反渗透膜装置的黏泥抑制方法

文档序号:751496 发布日期:2021-04-02 浏览:11次 >En<

阅读说明:本技术 反渗透膜装置的黏泥抑制方法 (Slime inhibition method for reverse osmosis membrane device ) 是由 远藤由彦 于 2019-08-22 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种反渗透膜装置的黏泥抑制方法,其在短时间内能获得抑制黏泥(生物膜)产生的效果以及即使产生黏泥(生物膜)并附着于反渗透膜面也能去除黏泥(生物膜)的效果,该反渗透膜装置的黏泥抑制方法是应用于反渗透膜装置的黏泥抑制方法,其包括将被处理水通水于反渗透膜的通水工序,该通水工序包括第一通水工序,该第一通水工序将包含黏泥抑制剂X以及黏泥抑制剂Y的被处理水通水于所述反渗透膜,所述包含黏泥抑制剂X以及黏泥抑制剂Y的被处理水是在pH为10以下的被处理水中加入含有2,2-二溴-3-次氮基丙酰胺(DBNPA)的所述黏泥抑制剂X以及含有从由下述成分(A)~(D)(如说明书所记载)组成的组中选出的至少一种的所述黏泥抑制剂Y而成的。(The invention provides a slime control method for a reverse osmosis membrane apparatus, which can obtain the effect of inhibiting the generation of slime (biological membrane) and the effect of removing the slime (biological membrane) even if the slime (biological membrane) is generated and adhered to a reverse osmosis membrane surface in a short time, the slime control method for the reverse osmosis membrane apparatus comprises a water passing process of passing water to be treated to a reverse osmosis membrane, the water passing process comprises a first water passing process of passing the water to be treated including a slime inhibitor X and a slime inhibitor Y to the reverse osmosis membrane, the water to be treated including the slime inhibitor X and the slime inhibitor Y is added to the water to be treated with the pH value of 10 or less, wherein the slime inhibitor X containing 2, 2-dibromo-3-nitrilopropionamide (DBNPA) and the slime inhibitor X containing the following components (A) - (D) (described in the specification) are added At least one slime inhibitor Y selected from the group.)

反渗透膜装置的黏泥抑制方法

技术领域

本发明涉及反渗透膜装置的黏泥抑制方法。

背景技术

反渗透膜装置具有的反渗透膜(RO膜)用于饮用水的制造、纯水的制造及排水的再利用等。在反渗透膜装置的运转中,被处理水中含有的细菌等微生物成为黏泥(生物膜),附着于反渗透膜面并增殖,导致膜堵塞的问题。

以往,作为去除附着于反渗透膜面并增殖的黏泥的方法,进行了停止反渗透膜装置的运转,用苛性钠等药品洗涤反渗透膜并去除黏泥的方法。但是,这种方法会妨碍反渗透膜装置的连续运转,导致运行成本的增大。

近年来,进行了在不停止反渗透膜装置运转的情况下向供给至反渗透膜装置的水系统中注入黏泥抑制剂,去除附着于反渗透膜面的黏泥(生物膜)的方法。在这种方法中,将各种各样的化合物作为黏泥抑制剂进行研究,提出了很多使用它的黏泥抑制方法。

例如,在专利文献1中公开了包括黏泥抑制剂加入工序、膜处理工序、紫外线照射处理工序以及离子交换处理工序的纯水制造方法。另外,专利文献1中记载了膜处理工序为反渗透膜处理,使用2,2-二溴-3-次氮基丙酰胺作为黏泥抑制剂。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2009-247992号公报。

发明内容

发明要解决的问题

但是,专利文献1的方法必须单独使用黏泥抑制剂,且经过紫外线照射处理工序和离子交换处理工序两个工序。在专利文献1的方法中,工序数多,需要相应的劳力和时间,因此,从在短时间内获得抑制黏泥产生的效果的观点出发,需要进一步的研究。

因此,本发明是为了解决上述课题而完成的,其目的在于提供一种反渗透膜装置的黏泥抑制方法,其能在短时间内获得抑制黏泥(生物膜)产生的效果以及即使产生黏泥(生物膜)并附着于反渗透膜面也能去除黏泥(生物膜)的效果。

用于解决问题的手段

本发明人鉴于上述课题进行了专心研究,结果发现:组合使用作为黏泥抑制剂X的2,2-二溴-3-次氮基丙酰胺(DBNPA)以及本发明中特定的黏泥抑制剂Y,将包含所述黏泥抑制剂X以及所述黏泥抑制剂Y的被处理水通水于反渗透膜,从而在短时间内获得抑制黏泥(生物膜)产生的效果以及即使产生黏泥(生物膜)并附着于反渗透膜面也能去除黏泥(生物膜)的效果,从而完成了本发明。即,本发明如下所述。

[1]一种反渗透膜装置的黏泥抑制方法,其中,其是应用于反渗透膜装置的黏泥抑制方法,其包括将被处理水通水于反渗透膜的通水工序,该通水工序包括第一通水工序,该第一通水工序将包含黏泥抑制剂X以及黏泥抑制剂Y的被处理水通水于所述反渗透膜,所述包含黏泥抑制剂X以及黏泥抑制剂Y的被处理水是在pH为10以下的被处理水中加入含有2,2-二溴-3-次氮基丙酰胺(DBNPA)的所述黏泥抑制剂X以及含有从由下述成分(A)~(D)组成的组中选出的至少一种的所述黏泥抑制剂Y而成的,

