(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水を酸性下に脱炭酸処理した後、逆浸透膜分離装置で脱イオン処理して純水を製造する方法であって、
該逆浸透膜分離装置に流入する流入水のｐＨと、該逆浸透膜分離装置の透過水の水質とを測定し、
測定されたｐＨと水質とに基づいて、該透過水の水質が所定範囲となるように、該流入水のｐＨを調整する純水製造方法において、
該流入水のｐＨを所定幅だけ変動させ、
このｐＨ変動後から所定時間における前記透過水の水質の平均値（以下、水質変動前平均値という）と、このｐＨ変動後から所定時間経過した時点よりの所定期間における前記透過水の水質の平均値（以下、水質変動後平均値という）とを比較して前記流入水のｐＨを調整する運転条件調整工程を行う純水製造方法であって、
ｐＨの前記所定幅は０．０１〜０．１の間から選択された値であり、
前記所定時間は５〜１０ｍｉｎ、所定期間は１〜５ｍｉｎの間から選択された値であることを特徴とする純水製造方法。
【請求項２】
前記水質は、比抵抗、導電率又はＮａ濃度である、請求項１の純水製造方法。
【請求項３】
定期的に前記運転条件調整工程を行う、請求項１又は２の純水製造方法。
【請求項４】
前記水質は比抵抗であり、
水質変動後平均値が水質変動前平均値よりも低い場合には、次回のｐＨ変動の方向を今回の変動方向と逆にし、
水質変動後平均値が、水質変動前平均値以上である場合には、次回のｐＨ変動の方向を今回の変動方向と同方向とする請求項３の純水製造方法。
【請求項５】
前記水質は導電率又はＮａ濃度であり、
水質変動後平均値が水質変動前平均値よりも高い場合には、次回のｐＨ変動の方向を今回の変動方向と逆にし、
水質変動後平均値が、水質変動前平均値以下である場合には、次回のｐＨ変動の方向を今回の変動方向と同方向とする請求項３の純水製造方法。
【請求項６】
前記水質変動前平均値が所定範囲外であるときに、前記運転条件調整工程を行う、請求項１又は２のいずれかの純水製造方法。
【請求項７】
前記水質変動後平均値が前記所定範囲内である場合に、前記流入水のｐＨをその状態に維持する、請求項６の純水製造方法。
【請求項８】
前記水質は比抵抗であり、
水質変動後平均値が水質変動前平均値よりも低い場合には、次回のｐＨ変動の方向を今回の変動方向と逆にし、
水質変動後平均値が、前記所定範囲外であり、かつ水質変動前平均値以上である場合には、次回のｐＨ変動の方向を今回の変動方向と同方向とする請求項６の純水製造方法。
【請求項９】
前記水質は導電率又はＮａ濃度であり、
水質変動後平均値が水質変動前平均値よりも高い場合には、次回のｐＨ変動の方向を今回の変動方向と逆にし、
水質変動後平均値が、前記所定範囲外であり、かつ水質変動前平均値以下である場合には、次回のｐＨ変動の方向を今回の変動方向と同方向とする請求項６の純水製造方法。
【請求項１０】
前記脱炭酸処理水の無機炭酸濃度が１５ｍｇ／Ｌ未満となるように前記脱炭酸処理を行う、請求項１〜９のいずれかの純水製造方法。
【請求項１１】
スケール防止剤を前記脱炭酸処理前の被処理水に添加する、請求項１〜１０のいずれかの純水製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は被処理水を酸性下に脱炭酸処理した後、逆浸透膜分離装置（以下、ＲＯ装置ということがある。）で脱イオン処理する純水製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、市水、井水、工水、回収水、その他の被処理水から純水を製造する方法として、被処理水に酸を添加して脱気装置で脱炭酸処理し、脱炭酸処理水にアルカリを添加してＲＯ膜分離装置で処理する方法がある（特許文献１〜３）。なお、ＣＯ２はｐＨが低いとＣＯ２ガス形態となるため、脱炭酸装置流出水（ＲＯ装置の給水）にアルカリを添加してイオン形態としてＲＯ処理で除去する。
