水淡化系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種通過預(yù)處理可充分除去有機(jī)物，降低反滲透膜的污染，以低運(yùn)行成本且穩(wěn)定地得到淡水的水淡化系統(tǒng)。水淡化系統(tǒng)具有：在反滲透膜組件（16）的上游側(cè)配置的對(duì)海水實(shí)施消毒處理（氧化處理）的消毒裝置（11）、在消毒裝置（11）與反滲透膜組件（16）之間配置的保持消化有機(jī)物的生物的生物處理槽（13）、以及控制消毒裝置（11）的控制裝置（17），以使生物易分解性有機(jī)物濃度在生物處理槽（13）的下游側(cè)比消毒裝置（11）的上游側(cè)低。
【專利說明】水淡化系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及采用反滲透膜，從海水或堿水等鹽水得到淡水的水淡化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在采用反滲透膜而從海水或堿水等鹽水得到淡水的水淡化系統(tǒng)中，存在因反滲透膜的污染導(dǎo)致淡水生產(chǎn)效率的低下或生產(chǎn)水質(zhì)的惡化等問題。作為反滲透膜的污染要因，可以舉出粒子性物質(zhì)的附著、無機(jī)化合物的析出、具有粘接性的有機(jī)物的附著、來自海洋細(xì)菌的生物膜的附著等。特別是生物膜，是海洋細(xì)菌等生物以海水中的有機(jī)物作為營(yíng)養(yǎng)源，分泌增殖.代謝物的結(jié)果形成的，要求對(duì)其進(jìn)行抑制。
[0003]為了從向反滲透膜供給的海水等，除去這些污染要因，已開發(fā)出各種預(yù)處理技術(shù)，例如，已引進(jìn)進(jìn)行單層或多層的砂濾的砂濾設(shè)備、以及采用精密過濾膜(MF膜:微濾膜，Microfiltration Membrane)、超濾膜(UF膜:Ultrafiltration Membrane)的過濾設(shè)備。另外，海水中的有機(jī)物中，對(duì)于生物作為營(yíng)養(yǎng)源易利用的成分，采用生物進(jìn)行除去的生物處理法的引入也進(jìn)行了探討。
[0004]根據(jù)非專利文獻(xiàn)1，報(bào)告了海水中所含的溶解態(tài)有機(jī)物，是從分子量1000Da (道爾頓，Dalton)以下的微小有機(jī)物到直徑數(shù)μ m的有機(jī)物進(jìn)行分布，60~80%的有機(jī)物具有生物難分解性。另外，還報(bào)告了這些有機(jī)物在海水淡化工序中，通過添加氯等進(jìn)行氧化處理或用超濾膜的過濾處理，由于進(jìn)行了化學(xué)?物理方法的微小化，生物的分解性(生物分解性)有增強(qiáng)的傾向。
[0005]在專利文獻(xiàn)I記載的技術(shù)中，把取來的海水，用生物活性炭進(jìn)行生物處理，接著，照射紫外線。即，專利文獻(xiàn)I記載的技術(shù)，通過生物活性炭的生物處理，減少生物易分解性有機(jī)物，并且通過紫外線照射， 因生物活性炭增殖.剝離的細(xì)菌失去活性，可實(shí)現(xiàn)抑制生物膜的形成。
[0006]在專利文獻(xiàn)2記載的技術(shù)中，被處理水不是海水而是含有高濃度有機(jī)物的廢水，通過臭氧氧化，生物難分解性有機(jī)物發(fā)生分解，提高生物分解性，可在生物活性炭中進(jìn)行生物處理。因此，可以促進(jìn)生物所致的有機(jī)物的除去。
[0007]專利文獻(xiàn)I特開2004 - 25018號(hào)公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)2特開2010 - 58078號(hào)公報(bào)
[0009]非專利文獻(xiàn)I竹內(nèi)和久，“R0海水淡水化A預(yù)處理i 7 r々U 7 ”、日本海水學(xué)會(huì)志，第 63 卷、第 6 號(hào)，p367 — 371 (2009)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明要解決的課題
