(57)【要約】【課題】  高アルカリの環境下においてＲＯ膜を使用する場合であっても、ＲＯ膜の目詰まりの可能性を低減することによって、コストダウン及び稼働率向上の両方を実現することが可能な水処理システム及び水処理方法を提供すること。【解決手段】  実施形態の水処理システムは、脱気装置と、脱塩ユニットと、バブル移送手段とを備えている。脱気装置は、被処理水に対して脱気処理を行い、脱気された被処理水である被脱気水、及び、被処理水から脱気されたガスを取得する。脱塩ユニットは、被脱気水に対して脱塩処理を行い、被脱気水を、被脱気水から塩分が低減された脱塩水、及び、塩分が濃縮された被脱気水である濃縮水に分離する。バブル生成装置は、脱塩水及びガスを混合し減圧することによって、バブルを生成する。バブル移送手段は、バブルを、脱塩ユニットへ移送する。【選択図】図１
2020040001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水に対して脱気処理を行い、脱気された前記被処理水である被脱気水、及び、前記被処理水から脱気されたガスを取得する脱気装置と、
前記被脱気水に対して脱塩処理を行い、前記被脱気水を、前記被脱気水から塩分が低減された脱塩水、及び、塩分が濃縮された前記被脱気水である濃縮水に分離する脱塩ユニットと、
前記脱塩水及び前記ガスを混合し減圧することによって、バブルを生成するバブル生成装置と、
前記バブルを、前記脱塩ユニットへ移送するためのバブル移送手段と、
を備えた水処理システム。
【請求項２】
前記脱気装置へ提供される前の前記被処理水に対して、軟水化処理を行う軟水化処理装置をさらに備えた、請求項１に記載の水処理システム。
【請求項３】
前記軟水化処理装置へ提供される前の前記被処理水から、固形分を除去する固形分除去装置をさらに備えた請求項２に記載の水処理システム。
【請求項４】
前記バブル移送手段は、前記バブル生成装置によって生成されたバブルを、さらに前記固形分除去装置へ供給する、請求項３に記載の水処理システム。
【請求項５】
前記脱塩ユニットによって分離された前記濃縮水を蒸発乾燥処理することによって、前記濃縮水から塩分及び水分を回収する、熱処理装置をさらに備えた、請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の水処理システム。
【請求項６】
前記脱塩ユニットは、直列的に配置された複数の分離ユニット、及び、前記複数の分離ユニットそれぞれの下流側に共通して配置された最終ユニットを含み、
前記複数の分離ユニットのうち、最上流側に配置された分離ユニットは、前記脱気装置によって取得された被脱気水に対して脱塩処理を行い、前記被脱気水を、前記被脱気水から塩分が低減された脱塩水、及び、前記被脱気水よりも塩分が濃縮された濃縮水に分離し、前記脱塩水を、前記最終ユニットへ提供し、前記濃縮水を、下流側に配置された分離ユニットへ提供し、
前記下流側に配置された分離ユニットはおのおの、上流側に配置された分離ユニットから提供された前記濃縮水を、塩分が低減された脱塩水、及び、塩分がさらに濃縮された濃縮水に分離し、この脱塩水を、前記最終ユニットへ提供し、この濃縮水を、次に下流側に配置された分離ユニットへ提供し、
前記最終ユニットは、前記複数の分離ユニットそれぞれから提供された脱塩水を濃縮することによって、濃縮された脱塩水と、塩分が低減された脱塩水とを取得し、前記濃縮された脱塩水を、前記バブル生成装置へ提供する、請求項１乃至５のうち何れか１項に記載の水処理システム。
【請求項７】
前記脱気装置によって取得された被脱気水を、前記脱塩ユニットへ導入する前に調整するための導入ユニットを、前記脱気装置及び前記脱塩ユニットの間に備え、
前記バブル移送手段は、前記バブルを、前記脱塩ユニットへ移送する代わりに、前記導入ユニットへ移送する、請求項１乃至６のうち何れか１項に記載の水処理システム。
【請求項８】
前記バブル生成装置は、空気を取り込む機能を備え、前記脱気装置によって取得されたガスの代わりに、前記機能によって取り込まれた空気を、前記脱塩水と混合し減圧することによって前記バブルを生成する、請求項１乃至７のうち何れか１項に記載の水処理システム。
【請求項９】
前記バブル生成装置は、前記脱塩水を、前記脱気装置によって取得されたガスと混合させず、前記脱塩水を減圧することによって、前記脱塩水に溶存している気体から前記バブルを生成する、請求項１乃至７のうち何れか１項に記載の水処理システム。
【請求項１０】
脱気装置を用いて、被処理水に対して脱気処理を行い、脱気された前記被処理水である被脱気水、及び、前記被処理水から脱気されたガスを取得する工程と、
逆浸透膜を用いて、前記被脱気水に対して脱塩処理を行い、前記被脱気水を、前記被脱気水から塩分が低減された脱塩水、及び、塩分が濃縮された前記被脱気水である濃縮水に分離する工程と、
前記脱塩水及び前記ガスを混合し減圧することによって、バブルを生成する工程と、
前記バブルを、前記逆浸透膜による脱塩処理前に、前記被脱気水と混合させる工程と、
前記濃縮水を、熱処理装置を用いた蒸発濃縮処理によって、塩分及び水分に分離する工程と、
を含む水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、水処理システム及び水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、健全な水循環を実現するための法規制が強化されている。ＺＬＤ（Zero Liquid Discharge）は、水質汚染リスクの低減、廃水の再生、及び再利用の視点から、工場内で水を再生して利用すると共に、さらに工場から外部に出される排水をゼロにまで低減することで水環境保全を図るコンセプトである。
【０００３】
排水をゼロまで低減するためには、最終的には蒸発法で固形分と脱イオン水に分離する必要がある。蒸発法は、廃水を加熱して水蒸気を発生させて、この水蒸気を冷却して脱イオン水を得ることで、固形分と脱イオン水に分離する方法である。この方法は、２段フラッシュ蒸発法、多段フラッシュ蒸発法等が実用化されており、非常に純度の高い脱イオン水が得られるという利点を有しているが、熱源を必要とするためにエネルギー効率が悪いという欠点がある。そのため、エネルギー消費量低減の観点から、廃水の濃縮度を可能な限り高めることによって、蒸発法で処理する廃水量を極力低減することが求められている。
【０００４】
これらのことから、蒸発法の前段階で、固形分を含有した濃縮廃水と真水を分離するために逆浸透（ＲＯ：Reverse Osmosis）膜（以下、「ＲＯ膜」と称する）が用いられている。ＲＯ膜を適用した脱塩・濃縮システムは、ＲＯ膜に対し、被処理水を加圧導入し、ＲＯ膜を透過した水である脱イオン水と、ＲＯ膜を透過せず、濃縮された濃縮水とを得る基本プロセスから構成されている。
【０００５】
ＲＯ膜は、イオン性物質、微粒子、有機物、一部の溶存気体等ほぼ全てに対する除去効果があることや、目詰まりやトラブルが発生しない限り、再生等の不連続の工程を実施しなくても良い等といった観点から広く用いられている。
