JP2019162600A - 逆浸透処理方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】逆浸透膜装置への給水をヒートポンプで加熱することにより加熱コストを低減すると共に、水資源の有効利用を図る。【解決手段】原水は配管１から熱交換器２及び加熱器４で加熱された後、ＲＯ装置６に供給される。ＲＯ装置６の透過水は配管７から処理水として取り出され、濃縮水は配管８及びタンク９を経てヒートポンプ２０の熱源流体として該ヒートポンプ２０の蒸発器２１に通水される。熱交換器２の熱源流体流路には、ヒートポンプ２０の凝縮器２３によって加熱された媒体水が循環流通される。蒸発器２１で降温した濃縮水は、冷却塔１４へ補給水として供給される。【選択図】図１
Description
本発明は、逆浸透膜装置を用いて水を処理する逆浸透処理方法に係り、特に逆浸透膜装置への給水をヒートポンプで加熱する逆浸透処理方法及び装置に関する。
逆浸透膜装置（以下、ＲＯ装置ということがある。）にあっては、処理水量維持（水の粘度低下によるフラックス上昇、シリカ飽和溶解度上昇による回収率向上）の為、給水温度を２５℃程度に加温している。
ＲＯ装置の給水を、蒸気、温水、電気ヒーター等によって加熱する場合、加熱コストが高い。また、給水加熱に投入したエネルギーは濃縮水と一緒に廃棄されることなり、エネルギーロスとなっている。
特許文献１には、被処理水（原水）をヒートポンプで加熱した後、逆浸透膜装置で膜分離処理する逆浸透処理方法において、該ヒートポンプの熱源流体の少なくとも一部として該逆浸透膜装置の濃縮水を用いる逆浸透処理方法が記載されている。
本発明は、ＲＯ濃縮水を熱源としたヒートポンプでＲＯ装置への給水を加熱することにより加熱コストを低減すると共に、水資源の有効利用を図ることを目的とする。
本発明の逆浸透処理方法は、原水をヒートポンプで加熱した後、逆浸透膜装置で膜分離処理する逆浸透処理方法において、該ヒートポンプの熱源流体の少なくとも一部として該逆浸透膜装置の濃縮水を用い、該逆浸透膜装置の濃縮水の少なくとも一部を冷却塔に補給水として供給することを特徴とするものである。
本発明の一態様では、前記ヒートポンプの熱源流体の一部として、他の逆浸透膜装置の濃縮水を用いる。
本発明の逆浸透処理装置は、原水をヒートポンプで加熱した後、逆浸透膜装置で膜分離処理する逆浸透処理装置において、該ヒートポンプの熱源流体の少なくとも一部として該逆浸透膜装置の濃縮水を通水する手段と、該逆浸透膜装置の濃縮水の少なくとも一部を冷却塔に補給水として供給する手段とを備えたことを特徴とするものである。
本発明によると、ＲＯ濃縮水を熱源としたヒートポンプでＲＯ装置への給水を加熱することにより、加熱コストを低減することができる。また、ＲＯ濃縮水を冷却塔に供給することにより、水資源の有効利用を図ることができる。また、ＲＯ濃縮水をヒートポンプで熱交換した後に（すなわち冷ました後で）冷却塔に投入するため、冷却塔の負荷を高めることはなく、熱効率が良い。
本発明の一態様によると、他の逆浸透膜装置の濃縮水も水資源として利用することができる。
以下、図１を参照して実施の形態について説明する。
ＲＯ処理される原水（この実施の形態では上水）は、配管１から熱交換器２に供給され、加熱された後、配管３から加熱器（電気ヒータや蒸気熱交換器など）４に供給され、さらに加熱された後、配管５を介してＲＯ装置６に供給される。ＲＯ装置６の透過水は配管７から処理水として取り出され、濃縮水は配管８へ流出し、ヒートポンプ２０の熱源流体として利用される。
この実施の形態では、配管８からの濃縮水は、濃縮水タンク９に貯留される。この濃縮水タンク９には、逆浸透膜装置６以外の他の系統に設置された逆浸透膜装置の濃縮水も配管１０を介して導入される。
タンク９内の濃縮水は、ポンプ１１及び配管１２を介してヒートポンプ２０の蒸発器２１に送水される。
熱交換器２の熱源流体流路には、ヒートポンプ２０の凝縮器２３によって加熱された媒体水（伝熱媒体としての水）が循環流通される。
ヒートポンプ２０は、蒸発器２１からの代替フロン等の熱媒体を圧縮機２２で圧縮して凝縮器２３に導入し、凝縮器２３からの熱媒体を膨張弁２４を介して蒸発器２１に導入するように構成されている。
凝縮器２３に熱交換器２からの媒体水が配管２５、タンク２８及びポンプ２７を介して導入され、凝縮器２３で加熱された媒体水が配管２６を介して熱交換器２に送水される。
