KR20170131389A

KR20170131389A - 역침투막 처리 시스템의 운전 방법 및 역침투막 처리 시스템

Info

Publication number: KR20170131389A
Application number: KR1020177024816A
Authority: KR
Inventors: 다에코 나카무라; 겐지 고와타; 요시히코 엔도
Original assignee: 쿠리타 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2015-03-31
Filing date: 2016-03-24
Publication date: 2017-11-29
Also published as: KR102314591B1; EP3279151A1; CN107428566A; IL254596B; SG11201707742XA; WO2016158633A1; US20180282186A1; EP3279151A4; AU2016240613B2; IL254596A0; US10730771B2; AU2016240613A1; CN107428566B

Abstract

RO 막 장치의 농축수로부터 에너지를 회수하는 에너지 회수 장치를 형성한 RO 막 처리 시스템에 있어서, RO 막 장치의 바이오파울링뿐만 아니라, 에너지 회수 장치에 있어서의 바이오파울링도 억제하여, 시스템 전체의 에너지 효율의 향상 및 안정 운전을 도모하기 위해서, 에너지 회수 장치에 도입되는 RO 막 장치의 농축수의 잔류 할로겐 농도가 전체 염소 환산 농도로 0.1 ∼ 10000 ㎎/ℓ 가 되도록, RO 급수에 결합 염소계 및 안정화 브롬계 중 적어도 어느 하나의 슬라임 컨트롤제를 첨가한다.

Description

역침투막 처리 시스템의 운전 방법 및 역침투막 처리 시스템{REVERSE OSMOSIS MEMBRANE TREATMENT SYSTEM OPERATION METHOD AND REVERSE OSMOSIS MEMBRANE TREATMENT SYSTEM}

본 발명은, 역침투막 장치와, 이 역침투막 장치의 농축수가 도입되는 에너지 회수 장치를 구비한 역침투막 처리 시스템의 운전 방법 및 역침투막 처리 시스템에 관한 것이다. 상세하게는, 본 발명은 역침투막 장치와 에너지 회수 장치에 있어서의 바이오파울링을 억제하여, 조수량 (造水量) 및 에너지 회수율의 향상과 안정 운전을 도모하는 역침투막 처리 시스템의 운전 방법 및 역침투막 처리 시스템에 관한 것이다.

해수를 담수화하는 시스템으로서, 해수를 역침투막 장치 (RO 막 장치) 에 통과시켜 탈염하는 해수 담수화 시스템이 알려져 있다. 해수 담수화 시스템에서는, 취수한 해수에 살균용의 하이포아염소산나트륨 (NaClO) 을 1 ∼ 3 ㎎-Cl₂/ℓ 정도 첨가한 후, 제진 처리하고, 이어서 철계 무기 응집제를 첨가하여 응집, 여과 처리하는 전처리를 실시한 후, 전처리수를 고압 펌프로 가압하여 RO 막 장치에 압송하고, RO 막 투과수를 염분이 제거된 담수로서 취출한다. 염분이 농축된 농축수는 배출한다. 고압 펌프의 입구측에서는, NaClO 에 의한 RO 막의 열화를 방지하기 위해서, 잔류 염소의 환원 제거와 간헐 살균 처리를 겸하여 중아황산나트륨 (NaHSO₃) 이 첨가되고, 또한, 스케일 방지 및 간헐 살균 처리용의 황산이 첨가된다 (비특허문헌 1).

해수 담수화 플랜트에 있어서의 전력비의 대부분은, 고압 펌프에 의한 가압에 소비된다. 따라서, 해수 담수화 플랜트에 있어서는, RO 막 장치로부터 배출되는 고압의 농축수로부터 에너지를 회수하기 위한 에너지 회수 장치가 형성되어 있다. 에너지 회수 장치에는, 농축수의 압력을 전력으로 변환하여 회수하는 것과, 농축수의 압력으로 전처리 해수를 승압하여 압력으로서 회수하는 것이 있다 (비특허문헌 1, 2).

RO 막의 바이오파울링의 방지를 위해 일반적으로 사용되고 있는 NaClO 등의 유리(遊離) 염소계 산화제는, RO 막을 산화 열화시킨다. 이러한 산화 열화의 문제를 방지한 것으로서, 최근, 클로로술파민산 등의 결합 염소계 슬라임 컨트롤제나 브로모술파민산 등의 안정화 브롬계 슬라임 컨트롤제가 제안되어 있다 (특허문헌 1, 2, 3).

NaClO 등의 유리 염소계 산화제를 사용하는 경우에는, RO 막의 산화 열화를 방지하기 위해서, 첨가한 유리 염소계 산화제 중의 잔류분을, RO 막 장치의 입구측에서 NaHSO₃ 등의 환원제로 환원 제거하는 것이 실시되고 있다.

결합 염소계 슬라임 컨트롤제나 안정화 브롬계 슬라임 컨트롤제는, RO 막 열화의 문제가 없기 때문에, RO 막 장치의 입구측에서 약간의 잔류 염소가 검출되도록 첨가되어 있다. 예를 들어 특허문헌 1 에서는 결합 염소계 슬라임 컨트롤제인 클로로술파민산염계 산화제를, RO 막 장치에 도입되는 물 (이하, RO 막 장치에 도입되는 RO 막 장치의 피처리수를 「RO 급수 (給水)」라고 부른다) 중의 농도가 0.1 ∼ 1000 ㎎/ℓ, 특히 1 ∼ 200 ㎎/ℓ 가 되도록 첨가하는 것이 바람직하다고 되어 있다. 특허문헌 2 에서는, RO 급수의 전체 염소 농도가 1 ∼ 5 ㎎/ℓ, 바람직하게는 1 ∼ 3 ㎎/ℓ, 유리 염소 농도가 0.1 ㎎/ℓ 이하, 바람직하게는 0.05 ㎎/ℓ 이하가 되도록 결합 염소제를 첨가한다고 되어 있다. 특허문헌 3 에서는, 분리막에 접촉하는 유효 할로겐 농도는 유효 염소 농도 환산으로 0.01 ∼ 100 ㎎/ℓ 인 것이 바람직하며, 0.01 ㎎/ℓ 미만이면, 충분한 슬라임 억제 효과를 얻을 수 없는 경우가 있고, 100 ㎎/ℓ 보다 많으면, 분리막의 열화, 배관 등의 부식을 야기할 가능성이 있다고 기재되어 있다.

RO 막 장치의 농축수로부터 에너지를 회수하는 에너지 회수 장치를 구비한 RO 막 처리 시스템에 있어서, NaClO 등의 유리 염소계 산화제를 첨가한 후, RO 막 장치의 입구측에서 NaHSO₃ 등의 환원제로 잔류 염소를 환원 제거하고 있는 경우, 이 RO 막 장치보다 후단에서는 살균에 유효한 잔류 염소가 존재하지 않기 때문에, RO 막 장치 및 에너지 회수 장치에서의 바이오파울링이 문제가 된다.