【０００６】
しかしながら、ＲＯ膜は、シリカ、硬度スケール、及びバイオファウリングによって目詰まりが生じる恐れがある。
【０００７】
ＲＯ膜に目詰まりが生じると、ＲＯ膜を洗浄するために、水処理システム全体を停止する必要があるので、水処理システムの稼働率が低下する。また、想定された濃縮度まで濃縮されていない濃縮水を蒸発処理することになり、蒸発のために要する熱エネルギーが増加するため、全体的な処理コストの増加も招く。
【０００８】
シリカによるＲＯ膜の目詰まりは、シリカの大部分がイオン状で存在する高アルカリ（例えば、ｐＨ≧１０）の環境においてＲＯ膜を使用することによって、抑制することが可能である。
【０００９】
しかしながら、ｐＨを制御しても、硬度スケールやバイオファウリングの発生の可能性を低下させることはできない。特に、高アルカリの環境では、硬度スケールの発生が加速されるので、むしろ、硬度スケールによるＲＯ膜の目詰まりのリスクを高める傾向にある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第6537456号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明が解決しようとする課題は、高アルカリの環境下においてＲＯ膜を使用する場合であっても、ＲＯ膜の目詰まりの可能性を低減することによって、コストダウン及び稼働率向上の両方を実現することが可能な水処理システム及び水処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
実施形態の水処理システムは、脱気装置と、脱塩ユニットと、バブル移送手段とを備えている。脱気装置は、被処理水に対して脱気処理を行い、脱気された被処理水である被脱気水、及び、被処理水から脱気されたガスを取得する。脱塩ユニットは、被脱気水に対して脱塩処理を行い、被脱気水を、被脱気水から塩分が低減された脱塩水、及び、塩分が濃縮された被脱気水である濃縮水に分離する。バブル生成装置は、脱塩水及びガスを混合し減圧することによって、バブルを生成する。バブル移送手段は、バブルを、脱塩ユニットへ移送する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態の水処理方法が適用された水処理システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態の水処理システムの構成例を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態の水処理システムにおける導入ユニットの構成例を示す概念図である。
【図４】第１の実施形態の水処理システムにおける分離ユニットの構成例を示す概念図である。
【図５】第１の実施形態におけるバブル生成装置の構成例を示す概念図である。
【図６Ａ】第１の実施形態の水処理システムの動作例を示すフローチャート（１／２）である。
【図６Ｂ】第１の実施形態の水処理システムの動作例を示すフローチャート（２／２）である。
【図７】第２の実施形態の水処理システムの構成例を示すブロック図である。
【図８】第３の実施形態の水処理システムの構成例を示すブロック図である。
【図９】第３の実施形態におけるバブル生成装置の構成例を示す概念図である。
【図１０】第４の実施形態の水処理システムの構成例を示すブロック図である。
【図１１】第５の実施形態の水処理システムの構成例を示すブロック図である。
【図１２】第５の実施形態におけるバブル生成装置の構成例を示す概念図である。
【図１３】第６の実施形態の水処理システムの構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、実施形態の水処理方法が適用された水処理システムの概略構成を示すブロック図である。
【００１５】
すなわち、水処理システム１００は、脱気装置２０と、脱塩ユニット４０と、バブル生成装置６０と、バブル移送ライン８０と、熱処理装置９０とを備えている。
【００１６】
脱気装置２０は、例えば工場廃水のような被処理水ａに対して脱気処理を行い、脱気された被処理水ａである被脱気水ｂと、被処理水ａから脱気された例えば二酸化炭素のようなガスｃとを取得し、被脱気水ｂを脱塩ユニット４０へ、ガスｃをバブル生成装置６０へ提供する。
【００１７】
脱塩ユニット４０は、一般に複数のＲＯ膜を備えており、脱気装置２０から提供された被脱気水ｂに対して、これら複数のＲＯ膜を用いて脱塩処理を行い、被脱気水ｂを、被脱気水ｂから塩分が低減された脱塩水ｄ、及び、塩分が濃縮された被脱気水ｂである濃縮水ｅに分離する。そして、脱塩水ｄをバブル生成装置６０へ、濃縮水ｅを熱処理装置９０へ提供する。
【００１８】
バブル生成装置６０は、脱塩ユニット４０から提供された脱塩水ｄ、及び、脱気装置２０から提供されたガスｃを混合し、混合後に減圧することによって、脱塩水ｄ中に、バブルｆを発生させる。
【００１９】
バブル移送ライン８０は、バブル生成装置６０から脱塩ユニット４０へのライン（例えば、配管）である。バブル移送ライン８０には、ポンプ８２が設けられており、バブル生成装置６０によって生成されたバブルｆを含む脱塩水ｄは、ポンプ８２によって、バブル移送ライン８０内を移送されることによって、脱塩ユニット４０へ供給される。なお、後述する図２に示すように、脱塩ユニット４０の前段に、導入ユニット３０のような補助ユニットが備えられている場合、バブル生成装置６０によって生成されたバブルｆを含む脱塩水ｄを、脱塩ユニット４０の代わりに、導入ユニット３０のような補助ユニットに供給できるように、バブル供給ライン８０の接続先を変更しても良い。
【００２０】
なお、当該技術分野では、ポンプ、エアリフト、スチームジェット、サイフォンのように、液体を移送する機器を移送機器（transfer means）と称している。そして、実施形態では、移送機器としてポンプを適用した例を用いて説明している。しかしながら、本明細書において記載されているポンプは、エアリフト、スチームジェット、サイフォンのような他の移送機器を代わりに使用することもできる。
【００２１】
熱処理装置９０は、脱塩ユニット４０から提供された濃縮水ｅを濃縮・蒸発乾燥処理することによって、濃縮水ｅから、溶解性固形分である塩分ｇ、水分ｈ、及び、ガス状の揮発成分ｋを回収する。塩分ｇは、濃縮された廃棄物として処分される。水分ｈは再生水として、例えば、被処理水ａを排出した工場に戻され、再利用される。揮発成分ｋは、環境に放出される。
【００２２】
このような概略構成をなす水処理システム１００の具体的な各実施形態について、以下に説明する。なお、以下の各実施形態の説明において、図１で示した部位と同一部分については、同一符号を用いて示し、重複説明を避ける。
【００２３】
（第１の実施形態）
第１の実施形態の水処理システムについて説明する。
