(57)【要約】【課題】バイオファウリング抑制とＲＯ膜劣化防止を同時にかつ経済的に実現するために、半透膜の劣化を抑制しながらクロラミンを注入しバイオファウリングを抑制することが可能な造水システムおよび造水装置を提供すること。【解決手段】臭化物イオンおよびヨウ化物イオンのうちの少なくとも1つを含む被処理水を半透膜処理装置で処理する造水方法であって、前記被処理水を半透膜で処理する前に、前記被処理水にクロラミン類およびｐＨ調整剤を添加する造水方法とする。【選択図】図１
2015186774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
臭化物イオンおよびヨウ化物イオンのうちの少なくとも1つを含む被処理水を半透膜処理装置で処理する造水方法であって、前記被処理水を半透膜で処理する前に、前記被処理水にクロラミン類およびｐＨ調整剤を添加することを特徴とする造水方法。
【請求項２】
前記被処理水中の前記臭化物イオンおよびヨウ化物イオンのうちの少なくとも１つの濃度が５ｍｇ／Ｌ以上であることを特徴とする請求項１に記載の造水方法。
【請求項３】
前記被処理水が海水であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の造水方法。
【請求項４】
前記被処理水のｐＨを９以上に調整することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の造水方法。
【請求項５】
前記クロラミン類がクロラミンであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の造水方法。
【請求項６】
前記クロラミンは、遊離塩素とアンモニウム塩とを、次亜塩素酸イオンとアンモニアおよびアンモニウムイオンのモル濃度比が［ＣｌＯ−］：［ＮＨ３＋ＮＨ４＋］＝１：１．１〜１：１０となるように混合することにより合成されることを特徴とする請求項５に記載の造水方法。
［ＣｌＯ−］：次亜塩素酸イオンのモル濃度［ｍｍｏｌ／Ｌ］
［ＮＨ３＋ＮＨ４＋］：アンモニアおよびアンモニウムイオンのモル濃度［ｍｍｏｌ／Ｌ］
【請求項７】
前記クロラミンを前記被処理水に１〜５０ｍｍｏｌ／Ｌの濃度で添加することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の造水方法。
【請求項８】
前記次亜塩素酸イオンと前記アンモニアおよびアンモニウムイオンのモル濃度比と前記クロラミンの濃度の関係が、クロラミン濃度［ｍｍｏｌ／Ｌ］＜［ＮＨ３＋ＮＨ４＋］／［ＣｌＯ−］×５［ｍｍｏｌ／Ｌ］であることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の造水方法。
【請求項９】
前記被処理水に被酸化剤を添加することを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の造水方法。
【請求項１０】
前記被酸化剤が有機物であることを特徴とする請求項９に記載の造水方法。
【請求項１１】
前記被酸化剤がアミノ基を有することを特徴とする請求項１０に記載の造水方法。
【請求項１２】
前記被酸化剤が１級アミンであることを特徴とする請求項１１に記載の造水方法。
【請求項１３】
前記被酸化剤がアミノ酸であることを特徴とする請求項１２に記載の造水方法。
【請求項１４】
前記被酸化剤を前記被処理水に１ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度で添加することを特徴とする請求項９〜請求項１３のいずれか一項に記載の造水方法。
【請求項１５】
前記クロラミン類を添加してから前記被酸化剤を添加することを特徴とする請求項９〜請求項１４のいずれか一項に記載の造水方法。
【請求項１６】
前記クロラミン類と前記被酸化剤を混合してから添加することを特徴とする請求項９〜請求項１４のいずれか一項に記載の造水方法。
【請求項１７】
前記被酸化剤の添加前に前記クロラミン類より酸化力の強い強酸化物の濃度を測定し、測定値を元に前記被酸化剤の添加量を調整することを特徴とする請求項１５に記載の造水方法。
