JP2007014902A - 淡水化装置及び淡水化装置の前処理膜の洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】濾過水を用いることなく、前処理膜を洗浄することができる淡水化装置及び淡水化装置の前処理膜の洗浄方法を提供する。
【解決手段】淡水化装置１０Ａは、原水１１中の濁質分を濾過する前処理膜１２を有する前処理装置１３と、前記前処理装置１３から供給する濾過水１４から塩分を除去して淡水１５を得る逆浸透膜１６を有する逆浸透膜装置１７と、前記逆浸透膜装置１７からの塩分が濃縮された濃縮水１８を前記前処理装置１３に送給する逆洗ライン１９とを具備してなり、前記濃縮水１８を洗浄水２０として用いて、前記前処理膜１２の逆洗浄を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、淡水化装置及び淡水化装置の前処理膜の洗浄方法に関する。

離島又は旅客者が乗船する長距離航行大型客船においては、原水（海水）を淡水化させて上水として使用する海水淡水化装置が用いられている。

このような淡水化装置は、原水である海水中の濁質分を除去するために、前処理技術として、ＵＦ膜（限外濾過膜）又はＭＦ膜（精密濾過膜）が用いられている。
ところで、該膜は所定時間運転した後には捕集された濁質分を除去する必要があるので、従来では、前処理膜で濾過した濾過水を逆洗水として用いていた(特許文献１）。

特開２００１−２５２５３６号公報

しかしながら、原水を濾過した濾過水は淡水の原料であるので、逆洗水を多用することは、透過水量を減らすことになり、経済性が低下する、という問題がある。

また、従来においては、逆洗に用いる量は経験に基づくものであり、水質等の外的要因が変動した場合に、圧損等を指標として運用を実施しているのが現状である。
最適な逆洗量を把握するためには、運転状況を見ながら実施する必要があり、状況が変化してからの対応ではラグタイムが生じ、最悪の場合には前処理膜がつまり、この結果化学洗浄を余儀なくされる、という問題がある。

一方、ＵＦ膜を運用する際、入口側に少量の凝集剤を入れることにより、洗浄が効率的に行われる例がある。凝集剤の量は圧損等を指標として運用を実施しているが、最適な逆洗量を把握するためには、運転状況を見ながら実施する必要があり、状況が変化してからの対応ではラグタイムが生じ、最悪の場合には前処理膜がつまり、この結果、化学洗浄を余儀なくされるという、問題がある。

本発明は、前記問題に鑑み、濾過水を用いることなく、前処理膜を洗浄することができる淡水化装置及び淡水化装置の前処理膜の洗浄方法を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、原水中の濁質分を濾過する前処理膜を有する前処理装置と、前記前処理装置からの濾過水から塩分を除去して淡水を得る逆浸透膜を有する逆浸透膜装置と、前記逆浸透膜装置からの塩分が濃縮された濃縮水を前記前処理装置に送給する逆洗ラインとを具備してなり、前記濃縮水を前記前処理膜の逆洗浄に用いてなることを特徴とする淡水化装置にある。

第２の発明は、第１の発明において、前記前処理装置又は逆浸透膜装置のいずれか一方又は両方を複数台具備することを特徴とする淡水化装置にある。

第３の発明は、第１又は２の発明において、前記逆浸透膜装置からの塩分が濃縮された濃縮水を貯留する貯留タンクを具備することを特徴とする淡水化装置にある。

第４の発明は、第１乃至３のいずれか一つの発明において、前記逆洗ラインに酸を供給する酸供給部を具備することを特徴とする淡水化装置にある。

第５の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、前記逆洗ラインがフラッシング部を具備することを特徴とする淡水化装置にある。

第６の発明は、第１乃至５のいずれか一つの発明において、前記前処理装置から排出される逆洗水の排出ラインに濁度計を具備してなり、濁度に応じて濃縮水の供給量を調整してなることを特徴とする淡水化装置にある。

