JP2017064599A - 逆浸透膜モジュールの洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フラッシング運転において、逆浸透膜モジュールの膜面を効果的に洗浄することができる逆浸透膜モジュールの洗浄方法を提供すること。
【解決手段】逆浸透膜モジュール５に供給水Ｗ１を導入することにより透過水Ｗ２と濃縮水Ｗ３とに分離する逆浸透膜分離装置４における逆浸透膜モジュール５の洗浄方法であって、逆浸透膜モジュール５の二次側から一次側に向けて透過水Ｗ２の移動が生じるように、逆浸透膜モジュール５の一次側の供給水Ｗ１の浸透圧を調整する浸透圧調整工程と、浸透圧調整工程の後に、逆浸透膜モジュール５の一次側を洗浄するフラッシング運転を実行する第１フラッシング工程と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、逆浸透膜モジュールの洗浄方法に関する。

医薬品や化粧品の製造、電子部品や精密機器の洗浄等においては、不純物を含まない高純度の純水が使用される。この種の純水は、一般に、地下水、水道水等の供給水を逆浸透膜分離装置で処理し、得られた透過水を精製することにより製造される。逆浸透膜分離装置は、逆浸透膜モジュールを備えており、供給水を透過水と濃縮水とに分離することができる。以下の説明においては、逆浸透膜モジュールを「ＲＯ膜モジュール」、逆浸透膜を「ＲＯ膜」ともいう。

ＲＯ膜モジュールに用いられるＲＯ膜の水透過係数は、供給水の温度や膜の状態（細孔の閉塞や材質の酸化劣化）により変化する。すなわち、透過水の流量は、供給水の温度や膜の状態により変化する。そこで、ＲＯ膜モジュールの透水性能を維持するために、定期的にＲＯ膜モジュールの一次側の表面を洗浄するフラッシング運転を行う逆浸透膜分離装置が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００５−２７９４６１号公報

フラッシング運転を行う逆浸透膜分離装置においては、フラッシング運転を実行することで、ＲＯ膜モジュールの一次側において、水の剪断力（ＲＯ膜の膜面に付着した付着物を剥ぎ取る力）を発生させて、ＲＯ膜の膜面に付着した付着物を剥離させる。ＲＯ膜モジュールの一次側における水の剪断力を大きくするためには、ＲＯ膜モジュールの一次側から二次側へ透過される透過水の流量を抑えることが有効であるとされている。

しかしながら、ＲＯ膜モジュールが低圧用の膜の場合には、低圧力の水でも膜を水が通過しやすい。特に、水温が高くなると、ＲＯ膜モジュールの膜を水が通過しやすい。そのため、ＲＯ膜モジュールの一次側から二次側への透過水の流量を抑えにくくなる。よって、ＲＯ膜モジュールが低圧用の膜の場合には、ＲＯ膜モジュールの一次側において、水の剪断力が小さくなりやすい。

一方、ＲＯ膜モジュールの二次側において透過水が流通する流路を閉鎖すれば、ＲＯ膜モジュールの一次側から二次側への透過水の流量が抑えられるため、ＲＯ膜モジュールの一次側における水の剪断力は大きくなる。しかし、ＲＯ膜モジュールの二次側の圧力が一次側の圧力よりも高くなると、ＲＯ膜モジュールの二次側の圧力（ＲＯ膜モジュールの背圧）が高くなり、ＲＯ膜モジュールの膜が破損する可能性がある。
よって、フラッシング運転において、逆浸透膜モジュールの膜面を効果的に洗浄することが望まれている。

本発明は、フラッシング運転において、逆浸透膜モジュールの膜面を効果的に洗浄することができる逆浸透膜モジュールの洗浄方法を提供することを目的とする。

本発明は、逆浸透膜モジュールに供給水を導入することにより透過水と濃縮水とに分離する逆浸透膜分離装置における前記逆浸透膜モジュールの洗浄方法であって、前記逆浸透膜モジュールの二次側から一次側に向けて透過水の移動が生じるように、前記逆浸透膜モジュールの一次側の供給水の浸透圧を調整する浸透圧調整工程と、前記浸透圧調整工程の後に、前記逆浸透膜モジュールの一次側を洗浄するフラッシング運転を実行する第１フラッシング工程と、を備える逆浸透膜モジュールの洗浄方法に関する。

また、前記浸透圧調整工程は、前記逆浸透膜モジュールの一次側の供給水に薬剤を添加することにより、前記逆浸透膜モジュールの一次側の供給水の濃度を上昇させて、前記逆浸透膜モジュールの一次側の供給水の浸透圧を調整することが好ましい。

また、前記浸透圧調整工程は、供給水の流量に対する透過水の流量の比率である回収率を上昇させることにより、前記逆浸透膜モジュールの一次側の供給水の浸透圧を調整することが好ましい。

また、前記第１フラッシング工程の実行後に、前記逆浸透膜分離装置を一定時間停止させて、前記逆浸透膜モジュールの二次側から一次側へ透過水が移動することで浸透圧の現象を発生させる停止工程と、前記停止工程の後に、前記フラッシング運転を実行する第２フラッシング工程と、を更に備えることが好ましい。

また、前記フラッシング運転において、前記逆浸透膜モジュールにより分離された透過水を前記逆浸透膜モジュールの一次側に返送することが好ましい。

本発明によれば、フラッシング運転において、逆浸透膜モジュールの膜面を効果的に洗浄することができる逆浸透膜モジュールの洗浄方法を提供することができる。

一実施形態に係る逆浸透膜分離装置４の全体構成図である。 本実施形態に係るＲＯ膜モジュール５の洗浄方法の処理手順を示すフローチャートである。 ＲＯ膜モジュール５の洗浄方法において、ＲＯ膜モジュール５の膜に付着した付着物が剥離される様子を説明する図である。

