(57)【要約】【課題】逆浸透膜モジュールまたはナノ濾過膜モジュールを用いた水処理装置において、原水中の濁質を除去する目的の前処理を省略し、適宜分離膜を洗浄することで膜分離装置に直接原水を供給できるようにし、安定して長期運転することを可能とする。【解決手段】原水を逆浸透膜モジュールまたはナノ濾過膜モジュールに供給して透過水と濃縮水に分離する水処理装置において、定期または不定期に、酸およびアルカリ水溶液を用いてモジュールを洗浄することを特徴とする水処理装置およびその運転方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水を逆浸透膜モジュールまたはナノ濾過膜モジュールに供給して透過水と濃縮水に分離する水処理装置の運転方法において、定期または不定期に、酸およびアルカリ水溶液を用いてモジュールを洗浄することを特徴とする、水処理装置の運転方法。
【請求項２】
前記逆浸透膜モジュールまたはナノ濾過膜モジュールとしてスパイラル型膜エレメントを用いる、請求項１に記載の水処理装置の運転方法。
【請求項３】
前記原水としてＦＩ値が４以上の原水を用いる、請求項１または２に記載の水処理装置の運転方法。
【請求項４】
前記洗浄の間隔を、定期洗浄の場合には１週間以上１０週間以下、不定期洗浄の場合には透過水量が初期水量の５０〜８５％の範囲内で予め設定した値以下になった時点毎または操作圧力が初期圧力の１．１７〜２倍の範囲内で予め設定した値以上になった時点毎とする、請求項１〜３のいずれかに記載の水処理装置の運転方法。
【請求項５】
前記洗浄の時間を、酸およびアルカリ水溶液それぞれ、１０分以上１時間以下とする、請求項１〜４のいずれかに記載の水処理装置の運転方法。
【請求項６】
前記洗浄後の酸およびアルカリ水溶液を各貯槽に送り、次の洗浄工程まで静置して下層を廃棄するとともに上澄液を再利用する、請求項１〜５のいずれかに記載の水処理装置の運転方法。
【請求項７】
前記洗浄に用いた洗浄廃液を混合することで中和して排出する、請求項１〜５のいずれかに記載の水処理装置の運転方法。
【請求項８】
前記廃液を排出するに際し、適宜酸またはアルカリ水溶液を添加しｐＨを６以上８以下にして排出する、請求項７に記載の水処理装置の運転方法。
【請求項９】
前記水処理装置が、少なくとも逆浸透膜モジュールまたはナノ濾過膜モジュールおよびイオン交換樹脂装置を含む純水装置であり、前記洗浄用の酸または／およびアルカリ水溶液として、イオン交換樹脂装置の再生廃液を利用する、請求項１〜５のいずれかに記載の水処理装置の運転方法。
【請求項１０】
前記再生廃液の利用に際し、再生の最終工程で使用された廃液のみを利用する、請求項９に記載の水処理装置の運転方法。
【請求項１１】
原水を逆浸透膜モジュールまたはナノ濾過膜モジュールに供給して透過水と濃縮水に分離する水処理装置において、定期または不定期に、酸およびアルカリ水溶液を用いてモジュールを洗浄する手段を有することを特徴とする水処理装置。
【請求項１２】
前記逆浸透膜モジュールまたはナノ濾過膜モジュールがスパイラル型膜エレメントからなる、請求項１１に記載の水処理装置。
【請求項１３】
前記原水が、ＦＩ値が４以上の原水からなる、請求項１１または１２に記載の水処理装置。
【請求項１４】
前記洗浄手段による洗浄の間隔が、定期洗浄の場合には１週間以上１０週間以下、不定期洗浄の場合には透過水量が初期水量の５０〜８５％の範囲内で予め設定した値以下になった時点毎または操作圧力が初期圧力の１．１７〜２倍の範囲内で予め設定した値以上になった時点毎に設定されている、請求項１１〜１３のいずれかに記載の水処理装置。
【請求項１５】
前記洗浄手段による洗浄の時間が、酸およびアルカリ水溶液それぞれ、１０分以上１時間以下に設定されている、請求項１１〜１４のいずれかに記載の水処理装置。
【請求項１６】
前記洗浄手段による洗浄後の酸およびアルカリ水溶液が送られる各貯槽を有し、該各貯槽においては次の洗浄まで静置されて下層が廃棄するとともに上澄液が再利用される、請求項１１〜１５のいずれかに記載の水処理装置。
【請求項１７】
前記洗浄手段による洗浄に用いた洗浄廃液は混合されることで中和されて排出される、請求項１１〜１５のいずれかに記載の水処理装置。
【請求項１８】
