(57)【要約】【課題】膜分離後の濃縮水を高濃縮可能な水処理装置及び水処理方法を提供すること。【解決手段】水処理装置１Ａは、被処理水Ｗ１を第１透過水Ｗ２と第１濃縮水とに膜分離する第１分離膜１１１ａを有する第１膜分離部１１１−１を備えた第１膜処理部１１１と、第１濃縮水を第２透過水Ｗ３と第２濃縮水Ｗ４とに膜分離する第１分離膜１１１ａより相対的に脱塩率が低い第２分離膜１１２ａを有する第１膜分離部１１２−１を備えた第２膜処理部１１２と、を具備し、第１膜処理部１１１は、第１透過水Ｗ２の少なくも一部を第１膜処理部１１１の外部１１１に排出する一方、被処理水Ｗ１から膜分離された第１濃縮水を第２膜処理部１１２に供給し、第２膜処理部１１２は、第２透過水Ｗ３の少なくとも一部を第１膜処理部１１１に供給される被処理水Ｗ１に供給する一方、第１濃縮水から膜分離された第２濃縮水Ｗ４を濃縮して排出する。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水を第１濃縮水と第１透過水とに膜分離する第１分離膜を有する少なくとも一つの第１膜分離部を備えた第１膜処理部と、
前記第１濃縮水を第２透過水と第２濃縮水とに膜分離する前記第１分離膜より相対的に脱塩率が低い第２分離膜を有する少なくとも一つの第２膜分離部を備えた第２膜処理部と、を具備し、
前記第１膜処理部は、前記第１透過水の少なくとも一部を当該第１膜処理部の外部に排出する一方、前記被処理水から膜分離された前記第１濃縮水を前記第２膜処理部に供給し、
前記第２膜処理部は、前記第２透過水の少なくとも一部を前記第１膜処理部に供給される前記被処理水に供給する一方、前記第１濃縮水から膜分離された前記第２濃縮水を濃縮して排出することを特徴とする、水処理装置。
【請求項２】
前記第１膜処理部は、前記第１透過水の少なくとも一部を前記第１膜処理部に供給される前記被処理水に供給する、請求項１に記載の水処理装置。
【請求項３】
前記第２分離膜の脱塩率が、前記第１分離膜の脱塩率の８０％以下である、請求項１又は請求項２に記載の水処理装置。
【請求項４】
複数の前記第１膜分離部及び複数の前記第２膜分離部を備え、
前記第１膜処理部は、前記被処理水から膜分離された前記第１濃縮水を複数の前記第１膜分離部により順次濃縮して複数の前記第２膜処理部に供給し、
前記第２膜処理部は、前記第１濃縮水から膜分離された前記第２濃縮水を複数の前記第２膜分離部により順次濃縮して排出することを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の水処理装置。
【請求項５】
前記第２膜処理部は、前記第１濃縮水の流れ方向における下流側に設けられた前記第２膜分離部の前記第２分離膜の脱塩率が、上流側に設けられた前記第２膜処理部の前記第２分離膜の脱塩率に対して相対的に低い、請求項４に記載の水処理装置。
【請求項６】
前記第１膜処理部及び前記第２膜処理部が同一の圧力容器内に設けられた、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の水処理装置。
【請求項７】
前記被処理水が、燃焼排ガスを脱硫する排煙脱硫部から排出される脱硫排水を含む、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の水処理装置。
【請求項８】
前記被処理水が、前処理により海水中の濁質を除去してなる前処理水を含む、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の水処理装置。
【請求項９】
前記第２濃縮水を蒸発させて蒸発水を得る蒸発処理部を備えた、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の水処理装置。
【請求項１０】
前記第２濃縮水中の不純物を除去して後処理水を得る後処理部を備えた、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の水処理装置。
【請求項１１】
前記後処理部は、前記第２濃縮水中に前記不純物を固化する薬剤を添加して前記不純物を固化して除去する、請求項１０に記載の水処理装置。 
【請求項１２】
第１分離膜を備えた少なくとも一つの第１膜分離部により被処理水を第１透過水と第１濃縮水とに膜分離する第１膜処理工程と、
