透析液作成用希釈水の製造装置
【課題】透析液作成用希釈水の製造装置にて、比較的短い時間で装置の熱水洗浄を実施して装置を長期間高い清浄度に維持する。
【解決手段】原水貯留槽３と、活性炭を含む前処理手段５、ＲＯ膜モジュール８、精製水貯留槽９等がこの順番で配置される。ＲＯ膜モジュール８からの透過水を脱塩水と電極水と濃縮水に分離するＥＤＩ１５が設置される。ＥＤＩの脱塩水を精製水貯留槽９に供給する脱塩水供給路２４と、ＲＯ膜モジュール８の透過水と濃縮水、ならびにＥＤＩ１５の脱塩水と電極水と濃縮水を原水貯留槽３に戻す循環経路１２，１３，２１，２２，２３と、ＲＯ膜モジュール８とＥＤＩ１５の熱湯洗浄時に原水貯留槽３内の原水と原水貯留槽３内への循環水を加温する、原水貯留槽３に付設された加温手段２８と、熱湯洗浄のとき、脱塩水供給路２４の脱塩水が精製水貯留槽９に供給されないように脱塩水供給路２４を脱塩水循環経路２１に切り替える三方弁２５と、が設けられている。
【解決手段】原水貯留槽３と、活性炭を含む前処理手段５、ＲＯ膜モジュール８、精製水貯留槽９等がこの順番で配置される。ＲＯ膜モジュール８からの透過水を脱塩水と電極水と濃縮水に分離するＥＤＩ１５が設置される。ＥＤＩの脱塩水を精製水貯留槽９に供給する脱塩水供給路２４と、ＲＯ膜モジュール８の透過水と濃縮水、ならびにＥＤＩ１５の脱塩水と電極水と濃縮水を原水貯留槽３に戻す循環経路１２，１３，２１，２２，２３と、ＲＯ膜モジュール８とＥＤＩ１５の熱湯洗浄時に原水貯留槽３内の原水と原水貯留槽３内への循環水を加温する、原水貯留槽３に付設された加温手段２８と、熱湯洗浄のとき、脱塩水供給路２４の脱塩水が精製水貯留槽９に供給されないように脱塩水供給路２４を脱塩水循環経路２１に切り替える三方弁２５と、が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液透析用の透析液を透析用粉末剤または透析用濃縮原液と希釈水とを所定の比率で混合して作成するのに用いられる、透析液作成用希釈水の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多人数用の血液透析を中央で集中管理できるようにした、いわゆるセントラル透析システムにおいては、個々の血液透析に用いられる透析液を調製するに際し、とくに所定濃度の透析用原液が多量に調製されることが多い。これら透析用原液は、透析用粉末剤または透析用濃縮原液と希釈水とを所定の混合比率で混合し、透析用粉末剤を希釈水で溶解あるいは透析用濃縮原液を希釈水で所定濃度に希釈することにより、多量に調製される。このような透析液作成用希釈水には、通常、高い清浄度が要求される。
【０００３】
近年、透析液作成用希釈水の清浄度要求はさらに高まりつつある。透析液作成用希釈水の製造装置としては、逆浸透膜モジュール（以下、逆浸透をＲＯと略す。）を備えた装置が知られており、さらに水質向上を図るためには、ＲＯ膜モジュールを２段直列に接続することが知られている。
【０００４】
さらに、透析液作成用希釈水の製造分野よりも水質基準の高い医薬品用精製水の製造分野では、ＲＯ膜モジュールに加えて電気再生式純水製造装置（この装置は電気式脱イオン水製造装置とも呼ばれ、以下、ＥＤＩと略称する。）が使用されている（特許文献１参照）。このＥＤＩは、基本的にはカチオン交換膜とアニオン交換膜で形成される隙間にイオン交換体を充填して脱塩室を構成し、このイオン交換体に被処理水を通過させると共に、両イオン交換膜を介して直流電流を作用させて、両イオン交換膜の外側に流れている濃縮水中へ被処理水中の不純物イオンを電気的に排除しながら脱イオン水を製造するものである。このようなＥＤＩをＲＯ膜モジュールの後段に設けることで、ＲＯ膜の透過水をさらに清浄化することができる。
【０００５】
透析液作成用希釈水の製造分野においても希釈水の水質基準の高度化に追従するため、ＲＯ膜モジュールの後段にＥＤＩを追加した透析液作成用希釈水製造装置が検討されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−７４１０９号公報
【特許文献２】特開２００７−２５２３９６号公報
【特許文献３】特開２０１０−１９４０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
透析液作成用希釈水の製造装置では、人体に入れる透析液の希釈に使う水を製造するため、通常の製造を開始する前に系内の殺菌を行う必要がある。特許文献１に開示された医薬品用精製水の製造装置では、熱水による殺菌洗浄が実施されている。
【０００８】
そこで、ＲＯ膜モジュールとＥＤＩを用いた透析液作成用希釈水の製造装置においても、ＲＯ膜の１次側および２次側ラインと、ＥＤＩの脱塩水ライン、電極水ラインおよび濃縮水ラインの殺菌を確実に行い長期的に高い清浄度を維持するために、熱水による殺菌洗浄を実施することを考えた。しかしながら、この実施においては以下のような課題がある。
【０００９】
１）上記の熱水洗浄の実施において、特許文献１に示されているように、熱湯を作るための加熱手段を原水タンクに備え、熱湯をＲＯ膜モジュールおよびＥＤＩに順次通水して再び原水タンクに戻す循環方式を採用することが考えられる。しかし、特許文献１に開示された装置は原水タンクとＲＯ膜モジュールとＥＤＩをこの順番に備えた系であり、熱水洗浄で循環させられる水は、ＥＤＩの脱塩水ライン濃縮水ラインを通る熱湯だけである。
【００１０】
このような系ではＥＤＩの電極室を流れる水（電極水）は陰極又は陽極付近の水であり、ＥＤＩの電圧印加時（通常運転時）には、電解生成物、すなわち陰極水は水素ガス、陽極水は酸素ガス、塩素ガス、オゾンガス、過酸化水素などの酸化性ガスを含有している。そのため、特に酸化性ガスを含む陽極水を原水タンクに戻すと、後段のＲＯ膜の性能低下（酸化劣化）を引き起こしたり、場合によってはＲＯ膜すらも透過してＥＤＩに酸化性ガスが流入し性能低下（酸化劣化）を引き起こす可能性がある。したがって、これら電極水は系外へ排出するラインを設け、系外へ排出せざるを得なかった。
【００１１】
したがって、原水タンク、ＲＯ膜モジュール、ＥＤＩをこの順番に備えただけの系においては、水回収率が１００％とならない。加えて、熱水による殺菌洗浄時（ＥＤＩの電圧停止時）においても同じラインを使用するため電極水を系外へ排出することになり、原水タンクに還流される熱湯は減少し、原水タンクからＲＯ膜モジュールを経てＥＤＩへ供給される熱湯は減少し続ける。つまり、熱水の利用効率が低い。これを改善するには、熱水による洗浄処理中に原水タンク内の水が無くなって空だき運転にならないように、洗浄時間中に排出される電極水の水量に相当する分を原水タンクに追加しておく必要がある。この結果、原水タンクが大型化するという問題が生じる。透析液は医薬品製造工場ではなく病院施設内で作製されるため、透析液作成用希釈水の製造装置には、病院施設内で容易に搬送および設置できる大きさのものが求められており、上記原水タンクの大型化の問題はこの要求に応えられない。さらに、電極水の排出の為にその排出ラインに付随して排水処理設備が本製造装置の設置と共に必要になり、病院施設内で作る透析液作成用希釈水の製造装置としては適さない。
【００１２】
２）ＲＯ膜およびＥＤＩのイオン交換膜に一気に高温の熱湯を供給するのは好ましくないため、原水タンク内の昇温は上記ＲＯ膜とＥＤＩと原水タンクとの間で循環を行いながら徐々に昇温していくことが望ましい。しかし、上述したように原水タンクに還流される熱湯が減少すること、ＲＯ膜およびＥＤＩのイオン交換膜が昇温の阻害になっていることなどで、昇温の際の熱効率が低く、所望の昇温に時間を要する。また、電極水の排出と一緒に系内の熱も一部放出されてしまうことや、通常運転後は未だ電極室に酸化性ガスを含む陽極水が残っているため陽極水をすべて系外に排出しそれから熱湯洗浄運転を実施する必要があることから、通常運転後に直ぐに熱湯洗浄運転を開始することはできない。
