JPS6193890A - 逆浸透淡水化装置 - 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（Ｒｅｖｅｒｓｅ　　Ｏｓｍｏｓｉｓ）
淡水化装置に関するものである。

従来の技術 逆浸透膜によって水と塩分を分離する場合、海水中に存
在する懸濁性固体と、コロイドおよび可溶性高分子物が
膜面上に蓄積し、膜性能を低下させる。また微生物によ
る膜劣化および代謝生産物によるスライム発生の問題が
ある。このようなトラブルになりそうな原因をあらかじ
め除去し、逆浸透装置に海水を供給する必要がある。除
去の程度が完全に近づけば近づくほど膜自身の機能劣化
。

モジュールの性能低下が少なくなり、ＲＯ装置の長期安
定運転が可能となるが、前処理の設備費。

ランニングコストが高くなる。したがって逆浸透膜の寿
命と前処理コストその他の要因を考慮した全システムと
しての最適な前処理法の選定が必要となる。

第３図に、現在一般に行われている逆浸透一段脱塩装隨
のフロー図を示す。

図において、（１）は海水を汲み上げる取水ポンプ、（
２）は取水ポンプ（１）によって導入された海水を濾過
する砂濾過器で、この砂濾過器（２）への海水導入経路
の途中には滅菌剤（３）、凝集剤（４）およびＰＨ調整
材（５）の各添加経路が接続して設けられている。（６
）は砂濾過器（２）で濾過された濾水を貯溜する前処理
海水槽で、この中の濾水は適宜、逆洗ポンプ（７）を介
して前記砂濾過器（２）の底部に逆洗水として供給され
る構成とされている。（８）は前処理海水槽（６）に貯
溜された濾水を逆浸透モジュール（９）に導入する高圧
ポンプで、前処理海水槽（６）から高圧ポンプ（８）へ
の濾水導入経路の途中には逆浸透膜および高圧ポンプ（
８）の保護を行うべく保全フィルター（カートリッジタ
イプ）（１０）が介装され、さらに保全フィルター（１
０）の手前において還元剤（１１）の添加経路が接続し
て設けられている。逆浸透モジュール（９）では淡水が
生成される一方、濃縮海水が排出される。図中、海水の
汲み上げから保全フィルター（１０）に至るまでの設備
が前処理部門、高圧ポンプ（８）以降の設備が脱１　　
　　　　塩部門″′・ このような構成で、従来、微生物対策及び溶解性有機物
対策として、塩素（３）添加を行っている。

はとんどの場合次亜塩素酸ソーダの形で塩素１Ｍ度１〜
５ｐｐｍとなるようになるべく上流側で添加している。

しかし、逆浸透膜によっては耐塩素性がないので、膜モ
ジユール入口における塩素濃度が規定値内に入るよう還
元剤（重亜流酸ソーダＮａＨ３Ｏ，等）（１１）を添加
している。また、懸濁粒子及びコロイド（最もトラブル
を起こしゃすい）に対しては凝集剤（Ｆ　ｅ　Ｃ鮎、ポ
リ塩化アルミニウム等）（４）を添加し、コロイドの凝
集・フロック化を行った後、砂濾過器（２）で除去して
いる。砂濾過器（２）の閉そく時には上述のように逆洗
ポンプ（７）を介して濾水を供給し、逆洗を行っている
。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、このような従来装置によると。

前処理部門における設備費およびランニングコストが大
きいうえ、砂濾過器（２）や前処理海水槽（６）等の砂
濾過器（２）を逆洗するための設備の存在により、装置
のコンパクト化が難しいという問題があった。また、凝
集剤（４）の添加量（例えば海水により注入条件が微妙
）や逆洗時期、保全フィルターの交換等に手間がかかる
という問題があった。

本発明はこのような問題を解決し、前処理部門における
設備を大幅に簡易化して上記問題を一掃することのでき
る逆浸透淡水化装置を提供することを目的とする。

問題を解決するための手段 上記問題を解決するため１本発明の逆浸透淡水化装置は
、ポンプを介して導入された原液の濾過を行う限外濾過
装置と、この限外濾過装置で濾過された濾水をポンプを
介して導入され、この濾水から淡水を生成する逆浸透モ
ジュールと、前記限外濾過装置の排水経路途中に介装さ
れた流量調整バルブとを有して構成され、前記限外濾過
装置は、限外濾過膜よりなる竪型管゛膜モジユールを備
え、該竪型管状モジュールに内蔵された固体粒子が前記
流量調整バルブによって流動開始流速以上粒子終末速度
以下の範囲で流動化状態に維持可能な流動層型とした。

