JP2008100180A - 水処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】原水を濾過する機能を備えた水処理装置において、塩酸や硫酸などの劇薬を使用することなく濾過手段を確実かつ効率的に除菌することのできる技術を提供する。
【解決手段】水処理装置１は、電解質を添加した電解液を収容するためイオン透過性隔膜で区画された陰極室および陽極室を有する電解槽と、陰極室内に配置された陰電極および陽極室内に配置された陽電極と、陰電極と陽電極との間に直流電圧を印加する電圧印加部と、を有する強酸性水生成部１７と、強酸性水生成部１７で生成された強酸性水を逆浸透膜が収納された逆浸透膜モジュール２内へ注入するため強酸性水生成部１７と逆浸透膜モジュール２の原水入口側とを接続する強酸性水注入流路１８と、逆浸透膜モジュール２内を通過した強酸性水の酸化還元電位を計測する電位計Ｖ１，Ｖ５と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、海水や河川水などの様々な水を濾過する機能を備えた水処理装置に関する。

水処理技術の一分野である海水淡水化技術においては、従来、逆浸透膜を用いた逆浸透法、水を氷として晶出させる冷凍濃縮法、固定電荷を有する膜を用いて溶液中のイオンを電位差によって分離する電気透析法などが実施されている。これらの方法のなかで、特に逆浸透法は所要エネルギが少ないため、最も効率の良い海水淡水化方法として広く知られている。逆浸透方法を利用した水処理装置においては逆浸透膜モジュールが使用され、この逆浸透膜モジュールに対して原水を圧送して逆浸透させることにより、透過水と濃縮水とを生成することができる。

しかしながら、逆浸透膜モジュールに注入される原水のｐＨが高い場合、例えば、６以上である場合、原水に含まれるカルシウム、ナトリウム、マグネシウムなどがスケールとなって析出して、逆浸透膜の濾過能力を低下させることがあった。そこで、逆浸透膜モジュールに注入する前の原水に塩酸や硫酸などの酸を添加することにより、逆浸透膜モジュール内の原水のｐＨを下げた状態で処理する方法が採られていた。この場合、逆浸透膜モジュールを通過した水に、苛性ソーダなどの強アルカリ性の還元剤を添加することによってｐＨを元の値に戻すという処理が行われている。

スケール析出を防止するため原水に塩酸などを添加する場合、逆浸透膜は耐酸性に優れた三酢酸セルロース系の素材で形成されたものが使用されているが、三酢酸セルロース系の逆浸透膜は原水中に存在するバクテリアに侵食され易い性質がある。このようなバクテリアは原水に強酸を添加してｐＨを低くしただけでは除菌することができないため、バクテリアが逆浸透膜の表面に繁殖して、その機能が低下することがある。このため、バクテリアの繁殖を防止するため、常時または定期的に、塩酸や次亜塩酸などの塩素系の薬剤を用いて逆浸透膜モジュールの除菌が行われていた（例えば、特許文献１参照。）。

しかしながら、特許文献１記載の処理方法においては塩酸や硫酸などの劇薬が使用されるため、安全確保の観点から、これらの薬剤の運搬、保存には厳重な注意が必要である。また、これらの薬剤を添加したり、構成部材を洗浄したりするためには、複雑な装置を構築しなければならず、その制御システムも複雑化するので、取り扱いが困難である。

そこで、このような問題を解決するため、塩酸や硫酸などの薬剤を使用しない「濾過装置および逆浸透膜の洗浄方法」が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。特許文献２記載の濾過装置は、強酸化水を使用して逆浸透膜を洗浄することにより、逆浸透膜の除菌を行うとともに、スケールなどを除去することができ、構造も簡単である。

特開２０００−４２５４４号公報 特開２００３−１０３２５９号公報

特許文献２記載の濾過装置の場合、逆浸透膜が収納された逆浸透膜モジュール内に強酸性水を注入することによって逆浸透膜を除菌したり、スケールを除去したりすることができるが、強酸性水を注入した後、除菌が完了したか否かを確認することが困難である。このため、除菌が不完全であったり、除菌が完了しているにも拘わらず強酸性水の注入が継続されて強酸性水が浪費されたりすることがある。

