JP2003200160A

JP2003200160A - 造水方法および造水装置

Info

Publication number: JP2003200160A
Application number: JP2002002096A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kihara; 正浩木原; Takayuki Nakanishi; 貴之中西; Tamotsu Kitade; 有北出
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2002-01-09
Filing date: 2002-01-09
Publication date: 2003-07-15

Abstract

(57)【要約】【課題】海水から淡水を、より高い回収率、かつ安定的
に製造するための造水方法および造水装置を提供する。【解決手段】膜モジュールユニットを多段に配置し、前
段の膜モジュールユニットの透過水を後段の膜モジュー
ルユニットに供給して透過水を得る造水方法において、
３．０〜４．８重量％の総塩分濃度、かつ２００〜５０
０ｍｇ／ｌのカルシウムイオン濃度、かつ１５００〜３
５００ｍｇ／ｌの硫酸イオン濃度を有する原水の少なく
とも一部を前段の膜モジュールユニットで処理し、総塩
分濃度を原水の５５〜９０％、カルシウムイオン濃度を
原水の９５％以下の範囲に調整したあと、後段の膜モジ
ュールユニットに供給し透過水を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高回収率で海水か
ら淡水を製造するのに好適な、ナノろ過膜と逆浸透膜と
を用いた造水方法および造水装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、海水や高濃度かん水から工業用水
や飲料水などの淡水を得る技術が発達し、従来から一般
的に行われてきた蒸発法にかわって逆浸透膜による海水
淡水化法が注目を集めるようになった。この逆浸透膜海
水淡水化は、淡水を製造するのに要するエネルギーが少
なく、かつ高品質な淡水を得ることができるため、様々
な分野における利用が期待されている。

【０００３】通常の逆浸透海水淡水化の場合、高圧ポン
プを用いて逆浸透膜モジュールの供給海水を約６．０〜
６．５ＭＰａ程度に加圧し、透過水（淡水）を得るが、
この場合の供給海水に淡水の回収割合(回収率)は、たか
だか４０％程度である。

【０００４】海水淡水化において、淡水回収率は直接、
淡水の製造コストに寄与するものであり、回収率は高い
ほど好ましい。しかし、実際に回収率を上げることは、
通常の逆浸透海水淡水化では限度があった。すなわち、
回収率を上げるためには、非常に高い圧力が必要にな
る。このため供給水の塩濃度が低いモジュールの上流側
エレメントでは、海水の浸透圧と運転圧力の差（有効圧
力）が大きくなりすぎ、逆浸透膜の透過水量が過大にな
り供給水中に含まれる汚れ成分（濁質）が急速に逆浸透
膜に目詰まりして、性能が低下するという問題がある。

【０００５】上記の問題を解決するために、特開平８−
１０８０４８号公報では、逆浸透膜モジュールを多段に
配置し、前段逆浸透膜モジュールの濃縮水を昇圧して後
段逆浸透膜モジュールに供給し、各段の有効圧力が過大
にならないように運転することにより、逆浸透膜の性能
低下を防ぎながら高回収率で海水淡水化を行う手段を開
示している。これによれば、例えば、前段逆浸透膜モジ
ュールの圧力を６．５ＭＰａ程度、後段逆浸透膜モジュ
ールの圧力を９．０ＭＰａ程度にして運転することによ
り、塩濃度３．５％の海水から回収率６０％で淡水を安
定して得ることが出来るようになる。

【０００６】しかしながら、上記特開平８−１０８０４
８号公報の手段を用いたとしても、その淡水回収率は６
０％程度まで上げるのが限界である。これは、淡水回収
率を上げていくと、逆浸透膜の濃縮海水濃度が高くな
り、物質収支的には約６５％程度の回収率で、海水中に
含まれる硫酸カルシウムなどの、いわゆるスケール成分
濃度が溶解度限を越え、スケールとして逆浸透膜面上に
析出し、膜の目詰まりを起こさせる原因となること、お
よび塩濃度の上昇に伴う浸透圧の増加により、後段膜モ
ジュールの運転に９．０ＭＰａ以上のさらに高い圧力が
必要となることが問題となるためである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
した従来技術の問題点を解決し、海水から淡水を、より
高い回収率、かつ安定的に製造するための造水方法およ
び造水装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、膜モジュールユニットを多段に配置し、前
段の膜モジュールユニットの透過水を後段の膜モジュー
ルユニットに供給して透過水を得る造水方法において、
原水として３．０〜４．８重量％の総塩分濃度、かつ２
００〜５００ｍｇ／ｌのカルシウムイオン濃度、かつ１
５００〜３５００ｍｇ／ｌの硫酸イオン濃度を有する原
水の少なくとも一部を前段膜モジュールユニットで処理
し、総塩分濃度を原水の５５〜９０％、カルシウムイオ
ン濃度を原水の９５％以下の範囲に調整したあと、後段
の膜モジュールユニットに供給し透過水を得る造水方法
を特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の造水方法では、多段に配
置した膜モジュールユニットの前段は、塩分やカルシウ
ムイオンの濃度を調整することができる膜であればよ
く、例えば逆浸透膜やイオン交換膜、荷電モザイク膜な
どを用いることができるが、分離効率が良く、比較的低
い圧力で運転が可能なナノろ過膜を用いるのが好まし
い。また、後段には塩排除率が高く、透過水量の多い逆
浸透膜を用いることが好ましい。

【００１０】上記、前段ナノろ過膜モジュールについて
は、さらにこれを多段に配置し、前段ナノろ過膜モジュ
ールの濃縮水を後段のナノろ過膜モジュールに供給して
透過水を得ることができる。また、後段の逆浸透膜モジ
ュールについても同様にこれを多段に配置し、前段逆浸
透膜モジュールの濃縮水をそのまま後段逆浸透膜モジュ
ールに供給し透過水を得てもよいし、前段逆浸透膜モジ
ュールの濃縮水を昇圧して後段逆浸透膜モジュールに供
給し透過水を得ることも好ましい。さらに、このとき前
段逆浸透膜モジュールの操作圧力Ｐ（ｎ）と後段逆浸透
膜モジュールの操作圧力Ｐ（ｎ＋１）の関係が次式の範
囲も好ましい。

【００１１】１．１５≦Ｐ（ｎ＋１）／Ｐ（ｎ）≦１．８上記の造水方法においては、ナノろ過膜モジュールユニ
ットの供給水にスケール防止剤を注入してからナノろ過
することも、カルシウムイオン除去率が高いナノろ過膜
を用いる際に生ずる硫酸カルシウムスケールの発生を防
止し、回収率を高めることができるので好ましい。

