(57)【要約】【課題】河川水や地下水などのシリカを含む水を供給水として逆浸透膜で処理して純水を製造する際に、シリカスケールを抑制して膜性能の安定化を図る。【解決手段】シリカを含有する供給水を逆浸透膜に通水する水処理において、逆浸透膜への供給水量をＶＦｍ３／ｄ、濃縮水量をＶＣｍ３／ｄ、供給水中のシリカ濃度をＣＳｍｇ／Ｌとした時、以下の（１）式の関係が成り立っている場合に、逆浸透膜の透過流束を０．６ｍ／ｄ以下に設定すると共に、３日に１回以上の頻度で背圧弁を開いて設定透過流束の１／３以下で供給水を通水する圧力開放通水を行う逆浸透膜のシリカスケール抑制方法。    ＣＳ×ＶＦ／ＶＣ＞１２０      （１）【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリカを含有する供給水を逆浸透膜に通水する水処理において、該逆浸透膜への供給水量をＶＦｍ３／ｄ、濃縮水量をＶＣｍ３／ｄ、該供給水中のシリカ濃度をＣＳｍｇ／Ｌとした時、以下の（１）式の関係が成り立っている場合に、該逆浸透膜の透過流束を０．６ｍ／ｄ以下に設定すると共に、３日に１回以上の頻度で、該逆浸透膜の背圧弁の開度を大きくして、該設定透過流束の１／３以下で該供給水を通水する圧力開放通水を行うことを特徴とする逆浸透膜のシリカスケール抑制方法。
ＣＳ×ＶＦ／ＶＣ＞１２０      （１）
【請求項２】
１日当たりの前記圧力開放通水の時間が１０分以上である請求項１に記載の逆浸透膜のシリカスケール抑制方法。
【請求項３】
前記供給水中にシリカを分散させる薬剤を添加することを特徴とする請求項１又は２に記載の逆浸透膜のシリカスケール抑制方法。
【請求項４】
前記シリカを分散させる薬剤が、リン酸基もしくはスルホン酸基を有することを特徴とする請求項３に記載の逆浸透膜のシリカスケール抑制方法。
【請求項５】
前記圧力開放通水を行った際に前記逆浸透膜の濃縮側から得られる水の一部もしくは全てを前記逆浸透膜の供給水として再度使用することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の逆浸透膜のシリカスケール抑制方法。
【請求項６】
前記濃縮側から得られる水の一部もしくは全てを、精密濾過膜又は限外濾過膜に通水した後、前記逆浸透膜の供給水とすることを特徴とする請求項５に記載の逆浸透膜のシリカスケール抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は逆浸透（ＲＯ）膜のシリカスケール抑制方法に係り、詳しくは、河川水や地下水などのシリカを含む水を供給水としてＲＯ膜で処理して純水を製造する際に、ＲＯ膜のシリカスケールを抑制して膜性能の安定化を図る方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＯ膜システムによる分離、精製は、蒸発や電気透析を用いたシステムに対して省エネルギープロセスであり、海水、かん水の淡水化や、工業用水および超純水の製造、排水回収などに広く用いられている。ＲＯ膜で阻止された物質は膜面で濃縮される。シリカなどのスケール生成のポテンシャルを持った無機成分が溶解度以上に濃縮されると、スケールが膜に付着することが知られている。スケールの付着によって、透過流束や阻止率といったＲＯ膜性能の低下が起こることから、一般的には、シリカなどがスケール生成濃度以上にならないように運転条件が管理されている。
【０００３】
シリカスケールのＲＯ膜への付着を抑制する方法として、酸性条件での運転がある。即ち、ＲＯ膜の供給水のｐＨを５付近として運転することによって、シリカスケールの生成速度が遅くなり、膜性能が安定化する。しかし、この方法では、供給水に酸剤を添加しなければならず、また、濃縮水や透過水のｐＨを中性に戻すためにアルカリ剤が必要となるため、薬品コストがかかる。また、酸性条件では、ＲＯ膜の阻止性能が悪くなるという問題もある。
【０００４】
シリカを分散させる薬剤も提案されているが、中性付近で有効なものが見出されていない。
【０００５】