前記第１分離膜より相対的に脱塩率が低い第２分離膜を備えた少なくとも一つの第２膜分離部により前記第１濃縮水を第２透過水と第２濃縮水とに膜分離する第２膜処理工程とを含み、
前記第１膜処理工程では、前記第１透過水の少なくとも一部を排出する一方、前記被処理水から膜分離された前記第１濃縮水を前記第２膜分離部に供給し、
前記第２膜処理工程では、前記第２透過水の少なくとも一部を前記第１膜分離部に供給される前記被処理水に供給する一方、前記第１濃縮水から膜分離された前記第２濃縮水を濃縮して排出することを特徴とする、水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理装置及び水処理方法に関し、例えば、分離膜により被処理水を膜分離する水処理装置及び水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、第１分離膜モジュール、第２分離膜モジュール及び第３分離膜モジュールが直列に配置された純水製造システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の純水製造システムでは、第３分離膜モジュールの透過水を第１分離膜モジュールの供給水として循環させることにより、被処理水の水回収率を高めて有効利用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１８９３０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、複数の分離膜モジュールが直列に配設された水処理装置では、分離膜により膜分離した濃縮水を高濃度に濃縮することが求められる。しかしながら、従来の水処理装置では、濃縮水の濃縮には限界があり、必ずしも十分に濃縮水を高濃縮できない場合がある。
【０００５】
本発明は、膜分離後の濃縮水を高濃縮可能な水処理装置及び水処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の水処理装置は、被処理水を第１濃縮水と第１透過水とに膜分離する第１分離膜を有する少なくとも一つの第１膜分離部を備えた第１膜処理部と、前記第１濃縮水を第２透過水と第２濃縮水とに膜分離する前記第１分離膜より相対的に脱塩率が低い第２分離膜を有する少なくとも一つの第２膜分離部を備えた第２膜処理部と、を具備し、前記第１膜処理部は、前記第１透過水の少なくとも一部を当該第１膜処理部の外部に排出する一方、前記被処理水から膜分離された前記第１濃縮水を前記第２膜処理部に供給し、前記第２膜処理部は、前記第２透過水の少なくとも一部を前記第１膜処理部に供給される前記被処理水に供給する一方、前記第１濃縮水から膜分離された前記第２濃縮水を濃縮して排出することを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、第１分離膜で膜分離された第１濃縮水を第１分離膜より相対的に脱塩率が低い第２分離膜で膜分離するので、第２透過水側の透過水浸透圧が大きくなる。これにより、水処理装置は、第２分離膜を用いずに第１分離膜で被処理水を順次濃縮する場合と比較して、第２濃縮水を高濃度に濃縮することが可能となる。そして、水処理装置は、第２分離膜で膜分離された不純物を含有し得る第２透過水を再度第１分離膜に供給して膜分離するので、高純度の第１透過水を膜分離モジュールの外部に取り出すことができる。したがって、膜分離後の第２濃縮水を高濃縮可能な水処理装置を実現できる。
【０００８】
本発明の水処理装置においては、前記第１膜処理部は、前記第１透過水の少なくとも一部を前記第１膜処理部に供給される前記被処理水に供給することが好ましい。この構成により、第１透過水を再度第１分離膜に供給して膜分離するので、被処理水の不純物が多い場合であっても、高純度の第１透過水を膜分離モジュールの外部に取り出すことが可能となる。
【０００９】
本発明の水処理装置においては、複数の前記第１膜分離部及び複数の前記第２膜分離部を備え、前記第１膜処理部は、前記被処理水から膜分離された前記第１濃縮水を複数の前記第１膜分離部により順次濃縮して複数の前記第２膜処理部に供給し、前記第２膜処理部は、前記第１濃縮水から膜分離された前記第２濃縮水を複数の前記第２膜分離部により順次濃縮して排出することが好ましい。この構成により、複数の第１膜処理部により第１濃縮水を順次濃縮すると共に、複数の第２膜処理部により第２濃縮水を順次濃縮するので、第２濃縮水をより一層高濃縮可能となる。
