JP2000051663A

JP2000051663A - 逆浸透膜分離装置および逆浸透膜分離方法

Info

Publication number: JP2000051663A
Application number: JP10226898A
Authority: JP
Inventors: Masahide Taniguchi; 雅英谷口; Takeshi Uchiyama; 武士内山; Hiroshi Takeuchi; 弘竹内
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1998-08-11
Filing date: 1998-08-11
Publication date: 2000-02-22
Anticipated expiration: 2018-08-11
Also published as: JP4187316B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高濃度溶液から高い収率、少ないエネルギー、
より安価に高効率に低濃度溶液をより安定に得ることが
可能な逆浸透膜分離装置および逆浸透膜分離方法を提供
する。【解決手段】供給水昇圧用加圧ポンプの下流に、逆浸透
膜モジュールユニットが多段に配置され、前段の逆浸透
膜モジュールユニットからの濃縮液流路が次段の逆浸透
膜モジュールユニットの供給液流路に連通されていると
ともに、該逆浸透膜モジュールユニットの少なくとも１
段において透過水圧力もしくは透過水流量を調節するた
めの手段が設けられていることを特徴とする逆浸透膜分
離装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高濃度溶液を逆浸
透分離するための新規な逆浸透膜分離装置および高濃度
溶液の逆浸透膜分離方法に関するものである。本発明に
よって、高濃度溶液から高い収率、少ないエネルギー、
費用で低濃度溶液を得ることができ、一方では濃縮液を
従来の逆浸透法より一層高い濃度、少ないエネルギー、
費用で得ることができる装置および分離方法を提供する
ことができる。本発明の装置および方法は特にかん水の
脱塩、海水の淡水化、また排水の処理、有用物の回収に
用いることができる。特に高濃度の溶液から低濃度溶液
を得る場合や、高濃度溶液をさらに高い濃度に濃縮する
場合に効果が大きい。

【０００２】

【従来の技術】混合物の分離に関して、溶媒（例えば
水）に溶解した物質（例えば塩類）を除くための技術に
は様々なものがあるが、近年、省エネルギーおよび省資
源のためのプロセスとして膜分離法が利用されてきてい
る。膜分離法のなかには、精密濾過（ＭＦ；Ｍｉｃｒｏ
ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）法、限外濾過（ＵＦ；Ｕｌｔｒ
ａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）法、逆浸透（ＲＯ；Ｒｅｖｅ
ｒｓｅＯｓｍｏｓｉｓ）法がある。

【０００３】さらに近年になって、逆浸透と限外濾過の
中間に位置する膜分離（ルースＲＯあるいはＮＦ；Ｎａ
ｎｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）という概念の膜分離法も現
われ使用されるようになってきた。例えば逆浸透法は海
水または低濃度の塩水（かん水）を脱塩して工業用、農
業用または家庭用の水を提供することに利用されてい
る。逆浸透法によれば、塩分を含んだ水を浸透圧以上の
圧力をもって逆浸透膜を透過させることで、脱塩された
水を製造することができる。この技術は例えば海水、か
ん水、有害物を含んだ水から飲料水を得ることも可能で
あるし、また、工業用超純水の製造、排水処理、有価物
の回収などにも用いられてきた。

【０００４】特に逆浸透膜による海水淡水化は、蒸発の
ような相変化がないという特徴を有しており、エネルギ
ー的に有利である上に運転管理が容易であり、広く普及
を始めている。

【０００５】逆浸透膜で溶液を分離する場合は、溶液の
溶質濃度によって定まる溶液自身の持つ化学ポテンシャ
ル（これを浸透圧で表わすことができる）以上の圧力で
溶液を逆浸透膜面に供給する必要があり、たとえば海水
を逆浸透膜モジュールで分離する場合は、最低３．０Ｍ
Ｐａ程度以上、実用性を考慮すると少なくとも５．０Ｍ
Ｐａ程度以上の圧力が必要となり、これ以上の圧力に加
圧されないと充分な逆浸透分離性能は発現されない。

【０００６】逆浸透膜による海水淡水化の場合を例にと
ると、通常の海水淡水化技術では海水から真水を回収す
る割合（収率）は高々４０％であり、海水供給量に対し
て４０％相当量の真水が膜を透過して得られる結果、逆
浸透膜モジュールの中で海水濃度が３．５％から６％程
度にまで濃縮されることになる。このように海水から収
率４０％の真水を得るという逆浸透分離操作を行うため
には、濃縮水の濃度に対応する浸透圧（海水濃縮水濃度
６％に対しては約４．５ＭＰａ）以上の圧力が必要であ
る。実際には、逆浸透膜を真水が透過する際に生じる膜
面塩濃度上昇（いわゆる濃度分極現象）するため、さら
に高い圧力が必要とされる。この点も考え併せると、真
水の水質がいわゆる飲料水レベルに対応でき、かつ充分
な水量を得るためには、実際には、濃縮水濃度に対応す
る浸透圧よりも約２．０ＭＰａ（この圧力を有効圧力と
呼ぶ）程度高めの圧力を逆浸透膜に加えることが必要で
あり、海水淡水化用逆浸透膜モジュールは６．０から
６．５ＭＰａ程度の圧力をかけて収率４０％という条件
で運転されるのがふつうであった。

【０００７】海水供給量に対する真水の収率は、直接コ
ストに寄与するものであり、収率は高いほど好ましい
が、実際に収率を上げることについては限度があった。
すなわち、収率を上げると、非常に高い圧力が必要であ
るという理由は言うまでもないが、濃縮水中の海水成分
の濃度が高くなり、ある収率以上では炭酸カルシウムや
硫酸カルシウム、硫酸ストロンチウムなどの塩、いわゆ
るスケール成分濃度が溶解度以上になって逆浸透膜の膜
面に析出して膜の目つまりを生じさせる問題がある。

【０００８】現在の（最高収率として広く認識されてい
る）収率４０％程度においては、これらのスケール成分
の析出の心配は小さく特に対応は不要であるが、それ以
上の収率で逆浸透膜の運転操作を行おうとすると、これ
らのスケール成分の析出防止のために、塩の溶解性を高
めるスケール防止剤を添加することが必要となる。しか
しながら、スケール防止剤を添加したとしても上記のス
ケール成分の析出を抑制できるのは濃縮水濃度で１０か
ら１１％程度である。このため、塩水濃度３．５％の海
水を淡水化する場合では、物質収支的に収率は６５から
６８％程度が限度であり、また原海水の変動異種成分の
影響などを考慮すると、逆浸透膜海水淡水化プラントを
安定に運転できうる可能性のある実際の収率限度は６０
％程度であると認識される。

