JP4903113B2 - 水処理システム及びその運転方法 - Google Patents

Description

本発明は、河川水、湖沼水等の淡水又は海水を原水として、精密ろ過膜（ＭＦ膜）分離装置又は限外ろ過膜（ＵＦ膜）分離装置と、逆浸透膜（ＲＯ膜）装置とを用いて膜分離処理を行い、例えば、飲料水を製造するための水処理システム及びその運転方法に関する。

ＭＦ膜又はＵＦ膜は、微粒子等の除去性能が高いため、原水中に含まれる微細な固形物、懸濁物質、微生物等を分離する固液分離手段として使用される。また、このＭＦ膜を組み込んだＭＦ膜分離装置又はＵＦ膜を組み込んだＵＦ膜分離装置は、操作が簡便であることから、医薬、化学、半導体等の分野的で工業的に広く利用されている。

また、ＲＯ膜は、水中の塩類、有機物質（トリハロメタン、農薬等）、微細粒子（生菌、死菌、ウイルス等）を安定かつ効率的に除去できるため、超純水製造から海水淡水化まで広い範囲で利用されている。例えば、医薬品、半導体の分野において、注射用水、超純水等の製造に利用されている。

ＲＯ膜は、非常に微細な細孔を有しているため、原水（例えば、工業用水）を、まずＭＦ膜分離装置又はＵＦ膜分離装置を用いて前処理し、それらの処理水をＲＯ膜分離装置で膜分離処理することが一般的である。

ここで、地震、津波等の災害時に飲料水を製造するため、被災地の原水を浄化する浄化装置として、長毛ろ過装置と珪藻土ろ過装置を用いる車載型の移動式浄水装置が、特許文献１に開示されている。

また、ＲＯ膜を用いる海水淡水化装置と、ＵＦ膜を用いる汚濁淡水の浄化装置等を備える車両搭載型清水製造装置が、特許文献２に開示されている。

また、回転するろ過筒を通じてろ過を行う第一ろ過器と、ＭＦ膜又はＲＯ膜処理を行う第二ろ過器と、ＲＯ膜を用いて純水を得る第三ろ過器とを備える移動式浄水設備が、特許文献３に開示されている。

また、直列方向に２段に接続された逆浸透膜装置によって海水を高収率で鹹水化処理する処理方法が、特許文献４に開示されている。

さらに、除濁装置と２台の逆浸透膜装置とを備え、原水の塩分濃度に応じて水処理経路を切り換えることにより、飲料水を効率よく製造する省スペースな飲料水製造用水処理システムが、特許文献５に開示されている。
実公昭６２−９９９７号公報 特開平９−１４１２６２号公報 特開平８−７１５６７号公報 特開２００５−２４６１５８号公報 特許第３９５７０８０号公報

しかし、特許文献１に開示される移動式浄水装置は、細菌、ウイルス、塩類、重金属類、農薬等の化学物質を除去することができず、原水の濁度が高い場合には、珪藻土ろ過器を頻繁に手動で逆流洗浄しなければならないという欠点があった。

また、特許文献２及び特許文献３に開示される移動式浄水設備は、原水タンクや凝集剤を添加した原水を貯留するタンクを有するため、大型車両でなければ浄水設備を搭載することが困難である。

ここで、地震等の被災地では道路等が陥没したり、道路にはがれき等の障害物があり、従来のトラック等大型車両では走行できない箇所がある。このような場合、被災地での浄水の供給ができなくなるため、多少の悪路でも走行可能な小型で機動性の高い高機動車と呼ばれる小型車両の利用が検討されている。

しかし、高機動車の荷台寸法は、縦2070mm×横2000mm×高さ1175mm程度であり、一般的な大型車両の荷台寸法である縦4500mm×横2990mm×高さ2080mmと比較すると、浄水設備のスペースが非常に限られることが大きな問題である。また、積載重量も小さいため、高機動車に搭載する発電機の仕様（発電容量、大きさ、重量）を考慮して、水処理システムのコンパクト化、軽量化及び省エネ化を行う必要があった。

高機動車が派遣される災害地では、原水が海水であるか淡水であるか、あるいは海水と淡水が混じっているか、現場で初めて確認できる場合もある。また、取水場所を移動すれば原水の塩分濃度が変動する場合も想定される。このため、海水にも淡水にも対応した飲料水製造システムを高機動車に搭載し、どのような塩分濃度の原水にも対応できるようにすることが好ましいが、高機動車には海水用及び淡水用の飲料水製造システムの両方を搭載するスペースはない。

原水が海水の場合には、特許文献４に開示される海水淡水化装置のように、ＲＯ膜装置によって２回処理する必要がある。もちろん、原水が淡水の場合にもこの海水淡水化装置は飲料水を製造することができるが、ＲＯ膜装置で１回処理するだけで足りるため、２段目のＲＯ膜装置による処理が無駄となる。災害地では少しでも多くの飲料水を製造して給水しなければならない事情があるため、原水が淡水の場合には、海水淡水化装置の２台のＲＯ膜装置を独立して使用できれば、飲料水製造量を増やすことができるので便利である。

