞９６ｍｇ／Ｌであるとき、スケール析出のリスクが高い。しかし、このような被処理水中にナトリウムイオン（Ｎａ＋）、塩素イオン（Ｃｌ−）などの異種イオンを含み、例えばＮａ＋、Ｃｌ−の濃度がそれぞれ１００ｍＭ以上であるような水では、異種イオン効果によって、シリカの溶解度積は３倍以上となる。 For example, the Ca concentration which is a scale-causing component in the treated water is> 3 mg / L, the SO 4 concentration is> 1,000 mg / L, or the PO 4 concentration is> 1.0 mg / L, or the F concentration is> 15 mg. When / L, the solubility product of the precipitate is> 1, so the risk of scale precipitation is high. However, in such water to be treated which contains different ions such as sodium ions (Na + ) and chlorine ions (Cl − ), for example, when the concentrations of Na + and Cl − are 20 mM or more, the different ions Depending on the effect, the solubility product of the precipitate is more than doubled. For silica, for example, when the concentration of silica that is a scale-causing component in the water to be treated is> 96 mg / L, the risk of scale deposition is high. However, in such water to be treated which contains different ions such as sodium ions (Na + ) and chlorine ions (Cl − ), for example, in water where the concentrations of Na + and Cl − are 100 mM or more, the different ions Depending on the effect, the solubility product of silica is more than three times.
本実施形態では、このような現象を利用して、スケール防止剤の供給量を従来よりも低減するものである。すなわち、被処理水中の塩類濃度をリアルタイムにモニタリングし、その測定結果に応じて、スケール防止剤の供給量を適切に制御する。具体的には、被処理水中の塩類濃度の指標として被処理水中の電気伝導度を測定し、この電気伝導度の測定結果に応じて、スケール防止剤の供給量を適切に制御する。 In the present embodiment, such a phenomenon is used to reduce the supply amount of the scale inhibitor as compared with the conventional case. That is, the salt concentration in the water to be treated is monitored in real time, and the supply amount of the scale inhibitor is appropriately controlled according to the measurement result. Specifically, the electrical conductivity in the treated water is measured as an index of the salt concentration in the treated water, and the supply amount of the scale inhibitor is appropriately controlled according to the measurement result of the electrical conductivity.
本発明の実施形態に係るスケール防止剤の供給管理装置を備える水処理システムの一例の概略を図１に示し、その構成について説明する。水処理システム１として、ここでは逆浸透膜処理による水処理システムを一例として説明する。水処理システム１は、供給管理装置３と、逆浸透膜処理装置１０とを備える。また、供給管理装置３は、スケール防止剤貯槽１２と、スケール防止剤を供給するスケール防止剤供給手段であるスケール防止剤供給ポンプ１４と、供給量調整手段である制御装置１６と、電気伝導度測定手段である導電率計１８，２０とを備える。
An outline of an example of a water treatment system provided with a scale inhibitor supply management device according to an embodiment of the present invention is shown in FIG. Here, as the water treatment system 1, a water treatment system using reverse osmosis membrane treatment will be described as an example. The water treatment system 1 includes a
図１の水処理システム１において、図示しない被処理水槽などからの被処理水配管２８が被処理水供給ポンプ２６を介して逆浸透膜処理装置１０の入口に接続されている。逆浸透膜処理装置１０の出口には、処理水配管３０が接続されている。スケール防止剤貯槽１２の出口は、スケール防止剤配管３２によりスケール防止剤供給ポンプ１４を介して、被処理水配管２８に接続されている。被処理水配管２８のスケール防止剤配管３２との接続点の後流側には、導電率計１８が設置されている。また、逆浸透膜処理装置１０の濃縮水側に、導電率計２０が設置されている。制御装置１６は、スケール防止剤供給ポンプ１４、導電率計１８，２０と電気的などにより接続されている。
In the water treatment system 1 of FIG. 1, a to-be-treated
本実施形態に係る水処理システム１、供給管理装置３の動作、およびスケール防止剤の供給管理方法について説明する。
