JPH07171566A - ろ過脱塩装置 - Google Patents

ろ過脱塩装置

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JPH07171566A
JPH07171566A JP5320206A JP32020693A JPH07171566A JP H07171566 A JPH07171566 A JP H07171566A JP 5320206 A JP5320206 A JP 5320206A JP 32020693 A JP32020693 A JP 32020693A JP H07171566 A JPH07171566 A JP H07171566A
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filtration
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喜与志 伊藤
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    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination
    • Y02A20/131Reverse-osmosis

Abstract

(57)【要約】 【目的】ろ過部と脱塩部とを一体化して設置スペースと
コストの低減化を計る。 【構成】装置本体1内を隔壁4で区画して、隔壁4の上
方をろ過部Aとし、隔壁4の下方を脱塩部Bとする。ろ
過部Aは管板7から吊り下げられた多数本の空中糸膜モ
ジュール17を有し、脱塩部Bはイオン交換樹脂層11を有
している。ろ過部Aには原水導入管8からクラッドを含
む原水が流入し、空中糸膜モジュール17でクラッドが除
去される。そのろ過水は流出ノズル9から流出し、外部
配管を経由して流入ノズル10から脱塩部B内に流入す
る。イオン交換樹脂層11で脱イオン化された脱イオン水
は中間集水管13および下部集水管15により処理水取出ノ
ズル14,16が排出される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は特に、膜分離用モジュー
ルを脱塩装置と一体化させることにより膜分離装置と後
処理装置の簡略化を図ることを目的としたろ過脱塩装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】原子力発電所や火力発電所復水処理で
は、復水中の懸濁状の不純物の除去には前置フィルタを
設置し、溶存状不純物を除去するために混床式イオン交
換層つまり脱塩装置が設けられている。一方、混床式イ
オン交換層、つまり脱塩装置単独で設置されているプラ
ントも知られているが、近年、復水の処理水質により高
純度が要求され、ろ過と脱塩を分離して設置されてい
る。
【0003】前置フィルタの設置により脱塩装置へのク
ラッド負荷が少なくなり、イオン交換樹脂の再生頻度の
低減がなされている。この再生頻度の低減のため、前置
フィルタにはろ過助剤を必要とする圧力プリコート式ろ
過装置が設定されている。
【0004】しかし、圧力プリコート式ろ過装置ではろ
過助剤を大量に使用するため、ろ過器の再生の際に使用
済ろ過助剤が廃棄される。特に原子力発電所では放射性
廃棄物となるため、その処理処分に多大な費用をかけて
いるのが現状である。このため、従来例では前置フィル
タとして膜分離装置が多く用いられてきている。
【0005】また、最近では膜分離装置の設置により脱
塩装置へのクラッド負荷が軽減されることに注目して脱
塩装置のイオン交換樹脂を改善し、非再生運用が行われ
てきており、膜分離装置の必要性が重視されている。
【0006】さらに、膜分離装置を設置することによ
り、特に、火力発電所では復水の水質が改善し、ボイラ
ーの差圧上昇による化学洗浄回数が低減することおよび
負荷変動による起動停止頻度の増大に伴う起動時間短縮
による動力低減効果なども期待できる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フィル
タとしてろ過装置を前段に脱塩装置を後段にしてそれぞ
れ単独に設置すると、単位操作毎にポンプ,配管,弁が
必要になる。また、各々の装置配管で処理水の出入口配
管の引き回しの上、アップダウンによりドレンおよびベ
ント配管が個々に必要になる。
【0008】さらに、装置運転に必要な補給水、所内用
圧縮空気および計装用圧縮空気などのユーティリティ配
管も個々に必要になるなど設備コストが2倍になり、経
