[发明专利]水处理方法及水处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于从冷却塔排放废水等包含钙的原水中除去钙、从而获得能够再利用于冷却塔冷凝水、锅炉补给水等的处理水的水处理方法、以及水处理系统。

背景技术

传统上，作为用于大厦空调、冷气暖气设备的冷却冷凝水的装置，所使用的是冷却塔。在从该冷却塔排出的冷却塔排出(Cooling Tower Blowdown，以下也称为“CTB”)废水中，冷凝水中所含的钙分经过浓缩会以高浓度包含在其中，因此，为了再次用作冷却塔的冷凝水、锅炉补给水，需要将CTB废水中所含的钙除去。

因此，作为除去CTB废水中所含的钙而得到处理水的方法，已知有添加絮凝剂并利用MF膜、UF膜进行过滤的方法(专参见利文献1及专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-5763号公报

专利文献2：日本特开2003-300069号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在上述专利文献1及专利文献2中记载的方法中，需要大量的絮凝剂、凝结剂，不仅存在药剂成本的问题，还会因这些药剂而导致污泥的产生量增加。而由于通常需要将这些污泥作为工业废弃物进行填埋处理，因此不仅会带来环境方面的负担，还需要废弃成本。

另外，在专利文献1中，探讨了通过限定浓缩液的浓度、絮凝剂的种类来抑制UF膜、MF膜的通量(每单位面积的透水量)的降低。然而，絮凝剂本身也会在浓缩时引起浓缩液的粘性增加、附着于膜面滤饼层，因此会成为所谓的积垢(膜堵塞)的原因物质，无法从根本上防止通量的降低。其结果，为了改善降低的通量，需要频繁地对膜进行利用药品的洗涤或更换，导致设备稼动率降低，因此会导致效率差、药品及膜的成本增高。

本发明鉴于上述背景而完成，其目的在于提供用于除去原水中的钙、从而有效地获得能够再利用的处理水的水处理方法、以及水处理系统。

解决问题的方法

发明人等针对这些问题进行了深入研究，结果发现，通过将含有钙的原水供给至反应工序，对向反应工序内的原水中供给碱性物质、而不供给絮凝剂而得到的包含碳酸钙的反应液进行膜分离从而分离为透过液和浓缩液，将浓缩液的至少一部分循环并混合至反应液，能够有效地除去钙。

即，本发明的水处理方法是从原水中除去钙的水处理方法，其中，该水处理方法包括由原水得到包含碳酸钙而不包含絮凝剂的反应液的反应工序、利用过滤膜将反应液分离为透过液和浓缩液的膜分离工序、以及将浓缩液的一部分排出到体系外的浓缩液排出工序，在反应工序中，将在膜分离工序中得到的浓缩液的至少一部分循环并混合至反应液，并将反应液调整为碱性，控制反应液中的碳酸钙的最小粒径使其大于过滤膜的平均微孔直径。

需要说明的是，所述“不包含絮凝剂”不仅包括絮凝剂的含量完全为零的情况，还包括含有实质上不会表现出絮凝剂效果的程度的少量的情况。

发明人等经过了深入研究，结果发现，如果将关注点集中于被过滤液中的固态物(碳酸钙)的大小和过滤膜的微孔直径，不使用絮凝剂、使“固态物的大小＞过滤膜的微孔直径”，则能够保持从根本上避免积垢发生的理想的膜过滤状态。进而，针对用以保持该理想的膜过滤状态的条件进行了深入研究。

即，在本发明的水处理方法中，使在膜分离工序中得到的浓缩液的至少一部分循环并混合至反应工序中的反应液。由此，在反应工序中，浓缩液中的碳酸钙粒子会成为晶种而显示出晶析效果，而反应液中的碳酸钙会在该晶种的外表面析出，使得反应液中的碳酸钙的粒径变大。在本发明的水处理方法中，利用该晶析效果而控制反应液中的碳酸钙的最小粒径、使其大于过滤膜的平均微孔直径。由此，能够从根本上防止由微孔堵塞引起的通量降低，从而能够将通量稳定地保持于高水平。另外，在本发明的水处理方法中，通过不使用絮凝剂，也可以防止通量的降低。其结果，根据本发明的水处理方法，可以省略由于通量降低而成为必要的频繁的膜洗涤及膜更换，从而可有效地获得能够再利用的处理水。

另外，优选在本发明的水处理方法的反应工序中，以使反应液中的碳酸钙浓度达到给定范围内的方式将浓缩液的至少一部分循环并混合至反应液，在浓缩液排出工序中，以使在膜分离工序中得到的浓缩液中的碳酸钙浓度达到给定范围内的方式将浓缩液的一部分排出到体系外。