[发明专利]水淡化系统以及水淡化处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用逆渗透膜由海水等获得淡水的水淡化系统以及水淡化处理方法。

背景技术

近年来，由于伴随着地球规模的人口增加以及新兴国家的抬头的造水需求显著化，利用逆渗透膜(Reverse Osmosis Membrane；以下，称为“RO膜”)而从海水等获得淡水的水淡化系统出现增加的趋势变得显著。RO膜由纤维素、聚酰胺等的素材制造，通过对该RO膜施加海水的渗透压的2倍以上的压力，使水通过RO膜的微细孔，能够抑制盐分(主要是NaCl)的透过，来获得淡水。

但是，在利用了RO膜的水淡化系统中，作为使RO膜的透过性能减低的现象，已知有生物污垢。记载着：在生物污垢的生成中，植物浮游生物由来的生体高分子物质产生了较大的作用，例如，非专利文献1中叙述的含有碳的有机物中尤其是含有具有粘着性的多糖类的TEP(Transparent Exopolymer Particles：透明细胞外粒子(透明粒子状有机物))产生了较大的作用。

另外，根据非专利文献2，认为海水中的有机物中的60～80％是1kDa以下的低分子溶解有机物，这些低分子溶解有机物是微生物的生产或者分解相关的物质。

另外，也例举出：在RO膜的膜面上微生物繁殖，进而阻碍RO膜的透过性，使RO膜的膜透过效率减小。微生物在什么样的海水中均生存(存活)，在RO膜的膜面上附着的微生物以海水中的低分子溶解有机物为食饵而进行繁殖，使生物污垢产生、助长，进而导致RO膜的透过性能下降。基于此，在RO膜的生物污垢的生成中，推定低分子溶解有机物是相关物。

这样，为了水淡化系统的高效运行，必需有针对生物污垢的对策。作为生物污垢的对策，有如下的方法，即，通过利用了孔径0.01～0.001μm程度的超滤膜(Ultrafiltration Membrane；以下，称为“UF膜”。)过滤的前处理工序，在RO膜的上游侧使海水中的有机物减少，由此抑制RO膜的透过性能下降的方法(例如，参照专利文献1的图2)。

另外在现有的前处理法中还采取下述的方法，即，对提供给RO膜的供给水(海水)添加作为针对海水中的微生物的灭菌剂的氯气，并根据需要添加凝集剂(例如，硫酸铝)后，通过过滤装置除去污浊物质，为了防止RO膜因氯气而氧化劣化，而添加还原剂(例如，硫酸氢纳)的方法(例如，参照专利文献1的图3)。

专利文献1：JP特表2010-516450号公报

非专利文献1：竹内和久，“海水的前处理、膜污垢-离子交换膜、逆渗透膜-RO海水淡化的前处理、污垢”，日本海水学会志，2009年，第63卷，第6号，p.367-371

非专利文献2：小川浩史，“水环境的溶解有机物海洋中的溶解有机物的动态”，水环境学会志，2011年，第34卷，第5号，p.130-133

但是，即使通过利用了UF膜的前处理工序，也存在不能完全除去海水中的有机物，由于生物污垢，而不能防止RO膜透过性能下降这样的课题。尤其是，UF膜并不能充分地除去低分子溶解有机物。

另外，作为基于微生物的生物污垢抑制对策，认为在对提供给RO膜的供给水进行灭菌后使RO膜通水是其中一个对策，但仅限适用于饮用水等。即，在不以饮用为目的的工业用水(例如，发电站的冷却用淡水)的情况下，仅以基于微生物的生物污垢抑制为目的，而添加灭菌剂、还原剂等将导致淡水生成成本(运行成本)增加，故不是所期望的情形。

另外，在对RO膜的供给水中添加氯气的情况下，由于与供给水中的有机物进行化学反应而生成三卤甲烷。三卤甲烷由于通过RO膜而不完全排除，三卤甲烷的一部分透过RO膜，有可能污染通过水淡化系统所生产的淡水。

另外，几乎所有RO膜由于对氯气等的氧化剂仅有非常有限的耐受性，为了防止由于RO膜的氧化而产生劣化，需对供给水添加还原剂来进行脱氯处理。但是，在还原剂添加后，由于供给水中的氧化力减小，而微生物再次繁殖，菌体自身、其代谢物将在RO膜发生附着，从而发生或者助长生物污垢，进而存在有使RO膜的透过性能下降的可能性。

发明内容

在此，本发明以提供一种能够抑制逆渗透膜的生物污垢并且抑制逆渗透膜劣化的水淡化系统以及水淡化处理方法为课题。