JPS634808A - 逆浸透膜装置システム - 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） 本発明は超純水製造プラント等における逆浸透膜装置シ
ステムに関するものである。

（従来の技術） 超純水製造プラント等における逆浸透膜装置システムに
おいて、被処理原水の加温は逆浸透膜装置に対する透過
水量の向上、採水量の安定化及び超純水たる生産水の使
用点での一定温度確保のために必要不可欠であり、逆浸
透膜装置に供給される被処理原水の温度を２５℃〜３０
’Ｃ程度に保持することはこの種プラント設計上の必須
条件である。

そこで従来の逆浸透膜装置システムにおいては、被処理
原水を逆浸透膜装置への供給前に蒸気ボイラによる発生
蒸気を熱源として加温するようにしているのが普通であ
る。すなわち、熱交換器を用いて被処理原水を発生蒸気
と熱交換させ、若しくは被処理原水に直接発生蒸気を吹
込むことにより、被処理原水を加温するようにしている
。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、このように被処理原水の加温を蒸気ボイラで発
生させた蒸気によって行う場合には、生産水製造コスト
に占める加熱用蒸気コストの割合が大きく、プラント全
体の運転に必要な燃料費したがってトータルのランニン
グコストが大幅に高騰することになる。

しかも従来の逆浸透膜装置システムは、そのシステム及
びこれを装備する超純水製造プラント等において種々の
低温排熱が発生するにも拘らず、かかる低温排熱を利用
することについては何ら配慮されておらず、省エネルギ
ー化の要請を満足させ得ないものであった。すなわち、
逆浸透膜装置から出る濃縮水や使用点での使用済生産水
等は低温熱を含んでいるが、かかる低温水はその温度が
低いところから熱源と°して利用されることなく。

そのまま放流されており、また逆浸透膜装置を使用する
工場等においては年間を通して冷房等空調設備が必要な
場合が多いが、かかる空調設備からの低温廃熱は全て冷
却塔等から大気へ放出されているのが実情である。

本発明は、このような間層を解決して、ランニングコス
トの低減並びに省エネルギー化を効果的に実現しうる拗
浸透膜装置システムを提供することを目的とするもので
ある。

（問題点を解決するための手段） 本発明の逆浸透膜装置システムは、上記の目的を達成す
べく、特に、逆浸透膜装置の濃縮水、使用点での使用済
生産水等の有する低温排熱を回収する熱回収装置を設け
て、該熱回収装置による回収熱を逆浸透膜装置に供給さ
れる被処理原水の加温用熱源として利用するように構成
したものである。

（作用） かかる構成によれば、被処理原水は熱回収装置による回
収熱によって加温された上で、逆浸透膜装置に供給され
ることになる。

（実施例） 以下、本発明の構成を第１図〜第３図に示す実施例に基
づいて具体的に説明する。

第１図は本発明に係る逆浸透膜装置システムを装備した
超純水製造プラントを示すフローシートであり、第１図
において、１は原水タンク２から順次原水ポンプ３．熱
回収装置４．フィルタ５゜昇圧用ポンプ６を経て逆浸透
膜装置７に至る被処理原水の供給経路、８は逆浸透膜装
置７から順次透過水タンク９１透過水ポンプ１０．セパ
レータタンク１１及び真空ポンプ１２を備えた真空脱気
器】３．送水ポンプ１４．陽イオン交換塔１５゜陰イオ
ン交換塔１６．−次純水タンク１７．−次純水ポンプ１
８．紫外線殺菌塔１９．ポリラシャ２０を経て限外濾過
膜装置２１に至る透過水の処理経路、２２は限外濾過膜
装置２１から使用点２３に至る生産水の供給経路、２４
は限外濾過膜装置２１から原水タンク２に至るブロー水
の還流経路、２５は使用点２３から一次純水タンク１７
に至る未使用生産水の還流経路、２６は熱回収装置４に
至る低温排水の排熱回収経路、２７は熱回収装置４から
排水処理装置−２８を経て適宜の放流個所に至る熱回収
済低温排水の放流経路、２９は逆浸透膜装置７から排熱
回収経路２６に至る濃縮水の供給経路、３０は使用点２
３から排熱回収経路２６に至る使用済生産水の供給経路
、３１は使用点２３から排水処理装置３２を経て排熱回
収経路２６に至る使用済生産水の供給経路、３３は使用
点２３から排水処理装置３４を経て原水タンク２に至る
使用済生産水の還流経路、３５は冷房等の空調設備（図
示せず）から排熱回収経路２６に至る低温排水の供給経
路、３６は放流経路２７から該空調設備に至る熱回収済
低温排水の還流経路である。

