TWI738493B - 水處理系統及水處理方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種水處理系統，包含：逆滲透膜系統，具備第1逆滲透膜裝置、及配置於第1逆滲透膜裝置的透過水側之第2逆滲透膜裝置；水質測定手段，配置於第2逆滲透膜裝置的透過水側；以及管線變更手段，依該水質測定手段的測定值，而變更如下管線：往第1逆滲透膜裝置通水，使第1逆滲透膜裝置的透過水通過第2逆滲透膜裝置而獲得透過水之管線；使往第1逆滲透膜裝置及第2逆滲透膜裝置其中至少一方的通水繞道至旁通管線藉以將往該至少一方之逆滲透膜裝置的通水予以隔斷之管線、或使第1逆滲透膜裝置及第2逆滲透膜裝置其中至少一方的濃縮水與透過水合流之管線。
Description
本發明係關於一種水處理系統及水處理方法。
對於純水製造系統的處理水，高純度化之需求高漲。例如，伴隨半導體裝置的線寬細微化，而在半導體裝置之清洗，要求使用高度精製、高純度化的水。尤其要求將TOC(Total Organic Carbon：總有機碳)、二氧化矽、硼等的去除程度提高。此外，從降低取水量之觀點來看，將系統排水回收而利用在純水製造的案件亦漸增，亦要求回收水的水質改善。
在組裝有逆滲透膜裝置(以下亦稱作RO膜裝置)之純水製造系統中，為了改善RO膜裝置的透過水之水質，施行將RO膜裝置配置複數段。例如，將第1段RO膜裝置的透過水藉由第2段RO膜裝置處理，對RO膜裝置全體而言，追求透過水之水質改善。此一情況，第2段RO膜裝置的濃縮水，相較於第1段RO膜裝置的供給水，多為純度非常高。因此，可藉由使第2段RO膜裝置的濃縮水返回被處理水(原水)而將原水稀釋，此外，可提高回收率(例如參考專利文獻1)。
作為純水製造用途之RO膜裝置，多使用超低壓型~低壓型逆滲透膜，但受到最近水質要求的提高，亦嘗試往如在海水淡水化用途使用等高壓型逆滲透膜裝置之純水製造系統的導入(例如參考專利文獻2、3)。
另一方面，已有人揭露一種因應原水之水質變動，在具備2段RO膜裝置之水處理系統中繞過第2段RO膜裝置之方法(例如參考專利文獻4、5)。
[習知技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本特開第2004-167423號公報
專利文獻2：日本特開第2015-20131號公報
專利文獻3：日本特開第2016-117001號公報
專利文獻4：日本特開第2006-263542號公報
專利文獻5：日本特開第2013-52349號公報
如同上述，在純水製造系統等之水處理系統中，考慮被處理水之水質及所要求的處理水之水質，而決定裝置構成。例如，從呈現的被處理水之硼濃度，以可容許作為處理水所要求之硼濃度的方式，決定RO膜裝置的構成、回收率、添加藥品、離子交換裝置的樹脂量、樹脂構成、再生頻率等。然則，原水等被處理水之水質具有變動，在既存的裝置構成中，有雜質之去除性能變得不足、成為性能過剩的情況。此外，於水處理系統使配置有複數段之RO膜裝置持續運轉成為前提，故在運轉成本的降低上有所限制。
此外，如同上述專利文獻4、5所記載，即便採用因應被處理水之水質變動，而繞過2段RO膜裝置中之第2段RO膜裝置的方法，仍未考慮到將被處理水之水質作為指標後，RO膜的積垢或膜劣化所造成的透過水之水質變動，結果容易致使水質劣化。
因而，本發明之課題在於提供一種水處理系統及水處理方法，可追求運轉成本的降低，並獲得目標水質的處理水。
藉由以下手段，解決本發明之上述問題。
[1]一種水處理系統，包含：逆滲透膜系統，具備第1逆滲透膜裝置、及配置於第1逆滲透膜裝置的透過水側之第2逆滲透膜裝置；水質測定手段，配置於第2逆滲透膜裝置的透過水側；以及管線變更手段；該逆滲透膜系統包含以下管線：第1管線(管線I)，其係往第1逆滲透膜裝置通水，使第1逆滲透膜裝置的透過水通過第2逆滲透膜裝置而獲得透過水之管線；第2管線(管線II)，其係使往第1逆滲透膜裝置的通水繞道至第1旁通管線，藉以將往該第1逆滲透膜裝置的通水予以隔斷，使通過該第1旁通管線的水，通過該第2逆滲透膜裝置而獲得透過水之管線；第3管線(管線III)，其係往該第1逆滲透膜裝置通水，使該第1逆滲透膜裝置的透過水之往該第2逆滲透膜裝置的通水繞道至第2旁通管線，藉以將往該第2逆
滲透膜裝置的通水予以隔斷，以獲得通過該第2旁通管線的該第1逆滲透膜裝置之透過水之管線；以及第4管線(管線IV)，其係使往該第1逆滲透膜裝置的通水繞道至該第1旁通管線，藉以將往該第1逆滲透膜裝置的通水予以隔斷，並且使通過該第1旁通管線的水之往該第2逆滲透膜裝置的通水繞道至該第2旁通管線，藉以將往該第2逆滲透膜裝置的通水予以隔斷，以獲得通過該第2旁通管線的水之管線；該管線變更手段係依該水質測定手段的測定值，而從該第1、第2、第3及第4管線其中任一管線變更至另一管線。
[2]一種水處理系統，包含：逆滲透膜系統，包括第1逆滲透膜裝置、及配置於該第1逆滲透膜裝置的透過水側之第2逆滲透膜裝置：水質測定手段，配置於該第2逆滲透膜裝置的透過水側；以及管線變更手段；該逆滲透膜系統包含以下管線：第1管線(管線I)，其係往該第1逆滲透膜裝置通水，使該第1逆滲透膜裝置的透過水通過該第2逆滲透膜裝置而獲得透過水之管線；第5管線(管線V)，其係往該第1逆滲透膜裝置通水，使該第1逆滲透膜裝置中的濃縮水與透過水合流，並使該合流水通過該第2逆滲透膜裝置而獲得透過水之管線；第6管線(管線VI)，其係往該第1逆滲透膜裝置通水，使該第1逆滲透膜裝置的透過水通過該第2逆滲透膜裝置，以獲得將該第2逆滲透膜裝置中的濃縮水與透過水合流而成的合流液之管線；以及
第7管線(管線VII)，其係往該第1逆滲透膜裝置通水，使該第1逆滲透膜裝置中的濃縮水與透過水合流，並使該合流水通過該第2逆滲透膜裝置，以獲得將該第2逆滲透膜裝置中的濃縮水與透過水合流而成的合流液之管線；該管線變更手段係依該水質測定手段的測定值，而從該第1、第5、第6及第7管線其中任一管線變更至另一管線。
[3]如[2]所記載之水處理系統，其中，針對該第5管線中的該第1逆滲透膜裝置、該第6管線中的該第2逆滲透膜裝置、及該第7管線中的該第1逆滲透膜裝置及該第2逆滲透膜裝置，將供給水壓設在正常運轉壓之50%以下，且將回收率設在20%以下。
[4]如[1]~[3]中任一項記載之水處理系統，其中，第1逆滲透膜裝置為低壓型逆滲透膜裝置，第2逆滲透膜裝置為高壓型逆滲透膜裝置。
[5]如[1]~[3]中任一項記載之水處理系統，其中，具備處理第1逆滲透膜裝置的濃縮水及第2逆滲透膜裝置的濃縮水的其中至少一方的第3逆滲透膜裝置，將第3逆滲透膜裝置的透過水往該逆滲透膜系統供給。
[6]如[1]~[3]中任一項記載之水處理系統，其中，藉由該水質測定手段測定的成分包含硼。
[7]如[1]~[3]中任一項記載之水處理系統，其中，具備處理第2逆滲透膜裝置的透過水之第1離子交換裝置。
[8]如[7]所記載之水處理系統，其中，具備處理第1離子交換裝置的處理水之第2離子交換裝置；該水質測定手段，設置於較第1離子交換裝置更為下游側。
[9]如[1]~[3]中任一項記載之水處理系統，其中，
於該水質測定手段的前段，具備陽離子交換裝置及脫氣裝置之任一種以上。
