脱塩方法と装置
【課題】多段に直列接続されたＲＯ膜のベッセルによる処理水系にて、上流側のベッセルからＲＯ膜エレメントが早期にファウリングするのを回避できるようにする。
【解決手段】１つ以上のＲＯ膜エレメントを収納した1つ以上のベッセル２、２1、２2、２3、これらベッセルを並列に収納したバンク１０、２０、３０、これらバンクを上流から下流に向け多段に直列接続した脱塩処理水系にて、上流側から原水を圧送して押込み、上流段のバンクに通して透過水と濃縮水に分離し、この濃縮水を下流段のバンクに通して透過水と濃縮水とに分離して脱塩するのに、上流段のバンク内のＲＯ膜エレメントの単位面積当たりの透過水量と下流段のバンク内のＲＯ膜エレメントの単位面積当たりの透過水量が略同一となるように、各ベッセルに収納するＲＯ膜エレメントの種類を選択可能としたことにより、上記の課題を達成する。
【解決手段】１つ以上のＲＯ膜エレメントを収納した1つ以上のベッセル２、２1、２2、２3、これらベッセルを並列に収納したバンク１０、２０、３０、これらバンクを上流から下流に向け多段に直列接続した脱塩処理水系にて、上流側から原水を圧送して押込み、上流段のバンクに通して透過水と濃縮水に分離し、この濃縮水を下流段のバンクに通して透過水と濃縮水とに分離して脱塩するのに、上流段のバンク内のＲＯ膜エレメントの単位面積当たりの透過水量と下流段のバンク内のＲＯ膜エレメントの単位面積当たりの透過水量が略同一となるように、各ベッセルに収納するＲＯ膜エレメントの種類を選択可能としたことにより、上記の課題を達成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱塩方法と装置、特に、処理水をＲＯ膜により脱塩する脱塩方法と装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されているように、膜分離技術で、ＲＯ膜（逆浸透膜：Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｏｓｍｏｓｉｓ Ｍｅｍｂｒａｎｅ）は、他の分離膜（ＭＦ膜（精密濾過膜：Ｍｉｃｒｏ Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）、ＵＦ膜（限外濾過膜：Ｕｌｔｒａ Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）、ＮＦ膜（ナノ濾過膜：Ｎａｎｏ Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ））に比し孔径が極小で、開示するように海水または低濃度の塩水の脱塩処理に有効なことが知られている。
【０００３】
このような脱塩処理に用いるＲＯ膜は、一般に、膜と支持体などが一体に組み立てられた膜エレメントとしてメーカーが提供している。この膜エレメントは、水処理のために原水を通す耐圧容器であるベッセルに適数収めて原水の膜分離に供し、濾過水と濃縮水とに分離できるようにしている。通常、各ベッセルは複数の膜エレメントを収納し直列接続することで、ベッセル単位での総膜面積を必要に応じて増大できるようにされる。
【０００４】
また、膜エレメントは東レ株式会社製として、図３（ａ）（ｂ）（下記非特許文献１から）に示すように、ＵＦ膜を支持体としてＲＯ膜に組み合わせた２枚の平膜を重ね、その３辺をシールし、残りの一辺を開いた袋状に形成した平膜の間に、透過液の通路となる透過水スペーサを挟み込み、その袋状開口部に取り付けられた濾液集水管軸を中心にして、袋状平膜の両側にある網目状の原液スペーサとともにのり巻状に巻いた「スパイラル型膜エレメント」が提供されている。これは、１つの膜エレメントの容積に対する総膜面積率毎のグレードで提供されている。
【０００５】
また、ＲＯ膜は孔径が極小で通水抵抗が高いことで知られ、収率を上げるために、ベッセルを上流側から下流側に多段に直列接続することが行われている。特に、各段のベッセルを複数並列接したバンクを直列に複数段接続し、上流段から下流段に向け、各バンク中のベッセルの数を減少させる、いわばツリー配置方式の処理水系が主流になっている。
【０００６】
このため、この処理水系に原水を上流側から圧送し押込むだけでは、上流段バンクのベッセルへの通水押込圧は高いが、下流段バンクのベッセルへの通水押込圧が低くなるという、直列接続上の問題が解消されない。
【０００７】
そこで、特許文献１は、ベッセルを多段に直列接続して配置し、ベッセル間の濃縮液流路に昇圧ポンプを配置して、上流段のベッセルでの通水押込圧に対して下流段のベッセルの通水押込圧力が低下するのを補償する技術を開示している。
【０００８】
これに類似して、特許文献２は、最上流段のＮＦ膜ベッセルを含めベッセルを多段に直列接続して配置し、ベッセル間の濃縮液流路に昇圧ポンプを配置して、上流側のベッセルでの通水押込圧に対して下流段のベッセルの通水押込圧が低下するのを補償する技術を開示している。
【０００９】
一方、特許文献３は、複数のＲＯ分離装置が多段に設けられ、最終段のＲＯ膜分離装置のＲＯ膜を、操作圧力が０．２ＭＰａ以上で０．５ＭＰａ以下の超低圧ＲＯ膜分離装置とする技術を開示しており、このような超低圧ＲＯ膜分離装置に用いるＲＯ膜として、日東電工（株）製「ＥＳ−４０」を用いることができるとしている。また、超低圧ＲＯ膜分離
装置の透過水はブースターポンプで昇圧した後、脱イオン装置に導入することができる旨開示している。
【００１０】
なお、非特許文献２は、超低圧ＲＯ膜ＥＳシリーズの進化と題して、ＮＴＲ‐７５９ＨＲの２倍の透過水量を生み出し、さらに高い塩阻止率を維持しているとしている。
【００１１】
また、これを可能にした膜構造に関し、ＥＳ１０ＲＯ膜の、支持体ＵＦ膜上に形成するヒダ状構造をなすスキン層について、ＮＴＲ‐７５９ＨＲのスキン層高さが０．２μｍであるのに対し、ＥＳ１０ＲＯ膜のスキン層高さが０．４μｍと２倍に増大している点を図とともに比較しており、ＥＳ２０ＲＯ膜はさらに発達したヒダ状構造を有しているとしている。
【００１２】
また、非特許文献２は、ＥＳ４０ＲＯ膜のヒダ状構造については特に言及していないが、図５において、ＥＳ１０ＲＯ膜とともに超純水用途グループに属し、ＮａＣｌ阻止率が互いに９９．５％であるが、透過水量は５０ｍ3／ｍ2／日と、ＥＳ１０ＲＯ膜の透過水量が３０ｍ3／ｍ2／日に止まっているのに対し格段に高くなっていることを示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平８−１０８０４８号公報
【特許文献２】特開２００３−１１７５５３号公報
【特許文献３】特許第３９１２０６７号公報
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】東レ株式会社著、 ＲＯＭＥＭＢＲＡの構造とシステム例 第７７頁
【非特許文献２】日東電工技報８５号（４２巻）２００４年 第２６頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかし、上記特許文献１、２が開示するように、上流段に対し下流段のベッセルの通水押込圧が低くなることにつき、上流段のベッセルと下流段のベッセルとの間に昇圧ポンプを設けたり、特許文献３が開示するように最下流のベッセルからの透過水を昇圧するブースターポンプを設置するのでは、設備コスト、ランニングコスト共に高くつく。
【００１６】
しかも、上流段と下流段との操作圧の違いにより、上流段でのＲＯ膜エレメントの単位面積当たりの透過水量は、下流段階での単位面積当たりの透過水量よりも多くなるため、上流段のＲＯ膜エレメントによりファウリング（汚れ：ｆｏｕｌｉｎｇ）が生じやすくなる。
【００１７】
その結果、上流段のＲＯ膜エレメントが下流段のＲＯ膜エレメントよりも早期に性能低下を起こし、ＲＯ膜エレメントの交換等のメンテナンス頻度が高くなり、ランニングコストに影響する。
【００１８】
しかも、メンテナンス中はベッセルによる処理水系全体が休止状態になるので、頻繁なメンテナンスは処理能力の低下につながる。これを、特許文献２に開示のように、ＮＦ膜ベッセルの最上流への設置が必須になるのでは、これによっても設備コストが増大し、ＮＦ膜ベッセル自体のメンテナンスが加わるのでランニングコストにも影響する。
【００１９】
本発明は、上記のような問題に鑑み、多段に直列接続されたＲＯ膜のベッセルによる処理水系において、ファウリングを招く度合いが上流側から下流側に低くなる傾向に応じて
、上流側のベッセルからＲＯ膜エレメントが早期に性能低下していくのを回避できる脱塩装置を提供する。
【００２０】
そして、その目的とするところは、全てのＲＯ膜エレメントにほぼ均等に性能を発揮させ、全てのＲＯ膜エレメントを少しでも長く使えるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記の課題を解決するために、本発明の脱塩方法は、１つ以上のＲＯ膜エレメントを収納した１つ以上のベッセルと、このベッセルを並列に収納したバンクと、このバンクを上流から下流に向け多段に直列接続した脱塩処理水系にて、その上流側から原水を圧送して押込み、上流段のバンクに通して透過水と濃縮水に分離し、この濃縮水を下流段のバンクに通して透過水と濃縮水とに分離する脱塩方法において、上流段のバンク内のＲＯ膜エレメントの単位面積当たりの透過水量と下流段のバンク内のＲＯ膜エレメントの単位面積当たりの透過水量が略同一となるように、各ベッセルに収納するＲＯ膜エレメントの種類を選択可能としたことを特徴としている。
【００２２】
上記の脱塩方法は、さらに、上流段のベッセルに収納するＲＯ膜エレメントは、操作圧力が低圧のものを用い、下流段のベッセルに収納されるＲＯ膜エレメントは、操作圧力が超低圧または／かつ超超低圧のものを用いることができる。
【００２３】
このような構成の脱塩方法は、上記に加え、さらに、下流段のベッセルに収納したＲＯ膜エレメントの操作圧力を、上流段のベッセルに収納したＲＯ膜エレメントの操作圧力よりも低くするとともに、前記ベッセルに収納する前記ＲＯ膜エレメントは、使用時の操作圧力が１ＭＰａ未満となるものを用いることができる。
【００２４】
上記の脱塩方法は、さらに、ベッセルに収納したＲＯ膜エレメントの操作圧力を０．４ＭＰａ以上としたものとすることができる。
【００２５】
このような構成の脱塩方法は、上記に加え、さらに、ＲＯ膜エレメントの操作圧力を上流段ベッセルから下流段ベッセルまで段階的に設定するのに、最下流には操作圧力が最低０．４ＭＰａ以上の超超低圧域のＲＯ膜エレメントを配置し、最上流には操作圧力が低圧域のＲＯ膜エレメントを配置し、中間域には操作圧力が超低圧のＲＯ膜エレメントを配置する構成を実現できる。
【００２６】
上記の脱塩方法は、さらに、上流段のベッセルに収納されるＲＯ膜エレメントを低圧とし、下流段のベッセルに収納されるＲＯ膜エレメントの操作圧力を超低圧または／かつ超超低圧とすることができる。
【００２７】
このような構成の脱塩方法は、上記に加え、さらに、上流段ベッセルから下流段階ベッセルへ、各段単位でのＲＯ膜エレメント単位面積当たりの通水面積を上げられるので、直列接続された各段のベッセルの並列接続数が、上流側から下流側に少なくなる脱塩処理水系として、上流段のベッセルへの通水押込圧よりも下流段のベッセルへの通水押込圧が低くなっていく構成を実現できる。
【００２８】
上記脱塩方法は、さらに、前記脱塩処理水系の最上流段のベッセルの上流に、プレフィルタを設けることができる。
【００２９】
このような構成の脱塩方法は、上記に加え、さらに、孔径が極小なＲＯ膜エレメントを用いるベッセル群の上流に、それよりも大きな孔径のプレフィルタが位置するので、最上流のベッセルのＲＯ膜エレメントに先立ち、ＲＯ膜エレメントによる脱塩対象よりも大き
な粒子の含有物を予め分離して、ＲＯ膜エレメントでの分離、濃縮負荷になるのを回避することができる。
【００３０】
上記の脱塩方法は、さらに、プレフィルタとしてＭＦ膜またはＵＦ膜を採用することができる。