【０００３】
このような脱炭酸処理及びＲＯ処理による純水の製造方法においては、被処理水の水質や用いるＲＯ膜の種類等によりＲＯ給水（流入水）の最適ｐＨが異なり、得られる純水（透過水）の比抵抗が十分に高くなるｐＨ領域は狭いことが多いところから、透過水の水質の向上のためには、ｐＨ制御が極めて重要な要件となる。
【０００４】
特許文献１には、原水を酸性下に脱炭酸処理した後、ＲＯ装置で脱イオン処理する純水の製造方法において、該ＲＯ装置に流入する流入水のｐＨと、該ＲＯ装置の透過水の比抵抗とを測定し、測定されたｐＨ値と比抵抗値との関係曲線に基き、比抵抗値が大きくなるように、該流入水のｐＨを調整する純水製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３０９５７４号公報
【特許文献２】特開平８−３９０６６号公報
【特許文献３】特開２０００−１８９７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の方法では、ｐＨ値と比抵抗値との関係曲線を求めている間に原水水質が変動した場合、ＲＯ給水の流入水のｐＨが適正値から乖離し、透過水の水質が低下するおそれがあった。
【０００７】
本発明は、透過水の水質を常に良好とすることができる純水製造方法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】
【０００８】
本発明の純水製造方法は、被処理水を酸性下に脱炭酸処理した後、逆浸透膜分離装置で脱イオン処理して純水を製造する方法であって、該逆浸透膜分離装置に流入する流入水のｐＨと、該逆浸透膜分離装置の透過水の水質とを測定し、測定されたｐＨと水質とに基づいて、該透過水の水質が所定範囲となるように、該流入水のｐＨを調整する純水製造方法において、該流入水のｐＨを所定幅だけ変動させ、このｐＨ変動後から所定時間における前記透過水の水質の平均値（水質変動前平均値）と、このｐＨ変動後から所定時間経過した時点よりの所定期間における前記透過水の水質の平均値（水質変動後平均値）とを比較して前記流入水のｐＨを調整する運転条件調整工程を行うことを特徴とする純水製造方法。
【０００９】
本発明の一態様では、前記水質は、比抵抗、導電率又はＮａ濃度である。
【００１０】
本発明の一態様では、ｐＨの前記所定幅は、０．０１〜０．１の間から選択された値であり、所定時間は３〜１５ｍｉｎ、所定期間は１〜１０ｍｉｎの間から選択された値である。
【００１１】
本発明の一態様では、定期的に前記運転条件調整工程を行う。
【００１２】
本発明の一態様では、前記変動前の水質平均値が所定範囲外であるときに、前記運転条件調整工程を行う。
【００１３】
本発明の一態様では、前記脱炭酸処理水の無機炭酸濃度が１５ｍｇ／Ｌ未満となるように前記脱炭酸処理を行う。
【００１４】
本発明の一態様では、スケール防止剤を前記脱炭酸処理前の被処理水に添加する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の純水製造方法では、ＲＯ流入水のｐＨを所定幅だけ変動させた後の所定時間におけるＲＯ透過水の水質平均値と、ｐＨ変動後から所定時間経過した時点よりの所定期間におけるＲＯ透過水の水質平均値とを比較してＲＯ流入水のｐＨを調整するので、被処理水の水質に短期的な変動があった場合でも、ＲＯ流入水のｐＨが適正値となり、安定して良好な水質のＲＯ透過水を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】純水製造装置を示すフロー図である。
