JP3228053B2 - 純水製造装置 - Google Patents

純水製造装置

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JP3228053B2
JP3228053B2 JP06072195A JP6072195A JP3228053B2 JP 3228053 B2 JP3228053 B2 JP 3228053B2 JP 06072195 A JP06072195 A JP 06072195A JP 6072195 A JP6072195 A JP 6072195A JP 3228053 B2 JP3228053 B2 JP 3228053B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は純水製造装置に係り、特
に、被処理水タンク、逆浸透膜装置及びイオン交換装置
を有する純水製造部と、純水タンク及び膜分離装置を有
するサブシステム部とを備える純水製造装置において、
装置全体を効率的に殺菌するようにした純水製造装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】現在、医薬分野等で使用されている精製
水等の純水製造装置の構成を図2に示す。
【0003】図2において、1は被処理水タンク、2は
RO膜装置(逆浸透膜分離装置)、3はイオン交換装置
(通常は、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂との混
床式純水装置(以下「DI装置」と称する場合があ
る。)、4は純水タンク、5は熱交換器、6はUV(紫
外線)殺菌灯、7はUF膜装置(限外濾過膜分離装置)
であり、被処理水タンク1、RO膜装置2及びイオン交
換装置3で純水製造部Iが、また、純水タンク4、熱交
換器5、UV殺菌灯6及びUF膜装置7でサブシステム
部IIが構成されている。P1 ,P2 はポンプ、11〜1
9(19A,19B,19C),20,21(21A,
21B)の各符号は配管を示す。
【0004】純水の製造に当っては、市水、工水、工業
用水或いはこれらを脱塩処理して得られる脱塩水を、配
管11、被処理水タンク1、ポンプP1 を備える配管1
2を経てRO膜装置2に導入して膜分離処理し、透過水
を配管14よりイオン交換装置3で処理した後、処理水
(純水)を配管15を経て純水タンク4に貯留する。R
O膜装置2の濃縮水は配管13より抜き出し、一部を配
管13Aより系外へ排出し、残部を配管13Bより被処
理水タンク1に戻す。
【0005】純水タンク4内の純水は、ポンプP2 を備
える配管16、熱交換器5、配管17を経てUV殺菌灯
6で殺菌処理した後、配管18よりUF膜装置7に導入
して膜分離する。UF膜装置7の透過水(超純水ないし
精製水)を配管19より抜き出し、配管19A,19
B,19Cより各々コースポイントU1 ,U2 ,U3
送給する。UF膜装置7の濃縮水は配管21より抜き出
され、一部は配管21Aより系外へ排出され、残部は配
管21Bより純水タンク4に戻される。
【0006】このような純水製造装置においては、経時
により系内に菌が繁殖して、得られる精製水の生菌数が
増加するため、必要に応じて、系内の殺菌が行われる。
【0007】従来、純水製造装置の殺菌は、純水製造装
置のサブシステム部IIについてのみ行われている。具体
的には、純水タンク6内の純水を配管16より熱交換器
8に送給し、熱交換器8で80℃以上の熱水とし、この
熱水を配管17、UV殺菌灯6、配管18を経てUF膜
装置7に送り、UF膜装置7で透過処理する。透過熱水
は更に配管19,20を経て純水タンク4に戻す。濃縮
熱水は一部を配管21Aより系外へ排出し、残部を配管
21Bより純水タンク4に戻す。このように、従来にお
いて、純水の殺菌はサブシステム部熱水通水方式で行わ
れている。
【0008】なお、ユースポイントU1 〜U3 を含む精
製水供給配管19A〜19Cでは蒸気滅菌が行われてい
る。
【0009】即ち、従来、純水製造装置の殺菌に当って
は、ユースポイント側のサブシステム部IIの系内のみを
殺菌すれば、生菌を含まない精製水を得ることができる
ようになることから、殺菌処理として十分であるとさ
れ、サブシステム部IIより前段のRO膜装置2やイオン
