JP6727280B2 - Filtration device, pharmaceutical purified water manufacturing device, and pharmaceutical purified water manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、濾過装置等に関し、より詳しくは、被処理水を逆浸透膜に通して精製する逆浸透膜部を備える濾過装置等に関する。 The present invention relates to a filtration device and the like, and more particularly to a filtration device and the like provided with a reverse osmosis membrane portion for purifying water to be treated through a reverse osmosis membrane.
例えば、医薬品の製造を行うには、製薬用の水である精製水を用いることが決められている。この医薬精製水は、被処理水を逆浸透膜等の濾過膜を利用した濾過手段により精製することで製造されることがある。そして濾過手段を複数透過する構成とすることで被処理水に含まれる不純物の濃度をより小さくすることができる。 For example, it has been decided to use purified water, which is water for pharmaceuticals, to manufacture pharmaceuticals. This purified water for medicine may be produced by purifying the water to be treated by a filtration means utilizing a filtration membrane such as a reverse osmosis membrane. The concentration of impurities contained in the water to be treated can be further reduced by adopting a structure in which a plurality of filtering means are permeated.
特許文献1には、第1、第2MF膜モジュールとRO膜モジュールとを直接的に連絡する連絡ラインには、RO送液ポンプが設けられており、RO送液ポンプの吸い込み側には圧力センサが設けられて、また、RO膜モジュールの1次側とMF膜モジュールの2次側とは逆洗ラインによって連絡され、第2MF膜モジュールを逆洗する際には、RO送液ポンプは吸い込み圧が所定の設定圧力を維持するように駆動制御される濾過装置が開示されている。 In Patent Document 1, an RO liquid feed pump is provided in a connection line that directly connects the first and second MF membrane modules and the RO membrane module, and a pressure sensor is provided on the suction side of the RO liquid feed pump. Is provided, and the primary side of the RO membrane module and the secondary side of the MF membrane module are connected by a backwash line, and when backwashing the second MF membrane module, the RO liquid feed pump sucks up the suction pressure. There is disclosed a filtration device in which the drive control is performed so as to maintain a predetermined set pressure.
しかしながら、濾過装置として、途中で中間タンク等で貯留せず3つ以上の濾過手段を直列に接続する多段構成としたときに、被処理水を透過させる際の制御が困難となる場合がある。
本発明の目的は、濾過装置を、中間タンク等により途中で貯留することを行わず3つ以上の濾過手段を直列に接続する多段構成としたときでも、被処理水を透過させる際の制御がより容易となる濾過装置等を提供しようとするものである。
However, when the filtration device has a multi-stage configuration in which three or more filtration means are connected in series without being stored in an intermediate tank or the like on the way, it may be difficult to control the permeation of the water to be treated.
The object of the present invention is to control the permeation of the water to be treated even when the filtration device has a multi-stage structure in which three or more filtration means are connected in series without storing in the middle with an intermediate tank or the like. The present invention intends to provide a filter device and the like that can be made easier.
かくして本発明によれば、途中で貯留することなく濾過膜に被処理水または透過水を透過させる3つ以上の濾過手段と、3つ以上の濾過手段のそれぞれの前段に設けられ、3つ以上の濾過手段のうち最終段の濾過手段を除く濾過手段に対しては透過水の圧力が予め定められた範囲内となるように水を送出し、最終段の濾過手段に対しては透過水の流量が予め定められた範囲内となるように水を送出する3つ以上の送出手段と、を備えることを特徴とする濾過装置が提供される。 Thus, according to the present invention, three or more filtering means that allow the water to be treated or the permeated water to pass through the filtration membrane without being stored in the middle, and three or more filtering means provided in front of each of the three or more filtering means are provided. Of the filtration means except the filtration means at the final stage, water is delivered so that the pressure of the permeated water falls within a predetermined range, and the filtration means at the final stage is subjected to permeated water. A filtering device comprising: three or more delivery means for delivering water so that the flow rate is within a predetermined range.
また本発明によれば、被処理水を濾過膜を透過させることで精製を行なう第1の濾過手段と、第1の濾過手段を透過した第1の透過水を、貯留することなく濾過膜を透過させることでさらに精製を行なう第2の濾過手段と、第2の濾過手段を透過した第2の透過水を、貯留することなく濾過膜を透過させることでさらに精製を行なう第3の濾過手段と、第1の濾過手段に対し、被処理水を送出する第1の送出手段と、第2の濾過手段に対し、第1の透過水を送出する第2の送出手段と、第3の濾過手段に対し、第2の透過水を送出する第3の送出手段と、第1の送出手段を第1の透過水の圧力が予め定められた範囲内となるようにするとともに第3の送出手段を第3の濾過手段を透過した第3の透過水の流量が予め定められた範囲内となるようにする制御手段と、を備えることを特徴とする濾過装置が提供される。 Further, according to the present invention, the first filtration means for purifying the water to be treated through the filtration membrane and the first permeated water which has passed through the first filtration means can be filtered without being stored. Second filtering means for further purification by permeation and third filtering means for further purification by permeating the second permeated water which has permeated the second filtration means without being stored. A first delivery means for delivering the water to be treated to the first filtration means, a second delivery means for delivering the first permeated water to the second filtration means, and a third filtration means. Third delivery means for delivering the second permeated water to the means, and first delivery means so that the pressure of the first permeated water is within a predetermined range and third delivery means. And a control means for controlling the flow rate of the third permeated water that has passed through the third filtration means to fall within a predetermined range.
