JP2021041359A - Concentration system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、濃縮システムに関する。 The present invention relates to a concentration system.
例えば、逆浸透(RO)法を用いた淡水化処理に必要なエネルギーを低下させること等を目的として、半透膜モジュールの第1室に高圧の対象液を流し、第2室に低圧の対象液を流して、第1室内の対象液に含まれる水を半透膜を介して第2室内の対象液に移行させることで、第1室から濃縮された対象液を排出し、第2室から希釈された対象液を排出する膜分離方法(ブラインコンセントレーション)が検討されている(例えば、特許文献1:特開2018−1110号公報参照)。 For example, for the purpose of reducing the energy required for desalination using the reverse osmosis (RO) method, a high-pressure target liquid is flowed through the first chamber of the semipermeable membrane module, and a low-pressure target is flowed into the second chamber. By flowing the liquid and transferring the water contained in the target liquid in the first chamber to the target liquid in the second chamber via the semipermeable membrane, the concentrated target liquid is discharged from the first chamber and the second chamber is discharged. A membrane separation method (brine concentration) for discharging the target liquid diluted from the above has been studied (see, for example, Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-1110).
また、ROモジュールから排出される濃縮液をさらに高圧で運転可能な半透膜モジュールの第1室に流して、上記のブラインコンセントレーション(BC)により濃縮液をRO法よりも超高圧条件でさらに濃縮する濃縮システムも検討されている。 In addition, the concentrated liquid discharged from the RO module is flowed into the first chamber of the semipermeable membrane module that can be operated at a higher pressure, and the concentrated liquid is further subjected to ultra-high pressure conditions compared to the RO method by the above-mentioned brine concentration (BC). Concentration systems for concentrating are also being considered.
ブラインコンセントレーションに用いられる半透膜モジュールにおいて、半透膜は、対象液の膜分離処理量に応じて経時的に表面に濁質(例えば、微粒子、微生物、スケール成分)等の不純物が付着し、分離性能(濾過効率)が低下する。そのため、半透膜モジュールの半透膜は、不純物の付着の程度に応じて一定時間毎に洗浄されることが望ましい。 In the semipermeable membrane module used for brine concentration, impurities such as turbid substances (for example, fine particles, microorganisms, scale components) adhere to the surface of the semipermeable membrane over time according to the amount of the membrane separation process of the target liquid. , Separation performance (filtration efficiency) decreases. Therefore, it is desirable that the semipermeable membrane of the semipermeable membrane module be washed at regular intervals according to the degree of adhesion of impurities.
しかし、実際のプラントにおいては、稼働率が重要視されるため、稼働率低下を避けるために洗浄頻度が少なくなり、その結果、不純物の付着度合に応じた適切なタイミングでの半透膜の洗浄が実行され難くなることが懸念される。洗浄のタイミングが遅れることで半透膜の状態を十分に回復させることができなくなり、その結果、半透膜モジュールの分離性能が低下したり、寿命が短くなったりする可能性がある。また、反対に、洗浄頻度が必要以上に多くなった場合は、処理効率が低下してしまうことが懸念される。 However, in an actual plant, since the operating rate is important, the frequency of cleaning is reduced in order to avoid a decrease in the operating rate, and as a result, the semipermeable membrane is cleaned at an appropriate timing according to the degree of adhesion of impurities. Is concerned that it will be difficult to execute. If the cleaning timing is delayed, the state of the semipermeable membrane cannot be sufficiently restored, and as a result, the separation performance of the semipermeable membrane module may be deteriorated or the life of the semipermeable membrane module may be shortened. On the contrary, if the cleaning frequency becomes higher than necessary, there is a concern that the processing efficiency will decrease.
したがって、本発明は、逆浸透(RO)モジュールから排出される濃縮液をブラインコンセントレーション(BC)によりさらに濃縮する濃縮システムにおいて、稼働率をできる限り高くしつつ、BCに用いられる半透膜モジュールを適切なタイミングで洗浄することを目的とする。 Therefore, the present invention is a semipermeable membrane module used for BC while increasing the operating rate as much as possible in a concentration system in which the concentrate discharged from the reverse osmosis (RO) module is further concentrated by brine concentration (BC). The purpose is to clean the module at an appropriate time.
