專利名稱：含有機物排水的處理方法及處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用逆滲透(RO)膜分離裝置對從電子裝置制造工廠等排出的含有機物(TOC)排水的處理方法及裝置。
背景技術(shù)：
環(huán)境標準或水質(zhì)標準有越來越嚴格的趨勢，希望也對廢水高度凈化。為了解決水不足，為了回收各種排水進行再利用，也希望開發(fā)出高水平的水處理技術(shù)。
RO膜分離處理可以高效地除去水中的雜質(zhì)(離子類、有機物、微粒子等)。如下的凈化方法被記載在日本特開2002-336886號公報中，即回收從半導體制造過程中排出的含有丙酮、異丙醇等含有高濃度TOC或者低濃度TOC的排水來進行再利用時，首先對其進行生物處理，除去TOC成分，然后對生物處理水進行RO膜處理。
在RO膜分離裝置中生物處理排水進行供水時，因微生物導致有機物分解，生成生物代謝物，因此RO膜的膜面被阻塞，通量降低。
不進行生物處理，而是直接將含有TOC的排水輸入至RO膜分離裝置中，流入RO膜分離裝置的TOC濃度高，因此在RO膜分離裝置內(nèi)微生物易繁殖。從抑制在RO膜分離裝置內(nèi)的生物淤積的目的出發(fā)，通常在含有TOC的排水中大量添加殺粘菌劑，但是殺粘菌劑的價格昂貴。
在從電子裝置制造工廠排出的排水中，有時會混入有附著于RO膜分離裝置的膜面上的、很可能使通量降低的非離子性表面活性劑，因此，以往在這種含有非離子性表面活性劑的排水中，不能應用RO膜分離處理。
在從電子裝置工廠排出的排水中，除了含有上述有機物以外，還含有過氧化氫等氧化劑。在排水中含有氧化劑時，從防止由氧化劑導致的RO膜氧化劣化的目的出發(fā)，一般在RO膜分離裝置的前段設(shè)置活性碳塔。由于在這些排水中也含有有機物，因此活性碳塔內(nèi)易形成微生物的溫床。如果在活性碳塔內(nèi)微生物繁殖，則活性碳塔的差壓上升，于是微生物泄露，活性碳處理水的SDI值上升。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供含有機物排水的處理方法及處理裝置，其中，所述排水處理方法通過如下方式可以得到高水質(zhì)的處理水，即在使用RO膜分離裝置處理·回收含有機物排水時，防止在RO膜分離裝置內(nèi)的有機物附著于膜面上而導致的通量降低、生物淤積，長期進行穩(wěn)定處理，同時將水中TOC濃度高效地降低。
本發(fā)明的排水處理方法包括如下工序阻垢劑添加工序，即在含有機物排水中，添加相當于含有該有機物排水中的鈣離子5倍重量以上的阻垢劑；pH調(diào)整工序，即在添加該阻垢劑之前、之后或者同時在含有機物排水中添加堿，將pH調(diào)整到9.5以上；膜分離工序，即經(jīng)過該阻垢劑添加工序和pH調(diào)整工序后，對含有機物排水進行逆滲透膜分離處理。
本發(fā)明的排水處理裝置具備有如下裝置在含有機物排水中，添加相當于該含有機物排水中鈣離子5倍重量以上的阻垢劑的阻垢劑添加裝置；在該阻垢劑添加之前、之后或者同時在該含有機物排水中添加堿，將pH調(diào)整到9.5以上的pH調(diào)整裝置；導入經(jīng)過該阻垢劑添加裝置和pH調(diào)整裝置之后的含有機物排水的逆滲透膜分離處理裝置。
在本發(fā)明中，即使該阻垢劑是鈉鹽等鹽時，阻垢劑的添加量也是按酸的形式換算得到的值。


圖1是表示本發(fā)明實施方式所涉的含有機物排水的處理方法及處理裝置的原理圖。
圖2是表示實施例1及比較例1、2中RO膜分離裝置的膜通量經(jīng)時變化的圖。
圖3是表示實施例1及比較例1、2中RO膜分離裝置的活菌數(shù)經(jīng)時變化的圖。
圖4是表示實施例2及比較例3～5中RO膜分離裝置的膜通量經(jīng)時變化的圖。
圖5是表示實施例1、3及比較例6、7中RO膜分離裝置的膜通量經(jīng)時變化的圖。
圖6是表示實施例4、5及比較例8中RO膜分離裝置的膜通量經(jīng)時變化的圖。