【００１２】また、精密ろ過膜、または限外ろ過膜で処
理したろ過水を供給原水として用いることも、ナノろ過
膜の汚れによる性能低下を軽減できるため好ましい。

【００１３】本発明の造水方法では、原水量の３０〜１
００％、好ましくは３５〜９５％、さらに好ましくは４
０〜９０％を前段の膜モジュールユニットで処理し、未
処理の原水と混合して後段の膜モジュールユニットに供
給するのが好ましい。

【００１４】また、本発明では、前段膜モジュールユニ
ットの供給水に対する透過水の割合が６５〜９５％、好
ましくは７５〜９０％の範囲になるよう運転することが
好ましく、さらに後段膜モジュールユニットの供給水に
対する透過水が７０〜８５％の範囲になるよう運転する
ことが好ましい。

【００１５】さらに原水に対する後段膜モジュールユニ
ットの透過水の割合（総合回収率）が６０〜８０％、好
ましくは６５〜７５％の範囲になるよう運転することも
好ましい。

【００１６】また、上記の造水方法を具現化するため
に、本発明は膜モジュールユニットを多段に配置し、前
段にナノろ過膜モジュールユニットを配置し、該ナノろ
過膜モジュールユニットの透過水流路に後段の逆浸透膜
モジュールユニットを配置し、かつ、ナノろ過膜モジュ
ールユニットの供給原水の一部をバイパスさせ、該モジ
ュールユニットの透過水と混合する手段を、逆浸透膜モ
ジュールユニット供給水流路に設けた造水装置を特徴と
する。

【００１７】上記造水装置においては、前段のナノろ過
膜モジュールを多段に配置し、該ナノろ過膜モジュール
の濃縮水流路に後段のナノろ過膜モジュールを配置する
のが好ましく、さらに前段ナノろ過膜モジュールの膜面
積Ｓ１（ｎ）と後段ナノろ過膜モジュールの膜面積Ｓ１
（ｎ＋１）の関係が次式の範囲にあることが好ましい。

【００１８】１．５≦Ｓ１（ｎ）／Ｓ１（ｎ＋１）≦５また、逆浸透膜モジュールについてもこれを多段に配置
し、前段逆浸透膜モジュールの濃縮水流路に後段の逆浸
透膜モジュールを配置するのが良く、さらに前段逆浸透
膜モジュールの膜面積Ｓ２（ｎ）と後段逆浸透膜モジュ
ールの膜面積Ｓ２（ｎ＋１）の関係が次式の範囲にある
ことが好ましい。

【００１９】１．６７≦Ｓ２（ｎ）／Ｓ２（ｎ＋１）≦２．５さらに、多段に配置した逆浸透膜モジュールの濃縮水流
路に濃縮水の昇圧手段を配置することも好ましい。

【００２０】また、ナノろ過膜モジュールユニットの供
給原水流路に、スケール防止剤の注入手段を設けること
も好ましい。

【００２１】さらに、精密ろ過膜モジュールユニット、
または限外ろ過膜モジュールユニットをナノろ過膜モジ
ュールユニットの供給原水流路に設けることも好まし
い。

【００２２】本発明の一実施態様に係る造水装置を図１
を用いて説明する。図１において造水装置は、原水であ
る海水の濁質を除去する除濁装置２、ナノろ過膜モジュ
ールユニット３と該ナノろ過膜モジュールユニット３の
供給原水を加圧する加圧ポンプ４、および該ナノろ過膜
モジュールユニット３の供給原水の一部をバイパスさせ
るバイパス流路５と、ナノろ過膜の透過水６とバイパス
した原水を混合する手段７と、供給水８を脱塩して透過
水１１を得る逆浸透膜モジュールユニット９および、該
逆浸透膜モジュールユニット９の供給水８を加圧する高
圧ポンプ１０からなっている。

【００２３】ここで、前段のナノろ過膜モジュールユニ
ット３では、供給原水の全量をナノろ過処理するか、ま
たは原水の一部をナノろ過処理し、バイパス流路５をバ
イパスさせた供給原水とナノろ過膜の透過水６を混合手
段７により混合させる。このとき、後段の逆浸透膜モジ
ュールユニット９への供給水８に含まれる総塩分濃度は
原水の５５〜９０％、カルシウムイオン濃度は原水の９
５％以下の範囲に調整するのが好ましい。また、このと
き硫酸イオン濃度についても原水の８０％以下の範囲に
調整するのが好ましい。

【００２４】その理由は、総塩分濃度が上記範囲にある
と、後段の逆浸透膜モジュールユニット９の供給水８の
浸透圧が下がり、逆浸透膜の運転圧力を低く設定でき
て、高圧ポンプ１０の消費電力を低減することが可能に
なるのと、逆浸透膜への圧力負荷が低減でき、逆浸透膜
の寿命が長くなる、あるいは、同じ運転圧力でもより高
回収率で多くの透過水を得ることができる等の効果があ
るためである。また、カルシウムイオン濃度が上記範囲
にあると、高回収率でも逆浸透膜面でのスケール生成の
原因となる硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）の析出が抑制
され、逆浸透膜モジュールユニット９の透過水回収率を
向上させることが可能となるためである。

【００２５】ナノろ過膜の種類、性能などは特に限定す
るものではなく、供給原水の全量をナノろ過処理する
か、原水の一部をナノろ過処理しバイパスさせた供給原
水と混合させたあとで、総塩分濃度が原水の５５〜９０
％、カルシウムイオン濃度が原水の９５％以下の範囲に
なるようなナノろ過膜であればよいが、好ましくは、ナ
ノろ過膜の材質としては、ポリアミド系、ポリピペラジ
ンアミド系、ポリエステルアミド系、あるいは水溶性の
ビニルポリマーを架橋したものなどを使用するのがよ
い。また、その膜構造としては、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面の膜
に向けて徐々に大きな孔径の微細孔を有するもの（非対
称膜）や、このような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分離機能層を有するものなどを
使用するのが好ましい。また、低圧力で高ろ過水量を得
られる膜が経済的であるが、このためには複合膜である
ことが好ましく、中でも、透過水量、耐薬品性等の点か
らポリアミド系の複合膜が、さらにはピペラジンポリア
ミド系複合膜を用いるのが好ましい。