成分(A):5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(Cl-MIT)和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT)的混合物;

成分(B):氯胺化合物;

成分(C):稳定化溴化物;

成分(D):戊二醛。

[2]如所述[1]所述的反渗透膜装置的黏泥抑制方法,其中,所述成分(B)氯胺化合物是从由成分(B-1)以及成分(B-2)组成的组中选出的至少一种,所述成分(B-1)是由铵盐和氯构成的氯胺,所述成分(B-2)是从由氯氨基磺酸以及氯氨基磺酸盐组成的组中选出的至少一种。

[3]如所述[1]或[2]所述的反渗透膜装置的黏泥抑制方法,其中,所述通水工序还包括第二通水工序,该第二通水工序将不包含所述黏泥抑制剂X以及所述黏泥抑制剂Y的被处理水通水于所述反渗透膜。

[4]如所述[1]~[3]中任一项所述的反渗透膜装置的黏泥抑制方法,其中,在所述通水工序中,第一通水工序的通水次数为每周1~14次,且该通水的每一次的通水时间为1小时以下。

[5]如所述[4]所述的反渗透膜装置的黏泥抑制方法,其中,所述第一通水工序的通水次数为每天一次。

[6]如所述[1]~[5]中任一项所述的反渗透膜装置的黏泥抑制方法,其中,在所述第一通水工序中,在从由下述操作条件1~4组成的组中选出的至少一个条件下进行运转,

操作条件1:不分离为透过水和浓缩水而仅以浓缩水的形式取出的操作条件;

操作条件2:分离为透过水和浓缩水并分别取出并且将该透过水废弃的操作条件;

操作条件3:分离为透过水和浓缩水并分别取出并且将该透过水返回至反渗透膜装置的原水的操作条件;

操作条件4:分离为透过水和浓缩水并分别取出并且将该透过水和该浓缩水返回至反渗透膜装置的原水的操作条件。

发明的效果

根据本发明的反渗透膜装置的黏泥抑制方法,在短时间内获得抑制黏泥(生物膜)产生的效果以及即使产生黏泥(生物膜)并附着于反渗透膜面也能去除黏泥(生物膜)的效果。

附图说明

图1是表示本发明中的反渗透膜装置的黏泥抑制方法的应用例的图。

图2是在抑制黏泥效果的评价试验中使用的模拟反渗透膜装置的装置的系统图。

图3是在微生物附着量的测定中使用的多孔板的概略图。

具体实施方式

下面,详细地说明应用于本发明中的反渗透膜装置的黏泥抑制方法,该黏泥抑制方法包括将被处理水通水于反渗透膜的通水工序。

[反渗透膜装置的黏泥抑制方法]

本发明中的反渗透膜装置的黏泥抑制方法是应用于反渗透膜装置的黏泥抑制方法,其包括将被处理水通水于反渗透膜的通水工序,所述通水工序包括第一通水工序,该第一通水工序将包含黏泥抑制剂X以及黏泥抑制剂Y的被处理水通水于所述反渗透膜,所述包含黏泥抑制剂X以及黏泥抑制剂Y的被处理水是在pH为10以下的被处理水中加入含有2,2-二溴-3-次氮基丙酰胺(DBNPA)的所述黏泥抑制剂X以及含有从由下述成分(A)~(D)组成的组中选出的至少一种的所述黏泥抑制剂Y而成的,

成分(A):5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(Cl-MIT)和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT)的混合物;

成分(B):氯胺化合物;

成分(C):稳定化溴化物;

成分(D):戊二醛。

根据这种反渗透膜装置的黏泥抑制方法,在短时间内获得抑制黏泥(生物膜)产生的效果以及即使产生黏泥(生物膜)并附着于反渗透膜面也能去除黏泥(生物膜)的效果。

通过本发明获得的效果的详细机制并不明确,推测是通过组合使用作为黏泥抑制剂X的2,2-二溴-3-次氮基丙酰胺(DBNPA)和本发明中特定的黏泥抑制剂Y,将包含所述黏泥抑制剂X以及所述黏泥抑制剂Y的被处理水通水于所述反渗透膜,从而即使生成黏泥(生物膜),去除包围黏泥(生物膜)中的微生物的粘着成分的功能也优异。

图1示出了本发明中的反渗透膜装置的黏泥抑制方法的应用例。

如图1所示,本发明中的反渗透膜装置的黏泥抑制方法,在进行将被处理水通水于反渗透膜装置的反渗透膜的通水工序前可以包括前处理工序。

作为前处理工序,例如,可举出用过滤装置过滤原水槽内的原水(被处理水)并且过滤处理水经过过滤处理水槽和安全过滤器的工序。

本发明中的反渗透膜装置的黏泥抑制方法可以包括所述前处理工序但并不是必须的,即使不经过所述前处理工序,通过经过本发明中特定的通水工序,也能在短时间内获得抑制黏泥(生物膜)产生的效果以及即使产生黏泥(生物膜)并附着于反渗透膜面也能去除黏泥(生物膜)的效果。