(1) 所定の圧力に昇圧された原液から逆浸透膜を介して水を分離および回収し、濃縮された前記原液である濃縮原液を排出する、逆浸透モジュールと、
半透膜と、前記半透膜で仕切られた第1室および第2室と、を有し、前記濃縮原液を第1対象液として所定の圧力で前記第1室に流し、第2対象液を前記所定の圧力よりも低い圧力で前記第2室に流すことで、前記第1室内の前記第1対象液に含まれる水を前記半透膜を介して前記第2室内の前記第2対象液に移行させ、前記第1室から濃縮液を排出し、前記第2室から希釈液を排出する、半透膜モジュールと、を備える濃縮システムであって、
前記濃縮システムは、複数の前記半透膜モジュールを備え、
複数の前記半透膜モジュールから選択される少なくとも1つの前記半透膜モジュールについて、所定のタイミングで、一部の前記半透膜モジュールに対する前記第1対象液の供給を停止し、前記半透膜の洗浄を実施するように制御する、制御機構をさらに備える、濃縮システム。
(1) A reverse osmosis module that separates and recovers water from a stock solution that has been pressurized to a predetermined pressure via a reverse osmosis membrane, and discharges the concentrated stock solution that is the concentrated stock solution.
It has a semipermeable membrane and first and second chambers partitioned by the semipermeable membrane, and the concentrated stock solution is used as the first target solution and flowed into the first chamber at a predetermined pressure to form a second target solution. By flowing the water into the second chamber at a pressure lower than the predetermined pressure, the water contained in the first target liquid in the first chamber is passed through the semipermeable membrane to the second target in the second chamber. A concentrating system including a semipermeable membrane module that transfers to a liquid, discharges the concentrated liquid from the first chamber, and discharges the diluted liquid from the second chamber.
The concentration system comprises a plurality of the semipermeable membrane modules.
For at least one semipermeable membrane module selected from the plurality of semipermeable membrane modules, the supply of the first target liquid to some of the semipermeable membrane modules is stopped at a predetermined timing, and the semipermeable membrane is stopped. Concentration system with additional control mechanism that controls to perform cleaning of.
(2) さらに、前記半透膜モジュールに接続された流路を切り替えるための流路切り換え装置を備える、(1)に記載の濃縮システム。 (2) The concentration system according to (1), further comprising a flow path switching device for switching the flow path connected to the semipermeable membrane module.
(3) さらに、前記半透膜を洗浄するための洗浄液が貯留された洗浄液タンクを備える、(1)または(2)に記載の濃縮システム。 (3) The concentration system according to (1) or (2), further comprising a cleaning liquid tank in which a cleaning liquid for cleaning the semipermeable membrane is stored.
本発明によれば、逆浸透(RO)モジュールから排出される濃縮液をブラインコンセントレーション(BC)によりさらに濃縮する濃縮システムにおいて、逆浸透(RO)モジュールから排出される濃縮液をブラインコンセントレーション(BC)によりさらに濃縮する濃縮システムにおいて、稼働率をできる限り高くしつつ、BCに用いられる半透膜モジュールを適切なタイミングで洗浄することができる。 According to the present invention, in a concentration system in which the concentrate discharged from the reverse osmosis (RO) module is further concentrated by brine concentration (BC), the concentrate discharged from the reverse osmosis (RO) module is subjected to brine concentration ( In a concentration system that further concentrates with BC), the semipermeable membrane module used for BC can be washed at an appropriate timing while keeping the operating rate as high as possible.
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。なお、図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表すものである。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、実際の寸法関係を表すものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals represent the same parts or equivalent parts. Further, the dimensional relationships such as length, width, thickness, and depth are appropriately changed for the purpose of clarifying and simplifying the drawings, and do not represent the actual dimensional relationships.