【００２６】ナノろ過膜の形態は、平膜状の膜を集水管
の周囲に巻囲したスパイラル型エレメントや、プレート
型支持板の両面に平膜を張ったものをスペーサーを介し
て一定の間隔で積層してモジュール化したプレート・ア
ンド・フレーム型エレメント、さらには、管状膜を用い
たチューブラー型エレメント、中空糸膜を束ねてケース
に収納した中空糸膜エレメントとして構成され、耐圧容
器に単数もしくは複数個を直列に接続して収容して構成
される。エレメントの形態としては、いずれの形態であ
ってもよいが、操作性などの観点からスパイラル型エレ
メントを使用するのが好ましい。なお、エレメント本数
は、膜性能に応じて任意に設定することができる。スパ
イラル型エレメントを用いた場合、１つのモジュールに
装填するエレメントの本数は、直列に４〜６本程度が好
ましい。

【００２７】また、ナノろ過膜エレメントの性能につい
ては、３．５％の総塩分濃度の海水を温度２５℃、操作
圧力１．５ＭＰａ、回収率１３％の条件でろ過させたと
きの総塩分（ＴＤＳ：蒸発残留物）の除去率が３０〜８
０％の範囲、かつカルシウムイオン除去率が２０〜８０
％の範囲、硫酸イオン除去率が９５％以上で、膜透過流
束が０．３〜１．５ｍ３／ｍ２／ｄの範囲にあると、上
述した供給水６の総塩分濃度、カルシウムイオン濃度の
範囲を容易に達成できるため好ましい。さらに好まし
くは、総塩分除去率が３５〜７０％の範囲、カルシウム
イオン除去率が３０〜６０％の範囲、硫酸イオン除去率
が９７％以上である。

【００２８】バイパスさせる供給原水の流量は、上述し
た供給水８の総塩分濃度、およびカルシウムイオン濃度
の範囲を満足していれば任意に設定することができる
が、バイパス量を多くするほど、ナノろ過膜で処理する
量が減少するので、ナノろ過に必要なエネルギー（電
力）は少なくて済む。しかし、一方で、バイパス量を多
くしすぎると、混合後の総塩分濃度を上述した範囲に調
整するためには、ナノろ過膜透過水の総塩分濃度を低く
する必要があり、ナノろ過膜の運転圧力を高めるか、ナ
ノろ過膜透過水の回収率を低くする必要があり経済的で
はない。したがって、好ましい範囲としては原水量の３
０〜１００％、をナノろ過膜モジュールユニットで処理
した後、バイパスした未処理の原水と混合するのがよ
い。さらに好ましくは３５〜９５％、さらに好ましくは
４０〜９０％の範囲である。

【００２９】ナノろ過膜の透過水とバイパスさせた原水
を混合する手段７は、特に限定するものではなく、例え
ば、混合槽を設けてもよいし、あるいは、スタティック
ミキサーなどの手段を用いてもよい。

【００３０】前段のナノろ過膜モジュールユニット３の
透過水の回収率については、回収率が低いと得られる透
過水の総塩分濃度は低くなるが、所定の水量を得ること
が困難になり、全体としての回収率を高めることができ
ない。また、回収率が高すぎると全体の回収率を高める
ことは容易になるが、ナノろ過膜の透過水の塩濃度を低
くすることが困難となり、結果として、後段の逆浸透膜
モジュールユニット９の回収率を高めることができなく
なる。したがって、ナノろ過膜モジュールユニット３の
供給水量に対する透過水量の割合の範囲としては、６５
〜９５％の範囲とするのが好ましい。より好ましい範囲
は７５〜９０％である。

【００３１】また、前段ナノろ過膜モジュールユニット
３を所定の回収率で効率よく運転するためには、図２に
示すように、ナノろ過膜モジュールを多段に配置し、前
段のナノろ過膜モジュール３ａの濃縮水を後段のナノろ
過膜モジュール３ｂに供給して透過水を得るようにする
のが好ましい。このとき、前段ナノろ過膜モジュール３
ａの膜面積Ｓ１（ｎ）と後段ナノろ過膜モジュール３ｂ
の膜面積Ｓ１（ｎ＋１）の関係は、次式（１）のごとく
設定するのが好ましい。

【００３２】１．５≦Ｓ１（ｎ）／Ｓ１（ｎ＋１）≦５（１）上記のように前後段のナノろ過膜モジュールの膜面積を
設定することにより、後段側の膜モジュールにおける膜
面流速を高くすることができ、ナノろ過膜面での濃度分
極現象などによるろ過性能の低下を抑制することができ
て、高回収率でも透過水の総塩分濃度を低く保つことが
可能になる。（１）式の範囲外では、十分な膜面流速が
確保できずろ過性能が低下したり、あるいは流速が速す
ぎて、モジュール内の圧力損失が大きくなり、モジュー
ルが変形、あるいは破損する危険性がある。

【００３３】ナノろ過膜モジュールの段数については、
多いほど各段の膜面流速が細かく設定できるため、ナノ
ろ過膜のろ過性能を発揮させやすいが、むやみに多くす
ることは、ユニットの構造を複雑にし設備コストを増大
させてしまうため経済的ではない。そのため実用的な段
数としては２〜４段の範囲で設定するのが好ましい。

【００３４】ナノろ過膜モジュールユニット３の加圧ポ
ンプ４については、特にその形式を限定するものではな
く、遠心ポンプ、渦巻ポンプやタービンポンプ、プラン
ジャーポンプなどの種々の形式のポンプを用いることが
できる。

【００３５】次に、後段の逆浸透膜モジュールユニット
９では、前段のナノろ過膜モジュールユニット３からの
供給水８を高圧ポンプ１０で、供給水の有する浸透圧以
上の所定の圧力まで加圧して逆浸透膜モジュールで脱塩
し透過水１１と濃縮廃水１３に分離する。

【００３６】逆浸透膜としては、水を選択的に透過さ
せ、総塩分の透過を阻止できるものであればよい。膜構
造としては、例えば膜の少なくとも片面に緻密層を備
え、緻密層から反対面に向かってその径が徐々に大きく
なっている微細孔が形成された非対称膜や、この非対称
膜の緻密層の上に他の材料からなる厚みの薄い活性層を
供えた複合膜を用いることができる。そして、膜の材料
としては、酢酸セルロース系ポリマ、ポリアミド、ポリ
エステル、ポリイミド、及びビニルポリマ等の高分子材
料と用いることができる。代表的な逆浸透膜としては、
酢酸セルロース系またはポリアミド系の非対称膜、及
び、ポリアミド系またはポリ尿素系の活性層を有する複
合膜を有する複合膜、および芳香族ポリアミド系の活性
層を有する複合膜を用いることが好ましい。中でも、水
質の変化に対して安定した性能を発現し、トリハロメタ
ンに代表される環境ホルモン等の有害物質を好適に除去
できる芳香族ポリアミド系複合膜は特に好ましい。