本発明が解決しようとする課題は、塩酸や硫酸などの劇薬を使用することなく、濾過手段を確実かつ効率的に除菌する機能を備えた水処理装置を提供することにある。

本発明の水処理装置は、原水を濾過する濾過手段と、
電解質を添加した電解液を収容するためイオン透過性隔膜で区画された陰極室および陽極室を有する電解槽と、前記陰極室内に配置された陰電極および前記陽極室内に配置された陽電極と、前記陰電極と前記陽電極との間に直流電圧を印加する電圧印加部と、を有する強酸性水生成部と、
前記強酸性水生成部で生成された強酸性水を前記濾過手段へ供給するため前記強酸性水生成部と前記濾過手段の原水入口側とを接続する強酸性水注入流路と、
前記濾過手段を通過した強酸性水の酸化還元電位を計測する電位計と、
を備えたことを特徴とする。

このような構成とすれば、強酸性水生成部で生成された除菌作用を有する強酸性水を濾過手段に供給することにより、塩酸や硫酸などの劇薬を使用することなく濾過手段を除菌することができる。また、濾過手段を通過した後の強酸性水の酸化還元電位を電位計で計測し、その低下の程度を監視することにより、除菌による強酸性水の劣化の有無を判断することができるため、除菌処理の進行状況を把握することができる。即ち、濾過手段を通過した後の強酸性水の酸化還元電位が大幅に低下しているとき（例えば、１１００ｍＶ未満のとき）は、除菌が完了しておらず、前記酸化還元電位が注入前の強酸性水のそれと同等以上（例えば、１１００ｍＶ以上）であれば、除菌が完了したことを判断することができる。従って、強酸性水の注入量あるいは処理時間が過剰となったり、逆に不足したりするのを防止することができ、濾過手段を確実かつ効率的に除菌することができる。

ここで、前記濾過手段として、原水を濾過して透過水および濃縮水を生成する逆浸透膜を備えることができる。

このような構成とすれば、海水を淡水化するための逆浸透膜を備えた水処理装置において、強酸性水生成部で生成された強酸性水を逆浸透膜に供給可能となるため、前述と同様、塩酸や硫酸などの劇薬を使用することなく逆浸透膜を除菌することができる。また、逆浸透膜内を通過した強酸性水の酸化還元電位を電位計で計測することにより、除菌進行状況を監視して、除菌が完了したか否かを判断することができるため、強酸性水の注入量、処理時間に過不足が生じるのを防止して、逆浸透膜を確実かつ効率的に除菌することができる。

ここで、前記強酸性水生成部で生成された強酸性水を取り出し可能な強酸性水注出路を設けることが望ましい。このような構成とすれば、必要に応じて、強酸性注出路から強酸性水を取り出せるようになるため、逆浸透膜の除菌以外の目的に強酸性水を使用することが可能となり、利便性が向上する。

この場合、前記強酸性水と前記透過水とを混合して生成される希釈水を注出可能な希釈水注出路を設けることができる。このような構成とすれば、使用目的に適した濃度に希釈した強酸性水を使用することができるようになるため、汎用性が高まる。

本発明により、塩酸や硫酸などの劇薬を使用することなく、水処理装置の濾過手段を確実かつ効率的に除菌する技術を提供することができる。

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施の形態である水処理装置を示す構成図、図２は図１に示す水処理装置を構成する強酸性水生成部を示す構成図である。なお、本実施形態は一例であって、本発明の水処理装置はこれに限定するものではない。

図１に示すように、水処理装置１は濾過手段として逆浸透膜モジュール２を備え、この逆浸透膜モジュール２の容器体２ａ内に逆浸透膜（図示せず）が収納されている。逆浸透膜は、直線状またはＵ字形状などに束ねられ、端部を合成樹脂などで連結固定して中空糸状に形成されている。この逆浸透膜は耐酸性を有する三酢酸セルロース系のものである。容器体２ａは密閉構造であり、原水の流入側および透過水、濃縮水の排出側には管口（図示せず）が開設され、それぞれ後述する原水流路、透過水流路、濃縮水流路が接続される。原水は逆浸透膜モジュール２内において、逆浸透膜を透過した透過水と、逆浸透膜を透過しない濃縮水とに分離される。

