(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却塔のブロー水を膜分離装置に供給し、該膜分離装置の透過水を冷却塔に供給すると共に、該膜分離装置からの膜分離装置排出水の一部又は全部を該冷却塔に供給する水処理方法であって、
該膜分離装置は、前処理膜装置と逆浸透膜装置とを含み、該前処理膜装置は、少なくとも精密濾過膜又は限外濾過膜を有し、
該膜分離装置排出水は、該前処理膜装置からの逆洗排水、循環水、濃縮水及び薬品洗浄廃水の少なくとも１つであり、該循環水は、該前処理膜装置の運転開始時又は逆洗後の空気抜き工程時に、ハウジング内に水を満たすための注水工程又は循環工程を行う際に排出される水であり、
該膜分離装置排出水を該膜分離装置から直接前記冷却塔に供給することを特徴とする水処理方法。
【請求項２】
請求項１において、前記冷却塔は冷却水の少なくとも一部を循環濾過するための濾過装置を備えることを特徴とする水処理方法。
【請求項３】
請求項１において、冷却塔には、冷却塔から冷却水の少なくとも一部を循環濾過するための濾過装置へ送水する送水配管が接続されており、
前記膜分離装置排出水を、該冷却塔内の該送水配管接続部の近傍に供給することを特徴とする水処理方法。
【請求項４】
膜分離装置と、
冷却塔のブロー水を該膜分離装置に供給する手段と、該膜分離装置の透過水を該冷却塔に供給する手段と、該膜分離装置からの膜分離装置排出水の一部又は全部を該冷却塔に供給する手段とを備えた水処理装置であって、
該膜分離装置は、前処理膜装置と逆浸透膜装置とを含み、該前処理膜装置は、少なくとも精密濾過膜又は限外濾過膜を有し、
該膜分離装置排出水は、該前処理膜装置からの逆洗排水、循環水、濃縮水及び薬品洗浄廃水の少なくとも１つであり、該循環水は、該前処理膜装置の運転開始時又は逆洗後の空気抜き工程時に、ハウジング内に水を満たすための注水工程又は循環工程を行う際に排出される水であり、
該膜分離装置排出水は該膜分離装置から直接前記冷却塔に供給されることを特徴とする水処理装置。
【請求項５】
請求項４において、前記冷却塔は冷却水の少なくとも一部を循環濾過するための濾過装置を備えることを特徴とする水処理装置。
【請求項６】
請求項４において、冷却塔には、冷却塔から冷却水の少なくとも一部を循環濾過するための濾過装置へ送水する送水配管が接続されており、
前記膜分離装置排出水を、該冷却塔内の該送水配管接続部の近傍に供給することを特徴とする水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜分離装置の逆洗排水、洗浄排水、循環水、濃縮水などを再利用する方法及び装置に係り、特に冷却塔ブロー水の回収に好適な水処理方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷却水系、ボイラ水系などの水と接触する伝熱面や配管内では、スケール障害が発生する。特に、省資源、省エネルギーの立場から、冷却水の系外への排棄（ブロー）を少なくして高濃縮運転を行う場合、溶解している塩類が濃縮されて、伝熱面が腐食しやすくなるとともに、難溶性の塩となってスケール化する。装置の壁面などにスケールが付着すると、熱効率の低下、配管の閉塞など、ボイラや熱交換器の運転に重大な障害が生じる。近年、節水や省エネルギーを目的に、可能な限り水を有効利用するという動きが顕著になってきているが、更なる高濃縮運転の場合には、スケールの析出を抑制するには限界がある。
【０００３】
そこで、冷却水ブロー水をＭＦ膜又はＵＦ膜に通水してブロー水中の濁質を除去した後、ＲＯ膜処理してイオン類、有機物等を除去し、冷却塔に戻すことがある（特許文献１，２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１８４３７
【特許文献２】特開２００３−１２５５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＭＦ膜、ＵＦ膜、ＲＯ膜を用いて回収処理を行う方法では、定期的又は不定期的に膜を洗浄する必要がある。特許文献１，２では、洗浄した際の逆洗排水などが系外に排出されるため、その分だけ水回収率が低いものとなっていた。また、逆洗水、循環水、濃縮水、洗浄排水などを系外に排出する場合、その水質によっては排水処理が必要となることがある。
