JP5640351B2 - 洗浄水供給システム及び洗浄方法 - Google Patents

Description

本発明は、逆浸透膜により製造される濃縮水を被洗浄物の洗浄水として利用可能な洗浄水供給システム及び洗浄方法に関する。

従来より、原水から逆浸透膜による膜分離処理により製造される透過水及び濃縮水を、被洗浄物の洗浄水として利用する技術が提供されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１には、逆浸透膜法によってシリカ等の不純物を除去した洗車用純水を製造して貯留するシリカ除去システムが開示されている。

特許文献１に記載の技術によれば、原水を軟水化装置のイオン交換樹脂により軟水化処理して硬度成分を除去し、逆浸透膜装置の逆浸透膜によりシリカを除去して洗浄水を製造している。つまり、特許文献１に記載の技術によれば、逆浸透膜装置により製造される透過水を使用して被洗浄物の洗浄及び濯ぎを行っている。その際、濃縮水は廃棄される。また、特許文献１に記載の技術には、濃縮水により被洗浄物を洗浄し、透過水により被洗浄物を濯ぐ手段も開示されている。

特開平９−２２６５３７号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術によれば、濃縮水には、原水に含まれていたシリカが濃縮されている。そのため、この濃縮水を使用して被洗浄物を洗浄すると、被洗浄物上にシリカが析出するおそれがある。

また、原水にシリカが含まれている場合、逆浸透膜表面でのシリカの析出も問題となる。逆浸透膜表面でのシリカの析出を抑制するためには、洗浄水の製造過程において濃縮水を廃棄し、原水の回収率を抑制（例えば、原水の回収率を５０％から７０％程度とする)するようにシステムを運転しなければならない。そのため、洗浄水を製造するためのコスト（造水コスト）も高くなる。従って、造水コストを抑制しつつ、被洗浄物へのシリカの析出を抑制することができる手段が望まれていた。

本発明は、逆浸透膜により製造される濃縮水を被洗浄物の洗浄水として利用する場合において、被洗浄物へのシリカの析出を抑制することができる洗浄水供給システム及び洗浄方法を提供することを目的とする。

本発明は、原水に含まれる硬度成分を除去して軟水を製造する軟水化装置と、前記軟水化装置により製造される軟水を逆浸透膜により膜分離処理し、透過水及び濃縮水を製造する逆浸透膜装置と、前記逆浸透膜装置により製造される濃縮水を被洗浄物の洗浄水として供給する濃縮水供給ラインと、前記逆浸透膜装置により製造される透過水を前記被洗浄物の洗浄水又は濯ぎ水として供給する透過水供給ラインと、前記濃縮水供給ラインに設けられ、当該濃縮水供給ラインを流通する濃縮水のｐＨ値を８以上に調整するｐＨ値調整装置とを備え、前記ｐＨ値調整装置は、原水に由来するＭアルカリ成分を含む濃縮水を加熱する加熱装置である洗浄水供給システムに関する。

また、前記軟水化装置により製造される軟水を前記逆浸透膜装置に供給する軟水供給ラインと、前記濃縮水供給ラインに設けられ濃縮水の流量を調整する流量調整弁と、前記濃縮水供給ラインにおける前記流量調整弁の上流側に一端が接続されると共に、前記軟水供給ラインにおける前記逆浸透膜装置の上流側に他端が接続され、前記濃縮水供給ラインを流通する濃縮水の一部を前記逆浸透膜装置の上流側に還流する還流ラインと、濃縮水の流量と透過水の流量との比率を調整するように前記流量調整弁を制御する流量調整弁制御部とを更に備えることが好ましい。

また、前記濃縮水供給ラインに設けられ濃縮水を貯留する濃縮水貯留タンクと、前記濃縮水貯留タンクの下流側に設けられ該濃縮水貯留タンク内の濃縮水を洗浄水として送出する第１送出装置と、前記透過水供給ラインに設けられ透過水を貯留する透過水貯留タンクと、前記透過水貯留タンクの下流側に設けられ該透過水貯留タンク内の透過水を洗浄水又は濯ぎ水として送出する第２送出装置とを更に備えることが好ましい。

更に、本発明は、原水に含まれる硬度成分を除去して軟水を製造する軟水化工程と、前記軟水化工程により製造される軟水を逆浸透膜により膜分離処理し、透過水及び濃縮水を製造する膜分離工程と、前記膜分離工程により製造される濃縮水のｐＨ値を８以上に調整するｐＨ値調整工程と、前記ｐＨ値調整工程によりｐＨ値が調整される濃縮水を使用して被洗浄物を洗浄する洗浄工程と、前記膜分離工程により製造される透過水を使用して、前記洗浄工程を経た前記被洗浄物を濯ぐ濯ぎ工程とを含み、前記ｐＨ値調整工程は、原水に由来するＭアルカリ成分を含む濃縮水を加熱することによりｐＨ値を調整する洗浄方法に関する。

更に、本発明は、原水に含まれる硬度成分を除去して軟水を製造する軟水化工程と、前記軟水化工程により製造される軟水を逆浸透膜により膜分離処理し、透過水及び濃縮水を製造する膜分離工程と、前記膜分離工程により製造される濃縮水のｐＨ値を８以上に調整するｐＨ値調整工程と、前記ｐＨ値調整工程によりｐＨ値が調整される濃縮水を使用して被洗浄物を洗浄する前洗浄工程と、前記膜分離工程により製造される透過水を使用して、前記前洗浄工程を経た前記被洗浄物を洗浄する後洗浄工程と、前記膜分離工程により製造される透過水を使用して、前記後洗浄工程を経た前記被洗浄物を濯ぐ濯ぎ工程とを含み、前記ｐＨ値調整工程は、原水に由来するＭアルカリ成分を含む濃縮水を加熱することによりｐＨ値を調整する洗浄方法。

本発明によれば、逆浸透膜により製造される濃縮水を被洗浄物の洗浄水として利用する場合において、被洗浄物へのシリカの析出を抑制することができる洗浄水供給システム及び洗浄方法を提供することができる。

