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JP3270211B2 - 淡水製造装置 - Google Patents

淡水製造装置

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JP3270211B2
JP3270211B2 JP21859193A JP21859193A JP3270211B2 JP 3270211 B2 JP3270211 B2 JP 3270211B2 JP 21859193 A JP21859193 A JP 21859193A JP 21859193 A JP21859193 A JP 21859193A JP 3270211 B2 JP3270211 B2 JP 3270211B2
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reverse osmosis
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秀則 茅野
康秀 中久喜
尚美 川人
佑二 林
真理 小出
宏 武内
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は飲料水等の淡水製造装置
に関し、更に詳述すれば離島等で用いて好適な逆浸透膜
装置を用いた淡水製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、逆浸透膜を用いた飲料水の製造装
置においては、逆浸透ポンプの運転圧力は一定である。
いつも同じ塩濃度の原水(例えば海水)を利用する場合
は問題ないが、より塩濃度の低い原水を利用可能な状況
になったとき(例えば、雨水を集め、この雨水を海水と
混合して逆浸透膜装置の原水とする場合等)、原水の浸
透圧が低くなるため、ポンプ圧力が一定であるにもかか
わらず、生産水量が急激に増加し、これを受ける生産水
タンクの貯水量の容量をオーバーしたり、濃縮水量が少
なくなるため、逆浸透膜の目詰まりを起こす可能性があ
る。また従来の逆浸透膜装置では、逆浸透膜装置に供給
する原水は予め凝集沈澱や濾過等の前処理が必要である
が、このようにして前処理を行なった原水の多くを、逆
浸透膜処理の際に発生する濃縮水として捨てている。こ
のため、前処理設備の負荷が大きく、また原水の利用効
率が低い。
【0003】一方、逆浸透膜装置を用いた飲料水製造設
備は、水源の乏しい場所で使用されるが、最小のエネル
ギーで運転されることが望ましいことから、海水だけで
なく、海水より塩濃度の低い雨水混入海水やかん水まで
利用できる装置が望ましい。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題を解
決するためになされたもので、原水中の塩濃度が変化し
ても、逆浸透膜装置の生産水量を一定にすることで、逆
浸透膜の目詰まりを防ぎ、かつ濃縮水塩濃度が低い場合
はこれを原水として再利用することで原水の有効利用率
を高め、また前処理(除濁等の前処理)の負荷を低減す
るもので、その目的とするところは、上記問題を解決し
た淡水製造装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明においては、原水タンクと、加圧ポンプを介装
してなり前記原水タンク内の原水を逆浸透膜装置に加圧
送給する送給パイプと、加圧送給された原水を透過水と
濃縮水とに分離して取り出す逆浸透膜装置と、前記逆浸
透膜装置から取り出される濃縮水を原水タンクに返送す
る循環パイプとからなる淡水製造装置において、前記逆
浸透膜装置の透過水取出し部に透過水の流量を検出する
流量検出器を設けると共に、前記循環パイプに流量調節
弁を介装してなり、前記流量検出器の検出信号に基づい
て前記流量調節弁の開度を制御して逆浸透膜装置の供給
水圧を調節することにより逆浸透膜装置の透過水量を所
定量とするもので、送給パイプに原水の塩濃度を検出す
る濃度検出器を設け、循環パイプの流量調節弁と原水タ
ンクとの間において遮断弁を介装すると共に、循環パイ
プの前記流量調節弁と遮断弁との間において排出弁を介
装した排出管を連結するか、当該遮断弁に換えて、排出
口を有する三方弁を付設してなり、前記濃度検出器で検
出された原水の塩濃度が所定値以上になると濃度検出器
の信号に基づいて前記遮断弁を閉じると共に前記排出弁
を開くか、又は前記三方弁の排出口を開いて濃縮水を排
出管から排出することを含むものである。
【0006】また本発明は、淡水製造装置の電源として
太陽電池モジュールを使用し、この太陽電池モジュール
に集水手段を設けると共に、前記集水手段と原水タンク
とを導水管で連結してなり、モジュール上面で受けた雨
水を前記集水手段及び導水管を介して原水タンクへ供給
する淡水製造装置である。
【0007】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。
【0008】(実施例1)図1は本発明の一実施例を示
すフロー図で、図中2は淡水化する海水等を貯留する原
水タンクである。原水タンク内の原水は送給パイプ4に
介装された加圧ポンプ6によって逆浸透膜装置8に送給
