塩水淡水化装置
【課題】海水やかん水の淡水化において、高圧材料を使用する遮断弁の数量を削減することができる装置を提供する。
【解決手段】逆浸透膜モジュール２、高圧ポンプ１、エネルギー回収昇圧装置３、および、ブースターポンプ４を含み、かつ、一端が塩水供給ユニットに結合する塩水供給管路７、高圧ポンプ１に結合された第１の管路８、逆浸透膜モジュール２の塩水供給部に結合された第２の管路９、他端がエネルギー回収昇圧装置３に結合された第３の管路１０、一端がエネルギー回収昇圧装置３に結合し、他端がブースターポンプ４に結合された第４の管路１１、一端がブースターポンプ４に結合された第５の管路１２、一端が逆浸透膜モジュール２の濃縮水導出部に結合された第６の管路１３、濃縮水導出管路１４、第７の管路１５を含み、更に、洗浄水供給管路１９を含む塩水淡水化装置。
【解決手段】逆浸透膜モジュール２、高圧ポンプ１、エネルギー回収昇圧装置３、および、ブースターポンプ４を含み、かつ、一端が塩水供給ユニットに結合する塩水供給管路７、高圧ポンプ１に結合された第１の管路８、逆浸透膜モジュール２の塩水供給部に結合された第２の管路９、他端がエネルギー回収昇圧装置３に結合された第３の管路１０、一端がエネルギー回収昇圧装置３に結合し、他端がブースターポンプ４に結合された第４の管路１１、一端がブースターポンプ４に結合された第５の管路１２、一端が逆浸透膜モジュール２の濃縮水導出部に結合された第６の管路１３、濃縮水導出管路１４、第７の管路１５を含み、更に、洗浄水供給管路１９を含む塩水淡水化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、逆浸透膜モジュールを用いて塩水から淡水を得る塩水淡水化装置に関するものであって、詳しくは、該逆浸透膜モジュールを洗浄する洗浄水の供給方法に特徴を有する塩水淡水化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
逆浸透膜法による海水淡水化及びかん水淡水化は、相変化無しに塩分や有害物質を分離除去でき、運転管理が容易でエネルギー的に有利であることから、飲料用或いは工業用の淡水を取得する分野で利用されている。逆浸透膜の透過性、分離性の低下を防ぐために、通常、海水やかん水を逆浸透膜に供給する前に、砂ろ過、凝集沈殿、加圧浮上、精密ろ過膜と限外ろ過膜のろ過などの方法を用いて前処理を行う上で、さらに膜表面を定期的に洗浄する。
【０００３】
膜表面の定期的な洗浄方法としては、亜硫酸水素ナトリウム、特殊な殺菌剤や硫酸による運転中の間欠洗浄に加え、一定期間の運転後に淡水化装置を停止させ、クエン酸による酸洗浄、及び、苛性ソーダによるアルカリ洗浄を行う定期洗浄などが挙げられる。
【０００４】
間欠洗浄では、硫酸などの酸を間欠的に供給する殺菌方法が開発され（特許文献１）、多くのプラントで実用化されてきた。しかしながら、この間欠洗浄では、一時的に膜表面に付着した微生物層や金属イオンの析出物を除去することはできるが、間欠洗浄のみではこれら汚染物質の蓄積を完全に防止することはできず、いずれは設備を停止しての定期洗浄操作が必要となる。
【０００５】
定期洗浄では、淡水化装置に併設され、洗浄水と洗浄薬品を混合及び備蓄する洗浄タンク、洗浄タンク内の洗浄水を該淡水化装置に送液するための洗浄ポンプ、及び、洗浄水中の粒子状物質を除去するためのフィルターから成る洗浄設備を用い、洗浄タンクにクエン酸又は苛性ソーダを投入し、クエン酸水溶液濃度１〜３％若しくは苛性ソーダ水溶液ｐＨ１０〜１２に溶解、希釈し、洗浄ポンプを用いて逆浸透膜モジュールに送液して行う。逆浸透膜を洗浄した洗浄水は、洗浄戻り配管を経由して洗浄タンクに循環する。
【０００６】
逆浸透膜の透過原理から、海水またはかん水など、ある程度の塩分を含んだ供給水が逆浸透膜を透過するには、高圧ポンプなどを用いて供給水の圧力を浸透圧以上にする必要がある。浸透圧は塩分濃度と関係するが、例えば海水を逆浸透膜で分離する場合、最低３０ａｔｍ程度以上、実用性を考慮すると少なくとも５０ａｔｍ程度以上の圧力が必要となる。かん水の場合でも最低１ａｔｍ程度以上の圧力が必要となる。従って、淡水化装置において、圧力の高い液体が通る部分すなわち、高圧ポンプと、高圧ポンプから逆浸透膜モジュールまでの配管と関連バルブ、及び逆浸透膜モジュールからの濃縮水の配管とバルブは、耐圧性のあるステンレス鋼を使用する。
【０００７】
しかし、ステンレス鋼の耐腐食性には限界がある。金属の腐食に影響する因子は様々であるが、根本的には金属が持つ電位と関係する。環境によって金属表面には異なる皮膜が生成されるが、その皮膜の性質によって電位は影響を受ける。ステンレス鋼は、濃硫酸、濃硝酸、塩素イオンを含まない淡水と中性溶液、アルカリ性溶液では表面に不動態皮膜が形成され、性質が安定となり腐食しにくい。しかし、塩酸、希硫酸、海水の中では不動態皮膜が形成されない或いは不安定となるため、腐食が発生する。塩素イオンを含む海水が酸性である環境では、ステンレス鋼の腐食はさらに促進される。実際の海水淡水化プラントで、高圧配管に一番多く使われるステンレス鋼３１６Ｌと３１７Ｌが数ヶ月後で腐食し始めたという実例も多数報告されている（例えば、非特許文献１など。）。希硫酸に耐える目的で開発された、耐腐食性のより強い９０４Ｌなどのステンレス鋼の場合でも隙間腐食が起きている（非特許文献２）。電位の異なる金属同士の接触も腐食に大きく影響する。淡水化装置には、配管と配管、配管とポンプの接続部分や溶接部分が多く存在するが、これらの部位で隙間腐食や孔食がよく発生する。
【０００８】
配管やポンプが腐食すると、前処理後の逆浸透膜への供給水の水質に悪影響を与えるだけでなく、場合によってはプラントを停止してメンテナンスする必要がある。よりメンテナンス性を高めるために、耐腐食性の極めて高い２５４SMOのような[ASTM A31254]や[UNS S31254]相当品のスーパー・オーステナイト・ステンレス鋼や二相ステンレス鋼などの高価な材質を採用するプラントも90年代中半から建設されている。しかし、これらの耐腐食性の高いステンレス鋼の価格は、通常３１６Lや３１７Lの２−３倍であるため、これらの耐腐食性の高いステンレス鋼を採用すると装置の設備費が高くなり、造水コストも高くなる。
【０００９】