作用 このような構成で、原液をポンプを介して流動層型限外
濾過装置に所定加圧下で供給する。この場合の管内流速
は、流量調整バルブによって、竪型管状モジュールに内
蔵された固体粒子が流動開始流速以上粒子終末速度以下
の範囲で流動化状態になるように維持する。そうすると
、流動する固体粒子によって、竪型管状モジュールの膜
面にゲル層が物理的に付着するのが防止され、また、付
着したゲル層は連続的に除去される。流動層型限外濾過
装置で濾過された濾水はポンプを介して逆浸透モジュー
ルに導入し、流動層型限外濾過装置を通過した濃縮液は
排水経路を通して外部に排出する。これにより、きわめ
て簡易な設備で原液の前処理が完了し、この後、逆浸透
モジュールによって淡水を生成する。

実施例 以下、本発明の一実施例を第１図および第２図に基づい
て説明する。

第１図は本発明に係る逆浸透淡水化装置のフロー図を示
す０図において、　（１２）は海水を汲み上げる取水ポ
ンプ、（１３）は取水ポンプ（１２）によって導入され
た海水を濾過する流動層型限外濾過装置（詳細は後述）
で、この流動層型限外濾過袋Ｅ　（１３）への海水導入
経路の途中には滅菌剤（１４）の添加経路が接続して設
けられている。（１５）は流動層型限外濾過装置（１３
）で濾過された濾水を逆浸透モジュール（１６）に導入
する高圧ポンプで、流動層型限外濾過袋！　（１３）か
ら高圧ポンプ（１５）への濾水導入経路の途中には還元
剤・ＰＨ調整剤（１７）の添加経路が接続して設けられ
ている。逆浸透モジュール（１６）では淡水が生成され
る一方、濃縮海水が排出されるが、高圧ポンプ（１５）
以降の設備、すなわち脱塩部門における設備内容は前記
従来例で述べたものと変わらない、　（１８）は流動層
型限外濾過装置（１３）の排水経路途中に介装された流
量調整バルブで、流動層型限外濾過装置（１３）はこの
流量調整バルブ（１８）によって流量を調整しつつ運転
される。

なお、流動層型限外濾過装置（１３）の排水経路を通る
排水は、濾過された後の海水（ａ縮海水）である。

このような構成から明らかなように、本淡水化装置は、
海水の汲み上げから還元剤・ＰＨ調整剤（１７）添加経
路に至るまでの前処理部門の構成が。

前記従来例で述べたものより大幅に簡易化されている。

これは次に述べるような構成の流動層型限外濾過装置（
１３）を有しているからである。

第２図は、流動層型限外濾過装置（１３）の縦断面図を
示す６図において、（２０）は濾過装置本体を構成する
ケーシングＣ金属あるいはＦＲＰ製カバカバー、下部に
原海水の入口（２１）を有する下部室（２２）と、上部
に排水の出口（２３）を有する上部室（２４）とを具備
し、これら両室（２２）　（２４）の中間部に濾液を集
める濾液室（２５）を有している。　（２６）（２７）
はケーシング（２０）内の上部と下部に設けられ、前記
各室（２２）　（２４）　（２５）を形成する管板、　
（２８）は両管板（２６）（２７）間に亘って配設さ九
、上部室（２４）と下部室（２２）を連通ずる複数本の
竪型管状モジュールで。

下端部に絞り部（２９）が形成された限外濾過膜より構
成されている。なお、本実施例においては、上部に漏斗
状の傾斜面（３０）を有する絞り部材（３１）を竪型管
状モジュール（２８）の下端に挿入固定（溶接。

溶着等）することによって絞り部（２９）が形成されて
いるが、限外濾過膜自体の下端に絞り部（２９）が形成
されたものを用いてもよい。この竪型管状モジュール（
２８）は必要流量に応じて数本〜数十本配設され、管板
（２６）　（２７）への取付けに際してはゴムパツキン
が介装される。（３２）はこの竪型管状モジュール（２
８）内に当該絞り部（２９）から落下しない大きさを有
して内蔵せしめられた球状体、　（３３）はこの球状体
（３２）の上方に位置して竪型管状モジュール（２８）
に内蔵せしめられた多数の小径固体粒子で。

前記球状体（３２）はこの小径固体粒子（３３）よりも
比重の大きい部材が用いられている。（３４）は濾液室
（２５）の上部に対応してケーシング（２０）に設けら
れた濾液の出口である。

なお、竪型管状モジュール（２８）の限外濾過膜は、原
液の種類により、アセチルセルロース系、アクリロニト
リル系、ポリアミド、イミド系、ポリスルホン系、ポリ
イオンコンプレックス系、無機材料等で構成される膜材
料から適切なものを選ぶ６また、小径固体粒子（３３）
としては、竪型管状モジュール（２８）の膜材料と原液
の性状により、砂、金属球、無機材料、プラスチック等
を、この小径固体粒子（３３）の流出止めの働きをなす
前記球状体（３２）としては、原液の性状により、金属
球、無機材料、プラスチック等をそれぞれ選ぶ。