【請求項１８】
前記クロラミン類および前記被酸化剤の添加後に前記クロラミン類より酸化力の強い強酸化物の濃度を測定し、測定値を元に前記被酸化剤の添加量を調整することを特徴とする請求項９〜１６に記載の造水方法。
【請求項１９】
前記ｐＨ調整剤を前記クロラミン類の添加前に添加することを特徴とする請求項１〜請求項１８のいずれか一項に記載の造水方法。
【請求項２０】
前記半透膜がポリアミドを主成分とする膜であることを特徴とする請求項１〜請求項１９のいずれか一項に記載の造水方法。
【請求項２１】
臭化物イオンおよびヨウ化物イオンのうちの少なくとも１つを含む被処理水を半透膜処理装置で処理する造水装置であって、前記被処理水にクロラミン類およびｐＨ調整剤を添加する装置を、前記半透膜処理装置よりも上流側に設けることを特徴とする造水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半透膜処理装置を用いて造水する造水方法および造水装置に関し、詳しくは、半透膜へのダメージを低減することを可能とする造水方法および造水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
海水、下水、工業廃水などを原水とし、該原水を半透膜処理することで、塩分や微量汚染物質を除去し、造水、再利用する方法が利用されている。その代表的な造水装置は、逆浸透膜（以下、ＲＯ膜）を用いた海水淡水化や下水再利用であり、これらでは、精密濾過膜（以下、ＭＦ膜）、限外濾過膜（以下、ＵＦ膜）、砂ろ過などにより除濁した後、昇圧しＲＯ膜に供することで、脱塩や微量汚染物質除去を行う。当該装置の安定化にはバイオファウリング対策が必要不可欠である。バイオファウリングとは、例えば、ＲＯ膜を備えたＲＯ膜エレメント内に微生物が増殖し、原水流路を閉塞させるなどして、装置性能を著しく低減させる現象を言う。
【０００３】
このようなバイオファウリング対策として、殺菌剤などのバイオファウリング抑制剤を注入することが知られている。殺菌剤には、次亜塩素酸ナトリウムが特に安価かつ効果的であることが知られているが、特に高性能な半透膜の多くはポリアミドを主成分として製作されており、次亜塩素酸ナトリウムに含まれる遊離塩素がポリアミド膜を劣化させるため、実用されていない場合が多い。そこで、ポリアミド膜劣化を発生させないバイオファウリング抑制剤としてＤＢＮＰＡ（２，２−ジブロモ−３−ニトリロプロピオンアミド）などが利用されているが、高価であると同時に飲料水用途への利用が制限されているなどの課題があった。そこで、安価かつ効果的に利用できるバイオファウリング抑制剤として、例えば特許文献１や特許文献２のように、クロラミンなどの結合塩素によるバイオファウリング抑制が知られ、利用されている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１や特許文献２の方法では、特許文献３に記載の通り、原因は定かではないが半透膜の劣化が発生し、除去率が低下してしまう場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平８−２４９０８号公報
【特許文献２】特開２００８−２９９６３号公報
【特許文献３】特開２００６−２６３５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、バイオファウリング抑制とＲＯ膜劣化防止を同時にかつ経済的に実現するために、半透膜の劣化を抑制しながらクロラミンを注入しバイオファウリングを抑制することが可能な造水システムおよび造水装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明は、以下の（１）〜（２１）の構成をとる。
（１）臭化物イオンおよびヨウ化物イオンのうちの少なくとも１つを含む被処理水を半透膜処理装置で処理する造水方法であって、前記被処理水を半透膜で処理する前に、前記被処理水にクロラミン類およびｐＨ調整剤を添加することを特徴とする造水方法。