【００１３】
３）夜間透析などの実施により１日の透析治療時間が長くなる傾向にあり、翌日の透析までの待機時間が短くなってきているため、夜間に熱湯洗浄を行う場合には短時間で洗浄工程を終了する必要がある。しかし、上述したように洗浄水の昇温に時間を要するため、この短時間での洗浄の要求に応えることが困難となる。
【００１４】
なお、本発明に関連する技術として、特許文献１に、医薬品用精製水の製造において熱水殺菌を行う技術が記載されているが、特許文献１に記載の技術は、処理対象が本発明とは異なり、医薬品製造用の精製水を対象としており、透析液については言及されていない。また、特許文献１記載の装置はＲＯ膜モジュールおよびＥＤＩをこの順に備えた系と原水タンクとの間で熱水を循環可能な循環経路を設けているが、ＲＯ膜モジュールおよびＥＤＩを経た処理水を熱交換器のみに通す構成であり、また熱水の循環経路に少なくとも活性炭を含む前処理手段も備えられていない。よって、本発明のように原水タンク、前処理手段、ＲＯ膜モジュールおよびＥＤＩに順次熱湯を通水した後、ＥＤＩの脱塩水、電極水および濃縮水をそれぞれ原水タンクに循環させる循環経路を設ける構成とは異なる。
【００１５】
さらに、加熱方式も本発明とは異なり、特許文献１記載の装置では循環配管中に加熱器を設けているので、原水タンクに加温手段を備える場合に比べ加熱効率が低く、所望の加温に長時間を要するおそれがある。
【００１６】
また、本発明に関連する技術として、特許文献２に、透析液作成用希釈水の製造において、ＲＯ膜とＥＤＩを用いる技術が記載されているが、特許文献２には熱水洗浄については全く言及されていない。
【００１７】
また、本発明に関連する技術として、特許文献３に、透析液作成用希釈水の製造において、系内の熱水殺菌を行う技術が記載されているが、特許文献３に記載の装置は、原水タンク、前処理手段およびＲＯ膜モジュールをこの順に備える構成であり、ＥＤＩを備えていない点で本発明とは異なる。
【００１８】
仮に特許文献３に記載の装置に特許文献１による熱水洗浄の思想を考慮しても、前述したような理由で、酸化性ガスを含むＥＤＩの電極水を原水タンクに戻すという発想は起こらない。そのため、上記の課題１）のように電極水を原水タンクに戻せない実情に起因する原水タンクの大型化の問題は依然と残る。
【００１９】
そこで本発明は、上記の課題１）〜３）を解消するものであって、比較的短い時間で装置の熱水洗浄を実施して装置を長期間高い清浄度に維持することができる透析液作成用希釈水の製造装置を提供することを目的とする。更なる目的は、病院施設内で使用できるように原水タンクを最小限の大きさで設置可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明に係る透析液作成用希釈水の製造装置は、原水を貯留する原水貯留槽と、原水貯留槽より加圧供給された原水を前処理する少なくとも活性炭を含む前処理手段と、前処理手段より前処理されて加圧供給された原水を逆浸透膜で透過水と濃縮水とに分離する逆浸透膜モジュールと、逆浸透膜モジュールからの透過水を脱塩水、電極水および濃縮水に分離する電気再生式純水製造装置（ＥＤＩ）と、電気再生式純水製造装置の脱塩水を精製水として貯留する精製水貯留槽と、電気再生式純水製造装置の脱塩水を精製水貯留槽に供給する脱塩水供給路と、精製水貯留槽に貯留された精製水を透析液作成用希釈水として供給する精製水供給手段と、を有する。
【００２１】
上記課題を解決するため、本発明の態様の一つによれば、上記逆浸透膜モジュールの透過水および濃縮水、ならびに上記電気再生式純水製造装置の脱塩水、電極水および濃縮水をそれぞれ原水貯留槽に戻す循環経路が設けられている。さらに、逆浸透膜モジュールおよび電気再生式純水製造装置の熱湯洗浄を行うときに上記原水貯留槽内の原水と、上記逆浸透膜モジュールの透過水および濃縮水ならびに上記電気再生式純水製造装置の脱塩水、電極水および濃縮水の原水貯留槽内への循環水を加温する加温手段が上記原水貯留槽に付設されている。さらに、上記熱湯洗浄を行うときに、上記脱塩水供給路の脱塩水が精製水貯留槽に供給されないように脱塩水供給路を、電気再生式純水製造装置の脱塩水を原水貯留槽に戻す脱塩水循環経路に切り替えることが可能な第１の流路切替手段が設けられている。
【００２２】
このような本発明に係る装置においては、逆浸透膜モジュールの透過水と濃縮水、電気再生式純水製造装置の脱塩水、電極水および濃縮水が循環経路を介して原水貯留槽に循環され、原水貯留槽に付設された加温手段により昇温され、逆浸透膜モジュールおよび電気再生式純水製造装置を熱湯洗浄に供される。したがって、逆浸透膜モジュールの透過水（二次側透過水）と濃縮水（一次側濃縮水）、電気再生式純水製造装置の脱塩水、電極水および濃縮水の全量が原水貯留槽に回収されて循環されることになり、熱湯循環水量が減少されずに逆浸透膜モジュールおよび電気再生式純水製造装置が熱湯洗浄され、熱湯による洗浄効果が高く維持される。さらに、原水貯留槽と逆浸透膜モジュールと電気再生式純水製造装置をこの順番に備えた系において、逆浸透膜モジュールの前段に、陽極水に含まれる酸化性ガスを除去できる活性炭を有する前処理手段を設けたことにより、この前処理手段の前段の原水貯留槽へ電気再生式純水製造装置の電極水を戻すことができ、水回収率が１００％となる。このため、電気再生式純水製造装置の電極水を排出することが必要な従来構成と違い、電極水の排出量を見越して原水貯留槽の大きさを大きくする必要がなくなり、病院施設内で容易に搬送および設置できる大きさの透析液作成用希釈水の製造装置を提供することができる。また本願の製造装置は、電気再生式純水製造装置の電極水を排水処理する設備が要らないため、病院施設で使用する装置として非常に適している。
【００２３】
また、加温手段により原水および上記循環経路の循環水が徐々に昇温されるので、逆浸透膜に一気に高温熱湯が供給されることはなく、逆浸透膜および電気再生式純水製造装置は望ましい温度条件にて洗浄され得る。また、循環水は水量が減少されずに、その全量が原水貯留槽に付設された加温手段により昇温され、とくに系外への熱水の排出が無いため原水貯留槽では昇温のための熱容量を大きい状態に維持でき、結果、高い加温効率が得られ、短時間のうちに目標とする温度に昇温可能となる。目標温度への昇温に時間を要しないため、所望の熱湯洗浄を短時間で終えることが可能になり、短くなりつつある夜間の洗浄可能時間にも容易に対応できるようになる。さらに、昇温された熱湯は逆浸透膜モジュールおよび電気再生式純水製造装置のみならず原水貯留槽から前処理手段にも通水されるので、効率のよい前処理手段の熱湯洗浄も可能になり、前処理手段での細菌コンタミ等をより適切に防止できるようになり、システム全体の優れた洗浄が可能になる。このように優れた性能の洗浄が短時間で可能になるので、比較的多量の透析液作成用希釈水の製造が要求されるセントラル透析システムにおける希釈水製造にも容易に対応できるようになる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る透析液作成用希釈水の製造装置によれば、熱水洗浄において電気再生式純水製造装置を経た電極水を原水貯留槽に戻すことができるため、原水貯留槽の大きさが最小限で済み、装置を病院施設内で使用できるようになる。
【００２５】
さらに、逆浸透膜モジュールおよび電気再生式純水製造装置の洗浄のための原水および循環水を効率よく所望の温度に加温でき、逆浸透膜モジュール、電気再生式純水製造装置、さらには前処理手段についても、短時間のうちに効率よく熱湯洗浄でき、セントラル透析システムにおける透析液作成用希釈水の製造に容易に対応できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る透析液作成用希釈水の製造装置の機器系統図である。
