(57)【要約】【課題】運転中常に透過水の水質基準を満たしつつ、省エネ運転と透過水の安定供給とを可能にする。【解決手段】被処理水タンク１２に貯留された前処理後の清澄海水ｓｗを清澄海水供給路１６を介して逆浸透膜モジュール１４に供給する。逆浸透膜モジュール１４の前段側逆浸透膜エレメント３６で得られた透過水ｐｗは透過水流出路４６から後工程に送られ、後段側逆浸透膜エレメント３６で得られた透過水ｐｗは透過水循環路４８を介して被処理水タンク１２に循環される。清澄海水供給路１６に設けられた流量可変型高圧ポンプ２２で逆浸透膜モジュール１４に供給される清澄海水ｓｗの流量を制御すると共に、透過水循環路４８に設けられた流量調整弁６８の開度を制御して、透過水循環流量を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧容器の内部に複数の逆浸透膜エレメントが直列に配置された逆浸透膜モジュールを用い、原水を前処理して生成した被処理水を１段目の前記逆浸透膜エレメントから順々に濃縮水と透過水へ膜分離し、後段に配置された前記逆浸透膜エレメントで膜分離され生成された透過水を前記被処理水と混合させ、前記逆浸透膜モジュールで再度膜分離させるようにした逆浸透膜装置の運転方法において、
被処理水タンクに貯留された前処理後の前記被処理水を前記逆浸透膜モジュールに供給し、被処理水を１段目の前記逆浸透膜エレメントから順々に前記濃縮水と前記透過水へ膜分離する膜分離工程と、
前段に配置された前記逆浸透膜エレメントで膜分離され生成された前記透過水を後工程に送る透過水流出工程と、
後段に配置された前記逆浸透膜エレメントで膜分離され生成された少なくとも一部の透過水を前記被処理水タンクに循環する透過水循環工程と、
前記被処理水の温度、塩分濃度又は前記逆浸透膜エレメントの逆浸透膜の劣化度に応じて、前記透過水循環工程における透過水循環流量を制御し、前記透過水流出工程で後工程に送られる透過水の水質を要求値に保持する循環流量制御工程と、
前記透過水循環流量の制御により前段側逆浸透膜エレメントの透過水量が変動したとき、前記逆浸透膜モジュールに供給される前記被処理水の流量を制御して前段側逆浸透膜エレメントで得られる透過水の流量を目標値に保持する透過水量制御工程とからなることを特徴とする逆浸透膜装置の運転方法。
【請求項２】
前記被処理水の温度が上昇したとき、前記透過水循環流量を増加させ、かつ前記逆浸透膜モジュールに供給される前記被処理水の流量を増加させ、
前記被処理水の温度が下降したとき、前記透過水循環流量を減少させ、かつ前記逆浸透膜モジュールに供給される前記被処理水の流量を減少させることを特徴とする請求項１に記載の逆浸透膜装置の運転方法。
【請求項３】
前記被処理水（ｓｗ）の塩分濃度が上昇したとき、前記透過水循環流量を増加させ、かつ前記逆浸透膜モジュールに供給される前記被処理水の流量を増加させ、
前記被処理水の塩分濃度が下降したとき、前記透過水循環流量を減少させ、かつ前記逆浸透膜モジュールに供給される前記被処理水の流量を減少させることを特徴とする請求項１に記載の逆浸透膜装置の運転方法。
【請求項４】
前記逆浸透膜エレメントの前記逆浸透膜が劣化したとき、前記透過水循環流量を増加させ、かつ前記逆浸透膜モジュールに供給される前記被処理水の流量を増加させることを特徴とする請求項１に記載の逆浸透膜装置の運転方法。
【請求項５】
前記被処理水タンクから前記逆浸透膜モジュールに前記被処理水を供給する被処理水供給路に、回転数を制御可能なインバータ装置を備えた流量可変型ポンプが設けられ、
前記透過水量制御工程において、前記流量可変型高圧ポンプの回転数を制御して、前記逆浸透膜モジュールに流入する前記被処理水の流量を制御することを特徴とする請求項１に記載の逆浸透膜装置の運転方法。
【請求項６】
前記被処理水タンクから前記逆浸透膜モジュールに前記被処理水を供給する被処理水供給路に流量調整弁が設けられ、
前記透過水量制御工程において、前記流量調整弁の開度を制御して、前記逆浸透膜モジュールに流入する前記被処理水の流量を制御することを特徴とする請求項１に記載の逆浸透膜装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、海水淡水化プラント、純水製造装置等に適用され、良質な製造水の安定供給と省エネ運転とを可能にし、膜の寿命を延ばす逆浸透膜装置の運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