本発明の一実施形態に係る逆浸透膜分離装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、一実施形態に係る逆浸透膜分離装置４の全体構成図である。

図１に示すように、本実施形態に係る逆浸透膜分離装置４は、加圧ポンプ２と、加圧側インバータ３と、逆浸透膜モジュールとしてのＲＯ膜モジュール５と、比例制御排水弁６と、薬剤供給装置３０と、安全弁３１と、透過水弁３２と、濃縮水循環弁３３と、制御部２０と、を備える。

また、逆浸透膜分離装置４は、圧力センサＳ１と、第１電気伝導率センサＳ２と、水温センサＳ４と、第１流量センサＳ５と、第２流量センサＳ６と、第２電気伝導率センサＳ７と、を備える。図１では、電気的な接続の経路を破線で示す。
制御部２０には、加圧側インバータ３、比例制御排水弁６、透過水弁３２、濃縮水循環弁３３、薬剤供給装置３０、圧力センサＳ１、第１電気伝導率センサＳ２、水温センサＳ４、第１流量センサＳ５、第２流量センサＳ６、第２電気伝導率センサＳ７が電気的に接続されている。

また、逆浸透膜分離装置４は、供給水ラインＬ１と、透過水ラインＬ２と、濃縮水ラインＬ３と、循環水ラインＬ４と、排水ラインＬ５と、透過水返送ラインＬ９と、を備える。本明細書における「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。

供給水ラインＬ１は、供給水Ｗ１をＲＯ膜モジュール５に供給するラインである。供給水ラインＬ１の上流側の端部は、供給水Ｗ１の供給源（不図示）に接続されている。供給水ラインＬ１の下流側の端部は、ＲＯ膜モジュール５の一次側入口ポートに接続されている。供給水ラインＬ１には、加圧ポンプ２、圧力センサＳ１、薬剤供給装置３０、第１電気伝導率センサＳ２、ＲＯ膜モジュール５が設けられている。

加圧ポンプ２は、供給水ラインＬ１を流通する供給水Ｗ１を吸入し、ＲＯ膜モジュール５へ向けて圧送（吐出）する装置である。加圧ポンプ２には、加圧側インバータ３から周波数が変換された駆動電力が供給される。加圧ポンプ２は、供給（入力）された駆動電力の周波数（以下、「駆動周波数」ともいう）に応じた回転速度で駆動される。

加圧側インバータ３は、加圧ポンプ２に、周波数が変換された駆動電力を供給する電気回路（又はその回路を持つ装置）である。加圧側インバータ３には、制御部２０から指令信号が入力される。加圧側インバータ３は、制御部２０により入力された指令信号（電流値信号又は電圧値信号）に対応する駆動周波数の駆動電力を加圧ポンプ２に出力する。

圧力センサＳ１は、加圧ポンプ２の吐出圧力（運転圧力）を検出する機器である。圧力センサＳ１は、加圧ポンプ２の吐出側近傍に配置されている。加圧ポンプ２の吐出側近傍とは、加圧ポンプ２の吐出圧力と看做せる圧力を検出できる位置を意味する。圧力センサＳ１で検出された供給水Ｗ１の圧力（以下、「検出圧力値」ともいう）は、制御部２０へ検出信号として送信される。

薬剤供給装置３０は、供給水ラインＬ１におけるＲＯ膜モジュール５の一次側を流通する供給水Ｗ１に薬剤を添加する装置である。薬剤供給装置３０は、ＲＯ膜モジュール５の一次側の供給水Ｗ１に薬剤を添加することで、ＲＯ膜モジュール５の一次側の供給水Ｗ１の濃度を上昇させて、ＲＯ膜モジュール５の一次側の供給水Ｗ１の浸透圧を調整する。
なお、本実施形態においては、ＲＯ膜モジュール５の一次側とは、ＲＯ膜モジュール５において逆浸透が生じる場合におけるＲＯ膜モジュール５の上流側を意味し、ＲＯ膜モジュール５において正浸透が生じる場合には、ＲＯ膜モジュール５の下流側となる。また、ＲＯ膜モジュール５の二次側とは、ＲＯ膜モジュール５において逆浸透が生じる場合におけるＲＯ膜モジュール５の下流側を意味し、ＲＯ膜モジュール５において正浸透が生じる場合には、ＲＯ膜モジュール５の上流側となる。

薬剤供給装置３０により供給水Ｗ１に添加される薬剤としては、例えば、塩化ナトリウムなどの塩、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどのアルカリ、有機酸（例：シュウ酸，クエン酸）又は無機酸（例：塩酸，硫酸，硝酸）などの酸が挙げられる。なお、塩、アルカリ、酸などを主体として、分散剤、殺菌剤などを添加してもよい。

第１電気伝導率センサＳ２は、ＲＯ膜モジュール５の一次側の供給水Ｗ１の電気伝導率を検出する機器である。第１電気伝導率センサＳ２で検出された供給水Ｗ１の電気伝導率は、制御部２０へ検出信号として送信される。第１電気伝導率センサＳ２で検出された供給水Ｗ１の電気伝導率は、制御部２０において、換算式や換算テーブル等に基づいて、浸透圧に換算される。

ＲＯ膜モジュール５は、加圧ポンプ２から吐出された供給水Ｗ１を、溶存塩類が除去された透過水Ｗ２と、溶存塩類が濃縮された濃縮水Ｗ３とに膜分離処理する設備である。ＲＯ膜モジュール５は、単一又は複数のＲＯ膜エレメント（不図示）を備える。ＲＯ膜モジュール５は、これらＲＯ膜エレメントにより供給水Ｗ１を膜分離処理し、透過水Ｗ２及び濃縮水Ｗ３を製造する。逆浸透膜分離装置４は、ＲＯ膜モジュール５に供給水Ｗ１を導入することにより透過水Ｗ２と濃縮水Ｗ３とに分離する。

