JPH09276863A - 逆浸透分離装置および逆浸透分離方法 - Google Patents
逆浸透分離装置および逆浸透分離方法Info
- Publication number
- JPH09276863A JPH09276863A JP8089272A JP8927296A JPH09276863A JP H09276863 A JPH09276863 A JP H09276863A JP 8089272 A JP8089272 A JP 8089272A JP 8927296 A JP8927296 A JP 8927296A JP H09276863 A JPH09276863 A JP H09276863A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reverse osmosis
- water
- osmosis membrane
- seawater
- membrane module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
- Y02A20/131—Reverse-osmosis
Abstract
(57)【要約】
【目的】 海水から高い収率、少ないエネルギーによ
り、より安価に高効率な淡水を得ること。 【解決手段】 原水を昇圧する高圧ポンプと第１の逆浸
透膜ユニットの濃縮水を貯留して第２の逆浸透膜ユニッ
トの被処理原水として供給するための濃縮水貯留槽を設
けたことを特徴とする逆浸透分離装置。
り、より安価に高効率な淡水を得ること。 【解決手段】 原水を昇圧する高圧ポンプと第１の逆浸
透膜ユニットの濃縮水を貯留して第２の逆浸透膜ユニッ
トの被処理原水として供給するための濃縮水貯留槽を設
けたことを特徴とする逆浸透分離装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原水を逆浸透分離する
ための新規な逆浸透膜装置であって、特に、海水淡水化
に適した新規な逆浸透分離方法に関するものである。本
発明によって、原水から高い収率、少ないエネルギー、
費用で低濃度溶液を得ることができ、一方では濃縮液を
従来の逆浸透法より一層高い濃度、少ないエネルギー、
費用で得ることができる装置および分離方法を提供する
ことができる。本発明の装置および方法は特にかん水の
脱塩、海水淡水化、排水の処理、有用物の回収に用いる
ことができる。
ための新規な逆浸透膜装置であって、特に、海水淡水化
に適した新規な逆浸透分離方法に関するものである。本
発明によって、原水から高い収率、少ないエネルギー、
費用で低濃度溶液を得ることができ、一方では濃縮液を
従来の逆浸透法より一層高い濃度、少ないエネルギー、
費用で得ることができる装置および分離方法を提供する
ことができる。本発明の装置および方法は特にかん水の
脱塩、海水淡水化、排水の処理、有用物の回収に用いる
ことができる。
【０００２】
【従来の技術】混合物の分離に関しては、近年、省エネ
ルギーおよび省資源のためのプロセスとして膜分離法が
利用されてきている。膜分離法の中には、精密ろ過膜
（ＭＦ）法、限外濾過膜（ＵＦ）法、逆浸透（ＲＯ）法
があり、さらに近年になって、逆浸透法と限外ろ過の中
間に位置する膜分離という概念の膜分離（ルースＲＯあ
るいはＮＦ；ナノフィルトレーション）法も現れ使用さ
れるようになってきた。例えば、逆浸透法は海水または
低濃度の塩水（かん水）を脱塩して工業用、農業用、ま
たは家庭用の水を提供することに利用されている。逆浸
透法によれば、塩分を含んだ水を浸透圧以上の圧力を持
って逆浸透膜を透過させることで、脱塩された水を製造
することができる。この技術は例えば海水、かん水、有
害物を含んだ水から飲料水を得ることも可能であるし、
また、工業用超純水の製造、排水処理、有機物の回収な
どにも用いられてきた。
ルギーおよび省資源のためのプロセスとして膜分離法が
利用されてきている。膜分離法の中には、精密ろ過膜
（ＭＦ）法、限外濾過膜（ＵＦ）法、逆浸透（ＲＯ）法
があり、さらに近年になって、逆浸透法と限外ろ過の中
間に位置する膜分離という概念の膜分離（ルースＲＯあ
るいはＮＦ；ナノフィルトレーション）法も現れ使用さ
れるようになってきた。例えば、逆浸透法は海水または
低濃度の塩水（かん水）を脱塩して工業用、農業用、ま
たは家庭用の水を提供することに利用されている。逆浸
透法によれば、塩分を含んだ水を浸透圧以上の圧力を持
って逆浸透膜を透過させることで、脱塩された水を製造
することができる。この技術は例えば海水、かん水、有
害物を含んだ水から飲料水を得ることも可能であるし、
また、工業用超純水の製造、排水処理、有機物の回収な
どにも用いられてきた。
【０００３】特に逆浸透膜による海水淡水化は、蒸発の
ような相変化がないという特長を有しており、エネルギ
ー的に有利である上に運転管理が容易であり、広く普及
を始めている。逆浸透膜で溶液を分離する場合は、溶質
の濃度によって定まる溶液自身の持つ化学ポテンシャル