(1)通水工序

本发明的通水工序包括将包含黏泥抑制剂X以及黏泥抑制剂Y的被处理水通水于反渗透膜的第一通水工序,还可以包括将不包含黏泥抑制剂X以及黏泥抑制剂Y的被处理水通水于反渗透膜的第二通水工序。

(1-1)第一通水工序

在第一通水工序中,将包含黏泥抑制剂X以及黏泥抑制剂Y的被处理水通水于反渗透膜装置的反渗透膜。

需要说明的是,黏泥抑制剂X和黏泥抑制剂Y对反渗透膜的损害在能够忽视的水平或容许范围内。

对使被处理水中包含黏泥抑制剂X和黏泥抑制剂Y的方法没有特别的限定,考虑到被处理水所含的黏泥抑制剂X和黏泥抑制剂Y会同时到达反渗透膜,可以使黏泥抑制剂X和黏泥抑制剂Y的加入时机适当不同。

例如,作为一例,可举出像图1所示的应用例1那样在以规定速度通水的被处理水中加入黏泥抑制剂X、然后加入黏泥抑制剂Y的方法。另外,作为一例,可举出像图1所示的应用例2那样在以规定速度通水的被处理水中加入黏泥抑制剂Y1、然后加入黏泥抑制剂X、然后加入黏泥抑制剂Y2的方法。需要说明的是,此处黏泥抑制剂Y1、Y2是指种类不同的本发明中特定的黏泥抑制剂Y。

对加入黏泥抑制剂X和黏泥抑制剂Y的顺序没有特别的限定,例如,像图1的应用例1那样,可以是在加入黏泥抑制剂X后加入黏泥抑制剂Y的顺序,可以是相反的顺序,也可以几乎同时加入黏泥抑制剂X和黏泥抑制剂Y。另外,也可以像图1的应用例2所示那样使用两种以上本发明中特定的黏泥抑制剂Y。

对于加入黏泥抑制剂X和黏泥抑制剂Y的时机,只要在被处理水与反渗透膜接触时在该被处理水中包含黏泥抑制剂X和黏泥抑制剂Y,就没有特别的限定,可以是在被处理水的通水刚开始之后,也可以是被处理水即将与反渗透膜接触之前。

加入黏泥抑制剂X和黏泥抑制剂Y的被处理水的pH为10以下,优选为9.0~3.0,更优选为8.0~5.0。

当上述被处理水的pH大于上述范围(pH大于10)时,作为黏泥抑制剂X的2,2-二溴-3-次氮基丙酰胺(DBNPA)进行水解,有可能不能获得抑制黏泥(生物膜)产生的效果。

本说明书中的pH是指按照JIS Z8802:2011记载的方法并基于玻璃电极法的操作而求出的值。

需要说明的是,能够使用邻苯二甲酸盐、中性磷酸盐以及碳酸盐的各pH标准液进行pH的校正。

<黏泥抑制剂X>

本发明中的黏泥抑制剂X含有2,2-二溴-3-次氮基丙酰胺(DBNPA),也可以含有其它的成分。

2,2-二溴-3-次氮基丙酰胺(DBNPA)是亲油性粉末,水中溶解度低,因此,优选使用具有亲油性和亲水性的性质的溶剂来制成DBNPA混合液。

作为与DBNPA混合的具有亲油性和亲水性的性质的溶剂,没有特别限定,例如,可举出二乙二醇、四乙二醇、聚乙二醇等二醇类;二乙二醇单甲醚等醚类等。

另外,对于2,2-二溴-3-次氮基丙酰胺(DBNPA),出于难以引火的目的,可以根据需要与具有亲油性且亲水性性质的溶剂一起任意加入纯水。

使用具有亲油性和亲水性的性质的溶剂和纯水将DBNPA制成DBNPA混合液时,在DBNPA混合液的总量(100质量%)中,DBNPA的含量优选为5~35质量%,更优选为10~30质量%,进一步优选为15~25质量%。

在DBNPA混合液的总量(100质量%)中,具有亲油性和亲水性的性质的溶剂的含量优选为30~80质量%,更优选为40~60质量%,进一步优选为45~55质量%。

在DBNPA混合液的总量(100质量%)中,纯水的含量优选为15~45质量%,更优选为20~40质量%,进一步优选为25~35质量%。

另外,当不使用纯水而使用具有亲油性和亲水性的性质的溶剂将DBNPA制成DBNPA混合液时,在DBNPA混合液的总量(100质量%)中,DBNPA的含量优选为20~50质量%,更优选为25~45质量%,进一步优选为30~40质量%。

在DBNPA混合液的总量(100质量%)中,具有亲油性和亲水性的性质的溶剂的含量优选为50~80质量%,更优选为55~75质量%,进一步优选为60~70质量%。

如果DBNPA存在于pH高的被处理水中,则进行水解,黏泥抑制剂X具有的抑制黏泥产生的效果、去除黏泥的效果有可能降低。因此,第一通水工序中使用的被处理水的pH需要为10以下。

加入黏泥抑制剂X,使得DBNPA的系统内保持浓度优选为3~80mg/L(以DBNPA计),更优选为5~60mg/L(以DBNPA计),进一步优选为10~40mg/L(以DBNPA计)。

需要说明的是,在本说明书中,所谓系统内保持浓度,是指以规定的通水速度通水的每1L被处理水中含有的对象成分的含量,以下也相同。

通过使上述DBNPA的系统内保持浓度在上述范围内,从而在短时间内容易获得抑制黏泥(生物膜)产生的效果以及即使产生黏泥(生物膜)并附着于反渗透膜面也能去除黏泥(生物膜)的效果。

