JP2022010263A - 膜ろ過装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係る膜ろ過装置の構成を示す概略図である。
(濃縮排水の流量)=(透過水の流量/目標回収率)-(透過水の流量) (1)
シリカの析出回収率YSは、検出された水温でのシリカの溶解度(mg/L)をCSとし、予め測定された原水のシリカ濃度(mg/L)をFSとしたとき、以下の式(2)から算出される。
YS=(CS-FS)/CS (2)
カルシウムの析出回収率は、濃縮水のランゲリア指数を算出する方法を利用して算出される。ここで、ランゲリア指数(飽和指数)とは、カルシウム(炭酸カルシウム)の析出の可能性を示す指標であり、水の実際のpHと、理論pH(pHs:水中の炭酸カルシウムが溶解も析出もしない平衡状態にあるときのpH)との差(pH-pHs)を意味する。すなわち、ランゲリア指数が正の値で絶対値が大きいほど炭酸カルシウムが析出しやすくなり、負の値では炭酸カルシウムは析出されない。そのため、カルシウムの析出回収率は、濃縮水のランゲリア指数がゼロになるときの回収率として算出される。なお、より安全側の値として設定するために、カルシウムの析出回収率は、濃縮水のランゲリア指数が負の値になるときの回収率であってもよい。
YC=(CC-FC)/CC (3)
図2は、本発明の第2の実施形態に係る膜ろ過装置の構成を示す概略図である。以下、第1の実施形態と同様の構成については、図面に同じ符号を付してその説明を省略し、第1の実施形態と異なる構成のみ説明する。
図3は、本発明の第3の実施形態に係る膜ろ過装置の構成を示す概略図である。以下、上述した実施形態と同様の構成については、図面に同じ符号を付してその説明を省略し、上述した実施形態と異なる構成のみ説明する。
図4は、本発明の第4の実施形態に係る膜ろ過装置の構成を示す概略図である。以下、上述した実施形態と同様の構成については、図面に同じ符号を付してその説明を省略し、上述した実施形態と異なる構成のみ説明する。
2 透過水ライン
2a 第1の透過水ライン(中間透過水ライン)
2b 第2の透過水ライン
3 濃縮水ライン(第1の濃縮水ライン)
4 排水ライン
5 還流水ライン
6 第2の濃縮水ライン
10 膜ろ過装置
11 ろ過手段(第1のろ過手段)
12 定量ポンプ
13,17 手動弁
14 定流量弁
15 加圧ポンプ
16 第2のろ過手段
18 濃縮水流量計
20 透過水流量制御機構
21 流量調整弁
22 透過水流量計
23 透過水流量制御部
30 排水流量制御機構
31 流量調整弁
32 排水流量計
33 排水流量制御部
Claims (12)
- 被処理水を透過水と濃縮水とに分離する逆浸透膜またはナノろ過膜を有するろ過手段と、
前記ろ過手段に接続され、前記ろ過手段に被処理水を供給する供給ラインと、
前記ろ過手段に接続され、前記ろ過手段からの透過水を流通させる透過水ラインと、
前記ろ過手段に接続され、前記ろ過手段からの濃縮水を流通させる濃縮水ラインと、
前記濃縮水ラインから分岐し、前記濃縮水ラインを流れる濃縮水の一部を外部へ排出する排水ラインと、
前記濃縮水ラインから分岐して前記供給ラインに接続され、前記濃縮水ラインを流れる濃縮水の残りを前記供給ラインに還流させる還流水ラインと、
前記供給ラインに設けられ、前記ろ過手段に一定流量の被処理水を供給するベーンポンプと、
前記透過水ラインを流れる透過水の流量を設定流量に調整する第1の流量制御手段であって、前記濃縮水ラインに設けられた流量調整弁と、前記透過水ラインを流れる透過水の流量を検出する流量検出手段と、該流量検出手段により検出された前記透過水の流量に基づいて、前記流量調整弁の開度を調整する制御部と、を有する第1の流量制御手段と、
