JPS614591A - 逆浸透水精製方法 - Google Patents

逆浸透水精製方法

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JPS614591A
JPS614591A JP60122388A JP12238885A JPS614591A JP S614591 A JPS614591 A JP S614591A JP 60122388 A JP60122388 A JP 60122388A JP 12238885 A JP12238885 A JP 12238885A JP S614591 A JPS614591 A JP S614591A
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    • C02F1/441—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
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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】 本分新車Ｕ 本発明は、逆浸透膜を使用する水から不純物を分離する
ためのシステムおよび方法に関する。
逆浸透プロセスは現在水処理のため広く使用されている
。その価値は、半透膜が大部分の塩類、有機夾雑物の高
パーセント、および粒子状物体の殆どすべての通過を優
先的に排除する能力から得られる。けれども、該プロセ
スは、それが典型的に設計され、作業されるように、熔
解塩類および有機物の通過が単独処理として使用するプ
ロセスに対しては多過ぎ、そして膜の原水側および処理
した水側を分離するシールが粒子の常に高い排除率を確
立するのに十分な程信頼できないという果界を有する。
加えて、膜表面の汚損を避けるため、逆浸透に先立って
供給水を前処理することが慣例であり、そして多くの場
合必須である。多くの場合そのように前処理することは
、必要な前処理が膜が汚染物を排除する能力を減するこ
とがあるので、ユニットの性能を制限する。
大部分の原水供給源においては、逆浸透による直接処理
は膜表面に炭酸カルシウムの沈澱を発生させ、生産性を
減するほどカルシウム濃度およびアルカリ度のレベルが
高い。沈澱を防止するため、軟化による、または酸の添
加による前処理が実施される。両方法は逆浸透膜の有効
性を減する。軟化を採用する時、カルシウムおよびマグ
ネシウムの２（ｉｌｌｉイオンは１価のナトリウムイオ
ンに交換される。ナトリウムは膜によって良く排除され
ず、そのため処理した水の塩類レベルが上昇し、そして
逆浸透の下流で溶解した固体のそれ以上の除去のコスト
が上昇する。もしアルカリ度を低くするため酸を添加す
れば、アルカリ分は炭酸へ変換され、膜を自由に通過し
、そのため下流処理のコストが上昇する。
本発明の目的は、前記の難点を著しく緩和するシステム
および方法を提供することである。
本発明の他の一目的は、コストが比較的低く、そして製
造し、使用するのが簡単な水を精製するためのシステム
および方法を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、オペレーターが性能改良の
ためシステムおよびプロセスを自在に合、　　　　　　
　　　ｂ−ｅ得る・逆浸透タ９ブ０水享青製″テ”およ
び方法を提供することである。
本発明の他の目的および利益は、説明が進むにつれて明
らかになるであろう。
本光凱ｑ翌且 本発明によれば、逆浸透水精製システムが提供される。
該システムは、入口と、製品出口と、そして塩水出口と
を有する第１の逆浸透ユニットを含む。精製すべき水を
第１の逆浸透ユニソトヘポンピングするための手段が備
えられる。第２の逆浸透ユニットが第１の逆浸透ユニッ
トと直列に、そしてその下流に設けられる。第２の逆浸
透ユニットは入日と、製品出口と、そして塩水出口とを
有する。導管が第１の逆浸透ユニットの製品出口を第２