【００３１】
このような構成の脱塩方法は、上記に加え、さらに、プレフィルタがＭＦ膜であると、０．０１〜０．２ＭＰａでの極超低圧の操作圧力にて、つまり、脱塩処理水系への通水押込圧力をさほど低下させずに、５０ｎｍ〜１μｍのウイルス、菌を予め除去し、プレフィルタがＵＦ膜であると、数ｎｍ〜５０ｎｍの高分子、タンパク質、ウイルスの一部を予め除去するので、これら分離物が、孔径が極小なＲＯ膜エレメントでの分離、濃縮負荷となるのを回避することができる。
【００３２】
上記の脱塩方法は、さらに、前記脱塩処理水系の最上流で、殺菌剤または／かつ還元剤の添加を行うことができる。
【００３３】
このような構成の脱塩方法は、上記に加え、さらに、添加する殺菌剤の酸化作用または還元剤の酸化還元作用により原水中の一般菌類や細菌を殺菌し、繁殖や膜分離エレメントに付着するのを防止することができる。また、殺菌剤による殺菌処理後に、還元剤を添加すると、先に添加して殺菌に供した後の殺菌剤を中和し、酸化剤がベッセル側に侵入して分離膜を酸化させるのを防止することができる。
【００３４】
上記の脱塩方法は、さらに、前記脱塩処理水系の最上流のベッセルの上流にて、脱炭酸処理または／かつｐＨ調整を行うことができる。
【００３５】
このような構成の脱塩方法は、上記に加え、さらに、溶解ガスはＲＯ膜を透過するので透過水中に残留し、特に炭酸ガスは透過後に再度イオン化して水中へのイオン供給源になる問題がある。しかし、最上流のベッセルの上流でｐＨ調整剤を添加してｐＨ調整することにより、脱炭酸塔設備なしに、炭酸を除去することができる。しかし、両手法を併用して炭酸処理精度を上げることもできる。
【００３６】
上記の脱塩方法は、さらに、各段での、各ベッセル内にて直列接続されたＲＯ膜エレメント同士の関係において、下流段のＲＯ膜エレメントの操作圧力を、上流段のＲＯ膜エレメントの操作圧力よりも低くすることができる。
【００３７】
このような構成の脱塩方法は、上記に加え、さらに、各段での、各ベッセル内にて直列接続されたＲＯ膜エレメント同士においても、上流段のＲＯ膜エレメントへの通水押込圧よりも下流段のＲＯ膜エレメントへの通水押込圧が低くなっていく傾向がある。そこで、ＲＯ膜エレメントの操作圧力も上流段のＲＯ膜エレメントの操作圧力よりも下流段のＲＯ膜エレメントの操作圧力が低くなっていくようにすることで、ＲＯ膜エレメントの単位面積当たりの、上流段のＲＯ膜エレメントでの透過水量と下流段のＲＯ膜エレメントでの透過水量との差を軽減し、または解消することができる。
【００３８】
また、このような構成の脱塩方法は、脱塩処理水系に上流側から原水を圧送する際の上流段のベッセルへの通水押込圧よりも下流段のベッセルへの通水押込圧が低くなっていく傾向と、上流段のベッセルに収納したＲＯ膜エレメントの操作圧力よりも下流段のベッセルに収納したＲＯ膜エレメントの操作圧力が低くなっていく傾向とが一致するので、ＲＯ膜エレメントの単位面積当たりの、上流段のベッセルでの透過水量と下流段のベッセルでの透過水量との差を軽減し、または解消することができる。
【００３９】
これを達成する本発明の脱塩装置としては、１つ以上のＲＯ膜エレメントを収納した１つ以上のベッセルと、このベッセルを並列に収納したバンクと、このバンクを上流から下流に向け多段に直列接続し、上流段のベッセルから出た濃縮水を下流段のベッセルに通して透過水と濃縮水とに分離させる脱塩処理水系と、この脱塩処理水系にその上流側から原水を圧送し押込むポンプとを備え、上流段のバンク内のＲＯ膜エレメントの単位面積当たりの透過水量と下流段のバンク内のＲＯ膜エレメントの単位面積当たりの透過水量が略同一となるように、各ベッセルに収納するＲＯ膜エレメントの種類を選択可能としたことを特徴として、上記の方法を達成する。
【００４０】
上記の脱塩装置は、さらに、上流段のベッセルに収納されるＲＯ膜エレメントを低圧とし、下流段のベッセルに収納されるＲＯ膜エレメントの操作圧力を超低圧または／かつ超超低圧とした構成を実現できる。
【００４１】
このような構成の脱塩装置は、上記に加え、さらに、上流段ベッセルから下流段階ベッセルへ、各段単位でのＲＯ膜エレメント単位面積当たりの通水面積を上げられるので、直列接続された各段のベッセルの並列接続数が、上流側から下流側に少なくなる脱塩処理水系として、上流段のベッセルへの通水押込圧よりも下流段のベッセルへの通水押込圧が低くなっていく構成を実現できる。
【００４２】
また、上記の脱塩装置は、さらに、下流段のベッセルに収納したＲＯ膜エレメントの操作圧力を、上流段のベッセルに収納したＲＯ膜エレメントの操作圧力よりも低くするとともに、前記ベッセルに収納する前記ＲＯ膜エレメントは、使用時の操作圧力が１ＭＰａ未満となるものを用いる構成を実現できる。
【００４３】
上記の脱塩装置は、さらに、ベッセルに収納したＲＯ膜エレメントの操作圧力を０．４ＭＰａ以上としたものとすることができる。
【００４４】
このような構成の脱塩装置は、上記に加え、さらに、上流段ベッセルから下流段ベッセルまでＲＯ膜エレメントの操作圧力を設定するのに、最下流には操作圧力が最低０．４ＭＰａ以上の超超低圧域のＲＯ膜エレメントを配置し、最上流には操作圧力が低圧域のＲＯ膜エレメントを配置し、中間域には操作圧力が超低圧または超超低圧のＲＯ膜エレメントを配置する構成を実現できる。
【００４５】
上記脱塩装置は、さらに、前記脱塩処理水系の最上流段のベッセルの上流に、プレフィルタを設けることができる。
【００４６】
このような構成の脱塩装置は、上記に加え、さらに、孔径が極小なＲＯ膜エレメントを用いるベッセル群の上流に、それよりも大きな孔径のプレフィルタが位置して、最上流のベッセルのＲＯ膜エレメントに先立ち、ＲＯ膜エレメントによる脱塩対象よりも大きな粒子の含有物を予め分離して、ＲＯ膜エレメントでの分離、濃縮負荷になるのを回避することができる。
【００４７】
上記の脱塩装置は、さらに、プレフィルタとしてＭＦ膜またはＵＦ膜を採用することができる。
【００４８】
このような構成の脱塩装置は、上記に加え、さらに、プレフィルタがＭＦ膜であると、０．０１〜０．２ＭＰａでの極超超低圧の操作圧力にて、つまり、脱塩処理水系への通水押込圧力をさほど低下させずに、５０ｎｍ〜１μｍのウイルス、菌を予め除去し、プレフィルタがＵＦ膜であると、数ｎｍ〜５０ｎｍの高分子、タンパク質、ウイルスの一部を予め除去するので、これら分離物が、孔径が極小なＲＯ膜エレメントでの分離、濃縮負荷となるのを回避することができる。
【００４９】
上記の脱塩方法と装置は、さらに、前記脱塩処理水系の最上流で、殺菌剤または／かつ還元剤の添加を行うことができる。
【００５０】
このような構成の脱塩装置は、上記に加え、さらに、添加する殺菌剤の酸化作用または還元剤の酸化還元作用により原水中の一般菌類や細菌を殺菌し、繁殖や膜分離エレメントに付着するのを防止することができる。また、殺菌剤による殺菌処理後に、還元剤を添加すると、先に添加して殺菌に供した後の殺菌剤を中和し、酸化剤がベッセル側に侵入分離膜を酸化させるのを防止することができる。
【００５１】
上記の脱塩装置は、さらに、前記脱塩処理水系の最上流のベッセルの上流にて、脱炭酸処理または／かつｐＨ調整を行うことができる。
【００５２】
このような構成の脱塩方法と装置は、上記に加え、さらに、溶解ガスはＲＯ膜を透過するので透過水中に残留し、特に炭酸ガスは透過後に再度イオン化して水中へのイオン供給源になる問題がある。しかし、最上流のベッセルの上流でｐＨ調整剤を添加してｐＨ調整することにより脱炭酸塔設備なしに、炭酸を除去することができる。しかし、両手法を併用して炭酸処理精度を上げることもできる。
【００５３】
上記の脱塩装置は、さらに、各段での、各ベッセル内にて直列接続されたＲＯ膜エレメント同士の関係において、下流段のＲＯ膜エレメントの操作圧力を、上流段のＲＯ膜エレメントの操作圧力よりも低くすることができる。
【００５４】
このような構成の脱塩装置は、上記に加え、さらに、各段での、各ベッセル内にて直列接続されたＲＯ膜エレメント同士においても、上流段のＲＯ膜エレメントへの通水押込圧よりも下流段のＲＯ膜エレメントへの通水押込圧が低くなっていく傾向がある。そこで、ＲＯ膜エレメントの操作圧力も上流段のＲＯ膜エレメントの操作圧力よりも下流段のＲＯ膜エレメントの操作圧力が低くなっていくようにすることで、ＲＯ膜エレメントの単位面積当たりの、上流段のＲＯ膜エレメントでの透過水量と下流段のＲＯ膜エレメントでの透過水量との差を軽減し、または解消することができる。
【００５５】
本発明のそれ以上の目的および特徴は、以下の詳細な説明および図面によって明らかになる。本発明の各特徴は、それ自体単独で、あるいは可能な限り種々の組み合わせで複合して採用することができる。
【発明の効果】
【００５６】
本発明の脱塩方法と装置によれば、１つ以上のＲＯ膜エレメントを収納した複数のベッセルが多段に直列接続された脱塩処理水系にて脱塩するのに、原水を１つの加圧ポンプで圧送し押込む簡単な装置にすると、上流段のベッセルへの通水押込圧よりも下流段のベッセルへの通水押込圧が低くなっていく傾向があるのを、その傾向に合わせて上流段ベッセルのＲＯ膜エレメントの操作圧力よりも下流段ベッセルのＲＯ膜エレメントの操作圧力が低くなるようにＲＯ膜エレメントを配置するので、ＲＯ膜エレメントの単位面積当たりの透過水量が上流段のベッセルと下流段のベッセルで均一化し、メンテナンス頻度が軽減され処理能力が低下するのを防止することができる。
【００５７】
上記の脱塩方法と装置によれば、上記に加え、さらに、ＲＯ膜エレメントの操作圧力を、１ＭＰａ未満での通水抵抗上問題ない最大操作圧力を含んだ低圧域、提供される最低操作圧力域を含んだ超超低圧、それらの中間域の超低圧とする、幅広い範囲で選択して、ベッセルへの通水押込圧が上流段よりも下流段で低くなっていく傾向性にきめ細かく対応し、各段のベッセル間でのＲＯ膜エレメントの劣化を均等化しやすい利点がある。
【００５８】
上記の脱塩方法と装置は、上記に加え、さらに、ＲＯ膜エレメントの操作圧力を、０．４ＭＰａ以上でのＲＯ膜エレメントの大型化上問題ない最小操作圧力を含んだ超超低圧域、通水抵抗上問題ない最大操作圧力域を含んだ低圧、それらの中間域の超低圧とする、幅広い範囲で選択して、ベッセルへの通水押込圧が上流段よりも下流段で低くなっていく傾向性にきめ細かく対応し、各段のベッセル間でのＲＯ膜エレメントの劣化を均等化しやすい利点がある。
【００５９】
上記の脱塩方法と装置は、上記に加え、さらに、上流段ベッセルから下流段ベッセルへ、ベッセル単位での通水面積を上げられるので、直列接続された各段のベッセルの並列接続数が、上流側から下流側に少なくすることとの組み合わせで、上流段のベッセルへの通水押込圧よりも下流段のベッセルへの通水押込圧が低くなっていく傾向性に、低圧と超低圧の２種の操作圧力の選択だけで有効に対応できるし、低圧、超低圧、超超低圧の３種の操作圧力を選択すれば、さらにきめ細かく対応して各段のベッセル間でのＲＯ膜エレメントのファウリングを均等化しやすい利点がある。
【００６０】
上記脱塩方法と装置は、上記に加え、さらに、ＲＯ膜エレメントを用いるベッセル群の上流のプレフィルタにより、ＲＯ膜エレメントでの脱塩対象よりも大きな粒子の含有物を予め分離して、ＲＯ膜エレメントと分離負荷を分担し合い、双方の劣化のバランスを図りながらＲＯ膜エレメントの寿命を長大化し、全体の処理能力をさらに高められる。
【００６１】
上記の脱塩方法と装置は、上記に加え、さらに、各ベッセル内でも上流段のＲＯ膜エレメントへの通水押込圧よりも下流段のＲＯ膜エレメントへの通水押込圧が低くなっていくが、それらＲＯ膜エレメントの操作圧力を上流段よりも下流段で低くすることで、ＲＯ膜エレメントの単位面積・単位時間当たりの透過水量が、上流段で高く下流段で低くなる差を軽減または解消するので、各段のベッセル内での上流段ＲＯ膜エレメントが早期に劣化して装置全体の休止を伴うメンテナンス頻度が高まり処理能力が低下するのを、防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明に係る実施の形態のＲＯ膜エレメントにより膜分離する脱塩方法を採用した脱塩装置の具体例を模式的示すフロー図である。