（これを浸透圧で表すことができる）以上の圧力で溶液
を逆浸透膜面に供給する必要があり、たとえば海水を逆
浸透膜モジュールで分離する場合は最低３０ａｔｍ程度
以上、実用性を考慮すると少なくとも５０ａｔｍ程度以
上の圧力が必要となりこれ以上の圧力に加圧されないと
充分な逆浸透分離性能は発現されない。
ような相変化がないという特長を有しており、エネルギ
ー的に有利である上に運転管理が容易であり、広く普及
を始めている。逆浸透膜で溶液を分離する場合は、溶質
の濃度によって定まる溶液自身の持つ化学ポテンシャル
（これを浸透圧で表すことができる）以上の圧力で溶液
を逆浸透膜面に供給する必要があり、たとえば海水を逆
浸透膜モジュールで分離する場合は最低３０ａｔｍ程度
以上、実用性を考慮すると少なくとも５０ａｔｍ程度以
上の圧力が必要となりこれ以上の圧力に加圧されないと
充分な逆浸透分離性能は発現されない。
【０００４】逆浸透膜による海水淡水化の場合を例にと
ると、通常の海水淡水化技術では海水から真水を回収す
る割合（収率）は高々４０％であり、海水供給量に対し
て４０％相当量の真水が膜を通して得られる結果、逆浸
透膜モジュールの中で海水濃度が３．５％から６％程度
にまで濃縮されることになる。このように海水から収率
４０％の真水を得るという逆浸透分離操作を行うために
は、実際には濃縮水の濃度に対応する浸透圧（海水濃縮
水濃度６％に対しては約４５ａｔｍ）以上の圧力が必要
である。真水の水質がいわゆる飲料水レベルに対応で
き、かつ充分な水量を得るためには実際には濃縮水濃度
に対応する浸透圧よりも約２０ａｔｍ（この圧力を有効
圧力と呼ぶ）程度高めの圧力を逆浸透膜に加えることが
必要であり、海水淡水化用逆浸透膜モジュールは６０か
ら６５ａｔｍ程度の圧力をかけて収率４０％という条件
で運転されるのが普通であった。
ると、通常の海水淡水化技術では海水から真水を回収す
る割合（収率）は高々４０％であり、海水供給量に対し
て４０％相当量の真水が膜を通して得られる結果、逆浸
透膜モジュールの中で海水濃度が３．５％から６％程度
にまで濃縮されることになる。このように海水から収率
４０％の真水を得るという逆浸透分離操作を行うために
は、実際には濃縮水の濃度に対応する浸透圧（海水濃縮
水濃度６％に対しては約４５ａｔｍ）以上の圧力が必要
である。真水の水質がいわゆる飲料水レベルに対応で
き、かつ充分な水量を得るためには実際には濃縮水濃度
に対応する浸透圧よりも約２０ａｔｍ（この圧力を有効
圧力と呼ぶ）程度高めの圧力を逆浸透膜に加えることが
必要であり、海水淡水化用逆浸透膜モジュールは６０か
ら６５ａｔｍ程度の圧力をかけて収率４０％という条件
で運転されるのが普通であった。
【０００５】海水供給量に対する真水の収率は直接コス
トに寄与するものであり、収率は高いほど好ましい。特
に、逆浸透海水淡水化プラントでは海水は凝集沈殿や凝
集砂ろ過などの前処理をされた後に逆浸透膜モジュール
に供給される。これらの前処理には設備費と運転費がか
さむので、特に前処理された海水から高い収率で真水を
得られることが直接のコストダウンにつながる。しかし
ながら、収率を上げると、非常に高い圧力が必要である
という理由は言うまでもないが、濃縮水中の海水成分の
濃度が高くなり、ある収率以上では炭酸カルシウムや硫
酸カルシウムなどの塩、いわゆるスケール成分濃度が溶
解度以上になって逆浸透膜の膜面に析出して膜の目詰ま
りを生じさせる問題がある。これらを考慮すると逆浸透
海水淡水化プラントを安定に運転できうる可能性のある
実際の収率限度は６０％程度であると認識される。ま
た、海水濃度３．５％の場合の収率６０％に相当する濃
縮水濃度は８．８％であり、この浸透圧は約７０ａｔｍ
となる。その結果、逆浸透膜には９０ａｔｍ程度の圧力
を付与する必要がある。
トに寄与するものであり、収率は高いほど好ましい。特
に、逆浸透海水淡水化プラントでは海水は凝集沈殿や凝
集砂ろ過などの前処理をされた後に逆浸透膜モジュール
に供給される。これらの前処理には設備費と運転費がか
さむので、特に前処理された海水から高い収率で真水を
得られることが直接のコストダウンにつながる。しかし
ながら、収率を上げると、非常に高い圧力が必要である
という理由は言うまでもないが、濃縮水中の海水成分の
濃度が高くなり、ある収率以上では炭酸カルシウムや硫
酸カルシウムなどの塩、いわゆるスケール成分濃度が溶
解度以上になって逆浸透膜の膜面に析出して膜の目詰ま
りを生じさせる問題がある。これらを考慮すると逆浸透
海水淡水化プラントを安定に運転できうる可能性のある
実際の収率限度は６０％程度であると認識される。ま
た、海水濃度３．５％の場合の収率６０％に相当する濃
縮水濃度は８．８％であり、この浸透圧は約７０ａｔｍ
となる。その結果、逆浸透膜には９０ａｔｍ程度の圧力
を付与する必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】逆浸透膜エレメント