[0011]在專利文獻(xiàn)I記載的技術(shù)中，通過紫外線照射，有機(jī)物被氧化分解而微小化，生物易分解性發(fā)生變化，到達(dá)反滲透膜，有未充分抑制生物膜形成的擔(dān)心。另外，在專利文獻(xiàn)2記載的技術(shù)中，用生物處理可能除去量以上的有機(jī)物，通過臭氧氧化而變成生物易分解性，下游側(cè)設(shè)置的反滲透膜中海洋細(xì)菌等生物的增殖.生物膜的形成有助長(zhǎng)的擔(dān)心。
[0012]本發(fā)明是鑒于上述情況提出的，本發(fā)明的目的是提供:通過預(yù)處理來充分除去有機(jī)物，降低反滲透膜的污染，以低運(yùn)行成本，且穩(wěn)定地得到淡水的水淡化系統(tǒng)。
[0013]用于解決課題的手段
[0014]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明涉及采用反滲透膜，從鹽水得到淡水的水淡化系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)具有:于上述反滲透膜的上游側(cè)配置的、對(duì)上述鹽水實(shí)施氧化處理的氧化處理裝置；在上述氧化處理裝置與上述反滲透膜之間配置的、保持消化有機(jī)物的生物的生物處理槽；以及由生物容易分解的有機(jī)物的濃度即生物易分解性有機(jī)物濃度，以上述生物處理槽的下游側(cè)比上述氧化處理裝置的上游側(cè)低的方式控制上述氧化處理裝置的控制裝置。
[0015]發(fā)明效果 [0016]按照本發(fā)明，提供一種通過預(yù)處理來充分除去有機(jī)物，降低反滲透膜的污染，以低運(yùn)行成本，且穩(wěn)定地得到淡水的水淡化系統(tǒng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的第I實(shí)施方案涉及的水淡化系統(tǒng)的構(gòu)成圖。
[0018]圖2為本發(fā)明的第I實(shí)施方案涉及的消毒裝置的控制次序的流程圖。
[0019]圖3為表示有機(jī)物濃度的各處理后變化的概念圖。
[0020]圖4為本發(fā)明的第I實(shí)施方案的變形例涉及的水淡化系統(tǒng)的構(gòu)成圖。
[0021]圖5為表示本發(fā)明的第2實(shí)施方案涉及的消毒裝置的控制次序的流程圖。
[0022]圖6為本發(fā)明的第3實(shí)施方案涉及的水淡化系統(tǒng)的構(gòu)成圖。
[0023]圖7為本發(fā)明的第4實(shí)施方案涉及的水淡化系統(tǒng)的構(gòu)成圖。
[0024]符號(hào)說明
[0025]1,2,3,4 管路
[0026]5透過水
[0027]6濃縮水
[0028]10取水泵
[0029]11消毒裝置(氧化處理裝置)
[0030]12懸浮分離裝置
[0031]13，13a生物處理槽
[0032]14安保過濾器
[0033]15高壓泵
[0034]16反滲透膜組件
[0035]17控制裝置
[0036]18排水處理裝置
[0037]19輸入裝置
[0038]20散水裝置
[0039]21a，21b，21c 還原劑注入口
[0040]21還原劑注入裝置[0041]22發(fā)電設(shè)備
[0042]23加熱裝置
【具體實(shí)施方式】
[0043]其次，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案邊參照適當(dāng)?shù)母綀D邊進(jìn)行詳細(xì)地說明。還有，各圖中共同的部分采用同樣的符號(hào)，省略重復(fù)的說明。
[0044]〔第I實(shí)施方案〕
[0045]首先，邊參照?qǐng)D1~圖3，邊對(duì)本發(fā)明的第I實(shí)施方案進(jìn)行說明。
[0046]圖1為本發(fā)明的第I實(shí)施方案涉及的水淡化系統(tǒng)的構(gòu)成圖。還有，在下面，對(duì)氧化處理為采用注入氯的消毒處理的場(chǎng)合進(jìn)行說明。
[0047]如圖1所示，水淡化系統(tǒng)具有:取水泵10、消毒裝置(氧化處理裝置)11、懸浮分離裝置12、生物處理槽13、安保過濾器14、高壓泵15、反滲透膜組件16、控制裝置17、排水處理裝置18、及輸入裝置19。