【０００９】実用的に海水淡水化を行う場合は、前述の
ように、濃縮水濃度によって決まる濃縮水浸透圧よりも
２．０ＭＰａ程度高い圧力を逆浸透膜モジュールに付与
することが重要である。海水濃度３．５％の場合の、収
率６０％に相当する濃縮水濃度は８．８％であり、この
浸透圧は約７．０ＭＰａとなる。その結果、逆浸透膜に
は９．０ＭＰａ程度の圧力を付与することが重要であ
る。

【００１０】逆浸透膜エレメントは、通常複数本の逆浸
透膜のエレメントを１本の圧力容器（エレメントを装填
するための耐圧容器）に直列に装填した状態（これをモ
ジュールと称す）で使用され、実際のプラントではこの
モジュールを多数本並列に設置して使用される。海水淡
水化の収率というのは、プラント全体に供給される全供
給海水に対する全透過水量の割合であり、通常の条件で
は、モジュールが並列に設置されているので、モジュー
ル１本あたりの供給量とモジュール１本から得られる透
過水量の割合（モジュール内の各エレメントからの透過
水量の合計）と一致する。ここで、モジュール内部の各
エレメントから得られる透過水は、例えば１モジュール
が逆浸透膜エレメント６本から構成され、１モジュール
に１９８ｍ³／日の海水を供給し、合計７８ｍ³／日の
真水が得られる場合（収率４０％）は、実際に起こって
いる現象をシミュレーションしてみると、１本目のエレ
メントで１８から１９ｍ³／日、２本目のエレメントで
１５から１７ｍ³／日、３本目からも徐々に減ってい
き、合計して７８ｍ³／日の透過水となる。このよう
に、各エレメントからの透過水収率は小さいがモジュー
ル全体の透過水の総量としては、供給水に対して４０％
と大きな収率が達成されることになる。

【００１１】一方、逆浸透膜分離装置の運転条件設定に
ついて考慮する必要のある事項としては、ファウリング
（膜面汚れ）の防止と濃度分極の防止がある。ファウリ
ングの防止は、具体的には１本の逆浸透膜エレメントか
ら得られる透過水量をある値（耐ファウリング許容Ｆｌ
ｕｘ）以上にしないということで、この値を越えて透過
水を採取すると、そのエレメントの膜面汚れが加速され
ることになり好ましくない。この耐ファウリング許容Ｆ
ｌｕｘは膜素材やエレメント構造によっても異なるが、
通常、高性能の逆浸透膜の場合では、０．７５ｍ³／ｍ
²・日程度であり、有効膜面積２６．５ｍ²の逆浸透膜
エレメント（以下、全て逆浸透膜エレメントの有効膜面
積は２６．５ｍ²を適用して話を進める）では２０ｍ³
／日に相当する。すなわち、ファウリング防止のため
に、１エレメントの透過水量は２０ｍ³／日以下に保つ
ことが重要である。

【００１２】ここでいう濃度分極の防止というのは、主
にモジュール内部で上流側エレメントから下流側エレメ
ントに向かうに従って供給水の量が低下しており、最終
のエレメントに流れる供給水の膜面流速が低下すること
による濃度分極の防止である。濃度分極が生じると膜性
能を十分に発揮できないばかりでなく、ファウリングの
発生を加速し、逆浸透膜エレメントの寿命低下を引き起
こす。このため、最終エレメント（有効膜面積２６．５
ｍ²の場合）の濃縮水流量は５０ｍ³／日程度以上に保
つことが重要である。

【００１３】逆浸透膜海水淡水化装置を従来の最高収率
レベルの約４０％で運転する場合は、単にモジュールを
複数本並列に配列させて圧力６．５ＭＰａ（温度２０℃
の場合）で運転し、透過水の全量に対して供給海水量を
２．５倍に設定することで、上記のファウリングおよび
濃度分極の防止条件は十分に満足されており、安定な運
転が行われてきた。また、特にモジュール内部の各エレ
メントの透過水のバランスや濃縮水のスケール成分析出
などを考慮することなどは必要なかった。

【００１４】また、逆浸透膜海水淡水化装置の淡水化コ
ストの更なるコスト低減をめざしていく場合は、収率を
高めることが非常に重要であり、前述のように、海水濃
度３．５％の海水淡水化収率としては６０％程度まで高
めることが望ましく、適量のスケール防止剤の添加を前
提として、運転圧力としては、濃縮水の浸透圧よりも約
２．０ＭＰａ高い９．０ＭＰａの圧力で運転することが
重要となる。

【００１５】一方、スケール防止剤は水処理施設や蒸発
法の淡水化装置などを始め逆浸透膜装置においても使用
されているが、その目的は主にシリカ、金属塩類などの
スケール物質の装置内での析出を抑制することであり、
特にシリカスケール成分の多い水を処理する際に用いら
れてきた。

【００１６】例えば、特開昭５３−３０４８２号公報に
は、あらかじめ供給液をキレート樹脂に接触させてカル
シウムやマグネシウムなどを低減した後逆浸透処理を行
なうことで逆浸透膜の寿命が延びることが、特開昭５２
−１５１６７０号公報、特開平４−４０２２号公報に
は、燐酸塩を添加して逆浸透装置内のスケール発生を防
止する方法が開示されている。また、特開昭６３−２１
８７７３号公報、特開平４−９９１９９号公報、特公平
５−１４０３９号公報には、電着塗料や銅メッキの廃水
にキレート剤を添加して逆浸透濃縮することで塗料や銅
の回収を行なう方法が開示されている。さらに、特開昭
６３−６９５８６号公報および特開平２−２９３０２７
号公報では、塩素、あるいは酸化剤と燐酸塩を添加した
溶液を供給して逆浸透膜装置の殺菌と安定運転を行なう
方法が開示されている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ように、同一の圧力容器内部に複数本の逆浸透膜エレメ
ントを直列に配列させたモジュールを、複数本並列に配
置した状態で９．０ＭＰａの圧力をかけて、淡水化収率
６０％の運転を行おうとすると、モジュール内部の上流
側のエレメント（１本目または２本目のエレメント）か
ら得られる透過水量が許容値以上に大きくなりすぎて、
これらのエレメントに濃度分極およびファウリングとい
う現象が生じてエレメントの目つまりや寿命低下が生
じ、その結果、長期にわたる逆浸透膜装置の安定運転を
行うことが非常にむずかしくなる。

【００１８】淡水収率６０％の海水淡水化では、モジュ
ールの入り口から出口にかけては、物質収支的に海水濃
度は３．５％から８．８％にまで、浸透圧は２．６ＭＰ
ａから７．０ＭＰａにまで変化している。