【００２４】
図２は、第１の実施形態の水処理システムの構成例を示すブロック図である。
【００２５】
水処理システム１００ａは、前処理ユニット１０、導入ユニット３０、脱塩ユニット４０、バブル生成装置６０、バブル移送ライン８０、及び熱処理装置９０を備えている。
【００２６】
前処理ユニット１０は、例えば工場廃水のような被処理水ａに対して、固形分除去処理、軟水化処理、及び脱気処理等を含む前処理を実施するユニットであり、例えば、直列に配置された固形分除去装置１２と、軟水化処理装置１４と、前述した脱気装置２０とを備えている。
【００２７】
固形分除去装置１２、軟水化処理装置１４、及び脱気装置２０の前段にはそれぞれ、必要に応じて図示しないポンプが設けられ、固形分除去装置１２、軟水化処理装置１４、及び脱気装置２０は、各前段に設けられたポンプによって上流側から被処理水ａが送液されるようにしても良い。
【００２８】
固形分除去装置１２は、例えば、精密濾過（ＭＦ：Microfiltration）膜、限外濾過（ＵＦ：Ultrafiltration）膜、及びＭＢＲ（Membrane Bioreactor）法等の膜分離技術を用いて実現する。このような固形分除去装置１２は、被処理水ａを濾過し、被処理水ａから固形分を除去する。固形分を除去された被処理水ａ１は、固形分除去装置１２から例えば軟水化処理装置１４の前段に設けられた図示しないポンプによって、軟水化処理装置１４へ送液される。
【００２９】
軟水化処理装置１４は、例えば、イオン交換樹脂や凝集沈殿装置等を用いて実現する。このような軟水化処理装置１４は、送液された被処理水ａ１から、カルシウムやマグネシウム等の硬度成分を除去することによって、被処理水１を軟水化する。このようにして被処理水ａ１から硬度成分が除去され、軟水化された被処理水ａ２は、軟水化処理装置１４から、例えば脱気装置２０の前段に設けられた図示しないポンプによって、脱気装置２０へ送液される。
【００３０】
脱気装置２０は、純水製造等で用いられる既存のものが使用可能であり、例えば、充填式脱炭酸塔、ばっ気装置、膜脱気装置、真空脱気装置等を用いて実現する。いずれも、脱気効率向上のため、塩酸、硫酸等の酸を被処理水ａ２に添加し、被処理水ａ２のｐＨを７以下、より好ましくは５．５以下に下げて処理を行なうことが望ましい。気液接触式の場合、Ｇ／Ｌ比（Ｎ−ｍ３／ｍ３）は５〜２０の範囲が好ましい。なお、脱気装置２０は、公知の技術を用いて実現可能であり、適用に制限はない。
【００３１】
このような脱気装置２０は、被処理水ａ２に対して脱気処理を行い、脱気された被処理水ａ２である被脱気水ｂ、及び、被処理水ａ２から脱気された例えば二酸化炭素のようなガスｃを取得し、被脱気水ｂを、脱塩ユニット４０の前段に設けられた導入ユニット３０へ、ガスｃを、バブル生成装置６０へ供給する。
【００３２】
導入ユニット３０は、脱塩ユニット４０へ導入される被脱気水ｂを調整するための設備である。
【００３３】
図３は、導入ユニットの構成例を示す概念図である。
【００３４】
図３に例示されるように、導入ユニット３０は、被脱気水ｂを貯液するための液混和槽３１、送液ライン３２、３４、薬液ライン３３、ポンプ３５、３６、及び水質計３７を備えている。また、液混和槽３１には、バブル移送ライン８０も導かれている。
【００３５】
送液ライン３２は、脱気装置２０からの被脱気水ｂを、液混和槽３１へ導くための、例えば配管のようなラインである。
【００３６】
ポンプ３５は、送液ライン３２に設けられ、脱気装置２０からの被脱気水ｂを液混和槽３１へ送液する。
【００３７】
薬液ライン３３は、液混和槽３１へ薬液ｍを供給するための配管である。薬液ｍは、例えば、ｐＨ調整剤、殺菌剤、スケール防止剤、バイオファウリング防止剤及び膜洗浄剤等を含む。薬液ｍは、例えば、水質計３７により計測される水質、並びに、脱塩ユニット４０で用いられるＲＯ膜の材質や性能等により使い分けられる。薬液ｍはさらに、定常運転時、及びメンテナンス時等に応じて使い分けることもできる。
【００３８】
ｐＨ調整剤としては、例えば、苛性ソーダ、水酸化カリウム等のアルカリ剤を用いる。これによって、導入ユニット３０は、液混和槽３１において、被脱気水ｂのｐＨを７以上、好ましくは８．５以上、さらに好ましくは１０．５以上にする。
【００３９】
また、液混和槽３１へは、バブル移送ライン８０も導かれており、バブル生成装置６０からの、バブルｆを含む脱塩水ｄが、バブル移送ライン８０を介して液混和槽３１へ移送される。
【００４０】
水質計３７は、液混和槽３１に貯液された被脱気水ｂのｐＨを測定するｐＨ計を含む。さらには、液混和槽３１に貯液された被脱気水ｂの水位を測定する水位計、導電率を測定する導電率計等を含んでいても良い。
【００４１】
送液ライン３４は、液混和槽３１に貯液された被脱気水ｂを、脱塩ユニット４０へ送液するための、例えば配管のようなラインである。
【００４２】
ポンプ３６は、液混和槽３１に貯液された被脱気水ｂのｐＨ等の水質が、脱塩ユニット４０へ導入されるのに適切な値になったことが水質計３７によって検出された場合に起動され、液混和槽３１に貯液された被脱気水ｂを、あらかじめ設定した圧力へ昇圧して脱塩ユニット４０へ送液する。
【００４３】
なお、あらかじめ設定した圧力とは、脱塩ユニット４０における最上流の分離ユニット４１のＲＯ膜４７（後述する分離ユニット４１ＡのＲＯ膜４７Ａ）の浸透圧よりも高い圧力であり、０〜３ＭＰａ程度が好適である。
【００４４】
脱塩ユニット４０は、直列的に配置された３つの分離ユニット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、及び、各分離ユニット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃの下流側に共通して配置された最終ユニット４９を含んでいる。
【００４５】
各分離ユニット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、及び最終ユニット４９は、それぞれ圧力容器４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄを備えている。さらに、各圧力容器４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄの内部には、ＲＯ膜エレメント部４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ、４３Ｄが配置されている。
【００４６】
なお、このような脱塩ユニット４０の構成は一例であり、直列的に配置された３つの分離ユニット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃの代わりに、直列的に配置された２つの分離ユニット４１Ａ、４１Ｂを備えた構成でもよい。また、直列的に配置された３つより多くの分離ユニット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、・・・を備えた構成でもよい。このような場合であっても、各分離ユニット４１は、内部にＲＯ膜エレメント部４３を配置した圧力容器４２をそれぞれ備えている。