<濃縮システム>
図1を参照して、本実施形態の濃縮システムは、逆浸透モジュール2と、複数の半透膜モジュール1a,1b,1cと、制御機構3と、を備える。
<Concentration system>
With reference to FIG. 1, the concentration system of the present embodiment includes a
逆浸透モジュール2では、所定の圧力に昇圧された原液から逆浸透膜20を介して水を分離および回収し、濃縮された原液である濃縮原液を排出する。
半透膜モジュール1a,1b,1cは、それぞれ、半透膜10と、半透膜で仕切られた第1室11および第2室12と、を有し、濃縮原液を第1対象液として所定の圧力で第1室11に流し、第2対象液を所定の圧力(第1液の圧力)よりも低い圧力で第2室12に流すことで、第1室11内の第1対象液に含まれる水を半透膜を介して第2室12内の第2対象液に移行させ、第1室11から濃縮液を排出し、第2室12から希釈液を排出する。
制御機構3は、複数の半透膜モジュールから選択される少なくとも1つの半透膜モジュールについて、所定のタイミングで、一部の半透膜モジュールに対する第1対象液の供給を停止し、半透膜の洗浄を実施するように制御する。
In the
The
The
〔逆浸透モジュール〕
本実施形態の濃縮システムは、逆浸透(RO)モジュール2の上流側に、高圧ポンプ2aを備える。高圧ポンプ2aは、原液を所定の圧力に昇圧してROモジュール2の第1室21に供給する。ROモジュール2は、所定の圧力に昇圧された原液から逆浸透(RO)膜20を介して水(透過水)を第2室22側へ分離することで、濃縮された原液である濃縮原液を第1室21から排出し、水を第2室22から排出する。
[Reverse osmosis module]
The concentration system of this embodiment includes a
本明細書において、「原液」は、ROモジュール2に供給される水を含む液体であれば特に限定されず、溶液および懸濁液のいずれであってもよい。原液としては、例えば、海水、河川水、汽水、排水などが挙げられる。排水としては、例えば、工業排水、生活排水、油田またはガス田の排水などが挙げられる。
In the present specification, the "stock solution" is not particularly limited as long as it is a liquid containing water supplied to the
なお、高圧ポンプ2aの上流側には、原液中に含まれる濁質(微粒子、微生物、スケール成分等)を除去するために、図示しない前処理装置を備えていてもよい。前処理装置としては、例えば、砂濾過装置やUF(Ultrafiltration:限外ろ過)膜、MF(Microfiltration:精密ろ過)膜等を用いた濾過装置や、塩素、次亜塩素酸ナトリウム、凝集剤、スケール防止剤等の添加装置や、pHの調整装置などが挙げられる。なお、スケール防止剤とは、液中のスケール成分がスケールとして析出することを防止または抑制する作用を有する添加剤である。スケール防止剤としては、例えば、ポリリン酸系、ホスホン酸系、ホスフィン酸系、ポリカルボン酸系などの化合物が挙げられる。
A pretreatment device (not shown) may be provided on the upstream side of the high-
本実施形態において、ROモジュール2(第1室21)の下流側に、半透膜モジュール1a,1b,1cが接続される。半透膜モジュール(半透膜モジュール1a,1b,1cの各々)の第1室11に供給される第1対象液は、ROモジュール2の第1室21から排出される濃縮原液である。ROモジュール2から排出される濃縮原液は、高い圧力を有しているため、その圧力によって半透膜モジュール側へ送られる。
In the present embodiment, the
〔半透膜モジュール〕
複数の半透膜モジュール1a,1b,1cの各々は、半透膜10と、半透膜10で仕切られた第1室11および第2室12と、を有する。
[Semipermeable membrane module]
Each of the plurality of
第1対象液(ROモジュール2の第1室21から排出された濃縮原液)は、所定の圧力で第1室11に流入し、第2対象液は、所定の圧力よりも低い圧力で第2室12に流入する。これにより、第1室11内の第1対象液に含まれる水は半透膜10を介して第2室12内の第2対象液に移行し、第1室11から濃縮液(濃縮された第1対象液)が排出され、第2室12から希釈液(希釈された第2対象液)が排出される。
The first target liquid (concentrated stock solution discharged from the
なお、第1対象液と第2対象液とは同じ液であってもよい。例えば、図1に示されるように、所定の圧力を有する第1対象液の一部が、圧力低下装置4を通過することによって、上記所定の圧力よりも低い圧力で第2室に流されてもよい。
The first target liquid and the second target liquid may be the same liquid. For example, as shown in FIG. 1, a part of the first target liquid having a predetermined pressure is flowed into the second chamber at a pressure lower than the predetermined pressure by passing through the
圧力低下装置4としては、例えば、所定の圧力を有する第1対象液を、半透膜モジュールの第2室12への流路と他の流路に分けて流すことのできる分流弁、減圧器またはエネルギー回収装置などが挙げられる。ここで、圧力低下装置4(分流弁)は、第2室12に流される対象液を所定の圧力より低い圧力に減圧する機能を有している。なお、このような圧力低下装置を用いることで、例えば、半透膜モジュールの上流側の対象液の流路が1本で済むという利点がある。
