JP4472050B2

JP4472050B2 - 造水装置および造水方法

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Publication number: JP4472050B2
Application number: JP16895999A
Authority: JP
Inventors: 敏行川島; 一郎河田
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1998-10-20
Filing date: 1999-06-15
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2019-06-15
Also published as: JP2000189960A; CN1166442C; TW423988B; KR100658941B1; EP0995481A3; EP0995481A2; KR20000029103A; CN1251317A; US6508937B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、残留塩素が含まれる被処理液を逆浸透膜を備えた造水カートリッジに供給することにより脱塩処理する造水装置および造水方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水道水、工業用水等の残留塩素が含まれる被処理液を（以下、原水と呼ぶ）脱塩する際には、逆浸透膜（ＲＯ膜）を備えた造水カートリッジを有する造水装置により、原水を透過水と濃縮水に分離する。限られた規膜の造水装置において、必要十分な量の透過水を得る方法としては、造水装置に透過水貯溜タンクを設けて、透過水の未使用時に、その透過水貯溜タンクに透過水を貯めておく方法や、造水装置に加圧ポンプを設けて単位膜面積当たりの透過水量を大きくする方法がある。
【０００３】
図８は、加圧ポンプを備えた従来の造水装置の一例を示す構成図である。
図８に示す造水装置においては、加圧ポンプ１００および造水カートリッジ４が脱塩処理に用いられる。造水カートリッジ４は逆浸透膜を備える。逆浸透膜は長時間塩素にさらすと耐久性が乏しくなるので、原水に含まれる残留塩素を除去するために活性炭カートリッジ２が前処理に用いられる。
【０００４】
原水は、原水供給配管１を通じて活性炭カートリッジ２に供給される。活性炭カートリッジ２の透過水は、前処理水として、加圧ポンプ１００により前処理水供給配管３を通して造水カートリッジ４に供給される。逆浸透膜を備えた造水カートリッジ４により、前処理水は透過水および濃縮水に分離される。分離された透過水は、透過水取り出し配管５を通して処理水として外部へ取り出される。一方、濃縮水は、濃縮水取り出し配管７を通って外部へ排出される。なお、濃縮水取り出し配管７には圧力調整弁６が設けられており、濃縮水量を抑えるように設定されている。これにより、造水カートリッジ４における膜の透過が促進される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の造水装置においては、加圧ポンプ１００を駆動するためにモータや発動機等の駆動装置（図示せず）が必要であるとともに、これらの駆動装置を制御するための制御装置（図示せず）が必要である。このため、造水コストが増加するとともに造水装置の価格が上昇する。また、加圧ポンプ１００や駆動装置が発生する騒音も問題となる。
【０００６】
さらに、造水装置による造水作業を長期間停止した場合には、造水カートリッジの内部に菌が繁殖し、造水作業の再開時に繁殖した菌が透過水に含有し、透過水質が劣化するという問題が生じる。
【０００７】
本発明の目的は、菌の繁殖による透過液質の劣化を防止しつつ低コストで信頼性の高い運転を行うことができるとともに騒音の問題も生じない造水装置および造水方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明者は、加圧ポンプを用いることなくかつ菌の繁殖を抑えつつ被処理液の脱塩処理を行うべく種々の実験および検討を行った結果、濃度０．０５％のＮａＣｌ水溶液の阻止率が９５％以上でかつ透過水量が０．１ｍ³／ｍ²・日・ｋｇｆ／ｃｍ²以上の性能を有する逆浸透膜を使用すると、２ｋｇｆ／ｃｍ²以下の圧力を有する被処理液を加圧ポンプを用いることなく逆浸透膜を備えた造水カートリッジに供給して脱塩処理を行うことができることを見い出した。
【０００９】
また、本発明者は、被処理液を残留塩素を除去するための前処理器を介して造水カートリッジに供給するとともに、前処理器をバイパスさせて被処理液を適宜造水カートリッジに供給することにより、造水カートリッジ内の菌の繁殖を抑制できることを見い出した。そして、本発明者は、これらの知見に基づいて以下の発明を案出した。
【００１０】
本発明に係る造水装置は、逆浸透膜を備えた造水カートリッジにより被処理液を脱塩処理する造水装置において、所定の圧力を有する被処理液に含まれる残留塩素を除去するための前処理器が造水カートリッジの前段に設けられかつ被処理液を昇圧する昇圧手段を介することなく前処理器に被処理液を供給する供給系が設けられ、前処理器をバイパスするようにバイパス経路が設けられるとともに、造水カートリッジの逆浸透膜をフラッシングするフラッシング手段と、フラッシング手段によるフラッシングに連動してバイパス経路を開放する開閉手段とが設けられたものである。
【００１１】
本発明に係る造水装置においては、所定の圧力を有する被処理液が前処理器に供給され、被処理液に含まれる残留塩素が除去される。前処理器から得られる被処理液は逆浸透膜を備えた造水カートリッジに供給され、脱塩処理が行われる。
【００１２】
殺菌作用を有する残留塩素が除去された被処理液が造水カートリッジの内部に滞溜すると、菌が繁殖しやすくなる。そこで、開閉手段によりバイパス経路を開くことにより、残留塩素を含む被処理液を造水カートリッジに供給することができる。それにより、造水カートリッジ内の菌の繁殖を抑制することができる。その結果、菌の繁殖による透過液質の劣化が防止される。
【００１３】
また、この造水装置においては、昇圧手段として加圧ポンプを用いることなく無動力で所定の圧力を有する被処理液が前処理器を介して造水カートリッジに供給されるので、加圧ポンプを駆動するための駆動装置や駆動装置を制御するための制御装置が不要となる。したがって、造水コストが低減されるとともに、造水装置の価格の上昇も抑制される。また、加圧ポンプおよび駆動装置が発する騒音の問題も生じない。さらに、加圧ポンプ、駆動装置および制御装置が不要となるので、造水装置がコンパクトになるとともに、電気代も不要となる。
【００１４】
ここで、フラッシングとは、水流により分離膜の膜面の洗浄を行うことである。フラッシング手段により造水カートリッジの逆浸透膜をフラッシングすることにより、造水カートリッジの逆浸透膜の膜面に滞溜した不純物を造水カートリッジの外部に放出することができる。その結果、逆浸透膜における膜面線速度の不足から生じる短期間での透過液質の劣化および透過液量の経時的な減少が防止される。
【００１５】
また、残留塩素を含む被処理液をバイパス経路を通して造水カートリッジに供給する時間が５秒間よりも短いと、造水カートリッジ内の菌の繁殖を十分に抑制することができない。一方、残留塩素を含む被処理液をバイパス経路を通して造水カートリッジに供給する時間が５分間よりも長いと、逆浸透膜に損傷を与えるおそれがある。したがって、残留塩素を含む被処理液をバイパス経路を通して造水カートリッジに供給する時間は、５秒間以上５分間以下であることが好ましく、１５秒間以上２分間以下であることがより好ましい。
【００１６】
被処理液が０．３ｋｇｆ／ｃｍ²以上３ｋｇｆ／ｃｍ²以下の圧力を有してもよい。この場合には、加圧ポンプを用いることなく脱塩処理を行うことができる。
【００１７】
開閉手段は、バイパス経路を定期的に開いてもよい。この場合、殺菌作用を有する残留塩素を含む被処理液が造水カートリッジに定期的に供給されることにより、造水カートリッジ内の菌の繁殖が定期的に抑制される。
【００１８】
開閉手段は、造水カートリッジによる造水作業開始時にバイパス経路を一旦開いた後、バイパス経路を閉じてもよい。この場合、造水作業開始時に殺菌作用を有する残留塩素を含む被処理液が造水カートリッジに供給され、造水作業停止中において造水カートリッジ内で繁殖した菌を殺菌および滅菌することが可能となる。それにより、造水作業中における造水カートリッジ内での菌の繁殖が抑制され、菌の繁殖による透過液質の劣化が防止される。
【００１９】
また、開閉手段は、造水カートリッジによる造水作業中にバイパス経路を開いてもよい。この場合、造水作業中に殺菌作用を有する残留塩素を含む被処理液が造水カートリッジに供給され、造水作業中において造水カートリッジ内で繁殖した菌を殺菌および滅菌することが可能となる。それにより、造水作業中における造水カートリッジ内での菌の繁殖が抑制され、菌の繁殖による透過液質の劣化が防止される。なお、この場合、造水作業中に定期的にバイパス経路を開いてもよく、あるいは不定期的にバイパス経路を開いてもよい。