The operation of the water treatment system 1 and the
水処理システム１において、被処理水は、被処理水槽などから被処理水供給ポンプ２６により被処理水配管２８を通して、逆浸透膜処理装置１０に送液される。逆浸透膜処理装置１０への流入前に、被処理水配管２８において、スケール防止剤貯槽１２からスケール防止剤供給ポンプ１４により、スケール防止剤が供給される（スケール防止剤供給工程）。スケール防止剤は、連続的に供給されてもよいし、間欠的に供給されてもよい。また、スケール防止剤は、被処理水槽へ供給されてもよいし、あるいは被処理水槽などからの被処理水を貯留する貯留槽を別途設けて、その貯留槽へ供給されてもよい。
In the water treatment system 1, the water to be treated is sent from the water tank to be treated to the reverse osmosis
逆浸透膜処理装置１０において、スケール防止剤が供給された被処理水について、逆浸透膜処理が行われ、逆浸透膜を透過した透過水と、不純物が濃縮された濃縮水とが得られる（逆浸透膜処理工程）。逆浸透膜処理装置１０において逆浸透膜処理されて逆浸透膜を透過した透過水（処理水）は、処理水配管３０を通して排出される。また、濃縮水は、系外に排出される。処理水について、さらに紫外線照射処理、イオン交換処理などが行われてもよい。
In the reverse osmosis
本実施形態に係る供給管理方法および供給管理装置は、カルシウム、マグネシウムおよびシリカのうち少なくとも１種、ならびにこれら以外の電解質を含有する被処理水に適用することができる。具体的には、スケール原因成分として、カルシウムイオン（Ｃａ２＋）およびマグネシウム（Ｍｇ２＋）のうち少なくとも１種と、フッ素イオン（Ｆ−）、炭酸イオン（ＣＯ３ ２−）、リン酸イオン（ＰＯ４ ２−）のうち少なくとも１種とを含み、あるいはスケール原因成分としてシリカを含み、異種イオンとして、スケール原因成分以外のイオン、例えば、ナトリウムイオン（Ｎａ＋）、塩素イオン（Ｃｌ−）、硫酸イオン（ＳＯ４ ２−）などのうち少なくとも１種を含有する被処理水に好ましく適用することができる。特に、スケール原因成分の濃度がほぼ一定の範囲であるのに対し、異種イオンの濃度変動が大きいことによって電気伝導度の変動が大きい（例えば、５００〜１０，０００μＳ／ｃｍの変動がある）被処理水に好ましく適用することができる。 The supply management method and the supply management apparatus according to the present embodiment can be applied to water to be treated containing at least one of calcium, magnesium, and silica and an electrolyte other than these. Specifically, as scale-causing components, at least one of calcium ions (Ca 2+ ) and magnesium (Mg 2+ ), fluorine ions (F − ), carbonate ions (CO 3 2− ), phosphate ions (PO) 4 2− ), or at least one of scale-causing components, and silica other than scale-causing components such as sodium ions (Na + ), chlorine ions (Cl − ), and sulfuric acids. It can be preferably applied to water to be treated containing at least one of ions (SO 4 2− ) and the like. In particular, while the concentration of the scale-causing component is in a substantially constant range, the variation in the electric conductivity is large due to the large variation in the concentration of different ions (for example, there is a variation of 500 to 10,000 μS / cm). It can be preferably applied to treated water.
被処理水中に含まれるスケール原因成分の濃度としては、例えば、逆浸透膜処理の濃縮水中のＣａ濃度が０．１ｍｇ／Ｌ＜［Ｃａ］＜５０ｇ／Ｌであり、ＰＯ４濃度が＜１０ｇ／Ｌ、またはＦ濃度が＜１０ｇ／Ｌであり、これらの範囲でほぼ一定である被処理水に好ましく適用することができる。あるいは、例えば、逆浸透膜処理の濃縮水中のシリカ濃度が［ＳｉＯ２］＜１０ｇ／Ｌであり、この範囲でほぼ一定である被処理水に好ましく適用することができる。なお、逆浸透膜処理の透過水の回収率は７０％とする。 As the concentration of the scale-causing component contained in the water to be treated, for example, the Ca concentration in the concentrated water of the reverse osmosis membrane treatment is 0.1 mg / L <[Ca] <50 g / L, and the PO 4 concentration is <10 g / L The L or F concentration is <10 g / L, and it can be preferably applied to water to be treated which is almost constant in these ranges. Or, for example, the silica concentration in the concentrated water of the reverse osmosis membrane treatment is [SiO 2 ] <10 g / L, and it can be preferably applied to water to be treated which is substantially constant in this range. Note that the recovery rate of the permeated water in the reverse osmosis membrane treatment is 70%.