淡水化装置において、ステンレス配管の腐食問題を抑制しようとする試みはいくつか行われている。例えば特許文献２では、スーパー・オーステナイト・ステンレス鋼またはチタン材等の耐食性材質からなる筒状の耐食性配管と、この内部管体を覆って設けられた耐圧性配管を有する金属製の耐圧性外殻と、この外殻管体と前記内部管体との間に充填されるプラスチック・セメント材等からなるシーリング材とを備えたコンポジット構造の配管を提案している。こういうアイデアで作られた配管は安価で堅牢とは言えるが、配管製造工程が複雑であり、かつ配管性能の安定性を評価する必要があるなど、実用化までに解決すべき課題は多い。もう一つ配管腐食問題に注目した特許文献３では、ポリカルボン酸等の有機酸を被処理液に添加することにより高圧配管の腐食を抑制しようとする。しかし、有機酸を添加することにより配管腐食はある程度抑制されるとしても、薬品使用費がかかりコストアップになること、また廃水中の有機物濃度が上昇し、場合によっては再処理する必要があり環境への負担が高くなる等の弱点がある。
【００１０】
洗浄設備と逆浸透膜設備とを接続する箇所については、できるだけ洗浄水の送液に抵抗となる機器を経由しないよう、逆浸透膜モジュールの直前から洗浄液体を注入し、洗浄タンクへの戻り配管は逆浸透膜モジュールの下流直後に接続（特許文献４）することが一般的である。そのため、洗浄液体注入箇所については、供給塩水と洗浄液体とを切り替える弁に、洗浄液体の戻り分岐箇所については、濃縮塩水と洗浄戻り液体とを切り替える弁に、それぞれ高耐圧性、及び高耐腐食性を有する弁を採用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−２３７５５５号公報
【特許文献２】特開２００１−１３７６７１号公報
【特許文献３】国際公開ＷＯ０２／０８０６７１号パンフレット
【特許文献４】特願平８−１５６７４７号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Ｆａｙｙａｚ Ｍｕｄｄａｓｓｉｒ Ｍｕｂｅｅｎ、ＩＤＡ Ｗｏｒｌｄ Ｃｏｎｇｒｅｓｓ（２００５）：ＳＰ０５−００１
【非特許文献２】Ｊａｎ Ｏ．Ｏｌｓｓｏｎ、Ｍａｌｉｎ Ｍ．Ｓｎｉｓ、ＩＤＡ Ｗｏｒｌｄ Ｃｏｎｇｒｅｓｓ（２００５）：ＳＰ０５−０３６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、海水やかん水の淡水化装置において、比較的高価な高圧耐性の遮断弁の数量を削減することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記課題を解決するための本発明は、次の特徴を有するものである。すなわち、逆浸透膜モジュール、高圧ポンプ、エネルギー回収昇圧装置、および、ブースターポンプを含み、かつ、（ａ）一端が塩水供給ユニットに結合し、他端に第１の管路分岐部を有する塩水供給管路、（ｂ）一端が前記第１の管路分岐部に結合し、他端が前記高圧ポンプに結合された第１の管路、（ｃ）一端が前記高圧ポンプに結合し、他端が前記逆浸透膜モジュールの塩水供給部に結合された第２の管路、（ｄ）一端が前記第１の管路分岐部に結合し、他端が前記エネルギー回収昇圧装置に結合された第３の管路、（ｅ）一端が前記エネルギー回収昇圧装置に結合し、他端が前記ブースターポンプに結合され、かつ、前記エネルギー回収昇圧装置において、前記第３の管路に導通している第４の管路、（ｆ）一端が前記ブースターポンプに結合し、他端が前記第２の管路に結合された第５の管路、（ｇ）一端が前記逆浸透膜モジュールの濃縮水導出部に結合し、他端が前記エネルギー回収昇圧装置に結合された第６の管路、（ｈ）一端が前記エネルギー回収昇圧装置に結合し、他端が第２の管路分岐部を有し、かつ、前記エネルギー回収昇圧装置において、前記第６の管路に導通している濃縮水導出管路、（ｉ）一端が前記第２の管路分岐部に結合し、他端が濃縮水収集ユニットに結合された第７の管路を含み、更に、（ｊ）一端が前記第２の管路分岐部に結合し、他端が前記塩水供給管路、あるいは、前記第３の管路に結合された洗浄水供給管路を含む塩水淡水化装置、である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、逆浸透膜モジュールを用いて塩水から淡水を得る塩水淡水化装置において、塩水供給管路における切り替え弁、及び、濃縮水導出管路における切り替え弁として、耐塩水腐食性と耐圧力性を併せ持つ弁に換えて、耐塩水腐食性のみを有する安価な弁を適用できるため、塩水淡水化装置におけるコスト削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の塩水淡水化装置を示す実施例１に係るフローチャートである。
【図２】図２は、本発明の塩水淡水化装置を示す実施例２に係るフローチャートである。
【図３】図３は、従来法の塩水淡水化装置を示す比較例に係るフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施形態を説明するために、まず、従来法の塩水淡水化装置における洗浄水供給管路の結合位置を比較例として、図３を以て説明する。
【００１８】
塩水淡水化装置は主に、高圧ポンプ１、逆浸透膜（RO膜）からなる逆浸透膜モジュール２、エネルギー回収昇圧装置３、ブースターポンプ４、一端が塩水供給ユニットに結合し、他端に第１の管路分岐部２０を有する塩水供給管路７、一端が第１の管路分岐部２０に結合し、他端が高圧ポンプ１に結合された第１の管路８、一端が高圧ポンプ１に結合し、他端が逆浸透膜モジュール２の塩水供給部に結合された第２の管路９、一端が第１の管路分岐部２０に結合し、他端がエネルギー回収昇圧装置３に結合された第３の管路１０、一端がエネルギー回収昇圧装置３に結合し、他端がブースターポンプ４に結合され、かつ、エネルギー回収昇圧装置３において、第３の管路１０に導通している第４の管路１１、一端がブースターポンプ４に結合し、他端が第２の管路９に結合された第５の管路１２、一端が逆浸透膜モジュール２の濃縮水導出部に結合され、他端がエネルギー回収昇圧装置３に結合された第６の管路１３、一端がエネルギー回収昇圧装置３に結合され、他端が濃縮水収集ユニットに結合し、かつ、エネルギー回収昇圧装置３において、第６の管路１３に導通している濃縮水導出管路１４からなる。
【００１９】