【００２０】
さらに、開閉手段は、造水カートリッジによる造水作業停止と同時にバイパス経路を開いてもよい。この場合、造水作業停止と同時に殺菌作用を有する残留塩素を含む被処理液が造水カートリッジに供給され、造水作業中において造水カートリッジ内で繁殖した菌を殺菌および滅菌することが可能となる。それにより、造水作業停止中における造水カートリッジ内での菌の繁殖が抑制され、菌の繁殖による透過液質の劣化が防止される。
【００２１】
開閉手段は、造水カートリッジによる造水作業停止中にバイパス経路を開いてもよい。この場合、造水作業停止中に殺菌作用を有する残留塩素を含む被処理液が造水カートリッジに供給されることにより、造水作業停止中に造水カートリッジ内で菌が繁殖することが抑制される。それにより、造水作業再開時に透過液中に繁殖した菌が含有して透過液質が劣化することが防止される。
【００２２】
造水カートリッジに供給される被処理液の量ａと造水カートリッジから得られる透過液の量ｂとの比率ｂ／ａが、ｂ／ａ＞０．５であってもよい。
【００２３】
逆浸透膜を備えた造水カートリッジによる脱塩処理では、被処理液が造水カートリッジに供給されると、被処理液は不純物が除去された透過液と不純物が濃縮された濃縮液とに分離される。逆浸透膜における膜面線速度を高くして膜性能を維持するためには、透過液の量ｂをできるだけ少なくし、濃縮液の量（ａ−ｂ）を被処理液の量ａに近づければよい。例えば、透過液の量ｂと被処理液の量ａとの比率を０．１または０．２のようにできるだけ小さくすれば、逆浸透膜における膜面線速度は被処理液の入口に近い状態で維持されることになる。しかし、通常、濃縮液は廃棄されるため、透過液の量ｂと被処理液の量ａとの比率ｂ／ａの値が低いと、本来必要とする透過液の量ｂが少なくなり、不経済である。
【００２４】
本発明に係る造水装置では、前処理器にバイパス経路を設けることにより、造水カートリッジ内で菌の繁殖を抑制することができるので、被処理液の量ａと透過液の量ｂとの比率ｂ／ａを０．５よりも大きくしても透過液質を維持することができる。その結果、経済的な透過液量が得られる。
【００２５】
開閉手段が開閉弁であってもよい。この場合、開閉弁を開くことにより残留塩素を含む被処理液をバイパス経路を通して造水カートリッジに供給することができ、開閉弁を閉じることにより残留塩素を含む被処理液を前処理器に供給することができる。
【００２６】
造水カートリッジが複数台並列または／および直列に設けられてもよい。この場合には、菌の繁殖による透過液質の劣化を防止しつつ多量の透過液を得ることが可能となる。
【００２７】
開閉弁が第１の自動弁であり、第１の自動弁の開閉動作を制御する第１の制御手段が設けられてもよい。この場合、第１の自動弁の開閉動作が第１の制御手段により自動的に制御される。
【００２８】
第１の制御手段は、第１の自動弁が所定の時間間隔ごとに所定の時間ずつ開くように第１の自動弁を制御してもよい。それにより、残留塩素を含む被処理液がバイパス経路を通して造水カートリッジに定期的かつ自動的に供給される。その結果、造水カートリッジ内の菌の繁殖を自動的に抑制することができる。
【００３１】
フラッシング手段は、造水カートリッジの逆浸透膜を定期的にフラッシングしてもよい。それにより、造水カートリッジの逆浸透膜の膜面に滞溜した不純物を、造水カートリッジの外部に定期的に放出することができる。
【００３２】
フラッシング手段は、造水カートリッジによる造水作業開始時にフラッシングしてもよい。それにより、造水作業停止中に造水カートリッジ内において発生および堆積した菌体等の不純物を造水カートリッジの外部に放出することが可能となる。
【００３３】
また、フラッシング手段は、造水カートリッジによる造水作業中にフラッシングしてもよい。それにより、造水作業中に造水カートリッジの逆浸透膜の膜面に滞溜した不純物を造水カートリッジの外部に放出することが可能となる。なお、この場合、造水作業中に定期的にフラッシングをしてもよく、あるいは不定期的にフラッシングしてもよい。
【００３４】
また、フラッシング手段は、造水カートリッジによる造水作業停止と同時にフラッシングしてもよい。それにより、造水作業中に造水カートリッジの逆浸透膜の膜面に滞溜した不純物を造水カートリッジの外部に放出することが可能となる。
【００３５】
さらに、フラッシング手段は、造水カートリッジによる造水作業停止中にフラッシングしてもよい。それにより、造水作業の停止中に造水カートリッジ内において発生および堆積した菌体等の不純物を造水カートリッジの外部に放出することが可能となる。
【００３６】
フラッシング手段は、造水カートリッジに内蔵されたフラッシング弁であってもよい。また、フラッシング手段は、造水カートリッジの濃縮液経路に設けられたフラッシング弁であってもよい。これらの場合、フラッシング弁を開くことにより、濃縮液量が増加し、造水カートリッジの逆浸透膜における膜面線速度が高くなる。それにより、逆浸透膜の膜面に滞溜した不純物が造水カートリッジの外部に放出される。
【００３７】
造水カートリッジが複数台並列または直列に設けられている場合には、各造水カートリッジにフラッシング弁が内蔵されてもよく、各造水カートリッジの濃縮液経路にフラッシング弁が設けられてもよい。また、複数の造水カートリッジの濃縮液経路の連結部の最後尾にフラッシング弁が設けられてもよい。さらに、並列または直列に配列された所定数の造水カートリッジの濃縮液経路の連結部の最後尾にフラッシング弁を設けられたものを１ユニットとし、複数のユニットを並列または直列に配列してもよい。
【００３８】
フラッシング弁が第２の自動弁であり、第２の自動弁の開閉動作を制御する第２の制御手段が設けられてもよい。この場合、第２の制御手段により第２の自動弁の開閉動作が自動的に制御される。
【００３９】
第２の制御手段は、第２の自動弁が所定の時間間隔ごとに所定の時間ずつ開くように第２の自動弁を制御してもよい。それにより、第２の自動弁が定期的かつ自動的に開かれ、造水カートリッジが定期的にフラッシングされる。その結果、逆浸透膜の膜面に滞溜した不純物が造水カートリッジの外部に定期的に放出される。
【００４０】
開閉手段が第１の自動弁であり、フラッシング手段が第２の自動弁であり、第１の自動弁および第２の自動弁の開閉動作をそれぞれ独立にまたは同時に制御する制御手段が設けられてもよい。この場合、制御手段により第１の自動弁の開閉動作および第２の自動弁の開閉動作がそれぞれ独立にまたは同時に自動的に制御される。
【００４３】
造水カートリッジにより脱塩処理された処理液を取り出す処理液取り出し経路が設けられるとともに処理液を外部に排出する処理液排出経路が設けられてもよい。この場合、処理液取り出し経路から取り出された処理液は、脱塩水として種々の用途で使用される。一方、処理液排出経路から排出された処理液は、使用されずに排水として排出される。
【００４４】
このように処理液排出経路が設けられた造水装置においては、造水カートリッジ内に堆積した不純物を、処理液とともに処理液排出経路を通して外部に排出することが可能となる。ここで、不純物を多く含有する処理液は処理液排出経路から排出されるため、液質の高い処理液のみが処理液取り出し経路から取り出される。したがって、処理液取り出し経路から取り出される処理液への不純物の混入が防止され、透過液質の劣化が防止される。
【００４５】
また、上記の造水装置においては、バイパス経路を通して造水カートリッジに供給された残留塩素を含む原水を造水カートリッジにより処理した後、処理液排出経路から排出することが可能となる。それにより、造水カートリッジ内および処理液出口側が殺菌され、菌の繁殖を抑制することが可能となる。
【００４６】
処理液排出経路を通して定期的に処理液が外部に排出されてもよい。これにより、造水カートリッジ内に堆積した不純物を処理液とともに処理液排出経路を通して定期的に外部に排出することが可能となる。
【００４７】
造水カートリッジによる造水作業開始時に、処理液排出経路を通して処理液が外部に排出されてもよい。あるいは、造水カートリッジによる造水作業停止中に、処理液排出経路を通して処理液が外部に排出されてもよい。この場合、造水作業停止中に造水カートリッジ内において堆積した不純物を処理液排出経路を通して外部に排出することが可能となる。
【００４８】
本発明に係る造水方法は、所定の圧力を有する被処理液を昇圧手段を介することなく残留塩素を除去するための前処理器を介して逆浸透膜を備えた造水カートリッジに供給するとともに、造水カートリッジの逆浸透膜をフラッシングするとともに、フラッシングに連動して前処理器をバイパスさせて被処理液を造水カートリッジに供給するものである。
【００４９】
本発明に係る造水方法においては、所定の圧力を有する被処理液が前処理器に供給され、被処理液に含まれる残留塩素が除去される。前処理器から得られる被処理液は逆浸透膜を備えた造水カートリッジに供給され、脱塩処理が行われる。
【００５０】