交換装置3等の純水製造部Iの殺菌については全く考慮
されていなかった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の殺菌方法で
は、ユースポイント配管19A〜19Cを含むサブシス
テム部IIの殺菌は行われるが、被処理水タンク1からイ
オン交換装置3に到る純水製造部Iの殺菌は行われな
い。このため、殺菌処理後においても、純水製造部Iで
得られる純水(イオン交換処理水)中には1×103
1×104 個/mlの生菌が存在することから、サブシ
ステム部IIを殺菌しても、短時間でサブシステム部II内
が純水製造部Iからの生菌で汚染されることとなる。従
って、従来においては、殺菌を頻繁に行う必要があると
いう問題があった。
【0011】本発明は上記従来の問題点を解決し、純水
製造装置の効率的な殺菌を行って、殺菌頻度を低減する
ことができる純水製造装置を提供することを目的とす
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1の純水製造装置
は、被処理水タンク、逆浸透膜装置及びイオン交換装置
を有する純水製造部と、純水製造部で製造された純水が
導入される純水タンク及び該純水タンクから純水が供給
される膜分離装置を有するサブシステム部とを備える純
水製造装置において、前記膜分離装置と被処理水タンク
とを連結する循環ラインを設けると共に、純水製造部、
サブシステム部及び循環ラインで形成される循環ループ
を流れる水の加熱手段を設けたことを特徴とする。
【0013】請求項2の純水製造装置は、請求項1の純
水製造装置において、前記逆浸透膜装置の加熱水の供給
圧力が、被処理水の供給圧力より低い圧力であることを
特徴とする。
【0014】即ち、本発明者らは、純水製造装置の殺菌
頻度を低減するべく検討を重ねた結果、サブシステム部
より前段の純水製造部にも生菌による汚染原因があり、
純水製造部についても熱水殺菌を行う必要があることを
知見し、本発明を完成させた。
【0015】
【作用】本発明の純水製造装置においては、純水製造
部、サブシステム部及び循環ラインで形成される循環ル
ープに加熱水を流通させて、純水製造装置の系内全体を
熱水殺菌することができる。
【0016】従って、純水製造部で得られる純水の生菌
数も低減され、サブシステム部の生菌負荷が軽減される
ため、少ない殺菌頻度にて、長期間安定に高純度な精製
水を得ることが可能となる。
【0017】また、このように、純水製造部の殺菌が行
われることから、従来の純水製造装置においてサブシス
テム部に設置されていたUV殺菌灯を不要とすることが
できる。
【0018】また、純水製造部のRO膜装置の入口にお
けるスライム発生を抑制することもできるため、スライ
ムコントロール剤も不要となる。
【0019】請求項2によれば、殺菌を円滑に行える。
即ち、殺菌処理時においては、加熱水を通水するため、
RO膜装置の通水圧力は通常運転時、即ち、被処理水の
通水処理時の圧力(例えば15〜20kgf/cm2
より低い圧力(10kgf/cm2 以下、好ましくは2
〜6kgf/cm2 )で、十分な透過水量を確保して通
水することができ、後工程へ円滑に透過熱水を供給でき
る。このRO膜装置の通水圧力が通常運転時の圧力(例
えば、15kgf/cm2 )では、次第にRO膜が圧密
化して、熱水が透過し難くなる。
【0020】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て詳細に説明する。
【0021】図1は本発明の純水製造装置の一実施例を
示す系統図である。本実施例の純水製造装置は、配管2
0に、更に、被処理水タンク1に連結する配管22が設
けられ、UV殺菌灯6が設けられていない点が図2に示
す従来の純水製造装置と異なり、図1において、図2に
示す部材と同一機能を奏す部材には同一符号を付してあ
る。
【0022】本実施例の純水製造装置において、被処理
水を処理して精製水を製造する通常運転を行う場合に
は、図2に示す従来の純水製造装置と同様に運転を行う
ことができる。ただし、本実施例の純水製造装置ではU
V殺菌灯を設けていないため、熱交換器5の流出水は、
直接、UF膜装置7に導入される。
【0023】通常運転を継続して行うことにより、系内
の生菌数の増加が認められた場合には、次のような操作