海水からの淡水の生成や、河川、湖沼水からの上水の生成には、例えば、逆浸透膜モジュールを備えた逆浸透膜装置が用いられる。逆浸透膜装置は、原水となる海水、河川、湖沼水等へ殺菌剤を投入し殺菌を行う処理や、砂ろ過器等により不純物の除去を行う処理等の前処理を行って生成された被処理水（清澄水）を、高圧ポンプで例えば６．０ＭＰａ程度の高圧にして逆浸透膜モジュールに供給し、被処理水を逆浸透膜モジュールに設けられた逆浸透膜を用いて分離し、製造水となる透過水を得ている。
【０００３】
逆浸透膜モジュールは、高圧容器と高圧容器の内部に直列に配置された複数の逆浸透膜エレメントとで構成されている。特許文献１及び２には、スパイラル型の逆浸透膜エレメントが開示されている。スパイラル型逆浸透膜エレメントは、円筒形状を有し、透過水が集められるセンターパイプの周囲に、流路材を内包した袋状の逆浸透膜をメッシュスペーサを介してスパイラル状に巻回し、外周面の一端にブラインシールを設けた構造を有している。逆浸透膜モジュールは、被処理水を１段目の逆浸透膜エレメントから順々に透過水と塩分や不純物を含んだ濃縮水に膜分離し、各逆浸透膜エレメントで透過水を得ると共に、透過水と分離した濃縮水は、下流側の逆浸透膜エレメントでさらに透過水と濃縮水に膜分離される。よって、下流側ほど濃縮水の塩分濃度や不純物濃度が大きくなる。
【０００４】
図６に、特許文献１に開示され、１個の高圧容器の内部に複数のスパイラル型逆浸透膜エレメントを直列に配置した逆浸透膜モジュールの構成例を示している。図６において、この逆浸透膜モジュール１００は、１個の高圧容器１０２の内部に、４〜８本の逆浸透膜エレメント１０４が直列に配置されている。被処理水ｔｗは、被処理水供給路１１４に設けられた高圧ポンプ（図示省略）によって、高圧容器１０２の入口開口１０２ａに高圧で供給される。被処理水ｔｗは１段目の逆浸透膜エレメント１０４の入口端から入り、逆浸透膜エレメント１０４の内部で逆浸透膜により透過水ｐｗと濃縮水ｃｗとに分離される。
【０００５】
透過水ｐｗはセンターパイプ１０６に流入し、濃縮水ｃｗは逆浸透膜エレメント１０４の出口端から流出する。１段目の逆浸透膜エレメント１０４では、センターパイプ１０６の入口端はエンドキャップ１０８で閉塞されている。各逆浸透膜エレメント１０４のセンターパイプ１０６は、コネクタ１１０で接続されている。そのため、各逆浸透膜エレメント１０４の透過水ｐｗは、センターパイプ１０６で合流し、高圧容器１０２の出口開口１０２ｂから透過水流出路１１６に排出される。
【０００６】
高圧容器１０２の内部は、各逆浸透膜エレメント１０４の外周面に設けられたブラインシール１１２で仕切られているので、各逆浸透膜エレメント１０４から流出した濃縮水ｃｗは、後段の逆浸透膜エレメントを素通りすることなく、後段の逆浸透膜エレメントに被処理水として流入する。こうして濃縮水ｃｗは、各逆浸透膜エレメントで順々に透過される。最終段に配置された逆浸透膜エレメント１０４から排出された濃縮水ｃｗは、高圧容器１０２の出口端に形成された出口開口１０２ｃから濃縮水流出路１１８に排出される。
【０００７】
一般的に、海水淡水化プラントに適用された逆浸透膜装置では、海水の温度や水質が変動した場合、透過水量は高圧ポンプ出口側の被処理水供給路に設けられた制御弁、又は高圧ポンプの回転数で制御される。制御弁は、耐海水性の材料、例えばスーパー２相ステンレスで製造する必要があり、かつ高圧への対応のため、肉厚を大きくする必要があり高価となる。
【０００８】
透過水の水質は、逆浸透膜の経年劣化や海水温度の上昇により悪化し、目標値を満足しなくなる場合がある。また、透過水の水質は前処理後の清澄海水の元となる原海水の水質によっても変動する。目標とする水質を得るためには、逆浸透膜の回収率（透過水量／清澄海水供給量）を変える方法が有効である。しかし、この場合、透過水量が変動し、透過水の安定供給ができなくなるおそれがある。透過水量を増加させる方法として、逆浸透膜エレメントに対する清澄海水の供給圧力を増加させる方法がある。但し、逆浸透膜及び高圧容器の耐圧性能に限界があるため、供給圧力の上昇による水質向上には限界がある。
【０００９】
