(57)【要約】【課題】並列に接続された複数の膜モジュールへの流量配分の均一化を図れる水処理システムを提供する。【解決手段】本発明に関わる水処理システムは、水のろ過処理を行う膜モジュール１２と、膜モジュール１２とが挿入された圧力容器１１と、複数の圧力容器１１が配管を介して並列に接続される水処理システムＵ１であって、圧力容器１１内の膜モジュール１２の上流に、供給される未処理水ｗ１の流れ方向に対して垂直方向に沿って移動して未処理水ｗ１に可変の抵抗を与え、その流量を増減する板状の抵抗体１、２を備えている。【選択図】図３
2014094359.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水のろ過処理を行う膜モジュールと、前記膜モジュールが挿入された圧力容器と、複数の前記圧力容器が配管を介して並列に接続される水処理システムであって、
前記圧力容器内の前記膜モジュールの上流に、供給される未処理水の流れ方向に対して垂直方向に沿って移動して当該未処理水に可変の抵抗を与え、その流量を増減する板状の抵抗体を備える
ことを特徴とする水処理システム。
【請求項２】
請求項１記載の水処理システムにおいて、
前記抵抗体は、第１孔を有する固定板と第２孔を有する可動板とであり、
前記固定板は、前記圧力容器に一体に設けられ、
前記可動板は、前記圧力容器の端部に位置する操作部材に接続されて前記固定板に近接して設けられ、
前記操作部材を回転させることにより前記可動板を回転させ、前記第１孔と前記第２孔との重畳領域の大きさを変更し、前記流量を増減する
ことを特徴とする水処理システム。
【請求項３】
請求項２記載の水処理システムにおいて、
前記第１孔と前記第２孔との少なくとも何れかは、前記可動板の回転中心廻りの周に沿った長穴である
ことを特徴とする水処理システム。
【請求項４】
請求項２または請求項３記載の水処理システムにおいて、
前記圧力容器内の前記膜モジュールの上流に、供給される未処理水を通過させその混入物を除去する孔を有する多孔体を備える
ことを特徴とする水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、供給水からろ過水を取水する膜モジュール装置に係わり、特に並設される膜モジュール装置を備える水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、供給水からろ過水を得る膜モジュール装置が並設される構成に係る文献公知発明として、次の特許文献１〜３がある。
特許文献１では、複数の逆浸透膜モジュールが並列に接続された水処理システムの構成が開示されている。
【０００３】
特許文献２では、複数の膜モジュールが並列に接続された水処理システムにおいて、各膜モジュールの供給水流入配管にバルブを設置し、このバルブの開度によって流体抵抗を調整して、各膜モジュールへの流入流量を調整する構成が開示されている。
【０００４】
特許文献１、２は膜モジュールを圧力容器内部に挿入し、この圧力容器の上流側の端面に配管を接続してそれらを１本のヘッダー配管に接続するエンドポート接続方式の構成が開示されている。
【０００５】
これに対して、例えば特許文献３には、サイドポート接続方式、すなわち圧力容器の側面に配管を接続して圧力容器同志を配管で接続する方式が開示されている。
特許文献３は、サイドポート接続方式の圧力容器に、膜モジュールを挿入する構成である。サイドポート接続方式では、エンドポート接続方式と異なり、エンドポート接続方式で用いられる供給水用ヘッダー配管、濃縮水用ヘッダー管が必要ないため、エンドポート接続方式に比べて配管量を減らすことができる。
【０００６】
供給水および濃縮水は塩分濃度が高いため、それらが流れる配管には耐腐食性がある高コストの配管を使用する必要がある。したがって、サイドポート接続方式は、エンドポート接続方式に対して、プラント全体のコストが廉価であり、コストメリットがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２２９７１８号公報
【特許文献２】特開２００７−２０９９４７号公報
【特許文献３】特開２００３−２９４１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１に記載された膜モジュールが並列に接続された構成の場合、ポンプと各膜モジュールを接続する配管の流体抵抗や膜モジュールの経時変化に伴う流体抵抗の変化によって、各膜モジュールへの供給水の流量配分が均一にならない。
【０００９】
この場合、各膜モジュールへの流量配分が偏ることに起因した圧力容器の水圧のバラツキにより逆浸透膜モジュールの劣化にも偏りが生じる。この劣化とは、有機物や微生物などによる膜の目詰まりによる現象であり、例えばある透過水流量を維持するために必要な供給水圧力が、上昇することを意味する。
【００１０】
ある程度劣化が進行した場合、膜モジュールを交換もしくは洗浄するが、装置の構成上、膜モジュールの交換や洗浄は並列に接続された全ての膜モジュールに対して一度に遂行される。したがって、本来であれば交換する必要がなく水処理の運転を継続できる程度の劣化の膜モジュールであっても、当該膜モジュールを交換や洗浄をすることとなり、コスト的に非効率となっている。