【００１９】一方、操作圧力は入り口から出口にかけ
て、９．０ＭＰａでほぼ一定であるために、真水を透過
させるのに必要な有効圧力（操作圧力と浸透圧の差）は
６．４ＭＰａから２．０ＭＰａまでと大きく変化してい
る。すなわち、モジュール内部の１番目と最後段エレメ
ントとの透過水量の比率はこの有効圧比率の６４：２０
と同程度となる。すなわち、一本目のエレメントの透過
水量が激増し、耐ファウリング許容値である０．７５ｍ
³／ｍ²・日を軽く越える透過水量が得られ、ファウリ
ングが非常に生じ易くなるという問題があった。

【００２０】しかし、収率６０％という条件では操作圧
力９．０ＭＰａというのは必須であるために操作圧力を
低下させることができず、結局、収率６０％の運転を行
うことは適当ではなく、もし、無理矢理運転したとして
も、ファウリングが加速されるという問題が生じるため
に長期の安定運転は不可能であった。また、どうしても
収率６０％運転を行おうとすれば、エレメント１本の透
過水量を低下させた低性能エレメントをあえて使用し
て、エレメント数を増加させて運転するなどという、非
経済的な方向を指向した運転条件を選定せざるを得なか
った。

【００２１】また、上記内容は、簡単のためにスパイラ
ル型逆浸透膜エレメントを例にとり説明しているが、中
空糸膜型モジュールの場合でも内部では同様の現象と同
様の問題が生ずる。

【００２２】本発明は、高濃度溶液から高い収率で、少
ないエネルギーで、より安価に、高効率に低濃度溶液を
より安定に得ることができる装置および分離方法を提供
することにあり、特に、海水から６０％という高い収率
で、かつ少ないエネルギーで真水を効率的に、かつ安定
的に得るための逆浸透膜分離装置および逆浸透膜分離方
法を提供することを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は下記の構成を有する。すなわち、「供給
水昇圧用加圧ポンプの下流に、逆浸透膜モジュールユニ
ットが多段に配置され、前段の逆浸透膜モジュールユニ
ットからの濃縮液流路が次段の逆浸透膜モジュールユニ
ットの供給液流路に連通されているとともに、該逆浸透
膜モジュールユニットの少なくとも１段において透過水
圧力もしくは透過水流量を調節するための手段が設けら
れていることを特徴とする逆浸透膜分離装置。」であ
る。

【００２４】

【発明の実施の形態】かかる本発明の構成は、該逆浸透
膜分離装置が３段以上の場合、特定の２段の間で満足さ
れるものであるが、すべての段の間で満足されることは
必須ではない。

【００２５】本発明において、逆浸透膜分離装置は、少
なくとも供給液の取水部分、逆浸透膜部分からなるもの
である。逆浸透膜部分は造水、濃縮、分離などの目的で
被処理液を加圧下で逆浸透膜モジュールに供給し、透過
液と濃縮液に分離するための部分をいい、通常は逆浸透
膜エレメントと耐圧容器からなる逆浸透膜モジュール、
加圧ポンプなどで構成される。

【００２６】上記の逆浸透膜部分に供給される被分離液
は前処理部分で通常、殺菌剤、凝集剤、さらに還元剤、
ｐＨ調整剤などの薬液添加と、砂濾過、活性炭濾過、保
安フィルターなどによる前処理（濁質成分の除去）が行
なわれる。例えば、海水の脱塩の場合には、取水部分で
海水を取込んだ後、沈殿池で粒子などを分離し、またこ
こで殺菌剤を添加して殺菌を行なう。さらに、塩化鉄な
どの凝集剤を添加して砂濾過を行なう。

【００２７】ろ液は貯槽に貯められ、硫酸などでｐＨを
調整した後、高圧ポンプに送られる。この送液中に亜硫
酸水素ナトリウムなどの還元剤を添加して逆浸透膜素材
を劣化させる原因となる殺菌剤を消去し、保安フィルタ
ーを透過した後、高圧ポンプで昇圧されて逆浸透モジュ
ールに供給されることもしばしば行われる。ただし、こ
れらの前処理は、用いる供給液の種類、用途に応じて適
宜採用される。

【００２８】ここで逆浸透膜は、被分離混合液中の一部
の成分、例えば溶媒を透過させ他の成分を透過させない
半透性の膜である。その素材には酢酸セルロース系ポリ
マー、ポリアミド、ポリエステル、ポリイミド、ビニル
ポリマーなどの高分子素材がよく使用されている。また
その膜構造は膜の少なくとも片面に緻密層を持ち、緻密
層から膜内部あるいはもう片方の面に向けて徐々に大き
な孔径の微細孔を有する非対称膜、非対称膜の緻密層の
上に別の素材で形成された非常に薄い活性層を有する複
合膜がある。膜形態には中空糸、平膜がある。しかし、
本発明の方法は、逆浸透膜の素材、膜構造や膜形態によ
らず利用することができ、いづれも効果がある。代表的
な逆浸透膜としては、例えば酢酸セルロース系やポリア
ミド系の非対称膜およびポリアミド系、ポリ尿素系の活
性層を有する複合膜などがあげられる。これらのなかで
も、酢酸セルロース系の非対称膜、ポリアミド系の複合
膜に本発明の方法が有効であり、さらに芳香族系のポリ
アミド複合膜では効果が大きい。

【００２９】逆浸透膜エレメントは、上記逆浸透膜を実
際に使用するために形態化したものであり、平膜は、ス
パイラル、チューブラー、プレート・アンド・フレーム
のエレメントに組み込んで、また中空糸は、束ねた上で
エレメントに組み込んで使用することができるが、本発
明はこれらの逆浸透膜エレメントの形態に左右されるも
のではない。

【００３０】逆浸透膜モジュールユニットは、上述の逆
浸透膜エレメントを１〜数本圧力容器の中に収めたモジ
ュールを並列に配置したもので、その組合せ、本数、配
列は目的に応じて任意に行なうことができる。

【００３１】本発明においては、前記逆浸透膜モジュー
ルユニットを複数用いることと、その配列に特徴があ
る。該逆浸透膜モジュールユニットの配列は、供給液あ
るいは濃縮液の流れが直列であることが重要であり、す
なわちひとつの逆浸透膜モジュールユニットの濃縮液が
次の逆浸透膜モジュールユニットの供給液となる。