[0048]反滲透膜組件16具有反滲透膜(未圖示)，作為鹽水(含鹽分的水)的海水，用反滲透處理除去鹽分，得到淡水(透過水5)。
[0049]從海水中延伸的管路1，與消毒裝置11連接，在管路I中安裝了取水泵10。消毒裝置11，配置在反滲透膜組件16的上游側(cè)(前段)，對(duì)淡水化對(duì)象的海水(以下簡(jiǎn)稱“海水”)，注入氯(氧化劑)，實(shí)施消毒處理(氧化處理)。消毒裝置11具有往海水中注入氯的氧化劑注入部(未圖示)。
[0050]懸浮分離裝置12，通過管路2，與消毒裝置11的下游側(cè)(后段)連接，往海水中注入含氧的氣體，通過發(fā)生的氣泡，分離除去海水中的懸浮物(懸濁物)。
[0051]生物處理槽13，通過管路3，與懸浮分離裝置12的下游側(cè)連接，具有保持消化有機(jī)物的生物的生物層。生物處理槽13與反滲透膜組件16，通過管路4連接，管路4上安裝了安保過濾器14與高壓泵15。安保過濾器14，除去海水中的雜質(zhì)。排水處理裝置18，接受從懸浮分離裝置12及生物處理槽13的排水，進(jìn)行所定的排水處理。
[0052]控制裝置17，總括控制水淡化系統(tǒng)，同時(shí)在消毒裝置11實(shí)施的消毒處理中控制氯的注入率(對(duì)海水注入的氯的比例)。輸入裝置19，用于對(duì)控制裝置17輸入各種信息。
[0053]如上述構(gòu)成的水淡化系統(tǒng)，按下述進(jìn)行動(dòng)作。
[0054]取水泵10，把海水經(jīng)管路I送至消毒裝置11。流入消毒裝置11的海水，在消毒裝置11中注入氯，進(jìn)行消毒處理。作為在消毒裝置11中注入氯進(jìn)行消毒處理的結(jié)果是，海水中所含的一部分有機(jī)物發(fā)生氧化分解而變得微小，變成生物易分解性有機(jī)物。
[0055]從消毒裝置11流出的海水，經(jīng)管路2送至懸浮分離裝置12。流入懸浮分離裝置12的海水，與氣泡進(jìn)行混合，把懸濁物采用懸浮分離除去后，經(jīng)管路3送至生物處理槽13。
[0056]而且，流入生物處理槽13的海水，在生物處理槽13中進(jìn)行生物處理。即，流入生物處理槽13的海水中的生物易分解性有機(jī)物，通過生物處理槽13中保持的生物進(jìn)行消化而減少。
[0057]從生物處理槽13流出的海水，通過高壓泵15的工作，經(jīng)安保過濾器14，送至反滲透膜組件16。流入反滲透膜組件16的海水，通過反滲透處理，分離成除去了鹽分的透過水5與鹽分被濃縮的濃縮水6。[0058]在這里，透過水5變成原始海水的約1/2容量的淡水，濃縮水6變成了為原始海水的約1/2容量、鹽分濃度被濃縮約2倍的濃縮水。另外，由懸浮分離裝置12分離的含懸濁物的排水與生物處理槽13的洗滌排水，被送至排水處理裝置18，進(jìn)行排水處理。
[0059]如上所述，海水中含有生物分解性不同的有機(jī)物。在這里，在水淡化系統(tǒng)內(nèi)，通過生物不能分解的成分特性為生物難分解性，把在消毒處理(氧化處理)中，一部分結(jié)構(gòu)發(fā)生變化(氧化分解)，變成生物可分解的成分的特性，稱為準(zhǔn)生物易分解性，而通過生物容易地(迅速)分解的成分的特性，稱作生物易分解性。另外，如上所述，由于有機(jī)物通過氧化處理等而變成微小，產(chǎn)生生物分解性增強(qiáng)的傾向，故生物易分解性有機(jī)物，換言之，為分子量比所定分子量低的有機(jī)物。
[0060]在本實(shí)施方案中，控制裝置17，通過海水中生物的作用，容易分解的有機(jī)物的濃度(質(zhì)量％)即生物易分解性有機(jī)物濃度，控制消毒裝置11，以使生物處理槽13的下游側(cè)，比消毒裝置11的上游側(cè)低。關(guān)于該消毒裝置11的控制，詳細(xì)情況如后述。
[0061]生物易分解性有機(jī)物濃度，采用從作為測(cè)定對(duì)象的海水流通的管路采取的海水試樣，根據(jù)采用離線法測(cè)定的菌增殖速度的結(jié)果算出。算出的生物易分解性有機(jī)物濃度，通過輸入裝置19，向控制裝置17輸入。在這里，增殖速度的測(cè)定，按照上水試驗(yàn)法(社團(tuán)法人日本水道協(xié)會(huì))進(jìn)行分析。還有，指標(biāo)菌，最好使用海水中可增殖的菌或海水試料中的細(xì)菌。
