JPS61149207A - 逆浸透処理装置の運転方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、逆浸透膜モジュールを用いた水処理装置の運
転方法に関し、特に被処理水の温度や水質に関係なく造
水（膜透過水）量を可及的一定に保持し、しかも操業時
の安全性を保障しつつ水質劣化を防止することのできる
技術に関するものである。

［従来の技術］ 逆浸透装置は、水中の低分子物質を濃縮し或は塩水や汚
水を浄化する為の装置として次第にその適用分野を拡大
しており、特に海水の淡水化設備は設置数、規模共に急
増傾向をたどっている。

ところで逆浸透装置の運転に当たっては、透過水質の安
定性が要求されることは勿論のこと、供給水量の安定化
という立場からすれば透過水量も極カ一定であることが
望まれる。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが従来の逆浸透装置では、以下に示す様な理由か
ら透過水量を一定に保つ為の操作が極めて煩雑であり、
しかも場合によっては透過水質までも不安定になるこｋ
がある。

即ち逆浸透装置による造水量は原水の塩濃度及び水温に
よって相当変動し、水温が上昇し或は塩濃度が低下する
と造水量は増加する一方、水温が降下し或は塩濃度が上
昇すると造水量は低下する。このうち塩濃度は水源の特
性に応じて変動し、また水温は季節の変動はもとより日
毎の天候によっても相当変動する。その為運転者はこれ
らの変動に応じてその都度給水圧力を調整する等の補正
操作を行なっているが、この操作は極めて煩雑であり水
質管理を含めた運転者の負担は相当大きい。

この様なところから、目標造水量を予め設定しておき、
透過水量を連続的又は定期的に測定して該水量が設定値
未満になったときは供給水圧を高め、一方該水量が設定
値を超えたときは供給水圧を低ドさせて造水量を一定に
保持する自動制御機構も提案されている。しかし供給水
圧にはポンプの能力及び装置設計強度の制約から自ずと
−１−限があり、また透過水質は供給水圧の低下に伴っ
て悪化するのでむやみに供給水圧を下げる訳にもいかず
、他の運転条件とも関連して下限が存在する。

しかも年間を通した水温の変動幅はかなり大きい為、上
記の様な制御方式だけでは冬期の供給水圧が上限値を超
えたり、また夏期の供給水圧が下限値未満になって所定
の水質が維持できなくなるという問題が生じ、こうした
問題は水質の変動幅が大きい場合にも生じてくる。

本発明はこうした状況のもとで、透過水質を高レベルに
維持しつつ造水量を可及的一定に保持することができ、
しかも装置の安全操業を保障することのできる運転方法
を提供しようとするものである。

［問題点を解決する為の手段］ 本発明に係る逆浸透処理装置の運転方法とは、多数の単
位逆浸透膜モジュール又は単位逆浸透膜モジュール群を
並列的に設けてモジュール群を構成し、該モジュール群
への原水導入側ラインに供給水量調整弁及び供給水圧検
知器を設けると共に、該モジュール群からの透過水排出
ラインには流量計及び水質測定器を設け、透過水量が設
定値未満である場合は前記供給水量調整弁を調整して供
給水圧を高め、一方透過水量が設定値を超える場合は前
記供給水量調整弁を調整して供給水圧を低下させること
により、透過水量が設定範囲内に収まる様に自動制御す
る方法であって、前記モジュール群を構成する単位逆浸
透膜モジュール又は単位逆浸透膜モジュール群の一部を
予備的に未稼動状態で休止Ｘせた状態で上記の自動制御
運転を行ない、供給水圧が装置安定操業保障圧力値の上
限を超えたときは休止中の前記単位逆浸透膜モ’／　−
１１ｚ　”；）　Ｉ＋由Ｉｆｆ　：槽Ｊｓｉ　諏昭Ｓ−
Ｓ；　−−＋１−　群Ｌ！　”ｋ＋　＋Ｘ原水供給を開
始して稼動本数を増加し、また膜性能の低下なしに透過
水質が許容値の下限を下回ったときは稼動中の一部の単
位逆浸透膜モジュール又は単位逆浸透膜モジュール群へ
の原水供給を止めて稼動本数を減少させることを特徴と
するところに要旨を有するものである。