塩水淡水化装置を用いて塩水を淡水化するフローは、典型的には次に述べる通りである。塩水供給ユニットから導入された塩水が塩水供給管路７から流入し、第１の管路分岐部２０を介して第１の管路８と第３の管路１０とに分岐され、一部は第１の管路８に入り高圧ポンプ１により加圧され、残りは第３の管路１０を経由してエネルギー回収昇圧装置３に流入し、エネルギー回収昇圧装置３の圧力交換作用により逆浸透膜モジュール２から第６の管路１３を経由して排出される濃縮水の圧力を回収し、第４の管路１１を経由して圧力昇圧用のブースターポンプ４に供給され、さらにブースターポンプ４の昇圧作用により第５の管路１２から第２の管路９で上記高圧ポンプ１の排出水と合流し、逆浸透膜モジュール２の塩水供給部に供給される。
【００２０】
逆浸透膜モジュール２に供給された塩水は、逆浸透膜法により透過水と濃縮水とに分離され、透過水は逆浸透膜モジュール２の透過水導出部より透過水導出管路１６を介して回収され、濃縮水は逆浸透膜モジュール２の濃縮水導出部より第６の管路１３を介して排出される。第６の管路１３から排出された高圧の濃縮水はエネルギー回収昇圧装置３に流入し、その圧力が前述の通り第３の管路１０より流入した塩水の昇圧に利用される。圧力を回収された低圧の濃縮水は濃縮水導出管路１４を介して濃縮水収集ユニットへ流入する。
【００２１】
なお、塩水供給ユニットから導入された塩水は、通常逆浸透膜モジュール２で処理される前に前処理されることが好ましく、本発明の塩水淡水化装置においても好ましく採用することができる。前処理設備が導入される位置は通常、塩水供給管路７内であり、図１〜３のいずれにおいても塩水供給管路７内に前処理設備が導入されている。
【００２２】
ここで、前処理設備としては、精密膜ろ過或は限外膜ろ過、活性炭ろ過、保安フィルターなどが使用される。また、必要に応じ、殺菌剤、凝集剤、さらに還元剤、ｐH調整剤、スケール防止剤などの薬液添加を行うことができる。
【００２３】
逆浸透膜モジュール２を洗浄するための洗浄設備は主に、洗浄タンク５、洗浄ポンプ６とこれら設備を接続する配管とバルブとからなる。図３においては、洗浄タンク５内で調整した洗浄液を、洗浄ポンプ行き管路１８を経由して洗浄ポンプ６に供給し、洗浄ポンプ６で洗浄に必要な圧力まで加圧する。加圧された洗浄水は洗浄水供給管路１９を経由して第２の管路９に供給される。洗浄水は逆浸透膜モジュール２を洗浄し、逆浸透膜モジュール２の濃縮水導出部より排出され、第６の管路１３を介して洗浄水戻り管路１７を経由して、洗浄タンク５に戻る。なお、本発明においては、便宜上、洗浄水戻り管路１７、洗浄ポンプ行き管路１８、洗浄水供給管路１９をまとめて洗浄水供給管路１９と呼ぶこともある。洗浄水を第２の管路９へ送り込む箇所には、洗浄水が高圧ポンプ１やブースターポンプ４に逆流しないように第１の遮断弁２２を設けて、逆浸透膜モジュール２の洗浄時には閉止しておく。また、第６の管路１３から洗浄水戻り管路１７へと分岐する箇所には、洗浄水がエネルギー回収昇圧装置３を経由して第６の管路１３に流出しないように第３の遮断弁２４を設け、逆浸透膜モジュール２の洗浄時には閉止しておく。なお、通常運転時には、塩水や濃縮水が洗浄設備に流出しないよう、第２の遮断弁２３及び第４の遮断弁２５を設けるが、逆浸透膜モジュール２の洗浄時は開放しておく。
【００２４】
ここで、図３の構成において、高圧材質からなる部分は、第２の管路９、第４の管路１１、第５の管路１２、第６の管路１３、並びに、第１の遮断弁２２、第２の遮断弁２３、第３の遮断弁２４、第４の遮断弁２５と、図示しない関連バルブ類、高圧ポンプ１とブースターポンプ４、及びエネルギー回収昇圧装置３である。また、洗浄水供給管路１９のうち、第２の遮断弁２３以降の第２の管路９に接続するまでの部分、並びに、洗浄水戻り管路１７のうち、第６の管路１３の分岐点から第４の遮断弁２５までの部分も高圧材質とする必要がある。
【００２５】
低圧材質からなる部分は、塩水供給管路７、第１の管路８、第３の管路１０、濃縮水導出管路１４、透過水導出管路１６、洗浄ポンプ行き管路１８、第２の遮断弁２３より上流側の洗浄水供給管路１９、第４の遮断弁２５より下流側の洗浄水戻り管路１７と図示しない関連バルブ類である。
【００２６】
よく用いられる高圧材質として各種のステンレス鋼がある。ステンレス鋼は耐圧性に加えて耐酸性を向上させるために鉄にクロム、ニッケル、モリブデン、窒素、銅などを含ませた合金鋼であり、その金属組織によりオーステナイト系（例えば304、304L、316、316L、317、317L、904L）とオーステナイト・フェライト系（例えば254SMO 、2205、2507、Zeron100、329）があり、本発明においてはこれらのどのステンレス合金鋼を使用してもよい。
【００２７】
また、よく用いられる低圧材質として、各種のプラスチック材がある。プラスチック材には耐塩水腐食性を持つ塩化ビニール、ポリプロピレン、ポリエステルや、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン重合体等のフッ素樹脂があり、本発明においてはこれらのどのプラスチック材を使用してもよい。また、先述のプラスチック材を、塩水と鋼管が直接接触しないよう鋼管内面にライニング若しくはコーティングしたライニング鋼管を使用してもよい。また、先述の高圧材料として記載したステンレス鋼を低圧材料として用いてもよい。
【００２８】
ここで、高圧ポンプ１とは、上記高圧材質を用いて作られたポンプで、様々な形式があるが、本発明においては目的の圧力と流量を得られるものであれば特に形式を限定するものではなく、例えばプランジャーポンプのようなピストンタイプのポンプ、渦巻ポンプ、遠心ポンプ、多段遠心ポンプなどを適宜目的に応じて用いることができる。
【００２９】
本発明で言う塩水とは、塩分を含む水の総称であり、塩素イオン濃度が300から15,000mg/l程度の一般的にかん水と呼称する比較的低濃度の塩水や、塩素イオン濃度が15,000から40,000mg/l程度の一般的に海水と呼称する比較的高濃度の塩水などを指す。
【００３０】
ここで、本発明に係る逆浸透膜モジュール２に使用される逆浸透膜とは、供給液の一部の成分、例えば塩分を透過させ他の成分を透過させない半透性膜である。その素材には酢酸セルロース系ポリマー、ポリアミド、ポリエステル、ポリイミド、ビニルポリマーなどの高分子素材が使用できる。膜形態には中空糸膜、平膜などがある。本発明では、逆浸透膜の素材、膜形態によらず利用することができるが、特にポリアミドなど耐塩素性の弱い膜素材を用いる場合に本発明の効果が好ましく発揮できる。
【００３１】