[10]一種水處理方法，係使用了如[1]之水處理系統，包含如下步驟：在往該逆滲透膜系統供給被處理水時，依該逆滲透膜系統的透過水之水質而從該第1、第2、第3及第4管線其中任一管線切換至另一管線。
[11]一種水處理方法，係使用了如[2]之水處理系統，包含如下步驟：在往該逆滲透膜系統供給被處理水時，依該逆滲透膜系統的透過水之水質而從該第1、第5、第6及第7管線其中任一管線切換至另一管線。
[12]如[10]或[11]所記載之水處理方法，其中，第1逆滲透膜裝置為低壓型逆滲透膜裝置，第2逆滲透膜裝置為高壓型逆滲透膜裝置；藉由該水質測定手段測定的成分包含硼。
依本發明之水處理系統及水處理方法，則可追求運轉成本的降低，並獲得目標水質的處理水。
1,1A~1G:水處理系統
10:第1逆滲透膜裝置(第1RO膜裝置)
15:第1旁通管線
20:第2逆滲透膜裝置(第2RO膜裝置)
25:第2旁通管線
30:水質測定手段
31:測定用管線
41:供給管線
42:連接管線
43:處理水管線
44,45:濃縮水管線
46:第1合流管線
47:第2合流管線
48:濃縮水管線
49:透過水管線
51:第1離子交換裝置(IER)
52:陽離子交換裝置
53:去碳裝置
54:第2離子交換裝置
60:第3逆滲透膜裝置(第3RO膜裝置)
As,Bs,Cs:供給側
Ac,Bc,Cc:濃縮水側
At,Bt,Ct:透過水側
B1,B2:分支點
C1:合流部
INV1:第1泵變流器
INV2:第2泵變流器
P1:第1泵
P2:第2泵
V1~V7:分隔閥
Vb1,Vb2:背壓閥
I,II,III,IV,V,VI,VII:管線
圖1係顯示本發明之水處理系統的一適宜實施形態(第1實施形態)之概略構成圖。
圖2係顯示本發明之水處理系統的一適宜實施形態(第2實施形態)之概略構成圖。
圖3係顯示本發明之水處理系統的一適宜實施形態(第3實施形態)之概略構成圖。
圖4係顯示本發明之水處理系統的一適宜實施形態(第4實施形態)之概略構成圖。
圖5係顯示本發明之水處理系統的一適宜實施形態(第5實施形態及第6實施形態)之概略構成圖。
圖6係顯示本發明之水處理系統的一適宜實施形態(第7實施形態)之概略構成圖。
本發明之水處理系統，具備逆滲透膜系統、水質測定手段、及管線變更手段。逆滲透膜系統，具備：第1逆滲透膜裝置10；以及第2逆滲透膜裝置20，配置於第1逆滲透膜裝置10的透過水側，阻擋率與第1逆滲透膜裝置10不同。水質測定手段30，配置於第2逆滲透膜裝置20的透過水側Bt。管線變更手段，依水質測定手段30的測定值，而使往第1逆滲透膜裝置10及第2逆滲透膜裝置20其中至少一方的通水繞道至旁通管線藉以將往該至少一方之逆滲透膜裝置的通水予以隔斷。抑或，使第1逆滲透膜裝置10及第2逆滲透膜裝置20其中至少一方的濃縮水與透過水合流。
以下，參考圖1，具體地說明本發明之水處理系統的一適宜實施形態(第1實施形態)。
如圖1所示，水處理系統1(1A)具備具有如下裝置之逆滲透膜系統：第1逆滲透膜裝置10，處理被處理水；以及第2逆滲透膜裝置20，配置於第1逆滲透膜裝置10的透過水側At，阻擋率與第1逆滲透膜裝置10不同。以下，亦將逆滲透膜稱作RO膜而說明。例如，使第1RO膜裝置10為阻擋率高的RO膜裝置，使第2RO
膜裝置20為阻擋率低的RO膜裝置。此處所述之阻擋率高、低，係指相對的阻擋率高低。
於第2RO膜裝置20的透過水側Bt，具備水質測定手段30。水質測定手段30之測定項目，可列舉二氧化矽、TOC、硼、尿素等，宜為其等中之1種以上。以下，作為一例，以硼作為水質測定項目而予以說明。因此，對於阻擋率，亦說明為硼阻擋率。
水處理系統1A具備管線變更手段，依水質測定手段30的測定值，而變更第1RO膜裝置10及第2RO膜裝置20的其中至少一方之管線。本發明之「管線」，係指水所流通之流路。
上述管線變更手段，宜具備將第1RO膜裝置10的供給側As與透過水側At連結之第1旁通管線15。此外，宜具備將第2RO膜裝置20的供給側Bs與透過水側Bt連結之第2旁通管線25。第1旁通管線15、第2旁通管線25，宜配置至少一方。
因此，可使往第1RO膜裝置10及第2RO膜裝置20其中至少一方的通水繞過。此處所述之旁通管線，係指使往RO膜裝置供給的供給側之供給水未通過RO膜裝置的內部而往透過水側流通之管線。
如此地，依水質測定手段30的測定值，而使往第1RO膜裝置10及第2RO膜裝置20之任一方的通水於第1旁通管線15或第2旁通管線25繞過。抑或使往第1RO膜裝置10及第2RO膜裝置20的通水，各自皆於第1旁通管線15及第2旁通管線25繞過。藉由如此地繞過，而可繼續進行水處理並隔斷往至少任一方之RO膜裝置的通水。因此，水處理，以未隔斷通水之RO膜裝置進行，抑或在被處理水為非常高純度之情況不經由RO膜裝置所進行之處理而將其回收。
本發明中提及「管線變更手段」之情況，係指包含變更通水管線之流路、閥、泵全體。該管線變更手段，一般宜具備將閥或泵以自動或手動方式控制的
控制部(未圖示)。具體而言，水處理系統1A的情況，係指包含供給管線41、連接管線42、處理水管線43、第1旁通管線15、第2旁通管線25、分隔閥V1~V5等，具備控制分隔閥V1~V5之控制部。
於上述第1RO膜裝置10的供給側As，連接供給被處理水之供給管線41。藉由連接管線42，連接第1RO膜裝置10的透過水側At與第2RO膜裝置20的供給側Bs；第2RO膜裝置20的透過水側Bt，與處理水管線43連接。宜於第1RO膜裝置10的濃縮水側Ac連接濃縮水管線44，於第2RO膜裝置20的濃縮水側Bc連接濃縮水管線45。
第1旁通管線15，從供給管線41分支而與連接管線42連接；第2旁通管線25，從連接管線42分支而與處理水管線43連接。第1旁通管線15與第2旁通管線25，如同圖示，可共用與連接管線42連接的部分，或獨立而各自與連接管線42連接亦可。獨立連接的情況，宜將第1旁通管線15連接至第1RO膜裝置10側，將第2旁通管線25連接至第2RO膜裝置20側。
宜於設置在供給管線41與第1旁通管線15的分支點B1，及第1RO膜裝置10間之供給管線41，配置分隔閥V1；於分支點B1側之第1旁通管線15，配置分隔閥V2。此外，宜於連接管線42配置分隔閥V3；於第1旁通管線15之連接管線42側，配置分隔閥V4。圖1所示之形態中，該分隔閥V4，共用為配置在第2旁通管線25之連接管線42側的分隔閥。另，在第2旁通管線25獨立地連接至連接管線42的情況，宜於第2旁通管線25之連接管線42側配置未圖示的分隔閥。宜於第2旁通管線25之處理水管線43側，配置分隔閥V5。
宜於處理水管線43，配置從較第2旁通管線25的合流部C1更為下游側分支出之測定用管線31，於該測定用管線31連接水質測定手段30。水質測定手段30，例如可使用硼監測儀。本發明中的「下游側」係指水流去之側，「上游側」係指水流至之側。
上述水處理系統1，宜具備貯存被處理水之被處理水槽(未圖示)。於被處理水槽，連接供給被處理水之供給管線41。因此，被處理水槽，經由供給管線41而與第1RO膜裝置10的供給側As連接。宜於供給管線41，配置加壓泵(未圖示)。因此，宜藉由加壓泵對貯存在被處理水槽的被處理水施加壓力，供給至第1RO膜裝置10的供給側As。此外，宜於第2RO膜裝置20的供給側Bs與分隔閥V3間之連接管線42，亦配置加壓泵(未圖示)。