済的な問題から膜分離装置を設置することにより享受で
きるメリットがありながら得られない。
【0009】すなわち、装置が単独に離れていると、こ
れら装置に使用される空気作動遠隔操作弁への駆動用計
装用圧縮空気のコントロール銅管、切り替え電磁弁の電
源ケーブル、電動弁では同じく電源ケーブルの引き回し
がそれぞれの装置で余儀なくされている。
【0010】また、運動制御も単独の制御盤にて個々の
装置へ制御用の信号ケーブルを配線しており、それぞれ
に電源を供給し、信号ケーブルも各々の遠隔操作弁へ敷
設する必要がある。
【0011】このように装置が個別に設置されることは
付帯設備が倍以上に膨れ上がり、建設コスト,運転員負
荷、空気および電気などのユーテリティ使用量他が増大
し、イニシャルコストのみならずランニングコストも大
幅に増大する。
【0012】さらに、既設プラントなどの設置スペース
のないユニットでは設置面積が2倍以上必要になるた
め、従来例のように脱塩装置を単独で運用せざるを得ず
水質改善が困難となる課題がある。
【0013】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、各々の装置が機器として一体化して、その
付帯設備、すなわち配管,弁,ポンプを共用化して設置
スペースとコストの低減を計り、水質改善が容易なろ過
脱塩装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は装置本体と、こ
の装置本体を区画する隔壁と、この隔壁の上部に設けた
ろ過部と、前記隔壁の下方で前記装置本体の下部に設け
た脱塩部とからなり、前記ろ過部は複数本の中空糸膜モ
ジュールが前記装置本体の上部に設けられた管板から吊
り下げられ、前記脱塩部は前記装置本体の下部にイオン
交換樹脂が充填されたものからなることを特徴とする。
【0015】
【作用】本発明のろ過脱塩装置では、懸濁状不純物(ク
ラッド)を含む原水は装置本体上部のろ過部に供給さ
れ、中空糸膜モジュールで膜分離によりろ過される。そ
のろ過水は上部室に流入し、装置上部の流出ノズルから
外部配管を経由して、装置本体下部の脱塩部内の散水管
に流入する。
【0016】散水管から下向流で脱塩するイオン交換樹
脂層に供給され、溶存状不純物を除去され、高純度とな
った処理水は装置下部の排出手段から装置本体外に排出
される。このように、本発明の装置では1台の装置で膜
分離によるろ過とイオン交換による脱塩処理が行える。
【0017】
【実施例】図面を参照して本発明に係るろ過脱塩装置の
一実施例について説明する。図1は本実施例のろ過脱塩
装置を概略的に示す断面図である。装置本体の上部には
中空糸膜モジュールを装置上部を仕切る管板に吊設さ
せ、装置下部にははイオン交換樹脂を形成させた構成に
なっている。
【0018】図2は図1のII−II線に沿う断面図、図3
は図1の III−III 線に沿う断面図で中空糸膜モジュー
ル逆洗洗浄するためのエアバブリング装置であり、図4
は図1のIV−IV線に沿う断面図で、装置下部のイオン交
換樹脂層へろ過水を供給するための散水管の平面構成を
示す。図5は図1のV−V線に沿う断面図で処理水の集
水管の平面構成を示す。
【0019】図1において、符号1はろ過脱塩装置本体
を示しており、この装置本体1は装置上部2のろ過部A
と装置下部3の脱塩部Bとからなり、装置上部2と装置
下部3の間には隔壁4を設け、ろ過部Aと脱塩部Bを区
分している。
【0020】装置上部2の内部は上部室5と下部室6を
水平に仕切る管板7とに区画されている。その下部室6
の側壁部には原水の導入管8が設けられ、また、上部室
5の上蓋にはろ過水の流出ノズル9が設けられている。
【0021】装置下部3の上部側壁部には装置上部2の
ろ過水流出ノズル9から接続される装置本体1の外部配
管を通じて装置下部3の脱塩部Bにろ過水を導く流入ノ
ズル10を設け、イオン交換樹脂層11に下向流で均一に供
給するための散水管12が設けられている。
【0022】また、イオン交換樹脂層11の中間部には通
常運転におけるアンモニアサイクルでのイオン交換処理
水を取り出すために中間集水管13が設けられ、その処理
水取出ノズル14が装置下部3の中間部側壁部に設けられ
ている。さらに、装置下部3の下部には海水リーク時に
も対応するため、イオン交換処理水の下部集水管15が設
けられ、底部にはその処理水取出ノズル16が設けられて
いる。
【0023】装置上部2のろ過室を上部室5と下部室6
とに仕切る管板7には複数の中空糸膜モジュール17がそ
の上端側17aを上部室5のろ過水側に連通して、下部室