［作用］ 以下実施例を示す第１図に概略フロー図）に沿って本発
明の作用を明確にしていく。図中１は高圧ポンプ、２は
供給水量調整弁、３は供給水圧検知器、４はモジュール
群、４ａ〜４ｆは単位膜モジュール又は単位膜モジユー
ル群（以下単位膜モジュールで代表する）、５は通過水
流量計、６は透過水質測定器、７は圧力調整弁、８は自
動制御装置、９は警報発信器を夫々示す。原水は高圧ポ
ンプ１により供給水量調整弁２及び供給水圧検知器３を
経てモジュール群４へ送給され、バルブＶａ−Ｖｆを経
て各単位膜モジユール４ａ〜４ｆ内へ送り込まれる。そ
して透過水はバルブＶ１〜Ｖ６を経た後合流され、通過
水流量計５及び透過水質測定器６を経由して取出される
一方、各単位膜モジュール４ａ〜４ｆから排出される濃
縮水も以降のラインで合流された後圧力調整弁７を経て
抜き出される。

この様な逆浸透処理において処理条件を一定にしておい
たのでは、前述の如く原水の温度や塩分濃度によって透
過水量（単位時間における造水量）が著しく変動する。

従って本発明では上記供給水量圧調整弁２、供給水圧検
知器３、通過水流量計５、透過水質測定器６及び圧力調
整弁７を自動制御装置８に電気的に接続しておき、透過
水量が予め定めた設定値の範囲を超えたときはその信号
を自動制御装置８で検知し、その信号を供給水量調整器
２へ送って供給水量を減少し供給水圧を低下Ｘせること
により透過水量を減少させる。一方透過水量が設定範囲
を下回ったときはその信号を自動制御装置８で検知し、
その信号を供給水量調整器２へ送って供給水量を増大し
供給水圧を高めることにより透過水量を増大させる。こ
うした制御を自動的に行なうことによって、透過水量が
常に設定範囲内に収まる様にコントロールする。

但し上記の様な自動制御だけでは、原水の水温や塩濃度
が極端に変動したときに、前述如く操作圧力が装置安定
操業保障圧力値を超えてモジュール群４等に過負荷がか
かったり、或は透過水質が許容値を下回って浄化の目的
が果たせなくなるといった問題が発生することがある。

そこで本発明ではモジュール群４を構成する単位膜モジ
ュールの一部を予備的に未稼動状態で休止させておく。

そして操作圧力を供給水圧検知器３で常時検知しておき
、該圧力が装置安定操業保障圧力値を上回ったときはそ
れを自動制御装置８で検知して警報発信器９が作動し、
この異常を確認した作業員は休止中の単位説示ジュール
の前後のバルブを開き、休止中であった該単位膜モジュ
ールを稼動状態とする。その結果モジュール群４全体の
能力が高まるので操作圧力を設定値まで降Ｆさせた場合
でも所定の透過水量を確保することができる。

また透過水質測定器６により求められる水嚢が予め設定
された許容値よりも悪くなったときは、それを自動制御
装置８で検知して警報発信器９が作動し、この異常を確
認した作業員は、その原因が浸透膜の木質的劣化による
ものでないことを調査した後、稼動中の一部の単位膜モ
ジュールの前後のバルブを閉じて該膜モジュールを休止
状態とする。その結果、残りのモジュール群４における
操作圧力は若千上昇し透過水質を許容値以上の水質に戻
すことができる。

尚上記の操作は手動で行なってもよく、或はバルブＶａ
−Ｖｆ及びｖ１〜Ｖ６を自動制御装置８に接続して自動
的に行なってもよく、特に操作圧力の異常を解消する為
の前記操作は全自動的に行なわれる様に設計することが
望まれる。しかし透過水質の異常は、原水の温度や水質
の異常変化のみならず単位膜モジュールの膜劣化等多く
の要因により生じ得るものであるから、それらの要因を
正確に把握した後手動で操作するのがよい。

［実施例］ 実施例１ 第２図に略章する如く、海面下に設置した水中ポンプ１
０により海水を汲上げ、１１の位置で殺菌剤（次亜塩素
酸ソーダ）を２ｍｇ／ｌ　となる様に添加した後、原海
水タンク１２に貯留する。この海水をポンプ１３で圧力
濾過器（アンスラサイト＋妙の２層）１５へ送る途中の
配管ライン１４で凝集剤（塩化第２鉄：Ｆｅとして２ｐ
ｐｍ）添加し、圧力濾過器１５からの濾過水はタンク１
６に貯留する。次いで１７の位置で希硫酸を加えてｐＨ
Ｅｌ、５に調整した後、ブースターポンプ１８でカート
リッジフィルター１９へ供給し、更に渦巻型高圧ポンプ
２０で昇圧し流量調整弁２１で流量を３３５ｒｎ”／ｄ
に調整しながらモジュール群４へ供給する。操作圧力は
モジュール群４の下流側に設けた圧力調整弁２３と流量
調整弁２２をコントロールすることによって調整する。