（２）前記被処理水中の前記臭化物イオンおよびヨウ化物イオンのうちの少なくとも１つの濃度が５ｍｇ／Ｌ以上であることを特徴とする前記（１）の造水方法。
（３）前記被処理水が海水であることを特徴とする前記（１）または（２）の造水方法。
（４）前記被処理水のｐＨを９以上に調整することを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれか一つの造水方法。
（５）前記クロラミン類がクロラミンであることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれか一つの造水方法。
（６）前記クロラミンは、遊離塩素とアンモニウム塩とを、次亜塩素酸イオンとアンモニアおよびアンモニウムイオンのモル濃度比が［ＣｌＯ−］：［ＮＨ３＋ＮＨ４＋］＝１：１．１〜１：１０となるように混合することにより合成されることを特徴とする前記（５）の造水方法。
［ＣｌＯ−］：次亜塩素酸イオンのモル濃度［ｍｍｏｌ／Ｌ］
［ＮＨ３＋ＮＨ４＋］：アンモニアおよびアンモニウムイオンのモル濃度［ｍｍｏｌ／Ｌ］
（７）前記クロラミンを前記被処理水に１〜５０ｍｍｏｌ／Ｌの濃度で添加することを特徴とする前記（５）または（６）の造水方法。
（８）前記次亜塩素酸イオンと前記アンモニアおよびアンモニウムイオンのモル濃度比と前記クロラミンの濃度の関係が、クロラミン濃度［ｍｍｏｌ／Ｌ］＜［ＮＨ３＋ＮＨ４＋］／［ＣｌＯ−］×５［ｍｍｏｌ／Ｌ］であることを特徴とする前記（６）または（７）の造水方法。
（９）前記被処理水に被酸化剤を添加することを特徴とする前記（１）〜（８）のいずれか一つの造水方法。
（１０）前記被酸化剤が有機物であることを特徴とする前記（９）の造水方法。
（１１）前記被酸化剤がアミノ基を有することを特徴とする前記（１０）の造水方法。
（１２）前記被酸化剤が１級アミンであることを特徴とする前記（１１）の造水方法。
（１３）前記被酸化剤がアミノ酸であることを特徴とする前記（１２）の造水方法。
（１４）前記被酸化剤を前記被処理水に１ｍｍｏｌ／Ｌ以上の濃度で添加することを特徴とする前記（９）〜（１３）のいずれか一つの造水方法。
（１５）前記クロラミン類を添加してから前記被酸化剤を添加することを特徴とする前記（９）〜（１４）のいずれか一つの造水方法。
（１６）前記クロラミン類と前記被酸化剤を混合してから添加することを特徴とする前記（９）〜（１４）のいずれか一つの造水方法。
（１７）前記被酸化剤の添加前に前記クロラミン類より酸化力の強い強酸化物の濃度を測定し、測定値を元に前記被酸化剤の添加量を調整することを特徴とする前記（１５）の造水方法。
（１８）前記クロラミン類および前記被酸化剤の添加後に前記クロラミン類より酸化力の強い強酸化物の濃度を測定し、測定値を元に前記被酸化剤の添加量を調整することを特徴とする前記（９）〜（１６）の造水方法。
（１９）前記ｐＨ調整剤を前記クロラミン類の添加前に添加することを特徴とする前記（１）〜（１８）のいずれか一つの造水方法。
（２０）前記半透膜がポリアミドを主成分とする膜であることを特徴とする前記（１）〜（１９）のいずれか一つの造水方法。
（２１）臭化物イオンおよびヨウ化物イオンのうちの少なくとも１つを含む被処理水を半透膜処理装置で処理する造水装置であって、前記被処理水にクロラミン類およびｐＨ調整剤を添加する装置を、前記半透膜処理装置よりも上流側に設けることを特徴とする造水装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、臭化物イオンおよびヨウ化物イオンのうちの少なくとも１つを含む被処理水にクロラミン類を添加し、該クロラミン類を半透膜に作用させることで該半透膜のバイオファウリングを抑制する際に、ｐＨをコントロールすることで半透膜を酸化しダメージを与える強酸化物の生成を抑えることができる。よって、半透膜が強酸化物によってダメージを受けることを防止することができる。それにより、半透膜のバイオファウリングを抑制しながら膜の寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の造水方法を実施するための造水装置の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の造水方法を実施するための造水装置の一例を示す概略図である。