さらに本発明によれば、被処理水を精製し、製薬用の水である精製水を製造する医薬精製水製造装置であって、被処理水中の遊離塩素を除去する遊離塩素除去部と、被処理水を濾過する濾過部と、を備え、濾過部は、被処理水を濾過膜を透過させることで精製を行なう第1の濾過手段と、第1の濾過手段を透過した第1の透過水を、貯留することなく濾過膜を透過させることでさらに精製を行なう第2の濾過手段と、第2の濾過手段を透過した第2の透過水を、貯留することなく濾過膜を透過させることでさらに精製を行なう第3の濾過手段と、第1の濾過手段に対し、被処理水を送出する第1の送出手段と、第2の濾過手段に対し、第1の透過水を送出する第2の送出手段と、第3の濾過手段に対し、第2の透過水を送出する第3の送出手段と、第1の送出手段を第1の透過水の圧力が予め定められた範囲内となるようにするとともに第3の送出手段を第3の濾過手段を透過した第3の透過水の流量が予め定められた範囲内となるようにする制御手段と、を備えることを特徴とする医薬精製水製造装置が提供される。 Further, according to the present invention, a medical purified water production apparatus for purifying treated water to produce purified water which is water for pharmaceutical use, wherein a free chlorine removing section for removing free chlorine in the treated water, A first filtering means for purifying the water to be treated through the filtration membrane; and a first permeated water that has passed through the first filtering means. A second filtering means for further refining by permeating the filtration membrane without storing and a second permeated water that has permeated the second filtering means through the filtration membrane without storing. Third filtering means for further purification, first sending means for sending treated water to the first filtering means, and second sending means for sending the first permeated water to the second filtering means. Of the first permeated water and the third delivery means for delivering the second permeated water to the third filtration means, and the pressure of the first permeated water within the predetermined range. And a control means for controlling the third delivery means so that the flow rate of the third permeated water that has passed through the third filtration means falls within a predetermined range. A water production device is provided.
ここで、第1の濾過手段および第2の濾過手段は、逆浸透膜を使用して濾過を行うようにすることができる。 Here, the first filtering means and the second filtering means may perform filtration using a reverse osmosis membrane.
またさらに本発明によれば、被処理水を精製し、製薬用の水である精製水を製造する医薬精製水の製造方法であって、被処理水中の遊離塩素を除去する遊離塩素除去工程と、濾過膜を備える第1の濾過手段に、被処理水を透過させる第1の濾過工程と、濾過膜を備える第2の濾過手段に、第1の濾過手段を透過した第1の透過水を貯留することなく透過させる第2の濾過工程と、濾過膜を備える第3の濾過手段に、第2の濾過手段を透過した第2の透過水を貯留することなく透過させる第3の濾過工程と、第1の濾過手段に対し被処理水を送出する第1の送出手段を用い、第1の透過水の圧力が予め定められた範囲内となるように被処理水を送出する第1の送出工程と、第3の濾過手段に対し第2の透過水を送出する第3の送出手段を用い、第3の濾過手段を透過した第3の透過水の流量が予め定められた範囲内となるように第2の透過水を送出する第3の送出工程と、を含むことを特徴とする医薬精製水の製造方法が提供される。 Furthermore, according to the present invention, the method for producing purified water for purifying the water to be treated and producing purified water which is water for pharmaceutical use, comprising a free chlorine removing step for removing free chlorine in the water for treatment. A first filtration step of permeating the water to be treated through the first filtration means having a filtration membrane, and a second filtration means comprising the filtration membrane of the first permeated water having passed through the first filtration means. A second filtration step of allowing permeation without storage, and a third filtration step of allowing the second permeate that has permeated through the second filtration means to permeate without storage through a third filtration means provided with a filtration membrane. A first delivery means for delivering the treated water to the first filtering means using the first delivery means for delivering the treated water so that the pressure of the first permeated water is within a predetermined range. Using the process and the third delivery means for delivering the second permeated water to the third filtration means, the flow rate of the third permeated water that has passed through the third filtration means is within a predetermined range. A third delivery step of delivering the second permeated water as described above is provided.
本発明によれば、濾過装置を、中間タンク等により途中で貯留せず、3つ以上の濾過手段を直列に接続する多段構成としたときでも、被処理水を透過させる際の制御がより容易となる濾過装置等を提供することができる。 According to the present invention, even when the filtration device has a multi-stage configuration in which three or more filtration means are connected in series without storing in the middle with an intermediate tank or the like, it is easier to control the permeation of the water to be treated. It is possible to provide a filtration device and the like.
以下、本発明を実施するための形態(以下、発明の実施の形態)について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することが出来る。また、使用する図面は本実施の形態を説明するためのものであり、実際の大きさを表すものではない。 Hereinafter, modes for carrying out the invention (hereinafter, embodiments of the invention) will be described in detail. It should be noted that the present invention is not limited to the following embodiments, and can be variously modified and implemented within the scope of the gist thereof. Further, the drawings used are for explaining the present embodiment and do not show the actual size.
以下、図面に基づき、本実施の形態が適用される医薬精製水製造装置について説明を行う。 Hereinafter, based on the drawings, a pharmaceutical purified water manufacturing apparatus to which the present embodiment is applied will be described.
図1は、本実施の形態が適用される医薬精製水製造装置について説明した図である。
図示する医薬精製水製造装置の一例である精製水製造ユニット1は、被処理水を精製し、医薬精製水とする装置である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a pharmaceutical purified water manufacturing apparatus to which the present embodiment is applied.