【図２】図１のＥＤＩと代替可能な別のＥＤＩの構成例を示した模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２８】
図１は、本発明の第１実施形態に係る透析液作成用希釈水の製造装置を示しており、ＲＯ膜モジュールが１段の場合の一例を示している。図１に示す透析液作成用希釈水の製造装置１は、供給されてくる原水２を貯留する原水貯留槽３と、原水貯留槽３内の原水を加圧し供給する加圧ポンプ４と、加圧ポンプ４により供給された原水を前処理する前処理手段５と、前処理手段５により前処理された原水をさらに加圧し供給する高圧ポンプ６と、高圧ポンプ６により供給された原水を逆浸透膜（以下、ＲＯ膜と略す。）により透過水と濃縮水とに分離するＲＯ膜モジュール８と、ＲＯ膜モジュール８からの透過水を脱塩水、電極水および濃縮水とに分離する電気再生式純水製造装置（以下、ＥＤＩと略す。）１５と、ＥＤＩ１５からの脱塩水を精製水として貯留する精製水貯留槽９と、精製水貯留槽９に貯留された精製水を透析液作成用希釈水１０として供給する精製水供給手段としての送水ポンプ１１とを有している。
【００２９】
前処理手段５は、少なくとも活性炭を含み、その他に、例えば、各種濾過膜（ＭＦ膜、ＵＦ膜、ＮＦ膜など）、軟化器、濾過器などの少なくとも一つを含むもので構成される。
【００３０】
ＥＤＩ１５は、例えば、カチオン交換膜１６とアニオン交換膜１７とで画成される室にイオン交換体（イオン交換樹脂、モノリス状有機多孔質イオン交換体、イオン交換繊維等）を充填して脱塩室１８を構成し、脱塩室１８の両側に２つの濃縮室１９ａ、１９ｂを設け、これら脱塩室１８および濃縮室１９ａ、１９ｂを、陰極を備えた陰極室２０ａと陽極を備えた陽極室２０ｂとの間に配置して構成されている。濃縮室１９ａと電極室２０ａの間並びに濃縮室１９ｂと電極室２０ｂの間もアニオン交換膜１６又はカチオン交換膜１７が備えられている。図１では平板積層型のＥＤＩを示しているが、スパイラル型あるいは同心円型などでもよい。また、脱塩室１８が一つの場合を例示しているが、図２に示すように脱塩室１８内に他のイオン交換膜（ここではアニオン交換膜１７）を備え、脱塩室１８を分割する構成であってもよい。
【００３１】
図１の構成の場合、ＲＯ膜モジュール８からの透過水は分岐され、脱塩室１８内に充填されたイオン交換体の層、濃縮室１９ａ、１９ｂ、および電極室２０ａ，２０ｂを通過するようになっている。図２の構成の場合は、ＲＯ膜モジュール８の透過水は第１の脱塩室１８ａを通過した後に第２の脱塩室１８ｂを通過するようにするのがよい。いずれの場合も、電極室２０aの陰極と電極室２０ｂの陽極との間に電圧が印加され、脱塩室１８の両側のカチオン交換膜１６とアニオン交換膜１７を介して水の流れに対して直角方向に直流電流が作用されることにより、脱塩室１８を流れるＲＯ膜透過水中の不純物イオンが、濃縮室１９ａ、１９ｂ中を流れるＲＯ膜透過水中へ電気的に排除されながら、処理水として脱塩水が製造される。脱塩室１８からの不純物イオン（塩類）を受け取った濃縮室１９ａ、１９ｂのＲＯ膜透過水は濃縮水としてＥＤＩ１５の外へ排出される。また、電極室２０ａ，２０ｂ中を流れるＲＯ膜透過水は水素ガスや、酸素ガス、塩素ガス、オゾンガス、過酸化水素などの酸化性ガス等の電解生成物を含んで電極水としてＥＤＩ１５の外へ排出される。
【００３２】
ＲＯ膜モジュール８の濃縮水および透過水、ＥＤＩ１５の脱塩水、電極水および濃縮水は、それぞれ、ＲＯ膜モジュール８からの濃縮水循環経路１２および透過水循環経路１３、ならびに、ＥＤＩ１５からの脱塩水循環経路２１、濃縮水循環経路２２および電極水循環経路２３を介して原水貯留槽３に循環されることが可能に構成されている。ＥＤＩ１５の脱塩水循環経路２１は、ＥＤＩ１５の脱塩室１８から精製水貯留槽９へ送られる脱塩水供給路２４に三方弁２５を介して接続されている。三方弁２５（第１の流路切替手段）により、透析液作成用希釈水の製造の際には脱塩水をＥＤＩ１５の脱塩室１８から精製水貯留層９へ送る脱塩水供給路２４に、透析液作成用希釈水製造前の熱湯洗浄の際には熱湯をＥＤＩ１５の脱塩室１８から原水貯留槽３へ送る脱塩水循環経路２１に切り替え可能となっている。
【００３３】
また、精製水貯留槽９に貯留された精製水は、透析液作成用希釈水の製造の際に送水ポンプ１１により透析液作成用希釈水１０として供給されるか、透析液作成用希釈水製造前の熱湯洗浄の際に三方弁２６（第２の流路切替手段）により切り替えた精製水循環経路１４を介して原水貯留槽３に循環されることが可能に構成されている。
【００３４】
原水貯留槽３には、原水および、各循環経路１２，１３，１４，２１，２２，２３を介して回収されてくる循環水を加温する加温手段２８が付設されている。この加温手段としては、ヒータ等の一般的な加温手段をそのまま転用すればよい。
【００３５】
透析液作成用希釈水の製造前にＲＯ膜モジュール８およびＥＤＩ１５の熱水洗浄を行う場合は、三方弁２５によって脱塩水供給路２４を脱塩水循環経路２１のみに接続し、開閉弁２７を開けて原水貯留槽３内に原水３を必要量貯める。その後、加温手段２８、加圧ポンプ４および高圧ポンプ６を動作させる。これにより、原水貯留槽３内の原水が前処理手段５、ＲＯ膜モジュール８、およびＥＤＩ１５へこの順番に通水されるとともに、各循環経路１４，２１，２２，２３を介して再び原水貯留槽３へ還流する。こうした循環を繰り返すことより、前処理手段５、ＲＯ膜モジュール８およびＥＤＩ１５の通過のたびに原水貯留槽３内の原水の清浄度が増し、かつ、加温手段２８で徐々に昇温される。こうしてＲＯ膜モジュール８およびＥＤＩ１５が熱湯洗浄に供される。
【００３６】
ただし、昇温された熱湯により、前処理手段５から精製水貯留槽９までを含めたシステム全体の洗浄も可能である。これは、三方弁２５によって、脱塩水供給路２４を脱塩水循環経路２１との接続から精製水貯留槽９との接続に切り替えると同時に、三方弁２６により、精製水貯留槽９から精製水循環経路１４に切り替えることで可能になる。
【００３７】
さらに本実施形態では、加圧ポンプ４の出口側と高圧ポンプ６の入口側とを連通し前処理手段５をバイパスするバイパス回路２９が設けられている。バイパス回路２９によって前処理手段５を通水させる経路と通水させない経路とに切り替えることが可能であり、これにより、前処理手段５に通水する熱湯の温度と、ＲＯ膜モジュール８以降に通水する熱湯の温度との切り替えが可能になっている。
【００３８】
このように構成された透析液作成用希釈水の製造装置１は次のようないくつかの効果を奏する。
【００３９】
ＲＯ膜モジュール８により分離された透過水と濃縮水、ＥＤＩ１５の脱塩水、電極水、および濃縮水がそれぞれの循環経路１２、１３、２１、２２、２３を介して原水貯留槽３に循環され、原水貯留槽３に付設された加温手段２８によって徐々に昇温される。したがって、循環水量が減少されることなく、全量循環され、加温された循環水の全量がＲＯ膜モジュール８とＥＤＩ１５の熱湯洗浄に供され、熱水の利用効率が高く維持される。特に、原水貯留槽３とＲＯ膜モジュール８とＥＤＩ１５をこの順番に備えた系において、ＲＯ膜モジュール８の前段に、陽極水に含まれる酸化性ガスを除去できる活性炭を含む前処理手段５を設けたことにより、この前処理手段５の前段の原水貯留槽３へＥＤＩ１５の電極水を戻せるので、水回収率が１００％となる。このため、ＥＤＩの電極水を排出することが必要な従来構成と違い、電極水の排出量を見越して原水貯留槽３の大きさを大きくする必要がなくなる。
【００４０】
