(57)【要約】【課題】  逆浸透膜を用いて精製水を調製する際に発生する、濃縮排水の有効利用、すなわち、精製水調製時の省資源化と精製水の品質が向上した精製水の製造方法および装置を提供する。【解決手段】  原水を逆浸透膜で処理して精製水を得る際に発生した濃縮排水を逆浸透膜で処理した後原水に混合して再利用する。また、そのための装置として、原水を処理して精製水を取得するために用いられる逆浸透膜モジュール７と、前記逆浸透膜モジュール７で発生した濃縮排水を処理し、再利用するために用いられるＲＯ処理濃縮排水を生成する逆浸透膜モジュール１５とをそれぞれ設けて精製水製造装置とする。【選択図】      図１
2006122775.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
逆浸透膜を用いた精製水の製造方法であって、
原水を逆浸透膜で処理して精製水を得る際に発生した濃縮排水を、逆浸透膜で処理した後、原水に混合して再利用する
ことを特徴とする精製水の製造方法。
【請求項２】
前記発生した濃縮排水は、
その５０〜７５％を再利用する
ことを特徴とする請求項１に記載の精製水の製造方法。
【請求項３】
逆浸透膜を用いた精製水製造装置であって、
原水を処理して精製水を取得するために用いられる逆浸透膜モジュールと、
前記逆浸透膜モジュールにおいて生成された濃縮排水を、処理して再利用するために用いられるＲＯ処理濃縮排水を生成するための逆浸透膜モジュールと
がそれぞれ設けられていること
を特徴とする精製水製造装置。
【請求項４】
前記逆浸透膜モジュールは、
逆浸透膜の一部又は全てが、膜面電荷がほぼ中性で、親水性基を有すること
を特徴とする請求項３に記載の精製水製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、人工透析などに欠かすことのできない、透析用水などの高純度の精製水を製造する方法およびその装置に関するもので、精製水製造技術に属するものである。
【背景技術】
【０００２】
人工腎臓透析などの血液透析においては、大量に透析液が使用され、これに伴って透析液の原液を、高純度の精製水で希釈して調整することが行われている。この透析用に用いられる精製水に対しては、カルシウムイオンや鉄イオンなどの陽イオン物質や、硫酸イオンや硝酸イオンなどの陰イオン物質、さらには各種のコロイドや細菌類を含まないことが要求されている。
【０００３】
このため、透析用の精製水の製造は、主として、逆浸透膜を用いて行われ、水道水などの原料水（以下、原水という。）を硬水軟化装置で処理し、スケールの原因となるＣａ、Ｍｇなどの硬度成分を除去し、カーボンフィルターで残留塩素を除去した後、逆浸透膜により、ナトリウムイオン、鉄イオンなどを除去することにより精製水が調製されている。
【０００４】
逆浸透膜を用いて原水を処理し、イオン含有量の少ない精製水を調製する際、除去されたイオンは、処理されなかった原水とともに、イオンが濃縮された原水として排出（以下、濃縮排水という。）されている。
【０００５】
この濃縮排水の量は、精製水に求められる純度、逆浸透膜から構成される逆浸透膜モジュール（以下、ＲＯモジュールという。）の性能、原水の不純物含有量などにより、変化するが、通常、原水の２５〜５０％が濃縮排水として廃棄されている。
【０００６】
原水の２５〜５０％が濃縮排水として廃棄されるということは、それが硬水軟化やカーボンフィルターで処理されたものであるということをも含めて、省資源的に問題がある操作であり、精製水の製造コストに対しても少なからず影響を与えるものである。
【０００７】
そこで、それら濃縮排水を利用するということに関して、これまでも、幾つかの提案がなされており、たとえば、特許第３４９９０３１号公報（特許文献１）には、次のような提案がなされている。
すなわち、ＲＯモジュールを有する人口透析用精製水製造装置に対して、所定の圧力で原水を吐出する圧力ポンプ（例えば、多段遠心ポンプ）と、ＲＯモジュールで得られる濃縮水の一部を、高圧ポンプから吐出される原水に加える配管系と、前記濃縮水の一部と高圧ポンプから吐出される原水との混合液を、ＲＯモジュールに供給する耐圧ポンプ（例えば、耐圧キャンドポンプ）とを設けることが提案されている。
【０００８】
また、特開平９−３１３８９５号公報（特許文献２）には、逆浸透膜を用いる人工透析用精製水製造装置からの該膜処理による濃縮排水を、自動洗浄システムを有する濾過膜モジュールで浄化すると共に、濾過膜モジュールの上流側または下流側に、塩素剤注入手段を設けて塩素を注入して排水を再生すること、およびそのための装置が提案されている。
【特許文献１】特許第３４９９０３１号公報    （特許請求の範囲、図１）