결합 염소계 슬라임 컨트롤제나 안정화 브롬계 슬라임 컨트롤제를 사용한 경우에는, RO 막 장치의 입구측에서 잔류 할로겐을 제거할 필요는 없어, 결합 염소계 슬라임 컨트롤제나 안정화 브롬계 슬라임 컨트롤제 유래의 잔류 할로겐이 존재하는 RO 급수가 RO 막 장치에 도입되기 때문에, RO 막 장치에서의 바이오파울링은 방지되지만, RO 막 장치의 농축수가 도입되는 에너지 회수 장치에 있어서의 바이오파울링이 문제가 된다.

즉, RO 급수에 첨가된 슬라임 컨트롤제는, 이론적으로는, RO 막 장치에서 농축되어, RO 막 장치의 수 (水) 회수율에 따라서 농축수 중 농도가 높아지는 한편, 첨가된 결합 염소계 슬라임 컨트롤제나 안정화 브롬계 슬라임 컨트롤제는, RO 막면에 부착된 유기물이나, 급수 중의 유기물, 급수 배관 및 농축수 배관 내에 부착된 유기물, 급수 중에 잔류한 NaHSO₃ 등의 환원제에 의해서, RO 막 장치의 원수측에서부터 농축수 배관을 거쳐 에너지 회수 장치에 도입되기까지의 사이에 분해된다. 그 때문에, RO 급수 중에 결합 염소계 슬라임 컨트롤제나 안정화 브롬계 슬라임 컨트롤제 유래의 잔류 할로겐 농도가 검출되더라도, 에너지 회수 장치에 도입되는 농축수에는 잔류 할로겐 농도가 검출되지 않아, 슬라임 컨트롤 효과가 얻어지지 않는 경우가 있고, 이 경우에는, 에너지 회수 장치에서의 바이오파울링이 문제가 된다.

에너지 회수 장치에서 바이오파울링이 일어나면, 에너지 회수 장치의 농축수 유입부가 막혀 에너지 회수율이 저하되고, 나아가서는, 이 막힘을 해소하기 위한 메인터넌스를 위해 빈번하게 에너지 회수 장치의 운전을 정지할 필요가 발생한다.

일본 공개특허공보 2010-201313호 국제 공개 공보 WO2011/125764호 일본 공개특허공보 2015-62889호

조수 기술 핸드북 2004 (2004년 11월 25일 발행, 재단법인 조수 촉진 센터) 408 페이지 ∼ 414 페이지 조수 기술 - 수처리의 모든 것 - (1983년 5월 10일 발행, 재단법인 조수 촉진 센터)

본 발명은, RO 막 장치의 농축수로부터 에너지를 회수하는 에너지 회수 장치를 형성한 RO 막 처리 시스템에 있어서, RO 막 장치의 바이오파울링뿐만 아니라, 에너지 회수 장치에 있어서의 바이오파울링도 억제하여, 시스템 전체의 에너지 효율의 향상 및 안정 운전을 도모하는 RO 막 처리 시스템의 운전 방법 및 RO 막 처리 시스템을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명자는, 에너지 회수 장치에 도입되는 농축수의 잔류 할로겐 농도가, 전체 염소 환산 농도로 소정 농도가 되도록 RO 급수에 결합 염소계 및 안정화 브롬계 중 적어도 어느 하나의 슬라임 컨트롤제 (이하 「안정화 할로겐계 슬라임 컨트롤제」로 기재하는 경우가 있음) 를 첨가함으로써, RO 막 장치 및 에너지 회수 장치의 바이오파울링을 함께 억제할 수 있는 것을 알아내었다.

본 발명은 이하를 요지로 한다.

[1] 역침투막 장치와, 그 역침투막 장치의 농축수가 도입되는 에너지 회수 장치를 구비한 역침투막 처리 시스템의 운전 방법에 있어서, 상기 역침투막 장치의 피처리수에, 상기 에너지 회수 장치에 도입되는 상기 농축수의 잔류 할로겐 농도가 전체 염소 환산 농도로 0.1 ∼ 10000 ㎎/ℓ 가 되도록, 결합 염소계 및 안정화 브롬계 중 적어도 어느 하나의 슬라임 컨트롤제를 첨가하는 것을 특징으로 하는 역침투막 처리 시스템의 운전 방법.

[2] [1] 에 있어서, 상기 슬라임 컨트롤제가 클로로술파민산염계 및 브로모술파민산염계 중 적어도 어느 하나의 슬라임 컨트롤제인 것을 특징으로 하는 역침투막 처리 시스템의 운전 방법.

[3] [1] 또는 [2] 에 있어서, 상기 역침투막 처리 시스템이 해수의 담수화를 위한 역침투막 처리 시스템인 것을 특징으로 하는 역침투막 처리 시스템의 운전 방법.

[4] 역침투막 장치와, 그 역침투막 장치의 농축수가 도입되는 에너지 회수 장치를 구비한 역침투막 처리 시스템에 있어서, 상기 역침투막 장치의 피처리수에 결합 염소계 및 안정화 브롬계 중 적어도 어느 하나의 슬라임 컨트롤제를 첨가하는 약품 주입 수단과, 상기 에너지 회수 장치에 도입되는 농축수의 잔류 할로겐 농도를 측정하는 잔류 할로겐 농도 측정 수단과, 그 잔류 할로겐 농도 측정 수단의 측정치에 기초하여, 상기 약품 주입 수단에 있어서의 슬라임 컨트롤제의 첨가량을 제어하는 제어 수단을 형성한 것을 특징으로 하는 역침투막 처리 시스템.

[5] [4] 에 있어서, 상기 슬라임 컨트롤제가 클로로술파민산염계 및 브로모술파민산계 중 적어도 어느 하나의 슬라임 컨트롤제이고, 상기 잔류 할로겐 농도 측정 수단에 의해 측정되는 잔류 할로겐 농도가 전체 염소 환산 농도로 0.1 ∼ 10000 ㎎/ℓ 가 되도록, 상기 제어 수단에 의해, 상기 약품 주입 수단에 있어서의 슬라임 컨트롤제의 첨가량이 제어되는 것을 특징으로 하는 역침투막 처리 시스템.

[6] [4] 또는 [5] 에 있어서, 해수의 담수화를 위한 역침투막 처리 시스템인 것을 특징으로 하는 역침투막 처리 시스템.

본 발명에서는, 결합 염소계 및 안정화 브롬계 중 적어도 어느 하나의 슬라임 컨트롤제를 사용하기 때문에, RO 막 장치에 있어서는, RO 막의 열화를 방지하여 양호한 슬라임 컨트롤 효과를 얻을 수 있고, RO 막 장치의 바이오파울링을 억제하여, RO 막 장치에 있어서의 운전 효율의 향상으로 조수량을 높게 유지할 수 있다.

본 발명에서는, 슬라임 컨트롤제의 첨가량을 에너지 회수 장치에 도입되는 RO 막 장치의 농축수 중의 잔류 할로겐 농도에 기초하여 제어하고, 이 잔류 할로겐 농도가 소정 범위가 되도록 슬라임 컨트롤제를 RO 급수에 첨가하기 때문에, 에너지 회수 장치에 있어서도 양호한 슬라임 컨트롤 효과를 얻을 수 있다.