【００１０】
本発明の水処理装置においては、前記第２分離膜の脱塩率が、前記第１分離膜の脱塩率の８０％以下であることが好ましい。この構成により、第２膜分離部の第２透過水側の透過水浸透圧がより大きくなるので、第２濃縮水をより一層高濃度に濃縮することが可能となる。
【００１１】
本発明の水処理装置においては、前記第２膜処理部は、前記第１濃縮水の流れ方向における下流側に設けられた前記第２膜分離部の前記第２分離膜の脱塩率が、上流側に設けられた前記第２膜処理部の前記第２分離膜の脱塩率に対して相対的に低いことが好ましい。この構成により、第１濃縮水の流れ方向における上流側に設けられた第２膜分離部に対して、下流側に設けられた第２膜分離部の第２透過水側の透過水浸透圧が大きくなるので、第２濃縮水をより一層高濃度に濃縮することが可能となる。
【００１２】
本発明の水処理装置においては、前記第１膜処理部及び前記第２膜処理部が同一の圧力容器内に設けられたことが好ましい。この構成により、圧力容器内に第１膜処理部及び第２膜処理部がそれぞれ設けられるので、水処理装置の小型化が可能となる。
【００１３】
本発明の水処理装置においては、前記被処理水が、燃焼排ガスを脱硫する排煙脱硫部から排出される脱硫排水を含むことが好ましい。この構成により、脱硫排水の高濃縮が可能となる。
【００１４】
本発明の水処理装置においては、前記被処理水が、前処理により海水中の濁質を除去してなる前処理水を含むことが好ましい。この構成により、海水の高濃縮が可能となる。
【００１５】
本発明の水処理装置においては、前記第２濃縮水を蒸発させて蒸発水を得る蒸発処理部を備えたことが好ましい。この構成により、高濃縮された第２濃縮水の水分が除去されるので、第２濃縮水の体積を削減でき、水処理装置から排出される排水の水量の削減が可能となる。
【００１６】
本発明の水処理装置においては、前記第２濃縮水中の不純物を除去して後処理水を得る後処理部を備えたことが好ましい。この構成により、高濃縮された第２濃縮水中の不純物が除去されるので、不純物除去後の第２濃縮水を放流でき、水処理装置から排出される排水の水量の削減が可能となる。
【００１７】
本発明の水処理装置においては、前記後処理部は、前記第２濃縮水中に前記不純物を固化する薬剤を添加して前記不純物を固化して除去することが好ましい。この構成により、高濃縮された第２濃縮水中の不純物を固化して除去できる、不純物除去後の第２濃縮水を放流でき、水処理装置から排出される排水の水量の削減が可能となる。
【００１８】
本発明の水処理方法においては、第１分離膜を備えた少なくとも一つの第１膜分離部により被処理水を第１透過水と第１濃縮水とに膜分離する第１膜処理工程と、前記第１分離膜より相対的に脱塩率が低い第２分離膜を備えた少なくとも一つの第２膜分離部により前記第１濃縮水を第２透過水と第２濃縮水とに膜分離する第２膜処理工程とを含み、前記第１膜処理工程では、前記第１透過水の少なくとも一部を排出する一方、前記被処理水から膜分離された前記第１濃縮水を前記第２膜分離部に供給し、前記第２膜処理工程では、前記第２透過水の少なくとも一部を前記第１膜分離部に供給される前記被処理水に供給する一方、前記第１濃縮水から膜分離された前記第２濃縮水を濃縮して排出することを特徴とする。
【００１９】
この方法によれば、第１分離膜で膜分離された第１濃縮水を第１分離膜より相対的に脱塩率が低い第２分離膜で膜分離するので、第２透過水側の透過水浸透圧が大きくなる。これにより、水処理方法は、第２分離膜を用いずに第１分離膜で被処理水を順次濃縮する場合と比較して、第２濃縮水を高濃度に濃縮することが可能となる。そして、水処理方法は、第２分離膜で膜分離された不純物を含有し得る第２透過水を再度第１分離膜に供給して膜分離するので、高純度の第１透過水を膜分離モジュールの外部に取り出すことができる。したがって、膜分離後の第１濃縮水を高濃縮可能な水処理装置を実現できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、膜分離後の濃縮水を高濃縮可能な水処理装置及び水処理方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１Ａ】図１Ａは、第１の実施の形態に係る水処理装置の一例を示す模式図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、第１の実施の形態に係る水処理装置の他の例を示す模式図である。
