JP2008000647A - 透析用水製造システム、透析システム及びそれらの運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 透析用水製造システムの運転をしながら、前記システム内の殺菌ができる透析用水製造システムの提供。
【解決手段】 少なくとも透析用水製造装置を含む複数の装置の組み合わせからなる透析用水製造システムであり、前記透析用水製造装置が、気液混合装置と逆浸透膜モジュールを有し、前記気液混合装置が、水と水素及びオゾンの少なくとも一方とを混合して気液混合水を製造するものである、透析用水製造システム。前記気液混合装置は、前記逆浸透膜モジュールの上流側及び下流側の少なくとも一方に配置されている。
【選択図】 なし

Description

本発明は、透析用水製造システム、それを用いた透析システム、それらの運転方法に関する。

透析システムでは、系内に細菌を発生させない、あるいは、発生してもそれを如何に殺菌するかが重要である。特許文献１〜３には、透析用水の製造を停止して、薬液を用いて系を殺菌することが開示されている。
特開平１０−０４３７５８ 特開２００４−０４９９７７ 特開平１１−３３３２６６ 実用新案登録３０６６１９９号

従来の透析システムでは、システム内を殺菌するとき、その都度、透析用水製造装置の運転を停止し、洗浄薬液を用いて逆浸透膜モジュールを逆圧洗浄したり、透析装置内のセントラルマシン、コンソール、パイプを洗浄している。このため、手間がかかると共に、維持コストが上昇する原因となっている。

また、洗浄用の薬液としては次亜塩素酸ナトリウム水溶液等の塩素系の薬液が多く用いられるが、殺菌処理後、システム系内のモジュール、パイプを含む装置内に残留した薬液を除去するため、さらに純水で洗浄処理する必要がある。

本発明は、運転が容易で、維持コストが抑制できる透析用水製造システム、それを用いた透析システム、それらの運転方法を提供することを課題とする。

請求項１の発明は、課題の解決手段として、
少なくとも透析用水製造装置を含む複数の装置の組み合わせからなる透析用水製造システムであり、
前記透析用水製造装置が、気液混合装置と逆浸透膜モジュールを有し、前記気液混合装置が、水と水素及びオゾンの少なくとも一方とを混合して気液混合水を製造するものである、透析用水製造システムを提供する。

本発明の透析用水製造システムは、透析に使用する透析用水を製造するためのシステムであり、透析装置と組み合わせて使用されるものである。

本発明の透析用水製造システムは、気液混合装置と逆浸透膜モジュールを有する透析用水製造装置を含むものであり、透析用水製造装置で使用される他の構成要素として、活性炭処理装置、硬水の軟水処理装置、貯水タンク、加圧ポンプ、それらを連結するパイプ、開閉弁等を組み合わせることができる。

請求項２の発明は、課題の解決手段として、前記気液混合装置が前記逆浸透膜モジュールの上流側及び下流側の少なくとも一方に配置されており、原水と水素及びオゾンの少なくとも一方とを混合するものである、請求項１記載の透析用水製造システムを提供することを課題とする。

本発明の透析用水製造システムでは、気液混合装置が逆浸透膜モジュールの上流側に配置されている場合、透過用水の製造過程において、原水と水素及びオゾンの少なくとも一方とを混合して調製した気液混合水を用いることで、システム全体の運転を停止することなく、下流側に配置された逆浸透膜モジュールを含むシステムの構成要素が殺菌できる。

また本発明の透析用水製造システムでは、気液混合装置が逆浸透膜モジュールの下流側に配置されている場合、逆浸透膜モジュールの処理水と水素及びオゾンの少なくとも一方とを混合して調製した気液混合水を用いて、逆浸透膜モジュールを逆圧洗浄することができるため、逆浸透膜の洗浄と殺菌が同時にできるほか、下流側に配置されたシステムの他の構成要素も殺菌できる。

本発明の透析用水製造システムでは、気液混合装置を逆浸透膜モジュールの上流側と下流側の両方に設けることもできる。

請求項３の発明は、課題の解決手段として、前記気液混合装置が、水が存在する低圧室と、水素及びオゾンの少なくとも一方を含むガス含有水が存在する高圧室とを有しており、前記高圧室内のガス含有水と前記低圧室内の水を混合して気液混合水を調製するものである、請求項１記載の透析用水製造システムを提供する。

低圧室と高圧室を組み合わせた気液混合装置を使用することで、短時間で、水素及びオゾンの少なくとも一方を含む気液混合原水を調製することができる。

請求項４の発明は、他の課題の解決手段として、請求項１〜３のいずれかに記載の透析用水製造システムと透析装置を組み合わせた透析システムを提供する。

請求項５の発明は、他の課題の解決手段として、
請求項１〜３のいずれかに記載の透析用水製造システムの運転方法であり、
気液混合装置で得た気液混合水を流すことにより、前記気液混合装置よりも下流側に位置しているシステムの構成要素を殺菌する、透析用水製造システムの運転方法を提供する。