【図２】実験結果を示すグラフである。
【図３】実験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の純水製造方法が適用される純水製造装置の一例を示している。なお、図１の装置は、脱イオン処理を２段に直列配置したＲＯ装置に順次通水して行うものであるが、ＲＯ装置は１段のみ又は３段以上設置されてもよい。
【００１８】
市水、工水、井水、回収水等、又はこれらに必要に応じて除濁等の前処理を施して得られる被処理水（原水）は、原水槽１からポンプ２により配管３へ送水される。この配管３内を流れる被処理水に対し、第１ｐＨ調整剤添加手段４から酸を添加した後、脱炭酸装置６で脱炭酸処理する。この脱炭酸装置６としては脱炭酸塔や膜脱気装置等を採用することができる。
【００１９】
この脱炭酸装置６の給水のｐＨはｐＨ計５で測定され、この測定値が所定範囲となるように酸が添加される。脱炭酸装置６では、酸性条件下で炭酸成分をＣＯ２ガス形態として除去するため、この点においては、給水のｐＨは低い方が好ましいが、過度にｐＨを下げ過ぎるとｐＨ調整剤によるイオン負荷（例えば、Ｈ２ＳＯ４）が後段のＲＯ装置にかかるため、ｐＨは４〜６特に５〜６とするのが好ましい。
【００２０】
また、この実施の形態では、配管３内の被処理水に対しスケール防止剤が添加手段７から添加される。
【００２１】
脱炭酸装置６の流出水は配管８に流出し、第２ｐＨ調整剤添加手段９によってアルカリが添加された後、第１高圧ポンプ１１を介して第１ＲＯ装置１２に通水される。第１ＲＯ装置１２の流入水のｐＨはｐＨ計１０で測定され、この測定値が制御装置１７に送信される。
【００２２】
第１ＲＯ装置１２の流出水は、第２高圧ポンプ１３を介して第２ＲＯ装置１４に通水されて脱イオン処理され、処理水（純水）が配管１５を介して取り出される。配管１５には、得られた純水の水質（この実施の形態では比抵抗）を測定するための比抵抗計１６が設けられており、その検出値が制御装置１７に入力される。
【００２３】
制御装置１７は、この比抵抗計１６の測定比抵抗値に基づいて、純水の比抵抗が所定範囲となるように第２ｐＨ調整手段９を制御する。
【００２４】
制御装置１７は、定期的に（第1の態様）又は透過水比抵抗平均値が所定範囲外である場合に（第２の態様）、第２ｐＨ調整手段９を作動させて第２ｐＨ計１０で検出される第１ＲＯ装置１２の流入水のｐＨを所定幅変動させる。その後、所定時間経過した後、所定期間にわたって比抵抗計１６の検出比抵抗を平均して平均値を求め、その結果に基づいて第１ＲＯ流入水のｐＨ変動を行う。以下、第１の態様及び第２の態様について説明する。
【００２５】
＜第１の態様：定期的に第１ＲＯ流入水のｐＨを変動させる態様＞
本発明の第１態様では、制御装置１７は、定期的に（例えば５〜２０ｍｉｎとりわけ１０〜１５ｍｉｎに１回の頻度で）、第２ｐＨ調整手段９を作動させて第２ｐＨ計１０で検出される第１ＲＯ装置１２の流入水のｐＨを所定幅変動させる。この所定幅は０．０１〜０．１特に０．０１〜０．０５の範囲から選定された値が好ましい。ｐＨ変動の方向は、ｐＨを高める側への変動であってもよく、低くする側への変動であってもよい。
【００２６】
上記のように第１ＲＯ装置１２流入水のｐＨを所定幅変動させた後、所定時間ｔが経過した後、所定期間Ｔにわたって比抵抗計１６の検出比抵抗を平均して平均値（以下、水質変動後比抵抗平均値ということがある。）を求める。この所定期間Ｔは１〜１０ｍｉｎ特に１〜５ｍｉｎの間から選択された値が好ましい。また、上記の所定の経過時間ｔは、ＲＯ装置の設置段数やＲＯ装置の容量に応じて設定するのが好ましく、通常は、ＲＯ装置２段当り３〜１５ｍｉｎ特に５〜１０ｍｉｎの間から選択された値が好ましい。