【図２】同装置のＲＯ膜エレメントをツリー方式での接続構造例を示す概略図である。
【図３】同装置に用いたスパイラル型のＲＯ膜エレメント例を示す斜視図、縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６３】
以下、本発明に係る脱塩方法と装置の実施の形態について、図１、図２を参照しながら幾つかの実施例とともに説明し、本発明の理解に供する。以下の説明は本発明の具体例であって、特許請求の範囲の記載を限定するものではない。
【００６４】
本実施の形態の脱塩方法につき、図１、図２に示す脱塩装置１００を参照して説明する。
【００６５】
本実施の形態の脱塩方法は、図２に示すように１つ以上のＲＯ膜エレメント１を収納した複数のベッセル２を、上流から下流に向けバンク１０〜３０などと多段に直列接続した脱塩処理水系３に、その上流側から原水４を圧送して押込み、他に対して上流段のベッセル２1、２2から出た各濃縮水４1、４2を、それらに対応する下流段のベッセル２2、２3に通してそれぞれの段であるバンク１０、２０、３０の透過水４1ａ、４2ａ、４3ａと濃縮
水４1、４2、４3とに分離して脱塩処理するのに際し、他に対し下流段のベッセル２2、２3に収納したＲＯ膜エレメント１2、１3の操作圧力ＯＰ2、ＯＰ3を、それらに対応する上流段のベッセル２1、２2に収納したＲＯ膜エレメント１1、１2の操作圧力ＯＰ1、ＯＰ2よりも低くする。
【００６６】
具体的には、ＯＰ1＝ＯＰ2＞ＯＰ3、またはＯＰ1＞ＯＰ2＝ＯＰ3として、より好ましくはＯＰ1＞ＯＰ2＞ＯＰ3として、脱塩処理するようにしている。
【００６７】
さらに詳しくは、原水４は、最上流段のバンク１０での各ベッセル２1、２1、２1、２1、２1、２1に分岐供給し、これら各ベッセル２1から個別に出た分離後の濃縮水４1、４1、４1、４1、４1、４1は合流させた後、それらの下流段となるバンク２０の各ベッセル２2、２2、２2に分岐供給する。これら各ベッセル２2から個別に出た分離後の濃縮水４2、４2、４2は合流させた後、それらの下流段となるバンク３０のベッセル２3、２3に供給し、上流側から下流側の各段におけるバンク１０、２０、３０でのベッセル２単位のＲＯ膜エレメント１により透過水４1ａ、４2ａ、４3ａと、濃縮水４1、４2、４3と、に分離して脱塩処理する。
【００６８】
ここで、図１は、図２に示す各バンク１０、２０、３０につきＲＯ膜エレメント１の並列接続した収容状態を省略し、並列数の違いをバンク１０、２０、３０のサイズの違いとして図示している。ここで、膜エレメント１は長方形中の斜線で表し、符号「Ａ」で示す部分は、膜エレメント１の単位面積（１ｍ2）を表す。
【００６９】
このような脱塩処理水系３では、上流側から原水４を圧送する際に、他に対し上流段のベッセル２1、２2への通水押込圧Ｐ1、Ｐ2よりもそれらに対応した下流段のベッセル２2、２3への通水押込圧Ｐ2、Ｐ3が低くなっていく。
【００７０】
つまりＰ1＞Ｐ2＞Ｐ3となる傾向と、上流段のベッセル２1、２2に収納したＲＯ膜エレメント１1、１2の操作圧力ＯＰ1、ＯＰ2よりもそれらに対応する下流段のベッセル２2、２3に収納したＲＯ膜エレメント１2、１3の操作圧力ＯＰ2、ＯＰ3が低くなっていく傾向とを一致させることができる。
【００７１】
これにより、ＲＯ膜エレメント１1、１2、１3の図１に示す単位面積Ａ、および単位時間当たりの、上流段のベッセル２1、２2での単位面積Ａ当たりの透過水量Ｑ1、Ｑ2とそれらに対応する下流段のベッセル２2、２3での単位面積Ａ当たりの透過水量Ｑ2、Ｑ3との差を小さくし、また解消することができる。
【００７２】
したがって、１つ以上のＲＯ膜エレメント１を収納した複数のベッセル２1、２2、２3が多段に直列接続された脱塩処理水系３にて脱塩するのに、図１、図２に示す脱塩装置１００のように原水４を１つのポンプ１１で圧送し押込む簡単な装置にすると、他に対し上流段のベッセル２1、２2への通水押込圧Ｐ1、Ｐ2よりもそれらに対応する下流段のベッセル２2、２3への通水押込圧Ｐ2、Ｐ3が低くなる。
【００７３】
つまりＰ1＞Ｐ2＞Ｐ3となる傾向があるのを、上流段ベッセル２1、２2のＲＯ膜エレメント１1、１2の操作圧力ＯＰ1、ＯＰ2よりもそれらに対応する下流段ベッセル２2、２3のＲＯ膜エレメント１2、１3の操作圧力ＯＰ2、ＯＰ3が低くなっていく傾向とを合わせることにより、ＲＯ膜エレメント１1、１2、１3の単位面積Ａ当たりの透過水量Ｑ1、Ｑ2、Ｑ3が他に対して上流段のベッセル２1、２2で高くそれらに対応する下流段のベッセル２2、２3で低くなる差、つまりＱ1＞Ｑ2＞Ｑ3となる相互の差を軽減または解消する。
【００７４】
したがって、上流段ベッセル２1、２2でのＲＯ膜エレメント１1、１2がそれらに対応す
る下流段のベッセル２2、２3でのＲＯ膜エレメント１2、１3に対して早期にファウリングを生じるようなことがない。従って、上流段のベッセルのＲＯ膜エレメントほど早期に寿命に達して、脱塩装置１００全体の休止を伴うメンテナンス頻度が高まり処理能力が低下するのを、防止することができる。
【００７５】
ここに本実施の形態の脱塩装置１００は、図１、図２に示すように、１つ以上のＲＯ膜エレメント１を収納した複数のベッセル２を、上流から下流に向け多段に直列接続し、他に対し上流段のベッセル２1、２2から出た濃縮水４1、４2をそれらに対応する下流段のベッセル２2、２3に通して透過水４1ａ、４2ａ、４3ａと濃縮水４1、４2、４3とに分離させる脱塩処理水系３と、この脱塩処理水系３にその上流側から原水４を圧送し押込むポンプ１１とを備え、上流段のバンク１０、２０内のＲＯ膜エレメント１1、１2の単位面積・単位時間当たりの透過水量と下流段のバンク２０、３０内のＲＯ膜エレメント１2、１3の単位面積当たりの透過水量が略同一となるように、各ベッセル２1、２2、２3に収納するＲＯ膜エレメント１1、１2、１3の種類を選択可能としている。具体的には、他に対し下流段のベッセル２1、２2に収納したＲＯ膜エレメント１1、１2の操作圧力ＯＰ1、ＯＰ2を、それらに対応する上流段のベッセル２2、２3に収納したＲＯ膜エレメント１2、１3の操作圧力よりも低く設定したものとなっている。ここで、「略同一」とは、各ＲＯ膜エレメントの透過水量が、全てのＲＯ膜エレメントの透過水量の平均値に対して±１５％の範囲に含まれている場合をいう。
【００７６】
また、上流段ベッセル２1、２2から下流段階ベッセル２2、２3へ、各段単位でのＲＯ膜エレメント１の単位面積当たりの通水面積を上げられるので、直列接続された各段のベッセル２1、２2、２3の並列接続数が、上流側から下流側に少なくなる脱塩処理水系３として、上流段のベッセルへ２1、２2の通水押込圧よりも下流段のベッセル２2、２3への通水押込圧が低くなっていく構成を実現できる。なお、各段のバンク１０、２０、３０への通水押込圧Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、およびバンク３０からの濃縮水の排出圧をモニタするために、図２に示す各対応部に圧力計Ｐを設けてある。
【００７７】
さらには、各ベッセル２はそれぞれＲＯ膜エレメント１を４段に直列接続して収納したものとしている。しかし、これに限定されることはなく、ベッセル２の直列接続する段数、つまりバンク数、各バンクでのＲＯ膜エレメント１の並列接続数と、この並列接続数の上流段から下流段への減少変化、各ベッセル２に収容するＲＯ膜エレメント１の直列接続数、のそれぞれを自由に設定することができる。
【００７８】
ここで、ベッセル２に収納したＲＯ膜エレメント１の操作圧力を１ＭＰａ未満としたものとすることができる。これにより、ＲＯ膜エレメント１の操作圧力を上流段ベッセル２1から下流段ベッセル２3まで段階的に設定するのに、１ＭＰａ未満での通水抵抗を徒に大きくしない最大操作圧力を含んで低圧域とし、提供される最低操作圧力域を含んで超超低圧とし、それらの中間域を超低圧とした、幅広い範囲で選択して、他に対し上流段のベッセル２1、２2への通水押込圧Ｐ1、Ｐ2よりもそれらに対応する下流段のベッセル２2、２3への通水押込圧が低くなる。つまりＰ1＞Ｐ2＞Ｐ3となる傾向性に対応しやすく、きめ細かな対応にて、各段のベッセル２1、２2、２3間でのＲＯ膜エレメント１1、１2、１3のファウリングによる寿命を均等化しやすい利点がある。
【００７９】
また、ベッセル２に収納したＲＯ膜エレメント１の操作圧力を０．４ＭＰａ以上としたものとすることができる。これにより、上流段ベッセルから下流段ベッセルまでＲＯ膜エレメント１の操作圧力を設定するのに、０．４ＭＰａ以上でのＲＯ膜エレメント１が徒に大型化しない最小操作圧力を含んで超超低圧域とし、徒に通水抵抗が大きくならない最大操作圧力域を含んで低圧とし、それらの中間域を超低圧とした、幅広い範囲で選択して、他に対し上流段のベッセル２1、２2への通水押込圧Ｐ1、Ｐ2よりもそれらに対応する下流
段のベッセル２2、２3への通水押込圧Ｐ2、Ｐ3が低くなる。つまりＰ１＞Ｐ２＞Ｐ３となる傾向性に対応でき、きめ細かな対応にて各段のベッセル２1、２2、２3間でのＲＯ膜エレメント１1、１2、１3のファウリングによる寿命を均等化しやすい利点がある。
【００８０】
したがって、これらにより、ＲＯ膜エレメント１1、１2、１3の同時メンテナンスの機会を増やして、メンテナンスの総回数を大幅に減らし、メンテナンスが早すぎる無駄や、遅すぎたる水処理能力の低下を軽減する合理化が図れる。
【００８１】
これらの利点を活かすのに、他に対し上流段のベッセル２1、２2に収納されるＲＯ膜エレメント１1、１2の上流段または双方の操作圧力ＯＰ1、ＯＰ2を低圧とし、それらに対応する下流段のベッセル２2、２3に収納されるＲＯ膜エレメント１2、１3の下流段または双方の操作圧力ＯＰ2、ＯＰ3を超低圧または／かつ超超低圧とすることができる。
【００８２】
これにより、上流段ベッセル２1から下流段階ベッセル２3へ、各段単位でのＲＯ膜エレメント１1、１2、１3単位の通水面積ＴＡを順次段階的に上げられるので、直列接続された各段のバンク１〜３それぞれにおけるベッセル２1、２2、２3の並列接続数が、上流側から下流側に少なくなる脱塩処理水系３として、他に対し上流段のベッセル２1、２2への通水押込圧Ｐ1、Ｐ2よりもそれらに対応する下流段のベッセル２2、２3への通水押込圧Ｐ2、Ｐ3が低くなる。つまりＰ１＞Ｐ２＞Ｐ３となる傾向性に対応しやすく、さらにきめ細かな対応にて各段のベッセル２1、２2、２3間でのＲＯ膜エレメント１1、１2、１3のファウリングによる寿命をより一層均等化しやすい。
【００８３】
さらに、脱塩装置１００は、図１に仮想線で示すように、脱塩処理水系３の最上流段のベッセル２1の上流に、プレフィルタ１２を設けることができる。
【００８４】
このようにすると、孔径が極小なＲＯ膜エレメント１を用いるベッセル２群の上流に、それよりも大きな孔径のプレフィルタ１２が位置して、最上流のベッセ２1のＲＯ膜エレメント１1に先立ち、ＲＯ膜エレメント１による脱塩対象よりも大きな粒子の含有物を予め分離して、ＲＯ膜エレメント１での分離、濃縮負荷になるのを回避することができる。
【００８５】
結果、プレフィルタ１２は、ＲＯ膜エレメント１と分離負荷を分担し合うことになり、双方の劣化のバランスを図りながらＲＯ膜エレメント１の寿命を長大化し、全体の処理能力をさらに高められる。プレフィルタ１２は単一設けられればよいので、寿命が各ＲＯ膜エレメント１に比し短くても、メンテナンスが簡単に行えるので、プレフィルタ１２の寿命はＲＯ膜エレメント１の寿命の整数分の１程度となるようにして好適である。
【００８６】