【図３】本発明の造水方法を実施するための造水装置の一例を示す概略図である。
【図４】本発明の造水方法を実施するための造水装置の一例を示す概略図である。
【図５】本発明の造水方法を実施するための造水装置の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
前述の通りバイオファウリング抑制のためには安価なクロラミン類を添加することが一般的に知られているが、被処理水に臭化物イオンおよびヨウ化物イオンのうちの少なくとも１つが含まれている場合、半透膜にダメージを与え、塩除去率の低下を招くことが知られている。そのため、半透膜へのダメージを与えながらクロラミンを添加したり、殺菌剤を添加せずに運転し、バイオファウリングが発生した場合に酸やアルカリで洗浄したりするなどの手段がとられていた。
【００１１】
そこで発明者らは鋭意検討した結果、臭化物イオンおよびヨウ化物イオンのうちの少なくとも１つを含む被処理水にクロラミン類を添加した場合、下記（１）式の反応により、強酸化物であるブロモアミン類が生じることを突き止めた。
ＮＲ１Ｒ２Ｃｌ＋Ｂｒ−⇔ＮＲ１Ｒ２Ｂｒ＋Ｃｌ−    ・・・（１）
（式（１）中、Ｒ１およびＲ２は水素または任意の官能基を示す。）
【００１２】
また、式（１）の反応はｐＨが低いほど右辺へ進む事が明らかとなったため、クロラミン類およびｐＨ調整剤を併用することでバイオファウリングを抑制しつつ半透膜へのダメージを抑えることができることを見出した。
【００１３】
ただし、臭化物イオンが５ｍｇ／Ｌ以下の場合は、強酸化物であるブロモアミン類はほとんど発生せず、半透膜へのダメージはあまり見られない。なお、本発明では、臭化物イオンおよびヨウ化物イオンのうちの少なくとも１つの濃度が、５ｍｇ／Ｌ以上、好ましくは５〜１０００ｍｇ／Ｌである被処理水に対して好適に造水することができる。
【００１４】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明の造水方法は、臭化物イオンおよびヨウ化物イオンのうちの少なくとも１つを含む被処理水を半透膜処理装置で処理する造水方法であって、前記被処理水を半透膜で処理する前に、前記被処理水にクロラミン類およびｐＨ調整剤を添加するものである。
【００１５】
図１は、本発明の造水方法を実施するための造水装置の一例を示す概略図である。
図１において、被処理水１は半透膜処理装置２にて半透膜処理され、透過水３と半透膜を透過しなかった濃縮水４とを得る。本発明において、半透膜処理装置２の上流側において、被処理水１にｐＨ調整剤８をポンプ７などの薬液注入手段で注入し、クロラミン類６をポンプ５などの薬液注入手段で注入する。
薬液注入手段は、図１ではポンプ５，７として記載したが、水位差を利用して注入してもよく、流量を調整しながら注入できる手段を備えていれば、特に限定しない。
【００１６】
ここで、被処理水１は、特に限定されないが、海水、かん水、下水、工場排水や、これらの生物処理水、生物処理水の半透膜処理濃縮水などやこれらの混合水で臭化物イオンおよび／またはヨウ化物イオンが含まれているものが例示される。ただし、クロラミン類（殺菌剤）や被酸化剤が効果的に働くために、被処理水は、ＴＯＣ（全有機炭素）濃度が１０ｍｇ／Ｌ以下およびＴＮ（総窒素）濃度が５ｍｇ／Ｌ以下のうちの少なくとも一方を満たすことが望ましい。ＴＯＣ濃度やＴＮ濃度が上記を超える場合、バイオファウリングの増殖が激しかったり、添加したクロラミン類を消費したりすることがあるため望ましくない。そのため、特に下水や下水生物処理水の半透膜処理濃縮水等は通常当該濃度が高いため適当ではなく、上記濃度を超える場合は、生物処理や除濁などの処理がなされることが望まれる。ＴＯＣ濃度は５ｍｇ／Ｌ以下であることがより好ましく、ＴＮ濃度は２ｍｇ／Ｌ以下であることがより好ましい。飲料用途として用いるためには、被処理水として海水やかん水およびそれらの混合水を用いて造水処理することが望ましい。