電極水を循環させられない従来構成の場合、例えば、ＥＤＩからの電極水の排出量が１時間当たり３０リットルとすると、４時間の熱水洗浄で１２０リットルの水が失われる。また図１に示すように原水貯留槽３からＲＯ膜モジュール８やＥＤＩ１５等を経て再び原水貯留槽３へ水を還流させる系では、空運転させないために、原水貯留槽３以外の構成要素にも水を保有させておく必要がある。このような保有水量が例えば７０リットルであるとすると、電極水の消失水量と合わせて従来構成では原水貯留槽３内に１９０リットルの原水を貯留しておかなければならない。つまり、原水貯留槽３は少なくとも１９０リットルの原水を収容できる大きさでなければならない。これに対し、電極水を原水貯留槽３に戻せる本願発明では系内の熱水は減らないので、上記の保有水量の７０リットルを最小限貯留できればよい。上記の数値例で言うと、本願発明によれば、従来構成よりも半分以下に原水タンク容量を減らすことができる。
【００４１】
したがって、ＥＤＩの電極水を排出することが必要な従来構成と違い、病院施設内で容易に搬送および設置できる大きさの透析液作成用希釈水の製造装置を提供することができる。また本発明の製造装置は、電極水の排出ラインが不要であるため、本製造装置に付随して排水処理設備を用意する必要がなく、病院施設内で作る透析液の製造装置として好適である。
【００４２】
また、上述したように加温手段２８により循環水が徐々に昇温されるので、ＲＯ膜モジュール８およびＥＤＩ１５の内部が一気に高温熱湯に曝されることはなく、ＲＯ膜やイオン交換体等は望ましい温度条件で洗浄される。さらに、循環水は水量が減少されずに、その全量が原水貯留槽３に付設された加温手段２８により昇温され、とくに系外への熱水の排出が無いため原水貯留槽では昇温のための熱容量を大きい状態に維持できる。結果、高い加温効率を実現でき、短時間のうちに目標温度まで昇温できる。昇温時間の短縮により、所定の洗浄時間も短くなり、短くなりつつある夜間の洗浄可能時間中に、十分な洗浄を行うことが可能になる。
【００４３】
また、昇温された熱湯は前処理手段５にも通水されるので、ＲＯ膜モジュール８とＥＤＩ１５のみならず前処理手段５の効率のよい熱湯洗浄も可能になり、洗浄後の希釈水製造の際の前処理手段５での細菌コンタミ等をより適切に防止できるようになる。さらに、精製水貯留槽９も循環水により熱湯洗浄可能であり、システム全体の効率のよい優れた洗浄が可能である。
【００４４】
さらに、バイパス回路２９による流路切り替えを利用することにより、前処理手段５とＲＯ膜モジュール８とＥＤＩ１５にとって最適とされる熱湯通水温度が互いに異なる場合にあっても、各部位をそれぞれ最適な熱湯温度でより適切に洗浄できるようになる。例えばバイパス回路２９を閉じて前処理手段５側のみに通水した場合には、前処理手段５の洗浄に最適な温度の熱湯を前処理手段５に通過させることができ、バイパス回路２９を開いて前処理手段５側に通水させない場合には、ＲＯ膜８モジュールおよびＥＤＩ１５の洗浄に最適な温度の熱湯をＲＯ膜８モジュールおよびＥＤＩ１５に通過させることができる。
【００４５】
また三方弁２５，２６を操作することにより、原水貯留槽３とＲＯ膜モジュール８およびＥＤＩ１５との間で循環される熱湯の温度が所定温度に達し、所定時間循環を行った後、ＲＯ膜モジュール８およびＥＤＩ１５を経た熱湯を精製水貯留槽９に供給するとともに、送水ポンプ１１により精製水循環経路１４を介して精製水貯留槽９と原水貯留槽３との間で精製水を循環させ、該循環水により原水貯留槽３から精製水貯留槽９までを熱湯洗浄することもできる。すなわち、所定時間原水貯留槽３とＲＯ膜モジュール８およびＥＤＩ１５との間の循環を行って洗浄がある程度進んだ段階で、送水ポンプ１１を利用して精製水貯留槽９の精製水を原水貯留槽３に循環させることができる。これにより、より清浄な精製水を用いて最終的な熱湯洗浄を行うことが可能となり、最終洗浄後すぐに希釈水の製造を適切に開始できるようになる。
【００４６】
以上、実施形態を示して本発明を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。本発明の形や細部には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【００４７】
例えば、上記では、前処理手段５とＥＤＩ１５の間の流路上に一つのＲＯ膜モジュールが設置された装置を示したが、ＲＯ膜モジュール８が少なくとも２段直列に配置された装置であってもよい。この装置の場合も、追加されたＲＯ膜モジュールの濃縮水および透過水を原水貯留槽３へ戻す循環経路や、高圧ポンプを適宜追加することができる。こうした多段のＲＯ膜モジュールを備えることにより、透析液作成用希釈水を製造する際の希釈水の清浄度をさらに高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、前処理手段とＲＯ膜モジュールとＥＤＩとを有するあらゆる透析液作成用希釈水の製造に適用でき、とくに多人数用の血液透析を中央で集中管理できるようにしたセントラル透析システムにおける透析液作成用希釈水の製造に好適なものである。
【符号の説明】
【００４９】
１ 透析液作成用希釈水の製造装置
２ 原水
３ 原水貯留槽
４ 加圧ポンプ
５ 前処理手段
６ 高圧ポンプ
８ 逆浸透膜モジュール
９ 精製水貯留槽
１０ 透析液作成用希釈水
１１ 精製水供給手段としての送水ポンプ
１２ ＲＯ膜モジュールの濃縮水循環経路
１３ ＲＯ膜モジュールの透過水循環経路
１４ 精製水循環経路
１５ ＥＤＩ
１６ カチオン交換膜
１７ アニオン交換膜
１８、１８ａ、１８ｂ 脱塩室
１９ａ、１９ｂ 濃縮室
２０ａ、２０ｂ 電極室
２１ 脱塩水循環経路
２２ 濃縮水循環経路
２３ 電極水循環経路
２４ 脱塩水供給路
２５、２６ 三方弁
２７ 開閉弁
２８ 加温手段
２９ バイパス回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液透析用の透析液を透析用粉末剤または透析用濃縮原液と希釈水とを所定の比率で混合して作成するのに用いられる、透析液作成用希釈水の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多人数用の血液透析を中央で集中管理できるようにした、いわゆるセントラル透析システムにおいては、個々の血液透析に用いられる透析液を調製するに際し、とくに所定濃度の透析用原液が多量に調製されることが多い。これら透析用原液は、透析用粉末剤または透析用濃縮原液と希釈水とを所定の混合比率で混合し、透析用粉末剤を希釈水で溶解あるいは透析用濃縮原液を希釈水で所定濃度に希釈することにより、多量に調製される。このような透析液作成用希釈水には、通常、高い清浄度が要求される。
【０００３】
近年、透析液作成用希釈水の清浄度要求はさらに高まりつつある。透析液作成用希釈水の製造装置としては、逆浸透膜モジュール（以下、逆浸透をＲＯと略す。）を備えた装置が知られており、さらに水質向上を図るためには、ＲＯ膜モジュールを２段直列に接続することが知られている。
【０００４】
さらに、透析液作成用希釈水の製造分野よりも水質基準の高い医薬品用精製水の製造分野では、ＲＯ膜モジュールに加えて電気再生式純水製造装置（この装置は電気式脱イオン水製造装置とも呼ばれ、以下、ＥＤＩと略称する。）が使用されている（特許文献１参照）。このＥＤＩは、基本的にはカチオン交換膜とアニオン交換膜で形成される隙間にイオン交換体を充填して脱塩室を構成し、このイオン交換体に被処理水を通過させると共に、両イオン交換膜を介して直流電流を作用させて、両イオン交換膜の外側に流れている濃縮水中へ被処理水中の不純物イオンを電気的に排除しながら脱イオン水を製造するものである。このようなＥＤＩをＲＯ膜モジュールの後段に設けることで、ＲＯ膜の透過水をさらに清浄化することができる。
【０００５】