このようなプレフィルタ１２としては、ＭＦ膜またはＵＦ膜を採用することができる。プレフィルタ１２がＭＦ膜であると、０．０１〜０．２ＭＰａでの極超超低圧の操作圧力ＯＰ0にて、つまり、脱塩処理水系３への通水押込圧Ｐ1をさほど低下させずに、５０ｎｍ〜１μｍのウイルス、菌以上の含有物を予め除去することができる。また、プレフィルタ１２がＵＦ膜であると、数ｎｍ〜５０ｎｍの高分子、タンパク質、ウイルスの一部以上の含有物を予め除去することができる。従って、これら分離物が、孔径が極小なＲＯ膜エレメント１での分離、濃縮負荷となるのを回避し、ＲＯ膜エレメント１の分離負荷を大きく軽減し、寿命の長大化が図れる。
【００８７】
また、脱塩装置１００は、脱塩処理水系３の最上流で、殺菌剤２１または／かつ還元剤２２の添加を行うことができる。
【００８８】
これにより、添加する殺菌剤２１の酸化作用または還元剤２２の酸化還元作用により原水４中の一般菌類や細菌を殺菌し、繁殖やプレフィルタ１２がある場合はこれを含む膜分
離エレメント１に付着するのを防止することができる。
【００８９】
また、殺菌剤２１による殺菌処理後に、還元剤２２を添加すると、先に添加して殺菌に供した後の殺菌剤２１を中和し、殺菌剤２１がベッセル２側に侵入して分離膜を酸化させるのを防止することができ、分離膜の寿命の長大化が図れる。
【００９０】
ここに、殺菌剤２１は、塩素系酸化剤、過酸化水素類、過酢酸類、クロラミン類、オゾンなどを用いることができる。
【００９１】
中でも、費用や殺菌力、取扱の容易さなどから塩素系酸化剤が使用されることが多い。
【００９２】
また、還元剤２２としては亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、チオ硫酸ナトリウムなどが用いられるが、亜硫酸水素ナトリウムが最も一般的である。
【００９３】
上記処理のためには、脱塩装置１００は、殺菌剤または／かつ還元剤供給手段２５を設ければよい。
【００９４】
また、脱塩処理水系３の最上流のベッセル２の上流にて、脱炭酸処理または／かつｐＨ調整を行うことができる。
【００９５】
これにより、溶解ガスはＲＯ膜を透過するので透過水中に残留し、特に炭酸ガスは透過後に再度イオン化して水中へのイオン供給源になる問題があるところ、脱炭酸塔での脱炭酸処理によりｐＨ調整剤を使用、消費せずに、または、ｐＨ調整剤を添加してｐＨ調整することにより脱炭酸塔設備なしに、炭酸を除去することができる。
【００９６】
しかし、両手法を併用して炭酸処理精度を上げることもできる。これらのために、脱塩装置１００は、脱塩処理水系３の最上流のベッセル２の上流にて、仮想線で示すように、脱炭酸手段２３または／かつｐＨ調整手段２４を設ければよい。
【００９７】
最後に、各段での、各ベッセル２1、２2、２3内にて直列接続されたＲＯ膜エレメント１1同士、１2同士、１3同士のそれぞれにおいても、上流段のＲＯ膜エレメントへの通水押込圧よりも下流段のＲＯ膜エレメントへの通水押込圧が低くなっていく傾向があるところ、上流段のＲＯ膜エレメントの操作圧力よりも下流段のＲＯ膜エレメントの操作圧力が低くなっていく傾向とを一致させることで、ＲＯ膜エレメント１1同士、１2同士、１3同士それぞれでの単位面積・単位時間当たりの、上流段のＲＯ膜エレメントでの透過水量と下流段のＲＯ膜エレメントでの透過水量との差を軽減し、または解消することができる。
【００９８】
従って、各段のベッセル２1、２2、２3内にて直列接続されたＲＯ膜エレメント１1同士、１2同士、１3同士、のそれぞれにおいても、上流段のＲＯ膜エレメントほど早期に寿命に達して、脱塩装置１００全体の休止を伴うメンテナンス頻度が高まり処理能力が低下するのを、防止することができる。
【実施例１】
【００９９】
下記の主な処理条件、
・直列接続初段ステージＳ１：並列接続ベッセルＮｏ．１〜５、各ベッセル収納のＲＯ膜エレメント（低圧（１．６〜０．６Ｍｐａ）：ＣＰＡ３−ＬＤ：米国ハイドロノーティクス社製）４段直列接続
・直列接続中段ステージＳ２：並列接続ベッセルＮｏ．１〜３、各ベッセル収納のＲＯ膜エレメント（超低圧（０．９〜０．４Ｍｐａ）：ＥＳＰＡ２−ＬＤ：米国ハイドロノーティクス社製）４段直列接続
・直列接続後段ステージＳ３：並列接続ベッセルＮｏ．１〜２、各ベッセル収納のＲＯ
膜エレメント（超低圧（０．９〜０．４Ｍｐａ）：ＥＳＰＡ２−ＬＤ：米国ハイドロノーティクス社製）４段直列接続
・ポンプ流量：４８．０ｍ3／ｈｒ
・透過水量：３６．０ｍ3／ｈｒ
・推奨ポンプ圧：０．９９ＭＰａ
・原水押込み圧：０．７９ＭＰａ
・原水電気伝導率：１７０μＳ／ｃｍ
・回収率：７５％
・原水温度：２０．０℃
・原水ｐＨ：６．８
・ＦＩ＝３
にて、脱塩処理したところ、バンク１０での各ベッセルＮｏ．１〜６、バンク２０での各ベッセルＮｏ．１〜３、バンク３０での各ベッセルＮｏ．１〜２、に対応する各ＲＯ膜エレメントでの操作圧力と、濾過水の単位面積、単位時間当たりの透過水量とにつき、下記表１のような処理結果が得られた。
【０１００】
【表１】
【０１０１】
この表１から、各ＲＯ膜エレメントにつき単位面積・単位時間あたりの透過水量のばらつきは、その平均値の±１０％付近にあり、各ＲＯ膜エレメントの透過水量は略同一の許容範囲にあることが分かる。
【０１０２】
これによって、各ＲＯ膜エレメントについては、直列のバンクの位置に関わらず、寿命の均等化がほぼ図れることが認められる。
【実施例２】
【０１０３】
下記の主な処理条件、
・直列接続初段ステージＳ１：並列接続ベッセルＮｏ．１〜５、各ベッセル収納のＲＯ膜エレメント（低圧（１．６〜０．６Ｍｐａ）：ＣＰＡ３−ＬＤ：米国ハイドロノーティクス社製）４段直列接続
・直列接続中段ステージＳ２：並列接続ベッセルＮｏ．１〜３、各ベッセル収納のＲＯ膜エレメント（低圧（１．６〜０．６Ｍｐａ）：ＥＳＰＡ２−ＬＤ：米国ハイドロノーテ
ィクス社製）４段直列接続
・直列接続後段ステージＳ３：並列接続ベッセルＮｏ．１〜２、各ベッセル収納のＲＯ膜エレメント（超低圧（０．９〜０．４Ｍｐａ）：ＥＳＰＡ２−ＬＤ：日東工業製）４段直列接続
・ポンプ流量：４８．０ｍ3／ｈｒ
・透過水量：３６．０ｍ3／ｈｒ
・推奨ポンプ圧：１．０２ＭＰａ
・原水押込み圧：０．８２ＭＰａ
・原水電気伝導率：１７０μＳ／ｃｍ
・回収率：７５％
・原水温度：２０．０℃
・原水ｐＨ：６．８
・ＦＩ＝３
にて、脱塩処理したところ、バンク１０での各ベッセルＮｏ．１〜６、バンク２０での各ベッセルＮｏ．１〜３、バンク３０での各ベッセルＮｏ．１〜２、に対応する各ＲＯ膜エレメントでの操作圧力と、濾過水の単位面積、単位時間当たりの透過水量とにつき、下記表２のような処理結果が得られた。
【０１０４】
【表２】
【０１０５】
この表２から、各ＲＯ膜エレメントにつき単位面積・単位時間あたりの透過水は、その平均値の±１０％に収まり、各ＲＯ膜エレメントの透過水量は略同一の許容範囲にあることが分かる。
【０１０６】
これによって、各ＲＯ膜エレメントにつき、直列のバンクの位置に関わらず、寿命の均等化がほぼ図れることが認められる。
【０１０７】
なお、本実施例ではバンク数を３、ベッセル数を６、３、２、ＲＯ膜エレメント数を４に設定したが、使用条件に合わせて適宜設定できる。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明は、脱塩水処理系にて、多段に直列接続されたＲＯ膜のベッセルでの透過水量の
均等化を得て、通常、ファウリングを招く度合いが上流側から下流側に低くなる傾向を回避し、上流側のベッセルからＲＯ膜エレメントが早期に劣化していくのを防止することができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１、１1、１2、１3 ＲＯ膜エレメント
２、２1、２2、２3 ベッセル
３ 脱塩処理水系
４ 原水
４1、４2、４3 濃縮水
１０、２０、３０ バンク
１１ ポンプ
１２ プレフィルタ
２１ 殺菌剤
２２ 還元剤
２３ 脱炭酸手段
２４ ｐＨ調整手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱塩方法と装置、特に、処理水をＲＯ膜により脱塩する脱塩方法と装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されているように、膜分離技術で、ＲＯ膜（逆浸透膜：Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｏｓｍｏｓｉｓ Ｍｅｍｂｒａｎｅ）は、他の分離膜（ＭＦ膜（精密濾過膜：Ｍｉｃｒｏ Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）、ＵＦ膜（限外濾過膜：Ｕｌｔｒａ Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）、ＮＦ膜（ナノ濾過膜：Ｎａｎｏ Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ））に比し孔径が極小で、開示するように海水または低濃度の塩水の脱塩処理に有効なことが知られている。
【０００３】
このような脱塩処理に用いるＲＯ膜は、一般に、膜と支持体などが一体に組み立てられた膜エレメントとしてメーカーが提供している。この膜エレメントは、水処理のために原水を通す耐圧容器であるベッセルに適数収めて原水の膜分離に供し、濾過水と濃縮水とに分離できるようにしている。通常、各ベッセルは複数の膜エレメントを収納し直列接続することで、ベッセル単位での総膜面積を必要に応じて増大できるようにされる。
【０００４】
また、膜エレメントは東レ株式会社製として、図３（ａ）（ｂ）（下記非特許文献１から）に示すように、ＵＦ膜を支持体としてＲＯ膜に組み合わせた２枚の平膜を重ね、その３辺をシールし、残りの一辺を開いた袋状に形成した平膜の間に、透過液の通路となる透過水スペーサを挟み込み、その袋状開口部に取り付けられた濾液集水管軸を中心にして、袋状平膜の両側にある網目状の原液スペーサとともにのり巻状に巻いた「スパイラル型膜エレメント」が提供されている。これは、１つの膜エレメントの容積に対する総膜面積率毎のグレードで提供されている。
【０００５】
また、ＲＯ膜は孔径が極小で通水抵抗が高いことで知られ、収率を上げるために、ベッセルを上流側から下流側に多段に直列接続することが行われている。特に、各段のベッセルを複数並列接したバンクを直列に複数段接続し、上流段から下流段に向け、各バンク中のベッセルの数を減少させる、いわばツリー配置方式の処理水系が主流になっている。
【０００６】
このため、この処理水系に原水を上流側から圧送し押込むだけでは、上流段バンクのベッセルへの通水押込圧は高いが、下流段バンクのベッセルへの通水押込圧が低くなるという、直列接続上の問題が解消されない。
【０００７】
そこで、特許文献１は、ベッセルを多段に直列接続して配置し、ベッセル間の濃縮液流路に昇圧ポンプを配置して、上流段のベッセルでの通水押込圧に対して下流段のベッセルの通水押込圧力が低下するのを補償する技術を開示している。
【０００８】
これに類似して、特許文献２は、最上流段のＮＦ膜ベッセルを含めベッセルを多段に直列接続して配置し、ベッセル間の濃縮液流路に昇圧ポンプを配置して、上流側のベッセルでの通水押込圧に対して下流段のベッセルの通水押込圧が低下するのを補償する技術を開示している。
【０００９】
一方、特許文献３は、複数のＲＯ分離装置が多段に設けられ、最終段のＲＯ膜分離装置のＲＯ膜を、操作圧力が０．２ＭＰａ以上で０．５ＭＰａ以下の超低圧ＲＯ膜分離装置とする技術を開示しており、このような超低圧ＲＯ膜分離装置に用いるＲＯ膜として、日東電工（株）製「ＥＳ−４０」を用いることができるとしている。また、超低圧ＲＯ膜分離
装置の透過水はブースターポンプで昇圧した後、脱イオン装置に導入することができる旨開示している。
【００１０】
なお、非特許文献２は、超低圧ＲＯ膜ＥＳシリーズの進化と題して、ＮＴＲ‐７５９ＨＲの２倍の透過水量を生み出し、さらに高い塩阻止率を維持しているとしている。