The
図1の場合、半透膜モジュール(半透膜モジュール1a,1b,1cの各々)の第1室11と第2室12とに流入する対象液は、同じ液であるため、基本的に等しい浸透圧を有する。このため、RO法のように、対象液(高浸透圧液)と淡水との間の高い浸透圧差に逆らって逆浸透を起こさせるための高い圧力が必要なく、比較的低圧の加圧によって、対象液の膜分離を実施することができる(一部の対象液を希釈し、他の一部の対象液を濃縮することができる)。
In the case of FIG. 1, since the target liquids flowing into the
ただし、本実施形態において、半透膜モジュールの第2室12に供給される第2対象液は、第1室11に供給される第1対象液とは独立の液であってもよい。
However, in the present embodiment, the second target liquid supplied to the
第1室11に流される第1対象液と第2室12に流される第2対象液とが異なる液であり、両者の間で濃度が異なる場合でも、その浸透圧差(絶対値)が第1室11に供給される第1対象液の圧力よりも小さければ、理論上、BCによる膜分離は実施可能である。この場合、第1室11(高圧側)に流入する第1対象液の浸透圧と第2室12(低圧側)に供給される第2対象液の浸透圧との差は、第1室11に供給される第1対象液の所定の圧力の30%以下であることが好ましい。
The first target liquid flowing through the
なお、半透膜モジュール1a,1b,1cの各々は、図1に示されるように1つの半透膜モジュールであってもよいが、並列的に接続された複数の半透膜モジュールからなる半透膜モジュール群(トレイン)であることが好ましい。後述する制御機構による制御は、例えば、このような半透膜モジュール群毎に実施される。
Each of the
また、半透膜モジュール1a,1b,1cの各々におけるBCの工程は、図1に示されるように1つの半透膜モジュールを用いた1段の工程であってもよいが、(直列的に接続された)複数の半透膜モジュールを用いた多段の工程であってもよい。
Further, the BC step in each of the
半透膜モジュールでの膜分離処理であるブラインコンセントレーション(BC)において、半透膜モジュールの半透膜10を介して第1室11から第2室12に水を移行させるためには、第1室11に供給される第1対象液の圧力を、半透膜10の両側を流れる第1対象液と第2対象液との浸透圧差より大きくする必要がある。このため、1段の工程(1つの半透膜モジュール)で第1対象液を高度に濃縮するためには、それに応じた高い圧力での供給が必要になり、ポンプの稼動のためのエネルギーコストが増加する等のデメリットがある。このため、濃縮工程を段階的にし、BCに必要な圧力を低下させること等を目的として、BCを複数の半透膜モジュールを用いた多段の工程により実施してもよい。このような多段の工程によるBCについては、例えば、特開2018−069198号公報に開示されている。
In the brine concentration (BC), which is a membrane separation process in the semipermeable membrane module, in order to transfer water from the
半透膜としては、例えば、逆浸透(RO)膜、正浸透(FO)膜、ナノろ過(NF)膜と呼ばれる半透膜が挙げられる。なお、半透膜として逆浸透膜または正浸透膜、ナノろ過膜を用いる場合、第1室11に供給される第1対象液の圧力は好ましくは6〜10MPaである。
Examples of the semipermeable membrane include a semipermeable membrane called a reverse osmosis (RO) membrane, a forward osmosis (FO) membrane, and a nanofiltration (NF) membrane. When a reverse osmosis membrane, a forward osmosis membrane, or a nanofiltration membrane is used as the semipermeable membrane, the pressure of the first target liquid supplied to the
通常、RO膜およびFO膜の孔径は約2nm以下であり、UF膜の孔径は約2〜100nmである。NF膜は、RO膜のうちイオンや塩類の阻止率が比較的低いものであり、通常、NF膜の孔径は約1〜2nmである。半透膜としてRO膜またはFO膜、NF膜を用いる場合、RO膜またはFO膜、NF膜の塩除去率は好ましくは90%以上である。 Usually, the pore diameters of the RO membrane and the FO membrane are about 2 nm or less, and the pore diameter of the UF membrane is about 2 to 100 nm. The NF membrane has a relatively low inhibition rate of ions and salts among the RO membranes, and the pore size of the NF membrane is usually about 1 to 2 nm. When an RO membrane, an FO membrane, or an NF membrane is used as the semipermeable membrane, the salt removal rate of the RO membrane, the FO membrane, or the NF membrane is preferably 90% or more.