は、通常複数本の逆浸透膜のエレメントを１本の圧力容
器に直列に装填した状態（これをモジュールと称す）で
使用され、実際のプラントではこのモジュールを多数本
並列に設置して使用される。この時に、モジュールの運
転条件設定に考慮する必要のある事項としてはファウリ
ング（膜面汚れ）の防止がある。ファウリングの防止
は、具体的にはモジュールを構成する個々の逆浸透膜エ
レメントについて、これらの１本のエレメントから得ら
れる透過水量をある値（耐ファウリング許容Ｆｌｕｘ）
以上にしないということである。この値を越えて透過水
を採取するとそのエレメントの膜面汚れが加速されるこ
とになり、膜寿命の低下につながり好ましくない。
は、通常複数本の逆浸透膜のエレメントを１本の圧力容
器に直列に装填した状態（これをモジュールと称す）で
使用され、実際のプラントではこのモジュールを多数本
並列に設置して使用される。この時に、モジュールの運
転条件設定に考慮する必要のある事項としてはファウリ
ング（膜面汚れ）の防止がある。ファウリングの防止
は、具体的にはモジュールを構成する個々の逆浸透膜エ
レメントについて、これらの１本のエレメントから得ら
れる透過水量をある値（耐ファウリング許容Ｆｌｕｘ）
以上にしないということである。この値を越えて透過水
を採取するとそのエレメントの膜面汚れが加速されるこ
とになり、膜寿命の低下につながり好ましくない。
【０００７】しかしながら、従来のように同一の圧力容
器内部に複数本の逆浸透膜エレメントを直結に配列させ
たモジュールを、複数本並列に配置した状態で９０ａｔ
ｍの圧力をかけて、淡水化収率６０％の運転を行おうと
すると、モジュール内部の上流側のエレメント（１本目
または２本目のエレメント）から得られる透過水量が許
容値以上に大きくなりすぎて、これらのエレメントに濃
度分極およびファウリング現象が生じてエレメントの目
詰まりや寿命低下が生じ、その結果、長期にわたる逆浸
透膜装置の安定運転を行うことが非常に難しくなる。淡
水収率６０％の海水淡水化ではモジュールの入り口から
出口にかけては物質収支的に海水濃度は３．５％から
８．８％にまで、浸透圧は２６ａｔｍから７０ａｔｍで
ほぼ一定であるために、真水を透過させるのに必要な有
効圧力（操作圧力と浸透圧の差）は６４ａｔｍから２０
ａｔｍまでと大きく変化している。すなわち、モジュー
ルの内部の１番目と最後段エレメントとの透過水量の比
率は、この有効圧比率の６４：２０と同程度となる。す
なわち、１本目のエレメントの透過水量が激増し、耐フ
ァウィング許容値である２０ｍ3 ／日を軽く越える透過
水量が得られ、ファウリングが非常に生じやすくなると
いう問題があった。しかし、収率６０％という条件では
操作圧力９０ａｔｍというのは必須であるために操作圧
力を低下させることができず、結局、収率６０％の運転
を行うことは適当でなく、もし、無理矢理運転したとし
てもファウリングが加速されるという問題が生じるため
に長期の安定運転は不可能であった。また、どうしても
収率６０％運転を行おうとすれば、エレメント１本の透
過水量を低下させた低性能エレメントをあえてしようし
て、エレメント数を増加させて運転するなどという、非
経済的な方向を指向した運転条件を選定せざるを得なか
った。
器内部に複数本の逆浸透膜エレメントを直結に配列させ
たモジュールを、複数本並列に配置した状態で９０ａｔ
ｍの圧力をかけて、淡水化収率６０％の運転を行おうと
すると、モジュール内部の上流側のエレメント（１本目
または２本目のエレメント）から得られる透過水量が許
容値以上に大きくなりすぎて、これらのエレメントに濃
度分極およびファウリング現象が生じてエレメントの目
詰まりや寿命低下が生じ、その結果、長期にわたる逆浸
透膜装置の安定運転を行うことが非常に難しくなる。淡
水収率６０％の海水淡水化ではモジュールの入り口から
出口にかけては物質収支的に海水濃度は３．５％から
８．８％にまで、浸透圧は２６ａｔｍから７０ａｔｍで
ほぼ一定であるために、真水を透過させるのに必要な有
効圧力（操作圧力と浸透圧の差）は６４ａｔｍから２０
ａｔｍまでと大きく変化している。すなわち、モジュー
ルの内部の１番目と最後段エレメントとの透過水量の比
率は、この有効圧比率の６４：２０と同程度となる。す
なわち、１本目のエレメントの透過水量が激増し、耐フ
ァウィング許容値である２０ｍ3 ／日を軽く越える透過
水量が得られ、ファウリングが非常に生じやすくなると
いう問題があった。しかし、収率６０％という条件では
操作圧力９０ａｔｍというのは必須であるために操作圧
力を低下させることができず、結局、収率６０％の運転
を行うことは適当でなく、もし、無理矢理運転したとし
てもファウリングが加速されるという問題が生じるため
に長期の安定運転は不可能であった。また、どうしても
収率６０％運転を行おうとすれば、エレメント１本の透
過水量を低下させた低性能エレメントをあえてしようし
て、エレメント数を増加させて運転するなどという、非
経済的な方向を指向した運転条件を選定せざるを得なか