モジュール群４を構成する単位膜モジュールは、酢酸ト
リアセテート製ホロファイバー型膜モジュールｌＯ本を
並列に組合せたものを使用し、このうち単位膜モジュー
ル、４ｘ　、４ｙは予備用とする為バルブＶｘ、Ｖｙ及
びＶＩＯ，ＶＩ＋は閉の状態で稼動する。操業開始期に
おける海水の温度は２３℃、ＴＤＳＱ度（全塩分濃度）
は４９，０００ｍｇ／　ｌであり、モジュール群４に５
５．５ｋｇ／　ｃｒｎ’の操作圧をかけることにより、
設定透過水葦である１００ｒｎ’／ｄａｙをほぼ安定し
て得ることがき、このときの透過水のＴＤＳ濃度は３３
５＋ｗｇ／　ｌであった。運転期間中に海水の温度は３
２℃まで上昇し、それに伴って操作圧を低下させること
により透過水量を一定に維持しようとしたが、途中２９
℃に達した時点で操作圧は５３．５ｋｇ／　ｃｔｎ’ま
で低下すると共に透過水のＴＤＳ濃度は５０５ｍｇ／　
Ｉと飲料水基準を超え、この異常は透過水質検知器２４
によって直ちに検知され、操作盤上の警報ランプ２５が
点燈した。そこで稼動状態にある単位膜モジュール４ａ
の前後のバルブＶａ、Ｖ１を閉じて稼動本数を７本に減
じて操業を続けたところ、操作圧は５７．０ｋｇ／　ｃ
ｔｎ’まで上昇すると共に透過水ＴＤＳ濃度は３６５■
ｇ／ｌまで回復した。その後海水の温度は最高温度であ
る３２＋３を経て徐々に降下し２０℃に達したが、途中
２５℃まで低下した時点で操作用は５９ｋｇ／　ｃｍ′
まで上昇し、供給水圧計２３の検知信号により操作盤上
の警報ランプ２６が点燈した。そこでバルブＶｙ、ＶＩ
Ｏを開いて単位膜モジュール４ｙを稼動状態（合計８本
）として操業を続けたところ、操作圧は５８．５ｋｇ／
　ｃｒｒｆに減じ透過水ＴＤＳ濃度も３１０ｍｇ／　ｌ
　と満足すべき値が得られた。

この膜透過水流計２７によって求められる透過水量に応
じて操作圧を調整することにより、約１００ｍ”／ｄａ
ｙの造水量を維持することができ、透過水は順次貯留タ
ンク２８へ送って貯留した。

実施例２ 第３図に示す如く海岸付近に設けた井戸３０から取水ポ
ンプ３１により井水を汲上げて原水タンク３２に貯える
。この井水をポンプ３３で砂濾過器３４へ送るラインで
次亜塩素酸ソーダ（Ｃ１２として２ｍｇ／Ｉ）及び塩化
第２鉄（Ｆｅとして１．２ｍｇ／ｌ）を加え、濾過水は
ライン３５で希硫酸によりＰ　Ｈ１３，０に調達した後
濾過水タンク３６に貯留する。この濾過水をブースター
ポンプ３７で保安用カートリッジフィルター３８に送り
、更に高圧ポンプ３９でモジュール群４へ送る。モジュ
ール群４へ送られた濾過水はここで濃縮水と膜透過水に
分離され、濃縮水は減圧弁４０で常圧に戻した後悔に放
流し、膜透過水は流量計２７及び水質検知器２４を通し
て生産水タンク２８へ貯えられる。

尚高圧ポンプ３９としてはプランジャー型のものを採用
し、又単位膜モジュールとしては酢酸ホロ７７アイバー
膜を用いたホロファイ／＜−型Ｉ！モジュール５本を用
い、その前・後にバルブを設け、操作圧は生産水量１０
０ｍ″／１を維持し得る様に供給水圧調整器２２で調整
することとした。