半透膜を構成する材料としては、特に限定されないが、例えば、セルロース系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリアミド系樹脂などが挙げられる。半透膜は、セルロース系樹脂およびポリスルホン系樹脂の少なくともいずれかを含む材料から構成されることが好ましい。 The material constituting the semipermeable membrane is not particularly limited, and examples thereof include a cellulosic resin, a polysulfone resin, and a polyamide resin. The semipermeable membrane is preferably composed of a material containing at least one of a cellulosic resin and a polysulfone resin.
セルロース系樹脂は、好ましくは酢酸セルロース系樹脂である。酢酸セルロース系樹脂は、殺菌剤である塩素に対する耐性があり、微生物の増殖を抑制できる特徴を有している。酢酸セルロース系樹脂は、好ましくは酢酸セルロースであり、耐久性の点から、より好ましくは三酢酸セルロースである。 The cellulosic resin is preferably a cellulosic acetate resin. Cellulose acetate-based resins are resistant to chlorine, which is a bactericidal agent, and have the characteristic of being able to suppress the growth of microorganisms. The cellulose acetate-based resin is preferably cellulose acetate, and more preferably tricellulose triacetate from the viewpoint of durability.
ポリスルホン系樹脂は、好ましくはポリエーテルスルホン系樹脂である。ポリエーテルスルホン系樹脂は、好ましくはスルホン化ポリエーテルスルホンである。 The polysulfone-based resin is preferably a polyether sulfone-based resin. The polyether sulfone-based resin is preferably a sulfonated polyether sulfone.
半透膜10(および上述の逆浸透膜20)の形状としては、特に限定されないが、例えば、平膜または中空糸膜が挙げられる。なお、図1では、半透膜10として平膜を簡略化して描いているが、特にこのような形状に限定されるものではない。なお、中空糸膜(中空糸型半透膜)は、スパイラル型半透膜などに比べて、モジュール当たりの膜面積を大きくすることができ、浸透効率を高めることができる点で有利である。
The shape of the semipermeable membrane 10 (and the
また、半透膜モジュール(および上述の逆浸透モジュール2)の形態としては、特に限定されないが、中空糸膜を用いる場合は、中空糸膜をストレート配置したモジュールや、中空糸膜を芯管に巻きつけたクロスワインド型モジュールなどが挙げられる。平膜を用いる場合は、平膜を積み重ねた積層型モジュールや、平膜を封筒状として芯管に巻きつけたスパイラル型モジュールなどが挙げられる。
The form of the semipermeable membrane module (and the
具体的な中空糸膜の一例としては、全体がセルロース系樹脂から構成されている単層構造の膜が挙げられる。ただし、ここでいう単層構造とは、層全体が均一な膜である必要はなく、例えば、特開2012−115835号公報に開示されるように、外周表面近傍に緻密層を有し、この緻密層が実質的に中空糸膜の孔径を規定する分離活性層となっていることが好ましい。 As an example of a specific hollow fiber membrane, there is a single-layer structure membrane which is entirely composed of a cellulosic resin. However, the monolayer structure referred to here does not have to be a uniform film as a whole, and has, for example, a dense layer in the vicinity of the outer peripheral surface as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-115835. It is preferable that the dense layer is a separation active layer that substantially defines the pore size of the hollow fiber membrane.