逆浸透膜エレメントとは上記逆浸透膜を実際に使用するための形態化したものであり平膜、スパイラル、チューブラー、プレート・アンド・フレームのエレメントに組み込んで、また中空糸膜は束ねた上でエレメントに組み込んで使用することができるが、本発明ではこれらの逆浸透膜エレメントの形態に左右されるものではない。
【００３２】
逆浸透膜モジュールとは上述の逆浸透エレメント１〜数本を圧力容器の中に収めたモジュールを並列に配置したもので、その組合せ、本数、配列は目的に応じて任意に行うことができる。
【００３３】
エネルギー回収昇圧装置は、一般に、高圧ポンプの吐出側から出る液体が直接エネルギー回収装置に流入する、いわゆる高圧ポンプ一体型と、供給水の一部が高圧ポンプに流入し残りの一部がエネルギー回収装置に流入する、いわゆる高圧ポンプ分離型に大きく分かれるが、本発明で使用されるエネルギー回収昇圧装置３は、塩水供給管路７から流入された塩水の一部が高圧ポンプ１に流入し、残りの一部がエネルギー回収昇圧装置３に流入する、先述の高圧ポンプ分離型のエネルギー回収昇圧装置である。エネルギー回収昇圧装置３の材質は各種のステンレス及び／またはセラミックス材質部品を含み、ステンレス材質としては前述の高圧配管と同様に304、304L、316、316L、317、317L、904L、254SMO、2205、2507、Zeron100、329など、セラミックス材質としてはアルミナ、酸化アルミ、炭化珪素、窒化珪素、ジルコニア、窒化アルミなどが含まれる。
【００３４】
ここでブースターポンプ４とは、上記高圧材質を用いて作られたポンプで、設計流量において、第５の管路１２、第２の管路９と第５の管路１２との合流点から逆浸透膜２に至る第２の管路９、逆浸透膜モジュール２、第６の管路１３、エネルギー回収昇圧装置３の高圧流路、及び第４の管路１１の圧力損失の合計と等しい揚程以上の能力を有すればよく、本発明においては上記の揚程と流量を得られるものであれば特に形式を限定するものではなく、例えばプランジャーポンプのようなピストンタイプのポンプ、渦巻ポンプ、遠心ポンプ、多段遠心ポンプなどを適宜目的に応じて用いることができる。
【００３５】
逆浸透膜モジュール２の洗浄工程では、必ずしも洗浄水を洗浄タンク５に戻す必要はなく、洗浄水戻り管路１７を経由せずに、そのまま排水されてもよい。また、洗浄水中の不純物を除去するために、フィルターを洗浄水戻り管路１７、洗浄ポンプ行き管路１８、洗浄水供給管路１９のいずれかに設置してもよい。
【００３６】
本発明では、図１と図２に示す実施形態（実施例）のように、濃縮水導出管路１４に第２の管路分岐部２１を設けて洗浄水戻り管路１７と接続し、かつ洗浄水供給管路１９を塩水供給管路７、あるいは、第３の管路１０と接続することを特徴とする。このような構成とすることにより、第１の遮断弁２２、第２の遮断弁２３、第３の遮断弁２４、第４の遮断弁２５をそれぞれ低圧材質からなる管路に設置することになるため、塩水淡水化装置において使用される全ての遮断弁として低圧材料で作られた遮断弁を用いることができる。
【００３７】
まず、図１の実施形態では、洗浄水供給管路１９を塩水供給管路７に接続し、洗浄時に塩水供給管路７に洗浄水が逆流しないように第１の遮断弁２２を塩水供給管路７の上流側に設けると共に、洗浄水戻り管路１７を第２の管路分岐部２１を介して濃縮水導出管路１４に接続し、洗浄時に洗浄戻り水が濃縮水排水として流出しないように第３の遮断弁２４を第７の管路１５の上流側に設け、且つ通常運転時に塩水が洗浄水供給管路１９に流出しないよう第２の遮断弁２３を設けると共に、低圧濃縮水が洗浄水戻り管路１７に流出しないよう第４の遮断弁２５を設ける。この場合、第１の遮断弁２２、第２の遮断弁２３、第３の遮断弁２４、第４の遮断弁２５はいずれも低圧管路に接続することから、先述の低圧材料を用いた遮断弁とすることができる。
【００３８】
次に、図２の実施形態では、洗浄水供給管路１９を第３の管路１０に接続し、洗浄時に塩水供給管路７に洗浄水が逆流しないように第１の遮断弁２２を第３の管路１０の上流側に設けると共に、洗浄水戻り管路１７を第２の管路分岐部２１を介して濃縮水導出管路１４に接続し、洗浄時に洗浄戻り水が濃縮水排水として流出しないように第３の遮断弁２４を第７の管路１５の上流側に設け、且つ通常運転時に塩水が洗浄水供給管路１９に流出しないよう第２の遮断弁２３を設けると共に、低圧濃縮水が洗浄水戻り管路１７に流出しないよう第４の遮断弁２５を設ける。この場合も、第１の遮断弁２２、第２の遮断弁２３、第３の遮断弁２４、第４の遮断弁２５はいずれも低圧配管に接続することから、先述の低圧材料を用いた遮断弁とすることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１：高圧ポンプ
２：逆浸透膜モジュール
３：エネルギー回収昇圧装置
４：ブースターポンプ
５：洗浄タンク
６：洗浄ポンプ
７：塩水供給管路
８：第１の管路
９：第２の管路
１０：第３の管路
１１：第４の管路
１２：第５の管路
１３：第６の管路
１４：濃縮水導出管路
１５：第７の管路
１６：透過水導出管路
１７：洗浄水戻り管路
１８：洗浄ポンプ行き管路
１９：洗浄水供給管路
２０：第１の管路分岐部
２１：第２の管路分岐部
２２：第１の遮断弁
２３：第２の遮断弁
２４：第３の遮断弁
２５：第４の遮断弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、逆浸透膜モジュールを用いて塩水から淡水を得る塩水淡水化装置に関するものであって、詳しくは、該逆浸透膜モジュールを洗浄する洗浄水の供給方法に特徴を有する塩水淡水化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
逆浸透膜法による海水淡水化及びかん水淡水化は、相変化無しに塩分や有害物質を分離除去でき、運転管理が容易でエネルギー的に有利であることから、飲料用或いは工業用の淡水を取得する分野で利用されている。逆浸透膜の透過性、分離性の低下を防ぐために、通常、海水やかん水を逆浸透膜に供給する前に、砂ろ過、凝集沈殿、加圧浮上、精密ろ過膜と限外ろ過膜のろ過などの方法を用いて前処理を行う上で、さらに膜表面を定期的に洗浄する。
【０００３】
膜表面の定期的な洗浄方法としては、亜硫酸水素ナトリウム、特殊な殺菌剤や硫酸による運転中の間欠洗浄に加え、一定期間の運転後に淡水化装置を停止させ、クエン酸による酸洗浄、及び、苛性ソーダによるアルカリ洗浄を行う定期洗浄などが挙げられる。