【０００６】
本発明は、膜分離装置の逆洗排水、洗浄排水、濃縮水、循環水を処理して冷却塔の冷却水として利用する方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の水処理方法は、冷却塔のブロー水を膜分離装置に供給し、該膜分離装置の透過水を冷却塔に供給すると共に、該膜分離装置からの膜分離装置排出水の一部又は全部を該冷却塔に供給する水処理方法であって、該膜分離装置は、前処理膜装置と逆浸透膜装置とを含み、該前処理膜装置は、少なくとも精密濾過膜又は限外濾過膜を有し、該膜分離装置排出水は、該前処理膜装置からの逆洗排水、循環水、濃縮水及び薬品洗浄廃水の少なくとも１つであり、該循環水は、該前処理膜装置の運転開始時又は逆洗後の空気抜き工程時に、ハウジング内に水を満たすための注水工程又は循環工程を行う際に排出される水であり、該膜分離装置排出水を該膜分離装置から直接前記冷却塔に供給することを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の水処理装置は、膜分離装置と、冷却塔のブロー水を該膜分離装置に供給する手段と、該膜分離装置の透過水を該冷却塔に供給する手段と、該膜分離装置からの膜分離装置排出水の一部又は全部を該冷却塔に供給する手段とを備えた水処理装置であって、該膜分離装置は、前処理膜装置と逆浸透膜装置とを含み、該前処理膜装置は、少なくとも精密濾過膜又は限外濾過膜を有し、該膜分離装置排出水は、該前処理膜装置からの逆洗排水、循環水、濃縮水及び薬品洗浄廃水の少なくとも１つであり、該循環水は、該前処理膜装置の運転開始時又は逆洗後の空気抜き工程時に、ハウジング内に水を満たすための注水工程又は循環工程を行う際に排出される水であり、該膜分離装置排出水は該膜分離装置から直接前記冷却塔に供給されることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の一態様では、冷却塔は冷却水の少なくとも一部を循環濾過するための濾過装置を備える。
【００１１】
本発明では、前記膜分離装置排出水を濾過処理した後に冷却塔内に供給することが好ましい。この場合、該濾過処理を、前記冷却塔に設けられた冷却水の少なくとも一部を循環濾過するための濾過装置で行うことが好ましい。
【００１２】
本発明の一態様では、冷却塔には、冷却塔から冷却水の少なくとも一部を循環濾過するための濾過装置へ送水する送水配管が接続されており、前記膜分離装置排出水を、該送水配管、又は冷却塔内の該送水配管接続部の近傍に供給する。
【００１３】
本発明の一態様では、前記膜分離装置排出水をタンクに一時的に貯留してから、冷却塔に供給する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の水処理方法では、各種の水処理ラインに設置されている膜分離装置の逆洗排水、洗浄排水及び濃縮水の少なくとも１つを冷却塔に供給して冷却水として利用するので、水回収率が向上する。特に、冷却塔ブロー水を膜分離装置で処理して冷却水として再利用すると共に、この膜分離装置の逆洗排水、洗浄排水、循環水及び濃縮水の少なくとも１つを冷却水として利用することにより、冷却塔の水回収率を高くすることができる。
【００１６】
本発明の一態様では、ブロー水をＭＦ膜又はＵＦ膜で濾過処理した後、ＲＯ膜で処理して脱イオン及び有機物除去処理し、このＲＯ処理水を冷却塔の冷却水として利用する。また、このＭＦ膜又はＵＦ膜の逆洗排水、循環水、濃縮水、ＲＯ膜の洗浄排水を濾過処理した後、冷却塔に供給する。この濾過処理を冷却塔システムに設置された冷却水の少なくとも一部を循環濾過するための濾過装置で行うことにより、既存設備を利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態に係る水処理方法及び装置を示すフロー図である。
