(57)【要約】【課題】安全性の高い水を製造できる精製水の製造装置の提供。【解決手段】原水源と前記分離膜モジュールが原水の供給ラインにより接続され、分離膜モジュールと透過水の貯水タンクが透過水ラインにより接続され、透過水の貯水タンクが、薬液タンクを備えた薬液供給ラインと採水ラインに接続され、採水ラインに接続された排水ラインを有しており、さらに採水ラインと原水の供給ラインが返送ラインで接続されることで形成された、原水の供給ライン、分離膜モジュール、透過水ライン、透過水の貯水タンク、採水ラインおよび返送ラインからなる閉鎖可能な循環ラインを有しており、排水ラインに薬液および薬液成分の分解物の濃度を測定するための測定装置が配置されている精製水の製造装置。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
分離膜モジュールと、前記分離膜モジュールで濾過した透過水の貯水タンクを有している精製水の製造装置であって、
原水源と前記分離膜モジュールが原水の供給ラインにより接続され、
前記分離膜モジュールと前記透過水の貯水タンクが透過水ラインにより接続され、
前記透過水の貯水タンクが、薬液タンクを備えた薬液供給ラインと採水ラインに接続され、
前記採水ラインに接続された排水ラインを有しており、
さらに前記採水ラインと前記原水の供給ラインが返送ラインで接続されることで形成された、前記原水の供給ライン、前記分離膜モジュール、前記透過水ライン、前記透過水の貯水タンク、前記採水ラインおよび前記返送ラインからなる閉鎖可能な循環ラインを有しており、
前記排水ラインに前記薬液および前記薬液成分の分解物の濃度を測定するための測定装置が配置されている、精製水の製造装置。
【請求項２】
前記分離膜モジュールが、逆浸透（ＲＯ）膜モジュール、限外濾過（ＵＦ）膜モジュール、ナノ濾過（ＮＦ）膜モジュール、精密濾過（ＭＦ）膜モジュールから選ばれる１または複数の分離膜モジュールである、請求項１記載の精製水の製造装置。
【請求項３】
前記測定装置が、過酸化水素濃度および遊離塩素濃度の一方または両方を測定する装置である、請求項１または２記載の精製水の製造装置。
【請求項４】
請求項１記載の精製水の製造装置を使用した精製水の製造方法であって、
前記精製水の製造方法が、分離膜モジュールを使用した精製水の製造工程と循環ラインを使用した循環洗浄工程を有しているものであり、
前記循環ラインを使用した循環洗浄工程が、薬液による循環洗浄工程と透過水による循環洗浄工程の組み合わせからなるものであり、
前記薬液による循環洗浄工程が、
前記薬液供給ラインから前記透過水の貯水タンクに薬液を注入した後、前記循環ラインに前記薬液を含む透過水を循環させて薬液洗浄する工程であり、
前記透過水による循環洗浄工程が、
前記循環ライン中に存在する薬液を含む透過水を前記排水ラインから排水した後、分離膜モジュールを使用した精製水の製造工程を再開して、前記閉鎖可能な循環ライン中に循環させて洗浄した後、透過水を前記排水ラインから排水する工程であり、
前記透過水による循環洗浄工程の終了を前記排水ライン中の排水の前記薬液および前記薬液成分の分解物の濃度を前記測定装置で測定することにより判定する、精製水の製造方法。
【請求項５】
前記薬液による循環洗浄工程が、前記透過水の貯水タンクの水位を下げた状態で、前記透過水の貯水タンク内に前記薬液供給ラインからに薬液を注入した後、前記分離膜モジュールを運転して前記透過水の貯水タンクの水位を満水状態にして、前記循環ラインに前記薬液を含む透過水を循環させて薬液洗浄する工程であり、
前記透過水による循環洗浄工程が、
前記循環ライン内の薬液を前記排水ラインから排水した後、前記分離膜モジュールを運転して透過水を貯水タンクに貯めた状態で保持する工程と、