透過水ラインＬ２は、ＲＯ膜モジュール５で分離された透過水Ｗ２を送出するラインである。透過水ラインＬ２の上流側の端部は、ＲＯ膜モジュール５の二次側ポートに接続されている。透過水ラインＬ２の下流側の端部は、需要先の装置（不図示）や処理水タンク（不図示）などに接続されている。透過水ラインＬ２には、上流側から下流側に向けて順に、水温センサＳ４、第１流量センサＳ５、第２電気伝導率センサＳ７、接続部Ｊ３、透過水弁３２が設けられている。

水温センサＳ４は、透過水Ｗ２の温度を検出する機器である。水温センサＳ４で検出された透過水Ｗ２の温度（以下、「検出水温値」ともいう）は、制御部２０へ検出信号として送信される。

なお、本実施形態においては、水温センサＳ４をＲＯ膜モジュール５の下流側に配置して、水温センサＳ４が透過水Ｗ２の温度を検出するように構成したが、これに制限されない。水温センサＳ４をＲＯ膜モジュール５の上流側に配置して、水温センサＳ４が供給水Ｗ１の温度を検出するように構成してもよい。ＲＯ膜モジュール５の上流側及び下流側において、水の温度をほぼ同じ水温値と看做せるためである。

第１流量センサＳ５は、透過水ラインＬ２を流通する透過水Ｗ２の流量を検出する機器である。第１流量センサＳ５で検出された透過水Ｗ２の流量（以下、「検出流量値」ともいう）は、制御部２０へパルス信号として送信される。

第２電気伝導率センサＳ７は、透過水ラインＬ２を流通する透過水Ｗ２の電気伝導率を検出する機器である。第２電気伝導率センサＳ７で検出された透過水Ｗ２の電気伝導率は、制御部２０へ検出信号として送信される。

濃縮水ラインＬ３は、ＲＯ膜モジュール５で分離された濃縮水Ｗ３を送出するラインである。濃縮水ラインＬ３の上流側の端部は、ＲＯ膜モジュール５の一次側出口ポートに接続されている。また、濃縮水ラインＬ３の下流側は、接続部Ｊ１において、循環水ラインＬ４及び排水ラインＬ５に接続されている。

循環水ラインＬ４は、ＲＯ膜モジュール５で分離され且つ濃縮水ラインＬ３を流通する濃縮水Ｗ３の一部Ｗ３１を、供給水ラインＬ１におけるＲＯ膜モジュール５及び加圧ポンプ２よりも上流側に返送するラインである。循環水ラインＬ４の上流側の端部は、接続部Ｊ１において、濃縮水ラインＬ３に接続されている。また、循環水ラインＬ４の下流側の端部は、接続部Ｊ２において、供給水ラインＬ１における加圧ポンプ２よりも上流側に接続されている。循環水ラインＬ４には、濃縮水循環弁３３が設けられている。

濃縮水循環弁３３は、循環水ラインＬ４を開閉する弁である。濃縮水循環弁３３は、ＲＯ膜モジュール５により透過水Ｗ２を製造する場合には、開状態に制御される。濃縮水循環弁３３は、洗浄工程においてフラッシング運転制御を実行する場合には、閉状態に制御される。

排水ラインＬ５は、ＲＯ膜モジュール５で分離され且つ濃縮水ラインＬ３を流通する濃縮水Ｗ３の残部Ｗ３２を装置外（系外）に排出するラインである。排水ラインＬ５には、比例制御排水弁６、第２流量センサＳ６が設けられている。

比例制御排水弁６は、排水ラインＬ５から装置外へ排出する濃縮水Ｗ３の残部Ｗ３２の排水流量を調節する弁である。比例制御排水弁６の弁開度は、制御部２０から送信される駆動信号により制御される。制御部２０から電流値信号（例えば、４〜２０ｍＡ）を比例制御排水弁６に送信して、弁開度を制御することにより、濃縮水Ｗ３の残部Ｗ３２の排水流量を調節することができる。

第２流量センサＳ６は、排水ラインＬ５を流通する濃縮水Ｗ３の残部Ｗ３２の流量を検出する機器である。第２流量センサＳ６は、排水ラインＬ５における比例制御排水弁８よりも下流側に配置されている。第２流量センサＳ６で検出された濃縮水Ｗ３の残部Ｗ３２の流量（以下、「検出流量値」ともいう）は、制御部２０へパルス信号として送信される。

透過水返送ラインＬ９は、フラッシング運転制御（後述）において、透過水ラインＬ２に送出された透過水Ｗ２を、供給水ラインＬ１における加圧ポンプ２よりも上流側に返送させるラインである。透過水返送ラインＬ９の上流側の端部は、接続部Ｊ３において透過水ラインＬ２に接続されている。接続部Ｊ３は、ＲＯ膜モジュール５の二次側ポートと透過水弁３２との間に配置されている。また、透過水返送ラインＬ９の下流側の端部は、接続部Ｊ４において供給水ラインＬ１に接続されている。接続部Ｊ４は、加圧ポンプ２の上流側に配置されている。透過水返送ラインＬ９には、安全弁３１が設けられている。

安全弁３１は、フラッシング運転制御（後述）において、透過水ラインＬ２の管内圧力が設定された圧力以上となった場合に開弁して、透過水Ｗ２を透過水返送ラインＬ９に流通させる弁である。すなわち、安全弁３１は、設定された圧力以上の透過水Ｗ２を、透過水返送ラインＬ９を介して供給水ラインＬ１に戻すことにより、ＲＯ膜モジュール５の二次側に過剰な背圧が発生するのを防止する。

制御部２０は、ＣＰＵ及びメモリを含むマイクロプロセッサ（不図示）により構成される。制御部２０は、逆浸透膜分離装置４を制御する。
制御部２０は、製造工程及び洗浄工程を実行するように、加圧側インバータ３（加圧ポンプ２）、透過水弁３２、濃縮水循環弁３３及び比例制御排水弁６を制御する。