【図２】実施の形態に係る水処理方法及び装置を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。図１は本発明方法及び装置が適用された冷却塔システムを示す。
【００１９】
この冷却塔システムの冷却塔１は、散水管１ａから散水された冷却水が充填材層１ｂを流下する間にルーバ１ｃから導入される空気と接触して冷却されて、ピット１ｄ（冷却塔下部水槽）に貯留され、蒸気を含む空気はファン１ｅにより大気中に排気されるように構成されている。冷却塔１のピット１ｄの冷水は、ポンプ２、配管３を介して熱交換器４に供給され、熱交換器４からの戻り水が配管５を介して冷却塔１の散水管１ａに返送される。
【００２０】
また、ピット１ｄの水の一部は、送水側循環配管１１、ポンプ１２、弁１３を介してサイドフィルタ１４に供給され、濾過処理された後、返送側循環配管１５，１７及び弁１６を介してピット１ｄに返送される。サイドフィルタ１４は浮上濾材を用いた浮上濾過器や砂濾過器などの濾過装置などよりなる。配管１５には逆洗用空気がエアポンプ１９及び弁１８を介して導入可能とされている。サイドフィルタ１４の１次側には、弁１４ａを有した逆洗排水の排出管１４が接続されている。
【００２１】
サイドフィルタ１４で濾過処理が行われているときには、弁１３，１６が開、弁１４ａ，１８は閉となっている。サイドフィルタ１４を空気逆洗するときには、弁１３，１６が閉とされ、弁１４ｂ，１８が開とされ、エアポンプ１９から空気がサイドフィルタ１４に供給され、逆洗排水が配管１４ｂを介して排出される。
【００２２】
冷却塔１には、ボールタップ弁装置７（又はレベルセンサ付き給水弁装置）によってピット１ｄ内の水位が常に所定レベルとなるように補給水ライン８から補給水が供給される。
【００２３】
ピット１ｄ内の冷却水の電気伝導度が所定値以上となった場合、ブロー弁２１が開とされ、塩類濃度が高くなった冷却水の一部がブロー水として配管２２を介して排出される。この実施の形態では、ブロー水はポンプ２３、配管２４を介して水処理装置２５へ送られる。また、重力で送水できればポンプ２３は不要となる。この水処理装置２５の構成については後述する。
【００２４】
ところで、冷却塔１ではプロセスの熱を除去するため、循環水の一部が蒸発し、補給水が濃縮された状態となる。濃縮された冷却水はスケール、スライム発生により、熱交換器の熱交換効率が悪くなるなどの影響が出るため、それらを防止するための分散剤、スライム防止剤等の薬品が添加される。
【００２５】
分散剤としてはヘキサメタリン酸ソーダやトリポリリン酸ソーダ等の無機ポリリン酸類、ヒドロキシエチリデンジホスホン酸やホスホノブタントリカルボン酸等のホスホン酸類、マレイン酸、アクリル酸、イタコン酸等のカルボキシル基含有素材、必要に応じてそれとビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、２−メタクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸等のスルホン酸基を有するビニルモノマーや、アクリルアミド等のノニオン性ビニルモノマーを組み合わせたコポリマーなどを使用することができるが、ここに挙げた以外の素材も適用することができる。また、分散剤の第三の成分として、そのほかの成分を使用して、三元重合物を使用することもできる。たとえば第三の成分として、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチルアクリルアミドなどを使用する。
【００２６】
分散剤としては、その中でも、ＨＡＰＳ（３−アリルオキシ−２−ヒドロキシ−１−プロパンスルホン酸）、ＡＭＰＳ（２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸）とアクリル酸および／又はメタクリル酸を含む重合物であることが最も好ましい。
【００２７】
分散剤の分子量としては１，０００以上３０，０００以下であることが好ましい。分子量が１，０００未満であると十分な分散効果が得られず、３０，０００超であると前処理膜で除去される恐れが出てくる。本発明では、冷却塔ブロー水に含まれる冷却水薬品を、逆浸透膜用の薬品として再利用する点にも特徴を有し、前述の分散剤、後述のスライム防止剤等を有効利用する。