【００３７】上記逆浸透膜の形態は、ナノろ過膜と同
様、スパイラル型エレメントや、プレート・アンド・フ
レーム型エレメント、チューブラー型エレメント、中空
糸膜エレメントなどを用いることができ、いずれの形態
であってもよいが、操作性などの観点からスパイラル型
エレメントを使用するのが好ましく、エレメント本数に
ついても、膜性能に応じて任意に設定することができ、
スパイラル型エレメントを用いた場合、１つのモジュー
ルに装填するエレメントの本数は、直列に４〜６本程度
とするのが好ましい。

【００３８】また、逆浸透膜エレメントの性能について
は、３．５％の総塩分濃度の海水を温度２５℃、操作圧
力５．５ＭＰａ、回収率１３％の条件で逆浸透分離させ
たときの総塩分（ＴＤＳ：蒸発残留物濃度）の除去率が
９９％以上、膜透過流束が０．３〜１．５ｍ３／ｍ２／
ｄの範囲にあるのが、透過水の水質が良く、かつ効率的
に透過水を得られるため好ましい。

【００３９】上述の逆浸透膜モジュールユニット９の透
過水回収率については、高い方が全体の回収率が高くで
きるので望ましいが、高すぎると必要な運転圧力が高く
なり、また得られる透過水の水質も悪くなるため、経済
的でない。また、回収率を低く設定するのは、透過水の
水質は良くなるが、得られる水量が減って全体の回収率
が低下するため経済的ではない。したがって、逆浸透膜
モジュールユニットの供給水量に対する透過水量の割合
の範囲としては、７０〜８５％とするのが好ましい。

【００４０】また、逆浸透膜モジュールユニット９を所
定の回収率で効率よく運転するためには、図２に示すよ
うに、逆浸透膜モジュールを多段に配置し、前段の逆浸
透膜モジュール９ａの濃縮水を後段の逆浸透膜モジュー
ル９ｂに供給して透過水を得るようにするのが好まし
い。このとき、前段逆浸透膜モジュール９ａの膜面積Ｓ
２（ｎ）と後段逆浸透膜モジュール９ｂの膜面積Ｓ２
（ｎ＋１）の関係は、次式（２）のごとく設定するのが
好ましい。

【００４１】１．６７≦Ｓ２（ｎ）／Ｓ２（ｎ＋１）≦２．５（２）上記のように前後段の逆浸透膜モジュールの膜面積を設
定することにより、後段側の膜モジュールにおける膜面
流速を高くすることができ、逆浸透膜面での濃度分極現
象などによる分離性能の低下を抑制することができて、
高回収率でも透過水の水質を良好にすることが可能にな
り、また、濃度分極で有効圧力が低下することによる透
過水量の減少を抑制することができる。（２）式の範囲
外では、十分な膜面流速が確保できず透過水質や造水量
が低下したり、あるいは流速が速すぎて、モジュール内
の圧力損失が大きくなり、モジュールが変形、あるいは
破損する危険性がある。

【００４２】逆浸透膜モジュールの段数については、多
いほど各段の膜面流速が細かく設定できるため、逆浸透
膜の性能を発揮させやすいが、むやみに多くすること
は、ユニットの構造を複雑にし設備コストを増大させて
しまうため経済的ではない。そのため実用的な段数とし
ては２〜４段の範囲で設定するのが好ましい。

【００４３】また、各段の逆浸透膜モジュールの操作圧
力については、別段、途中に昇圧手段を設けずに、１段
目供給水の操作圧力だけで後段逆浸透膜モジュールを運
転しても十分に効率よく透過水を得ることができるが、
さらに、図３に示すように逆浸透膜モジュールユニット
の前段逆浸透膜モジュール９ａと後段逆浸透膜モジュー
ル９ｂの間の濃縮水流路１５に、濃縮水を昇圧する手段
１６を設け、操作圧力を上げて後段逆浸透膜モジュール
に供給し透過水を得ることも、各段の逆浸透膜モジュー
ルの分離効率をさらに高め、経済的に透過水を得られる
ため、より好ましい。このとき、各段の操作圧力につい
ては、前段逆浸透膜モジュールの操作圧力Ｐ（ｎ）と後
段逆浸透膜モジュールの操作圧力Ｐ（ｎ＋１）の関係を
次式（３）の範囲に設定することが好ましい。

【００４４】１．１５≦Ｐ（ｎ＋１）／Ｐ（ｎ）≦１．８（３）また、逆浸透膜モジュールの操作圧力は、例えば３．５
％の総塩分濃度の海水では、逆浸透膜モジュールの回収
率が４０％で５．５〜７．０ＭＰａ、回収率が６０％な
らば、８．５〜１０．０ＭＰａが必要となるが、本発明
では、逆浸透膜モジュールに供給される海水の総塩分濃
度が、ナノろ過膜により２．０〜３．１％程度に低減さ
れるため、同じ回収率ならば操作圧力は通常よりも低く
設定することができる。具体的な操作圧力は、原海水の
濃度や、ナノろ過膜モジュールユニット３での総塩分濃
度調整、逆浸透膜モジュールユニット９の回収率によっ
て適宜選定されるが、例えば、総塩分濃度３．５％の海
水をナノろ過膜モジュールユニット３によって調整し、
逆浸透膜モジュールユニット９の供給水として総塩分濃
度を２．５％、逆浸透膜モジュールの回収率を８０％と
するならば、操作圧力は８．０〜９．５ＭＰａの範囲で
設定するのが好ましい。

【００４５】逆浸透膜モジュールユニット９の高圧ポン
プ１０については、遠心ポンプ、渦巻ポンプやタービン
ポンプ、プランジャーポンプなどの種々の形式のポンプ
を用いることができる。また、逆浸透膜モジュールを多
段に配置し、前段逆浸透膜モジュールの濃縮水を昇圧す
る場合の昇圧手段１６については、遠心ポンプ、渦巻き
ポンプなどのブースターポンプを用いることができる。