本実施形態に係る供給管理方法および供給管理装置においては、まず、被処理水の電気伝導度が導電率計により測定される。水処理系が逆浸透膜処理の場合、図１の導電率計１８，２０により、被処理水と逆浸透膜の濃縮水のいずれか、または両方の電気伝導度が測定される。
In the supply management method and the supply management apparatus according to the present embodiment, first, the electrical conductivity of the water to be treated is measured by a conductivity meter. When the water treatment system is a reverse osmosis membrane treatment, the electrical conductivity of either or both of the water to be treated and the concentrated water of the reverse osmosis membrane is measured by the
ここで、実質的にスケール発生傾向に影響を及ぼすのは、濃縮水中の電気伝導度であるため、少なくとも濃縮水中の電気伝導度を測定することが好ましい。しかし、濃縮水中の電気伝導度を測定しなくても、被処理水中の電気伝導度と逆浸透膜処理の回収率とから、濃縮水中の電気伝導度を算出してもよい。 Here, since it is the electrical conductivity in the concentrated water that substantially affects the scale generation tendency, it is preferable to measure at least the electrical conductivity in the concentrated water. However, the electrical conductivity in the concentrated water may be calculated from the electrical conductivity in the treated water and the recovery rate of the reverse osmosis membrane treatment without measuring the electrical conductivity in the concentrated water.
導電率計１８，２０により測定された電気伝導度の測定値に応じたスケール防止剤の必要供給量は、制御装置１６が備えるプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）などによって決定され、制御装置１６によりスケール防止剤供給ポンプ１４の吐出流量が自動的に制御される。
The necessary supply amount of the scale inhibitor according to the measured value of the electrical conductivity measured by the
ここで、スケール防止剤の必要供給量について、例えばスケール防止剤としてアクリル酸／２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸の共重合体４３％品を半導体工場排水の回収系に用いた前述の試験データによれば、濃縮水の電気伝導度が７，０００μＳ／ｃｍ以上である場合は、スケール防止剤の供給は不要である。また、濃縮水の電気伝導度が５，０００μＳ／ｃｍ以上７，０００μＳ／ｃｍ未満である場合は、濃縮水中でスケール防止剤が３３ｍｇ／Ｌとなるような供給量に調整する。すなわち、被処理水に対してスケール防止剤が１０ｍｇ／Ｌとなるように供給する。電気伝導度が５，０００μＳ／ｃｍ未満である場合は、さらにスケール防止剤の供給量を２〜３倍に増加するというように、濃縮水中の電気伝導度に応じてスケール防止剤の供給量を調整することができる。 Here, with regard to the necessary supply of scale inhibitor, for example, the above-mentioned test using a 43% copolymer of acrylic acid / 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid as a scale inhibitor in a semiconductor factory wastewater recovery system According to the data, when the electric conductivity of the concentrated water is 7,000 μS / cm or more, it is not necessary to supply the scale inhibitor. Moreover, when the electrical conductivity of concentrated water is 5,000 μS / cm or more and less than 7,000 μS / cm, the supply amount is adjusted so that the scale inhibitor is 33 mg / L in the concentrated water. That is, it supplies so that a scale inhibitor may be 10 mg / L with respect to to-be-processed water. When the electrical conductivity is less than 5,000 μS / cm, the supply amount of the scale inhibitor is increased according to the electrical conductivity in the concentrated water so that the supply amount of the scale inhibitor is further increased 2 to 3 times. Can be adjusted.
上記供給量は一例であって、電気伝導度とスケール防止剤の必要供給量との関係は、被処理水の性状、スケール防止剤の種類などに応じて、適宜決定することができる。 The above supply amount is an example, and the relationship between the electrical conductivity and the necessary supply amount of the scale inhibitor can be appropriately determined according to the properties of the water to be treated, the type of the scale inhibitor, and the like.