【００４７】
図４は、第１の実施形態における分離ユニット４１の構成例を示す概念図である。
【００４８】
図４に示す分離ユニット４１の構成は、分離ユニット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ及び最終ユニット４９の構成と共通している。したがって、以下では、図４を用いて、分離ユニット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ及び最終ユニット４９の構成をまとめて説明する。
【００４９】
前述したように、分離ユニット４１は、圧力容器４２を備え、さらに、圧力容器４２の内部にＲＯ膜エレメント部４３を配置している。図４では、一例として、分離ユニット４１が１つの圧力容器４２を備え、圧力容器４２が１つのＲＯ膜エレメント部４３を配置した例を示している。しかしながら、各分離ユニット４１が備える圧力容器４２の数は、単数に限定されず、複数であっても良い。また、圧力容器４２の内部に設置されるＲＯ膜エレメント部４３の数もまた、単数に限定されず、複数であっても良い。
【００５０】
ＲＯ膜エレメント部４３は、内部にＲＯ膜４７を備えているとともに、１つの導入部４４、及び、２つの排出部４５、４６を備えている。
【００５１】
導入部４４は、導入ライン５０を介して上流側から供給される被処理水（例えば、分離ユニット４１Ａの場合、導入ユニット３０から送液される被脱気水ｂ）を、ＲＯ膜エレメント部４３の内部に導入するための入口である。
【００５２】
ＲＯ膜４７は、例えば、スパイラル状、及び中空糸状等の膜を適用し、導入部４４から導入された水を濾過して、ＲＯ膜４７を透過した透過水ｄ、及び、ＲＯ膜４７を透過せず、ＴＤＳ（Total Dissolved Solid）が濃縮された濃縮水ｅに分離する。
【００５３】
排出部４５は、濃縮水ｅをＲＯ膜エレメント部４３から排出するための出口であり、排出部４６は、透過水ｄをＲＯ膜エレメント部４３から排出するための出口である。排出部４５から排出された濃縮水ｅは、濃縮水ライン５２を介して下流側の分離ユニット４１へ導かれ、排出部４６から排出された透過水ｄは、透過水ライン５１を介して最終ユニット４９へ導かれる。なお、図２に示す例では分離ユニット４１Ｃである最下流の分離ユニット４１の場合、排出部４５Ｃから排出された濃縮水ｅ３は、濃縮水ライン５２Ｃを介して熱処理装置９０へ導かれる。
【００５４】
前述したような構成により、分離ユニット４１は、分離ユニット４１Ａの場合、導入ユニット３０から高圧に昇圧されて導入された被脱気水ｂが、導入ライン５０Ａを介して導入部４４ＡからＲＯ膜エレメント部４３Ａ内へ導入され、ＲＯ膜４７Ａを透過した透過水が、脱塩水ｄ１として、排出部４６Ａから、透過水ライン５１Ａを介して最終ユニット４９へ向けて排出され、ＲＯ膜４７ＡによってＴＤＳが濃縮された濃縮水ｅ１が、排出部４５Ａから、濃縮水ライン５２Ａを介して分離ユニット４１Ｂへ向けて排出される。
【００５５】
濃縮水ライン５２Ａにはポンプ４８Ａが備えられており、ポンプ４８Ａは、濃縮水ライン５２Ａ内を流れる濃縮水ｅ１を、分離ユニット４１ＢのＲＯ膜４７Ｂの浸透膜よりも高い圧力まで、好適には３〜８ＭＰａ程度まで昇圧して、分離ユニット４１Ｂへ送液する。
【００５６】
分離ユニット４１Ｂは、このようにして分離ユニット４１Ａから送液された濃縮水ｅ１を、導入ライン５０Ｂを介して、ＲＯ膜エレメント部４３Ｂへ導入する。なお、導入ライン５０Ｂは、濃縮水ライン５２Ａから連続したラインであり、分離ユニット４１Ａ側から見た場合、濃縮水ライン５２Ａとして定義され、分離ユニット４１Ｂ側から見た場合、導入ライン５０Ｂとして定義される。
【００５７】
ＲＯ膜エレメント部４３Ｂへ導入された濃縮水ｅ１のうち、ＲＯ膜４７Ｂを透過した透過水が、脱塩水ｄ２として、排出部４６Ｂから、透過水ライン５１Ｂを介して最終ユニット４９へ向けて排出され、ＲＯ膜４７Ｂによって、濃縮水ｅ１よりもさらにＴＤＳが濃縮された濃縮水ｅ２が、排出部４５Ｂから、濃縮水ライン５２Ｂを介して分離ユニット４１Ｃへ向けて排出される。
【００５８】
濃縮水ライン５２Ｂにはポンプ４８Ｂが備えられており、ポンプ４８Ｂは、濃縮水ライン５２Ｂ内を流れる濃縮水ｅ２を、分離ユニット４１ＣのＲＯ膜４７Ｃの浸透膜よりも高い圧力まで、好適には８〜１２ＭＰａ程度まで昇圧して、分離ユニット４１Ｃへ送液する。なお、濃縮水ｅ２のＴＤＳ濃度は、望ましくは４０，０００（ｍｇ／Ｌ）以上、さらに望ましくは８０，０００（ｍｇ／Ｌ）以上である。
【００５９】
分離ユニット４１Ｃは、分離ユニット４１Ｂから送液された濃縮水ｅ２を、導入ライン５０Ｃを介して、ＲＯ膜エレメント部４３Ｃへ導入する。なお、導入ライン５０Ｃは、濃縮水ライン５２Ｂから連続したラインであり、分離ユニット４１Ｂ側から見た場合、濃縮水ライン５２Ｂとして定義され、分離ユニット４１Ｃ側から見た場合、導入ライン５０Ｃとして定義される。
【００６０】
ＲＯ膜エレメント部４３Ｃへ導入された濃縮水ｅ２のうち、ＲＯ膜４７Ｃを透過した透過水が、脱塩水ｄ３として、排出部４６Ｃから、透過水ライン５１Ｃを介して最終ユニット４９へ向けて排出され、ＲＯ膜４７Ｃによって、濃縮水ｅ２よりもさらにＴＤＳが濃縮された濃縮水ｅ３が、排出部４５Ｃから、濃縮水ライン５２Ｃを介して熱処理装置９０へ向けて排出される。濃縮水ライン５２Ｃには、ポンプ４８Ｃが備えられている。ポンプ４８Ｃは、排出部４８Ｃから濃縮水ライン５２Ｃへ排出された濃縮水ｅ３を熱処理装置９０へ送液する。
【００６１】
透過水ライン５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃは、最終ユニット４９の前で合流し、透過水ライン５１となる。したがって、脱塩水ｄ１、ｄ２、ｄ３は、透過水ライン５１において合流する。
【００６２】
透過水ライン５１にはポンプ４８Ｄが備えられており、透過水ライン５１内を流れる脱塩水ｄを、最終ユニット４９のＲＯ膜４７Ｄの浸透膜よりも高い圧力まで、好適には０〜２ＭＰａ程度まで昇圧して、導入ライン５０Ｄを介して、最終ユニット４９へ送液する。
【００６３】
最終ユニット４９は、送液された脱塩水ｄを、ＲＯ膜エレメント部４３Ｄへ導入する。
【００６４】
最終ユニット４９では、送液された脱塩水ｄが、ＲＯ膜４７Ｄを透過すると、苛性ソーダ等のアルカリ成分や溶存塩類がさらに除去され、脱イオン化された再生水ｉとなり、ＲＯ膜４７Ｄを透過しない脱塩水ｄ’は、送液された脱塩水ｄよりも、苛性ソーダ等のアルカリ成分や溶存塩類が濃縮されている。
【００６５】