【０００４】
間欠洗浄では、硫酸などの酸を間欠的に供給する殺菌方法が開発され（特許文献１）、多くのプラントで実用化されてきた。しかしながら、この間欠洗浄では、一時的に膜表面に付着した微生物層や金属イオンの析出物を除去することはできるが、間欠洗浄のみではこれら汚染物質の蓄積を完全に防止することはできず、いずれは設備を停止しての定期洗浄操作が必要となる。
【０００５】
定期洗浄では、淡水化装置に併設され、洗浄水と洗浄薬品を混合及び備蓄する洗浄タンク、洗浄タンク内の洗浄水を該淡水化装置に送液するための洗浄ポンプ、及び、洗浄水中の粒子状物質を除去するためのフィルターから成る洗浄設備を用い、洗浄タンクにクエン酸又は苛性ソーダを投入し、クエン酸水溶液濃度１〜３％若しくは苛性ソーダ水溶液ｐＨ１０〜１２に溶解、希釈し、洗浄ポンプを用いて逆浸透膜モジュールに送液して行う。逆浸透膜を洗浄した洗浄水は、洗浄戻り配管を経由して洗浄タンクに循環する。
【０００６】
逆浸透膜の透過原理から、海水またはかん水など、ある程度の塩分を含んだ供給水が逆浸透膜を透過するには、高圧ポンプなどを用いて供給水の圧力を浸透圧以上にする必要がある。浸透圧は塩分濃度と関係するが、例えば海水を逆浸透膜で分離する場合、最低３０ａｔｍ程度以上、実用性を考慮すると少なくとも５０ａｔｍ程度以上の圧力が必要となる。かん水の場合でも最低１ａｔｍ程度以上の圧力が必要となる。従って、淡水化装置において、圧力の高い液体が通る部分すなわち、高圧ポンプと、高圧ポンプから逆浸透膜モジュールまでの配管と関連バルブ、及び逆浸透膜モジュールからの濃縮水の配管とバルブは、耐圧性のあるステンレス鋼を使用する。
【０００７】
しかし、ステンレス鋼の耐腐食性には限界がある。金属の腐食に影響する因子は様々であるが、根本的には金属が持つ電位と関係する。環境によって金属表面には異なる皮膜が生成されるが、その皮膜の性質によって電位は影響を受ける。ステンレス鋼は、濃硫酸、濃硝酸、塩素イオンを含まない淡水と中性溶液、アルカリ性溶液では表面に不動態皮膜が形成され、性質が安定となり腐食しにくい。しかし、塩酸、希硫酸、海水の中では不動態皮膜が形成されない或いは不安定となるため、腐食が発生する。塩素イオンを含む海水が酸性である環境では、ステンレス鋼の腐食はさらに促進される。実際の海水淡水化プラントで、高圧配管に一番多く使われるステンレス鋼３１６Ｌと３１７Ｌが数ヶ月後で腐食し始めたという実例も多数報告されている（例えば、非特許文献１など。）。希硫酸に耐える目的で開発された、耐腐食性のより強い９０４Ｌなどのステンレス鋼の場合でも隙間腐食が起きている（非特許文献２）。電位の異なる金属同士の接触も腐食に大きく影響する。淡水化装置には、配管と配管、配管とポンプの接続部分や溶接部分が多く存在するが、これらの部位で隙間腐食や孔食がよく発生する。
【０００８】
配管やポンプが腐食すると、前処理後の逆浸透膜への供給水の水質に悪影響を与えるだけでなく、場合によってはプラントを停止してメンテナンスする必要がある。よりメンテナンス性を高めるために、耐腐食性の極めて高い２５４SMOのような[ASTM A31254]や[UNS S31254]相当品のスーパー・オーステナイト・ステンレス鋼や二相ステンレス鋼などの高価な材質を採用するプラントも90年代中半から建設されている。しかし、これらの耐腐食性の高いステンレス鋼の価格は、通常３１６Lや３１７Lの２−３倍であるため、これらの耐腐食性の高いステンレス鋼を採用すると装置の設備費が高くなり、造水コストも高くなる。
【０００９】
淡水化装置において、ステンレス配管の腐食問題を抑制しようとする試みはいくつか行われている。例えば特許文献２では、スーパー・オーステナイト・ステンレス鋼またはチタン材等の耐食性材質からなる筒状の耐食性配管と、この内部管体を覆って設けられた耐圧性配管を有する金属製の耐圧性外殻と、この外殻管体と前記内部管体との間に充填されるプラスチック・セメント材等からなるシーリング材とを備えたコンポジット構造の配管を提案している。こういうアイデアで作られた配管は安価で堅牢とは言えるが、配管製造工程が複雑であり、かつ配管性能の安定性を評価する必要があるなど、実用化までに解決すべき課題は多い。もう一つ配管腐食問題に注目した特許文献３では、ポリカルボン酸等の有機酸を被処理液に添加することにより高圧配管の腐食を抑制しようとする。しかし、有機酸を添加することにより配管腐食はある程度抑制されるとしても、薬品使用費がかかりコストアップになること、また廃水中の有機物濃度が上昇し、場合によっては再処理する必要があり環境への負担が高くなる等の弱点がある。
【００１０】
洗浄設備と逆浸透膜設備とを接続する箇所については、できるだけ洗浄水の送液に抵抗となる機器を経由しないよう、逆浸透膜モジュールの直前から洗浄液体を注入し、洗浄タンクへの戻り配管は逆浸透膜モジュールの下流直後に接続（特許文献４）することが一般的である。そのため、洗浄液体注入箇所については、供給塩水と洗浄液体とを切り替える弁に、洗浄液体の戻り分岐箇所については、濃縮塩水と洗浄戻り液体とを切り替える弁に、それぞれ高耐圧性、及び高耐腐食性を有する弁を採用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−２３７５５５号公報
【特許文献２】特開２００１−１３７６７１号公報
【特許文献３】国際公開ＷＯ０２／０８０６７１号パンフレット
【特許文献４】特願平８−１５６７４７号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Ｆａｙｙａｚ Ｍｕｄｄａｓｓｉｒ Ｍｕｂｅｅｎ、ＩＤＡ Ｗｏｒｌｄ Ｃｏｎｇｒｅｓｓ（２００５）：ＳＰ０５−００１