［製造工程］
まず、製造工程について説明する。製造工程は、逆浸透膜分離装置４において透過水Ｗ２を製造する工程である。制御部２０は、製造工程として、透過水Ｗ２の水量制御を実行すると共に、透過水Ｗ２の回収率制御を実行する。
以下に、透過水Ｗ２の水量制御及び透過水Ｗ２の回収率制御について説明する。

＜透過水Ｗ２の水量制御＞
制御部２０は、透過水Ｗ２の水量制御として、例えば、流量フィードバック水量制御、圧力フィードバック水量制御、又は温度フィードフォワード水量制御のいずれかを選択して実行できる。各水量制御の概要は、次の通りである。

（流量フィードバック水量制御）
制御部２０は、透過水Ｗ２の流量が予め設定された目標流量値となるように、第１流量センサＳ５の検出流量値をフィードバック値として、加圧ポンプ２を駆動するための駆動周波数を演算する。そして、制御部２０は、駆動周波数の演算値に対応する指令信号（電流値信号又は電圧値信号）を加圧側インバータ３に出力する（以下、「流量フィードバック水量制御」ともいう）。なお、本水量制御における駆動周波数の演算には、例えば、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムを用いることができる。

（圧力フィードバック水量制御）
制御部２０は、透過水Ｗ２の流量が予め設定された目標流量値となるように、加圧ポンプ２の検出圧力値（圧力センサＳ１の検出圧力値）をフィードバック値として、加圧ポンプ２の駆動周波数を演算する。そして、制御部２０は、駆動周波数の演算値に対応する指令信号（電流値信号又は電圧値信号）を加圧側インバータ３に出力する（以下、「圧力フィードバック水量制御」ともいう）。なお、本水量制御における駆動周波数の演算には、例えば、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムを用いることができる。

（温度フィードフォワード水量制御）
制御部２０は、透過水Ｗ２の流量が予め設定された目標流量値となるように、水温センサＳ４の検出温度値をフィードフォワード値として、加圧ポンプ２の駆動周波数を演算する。そして、制御部２０は、駆動周波数の演算値に対応する指令信号（電流値信号又は電圧値信号）を加圧側インバータ３に出力する（以下、「温度フィードフォワード水量制御」ともいう）。

＜透過水Ｗ２の回収率制御＞
透過水Ｗ２の回収率とは、ＲＯ膜モジュール５に供給される供給水Ｗ１の流量に対する透過水Ｗ２の流量の比率（透過水Ｗ２の流量／供給水Ｗ１の流量）である。
制御部２０は、透過水Ｗ２の回収率制御として、例えば、温度フィードフォワード回収率制御、水質フィードフォワード、又は水質フィードバック回収率制御のいずれかを選択して実行できる。各回収率制御の概要は、次の通りである。

（温度フィードフォワード回収率制御）
制御部２０は、予め取得された供給水Ｗ１のシリカ濃度、及び水温センサＳ４の検出温度値から決定したシリカ溶解度に基づいて、濃縮水Ｗ３におけるシリカの許容濃縮倍率を演算する。そして、制御部２０は、許容濃縮倍率の演算値、及び透過水Ｗ２の目標流量値から排水流量を演算し、濃縮水Ｗ３の実際排水量（第２流量センサＳ６の検出流量値）が排水流量の演算値（目標排水流量）となるように、比例制御排水弁６の弁開度を制御する（以下、「温度フィードフォワード回収率制御」ともいう）。

（水質フィードフォワード回収率制御）
制御部２０は、予め取得された炭酸カルシウムの溶解度、及び硬度センサの測定硬度値に基づいて、濃縮水Ｗ３における炭酸カルシウムの許容濃縮倍率を演算する。そして、制御部２０は、許容濃縮倍率の演算値、及び透過水Ｗ２の目標流量値から排水流量を演算し、濃縮水Ｗ３の実際排水量（第２流量センサＳ６の検出流量値）が排水流量の演算値（目標排水流量）となるように、比例制御排水弁６の弁開度を制御する（以下、「水質フィードフォワード回収率制御」ともいう）。

（水質フィードバック回収率制御）
制御部２０は、第２電気伝導率センサＳ７の測定電気伝導率値が予め設定された目標電気伝導率となるように、比例制御排水弁６の弁開度をダイレクトに制御する（以下、「水質フィードバック回収率制御」ともいう）。なお、本制御における弁開度の決定には、例えば、速度形デジタルＰＩＤアルゴリズムを用いることができる。

＜透過水Ｗ２の水量制御及び回収率制御の制御例＞
透過水Ｗ２の水量制御及び回収率制御においては、「流量フィードバック水量制御」と「温度フィードフォワード回収率制御」とが組み合わされて実行されるパターンや、「圧力フィードバック水量制御」と「水質フィードフォワード回収率制御」とが組み合されて実行されるパターンや、「温度フィードフォワード水量制御」と「水質フィードバック回収率制御」とが組み合わされて実行されるパターンが例示される。なお、この組み合わせ以外を排除するものではない。

［洗浄工程］
次に、洗浄工程について説明する。
洗浄工程は、ＲＯ膜モジュール５の洗浄を行う工程である。
制御部２０は、洗浄工程において、フラッシング運転制御を実行する。
＜フラッシング運転制御＞
制御部２０は、洗浄工程において、所定の条件を充足した場合に、フラッシング運転制御を実行する。所定の条件としては、例えば、以下の〔ａ〕〜〔ｄ〕が列挙される。
〔ａ〕透過水Ｗ２の製造を終了した場合（装置の運転を終了した場合）
〔ｂ〕前回のフラッシング運転の終了後、透過水Ｗ２を製造しない継続時間が設定時間（例：１時間）となった場合
〔ｃ〕前回のフラッシング運転の終了後、透過水Ｗ２の製造積算時間が設定時間（例：３０分）に達した場合
〔ｄ〕ＲＯ膜モジュール５の膜の汚染度が許容値を超えた場合
ＲＯ膜の汚染度は、例えば、ＲＯ膜モジュール５の一次側入口ポートと一次側出口ポートの間の圧力差を差圧計（図示せず）で計測すること等により求められる。