【００１１】
また、これを可能にした膜構造に関し、ＥＳ１０ＲＯ膜の、支持体ＵＦ膜上に形成するヒダ状構造をなすスキン層について、ＮＴＲ‐７５９ＨＲのスキン層高さが０．２μｍであるのに対し、ＥＳ１０ＲＯ膜のスキン層高さが０．４μｍと２倍に増大している点を図とともに比較しており、ＥＳ２０ＲＯ膜はさらに発達したヒダ状構造を有しているとしている。
【００１２】
また、非特許文献２は、ＥＳ４０ＲＯ膜のヒダ状構造については特に言及していないが、図５において、ＥＳ１０ＲＯ膜とともに超純水用途グループに属し、ＮａＣｌ阻止率が互いに９９．５％であるが、透過水量は５０ｍ3／ｍ2／日と、ＥＳ１０ＲＯ膜の透過水量が３０ｍ3／ｍ2／日に止まっているのに対し格段に高くなっていることを示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平８−１０８０４８号公報
【特許文献２】特開２００３−１１７５５３号公報
【特許文献３】特許第３９１２０６７号公報
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】東レ株式会社著、 ＲＯＭＥＭＢＲＡの構造とシステム例 第７７頁
【非特許文献２】日東電工技報８５号（４２巻）２００４年 第２６頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかし、上記特許文献１、２が開示するように、上流段に対し下流段のベッセルの通水押込圧が低くなることにつき、上流段のベッセルと下流段のベッセルとの間に昇圧ポンプを設けたり、特許文献３が開示するように最下流のベッセルからの透過水を昇圧するブースターポンプを設置するのでは、設備コスト、ランニングコスト共に高くつく。
【００１６】
しかも、上流段と下流段との操作圧の違いにより、上流段でのＲＯ膜エレメントの単位面積当たりの透過水量は、下流段階での単位面積当たりの透過水量よりも多くなるため、上流段のＲＯ膜エレメントによりファウリング（汚れ：ｆｏｕｌｉｎｇ）が生じやすくなる。
【００１７】
その結果、上流段のＲＯ膜エレメントが下流段のＲＯ膜エレメントよりも早期に性能低下を起こし、ＲＯ膜エレメントの交換等のメンテナンス頻度が高くなり、ランニングコストに影響する。
【００１８】
しかも、メンテナンス中はベッセルによる処理水系全体が休止状態になるので、頻繁なメンテナンスは処理能力の低下につながる。これを、特許文献２に開示のように、ＮＦ膜ベッセルの最上流への設置が必須になるのでは、これによっても設備コストが増大し、ＮＦ膜ベッセル自体のメンテナンスが加わるのでランニングコストにも影響する。
【００１９】
本発明は、上記のような問題に鑑み、多段に直列接続されたＲＯ膜のベッセルによる処理水系において、ファウリングを招く度合いが上流側から下流側に低くなる傾向に応じて
、上流側のベッセルからＲＯ膜エレメントが早期に性能低下していくのを回避できる脱塩装置を提供する。
【００２０】
そして、その目的とするところは、全てのＲＯ膜エレメントにほぼ均等に性能を発揮させ、全てのＲＯ膜エレメントを少しでも長く使えるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記の課題を解決するために、本発明の脱塩方法は、１つ以上のＲＯ膜エレメントを収納した１つ以上のベッセルと、このベッセルを並列に収納したバンクと、このバンクを上流から下流に向け多段に直列接続した脱塩処理水系にて、その上流側から原水を圧送して押込み、上流段のバンクに通して透過水と濃縮水に分離し、この濃縮水を下流段のバンクに通して透過水と濃縮水とに分離する脱塩方法において、上流段のバンク内のＲＯ膜エレメントの単位面積当たりの透過水量と下流段のバンク内のＲＯ膜エレメントの単位面積当たりの透過水量が略同一となるように、各ベッセルに収納するＲＯ膜エレメントの種類を選択可能としたことを特徴としている。
【００２２】
上記の脱塩方法は、さらに、上流段のベッセルに収納するＲＯ膜エレメントは、操作圧力が低圧のものを用い、下流段のベッセルに収納されるＲＯ膜エレメントは、操作圧力が超低圧または／かつ超超低圧のものを用いることができる。
【００２３】
このような構成の脱塩方法は、上記に加え、さらに、下流段のベッセルに収納したＲＯ膜エレメントの操作圧力を、上流段のベッセルに収納したＲＯ膜エレメントの操作圧力よりも低くするとともに、前記ベッセルに収納する前記ＲＯ膜エレメントは、使用時の操作圧力が１ＭＰａ未満となるものを用いることができる。
【００２４】
上記の脱塩方法は、さらに、ベッセルに収納したＲＯ膜エレメントの操作圧力を０．４ＭＰａ以上としたものとすることができる。
【００２５】
このような構成の脱塩方法は、上記に加え、さらに、ＲＯ膜エレメントの操作圧力を上流段ベッセルから下流段ベッセルまで段階的に設定するのに、最下流には操作圧力が最低０．４ＭＰａ以上の超超低圧域のＲＯ膜エレメントを配置し、最上流には操作圧力が低圧域のＲＯ膜エレメントを配置し、中間域には操作圧力が超低圧のＲＯ膜エレメントを配置する構成を実現できる。
【００２６】
上記の脱塩方法は、さらに、上流段のベッセルに収納されるＲＯ膜エレメントを低圧とし、下流段のベッセルに収納されるＲＯ膜エレメントの操作圧力を超低圧または／かつ超超低圧とすることができる。
【００２７】
このような構成の脱塩方法は、上記に加え、さらに、上流段ベッセルから下流段階ベッセルへ、各段単位でのＲＯ膜エレメント単位面積当たりの通水面積を上げられるので、直列接続された各段のベッセルの並列接続数が、上流側から下流側に少なくなる脱塩処理水系として、上流段のベッセルへの通水押込圧よりも下流段のベッセルへの通水押込圧が低くなっていく構成を実現できる。
【００２８】
上記脱塩方法は、さらに、前記脱塩処理水系の最上流段のベッセルの上流に、プレフィルタを設けることができる。
【００２９】
このような構成の脱塩方法は、上記に加え、さらに、孔径が極小なＲＯ膜エレメントを用いるベッセル群の上流に、それよりも大きな孔径のプレフィルタが位置するので、最上流のベッセルのＲＯ膜エレメントに先立ち、ＲＯ膜エレメントによる脱塩対象よりも大き
な粒子の含有物を予め分離して、ＲＯ膜エレメントでの分離、濃縮負荷になるのを回避することができる。
【００３０】
上記の脱塩方法は、さらに、プレフィルタとしてＭＦ膜またはＵＦ膜を採用することができる。
【００３１】
このような構成の脱塩方法は、上記に加え、さらに、プレフィルタがＭＦ膜であると、０．０１〜０．２ＭＰａでの極超低圧の操作圧力にて、つまり、脱塩処理水系への通水押込圧力をさほど低下させずに、５０ｎｍ〜１μｍのウイルス、菌を予め除去し、プレフィルタがＵＦ膜であると、数ｎｍ〜５０ｎｍの高分子、タンパク質、ウイルスの一部を予め除去するので、これら分離物が、孔径が極小なＲＯ膜エレメントでの分離、濃縮負荷となるのを回避することができる。
【００３２】
上記の脱塩方法は、さらに、前記脱塩処理水系の最上流で、殺菌剤または／かつ還元剤の添加を行うことができる。
【００３３】
このような構成の脱塩方法は、上記に加え、さらに、添加する殺菌剤の酸化作用または還元剤の酸化還元作用により原水中の一般菌類や細菌を殺菌し、繁殖や膜分離エレメントに付着するのを防止することができる。また、殺菌剤による殺菌処理後に、還元剤を添加すると、先に添加して殺菌に供した後の殺菌剤を中和し、酸化剤がベッセル側に侵入して分離膜を酸化させるのを防止することができる。
【００３４】
上記の脱塩方法は、さらに、前記脱塩処理水系の最上流のベッセルの上流にて、脱炭酸処理または／かつｐＨ調整を行うことができる。
【００３５】
このような構成の脱塩方法は、上記に加え、さらに、溶解ガスはＲＯ膜を透過するので透過水中に残留し、特に炭酸ガスは透過後に再度イオン化して水中へのイオン供給源になる問題がある。しかし、最上流のベッセルの上流でｐＨ調整剤を添加してｐＨ調整することにより、脱炭酸塔設備なしに、炭酸を除去することができる。しかし、両手法を併用して炭酸処理精度を上げることもできる。
【００３６】
上記の脱塩方法は、さらに、各段での、各ベッセル内にて直列接続されたＲＯ膜エレメント同士の関係において、下流段のＲＯ膜エレメントの操作圧力を、上流段のＲＯ膜エレメントの操作圧力よりも低くすることができる。
【００３７】
このような構成の脱塩方法は、上記に加え、さらに、各段での、各ベッセル内にて直列接続されたＲＯ膜エレメント同士においても、上流段のＲＯ膜エレメントへの通水押込圧よりも下流段のＲＯ膜エレメントへの通水押込圧が低くなっていく傾向がある。そこで、ＲＯ膜エレメントの操作圧力も上流段のＲＯ膜エレメントの操作圧力よりも下流段のＲＯ膜エレメントの操作圧力が低くなっていくようにすることで、ＲＯ膜エレメントの単位面積当たりの、上流段のＲＯ膜エレメントでの透過水量と下流段のＲＯ膜エレメントでの透過水量との差を軽減し、または解消することができる。
【００３８】
また、このような構成の脱塩方法は、脱塩処理水系に上流側から原水を圧送する際の上流段のベッセルへの通水押込圧よりも下流段のベッセルへの通水押込圧が低くなっていく傾向と、上流段のベッセルに収納したＲＯ膜エレメントの操作圧力よりも下流段のベッセルに収納したＲＯ膜エレメントの操作圧力が低くなっていく傾向とが一致するので、ＲＯ膜エレメントの単位面積当たりの、上流段のベッセルでの透過水量と下流段のベッセルでの透過水量との差を軽減し、または解消することができる。
【００３９】
これを達成する本発明の脱塩装置としては、１つ以上のＲＯ膜エレメントを収納した１つ以上のベッセルと、このベッセルを並列に収納したバンクと、このバンクを上流から下流に向け多段に直列接続し、上流段のベッセルから出た濃縮水を下流段のベッセルに通して透過水と濃縮水とに分離させる脱塩処理水系と、この脱塩処理水系にその上流側から原水を圧送し押込むポンプとを備え、上流段のバンク内のＲＯ膜エレメントの単位面積当たりの透過水量と下流段のバンク内のＲＯ膜エレメントの単位面積当たりの透過水量が略同一となるように、各ベッセルに収納するＲＯ膜エレメントの種類を選択可能としたことを特徴として、上記の方法を達成する。
【００４０】
上記の脱塩装置は、さらに、上流段のベッセルに収納されるＲＯ膜エレメントを低圧とし、下流段のベッセルに収納されるＲＯ膜エレメントの操作圧力を超低圧または／かつ超超低圧とした構成を実現できる。
【００４１】
このような構成の脱塩装置は、上記に加え、さらに、上流段ベッセルから下流段階ベッセルへ、各段単位でのＲＯ膜エレメント単位面積当たりの通水面積を上げられるので、直列接続された各段のベッセルの並列接続数が、上流側から下流側に少なくなる脱塩処理水系として、上流段のベッセルへの通水押込圧よりも下流段のベッセルへの通水押込圧が低くなっていく構成を実現できる。
【００４２】
また、上記の脱塩装置は、さらに、下流段のベッセルに収納したＲＯ膜エレメントの操作圧力を、上流段のベッセルに収納したＲＯ膜エレメントの操作圧力よりも低くするとともに、前記ベッセルに収納する前記ＲＯ膜エレメントは、使用時の操作圧力が１ＭＰａ未満となるものを用いる構成を実現できる。
【００４３】
上記の脱塩装置は、さらに、ベッセルに収納したＲＯ膜エレメントの操作圧力を０．４ＭＰａ以上としたものとすることができる。
【００４４】
このような構成の脱塩装置は、上記に加え、さらに、上流段ベッセルから下流段ベッセルまでＲＯ膜エレメントの操作圧力を設定するのに、最下流には操作圧力が最低０．４ＭＰａ以上の超超低圧域のＲＯ膜エレメントを配置し、最上流には操作圧力が低圧域のＲＯ膜エレメントを配置し、中間域には操作圧力が超低圧または超超低圧のＲＯ膜エレメントを配置する構成を実現できる。
【００４５】
上記脱塩装置は、さらに、前記脱塩処理水系の最上流段のベッセルの上流に、プレフィルタを設けることができる。
【００４６】
