(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給水をスパイラル状逆浸透膜に供給し、中心の集水管から透過水を得るスパイラル型の逆浸透膜エレメントを連結部で複数直列に接続して円筒状の圧力容器内に収納した逆浸透膜モジュールと、
前記逆浸透膜モジュールの一方の端部にボールバルブを介して設けられる、検知用挿入治具とを具備してなり、
前記検知用挿入治具は、
前記集水管の中心軸と同一の軸心を有する検知管用穴部と、
前記検知管用穴部に挿抜自在な可撓性を有する挿入検知管と、
該挿入検知管を封止する封止部とを有し、
前記連結部は、前記集水管同士を連結し、その端部が拡径されており、その拡径内部にＯリングを介して、前記集水管と同一径の連結用内管が配設されていることを特徴とする逆浸透膜淡水化装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記挿入検知管の先端部のセンタリングを行うセンタリング手段を有することを特徴とする逆浸透膜淡水化装置。
【請求項３】
請求項１又は２の逆浸透膜淡水化装置を用い、
逆浸透膜モジュールの一方の端部にボールバルブを介して検知用挿入治具を装着し、
前記検知用挿入治具の検知管用穴部内に保持された挿入検知管を、集水管内部に挿入し、各逆浸透膜エレメントの所定位置において、その後先端開口部より各逆浸透膜エレメントにおける透過水を採取し、水質又は流量を検査することを特徴とする逆浸透膜淡水化装置の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、淡水化装置の運転中においても、淡水の性質を安価に計測することができる逆浸透膜淡水化装置及び逆浸透膜淡水化装置の検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
逆浸透膜を用いた淡水化装置では、螺旋状に巻かれた逆浸透膜エレメントが使用される。逆浸透膜エレメントの標準的なサイズは直径約８インチ、長さ約４０インチ、重さ約１６kgで、このエレメントを例えば４〜８本直列に圧力容器に挿入し、淡水化を行うことが提案されている。
このような装置では、１エレメントあたり１０〜２５ｍ3／ｄの淡水を製造できるが、例えば１００，０００ｍ3／ｄの生産水量を有するプラントでは、約５，０００本程度のエレメントを使用することになる。
【０００３】
逆浸透膜エレメントは経年的にあるいは突発的（例えば塩素流入等で）に劣化し、膜面へのスケールや異物の付着、膜材質の劣化により、生産水質が低下あるいは生産水量が低下する、という問題がある。生産水質あるいは生産水量を維持するために、劣化した逆浸透膜エレメントを交換する必要が生じるが、性能が劣化した逆浸透膜エレメントのみを交換できることが望ましい。
【０００４】
生産水質の評価は生産水の電気伝導度を計測することで可能であり、生産水量の評価は透過水量を計測することで可能である。ただし、特定の逆浸透膜エレメントの劣化を評価するためには、局所的な生産水の計測値が必要である。
そこで、流量および電気伝導度の一体化センサをＲＯユニットの運転中の逆浸透膜エレメントの浸透管に挿入し、性能の劣化した逆浸透膜エレメントを検出する装置が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００９−５３００８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
性能の劣化した逆浸透膜エレメントからの生産水は、上流の正常な逆浸透膜エレメントからの生産水で希釈されることになるので、計測精度を向上させることが重要となる。しかしながら、特許文献１に開示の装置では、一体型センサは逆浸透エレメントの浸透管の略中央部に保持しないと計測精度に影響を与える虞があるものの、計測精度を向上させる手法については開示がない。また、多数の逆浸透膜を計測する必要があるが、計測業務の労力を軽減する手法についても開示がない。
【０００７】
よって、性能の劣化した逆浸透膜エレメントを精度良く、しかも計測員に多大な負荷を掛けないで特定可能な計測技術の確立が望まれている。
【０００８】
本発明は、前記問題に鑑み、淡水化装置の運転中においても、性能の劣化した逆浸透膜エレメントを特定することが可能な逆浸透膜淡水化装置及び逆浸透膜淡水化装置の検査方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、供給水をスパイラル状逆浸透膜に供給し、中心の集水管から透過水を得るスパイラル型の逆浸透膜エレメントを連結部で複数直列に接続して円筒状の圧力容器内に収納した逆浸透膜モジュールと、前記逆浸透膜モジュールの一方の端部にボールバルブを介して設けられる、検知用挿入治具とを具備してなり、前記検知用挿入治具は、前記集水管の中心軸と同一の軸心を有する検知管用穴部と、前記検知管用穴部に挿抜自在な可撓性を有する挿入検知管と、該挿入検知管を封止する封止部とを有し、前記連結部は、前記集水管同士を連結し、その端部が拡径されており、その拡径内部にＯリングを介して、前記集水管と同一径の連結用内管が配設されていることを特徴とする逆浸透膜淡水化装置にある。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、前記挿入検知管の先端部のセンタリングを行うセンタリング手段を有することを特徴とする逆浸透膜淡水化装置にある。
