JP2015139750A - 逆浸透膜装置及びその運転方法 - Google Patents
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Abstract
Description
一方、非常時用の逆浸透膜装置を、平常時の浄水処理に用いながら待機させておく方法も考えられるが、この場合には、大量の浄水処理に対応した逆浸透膜装置から、平常時の少量の浄水を得るために、間欠的に装置を起動させるか、若しくは低圧で逆浸透膜透過させる必要がある。しかしながら、間欠的に逆浸透膜装置を起動させると、例えば、スパイラル型逆浸透膜エレメントの場合には、エレメント接続部のシール性を損なう虞がある。又、低圧で逆浸透膜透過させる運転方法は、溶存塩類の阻止性が悪化するという問題に加え、少量の浄水を得るための消費電力が大きく、非経済的になってしまう。
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。
従って、本項に記載の逆浸透膜装置は、各経路に設置されたバルブやポンプを利用することで、各運転状態において、前段バンクと後段バンクとの双方を衛生的に保ちながら、浄化処理を適切に行うものである。更に、バルブやポンプを制御することのみで、複数の運転状態の切り替えを行うものであるため、運転状態の切り替えに迅速に対応するものである。
本項に記載の逆浸透膜装置は、前段バンクのベッセルと後段バンクのベッセルとが、スパイラル型逆浸透膜エレメントを備えることで、各バンクにおいて、低圧で高水量を得るものとなる。更に、スパイラル型逆浸透膜エレメントは、逆浸透膜エレメントとして広く利用されているため、比較的容易に入手されるものである。
本項に記載の逆浸透膜装置は、前段バンクが、8インチ逆浸透膜エレメントを直列に4本備えた1本のベッセルで構成され、後段バンクが、8インチ逆浸透膜エレメントを1本備えた1本のベッセルで構成されており、双方のバンクを比較すると、前段バンクが比較的大規模であり、後段バンクが比較的小規模なものである。従って、例えば、少量の処理水を生産する場合は、後段バンクを主として用い、大量の処理水を取得する場合は、前段バンクと後段バンクとの双方を用いることとすれば、処理水の生産量に合わせて、効率よく浄化処理を行うものとなる。
本項に記載の逆浸透膜装置は、上記(4)項に記載の逆浸透膜装置と同様に、前段バンクが比較的大規模であり、後段バンクが比較的小規模なものである。従って、上述したように、少量の処理水を生産する場合は、後段バンクを主として用い、大量の処理水を取得する場合は、前段バンクと後段バンクとの双方を用いることとすれば、処理水の生産量に合わせて、効率よく浄化処理を行うものとなる。
又、第2の運転状態では、第1の運転状態から、後段バンクの濃縮水の排水量を小さくすることにより、後段バンクのベッセルを加圧する。更に、前段バンクの濃縮水室から取得する処理水の量を小さくすることにより、前段バンクのベッセルを加圧する。そして、前段バンクへ供給された後段バンクの透過水を、前段バンクの濃縮水室だけではなく、前段バンクの透過水室からも、処理水として取得する。すなわち、第2の運転状態では、後段バンクにより被処理水の浄化処理を行いながら、前段バンクの濃縮水室と透過水室との双方に、後段バンクの透過水を通水する。
そして、本項に記載の逆浸透膜装置の運転方法は、上述したような3つの運転状態を、運用に合わせて使い分けるものである。具体的には、例えば、少量の処理水を生産する場合は、逆浸透膜装置を第1及び第2の運転状態を切り替えながら運転し、大量の処理水を生産する場合は、逆浸透膜装置を第3の運転状態で運転する。これにより、少量又は大量の処理水を生産する何れの場合にも、前段バンク及び後段バンクの双方に、被処理水や透過水が供給されるため、前段バンク及び後段バンクが衛生的に保たれる。更に、重亜硫酸ナトリウム等の保持液を用いていないため、捨て水等の操作が不要であり、少量の処理水を生産している運転状態から、大量の処理水を生産する運転状態へと、即時に切り替わるものである。
図1は、本発明の実施の形態に係る逆浸透膜装置10を概略的に示している。まず、図1を参照して、本発明の実施の形態に係る逆浸透膜装置10の概略について説明する。逆浸透膜装置10は、例えば、災害発生時等の非常時に備え、少量の処理水を供給する平常時の運転状態と、大量の処理水を供給する非常時の運転状態とを、切り替え可能なものである。