圖7是表示實施例6結(jié)果的圖。
圖8是表示實施例7結(jié)果的圖。
圖9是本發(fā)明其他實施方式所涉的含有有機物和氧化劑的排水處理方法及處理裝置的原理圖。
圖10是表示實施例8和比較例9中的活性碳處理水的活菌數(shù)經(jīng)時變化的圖。
圖11是表示實施例8及比較例9中RO膜分離裝置的膜通量經(jīng)時變化的圖。
圖12是表示實施例9及比較例10～12中RO膜分離裝置的膜通量經(jīng)時變化的圖。
圖13是表示實施例8、10及比較例13、14中RO膜分離裝置的膜通量經(jīng)時變化的圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的一種方式為，向?qū)胫罵O膜分離裝置中的被處理水(以下有時稱為“RO供水”)中添加規(guī)定量的阻垢劑，同時將pH調(diào)整到9.5以上，向RO膜分離裝置供水。
將RO供水的pH調(diào)整到9.5以上的理由如下。
微生物在堿性范圍內(nèi)不能生存。因此，通過將RO供水的pH調(diào)整到9.5以上，則在RO膜分離裝置中，可以制造出來即使有營養(yǎng)源但微生物也不能生存的環(huán)境，不須添加以往昂貴的殺粘菌劑，即可抑制RO膜分離裝置內(nèi)的生物淤積。
已知有可能使通量降低的非離子性表面活性劑在堿性范圍中從膜面解吸，通過將RO供水的pH調(diào)整到9.5以上，可以抑制這些成分附著到RO膜面上。
向RO供水中添加相當于該RO供水中鈣離子5倍重量以上的阻垢劑的理由如下。
極少情況下，從電子裝置制造工廠等排出的含有TOC的排水中會混有引起水垢的鈣離子等。在本發(fā)明中，如果將RO供水的pH調(diào)到9.5以上，則在如此之高pH的RO工作條件下，即使混有極微量的鈣離子，也會生成碳酸鈣等水垢，RO膜直接阻塞。在本發(fā)明中，從抑制因這種水垢導致的膜面阻塞的目的出發(fā)，在RO供水中添加阻垢劑，但是在該阻垢劑添加量不足鈣離子濃度5倍量時，其添加效果不充分，因此將其添加量設(shè)為鈣離子濃度的5倍量以上。
在這種方式中，作為RO膜，特別優(yōu)選使用在1.47MPa、25℃、pH為7的條件下對1500mg/L的食鹽水進行RO膜分離處理時的鹽排除率(以下簡稱為“鹽排除率”)為95％以上的具有脫鹽性能的聚乙烯醇類的低淤積用RO膜來進行RO膜分離處理。優(yōu)選使用這種低淤積用RO膜的理由如下。
上述低淤積用RO膜與通常使用的芳香族聚酰胺膜相比，去除了膜表面的荷電性，使親水性提高，因此在耐污染性方面非常優(yōu)異。然而，相對于大量含有非離子性表面活性劑的水，其耐污染性效果降低，通量隨時間降低。
通過將RO供水的pH調(diào)整到9.5以上，有可能使RO膜通量降低的非離子性表面活性劑從膜面解吸，因此即使使用了通常使用的芳香族類聚酰胺膜，也能夠抑制通量的極度降低。但是，RO供水中的非離子性表面活性劑濃度高的時候，其效果也降低，長期如此，通量降低。
因此，為了解決這種問題，優(yōu)選將上述具有特定脫鹽性能的聚乙烯醇類的低淤積用RO膜、和把RO供水的pH調(diào)到9.5以上來進行供水的條件組合，由此即使對于含有高濃度非離子性表面活性劑的RO供水，也不引起通量降低，能夠長期穩(wěn)定工作。
為了進行更高效的處理，優(yōu)選采用如下條件。
優(yōu)選將RO供水的pH調(diào)到10.5以上，特別優(yōu)選調(diào)到10.5～12。
阻垢劑的添加量設(shè)為鈣離子濃度的5～50倍量。
RO供水的鈣離子濃度高時，進行陽離子交換處理作為添加阻垢劑的前處理，除去鈣。
通過這種方式的排水處理方法及處理裝置，使用RO膜分離裝置對從電子裝置制造工廠、其他各種領(lǐng)域排出的含有高濃度或低濃度有機物的排水，特別是含有非離子性表面活性劑的排水進行處理·回收時，可以防止RO膜分離裝置內(nèi)的有機物附著于膜面上而導致的通量降低、生物淤積，可以長期進行穩(wěn)定的處理，同時可以高效地降低水中TOC濃度，從而得到高水質(zhì)的處理水。通過本發(fā)明處理后得到的處理水可以用作制造超純水的原水、鍋爐用水或者冷卻用水。