第７の発明は、原水中の濁質分を前処理膜で濾過した後に、逆浸透膜を用いて淡水を得る際に、逆浸透膜で濃縮された濃縮水を、前記前処理膜の逆洗浄に用いることを特徴とする淡水化装置の前処理膜の洗浄方法にある。

第８の発明は、第７の発明において、前記前処理膜の逆洗浄後の逆洗浄液中の濁度を計測しつつ、逆洗浄に用いる濃縮水の供給量を調整することを特徴とする淡水化装置の前処理膜の洗浄方法にある。

本発明によれば、濃縮水を前処理膜の洗浄水として用いるので、従来のように濾過水の一部を逆洗水として用いることがなく、濾過水の回収率が低下することが解消され、濾過水を全量淡水化することができる。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

本発明による実施例１に係る淡水化装置について、図面を参照して説明する。
図１は、実施例１に係る淡水化装置を示す概念図である。
図１に示すように、本実施例に係る淡水化装置１０Ａは、原水（原水）１１中の濁質分を濾過する前処理膜１２を有する前処理装置１３と、前記前処理装置１３から供給された濾過水１４から塩分を除去して淡水１５を得る逆浸透膜（ＲＯ膜）１６を有する逆浸透膜装置１７と、前記逆浸透膜装置１７からの塩分が濃縮された濃縮水１８を前記前処理装置１３に送給する逆洗ライン１９とを具備してなり、前記濃縮水１８を洗浄水２０として用いて、前記前処理膜１２の逆洗浄を行うようにしている。
ここで、図中、符号２１は濃縮水１８を貯留するタンクであり、２２は原水１１を前処理装置１３に供給する原水ライン、２３は濾過水１４を前処理装置１３から逆浸透膜装置１７に供給する濾過水ライン、２４は濃縮水１８をタンク２１に供給する濃縮水ライン、２５は淡水１５を外部の水使用設備等に供給する淡水ライン、Ｐは送給液ポンプを図示する。

前記構成の淡水化装置１０Ａにおいて、原水１１は前処理装置１３の前処理膜１２で濁質分を除去して、濾過水ライン２３を経由して濾過水１４が逆浸透膜装置１７に送給される。そして、逆浸透膜装置１７で塩分を濃縮して淡水１５を得た後、淡水ライン２５を経由して外部の図示しない水使用設備等に送給される。なお、濃縮された濃縮水１８は濃縮水ライン２４を経由してタンク２１に貯留される。ここで、濁質分を除去する前記前処理膜１２は、例えばＵＦ膜（限外濾過膜）又はＭＦ膜（精密濾過膜）等の分離膜を挙げることができるがこれらに限定されるものではない。

そして、前処理装置１３を逆洗浄する場合には、所定時間の淡水化を行った後、原水１１の供給を停止し、タンク２１から濃縮水１８を洗浄水２０として逆洗ライン１９を経由して前処理装置１３に送給し、前処理膜１２の逆洗を行う。そして濁質分を含む逆洗水２６は逆洗水ライン２７から外部に送給され、所定の処理を行う。

この結果、従来技術においては濾過水１４の一部を洗浄水として用いていたので、前処理装置１３からの濾過水１４の回収率が低下していたが、本実施例によれば濾過水１４の減少が皆無となり、濾過水１４の全量を逆浸透膜装置１７に供給して淡水１５に変換することができ、淡水化処理における経済性が向上する。

また、本発明における洗浄水２０は、従来の逆洗水とは異なり、逆浸透膜装置１７から排出される濃縮水１８を用いるようにしているので、塩分濃度が高く(塩分濃度は原水の１．５〜２倍）、通常の海洋細菌が死滅することなる。よって、前処理膜１２の逆洗浄処理において、濁質の除去と共に、殺菌処理を行うことができるという、相乗効果を奏することとなる。