【００４６】また、上述したように逆浸透膜モジュール
ユニット９の操作圧力は例えば８．０〜９．５ＭＰａと
非常に高圧であり、ユニットから排出される濃縮水もほ
ぼ同程度の圧力を有している。したがって、図２、ある
いは３に示すようにエネルギー回収手段１４を配置し、
濃縮水の圧力エネルギーを有効に回収するのが好まし
い。エネルギー回収の方式としては、逆転ポンプやペル
トン水車、ターボチャージャー、圧力変換器など種々の
方式があるが、本発明では特にこだわることはなく、い
ずれの方式でも用いることができる。

【００４７】この他にも、エネルギー回収の一つの方法
として、図４のようにエネルギー回収手段１４を配置し
て、多段に配置した逆浸透膜モジュールの前段濃縮水を
昇圧することも可能である。この場合、エネルギー回収
装置としては、ターボチャージャー（例えば特開平１−
２９４９０３号公報に記載）を用いるのが、装置構成や
運転方法が簡便になるため好ましい。

【００４８】上述したような方法によって得られる逆浸
透膜モジュールユニット９の透過水は、最終的に、原水
量に対する後段逆浸透膜モジュールユニット９の透過水
量の割合が、６０〜８０％の範囲になるよう運転するこ
とが好ましい。より好ましくは６５〜７５％の範囲であ
る。

【００４９】ところで、ナノろ過膜や逆浸透膜の濃縮水
側では塩分濃度の上昇とともに、スケール成分であるカ
ルシウムイオンと硫酸イオンも濃縮される。このとき、
それぞれのイオンの濃度が高くなると硫酸カルシウムス
ケールとして膜面に析出し膜性能の低下を引き起こす。
発明者らは硫酸カルシウムのスケール析出を引き起こす
限界イオン濃度は、カルシウムイオン濃度が約１２００
ｍｇ／ｌ、硫酸イオンが約２９００ｍｇ／ｌであること
を実験的に確認しており、両方のイオン濃度が上記数値
を同時に超えない限り、膜面でのスケール析出の心配は
ない。

【００５０】本発明においては、逆浸透膜面で硫酸カル
シウムのスケール析出が起こらないようにナノろ過膜モ
ジュールユニットの運転条件やバイパスした原水との混
合比率を調整し、かつ逆浸透膜モジュールユニットの回
収率等の運転条件を設定するため、逆浸透膜モジュール
におけるスケール析出に関しては何ら問題はない。一
方、ナノろ過膜モジュール側では、前述したように使用
するナノろ過膜の性能により、カルシウムイオンの除去
率に大きな差がある。このため、カルシウムイオンの除
去率が比較的低いナノろ過膜では、高回収率の場合で
も、ナノろ過膜の濃縮側におけるカルシウムイオン濃度
が高くなりにくいため、ナノろ過膜面でのスケール析出
は起こりにくいが、カルシウムイオンの除去率が高い膜
では、濃縮水側のカルシウムイオン濃度が高くなりナノ
ろ過膜面で硫酸カルシウムスケールの析出が起こる危険
性がある。したがってこのようなカルシウムイオン除去
率の高いナノろ過膜を用いる場合は、ナノろ過膜モジュ
ールユニットの供給原水にスケール析出防止剤を添加し
て運転するのが好ましい。

【００５１】スケール防止剤を注入する位置について
は、原水に直接注入しバイパス側にもスケール防止剤が
含まれるようにするより、図１の１７に示すように、バ
イパスを分岐させたあとの、ナノろ過膜モジュールユニ
ットの直前で注入する方が、スケール防止剤の添加量を
少なくできるため好ましい。

【００５２】スケール防止剤の種類としては、硫酸カル
シウムのスケール析出を防止できるものならば、何を用
いてもかまわないが、価格や効果の面で、ヘキサメタ燐
酸ナトリウム（ＳＨＭＰ）などのポリ燐酸塩や、エチレ
ンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）に代表される有機系モノ
マー、あるいはポリアクリル酸やアルギン酸などの有機
ポリマー等を用いることが好ましい。

【００５３】スケール防止剤の注入手段としては、供給
水に定量的に注入できる方法であれば形式を問わない
が、例えばダイヤフラムポンプやギヤポンプなどを用い
て、ナノろ過膜モジュールの加圧ポンプの吸引側（低圧
側）に注入するのが正確かつ効率的に注入できるので好
ましい。

【００５４】また、本発明においては、原水１として
は、河川水、湖沼水、地下水、工業廃水などさまざまな
水に適用可能であるが、特に海水または高濃度かん水を
処理するのが、高回収率や経済性など、その特徴を発揮
できる点で好ましい。

【００５５】原水の汚れ指数（ＳＤＩ値）については、
４以下にコントロールすることが好ましい。ＳＤＩ値が
４以下である水は、ナノろ過膜や逆浸透膜の表面に濁質
を付着させるファウリングがほとんど発生しないので長
期間、安定に運転することができる。なお、ＳＤＩ値と
は、対象水中の微細な濁質濃度を示し、（１−Ｔ０／Ｔ
１５）×１００／１５で表される（但し、Ｔ０：０．４
５μｍの精密ろ過膜を用いて試料水を０．２ＭＰａで加
圧ろ過したときに最初の５００ｍｌの試料水の濾過に要
した時間、Ｔ１５：Ｔ０の後さらに同じ条件で１５分間
濾過した後に５００ｍｌの試料水の濾過に要した時
間）。濁質のない場合は０となり、最も汚れた水におけ
る最大値は６．６７となる。