이 때문에, 에너지 회수 장치에서의 바이오파울링을 억제하여, 에너지 회수율의 향상을 꾀할 수 있고, 또한, 메인터넌스를 위한 운전 정지 빈도를 저감하여 장기간에 걸쳐 안정 운전을 계속할 수 있게 된다.

본 발명에 의하면, RO 막 장치 및 에너지 회수 장치의 시스템 전체의 에너지 효율을 대폭 향상시키는 것이 가능해진다.

도 1 은 본 발명의 역침투막 처리 시스템의 실시형태의 일례를 나타내는 계통도이다.
도 2 는 실험예 I 에서 사용한 시험 장치를 나타내는 계통도이다.

이하에 본 발명의 실시형태를 상세히 설명한다.

본 발명에 있어서의 유리 염소, 결합 염소 및 전체 염소는, JIS K 0400-33-10 : 1999 에 개시되어 있고, N,N-디에틸-1,4-페닐렌디아민을 사용하는 DPD 법에 의해 Cl₂ 의 농도로서 측정된다. 유리 염소는 하이포아염소산, 하이포아염소산이온 또는 용존 염소의 형태로 존재하는 염소이다. 결합 염소는 클로로아민 및 유기 클로로아민의 형태로 존재하는 염소이다. 전체 염소는 유리 염소, 결합 염소 또는 양자의 형태로 존재하는 염소이다.

유리 염소제는 상기 유리 염소를 생성하는 약제로, 활성 유리 염소제로서 원소상 염소, 하이포아염소산, 잠재 유리 염소제로서 하이포아염소산염이 있다. 보다 구체적으로는, 염소 가스, 하이포아염소산 또는 그 염, 아염소산 또는 그 염, 염소산 또는 그 염, 과염소산 또는 그 염, 염소화 이소시아누르산 또는 그 염 등을 들 수 있다. 염으로는, 나트륨, 칼륨 등의 알칼리 금속염, 바륨 등의 알칼리 토금속염, 니켈 등의 다른 금속염, 암모늄염 등을 들 수 있다.

결합 염소제는 상기 결합 염소를 생성하는 약제인데, 클로로아민은, 1, 2 또는 3 개의 수소 원자를 염소 원자로 치환한 암모니아의 염소 유도체 (모노클로로아민 (NH₂Cl), 디클로로아민 (NHCl₂), 삼염화질소 (NCl₃)) 및 동 규격의 측정 방법으로 정량되는 모든 유기 질소 화합물의 염소 유도체로 되어 있으며, 술파민산의 염소 유도체도 포함된다.

본 발명에서 사용하는 결합 염소계 슬라임 컨트롤제는, 암모니아 또는 그 화합물, 멜라민, 우레아, 아세트아미드, 술파마이드, 시클로라민산, 술파민산, 톨루엔술폰아미드, 숙신산이미드, 프탈산이미드, 이소시아누르산, N-클로로톨루엔술폰아미드, 요산, 사카린 또는 이들의 염 등의 질소 화합물에, 상기 유리 염소가 결합한 것이다.

결합 염소계 슬라임 컨트롤제로는, 클로라민, 유리 염소제와 술파민산 화합물로 이루어지는 결합 염소제, 클로라민 T (N-클로로-4-메틸벤젠술폰아미드의 나트륨염), 클로라민 B (N-클로로-벤젠술폰아미드의 나트륨염), N-클로로-파라니트로벤젠술폰아미드의 나트륨염, 트리클로로멜라민, 모노- 또는 디-클로로멜라민의 나트륨염 또는 칼륨염, 트리클로로-이소시아누레이트, 모노- 또는 디-클로로이소시아누르산의 나트륨염 또는 칼륨염, 모노- 또는 디-클로로술파민산의 나트륨염 또는 칼륨염, 모노클로로히단토인 혹은 1,3-디클로로히단토인 또는 그 5,5-알킬 유도체 등을 들 수 있다.

이들 중에서는, 유리 염소제와 술파민산 화합물의 병용, 또는 유리 염소제와 술파민산 화합물로 이루어지는 결합 염소제 (이하, 이러한 것을 「클로로술파민산염계 슬라임 컨트롤제」라고 부르는 경우가 있다) 가 바람직하다.

이하에, 이 클로로술파민산염계 슬라임 컨트롤제 (술파민산 화합물을 함유하는 결합 염소계 산화제) 에 관해서 설명한다.

본 발명에 있어서, 결합 염소계 슬라임 컨트롤제로서 바람직하게 사용되는 클로로술파민산염계 슬라임 컨트롤제란, 유리 염소제와 술파민산 화합물, 또는 유리 염소제와 술파민산 화합물로 이루어지는 결합 염소제를 함유하는 것이다.

RO 급수에 유리 염소제와 술파민산 화합물을 첨가함으로써, 수중에 안정적인 결합 염소제인 클로로술파민산염이 형성되고, 이 결합 염소제에 의해, 안정된 유리 염소 농도를 유지함으로써, RO 막의 열화를 야기하지 않고, 슬라임 컨트롤을 실시하는 것이 가능해진다. 즉, 술파민산 화합물을 사용함으로써, 클로라민 (모노클로라민, 디클로라민, 트리클로라민, 클로라민 T 등) 과 비교하여, pH 에 대하여 안정화된 산화제로 할 수 있다. 또한, 결합 염소가 주 성분이기 때문에, 막 열화를 최소한으로 억제할 수 있다.

본 발명에서 사용하는 유리 염소제에 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 염소 가스, 이산화염소, 하이포아염소산 또는 그 염, 아염소산 또는 그 염, 염소산 또는 그 염, 과염소산 또는 그 염, 염소화이소시아누르산 또는 그 염 등을 들 수 있다. 이들 중, 염형인 것의 구체예로는, 하이포아염소산나트륨, 하이포아염소산칼륨 등의 하이포아염소산 알칼리 금속염, 하이포아염소산칼슘, 하이포아염소산바륨 등의 하이포아염소산 알칼리 토금속염, 아염소산나트륨, 아염소산칼륨 등의 아염소산 알칼리 금속염, 아염소산바륨 등의 아염소산 알칼리 토금속염, 아염소산니켈 등의 그 밖의 아염소산금속염, 염소산암모늄, 염소산나트륨, 염소산칼륨 등의 염소산 알칼리 금속염, 염소산칼슘, 염소산바륨 등의 염소산 알칼리 토금속염 등을 들 수 있다. 이들 염소계 산화제는, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 이들 중에서, 하이포아염소산염은 취급이 용이하여, 바람직하게 사용할 수 있다.

본 발명에서 사용하는 술파민산 화합물로는, 하기 일반식 [I] 로 나타내는 화합물 또는 그 염을 들 수 있다.

[화학식 1]

일반식 [I] 에 있어서, R¹ 및 R² 는 각각 독립적으로, 수소 또는 탄소수 1 ∼ 8 의 탄화수소기이다.