殺菌作用を有する残留塩素が除去された被処理液が造水カートリッジの内部に滞溜すると、菌が繁殖しやすくなる。そこで、所定のタイミングで前処理器をバイパスさせて被処理液を造水カートリッジに供給することにより、残留塩素を含む被処理液を造水カートリッジに供給することができる。それにより、造水カートリッジ内の菌の繁殖を抑制することができる。その結果、菌の繁殖による透過液質の劣化が防止される。
【００５１】
また、この造水方法においては、昇圧手段として加圧ポンプを用いることなく無動力で所定の圧力を有する被処理液が前処理器を介して造水カートリッジに供給されるので、加圧ポンプを駆動するための駆動装置や駆動装置を制御するための制御装置が不要となる。したがって、造水コストが低減されるとともに、造水装置の価格の上昇も抑制される。また、加圧ポンプおよび駆動装置が発する騒音の問題も生じない。
【００５２】
さらに、造水カートリッジの逆浸透膜の膜面に滞溜した不純物を造水カートリッジの外部に排出することが可能となる。その結果、逆浸透膜における膜面線速度の不足から生じる短期間での透過液質の劣化および透過液量の経時的な減少が防止される。
【００５３】
また、造水カートリッジにおいて脱塩処理した処理液を処理液排出経路を通して所定のタイミングで外部に排出してもよい。この場合、造水カートリッジ内および処理液出口側において堆積した不純物を、処理液とともに外部に排出することが可能となる。ここで、不純物を多く含有する処理液は処理液排出経路を通して排出されるため、処理液取り出し経路から取り出される処理液に排出された不純物が混入することはない。したがって、処理液の液質の劣化が防止され、液質の高い処理液を得ることが可能となる。また、バイパス経路を通して造水カートリッジに供給された残留塩素を含む原水を造水カートリッジにより処理した後、処理液排出経路から排出することが可能となるため、造水カートリッジ内および処理液出口側における菌の繁殖を抑制することができる。
【００５４】
造水カートリッジから得られる透過液を洗浄用水、ボイラー用軟水、食品製造用軟水、水耕栽培用農業用水、実験室用純水、加湿器用水または飲料用水に使用してもよい。
【００５５】
また、造水カートリッジから得られる透過液をイオン交換器または連続電気再生イオン交換装置に供給してもよい。この場合には、透過液の純度がイオン交換器または連続電気再生イオン交換装置によりさらに高められるので、超純水が得られる。
【００５６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る造水装置の第１の例を示す構成図である。
【００５７】
図１に示す造水装置においては、活性炭カートリッジ２が前処理に用いられる。また、造水カートリッジ４が脱塩処理に用いられる。
【００５８】
活性炭カートリッジ２の原水入口には、給水弁１１を介して原水供給配管１が接続されている。活性炭カートリッジ２の透過水出口は、前処理水供給配管３を介して造水カートリッジ４の原水入口に接続されている。給水弁１１および活性炭カートリッジ２をバイパスにするようにバイパス配管１３が接続され、バイパス配管１３にバイパス弁１２が介挿されている。バイパス弁１２は自動弁からなる。また、給水弁１１は自動弁であってもよい。
【００５９】
造水カートリッジ４の透過水出口に透過水取り出し配管５が接続され、濃縮水出口に濃縮水取り出し配管７が接続されている。
【００６０】
濃縮水取り出し配管７には圧力調整弁６が介挿されており、圧力調整弁６と並列に、フラッシング弁９が洗浄水配管８を介して接続されている。フラッシング弁９は自動弁からなる。
【００６１】
フラッシング弁９およびバイパス弁１２の開閉動作はタイマ１０によりそれぞれ独立にまたは同時に制御される。フラッシング弁９およびタイマ１０は、造水カートリッジ４の洗浄処理に用いられる。また、給水弁１１も、タイマ１０により、フラッシング弁９またはバイパス弁１２と独立にまたは同時に制御されてもよい。
【００６２】
造水カートリッジ４として、例えば逆浸透膜モジュールが用いられる。逆浸透膜モジュールは、圧力容器内に逆浸透膜スパイラル型エレメントを装填してなる。ここでは、濃度０．０５％のＮａＣｌ水溶液の阻止率が９５％以上でかつ透過水量が０．１ｍ³／ｍ²・日・ｋｇｆ／ｃｍ²以上の性能を有する逆浸透膜モジュールを用いる。
【００６３】
なお、供給水の対象溶質の濃度をＣｆとし、透過水のその対象溶質の濃度をＣｐとすると、阻止率Ｒ（％）は以下の式（１）で定義される。
【００６４】
Ｒ（％）＝（１−Ｃｐ／Ｃｆ）×１００・・・（１）
このような逆浸透膜モジュールにおける透過水量は、通常の膜分離操作に用いられる逆浸透膜モジュールの透過水量と比べて非常に大きい。造水カートリッジ４に用いる逆浸透膜モジュールでは、例えば水温２５℃、操作圧力７．５ｋｇｆ／ｃｍ²の条件下において、濃度０．０５％のＮａＣｌ水溶液の阻止率は９５％以上であり、その透過水量は０．８ｍ³／ｍ²・日以上である。一方、通常の膜分離操作に用いられる逆浸透膜モジュールでは、濃度０．０５％のＮａＣｌ水溶液の阻止率は９５％以上であり、透過水量は０．６ｍ³／ｍ²・日以下である。
【００６５】
まず、図１に示す造水装置の前処理および脱塩処理について説明する。なお、前処理および脱塩処理の際には、給水弁１１を開き、バイパス弁１２およびフラッシング弁９を閉じておく。
【００６６】
原水としては、水道水や工業用水のように所定の圧力で供給される水や汲み上げポンプの圧力が残留する井戸水を用いる。
【００６７】
前処理では、原水供給配管１により供給された原水が活性炭カートリッジ２の内部に供給される。活性炭カートリッジ２において、供給された原水に含まれる残留塩素が除去される。活性炭カートリッジ２の透過水は、前処理水として、前処理水供給配管３を通して造水カートリッジ４の内部に供給される。
【００６８】
前処理水は、造水カートリッジ４により脱塩され、不純物が除去された透過水と不純物が濃縮された濃縮水とに分離される。透過水は、造水カートリッジ４の透過水出口に接続された透過水取り出し配管５を通り、処理水として外部へ取り出される。濃縮水は、造水カートリッジ４の濃縮水出口に接続された濃縮水取り出し配管７を通り外部へ排出される。
【００６９】
濃縮水取り出し配管７に設けられた圧力調整弁６は、濃縮水が所定量以下になるように設定されている。これにより、濃縮水量が抑制されるとともに透過水量が増加する。
【００７０】
ここでは、造水カートリッジ４に供給される原水の量ａと造水カートリッジ４から得られる透過水の量ｂとの比率ｂ／ａが、ｂ／ａ＞０．５となるように圧力調整弁６を設定する。この場合、供給した原水に対して、５０％より高い回収率で透過水が得られるため、効率がよく経済的である。
【００７１】
上記の造水装置においては、０．３ｋｇｆ／ｃｍ²以上３ｋｇｆ／ｃｍ²以下の圧力を有する原水を加圧ポンプを用いることなく無動力で造水カートリッジ４に供給し、効率よく脱塩処理することが可能である。
【００７２】
バイパス弁１２はタイマ１０により制御されており、造水作業の中断の間（造水装置の運転停止中）に所定の時間バイパス弁１２が自動的に開くように、または、造水作業中（造水装置の運転中）に所定の時間間隔ごとに所定の時間ずつバイパス弁１２が自動的に開くように設定される。バイパス弁１２が開いているときには、給水弁１１は閉じられていても、開いていてもよい。造水作業の中断時のみ給水弁１１が閉じられるという制御は単純であるため、好ましい。
【００７３】
それにより、殺菌効果を有する残留塩素を含む原水がバイパス配管１３を通して造水カートリッジ４の内部に供給される。その結果、造水カートリッジ４内の菌の繁殖を抑制することができる。
【００７４】
造水装置の運転停止中に定期的にバイパス弁１２を開く場合、造水カートリッジ４内が殺菌および滅菌され、造水装置の運転停止中における造水カートリッジ４内での菌の繁殖を抑制することが可能となる。
【００７５】
一方、造水装置の運転中に定期的にバイパス弁１２を開く場合においては、造水カートリッジ４内が殺菌および滅菌され、造水装置の運転中における造水カートリッジ４内での菌の繁殖を抑制することが可能となる。
【００７６】
なお、造水装置の運転中に不定期的にバイパス弁１２を開いてもよい。この場合、例えば菌の繁殖による透過水質の劣化が生じた際にバイパス弁１２を開く。それにより、造水カートリッジ４内を殺菌および滅菌し、透過水質の劣化を抑制することが可能となる。
【００７７】
また、上記以外に、中断していた造水作業の再開と同時（造水装置の運転再開時）にバイパス弁１２を開いてもよい。あるいは、造水作業の中断と同時（造水装置の運転停止と同時）にバイパス弁１２を開いてもよい。なお、この場合の造水装置の運転再開時とは、造水装置の主電源をオンにして制御回路を作動させる時点でもよく、または、主電源をオンにした後に運転スイッチをオンにする時点であってもよい。ここで、制御回路とは、図１のタイマ１０を含み、バイパス弁１２、フラッシング弁９およびその他の自動弁を制御する回路である。また、運転スイッチは、制御回路に運転の開始を指令するために用いる。なお、運転の停止は、停止スイッチにより制御回路に指示される。
【００７８】