され、ここでその一部が脱塩された透過水となり、該装
置8の取出し部10から取出されると共に、残部は濃縮
水として循環パイプ12を通り原水タンク2に返送され
る。前記循環パイプ12には、逆浸透膜装置8側から順
次流量調節弁14、及び遮断弁16が介装されており、
これらの弁14及び16は電気信号により作動するもの
である。
【0009】また、これらの弁14及び16の間におい
て循環パイプ12には排出管18の一端が連結されてい
る。なお、20は排出管18に介装された排出弁で、電
気信号によって作動するようになっている。
【0010】22は原水タンク2と加圧ポンプ6との間
において送給パイプ4に介装された濃度検出器(本例に
おいては電気伝導率計)で、パイプ4内を送られる原水
中の塩濃度を検出し、塩濃度に対応する電気信号を前記
遮断弁16及び排出弁20に送出し、これにより両弁1
6,20が開閉する。
【0011】24は透過水の取出し部10に連結された
透過水パイプで、流量検出器26が介装されている。こ
の検出器26は、透過水パイプ24内を流れる透過水の
流量を検出して、その流量に対応する電気信号を前記流
量調節弁14に送り、これにより流量調節弁14の開度
を調節して循環パイプ12内を原水タンク2に返送され
る濃縮水の流量を制御するものである。
【0012】次に上記構成の淡水製造装置を用いて、一
例として海水に雨水が混合された原水を淡水化する場合
につき説明すると、まず原水は公知の前処理装置によっ
て除濁等の前処理がなされた後、原水タンク2に貯留さ
れる。この場合、タンク2内の原水の塩濃度は雨水が混
合しているので海水よりも低いものである。原水タンク
2内の原水は、次いで加圧ポンプ6によって逆浸透膜装
置8に加圧送給されるが、この際逆浸透膜装置8に送給
される原水中の塩濃度が濃度検出器22により測定さ
れ、予め設定された塩濃度(本例にあっては海水の塩濃
度)と比較され、設定濃度よりも低い場合には遮断弁1
6が“開”、排出弁20が“閉”になる制御信号が検出
器22から両弁16,20にそれぞれ送られる。
【0013】前記逆浸透膜装置8に送給された原水は、
その一部が逆浸透膜を透過して淡水化された透過水とな
り、透過水パイプ24から取り出されるが、この際、流
量検出器26によって透過水量が測定され、予め設定さ
れた透過水量と比較が行なわれる。そして、透過水量が
設定された透過水量よりも多い場合には、検出器26か
ら流量調節弁14に制御信号が送られ、弁14の開度を
大きくする。これにより、逆浸透膜装置8に送給される
原水圧(供給水圧)が減少し、透過水量は減少する方向
に向う。また、透過水量が設定された透過水量よりも少
ない場合には、検出器26から流量調節弁14に制御信
号が送られ、弁14の開度を小さくする。これにより逆
浸透膜装置8に送給される原水圧が増加し、透過水量は
増大する方向に向う。このようにして、透過水量はほぼ
予め設定された所望の値を保つものである。
【0014】一方、逆浸透膜装置8から返送される濃縮
水は塩濃度が高められた状態で原水タンク2に流入し、
これによって徐々に原水タンク2内の原水の塩濃度が高
まる。そして、濃度検出器22で測定される塩濃度の値
が予め設定した値(本例にあっては海水の塩濃度)を越
えると濃度検出器22から信号が送出され、これにより
遮断弁16が閉じると共に、排出弁20が開き、逆浸透
膜装置8からの濃縮水(海水よりも高い塩濃度)は排出
管18から系外に排出される。なお、この状態におい
て、原水タンク2には前処理をした原水が常に供給され
ており、かつ、濃縮水は原水タンク2に循環せずに排出
管18から排出されているので、原水は一過式で処理し
ていることになる。
【0015】また、この状態で原水タンク2に上記原水
が継続して供給され、濃度検出器22で測定される塩濃
度が設定した値よりも低くなると、上記と同様の手順で
弁16が開くと共に、弁20が閉じて最初の状態に復帰
するが、この場合においても透過水量は流量検出器26
及び流量調節弁14の作動によって一定に保たれている
ものである。
【0016】なお、上記実施例においては原水として、
海水に雨水が混合された、したがって海水よりも塩濃度
の低い水を処理する場合について説明したが、上記淡水
製造装置を用いて常時海水を処理する場合には、前記遮
断弁16を閉じ、前記排出弁20を“開”として逆浸透
膜装置8の濃縮水を排出管18から常時系外に排出しな
がら淡水の製造を行うこともできる。また、濃度検出器
としては、抵抗率計等も使用できる。更に濃度検出器2
2において予め設定された値は海水の塩濃度に限られず
任意の値に設定できるものである。
【0017】更に、上記実施例では排出管18に排出弁
20を、また循環パイプ12に遮断弁16をそれぞれ介
装したが、遮断弁16に換えて排出口を有する三方弁を
付設し、前記濃度検出器の信号によって三方弁の流路を
切換えるようにしても上記実施例と同じ制御を行うこと
ができ、このようにすれば排出弁20を省略することが
できる。
【0018】(実施例2)図2は本発明の他の実施例を
示すもので、この例にあっては、本発明の淡水製造装置
に太陽電池を組込んだものである。
【0019】図2において、30は直方体状の原水タン
クで、その上面に逆浸透膜装置32が載置されている。