特許文献５に開示されている飲料水製造用水処理システムは、高機動車にも搭載可能であり、原水中の塩分濃度に応じて効率よく飲料水を製造することができるが、２台のＲＯ膜装置の濃縮水は、システム外にそのまま排出する構成となっている。低水量のＲＯ膜装置ではＲＯ膜の汚れ（ファウリング）を防止するために、濃縮水の流路では、ある程度の流量が必要となる。これは濃縮水の一部を一次側に循環させ、膜面流速を高くすることにより達成されうるが、特許文献５にはＲＯ膜装置の濃縮水を循環させることに関する記載はない。

しかも、原水が淡水の場合と、海水の場合とでは、循環させるべき濃縮水の流量及び濃縮水に要求される圧力が異なるため、単に濃縮水の循環ラインを設けるだけではファウリングを防止しつつ、安定した飲料水製造を行うことは困難である。

本発明は、原水の塩分濃度に応じてＲＯ膜装置の濃縮水の一次側への循環経路を切り換えることにより、ファウリングを防止しつつ安定した運転が可能な低水量の水処理システム及びその運転方法、特に、飲料水製造用に適した低水量の水処理システム及びその運転方法の提供を目的とする。

本発明の水処理システムは、原水を除濁装置及びＲＯ膜装置によって処理することにより飲料水を製造する。ＲＯ膜装置には、濃縮水を一次側へと循環させる循環経路が設置されており、循環経路には減圧弁を設置しない経路と設置した経路とに分岐しており、原水が淡水の場合と海水の場合とで循環経路の切り換えが可能である。

具体的に、本発明は、
除濁装置の処理水を逆浸透膜装置で処理する水処理システムであって、
逆浸透膜装置の濃縮水を逆浸透膜装置の一次側に循環させる、減圧弁を設置しない第一循環経路及び減圧弁を設置した第二循環経路と、
濃縮水の流路を前記第一循環経路又は前記第二循環経路のいずれかに切り替える切替手段とを有し、
前記第一循環経路は、原水が海水である場合に逆浸透膜装置の濃縮水を逆浸透膜装置の一次側に循環させる経路であり、
前記第二循環経路は、原水が淡水である場合に逆浸透膜装置の濃縮水を逆浸透膜装置の一次側に循環させる経路であり、
前記第一循環経路又は前記第二循環経路が選択可能であることを特徴とする水処理システムに関する（請求項１）。

また、本発明は、
除濁装置の処理水を逆浸透膜装置で処理する水処理システムにおいて、
逆浸透膜装置の濃縮水を逆浸透膜装置の一次側に循環させる、減圧弁を設置しない第一循環経路及び減圧弁を設置した第二循環経路と、
濃縮水の流路を前記第一循環経路又は前記第二循環経路のいずれかに切り替える切替手段とを設け、
前記第一循環経路は、原水が海水である場合に逆浸透膜装置の濃縮水を逆浸透膜装置の一次側に循環させる経路であり、
前記第二循環経路は、原水が淡水である場合に逆浸透膜装置の濃縮水を逆浸透膜装置の一次側に循環させる経路であり、
原水の種類によって前記第一循環経路又は前記第二循環経路を選択することを特徴とする水処理システムの運転方法に関する（請求項３）。

ＲＯ膜装置の濃縮水は、原水が淡水の場合には減圧弁を設置した経路（第一循環経路）を通じてＲＯ膜装置の一次側（給水側）へと循環させる。上流側のＲＯ膜装置（第一ＲＯ膜装置）の濃縮水を下流側のＲＯ膜装置（第二ＲＯ膜装置）に被処理水として供給する場合、そのままでは第二ＲＯ膜装置が抵抗となるため、第一ＲＯ膜装置の循環経路に濃縮水が流れやすくなってしまう。そこで、原水が淡水の場合には、第二ＲＯ膜装置で第一ＲＯ膜装置の濃縮水を処理させるのに必要な圧を第二ＲＯ膜装置の供給水流路に持たせるため、第一ＲＯ膜装置では減圧弁を設置した循環経路によって濃縮水を循環させる（減圧弁による抵抗＞第二ＲＯ膜装置の抵抗とする）。

一方、原水が海水の場合には、減圧弁を設置しない経路（第二循環経路）を通じてＲＯ膜装置の一次側（給水側）へと循環させる。原水が海水の場合、ＲＯ膜装置（第一ＲＯ膜装置）の濃縮水は、第二ＲＯ膜装置等他の処理装置の被処理水として供給されることはなく、一次側に循環させない分は排水するのみである。この場合、排水側に抵抗はないため、一次側への循環経路に減圧弁は必要でない。もし、減圧弁を設置した場合には、排水側へ濃縮水が流れやすくなるため、一次側への循環が不可能となる。また、海水の場合には塩分と共に系外に排出すべき濃縮水量が多いため、淡水時のように循環水量を抑制すると、循環水量と排出水量のバランスが取れなくなるためである。