被処理原水は一連の超純水製造装置つまり逆浸透膜装置
７．真空脱気器１３．陽イオン交換塔１５、陰イオン交
換塔１６．紫外線殺菌塔１９．ポリラシャ２０．限外濾
過膜装置２１を順次経過せしめられることによって超純
水に処理され、限外濾過膜装置２１から生産水として使
用点２３に供給されるようになされている。かかる純水
処理工程において、逆浸透膜装置７で発生する濃縮水は
供給経路２９から排熱回収経路２６に流入せしめられ、
限外濾過膜装置２１のブロー水はその一定量が還流経路
２４から原水タンク２に戻されるようになされている。

そして使用点２３で使用されなかった未使用生産水は還
流経路２５から一次純水タンク１７に戻される。また、
使用点２３で使用された使用済生産水のうち、−部は還
流経路３３から排水処理装置３４で処理された上で原水
タンク２に戻されるが、他の一部は供給経路３０から直
接に、又更に他の一部は供給経路３１から排水処理装置
３２で処理された上で夫々排熱回収経路２６に流入せし
められるようになされている。

さらに空調設備から出る低温排水を供給経路３５から排
熱回収経路２６に流入させるようにしている。この空調
設備には熱回収装置４を経過した熱回収済排水の一部が
還流経路３６から戻されるようになされている。その他
の熱回収済排水は放流経路２７から排水処理装置２８で
処理した上で系外に放流される。

前記熱回収装置４は熱交換器３７と電動ヒートポンプ３
８とから構成されている。熱交換５３７は経路１の原水
ポンプ３．フィルタ５間に介装されていて、彼処Ｊ！！
ｆｆ水を！１１．％回収経路２６の低温排水と熱交換さ
せることによって一次加温するようになされている。ヒ
ートポンプ３８は蒸発器３９、圧縮器４０．凝縮器４１
．膨張弁４２及びこれら蒸発器３９〜膨張弁４２を連通
接続する冷媒流動管４３からなり、圧縮器４０を電動モ
ータ４４により駆動することにより、冷媒が蒸発器３９
から順次圧縮器４０．凝縮器４１．膨張弁４２を経て蒸
発器３９へと循環せしめられるように構成されている。

すなわち、蒸発器３９を経路２６゜２７間に介装すると
共に、凝縮器４１を経路１のフィルタ５．熱交換器３７
間に介装してあって。

蒸発器３９において排熱回収経路２６の低温排水によっ
て与熱された冷媒ガスが圧縮器４０により圧縮昇温され
て、−次加温された被処理原水を凝縮器４１において所
定温度（通常２５℃〜３０℃）に加温するようになされ
ており、被処理原水を与熱した冷媒は、爾後冷媒液とし
て凝縮器４１から膨張弁４２を経て再び蒸発器３９に戻
されるようになされている。

ところで、被処理原水の温度はその性状つまり井戸水、
河川水等によって異なるが、−般には５℃〜２０℃であ
り、−方経路２９，３０，３１゜３５から夫々排熱回収
経路２６に流入した各低温排水の合流温度は、各低温排
水の合流比率によって異なるが、通常、生産水温度より
０．５℃〜１゜０℃低い２４℃〜２９℃程度であるから
、熱交換器３７．ヒートポンプ３８によって上記低温排
水から回収した回収熱は、逆浸透膜装置７に供給される
被処理原水をその純水処理に最適な温度（２５℃〜３０
’Ｃ程度）に昇温しうる熱源として十分有効に利用する
ことができるのである。

なお、上記実施例においては、使用済生産水及び５の濃
縮水の保有熱並びに空調設備の廃熱を熱交換器３７．ヒ
ートポンプ３８からなる熱回収装置４でもって回収し、
これを被処理原水加温熱源として利用するようにしたが
、本発明の構成はこれに限定されるものではない。

例えば、熱回収装置４に供給される被処理原水の温度が
年間を通じて比較的高い場合には、経路２６の低温排水
温度が前述した如く２４℃〜２９℃程度であるため、熱
交換器３７の伝熱面積が大きくなる割には熱回収量が少
なくなることがあり。