造水装置の運転再開時にバイパス弁１２を開く場合、造水装置の運転停止中において造水カートリッジ４内で繁殖した菌を殺菌および滅菌することが可能となる。このようにして、造水装置の運転再開時にバイパス弁１２を開いた状態で運転を行った後、バイパス弁１２を閉じて通常の運転を行うこと。それにより、造水装置の運転中における造水カートリッジ４内での菌の繁殖を抑制することが可能となる。
【００７９】
また、造水装置の運転停止と同時にバイパス弁１２を開く場合、造水装置の運転中において造水カートリッジ４内で繁殖した菌を殺菌および滅菌することが可能となる。このようにして、造水装置の運転停止と同時にバイパス弁１２を開いた状態で原水を供給した後、バイパス弁１２を閉じ、造水装置を停止状態とすること。それにより、造水装置の運転停止中における造水カートリッジ４内での菌の繁殖を抑制することが可能となる。
【００８０】
なお、造水装置の運転停止中または運転停止と同時にバイパス弁１２を開いて造水カートリッジ４内に残留塩素を含む原水を供給する場合、供給された原水は造水カートリッジ４を経た後、濃縮水取り出し配管７を通して外部へ排出される。この場合、例えば、透過水側経路を閉じることにより、この原水が濃縮水取り出し配管７へ導出される。
【００８１】
バイパス弁１２を開く時間間隔は１０分以上１２時間以下であることが好ましい。この時間間隔が１２時間よりも長いと、バイパス配管１３を通して造水カートリッジ４に供給される原水に含まれる残留塩素の効果がなくなり、菌の繁殖が促される。一方、この時間間隔が１０分よりも短いと、無駄に排水する原水の量が多くなり、不経済となる。
【００８２】
また、バイパス弁１２を開く時間は５秒間以上５分間以下であることが好ましく、１５秒間以上２分間以下であることがより好ましい。バイパス弁１１を開く時間が５秒間よりも短いと、造水カートリッジ４内の菌の繁殖を十分に抑制することができない。一方、バイパス弁１２を開く時間が５分間よりも長いと、造水カートリッジ４内の逆浸透膜に損傷を与えるおそれがある。
【００８３】
次に、造水カートリッジ４の洗浄処理について説明する。造水カートリッジ４の洗浄には、以下に示すフラッシングが行われる。
【００８４】
洗浄に際しては、まず、洗浄水配管８に設けられたフラッシング弁９を開く。これにより、前述の脱塩処理の際には圧力調整弁６により水量が抑制されていた濃縮水が、洗浄水配管８を通して大量に外部に排出される。それにより、造水カートリッジ４の逆浸透膜における膜面線速度が高くなり、膜面に滞溜した不純物を造水カートリッジ４の外部に放出することが可能となる。図１においては、フラッシング弁９はタイマ１０により制御されており、所定の時間間隔ごとに所定の時間ずつフラッシング弁９が自動的に開くように設定されている。
【００８５】
例えば、中断していた造水作業を再開する際（造水装置の運転再開時）に所定の時間フラッシング弁９が自動的に開くように設定されてもよい。この場合、造水装置の運転再開時にフラッシングを行った後、フラッシング弁９を閉じて通常の運転を行う。または、造水作業の中断の間（造水作業の運転停止中）に所定の時間間隔ごとに所定の時間ずつフラッシング弁９が自動的に開くように設定されてもよい。
【００８６】
造水装置の運転再開時にフラッシング弁９を開く場合、および運転停止中に定期的にフラッシング弁９を開く場合においては、造水装置の運転停止中において造水カートリッジ４内で発生および堆積した菌体、膜面に滞溜した不純物等の汚染成分をフラッシングにより外部へ排出することが可能となる。
【００８７】
なお、上記以外にも、造水装置の運転中に定期的にフラッシング弁９を開いてもよい。あるいは、造水装置の運転停止と同時にフラッシング弁９を開いてフラッシングを行った後、フラッシング弁９を閉じて運転停止状態としてもよい。これらの場合においては、造水装置の運転中において造水カートリッジ４内で発生および堆積した菌体、膜面に滞溜した不純物等の汚染成分をフラッシングにより外部へ排出することが可能となる。また、造水装置の運転中において、透過水質の劣化が生じた際にフラッシング弁９を開いてもよい。このように造水装置の運転中において不定期的にフラッシング弁９を開く場合においても、前述と同様の効果が得られる。
【００８８】
バイパス弁１２を開く時間間隔ｃとフラッシング弁９を開く時間間隔ｄとの比率ｃ／ｄが１よりも小さいと、残留塩素を含む原水が頻繁に造水カートリッジ４に供給され、透過水の水質の劣化が生じる。したがって、バイパス弁１２を開く時間間隔ｃとフラッシング弁９を開く時間間隔との比率ｃ／ｄが１以上であることが好ましい。
【００８９】
上記の造水装置においては、バイパス弁１２を開くことにより、残留塩素を含む原水が造水カートリッジ４に供給されるので、造水カートリッジ４内の菌の繁殖を抑制することができる。その結果、菌の繁殖による透過水の水質の劣化が防止される。
【００９０】
また、フラッシングにより造水カートリッジ４の逆浸透膜の膜性能を維持することが可能となるため、脱塩処理の際の膜面線速度が小さくても透過水の水質は劣化せず、また、透過水量の経時的な減少も生じない。それゆえ、前述のように、造水カートリッジ４に供給される原水の量ａと造水カートリッジ４から得られる透過水の量ｂとの比率ｂ／ａを、ｂ／ａ＞０．５とすることができる。
【００９１】
一方、図８に示した従来の造水装置では、造水カートリッジ４による脱塩処理の際の膜面線速度を高くすることにより膜性能を維持するため、透過水の量ｂをできるだけ少なくし、濃縮水の量（ａ−ｂ）を原水の量ａに近づける必要がある。例えば、透過水の量ｂと原水の量ａとの比率ｂ／ａを０．１または０．２のようにできるだけ小さくすれば、逆浸透膜における膜面線速度は原水の入口に近い状態で維持されることになる。しかしながら、通常、濃縮水は排水として排出されるため、透過水の量ｂと原水の量ａとの比率ｂ／ａが小さいと、目的とする透過水の量ｂが少なくなり、不経済である。
【００９２】
これに対し、図１に示す造水装置は、前述のように透過水の量ｂと原水の量ａとの比率ｂ／ａを０．５よりも大きくすることができるため、経済的な透過水量が得られる。
【００９３】
以上のように、上記の造水装置においては、加圧ポンプが不要となるため、造水コストおよび造水装置の価格を抑えることができるとともに、効率のよい脱塩処理を長期間にわたり安定して行うことが可能となる。したがって、騒音を発生することなく低コストで造水を行うことが可能である。
【００９４】
図２は本発明に係る造水装置の第２の例を示す構成図である。
図２に示す造水装置においては、活性炭カートリッジ２が前処理に用いられる。また、１０台の造水カートリッジ４が脱塩処理に用いられる。
【００９５】
１０台の造水カートリッジ４を２台ずつ直列に接続し、直列に接続された各２台の造水カートリッジ４を１ユニットとすることにより、５組のユニット１０１〜１０５が構成される。５組のユニット１０１〜１０５は並列に配列される。
【００９６】
原水供給配管１は、給水弁１１、活性炭カートリッジ２および前処理水供給配管３を介して各ユニット１０１〜１０５の前段の造水カートリッジ４の原水入口に接続されている。給水弁１１および活性炭カートリッジ２をバイパスするようにバイパス配管１３が接続され、バイパス配管１３にバイパス弁１２が介挿されている。バイパス弁１２は自動弁からなる。各ユニット１０１〜１０５の前段の造水カートリッジ４の濃縮水出口は、濃縮水取り出し配管７ａを介して、各ユニット１０１〜１０５の後段の造水カートリッジ４の原水入口に接続されている。各ユニット１０１〜１０５の後段の造水カートリッジ４の濃縮水出口は、濃縮水取り出し配管７ｂを介して、濃縮水取り出し配管７に接続されている。各々の濃縮水取り出し配管７ｂには圧力調整弁６が介挿されている。また、各圧力調整弁６に並列に、各フラッシング弁９が洗浄水配管８を介して接続されている。５つのフラッシング弁９およびバイパス弁１２の開閉動作は、共通のタイマ１０によりそれぞれ独立または同時に制御される。各ユニット１０１〜１０５の前段および後段の造水カートリッジ４の透過水出口は、透過水取り出し配管５ａ，５ｂを介して透過水取り出し配管５に接続されている。
【００９７】
造水カートリッジ４としては、図１の造水装置において説明した逆浸透膜モジュールが用いられる。
【００９８】
以下に、図２に示す造水装置の前処理および脱塩処理について説明する。なお、前処理および脱塩処理の際には、給水弁１１を開き、バイパス弁１２および各フラッシング弁９を閉じておく。また、原水としては、図１の造水装置において説明した原水を用いる。
【００９９】
前処理では、原水供給配管１により供給された原水が活性炭カートリッジ２の内部に供給される。各々の活性炭カートリッジ２において、供給された原水に含まれる残留塩素が除去される。活性炭カートリッジ２の透過水は、前処理水として、前処理水供給配管３を通り、各ユニット１０１〜１０５の前段の造水カートリッジ４の内部に供給される。前処理水は、各ユニット１０１〜１０５の前段の造水カートリッジ４において脱塩され、不純物が除去された透過水と不純物が濃縮された濃縮水とに分離される。その濃縮水は、各ユニット１０１〜１０５の前段の造水カートリッジ４の濃縮水出口に接続された各々の濃縮水取り出し配管７ａを通り、各ユニット１０１〜１０５の後段の造水カートリッジ４の内部に供給される。一方、透過水は、各ユニット１０１〜１０５の前段の造水カートリッジ４の透過水出口に接続された各々の透過水取り出し配管５ａを通り、さらに透過水取り出し配管５を通って、処理水として外部へ取り出される。