の逆浸透ユニットの入口へ連結する。
第１の逆浸透ユニットからの製品を処理するための手段
が第２の逆浸透ユニットの上流位置に設けられる。第２
の逆浸透ユニットからの製品を精製した水の使用または
貯蔵点へ向けるための手段が設けられる。
？＋１８１Ｘ（＊　（ｉｌ　ｔ””パフ′″゛ｉ″ｔ＜
　＠　ｔｋ　＠″″゛１″゛１イシヨニング、イオン交
換タイプの水軟化器が第１の逆浸透ユニットの上流に設
けられる。
前記した処理手段は、水酸化ナトリウム溶液のような７
以上のｐＨを持つ溶液を導入することを含む。前記ポン
ピング手段は第１の逆浸透ユニットの上流に位置するポ
ンプよりなる。
例証具体例においては、カーボンフィルターが水軟化器
の上流に位置し、そして５ミクロンカートリッジフィル
ターが水軟化器の上流そしてボンピング手段の下流に位
置する。第２の逆浸透ユニットの塩水出口は再循環導管
により、第１の逆浸透ユニットの上流の水流れラインへ
連結される。
本発明の水精製方法は、入口と製品出口とそして塩水出
口とを有する第１の逆浸透ユニットを用意する工程と、
入口と製品出口とそして塩水出口とを有する第２の逆浸
透ユニットを用意する工程と、第２の逆浸透ユニットを
第１の逆浸透ユニットの下流に配置し、第１の逆浸透ユ
ニットの製品出口を第２の逆浸透ユニットの入口へ連結
する工程と、精製すべき水を第１の逆浸透ユニｙ　）の
大口へボンピングする工程と、第１の逆浸透ユニットか
らの製品を第２の逆浸透ユニットの上流位置において処
理薬品で処理する工程と、第２の逆浸透ユニットからの
製品を精製した水のための使用または貯蔵点へ向ける工
程とよりなる。
例証具体例においては、該方法は、第１の逆浸透ユニッ
トの上流で精製すべき水をコンディショニングし、そし
て第２の逆浸透ユニットの塩水出口からの塩水を第１の
逆浸透ユニットの上流の水の流れラインへ戻して再循環
させる工程を含む。
本発明のさらに詳細な説明は、以下の説明および特許請
求の範囲に提供されており、そして添付図面に図示され
ている。
園血夏皮所 図面は、本発明の原理に従って構成した逆浸透水精製シ
ステムの概略図である。
ビ旦　１のｉ　な− 図面を参照すると、オン／オフ／自動ハンドスイッチ１
２へ接続されたポンプ１０を含む逆浸透水精製システム
が示されている。該ポンプ１０は、このシステムを通っ
て都市水道源等から原水をポソピングするために使用さ
れる。原水は逆止弁１４．カーボンフィルター１６を通
って流れ、そして水はイオン交換樹脂タイプの水軟化器
１８によってコンディショニングされる。圧力ゲージ２
０゜２２および２４がそれぞれ、カーボンフィルター１
６の上流、カーボンフィルター１６と軟化点１８との中
間、および軟化器１８の下流に配置される。圧力ゲージ
２４は、適切な正味の正の吸入ヘッドを提供するため、
ポンプ１０の上流に適切な圧力が存在することをチェッ
クするために使用される。
ソレノイド弁２６がシステムがオフの時流れを遮断する
ため水ラインへ接続される。流れ指示器２日は、システ
ムを横断する完全なバランスを得るため、流れをチェッ
クするために設けられる。
温度指示器３０は、逆浸透膜の下流の性能を修正するた
め、水の温度をチェックするために設けられる。何故な
らば膜の性能は水温に応答して変化するからである。
１５８．。アカ−）　’）　ｙ　’；ッ４２．ヶー３２
．よ、逆浸透膜への水の中の懸濁固形物のレベルを減ら
すために設けられ、そのため懸濁固形物の付着が性能の
誤った読みを起こす可能性を軽減する。
カートリッジフィルター３２の下流には、低圧カスイン
チ３４があり、これは圧力があらかじめ定めたレベル以
下になったならば作動する。圧力ゲージ３６は低圧カス
インチライン３８中の圧力をモニターするため、低圧カ
スインチ３４とインラインにある。
ボール弁４０は、水質測定のため水のサンプリングを可
能とするために設けられる。次にその下流に、ハンドス
イッチ１２へ接続されていることが見られるポンプ１０
がある。該ハンドスイッチは三つの機能、すなわちオン
、オフまたは自動を有する。