【特許文献２】特開平  ９−３１３８９５号公報（特許請求の範囲、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記の提案は、いずれも濃縮排水を再利用するものではあるが、特許文献１に記載の方法は、多段遠心ポンプや耐圧キャンドポンプという特別なポンプを使用しなければならない上、濃縮排水が混合した原水から、直接、精製水を調製するため、ＲＯモジュールに対する負荷を増大させ、結果としてＲＯモジュールの処理能力を低下させるおそれがある。
【００１０】
また、特許文献２記載の方法は、自動洗浄システムを有する濾過膜モジュールという別のシステムを必要とする上、カーボンフィルターで塩素が除去されている濃縮排水に、また塩素を添加して水道水とするというもので、操作や処理にムダの多いシステムで、必ずしも、満足できるものではない。
【００１１】
この発明はかかる現状に鑑み、逆浸透膜を用いて原水を処理した際に発生する濃縮排水を、精製水を調製したと同じシステム、すなわちＲＯモジュールで処理し、処理した濃縮排水を、精製水を調製する原水の一部として利用することにより、操作を複雑にせず、しかも、ＲＯモジュールの処理能力を向上することができる精製水製造方法と、この精製水製造方法に使用する装置を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するために、この発明の請求項１に記載の発明は、
逆浸透膜を用いた精製水の製造方法であって、
原水を逆浸透膜で処理して精製水を得る際に発生した濃縮排水を、逆浸透膜で処理した後、原水に混合して再利用する
ことを特徴とする精製水の製造方法である。
【００１３】
また、この発明の請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の精製水の製造方法において、
前記発生した濃縮排水は、
その５０〜７５％を再利用する
ことを特徴とするものである。
【００１４】
さらに、この発明の請求項３に記載の発明は、
逆浸透膜を用いた精製水製造装置であって、
原水を処理して精製水を取得するために用いられる逆浸透膜モジュールと、
前記逆浸透膜モジュールにおいて生成された濃縮排水を、処理して再利用するために用いられるＲＯ処理濃縮排水を生成するための逆浸透膜モジュールと
がそれぞれ設けられていること
を特徴とする精製水製造装置である。
【００１５】
さらに、この発明の請求項４に記載の発明は、
請求項３に記載の精製水製造装置において、
前記逆浸透膜モジュールは、
逆浸透膜の一部又は全てが、膜面電荷がほぼ中性で、親水性基を有すること
を特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
この発明の精製水の製造方法は、従来、原水の２５〜５０％という量で発生し、廃棄されていた濃縮排水の５０〜７５％を再利用することが可能となり、濃縮排水の廃棄量を１０〜１５％まで減少させ、延いては、使用する原水の量を１５〜３５％減少させることが可能となり、精製水製造コストを大きく下げるだけでなく、精製水製造方法における省資源化にも大きく寄与するものである。
【００１７】
特に、再利用する濃縮排水は、既に硬度成分や塩素が除去されている上、ＲＯモジュールによって、先の処理によって増加したイオンが除去されたもので、かかる濃縮排水の混合された原水は、濃縮排水混合前の原水に比較して、その純度が向上、すなわち、溶解イオン濃度やエンドトキシン（発熱物質）の量が著しく低下し、そのような原水を用いる精製水製造方法は、ＲＯモジュールの処理能力を向上させるばかりでなく、得られる精製水の純度も高めるものである。
【００１８】
また、この発明の精製水製造装置は、濃縮排水の処理も、精製水製造と同じく、ＲＯモジュールで行うので、装置を複雑化することがなく、また操作の煩雑さも避けることができる。
【００１９】
さらに、この発明の精製水製造装置に逆浸透膜として、親水性基が導入され、膜表面電荷もほぼ中性とされた逆浸透膜を用いると、より安定して、品質の良好な濃縮排水処理品を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、腎臓透析液調製用の希釈水を製造するこの発明の精製水の製造方法と、この精製水の製造方法に使用する精製水製造装置を、添付の図面を参照して詳細に説明するが、この発明は図示された精製水製造装置にのみ限定されるものではない。
【００２１】
図１は、この発明にかかる精製水製造装置のフローチャートで、水道水などの原水は、原水処理装置Ａの原水貯槽１に収納される。
【００２２】
原水貯槽１に収納された原水は、ポンプ２により送水され、原水の前処理として、フィルター３で異物が、ついで硬水軟化装置４でスケールの原因となるＣａ、Ｍｇなどの硬度成分が、さらにカーボンフィルター５で残留塩素が除去される。
【００２３】
かかる前処理の施された原水は、ＲＯポンプ６で加圧されてＲＯモジュール７に送られて、逆浸透膜により、イオン濃度の低下した精製水とイオン濃度が増加した濃縮排水に分離される。