前記貯水タンクに貯めた透過水を排水した後、前記分離膜モジュールを運転して前記貯水タンクに貯めた透過水を前記循環ラインに循環させて循環洗浄する工程の組み合わせからなるものである、請求項４記載の精製水の製造方法。
【請求項６】
前記循環洗浄工程おける透過水による循環洗浄が、前記貯水タンク内の透過水を循環ラインに循環させることによる循環洗浄と、循環洗浄後に排水ラインから排水する組み合わせを１サイクルとして、複数サイクル繰り返して循環洗浄するものである、請求項５記載の精製水の製造方法。
【請求項７】
前記薬液が、次亜塩素酸塩水溶液、過酢酸水溶液、過酸化水素水から選ばれるものである、請求項４〜６のいずれか１項記載の精製水の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、精製水の製造装置とそれを使用した精製水の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
人工透析用水、注射液用水などの医療用精製水の製造装置には、逆浸透膜モジュールなどの分離膜モジュールを含む製造ラインが使用されている。このような分離膜モジュールを含む製造ラインは、濾過運転を停止した状態にて薬液を含む洗浄水を循環させて殺菌する処理がなされている。
【０００３】
特許文献１の図１には、逆浸透膜モジュールを含む人工透析用水の製造装置を使用した製造フローが示されており、過酸化水素水と過酢酸の混合水溶液を循環させる殺菌方法と次亜塩素酸ナトリウムの水溶液を循環させる殺菌方法が記載されている（段落番号００３８〜００４３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２９９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、安全性の高い人工透析用水などの医療用精製水を製造できる精製水の製造装置と、それを使用した精製水の製造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】
【０００６】
本発明は、分離膜モジュールと、前記分離膜モジュールで濾過した透過水の貯水タンクを有している精製水の製造装置であって、
原水源と前記分離膜モジュールが原水の供給ラインにより接続され、
前記分離膜モジュールと前記透過水の貯水タンクが透過水ラインにより接続され、
前記透過水の貯水タンクが、薬液タンクを備えた薬液供給ラインと採水ラインに接続され、
前記採水ラインに接続された排水ラインを有しており、
さらに前記採水ラインと前記原水の供給ラインが返送ラインで接続されることで形成された、前記原水の供給ライン、前記分離膜モジュール、前記透過水ライン、前記透過水の貯水タンク、前記採水ラインおよび前記返送ラインからなる閉鎖可能な循環ラインを有しており、
前記排水ラインに前記薬液および前記薬液成分の分解物の濃度を測定するための測定装置が配置されている、精製水の製造装置を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の精製水の製造装置は、循環ラインに残留する薬液濃度を測定できる。
このため、過剰な洗浄が不要となり、濾過運転の再開も容易になるほか、採水される精製水の安全性も高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】逆浸透膜モジュールを使用した精製水の製造装置の概略図。
【図２】逆浸透膜モジュールと限外濾過膜モジュールを使用した精製水の製造装置の概略図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜精製水の製造装置＞
（１）図１の精製水の製造装置
図１により説明する。
分離膜モジュール１は、水道水、地下水などの原水源と原水の供給ライン１１により接続されている。原水の供給ライン１１は、原水タンクと接続されていてもよい。