【００１７】
被処理水１は除濁装置により濁質を除去されたものでもよく、当該除濁装置は濁質を除去する機能を有すれば特に方式を限定しないが、砂ろ過、沈殿、凝集、遠心分離、ＭＦ膜、ＵＦ膜などが例示され、これらから１つを選出する、もしくは２以上を組み合わせるなどが好適に利用される。特に、ＵＦ膜やＭＦ膜は、濁質除去性能、維持管理容易性および安定性に優れるため、後段の半透膜処理の安定化に大きく貢献でき、好ましい。
【００１８】
半透膜処理装置２は、ＲＯ膜やナノろ過膜（以下、ＮＦ膜）などの半透膜を用いて、被処理水１に含まれる塩や有機物を除く機能を有するものであれば特に限定しない。通常、半透膜を収容し、原水と透過水（生産水）とを構造的に分離し、透過水を集水する機能を有する膜分離素子が利用される。膜分離素子の形態は特に限定しないが、中空糸膜の場合は、複数の中空糸を束ねて端部を透過水集水部と接着させた構造、平膜の場合は、複数の平膜を封筒状にし、端部を集水管となる中心パイプと接着し、平膜を巻囲して固定したスパイラル型の構造が挙げられる。さらに１以上の膜分離素子を圧力耐久容器内に収容し、原水（固形分除去水）側から加圧することにより、透過水および濃縮水を得ることができる。その際、複数の圧力耐久容器の接続構成（透過水または濃縮水をさらに異なる圧力耐久容器に接続する構成など）、透過水の回収率や濃縮水の濃縮倍率、処理時間、処理温度等の処理条件などは、装置の規模、生産能力、要求水質などによって種々適宜変更される。
【００１９】
半透膜の材質としては、例えば酢酸セルロース系ポリマー、ポリアミド、ポリエステル、ポリイミド、ビニルポリマー等の高分子材料が挙げられる。特に、ポリアミドを用いた半透膜は、透水性、脱塩性ともに優れるため、好適に利用される。またその膜構造としては膜の少なくとも片面に緻密層を持ち、緻密層から膜内部あるいはもう片方の面に向けて徐々に大きな孔径の微細孔を有する非対称膜、非対称膜の緻密層の上に別の素材で形成された非常に薄い分離機能層を有する複合膜等が挙げられる。
【００２０】
ｐＨ調整剤としては、被処理水のｐＨを変えるものならば何でもよく、塩酸や硝酸、硫酸、酢酸、蓚酸といった酸や水酸化ナトリウムや水酸化カリウム、アンモニアといったアルカリを使用することができる。（１）式の反応を抑制するためには、ｐＨは９以上であることが望ましく、更に望ましくは９．５以上である。
【００２１】
クロラミン類を添加した後にｐＨを調整することで（１）式を左辺に移動させることも可能であるが、望ましくは強酸化物の発生を抑制するために、ｐＨ調整剤はクロラミン類を添加する前に添加される。
【００２２】
クロラミン類としては、例えば、モノクロラミン，ジクロラミン，トリクロラミン等のクロラミンや、クロラミンＴ（Ｎ−クロロ−４−メチルベンゼンスルホンアミドナトリウム塩）等の結合塩素系の殺菌剤が挙げられる。ここで、結合塩素とは、ＤＰＤ法で測定した場合、結合塩素として検出されるものであり、ブロモアミンなど炭素に結合していてもＤＰＤ法で遊離塩素として検出されるものは含まない。本発明において、殺菌効果や毒性の観点から、クロラミンを用いることが好ましく、特にモノクロラミンを用いることが好ましい。
【００２３】
クロラミンは長期間安定していないため、一般的に現場で合成される。クロラミンの合成方法としては、次亜塩素酸ソーダなどの遊離塩素含有液と、硫酸アンモニウムや塩化アンモニウムなどのアンモニウム塩とを混合することが知られている。遊離塩素含有液とアンモニウム塩とをそれぞれ別に被処理水１に添加して、クロラミンを生成させてもよく、被処理水１がアンモニア含有水ならば、遊離塩素含有液のみを添加してもよい。
【００２４】
クロラミンを合成する際には、遊離塩素とアンモニウム塩とを、次亜塩素酸イオンとアンモニアおよびアンモニウムイオンのモル濃度比が［ＣｌＯ−］：［ＮＨ３＋ＮＨ４＋］＝１：１．１〜１：１０となるように混合することが好ましく、さらに好ましくは、［ＣｌＯ−］：［ＮＨ３＋ＮＨ４＋］＝１：１．５〜１：８である。アンモニアおよびアンモニウムイオンのモル濃度が次亜塩素酸イオンの１．１倍よりも低い場合、半透膜処理工程で半透膜の損傷や劣化を促進する遊離塩素が残留する可能性があり、アンモニアおよびアンモニウムイオンのモル濃度が次亜塩素酸イオンの１０倍よりも高い場合、バイオファウリングを促進する可能性があるため好ましくない。