A purified water production unit 1 which is an example of the illustrated purified drug water producing apparatus is an apparatus for purifying treated water to obtain purified drug water.
本実施の形態では、被処理水は、例えば、日本薬局方の医薬品各条で規定されている常水である。この常水は、水道法第4条に基づく水質基準に適合することが求められている。より具体的には、水質基準として、平成15年厚生労働省令第101号により50項目が定められている。またこの基準と併せてアンモニウムが、「0.05mg/L以下」の規格に適合することが求められる。 In the present embodiment, the water to be treated is, for example, normal water defined in each article of the Japanese Pharmacopoeia. This ordinary water is required to comply with the water quality standards based on Article 4 of the Water Supply Act. More specifically, as water quality standards, there are 50 items specified by the Ordinance No. 101 of the Ministry of Health, Labor and Welfare in 2003. In addition to this standard, ammonium is required to meet the standard of "0.05 mg/L or less".
常水としては、例えば、水道水や消毒処理を施した井水が用いられる。そのため常水には、消毒のために使用された塩素剤に起因する遊離塩素が含まれるのが通常である。塩素剤としては、例えば、次亜塩素酸ナトリウム(NaClO)が用いられる。そしてこれに起因する遊離塩素としては、次亜塩素酸(HOCl)、次亜塩素酸イオン(OCl−)等が挙げられる。 As the ordinary water, for example, tap water or well water that has been sterilized is used. Therefore, normal water usually contains free chlorine derived from the chlorine agent used for disinfection. As the chlorine agent, for example, sodium hypochlorite (NaClO) is used. Examples of free chlorine resulting from this include hypochlorous acid (HOCl), hypochlorite ion (OCl − ), and the like.
本実施の形態で医薬精製水は、製薬用の水であり、日本薬局方の医薬品各条で規定されている精製水である。この精製水は、有機体炭素が0.50mg/L以下であるとともに、導電率(25℃)が2.1μS/cm以下である基準を満たす水であることが必要である。精製水は、原薬の製造、製剤における溶解剤、製薬機器の洗浄、試薬試液の調整、医療器具の洗浄、コンタクトレンズの洗浄剤保存剤の調整等の用途に用いられる。 In the present embodiment, the purified water for medicine is water for pharmaceutical use and is the purified water specified in each article of pharmaceuticals in the Japanese Pharmacopoeia. The purified water needs to have a content of organic carbon of 0.50 mg/L or less and a conductivity (25° C.) of 2.1 μS/cm or less. Purified water is used for manufacturing drug substances, dissolving agents in preparations, washing of pharmaceutical equipment, preparation of reagent test solutions, washing of medical equipment, preparation of preservatives for detergents for contact lenses, and the like.
図示するように精製水製造ユニット1は、原水である被処理水を貯留する原水タンク20と、被処理水の温度を調整する加温装置30と、被処理水に含まれる遊離塩素を除去する活性炭塔40と、活性炭塔40を通過した被処理水から固形分を除去するプレフィルタ50と、被処理水を精製するRO(Reverse Osmosis Membrane:逆浸透膜)ユニット60と、精製された後の医薬精製水を貯留する貯留タンク70と、精製水製造ユニット1全体を制御する制御ユニット80とを備える。原水タンク20、加温装置30、活性炭塔40、プレフィルタ50、ROユニット60、および貯留タンク70は、ステンレスや樹脂等からなる配管H2、H3、H4、H5、H6により直列に接続される。また貯留タンク70からは、貯留タンク70から医薬精製水を供給し、ユースポイントを経て、再び貯留タンク70に戻るループ配管Rが備えられる。そして配管H2の途中には、ポンプP1が設けられ、ループ配管Rには、ポンプP2が設けられる。
As shown in the figure, the purified water production unit 1 removes free chlorine contained in the
本実施の形態では、被処理水として水道水を用いる。そのため所定の水圧を既に有しており、この水圧を利用して、被処理水は、まず原水タンク20に入る。
In this embodiment, tap water is used as the water to be treated. Therefore, it already has a predetermined water pressure, and by utilizing this water pressure, the water to be treated first enters the
原水タンク20は、被処理水を一時的に貯留する。そしてポンプP1を駆動することで原水タンク20から後段の装置に被処理水を送出する。
The
加温装置30は、例えば、熱交換器を備える装置である。そして熱交換器に、例えば、蒸気を供給することで、被処理水との間で熱交換を行い被処理水を加温する。被処理水の温度は、例えば、5℃である。加温装置30では、通常の運転時においては、被処理水を例えば、25℃まで加温して、後述する逆浸透膜(RO膜)などの性能を向上させる。
The