【０１００】
各ユニット１０１〜１０５の後段の造水カートリッジ４において、前段の造水カートリッジ４の濃縮水はさらに脱塩され、不純物が除去された透過水と不純物が濃縮された濃縮水とに分離される。その透過水は、各ユニット１０１〜１０５の後段の造水カートリッジ４の透過水出口に接続された各々の透過水取り出し配管５ｂを通り、さらに透過水取り出し配管５を通って、処理水として外部へ取り出される。一方、濃縮水は、各ユニット１０１〜１０５の後段の造水カートリッジ４の濃縮水出口に接続された各々の濃縮水取り出し配管７ｂを通り、さらに濃縮水取り出し配管７を通って外部へ排出される。各々の濃縮水取り出し配管７ｂに設けられた各圧力調整弁６は、各ユニット１０１〜１０５の前段および後段の造水カートリッジ４の濃縮水が所定量以下になるように設定されている。これにより、濃縮水量が抑制されるとともに透過水量が増加する。
【０１０１】
ここでは、各ユニット１０１〜１０５の前段の造水カートリッジ４に供給される原水の量ａと前段の造水カートリッジ４および後段の造水カートリッジ４から得られる透過水の量ｂとの比率ｂ／ａが、ｂ／ａ＞０．５となるように各圧力調整弁６を設定する。この場合、供給した原水に対して、５０％より高い回収率で透過水が得られるため、効率がよく経済的である。
【０１０２】
上記の造水装置においては、３ｋｇｆ／ｃｍ²以下の圧力を有する原水を、加圧ポンプを用いることなく無動力で各ユニット１０１〜１０５の前段および後段の造水カートリッジ４に供給し、効率よく脱塩処理することが可能である。
【０１０３】
バイパス弁１２はタイマ１０により制御されており、造水作業の中断の間に所定の時間バイパス弁１２が自動的に開くように、または、造水作業中に所定の時間間隔ごとに所定の時間ずつバイパス弁１２が自動的に開くように設定される。バイパス弁１２が開いているときには、給水弁１１は閉じられる。
【０１０４】
それにより、殺菌効果を有する残留塩素を含む原水がバイパス配管１３を通して造水カートリッジ４の内部に供給される。その結果、造水カートリッジ４内の菌の繁殖を抑制することができる。
【０１０５】
造水作業の中断の間（造水装置の運転停止中）に定期的にバイパス弁１２を開く場合、造水カートリッジ４内が殺菌および滅菌され、造水装置の運転停止中における造水カートリッジ４内での菌の繁殖を抑制することが可能となる。
【０１０６】
一方、造水作業中（造水装置の運転中）に定期的にバイパス弁１２を開く場合においては、造水カートリッジ４内が殺菌および滅菌され、造水装置の運転中における造水カートリッジ４内での菌の繁殖を抑制することが可能となる。
【０１０７】
なお、造水装置の運転中に不定期的にバイパス弁１２を開いてもよい。この場合、例えば菌の繁殖による透過水質の劣化が生じた際にバイパス弁１２を開く。それにより、造水カートリッジ４内を殺菌および滅菌し、透過水質の劣化を抑制することが可能となる。
【０１０８】
また、上記以外に、中断していた造水作業の再開時（造水装置の運転再開時）にバイパス弁１２を開いてもよく、あるいは、造水作業の中断と同時（造水作業の運転停止と同時）にバイパス弁１２を開いてもよい。なお、この場合の造水作業の再開時とは、図１に示した造水装置において前述した通りである。
【０１０９】
造水装置の運転再開時にバイパス弁１２を開く場合、造水装置の運転停止中において造水カートリッジ４内で繁殖した菌を殺菌および滅菌することが可能となる。このようにして造水装置の運転開始時にバイパス弁１２を開いた状態で運転を行った後、バイパス弁１２を閉じて通常の運転を行うこと。それにより、造水装置の運転中における造水カートリッジ４内での菌の繁殖を抑制することが可能となる。
【０１１０】
また、造水装置の運転停止と同時にバイパス弁１２を開く場合、造水装置の運転中において造水カートリッジ４内で繁殖した菌を殺菌および滅菌することが可能となる。このようにして造水装置の運転停止と同時にバイパス弁１２を開いた状態で原水を供給した後、バイパス弁１２を閉じ、造水装置を停止状態とすること。それにより、造水装置の運転停止中における造水カートリッジ４内での菌の繁殖を抑制することが可能となる。
【０１１１】
なお、造水装置の運転停止中または運転停止と同時にバイパス弁１２を開いて造水カートリッジ４内に残留塩素を含む原水を供給する場合、供給された原水は造水カートリッジ４を経た後、濃縮水取り出し配管７を通して外部へ排出される。この場合、例えば、透過水側経路を閉じることにより、この原水が濃縮水取り出し配管７へ導出される。
【０１１２】
次に、各ユニット１０１〜１０５の前段および後段の造水カートリッジ４の洗浄処理について説明する。造水カートリッジ４の洗浄には、フラッシングが行われる。
【０１１３】
洗浄に際しては、まず、各洗浄水配管８に設けられたフラッシング弁９を同時に開く。これにより、前述の脱塩処理の際には圧力調整弁６により水量が抑制されていた濃縮水が、各々の洗浄水配管８および濃縮水取り出し配管７を通して大量に外部に排出される。それにより、各ユニット１０１〜１０５の前段および後段の造水カートリッジ４の逆浸透膜における膜面線速度が高くなり、膜面に滞溜した不純物を前段および後段の造水カートリッジ４の外部に放出することが可能となる。図２においては、各フラッシング弁９は共通のタイマ１０により制御されており、所定の時間間隔ごとに所定の時間ずつ各フラッシング弁９が同時に開くように設定されている。
【０１１４】
例えば、中断していた造水作業を再開する際（造水装置の運転再開時）に、所定の時間、各フラッシング弁９が自動的に開くように設定されてもよい。このようにして、造水装置の運転再開時にフラッシングを行った後、各フラッシング弁９を閉じて通常の運転を行う。あるいは、造水作業の中断の間（造水装置の運転停止中）に所定の時間間隔ごとに所定時間ずつ各フラッシング弁９が自動的に開くように設定されてもよい。
【０１１５】
運転再開時に各フラッシング弁９を開く場合および運転停止中に定期的に各フラッシング弁９を開く場合、造水装置の運転停止中において造水カートリッジ４内で発生および堆積した菌体、膜面に滞溜した不純物等の汚染成分を、フラッシングにより外部へ排出することが可能となる。
【０１１６】
なお、上記以外にも、造水装置の運転中に定期的に各フラッシング弁９を開いてもよい。あるいは、造水装置の運転停止と同時に各フラッシング弁９を開いてフラッシングを行った後、各フラッシング弁９を閉じて運転停止状態としてもよい。これらの場合においては、造水装置の運転中において造水カートリッジ４内で発生および堆積した菌体、膜面に滞溜した不純物等の汚染成分をフラッシングにより外部へ排出することが可能となる。また、造水装置の運転中において、透過水質の劣化が生じた際にフラッシング弁９を開いてもよい。このように造水装置の運転中において不定期的にフラッシング弁９を開く場合においても、前述と同様の効果が得られる。
【０１１７】
なお、バイパス弁１２を開く時間間隔、バイパス弁を開く時間およびバイパス弁１２を開く時間間隔ｃとフラッシング弁９を開く時間間隔ｄとの比率ｃ／ｄについては、図１に示した造水装置において前述した通りである。
【０１１８】
上記の造水装置においては、バイパス弁１２を開くことにより、残留塩素を含む原水が１０台の造水カートリッジ４に供給されるので、造水カートリッジ４内の菌の繁殖を抑制することができる。その結果、菌の繁殖による透過水の水質の劣化が防止される。
【０１１９】
また、フラッシングにより各ユニット１０１〜１０５の前段および後段の造水カートリッジ４の逆浸透膜の膜性能を維持することが可能となるため、脱塩処理の際の膜面線速度が小さくても透過水の水質は劣化せず、また、透過水量の経時的な減少も生じない。それゆえ、前述のように、各ユニット１０１〜１０５の前段の造水カートリッジ４に供給される原水の量ａと前段および後段の造水カートリッジ４から得られる透過水の量ｂとの比率ｂ／ａを、ｂ／ａ＞０．５とすることができる。
【０１２０】
以上のように、上記の造水装置においては、加圧ポンプが不要となるため、造水コストおよび造水装置の価格を抑えることができるとともに、効率のよい脱塩処理を長期間にわたり安定して行うことが可能となる。したがって、騒音を発生することなく低コストで造水を行うことが可能である。
【０１２１】
なお、図２に示す造水装置は、造水カートリッジ４が複数台設けられた場合の構成の一例であり、これ以外の構成も可能である。造水カートリッジ４が複数台並列または直列に設けられている場合、各造水カートリッジ４にフラッシング弁が内蔵されてもよく、各造水カートリッジ４の濃縮水取り出し配管の連結部の最後尾にフラッシング弁が設けられてもよい。さらに、並列または直列に配列された所定数の造水カートリッジ４の濃縮水取り出し口配管の連絡部の最後尾にフラッシング弁が設けられたものを１ユニットとし、複数のユニットを並列または直列に配列してもよい。
【０１２２】
