JP2011031121A - 淡水化装置及び淡水化装置の前処理膜の洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スケールを効率的に除去すると共に、逆洗浄のインターバルを向上させることができる淡水化装置及び淡水化装置の前処理膜の洗浄方法を提供する。
【解決手段】原水１１中の濁質分を濾過する前処理膜１２を有する前処理装置１３と、前記前処理装置１３からの濾過水１４から塩分を除去して淡水１５を生産する逆浸透膜（ＲＯ膜）１６を有する逆浸透膜装置１７と、前記逆浸透膜装置１７で生産された淡水１５を前記前処理装置１３に送給する淡水逆洗ライン３０と、前記淡水逆洗ライン３０に塩素３１を供給する塩素供給部３２とを具備してなり、前記淡水１５を前記前処理膜１２の逆洗浄に用いてなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、逆洗浄の洗浄効率を向上させる淡水化装置及び淡水化装置の前処理膜の洗浄方法に関する。

海水を逆浸透膜により処理し、淡水を生産する逆浸透膜装置の前処理として、精密濾過等を用いているが、有機物の付着等が発生するので、定期的に洗浄する必要がある。
この洗浄には、単なる洗浄水を用いて、逆洗浄する方法と、洗浄液に薬剤を添加して逆洗浄する方法とがある。

従来においては、この逆洗浄の際に、逆浸透膜で淡水を生産した際に発生する濃縮水を用いることを提案した（特許文献１）。
図５に従来の淡水化装置の一例を示す。図５に示すように、淡水化装置１００Ａは、原水（海水）１１中の濁質分を濾過する前処理膜１２を有する前処理装置１３と、前記前処理装置１３から供給された濾過水１４から塩分を除去して淡水１５を得る逆浸透膜（ＲＯ膜）１６を有する逆浸透膜装置１７と、前記逆浸透膜装置１７からの塩分が濃縮された濃縮水１８を前記前処理装置１３に送給する逆洗ライン１９とを具備してなり、前記濃縮水１８を洗浄水２０として用いて、前記前処理膜１２の逆洗浄を行うようにしている。ここで、図中、符号２１は濃縮水１８を貯留するタンクであり、２２は原水１１を前処理装置１３に供給する原水ライン、２３は濾過水１４を前処理装置１３から逆浸透膜装置１７に供給する濾過水ライン、２４は濃縮水１８をタンク２１に供給する濃縮水ライン、２５は淡水１５を外部の水使用設備等に供給する淡水ライン、Ｐは送給液ポンプを図示する。

前記構成の淡水化装置１００Ａにおいて、原水１１は前処理装置１３の前処理膜１２で濁質分を除去して、濾過水ライン２３を経由して濾過水１４が逆浸透膜装置１７に送給される。そして、逆浸透膜装置１７で塩分を除去して淡水１５を得た後、淡水ライン２５を経由して外部の図示しない水使用設備等に送給される。なお、濃縮された濃縮水１８は濃縮水ライン２４を経由してタンク２１に貯留される。ここで、濁質分を除去する前記前処理膜１２は、例えばＵＦ膜（限外濾過膜）又はＭＦ膜（精密濾過膜）等の分離膜を挙げることができるがこれらに限定されるものではない。

そして、前処理装置１３を逆洗浄する場合には、所定時間の淡水化を行った後、原水１１の供給を停止し、タンク２１から濃縮水１８を洗浄水２０として逆洗ライン１９を経由して前処理装置１３に送給し、前処理膜１２の逆洗を行う。そして濁質分を含む逆洗水２６は逆洗水ライン２７から外部に送給され、所定の処理を行う。

特開２００７−１４９０２号公報

しかしながら、特許文献１に提案の濃縮水を用いる場合には、スケール成分が存在し、次亜塩素酸ナトリウムやアルカリ等の薬剤を用いた洗浄において、有機物を除去することはできるものの、その副次効果として、炭酸カルシウムや次亜塩素酸カルシウムのスケール成分が前処理膜に付着する、という問題がある。

このため、図６の他の淡水化装置１００Ｂに示すように、塩酸等の酸２８を酸供給部２９から供給することで、その発生したスケール分を除去することが提案されているが、逆洗浄において、アルカリ剤と酸との二種類の薬剤を併用することとなり、逆洗工程が増加すると共に、前処理装置１３からの逆洗水２６が酸性の廃液となり、その処理がさらに問題となる。
特に、冬季における運転の際には、水温が低下するので、酸化効果が低減し、さらに薬剤を添加する必要があり、酸性廃液量が増大することとなる。