したがって熱交換器３７は熱回収装置４全体としによっ
て被処理原水を加温するように°した方が良い場合もあ
る。また逆に初期設備投資を減じるために、ヒートポン
プ３８を設置せず、熱交換器３７のみを散散えず設置す
る場合もありうる。

また、上記実施例では、電動ヒートポンプ３８つまり圧
縮器４０を質重々力によって駆動させるようにしている
が、第２図に示す如く、ディーゼルエンジン発電装置、
ガスエンジン発電装置又はガスタービン発電装置等の適
宜の発電装置４５を設けて、その発電々力によって圧縮
器４０のモータ４４を駆動させるようにしてもよい。こ
の場合、発電装置４５によって圧縮器４０のみならず前
記各ポンプ３，６，１０．１４，１８や空調設備等をも
駆動させるようにしておくと、生産水の製造コストに占
める電力料金の比率を大幅に縮減でき。

延いてはプラント全体のランニングコストを低減でき、
低温排熱の利用と相俟って極めて効果的な省エネルギー
化を実現できる。またヒートポンプ３８は吸収式のもの
としておいてもよい。さらに第３図に示す如く、ヒート
ポンプ３８をディーゼルエンジン又ガスエンジン等の適
宜のエンジン４６に直結して、かかるエンジン４６によ
って圧縮器４０を駆動させるように構成してもよい。か
かる場合、電力料金を削減できる他、エンジン４６のジ
ャケット冷却で発生する温水を超純水製造ラインの定期
的な熱水殺菌処理に使用することができる。

又空調設備からの低温廃熱を利用しない場合には経路３
５．３６の経路２６への接続は不要である。

（発明の効果） 本発明の逆浸透膜装置システムは、従来においては利用
されることなく廃棄されていた低温排熱を熱回収装置で
回収して、その回収熱を熱源として逆浸透膜装置に供給
される被処理原水を所定の最適温度に加温するようにし
たものであるから。

従来システムにおける如く蒸気ボイラといった被処理原
水加温用熱源を別途設ける必要がなく、ランニングコス
トの大幅な低減並びに省エネルギー化を効果的に実現し
うる。実用的価値極めて大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る逆浸透膜装置システムを備えた超
純水製造プラントの一例を示す系統図、第２図はその変
形例を示す系統図、第３図は更にその変形例を示す要部
の系統図である。 １・・・被処理原水の供給経路、４・・・熱回収装置、
７・・・逆浸透膜装置、２６・・・排熱回収経路、３７
・・・熱交換器、３８・・・ヒートポンプ、４５・・・
ディーゼルエンジン発電装置、ガスエンジン発電装置又
はガスタービン発電装置、４６・・・ディーゼルエンジ
ン又はガスエンジン。 特許出願人　　株式会社　タクマ 第３図

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）逆浸透膜装置の濃縮水、使用点での使用済生産水
   等の有する低温排熱を回収する熱回収装置を設けて、該
   熱回収装置による回収熱を逆浸透膜装置に供給される被
   処理原水の加温用熱源として利用するように構成したこ
   とを特徴とする逆浸透膜装置システム。
2. （２）前記熱回収装置が、ヒートポンプでもって構成さ
   れていることを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記
   載の逆浸透膜装置システム。
3. （３）前記熱回収装置が、熱交換器でもって構成されて
   いることを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の
   逆浸透膜装置システム。
4. （４）前記熱回収装置が、ヒートポンプと熱交換器とか
   らなることを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載
   の逆浸透膜装置システム。
5. （５）前記ヒートポンプが吸収式ヒートポンプであるこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲第２項又は第４項に記
   載の逆浸透膜装置システム。
6. （６）前記ヒートポンプがディーゼルエンジン発電装置
   、ガスエンジン発電装置又はガスタービン発電装置によ
   る発電々力によって駆動される電動ヒートポンプである
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第２項、第４項又は
   第５項に記載の逆浸透膜装置システム。
7. （７）前記ヒートポンプが、ディーゼルエンジン又はガ
   スエンジンによって駆動されるものであることを特徴と
   する、特許請求の範囲第２項、第４項、第５項又は第６
   項に記載の逆浸透膜装置システム。