[0062]其中，生物易分解性有機(jī)物濃度，采用與上述不同的方法，進(jìn)行測(cè)定、算出。另外，生物易分解性有機(jī)物濃度，采 用檢出裝置自動(dòng)檢出時(shí)，最好采用具有從該檢出裝置直接向控制裝置17輸入的結(jié)構(gòu)。
[0063]圖2為表示本發(fā)明的第I實(shí)施方案涉及的消毒裝置的控制次序的流程圖。如圖2所示，首先，控制裝置17從輸入裝置19取得輸入的生物易分解性有機(jī)物濃度的值(步驟SlD0具體的是，取得消毒裝置11上游側(cè)的生物易分解性有機(jī)物濃度(第I閾值)Ca0與生物處理槽13的下游側(cè)的生物易分解性有機(jī)物濃度Ca2。
[0064]接著，控制裝置17，把生物處理槽13下游側(cè)的生物易分解性有機(jī)物濃度Ca2與消毒裝置11上游側(cè)的生物易分解性有機(jī)物濃度Catl進(jìn)行比較(步驟S12)。而且，當(dāng)生物處理槽13下游側(cè)的生物易分解性有機(jī)物濃度Ca2為消毒裝置11上游側(cè)的生物易分解性有機(jī)物濃度Catl以上時(shí)(步驟S12:Yes)，控制裝置17抑制消毒裝置11實(shí)施的消毒處理，即，減少往消毒裝置11的氯注入率(步驟S13)。
[0065]此時(shí)(步驟S12:Yes)，生物處理槽13中通過生物處理可除去量以上的有機(jī)物，通過消毒裝置11中的消毒處理(氧化處理)，變?yōu)樯镆追纸庑浴Ｔ诖耍ㄟ^抑制由消毒裝置11實(shí)施的消毒處理，可以抑制變?yōu)樯镆追纸庑缘挠袡C(jī)物的量不過多產(chǎn)生。
[0066]另一方面，當(dāng)生物處理槽13下游側(cè)的生物易分解性有機(jī)物濃度Ca2,比消毒裝置11上游側(cè)的生物易分解性有機(jī)物濃度Catl低時(shí)(步驟S12:No)，控制裝置17把消毒裝置11中的氣注入率保持現(xiàn)狀。
[0067]或者，在圖2所示的控制中，也可使用比生物易分解性有機(jī)物濃度Catl低的預(yù)先設(shè)定的上限值Ca2h(第I閾值)，代替消毒裝置11上游側(cè)的生物易分解性有機(jī)物濃度Catl，進(jìn)行同樣的控制。因此，生物處理槽13下游側(cè)的生物易分解性有機(jī)物濃度Ca2可抑制到更低。
[0068]生物處理槽13下游側(cè)的海水中所含的生物易分解性有機(jī)物，在反滲透膜組件16中通過細(xì)菌容易被消化，作為其代謝物的多糖成為生物膜形成的基盤。但是，希望把上述上限值Ca2h盡可能設(shè)定在低值。[0069]圖3為表示有機(jī)物濃度的各處理后變化的概念圖。
[0070]準(zhǔn)生物易分解性有機(jī)物，一般分子量大，通過注入氯或臭氧等氧化劑、照射低波長(zhǎng)的紫外線等，糖鏈等被切斷，變成低分子，生物分解性升高。另外也認(rèn)為，細(xì)菌在通過氧化劑或紫外線的作用，細(xì)胞壁被破壞，生物易分解性的菌體內(nèi)容物有流出的可能性。即，以殺菌作為目的的消毒處理時(shí)，生物膜形成的2個(gè)主要原因即細(xì)菌及有機(jī)物中，細(xì)菌減少而生物易分解性有機(jī)物增加。
[0071 ] 如圖3所示，在水淡化系統(tǒng)中，消毒裝置11下游側(cè)的生物易分解性有機(jī)物濃度Cai比原始海水(原海水)的生物易分解性有機(jī)物濃度Catl高(參照?qǐng)D3的“消毒處理后”)，生物處理槽13下游側(cè)的生物易分解性有機(jī)物濃度Ca2比原始海水的生物易分解性有機(jī)物濃度CaJS(參照?qǐng)D3的“生物處理后”)。即，往反滲透膜組件16供給的水中所含的生物易分解性有機(jī)物比原始海水減少，且準(zhǔn)生物易分解性成分也被除去而減少。其結(jié)果是，到達(dá)反滲透膜組件16的有機(jī)物減少。但是，生物膜的形成被抑制的同時(shí)，也抑制因有機(jī)物的附著造成的反滲透膜的直接閉堵塞。
[0072]如上所述，本實(shí)施方案涉及的水淡化系統(tǒng)，具有:于反滲透膜組件16上游側(cè)配置的、對(duì)海水實(shí)施消毒處理(氧化處理)的消毒裝置11 ;在消毒裝置11與反滲透膜組件16之間配置的、保持消化有機(jī)物的生物的生物處理槽13 ;以及控制消毒裝置11的控制裝置17，以使生物易分解性有機(jī)物濃度在生物處理槽13下游側(cè)比消毒裝置11上游側(cè)低。
