JP4348691B2

JP4348691B2 - 逆浸透膜部の目詰まり防止方法

Info

Publication number: JP4348691B2
Application number: JP2004097812A
Authority: JP
Inventors: 剛米田; 敦行真鍋; 隼人渡邉
Original assignee: Miura Co Ltd
Current assignee: Miura Co Ltd
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2024-03-30
Also published as: JP2005279461A

Description

本発明は、ポンプにより供給される被処理水を濾過する逆浸透膜部に、被処理水中の懸濁物質が付着することによる逆浸透膜部の目詰まり防止方法に関する。

蒸気ボイラ、温水ボイラ、クーリングタワー、給湯器等の熱機器、半導体製造、電子部品の洗浄、医療器具の洗浄等に懸濁物質を含まない水が多く使用されている。

従来、原水を懸濁物質の無い水に処理する水処理に、一般に逆浸透膜が使用され、原水を逆浸透膜で濾過して、原水に含まれている溶存物質やゴミや汚れ物質等の懸濁物質を除去する方法がある（例えば、特許文献１参照。）。

この水処理にあって、時間の経過とともに原水中に含まれている前記懸濁物質が逆浸透膜に沈着し、逆浸透膜に目詰まりが発生し、この結果処理水の回収率が低下するといった事態が生じる。そこで、前記原水、即ち被処理水（以下被処理水という。）中の懸濁物質による逆浸透膜の目詰まりを防止する手段として、定期的に薬剤を投入し逆浸透膜を洗浄することにより、逆浸透膜の目詰まりを防止することが知られている。
特開平５−２２０４８０号公報

しかし、上記の逆浸透膜の目詰まり防止方法によれば、逆浸透膜の目詰まりを防止することはできるが、薬剤を投入し逆浸透膜を洗浄する手段では、この薬剤の一部が処理水に取り込まれる可能性があり、処理水の利用の障害となる場合があり、また、処理水の利用後の排水に際し、前記薬剤を除去するための特別な処理を施さない限り、そのまま下水等に排水すると、環境汚染を引き起こすおそれがある、といった問題があった。

本発明の目的は、薬剤を使用することなく、逆浸透膜部に、被処理水中の懸濁物質が付着することを防止し、また、逆浸透膜部に付着した懸濁物質を取り除くことにより、逆浸透膜部の目詰まりを防止する逆浸透膜部の目詰まり防止方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明に係る逆浸透膜部の目詰まり防止方法は、ポンプにより供給される被処理水を濾過する過程で逆浸透膜部に発生した懸濁物質濃縮排水を、被処理水中の懸濁物質が逆浸透膜部に付着するおそれ、被処理水中の懸濁物質が析出するおそれがある運転及び停止を含めた積算時間毎にブローし、前記懸濁物質濃縮排水のブロー時に、前記ポンプの回転数を下げて被処理水の給水量を減少させるとともに前記逆浸透膜部を透過した処理水側の弁を閉じることを特徴とする。

このように、逆浸透膜部に発生する懸濁物質濃縮排水をブローすると、ブローされた分被処理水が排水側に流れる結果、逆浸透膜部付近で懸濁物質の濃度が高くなった被処理水が懸濁物質濃縮排水の排水側に流れ、逆浸透膜部付近における被処理水中の懸濁物質の濃度が低くなる。前記ブローは被処理水中の懸濁物質が逆浸透膜部に付着するおそれ、被処理水中の懸濁物質が析出するおそれがある運転及び停止を含めた積算時間毎に行うので、時間の経過とともに被処理水中に含まれている前記懸濁物質が析出しても、前記懸濁物質濃縮排水のブローにより懸濁物質濃縮排水の排水側に押し流すことができ、また、懸濁物質濃縮排水をブローすると懸濁物質濃縮排水の排水側に流れる被処理水の流速が早くなるので、逆浸透膜部に懸濁物質が付着していても、懸濁物質濃縮排水の排水側に流れる被処理水の流圧により、前記逆浸透膜部に付着している懸濁物質は逆浸透膜部から剥離することになり、逆浸透膜部の目詰まりを早期に解消することができるものとなる。
また、前記懸濁物質濃縮排水のブロー時に、前記ポンプの回転数を下げて被処理水の給水量を減少させることにより、懸濁物質濃縮排水のブロー時の排水量が多くなることによる給水圧損を防ぐことができ、安定したをブローを行うことができるとともに、被処理水の捨て水を減らすことができ、経済的である。
また、前記懸濁物質濃縮排水のブロー時に、前記逆浸透膜部を透過した処理水側の弁を閉じることにより、被処理水は全て懸濁物質濃縮排水の排水側に流れるので、被処理水中の懸濁物質の濃度を短時間で低くすることができるとともに、懸濁物質濃縮排水の排水側に流れる被処理水の流速が早くなり、その流圧により逆浸透膜部に付着しているスケールを短時間で一層効果的に剥離することになり、これにより、ブロー時間の短縮化と被処理水の排水量の減量化、即ち捨て水の節約が図れる。