このような構成の脱塩装置は、上記に加え、さらに、孔径が極小なＲＯ膜エレメントを用いるベッセル群の上流に、それよりも大きな孔径のプレフィルタが位置して、最上流のベッセルのＲＯ膜エレメントに先立ち、ＲＯ膜エレメントによる脱塩対象よりも大きな粒子の含有物を予め分離して、ＲＯ膜エレメントでの分離、濃縮負荷になるのを回避することができる。
【００４７】
上記の脱塩装置は、さらに、プレフィルタとしてＭＦ膜またはＵＦ膜を採用することができる。
【００４８】
このような構成の脱塩装置は、上記に加え、さらに、プレフィルタがＭＦ膜であると、０．０１〜０．２ＭＰａでの極超超低圧の操作圧力にて、つまり、脱塩処理水系への通水押込圧力をさほど低下させずに、５０ｎｍ〜１μｍのウイルス、菌を予め除去し、プレフィルタがＵＦ膜であると、数ｎｍ〜５０ｎｍの高分子、タンパク質、ウイルスの一部を予め除去するので、これら分離物が、孔径が極小なＲＯ膜エレメントでの分離、濃縮負荷となるのを回避することができる。
【００４９】
上記の脱塩方法と装置は、さらに、前記脱塩処理水系の最上流で、殺菌剤または／かつ還元剤の添加を行うことができる。
【００５０】
このような構成の脱塩装置は、上記に加え、さらに、添加する殺菌剤の酸化作用または還元剤の酸化還元作用により原水中の一般菌類や細菌を殺菌し、繁殖や膜分離エレメントに付着するのを防止することができる。また、殺菌剤による殺菌処理後に、還元剤を添加すると、先に添加して殺菌に供した後の殺菌剤を中和し、酸化剤がベッセル側に侵入分離膜を酸化させるのを防止することができる。
【００５１】
上記の脱塩装置は、さらに、前記脱塩処理水系の最上流のベッセルの上流にて、脱炭酸処理または／かつｐＨ調整を行うことができる。
【００５２】
このような構成の脱塩方法と装置は、上記に加え、さらに、溶解ガスはＲＯ膜を透過するので透過水中に残留し、特に炭酸ガスは透過後に再度イオン化して水中へのイオン供給源になる問題がある。しかし、最上流のベッセルの上流でｐＨ調整剤を添加してｐＨ調整することにより脱炭酸塔設備なしに、炭酸を除去することができる。しかし、両手法を併用して炭酸処理精度を上げることもできる。
【００５３】
上記の脱塩装置は、さらに、各段での、各ベッセル内にて直列接続されたＲＯ膜エレメント同士の関係において、下流段のＲＯ膜エレメントの操作圧力を、上流段のＲＯ膜エレメントの操作圧力よりも低くすることができる。
【００５４】
このような構成の脱塩装置は、上記に加え、さらに、各段での、各ベッセル内にて直列接続されたＲＯ膜エレメント同士においても、上流段のＲＯ膜エレメントへの通水押込圧よりも下流段のＲＯ膜エレメントへの通水押込圧が低くなっていく傾向がある。そこで、ＲＯ膜エレメントの操作圧力も上流段のＲＯ膜エレメントの操作圧力よりも下流段のＲＯ膜エレメントの操作圧力が低くなっていくようにすることで、ＲＯ膜エレメントの単位面積当たりの、上流段のＲＯ膜エレメントでの透過水量と下流段のＲＯ膜エレメントでの透過水量との差を軽減し、または解消することができる。
【００５５】
本発明のそれ以上の目的および特徴は、以下の詳細な説明および図面によって明らかになる。本発明の各特徴は、それ自体単独で、あるいは可能な限り種々の組み合わせで複合して採用することができる。
【発明の効果】
【００５６】
本発明の脱塩方法と装置によれば、１つ以上のＲＯ膜エレメントを収納した複数のベッセルが多段に直列接続された脱塩処理水系にて脱塩するのに、原水を１つの加圧ポンプで圧送し押込む簡単な装置にすると、上流段のベッセルへの通水押込圧よりも下流段のベッセルへの通水押込圧が低くなっていく傾向があるのを、その傾向に合わせて上流段ベッセルのＲＯ膜エレメントの操作圧力よりも下流段ベッセルのＲＯ膜エレメントの操作圧力が低くなるようにＲＯ膜エレメントを配置するので、ＲＯ膜エレメントの単位面積当たりの透過水量が上流段のベッセルと下流段のベッセルで均一化し、メンテナンス頻度が軽減され処理能力が低下するのを防止することができる。
【００５７】
上記の脱塩方法と装置によれば、上記に加え、さらに、ＲＯ膜エレメントの操作圧力を、１ＭＰａ未満での通水抵抗上問題ない最大操作圧力を含んだ低圧域、提供される最低操作圧力域を含んだ超超低圧、それらの中間域の超低圧とする、幅広い範囲で選択して、ベッセルへの通水押込圧が上流段よりも下流段で低くなっていく傾向性にきめ細かく対応し、各段のベッセル間でのＲＯ膜エレメントの劣化を均等化しやすい利点がある。
【００５８】
上記の脱塩方法と装置は、上記に加え、さらに、ＲＯ膜エレメントの操作圧力を、０．４ＭＰａ以上でのＲＯ膜エレメントの大型化上問題ない最小操作圧力を含んだ超超低圧域、通水抵抗上問題ない最大操作圧力域を含んだ低圧、それらの中間域の超低圧とする、幅広い範囲で選択して、ベッセルへの通水押込圧が上流段よりも下流段で低くなっていく傾向性にきめ細かく対応し、各段のベッセル間でのＲＯ膜エレメントの劣化を均等化しやすい利点がある。
【００５９】
上記の脱塩方法と装置は、上記に加え、さらに、上流段ベッセルから下流段ベッセルへ、ベッセル単位での通水面積を上げられるので、直列接続された各段のベッセルの並列接続数が、上流側から下流側に少なくすることとの組み合わせで、上流段のベッセルへの通水押込圧よりも下流段のベッセルへの通水押込圧が低くなっていく傾向性に、低圧と超低圧の２種の操作圧力の選択だけで有効に対応できるし、低圧、超低圧、超超低圧の３種の操作圧力を選択すれば、さらにきめ細かく対応して各段のベッセル間でのＲＯ膜エレメントのファウリングを均等化しやすい利点がある。
【００６０】
上記脱塩方法と装置は、上記に加え、さらに、ＲＯ膜エレメントを用いるベッセル群の上流のプレフィルタにより、ＲＯ膜エレメントでの脱塩対象よりも大きな粒子の含有物を予め分離して、ＲＯ膜エレメントと分離負荷を分担し合い、双方の劣化のバランスを図りながらＲＯ膜エレメントの寿命を長大化し、全体の処理能力をさらに高められる。
【００６１】
上記の脱塩方法と装置は、上記に加え、さらに、各ベッセル内でも上流段のＲＯ膜エレメントへの通水押込圧よりも下流段のＲＯ膜エレメントへの通水押込圧が低くなっていくが、それらＲＯ膜エレメントの操作圧力を上流段よりも下流段で低くすることで、ＲＯ膜エレメントの単位面積・単位時間当たりの透過水量が、上流段で高く下流段で低くなる差を軽減または解消するので、各段のベッセル内での上流段ＲＯ膜エレメントが早期に劣化して装置全体の休止を伴うメンテナンス頻度が高まり処理能力が低下するのを、防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明に係る実施の形態のＲＯ膜エレメントにより膜分離する脱塩方法を採用した脱塩装置の具体例を模式的示すフロー図である。
【図２】同装置のＲＯ膜エレメントをツリー方式での接続構造例を示す概略図である。
【図３】同装置に用いたスパイラル型のＲＯ膜エレメント例を示す斜視図、縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６３】
以下、本発明に係る脱塩方法と装置の実施の形態について、図１、図２を参照しながら幾つかの実施例とともに説明し、本発明の理解に供する。以下の説明は本発明の具体例であって、特許請求の範囲の記載を限定するものではない。
【００６４】
本実施の形態の脱塩方法につき、図１、図２に示す脱塩装置１００を参照して説明する。
【００６５】
本実施の形態の脱塩方法は、図２に示すように１つ以上のＲＯ膜エレメント１を収納した複数のベッセル２を、上流から下流に向けバンク１０〜３０などと多段に直列接続した脱塩処理水系３に、その上流側から原水４を圧送して押込み、他に対して上流段のベッセル２1、２2から出た各濃縮水４1、４2を、それらに対応する下流段のベッセル２2、２3に通してそれぞれの段であるバンク１０、２０、３０の透過水４1ａ、４2ａ、４3ａと濃縮
水４1、４2、４3とに分離して脱塩処理するのに際し、他に対し下流段のベッセル２2、２3に収納したＲＯ膜エレメント１2、１3の操作圧力ＯＰ2、ＯＰ3を、それらに対応する上流段のベッセル２1、２2に収納したＲＯ膜エレメント１1、１2の操作圧力ＯＰ1、ＯＰ2よりも低くする。
【００６６】
具体的には、ＯＰ1＝ＯＰ2＞ＯＰ3、またはＯＰ1＞ＯＰ2＝ＯＰ3として、より好ましくはＯＰ1＞ＯＰ2＞ＯＰ3として、脱塩処理するようにしている。
【００６７】
さらに詳しくは、原水４は、最上流段のバンク１０での各ベッセル２1、２1、２1、２1、２1、２1に分岐供給し、これら各ベッセル２1から個別に出た分離後の濃縮水４1、４1、４1、４1、４1、４1は合流させた後、それらの下流段となるバンク２０の各ベッセル２2、２2、２2に分岐供給する。これら各ベッセル２2から個別に出た分離後の濃縮水４2、４2、４2は合流させた後、それらの下流段となるバンク３０のベッセル２3、２3に供給し、上流側から下流側の各段におけるバンク１０、２０、３０でのベッセル２単位のＲＯ膜エレメント１により透過水４1ａ、４2ａ、４3ａと、濃縮水４1、４2、４3と、に分離して脱塩処理する。
【００６８】
ここで、図１は、図２に示す各バンク１０、２０、３０につきＲＯ膜エレメント１の並列接続した収容状態を省略し、並列数の違いをバンク１０、２０、３０のサイズの違いとして図示している。ここで、膜エレメント１は長方形中の斜線で表し、符号「Ａ」で示す部分は、膜エレメント１の単位面積（１ｍ2）を表す。
【００６９】
このような脱塩処理水系３では、上流側から原水４を圧送する際に、他に対し上流段のベッセル２1、２2への通水押込圧Ｐ1、Ｐ2よりもそれらに対応した下流段のベッセル２2、２3への通水押込圧Ｐ2、Ｐ3が低くなっていく。
【００７０】
つまりＰ1＞Ｐ2＞Ｐ3となる傾向と、上流段のベッセル２1、２2に収納したＲＯ膜エレメント１1、１2の操作圧力ＯＰ1、ＯＰ2よりもそれらに対応する下流段のベッセル２2、２3に収納したＲＯ膜エレメント１2、１3の操作圧力ＯＰ2、ＯＰ3が低くなっていく傾向とを一致させることができる。
【００７１】
これにより、ＲＯ膜エレメント１1、１2、１3の図１に示す単位面積Ａ、および単位時間当たりの、上流段のベッセル２1、２2での単位面積Ａ当たりの透過水量Ｑ1、Ｑ2とそれらに対応する下流段のベッセル２2、２3での単位面積Ａ当たりの透過水量Ｑ2、Ｑ3との差を小さくし、また解消することができる。
【００７２】
したがって、１つ以上のＲＯ膜エレメント１を収納した複数のベッセル２1、２2、２3が多段に直列接続された脱塩処理水系３にて脱塩するのに、図１、図２に示す脱塩装置１００のように原水４を１つのポンプ１１で圧送し押込む簡単な装置にすると、他に対し上流段のベッセル２1、２2への通水押込圧Ｐ1、Ｐ2よりもそれらに対応する下流段のベッセル２2、２3への通水押込圧Ｐ2、Ｐ3が低くなる。
【００７３】
つまりＰ1＞Ｐ2＞Ｐ3となる傾向があるのを、上流段ベッセル２1、２2のＲＯ膜エレメント１1、１2の操作圧力ＯＰ1、ＯＰ2よりもそれらに対応する下流段ベッセル２2、２3のＲＯ膜エレメント１2、１3の操作圧力ＯＰ2、ＯＰ3が低くなっていく傾向とを合わせることにより、ＲＯ膜エレメント１1、１2、１3の単位面積Ａ当たりの透過水量Ｑ1、Ｑ2、Ｑ3が他に対して上流段のベッセル２1、２2で高くそれらに対応する下流段のベッセル２2、２3で低くなる差、つまりＱ1＞Ｑ2＞Ｑ3となる相互の差を軽減または解消する。
【００７４】
したがって、上流段ベッセル２1、２2でのＲＯ膜エレメント１1、１2がそれらに対応す
る下流段のベッセル２2、２3でのＲＯ膜エレメント１2、１3に対して早期にファウリングを生じるようなことがない。従って、上流段のベッセルのＲＯ膜エレメントほど早期に寿命に達して、脱塩装置１００全体の休止を伴うメンテナンス頻度が高まり処理能力が低下するのを、防止することができる。
【００７５】