[0073]因此，按照本實(shí)施方案，由于可降低到達(dá)反滲透膜組件16的有機(jī)物濃度，故可減少反滲透膜污染的風(fēng)險(xiǎn)。另外，消毒裝置11中變?yōu)樯镆追纸庑缘挠袡C(jī)物量，由于可以抑制到生物處理槽13除去的量以下，故可以回避助長(zhǎng)反滲透膜的生物膜形成的缺點(diǎn)。
[0074]因此，反滲透膜的污染被抑制的結(jié)果，使因反滲透膜的污染產(chǎn)生的壓力阻抗增加得到緩和，同時(shí)，降低反滲透膜的洗滌頻率，或?qū)崿F(xiàn)更換前使用期間延長(zhǎng)的運(yùn)行，反滲透膜洗滌用的藥品或反滲透膜的更換所需運(yùn)行成本的降低，或環(huán)境負(fù)荷的降低成為可能。
[0075]即，本發(fā)明提供:通過預(yù)處理來充分除去有機(jī)物，降低反滲透膜的污染，以低運(yùn)行成本且穩(wěn)定地得到淡水的水淡化系統(tǒng)。
[0076]另外，在懸浮分離裝置12中，通過往海水注入含氧氣體，使產(chǎn)生氣泡，向海水中溶解氧在海水中溶解氧濃度高的狀態(tài)下，海水與生物處理槽13中的生物層接觸，生物處理槽13的生物層中繁殖的好氧性細(xì)菌的活性升高，有機(jī)物的消化速度提高。因此、生物處理槽可以小型化。
[0077]圖4為本發(fā)明第I實(shí)施方案的變形例涉及的水淡化系統(tǒng)的構(gòu)成圖。
[0078]如圖4所示，當(dāng)水淡化系統(tǒng)與發(fā)電設(shè)備22等一并設(shè)置，利用其排熱時(shí)，生物處理槽13的上游側(cè)管路3設(shè)置了利用發(fā)電設(shè)備22的排熱進(jìn)行加熱的加熱裝置23，也可加熱海水，按照此構(gòu)成，通過海水溫度上升，生物處理槽13的生物層中繁殖的細(xì)菌活性升高，有機(jī)物的消化速度提高。
[0079]〔第2實(shí)施方案)
[0080]其次，邊參照?qǐng)D5邊對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施方案進(jìn)行說明。
[0081]圖5為表示本發(fā)明的第2實(shí)施方案涉及的消毒裝置的控制次序的流程圖。如圖5所示，第2實(shí)施方案中，消毒裝置11的控制次序與第I實(shí)施方案不同，但水淡化系統(tǒng)的構(gòu)成圖與圖1所示的第I實(shí)施方案同樣。
[0082]如圖5所示，首先，控制裝置17，取得從輸入裝置19輸入的生物易分解性有機(jī)物濃度的值(步驟S21)。具體的是，取得消毒裝置11上游側(cè)的生物易分解性有機(jī)物濃度Catl、消毒裝置11下游側(cè)的生物易分解性有機(jī)物濃度Ca1、與比消毒裝置11上游側(cè)的生物易分解性有機(jī)物濃度Catl高的、預(yù)先設(shè)定的上限值(第2閾值)Caih。[0083]接著，控制裝置17，把消毒裝置11下游側(cè)的生物易分解性有機(jī)物濃度Ca1與上限值Ca1I1進(jìn)行比較(步驟S22)。而且，當(dāng)消毒裝置11下游側(cè)的生物易分解性有機(jī)物濃度Ca1處于上限值Ca1I1以上時(shí)(步驟S22:Yes)，控制裝置17抑制消毒裝置11實(shí)施的消毒處理，SP，減少消毒裝置11中的氯注入率(步驟S23)。
[0084]此時(shí)(步驟S22:Yes)，控制裝置17，抑制消毒裝置11實(shí)施的消毒處理，使生物處理槽13中通過生物處理可能除去的量以上的有機(jī)物，通過消毒裝置11中的消毒處理(氧化處理)，未變?yōu)樯镆追纸庑浴Ｍㄟ^進(jìn)行預(yù)備實(shí)驗(yàn)，適當(dāng)設(shè)定上述上限值Caih，該控制是可能的。
[0085]另一方面，當(dāng)消毒裝置11下游側(cè)的生物易分解性有機(jī)物濃度Ca1比上限值
時(shí)(步驟S22:No)，控制裝置17把消毒裝置11下游側(cè)的生物易分解性有機(jī)物濃度Ca1與消毒裝置11上游側(cè)的生物易分解性有機(jī)物濃度Catl進(jìn)行比較(步驟S24)。