例えば、本発明に係る造水装置の第３の例として、図３に示すように、５つのユニット１０１〜１０５の前段の造水カートリッジ４の原水入口がそれぞれ開閉弁１５を介して共通の活性炭カートリッジ２に接続され、５つのユニット１０１〜１０５の後段の造水カートリッジ４の濃縮水出口に共通の圧力調整弁６およびフラッシング弁９が設けられてもよい。また、本発明に係る造水装置の第４の例として、図４に示すように、各ユニット１０１〜１０５の２つの造水カートリッジ４が並列に接続され、並列に接続された各２つの造水カートリッジ４の原水入口がそれぞれ活性炭カートリッジおよび共通の給水弁１１を介して共通の原水供給配管１に接続されてもよい。さらに、本発明に係る造水装置の第５の例として、図５に示すように、各ユニット１０１〜１０５の２つの造水カートリッジ４が並列に接続され、並列に接続された各２つの造水カートリッジ４の原水入口が開閉弁１５を介して共通の活性炭カートリッジ２に接続され、５つのユニット１０１〜１０５の造水カートリッジ４の濃縮水出口に共通の圧力調整弁６およびフラッシング弁９が設けられてもよい。また、本発明に係る造水装置の第６の例として、図６に示すように、各ユニット１０１〜１０５において前段の造水カートリッジ４の透過水取り出し配管５ａが後段の造水カートリッジ４の原水入口に接続されて各ユニット１０１〜１０５の２つの造水カートリッジ４が直列に接続され、５つのユニット１０１〜１０５の前段の造水カートリッジ４の原水入口が共通の活性炭カートリッジ２に接続され、５つのユニット１０１〜１０５の前段の造水カートリッジ４の濃縮水出口に共通の圧力調整弁６およびフラッシング弁９が設けられ、５つのユニット１０１〜１０５の後段の造水カートリッジ４の濃縮水出口に共通の圧力調整弁６およびフラッシング弁９が設けられてもよい。
【０１２３】
図７は本発明に係る造水装置の第７の例を示す構成図である。図７に示す造水装置は、以下の点を除いて、図１に示した造水装置と同様の構成を有する。
【０１２４】
図７に示す造水装置においては、透過水排出弁５２が介挿された透過水排出配管５１が、透過水取り出し配管５に接続されている。また、透過水取り出し配管５には、透過水取り出し弁５０が介挿されている。この場合、透過水取り出し弁５０および透過水排出弁５２は自動弁であってもよく、開閉動作がタイマ等によりそれぞれ独立にまたは同時に制御される。
【０１２５】
図７に示す造水装置においては、図１に示した造水装置と同様にして前処理および脱塩処理が行われる。なお、前処理および脱塩処理の際には、透過水取り出し配管５の透過水取り出し弁５０を開くとともに、透過水排出配管５１の透過水排出弁５２を閉じる。
【０１２６】
上記の造水装置においては、０．３ｋｇｆ／ｃｍ²以上３ｋｇｆ／ｃｍ²以下の圧力を有する原水を加圧ポンプを用いることなく無動力で造水カートリッジ４に供給し、効率良く脱塩処理することが可能である。
【０１２７】
また、造水カートリッジ４に供給される原水の量ａと造水カートリッジ４から得られる透過水の量ｂとの比率ｂ／ａが、ｂ／ａ＞０．５となるように圧力調整弁６が設定されるため、供給した原水に対して、５０％より高い回収率で透過水が得られる。したがって、効率が良く経済的である。
【０１２８】
また、造水装置においては、図１に示した造水装置と同様にして残留塩素を含む原水がバイパス配管１３を通して造水カートリッジ４内に供給され、造水カートリッジ４内の殺菌および滅菌が行われる。その結果、造水カートリッジ４内の菌の繁殖を抑制することができる。
【０１２９】
ここで、造水装置の運転停止と同時にバイパス弁１２を開く場合、および造水装置の運転停止中に定期的にバイパス弁１２を開く場合、バイパス配管１３を通して供給された原水は、造水カートリッジ４を経た後、透過水取り出し配管５および透過水排出配管５１を通して外部へ排出されてもよい。この場合、透過水取り出し配管５の透過水取り出し弁５０を閉じるとともに、透過水排出配管５１の透過水排出弁５２を開く。それにより、透過水取り出し配管５が残留塩素を含む原水により滅菌および殺菌される。その結果、造水装置の運転停止中における透過水取り出し配管５での菌の繁殖を抑制することが可能となり、透過水取り出し配管５から取り出す透過水に汚染成分が混入するのを防止することが可能となる。
【０１３０】
なお、バイパス弁１２を開く時間間隔およびバイパス弁１２を開く時間については、図１に示した造水装置において前述した通りである。
【０１３１】
また、上記の造水装置においては、図１に示した造水装置と同様にして洗浄水配管８を通してフラッシングが行われる。それにより、造水カートリッジ４の膜面に滞溜した不純物を造水カートリッジ４の外部に放出することが可能となる。
【０１３２】
なお、バイパス弁１２を開く時間間隔ｃとフラッシング弁９を開く時間間隔ｄとの比率ｃ／ｄについては、図１に示した造水装置において前述した通りである。
【０１３３】
さらに、上記の造水装置においては、中断していた造水作業を再開する際（造水装置の運転再開時）、透過水排出弁５２を開くとともに透過水取り出し弁５０を閉じた状態で運転を行う。この場合、造水カートリッジ４の透過水は、透過水排出配管５１を通して外部へ排出される。このようにして造水装置の運転再開時に透過水排出弁５２を開いて透過水の放流を行った後、透過水排出弁５２を閉じるとともに透過水取り出し弁５１を開き、通常の運転を行う。
【０１３４】
上記のような透過水の放流により、造水装置の運転停止中において造水カートリッジ４内および透過水取り出し配管５内で発生および堆積した菌体等の汚染成分を、透過水とともに外部へ排出することができる。その結果、造水カートリッジ４内および透過水取り出し配管５内の汚染成分を除去することが可能になるとともに、透過水取り出し配管５を通して取り出される透過水に汚染成分が混入することを防止することが可能となる。
【０１３５】
上記の造水装置おいては、定期的にバイパス弁１２を開くことにより、残留塩素を含む原水が造水カートリッジ４に供給されるので、造水カートリッジ４内の菌の繁殖を抑制することができる。その結果、菌の繁殖による透過水の水質の劣化が防止される。
【０１３６】
また、フラッシングにより造水カートリッジ４の逆浸透膜の膜性能を維持することが可能となるため、脱塩処理の際の膜面線速度が小さくても透過水の水質は劣化せず、また、透過水量の経時的な減少も生じない。それゆえ、前述のように、造水カートリッジ４に供給される原水の量ａと造水カートリッジ４から得られる透過水の量ｂとの比率ｂ／ａを、ｂ／ａ＞０．５とすることができ、経済的な透過水量が得られる。
【０１３７】
さらに、上記の透過水放流により、造水カートリッジ４内および透過水取り出し配管５内の汚染成分を外部に排出することが可能となる。その結果、造水カートリッジ４の逆浸透膜の膜性能を維持することが可能となるとともに、透過水の水質の劣化が防止される。
【０１３８】
以上のように、上記の造水装置においては、加圧ポンプが不要となるため、造水コストおよび造水装置の価格を抑えることができるとともに、効率の良い脱塩処理を長期間にわたり安定して行うことが可能となる。したがって、騒音を発生することなく低コストで造水を行うことが可能である。
【０１３９】
なお、上記においては造水装置の運転再開時に透過水排出弁５２を開く場合について説明したが、造水装置の運転停止中に定期的に透過水排出弁５２を開いてもよい。この場合においても、造水装置の運転停止中において造水カートリッジ４内および透過水取り出し配管５内において発生および堆積した菌等の汚染成分を外部へ排出することが可能となる。
【０１４０】
さらに、上記においては１台の造水カートリッジ４から構成される造水装置について説明したが、造水カートリッジ４が複数台並列または直列に設けられた構成の造水装置も可能である。
【０１４１】
造水カートリッジ４が複数台並列または直列に設けられている場合、各造水カートリッジ４の透過水取り出し配管５の連結部の最後尾に、透過水排出弁５２が介挿された透過水排出配管５１が接続される。また、透過水排出配管５１の連結部よりも下流側の透過水取り出し配管５に、透過水取り出し弁５０が介挿される。さらに、並列または直列に配列された所定数の造水カートリッジ４の透過水取り出し配管５の連結部の最後尾に上述の透過水排出配管５１、透過水排出弁５２および透過水取り出し弁５０が設けられたものを１ユニットとし、複数のユニットを並列または直列に配列してもよい。これらの場合においても、図７に示した造水装置と同様、加圧ポンプが不要となり、造水コストおよび造水装置の価格を抑えることができるとともに、効率のよい脱塩処理を長期間にわたり安定して行うことが可能となる。したがって、騒音を発生することなく、低コストで造水を行うことが可能となる。
【０１４２】
図１〜図７に示す造水装置により得られた処理水を洗浄用水に使用してもよい。ここで洗浄用水とは、洗浄効果の向上と洗浄後乾燥時の表面残留物の発生防止のために使用する。また、得られた処理水をボイラー用軟水、食品製造用軟水、水耕栽培用農業用水、実験室用純水、加湿器用水または飲料用水に使用してもよい。さらに、この処理水をイオン交換器または連続電気再生イオン交換装置に供給してもよい。この場合には、処理水の純度がさらに高められるため、超純水が得られる。なお、ここで述べた連続電気再生イオン交換装置とは、イオン交換膜を用いない電気透析やイオン交換膜を用いた電気透析等、外部から電流を与えてイオン交換を連続的に行う装置のことを意味する。