술파민산 화합물로는, 예를 들어, R¹ 과 R² 가 함께 수소 원자인 술파민산 외에, N-메틸술파민산, N,N-디메틸술파민산, N-페닐술파민산 등을 들 수 있다.

술파민산 화합물의 염으로는, 예를 들어, 나트륨염, 칼륨염 등의 알칼리 금속염, 칼슘염, 스트론튬염, 바륨염 등의 알칼리 토금속염, 망간염, 구리염, 아연염, 철염, 코발트염, 니켈염 등의 다른 금속염, 암모늄염 및 구아니딘염 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 술파민산나트륨, 술파민산칼륨, 술파민산칼슘, 술파민산스트론튬, 술파민산바륨, 술파민산철, 술파민산아연 등을 들 수 있다.

술파민산 및 이들 술파민산염은 1 종을 단독으로 사용할 수도 있고, 2 종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다.

하이포아염소산염 등의 유리 염소제와 술파민산염 등의 술파민산 화합물을 혼합하면, 이들이 결합하여 클로로술파민산염을 형성하여 안정화되어, 클로라민과 같은 pH 에 의한 해리성의 차이, 그것으로 인한 유리 염소 농도의 변동을 일으키지 않고, 수중에서 안정된 유리 염소 농도를 유지하는 것이 가능해진다.

본 발명에 있어서, 유리 염소제와 술파민산 화합물의 사용 비율은 특별히 제한은 없지만, 유리 염소제의 유효 염소 1 몰 당 술파민산 화합물을 0.5 ∼ 5.0 몰로 하는 것이 바람직하고, 0.5 ∼ 2.0 몰로 하는 것이 보다 바람직하다.

클로로술파민산염계 슬라임 컨트롤제는, 유리 염소제와 술파민산 화합물을 함유하는 수용액으로서 바람직하게 사용되지만, 조금도 이 혼합 수용액의 형태에 한정되지 않는다. 유리 염소제와 술파민산 화합물은 따로따로 제공되는 것이어도 된다.

클로로술파민산염계 슬라임 컨트롤제는, 그 효과를 손상시키지 않는 범위에 있어서, 유리 염소제 및 술파민산 화합물 이외의 다른 성분을 함유하고 있어도 된다. 다른 성분으로는, 알칼리제, 아졸류, 아니온성 폴리머, 포스폰산류 등을 들 수 있다.

알칼리제는, 클로로술파민산염계 슬라임 컨트롤제 중의 유리 염소제를 안정화시키기 위해서 사용되며, 통상, 수산화나트륨, 수산화칼륨 등이 사용된다.

아졸류는, 헤테로 원자를 2 개 이상 함유하는 5 원자 고리를 갖는 방향족 화합물이다. 본 발명에서 사용하는 아졸류로는, 예를 들어, 이미다졸, 피라졸, 옥사졸, 티아졸, 트리아졸, 테트라졸 등의 단고리형 아졸계 화합물, 벤조이미다졸, 벤조옥사졸, 벤조이속사졸, 벤조티아졸, 메르캅토벤조이미다졸, 메르캅토메틸벤조이미다졸, 메르캅토벤조티아졸, 벤조트리아졸, 톨릴트리아졸, 인다졸, 퓨린, 이미다조티아졸, 피라졸로옥사졸 등의 축합 다고리형 아졸계 화합물 등을 들 수 있다. 아졸계 화합물 중에서 염을 형성하는 화합물에 있어서는 그들의 염 등을 들 수 있다. 이들 아졸계 화합물은 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.

아니온성 폴리머로는, 중량 평균 분자량이 500 ∼ 50,000 인 것이 바람직하고, 1,000 ∼ 30,000 인 것이 보다 바람직하고, 1,500 ∼ 20,000 인 것이 더욱 바람직하다.

아니온성 폴리머를 구성하는 모노머로는, 예를 들어, 아크릴산, 메타크릴산, 말레산 및 이들 불포화 카르복실산의 염, 예를 들어, 나트륨염이나 칼륨염 등의 알칼리 금속염, 칼슘염이나 마그네슘염 등의 알칼리 토금속염, 나아가서는 무수 말레산 등의 불포화 카르복실산의 무수물 등을 들 수 있다. 이들 모노머는 단독으로 중합할 수 있고, 또한 2 종 이상을 공중합할 수도 있다. 또는, 그 모노머 1 종 이상과 그 밖의 공중합 가능한 모노머 1 종 이상을 공중합시킬 수도 있다. 다른 공중합 가능한 모노머로는, 예를 들어, 불포화 알코올, 불포화 카르복실산에스테르, 알켄, 술폰산기를 갖는 모노머 등을 들 수 있다. 불포화 알코올로는, 예를 들어, 알릴알코올, 메탈릴알코올 등을 들 수 있다. 불포화 카르복실산에스테르로는, 예를 들어, 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산하이드록시에틸, 메타크릴산하이드록시에틸 등을 들 수 있다. 알켄으로는, 예를 들어, 이소부틸렌, n-부틸렌, 디이소부틸렌, 펜텐 등을 들 수 있다. 술폰산기를 갖는 모노머로는, 예를 들어, 비닐술폰산, 2-하이드록시-3-알릴옥시-1-프로판술폰산, 이소프렌술폰산, 스티렌술폰산 등을 들 수 있다.

본 발명에 사용할 수 있는 아니온성 폴리머의 예로는, 폴리말레산, 폴리아크릴산, 아크릴산과 2-하이드록시-3-알릴옥시프로판술폰산의 공중합물, 아크릴산과 2-아크릴아미드-2-메틸프로판술폰산의 공중합물, 아크릴산과 이소프렌술폰산의 공중합물, 아크릴산과 메타크릴산2-하이드록시에틸의 공중합물, 아크릴산과 메타크릴산2-하이드록시에틸과 이소프로필렌술폰산의 공중합물, 말레산과 펜텐의 공중합물, 상기 아니온성 폴리머의 알칼리 금속염 및 상기 아니온성 폴리머의 알칼리 토금속염 등을 들 수 있다.

포스폰산류로는, 예를 들어, 1-하이드록시에틸리덴-1,1-디포스폰산, 2-포스포노부탄-1,2,4-트리카르복실산, 하이드록시포스포노아세트산, 니트릴로트리메틸렌포스폰산, 에틸렌디아민-N,N,N',N'-테트라메틸렌포스폰산 또는 상기 포스폰산의 염 등을 들 수 있다. 본 발명에 있어서, 포스폰산류는 유리의 산으로서 사용해도 되고, 염으로서 사용해도 된다. 포스폰산의 염으로는, 예를 들어, 리튬염, 나트륨염, 칼륨염 등의 알칼리 금속염, 마그네슘염, 칼슘염 등의 알칼리 토금속염 등을 들 수 있다. 포스폰산의 염은, 산의 특성 성분인 수소 원자가 완전히 치환된 정염 (正鹽) 이어도 되고, 산 성분의 수소 원자의 일부가 잔류되어 있는 산성염이어도 된다. 이들 포스폰산 및 그 염은 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.