【００１１】
この非効率性を解消するには、並列に接続された膜モジュールの流量配分を均一化する必要がある。各膜モジュールへの流入配分を均一化するために、特許文献２に記載される各膜モジュールに水を供給する配管にバルブを挿入し、このバルブの開度を調整することで流体抵抗を調整する方法がある。本構成では、バルブと配管を接続する施工が必要であり、バルブがない場合に比べてプラントの施工期間が長くなる。
【００１２】
また、特許文献２に記載されるバルブの挿入による流量均一化はエンドポート接続方式にのみ適用できる。サイドポート接続方式では、上流の膜モジュールの圧力容器から下流の膜モジュールの圧力容器に順次配管で接続されることから、並列に接続する圧力容器への供給水の流量を調整する手段がない。そのため、並列に接続する圧力容器の数を増やすと各圧力容器への供給水の流量配分の偏りが大きくなる。つまり、上流側の膜モジュールには、大きな流量で流入する一方、下流側の膜モジュールには小さな流量で流入することとなる。そのため、サイドポート接続方式では、並列に接続できる圧力容器の数に限界がある。
【００１３】
一方、プラントの初期状態における流量配分の均一化は、各膜モジュールへの流体抵抗が均一になるようにポンプから各膜モジュールまで接続される配管の径や長さなどの形状を変えて、ポンプから各膜モジュールまでの流体抵抗を均一化することでも実現可能である。
しかし、この方法は膜モジュールの劣化に伴う流体抵抗の経時変化には対応できない。
【００１４】
本発明は上記実状に鑑み、並列に接続された複数の膜モジュールへの流量配分や流体抵抗の均一化を図れる水処理システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成すべく、本発明に関わる水処理システムは、水のろ過処理を行う膜モジュールと、前記膜モジュールが挿入された圧力容器と、複数の前記圧力容器が配管を介して並列に接続される水処理システムであって、前記圧力容器内の前記膜モジュールの上流に、供給される未処理水の流れ方向に対して垂直方向に沿って移動して当該未処理水に可変の抵抗を与え、その流量を増減する板状の抵抗体を備えている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、並列に接続された複数の膜モジュールへの流量配分や流体抵抗の均一化を図れる水処理システムを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の適用対象の一つである逆浸透方式の海水淡水化プラントの構成を示す図である。
【図２】本発明に係わる実施形態１の各圧力容器の端面に配管を接続して各圧力容器を接続するエンドポート接続方式の逆浸透ユニットの構成を断面で示す上面図である。
【図３】(ａ)はエンドポート圧力容器に２枚の可動・固定多孔板を適用した構成を示すエンドポート圧力容器の一方端部側の断面図であり、(ｂ)は(ａ)のＡ方向矢視図であり、(ｃ)は(ａ)のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】(ａ)は可動多孔板の正面図であり、(ｂ)は(ａ)のＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】(ａ)は固定多孔板の正面図であり、(ｂ)は(ａ)のＤ−Ｄ線断面図である。
【図６】(ａ)は流路を全開とした場合を示す可動・固定多孔板の正面図であり、(ｂ)は流路を一部開とした場合を示す可動・固定多孔板の正面図である。
【図７】並列に接続する複数のエンドポート圧力容器で、比較例の抵抗体がない場合と実施形態１の抵抗体がある場合とで、供給水流量を比較した図である。
【図８】比較例(従来)のエンドポート圧力容器の一方端部内の供給水の流線と流速分布を示す断面図である。
【図９】実施形態１のエンドポート圧力容器の一方端部内の供給水の流線と流速分布を示す断面図である。
【図１０】変形形態のエンドポート圧力容器内に多孔体がある場合の逆浸透膜モジュールへの有機物や微生物の流れを示す図である。
【図１１】比較例のエンドポート圧力容器内に多孔体がない場合の逆浸透膜モジュールへの有機物や微生物の流れを示す図である。
【図１２】実施形態２のサイドポート圧力容器の側面に配管を接続して各サイドポート圧力容器を接続するサイドポート接続方式の逆浸透ユニットの構成を断面で示す上面図である。
【図１３】実施形態２のサイドポート圧力容器に２枚の可動・固定多孔板を適用した構成を示すサイドポート圧力容器の一方端部側の断面図である。
【図１４】(ａ)は変形形態１の可動多孔板の孔と固定多孔板の孔との重畳領域を最大にして全開状態にした図であり、(ｂ)は可動多孔板の孔と固定多孔板の孔との重畳領域を一部として、一部開状態にした図である。
【図１５】(ａ)、(ｂ)は変形形態２の可動多孔板の孔と固定多孔板の孔との何れか一方を、回転中心廻りの周に沿った長穴とし、他方を当該長穴より半径方向に大きな領域を有する孔とした図であり、(ａ)は全閉状態を示し、(ｂ)は一部開状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