本発明の第１実施形態の洗浄水供給システム１を示す構成図である。 本発明の第２実施形態の洗浄水供給システム１Ｂを示す構成図である。

〔第１実施形態〕
以下に、本発明の第１実施形態の洗浄水供給システム１について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態の洗浄水供給システム１を示す構成図である。
図１に示す第１実施形態の洗浄水供給システム１は、水道水や地下水等の原水Ｗ１をイオン交換処理し、得られた軟水を更に逆浸透膜処理することで、食器、医療用具、理科学機器等の被洗浄物を洗浄する洗浄水及び濯ぎ水を供給するものである。

図１に示すように、洗浄水供給システム１は、原水Ｗ１を通水する通水ラインＬ１と、原水Ｗ１の硬度成分を除去して軟水Ｗ２を製造する軟水化装置２と、軟水Ｗ２を逆浸透膜装置３に供給する軟水供給ラインＬ２と、軟水Ｗ２から透過水Ｗ３及び濃縮水Ｗ４を製造する逆浸透膜装置３と、濃縮水Ｗ４を下流側に供給する濃縮水供給ラインＬ３と、透過水Ｗ３を被洗浄物に供給する透過水供給ラインＬ４と、濃縮水Ｗ４の一部を逆浸透膜装置３の上流側に還流する還流ラインＬ５と、濃縮水Ｗ４の流量を調整する流量調整弁４と、濃縮水Ｗ４を貯留する濃縮水貯留タンク５と、第１送出装置としての第１送出ポンプ６と、濃縮水Ｗ４を加熱するｐＨ値調整装置としての加熱装置７と、洗浄水Ｗ５を被洗浄物に供給する濃縮水供給ラインとしての洗浄水供給ラインＬ６と、透過水Ｗ３を貯留する透過水貯留タンク８と、第２送出装置としての第２送出ポンプ９と、流量調整弁４を制御する流量調整弁制御部としての制御装置１０とを主体に構成されている。
なお、本明細書でいう「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。

この洗浄水供給システム１によれば、原水Ｗ１は、軟水化装置２によって軟水とされ、この軟水は、逆浸透膜装置３によって透過水Ｗ３及び濃縮水Ｗ４とされる。濃縮水Ｗ４は、加熱装置７によってアルカリ性に調整され、被洗浄物を洗浄する洗浄水Ｗ５として供給される。透過水Ｗ３は、洗浄水Ｗ５によって洗浄された被洗浄物を濯ぐ濯ぎ水として供給される。この透過水Ｗ３のことを「濯ぎ水」ともいう。
以下、洗浄水供給システム１の各部について詳しく説明する。

通水ラインＬ１は、原水Ｗ１を軟水化装置２に導入するものである。通水ラインＬ１の上流側は、原水Ｗ１の供給源（図示せず）に接続されている。通水ラインＬ１の下流側は、軟水化装置２に接続されている。

軟水化装置２は、原水Ｗ１に含まれる硬度成分（カルシウムイオン及びマグネシウムイオン）をナトリウム型陽イオン交換樹脂（図示せず）により吸着して除去するものである。軟水化装置２は、例えば、樹脂筒（図示せず）と、コントロールバルブ（図示せず）と、塩水を製造し樹脂筒に供給する塩水供給装置（図示せず）とを主体に構成されている。

樹脂筒は、陽イオン交換樹脂（図示せず）を収容する。樹脂筒は、陽イオン交換樹脂によって、原水Ｗ１に含まれる硬度成分をナトリウムイオンと置換し、軟水を製造する軟水化処理を行う。コントロールバルブは、軟水化装置２の軟水化処理と、陽イオン交換樹脂を再生するための再生処理とを切り換える。コントロールバルブは、制御装置１０と電気的に接続（配線は図示せず）されており、制御装置１０によって制御可能に構成されている。塩水供給装置は、陽イオン交換樹脂を再生するための塩水を製造し、樹脂筒に供給する。

軟水化装置２の下流側には、軟水供給ラインＬ２が接続されている。軟水供給ラインＬ２は、軟水化装置２で製造された軟水Ｗ２を逆浸透膜装置３に供給するものである。軟水供給ラインＬ２の下流側の端部は、逆浸透膜装置３に接続されている。

逆浸透膜装置３は、軟水化装置２で製造された軟水Ｗ２を逆浸透膜（以下、「ＲＯ膜」ともいう）により、溶存塩類及びシリカの除去された高純度の透過水Ｗ３と、溶存塩類及びシリカの濃縮された濃縮水Ｗ４とに膜分離処理を行うものである。
逆浸透膜装置３は、軟水供給ラインＬ２を介して軟水化装置２の下流側に接続されている。

逆浸透膜装置３は、上流側に設けられる加圧ポンプ３ａと、下流側に設けられるＲＯ膜モジュール３ｂとを備える。加圧ポンプ３ａは、軟水化装置２から供給される軟水Ｗ２を加圧し、ＲＯ膜モジュール３ｂに送出する。加圧ポンプ３ａは、制御装置１０と電気的に接続（配線は図示せず）されており、制御装置１０によって運転（駆動及び停止）を制御される。

ＲＯ膜モジュール３ｂは、単一又は複数のＲＯ膜エレメント（図示せず）を備えており、これらのＲＯ膜エレメントにより軟水Ｗ２を膜分離処理し、透過水Ｗ３及び濃縮水Ｗ４を製造する。ＲＯ膜は、分子量が数十程度の物質の透過を阻止可能な膜である。このＲＯ膜には、ナノ濾過膜も含まれる。ナノ濾過膜は、２ｎｍ程度より小さい粒子や高分子（分子量が最大数百程度の物質）の透過を阻止可能な液体分離膜である。なお、ナノ濾過膜は、ルーズＲＯ膜と呼ばれることもある。

このようなＲＯ膜を有する逆浸透膜装置３は、軟水Ｗ２をＲＯ膜に供給しながら、透過水Ｗ２を製造すると共に、軟水Ｗ２中の溶存塩類及びシリカが濃縮された濃縮水Ｗ４を製造する。逆浸透膜装置３には、濃縮水供給ラインＬ３と、透過水供給ラインＬ４と、が接続されている。