切替手段は、濃縮水の一部をＲＯ膜装置の一次側に循環させる経路として、第一循環経路と第二循環経路とを切り替える機能を有しており、原水の種類によって切替手段を切り替えることによって、第一循環経路又は第二循環経路のいずれかを選択可能である。ここで、本発明でいう「切替手段」とは、三方弁、ボール弁等をいい、１つの経路を２つに分けることができる装置であれば足りる。

また、本発明でいう「淡水」には、塩分を全く又はほとんど含まない水の他、ＲＯ膜装置で１回処理すれば飲料水として利用することができる程度に塩分濃度の低い水も含まれる。同様に、本発明でいう「海水」には、海水ではないが塩分濃度が高く、２台以上のＲＯ膜装置や、ＲＯ膜装置及び吸着装置等によって処理しなければ飲料水として利用することができない水も含まれる。例えば、塩分濃度の低い鹹水は本発明でいう淡水に含まれ、塩分濃度の高い鹹水は本発明でいう海水に含まれる。一方、本発明でいう「低水量」とは、ＲＯ膜装置の仕様で決められている濃縮側の必要流量が、供給水の実流量（回収率を考慮した供給水流量）で補えない水量をいう。

原水の一次処理として、懸濁物質を取り除く除濁装置は特に限定されないが、ＲＯ膜装置のＲＯ膜の目詰まりを防止する観点からは、ＭＦ膜分離装置又はＵＦ膜分離装置を使用することが好ましいが、原水中の懸濁物質が非常に少ないような場合には、除濁装置として簡易なフィルターろ過器等を使用することもできる。

逆浸透膜分離装置へと膜分離装置の処理水を供給する膜処理水供給経路の加圧ポンプ上流と、逆浸透膜分離装置の透過水出口側経路とにそれぞれ流量計を備え、
加圧ポンプ上流の流量計の指示値が、逆浸透膜分離装置の必要供給水量目標値未満の場合には加圧ポンプの回転数を上げ、
逆浸透膜分離装置の透過水出口側経路の流量計の指示値が、逆浸透膜分離装置の必要処理水量目標値未満の場合には濃縮水排出口側の流量調節弁を絞ることにより、逆浸透膜分離装置の供給水及び処理水量を運転中一定に保つことも可能である（請求項２，４）。

本発明の飲料水製造用水処理システムは、原水が海水であるか淡水であるかによってＲＯ膜装置の濃縮水循環経路を切り換えることによって、ＲＯ膜の汚れを防止しつつ安定運転することが可能である。

以下に、本発明の実施の形態について、適宜図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、これらに限定されない。

［実施の形態１］
本発明の飲料水製造用水処理システムの一例を、図１に示す。このシステムでは、原水が淡水の場合と海水の場合とで処理経路を切り替えることを特徴としており、２台のＲＯ膜装置に対する処理水供給経路を切り替えることにより、淡水及び海水を効率よく飲料水へと処理することが可能である。

まず揚水ポンプ３及びろ過ポンプ５によって、原水を経路１、経路４及び経路６を経てＭＦ膜分離装置７（除濁装置）の供給水入口へと供給する。このとき、経路１に設置されたプレフィルター２によって前処理することにより、原水中の懸濁物質を除去することが好ましい。

なお、ここでは除濁装置としてＭＦ膜分離装置７を使用しているが、ＵＦ膜分離装置を使用する場合もある。また、原水中の懸濁物質濃度が非常に低い場合には、除濁装置として簡易なフィルターろ過器を使用してもよい。

（原水が淡水の場合の水処理経路）
１）第一経路
ここで、原水が淡水である場合のＭＦ膜分離装置７以降の水処理経路について説明する。ＭＦ膜分離装置７の処理水（淡水）は、経路８に設置された高圧ポンプ１０に供給され、加圧される。そして、加圧された処理水は、経路９３から第一ＲＯ膜装置１１の供給水入口へと供給され、水溶性不純物（有機物及び無機物の両方）が第一ＲＯ膜装置１１により除去される。

第一ＲＯ膜装置１１の透過水は、経路１２へと供給されるが、弁１４が閉じており、弁４４が開いているために経路４３へと流れ、下流で経路２０に接続して飲料水（浄水）として利用される。なお、経路２０に設置されている活性炭吸着装置２２は、第一ＲＯ膜装置１１の透過水の水質によって設置される任意の構成である。

ここでは、第一ＲＯ膜装置１１は高圧ＲＯ膜装置であるが、高圧ポンプ１０は、ＭＦ膜処理水を0.3MPa以上2.0MPa以下に加圧すれば足りる。

２）第二経路
また、第一ＲＯ膜装置１１の濃縮水は、経路２３から排水されるが、淡水であり、しかも加圧された状態であるため、経路２３→経路２５→経路３４→経路１６を経て第二ＲＯ膜装置１９の供給水入口へと供給する。このとき、弁３５は閉じ、弁３３は開いておく。

第二ＲＯ膜装置１９では、第一ＲＯ膜装置１１の濃縮水から水溶性の不純物が再び除去される。そして、第二ＲＯ膜装置１９の処理水は、経路２０から系外へ供給され、飲料水等として利用される。