特許文献１，２では、供給水のランゲリア指数をスケール生成し難い値とし、定期的にフラッシングを行うことで、ＲＯ膜へのスケール付着抑制を試みている。しかし、この方法では、供給水のランゲリア指数を調整するための操作が必要である。また、特許文献１，２には、スケールの付着抑制に有効な透過流束の記述はない。更には、スケール分散剤についても構造上の記述はない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−１６０１７９号公報
【特許文献２】特開２０１６−１７９４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するＲＯ膜のシリカスケール抑制方法を提供することを目的とする。即ち、本発明では、供給水中に存在するシリカがＲＯ膜で濃縮することによってスケール化し、透過流束や脱塩率などの膜性能が低下する恐れがある際に、スケールが発生し難い運転条件とすると共に、生成したスケールを膜面から剥離させる運転を行うことにより、更にはシリカを分散させてスケールの生成を抑制する薬剤を併用して、膜性能の安定化を図る。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、シリカスケールの生成とＲＯ膜への付着を抑制する方法について鋭意検討し、透過流束（フラックス）を０．６ｍ／ｄ以下に設定し、３日に１回以上の頻度でＲＯ膜の背圧弁を開放する圧力開放通水を行うことにより、シリカスケールによる膜性能の低下を抑制できることを見出した。
更には、スケール抑制剤として、ホスホン酸などのリン酸基を有するものや、アクリル酸（ＡＡ）、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ）、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルアクリルアミド（ｔＢｕＡＡｍ）の３元共重合体などのスルホン酸基を有するものを供給水に添加することで、透過流束等の膜性能の低下をより一層確実に抑制することができることを見出した。
背圧弁を開放すると、その間透過水が得られず、水回収率が低下する。本発明では、その間にＲＯ膜の濃縮水側から排出される水を供給水として再利用することで、水回収率の低下を抑えることができる。この場合、濃縮水中には、膜面から剥離したスケール成分が存在している可能性があるため、精密濾過（ＭＦ）膜や限外濾過（ＵＦ）膜に通して、スケール成分を除去してから再利用することが好ましい。
本発明はこのような知見に基づいて達成されたものであり、以下を要旨とする。
【０００９】
［１］  シリカを含有する供給水を逆浸透膜に通水する水処理において、該逆浸透膜への供給水量をＶＦｍ３／ｄ、濃縮水量をＶＣｍ３／ｄ、該供給水中のシリカ濃度をＣＳｍｇ／Ｌとした時、以下の（１）式の関係が成り立っている場合に、該逆浸透膜の透過流束を０．６ｍ／ｄ以下に設定すると共に、３日に１回以上の頻度で、該逆浸透膜の背圧弁の開度を大きくして、該設定透過流束の１／３以下で該供給水を通水する圧力開放通水を行うことを特徴とする逆浸透膜のシリカスケール抑制方法。
ＣＳ×ＶＦ／ＶＣ＞１２０      （１）
【００１０】
［２］  １日当たりの前記圧力開放通水の時間が１０分以上である［１］に記載の逆浸透膜のシリカスケール抑制方法。
【００１１】
［３］  前記供給水中にシリカを分散させる薬剤を添加することを特徴とする［１］又は［２］に記載の逆浸透膜のシリカスケール抑制方法。
【００１２】
［４］  前記シリカを分散させる薬剤が、リン酸基もしくはスルホン酸基を有することを特徴とする［３］に記載の逆浸透膜のシリカスケール抑制方法。
【００１３】
［５］  前記圧力開放通水を行った際に前記逆浸透膜の濃縮側から得られる水の一部もしくは全てを前記逆浸透膜の供給水として再度使用することを特徴とする［１］ないし［４］のいずれかに記載の逆浸透膜のシリカスケール抑制方法。
【００１４】
［６］  前記濃縮側から得られる水の一部もしくは全てを、精密濾過膜又は限外濾過膜に通水した後、前記逆浸透膜の供給水とすることを特徴とする［５］に記載の逆浸透膜のシリカスケール抑制方法。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ＲＯ膜処理によってシリカが溶解度以上の濃度に濃縮される場合であっても、ＲＯ膜へのシリカスケールの付着を抑制することができ、透過流束等のＲＯ膜性能を長期に亘り安定に維持することができる。また、背圧弁開放時の濃縮水を供給水に戻すことで水回収率を維持することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１（ａ）は、実施例で用いた平膜試験装置の構成を示す模式図であり、図１（ｂ）は、この平膜試験装置の密閉容器の構造を示す断面図である。