【００１１】
第３の発明は、第１又は２の逆浸透膜淡水化装置を用い、逆浸透膜モジュールの一方の端部にボールバルブを介して検知用挿入治具を装着し、前記検知用挿入治具の検知管用穴部内に保持された挿入検知管を、集水管内部に挿入し、各逆浸透膜エレメントの所定位置において、その後先端開口部より各逆浸透膜エレメントにおける透過水を採取し、水質又は流量を検査することを特徴とする逆浸透膜淡水化装置の検査方法にある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、生産水の能力の低下の兆候があった際に、検知用挿入治具をエレメントの端部に設置して、計測することで迅速な対応が可能となる。また、検査用治具は必要量を準備することで、経済的でもある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、逆浸透膜淡水化装置の概略図である。
【図２】図２は、その要部概略図である。
【図３】図３は、連結部の概略図である。
【図４】図４は、実施例２に係る逆浸透膜淡水化装置の要部概略図である。
【図５】図５は、センタリング部材の斜視図である。
【図６】図６は、他のセンタリング部材の斜視図である。
【図７】図７は、各エレメントと生産水との関係図である。
【図８】図８は、各エレメントと電気伝導度との関係図である。
【図９】図９は、各エレメントと電気伝導度との関係図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００１５】
本発明による実施例に係る逆浸透膜淡水化装置について、図面を参照して説明する。図１は、逆浸透膜淡水化装置の概略図である。図２は、その要部概略図である。図３は、その連結部の概略図である。
図１に示すように、逆浸透膜淡水化装置は、供給水（原水）１１をスパイラル状逆浸透（ＲＯ）膜１２に供給し、中心の集水管１３から透過水１４を得るスパイラル型の逆浸透膜エレメント（以下、「エレメント」という）１５（１５−１〜１５−６）を連結部１６ａで複数直列に接続して円筒状の圧力容器１６内に収納した逆浸透膜モジュール（以下、「モジュール」という）１７と、逆浸透膜モジュール１７の集水管１３の一方の端部１３ａにボールバルブ１８Ａ、１８Ｂを介して設けられる検知用挿入治具２０とを具備してなり、前記検知用挿入治具２０は、前記集水管１３の中心軸と同一の軸心を有する検知管用穴部（以下「穴部」という）２１と、前記穴部２１に挿抜自在な可撓性を有する挿入検知管２２と、該挿入検知管２２を封止する封止部であるＯリング２３とを有するものである。
なお、図１中、符号１１ａは濃縮水、１９は生産水取り出し管を図示する。
【００１６】
エレメント１５−１〜１５−６の各々は、集水管１３の周囲に、スパイラル状のメッシュスペーサを有するスパイラル状の逆浸透（ＲＯ）膜１２が巻装されている。そして、供給される所定圧力の原水（供給水）１１をメッシュスペーサにより逆浸透膜１２間に導き、逆浸透作用により逆浸透膜１２を透過した透過水（淡水）１４を集水管１３に集め、後方（図１中右）側へ送り、外部に取り出すものとなっている。なお、濃縮水１１ａも後方側から取り出すものとなっている。
【００１７】
図２に示すように、逆浸透膜モジュール１７の集水管１３の一方の端部（本実施例では右端部）には、第１のボールバルブ１８Ａが設けられている。また、検知用挿入治具２０の前端部（図２では左端部）には、第２のボールバルブ１８Ｂが設けられている。そして、第１及び第２のボールバルブ１８Ａ、１８Ｂ同士を図示しない締結手段で接合するようにしている。
なお、本実施例では、２つのボールバルブを用いているが、１つのボールバルブをモジュール側の集水管端部に設置して、この設置されたボールバルブに検知用挿入治具を装着するようにしてもよい。
【００１８】
そして、検知用挿入管２２を用いて検査する際には、第１及び第２ボールバルブ１８Ａ、１８Ｂを開き、検知用挿入治具２０と集水管１３との内部を連通するようにしている。
【００１９】
また、図３に示すように、集水管１３同士を連結する連結部１６ａは、その端部が拡径されており、その内部３０にＯリング２３を介して、集水管１３の内径ｄ1と同一径ｄ2の連結用内管３２が配設されている。そして、この連結用内管３２が面一となり、透過水１４の流れを円滑にしている。
【００２０】
ここで、挿入検知管２２は、可撓性を有する例えばテフロン（登録商標）チューブやビニールホース等を用いることができる。
挿入検知管２２を挿入する際には、検知用挿入治具２０の後端（右）部から挿入して、Ｏリング２３の封止部で封止状態となったときに、第１及び第２のボールバルブ１８Ａ、１８Ｂ同士を開くようにしている。
その後、挿入検知管２２は、第２のボールバルブ１８Ｂ及び第１のボールバルブ１８Ａを通過して、集水管１３内に挿入される。そして、集水管１３の所定位置まで挿入された後には、その先端開口部２２ａより各逆浸透膜エレメント１５の各位置における透過水１４を採取し、水質又は流量を検査する。