前記廃液を排出するに際し、適宜酸またはアルカリ水溶液が添加されｐＨが６以上８以下に調整されて排出される、請求項１７に記載の水処理装置。
【請求項１９】
前記水処理装置が、少なくとも逆浸透膜モジュールまたはナノ濾過膜モジュールおよびイオン交換樹脂装置を含む純水装置からなり、前記洗浄手段による洗浄用の酸または／およびアルカリ水溶液として、イオン交換樹脂装置の再生廃液が利用される、請求項１１〜１５のいずれかに記載の水処理装置。
【請求項２０】
前記再生廃液の利用に際し、再生の最終工程で使用された廃液のみが利用される、請求項１９に記載の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理装置およびその運転方法に関し、とくに、逆浸透膜モジュールまたはナノ濾過膜モジュールを用いて原水を処理するようにした水処理装置およびその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、海水の淡水化や、超純水、各種製造プロセス用水を得る方法として、逆浸透膜やナノ濾過膜を透過水と濃縮水の分離膜として用いたモジュール、例えばスパイラル型膜エレメントを使用し、原水中からイオン成分や低分子成分を分離するようにした水処理装置が知られている。また、低分子ないし高分子成分を分離したり、低分子ないし高分子成分のうち、高分子成分のみを分離するようにした限外濾過や、微粒子を分離するようにした精密濾過においても、一部スパイラル型膜エレメントが用いられている。このスパイラル型膜エレメントは、例えば、透過水スペーサの両面に分離膜を重ね合わせて三辺を接着することにより袋状膜を形成し、該袋状膜の開口端を透過水集水管に取り付け、網状の原水スペーサとともに、集水管の周りにスパイラル状に巻回して構成されている。巻回される袋状膜間に配設される原水スペーサにより原水経路が形成される。原水は、原水スペーサに沿って流れる間に、分離膜を透過して透過水スペーサを通して集水管に流入する透過水と、原水スペーサを通過する濃縮水とに分離される。このようなスパイラル型膜エレメントを備えた分離膜モジュールは、単体で用いられることもあり、水の回収率や処理量向上のために、並列に配置したり複数段に配置した形態で使用されることもある。
【０００３】
このようなスパイラル型膜エレメントを備えた分離膜モジュールを用いて海水の淡水化や、超純水、各種製造プロセス用水を得る場合、通常、原水中の濁質などを除去する目的で前処理が行われている。この前処理を行うのは、スパイラル型膜エレメント、例えば逆浸透膜スパイラル型エレメントでは、原水スペーサの厚みが、原水流路を確保しつつできる限り原水と逆浸透膜との接触面積を大きくとるため、通常１ｍｍ以下と薄く、濁質が原水流路にある原水スペーサに蓄積され、原水流路を閉塞しやすい構造となっているので、予め原水中の濁質を除去して濁質蓄積による通水差圧の上昇や透過水量、透過水質の低下を回避し、長時間にわたり安定した運転を行うことができるようにするためである。このような除濁目的で用いられる前処理装置は、例えば、凝集沈殿処理、濾過処理または膜処理などの各装置を含むものであり、これらの装置は、水処理システム全体の設置コストや運転コストを上昇させるとともに、大きな設置面積を必要とするなどの問題を有していた。
【０００４】
ところで、スパイラル型膜エレメントを装着する逆浸透膜モジュールまたはナノ濾過膜モジュールに対する前処理が省略もしくは簡略化できれば、濁質を含む原水を前処理なし、もしくは簡易な方法でスパイラル型膜エレメントに供給でき、システム全体の簡略化、設置面積の低減、低コスト化が可能となり、産業上の利用価値は極めて高いものとなる。しかし、濁質を含む原水を、直接スパイラル型膜エレメントに供給すると、原水流路の閉塞による通水差圧の上昇や、膜面に汚染物質が付着することによる透過水量の減少といった深刻な問題が発生してしまう。また近年、逆浸透膜やナノ濾過膜の低圧化が進み、その素材としてポリアミド（ＰＡ）系が多く用いられている。ＰＡ膜は、低圧化が可能なものの、汚れに弱く、汚染物質が膜面に付着しやすい傾向がある。
【０００５】
本発明に関連する技術として、例えば特許文献１には、処理水のさらなる高度化を目的として、逆浸透膜を酸水溶液、アルカリ水溶液で洗浄する技術が開示されている。しかしこの技術は、膜分離素子からの残存不純物を除去し、処理水の高度化を目的としているものであり、原水を直接処理した場合における、汚染した膜の定期、不定期の洗浄は意図していない。