ポンプ１０の下流には、ポンプ１０からの出力を測定す
るための他の圧力ゲージ４２がある。圧力ゲージ４２の
下流には、第１段逆浸透ユニット句水０圧力ｏｔ＊節を
許容する手動制御１−弁　　　　　　　忙４４がある。
他の圧力ゲージ４６は第１段逆浸透ユニットの圧力を指
示するために設けられる。
第１段逆浸透ユニット４８は一対の並列に接続した逆浸
透膜ユニット５０および５２よりなる。
逆浸透膜ユニット５（１０Å口５４と、逆浸透膜ユニッ
ト５２の入口５６とば一所に連結される。
同様に、逆浸透膜ユニット５０の塩水出口５８と、逆浸
透膜ユニット５２の塩水出口６０とは一所に連結される
。同様に逆浸透膜ユニット５０の製品出口６２と、逆浸
透膜ユニット５２の製品出口６４とは一所に連結される
。限定を意図しないが、逆浸透ユニット５０は、２個の
Ｆｉｌｍ−Ｔｅｃ　ＢＷ　３０−４０４０逆浸透モジユ
ールよりなる。この具体例においては、第１の逆浸透ユ
ニット４８は、下流システムへの最適な水の流れを得る
ために、４個の逆浸透モジュールを含むことが見られる
。
限定を意図しないが、流量計２８における流量は好まし
くは約４５．４２ｊ！／分であり、圧力ゲージ４２にお
ける圧力は好ましくは３３．３９　ｋｇ／　ｃＪＧであ
り、入口５４における水は好ましくは２２゜７１１／分
の流量と、３１．６３　ｋｇ／ｃＪＧの圧力を有し、そ
して人口５６における水は好ましくは２２．７１７２／
分の流量と、３１．６３　ｋｇ／　ｃ＋Ｊ　Ｇの圧力を
有する。
塩水出口５８．６０は、ライン中に圧力ゲージ６８を有
し、そしてまたライン中に手動制御ボール弁７０および
流れ指示器７２を有する廃棄ライン６６へ連結される。
製品水出口６２および６４は点６２において一所に接続
され、逆止弁７６を通って第２の逆浸透ユニット７４へ
向けられる。点６９および水は好ましくは１２．４９ｊ
！／分の流量および１５．８１　ｋｇ／ＣシＧの圧力で
流れる。
第２の逆浸透ユニット７４は好ましくは２個のＦｉｌｍ
−Ｔｅｃ　ＢＷ　３０−４０４０逆浸透モジユールより
なる。
逆止分７６の下流であるが逆浸透モジュール７４の上流
においてライン７Ｂを経由して化学処理剤が導入される
。化学処理剤は、ポンプ８０により、そして遮断弁８２
を通ってライン７８を経由してボンピングされる。
該化学処理剤は塩基、すなわち７より大きいｐＨを持つ
／８液であることが好ましい。２０％水酸化ナトリウム
溶液が最も有利であることが判明した。
水酸化ナトリウム溶液の主要目的は以下の通りである。
私は、直列に接続した２個の逆浸透ユニットによる水処
理は、１個の逆浸透モジュールを使用する場合に比べて
品質が２倍も高い水を与えないことを発見した。これは
第１の逆浸透ユニット４８へ入って行く水の上流処理か
らの重炭酸ナトリウムが炭酸ナトリウムと二酸化炭素と
に解離するからである。この解離は通常１０％以下であ
るが、なお提供される二酸化炭素の認められる量が存在
する。この二酸化炭素は逆浸透膜を通過する。
このため発生した二酸化炭素は除去されなくて処理した
水中に存在する。直列にある第２の逆浸透ユニットを第
１の逆浸透ユニットで置換することにより、第１の逆浸
透ユニットを通過する二酸化炭素は第２の逆浸透ニット
をも通過するであろう。
炭酸塩は逆浸透膜によって重炭酸塩よりももっと容易に
排除される。二酸化炭素を炭酸塩へ変換すＪ　　　　　
　、４．−１ｃ＝ヨ’／）、；Ｉ［’ＥＩ’ｌＧ：＆ｆ
ｆｌｃＭｌ’、［［、Ｍｌ１６ｈ他の塩基も二酸化炭素
を除去するために使用し得る。例えば、炭酸ナトリウム
は水酸化ナトリウムが除去するほど多量に除去しないが
使用することができる。リン酸三ナトリウムを使用する
ことができ、そして水酸化ナトリウム溶液を上廻るが、
しかしリン酸三ナトリウムは水酸化ナトリウムより高価
である。
二酸化炭素を炭酸塩へ変換することに加えて、水酸化ナ
トリウムの導入は、ある種のさもなければ除去困難な化
合物、特にシリカおよび各種の有機物をイオン化するで
あろう。シリカは約９６５以下のｐＨでは通寓イオン化
されない。それはイオン化されないから、それは逆浸透
