JP2009279472A - Reverse osmosis membrane device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、逆浸透膜装置に関し、特に、処理する原水の情報に基づいて透過水の一部を原水側にリターンさせることにより安定した透過水水質を得る逆浸透膜装置に関する。 The present invention relates to a reverse osmosis membrane device, and more particularly to a reverse osmosis membrane device that obtains a stable permeated water quality by returning a part of permeated water to the raw water side based on information on the raw water to be treated.
逆浸透膜装置は、溶媒は通すが溶質は透過させないという逆浸透膜の性質を利用して、被処理水の浸透圧より高い圧力をかけて、溶媒としての水だけを選択的に透過採取する装置である。この逆浸透膜を利用した造水装置において、透過水水質(製造水水質)を連続的に検知し、この水質が所定値になるように、逆浸透膜に供給される原水(被処理水)を透過水により希釈するようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 The reverse osmosis membrane device selectively permeates and collects only water as a solvent by applying a pressure higher than the osmotic pressure of the water to be treated, utilizing the property of the reverse osmosis membrane that allows the solvent to pass but does not allow the solute to permeate. Device. In the fresh water generator using this reverse osmosis membrane, the permeated water quality (manufactured water quality) is continuously detected, and the raw water (treated water) supplied to the reverse osmosis membrane so that this water quality becomes a predetermined value. Is known that is diluted with permeated water (see, for example, Patent Document 1).
逆浸透膜により製造される透過水の水質は、逆浸透膜自体の性能による影響ばかりでなく、原水の水質にも大きく影響されるので、希釈すべき割合も原水の状態により異なってくる。したがって、特許文献1のように、透過水水質を連続的に検知し、この水質に基づいて原水を透過水により希釈するのみでは、原水の情報が取り入れられていないため、希釈水量も正確には決められず、所定の透過水水質を安定して得ることが困難であるという問題があった。 The quality of the permeated water produced by the reverse osmosis membrane is greatly influenced not only by the performance of the reverse osmosis membrane itself, but also by the quality of the raw water, so the ratio to be diluted varies depending on the state of the raw water. Therefore, as in Patent Document 1, the permeated water quality is continuously detected, and simply diluting the raw water with the permeated water based on this water quality, the information on the raw water is not taken in. There was a problem that it was difficult to stably obtain a predetermined permeated water quality.
そこで、原水の水質の変動や逆浸透膜モジュールの膜の経年劣化の影響に関わらず、安定した透過水水質を得ることのできる逆浸透膜装置が求められている。以上のことが本発明の課題である。 Therefore, there is a need for a reverse osmosis membrane apparatus that can obtain a stable permeated water quality regardless of fluctuations in the quality of raw water or the effects of aging of the membrane of a reverse osmosis membrane module. The above is the subject of the present invention.
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、原水の水質変動や逆浸透膜モジュールの膜の経年劣化の影響に関わらず、安定した透過水水質を得ることを可能にした逆浸透膜装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and it is possible to obtain a stable permeated water quality irrespective of the influence of the water quality fluctuation of the raw water and the aging deterioration of the membrane of the reverse osmosis membrane module. An object is to provide an osmotic membrane device.
本発明者は、原水の水質情報に基づいて透過水の一部を原水側にリターンさせることにより、原水の水質変動に関わらず、所定の透過水水質が得られることを見出し、これに基づいて、以下のような新たな逆浸透膜装置を発明するに至った。 The present inventor has found that a predetermined permeated water quality can be obtained regardless of fluctuations in the quality of the raw water by returning a part of the permeated water to the raw water side based on the water quality information of the raw water. The inventors have invented the following new reverse osmosis membrane device.