最終ユニット４９は、このようにして、脱塩水ｄを、再生水ｉ及び脱塩水ｄ’に分離する。再生水ｉは、例えば、被処理水ａを排出した工場に戻され、再利用される。一方、脱塩水ｄ’は、濃縮水ライン５２Ｄを介してバブル生成装置６０へ供給される。なお、濃縮水ライン５２Ｄには、ポンプ５３が備えられており、ポンプ５３は、濃縮水ライン５２Ｄ内を流れる脱塩水ｄ’を、バブル生成装置６０へ送液する。
【００６６】
バブル生成装置６０は、濃縮水ライン５２Ｄを介して供給された脱塩水ｄ’、及び、脱気装置２０から供給されたガスｃを混合し、混合後に減圧することによって、脱塩水ｄ’の内部にバブルｆを発生させる。
【００６７】
図５は、第１の実施形態におけるバブル生成装置６０の構成例を示す概念図である。
【００６８】
図５に例示するバブル生成装置６０は、ベンチュリー式バブル生成装置を示しており、断面積の縮小と拡大を有するベンチュリー管６１と、ベンチュリー管６１に接続され、脱気装置２０からのガスｃをバブル生成装置６０内に導入するためのガス導入ライン６２とから構成される。
【００６９】
バブル生成装置６０には、最終ユニット４９からの脱塩水ｄ’が、ポンプ５３によって、濃縮水ライン５２Ｄを介してベンチュリー管６１へ導入される。一方、脱気装置２０から供給されたガスｃが、ガス導入ライン６２から導入される。
【００７０】
ガス導入ライン６２は、ベンチュリー管６１の断面積が最小となるノズル部６３よりも上流側でベンチュリー管６１に接続されている。これによって、脱塩水ｄ’は、ガスｃと混合され、ガスｃの気泡を含んだ状態で、ノズル部６３に進入する。
【００７１】
ガスｃの気泡を含んだ状態で脱塩水ｄ’がノズル部６３を通過すると、急激な減圧によって、ガスｃの気泡は膨張し、続いて生じる急激な圧力回復によって気泡は微細に粉砕されてバブルｆが発生する。
【００７２】
このようにしてバブル生成装置６０によって生成されたバブルｆを含む脱塩水ｄ’は、前述したバブル移送ライン８０を介して液混和槽３１へ提供される。バブル移送ライン８０にはポンプ８２が設けられており、ポンプ８２は、バブルｆを含む脱塩水ｄ’を、液混和槽３１へ送液する。
【００７３】
バブル生成装置６０によって生成されるバブルｆは、ファインバブルと呼ばれる平均径１０００ｎｍ以下のバブルであることが望ましい。
【００７４】
平均径１０００ｎｍ以下のファインバブルは、液中安定性及びＲＯ膜４７への浸透性も高く、ＲＯ膜４７におけるスケールやバイオファウリングを防止する効果を高める。また、ファインバブルの表面は疎水性であり、帯電していることから、スケール防止剤、バイオファウリング防止剤、ｐＨ調整剤、殺菌剤、及び膜洗浄剤等を付着させることも容易となるので、これによって、バブル安定性及びＲＯ膜４７への浸透性を高めるとともに、スケール及びバイオファウリング防止効果を高めることができる。
【００７５】
また、スケール及びバイオファウリング防止効果は、バブルｆの平均径がより小さいほど高くなることから、バブルｆの平均径は、さらに小さい１５０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００７６】
なお、バブル生成装置６０は、図５に例示するようなベンチュリー式に限定されず、外部から気体を導入するエグゼクター式であっても良い。エグゼクター式では、狭い流路を高速で通過する液量によって生じる負圧を利用して、脱気装置２０から供給されるガスｃを吸引し、下流における管路の拡大により生じたキャビテーションによって吸引ガスを微細に破砕することによって、バブルを生成する。
【００７７】
ベンチュリー式及びキャビテーション式の何れであっても、バブルｆが二酸化炭素であれば、殺菌効果や、バイオファウリング抑制効果を高めることもできるので、ガスｃの種類としては二酸化炭素が好適である。
【００７８】
熱処理装置９０は、例えば、蒸発濃縮装置、及び蒸発乾燥、有機物熱処理装置等を備え、熱を用いた蒸留回収、蒸発乾燥処理、焼却、及び触媒酸化等の熱処理プロセスのうち、少なくとも１つ以上の熱処理プロセスを実施する。例えば、濃縮水ｅ３中のイオン分の主成分が、アルカノールアミン等の有機アミン類である場合、有機物熱処理装置の熱処理プロセスにより、有機物を、分離、濃縮、処分することができる。また、有機物熱処理装置の熱処理プロセスにより、熱処理炭素を生成し、水分ｈを回収する。
【００７９】
このように、熱処理装置９０は、濃縮水ｅ３を濃縮・蒸発乾燥処理することによって、濃縮水ｅ３から、溶解性固形分である塩分ｇ、水分ｈ、及び、揮発成分ｋを回収する。塩分ｇは、濃縮された廃棄物として処分される。水分ｈは再生水として、例えば、被処理水ａを排出した工場に戻され、再利用される。揮発成分ｋは、環境に放出される。
【００８０】
例えば、濃縮水ｅ３中のイオン分の主成分が、無機イオン分である場合、熱処理装置９０による濃縮・蒸発乾燥処理により、イオン分を固形状の塩分ｇとして回収することが可能となる。
【００８１】
なお、熱処理装置９０に、晶析装置、及び遠心分離装置等を設けても良い。これにより、固形状の塩分ｇの回収をより円滑に実行することが可能となる。
【００８２】
次に、以上のように構成された第１の実施形態の水処理システム１００ａの動作例について説明する。
【００８３】
図６Ａ及び図６Ｂは、第１の実施形態の水処理システム１００ａの動作例を示すフローチャートである。
【００８４】
第１の実施形態の水処理システム１００ａによる動作例として、例えば工場廃水のような被処理水ａが処理される場合について説明する。
【００８５】
水処理システム１００ａによって処理される被処理水ａは、例えばポンプによって前処理ユニット１０の固形分除去装置１２へ送液され、固形分除去装置１２において濾過され、固形分が除去される（Ｓ１）。固形分を除去された被処理水ａ１は、例えばポンプによって軟水化処理装置１４へ送液される。
【００８６】
軟水化処理装置１４では、被処理水ａ１から、カルシウムやマグネシウム等の硬度成分が除去される。これによって、被処理水１は軟水化される（Ｓ２）。軟水化された被処理水ａ２は、例えばポンプによって、脱気装置２０へ送液される。
【００８７】
脱気装置２０では、被処理水ａ２に対して脱気処理が行われ、被処理水ａ２が脱気された水である被脱気水ｂは、ポンプ３５によって導入ユニット３０の液混和槽３１へ送液され、被処理水ａ２から脱気された例えば二酸化炭素のようなガスｃは、バブル生成装置６０へ提供される（Ｓ３）。
【００８８】
これによって、液混和槽３１には、例えば、１０００ｍｇ／Ｌから数１０００ｍｇ／Ｌ程度の濃度の被脱気水ｂが供給される。また、液混和槽３１には、必要に応じて、薬液ライン３３から薬液ｍも供給される。また、液混和槽３１には、後述するステップＳ３１においてバブル生成装置６０によって生成されたバブルｆを含む脱塩水ｄ’も、バブル移送ライン８０を介して移送される。このように液混和槽３１では、被脱気水ｂが、薬液ｍ及び脱塩水ｄ’と混和されることによって調整される（Ｓ４）。
【００８９】