ここで、第一ＲＯ膜装置１１は、後述するように原水が海水の場合には、高圧ポンプ５によって4.0MPa〜7.0MPaに加圧されたＭＦ膜処理水を処理するため、7.0MPa程度の処理水圧に耐えられるような高圧ＲＯ膜装置であることが好ましい。一方、第二ＲＯ膜装置１９は、淡水の原水又は第一ＲＯ膜装置１１の濃縮水のみ処理するために、処理水圧は0.3 MPa〜2.0MPaでよく、第一ＲＯ膜装置１１のように高い水圧に耐えるような構造である必要はなく、低圧ＲＯ膜装置であればよい。

第二経路のＲＯ処理水は、経路２０において第一経路の処理水と合流し、飲料水等として系外に供給される。

（原水が淡水の場合の濃縮水循環経路）
１）第一ＲＯ膜装置
上流側の第一ＲＯ膜装置１１では、経路２３から排出される濃縮水を、第二ＲＯ膜装置１９へと供給するが、経路２３から排出される濃縮水の全量を第二ＲＯ膜装置１９へ供給すれば、第一ＲＯ膜装置１１のＲＯ膜は経時的に汚れが堆積するため、短時間で目詰まりを起こしやすい。このため、経路２５を流れる濃縮水の一部が循環経路２９へと流れ、循環経路２８へは流れないように三方弁２７（切替手段）を調整する。

循環経路２９には減圧弁３０及び定流量弁３１が設置されており、経路２３を流れる濃縮水のうち、ファウリング防止のためにＲＯ膜メーカーによって決められた流量が循環経路２９に流れるように、減圧弁３０を調整することが好ましい。このとき、定流量弁３１によって設定した循環流量となるように濃縮水の流量を調整することがより好ましい。なお、循環水流量＝（濃縮水流量＋透過水流量）−被処理水流量という関係が成り立つ。

ここで、原水が淡水の場合には、図２に示すような従来の循環経路を設置しただけでは、第二ＲＯ膜装置１９が抵抗となるために、経路３４よりも循環経路（経路５１→経路５３→経路８）に濃縮水量が流れやすくなり、水処理システムの処理効率が低くなってしまう。

しかし、本実施の形態では、濃縮水の循環経路に減圧弁が設置されているために、循環経路に流れる濃縮水量を抑制し、第二ＲＯ膜装置１９に十分な濃縮水を供給することが可能である。

なお、第一ＲＯ膜装置１１に接続する経路２３に設けられた弁２４の前に、緩衝となる弁（例えば、ニードル弁等）を設けることが好ましい。低水量に適用される本発明の装置において、弁２４の制御範囲（CV値）が大きくて自動制御が行えない場合、その間に緩衝となる弁を設けて弁２４の制御範囲（CV値）を狭めることにより、自動制御が可能となるためである。

２）第二ＲＯ膜装置
第二ＲＯ膜装置１９では、淡水である第一ＲＯ膜装置１１の濃縮水を処理し、第二ＲＯ膜装置１９の濃縮水は、経路３８から排水される。このように、第一ＲＯ膜装置１１の濃縮水を、下流に設置された第二ＲＯ膜装置１９の被処理水とすることで、原水を無駄なく飲料水等の処理水にすることができる。

（原水が海水の場合の水処理経路：第三経路）
次に、原水が海水である場合のＭＦ膜分離装置７以降の水処理経路について説明する。ＭＦ膜分離装置７の処理水（海水）は、経路８に設置されている高圧ポンプ１０に供給され、4.0MPa〜7.0MPaに加圧され、経路９３から第一ＲＯ膜装置１１の供給水入口へと供給される。第一ＲＯ膜装置１１の透過水は、経路１２を経てサックバックタンク１５内に一旦貯水される（弁１４は開き、弁４４は閉じている）。このとき、第一ＲＯ膜装置１１の透過水は、塩分が取り除かれているが、海水の水質によってはそのまま飲料水として利用することは好ましくない場合がある。

このため、サックバックタンク１５内の第一ＲＯ膜装置１１の透過水は、経路１６に設置されたポンプ１７によって0.3MPa以上2.0MPa以下に加圧された後、第二ＲＯ膜装置１９の供給水入口へと供給される。第二ＲＯ膜装置１９によって、第一ＲＯ膜装置１１の透過水から微量の不純物等が取り除かれるため、第二ＲＯ膜装置１９の透過水は、原水が海水であっても、飲料水として利用することが可能となる。

第二ＲＯ膜装置１９の処理水は、活性炭吸着装置２２で処理された後、飲料水として利用される。なお、活性炭吸着装置２２は任意の構成であり、他の吸着装置や浄水装置を使用することもできる。

（原水が海水の場合の濃縮水循環経路）
１）第一ＲＯ膜装置
上流側の第一ＲＯ膜装置１１では、経路２３から排出される濃縮水の全量を経路２５及び経路３６を通じて排水すると、原水が淡水の場合と同様、第一ＲＯ膜装置１１のＲＯ膜は経時的に汚れが堆積するため、短時間で目詰まりを起こしやすい。このため、経路２５を流れる濃縮水の一部が循環経路２８へと流れ、循環経路２９へは流れないように三方弁２７を調整する。