【図２】比較例１，２における透過流束比の経時変化を示すグラフである。
【図３】実施例１〜６及び比較例３における透過流束比の経時変化を示すグラフである。
【図４】実施例１，７，８及び比較例３における透過流束比の経時変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１８】
本発明のＲＯ膜のシリカスケール抑制方法は、シリカを含有する供給水（以下「ＲＯ供給水」と称す場合がある。）をＲＯ膜に通水する水処理において、ＲＯ膜への供給水量をＶＦｍ３／ｄ、濃縮水量をＶＣｍ３／ｄ、供給水中のシリカ（ＳｉＯ２）濃度をＣＳｍｇ／Ｌとした時、以下の（１）式の関係が成り立っている場合、即ち、供給水中のシリカがＲＯ膜で溶解度（通常シリカの溶解度は２５℃において１２０ｍｇ／Ｌである。）以上に濃縮されるような場合に、該ＲＯ膜の透過流束を０．６ｍ／ｄ以下に設定すると共に、３日に１回以上の頻度で、背圧弁の開度を大きくして、該設定透過流束の１／３以下で該供給水を通水する圧力開放通水を行うことを特徴とする。
ＣＳ×ＶＦ／ＶＣ＞１２０      （１）
【００１９】
本発明において、１日当たりの圧力開放通水の時間は１０分以上であることが好ましく、また、ＲＯ供給水中には、シリカを分散させる薬剤を添加することが好ましい。シリカを分散させる薬剤としては、リン酸基もしくはスルホン酸基を有するものが好適である。また、圧力開放通水を行った際のＲＯ膜の濃縮側から得られる水の一部もしくは全てをＲＯ膜の供給水として再度使用することで水回収率を維持することができ、この際、前記濃縮側から得られる水の一部もしくは全てを、ＭＦ膜又はＵＦ膜に通水して濾過処理した後、ＲＯ供給水とすることが好ましい。
【００２０】
［作用機構］
本発明による作用機構は以下の通りである。
(1)  設定透過流束を０．６ｍ／ｄ以下として、間欠的に圧力開放通水を行うことで、膜面のシリカスケールを剥離させる。即ち、ＲＯ膜装置は、後述の図１（ａ），（ｂ）に示されるように、密閉容器内がＲＯ膜で原水室と透過水室とに仕切られ、原水室に原水導入配管と濃縮水排出配管が接続され、透過水室に透過水排出配管が接続されている。原水導入配管には、高圧ポンプが設けられ、一方、濃縮水排出配管には背圧弁が設けられており、高圧ポンプによる加圧力（供給水量）と、背圧弁の開度を調節することで、膜の透過流束が調整され、所定のＲＯ供給水量に対して、所定の透過水量で透過水を得ることができる。
本発明では、ＲＯ膜に供給水を給水する高圧ポンプの運転を継続した状態で間欠的に背圧弁の開度を大きくする圧力開放通水を行う。背圧弁の開度を大きくすると、ＲＯ供給水は高圧ポンプの加圧力で勢いよく背圧弁側（濃縮水側）へ流れ、この供給水の掃流で膜面に付着したスケールを剥離させ、濃縮水排出口側へ排出することができる。
(2)  シリカスケールの生成抑制に有効なリン酸基又はスルホン酸基を有するシリカ分散剤を添加して、シリカのスケール化を抑制する。
(3)  圧力開放通水時の濃縮水の一部又は全てを供給水として再利用することにより、背圧弁開放運転を行った上で、水回収率を維持する。
【００２１】
［ＲＯ膜］
本発明において、シリカスケール抑制対象となるＲＯ膜の材質、膜型式等には特に制限はなく、水処理分野で一般的に使用されているものであれば、本発明を適用してシリカスケール抑制効果を得ることができる。
【００２２】
［供給水］
本発明で対象とするＲＯ膜の供給水は、シリカを含み、ＲＯ膜で濃縮されてシリカ濃度が溶解度以上となるような水であり、例えば河川水、地下水、排水回収水、冷却水ブロー水などが挙げられる。
本発明は、シリカをＣＳｍｇ／Ｌ含むＲＯ供給水を供給水量：ＶＦｍ３／ｄ、濃縮水量：ＶＣｍ３／ｄでＲＯ膜処理する際に下記式を満たすような、シリカスケール析出傾向の高いＲＯ供給水のＲＯ膜処理に適用される。