【００２７】
上記の水質変動後比抵抗平均値が、ｐＨ変動直後から所定時間における透過水比抵抗平均値（以下、水質変動前比抵抗平均値ということがある。）よりも低くなっている場合には、次回のｐＨ変動の方向を今回の変動方向と逆にする。
【００２８】
水質変動後比抵抗平均値が、水質変動前比抵抗平均値以上である場合には、次回のｐＨ変動の方向を今回の変動方向と同方向とする。
【００２９】
このように、定期的に第１ＲＯ流入水のｐＨを所定幅変動させて水質変動後比抵抗平均値を求め、その結果に基づいて次回の第１ＲＯ流入水のｐＨ変動を行うことにより、透過水比抵抗が高くなる制御が行われる。特に、第１ＲＯ流入水のｐＨ変動後の各所定期間における透過水比抵抗平均値を比較することにより、被処理水の一時的な水質変化があっても、第１ＲＯ流入水のｐＨを適切に制御することができる。
【００３０】
＜第２の態様：透過水比抵抗平均値が所定範囲外である場合に第１ＲＯ流入水のｐＨを変動させる態様＞
本発明の第２態様では、制御装置１７は、比抵抗計１６の検出比抵抗（好ましくは、所定期間（好ましくは１〜１０ｍｉｎ、特に１〜５ｍｉｎ）の平均値）が所定範囲外であるときに、第１ＲＯ流入水のｐＨを所定幅変動させる。この場合のｐＨ変動方向は、高める側及び低くする側のいずれでもよい。
【００３１】
第１態様の場合と同様にしてｐＨ変動後、水質変動後比抵抗平均値を求める。そして、この結果に基づいて、次の（ｉ）又は（ii）の制御を行う。
【００３２】
（ｉ）  求められた水質変動後比抵抗平均値が所定範囲内（比抵抗が規定値以上）であるときには、その後、比抵抗計１６の検出比抵抗（好ましくは、所定期間の平均値）が所定範囲外になるまで、この状態で運転を継続する。
（ii）  求められた水質変動後比抵抗平均値が依然として所定範囲外（規定値未満）である場合において、水質変動後比抵抗平均値が、水質変動前比抵抗平均値よりも低くなっているときには、第１ＲＯ流入水のｐＨを今回とは逆方向に変動させ、水質変動前比抵抗平均値よりも高くなっているときには、第１ＲＯ流入水のｐＨを今回と同方向に変動させる。そして、この再度のｐＨ変動から所定の時間経過後から所定期間における水質変動後比抵抗平均値（以下、再度の水質変動後比抵抗平均値ということがある。）を求める。
【００３３】
再度の水質変動後比抵抗平均値が所定範囲内になったときには、この状態で運転を継続する。再度の水質変動後比抵抗平均値が依然として所定範囲外の場合には、上記の制御を、変動後比抵抗平均値が所定範囲内になるまで繰り返す。これにより、比抵抗が所定範囲内となった純水が製造されるようになる。
【００３４】
上記実施の形態では、水質として比抵抗が用いられているが、比抵抗以外の水質でもよい。比抵抗以外のものとしては導電率、Ｎａ濃度、ＩＣ（無機炭酸）濃度などが例示される。ただし、ＩＣは測定に時間を要するため、比抵抗、導電率又はＮａ濃度が好ましい。ＩＣ、導電率及びＮａ濃度の場合、値が低い方が水質が良いので、それに従って、上記第１及び第２の態様における制御を行う。
【００３５】
本発明では、製造された純水の比抵抗が目標値より低く、またｐＨが目標値から大幅（ｐＨ１以上）に離れている場合は、ＲＯ流入水のｐＨをＰＩＤ制御で早急に目標ｐＨに近づけるようにしてもよい。
【００３６】
本発明では、脱炭酸処理の給水ｐＨは、ＲＯ処理水の目標とする比抵抗を確保できる脱炭酸処理水のＩＣ濃度（１５ｍｇ／Ｌ未満）にすればよく、特許文献１で好適とされているｐＨ４．０〜５．０まで下げなくてもよい。このようにすれば、脱炭酸処理前に添加する酸を減らすことが出来る。
【００３７】