【特許文献１】特開平７−８０２５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、逆浸透膜モジュールまたはナノ濾過膜モジュールを用いた水処理装置において、原水中の濁質を除去する目的の前処理を省略し、適宜分離膜を洗浄することで膜分離装置に直接原水を供給できるようにし、安定して長期運転することを可能とした、水処理装置およびその運転方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記実情において、本発明者は鋭意検討を行なった結果、特に、（１）原水を直接的に逆浸透膜またはナノ濾過膜に供給して透過水と濃縮水に分離する水処理装置の運転において、定期または不定期に酸およびアルカリ水溶液を用いて逆浸透膜またはナノ濾過膜を適切に洗浄すれば、長期間に渡って初期と同等の性能が維持できること、（２）洗浄後の酸やアルカリ水溶液は、貯槽に送って次の洗浄工程まで静置し、下層を廃棄しつつ、上澄液を再利用することが可能なこと、等を見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、上記課題を解決するために、本発明に係る水処理装置の運転方法は、原水を逆浸透膜モジュールまたはナノ濾過膜モジュールに供給して透過水と濃縮水に分離する水処理装置の運転方法において、定期または不定期に、酸およびアルカリ水溶液を用いてモジュールを洗浄することを特徴とする方法からなる。この酸およびアルカリ水溶液としては、塩酸および水酸化ナトリウム水溶液を用いることができる。
【０００９】
このように、適宜酸およびアルカリ水溶液を用いてモジュールを洗浄することにより、濁質除去を目的とした前処理装置は不要となり、システムの簡略化、設置面積の低減、低コスト化が可能となる。洗浄に用いる薬品は、塩酸と水酸化ナトリウムという非常にポピュラーなものを使用でき、どこでも容易に入手でき、かつ安価である。膜の洗浄によく用いられるシュウ酸やクエン酸は有機酸であり、ＣＯＤ成分となるため、廃液の処理に手間がかかるが、本発明では塩酸を用いることができるため、処理が容易である。
【００１０】
上記逆浸透膜モジュールまたはナノ濾過膜モジュールとしてはスパイラル型膜エレメントを用いることが好ましい。逆浸透膜またはナノ濾過膜としては、平膜、中空糸膜、管状膜等を用いることができるが、スパイラル型膜エレメントを用いれば、より安価なシステムを提供できることができるので、より好ましい。
【００１１】
また、上記原水としてはＦＩ値（Fouling Index)が４以上の原水を用いることが好ましい。通常スパイラル型膜エレメントでは、ＦＩ値の上限を低く設定し、原水条件を制限しているが、本発明によれば、ＦＩ値４以上の原水であっても、処理可能である。原水としては、通常除濁が必要とされる水であれば特に制限されないが、例えば地下水、井戸水、河川水、湖沼水、雨水、工業用水、水道水、下排水処理水等が例示される。なお、ＦＩ値はＳＤＩ値と呼ばれることもある。また、０．５ｍｍ以上の粗大粒子が混入すると、エレメントの物理的な破損のおそれがあるので、粗大粒子は予め除去することが好ましい。粗大粒子は簡単なストレーナ等で除去できる。
【００１２】
上記洗浄の間隔としては、定期洗浄の場合には１週間以上１０週間以下、好ましくは１週間以上４週間以下、不定期洗浄の場合には透過水量が初期水量の５０〜８５％の範囲内で、好ましくは６０〜８０％の範囲内で、予め設定した値以下になった時点毎、または操作圧力が初期圧力の１．１７〜２倍の範囲内で、好ましくは１．２５〜１．６７倍の範囲内で、予め設定した値以上になった時点毎とすることが望ましい。このような範囲で、原水の水質に応じて設定すればよい。
【００１３】
１週間未満の間隔では、頻繁すぎて薬品使用量も多くなるし、水回収率も低くなりうるため、好ましくない。１０週間を超える間隔では、洗浄前までに大幅な性能低下が起こるおそれがあるし、洗浄による回復性も悪くなる。
【００１４】