具体的な中空糸膜の別の例としては、支持層(例えば、ポリフェニレンオキサイドからなる層)の外周表面にポリフェニレン系樹脂(例えば、スルホン化ポリエーテルスルホン)からなる緻密層を有する2層構造の膜が挙げられる。また、他の例として、支持層(例えば、ポリスルホンまたはポリエーテルスルホンからなる層)の外周表面にポリアミド系樹脂からなる緻密層を有する2層構造の膜が挙げられる。 As another specific example of the hollow fiber membrane, a two-layer structure having a dense layer made of a polyphenylene resin (for example, sulfonated polyether sulfone) on the outer peripheral surface of a support layer (for example, a layer made of polyphenylene oxide). Membrane is mentioned. Another example is a two-layered film having a dense layer made of a polyamide resin on the outer peripheral surface of a support layer (for example, a layer made of polysulfone or polyethersulfone).
なお、中空糸膜を用いた半透膜モジュールにおいて、通常は、中空糸膜の外側が第1室となる。中空糸膜の内側(中空部)を流れる流体を加圧しても、圧力損失が大きくなり加圧が十分に働き難いためである。 In a semipermeable membrane module using a hollow fiber membrane, the outside of the hollow fiber membrane is usually the first chamber. This is because even if the fluid flowing inside the hollow fiber membrane (hollow fiber portion) is pressurized, the pressure loss becomes large and it is difficult for the pressurization to work sufficiently.
〔制御機構〕
制御機構3は、複数の半透膜モジュール1a,1b,1cから選択される少なくとも1つの半透膜モジュールについて、所定のタイミングで、一部の半透膜モジュールに対する第1対象液の供給を停止し、半透膜の洗浄を実施するように、濃縮システムを制御する。
[Control mechanism]
The
洗浄は、少なくとも一部の半透膜モジュール(半透膜モジュール群)の使用を中止した状態で実施されるが、それ以外の半透膜モジュール(半透膜モジュール群)の使用は継続し、濃縮システム全体としての運転は継続することが好ましい。これにより、濃縮システムの処理効率の低下を抑制することができる。また、濃縮システムの処理を継続的に実施することができ、システム全体の運転を一旦停止して再度運転を開示する際の初期調整などの煩雑な作業を省略することができる。 Cleaning is performed with at least some of the semipermeable membrane modules (semipermeable membrane module group) discontinued, but the other semipermeable membrane modules (semipermeable membrane module group) continue to be used. The operation of the enrichment system as a whole is preferably continued. As a result, it is possible to suppress a decrease in the processing efficiency of the concentration system. Further, the processing of the concentration system can be continuously carried out, and complicated work such as initial adjustment when the operation of the entire system is temporarily stopped and the operation is disclosed again can be omitted.
なお、洗浄は、例えば、複数の半透膜モジュール(半透膜モジュール群)1a,1b,1cについて、所定の順番およびタイミングで1つずつ実施すればよい。 The cleaning may be performed one by one in a predetermined order and timing for, for example, a plurality of semipermeable membrane modules (semipermeable membrane module group) 1a, 1b, 1c.
洗浄の順番およびタイミングや、各々の半透膜モジュールの洗浄時間および洗浄の程度は、半透膜の汚染度合(スケール等の付着の程度)を示す指標に基づいて、種々公知のシミュレーション等により決定することができる。 The order and timing of cleaning, the cleaning time of each semipermeable membrane module, and the degree of cleaning are determined by various known simulations, etc., based on an index indicating the degree of contamination of the semipermeable membrane (degree of adhesion of scales, etc.). can do.
各々の半透膜モジュール(半透膜モジュール群)毎の半透膜の汚染度合の指標としては、例えば、半透膜モジュールの流入側と排出側との間の圧力差、半透膜モジュールにおける透過水量(流入側と排出側の流量差)などが挙げられる。 As an index of the degree of contamination of the semipermeable membrane for each semipermeable membrane module (semipermeable membrane module group), for example, the pressure difference between the inflow side and the discharge side of the semipermeable membrane module, and the semipermeable membrane module. Examples include the amount of permeated water (difference in flow rate between the inflow side and the discharge side).
