膜用水处理药品以及膜处理方法技术

一种膜用水处理药品，其是用来防止具有酚性羟基的有机化合物所造成的膜污染的水处理药品，其包含具有2个以上氮原子、且具有5个以上羧基或4个以上磷酸基团的有机胺。一种膜处理方法，其在对包含具有酚性羟基的有机化合物的被处理水添加所述膜用水处理药品后，进行膜分离处理。

Membrane Water Treatment Drugs and Membrane Treatment

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】膜用水处理药品以及膜处理方法
本专利技术涉及一种用反渗透膜(RO膜)等对包含具有酚性羟基的有机化合物的被处理水进行膜分离处理时，防止被处理水中的具有酚性羟基的有机化合物所造成的膜污染的膜用水处理药品、以及使用该膜用水处理药品的膜处理方法。
技术介绍
在海水、咸水的淡水化或排水回收系统中使用RO膜系统，以积极提升水回收率来节约用水。在以高回收率使RO膜系统运转时，在RO膜面，RO膜供水中的成分被浓缩成高浓度，由此，水垢损害、有机化合物所引起的RO膜阻塞已造成问题。作为具有酚性羟基的有机化合物的多酚，作为包含于土壤中的腐植质存在，而且在食品及饮料制造工厂等中，也用作食品、饮料的原料。在含有腐植质的表层水、地下水、以及食品/饮料制造工厂的排水等中，由于含有多酚等具有酚性羟基的有机化合物，因此，将这些水作为被处理水进行RO膜处理时，由RO膜供水中的具有酚性羟基的有机化合物造成的RO膜阻塞已成问题。不限于RO膜，用微滤膜等分离膜对含有来自食品/饮料原料的多酚的被处理水进行处理时，也有可能多酚被滤膜捕捉而发生膜阻塞的问题。土壤所含的腐植质或者作为食品、饮料的原料使用的多酚等具有酚性羟基的有机化合物，会对微滤膜(MF膜)、超滤膜(UF膜)、纳米滤膜(NF膜)、以及反渗透膜(RO膜)等分离膜造成膜污染(积垢，Fouling)。积垢是存在于膜供水中的分离对象物质等附着、堆积于膜表面、细孔内的现象。积垢包括：悬浮粒子堆积于膜面、吸附于膜而形成层、溶解性高分子物质在膜面凝胶化、在膜细孔内部吸附、析出、阻塞及气泡所引起的细孔阻塞(堵塞)、以及在组件内的流路阻塞等。通过在膜分离处理的前阶段进行凝集、吸附处理，能够去除具有酚性羟基的有机化合物，而在凝集处理中，富里酸(fulvicacid)等分子量较低的有机化合物的去除效果低，在吸附处理中则需定期更换吸附剂。因此，期望添加于膜供水来防止多酚等具有酚性羟基的有机化合物所造成的膜污染的水处理药品，而不是进行上述那样的前处理。专利文献1中提出了一种水处理方法，其在膜分离处理工序的前级进行对被处理水添加由熔点130～220℃的酚树脂的碱溶液所构成的凝集剂的凝集处理工序。专利文献1所记载的以凝集剂进行凝集处理所得到的凝集处理水中仍可能残留含有作为具有酚性羟基的有机化合物的酚树脂。因此，对该凝集处理水进行膜分离处理时，有可能发生具有酚性羟基的有机化合物所造成的膜污染。作为膜用水处理药品，已提出很多应对由被处理水中的碳酸钙、硫酸钙等水垢成分所造成的水垢损害的水处理药品，但几乎未有人提出针对具有酚性羟基的有机化合物所造成的膜污染的水处理药品。专利文献2中提出一种具有酚性羟基的有机化合物用分散剂，其以聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺等具有羰基且具有由羰基碳与氮原子结合而成的结构的高分子化合物为有效成分。为了扩大药品选择的自由度、面向实用化的多元性，期望进一步开发出新药品。现有技术文献专利文献：专利文献1：日本特开2011-56496号公报；专利文献2：日本专利第5867532号公报。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种在用RO膜等对包含具有酚性羟基的有机化合物的被处理水进行膜分离处理时，能够有效防止被处理水中的具有酚性羟基的有机化合物所造成的膜污染的膜用水处理药品、以及使用该膜用水处理药品的膜处理方法。本专利技术人发现，具有2个以上氮原子、且具有5个以上羧基或4个以上磷酸基团的有机胺能使被处理水中的具有酚性羟基的有机化合物有效地分散，从而有效防止具有酚性羟基的有机化合物所造成的膜污染。本专利技术以下述内容为要旨。[1]一种膜用水处理药品，其是用来防止具有酚性羟基的有机化合物所造成的膜污染的水处理药品，其特征在于，包含具有2个以上氮原子、且具有5个以上羧基或4个以上磷酸基团的有机胺。