前記還流水ラインに設けられ、前記排水ラインを流れる濃縮水と前記還流水ラインを流れる濃縮水の圧力バランスを調整する開度調整可能な圧力調整弁と、
を有する膜ろ過装置。 - 被処理水を透過水と濃縮水とに分離する逆浸透膜またはナノろ過膜を有するろ過手段と、
前記ろ過手段に接続され、前記ろ過手段に被処理水を供給する供給ラインと、
前記ろ過手段に接続され、前記ろ過手段からの透過水を流通させる透過水ラインと、
前記ろ過手段に接続され、前記ろ過手段からの濃縮水を流通させる濃縮水ラインと、
前記濃縮水ラインから分岐し、前記濃縮水ラインを流れる濃縮水の一部を外部へ排出する排水ラインと、
前記濃縮水ラインから分岐して前記供給ラインに接続され、前記濃縮水ラインを流れる濃縮水の残りを前記供給ラインに還流させる還流水ラインと、
前記供給ラインに設けられ、単相100Vの交流電源で動作する加圧ポンプと、
前記濃縮水ラインに設けられ、前記濃縮水ラインを流れる濃縮水の流量を一定に保持する定流量弁と、
前記透過水ラインを流れる透過水の流量を設定流量に調整する第1の流量制御手段であって、前記供給ラインに設けられた流量調整弁と、前記透過水ラインを流れる透過水の流量を検出する流量検出手段と、該流量検出手段により検出された前記透過水の流量に基づいて、前記流量調整弁の開度を調整する制御部と、を有する第1の流量制御手段と、
前記還流水ラインに設けられ、前記排水ラインを流れる濃縮水と前記還流水ラインを流れる濃縮水の圧力バランスを調整する開度調整可能な圧力調整弁と、
を有する膜ろ過装置。 - 前記排水ラインを流れる濃縮水の流量を設定流量に調整する第2の流量制御手段を有する、請求項1または2に記載の膜ろ過装置。
- 前記第2の流量制御手段が、前記排水ラインに設けられた流量調整弁と、前記排水ラインを流れる濃縮水の流量を検出する流量検出手段と、該流量検出手段により検出された前記濃縮水の流量に基づいて、前記流量調整弁の開度を調整する制御部と、を有する、請求項3に記載の膜ろ過装置。
- 前記第2の流量制御手段の前記制御部は、前記透過水ラインを流れる透過水の流量と前記排水ラインを流れる濃縮水の流量との和に対する前記透過水ラインを流れる透過水の流量の割合である回収率が所定の値になるように、前記排水ラインを流れる濃縮水の前記設定流量を決定する、請求項4記載の膜ろ過装置。
- 前記ろ過手段に供給される被処理水と前記ろ過手段からの透過水と前記ろ過手段からの濃縮水とのいずれかの水温を検出する水温検出手段を有し、
前記第2の流量制御手段の前記制御部は、前記水温検出手段で検出された前記水温に基づいて、前記回収率が、前記ろ過手段の前記逆浸透膜またはナノろ過膜の膜面にシリカまたはカルシウムが析出しない最大の回収率となるように、前記排水ラインを流れる濃縮水の前記設定流量を決定する、請求項5に記載の膜ろ過装置。 - 直列に接続された複数のろ過手段であって、それぞれが被処理水を透過水と濃縮水とに分離する逆浸透膜またはナノろ過膜を有する複数のろ過手段と、
前記複数のろ過手段のうち最も上流側のろ過手段に接続され、前記最も上流側のろ過手段に被処理水を供給する供給ラインと、
前記複数のろ過手段のうち最も下流側のろ過手段に接続され、前記最も下流側のろ過手段からの透過水を流通させる透過水ラインと、
前記最も上流側のろ過手段に接続され、前記最も上流側のろ過手段からの濃縮水を流通させる濃縮水ラインと、
前記濃縮水ラインから分岐し、前記濃縮水ラインを流れる濃縮水の一部を外部へ排出する排水ラインと、
前記濃縮水ラインから分岐して前記供給ラインに接続され、前記濃縮水ラインを流れる濃縮水の残りを前記供給ラインに還流させる還流水ラインと、
前記供給ラインに設けられ、前記最も上流側のろ過手段に一定流量の被処理水を供給するベーンポンプと、