４は原水を逆浸透膜モジュール２に流入させる前に粒子などを取り除くための精密フィルタであり、４ａは精密フィルタ４で除去される粒子などを排出する精密フィルタ用排出路であり、４ｂは精密フィルタ用排出路４ａに配置された排出用開閉弁である。精密フィルタ４は機械的強度が高く且つ耐薬品性に優れたポリフッ化ビニリデンなどで形成されたものを用いている。精密フィルタ４の微細孔の孔径は０．１μｍ〜１．０μｍ程度であるため、原水中に含まれる外径１μｍ以上の粒子は原水の１０％程度と共に精密フィルタ用排出路４ａから排出される。なお、精密フィルタ用排出路４ａから粒子と共に排出される原水の量は、排出用開閉弁４ｂの開度を調節することにより、任意に設定することができる。

５は原水供給口（図示せず）から原水供給弁５ａおよび精密フィルタ４を介して逆浸透膜モジュール２に接続された原水流路であり、６は原水流路５の精密フィルタ４の上流側に配置された原水を送水するフィードポンプであり、７は原水流路５の逆浸透膜モジュール２の上流側に配置された逆浸透膜モジュール２に流入する原水を加圧する高圧ポンプである。高圧ポンプ７により原水が加圧されることで、原水は逆浸透膜モジュール２の逆浸透膜により逆浸透された透過水と、逆浸透されなかった濃縮水とに分離される。分離される透過水と濃縮水との流量比は、逆浸透膜モジュール２の透過水の出口側および濃縮水の出口側に流量調整弁を設け、この流量調整弁により設定される。なお、本実施形態においては、高圧ポンプ７による原水の加圧は６ＭＰａ程度の圧力に設定し、分離される透過水と濃縮水との流量比は４：６に設定した。

８は原水流路５の逆浸透膜モジュール２の上流側に配設された逆洗用下流側三方弁であり、９は逆浸透膜モジュール２を透過した透過水が貯留される透過水タンクであり、９ａは透過水タンク９に貯留された透過水を他の系統（図示せず）へ送水するための透過水送水流路であり、９ｂは透過水送水流路９ａに配設された透過水送水用開閉弁である。１０は逆浸透膜モジュール２と透過水タンク９とを接続する透過水流路であり、１１は逆浸透膜モジュール２から透過水流路１０側に排出された透過水が、後述する透過水流路用三方弁１１ａを介して排出される透過水排出用三方弁であり、１１ａは透過水流路１０に配設され透過水タンク９側と透過水排出用三方弁１１側とに透過水の流路を切り替える透過水流路用三方弁である。

１２は逆浸透膜モジュール２により濃縮された濃縮水が貯留される濃縮水タンクであり、１２ａは濃縮水タンク１２に貯留された濃縮水を他の系統（図示せず）等へ送水するための濃縮水送水流路であり、１２ｂは濃縮水送水流路１２ａに配設された濃縮水送水用開閉弁である。１３は逆浸透膜モジュール２と濃縮水タンク１２とを接続する濃縮水流路であり、１４は濃縮水流路１３に配設された濃縮水排出用三方弁であり、１５は強酸性水を駐留する強酸性水タンクである。また、必要に応じて強酸性水タンク１５内の強酸性水を取り出すために強酸性水注出路５３および開閉弁５３ａが設けられ、強酸性水注出路５３を流れる強酸性水の酸化還元電位を計測するための電位計Ｖ３が配置されている。

１６は、一端部が透過水タンク９に接続され他端部が、後述する強酸性水生成部１７に接続され、透過水タンク９に貯留された透過水を強酸性水生成部１７へ供給する透過水供給路である。１６ａは透過水供給路１６に配設され、後述するバイパス路１９が接続された供給路用三方弁であり、１７は強酸性水を生成して強酸性水タンクへ供給する強酸性水生成部である。