[2]如[1]的膜用水处理药品，其中，前述有机胺是由下述(1)～(3)中任一者表示的有机胺：(式中，R1、R2、R3及R4表示磷酸基团；n为1以上的整数)(式中，R11、R12、R13、R14及R15表示羧基或磷酸基团；p、q各自独立地为1以上的整数)(式中，R21、R22、R23、R24、R25及R26表示羧基；m为1以上的整数)。[3]如[2]的膜用水处理药品，其中，前述通式(1)中的n、前述通式(2)中的p、q、以及前述通式(3)中的m为1～5的整数。[4]如[1]至[3]中任一项的膜用水处理药品，其中，前述有机胺的分子量为100～1000。[5]如[1]至[4]中任一项的膜用水处理药品，其是对包含具有酚性羟基的有机化合物的被处理水进行反渗透膜处理的反渗透膜用水处理药品，其中，通过该反渗透膜处理而得到的浓缩水的非挥发性有机碳酸浓度为0.01～100mg/L。[6]如[5]的膜用水处理药品，其中，前述反渗透膜的浓缩倍率为3倍以上。[7]一种膜处理方法，其在对包含具有酚性羟基的有机化合物的被处理水添加[1]至[6]中任一项的膜用水处理药品后，进行膜分离处理。[8]如[7]的膜处理方法，其以使前述有机胺的浓度成为0.01～20mg/L的方式将前述膜用水处理药品添加于前述被处理水中。专利技术效果根据本专利技术，用RO膜等对包含具酚性羟基的有机化合物的被处理水进行膜分离处理时，能够使被处理水中的具有酚性羟基的有机化合物有效地分散，防止具有酚性羟基的有机化合物所造成的膜污染、进而防止膜阻塞，抑制膜的透过水量的降低，长时间进行稳定且有效的膜分离处理。附图说明图1是表示实施例1～4、比较例1～6及参考例1的结果的图表。具体实施方式以下详细说明本专利技术的实施方式。以下，列举将本专利技术的膜用水处理药品应用于主要使用RO膜的膜分离处理的情况而说明本专利技术，但本专利技术的膜用水处理药品不限于RO膜，也可有效应用于MF膜、UF膜、NF膜等分离膜的被处理水(供水)。本专利技术的膜用水处理药品是用来防止具有酚性羟基的有机化合物所造成的膜污染的水处理药品，其以具有2个以上氮原子、且具有5个以上羧基(-COOH)或4个以上磷酸基团(-P(O)(OH)2)的有机胺为有效成分。能通过本专利技术中所使用的具有2个以上氮原子、且具有5个以上羧基或4个以上磷酸基团的有机胺来防止具有酚性羟基的有机化合物所造成的膜污染的机制的细节虽不明确，但可推想如下。有机胺的羧基、磷酸基团与被处理水中的具有酚性羟基的有机化合物的酚性羟基通过氢键相互作用，使具有酚性羟基的有机化合物分散而防止其附着于膜面。此时，如果是羧基为5个以上或磷酸基团为4个以上的有机胺，则与具有酚性羟基的有机化合物的相互作用较大，能够获得良好的分散效果。对有机胺所具备的羧基、磷酸基团的数目的上限无特别限制，一般而言羧基为15个以下、磷酸基团为10个以下。作为本专利技术的膜用水处理药品的有效成分的有机胺，可举出例如由下述通式(1)～(3)中的任一者表示的有机胺：(式中，R1、R2、R3及R4表示磷酸基团；n为1以上的整数)(式中，R11、R12、R13、R14及R15表示羧基或磷酸基团；p、q各自独立地为1以上的整数)(式中，R21、R22、R23、R24、R25及R26表示羧基；m为1以上的整数)。上述通式(1)中的n、通式(2)中的p、q、通式(3)中的m分别优选为1～5的整数，更优选为1～3。本专利技术中所使用的有机胺的分子量优选100本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种膜用水处理药品，其是用来防止具有酚性羟基的有机化合物所造成的膜污染的水处理药品，其特征在于，包含具有2个以上氮原子、且具有5个以上羧基或4个以上磷酸基团的有机胺。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.15 JP 2017-0501671.一种膜用水处理药品，其是用来防止具有酚性羟基的有机化合物所造成的膜污染的水处理药品，其特征在于，包含具有2个以上氮原子、且具有5个以上羧基或4个以上磷酸基团的有机胺。2.如权利要求1所述的膜用水处理药品，其中，所述有机胺是由以下通式(1)～(3)中的任一者表示的有机胺，式中，R1、R2、R3及R4表示磷酸基团；n为1以上的整数，式中，R11、R12、R13、R14及R15表示羧基或磷酸基团；p、q各自独立地为1以上的整数，式中，R21、R22、R23、R24、R25及R26表示羧基；m为1以上的整数。3.如权利要求2所述的膜用水处理药品，其中，所述通式(1)中的n、所述通式(2)中的p、q、...

【专利技术属性】
技术研发人员：石井一辉，育野望，
申请(专利权)人：栗田工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP