JP2003001072A

JP2003001072A - 逆浸透膜自動洗浄機構付逆浸透装置、および該装置を使用した純水の製造法

Info

Publication number: JP2003001072A
Application number: JP2001188930A
Authority: JP
Inventors: Sung Tae Kim; 成泰金; Kunihiko Yamanaka; 邦彦山中
Original assignee: NEFURONETTO KK; JMS Co Ltd
Current assignee: NEFURONETTO KK; JMS Co Ltd
Priority date: 2001-06-22
Filing date: 2001-06-22
Publication date: 2003-01-07
Anticipated expiration: 2021-06-22
Also published as: JP3701012B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】純水による逆浸透膜への優れた洗浄効果によ
り逆浸透膜の性能が長期に維持され、純水の供給を継続
できる逆浸透膜自動洗浄機構付逆浸透装置、および該装
置を使用した純水の製造法の提供。【解決手段】原水を処理する逆浸透装置Ｃ、原水負荷
ライン６に接続した再循環ループライン８、逆浸透装置
Ｃで製造された純水の貯留をするタンク、純水の一部を
原水負荷ライン６に循環する純水還流ライン１１、純水
を純水タンクに供給する純水ライン１０、純粋をユース
ポイントに送出する純水供給ライン１５から構成され、
逆浸透装置Ｃの逆浸透膜を純水により清浄化できる自動
洗浄機構付逆浸透装置において、純水供給ライン１５
と、純水還流ライン１０との間にバイパスライン１４を
設け、純水の少なくとも一部を純水供給ライン１５に送
液可能なことを特徴とする自動洗浄機構付逆浸透装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、原水に含有された
コロイド、難溶性塩類やバクテリアなどの不純物が逆浸
透膜の表面に濃縮・蓄積されて、製造された純水（逆浸
透水）の水質が悪化すること、逆浸透膜面への不純物の
付着、沈殿等の結果、逆浸透膜の透水性能が経時的に低
下することを防ぐことを自動的に可能とした逆浸透装置
および該装置を使用した逆浸透方法による純水の製造法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の逆浸透装置では逆浸透膜にコロイ
ド、難溶性塩類やバクテリアなどの不純物が膜面に濃縮
されたり、沈着することにより、製造される純水（逆浸
水）の純度（導電率・微粒子数・エンドキシン濃度な
ど）が悪化したり、透水性能の経時劣化により耐久性に
問題があった。膜の目詰まりにより透水性能が低下した
場合、逆浸透膜モジュールを分離し、薬液循環ラインを
形成し、アルカリないし酸性洗浄剤を逆浸透膜の原水流
入側に流し込むと言う煩雑な操作を必要とした。また、
前記のような薬液洗浄後は逆浸透膜に残留する前記洗浄
に使用した薬液を水洗除去するために大量の水を必要と
した。さらに、前記薬液洗浄自体によって逆浸透膜を化
学的に劣化させ、逆浸透膜自体の透水性は回復しても水
質は回復しないこともある。このような場合には、高価
な逆浸透膜の交換が必要で維持管理コストが増大すると
言う課題があった。

【０００３】また、従来、逆浸透水（ＲＯ水、ｒｅｖｅ
ｒｓｅｏｓｍｏｓｅｄｗａｔｅｒ、また、以下、純
水とも呼ぶ。）の製造は、図５に示すような間欠運転逆
浸透水製造システムが行われていた。このシステムにお
いては、逆浸透装置Ｃから、濃縮水を除去すると共に、
製造される純水（以下、逆浸透水とも言う）を純水タン
クに貯留し、該純水タンクが純水で一杯になるとレベル
スイッチで検知して制御系ｆにより原水を逆浸透装置に
供給するポンプの運転を中止し、逆に純水タンクの貯水
量が低下するとレベルスイッチで検知して制御系ｆによ
り前記原水供給ポンプの運転を再開し、純水の製造を行
うものが提案されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】逆浸透装置による純水
造水時、濃縮水循環ラインを取り付ける事で純水の回収率
を著しく向上させる事が可能であるが、反面、逆浸透膜
に不純物の蓄積が増加する問題が発生する。これら課題
を解決するために、本出願人は、逆浸透装置の使用中に
自動的な純水洗浄工程を組み込むことにより原水中の不
純物の逆浸透膜表面の濃縮や沈着殿形成を防止し、
（１）導電率、微粒子数、エンドトキシン濃度などでモ
ニターされる水質を向上させる、純水の製造効率を向上
させる、（２）逆浸透膜の透水性能を保持し耐用年数を
延長させる、（３）煩雑で膜の化学劣化を起こす薬液洗
浄を不溶とする、もしくは頻度を減じる、（４）膜面で
のバクテリアの繁殖を低減するなどの課題を解決した逆
浸透膜自動洗浄機構付逆浸透装置、および純水の製造法
を提案している（特願平１１−３３０３２０）。本発明
は、前記特願平１１−３３０３２０の発明の逆浸透膜自
動洗浄機構付逆浸透装に、貯留された純水を該純水が使
用されるクライアント装置に供給するための供給ポンプ
が故障した場合であっても、ユースポイント、あるいは
クライアント装置に純水を供給することが可能な機能を
付加した逆浸透膜自動洗浄機構付逆浸透装を提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１は、逆浸透
装置の原水負荷側に、該装置の運転中に逆浸透装置の逆
浸透膜を純水により洗浄するための純水再循環機構を設
け、かつ、前記純水供給ラインと、前記純水還流ライン
または前記調整バルブの上流側の前記循環ラインとの間
にバイパスラインを設け、かつ前記循環ラインに装着さ
れた流量調節部材の調節によって、前記純水貯留容器か
ら流出した純水の少なくとも一部を前記純水供給ライン
に送液可能なことを特徴とする自動洗浄機構付逆浸透装
置を提供することにより、前記のような問題あるいは課
題を解決したことにある。

【０００６】すなわち、本発明の逆浸透装置は、原水を
逆浸透装置に供給する原水負荷ライン、原水負荷ライン
の逆浸透装置の上流側に設けた原水または純水を高圧に
するために使用する手段（以下、液体加圧化手段とも言
う）、逆浸透膜を通過した純水と逆浸透膜を素通りした
濃縮水に原水を分離する逆浸透膜を有する逆浸透装置、
一端を逆浸透装置に接続し、他端を前記原水負荷ライン
に接続して再循環ループラインを形成する素通りライン
（濃縮水ライン）、前記素通りライン（濃縮水ライン）
から分岐して形成された排水ライン、前記原水負荷ライ
ンと素通りライン（濃縮水ライン）とで形成された再循
環ループライン、逆浸透装置で製造された純水の貯留容
器、該純水貯留容器より貯留された純水を該純水が使用
されるユースポイントあるいは外部クライアント装置に
供給するための供給手段を配置した純水供給ライン、逆
浸透装置で分離された純水の一部を原水負荷ラインに循
環する純水還流ライン、純水を純水タンクに供給する純
水ラインおよび前記前記純水ラインから分岐する初期抜
水ライン、前記純水還流ラインから分岐した純水を直接
（純水）貯留容器に戻す循環ライン、該循環ラインに装
着された流量調節部材、を少なくとも有して構成され、
かつ原水の製造中において逆浸透装置の逆浸透膜を純水
により清浄化できる自動洗浄機構付逆浸透装置におい
て、前記純水供給ラインと、前記純水還流ラインまたは
前記調整バルブの上流側の前記循環ラインとの間にバイ
パスラインを設け、かつ前記循環ラインに装着された流
量調節部材の調節によって、前記純水貯留容器から流出
した純水の少なくとも一部を前記純水供給ラインに送液
可能なことを特徴とする自動洗浄機構付逆浸透装置にあ
る。

【０００７】本発明の逆浸透装置の一つの特徴は、連続
運転を行いながら純水の使用量に対して造水量が優位な
時間帯、いいかえると純水タンクの貯水量が多くタンク
内液面が高位の状態の時間帯に純水タンク中の余剰の純
水を逆浸透膜モジュールヘ還流し、該モジュールの洗浄
を行う構成にある。つまり連続運転中に間欠的に洗浄工
程を挿入する構成の装置にある。余剰の純水を洗浄に利
用することにより、純水タンクが溢水に至ることも回避
できることにある。逆浸透装置において、膜機能の低下
は、通常、膜自体の強度劣化でなく膜面に異物の沈着に
よる劣化であるが、本発明の逆浸透装置では、前記のよ
うな単純な機構によって逆浸透膜面への優れた洗浄効果
が得ら、その結果、純水の製造効率が格段に向上し、且
つ逆浸透膜の性能が長期に維持される。

【０００８】前記「純水タンクの貯水量が多くタンク内
液面が高位の状態の時間帯」とは、仮に純水の貯留量が
低下しても、該純水を使用するユースポイントあるいは
外部クライアント装置への逆浸透水の供給量が不足する
という問題が生じないような貯留量を指す。これは、例
えば図１のレベルスイッチαの位置に液面がある状態
（この状態をタンク内液面が高位の状態とも言う）であ
る、これに対して、例えば図１のレベルスイッチβの位
置に液面がある状態（この状態をタンク内液面が低位の
状態とも言う）あるいは前記レベルスイッチβの位置よ
り低い位置に液面がある状態では、ユースポイント（使
用する箇所）への逆浸透水の供給量が不足するというよ
うな問題が生じ、純水タンク中の純水を使用して前記の
ような逆浸透膜モジュールの洗浄を行うことはできな
い。

【０００９】本発明の逆浸透装置の他の特徴は、前記循
環ラインに装着された流量調節部材の調節によって、前
記純水貯留容器から流出した純水の少なくとも一部を前
記純水供給ラインに送液可能な逆浸透装置であるから、
純水貯留装置に貯留された純水を該純水が使用されるユ
ースポイント（使用する箇所）、あるいはクライアント
装置に供給するための供給ポンプが故障した場合であっ
ても、クライアント装置に純水を供給することが可能な
点にある。また、本発明において以下に述べるような種
種の実施態様をとることによって、さらに有用なものと
することができる。即ち、前記バイパスラインと前記純
水供給ラインとの結合部位が前記供給手段の上流側であ
ることを特徴とする前記の逆浸透装置である。或いは、
供給ラインが少なくとも２つの並列な関係に配置された
純水供給ラインを有し、かつ、前記バイパスラインと前
記純水供給ラインとの結合部位の上流側で前記バイパス
ラインが分岐して並列な関係に配置された前記純水供給
ラインのそれぞれに結合し、また、前記分岐したバイパ
スにそれぞれ流量調節部材を設けられたことを特徴とす
る前記の逆浸透装置である。或いは、前記バイパスライ
ンが前記純水還流ラインに結合する位置と前記循環ライ
ンが前記純水還流ラインに結合する位置が、前記純水還
流ラインの同一位置であることを特徴とする前記の逆浸
透装置。

【００１０】本発明の純水の製造法は、具体的には、前
記の逆浸透装置を使用して、最初に原水を逆浸透装置に
供給する原水負荷ライン、初期抜水ライン、排水ライン
に連結する素通りライン（濃縮水ライン）および排水ラ
インを開状態、純水ラインを開閉任意選択とし、その他
のラインを開または閉状態で液体加圧化手段を作動させ
て逆浸透操作を行い、該操作によって製造された純水を
該純水が使用されるユースポイントあるいは外部クライ
アント装置に供給するとともに、初期抜水ラインから抜
水し、該抜水された純水の濃度を検査し、その濃度が一
定以上に良くなった段階で、下記（１）〜（３）の各工
程を連続して少なくとも１回以上行い純水を製造し、該
生成された純水を製造することを特徴とする純水の製造
法である。

【００１１】（１）純水製造工程原水負荷ライン、排水ラインに連結する素通りライン
（濃縮水ライン）ライン、排水ラインおよびを純水ライ
ン開状態、再循環ループラインは開閉任意選択とし、そ
の他のラインを開または閉状態で原水を供給し、液体加
圧化手段を作動させ原水を高圧化し逆浸透装置に送り純
水を製造する工程。（２）純水置換洗浄工程前記（１）の純水製造工程により製造された純水の貯留
量が貯留容器のあらかじめ定められた液面位置に達した
状態になった場合（Ａ）、あるいは純水の液面が貯留容
器の一定レベル以上にある純水の貯留量で、製造された
純水の純度を検知し、その純度が一定以下に悪化した状
態になった場合（Ｂ）、前記（Ａ）あるいは（Ｂ）の状
態を検知して原水の供給を停止し、かつ純水ラインを開
閉任意選択とし、排水ラインに連結する素通りライン
（濃縮水ライン）および排水ラインを開状態で逆浸透装
置に純水還流ラインから純水を供給して素通り（濃縮
水）ライン中および逆浸透装置中の濃縮水を排出しつつ
純水に置換する工程。（３）高速洗浄工程前記（２）の工程による純水の置換状態で、原水負荷ラ
インからの原水の供給を停止状態、再循環ループライン
を開状態、および排水ラインを閉状態として液体加圧化
手段の作動下で純水を高流量で再循環ループライン中を
再循環させて逆浸透装置の逆浸透膜を高速洗浄した後、
この不純物を洗い流した洗浄水を排水ラインに連結する
素通りライン（濃縮水ライン）、排水ラインおよび純水
還流ラインのみを開状態、純水ラインを開閉任意選択と
し、その他のラインを閉状態として液体加圧化手段の作
動下に新たな純水を注入して排水ラインから排出する工
程。本発明で言う原水としては、例えば水道水、井戸水
等を使用できる。

【００１２】以下、本発明の逆浸透装置および該逆浸透
装置を使用した純水の製造法を図面に基づいて詳細に説
明する。ただし、本発明は、これら実施態様のものに限
定されるものではない。図１は、本発明の自動洗浄機構
付逆浸透装置を構成する構成部材および該装置内の配管
フローを示した図である。図１の逆浸透装置Ｃに原水負
荷ライン６を通して原水を供給する。原水は高圧で逆浸
透することにより、逆浸透膜を通過した純水と逆浸透膜
を素通りした濃縮水に分離される。逆浸透膜に反撥され
膜を透過せずに素通りした濃縮水は、素通りライン（濃
縮水ライン）７により逆浸透装置Ｃから取り出される。
原水負荷ライン６には、その入口側には原水の供給量を
調節するための弁１、好ましくは電磁弁を設け、また、
該弁１と逆浸透装置Ｃの間に原水または純水などを加圧
するため液体加圧手段（本図のものは高圧ポンプＡ）を
設ける。原水は前記原水負荷ライン６より導入され、前
記ポンプＡで加圧され高圧（以下、通水圧力とも言う）
下で逆浸透装置Ｃ内に導入される。前記純水の作成量
は、膜の透水性、膜間圧力差（通水圧力）、原水の浸透
圧、および原水の素通りラインの通過量と純水取り出し
量の割合（すなわち回収率）に依存する。

【００１３】一般に、逆浸透装置Ｃから得られる純水の
純度は原水の通水圧力（透過水量）や純水の回収率で変
化する。また、純水の純度は通水圧力（膜間圧力差）に
応じて動的に変動すること、また、圧変化による揺さぶ
りが逆浸透内のシール部の閉鎖不全を起こして原水中の
成分がリークすることにより純水の水質が劣化しうるこ
とから通水圧力は高圧かつ一定圧に保ち変動を避けるの
が好ましい。通水圧力としては、通常５ｋｇ／ｃｍ２〜
２０ｋｇ／ｃｍ２程度の圧力が採用されるが、逆浸透装
置Ｃに負荷する圧力は高圧かつ一定圧であることが好ま
しい。

【００１４】逆浸透膜に掛かる圧力を一定にするため排
水・濃縮循環・純水還流ライン電磁弁と注入ホ゜ンフ゜は重要な
役割を果たす。すなわち、図において、排水用と濃縮水
循環ラインの電磁弁並列に２個取り付けたのは、逆浸透膜
に流入する流量を一定もしくは、変動を最小にし、高圧
ホ゜ンフ゜にはいる圧力をより一定にする目的からである。
さらに吐出流量を一定にする事で逆浸透膜にかかる圧力
をより一定にする。

【００１５】前記素通りライン（濃縮水ライン）７は高
圧ポンプＡの上流側（図１のＦ地点）で原水負荷ライン
６に接続し、再循環ループライン８を形成する。再循環
ループライン８を構成する素通りライン（濃縮水ライ
ン）７の途中に排液ライン９を設ける。排液ライン９上
に排水用の電磁弁４と４ａを並列に設けた。該電磁弁４
と４ａは１個でも良いが、下記実施例に記載する複数の
洗浄操作を可能にしたり、また流量調節を容易にし、逆
浸透膜に流入する流量を一定にするため複数個が好まし
い。

【００１６】排水ライン９上には前記排水弁に加えて、
万が一の閉鎖回路の過負荷対策として該排水弁に並列に
圧抜き安全弁Ｄを設けても良い。前記再循環ループライ
ン８を形成する際には、素通りライン（濃縮水ライン）
７には、該ラインが原水負荷ライン６に接続する地点よ
り手前側に電磁弁３ａと３ｂを設けるのが好ましい。或
いは電磁弁３ａや３ｂを設けたラインに並列となるよう
に、別の弁無しのラインを設けてもよい。また、これら
の電磁弁は、１個であっても良いが、前記排水用の弁４
ａと４と同様に下記実施例に記載する複数の洗浄操作を
可能にしたり、また流量調節を容易にし、逆浸透膜に流
入する流量を一定にするため複数個が好ましい。

【００１７】逆浸透装置Ｃから純水が取り出され、逆浸
透装置Ｃからの純水の取り出し制御する電磁弁２を有す
る純水ライン１０を通って純水タンクに貯留される。該
純水ライン１０には、逆浸透装置Ｃから純水が取り出さ
れた純水が一定の純度を有するかどうか監視する部材を
設けても良い。また、純水ライン１０の電磁弁の上流部
に分岐を設け始動時に停滞水を排出する初期抜水ライン
とし（図示せず）、初期抜水ラインの開閉を調節する電
磁弁を設ける。原水タンクから取り出された純水を原水
負荷ライン６に還流させる純水還流ライン１１が原水負
荷ライン６の高圧ポンプＡの上流側に結合される（図１
のＦ地点）。素通り（濃縮）ライン７が原水負荷ライン
６に結合するＦ点と純水還流ライン１１が原水負荷ライ
ン６に結合するＦ点とは同一地点であることが配管を単
純化する観点から好ましい、前者と後者のＦ点の位置は
異なっていても良い。この場合、清浄な純水が流れる後
者を前者よりも上流に配する方が原水ラインの６の洗浄
性にやや優れる。

【００１８】前記純水還流ライン１１には、逆流を防止
し原水負荷ラインへの還流を容易とし、純水還流ライン
の停滞部分の距離を短縮するため、さらに原水ラインの圧
力と同等の圧力を供給するために注入ポンプＢを設ける
のが好ましい。また、注入ポンプＢの上流側には、電磁
弁５および５ａが閉鎖している間の流出路を確保するた
めに、ポンプＢを通過した純水の一部を純水タンクに還
流するラインを設ける。前記純水還流ライン１１には前
記注入ポンプＢと前記Ｆ点の間に電磁弁である５ａと５
が設けられており、該５ａと５も１個であっても良い
が、上述の電磁弁と同様に下記実施例に記載する複数の
洗浄操作が可能としたり、流量調節を容易にするため複
数個が好ましい（この製造法を第１の製造法と言う）。
前記の記載では弁として、並列に配した電磁弁を使用し
ているが、本発明の装置で使用する弁は電磁弁に限定さ
れるものではないし、また並列に配した電磁弁の代わり
に流量調節バルブを使用しても良いし、また、上述のよ
うに、複数個でなく１個であっても良い。さらに、前記
純水還流ライン１１からは、直接に純水を純水貯留容器
に戻す循環ライン１６が分岐し、かつ、該循環ライン１
６には、下記のように純水還流ライン１１からの純水を
純水供給ライン１５に送ることが可能なように、流量調
節部材１９、例えば流量調節弁が設けられる。循環ライ
ン１６に設けられる前記流量調節部材１９は任意に流量
を調節できるような弁（バルブ）が望ましい。

【００１９】また、前記純水貯留タンクには、該タンク
に貯留された純水を該純水が使用されるユースポイント
あるいは外部クライアント装置に供給するための供給ポ
ンプＥ、Ｆを配置した純水供給ライン１５が接続され、
該純水供給ライン１５より純水がユースポイントあるい
は外部クライアント装置に供給される。

【００２０】前記純水供給ライン１５と前記純水還流ラ
イン１１の間にバイパスライン１４を設け、かつ循環ラ
イン１６に設けた前記流量調節部材１９によって、純水
タンクに戻る液の流量を絞ることにより、前記純水還流
ライン１１から純水をバイパスライン１４を介して純水
供給ラインに純水を送り、ユースポイント、あるいはク
ライアント装置に供給するための供給ポンプE、Fが故障
した場合であっても、純水のユースポイント、あるいは
クライアント装置に純水を供給することがポンプBによ
り、バイパスライン１４を介して可能となる。本図の態
様のものにおいては、前記バイパスライン１４が前記純
水還流ライン１１に結合する位置と前記循環ライン１６
が前記純水還流ライン１１に結合する位置は、前記純水
還流ライン１１と同一位置であるが、前記バイパスライ
ン１４が前記純水還流ライン１１に結合する位置と前記
循環ライン１６が前記純水還流ライン１１に結合する位
置は、必ずしも純水還流ライン１１の同一位置である必
要はなく、例えば、図３に示すように前記バイパスライ
ン１４が前記純水還流ライン１１に結合する位置が前記
純水還流ライン１１の上流側にあり、前記循環ライン１
６が前記純水還流ライン１１に結合する位置が前記純水
還流ライン１１の下流側にあるような態様のものであっ
てもよい。

【００２１】本発明の純水の製造法の別の実施態様とし
ては、前記第１の製造法において、純水製造工程、純水
置換洗浄工程あるいは高速洗浄工程によりタンクの純水
液面が中位の状態になった場合、原水負荷ライン６、純
水還流ライン１１、排水ライン９および再循環ループラ
イン８を開状態、また、純水ライン１０は開状態で逆浸
透を連続して行うことを特徴とする請求項９〜１１のい
ずれかに記載の純水の製造法が挙げられる（この製造法
は請求項１２に対応し、以下、製造法２とも言う）。こ
の場合、純水タンクの水位が上がるか下がるかは排水ラ
インから排出される排水量と原水の供給量の大小関係、
および純水のユースポイント（使用する箇所）での使用
量によって決まる。

【００２２】本発明の純水の製造法のさらに別の実施態
様としては、高速洗浄後、排水ライン９、再循環ループ
ライン８、純水ライン１０および純水還流ライン１１を
開状態として、純水による膜洗浄は、一部は排水しなが
ら、一部は再循環しながら行うことを特徴とする請求項
９〜１０のいずれかに記載の純水製造法が挙げられる
（この製造法は請求項１１に対応し、以下、製造法３と
も言う）。前記製造法２と３においては、逆浸透膜モジ
ュールの純水側を停滞させると、汚染が発生する可能性
があるという理由から、電磁弁２を開状態で実施するこ
とが望ましい。前記製造法２および３の場合も、前記製
造法１の場合と同様、本発明の逆浸透装置を使用すれ
ば、純水のユースポイント、あるいはクライアント装置
に純水を供給することがバイパスライン１４を介して可
能となる。

【００２３】以下、本発明の実施例を示す。

【実施例】実施例１図に基づいて本発明を具体的に説明する。（１）初期抜水工程図１において、最初に原水を逆浸透装置に供給する原水
負荷ライン６、初期抜水ライン（図示せず）、および排
水ライン９を開状態、その他のラインを開または閉状態
で液体加圧化手段を作動させて逆浸透操作を行い、該操
作によって製造された純水の初期抜水を行う（ただし、
本発明において、この初期抜水工程は、絶対に必要な要
件ではない）。この初期抜水によって得られた純水の濃
度が一定濃度以上、例えば導電率が原水の５％以下の純
度になった後、純水製造工程に移行する。

【００２４】（２）純水製造工程および純水置換洗浄工
程初期抜水を行った後、純水の製造を行う。純水の製造
は、まず、高圧ポンプＡの作動下で、電磁弁１・２・４
と４ａの一方が開状態、他の弁が閉状態で最大となるの
で、この状態で純水の製造が行われ、製造された純水は
貯留タンクに貯留される。貯留タンクが満水状態となる
と、レベルスイッチが作動し、図２に示すように電磁弁
４・４ａ・５・５ａを開状態とし、その他の電磁弁を開
状態とし、逆浸透装置の逆浸透膜モジュール中および素
通りライン（濃縮水）ライン７中の濃縮水が純水で置換
・洗浄される。この置換・洗浄操作によって、逆浸透膜
表面に沈着沈殿したコロイド、難溶性塩類、バクテリア
等を取り除き、膜の濾過効率を改善する。

【００２５】また、前記純水置換操作の開始は、逆浸透
装置から取り出される純水の純度が一定純度以下になる
と行われるようにしても良い。ただし、この純水の純度
を検知して行う前記純水置換操作の開始は、純水タンク
液面の位置の検知と併用しながら行うのが好ましい。す
なわち、純水タンク液面の位置があるレベル以下になっ
ている場合に、純水の純度の検知結果のみに基づいて前
記純水置換操作の開始行った場合、純水の使用量が供給
量を上回り、さらに純水タンクの液面が低下し、渇水警
報が作動する可能性がある。この段階において、ライン
中の流量は、ｐ＝ｕ＝ｖ＝ｑ＋ｒ＝ｘ＋ｙの関係を満足
する。

【００２６】図２の工程で、電磁弁２を開状態とし純水
を製造しながら逆浸透膜モジュール中および素通りライ
ン（濃縮水）ライン７中の濃縮水を純水で置換すること
もできる。純水の使用量が多く、純水製造の中止時間に
余裕がない場合には好都合である（請求項１２に対
応）。この場合、ライン中の流量はｐ＝ｑ＋ｒ＝ｕ＝ｖ
＋ｚ、およびｖ＝ｘ＋ｙの関係を満足する。

【００２７】次に図３に示すように、高圧ポンプＡおよ
び供給ポンプＢの作動下で、電磁弁３・３ａを開状態に
し、他の電磁弁を閉状態にすることで純水は逆浸透装置
の再循環ループライン８内で高流量に循環し膜を高速洗
浄する。電磁弁２を開状態で洗浄と同時に純水製造を平
行して行ってもよい。この場合電磁弁５ａないし５は開
状態としなければならない。還流する純水量は電磁弁５
ａおよび５の開閉状態により規定され、還流量が純水製
造量と等しい。この段階において、ライン中の流量は、
ｕ＝ｑ＋ｒ＋ｓ＋ｔ＝ｖ＋ｚ、ｖ＝ｓ＋ｔ、およびｚ＝
ｐ＝ｑ＋ｒの関係を満足する。次に、一定時間経過し十
分な洗浄が達成された後かもしくは純水タンクレベルが
低下した時点で、図２に示すように、電磁弁４・４ａ・
５・５ａを開状態とし、その他の電磁弁は閉状態とし
て、新たな純水を注入して、素通り（濃縮水）ライン７
および再循環ループライン８内を再循環して不純物を洗
い流した水をシングルバスにて洗浄、排水する。電磁弁
２は開状態でもよい。この工程で純水タンクレベルが低
下しレベルスイッチが作動した時点、もしくは、不純物
を洗い流した水を新たな純水で排水した時点で最初の純
水製造状態に戻る。以上のような工程を繰り重しながら
逆浸透膜に不純物が蓄積する前に洗浄除去を効率的に行
うことで水質と膜の性能を維持し、併せて配管、逆浸透
膜および純水タンク中のバクテリア等の繁殖を防ぐ。

【００２８】前記のようにして製造された純水は、正常
時には、純水タンクから、バイパスライン１４が結合す
る地点より上流側で２つのラインに分岐した純水供給ラ
イン１５を経て、純水供給ライン１５の下流側のライン
に設けた送液ポンプE、Fによって、ユースポイントある
いは外部クライアント装置へ純水を送液出来る。

【００２９】実施例２前記図３の工程の後で、純水タンク液面が中間位にある
時は、図４の工程で高圧ポンプＡおよび供給ポンプＢの
作動下に電磁弁３ａ、４ａ、５ａを開状態とし、その他
の電磁弁を閉状態にする制御で純水による膜洗浄は、一
部は排水しながら、また、一部は再循環することで膜の
不純物を洗浄除去することができる。さらに、電磁弁２
を開状態でさらに一部は純水を製造しながら行うことが
できる（請求項１１に対応）。この制御において、ライ
ン中の流量は、ｕ＝ｖ＋ｚ、ｐ＝ｑ、ｕ＝ｑ＋ｓおよび
ｖ＝ｓ＋ｘの関係を満足する。本実施例の場合も、実施
例１の場合と同様に製造された純水は、バイパスライン
１４から、純水供給ライン１５へ純水の供給を続けるこ
とが出来る。

【００３０】実施例３前記実施料の電磁弁１を開とした純水製造工程下のバリ
エーションとして、例えば電磁弁４ａおよび４を開、３
ａを開、３を閉とすると濃縮水の流れは排水が相対的に
増加し、回収率が低下する。逆に３ａおよび３を開、４
ａを開、４を閉とすると回収率は向上し純水製造に有利
となる。３ａおよび３を開、４ａおよび４を閉とすると
さらに回収率は向上する。また、電磁弁１を開の状態
で、電磁弁５ａ、５を全開もしくは半開、全閉鎖にする
とそれぞれ純水の還流割合が低下する。純水の還流量を
増やしタンク内の逆浸透水を再度逆浸透することにより
純水タンクの清浄化が達成される。この場合、ライン中
の流量は、ｕ＝ｗ＋ｐ＋ｓ＋ｔ＝ｖ＋ｚ、ｐ＝ｑ＋ｒお
よびｖ＝ｓ＋ｔ＋ｘ＋ｙの関係を満足する。このような
弁の開閉状態を組み合わせることにより、純水の製造と
膜洗浄を同時に行うことができる。ただし、電磁弁の開
閉状態の組み合わせは前記のようなものに限定されるも
のではなく、純水の製造と純水による膜洗浄を同時に行
うことができるものであれば良い。なお、図１〜４にお
いて、全部塗り潰し状態の弁は閉状態、半塗り潰し状態
の弁は開閉任意選択、塗り潰されていない状態の弁は開
状態をそれぞれ示す。

【００３１】

【表１】 ○はポンプが動作あるいは弁が開状態にあることを示
す。×はポンプが停止あるいは弁が閉状態にあることを
示す。三角はポンプが動作あるいは停止、弁が開あるい
は閉状態の任意であることを示す。

【００３２】

【効果】発明に係る逆浸透装置および該装置を使用した
純水の製造法によると、純水による逆浸透膜への優れた
洗浄効果により逆浸透膜の性能が長期に維持され、さら
に純水の水質も従来の装置に比べ優れている。また、純
水の製造効率も格段に改善される。逆浸透膜の交換頻度
や薬液洗浄の頻度が減少することにより、保守にかかる
費用も格段に少ない。大量の純水の安定供給を必要とす
る血液透析治療のための透析用水の供給手段として応用
できる。また、ユースポイントあるいは外部クライアン
ト装置に純水を供給するラインに設けた供給ポンプが故
障で停止、あるいはなんらかの理由で該供給ポンプが駆
動不能な状態になった場合でも、ユースポイントあるい
は外部クライアント装置への純水の供給を継続できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】逆浸透膜自動製造機構付逆浸透装置の各部品取
り付け配置および配管フローを説明した図である。

【図２】逆浸透膜をシングルバス洗浄するフロー図であ
る。

【図３】逆浸透膜を純水で再循環洗浄するフロー図であ
る。

【図４】逆浸透膜を純水で再循環洗浄し、一部を排水す
るとともに純水製造も平行して実施できるフロー図であ
る。

【図５】従来例の間欠運転型ＲＯシステムフロー図であ
る。

【符号の説明】

Ａ高圧ポンプＢ供給ポンプＣ逆浸透装置Ｄ安全弁Ｅユースポイントあるいは該純水が使用される外部
クライアント装置に供給するための供給ポンプＦユースポイントあるいは該純水が使用される外部
クライアント装置に供給するための供給ポンプ α レベルスイッチ β レベルスイッチｐ純水タンクからの再循環量ｑ弁を通過する流量ｑ弁を通過する流量ｒ弁を通過する流量ｓ弁を通過する流量ｔ弁を通過する流量ｕポンプを通過する流量ｖ流量ｗポンプを通過する流量ｘ弁を通過する流量ｙ弁を通過する流量ｚ弁を通過する流量１電磁弁２電磁弁３電磁弁３ａ電磁弁４電磁弁４ａ電磁弁５電磁弁５ａ電磁弁６原水負荷ライン７素通り（濃縮水）ライン８再循環ループライン９排水ライン１０純水（逆浸透水）ライン１１純水還流ライン１２三方電磁弁１３初期抜水ライン１４純水供給ラインと前記純水還流ラインの間のバイ
パスライン１５ユースポイントあるいは外部クライアント装置へ
の純水供給ライン１６循環ライン１７流量調節弁１８流量調節弁１９流量調節弁

