冷卻水的排放水的處理方法和處理裝置製造方法
2023-12-04 16:24:01 1
冷卻水的排放水的處理方法和處理裝置製造方法
【專利摘要】當採用凝集處理和過濾處理作為逆滲透膜分離處理的前處理系統來回收水時，通過減少凝集處理中無機凝集劑的需用量而得到良好的逆滲透供水，並進行長期持續穩定且有效的處理。在冷卻水的排放水中，添加固有粘度為0.5dL/g以下的陽離子系有機凝結劑和無機凝集劑，由此進行凝集處理。在冷卻水的排放水的凝集處理中，並用特定的陽離子系有機凝結劑和無機凝集劑，由此能夠在減少無機凝集劑需用量的基礎上獲得良好的逆滲透供水。
【專利說明】冷卻水的排放水的處理方法和處理裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種冷卻水的排放水的處理方法和處理裝置，特別是涉及採用逆滲透膜(R0膜)分離法從冷卻水的排放水中進行水回收時的前處理工藝的改良。
【背景技術】
[0002]近年來，在經濟發展快的國家中，水的需求和供給處於窘迫狀態，正在推進從汙水和工廠排水中進行水回收。特別地，在使用有大量冷卻水的石油化學等的聯合企業中，冷卻水的排放水量大，因此，也在對排放水實施水回收。
[0003]以往，在冷卻水的排放水的處理中，通常採用逆滲透膜分離處理，例如，在專利文獻I中提出了一種對冷卻水的排放水過濾後進行逆滲透膜分離處理的方法。另外，在專利文獻2中提出了一種將冷卻水的排放水在酸性條件下進行脫碳酸處理，然後除濁後進行逆滲透膜分離處理的方法。進而，在專利文獻3中提出了一種將冷卻水的排放水用無機凝集劑進行凝集處理後進行過濾處理，然後進行逆滲透膜分離處理的方法。
[0004]如此地，在冷卻水的排放水的逆滲透膜分離處理中，作為其前處理而進行過濾處理、或者凝集處理和過濾處理，但在以往的冷卻水的排放水的前處理系統中存在如下問題。
[0005]冷卻水的排放水要被排放到公用水域中，因此，要避免將磷酸系或膦酸系藥劑用作冷卻水處理藥劑，並推廣普及基於聚合物系垢分散劑進行的處理。另外，在冷卻循環水中生成的粘泥(slime)或較大的粒子成分，在配管、傳熱面上進行沉積、附著而成為腐蝕的`主要原因，因此，採用沙過濾裝置等旁濾器對冷卻循環水的一部分進行過濾。
[0006]該結果是，冷卻水的排放水(與冷卻水循環水相同的水)從外觀上看濁度少並且大致濁度在10度以下、通常在5度左右，但存在很多在垢分散劑作用下被分散、穩定化的微粒子成分，並在該凝集處理時需要大量的無機凝集劑。
[0007]即，在冷卻水的排放水、即循環水中的微粒子，在垢的分散處理完全徹底的情況下，則被形成為直徑在0.1 μπι (IOOnm)以下的超微粒子。該超微粒子的直徑，大大低於可見光波長的範圍，因此，無法對渾濁情況進行視覺確認。
[0008]如上所述，雖然在冷卻水的排放水中具有弱度的渾濁(濁度在5度左右)，但考慮到這主要是測量分散不充分的、超過0.1 μ m的微粒子或其它粒子、粘泥微細碎片等。
[0009]作為對包括冷卻水的排放水中作為濁度無法檢測到的極微粒子在內的冷卻水的排放水中的汙濁成分進行前處理以便在逆滲透膜分離處理中沒有障礙的常規技術，是使用無機凝集劑的凝結、凝集處理，但是，為了採用作為代表的無機凝集劑的PAC (聚合氯化鋁)來進行在逆滲透膜分離處理中沒有障礙的程度的凝集處理，即，為了獲得不引起逆滲透膜的通量降低的良好水質的凝集處理水作為逆滲透膜分離裝置的供水(下稱「逆滲透供水」)，需要300mg/L以上、根據情況需要1000mg/L以上的加藥量。
[0010]在上述處理中，凝集物的體積變得龐大，並且伴隨著處理產生大量汙泥。當然，由於凝集物多的緣故，需要在過濾處理之前預先採用沉澱槽或懸浮裝置進行固液分離以減輕過濾裝置的負荷。[0011]從上述觀點出發，作為冷卻水的排放水的逆滲透膜分離處理的前處理，存在無法在凝集處理和過濾處理中應對並且包括新汙泥處理設備在內、設備件數以及為此施加的投資、設置區域的增大等問題。