下面參照附圖詳細說明本方式所涉的含有機物排水的處理方法及處理裝置。
圖1是表示一方式所涉的含有機物排水的處理方法及處理裝置的原理圖。
在圖1中，在經(jīng)過罐1導入的原水(含有機物排水)中添加阻垢劑之后，添加堿，將pH調(diào)到9.5以上，然后導入到RO膜分離裝置中，進行RO膜分離處理。
作為在原水中添加的阻垢劑，優(yōu)選使用在堿范圍內(nèi)發(fā)生解離、易形成金屬離子和配合物的乙二胺四乙酸(EDTA)或次氮基三乙酸(NTA)等螯合物類阻垢劑，此外，可以使用(甲基)丙烯酸聚合物及其鹽、馬來酸聚合物及其鹽等低分子量聚合物，乙二胺四亞甲基膦酸及其鹽、羥基亞乙基二膦酸及其鹽、次氮基三亞甲基膦酸及其鹽、膦酸丁烷基三羧酸及其鹽等膦酸及膦酸鹽，六偏磷酸及其鹽、三聚磷酸及其鹽等無機聚合磷酸及無機聚合磷酸等。
阻垢劑的添加量設(shè)為原水(添加了阻垢劑的水)中鈣離子濃度的5倍重量以上。阻垢劑的添加量在不足原水中的鈣離子濃度5倍重量時，不能充分得到阻垢劑的添加效果。即使過量地添加阻垢劑，在藥物制劑成本方面也不優(yōu)選，因此，優(yōu)選將其添加量設(shè)為原水中鈣離子濃度的5～50倍重量。
添加有阻垢劑的原水，接著添加堿劑，將pH調(diào)整到9.5以上，優(yōu)選10以上，更優(yōu)選10.5～12，例如將pH調(diào)整成10.5～11，然后導入到RO膜分離裝置2中。在此使用的堿劑可以舉出氫氧化鈉、氫氧化鉀等，只要是能夠?qū)H調(diào)整到9.5以上的無機物類堿劑即可，沒有特別的限定。
作為RO膜分離裝置的RO膜具有耐堿性的物質(zhì)，例如，可以舉出聚醚酰胺復合膜、聚乙烯醇復合膜、芳香族聚酰胺膜等，也可以使用在1.47MPa、25℃、pH為7的條件下對1500mg/L食鹽水進行RO膜分離處理時的鹽排除率(以下簡稱為“鹽排除率”)為95％以上的具有脫鹽性能的聚乙烯醇類的低淤積用RO膜。優(yōu)選使用這種低淤積用RO膜的理由如下。
上述低淤積用RO膜與通常使用的芳香族聚酰胺膜相比，由于去除了膜表面的荷電性、使親水性提高，因此在耐污染性方面非常優(yōu)異。然而，對于大量含有非離子性表面活性劑的水，其耐污染性效果降低，通量隨時間降低。
通過將RO供水的pH調(diào)整到9.5以上，很可能使RO膜通量降低的非離子性表面活性劑從膜面解吸，因此即使是使用了通常使用的芳香族類聚酰胺膜的情況，也可以抑制通量的極度降低。然而，RO供水中的非離子性表面活性劑濃度高時，其效果也降低，長期如此則通量降低。通過在RO膜分離裝置的前段進行活性碳處理，上述因表面活性劑導致的通量降低問題被減輕，但持續(xù)長時間處理，通量仍降低。
將上述具有脫鹽性能的聚乙烯醇類低淤積用RO膜與把RO供水的pH調(diào)到9.5以上來進行供水的條件組合，由此即使對于含有高濃度非離子性表面活性劑的RO供水，也可以不引起通量降低，可以長期進行穩(wěn)定的工作。
RO膜可以是螺旋型、中空線型、管狀型等任意型。
RO膜分離裝置2的濃縮水，根據(jù)需要添加酸，調(diào)整pH到中性之后，排出到體系外。并且，RO膜分離裝置2的透過水接著添加酸，將pH調(diào)整到4～8，根據(jù)需要，進一步進行活性碳處理之后，進行再利用或排放。在此，作為使用的酸，沒有特別的限定，可以舉出鹽酸、硫酸等無機酸。
如圖1所示，在原水中添加規(guī)定量的阻垢劑，同時將pH調(diào)整到9.5以上之后，進行RO膜分離處理，由此不會引起RO膜分離裝置中的通量降低，可以進行長期穩(wěn)定的處理，可以得到高度除去TOC的高水質(zhì)處理水。