透析液作成用希釈水の製造分野においても希釈水の水質基準の高度化に追従するため、ＲＯ膜モジュールの後段にＥＤＩを追加した透析液作成用希釈水製造装置が検討されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−７４１０９号公報
【特許文献２】特開２００７−２５２３９６号公報
【特許文献３】特開２０１０−１９４０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
透析液作成用希釈水の製造装置では、人体に入れる透析液の希釈に使う水を製造するため、通常の製造を開始する前に系内の殺菌を行う必要がある。特許文献１に開示された医薬品用精製水の製造装置では、熱水による殺菌洗浄が実施されている。
【０００８】
そこで、ＲＯ膜モジュールとＥＤＩを用いた透析液作成用希釈水の製造装置においても、ＲＯ膜の１次側および２次側ラインと、ＥＤＩの脱塩水ライン、電極水ラインおよび濃縮水ラインの殺菌を確実に行い長期的に高い清浄度を維持するために、熱水による殺菌洗浄を実施することを考えた。しかしながら、この実施においては以下のような課題がある。
【０００９】
１）上記の熱水洗浄の実施において、特許文献１に示されているように、熱湯を作るための加熱手段を原水タンクに備え、熱湯をＲＯ膜モジュールおよびＥＤＩに順次通水して再び原水タンクに戻す循環方式を採用することが考えられる。しかし、特許文献１に開示された装置は原水タンクとＲＯ膜モジュールとＥＤＩをこの順番に備えた系であり、熱水洗浄で循環させられる水は、ＥＤＩの脱塩水ライン濃縮水ラインを通る熱湯だけである。
【００１０】
このような系ではＥＤＩの電極室を流れる水（電極水）は陰極又は陽極付近の水であり、ＥＤＩの電圧印加時（通常運転時）には、電解生成物、すなわち陰極水は水素ガス、陽極水は酸素ガス、塩素ガス、オゾンガス、過酸化水素などの酸化性ガスを含有している。そのため、特に酸化性ガスを含む陽極水を原水タンクに戻すと、後段のＲＯ膜の性能低下（酸化劣化）を引き起こしたり、場合によってはＲＯ膜すらも透過してＥＤＩに酸化性ガスが流入し性能低下（酸化劣化）を引き起こす可能性がある。したがって、これら電極水は系外へ排出するラインを設け、系外へ排出せざるを得なかった。
【００１１】
したがって、原水タンク、ＲＯ膜モジュール、ＥＤＩをこの順番に備えただけの系においては、水回収率が１００％とならない。加えて、熱水による殺菌洗浄時（ＥＤＩの電圧停止時）においても同じラインを使用するため電極水を系外へ排出することになり、原水タンクに還流される熱湯は減少し、原水タンクからＲＯ膜モジュールを経てＥＤＩへ供給される熱湯は減少し続ける。つまり、熱水の利用効率が低い。これを改善するには、熱水による洗浄処理中に原水タンク内の水が無くなって空だき運転にならないように、洗浄時間中に排出される電極水の水量に相当する分を原水タンクに追加しておく必要がある。この結果、原水タンクが大型化するという問題が生じる。透析液は医薬品製造工場ではなく病院施設内で作製されるため、透析液作成用希釈水の製造装置には、病院施設内で容易に搬送および設置できる大きさのものが求められており、上記原水タンクの大型化の問題はこの要求に応えられない。さらに、電極水の排出の為にその排出ラインに付随して排水処理設備が本製造装置の設置と共に必要になり、病院施設内で作る透析液作成用希釈水の製造装置としては適さない。
【００１２】
２）ＲＯ膜およびＥＤＩのイオン交換膜に一気に高温の熱湯を供給するのは好ましくないため、原水タンク内の昇温は上記ＲＯ膜とＥＤＩと原水タンクとの間で循環を行いながら徐々に昇温していくことが望ましい。しかし、上述したように原水タンクに還流される熱湯が減少すること、ＲＯ膜およびＥＤＩのイオン交換膜が昇温の阻害になっていることなどで、昇温の際の熱効率が低く、所望の昇温に時間を要する。また、電極水の排出と一緒に系内の熱も一部放出されてしまうことや、通常運転後は未だ電極室に酸化性ガスを含む陽極水が残っているため陽極水をすべて系外に排出しそれから熱湯洗浄運転を実施する必要があることから、通常運転後に直ぐに熱湯洗浄運転を開始することはできない。
【００１３】
３）夜間透析などの実施により１日の透析治療時間が長くなる傾向にあり、翌日の透析までの待機時間が短くなってきているため、夜間に熱湯洗浄を行う場合には短時間で洗浄工程を終了する必要がある。しかし、上述したように洗浄水の昇温に時間を要するため、この短時間での洗浄の要求に応えることが困難となる。
【００１４】
なお、本発明に関連する技術として、特許文献１に、医薬品用精製水の製造において熱水殺菌を行う技術が記載されているが、特許文献１に記載の技術は、処理対象が本発明とは異なり、医薬品製造用の精製水を対象としており、透析液については言及されていない。また、特許文献１記載の装置はＲＯ膜モジュールおよびＥＤＩをこの順に備えた系と原水タンクとの間で熱水を循環可能な循環経路を設けているが、ＲＯ膜モジュールおよびＥＤＩを経た処理水を熱交換器のみに通す構成であり、また熱水の循環経路に少なくとも活性炭を含む前処理手段も備えられていない。よって、本発明のように原水タンク、前処理手段、ＲＯ膜モジュールおよびＥＤＩに順次熱湯を通水した後、ＥＤＩの脱塩水、電極水および濃縮水をそれぞれ原水タンクに循環させる循環経路を設ける構成とは異なる。
【００１５】
さらに、加熱方式も本発明とは異なり、特許文献１記載の装置では循環配管中に加熱器を設けているので、原水タンクに加温手段を備える場合に比べ加熱効率が低く、所望の加温に長時間を要するおそれがある。
【００１６】
また、本発明に関連する技術として、特許文献２に、透析液作成用希釈水の製造において、ＲＯ膜とＥＤＩを用いる技術が記載されているが、特許文献２には熱水洗浄については全く言及されていない。
【００１７】
また、本発明に関連する技術として、特許文献３に、透析液作成用希釈水の製造において、系内の熱水殺菌を行う技術が記載されているが、特許文献３に記載の装置は、原水タンク、前処理手段およびＲＯ膜モジュールをこの順に備える構成であり、ＥＤＩを備えていない点で本発明とは異なる。
【００１８】
仮に特許文献３に記載の装置に特許文献１による熱水洗浄の思想を考慮しても、前述したような理由で、酸化性ガスを含むＥＤＩの電極水を原水タンクに戻すという発想は起こらない。そのため、上記の課題１）のように電極水を原水タンクに戻せない実情に起因する原水タンクの大型化の問題は依然と残る。
【００１９】
そこで本発明は、上記の課題１）〜３）を解消するものであって、比較的短い時間で装置の熱水洗浄を実施して装置を長期間高い清浄度に維持することができる透析液作成用希釈水の製造装置を提供することを目的とする。更なる目的は、病院施設内で使用できるように原水タンクを最小限の大きさで設置可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明に係る透析液作成用希釈水の製造装置は、原水を貯留する原水貯留槽と、原水貯留槽より加圧供給された原水を前処理する少なくとも活性炭を含む前処理手段と、前処理手段より前処理されて加圧供給された原水を逆浸透膜で透過水と濃縮水とに分離する逆浸透膜モジュールと、逆浸透膜モジュールからの透過水を脱塩水、電極水および濃縮水に分離する電気再生式純水製造装置（ＥＤＩ）と、電気再生式純水製造装置の脱塩水を精製水として貯留する精製水貯留槽と、電気再生式純水製造装置の脱塩水を精製水貯留槽に供給する脱塩水供給路と、精製水貯留槽に貯留された精製水を透析液作成用希釈水として供給する精製水供給手段と、を有する。
【００２１】