膜によって良く排除されない。しかしながら水酸化ナト
リウム溶液の使用によりｐ）（を９．５以上に上昇させ
ることはシリカをイオン化可能とし、そのため逆浸透膜
によるその排除を増加せしめ、そして処理水中のシリカ
のレヘルを減らす。
同様に、存在しそして供給水が除去することが　　　　
　　　　　！ｉ・困難であることが知られている有機分
子は多種類のカルボン酸を含む。カルボン酸はずべて５
以上である各種ｐ）（においてイオン化するが、しかし
それらの増加するパーセントはｐＨが上昇するにつれイ
オン化するであろう。水酸化ナトリウムの添加により、
有機分子のもっと高いパーセントが水酸化ナトリウム溶
液の添加なしのシステムと比較してイオン化するであろ
う。
再び他の／８＋＆が使用し得る。炭酸ナトリウム、重炭
酸ナトリウム、リン酸二ナトリウム、リン酸三ナトリウ
ム、水酸化アンモニウム、水酸化カリウム、水酸化カル
シウムおよび水酸化マグネシウムのような他の塩基を使
用することができる。
圧力ゲージ８４が第２の逆浸透ユニット７４の上流にこ
の段階の圧力をチェックするために配置される。
化学処理ライン７８の少し下流ムこ、段間放水ライン８
６がある。この股間放水ラインは、２位置ハンドスイッ
チ（開／自動）によって制御されるソレノイド弁８８を
含む。ソレノイド弁８８と直列に手動制御ボール弁９０
および流れ指示器９２がある。流れ指示器９２の下流に
は、分析エレメント９６と分析指示器９８とよりなる抵
抗値モニター９４がある。水の抵抗値はイオン性夾雑物
に応じて変化し、そして抵抗値モニター９４は作動の瞬
間的読み取りを提供する。
股間放水ライン８６は、第１段の下流の圧力が第１段の
上流の圧力を決して上廻らず、そのため第１段逆浸透ユ
ニット４８の前後に常に圧力低下があることを確実にす
る。もしこの圧力低下が維持されなければ、逆浸透膜は
一方向のみの圧力を支えるように作られているので損傷
されることがある。
第１の逆浸透ユニット４８の下流にはポンプを必要とし
ない。この態様において、第２の逆浸透ユニット７４の
入口へ入る第１の逆浸透ユニット４８からの製品水の流
量および圧力は、点６９における流量および圧力と実質
的に等しいであろう。
上流ポンプ１０のみの使用により、システムのコストお
よび複雑性が大きく減らされる。
第２の逆浸透ユニット７４は入口１（１０、塩水出口１
０２、および製品水出口１０４を含む。
入口１（１０における水は、好ましくは１２．４９β／
分の流量および１５．８　’１　ｋｇ／　ｃｔｌ　Ｇの
圧力で流れる。
第２段からの製品水は流量計１０６を通って好ましくは
３．７９７！／分で流れ、そして導管１０８を通って精
製した水の使用もしくは貯蔵点へ向けられる。前に記載
したように、イオン性夾雑物に応し゛ζ変化する水の抵
抗値を測定するため、抵抗値モニター１１０がライン１
０８中に設けられる。
抵抗値モニターは、分析エレメント１１２と分析指示器
１１４とよりなる。
第２の逆浸透ユニット７４の塩水出口ｉ０２からの塩水
は再循環される。このため図示するように塩水出口１０
２は、手動制御ボール弁１１６゜流れ指示器１１８およ
び逆止弁１２０を通ってポンプ１０の上流であるがしか
しフィルター３２の下流である点１２２へ連結される。
塩水のｐＨは分析エレメント１２６および分析指示器１
２８よ１　　　　　　　　　りなるｐＨモニター１２４
によってモニターされ私は、もしこのシステムが水の有
機不純物の除去に使用されるならば、そしてもしこれら
有機物が塩基性および酸性タイプの両方を含む混合種の
ものであるならば、第１段の前のｐｌ（を約５以下、好
ましくは４以下に調節し、そして第２段の前のｐＨを９
以上に調節することが好ましいことを発見した。
もしこのシステムが電子部品用紙の水の製造に使用され
るならば、第１段の上流における適切な処理は軟化であ
る。この態様において、炭酸カルシウムの沈澱が避けら
れ、そして二酸化炭素の通過が最低になる。第２＠の前
に水酸化ナトリウムが添加され、第１段からの二酸化炭