34は送給パイプで、加圧ポンプ36を作動させること
により、原水タンク30内の原水を前記逆浸透膜装置3
2に送り、淡水製造を行なうもので、弁、検出器等は記
載を省略してあるが、これらにより、前記実施例1の淡
水製造装置が構成されている。
【0020】前記原水タンク30の上面には架台38が
設けられており、前記架台38に上記淡水製造装置の電
源である太陽電池モジュール40が水平面に対して所定
の傾きをもって取付けられている。また、太陽電池モジ
ュール40の両端部、及び下端部には集水溝42が形成
されており、太陽電池モジュール40の傾斜表面で受け
た雨水は、集水溝42に集められた後、導水管44,4
6を通って原水タンク30に流下する。なお、48は除
濁処理をした海水を原水タンクへ供給する供給管であ
る。
【0021】なお、上記実施例においては原水として海
水、及び雨水を用いたがこれに限らず河川水、カン水等
各種のものが使用できる。
【0022】本例のように構成すると、雨水集取が簡単
になり、かつ本装置の設置に必要な面積も少ないので、
特に離島における飲料水製造用として好ましいものであ
る。
【0023】
【発明の効果】本発明装置は原水の塩濃度変化に対応す
る制御機能を有することで、生産水量が安定した状態で
淡水が得られる。また原水の利用率が高く、また維持管
理が容易である。
【0024】この様な機能を有する装置を、例えば雨量
の多い南方の離島などで、雨水と海水の両方を利用しな
がら使うことによって、淡水を長期間、安定した供給量
で供給可能になる。また、逆浸透膜は他の濾過膜と異な
り、細菌も確実に除去できるので、特に飲料水を製造す
る場合、衛生上の信頼性が高くなり、従って衛生上の維
持管理も容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すフロー図である。
【図2】本発明の他の実施例を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
2 原水タンク 4 送給パイプ 6 加圧ポンプ 8 逆浸透膜装置 10 取出し部 12 循環パイプ 14 流量調節弁 16 遮断弁 18 排出管 20 排出弁 22 濃度検出器 24 透過水パイプ 26 流量検出器 30 原水タンク 32 逆浸透膜装置 40 太陽電池モジュール
フロントページの続き (72)発明者 川人 尚美 東京都江東区南砂2丁目5番14号 株式 会社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 林 佑二 埼玉県戸田市川岸1丁目4番9号 オル ガノ株式会社総合研究所内 (72)発明者 小出 真理 埼玉県戸田市川岸1丁目4番9号 オル ガノ株式会社総合研究所内 (72)発明者 武内 宏 東京都文京区本郷5丁目5番16号 オル ガノ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−149207(JP,A) 特開 平1−56105(JP,A) 特開 昭62−168587(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C02F 1/44 B01D 61/12

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原水タンクと、加圧ポンプを介装してな
    り前記原水タンク内の原水を逆浸透膜装置に加圧送給す
    る送給パイプと、加圧送給された原水を透過水と濃縮水
    とに分離して取り出す逆浸透膜装置と、前記逆浸透膜装
    置から取り出される濃縮水を原水タンクに返送する循環
    パイプとからなる淡水製造装置において、 前記逆浸透膜装置の透過水取出し部に透過水の流量を検
    出する流量検出器を設けると共に、前記循環パイプに流
    量調節弁を介装してなり、前記流量検出器の検出信号に
    基づいて前記流量調節弁の開度を制御して逆浸透膜装置
    の供給水圧を調節することにより逆浸透膜装置の透過水
    量を所定量とすることと、前記送給パイプに原水の塩濃度を検出する濃度検出器を
    設け、循環パイプの流量調節弁と原水タンクとの間にお
    いて遮断弁を介装すると共に、循環パイプの前記流量調
    節弁と遮断弁との間において排出弁を介装した排出管を
    連結するか、当該遮断弁に換えて、排出口を有する三方
    弁を付設してなり、前記濃度検出器で検出された原水の
    塩濃度が所定値以上になると濃度検出器の信号に基づい
    て前記遮断弁を閉じると共に排出弁を開くか、又は前記
    三方弁の排出口を開いて濃縮水を排出管から排出するこ
    を特徴とする淡水製造装置。
  2. 【請求項2】 前記淡水製造装置の電源として太陽電池
    モジュールを使用し、この太陽電池モジュールに集水手
    段を設けると共に、前記集水手段と原水タンクとを導水
    管で連結してなり、モジュール上面で受けた雨水を前記
    集水手段及び導水管を介して原水タンクへ供給する請求
    項1に記載の淡水製造装置。
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