濃縮水供給ラインＬ３には、上流側から下流側に向けて流量調整弁４、濃縮水貯留タンク５、第１送出ポンプ６及び加熱装置７が設けられている。
濃縮水供給ラインＬ３は、ＲＯ膜モジュール３ｂからの濃縮水Ｗ４の一部を被洗浄物の洗浄水として、濃縮水貯留タンク５を介して加熱装置７へと供給するものである。濃縮水供給ラインＬ３は、上流側の端部がＲＯ膜モジュール３ｂに接続され、ＲＯ膜モジュール３ｂからの濃縮水Ｗ４を逆浸透膜装置３の外部へ導出する。濃縮水供給ラインＬ３には、濃縮水の流通を制御する開閉弁（図示せず）が必要に応じて適宜設けられる。

流量調整弁４は、濃縮水供給ラインＬ３における逆浸透膜装置３と濃縮水貯留タンク５との間に設けられている。流量調整弁４は、濃縮水供給ラインＬ３を流通する濃縮水Ｗ４の流量を調整するものである。流量調整弁４は、例えば、比例制御弁により流量を無段階に調整可能に構成されている。流量調整弁４は、制御装置１０と電気的に接続されており、制御装置１０によって制御可能に構成されている。

濃縮水貯留タンク５は、濃縮水供給ラインＬ３における流量調整弁４と第１送出ポンプ６との間に設けられている。濃縮水貯留タンク５は、濃縮水Ｗ４を貯留するものである。濃縮水貯留タンク５は、濃縮水Ｗ４の貯留量を検出するレベルセンサを備えることが好ましい。

第１送出ポンプ６は、濃縮水貯留タンク５に貯留された濃縮水Ｗ４を加熱装置７に向けて送出するものである。第１送出ポンプ６は、濃縮水供給ラインＬ３における濃縮水貯留タンク５と加熱装置７との間に設けられている。第１送出ポンプ６は、制御装置１０と電気的に接続（配線は図示せず）されており、制御装置１０によって運転（駆動及び停止）を制御される。

加熱装置７は、濃縮水供給ラインＬ３を流通する濃縮水Ｗ４を加熱することにより、濃縮水Ｗ４をアルカリ性に調整するものである。具体的には、加熱装置７は、濃縮水Ｗ４のｐＨ値を８以上に調整する。加熱装置７には、例えば、通電量を制御することにより加熱可能な電気ヒータを用いることができる。加熱装置７は、制御装置１０と電気的に接続されており、制御装置１０によって通電量を制御し、加熱温度を調整可能に構成されている。加熱装置７の下流側には、洗浄水供給ラインＬ６が接続されている。

洗浄水供給ラインＬ６は、加熱装置７によってｐＨ値を８以上に調整された濃縮水Ｗ４を洗浄水Ｗ５として被洗浄物へ供給するものである。洗浄水供給システム１のユーザーは、洗浄水供給ラインＬ６から供給される洗浄水Ｗ５を用いて被洗浄物を洗浄することができる。

濃縮水供給ラインＬ３における逆浸透膜装置３と流量調整弁４との間には、分岐部Ｊ１が設けられている。この分岐部Ｊ１からは、還流ラインＬ５が分岐している。
還流ラインＬ５は、濃縮水供給ラインＬ３から分岐部Ｊ１において分岐し、ＲＯ膜モジュール３ｂからの濃縮水Ｗ４の残部を、逆浸透膜装置３の上流側の軟水供給ラインＬ２へ還流する。

次に、透過水供給ラインＬ４側の構成について説明する。
透過水供給ラインＬ４は、逆浸透膜装置３により製造された透過水Ｗ３を被洗浄物の濯ぎ水Ｗ３として下流側に供給するものである。透過水供給ラインＬ４は、上流側の端部をＲＯ膜モジュール３ｂに接続され、ＲＯ膜モジュール３ｂからの透過水Ｗ３を逆浸透膜装置３の外部へ導出する。透過水供給ラインＬ４には、透過水の流通を制御する開閉弁（図示せず）が必要に応じて適宜設けられる。

透過水供給ラインＬ４には、上流側から下流側に向けて透過水貯留タンク８及び第２送出ポンプ９が設けられている。
透過水貯留タンク８は、透過水Ｗ３を貯留するものである。透過水貯留タンク８は、透過水供給ラインＬ４における逆浸透膜装置３と第２送出ポンプ９との間に設けられている。透過水貯留タンク８は、透過水Ｗ３の貯留量を検出するレベルセンサを備えることが好ましい。

第２送出ポンプ９は、透過水貯留タンク８に貯留された透過水Ｗ３を濯ぎ水Ｗ３として下流側に送出するものである。第２送出ポンプ９は、透過水供給ラインＬ４における透過水貯留タンク８の下流側に設けられている。第２送出ポンプ９は、制御装置１０と電気的に接続（配線は図示せず）されており、制御装置１０によって運転（駆動及び停止）を制御される。

制御装置１０は、流量調整弁４と電気的に接続されている。制御装置１０は、濃縮水Ｗ４の流量と透過水Ｗ３の流量との比率を調整するように流量調整弁４を制御するものであり、流量調整弁制御部として機能する。つまり、洗浄水供給システム１は、制御装置１０によって濃縮水Ｗ４の流量と透過水Ｗ３の流量との比率を調整することにより、濃縮水Ｗ４の濃縮倍率を調整することができるように構成されている。

また、制御装置１０は、加熱装置７と電気的に接続されている。制御装置１０は、加熱装置７の通電量を制御し、加熱温度を調整可能に構成されている。また、図示を省略するが、制御装置１０は、軟水化装置２、加圧ポンプ３ａ、第１送出ポンプ６及び第２送出ポンプ９と電気的に接続されている。制御装置１０は、軟水化装置２のコントロールバルブを制御することにより、軟水化装置２の軟水化処理と再生処理とを切り換える。更に、制御装置１０は、加圧ポンプ３ａ、第１送出ポンプ６及び第２送出ポンプ９の運転（駆動及び停止）を制御する。