また加温装置30を使用することで、後段の装置や配管の殺菌を行うことができる。この際は、加温装置30は、被処理水を例えば、85℃に加温し熱水として供給する。これにより後段の装置や配管を熱殺菌することができる。なお原水タンク20内の被処理水には、遊離塩素が原水タンク20では除去されず残存するため、原水タンク20の殺菌の必要はない。対して、詳しくは後述するが、活性炭塔40では遊離塩素が除去されるため、加温装置30の後段の装置や配管は、定期的に殺菌する必要がある。
Further, by using the
活性炭塔40は、遊離塩素除去部の一例であり、内部に活性炭を充填する装置である。そして被処理水を活性炭に通水することで、被処理水に含まれる遊離塩素を除去する。活性炭塔40で使用する活性炭は、特に限定されるものではない。例えば、活性炭には、活性炭を製造するための原料により、石炭系活性炭とヤシガラ活性炭に大別されるが、何れも使用することができる。ただし、溶出するおそれがより少ないという点で活性炭に含まれる不純物はできるだけ少ない方が好ましい。
The activated
なお被処理水に含まれる遊離塩素を除去する機能を有する装置であれば、活性炭塔40ではなく他の装置であってもよい。例えば、亜硫酸ソーダを使用して被処理水中の遊離塩素を還元する装置や、紫外線の照射で遊離塩素を分解する装置であってもよい。
It should be noted that any device other than the activated
プレフィルタ50は、微粒子等の固形分を除去する。本実施の形態の場合、活性炭塔40で活性炭の微粒子が生じる場合がある。そして活性炭の微粒子は、そのまま後段のROユニット60に通水したときに、逆浸透膜を閉塞させることがあるため、プレフィルタ50で予め活性炭の微粒子を除去する。
The pre-filter 50 removes solids such as fine particles. In the case of the present embodiment, fine particles of activated carbon may be generated in the activated
ROユニット60は、逆浸透膜(RO膜)を備える装置であり、濾過装置および濾過部の一例である。ROユニット60は、逆浸透膜により被処理水中に含まれる不純物を濾過し、被処理水の精製を行う。本実施の形態で、逆浸透膜は、濾過膜の一例である。
逆浸透膜は、概ね1nm〜2nmの大きさの孔が多数形成された膜であり、水は透過するが、イオンは透過しない性質を有する。そのため被処理水から不純物である塩類やイオンを除去し、精製を行なうことができる。逆浸透膜としては、例えば、ポリアミド膜が例示される。
The
The reverse osmosis membrane is a membrane in which a large number of pores having a size of approximately 1 nm to 2 nm are formed, and has a property of allowing water to pass therethrough but not allowing ions to pass therethrough. Therefore, impurities such as salts and ions can be removed from the water to be treated for purification. As the reverse osmosis membrane, for example, a polyamide membrane is exemplified.
貯留タンク70は、ROユニット60を透過して医薬精製水となった水を貯留する。そして医薬精製水は、ポンプP2を駆動することで、貯留タンク70からループ配管Rにより各ユースポイントに送られる。
The
次にROユニット60についてさらに詳細に説明を行う。
図2(a)は、本実施の形態のROユニット60について、概略的に示した図である。
本実施の形態では、ROユニット60は、途中で貯留することなく濾過膜に被処理水または透過水を透過させる複数の濾過手段の一例である複数のRO装置を備える。この場合、濾過膜は、逆浸透膜(RO膜)に対応する。図示する例では、RO装置62とRO装置64の2つのRO装置を備える。
Next, the
FIG. 2A is a diagram schematically showing the
In the present embodiment, the
RO装置62は、被処理水を濾過膜を透過させることで精製を行なう第1の濾過手段の一例である。そしてRO装置62からは、逆浸透膜を透過した後の水である第1の透過水と逆浸透膜を透過しなかった第1の濃縮水が排出される。第1の透過水は、不純物が除去され精製された水である。また第1の濃縮水は、不純物が濃縮された水である。
The
RO装置64は、RO装置62を透過した第1の透過水を、貯留することなく濾過膜を透過させることでさらに精製を行なう第2の濾過手段の一例である。RO装置64からは、逆浸透膜を透過した後の水である第2の透過水と逆浸透膜を透過しなかった第2の濃縮水が排出される。第2の透過水は、不純物がさらに除去され精製された水である。また第2の濃縮水は、不純物が濃縮された水である。
The
また本実施の形態のROユニット60は、複数のRO装置のそれぞれの前段に設けられる複数の送出手段の一例である複数のポンプが設けられる。図示する例では、ポンプ61とポンプ63の2つのポンプを備える。
Further, the
ポンプ61は、RO装置62に対し、被処理水を送出する第1の送出手段の一例である。またポンプ63は、RO装置64に対し、被処理水を送出する第2の送出手段の一例である。
The
さらに本実施の形態では、ROユニット60は、RO装置62を透過した第1の透過水の圧力を測定する圧力センサ62Pと、第2の透過水の流量を測定する流量センサ64Fとを備える。
Further, in the present embodiment, the
本実施の形態では、ポンプ61、RO装置62、ポンプ63、RO装置64は、直列に接続される。RO装置を多段構成(この場合、2段構成)とすることで、被処理水を精製した後の医薬精製水の純度を向上することができる。またRO装置62を透過した水は、中間タンク等で貯留されずにRO装置64に達する。これによりROユニット60の設置スペースと設備の製造費用を低減することができる。
In the present embodiment, the
なお図2(c)に図示するように、濃縮水を更にRO膜や別のRO装置で処理する場合もある。これは、水の回収率を高めたり、濃縮水中に有価物が含まれる場合に有価物の濃縮倍率を高めるために2段濃縮する場合に採用される。ただしこの形態は、ここでは、RO装置が多段構成になっているとは呼ばない。 As shown in FIG. 2C, the concentrated water may be further processed by an RO membrane or another RO device. This is adopted in the case of performing two-stage concentration in order to increase the recovery rate of water or to increase the concentration ratio of valuables when the concentrated water contains valuables. However, this form is not referred to herein as the RO device having a multi-stage configuration.