6内に吊設され、中空糸膜モジュール17の保護筒18が管
板7に固定されている。下部室6の底部には図3に示す
ように複数の中空糸膜モジュール17に個々に逆洗洗浄の
ためのエアが供給できるエアバブリング管19が備えられ
ている。
【0024】下部室6の側壁部にはエアバブリング管19
への空気供給ノズル20とその上部側壁には装置本体1の
外側と連通する逆洗弁と堰21とベント管22が設けられて
いる。また、下部室6の底部には洗浄排水管23が接続さ
れている。
【0025】この洗浄排水管23は複数の中空糸膜モジュ
ール18で捕捉され、逆洗洗浄により除去された懸濁状不
純物を含む洗浄排水を装置本体1の外側へ排出するため
のものである。洗浄排水管23の下流側は隔壁4を貫通し
て装置下部3の脱塩部Bの上部空間をわたり、装置下部
3の上部側壁を貫通している。隔壁4には装置下部3の
上部の空気抜きのためにベントノズル24が設けられてい
る。
【0026】装置下部3の上部にはイオン交換樹脂入口
配管25およびフラッシング水入口配管26が設けられ、底
部にはイオン交換樹脂出口ノズル27が設けられている。
このように構成することで装置本体1の高さが低くで
き、装置のコンパクト化ができる。
【0027】上記実施例では、懸濁状の不純物を含んだ
原水は導入管8から供給される。この原水は空中糸膜モ
ジュール17を透過する際に、中空糸膜面で原水中の懸濁
状の不純物が捕捉され、ろ過水となって中空糸膜モジュ
ール17の内部を流れて上部室5に流入し、流出ノズル9
から外部配管(図示せず)を介し、装置下部3の流入ノ
ズル10に入り、ろ過水散水管12に供給される。
【0028】散水管12は図4に示したように装置下部3
内でろ過水流入ノズル10を中心にして直角方向に多数本
並列配置している。散水管12からイオン交換樹脂層11の
表面11aを乱さぬよう、均一にろ過水を散水させて、イ
オン交換樹脂層11内に下向流で通水し、イオン交換処理
により溶存状不純物を除去して、そのイオン交換処理水
を中間集水管13と処理水取出ノズル14から排出される。
【0029】さらに、海水リークが生じた場合は、さら
に、中間集水管より下方に設けた集水管15を介して、そ
のイオン交換処理水を底部の処理水取出ノズル16から排
出する。集水管15は図5に示したように多数本並列配置
している。
【0030】ろ過処理の進行にともない、中空糸膜の膜
面に懸濁状不純物が付着してろ過差圧が上昇した場合に
行われる逆洗処理は導入管8からの原水の供給を中止
し、流出ノズル9に接続された空気配管から加圧気体を
供給し、上部室5内のろ過水を逆流させる。
【0031】これにより、中空糸膜モジュール17の外側
に付着した懸濁状不純物を洗い落とし、さらに、空中供
給ノズル20からエアバブリング管19へ空気を供給するこ
とによって、各空中糸膜モジュール保護筒18の内部へ気
泡となって噴出する空気により空中糸膜モジュール17を
脈動させ、懸濁状不純物を剥離させる。
【0032】なお、このとき逆流したろ過水は逆洗ベン
ト堰21とベント管22を経由して装置本体1の外側へ排出
される。また、エアバブリング管19から供給された空気
は空中糸膜が空気を通りにくい性質を有しているため、
同様にして、逆洗ベント堰21とベント管22を経由して装
置本体1の外側へ排出される。
【0033】その後、下部室6内の底部から、懸濁状不
純物を含む洗浄排水は前記装置上部2と装置下部3の間
の隔壁4を貫通して装置下部3の上部空間をわたる洗浄
排水管22によって装置本体1の外側へ排出される。
【0034】一方、装置下部3の脱塩部Bは装置上部2
のろ過部Aにより、懸濁状不純物が除去されているた
め、負荷が軽減されてはいる。しかし、ろ過部Aに比較
して極めて低い頻度と予想されるが、差圧ブレークが発
生した場合には、装置上部2からのろ過水の流入を図示
されない外部配管上の閉鎖により装置下部3の流入ノズ
ル10への供給を中止する。
【0035】その後、底部の樹脂出口ノズル27から装置
本体1外の樹脂再生搭に移送して、薬品再生する。再生
されたイオン交換樹脂は、再び、イオン交換樹脂入口配
管25から流入してイオン交換樹脂層11を形成する。
【0036】なお、図1から図5は本発明の一実施例を
説明したものであって、本発明はその要旨を超えない限
り図示のものに限定されるものではなく、膜モジュール
の種類、設置形態、その他の導入配管、排出配管の位置
などに様々な態様を採用することができる。
【0037】しかし、装置本体1の装置上部2を脱塩部
Bとし、装置下部3にろ過部Aとする上下を入れ替えた
ろ過脱塩装置を構成することはできない。なぜなら、膜