藉由上述水處理系統1A予以水處理的情況，首先，開啟分隔閥V1、V3，關閉分隔閥V2、V4、V5，將被處理水從供給管線41供給至第1RO膜裝置10。進一步，將第1RO膜裝置10的透過水，經由連接管線42供給至第2RO膜裝置20。此時，供給至第2RO膜裝置20的水僅為第1RO膜裝置10的透過水。而後，藉由水質測定手段30，例如測定硼濃度。在測定出之硼濃度成為較基準下限值(例如0.02ppb)更低的值之情況，關閉分隔閥V1，開啟分隔閥V2、V4。亦即，使其呈分隔閥V1、V5關閉，分隔閥V2、V3、V4開啟的狀態。而後，使被處理水往第1旁通管線15流通，將該被處理水藉由第2RO膜裝置20處理。此時，藉由關閉分隔閥V1，而隔斷往第1RO膜裝置10的被處理水之供給，停止第1RO膜裝置10的運轉。而後，在硼濃度上升，成為較基準上限值(例如0.05ppb)更高的值之情況，再度開啟分隔閥V1，關閉分隔閥V2、V4。亦即，使其呈分隔閥V2、V4、V5關閉，分隔
閥V1、V3開啟的狀態。而後，藉由第1RO膜裝置10、第2RO膜裝置20雙方處理被處理水。此時，供給至第2RO膜裝置20的水僅為第1RO膜裝置10的透過水。
上述硼濃度之基準上限值、下限值，並未受上述值所限制，可依要求之水質而適宜設定。
此外，於上述運轉方法中，亦可利用第2旁通管線25。此一情況，與上述同樣地藉由第1RO膜裝置10與第2RO膜裝置20處理被處理水，藉由水質測定手段30，測定硼濃度。在測定出之硼濃度成為較基準下限值更低的值之情況，關閉分隔閥V3，開啟分隔閥V4、V5。亦即，使其呈分隔閥V2、V3關閉，分隔閥V1、V4、V5開啟的狀態。而後，藉由第1RO膜裝置10處理被處理水，使第1RO膜裝置的透過水往第2旁通管線25流通。此時，停止第2RO膜裝置20的運轉。在硼濃度上升，成為較基準上限值更高之情況，再度開啟分隔閥V3，關閉分隔閥V4、V5。亦即，使其呈分隔閥V2、V4、V5關閉，分隔閥V1、V3開啟的狀態。而後，藉由第1RO膜裝置10、第2RO膜裝置20雙方處理被處理水。亦即，對第1RO膜裝置10通水，使第1RO膜裝置10的透過水通過第2RO膜裝置20而獲得透過水。藉此，可降低處理水之硼濃度，改善水質而收斂在基準內。
旁通運轉，可施行利用第1旁通管線15繞過第1RO膜裝置10的方法、利用第2旁通管線25繞過第2RO膜裝置20的方法。可依硼濃度，而選擇繞過第1段的第1RO膜裝置10及第2段的第2RO膜裝置20中之何者。
例如，若硼濃度低於基準下限值之0.02ppb，則首先使硼阻擋率較第1RO膜裝置10更低的第2RO膜裝置20旁通運轉。亦即，停止第2RO膜裝置20的運轉。若即便如此硼濃度仍低於0.02ppb，則於再度啟動第2RO膜裝置20後，使第1RO膜裝置10旁通運轉。亦即，將為了具有高的硼阻擋率而需要大的運轉動力之第1RO
膜裝置10的運轉，切換為硼阻擋率低之第2RO膜裝置20的運轉。此時，停止第1RO膜裝置10的運轉。
如此地，可繼續進行目標的水處理，並降低水處理系統1的運轉成本。
如此地，使用任一方法，皆可在停止至少一方之RO膜裝置的期間，使被處理水或處理水通過停止的RO膜裝置之旁通管線而流通。而後，在此期間，可藉由另一方之RO膜裝置處理被處理水。因此，能夠以不停止被處理水之處理的方式，停止至少一方之RO膜裝置，而降低運轉成本。此外，在上述水處理系統1A，持續藉由水質測定手段30監測硼濃度，可將其結果反饋而控制RO膜裝置的運轉。因此，能夠以使通過處理水管線43的處理水不含高濃度的硼之方式，持續維持基準值內之硼濃度。如此地，維持處理水之水質。
此外，第1段的第1RO膜裝置10及第2段的第2RO膜裝置20皆運轉時，宜將第2RO膜裝置20的濃縮水與被處理水混合。藉此，改善回收率。此外，利用第1旁通管線15使第1RO膜裝置10旁通運轉時，一般將第2RO膜裝置20的濃縮水，排出至系統外。
另，第1RO膜裝置10與第2RO膜裝置20，不必非得為阻擋率不同之裝置，亦可為阻擋率相同之裝置。此一情況，第1段的第1RO膜裝置10及第2段的第2RO膜裝置20皆運轉時，可適宜選擇第1段的第1RO膜裝置10及第2段的第2RO膜裝置20之任一方而旁通運轉。
此外，並未限定於繞過第1RO膜裝置10及第2RO膜裝置20之任一方的情況，亦可依被處理水之水質，繞過第1RO膜裝置10及第2RO膜裝置20雙方。例如，在被處理水之水質為無須進行RO膜處理的硼濃度為基準值以下之水質的情況，可繞過第1RO膜裝置10、第2RO膜裝置20雙方。
接著，作為本發明之水處理系統的另一適宜實施形態(第2實施形態)，參考圖2，針對具備另一管線變更手段之水處理系統1(1B)而於以下說明。水處理系統1B的情況，管線變更手段，具體而言，係指包含供給管線41、連接管線42、處理水管線43、濃縮水管線44與45、第1合流管線46、第2合流管線47、分隔閥V6與V7、背壓閥Vb1與Vb2等，宜具備控制分隔閥V6與V7、背壓閥Vb1與Vb2的控制部(未圖示)。
如圖2所示，水處理系統1(1B)，具備與在第1實施形態說明之水處理系統1A同樣的具有第1RO膜裝置10及第2RO膜裝置20之RO膜系統、及水質測定手段30。
水處理系統1B具備管線變更手段，其依水質測定手段30的測定值，而使第1RO膜裝置10及第2RO膜裝置20其中至少一方的濃縮水與透過水合流。
此外，與第1實施形態之水處理系統1A同樣地，配置供給管線41、連接管線42、處理水管線43。
宜於第1RO膜裝置10的濃縮水側Ac連接濃縮水管線44，在該濃縮水管線44配置背壓閥Vb1。此外，宜於第2RO膜裝置20的濃縮水側Bc連接濃縮水管線45，在該濃縮水管線45配置背壓閥Vb2。藉由上述背壓閥Vb1、Vb2，可將各濃縮水側Ac、Bc的濃縮水管線44、45內之壓力保持在一定的壓力範圍。
上述管線變更手段，具備第1管線變更手段與第2管線變更手段。
第1管線變更手段，宜具備供給管線41、配置於該供給管線41之第1泵P1、及控制第1泵P1的轉速之第1泵變流器INV1。此外，宜具備濃縮水管線44，配置從該濃縮水管線44分支而與第1RO膜裝置10的透過水側At連接之第1合流管線46。該第1合流管線46，如同圖示，即便從濃縮水管線44分支，仍可直接連接至濃縮水側Ac(未圖示)。進一步，宜於第1合流管線46配置分隔閥V6。
此外，上述第1管線變更手段，一般宜具備將閥或泵以自動或手動方式控制的控制部(未圖示)。具體而言，第1管線變更手段，係指包含供給管線41、連接管線42、濃縮水管線44、第1合流管線46、第1泵P1、第1泵變流器INV1、及分隔閥V6等，具備控制第1泵變流器INV1、第1泵P1、及分隔閥V6等的控制部。該控制部，依據水質測定手段30的測定值而施行上述控制。
第2管線變更手段，宜具備連接管線42、配置於該連接管線42之第2泵P2、及控制第2泵P2的轉速之第2泵變流器INV2。此外，宜具備濃縮水管線45，配置從該濃縮水管線45分支而與第2RO膜裝置20的透過水側Bt連接之第2合流管線47。該第2合流管線47，如同圖示，即便從濃縮水管線45分支，仍可直接連接至濃縮水側Bc(未圖示)。進一步，宜於第2合流管線47配置分隔閥V7。