【００３２】ここで、本発明の逆浸透分離装置の基本的
な構成の例を図１に基づいて説明する。

【００３３】図１は、本発明の技術を採用した海水淡水
化プラントの例であり、濃度３．５％の通常海水から６
０％という非常に高い収率で真水を得るための設備であ
り、２基の逆浸透膜モジュールユニット２、１０と１台
の加圧ポンプ１、１台の透過水圧力調節手段（図１の例
では圧力調節弁７）、および１台の圧力エネルギー回収
装置５ａからなる逆浸透分離装置を模式的に示したもの
である。

【００３４】供給液（海水）６は、前処理（図示されて
いない）で濁質成分を除去された後、加圧ポンプ１によ
って９．０ＭＰａに加圧され、１段目の逆浸透膜モジュ
ールユニット２に供給される。１段目の逆浸透膜モジュ
ールユニット２で、供給液６は膜を透過した低濃度の透
過液と膜を透過しない高濃度の濃縮液とに分離される
が、図１に示す装置では、透過水圧力調節弁７によっ
て、供給液の圧力に対して透過水の圧力を調節すること
によって、これまで行われている方法で問題とされてい
た１段目の膜モジュールユニット２において透過水量が
大きくなりすぎてしまう、すなわち、前述したようなフ
ァウリングが生じるという問題を解決することが可能と
なる。

【００３５】さらに具体的に述べると、従来方法では、
供給液にかけられた圧力９．０ＭＰａが逆浸透膜の圧力
差としてかかるため、前述したように、１段目の膜モジ
ュールユニット２では、３．５％の海水に対して、浸透
圧を差し引いたおよそ６．４ＭＰａの有効圧力がかか
り、耐ファウリング許容範囲を超える透過水量が得られ
てしまい、ファウリングを避けられない。

【００３６】一方、本発明の透過水の圧力調節手段７を
適用することによって、透過水側に例えば、４．４ＭＰ
ａの圧力がかかるようにすれば、供給液圧力から浸透圧
と透過水圧力を引いた有効圧力は２．０ＭＰａ程度に抑
えられ、ファウリングを防止することが可能となる。次
に、透過液３はそのまま利用されるが、濃縮液４は供給
液の圧力である９．０ＭＰａ（簡単のために圧力損失を
無視する）が保たれたまま、２段目の逆浸透膜モジュー
ルユニット１０に供給される。２段目の逆浸透膜モジュ
ールユニット１０の供給水は、１段目で透過水が得られ
た分だけ濃縮されており、その結果浸透圧が高くなって
いるため、供給液の圧力が９．０ＭＰａであっても、前
述したような淡水収率６０％における最終濃縮液濃度
８．８％の浸透圧を差し引いた有効圧力は、２．０ＭＰ
ａ程度となり、２段目の逆浸透膜モジュールユニット１
０においてもファウリングの生成を防止しながら透過水
量も十分に得ることができる。

【００３７】ここで、逆浸透膜プラントの供給水の総量
と１段目透過液と２段目の透過液の合計との比率（ここ
で示した場合では６０％）が淡水収率である。

【００３８】ここで、エネルギー回収装置は、本装置の
運転にとって必須のものではないが、エネルギー効率的
な面から考えた場合、透過水や最終段の濃縮水１２は圧
力を持っているため、圧力エネルギー回収装置５ａ，５
ｂによって、エネルギー回収を行うことが好ましい。ま
た、ここで回収したエネルギーの利用については特に制
約を受けるものではないが、加圧ポンプ１のエネルギー
として利用する方法が自己循環で好ましい方法である。
ここで、エネルギー回収装置の設置位置については、調
節すべき圧力がモジュール出口近傍であるため、圧力セ
ンサー８を最もモジュール近傍に設置し、つづいてエネ
ルギー回収装置５ａ、圧力調節弁７の順で設置する方法
が好ましい。２段目では、透過水が透過水ライン１１か
ら得られ、濃縮水は濃縮水ライン１２から、圧力エネル
ギー回収装置５ｂを通しながら、濃縮水の圧力調節弁９
を通って系外へ排出される。ここで、エネルギー回収装
置の設置については、濃縮水１２が非常に大きな圧力エ
ネルギーを有していることから、エネルギー回収装置を
設置する効果が非常に大きい。また、透過水に関して
は、濃縮水に比較して圧力は小さいので、エネルギー回
収装置の設備コストなどを考慮した上で、設置すべきか
どうか決定することが好ましい。

【００３９】ところで、図１は、２段の逆浸透膜モジュ
ールユニットと１台の加圧ポンプ、１台の透過水圧力調
節手段、および１台の圧力エネルギー回収装置が組み合
わされた逆浸透分離装置（濃縮水昇圧２段法とよぶ）で
あるが、段数、ポンプの数についてはこの限りではな
く、任意に設定することができる。

【００４０】収率については、特に６０％程度という理
論限界の値に近い領域であれば本発明の効果が著しく発
揮されるが、特にこの限りではなく、現状の４０％回収
の条件においても適用することができる。しかし、装置
全体のエネルギーコスト低減を考慮すると、５０％以上
が好ましく、より好ましくは５５％以上である。

【００４１】２段または複数段の逆浸透膜モジュールユ
ニットへの供給原水を加圧する場合、１台の加圧ポンプ
と、１台または複数台の透過水圧力調節手段、および１
台の圧力エネルギー回収装置が使用される。

【００４２】加圧ポンプは供給原水を供給原水の浸透圧
以上に加圧するためのもので、汎用の高圧ポンプと呼ば
れるものである。圧力は供給原水の浸透圧（厳密には供
給原水の浸透圧と透過水の浸透圧との「浸透圧差」であ
るが、簡単のために「浸透圧」で表現する）より大きい
ことが重要であり、より好ましくは、逆浸透膜モジュー
ルユニットの濃縮水浸透圧よりも２．０ＭＰａ程度高い
圧力に設定し、さらに該浸透圧よりも５．０ＭＰａ以下
であることが好ましい。また、１段目モジュールユニッ
トにおける浸透圧と２段目における逆浸透膜モジュール
ユニット入口浸透圧の差の分だけ１段目モジュールユニ
ットの透過水に圧力を与えることがもっとも好ましい。

【００４３】したがって、供給液の操作圧力としては、
収率をＲ％とするとき、供給液濃度の１００／（１００
−Ｒ）倍における浸透圧に約２．０ＭＰａ以上高い圧力
にすることが好ましく、さらに、逆浸透膜エレメントの
透過側の流路に障害を与えることなく運転するために
は、圧力は約１２．０ＭＰａ（浸透圧＋５．０ＭＰ
ａ））以下であることが好ましい。収率６０％の海水淡
水化の場合はコストを考慮すると供給水の操作圧力とし
ては、９．０ＭＰａ前後が好ましい。この場合、海水淡
水化の場合では総合的な電力コストを考慮すると、１段
目における透過水圧力は、１．４ＭＰａ以上４．４ＭＰ
ａ以下であることが好ましく、最も効率的な範囲として
は、１．８ＭＰａ以上３．０ＭＰａ以下であることが好
ましい。