制御部２０は、洗浄工程におけるフラッシング運転制御において、浸透圧調整工程、第１フラッシング工程、停止工程、第２フラッシング工程を実行するように、加圧ポンプ２、透過水弁３２及び比例制御排水弁６を制御する。
以下に、浸透圧調整工程、第１フラッシング工程、停止工程、第２フラッシング工程について説明する。

＜浸透圧調整工程＞
浸透圧調整工程は、第１フラッシング工程を実行する前に実行される工程である。
浸透圧調整工程は、ＲＯ膜モジュール５の二次側から一次側に向けて透過水Ｗ２の移動が生じるように、ＲＯ膜モジュール５の一次側の供給水Ｗ１の浸透圧を調整する。なお、前述した通り、本実施形態においては、ＲＯ膜モジュール５の一次側とは、ＲＯ膜モジュール５において逆浸透が生じる場合におけるＲＯ膜モジュール５の上流側を意味し、ＲＯ膜モジュール５において正浸透が生じる場合には、ＲＯ膜モジュール５の下流側となる。また、ＲＯ膜モジュール５の二次側とは、ＲＯ膜モジュール５において逆浸透が生じる場合におけるＲＯ膜モジュール５の下流側を意味し、ＲＯ膜モジュール５において正浸透が生じる場合には、ＲＯ膜モジュール５の上流側となる。

浸透圧調整工程としては、例えば、ＲＯ膜モジュール５の一次側の供給水Ｗ１に薬剤を添加する方法や、ＲＯ膜モジュール５における回収率（供給水Ｗ１の流量に対する透過水Ｗ２の流量の比率）を上昇させる方法などがある。
浸透圧調整工程においては、ＲＯ膜モジュール５の一次側の供給水Ｗ１の浸透圧が、０．１ＭＰａ以上となるように調整される。

ＲＯ膜モジュール５の一次側の供給水Ｗ１の浸透圧は、第１電気伝導率センサＳ２で検出されたＲＯ膜モジュール５の一次側の供給水Ｗ１の電気伝導率を浸透圧に換算することにより求められる。例えば、制御部２０は、供給水Ｗ１に添加する薬剤が塩化ナトリウムである場合に、塩化ナトリウムにおける電気伝導率に対する浸透圧について、換算式や換算テーブル等を記憶しており、記憶された換算式や換算テーブル等に基づいて、第１電気伝導率センサＳ２で検出された供給水Ｗ１の電気伝導率を、浸透圧に換算する。なお、ＲＯ膜モジュール５の二次側の透過水Ｗ２の浸透圧を一定と看做せることから、ＲＯ膜モジュール５の一次側の供給水Ｗ１の浸透圧を計測すれば、ＲＯ膜モジュール５の一次側の浸透圧と二次側の浸透圧との浸透圧差の概略を求めることができる。

浸透圧調整工程におけるＲＯ膜モジュール５の一次側の供給水に薬剤を添加する方法では、ＲＯ膜モジュール５の一次側の供給水に薬剤を添加することで、ＲＯ膜モジュール５の一次側の供給水Ｗ１の濃度を上昇させて、ＲＯ膜モジュール５の二次側から一次側に向けて透過水Ｗ２の移動が生じるように、ＲＯ膜モジュール５の一次側の供給水Ｗ１の浸透圧を調整する。
ＲＯ膜モジュール５の一次側の供給水Ｗ１の濃度を上昇させることで、水の濃度が低いＲＯ膜モジュール５の二次側から、水の濃度が高いＲＯ膜モジュール５の一次側に向けて透過水Ｗ２が移動する正浸透作用を生じさせることができる。

浸透圧調整工程におけるＲＯ膜モジュール５における回収率（供給水Ｗ１の流量に対する透過水Ｗ２の流量の比率）を上昇させる方法では、ＲＯ膜モジュール５における回収率を上昇させることにより、ＲＯ膜モジュール５の二次側から一次側に向けて透過水Ｗ２の移動が生じるように、ＲＯ膜モジュール５の一次側の供給水Ｗ１の浸透圧を調整する。なお、回収率を上昇させる方法は、前述の透過水Ｗ２の回収率制御により実行される。
ＲＯ膜モジュール５における回収率が上昇した状態においては、ＲＯ膜モジュール５により分離された濃縮水Ｗ３の濃縮度が上昇する。例えば、ＲＯ膜モジュール５の回収率を５０％から８０％に上昇させた場合には、濃縮水Ｗ３の濃縮度が２〜５倍程度となる。これにより、ＲＯ膜モジュール５の一次側の濃縮水Ｗ３の濃度を上昇させることで、水の濃度が低いＲＯ膜モジュール５の二次側から、水の濃度が高いＲＯ膜モジュール５の一次側に向けて透過水Ｗ２が移動する正浸透作用が生じさせることができる。

なお、ＲＯ膜モジュール５における回収率を長時間に亘って上昇させるとＲＯ膜モジュール５の膜面にカルシウムスケールやシリカスケールが発生するため、ＲＯ膜モジュール５における回収率を上昇させる時間は、ＲＯ膜モジュール５の膜面にカルシウムスケールやシリカスケールが発生しない程度の時間に設定される。