さらに本実施の形態では、複数のポンプに対し、複数のRO装置のうち最終段のRO装置を除くRO装置に対しては透過水の圧力が予め定められた範囲内となるように水を送出し、最終段のRO装置に対しては透過水の流量が予め定められた範囲内となるように水を送出する制御を行う。即ち、複数のRO装置のうち最も下流側のRO装置に対しては、このRO装置の透過水の流量が予め定められた範囲内となるように、このRO装置のすぐ前段にあるポンプを制御する。また最も下流側のRO装置以外のRO装置に対しては、透過水の圧力が予め定められた範囲内となるように、それぞれのすぐ前段にあるポンプを制御する。 Further, in the present embodiment, the water is delivered to the plurality of pumps so that the pressure of the permeated water is within a predetermined range for the RO devices other than the final-stage RO device among the plurality of RO devices. Then, the RO device at the final stage is controlled to send out water so that the flow rate of permeated water falls within a predetermined range. That is, for the most downstream RO device of the plurality of RO devices, the pump immediately before the RO device is controlled so that the flow rate of the permeate of the RO device falls within a predetermined range. To do. Further, for the RO devices other than the most downstream RO device, the pumps immediately before the RO devices are controlled so that the pressure of the permeated water is within a predetermined range.
より具体的には、図2(a)の例では、制御ユニット80は、ポンプ61をRO装置62を透過した第1の透過水の圧力が予め定められた範囲内となるように制御し、ポンプ63をRO装置64を透過した第2の透過水の流量が予め定められた範囲内となるように制御する。図2(a)では、圧力を予め定められた範囲内となる制御を出口PIC制御として図示し、流量を予め定められた範囲内となる制御を出口FIC制御として図示している。
More specifically, in the example of FIG. 2A, the
実際には、ポンプ61およびポンプ63は、インバータ制御されており、この制御を制御ユニット80で行う。即ち、制御ユニット80は、制御手段として機能する。
In reality, the
なお図2(a)では、RO装置が2つで、ポンプが2つの場合について示したが、それぞれが3つの場合を図2(b)に示す。この場合、Pで示したポンプのうち最終段のポンプを除く前段2つのポンプについては、それぞれのポンプが被処理水を送出するRO装置の透過水の圧力が予め定められた範囲内となる制御を行う。また最終段のポンプである3つ目のポンプについては、このポンプが被処理水を送出する最終段のRO装置の透過水の流量が予め定められた範囲内となる制御を行う。なおポンプやRO装置が4つ以上になった場合も同様である。 Although FIG. 2A shows the case where there are two RO devices and two pumps, FIG. 2B shows the case where there are three RO devices. In this case, regarding the two pumps in the previous stage excluding the pump in the final stage among the pumps indicated by P, control is performed so that the pressure of the permeated water of the RO device to which each pump sends the treated water falls within a predetermined range. I do. As for the third pump, which is the last-stage pump, this pump is controlled so that the flow rate of the permeated water of the final-stage RO device that sends the water to be treated falls within a predetermined range. The same applies when there are four or more pumps and RO devices.
従来は、RO装置を多段構成とした場合、それぞれのRO装置に被処理水を送出するポンプに対し、全て透過水の流量が予め定められた範囲内となる制御を行うのが一般的である。
しかしながらこのような制御を行った場合、以下の(1)〜(3)で説明する問題が生じやすい。
Conventionally, when the RO devices have a multi-stage configuration, it is common to control the pumps that deliver the water to be processed to the respective RO devices so that the flow rate of all the permeated water is within a predetermined range. ..
However, when such control is performed, the problems described in (1) to (3) below are likely to occur.
(1)精製水製造ユニット1を起動する際には、上流側から下流側に順次各装置を起動していく。この際、ROユニット60は、まずポンプ61を起動してRO装置62に被処理水を送出した後、次にポンプ63を起動してRO装置64に被処理水を送出する。この場合、ポンプ61を起動する際には、RO装置62の逆浸透膜による抵抗が生じる。そしてまだポンプ63が起動していないため、さらに大きな抵抗が生じる。このときポンプ61に対して第1の透過水の流量が予め定められた範囲内となるように制御した場合、ポンプ61の負荷がより大きくなる制御を行うことになる。この場合、第1の透過水の圧力が急上昇し、圧力センサ62Pが過大な圧力を検知し、その結果、装置の圧力破損を回避するために、制御ユニット80がROユニット60を緊急停止することがある。この場合、制御ユニット80は、圧力センサ62Pの検知した圧力が予め定められた値を超えた場合、装置を緊急停止する制御を行う。
(1) When activating the purified water production unit 1, each device is activated sequentially from the upstream side to the downstream side. At this time, the
(2)また(1)の緊急停止が生じなかった場合でも、ポンプ63を起動した際に、ポンプ61に対して第1の透過水の流量が予め定められた範囲内となるように制御した場合、第1の透過水の量が不足する。そしてこの場合、圧力センサ62Pが負圧を検知し、負圧キャビテーションによる装置の破損を回避するため、制御ユニット80がROユニット60を緊急停止することがある。この場合、制御ユニット80は、圧力センサ62Pの検知した圧力が予め定められた陽圧に満たない場合、装置を緊急停止する制御を行う。
(2) Even when the emergency stop of (1) does not occur, when the
(3)さらに逆浸透膜の経年変化や被処理水の水温変化により、第1の濃縮水および第2の濃縮水の流量が変化することがある。そのためこの流量を所定の流量に調整しようとした場合にも、上記(1)〜(2)の現象が生じることがある。そのため流量調整の作業には細心の注意が必要となり、運転管理がより困難となる。 (3) Further, the flow rates of the first concentrated water and the second concentrated water may change due to the secular change of the reverse osmosis membrane and the water temperature change of the water to be treated. Therefore, even when trying to adjust this flow rate to a predetermined flow rate, the above phenomena (1) and (2) may occur. Therefore, it is necessary to pay close attention to the work of adjusting the flow rate, which makes operation management more difficult.