図２に、スケール防止剤の濃度の調整方法の一例を示す。図２において、横軸は濃縮水の電気伝導度（μＳ／ｃｍ）、縦軸は濃縮水中のスケール防止剤の濃度（ｍｇ／Ｌ）を示す。従来の方法では、スケール防止剤の供給量は、被処理水中のカルシウム塩やマグネシウム塩、シリカなどのスケール成分の濃度やｐＨのみに応じて、経験的に、または実験的に決定され、定量供給されてきた。それに対して、本実施形態に係る供給管理方法では、測定した電気伝導度が高いほど、スケール防止剤の被処理水への供給量を低減するように調整する。例えば、スケール防止剤供給ポンプ１４の吐出流量は、電気伝導度に応じて比例制御（例えば、図３の供給例（１））としてもよいし、電気伝導度にしきい値を設定して、ポンプの吐出量を多段制御（例えば、図３の供給例（２））としてもよい。 FIG. 2 shows an example of a method for adjusting the concentration of the scale inhibitor. In FIG. 2, the horizontal axis represents the electrical conductivity (μS / cm) of the concentrated water, and the vertical axis represents the concentration of the scale inhibitor in the concentrated water (mg / L). In the conventional method, the supply amount of the scale inhibitor is determined empirically or experimentally according to only the concentration and pH of the scale components such as calcium salt, magnesium salt and silica in the water to be treated, and is supplied quantitatively. It has been. On the other hand, in the supply management method according to the present embodiment, the higher the measured electrical conductivity, the lower the supply amount of the scale inhibitor to the water to be treated. For example, the discharge flow rate of the scale inhibitor supply pump 14 may be proportionally controlled according to the electrical conductivity (for example, supply example (1) in FIG. 3), or a threshold value is set for the electrical conductivity, and the pump It is good also as multistage control (for example, supply example (2) of FIG. 3).
スケール防止剤供給ポンプ１４の吐出流量は、制御装置１６が備えるプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）などからの出力（アナログ出力、パルス出力など）や、インバータによる調整、タイマによる発停など任意の方法で自動調整することができる。 The discharge flow rate of the scale inhibitor supply pump 14 is automatically adjusted by an arbitrary method such as output from a programmable controller (PLC) provided in the control device 16 (analog output, pulse output, etc.), adjustment by an inverter, and start / stop by a timer. can do.
また、被処理水の水質変動（電気伝導度の変動）が小さい場合には、スケール防止剤供給ポンプ１４の吐出量をＰＬＣ制御しなくてもよいが、濃縮水中の電気伝導度が７，０００μＳ／ｃｍ以上のときはスケール防止剤を供給しないなど、電気伝導度に応じて従来よりもスケール防止剤の定量供給する量を少なく調整することが可能となる。 Moreover, when the water quality fluctuation | variation (electrical conductivity fluctuation | variation) of to-be-processed water is small, although the discharge amount of the scale inhibitor supply pump 14 does not need to carry out PLC control, the electrical conductivity in concentrated water is 7,000 microseconds. It is possible to adjust the amount of scale inhibitor to be supplied in a smaller amount than in the past, depending on the electrical conductivity, such as not supplying the scale inhibitor when it is more than / cm.