【００４４】濃度が高いために超高脱塩率膜（結果的に
透過水量が小さくなる傾向にある）を使用する場合など
も考慮すると更に圧力を高めることも可能である。ま
た、モジュールユニット段数を多段にして、有効圧力を
透過水圧力調節手段で少しづつ昇圧することもエネルギ
ーコスト低減に効果が大きく、任意に設定することがで
きる。ここにおいて、本発明者らは淡水化コストを低減
しうる多段昇圧式の海水淡水化システムの検討を行った
結果、モジュールユニット各段における供給液圧力から
透過水圧力を差し引いた操作圧力差については、ｎ段目
の操作圧力差Ｐ（ｎ）とｎ＋１段目の操作圧力差Ｐ（ｎ
＋１）との間に、「１．１５≦Ｐ（ｎ＋１）／Ｐ（ｎ）
≦１．８、」という関係があることが好ましく、また、
より好ましくは、「１．３≦Ｐ（ｎ＋１）／Ｐ（ｎ）≦
１．６」という関係があることを見出した。

【００４５】もちろん、本発明において、ｎ段目とｎ＋
１段目との関係が限定されている場合、すべての段から
選ばれる少なくとも１つの任意のｎ段目について当ては
まれば充分である。

【００４６】これまでの図１の説明として透過水の圧力
を調節する方法について述べてきたが、透過水圧力調節
の代わりに、透過水流量を調節する手段を用いることに
よっても本発明の目的を達成することができる。

【００４７】すなわち、本発明にかかる問題であるとこ
ろのスケール生成は、１エレメントあたりの透過水量を
抑えることによって防止することができるのである。透
過水圧力と透過水流量のどちらを制御因子として選択す
るかは、いずれにしても同様の効果を得ることができる
ため、特にどちらを選択しても問題はなく、両方を制御
因子として用いても差し支えない。とくに、プラント装
置設計の面からは透過水流路の耐圧性や流量に対するキ
ャパシティを考慮した場合、片方を基本的な制御因子と
してもう片方を制限因子として制御する方法がより適当
である。具体的には、例えば、透過水流量が一定となる
ような調節を行いながら、透過水圧力の上下限値を設定
し、上下限値に達したらアラームを発生するなどの異常
処理を行うといった方法である。

【００４８】ここで、本発明に用いられる透過水圧力を
調節する手段としては、透過水が設定した圧力に維持さ
れる能力を有していれば特に制限されるものではない
が、最も、簡便な方法としては、ある一定圧力以上で放
圧し、それ以下で閉じるような圧力調節弁が挙げられ
る。また、流量を調節する場合も同様で、一般に存在す
る流量調節弁を透過水流路に設置する方法が挙げられ
る。さらに、圧力および流量を調節する機構として、エ
ネルギー回収装置を用いることも可能である。圧力セン
サーや流量センサーに連動した可変負荷式のエネルギー
回収装置を使用すれば、前記の圧力調節手段や流量調節
手段として用いることが可能である。もちろん、エネル
ギー回収装置を備えた上で、圧力調節弁や流量調節弁に
よって調節を行うことも可能である。

【００４９】本発明におけるエネルギー回収装置として
は、タービン、水車などによって、機械的、電気的に代
表されるエネルギー回収を行い、システムにおけるエネ
ルギー負荷低減を行う方法が挙げられる。しかしなが
ら、回収エネルギーを余らせることなく活用するために
は、供給液の加圧ポンプに直結するエネルギー回収ター
ビンに直接戻して同加圧ポンプのエネルギーを回収する
方式が最良である。

【００５０】また、本発明において最終段の逆浸透膜モ
ジュールユニットからの濃縮水も同様に圧力エネルギー
を持っているため、このエネルギーも回収して再使用す
ることが好ましい。これらのエネルギー回収手段を供給
液の加圧ポンプのエネルギー回収に活用した装置の例を
図３に示す。

【００５１】基本的なフローは、図１と同じであるが、
２基のエネルギー回収装置５が加圧ポンプ１に直結した
構造になっている。

【００５２】ところで、本発明の逆浸透膜分離装置に供
給される供給液としては、特に限定しないが、比較的高
濃度で高い浸透圧を有する液体である程本発明の効果が
発揮される。

【００５３】溶質の濃度についても特に限定しないが、
溶質濃度として０．５重量％以上であることが好まし
い。また、特に好ましくは、高い浸透圧を有している海
水または塩分濃度１％程度以上の高濃度かん水を供給し
た場合に特に本発明の効果が発揮される。

【００５４】本発明においては複数の逆浸透膜モジュー
ルユニットを設けることができるが、段数については前
述のとおり任意に設定することができる。また、特にコ
スト面を考慮するとモジュールユニットの数は、２段ま
たは３段であることが最も好ましい。

【００５５】多段の逆浸透膜モジュールユニットを設け
た場合、各段の供給液に対して濃縮液の流量は減少して
いるので、同じ有効膜面積のモジュールユニットを設置
する場合は、後段になるほど有効膜面積あたりの供給水
量が少なくなって濃度分極が生じ易くなるので、各段の
ユニットを構成するモジュールの有効膜面積は、段数に
従って減らしていき、有効膜面積あたりの供給水流量が
極端に小さくなることを防止することが好ましい。多段
に配置した逆浸透膜モジュールにおいて、特に好ましく
は、次段の有効膜面積は、前段の４０％から６０％の範
囲になるように低減させることである。また、この点に
関しては、一般にモジュールサイズは変えないので、こ
の場合、次段のモジュール本数を前段より少なくするこ
とが好ましい。

【００５６】また、各段の透過水量についても同様の理
由により減少させていくことがプラント全体のバランス
を保つ上で好ましい。各段のモジュール本数が決定され
ていても各段における透過水圧力や透過水流量をそれぞ
れ選ぶことで透過水量を広く設定することが可能である
が、装置全体のエネルギーコストの低減を考慮すると、
多段に配置した逆浸透膜モジュール装置において次段の
透過水量は前段の３０％から７０％の範囲で低減させる
ことが最も好ましい。