本発明は、海水から飲料水、工業用水などの淡水を得る海水淡水化プラント、飲料水を作製する上水処理プラント、下水道の汚水を浄化処理する下水処理プラント、産業排水を環境に適合するよう処理する産業排水処理プラントなど、膜モジュールを用いた様々な水処理システムであれば何れにも適用可能である。
【００１９】
以下、海水淡水化プラントを例に挙げて本発明を実施するための形態を説明するが、本発明の適用対象は海水淡水化プラントに限定されるものではない。
図１に、本発明の適用対象の一つである逆浸透方式の海水淡水化プラントの構成を示す。
図１を用いて、逆浸透方式の海水淡水化プラントＰの構成を説明する。
実施形態の海水淡水化プラントＰは、海から海水をくみ上げる取水部１Ａと、くみ上げた海水中の粒子や比較的分子量の大きい有機物などを除去する前処理部１Ｂと、前処理部１Ｂを通過した海水から主にイオンを除去する脱塩部１Ｃとを具備している。
【００２０】
取水部１Ａは、海から海水をくみ上げる取水ポンプ１１１と、くみ上げた海水を貯留する取水タンク１１２とを備えている。
前処理部１Ｂは、海水の成分によって様々な構成があるが、図１に示した構成はその一例であり、次の構成を備えている。
前処理部１Ｂは、くみ上げた海水を供給する複層ろ過モジュール用ポンプ１２１と、供給される海水を２層以上でろ過する複層ろ過モジュール１２２と、複層ろ過した海水を後段に供給する限外ろ過膜モジュール用ポンプ１２３とを備えている。さらに、前処理部１Ｂは、複層ろ過後の海水を限外ろ過膜でろ過処理する限外ろ過膜モジュール１２４と、限外ろ過膜モジュール１２４を透過した前処理後の海水を貯留する脱塩部供給水用タンク１２５とを備えている。
【００２１】
脱塩部１Ｃも前処理部１Ｂと同様に海水の成分によって様々な構成があり、図１に示した構成はその一例であり、以下の構成を備えている。
脱塩部１Ｃは、前処理後の海水(供給水ｗ１)を高圧で供給する高圧ポンプ１３１と、前処理後の高圧の海水を逆浸透させ淡水化する複数の逆浸透膜モジュールを有する逆浸透ユニットＵ１と、逆浸透ユニットＵ１を透過してイオン濃度が下がった透過水ｗ２を貯留する透過水タンク１３５とを備えている。
加えて、脱塩部１Ｃは、逆浸透ユニットＵ１を透過せずイオン濃度が上昇した濃縮水ｗ３を貯留する濃縮水タンク１３４と、濃縮水タンク１３４に流入する濃縮水がもつ運動エネルギを回収し逆浸透ユニットＵ１への供給水ｗ１を昇圧するためのエネルギとする動力回収装置１３３とを備えている。
本発明は、逆浸透ユニットＵ１に適用される。
【００２２】
次に、図２〜図９を用いて、本発明をエンドポート接続方式の圧力容器を用いた逆浸透ユニットに適用した実施形態１を説明する。
【００２３】
＜＜実施形態１＞＞
図２は、本発明に係わる実施形態１の各圧力容器の端面に配管を接続して各圧力容器を接続するエンドポート接続方式の逆浸透ユニットの構成を断面で示す上面図である。
エンドポート接続方式の逆浸透ユニットＵ１においては、各逆浸透膜モジュール１２への供給水ｗ１は、上流の供給水用ヘッダー管１５から、各エンドポート圧力容器１１の一方端部１１ａに接続された供給水用配管１６を通過してそれぞれのエンドポート圧力容器４に分配される。
【００２４】
エンドポート圧力容器１１に流入した供給水ｗ１は、抵抗体ｔ(後記の可動・固定多孔板１、２)で所定の流量に調整され抵抗体ｔを通過し、逆浸透膜モジュール１２に流入する。逆浸透膜モジュール１２に流入した供給水ｗ１の一部は逆浸透膜モジュール１２の半透膜を透過してろ過され透過水ｗ２となり、透過水ｗ２は集水管１３に流入する。各エンドポート圧力容器１１の集水管１３に流入した透過水ｗ２は、透過水用配管１４に合流する。
一方、エンドポート圧力容器１１に流入した供給水ｗ１のうち逆浸透膜モジュール１２で膜交換が行われた結果イオン濃度が高まった濃縮水ｗ３は、エンドポート圧力容器１１の他方端部１１ｂに接続された濃縮水用配管１８を通って濃縮水用ヘッダー管１７に流入し、合流する。
【００２５】
＜抵抗体ｔの可動多孔板１と固定多孔板２＞
次に、エンドポート圧力容器１１内の逆浸透膜モジュール１２の上流に配設されその流量を調整する抵抗体ｔの可動多孔板１と固定多孔板２について、説明する
図３(ａ)は、エンドポート圧力容器に２枚の可動・固定多孔板を適用した構成を示すエンドポート圧力容器の一方端部側の断面図であり、図３(ｂ)は、図３(ａ)のＡ方向矢視図であり、図３(ｃ)は、図３(ａ)のＢ−Ｂ線断面図である。
【００２６】
図３(ａ)に示すエンドポート圧力容器１１の一方端部１１ａには、その一方端部１１ａ側の蓋を成すエンドポート圧力容器用エンドキャップ４１が、ボルトなどの締結部材ｎを一方端部１１ａに固定される圧力容器用エンドキャップ固定治具３の孔を挿通させて螺着することにより、固定されている。
また、エンドポート圧力容器１１の一方端部１１ａには、逆浸透膜モジュール１２の上流に一方端部１１ａ内に固定される固定多孔板２と、ユーザにより回動され逆浸透膜モジュール１２への流量を固定多孔板２とともに調整する可動多孔板１とが配設されている。固定多孔板２は、不図示の締結部材によってエンドポート圧力容器１１に固定されている。
【００２７】
