(57)【要約】【課題】塩素処理した後の原水に対して還元剤を用いて中和処理する際に、円滑且つ効率的に行うことができる淡水化装置及び淡水化方法を提供する。【解決手段】原水供給ラインＬ1に設けられ、塩素含有水１２ａを原水１１に添加する塩素含有水供給手段１２と、塩素含有水１２ａを添加した原水１１中の濁質分を除去する前処理膜１３ａを有する前処理装置１３と、前記前処理装置１３からの濾過水１４中の無機物等を除去するフィルタ１５と、前記フィルタ１５の後流側に設けられ、添加した塩素を中和する還元剤１６ａを供給する還元剤供給手段１６と、前記還元剤供給手段１６の後流側に設けられ、余剰の還元剤１６ａを酸化する酸化手段１７と、前記酸化手段１７で余剰の還元剤１６ａを酸化した後の濾過水１４から塩分を除去して透過水１８を生産する逆浸透膜（ＲＯ膜）１９ａを有する逆浸透膜装置１９と、を具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水を供給する原水供給ラインに設けられ、塩素含有水を原水に添加する塩素含有水供給手段と、
添加した塩素を中和する還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記還元剤供給手段の後流側に設けられ、余剰の還元剤を酸化する酸化手段と、
前記酸化手段で余剰の還元剤の酸化した後の濾過水から塩分を除去して透過水を生産する逆浸透膜を有する逆浸透膜装置と、を具備することを特徴とする淡水化装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記塩素含有水を添加した原水中の濁質分を除去する前処理膜を有する前処理装置と、
前記前処理装置からの濾過水中の無機物等を除去するフィルタとを具備することを特徴とする淡水化装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記酸化手段が活性炭又は活性炭素繊維のいずれかであることを特徴とする淡水化装置。
【請求項４】
原水から逆浸透膜装置により塩分を除去して透過水を生産する逆浸透膜を有する逆浸透膜装置を用いて淡水化する方法であって、
原水に塩素含有水を添加した後、還元剤を供給して塩素を除去した後、残留する還元剤を活性炭又は活性炭素繊維により酸化し、その後原水から塩分を逆浸透膜装置により除去することを特徴とする淡水化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塩素処理した後の原水を還元剤により中和処理する際に、円滑且つ効率的に行うことができる淡水化装置及び淡水化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
海水淡水化設備においては、脱塩処理することにより原水（海水）を淡水化させて上水として使用するための海水淡水化装置（以下、淡水化装置という）が用いられている。
【０００３】
このような淡水化装置は、原水である海水中の濁質分を除去するために、例えば砂ろ過、ＵＦ膜（限外濾過膜）又はＭＦ膜（精密濾過膜）等を用いた前処理装置が用いられている。また、原水に対しては、一般に殺菌、殺藻や有機物、鉄、マンガン、アンモニア等を除去する目的で、塩素剤である塩素含有水を原水に加える塩素処理を行っている。この塩素含有水による塩素処理は、例えば液化塩素、次亜塩素酸ソーダ、塩水の電解によって生成する塩素等を用いるようにしている。
【０００４】
この塩素処理及び濾過処理したものを、ＲＯ膜を備えた逆浸透膜装置で脱塩処理している。
ところで、前記ＲＯ膜が塩素耐性の材料（例えば酢酸セルロール等）を用いている場合には、問題がないが、塩素耐性を有しない材料（例えばポリアミド膜）をＲＯ膜としている場合には、逆浸透膜装置の前段側において、還元剤を用いて塩素の中和処理をする必要がある。
【０００５】
この還元剤として、例えば重亜硫酸ソーダ（Sodium bisulfate soda「ＳＢＳ」という)を供給して中和処理する提案がある（特許文献１〜３）。      
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−３０８６７１号公報
【特許文献２】特開平７−１７１５６５号公報
【特許文献３】特開平９−５７０７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、塩素含有水をＳＢＳ溶液で中和する際には、塩素を直接定量するのが理想的であるが、分析装置が高価であるために、濾過水中の酸化還元電位（ＯＲＰ）を図示しないＯＲＰ計により計測して、中和の終了を確認しているが、該ＯＲＰ計は、原水の性状（ｐＨ等）や、ＯＲＰ電極の連続使用による電極汚れや、ＯＲＰ計自体の製造要因のぶれ等の要因で絶対値が変動することがある。