【００５７】本発明ではモジュールユニットを多段にし
て、後段のモジュール数を最適に低減させていくことに
よって、逆浸透膜モジュールの供給側膜面流速の急激な
低下を防止することができる。膜面流速にも最適値が存
在しており、各段によって膜面流速に大きな差異がある
ことは好ましくない。各段のモジュールユニットを流れ
る海水の膜面流速の差異を小さくして、濃度分極を起こ
さない安定運転を行うためには、各段の逆浸透膜モジュ
ールユニットの濃縮水の膜面流速について、最も大きい
膜面流速を有するモジュールユニットの濃縮水膜面流速
（最大濃縮水膜面流速）と、最も小さい膜面流速を有す
るモジュールユニットの濃縮水膜面流速（最小濃縮水膜
面流速）とが、「最大濃縮水膜面流速／最小濃縮水膜面
流速≦１．５」という関係になるように運転することが
好ましく、「最大濃縮水膜面流速／最小濃縮水膜面流速
≦１．３」という関係になるように運転することが最も
好ましい。

【００５８】本発明は、特に高収率の海水淡水化をめざ
しており、安定運転のためには、スケール防止剤の添加
が有用である。

【００５９】また、本発明におけるスケール防止手段
は、逆浸透装置の前処理部分で行うのが一般的であり、
これによって逆浸透装置全体におけるスケール生成を防
止することができる。ただし、スケールが生成しやすい
のは、供給液が高濃度になる後段部分であるので、後段
の逆浸透膜における直前で添加することも可能である。
ただし、この場合は、スケール防止手段にも耐圧性が必
要になる場合があり注意を要する。本発明のスケール防
止剤とは、溶液中の金属、金属イオンなどと錯体を形成
し、金属あるいは金属塩を可溶化させるもので、有機や
無機のイオン性のポリマーあるいはモノマーが使用でき
る。イオン性のポリマーとしてはポリアクリル酸、スル
ホン化ポリスチレン、ポリアクリルアミド、ポリアリル
アミンなどの合成ポリマーやカルボキシメチルセルロー
ス、キトサン、アルギン酸などの天然高分子が使用でき
る。

【００６０】有機系のモノマーとしてはエチレンジアミ
ン四酢酸などが使用できる。無機系スケール防止剤とし
てはポリ燐酸塩などが使用できる。これらのスケール防
止剤の中では入手のしやすさ、溶解性など操作のしやす
さ、価格の点から特にポリ燐酸塩、エチレンジアミン四
酢酸（ＥＤＴＡ）が本発明において好適に用いられる。
ポリ燐酸塩とはヘキサメタ燐酸ナトリウムを代表とする
分子内に２個以上の燐原子を有し、アルカリ金属、アル
カリ土類金属と燐酸原子などにより結合した重合無機燐
酸系物質をいう。代表的なポリ燐酸塩としては、ピロ燐
酸４ナトリウム、ピロ燐酸２ナトリウム、トリポリ燐酸
ナトリウム、テトラポリ燐酸ナトリウム、ヘプタポリ燐
酸ナトリウム、デカポリ燐酸ナトリウム、メタ燐酸ナト
リウム、ヘキサメタ燐酸ナトリウム、およびこれらのカ
リウム塩などがあげられる。

【００６１】また、これらスケール防止剤の添加濃度は
供給液中の少なくともスケール成分を取込める量であれ
ば充分であるが、費用や溶解にかかる時間などの操作性
を考慮すると一般的には０．０１〜１００ｐｐｍであ
り、正確には供給水の水質に依存するが通常、海水の場
合では０．１〜５０ｐｐｍが好ましく、さらに好ましく
は１〜２０ｐｐｍである。添加量が０．０１ｐｐｍより
も少ない場合にはスケールの発生を充分に抑制できない
ため、膜性能の劣化が起こる。また、１００ｐｐｍを越
えるとスケール防止剤自体が膜表面に吸着して造水量を
低下させたり、水質を悪化させるため好ましくない。た
だし、多量にスケール物質や金属類を含む供給液では数
十〜数百ｐｐｍの添加が必要な場合もある。

【００６２】本発明においては、従来の単純一段法では
困難であった海水淡水化の高収率運転が可能となり、淡
水化コストの大幅削減と運転の安定化の向上が期待され
るが、多段に配列させたモジュールユニットの供給水を
あらかじめ超清澄化させておくことによって、一層の運
転安定化が図られる。すなわち、本発明者らは、鋭意検
討の結果、洗浄可能な中空糸膜濾過装置による海水の処
理が、海水淡水化前処理水の超清澄化手段として非常に
大きな効果を持つことを見出した。これは、海水を多数
の中空糸膜を束ねてなる中空糸膜モジュールで濾過して
清澄海水を得るものであるが、中空糸膜表面の汚れを物
理洗浄手段によって除去しつつ、長期にわたって使用で
きるような中空糸膜を使用することが前提である。中空
糸膜の物理洗浄手段としては、濾過水の逆方向流水洗浄
や空気によるエアーフラッシング、またはスクラビング
洗浄などを採用することができる。

【００６３】本発明で使用する中空糸膜モジュールとし
ては、中空糸膜束の端部を接着剤で固めた後で切断によ
り中空糸膜内部を開孔させてなる中空糸膜モジュールで
あり、特に構造は問わないが、物理洗浄の手段と組み合
わせて最適形状を採用することができる。特に、タンク
形状の容器の中に、複数本の中空糸膜エレメントを装填
した形状のモジュールが大容量化に適しており、最も好
ましい。中空糸膜モジュールを構成する中空糸膜として
は、多孔質の中空糸膜であれば特に限定しないが、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリスルホン、ポリビニル
アルコール、セルロースアセテート、ポリアクリロニト
リル、その他の材質を選定することができる。この中で
特に好ましい中空糸膜素材としては、アクリロニトリル
を少なくとも一成分とする重合体からなる中空糸膜が適
当である。アクリロニトリル系重合体の中でも最も好ま
しいものとしては、アクリロニトリルを少なくとも５０
モル％以上、好ましくは６０モル％以上と該アクリロニ
トリルに対して共重合性を有するビニル化合物一種また
は二種以上を５０％以下、好ましくは０から４０モル％
とからなるアクリロニトリル系共重合体である。また、
これらアクリロニトリル系重合体二種以上、さらに他の
重合体との混合物でも良い。上記ビニル化合物として
は、アクリロニトリルに対して共重合性を有する公知の
化合物であれば良く、特に限定されないが、好ましい共
重合成分としては、アクリル酸、イタコン酸、アクリル
酸メチル、メタクリル酸メチル、酢酸ビニル、アリルス
ルホン酸ソーダ、ｐ−スチレンスルホン酸ソーダ等を例
示することができる。