圖1是表示本發(fā)明之一例的圖，本發(fā)明不受任何圖示所限定。在圖1中，向原水中添加阻垢劑之后添加堿來進行pH調(diào)整，但也可在原水中添加堿進行pH調(diào)整之后添加阻垢劑，另外，也可以同時進行pH調(diào)整和添加阻垢劑。用RO膜分離裝置進行的處理不限于一級處理，也可以進行2級以上的多級處理。從電子裝置制造工廠排出的含有TOC的排水等中基本很少有混入引起水垢的鈣離子等的情況，但在原水中混入鈣離子等時，在添加阻垢劑之前，先設(shè)置除去鈣離子的陽離子交換塔，也可以預先除去鈣。還可以設(shè)置用于pH調(diào)整和添加阻垢劑的混合槽。
實施例1把含有非離子類表面活性劑的電子裝置制造工廠排水(pH7.2、TOC10mg、鈣離子濃度1mg/L)作為原水，在原水中添加作為阻垢劑的乙二胺四乙酸鈉鹽10mg/L之后，添加NaOH，將pH調(diào)到10.5，用RO膜分離裝置(日東電工制造的低壓芳香族聚酰胺型RO膜“NTR-759”)在回收率為90％的條件下進行RO膜分離處理。
考察此時的RO膜分離裝置的膜通量(25℃、1.47MPa)和RO濃縮水中活菌數(shù)的經(jīng)時變化，將結(jié)果示于圖2、3中。
應說明的是，RO透過水的TOC濃度為50μg/L，可以高度除去TOC。
比較例1在原水中不添加阻垢劑，將RO供水的pH調(diào)成7，除此之外，在與實施例1相同的條件下進行處理，將RO膜分離裝置的膜通量和RO濃縮水中活菌數(shù)的經(jīng)時變化分別示于圖2、3中。
比較例2在原水中不添加阻垢劑，將RO供水的pH調(diào)成7，在RO供水中添加5mg/L異噻唑啉類殺粘菌劑(栗田工業(yè)(株)制“クリバ一タEC-503”)，除此之外，在與實施例1相同的條件下進行處理，將RO膜分離裝置的膜通量和活菌數(shù)的經(jīng)時變化分別示于圖2、3中。
由圖2可明顯看出，在實施例1中，即使供水開始500hr后也沒有觀察到通量降低，與此相對，在比較例1中，供水開始300hr后，相對于初始通量減少了一半左右。另外，即使在添加有殺粘菌劑的比較例2中，在供水開始300hr內(nèi)，降低到初始通量的60％左右。
由圖3可以看出，在實施例1和比較例2中，沒有觀察到活菌數(shù)增加，與此相對，在比較例1中，隨著供水時間增加活菌數(shù)增加。
由以上結(jié)果可知，在比較例1中，由于RO膜內(nèi)的微生物繁殖及非離子性表面活性劑膜面附著的協(xié)同效應，因此通量降低，而在比較例2中，即使通過添加殺粘菌劑可以抑制微生物繁殖，但是由于非離子性表面活性劑的膜面附著，通量也降低，在本發(fā)明所涉的實施例1中，可以同時抑制RO膜分離裝置內(nèi)的微生物繁殖及非離子性表面活性劑的膜面附著這兩方面。
實施例2、比較例3～5除了將RO供水的pH調(diào)為9.5(實施例2)、9.2(比較例3)、9(比較例4)或者8.5(比較例5)之外，在與實施例1相同的條件下進行處理，考察RO膜分離裝置的膜通量經(jīng)時變化，將結(jié)果示于圖4中。
由圖4可知，通過將RO供水的pH調(diào)到9.5以上，可以抑制非離子性表面活性劑的膜面附著及因微生物增殖導致的生物淤積，可以抑制RO膜分離裝置的膜通量降低。
實施例3、比較例6、7除了將阻垢劑的添加量設(shè)為5mg/L(實施例3)、3mg/L(比較例6)或者1mg/L(比較例7)之外，在與實施例1相同的條件下進行處理，考察RO膜分離裝置的膜通量經(jīng)時變化，將結(jié)果示于圖5中。應說明的是，在圖5中，還示出將阻垢劑添加量設(shè)為10mg/L的實施例1的結(jié)果。
由圖5可知，通過將阻垢劑的添加量設(shè)為鈣離子濃度的5倍重量以上，可以抑制RO膜分離裝置的膜通量降低。此時，考察膜通量降低后的RO膜分離裝置的RO膜面，確認附著有碳酸鈣水垢。
實施例4把含有非離子類表面活性劑的電子裝置制造工廠排水(pH7.2、TOC 30mg、鈣離子濃度1mg/L)作為原水，在原水中添加作為阻垢劑的乙二胺四乙酸鈉鹽10mg/L之后，添加NaOH，將pH調(diào)到10.5，用RO膜分離裝置(日東電工制造的聚乙烯醇類低淤積用RO膜“LF-10”(鹽排除率為99.5％))在回收率為90％的條件下進行RO膜分離處理。
考察此時的RO膜分離裝置的膜通量(25℃、1.47MPa)，將結(jié)果示于圖6中。
另外，RO透過水的TOC濃度為100μg/L，可以高度除去TOC。
實施例5使用日東電工制造的低壓芳香族聚酰胺類RO膜“NTR-759”作為RO膜，除此之外，在與實施例4相同的條件下進行處理，將RO膜分離裝置的膜通量經(jīng)時變化示于圖6中。
比較例8除了將RO供水的pH調(diào)到7之外，在與實施例4相同的條件下進行處理，將RO膜分離裝置的膜通量經(jīng)時變化示于圖6中。
由圖6可明顯看出，在實施例4中，即使從供水開始到約1年(8000hr)后，也沒有觀察到通量降低，與此相對，認為在實施例5中通量降低到初始通量的75％左右。另外，在比較例8中，通量降低到初始通量的67％左右。由該結(jié)果可知，通過本發(fā)明，在處理非離子性表面活性劑濃度較高的RO供水時，特別是使用特定的聚乙烯醇類的低淤積用RO膜時，即使超過1000小時之類的長時間，在通量穩(wěn)定化方面都有效。
實施例6使用丙烯酸類聚合物作為阻垢劑。
將丙烯酸類聚合物的添加量設(shè)為1mg/L、3mg/L、5mg/L、10mg/L。除此之外，在與實施例1相同條件下進行處理，考察RO膜分離裝置的膜通量經(jīng)時變化，將結(jié)果示于圖7中。
由圖7可以確認，通過添加為供水Ca濃度5倍量以上的丙烯酸類聚合物，可以抑制通量降低。分析通量降低后的膜表面，觀測到碳酸鈣水垢的析出。
實施例7使用次氮基三乙酸(NTA)鈉作為阻垢劑。
將次氮基三乙酸二鈉類阻垢劑的添加量設(shè)為1.23mg/L、3.7mg/L、6.2mg/L、12.3mg/L(如果按酸的形式換算分別為1mg/L、3mg/L、5mg/L、10mg/L)，除此之外，在與實施例1相同條件下進行處理，考察RO膜分離裝置的膜通量經(jīng)時變化，將結(jié)果示于圖8中。
由圖8可以確認，通過添加為供水Ca濃度5倍量以上的阻垢劑，可以抑制通量的降低。分析通量降低后的膜表面，觀測到碳酸鈣水垢的析出。
本發(fā)明其他方式所述的排水處理方法為具備用活性碳處理含有有機物及氧化劑的排水的活性碳處理工序、和對經(jīng)過活性碳處理工序的該排水進行逆滲透膜分離處理的膜分離工序而成的含有有機物及氧化劑的排水處理方法，在上述活性碳處理工序之前的階段中，具有在排水中添加堿將pH調(diào)到9.5以上的pH調(diào)整工序；在上述膜分離工序之前的階段中，具有在排水中添加相當于該排水中鈣離子5倍重量以上的阻垢劑的阻垢劑添加工序。
本發(fā)明其他方式所述的排水處理裝置是具備用活性碳處理含有有機物和氧化劑的排水的活性碳處理裝置、和對經(jīng)過活性碳處理裝置的該排水進行逆滲透膜分離處理的膜分離裝置而成的含有有機物及氧化劑的排水處理裝置，其具有設(shè)于上述活性碳處理裝置上游的、在排水中添加堿而將pH調(diào)到9.5以上的pH調(diào)整裝置，以及設(shè)于上述膜分離裝置上游的、在排水中添加相當于該排水中鈣離子5倍重量以上的阻垢劑的阻垢劑添加裝置。
下面有時將供于活性碳處理的被處理水稱為“AC供水”。
在這種方式所涉的方法及裝置中，將AC供水的pH調(diào)到9.5以上、且在RO供水中添加規(guī)定量的阻垢劑的理由如下。
微生物不能在堿性范圍內(nèi)生存。因此，通過將AC供水的pH調(diào)到9.5以上，可以形成即使有營養(yǎng)源微生物也不能生存的環(huán)境，可以抑制在活性碳塔內(nèi)的微生物繁殖。由于活性碳處理不會使水的pH降低，因此從該活性碳塔流出的活性碳處理水的pH也是pH為9.5以上的堿性。通過將堿性的活性碳處理水供給RO裝置，即使在RO膜分離裝置中也同樣可以抑制微生物的繁殖，沒有必要像以往那樣添加昂貴的殺粘菌劑，就可以防止RO膜分離裝置中的生物淤積。
為了進行更高效的處理，AC供水的pH優(yōu)選調(diào)到10.5以上，特別優(yōu)選調(diào)到10.5～12。
極少情況下，從電子裝置制造工廠等排出的含有TOC的排水中會混入引起水垢的鈣離子等。如果將RO供水的pH調(diào)到9.5以上，則即使極微量的鈣離子也會生成碳酸鈣等水垢，這種水垢阻塞RO膜。為了抑制因水垢導致的膜面阻塞，向RO供水中添加阻垢劑。在該阻垢劑添加量不足鈣離子濃度5倍量時，其添加效果不充分，因此優(yōu)選將其添加量設(shè)為鈣離子濃度的5倍量以上，更優(yōu)選設(shè)為5～50倍量。
通過這種方式的含有有機物和氧化劑的排水的處理方法及處理裝置，用活性碳塔和RO膜分離裝置處理·回收從電子裝置制造工廠、其他各種領(lǐng)域排出的含有高濃度或低濃度有機物和氧化劑的排水時，可以防止在RO膜分離裝置內(nèi)的有機物附著在膜面上而導致的通量降低，可以防止活性碳塔及RO膜分離裝置中的生物淤積，可以長期進行穩(wěn)定的處理，而且可以高效地降低水中TOC濃度，從而得到高水質(zhì)的處理水。
在本方式中，當對含有有機物及氧化劑的排水進行活性碳處理，接著進行RO膜分離處理時，向供至活性碳處理的AC供水中添加堿，把pH調(diào)到9.5以上，而且在進行了RO膜分離處理的RO供水中添加規(guī)定量的阻垢劑。作為各種處理順序，可以舉出如下(i)～(iv)的方式。
i)添加阻垢劑→pH調(diào)整→活性碳處理→RO膜分離處理ii)pH調(diào)整→添加阻垢劑→活性碳處理→RO膜分離處理iii)pH調(diào)整→活性碳處理→添加阻垢劑→RO膜分離處理iv)添加阻垢劑及pH調(diào)整→活性碳處理→RO膜分離處理圖9是按上述(i)的方式進行處理的原理圖。但是，這種方式不能說也能夠采用上述(ii)或(iii)或(iv)的方式。在圖9中示出作為活性碳處理裝置的活性碳塔，但活性碳處理裝置對活性碳塔沒有任何限定，只要是能夠讓排水與活性碳接觸，從而除去排水中的氧化劑即可。
在圖9中，向原水(含有有機物及氧化劑的排水)中添加阻垢劑之后，添加堿把pH調(diào)到9.5以上，然后，向活性碳塔11中供水，使活性碳處理水經(jīng)過罐12后導入到RO膜分離裝置13中，進行RO膜分離處理。
向原水中添加的阻垢劑的示例如上述。
阻垢劑的添加量優(yōu)選設(shè)為原水中鈣離子濃度的5～50倍重量。其理由如上所述。
添加有阻垢劑的原水，接著添加堿劑，將pH調(diào)整到9.5以上，優(yōu)選10以上，更優(yōu)選10.5～12，例如調(diào)整成pH10.5～11，導入到活性碳塔11中。在此使用的堿劑可以舉出氫氧化鈉、氫氧化鉀等，只要是能夠?qū)⒃膒H調(diào)整到9.5以上的無機物類堿劑即可，沒有特別的限定。
作為在活性碳塔11中使用的活性碳種類，只要是能夠除去煤炭類、椰子殼類等氧化劑的物質(zhì)即可，沒有特別的限定。另外，供水方法可以是升流，也可以是降流，供水SV也沒有特別的限定，優(yōu)選按1～40hr-1供水。
用活性碳塔11將氧化劑除去的活性碳處理水，接著經(jīng)過罐12從泵P被導入到RO膜分離裝置13中。RO裝置13的優(yōu)選RO膜如上所述。
RO膜分離裝置13的濃縮水根據(jù)需要添加酸，調(diào)整pH到中性之后，排出到體系外。RO膜分離裝置13的透過水接著添加酸，將pH調(diào)整到4～8，根據(jù)需要，進一步進行了活性碳處理等之后，進行再利用或排放。在此，作為使用的酸，沒有特別的限定，可以舉出鹽酸、硫酸等無機酸。
如圖9所示，在原水中添加規(guī)定量的阻垢劑，同時將pH調(diào)整到9.5以上之后，通過進行活性碳處理及RO膜分離處理，可以不引起RO膜分離裝置中的通量降低，還可以防止活性碳塔及RO膜分離裝置的生物淤積，可以長期進行穩(wěn)定的處理，從而得到TOC被高度除去的高水質(zhì)處理水。