フロントページの続き (72)発明者金成泰北九州市八幡西区則松２丁目８番21号 (72)発明者山中邦彦北九州市小倉北区上到津３丁目11番１号 301 Ｆターム(参考） 4D006 GA03 JA53A JA55A JA56A JA57A JA59A JA63A JA67A KA11 KA63 KC02 KC13 KE01Q KE24Q PA01 PB05 PB06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原水を逆浸透装置に供給する原水負荷ラ
イン、原水負荷ラインの逆浸透装置の上流側に設けた原
水または純水を高圧にするために使用する手段（以下、
液体加圧化手段とも言う）、逆浸透膜を通過した純水と
逆浸透膜を素通りした濃縮水に原水を分離する逆浸透膜
を有する逆浸透装置、一端を逆浸透装置に接続し、他端
を前記原水負荷ラインに接続して再循環ループラインを
形成する素通りライン（濃縮水ライン）、前記素通りラ
イン（濃縮水ライン）から分岐して形成された排水ライ
ン、前記原水負荷ラインと素通りライン（濃縮水ライ
ン）とで形成された再循環ループライン、逆浸透装置で
製造された純水の貯留容器、該純水貯留容器より貯留さ
れた純水を該純水が使用されるユースポイントあるいは
外部クライアント装置に供給するための供給手段を配置
した純水供給ライン、逆浸透装置で分離された純水の一
部を原水負荷ラインに循環する純水還流ライン、純水を
純水タンクに供給する純水ラインおよび前記前記純水ラ
インから分岐する初期抜水ライン、前記純水還流ライン
から分岐し、純水還流ラインに流れる一部の純水を直接
に純水貯留容器に戻す循環ライン、該循環ラインに装着
された流量調節部材、を少なくとも有して構成され、か
つ原水の製造中において逆浸透装置の逆浸透膜を純水に
より清浄化できる自動洗浄機構付逆浸透装置において、
前記純水供給ラインと、前記純水還流ラインまたは前記
調整バルブの上流側の前記循環ラインとの間にバイパス
ラインを設け、かつ前記循環ラインに装着された流量調
節部材の調節によって、前記純水貯留容器から流出した
純水の少なくとも一部を前記純水供給ラインに送液可能
なことを特徴とする自動洗浄機構付逆浸透装置。
【請求項２】排水ライン、再循環ループラインおよび
純水還流ライン上に流量調節手段を設けた請求項１記載
の逆浸透装置。
【請求項３】流量調節手段の少なくとも一個が流量調
節バルブであることを特徴とする請求項１または２のい
ずれかに記載の逆浸透装置。
【請求項４】流量調節手段の少なくとも一個が複数個
の並列弁であることを特徴とする請求項１〜３のいずれ
かに記載の逆浸透装置。
【請求項５】初期抜水ラインが該ラインを開閉する弁
を有するものである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装置。
【請求項６】素通りライン（濃縮水ライン）と純水還
流ラインが高圧ポンプの上流側で前記原水負荷ラインに
接続されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに
記載の逆浸透装置。
【請求項７】素通りライン（濃縮水ライン）と純水還
流ラインが原水負荷ラインの同一地点（該地点を、以下
Ｆ地点とも言う）に接続されたことを特徴とする請求項
６記載の逆浸透装置。
【請求項８】純水置換および洗浄工程の実施時間をそ
れぞれある一定時間に予め定めるとともに、該時間内で
あっても貯留容器の液面があるレベル以下になった場合
には直ちに純水製造工程に移行させる制御手段を有する
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の逆浸
透装置。
【請求項９】前記バイパスラインに流量調節部材を設
けたことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の
逆浸透装置。
【請求項１０】前記バイパスラインと前記純水供給ラ
インとの結合部位が前記供給手段の上流側であることを
特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の逆浸透装
置。
【請求項１１】供給ラインが少なくとも２つの並列な
関係に配置された純水供給ラインを有し、かつ、前記バ
イパスラインと前記純水供給ラインとの結合部位の上流
側で前記バイパスラインが分岐して並列な関係に配置さ
れた前記純水供給ラインのそれぞれに結合し、また、前
記分岐したバイパスにそれぞれ流量調節部材を設けられ
たことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の
逆浸透装置。
【請求項１２】前記バイパスラインが前記純水還流ラ
インに結合する位置と前記循環ラインが前記純水還流ラ
インに結合する位置が、前記純水還流ラインの同一位置
であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記
載の逆浸透装置。
【請求項１３】前記バイパスラインが前記純水還流ラ
イン１１に結合する位置が、前記純水還流ラインの上流
側にあり、かつ、前記循環ラインが前記純水還流ライン
に結合する位置が前記純水還流ライン１１の下流側にあ
ることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の
逆浸透装置。
【請求項１４】請求項１〜１３のいずれかに記載の逆
浸透装置を使用して、最初に原水を逆浸透装置に供給す
る原水負荷ライン、初期抜水ライン、排水ラインに連結
する素通りライン（濃縮水ライン）および排水ラインを
開状態、再循環ループラインを開閉任意選択とし、その
他のラインを開または閉状態で液体加圧化手段を作動さ
せて逆浸透操作を行い、該操作によって製造された純水
を初期抜水ラインから抜水し、該抜水された純水の濃度
を検査し、その濃度が一定以上に良くなった段階で、下
記（１）〜（３）の各工程を連続して少なくとも１回以
上行って純水を製造し、かつ、純水の製造中、または純
水の製造後にユースポイントあるいは外部クライアント
装置に純水を供給することを特徴とする純水の製造法。（１）純水製造工程原水負荷ライン、排水ラインに連結する素通りライン
（濃縮水ライン）ライン、排水ラインおよびを純水ライ
ン開状態、再循環ループラインを開閉任意選択とし、そ
の他のラインを開または閉状態で原水を供給し、液体加
圧化手段を作動させ原水を高圧化し逆浸透装置に送り純
水を製造する工程。（２）純水置換洗浄工程前記（１）の純水製造工程により製造された純水の貯留
量が貯留容器のあらかじめ定められた高位の液面位置に
達した状態になった場合（Ａ）、あるいは純水の液面が
貯留容器の一定レベル以上にある純水の貯留量で、製造
された純水の純度を検知し、その純度が一定以下に悪化
した状態になった場合（Ｂ）、前記（Ａ）あるいは
（Ｂ）の状態を検知して原水の供給を停止し、かつ純水
ラインを開閉任意選択とし、排水ラインに連結する素通
りライン（濃縮水ライン）および排水ラインを開状態、
再循環ループライン（弁３ａと３）を開または閉状態で
逆浸透装置に純水還流ラインから純水を供給して素通り
（濃縮水）ライン中および逆浸透装置中の濃縮水を排出
しつつ純水に置換する工程。（３）高速洗浄工程前記（２）の工程による純水の置換状態で、原水負荷ラ
インからの原水の供給を停止状態、再循環ループライン
を開状態、および排水ラインを閉状態として液体加圧化
手段の作動下で純水を高流量で再循環ループライン中を
再循環させて逆浸透装置の逆浸透膜を高速洗浄した後、
この不純物を洗い流した洗浄水を排水ラインに連結する
素通りライン（濃縮水ライン）、排水ラインおよび純水
還流ラインのみを開状態、純水ラインは開閉任意選択と
し、その他のラインを開または閉状態として液体加圧化
手段の作動下に新たな純水を注入して排水ラインから排
出する工程。
【請求項１５】前記純水置換洗浄工程および高速洗浄
工程を、純水置換洗浄および洗浄工程の任意に設定可能
な実行時間をあらかじめ定めた一定時間行うとともに、
該時間内であってもタンクの液面があらかじめ定めた低
位の液面以下になった場合には直ちに純水製造工程に移
行させることを特徴とする請求項１４記載の純水の製造
法。
【請求項１６】高速洗浄後、排水ライン、再循環ルー
プライン、純水ラインおよび純水還流ラインを開状態と
して、純水による膜洗浄は、一部は排水しながら、一部
は再循環しながら行うことを特徴とする請求項１４また
は１５記載の純水製造法。
【請求項１７】純水製造工程、純水置換洗浄工程ある
いは高速洗浄工程によりタンクの純水液面があらかじめ
定めた低位と高位の液面間にある場合、原水負荷ライ
ン、純水還流ライン、排水ラインおよび再循環ループラ
インを開状態、また、純水ラインは開状態で逆浸透を連
続して行うことを特徴とする請求項１４〜１６のいずれ
かに記載の純水の製造法。
【請求項１８】前記循環ラインに装着された流量調節
部材の調節によって、前記純水貯留容器から流出した純
水の少なくとも一部を前記純水供給ラインに送液するこ
とを特徴とする請求項１４〜１７のいずれかに記載の純
水の製造法。