【非特許文献２】Ｊａｎ Ｏ．Ｏｌｓｓｏｎ、Ｍａｌｉｎ Ｍ．Ｓｎｉｓ、ＩＤＡ Ｗｏｒｌｄ Ｃｏｎｇｒｅｓｓ（２００５）：ＳＰ０５−０３６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、海水やかん水の淡水化装置において、比較的高価な高圧耐性の遮断弁の数量を削減することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記課題を解決するための本発明は、次の特徴を有するものである。すなわち、逆浸透膜モジュール、高圧ポンプ、エネルギー回収昇圧装置、および、ブースターポンプを含み、かつ、（ａ）一端が塩水供給ユニットに結合し、他端に第１の管路分岐部を有する塩水供給管路、（ｂ）一端が前記第１の管路分岐部に結合し、他端が前記高圧ポンプに結合された第１の管路、（ｃ）一端が前記高圧ポンプに結合し、他端が前記逆浸透膜モジュールの塩水供給部に結合された第２の管路、（ｄ）一端が前記第１の管路分岐部に結合し、他端が前記エネルギー回収昇圧装置に結合された第３の管路、（ｅ）一端が前記エネルギー回収昇圧装置に結合し、他端が前記ブースターポンプに結合され、かつ、前記エネルギー回収昇圧装置において、前記第３の管路に導通している第４の管路、（ｆ）一端が前記ブースターポンプに結合し、他端が前記第２の管路に結合された第５の管路、（ｇ）一端が前記逆浸透膜モジュールの濃縮水導出部に結合し、他端が前記エネルギー回収昇圧装置に結合された第６の管路、（ｈ）一端が前記エネルギー回収昇圧装置に結合し、他端が第２の管路分岐部を有し、かつ、前記エネルギー回収昇圧装置において、前記第６の管路に導通している濃縮水導出管路、（ｉ）一端が前記第２の管路分岐部に結合し、他端が濃縮水収集ユニットに結合された第７の管路を含み、更に、（ｊ）一端が前記第２の管路分岐部に結合し、他端が前記塩水供給管路、あるいは、前記第３の管路に結合された洗浄水供給管路を含む塩水淡水化装置、である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、逆浸透膜モジュールを用いて塩水から淡水を得る塩水淡水化装置において、塩水供給管路における切り替え弁、及び、濃縮水導出管路における切り替え弁として、耐塩水腐食性と耐圧力性を併せ持つ弁に換えて、耐塩水腐食性のみを有する安価な弁を適用できるため、塩水淡水化装置におけるコスト削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の塩水淡水化装置を示す実施例１に係るフローチャートである。
【図２】図２は、本発明の塩水淡水化装置を示す実施例２に係るフローチャートである。
【図３】図３は、従来法の塩水淡水化装置を示す比較例に係るフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施形態を説明するために、まず、従来法の塩水淡水化装置における洗浄水供給管路の結合位置を比較例として、図３を以て説明する。
【００１８】
塩水淡水化装置は主に、高圧ポンプ１、逆浸透膜（RO膜）からなる逆浸透膜モジュール２、エネルギー回収昇圧装置３、ブースターポンプ４、一端が塩水供給ユニットに結合し、他端に第１の管路分岐部２０を有する塩水供給管路７、一端が第１の管路分岐部２０に結合し、他端が高圧ポンプ１に結合された第１の管路８、一端が高圧ポンプ１に結合し、他端が逆浸透膜モジュール２の塩水供給部に結合された第２の管路９、一端が第１の管路分岐部２０に結合し、他端がエネルギー回収昇圧装置３に結合された第３の管路１０、一端がエネルギー回収昇圧装置３に結合し、他端がブースターポンプ４に結合され、かつ、エネルギー回収昇圧装置３において、第３の管路１０に導通している第４の管路１１、一端がブースターポンプ４に結合し、他端が第２の管路９に結合された第５の管路１２、一端が逆浸透膜モジュール２の濃縮水導出部に結合され、他端がエネルギー回収昇圧装置３に結合された第６の管路１３、一端がエネルギー回収昇圧装置３に結合され、他端が濃縮水収集ユニットに結合し、かつ、エネルギー回収昇圧装置３において、第６の管路１３に導通している濃縮水導出管路１４からなる。
【００１９】
塩水淡水化装置を用いて塩水を淡水化するフローは、典型的には次に述べる通りである。塩水供給ユニットから導入された塩水が塩水供給管路７から流入し、第１の管路分岐部２０を介して第１の管路８と第３の管路１０とに分岐され、一部は第１の管路８に入り高圧ポンプ１により加圧され、残りは第３の管路１０を経由してエネルギー回収昇圧装置３に流入し、エネルギー回収昇圧装置３の圧力交換作用により逆浸透膜モジュール２から第６の管路１３を経由して排出される濃縮水の圧力を回収し、第４の管路１１を経由して圧力昇圧用のブースターポンプ４に供給され、さらにブースターポンプ４の昇圧作用により第５の管路１２から第２の管路９で上記高圧ポンプ１の排出水と合流し、逆浸透膜モジュール２の塩水供給部に供給される。
【００２０】
逆浸透膜モジュール２に供給された塩水は、逆浸透膜法により透過水と濃縮水とに分離され、透過水は逆浸透膜モジュール２の透過水導出部より透過水導出管路１６を介して回収され、濃縮水は逆浸透膜モジュール２の濃縮水導出部より第６の管路１３を介して排出される。第６の管路１３から排出された高圧の濃縮水はエネルギー回収昇圧装置３に流入し、その圧力が前述の通り第３の管路１０より流入した塩水の昇圧に利用される。圧力を回収された低圧の濃縮水は濃縮水導出管路１４を介して濃縮水収集ユニットへ流入する。
【００２１】
なお、塩水供給ユニットから導入された塩水は、通常逆浸透膜モジュール２で処理される前に前処理されることが好ましく、本発明の塩水淡水化装置においても好ましく採用することができる。前処理設備が導入される位置は通常、塩水供給管路７内であり、図１〜３のいずれにおいても塩水供給管路７内に前処理設備が導入されている。
【００２２】
ここで、前処理設備としては、精密膜ろ過或は限外膜ろ過、活性炭ろ過、保安フィルターなどが使用される。また、必要に応じ、殺菌剤、凝集剤、さらに還元剤、ｐH調整剤、スケール防止剤などの薬液添加を行うことができる。
【００２３】
逆浸透膜モジュール２を洗浄するための洗浄設備は主に、洗浄タンク５、洗浄ポンプ６とこれら設備を接続する配管とバルブとからなる。図３においては、洗浄タンク５内で調整した洗浄液を、洗浄ポンプ行き管路１８を経由して洗浄ポンプ６に供給し、洗浄ポンプ６で洗浄に必要な圧力まで加圧する。加圧された洗浄水は洗浄水供給管路１９を経由して第２の管路９に供給される。洗浄水は逆浸透膜モジュール２を洗浄し、逆浸透膜モジュール２の濃縮水導出部より排出され、第６の管路１３を介して洗浄水戻り管路１７を経由して、洗浄タンク５に戻る。なお、本発明においては、便宜上、洗浄水戻り管路１７、洗浄ポンプ行き管路１８、洗浄水供給管路１９をまとめて洗浄水供給管路１９と呼ぶこともある。洗浄水を第２の管路９へ送り込む箇所には、洗浄水が高圧ポンプ１やブースターポンプ４に逆流しないように第１の遮断弁２２を設けて、逆浸透膜モジュール２の洗浄時には閉止しておく。また、第６の管路１３から洗浄水戻り管路１７へと分岐する箇所には、洗浄水がエネルギー回収昇圧装置３を経由して第６の管路１３に流出しないように第３の遮断弁２４を設け、逆浸透膜モジュール２の洗浄時には閉止しておく。なお、通常運転時には、塩水や濃縮水が洗浄設備に流出しないよう、第２の遮断弁２３及び第４の遮断弁２５を設けるが、逆浸透膜モジュール２の洗浄時は開放しておく。
