【手続補正書】
【提出日】平成16年7月20日(2004.7.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記上流の膜モジュールと前記加温用熱交換器との配管途中に減圧弁を設置すると共に、該減圧弁により前記下流に位置する膜モジュールに供給される中間濃縮水にかかる圧力を低減することにより、前記水処理方法において用いられる全ての膜モジュールの膜面積あたりの透過水量を、第１段の膜モジュールの膜面積あたりの透過水量の０．８〜１．２倍となるように調整して運転することを特徴とする請求項１記載の２段以上の膜モジュールを用いる水処理方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
図７の水処理装置３０ａを用いる水処理において、被処理水は、配管１０１を通じて加温用熱交換器１ａに供給され、加温用の水蒸気などと熱交換されて加温された後、配管１０２を経て、ポンプ２により、所望の圧力に加圧され、被処理水供給配管１０３により、第１段の膜モジュール３ａ1、及び３ａ2に供給される。被処理水入口４ａ1、４ａ2から膜モジュール３ａ1、及び３ａ2内に流入した被処理水の一部が、透過膜９ａ1、９ａ2により膜処理され、透過水側８ａ1、８ａ2において透過水となり、透過水出口６ａ1、６ａ2より透過水が得られる。被処理水の残部は、中間濃縮水側７ａ1、７ａ2において、濃縮され、中間濃縮水出口５ａ1、５ａ2より中間濃縮水として流出する。該中間濃縮水は、配管１０４ａ、１０４ｂを経て、配管１０４ｃにて合流し、必要に応じて減圧弁１０により圧力を低減され、第２段の膜モジュール３ｂ1に供給される。供給された中間濃縮水は、第１段の膜モジュールと同様に、一部が透過膜９ｂ1により膜処理され、透過水出口６ｂ1より透過水が得られ、濃縮水出口５ｂ1より濃縮水が流出する。膜モジュール３ａ1、及び３ａ2により得られた透過水は、配管１０５ａ、１０５ｂを経て配管１０５ｃで合流し、配管１０５ｄを流通する膜モジュール３ｂ1より得られた透過水と合流し、配管１０５ｅに流入し、例えば、不図示の貯留槽などに貯留される。また、膜モジュール３ｂ1より流出する濃縮水は、配管１０６により取り出され、必要に応じて排水処理などを施し、排出される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
すなわち、本発明（１）は、被処理水を第１段の膜モジュールにポンプにて加圧供給し、第１段の膜モジュールの透過水出口より透過水を得ると共に第１段の膜モジュールの中間濃縮水出口より中間濃縮水を得て、順次、上流の膜モジュールで得られた中間濃縮水を下流の膜モジュールに供給し、透過水と濃縮水とを得る２段以上の膜モジュールを用いる水処理方法において、前記中間濃縮水を、加温用熱交換器により所望の温度に加温してから、該加温用熱交換器の下流に位置する膜モジュールへ供給することを特徴とする２段以上の膜モジュールを用いる水処理方法を提供するものである。また、本発明（２）は、前記上流の膜モジュールと前記加温用熱交換器との配管途中に減圧弁を設置すると共に、該減圧弁により前記下流に位置する膜モジュールに供給される中間濃縮水にかかる圧力を低減することにより、前記水処理方法において用いられる全ての膜モジュールの膜面積あたりの透過水量を、第１段の膜モジュールの膜面積あたりの透過水量の０．８〜１．２倍となるように調整して運転する前記発明（１）記載の２段以上の膜モジュールを用いる水処理方法を提供するものである。また、本発明（３）は、前記被処理水または中間濃縮水と、前記濃縮水又は前記透過水とを、熱回収用熱交換器において熱交換させることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の２段以上の膜モジュールを用いる水処理方法を提供するものである。また、本発明（４）は、前記熱回収用熱交換器を、いずれかの段の膜モジュールの圧力容器内の出口部に設置して、中間濃縮水と透過水または濃縮水とを、該熱回収用熱交換器において熱交換することを特徴とする前記（３）に記載の２段以上の膜モジュールを用いる水処理方法を提供するものである。