(其它的成分)

本发明中的黏泥抑制剂X含有2,2-二溴-3-次氮基丙酰胺(DBNPA),也可以含有防垢成分、纯水等其它成分。

作为防垢成分,例如,可举出聚丙烯酸或其钠盐、丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的共聚物、醋酸乙烯酯-丙烯酸烷基酯-马来酸酐共聚物、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-丙烯酸-N-叔丁基丙烯酰胺三元聚合物钠盐、膦基羧酸、膦酸或膦酸盐等。

<黏泥抑制剂Y>

本发明中的黏泥抑制剂Y含有从由下述成分(A)~(D)组成的组中选出的至少一种,也可以含有其它的成分,

成分(A):5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(Cl-MIT)和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT)的混合物;

成分(B):氯胺化合物;

成分(C):稳定化溴化物;

成分(D):戊二醛。

(成分(A):5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(Cl-MIT)和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT)的混合物)

在成分(A)的总量中,成分(A)中含有的5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(Cl-MIT)的含量优选为0.3~14质量%,更优选为0.4~13质量%,进一步优选为0.5~12质量%。

在成分(A)的总量中,成分(A)中含有的2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT)的含量优选为0.09~4.2质量%,更优选为0.12~3.9质量%,进一步优选为0.15~3.6质量%。

此外,在成分(A)的有效成分的总量(100质量%)中,Cl-MIT和MIT的总量优选为80~100质量%,更优选为90~100质量%,进一步优选为95~100质量%。

另外,成分(A)可以用纯水、溶剂稀释。

作为成分(A),也能够使用市售品。

作为市售品的成分(A),例如,可举出陶氏化学日本株式会社(ダウ·ケミカル日本株式会社)生产的“KATHON WT”、“KATHON WTA”等。KATHON WT含有约10.4质量%的Cl-MIT,含有约3.5质量%的MIT。另外,KATHON WTA含有约1.1质量%的Cl-MIT,含有约0.4质量%的MIT。

加入成分(A),使得Cl-MIT的系统内保持浓度优选为0.5~15mg/L(以Cl-MIT计),更优选为1.0~5.0mg/L(以Cl-MIT计),进一步优选为1.0~2.0mg/L(以Cl-MIT计)。此处,以Cl-MIT的浓度规定系统内保持浓度是因为成分(A)的抑制黏泥的效果主要是Cl-MIT带来的。

通过使上述成分(A)的系统内保持浓度为上述范围,从而在短时间内容易获得抑制黏泥(生物膜)产生的效果、以及即使产生黏泥(生物膜)并附着于反渗透膜面也能通过与作为黏泥抑制剂X的DBNPA并用来去除黏泥(生物膜)的效果。认为其原因是在反渗透膜面上异质的抑制黏泥的效果表现出协同效果。

(成分(B):氯胺化合物)

氯胺化合物是指具有至少一个氮原子与氯原子的键合(N-Cl键合)的化合物。

氯胺化合物是从由成分(B-1)以及成分(B-2)组成的组中选出的至少一种,所述成分(B-1)优选是由铵盐和氯构成的氯胺,所述成分(B-2)优选为从由氯氨基磺酸以及氯氨基磺酸盐组成的组中选出的至少一种。

作为铵盐,例如,可举出硫酸铵、硝酸铵、氯化铵等。其中,优选硫酸铵。

氯氨基磺酸是指用氯原子取代氨基磺酸(H2NSO2OH)所具有的NH2基中的至少一个氢原子而得到的物质。作为氯氨基磺酸,例如,可举出单氯氨基磺酸、二氯氨基磺酸等。

氯氨基磺酸盐是指用金属离子(例如,锂离子、钠离子、钾离子)取代氨基磺酸(H2NSO2OH)所具有的OH基中的至少一个氢原子而成的物质。作为氯氨基磺酸盐,例如,可举出氯氨基磺酸锂、氯氨基磺酸钠、氯氨基磺酸钾等。其中,优选氯氨基磺酸钠。

另外,作为其它的氯胺化合物,能够使用氯胺T等。

作为氯氨基磺酸钠的制造例,例如,可举出日本专利第5720964号公报的实施例1中所记载的方法。

加入成分(B-1)即由铵盐和氯构成的氯胺,使得系统内保持浓度以总氯浓度计优选为0.5~7.0mg/L(以Cl2计),更优选为0.5~5.0mg/L(以Cl2计),进一步优选为1.0~3.0mg/L(以Cl2计)。

通过使上述成分(B-1)的系统内保持浓度为上述范围,从而在短时间内容易获得抑制黏泥(生物膜)产生的效果、以及即使产生黏泥(生物膜)并附着于反渗透膜面也能通过与作为黏泥抑制剂X的DBNPA并用来去除黏泥(生物膜)的效果。

加入成分(B-2)即氯氨基磺酸或氯氨基磺酸盐,使得系统内保持浓度以总氯浓度计优选为0.5~8.0mg/L(以Cl2计),更优选为0.5~6.0mg/L(以Cl2计),进一步优选为1.0~4.0mg/L(以Cl2计)。