ここに本実施の形態の脱塩装置１００は、図１、図２に示すように、１つ以上のＲＯ膜エレメント１を収納した複数のベッセル２を、上流から下流に向け多段に直列接続し、他に対し上流段のベッセル２1、２2から出た濃縮水４1、４2をそれらに対応する下流段のベッセル２2、２3に通して透過水４1ａ、４2ａ、４3ａと濃縮水４1、４2、４3とに分離させる脱塩処理水系３と、この脱塩処理水系３にその上流側から原水４を圧送し押込むポンプ１１とを備え、上流段のバンク１０、２０内のＲＯ膜エレメント１1、１2の単位面積・単位時間当たりの透過水量と下流段のバンク２０、３０内のＲＯ膜エレメント１2、１3の単位面積当たりの透過水量が略同一となるように、各ベッセル２1、２2、２3に収納するＲＯ膜エレメント１1、１2、１3の種類を選択可能としている。具体的には、他に対し下流段のベッセル２1、２2に収納したＲＯ膜エレメント１1、１2の操作圧力ＯＰ1、ＯＰ2を、それらに対応する上流段のベッセル２2、２3に収納したＲＯ膜エレメント１2、１3の操作圧力よりも低く設定したものとなっている。ここで、「略同一」とは、各ＲＯ膜エレメントの透過水量が、全てのＲＯ膜エレメントの透過水量の平均値に対して±１５％の範囲に含まれている場合をいう。
【００７６】
また、上流段ベッセル２1、２2から下流段階ベッセル２2、２3へ、各段単位でのＲＯ膜エレメント１の単位面積当たりの通水面積を上げられるので、直列接続された各段のベッセル２1、２2、２3の並列接続数が、上流側から下流側に少なくなる脱塩処理水系３として、上流段のベッセルへ２1、２2の通水押込圧よりも下流段のベッセル２2、２3への通水押込圧が低くなっていく構成を実現できる。なお、各段のバンク１０、２０、３０への通水押込圧Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、およびバンク３０からの濃縮水の排出圧をモニタするために、図２に示す各対応部に圧力計Ｐを設けてある。
【００７７】
さらには、各ベッセル２はそれぞれＲＯ膜エレメント１を４段に直列接続して収納したものとしている。しかし、これに限定されることはなく、ベッセル２の直列接続する段数、つまりバンク数、各バンクでのＲＯ膜エレメント１の並列接続数と、この並列接続数の上流段から下流段への減少変化、各ベッセル２に収容するＲＯ膜エレメント１の直列接続数、のそれぞれを自由に設定することができる。
【００７８】
ここで、ベッセル２に収納したＲＯ膜エレメント１の操作圧力を１ＭＰａ未満としたものとすることができる。これにより、ＲＯ膜エレメント１の操作圧力を上流段ベッセル２1から下流段ベッセル２3まで段階的に設定するのに、１ＭＰａ未満での通水抵抗を徒に大きくしない最大操作圧力を含んで低圧域とし、提供される最低操作圧力域を含んで超超低圧とし、それらの中間域を超低圧とした、幅広い範囲で選択して、他に対し上流段のベッセル２1、２2への通水押込圧Ｐ1、Ｐ2よりもそれらに対応する下流段のベッセル２2、２3への通水押込圧が低くなる。つまりＰ1＞Ｐ2＞Ｐ3となる傾向性に対応しやすく、きめ細かな対応にて、各段のベッセル２1、２2、２3間でのＲＯ膜エレメント１1、１2、１3のファウリングによる寿命を均等化しやすい利点がある。
【００７９】
また、ベッセル２に収納したＲＯ膜エレメント１の操作圧力を０．４ＭＰａ以上としたものとすることができる。これにより、上流段ベッセルから下流段ベッセルまでＲＯ膜エレメント１の操作圧力を設定するのに、０．４ＭＰａ以上でのＲＯ膜エレメント１が徒に大型化しない最小操作圧力を含んで超超低圧域とし、徒に通水抵抗が大きくならない最大操作圧力域を含んで低圧とし、それらの中間域を超低圧とした、幅広い範囲で選択して、他に対し上流段のベッセル２1、２2への通水押込圧Ｐ1、Ｐ2よりもそれらに対応する下流
段のベッセル２2、２3への通水押込圧Ｐ2、Ｐ3が低くなる。つまりＰ１＞Ｐ２＞Ｐ３となる傾向性に対応でき、きめ細かな対応にて各段のベッセル２1、２2、２3間でのＲＯ膜エレメント１1、１2、１3のファウリングによる寿命を均等化しやすい利点がある。
【００８０】
したがって、これらにより、ＲＯ膜エレメント１1、１2、１3の同時メンテナンスの機会を増やして、メンテナンスの総回数を大幅に減らし、メンテナンスが早すぎる無駄や、遅すぎたる水処理能力の低下を軽減する合理化が図れる。
【００８１】
これらの利点を活かすのに、他に対し上流段のベッセル２1、２2に収納されるＲＯ膜エレメント１1、１2の上流段または双方の操作圧力ＯＰ1、ＯＰ2を低圧とし、それらに対応する下流段のベッセル２2、２3に収納されるＲＯ膜エレメント１2、１3の下流段または双方の操作圧力ＯＰ2、ＯＰ3を超低圧または／かつ超超低圧とすることができる。
【００８２】
これにより、上流段ベッセル２1から下流段階ベッセル２3へ、各段単位でのＲＯ膜エレメント１1、１2、１3単位の通水面積ＴＡを順次段階的に上げられるので、直列接続された各段のバンク１〜３それぞれにおけるベッセル２1、２2、２3の並列接続数が、上流側から下流側に少なくなる脱塩処理水系３として、他に対し上流段のベッセル２1、２2への通水押込圧Ｐ1、Ｐ2よりもそれらに対応する下流段のベッセル２2、２3への通水押込圧Ｐ2、Ｐ3が低くなる。つまりＰ１＞Ｐ２＞Ｐ３となる傾向性に対応しやすく、さらにきめ細かな対応にて各段のベッセル２1、２2、２3間でのＲＯ膜エレメント１1、１2、１3のファウリングによる寿命をより一層均等化しやすい。
【００８３】
さらに、脱塩装置１００は、図１に仮想線で示すように、脱塩処理水系３の最上流段のベッセル２1の上流に、プレフィルタ１２を設けることができる。
【００８４】
このようにすると、孔径が極小なＲＯ膜エレメント１を用いるベッセル２群の上流に、それよりも大きな孔径のプレフィルタ１２が位置して、最上流のベッセ２1のＲＯ膜エレメント１1に先立ち、ＲＯ膜エレメント１による脱塩対象よりも大きな粒子の含有物を予め分離して、ＲＯ膜エレメント１での分離、濃縮負荷になるのを回避することができる。
【００８５】
結果、プレフィルタ１２は、ＲＯ膜エレメント１と分離負荷を分担し合うことになり、双方の劣化のバランスを図りながらＲＯ膜エレメント１の寿命を長大化し、全体の処理能力をさらに高められる。プレフィルタ１２は単一設けられればよいので、寿命が各ＲＯ膜エレメント１に比し短くても、メンテナンスが簡単に行えるので、プレフィルタ１２の寿命はＲＯ膜エレメント１の寿命の整数分の１程度となるようにして好適である。
【００８６】
このようなプレフィルタ１２としては、ＭＦ膜またはＵＦ膜を採用することができる。プレフィルタ１２がＭＦ膜であると、０．０１〜０．２ＭＰａでの極超超低圧の操作圧力ＯＰ0にて、つまり、脱塩処理水系３への通水押込圧Ｐ1をさほど低下させずに、５０ｎｍ〜１μｍのウイルス、菌以上の含有物を予め除去することができる。また、プレフィルタ１２がＵＦ膜であると、数ｎｍ〜５０ｎｍの高分子、タンパク質、ウイルスの一部以上の含有物を予め除去することができる。従って、これら分離物が、孔径が極小なＲＯ膜エレメント１での分離、濃縮負荷となるのを回避し、ＲＯ膜エレメント１の分離負荷を大きく軽減し、寿命の長大化が図れる。
【００８７】
また、脱塩装置１００は、脱塩処理水系３の最上流で、殺菌剤２１または／かつ還元剤２２の添加を行うことができる。
【００８８】
これにより、添加する殺菌剤２１の酸化作用または還元剤２２の酸化還元作用により原水４中の一般菌類や細菌を殺菌し、繁殖やプレフィルタ１２がある場合はこれを含む膜分
離エレメント１に付着するのを防止することができる。
【００８９】
また、殺菌剤２１による殺菌処理後に、還元剤２２を添加すると、先に添加して殺菌に供した後の殺菌剤２１を中和し、殺菌剤２１がベッセル２側に侵入して分離膜を酸化させるのを防止することができ、分離膜の寿命の長大化が図れる。
【００９０】
ここに、殺菌剤２１は、塩素系酸化剤、過酸化水素類、過酢酸類、クロラミン類、オゾンなどを用いることができる。
【００９１】
中でも、費用や殺菌力、取扱の容易さなどから塩素系酸化剤が使用されることが多い。
【００９２】
また、還元剤２２としては亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、チオ硫酸ナトリウムなどが用いられるが、亜硫酸水素ナトリウムが最も一般的である。
【００９３】
上記処理のためには、脱塩装置１００は、殺菌剤または／かつ還元剤供給手段２５を設ければよい。
【００９４】
また、脱塩処理水系３の最上流のベッセル２の上流にて、脱炭酸処理または／かつｐＨ調整を行うことができる。
【００９５】
これにより、溶解ガスはＲＯ膜を透過するので透過水中に残留し、特に炭酸ガスは透過後に再度イオン化して水中へのイオン供給源になる問題があるところ、脱炭酸塔での脱炭酸処理によりｐＨ調整剤を使用、消費せずに、または、ｐＨ調整剤を添加してｐＨ調整することにより脱炭酸塔設備なしに、炭酸を除去することができる。
【００９６】
しかし、両手法を併用して炭酸処理精度を上げることもできる。これらのために、脱塩装置１００は、脱塩処理水系３の最上流のベッセル２の上流にて、仮想線で示すように、脱炭酸手段２３または／かつｐＨ調整手段２４を設ければよい。
【００９７】
最後に、各段での、各ベッセル２1、２2、２3内にて直列接続されたＲＯ膜エレメント１1同士、１2同士、１3同士のそれぞれにおいても、上流段のＲＯ膜エレメントへの通水押込圧よりも下流段のＲＯ膜エレメントへの通水押込圧が低くなっていく傾向があるところ、上流段のＲＯ膜エレメントの操作圧力よりも下流段のＲＯ膜エレメントの操作圧力が低くなっていく傾向とを一致させることで、ＲＯ膜エレメント１1同士、１2同士、１3同士それぞれでの単位面積・単位時間当たりの、上流段のＲＯ膜エレメントでの透過水量と下流段のＲＯ膜エレメントでの透過水量との差を軽減し、または解消することができる。
【００９８】
従って、各段のベッセル２1、２2、２3内にて直列接続されたＲＯ膜エレメント１1同士、１2同士、１3同士、のそれぞれにおいても、上流段のＲＯ膜エレメントほど早期に寿命に達して、脱塩装置１００全体の休止を伴うメンテナンス頻度が高まり処理能力が低下するのを、防止することができる。
【実施例１】
【００９９】
下記の主な処理条件、
・直列接続初段ステージＳ１：並列接続ベッセルＮｏ．１〜５、各ベッセル収納のＲＯ膜エレメント（低圧（１．６〜０．６Ｍｐａ）：ＣＰＡ３−ＬＤ：米国ハイドロノーティクス社製）４段直列接続
・直列接続中段ステージＳ２：並列接続ベッセルＮｏ．１〜３、各ベッセル収納のＲＯ膜エレメント（超低圧（０．９〜０．４Ｍｐａ）：ＥＳＰＡ２−ＬＤ：米国ハイドロノーティクス社製）４段直列接続
・直列接続後段ステージＳ３：並列接続ベッセルＮｏ．１〜２、各ベッセル収納のＲＯ
膜エレメント（超低圧（０．９〜０．４Ｍｐａ）：ＥＳＰＡ２−ＬＤ：米国ハイドロノーティクス社製）４段直列接続
・ポンプ流量：４８．０ｍ3／ｈｒ
・透過水量：３６．０ｍ3／ｈｒ
・推奨ポンプ圧：０．９９ＭＰａ
・原水押込み圧：０．７９ＭＰａ
・原水電気伝導率：１７０μＳ／ｃｍ
・回収率：７５％
・原水温度：２０．０℃
・原水ｐＨ：６．８
・ＦＩ＝３
にて、脱塩処理したところ、バンク１０での各ベッセルＮｏ．１〜６、バンク２０での各ベッセルＮｏ．１〜３、バンク３０での各ベッセルＮｏ．１〜２、に対応する各ＲＯ膜エレメントでの操作圧力と、濾過水の単位面積、単位時間当たりの透過水量とにつき、下記表１のような処理結果が得られた。
【０１００】
【表１】
【０１０１】
この表１から、各ＲＯ膜エレメントにつき単位面積・単位時間あたりの透過水量のばらつきは、その平均値の±１０％付近にあり、各ＲＯ膜エレメントの透過水量は略同一の許容範囲にあることが分かる。
【０１０２】
これによって、各ＲＯ膜エレメントについては、直列のバンクの位置に関わらず、寿命の均等化がほぼ図れることが認められる。
【実施例２】
【０１０３】
下記の主な処理条件、
・直列接続初段ステージＳ１：並列接続ベッセルＮｏ．１〜５、各ベッセル収納のＲＯ膜エレメント（低圧（１．６〜０．６Ｍｐａ）：ＣＰＡ３−ＬＤ：米国ハイドロノーティクス社製）４段直列接続