った。
【０００８】また、上記内容は簡単のためにスパイラル
型逆浸透膜エレメントを例にとり説明しているが、中空
糸膜型モジュールの場合でも内部では同様の現象と同様
の問題が生ずる。
型逆浸透膜エレメントを例にとり説明しているが、中空
糸膜型モジュールの場合でも内部では同様の現象と同様
の問題が生ずる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成を有
する。すなわち、「原水を昇圧する高圧ポンプと第１の
逆浸透膜ユニットの濃縮水を貯留して第２の逆浸透膜ユ
ニットの被処理原水として供給するための濃縮水貯留槽
を設けたことを特徴とする逆浸透分離装置」である。
する。すなわち、「原水を昇圧する高圧ポンプと第１の
逆浸透膜ユニットの濃縮水を貯留して第２の逆浸透膜ユ
ニットの被処理原水として供給するための濃縮水貯留槽
を設けたことを特徴とする逆浸透分離装置」である。
【００１０】
【発明の実施の形態】特に海水を例に挙げて本発明を詳
細に説明するが、これらにより本発明は何等限定される
物ではない。本発明において、逆浸透分離装置は逆浸透
膜部分に加えて好ましくは海水の前処理部分と逆浸透膜
部分から少なくとも成る。
細に説明するが、これらにより本発明は何等限定される
物ではない。本発明において、逆浸透分離装置は逆浸透
膜部分に加えて好ましくは海水の前処理部分と逆浸透膜
部分から少なくとも成る。
【００１１】前処置部分とは海水に含まれている濁質成
分を除去して海水を清澄化する部分であり、通常、殺菌
剤、凝集剤、さらに還元剤，ｐＨ調整剤などの薬液添加
と砂ろ過、活性炭ろ過などから構成される。逆浸透膜部
分は、前処理された海水を加圧して逆浸透膜モジュール
に供給し、透過液と濃縮液に分離するための部分をい
い、保安フィルター、高圧ポンプ、逆浸透膜モジュー
ル、脱炭酸塔などから成る。例えば、通常の逆浸透海水
淡水化プラントの例では、取水部分で海水を取り込んだ
後、沈殿池で粒子などを分離し、またここで殺菌剤を添
加して殺菌を行う。さらに塩化鉄などの凝集剤を添加し
て砂ろ過を行う。ろ液は貯槽にためられ、硫酸などでｐ
Ｈを調整した後、高圧ポンプに送られる。この送液中に
亜硫酸水素ナトリウムなどの還元剤を添加して逆浸透膜
素材を劣化させる原因となる殺菌剤を除去し、保安フィ
ルターを通過した後、高圧ポンプで昇圧されて逆浸透膜
モジュールに供給されることもしばしば行われる。但
し、これらの前処理は用いる供給液の種類と用途などに
応じて適宜採用される。
分を除去して海水を清澄化する部分であり、通常、殺菌
剤、凝集剤、さらに還元剤，ｐＨ調整剤などの薬液添加
と砂ろ過、活性炭ろ過などから構成される。逆浸透膜部
分は、前処理された海水を加圧して逆浸透膜モジュール
に供給し、透過液と濃縮液に分離するための部分をい
い、保安フィルター、高圧ポンプ、逆浸透膜モジュー
ル、脱炭酸塔などから成る。例えば、通常の逆浸透海水
淡水化プラントの例では、取水部分で海水を取り込んだ
後、沈殿池で粒子などを分離し、またここで殺菌剤を添
加して殺菌を行う。さらに塩化鉄などの凝集剤を添加し
て砂ろ過を行う。ろ液は貯槽にためられ、硫酸などでｐ
Ｈを調整した後、高圧ポンプに送られる。この送液中に
亜硫酸水素ナトリウムなどの還元剤を添加して逆浸透膜
素材を劣化させる原因となる殺菌剤を除去し、保安フィ
ルターを通過した後、高圧ポンプで昇圧されて逆浸透膜
モジュールに供給されることもしばしば行われる。但
し、これらの前処理は用いる供給液の種類と用途などに
応じて適宜採用される。
【００１２】ここで逆浸透膜とは被分離混合液中の一部
の成分、例えば溶媒を透過させ他の成分を透過させない
半透性の膜である。その素材には酢酸セルロース、ポリ
アミド、ポリエステル、ポリイミド、ビニルポリマーな
どの高分子素材が良く使用されている。また、その膜構
造は膜の少なくとも片面に緻密層を持ち、緻密層から膜
内部あるいはもう片方の面に向けて徐々に大きな孔径の
微細孔を有する非対称膜、非対称膜の緻密層の上に別の
素材で形成された非常に薄い活性層を有する複合膜があ
る。膜形態には中空糸膜と平膜がある。しかし、本発明
の方法は、逆浸透膜の素材、膜構造や膜形態によらず利
用することができ、いずれも効果がある。代表的な逆浸
透膜としては、例えば、酢酸セルロース系やポリアミド
系の非対称膜およびポリアミド系、ポリ尿素系の活性層
を有する複合膜などが上げられる。これらの中でも酢酸
セルロース系の非対称膜、ポリアミド系の複合膜に本発
明の方法が有効でありさらに芳香族系のポリアミド複合
膜では効果が大きい。
の成分、例えば溶媒を透過させ他の成分を透過させない
半透性の膜である。その素材には酢酸セルロース、ポリ
アミド、ポリエステル、ポリイミド、ビニルポリマーな
どの高分子素材が良く使用されている。また、その膜構
造は膜の少なくとも片面に緻密層を持ち、緻密層から膜
内部あるいはもう片方の面に向けて徐々に大きな孔径の
微細孔を有する非対称膜、非対称膜の緻密層の上に別の