次に、第１実施形態の洗浄水供給システム１による洗浄方法（洗浄動作）について図１を参照しながら説明する。洗浄水供給システム１による洗浄方法は、原水Ｗ１に含まれる硬度成分を除去して軟水Ｗ２を製造する軟水化工程と、軟水化工程により製造される軟水Ｗ２を逆浸透膜により膜分離処理し、透過水Ｗ３及び濃縮水Ｗ４を製造する膜分離工程と、膜分離工程により製造される濃縮水Ｗ４のｐＨ値を８以上に調整するｐＨ値調整工程と、ｐＨ値調整工程によりｐＨ値が調整される濃縮水（洗浄水）Ｗ５を使用して被洗浄物を洗浄する洗浄工程と、膜分離工程により製造される透過水Ｗ３を使用して、洗浄工程を経た被洗浄物を濯ぐ濯ぎ工程とを含む。

先ず、軟水化工程について説明する。洗浄水供給システム１が運転されると、原水Ｗ１は、通水ラインＬ１を介して軟水化装置２に導入される。原水Ｗ１は、軟水化装置２によって原水Ｗ１に含まれる硬度成分（カルシウムイオン及びマグネシウムイオン）を陽イオン交換樹脂（図示せず）により吸着され、除去される。これにより、原水Ｗ１は、軟水Ｗ２となる。また、原水Ｗ１として使用される水道水や地下水は、通常、２０〜６０ｍｇ／Ｌ（炭酸カルシウム換算の濃度）のＭアルカリ成分（炭酸水素塩や炭酸塩等）を含んでいる。そのため、Ｍアルカリ成分は、陽イオン交換樹脂を使用した軟水化処理によって炭酸水素ナトリウムや炭酸ナトリウムとなる。

次に、膜分離工程について説明する。軟水化装置２により製造された軟水Ｗ２は、軟水供給ラインＬ２を介して逆浸透膜装置３に供給される。逆浸透膜装置３において、加圧ポンプ３ａの駆動によりＲＯ膜の一次側からＲＯ膜に浸透圧以上の圧力がかかると、溶存塩類及びシリカの除去された高純度の透過水Ｗ３が、ＲＯ膜の二次側に出力される。これにより、濯ぎ水Ｗ３が製造される。ＲＯ膜を透過しなかった濃縮水Ｗ４は、濃縮水供給ラインＬ３を介して逆浸透膜装置３の外部に排出される。

濃縮水供給ラインＬ３を流通する濃縮水Ｗ４は、流量調整弁４によって流量を調整される。流量調整弁４は、制御装置１０によって制御され、濃縮水Ｗ４の流量と透過水Ｗ３の流量との比率が調整される。つまり、流量調整弁４の弁開度を調整することによって、濃縮水供給ラインＬ３及び還流ラインＬ５に流通する濃縮水Ｗ４の流量が調整されるため、透過水Ｗ３の流量も調整される。その結果、ＲＯ膜モジュール３ｂにおいて、濃縮水Ｗ４の濃縮倍率が調整される。具体的には、例えば、毎分１０００リットルの流量の原水Ｗ１が軟水化装置２に導入された場合、毎分８００リットルの流量の透過水Ｗ３と、毎分２００リットルの流量の濃縮水Ｗ４とを製造できるように、流量調整弁４が制御される。これにより、濃縮水Ｗ４の濃縮倍率は、略５倍に調整される。

なお、濃縮水Ｗ４の濃縮倍率は、ＲＯ膜表面でのシリカ析出を回避し、且つ透過水Ｗ３及び濃縮水Ｗ４の各要求量に応じて、１．２５〜５倍の範囲で調整される。すなわち、透過水Ｗ３及び濃縮水Ｗ４の製造水量の比率が２：８〜８：２の範囲で調整される。
このように、濃縮水Ｗ４の濃縮倍率を所定範囲に調整して洗浄水供給システム１を運転することにより、ＲＯ膜表面でのシリカ析出による透過流束の低下を回避することができる。また、濃縮水Ｗ４の濃縮倍率を下げて運転する場合には、被洗浄物の濯ぎに使用する透過水Ｗ３の純度が向上するメリットもある。

濃縮水供給ラインＬ３を流通する濃縮水Ｗ４は、流量調整弁４によって流量を調整された後、濃縮水貯留タンク５に貯留される。濃縮水貯留タンク５に貯留された濃縮水Ｗ４は、第１送出ポンプ６の駆動により、加熱装置７に供給される。

前述したように、原水Ｗ１は、Ｍアルカリ成分を含んでいるため、このＭアルカリ成分は、軟水化処理によって炭酸水素ナトリウムや炭酸ナトリウムとなっている。そのため、濃縮水Ｗ４は、炭酸水素ナトリウム成分や炭酸ナトリウムが濃縮されることにより、原水Ｗ１よりもｐＨ値が上昇する（Ｍアルカリ成分濃縮によるｐＨ値上昇効果）。

次に、ｐＨ値調整工程について説明する。ｐＨ値調整工程は、膜分離工程により製造される濃縮水Ｗ４を加熱装置７によって加熱することにより、濃縮水Ｗ４のｐＨ値を８以上に調整する工程である。加熱装置７に供給された濃縮水Ｗ４は、加熱装置７によって加熱される。ここで、逆浸透膜装置３に供給される軟水Ｗ２には、原水Ｗ１に由来する炭酸が溶解している。この炭酸は、大気中の炭酸ガスと平衡状態にある溶存炭酸ガスが水と反応して生成したものである。そのため、濃縮水Ｗ４には、炭酸が濃縮されている。この炭酸の濃縮は、濃縮水Ｗ４のｐＨ値を下げる方向に作用する。

濃縮水Ｗ４を加熱装置７により加熱すると、濃縮水Ｗ４の温度上昇に伴って炭酸ガスの溶解度が下がり、炭酸ガスが大気中に放出されると共に、炭酸が炭酸ガスと水に、炭酸水素イオンが炭酸と水酸化物イオンに、炭酸イオンが炭酸水素イオンと水酸化物イオンにそれぞれ解離するので、濃縮水Ｗ４のｐＨ値が上昇する（脱炭酸によるｐＨ値上昇効果）。