半透膜(半透膜モジュール)の洗浄法としては、特に限定されないが、例えば、洗浄液による洗浄、逆洗(逆圧洗浄)、フラッシングなどが挙げられる。 The method for cleaning the semipermeable membrane (semipermeable membrane module) is not particularly limited, and examples thereof include cleaning with a cleaning liquid, backwashing (back pressure cleaning), and flushing.
(洗浄液による洗浄)
洗浄液による洗浄は、例えば、三方バルブ31,32,33のいずれか1つを、半透膜モジュールに対する第1対象液の供給を停止し、かつ、洗浄液タンク5に貯留された洗浄液が半透膜モジュール(半透膜モジュール1a,1b,1cの各々)の第1室11(または、第1室11および第2室12の両方)に供給されるように、切り替えた状態で、ポンプ5aを駆動することにより、実施することができる。
(Cleaning with cleaning liquid)
In cleaning with a cleaning liquid, for example, one of the three-
薬液洗浄に用いられる洗浄液は、半透膜の汚れを洗浄可能なものであれば特に限定されない。洗浄液としては、水、薬液などが挙げられる。洗浄液としては、例えば、ROモジュール2の第2室22から排出される透過水、BCによって得られる希釈液(半透膜モジュールの第2室から排出される希釈された第2対象液)などを用いてもよい。
The cleaning solution used for cleaning the chemical solution is not particularly limited as long as it can clean the stains on the semipermeable membrane. Examples of the cleaning liquid include water and chemicals. Examples of the cleaning liquid include permeated water discharged from the second chamber 22 of the
薬液に用いられる薬剤としては、例えば、半透膜に付着するスケール(硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、炭酸カルシウム、ケイ酸塩など)の除去や、生物によって生成されバイオファウリングの原因となる有機物の除去が可能な薬剤が用いられる。このような薬剤としては、例えば、界面活性剤、酸剤(塩酸等の無機酸、カルボン酸等の有機酸など)、アルカリ剤などが挙げられる。具体的な薬剤としては、例えば、クエン酸、次亜塩素酸ソーダなどが好適に用いられる。クエン酸は、無機物に起因する汚れに対して好適に用いられる。次亜塩素酸ソーダは、有機物に起因する汚れに対して好適に用いられる。 Drugs used in chemical solutions include, for example, removal of scales (calcium sulfate, magnesium sulfate, calcium carbonate, silicate, etc.) adhering to the semipermeable membrane, and removal of organic substances produced by organisms that cause biofouling. Drugs that can be used. Examples of such agents include surfactants, acid agents (inorganic acids such as hydrochloric acid, organic acids such as carboxylic acids, etc.), alkaline agents and the like. As a specific drug, for example, citric acid, sodium hypochlorite and the like are preferably used. Citric acid is preferably used for stains caused by inorganic substances. Sodium hypochlorite is suitably used for stains caused by organic substances.
なお、例えば、水による洗浄と薬液による洗浄の両方を実施してもよい。例えば、水による洗浄後に薬液による洗浄を行い、さらに水による洗浄を行ってもよい。 In addition, for example, both cleaning with water and cleaning with a chemical solution may be carried out. For example, after cleaning with water, cleaning with a chemical solution may be performed, and then cleaning with water may be performed.
(逆洗)
BCに用いられる半透膜モジュールにおいて、逆洗とは、半透膜10を透過する水の移動方向を濃縮システムの運転時とは逆方向にすることで、物理的に半透膜10に付着した汚れを除去する洗浄方法である。
(Backwash)
In the semipermeable membrane module used for BC, backwashing means physically adhering to the semipermeable membrane 10 by making the direction of movement of water passing through the semipermeable membrane 10 opposite to that during operation of the concentration system. This is a cleaning method that removes dirt.