通过使上述成分(B-2)的系统内保持浓度为上述范围,从而在短时间内容易获得抑制黏泥(生物膜)产生的效果以及即使产生黏泥(生物膜)并附着于反渗透膜面也能通过与作为黏泥抑制剂X的DBNPA并用来去除黏泥(生物膜)的效果。认为其原因为,在反渗透膜面上异质的抑制黏泥的效果表现出协同效果。

(成分(C):稳定化溴化物)

所谓稳定化溴化物,是指在水中难以产生因分解等引起的变化、且生成的溴化物能够在水中稳定存在的溴化物。

作为稳定化溴化物,例如,可举出“溴系氧化剂或溴化合物与氯系氧化物的反应物”与“氨基磺酸化合物”的反应生成物。

作为溴系氧化剂,例如,可举出溴(液体溴)、氯化溴、溴酸、溴酸盐、次溴酸等。

作为溴化合物,例如,可举出溴化钠、溴化钾、溴化锂、溴化铵、氢溴酸等。

作为氯系氧化物,例如,可举出氯气、二氧化氯、次氯酸或其盐、亚氯酸或其盐、氯酸或其盐、高氯酸或其盐、氯代异氰尿酸或其盐等。

作为次氯酸盐,例如,可举出次氯酸钠、次氯酸钾等次氯酸碱金属盐;次氯酸钙、次氯酸钡等次氯酸碱土金属盐等。

作为亚氯酸盐,例如,可举出亚氯酸钠、亚氯酸钾等亚氯酸碱金属盐;亚氯酸钡等亚氯酸碱土金属盐;亚氯酸镍等其他亚氯酸金属盐等。

作为氯酸盐,例如,可举出氯酸铵;氯酸钠、氯酸钾等氯酸碱金属盐;氯酸钙、氯酸钡等氯酸碱土金属盐等。

作为高氯酸盐,例如,可举出高氯酸钠、高氯酸钾等。

作为氯代异氰尿酸盐,例如,可举出氯代异氰尿酸钠。

氨基磺酸化合物是用以下的通式(1)表示的化合物。

R2NSO2OH(1)

(式(1)中,R独立地为氢原子或碳数为1~8的烷基。)

作为氨基磺酸化合物,例如,可举出两个R基均为氢原子的氨基磺酸(磺酰胺酸,amidosulfonic acid))或其盐;N-甲基氨基磺酸、N-乙基氨基磺酸、N-丙基氨基磺酸、N-异丙基氨基磺酸、N-丁基氨基磺酸等两个R基中的一个为氢原子且另一个为碳数为1~8的烷基的氨基磺酸或其盐;N,N-二甲基氨基磺酸、N,N-二乙基氨基磺酸、N,N-二丙基氨基磺酸、N,N-二丁基氨基磺酸、N-甲基-N-乙基氨基磺酸、N-甲基-N-丙基氨基磺酸等两个R基均为碳数为1~8的烷基的氨基磺酸或其盐等。

作为氨基磺酸盐,例如,可举出钠盐、钾盐等碱金属盐;钙盐、锶盐、钡盐等碱土金属盐;锰盐、铜盐、锌盐、铁盐、钴盐、镍盐等其他金属盐;铵盐;胍盐等。

作为稳定化溴化物的制造例,例如,可举出将溴化钠水溶液与次氯酸钠混合作为混合溶液1,另一方面,将氨基磺酸水溶液与氢氧化钠水溶液混合作为混合溶液2,并将混合溶液1与混合溶液2混合的方法。

加入成分(C)即稳定化溴化物,使得系统内保持浓度以总氯浓度计优选为0.1~7.0mg/L(以Cl2计),更优选为0.2~5.0mg/L(以Cl2计),进一步优选为0.3~3.0mg/L(以Cl2计)。

通过使上述成分(C)的系统内保持浓度为上述范围,从而在短时间容易获得抑制黏泥(生物膜)产生的效果、以及即使产生黏泥(生物膜)并附着于反渗透膜面也能通过与作为黏泥抑制剂X的DBNPA并用来去除黏泥(生物膜)的效果。认为其原因为,在反渗透膜面上异质的抑制黏泥的效果表现出协同效果。

(成分(D):戊二醛)

对戊二醛而言,为了保持有效成分的稳定性,优选使用水制成戊二醛溶液。

当使用水将戊二醛制成戊二醛溶液时,在戊二醛溶液的总量(100质量%)中,戊二醛的含量优选为5~70质量%,更优选为10~60质量%,进一步优选为15~55质量%。

作为戊二醛溶液,也能够使用市售品。

作为市售品的戊二醛溶液,例如,可举出岸田化学株式会社(KISHIDA CHEMICALCo.,Ltd.)生产的“戊二醛溶液(戊二醛的含量:50质量%,水的含量:50质量%)”等。

加入成分(D),使得戊二醛的系统内保持浓度优选为10~200mg/L(以戊二醛计),更优选为20~150mg/L(以戊二醛计),进一步优选为30~100mg/L(以戊二醛计)。

通过使上述成分(D)的系统内保持浓度为上述范围,从而在短时间内容易获得抑制黏泥(生物膜)产生的效果、以及即使产生黏泥(生物膜)并附着于反渗透膜面也能通过与作为黏泥抑制剂X的DBNPA并用来去除黏泥(生物膜)的效果。认为其原因为,在反渗透膜面上异质的抑制黏泥的效果表现出协同效果。