[0086]而且，當(dāng)消毒裝置11下游側(cè)的生物易分解性有機(jī)物濃度Ca1在消毒裝置11上游側(cè)的生物易分解性有機(jī)物濃度Catl以下時(shí)(步驟S24:No)，控制裝置17促進(jìn)消毒裝置11實(shí)施的消毒處理，即，消毒裝置11中氯注入率增加(步驟S25)。據(jù)此，有機(jī)物的一部分通過消毒裝置11中的消毒處理(氧化處理)，確實(shí)變?yōu)樯镆追纸庑裕镆追纸庑杂袡C(jī)物增加。
[0087]另一方面，當(dāng)消毒裝置11下游側(cè)的生物易分解性有機(jī)物濃度Ca1,比消毒裝置11上游側(cè)的生物易分解性有機(jī)物濃度Catl高時(shí)(步驟S24:Yes)，控制裝置17把消毒裝置11中氣注入率保持現(xiàn)狀。
[0088]因此，第2實(shí)施方案中，控制裝置17，抑制消毒裝置11實(shí)施的消毒處理，以使生物處理槽13中生物處理可除去的量以上的有機(jī)物未變?yōu)樯镆追纸庑浴?br> [0089]因此，通過第2實(shí)施方案，除可發(fā)揮與第I實(shí)施方案同樣的效果外，與第I實(shí)施方案相比，在上游側(cè)，由于采用消毒裝置11下游側(cè)的生物易分解性有機(jī)物濃度Ca1進(jìn)行控制，則可進(jìn)行響應(yīng)性更好的控制。
[0090]〔第3實(shí)施方案〕
[0091]其次，邊參照?qǐng)D6邊對(duì)本發(fā)明的第3實(shí)施方案進(jìn)行說明。
[0092]圖6為本發(fā)明的第3實(shí)施方案涉及的水淡化系統(tǒng)的構(gòu)成圖。
[0093]如圖6所示，第3實(shí)施方案涉及的水淡化系統(tǒng)，代替第I實(shí)施方案中懸浮分離裝置12的設(shè)置，在生物處理槽13a內(nèi)配置散水裝置20，此點(diǎn)與第I實(shí)施方案不同，但其他的構(gòu)成與第I實(shí)施方案同樣。
[0094]海水從消毒裝置11流出前的動(dòng)作與第I實(shí)施方案同樣。從消毒裝置11流出的海水，采用散水裝置20作為液滴，供給生物處理槽13a內(nèi)的生物層。此時(shí)，氣體中的氧溶解在海水中，溶解氧濃度高的狀態(tài)的海水與生物層接觸。因此，生物層中繁殖的好氧性細(xì)菌的活性升高，有機(jī)物的消化速度向上。
[0095]因此，按照第3實(shí)施方案，與懸浮分離裝置12不同，由于不具有懸濁物的除去性能，生物處理槽13a的洗滌頻率有可能增加若干，除可以發(fā)揮與第I實(shí)施方案同樣的效果外，水淡化系統(tǒng)的構(gòu)成變得緊湊，同時(shí)可謀求設(shè)備成本的降低。
[0096]〔第4實(shí)施方案〕
[0097]其次，邊參照?qǐng)D7邊對(duì)本發(fā)明的第4實(shí)施方案進(jìn)行說明。
[0098]圖7為本發(fā)明的第4實(shí)施方案涉及的水淡化系統(tǒng)的構(gòu)成圖。
[0099]如圖7所示，在第4實(shí)施方案涉及的水淡化系統(tǒng)中，具有還原劑注入裝置21，其具有在消毒裝置11與懸浮分離裝置12之間、懸浮分離裝置12與生物處理槽13之間、及生物處理槽13與反滲透膜組件16之間等3處設(shè)置的、用于向海水中注入還原劑的多個(gè)還原劑注入口 21a、21b、21c，此點(diǎn)與第I實(shí)施方案不同，其他的構(gòu)成與第I實(shí)施方案同樣。
[0100]把海水分離成透過水5與濃縮水6之前的動(dòng)作與第I實(shí)施方案同樣。還原劑注入裝置21，從上述3個(gè)還原劑注入口 21a、21b、21c中的任何I個(gè)，把還原劑注入海水中。用消毒裝置11間歇地注入氯(氧化劑)時(shí)，還原劑注入裝置21與氯(氧化劑)的注入時(shí)間一致地注入還原劑。
[0101]在水淡化系統(tǒng)中，一般情況下，為了防止取水泵10及配管內(nèi)的海洋生物的附著等，多數(shù)在取水地點(diǎn)注入氯(氧化劑)。反滲透膜組件16中反滲透膜的原材料，特別是采用聚酰胺系時(shí)，因殘留氯的作用，反滲透膜發(fā)生劣化，因此，通過注入還原劑，除去殘留氯，可以防止反滲透膜的劣化。