本発明は、前記問題に鑑み、スケールを効率的に除去すると共に、逆洗浄のインターバルを向上させることができる淡水化装置及び淡水化装置の前処理膜の洗浄方法を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、原水中の濁質分を濾過する前処理膜を有する前処理装置と、前記前処理装置からの濾過水から塩分を除去して淡水を生産する逆浸透膜を有する逆浸透膜装置と、前記逆浸透膜装置で生産された淡水を前記前処理装置に送給する淡水逆洗ラインと、前記淡水逆洗ラインに塩素を供給する塩素供給部とを具備してなり、前記淡水を前記前処理膜の逆洗浄に用いてなることを特徴とする淡水化装置にある。

第２の発明は、第１の発明において、前記淡水逆洗ラインに淡水を加熱する加熱部を介装することを特徴とする淡水化装置にある。

第３の発明は、第１又は２の発明において、前記逆浸透膜装置からの塩分が濃縮された濃縮水を前記前処理装置に送給する濃縮水逆洗ラインとを具備してなり、前記前処理膜の逆洗浄に淡水と前記濃縮水とを併用してなることを特徴とする淡水化装置にある。

第４の発明は、原水中の濁質分を前処理膜で濾過した後に、逆浸透膜を用いて淡水を得る際に、逆浸透膜で生産された淡水を、前記前処理膜の逆洗浄に用いることを特徴とする淡水化装置の前処理膜の洗浄方法にある。

第５の発明は、第４の発明において、前記淡水を加熱しつつ洗浄することを特徴とする淡水化装置の前処理膜の洗浄方法にある。

第６の発明は、第４又は５の発明において、前記前処理膜の逆洗の際に、塩素を添加した淡水を用いて洗浄した後、濃縮水を用いて洗浄することを特徴とする淡水化装置の前処理膜の洗浄方法にある。

本発明によれば、塩素を淡水に添加して前処理装置の前処理膜の逆洗浄を行うことで、淡水が純水であるので、次亜塩素酸カルシウム等の析出が抑制され、効率的な洗浄が可能となる。

図１は、実施例１に係る淡水化装置の概略図である。 図２は、実施例１に係る他の淡水化装置の概略図である。 図３は、実施例２に係る淡水化装置の概略図である。 図４は、加温水に変更した際の圧力変動を示す図である。 図５は、従来技術に係る淡水化装置の概略図である。 図６は、従来技術に係る他の淡水化装置の概略図である。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

本発明による実施例１に係る淡水化装置について、図面を参照して説明する。
図１は、実施例１に係る淡水化装置を示す概略図である。なお、従来技術で説明した淡水化装置の構成部材と同様の部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
実施例に係る淡水化装置１０Ａは、原水１１中の濁質分を濾過する前処理膜１２を有する前処理装置１３と、前記前処理装置１３からの濾過水１４から塩分を除去して淡水１５を生産する逆浸透膜（ＲＯ膜）１６を有する逆浸透膜装置１７と、前記逆浸透膜装置１７で生産された淡水１５を前記前処理装置１３に送給する淡水逆洗ライン３０と、前記淡水逆洗ライン３０に塩素３１を供給する塩素供給部３２とを具備してなり、前記淡水１５を前記前処理膜１２の逆洗浄に用いてなるものである。
図１中、符号５５は淡水タンクを図示する。

そして、前処理装置１３を逆洗浄する場合には、所定時間の淡水化を行った後、原水１１の供給を停止し、淡水タンク５０から淡水１５を洗浄水として淡水逆洗ライン３０を経由して前処理装置１３に送給し、塩素３１を添加しつつ前処理膜１２の逆洗を行う。そして濁質分を含む逆洗水２６は逆洗水ライン２７から外部に送給され、所定の処理を行う。

この結果、塩素３１を淡水１５に添加して定期的に逆洗浄することで、塩素３１で殺菌すると共に、純水である淡水１５により前処理膜１２が洗浄されるので次亜塩素酸カルシウムの析出を大幅に抑えることができる。

また、図２に示す他の淡水化装置１０Ｂに示すように、淡水逆洗ライン３０に加熱部５１を介装し、加熱媒体５２により淡水１５を加温することで、洗浄に必要な時間を短縮することができる。
また、加熱媒体（例えば１４０℃前後のスチーム）５２により淡水１５が加温（例えば４０℃）されるので、冬季における洗浄効率の低下も抑制することができる。
図４は淡水を加温水に変更した際における前処理装置１３での前処理膜の圧力の変動を示す。淡水から加温水に変更することで、圧力の大幅な低減が確認された。