図2において、逆浸透膜装置10は、図1と同様の構成の前段バンク12及び後段バンク18を含んでいる。又、逆浸透膜装置10は、前段バンク12に被処理水を供給するための前段供給経路30、後段バンク18に被処理水を供給するための後段供給経路32、前段バンク12の濃縮水を後段バンク18へ供給するための中間経路34、後段バンク18の濃縮水を排水するための排水経路36、後段バンク18の濃縮水を循環するための循環経路38を含んでいる。更に、逆浸透膜装置10は、前段バンク12の透過水室12bを経た透過水を処理水として取得するための前段処理水経路40、後段バンク18の透過水を処理水として取得するための後段処理水経路42、後段バンク18の透過水を前段バンク12へ供給するための保守用経路44、及び、前段バンク12の濃縮水室12aを経た後段バンク18の透過水を処理水として取得するための保守用処理水経路46を含んでいる。
図2(a)の第1の運転状態では、前段供給バルブV1を閉状態、前段供給ポンプP1を停止状態にすることで、前段バンク12に被処理水を供給せずに、後段供給バルブV2を開状態、後段供給ポンプP2を起動状態にすることで、後段供給経路32を介して、後段バンク18のみに被処理水を供給する。この際、中間バルブV4は閉状態とし、後段供給経路32と保守用処理水経路46とを分離する。又、排水バルブV5を開状態にすることで、排水経路36を介して後段バンク18の濃縮水の一部を排水すると供に、循環バルブV6を開状態、循環ポンプP3を起動状態にすることで、循環経路38を介して、後段バンク18の濃縮水の残部を後段バンク18へ循環させる。更に、後段処理水バルブV10を閉状態として、後段処理水経路42から後段バンク18の透過水を取得せずに、保守用バルブV7を開状態、前段制御バルブV3を閉状態にすることで、保守用経路44を介して、後段バンク18の透過水を前段バンク12へ供給する。そして、前段処理水バルブV9を閉状態、保守用処理水バルブV8を開状態にすることで、後段バンク18の透過水を、前段バンク12の濃縮水室12aに通水させた後、保守用処理水経路46から処理水として取得する。
図3の例において、逆浸透膜装置10´の前段バンク12は、逆浸透膜エレメント16を直列に4本備えたベッセル14a〜14dを、4本並列にして構成されており、又、後段バンク18は、逆浸透膜エレメント22を直列に2本備えたベッセル20a、20bを、2本並列にして構成されている。前段バンク12の逆浸透膜エレメント16と、後段バンク18の逆浸透膜エレメント22とには、例えば、4インチのスパイラル型逆浸透膜エレメントが用いられる。
このように、本発明の実施の形態に係る逆浸透膜装置10、10´は、逆浸透膜エレメント16、22の入手性や、装置の用途に合わせて、前段バンク12及び後段バンク18を任意に構成できるものである。
すなわち、本発明の実施の形態に係る逆浸透膜装置10は、例えば井戸水等の被処理水を、逆浸透膜により浄化するものであり、図1に示すように、前段バンク12と後段バンク18とを含み、2つのバンク12、18の各々が、逆浸透膜エレメント16、22を備えたベッセル14、20で構成されている。更に、逆浸透膜装置10は、図2に示すように、前段バンク12と後段バンク18とを用いて被処理水を浄化する際に使用する経路として、前段供給経路30、後段供給経路32、中間経路34、排水経路36、循環経路38、前段処理水経路40、後段処理水経路42、保守用経路44、及び、保守用処理水経路46を備えている。前段供給経路30は、被処理水を前段バンク12に供給する際に用いられ、後段供給経路32は、被処理水を後段バンク18に供給する際に用いられる。すなわち、前段バンク12と後段バンク18とに対し、個別に被処理水の供給経路が確保されている。又、前段処理水経路40は、前段バンク12の逆浸透膜エレメント16を透過した透過水を、前段バンク12から処理水として取り出すための経路であり、後段処理水経路42は、後段バンク18の逆浸透膜エレメント22を透過した透過水を、後段バンク18から処理水として取り出すための経路である。
Claims (6)
- 逆浸透膜により被処理水を浄化する逆浸透膜装置であって、