また、本発明（５）は、前記加温用熱交換器を、いずれかの段の膜モジュールの圧力容器内の出口部に設置して、前記中間濃縮水を、該加温用熱交換器により所望の温度に加温することを特徴とする請求項１に記載の２段以上の膜モジュールを用いる水処理方法を提供するものである。また、本発明(６）は、下流の膜モジュールとして、上流の膜モジュールと比較して、同一圧力、同一温度における膜面積当たりの透過水量が少ない膜モジュールを用いることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の水処理方法を提供するものである。また、本発明（７）は、被処理水を第１段の膜モジュールにポンプにて加圧供給し、第１段の膜モジュールの透過水出口より透過水を得ると共に、第１段の膜モジュールの中間濃縮水又は濃縮水の出口より中間濃縮水又は濃縮水を得る１段以上の膜モジュールを用いる水処理方法において、熱回収用熱交換器を、いずれかの段の膜モジュールの圧力容器内の入口部に設置して、被処理水又は中間濃縮水と透過水又は濃縮水とを、該熱回収用熱交換器において熱交換することを特徴とする１段以上の膜モジュールを用いる水処理方法を提供するものである。また、本発明（８）は、被処理水を第１段の膜モジュールにポンプにて加圧供給し、第１段の膜モジュールの透過水出口より透過水を得ると共に、第１段の膜モジュールの中間濃縮水又は濃縮水の出口より中間濃縮水又は濃縮水を得る１段以上の膜モジュールを用いる水処理方法において、��温用熱交換器を、いずれかの段の膜モジュールの圧力容器内の入口部に設置して、前記被処理水または前記中間濃縮水を、該加温用熱交換器により所望の温度に加温することを特徴とする１段以上の膜モジュールを用いる水処理方法を提供するものである。また、本発明（９）は、被処理水を第１段の膜モジュールにポンプにて加圧供給し、第１段の膜モジュールの透過水出口より透過水を得ると共に、第１段の膜モジュールの中間濃縮水又は濃縮水の出口より中間濃縮水又は濃縮水を得る１段以上の膜モジュールを用いる水処理方法において、該１段以上の膜モジュールにより分離された透過水を、前記被処理水又は中間濃縮水と熱回収用熱交換器において熱交換させることを特徴とする１段以上の膜モジュールを用いる水処理方法を提供するものである。また、本発明(１０）は、前記熱回収用熱交換器を、いずれかの段の膜モジュールの圧力容器内の入口部に設置して、被処理水又は中間濃縮水と透過水とを、該熱回収用熱交換器において熱交換することを特徴とする前記（９）に記載の１段以上の膜モジュールを用いる水処理方法を提供するものである。また、本発明（１１）は、前記熱回収用熱交換器を、いずれかの段の膜モジュールの圧力容器内の出口部に設置して、中間濃縮水と透過水とを、該熱回収用熱交換器において熱交換することを特徴とする前記（９）に記載の１段以上の膜モジュールを用いる水処理方法を提供するものである。また、本発明（１２）は、被処理水又は中間濃縮水の入口と、被処理水又は中間濃縮水を膜処理して透過水を得る１つ以上のエレメントと、該エレメントを内蔵する圧力容器と、透過水出口と、中間濃縮水又は濃縮水の出口とを有する膜モジュールを２段以上で用いる水処理装置であって、上流の膜モジュールの中間濃縮水出口と下流の膜モジュールの中間濃縮水入口とを連接する配管途中に、該中間濃縮水を加温する加温用熱交換器を設置してなることを特徴とする水処理装置を提供するものである。また、本発明（１３）は、更に、被処理水を供給する配管途中に、該被処理水を当該水処理装置で得られる濃縮水を熱媒体として加温する熱回収用熱交換器を配置してなることを特徴とする前記（１２）に記載の水処理装置を提供するものである。また、本発明（１４）は、更に、上流の膜モジュールの中間濃縮水出口と下流の膜モジュールの中間濃縮水入口とを連接する配管途中であって、前記加温用熱交換器の上流側に、該中間濃縮水を当該水処理装置で得られる濃縮水を熱媒体として加温する熱回収用熱交換器を配置してなることを特徴とする前記（１２）記載の水処理装置を提供するものである。また、本発明（１５）は、被処理水又は中間濃縮水の入口と、被処理水又は中間濃縮水を膜処理して透過水を得る１つ以上のエレメントと、該エレメントを内蔵する圧力容器と、透過水出口と、中間濃縮水又は濃縮水の出口とを有する膜モジュールを１段以上で用いる水処理装置であって、被処理水を供給する配管途中に、該被処理水を当該水処理装置で得られる透過水を熱媒体として加温する熱回収用熱交換器を配置してなることを特徴とする水処理装置を提供するものである。