素を炭酸塩へ変換し、シリカをイオン化し、ある種の有
機物をイオン化し、そして第２膜製品中の主流陰イオン
として塩化イオンを水酸イオンに置換する。水酸化ナト
リウムなしで操業する二重逆浸透システムに比べ、第２
段の抵抗値、シリカ排除率、有機物　　　　　　　ト排
除１、およ。、０あ理へ、イオッ負つ。■°１が得られ
る。
本発明の例証具体例を図示し、記載したが、当業者には
、本発明の新規な精神および範囲を逸脱することなく各
種の修飾および置換が可能であることを理解すべきであ
る。例えば軟化器１８を使用する代わりに、水は脱アル
カリで前処理するこことができる。この目的のため、強
制吸引脱気装置と共に酸供給を使用することができ、ま
たは塩化物型アニオン交換樹脂を使用することができる
。
その代わりに、軟化器を脱アルカリ装置として使用する
ことを省くのが望ましいであろう。
他の例として、それ自体または他の処理と併用して、第
１の逆浸透ユニットの上流の水を水のＩＩＨを調節する
導管１３０からの薬品を添加することによって前処理す
ることが望ましいであろう。
どの点における化学的処理も、単一薬品を使用する処理
ではなく、水を選定されたｐ）（に緩衝化するように目
指した薬品の組み合わせを使用する処理であってもよい
ことを注意すべきである。さらに、夾雑物除去を改善す
るのではなく、静菌状態を達成する目的で薬品を供給す
ることができる。
逆浸透股間のライン７８中の化学処理剤は、点６９から
の製品水のｐｌ（を上昇または低下させるためのどちら
の薬剤でもよいことを注意すべきである。第１の逆浸透
ユニット４８の後で、しかし第２の逆浸透ユニット７４
の前での追加の処理は、脱アルカリ、混床脱ミネラル、
または二床脱ミネラルのようなイオン交換プロセスを含
むことができ、そしてそれは電気透析、ミクロン以下の
口過、カーボン吸着、または化学的脱気を含むことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の逆浸透システムの概略図である。 ４８は第１の逆浸透ユニット、７４は第２の逆浸透ユニ
ット、１０はポンプ、７８は化学処理剤供給ライン、１
０８は精製水導管である。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）入口と製品出口と塩水出口とを有する第１の逆浸
    透ユニットを用意する工程、 入口と製品出口と塩水出口とを有する第２の逆浸透ユニ
    ットを用意する工程、 前記第２の逆浸透ユニットを前記第１の逆浸透ユニット
    の下流に配置し、前記第１の逆浸透ユニットの製品出口
    を前記第２の逆浸透ユニットの入口へ連結する工程、 精製すべき水を前記第１の逆浸透ユニットの入口へ供給
    する工程、 前記第１の逆浸透ユニットからの製品を前記第２の逆浸
    透ユニットの上流位置において、化学的変換により該製
    品の二酸化炭素濃度を減らすため、７以上のｐＨを有す
    る溶液よりなる化学処理剤で処理する工程、 前記第２の逆浸透ユニットからの製品を精製した水の使
    用または貯蔵点へ向ける工程 を含むことを特徴とする水精製方法。
  2. （２）精製すべき水を前記第１の逆浸透ユニットの上流
    でコンディショニングする工程を含む第１項の方法。
  3. （３）前記処理工程は、水酸化ナトリウム、重炭酸ナト
    リウム、炭酸ナトリウム、リン酸二ナトリウム、リン酸
    三ナトリウム、水酸化アンモニウム、水酸化カリウム、
    水酸化カルシウム、および水酸化マグネシウムからなる
    群からの溶液を導入することよりなる第１項の方法。
  4. （４）前記第２の逆浸透ユニットの塩水出口からの塩水
    を前記第１の逆浸透ユニットの上流の水の流れラインへ
    戻して再循環する工程を含む第１項の方法。
  5. （５）前記処理の下流であるがしかし前記第２の逆浸透
    ユニットの上流において製品を放水する工程を含む第１
    項の方法。
  6. （６）精製すべき水を前記第１の逆浸透ユニットの上流