ＣＳ×ＶＦ／ＶＣ＞１２０      （１）
【００２３】
なお、本発明では、設定透過流束と間欠的な圧力開放通水により、シリカスケールを抑制するため、ＲＯ供給水のｐＨを酸性にする必要はなく、ＲＯ供給水のｐＨは５〜９、特に６〜８とすればよい。ただし、ｐＨを酸性にした方が効率的である。
【００２４】
［設定透過流束］
本発明においては、上記式（１）を満たす場合において、ＲＯ膜の設定透過流束を０．６ｍ／ｄ以下とする。この設定透過流束が０．６ｍ／ｄを超えると、以下の圧力開放通水を行っても、シリカスケールの抑制効果を十分に得ることができない。ＲＯ膜の設定透過流束は０．６ｍ／ｄ以下であればよく、過度に設定透過流束を低くすると処理効率が悪くなることから、０．３〜０．６ｍ／ｄの範囲とすることが好ましい。
【００２５】
［圧力開放通水］
本発明では、上記の透過流束を設定した上で、３日に１回以上の頻度で、ＲＯ膜の背圧弁の開度を大きくして、設定透過流束の１／３以下で供給水をＲＯ膜に通水する圧力開放通水を行う。
圧力開放通水の頻度は３日に１回以上であればよく、ＲＯ供給水のスケール化傾向、圧力開放通水の時間、圧力開放通水時の透過流束等との関係において適宜設定される。
圧力開放通水時の透過流束は、背圧弁の開度によって調節することができる。
圧力開放通水時の背圧弁の開度を大きくして圧力開放通水時の透過流束を小さくするほど、圧力開放通水の頻度を小さく、かつ圧力開放通水時間を短くすることができる。逆に圧力開放通水時の背圧弁の開度が小さく、圧力開放通水時の透過流束が大きいほど、一般的には、圧力開放通水の頻度を大きく、かつ圧力開放通水時間を長くする必要が生じる。
【００２６】
通常の場合、圧力開放通水時には、背圧弁を全開又は半開以上とし（透過流束＝０〜０．３ｍ／ｄ）、圧力開放通水の頻度を３日に１〜７２回、１日当たりの圧力開放通水の時間は１０分以上、例えば１０〜６０分（この圧力開放通水時以外の時間は設定透過流束での通常の通水となる。）とすることが好ましい。
【００２７】
なお、圧力開放通水は上記の条件を満たせば、定期的に行ってもよく、不定期的に行ってもよいが、ＲＯ供給水の水質やＲＯ膜の運転条件に大きな変動がない場合定期的に行うのが好ましい。
【００２８】
［シリカ分散剤］
本発明においては、ＲＯ供給水に供給水中のシリカを分散させる薬剤（シリカ分散剤）を添加することで、より一層優れたシリカスケール抑制効果を得ることができる。
シリカ分散剤としては、水中のシリカを分散させる作用のあるものであればよく、特に制限はないが、リン酸基を有する化合物等のリン含有化合物、スルホン酸基を有する化合物等のイオウ含有化合物がシリカの分散効果に優れることから好ましい。
【００２９】
具体的には、リン酸基を有する化合物としては、ホスホン酸基を有する化合物が好ましく、例えば、ニトリロトリメチレンホスホン酸（ＮＴＭＰ）、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸（ＨＥＤＰ）、エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸（ＥＤＴＰ）、２−ホスホノブタン−１，２，４−トリカルボン酸（ＰＢＴＣ）、アミノメチレンホスホネート（ＡＭＰ）、ポリアミノポリエーテルメチレンホスホネート（ＰＡＰＥＭＰ）、ホスホノポリカルボン酸（ＰＯＣＡ）、１，２−ジヒドロキシ−１，２−ビス（ジヒドロキシホスホニル）エタン（ＤＤＰＥ）、２−ジヒドロキシジヒドロキシホスホニル−２−ヒドロキシプロピオン酸（ＤＨＨＰＡ）、１，３−ビス［（１−フェニル−１−ジヒドロキシホスホニル）メチル］−２−イミダゾリジノン（ＢＰＤＭＩ）、２，３−ビス（ジヒドロキシホスホニル）−１，４−ブタン二酸（ＢＤＢＡ）、ジエチレントリアミンペンタメチレンホスホン酸（ＤＴＰＭＰＡ）、ヘキサメチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸（ＨＤＴＭＰ）、ビス（ポリ−２−カルボキシエチル）ホスホン酸、及びこれらの水溶性塩、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩、アンモニウム塩等を挙げることができる。
【００３０】