１８は強酸性水注入流路であり、その一端部は、原水流路５に配設された注入用三方弁１８ａに接続され、原水流路５を介して精密フィルタ４および逆浸透膜モジュール２に連通され、他端部は、強酸性水タンク１５に接続されている。強酸性水タンク１５と強酸性水生成部１７とは陽極水流路３８によって連通されている。強酸性水タンク１５に貯水された強酸性水は、強酸性水注入流路１８から注入用三方弁１８ａを介して原水流路５を通って逆浸透膜モジュール２へ注入される。強酸性水注入流路１８には、ここを流れる強酸性水の酸化還元電位を計測する電位計Ｖ２が配置されている。

１９は透過水供給路１６と強酸性水注入流路１８をバイパスして接続するバイパス路であり、２０は強酸性水注入流路１８に配設されバイパス路１９が接続されたバイパス用三方弁であり、２１は逆流用下流側三方弁８と透過水供給路１６とを接続する逆流用バイパス路である。２１ａは透過水供給路１６に配設され逆流用バイパス路２１が接続された逆流用上流側三方弁であり、２２は逆流用バイパス路２１に配設された逆流ポンプであり、２３は透過水流路１０と透過水供給路１６とを接続する循環用バイパス路であり、２４は透過水供給路１６に配設され循環用バイパス路２３が接続された循環用三方弁である。

濃縮水排出用三方弁１４と連通する排出流路４４には、ここを通過して排出される強酸性水の酸化還元電位を測定する電位計Ｖ１が配置されている。透過水タンク９内の透過水を希釈水タンク５０に流入させるため透過水流入路５１および開閉弁５１ａが設けられ、強酸性水タンク１５内の強酸性水を希釈水タンク５０に流入させるための強酸性水流入路５２および開閉弁５２ａが設けられている。また、希釈水タンク５０内に貯留されている希釈水（強酸性水の透過水による希釈水）を必要に応じて注出するため希釈水注出路５４および開閉弁５４ａが設けられ、希釈水注出路５４には、ここを流れる希釈水の酸化還元電位を計測するための電位計Ｖ４が配置されている。

ここで、本実施形態の水処理装置１における原水の濾過処理動作について説明する。原水としては、淡水化を目的とした海水、あるいは浄化を目的とした河水や水道水などが使用される。本実施形態においては、原水として海水を用い、これを透過水である純水と、濃縮水とに分離する場合について説明する。

原水供給弁５ａを開くことにより、原水は原水供給口（図示せず）から原水流路５に供給される。原水が原水流路５に供給されるとフィードポンプ６により精密フィルタ４に送られ、原水に含まれるゴミや砂、土等の粒子および精密フィルタ４の孔径より大きな微生物等が除去される。なお、除去される粒子などは、精密フィルタ４に流入する原水の１０％程度とともに精密フィルタ用排出路４ａから排出される。精密フィルタ４を通過した原水は、高圧ポンプ７により逆浸透膜モジュール２に圧送される。逆浸透膜モジュール２において、原水中に含まれる塩分、カルシウム、マグネシウム等が除去され、逆浸透膜モジュール２の逆浸透膜と透過した透過水が透過水流路１０を通って透過水タンク９に流入し貯水される。

一方、逆浸透膜モジュール２の逆浸透膜により真水から除去された塩分、カルシウム、マグネシウム等は、逆浸透膜モジュール２に流入する原水の６０％程度とともに濃縮水として、濃縮水流路１３を通って濃縮水タンク１２に貯水される。このとき、透過水流路１０、濃縮水流路１３を通過する透過水、濃縮水は各々のタンクに貯水することなく、透過水は透過水流路用三方弁１１ａを介して透過水排出用三方弁１１から、濃縮水は濃縮水排出用三方弁１４から排出することもできる。このようにして、逆浸透膜モジュール２を用いた原水の濾過処理が行われる。