次に、本発明による実施例２に係る淡水化装置について、図面を参照して説明する。
図２は、実施例２に係る淡水化装置を示す概念図である。なお、図１の淡水化装置と同一の部材については、同一の符号を付してその説明は省略する。
図２に示すように、本実施例に係る淡水化装置１０Ｂは、実施例１の淡水化装置１０Ａにおいて、逆洗ライン１９に酸３１を供給する酸供給部３２を設けてなるものである。

これにより、酸３１を供給して洗浄水２０を中和するようにしているので、塩濃度が高い(塩分濃度は１．５〜２倍）濃縮水１８を用いた場合においても、逆洗ライン１９内の配管内部のスケール付着を防止することができる。
なお、供給する酸３１は、塩酸、硫酸、硝酸等の希薄な酸を供給して、ｐＨが６となるようにしている。

次に、本発明による実施例３に係る淡水化装置について、図面を参照して説明する。
図３は、実施例３に係る淡水化装置を示す概念図である。なお、図１の淡水化装置と同一の部材については、同一の符号を付してその説明は省略する。
図３に示すように、本実施例に係る淡水化装置１０Ｃは、実施例１の淡水化装置１０Ａにおいて、逆洗ライン１９にフラッシング部であるフラッシングライン３３を設けたものである。

これにより、フラッシングライン３３によりフラッシングさせて濃縮水１８を放出するようにしておくことにより、逆洗しない間における逆洗ライン１９の配管内部での微生物の繁殖を抑制するようにしている。

次に、本発明による実施例４に係る淡水化装置について、図面を参照して説明する。
図４は、実施例４に係る淡水化装置を示す概念図である。なお、図１の淡水化装置と同一の部材については、同一の符号を付してその説明は省略する。
図４に示すように、本実施例に係る淡水化装置１０Ｄは、実施例１の淡水化装置１０Ａに係る前処理装置１３と逆浸透膜装置１７とを各複数台（本実施例では３台）設置したものである。

すなわち、本実施例に係る淡水化装置１０Ｄは、原水１１中の濁質分を濾過する前処理膜１２を有する前処理装置１３−１〜１３−３と、前記前処理装置１３−１〜１３−３からの濾過水１４から塩分を除去して淡水１５を得る逆浸透膜１６を有する逆浸透膜装置１７−１〜１７−３と、前記逆浸透膜装置１７−１〜１７−３からの塩分が濃縮された濃縮水１８を前記前処理装置１３−１〜１３−３に送給する逆洗ライン１９−１〜１９−３とを具備してなり、濃縮水１８を洗浄水２０として用いて、前記前処理膜１２の逆洗浄を行うようにしている。
ここで、本実施例では、逆洗ライン１９−１〜１９−３にそれぞれ洗浄水２０を供給するために、開閉弁Ｖ１〜Ｖ３が介装され、この開閉弁Ｖ１〜Ｖ３の開閉により、洗浄を行うようにしている。

本実施例では前処理装置と逆浸透膜装置とを複数台を用いているので、いずれかの装置を停止して逆洗浄する際にも、濃縮水１８を確保することができるので、実施例１のようにタンク２１を設置することがなくなる。

図４に示す実施例の場合では、前処理装置１３−１、１３−３では濾過を行っており、逆浸透膜装置１７−１、１７−３から淡水１５を得ているので、バルブＶ１とＶ３とを閉じている。そして、前処理装置１３−２に対しては、原水１１の供給を停止し、前記逆浸透膜装置１７−１、１７−３からの濃縮水１８を用いて、バルブＶ２を開放させることにより前処理装置１３−２内に供給することで、前記前処理装置１３−２の前処理膜１２の逆洗浄を行うようにしている。

これにより、所定時間原水１１を濾過した前処理膜１２を交互に洗浄水２０で洗浄するができる。例えば１時間運転した後に５分程度の逆洗浄を行い、常に効率的な淡水化を行うようにすることができる。

なお、本実施例では、前処理装置と逆浸透膜装置との設置台数は同数としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、いずれか一方が少ない場合でも適用することができる。