(2种以上的本发明中特定的黏泥抑制剂Y的并用)

本发明中特定的黏泥抑制剂Y含有从由前述成分(A)~(D)组成的组中选出的至少一种,也可以从由前述成分(A)~(D)组成的组中选出2种以上来含有。

在本发明中特定的黏泥抑制剂Y从由前述成分(A)~(D)组成的组中选出2种以上来含有的情况下,可以将该2种以上的黏泥抑制剂Y混合在溶剂中而制成1种药剂的药品来使用,也可以将该2种以上的黏泥抑制剂Y分别混合在不同的溶剂中而制成2种药剂以上的药品来使用。

(其它的成分)

本发明中的黏泥抑制剂Y含有从由下述成分(A)~(D)组成的组中选出的至少一种,也可以含有其它的成分。

作为其它的成分,例如,可举出聚丙烯酸或其钠盐、丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的共聚物、醋酸乙烯酯-丙烯酸烷基酯-马来酸酐共聚物、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-丙烯酸-N-叔丁基丙烯酰胺三元聚合物钠盐、膦基羧酸、膦酸或膦酸盐等防垢成分。

(1-2)第二通水工序

本发明的通水工序除了包括第一通水工序以外,在以饮用水制造、纯水制造等为主要目的的反渗透膜装置的情况下,优选的是,包括不加入黏泥抑制剂X以及黏泥抑制剂Y,并将不包含黏泥抑制剂X以及黏泥抑制剂Y的被处理水通水于反渗透膜的第二通水工序。

第一通水工序是以抑制黏泥的产生为主要目的的工序,相对于此,第二通水工序是以饮用水制造、纯水制造等为主要目的且停止添加药品以避免微量药品残留在透过水中的工序。

在通水工序中,在将被处理水通水于反渗透膜的第一通水工序的通水次数为每周1~14次且以饮用水制造、纯水制造等为主要目的情况下,该通水的每一次的通水时间优选为1小时以下,更优选为0.7小时以下,进一步优选为0.5小时以下。

此外,第一通水工序的通水次数优选为每天一次。

即使上述第一通水工序的通水时间为上述范围(1小时以下)即短时间,也能获得抑制黏泥(生物膜)产生的效果以及即使产生黏泥(生物膜)并附着于反渗透膜面也能去除黏泥(生物膜)的效果。

另外,当通水工序包括第二通水工序时,通过使上述第一通水工序的通水时间为上述范围(1小时以下),相应地能够确保第二通水工序的通水时间更多。由此,由于通过作为通水工序的后续工序的分离工序能获得更多的透过水,因此,能够显著提高饮用水制造、纯水制造等的生产率。

当通水工序包括第二通水工序时,在第二通水工序中,由于将不包含黏泥抑制剂X以及黏泥抑制剂Y的被处理水通水于反渗透膜,因此,对经过第二通水工序的被处理水进行分离而得到的透过水能够适宜用作饮用水、纯水等用途。

另一方面,在通水工序所包括的第一通水工序中,由于将包含黏泥抑制剂X以及黏泥抑制剂Y的被处理水通入反渗透膜,因此,对经过第一通水工序的被处理水进行分离而得到的透过水不期望用作饮用水、纯水等用途。

因此,在第一通水工序中,优选在从由下述操作条件1~4组成的组中选出的至少一个条件下进行运转。

操作条件1:不分离为透过水和浓缩水而仅以浓缩水的形式取出的操作条件;

操作条件2:分离为透过水和浓缩水并分别取出并且将该透过水废弃的操作条件;

操作条件3:分离为透过水和浓缩水并分别取出并且将该透过水返回至反渗透膜装置的原水的操作条件;

操作条件4:分离为透过水和浓缩水并分别取出并且将该透过水和该浓缩水返回至反渗透膜装置的原水的操作条件。

本发明的反渗透膜装置的黏泥抑制方法,也能够通过用于管理作为处理对象的被处理水的水质的装置(例如,个人计算机)中的包括CPU等的控制部来实现。

另外,本发明的反渗透膜装置的黏泥抑制方法也能够作为程序存储在具有记录介质(非易失性存储器(USB存储器等)、HDD、CD等)等的硬件资源中并通过所述控制部来实现。也能够通过所述控制部提供对在被处理水中加入黏泥抑制剂X和黏泥抑制剂Y的量、时机等进行控制的反渗透膜装置的黏泥抑制系统。

实施例

通过以下实施例进一步具体地说明本发明,本发明并不限定于这些实施例。

[黏泥抑制试验的准备]

(1)被处理水

作为原水,使用2016年3月29日采集的日本枥木县下都贺郡野木町的自来水(以下,称为“野木町水”)。

此时的野木町水的水质是总有机碳(TOC)浓度为0.93mg/L,硝酸离子浓度为11mg/L,以磷换算计的正磷酸浓度为11.9质量ppb。

而且,通过填充有粒状活性炭(日本栗田工业株式会社制,“Kuricole(クリコール)A-WG”)的活性炭过滤器来去除野木町水所含的氯,作为被处理水。该被处理水的pH为7.1~7.5。

另外,将该被处理水作为测定对象,通过后述的[测定/评价方法](1)总氯浓度的测定方法求出总氯浓度,结果是总氯浓度小于0.05mg/L(以Cl2计)(小于检测下限值)。