【００５６】原水のＳＤＩを４以下にコントロールする
除濁手段２については、特に方法を限定するものではな
いが、例えば、一般的な凝集沈殿や凝集砂ろ過、ポリッ
シングろ過等のろ過処理を施して用いるのが好ましい。
さらには、精密ろ過膜モジュール、または限外ろ過膜モ
ジュールを用いてろ過することが、ナノろ過膜モジュー
ルや逆浸透膜モジュールにおける濁質や微生物などによ
る汚染を低減でき、運転を安定化させて膜エレメントの
寿命を延長できるため好ましい。ここで精密ろ過膜と
は、０．１〜１μｍの範囲の細孔径を有し、水および溶
解成分を透過して、０．１μｍ以上の濁質、微粒子や微
生物を除去する分離膜であり、限外ろ過膜とは、０．０
１〜０．１μｍの範囲の細孔径を有し、水および溶解成
分を透過して、０．０１μｍ以上の有機高分子や濁質、
微粒子やウイルスや微生物を除去する分離膜である。本
発明においては、上記の機能あるいは細孔径を有する膜
であれば、精密ろ過膜、あるいは限外ろ過膜として、ど
のような材質、形状のものを用いてもよい。両者の膜の
材質としては、ポリアクリロニトリルやポリスルホン、
ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリエーテルスルホン、酢酸セルロース、ポリイミ
ドなどの有機高分子膜や、アルミナ、ジルコニア、アル
ミナーシリカ系などのセラミック膜等を用いることがで
き、形状としては中空糸、チューブラー、モノリス等の
管状膜型や、スパイラル、プレートアンドフレーム等の
平膜型等を用いることができる。

【００５７】また、上記のろ過処理の他に深度２００ｍ
以深の深海層の海水を利用したり、海底砂層などをフィ
ルターとして利用して取水した水を利用するのも、ろ過
処理装置が不要になるので好ましい。

【００５８】

【実施例】以下に実施例によって本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定
されるものではない。＜実施例１〜１０、比較例１〜５＞ナノろ過処理の有
無、および処理条件の違いによる逆浸透膜処理の回収率
や運転圧力への影響を確認するため、ナノろ過膜および
逆浸透膜を用いて、２段の膜モジュールを直列に配置し
た図１に示す造水装置を構成した。

【００５９】ナノろ過膜モジュールは、膜面積が７．０
ｍ２の４インチ径エレメントを作製し、このエレメント
を圧力容器に４〜６本入れて構成した。ナノろ過膜エレ
メントには、温度２５℃、ｐＨ６．５、総塩分濃度約
３．５％、カルシウムイオン濃度約３５０ｍｇ／ｌ、硫
酸イオン濃度約２１００ｍｇ／ｌの海水を１．５ＭＰ
ａ、回収率１３％の条件でろ過したとき、総塩分除去率
が約６２％、カルシウムイオン除去率が約５３％、硫酸
イオン除去率が約９７％、造水量が約４．９ｍ³／ｄの
性能のものを用いた。また、逆浸透膜モジュールも同様
に膜面積が７．０ｍ２の４インチ径エレメントを作製
し、このエレメントを圧力容器に６〜８本入れて構成し
た。逆浸透膜エレメントは、温度２５℃、ｐＨ６．５、
総塩分濃度約３．５％の海水を圧力５．５ＭＰａ、回収
率１３％の条件で供給したとき、総塩分塩除去率が約９
９．７％で、造水量が約５．０ｍ３／ｄの性能のものを
用いた。この造水装置に、精密ろ過膜装置でＳＤＩ値を
２．５〜３．５の範囲に調整した総塩分濃度約３.５
％、カルシウムイオン濃度約３５０ｍｇ／ｌ、硫酸イオ
ン濃度約２１００ｍｇ／ｌの海水を供給し、ナノろ過膜
モジュールユニットで海水を処理し、ろ過水をそのま
ま、あるいはバイパスした海水と混合し、表１に示す塩
分濃度とカルシウムイオン濃度を有する逆浸透膜モジュ
ールの供給水を調整し、これを表１の実施例１〜１０に
示す運転条件逆浸透膜モジュールに供給して海水の淡水
化を行った。また、比較例として、実施例と全く同じ造
水装置を用いて、表１比較例の１〜５に示す本発明の範
囲外の運転条件で海水淡水化を行い、２４時間運転した
あとの性能を評価した。

【００６０】

【表１】

【００６１】その結果、実施例１〜１０では比較的低い
操作圧力、かつ高回収率で逆浸透膜モジュールの運転が
でき、良好な水質の淡水を得ることができたのに対し、
比較例１〜５では逆浸透膜面でのスケール発生によって
回収率を十分に上げることができなかったり、また、実
施例と比べて同じ回収率の淡水を得る場合でも、高い操
作圧力が必要であったり、あるいは、同じ逆浸透膜の操
作圧力では実施例に比べて低い回収率の運転しかできな
かった。

【００６２】また、このとき、ナノろ過膜モジュールの
濃縮水および逆浸透膜モジュールの濃縮水等のカルシウ
ムイオン濃度をＪＩＳＫ０１０１に定めるＩＣＰ発光
分光分析法で、硫酸イオン濃度を同じくＪＩＳＫ０１０
１に定めるイオンクロマトグラフ法で分析した。その結
果、実施例１〜１０、および比較例１〜３ではいずれの
濃縮水でも硫酸カルシウムスケールの析出限界濃度以下
になっており、かつ濃縮水中にもスケールが析出してい
ないことが確認できたが、ナノろ過処理を行わず、かつ
高回収率で逆浸透処理した場合（比較例５）では、逆浸
透膜モジュールのカルシウムイオンと硫酸イオンの濃度
が、同時にスケール析出限界濃度以上になっており、濃
縮水中に硫酸カルシウムのスケールが析出していること
が確認できた。＜実施例１１〜１３、比較例６〜８＞カルシウム除去率
が比較的高いナノろ過膜エレメントを用いた場合の、ス
ケール防止剤の添加効果を調べるために、ナノろ過膜エ
レメントに、温度２５℃、ｐＨ６．５、総塩分濃度約
３．５％、カルシウムイオン濃度約３５０ｍｇ／ｌ、硫
酸イオン濃度約２１００ｍｇ／ｌの海水を１．５ＭＰ
ａ、回収率１３％の条件でろ過したとき、総塩分除去率
が約６５％、カルシウムイオン除去率が約７２％、硫酸
イオン除去率が約９９％、造水量が約４．８ｍ³／ｄ
の、カルシウムイオン除去率が高い性能のものを用いた
他は、実施例１と同じ装置を用い、表２の実施例ではナ
ノろ過膜モジュールの供給原水にスケール防止剤として
ヘキサメタ燐酸ナトリウムを表２実施例１１〜１３に示
す割合で注入添加し、表２に示す条件で海水淡水化を行
った。