前述したように、濃縮水Ｗ４は、炭酸水素ナトリウム成分や炭酸ナトリウムの濃縮によってもｐＨ値が上昇している。そのため、ｐＨ値調整工程では、Ｍアルカリ成分濃縮によるｐＨ値上昇効果と脱炭酸によるｐＨ値上昇効果とによって、濃縮水Ｗ４のｐＨ値が８以上に増加し、シリカの溶解度が増加する。また、加熱装置７による加熱によって濃縮水Ｗ４の温度が上昇する。そのため、ｐＨ値の増加と温度上昇との相乗効果によって、濃縮水Ｗ４におけるシリカの溶解度が更に増加する。

次に、洗浄工程について説明する。洗浄工程は、ｐＨ値調整工程によりｐＨ値が調整された濃縮水Ｗ４（洗浄水Ｗ５）を使用して被洗浄物を洗浄する工程である。前述したように、ｐＨ値調整工程により濃縮水Ｗ４をｐＨ値が８以上となるように調整することで、濃縮水Ｗ４におけるシリカの溶解度が増加する。そのため、洗浄工程において、濃縮水Ｗ４を洗浄水Ｗ５として使用しても、被洗浄物へのシリカの析出を抑制することができる。また、アルカリ性の洗浄水Ｗ５によって被洗浄物を洗浄することにより、被洗浄物に付着したタンパク質が効率的に溶解又は分解され、除去される。
なお、洗浄工程においては、被洗浄物に付着した油脂の洗浄効果を高めるため、洗浄水Ｗ５に界面活性剤等の補助薬剤を添加するように操作してもよい。

次に、濯ぎ工程について説明する。濯ぎ工程は、膜分離工程により製造される透過水Ｗ３を使用して、洗浄工程を経た被洗浄物を濯ぐ工程である。透過水Ｗ３を使用して被洗浄物を濯ぐことにより、溶解又は分解された前記タンパク質が効率的に除去される。

以上のように、第１実施形態の洗浄水供給システム１によれば、以下に示す各効果が奏される。
第１実施形態の洗浄水供給システム１は、原水Ｗ１から軟水Ｗ２を製造する軟水化装置２と、軟水Ｗ２から透過水Ｗ３及び濃縮水Ｗ４を製造する逆浸透膜装置３と、濃縮水Ｗ４を被洗浄物の洗浄水Ｗ５として供給する濃縮水供給ラインＬ３及び洗浄水供給ラインＬ６と、透過水Ｗ３を被洗浄物の濯ぎ水Ｗ３として供給する透過水供給ラインＬ４と、濃縮水供給ラインＬ３を流通する濃縮水Ｗ４のｐＨ値を８以上に調整するように濃縮水Ｗ４を加熱する加熱装置７とを備える。

そのため、濃縮水Ｗ４の加熱により、濃縮水Ｗ４のｐＨ値を増加させることができると共に、このｐＨ値の増加と温度上昇との相乗効果によって、シリカの溶解度を更に増加することができる。従って、濃縮水Ｗ４を洗浄水Ｗ５として使用しても、被洗浄物へのシリカの析出を抑制することができ、被洗浄物を良好に洗浄することができる。また、アルカリ性の洗浄水Ｗ５によって被洗浄物を洗浄することにより、被洗浄物に付着したタンパク質を効率的に溶解又は分解し、除去することができる。更に、透過水Ｗ３を使用して被洗浄物を濯ぐことにより、溶解又は分解された前記タンパク質を効率的に濯ぎ落とすことができ、被洗浄物を更に良好に洗浄することができる。

また、第１実施形態の洗浄水供給システム１は、軟水Ｗ２を逆浸透膜装置３に供給する軟水供給ラインＬ２と、濃縮水Ｗ４の流量を調整する流量調整弁４と、濃縮水供給ラインＬ３を流通する濃縮水Ｗ４の一部を逆浸透膜装置３の上流側に還流する還流ラインＬ５と、濃縮水Ｗ４の流量と透過水Ｗ３の流量との比率を調整するように流量調整弁４を制御する制御装置１０とを更に備える。

そのため、濃縮水Ｗ４の流量と透過水Ｗ３の流量との比率を調整し、濃縮水Ｗ４の濃縮倍率を調整することができる。従って、濃縮水Ｗ４の濃縮倍率を所定範囲に調整して洗浄水供給システム１を運転することにより、ＲＯ膜表面でのシリカ析出による透過流束の低下を回避することができる。また、濃縮水Ｗ４の濃縮倍率を下げて運転することにより、被洗浄物の濯ぎに使用する透過水Ｗ３の純度を向上させることができる。

また、第１実施形態の洗浄水供給システム１は、濃縮水Ｗ４を貯留する濃縮水貯留タンク５と、濃縮水Ｗ４を洗浄水Ｗ５として送出する第１送出ポンプ６と、透過水Ｗ３を貯留する透過水貯留タンク８と、透過水Ｗ３を濯ぎ水Ｗ３として送出する第２送出ポンプ９とを更に備える。そのため、所定量の濃縮水Ｗ４を濃縮水貯留タンク５に貯留することができ、洗浄水Ｗ５を安定して供給することができる。また、所定量の透過水Ｗ３を透過水貯留タンク８に貯留することができ、濯ぎ水Ｗ３を安定して供給することができる。

次に、本発明の他の実施形態について説明する。他の実施形態については、主として、第１実施形態とは異なる点を中心に説明し、第１実施形態と同様の構成については、同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。他の実施形態において特に説明しない点は、第１実施形態についての説明が適宜適用又は援用される。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態の洗浄水供給システム１Ｂについて図２を参照しながら説明する。図２は、本発明の第２実施形態の洗浄水供給システム１Ｂを示す構成図である。