＜第１フラッシング工程＞
第１フラッシング工程は、浸透圧調整工程の実行後に、透過水弁３２を閉状態として、ＲＯ膜モジュール５の一次側を洗浄するフラッシング運転を実行する工程である。
フラッシング運転制御を実行することで、供給水Ｗ１がＲＯ膜モジュール５の一次側を洗浄する。そして、透過水弁３２を閉状態とした状態で、フラッシング運転制御を実行することで、ＲＯ膜モジュール５により分離された透過水Ｗ２は、透過水返送ラインＬ９を介して、ＲＯ膜モジュール５の一次側に返送される。これにより、ＲＯ膜モジュール５の二次側の透過水Ｗ２がＲＯ膜モジュール５の一次側に返送されるため、第１フラッシング工程を実行している際において、ＲＯ膜モジュール５の二次側の圧力が高くなることを抑制することができる。

第１フラッシング工程は、浸透圧調整工程の実行後に実行される。そのため、第１フラッシング工程は、ＲＯ膜モジュール５の二次側から一次側に向けて透過水Ｗ２の移動が生じる正浸透作用が生じた後に実行される。これにより、ＲＯ膜モジュール５の一次側において、水の剪断力（ＲＯ膜モジュール５の膜面に付着した付着物を剥ぎ取る力）が大きくなり、ＲＯ膜モジュール５の膜面に付着した付着物を効果的に剥離させることができる。

第１フラッシング工程におけるフラッシング運転制御において、透過水返送ラインＬ９を介してＲＯ膜モジュール５の一次側に返送される透過水Ｗ２の量は極力少ないことが好ましいため、制御部２０は、透過水返送ラインＬ９を介してＲＯ膜モジュール５の一次側に返送される透過水Ｗ２の流量が、ＲＯ膜モジュール５の一次側の圧力がＲＯ膜モジュール５の二次側の圧力よりも高くなる最小の流量となるように、加圧ポンプ２（加圧側インバータ３）を制御する。
例えば、制御部２０は、第１流量センサＳ５の検出流量値をフィードバック値として、加圧ポンプ２を駆動するための駆動周波数を演算して、加圧ポンプ２（加圧側インバータ３）を制御することができる。又は、制御部２０は、水温センサＳ４の検出温度値をフィードフォワード値として、加圧ポンプ２の駆動周波数を演算して、加圧ポンプ２（加圧側インバータ３）を制御することができる。
フラッシング運転制御を実行すると、供給水Ｗ１のほとんどは、ＲＯ膜を透過することなく、ＲＯ膜の表面を流れ、フラッシング洗浄排水として、濃縮水ラインＬ３を介して、排水ラインＬ５から外部に排出される。このフラッシング運転制御により、ＲＯ膜の表面に析出したスケール核や沈着した懸濁物質が除去される。フラッシング運転制御は、所定時間（例えば、１２０秒，６０秒）実行される。

＜停止工程＞
停止工程は、第１フラッシング工程の実行後に、透過水弁３２を開状態として、逆浸透膜分離装置４を一定時間（例えば、１時間〜１２時間）停止させることで、ＲＯ膜モジュール５の二次側から一次側へ透過水が移動することで浸透圧の現象を発生させる（正浸透作用を生じさせる）工程である。
逆浸透膜分離装置４を停止させる一定時間（例えば、１時間〜１２時間）は、供給水Ｗ１の水質や、ＲＯ膜モジュール５の膜の透過流束の低下の状況や、ＲＯ膜モジュール５の膜間差圧（ＲＯ膜モジュール５の二次側の圧力値から一次側の圧力値を減じた差圧）などにより設定される。

停止工程の前の第１フラッシング工程においては、ＲＯ膜モジュール５により分離された透過水Ｗ２は、透過水返送ラインＬ９を介してＲＯ膜モジュール５の一次側に返送されている。そのため、ＲＯ膜モジュール５の一次側には、透過水Ｗ２が返送される。これにより、第１フラッシング工程の実行後においては、第１フラッシング工程の実行前よりも、ＲＯ膜モジュール５の一次側の供給水Ｗ１の濃度が高くなっている。よって、第１フラッシング工程を実行後の停止工程においては、ＲＯ膜モジュール５の二次側の透過水Ｗ２の濃度は、ＲＯ膜モジュール５の一次側の供給水Ｗ１の濃度よりも低い。
この状態で、透過水弁３２を開状態として、逆浸透膜分離装置４を一定時間（例えば、１時間〜１２時間）停止させると、水の濃度が低いＲＯ膜モジュール５の二次側から、水の濃度が高いＲＯ膜モジュール５の一次側に向けて透過水Ｗ２が移動する正浸透作用が生じる。

＜第２フラッシング工程＞
第２フラッシング工程は、停止工程の実行後に、透過水弁３２を閉状態として、ＲＯ膜モジュール５の一次側を洗浄するフラッシング運転を実行する工程である。
第２フラッシング工程は、停止工程の実行後に実行される。そのため、第２フラッシング工程は、ＲＯ膜モジュール５の二次側から一次側に向けて透過水Ｗ２の移動が生じる正浸透作用が生じた後に実行される。これにより、ＲＯ膜モジュール５の一次側において、水の剪断力（ＲＯ膜モジュール５の膜面に付着した付着物を剥ぎ取る力）が大きくなり、ＲＯ膜モジュール５の膜面に付着した付着物を効果的に剥離させることができる。
第２フラッシング工程のフラッシング運転制御は、前述の第１フラッシング工程のフラッシング運転制御と同様であるため、説明を省略する。

次に、本実施形態に係るＲＯ膜モジュール５の洗浄方法について説明する。図２は、本実施形態に係るＲＯ膜モジュール５の洗浄方法の処理手順を示すフローチャートである。図３は、ＲＯ膜モジュール５の洗浄方法において、ＲＯ膜モジュール５の膜に付着した付着物が剥離される様子を説明する図である。

本発明に係る洗浄方法を実行する前においては、図３（ａ）に示すように、ＲＯ膜モジュール５において、ＲＯ膜モジュール５に供給水Ｗ１を導入して透過水Ｗ２を製造する製造工程が実行されている。ＲＯ膜モジュール５の膜５１には、付着物Ｄが付着している。
そのため、ＲＯ膜モジュール５を洗浄する洗浄工程を実行する。本発明に係る洗浄工程を実行する際には、透過水弁７が開状態となっている。