なお、このような逆洗は、濃縮システムに必要な流路、三方バルブ、ポンプなどを設けて、制御機構3により三方バルブによる流路の切り換え、ポンプの駆動等を制御することにより、実施することが可能である。
It should be noted that such backwashing is carried out by providing a flow path, a three-way valve, a pump, etc. necessary for the concentration system, and controlling the flow path switching by the three-way valve, the drive of the pump, etc. by the
(フラッシング)
フラッシングとは、半透膜10の表面に付着した汚れを低圧で高流量の洗浄液で洗い流す洗浄方法である。洗浄液としては、上記と同様の水、薬液などを用いることができる。フラッシングは、比較的軽く付着した汚れの除去に有効な方法である。このため、例えば、半透膜の汚染が進行する前からフラッシングを定期的に実施することで、膜汚染を予防する効果が得られる。
(Flushing)
Flushing is a cleaning method in which dirt adhering to the surface of the semipermeable membrane 10 is washed away with a low-pressure, high-flow rate cleaning liquid. As the cleaning liquid, the same water, chemical solution, etc. as described above can be used. Flushing is an effective method for removing relatively lightly adhered stains. Therefore, for example, by regularly performing flushing before the semipermeable membrane contamination progresses, the effect of preventing the membrane contamination can be obtained.
上述のような洗浄を実施するために、濃縮システムは、さらに、前記半透膜モジュールに接続された流路を切り替えるための流路切り換え装置を備えることが好ましい。また、濃縮システムは、さらに、前記半透膜を洗浄するための洗浄液が貯留された洗浄液タンクを備えることが好ましい。 In order to carry out the cleaning as described above, it is preferable that the concentration system further includes a flow path switching device for switching the flow path connected to the semipermeable membrane module. Further, the concentration system preferably further includes a cleaning liquid tank in which a cleaning liquid for cleaning the semipermeable membrane is stored.
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time should be considered to be exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the above description, and it is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
1a,1b,1c 半透膜モジュール、10 半透膜、11 第1室、12 第2室、2 逆浸透(RO)モジュール、2a 高圧ポンプ、20 逆浸透(RO)膜、21 第1室、22 第2室、3 制御機構、31,32,33 三方バルブ、4 圧力低下装置、5 洗浄液タンク、5a ポンプ。 1a, 1b, 1c semipermeable membrane module, 10 semipermeable membrane, 11 first chamber, 12 second chamber, 2 reverse osmosis (RO) module, 2a high pressure pump, 20 reverse osmosis (RO) membrane, 21 first chamber, 22 2nd chamber, 3 control mechanism, 31, 32, 33 three-way valve, 4 pressure drop device, 5 cleaning liquid tank, 5a pump.
Claims (3)
半透膜と、前記半透膜で仕切られた第1室および第2室と、を有し、前記濃縮原液を第1対象液として所定の圧力で前記第1室に流し、第2対象液を前記所定の圧力よりも低い圧力で前記第2室に流すことで、前記第1室内の前記第1対象液に含まれる水を前記半透膜を介して前記第2室内の前記第2対象液に移行させ、前記第1室から濃縮液を排出し、前記第2室から希釈液を排出する、半透膜モジュールと、を備える濃縮システムであって、
前記濃縮システムは、複数の前記半透膜モジュールを備え、
複数の前記半透膜モジュールから選択される少なくとも1つの前記半透膜モジュールについて、所定のタイミングで、一部の前記半透膜モジュールに対する前記第1対象液の供給を停止し、前記半透膜の洗浄を実施するように制御する、制御機構をさらに備える、濃縮システム。 A reverse osmosis module that separates and recovers water from a stock solution that has been pressurized to a predetermined pressure via a reverse osmosis membrane, and discharges the concentrated stock solution that is the concentrated stock solution.
It has a semipermeable membrane and first and second chambers partitioned by the semipermeable membrane, and the concentrated stock solution is used as the first target solution and flowed into the first chamber at a predetermined pressure to form a second target solution. By flowing the water into the second chamber at a pressure lower than the predetermined pressure, the water contained in the first target liquid in the first chamber is passed through the semipermeable membrane to the second target in the second chamber. A concentrating system including a semipermeable membrane module that transfers to a liquid, discharges the concentrated liquid from the first chamber, and discharges the diluted liquid from the second chamber.
The concentration system comprises a plurality of the semipermeable membrane modules.
For at least one semipermeable membrane module selected from the plurality of semipermeable membrane modules, the supply of the first target liquid to some of the semipermeable membrane modules is stopped at a predetermined timing, and the semipermeable membrane is stopped. Concentration system with additional control mechanism that controls to perform cleaning of.
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