素材で形成された非常に薄い活性層を有する複合膜があ
る。膜形態には中空糸膜と平膜がある。しかし、本発明
の方法は、逆浸透膜の素材、膜構造や膜形態によらず利
用することができ、いずれも効果がある。代表的な逆浸
透膜としては、例えば、酢酸セルロース系やポリアミド
系の非対称膜およびポリアミド系、ポリ尿素系の活性層
を有する複合膜などが上げられる。これらの中でも酢酸
セルロース系の非対称膜、ポリアミド系の複合膜に本発
明の方法が有効でありさらに芳香族系のポリアミド複合
膜では効果が大きい。
【００１３】逆浸透膜エレメントとは上記逆浸透膜を実
際に使用するために形態化したものであり、平膜はスパ
イラル、チューブラー、プレートアンドフレームのエレ
メント形状に組み込んで、また、中空糸膜は束ねた上で
エレメント形状に組み込んで使用することができるが、
本発明はこれらの逆浸透膜エレメントの形態に左右され
るものではない。また、逆浸透膜エレメントは、通常複
数本の逆浸透膜のエレメントを１本の圧力容器に直列に
装填した状態（これをモジュールと称す）で使用され、
実際のプラントではこのモジュールを多数本並列に設置
して使用される。
際に使用するために形態化したものであり、平膜はスパ
イラル、チューブラー、プレートアンドフレームのエレ
メント形状に組み込んで、また、中空糸膜は束ねた上で
エレメント形状に組み込んで使用することができるが、
本発明はこれらの逆浸透膜エレメントの形態に左右され
るものではない。また、逆浸透膜エレメントは、通常複
数本の逆浸透膜のエレメントを１本の圧力容器に直列に
装填した状態（これをモジュールと称す）で使用され、
実際のプラントではこのモジュールを多数本並列に設置
して使用される。
【００１４】本発明においては、海水を逆浸透膜モジュ
ールで透過水と濃縮水に分離したのちに、通常放流する
濃縮水を再度昇圧して他の逆浸透膜モジュールに供給し
てさらに多くの真水を得ることができる。
ールで透過水と濃縮水に分離したのちに、通常放流する
濃縮水を再度昇圧して他の逆浸透膜モジュールに供給し
てさらに多くの真水を得ることができる。
【００１５】以下、図に基づいて、本発明を詳細に説明
するが、これらにより本発明は何等限定される物ではな
い。図１は、本発明の海水淡水化装置のフローシートで
ある。海水は前処理された後（前処理部分は図示されて
いない）に、管路５から高圧ポンプ１に供給され、第１
の逆浸透膜モジュール３に供給される。圧力は海水の浸
透圧以上であれば特に定めないが、高すぎると前述の入
り口側逆浸透膜エレメントの透過水量が大きくなりファ
ウリングが発生する懸念があるため、第１の逆浸透膜モ
ジュール３の入り口圧力は５０から６５ａｔｍが適当で
ある。第１の逆浸透膜モジュール３による海水供給量の
約３０から４０％が透過水として得られる（回収率３０
から４０％）。第１の逆浸透膜モジュール３の濃縮水１
１は５０ａｔｍ程度以上の圧力をもっているために、通
常、高圧ポンプにつながったエネルギー回収装置１４に
供給されて高圧ポンプ１のエネルギー回収に利用され、
放圧された状態で濃縮水中間タンク７に貯留される。ま
た、状況に応じて濃縮水１１はエネルギー回収を行わず
に直接に濃縮水貯留タンク７に送液しても良い。この濃
縮水貯留タンク７の塩濃度は６％程度となるが、前処理
がされた後の海水を濃縮したものであるために、濃縮水
中には逆浸透膜の目詰まりに直結させるような濁質成分
はほとんど含まれていない。
するが、これらにより本発明は何等限定される物ではな
い。図１は、本発明の海水淡水化装置のフローシートで
ある。海水は前処理された後（前処理部分は図示されて
いない）に、管路５から高圧ポンプ１に供給され、第１
の逆浸透膜モジュール３に供給される。圧力は海水の浸
透圧以上であれば特に定めないが、高すぎると前述の入
り口側逆浸透膜エレメントの透過水量が大きくなりファ
ウリングが発生する懸念があるため、第１の逆浸透膜モ
ジュール３の入り口圧力は５０から６５ａｔｍが適当で
ある。第１の逆浸透膜モジュール３による海水供給量の
約３０から４０％が透過水として得られる（回収率３０
から４０％）。第１の逆浸透膜モジュール３の濃縮水１
１は５０ａｔｍ程度以上の圧力をもっているために、通
常、高圧ポンプにつながったエネルギー回収装置１４に
供給されて高圧ポンプ１のエネルギー回収に利用され、
放圧された状態で濃縮水中間タンク７に貯留される。ま
た、状況に応じて濃縮水１１はエネルギー回収を行わず
に直接に濃縮水貯留タンク７に送液しても良い。この濃
縮水貯留タンク７の塩濃度は６％程度となるが、前処理
がされた後の海水を濃縮したものであるために、濃縮水
中には逆浸透膜の目詰まりに直結させるような濁質成分
はほとんど含まれていない。
【００１６】濃縮水貯留タンク７の濃縮水は、次に、高
圧ポンプ２で再度７０ａｔｍから１００ａｔｍ程度に加
圧されて第２の逆浸透膜モジュール４に供給される。濃
度６％程度である濃縮水を逆浸透処理するには、濃縮水
の浸透圧より高い７０ａｔｍ程度以上の圧力を付与する