[0012]還有人提出將超濾(UF)膜分離處理用作不進行凝集處理而去除含有給逆滲透膜分離處理帶來障礙的超微粒子的微粒子的前處理。UF膜的細孔為0.01~0.03 μ m (10~30nm)，因此認為在新膜的情況下能夠完全去除含有超微粒子的微粒子。
[0013]但是，冷卻水的排放水中的超微粒子的粒徑近似於UF膜的細孔大小，因此，這些超微粒子有可能會嵌入到UF膜的細孔中而引起清洗困難的堵塞問題。並且，膜堵塞增多的結果是進一步縮短定時清洗的十幾分鐘至幾十分鐘間隔的間隔時間，並加速了膜的物理性損傷的進度。因此，即使在運轉初期獲得高處理性能，也能夠判斷出性能劣化比通常快地進行。
[0014]從上述觀點出發，作為對冷卻水的排放水進行逆滲透膜分離處理時的前處理，在無凝集情況下的UF膜分離處理並不能說是適當的。
[0015]此外，作為UF膜的性能劣化對策，在一般而論上是有的，但在判明所採用的各膜的「容許濁度」並在容許值以上的濁度的流入條件下，推薦使用凝集劑、過濾來輕減負荷(非專利文獻1)，另外，也提及了即使是UF膜處理也存在事前進行凝集處理的必要性。
[0016]現有技術文獻
[0017]專利文獻
[0018]專利文獻1:日本特開平02-95493號公報
[0019]專利文獻2:日本特開2003-1256號公報
[0020]專利文獻3:日本特開2011-156483號公報
[0021]非專利文獻
[0022]非專利文獻1:《膜的劣化和汙垢對策(膜O劣化i 」 V > 7対策)》(出版社:
工戈一?工戈)第219頁
【發明內容】
[0023]本發明的課題在於提供一種如下所述的水處理方法和裝置，作為逆滲透膜分離處理的前處理系統，從很早以前就得到確立，並且設備件數少、可望耐用年數實際上在50年左右、並且維護保養簡單省力，在採用凝集處理和過濾處理來進行水回收時，該方法和裝置能夠使凝集處理中的無機凝集劑的需用量減少，從而獲得良好的逆滲透供水並且長期持續穩定且有效地進行處理。
[0024]為了解決上述課題，本發明人進行了如下研究，其結果是發現:在冷卻水的排放水的凝集處理中，並用特定的陽離子系有機凝結劑和無機凝集劑，能夠在減少無機凝集劑需用量的基礎上獲得良好的逆滲透供水。
[0025]即，作為通常的過濾裝置的、重力式兩層過濾裝置、或者壓力式兩層過濾裝置的過濾水的SS測定值大約為零。換言之，若粒子的直徑大小是同等於在SS測定中所用的過濾器的微孔直徑的I μ m左右，則該粒子會被過濾裝置捕捉到並予以去除。
[0026]如上所述，在冷卻水的排放水中的微粒子是遠低於I μ m的超微粒子，充分地得到分散的超微粒子是低於0.1 μπι。因此，作為目測的濁度無法進行識別，一部分大大超出0.1 μ m的微粒子作為低濁度而被檢測出。
[0027]因此，若冷卻水的排放水中的微粒子生長至作為濁度測定光波長的660nm左右以上，則會引起在目測下可明確判斷的濁度的產生，並會使過濾處理成為可能，從上述角度考慮，本發明人，對為此而使用的凝集劑及其適用條件進行了研究探索，結果確認:當使用固有粘度在0.5dL/g以下的陽離子系有機凝結劑時，獲得了在目測下明確的濁度上升，採用光學濁度的計測方法也能夠測定到數值。
[0028]但是，在該狀況中，即使通過與重力式兩層過濾裝置的過濾性能同等的濾紙來進行過濾，也在過濾水中殘留有在目測下能確認的濁質，可判斷出未生長至充分超出過濾裝置的可過濾粒徑I μ m的粒徑。
[0029]因此，當進一步使10~30mg/L的少量PAC發生反應時，前述濁度成分的微粒直徑得到生長，並且採用與重力式兩層過濾裝置的過濾性能同等的濾紙進行過濾所得到的過濾水的逆滲透膜過濾性指標，顯示出充分良好的值，達到逆滲透膜分離處理中適當的水平。