第２実施形態の洗浄水供給システム１Ｂは、原水Ｗ１がＭアルカリ成分を含まない場合や、原水Ｗ１がＭアルカリ成分を僅かに含んでいる場合において、原水Ｗ１をイオン交換処理し、得られた軟水を更に逆浸透膜処理することで、食器、医療用具、理科学機器等の被洗浄物を洗浄する洗浄水及び濯ぎ水を供給するものである。第２実施形態の洗浄水供給システム１Ｂは、前記第１実施形態の洗浄水供給システム１の加熱装置７に替えてアルカリ性薬剤添加装置１２を備える点が異なる。従って、第２実施形態においては、主としてアルカリ性薬剤添加装置１２について説明する。

図２に示すように、アルカリ性薬剤添加装置１２は、アルカリ性薬剤貯留部１２ａと、アルカリ性薬剤添加ポンプ１２ｂとを備えている。アルカリ性薬剤貯留部１２ａは、アルカリ性薬剤を貯留する。アルカリ性薬剤貯留部１２ａは、アルカリ性薬剤の貯留量を検出するレベルセンサを備えることが好ましい。

アルカリ性薬剤添加ポンプ１２ｂは、アルカリ性薬剤貯留部１２ａに貯留されたアルカリ性薬剤を、濃縮水供給ラインＬ３の添加部Ｊ２を介して濃縮水Ｗ４に送出し、添加する。アルカリ性薬剤添加ポンプ１２ｂは、制御装置１０と電気的に接続されている。アルカリ性薬剤添加ポンプ１２ｂは、制御装置１０によって運転（駆動及び停止）を制御される。濃縮水Ｗ４へのアルカリ性薬剤の添加量は、添加後の濃縮水Ｗ４のｐＨ値が目標値に維持されるように、アルカリ性薬剤添加装置１２の後段に設けたｐＨ値測定装置（図示せず）により測定されたｐＨ値に基づいて、制御装置１０によって制御される（例えば、フィードバック制御）。

アルカリ性薬剤は、濃縮水Ｗ４のｐＨ値を８以上に調整するものである。アルカリ性薬剤としては、主成分としてアルカリ金属の水酸化物（例えば、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等）を含むものが挙げられる。アルカリ性薬剤は、被洗浄物に付着した油脂の洗浄効果を高めるため、界面活性剤等の任意成分を含んでいてもよい。

次に、第２実施形態の洗浄水供給システム１Ｂによる洗浄方法（洗浄動作）について図２を参照しながら説明する。第２実施形態の洗浄水供給システム１Ｂによる洗浄方法は、第１実施形態の洗浄水供給システム１による洗浄方法と略同様であり、アルカリ性薬剤添加装置１２によるｐＨ値調整工程の動作が異なる。そのため、第１実施形態の洗浄水供給システム１による洗浄方法と同様の部分については重複説明を省略し、アルカリ性薬剤添加装置１２によるｐＨ値調整工程の動作について説明する。

ｐＨ値調整工程は、膜分離工程により製造され濃縮水供給ラインＬ３を流通する濃縮水Ｗ４に、アルカリ性薬剤添加装置１２によってアルカリ性薬剤を添加し、濃縮水Ｗ４のｐＨ値を８以上に調整する工程である。

濃縮水供給ラインＬ３を流通する濃縮水Ｗ４は、添加点Ｊ２においてアルカリ性薬剤を所定量添加される。このアルカリ性薬剤の添加により、原水Ｗ１がＭアルカリ成分を含まない場合や、原水Ｗ１がＭアルカリ成分を僅かに含んでいる場合においても、濃縮水Ｗ４のｐＨ値が確実に増加する。

以上のように、第２実施形態の洗浄水供給システム１Ｂによれば、前記第１実施形態の洗浄水供給システム１と同様の効果が奏されると共に、以下に示す各効果が奏される。
第２実施形態の洗浄水供給システム１Ｂは、原水Ｗ１から軟水Ｗ２を製造する軟水化装置２と、軟水Ｗ２から透過水Ｗ３及び濃縮水Ｗ４を製造する逆浸透膜装置３と、濃縮水Ｗ４を被洗浄物の洗浄水５として供給する濃縮水供給ラインＬ３及び洗浄水供給ラインＬ６と、透過水Ｗ３を被洗浄物の濯ぎ水Ｗ３として供給する透過水供給ラインＬ４と、濃縮水供給ラインＬ３を流通する濃縮水Ｗ４のｐＨ値を８以上に調整するように濃縮水Ｗ４にアルカリ性薬剤を添加するアルカリ性薬剤添加装置１２とを備える。そのため、原水Ｗ１がＭアルカリ成分を含まない場合や、原水Ｗ１がＭアルカリ成分を僅かに含んでいる場合においても、濃縮水Ｗ４のｐＨ値を確実に増加することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、前述した実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、前記第１実施形態において、流量調整弁４は、比例制御弁により流量を無段階に調整可能に構成されるものとして説明したが、これに制限されない。流量調整弁４は、濃縮水供給ラインＬ３に並列に配置された開閉弁により流量を段階的に調整可能に構成されてもよい。

また、前記第１実施形態において、加熱装置７には、電気ヒータを用いたが、濃縮水Ｗ４を所定温度まで加熱することができれば、これに制限されない。加熱装置７として熱交換器を用い、間接的に加熱することもできる。更に、加熱装置７は、濃縮水貯留タンク５に付属させることもでき、貯留された濃縮水Ｗ４を加熱するようにしてもよい。

また、前記第２実施形態において、アルカリ性薬剤は、濃縮水供給ラインＬ３を流通する濃縮水Ｗ４に添加するように構成しているが、軟水供給ラインＬ２を流通する軟水Ｗ２に添加するように構成してもよい。このように構成することにより、軟水Ｗ２のｐＨ値の増加によりシリカの溶解度が増加するので、濃縮に伴うＲＯ膜表面でのシリカの析出を確実に防止することができる。

また、前記第１実施形態及び前記第２実施形態において、透過水Ｗ３は、濯ぎ工程における濯ぎ水としてのみ使用されているが、洗浄工程における洗浄水の一部として使用してもよい。すなわち、洗浄工程を前洗浄工程及び後洗浄工程の２工程とし、前洗浄工程で被洗浄物を濃縮水Ｗ２で洗浄し、更に後洗浄工程で被洗浄物を透過水Ｗ３で洗浄するようにしてもよい。本発明における逆浸透膜装置３は、透過水Ｗ３の流量及び濃縮水Ｗ４の流量の比率を調整可能な流量調整弁４を備えているので、ユーザーが使用する洗浄装置のプロセスの要求に応じて、水質の異なる透過水Ｗ３及び濃縮水Ｗ４の製造量を任意に変更することができる。