特許文献１及び特許文献２に開示されているように、別な透過水の水質向上策として、透過水の一部を被処理水側に戻し、清澄海水と混合して再び逆浸透膜モジュールに供給する方法がある。即ち、直列に配置された複数の逆浸透膜エレメントでは、被処理水は前段側の逆浸透膜エレメントから後段側の逆浸透膜エレメントに順々に透過されるので、濃縮水は後段に行くほど濃縮される。そのため、前段側の逆浸透膜エレメントの透過水より後段側の逆浸透膜エレメントの透過水のほうが水質が悪くなる。そこで、後段側の逆浸透膜エレメントから透過された透過水を被処理水側に戻し、逆浸透膜エレメントに供給される被処理水の塩分濃度を低下させたり、比較的水質が良好な前段側の逆浸透膜エレメントの透過水を得ることで水質改善を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平０４−１４５９２８号公報（図７）
【特許文献２】特開２００１−３００２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前述のように、海水淡水化処理に適用された逆浸透膜装置では、逆浸透膜の経年劣化度、海水の温度や塩分濃度等によって、透過水の水質が変動する。例えば、逆浸透膜が劣化していないとき、要求値を過剰に満たす透過水質となる場合があり、この場合、ポンプ動力等の無駄遣いとなる。一方、逆浸透膜が劣化した状態では、透過水の水質は要求値を満たさない場合がある。同様のことが海水の温度変化によっても起こる。
【００１２】
このようないくつかの変動要因の元で、海水淡水化プラントでは、透過水の水質が要求値を満たし、透過水量を安定供給できると共に、省エネ運転とすることが必要である。特許文献１及び２には、透過水の水質向上策として、透過水の一部循環方法がアイデアとして開示されているだけであり、前記の必要性を満たすものではない。
【００１３】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、前記変動要因の元で、運転中常に透過水の水質基準を満たしつつ、省エネ運転と透過水の安定供給とを可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
かかる目的を達成するため、本発明の逆浸透膜装置の運転方法は、高圧容器の内部に直列に配置され、原水を前処理して生成した被処理水を１段目から順々に濃縮水と透過水へ膜分離する複数の逆浸透膜エレメントを備え、後段に配置された逆浸透膜エレメントで膜分離され生成された透過水を被処理水と混合して１段目の逆浸透膜エレメントに循環させるようにした逆浸透膜装置に適用され、次の各工程からなる。
【００１５】
即ち、被処理水タンクに貯留された前処理後の被処理水を逆浸透膜モジュールに供給し、被処理水を１段目の逆浸透膜エレメントから順々に膜分離する膜分離工程と、前段に配置された逆浸透膜エレメントの透過水を後工程に送る透過水流出工程と、後段に配置された逆浸透膜エレメントの少なくとも一部の透過水を被処理水タンクに循環する透過水循環工程と、被処理水の温度、塩分濃度及び逆浸透膜エレメントの劣化度に応じて、透過水循環工程における透過水循環流量を制御し、透過水流出工程で後工程に送られる透過水の水質を要求値に保持する循環流量制御工程と、透過水循環流量の制御により前段側逆浸透膜エレメントの透過水量が変動したとき、逆浸透膜モジュールに供給される被処理水の流量を制御して前段側逆浸透膜エレメントで得られる透過水の流量を目標値に保持する透過水量制御工程とからなる。
【００１６】
本発明では、透過水循環路を流れる透過水の流量と、高圧容器に流入する被処理水の流量とを制御することで、後工程に送られる透過水の塩分濃度が要求値を満たし、かつ透過水の生産量を一定に保持し、安定供給可能にする。また、透過水質の要求値を過剰に満たすこともなくなるため、省エネ運転が可能になる。かかる制御は、オペレータが手動で行ってもよいし、あるいは制御装置を用いて自動化してもよい。
【００１７】
前述のように、被処理水の温度、塩分濃度及び逆浸透膜の劣化度は、透過水の水質を左右する３要因である。本発明方法では、例えば、被処理水の温度が上昇したとき、透過水循環流量を増加させ、かつ逆浸透膜モジュールに供給される被処理水の流量を増加させる。被処理水の温度が下降したときは、透過水循環流量を減少させ、かつ逆浸透膜モジュールに供給される被処理水の流量を減少させる。
【００１８】
被処理水の塩分濃度が上昇したときは、透過水循環流量を増加させ、かつ逆浸透膜モジュールに供給される被処理水の流量を増加させる。被処理水の塩分濃度が下降したときは、透過水循環流量を減少させ、かつ逆浸透膜モジュールに供給される被処理水の流量を減少させる。また、逆浸透膜エレメントの逆浸透膜が劣化したとき、透過水循環流量を増加させ、かつ逆浸透膜モジュールに供給される被処理水の流量を増加させるようにする。かかる操作により、透過水の水質を要求値に保持できると共に、透過水の安定供給が可能になる。