    でそのｐＨを約５以下へ調節する工程を含む第１項の方
    法。
  7. （７）前記処理工程は前記第１の逆浸透ユニットからの
    製品水のｐＨを約９以上へ調節する工程よりなる第１項
    の方法。
  8. （８）入口と製品出口と塩水出口とを有する第１の逆浸
    透ユニットを用意する工程、 入口と製品出口と塩水出口とを有する第２の逆浸透ユニ
    ットを用意する工程、 前記第２の逆浸透ユニットを前記第１の逆浸透ユニット
    の下流に配置し、前記第１の逆浸透ユニットの製品出口
    を前記第２の逆浸透ユニットの入口へ連結する工程、 精製すべき水を前記第１の逆浸透ユニットの入口へ供給
    する工程、 精製すべき水を前記第１の逆浸透ユニットの上流でその
    ｐＨを約５以下へ調節する工程と、前記第２の逆浸透ユ
    ニットの上流位置において前記第１の逆浸透ユニットか
    らの製品へ、前記第１の逆浸透ユニットからの製品水の
    ｐＨを約９以上へ調節し、化学的変換により該製品の二
    酸化炭素濃度を減らす化学処理剤を導入する工程と、前
    記第２の逆浸透ユニットからの製品を精製した水の使用
    または貯蔵点へ向ける工程 を含むことを特徴とする水精製方法。
  9. （９）前記第２の逆浸透ユニットの塩水出口からの塩水
    を前記第１の逆浸透ユニットの上流の水の流れラインへ
    戻して再循環する工程と、 前記化学処理剤導入の下流であるがしかし前記第２の逆
    浸透ユニットの上流において製品を放水する工程 とを含む第８項の方法。
  10. （１０）入口と製品出口と塩水出口とを有する第１の逆
    浸透ユニットを用意する工程、 入口と製品出口と塩水出口とを有する第２の逆浸透ユニ
    ットを用意する工程、 前記第２の逆浸透ユニットを前記第１の逆浸透ユニット
    の下流に配置し、前記第１の逆浸透ユニットの製品出口
    を前記第２の逆浸透ユニットの入口へ連結する工程、 精製すべき水を前記第１の逆浸透ユニットの入口へ供給
    する工程、 前記第１の逆浸透ユニットからの製品を前記第２の逆浸
    透ユニットの上流位置において、化学的変換により該製
    品の二酸化炭素濃度を減らすため、７以上のｐＨを有す
    る溶液よりなる化学処理剤で処理する工程を含み、 前記第２の逆浸透ユニット入口は前記第１の逆浸透ユニ
    ット製品出口からの製品水を前記第１の逆浸透ユニット
    製品出口からの製品水の流量および圧力と実質上同じ流
    量および圧力において受け、さらに、 前記第２の逆浸透ユニットからの製品を精製した水の使
    用または貯蔵点へ向ける工程 を含むことを特徴とする水精製方法。
JP60122388A 1984-06-04 1985-06-04 逆浸透水精製方法 Expired - Lifetime JPH06233B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US616729 1984-06-04
US06616729 US4574049B1 (en) 1984-06-04 1984-06-04 Reverse osmosis system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS614591A true JPS614591A (ja) 1986-01-10
JPH06233B2 JPH06233B2 (ja) 1994-01-05

Family

ID=24470730

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60122388A Expired - Lifetime JPH06233B2 (ja) 1984-06-04 1985-06-04 逆浸透水精製方法

Country Status (10)

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