이러한 다른 성분들을 함유하는 경우, 클로로술파민산염계 슬라임 컨트롤제의 제형에 특별히 제한은 없으며, 예를 들어, 유리 염소제 및 술파민산 화합물과, 아졸류, 아니온성 폴리머, 포스폰산류 중 어느 1 종 이상으로 이루어지는 1 액형 약제여도 되고, 각 성분을 2 액으로 나눈 2 액형 약제로 할 수도 있다. 2 액형 약제로는, 예를 들어, 유리 염소제와 술파민산 화합물을 함유하는 A 액과, 그 밖의 성분 B 액으로 이루어지는 2 액형 약제 등을 들 수 있다.

1 액형 약제로 하는 경우에는, 유리 염소제의 안정성을 유지하기 위해서, 수산화나트륨, 수산화칼륨 등의 알칼리를 첨가하여 pH 12 이상으로 조정하는 것이 바람직하고, pH 13 이상, 예를 들어 pH 13 ∼ 14 로 조정하는 것이 보다 바람직하다. 2 액형 약제로 하는 경우에는, 마찬가지로 유리 염소제를 함유하는 제를 pH 12 이상으로 조정하는 것이 바람직하고, pH 13 이상, 예를 들어 pH 13 ∼ 14 로 조정하는 것이 보다 바람직하다.

본 발명에서 사용하는 클로로술파민산염계 슬라임 컨트롤제는 예를 들어, 다음과 같은 배합으로 할 수 있다.

(A) 유효 염소 농도 1 ∼ 8 중량％, 바람직하게는 3 ∼ 6 중량％ 의 유리 염소제와, 1.5 ∼ 9 중량％, 바람직하게는 4.5 ∼ 8 중량％ 의 술파민산 화합물을 함유하는, pH ≥ 12 의 수용액

(B) 상기 (A) 에, 추가로 0.05 ∼ 3.0 중량％ 의 아졸류, 1.5 ∼ 3.0 중량％ 의 아니온성 폴리머, 0.5 ∼ 4.0 중량％ 의 포스폰산류의 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는, pH ≥ 12 의 수용액

상기 (A), (B) 에 있어서, pH 는 알칼리제의 첨가에 의해 조정된다.

안정화 브롬계 슬라임 컨트롤제에 관해서 설명한다.

본 발명에서 사용하는 안정화 브롬계 슬라임 컨트롤제는, 암모니아 또는 그 화합물, 멜라민, 우레아, 아세트아미드, 술파마이드, 시클로라민산, 술파민산, 톨루엔술폰아미드, 숙신산이미드, 프탈산이미드, 이소시아누르산, N-클로로톨루엔술폰아미드, 요산, 사카린 또는 이들의 염 등의 질소 화합물과, 브롬계 산화제와의 반응에 의해서 생성되는 화합물이다.

브롬계 산화제로는, 브롬 (액체 브롬), 염화 브롬, 하이포아브롬산, 브롬산, 브롬산염 등의 화합물이나 브롬계 화합물과 유리 염소제와의 반응물을 들 수 있다.

브롬계 화합물로는, 브롬화나트륨, 브롬화칼륨, 브롬화리튬 및 브롬화수소산 등을 사용할 수 있다. 유리 염소제로는, 결합 염소계 슬라임 컨트롤제의 항에서 사용한 것과 동일한 유리 염소제를 사용할 수 있다.

본 발명에서 사용하는 안정화 브롬계 슬라임 컨트롤제로는, 브롬계 산화제와 술파민산 또는 술파민산염과의 반응에 의해서 생성되는 브로모술파민산 또는 브로모술파민산염을 바람직하게 사용할 수 있다. 본 발명에서 사용하는 안정화 브롬계 슬라임 컨트롤제로는, 오르가노(주) 제조의 「오르퍼젼 E266 시리즈」, Nalco 사 제조의 「스타브렉스」 등을 사용할 수 있다.

본 발명에서 사용하는 결합 염소계 슬라임 컨트롤제 및 안정화 브롬계 슬라임 컨트롤제의 유효 성분 (슬라임 컨트롤제로서 효과를 발휘하는 성분) 은 잔류 할로겐 환산 농도로서 DPD 법에 의해 전체 염소 환산 농도로서 검출ㆍ측정할 수 있다. 본 발명에서 사용하는 결합 염소계 슬라임 컨트롤제 및 안정화 브롬계 슬라임 컨트롤제는, 그 성분으로서 산화력이 강한 성분 (유리 염소나 유리 브롬 등의 유리 할로겐) 을 소량이기는 하지만 함유하는 경우가 있다. 이러한 산화력이 강한 성분은, DPD 법에 의해 유리 염소 환산 농도로서 검출ㆍ측정할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 전술한 바와 같은 클로로술파민산염계 슬라임 컨트롤제나 브로모술파민산염계 슬라임 컨트롤제 등의 안정화 할로겐계 슬라임 컨트롤제를, 에너지 회수 장치에 도입되는 RO 막 장치의 농축수 (이하 「에너지 회수 장치의 입구 농축수」라고 부르는 경우가 있다) 의 잔류 할로겐 (여기서, 할로겐이란, 염소 및/또는 브롬이다) 농도가, 전체 염소 환산 농도로 0.1 ∼ 10000 ㎎/ℓ, 바람직하게는 0.1 ∼ 100 ㎎/ℓ 가 되도록, RO 급수에 첨가한다.

에너지 회수 장치의 입구 농축수의 잔류 할로겐 농도가 상기 하한보다 낮으면, 에너지 회수 장치에서의 바이오파울링 억제 효과를 충분히 얻을 수 없다. 에너지 회수 장치의 입구 농축수의 잔류 할로겐 농도가 상기 상한보다 높으면, 투과수의 수질에 영향을 미칠 가능성이 있고, 또한, 약제 비용도 높아져, 바람직하지 않다.

안정화 할로겐계 슬라임 컨트롤제는 연속적으로 첨가해도 되고, 간헐적으로 첨가해도 된다. 간헐적으로 첨가하는 경우, 간헐 첨가 조건에는 특별히 제한은 없지만, 0.5 ∼ 14 일에 1 회의 빈도로 1 ∼ 12 시간 정도 첨가하는 것이 바람직하다.

안정화 할로겐계 슬라임 컨트롤제는, 전처리되는 물에 첨가되어도 되고, RO 막 장치의 입구측에서 첨가되어도 된다. 바람직하게는 RO 막 장치의 입구측, 특히 고압 펌프의 입구측에서 첨가된다.

RO 막 장치에 도입되는 RO 급수의 유리 할로겐 농도는, RO 막의 열화 방지의 관점에서, JIS K 0400-33-10 : 1999 등에 의해서 규정되는 DPD 법으로 0.05 ㎎/ℓ미만 (유리 염소 환산 농도) 인 것이 바람직하다. 또한, 바이오파울링을 방지하는 점에서, 에너지 회수 장치의 입구 농축수의 잔류 할로겐 농도를 상기 범위로 한 뒤에, RO 막 장치에 도입되는 RO 급수의 잔류 할로겐 농도는, 전체 염소 환산 농도로 0.1 ∼ 5000 ㎎/ℓ 로 하는 것이 바람직하다.