[0102]另外，由于通過注入還原劑，除去溶解氧，形成厭氧性氛圍，故可以認(rèn)為在還原劑注入點(diǎn)的下游側(cè)，厭氧性生物進(jìn)行優(yōu)勢(shì)增殖。在細(xì)菌的增殖中，在單一種細(xì)菌占優(yōu)勢(shì)的條件下，該菌的增殖速度加大，可謂是對(duì)于抑制生物膜的形成是不利的狀態(tài)。在這里，通過厭氧、好氧的氛圍氣切換，好氧性及厭氧性的細(xì)菌兩者共存，可抑制細(xì)菌的大量增殖。
[0103]在本實(shí)施方案中，還原劑注入裝置21的構(gòu)成是:多個(gè)還原劑注入口 21a、21b、21c中的送入還原劑的還原劑注入口可以切換。
[0104]例如，還原劑注入口 21a與還原劑注入口 21b可交替切換送入還原劑的還原劑注入口，即，在懸浮分離裝置12的前后，交替切換注入還原劑。此時(shí)、從懸浮分離裝置12上游側(cè)的還原劑注入口 21a注入還原劑的期間，由于懸浮分離裝置12中的溶解氧濃度升高，生物處理槽13及反滲透膜組件16同時(shí)形成好氧性氣氛，好氧性細(xì)菌的活動(dòng)占優(yōu)勢(shì)，另一方面，從懸浮分離裝置12下游側(cè)的還原劑注入口 21b注入還原劑期間，厭氧性細(xì)菌的活動(dòng)占優(yōu)勢(shì)。
[0105]或者，用還原劑注入口 21b與還原劑注入口 21c交替切換送入還原劑的還原劑注入口，即， 懸浮分離裝置12下游側(cè)與生物處理槽13的下游側(cè)交替切換，注入還原劑。此時(shí)，從懸浮分離裝置12下游側(cè)的還原劑注入口 21b注入還原劑期間，生物處理槽13及反滲透膜組件16同時(shí)為厭氧性細(xì)菌的活動(dòng)占優(yōu)勢(shì)，另一方面，從生物處理槽13下游側(cè)的還原劑注入口 21c注入還原劑期間，生物處理槽13中的好氧性細(xì)菌、反滲透膜組件16中的厭氧性細(xì)菌的活動(dòng)占優(yōu)勢(shì)。另外，送入還原劑的還原劑注入口，也可在還原劑注入口 21a，21b，21c中依次交替切換。
[0106]但是，按照第4實(shí)施方案，除可以發(fā)揮與第I實(shí)施方案同樣的效果外，通過殘留氯的作用可以防止反滲透膜的劣化，同時(shí)，通過把生物處理槽13與反滲透膜組件16的氣氛交替切換為厭氧或好氧，則可以抑制少數(shù)種細(xì)菌的大增殖，更加抑制生物膜的形成。[0107]以上對(duì)本發(fā)明根據(jù)實(shí)施方案進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限于各實(shí)施方案中記載的構(gòu)成，對(duì)各實(shí)施方案記載的構(gòu)成可進(jìn)行適當(dāng)組合及選擇，在不偏離其基本點(diǎn)的范圍內(nèi)，其構(gòu)成可進(jìn)行適當(dāng)變更。
[0108]例如，上述實(shí)施方案中，對(duì)氧化處理裝置的消毒裝置11中，作為氧化處理而注入氯、實(shí)施消毒處理作了說明，但本發(fā)明不限于這種氧化處理。本發(fā)明，也可以采用，例如，具有對(duì)海水照射紫外線的紫外線照射部的氧化處理裝置、與該氧化處理裝置中控制紫外線照射量的控制裝置的水淡化系統(tǒng)。
[0109]另外，在上述實(shí)施方案中，對(duì)海水的淡化進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限于此，例如，堿水等其他鹽水的淡水也適用。
[0110]另外，在上述第4實(shí)施方案中， 多個(gè)還原劑注入口，在消毒裝置11與懸浮分離裝置12之間、在懸浮分離裝置12與生物處理槽13之間、及在生物處理槽13與反滲透膜組件16之間的3處設(shè)置，但本發(fā)明不限定于此。還原劑注入口既可在上述3處中的2處設(shè)置，或在I處設(shè)置，另外也可在3處以上的多處設(shè)置。
【權(quán)利要求】