この被処理水は海岸付近の井戸から採取したため地下水
と海水が混合しており、降雨期や潮の干満によりＴＤＳ
濃度は相当変化する。運転当初は被処理水＋７）ＴＤ　
Ｓｆｉ度カ５，８００ｍｇ／　ｌ　、！ｌ：比較的低か
った為、所定の生産水量１００ｍ″／ｄａｙを得るのに
３本の単位膜モジュールを稼動し３０ｋｇ／　ｃｍ’の
鳥作午で烏幸ル朋始１、六−矛の港＃素のＴｎＳ遭度は
徐々に上昇したが、膜透過水流量計２７からの信号によ
り減圧弁４０の開度を自動的に減することにより操作圧
は上昇し、　１００ｒｎ”／ｄａｙの生産水量を維持す
ることができた。しかし井水のＴＤＳ濃度が１０，００
θｍｇ／Ｉに達したとき、操作圧が装置設計圧である８
０ｋｇ／　ｃｍ″に達した為、圧力計２２からの信号で
警報ランプ２５が点燈した。

そこで休止中の１つの単位膜モジュールを稼動状態にし
て４本稼動とし操業を続けたところ、操作圧は５０ｋｇ
／　ｃｒｎ”に低下した。その後１時間的に井水のＴＤ
Ｓ濃度が急上昇して３０，０００ｋｇ／　ｃｔｎ’に達
し、操作圧が再び８０ｋｇ／　ａｍ″に達して警報ラン
プ２５が点燈したので、休止中のもう１つの単位膜モジ
ュールも稼動状態に変えて５本稼動とし操業を続けたと
ころ、操作圧は５３ｋｇ／　ｃｒｎ’まで低下した。そ
の後濾過水のＴＤＳ濃度は３３，０００ｍｇ／　ｌまで
上昇した後降下しはじめた。この膜透過水のＴＤＳ濃度
は５００ｍｇ／　Ｉ以下に保持された。

しかし濾過水のＴＤＳ濃度が４，０００ｍｇ／　ｌまで
低下したとき、操作圧は１２ｋｇ／　ｃｍ′″まで低下
して透過水のＴＤＳ濃度が５００ｍｇ／ｌを僅かに上回
り、透過水質検知器２４からの信号で警報ランプ２６が
点燈したので、稼動中の単位膜モジュールのうち２本の
単位膜モジュールの前後のバルブを閉して３本稼動に変
えたところ、操作圧は３２ｋｇ／　ｃｍ″に回復し透過
水のＴ’ＤＳ濃度は１０３ｍｇ　／　］まで低下した。

［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されているので、被処理水の温
度や塩濃度の変動にかかわらず一定水準以上の清節度を
有する膜透過水を一定量ずつ安定して製造することがで
きる。しかも被処理水の温度や水質が極端に変動した場
合は、それに伴って生ずる操作圧の異常上昇や膜透過水
の水質低下を生じたときは単位膜モジユール稼動本数の
増減によって対処する様にしているから、設備に過大な
負荷がかかる恐れもなく、操業効率及び操業安定性並び
に安全性を著しく向上し得ることになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明する為の概略フロー図、第
２．３図は実施例で使用した逆浸透処理設備を示すフロ
ー図である。 ｌ・・・高圧ポンプ　　　２・・・供給水最調整弁３・
・・供給水圧検知器　４・・・モジュール群４ａ〜４ｆ
・・・単位膜モジユール群 ５・・・透過水量計　　　６・・・透過水質測定器７・
・・圧力調整弁　　　８・・・自動制御装置９・・・警
報発信器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多数の単位逆浸透膜モジュール又は単位逆浸透膜モジュ
   ール群を並列的に設けてモジュール群を構成し、該モジ
   ュール群への原水導入側ラインに供給水量調整弁及び供
   給水圧検知器を設けると共に、該モジュール群からの透
   過水排出ラインには流量計及び水質測定器を設け、透過
   水量が設定値未満である場合は前記供給水量調整弁を調
   整して供給水圧を高め、一方透過水量が設定値を超える
   場合は前記供給水量調整弁を調整して供給水圧を低下さ
   せることにより、透過水量が設定範囲内に収まる様に自
   動制御する方法であって、前記モジュール群を構成する
   単位逆浸透膜モジュール又は単位逆浸透膜モジュール群
   の一部を予備的に未稼動状態で休止させた状態で上記の
   自動制御運転を行ない、供給水圧が装置安定操業保障圧
   力値の上限を超えたときは休止中の前記単位逆浸透膜モ
   ジュール又は単位逆浸透膜モジュール群に対する原水供
   給を開始して稼動本数を増加し、また膜性能の低下なし
   に透過水質が許容値の下限を下回ったときは稼動中の一
   部の単位逆浸透膜モジュール又は単位逆浸透膜モジュー
   ル群への原水供給を止めて稼動本数を減少させることを
   特徴とする逆浸透処理装置の運転方法。