【００２４】
ここで、図３の構成において、高圧材質からなる部分は、第２の管路９、第４の管路１１、第５の管路１２、第６の管路１３、並びに、第１の遮断弁２２、第２の遮断弁２３、第３の遮断弁２４、第４の遮断弁２５と、図示しない関連バルブ類、高圧ポンプ１とブースターポンプ４、及びエネルギー回収昇圧装置３である。また、洗浄水供給管路１９のうち、第２の遮断弁２３以降の第２の管路９に接続するまでの部分、並びに、洗浄水戻り管路１７のうち、第６の管路１３の分岐点から第４の遮断弁２５までの部分も高圧材質とする必要がある。
【００２５】
低圧材質からなる部分は、塩水供給管路７、第１の管路８、第３の管路１０、濃縮水導出管路１４、透過水導出管路１６、洗浄ポンプ行き管路１８、第２の遮断弁２３より上流側の洗浄水供給管路１９、第４の遮断弁２５より下流側の洗浄水戻り管路１７と図示しない関連バルブ類である。
【００２６】
よく用いられる高圧材質として各種のステンレス鋼がある。ステンレス鋼は耐圧性に加えて耐酸性を向上させるために鉄にクロム、ニッケル、モリブデン、窒素、銅などを含ませた合金鋼であり、その金属組織によりオーステナイト系（例えば304、304L、316、316L、317、317L、904L）とオーステナイト・フェライト系（例えば254SMO 、2205、2507、Zeron100、329）があり、本発明においてはこれらのどのステンレス合金鋼を使用してもよい。
【００２７】
また、よく用いられる低圧材質として、各種のプラスチック材がある。プラスチック材には耐塩水腐食性を持つ塩化ビニール、ポリプロピレン、ポリエステルや、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン重合体等のフッ素樹脂があり、本発明においてはこれらのどのプラスチック材を使用してもよい。また、先述のプラスチック材を、塩水と鋼管が直接接触しないよう鋼管内面にライニング若しくはコーティングしたライニング鋼管を使用してもよい。また、先述の高圧材料として記載したステンレス鋼を低圧材料として用いてもよい。
【００２８】
ここで、高圧ポンプ１とは、上記高圧材質を用いて作られたポンプで、様々な形式があるが、本発明においては目的の圧力と流量を得られるものであれば特に形式を限定するものではなく、例えばプランジャーポンプのようなピストンタイプのポンプ、渦巻ポンプ、遠心ポンプ、多段遠心ポンプなどを適宜目的に応じて用いることができる。
【００２９】
本発明で言う塩水とは、塩分を含む水の総称であり、塩素イオン濃度が300から15,000mg/l程度の一般的にかん水と呼称する比較的低濃度の塩水や、塩素イオン濃度が15,000から40,000mg/l程度の一般的に海水と呼称する比較的高濃度の塩水などを指す。
【００３０】
ここで、本発明に係る逆浸透膜モジュール２に使用される逆浸透膜とは、供給液の一部の成分、例えば塩分を透過させ他の成分を透過させない半透性膜である。その素材には酢酸セルロース系ポリマー、ポリアミド、ポリエステル、ポリイミド、ビニルポリマーなどの高分子素材が使用できる。膜形態には中空糸膜、平膜などがある。本発明では、逆浸透膜の素材、膜形態によらず利用することができるが、特にポリアミドなど耐塩素性の弱い膜素材を用いる場合に本発明の効果が好ましく発揮できる。
【００３１】
逆浸透膜エレメントとは上記逆浸透膜を実際に使用するための形態化したものであり平膜、スパイラル、チューブラー、プレート・アンド・フレームのエレメントに組み込んで、また中空糸膜は束ねた上でエレメントに組み込んで使用することができるが、本発明ではこれらの逆浸透膜エレメントの形態に左右されるものではない。
【００３２】
逆浸透膜モジュールとは上述の逆浸透エレメント１〜数本を圧力容器の中に収めたモジュールを並列に配置したもので、その組合せ、本数、配列は目的に応じて任意に行うことができる。
【００３３】
エネルギー回収昇圧装置は、一般に、高圧ポンプの吐出側から出る液体が直接エネルギー回収装置に流入する、いわゆる高圧ポンプ一体型と、供給水の一部が高圧ポンプに流入し残りの一部がエネルギー回収装置に流入する、いわゆる高圧ポンプ分離型に大きく分かれるが、本発明で使用されるエネルギー回収昇圧装置３は、塩水供給管路７から流入された塩水の一部が高圧ポンプ１に流入し、残りの一部がエネルギー回収昇圧装置３に流入する、先述の高圧ポンプ分離型のエネルギー回収昇圧装置である。エネルギー回収昇圧装置３の材質は各種のステンレス及び／またはセラミックス材質部品を含み、ステンレス材質としては前述の高圧配管と同様に304、304L、316、316L、317、317L、904L、254SMO、2205、2507、Zeron100、329など、セラミックス材質としてはアルミナ、酸化アルミ、炭化珪素、窒化珪素、ジルコニア、窒化アルミなどが含まれる。
【００３４】
ここでブースターポンプ４とは、上記高圧材質を用いて作られたポンプで、設計流量において、第５の管路１２、第２の管路９と第５の管路１２との合流点から逆浸透膜２に至る第２の管路９、逆浸透膜モジュール２、第６の管路１３、エネルギー回収昇圧装置３の高圧流路、及び第４の管路１１の圧力損失の合計と等しい揚程以上の能力を有すればよく、本発明においては上記の揚程と流量を得られるものであれば特に形式を限定するものではなく、例えばプランジャーポンプのようなピストンタイプのポンプ、渦巻ポンプ、遠心ポンプ、多段遠心ポンプなどを適宜目的に応じて用いることができる。
【００３５】
逆浸透膜モジュール２の洗浄工程では、必ずしも洗浄水を洗浄タンク５に戻す必要はなく、洗浄水戻り管路１７を経由せずに、そのまま排水されてもよい。また、洗浄水中の不純物を除去するために、フィルターを洗浄水戻り管路１７、洗浄ポンプ行き管路１８、洗浄水供給管路１９のいずれかに設置してもよい。
【００３６】