また、本発明（１６）は、被処理水又は中間濃縮水の入口と、被処理水又は中間濃縮水を膜処���して透過水を得る１つ以上のエレメントと、該エレメントを内蔵する圧力容器と、透過水出口と、中間濃縮水又は濃縮水の出口とを有する膜モジュールを１段以上で用いる水処理装置であって、前記圧力容器内の入口部又は出口部に、被処理水または中間濃縮水と濃縮水または透過水とを熱交換するための熱回収用熱交換器を設置してなる膜モジュールを備えることを特徴とする水処理装置を提供するものである。また、本発明（１７）は、被処理水又は中間濃縮水の入口と、被処理水又は中間濃縮水を膜処理して透過水を得る１つ以上のエレメントと、該エレメントを内蔵する圧力容器と、透過水出口と、中間濃縮水又は濃縮水の出口とを有する膜モジュールを１段以上で用いる水処理装置であって、前記圧力容器内の入口部又は出口部に、被処理水または中間濃縮水を所望の温度に加温するための加温用熱交換器を設置してなる膜モジュールを備えることを特徴とする水処理装置を提供するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明の第１の実施の形態における水処理方法について図１を参照して説明する。図１は本例の水処理装置３１ａのフロー図である。図１において、第１段の膜モジュール３ａ1、及び３ａ2は、それぞれ透過膜９ａ1、９ａ2により、透過水側８ａ1、８ａ2、と中間濃縮水側７ａ1、７ａ2に分けられており、さらに、それぞれ、被処理水入口４ａ1、４ａ2、中間濃縮水出口５ａ1、５ａ2、透過水出口６ａ1、６ａ2を有する。また、第２段の膜モジュール３ｂ1は、透過膜９ｂ1により、透過水側８ｂ1と濃縮水側７ｂ1に分けられており、さらに、中間濃縮水入口４ｂ1、濃縮水出口５ｂ1、透過水出口６ｂ1を有する。そして、第１段の膜モジュール３ａ1、及び３ａ2の中間濃縮水出口５ａ1、５ａ2と第２段の膜モジュール３ｂ1の中間濃縮水入口４ｂ1とを連接する配管途中には、該中間濃縮水を水蒸気などで加温する加温用熱交換器１ａが設置されている。また、該配管途中で加温用熱交換器１ａの上流には減圧弁１０が設置されている。減圧弁１０は、中間濃縮水にかかる圧力を低減することにより、流束を調整し、運転中に、中間濃縮水にかかる圧力が過剰になることにより初期の流束が大きくなりすぎて、流束が早期に減少してしまうことを防止する。また、減圧弁１０は、第２段の膜モジュール３ｂ1において、ＳｉＯ2等が飽和濃度を超えて膜面に析出しないよう、中間濃縮水の圧力を軽減することもできる。減圧弁１０は、本発明においては任意の構成要素である。２は加圧用のポンプを示す。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
また、第１段の膜モジュールとは、ポンプで加圧された被処理水が供給される膜モジュールを示し、第２段の膜モジュールとは、第１段の膜モジュールから得られる中間濃縮水が供給されて、透過水を得る膜モジュールを示し、以下同様に第ｎ段の中間濃縮水が供給される膜モジュールを第ｎ＋１段の膜モジュールとする。また、下流の膜モジュールとは、第ｍ段の膜モジュールを上流の膜モジュールとした場合、第ｎ段（ｎはｎ＞ｍである自然数）の膜モジュールを示す。また、図１の水処理装置３１ａにおいて、減圧弁１０により、第１段の膜モジュールから得られる中間濃縮水にかかる圧力を低下させて、第２段の膜モジュールの透過水量を調整することができる。この場合、減圧によるエネルギー損失が生じる。しかし、第１段で用いる膜モジュールよりも第２段で用いる膜モジュールを、同一圧力、同一温度における膜面積当たりの透過水量が少ない、すなわち、溶質の阻止率が高い膜モジュールを用いれば、この圧力調整を最小限に抑えることができ、圧力調整に要するエネルギー損失を最小限にできるため好ましい。また、減圧弁１０と該溶質の阻止率が高い膜モジュールとの併用により、あるいは、減圧弁１０なしで該溶質の阻止率が高い膜モジュールを用いることで、加温用熱交換器の下流の膜モジュールの膜面積あたりの透過水量を、第１段のいずれかの膜モジュールの膜面積あたりの透過水量の０．８０〜１．２０倍、好ましくは、０．９０〜１．１０倍とすることもできる。逆浸透膜モジュールを用いる場合、例えば、第１段の膜モジュールに日東電工ＥＳ−１５、第２段の膜モジュールに日東電工ＥＳ−２０を用いればよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