도 1 은, 본 발명의 실시에 바람직한 RO 막 처리 시스템의 일례를 개략적으로 나타내는 계통도로, 도 1 중, 1 은 저수조, 2 는 여과기, 3 은 RO 막 장치, 4 는 에너지 회수 장치, 5 는 잔류 할로겐 농도계, 6 은 안정화 할로겐 슬라임 컨트롤제의 약품 주입 펌프, 7 은 안정화 할로겐계 슬라임 컨트롤제 저장조, 8 은 약품 주입 제어 장치이고, P 는 고압 펌프이다.

도 1 의 RO 막 처리 시스템에서는, 저수조 (1) 에 있어서 NaClO 가 첨가된 물은, 배관 (11) 으로부터 여과기 (2) 에 도입되어, 여과기 (2) 에서 여과된 후, 배관 (12) 을 거쳐 고압 펌프 (P) 에 의해 RO 막 장치 (3) 로 압송되는 과정에서, NaHSO₃ 가 첨가되어 잔류 염소가 분해 제거되고, 그 후, 클로로술파민산염계 슬라임 컨트롤제나 브로모술파민산염계 슬라임 컨트롤제 등의 안정화 할로겐 슬라임 컨트롤제가 첨가된 후, RO 막 장치 (3) 에 도입된다. 안정화 할로겐 슬라임 컨트롤제는, 안정화 할로겐 슬라임 컨트롤제 저장조 (7) 로부터 약품 주입 펌프 (6) 에 의해, 배관 (18) 을 거쳐 배관 (12) 의 고압 펌프 (P) 의 입구측에 첨가된다.

RO 막 장치 (3) 의 투과수는 배관 (13) 으로부터 처리수로서 취출되고, 농축수는, 배관 (14) 으로부터 에너지 회수 장치 (4) 에 도입된다. 에너지 회수 장치 (4) 에서 에너지가 회수된 농축수는, 배관 (15) 으로부터 계외로 배출된다. 도 1 에 나타내는 에너지 회수 장치는, 농축수의 에너지를 압력으로서 회수하는 것이다. 에너지 회수 장치 (4) 에는 전처리수의 일부가 배관 (16) 으로부터 도입되고, 농축수에 의해 승압된 후, 승압수가 배관 (17) 을 거쳐 배관 (12) 의 NaHSO₃ 첨가 지점보다 상승측으로 되돌아간다.

배관 (14) 에는, 에너지 회수 장치의 입구 농축수의 잔류 할로겐 농도를 측정하는 잔량 할로겐 농도계 (5) 가 형성되어 있어, 이 잔류 할로겐 농도계 (5) 의 측정치가 약품 주입 제어 장치 (8) 에 입력되고, 약품 주입 제어 장치 (8) 로부터 약품 주입 펌프 (6) 에 약품 주입 제어 신호가 발신되어, 잔류 할로겐 농도계 (5) 의 측정치가 전체 염소 환산 농도로 0.1 ∼ 10000 ㎎/ℓ 가 되도록, 안정화 할로겐계 슬라임 컨트롤제가 약품 주입 제어된다.

본 발명에 있어서, 에너지 회수 장치의 입구 농축수의 잔류 할로겐 농도를 측정하는 잔류 할로겐 농도계로는, 잔류 할로겐을 전체 염소로 환산하여 측정할 수 있는 것이 바람직하고, DPD 법이나 실린갈다진법 등을 사용할 수 있다. 잔류 할로겐 농도계는, 에너지 회수 장치에 도입되기 직전의 농축수의 잔류 할로겐 농도를 측정할 수 있도록, 에너지 회수 장치의 농축수 도입구 근방의 농축수 배관에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 잔류 할로겐 농도계는, 예를 들어, 배관 길이로서, 에너지 회수 장치의 농축수 도입구로부터 20 m 이하, 특히 10 m 이하의 근방에 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 전술한 바와 같이, RO 급수에 첨가된 안정화 할로겐계 슬라임 컨트롤제는, 이론적으로는 RO 막 장치에서 농축되어, RO 막 장치의 수 회수율에 따라서 농축수 중 농도가 높아지는 한편, 첨가된 안정화 할로겐계 슬라임 컨트롤제는, RO 막면에 부착된 유기물이나, 급수 중의 유기물, 급수 배관 및 농축수 배관 내에 부착된 유기물, 급수 중에 잔류한 NaHSO₃ 등의 환원제에 의해서, RO 막 장치의 원수측에서부터 농축수 배관을 거쳐 에너지 회수 장치에 도입되기까지의 사이에 분해된다. 이 때문에, 에너지 회수 장치의 농축수 도입구로부터 떨어져 있는 농축수 배관에서 농축수의 잔류 할로겐 농도를 측정하더라도, 그 후, 다시 농축수가 농축수 배관을 흐르는 과정에서, 농축수 중의 안정화 할로겐계 슬라임 컨트롤제가 분해되어, 잔류 할로겐 농도가 저하되는 경우가 있고, 이 경우에는, 실제로 에너지 회수 장치에 도입되는 농축수의 잔류 할로겐 농도를 정확히 파악할 수 없게 된다. 이 때문에, 잔류 할로겐 농도계는, 에너지 회수 장치의 농축수 도입구의 근방에 형성하여, 에너지 회수 장치에 도입되기 직전의 농축수의 잔류 할로겐 농도를 측정하는 것이 바람직하다.

도 1 은, 본 발명의 RO 막 처리 시스템의 일례를 개략적으로 나타내는 계통도이고, 본 발명의 RO 막 처리 시스템은 조금도 도 1 에 나타내는 것에 한정되지 않는다. 예를 들어, RO 막 장치의 전처리 장치로서, 여과기 외에, 응집 처리, 그 밖의 각종 처리 장치를 구비하는 것이어도 된다. 에너지 회수 장치는, 농축수의 압력을 전력 등의 에너지로 변환하여 회수하는 것이어도 된다.

실시예

이하에 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

이하의 실시예 및 비교예에 있어서는, 도 1 에 나타내는 RO 막 처리 시스템 (발전소의 해수 담수화 역침투막 처리 장치) 에 있어서, 이하의 조건으로 운전을 실시하였다.

[운전 조건]

RO 급수량 : 250 ㎥/hr

투과수량 : 100 ㎥/hr

수 회수율 : 약 40 ％

<에너지 회수 장치>

압력 회수형 에너지 회수 장치

이하의 실시예 및 비교예에 있어서, RO 막 장치의 수 회수율을 약 40 ％ 로 하고 있기 때문에, RO 급수의 전체 염소 농도에 대하여, 농축수의 전체 염소 농도는 이론적으로는 1.7 배가 된다. 단, 첨가한 결합 염소계 슬라임 컨트롤제는, RO 막면에 부착된 유기물이나, RO 중의 급수 배관 및 농축수 배관 내에 부착된 유기물, RO 중에 잔류한 NaHSO₃ 등에 의해서 분해되기 때문에, 농축수의 전체 염소 농도는, RO 의 전체 염소 농도의 1.7 배보다 저농도가 되는 경우도 있다.