上記課題を解決するため、本発明の態様の一つによれば、上記逆浸透膜モジュールの透過水および濃縮水、ならびに上記電気再生式純水製造装置の脱塩水、電極水および濃縮水をそれぞれ原水貯留槽に戻す循環経路が設けられている。さらに、逆浸透膜モジュールおよび電気再生式純水製造装置の熱湯洗浄を行うときに上記原水貯留槽内の原水と、上記逆浸透膜モジュールの透過水および濃縮水ならびに上記電気再生式純水製造装置の脱塩水、電極水および濃縮水の原水貯留槽内への循環水を加温する加温手段が上記原水貯留槽に付設されている。さらに、上記熱湯洗浄を行うときに、上記脱塩水供給路の脱塩水が精製水貯留槽に供給されないように脱塩水供給路を、電気再生式純水製造装置の脱塩水を原水貯留槽に戻す脱塩水循環経路に切り替えることが可能な第１の流路切替手段が設けられている。
【００２２】
このような本発明に係る装置においては、逆浸透膜モジュールの透過水と濃縮水、電気再生式純水製造装置の脱塩水、電極水および濃縮水が循環経路を介して原水貯留槽に循環され、原水貯留槽に付設された加温手段により昇温され、逆浸透膜モジュールおよび電気再生式純水製造装置を熱湯洗浄に供される。したがって、逆浸透膜モジュールの透過水（二次側透過水）と濃縮水（一次側濃縮水）、電気再生式純水製造装置の脱塩水、電極水および濃縮水の全量が原水貯留槽に回収されて循環されることになり、熱湯循環水量が減少されずに逆浸透膜モジュールおよび電気再生式純水製造装置が熱湯洗浄され、熱湯による洗浄効果が高く維持される。さらに、原水貯留槽と逆浸透膜モジュールと電気再生式純水製造装置をこの順番に備えた系において、逆浸透膜モジュールの前段に、陽極水に含まれる酸化性ガスを除去できる活性炭を有する前処理手段を設けたことにより、この前処理手段の前段の原水貯留槽へ電気再生式純水製造装置の電極水を戻すことができ、水回収率が１００％となる。このため、電気再生式純水製造装置の電極水を排出することが必要な従来構成と違い、電極水の排出量を見越して原水貯留槽の大きさを大きくする必要がなくなり、病院施設内で容易に搬送および設置できる大きさの透析液作成用希釈水の製造装置を提供することができる。また本願の製造装置は、電気再生式純水製造装置の電極水を排水処理する設備が要らないため、病院施設で使用する装置として非常に適している。
【００２３】
また、加温手段により原水および上記循環経路の循環水が徐々に昇温されるので、逆浸透膜に一気に高温熱湯が供給されることはなく、逆浸透膜および電気再生式純水製造装置は望ましい温度条件にて洗浄され得る。また、循環水は水量が減少されずに、その全量が原水貯留槽に付設された加温手段により昇温され、とくに系外への熱水の排出が無いため原水貯留槽では昇温のための熱容量を大きい状態に維持でき、結果、高い加温効率が得られ、短時間のうちに目標とする温度に昇温可能となる。目標温度への昇温に時間を要しないため、所望の熱湯洗浄を短時間で終えることが可能になり、短くなりつつある夜間の洗浄可能時間にも容易に対応できるようになる。さらに、昇温された熱湯は逆浸透膜モジュールおよび電気再生式純水製造装置のみならず原水貯留槽から前処理手段にも通水されるので、効率のよい前処理手段の熱湯洗浄も可能になり、前処理手段での細菌コンタミ等をより適切に防止できるようになり、システム全体の優れた洗浄が可能になる。このように優れた性能の洗浄が短時間で可能になるので、比較的多量の透析液作成用希釈水の製造が要求されるセントラル透析システムにおける希釈水製造にも容易に対応できるようになる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る透析液作成用希釈水の製造装置によれば、熱水洗浄において電気再生式純水製造装置を経た電極水を原水貯留槽に戻すことができるため、原水貯留槽の大きさが最小限で済み、装置を病院施設内で使用できるようになる。
【００２５】
さらに、逆浸透膜モジュールおよび電気再生式純水製造装置の洗浄のための原水および循環水を効率よく所望の温度に加温でき、逆浸透膜モジュール、電気再生式純水製造装置、さらには前処理手段についても、短時間のうちに効率よく熱湯洗浄でき、セントラル透析システムにおける透析液作成用希釈水の製造に容易に対応できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る透析液作成用希釈水の製造装置の機器系統図である。
【図２】図１のＥＤＩと代替可能な別のＥＤＩの構成例を示した模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２８】
図１は、本発明の第１実施形態に係る透析液作成用希釈水の製造装置を示しており、ＲＯ膜モジュールが１段の場合の一例を示している。図１に示す透析液作成用希釈水の製造装置１は、供給されてくる原水２を貯留する原水貯留槽３と、原水貯留槽３内の原水を加圧し供給する加圧ポンプ４と、加圧ポンプ４により供給された原水を前処理する前処理手段５と、前処理手段５により前処理された原水をさらに加圧し供給する高圧ポンプ６と、高圧ポンプ６により供給された原水を逆浸透膜（以下、ＲＯ膜と略す。）により透過水と濃縮水とに分離するＲＯ膜モジュール８と、ＲＯ膜モジュール８からの透過水を脱塩水、電極水および濃縮水とに分離する電気再生式純水製造装置（以下、ＥＤＩと略す。）１５と、ＥＤＩ１５からの脱塩水を精製水として貯留する精製水貯留槽９と、精製水貯留槽９に貯留された精製水を透析液作成用希釈水１０として供給する精製水供給手段としての送水ポンプ１１とを有している。
【００２９】
前処理手段５は、少なくとも活性炭を含み、その他に、例えば、各種濾過膜（ＭＦ膜、ＵＦ膜、ＮＦ膜など）、軟化器、濾過器などの少なくとも一つを含むもので構成される。
【００３０】
ＥＤＩ１５は、例えば、カチオン交換膜１６とアニオン交換膜１７とで画成される室にイオン交換体（イオン交換樹脂、モノリス状有機多孔質イオン交換体、イオン交換繊維等）を充填して脱塩室１８を構成し、脱塩室１８の両側に２つの濃縮室１９ａ、１９ｂを設け、これら脱塩室１８および濃縮室１９ａ、１９ｂを、陰極を備えた陰極室２０ａと陽極を備えた陽極室２０ｂとの間に配置して構成されている。濃縮室１９ａと電極室２０ａの間並びに濃縮室１９ｂと電極室２０ｂの間もアニオン交換膜１６又はカチオン交換膜１７が備えられている。図１では平板積層型のＥＤＩを示しているが、スパイラル型あるいは同心円型などでもよい。また、脱塩室１８が一つの場合を例示しているが、図２に示すように脱塩室１８内に他のイオン交換膜（ここではアニオン交換膜１７）を備え、脱塩室１８を分割する構成であってもよい。
【００３１】
図１の構成の場合、ＲＯ膜モジュール８からの透過水は分岐され、脱塩室１８内に充填されたイオン交換体の層、濃縮室１９ａ、１９ｂ、および電極室２０ａ，２０ｂを通過するようになっている。図２の構成の場合は、ＲＯ膜モジュール８の透過水は第１の脱塩室１８ａを通過した後に第２の脱塩室１８ｂを通過するようにするのがよい。いずれの場合も、電極室２０aの陰極と電極室２０ｂの陽極との間に電圧が印加され、脱塩室１８の両側のカチオン交換膜１６とアニオン交換膜１７を介して水の流れに対して直角方向に直流電流が作用されることにより、脱塩室１８を流れるＲＯ膜透過水中の不純物イオンが、濃縮室１９ａ、１９ｂ中を流れるＲＯ膜透過水中へ電気的に排除されながら、処理水として脱塩水が製造される。脱塩室１８からの不純物イオン（塩類）を受け取った濃縮室１９ａ、１９ｂのＲＯ膜透過水は濃縮水としてＥＤＩ１５の外へ排出される。また、電極室２０ａ，２０ｂ中を流れるＲＯ膜透過水は水素ガスや、酸素ガス、塩素ガス、オゾンガス、過酸化水素などの酸化性ガス等の電解生成物を含んで電極水としてＥＤＩ１５の外へ排出される。
【００３２】
ＲＯ膜モジュール８の濃縮水および透過水、ＥＤＩ１５の脱塩水、電極水および濃縮水は、それぞれ、ＲＯ膜モジュール８からの濃縮水循環経路１２および透過水循環経路１３、ならびに、ＥＤＩ１５からの脱塩水循環経路２１、濃縮水循環経路２２および電極水循環経路２３を介して原水貯留槽３に循環されることが可能に構成されている。ＥＤＩ１５の脱塩水循環経路２１は、ＥＤＩ１５の脱塩室１８から精製水貯留槽９へ送られる脱塩水供給路２４に三方弁２５を介して接続されている。三方弁２５（第１の流路切替手段）により、透析液作成用希釈水の製造の際には脱塩水をＥＤＩ１５の脱塩室１８から精製水貯留層９へ送る脱塩水供給路２４に、透析液作成用希釈水製造前の熱湯洗浄の際には熱湯をＥＤＩ１５の脱塩室１８から原水貯留槽３へ送る脱塩水循環経路２１に切り替え可能となっている。