図４(ａ)は、可動多孔板の正面図であり、図４(ｂ)は、図４(ａ)のＣ−Ｃ線断面図である。図５(ａ)は、固定多孔板の正面図であり、図５(ｂ)は、図５(ａ)のＤ−Ｄ線断面図である。
可動多孔板１と固定多孔板２は、図４、図５に示すように、それぞれ多数の孔１ａ、２ａが穿孔される円板状の板状部材である。ただし、可動多孔板１の孔１ａと固定多孔板２の孔２ａとで供給水ｗ１に対する流路が形成できればよく、これらの孔の形状は図４、５に示したような円形状に限らずに例えば楕円形状や長方形状でもよい。
【００２８】
エンドポート圧力容器用エンドキャップ４１は、図３(ｂ)に示すように、エンドポート圧力容器１１の一方端部１１ａの内周面に密着する外径を有する円板状の部材であり、供給水用配管１６が挿通する挿通孔４１ａと、ユーザが把持して可動多孔板１を可動操作するための回転用取っ手７が挿通する長穴４１ｂとが穿孔されている。
【００２９】
図３(ａ)に示す可動多孔板１の外周部は、エンドポート圧力容器１１の一方端部１１ａの内周面に沿って回動する円筒状の連結部材４の一方端部に固定されている。連結部材４の他方端部には、エンドポート圧力容器１１の一方端部１１ａの内周面に沿った外径をもつ円板状の内部キャップ６が固定され、内部キャップ６には、可動多孔板１をユーザが回動操作する際に把持する回転用取っ手７が固定されている。回転用取っ手７は、円形の横断面を有する略コの字状の形状を有する部材である。
【００３０】
図３(ｃ)に示す内部キャップ６には、集水管１３が挿通する集水管挿通孔６ａと、供給水用配管１６が挿通する配管挿通長孔６ｂとが穿設されている。配管挿通長孔６ｂは、内部キャップ６が回動操作される際に、供給水用配管１６と空間的に緩衝しないように長孔とされている。
そして、集水管１３の一方端部には、当該一方端部を閉塞する集水管用エンドキャップ１３ｃが取着されている。
本構成により、ユーザは、回転用取っ手７を把持して、図３(ｂ)の矢印α１、α２のように、回動させることにより、可動多孔板１を回動させることができる。
【００３１】
可動多孔板１、固定多孔板２、連結部材４、エンドポート圧力容器用エンドキャップ４１、圧力容器用エンドキャップ固定治具３、集水管用エンドキャップ１３ｃ、内部キャップ６、締結部材ｎなどの材料としては、スーパーステンレスやガラス繊維強化樹脂などが挙げられる。
【００３２】
＜可動・固定多孔板１、２による供給水ｗ１の流体抵抗＞
次に、抵抗体ｔである可動・固定多孔板１、２の流体抵抗の調整方法について説明する。
図６は、２枚の可動・固定多孔板１、２による流体抵抗の調整方法を説明する図であり、図６(ａ)は、流路を全開とした場合を示す可動・固定多孔板の正面図であり、図６(ｂ)は、流路を一部開とした場合を示す可動・固定多孔板の正面図である。すなわち、図６(ａ)は、孔１ａと孔２ａとで形成される供給水ｗ１の流路ｒを全開状態としたものであり、図６(ｂ)は、供給水ｗ１の流路を一部開状態としたものである。
【００３３】
エンドポート圧力容器１１の一方端部１１ａには、固定多孔板２が固定されている。一方、可動多孔板１は連結部材４を介して内部キャップ６に固定されているため、回転用取っ手７に、図３(ｂ)の矢印α１、α２方向の外力を加えて内部キャップ６を回転させることで可動多孔板１を回転させることができる。
これによって、エンドポート圧力容器１１の外部から、可動多孔板１を回転させて可動多孔板１の回転角度を調整し、可動多孔板１の孔１ａと固定多孔板２の孔２ａの重畳領域である流路ｒの断面積を変化させることで、供給水ｗ１の流体抵抗の大きさを調整することができる。
このとき、エンドポート圧力容器用エンドキャップ４１に回転角度の目盛をつける一方、回転用取っ手７に指針を付けることで、角度測定機を用いずとも可動多孔板１の回転角度がわかり、据付工程を簡略化できる。
【００３４】
図３(ａ)に示す構成において、供給水ｗ１は供給水用配管１６を通過してエンドポート圧力容器１１内に流入し、可動多孔板１の孔１ａと固定多孔板２の孔２ａとの重畳領域(孔１ａと孔２ａとで形成される開口部)の流路ｒを通過して逆浸透膜モジュール１２に流入する。この場合、可動多孔板１の孔１ａと固定多孔板２の孔２ａの重畳部分の流路ｒによる摩擦抵抗、拡大抵抗、縮小抵抗が、逆浸透膜モジュール１２に流入する供給水ｗ１の流体抵抗となる。
【００３５】
＜逆浸透膜モジュール１２の目詰まりの測定＞
経時変化による各逆浸透膜モジュール１２の目詰まりを測定するためには、各集水管１３の下流に図２に示すような導電率センサｄを設け、各逆浸透膜モジュール１２でのろ過処理後の透過水ｗ２の導電率を測定し、透過水ｗ２の導電率に応じて、各エンドポート圧力容器１１の可動多孔板１の回転角を操作するとよい。なお、図２では、導電率センサｄを１つ図示したが、導電率センサｄは各エンドポート圧力容器１１に設けられる。
【００３６】
或いは、供給水用配管１６を流れる供給水ｗ１の圧力を測る圧力センサｐ１と、濃縮水用配管１８を流れる濃縮水ｗ３の圧力を測る圧力センサｐ２とを各エンドポート圧力容器１１に設け、供給水ｗ１の圧力と濃縮水ｗ３の圧力との差分を求め、当該差分に応じて、各エンドポート圧力容器１１の可動多孔板１の回転角を操作してもよい。
【００３７】