分離装置はフィルタエレメントである膜モジュールをそ
の使用寿命ごとに交換するため、膜分離装置を上部を開
放する必要がある。
【0038】仮りに、装置下部3をろ過部とした場合に
は上部からの中空糸膜モジュールの交換ができなくなる
ため、本実施例の装置本体をまったく上下逆さまにし
て、下側からの交換となる。
【0039】しかしながら、下側からろ過装置を分解す
ることは物理的に困難である。また、中空糸膜モジュー
ルの交換取り付けではその特性上、中空糸膜の疎外化を
防止するため、ろ過部Aの下部室6には水を満水にして
行う必要性がある。このような理由から、このろ過脱塩
装置の装置本体1の装置上部2を脱塩部Bとし、装置下
部3にろ過部Aとすることはできない。
【0040】
【発明の効果】本発明によれば、中空糸膜モジュールの
ろ過部とイオン交換樹脂層の脱塩部とを各々独立した形
で一体化しているため、1台の装置で膜分離によるろ過
とイオン交換による脱塩処理を行うことができる。した
がって、設置面積の省スペース化および動力の省エネル
ギー化が図られる。この結果、既設プラントなど設置ス
ペースのないユニットでも設置でき、単位操作毎に配
管,弁を必要としないため、大幅なコストダウンができ
る。
【0041】特に火力発電所などは復水の水質が改善
し、ボイラーの差圧上昇による化学洗浄回数が低減する
こと、負荷変動対策のための起動停止頻度の増大に伴う
起動時間短縮が図れ、動力低減効果などのプラント運用
上での経済性向上ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るろ過脱塩装置の一実施例を示す断
面図。
【図2】図1におけるII−II線に沿う断面図。
【図3】図1における III−III 線に層断面図。
【図4】図1におけるのIV−IV線に沿う断面図。
【図5】図1におけるのV−V線に沿う断面図。
【符号の説明】
1…ろ過脱塩装置本体、2…装置上部(ろ過装置部)、
3…装置下部(脱塩装置部)、4…装置隔壁、7…管
板、8…原水導入管、9…ろ過水流出ノズル、10…ろ過
水流入ノズル、11…イオン交換樹脂層、12…散水管、13
…中間集水管、15…下部集水管、14,16…処理水取出ノ
ズル、17…中空糸膜モジュール、18…保護管、19…エア
バブリング管、20…空気供給ノズル、21…逆洗ベント
堰、22…逆洗ベント管、23…洗浄配水管、24…ベントノ
ズル、25…樹脂入口配管、26…フラッシング水入口配
管、27…樹脂入口ノズル、A…ろ過部、B…脱塩部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C02F 1/42 A

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 装置本体と、この装置本体を区画する隔
    壁と、この隔壁の上部に設けたろ過部と、前記隔壁の下
    方で前記装置本体の下部に設けた脱塩部とからなり、前
    記ろ過部は複数本の中空糸膜モジュールが前記装置本体
    の上部に設けられた管板から吊り下げられ、前記脱塩部
    は前記装置本体の下部にイオン交換樹脂が充填されたも
    のからなることを特徴とするろ過脱塩装置。
  2. 【請求項2】 前記隔壁には洗浄配水管およびベントノ
    ズルが設けられていることを特徴とする請求項1記載の
    ろ過脱塩装置。
  3. 【請求項3】 前記ろ過部には原水導入管、逆洗ベント
    管および空気供給ノズルが設けられていることを特徴と
    する請求項1記載のろ過脱塩装置。
  4. 【請求項4】 前記脱塩部にはフラッシング水入口配
    管、樹脂入口配管、流入ノズル、中間集水管、処理水取
    出ノズル、下部集水管および樹脂出口ノズルが設けられ
    ていることを特徴とするろ過脱塩装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010119976A (ja) * 2008-11-21 2010-06-03 Kubota Corp 散気装置
JP2011161334A (ja) * 2010-02-05 2011-08-25 Japan Organo Co Ltd ろ過脱塩装置
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JPS60124603U (ja) * 1984-02-02 1985-08-22 三菱レイヨン株式会社 簡易浄水器モジユ−ル

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