【００６３】

【表２】

【００６４】その結果、実施例１１〜１３ではナノろ過
膜モジュール濃縮水中のカルシウムイオン濃度が高いに
もかかわらず、スケール防止剤の効果で、スケールの発
生は起こらず、高い回収率でナノろ過処理することがで
き、また、逆浸透膜モジュールも高回収率でスケール発
生せずに良好に運転できたのに対し、スケール防止剤を
注入しなかった比較例６〜８ではナノろ過膜の濃縮水中
に硫酸カルシウムスケールが発生し、ナノろ過膜モジュ
ール透過水の回収率を上げることができず、その結果、
逆浸透膜モジュールの回収率を合わせた総合回収率も本
発明の範囲ではあるが実施例に比べて低い値であった。＜実施例１４＞ナノろ過膜モジュールおよび逆浸透膜モ
ジュールをそれぞれ多段に配置した場合の効果を確認す
るため、実施例１と同じナノろ過膜エレメントを用い、
これを圧力容器に３本入れたナノろ過膜モジュール２本
を前段に、同様に圧力容器に２本入れたナノろ過膜モジ
ュール１本を後段に配置してナノろ過膜モジュールユニ
ットを構成するとともに、実施例１と同じ逆浸透膜モジ
ュールを用い、これを圧力容器に４本入れた逆浸透膜モ
ジュール２本を前段に、１本を後段に配置して逆浸透膜
モジュールを構成して図２に示す造水装置を構成した。

【００６５】この造水装置に、凝集砂ろ過装置でＳＤＩ
値を３〜４の範囲に調整した総塩分濃度約３.５重量
％、カルシウムイオン濃度約３５０ｍｇ／ｌ、硫酸イオ
ン濃度約２１００ｍｇ／ｌの海水を供給し、この内７０
％の７０ｍ³／ｄをナノろ過膜モジュールユニットに供
給し、操作圧力２．５ＭＰａ、温度２５℃、でナノろ過
処理したところ、ナノろ過膜モジュールユニットから、
総塩分濃度２．０７％、カルシウムイオン濃度２３９ｍ
ｇ／ｌ、硫酸イオン濃度１３３ｍｇ／ｌの透過水５７．
７ｍ³／ｄが回収率８２．４％で得られた。次に、この
ナノろ過膜モジュールユニットの透過水を、残部３０％
の原海水とスタティックミキサーで混合したところ、総
塩分濃度は２．５６％、カルシウムイオン濃度は２７６
ｍｇ／ｌ、硫酸イオン濃度は８０５ｍｇ／ｌ、水量は８
７．７ｍ³／ｄとなった。

【００６６】次に、この調整海水を逆浸透膜モジュール
に供給し、操作圧力９．０ＭＰａで全量逆浸透分離した
ところ、造水量７０ｍ³／ｄ、回収率８０％で、透過水
質として総塩分濃度２２６ｍｇ／ｌの淡水が得られた。
このとき、造水装置の供給原水量１００ｍ３／ｄに対す
る逆浸透膜モジュール透過水の総合回収率は７０％とな
った。

【００６７】また、上記の運転条件で、約３ヶ月の連続
運転を行ったが、逆浸透膜モジュールユニットから得ら
れる淡水の流量、水質、回収率や操作圧力などは運転初
期とほとんど同じであり、性能低下は見られなかった。＜実施例１５＞逆浸透膜モジュールを多段に配置し、か
つ前段逆浸透膜モジュールの濃縮水を昇圧してから後段
逆浸透膜モジュールに供給して処理した場合の効果を確
認するため、前段逆浸透膜モジュールの濃縮水流路に遠
心式の昇圧ポンプを配置して図３に示す逆浸透膜モジュ
ールを構成した他は実施例１４と同じ造水装置を構成し
た。

【００６８】この造水装置に、限外ろ過膜装置でＳＤＩ
値を１．５以下に調整した総塩分濃度約３.５重量％、
カルシウムイオン濃度約３５０ｍｇ／ｌ、硫酸イオン濃
度約２１００ｍｇ／ｌの海水を供給し、実施例３と同様
の条件でナノろ過処理を行い、さらにバイパスした原水
と混合することによって、実施例３と同じ組成、水量の
逆浸透膜モジュール供給原水を調整した。次に、この調
整海水を逆浸透膜モジュールに全量供給し、前段逆浸透
膜モジュールの操作圧力を６．５ＭＰａ、後段逆浸透膜
モジュールの操作圧力を９．０ＭＰａで逆浸透分離した
ところ、造水量６６ｍ３／ｄ、回収率７５％で、透過水
質として総塩分濃度１７４ｍｇ／ｌの淡水が得られた。
このとき、造水装置の供給原水量１００ｍ３／ｄに対す
る逆浸透膜モジュール透過水の総合回収率は６６％とな
った。

【００６９】また、上記の運転条件で、約３ヶ月の連続
運転を行ったが、逆浸透膜モジュールユニットから得ら
れる淡水の流量、水質、回収率や操作圧力などは運転初
期とほとんど同じであり、性能低下は見られなかった。

【００７０】

【発明の効果】本発明は、膜モジュールユニットを多段
に配置し、前段の膜モジュールユニットの透過水を後段
の膜モジュールユニットに供給して透過水を得る造水方
法において、３．０〜４．８重量％の総塩分濃度、かつ
２００〜５００ｍｇ／ｌのカルシウムイオン濃度、かつ
１５００〜３５００ｍｇ／ｌの硫酸イオン濃度を有する
原水の少なくとも一部を前段の膜モジュールユニットで
処理し、総塩分濃度を原水の５５〜９０％、カルシウム
イオン濃度を原水の９５％以下の範囲に調整したあと、
後段の膜モジュールユニットに供給し透過水を得るた
め、逆浸透膜の濁質やカルシウムスケールによるファウ
リングを抑制するとともに、総塩分濃度の低減により高
回収率で逆浸透膜を運転することができ、例えば海水か
ら淡水を、より高い回収率かつ低コストで安定的に製造
することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様を示す造水装置のフロー図
である。