【００３３】
また、精製水貯留槽９に貯留された精製水は、透析液作成用希釈水の製造の際に送水ポンプ１１により透析液作成用希釈水１０として供給されるか、透析液作成用希釈水製造前の熱湯洗浄の際に三方弁２６（第２の流路切替手段）により切り替えた精製水循環経路１４を介して原水貯留槽３に循環されることが可能に構成されている。
【００３４】
原水貯留槽３には、原水および、各循環経路１２，１３，１４，２１，２２，２３を介して回収されてくる循環水を加温する加温手段２８が付設されている。この加温手段としては、ヒータ等の一般的な加温手段をそのまま転用すればよい。
【００３５】
透析液作成用希釈水の製造前にＲＯ膜モジュール８およびＥＤＩ１５の熱水洗浄を行う場合は、三方弁２５によって脱塩水供給路２４を脱塩水循環経路２１のみに接続し、開閉弁２７を開けて原水貯留槽３内に原水３を必要量貯める。その後、加温手段２８、加圧ポンプ４および高圧ポンプ６を動作させる。これにより、原水貯留槽３内の原水が前処理手段５、ＲＯ膜モジュール８、およびＥＤＩ１５へこの順番に通水されるとともに、各循環経路１４，２１，２２，２３を介して再び原水貯留槽３へ還流する。こうした循環を繰り返すことより、前処理手段５、ＲＯ膜モジュール８およびＥＤＩ１５の通過のたびに原水貯留槽３内の原水の清浄度が増し、かつ、加温手段２８で徐々に昇温される。こうしてＲＯ膜モジュール８およびＥＤＩ１５が熱湯洗浄に供される。
【００３６】
ただし、昇温された熱湯により、前処理手段５から精製水貯留槽９までを含めたシステム全体の洗浄も可能である。これは、三方弁２５によって、脱塩水供給路２４を脱塩水循環経路２１との接続から精製水貯留槽９との接続に切り替えると同時に、三方弁２６により、精製水貯留槽９から精製水循環経路１４に切り替えることで可能になる。
【００３７】
さらに本実施形態では、加圧ポンプ４の出口側と高圧ポンプ６の入口側とを連通し前処理手段５をバイパスするバイパス回路２９が設けられている。バイパス回路２９によって前処理手段５を通水させる経路と通水させない経路とに切り替えることが可能であり、これにより、前処理手段５に通水する熱湯の温度と、ＲＯ膜モジュール８以降に通水する熱湯の温度との切り替えが可能になっている。
【００３８】
このように構成された透析液作成用希釈水の製造装置１は次のようないくつかの効果を奏する。
【００３９】
ＲＯ膜モジュール８により分離された透過水と濃縮水、ＥＤＩ１５の脱塩水、電極水、および濃縮水がそれぞれの循環経路１２、１３、２１、２２、２３を介して原水貯留槽３に循環され、原水貯留槽３に付設された加温手段２８によって徐々に昇温される。したがって、循環水量が減少されることなく、全量循環され、加温された循環水の全量がＲＯ膜モジュール８とＥＤＩ１５の熱湯洗浄に供され、熱水の利用効率が高く維持される。特に、原水貯留槽３とＲＯ膜モジュール８とＥＤＩ１５をこの順番に備えた系において、ＲＯ膜モジュール８の前段に、陽極水に含まれる酸化性ガスを除去できる活性炭を含む前処理手段５を設けたことにより、この前処理手段５の前段の原水貯留槽３へＥＤＩ１５の電極水を戻せるので、水回収率が１００％となる。このため、ＥＤＩの電極水を排出することが必要な従来構成と違い、電極水の排出量を見越して原水貯留槽３の大きさを大きくする必要がなくなる。
【００４０】
電極水を循環させられない従来構成の場合、例えば、ＥＤＩからの電極水の排出量が１時間当たり３０リットルとすると、４時間の熱水洗浄で１２０リットルの水が失われる。また図１に示すように原水貯留槽３からＲＯ膜モジュール８やＥＤＩ１５等を経て再び原水貯留槽３へ水を還流させる系では、空運転させないために、原水貯留槽３以外の構成要素にも水を保有させておく必要がある。このような保有水量が例えば７０リットルであるとすると、電極水の消失水量と合わせて従来構成では原水貯留槽３内に１９０リットルの原水を貯留しておかなければならない。つまり、原水貯留槽３は少なくとも１９０リットルの原水を収容できる大きさでなければならない。これに対し、電極水を原水貯留槽３に戻せる本願発明では系内の熱水は減らないので、上記の保有水量の７０リットルを最小限貯留できればよい。上記の数値例で言うと、本願発明によれば、従来構成よりも半分以下に原水タンク容量を減らすことができる。
【００４１】
したがって、ＥＤＩの電極水を排出することが必要な従来構成と違い、病院施設内で容易に搬送および設置できる大きさの透析液作成用希釈水の製造装置を提供することができる。また本発明の製造装置は、電極水の排出ラインが不要であるため、本製造装置に付随して排水処理設備を用意する必要がなく、病院施設内で作る透析液の製造装置として好適である。
【００４２】
また、上述したように加温手段２８により循環水が徐々に昇温されるので、ＲＯ膜モジュール８およびＥＤＩ１５の内部が一気に高温熱湯に曝されることはなく、ＲＯ膜やイオン交換体等は望ましい温度条件で洗浄される。さらに、循環水は水量が減少されずに、その全量が原水貯留槽３に付設された加温手段２８により昇温され、とくに系外への熱水の排出が無いため原水貯留槽では昇温のための熱容量を大きい状態に維持できる。結果、高い加温効率を実現でき、短時間のうちに目標温度まで昇温できる。昇温時間の短縮により、所定の洗浄時間も短くなり、短くなりつつある夜間の洗浄可能時間中に、十分な洗浄を行うことが可能になる。
【００４３】
また、昇温された熱湯は前処理手段５にも通水されるので、ＲＯ膜モジュール８とＥＤＩ１５のみならず前処理手段５の効率のよい熱湯洗浄も可能になり、洗浄後の希釈水製造の際の前処理手段５での細菌コンタミ等をより適切に防止できるようになる。さらに、精製水貯留槽９も循環水により熱湯洗浄可能であり、システム全体の効率のよい優れた洗浄が可能である。
【００４４】
さらに、バイパス回路２９による流路切り替えを利用することにより、前処理手段５とＲＯ膜モジュール８とＥＤＩ１５にとって最適とされる熱湯通水温度が互いに異なる場合にあっても、各部位をそれぞれ最適な熱湯温度でより適切に洗浄できるようになる。例えばバイパス回路２９を閉じて前処理手段５側のみに通水した場合には、前処理手段５の洗浄に最適な温度の熱湯を前処理手段５に通過させることができ、バイパス回路２９を開いて前処理手段５側に通水させない場合には、ＲＯ膜８モジュールおよびＥＤＩ１５の洗浄に最適な温度の熱湯をＲＯ膜８モジュールおよびＥＤＩ１５に通過させることができる。
【００４５】
また三方弁２５，２６を操作することにより、原水貯留槽３とＲＯ膜モジュール８およびＥＤＩ１５との間で循環される熱湯の温度が所定温度に達し、所定時間循環を行った後、ＲＯ膜モジュール８およびＥＤＩ１５を経た熱湯を精製水貯留槽９に供給するとともに、送水ポンプ１１により精製水循環経路１４を介して精製水貯留槽９と原水貯留槽３との間で精製水を循環させ、該循環水により原水貯留槽３から精製水貯留槽９までを熱湯洗浄することもできる。すなわち、所定時間原水貯留槽３とＲＯ膜モジュール８およびＥＤＩ１５との間の循環を行って洗浄がある程度進んだ段階で、送水ポンプ１１を利用して精製水貯留槽９の精製水を原水貯留槽３に循環させることができる。これにより、より清浄な精製水を用いて最終的な熱湯洗浄を行うことが可能となり、最終洗浄後すぐに希釈水の製造を適切に開始できるようになる。
【００４６】