前述したように、逆浸透膜モジュール２を使用して原水の濾過を行っていくと、バクテリアの繁殖や無機物質塩の堆積により逆浸透膜の機能が低下していき、これが進行すると、逆浸透膜モジュール２における原水流入側と透過水流出側の圧力差が大きくなったり、逆浸透膜モジュール２を透過する透過水流量が減少したりするなどの不具合が生じる。このため、強酸性水を使用して逆浸透膜モジュール２の除菌やスケールなどの洗浄を行う。除菌やスケールなどの洗浄に使用される強酸性水は、強酸性水生成部１７において生成されたものを使用する。

次に、図２に基づいて強酸性水生成工程について説明する。

図２において、３１は電解槽であり、３２は電解槽３１内を分域するイオン透過性隔膜であり、３３は電解槽３１をイオン透過性隔膜３２により分域して形成された陽極室であり、３４は電解槽３１をイオン透過性隔膜３２により分域して形成された陰極室であり、３５は陽極室３３内に配設された陽電極であり、３６は陰極室３４内に配設された陰電極であり、３７は陽電極３５と陰電極３６に直流電圧を印加する電圧印加部である。

陽極室３３に生成された陽極水（強酸性水）を強酸性水タンク１５（図１参照）へ供給するため陽極室３３に陽極水流路３８が接続され、陰極室３４に生成された陰極水（強アルカリ電解水）を排出するための陰極水流路３９が設けられている。４０は透過水に電解質を添加して電解液とする電解質添加部であり、４１は透過水供給路１６から電解槽３１に透過水を供給する透過水供給ポンプである。

強酸性水生成工程においては、まず、図１に示す供給路用三方弁１６ａ、逆流用上流側三方弁２１ａ、循環用三方弁２４を切り換えて、透過水タンク９から透過水供給路１６を介して強酸性水生成部１７へ透過水が供給される流路を連通し、透過水供給ポンプ４１を駆動して、図２に示す透過水タンク９に貯水された透過水を強酸性水生成部１７の電解槽３１へ供給する。このとき、電解質添加部４０により所定量の電解質が透過水に添加され電解液が生成される。なお、本実施形態においては、電解質として塩化ナトリウムを使用した。

電解質を添加した電解液が供給された電解槽３１において、陰電極３６と陽電極３５との間に電圧印加部３７により直流電圧を印加すると、電解液が電気分解され、陽極室３３には陽極水である強酸性水が生成される。このようにして生成された強酸性水は、陽極水流路３８を介して図１に示す強酸性水タンク１５に貯留される。一方、陰極室３４には陰極水である強アルカリ電解水が生成され、陰極水流路３９から排出される。

強酸性水生成工程で生成された強酸性水は、ｐＨ１．８〜３．５好ましくはｐＨ２．０〜２．７程度を有し、ＯＲＰ（酸化還元電位）は１０００ｍＶ以上、好ましくは１１００ｍＶ以上を有するように設定されているため、強い除菌作用を有している。このような強酸性水を逆浸透膜モジュール２内へ注入することにより、逆浸透膜モジュール２内の逆浸透膜を強力に除菌することができる。また、生成された強酸性水は、低いｐＨ値を示すため、原水中のカルシウム分などが硫酸カルシウムなどとして析出することを抑止する。また、強酸性水中の水素イオンの作用により、原水中のカルシウム成分などが硫酸カルシウムなどとの形で逆浸透膜に堆積する前に溶解、除去することができる。

次に、逆浸透膜モジュール２の殺菌洗浄処理について説明する。まず、逆浸透膜モジュール２を通過した強酸性水の排出口となる濃縮水排出用三方弁１４を逆浸透膜モジュール２から排出流路４４方向へ切り換えた後、注入用三方弁１８ａを、強酸性水注入流路１８と原水流路５のフィードポンプ６とを連通する状態に切り換える。この後、フィードポンプ６を駆動すると、強酸性水タンク１５に貯水された強酸性水は、強酸性水注入流路１８から注入用三方弁１８ａを介して原水流路５に注入され、フィードポンプ６、精密フィルタ４、高圧ポンプ７および逆流用下流側三方弁８を介して、逆浸透膜モジュール２に注入される。