請求項６の発明は、他の課題の解決手段として、透析用水を製造しながら、前記気液混合装置よりも下流側に位置しているシステムの構成要素を殺菌する、請求項５記載の透析用水製造システムの運転方法を提供する。

請求項７の発明は、他の課題の解決手段として、請求項４記載の透析システムの運転方法であり、気液混合装置で得た気液混合水を流すことにより、前記気液混合装置よりも下流側に位置しているシステムの構成要素を殺菌する、透析システムの運転方法を提供する。

このようにして運転することで、透析用水を製造しながら、システム内を殺菌することができるため、透析用水の製造効率（１日当たりの製造量）が高く、透析用水に対する安全性が高められる。

本発明の透析用水製造システムによれば、透析用水を製造しながら、システムを殺菌することができる。また、水素ガス又はオゾンガスを使用し、次亜塩素酸ナトリウム水溶液等の薬液を使用しないため、安全性が高く、システム内を純水で洗浄する必要もない。さらに、気液混合装置と逆浸透膜モジュールを１つの加圧ポンプの動力のみで運転できるため、エネルギー消費量が抑制される。

図１、図２により、本発明の実施形態を説明する。図１は、透析用水製造システム及び透析システムのフローを示す概略図である。図２は、透析用水製造システムで用いる気液混合装置の縦断面図である。

透析用水製造用の原水（水道水等）は、必要に応じて軟水化装置１及び活性炭処理装置２の一方又は両方で処理した後、加圧ポンプ２１を作動させ、パイプ１２を通して、気液混合装置３に送られる。

気液混合装置３は、一端側が閉塞された筒状ケースハウジング３０により外殻が形成されている。気液混合装置３は、全体がステンレス等の金属やポリ塩化ビニル等の合成樹脂で形成されている。

筒状ケースハウジング３０は、パイプ１２に接続された流入口３５、パイプ１３に接続されたガス流入口３６、パイプ１４に接続された流出口３７を有している。流入口３５は、分岐板３８により、第１流入口３５ａと第２流入口３５ｂの２つに分割されている。ガス流入口３６は、水素ガス又はオゾンガス供給装置４とパイプ１３で接続されている。

パイプ１２と流入口３５の径は同一径であり、パイプ１３とガス流入口３６の径は同一径であり、パイプ１４と流出口３７の径は同一径であるから、原水等が出入りする際における圧力や流量変化が小さく、騒音の発生が抑制される。

筒状ケースハウジング３０内には、同心円を形成するように筒状部材３１が配置され、密閉室３２と低圧室（第１低圧室３３ａと第２低圧室３３ｂ）に分離されている。

密閉室３２は、筒状部材３１の外側で、ケースハウジング３０の一部と分岐板３８で囲まれ、第１流入口３５ａと連通されている。

低圧室は、ケースハウジング３０の残部と分岐板３８で囲まれ、第１流入口３５ｂと連通された第１低圧室３３ａと、第１低圧室３３ａと孔３９で連通された、筒状部材３１の内側の第２低圧室３３ｂとからなっている。密閉室３２と第２低圧室３３ｂは、直径が２ｍｍ程度の細孔からなる噴流孔３４により連通されている。

原水は、気液混合装置３の流入口３５に送られた後、分岐板３８の作用により、密閉室３２と低圧室（第１低圧室３３ａと第２低圧室３３ｂ）の両方に流入する。そして、密閉室３２内の原水中には、ガス流入口３６から水素ガス又はオゾンガスがポンプにより高圧充填される。水素ガス又はオゾンガスは、原水ポンプ２１の押込み圧力以上の圧力で注入され、原水は水素溶解水又はオゾン溶解水となる。

原水に対する水素ガスの充填濃度は、原水１Ｌに対して０．４〜１．８ｍｇ／Ｌが好ましい。また、原水に対するオゾンガスの充填濃度は、原水１Ｌに対して５〜１５ｍｇ／Ｌが好ましい。

密閉室３２内の水素溶解水又はオゾン溶解水は、噴流孔３４から低圧室３３ｂに噴出される。噴出された水素溶解水又はオゾン溶解水と低圧室３３ｂ内の原水が接触することで乱流が生じて、前記原水と水素溶解水又はオゾン溶解水が均一に混合される。その結果、水素溶解水又はオゾン溶解水が原水で混合希釈された気液混合原水が生成される。

生成した気液混合原水は、流出口３７から流出され、ポンプ圧により、パイプ１４から逆浸透膜モジュール５に送られて逆浸透処理される。

また、水素ガス又はオゾンガスが溶解された気液混合原水の作用により、製造システムの運転を停止することなく、気液混合装置３よりも下流側に位置するパイプ１４、逆浸透膜モジュール５、パイプ１５、貯水タンク６が殺菌される。

