JP4239877B2 - 水処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、原水（被処理水）に含まれている不純物等の濾過及び気体の脱気を効率良く行う水処理方法に関する。

蒸気ボイラ、温水ボイラ、クーリングタワー、給湯器等の熱機器や半導体製造、電子部品の洗浄、医療器具の洗浄等には、原水から不純物等や溶存気体を除去し改質した処理水が使用されている。

従来、前記原水を改質する水処理にあっては、一般に逆浸透膜を用いた逆浸透膜部により原水中に含まれている不純物等を濾過し、次に水中の溶存気体を気体透過膜を通して真空吸引する膜式脱気部により前記濾過した濾過水から溶存気体を除去するといった方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平５−２２０４８０号公報

しかし、上記の水処理方法によれば、以下の問題がある。それは、原水（以下、被処理水という）中に含まれている不純物等を捕捉し濾過する逆浸透膜と、濾過水から溶存気体を脱気する膜式脱気部に使用される気体透過膜の性質に起因するものである。前記逆浸透膜におけるイオン除去性能（溶存物質濾過性能）は、有効圧力低下（水量低下）や被処理水の温度の上昇に伴い低下するといった性質を有している。また、前記気体透過膜における水中の溶存気体の透過率（脱気性能）は、被処理水の温度の降下や給水の流量の増加に伴い低下するといった性質を有している。このため、被処理水の流量が少なくなると逆浸透膜の不純物等の濾過性能が低下して被処理水中に含まれている不純物等を効果的に濾過することができなくなる場合があり、また、被処理水の温度が低くなると気体透過膜による溶存気体の脱気性能が低下し、腐食の抑制となる溶存気体濃度とすることができなくなる場合があるということである。

本発明の目的は、被処理水の温度の変化に応じて、不純物等の濾過及び溶存気体の脱気を効率良く行う水処理方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明に係る水処理方法は、被処理水中の不純物等を除去する逆浸透膜部と、この逆浸透膜部の下流側に接続され、被処理水中の溶存気体を透過する気体透過膜を用いて脱気する膜式脱気部を備え、被処理水を逆浸透膜部で濾過し不純物を除去した後、膜式脱気部で溶存気体を脱気する水処理方法であって、
被処理水の流量と被処理水の温度と、前記逆浸透膜部で不純物等を濾過した後の濾過水中の不純物等残存値及び前記膜式脱気部で溶存気体を脱気した後の透過水中の溶存気体残存値との関係を予め求めておくとともに、不純物等残存許容値と溶存気体残存許容値を定めておき、前記被処理水の温度を検知して、被処理水の温度に基づいて前記不純物等残存許容値と溶存気体残存許容値をともに充足するように被処理水の流量を制御するようにしたことを特徴とする。

このようにすることにより、前記被処理水の検知された温度によって、前記不純物等残存許容値と溶存気体残存許容値をともに充足するように被処理水の流量が制御されるので、不純物等や溶存気体が効率よく除去された水質に改質することができる。

請求項２記載の発明に係る水処理方法は、請求項１に記載の、前記被処理水の温度の検知により行う被処理水の流量の減量は、被処理水の温度を検知する温度センサを備え、また前記逆浸透膜部の上流側に前記被処理水を前記逆浸透膜部に供給するポンプを備えるとともに、前記ポンプに接続され該ポンプの回転数を出力周波数に応じて可変させるインバータと、前記温度センサ及び前記インバータに対するインターフェースを有し前記温度センサからの温度検知信号に基づき前記インバータに指令信号を出力する制御部を備え、温度センサからの被処理水の温度検知信号に基づき制御部が前記インバータに指令信号を出力し、インバータによりポンプの回転数を可変させて行うようにしたことを特徴とする。

このようにすることにより、水処理を自動的に行うことができ、被処理水を、より確実に改質することができる。

請求項１に記載された発明によれば、被処理水の検知された温度により、前記不純物等残存許容値と溶存気体残存許容値をともに充足するように被処理水の流量が制御されるので、被処理水を不純物等や溶存気体が効率よく除去された水質に改質することができる。