【００１９】
また、透過水の一部を被処理水タンクに戻すようにしているので、透過水を戻す流路系と透過水を受ける流路系との間の圧力バランスを考慮する必要がなくなる。そのため、両者間の圧力調整に必要な装置が不要となり低コスト化できると共に、戻される透過水の流量の変動を許容できる。
【００２０】
本発明の一態様として、最終段の逆浸透膜エレメントから流出した濃縮水の流出路に、圧力交換を行う動力回収装置を設け、最終段の逆浸透膜エレメントから流出する高圧の濃縮水で被処理水の一部を昇圧させ、ブースターポンプでこの分流した被処理水を高圧容器に流入させるようにすることができる。このように、濃縮水の動圧を利用した動力回収装置を用いることで、逆浸透膜エレメントに付加される被処理水の圧力を高めることができる。そのため、逆浸透膜装置に要する動力を低減でき、省エネが可能になる。
【００２１】
本発明の一態様として、被処理水タンクから逆浸透膜モジュールに被処理水を供給する被処理水供給路に、回転数を制御可能なインバータ装置を備えたポンプを設け、透過水量制御工程において、高圧ポンプの回転数を制御して、逆浸透膜モジュールに流入する被処理水の流量を制御することができる。あるいは被処理水供給路に流量調整弁を設けることで、被処理水の流量を制御してもよい。流量調整弁による制御手段は、設備費を削減できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、常に透過水質の要求値を満たしつつ、かつ要求値を過剰に満たすこともなくなるため、省エネ運転を可能にすると共に、透過水の安定供給を可能にする。また、透過水の一部を被処理水に戻すための設備を低コスト化できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る逆浸透膜装置の系統図である。
【図２】前記実施形態の制御系のブロック線図である。
【図３】前記実施形態において、海水温度、逆浸透膜の劣化度及び透過水循環流量の関係を示す線図である。
【図４】前記実施形態において、海水塩温度、逆浸透膜の劣化度及び透過水循環流量の関係を示す線図である。
【図５】前記実施形態の変形例の系統図である。
【図６】従来の逆浸透膜モジュールの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。
【００２５】
本発明の一実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１は、海水淡水化プラントに適用された逆浸透膜装置１０の系統図である。図１において、被処理水タンク１２に、前処理として、原海水から、殺菌され、及びゴミ類や微生物等の比較的大きな夾雑物が除去された清澄海水ｓｗが貯留されている。被処理水タンク１２には、清澄海水ｓｗを逆浸透膜モジュール１４に供給する清澄海水供給路１６が接続されている。被処理水タンク１２に貯留された清澄海水ｓｗは、清澄海水供給路１６に設けられた給水ポンプ１８によって清澄海水供給路１６に流入する。
【００２６】
清澄水供給路１６に流入した清澄海水ｓｗは、保安用フィルタ装置２０で不純物が除去される。保安用フィルタ装置２０の下流側に高圧ポンプ２２が設けられている。高圧ポンプ２２は、インバータ装置２２ａを備え、回転数を制御可能な流量可変型ポンプであり、清澄海水ｓｗは高圧ポンプ２２によって流量が制御される。高圧ポンプ２２の入口で、清澄海水供給路１６に分岐路２４が分岐している。分岐路２４には動力回収装置２６が設けられている。動力回収装置２６は、後述する濃縮海水流出路５０から流入する濃縮海水ｃｓの圧力を利用して、分岐路２４から流入する清澄海水ｓｗを昇圧し、ブースターポンプ５４へ送る圧力交換式の動力回収装置である。動力回収装置２６の構成は従来公知である（例えば、特開２０１１−５６４３９号公報参照）。
【００２７】
分岐路２４が動力回収装置２６の入口に接続され、動力回収装置２６の出口には分岐路２８が接続されている。分岐路２８の他端は、逆浸透膜モジュール１４の上流側で清澄海水供給路１６に接続している。分岐路２８の合流部と逆浸透膜モジュール１４との間の清澄海水供給路１６に、圧力計３０及び温度計３２が設けられている。
【００２８】