【図２】本発明の一実施態様の詳細を示す造水装置のフ
ロー図である。

【図３】本発明の逆浸透膜モジュールユニット構成の一
実施態様を示すフロー図である。

【図４】本発明の逆浸透膜モジュールユニット構成の別
の実施態様を示すフロー図である。

【符号の説明】

１：海水２：除濁手段３：ナノろ過膜モジュールユニット３ａ：前段ナノろ過膜モジュール３ｂ：後段ナノろ過膜モジュール４：加圧ポンプ５：原水バイパス流路６：ナノろ過膜モジュールユニット透過水７：混合手段８：逆浸透膜モジュールユニット供給水９：逆浸透膜モジュールユニット９ａ：前段逆浸透膜モジュール９ｂ：後段逆浸透膜モジュール１０：高圧ポンプ１１：逆浸透膜モジュールユニット透過水１２：ナノろ過膜モジュールユニット濃縮廃水１３：逆浸透膜モジュールユニット濃縮廃水１４：エネルギー回収手段１５：前段逆浸透膜モジュール濃縮水１６：昇圧手段１７：スケール防止剤注入手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０１Ｄ 65/08 Ｂ０１Ｄ 65/08 Ｆターム(参考） 4D006 GA03 GA04 GA05 GA06 GA07 HA01 HA21 HA41 HA61 JA02B JA55Z JA71 KA02 KA33 KA41 KA51 KA52 KA53 KA55 KA56 KA57 KB13 KB14 KB15 KD03 KD14 KD30 KE03R KE06R KE12R KE13R MA01 MA02 MA03 MC03 MC18 MC22 MC23 MC29 MC39 MC54 MC57 MC58 MC62 MC63 PA01 PB03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】膜モジュールユニットを多段に配置し、前
段の膜モジュールユニットの透過水を後段の膜モジュー
ルユニットに供給して透過水を得る造水方法において、
３．０〜４．８重量％の総塩分濃度、かつ２００〜５０
０ｍｇ／ｌのカルシウムイオン濃度、かつ１５００〜３
５００ｍｇ／ｌの硫酸イオン濃度を有する原水の少なく
とも一部を前段の膜モジュールユニットで処理し、総塩
分濃度を原水の５５〜９０％、カルシウムイオン濃度を
原水の９５％以下の範囲に調整したあと、後段の膜モジ
ュールユニットに供給し透過水を得ることを特徴とする
造水方法。
【請求項２】硫酸イオン濃度を原水の８０％以下の範囲
に調整したあと、後段の膜モジュールユニットに供給し
透過水を得る、請求項１に記載の造水方法
【請求項３】原水量の３０〜１００％を前段の膜モジュ
ールユニットで処理し、未処理の原水と混合して後段の
膜モジュールユニットに供給する、請求項１または２に
記載の造水方法。
【請求項４】前段膜モジュールユニットの供給水量に対
する透過水量の割合が６５〜９５％の範囲になるよう運
転する、請求項１〜３のいずれかに記載の造水方法。
【請求項５】後段膜モジュールユニットの供給水量に対
する透過水量の割合が７０〜８５％の範囲になるよう運
転する請求項１〜４のいずれかに記載の造水方法。
【請求項６】原水量に対する後段膜モジュールユニット
の透過水量の割合が、６０〜８０％の範囲になるよう運
転する、請求項１〜５のいずれかに記載の造水方法。
【請求項７】前段膜モジュールユニットにナノろ過膜、
後段膜モジュールユニットに逆浸透膜を用いる、請求項
１〜６のいずれかに記載の造水方法。
【請求項８】ナノろ過膜モジュールを多段に配置し、前
段ナノろ過膜モジュールの濃縮水を後段のナノろ過膜モ
ジュールに供給する、請求項７に記載の造水方法。
【請求項９】ナノろ過膜モジュールユニットの供給水に
スケール防止剤を注入してからナノろ過する、請求項７
または８に記載の造水方法。
【請求項１０】逆浸透膜モジュールを多段に配置し、前
段逆浸透膜モジュールの濃縮水を後段逆浸透膜モジュー
ルに供給する、請求項７〜９のいずれかに記載の造水方
法。
【請求項１１】前段逆浸透膜モジュールの濃縮水を昇圧
して後段逆浸透膜モジュールに供給し透過水を得る、請
求項１０に記載の造水方法。
【請求項１２】多段に配置した逆浸透膜モジュールにお
いて、前段逆浸透膜モジュールの操作圧力Ｐ（ｎ）と後
段逆浸透膜モジュールの操作圧力Ｐ（ｎ＋１）の関係が
次式の範囲にある、請求項１０または１１に記載の造水
方法。１５≦Ｐ（ｎ＋１）／Ｐ（ｎ）≦１．８
【請求項１３】精密ろ過膜、または限外ろ過膜で処理し
たろ過水を供給原水とする、請求項１〜１２のいずれか
に記載の造水方法。
【請求項１４】膜モジュールユニットを多段に配置し、
前段にナノろ過膜モジュールユニットを配置し、該ナノ
ろ過膜モジュールユニットの透過水流路に後段の逆浸透
膜モジュールユニットを配置し、かつ、ナノろ過膜モジ
ュールユニットの供給原水の一部をバイパスさせ、該モ
ジュールユニットの透過水と混合する手段を、逆浸透膜
モジュールユニット供給水流路に設けた造水装置。
【請求項１５】ナノろ過膜モジュールを多段に配置し、
前段ナノろ過膜モジュールの濃縮水流路に後段のナノろ
過膜モジュールを配置した、請求項１４に記載の造水装
置。
【請求項１６】前段ナノろ過膜モジュールの膜面積Ｓ１
（ｎ）と後段ナノろ過膜モジュールの膜面積Ｓ１（ｎ＋
１）の関係が次式の範囲にある、請求項１５に記載の造
水装置。１．５≦Ｓ１（ｎ）／Ｓ１（ｎ＋１）≦５
【請求項１７】逆浸透膜モジュールを多段に配置し、前
段逆浸透膜モジュールの濃縮水流路に後段の逆浸透膜モ
ジュールを配置した、請求項１４〜１６のいずれかに記
載の造水装置。
【請求項１８】前段逆浸透膜モジュールの膜面積Ｓ２
（ｎ）と後段逆浸透膜モジュールの膜面積Ｓ２（ｎ＋
１）の関係が次式の範囲にある、請求項１７に記載の造
水装置。１．６７≦Ｓ２（ｎ）／Ｓ２（ｎ＋１）≦２．５
【請求項１９】多段に配置した逆浸透膜モジュールの濃
縮水流路に濃縮水の昇圧手段を配置した、請求項１７ま
たは１８に記載の造水装置。
【請求項２０】スケール防止剤の注入手段を、ナノろ過
膜モジュールユニットの供給源水流路に設けた、請求項
１４〜１９のいずれかに記載の造水装置。
【請求項２１】精密ろ過膜モジュールユニットまたは限
外ろ過膜モジュールユニットを、ナノろ過膜モジュール
ユニットの供給源水流路に設けた、請求項１４〜２０の
いずれかに記載の造水装置。