分離膜モジュール１は、公知のＲＯ膜モジュールを使用しているが、ＲＯ膜モジュール、ＵＦ膜モジュール、ＮＦ膜モジュール、ＭＦ膜モジュールなどから選ばれる１または複数の分離膜モジュールを使用することができる。
原水の供給ライン１１は、開閉バルブ２１を間に挟んで、第１原水供給ライン１１ａと第２原水供給ライン１１ｂを有しており、第２原水供給ライン１１ｂにはＲＯ膜モジュール１用のポンプ３１が配置されている。
原水の供給ライン１１ａ、１１ｂには、必要に応じて、原水ポンプ、プレフィルター、軟水装置、活性炭装置などを配置することができる。
また原水の供給ライン１１ａ、１１ｂには、必要に応じて、ＭＦ膜モジュール、ＮＦ膜モジュール、ＵＦ膜モジュールを配置することができる。
【００１０】
透過水（ＲＯ水）の貯水タンク２は、ＲＯ膜モジュール１で濾過した透過水を貯水するためのものである。
ＲＯ膜モジュール１と透過水の貯水タンク２は、透過水ライン１２により接続されている。
分離膜モジュール１には、開閉バルブ２４を有する濃縮水ライン１８が接続されている。濃縮水ライン１８は、一部濃縮水を返送するため、第１原水供給ライン１１ａと接続されていてもよい。
【００１１】
透過水の貯水タンク２は、薬液供給ライン１３により薬液タンク３と接続されている。
貯水タンク２はエアフィルターを備えており、その他、水位センサー、温度センサー、紫外線殺菌灯、攪拌装置などが備えられていてもよい。
薬液タンク３には、次亜塩素酸塩水溶液、過酢酸水溶液、過酸化水素水などから選ばれる薬液が入っている。
【００１２】
透過水の貯水タンク２は、第１採水ライン１４ａと第２採水ライン１４ｂに接続されており、製造された精製水は第２採水ライン１４ｂから採水される。
第１採水ライン１４ａには、循環用ポンプ３２が配置されており、さらに開閉バルブ２２を介して排水ライン１６が分岐されている。
第１採水ライン１４ａと第２採水ライン１４ｂの間の開閉バルブ（三方バルブ）２３を介して返送ライン１７が第２原水供給ライン１１ｂに接続されている。
各ラインには、圧力センサー、流量センサーなどを配置することができる。
【００１３】
図１の製造装置は、第２原水供給ライン１１ｂ、分離膜モジュール１、透過水ライン１２、透過水の貯水タンク２、第１採水ライン１４および返送ライン１７からなる閉鎖可能な循環ラインを有している。
排水ライン１６には、薬液および薬液成分の分解物の濃度を測定するための測定装置４が配置されている。測定装置４は、他のラインも含めて複数台を配置することができる。
測定装置４としては、（株）トーケミから販売されている「グルコメーター  ダイアログＤＡＣａ」（二つの同じまたは異なるセンサーを組み込んで測定できる）と各種センサーを組み合わせて使用することができる。
各種センサーは使用する薬液の種類により異なるが、遊離残留塩素センサー、過酸化水素センサー、過酢酸センサーなどを使用することができ、同じセンサー同士または異なるセンサー同士を組み合わせて使用することもできる。例えば、同じセンサーを２本使用したときは、２本のセンサーの数値を対比することで測定値のばらつきのレベルを確認することができる。
センサーは、（株）トーケミから販売されている遊離残留塩素センサーＣＬＥ３（隔膜式）、ＣＬＯ１（非膜式）、過酢酸センサーＰＡＡ１（隔膜式）、過酸化水素センサーＰＥＲ１（隔膜式）、ＰＥＲＯＸ（隔膜式，変換器付）などを使用することができる。
【００１４】
（２）図２の精製水の製造装置
図２の精製水の製造装置は、図１の製造装置にさらにＵＦ膜モジュール５が追加されたものである。
ＵＦ膜モジュール５は、第１採水ライン１４ａに配置されており、濃縮水ライン１９が接続されている。必要に応じて、ＵＦ膜モジュール５で濾過した透過水（ＵＦ水）の貯水タンクを設置することができる。
【００１５】
＜精製水の製造方法＞
図１に示す精製水の製造装置を使用した精製水の製造方法を説明する。