このような構成で、先ず、取水ポンプ（１２）で扱み上
げた原海水を塩素（１４）滅菌し、流動層型限外濾過装
置（１３）の下部室（２２）に所定加圧下で供給する。

そうすると、第２図に示すように、海水は竪型管状モジ
ュール（２８）内に入り１球状体（３２）が少し持ち上
がる状態となる。そして、この球状体（３２）の上方に
位置する多数の小径固体粒子（３３）が流動化し、膜面
に海水中に含まれる懸濁性固体やコロイド等のゲル層が
物理的に付着するのを防止するとともに、付着したゲル
層を連続的に除去する働きをなすことになる。また、小
径固体粒子（３３）の流動化により、乱流が促進され、
濃度分極の発生が防止される。この結果、装置の処理能
力が長期に亘って維持されるとともに、膜の分画性能も
変化しなくなる。この場合、小径固体粒子（３３）の流
動化については、流量調整バルブ（１８）で。

竪型管状モジュール（２８）の管内流速が流動開始流速
以上粒子終末速度以下の範囲で良好な流動化状態が得ら
れるよう、濃縮海水流量を調整する。なお、竪型管状モ
ジュール（２８）の管内流速が粒子終末速度より多少速
くなっても、上部室（２４）で流速が粒子終末速度より
遅くなるので、小径固体粒子（３３）が装置外へ飛び出
すようなことはない、また、運転を停止した場合５球状
体（３２）が小径固体粒子（３３）より比重が大きいの
で速く沈降し、これにより竪型管状モジュール（２８）
の絞り部（２９）が封鎖されるので、小径固体粒子（３
３）が下部室（２２）内に流出するようなことはない。

竪型管状モジュール（２８）を透過しへ濾液は濾液室（
２５）に集められ、濾液出口（３４）から取出された後
、還元剤・ＰＨ調整剤（１７）を添加されて高圧ポンプ
（１５）から逆浸透モジュール（１６）に導入される。

一方、流動層型限外（濾過袋ｆｆ１（１３）の竪型管状
モジュール（２８）内を上昇した濃縮海水（排水）は、
除去されたゲル層と共に排水経路を通して外部に排出さ
れる。

このように、本淡水化装置では、竪型管状モジュール（
２８）内で小径固体粒子（３３）を流動化させるので、
従来のように、原潜水に凝集剤を添加しなくても、連続
的に安定した良質のＲＯへの供給水が得られる。また、
流動層型限外濾過装置（１３）は保全フィルターの役も
兼ねるので、従来のように。

保全フィルターを設置する必要がなく、膜保護用の還元
剤（１７）を添加するだけでよい。

発明の効果 以上１本発明によれば、次の効果を得ることができる。

１、流動層型限外濾過装置を使用することにより、砂濾
過の場合のように逆洗をする必要がなく、連続的にしか
も良質の安定した逆浸透（ＲＯ）供給水が得られる。

２、限外濾過装置は竪型であり、また逆洗用の水槽を設
けなくて良いので、従来の砂濾過器を組込んだＲＯ装置
よりコンパクトにすることができる。

３、凝集剤を添加しなくて済む。このため、ランニング
コストを低減することができる。

４、逆洗時間の設定、凝集剤の添加量、保全フィルター
の交換等の操作がいらず、バルブを調節するだけでよい
ので、運転が簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例を示し、第１図
は本逆浸透淡水化装置のフロー図、第２図は流動層型限
外濾過装置の縦断面図、第３図は従来の逆浸透淡水化装
置のフロー図である。 （１２）・・・取水ポンプ、　（１３）・・・流動層型
限外濾過袋ａ、　（１５）・・・高圧ポンプ、（１６）
・・・逆浸透モジュール、（１８）・・・流量調整バル
ブ、（２８）・・・竪型管状モジュール、　（３３）・
・・小径固体粒子 代理人　　　森　　本　　義　　弘 手続補正書（自ヤ） 昭和５９　　年特　許　願第　　２１４８２１　　号２
発明の名称 逆浸透淡水化装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 昭和　　年　　月　　日 ６補正により増加する発明の数 ７、補正の対象

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ポンプを介して導入された原液の濾過を行う限外濾
   過装置と、この限外濾過装置で濾過された濾水をポンプ
   を介して導入され、この濾水から淡水を生成する逆浸透
   モジュールと、前記限外濾過装置の排水経路途中に介装
   された流量調整バルブとを有して構成され、前記限外濾
   過装置は、限外濾過膜よりなる竪型管状モジュールを備
   え、該竪型管状モジュールに内蔵された固体粒子が前記
   流量調整バルブによって流動開始流速以上粒子終末速度
   以下の範囲で流動化状態に維持可能な流動層型としたこ
   とを特徴とする逆浸透淡水化装置。