循環経路２８には減圧弁又は定流量弁は設置されておらず、経路２３を流れる濃縮水は、そのままの水圧で循環経路２８を流れ、経路３２を経て経路８（第一ＲＯ膜装置の一次側）に循環する。この濃縮水の循環によって、第一ＲＯ膜装置１１の汚れが防止できる。このとき、経路２３を流れる濃縮水のうち、ファウリング防止のためにＲＯ膜メーカーによって決められた流量が循環経路２８に流れるようにすることが好ましい。

ここで、原水が海水の場合に、循環経路２９を経て経路８へと濃縮水を循環させると、抵抗のない経路２５及び経路３６に濃縮水が流れやすくなるため、第一ＲＯ膜装置１１へと循環する濃縮水の循環量が過小となる。

（原水が鹹水の場合の処理）
原水が鹹水の場合には、鹹水の塩濃度に基づき、海水を処理する場合の経路か淡水を処理する場合の経路のどちらかを選択する。例えば、鹹水の塩濃度が淡水に近い場合は、第一ＲＯ膜装置（高圧ＲＯ膜装置）へと至適供給水圧が2MPaに近くなるので、淡水としての処理を行う。一方、鹹水の塩濃度が海水に近い場合は、第一ＲＯ膜装置への至適供給水圧が4MPaに近くなるので、海水としての処理を行う。

２）第二ＲＯ膜装置
下流側の第二ＲＯ膜装置１９では、淡水である第一ＲＯ膜装置１１の透過水を再度処理し、第二ＲＯ膜装置１９の濃縮水は、経路３８から排水される。このとき、濃縮水は、経路４５→経路４３→経路１２を経て、一次側であるサックバックタンク１５へも循環される。

［実施の形態２］
実施の形態１においては、原水が淡水である場合には上流側の第一ＲＯ膜装置の濃縮水を下流側の第二ＲＯ膜装置で処理し、原水が海水である場合には第二ＲＯ膜装置の透過水を第二ＲＯ膜装置で処理するが、第二ＲＯ膜装置は任意の構成であり、吸着装置やイオン交換装置等、他の高度処理装置を使用してもよい。これらの高度処理装置によっても、飲料水等に使用可能な処理水を製造することが可能となるためである。

なお、第二ＲＯ膜装置に変えて、吸着装置、イオン交換装置等のＲＯ膜装置以外の高度処理装置を使用する場合、濃縮水の循環経路（循環経路４２に相当する経路）が不要であることはいうまでもない。例えば、高度処理装置としてイオン交換装置を使用する場合、上流側のＲＯ膜装置（第一ＲＯ膜装置１１に相当）の濃縮水又は透過水をイオン交換装置に全量供給し、被処理水中の不純物を除去するが、定期的にイオン交換樹脂を交換する又は洗浄することにより、処理能力を維持することが可能である。同様に、吸着装置を使用する場合であれば、定期的に吸着剤を交換することにより、処理能力を維持することが可能である。

その場合、第一ＲＯ膜装置１１については、原水が淡水の場合には、透過水を被処理水として経路４３を経て系外に供給すると共に、経路２３から排水される濃縮水の一部を吸着装置、イオン交換装置等の被処理水として供給する。濃縮水の残りの一部は、実施の形態１と同様、循環経路２９及び経路３２を経て、第一ＲＯ膜装置１１の一次側である経路８に循環する。

一方、原水が海水である場合には、第一ＲＯ膜装置１１は、透過水をサックバックタンク１５に供給すると共に、経路２３から排水される濃縮水の一部を実施の形態１と同様、循環経路２８及び経路３２を経て、第一ＲＯ膜装置１１の一次側である経路８に循環させる。

［実施の形態３］
次に、本発明の実施の形態３として、除濁装置として２本のＭＦ膜モジュールを使用し、ＭＦ膜モジュールの処理水を高圧ＲＯ膜装置及び低圧ＲＯ膜装置を用いて処理する水処理システムについて、図３を参照しながら説明する。なお、ＭＦ膜モジュールの代わりにＵＦ膜モジュールを使用することも可能であり、運転方法はＭＦ膜モジュールを使用する場合と同じである。

原水は、揚水ポンプ６３によって経路６１を通じて汲み上げられ、さらにろ過ポンプ６４によって第一ＭＦ膜モジュール６５ａ及び第二ＭＦ膜モジュール６５ｂの一次側へと供給される。揚水ポンプ６３の手前には簡易フィルター６２を設置することが好ましい。通常、第一ＭＦ膜モジュール６５ａ及び第二ＭＦ膜モジュール６５ｂは、２本同時にろ過を行う。

第一ＭＦ膜モジュール６５ａ及び第二ＭＦ膜モジュール６５ｂの透過水は、経路６６を経て高圧ポンプ６７へと送られ、4.0MPa以上7.0MPa以下に加圧された後、第一ＲＯ膜装置６８（高圧ＲＯ膜装置）の一次側に供給される。同時に、第一ＭＦ膜モジュール６５ａ及び第二ＭＦ膜モジュール６５ｂの濃縮水は、経路６９→経路７０へと排水される。