第１の実施の形態においては、説明の便宜のため、２段の膜モジュールを用いた水処理方法及び水処理装置について説明したが、３段以上の膜モジュールを用いた水処理方法及び水処理装置にも第１の実施の形態が適用し得る。その場合において、図１の加温用熱交換器１ａは、第１段の膜モジュール、第２段の膜モジュールなどの任意の段の膜モジュールの中間濃縮水を加温するように設置することができる。また、３段以上の膜モジュールを用いた水処理方法及び水処理装置において、加温用熱交換器１ａを複数用いることもできるが、加温用熱交換器１ａは１つとすることが、水処理方法及び水処理装置を簡便なものにすることができる点で好適である。また、減圧弁１０を用いて、または減圧弁１０及び該溶質の阻止率が高い膜モジュールを用いて、２段以上の膜モジュールを用いる水処理装置において、加温用熱交換器の下流の膜モジュールの透過水量の調節を行う場合には
、任意の段の全ての膜モジュールの膜面積あたりの透過水量を同一とすることが好ましい。なお、本発明において中間濃縮水とは、２段以上の膜モジュールを用いる水処理方法において、最下段をｐ段とした場合において、第１段から第（ｐ−１）段の、任意の第ｑ段の膜モジュールの中間濃縮水側において濃縮されて中間濃縮水出口より得られ、第（ｑ＋１）段の膜モジュールに供給される水を示す。また、濃縮水は、最下段の膜モジュールで濃縮水出口より排出される水を示す。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
次いで、本発明の水処理装置に使用される膜モジュールの他の例を図６を参照して説明する。図６は本例の膜モジュール４０ｂの模式図である。図６において、図５と同一構成要素には同一符号を付してその説明を省略し、異なる点について主に説明する。すなわち、図６の膜モジュール４０ｂにおいて、図５の膜モジュール４０ａと異なる点は、熱交換器１６を、膜エレメント１４ａ、１４ｂの上流部、すなわち入口部に設けた点にある。配管１１１より流通する被処理水または中間濃縮水は、入口１１より熱交換器１６に流入し、加温用熱媒体である水蒸気、透過水または濃縮水などと熱交換して加温され、次いで、熱交換器１６からの出口２３より流出し、図５の膜モジュール４０ａと同様に、膜エレメント１４ａ、１４ｂに順に流入し、膜処理された透過水と、濃縮された中間濃縮水または濃縮水が得られる。膜モジュールの入口部とは、膜エレメント１４ａ、１４ｂと、被処理水または中間濃縮水の入口１１との間の領域を言う。膜モジュール４０ｂの使用態様として、例えば、図１に示す水処理装置３１ａにおいて、第２段の膜モジュール３ｂ1の代わりに、熱交換器１６が加温用熱交換器である膜モジュール４０ｂを用いることにより、加温用熱交換器１ａを膜モジュール外部に設置する必要がなくなる。また、例えば、図２に示す水処理装置３１ｂにおいて、第１段の膜モジュール３ａ1、及び３ａ2の代わりに、熱交換器１６が配管１０６の濃縮水を熱媒体とする熱回収用熱交換器である、膜モジュール４０ｂを２基用いることにより、熱回収用熱交換器１ｂを外部に設置する必要がなくなる。また、膜モジュール４０ｂは、１段の膜モジュールを用いる水処理装置において、被処理水を、水蒸気、透過水または濃縮水などの加温用熱媒体と、熱回収用熱交換器において熱交換する水処理装置及び水処理方法とすることもできる。膜モジュール４０ｂは、１段以上の膜モジュールを用いる水処理装置において、任意の第ｎ段、例えば、第３段の膜モジュールとして、１基以上用いることができる。また、任意の第ｎ段の膜モジュールを、全て膜モジュール４０ｂとすることもできる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2003145150.tif 000001