また、通常、純水製造等におけるエレメントの洗浄は、十分な前処理が施されていることが前提のため、半年〜数年経過後に性能が低下していれば実施するという、やむを得ず実施すると言う意味合いが強い。本発明では、前処理を省略する代わりに、定期的な洗浄工程を組み込むことで、あるいはある条件に達した時に不定期に洗浄を実施することで、性能を維持するという発想に基づいており、薬品を用いた洗浄が必須である。
【００１５】
不定期に洗浄する場合、上記の如く、透過水量が初期水量の５０〜８５％の範囲内で（操作圧力が初期圧力の１．１７〜２倍の範囲内で）になった時点とすることが好ましい。これよりも洗浄間隔を長くすると、洗浄前までに大幅な性能低下が起こるおそれがあるし、洗浄による回復性も悪くなるおそれがあるし、逆に短くすると、洗浄が頻繁すぎて薬品使用量が多くなるし、水回収率も低くなるおそれがある。
【００１６】
上記酸水溶液のｐＨとしては１以上４以下にすることが好ましく、アルカリ水溶液のｐＨとしては９以上１１以下にすることが好ましい。これよりも濃度が高くなると、薬品使用量も多くなるし、装置の耐薬品性を向上させなければならなくなってしまう。これよりも濃度が薄くなると、洗浄による効果が期待できない。特に、水酸化ナトリウムによる洗浄効果が高く、かつ洗浄によって消費され、ｐＨが下がりやすいため、洗浄中は注意深くｐＨが下がらないように保つことが重要である。
【００１７】
上記洗浄の時間は、酸およびアルカリ水溶液それぞれ、１０分以上１時間以下、好ましくは１５分以上４０分以下とすることが望ましい。１０分未満では、洗浄効果が期待できず、１時間を越えると、膜や装置の寿命を短くしたり、水回収率が低くなったりするおそれがある。
【００１８】
上記洗浄後の酸およびアルカリ水溶液は、各貯槽に送り、次の洗浄工程まで静置して下層を廃棄するとともに上澄液を再利用することができる。このようにすることで、薬品を有効利用でき、薬品使用量を減らすことが可能となる。しかし、再利用できる回数には限りがあるので、薬液の汚れが目立ってきたら、全量廃棄する。再利用の回数は２回以上１０回以下が好ましい。さらに、特に汚染がひどい場合は、再利用せず、毎回新しい薬品を使用することもできる。
【００１９】
洗浄に用いた洗浄廃液は混合することで中和して排出することが好ましい。また、適宜適宜酸またはアルカリ水溶液を添加して、ｐＨを６以上８以下にして廃液を排出することが好ましい。このようにすることで、後段に特別な廃液処理装置を必要とせず、システムが簡略化できる。
【００２０】
本発明においては、上記水処理装置が、少なくとも逆浸透膜モジュールまたはナノ濾過膜モジュールおよびイオン交換樹脂装置を含む純水装置である場合、洗浄用の酸または／およびアルカリ水溶液として、イオン交換樹脂装置の再生廃液を利用することができる。このようにすることで、イオン交換樹脂装置を含む純水装置の場合には、薬品の有効利用が可能となる。また、イオン交換樹脂装置の初期の再生廃液は、高濃度のイオン成分を含むため、膜装置の洗浄には適さない。そのため、最終工程の再生廃液を用いる、つまり、再生の最終工程で使用された廃液のみを利用することが好ましい。
【００２１】
本発明に係る水処理装置は、原水を逆浸透膜モジュールまたはナノ濾過膜モジュールに供給して透過水と濃縮水に分離する水処理装置において、定期または不定期に、酸およびアルカリ水溶液を用いてモジュールを洗浄する手段を有することを特徴とするものからなる。酸およびアルカリ水溶液としては、塩酸および水酸化ナトリウム水溶液を使用できる。また、逆浸透膜モジュールまたはナノ濾過膜モジュールはスパイラル型膜エレメントからなることが好ましい。原水としてはＦＩ値が４以上の原水からなることが好ましい。
【００２２】
上記洗浄手段による洗浄の間隔は、定期洗浄の場合には１週間以上１０週間以下、好ましくは１週間以上４週間以下、不定期洗浄の場合には透過水量が初期水量の５０〜８５％の範囲内で、好ましくは６０〜８０％の範囲内で、予め設定した値以下になった時点毎または操作圧力が初期圧力の１．１７〜２倍の範囲内で、好ましくは１．２５〜１．６７倍の範囲内で、予め設定した値以上になった時点毎に設定されていることが望ましい。
【００２３】
上記酸水溶液のｐＨは１以上４以下に調整されていることが好ましく、アルカリ水溶液のｐＨは９以上１１以下に調整されていることが好ましい。また、上記洗浄手段による洗浄の時間が、酸およびアルカリ水溶液それぞれ、１０分以上１時間以下、好ましくは１５分以上４０分以下に設定されていることが好ましい。
