JPH0463755B2 - - Google Patents

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℃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つて行う場合には、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
たがつ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よいては何ら配
慮されておらず、省エネルギー化の要請を満足さ
せ得ないものであつた。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、このような問題を解決して、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
に実現しうる逆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） 本発明は、水道水や河川水、井戸水などの溶存
塩類の少ない原水を貯留する原水タンクと；原水
タンクから低温の原水が加圧供給される逆浸透膜
装置と；逆浸透膜装置の膜面を透過した透過水を
処理して超純水とする真空脱気器やイオン交換塔
を備えた透過水処理設備と；透過水処理設備で処
理した温度が24〜30゜の超純水を使用する超純水
の使用設備とから成る逆浸透膜装置システムに於
いて、前記原水タンクと逆浸透膜装置との間に、
原水タンクからの原水を加熱する熱交換器と当該
熱交換器からの原水を加熱するヒートポンプとを
備えた熱回収装置を設け、前記逆浸透膜装置から
の濃縮水及び前記超純水使用設備からの使用済生
産水を前記熱交換器及びヒートポンプの蒸発器の
加熱側へ供給し、濃縮水及び使用済生産水の有す
る低温排熱の回収により25℃〜30℃に加熱した原
水を逆浸透膜装置へ供給することの発明の基本構
成とするものである。

（作用） かかる構成によれば、被処理原水は熱回収装置
による回収熱によつて加温された上で、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、フイルタ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９、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１３、送水ポンプ１４、陽イオン交換塔１５、
陰イオン交換塔１６、一次純水タンク１７、一次
純水ポンプ１８、紫外線殺菌塔１９、ポリツシヤ
２０を経て限外過膜装置２１に至る透過水の処
理経路即ち透過水処理設備、２２は限外過膜装
置２１から使用点即ち超純水使用設備２３に至る
生産水（超純水）の供給経路、２４は限外過膜
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２３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１
５、陰イオン交換塔１６、紫外線殺菌塔１９、ポ
リツシヤ２０、限外過膜装置２１を順次経過せ
しめられることによつて超純水に処理され、限外
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
なかつ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、一部は還流経路３
３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３８とから構成されている。熱交換器３７
は経路１の原水ポンプ３、フイルタ５間に介装さ
れていて、被処理原水を排熱回収経路２６の低温
排水と熱交換させることによつて一次加温するよ
うになされている。ヒートポンプ３８は蒸発器３
９、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４
４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
フイルタ５、熱交換器３７間に介装してあつて、
蒸発器３９において排熱回収経路２６の低温排水
によつ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、一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、河川水等によつて異なるが、一般には５
℃〜20℃であり、一方経路２９，３０，３１，３
５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つて
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によつ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℃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でもつて回収し、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
たがつて熱交換器３７は熱回収装置４全体として
の経済的観点から廃し、ヒートポンプ３８のみに
よつ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
のみを取敢える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を買電々力によつて駆動させる
ようにしているが、第２図に示す如く、デイーゼ
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、その発電々力によつて圧縮器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によつて圧縮器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つて極めて効
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
イ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によつ
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のジヤケツ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３５，３６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つた被
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……デイーゼルエンジン発電装置、ガスレン
ジ発電装置又はガスタービン発電装置、４６……
デイーゼルエンジン又はガスエンジン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 水道水や河川水、井戸水などの溶存塩類の少
   ない原水１を貯留する原水タンク２と；原水タン
   ク２から低温の原水１が加圧供給される逆浸透膜
   装置７と；逆浸透膜装置７の膜面を透過した透過
   水を処理して超純水とする真空脱気器１３やイオ
   ン交換塔１５，１６を備えた透過水処理設備と；
   透過水処理設備で処理した温度が24〜30゜の超純
   水を使用する超純水の使用設備２３とから成る逆
   浸透膜装置システムに於いて、前記原水タンク２
   と逆浸透膜装置７との間に、原水タンク２からの
   原水１を加熱する熱交換器３７と当該熱交換器３
   ７からの原水１を加熱するヒートポンプ３８とを
   備えた熱回収装置４を設け、前記逆浸透膜装置７
   からの濃縮水及び前記超純水使用設備２３からの
   使用済生産水を前記熱交換器３７及びヒートポン
   プ３８の蒸発器３９の加熱側へ供給し、濃縮水及
   び使用済生産水の有する低温排熱の回収により25
   ℃〜30℃に加熱した原水１を逆浸透膜装置７へ供
   給する構成とした逆浸透膜装置システム。