図２に示すステップＳＴ１において、ＲＯ膜モジュール５における透過水Ｗ２の製造後に、制御部２０は、透過水弁７を開状態とした状態で、浸透圧調整工程を実行する。
具体的には、浸透圧調整工程において、ＲＯ膜モジュール５の二次側から一次側に向けて透過水Ｗ２の移動が生じるように、ＲＯ膜モジュール５の一次側の供給水Ｗ１の浸透圧を調整する。ＲＯ膜モジュール５の一次側の供給水Ｗ１の浸透圧を調整する方法としては、例えば、薬剤供給装置３０により供給水Ｗ１に薬剤を添加する方法や、ＲＯ膜モジュール５における回収率を上昇させる方法などがある。本実施形態では、例えば、図３（ｂ）に示すように、薬剤供給装置３０により供給水Ｗ１に薬剤を添加する。

ステップＳＴ２において、制御部２０は、加圧ポンプ２を停止させて、第１電気伝導率センサＳ２で検出された供給水Ｗ１の電気伝導率から換算した浸透圧が所定値以上であるか否かを判定する。ＲＯ膜モジュール５の一次側の供給水Ｗ１の浸透圧が所定値以上である場合には、ＲＯ膜モジュール５の二次側から一次側に向けて透過水Ｗ２の移動が生じるような正浸透作用が発生しているためである。そして、正浸透作用により、図３（ｃ）に示すように、ＲＯ膜モジュール５の二次側から一次側に向けて透過水Ｗ２の移動が生じるように、ＲＯ膜モジュール５の一次側の供給水Ｗ１の浸透圧が調整される。ＲＯ膜モジュール５の一次側の供給水Ｗ１の浸透圧の所定値は、例えば、０．１ＭＰａである。これにより、ＲＯ膜モジュール５の膜５１の細孔内からは、付着物Ｄ１が膜５１の表面に浮き上がりやすくなる。ＲＯ膜モジュール５の一次側の供給水Ｗ１の浸透圧が所定値以上であると判定された場合（ＹＥＳ）には、処理は、ステップＳＴ３へ移行する。また、ＲＯ膜モジュール５の一次側の供給水Ｗ１の浸透圧が所定値以上でないと判定された場合（ＮＯ）には、処理は、ステップＳＴを繰り返す。

ステップＳＴ３において、制御部２０は、透過水弁３２を閉状態にするように制御すると共に、濃縮水循環弁３３を閉状態にするように制御する。

ステップＳＴ４において、制御部２０は、透過水弁３２を閉状態とした状態で、第１フラッシング工程を実行する。透過水弁３２を閉状態としたため、第１フラッシング工程が実行されると、ＲＯ膜モジュール５により分離された透過水Ｗ２は、透過水返送ラインＬ９を介してＲＯ膜モジュール５の一次側に返送される。第１フラッシング工程におけるフラッシング運転制御では、図３（ｄ）に示すように、供給水Ｗ１がＲＯ膜モジュール５の一次側に供給されて、ＲＯ膜モジュール５の一次側の洗浄が実行される。これにより、ＲＯ膜モジュール５の膜５１の表面から浮き上がった付着物Ｄ１は洗い流される。そして、ＲＯ膜モジュール５により分離された透過水Ｗ２は、ＲＯ膜モジュール５の一次側に返送される。
第１フラッシング工程におけるフラッシング運転制御は、所定時間（例えば、１２０秒，６０秒）実行される。

ステップＳＴ５において、制御部２０は、透過水弁３２を開状態にするように制御すると共に、濃縮水循環弁３３を開状態にするように制御する。

ステップＳＴ６において、制御部２０は、透過水弁３２を開状態とした状態で、停止工程を実行する。停止工程においては、逆浸透膜分離装置４を一定時間（例えば、１時間〜１２時間）停止させる。

ステップＳＴ７において、停止工程を実行してから一定時間経過したか否かを判定する。停止工程を実行してから一定時間経過させることで、ＲＯ膜モジュール５の二次側から一次側へ透過水を移動させて正浸透作用を生じさせることができるためである。そして、正浸透作用により、ＲＯ膜モジュール５の二次側から一次側に向けて透過水Ｗ２が移動することで浸透圧が調整される。これにより、図３（ｅ）に示すように、ＲＯ膜モジュール５の膜５１の細孔内からは、第１フラッシング工程で除去しきれなかった付着物Ｄ２が膜５１の表面に浮き上がりやすくなる。停止工程を実行してから一定時間経過した判定された場合（ＹＥＳ）には、処理は、ステップＳＴ８へ移行する。また、停止工程を実行してから一定時間経過していない判定された場合（ＮＯ）には、処理は、ステップＳＴ７を繰り返す。

ステップＳＴ８において、制御部２０は、透過水弁３２を閉状態するように制御すると共に、濃縮水循環弁３３を閉状態にするように制御する。

ステップＳＴ９において、制御部２０は、透過水弁３２を閉状態とした状態で、第２フラッシング工程を実行する。透過水弁３２を閉状態としたため、第２フラッシング工程が実行されると、ＲＯ膜モジュール５により分離された透過水Ｗ２は、透過水返送ラインＬ９を介してＲＯ膜モジュール５の一次側に返送される。第２フラッシング工程におけるフラッシング運転制御では、供給水Ｗ１がＲＯ膜モジュール５の一次側に供給されて、ＲＯ膜モジュール５の一次側の洗浄が実行される。これにより、図３（ｆ）に示すように、ＲＯ膜モジュール５の膜５１の表面から浮き上がった付着物Ｄ２は洗い流される。そして、ＲＯ膜モジュール５により分離された透過水Ｗ２は、ＲＯ膜モジュール５の一次側に返送される。
第２フラッシング工程におけるフラッシング運転制御は、所定時間（例えば、１２０秒，６０秒）実行される。