(1) 原水ラインを介して原水が供給され、原水中の不純物が除去された透過水ならびに不純物が濃縮された濃縮水として排出する逆浸透膜モジュールと、前記逆浸透膜モジュールの透過水が排出される透過水ラインから前記原水ラインに透過水をリターンさせる透過水リターンラインと、前記透過水リターンラインに設けられた流量調整弁と、前記原水ラインに設けられ、原水の水質を検出する原水水質検出器と、該原水水質検出器の検出信号に基づいて前記流量調整弁を制御する弁制御手段と、を備えたことを特徴とする逆浸透膜装置。 (1) A reverse osmosis membrane module that supplies raw water through a raw water line and discharges the permeated water from which impurities in the raw water have been removed, and a concentrated water in which impurities are concentrated, and the permeated water from the reverse osmosis membrane module is discharged. The permeated water return line for returning permeated water from the permeated water line to the raw water line, the flow rate adjusting valve provided in the permeated water return line, and the raw water quality for detecting the quality of the raw water provided in the raw water line A reverse osmosis membrane device comprising: a detector; and valve control means for controlling the flow rate adjusting valve based on a detection signal of the raw water quality detector.
(2) 前記透過水ラインに透過水の水質を検出する透過水水質検出器が設けられ、該透過水水質検出器の検出信号に基づいて、前記弁制御手段により前記流量調整弁を制御することを特徴とする(1)記載の逆浸透膜装置。 (2) A permeated water quality detector for detecting the quality of permeated water is provided in the permeated water line, and the flow control valve is controlled by the valve control means based on a detection signal of the permeated water quality detector. (2) The reverse osmosis membrane device according to (1).
(3) 前記濃縮水を排出する濃縮水ラインに該濃縮水の水質を検出する濃縮水水質検出器が設けられ、該濃縮水水質検出器の検出信号に基づいて、前記弁制御手段により前記流量調整弁を制御する(1)又は(2)記載の逆浸透膜装置。 (3) A concentrated water quality detector for detecting the quality of the concentrated water is provided in the concentrated water line for discharging the concentrated water, and the flow rate is controlled by the valve control unit based on a detection signal of the concentrated water quality detector. The reverse osmosis membrane device according to (1) or (2), wherein the regulating valve is controlled.
(4) 前記原水水質検出器、透過水水質検出器および濃縮水水質検出器のそれぞれの上流又は下流に水温検出器が接続され、前記弁制御手段は、前記水温検出器の検出信号に基づいて前記流量調整弁を制御することを特徴とする(1)乃至(3)のいずれかに記載の逆浸透膜装置。 (4) A water temperature detector is connected upstream or downstream of each of the raw water quality detector, the permeated water quality detector, and the concentrated water quality detector, and the valve control means is based on a detection signal of the water temperature detector. The reverse osmosis membrane device according to any one of (1) to (3), wherein the flow rate adjusting valve is controlled.
本発明によれば、原水の水質変動や逆浸透膜モジュールの膜の経年劣化の影響に関わらず、安定した透過水水質を得ることが可能になる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to obtain the stable permeated water quality irrespective of the influence of the water quality fluctuation | variation of raw | natural water, or the aged deterioration of the membrane of a reverse osmosis membrane module.
以下、本発明の実施形態について説明する。第1実施形態に係わる逆浸透膜装置は、原水ラインを介して原水が供給され、原水中の不純物が除去された透過水ならびに不純物が濃縮された濃縮水として排出する逆浸透膜モジュールを備えている。この逆浸透膜モジュールの透過水が排出される透過水ラインから原水ラインに透過水をリターンさせる透過水リターンラインが設けられている。この透過水リターンラインには流量調整弁が設けられ、原水ラインには、原水の水質を検出する原水水質検出器と、水温を検出する水温検出器が設けられ、水質検出器および水温検出器の検出信号に基づいて流量調整弁を制御することにより、所定量の透過水を原水に混入させ、所定の透過水水質を得るものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The reverse osmosis membrane device according to the first embodiment includes a reverse osmosis membrane module that is supplied with raw water via a raw water line and discharges the permeated water from which impurities in the raw water are removed and the concentrated water in which impurities are concentrated. Yes. A permeate return line for returning permeate from the permeate line from which the permeate of the reverse osmosis membrane module is discharged to the raw water line is provided. This permeate return line is provided with a flow control valve, and the raw water line is provided with a raw water quality detector for detecting the quality of the raw water and a water temperature detector for detecting the water temperature. By controlling the flow rate adjusting valve based on the detection signal, a predetermined amount of permeated water is mixed into the raw water to obtain a predetermined permeated water quality.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1実施形態による逆浸透膜装置のシステム構成図である。 FIG. 1 is a system configuration diagram of a reverse osmosis membrane device according to a first embodiment of the present invention.