調整された被脱気水ｂは、水質計３７によってｐＨが測定され、ｐＨが７以上、より好ましくは８．５以上、さらに好ましくは１０．５以上であることが検出されると、ポンプ３６によって液混和槽３１から取り込まれ、さらに、脱塩ユニット４０の分離ユニット４１ＡのＲＯ膜４７Ａの浸透圧よりも高い圧力、例えば０〜３ＭＰａ程度へ昇圧された状態で、送液ライン３４を介して１段目の分離ユニット４１Ａへ送液される（Ｓ５）。
【００９０】
分離ユニット４１Ａへ送液された被脱気水ｂは、導入ライン５０Ａを介して導入部４４ＡからＲＯ膜エレメント部４３Ａ内へ導入され、ＲＯ膜４７Ａを透過した透過水が、脱塩水ｄ１として、排出部４６Ａから、透過水ライン５１Ａを介して最終ユニット４９へ向けて排出される。一方、ＲＯ膜４７Ａを透過せず、ＴＤＳが濃縮された濃縮水ｅ１が、排出部４５Ａから排出される（Ｓ６）。
【００９１】
排出部４５Ａは、濃縮水ライン５２Ａに接続されている。また、濃縮水ライン５２Ａにはポンプ４８Ａが備えられており、ポンプ４８Ａによって、濃縮水ライン５２Ａ内を流れる濃縮水ｅ１が、分離ユニット４１ＢのＲＯ膜４７Ｂの浸透膜よりも高い圧力まで、例えば３〜８ＭＰａ程度まで昇圧された状態で、２段目の分離ユニット４１Ｂへ送液される（Ｓ７）。
【００９２】
分離ユニット４１Ｂへ送液された濃縮水ｅ１は、導入ライン５０Ｂを介して導入部４４ＢからＲＯ膜エレメント部４３Ｂへ導入され、ＲＯ膜４７Ｂを透過した透過水が、脱塩水ｄ２として、排出部４６Ｂから、透過水ライン５１Ｂを介して最終ユニット４９へ向けて排出される。一方、ＲＯ膜４７Ｂを透過せず、濃縮水ｅ１よりもさらにＴＤＳが濃縮された濃縮水ｅ２が、排出部４５Ｂから排出される（Ｓ８）。
【００９３】
排出部４５Ｂは、濃縮水ライン５２Ｂに接続されている。また、濃縮水ライン５２Ｂにはポンプ４８Ｂが備えられており、ポンプ４８Ｂによって、濃縮水ライン５２Ｂ内を流れる濃縮水ｅ２が、分離ユニット４１ＣのＲＯ膜４７Ｃの浸透膜よりも高い圧力まで、例えば８〜１２ＭＰａ程度まで昇圧された状態で、３段目の分離ユニット４１Ｃへ送液される（Ｓ９）。
【００９４】
分離ユニット４１Ｃへ送液された濃縮水ｅ２は、導入ライン５０Ｃを介して導入部４４ＣからＲＯ膜エレメント部４３Ｃへ導入され、ＲＯ膜４７Ｃを透過した透過水が、脱塩水ｄ３として、排出部４６Ｃから、透過水ライン５１Ｃを介して最終ユニット４９へ向けて排出される。濃縮水ｅ２のＴＤＳ濃度は、望ましくは４０，０００（ｍｇ／Ｌ）以上、さらに望ましくは８０，０００（ｍｇ／Ｌ）以上である。一方、ＲＯ膜４７Ｃを透過せず、濃縮水ｅ２よりもさらにＴＤＳが濃縮された濃縮水ｅ３が、排出部４５Ｃから排出される（Ｓ１０）。
【００９５】
排出部４５Ｃは、濃縮ライン５２Ｃに接続されている。濃縮水ライン５２Ｃにはポンプ４８Ｃが備えられており、ポンプ４８Ｃによって、濃縮水ライン５２Ｃ内を流れる濃縮水ｅ３が、熱処理装置９０へ送液される（Ｓ１１）。
【００９６】
透過水ライン５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃは、最終ユニット４９の前で合流し、透過水ライン５１となる。したがって、ステップＳ６、Ｓ８、Ｓ１０で得られた脱塩水ｄ１、ｄ２、ｄ３は、透過水ライン５１において合流する。透過水ライン５１にはポンプ４８Ｄが備えられており、合流した脱塩水ｄは、最終ユニット４９のＲＯ膜４７Ｄの浸透膜よりも高い圧力まで、好適には０〜２ＭＰａ程度まで昇圧された状態で、最終ユニット４９へ送液される（Ｓ２１）。
【００９７】
最終ユニット４９では、送液された脱塩水ｄが、導入ライン５０Ｄを介して導入部４４ＤからＲＯ膜エレメント部４３Ｄへ導入され、ＲＯ膜４７Ｄによって、再生水ｉ及び脱塩水ｄ’に分離される（Ｓ２２）。すなわち、脱塩水ｄは、ＲＯ膜４７Ｄを透過したことによって、苛性ソーダ等のアルカリ成分や溶存塩類がさらに除去された再生水ｉとなり、ＲＯ膜４７Ｄを透過しない脱塩水ｄ’は、送液された脱塩水ｄよりも、苛性ソーダ等のアルカリ成分や溶存塩類が濃縮されている。
【００９８】
再生水ｉは、例えば、被処理水ａを排出した工場に戻され、再利用される（Ｓ２３）。脱塩水ｄ’は、後述するステップＳ３１のために、濃縮水ライン５２Ｄを介して最終ユニット４９からバブル生成装置６０へ提供される（Ｓ２４）。
【００９９】
ステップＳ３１では、バブル生成装置６０において、ステップＳ３において脱気装置２０から提供されたガスｃ、及び、ステップＳ２４において最終ユニット４９から提供された脱塩水ｄ’が混合され、混合後に減圧されることによって、例えば平均径が１０００ｎｍ以下、好ましくは平均径が１５０ｎｍ以下であるファインバブルのようなバブルｆを内包した脱塩水ｄ’が生成される（Ｓ３１）。
【０１００】
このようにしてバブル生成装置６０によって生成されたバブルｆを含む脱塩水ｄ’は、ステップＳ４において、バブル移送ライン８０を介して液混和槽３１へ移送される。
【０１０１】
このようにして、被脱気水ｂは、例えばファインバブルのようなバブルｆと混合された後に、脱塩ユニット４０へ供給される。ファインバブルは、脱塩ユニット４０の各ＲＯ膜４７におけるスケール析出やバイオファウリングの発生を抑制する効果を有するので、ＲＯ膜４７Ａ、４７Ｂ、４７Ｃ、４７Ｄにおけるスケールやバイオファウリングによる膜閉塞が抑制される。これによって、各分離ユニット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、及び最終ユニット４９の長期運転が可能となり、もって、運転稼働率の向上が図られる。
【０１０２】
その結果、脱塩ユニット４０では、各ＲＯ膜４７Ａ、４７Ｂ、４７Ｃにおいて、濃縮水ｅ１、ｅ２、ｅ３に含まれるＴＤＳの濃度が、従来よりも高められる。これによって、例えば、ステップＳ１１において熱処理装置９０へ送液される濃縮水ｅ３のＴＤＳ濃度を、例えば８万ｍｇ／Ｌ以上、望ましくは１０万ｍｇ／Ｌ以上のような極めて高い値とすることが可能となる。
【０１０３】
熱処理装置９０では、濃縮水ｅ３に対して、例えば濃縮・蒸発乾燥処理がなされることにより、濃縮水ｅ３から、溶解性固形分である塩分ｇ、水分ｈ、及び揮発成分ｋが回収される（Ｓ１２）。濃縮水ｅ３のＴＤＳ濃度が高いほど、濃縮水ｅ３に含まれる水分の量はより少なくなるので、熱処理装置９０における濃縮・蒸発乾燥処理の際に消費される熱エネルギーも低減される。本実施形態では、上述したように、濃縮水ｅ３のＴＤＳ濃度を従来よりも高くすることができるので、濃縮水ｅ３に含まれる水分の量も少なくなり、熱処理装置９０においてなされる濃縮・蒸発乾燥処理のために消費される熱エネルギーは、従来よりも低減される。
【０１０４】
ステップＳ１２において回収された塩分ｇは、廃棄され（Ｓ１３）、揮発成分ｋは、環境に放出され（Ｓ１４）、水分ｈは、再生水として、例えば、被処理水ａを排出した工場に戻され、再利用される（Ｓ１５）。
【０１０５】
上述したように、本実施形態の水処理システムによれば、脱塩ユニット４０の各ＲＯ膜４７における膜の目詰まりの原因となる固形分、硬度成分、及び炭酸成分等を、前処理ユニット１０において、被処理水ａから予め除去することができる。
【０１０６】