ステップＳＴ１０において、透過水弁３２を開状態にするように制御すると共に、濃縮水循環弁３３を開状態にするように制御する。
そして、本フローチャートの処理は終了する（ステップＳＴ１へリターンする）。

上述した本実施形態に係るＲＯ膜モジュール５の洗浄方法によれば、例えば、以下のような効果が奏される。
本実施形態に係るＲＯ膜モジュール５の洗浄方法は、ＲＯ膜モジュール５に供給水Ｗ１を導入することにより透過水Ｗ２と濃縮水Ｗ３とに分離する逆浸透膜分離装置４におけるＲＯ膜モジュール５の洗浄方法であって、ＲＯ膜モジュール５の二次側から一次側に向けて透過水Ｗ２の移動が生じるように、ＲＯ膜モジュール５の一次側の供給水Ｗ１の浸透圧を調整する浸透圧調整工程と、浸透圧調整工程の後に、ＲＯ膜モジュール５の一次側を洗浄するフラッシング運転を実行する第１フラッシング工程と、を備える。

そのため、浸透圧調整工程において、正浸透作用により、ＲＯ膜モジュール５の二次側から一次側に向けて透過水Ｗ２が移動することで、ＲＯ膜モジュール５の膜の細孔内から付着物が膜の表面に浮き上がりやすい。そして、浸透圧を調整した後に第１フラッシング工程を実行することで、ＲＯ膜モジュール５の膜面や細孔内から付着物を効果的に除去することができる。よって、フラッシング運転において、ＲＯ膜モジュール５の膜面を効果的に洗浄することができる。

また、本実施形態においては、第１フラッシング工程の実行後に、逆浸透膜分離装置４を一定時間停止させて、ＲＯ膜モジュール５の二次側から一次側へ透過水が移動することで浸透圧の現象を発生させる停止工程と、停止工程の後に、フラッシング運転を実行する第２フラッシング工程と、を更に備える。そのため、停止工程において、正浸透作用により、ＲＯ膜モジュール５の二次側から一次側に向けて透過水Ｗ２が移動することで、ＲＯ膜モジュール５の膜の細孔内から付着物が膜の表面に浮き上がりやすい。そして、停止工程の後に第２フラッシング工程を実行することで、ＲＯ膜モジュール５の膜面や細孔内から付着物を効果的に除去することができる。

第２フラッシング工程は、例えば、第１フラッシンク工程と第２フラッシング工程とを連続して行った場合に、逆浸透膜分離装置４を一定時間停止しておくだけで、第１フラッシング工程で除去しきれなかった付着物を、効果的に除去することができる。停止工程は、例えば、工場の稼働率が低い深夜や、工場の終業時に、逆浸透膜分離装置４を一定時間停止することで実行される。

また、本実施形態においては、フラッシング運転において、ＲＯ膜モジュール５により分離された透過水Ｗ２をＲＯ膜モジュール５の一次側に返送する。そのため、ＲＯ膜モジュール５の二次側の透過水Ｗ２がＲＯ膜モジュール５の一次側に返送されるため、ＲＯ膜モジュール５の二次側の圧力（背圧）が高くなることを抑制することができる。これにより、ＲＯ膜モジュール５の膜の破損を低減した状態で、第１フラッシング工程及び第２フラッシング工程を実行することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかし、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。
例えば、前記実施形態では、透過水返送ラインＬ９を設けることにより透過水Ｗ２を返送するように構成したが、これに制限されず、透過水返送ラインＬ９を設けないことにより透過水Ｗ２を返送しないように構成してもよい。

４ 逆浸透膜分離装置
５ ＲＯ膜モジュール（逆浸透膜モジュール）
Ｗ１ 供給水
Ｗ２ 透過水
Ｗ３ 濃縮水

Claims (5)

1. 逆浸透膜モジュールに供給水を導入することにより透過水と濃縮水とに分離する逆浸透膜分離装置における前記逆浸透膜モジュールの洗浄方法であって、
   前記逆浸透膜モジュールの二次側から一次側に向けて透過水の移動が生じるように、前記逆浸透膜モジュールの一次側の供給水の浸透圧を調整する浸透圧調整工程と、
   前記浸透圧調整工程の後に、前記逆浸透膜モジュールの一次側を洗浄するフラッシング運転を実行する第１フラッシング工程と、
   を備える逆浸透膜モジュールの洗浄方法。
2. 前記浸透圧調整工程は、前記逆浸透膜モジュールの一次側の供給水に薬剤を添加することにより、前記逆浸透膜モジュールの一次側の供給水の濃度を上昇させて、前記逆浸透膜モジュールの一次側の供給水の浸透圧を調整する
   請求項１に記載の逆浸透膜モジュールの洗浄方法。
3. 前記浸透圧調整工程は、供給水の流量に対する透過水の流量の比率である回収率を上昇させることにより、前記逆浸透膜モジュールの一次側の供給水の浸透圧を調整する
   請求項１に記載の逆浸透膜モジュールの洗浄方法。
4. 前記第１フラッシング工程の実行後に、前記逆浸透膜分離装置を一定時間停止させて、前記逆浸透膜モジュールの二次側から一次側へ透過水が移動することで浸透圧の現象を発生させる停止工程と、
   前記停止工程の後に、前記フラッシング運転を実行する第２フラッシング工程と、を更に備える
   請求項１から３のいずれかに記載の逆浸透膜モジュールの洗浄方法。
5. 前記フラッシング運転において、前記逆浸透膜モジュールにより分離された透過水を前記逆浸透膜モジュールの一次側に返送する
   請求項１から４のいずれかに記載の逆浸透膜モジュールの洗浄方法。

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