逆浸透膜モジュール１４は、高圧容器３４の内部に複数の逆浸透膜エレメント３６が直列に配置されている。高圧容器３４の入口端に、清澄海水供給路１６が接続された入口開口３４ａが形成され、ここから清澄海水ｓｗが高圧容器３４の内部に流入する。逆浸透膜モジュール１４は、円筒形をなし、図６に示されるスパイラル型逆浸透膜モジュール１００と同一の構成を有する。逆浸透膜モジュール１４の中心軸上に透過水が集められるセンターパイプ３８が設けられている。
【００２９】
各逆浸透膜エレメント３６のセンターパイプ３８はコネクタ４０で接続され、各逆浸透膜エレメント３６の透過水はセンターパイプ３８で合流する。一方、中間部ではエンドキャップ４２で遮断され、前段側逆浸透膜エレメント３６の透過水と後段側逆浸透膜エレメント３６の透過水とが混じり合わないようになっている。高圧容器３４の内部空間は、各逆浸透膜エレメント３６の外周面に設けられたブラインシール４４で仕切られている。
【００３０】
入口開口３４ａから高圧容器３４の内部に流入した清澄海水ｓｗは、１段目の逆浸透膜エレメント１４の内部に設けられた逆浸透膜で透過水ｐｗと濃縮海水ｃｓとに膜分離される。高圧容器３４の入口端に入口開口３４ｂが形成され、入口開口３４ｂに透過水流出路４６が接続されている。前段側逆浸透膜エレメント３６の透過水ｐｗは、センターパイプ３８に合流し、コネクタ４０及び入口開口３４ｂを介して前段側透過水流出路４６に流出する。前段側透過水流出路４６に流出した透過水ｐｗは、下流の処理工程に送られる。
【００３１】
高圧容器３４の出口端には、出口開口３４ｃ及び３４ｄが形成されている。出口開口３４ｃには後段側透過水循環路４８が接続され、出口開口３４ｄには濃縮海水流出路５０が接続されている。後段側逆浸透膜エレメント３６の内部に設けられた逆浸透膜で膜分離された透過水ｐｗは、センターパイプ３８に合流し、コネクタ４０及び出口開口３４ｃを介して後段側透過水循環路４８に流出する。
【００３２】
１段目の逆浸透膜エレメント３６で透過水ｐｗと膜分離された濃縮海水ｃｓは、１段目の逆浸透膜エレメント３６の出口端から流出し、２段目の逆浸透膜エレメント３６に流入し、透過水ｐｗと分離される。こうして、濃縮海水ｃｓは、各逆浸透膜エレメント３６で順々に透過水ｐｗと分離され、徐々に濃縮する。最終段の逆浸透膜エレメント３６を出た濃縮海水ｃｓは、出口開口３４ｄから濃縮海水流出路５０に流出する。濃縮海水流出路５０は動力回収装置２６に接続されている。
【００３３】
濃縮海水流出路５０に流出した高圧の濃縮海水ｃｓは、動力回収装置２６に流入し、分岐路２４から流入した清澄海水ｓｗの圧力を昇圧し、分岐路２８に送り出す。これによって、高圧容器３４の入口における清澄海水ｓｗの圧力が増加するので、動力回収装置２６によって高圧ポンプ２２の動力の一部を負担することができる。
【００３４】
動力回収装置２６の出口には濃縮海水流出路５２が設けられ、動力回収装置２６から低圧となって流出した濃縮海水ｃｓは濃縮海水流出路５２から排出される。分岐路２８にはブースターポンプ５４が設けられ、ブースターポンプ５４によって増圧され、清澄海水ｓｗの流量を増加できる。ブースターポンプ５４には回転数を制御可能なインバータ装置５４ａが設けられている。分岐路２４には流量計５６が設けられ、濃縮海水流出路５２には流量調整弁５８が設けられている。
透過水流出路４６には、流量計６０と、透過水ｐｗの電気伝導度を検出し、この検出値から塩分濃度を求める塩分濃度計６２と、流量調整弁６４とが設けられている。透過水循環路４８には、流量計６６及び流量調整弁６８が設けられている。
【００３５】
図２は、逆浸透膜装置１０の制御系を示す。図２において、制御装置７０に、圧力計３０、温度計３２、流量計５６、６０，６６及び塩分濃度計６２の検出値が入力される。制御装置７０は、これらの検出値に基づいて、給水ポンプ１８、高圧ポンプ２２及びブースターポンプ５４の稼動を制御すると共に、流量調整弁５８、６４，６８の開度を制御する。
【００３６】
本実施形態では、水質の良い前段側逆浸透膜エレメント３６の透過水ｐｗを下流にある処理工程に送り、水質の悪い後段側逆浸透膜エレメント３６の透過水ｐｗを被処理水タンク１２に戻している。後段側逆浸透膜エレメント３６の透過水ｐｗを被処理水タンク１２に戻し、高圧容器３４に供給される清澄海水ｓｗの塩分濃度を低下させることで、透過水ｐｗの塩分濃度を低下できる。
【００３７】