原水が淡水の場合、第一ＲＯ膜装置６８の透過水は、サックバックタンク７１及び第二ＲＯ膜装置７３（低圧ＲＯ膜装置）を介さずに、生産水として供給される。一方、原水が海水の場合には、第一ＲＯ膜装置６８の透過水は、サックバックタンク７１に一旦貯水された後、低圧ポンプ７２によって0.3MPa以上2.0MPa以下に加圧された後、第二ＲＯ膜装置７３（低圧ＲＯ膜装置）の一次側に供給される。

原水が淡水の場合、第一ＲＯ膜装置６８の濃縮水は、経路７４→経路７５へと流れ、第二ＲＯ膜装置７３の被処理水として供給される。このとき、第一ＲＯ膜装置６８の濃縮水の一部は、減圧弁７６が設置されている循環経路７７へも流れ、経路７８→経路７９を経て高圧ポンプ６７によって加圧された後、経路８７から第一ＲＯ膜装置６８の一次側へと循環する。

原水が海水の場合、第一ＲＯ膜装置６８の濃縮水の一部は、経路７４→経路８８→経路７８を経て高圧ポンプ６７によって加圧された後、経路８７から第一ＲＯ膜装置６８の一次側へと循環する。第一ＲＯ膜装置６８の濃縮水の残りは、経路７４を経て逆洗水槽８５に貯水される。ここで、逆洗水槽８５に流入した第一ＲＯ膜装置６８の濃縮水の余剰分は、経路７０に排水される。

（原水が淡水の場合の運転方法）
第一ＭＦ膜モジュール入口弁（MV1a）及び第二ＭＦ膜モジュール入口弁（MV1b）、第一ＭＦ膜モジュール出口弁（MV2a）及び第二ＭＦ膜モジュール出口弁（MV2b）、第一ＲＯ膜装置流量調整弁（CV1）、第一ＲＯ膜装置濃縮水弁（MV11）、第一ＲＯ膜装置透過水弁（MV13）、第二ＲＯ膜装置流量調整弁（CV2）、第二ＲＯ膜装置循環切替弁（MV14）をそれぞれ全開とする。また、逆洗水槽弁（MV8）を「D側」、第一ＲＯ膜装置循環水弁（MV9：切替手段）を「F側」とする。その他の弁は、全閉にする。

揚水ポンプ６３及びろ過ポンプ６４を順次起動させる。第一ＭＦ膜モジュール６５ａ及び第二ＭＦ膜モジュール６５ｂの供給水量調整は、ＭＦ膜モジュール出口流量計８０の指示値を基に、ろ過ポンプ６４の回転数を制御して行う。

高圧ＲＯポンプ６７入口の圧力スイッチ８１が規定値以上になると、高圧ＲＯポンプ６７を起動させる。第一ＲＯ膜装置６８の透過水量は、第一ＲＯ膜装置透過水流量計８２の指示値を基に、第一ＲＯ膜装置流量調節弁（CV1）の開度を制御して調節する。

第二ＲＯ膜装置７３の透過水量（生産水量）は、第二ＲＯ膜装置７３の透過水経路に設置された第二ＲＯ膜装置透過水流量計８４の指示値を基に、第二ＲＯ膜装置流量調節弁（CV2）の開度を制御して調節する。

（原水が海水の場合の運転方法）
第一ＭＦ膜モジュール入口弁（MV1a）及び第二ＭＦ膜モジュール入口弁（MV1b）、第一ＭＦ膜モジュール出口弁（MV2a）及び第二ＭＦ膜モジュール出口弁（MV2b）、第一ＲＯ膜装置流量調整弁（CV1）、第一ＲＯ膜装置濃縮排水弁（MV10）、第一ＲＯ膜装置透過水弁（MV12）、第二ＲＯ膜装置流量調整弁（CV2）、第二ＲＯ膜装置循環切替弁（MV15）をそれぞれ全開にする。第二ＲＯ膜装置濃縮排水弁（MV16）を設定量となるように開き、逆洗水槽弁（MV8）及び第一ＲＯ膜装置循環水弁（MV9）を「D側」にする。その他の弁は、全閉にする。

揚水ポンプ６３及びろ過ポンプ６４を順次起動させる。第一ＭＦ膜モジュール及び第二ＭＦ膜モジュールへの供給水量調整は、ＭＦ膜モジュール出口流量計８０の指示値を基に、ろ過ポンプ６４の回転数を制御して行う。

高圧ＲＯポンプ６７入口の圧力スイッチ８１が規定値以上になると、高圧ＲＯポンプ６７を起動させる。第一ＲＯ膜装置６８の透過水量は、第一ＲＯ膜装置透過水流量計８２の指示値を基に、第一ＲＯ膜装置流量調節弁（CV1）の開度を制御して調節する。