또한, 각 예마다 해수의 수질이나 계내의 배관, RO 막의 오염 상황이 약간 다르기 때문에, RO 에 대한 결합 염소계 슬라임 컨트롤제 첨가량이 동일 (급수의 전체 염소 농도가 동일) 하여도, 에너지 회수 장치의 입구 농축수의 전체 염소 농도는 상이하게 된다.

따라서, 이하의 실시예 및 비교예에서는 RO 급수의 전체 염소 농도는, RO 막 장치의 RO 급수 도입구로부터 2 m 떨어진 RO 급수 배관 상에 형성한 전체 염소 농도계로 측정하였다. 에너지 회수 장치의 입구 농축수의 전체 염소 농도는, 에너지 회수 장치의 농축수 도입구로부터 2 m 떨어진 농축수 배관 상에 형성한 전체 염소 농도계에 의해 측정하였다.

[비교예 1]

저수조 (1) 에 있어서, NaClO 를 첨가하여 살균 처리한 후, 고압 펌프 (P) 의 입구측에서 NaHSO₃ 를 첨가하여 잔류 NaClO 를 환원 제거한 해수를 RO 막 장치에 공급하고 RO 막 처리를 1 년간 실시하였다. 그 결과, 에너지 회수 장치의 에너지 회수율 (P₁/P₂× 100, P₁ = 에너지 회수 장치의 입구 압력, P₂ = 에너지 회수 장치에 의해서 변환 (회수) 된 압력의 값) 은 연간 평균 85 ％ 이고, 에너지 회수 장치의 바이오파울링에 의한 정지 횟수는 1 년간 3 회였다.

이하, 에너지 회수 장치의 연간 평균의 에너지 회수율을 간단히 「에너지 회수율」이라고 부르고, 1 년 동안의, 에너지 회수 장치의 바이오파울링에 의한 정지 횟수를 「정지 빈도」라고 부른다.

[실시예 1, 2, 비교예 2 ∼ 4]

비교예 1 에 있어서, 펌프 (P) 의 입구측, NaHSO₃ 의 첨가 지점보다 후단측에서, 결합 염소계 슬라임 컨트롤제로서 모노클로로술파민산나트륨 (NHClSO₃Na) 을, RO 급수의 전체 염소 농도가 표 1 에 나타내는 농도가 되도록 연속 첨가한 것 이외에는, 비교예 1 과 동일하게 운전을 실시하였다. 그 결과, 에너지 회수 장치의 입구 농축수의 전체 염소 농도, 에너지 회수 장치의 에너지 회수율 및 정지 빈도는, 표 1 에 나타내는 바와 같이 되었다.

여기서 사용한 모노클로로술파민산나트륨은, 후술하는 실험예 I 에 있어서의 공시 (供試) 약품의 제조의 항에 기재된 방법으로 제조한 것이다.

[실시예 3]

모노클로로술파민산나트륨을 RO 급수에 대하여 40 ㎎/ℓ, 하루 3 시간의 간헐 첨가로 한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 운전을 실시하였다. 그 결과, 에너지 회수 장치의 입구 농축수의 전체 염소 농도, 에너지 회수 장치의 에너지 회수율 및 정지 빈도는, 표 1 에 나타내는 바와 같이 되었다.

[실시예 4]

모노클로로술파민산나트륨을 RO 급수에 대하여 5000 ㎎/ℓ, 하루 30 분의 간헐 첨가로 한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 운전을 실시하였다. 그 결과, 에너지 회수 장치의 입구 농축수의 전체 염소 농도, 에너지 회수 장치의 에너지 회수율 및 정지 빈도는, 표 1 에 나타내는 바와 같이 되었다.

[비교예 5, 6]

비교예 1 에 있어서, 펌프 (P) 의 입구측, NaHSO₃ 의 첨가 지점보다 후단측에서, 유기계 살균제로서 5-클로로-2-메틸-4-이소티아졸린-3-온 (Cl-MIT) 을, RO 급수의 Cl-MIT 농도가 표 1 에 나타내는 농도가 되도록 연속 첨가한 것 이외에는, 비교예 1 과 동일하게 운전을 실시하였다. 그 결과, 에너지 회수 장치의 입구 농축수의 전체 염소 농도, 에너지 회수 장치의 에너지 회수율 및 정지 빈도는, 표 1 에 나타내는 바와 같이 되었다.

표 1 로부터 다음의 사실이 분명하다.

NaClO 를 첨가 후, RO 막 장치의 입구측에서 NaHSO₃ 의 첨가로 잔류 NaClO 를 환원 제거하고 있는 비교예 1 에서는, 에너지 회수율 85 ％, 정지 빈도 3 회/년이었다.

모노클로로술파민산나트륨을 첨가하여도, 에너지 회수 장치의 입구 농축수에서 잔류 염소가 검출되지 않은 비교예 2, 3 에서는, 모노클로로술파민산나트륨을 첨가하지 않은 비교예 1 과 동일하여, 에너지 회수율도 정지 빈도도 개선되지 않는다. 에너지 회수 장치의 입구 농축수에 잔류 염소가 검출되더라도 전체 염소 농도가 0.08 ㎎/ℓ 로 낮은 비교예 3 에서도, 역시 에너지 회수율 및 정지 빈도의 개선 효과는 얻어지지 않는다.

결합 염소계 슬라임 컨트롤제인 모노클로로술파민산나트륨 대신에 유기계 살균제를 사용한 비교예 5, 6 중, 에너지 회수 장치의 입구 농축수에 잔류 염소가 검출되지 않은 비교예 5 에서는, 에너지 회수율도 정지 빈도도 비교예 1 의 경우와 거의 동등하다. 에너지 회수 장치의 입구 농축수의 전체 염소 농도가 2 ㎎/ℓ 가 된 비교예 6 에서는, 비교예 1 보다 에너지 회수율도 정지 빈도도 개선되었지만, 충분하다고는 할 수 없다. 즉, 유기계 살균제로는, 중성역에서는 불안정하고, 바이오파울링에 대한 박리 효과가 없기 때문에, 결합 염소계 슬라임 컨트롤제와 같은 효과가 얻어지지 않는다.

이에 반하여, 결합 염소계 슬라임 컨트롤제를 사용하고, 에너지 회수 장치의 입구 농축수의 전체 염소 농도가 본 발명에서 규정되는 범위가 되도록 급수에 첨가한 실시예 1 ∼ 4 에서는, 연속 첨가의 경우든 간헐 첨가의 경우든, 에너지 회수 장치의 에너지 회수율을 대폭 높일 수 있음과 함께, 정지 빈도도 1 회/년으로, 대폭 개선되었다.

[실험예 I]

에너지 회수 장치에 있어서의 결합 염소계 슬라임 컨트롤제와 안정화 브롬계 슬라임 컨트롤제의 슬라임 부착 방지 효과를 확인하는 실험을 실시하였다.