【００２４】
逆浸透膜としては、従来広く使用されている、全芳香族架橋ポリアミド系複合膜も適用することができるが、より高度な水処理が求められる場合、特に、濃縮排水を処理して再利用する際には、高阻止率タイプの逆浸透膜を用いるのが好ましく、高阻止率タイプの逆浸透膜としては、水酸基やカルボキシル基などの親水性基が導入され、膜表面電荷もほぼ中性とされたものを用いるのが好ましい。
【００２５】
得られた精製水は、水質計８で純度がチェックされた後、精製水貯槽９に貯蔵されるとともに、貯蔵された精製水は、精製水貯槽９に付設された紫外線殺菌装置１０により殺菌され、必要に応じて、ポンプ１１により、精製水が必要な箇所に送水される。
【００２６】
一方、ＲＯモジュール７で分離発生した濃縮排水は、一旦、濃縮廃水処理装置Ｂの濃縮排水貯槽１２に貯蔵される。
【００２７】
濃縮排水貯槽１２に貯蔵された濃縮排水は、加圧ポンプ１３、ＲＯポンプ１４を介して濃縮廃水処理装置ＢのＲＯモジュール１５に供給処理され、イオン濃度の低い濃縮廃水とされ、水質計１６で純度がチェックされた後、ＲＯ処理濃縮排水として再び原水処理装置Ａの原水貯槽１に送水され、原水と混合され、精製水調製のための原水として再度使用される。
【００２８】
その際、逆浸透膜として、処理された濃縮排水の品質を良好なものにするため、前記したように、親水性基が導入され、膜表面電荷もほぼ中性とされた逆浸透幕を用いるのが好ましく、それにより、安定して品質の良好な濃縮排水処理品を得ることが可能となる。
【００２９】
なお、図１において、ＲＯ処理濃縮排水は、原水貯槽１で原水に混合されているが、このＲＯ処理濃縮排水は、既に、硬水軟化処理と塩素除去処理の施されているものであるから、原水貯槽１からＲＯモジュール７へ原水を送水するための配管などの任意位置で、原水に混合することも可能である。
【００３０】
図２は、この発明の精製水製造装置における水収支バランスを示す図で、原水処理装置ＡのＲＯモジュール７と、濃縮廃水処理装置ＢのＲＯモジュール１５を、いずれも回収率６５％で操作したときの水収支バランスが示されている。
【００３１】
すなわち、図２から明らかなように、ＲＯモジュール７とＲＯモジュール１５を回収率６５％で操作すると、ＲＯモジュール７に供給される原水の量を１００とした場合、ＲＯモジュール１５により処理され原水として利用するＲＯ処理濃縮排水は２２．７となり、当然のことであるが、その量だけ、原水使用量を削減できる。また、廃棄される濃縮廃水も３０から１２．３と約三分の一に減少する。
【００３２】
図３は、この発明の精製水製造装置における各工程の水のイオン濃度を示す図で、原水処理装置ＡのＲＯモジュール７と、濃縮廃水処理装置ＢのＲＯモジュール１５を、いずれも回収率６５％、除去率９７％で操作したときの、各工程における水のイオン濃度を示している。
【００３３】
すなわち、図３から明らかなように、原水のイオン濃度１００とした場合、精製水のイオン濃度は３となるとともに、ＲＯモジュール１５により処理されたＲＯ処理濃縮廃水のイオン濃度は８．３となる。したがって、このＲＯ処理濃縮排水の混合された原水のイオン濃度は、８５．６と略１５％改善され、結果として精製水のイオン濃度も３％から２．６％に向上する。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
この発明の精製水製造方法および装置は、従来の方法および装置に関して、省資源化すると共に、装置の性能、精製水の品質を向上するもので、従来のものと同様に、医療用の透析水を始めとして、精製水を使用する各種産業で使用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の精製水製造装置のフローチャートである。
【図２】この発明の精製水製造装置における水収支バランスを示す図である。
【図３】この発明の精製水製造装置における各工程の水のイオン濃度を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
Ａ      原水処理装置
Ｂ      濃縮廃水処理装置
１      原水貯槽
２      ポンプ
３      フィルター
４      硬水軟化装置
５      カーボンフィルター
６      ＲＯポンプ
７      ＲＯモジュール
８      水質計
９      精製水貯槽
１０      紫外線殺菌装置
１１      ポンプ
１２      濃縮排水貯槽
１３      加圧ポンプ
１４      ＲＯポンプ
１５      ＲＯモジュール
１６      水質計
【図１】
2006122775.tif 000003
【図２】
2006122775.tif 000004
【図３】
2006122775.tif 000005