なお、可動多孔板１の回転角の操作は、ステッピングモータなどのモータや減速機構を用いて自動操作するように構成し、透過水ｗ２の導電率や供給水ｗ１の圧力と濃縮水ｗ３の圧力との差分をマイクロコンピュータやコントローラなどの制御手段で求め、制御手段により導電率や圧力の差分などに応じて可動多孔板１の回転角を自動操作するように構成してもよい。
【００３８】
実施形態１によれば、並列に接続するエンドポート圧力容器１１内の逆浸透膜モジュール１２へ配分される供給水流量を均一化することができる。すなわち、プラント施工後に能動的にポンプ(高圧ポンプ１３１)から各逆浸透膜モジュール１２までの流体抵抗を、各逆浸透膜モジュール１２ごとに調整できるので、逆浸透膜モジュール１２の劣化に伴う流体抵抗の経時変化に対応できる。
【００３９】
図７は、並列に接続する複数のエンドポート圧力容器において、比較例(従来)の抵抗体がない場合と実施形態１の抵抗体ｔがある場合とで、供給水流量を比較した図である。図７の横軸は、各エンドポート圧力容器を示し、図７の縦軸は、各エンドポート圧力容器の供給水流量を示している。
図７に示すように、並列に接続するエンドポート圧力容器１１の数が４個でポンプに近い方からそれぞれＮｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４とした場合、それぞれに流入する供給水流量を示すと、比較例のエンドポート圧力容器内に抵抗体がない場合は、各エンドポート圧力容器に流入する供給水流量がばらつく。
【００４０】
これに対して、エンドポート圧力容器１１内に抵抗体ｔの可動・固定多孔板１、２を挿入する場合には、可動多孔板１を回転させて流路ｒを調整することで、各エンドポート圧力容器１１に流入する供給水流量が均一(均等)にできる。この際、供給水配管１６に流量調整用のバルブを接続する必要がないため、施工期間の短縮や、配管の維持・管理コストの低減を実現できる。
【００４１】
また、抵抗体ｔ(可動・固定多孔板１、２)の流体抵抗をエンドポート圧力容器１１外部から回転用取っ手７で調整できる構造とすることで、逆浸透膜モジュール１２の経時変化に伴う流体抵抗の変化に応じて抵抗体ｔの流体抵抗を調整できる。こうして、抵抗体ｔ(可動・固定多孔板１、２)から各逆浸透膜モジュール１２までの流体抵抗を均一化して、各エンドポート圧力容器１１に流入する供給水ｗ１の流量を均一化できる。
【００４２】
図８、図９を用いて、図３〜図５に示す２枚の可動多孔板１、固定多孔板２を用いた抵抗体ｔの構成によるエンドポート圧力容器１１の内部での整流の効果を説明する。
図８は、比較例(従来)のエンドポート圧力容器の一方端部内の供給水の流線と流速分布を示す断面図である。図９は、実施形態１のエンドポート圧力容器の一方端部内の供給水の流線と流速分布を示す断面図である。
【００４３】
比較例の図８に示すエンドポート圧力容器２１１の内部に抵抗体がない構成では、供給水配管２０６内部での供給水ｗ１の慣性力がエンドポート圧力容器２１１内部の空間２１１ｋで低減しないため、逆浸透膜モジュール２０２へ流入する供給水ｗ１の径方向の流速分布は、供給水流入口２１１ｉ近くは供給水流出口２１１ｏ近くに比べて大きい。
【００４４】
これに対して、実施形態１の図９に示すエンドポート圧力容器１１の内部の逆浸透膜モジュール１２の上流に抵抗体ｔである可動多孔板１、固定多孔板２を挿入した構成では、以下のようになる。
供給水配管１６内部での供給水ｗ１の慣性力によって可動多孔板１に衝突する供給水ｗ１のうち、可動多孔板１の孔１ａ部分に向かって流れる供給水ｗ１は、孔１ａと固定多孔板２の孔２ａとの重畳領域(孔１ａと孔２ａとで形成される開口部)の流路ｒを通過して逆浸透膜モジュール１２に流入する。一方、可動多孔板１の孔１ａと固定多孔板２の孔２ａとの重畳領域以外の部分に衝突する供給水ｗ１は逆浸透膜モジュール１２に流入できずエンドポート圧力容器１１内部の空間１１ｋ内に逆流し、空間１１ｋ内の水圧上昇に寄与する。
【００４５】
この結果、空間１１ｋ内の水圧により、逆浸透膜モジュール１２へ流入する供給水ｗ１の径方向の流速分布が均一化される(図９右の流速分布参照)。
これによって、逆浸透膜モジュール１２内の逆浸透膜を均等に使用できるため、比較例の図８の抵抗体ｔ(可動・固定多孔板１、２)がない場合に比べて逆浸透膜モジュール１２の劣化が抑制される。
【００４６】
＜＜変形形態＞＞
図１０は、変形形態のエンドポート圧力容器内に多孔体がある場合の逆浸透膜モジュールへの有機物や微生物の流れを示す図である。
変形形態は、実施形態１の逆浸透ユニットＵ１において、供給水ｗ１に含有される有機物や微生物ｂｉを除去する多孔体ｇ１を備えたものである。
変形形態では、可動多孔板１と固定多孔板２との間に、供給水ｗ１に含有される有機物や微生物を除去する多孔体ｇ１、例えば孔径が1μｍ以下の限外ろ過膜を設けて、有機物や微生物ｂｉを多孔体ｇ１に捕捉して逆浸透膜モジュール(エレメント)１２への浸入を抑制している。
【００４７】
図１１は、比較例のエンドポート圧力容器内に多孔体がない場合の逆浸透膜モジュールへの有機物や微生物の流れを示す図である。
比較例の図１１のエンドポート圧力容器２１１内部に多孔体がない従来の構成では、逆浸透膜モジュール２０２の内部に前処理部を透過した、もしくは脱塩部供給水タンク１２５(図１参照)内で発生した有機物や微生物ｂｉが浸入する。その結果、逆浸透膜モジュール２０２に有機物や微生物ｂｉによる目詰まりが生じる可能性がある。