1.水淡化系統(tǒng)，其是采用反滲透膜，用于從鹽水得到淡水的水淡化系統(tǒng)，其特征在于，該水淡化系統(tǒng)具有: 在上述反滲透膜的上游側(cè)配置的、對(duì)上述鹽水實(shí)施氧化處理的氧化處理裝置、 在上述氧化處理裝置與上述反滲透膜之間配置的、保持消化有機(jī)物的生物的生物處理槽、以及 控制上述氧化處理裝置的控制裝置，以使通過生物容易分解的有機(jī)物的濃度即生物易分解性有機(jī)物濃度，在上述生物處理槽的下游側(cè)，比上述氧化處理裝置的上游側(cè)低。
2.按照權(quán)利要求1記載的水淡化系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)上述生物處理槽的下游側(cè)的生物易分解性有機(jī)物濃度與設(shè)定在上述氧化處理裝置的上游側(cè)的生物易分解性有機(jī)物濃度以下的第I閾值進(jìn)行比較，上述生物處理槽的下游側(cè)的生物易分解性有機(jī)物濃度處于上述第I閾值以上時(shí)，上述控制裝置進(jìn)行控制，抑制在上述氧化處理裝置實(shí)施的氧化處理。
3.按照權(quán)利要求1記載的水淡化系統(tǒng)，其特征在于，上述氧化處理裝置的下游側(cè)的生物易分解性有機(jī)物濃度與設(shè)定比上述氧化處理裝置的上游側(cè)的生物易分解性有機(jī)物濃度高的第2閾值進(jìn)行比較，上述氧化處理裝置的下游側(cè)的生物易分解性有機(jī)物濃度處于上述第2閾值以上時(shí)，上述控制裝置進(jìn)行控制，抑制在上述氧化處理裝置中實(shí)施的氧化處理。
4.按照權(quán)利要求3記載的水淡化系統(tǒng)，其特征在于，上述氧化處理裝置的下游側(cè)的生物易分解性有機(jī)物濃度與上述氧化處理裝置的上游側(cè)的生物易分解性有機(jī)物濃度進(jìn)行比較，上述氧化處理裝置的下游側(cè)的生物易分解性有機(jī)物濃度比上述氧化處理裝置的上游側(cè)的生物易分解性有機(jī)物濃度低時(shí)，上述控制裝置進(jìn)行控制，促進(jìn)上述氧化處理裝置實(shí)施的氧化處理。
5.按照權(quán)利要求1至權(quán)利要求4的任何一項(xiàng)記載的水淡化系統(tǒng)，其特征在于，該水淡化系統(tǒng)具有:上述生物處理槽的`上游側(cè)配置的、通過向上述鹽水注入含氧氣體而發(fā)生的氣泡，分離除去上述鹽水中懸浮物的懸浮分離裝置；或上述生物處理槽內(nèi)配置的、以上述鹽水作為液滴，供給上述生物處理槽內(nèi)的上述生物的散水裝置。
6.按照權(quán)利要求1至權(quán)利要求5的任何一項(xiàng)記載的水淡化系統(tǒng)，其特征在于，上述氧化處理裝置具有往上述鹽水中注入氧化劑的氧化劑注入部，上述控制裝置控制上述氧化劑的注入率。
7.按照權(quán)利要求1至權(quán)利要求5的任何一項(xiàng)記載的水淡化系統(tǒng)，其特征在于，上述氧化處理裝置具有向上述鹽水照射紫外線的紫外線照射部，上述控制裝置控制上述紫外線的照射量。
8.按照權(quán)利要求1至權(quán)利要求7的任何一項(xiàng)記載的水淡化系統(tǒng)，其特征在于，該水淡化系統(tǒng)具有還原劑注入裝置，該還原劑注入裝置具有在上述氧化處理裝置與上述反滲透膜之間設(shè)置的用于向上述鹽水注入還原劑的還原劑注入口。
9.按照權(quán)利要求1至權(quán)利要求7的任何一項(xiàng)記載的水淡化系統(tǒng)，其特征在于，該水淡化系統(tǒng)具有:上述生物處理槽的上游側(cè)配置的、通過向上述鹽水注入含氧氣體而發(fā)生的氣泡，分離除去上述鹽水中的懸浮物的懸浮分離裝置；上述氧化處理裝置與上述懸浮分離裝置之間、上述懸浮分離裝置與上述生物處理槽之間、及上述生物處理槽與上述反滲透膜之間的至少2處設(shè)置的具有向上述鹽水注入還原劑的多個(gè)還原劑注入口的還原劑注入裝置；上述還原劑注入裝置可以切換上述多個(gè)還原劑注入口中的送入上述還原劑的還原劑注入口。
【文檔編號(hào)】C02F103/08GK103626356SQ201310366881
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月22日
【發(fā)明者】隅倉岬, 大西真人, 荒戶利昭, 陰山晃治 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所