かかる構成において、高圧ポンプ２２の回転数を制御し、高圧容器３４の入口における清澄海水ｓｗの圧力を制御することで、前段側逆浸透膜エレメント３６の透過水流量が一定流量となるように制御する。また、塩分濃度計６２の検出値を監視し、塩分濃度が基準値となるように、透過水循環路４８を流れる後段側逆浸透膜エレメント３６の透過水量を制御する。
【００３８】
図３は、清澄海水ｓｗの温度を横軸に、後段側逆浸透膜エレメント３６の透過水循環流量を縦軸にした線図である。図中、ラインＡは逆浸透膜エレメント３６の逆浸透膜の劣化度が大であり、ラインＢは逆浸透膜の劣化度が小であり、ラインＣは逆浸透膜が劣化していない時に、透過水質の要求値を満たすのに必要な透過水循環流量を示している。清澄海水温度が上昇した場合、透過水ｐｗの水質が悪くなるため、透過水ｐｗの水質が要求値を満たすように透過水循環流量を増加させる。また、逆浸透膜が劣化した場合、透過水ｐｗの水質が悪くなるため、透過水ｐｗの水質が要求値を満たすように透過水循環流量を増加させる。
【００３９】
図４は、清澄海水ｓｗの塩分濃度を横軸に、後段側逆浸透膜エレメント３６の透過水循環流量を縦軸にした線図である。清澄海水ｓｗの塩分濃度が上昇した場合、透過水ｐｗの水質が悪くなるため、透過水ｐｗの水質が要求値を満たすように透過水循環流量を増加させる。また、逆浸透膜が劣化した場合、透過水ｐｗの水質が悪くなるため、透過水ｐｗの水質が要求値を満たすように透過水循環流量を増加させる。
【００４０】
本実施形態によれば、逆浸透膜装置１０Ａの運転中、清澄海水ｓｗの温度及び塩分濃度、及び逆浸透膜モジュール１４の劣化度に応じて、逆浸透膜モジュール１４に供給する清澄海水ｓｗの流量と、被処理水タンク１２に戻す透過水循環流量とを制御することで、常に透過水ｐｗの要求値を満たすことができると共に、透過水ｐｗの安定供給が可能になる。また、透過水ｐｗの要求値を過剰に満たすこともなくなるため、省エネ運転が可能になる。また、かかる制御を制御装置７０で自動化できる。
【００４１】
また、後段側逆浸透膜エレメント１４の透過水ｐｗを被処理水タンク１２に戻すようにしているので、透過水ｐｗを戻す流路系と透過水ｐｗを受ける流路系との間の圧力バランスを考慮する必要がなくなる。そのため、両者間の圧力調整に必要な装置が不要となり低コスト化できると共に、戻される透過水の流量の変動を無制限に許容できる。
【００４２】
さらに、分岐路２４に流入した清澄海水ｓｗの圧力を動力回収装置２６で増圧させることにより、高圧容器３４の入口開口３４ａに流入する清澄海水ｓｗの圧力を増加できる。そのため、高圧ポンプ２２の動力を低減でき、省エネ運転が可能になる。さらに、前記制御に加えて、ブースターポンプ５４の回転数を制御することで、分岐路２４に流入する清澄海水ｓｗの流量を制御することで、透過水ｐｗの水質の要求値及び供給量をさらに精度良く制御できる。
【００４３】
なお、本実施形態では、後段側逆浸透膜エレメント１４の透過水ｐｗの全量を被処理水タンク１２に戻すようにしているが、例えば、透過水循環路４８から分岐し、透過水流出路４６に接続する分岐路を設けて、該透過水ｐｗの一部のみを被処理水タンク１２に循環するようにしてもよい。これによって、透過水循環流量の制御が容易になる。
【００４４】
次に、前記実施形態の変形例を図５により説明する。本変形例は、高圧容器３４に流入する清澄海水ｓｗの流量を制御する手段として、清澄海水供給路１６に、流量可変型でない定流量型の高圧ポンプ７２を設け、高圧ポンプ７２の出口側に流量調整弁７４を設けている。また、分岐路２８に、流量可変型でない定流量型のブースターポンプ７６を設け、ブースターポンプ７６の出口側に流量調整弁７８を設けている。流量調整弁７４及び７８の開度は制御装置７０で制御する。その他の構成は、前記実施形態と同一である。
【００４５】
本変形例では、前記実施形態と同様の運転を行う。即ち、制御装置７０で圧力計３０、温度計３２、塩分濃度計６２及び流量計５６，６０，６６の検出値を監視しつつ、清澄海水供給路１６を流れる清澄海水ｓｗの流量制御と、透過水循環路４８を流れる透過水ｐｗの流量制御とを行う。本変形例によれば、清澄海水供給路１６の及び分岐路２８の流量制御を前記実施形態より簡素化かつ低コスト化できる利点がある。
【００４６】
また、前記実施形態及び前記変形例では、制御装置７０を設け、高圧ポンプ２２及びブースターポンプ５４の制御、及び流量調整弁５８、６４，６８，７４及び７８の開度調整を自動化しているが、代わりに、制御装置７０を設けず、これらの制御をオペレータが手動で行うようにしてもよい。