【００２４】
また、上記洗浄手段による洗浄後の酸およびアルカリ水溶液が送られる各貯槽を有し、該各貯槽においては次の洗浄まで静置されて下層が廃棄するとともに上澄液が再利用される構成とすることもできる。再利用の回数としては２回以上１０回以下に設定されていることが好ましい。
【００２５】
また、上記洗浄手段による洗浄に用いた洗浄廃液は混合されることで中和されて排出される構成とすることもできる。廃液を排出するに際し、適宜酸またはアルカリ水溶液が添加されｐＨが６以上８以下に調整されて排出されることが好ましい。
【００２６】
上記水処理装置が、少なくとも逆浸透膜モジュールまたはナノ濾過膜モジュールおよびイオン交換樹脂装置を含む純水装置からなる場合、上記洗浄手段による洗浄用の酸または／およびアルカリ水溶液として、イオン交換樹脂装置の再生廃液が利用される構成とすることもできる。再生廃液の利用に際しては、再生の最終工程で使用された廃液のみが利用されることが好ましい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、従来必要とされていた分離膜モジュールの前処理装置が不要となり、システムの簡略化、コストの削減が可能となる。また、薬液の再利用により、薬液使用量が削減できる。さらに、イオン交換樹脂を含む純水装置の場合には、その再生廃液を利用することで、新たに薬品を用意することなく、簡単な装置だけで洗浄することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る水処理装置を示しており、この図１を参照して本発明に係る水処理装置の運転方法についても説明する。なお、図１では、圧力計、流量計、弁等は一部省略してある。
【００２９】
図１において、１は原水タンク、２は洗浄用塩酸水溶液貯留タンク、３は洗浄用水酸化ナトリウム水溶液貯留タンク、４は補給用塩酸水溶液貯留タンク、５は補給用水酸化ナトリウム水溶液貯留タンク、６は廃液処理タンク、１０は原水供給ポンプ、１１は逆浸透膜モジュールまたはナノ濾過膜モジュールからなる分離膜モジュール、２１〜３５は弁、５１〜６３は配管ラインを、それぞれ示している。
【００３０】
通常の運転時（工程Ａ）には、弁２１、２２は開、弁２３は所定の圧力になるよう調節して開とする。その他の弁は閉とする。原水タンク１から配管ライン５１、５２を介して原水をポンプ１０へ送り、ポンプ１０で昇圧して配管ライン５３を経て分離膜モジュール１１に原水が導入される。分離膜モジュール１１内で原水を濃縮水と透過水に分離し、濃縮水は配管ライン５４、弁２３を通してブローされる。透過水は配管ライン５５を経て、透過水タンク（図示せず）に貯留して、そのまま利用されたり、後段のサブシステムへ送られたりする。
【００３１】
この通常の運転時には、定期的にフラッシングを行なうのが良い。フラッシングによって、透過水量、阻止率の低下を抑制する効果は低いが、原水流路の目詰まりを緩和する効果が期待できる。フラッシングの間隔は、１０分〜２４時間に１回程度が良く、フラッシング時間は３０秒〜１２０秒程度が良い。フラッシング時には、工程Ａにおいて、弁２３を全開とし、モジュールの１次側に流れる流量を一気に増やす。
【００３２】
洗浄の際はまず、塩酸による洗浄（工程Ｂ）から実施する。洗浄に入る前に、洗浄用塩酸水溶液貯留タンク２内に所定ｐＨの塩酸を調製する。調製には、補給用塩酸水溶液貯留タンク４の塩酸、および透過水（純水）または原水を使用する。続いて原水ポンプ１０を停止する。弁２９、３２、２４、２７は開、その他の弁は閉とする。ポンプ１０を作動させ、洗浄を開始する。洗浄用塩酸水溶液貯留タンク２から配管ライン５６、５８、５９、５２を経てポンプ１０へ送り、配管ライン５３を経て分離膜モジュール１１へ薬液を供給する。薬液は配管ライン５４、６１、６２を経て、タンク２へ戻る。このようにして薬液を循環させて洗浄する。洗浄中には塩酸が消費され、塩酸濃度が低下する（ｐＨが上昇する）ので、ｐＨを監視し、所定ｐＨに維持されるように弁２５を適宜開いて補給用塩酸水溶液貯留タンク４より塩酸を補給する。タンク２が満水以上となったら、適宜弁３１を開いて、液量を調節する。
【００３３】
所定時間が経過したら、ポンプ１０を停止する。そして、弁２１、２３は開、その他は閉として、ポンプ１０を作動させる。これによって、酸性となっているモジュール内をリンス（工程Ｃ）する。リンス時間は、５〜３０分程度が良い。