(2)营养剂

出于以短期内使黏泥(生物膜)增殖的目的,在系统内使用以下所示的营养剂。

使用纯水以使醋酸成为1063mg/L、磷酸一氢钾成为75mg/L以及磷酸二氢钠二水盐成为19mg/L的方式制备营养剂。

(3)黏泥抑制剂X

作为黏泥抑制剂X,使用以下所示的试剂。

·DBNPA试剂

将2,2-二溴-3-次氮基丙酰胺(DBNPA)与作为具有亲油性和亲水性的性质的溶剂的四乙二醇以及纯水混合,制备DBNPA为20质量%、四乙二醇为50质量%、纯水为30质量%的DBNPA试剂。

(4)黏泥抑制剂Y

作为黏泥抑制剂Y,使用以下所示的各试剂。

(4-1)成分(A):Cl-MIT和MIT的混合物试剂

作为5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(Cl-MIT)和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT)的混合物试剂,使用陶氏化学日本株式会社(ダウ·ケミカル日本株式会社)生产的“KATHONWT”。需要说明的是,本试剂含有约10.4质量%的Cl-MIT以及约3.5质量%的MIT。

(4-2)成分(B-1):由铵盐和氯构成的氯胺试剂

将1.24g硫酸铵(岸田化学株式会社制)加入800mL纯水中并混合后,再加入有效氯浓度为12质量%的次氯酸钠水溶液(旭硝子株式会社制)2.5g并混合,作为混合液。最后,通过在所述混合液中加入纯水,制备由铵盐和氯构成的氯胺试剂1L。需要说明的是,本试剂的总氯浓度为300mg/L(以Cl2计)。

(4-3)成分(B-2):单氯氨基磺酸钠试剂

使用纯水制备氢氧化钠水溶液,使得氢氧化钠(岸田化学株式会社制)为48质量%。将该预先制备的氢氧化钠水溶液19.5g与纯水7.5g混合后,加入磺酰胺酸(岸田化学株式会社制)15.0g并混合。然后,再加入有效氯浓度为12质量%的次氯酸钠(旭硝子株式会社制)58.0g并混合,制备单氯氨基磺酸试剂。需要说明的是,本试剂的总氯浓度为7质量%(以Cl2计)。

(4-4)成分(C):稳定化溴化物试剂

使用纯水制备溴化钠水溶液,使得溴化钠(岸田化学株式会社制)为45质量%。然后,将12质量%的次氯酸钠(旭硝子株式会社制)63.6g和预先制备的溴化钠水溶液30.8g进行混合,作为混合溶液1。

使用纯水制备氢氧化钠水溶液,使得氢氧化钠(岸田化学株式会社制)为48质量%。

另一方面,将磺酰胺酸(岸田化学株式会社制)14.4g和纯水20.2g混合,再将预先制备的氢氧化钠水溶液20.7g混合,作为混合溶液2。

接着,将混合溶液1和混合溶液2混合,制备稳定化溴化物试剂。需要说明的是,本试剂的总氯浓度为5质量%(以Cl2计)。

(4-5)成分(D):戊二醛试剂

作为戊二醛试剂,使用岸田化学株式会社生产的“戊二醛溶液(戊二醛的含量:50质量%,水的含量:50质量%)”。

(5)黏泥抑制试验中使用的模拟装置

图2是在抑制黏泥的效果的评价试验中使用的模拟反渗透膜装置的装置的系统图。

以市售的1/4英寸两接头(内径的直径:13.8mm,长度:26mm,内表面积:约11cm2)作为测试片容纳在图2所示的模拟装置的柱内。通过后述的[测定/评价方法](2)微生物附着量的测定/评价方法,求出附着在该测试片的内表面的微生物的量,对实施例1~5和比较例1~2的抑制黏泥的效果进行评价。

如图2所示,在第一系统中不使用黏泥抑制剂X、Y(比较例1),在第二系统中仅使用黏泥抑制剂X(比较例2),在第三系统中使用黏泥抑制剂X、Y(实施例1~5),分别使模拟装置运转。

(实施例1)

使用图2所示的模拟装置的第三系统,打开阀门,在1.7L/分钟的条件下连续7天将上述制备的被处理水(原水)通水。此外,在1mL/分钟的条件下连续7天在被处理水中加入上述制备的营养剂,并且以每天1次30分钟的频率加入上述制备的DBNPA试剂作为黏泥抑制剂X,使得DBNPA的系统内保持浓度为10mg/L(以DBNPA计),并加入上述制备的成分(B-2)单氯氨基磺酸钠试剂作为黏泥抑制剂Y,使得系统内保持浓度以总氯浓度计为2.4mg/L(以Cl2计)。

(实施例2)

将实施例1中的黏泥抑制剂Y的种类变更为成分(A)即Cl-MIT和MIT的混合物试剂,并且变更为Cl-MIT的系统内保持浓度为1.5mg/L(以Cl-MIT计),除此以外,与实施例1同样地进行通水工序,作为实施例2的黏泥抑制试验。

(实施例3)

将实施例1中的黏泥抑制剂Y的种类变更为成分(B-1)即由铵盐和氯构成的氯胺试剂,并且变更为氯胺试剂的系统内保持浓度以总氯浓度计为2.0mg/L(以Cl2计),除此以外,与实施例1同样地进行通水工序,作为实施例3的黏泥抑制试验。