[0030]本發明就是基於上述見解而完成的，下列方案為其要點。
[0031][I] 一種冷卻水的排放水的處理方法，其是對冷卻水的排放水進行逆滲透膜分離處理時的前處理方法，並且其在對該冷卻水的排放水進行凝集處理後進行過濾處理，其特徵在於，其使用固有粘度在0.5dL/g以下的陽離子系有機凝結劑和無機凝集劑來進行該凝集處理。
[0032][2]如[I]中所述的冷卻水的排放水的處理方法，其特徵在於，所述無機凝集劑是聚合氯化鋁和/或硫酸 鋁，該無機凝集劑相對於所述冷卻水的排放水的添加量是30mg/L以下。
[0033][3]如[I]或[2]中所述的冷卻水的排放水的處理方法，其特徵在於，採用將無煙煤和沙作為過濾介質並且過濾沙的平均粒徑是0.6mm以下的重力式兩層過濾裝置或壓力式兩層過濾裝置進行所述過濾處理。
[0034][4]如[I]至[3]中任一項所述的冷卻水的排放水的處理方法，其特徵在於，預先求出在所述冷卻水的排放水中以改變添加量的方式添加所述陽離子系有機凝結劑並使該陽離子系有機凝結劑發生反應後的該冷卻水的排放水的濁度成為最大時的濁度增加量(下稱「最大濁度增加量」)，並且，將在該冷卻水的排放水中添加該陽離子系有機凝結劑並使該陽離子系有機凝結劑發生反應後的該冷卻水的排放水的濁度增加量成為該最大濁度增加量的50~90%的範圍的該陽離子系有機凝結劑的添加量，作為前述凝集處理時的陽離子系有機凝結劑的添加量。
[0035][5]如[I]至[4]中任一項所述的冷卻水的排放水的處理方法，其特徵在於，在所述冷卻水的排放水中添加所述陽離子系有機凝結劑並使該陽離子系有機凝結劑發生反應後，添加所述無機凝集劑。
[0036][6] 一種冷卻水的排放水的處理裝置，其是對冷卻水的排放水進行逆滲透膜分離處理時的前處理裝置，並且其包括用於導入該冷卻水的排放水的凝集處理裝置和用於導入來自該凝集處理裝置的凝集處理水的過濾裝置，其特徵在於，該凝集處理裝置，是在該冷卻水的排放水中添加固有粘度在0.5dL/g以下的陽離子系有機凝結劑和無機凝集劑來進行凝集處理的裝置。
[0037][7]如[6]所述的冷卻水的排放水的處理裝置，其特徵在於，所述無機凝集劑是聚合氯化鋁和/或硫酸鋁，該無機凝集劑相對於所述冷卻水的排放水的添加量是30mg/L以下。
[0038][8]如[6]或[7]所述的冷卻水的排放水的處理裝置，其特徵在於，所述過濾裝置是將無煙煤和沙作為過濾介質並且過濾沙的平均粒徑是0.6mm以下的重力式兩層過濾裝置或壓力式兩層過濾裝置。
[0039][9]如[6]至[8]中任一項所述的冷卻水的排放水的處理裝置，其特徵在於，其具有下述裝置，即:預先求出在所述冷卻水的排放水中以改變添加量的方式添加所述陽離子系有機凝結劑並使該陽離子系有機凝結劑發生反應後的該冷卻水的排放水的濁度成為最大時的濁度增加量(下稱「最大濁度增加量」)，並且，將在該冷卻水的排放水中添加該陽離子系有機凝結劑並使該陽離子系有機凝結劑發生反應後的該冷卻水的排放水的濁度增加量成為該最大濁度增加量的50~90%的範圍的該陽離子系有機凝結劑的添加量，設定為前述凝集處理裝置中的陽離子系有機凝結劑的添加量。
[0040][10]如[6]至[9]中任一項所述的冷卻水的排放水的處理裝置，其特徵在於，在所述凝集處理裝置中，在冷卻水的排放水中添加所述陽離子系有機凝結劑並使該陽離子系有機凝結劑發生反應後，添加所述無機凝集劑。
[0041]根據本發明，在冷卻水的排放水的凝集處理中，並用固有粘度在0.5dL/g以下的陽離子系有機凝結劑和無機凝集劑，能夠在減少無機凝集劑需用量的基礎上獲得良好的逆滲透供水。因此，不會增大凝集汙泥的發生量，隨之也不會增加汙泥處理所需的設備件數、設置區域，並且抑制了逆滲透膜分離裝置的通量降低，從而能夠進行長期持續穩定且有效的處理。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0042]圖1 (a)是表示MFF與SDI之間關係的圖表，圖1 (b)是圖1 (a)中的MFF =1.00~1.12部分的放大圖。`【具體實施方式】