また、被処理水中のカルシウムなどのスケール原因成分の濃度変動が大きい場合には、図３に示すように、供給管理装置５が、スケール原因成分の濃度を測定するスケール原因成分濃度測定手段であるスケール原因成分濃度計２２，２４を備えてもよい。
In addition, when the concentration variation of the scale cause component such as calcium in the water to be treated is large, the
図３の水処理システム１において、被処理水配管２８のスケール防止剤配管３２との接続点の後流側には、導電率計１８およびスケール原因成分濃度計２２が設置されている。また、逆浸透膜処理装置１０の濃縮水側に、導電率計２０およびスケール原因成分濃度計２４が設置されている。制御装置１６は、スケール防止剤供給ポンプ１４、導電率計１８，２０、スケール原因成分濃度計２２，２４と電気的な結線などにより接続されている。
In the water treatment system 1 of FIG. 3, the
図３の供給管理装置５では、導電率計１８，２０による被処理水または濃縮水の電気伝導度、およびスケール原因成分濃度計２２，２４による被処理水または濃縮水のスケール原因成分の濃度に応じてスケール防止剤の被処理水への供給量を調整することができる。具体的には、測定したスケール原因成分の濃度がほぼ同じであり、測定した電気伝導度が高いほど、スケール防止剤の被処理水への供給量を低減するように調整する。スケール防止剤の供給量は、被処理水の性状、スケール防止剤の種類などに応じて、適宜決定することができる。
In the
本実施形態に係る供給管理方法および供給管理装置においては、まず、被処理水の電気伝導度が導電率計により測定され、被処理水中のスケール原因成分の濃度がスケール原因成分濃度計により測定される。水処理系が逆浸透膜処理の場合、図３の導電率計１８，２０により、被処理水と逆浸透膜の濃縮水のいずれか、または両方の電気伝導度が測定され、スケール原因成分濃度計２２，２４により、被処理水と逆浸透膜の濃縮水のいずれか、または両方のスケール原因成分濃度が測定される。
In the supply management method and the supply management apparatus according to the present embodiment, first, the electrical conductivity of the water to be treated is measured by a conductivity meter, and the concentration of the scale cause component in the treated water is measured by the scale cause component concentration meter. The When the water treatment system is reverse osmosis membrane treatment, the electrical conductivity of either or both of the water to be treated and the concentrated water of the reverse osmosis membrane is measured by the
ここで、実質的にスケール発生傾向に影響を及ぼすのは、濃縮水中の電気伝導度およびスケール原因成分濃度であるため、少なくとも濃縮水中の電気伝導度およびスケール原因成分濃度を測定することが好ましい。 Here, since it is the electrical conductivity and scale-causing component concentration in the concentrated water that substantially affect the scale generation tendency, it is preferable to measure at least the electrical conductivity and scale-causing component concentration in the concentrated water.
導電率計１８，２０により測定された電気伝導度の測定値、およびにスケール原因成分濃度計２２，２４により測定されたスケール原因成分濃度の測定値に応じたスケール防止剤の必要供給量は、制御装置１６が備えるプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）などによって決定され、制御装置１６によりスケール防止剤供給ポンプ１４の吐出流量が自動的に制御される。
The required supply amount of the scale inhibitor according to the measured value of the electrical conductivity measured by the
スケール原因成分濃度計２２，２４としては、カルシウム濃度計、マグネシウム濃度計、シリカ濃度計などを用いることができる。
As the scale cause
本実施形態において用いられるスケール防止剤としては、ホスホン酸およびその塩のうち少なくとも１つ、重合りん酸およびその塩のうち少なくとも１つ、ポリマレイン酸およびその塩のうち少なくとも１つ、（メタ）アクリル酸およびその塩のうち少なくとも１つで構成される重合体、（メタ）アクリル酸およびその塩のうち少なくとも１つと他の二重結合を有する単量体との共重合体；ヒドロキシエチリデンジホスホン酸、ヒドロキシエチリデンジホスホン酸塩、ホスホノブタントリカルボン酸およびホスホノブタントリカルボン酸塩よりなる群から選ばれる少なくとも１つ；トリポリリン酸、トリポリリン酸塩、ヘキサメタリン酸およびヘキサメタリン酸塩よりなる群から選ばれる少なくとも１つ；ポリ（メタ）アクリル酸およびその塩のうち少なくとも１つ、（メタ）アクリル酸およびその塩のうち少なくとも１つとヒドロキシエチル（メタ）アクリル酸およびその塩のうち少なくとも１つとの共重合体、ならびに、（メタ）アクリル酸およびその塩のうち少なくとも１つとヒドロキシアリロキシプロパンスルホン酸およびその塩のうち少なくとも１つとの共重合体よりなる群から選ばれる少なくとも１つ；などが挙げられる。 The scale inhibitor used in this embodiment includes at least one of phosphonic acid and its salt, at least one of polymerized phosphoric acid and its salt, at least one of polymaleic acid and its salt, (meth) acrylic A polymer comprising at least one of an acid and a salt thereof, a copolymer of at least one of (meth) acrylic acid and a salt thereof and a monomer having another double bond; hydroxyethylidene diphosphonic acid , At least one selected from the group consisting of hydroxyethylidene diphosphonate, phosphonobutane tricarboxylic acid and phosphonobutane tricarboxylate; at least selected from the group consisting of tripolyphosphate, tripolyphosphate, hexametaphosphate and hexametaphosphate One; poly (meth) acrylic acid and its A copolymer of at least one of (meth) acrylic acid and its salt with at least one of hydroxyethyl (meth) acrylic acid and its salt, and (meth) acrylic acid and its salt And at least one selected from the group consisting of a copolymer of at least one of them and at least one of hydroxyallyloxypropane sulfonic acid and a salt thereof.