此外，上述第2管線變更手段，一般宜具備將閥或泵以自動或手動方式控制的控制部(未圖示)。具體而言，第2管線變更手段，係指包含連接管線42、濃縮水管線45、第2合流管線47、處理水管線43、第2泵P2、第2泵變流器INV2、及分隔閥V7等，具備控制第2泵變流器INV2、第2泵P2、及分隔閥V7等的控制部。該控制部，依據水質測定手段30的測定值而施行上述控制。
如此地，成為可形成使第1RO膜裝置10及第2RO膜裝置20的濃縮水在透過水側合流之管線的狀態。
藉由上述構成的管線變更手段，可藉由第1管線變更手段及第2管線變更手段其中至少一方，使第1RO膜裝置10及第2RO膜裝置20其中至少一方沖洗運轉(低壓沖洗運轉)。在此低壓沖洗運轉中，例如，宜使第1RO膜裝置10、第2RO膜裝置20其中至少一方的供給水壓為正常運轉壓之50%以下，並使回收率為20%以下。而後，往與該至少一方的RO膜裝置對應之第1合流管線46或第2合流管線47通水。正常運轉壓，定義為使第1RO膜裝置10及第2RO膜裝置20運轉時，為了從第2RO膜裝置20獲得期望的透過水量所需要的壓力。例如，作為第2RO膜裝置20的透過水量需要20m3/h之情況，為了獲得20m3/h的透過水量，而對第1RO膜裝置10及第2RO膜裝置20分別施加壓力。此時之第1RO膜裝置10的壓力為第1RO膜裝置10的正常運轉壓，此時之第2RO膜裝置20的壓力為第2RO膜裝置20的正常運轉壓。若使用的膜為低壓RO膜，則正常運轉壓成為0.75~1.5MPa程度；若為高壓RO膜，則成為1~4MPa程度。
回收率，係沖洗運轉的RO膜裝置之供給水的往透過水側之回收率，回收率(流量%)=[透過水量(流量)/RO膜裝置的供給水量(流量)]×100(%)。以下，回收率的「%」表示「流量%」。藉由提高被處理水之回收率，可進行更有效率的運轉。
回收率，可藉由實施泵變流器的輸出調整而予以調整。例如藉由以泵變流器控制泵的輸出，而可控制RO透過水、RO濃縮水之流量，調整回收率。
泵之運轉壓的控制，可藉由調節第1泵變流器INV1、第2泵變流器INV2之變流值，調節泵之旋轉速度(每單位時間之轉速)而施行。若變流值下降至低頻率側，則泵之旋轉速度降低，運轉壓降低。相反地若變流值上升至高頻率側，則泵之旋轉速度上升，運轉壓提高。
上述運轉壓，從降低能源成本等觀點來看，上限值為正常運轉壓的50%以下，宜為20%以下，更宜為10%以下。而從確實地實施往後段裝置的液體輸送等觀點來看，運轉壓的下限值，為正常運轉壓的2%以上，宜為5%以上，更宜為7%以上。
此外，低壓沖洗運轉的RO膜裝置之供給水的往透過水側之回收率，從降低能源成本等觀點來看，上限值為20%以下，宜為10%以下，更宜為5%以下。而回收率的下限值，從防止細菌等之繁殖等觀點來看，為0.05%以上，宜為0.1%以上。
而低壓沖洗運轉的第1RO膜裝置10或第2RO膜裝置20，藉由第1合流管線46或第2合流管線47，使透過水及濃縮水合流後，往後段之裝置輸送液體。
宜於處理水管線43，配置從較第2合流管線47的合流部C1更為下游側分支出之測定用管線31，於該測定用管線31連接與第1實施形態同樣之水質測定手段30。
上述水處理系統1B，與第1實施形態同樣地宜具備與供給管線41連接之被處理水槽(未圖示)，貯存被處理水。藉此，將被處理水，從被處理水槽經由供給管線41而供給至第1RO膜裝置10的供給側As。此外，宜於供給管線41配置第1泵P1。藉由第1泵P1對被處理水施加既定運轉壓，供給至第1RO膜裝置10的供給側As。
利用上述水處理系統1B的第1管線變更手段予以水處理之情況，關閉分隔閥V6、V7，將被處理水從供給管線41供給至第1RO膜裝置10。此時，使第1泵變流
器INV1、第2泵變流器INV2，為獲得正常運轉壓之頻率。進一步，將藉由第1RO膜裝置10處理過的透過水，經由連接管線42供給至第2RO膜裝置20。而後，藉由水質測定手段30，測定以第2RO膜裝置20處理過的透過水之硼濃度。
在藉由水質測定手段30測定出之硼濃度成為較基準下限值更低的值之情況，關閉背壓閥Vb1，開啟分隔閥V6，使被處理水於第1合流管線46流通。而後，使第1RO膜裝置10的濃縮水與透過水合流，將其供給至第2RO膜裝置20而予以處理。此時，使第1泵變流器INV1之變流值為低頻率，減少第1泵P1的運作，使第1RO膜裝置10的運轉壓，為正常運轉壓的50%以下，並使回收率為20%以下。藉此，降低第1RO膜裝置10的運轉動力，抑制運轉成本。
在藉由水質測定手段30測定出之硼濃度上升，成為較基準上限值更高之情況，再度開啟背壓閥Vb1，關閉分隔閥V6，藉由第1RO膜裝置10、第2RO膜裝置20雙方處理被處理水。此時，往第2RO膜裝置20的供給側Bs僅供給第1RO膜裝置10的透過水。此外，使第1泵變流器INV1、第2泵變流器INV2，為成為正常運轉壓之頻率。如此地，使處理水之硼濃度成為基準下限值與基準上限值之間(基準值內)。
此外，於上述運轉方法中，亦可利用使用第2合流管線47的第2管線變更手段。此一情況，首先，與上述同樣地關閉分隔閥V6、V7，藉由第1RO膜裝置10與第2RO膜裝置20處理被處理水。而後，藉由水質測定手段30測定硼濃度。在測定出之硼濃度的值成為較基準下限值更低之情況，關閉背壓閥Vb2，開啟分隔閥V7。而後，藉由第1RO膜裝置10處理被處理水，使第1RO膜裝置的透過水往第2RO膜裝置20流通。此時，第2RO膜裝置20，藉由將第2泵變流器INV2調節至低
頻率側，而使運轉壓為正常運轉壓的50%以下，並使回收率為20%以下。因此，供給水幾乎從濃縮水側Bc，通過濃縮水管線45、第2合流管線47而流入處理水管線43，與第2RO膜裝置20的透過水合流。
而後，在硼濃度上升而成為較基準上限值更高之情況，再度開啟背壓閥Vb2，關閉分隔閥V7，藉由第1RO膜裝置10、第2RO膜裝置20雙方處理被處理水。如此地，藉由使第2RO膜裝置20亦運轉，而可降低處理水之硼濃度，改善水質而收斂在基準值內。
上述水處理系統1B的運轉方法，可利用第1管線變更手段及第2管線變更手段其中至少一方。利用任一方的管線變更手段，皆可在減低對應之RO膜裝置的運轉壓、降低回收率之期間，使濃縮水通過合流管線而往後段流通。在此期間，藉由另一方之RO膜裝置將被處理水淨化為目標水質。因此，處理水之水質測定值充分滿足基準的情況，可抑制任一方之RO膜裝置的運轉，可降低抑制之RO膜裝置分的運轉成本。具體而言，藉由降低變流值，而可抑制泵輸出，追求運轉成本的降低。
例如，水質足夠乾淨的情況(硼濃度例如為0.02ppb以下的情況)，使第1泵變流器INV1之變流值降低，使第1泵P1的運轉能力降低，使背壓閥Vb1呈關閉狀態。藉此，供給至第1RO膜裝置10的被處理水，僅略通過第1RO膜裝置10(回收率20%以下)，多從第1RO膜裝置10的濃縮水側排出。以並未完全隔斷往第1RO膜裝置10的通水之方式，使被處理水略透過第1RO膜裝置10。藉此，可防止第1RO膜裝置10中的細菌等之繁殖。
而後，藉由合流管線46，使第1RO膜裝置10的濃縮水與透過水合流，往後段之第2RO膜裝置20供給，施行RO膜處理。藉此，抑制第1泵P1的運轉，降低成本。