【０００８】
このため、残留塩素の除去を確実とするために、ＳＢＳ溶液の注入を過剰としている。発明者等は、ＯＲＰ計の絶対値の誤差の影響を受けないＳＢＳ溶液の注入量の決定手法を提案した（特願２００９−２７１８４７号）。しかしながら、原水の一部をサンプリングする手法であり、サンプリング時の誤差の影響を避けるためには、ＳＢＳ溶液の注入量を過剰気味に注入する必要がある。
【０００９】
塩素を確実に消すために計測や運転の変動を勘案し、ＳＢＳを過剰に添加して運転することが一般的に行われているが、注入量過剰の場合には、ランニングコストが嵩んだり、硫黄酸化物の存在により硫黄酸化細菌の増殖を促進したりして、逆浸透膜の閉塞等の問題を引きおこしたりするような場合がある。
【００１０】
本発明は、前記問題に鑑み、塩素処理した後の原水に対して還元剤を用いて中和処理する際に、円滑且つ効率的に行うことができる淡水化装置及び淡水化方法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】
【００１１】
発明者は、上述した課題を解決する本発明の第１の発明は、原水を供給する原水供給ラインに設けられ、塩素含有水を原水に添加する塩素含有水供給手段と、添加した塩素を中和する還元剤を供給する還元剤供給手段と、前記還元剤供給手段の後流側に設けられ、余剰の還元剤を酸化する酸化手段と、前記酸化手段で余剰の還元剤の酸化した後の濾過水から塩分を除去して透過水を生産する逆浸透膜を有する逆浸透膜装置と、を具備することを特徴とする淡水化装置にある。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、前記塩素含有水を添加した原水中の濁質分を除去する前処理装置と、前記前処理装置からの濾過水中の無機物等を除去するフィルタとを具備することを特徴とする淡水化装置にある。
【００１３】
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記酸化手段が活性炭又は活性炭素繊維のいずれかであることを特徴とする淡水化装置にある。
【００１４】
第４の発明は、原水から逆浸透膜装置により塩分を除去して透過水を生産する逆浸透膜を有する逆浸透膜装置を用いて淡水化する方法であって、原水に塩素含有水を添加した後、還元剤を供給して塩素を除去した後、残留する還元剤を活性炭又は活性炭素繊維により酸化し、その後原水から塩分を逆浸透膜装置により除去することを特徴とする淡水化方法にある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、塩素処理した後の原水に対し、還元剤を用いて中和処理する際に、余剰の還元剤を酸化処理することにより、還元剤起因のバイオファウリングを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、実施例１に係る淡水化装置の概略図である。
【図２】図２は、実施例２に係る淡水化装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００１８】
本発明に係る実施例に係る淡水化装置について、図面を参照して説明する。図１は、実施例１に係る淡水化装置の概略図である。図１に示すように、本実施例に係る淡水化装置１０Ａは、原水１１を供給する原水供給ラインＬ1に設けられ、塩素含有水１２ａを原水１１に添加する塩素含有水供給手段１２と、塩素含有水１２ａを添加した原水１１中の濁質分を除去する前処理膜１３ａを有する前処理装置１３と、前記前処理装置１３からの濾過水１４を供給する濾過水供給ラインＬ2に設けられ、濾過水１４中の無機物等を除去するフィルタ１５と、前記フィルタ１５の後流側に設けられ、添加した塩素を中和する還元剤１６ａを供給する還元剤供給手段１６と、前記還元剤供給手段１６の後流側に設けられ、余剰の還元剤１６ａを酸化する酸化手段１７と、前記酸化手段１７で余剰の還元剤１６ａを酸化した後の濾過水１４から塩分を除去して透過水１８を生産する逆浸透膜（ＲＯ膜）１９ａを有する逆浸透膜装置１９と、を具備するものである。
図１中、符号２０は濃縮水、Ｐは高圧ポンプ、Ｌ3は透過水ライン、Ｌ4は濃縮水ラインを図示する。
【００１９】
なお、本発明においては、塩素含有水１２を添加した原水１１中の濁質分を除去するために、前処理膜１３ａを有する前処理装置１３及びフィルタ１５を設置した一例を示しているが、本発明はこれに限定されず、当該前処理装置１３及びフィルタ１５の設置を不要としてもよい。