このとき、高圧ポンプ７において、通過する強酸性水に０．５ＭＰａ程度の圧力を加圧すれば、強酸性水を逆浸透膜モジュール２の逆浸透膜に強酸性水を逆浸透させ、中空糸状に形成された逆浸透膜内を除菌したり、スケールなどを洗浄したりすることができる。なお、逆浸透膜内部に強酸性水を透過させた場合は、透過水流路用三方弁１１ａを透過水排出用三方弁１１側へ切り換え、逆浸透膜モジュール２から透過水排出用三方弁１１により強酸性水を排出できるようにしておく。

フィードポンプ６を駆動した直後、濃縮水排出用三方弁１４、透過水排出用三方弁１１においては、原水流路５及び逆浸透膜モジュール２内に残存した原水が排出されるため、所定時間は開いておき、所定時間経過後に逆浸透膜モジュール２内が強酸性水で満たされた時点で濃縮水排出用三方弁１４、透過水排出用三方弁１１を閉じ、さらに、フィードポンプ６、高圧ポンプ７の駆動を停止させることにより、逆浸透膜モジュール２内に強酸性水を滞留させる（強酸性水滞留工程）。強酸性水滞留工程においては、逆浸透膜モジュール２内に強酸性水を所定時間滞留させる。本実施形態においては６０分間滞留させた。

強酸性水滞留工程で強酸性水を逆浸透膜モジュール２内に滞留させた後、濃縮水排出用三方弁１４から逆浸透膜モジュール２内の強酸性水を排出する。排出の際には、供給路用三方弁１６ａを透過水供給路１６からバイパス路１９へ連通させ、更にバイパス用三方弁２０をバイパス路１９から原水流路５へ接続する強酸性水注入流路１８へ連通させる。

そして、フィードポンプ６を駆動することにより、透過水タンク９の透過水を、透過水供給路１６、供給路用三方弁１６ａ、バイパス路１９、バイパス用三方弁２０、強酸性水注入流路１８、注入用三方弁１８ａから原水流路５に注入し、フィードポンプ６、精密フィルタ４、高圧ポンプ７を介して逆浸透膜モジュール２に注入し、水処理装置１のライン内及び逆浸透膜モジュール２の強酸性水を、濃縮水流路１３から濃縮水排出用三方弁１４を経て排出流路４４から排出させる。

このとき、排出流路４４に配置された電位計Ｖ１で、排出される強酸性水の酸化還元電位を計測することにより、その劣化状況を監視することができる。即ち、逆浸透膜モジュール内を通過した強酸性水の酸化還元電位が、電位計Ｖ２で計測した注入前の強酸性水の酸化還元電位（例えば、１１００ｍＶ）より低下しているときは除菌が完了していないと判断することができ、前記酸化還元電位が注入前の強酸性水のそれと同等以上（例えば、１１００ｍＶ以上）であれば除菌処理が完了したと判断することができる。従って、強酸性水の注入量、処理時間に過不足が生じるのを防止することができ、逆浸透膜を確実かつ効率的に除菌することができる。

一方、逆浸透膜モジュール２内が強酸性水で満たされた後もフィードポンプ６を駆動し続け、逆浸透膜モジュール２を通過した強酸性水を、濃縮水排出用三方弁１４の排出流路４４および透過水排出用三方弁１１の排出流路４５から連続的に排出させながら除菌処理を行うこともできる。この場合、前述と同様に、排出流路４４，４５を通過して排出される強酸性水の酸化還元電位を、それぞれ電位計Ｖ１，Ｖ５で計測することにより、除菌処理が完了したか否かの判断を行うことができる。従って、前述と同様、強酸性水の注入量、処理時間の過不足を回避することができ、逆浸透膜を確実かつ効率的に除菌することができる。