さらに、例えばファインバブルのようなバブルｆを、バブル生成装置６０において生成し、被脱気水ｂに溶存させた後に、被脱気水ｂを、脱塩ユニット４０に提供することができる。例えばファインバブルのようなバブルｆは、脱塩ユニット４０の各ＲＯ膜４７におけるスケール析出やバイオファウリングの発生を抑制する効果を有している。
【０１０７】
したがって、脱塩ユニット４０の各ＲＯ膜４７の目詰まりや、スケール析出やバイオファウリングの発生の可能性を低減することが可能となる。
【０１０８】
膜の目詰まりや、スケール析出やバイオファウリングが発生すると、各ＲＯ膜４７における機能が低下するので、洗浄等により、ＲＯ膜４７から、目詰まり、スケール、及びバイオファウリングを除去するために、水処理システム１００ａの運転を停止せねばならない。これは、水処理システム１００ａの運転稼働率の低下をもたらす。
【０１０９】
しかしながら、本実施形態の水処理システム１００ａによれば、ＲＯ膜４７の目詰まりや、スケール析出やバイオファウリングの発生の可能性が低減されるので、各分離ユニット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、及び最終ユニット４９の長期運転が可能となり、もって、運転稼働率の向上を図ることが可能となる。
【０１１０】
また、このように、各分離ユニット４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃ、及び最終ユニット４９の長期運転が可能となったことから、各ＲＯ膜４７において得られる濃縮水ｅ１、ｅ２、ｅ３のＴＤＳ濃縮度を、従来よりも高めることが可能となる。
【０１１１】
その結果、ＲＯ膜エレメント部４３Ｃから熱処理装置９０へ提供される濃縮水ｅ３におけるＴＤＳ濃度も従来よりも高くなり、相応して濃縮水ｅ３に含まれる水の量も少なくなる。
【０１１２】
濃縮水ｅ３に含まれる水の量が少なくなることによって、熱処理装置９０においてなされる濃縮・蒸発乾燥処理のために消費される熱エネルギーも低減される。これによって、コストダウンを図ることが可能となる。
【０１１３】
以上のように、本実施形態の水処理システム１００ａによれば、高アルカリの環境下においてＲＯ膜４７を使用する場合であっても、ファウリング等によってもたらされるＲＯ膜４７の目詰まりの可能性を低く抑え、高い濃縮度まで廃液を濃縮できるようにすることによって、コストダウン及び稼働率向上の両方を実現することが可能となる。
【０１１４】
（第２の実施形態）
第２の実施形態の水処理システムについて説明する。
【０１１５】
なお、本実施形態は、第１の実施形態の変形例であるので、以下の説明において、第１の実施形態と同一部分については、同一符号を用いて示し、重複説明を避ける。
【０１１６】
図７は、第２の実施形態の水処理システムの構成例を示すブロック図である。
【０１１７】
すなわち、第２の実施形態の水処理システム１００ｂは、バブル生成装置６０からのバブル移送ライン８０が、導入ユニット３０のみならず、前処理ユニット１０の固形分除去装置１２へも接続されているという構成が水処理システム１００ａと異なる。
【０１１８】
このような構成により、水処理システム１００ｂは、バブル生成装置６０からの、バブルｆを含む脱塩水ｄ’が、導入ユニット３０のみならず、前処理ユニット１０の固形分除去装置１２へも供給され、被処理水ａと混合され、被処理水ａにバブルｆが溶存するようになる。
【０１１９】
被処理水ａは、前処理ユニット１０によって処理され、被脱気水ｂとなって導入ユニット３０の液混和槽３１へ送液されるが、液混和槽３１において再び、バブルｆを含む脱塩水ｄ’と混合された後に、脱塩ユニット４０へ送液される。
【０１２０】
このように、バブルｆが、固定分除去装置１２及び液混和槽３１の両方に移送される構成であっても、各ＲＯ膜４７におけるスケール析出やバイオファウリングの発生が抑制されるので、水処理システム１００ｂもまた、水処理システム１００ａと同様に、運転稼働率の向上及びコストダウンの両方を実現することが可能となる。
【０１２１】
（第３の実施形態）
第３の実施形態の水処理システムについて説明する。
【０１２２】
本実施形態もまた、第１の実施形態の変形例であるので、以下の説明において、第１の実施形態と同一部分については、同一符号を用いて示し、重複説明を避ける。
【０１２３】
図８は、第３の実施形態の水処理システム１００ｃの構成例を示すブロック図である。
【０１２４】
すなわち、第３の実施形態の水処理システム１００ｃは、バブル生成装置６０の代わりに、バブル生成装置７０を備えている。バブル生成装置７０は、バブルｆを生成するために、脱気装置２０からのガスｃを使用せず、周囲から取り込んだ空気を使用する。脱気装置２０からのガスｃは、環境に放出される。
【０１２５】
図９は、バブル生成装置７０の構成例を示す概念図である。
【０１２６】
図９に例示するバブル生成装置７０もまた、図５と同様にベンチュリー式バブル生成装置を示しており、断面積の縮小と拡大を有するベンチュリー管６１と、ベンチュリー管６１に接続され、周囲から空気を取り込むためのガス導入ライン６２とから構成される。
【０１２７】
最終ユニット４９からの脱塩水ｄ’が、ポンプ５３によって、濃縮水ライン５２Ｄを介してベンチュリー管６１へ送液される。一方、周囲からの空気が、ガス導入ライン６２から導入される。
【０１２８】
ガス導入ライン６２は、ベンチュリー管６１の断面積が最小となるノズル部６３よりも上流側でベンチュリー管６１に接続されている。これによって、脱塩水ｄは、空気と混合され、空気の気泡を含んだ状態で、ノズル部６３に進入する。
【０１２９】
空気の気泡を含んだ状態で脱塩水ｄ’がノズル部６３を通過すると、急激な減圧によって、空気の気泡は膨張し、続いて生じる急激な圧力回復によって気泡は微細に粉砕されてバブルｆが発生する。
【０１３０】
このようにしてバブル生成装置７０によって生成されたバブルｆを含む脱塩水ｄ’は、前述したバブル移送ライン８０を介して液混和槽３１へ移送される。
【０１３１】
バブル生成装置７０によって生成されるバブルｆもまた、バブル生成装置６０によって生成されるバブルｆと同様に、ファインバブルと呼ばれる平均径１０００ｎｍ以下、好ましくは１５０ｎｍ以下のバブルであることが望ましい。
【０１３２】
このように、脱気装置２０からのガスｃの代わりに、周囲から取り込んだ空気を用いてバブルｆを生成する構成であっても、各ＲＯ膜４７におけるスケール析出やバイオファウリングの発生が抑制されるので、水処理システム１００ｃもまた、水処理システム１００ａと同様に、運転稼働率の向上及びコストダウンの両方を実現することが可能となる。
【０１３３】
なお、バブル生成装置７０は、バブルｆを生成するために、前述したように周囲から取り込んだ空気を利用する代わりに、空気ボンベから取り込んだ空気を利用したり、二酸化炭素ボンベから取り込んだ二酸化炭素を利用しても良い。特に、二酸化炭素ボンベから取り込まれた二酸化炭素を利用して生成されたバブルｆは、空気を利用して生成されたバブルｆよりも、ＣＯ２含有量が高い。このため、二酸化炭素ボンベから取り込まれた二酸化炭素を利用して生成したバブルｆを使用する場合、バブルの殺菌効果はより高くなり、バイオファウリング抑制効果をより高めることも可能となる。