開閉バルブ２１を開放し、ポンプ３１を駆動させた状態で、第１原水供給ライン１１ａ、１１ｂからＲＯ膜モジュール１に原水を供給する。
原水の種類は目的に応じて選択されるものであり、水道水、地下水、河川水、海水、各種排水などである。
【００１６】
ＲＯ膜モジュール１で濾過された透過水（ＲＯ水）は、貯水タンク２に送られて貯水される。
貯水タンク２内の透過水は、第１採水ライン１４ａと第２採水ライン１４ｂから採水される。このとき、開閉バルブ２２は閉じられており、三方バルブ２３の返送ライン１７側は閉じられている。
【００１７】
精製水の製造運転の終了後、製造運転を停止した状態で洗浄運転を実施する。
洗浄運転は、循環ラインを使用した循環洗浄を実施する。
循環洗浄は、薬液による循環洗浄と透過水による循環洗浄の組み合わせからなる。
【００１８】
薬液による循環洗浄は、まず薬液タンク３内の薬液を薬液供給ライン１３から貯水タンク２に注入する。
このとき、貯水タンク２の水位を下げた状態（満水時の５０〜８０％程度）で、貯水タンク２内に薬液を注入した後、ＲＯ膜モジュール１を運転して貯水タンク２の水位を満水にした状態することが好ましい。このようにすることで、貯水タンク２内が自然に攪拌されて薬液濃度を均一にすることができる。
【００１９】
次に、循環ポンプ３２を駆動させ、貯水タンク２内の薬液を含む透過水を循環ラインに循環させる。このとき、開閉バルブ２１、２２、２４は閉じ、第２採水ライン１４ｂ側の間の三方バルブ２３は閉じ、返送ライン１７側の三方バルブ２３は開放することで循環ラインを閉鎖系にする。但し、貯水タンク２のエアフィルターは通気可能になっている。
薬液を含む透過水による循環洗浄回数は、１〜１０回程度から選択することができる。
【００２０】
薬液による循環洗浄後、循環ライン中に存在する薬液を含む透過水を排水ライン１６から排水する。このとき、測定装置４にて薬液濃度または薬液成分の分解物濃度を測定する。ここで薬液の分解物とは、薬液として過酢酸水溶液を使用したときは、過酢酸が分解して生じた過酸化水素である。
次に、ＲＯ膜モジュール１の運転を再開して、透過水を貯水タンク２に貯水する。このとき、満水状態になるように貯水することが好ましい。
次に、直ちに貯水タンク２内の透過水を循環ラインに循環させる循環洗浄を実施することもできるが、貯水タンク２に透過水が満たされた状態でしばらく保持した後、排水ライン１６から排水することが好ましい。このとき、測定装置４により薬液濃度を測定することが好ましい。
このようにすることで貯水タンク２内に残存している薬液の洗浄効果が高められるので好ましい。
前記保持時間は１０〜７２時間程度が好ましいが、保持時間が長くなっても残留する薬液の除去効果に悪影響は与えないため、７２時間を超えて保持することもできる。
【００２１】
上記のように貯水タンク２内の透過水を排水したときは、ＲＯ膜モジュール１の運転を再開して、透過水を貯水タンク２に貯水する。
次に、開閉バルブ２１、２２、２４を閉じ、三方バルブ２３を操作して、第１採水ライン１４ａから返送ライン１７への液通路を開放し、循環ポンプ３２を駆動させた状態で、貯水タンク２内の透過水を循環させる。
透過水による循環洗浄は、貯水タン２ク内の透過水を循環ラインに循環させることによる循環洗浄と、循環洗浄後に排水ライン１６から排水する組み合わせを１サイクルとして、複数サイクル繰り返して循環洗浄することが好ましい。繰り返しサイクルの回数は、対応する時間に置き換えることもできる。
前記一つのサイクルの排水ライン１６からの排水時には、測定装置４で薬液濃度または薬液の分解物濃度を測定する。
前記繰り返しサイクルの回数は、測定装置４による測定値を目安として判断する。
【００２２】
本発明の精製水の製造方法は、人工透析液を製造するための人工透析用水の製造方法として適している。