また、スルホン酸基を有する化合物としては、スルホン酸基を有するポリマーが好ましく、スルホン酸基とカルボキシル基を有する重合物が挙げられる。スルホン酸基とカルボキシル基を有する重合物としては、スルホン酸基を有する単量体と、カルボキシル基を有する単量体との共重合物、或いは、更に、これらの単量体と共重合可能な他の単量体との三元共重合体が挙げられ、このうち、スルホン酸基を有する単量体としては、２−メチル−１，３−ブタジエン−１−スルホン酸などの共役ジエンスルホン酸、３−（メタ）アリルオキシ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸等のスルホン酸基を有する不飽和（メタ）アリルエーテル系単量体や２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、２−ヒドロキシ−３−アクリルアミドプロパンスルホン酸、スチレンスルホン酸、メタリルスルホン酸、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、イソアミレンスルホン酸、又はこれらの塩など、好ましくは３−アリルオキシ−２−ヒドロキシ−１−プロパンスルホン酸（ＨＡＰＳ）、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ）が挙げられ、これらの１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００３１】
一方、カルボキシル基を有する単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、ビニル酢酸、アトロパ酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、ヒドロキシエチルアクリル酸、コハク酸、エポキシコハク酸又はこれらの塩など、好ましくはアクリル酸、メタクリル酸が挙げられ、これらの１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００３２】
また、これらの単量体と共重合可能な単量体としては、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルアクリルアミド（ｔＢｕＡＡｍ）、Ｎ−ビニルホルムアミドなどのアミド類が挙げられる。
【００３３】
特に、アクリル酸（ＡＡ）と２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸（ＡＭＰＳ）をＡＡ：ＡＭＰＳ＝７０〜９０：１０〜３０（モル比）の割合で共重合させた共重合物、ＡＡとＡＭＰＳとＮ−ｔｅｒｔ−ブチルアクリルアミド（ｔＢｕＡＡｍ）等のアミド類を、ＡＡ：ＡＭＰＳ：アミド類＝４０〜９０：５〜３０：５〜３０（モル比）の割合で共重合させた共重合物、ＡＡと３−アリロキシ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸（ＨＡＰＳ）を、ＡＡ：ＨＡＰＳ＝７０〜９０：１０〜３０（モル比）の割合で共重合させた共重合物などが挙げられるが、何らこれらに限定されるものではない。
【００３４】
スルホン酸基を有するポリマーの重量平均分子量は、１,０００〜３０，０００であることが好ましい。重量平均分子量が１，０００未満であると分散効果が不十分であり、３０，０００を超えると、このポリマー自体がＲＯ膜に吸着し、膜閉塞の要因となるおそれがある。
【００３５】
これらのシリカ分散剤は、１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００３６】
ＲＯ供給水にシリカ分散剤を添加する場合、シリカ分散剤の添加量は、ＲＯ供給水の水質や水回収率、設定透過流束、圧力開放通水の頻度等の運転条件等によっても異なるが、通常の場合、固形分（有効成分）濃度として０．０５〜１０ｍｇ／Ｌ程度となるように添加することが好ましい。シリカ分散剤の添加量が少な過ぎると十分なシリカの分散効果を得ることができず、多過ぎるとシリカ分散剤がＲＯ膜の負荷となったり膜汚染の原因となったりする場合がある。
【００３７】
［濃縮水の再利用］