【０１４３】
【実施例】
以下に示す実施例１〜４および比較例１〜７の造水装置を運転し、原水の脱塩処理を行った。原水としては、滋賀県草津市水道水を用いた。この水道水の特性は表１に示す通りである。
【０１４４】
【表１】

【０１４５】
また、実施例１〜４および比較例１〜７においては、図１に示す造水装置を用いた。なお、造水カートリッジ４には、日東電工株式会社製逆浸透膜スパイラル型エレメントＬＥＳ９０−Ｄ８を使用した。この逆浸透膜スパイラル型エレメントの性能は表２に示す通りである。
【０１４６】
【表２】

【０１４７】
［比較例１］
上記の水道水を供給水量６．５Ｌ／分で活性炭カートリッジ２に供給して残留塩素を除去し、造水カートリッジ４で２４時間造水作業を実施した。その後、給水弁１１を閉じて水道水を活性炭カートリッジ２に供給することを停止し、４８時間造水作業を中断した。造水作業の中断の間（造水装置の運転停止中）、４時間に１回の割合で３０秒間ずつバイパス弁１２を全開にし、残留塩素を含んだ水道水を造水カートリッジ４に供給し、造水カートリッジ４の内部に滞溜する水を造水カートリッジ４の系外へ放流した。
【０１４８】
４８時間の造水作業の中断の後、バイパス弁１２を閉じかつ給水弁１１を開いて水道水を活性炭カートリッジ２に供給し、造水作業を再開したところ、造水カートリッジ４により得られる透過水の電導度は１０μＳ／ｃｍとなり、透過水量は４．５Ｌ／分であった。この透過水からＪＩＳＫ０１０１工業用水試験方法の６３．２一般細菌の項に準じて菌を培養したところ、菌体検出数は０ＣＦＵであった。なお、ＣＦＵは、１個のコロニーが１個の菌から形成されたとした場合の計数である。
【０１４９】
［比較例２］
上記の水道水を供給水量６．５Ｌ／分で活性炭カートリッジ２に供給して残留塩素を除去し、造水カートリッジ４で２４時間造水作業を実施した。この場合、造水作業の間（造水装置の運転中）に１時間に１回の割合で３０秒間ずつバイパス弁１２を全開にし、残留塩素を含んだ水道水を造水カートリッジ４に供給し、造水カートリッジ４の内部に滞溜する水を造水カートリッジ４の系外へ放流した。その後、バイパス弁１２および給水弁１１を閉じて水道水を活性炭カートリッジ２に供給することを停止し、３時間造水作業を中断した。
【０１５０】
３時間の造水作業の中断の後、給水弁１１を開いて水道水を活性炭カートリッジ２に供給し、造水作業を再開したところ、造水カートリッジ４により得られる透過水の電導度は１０μＳ／ｃｍとなり、透過水量は４．５Ｌ／分であった。また、菌体検出数は０ＣＦＵであった。
【０１５１】
［比較例３］
上記の水道水を供給水量６．５Ｌ／分で活性炭カートリッジ２に供給して残留塩素を除去し、造水カートリッジ４で２４時間造水作業を実施した後、給水弁１１を閉じて水道水を活性炭カートリッジ２に供給することを停止した。この場合、造水作業の中断と同時（造水装置の運転停止と同時）に３０秒間バイパス弁１２を全開にし、残留塩素を含んだ水道水を造水カートリッジ４に供給し、造水カートリッジ４の内部に滞溜する水を造水カートリッジ４の系外へ放流した。その後、バイパス弁１２を閉じ、３時間造水作業を中断した。
【０１５２】
３時間の造水作業の中断の後、給水弁１１を開いて水道水を活性炭カートリッジ２に供給し、造水作業を再開したところ、造水カートリッジ４により得られる透過水の電導度は１１μＳ／ｃｍとなり、透過水量は４．５Ｌ／分であった。また、菌体検出数は０ＣＦＵであった。
【０１５３】
［比較例４］
上記の水道水を供給水量６．５Ｌ／分で活性炭カートリッジ２に供給して残留塩素を除去し、造水カートリッジ４で２４時間造水作業を実施した。その後、給水弁１１を閉じて水道水を活性炭カートリッジ２に供給することを停止し、４８時間造水作業を中断した。
【０１５４】
４８時間の造水作業の中断の後、造水作業の再開時（造水装置の運転再開時）にバイパス弁１２を３０秒間全開にして残留塩素を含んだ水道水を造水カートリッジ４に供給し、造水カートリッジ４の内部に滞溜する水を造水カートリッジ４の系外へ放流した。その後、バイパス弁１２を閉じるとともに給水弁１１を開き、通常の造水作業を実施した。この場合、造水カートリッジ４により得られる透過水の電導度は１１μＳ／ｃｍとなり、透過水量は４．３Ｌ／分であった。また、菌体検出数は０ＣＦＵであった。
【０１５５】
［実施例１］
上記の水道水を供給水量６．５Ｌ／分で活性炭カートリッジ２に供給して残留塩素を除去し、造水カートリッジ４で造水作業を実施した。造水作業の実施中（造水装置の運転中）、１時間に１回の割合で３０秒間ずつフラッシング弁９を開放し、フラッシングを行った。また、フラッシング弁９を１回開放するごとにバイパス弁１２を３０秒間ずつ全開にし、残留塩素を含んだ水道水を造水カートリッジ４に供給した。すなわち、第１の時間間隔ｃが１時間であり、第２の時間間隔ｄも１時間であり、比率ｃ／ｄ＝１である。
【０１５６】
造水作業の開始から１時間後、造水カートリッジ４により得られる透過水の電導度は１２μＳ／ｃｍとなり、透過水量は４．５Ｌ／分であった。造水作業の開始から５００時間後では、透過水の電導度は１５μＳ／ｃｍとなり、透過水量は４．２Ｌ／分であった。また、このときの透過水の菌体検出数は０ＣＦＵであった。
【０１５７】
［実施例２］
上記の水道水を供給水量６．５Ｌ／分で活性炭カートリッジ２に供給して残留塩素を除去し、造水カートリッジ４で造水作業を２４時間実施した。その後、給水弁１１を閉じて水道水を活性炭カートリッジ２に供給することを停止し、４８時間造水作業を中断した。この場合、造水作業の中断の間（造水装置の運転停止中）に４時間に１回の割合で３０秒間ずつフラッシング弁９と給水弁１１とを同時に開放し、フラッシングを行った。また、フラッシング弁９を１回開放するごとにバイパス弁１２を３０秒間ずつ全開にし、残留塩素を含んだ水道水を造水カートリッジ４に供給した。４８時間の造水作業の中断の後、バイパス弁１２およびフラッシング弁９を閉じかつ給水弁１１を開いて水道水を活性炭カートリッジ２に供給し、造水作業を再開した。このような造水作業および中断を繰り返して運転を行った。すなわち、第１の時間間隔ｃが４時間であり、第２の時間間隔ｄも４時間であり、比率ｃ／ｄ＝１である。
【０１５８】
造水作業の開始から１時間後、造水カートリッジ４により得られる透過水の電導度は１１μＳ／ｃｍとなり、透過水量は４．５Ｌ／分であった。造水作業の開始から５００時間後では、透過水の電導度は１６μＳ／ｃｍとなり、透過水量は４．１Ｌ／分であった。また、このときの透過水の菌体検出数は０ＣＦＵであった。
【０１５９】
［実施例３］
上記の水道水を供給水量６．５Ｌ／分で活性炭カートリッジ２に供給して残留塩素を除去し、造水カートリッジ４で造水作業を２４時間実施した。その後、給水弁１１を閉じて水道水を活性炭カートリッジ２に供給することを停止した。この場合、造水作業の中断と同時（造水装置の運転停止と同時）に３０秒間フラッシング弁９を全開にし、フラッシングを行った。また、フラッシング弁９を１回開放するごとにバイパス弁１２を３０秒間ずつ全開にし、残留塩素を含んだ水道水を造水カートリッジ４に供給した。その後、バイパス弁１２およびフラッシング弁９を閉じ、３時間造水作業を中断した。
【０１６０】
３時間の造水作業の中断の後、給水弁１１を開いて水道水を活性炭カートリッジ２に供給し、造水作業を再開した。このような造水作業および中断を繰り返して運転を行った。
【０１６１】
造水作業の開始から１時間後、造水カートリッジ４により得られる透過水の電導度は１１μＳ／ｃｍとなり、透過水量は４．５Ｌ／分であった。造水作業の開始から５００時間後では、透過水の電導度は１５μＳ／ｃｍとなり、透過水量は４．２Ｌ／分であった。また、このときの透過水の菌体検出数は０ＣＦＵであった。
【０１６２】
［実施例４］
上記の水道水を供給水量６．５Ｌ／分で活性炭カートリッジ２に供給して残留塩素を除去し、造水カートリッジ４で造水作業を２４時間実施した。その後、給水弁１１を閉じて水道水を活性炭カートリッジ２に供給することを停止し、３時間造水作業を中断した。
【０１６３】
３時間の造水作業の中断の後、造水作業の再開時（造水装置の運転再開時）に３０秒間フラッシング弁９を全開にし、フラッシングを行った。また、フラッシング弁９を１回開放するごとにバイパス弁１２を３０秒間ずつ全開にし、残留塩素を含んだ水道水を造水カートリッジ４に供給した。その後、フラッシング弁９およびバイパス弁１２を閉じかつ給水弁１１を開き、通常の造水作業を実施した。このような造水作業および中断を繰り返して運転を行った。
【０１６４】
造水作業の開始から１時間後、造水カートリッジ４により得られる透過水の電導度は１２μＳ／ｃｍとなり、透過水量は４．５Ｌ／分であった。造水作業の開始から５００時間後では、透過水の電導度は１５μＳ／ｃｍとなり、透過水量は４．２Ｌ／分であった。また、このときの透過水の菌体検出数は０ＣＦＵであった。
【０１６５】
［比較例５］