[0043]下面，詳細說明本發明的冷卻水的排放水的處理方法和處理裝置的實施方式。
[0044][作用機制]
[0045]根據本發明，通過並用固有粘度在0.5dL/g以下的陽離子系有機凝結劑和無機凝集劑來凝集處理冷卻水的排放水，能夠減少無機凝集劑的需用量，該效果的作用機制可進行如下推斷。
[0046]冷卻水的排放水中的微粒子，除了通常的微粒子帶有微小負電而處於穩定化狀態以外，還在含羧基的聚合物系垢分散劑的存在下而帶有與一般微粒子相比是較高程度的負電，因此，認為通過採用凝結值非常大的陽離子系有機凝結劑，會帶來其電荷中和一不穩定化一超微粒子.微粒子的結合一濁度增大的結果。
[0047]對陽離子系有機凝結劑而言，在排水處理中去除濁度成分而獲得從外觀上看澄清的處理水，因此，當採用PAC等無機凝集劑進行處理時，被應用於補充無機凝集劑的除濁效果，從而作為結果達到削減所需無機凝集劑的必要添加量的目的。此時，若採用粒徑來表示其處理對象的池度成分,貝U是以池度測定波長660nm (0.66 μ m)作為中心的物質。在此時，作為所用的陽離子系有機凝結劑的分子量指標的固有粘度，在0.15~1.0dL/g範圍。通常，固有粘度在0.5~1.0dL/g範圍的陽離子系有機凝結劑，在前述用途上顯示出優良的效果。
[0048]另一方面，在本發明中作為處理對象的冷卻水的排放水中的汙濁成分的粒徑，是比上述粒徑小一位數的0.1 μ m以下的超微粒子。因此，作為陽離子系有機凝結劑，分子量更小(固有粘度更小)的陽離子系有機凝結劑被認為對反應對象的超微粒子而言是適合的，在本發明中，使用固有粘度在0.5dL/g以下的陽離子系有機凝結劑。此外，由陽離子系有機凝結劑的種類(化合物種類)給濁度增大所帶來的影響並不大。
[0049]與此相比，在以往用於一般排水處理中的固有粘度大、即分子量大的陽離子系有機凝結劑中，缺乏與冷卻水的排放水中的超微粒子的反應性，並且未確認有在使用固有粘度在0.5dL/g以下的陽離子系有機凝結劑時的那種濁度增大的情況。此外，在粒徑大致為100ym (0.1mm)左右以上的有機汙泥的凝集?脫水中所用的陽離子系有機凝結劑的固有粘度是在5dL/g以上，在這種陽離子系有機凝結劑中，基本上檢測不出濁度的增加。
[0050]另外，與這種陽離子系有機凝結劑並用的PAC等的無機凝集劑，所起到的作用是，將生長至濁度檢測水平的微粒子，進一步增大至能夠使用過濾裝置可靠地捕捉到的大致Iym左右以上的粒子。此外，由該無機凝集劑引起的凝集，只要是基於過濾裝置能夠捕捉到的程度即可，不必一定形成肉眼可識別大小的絮凝物。
[0051]此外，當不使用陽離子系有機凝結劑而只用無機凝集劑與冷卻水的排放水發生反應時，未見到在與陽離子系有機凝結劑發生反應時那種明顯的濁度增大現象。其原因在於，基於冷卻水的排放水中的鹼性成分，無機凝集劑、例如PAC直接失去正電荷而形成不具有離子性的氫氧化鋁，從而得不到將基於負電荷處於穩定化狀態的冷卻水的排放水中的含有超微粒子的微粒子的電荷奪走並使其進行結合的作用效果。
[0052][逆滲透膜過濾性指標的判定方法]
[0053]在本發明中，對使用凝集處理和過濾處理所獲得的逆滲透供水的水質是否良好的判定、即逆滲透膜過濾性指標的判定中，採用了如下數值。
[0054]逆滲透供水的膜汙濁指標的判定，採用了 ASTM D4189 (美國材料與試驗協會標準)中所定義的SDI (Silt density index:遊泥密度指數)、SI (Silt index:粉砂指數)、或者FI (Fouling index:汙染指數)。