次に、本発明による実施例５に係る淡水化装置について、図面を参照して説明する。
図５は、実施例５に係る淡水化装置を示す概念図である。なお、図１乃至４に係る淡水化装置と同一の部材については、同一の符号を付してその説明は省略する。
図５に示すように、本実施例に係る淡水化装置１０Ｅは、実施例１の淡水化装置１０Ａに係る前処理装置１３を複数の前処理モジュール１３Ａ〜１３Ｃから構成してなり、これらのモジュールで濾過された濾過水１４を１台の逆浸透膜装置１７で淡水化を行うようにしたものである。

また、逆洗水２６の排出ライン２７−１〜２７−３に濁質計５１−１〜５１−３を各々設置し、これらの濁質計からの情報を制御装置（ＣＰＵ）５２に送るようにしている。そして、この情報により、前処理膜１２への洗浄水２０の供給量を、バルブＶ１〜Ｖ３の開閉時間を調整することで、その洗浄度合いを調節するようにしている。

本実施例では、濃縮水１８を洗浄水２０として用いているので、前処理膜１２の洗浄が十分でない場合には、前記濁質計５１−１〜５１−３の情報を元にして十分な洗浄を行うことができる。すなわち、従来では、濁質計を設置している場合でも、濾過水を洗浄水として用いていたので、淡水化量が減少するので、十分な洗浄を実施することができなかったが、本発明によれば、濃縮水は多量に発生するので、所望の洗浄基準に満たない場合には、更に濃縮水を用いての洗浄が可能となる。

以上のように、本発明に係る淡水化装置は、従来のような濾過水の一部を用いて前処理膜の洗浄を行うことがないので、淡水化効率を低下させることがないので、海水を淡水化する設備に用いて適している。

実施例１に係る淡水化装置の概略図である。 実施例２に係る淡水化装置の概略図である。 実施例３に係る淡水化装置の概略図である。 実施例４に係る淡水化装置の概略図である。 実施例５に係る淡水化装置の概略図である。

符号の説明

１０Ａ〜１０Ｅ 淡水化装置
１１ 原水
１２ 前処理膜
１３ 前処理装置
１４ 濾過水
１５ 淡水
１６ 逆浸透膜
１７ 逆浸透膜装置
１８ 濃縮水
１９ 逆洗ライン
２０ 洗浄水
２１ タンク

Claims (8)

1. 原水中の濁質分を濾過する前処理膜を有する前処理装置と、
   前記前処理装置からの濾過水から塩分を除去して淡水を得る逆浸透膜を有する逆浸透膜装置と、
   前記逆浸透膜装置からの塩分が濃縮された濃縮水を前記前処理装置に送給する逆洗ラインとを具備してなり、前記濃縮水を前記前処理膜の逆洗浄に用いてなることを特徴とする淡水化装置。
2. 請求項１において、
   前記前処理装置又は逆浸透膜装置のいずれか一方又は両方を複数台具備することを特徴とする淡水化装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記逆浸透膜装置からの塩分が濃縮された濃縮水を貯留する貯留タンクを具備することを特徴とする淡水化装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一つにおいて、
   前記逆洗ラインに酸を供給する酸供給部を具備することを特徴とする淡水化装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
   前記逆洗ラインがフラッシング部を具備することを特徴とする淡水化装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一つにおいて、
   前記前処理装置から排出される逆洗水の排出ラインに濁度計を具備してなり、濁度に応じて濃縮水の供給量を調整してなることを特徴とする淡水化装置。
7. 原水中の濁質分を前処理膜で濾過した後に、逆浸透膜を用いて淡水を得る際に、逆浸透膜で濃縮された濃縮水を、前記前処理膜の逆洗浄に用いることを特徴とする淡水化装置の前処理膜の洗浄方法。
8. 請求項７において、
   前記前処理膜の逆洗浄後の逆洗浄液中の濁度を計測しつつ、逆洗浄に用いる濃縮水の供給量を調整することを特徴とする淡水化装置の前処理膜の洗浄方法。

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