本発明では、図１と図２に示す実施形態（実施例）のように、濃縮水導出管路１４に第２の管路分岐部２１を設けて洗浄水戻り管路１７と接続し、かつ洗浄水供給管路１９を塩水供給管路７、あるいは、第３の管路１０と接続することを特徴とする。このような構成とすることにより、第１の遮断弁２２、第２の遮断弁２３、第３の遮断弁２４、第４の遮断弁２５をそれぞれ低圧材質からなる管路に設置することになるため、塩水淡水化装置において使用される全ての遮断弁として低圧材料で作られた遮断弁を用いることができる。
【００３７】
まず、図１の実施形態では、洗浄水供給管路１９を塩水供給管路７に接続し、洗浄時に塩水供給管路７に洗浄水が逆流しないように第１の遮断弁２２を塩水供給管路７の上流側に設けると共に、洗浄水戻り管路１７を第２の管路分岐部２１を介して濃縮水導出管路１４に接続し、洗浄時に洗浄戻り水が濃縮水排水として流出しないように第３の遮断弁２４を第７の管路１５の上流側に設け、且つ通常運転時に塩水が洗浄水供給管路１９に流出しないよう第２の遮断弁２３を設けると共に、低圧濃縮水が洗浄水戻り管路１７に流出しないよう第４の遮断弁２５を設ける。この場合、第１の遮断弁２２、第２の遮断弁２３、第３の遮断弁２４、第４の遮断弁２５はいずれも低圧管路に接続することから、先述の低圧材料を用いた遮断弁とすることができる。
【００３８】
次に、図２の実施形態では、洗浄水供給管路１９を第３の管路１０に接続し、洗浄時に塩水供給管路７に洗浄水が逆流しないように第１の遮断弁２２を第３の管路１０の上流側に設けると共に、洗浄水戻り管路１７を第２の管路分岐部２１を介して濃縮水導出管路１４に接続し、洗浄時に洗浄戻り水が濃縮水排水として流出しないように第３の遮断弁２４を第７の管路１５の上流側に設け、且つ通常運転時に塩水が洗浄水供給管路１９に流出しないよう第２の遮断弁２３を設けると共に、低圧濃縮水が洗浄水戻り管路１７に流出しないよう第４の遮断弁２５を設ける。この場合も、第１の遮断弁２２、第２の遮断弁２３、第３の遮断弁２４、第４の遮断弁２５はいずれも低圧配管に接続することから、先述の低圧材料を用いた遮断弁とすることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１：高圧ポンプ
２：逆浸透膜モジュール
３：エネルギー回収昇圧装置
４：ブースターポンプ
５：洗浄タンク
６：洗浄ポンプ
７：塩水供給管路
８：第１の管路
９：第２の管路
１０：第３の管路
１１：第４の管路
１２：第５の管路
１３：第６の管路
１４：濃縮水導出管路
１５：第７の管路
１６：透過水導出管路
１７：洗浄水戻り管路
１８：洗浄ポンプ行き管路
１９：洗浄水供給管路
２０：第１の管路分岐部
２１：第２の管路分岐部
２２：第１の遮断弁
２３：第２の遮断弁
２４：第３の遮断弁
２５：第４の遮断弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
逆浸透膜モジュール、高圧ポンプ、エネルギー回収昇圧装置、および、ブースターポンプを含み、かつ、
（ａ）一端が塩水供給ユニットに結合し、他端に第１の管路分岐部を有する塩水供給管路、
（ｂ）一端が前記第１の管路分岐部に結合し、他端が前記高圧ポンプに結合された第１の管路、
（ｃ）一端が前記高圧ポンプに結合し、他端が前記逆浸透膜モジュールの塩水供給部に結合された第２の管路、
（ｄ）一端が前記第１の管路分岐部に結合し、他端が前記エネルギー回収昇圧装置に結合された第３の管路、
（ｅ）一端が前記エネルギー回収昇圧装置に結合し、他端が前記ブースターポンプに結合され、かつ、前記エネルギー回収昇圧装置において、前記第３の管路に導通している第４の管路、
（ｆ）一端が前記ブースターポンプに結合し、他端が前記第２の管路に結合された第５の管路、
（ｇ）一端が前記逆浸透膜モジュールの濃縮水導出部に結合し、他端が前記エネルギー回収昇圧装置に結合された第６の管路、
（ｈ）一端が前記エネルギー回収昇圧装置に結合し、他端が第２の管路分岐部を有し、かつ、前記エネルギー回収昇圧装置において、前記第６の管路に導通している濃縮水導出管路、
（ｉ）一端が前記第２の管路分岐部に結合し、他端が濃縮水収集ユニットに結合された第７の管路を含み、更に、
（ｊ）一端が前記第２の管路分岐部に結合し、他端が前記塩水供給管路、あるいは、前記第３の管路に結合された洗浄水供給管路を含む塩水淡水化装置。
【請求項１】
逆浸透膜モジュール、高圧ポンプ、エネルギー回収昇圧装置、および、ブースターポンプを含み、かつ、
（ａ）一端が塩水供給ユニットに結合し、他端に第１の管路分岐部を有する塩水供給管路、
（ｂ）一端が前記第１の管路分岐部に結合し、他端が前記高圧ポンプに結合された第１の管路、
（ｃ）一端が前記高圧ポンプに結合し、他端が前記逆浸透膜モジュールの塩水供給部に結合された第２の管路、
（ｄ）一端が前記第１の管路分岐部に結合し、他端が前記エネルギー回収昇圧装置に結合された第３の管路、
（ｅ）一端が前記エネルギー回収昇圧装置に結合し、他端が前記ブースターポンプに結合され、かつ、前記エネルギー回収昇圧装置において、前記第３の管路に導通している第４の管路、
（ｆ）一端が前記ブースターポンプに結合し、他端が前記第２の管路に結合された第５の管路、
（ｇ）一端が前記逆浸透膜モジュールの濃縮水導出部に結合し、他端が前記エネルギー回収昇圧装置に結合された第６の管路、
（ｈ）一端が前記エネルギー回収昇圧装置に結合し、他端が第２の管路分岐部を有し、かつ、前記エネルギー回収昇圧装置において、前記第６の管路に導通している濃縮水導出管路、
（ｉ）一端が前記第２の管路分岐部に結合し、他端が濃縮水収集ユニットに結合された第７の管路を含み、更に、
（ｊ）一端が前記第２の管路分岐部に結合し、他端が前記塩水供給管路、あるいは、前記第３の管路に結合された洗浄水供給管路を含む塩水淡水化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１１５７０４（Ｐ２０１１−１１５７０４Ａ）
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７４２９５（Ｐ２００９−２７４２９５）
【出願日】平成２１年１２月２日（２００９．１２．２）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２日（２００９．１２．２）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
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