本発明では、ｐＨ調整手段の薬注ポンプには、無脈動ポンプを用いることが好ましい。
【００３８】
本発明では、純水製造装置の運転を開始する場合、次の手順を行うことが好ましい。
【００３９】
まず、脱炭酸装置の給水ｐＨを６．０〜７．０の間の特定の値、例えば６．５にして、ＲＯ給水ｐＨとＲＯ処理水水質の関係を取り、目標とするＲＯ処理水水質が確保できるか確認する。
【００４０】
もし、目標値を確保できなければ、脱炭酸設備のｐＨを所定値例えば０．３〜０．７の間から選択した値、具体的には例えば０．５下げて、再度ＲＯ給水ｐＨとＲＯ処理水水質の関係を取る。
【００４１】
これを繰り返し、目標値を確保できる脱炭酸が行われる脱炭酸装置給水のｐＨを決める。そして、その後の運転時は、上記第１又は第２の態様の方法により、ＲＯ給水ｐＨを制御する。
【実施例】
【００４２】
［実験例１］
図１に示すフロー（ただし、第１ＲＯ前段に保安フィルタを設置）において、以下の通水試験を行い、ＲＯ流入水（給水）のｐＨと、透過水比抵抗及びＩＣ（無機炭素濃度）との関係を求めた。
【００４３】
主な条件は次の通りである。
第１ＲＯ回収率：７５％
第２ＲＯ回収率：９０％）
被処理水：野木町水を活性炭処理して塩素除去したもの
薬品  ：脱炭酸処理前にスケール防止剤（栗田工業株式会社製クリバーターＮ５００）を２．５ｍｇ／Ｌ添加
保安フィルタ前にスライム防止剤（栗田工業株式会社製クリバーターＥＣ５０３）を３ｍｇ／Ｌ添加
第１ｐＨ調整手段では、硫酸、第２ｐＨ調整手段では苛性ソーダを添加
【００４４】
図２に第２ＲＯ処理水比抵抗と第１ＲＯ給水ｐＨおよび脱気処理水ＩＣの関係を示す。期間中、脱炭酸装置給水のｐＨを約４．５、６．２、６．５と２４時間毎に高くするよう調整することで、脱気（脱炭酸）処理水ＩＣを約２．０、４．５、８．０ｍｇ／Ｌと段階的に上げたが、第１ＲＯ給水ｐＨを８．３〜８．６と弱アルカリ性に調整したことにより、ＲＯ処理水比抵抗が３．５ＭΩ・ｃｍ以上に維持された。
【００４５】
［実験例２］
下記の条件で平膜試験装置のＲＯ膜に通水し、スケール防止剤（クリバーターＮ５００（栗田工業株式会社））を添加したときと添加しなかった場合とでＲＯの透過流束（フラックス）を測定した。結果を図３に示す。
【００４６】
＜試験条件＞
使用膜：ＥＳ２０（日東電工製）、平膜試験装置使用
供給水水質：酸消費量（ｐＨ４．８）１００ｍｇ／Ｌ、ＣａＨ２００ｍｇ／Ｌ、ＦｅＯ０．５ｍｇ／Ｌ、アルミニウムイオン０．２ｍｇ／Ｌ、ｐＨ８．０、ＥＣ５０３（スライムコントロール剤）３ｍｇ／Ｌ
回収率：８０％
【００４７】
図３の通り、スケール防止剤を添加することにより、ＲＯ膜の閉塞が抑制される。
【符号の説明】
【００４８】
６  脱炭酸装置
１２  第１ＲＯ装置
１４  第２ＲＯ装置
【要約】
【課題】透過水の水質を常に良好な所定範囲とすることができる純水製造方法を提供する。
【解決手段】被処理水を酸性下に脱炭酸処理した後、逆浸透膜分離装置で脱イオン処理して純水を製造する方法であって、該逆浸透膜分離装置に流入する流入水のｐＨと、該逆浸透膜分離装置の透過水の水質とを測定し、測定されたｐＨと水質とに基づいて、該透過水の水質が所定範囲となるように、該流入水のｐＨを調整する純水製造方法において、該流入水のｐＨを所定幅だけ変動させ、このｐＨ変動後から所定時間における前記透過水の水質の平均値（水質変動前平均値）と、このｐＨ変動後から所定時間経過した時点よりの所定期間における前記透過水の水質の平均値（水質変動後平均値）とを比較して前記流入水のｐＨを調整する運転条件調整工程を行う。
【選択図】図１【図１】
0006933277.tif 000002
【図２】
0006933277.tif 000003
【図３】
0006933277.tif 000004