【００６４】ところで、本発明における逆浸透膜エレメ
ントを装填する圧力容器に関しては、特に制限されるも
のではないが、海水淡水化の場合かなりの高圧に耐える
必要がある。とくに本発明における６０％回収を行う場
合、前述したように浸透圧７．０ＭＰａよりも大きな圧
力をかける必要があることから、実質的には、８．０Ｍ
Ｐａ以上の耐圧性を有する必要がある。

【００６５】なお、本発明は海水淡水化以外の多くの逆
浸透膜分離操作、例えば化学プロセス用途、食品分離用
途などに広く適用できる。

【００６６】

【実施例】実施例１標準条件（圧力５．５ＭＰａ、３．５％海水、温度２５
℃、収率１２％）で脱塩率９９．５％、造水量３．７５
ｍ³／日の性能を有した膜面積６．６ｍ²のポリアミド
系逆浸透膜を使用し、これを１つの圧力容器内に６本入
れたモジュールを並列に４本組込んだ第１段目のモジュ
ールユニットと、同モジュールを２本組込んだ第２段目
のモジュールユニットと、供給水である海水を昇圧して
１段目のモジュールユニットに供給する加圧ポンプと、
第１段目の透過水圧力の調節弁を有した図１に示す逆浸
透膜分離装置を製作し、海水淡水化実験を行った。１段
目透過水および２段目濃縮水は１段目の高圧ポンプに直
結したエネルギー回収タービンに戻してエネルギー回収
を行った。１段目高圧ポンプで汲み上げた海水を９．０
ＭＰａにまで加圧して１段目の逆浸透膜モジュールに供
給し、１段目透過水圧力２．２ＭＰａに制御しながら、
１段目の濃縮水（供給圧力８．９ＭＰａ）を２段目に供
給した。この結果、海水供給量２００ｍ³／日に対し
て、１段目透過水量８１ｍ³／日、２段目透過水量３９
ｍ³／日、合計１２０ｍ³／日の飲料水基準を満足する
真水を得た。収率は６０％であった。このとき１段目モ
ジュールユニットの最上流側のエレメントの透過水量は
０．７１ｍ³／ｍ²・日であり、透過水１ｍ³あたりの
電力消費量は４．７ｋＷｈであった。

【００６７】比較例１実施例１と同じ逆浸透膜エレメントを１本の圧力容器内
に６エレメント装填したモジュール６本からなる逆浸透
膜モジュールユニットと、海水を昇圧してモジュールユ
ニットに供給する加圧ポンプ，濃縮水の圧力を回収する
ためのエネルギー回収装置からなる図２に示す逆浸透膜
分離装置を製作し、海水淡水化実験を行った。加圧ポン
プ圧力９．０ＭＰａにおいて、透過水量１４３ｍ³／日
の真水を収率６０％で得ることができた。最上流側のエ
レメントの透過水量は、０．８５ｍ³／ｍ²・日と耐フ
ァウリング許容値を越えており、長期にわたる使用は不
適当な状態であることがわかった。透過水１ｍ³あたり
の電力消費量は、５．０ｋＷｈであった。

【００６８】実施例２外径６８０μｍ、内径４００μｍのポリアクリロニトリ
ル中空糸膜３７００本をＵ字状に束ねた中空糸膜束から
なる膜面積１２ｍ²の中空糸膜モジュール１９本を１台
のステンレス容器に収納してなる中空糸膜モジュールユ
ニットに１パスで海水を通水し、濾過処理を行った。濾
過流量は、２００ｍ³／日であり、平均濾過操作圧力は
３５ｋＰａであった。濾過処理前の海水の濁度は３．
０、膜の目詰まり度を表す指標のＦＩ（ファウリングイ
ンデックス）値は、測定不能（ＦＩ≧６．５）であった
が、濾過処理後の海水の濁度は０．１、ＦＩ値は１以下
であった。この海水を供給液として用いる他は、実施例
１と同じ逆浸透膜分離装置を用いて、実施例１と同じ条
件で海水淡水化の連続運転を実施した。この結果、海水
から実施例１と同量の透過水１２０ｍ³／日を収率６０
％で得ることができた。２０００時間の連続運転によっ
ても、この条件において透過水が得られる量（２５度Ｃ
換算値）は変化が認められなかった。

【００６９】比較例２前処理に中空糸膜モジュールユニットを使用する代わり
に、凝集砂濾過装置を使用した以外は実施例２と同等の
海水淡水化実験を実施した。凝集砂濾過装置は凝集剤と
して塩化第二鉄を添加しており、濾過処理後の水質は、
濁度０．６、ＦＩ値は４．５であった。実施例２と同じ
条件で２０００時間連続運転した結果、同じ操作条件で
透過水量は、１１６ｍ³／日と、約３％の低下が認めら
れた。

【００７０】

【発明の効果】本発明により、高濃度溶液から高い収
率、少ないエネルギー、より安価に高効率に低濃度溶液
をより安定に得ることが可能な逆浸透膜分離装置および
逆浸透膜分離方法が提供されうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る逆浸透膜分離装置の一例を示すフ
ロー図である。

【図２】従来の逆浸透膜装置の一例を示すフロー図であ
る。

【図３】本発明に係る加圧ポンプのエネルギー回収装置
を具備した逆浸透膜分離装置の一例を示すフロー図であ
る。

【符号の説明】

１：加圧ポンプ２：１段目逆浸透膜モジュールユニット３：１段目透過水４：１段目濃縮液５：エネルギー回収装置６：供給液７：透過水圧力調節弁８：透過水圧力センサー９：濃縮液流量調節弁１０：２段目逆浸透膜モジュールユニット１１：２段目透過水１２：２段目濃縮液