在主要使第2RO膜裝置20運轉之狀態下，水質略惡化的情況(硼濃度例如成為0.05ppb以上)，藉由第2RO膜裝置20的第2泵變流器INV2抑制第2泵P2之動作，關閉背壓閥Vb2，使分隔閥V7成為開啟狀態。與此同時，開啟背壓閥Vb1，關閉分隔閥V6，提高第1RO膜裝置10的第1泵變流器INV1之變流值藉以提高第1泵P1的運轉壓，使第1RO膜裝置10回到正常運轉。如此地將第1RO膜裝置10切換為主要的運轉。在此一時間點，第1RO膜裝置10之硼的阻擋率較高，故使第1RO膜裝置10為主要運轉而硼濃度低於0.05ppb。如此地可將水質調整為目標純度。此時，第2泵P2的運作受到抑制，可降低成本。在即便如此水質仍惡化的情況(硼濃度例如超過0.05ppb的情況)，開啟背壓閥Vb2，關閉分隔閥V7，提高第2泵變流器INV2之變流值，使第2泵P2回到正常運轉。如此地，使第1RO膜裝置10、第2RO膜裝置20雙方正常運轉俾使硼濃度成為0.05ppb，可追求進一步的水質改善。
此外，並未限定於對第1管線變更手段及第2管線變更手段之任一方通水的情況，亦可依被處理水之水質，對第1管線變更手段及第2管線變更手段雙方通水。例如，在被處理水之水質為無須進行RO膜處理的硼濃度為基準值以下之水質的情況，可對第1管線變更手段、第2管線變更手段雙方通水。
此外，在上述水處理系統1B，持續藉由水質測定手段30，作為水質，例如監測硼濃度，可將其結果反饋而控制RO膜裝置的運轉。因此，能夠以使處理水不含高濃度的硼之方式，持續維持基準值內之硼濃度。
進一步，在上述水處理系統1B，使第1RO膜裝置10、第2RO膜裝置20持續運轉，故提高泵輸出時的上升變佳。此外，即便為濃縮水在第1合流管線46、第2合流管線47之任一方流通的期間，雖為少量，但水仍通過第1RO膜裝置10、第
2RO膜裝置20的各RO膜而往透過水側流通。因此，水並未滯留於各RO膜裝置內，故可抑制各RO膜裝置內細菌等之繁殖。
接著，作為本發明之水處理系統的另一適宜實施形態(第3實施形態)，參考圖3，針對水處理系統1(1C)而於以下說明。
水處理系統1C，係於前述水處理系統1A的後段之處理水管線43配置有第1離子交換裝置(IER)51的系統，除此之外具備與水處理系統1A同樣的構成。該第1離子交換裝置51，宜配置於較連接水質測定手段30之測定用管線31的分支點B2更為下游側。換而言之，可在第1離子交換裝置51的上游側(前段)施行水質測定。藉此，例如，即便第2RO膜裝置20的透過水之硼濃度略有增減，仍可藉由第1離子交換裝置51將硼去除。因此，最終可將處理水之硼濃度更確實地抑制為基準值以下。以去除硼為目的的情況，第1離子交換裝置51，宜至少具有陰離子交換樹脂或擁有硼選擇性之螯合樹脂。作為離子交換裝置，可適當使用：(1)將充填有強酸性陽離子交換樹脂之陽離子交換塔與充填有強鹼性陰離子交換樹脂之陰離子交換塔串聯連接的2床2塔式再生型離子交換裝置、(2)以使強酸性陽離子交換樹脂與強鹼性陰離子交換樹脂成為各自不同的層之方式充填至一個塔內的2床1塔式再生型離子交換裝置、(3)將強酸性陽離子交換樹脂與強鹼性陰離子交換樹脂均一地混合而充填至一個塔內的混床型再生式離子交換裝置、及(4)電再生式去離子裝置(EDI)。
另，為了說明的方便，在圖3使用「第1離子交換裝置」的表現，但於圖3之實施形態中，具備之離子交換裝置亦可僅為「第1離子交換裝置」1台。亦即，本發明中提及「第1離子交換裝置」的情況，可具備，亦可不具備其他離子交換裝置(例如第2離子交換裝置)。
此外，不必非得使第2RO膜裝置20的透過水往第1離子交換裝置51流通。例如，亦可設置繞過第1離子交換裝置51之旁通管線，依水質測定手段30的測定值，而繞過第1離子交換裝置51。
接著，作為本發明之水處理系統的另一適宜實施形態(第4實施形態)，參考圖4，針對水處理系統1(1D)而於以下說明。
水處理系統1D，係於前述水處理系統1C之測定用管線31，配置有包含陽離子交換樹脂的陽離子交換裝置52及/或包含去碳膜的去碳裝置53之系統，除此之外具備與水處理系統1C同樣的構成。陽離子交換裝置52，從往水質測定手段30供給的水將鈉離子等去除。去碳裝置53，將溶存於往水質測定手段30供給的水之氧、二氧化碳等去除。陽離子交換裝置52及去碳裝置53，更宜配置雙方。此等構成，可提高往水質測定手段30供給的水之比電阻，故可精度良好地測定例如硼濃度。陽離子交換樹脂，從可持續離子交換等觀點來看，宜為電再生式。
對於上述水處理系統1B，亦可與上述內容同樣地應用陽離子交換裝置52及去碳裝置53。
接著，作為本發明之水處理系統的另一適宜實施形態(第5實施形態)，參考圖5，針對水處理系統1(1E)而於以下說明。
水處理系統1E，係於前述水處理系統1C之第1離子交換裝置51的前段(水質測定手段30之分支點的前段)之處理水管線43配置第2離子交換裝置54，使測定用管線31從第1離子交換裝置51、第2離子交換裝置54間之處理水管線43分支而
出的系統。因此，除了第1離子交換裝置51、第2離子交換裝置54、及測定用管線31以外，具備與水處理系統1C同樣的構成。
上述水處理系統1E，可藉由水質測定手段30，測定在第1離子交換裝置51、第2離子交換裝置54間之處理水管線43流通的水之硼濃度。可藉由第2離子交換裝置54從往水質測定手段30供給的水將離子等去除，故可提高往水質測定手段30供給的水之比電阻，可精度良好地測定硼濃度。此外，即便該硼濃度的測定值高，仍可藉由後段之第1離子交換裝置51，施行將第2離子交換裝置54的處理水所包含之硼去除的處理。藉此，可將從第1離子交換裝置51流出的處理水之硼濃度充分降低。因此，即便第2離子交換裝置54的處理水之硼濃度略有增減，仍可將從第1離子交換裝置51流出的處理水之硼濃度抑制在基準值以下。
對於上述水處理系統1B，亦可與上述內容同樣地應用第1離子交換裝置51、第2離子交換裝置54。
接著，作為本發明之水處理系統的另一適宜實施形態(第6實施形態)，參考前述圖5，針對水處理系統1(1F)而於以下說明。
水處理系統1F，除了使前述水處理系統1E之第1RO膜裝置10的RO膜為BWRO，使第2RO膜裝置20的RO膜為SWRO以外，具備與水處理系統1E同樣的構成。BWRO為Brackish Water Reverse Osmosis Membrane的簡稱，係半鹹水用逆滲透膜。SWRO為Sea Water Reverse Osmosis Membrane的簡稱，係海水用逆滲透膜。BWRO一般為低壓RO膜，SWRO一般為高壓RO膜。
上述水處理系統1F，於第1段的第1RO膜裝置10使用低壓RO膜，於第2段的第2RO膜裝置20使用高壓RO膜，藉而可提高通量(每單位膜面積‧單位時間之膜過濾水量)而不引起膜阻塞。藉此，可改善硼阻擋率。
對於上述水處理系統1B，亦可與上述內容同樣地應用如同上述地使第1RO膜裝置10的RO膜為BWRO，使第2RO膜裝置20的RO膜為SWRO之方式。
本發明利用之低壓型RO膜裝置所使用的RO膜，適當使用能夠以較低之壓力運轉的低壓膜、超低壓膜。作為低壓膜、超低壓膜，可使用有效壓力1MPa、水溫25℃中的純水之透過流通量為0.027~0.075m/h(小時)，宜為0.027~0.042m/h者。
