ZLDシステムとは
ZLD (Zero Liquid Discharge、無排水)とは、工場からの排水をRO膜や蒸発器など用いて100%リサイクルし、排水を系外に排出しないシステムです。
東芝は、高pH RO技術を用いて従来のシステムよりも効率的で、ライフサイクルコストを低減可能なZLDシステムを提供しています。
従来のRO膜システムの目詰まり問題
従来のRO膜ではスケールとファウリングという目詰まりの問題があり、水回収率は70~80%程度が限界です。
① 硬度スケール | カルシウム、マグネシウム、重金属類の炭酸塩・硫酸塩・リン酸塩などが膜の表面に析出する現象 これらの塩の飽和溶解度を上げるためにpHを下げて運転せざるを得ない |
---|---|
② シリカスケール | シリカ濃度が飽和溶解度を超過し、膜の表面に析出する現象 硬度成分の飽和溶解度を上げるために低pH(酸性側)で運転されることが多いが、シリカはpHが下がると逆に飽和溶解度が下がり析出しやすくなってしまう |
③ 有機物ファウリング | 有機物が膜の表面に堆積する現象 生物処理後も残存する難分解性CODはその他の前処理では除去困難 CODが残存するとROによる高い水回収率の達成は困難となる |
④ バイオファウリング | 膜の表面に微生物が繁殖する現象 薬品洗浄でも除去が困難で一度発生すると回復できないケースが多い |
① 硬度スケール | カルシウム、マグネシウム、重金属類の炭酸塩・硫酸塩・リン酸塩などが膜の表面に析出する現象 これらの塩の飽和溶解度を上げるためにpHを下げて運転せざるを得ない |
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② シリカスケール | シリカ濃度が飽和溶解度を超過し、膜の表面に析出する現象 硬度成分の飽和溶解度を上げるために低pH(酸性側)で運転されることが多いが、シリカはpHが下がると逆に飽和溶解度が下がり析出しやすくなってしまう |
③ 有機物ファウリング | 有機物が膜の表面に堆積する現象 生物処理後も残存する難分解性CODはその他の前処理では除去困難 CODが残存するとROによる高い水回収率の達成は困難となる |
④ バイオファウリング | 膜の表面に微生物が繁殖する現象 薬品洗浄でも除去が困難で一度発生すると回復できないケースが多い |
高pH ROを用いたZLDソリューション
高pH ROを用いることでRO膜の目詰まりの原因を取り除き、水回収率を95%程度まで上昇させることができます。
<処理プロセス>
従来ROと高pH ROを用いたZLDシステムの比較
従来ROを用いたZLD | 高pH ROを用いたZLD | |||
水回収率 | × | 70~80%程度 | ○ | 原水TDSによるが多くのケースで90%以上 |
初期費用 | △ | 蒸発器の初期費用が大きい | △ | 蒸発器の初期費用は小さくなるが、イオン交換塔やROの高圧化による費用は大きくなる |
運転費用 | × | 蒸発器用の蒸気コストが非常に大きい | ◎ | 運転費用は半分程度になることが多い イオン交換用の薬品コストやRO用の電力コストが増えるが、蒸気コスト削減の方がはるかに大きい |
日常点検 | ○ | 標準的な点検業務 | △ | 機器点数が増えるため、日常点検の手間は増えるが、特殊な点検を必要とするものはない |
定期メンテナンス | △ | スケール・ファウリングによりRO膜の薬品洗浄・膜交換の頻度が高い 同様に高濃度硬度成分が蒸発器でスケールを引き起こすため、蒸発器の洗浄頻度も高い |
○ | 高pH ROではスケール・ファウリングは予防されているため、薬品洗浄頻度は抑えられ、膜は長寿命化する 蒸発器の洗浄頻度も下がる |
従来ROを用いたZLD | 高pH ROを用いたZLD | |||
水回収率 | × | 70~80%程度 | ○ | 原水TDSによるが多くのケースで90%以上 |
初期費用 | △ | 蒸発器の初期費用が大きい | △ | 蒸発器の初期費用は小さくなるが、イオン交換塔やROの高圧化による費用は大きくなる |
運転費用 | × | 蒸発器用の蒸気コストが非常に大きい | ◎ | 運転費用は半分程度になることが多い イオン交換用の薬品コストやRO用の電力コストが増えるが、蒸気コスト削減の方がはるかに大きい |
日常点検 | ○ | 標準的な点検業務 | △ | 機器点数が増えるため、日常点検の手間は増えるが、特殊な点検を必要とするものはない |
定期メンテナンス | △ | スケール・ファウリングによりRO膜の薬品洗浄・膜交換の頻度が高い 同様に高濃度硬度成分が蒸発器でスケールを引き起こすため、蒸発器の洗浄頻度も高い |
○ | 高pH ROではスケール・ファウリングは予防されているため、薬品洗浄頻度は抑えられ、膜は長寿命化する 蒸発器の洗浄頻度も下がる |
高pH ROの特長
水回収率95%以上
従来のROを用いたZLDシステムに比べ、高pH ROを用いたZLDシステムでは運転費用を大幅に削減できます。
導入実績
自動車工場
場所 | インド |
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導入時期 | 2017年 |
処理水量 | 350 m3/日 |
背景 | 某日系自動車メーカーが建設する車両工場において、汚染管理局よりZLDを要求されていた。 TWSは工場建設の元請である日系ゼネコンの下請として、280m3/dの排水処理・給水処理を兼ね備えたZLDプラントの建設を行った。 |
所掌 | 設計、調達、機械電気工事、試運転 |
ソリューション | 各排水の性状にあわせた一次処理を個別に実施したうえで、全ての排水を合流させ生物処理・RO膜処理を行うという形で最適化を図った。 また蒸発器の容量を減らすために高pH RO技術を採用し、ROによる水回収率最大化(95%)を行った。 |