本発明によれば、被処理水を濾過する過程で逆浸透膜部に発生した懸濁物質濃縮排水を、積算時間毎にブローすることにより、逆浸透膜部付近で懸濁物質の濃度が高くなった被処理水が懸濁物質濃縮排水の排水側に流れ、逆浸透膜部付近における被処理水中の懸濁物質の濃度が低くなる。そして、前記ブローは積算時間毎に行うので、時間の経過とともに被処理水中に含まれている前記懸濁物質が析出しても、前記懸濁物質濃縮排水のブローにより懸濁物質濃縮排水の排水側に押し流すことができ、また、懸濁物質濃縮排水をブローすると懸濁物質濃縮排水の排水側に流れる被処理水の流速が早くなるので、逆浸透膜部に懸濁物質が付着していても、懸濁物質濃縮排水の排水側に流れる被処理水の流圧により、前記逆浸透膜部に付着している懸濁物質は逆浸透膜部から剥離することになり、逆浸透膜部の目詰まりを早期に解消することができるものとなる。

以下、本発明に係る逆浸透膜部の目詰まり防止方法を実施するための最良の形態を説明する。

（実施の形態１）
本例の逆浸透膜部の目詰まり防止方法は、ポンプにより供給される被処理水を濾過する過程で逆浸透膜部に発生した懸濁物質濃縮排水を、積算時間毎にブローするようにした。

前記懸濁物質濃縮排水をブローするタイミングは、運転及び停止を含めた所定の積算時間（経過時間）であり、この積算時間は、被処理水中の懸濁物質が逆浸透膜部に付着するおそれになる時間、被処理水中の懸濁物質が析出するおそれがある時間等を基準に求められる。

ブローをしている時間にあっては、逆浸透膜部付近で懸濁物質の濃度が高くなった被処理水を、その懸濁物質の濃度を低くするに必要な、且つ逆浸透膜部に付着している懸濁物質を逆浸透膜部から剥離し除去するに必要な時間に設定されている。このブローをしている時間の長さは、原水水質や逆浸透膜部の詰まり具合を検知して（透過流束等による検知）、制御するようにしてもよい。

また、懸濁物質濃縮排水のブローにより給水圧損が上がるので、水圧異常（不足）を回避し必要水圧を確保するために、ポンプの容量を上げておく必要がある。

このように、逆浸透膜部に発生する懸濁物質濃縮排水をブローすると、ブローされた分被処理水が排水側に流れる結果、逆浸透膜部付近で懸濁物質の濃度が高くなった被処理水が懸濁物質濃縮排水の排水側に流れ、逆浸透膜部付近における被処理水中の懸濁物質の濃度が低くなる。前記ブローは積算時間毎に間欠的に行うので、時間の経過とともに被処理水中に含まれている前記懸濁物質が析出しても、前記懸濁物質濃縮排水のブローにより懸濁物質濃縮排水の排水側に押し流すことができ、また、懸濁物質濃縮排水をブローすると懸濁物質濃縮排水の排水側に流れる被処理水の流速が早くなるので、逆浸透膜部に懸濁物質が付着していても、懸濁物質濃縮排水の排水側に流れる被処理水の流圧により、前記逆浸透膜部に付着している懸濁物質は逆浸透膜部から剥離することになり、逆浸透膜部の目詰まりを早期に解消することができるものとなる。

また、前記懸濁物質濃縮排水のブロー時に、前記逆浸透膜部を透過した処理水側の弁を閉じるようにしてもよい。

このようにすると、被処理水は全て懸濁物質濃縮排水の排水側に流れるので、被処理水中の懸濁物質の濃度を短時間で低くすることができるとともに、懸濁物質濃縮排水の排水側に流れる被処理水の流速が早くなり、その流圧により逆浸透膜部に付着している懸濁物質を短時間で一層効果的に剥離することになり、これにより、ブローしている時間の短縮化と被処理水の排水量の減量化、即ち捨て水の節約が図れる。

（実施の形態２）
本例の逆浸透膜部の目詰まり防止方法は、ポンプにより供給される被処理水を濾過する過程で逆浸透膜部に発生した懸濁物質濃縮排水を、積算時間毎に間欠的にブローするとともに、前記懸濁物質濃縮排水のブロー時に、前記ポンプの回転数を下げ、被処理水の給水量を落とすようにした。