【００３４】
続いて、水酸化ナトリウム水溶液による洗浄（工程Ｄ）を実施する。洗浄に入る前に、洗浄用水酸化ナトリウム水溶液貯留タンク３内に所定ｐＨの水酸化ナトリウム水溶液を調製する。調製には、補給用水酸化ナトリウム水溶液貯留タンク５の水酸化ナトリウム水溶液、及び透過水（純水）または原水を使用する。続いて原水ポンプ１０を停止する。弁３０、３２、２４、２８は開、その他の弁は閉とする。ポンプ１０を作動させ、洗浄を開始する。洗浄用水酸化ナトリウム水溶液貯留タンク３から配管ライン５７、５８、５９、５２を経てポンプ１０へ送り、配管ライン５３を経て分離膜モジュール１１へ薬液を供給する。薬液は配管ライン５４、６１、６３を経て、タンク３へ戻る。このようにして薬液を循環させて洗浄する。洗浄中には水酸化ナトリウムが消費され、水酸化ナトリウム水溶液濃度が低下する（ｐＨが低下する）ので、ｐＨを監視し、所定ｐＨに維持されるように弁２６を適宜開いて補給用水酸化ナトリウム水溶液貯留タンク５より水酸化ナトリウム水溶液を補給する。塩酸に比べて、水酸化ナトリウムは特に消費量が激しいので、十分に注意する。タンク３が満水以上となったら、適宜弁３１を開いて、液量を調節する。
【００３５】
水酸化ナトリウム水溶液による洗浄後は、短時間の工程Ｃ（リンス工程）を経て、通常の運転（工程Ａ）に戻り、以降洗浄を定期または不定期に繰り返して運転を継続する。
【００３６】
洗浄に使用した薬液は、そのままタンク２、３内で次の洗浄まで貯留しておくことは、薬液を再利用し、使用量を減らすことができるので、好ましい。この場合、工程Ｂの前には、弁２９、３１を開、その他の弁を閉として、タンク２内に沈殿した汚染物質を含む下層を、配管ライン６０を介して廃液処理タンク６へ排出する。また工程Ｄの前には、弁３０、３１を開、その他の弁を閉として、タンク３内に沈殿した汚染物質を含む下層を、タンク６へ排出する。
【００３７】
タンク６には、塩酸および水酸化ナトリウム水溶液の廃液が貯まる。両者が混ざることにより、ｐＨは中性に近づく。ｐＨが排水基準の範囲外である場合は、適宜弁３３または弁３４を開いて、塩酸または水酸化ナトリウム水溶液を補給し、ｐＨを中性付近にコントロールした後、弁３５を開いて廃液を排出する。これらの操作は、シーケンサーおよび自動弁を用いて、自動制御にて行なうと良い。
【００３８】
上記の例は、モジュールが一つの場合を示したが、並列または直列に複数のモジュールを使用した装置についても、同様に適用できる。
【００３９】
上記のような洗浄により、従来のような前処理を行うことなく、長時間安定して装置の運転を行うことが可能になる。
【実施例】
【００４０】
次に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、これは単に例示であって、本発明を制限するものではない。
【００４１】
実施例１
濁度１度、導電率20ms/mの工業用水を、図１に示したフローの装置で処理し、上記方法によって、下記運転条件にて2000時間の耐久運転を行なった。分離膜モジュールには、日東電工社製逆浸透膜ES-10-D8を１個装填した分離膜モジュールを用いた。分離膜モジュールの性能評価は、運転初期及び2000時間における通水差圧、透過水量、および阻止率を測定することで行なった。
【００４２】
（運転条件）
１週間に１回の洗浄を実施し、運転を継続した。洗浄には、pH=2の塩酸、及びpH=11の水酸化ナトリウム水溶液を用いた。洗浄時間はそれぞれ30分、間に10分間のリンスを行なった。透過処理条件は操作圧力0.75MPa、濃縮水量2.7m3/hr、水温25℃、原水pH=7である。また、10分間に1回、モジュールのフラッシングを行なった。フラッシング時は、濃縮水量は約３倍程度である。
【００４３】
通水差圧、透過水量、及び阻止率の測定結果を図２、図９、図１６に示す。同様に、皮下の実施例２〜４、比較例１、参考例２、３の通水差圧、透過水量、及び阻止率の測定結果を、図３〜図８、図１０〜図１５、図１７〜図２２に示す。
【００４４】
実施例２
実施例１において、濁度を0.3度、洗浄間隔を４週間に１回にした以外は、同様の条件にて運転を行なった。
【００４５】
実施例３