前記透過水ラインを流れる透過水の流量を設定流量に調整する第1の流量制御手段であって、前記濃縮水ラインに設けられた流量調整弁と、前記透過水ラインを流れる透過水の流量を検出する流量検出手段と、該流量検出手段により検出された前記透過水の流量に基づいて、前記流量調整弁の開度を調整する制御部と、を有する第1の流量制御手段と、
前記還流水ラインに設けられ、前記排水ラインを流れる濃縮水と前記還流水ラインを流れる濃縮水の圧力バランスを調整する開度調整可能な圧力調整弁と、
を有する膜ろ過装置。 - 直列に接続された複数のろ過手段であって、それぞれが被処理水を透過水と濃縮水とに分離する逆浸透膜またはナノろ過膜を有する複数のろ過手段と、
前記複数のろ過手段のうち最も上流側のろ過手段に接続され、前記最も上流側のろ過手段に被処理水を供給する供給ラインと、
前記複数のろ過手段のうち最も下流側のろ過手段に接続され、前記最も下流側のろ過手段からの透過水を流通させる透過水ラインと、
前記最も上流側のろ過手段に接続され、前記最も上流側のろ過手段からの濃縮水を流通させる濃縮水ラインと、
前記濃縮水ラインから分岐し、前記濃縮水ラインを流れる濃縮水の一部を外部へ排出する排水ラインと、
前記濃縮水ラインから分岐して前記供給ラインに接続され、前記濃縮水ラインを流れる濃縮水の残りを前記供給ラインに還流させる還流水ラインと、
前記供給ラインに設けられ、単相100Vの交流電源で動作する加圧ポンプと、
前記濃縮水ラインに設けられ、前記濃縮水ラインを流れる濃縮水の流量を一定に保持する定流量弁と、
前記透過水ラインを流れる透過水の流量を設定流量に調整する第1の流量制御手段であって、前記供給ラインに設けられた流量調整弁と、前記透過水ラインを流れる透過水の流量を検出する流量検出手段と、該流量検出手段により検出された前記透過水の流量に基づいて、前記流量調整弁の開度を調整する制御部と、を有する第1の流量制御手段と、
前記還流水ラインに設けられ、前記排水ラインを流れる濃縮水と前記還流水ラインを流れる濃縮水の圧力バランスを調整する開度調整可能な圧力調整弁と、
を有する膜ろ過装置。 - 前記排水ラインを流れる濃縮水の流量を設定流量に調整する第2の流量制御手段を有する、請求項8または9に記載の膜ろ過装置。
- 前記第2の流量制御手段が、前記排水ラインに設けられた流量調整弁と、前記排水ラインを流れる濃縮水の流量を検出する流量検出手段と、該流量検出手段により検出された前記濃縮水の流量に基づいて、前記流量調整弁の開度を調整する制御部と、を有する、請求項9に記載の膜ろ過装置。
- 前記最も上流側のろ過手段に接続され、前記最も上流側のろ過手段からの透過水を流通させる中間透過水ラインを有し、
前記第2の流量制御手段の前記制御部は、前記中間透過水ラインを流れる透過水の流量と前記排水ラインを流れる濃縮水の流量との和に対する前記中間透過水ラインを流れる透過水の流量の割合である回収率が所定の値になるように、前記排水ラインを流れる濃縮水の前記設定流量を決定する、請求項10に記載の膜ろ過装置。 - 前記最も上流側のろ過手段に供給される被処理水と前記最も上流側のろ過手段からの透過水と前記最も上流側のろ過手段からの濃縮水とのいずれかの水温を検出する水温検出手段を有し、
前記第2の流量制御手段の前記制御部は、前記水温検出手段で検出された前記水温に基づいて、前記回収率が、前記最も上流側のろ過手段の前記逆浸透膜またはナノろ過膜の膜面にシリカまたはカルシウムが析出しない最大の回収率となるように、前記排水ラインを流れる濃縮水の前記設定流量を決定する、請求項11に記載の膜ろ過装置。
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