【００２８】
スライム防止剤としては、次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）等の次亜塩素酸塩、塩素ガス、クロラミン、塩素化イソシアヌル酸塩などの塩素剤、モノクロルスルファミン酸などの塩素とアミド硫酸、アミド硫酸基を有する化合物の反応した結合塩素剤（安定化塩素剤）、ジブロモヒダントインなどの臭素剤、モノブチルスルファミン酸など臭素とアミド硫酸、アミド硫酸基を有する化合物が反応した結合臭素剤（安定化臭素剤）、ＤＢＮＰＡ（ジブロモニトリロプロピオンアシド）、ＭＩＴ（メチルイソチアゾロン）などの有機剤が適用できる。
【００２９】
結合塩素剤、結合臭素剤において、遊離塩素、遊離臭素が結合する窒素化合物としては、アンモニアまたはその化合物、メラミン、尿素、アセトアミド、スルファミド、サイクロラミン酸、スルファミン酸、トルエンスルホンアミド、コハク酸イミド、フタル酸イミド、イソシアヌル酸、Ｎ−クロロトルエンスルホンアミド、尿酸、サッカリンまたはこれらの塩などを挙げることができる。本発明で使用する結合塩素剤は、これらの窒素化合物に遊離塩素が結合したものである。このような結合塩素剤としては、クロラミン、塩素系酸化剤とスルファミン酸化合物とからなる結合塩素剤のほか、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のナトリウム塩）、クロラミン−Ｂ（Ｎ−クロロ−ベンゼンスルホンアミドのナトリウム塩）、Ｎ−クロロ−パラニトロベンゼンスルホンアミドのナトリウム塩、トリクロロメラミン、モノ−もしくはジ−クロロメラミンのナトリウム塩またはカリウム塩、トリクロロ−イソシアヌレート、モノ−もしくはジ−クロロイソシアヌール酸のナトリウム塩またはカリウム塩、モノ−もしくはジ−クロロスルファミン酸のナトリウム塩またはカリウム塩、モノクロロヒダントインもしくは１，３−ジクロロヒダントイン、５，５−ジメチルヒダントインのような５，５−アルキル誘導体等が挙げられる。結合臭素剤も塩素の部分が臭素になる点以外は同様である。
【００３０】
また、ｐＨを変化させる薬品としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、次亜塩素酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、クエン酸、シュウ酸等を選択することができる。その素材に制限はない。
【００３１】
これらの中から一種類以上の薬品が好適に使用される。なお、冷却塔のスライム防止剤の濃度を測定し、注入量を制御することが好ましい。また、冷却塔のｐＨを測定し、一定範囲に制御することが好ましい。
【００３２】
次に、ブロー水を処理するための水処理装置２５について説明する。
【００３３】
冷却塔からのブロー水は、ストレーナー等の濾過器３０で粗大な濁質、異物を除去した後、タンク３１でスライム防止剤やｐＨ調整剤、例えば硫酸が添加された後、前処理膜装置３３で、除濁処理を行う。膜３３ｍを透過しなかった水は、配管３４を介して前記送水側循環配管１１に導入される。なお、透過しなかった水は、ピット１ｄ（冷却塔下部水槽）内に直接戻すことも好ましく、タンク３１に戻すようにしてもよい。膜３３ｍの透過水は、弁３５、タンク３６、配管３７を介してＲＯ膜装置３８に供給され、脱イオン処理が行われる。脱イオン処理された処理水は、配管３９を介して冷却塔１に返送される。なお、ＲＯ処理水は、補給水ライン８に返送されてもよく、サイドフィルタ１４への循環配管１１，１５，１７等に返送されてもよい。
【００３４】
ＲＯ膜装置３８の濃縮水は、弁４３及び配管４５を介して、基本的には排出される。
【００３５】
ＲＯ膜装置３８は間欠的にフラッシング洗浄されたり、アルカリや酸を用いた薬品洗浄が行われる。このときの洗浄排水も配管４２を介して回収される。
【００３６】