(1)〜(3)の問題は、中間タンク等を設けず、貯留することなくRO装置を多段構成とした場合に、ポンプ61をRO装置62を透過した第1の透過水の流量が予め定められた範囲内となるように制御するために生じる現象である。
よって本実施の形態では、ポンプ61に対し、RO装置62を透過した第1の透過水の圧力が予め定められた範囲内となるように制御する。このようにした場合、上記(1)の場合は、第1の透過水の圧力が上昇したときに、ポンプ61によって、RO装置62に送り込む被処理水をより少なくする制御が行われ、第1の透過水の圧力が過大となりにくくなる。さらに(2)の場合は、第1の透過水の圧力が低下するのを防ぐために、ポンプ61によって、より多くの被処理水をRO装置62に送り込む制御が行われるので、ポンプ63の入口が陽圧に保たれ装置の運転が継続できる。また同様にして(3)の問題も生じにくくなる。
The problems of (1) to (3) are that the flow rate of the first permeated water that has passed through the
Therefore, in the present embodiment, the
次に精製水製造ユニット1の動作について説明を行なう。
図3は、精製水製造ユニット1の動作について説明したフローチャートである。
以下、図1〜図3に基づき、精製水製造ユニット1の動作について説明を行なう。
Next, the operation of the purified water production unit 1 will be described.
FIG. 3 is a flowchart explaining the operation of the purified water manufacturing unit 1.
Hereinafter, the operation of the purified water production unit 1 will be described with reference to FIGS.
まず被処理水を原水タンク20に導入し、原水タンク20で一時的に貯留する(ステップ101)。
First, the water to be treated is introduced into the
そして、活性炭塔40等を殺菌する必要があるかを判断する(ステップ102)。殺菌の時期は、通水時間や通水量により判断することができる。そして殺菌する必要がある場合(ステップ102でYes)、ポンプP1で被処理水を加温装置30で熱水にして供給し、殺菌を行う(ステップ103)。殺菌後は、ステップ101に戻る。
Then, it is determined whether the activated
一方、殺菌する必要がない場合(ステップ102でNo)、加温装置30で一定の温度まで加温し、活性炭塔40に送る(ステップ104)。
そして被処理水中の活性炭塔40で被処理水中の遊離塩素を除去する(ステップ105:遊離塩素除去工程)。さらに被処理水中の微粒子をプレフィルタ50で取り除く(ステップ106)。
On the other hand, when it is not necessary to sterilize (No in step 102), the warming
Then, free chlorine in the water to be treated is removed by the activated
次にROユニット60が、被処理水の精製を行う。
このとき制御ユニット80は、ポンプ61をRO装置62を透過した第1の透過水の圧力が予め定められた範囲内となるように制御する(ステップ107:第1の送出工程)。これにより被処理水は、RO装置62を透過し、逆浸透膜により濾過が行われる(ステップ108:第1の濾過工程)。
また制御ユニット80は、ポンプ63をRO装置64を透過した第2の透過水の流量が予め定められた範囲内となるように制御する(ステップ109:第2の送出工程)。これにより被処理水は、RO装置64を透過し、逆浸透膜により濾過が行われる(ステップ110:第2の濾過工程)。
Next, the
At this time, the
Further, the
ROユニット60を透過した水は、医薬精製水として、貯留タンク70に貯留される(ステップ111)。
The water that has passed through the
以上詳述した精製水製造ユニット1は、濾過手段として逆浸透膜を使用したRO装置を使用した例について説明したが、これに限られるものではなく、濾過機能を有するものであれば特に限られるものではない。例えば、限外濾過膜を使用したUF(Ultrafiltration Membrane)装置であってもよい。 In the purified water production unit 1 described in detail above, an example in which an RO device using a reverse osmosis membrane is used as the filtering means has been described, but the present invention is not limited to this and is particularly limited as long as it has a filtering function. Not a thing. For example, a UF (Ultrafiltration Membrane) device using an ultrafiltration membrane may be used.
また以上詳述した精製水製造ユニット1では、被処理水の精製を行う装置としてROユニット60を使用したが、例えば、ROユニット60の後段にEDI(Electrodeionization:連続電気再生式純水装置)ユニットを設けるなど、他の装置を併用してもよい。
またROユニット60のRO装置等の濾過手段の間に脱気膜や保安フィルタなどを設けるようにしてもよい。
Further, in the purified water production unit 1 described above in detail, the
In addition, a deaeration membrane, a safety filter, or the like may be provided between the filtration means such as the RO device of the
さらに上述した例では、最終段のRO装置に対しては透過水の流量が予め定められた範囲内となるように水を送出する制御を行っていたが、これは必須ではない。つまり最終段以外の他のRO装置に対しては透過水の圧力が予め定められた範囲内となるように水を送出する制御を行えば、通水が安定化し、最終段のRO装置については制御が必要でない場合がある。 Further, in the above-described example, the control is performed to send the water to the final-stage RO device so that the flow rate of the permeated water is within the predetermined range, but this is not essential. In other words, if control is performed so that the pressure of the permeated water is set to fall within a predetermined range for the RO devices other than the final stage, the water flow is stabilized, and the RO devices at the final stage are Control may not be needed.