逆浸透膜装置は、溶媒は通すが溶質は透過させないという性質の逆浸透膜(ナノろ過膜を含む)を利用して、溶解塩、シリカ分等の不純物を含んだ被処理水の浸透圧より高い圧力をかけて、溶媒としての水だけを選択的に透過採取するものである。 The reverse osmosis membrane device uses reverse osmosis membranes (including nanofiltration membranes) that allow solvents to pass through but not solutes, and from the osmotic pressure of treated water containing impurities such as dissolved salts and silica. A high pressure is applied to selectively permeate and collect only water as a solvent.
図1に示すように、逆浸透膜装置10は、逆浸透膜(ナノろ過膜を含む)を多数備えた筒状の逆浸透膜モジュール11と、この逆浸透膜モジュール11の上流側に設けられた、原水タンク1からの原水が供給される原水ライン12と、この原水ライン12に設けられた、原水を加圧するためのポンプ13と、逆浸透膜モジュール11の下流側に設けられた、不純物が除かれた透過水を排出する透過水ライン14と、逆浸透膜モジュール11の下流側に設けられた、不純物が濃縮された濃縮水を排水する濃縮水ライン15とを備えている。
As shown in FIG. 1, a reverse
原水タンク1とポンプ13との間に、原水の水質(例えば電気伝導率)を検出する水質検出器2および水温を検出する水温検出器3が設けられている。また、透過水ライン14には流量計4および流量調整弁5が設けられている。透過水ライン14における、逆浸透膜モジュール11の下流(逆浸透膜モジュール11と流量計4との間)から、原水ライン12における逆浸透膜モジュール11の上流(水温検出器3とポンプ13との間)に至る透過水リターンライン6が設けられている。この透過水リターンライン6には流量計7および流量調整弁8が設けられている。
Between the raw water tank 1 and the
制御部9は、信号線2a、3a、4aおよび7aを介して、それぞれ水質検出器2、水温検出器3、流量計4および流量計7からの信号を受信し、信号線5b、8bおよび13bを介して、透過水ライン14の流量調整弁5、透過水リターンライン6の流量調整弁8、およびインバータ16を介してポンプ13をそれぞれ制御するようになっている。
The
原水タンク1には、例えば、水道水や工業用水等の原水が貯留され、原水タンク1のからの原水は、ポンプ13により原水ライン12から逆浸透膜モジュール11に供給され、逆浸透膜モジュール11において処理される。その間に、水質検出器2により原水の水質(例えば、電気伝導率)が検出され、また、水温検出器3により原水の水温が検出され、原水の水質情報および水温情報は信号線2a、3aを介して制御部9に送信される。逆浸透膜モジュール11において処理された透過水は、透過水ライン14から給水タンク17に排出され、給水タンク17の水は、例えば、ボイラシステム、純水装置等に供給される。不純物が濃縮された濃縮水は、濃縮水ライン15から排出される。
The raw water tank 1 stores raw water such as tap water and industrial water, and the raw water from the raw water tank 1 is supplied from the
透過水ライン14を通過する透過水の一部は、透過水リターンライン6を介して原水ライン12にリターンされる。制御部9は、水質検出器2および水温検出器3が検出した原水水質情報および原水水温情報に基づいて流量調整弁8を制御し、透過水リターンライン6を通過する透過水のリターン量を最適の量に調整する。具体的には、原水の水質が悪いほど(電気伝導率が高いほど)、あるいは原水の水温が高いほど、透過水のリターン量を多くする。すなわち、透過水のリターン量が多いほど、水質改善効果は大きく、給水タンク17への排水量は少なくなる。したがって、流量調整弁8の制御により所定の水質を確保することができる。なお、制御部9には、流量計4、7からの信号も入力され、制御部9は、これらの流量情報も流量調整弁8の制御に利用するようになっている。
A part of the permeate passing through the
この逆浸透膜装置10から給水される機器によっては、給水タンク17への排水量を減らすことなく、所定の水質を確保することが要求される場合がある。その場合には、流量計4で検出される流量が目標水量となるように、インバータ16によりポンプ13の回転数を制御し、給水タンク17への排水量を一定量に維持する。すなわち、透過水のリターン量が多くなるほど、ポンプ13の回転数を増やし、逆浸透膜モジュール11への供給水量を多くすることで、一定水量の透過水が給水タンク17に送られるようにする。