【００４８】
これに対して、変形形態では、図１０のように、エンドポート圧力容器１１の内部の逆浸透膜モジュール１２の上流に多孔体ｇ１、例えば孔径が1μｍ以下の限外ろ過膜を挿入することで、有機物や微生物ｂｉを多孔体ｇ１に捕捉して逆浸透膜モジュール(エレメント)１２への浸入を防ぐことができる。
【００４９】
そして、多孔体ｇ１の目詰まりの程度が大きくなったら多孔体ｇ１のみを交換するか、もしくは濃縮水用配管１７側(図２参照)から洗浄液を流して洗浄(逆洗)することによって多孔体ｇ１の捕捉機能を回復させる。
この構成によると、エンドポート圧力容器１１内に多孔体ｇ１を有する構成により供給水ｗ１に含有される有機物や微生物ｂｉを捕捉し、逆浸透膜モジュール１２の目詰まりが抑制されるので、比較例の多孔体ｇ１がない場合に比べて逆浸透膜モジュール１２の劣化が抑制される。
【００５０】
なお、変形形態においては、多孔体ｇ１を、可動多孔板１と固定多孔板２との間に設ける場合を例示したが、可動多孔板１と固定多孔板２との間以外のエンドポート圧力容器１１内の逆浸透膜モジュール１２の上流側に設けてもよい。
また、変形形態では、多孔体ｇ１として、限外ろ過膜を例示したが、他の膜を用いてもよい。
【００５１】
＜＜実施形態２＞＞
図１２は、実施形態２のサイドポート圧力容器の側面に配管を接続して各サイドポート圧力容器を接続するサイドポート接続方式の逆浸透ユニットの構成を断面で示す上面図である。
実施形態２は、サイドポート接続方式のサイドポート圧力容器２１を用いる逆浸透ユニットＵ２に実施形態１で説明した可動多孔板１と固定多孔板２と同様な可動多孔板３１と固定多孔板３を適用したものである。
【００５２】
実施形態２のエンドポート接続方式の逆浸透ユニットＵ２においては、逆浸透膜モジュール２２への供給水ｗ１は、脱塩部１Ｃの高圧ポンプ１３１(図１参照)を経て、サイドポート接続用供給水用配管２９から、サイドポート圧力容器２１の側面に接続されたサイドポート接続用供給水用配管２１ｈを通って各サイドポート圧力容器２１に分配される。
サイドポート圧力容器２１に流入した供給水ｗ１は、抵抗体である可動多孔板３１の孔３１ａと固定多孔板３２の孔３２ａの重畳領域で形成される流路を通過した後に、逆浸透膜モジュール２２に流入する。
【００５３】
逆浸透膜モジュール２２に流入した供給水ｗ１の一部は逆浸透膜モジュール２２を透過して透過水ｗ２となり、集水管２３に流れ込む。各サイドポート圧力容器２１の集水管２３を流れる透過水ｗ２は、透過水用配管２４に合流する。逆浸透膜モジュール２２を透過せずにイオン濃度が高まった濃縮水ｗ３は、サイドポート圧力容器２１の側面に接続されるサイドポート圧力容器間濃縮水用配管２８ａを通ってサイドポート接続用濃縮水用配管２８ｂに流入する。
【００５４】
図１３は、実施形態２のサイドポート圧力容器に２枚の可動・固定多孔板を適用した構成を示すサイドポート圧力容器の一方端部側の断面図である。
次に、サイドポート圧力容器２１内に挿入する抵抗体として２枚の可動・固定多孔板３１、３２を用いた構成と、この可動・固定多孔板３１、３２の流体抵抗の調整方法について説明する。
【００５５】
図１３に示す構成において、可動多孔板３１と、固定多孔板３２は、それぞれ図４、図５と同様な多数の孔３１ａ、３１ｂが穿設される板状部材である。
ここで、可動多孔板３１の孔３１ａと固定多孔板３２の孔３２ａとで供給水ｗ１に対する流路が形成できればよく、これらの孔の形状は図４、図５に示したような円形状に限定されず、例えば楕円形状や長方形状でもよい。
【００５６】
サイドポート圧力容器２１の一方端部２１ａには、その一方端部２１ａ側の蓋を成すサイドポート圧力容器用エンドキャップ４６が、ボルトなどの締結部材ｎを一方端部２１ａに固定される圧力容器用エンドキャップ固定治具４３の孔を挿通させて螺着させることにより、固定されている。なお、圧力容器用エンドキャップ固定治具４３はサイドポート圧力容器１の一方端部２１ａに固定されている。
【００５７】
固定多孔板３２は、締結部材（図示せず）によってサイドポート圧力容器２１内の逆浸透膜モジュール２２の上流側に固定されている
可動多孔板３１と、連結部材４４と、サイドポート圧力容器用エンドキャップ４６に対向した配置される内部キャップ２６とは、不図示の締結部材によって一体に固定されている。連結部材４４には、サイドポート接続用供給水用配管２１ｈ(２１ｈ１、２１ｈ２)を流れる供給水ｗ１が通過する開口４４ａが形成されている。
ユーザが可動多孔板３１を回動する際に把持する回転用取っ手２７は、内部キャップ２６に固定されている。
【００５８】
これにより、ユーザが回転用取っ手２７を把持して、図１３の矢印β１、β２方向に回動することにより、図６(ａ)、(ｂ)と同様に、サイドポート圧力容器２１の一方端部２１ａに固定される固定多孔板３２に対して、可動多孔板３１を任意の角度回転させて、孔３１ａと孔３１ｂとの重畳領域の面積(流路)を変化させ、供給水ｗ１の逆浸透膜モジュール２２への流量を調整することができる。
【００５９】