前記の通り、蒸発器２１の熱源流体流路に配管１２からタンク９内の濃縮水が導入される。熱交換により降温した濃縮水は、配管１３を介して冷却塔１４へ補給水として送水される。冷却塔１４へは、上水も配管１５を介して補給水として送水される。補給水はボールタップ（図示略）を介して冷却塔４に供給される。
ＲＯ装置６の濃縮水のスケール成分濃度や有機物濃度が原水よりも高いため、ヒートポンプ２０の蒸発器２１や配管８，１２，１３でスケールやスライムが発生するおそれが高いので、これを防止ないし抑制（以下、防止という。）する必要がある。また、ＲＯ装置６においてもスケールやスライムが発生することを防止する必要がある。
そこで、この実施の形態では、蒸発器２１や、ＲＯ装置６、配管８，１２，１３におけるスケール、スライム防止のために次のｉ），ii）又はiii）の対策を行う。
i） 蒸発器２１の熱源流体側を流れる濃縮水のシリカ濃度がシリカスケール析出濃度を超えない様に、及び／又は、ランゲリア指数が０以下となるように、ＲＯ回収率及び原水温度の一方又は双方を調整する。
ii） ＲＯ装置６およびヒートポンプ蒸発器２１でシリカスケールが析出しない様に原水のｐＨを調整する。具体的には、原水のＣａ硬度が５ｍｇ／Ｌ以下の条件でｐＨを９以上（例えば、９〜１１）とする。又は、原水のｐＨを６以下（例えば、４〜６）とする。高ｐＨでシリカをイオン化させることにより、ゲル化を抑制し、スケール析出を抑制することができる。また、原水を低ｐＨとすることにより、シリカの析出速度を低下させてシリカスケールを抑制することができる。
iii） ＲＯ装置６およびヒートポンプ蒸発器２１でスケール、スライムが析出しない様に原水に薬品（スケール防止剤やスライム防止剤など）を添加する。スケール防止剤やスライム防止剤としては、特に制限はなく、各種のものを用いることができる。
ランゲリア指数を０以下とするには、原水のｐＨを６以下（例えば、４〜６）とするか、又は、ＲＯ膜の前段に軟水器を設けて硬度成分を除去するようにしても良い。なお、カルシウムスケール用のスケール防止剤を原水に添加しても良く、その場合は、ランゲリア指数は０を超えても良い。例えば、スケール防止剤の性能にもよるが、有機高分子スケール防止剤を利用することにより、ランゲリア指数を０．５以下となるように制御することが可能となる。
上記実施の形態は本発明の一例であり、本発明は上記以外の形態とされてもよい。本発明では、原水として、上水以外の井水や工業用水などを用いてもよい。
２ 熱交換器
６ ＲＯ装置
１４ 冷却塔
２０ ヒートポンプ
２１ 蒸発器
２２ 圧縮機
２３ 凝縮器
２４ 膨張弁
６ ＲＯ装置
１４ 冷却塔
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２１ 蒸発器
２２ 圧縮機
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Claims (4)
- 原水をヒートポンプで加熱した後、逆浸透膜装置で膜分離処理する逆浸透処理方法において、
該ヒートポンプの熱源流体の少なくとも一部として該逆浸透膜装置の濃縮水を用い、
該逆浸透膜装置の濃縮水の少なくとも一部を冷却塔に補給水として供給することを特徴とする逆浸透処理方法。 - 請求項１において、前記ヒートポンプの熱源流体の一部として、他の逆浸透膜装置の濃縮水を用いることを特徴とする逆浸透処理方法。
- 請求項１又は２において、原水は、上水、井水又は工業用水であることを特徴とする逆浸透処理方法。
- 原水をヒートポンプで加熱した後、逆浸透膜装置で膜分離処理する逆浸透処理装置において、
該ヒートポンプの熱源流体の少なくとも一部として該逆浸透膜装置の濃縮水を通水する手段と、
該逆浸透膜装置の濃縮水の少なくとも一部を冷却塔に補給水として供給する手段とを備えたことを特徴とする逆浸透処理装置。
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-
2018
- 2018-03-20 JP JP2018053237A patent/JP6590016B2/ja active Active
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