以上、実施形態を示して本発明を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。本発明の形や細部には、本発明の技術思想の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【００４７】
例えば、上記では、前処理手段５とＥＤＩ１５の間の流路上に一つのＲＯ膜モジュールが設置された装置を示したが、ＲＯ膜モジュール８が少なくとも２段直列に配置された装置であってもよい。この装置の場合も、追加されたＲＯ膜モジュールの濃縮水および透過水を原水貯留槽３へ戻す循環経路や、高圧ポンプを適宜追加することができる。こうした多段のＲＯ膜モジュールを備えることにより、透析液作成用希釈水を製造する際の希釈水の清浄度をさらに高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、前処理手段とＲＯ膜モジュールとＥＤＩとを有するあらゆる透析液作成用希釈水の製造に適用でき、とくに多人数用の血液透析を中央で集中管理できるようにしたセントラル透析システムにおける透析液作成用希釈水の製造に好適なものである。
【符号の説明】
【００４９】
１ 透析液作成用希釈水の製造装置
２ 原水
３ 原水貯留槽
４ 加圧ポンプ
５ 前処理手段
６ 高圧ポンプ
８ 逆浸透膜モジュール
９ 精製水貯留槽
１０ 透析液作成用希釈水
１１ 精製水供給手段としての送水ポンプ
１２ ＲＯ膜モジュールの濃縮水循環経路
１３ ＲＯ膜モジュールの透過水循環経路
１４ 精製水循環経路
１５ ＥＤＩ
１６ カチオン交換膜
１７ アニオン交換膜
１８、１８ａ、１８ｂ 脱塩室
１９ａ、１９ｂ 濃縮室
２０ａ、２０ｂ 電極室
２１ 脱塩水循環経路
２２ 濃縮水循環経路
２３ 電極水循環経路
２４ 脱塩水供給路
２５、２６ 三方弁
２７ 開閉弁
２８ 加温手段
２９ バイパス回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水を貯留する原水貯留槽と、
前記原水貯留槽より加圧供給された原水を前処理する少なくとも活性炭を含む前処理手段と、
前記前処理手段より前処理されて加圧供給された原水を逆浸透膜で透過水と濃縮水とに分離する逆浸透膜モジュールと、
前記逆浸透膜モジュールからの透過水を脱塩水、電極水および濃縮水に分離する電気再生式純水製造装置（ＥＤＩ）と、
前記電気再生式純水製造装置の脱塩水を精製水として貯留する精製水貯留槽と、
前記電気再生式純水製造装置の脱塩水を前記精製水貯留槽に供給する脱塩水供給路と、
前記精製水貯留槽に貯留された精製水を透析液作成用希釈水として供給する精製水供給手段と、を有し、さらに、
前記逆浸透膜モジュールの透過水および濃縮水、ならびに前記電気再生式純水製造装置の脱塩水、電極水および濃縮水をそれぞれ前記原水貯留槽に戻す循環経路と、
前記原水貯留槽に付設され、前記逆浸透膜モジュールおよび前記電気再生式純水製造装置の熱湯洗浄を行うときに前記原水貯留槽内の原水と、前記逆浸透膜モジュールの透過水および濃縮水ならびに前記電気再生式純水製造装置の脱塩水、電極水および濃縮水の前記原水貯留槽内への循環水とを加温する加温手段と、
前記熱湯洗浄を行うときに、前記脱塩水供給路の脱塩水が前記精製水貯留槽に供給されないように前記脱塩水供給路を、前記電気再生式純水製造装置の脱塩水を前記原水貯留槽に戻す脱塩水循環経路に切り替えることが可能な第１の流路切替手段と、
を有する透析液作成用希釈水の製造装置。
【請求項２】
前記精製水貯留槽内の精製水を前記原水貯留槽に戻す精製水循環経路と、
前記精製水供給手段で供給される精製水を前記精製水循環経路への流れに切り替えることが可能な第２の流路切替手段とをさらに有し、
前記熱湯洗浄を行うときに前記第１の流路切替手段により前記脱塩水供給路の脱塩水を前記精製水貯留槽に供給し、前記第２の流路切替手段により前記精製水貯留槽内の精製水を前記精製水循環経路に流すことが可能に構成されたことを特徴とする請求項１に記載の透析液作成用希釈水の製造装置。
【請求項３】
多段に直列接続された複数の前記逆浸透膜モジュールが前記前処理手段と前記電気再生式純水製造装置の間に配されていることを特徴とする請求項１または２に記載の透析液作成用希釈水の製造装置。
【請求項４】
前記前処理手段は、軟化器、濾過器、および濾過膜の少なくとも一つをさらに含むもので構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の透析液作成用希釈水の製造装置。
【請求項１】
原水を貯留する原水貯留槽と、
前記原水貯留槽より加圧供給された原水を前処理する少なくとも活性炭を含む前処理手段と、
前記前処理手段より前処理されて加圧供給された原水を逆浸透膜で透過水と濃縮水とに分離する逆浸透膜モジュールと、
前記逆浸透膜モジュールからの透過水を脱塩水、電極水および濃縮水に分離する電気再生式純水製造装置（ＥＤＩ）と、
前記電気再生式純水製造装置の脱塩水を精製水として貯留する精製水貯留槽と、
前記電気再生式純水製造装置の脱塩水を前記精製水貯留槽に供給する脱塩水供給路と、
前記精製水貯留槽に貯留された精製水を透析液作成用希釈水として供給する精製水供給手段と、を有し、さらに、
前記逆浸透膜モジュールの透過水および濃縮水、ならびに前記電気再生式純水製造装置の脱塩水、電極水および濃縮水をそれぞれ前記原水貯留槽に戻す循環経路と、
前記原水貯留槽に付設され、前記逆浸透膜モジュールおよび前記電気再生式純水製造装置の熱湯洗浄を行うときに前記原水貯留槽内の原水と、前記逆浸透膜モジュールの透過水および濃縮水ならびに前記電気再生式純水製造装置の脱塩水、電極水および濃縮水の前記原水貯留槽内への循環水とを加温する加温手段と、
前記熱湯洗浄を行うときに、前記脱塩水供給路の脱塩水が前記精製水貯留槽に供給されないように前記脱塩水供給路を、前記電気再生式純水製造装置の脱塩水を前記原水貯留槽に戻す脱塩水循環経路に切り替えることが可能な第１の流路切替手段と、
を有する透析液作成用希釈水の製造装置。
【請求項２】
前記精製水貯留槽内の精製水を前記原水貯留槽に戻す精製水循環経路と、
前記精製水供給手段で供給される精製水を前記精製水循環経路への流れに切り替えることが可能な第２の流路切替手段とをさらに有し、
前記熱湯洗浄を行うときに前記第１の流路切替手段により前記脱塩水供給路の脱塩水を前記精製水貯留槽に供給し、前記第２の流路切替手段により前記精製水貯留槽内の精製水を前記精製水循環経路に流すことが可能に構成されたことを特徴とする請求項１に記載の透析液作成用希釈水の製造装置。
【請求項３】
多段に直列接続された複数の前記逆浸透膜モジュールが前記前処理手段と前記電気再生式純水製造装置の間に配されていることを特徴とする請求項１または２に記載の透析液作成用希釈水の製造装置。
【請求項４】
前記前処理手段は、軟化器、濾過器、および濾過膜の少なくとも一つをさらに含むもので構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の透析液作成用希釈水の製造装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−１２５４４９（Ｐ２０１２−１２５４４９Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８０３８２（Ｐ２０１０−２８０３８２）
【出願日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【出願人】（０００００４４００）オルガノ株式会社 (606)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【出願人】（０００００４４００）オルガノ株式会社 (606)
【Ｆターム（参考）】
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