可動多孔板３１、連結部材４４、固定多孔板３２、内部キャップ２６、サイドポート圧力容器用エンドキャップ４６、圧力容器用エンドキャップ固定治具４３、集水管用エンドキャップ２３ｃ、締結部材の材料としては、スーパーステンレスやガラス繊維強化樹脂などが挙げられる。
【００６０】
次に、逆浸透ユニットＵ２における供給水ｗ１の流れについて説明する。
図１３に示した構成において、供給水ｗ１はサイドポート接続用供給水用配管２１ｈ１を通ってサイドポート圧力容器２１に流入し、その一部は可動多孔板３１の孔３１ａと固定多孔板３０２の孔３２ａの重畳領域の流路を通過して逆浸透膜モジュール２２に流入し、残りはサイドポート圧力容器２１からサイドポート接続用供給水用配管２１ｈ２を通過して下流のサイドポート圧力容器２１へ向けて流出する。
【００６１】
前記したように、逆浸透膜モジュール２２に流入する供給水ｗ１に関しては、可動多孔板３１の孔３１ａと固定多孔板３２の孔３２ａとの重畳部分(領域)が供給水の流路であり、この流路による摩擦抵抗、拡大抵抗、縮小抵抗が、逆浸透膜モジュール２２に流入する供給水の流体抵抗となる。したがって、前記した図６と同様に、可動多孔板３１を回転させて、可動多孔板３１の孔３１ａと固定多孔板３２の孔３２ａの重畳領域である流路の断面積を変化させることで、流体抵抗の大きさを調整することができる。
【００６２】
この際、可動多孔板３１は連結部材４４を介して内部キャップ２６に固定されているため、ユーザが把持した回転用取っ手２７に外力を加えて内部キャップ２６を回転させることで可動多孔板３１を回転させることができる。これにより、ユーザが、回転用取っ手２７を把持して、サイドポート圧力容器２１の外部から、図１３の矢印β１、β２に示すように、可動多孔板３１の回転角度を調整することができる。このとき、前記したように、サイドポート圧力容器用エンドキャップ４６に回転角度の目盛をつけておくとともに回転用取っ手２７に指針を設けることで、角度測定機を用いずとも可動多孔板３１の回転角度が目視でき、据付工程を簡略化できる。
【００６３】
実施形態２によれば、サイドポート圧力容器２１の内部に挿入する抵抗体ｔの可動多孔板３１と固定多孔板３２との流体抵抗によって、並列に接続する各サイドポート圧力容器２１への供給水ｗ１の流量を調整できるため、並列に接続するサイドポート圧力容器２１の数に依る流量配分に起因する制限がなくなる。
これによって、水処理プラント(海水淡水化プラントＰ)に必要な配管量を低減でき、施工期間を短縮することができる。また、実施形態１において説明したエンドポート圧力容器１１内部での整流の効果は、同様に実施形態２のサイドポート圧力容器２１内においても有効である。
【００６４】
また、変形形態の多孔体ｇ１を、実施形態１と同様に実施形態２に適用して、サイドポート圧力容器２１の一方端部２１ａの可動多孔板３１と固定多孔板３２との間や、その他の逆浸透膜モジュール２２の上流の箇所に適用することで、実施形態２においても、同様な目詰まり抑制の効果が得られる。
【００６５】
＜＜変形形態１＞＞
図１４は、変形形態１の可動多孔板４１と固定多孔板４２を示す図であり、図１４(ａ)は、可動多孔板４１の孔４１ａと固定多孔板４２の孔４２ａとの重畳領域を最大にして全開状態にした図であり、図１４(ｂ)は、可動多孔板４１の孔４１ａと固定多孔板４２の孔４２ａとの重畳領域を一部として、一部開状態にした図である。
実施形態１、２では、可動多孔板１、３１の孔１ａ、３１ａと固定多孔板２、３２の孔２ａ、３２ａとを円形にした場合を例示したが、変形形態１は、孔の形状を長穴状にしたものである。
【００６６】
具体的には、変形形態１における可動多孔板４１は、その回転中心４１ｏ廻りの周に沿った長穴を孔４１ａとして穿設するとともに、固定多孔板４２は、可動多孔板４１の回転中心４１ｏ廻りの周に沿った長穴を孔４２ａとして穿設している。
図１４(ａ)は、可動多孔板４１の孔４１ａと固定多孔板４２の孔４２ａとを完全に重畳して、供給水ｗ１の流路ｒ１を全開にした場合である。
図１４(ｂ)は、可動多孔板４１の孔４１ａと固定多孔板４２の孔４２ａとを一部重畳して、供給水ｗ１の流路ｒ１を全開の一部にした場合である。
【００６７】
変形形態１によれば、可動多孔板４１の孔４１ａと固定多孔板４２の孔４２ａとを、回転中心４１ｏ廻りの周に沿った長穴としたので、流路ｒ１の面積を容易に求めることが可能である。よって、可動多孔板４１の回転角度に比例して流路ｒ１が増減できるので、可動多孔板４１の回転操作が極めて容易に行える。
【００６８】
＜＜変形形態２＞＞
図１５(ａ)、(ｂ)は、変形形態２の可動多孔板５１の孔５１ａと固定多孔板５２の孔５２ａとの何れか一方を、回転中心５１ｏ廻りの周に沿った長穴とし、他方を当該長穴以外の形状の孔とした図であり、(ａ)は全開状態を示し、(ｂ)は一部開状態を示す。
【００６９】
変形形態１では、可動多孔板４１の孔４１ａと固定多孔板４２の孔４２ａとを、回転中心４１ｏ廻りの周に沿った長穴とした場合を例示したが、変形形態２では、図１５に示すように、可動多孔板５１の孔５１ａと固定多孔板５２の孔５２ａとの何れか一方を、回転中心５１ｏ廻りの周に沿った長穴とし、他方を当該長穴より半径方向に大きな領域を有する孔としたものである。