Depending on the equipment supplied with water from the reverse
また、ポンプ13の上流側の原水ライン12に原水圧力がある場合には、この原水圧力に抗して透過水をリターンしなくてはならない。そのため、透過水ライン14に絞り弁としての流量調整弁5を設けて背圧を付加するか、あるいは透過水リターンライン6に循環用のポンプ(図示せず)を設けて加圧することにより、リターンされる透過水の圧力を原水圧力よりも高めるようにする。
Moreover, when there is a raw water pressure in the
第1実施形態の逆浸透膜装置10では、透過水ライン14から原水ライン12への透過水リターンライン6を設け、水質検出器2および水温検出器3の検出情報に基づいて透過水リターンライン6の流量調整弁8を制御することにより、原水水質の変動あるいは水温が変動しても、常に安定した透過水水質を得ることができる。なお、水温検出器3による水温情報を併用すると、より水質調整の精度が向上するが、水質検出器2による水質情報のみを用いる構成とすることも可能である。
In the reverse
図2は、本発明の第2実施形態による逆浸透膜装置のシステム構成図である。なお、第1実施形態と同一部材、同一機能のものは同一符号を付し、説明を省略する。 FIG. 2 is a system configuration diagram of a reverse osmosis membrane device according to a second embodiment of the present invention. In addition, the same member and the same function as 1st Embodiment attach | subject the same code | symbol, and abbreviate | omit description.
図2に示すように、第2実施形態の逆浸透膜装置は、第1実施形態に加えて、透過水ライン14に水質検出器18および水温検出器19を、濃縮水ライン15に水質検出器20および水温検出器21を設け、これら水質検出器18、20および水温検出器19、21から信号線18b、19b、20b、21bを介して透過水情報および濃縮水情報を制御部9に入力させ、制御部9により流量調整弁8を制御するようになっている。
As shown in FIG. 2, in addition to the first embodiment, the reverse osmosis membrane device of the second embodiment includes a
第2実施形態の逆浸透膜装置では、原水の水質、水温情報とともに、透過水および濃縮水の水質、水温情報も制御部9に入力させて、流量調整弁8の制御に用いている。このため、例えば、膜の経年劣化等により逆浸透膜モジュール11の処理能力が低下したような場合、透過水および濃縮水の水質情報に変動が生じるので、これらの情報に基づいて流量調整弁8を制御すると、所定の透過水水質を確保することが可能となる。
In the reverse osmosis membrane device of the second embodiment, the quality and water temperature information of the permeated water and concentrated water are input to the
以上、説明したように、本発明の実施形態によれば、逆浸透膜モジュールの透過水が排出される透過水ラインから原水ラインに透過水をリターンさせる透過水リターンラインを設け、原水の水質を検出する原水水質検出器の検出信号に基づいて透過水リターンラインの流量調整弁を制御することにより、原水水質が変動しても、常に安定した透過水水質を得ることができる。 As described above, according to the embodiment of the present invention, a permeate return line for returning permeate from the permeate line from which the permeate of the reverse osmosis membrane module is discharged to the raw water line is provided, and the quality of the raw water is improved. By controlling the flow rate adjustment valve of the permeated water return line based on the detection signal of the raw water quality detector to be detected, a stable permeated water quality can always be obtained even if the raw water quality varies.