圖9如上所述，是表示本發(fā)明實施方式之一例的圖，本發(fā)明只要不超過其要旨，則不受任何圖示所限定。在圖9中，向供給活性碳塔的原水中添加阻垢劑，之后添加堿來進行pH調(diào)整，但也可在原水中添加堿來進行pH調(diào)整之后再添加阻垢劑，另外，也可以同時進行pH調(diào)整和添加阻垢劑。
并且還可以在原水中添加堿進行pH調(diào)整之后，供至活性碳塔，在從活性碳塔流出的水中添加阻垢劑。使用螯合物類阻垢劑作為阻垢劑時，可以在上述任意位置添加，但在使用低分子量聚合物時，很可能被活性碳吸附，因此優(yōu)選在從活性碳塔流出的水中(RO供水)中添加。
用RO膜分離裝置的處理不限于一級處理，也可以為2級以上的多級處理。
在從電子裝置制造工廠排出的含有TOC的排水等中基本上很少有混入引起水垢的鈣離子等的情況，當原水中混入鈣離子等、RO供水的鈣離子濃度高時，可以用陽離子交換塔進行陽離子交換處理，除去鈣。在這種情況下，為了減少阻垢劑的添加量，優(yōu)選在添加阻垢劑之前，進行陽離子交換處理。還可以設(shè)置用于pH調(diào)整或添加阻垢劑的混合槽。
實施例8將含有非離子類表面活性劑的電子裝置制造工廠排水(pH為7.2、TOC為10mg、鈣離子濃度為1mg/L、氧化劑(過氧化氫)含量30mg/L)作為原水，在原水中添加作為阻垢劑的乙二胺四乙酸鈉鹽10mg/L之后，添加NaOH把pH調(diào)到10.5，向活性碳塔(填充クラレケミカル制造的活性碳“KW10-32”)中按SV為10hr-1供水，用RO膜分離裝置(日東電工制造的低壓芳香族聚酰胺型RO膜“NTR-759”)在回收率為90％的條件下對該活性碳處理水進行RO膜分離處理。
考察此時的活性碳處理水中的活菌數(shù)及RO膜分離裝置的膜通量(25℃、1.47MPa)的經(jīng)時變化，將結(jié)果示于圖10、11中。
RO透過水的TOC濃度為50μg/L，可以高度除去TOC。
比較例9在原水中不添加NaOH，將AC供水的pH調(diào)到7.2，除此之外，在與實施例8相同的條件下進行處理，將活性碳處理水中的活菌數(shù)和RO膜分離裝置的膜通量的經(jīng)時變化分別示于圖10、11中。
由圖10、11可明顯看到如下情況。
從實施例8的活性碳處理水中沒有觀測到活菌，與此相對，從比較例9的活性碳處理水中在供水開始500小時后就已經(jīng)觀測到104個/mL的活菌泄露。
在實施例8中，從供水開始，即使到500小時后也沒有觀測到通量降低，與此相對，在比較例9中，從供水開始的300小時，未見由于活性碳所帶的有機物吸附作用導致的膜通量降低，但超過300小時之后就會觀察到通量極度降低。
實施例9、比較例10～12除了將AC供水的pH調(diào)到9.5(實施例9)、9.2(比較例10)、9(比較例11)或8.5(比較例12)之外，在與實施例9相同的條件下進行處理，考察RO膜分離裝置的膜通量經(jīng)時變化，將結(jié)果示于圖12中。
由圖12可知，通過將AC供水的pH調(diào)到9.5以上，RO供水的pH也變成9.5以上，可以抑制非離子性表面活性劑的膜面附著及因微生物增殖導致的生物淤積，可以抑制RO膜分離裝置的膜通量降低。
實施例10、比較例13、14除了將阻垢劑的添加量設(shè)為5mg/L(實施例10)、3mg/L(比較例13)或者1mg/L(比較例14)之外，在與實施例10相同的條件下進行處理，考察RO膜分離裝置的膜通量經(jīng)時變化，將結(jié)果示于圖13中。在圖13中，還示出將阻垢劑添加量設(shè)為10mg/L的實施例1的結(jié)果。
由圖13可知，通過將阻垢劑的添加量設(shè)為鈣離子濃度的5倍重量以上，可以抑制RO膜分離裝置的膜通量降低。此時，考察膜通量降低后的RO膜分離裝置的RO膜面，確認附著有碳酸鈣水垢。
權(quán)利要求
1.排水處理方法，其包括如下工序阻垢劑添加工序，即在含有機物排水中，添加相當于該含有機物排水中鈣離子5倍重量以上的阻垢劑；pH調(diào)整工序，即在該阻垢劑的添加之前、之后或者同時，在該含有機物排水中添加堿，將pH調(diào)整到9.5以上；膜分離工序，即對經(jīng)過該阻垢劑添加工序及pH調(diào)整工序之后的含有機物排水進行逆滲透膜分離處理。