必要があるが、有効圧力としては２０から４０ａｔｍ程
度であり、モジュールを構成する逆浸透膜エレメントの
ファウリング問題は発生しない。経済性とプラントの長
期安定運転性を考慮すると、第２の逆浸透膜モジュール
４では同モジュール入り口の海水（濃縮水）量に対して
３３％程度を回収することが好ましく、この時の逆浸透
膜モジュール４の入り口圧力は９０ａｔｍ程度が好まし
い。この条件で運転したときの前処理水量（逆浸透膜モ
ジュール３の供給水量）に対する総淡水量（第２の逆浸
透膜モジュール３の透過水量と第２の逆浸透膜モジュー
ル４の透過水量との合計）の割合は約６０％（回収率６
０％）となる。第２の逆浸透膜モジュール４の原水とな
る濃縮水貯留タンク７は、清澄な濃縮水が貯留されてい
るが、濃度を下げるために海水６を補給することも差し
支えない。この時補給する海水６は、あらかじめろ過な
どの処理を行って清澄化されたものであることが望まし
い。
圧ポンプ２で再度７０ａｔｍから１００ａｔｍ程度に加
圧されて第２の逆浸透膜モジュール４に供給される。濃
度６％程度である濃縮水を逆浸透処理するには、濃縮水
の浸透圧より高い７０ａｔｍ程度以上の圧力を付与する
必要があるが、有効圧力としては２０から４０ａｔｍ程
度であり、モジュールを構成する逆浸透膜エレメントの
ファウリング問題は発生しない。経済性とプラントの長
期安定運転性を考慮すると、第２の逆浸透膜モジュール
４では同モジュール入り口の海水（濃縮水）量に対して
３３％程度を回収することが好ましく、この時の逆浸透
膜モジュール４の入り口圧力は９０ａｔｍ程度が好まし
い。この条件で運転したときの前処理水量（逆浸透膜モ
ジュール３の供給水量）に対する総淡水量（第２の逆浸
透膜モジュール３の透過水量と第２の逆浸透膜モジュー
ル４の透過水量との合計）の割合は約６０％（回収率６
０％）となる。第２の逆浸透膜モジュール４の原水とな
る濃縮水貯留タンク７は、清澄な濃縮水が貯留されてい
るが、濃度を下げるために海水６を補給することも差し
支えない。この時補給する海水６は、あらかじめろ過な
どの処理を行って清澄化されたものであることが望まし
い。
【００１７】本発明の第２の逆浸透膜モジュール４の濃
縮水１２は通常９０ａｔｍ以上の圧力エネルギーを持っ
ているので、高圧ポンプ２につながったエネルギー回収
装置１５または高圧ポンプ１につながったエネルギー回
収装置１４などに送液してエネルギー回収を行った後に
放流することができる。
縮水１２は通常９０ａｔｍ以上の圧力エネルギーを持っ
ているので、高圧ポンプ２につながったエネルギー回収
装置１５または高圧ポンプ１につながったエネルギー回
収装置１４などに送液してエネルギー回収を行った後に
放流することができる。
【００１８】逆浸透膜モジュール３および４から得られ
る透過液１０、１３は必要に応じて脱炭酸塔８を経由し
て透過水タンクに貯留され、飲料水、その他の用途に使
用することができる。
る透過液１０、１３は必要に応じて脱炭酸塔８を経由し
て透過水タンクに貯留され、飲料水、その他の用途に使
用することができる。
【００１９】図２は、第１の逆浸透膜モジュール２３を
複数本並列に用いた本発明の１例のフロー図である。な
お、図３は従来例のフロー図である。
複数本並列に用いた本発明の１例のフロー図である。な
お、図３は従来例のフロー図である。
【００２０】
実施例１ 標準条件（圧力５６ａｔｍ、３．５％海水、温度２５
℃、収率１２％）で脱塩率９９．５％、造水量１５ｍ3
／日の性能を有した膜面積２６．５ｍ２のポリアミド系
逆浸透膜を使用し、これを一つの圧力容器内に６本いれ
たモジュール３本からなる逆浸透膜装置を製作して海水
淡水化実験を行った。装置のフローは図２に示すとおり
である。
℃、収率１２％）で脱塩率９９．５％、造水量１５ｍ3
／日の性能を有した膜面積２６．５ｍ２のポリアミド系
逆浸透膜を使用し、これを一つの圧力容器内に６本いれ
たモジュール３本からなる逆浸透膜装置を製作して海水
淡水化実験を行った。装置のフローは図２に示すとおり
である。
【００２１】カートリッジフィルターで処理した海水
（３５０ｍ3 ／日）を高圧ポンプ２１で６５ａｔｍに昇
圧して、モジュール２本を並列して成る逆浸透膜モジュ
ール２３に供給して逆浸透処理を行い、透過水（淡水）
１４０ｍ3 ／日と濃縮水２１０ｍ3 ／日とに分離した。
しかる後に、濃縮水を中間タンク２９から汲み上げて高
圧ポンプ２２で９０ａｔｍに昇圧して、モジュール１本
からなる逆浸透膜モジュール２４に通水し、透過水７０
ｍ3 ／日を収率６０％で得ることができた。逆浸透膜モ
ジュール２４の最上流側のエレメントの透過水量は１８
ｍ3 ／日であった。
（３５０ｍ3 ／日）を高圧ポンプ２１で６５ａｔｍに昇
圧して、モジュール２本を並列して成る逆浸透膜モジュ
ール２３に供給して逆浸透処理を行い、透過水（淡水）
１４０ｍ3 ／日と濃縮水２１０ｍ3 ／日とに分離した。
しかる後に、濃縮水を中間タンク２９から汲み上げて高