実施例１において、濁度を0.1度、洗浄間隔を10週間に１回にした以外は、同様の条件にて運転を行なった。
【００４６】
実施例４
実施例１において、洗浄間隔を初期透過水量の80%以下になった時点にした以外は、同様の条件にて運転を行なった。
【００４７】
比較例１
実施例１において、洗浄を実施しないで運転を継続した。
【００４８】
参考例２
実施例１において、濁度を0.1度、洗浄間隔を20週間に１回にした以外は、同様の条件にて運転を行なった。
【００４９】
参考例３
実施例１において、洗浄間隔を初期透過水量の45%以下になった時点にした以外は、同様の条件にて運転を行なった。
【００５０】
洗浄を実施しない比較例１では、汚染物質が徐々に蓄積することにより、透過水量、阻止率の低下が見られた。また、不適切な間隔で洗浄を実施した参考例２〜３では、汚染物質が徐々に蓄積することにより、いずれも透過水量、阻止率の低下が見られた。さらに、比較例１では、通水差圧の大幅な上昇が見られ、許容される0.08[MPa]を超えてしまった。一方、定期的な洗浄を実施した実施例１〜３、所定の透過水量になった時点で洗浄を実施した実施例４では、性能の低下はほとんど見られなかった。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明に係る水処理装置およびその運転方法は、逆浸透膜モジュールまたはナノ濾過膜モジュールを用いて原水を処理するようにしたあらゆる水処理装置に適用可能であり、とくに、純水製造装置等に好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施態様に係る水処理装置の概略機器系統図である。
【図２】実施例１における通水差圧の測定結果を示す特性図である。
【図３】実施例２における通水差圧の測定結果を示す特性図である。
【図４】実施例３における通水差圧の測定結果を示す特性図である。
【図５】実施例４における通水差圧の測定結果を示す特性図である。
【図６】比較例１における通水差圧の測定結果を示す特性図である。
【図７】参考例２における通水差圧の測定結果を示す特性図である。
【図８】参考例３における通水差圧の測定結果を示す特性図である。
【図９】実施例１における透過水量の測定結果を示す特性図である。
【図１０】実施例２における透過水量の測定結果を示す特性図である。
【図１１】実施例３における透過水量の測定結果を示す特性図である。
【図１２】実施例４における透過水量の測定結果を示す特性図である。
【図１３】比較例１における透過水量の測定結果を示す特性図である。
【図１４】参考例２における透過水量の測定結果を示す特性図である。
【図１５】参考例３における透過水量の測定結果を示す特性図である。
【図１６】実施例１における阻止率の測定結果を示す特性図である。
【図１７】実施例２における阻止率の測定結果を示す特性図である。
【図１８】実施例３における阻止率の測定結果を示す特性図である。
【図１９】実施例４における阻止率の測定結果を示す特性図である。
【図２０】比較例１における阻止率の測定結果を示す特性図である。
【図２１】参考例２における阻止率の測定結果を示す特性図である。
【図２２】参考例３における阻止率の測定結果を示す特性図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  原水タンク
２  洗浄用塩酸水溶液貯留タンク
３  洗浄用水酸化ナトリウム水溶液貯留タンク
４  補給用塩酸水溶液貯留タンク
５  補給用水酸化ナトリウム水溶液貯留タンク
６  廃液処理タンク
１０  原水供給ポンプ
１１  逆浸透膜モジュールまたはナノ濾過膜モジュールからなる分離膜モジュール
２１〜３５  弁
５１〜６３  配管ライン
【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６】
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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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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