【００２１】
第１及び第２のボールバルブ１８Ａ、１８Ｂは、弁体が球状で、弁軸を９０度回転することで、バルブの開閉を行うものであり、第１及び第２のボールバルブ１８Ａ、１８Ｂを開放することで、挿入検知管２２を集水管１３の内部に挿入可能としている。
なお、淡水化装置の運転中には、集水管内部には圧力がかかっているので、ボールバルブ及び挿入治具には圧力変動に耐え得る手段が講じられている。
【００２２】
透過水１４の水質の検査は、挿入したサンプル水を図示しない電気伝導度計測器により各位置における電気伝導度を計測する。
【００２３】
また、挿入検知管２２の内部に光ファイバを別途挿入して、各位置における屈折率変化を計測するようにしている。
【００２４】
図７〜９に生産水の各エレメントにおける透過水の異常があった場合の流量、電気伝導度の計測結果の一例を示す。
図７は各エレメントと生産水との関係図、図８及び９は各エレメントと電気伝導度との関係図である。
【００２５】
図７は、エレメント１５が６本（１５−１〜１５−６）ある場合、正常な場合（実線）、左から１５−１〜１５−６とし、生産水の流量が徐々に増加している。
これに対し、一点鎖線の場合には、エレメントの３番目の透過水の流量が１／３となった場合であり、二点鎖線の場合には、エレメント１５の６番目の透過水の流量が１／１０となった場合を示す。
【００２６】
図８は、エレメント１５が６本（１５−１〜１５−６）ある場合、正常な場合（実線）、左から１５−１〜１５−６とし、生産水の電気伝導度が徐々に増加している。
これに対し、一点鎖線の場合には、エレメントの１番目の塩濃度が２倍となった場合であり、二点鎖線の場合には、エレメント１５の２番目の塩濃度が５倍、４番目の塩濃度が３倍となった場合を示す。
【００２７】
図９は、エレメント１５が６本（１５−１〜１５−６）ある場合、正常な場合（実線）、左から１５−１〜１５−６とし、生産水の電気伝導度が徐々に増加している。
これに対し、鎖線の場合には、エレメント１５の６番目の透過水の流量が１／１０となった場合を示す。これは、図７の二点鎖線の場合の電気伝導度を計測したものである。
【００２８】
このように、本発明によれば、生産水を生産しつつ、透過水の水質を検査することが可能となる。
【００２９】
本発明では、従来のようにすべてのエレメントに対して、計測機器を備える必要がなく、検知用挿入治具２０は必要に応じて、準備しておけばよいので、経済的である。
すなわち、生産水が一定以上確保されているモジュールに対しては、計測する必要がないものの、生産水の能力の低下の兆候があった際に、本発明の検知用挿入治具をエレメントの端部に設置して、計測することで迅速な対応が可能となる。また、検知用挿入治具２０は必要量を準備することで、経済的でもある。
【実施例２】
【００３０】
本発明による実施例に係る逆浸透膜淡水化装置について、図面を参照して説明する。図４は、実施例２に係る逆浸透膜淡水化装置の要部概略図である。図５はセンタリング部材の斜視図である。図６は他のセンタリング部材の斜視図である。
本実施例では、検知用挿入治具２０の穴部２１を拡大し、挿入検知管２２の先端部２２ａのセンタリングを行うセンタリング手段４１を有している。
本実施例のセンタリング手段４１は、挿入検知管２２から支持体４１Ｂに支持され弾性変形可能な羽部材４１Ａが４本設けられており、挿入検知管２２の挿入の際に、その中心を保持しつつ移動するようにしている。
また、支持体として、バネ部材等の弾性変形可能な部材を用いるようにしても良い。
【００３１】
これは集水管１３の中心部とその壁面部とでは、水質及び圧力変動が大きいので、特に流量の計測の場合には、その計測精度が高まることとなる。この結果、水質異常を適切に検知することが可能となる。
【００３２】
また、図６に示すように、センタリング手段を円筒型の金属多孔質体４２としている。金属以外に、樹脂性の多孔質体としてもよい。
いずれにせよ、透過水１４が内部を流れるようにして、生産能力を低下させないようにしている。
【符号の説明】
【００３３】
１１  供給水（原水）
１２  スパイラル状逆浸透（ＲＯ）膜
１３  集水管
１４  透過水
１５  逆浸透膜エレメント（エレメント）
１６  圧力容器
１６ａ  連結部
１７  逆浸透膜モジュール（モジュール）
１８Ａ、１８Ｂ  ボールバルブ
２０  検知用挿入治具
２１  検知管用穴部（穴部）
２２  挿入検知管
２３  Ｏリング
【図１】
0005422548.tif 000002
【図２】
0005422548.tif 000003
【図３】
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【図４】
0005422548.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005422548.tif 000007
【図７】
0005422548.tif 000008
【図８】
0005422548.tif 000009
【図９】
0005422548.tif 000010