また、請求項２に記載された発明によれば、水処理を自動的に行うことができ、被処理水を、より確実に改質することができる。

以下、本発明に係る水処理方法を実施するための最良の形態の一例を図面を参照しながら説明する。図１は本発明を実施する水処理システムの概略説明図である。
図１に示す水処理システムは、被処理水を給水する給水ライン１に、上流側から、被処理水中の不純物等を除去する逆浸透膜部２と、被処理水中の溶存気体を透過する気体透過膜を用いて脱気する膜式脱気部３と、膜式脱気部３の通過により得られた純水を貯留する貯留タンク４とが、順番に配置され、更に、逆浸透膜部２の上流側には、ゴミ等を除去するプレフィルター５と、このプレフィルター５を通過した被処理水を前記逆浸透膜部２に加圧して供給するポンプ６とが配置されている。

前記逆浸透膜部２は、逆浸透膜（図示せず）の、溶媒は透過するが溶質は透過させないという性質を利用して、不純物（溶解塩及びシリカ等）を含んだ被処理水の浸透圧より高い圧力をかけて、溶媒としての水だけを選択的に透過採取するものである。この逆浸透膜部２には、不純物が濃縮された濃縮排水を排水する濃縮排水ライン（図示せず）を備えている。また、前記膜式脱気部３は、前記気体透過膜を多数備えた気体透過膜モジュール（図示せず）と被処理水中の溶存気体を気体透過膜モジュールを通して真空吸引する水封式真空ポンプ（図示せず）を備えている。この膜式脱気部３にあっては、前記気体透過膜に対する脱気の方式として、外側を流れる水から内側に吸引脱気する内部灌流方式と、内側を流れる水から外側に吸引脱気する外部灌流方式があるが、いずれの方式であってもよい。

更に、給水ライン１の任意の位置、本例では逆浸透膜部２と膜式脱気部３との間に被処理水の温度を検知する温度センサ７を備えている。また、前記ポンプ６に接続され該ポンプ６の回転数を出力周波数に応じて可変させるインバータ８と、前記温度センサ７及び前記インバータ８に対するインターフェースを有し、前記温度センサ７からの温度検知信号に基づき、前記インバータ８に指令信号を出力する制御部９を備えている。

前記制御部９は、給水ライン１を流れる被処理水の流量と被処理水の温度と、前記逆浸透膜部２で不純物等を濾過した後の濾過水中の不純物等残存値及び前記膜式脱気部３で溶存気体を脱気した後の透過水中の溶存気体残存値と、予め定められた特定の熱機器等で使用される被処理水に許容される不純物等残存許容値及び溶存気体残存許容値を記憶した記憶部（図示せず。）を備えている。

更に、前記温度センサ７で検知した給水ライン１を流れる被処理水の温度が不純物等残存許容値或いは溶存気体残存許容値を超える不純物等残存値或いは溶存気体残存値を示す温度となったとき、温度センサ７からの被処理水の温度検知信号に基づき前記インバータ８に指令信号を出力し、膜式脱気部３を流れる被処理水の流量が、不純物等残存許容値及び溶存気体残存許容値を充足できる流量となるように、インバータ８によりポンプ６の回転数を変更する指令信号を出力する被処理水減量プログラムを備えている。

上記のように構成した水処理システムにより、本発明に係る水処理方法を説明する。

ポンプ６により被処理水を前記逆浸透膜部２に対して、予め設定されている流量を供給し、被処理水を逆浸透膜部２で濾過し不純物等を除去した後、膜式脱気部３に送り出し、膜式脱気部３で濾過水中の溶存気体を脱気する。このようにして得られた処理水を貯留タンク４に貯留する。

このときの流量の流量値は、被処理水の流量と被処理水の温度と、前記逆浸透膜部２で不純物等を濾過した後の濾過水中の不純物等残存値及び前記膜式脱気部３で溶存気体を脱気した後の透過水中の溶存気体残存値との関係において、被処理水が設定された水温にある場合に、不純物等を濾過した後の濾過水中の不純物等残存値及び溶存気体を脱気した後の透過水中の溶存気体残存値が不純物等残存許容値及び溶存気体残存許容値を充足できる流量に設定されている。