[0055]雖然SD1、SI, FI的名稱不同，但都能夠採用相同的方法如下所示地獲得。
[0056]
[0057]使用濾紙:孔徑為0.45 μ m ;過濾口徑為47mm ;材質為硝化纖維素與醋酸纖維素的複合物；例如，密理博公司(ミリボァ社)製造的「 ミリボァフィルタ一 HAWP (商品名)」
[0058]過濾條件:2.lkgf/cm2 (0.206MPa)
[0059]測定項目:最初的0.5L的試樣水的過濾所需要的時間fjsec)、以及經過15分鐘時的0.5L的試樣水的過濾所需要的時間f15 (sec)
[0060]試樣水需用量:10L以上，過濾性非常良好時為30L左右
[0061]SDI 值計算:SDI =(1-f15/f0)/15X100
[0062](每I分鐘過濾時間的過濾水量的下降率(％))
[0063]數值範圍:最小為0.0，最大為6.66 (過濾15分鐘後得不到過濾水的狀態=15分鐘後的過濾量的下降率100%)[0064]與此相對，在本發明中，作為逆滲透膜過濾性指標，採用了按如下方法測定的MFF。
[0065]
[0066]使用濾紙:與SDI相同
[0067]過濾條件:在500mmHg的減壓下(抽吸過濾)(-0.067MPa)
[0068]測定項目:最初的0.5L的試樣水的過濾所需要的時間Tl (sec)、以及下一次0.5L的試樣水的過濾所需要的時間T2 (sec)
[0069]試樣水需用量:不論過濾性如何均為IL
[0070]MFF 值計算:MFF = T2/T1
[0071]數值範圍:最小為1.00，最大為無限大(實用上，在約2以上的情況下，數值差的意義小，可判定為過濾性不良)
[0072]如上所述，MFF使用了與SDI相同的MF膜濾紙，能夠以少量的試樣水判定出逆滲透膜過濾性指標。
[0073]根據本發明人等的試驗實例，MFF和SDI的關係如圖1所示，其關係式如下。
[0074]SDI = 29.251 XMFF-28.002
[0075]作為逆滲透供水需要的SDI值，設定在3.0以下或者4.0以下。
[0076]根據圖1的實驗數據，與SDI = 4.0相當的MFF值是MFF= 1.094，因此大體上MFF低於1.10成為作為逆滲透供水可接受的MFF值。
[0077]在本發明中，如後面舉出的實施例所示，能夠獲得SDI換算值在4.0以下、優選在
3.0以下的水質良好的逆滲透供水，其中，該SDI換算值是通過測定基於本發明進行凝集處理和過濾處理而得到的逆滲透供水的MFF值，並根據上述關係式由MFF值的測定值來求出的。
[0078][冷卻水的排放水]
[0079]本發明中作為處理對象的冷卻水的排放水的發生源等並沒有限制，但本發明特別優選應用於不採用磷酸系或膦酸系等的磷系垢分散劑而是採用非磷系的聚合物系垢分散劑來進行處理的冷卻水系的排放水，該非磷系的聚合物系垢分散劑，例如是丙烯酸鈉、馬來酸、羥乙基甲基丙烯酸鈉、丙烯醯胺-2-甲基磺酸鈉(7 ^ ') 1^7 ^ F-2 J t A * >酸(AMPS)等的單獨聚合物、或者這些單體中的兩種以上的共聚物等。
[0080]這種冷卻水的排放水的水質，通常如下所示。
[0081]pH:7.8 ~8.8
[0082]M 鹼度:120 ~350mg/L 以 CaCO3 計
[0083]電導率:100 ~250mS/m
[0084]高嶺土濁度:2~10度
[0085]福馬肼濁度:3~15NTU
[0086]SS (固體懸浮物):0.5 ~3mg/L
[0087]即，在本發明中作為處理對象的冷卻水的排放水，由於分散有超微粒子的緣故，從外觀上看濁度低，通常在5度以下；另外，採用SS計所測定的SS值也低，通常在2.0mg/L以下。