逆浸透膜処理装置１０としては、逆浸透膜（ＲＯ膜、ＮＦ膜）などを用いる膜処理装置が挙げられるが、ＴＯＣの除去効果などの点から、ＲＯ膜を用いる逆浸透膜装置であることが好ましい。ＲＯ膜としては、酢酸セルロース膜（ＣＡ膜）、ポリアミド膜（ＰＡ膜）などを用いることができる。
Examples of the reverse osmosis
本実施形態において処理対象となる被処理水としては、カルシウム、マグネシウムおよびシリカのうち少なくとも１種、ならびにこれら以外の電解質を含有する水であればよく特に制限はないが、工場排水回収系、冷却水処理系、排水処理系、工業用水処理系、純水処理系などの各種水処理系全般における水が挙げられる。 The treated water to be treated in this embodiment is not particularly limited as long as it contains at least one of calcium, magnesium and silica and an electrolyte other than these. Examples include water in various water treatment systems such as water treatment systems, wastewater treatment systems, industrial water treatment systems, and pure water treatment systems.
本実施形態に係る供給管理方法および供給管理装置は、例えば、海水淡水化やかん水淡水化、排水回収系など塩類を含む被処理水を逆浸透膜処理する装置の濃縮水側において、スケールを防止するのに好適に利用される。特に、半導体および液晶表示装置製造工場の排水回収系のように、カルシウム塩やマグネシウム塩、シリカの濃度に対して電気伝導度の変動が大きい水系において、コスト削減効果が高い。 The supply management method and the supply management apparatus according to the present embodiment prevent scale on the concentrated water side of a device that performs reverse osmosis membrane treatment of water to be treated including salts, such as seawater desalination, brine desalination, and wastewater recovery systems. It is preferably used to do this. In particular, the cost reduction effect is high in an aqueous system in which variation in electrical conductivity is large with respect to the concentration of calcium salt, magnesium salt, and silica, such as a wastewater recovery system in a semiconductor and liquid crystal display manufacturing factory.
以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, although an example and a comparative example are given and the present invention is explained more concretely in detail, the present invention is not limited to the following examples.
（実施例１）
半導体工場から排出される排水に対してスケール防止剤の供給濃度を数パターンに分け、２４時間後の溶存Ｆイオン濃度を測定する実験を行った。この実験に使用した工場排水においては、不定期の樹脂再生工程などによる、酸（ＨＣｌ、Ｈ２ＳＯ４など）とアルカリ（ＮａＯＨなど）の使用量に応じて、電気伝導度が５００μＳ／ｃｍ〜１０，０００μＳ／ｃｍの間で大きく変動するという特徴があった。また、この排水中のスケール原因成分の濃度は、Ｃａ濃度が３０ｍｇ／Ｌ、ＰＯ４濃度が７０ｍｇ／Ｌ、Ｆ濃度が７ｍｇ／Ｌでほぼ一定であった。
Example 1
The supply concentration of the scale inhibitor was divided into several patterns for the wastewater discharged from the semiconductor factory, and an experiment was conducted to measure the dissolved F ion concentration after 24 hours. The factory wastewater used in this experiment has an electric conductivity of 500 μS / cm or more depending on the amount of acid (HCl, H 2 SO 4, etc.) and alkali (NaOH, etc.) used due to irregular resin regeneration processes. There was a characteristic that it fluctuated greatly between 10,000 μS / cm. In addition, the concentration of the scale-causing component in the waste water was almost constant at a Ca concentration of 30 mg / L, a PO 4 concentration of 70 mg / L, and an F concentration of 7 mg / L.