次に、第１実施形態の洗浄水供給システム１により供給された濃縮水Ｗ４を用いて被洗浄物を洗浄した例について説明する。

〔実施例１〕
被洗浄物
ヘパリン添加羊血液に硫酸プロタミンを混和した人工血液を鉗子に塗布し、凝血させたものを被洗浄物とした。
洗浄操作
逆浸透膜装置３により、ｐＨ値が７．９の濃縮水Ｗ４を製造し、この濃縮水Ｗ４を加熱装置７によって５０℃に加熱してｐＨ値が８．８の洗浄水Ｗ５を製造した。加熱装置７としては、減圧沸騰可能な加熱装置（減圧沸騰洗浄器）を用いた。そして、製造した洗浄水Ｗ５に被洗浄物を浸漬し、洗浄水Ｗ５を流動させながら、５０℃の温度条件で１５分間洗浄を行った。
シリカ析出の確認
洗浄後の被洗浄物を目視で観察し、シリカ析出の有無を確認した。結果を表１に示す。
残留血液量の定量
洗浄後の被洗浄物を水酸化ナトリウム水溶液中で加熱し、被洗浄物に残留している人工血液を溶解させた。この溶解液（試験液）１容量に対し、ナカライテスク社製「プロテインアッセイＣＣＢ溶液（５倍濃縮）」を０．２５容量加えて撹拌し、１０分間静置した後、波長５９５ｎｍの吸光度を測定した。そして、予め作成しておいた検量線に基づいて、試験液中のタンパク質量を求め、残留血液量の指標とした。結果を表１に示す。なお、タンパク質量は、被洗浄物１個あたりの残留タンパク質量として示した。

〔比較例１〕
被洗浄物
ヘパリン添加羊血液に硫酸プロタミンを混和した人工血液を鉗子に塗布し、凝血させたものを被洗浄物とした。
洗浄操作
逆浸透膜装置３を使用せず、ｐＨ値が７．５の原水Ｗ１を加熱装置７によって５０℃に加熱してｐＨ値が８．５の比較用洗浄水を製造した。加熱装置７としては、減圧沸騰可能な加熱装置（減圧沸騰洗浄器）を用いた。そして、製造した比較用洗浄水に被洗浄物を浸漬し、比較用洗浄水を流動させながら、５０℃の温度条件で１５分間洗浄を行った。
シリカ析出の確認
洗浄後の被洗浄物を目視で観察し、シリカ析出の有無を確認した。結果を表１に示す。
残留血液量の定量
洗浄後の被洗浄物を水酸化ナトリウム水溶液中で加熱し、被洗浄物に残留している人工血液を溶解させた。この溶解液（試験液）１容量に対し、ナカライテスク社製「プロテインアッセイＣＣＢ溶液（５倍濃縮）」を０．２５容量加えて撹拌し、１０分間静置した後、波長５９５ｎｍの吸光度を測定した。そして、予め作成しておいた検量線に基づいて、試験液中のタンパク質量を求め、残留血液量の指標とした。結果を表１に示す。なお、タンパク質量は、被洗浄物１個あたりの残留タンパク質量として示した。

〔実施例２〕
被洗浄物
ＰＥＲＥＧ社製の内腔洗浄評価用インジケータ（商品名：ＴＯＳＩ ＬｕｍＣｈｅｃｋ）を専用デバイスに収容したものを被洗浄物とした。なお、当該インジケータは、人工血液として牛血精製物が塗布された状態で市販されている。
洗浄操作
逆浸透膜装置３により、ｐＨ値が７．９の濃縮水Ｗ４を製造し、この濃縮水Ｗ４を加熱装置７によって５０℃に加熱してｐＨ値が８．８の洗浄水Ｗ５を製造した。加熱装置７としては、減圧沸騰可能な加熱装置（減圧沸騰洗浄器）を用いた。そして、製造した洗浄水Ｗ５に被洗浄物を浸漬し、洗浄水Ｗ５を流動させながら、５０℃の温度条件で１５分間洗浄を行った。
シリカ析出の確認
洗浄後の被洗浄物を目視で観察し、シリカ析出の有無を確認した。結果を表２に示す。
残留血液量の定量
洗浄後の被洗浄物を水酸化ナトリウム水溶液中で加熱し、被洗浄物に残留している人工血液を溶解させた。この溶解液（試験液）１容量に対し、ナカライテスク社製「プロテインアッセイＣＣＢ溶液（５倍濃縮）」を０．２５容量加えて撹拌し、１０分間静置した後、波長５９５ｎｍの吸光度を測定した。そして、予め作成しておいた検量線に基づいて、試験液中のタンパク質量を求め、残留血液量の指標とした。結果を表２に示す。なお、残留タンパク質量は、被洗浄物１個あたりのタンパク質量として示した。

〔比較例２〕
被洗浄物
ＰＥＲＥＧ社製の内腔洗浄評価用インジケータ（商品名：ＴＯＳＩ ＬｕｍＣｈｅｃｋ）を専用デバイスに収容したものを被洗浄物とした。なお、当該インジケータは、人工血液として牛血精製物が塗布された状態で市販されている。
洗浄操作
逆浸透膜装置３を使用せず、ｐＨ値が７．５の原水Ｗ１を加熱装置７によって５０℃に加熱してｐＨ値が８．５の比較用洗浄水を製造した。加熱装置７としては、減圧沸騰可能な加熱装置（減圧沸騰洗浄器）を用いた。そして、製造した比較用洗浄水に被洗浄物を浸漬し、比較用洗浄水を流動させながら、５０℃の温度条件で１５分間洗浄を行った。
シリカ析出の確認
洗浄後の被洗浄物を目視で観察し、シリカ析出の有無を確認した。結果を表２に示す。
残留血液量の定量
洗浄後の被洗浄物を水酸化ナトリウム水溶液中で加熱し、被洗浄物に残留している人工血液を溶解させた。この溶解液（試験液）１容量に対し、ナカライテスク社製「プロテインアッセイＣＣＢ溶液（５倍濃縮）」を０．２５容量加えて撹拌し、１０分間静置した後、波長５９５ｎｍの吸光度を測定した。そして、予め作成しておいた検量線に基づいて、試験液中のタンパク質量を求め、残留血液量の指標とした。結果を表２に示す。なお、残留タンパク質量は、被洗浄物１個あたりのタンパク質量として示した。