[0088]此外，在逆滲透膜分離處理中，若逆滲透供水的pH過高，則會發生碳酸鈣垢析出的問題，因此，優選根據需要在冷卻水的排放水中添加硫酸、鹽酸等酸而將PH調節至低於7、例如6.5~7.0後供給凝集處理。該pH調節也能夠針對後級的過濾水來施行，但由於能夠減少本發明的陽離子系有機凝結劑的所需添加量，因此優選在凝集處理前來施行。
[0089][陽離子系有機凝結劑]
[0090]在本發明中，對這種冷卻水的排放水添加固有粘度在0.5dL/g以下的陽離子系有機凝結劑。對固有粘度超過0.5dL/g的陽離子系有機凝結劑而言，由於該陽離子系有機凝結劑的分子量大，所以不適合與冷卻水的排放水中的超微粒子發生反應。從陽離子系有機凝結劑與冷卻水的排放水中的超微粒子的反應性的角度出發，在市售產品的範圍內，陽離子系有機凝結劑的固有粘度越小則越優選，但固有粘度過小的陽離子系有機凝結劑存在凝結作用差的可能性，因此，優選本發明中所用的陽離子系有機凝結劑的固有粘度在0.05~0.3dL/g 左右。[0091]另外，在此所謂的陽離子系有機凝結劑的固有粘度，是指使用IN硝酸鈉水溶液作為溶劑並通過凱能-芬斯克粘度計、烏氏粘度計等毛細管粘度計在30°C下進行測定的值。
[0092]本發明中使用的陽離子系有機凝結劑，只要是固有粘度在0.5dL/g以下的陽離子系有機凝結劑即可，對其種類(化合物種類)並沒有特別限制。
[0093]陽離子性有機凝結劑，市售產品有聚二烯丙基二甲基氯化銨、二烷基胺/環氧氯丙烷縮聚物、聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯氯化烷基季銨化物、聚乙烯亞胺、二烷基胺/ 二氯化亞烷縮聚物等，只要其固有粘度在0.5dL/g以下均能夠使用。
[0094]此外，陽離子系有機凝結劑，也可以並用兩種以上的不同固有粘度或不同化合物種類的陽離子系有機凝結劑。
[0095]在冷卻水的排放水中添加的陽離子性有機凝結劑的適應性以及優選的添加量的設定，能夠根據將該陽離子性有機凝結劑添加於冷卻水的排放水中以使其發生反應時的濁度變動來進行判定。
[0096]即，能夠將在冷卻水的排放水中添加陽離子系有機凝結劑以使其發生反應時的濁度上升程度大者判定為優選的陽離子系有機凝結劑。
[0097]另外，作為陽離子系有機凝結劑相對於冷卻水的排放水的添加量，優選能夠獲得在改變該陽離子性凝結劑的添加量時的最大濁度增加量的50~90%、特別優選70~80%的濁度上升的添加量，通過按照上述添加量來添加陽離子系有機凝結劑，能夠獲得逆滲透膜過濾性指標良好的過濾水。
[0098]即，若在冷卻水的排放水中添加陽離子系有機凝結劑並使其發生反應，則會使陽離子系有機凝結劑與冷卻水的排放水中的超微粒子和微粒子發生反應、結合，從而引起濁度上升。對該濁度的上升而言，若繼續增大陽離子系有機凝結劑的添加量則會與添加量相對應地變大，當到達某一階段時通過陽離子系有機凝結劑能夠得到結合的冷卻水的排放水中的超微粒子和微粒子全部得到結合，由此不再會使濁度上升得更高。另外，當進一步提高陽離子系有機凝結劑的添加量時，由於分散效果反而降低濁度。在本發明中，從獲得良好的逆滲透膜過濾性指標的過濾水的觀點出發，優選將陽離子系有機凝結劑以使濁度增加量成為最大濁度增加量、即相對於如此地改變陽離子系有機凝結劑在冷卻水的排放水中的添加量時冷卻水的排放水的濁度成為最大時的最大濁度增加量((陽離子系有機凝結劑添加後的冷卻水的排放水的最大濁度)一(陽離子系有機凝結劑添加前的冷卻水的排放水的濁度))的50~90%、更優選成為70~80%範圍的添加量，添加於冷卻水的排放水中。不論陽離子系有機凝結劑的添加量與上述範圍相比過少或過多，對凝集處理水進行過濾處理所獲得的過濾水的逆滲透膜過濾性指標都處於變差的趨勢。