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4D006 GA03 JA64Z JA65Z JA70Z JA71 JB05 KA03 KA52 KA53 KA54 KA56 KA64 KA68 KB14 KC02 KC03 KC13 KC14 KD03 KE03R KE04Q KE06P KE06Q KE06R KE07R MA01 MA03 MA07 MA25 MC18 MC22 MC33 MC39 MC52 MC54 MC58 MC62 MC81 PB03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】供給水昇圧用加圧ポンプの下流に、逆浸透
膜モジュールユニットが多段に配置され、前段の逆浸透
膜モジュールユニットからの濃縮液流路が次段の逆浸透
膜モジュールユニットの供給液流路に連通されていると
ともに、該逆浸透膜モジュールユニットの少なくとも１
段において透過水圧力もしくは透過水流量を調節するた
めの手段が設けられていることを特徴とする逆浸透膜分
離装置。
【請求項２】逆浸透膜モジュールユニットの段数が２段
または３段であることを特徴とする請求項１に記載の逆
浸透膜分離装置。
【請求項３】多段に配置した逆浸透膜モジュールユニッ
トにおいて、次段のモジュールユニットの逆浸透膜有効
膜面積の合計が、前段の４０％から６０％であることを
特徴とする請求項１または２に記載の逆浸透膜分離装
置。
【請求項４】透過水圧力もしくは透過水流量を調節する
ための手段が、透過水流路に設けられた圧力調節弁、流
量調節弁、圧力エネルギー回収装置のうち少なくとも１
つからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
記載の逆浸透膜分離装置。
【請求項５】最終段のモジュールユニットの濃縮水と各
段の透過水のうち、少なくとも濃縮水の圧力エネルギー
を回収する装置を備えたことを特徴とする請求項１〜４
のいずれかに記載の逆浸透膜分離装置。
【請求項６】前記圧力エネルギーの回収装置が、１段目
モジュールユニットの供給水昇圧用高圧ポンプに連結し
ていることを特徴とする請求項４に記載の逆浸透膜分離
装置。
【請求項７】多段の逆浸透膜モジュールユニットにおい
て、すべてのモジュールユニットの圧力容器の耐圧性が
８．０ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１〜６
のいずれかに記載の逆浸透膜分離装置。
【請求項８】スケール防止剤の添加手段を設けたことを
特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の逆浸透膜分
離装置。
【請求項９】前処理として膜濾過装置を第１段目モジュ
ールユニットの上流側に設けたことを特徴とする請求項
１〜８のいずれかに記載の逆浸透膜分離装置。
【請求項１０】少なくとも１段目モジュールユニットの
透過水流路の耐圧性が２．０ＭＰａ以上であることを特
徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の逆浸透膜分離
装置。
【請求項１１】第１段目モジュールユニットの上流側に
膜濾過装置とスケール防止剤の添加手段を設けたことを
特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の逆浸透膜
分離装置。
【請求項１２】多段に配置した逆浸透膜モジュールユニ
ットを用いて供給水を逆浸透分離する方法において、前
段の逆浸透膜モジュールユニットからの濃縮液流路が次
段の逆浸透膜モジュールユニットの供給液流路へ連通し
ているとともに、該逆浸透膜モジュールユニットの少な
くとも１段において透過水圧力もしくは透過水流量を調
節することを特徴とする逆浸透膜分離方法。
【請求項１３】逆浸透膜モジュールユニットの段数が２
段または３段であることを特徴とする請求項１２に記載
の逆浸透膜分離方法。
【請求項１４】「ｎ」段目の操作圧力「Ｐ（ｎ）」と
「ｎ＋１」段目の操作圧力「Ｐ（ｎ＋１）」が、下記の
範囲にあることを特徴とする請求項１２または１３に記
載の逆浸透膜分離方法。１．１５≦Ｐ（ｎ＋１）／Ｐ（ｎ）≦１．８
【請求項１５】各段の逆浸透膜モジュールユニットの濃
縮水の膜面流速について、最も大きい膜面流速を有する
モジュールユニットの濃縮水膜面流速（最大濃縮水膜面
流速）と、最も小さい膜面流速を有するモジュールユニ
ットの濃縮水膜面流速（最小濃縮水膜面流速）とが、下
記の関係になるように運転することを特徴とする請求項
１２または１３に記載の逆浸透膜分離方法。最大濃縮水膜面流速／最小濃縮水膜面流速≦１．５
【請求項１６】供給液が溶質濃度０．５重量％以上の水
溶液であることを特徴とする請求項１２〜１５のいずれ
かに記載の逆浸透膜分離方法。
【請求項１７】供給液が海水又は高濃度かん水であるこ
とを特徴とする請求項１２〜１６のいずれかに記載の逆
浸透膜分離方法。
【請求項１８】多段に配置した逆浸透膜モジュールユニ
ットにおいて、次段のモジュールユニットの透過水量を
前段よりも低減させたことを特徴とする請求項１２〜１
７のいずれかに記載の逆浸透膜分離方法。
【請求項１９】多段に配置した逆浸透膜モジュールユニ
ットにおいて、次段のモジュールユニットの透過水量を
前段の３０％から８０％の範囲で低減させたことを特徴
とする請求項１２〜１８のいずれかに記載の逆浸透膜分
離方法。
【請求項２０】モジュールユニット各段から得られる透
過水の合計量が、１段目供給水の５０％以上であること
を特徴とする請求項１２〜１９のいずれかに記載の逆浸
透膜分離方法。
【請求項２１】各段の操作圧力と各段の濃縮液の浸透圧
の差を５．０ＭＰａ以下とすることを特徴とする請求項
１２〜２０のいずれかに記載の逆浸透膜分離方法。
【請求項２２】逆浸透膜の膜面積あたりの透過流束を
０．７５ｍ³／ｍ²・日以下とすることを特徴とする請
求項１２〜２１のいずれかに記載の逆浸透膜分離方法。
【請求項２３】１段目と最終段の逆浸透膜モジュールユ
ニットにおいて膜面積あたりの標準条件における透過流
束が、下記の関係にあることを特徴とする請求項１２〜
２２のいずれかに記載の逆浸透膜分離方法。１．０≦第１段目透過流束／最終段透過流束≦１．２
【請求項２４】１段目の逆浸透膜モジュールユニットの
操作圧力と透過水側圧力の差を７．０ＭＰａ以下とする
ことを特徴とする請求項１２〜２３のいずれかに記載の
逆浸透膜分離方法。
【請求項２５】１段目における逆浸透膜モジュールユニ
ットの供給液側圧力および最終段における逆浸透膜モジ
ュールユニットの濃縮水圧力が８．０ＭＰａ以上１２．
０ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１２〜２４
のいずれかに記載の逆浸透膜分離方法。
【請求項２６】最終段の逆浸透膜モジュールユニットの
濃縮水と各段の透過水のうち少なくとも一つ以上の圧力
エネルギーを回収することを特徴とする請求項１２〜２
５のいずれかに記載の逆浸透膜分離方法。
【請求項２７】圧力エネルギーの回収を、１段目膜モジ
ュールユニットの供給水加圧ポンプに連結したエネルギ
ー回収装置で行うことを特徴とする請求項２６に記載の
逆浸透膜分離方法。
【請求項２８】少なくとも最終段の供給水に、スケール
防止剤、スケール防止剤の錯体、または複合体を含むこ
とを特徴とする請求項１２〜２７のいずれかに記載の逆
浸透膜分離方法。
【請求項２９】膜濾過装置の透過液を第１段目の逆浸透
膜モジュールユニットの供給液とすることを特徴とする
請求項１２〜２８のいずれかに記載の逆浸透膜分離方
法。