図１５では、可動多孔板５１の孔５１ａを、回転中心５１ｏ廻りの周に沿った長穴とし、固定多孔板５２の孔５２ａを、回転中心５１ｏ廻りの扇型の孔５２ａとした場合を示している。なお、固定多孔板５２の孔５２ａを扇型以外の形状としてもよい。
【００７０】
図１５(ａ)は、可動多孔板５１の孔５１ａと固定多孔板５２の孔５２ａとの重畳領域を全開にし、流路ｒ２を最大にした場合である。
図１５(ｂ)は、可動多孔板５１の孔５１ａと固定多孔板５２の孔５２ａとの重畳領域を一部として、一部開状態にした場合である。
変形形態２においても、流路ｒ２の面積を長穴状として、供給水ｗ１の流量を容易に求めることができる。
【００７１】
以上、説明した実施形態、変形形態によれば、膜モジュール(逆浸透膜モジュール１２、２２)を挿入する圧力容器(エンドポート圧力容器１１、サイドポート圧力容器２１)の内部に流量配分調整機能を持つ抵抗体ｔ(可動多孔板、固定多孔板)を挿入するため、配管レイアウトの自由度を確保できる。
【００７２】
また、抵抗体ｔの流体抵抗を個別に調整することで、配管の流体抵抗および膜モジュール(逆浸透膜モジュール１２、２２)の流体抵抗の差をキャンセルし、ポンプから各膜モジュールまでの流体抵抗を均一化できる。さらに、抵抗体ｔの流体抵抗を圧力容器(エンドポート圧力容器１１、サイドポート圧力容器２１)外部から調整できる構造とすることで、経時変化に伴う膜モジュール(逆浸透膜モジュール１２、２２)の流体抵抗の変化に応じて抵抗体ｔの流体抵抗を調整し、ポンプから各膜モジュール(逆浸透膜モジュール１２、２２)までの流体抵抗を均一化できる。
【００７３】
また、エンドポート接続方式の逆浸透ユニットＵ１に対しては、配管にバルブを接続する必要がないため、施工期間の短縮や、配管の維持・管理コストの低減を実現できる。
サイドポート接続方式の逆浸透ユニットＵ２に対しては、並列に接続するサイドポート圧力容器２１の数には流量配分に起因する制限がなくなる。
これによって、水処理プラント(海水淡水化プラントＰ)に必要な配管量を低減でき、施工期間を短縮することができる。
【００７４】
＜＜その他の実施形態＞＞
なお、前記実施形態、変形形態では、膜モジュールとして逆浸透膜モジュール１２、２２を適用する場合を例示したが、逆浸透膜以外のろ過膜であってもよい。
また、前記実施形態、変形形態では、固定多孔板２、３２、４２、５２をエンドポート圧力容器１１、サイドポート圧力容器２１と別体の場合を例示したが、一体に構成してもよい。
【００７５】
なお、前記実施形態、変形形態では、可動多孔板１、３１、４１、５１を回転運動で移動させる場合を例示したが、直線運動で移動させてもよい。この際、可動多孔板を単体または任意の複数に分割して構成してもよい。この場合も、供給水ｗ１が膜モジュールに均一に供給されるように、供給水ｗ１の流路が圧力容器内の横断面の中心に対して点対象になるように構成するのが望ましい。
なお、前記実施形態、変形形態では、様々な構成を説明したが、各構成を適宜組み合わせて構成してもよい。
【００７６】
以上、本発明の様々な実施形態、変形形態を述べたが、その説明は典型的であることを意図している。従って、本発明の範囲内で様々な修正と変更が可能である。すなわち、本発明は発明の趣旨を変更しない範囲において適宜、任意に変更可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１、３１、４１、５１  可動多孔板(抵抗体、可動板)
１ａ、３１ａ、４１ａ、５１ａ  孔(第２孔、長穴)
２、３２、４２、５２  固定多孔板(抵抗体、固定板)
２ａ、３２ａ、４２ａ、５ａ２  孔(第１孔、長穴)
７、２７  回転用取っ手(操作部材)
１１    エンドポート圧力容器(圧力容器)
１２、２２  逆浸透膜モジュール(膜モジュール)
１４    透過水用配管(配管)
１５    供給水用ヘッダー管(配管)
１７    濃縮水用ヘッダー管(配管)
２１    サイドポート圧力容器(圧力容器)
２１ｈ  サイドポート接続用供給水用配管(配管)
２４    透過水用配管(配管)
２８ｂ  サイドポート接続用濃縮水用配管(配管)
ｂｉ    有機物や微生物(混入物)
ｇ１      多孔体
ｔ      抵抗体
Ｕ１、Ｕ２  逆浸透ユニット(水処理システム)
ｗ１    供給水(水、未処理水)
【図１】
2014094359.tif 000003
【図２】
2014094359.tif 000004
【図３】
2014094359.tif 000005
【図４】
2014094359.tif 000006
【図５】
2014094359.tif 000007
【図６】
2014094359.tif 000008
【図７】
2014094359.tif 000009
【図８】
2014094359.tif 000010
【図９】
2014094359.tif 000011
【図１０】
2014094359.tif 000012
【図１１】
2014094359.tif 000013
【図１２】
2014094359.tif 000014
【図１３】
2014094359.tif 000015
【図１４】
2014094359.tif 000016
【図１５】
2014094359.tif 000017