第一ＲＯ膜装置透過水流量計８２の指示値が規定値の範囲になると、低圧ＲＯポンプ７２を起動させる。

第二ＲＯ膜装置供給水量は、第二ＲＯ膜装置供給水流量計８３の指示値を基に、低圧ＲＯポンプ７２の回転数を制御して調節する。第二ＲＯ膜装置透過水量（生産水量）は、第二ＲＯ膜装置透過水流量計８４の指示値を基に、第二ＲＯ膜装置流量調節弁（CV2）の開度を制御して調節する。

（逆洗方法）
次に、図３に示すシステムにおいて、システム全体の運転（ろ過）停止後にＭＦ膜モジュールの逆洗を行う場合の操作手順を説明する。なお、ここでは、第一ＭＦ膜モジュール６５ａと第二ＭＦ膜モジュール６５ｂとが交互にろ過を行うこととし、第一ＭＦ膜モジュール６５ａを洗浄する場合について説明する。第二ＭＦ膜モジュール６５ｂを洗浄する場合も、同様の操作を行う。

（１）第一ＭＦ膜モジュール６５ａをエア加圧により洗浄する場合
第一ＭＦ膜モジュール６５ａは、タイマー設定により逆洗を行う。タイマー設定によって第一ＭＦ膜モジュール６５ａの逆洗指示が出ると、第二ＭＦ膜モジュール６５ｂ側のろ過を開始する。その後、第一ＭＦ膜モジュール入口弁（MV1a）及び第一ＭＦ膜モジュール出口弁（MV2a）を閉じ、逆洗水槽弁（MV8）を「F側」にする。

第一ＭＦ膜モジュール逆洗排水弁（MV3a）、第一ＭＦ膜モジュール逆洗水入口弁（MV4a）、第一ＭＦ膜モジュール洗浄空気入口弁（MV5a）、逆洗ポンプバイパス弁（MV6）をそれぞれ開とし、コンプレッサ９１を起動する。逆洗水槽８５及び第一ＭＦ膜モジュール６５ａの原水供給側に空気を供給し、水及び空気による同時逆洗を行う。

一定時間、水及び空気による同時逆洗を行った後、コンプレッサ９１から逆洗水槽８５への空気供給を停止して、第一ＭＦ膜モジュール逆洗水入口弁（MV4a）、第一ＭＦ膜モジュール洗浄空気入口弁（MV5a）及び逆洗ポンプバイパス弁（MV6）を閉じ、逆洗水槽弁（MV8）を「D側」にする。

第一ＭＦ膜モジュール膜入口弁（MV1a）を開き、原水を第一ＭＦ膜モジュール６５ａの原水供給側に供給し、フラッシングを行う。フラッシング完了後、第一ＭＦ膜モジュール入口弁（MV1a）及び第一ＭＦ膜モジュール逆洗排水弁（MV3a）を閉じる。

（２）第一ＭＦ膜モジュール６５ａを逆洗ポンプにより洗浄する場合
第一ＭＦ膜モジュール６５ａは、タイマー設定により逆洗を行う。タイマー設定によって第一ＭＦ膜モジュール６５ａの逆洗指示が出ると、第二ＭＦ膜モジュール６５ｂ側のろ過を開始する。その後、第一ＭＦ膜モジュール入口弁（MV1a）及び第一ＭＦ膜モジュール出口弁（MV2a）を閉じる。

第一ＭＦ膜モジュール逆洗排水弁（MV3a）、第一ＭＦ膜モジュール逆洗水入口弁（MV4a）、第一ＭＦ膜モジュール洗浄空気入口弁（MV5a）、逆洗ポンプ出口弁（MV7）をそれぞれ開き、逆洗ポンプ８６を起動すると共に、コンプレッサ９１を起動し第一ＭＦ膜モジュール６５ａの原水供給側に空気を供給し、水及び空気による同時逆洗を行う。

一定時間、水及び空気による同時逆洗を行った後、第一ＭＦ膜モジュール逆洗水入口弁（MV4a）、第一ＭＦ膜モジュール洗浄空気入口弁（MV5a）、及び逆洗ポンプ出口弁（MV7）をすべて閉じる。

第一ＭＦ膜モジュール入口弁（MV1a）を開とし、原水を第一ＭＦ膜モジュール６５４ａの原水供給側に供給し、フラッシングを行う。フラッシング完了後、第一ＭＦ膜モジュール入口弁（MV1a）及び第一ＭＦ膜モジュール逆洗排水弁（MV3a）を閉じる。

本発明の水処理システムは、淡水及び海水を原水として飲料水等に利用可能な処理水を製造するシステムとして、水処理、公衆衛生等の分野において有用である。

本発明の飲料水製造用水処理システムの一例を示すフロー図である。 従来の飲料水製造用水処理システムの循環経路を示す図である。 本発明の飲料水製造用水処理システムの別の一例を示すフロー図である。