人工透析治療は、例えば月曜日から木曜日であれば９時から１７時まで実施した後、翌朝まで休止となり、金曜日であれば月曜日の朝まで休止となる。このため、本発明の精製水の製造方法において洗浄するときは、前記治療の休止時間において、
（i）貯水タンク内の薬液による循環洗浄、その後の薬液の排水、
（ii）貯水タンクに透過水を貯水保持、その後の透過水の排水、
（iii）貯水タンク内に透過水を貯水、その後の透過水による循環洗浄と排水を繰り返す、という（i）〜（iii）を実施する。このとき（ii）の貯水保持時間が最長となる。
【実施例】
【００２３】
実施例１
図１の運転フローにより実施した。
原水源として水道水を使用して精製水の製造運転を実施した後、循環洗浄工程を実施した。
【００２４】
＜薬液による循環洗浄工程＞
ＲＯ膜モジュール１を運転して、貯水タンク（容量約２６０Ｌ）２内に満水量の約５５％となる量の透過水を入れた。その後、薬液（過酢酸水溶液）タンク３から薬液を注入した。
次に、ＲＯ膜モジュール１を運転して、貯水タンク２内を満水状態にした。このときの薬液濃度は、（株）トーケミから販売されている過酸化水素センサーＰＥＲＯＸ（隔膜式，変換器付、測定レンジ０〜２０ｐｐｍ）の上限値２０ｐｐｍを上回る濃度になるように設定した。
次に、循環ポンプ３２を駆動させて、循環ライン中に薬液を約６０分間循環させた後、排水ライン１６から排水した。このとき測定装置（グルコメーター  ダイアログＤＡＣａ４、センサー：過酸化水素センサーＰＥＲＯＸ（隔膜式，変換器付、測定レンジ０〜２０ｐｐｍ）により過酸化水素濃度を測定したところセンサー上限値２０ｐｐｍを上回る濃度であった。
【００２５】
その後、ＲＯ膜モジュール１を運転して、貯水タンク２内に満水になるまで透過水を貯水した。
次に、循環ポンプ３２を駆動させて、循環ライン中に透過水を約５分間循環させた後、排水ライン１６から排水した。
その後、同様にして透過水による循環洗浄と排水を３回繰り返し実施して、測定装置４により過酸化水素濃度を測定したところ２．２３ppmであった。
その後、同様にして透過水による循環洗浄と排水を繰り返し実施して、
過酸化水素濃度が０．００ppm（センサー不検出）になった時点で終了とした。
【００２６】
実施例２
実施例１と同様にして薬液洗浄を実施した。終了時の過酸化水素濃度は実施例１と同様でであった。
その後、ＲＯ膜モジュール１を運転して、貯水タンク２内に満水になるまで透過水を貯水した。この状態で約１２時間保持した後、排水ライン１６から排水した。このときの過酸化水素濃度は実施例１と同様であった。
その後、ＲＯ膜モジュール１を運転して、貯水タンク２内に満水になるまで透過水を貯水した。
次に、循環ポンプ３２を駆動させて、循環ライン中に透過水を約５分間循環させた後、排水ライン１６から排水した。
その後、同様にして透過水による循環洗浄と排水を３回繰り返し実施して、このとき測定装置４により過酸化水素濃度を測定したところ２．０５ppmであった。
その後、同様にして透過水による循環洗浄と排水を繰り返し実施して、
過酸化水素濃度が０．００ppm（センサー不検出）になった時点で終了とした。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の精製水の製造装置は、人工透析液の製造に使用する人工透析用水の製造装置として利用することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１  分離膜モジュール（ＲＯ膜モジュール）
２  貯水タンク
３  薬液タンク
４  測定装置
５  分離膜モジュール（ＵＦ膜モジュール）
１１  原水供給ライン
１６  排水ライン
【図１】
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【図２】
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