圧ポンプ２２で９０ａｔｍに昇圧して、モジュール１本
からなる逆浸透膜モジュール２４に通水し、透過水７０
ｍ3 ／日を収率６０％で得ることができた。逆浸透膜モ
ジュール２４の最上流側のエレメントの透過水量は１８
ｍ3 ／日であった。
【００２２】比較例１ 実施例１と同じ逆浸透膜エレメントを１本の圧力容器内
に６エレメント装填したモジュール３本からなる、図３
に示した逆浸透膜分離装置を製作し、海水淡水化実験を
行った。高圧ポンプ圧力９０ａｔｍにおいて、透過水量
２３０ｍ3 ／日の真水を収率６０％で得ることができ
た。最上流側のエレメントの透過水量は２３ｍ3 ／日と
ファウリング許容値を越えており、長期にわたる使用は
不適当な状態であることがわかった。
に６エレメント装填したモジュール３本からなる、図３
に示した逆浸透膜分離装置を製作し、海水淡水化実験を
行った。高圧ポンプ圧力９０ａｔｍにおいて、透過水量
２３０ｍ3 ／日の真水を収率６０％で得ることができ
た。最上流側のエレメントの透過水量は２３ｍ3 ／日と
ファウリング許容値を越えており、長期にわたる使用は
不適当な状態であることがわかった。
【００２３】即ち、同じ回収率でも、比較例１に比べて
実施例１では逆浸透膜モジュールが２段構成であるため
最上流側のエレメントの透過水量はファウリング許容値
を越えず、長期にわたる使用に好適であることがわかっ
た。
実施例１では逆浸透膜モジュールが２段構成であるため
最上流側のエレメントの透過水量はファウリング許容値
を越えず、長期にわたる使用に好適であることがわかっ
た。
【００２４】
【発明の効果】本発明により、海水から高い収率、少な
いエネルギーにより、より安価に高効率な淡水を得るこ
とが可能となる。また、透過水量はファウリング許容値
を越えず、長期にわたる使用に好適である。
いエネルギーにより、より安価に高効率な淡水を得るこ
とが可能となる。また、透過水量はファウリング許容値
を越えず、長期にわたる使用に好適である。
【図１】 本発明の逆浸透膜装置の一例を示すフロー図
である。
である。
【図２】 第１の逆浸透膜モジュールを複数本並列に用
いた本発明の逆浸透膜装置の一例を示すフロー図であ
る。
いた本発明の逆浸透膜装置の一例を示すフロー図であ
る。
【図３】 従来技術の一例を示すフロー図である。
１：高圧ポンプ ２：高圧ポンプ ３：第１の逆浸透膜モジュール ４：第２の逆浸透膜モジュール ５：前処理海水供給ライン ６：補給用海水供給ライン ７：濃縮水貯留タンク ８：脱炭酸塔 ９：透過水タンク １０：透過水ライン １１：濃縮水ライン １２：濃縮水ライン １３：透過水ライン １４：エネルギー回収装置 １５：エネルギー回収装置 ２１：高圧ポンプ ２２：高圧ポンプ ２３：第１の逆浸透膜モジュール ２４：第２の逆浸透膜モジュール ２５：濃縮水ライン ２６：濃縮水ライン ２７：透過水ライン ２８：透過水ライン ２９：濃縮水タンク ３１：高圧ポンプ ３２：逆浸透膜モジュール ３３：透過水ライン ３４：濃縮水ライン
Claims (4)
- 【請求項１】 原水を昇圧する高圧ポンプと第１の逆浸
透膜ユニットの濃縮水を貯留して第２の逆浸透膜ユニッ
トの被処理原水として供給するための濃縮水貯留槽を設
けたことを特徴とする逆浸透分離装置。 - 【請求項２】 濃縮水貯留槽に、濃縮されていない原水
を供給するための補給ラインを有したことを特徴とする
請求項１記載の逆浸透分離装置。 - 【請求項３】 逆浸透膜モジュールで分離・濃縮され、
放圧された原水の濃縮水を、再度昇圧して他の逆浸透膜
モジュールに供給し、逆浸透分離を行うことを特徴とす
る逆浸透分離方法。 - 【請求項４】 逆浸透分離する原水が海水、あるいは濃
縮した海水であることを特徴とする請求項３記載の逆浸
透分離方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8089272A JPH09276863A (ja) | 1996-04-11 | 1996-04-11 | 逆浸透分離装置および逆浸透分離方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8089272A JPH09276863A (ja) | 1996-04-11 | 1996-04-11 | 逆浸透分離装置および逆浸透分離方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09276863A true JPH09276863A (ja) | 1997-10-28 |
Family
ID=13966116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8089272A Pending JPH09276863A (ja) | 1996-04-11 | 1996-04-11 | 逆浸透分離装置および逆浸透分離方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09276863A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011173035A (ja) * | 2010-02-23 | 2011-09-08 | Tsukishima Kankyo Engineering Ltd | 目的物質の分離・回収方法および装置 |