スケール防止剤として、アクリル酸／２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸の共重合体４３％品を用いて、以下の条件で実験を行った。被処理水サンプルを３００ｍＬ採取し、スケール防止剤を所定濃度添加、撹拌後、ＲＯ平膜試験機にて３．３倍濃縮し、濃縮水を一昼夜静置後に孔径０．１μｍのフィルタでろ過した。ろ過後のサンプルについてカルシウムイオン濃度とフッ素イオン濃度を測定し、実験前後のイオン回収率からスケール防止剤必要濃度を決定した。結果を図４に示す。 As a scale inhibitor, an acrylic acid / 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid copolymer 43% product was used for the experiment under the following conditions. 300 mL of a sample of water to be treated was collected, a scale inhibitor was added at a predetermined concentration, stirred, and concentrated 3.3 times with a RO flat membrane tester, and the concentrated water was allowed to stand overnight and filtered through a filter having a pore size of 0.1 μm. . The calcium ion concentration and the fluorine ion concentration were measured for the sample after filtration, and the necessary concentration of the scale inhibitor was determined from the ion recovery rate before and after the experiment. The results are shown in FIG.
図４からわかるように、被処理水中の電気伝導度が１，０００μＳ／ｃｍ以上、逆浸透膜処理の濃縮水中の電気伝導度が５，０００μＳ／ｃｍ以上の工場排水においては、被処理水中のカルシウムイオン濃度とフッ素イオン濃度は、フッ化カルシウムを析出するのに充分な濃度であったにもかかわらず、スケール分散剤供給量を通常の５０ｍｇ／Ｌよりも少なく抑えることができた。また、被処理水中の電気伝導度が２５００μＳ／ｃｍ以上、濃縮水中の電気伝導度が７０００μＳ／ｃｍ以上の場合には、スケール防止剤を全く加えない場合でも、スケールをほとんど析出しなかった。すなわち、実際にはスケール析出のリスクはカルシウム塩やマグネシウム塩、シリカなどの濃度だけによらず、共存イオンの存在による影響も大きいことがわかった。 As can be seen from FIG. 4, in the industrial wastewater having an electrical conductivity of 1,000 μS / cm or more in the treated water and an electrical conductivity in the concentrated water of the reverse osmosis membrane treatment of 5,000 μS / cm or more, Although the calcium ion concentration and the fluorine ion concentration were sufficient to precipitate calcium fluoride, the scale dispersant supply amount could be suppressed to less than the usual 50 mg / L. Further, when the electrical conductivity in the water to be treated was 2500 μS / cm or higher and the electrical conductivity in the concentrated water was 7000 μS / cm or higher, the scale hardly precipitated even when no scale inhibitor was added. In other words, it was found that the risk of scale precipitation is not only dependent on the concentration of calcium salt, magnesium salt, silica, etc., but also the presence of coexisting ions.
また、濃縮水の電気伝導度とフッ素イオン回収率との関係を図５に示す。これより、濃縮水の電気伝導度が７，０００μＳ／ｃｍ以上である場合は、スケール防止剤の供給は不要であり、濃縮水の電気伝導度が５，０００μＳ／ｃｍ以上７，０００μＳ／ｃｍ未満である場合は、濃縮水中でスケール防止剤が３３ｍｇ／Ｌとなるような供給量に調整すればよいことがわかった。 Moreover, the relationship between the electrical conductivity of concentrated water and a fluorine ion recovery rate is shown in FIG. Accordingly, when the electrical conductivity of the concentrated water is 7,000 μS / cm or more, it is not necessary to supply the scale inhibitor, and the electrical conductivity of the concentrated water is 5,000 μS / cm or more and less than 7,000 μS / cm. It was found that the amount of the scale inhibitor in the concentrated water should be adjusted to 33 mg / L.
このように、カルシウム、マグネシウムおよびシリカのうち少なくとも１種、ならびにこれら以外の電解質を含有する被処理水の電気伝導度を測定し、測定した電気伝導度に応じてスケール防止剤の被処理水への供給量を調整することにより、被処理水へのスケール防止剤の供給量を低減することができた。 Thus, the electrical conductivity of the water to be treated containing at least one of calcium, magnesium and silica and an electrolyte other than these is measured, and the water to be treated with the scale inhibitor is measured according to the measured electrical conductivity. It was possible to reduce the supply amount of the scale inhibitor to the water to be treated by adjusting the supply amount.