圧力開放通水時には、背圧弁の開度を大きくすることでＲＯ膜を透過するＲＯ膜供給水量は少なくなり、その殆どが濃縮水側に排出されることとなる。この濃縮水は、圧力開放通水でＲＯ膜から剥離させたシリカスケールを含む場合もあるが、スケール以外は未処理のＲＯ膜供給水とほぼ同等の水質であり、濃縮度も低いことから、この水の一部又は全量をＲＯ供給水側に循環して供給水として再使用（再処理）することが、圧力開放通水を行うことによる透過水量の低減を防止して回収水量を確保する上で好ましい。
【００３８】
この場合、圧力開放通水時にＲＯ膜の濃縮水側から得られる水には、ＲＯ膜から剥離したスケールが含まれる場合があるため、これをＭＦ膜又はＵＦ膜で濾過し、スケール成分を除去した後、ＲＯ供給水とすることが好ましい。この場合に用いるＭＦ膜又はＵＦ膜には特に制限はなく、通常の水処理における除濁膜として用いられるものであればよく、いずれも使用可能である。
【実施例】
【００３９】
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００４０】
以下の実施例及び比較例におけるＲＯ供給水、シリカ分散剤、ＲＯ膜、実験装置、運転条件は、以下の通りであり、経時後の透過流束を初期透過流束で除した透過流束比で膜性能を評価した。
【００４１】
（１）  ＲＯ供給水
塩化ナトリウム１００ｍｇ／Ｌ、炭酸水素ナトリウム８４ｍｇ／Ｌの水溶液に、塩化カルシウムをカルシウム濃度が１０ｍｇ／Ｌとなるように、ポリ塩化アルミニウムをアルミニウム濃度が０．１ｍｇ／Ｌとなるように添加すると共に、メタケイ酸ナトリウムをシリカ濃度が３５ｍｇ／Ｌとなるように添加し、最終的に塩酸と水酸化ナトリウムでｐＨ７．０に調整したものをＲＯ供給水とした。
【００４２】
（２）  シリカ分散剤
以下のシリカ分散剤Ｉ〜Ｖを用いた。ＲＯ供給水にこれらのシリカ分散剤を添加する場合、シリカ分散剤は固形分として１．１５６ｍｇ／Ｌ添加した。
シリカ分散剤Ｉ：ジエチレントリアミンペンタメチレンホスホン酸、分子量７２７、イタルマッチ社製
シリカ分散剤II：ＡＡとＡＭＰＳとｔＢｕＡＡｍの三元共重合体、重量平均分子量５，０００、ダウ社製
シリカ分散剤III：ＡＡとＡＭＰＳの二元共重合体、重量平均分子量１１，０００、ダウ社製
シリカ分散剤IV：ポリマレイン酸、重量平均分子量８００、ＢＷＡ社製
シリカ分散剤Ｖ：エチレンジアミン四酢酸、分子量２９２、キシダ化学社製
【００４３】
（３）  ＲＯ膜
日東電工製超低圧ＲＯ膜「ＥＳ２０（膜面積：８ｃｍ２）」を使用した。
【００４４】
（４）  実験装置
図１（ａ），（ｂ）に示す平膜試験装置を用いた。
この平膜試験装置において、ＲＯ供給水は、配管１１より高圧ポンプ４で、密閉容器１のＲＯ膜をセットした平膜セル２の下側の原水室１Ａに供給される。図１（ｂ）に示すように、密閉容器１は、原水室１Ａ側の下ケース１ａと、透過水室１Ｂ側の上ケース１ｂとで構成され、下ケース１ａと上ケース１ｂとの間に、平膜セル２がＯリング８を介して固定されている。平膜セル２はＲＯ膜２Ａの透過水側が多孔質支持板２Ｂで支持された構成とされている。平膜セル２の下側の原水室１Ａ内はスターラー３で攪拌子５を回転させることにより攪拌される。ＲＯ膜透過水は平膜セル２の上側の透過水室１Ｂを経て配管１２より取り出される。濃縮水は配管１３より取り出される。原水室１Ａ内の圧力は、給水配管１１に設けた圧力計６と、濃縮水取出配管１３に設けた背圧弁（圧力調整バルブ）７により調整される。
【００４５】
（５）  運転条件
設定透過流束は各例毎に１．０ｍ／ｄ又は０．６ｍ／ｄとし、回収率７５％（４倍濃縮）となるように、ポンプ送水量、背圧弁を調節した。
いずれの場合も、供給水のシリカ濃度ＣＳ＝３５ｍｇ／Ｌ、供給水量ＶＦ／濃縮水量ＶＣ＝４であり、ＣＳ×ＶＦ／ＶＣは１４０で、式（１）を満たす。
【００４６】
各実施例及び比較例の運転条件は以下の通りである。
【００４７】
比較例１：透過流束を１．０ｍ／ｄに設定して、通常通水した（圧力開放なし）。
比較例２：透過流束を１．０ｍ／ｄに設定して、１日に１回１時間、背圧弁を開放（圧力開放）した。この圧力開放時の透過流束は０ｍ／ｄであった。
比較例３：透過流束を０．６ｍ／ｄに設定して、通常通水した（圧力開放なし）。