・直列接続中段ステージＳ２：並列接続ベッセルＮｏ．１〜３、各ベッセル収納のＲＯ膜エレメント（低圧（１．６〜０．６Ｍｐａ）：ＥＳＰＡ２−ＬＤ：米国ハイドロノーテ
ィクス社製）４段直列接続
・直列接続後段ステージＳ３：並列接続ベッセルＮｏ．１〜２、各ベッセル収納のＲＯ膜エレメント（超低圧（０．９〜０．４Ｍｐａ）：ＥＳＰＡ２−ＬＤ：日東工業製）４段直列接続
・ポンプ流量：４８．０ｍ3／ｈｒ
・透過水量：３６．０ｍ3／ｈｒ
・推奨ポンプ圧：１．０２ＭＰａ
・原水押込み圧：０．８２ＭＰａ
・原水電気伝導率：１７０μＳ／ｃｍ
・回収率：７５％
・原水温度：２０．０℃
・原水ｐＨ：６．８
・ＦＩ＝３
にて、脱塩処理したところ、バンク１０での各ベッセルＮｏ．１〜６、バンク２０での各ベッセルＮｏ．１〜３、バンク３０での各ベッセルＮｏ．１〜２、に対応する各ＲＯ膜エレメントでの操作圧力と、濾過水の単位面積、単位時間当たりの透過水量とにつき、下記表２のような処理結果が得られた。
【０１０４】
【表２】
【０１０５】
この表２から、各ＲＯ膜エレメントにつき単位面積・単位時間あたりの透過水は、その平均値の±１０％に収まり、各ＲＯ膜エレメントの透過水量は略同一の許容範囲にあることが分かる。
【０１０６】
これによって、各ＲＯ膜エレメントにつき、直列のバンクの位置に関わらず、寿命の均等化がほぼ図れることが認められる。
【０１０７】
なお、本実施例ではバンク数を３、ベッセル数を６、３、２、ＲＯ膜エレメント数を４に設定したが、使用条件に合わせて適宜設定できる。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明は、脱塩水処理系にて、多段に直列接続されたＲＯ膜のベッセルでの透過水量の
均等化を得て、通常、ファウリングを招く度合いが上流側から下流側に低くなる傾向を回避し、上流側のベッセルからＲＯ膜エレメントが早期に劣化していくのを防止することができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１、１1、１2、１3 ＲＯ膜エレメント
２、２1、２2、２3 ベッセル
３ 脱塩処理水系
４ 原水
４1、４2、４3 濃縮水
１０、２０、３０ バンク
１１ ポンプ
１２ プレフィルタ
２１ 殺菌剤
２２ 還元剤
２３ 脱炭酸手段
２４ ｐＨ調整手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上のＲＯ膜エレメントを収納した1つ以上のベッセルと、このベッセルを並列に収納したバンクと、このバンクを上流から下流に向け多段に直列接続した脱塩処理水系にて、その上流側から原水を圧送して押込み、上流段のバンクに通して透過水と濃縮水に分離し、この濃縮水を下流段のバンクに通して透過水と濃縮水とに分離する脱塩方法において、上流段のバンク内のＲＯ膜エレメントの単位面積当たりの透過水量と下流段のバンク内のＲＯ膜エレメントの単位面積当たりの透過水量が略同一となるように、各ベッセルに収納するＲＯ膜エレメントの種類を選択可能としたことを特徴とする脱塩方法。
【請求項２】
上流段のベッセルに収納するＲＯ膜エレメントは低圧のもの、下流段のベッセルに収納されるＲＯ膜エレメントの操作圧力を超低圧または／かつ超超低圧のものを用いる請求項１に記載の脱塩方法。
【請求項３】
下流段のベッセルに収納したＲＯ膜エレメントの操作圧力を、上流段のベッセルに収納したＲＯ膜エレメントの操作圧力よりも低くするとともに、前記ベッセルに収納する前記ＲＯ膜エレメントは、使用時の操作圧力が１ＭＰａ未満となるものを用いてなる請求項１または請求項２に記載の脱塩方法。
【請求項４】
前記ベッセルに収納する前記ＲＯ膜エレメントは、使用時の操作圧力が０．４ＭＰａ以上となるものを用いる請求項３に記載の脱塩方法。
【請求項５】
前記脱塩処理水系の最上流段のベッセルの上流でプレフィルタによる膜処理を行う請求項１〜４のいずれか１項に記載の脱塩方法。
【請求項６】
前記プレフィルタは、ＭＦ膜またはＵＦ膜を用いる請求項５に記載の脱塩方法。
【請求項７】
前記脱塩処理水系の最上流で、殺菌剤または／かつ還元剤の添加を行う請求項１〜６のいずれか１項に記載の脱塩方法。
【請求項８】
前記脱塩処理水系の最上流のベッセルの上流にて、脱炭酸処理または／かつｐＨ調整を行う請求項１〜６のいずれか１項に記載の脱塩方法。
【請求項９】
各段での、各ベッセル内にて直列接続されたＲＯ膜エレメント同士の関係において、下流段のＲＯ膜エレメントの操作圧力が、上流段のＲＯ膜エレメントの操作圧力よりも低いものを用いる請求項１〜８のいずれか１項に記載の脱塩方法。
【請求項１０】
１つ以上のＲＯ膜エレメントを収納した１つ以上のベッセルと、このベッセルを並列に収納したバンクと、このバンクを上流から下流に向け多段に直列接続し、上流段のベッセルから出た濃縮水を下流段のベッセルに通して透過水と濃縮水とに分離させる脱塩処理水系と、この脱塩処理水系にその上流側から原水を圧送し押込むポンプとを備え、上流段のバンク内のＲＯ膜エレメントの単位面積当たりの透過水量と下流段のバンク内のＲＯ膜エレメントの単位面積当たりの透過水量が略同一となるように、各ベッセルに収納するＲＯ膜エレメントの種類を選択可能としたことを特徴とする脱塩装置。
【請求項１１】
上流段のベッセルに収納されるＲＯ膜エレメントを低圧とし、下流段のベッセルに収納されるＲＯ膜エレメントの操作圧力を超低圧または／かつ超超低圧とした請求項１０に記載の脱塩装置。
【請求項１２】
下流段のベッセルに収納したＲＯ膜エレメントの操作圧力を、上流段のベッセルに収納
したＲＯ膜エレメントの操作圧力よりも低くするとともに、前記ベッセルに収納する前記ＲＯ膜エレメントは、使用時の操作圧力が１ＭＰａ未満となるものを用いてなる請求項１０または請求項１１に記載の脱塩装置。
【請求項１３】
前記ベッセルに収納したＲＯ膜エレメントは、使用時の操作圧力が０．４ＭＰａ以上となるものを用いる請求項１２に記載の脱塩装置。
【請求項１４】
前記脱塩処理水系の最上流段のベッセルの上流に、プレフィルタを設けた請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の脱塩装置。
【請求項１５】
前記プレフィルタは、ＭＦ膜またはＵＦ膜である請求項１４に記載の脱塩装置。
【請求項１６】
前記脱塩処理水系の最上流に、殺菌剤供給手段または／かつ還元剤供給手段を設けた請求項１０〜１５のいずれか１項に記載の脱塩装置。
【請求項１７】
前記脱塩処理水系の最上流のベッセルの上流にて、脱炭酸手段または／かつｐＨ調整手段を設けた請求項１０〜１５のいずれか１項に記載の脱塩装置。
【請求項１８】
各段での、各ベッセル内にて直列接続されたＲＯ膜エレメント同士の関係において、下流段のＲＯ膜エレメントの操作圧力を、上流段のＲＯ膜エレメントの操作圧力よりも低くした請求項１０〜１７のいずれか１項に記載の脱塩装置。
【請求項１】
１つ以上のＲＯ膜エレメントを収納した1つ以上のベッセルと、このベッセルを並列に収納したバンクと、このバンクを上流から下流に向け多段に直列接続した脱塩処理水系にて、その上流側から原水を圧送して押込み、上流段のバンクに通して透過水と濃縮水に分離し、この濃縮水を下流段のバンクに通して透過水と濃縮水とに分離する脱塩方法において、上流段のバンク内のＲＯ膜エレメントの単位面積当たりの透過水量と下流段のバンク内のＲＯ膜エレメントの単位面積当たりの透過水量が略同一となるように、各ベッセルに収納するＲＯ膜エレメントの種類を選択可能としたことを特徴とする脱塩方法。
【請求項２】
上流段のベッセルに収納するＲＯ膜エレメントは低圧のもの、下流段のベッセルに収納されるＲＯ膜エレメントの操作圧力を超低圧または／かつ超超低圧のものを用いる請求項１に記載の脱塩方法。
【請求項３】
下流段のベッセルに収納したＲＯ膜エレメントの操作圧力を、上流段のベッセルに収納したＲＯ膜エレメントの操作圧力よりも低くするとともに、前記ベッセルに収納する前記ＲＯ膜エレメントは、使用時の操作圧力が１ＭＰａ未満となるものを用いてなる請求項１または請求項２に記載の脱塩方法。
【請求項４】
前記ベッセルに収納する前記ＲＯ膜エレメントは、使用時の操作圧力が０．４ＭＰａ以上となるものを用いる請求項３に記載の脱塩方法。
【請求項５】
前記脱塩処理水系の最上流段のベッセルの上流でプレフィルタによる膜処理を行う請求項１〜４のいずれか１項に記載の脱塩方法。
【請求項６】
前記プレフィルタは、ＭＦ膜またはＵＦ膜を用いる請求項５に記載の脱塩方法。
【請求項７】
前記脱塩処理水系の最上流で、殺菌剤または／かつ還元剤の添加を行う請求項１〜６のいずれか１項に記載の脱塩方法。
【請求項８】
前記脱塩処理水系の最上流のベッセルの上流にて、脱炭酸処理または／かつｐＨ調整を行う請求項１〜６のいずれか１項に記載の脱塩方法。
【請求項９】
各段での、各ベッセル内にて直列接続されたＲＯ膜エレメント同士の関係において、下流段のＲＯ膜エレメントの操作圧力が、上流段のＲＯ膜エレメントの操作圧力よりも低いものを用いる請求項１〜８のいずれか１項に記載の脱塩方法。
【請求項１０】
１つ以上のＲＯ膜エレメントを収納した１つ以上のベッセルと、このベッセルを並列に収納したバンクと、このバンクを上流から下流に向け多段に直列接続し、上流段のベッセルから出た濃縮水を下流段のベッセルに通して透過水と濃縮水とに分離させる脱塩処理水系と、この脱塩処理水系にその上流側から原水を圧送し押込むポンプとを備え、上流段のバンク内のＲＯ膜エレメントの単位面積当たりの透過水量と下流段のバンク内のＲＯ膜エレメントの単位面積当たりの透過水量が略同一となるように、各ベッセルに収納するＲＯ膜エレメントの種類を選択可能としたことを特徴とする脱塩装置。
【請求項１１】
上流段のベッセルに収納されるＲＯ膜エレメントを低圧とし、下流段のベッセルに収納されるＲＯ膜エレメントの操作圧力を超低圧または／かつ超超低圧とした請求項１０に記載の脱塩装置。
【請求項１２】
下流段のベッセルに収納したＲＯ膜エレメントの操作圧力を、上流段のベッセルに収納
したＲＯ膜エレメントの操作圧力よりも低くするとともに、前記ベッセルに収納する前記ＲＯ膜エレメントは、使用時の操作圧力が１ＭＰａ未満となるものを用いてなる請求項１０または請求項１１に記載の脱塩装置。
【請求項１３】
前記ベッセルに収納したＲＯ膜エレメントは、使用時の操作圧力が０．４ＭＰａ以上となるものを用いる請求項１２に記載の脱塩装置。
【請求項１４】
前記脱塩処理水系の最上流段のベッセルの上流に、プレフィルタを設けた請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の脱塩装置。
【請求項１５】
前記プレフィルタは、ＭＦ膜またはＵＦ膜である請求項１４に記載の脱塩装置。
【請求項１６】
前記脱塩処理水系の最上流に、殺菌剤供給手段または／かつ還元剤供給手段を設けた請求項１０〜１５のいずれか１項に記載の脱塩装置。
【請求項１７】
前記脱塩処理水系の最上流のベッセルの上流にて、脱炭酸手段または／かつｐＨ調整手段を設けた請求項１０〜１５のいずれか１項に記載の脱塩装置。
【請求項１８】
各段での、各ベッセル内にて直列接続されたＲＯ膜エレメント同士の関係において、下流段のＲＯ膜エレメントの操作圧力を、上流段のＲＯ膜エレメントの操作圧力よりも低くした請求項１０〜１７のいずれか１項に記載の脱塩装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１２０９９６（Ｐ２０１１−１２０９９６Ａ）
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８０２１２（Ｐ２００９−２８０２１２）
【出願日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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