[0099]此外，根據作為處理對象的冷卻水的排放水中所用的分散劑的種類、添加量、垢成分含量、濃縮倍率等的不同，冷卻水的排放水中的微粒子的量、大小、分散穩定性存在差異，因此，陽離子性有機凝結劑的所需添加量、最大濁度增加量，因各處理對象的冷卻水的排放水而有很大不同，但已經得到確認的是，在陽離子系有機凝結劑對應於上述濁度增加量的添加量的判定上具有共通性。
[0100][無機凝集劑]
[0101]在本發明中，作為無機凝集劑，優選能夠使用聚合氯化鋁(PAC)、硫酸鋁(例如，液體硫酸鋁(LAS))等的鋁系無機凝集劑。作為無機凝集劑，也可使用鐵系無機凝集劑，但在鐵系無機凝集劑時，存在會殘留鐵氫氧化物的膠體從而導致逆滲透膜過濾性指標惡化的情況，因此，優選鋁系無機凝集劑。無機凝集劑既可以單獨使用一種，也可以並用兩種以上。
[0102]優選無機凝集劑相對於冷卻水的排放水的添加量在30mg/L以下。如前所述，陽離子系有機凝結劑的適宜添加量，相對於各處理對象的冷卻水的排放水存在差異，但對無機凝集劑而言，即使處理對象的冷卻水的排放水存在差異，其適宜添加量也基本上不變。
[0103]即使添加無機凝集劑超過上述上限，也不會進一步使過濾凝集處理水所獲得的過濾水的逆滲透膜過濾性指標變得更好，反而會形成氫氧化鋁等的凝集絮凝物，由於其密度小、體積大，即、等量的固態物質所佔的容積變大，所以後級的過濾裝置的負荷會增大，不能施行通常標準的24小時左右的通水，需要在大大低於此的短時間內反洗過濾裝置，因此不優選。
[0104]無機凝集劑添加量的下限值通常在IOppm左右。但是，若考慮冷卻水的排放水的水質變動，則不優選設定無機凝集劑添加量在上述下限值附近，優選的無機凝集劑的添加量通常在15~25mg/L左右。
`[0105][凝集處理]
[0106]在本發明中，使用陽離子系有機凝結劑和無機凝集劑進行冷卻水的排放水的凝集處理。
[0107]此時，優選:在冷卻水的排放水中添加陽離子系有機凝結劑後使其反應20分鐘以上，在使冷卻水的排放水中的超微粒子和微粒子得到充分結合而使濁度上升後，添加無機凝集劑而進一步使進行反應。
[0108][過濾處理]
[0109]針對採用上述方法凝集處理冷卻水的排放水所得到的凝集處理水，接下來進行過濾處理。
[0110]該凝集處理水的過濾處理，能夠使用以無煙煤和平均粒徑在0.6mm以下的沙作為過濾介質的過濾裝置，更具體而言，能夠使用重力式兩層過濾裝置(以無煙煤和通常平均粒徑為0.45mm的沙作為過濾介質)或者壓力式兩層過濾裝置(以無煙煤和通常平均粒徑為0.60mm的沙作為過濾介質)。對過濾裝置的型式而言，只要與此具有同等程度的過濾功能，就沒有限制。
[0111]另外，也能夠採用UF膜分離裝置進行該過濾處理，但此時為了減少對UF膜的濁度負荷，優選將過濾裝置設置在前級中。[0112]將上述過濾處理中所得到的過濾水供給逆滲透膜分離處理。
[0113]實施例
[0114]下面，通過舉出實施例、參考例和比較例來更具體地說明本發明。
[0115][評價試樣]
[0116]在下面的實施例、參考例和比較例中，將以下的評價試樣水1、2用作處理對象原水。
[0117]
[0118]採集了石油化學聯合廠A工廠的冷卻水的排放水，作為評價試樣水I。
[0119]該工廠的冷卻水處理是採用非磷系的聚合物系分散劑進行的處理並且濃縮倍數為4倍，採集的冷卻水的排放水的水質如表1中所示。
[0120]
[0121]採集了石油聯合廠B工廠的冷卻水的排放水，作為評價試樣水2。
[0122]該工廠的冷卻水處理是採用非磷系的聚合物系分散劑進行的處理並且濃縮倍數為5倍，採集的冷卻水的排放水的水質如表1中所示。
[0123]表1
[0124]
[0125]此外，在前處理凝集試驗時 ，對評價試樣水I預先添加40mg/L的硫酸而調節pH為