此處，透過流通量，係將透過水量除以RO膜面積之結果。「有效壓力」，係JIS K3802：2015「膜詞彙」所記載之從平均操作壓減去滲透壓差及2次側壓的作用在膜之有效壓力。另，平均操作壓，係逆滲透膜之1次側中的膜供給水之壓力(運轉壓力)與濃縮水之壓力(濃縮水出口壓力)的平均值，藉由下式表示。
平均操作壓=(運轉壓力+濃縮水出口壓力)/2
有效壓力每1MPa的透過流通量，可從膜製造商之目錄所記載的資訊，例如透過水量、膜面積、評價時之回收率、NaCl濃度等計算。此外，於1個或複數個壓力容器將相同透過流通量的RO膜裝填複數個之情況，可藉由壓力容器之平均操作壓/2次側壓力、被處理水水質、透過水量、膜個數等資訊，計算所裝填的膜之透過流通量。
本發明中，第2RO膜裝置20，使用高壓型裝置。高壓型RO膜裝置，過去係開發作為海水淡水化使用之裝置，而對於鹽濃度低的被處理水，可藉由較低之運轉壓力，有效率地將離子、TOC等去除。例如，若為高壓型RO膜裝置，則亦可將超低壓~低壓型RO膜裝置2段分的處理能力藉由1段實現。藉由利用此等RO
膜裝置，可使超低壓~低壓膜無法充分去除之二氧化矽、硼、尿素、乙醇、異丙醇等非解離物質的去除率顯著地上升。
本發明中，作為第2RO膜裝置20所使用之「高壓型」的定義，大致可列舉以下所示之性質。亦即，有效壓力1MPa、水溫25℃中的純水之透過流通量為0.0083~0.027m/h者。高壓型RO膜之有效壓力，宜為1.5~2.0MPa。藉由使有效壓力為1.5MPa以上，而可充分提高高壓型RO膜之硼阻擋率。此外，藉由使有效壓力為2.0MPa以上，而可預見進一步的硼阻擋率之改善效果，但必須提高裝置之耐久壓力，因而有設備費用增加的情況。本發明中的RO膜之相對阻擋率，係使pH為中性，在其他(溫度、壓力等)相同條件下評價出之阻擋率。
本發明之水處理系統，亦可於RO膜裝置的前段中施行供給水之前處理。此外，亦可於後段中施行處理水之後處理。進一步，亦可於RO膜裝置的前段至中途中，對供給水適當添加藥品。
作為前處理，可列舉凝聚處理、砂過濾、膜過濾、去碳酸、軟化。
凝聚處理，係藉由具有正電荷之凝聚劑將帶負電之水中微粒子的帶電中和而凝聚，生成基礎絮凝物，藉由聚合物等助凝聚劑使基礎絮凝物吸附，生成粗大絮凝物而使其容易沉澱的處理。凝聚劑，可列舉硫酸鋁、聚氯化鋁、氯化亞鐵、硫酸亞鐵等。
砂過濾，係將沉積的砂作為濾材使用，使水通過該沉積的砂內藉以過濾的處理。
膜過濾，係藉由通過過濾膜而將水過濾的處理。過濾膜，依過濾對象物質之大小、過濾之驅動力，而可列舉精密過濾(MF)膜、超過濾(UF)膜、離子交換膜、RO膜等。
去碳酸，係利用去碳酸塔予以通氣(aerate)，藉以減少水中之碳酸而調整pH的處理。
軟化，係將水中所包含之鈣離子或鎂離子等藉由陽離子交換樹脂交換為鈉離子而予以軟水化的處理。
作為後處理，可列舉紫外線(UV)照射、脫氣等。
紫外線照射，係對水照射紫外線，藉由紫外線將水中的微生物殺菌、去活性化的處理。此外，亦有將水中之有機物分解的處理。
脫氣，係將水中之溶存氣體(例如氧、氮、二氧化碳等)去除的處理。
作為藥品添加所使用的藥品，可列舉：調整pH的酸、鹼；抑制、防止汙垢之產生的汙垢分散劑；具有殺菌作用或抗菌作用的黏泥控制劑；氧化劑、還原劑等。
作為調整水之pH的酸，可列舉鹽酸、硫酸等；作為鹼，可列舉氫氧化鈉等。
作為汙垢分散劑，可列舉氫氧化鈉(苛性鈉)、氫氧化鈣(熟石灰)等。
作為黏泥控制劑，可列舉次氯酸鈉、過氧化氫等。
作為氧化劑，可列舉臭氧、過氧化氫等；作為還原劑，可列舉過硫酸鹽、次氯酸鹽等。
接著，作為本發明之水處理系統的另一適宜實施形態(第7實施形態)，參考圖6，針對水處理系統1(1G)而於以下說明。
水處理系統1G，係於前述水處理系統1F配置有第3逆滲透膜裝置(亦稱作第3RO膜裝置)60的系統。具體而言，宜經由濃縮水管線44，將第1RO膜裝置10的濃縮水側Ac與第3RO膜裝置60的供給側Cs連接。此外，宜經由濃縮水管線45，將第2RO膜裝置20的濃縮水側Bc與第3RO膜裝置60的供給側Cs連接。與第3RO膜裝置60的供給側Cs連接之濃縮水管線44、45，可共用供給側Cs而連接至供給側Cs，亦可獨立地連接至供給側Cs。宜於第3RO膜裝置60的濃縮水側Cc連接濃縮水管線48，於透過水側Ct連接透過水管線49。該透過水管線49，宜連接至較供給管線41的分支點B1更為上游側。
對於上述水處理系統1B，亦可與上述內容同樣地應用上述第3RO膜裝置60。
水處理系統1G，將第1RO膜裝置10、第2RO膜裝置20的濃縮水往第3RO膜裝置60供給，使第3RO膜裝置60的處理水(透過水)與RO膜系統的被處理水合流，因而可提高回收率。此外，若為了提高回收率，使第1RO膜裝置10、第2RO膜裝置20的濃縮水直接返回至被處理水，則系統內之硼濃度變高。因而，將第1RO膜裝置10、第2RO膜裝置20的濃縮水以第3RO膜裝置60處理，使其透過水返回至被處理水，藉而可改善回收率而不提高系統內之硼濃度。
第3RO膜裝置60，為低壓型或高壓型之任一裝置皆可，但宜為高壓型裝置。藉由使第3RO膜裝置60為高壓型RO膜裝置，可改善來自第3RO膜裝置60的透過水之水質，提高被處理水之稀釋效果。結果而言，使EDI處理水改善。
上述各水處理系統1(1A~1G)宜具備控制部(未圖示)，其藉由水質測定手段30予以測定，依據水質的測定值，指示上述分隔閥V1~V7及背壓閥Vb1、Vb2的開閉動作。為了藉由控制部，進行分隔閥V1~V7及背壓閥Vb1、Vb2的開
閉動作，各分隔閥V1~V7宜使用可施行電性開閉動作之例如電磁閥。藉此，可施行閥操作之自動化。此外，該控制部，可依據水質的測定值，適當變更第1泵變流器INV1、第2泵變流器INV2之變流值。該控制部，在本發明包含於管線變更手段。
<對RO膜施加的供給水之供給壓力>
在使對第1RO膜裝置10、第2RO膜裝置20供給被處理水時之供給壓力上升的情況，為了避免急遽的壓力上升，宜經由作為流量控制裝置而作用之第1泵變流器INV1，使第1泵P1運作。此時，藉由第1泵變流器INV1，控制驅動第1泵P1的電動機(未圖示)之輸出(例如轉速)而調節被處理水之流量，俾不產生急遽的壓力變化。藉由此流量調節，可抑制水壓變動。對於第2泵P2，亦宜與第1泵P1同樣地為了避免急遽的壓力變動，而藉由第2泵變流器INV2控制。
<RO膜裝置>
上述第1RO膜裝置10、第2RO膜裝置20、第3RO膜裝置60，套組(bank)構成可為1段構成，亦可為多段構成。為多段構成之情況，宜將RO膜串聯多段地配置。此外，宜於套組具備複數個膜殼(vessel)。進一步，宜於膜殼具備複數個膜管(element)。
<RO膜>
第1RO膜裝置10、第2RO膜裝置20、第3RO膜裝置60所使用的RO膜，可依使用用途、被處理水水質、要求之透過水水質、回收率而分別選定最適合的膜，並未限定於同一品牌。例如，亦宜於第1RO膜裝置10使用低壓型逆滲透膜，於第
2RO膜裝置20使用在較第1RO膜裝置10之RO膜更為高壓下利用的高壓型逆滲透膜。
上述RO膜裝置的RO膜並無特別限制，可為極超低壓型、超低壓型、低壓型、中壓型、高壓型之任一種RO膜。