さらに上述した例では、ROユニット60は、医薬精製水の製造のために使用したが、これに限られるものではない。例えば、純水の製造や海水の淡水化を行うために使用することができる。
Furthermore, in the above-mentioned example, the
以下、本発明を実施例を用いてより詳細に説明するが、本発明は、その要旨を越えない限りこれらの実施例により限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples as long as the gist thereof is not exceeded.
(実施例1)
本実施例では、精製水製造ユニット1として、図1、図2(a)に示したものを用いた。
このうちROユニット60のRO装置62の逆浸透膜として、日東電工株式会社製のNTR−759HRを使用した。これはスパイラル型8インチ合成複合膜を備える。そしてこれを20本使用し、4本ずつ5つのFRPベッセルに充填した。そしてこのうち3ベッセルを1stバンク、2ベッセルを2stバンクとして構成した。
またポンプ61として、インバータ制御のポンプを用意した。これは、25.8m3/h×130mH×18.5kWの能力を有する。
(Example 1)
In this embodiment, the purified water production unit 1 shown in FIGS. 1 and 2(a) was used.
Of these, NTR-759HR manufactured by Nitto Denko Corporation was used as the reverse osmosis membrane of the
An inverter-controlled pump was prepared as the
またRO装置64の逆浸透膜として、同様に日東電工株式会社製のNTR−759HRを使用した。そしてこれを16本使用し、4本ずつ4つのFRPベッセルに充填した。そしてこのうち3ベッセルを1stバンク、1ベッセルを2stバンクとして構成した。
またポンプ63として、インバータ制御のポンプを用意した。これは、16.6m3/h×137mH×11kWの能力を有する。
Further, as the reverse osmosis membrane of the
An inverter-controlled pump was prepared as the
またRO装置62とRO装置64との間には、ポリポア株式会社製の脱気膜(X50・10”×28”)を設けた。
A degassing membrane (X50·10″×28″) manufactured by Polypore Co., Ltd. was provided between the
そして制御ユニット80により、ポンプ61を第1の透過水の圧力が0.25MPaとなるように制御し、ポンプ63を第2の透過水の流量が13.9m3/hとなるように制御した。
Then, the
その結果、種々の運転条件でもROユニット60の緊急停止等は、生じなかった。つまり装置起動時、第1の濃縮水および第2の濃縮水の流量調整時、被処理水の温度変化が生じたとき、逆浸透膜の経年劣化後等でも安定した運転を行うことができた。またポンプ61の消費電力は、定格の約81%であり、ポンプ63の消費電力は、定格の約77%となり、消費電力量は、より小さいものとなった。
As a result, the emergency stop of the
(比較例1)
ポンプ61を第1の透過水の流量が13.9m3/hとなるように制御し、RO装置62とRO装置64との間に中間タンクを設けたこと以外は、実施例1と同様にしてROユニット60を運転した。
中間タンクを設けることで装置起動時等の緊急停止は生じなくなった。しかし中間タンクの設置するスペースや設置費用が別途必要であった。また中間タンクは、菌繁殖が生じやすいため、ステンレス製とし、内部に浸漬式紫外線殺菌器を設け、さらに中間タンク通気口に除菌フィルタを設ける必要があった。そのため中間タンクの設置費用がさらに増大した。またRO装置62から排出される第1の透過水の圧力が中間タンクの設置により利用できなくなり、そのためポンプ63に要する電力が増加することで実施例1より電力消費量が増大した。
(Comparative Example 1)
The
By providing the intermediate tank, the emergency stop at the time of starting the equipment did not occur. However, the space for installing the intermediate tank and the installation cost were required separately. Since the intermediate tank is prone to bacterial proliferation, it was necessary to make it of stainless steel, to provide an immersion type ultraviolet sterilizer inside, and to install a sterilizing filter at the vent of the intermediate tank. Therefore, the installation cost of the intermediate tank was further increased. In addition, the pressure of the first permeated water discharged from the
1…精製水製造ユニット、20…原水タンク、30…加温装置、40…活性炭塔、50…プレフィルタ、60…ROユニット、61、63…ポンプ、62、64…RO装置、70…貯留タンク、80…制御ユニット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Purified water manufacturing unit, 20... Raw water tank, 30... Heating device, 40... Activated carbon tower, 50... Prefilter, 60... RO unit, 61, 63... Pump, 62, 64... RO device, 70... Storage tank , 80... Control unit
Claims (5)
前記3つ以上の濾過手段のそれぞれの前段に設けられ、当該3つ以上の濾過手段のうち最終段の濾過手段を除く濾過手段に対しては透過水の圧力が予め定められた範囲内となるように水を送出し、最終段の濾過手段に対しては透過水の流量が予め定められた範囲内となるように水を送出する3つ以上の送出手段と、
を備えることを特徴とする濾過装置。 Three or more filtering means that allow the water to be treated or the permeated water to permeate through the filtration membrane without being stored midway;
The pressure of the permeated water is provided within a predetermined range for each of the three or more filtering means provided in the preceding stage and excluding the final stage filtering means of the three or more filtering means. And three or more delivery means for delivering water so that the flow rate of permeated water is within a predetermined range with respect to the final stage filtration means,
A filtering device comprising:
前記第1の濾過手段を透過した第1の透過水を、貯留することなく濾過膜を透過させることでさらに精製を行なう第2の濾過手段と、
前記第2の濾過手段を透過した第2の透過水を、貯留することなく濾過膜を透過させることでさらに精製を行なう第3の濾過手段と、
前記第1の濾過手段に対し、被処理水を送出する第1の送出手段と、
前記第2の濾過手段に対し、前記第1の透過水を送出する第2の送出手段と、
前記第3の濾過手段に対し、前記第2の透過水を送出する第3の送出手段と、
前記第1の送出手段を前記第1の透過水の圧力が予め定められた範囲内となるようにするとともに前記第3の送出手段を前記第3の濾過手段を透過した第3の透過水の流量が予め定められた範囲内となるようにする制御手段と、
を備えることを特徴とする濾過装置。 A first filtering means for purifying the water to be treated through a filtration membrane;
Second filtering means for further refining the first permeated water that has passed through the first filtering means without passing through the filtration membrane, and