上記の水道水を供給水量６．５Ｌ／分で活性炭カートリッジ２に供給して残留塩素を除去し、造水カートリッジ４で２４時間造水作業を実施した後、給水弁１１を閉じて水道水を活性炭カートリッジ２に供給することを停止し、４８時間造水作業を中断した。
【０１６６】
４８時間の造水作業の中断の後、給水弁１１を開いて水道水を活性炭カートリッジ２に供給し、造水作業を再開したところ、造水カートリッジ４により得られる透過水の電導度は４５μＳ／ｃｍとなり、透過水量は２．５Ｌ／分であった。また、このときの透過水の膜モジュールの出口近傍の菌体検出数は０ＣＦＵであったが、透過水取り出し配管の取水口での菌体検出数は９６０ＣＦＵであった。
【０１６７】
［比較例６］
上記の水道水を供給水量６．５Ｌ／分で活性炭カートリッジ２に供給して残留塩素を除去し、造水カートリッジ４で造水作業を実施した。造水作業の実施中に、１時間に１回の割合で３０秒間ずつフラッシング弁９を開放し、フラッシングを行った。その間、バイパス弁１２は全閉のまま運転した。
【０１６８】
造水作業の開始から１時間後、造水カートリッジ４により得られる透過水の電導度は１１μＳ／ｃｍとなり、透過水量は４．４Ｌ／分であった。造水作業の開始から５００時間後では、透過水の電導度は１６μＳ／ｃｍとなり、透過水量は４．１Ｌ／分であった。また、このときの透過水の膜モジュールの出口近傍での菌体検出数は０ＣＦＵであったが、透過水取り出し配管の取水口での菌体検出数は８５０ＣＦＵであった。
【０１６９】
［比較例７］
上記の水道水を供給水量６．５Ｌ／分で活性炭カートリッジ２に供給して残留塩素を除去し、造水カートリッジ４で造水作業を実施した。造水作業の実施中に、１時間に１回の割合で３０秒間ずつフラッシング弁９を開放し、フラッシングを行った。造水作業中、バイパス弁１２は全開のまま運転した。すなわち、第１の時間間隔ｃが０時間であり、第２の時間間隔ｄが１時間であり、比率ｃ／ｄ＝０である。
【０１７０】
造水作業の開始から１時間後、造水カートリッジ４により得られる透過水の電導度は１３μＳ／ｃｍとなり、透過水量は４．４Ｌ／分であった。造水作業の開始から５００時間後では、透過水の電導度は３０μＳ／ｃｍとなり、透過水量は４．１Ｌ／分であった。また、このときの透過水の菌体検出数は０ＣＦＵであった。
【０１７１】
比較例１〜４から、造水作業の中断の間、造水作業中、造水作業の中断と同時または造水作業の再開時にバイパス弁１２を開放して残留塩素を含む水道水を造水カートリッジ４に供給すると、再開した造水作業において高い水質の透過水が得られ、透過水量も多く、菌が繁殖しないことがわかる。
【０１７２】
これに対して、比較例５のように、残留塩素を含む水道水を造水カートリッジ４に供給しないと、再開した造水作業において得られる透過水の水質が低く、透過水量が少なく、かつ菌が繁殖することがわかる。
【０１７３】
また、実施例１〜４から、造水作業中または造水作業の中断の間に定期的にフラッシング弁９を開放してフラッシングを行うか、造水作業の中断と同時あるいは造水作業の再開時にフラッシングを行うとともに、フラッシングごとにバイパス弁１２を開放して残留塩素を含む水道水を造水カートリッジ４に供給すると、長時間にわたって高い水質の透過水が得られ、透過水量が多く、かつ菌が繁殖しないことがわかる。
【０１７４】
これに対して、比較例６のように、造水作業中にバイパス弁１２を閉じたまま定期的にフラッシング弁９を開放してフラッシングを行うと、長期間にわたって高い水質の透過水が得られ、透過水量の低下が少なくなるが、菌が繁殖することがわかる。
【０１７５】
一方、比較例７のように、造水作業中にバイパス弁１２を開いたまま定期的にフラッシング弁９を開放してフラッシングを行うと、長期間にわたって透過水量の低下が少なく、菌が繁殖しないが、透過水の水質が低下することがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る造水装置の第１の例を示す構成図である。
【図２】本発明に係る造水装置の第２の例を示す構成図である。
【図３】本発明に係る造水装置の第３の例を示す構成図である。
【図４】本発明に係る造水装置の第４の例を示す構成図である。
【図５】本発明に係る造水装置の第５の例を示す構成図である。
【図６】本発明に係る造水装置の第６の例を示す構成図である。
【図７】本発明に係る造水装置の第７の例を示す構成図である。
【図８】加圧ポンプを備えた従来の造水装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
２活性炭カートリッジ
４造水カートリッジ
６圧力調整弁
９フラッシング弁
１１給水弁
１２バイパス弁
５１透過水排出配管
５２透過水排出弁

Claims

逆浸透膜を備えた造水カートリッジにより被処理液を脱塩処理する造水装置において、所定の圧力を有する被処理液に含まれる残留塩素を除去するための前処理器が前記造水カートリッジの前段に設けられかつ前記被処理液を昇圧する昇圧手段を介することなく前記前処理器に前記被処理液を供給する供給系が設けられ、前記前処理器をバイパスするようにバイパス経路が設けられるとともに、前記造水カートリッジの逆浸透膜をフラッシングするフラッシング手段と、前記フラッシング手段によるフラッシングに連動して前記バイパス経路を開放する開閉手段が設けられたことを特徴とする造水装置。
前記被処理液が０．３ｋｇｆ／ｃｍ²以上３ｋｇｆ／ｃｍ²以下の圧力を有することを特徴とする請求項１記載の造水装置。
前記フラッシング手段は、前記造水カートリッジによる造水作業中にフラッシングをすることを特徴とする請求項１または２記載の造水装置。
前記フラッシング手段は、前記造水カートリッジによる造水作業停止中にフラッシングをすることを特徴とする請求項１または２記載の造水装置。
前記フラッシング手段は、前記造水カートリッジの逆浸透膜を定期的にフラッシングすることを特徴とする請求項３または４記載の造水装置。
前記フラッシング手段は、前記造水カートリッジによる造水作業開始時にフラッシングをすることを特徴とする請求項１または２記載の造水装置。
前記フラッシング手段は、前記造水カートリッジによる造水作業停止と同時にフラッシングをすることを特徴とする請求項１または２記載の造水装置。
前記造水カートリッジに供給される被処理液の量ａと前記造水カートリッジから得られる透過液の量ｂとの比率ｂ／ａが、
ｂ／ａ＞０．５
であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の造水装置。
前記造水カートリッジが複数台並列または／および直列に設けられたことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の造水装置。
前記開閉手段が開閉弁であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の造水装置。
前記開閉弁が第１の自動弁であり、前記第１の自動弁の開閉動作を制御する第１の制御手段が設けられたことを特徴とする請求項１０記載の造水装置。
前記フラッシング手段はフラッシング弁であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の造水装置。
前記フラッシング弁が第２の自動弁であり、前記第２の自動弁の開閉動作を制御する第２の制御手段が設けられたことを特徴とする請求項１２記載の造水装置。
前記開閉手段が第１の自動弁であり、前記フラッシング手段が第２の自動弁であり、前記第１の自動弁および前記第２の自動弁の開閉動作をそれぞれ独立にまたは同時に制御する制御手段が設けられたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の造水装置。
前記逆浸透膜は、濃度０．０５％のＮａＣｌ水溶液の阻止率が９５％以上でかつ透過水量が０．１ｍ３／ｍ２・日・ｋｇｆ／ｃｍ２以上の性能を有することを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の造水装置。
所定の圧力を有する被処理液を昇圧手段を介することなく残留塩素を除去するための前処理器を介して逆浸透膜を備えた造水カートリッジに供給するとともに、前記造水カートリッジの逆浸透膜をフラッシングするとともに、前記フラッシングに連動して前記前処理器をバイパスさせて前記被処理液を前記造水カートリッジに供給することを特徴とする造水方法。
前記被処理液が０．３ｋｇｆ／ｃｍ ² 以上３ｋｇｆ／ｃｍ ² 以下の圧力を有することを特徴とする請求項１６記載の造水方法。
前記逆浸透膜は、濃度０．０５％のＮａＣｌ水溶液の阻止率が９５％以上でかつ透過水量が０．１ｍ３／ｍ２・日・ｋｇｆ／ｃｍ２以上の性能を有することを特徴とする請求項１６または１７記載の造水方法。
前記造水カートリッジから得られる透過液を洗浄用水、ボイラー用軟水、食品製造用軟水、水耕栽培用農業用水、実験室用純水、加湿器用水または飲料用水に使用することを特徴とする請求項１６〜１８のいずれかに記載の造水方法。
前記造水カートリッジから得られる透過液をイオン交換器または連続電気再生イオン交換装置に供給することを特徴とする請求項１６〜１９のいずれかに記載の造水方法。