作為低壓至超低壓型RO膜，例如可列舉：日東電工社製ES系列(ES15-D8、ES20-U8)(商品名稱)、HYDRANAUTICS社製ESPA系列(ESPAB、ESPA2、ESPA2-LD-MAX)(商品名稱)、CPA系列(CPA5-MAX、CPA7-LD)(商品名稱)、Toray社製TMG系列(TMG20-400、TMG20D-440)(商品名稱)、TM700系列(TM720-440、TM720D-440)(商品名稱)、Dow Chemical社製BW系列(BW30HR、BW30XFR-400/34i)、SG系列(SG30LE-440、SG30-400)、FORTILIFE(註冊商標)CR100等。
作為高壓型RO膜，例如可列舉：HYDRANAUTICS社製SWC系列(SWC4、SWC5、SWC6)(商品名稱)、Toray社製TM800系列(TM820V、TM820M)(商品名稱)、Dow Chemical社製SW系列(SW30HRLE、SW30ULE)(商品名稱)等。
上述第1實施形態至第7實施形態之水處理系統1A~1G，可作為製造純水之純水製造系統適當使用。尤其，可適當使用在半導體裝置之製程等所使用的超純水之製造。
而後，針對本發明之水處理方法予以說明。
本發明之水處理方法，往具備第1RO膜裝置10及第2RO膜裝置20的逆滲透膜系統供給被處理水，該第2RO膜裝置20配置於第1RO膜裝置10的透過水側At，阻
擋率與第1RO膜裝置10不同。本發明之水處理方法，包含在供給該被處理水時，依該逆滲透膜系統的透過水之水質，而切換下述(a)及(b)之通水管線的步驟。
(a)將被處理水往第1RO膜裝置10供給，將第1RO膜裝置10的透過水往第2RO膜裝置20供給而獲得透過水之通水管線。
(b)使往第1RO膜裝置10及第2RO膜裝置20之任一方的通水藉由第1旁通管線15或第2旁通管線25繞過，藉以隔斷往該任一方之RO膜裝置的通水之通水管線(b-1)，或往使第1RO膜裝置10及第2RO膜裝置20之任一方的濃縮水與透過水合流之第1合流管線46或第2合流管線47通水之通水管線(b-2)。
本發明之水處理方法，除了本發明規定的內容以外並無特別限制，例如可利用上述本發明之水處理系統實施。本發明之水處理方法，較佳態樣中，可利用上述第1實施形態至第7實施形態之水處理系統實施。
[實施例]
[實施例1]
實施例1，利用藉由前述圖6所說明之水處理系統1G。被處理水，使用鈉濃度8ppm、鈣濃度10ppm、碳酸氫鹽離子濃度1ppm、離子狀二氧化矽10ppm、硼濃度10~100ppb的被處理水。將碳酸氫鹽離子濃度換算為碳酸鈣(CaCO3)。第1RO膜裝置10的逆滲透膜，使用BWRO(日東電工社製，製品名稱：CPA5-LD)，使第1RO膜裝置10之回收率為80%。第2RO膜裝置20的逆滲透膜，使用SWRO(日東電工社製，製品名稱：SWC5-MAX)，使第2RO膜裝置20的逆滲透膜之回收率為90%。第3(鹹水)RO膜裝置60的逆滲透膜，使用SWRO(日東電工社製，製品名稱：SWC5-MAX)，使第3RO膜裝置60之回收率為50%。
第3RO膜裝置60之透過水(處理水)管線49，與較分支點B1更為上游側的供給被處理水之供給管線41合流(第1段RO膜裝置之單獨運轉)。第1離子交換裝置(EDI：電氣再生式純水裝置)51、第2離子交換裝置54，使用organo社製，製品名稱：EDI-XP之裝置，使其回收率為90%。
將第1離子交換裝置51的處理水從處理水管線43藉由測定用管線31而分支，以水質測定手段30測定硼濃度而予以監測。水質測定手段30，利用線上硼監測儀(SUEZ社製，製品名稱：Sievers Online Boron Meter)。
此外，作為第1段的第1RO膜裝置10之供給側及第2段的第2RO膜裝置20之供給側的加壓用泵(未圖示)，使用多段螺旋泵(grundfos社製，製品名稱：CR10)。加壓用泵的運轉壓，在第1段的第1RO膜裝置10之供給側設定為0.8MPa，在第2段的第2RO膜裝置20之供給側設定為1.4MPa。
開啟分隔閥V1、V4、V5，關閉分隔閥V2、V3，以第1RO膜裝置10及第1離子交換裝置51、第2離子交換裝置54處理被處理水。
使第1離子交換裝置51的處理水之基準上限值，為硼濃度0.05ppb，在硼濃度測定值超過0.05ppb時，開啟分隔閥V3，關閉分隔閥V4、V5。而後，將第1RO膜裝置10的透過水作為供給水，啟動第2RO膜裝置20。將第2RO膜裝置20的透過水，作為第1離子交換裝置51的被處理水。使第2RO膜裝置20的濃縮水與第1RO膜裝置10的濃縮水合流，成為第3RO膜裝置60的供給水(RO膜裝置的2段運轉)。將上述運轉實施約2400h(小時)。求出2400h後的EDI處理水之硼濃度、及運轉所需之能源成本比。能源成本比，使實施例1中在2400h的運轉下消耗之電力消耗量為1。
另，經過2400h時的被處理水之硼濃度為85ppb。
[實施例2]
實施例2，使用藉由前述圖6所說明之水處理系統1G。使硼濃度之基準上限值為0.05ppb，使基準下限值為0.02ppb。將加壓用泵的運轉壓與實施例1同樣地設定。
開啟分隔閥V1、V4、V5，關閉分隔閥V2、V3，施行第1RO膜裝置10之單獨運轉。
於該單獨運轉中，在第1離子交換裝置51的處理水(下稱EDI處理水)之硼濃度超過0.05ppb時，關閉分隔閥V1、V5，開啟分隔閥V2、V3。藉此，使分隔閥V2、V3、V4成為開啟之狀態，分隔閥V1、V5成為關閉之狀態。如此地，停止第1RO膜裝置10的運轉，與此同時，將藉由第1旁通管線15繞過的被處理水往第2RO膜裝置20供給，切換為第2RO膜裝置之單獨運轉。藉由此一切換，使EDI處理水之硼濃度低於0.05ppb。
在RO膜裝置之切換後，EDI處理水之硼濃度再度超過0.05ppb時，開啟分隔閥V1，關閉分隔閥V2、V4。藉此，使分隔閥V1、V3成為開啟之狀態，分隔閥V2、V4、V5成為關閉之狀態。如此地，切換為使第1RO膜裝置10與第2RO膜裝置20運轉之2段RO膜裝置的運轉。
藉由此一切換，使EDI處理水之硼濃度降低，在EDI處理水之硼濃度低於基準下限值之0.02ppb時，關閉分隔閥V1，開啟分隔閥V2、V4。藉此，使分隔閥V2、V3、V4成為開啟之狀態，分隔閥V1、V5成為關閉之狀態。如此地，停止第1RO膜裝置10的運轉，利用第1旁通管線15將被處理水直接往第2RO膜裝置20的供給側Bs供給。如此地，切換為第2RO膜裝置20之單獨運轉。
其後，由於EDI處理水之硼濃度低於0.02ppb，故開啟分隔閥V1、V5，關閉分隔閥V2、V3。藉此，使分隔閥V1、V4、V5成為開啟之狀態，分隔閥V2、V3成為關閉之狀態。如此地，將被處理水往第1RO膜裝置10供給，切換為第1RO膜裝置10之單獨運轉。藉由此一切換，停止第2RO膜裝置20的運轉，將第1RO膜裝
置10的透過水通過第2旁通管線25而往處理水管線43供給。如此地，控制EDI處理水之硼濃度使其成為基準上限值與基準下限值的範圍內而施行水處理。
將上述運轉實施約2400h。求出2400h後的EDI處理水之硼濃度、及運轉所需之能源成本比。以下，能源成本比，係使在實施例1之2400h的運轉下消耗之電力消耗量為1.0時的比。
[比較例1]
比較例1，除了以被處理水實施硼濃度之測定以外，使用藉由前述圖6所說明之水處理系統1。將加壓用泵的運轉壓與實施例1同樣地設定。