上記ストレーナー等の濾過器３０は、なくても運転は可能であるが、前処理膜装置３３が破損する可能性があるため、設置したほうが好ましい。自動で洗浄処理を行うオートストレーナーは好適に使用される。ストレーナーの形状には特に制限はなく、Ｙ型、バケット型などいずれの形状も使用出来うる。ストレーナーの孔径は１００〜５００μｍであることが好ましい。１００μｍ未満ではストレーナーの閉塞が激しくなり、好ましくない。５００μｍ超の場合、ストレーナーを透過した粗大な濁質、異物が前処理膜を破損させる可能性が高くなり、好ましくない。ストレーナーの代わりに糸巻きフィルター、プリーツフィルターなどのフィルターを使用してもよいが、交換頻度、洗浄性を考えるとストレーナーのほうが好適である。
【００３７】
前処理膜装置３３は、ＲＯ膜装置３８の膜汚染の原因となる水中の濁質やコロイダル成分を除去するためのものであり、ＭＦ膜、ＵＦ膜を用いることができる。その膜型式に特に制限はなく、中空糸型、スパイラル型等の膜濾過装置を採用することができる。また、濾過方式にも制限はなく、内圧濾過、外圧濾過、クロスフロー濾過、全量濾過のいずれの方式も適用可能である。ＭＦ膜、ＵＦ膜の分画分子量としては３０，０００以上であることが好ましい。３０，０００未満であると、分散剤を除去してしまうため、好ましくない。分画分子量の上限に特に制限はないが、１，０００，０００以下であると、冷却水中のＲＯ膜の閉塞原因となりうる、高分子多糖類などを除去できるため、好ましい。前処理膜装置の運転開始時や逆洗後の空気抜き工程時など、ハウジング内に水を満たすための注水工程や循環工程を行うが、この際排出される水（循環水）も、配管３４を介して、送水側循環配管１１や、直接ピット１ｄに戻される。
【００３８】
前処理膜装置３３で使用できるスライム防止剤、ｐＨ調整剤としては、冷却塔で使用するものと同種のものを使用することができる。同種のものを使用することにより、冷却塔内でも有効利用が可能となる。また、冷却塔内で結合塩素剤、結合臭素剤を使用している場合においては、前処理膜装置３３で遊離塩素、遊離臭素を使用することにより、冷却塔内に存在する結合塩素剤（安定化剤）と反応し、冷却塔で本来添加が必要であった遊離塩素量を削減することができる。
【００３９】
前処理膜装置３３は定期的又は不定期的に逆洗処理を行い、膜３３ｍに蓄積した濁質等を系外に排出する。逆洗頻度は一般的に１０〜６０分に一度程度であるが、これに限定されない。また、逆洗中に次亜塩素酸、およびその塩、あるいは次亜臭素酸、およびその塩、有機塩素系殺菌剤、結合塩素系殺菌剤、結合臭素系殺菌剤などの殺菌剤、スライムコントロール剤を添加したり、ｐＨを変えて逆洗を実施することにより、その回復効果を向上することができる。
【００４０】
この逆洗を行うために、この実施の形態では、前記タンク３６内の膜透過水が利用される。即ち、膜３３ｍの逆洗時には、弁３２，３５を閉、弁５２，５４を開とし、ポンプ５０を作動させ、タンク３６内の水を配管５１，５３を介して膜３３ｍの２次側に供給する。この際、配管５３にＮａＣ１Ｏ等の薬剤を添加して薬液洗浄してもよい。逆洗排水は配管３４から前記配管１１（ポンプ１２の吸込側）に供給される。なお、水逆洗の代わりに空気逆洗を行うようにしてもよい。この場合も逆洗排水は配管３４を介して回収される。また、逆洗と共に膜の一次側にＮａＣｌＯ等の薬剤を添加して、浸漬洗浄を行うこともできる。この際の洗浄排水も配管３４を介して、送水側循環配管１１や、直接ピット１ｄに戻される。
【００４１】
ＲＯ膜装置３８のＲＯ膜３８ｍの種類としては、特に制限はなく、処理する循環冷却水の水質（循環冷却水系に供給される原水水質や循環冷却水系での濃縮倍率）によって適宜決定されるが、脱塩率については８０％以上、特に８５％以上のものが好ましい。脱塩率がこれよりも悪いと、脱イオン効率が悪く、良好な水質の処理水（透過水）を得ることができない。材質としてはポリアミド複合膜、酢酸セルロース膜などいずれの材質の膜も使用が可能であるが、除去率の観点からポリアミド複合膜が好適に使用される。なお、形状について特に制限はなく、中空糸型、スパイラル型いずれも使用が可能である。
【００４２】