| CN103553183A (zh) * | 2013-11-14 | 2014-02-05 | 戈亮 | 一种高回收率脱盐装置 |
| CN106927580A (zh) * | 2017-04-28 | 2017-07-07 | 新乡市万和过滤技术股份公司 | 一种淡水软化净化处理装置 |
| CN115385417A (zh) * | 2022-07-19 | 2022-11-25 | 江苏索普新材料科技有限公司 | 一种除盐水生产方法和装置 |
-
1996
- 1996-04-11 JP JP8089272A patent/JPH09276863A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011173035A (ja) * | 2010-02-23 | 2011-09-08 | Tsukishima Kankyo Engineering Ltd | 目的物質の分離・回収方法および装置 |
| CN103553183A (zh) * | 2013-11-14 | 2014-02-05 | 戈亮 | 一种高回收率脱盐装置 |
| CN106927580A (zh) * | 2017-04-28 | 2017-07-07 | 新乡市万和过滤技术股份公司 | 一种淡水软化净化处理装置 |
| CN115385417A (zh) * | 2022-07-19 | 2022-11-25 | 江苏索普新材料科技有限公司 | 一种除盐水生产方法和装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wenten | Reverse osmosis applications: Prospect and challenges | |
| CA2160330C (en) | Apparatus and method for multistage reverse osmosis separation | |
| US20030141250A1 (en) | Desalination method and desalination apparatus | |
| WO2020049579A1 (en) | Combinatorial membrane-based systems and methods for dewatering and concentrating applications | |
| Zirehpour et al. | Membranes for wastewater treatment | |
| JP2007130523A (ja) | 水処理システムにおける膜洗浄方法 | |
| WO2020179594A1 (ja) | Ｚｅｒｏ Ｌｉｑｕｉｄ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅシステム | |
| JP2008100220A (ja) | 造水方法 | |
| JP3593765B2 (ja) | 海水の逆浸透膜分離装置および分離方法 | |
| JP2003200160A (ja) | 造水方法および造水装置 | |
| JP2000093751A (ja) | 逆浸透分離装置及び逆浸透分離方法 | |
| JP3862816B2 (ja) | 逆浸透膜分離方法 | |
| EP1894612B1 (en) | Method for purifying water by means of a membrane filtration unit | |
| JP2003170165A (ja) | 造水方法 | |
| JPH09248429A (ja) | 分離方法およびその装置 | |
| WO2014010628A1 (ja) | 造水方法および造水装置 | |
| JP4187316B2 (ja) | 逆浸透膜分離装置および逆浸透膜分離方法 | |
| JP2001269543A (ja) | 膜分離装置および高濃度溶液の分離方法 | |
| JP2003080246A (ja) | 水処理装置および水処理方法 | |
| JPH09276863A (ja) | 逆浸透分離装置および逆浸透分離方法 | |
| JP3963304B2 (ja) | 逆浸透分離方法 | |
| JP3375070B2 (ja) | 膜処理装置および造水方法 | |
| JP2001269544A (ja) | 膜分離装置および高濃度溶液の分離方法 | |
| JP3351127B2 (ja) | 逆浸透膜分離装置および造水方法 | |
| JP2003117553A (ja) | 造水方法および造水装置 |