なお、上記［ＣｌＯ−］は次亜塩素酸イオンのモル濃度［ｍｍｏｌ／Ｌ］であり、［ＮＨ３＋ＮＨ４＋］はアンモニアおよびアンモニウムイオンのモル濃度［ｍｍｏｌ／Ｌ］である。
【００２５】
また、被処理水１に臭化物イオンが含まれる場合は、アンモニア濃度が高いほど式（１）の反応が進みやすい傾向にあるため望ましくない。
クロラミンを添加する場合、クロラミン濃度を、被処理水中、１〜５０ｍｍｏｌ／Ｌにすることが好ましく、５．５〜５０ｍｍｏｌ／Ｌにすることがより望ましい。クロラミン濃度が１ｍｍｏｌ／Ｌよりも希薄であると造水装置が大きくなったり希釈水が大量に必要となったりするため望ましくない。また、クロラミン濃度が５０ｍｍｏｌ／Ｌより高濃度である場合は下記（２）式の反応が進むため望ましくない。
３ＮＨ２Ｃｌ→Ｎ２＋ＮＨ４＋＋３Ｃｌ−＋２Ｈ＋    ・・・（２）
【００２６】
（２）式より分かるようにクロラミン濃度が高いと右辺に進みやすくなり、アンモニア濃度が高いと右辺に進みにくくなる。すなわち、クロラミン濃度が高くてもアンモニア濃度が高ければ、クロラミンは分解しにくくなる。発明者らは鋭意検討の結果、次亜塩素酸イオンとアンモニアおよびアンモニウムイオンのモル濃度比とクロラミンの濃度の関係が以下の関係式を満たせばクロラミンが分解しにくくなることを見出した。
クロラミン濃度［ｍｍｏｌ／Ｌ］＜［ＮＨ３＋ＮＨ４＋］／［ＣｌＯ−］×５［ｍｍｏｌ／Ｌ］
［ＣｌＯ−］：次亜塩素酸イオンのモル濃度［ｍｍｏｌ／Ｌ］
［ＮＨ３＋ＮＨ４＋］：アンモニアおよびアンモニウムイオンのモル濃度［ｍｍｏｌ／Ｌ］
【００２７】
ここで、クロラミンとは、アンモニア分子の水素原子に塩素原子がそれぞれ１個、２個、３個置換されているモノクロラミン、ジクロラミンおよびトリクロラミンの総称を指すが、本発明では、殺菌力が強くて安定しているモノクロラミンを主成分として生成するように、アンモニアと遊離塩素のモル比やｐＨを調整することが好ましい。なお、ここで、「主成分」とは、クロラミン類を構成する成分のうち、５０質量％を超えて配合される成分のことを言い、好ましくは、７０質量％以上、より好ましくは８０質量％以上である。
【００２８】
これらのクロラミン類は次亜塩素酸イオンなどの遊離塩素やブロモアミンなどの強酸化物を少量含んだり、被処理水中の物質と反応して強酸化物を生成したりすることがあり、ポリアミド系の半透膜にダメージを与え、半透膜の塩除去率の低下を招くことが知られている。強酸化物発生のメカニズムは完全には明確ではないが、一例として以下の反応が考えられる。
ＮＨ４＋＋ＯＣｌ−⇔ＮＨ２Ｃｌ＋Ｈ２Ｏ    ・・・（３）
（３）式はクロラミン合成反応であり、通常はほぼ右辺へ反応が進んでいると考えられる。しかし、被処理水含有金属が触媒として働き反応が左に寄るなどして強酸化物である遊離塩素が発生することがあり、半透膜にダメージを与える。
【００２９】
発明者らは鋭意検討の結果、図２に示すように被酸化剤１２を添加することで、クロラミン類を消去することなく強酸化物を消去することが出来ることを発見した。被酸化剤としてはクロラミン類を消去することなく強酸化物を消去するものであれば何でもよく、有機物、中でもアミノ基を有するものが好ましく、更に好ましくは１級アミンが使用できる。特にアミノ酸であれば、健康影響への懸念も低く好ましく使用でき、アラニン、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、グルタミン、グルタミン酸、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リシン、フェニルアラニン、プロリン、セリン、トレオニン、トリプトファン、チロシンやバリンなどを使用することができる。
【００３０】