ＲＯ膜装置３８の給水には、スライム防止剤を添加するのが好ましい。ポリアミド複合膜の場合、スライム防止剤としては、結合塩素剤、結合臭素剤、有機剤が好適に使用される。先に説明した塩素剤、臭素剤は膜劣化の懸念があり、好ましくない。なお、冷却水薬品と分散剤やスライム防止剤を共有化することで、この工程は不要とすることもできる。また、本実施の形態では、タンク３１でｐＨ調整剤を添加しているが、分散剤の種類によっては、ポリマーが前処理膜を閉塞させる恐れがあるため、前処理膜装置の前段ではなく、ＲＯ給水にｐＨ調整剤（例えば硫酸）を添加することが好ましい。
【００４３】
上記のように、逆洗排水や濃縮水を配管１１に戻すことにより、逆洗排水や濃縮水中の濁質成分をサイドフィルタ１４で除去でき、冷却水系における濁質の濃縮、濃度上昇を防止することが可能となる。なお、サイドフィルタ１４が設けられていない場合には、返送ラインに別途濾過装置を設けるようにしてもよい。
【００４４】
冷却塔に戻す逆洗排水、循環水、洗浄排水、濃縮水の１時間あたりの合計水量の水量と、冷却水処理系の保有水量が１：１００以上であることが好ましい。即ち、逆洗排水及び濃縮水を戻す場合の冷却塔の保有水量は、リターン量の１００倍以上の水量であることが好ましい。１００倍以上の水量を有していれば、リターン時に濃度上昇が低く抑えられ、問題ないレベルとすることができる。また、逆洗排水や濃縮水を戻す場合に、冷却水の水質変動を防止するために、ｐＨ測定器や調整装置、あるいは塩素測定装置、調整装置を設置してもよい。
【００４５】
本発明では、ブロー水を処理する水処理装置にタンクを設けているが、これらはなくてもよい。本発明では、図２に示すように、流入負荷を平準化するために、逆洗排水、濃縮水、循環水、洗浄排水をいったん水槽５５に貯留し、ポンプ５６及び配管５７を介して定量にて配管１１や冷却塔に戻してもよい。
【００４６】
逆洗排水、循環水、洗浄排水や濃縮水の水質をセンサで検出し、規定濃度以上の場合には回収を行わないようにしてもよい。
【００４７】
上記のように、この実施の形態では、前処理膜装置３３からの逆洗排水や循環水、濃縮水、薬液洗浄廃水が回収される。ＲＯ膜装置３８からのフラッシング排水、薬液洗浄廃水、循環水が回収される。
【００４８】
上記説明では前処理膜装置３３とＲＯ膜装置３８が用いられているが、その他の膜、濾過手段が用いられてもよく、それらの洗浄手段、濃縮水等の全部が回収対象となる。洗浄廃水は排水ラインから分岐するラインを介して冷却塔に供給するようにしても良いし、直接冷却塔側へ供給ラインを介して供給するようにしても良い。濃縮水も同様であり、循環ラインから分岐させて冷却塔に供給するようにしても良いし、濃縮水の全部を冷却塔へ供給するようにしても良い。
【００４９】
上記実施の形態では、濃縮水、逆洗排水等をサイドフィルタ１４への循環送水用配管１１に返送しているが、他の箇所に返送してもよく、ピット１ｄ内に直接、例えばピット１ｄにおける配管１１の接続部近傍としてもよい。返送先をピット１ｄの配管１１の接続部つまり吸い込み口近辺に配置することで、濁質を含む水がピット内に入った際に直ちに配管１１を介してサイドフィルタ１４へ送られて処理されることになる。また、水質によっては配管３を介して返送してもよい。
【００５０】
上記実施の形態では、回収用の水処理装置が、濾過器３０と、ＵＦ膜装置などの前処理膜装置３３と、ＲＯ装置３８とを備えているが、濾過器、ＵＦ膜、ＭＦ膜、ナノ濾過膜及びＲＯ膜の１つ又は任意の２以上の組み合せであってもよい。
【００５１】
本発明では、逆洗排水、循環水、洗浄排水、濃縮水の濁質量が１０００度未満であることが好ましい。逆洗排水の濁度は瞬間的に最大３００度程度になるが、濾過を行うことで、１度以下にまで低下する。逆洗排水、循環濃縮水、洗浄排水のｐＨは２〜１２であることが好ましい。
【００５２】
上記実施の形態では冷却塔ブロー水を膜分離装置で処理して回収するようにしているが、工場、プラント等に設置された用水や排水等の膜処理設備の洗浄排水等であっても、冷却塔給水として適用できるものがあれば、上記水処理装置２５で処理し、冷却塔１の冷却水として利用してもよい。但し、冷却塔ブロー水であれば、洗浄廃水中の濁質分が同じ成分であるため、適用しやすいというメリットがある。