2.如權(quán)利要求1所述的排水處理方法，其特征為，在該阻垢劑添加工序中，在該含有機物排水中添加相當于該含有機物排水中鈣離子5～50倍重量的阻垢劑。
3.如權(quán)利要求1所述的排水處理方法，其特征為，用于該逆滲透膜分離處理的逆滲透膜，是在1.47MPa、25℃、pH為7的條件下，對1500mg/L食鹽水進行逆滲透膜分離處理時的鹽排除率為95％以上的、具有脫鹽性能的聚乙烯醇類的低淤積用逆滲透膜。
4.如權(quán)利要求1所述的含有機物排水的處理方法，其特征為，在該pH調(diào)整工序中，將pH調(diào)整到10.5～12。
5.如權(quán)利要求1所述的排水處理方法，其特征為，在添加該阻垢劑之前，對該含有機物排水進行陽離子交換處理。
6.如權(quán)利要求1所述的含有有機物及氧化劑的排水處理方法，其特征為，該排水還含有氧化劑，該排水處理方法還包括在上述膜分離工序之前進行的、用活性碳對含有有機物及氧化劑的排水進行處理的活性碳處理工序。
7.如權(quán)利要求6所述的排水處理方法，其特征為，按該阻垢劑添加工序、該pH調(diào)整工序、該活性碳處理工序及該膜分離工序的順序進行排水處理。
8.如權(quán)利要求6所述的排水處理方法，其特征為，按該pH調(diào)整工序、該活性碳處理工序、該阻垢劑添加工序及該膜分離工序的順序進行排水處理。
9.排水處理裝置，其是具備如下裝置而成的在含有機物排水中添加相當于該含有機物排水中鈣離子5倍重量以上的阻垢劑的阻垢劑添加裝置；在該阻垢劑的添加之前、之后或同時，在該含有機物排水中添加堿，將pH調(diào)整到9.5以上的pH調(diào)整裝置；導入經(jīng)過該阻垢劑添加裝置及pH調(diào)整裝置的含有機物排水的逆滲透膜分離處理裝置。
10.如權(quán)利要求9所述的排水處理裝置，其特征為，該逆滲透膜分離處理裝置的逆滲透膜，是在1.47MPa、25℃、pH為7的條件下，對1500mg/L食鹽水進行逆滲透膜分離處理時的鹽排除率為95％以上的、具有脫鹽性能的聚乙烯醇類的低淤積用逆滲透膜。
11.如權(quán)利要求9所述的排水處理裝置，其特征為，具備對供給于該阻垢劑添加裝置的含有機物排水進行陽離子交換處理的陽離子交換塔。
12.如權(quán)利要求9所述的排水處理裝置，其特征為，該排水還含有氧化劑，上述排水處理裝置在上述pH處理裝置下游且上述逆滲透膜分離裝置上游的位置上，還具有用活性碳處理該含有有機物及氧化劑的排水的活性碳處理裝置。
13.如權(quán)利要求12所述的排水處理裝置，其特征為，按該阻垢劑添加裝置、該pH調(diào)整裝置、該活性碳處理裝置及該膜分離裝置的順序進行設(shè)置。
14.如權(quán)利要求13所述的排水處理裝置，其特征為，該活性碳處理裝置為活性碳塔。
全文摘要
使用RO膜分離裝置，對從電子裝置制造工廠、其他各種領(lǐng)域排出的含有高濃度或低濃度有機物的排水進行處理·回收時，防止在RO膜分離裝置內(nèi)的有機物附著在膜面上而導致的通量降低、生物淤積，長期進行穩(wěn)定的處理，同時高效地減少水中TOC濃度，可以得到高水質(zhì)的處理水。在含有機物排水中，添加相當于水中鈣離子濃度5倍重量以上的阻垢劑，同時添加堿將pH調(diào)整到9.5以上，然后向RO膜分離裝置2中供水。通過將RO供水的pH調(diào)整到9.5以上，防止RO膜分離裝置中的生物淤積，防止非離子性表面活性劑的膜面附著，防止通量降低。通過添加阻垢劑，抑制在高pH條件下的因碳酸鈣水垢導致的膜面阻塞。
文檔編號B01D61/04GK1906132SQ200480040600
公開日2007年1月31日 申請日期2004年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月18日
發(fā)明者育野望, 永田浩一 申請人:栗田工業(yè)株式會社