実施例１：透過流束を０．６ｍ／ｄに設定して、１日に１回１時間、背圧弁を開放（圧力開放）した。この圧力開放時の透過流束は０ｍ／ｄであった。
実施例２：ＲＯ供給水にシリカ分散剤Ｉを添加した以外は、実施例１と同様に行った。
実施例３：ＲＯ供給水にシリカ分散剤IIを添加した以外は、実施例１と同様に行った。
実施例４：ＲＯ供給水にシリカ分散剤IIIを添加した以外は、実施例１と同様に行った。
実施例５：ＲＯ供給水にシリカ分散剤IVを添加した以外は、実施例１と同様に行った。
実施例６：ＲＯ供給水にシリカ分散剤Ｖを添加した以外は、実施例１と同様に行った。
実施例７：ＲＯ供給水に圧力開放時の濃縮水を全量戻した以外は、実施例１と同様に行った。
実施例８：ＲＯ供給水に圧力開放時の濃縮水を孔径０．４５μｍの親水性ＰＶＤＦ膜（ＭＦ膜）で濾過して全量戻した以外は、実施例１と同様に行った。
【００４８】
図２〜４に各例の透過流束比の経時変化を示す。
図２より、透過流束を１．０ｍ／ｄに設定した比較例２では、背圧弁を開放しても、圧力開放を行わない比較例１と透過流束比の経時変化には殆ど差異がないことが分かる。
図３より、透過流束を０．６ｍ／ｄに設定すると、圧力開放で、実施例１のように透過流束比の低下が抑制されることが分かる。また、シリカ分散剤Ｉ〜IVを添加した実施例２〜５では、さらに透過流束比の低下が抑制されている。特に、スルホン基を有し、イオウを含有するシリカ分散剤II，IIIや、ホスホン酸系でリンを含有するシリカ分散剤Ｉを用いると、透過流束比の低下は効果的に抑制される。なお、シリカ分散剤Ｖを用いた実施例６は、シリカ分散剤を用いていない実施例１と透過流束比の経時変化に大差はない。
図４より、背圧弁開放時に濃縮水を供給水側に戻した実施例７では、僅かに透過流束比が低くなる傾向が見られるが、親水性ＰＶＤＦ膜で濾過して戻した実施例８では透過流束比は実施例１と同等である。
【符号の説明】
【００４９】
１  容器
２  平膜セル
２Ａ  ＲＯ膜
２Ｂ  多孔質支持板
３  スターラー
４  高圧ポンプ
５  攪拌子
６  圧力計
７  背圧弁（圧力調整バルブ）
８  Ｏリング
【図１】
2019098298.tif 000003
【図２】
2019098298.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年4月9日(2019.4.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリカを含有する供給水を逆浸透膜に通水する水処理において、
該供給水中にシリカを分散させる薬剤として、下記シリカ分散剤Ｉ〜IVから選ばれる1種又は２種以上のシリカ分散剤を添加し、
該逆浸透膜への供給水量をＶＦｍ３／ｄ、濃縮水量をＶＣｍ３／ｄ、該供給水中のシリカ濃度をＣＳｍｇ／Ｌとした時、以下の（１）式の関係が成り立っている場合に、該逆浸透膜の透過流束を０．６ｍ／ｄ以下に設定すると共に、３日に１回以上の頻度で、該逆浸透膜の背圧弁の開度を大きくして、該設定透過流束の１／３以下で該供給水を通水する圧力開放通水を行うことを特徴とする逆浸透膜のシリカスケール抑制方法。
ＣＳ×ＶＦ／ＶＣ＞１２０      （１）
シリカ分散剤Ｉ：ジエチレントリアミンペンタメチレンホスホン酸
シリカ分散剤II：アクリル酸と２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸とＮ−ｔｅｒｔ−ブチルアクリルアミドの三元共重合体
シリカ分散剤III：アクリル酸と２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸の二元共重合体
シリカ分散剤IV：ポリマレイン酸
【請求項２】
１日当たりの前記圧力開放通水の時間が１０分以上である請求項１に記載の逆浸透膜のシリカスケール抑制方法。
【請求項３】
前記圧力開放通水を行った際に前記逆浸透膜の濃縮側から得られる水の一部もしくは全てを前記逆浸透膜の供給水として再度使用することを特徴とする請求項１又は２に記載の逆浸透膜のシリカスケール抑制方法。
【請求項４】
前記濃縮側から得られる水の一部もしくは全てを、精密濾過膜又は限外濾過膜に通水した後、前記逆浸透膜の供給水とすることを特徴とする請求項３に記載の逆浸透膜のシリカスケール抑制方法。