なお、上記実施の形態では、ブロー配管２２を介して水処理装置へ送っているが、ポンプ２の圧力を利用して熱交換器への送り配管３や戻り配管５の位置から送ることもできる。
【実施例】
【００５３】
［実施例１］
千葉工業用水を原水とする循環水量５，０００ｍ３／ｈ、保有水量１，０００ｍ３／ｈの冷却塔において、濃縮倍率が３．５倍で処理を行っている冷却塔ブロー水の回収処理を行った。
【００５４】
冷却水の分散剤処理には、アクリル酸とＡＭＰＳの共重合物（７０：３０）、平均重量分子量１０，０００の分散剤を用いた。初期の系内の分散剤保持濃度は３ｍｇ／Ｌであった。また、スライムコントロール処理はＷＯ１１／１２５７６２記載のアルカリとスルファミン酸、次亜塩素酸の混合剤を用いた。系内の初期結合塩素濃度が１．０ｍｇ／Ｌになるように調整、添加した。冷却塔にはサイドフィルタとして、栗田工業製ライトフィルターが設置され、１５０ｍ３／ｈで濾過を行い、系内の濁質を所定量除去した。
【００５５】
回収処理のフローは、図１の水処理装置２５の通り、ストレーナ、ＭＦ装置、ＲＯ装置であり、ブロー水量２０ｍ３／ｈの全量を回収処理した。ストレーナのメッシュは４００μｍ、ＭＦ膜はクラレ製ピューリアＧＳ（親水化ＰＶＤＦ、孔径０．０２μｍ、外圧式）を用いた。ＲＯ膜はＫＲＯＡ−２０３２−ＳＮ（ポリアミド超低圧ＲＯ膜）を用いた。ＭＦ装置の逆洗頻度は３０分とし、逆洗時に次亜塩素酸ナトリウムを１００ｍｇ／Ｌで添加した。ＭＦ装置の逆洗水は冷却塔に戻した。ＭＦ装置の逆洗水を戻すことにより、水回収率は１００％になった。１回あたりの逆洗水量は１ｍ３であった。
【００５６】
ブロー水のｐＨは８．５〜８．７であったが、ＲＯ装置の前で硫酸を添加し、ｐＨを５．５になるようにした。３ヵ月ごとに、ＲＯ装置の水量低下に伴い、ｐＨ１１に調整した水酸化ナトリウム液でＲＯ装置を洗浄し、洗浄後の液は冷却塔に戻した。洗浄液の水量は４ｍ３であった。ＲＯ装置の水回収率は７０〜７５％で推移した。逆洗水及び洗浄排水の回収によって、洗浄処理が水回収率に影響せず、トータルの水回収率は７０〜７５％で推移した。
【００５７】
逆洗時の濁質はサイドフィルタで除去され、濁度は５〜７度で安定的に推移した。また、逆洗時に添加された次亜塩素酸ナトリウムは冷却塔内で消費され、塩素濃度は０．１〜０．２ｍｇ／Ｌで推移した。結合塩素濃度は０．８〜１．０ｍｇ／Ｌで推移した。
【００５８】
［比較例１］
ＭＦ装置の逆洗排水、ＲＯ膜の洗浄排水を系外に排出し、冷却塔に戻さないこと以外は実施例１と同様の処理を行った。ＭＦ膜の水回収率は９０％であり、ＲＯ装置の水回収率は６８〜７３％であった。そのため、トータルの水回収率は６１〜６５％で推移した。
【００５９】
また、逆洗排水、洗浄排水を系外に排出するために還元処理、ｐＨ中和処理が必要となった。
【００６０】
［実施例２］
冷却塔システムにサイドフィルタ１４を設置しないこと以外は実施例１と同様の冷却塔システムにおいて、実施例１と同一の処理を行った。その結果、系内の濁質量が徐々に増加し、１０日で５０度以上になったので、処理を停止した。
【００６１】
［実施例３］
冷却塔の保有水量を１００ｍ３としたこと以外は実施例１と同様の処理を行った。ＭＦ逆洗水の返送による影響は見られなかった。但し、ＲＯの洗浄排水を戻した際、ｐＨが変動し、系内でＣａＣＯ３スケールが析出したので、返送を停止した。
【００６２】
［考察］
以上の通り、本発明の循環冷却水の処理方法及び処理装置によれば、回収処理中の逆洗排水、洗浄排水を冷却塔に戻すことにより、水回収率を高くすることができ、追加の排水処理が不要となり、経済的に優れ、高回収率で安定処理が可能となった。
【符号の説明】
【００６３】
１  冷却塔
４  熱交換器
１４  サイドフィルタ
２５  水処理装置
３０  濾過器
３３  前処理膜装置
３８  ＲＯ膜装置
【図１】
0006305368.tif 000002
【図２】
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