で熱水による殺菌を行う。
【0024】まず、純水タンク4内の純水を熱交換器5
に送って90℃以上の高温に加熱した後、配管17より
UF膜装置7に導入する。そして、透過熱水を配管1
9,20,22を経て被処理水タンク1に戻し、更に、
配管12、RO膜装置2、配管14、イオン交換装置
(DI装置)3、配管15及び純水タンク4に順次通水
して循環熱水殺菌を行う。なお、UF膜装置7の濃縮熱
水の一部は配管21Bより純水タンク4に戻し、残部は
配管21Aより系外へ排出する。また、RO膜装置2の
濃縮熱水の一部は、配管13Bより被処理水タンク1に
戻し、残部は配管13Aより系外へ排出する。
【0025】このように熱水を循環させることにより系
内の水温を高め、所定の殺菌温度になった時点で所定時
間、その殺菌温度に保持して系内全体を殺菌する。
【0026】その後は、熱交換器5による加熱を停止
し、系内の水温を下げ、通常運転温度に降温した時点
で、通常運転を再開する。
【0027】このような殺菌処理において、系内の水温
は純水タンク4内又はイオン交換装置3の出口部におけ
る水温が60℃以上、特に70〜90℃まで昇温するの
が好ましく、このような熱水による殺菌時間(上記殺菌
温度における保持時間)は30分以上とするのが好まし
い。この水温が60℃未満では熱水殺菌が不十分で生菌
が残存する。
【0028】従って、一般には、純水タンク4又はイオ
ン交換装置3の流出配管15等に測温器を設け、水温を
測定して設定温度への昇温を監視するのが好ましい。
【0029】また、系内の水温の昇温,降温に要する時
間は15分以上、特に30分以上とするのが好ましい。
【0030】なお、この熱水殺菌に当り、RO膜装置に
ついては、熱水の通水圧力を、通常運転時の通水圧力
(一般には15〜20kgf/cm2 )より低い通水圧
力、例えば10kgf/cm2 以下、好ましくは2〜6
kgf/cm2 、より好ましくは2〜5kgf/cm2
とするのが望ましい。即ち、熱水殺菌時においては、加
熱された水を通水するため、常温の水を通水する場合に
比べて、低い通水圧力で透過水量を保持することがで
き、透過熱水を後段のイオン交換装置に安定に送給する
ことができる。この熱水の通水圧力が通常運転時の通水
圧力と同程度であると、次第に膜が圧密化して熱水の透
過が困難となる。
【0031】このような熱水殺菌によれば、例えば、イ
オン交換装置3の出口温度70℃以上で30分以上の殺
菌を行うことにより、イオン交換装置3の出口水の生菌
数を1個/100ml以下にまで低減することができ、
その後の通常運転再開後における生菌の増殖を効果的に
防止することができる。
【0032】なお、上記熱水殺菌の頻度には特に制限は
なく、純水製造装置の系内の生菌の増殖速度は、被処理
水の水質や運転条件等により異なるため、被処理水の水
質、運転条件等に応じて適宜決定される。
【0033】図1に示す純水製造装置は本発明の純水製
造装置の一実施例であって、本発明はその要旨を超えな
い限り、何ら図示の装置に限定されるものではない。
【0034】例えば、RO膜装置は、2段に直列配置し
ても良く、更に、紫外線照射酸化装置を設けても良い。
また、熱交換器の位置についても任意であり、他の箇所
に設けても良い。
【0035】なお、本発明においては、従来の純水製造
装置のサブシステム部に設置されているUV殺菌灯は不
要である。
【0036】このような本発明の純水製造装置において
は、熱水殺菌を行うことから、系内のタンクや配管類
は、耐熱材料、例えば、ステンレススチール、チタン等
の金属、又は、耐熱塩化ビニル、ポリスルホン、ポリエ
ーテルエーテルケトン、ポリフッ化ビニリデン等の耐熱
プラスチックで形成した耐熱仕様とする必要がある。
【0037】本発明の純水製造装置の処理対象となる被
処理水は、市水、地下水、工水、或いは、これらを脱塩
処理して得られる脱塩水である。被処理水としての脱塩
水は、市水、地下水、工水等を、凝集、沈殿、加圧浮
上、濾過、膜濾過、吸着などの適宜の手段を単独又は組
み合せてなる前処理手段で前処理し、或いは全く前処理
することなく(市水の場合)、イオン交換による脱塩装
置(例えば2床3塔式、4床5塔式純水製造装置)で処
理することにより製造される。
【0038】以下に具体的な実施例を挙げて本発明をよ
り詳細に説明する。