前記懸濁物質濃縮排水を間欠的にブローする時間は、実施の形態１と同様にして設定される。

また、前記懸濁物質濃縮排水のブロー時に下げるポンプの回転数は、逆浸透膜部付近における懸濁物質の濃度を、被処理水中の懸濁物質の析出が抑制される程度に低くし、また、逆浸透膜部に付着した懸濁物質を剥離する程度の流量と流圧が得られる給水量を確保できる回転数として設定される。

このように、逆浸透膜部に発生した濃縮排水を、所定時間ブローすると、実施の形態１と同様に、ブローされた分被処理水が排水側に流れる結果、逆浸透膜部付近で懸濁物質の濃度が高くなった被処理水が懸濁物質濃縮排水の排水側に流れ、逆浸透膜部付近における被処理水中の懸濁物質の濃度が低くなる。前記ブローは積算時間毎に間欠的に行うので、時間の経過とともに被処理水中に含まれている前記懸濁物質が析出しても、前記懸濁物質濃縮排水のブローにより懸濁物質濃縮排水の排水側に押し流すことができ、また、懸濁物質濃縮排水をブローすると懸濁物質濃縮排水の排水側に流れる被処理水の流速が早くなるので、逆浸透膜部に懸濁物質が付着していても、懸濁物質濃縮排水の排水側に流れる被処理水の流圧により、前記逆浸透膜部に付着している懸濁物質は逆浸透膜部から剥離することになり、逆浸透膜部の目詰まりを早期に解消することができるものとなる。

更に、本例では、前記懸濁物質濃縮排水のブロー時に、前記ポンプの回転数を下げ、被処理水の給水量を落とすようにしたので、懸濁物質濃縮排水のブロー時の排水量が多くなることによる給水圧損を防ぐことができ、安定したをブローを行うことができるとともに、ポンプの回転数を下げるので被処理水の給水量が少なくなり、被処理水の捨て水を減らすことができ、経済的である。

また、本例も、前記懸濁物質濃縮排水のブロー時に、前記逆浸透膜部を透過した処理水側の弁を閉じるようにしてもよい。

このようにすると、被処理水は全て懸濁物質濃縮排水の排水側に流れるので、被処理水中の懸濁物質の濃度を短時間で低くすることができるとともに、懸濁物質濃縮排水の排水側に流れる被処理水の流速が早くなり、その流圧により逆浸透膜部に付着しているスケールを短時間で一層効果的に剥離することになり、これにより、ブロー時間の短縮化と被処理水の排水量の減量化、即ち捨て水の一層の節約が図れる。

次に本発明の具体的な一実施例を図面により詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示す逆浸透膜部の目詰まり防止方法を実施する水処理システムの概略説明図である。
図１に示す水処理システムは、被処理水を給水する給水ライン１に、上流側から、軟水処理部２、被処理水中のゴミ等を除去するフィルター３、腐食促進成分を捕捉し腐食抑制成分を透過させる逆浸透膜を備えた逆浸透膜部４、逆浸透膜部４で処理された処理水中の溶存気体を透過する気体透過膜を用いて脱気する膜式脱気部５、膜式脱気部５を透過することにより得られた処理水を貯留する貯留タンク６とが、順番に配置され、更に、逆浸透膜部４の上流側には、被処理水を前記逆浸透膜部４に加圧して供給するポンプ７とが配置されている。また、前記逆浸透膜部４には、懸濁物質濃縮排水を排水する懸濁物質濃縮排水ライン８が接続されており、この懸濁物質濃縮排水ライン８には、排水ライン８ａとブローライン８ｂが分岐して接続されている。更に、前記逆浸透膜部４で処理された処理水を流す処理水ライン１ａに開閉弁９が配置され、また、前記排水ライン８ａには排水弁１０ａが配置され、ブローライン８ｂにはブロー弁１０ｂが配置されている。

前記軟水処理部２にあっては、イオン交換樹脂を用いた公知の軟水装置が使用される。また、前記水処理システムは、ポンプ７に接続され該ポンプ７の回転数を出力周波数に応じて可変させるインバータ１１と、制御部１２を備えている。

該制御部１２は、前記開閉弁９、ブロー弁１０ｂ及び前記インバータ１１に対するインターフェースを有し、懸濁物質濃縮排水を間欠的にブローするための積算時間、懸濁物質濃縮排水をブローしている時間及び懸濁物質濃縮排水をブローしているときのポンプ７の回転数等を記憶させた記憶部を備えている。前記懸濁物質濃縮排水を間欠的にブローするための積算時間は、運転及び停止を含めた所定の積算時間（経過時間）であり、この積算時間は、被処理水中の懸濁物質が逆浸透膜部に付着するおそれになる時間、被処理水中の懸濁物質が析出するおそれがある時間等を基準に設定されている。