また、本実施形態によれば、透過水ラインに設けた透過水水質検出器の検出信号に基づいて、透過水リターンラインの流量調整弁を制御することにより、膜の経年劣化等により逆浸透膜モジュールの処理能力が低下した場合でも、透過水の水質情報に基づいて流量調整弁を制御し、所定の透過水水質を確保することが可能となる。 In addition, according to the present embodiment, the reverse osmosis membrane due to aging deterioration of the membrane, etc., by controlling the flow rate adjustment valve of the permeate return line based on the detection signal of the permeate water quality detector provided in the permeate line. Even when the processing capacity of the module is reduced, it is possible to control the flow rate adjustment valve based on the water quality information of the permeated water to ensure a predetermined permeated water quality.
また、本実施形態によれば、濃縮水ラインに設けた濃縮水水質検出器の検出信号に基づいて、透過水リターンラインの流量調整弁を制御することにより、膜の経年劣化等により逆浸透膜モジュールの処理能力が低下した場合でも、濃縮水の水質情報に基づいて流量調整弁を制御し、所定の透過水水質を確保することが可能となる。 In addition, according to the present embodiment, the reverse osmosis membrane due to aging deterioration of the membrane, etc. by controlling the flow rate adjustment valve of the permeate return line based on the detection signal of the concentrated water quality detector provided in the concentrated water line Even when the processing capacity of the module is reduced, it is possible to control the flow rate adjustment valve based on the water quality information of the concentrated water to ensure a predetermined permeated water quality.
また、本実施形態によれば、水質検出器とともに水温検出器が設けられ、水温検出器の検出信号に基づいて流量調整弁を制御することにより、膜性能に影響を与える水温の情報も加味して透過水リターンラインのリターン量を調整することができ、より精度の高い水質調整を行うことが可能となる。 In addition, according to this embodiment, a water temperature detector is provided together with a water quality detector, and by controlling the flow rate adjustment valve based on the detection signal of the water temperature detector, information on the water temperature that affects the membrane performance is also taken into account. Thus, the return amount of the permeate return line can be adjusted, and water quality adjustment with higher accuracy can be performed.
以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、逆浸透膜モジュール11、透過水リターンライン6、水質検出器2、18、20、水温検出器3、19、21、流量調整弁8等の具体的構成および配置は適宜設計変更可能である。また、上記の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, only the specific example was illustrated, it does not specifically limit this invention, the reverse
1 原水タンク
2 水質検出器
3 水温検出器
6 透過水リターンライン
8 流量調整弁
9 制御部
10 逆浸透膜装置
11 逆浸透膜モジュール
12 原水ライン
14 透過水ライン
15 濃縮水ライン
18 水質検出器
19 水温検出器
20 水質検出器
21 水温検出器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Raw water tank 2 Water quality detector 3 Water temperature detector 6 Permeated water return line 8
Claims (4)
前記逆浸透膜モジュールの透過水が排出される透過水ラインから前記原水ラインに透過水をリターンさせる透過水リターンラインと、
前記透過水リターンラインに設けられた流量調整弁と、
前記原水ラインに設けられ、原水の水質を検出する原水水質検出器と、
該原水水質検出器の検出信号に基づいて前記流量調整弁を制御する弁制御手段と、を備えたことを特徴とする逆浸透膜装置。 A reverse osmosis membrane module that supplies raw water through the raw water line and discharges it as permeated water from which impurities in the raw water have been removed and concentrated water in which impurities are concentrated;
A permeate return line for returning permeate from the permeate line from which the permeate of the reverse osmosis membrane module is discharged to the raw water line;
A flow control valve provided in the permeate return line;
A raw water quality detector provided in the raw water line for detecting the quality of the raw water;
A reverse osmosis membrane device comprising: valve control means for controlling the flow rate adjusting valve based on a detection signal of the raw water quality detector.
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