なお、一般的に還元剤として知られているもの、例えば亜硫酸水素ナトリウム（ＳＢＳ）やチオ硫酸ナトリウムなどは還元力が強過ぎ、クロラミン類を消去するため好ましくない。還元剤と被酸化剤の区別としては、クロラミン類０．０１３ｍｍｏｌ／Ｌと混合した場合を例に挙げると、還元剤を０．０２６ｍｍｏｌ／Ｌ添加した場合は５分で９０％以上のクロラミン類が還元され、被酸化剤を０．０２６ｍｍｏｌ／Ｌ添加した場合は５分で１０％以下しかクロラミン類は還元されない。一方、強酸化物０．０１３ｍｍｏｌ／Ｌと混合した場合を例に挙げると、還元剤、被酸化剤共に０．０２６ｍｍｏｌ／Ｌ添加した場合は３分以内で９０％以上の強酸化物を還元する。
【００３１】
被酸化剤は固体でも水溶液でも使用できるが、水溶液で添加する方が被処理水に容易に均一に混ぜることが可能であるので望ましい。被酸化剤を水溶液として添加する場合、添加する被酸化剤の濃度としては、１ｍｍｏｌ／Ｌ以上であることが望ましい。１ｍｍｏｌ／Ｌより濃度が希薄であると装置が大きくなったり希釈水が大量に必要となったりするため望ましくない。
【００３２】
半透膜処理装置までの配管が長い場合やバイオファウリングしやすい場合は、クロラミン類よりも強酸化物の殺菌力の方が強いため、クロラミン類を添加した後に被酸化剤を添加することが望ましい。
【００３３】
また、図３に示したように、クロラミン類中の強酸化物濃度が高い場合などは、ｐＨ調整剤８を添加した後、被処理水１へクロラミン類６を添加する前に、クロラミン類６と被酸化剤１２とを混合することで、被酸化剤１２が強酸化物を消去する速度を速めることが出来るため望ましい。
【００３４】
図４に示す造水装置では、ｐＨ調整剤８、クロラミン類６および被酸化剤１２を添加後、強酸化物濃度測定器１３で強酸化物濃度を測定し、測定値に応じて被酸化剤１２の添加量を調整している。調整量としては、強酸化物濃度測定器１３で検出された強酸化物モル濃度の１．５倍以上のモル濃度の被酸化剤１２を追加するように添加量を増やすことが望まれる。
【００３５】
強酸化物濃度測定器１３は、ガスクロマトグラフィーなどを用いて直接計測してもよいし、ＤＰＤ（ジエチル−ｐ−フェニレンジアミン）吸光度法によって計測される遊離塩素濃度や、酸化還元電位（ＯＲＰ）やＵＶ吸光度などを間接指標として用いてもよい。特にＯＲＰは、計測が容易かつ安価であり、自動制御もしやすい点で好適である。
【００３６】
図４および図５に示したように、被処理水１は除濁装置１４によって除濁処理された後、半透膜処理装置２に供されることが、濁質による半透膜処理装置２内流路の閉塞や半透膜性能低下抑制のために好ましい。
【００３７】
図５の装置では、ｐＨ調整剤８およびクロラミン類６を添加した後、強酸化物濃度測定器１３で強酸化物濃度を測定し、測定値に応じて被酸化剤１２の添加量を調整している。調整量としては、強酸化物濃度測定器１３で検出された強酸化物モル濃度の１．５倍以上のモル濃度の被酸化剤１２を添加することが望まれる。
【００３８】
なお、被処理水１への添加後のクロラミン類濃度は、０．００１〜０．２ｍｍｏｌ／Ｌの範囲であることが好ましい。クロラミン類濃度が０．００１ｍｍｏｌ／Ｌ以下では、バイオファウリング抑制効果が不十分であり、０．２ｍｍｏｌ／Ｌ以上では、クロラミン類そのもので膜劣化を促進させてしまう可能性が高くなる。
【００３９】
上記した方法により、被処理水を処理することで強酸化物の生成を抑えることができ、よって、半透膜が強酸化物によってダメージを受けることを防止することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１  被処理水
２  半透膜処理装置
３  透過水
４  濃縮水
５  ポンプ
６  クロラミン類
７  ポンプ
８  ｐＨ調整剤
９  ポンプ
１０  混合槽
１１  ポンプ
１２  被酸化剤
１３  強酸化物濃度測定器
１４  除濁装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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