【００２０】
本実施例では、余剰の還元剤１６ａを酸化する酸化手段１７として、活性炭又は活性炭素繊維のいずれか一方を充填したものを用いている。
【００２１】
従来の活性炭の機能として濾過水１４中の塩素の除去に用いているが、本発明では、余剰の還元剤１６ａに対して酸化力を発揮して、中和するようにしている。
すなわち、還元剤１６ａとして重亜硫酸ソーダ（ＳＢＳ：ＮａＨＳＯ3）を用いた場合、その酸化によりＨ2ＳＯ4として除去し、ＳＢＳ起因のバイオファウリングを抑制することができる。
【００２２】
また、活性炭の代わりに活性炭素繊維（ＡＣＦ）を用いて、その酸化力によりＳＢＳを酸化するようにしてもよい。
【００２３】
ここで、本発明の活性炭素繊維の原料の炭素繊維としては、その製造原料の違いにより、ピッチ系、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系、フェノール系、セルロース系等の各種のものを挙げることができる。前記炭素繊維は、市販品であってもよい。前記した公知の炭素繊維のなかでも好ましい種類は、ピッチ系、フェノール系、セルロース系のような炭素繊維、および含窒素官能基を有する炭素繊維である。
【００２４】
これらの炭素繊維を賦活処理して活性炭素繊維（ＡＣＦ）を得る。
賦活処理とは、触媒や高温ガス流通下での部分酸化反応により、炭素繊維原料の表面にナノメートルからマイクロメートル程度の径をもつ細孔を作り出し、比表面積を増大させ、且つ、表面状態の変化を生じさせ反応活性を向上させる手法である。賦活処理には、薬品賦活法とガス賦活法とがある。薬品賦活法では炭化の作用と賦活の作用との両方が生じる。ただし、原料として炭素繊維を用いる場合は炭化が完了しているため、通常はガス賦活法を用いている。
【００２５】
ガス賦活処理は、水蒸気、二酸化炭素、空気等を用い、反応温度を例えば７００℃以上にして行われるのが通常である。本発明では、より好ましくは８００〜９５０℃、より好適には８５０〜９００℃で処理している。
なお、上限値を超える温度での賦活処理は炭素繊維の消費が激しく、収率が低下するので好ましくない。なお、反応に必要な時間は、その温度によって適宜設定することができ、例えば２〜５時間程度とするのが好ましい。
【００２６】
本発明により、余剰のＳＢＳである還元剤１６ａを酸化手段１７の活性炭又は活性炭素繊維により酸化除去できるので、過剰注入に起因する前記諸問題が解決され、安定したＳＢＳの供給制御が可能となる。
また、仮にＳＢＳの注入量が不足し、塩素が残留している場合であっても、活性炭又は活性炭素繊維にて残留した塩素が分解される。よって、後段の逆浸透膜エレメントにダメージを与える虞がない。
なお、本発明は原水１１として海水に限定されるものではなく、河川水、地下水等かん水に対しても適用可能である。
また、塩素含有水１２として次亜塩素酸、塩素酸、塩素ガス溶解水等の有効塩素を含む塩素化合物であれば、すべて本発明が適用可能である。
【実施例２】
【００２７】
本発明に係る実施例に係る淡水化装置について、図面を参照して説明する。図２は、実施例２に係る淡水化装置の概略図である。なお、図１に示す実施例１の構成と同様の構成については同一の符号を付してその説明は省略する。
図２に示すように、本実施例に係る淡水化装置１０Ｂは、実施例１の淡水化装置１０Ａのフィルタ１５を削除すると共に、酸化手段１７として活性炭素繊維を用い、それを充填してフィルタを用いるようにしている。
【００２８】
これにより、従来の砂等を除去するフィルタの機能と共に、余剰の還元剤１６ａを酸化除去するようにしている。
従来のフィルタの機能に酸化機能を付加するので、新たな設備を導入することなく、余剰還元剤の処理が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
以上のように、本発明に係る淡水化装置によれば、塩素処理した後の原水に対して還元剤を用いて中和処理する際に、円滑且つ効率的に行うことができる。
【符号の説明】
【００３０】
１０Ａ、１０Ｂ  淡水化装置
１１  原水
１２ａ  塩素含有水
１２  塩素含有水供給手段
１３ａ  前処理膜
１３  前処理装置
１４  濾過水
１５  フィルタ
１６ａ  還元剤
１６  還元剤供給手段
１７  酸化手段
１８  透過水
１９ａ  逆浸透膜（ＲＯ膜）
１９  逆浸透膜装置
【図１】
2012120970.tif 000003
【図２】
2012120970.tif 000004