首先，開啟分隔閥V1、V3，關閉分隔閥V2、V4、V5，利用第1RO膜裝置10及第2RO膜裝置20雙方實施被處理水之處理(RO膜裝置之2段運轉)。而後，使被處理水之硼濃度的基準值為50ppb，在被處理水之硼濃度低於50ppb的情況，關閉分隔閥V3，開啟分隔閥V4、V5。如此地，停止第2RO膜裝置20，利用第2旁通管線25使第1RO膜裝置10的透過水繞過處理水管線43。亦即，實施第1RO膜裝置10之單獨運轉。其後，在被處理水之硼濃度超過50ppb的情況，再度開啟分隔閥V3，關閉分隔閥V4、V5。而後，將第2RO膜裝置20切換為運轉，使第1RO膜裝置10及第2RO膜裝置20雙方運轉。如此地，將基準值作為基準，切換第1RO膜裝置10之單獨運轉、與第1RO膜裝置10及第2RO膜裝置20之2段運轉，藉以對應於被處理水之硼濃度的變化。
將上述運轉實施約2400h。求出2400h後的EDI處理水之硼濃度、及運轉所需之能源成本比。
[比較例2]
比較例2，使用藉由前述圖6所說明之水處理系統1G。將加壓用泵的運轉壓與實施例1同樣地設定。
無關於處理水之硼濃度，開啟分隔閥V1、V3，關閉分隔閥V2、V4、V5，使第1RO膜裝置10及第2RO膜裝置20持續運轉(RO膜裝置之2段運轉)。
將上述運轉實施約2400h。求出2400h後的EDI處理水之硼濃度、及運轉所需之能源成本比。
於表1顯示上述實施例1、2及比較例1、2之運轉時間2400h後的EDI處理水之硼濃度及能源成本比的測定結果。如同下述地算出能源成本比。
能源成本比，作為使在實施例1之2400h的運轉下消耗之電力消耗量為1的情況之電力消耗量的比而求出。亦即，藉由下式求出：能源成本比=[2400h運轉中之電力消耗量]/[2400h運轉中之實施例1之電力消耗量]。上述電力消耗量，係泵之電力消耗量。
此一結果，在本發明，EDI處理水之硼濃度成為非常低的值，能源成本比亦變低。因此，追求水質的維持，且追求成本降低。
雖將本發明與其實施例一同說明，但應知曉若發明人未特別指定，則應在未違反添附的發明申請專利範圍所示之發明精神與範圍中廣泛地解釋，本案發明在說明之任何細節中皆未受限定。
本申請案，主張依據2019年12月25日於日本提出專利申請之日本特願第2019-234250號的優先權，將該發明作為此處之參考，將其內容引用作為本說明書之記載的一部分。
1,1G:水處理系統
10:第1逆滲透膜裝置(第1RO膜裝置)
15:第1旁通管線
20:第2逆滲透膜裝置(第2RO膜裝置)
25:第2旁通管線
30:水質測定手段
31:測定用管線
41:供給管線
42:連接管線
43:處理水管線
44,45:濃縮水管線
48:濃縮水管線
49:透過水管線
51:第1離子交換裝置(IER)
54:第2離子交換裝置
60:第3逆滲透膜裝置(第3RO膜裝置)
As,Bs,Cs:供給側
Ac,Bc,Cc:濃縮水側
At,Bt,Ct:透過水側
B1:分支點
V1~V5:分隔閥
Claims (12)
- 一種水處理系統，包含：逆滲透膜系統，包括第1逆滲透膜裝置、及配置於該第1逆滲透膜裝置的透過水側之第2逆滲透膜裝置：水質測定手段，配置於該第2逆滲透膜裝置的透過水側；以及管線變更手段；該逆滲透膜系統包含以下管線：第1管線，其係往該第1逆滲透膜裝置通水，使該第1逆滲透膜裝置的透過水通過該第2逆滲透膜裝置而獲得透過水之管線；第2管線，其係使往該第1逆滲透膜裝置的通水繞道至第1旁通管線，藉以將往該第1逆滲透膜裝置的通水予以隔斷，使通過該第1旁通管線的水，通過該第2逆滲透膜裝置而獲得透過水之管線；第3管線，其係往該第1逆滲透膜裝置通水，使該第1逆滲透膜裝置的透過水之往該第2逆滲透膜裝置的通水繞道至第2旁通管線，藉以將往該第2逆滲透膜裝置的通水予以隔斷，以獲得通過該第2旁通管線的該第1逆滲透膜裝置之透過水之管線；以及第4管線，其係使往該第1逆滲透膜裝置的通水繞道至該第1旁通管線，藉以將往該第1逆滲透膜裝置的通水予以隔斷，並且使通過該第1旁通管線的水之往該第2逆滲透膜裝置的通水繞道至該第2旁通管線，藉以將往該第2逆滲透膜裝置的通水予以隔斷，以獲得通過該第2旁通管線的水之管線；該管線變更手段係依該水質測定手段的測定值，而從該第1、第2、第3及第4管線其中任一管線變更至另一管線。
- 一種水處理系統，包含：逆滲透膜系統，包括第1逆滲透膜裝置、及配置於該第1逆滲透膜裝置的透過水側之第2逆滲透膜裝置：水質測定手段，配置於該第2逆滲透膜裝置的透過水側；以及管線變更手段；該逆滲透膜系統包含以下管線：第1管線，其係往該第1逆滲透膜裝置通水，使該第1逆滲透膜裝置的透過水通過該第2逆滲透膜裝置而獲得透過水之管線；第5管線，其係往該第1逆滲透膜裝置通水，使該第1逆滲透膜裝置中的濃縮水與透過水合流，並使該合流水通過該第2逆滲透膜裝置而獲得透過水之管線；第6管線，其係往該第1逆滲透膜裝置通水，使該第1逆滲透膜裝置的透過水通過該第2逆滲透膜裝置，以獲得將該第2逆滲透膜裝置中的濃縮水與透過水合流而成的合流液之管線；以及第7管線，其係往該第1逆滲透膜裝置通水，使該第1逆滲透膜裝置中的濃縮水與透過水合流，並使該合流水通過該第2逆滲透膜裝置，以獲得將該第2逆滲透膜裝置中的濃縮水與透過水合流而成的合流液之管線；該管線變更手段係依該水質測定手段的測定值，而從該第1、第5、第6及第7管線其中任一管線變更至另一管線。
- 如請求項2之水處理系統，其中，針對該第5管線中的該第1逆滲透膜裝置、該第6管線中的該第2逆滲透膜裝置、及該第7管線中的該第1逆滲透膜裝置及該第2逆滲透膜裝置，將供給水壓設在正常運轉壓之50%以下，且將回收率設在20%以下。
- 如請求項1至3中任一項之水處理系統，其中，該第1逆滲透膜裝置為低壓型逆滲透膜裝置，該第2逆滲透膜裝置為高壓型逆滲透膜裝置。
- 如請求項1至3中任一項之水處理系統，其中，更包含對於該第1逆滲透膜裝置的濃縮水及該第2逆滲透膜裝置的濃縮水其中至少一方進行處理的第3逆滲透膜裝置，將該第3逆滲透膜裝置的透過水往該逆滲透膜系統供給。
- 如請求項1至3中任一項之水處理系統，其中，藉由該水質測定手段測定的成分包含硼。
- 如請求項1至3中任一項之水處理系統，其中，更包含對於該第2逆滲透膜裝置的透過水進行處理之第1離子交換裝置。
- 如請求項7之水處理系統，其中，更包含對於第1離子交換裝置的處理水進行處理之第2離子交換裝置；該水質測定手段，設置於較第1離子交換裝置更為下游側。
- 如請求項1至3中任一項之水處理系統，其中，於該水質測定手段的前段，具備陽離子交換裝置及脫氣裝置之任一種以上。
- 一種水處理方法，係使用了如請求項1所述之水處理系統，包含如下步驟： 在往該逆滲透膜系統供給被處理水時，依該逆滲透膜系統的透過水之水質而從該第1、第2、第3及第4管線其中任一管線切換至另一管線。
- 一種水處理方法，係使用了如請求項2所述之水處理系統，包含如下步驟：在往該逆滲透膜系統供給被處理水時，依該逆滲透膜系統的透過水之水質而從該第1、第5、第6及第7管線其中任一管線切換至另一管線。
- 如請求項10或11之水處理方法，其中，該第1逆滲透膜裝置為低壓型逆滲透膜裝置，該第2逆滲透膜裝置為高壓型逆滲透膜裝置；藉由該水質測定手段測定的成分包含硼。
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