Third filtering means for further refining the second permeated water that has passed through the second filtering means without passing through the filtration membrane, and
First delivery means for delivering water to be treated to the first filtration means;
Second delivery means for delivering the first permeate to the second filtration means;
Third delivery means for delivering the second permeate to the third filtration means,
The pressure of the first permeated water in the first delivery means is set within a predetermined range, and the third permeated water that has passed through the third filtration means is passed through the third delivery means. Control means for keeping the flow rate within a predetermined range,
A filtering device comprising:
被処理水中の遊離塩素を除去する遊離塩素除去部と、
被処理水を濾過する濾過部と、
を備え、
前記濾過部は、
被処理水を濾過膜を透過させることで精製を行なう第1の濾過手段と、
前記第1の濾過手段を透過した第1の透過水を、貯留することなく濾過膜を透過させることでさらに精製を行なう第2の濾過手段と、
前記第2の濾過手段を透過した第2の透過水を、貯留することなく濾過膜を透過させることでさらに精製を行なう第3の濾過手段と、
前記第1の濾過手段に対し、被処理水を送出する第1の送出手段と、
前記第2の濾過手段に対し、前記第1の透過水を送出する第2の送出手段と、
前記第3の濾過手段に対し、前記第2の透過水を送出する第3の送出手段と、
前記第1の送出手段を前記第1の透過水の圧力が予め定められた範囲内となるようにするとともに前記第3の送出手段を前記第3の濾過手段を透過した第3の透過水の流量が予め定められた範囲内となるようにする制御手段と、
を備えることを特徴とする医薬精製水製造装置。 A medical purified water production apparatus for purifying treated water to produce purified water which is pharmaceutical water,
A free chlorine removal unit that removes free chlorine in the water to be treated,
A filtering unit for filtering the water to be treated,
Equipped with
The filtration unit is
A first filtering means for purifying the water to be treated through a filtration membrane;
Second filtering means for further refining the first permeated water that has passed through the first filtering means without passing through the filtration membrane, and
Third filtering means for further refining the second permeated water that has passed through the second filtering means without passing through the filtration membrane, and
First delivery means for delivering water to be treated to the first filtration means;
Second delivery means for delivering the first permeate to the second filtration means;
Third delivery means for delivering the second permeate to the third filtration means,
The pressure of the first permeated water in the first delivery means is set within a predetermined range, and the third permeated water that has passed through the third filtration means is passed through the third delivery means. Control means for keeping the flow rate within a predetermined range,
An apparatus for producing purified water for medicine, comprising:
被処理水中の遊離塩素を除去する遊離塩素除去工程と、
濾過膜を備える第1の濾過手段に、被処理水を透過させる第1の濾過工程と、
濾過膜を備える第2の濾過手段に、前記第1の濾過手段を透過した第1の透過水を貯留することなく透過させる第2の濾過工程と、
濾過膜を備える第3の濾過手段に、前記第2の濾過手段を透過した第2の透過水を貯留することなく透過させる第3の濾過工程と、
前記第1の濾過手段に対し被処理水を送出する第1の送出手段を用い、前記第1の透過水の圧力が予め定められた範囲内となるように当該被処理水を送出する第1の送出工程と、
前記第3の濾過手段に対し前記第2の透過水を送出する第3の送出手段を用い、当該第3の濾過手段を透過した第3の透過水の流量が予め定められた範囲内となるように当該第2の透過水を送出する第3の送出工程と、
を含むことを特徴とする医薬精製水の製造方法。 A method for producing purified water for medical treatment, which comprises purifying treated water to produce purified water which is water for pharmaceutical use,
A free chlorine removing step of removing free chlorine in the water to be treated,
A first filtration step of permeating the water to be treated through a first filtration means having a filtration membrane;
A second filtration step of allowing the second filtration means having a filtration membrane to permeate the first permeated water that has permeated the first filtration means without storing it;
A third filtration step of allowing the second permeated water that has permeated through the second filtration means to pass through the third filtration means provided with a filtration membrane without storing it;
A first delivery means for delivering the treated water to the first filtering means using the first delivery means for delivering the treated water so that the pressure of the first permeated water is within a predetermined range. And the delivery process of
The third delivery means for delivering the second permeated water to the third filtration means is used, and the flow rate of the third permeated water that has passed through the third filtration means is within a predetermined range. And a third delivery step of delivering the second permeate,
A method for producing purified pharmaceutical water, which comprises:
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