(实施例4)

将实施例1中的黏泥抑制剂Y的种类变更为成分(C)即稳定化溴化物试剂,并且变更为稳定化溴化物试剂的系统内保持浓度以总氯浓度计为1.0mg/L(以Cl2计),除此以外,与实施例1同样地进行通水工序,作为实施例4的黏泥抑制试验。

(实施例5)

将实施例1中的黏泥抑制剂Y的种类变更为成分(D)即戊二醛试剂,并且变更为戊二醛的系统内保持浓度为50.0mg/L(以戊二醛计),除此以外,与实施例1同样地进行通水工序,作为实施例5的黏泥抑制试验。

(比较例1)

在实施例1中变更为图2所示的模拟装置的第一系统,并且不加入黏泥抑制剂X以及黏泥抑制剂Y,除此以外,与实施例1同样地进行通水工序,作为比较例1的黏泥抑制试验。

(比较例2)

在实施例1中变更为图2所示的模拟装置的第二系统,并以每天1次1小时的频率加入黏泥抑制剂X且不加入黏泥抑制剂Y,除此以外,与实施例1同样地进行通水工序,作为比较例2的黏泥抑制试验。

[测定/评价方法]

(1)总氯浓度的测定方法

氯胺化合物、稳定化溴化物的总氯浓度(mg/L,以Cl2计)能够通过使用碘化钾和DPD试剂的比色分析(DPD法)来进行测定。在本实施例中,通过使用袖珍残留氯计(HACH公司制造,“HACH2470”),测定由作为总氯检测试剂的DPD(总计)试剂所致的300秒后特定波长下样品的光吸收来求出。通过DPD法,除了能够测定总氯以外,还能够测定总溴,在本说明书中,将总溴浓度换算成总氯浓度来求出。

(2)微生物附着量的测定/评价方法

进行实施例1~5和比较例1~2的通水工序后,分别取出各柱内容纳的测试片,按照以下所示的步骤1~8测定发光量(RLU),评价抑制黏泥(生物膜)产生的效果。将其结果示于表1。

需要说明的是,发光量(RLU)表示ATP(三磷酸腺苷)的量,存活菌数越多,数值越高,因此能够作为表示黏泥(生物膜)的产生量的指标。

步骤1:在图3所示的多孔板(康宁株式会社(コーニング株式会社)制,“Falcon(注册商标)24孔平底TC处理的多孔细胞培养板”)的孔1-1、2-1、3-1中分别注入超纯水1mL。

步骤2:用灭菌后的棉棒擦掉附着在各测试片的内表面的黏泥。

步骤3:将该棉棒放入孔1-1中振摇。

步骤4:接着,将该棉棒放入孔2-1中振摇,再将该棉棒放入孔3-1中振摇。

步骤5:将孔1-1中的100μL液体转移到测定用孔1-2中,再将孔1-1中的100μL液体转移到测定用孔1-3中。同样地,将孔2-1中的100μL液体转移到测定用孔2-2中,再将孔2-1中的100μL液体转移到测定用孔2-3中。另外,将孔3-1中的100μL液体转移到测定用孔3-2中,再将孔3-1中的100μL液体转移到测定用孔3-3中。

步骤6:在测定用孔1-2、1-3、2-2、2-3、3-2以及3-3中分别加入ATP发光试剂(龟甲万百欧凯米发株式会社(Kikkoman Biochemifa Company,キッコーマンバイオケミファ株式会社)制,“Lucifer250Plus(ルシフェール250プラス)”)10μL。

步骤7:将各孔的试样转移至试管并放入旋涡混合器,搅拌试样。

步骤8:在搅拌后20秒以内使用光度计(龟甲万百欧凯米发株式会社制,“Lumitester C-110”),以测定用孔1-2、1-3、2-2、2-3、3-2以及3-3的各6个内部液体作为对象分别测定发光量(相对光单位;RLU),求出其平均发光量,算出测试片的单位内表面积的平均发光量(RLU/cm2)。

将比较例1的测试片的单位内表面积的平均发光量(RLU/cm2)作为100,分别换算实施例1~5以及比较例2的各平均发光量的算出值(RLU/cm2)进行指数化。

上述平均发光量(RLU/cm2)的指数越小,则能够评价为抑制黏泥(生物膜)产生的效果越高。

表1

(结果的汇总)

根据表1记载的评价结果,可知以下内容。

对于比较例1,未使用黏泥抑制剂X以及黏泥抑制剂Y导致不能获得抑制黏泥产生的效果以及去除黏泥的效果。

另一方面,对于比较例2,使用黏泥抑制剂X导致能获得抑制黏泥产生的效果、去除黏泥的效果,但是第一通水工序的1次/24小时条件下的每次加入时间为1小时。

相对于此,对于实施例1~5,确认了:组合使用黏泥抑制剂X和黏泥抑制剂Y能获得抑制黏泥产生的效果、去除黏泥的效果,尽管第一通水工序的1次/24小时条件下的每次加入时间为比较例2中的时间的一半,即30分钟,得到的效果与比较例2相等或同等以上的水平。

17页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:衍生自伯胺或多胺的多电荷阳离子化合物在水系统中控制微生物结垢的用途

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!