また、懸濁物質濃縮排水をブローしている時間にあっては、逆浸透膜部付近で懸濁物質の濃度が高くなった被処理水を、その懸濁物質の濃度を低くするに必要な、且つ逆浸透膜部に付着している懸濁物質を逆浸透膜部から剥離し除去するに必要な時間に設定されている。

そして、運転停止中或いは運転中に、タイマーで積算された所定の時間毎に発せられる間欠信号に基づいて、前記排水ライン８ａに配置されたブロー弁１０ｂにブロー信号を出力し或いはブロー弁１０ｂにブロー指令信号を出力するとともに、前記ブロー信号に基づいてブロー弁１０ｂにブロー指令信号を出力している間、前記逆浸透膜部４で処理された処理水を流す処理水ライン１ａに配置された開閉弁９に閉指令信号を出力し、また、同様に前記ブロー信号に基づいてブロー弁１０ｂにブロー指令信号を出力している間、前記インバータ１１に指令信号を出力し、インバータ１１からポンプ７の回転数を所定の回転数に下げる指令信号を出力させるように、プログラムされている。

上記のように構成した水処理システムにより、本発明に係る逆浸透膜部の目詰まり防止方法は次のように実施される。

供給された被処理水を軟水処理部２で軟水処理することにより、被処理水中のカルシウム等の硬度分が除去され、フィルター３で被処理水中のゴミ等が除去され、該被処理水はポンプ７で加圧して逆浸透膜部４に供給される。逆浸透膜部４を透過し、懸濁物質が除去された処理水は、膜式脱気部５で脱気され、貯留する貯留タンク６に貯留される。

そして、前記水処理運転の過程で、制御部１２のプログラムで設定された所定の時間毎に発せられる間欠信号に基づいて、制御部１２が前記排水ライン８ａに配置されたブロー弁１０ｂにブロー信号を出力し、ブロー弁１０ｂを所定時間開きブローする。

このようにすることにより、逆浸透膜部４の付近で懸濁物質の濃度が高くなった被処理水が懸濁物質濃縮排水の排水側に流れ、逆浸透膜部４の付近における被処理水中の懸濁物質の濃度が低くなる。そして、前記ブローは積算時間毎に行うので、時間の経過とともに被処理水中に含まれている前記懸濁物質が析出しても、前記懸濁物質濃縮排水のブローにより懸濁物質濃縮排水の排水側に押し流すことができ、また、懸濁物質濃縮排水をブローすると懸濁物質濃縮排水の排水側に流れる被処理水の流速が早くなるので、逆浸透膜部４に懸濁物質が付着していても、懸濁物質濃縮排水の排水側に流れる被処理水の流圧により、前記逆浸透膜部４に付着している懸濁物質は逆浸透膜部４から剥離することになり、逆浸透膜部４の目詰まりを早期に解消することができるものとなる。

また、前記ブロー弁１０ｂを所定時間開き懸濁物質濃縮排水をブローする際に、前記ブロー指令信号に基づいてブロー弁１０ｂにブロー指令信号を出力している間、前記インバータ１１に指令信号を出力し、インバータ１１からポンプ７の回転数を所定の回転数に下げる指令信号を出力するとともに、前記逆浸透膜部４で処理された処理水を流す処理水ライン１ａに配置された開閉弁９に閉指令信号を出力させ、前記逆浸透膜部４を透過した処理水側の弁を閉じるようにする。

このようにすると、被処理水は全て懸濁物質濃縮排水の排水側に流れるので、被処理水中の懸濁物質の濃度を短時間で低くすることができるとともに、懸濁物質濃縮排水の排水側に流れる被処理水の流速が早くなり、その流圧により逆浸透膜部４に付着している懸濁物質を短時間で一層効果的に剥離することになり、これにより、ブロー時間の短縮化と被処理水の排水量の減量化、即ち捨て水の一層の節約が図れる。

本発明に係る逆浸透膜部の目詰まり防止方法を実施する水処理システムの概略説明図。

符号の説明

２軟水処理部
４逆浸透膜部
７ポンプ
８懸濁物質濃縮排水ライン
８ａ排水ライン
８ｂブローライン
９開閉弁
１０ａ排水弁
１０ｂブロー弁
１１インバータ
１２制御部

Claims

ポンプにより供給される被処理水を濾過する過程で逆浸透膜部に発生した懸濁物質濃縮排水を、被処理水中の懸濁物質が逆浸透膜部に付着するおそれ、被処理水中の懸濁物質が析出するおそれがある運転及び停止を含めた積算時間毎にブローし、前記懸濁物質濃縮排水のブロー時に、前記ポンプの回転数を下げて被処理水の給水量を減少させるとともに前記逆浸透膜部を透過した処理水側の弁を閉じることを特徴とする逆浸透膜部の目詰まり防止方法。