【０１３４】
（第４の実施形態）
第４の実施形態の水処理システムについて説明する。
【０１３５】
なお、本実施形態は、第３の実施形態の変形例であるので、以下の説明において、第１及び第３の実施形態と同一部分については、同一符号を用いて示し、重複説明を避ける。
【０１３６】
図１０は、第４の実施形態の水処理システムの構成例を示すブロック図である。
【０１３７】
すなわち、第４の実施形態の水処理システム１００ｄは、バブル生成装置７０からのバブル移送ライン８０が、導入ユニット３０のみならず、前処理ユニット１０の固形分除去装置１２へも接続されているという構成が水処理システム１００ｃと異なる。
【０１３８】
このような構成により、水処理システム１００ｃは、バブル生成装置７０からの、バブルｆを含む脱塩水ｄ’が、導入ユニット３０のみならず、前処理ユニット１０の固形分除去装置１２へも移送され、被処理水ａと混合され、被処理水ａにバブルｆが溶存するようになる。
【０１３９】
被処理水ａは、前処理ユニット１０によって処理され、被脱気水ｂとなって導入ユニット３０の液混和槽３１へと移送されるが、液混和槽３１において再び、バブルｆを含む脱塩水ｄ’と混合された後に、脱塩ユニット４０へ送液される。
【０１４０】
このように、空気を使用して生成されたバブルｆが、固定分除去装置１２及び液混和槽３１の両方に移送される構成であっても、各ＲＯ膜４７におけるスケール析出やバイオファウリングの発生が抑制されるので、水処理システム１００ｄもまた、水処理システム１００ａと同様に、運転稼働率の向上及びコストダウンの両方を実現することが可能となる。
【０１４１】
（第５の実施形態）
第５の実施形態の水処理システムについて説明する。
【０１４２】
本実施形態もまた、第１の実施形態の変形例であるので、以下の説明において、第１の実施形態と同一部分については、同一符号を用いて示し、重複説明を避ける。
【０１４３】
図１１は、第５の実施形態の水処理システム１００ｅの構成例を示すブロック図である。
【０１４４】
すなわち、第５の実施形態の水処理システム１００ｅは、バブル生成装置６０の代わりに、バブル生成装置７５を備えている。脱気装置２０からのガスｃは、環境に放出される。バブル生成装置７５は、脱塩水ｄを減圧することによって、バブルｆを生成する。
【０１４５】
図１２は、バブル生成装置７５の構成例を示す概念図である。
【０１４６】
図１２に例示するバブル生成装置７５もまた、ベンチュリー式バブル生成装置であり、断面積の縮小と拡大を有するベンチュリー管６１から構成される。断面積が縮小された部分はノズル部６３である。
【０１４７】
最終ユニット４９からの脱塩水ｄ’が、ポンプ５３によって、濃縮水ライン５２Ｄを介してベンチュリー管６１へ送液される。
【０１４８】
脱塩水ｄ’がノズル部６３を通過すると、急激な減圧によって、脱塩水ｄ’に溶存している気体が膨張して気泡が生じ、続いて生じる急激な圧力回復によって気泡は微細に粉砕されてバブルｆが発生する。
【０１４９】
このようにしてバブル生成装置７５によって生成されたバブルｆを含む脱塩水ｄ’は、前述したバブル移送ライン８０を介して液混和槽３１へ移送される。
【０１５０】
バブル生成装置７５によって生成されるバブルｆもまた、バブル生成装置６０によって生成されるバブルｆと同様に、ファインバブルと呼ばれる平均径１０００ｎｍ以下、好ましくは１５０ｎｍ以下のバブルであることが望ましい。
【０１５１】
このように、脱気装置２０からのガスｃではなく、脱塩水ｄ’に溶存している気体を利用してバブルｆを生成する構成であっても、各ＲＯ膜４７におけるスケール析出やバイオファウリングの発生が抑制されるので、水処理システム１００ｅもまた、水処理システム１００ａと同様に、運転稼働率の向上及びコストダウンの両方を実現することが可能となる。
【０１５２】
（第６の実施形態）
第６の実施形態の水処理システムについて説明する。
【０１５３】
なお、本実施形態は、第５の実施形態の変形例であるので、以下の説明において、第１及び第５の実施形態と同一部分については、同一符号を用いて示し、重複説明を避ける。
【０１５４】
図１３は、第６の実施形態の水処理システムの構成例を示すブロック図である。
【０１５５】
すなわち、第６の実施形態の水処理システム１００ｆは、バブル生成装置７５からのバブル移送ライン８０が、導入ユニット３０のみならず、前処理ユニット１０の固形分除去装置１２へも接続されているという構成が水処理システム１００ｅと異なる。
【０１５６】
このような構成により、水処理システム１００ｆは、バブル生成装置７５からの、バブルｆを含む脱塩水ｄ’が、導入ユニット３０のみならず、前処理ユニット１０の固形分除去装置１２へも供給され、被処理水ａと混合され、被処理水ａにバブルｆが溶存するようになる。
【０１５７】
被処理水ａは、前処理ユニット１０によって処理され、被脱気水ｂとなって導入ユニット３０の液混和槽３１へと移送されるが、液混和槽３１において再び、バブルｆを含む脱塩水ｄ’と混合された後に、脱塩ユニット４０へ送液される。
【０１５８】
このように、脱塩水ｄ’に溶存している気体を利用して生成されたバブルｆが、固定分除去装置１２及び液混和槽３１の両方に移送される構成であっても、各ＲＯ膜４７におけるスケール析出やバイオファウリングの発生が抑制されるので、水処理システム１００ｆもまた、水処理システム１００ａと同様に、運転稼働率の向上及びコストダウンの両方を実現することが可能となる。
【０１５９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１６０】
１０・・前処理ユニット、１２・・固形分除去装置、１４・・軟水化処理装置、２０・・脱気装置、３０・・導入ユニット、３１・・液混和槽、３２・・送液ライン、３３・・薬液ライン、３４・・送液ライン、３５・・ポンプ、３６・・ポンプ、３７・・水質計、４０・・脱塩ユニット、４１・・分離ユニット、４９・・最終ユニット、４２・・圧力容器、４３・・ＲＯ膜エレメント部、４４・・導入部、４５・・排出部、４６・・排出部、４７・・ＲＯ膜、４８・・ポンプ、５０・・導入ライン、５１・・透過水ライン、５２・・濃縮水ライン、５３・・ポンプ、６０・・バブル生成装置、６１・・ベンチュリー管、６２・・ガス導入ライン、６３・・ノズル部、７０・・バブル生成装置、７５・・バブル生成装置、８０・・バブル移送ライン、８２・・ポンプ、９０・・熱処理装置、１００・・水処理システム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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