【図２Ａ】図２Ａは、第１の実施の形態に係る水処理装置の別の例を示す模式図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、第１の実施の形態に係る水処理装置の別の例を示す模式図である。
【図３Ａ】図３Ａは、第２の実施の形態に係る水処理装置の一例を示す模式図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、第２の実施の形態に係る水処理装置の他の例を示す模式図である。
【図４Ａ】図４Ａは、第３の実施の形態に係る水処理装置の一例を示す模式図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、第１の実施の形態に係る水処理装置の他の例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、以下の各実施の形態に限定されるものではなく、適宜変更して実施可能である。また、以下の各実施の形態は適宜組み合わせて実施可能である。
【００２３】
（第１の実施の形態）
図１Ａは、第１の実施の形態に係る水処理装置の一例を示す模式図である。図１Ａに示すように、本実施の形態に係る水処理装置１Ａは、被処理水Ｗ１として固液分離及び濾過処理などの前処理により海水中の固形物などの濁質が予め低減された前処理水が供給される膜分離モジュール１１を備える。膜分離モジュール１１は、同一の圧力容器（ベッセル）１１０内に配置された第１膜処理部１１１及び第２膜処理部１１２を備える。第１膜処理部１１１は、圧力容器１１０内の被処理水Ｗ１入口側に配置され、第２膜処理部１１２は、被処理水Ｗ１の流れ方向における第１膜処理部１１１の下流側に配置される。第１膜処理部１１１は、被処理水Ｗ１を第１透過水Ｗ２と第１濃縮水（不図示）とに膜分離する。第２膜処理部１１２は、第１濃縮水を第２透過水Ｗ３と第２濃縮水Ｗ４とに膜分離する。膜分離モジュール１１は、第１透過水Ｗ２及び第２濃縮水Ｗ４を外部に排出すると共に、第２透過水Ｗ３を膜分離モジュール１１に供給される被処理水Ｗ１に供給する。
【００２４】
第１膜処理部１１１は、被処理水Ｗ１及び第１濃縮水を第１透過水Ｗ２と第１濃縮水とに膜分離する第１分離膜１１１ａを有する複数（本実施の形態では４つ）の第１膜分離部１１１−１〜第４膜分離部１１１−４を備える。第１分離膜１１１ａとしては、被処理水Ｗ１を第１透過水Ｗ２と第１濃縮水とに膜分離できるものであれば制限はなく、例えば、逆浸透（ＲＯ：Reverse Osmosis）膜などが用いられる。第１分離膜１１１ａとしては、例えば、脱塩率が９５％以上のものが好ましく、９７％以上のものがより好ましく、９９％以上のものが更に好ましい。
【００２５】
なお、本実施の形態では、第１膜処理部１１１が、４つの第１膜分離部１１１−１、第２膜分離部１１１−２、第３膜分離部１１１−３及び第４膜分離部１１１−４を備える例について説明するが、第１膜処理部１１１は、少なくとも一つの第１膜分離部１１１−１を備えていればよく、第１膜分離部１１１−１〜第４膜分離部１１１−４の数は適宜変更可能である。
【００２６】
第２膜処理部１１２は、第１濃縮水及び第２濃縮水Ｗ４を第２透過水Ｗ３と第２濃縮水Ｗ４とに膜分離する第２分離膜１１２ａを有する複数の（本実施の形態では３つ）の第１膜分離部１１２−１〜第３膜分離部１１２−３を備える。第２分離膜１１２ａとしては、第１膜処理部１１１の第１分離膜１１１ａより脱塩率が相対的に低く、第１濃縮水及び第２濃縮水Ｗ４を第２透過水Ｗ３と第２濃縮水Ｗ４とに膜分離できるものであれば制限はない。また、第２分離膜１１２ａとしては、ナトリウムイオン（Ｎａ＋）及び塩化物イオン（Ｃｌ−）などの１価イオン成分、並びに、カルシウムイオン（Ｃａ２＋）、マグネシウムイオン（Ｍｇ２＋）及び硫酸イオン（ＳＯ４２−）などの２価イオン成分の透過率が、第１分離膜１１１ａに対して相対的に高いものを用いてもよい。
【００２７】