１ 水処理システム、３，５ 供給管理装置、１０ 逆浸透膜処理装置、１２ スケール防止剤貯槽、１４ スケール防止剤供給ポンプ、１６ 制御装置、１８，２０ 導電率計、２２，２４ スケール原因成分濃度計、２６ 被処理水供給ポンプ、２８ 被処理水配管、３０ 処理水配管、３２ スケール防止剤配管。 1 Water treatment system, 3, 5 Supply management device, 10 Reverse osmosis membrane treatment device, 12 Scale inhibitor storage tank, 14 Scale inhibitor supply pump, 16 Control device, 18, 20 Conductivity meter, 22, 24 Scale causal component concentration Total, 26 treated water supply pump, 28 treated water piping, 30 treated water piping, 32 scale inhibitor piping.
Claims (6)
前記被処理水は、カルシウム、マグネシウムおよびシリカのうち少なくとも１種、ならびにこれら以外の電解質を含有し、
前記被処理水の電気伝導度を測定し、前記測定した電気伝導度に応じてスケール防止剤の前記被処理水への供給量を調整することを特徴とするスケール防止剤の供給管理方法。 A scale inhibitor supply management method for managing supply of scale inhibitor to water to be treated in a water treatment system,
The treated water contains at least one of calcium, magnesium and silica, and an electrolyte other than these,
A scale inhibitor supply management method, wherein the electrical conductivity of the water to be treated is measured, and the supply amount of the scale inhibitor to the water to be treated is adjusted according to the measured electrical conductivity.
前記被処理水は、カルシウム、マグネシウムおよびシリカのうち少なくとも１種、ならびにこれら以外の電解質を含有し、
前記被処理水および前記逆浸透膜処理により生成する濃縮水のうち少なくとも１つの電気伝導度を測定し、前記測定した電気伝導度に応じてスケール防止剤の前記被処理水への供給量を調整することを特徴とするスケール防止剤の供給管理方法。 A scale inhibitor supply management method for managing supply of scale inhibitor to treated water in reverse osmosis membrane treatment,
The treated water contains at least one of calcium, magnesium and silica, and an electrolyte other than these,
Measure the electrical conductivity of at least one of the treated water and the concentrated water generated by the reverse osmosis membrane treatment, and adjust the supply amount of the scale inhibitor to the treated water according to the measured electrical conductivity A method for managing the supply of a scale inhibitor, comprising:
前記測定した電気伝導度が高いほど、前記スケール防止剤の前記被処理水への供給量を低減するように調整することを特徴とするスケール防止剤の供給管理方法。 It is the supply management method of the scale inhibitor of Claim 1 or 2,
The scale inhibitor supply management method is characterized in that the higher the measured electrical conductivity, the lower the supply amount of the scale inhibitor to the water to be treated.
前記測定した電気伝導度が１，０００μＳ／ｃｍ以上のときに、前記スケール防止剤の前記被処理水への供給量を低減するように調整することを特徴とするスケール防止剤の供給管理方法。 It is the supply management method of the scale inhibitor of Claim 3,
When the measured electrical conductivity is 1,000 μS / cm or more, the supply of the scale inhibitor is adjusted so as to reduce the supply amount of the scale inhibitor to the water to be treated.
前記被処理水が、電子産業工場排水の回収系における水であることを特徴とするスケール防止剤の供給管理方法。 It is the supply management method of the scale inhibitor of any one of Claims 1-4,
The scale treatment agent supply management method, wherein the water to be treated is water in an electronic industrial factory wastewater recovery system.
前記被処理水は、カルシウム、マグネシウムおよびシリカのうち少なくとも１種、ならびにこれら以外の電解質を含有し、
前記被処理水の電気伝導度を測定する電気伝導度測定手段と、
前記測定した電気伝導度に応じてスケール防止剤の前記被処理水への供給量を調整する供給量調整手段と、
を有することを特徴とするスケール防止剤の供給管理装置。 A scale management agent supply management device for managing the supply of scale inhibitor to water to be treated in a water treatment system,
The treated water contains at least one of calcium, magnesium and silica, and an electrolyte other than these,
Electrical conductivity measuring means for measuring electrical conductivity of the treated water;
A supply amount adjusting means for adjusting a supply amount of the scale inhibitor to the water to be treated according to the measured electrical conductivity;
A scale management agent supply management device comprising:
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