そして、水処理の過程で、例えば、被処理水の温度が下がり、温度センサ７により被処理水が、前記被処理水の設定流量下で、記憶部に記憶されている溶存気体残存許容値を超える溶存気体残存値を示す温度となったことを検知したとき、温度センサ７からの温度検知信号に基づき制御部９が被処理水減量プログラムに従い、インバータ８に指令信号を出力し、インバータ８によりポンプ６の回転数を可変させて被処理水の供給量を、前記逆浸透膜部２による不純物等の濾過が不純物等残存許容値を充足している範囲で、溶存気体残存許容値を超えない溶存気体残存値を示す量に減量する。

このようにすることにより、膜式脱気部３による溶存気体の脱気が向上し、被処理水の温度が低くなることによる溶存気体の除去性能の低下が相殺されて、逆浸透膜部２による不純物等の濾過が不純物等残存許容値を充足した状態で、被処理水中の溶存気体残存値を溶存気体残存許容値を超えない値に維持することができる。

この後、被処理水の温度が上昇し、前記被処理水が設定された流量となっても溶存気体を脱気した後の透過水中の溶存気体残存値が溶存気体残存許容値をクリアできる温度となったときは、前記温度センサ７がこれを検知し、この温度検知信号に基づき制御部９が被処理水減量プログラムに従い、インバータ８に指令信号を出力し、インバータ８によりポンプ６の回転数を可変させて被処理水の供給量を設定した流量に戻す。

以上、説明したように、本発明に係る水処理方法によれば、被処理水中の不純物等を除去する逆浸透膜部２と、この逆浸透膜部２の下流側に接続され、被処理水中の溶存気体を透過する気体透過膜を用いて脱気する膜式脱気部３を備え、被処理水を逆浸透膜部２で濾過し不純物を除去した後、膜式脱気部３で溶存気体を脱気して行う水処理時に、給水ライン１を流れる被処理水の温度が低くなり、溶存気体残存許容値を超える溶存気体残存値を示す温度となったとき、膜式脱気部３に送り出す被処理水の流量を、前記逆浸透膜部２による不純物等の濾過が不純物等残存許容値を充足している範囲で、溶存気体残存許容値を超えない溶存気体残存値を示す量に減量するので、溶存気体の脱気が向上し、被処理水の温度が低くなることによる溶存気体の脱気性能の低下が相殺されて、被処理水中の溶存気体残存値は溶存気体残存許容値を超えない値に維持することができ、被処理水が低温であっても、不純物等や溶存気体が効率よく除去された水質に改質することができる。

本発明に係る水処理方法を実施する水処理システムの概略説明図。

符号の説明

１ 給水ライン
２ 逆浸透膜部
３ 膜式脱気部
４ 貯留タンク
５ プレフィルター
６ ポンプ
７ 温度センサ
８ インバータ
９ 制御部

Claims (2)

1. 被処理水中の不純物等を除去する逆浸透膜部と、この逆浸透膜部の下流側に接続され、被処理水中の溶存気体を透過する気体透過膜を用いて脱気する膜式脱気部を備え、被処理水を逆浸透膜部で濾過し不純物を除去した後、膜式脱気部で溶存気体を脱気する水処理方法であって、
   被処理水の流量と被処理水の温度と、前記逆浸透膜部で不純物等を濾過した後の濾過水中の不純物等残存値及び前記膜式脱気部で溶存気体を脱気した後の透過水中の溶存気体残存値との関係を予め求めておくとともに、不純物等残存許容値と溶存気体残存許容値を定めておき、前記被処理水の温度を検知して、被処理水の温度に基づいて前記不純物等残存許容値と溶存気体残存許容値をともに充足するように被処理水の流量を制御するようにしたことを特徴とする水処理方法。
2. 前記被処理水の温度の検知により行う被処理水の流量の減量は、被処理水の温度を検知する温度センサを備え、また前記逆浸透膜部の上流側に前記被処理水を前記逆浸透膜部に供給するポンプを備えるとともに、前記ポンプに接続され該ポンプの回転数を出力周波数に応じて可変させるインバータと、前記温度センサ及び前記インバータに対するインターフェースを有し前記温度センサからの温度検知信号に基づき前記インバータに指令信号を出力する制御部を備え、温度センサからの被処理水の温度検知信号に基づき制御部が前記インバータに指令信号を出力し、インバータによりポンプの回転数を可変させて行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載の水処理方法。

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