強酸性水排出工程後、透過水タンク９に貯水された透過水を用いて、逆浸透膜モジュール２の逆浸透化膜のフラッシング等を行うことができる（洗浄工程）。なお、洗浄工程は、強酸性水排出工程において使用した透過水の流路と同様の流路を用いて、強酸性水排出工程に続いて連続的に行うことができる。また、洗浄工程において、精密フィルタ４を逆流により洗浄することもできる。一方、逆浸透膜モジュール２は、逆浸透膜の性質上、逆流による洗浄を行うことはできない。

精密フィルタ４の逆流を行う場合は、逆流用上流側三方弁２１ａを透過水タンク９側の透過水供給路１６から逆流用バイパス路２１へ連通させ、更に、逆流用下流側三方弁８を逆流用バイパス路２１から精密フィルタ４側の原水流路５へ連通させ、逆流ポンプ２２を駆動して、透過水タンク９の透過水を、透過水供給路１６、逆流用上流側三方弁２１ａ、逆流用バイパス路２１、逆流ポンプ２２、逆流用下流側三方弁８、高圧ポンプ７を介して、精密フィルタ４に注入し、精密フィルタ４を逆流して、精密フィルタ用排出路４ａから排出する。

このとき、高圧ポンプ７は駆動しないため、透過水は高圧ポンプ７を抵抗なく通過することができる。また、強酸性水タンク１５から逆流用バイパス路２１を介して精密フィルタ４へ向かう流路を連通させた後、逆流ポンプ２２を駆動して、強酸性水タンク１５に貯水された強酸性水を精密フィルタ４に注入して精密フィルタ用排出路４ａから排出することにより、精密フィルタ４を強酸性水で逆流洗浄することもできる。

なお、逆浸透膜モジュール２に強酸性水を注入する強酸性水注水工程に続けて、逆浸透膜モジュール２に強酸性水を循環させる強酸性水循環工程を行うこともできる。強酸性水循環工程を行う場合は、逆流用下流側三方弁８、透過水流路用三方弁１１ａ、透過水排出用三方弁１１、循環用三方弁２４、逆流用上流側三方弁２１ａを切り換えて、逆浸透膜モジュール２から循環用バイパス路２３、透過水供給路１６、逆流用バイパス路２１を通って逆浸透膜モジュール２へ循環する流路を形成し、逆流ポンプ２２を駆動してこの流路に強酸性水を循環させる（強酸性水循環工程）。

これにより、逆浸透膜モジュール２に強酸性水を循環させ、逆浸透膜の除菌やカルシウム分の洗浄を短時間で行うことができる。なお、このとき、逆流ポンプ２２では、循環する強酸性水に所定の圧力を印加して、逆浸透膜モジュール２へ強酸性水を圧送している。また、逆浸透膜モジュール２の逆浸透膜を通過した強酸性水は透過水流路１０側へ流している。このとき、濃縮水排出用三方弁１４は閉じられ、逆浸透膜モジュール２内の強酸性水は濃縮水流路１３側へ流れないようにしている。なお、本実施形態では、透過水流路１０側に循環路を形成したが、濃縮水流路１３側に循環路を形成し、この循環路により逆浸透膜モジュール２に強酸性水を循環させるようにしてもよい。

また、本実施形態においては、強酸性水を逆浸透膜モジュール２に注入するためにフィードポンプ６を使用したが、これに限られるものではなく、例えば、強酸性水注入流路１８に注入ポンプ等を設け、注入ポンプを使用して強酸性水を逆浸透膜モジュール２に注入してもよい。

さらに、水処理装置１においては、図１に示すように、強酸性水生成部１７で生成され強酸性水タンク１５内に貯留された強酸性水を取り出し可能な強酸性水注出路５３を設けている。従って、必要に応じて開閉弁５３ａを開くことにより、強酸性水注出路５３から強酸性水を取り出すことができ、取り出される強酸性水の酸化還元電位は電位計Ｖ３で計測することができる。このため、強酸性水生成部１７で生成された強酸性水を、前述した逆浸透膜の除菌以外の目的に使用することが可能となり、利便性が向上する。