逆浸透膜モジュール５にて処理された透過水は、パイプ１５を通って透過水タンク６に貯留される。透過水タンク６の貯留水は、送水ポンプ２２を作動させて、セントラルマシン７へ送られ、そこで透析液と混合される。得られた透析液は、さらに複数のコンソール８ａ、８ｂ等において、透析に使用される。

実施例１
図１に示すフローの透析用水製造システム〔但し、逆浸透膜モジュール５として、ダイセン・メンブレン・システムズ（株）製のNRX-43Pを用い、貯水タンク６（容積100Ｌ）の貯留水を加圧ポンプ２１の前に戻すラインを設け、かつポンプ２２以降の部分を含まない。〕を用いて、評価実験を行った。

運転は、逆浸透膜モジュール５で処理して得た貯留水を、加圧ポンプ２１の手前に戻す循環運転を１日当たり６時間行い、また一部を４０Ｌ／ｈｒで弁４４から抜き取った。この運転を３ヶ月継続した。

運転中、システム全体の洗浄を行うことなく、細菌を増殖させた。システム内から採取した水１ｍｌをＲ２Ａ培地上へ塗布し、２週間、室温で放置した。その後、コロニー数を計測する方法で調べたところ、２００CFU／mlであった。

次に、気液混合装置３を作動させ、水素ガスを２００ｍｌ／分にて原水中に注入した（液中の水素濃度は０．４７〜０．６３mg／Ｌ）。その後、上記と同様にして循環運転を継続したところ、１週間後に１４CFU／ml、２週間後に３CFU／mlとなり、細菌数は大きく減少していた。

なお、透析用水製造システムに含まれる各装置の詳細及び処理条件は以下のとおりであった。

（軟水化装置）
原水中のカルシウムイオン、マグネシウムイオン等の硬度成分をナトリウムイオンに置換し、硬度分を０ｐｐｍとする装置。

（活性炭処理装置）
繊維状活性炭フィルター（長さ７５０ｍｍ、目の粗さ１０μm）により、原水中の遊離塩素を吸着除去する装置。

（気液混合装置）
図２に示す構造のもの
材質：ＳＵＳ３０４
筒状ケースハウジング３０の外径：４０Ａ−６５Ａ
筒状部材３１の外径：２０Ａ−３２Ａ
全長（流出口３７を含む軸方向長さ）：２０ｃｍ
噴流孔３４の径：０．２ｃｍ

透析用水製造システム及び透析システムのフローを示す概略図。 透析用水製造システムで用いる気液混合装置の縦断面図。

符号の説明

１ 軟水化装置
２ 活性炭処理装置
３ 気液混合装置
４ 水素ガス又はオゾンガス供給装置
５ 逆浸透膜モジュール
６ 貯水タンク
７ セントラルマシン
８ａ、８ｂ コンソール
２１ 加圧ポンプ
３２ 密閉室
３３ａ、３３ｂ 低圧室
３４ 噴流孔
３５ ガス流入口
３６ ガス流入口
３７ 流出口
３８ 分岐板
４１〜４４ 開閉弁

Claims (7)

1. 少なくとも透析用水製造装置を含む複数の装置の組み合わせからなる透析用水製造システムであり、
   前記透析用水製造装置が、気液混合装置と逆浸透膜モジュールを有し、前記気液混合装置が、水と水素及びオゾンの少なくとも一方とを混合して気液混合水を製造するものである、透析用水製造システム。
2. 前記気液混合装置が前記逆浸透膜モジュールの上流側及び下流側の少なくとも一方に配置されており、原水と水素及びオゾンの少なくとも一方とを混合するものである、請求項１記載の透析用水製造システム。
3. 前記気液混合装置が、水が存在する低圧室と、水素及びオゾンの少なくとも一方を含むガス含有水が存在する高圧室とを有しており、前記高圧室内のガス含有水と前記低圧室内の水を混合して気液混合水を調製するものである、請求項１又は２記載の透析用水製造システム。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の透析用水製造システムと透析装置を組み合わせた透析システム。
5. 請求項１〜３のいずれかに記載の透析用水製造システムの運転方法であり、
   気液混合装置で得た気液混合水を流すことにより、前記気液混合装置よりも下流側に位置しているシステムの構成要素を殺菌する、透析用水製造システムの運転方法。
6. 透析用水を製造しながら、前記気液混合装置よりも下流側に位置しているシステムの構成要素を殺菌する、請求項５記載の透析用水製造システムの運転方法。
7. 請求項４記載の透析システムの運転方法であり、気液混合装置で得た気液混合水を流すことにより、前記気液混合装置よりも下流側に位置しているシステムの構成要素を殺菌する、透析システムの運転方法。
   
   
   

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