【0039】実施例1 図1に示す純水製造装置により、精製水の製造及び殺菌
処理を行った。
【0040】まず、下記運転条件にて1ケ月間通常運転
(日中運転、夜間停止)を行った後、RO膜装置,イオ
ン交換装置(DI装置)及びUF膜装置の各出口水の生
菌数を測定した。
【0041】運転条件 被処理水:厚木市水 処理量 :0.5m3 /hr 温度 :25℃ RO膜装置:デサリネーション社製「SG4040CZH」 (4インチ×4本) (RO入口圧力:15kgf/cm2 ) DI装置 :栗田工業(株)製「KWI EX−MG(非再生型)」 UF膜装置:旭化成(株)製「VIP3017」(1本) 上記通常運転後、前述の本発明に係る殺菌方法に従っ
て、下記殺菌条件で熱水殺菌を行い、殺菌後のRO膜装
置、DI装置及びUF膜装置の各出口水生菌数を測定し
た。
【0042】殺菌条件 RO膜装置入口圧力:2.5kgf/cm2 (83℃) RO膜装置透過水量:0.25m3 /hr UF膜装置入口圧力:1.0kgf/cm 熱水殺菌時間 :1時間 DI装置出口温度 :80〜82℃ 昇温,降温時間 :30分 熱水源 :純水タンク内の純水 上記殺菌処理後、運転を再開し、前記通常運転条件にて
7日間連続運転(昼夜運転)を行い、RO膜装置,イオ
ン交換装置(DI装置)及びUF膜装置の各出口水の生
菌数を測定した。
【0043】各時点の成膜菌数の測定結果を表1に示
す。
【0044】なお、生菌数はフィルター培養法(30〜
32℃,3日間)で測定した。
【0045】
【表1】
【0046】表1より、本発明の純水製造装置で殺菌を
行うことにより、UF膜装置のみならず、RO膜装置及
びDI装置も殺菌され、UF膜装置の生菌負荷が著しく
軽減されるため、殺菌後、通常運転を再開しても、生菌
が増殖する傾向は認められないことが明らかである。
【0047】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の純水製造装
置によれば、被処理水タンク、逆浸透膜装置及びイオン
交換装置を有する純水製造部と、純水製造部で製造され
た純水が導入される純水タンク及び該純水タンクから純
水が供給される膜分離装置を有するサブシステム部とを
備える純水製造装置の殺菌を効率的に行って殺菌頻度を
軽減することができ、長期間安定して高純度の純水を製
造することができる。また、従来の純水製造装置で用い
られていたUV殺菌灯やスライムコントロール剤を不要
とすることができる。
【0048】請求項2の純水製造装置によれば、殺菌処
理を円滑に行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の純水製造装置の一実施例を示す系統図
である。
【図2】従来の純水製造装置の系統図である。
【符号の説明】
1 被処理水タンク 2 RO膜装置 3 イオン交換装置 4 純水タンク 5 熱交換器 7 UF膜装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C02F 9/00 504 C02F 9/00 504B (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C02F 9/00 502 C02F 9/00 503 C02F 1/44 C02F 1/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被処理水タンク、逆浸透膜装置及びイオ
    ン交換装置を有する純水製造部と、純水製造部で製造さ
    れた純水が導入される純水タンク及び該純水タンクから
    純水が供給される膜分離装置を有するサブシステム部と
    を備える純水製造装置において、 前記膜分離装置と被処理水タンクとを連結する循環ライ
    ンを設けると共に、 純水製造部、サブシステム部及び循環ラインで形成され
    る循環ループを流れる水の加熱手段を設けたことを特徴
    とする純水製造装置。
  2. 【請求項2】 請求項1の純水製造装置において、前記
    逆浸透膜装置の加熱水の供給圧力が、被処理水の供給圧
    力より低い圧力であることを特徴とする純水製造装置。
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