また、水処理装置１においては、強酸性水タンク１５内の強酸性水と、透過水タンク９内の透過水とを混合して生成される希釈水を貯留する希釈水タンク５０を備え、この希釈水タンク５０内の希釈水は開閉弁５４ａを開くことにより希釈水注出路５４から取り出すことができる。従って、使用目的に適した濃度に希釈した強酸性水を使用することが可能となり、汎用性に優れている。なお、希釈水注出路５４から取り出される希釈水の酸化還元電位は電位計Ｖ４で計測することができるため、使用目的に適した酸化還元電位であるか否かを確認することができる。

本実施形態の水処理装置１は、海水を淡水化するための逆浸透膜モジュール２を備えたものであるが、本発明はこれに限定するものではないので、逆浸透膜モジュール２以外の濾過機能を有する各種濾過手段を備えた水処理装置において広く利用することができ、前述と同様の作用、効果を得ることができる。

本発明は、海水を淡水化したり、河川水や地下水などを浄化したりする各種水処理設備などにおいて広く利用することができる。

本発明の実施の形態である水処理装置を示す構成図である。 図１に示す水処理装置を構成する強酸性水生成部を示す構成図である。

符号の説明

１ 水処理装置
２ 逆浸透膜モジュール
２ａ 容器体
４ 精密フィルタ
４ａ 精密フィルタ用排出路
４ｂ 排出用開閉弁
５ 原水流路
５ａ 原水供給弁
６ フィードポンプ
７ 高圧ポンプ
８ 逆流用下流側三方弁
９ 透過水タンク
９ａ 透過水送水流路
９ｂ 透過水送水用開閉弁
１０ 透過水流路
１１ 透過水排出用三方弁
１１ａ 透過水流路用三方弁
１２ 濃縮水タンク
１２ａ 濃縮水送水流路
１２ｂ 濃縮水送水用開閉弁
１３ 濃縮水流路
１４ 濃縮水排出用三方弁
１５ 強酸性水タンク
１６ 透過水供給路
１６ａ 供給路用三方弁
１７ 強酸性水生成部
１８ 強酸性水注入流路
１８ａ 注入用三方弁
１９ バイパス路
２０ バイパス用三方弁
２１ 逆流用バイパス路
２１ａ 逆流用上流側三方弁
２２ 逆流ポンプ
２３ 循環用バイパス路
２４ 循環用三方弁
３１ 電解槽
３２ イオン透過性隔膜
３３ 陽極室
３４ 陰極室
３５ 陽電極
３６ 陰電極
３７ 電圧印加部
３８ 陽極水流路
３９ 陰極水流路
４０ 電解質添加部
４１ 透過水供給ポンプ
４４，４５ 排出流路
５０ 希釈水タンク
５１ 透過水流入路
５２ 強酸性水流入路
５３ 強酸性水注出路
５４ 希釈水注出路
５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ 開閉弁
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５ 電位計

Claims (4)

1. 原水を濾過する濾過手段と、
   電解質を添加した電解液を収容するためイオン透過性隔膜で区画された陰極室および陽極室を有する電解槽と、前記陰極室内に配置された陰電極および前記陽極室内に配置された陽電極と、前記陰電極と前記陽電極との間に直流電圧を印加する電圧印加部と、を有する強酸性水生成部と、
   前記強酸性水生成部で生成された強酸性水を前記濾過手段へ供給するため前記強酸性水生成部と前記濾過手段の原水入口側とを接続する強酸性水注入流路と、
   前記濾過手段を通過した強酸性水の酸化還元電位を計測する電位計と、
   を備えたことを特徴とする水処理装置。
2. 前記濾過手段として、原水を濾過して透過水および濃縮水を生成する逆浸透膜を備えたことを特徴とする請求項１記載の水処理装置。
3. 前記強酸性水生成部で生成された強酸性水を取り出し可能な強酸性水注出路を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の水処理装置。
4. 前記強酸性水と前記透過水とを混合して生成される希釈水を注出可能な希釈水注出路を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の水処理装置。

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