なお、前記実施形態及び前記変形例では、逆浸透膜モジュールにスパイラル型逆浸透膜エレメント１４を用いたが、スパイラル型逆浸透膜エレメント１４の代わりに、平膜型逆浸透膜エレメントを用いてもよい。また、本発明は、例えば、純水製造装置等にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明によれば、運転中常に透過水の要求値を満たしつつ省エネ運転を可能にすると共に、透過水の安定供給を可能にする逆浸透膜装置を実現できる。
【符号の説明】
【００４８】
１０                                  逆浸透膜装置
１２                                  被処理水タンク
１４，１００                          逆浸透膜モジュール
１６                                  清澄海水供給路
１８                                  給水ポンプ
２０                                  保安用フィルタ装置
２２、７２                            高圧ポンプ
２２ａ                              インバータ装置
２４、２８                            分岐路
２６                                  動力回収装置
３０                                  圧力計
３２                                  温度計
３４、１０２                          高圧容器
３４ａ、３４ｂ、１０２ａ            入口開口
３４ｃ、３４ｄ、１０２ｂ、１０２ｃ    出口開口
３６，１０４                          逆浸透膜エレメント
３８，１０６                          センターパイプ
４０，１１０                          コネクタ
４２，１０８                          エンドキャップ
４４，１１２                          ブラインシール
４６                                  前段側透過水流出路
４８                                  後段側透過水循環路
５０、５２                            濃縮海水流出路
５４、７６                            ブースターポンプ
５４ａ                              インバータ装置
５６、６０、６６                      流量計
５８、６４、６８、７４，７８          流量調整弁
６２                                  塩分濃度計
７０                                  制御装置
１１４                                被処理水供給路
１１６                                透過水流出路
１１８                                濃縮水流出路
ｃｓ                                  濃縮海水
ｃｗ                                  濃縮水
ｓｗ                                  清澄海水
ｐｗ                                  透過水
ｔｗ                                  被処理水
【図１】
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【図２】
2014159006.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014159006.tif 000006
【図５】
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【図６】
2014159006.tif 000008