逆浸透膜エレメントを備えたベッセルで構成される前段バンク及び後段バンクと、
被処理水を前記前段バンクへ供給するための前段供給経路と、被処理水を前記後段バンクへ供給するための後段供給経路と、前記前段バンクの濃縮水を前記後段バンクへ供給するための中間経路と、前記後段バンクの濃縮水を排水するための排水経路と、前記後段バンクの濃縮水を前記後段バンクに循環するための循環経路と、前記前段バンクの透過水を処理水として得るための前段処理水経路と、前記後段バンクの透過水を処理水として得るための後段処理水経路と、前記後段バンクの透過水を前記前段バンクへ供給するための保守用経路と、該保守用経路を介して前記前段バンクへ供給された透過水を、前記前段バンクから処理水として得るための保守用処理水経路とを含むことを特徴とする逆浸透膜装置。 - 前記前段供給経路は、前記前段バンクへ被処理水を供給する前段供給ポンプと、該前段供給ポンプより上流に設置される前段供給バルブと、前記前段供給ポンプより下流に設置される前段制御バルブとを有し、
前記中間経路は、前記前段バンクから前記後段バンクへの通水を制御する中間バルブを有し、
前記排水経路は、前記後段バンクの濃縮水の排水を制御する排水バルブを有し、
前記後段供給経路は、前記後段バンクへ被処理水を供給する後段供給ポンプと、該後段供給ポンプより上流に設置される後段供給バルブとを有し、前記中間バルブより下流で前記中間経路に合流し、
前記循環経路は、前記後段バンクの濃縮水を前記後段バンクに循環する循環ポンプと、該循環ポンプより上流に設置される循環バルブとを有し、前記排水バルブより上流で前記排水経路から分岐し、前記中間バルブより下流で前記中間経路に合流し、
前記前段処理水経路は、処理水の取得を制御する前段処理水バルブを有し、
前記後段処理水経路は、処理水の取得を制御する後段処理水バルブを有し、
前記保守用経路は、前記前段バンクに対する前記後段バンクの透過水の供給を制御する保守用バルブを有し、前記後段処理水バルブより上流で前記後段処理水経路から分岐し、前記前段制御バルブより下流で前記前段供給経路に合流し、
前記保守用処理水経路は、処理水の取得を制御する保守用処理水バルブを有し、前記中間バルブより上流で前記中間経路から分岐することを特徴とする請求項1記載の逆浸透膜装置。 - 前記前段バンクのベッセルと、前記後段バンクのベッセルとは、スパイラル型逆浸透膜エレメントを備えることを特徴とする請求項1又は2記載の逆浸透膜装置。
- 前記前段バンクは、8インチ逆浸透膜エレメントを直列に4本備えた1本のベッセルで構成され、前記後段バンクは、8インチ逆浸透膜エレメントを1本備えた1本のベッセルで構成されることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の逆浸透膜装置。
- 前記前段バンクは、4インチ逆浸透膜エレメントを直列に4本備えたベッセルを、4本並列にして構成され、前記後段バンクは、4インチ逆浸透膜エレメントを直列に2本備えたベッセルを、2本並列にして構成されることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の逆浸透膜装置。
- 逆浸透膜エレメントを備えたベッセルで構成される前段バンク及び後段バンクを含む逆浸透膜装置の運転方法であって、
被処理水を前記後段バンクのみに供給し、前記後段バンクの濃縮水の一部を排水しながら、前記後段バンクの濃縮水の残部を前記後段バンクに循環させ、前記後段バンクの透過水を前記前段バンクに供給して、前記前段バンクの濃縮水室から処理水として取得する第1の運転状態と、
該第1の運転状態から、前記後段バンクの濃縮水の排水量と前記前段バンクの濃縮水室から取得する処理水の量とを小さくして、前記前段バンクへ供給された前記後段バンクの透過水を、前記前段バンクの透過水室と濃縮水室とから、処理水として取得する第2の運転状態と、
被処理水を前記前段バンクに供給すると供に、前記前段バンクの濃縮水を前記後段バンクへ供給し、前記後段バンクの濃縮水を排水しながら、前記前段バンクの透過水と前記後段バンクの透過水とを、処理水として取得する第3の運転状態とを含むことを特徴とする逆浸透膜装置の運転方法。
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