〔評価〕
表１及び表２に示すように、実施例１及び実施例２は、シリカが濃縮された濃縮水Ｗ４を洗浄に使用しているにもかかわらず、シリカが濃縮されていない原水Ｗ１を洗浄に使用した比較例１及び比較例２と同様に、被洗浄物上にシリカの析出が見られなかった。また、実施例１は、比較例１に対して残留タンパク質量が６３％程度に抑制されており、被洗浄物に付着した血液の洗浄効果が高いことが分かる。更に、実施例２においても、比較例２に対して残留タンパク質量が７１％程度に抑制されており、被洗浄物に付着した血液の洗浄効果が高いことが分かる。

１，１Ｂ 洗浄水供給システム
２ 軟水化装置
３ 逆浸透膜装置
４ 流量調整弁
５ 濃縮水貯留タンク
６ 第１送出ポンプ（第１送出装置）
７ 加熱装置（ｐＨ値調整装置）
８ 透過水貯留タンク
９ 第２送出ポンプ（第２送出装置）
１０ 制御装置（流量調整弁制御部）
１２ アルカリ性薬剤添加装置（ｐＨ値調整装置）
Ｌ２ 軟水供給ライン
Ｌ３ 濃縮水供給ライン
Ｌ４ 透過水供給ライン
Ｌ５ 還流ライン
Ｌ６ 洗浄水供給ライン（濃縮水供給ライン）
Ｗ１ 原水
Ｗ２ 軟水
Ｗ３ 透過水（濯ぎ水）
Ｗ４ 濃縮水
Ｗ５ 洗浄水

Claims (5)

1. 原水に含まれる硬度成分を除去して軟水を製造する軟水化装置と、
   前記軟水化装置により製造される軟水を逆浸透膜により膜分離処理し、透過水及び濃縮水を製造する逆浸透膜装置と、
   前記逆浸透膜装置により製造される濃縮水を被洗浄物の洗浄水として供給する濃縮水供給ラインと、
   前記逆浸透膜装置により製造される透過水を前記被洗浄物の洗浄水又は濯ぎ水として供給する透過水供給ラインと、
   前記濃縮水供給ラインに設けられ、当該濃縮水供給ラインを流通する濃縮水のｐＨ値を８以上に調整するｐＨ値調整装置と、を備え、
   前記ｐＨ値調整装置は、原水に由来するＭアルカリ成分を含む濃縮水を加熱する加熱装置である洗浄水供給システム。
2. 前記軟水化装置により製造される軟水を前記逆浸透膜装置に供給する軟水供給ラインと、
   前記濃縮水供給ラインに設けられ濃縮水の流量を調整する流量調整弁と、
   前記濃縮水供給ラインにおける前記流量調整弁の上流側に一端が接続されると共に、前記軟水供給ラインにおける前記逆浸透膜装置の上流側に他端が接続され、前記濃縮水供給ラインを流通する濃縮水の一部を前記逆浸透膜装置の上流側に還流する還流ラインと、
   濃縮水の流量と透過水の流量との比率を調整するように前記流量調整弁を制御する流量調整弁制御部と、
   を更に備える請求項１に記載の洗浄水供給システム。
3. 前記濃縮水供給ラインに設けられ濃縮水を貯留する濃縮水貯留タンクと、
   前記濃縮水貯留タンクの下流側に設けられ該濃縮水貯留タンク内の濃縮水を洗浄水として送出する第１送出装置と、
   前記透過水供給ラインに設けられ透過水を貯留する透過水貯留タンクと、
   前記透過水貯留タンクの下流側に設けられ該透過水貯留タンク内の透過水を洗浄水又は濯ぎ水として送出する第２送出装置と、
   を更に備える請求項１又は２に記載の洗浄水供給システム。
4. 原水に含まれる硬度成分を除去して軟水を製造する軟水化工程と、
   前記軟水化工程により製造される軟水を逆浸透膜により膜分離処理し、透過水及び濃縮水を製造する膜分離工程と、
   前記膜分離工程により製造される濃縮水のｐＨ値を８以上に調整するｐＨ値調整工程と、
   前記ｐＨ値調整工程によりｐＨ値が調整される濃縮水を使用して被洗浄物を洗浄する洗浄工程と、
   前記膜分離工程により製造される透過水を使用して、前記洗浄工程を経た前記被洗浄物を濯ぐ濯ぎ工程と、を含み、
   前記ｐＨ値調整工程は、原水に由来するＭアルカリ成分を含む濃縮水を加熱することによりｐＨ値を調整する洗浄方法。
5. 原水に含まれる硬度成分を除去して軟水を製造する軟水化工程と、
   前記軟水化工程により製造される軟水を逆浸透膜により膜分離処理し、透過水及び濃縮水を製造する膜分離工程と、
   前記膜分離工程により製造される濃縮水のｐＨ値を８以上に調整するｐＨ値調整工程と、
   前記ｐＨ値調整工程によりｐＨ値が調整される濃縮水を使用して被洗浄物を洗浄する前洗浄工程と、
   前記膜分離工程により製造される透過水を使用して、前記前洗浄工程を経た前記被洗浄物を洗浄する後洗浄工程と、
   前記膜分離工程により製造される透過水を使用して、前記後洗浄工程を経た前記被洗浄物を濯ぐ濯ぎ工程と、を含み、
   前記ｐＨ値調整工程は、原水に由来するＭアルカリ成分を含む濃縮水を加熱することによりｐＨ値を調整する洗浄方法。

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