6.8。另外，對評價試樣水2預先添加140mg/L的硫酸而調節pH為6.5。該pH調節是為了抑制碳酸鈣垢在逆滲透膜面上的析出而調節逆滲透供水的PH低於7而進行的。
[0126][評價的陽離子系有機凝結劑]
[0127]作為陽離子系有機凝結劑，使用了如下述表2所示的陽離子系有機凝結劑。
[0128]表2
[0129]
【權利要求】
1.一種冷卻水的排放水的處理方法，其是對冷卻水的排放水進行逆滲透膜分離處理時的前處理方法，並且其在對該冷卻水的排放水進行凝集處理後進行過濾處理，其特徵在於， 其使用固有粘度在0.5dL/g以下的陽離子系有機凝結劑和無機凝集劑來進行該凝集處理。
2.如權利要求1所述的冷卻水的排放水的處理方法，其特徵在於，所述無機凝集劑是聚合氯化鋁和/或硫酸鋁，該無機凝集劑相對於所述冷卻水的排放水的添加量是30mg/L以下。
3.如權利要求1或2所述的冷卻水的排放水的處理方法，其特徵在於，採用將無煙煤和沙作為過濾介質並且過濾沙的平均粒徑是0.6mm以下的重力式兩層過濾裝置或壓力式兩層過濾裝置進行所述過濾處理。
4.如權利要求1至3中任一項所述的冷卻水的排放水的處理方法，其特徵在於， 預先求出在所述冷卻水的排放水中以改變添加量的方式添加所述陽離子系有機凝結劑並使該陽離子系有機凝結劑發生反應後的該冷卻水的排放水的濁度成為最大時的濁度增加量、即最大濁度增加量， 並且，將在該冷卻水的排放水中添加該陽離子系有機凝結劑並使該陽離子系有機凝結劑發生反應後的該冷卻水的排放水的濁度增加量成為該最大濁度增加量的50~90%的範圍的該陽離子系有機凝結劑的添加量，作為前述凝集處理時的陽離子系有機凝結劑的添加量。
5.如權利要求1至4中任一項所述的冷卻水的排放水的處理方法，其特徵在於，在所述冷卻水的排放水中添加所述陽離子系有機凝結劑並使該陽離子系有機凝結劑發生反應後，添加所述無機凝集劑。`
6.一種冷卻水的排放水的處理裝置，其是對冷卻水的排放水進行逆滲透膜分離處理時的前處理裝置，並且其包括用於導入該冷卻水的排放水的凝集處理裝置和用於導入來自該凝集處理裝置的凝集處理水的過濾裝置，其特徵在於， 該凝集處理裝置，是在該冷卻水的排放水中添加固有粘度在0.5dL/g以下的陽離子系有機凝結劑和無機凝集劑來進行凝集處理的裝置。
7.如權利要求6所述的冷卻水的排放水的處理裝置，其特徵在於，所述無機凝集劑是聚合氯化鋁和/或硫酸鋁，該無機凝集劑相對於所述冷卻水的排放水的添加量是30mg/L以下。
8.如權利要求6或7所述的冷卻水的排放水的處理裝置，其特徵在於，所述過濾裝置是將無煙煤和沙作為過濾介質並且過濾沙的平均粒徑是0.6mm以下的重力式兩層過濾裝置或壓力式兩層過濾裝置。
9.如權利要求6至8中任一項所述的冷卻水的排放水的處理裝置，其特徵在於， 其具有下述裝置，即:預先求出在所述冷卻水的排放水中以改變添加量的方式添加所述陽離子系有機凝結劑並使該陽離子系有機凝結劑發生反應後的該冷卻水的排放水的濁度成為最大時的濁度增加量、即最大濁度增加量，並且，將在該冷卻水的排放水中添加該陽離子系有機凝結劑並使該陽離子系有機凝結劑發生反應後的該冷卻水的排放水的濁度增加量成為該最大濁度增加量的50~90%的範圍的該陽離子系有機凝結劑的添加量，設定為前述凝集處理裝置中的陽離子系有機凝結劑的添加量。
10.如權利要求6至9中任一項所述的冷卻水的排放水的處理裝置，其特徵在於，在所述凝集處理裝置中，在冷卻水的排放水中添加所述陽離子系有機凝結劑並使該陽離子系有機凝結劑發生反應後，添加所述`無機凝集劑。
【文檔編號】C02F1/52GK103508532SQ201310165968
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年5月8日 優先權日:2012年6月25日
【發明者】大井康裕 申請人:慄田工業株式會社