なお、生産水である淡水１５を逆洗浄に用いることは、生産水の製造量が低下することとなるが、スケール除去のための薬剤（酸）の投入や、その処理のための逆洗時間の超過及び酸性の逆洗水の処理の費用を考慮すると、長期的な観点からは、生産水の大幅な低下とはならない。
また、従来は逆洗のインターバルが３０分に一回であったが、本実施例においては、スケールの発生がなくなるので、１〜３時間に一回程度と逆洗インターバルを伸ばすことができた。

本発明による実施例２に係る淡水化装置について、図面を参照して説明する。
図３は、実施例２に係る淡水化装置を示す概略図である。なお、従来技術及び実施例１で説明した淡水化装置の構成部材と同様の部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
実施例２に係る淡水化装置１０Ｃは、実施例１の装置において、さらに前記逆浸透膜装置１７からの塩分が濃縮された濃縮水１８を前記前処理装置１３に送給する濃縮水逆洗ライン５５を具備してなり、前記前処理膜１２の逆洗浄に淡水１５と前記濃縮水１８とを併用してなるものである。

そして、前処理装置１３を逆洗浄する場合には、所定時間の淡水化を行った後、原水１１の供給を停止し、淡水タンク５０から純水である淡水１５を洗浄水として淡水逆洗ライン３０を経由して前処理装置１３に送給し、塩素３１を添加しつつ前処理膜１２の逆洗を行う。そして濁質分を含む逆洗水２６は逆洗水ライン２７から外部に送給され、所定の処理を行う。

その後、前処理膜１２でスケール成分を除去してから、濃縮水１８で逆洗浄した場合でもスケールの付着がなくなり、淡水１５の使用量を低減することができる。

この結果、塩素３１を淡水１５に添加して定期的に逆洗浄することで、次亜塩素酸カルシウムの析出を抑えることができると共に、淡水１５で洗浄した後に、濃縮水１８で洗浄するので、逆洗浄に用いる淡水１５の使用量を低減することができる。

また、本実施例においては、スケールの発生がなくなるので、逆洗のインターバルを１〜３時間に一回程度とすることができると共に、淡水１５での処理を２〜３分程度、濃縮水１８での処理を５分程度と短時間での逆洗を行うことができた。

以上のように、本発明に係る淡水化装置は、従来のような濃縮水を用いて洗浄するものではないので、スケールの発生がなくなり、長期的に亙っての淡水化製造効率を低下させることがないので、海水を淡水化する設備に用いて適している。

１０Ａ〜１０Ｃ 淡水化装置
１１ 原水
１２ 前処理膜
１３ 前処理装置
１４ 濾過水
１５ 淡水
１６ 逆浸透膜
１７ 逆浸透膜装置
１８ 濃縮水
３０ 淡水逆洗ライン
３１ 塩素
３２ 塩素供給部
５１ 加熱部
５５ 濃縮水逆洗ライン

Claims (6)

1. 原水中の濁質分を濾過する前処理膜を有する前処理装置と、
   前記前処理装置からの濾過水から塩分を除去して淡水を生産する逆浸透膜を有する逆浸透膜装置と、
   前記逆浸透膜装置で生産された淡水を前記前処理装置に送給する淡水逆洗ラインと、
   前記淡水逆洗ラインに塩素を供給する塩素供給部とを具備してなり、前記淡水を前記前処理膜の逆洗浄に用いてなることを特徴とする淡水化装置。
2. 請求項１において、
   前記淡水逆洗ラインに、淡水を加熱する加熱部を介装することを特徴とする淡水化装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記逆浸透膜装置からの塩分が濃縮された濃縮水を前記前処理装置に送給する濃縮水逆洗ラインを具備してなり、前記前処理膜の逆洗浄に淡水と前記濃縮水とを併用してなることを特徴とする淡水化装置。
4. 原水中の濁質分を前処理膜で濾過した後に、逆浸透膜を用いて淡水を得る際に、逆浸透膜で生産された淡水を、前記前処理膜の逆洗浄に用いることを特徴とする淡水化装置の前処理膜の洗浄方法。
5. 請求項４において、
   前記淡水を加熱しつつ洗浄することを特徴とする淡水化装置の前処理膜の洗浄方法。
6. 請求項４又は５において、
   前記前処理膜の逆洗の際に、塩素を添加した淡水を用いて洗浄した後、濃縮水を用いて洗浄することを特徴とする淡水化装置の前処理膜の洗浄方法。

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