1. 공시 약품의 제조

이하의 방법으로 모노클로로술파민산나트륨 및 브로모술파민산염을 제조하였다.

1-1. 모노클로로술파민산나트륨의 제조

순수 67 중량부에 48 중량％ 의 수산화나트륨 수용액을 193 중량부 첨가하여 용해시키고, 추가로 술파민산 120 중량부를 첨가하여 용해시켰다. 그 후, 유효 염소 농도 12 중량％ as Cl₂ 의 하이포아염소산나트륨 수용액 600 중량부를 첨가하고 용해시켜서, 모노클로로술파민산나트륨 수용액을 조제하였다.

1-2. 브로모술파민산염의 제조

질소 분위기하, 1453 중량부의 순수에, 361 중량부의 수산화나트륨을 첨가하여 혼합하고, 이어서 300 중량부의 술파민산을 첨가하여 혼합한 후, 456 중량부의 액체 브롬을 첨가하고, 추가로 48 중량％ 수산화칼륨 수용액 230 중량부를 첨가하고 용해시켜서, 브로모술파민산염 수용액을 조제하였다.

2. 시험 방법

2-1. 시험수

시험수로는, 쿠리타 공업 (주) 쿠리타 개발 센터 배수의 처리수를 사용하였다.

2-2. 약품

상기 공시 약품의 제조에서 제조한 것을 사용하였다.

약품-1 : 결합 염소계 슬라임 컨트롤제 (모노클로로술파민산나트륨)

약품-2 : 안정화 브롬계 슬라임 컨트롤제 (브로모술파민산염)

2-3. 시험 장치

도 2 에 나타내는 시험 장치를 사용하였다.

이 시험 장치는, 배관 (20) 으로부터의 시험수가 배관 (21, 22, 23) 으로 분기되어, 각각 내벽면에 테스트 피스 (3 ㎝ × 5 ㎝ 의 SUS316L 제 테스트 피스) (31a, 32a, 33a) 가 고정된 칼럼 (31, 32, 33) 을 통과하도록 구성된 것이다. FI₁, FI₂, FI₃ 은 유량계, V₁, V₂, V₃ 은 밸브를 나타낸다.

분기 배관 (22) 에는 약품-1 의 주입 배관 (22A) 이, 분기 배관 (23) 에는 약품-2 의 주입 배관 (23A) 이 각각 접속되어 있다.

2-4. 측정 방법

시험수를 1.7 ℓ/분의 유량으로 각 분기 배관 (21 ∼ 23) 을 거쳐 각 칼럼 (31 ∼ 33) 에 13 일간 통과시켰다. 이 통과 기간 중, 배관 (22) 에는 약품-1 을, HACH 사 제조 DPD 법 전체 염소 환산 측정치가 1.0 ㎎/ℓ 가 되도록 주입하고 (시험 No.2), 배관 (23) 에는 약품-2 를, 동 전체 염소 환산 측정치가 0.8 ㎎/ℓ 가 되도록 주입하였다 (시험 No.3). 배관 (21) 은 약품 무첨가 (무처리) 로 하였다 (시험 No.1).

13 일간 시험수를 통과시킨 후, 각 테스트 피스 (31a ∼ 33a) 를 꺼내어, 표면에 부착된 미생물을 채취하고, 부착 미생물량을 킷코만 바이오케미파 (주) 제조의 「루미테스터 C-110」을 사용하여 측정하였다. 미생물량은 ATP 의 양을 측정하여, pg/㎠ 로 표기하였다.

2-5. 시험 결과

시험 결과를 하기 표 2 에 나타낸다.

표 2 로부터 분명한 바와 같이, 결합 염소계 슬라임 컨트롤제 (모노클로로술파민산나트륨), 안정화 브롬계 슬라임 컨트롤제 (브로모술파민산염) 모두, 무처리와 비교하여 미생물 부착 억제 효과를 나타내었다.

본 발명을 특정한 양태를 사용하여 상세히 설명하였지만, 본 발명의 의도와 범위를 벗어나지 않고서 여러 가지 변경이 가능한 것은 당업자에게 분명하다.

본 출원은, 2015년 3월 31일자로 출원된 일본 특허출원 2015-72956호에 기초하고 있고, 그 전체가 인용에 의해 원용된다.

1 : 저수조
2 : 여과기
3 : RO 막 장치
4 : 에너지 회수 장치
5 : 잔류 할로겐 농도계
6 : 약품 주입 펌프
7 : 안정화 할로겐 슬라임 컨트롤제 저장조
8 : 약품 주입 제어 장치

Claims

역침투막 장치와, 그 역침투막 장치의 농축수가 도입되는 에너지 회수 장치를 구비한 역침투막 처리 시스템의 운전 방법에 있어서,
상기 역침투막 장치의 피처리수에, 상기 에너지 회수 장치에 도입되는 상기 농축수의 잔류 할로겐 농도가 전체 염소 환산 농도로 0.1 ∼ 10000 ㎎/ℓ 가 되도록, 결합 염소계 및 안정화 브롬계 중 적어도 어느 하나의 슬라임 컨트롤제를 첨가하는 것을 특징으로 하는 역침투막 처리 시스템의 운전 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 슬라임 컨트롤제가 클로로술파민산염계 및 브로모술파민산염계 중 적어도 어느 하나의 슬라임 컨트롤제인 것을 특징으로 하는 역침투막 처리 시스템의 운전 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 역침투막 처리 시스템이 해수의 담수화를 위한 역침투막 처리 시스템인 것을 특징으로 하는 역침투막 처리 시스템의 운전 방법.
역침투막 장치와, 그 역침투막 장치의 농축수가 도입되는 에너지 회수 장치를 구비한 역침투막 처리 시스템에 있어서, 상기 역침투막 장치의 피처리수에 결합 염소계 및 안정화 브롬계 중 적어도 어느 하나의 슬라임 컨트롤제를 첨가하는 약품 주입 수단과, 상기 에너지 회수 장치에 도입되는 농축수의 잔류 할로겐 농도를 측정하는 잔류 할로겐 농도 측정 수단과, 그 잔류 할로겐 농도 측정 수단의 측정치에 기초하여, 상기 약품 주입 수단에 있어서의 슬라임 컨트롤제의 첨가량을 제어하는 제어 수단을 형성한 것을 특징으로 하는 역침투막 처리 시스템.
제 4 항에 있어서,
상기 슬라임 컨트롤제가 클로로술파민산염계 및 브로모술파민산계 중 적어도 어느 하나의 슬라임 컨트롤제이고, 상기 잔류 할로겐 농도 측정 수단에 의해 측정되는 잔류 할로겐 농도가 전체 염소 환산 농도로 0.1 ∼ 10000 ㎎/ℓ 가 되도록, 상기 제어 수단에 의해, 상기 약품 주입 수단에 있어서의 슬라임 컨트롤제의 첨가량이 제어되는 것을 특징으로 하는 역침투막 처리 시스템.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
해수의 담수화를 위한 역침투막 처리 시스템인 것을 특징으로 하는 역침투막 처리 시스템.