符号の説明

１，４，６，８，１２，１６，２０：経路
２：プレフィルター（簡易フィルター）
３：揚水ポンプ
５：ろ過ポンプ
７：ＭＦ膜分離装置（又はＵＦ膜分離装置）
９：第一ＲＯ膜装置供給水流量計
１０：高圧ポンプ
１１：第一ＲＯ膜装置（高圧ＲＯ膜装置）
１３：第一ＲＯ膜装置透過水流量計
１４，２４，３３，３５，３７，３９，４１，４４：弁
１５：サックバックタンク
１１：第二ポンプ
１７：低圧ポンプ
１８：第二ＲＯ膜装置供給水流量計
１９：第二ＲＯ膜装置（低圧ＲＯ膜装置）
２１：第一ＲＯ膜装置透過水流量計
２２：活性炭吸着装置
２３，２５，２６，３２，３４，３６：経路
２７：三方弁（切替手段）
２８：第一循環経路（減圧弁なし）
２９：第二循環経路（減圧弁あり）
３０：減圧弁
３１：定流量弁
３８，４０，４２，４３，４５：経路
５１，５３：経路
５２：定流量弁
６１，６６，６９，７０：経路
６２：プレフィルター（簡易フィルター）
６３：揚水ポンプ
６４：ろ過ポンプ
６５ａ：第一ＭＦ膜モジュール（第一ＵＦ膜モジュール）
６５ｂ：第二ＭＦ膜モジュール（第二ＵＦ膜モジュール）
６７：高圧ポンプ
６８：第一ＲＯ膜装置（高圧ＲＯ膜装置）
７１：サックバックタンク
７２：低圧ポンプ
７３：第二ＲＯ膜装置（低圧ＲＯ膜装置）
７４，７５，７８，７９，８７，８９，９０，９３：経路
７６：減圧弁
７７：第一循環経路（減圧弁なし）
８０：ＭＦ膜モジュール出口流量計
８１：圧力スイッチ
８２：第一ＲＯ膜装置透過水流量計
８３：第二ＲＯ膜装置供給水流量計
８４：第二ＲＯ膜装置透過水流量計
８５：逆洗水槽
８６：逆洗ポンプ
８８：第二循環経路（減圧弁あり）
９１：コンプレッサ
９２：弁

Claims (4)

1. 除濁装置の処理水を逆浸透膜装置で処理する水処理システムであって、
   逆浸透膜装置の濃縮水を逆浸透膜装置の一次側に循環させる、減圧弁を設置しない第一循環経路及び減圧弁を設置した第二循環経路と、
   濃縮水の流路を前記第一循環経路又は前記第二循環経路のいずれかに切り替える切替手段とを有し、
   前記第一循環経路は、原水が海水である場合に逆浸透膜装置の濃縮水を逆浸透膜装置の一次側に循環させる経路であり、
   前記第二循環経路は、原水が淡水である場合に逆浸透膜装置の濃縮水を逆浸透膜装置の一次側に循環させる経路であり、
   前記第一循環経路又は前記第二循環経路が選択可能であることを特徴とする水処理システム。
2. 逆浸透膜分離装置へと膜分離装置の処理水を供給する膜処理水供給経路の加圧ポンプ上流と、
   逆浸透膜分離装置の透過水出口側経路とにそれぞれ流量計を備え、
   加圧ポンプ上流の流量計の指示値が、逆浸透膜分離装置の必要供給水量未満の場合には加圧ポンプの回転数を上げ、
   逆浸透膜分離装置の透過水出口側経路の流量計の指示値が、逆浸透膜分離装置の必要処理水量未満の場合には濃縮水排出口側の流量調節弁を絞ることにより、逆浸透膜分離装置の供給水及び処理水量を運転中一定に保つ請求項１に記載の水処理システム。
3. 除濁装置の処理水を逆浸透膜装置で処理する水処理システムにおいて、
   逆浸透膜装置の濃縮水を逆浸透膜装置の一次側に循環させる、減圧弁を設置しない第一循環経路及び減圧弁を設置した第二循環経路と、
   濃縮水の流路を前記第一循環経路又は前記第二循環経路のいずれかに切り替える切替手段とを設け、
   前記第一循環経路は、原水が海水である場合に逆浸透膜装置の濃縮水を逆浸透膜装置の一次側に循環させる経路であり、
   前記第二循環経路は、原水が淡水である場合に逆浸透膜装置の濃縮水を逆浸透膜装置の一次側に循環させる経路であり、
   原水の種類によって前記第一循環経路又は前記第二循環経路を選択することを特徴とする水処理システムの運転方法。
4. 逆浸透膜分離装置へと膜分離装置の処理水を供給する膜処理水供給経路の加圧ポンプ上流と、
   逆浸透膜分離装置の透過水出口側経路とにそれぞれ流量計を備え、
   加圧ポンプ上流の流量計の指示値が、逆浸透膜分離装置の必要供給水量未満の場合には加圧ポンプの回転数を上げ、
   逆浸透膜分離装置の透過水出口側経路の流量計の指示値が、逆浸透膜分離装置の必要処理水量未満の場合には濃縮水排出口側の流量調節弁を絞ることにより、
   逆浸透膜分離装置の供給水及び処理水量を運転中一定に保つ請求項３に記載の水処理システムの運転方法。

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