なお、本実施の形態では、３つの第１膜分離部１１２−１、第２膜分離部１１２−２及び第３膜分離部１１２−３を備える例について説明するが、第１膜処理部１１１は、少なくとも一つの第１膜分離部１１２−１を備えていればよく、第１膜分離部１１２−１〜〜１１２−３の数は適宜変更可能である。
【００２８】
第１膜分離部１１１−１は、被処理水Ｗ１を第１透過水Ｗ２と第１濃縮水とに膜分離する。また、第１膜分離部１１１−１は、膜分離により得られた第１透過水Ｗ２を水処理装置１Ａの外部に排出すると共に、第１濃縮水を第２膜分離部１１１−２に供給する。
【００２９】
第２膜分離部１１１−２は、第１膜分離部１１１−１から供給された第１濃縮水を第１透過水Ｗ２と第１濃縮水とに膜分離する。また、第２膜分離部１１１−２は、膜分離により得られた第１透過水Ｗ２を水処理装置１Ａの外部に排出すると共に、第１濃縮水を第３膜分離部１１１−３に供給する。
【００３０】
第３膜分離部１１１−３は、第２膜分離部１１１−２から供給された第１濃縮水を第１透過水Ｗ２と第１濃縮水とに膜分離する。また、第３膜分離部１１１−３は、膜分離により得られた第１透過水Ｗ２を水処理装置１Ａの外部に排出すると共に、第１濃縮水を第４膜分離部１１１−４に供給する。
【００３１】
第４膜分離部１１１−４は、第３膜分離部１１１−３から供給された第１濃縮水を第１透過水Ｗ２と第１濃縮水とに膜分離する。また、第４膜分離部１１１−４は、膜分離により得られた第１透過水Ｗ２を水処理装置１Ａの外部に排出すると共に、第１濃縮水を第２膜処理部１１２の第１膜分離部１１２−１に供給する。
【００３２】
このように、第１膜処理部１１１は、第１分離膜１１１ａを含む複数の第１膜分離部１１１−１〜第４膜分離部１１１−４が直列に接続されている。ここで、直列に接続とは、上流側の第１膜分離部１１１−１〜第３膜分離部１１１−３の第１濃縮水が、次段の第２膜分離部１１１−２〜第４膜分離部１１１−４に供給され、第１膜分離部１１１−１〜第４膜分離部１１１−４の第１透過水Ｗ２が、第１膜処理部１１１の外部に排出されるように、第１膜分離部１１１−１〜第４膜分離部１１１−４が接続されている接続である。これにより、第１膜処理部１１１は、被処理水Ｗ１を第１透過水Ｗ２と被処理水Ｗ１が順次濃縮された第１濃縮水とに膜分離し、第１透過水Ｗ２を水処理装置１Ａの外部に排出すると共に、高濃度に濃縮された第１濃縮水を第２膜処理部１１２に供給することができる。
【００３３】
第１膜分離部１１２−１は、第４膜分離部１１１−４から供給された第１濃縮水を第２透過水Ｗ３と第２濃縮水Ｗ４とに膜分離する。また、第１膜分離部１１２−１は、膜分離により得られた第２透過水Ｗ３を膜分離モジュール１１に供給される被処理水Ｗ１に供給すると共に、第２濃縮水Ｗ４を第２膜分離部１１２−２に供給する。
【００３４】
第２膜分離部１１２−２は、第１膜分離部１１２−１から供給された第２濃縮水Ｗ４を第２透過水Ｗ３と第２濃縮水Ｗ４とに膜分離する。また、第２膜分離部１１２−２は、膜分離により得られた第２透過水Ｗ３を膜分離モジュール１１に供給される被処理水Ｗ１に供給すると共に、第２濃縮水Ｗ４を第３膜分離部１１２−３に供給する。
【００３５】
第３膜分離部１１２−３は、第２膜分離部１１２−２から供給された第２濃縮水Ｗ４を第２透過水Ｗ３と第２濃縮水Ｗ４とに膜分離する。また、第３膜分離部１１２−３は、膜分離により得られた第２透過水Ｗ３を膜分離モジュール１１に供給される被処理水Ｗ１に供給すると共に、第２濃縮水Ｗ４を水処理装置１Ａの外部に排出する。
【００３６】
このように、第２膜処理部１１２は、第２分離膜１１２ａを含む複数の第１膜分離部１１２−１〜第３膜分離部１１２−３が直列に接続されている。ここで、直列に接続とは、上流側の第１膜分離部１１２−１、第２膜分離部１１２−２の第１濃縮水が、次段の第２膜分離部１１２−２、第３膜分離部１１２−３に供給され、第１膜分離部１１２−１〜第３膜分離部１１２−３の第２透過水Ｗ３が、第２膜処理部１１２から膜分離モジュール１１に供給される被処理水Ｗ１に供給されるように、第１膜分離部１１２−１〜第３膜分離部１１２−３が接続されている接続である。これにより、第２膜処理部１１２は、第１膜処理部１１１から供給された第１濃縮水を第２透過水Ｗ３と第１濃縮水が順次濃縮された第２濃縮水Ｗ４とに膜分離し、第２透過水Ｗ３を膜分離モジュール１１に供給される被処理水Ｗ１に供給すると共に、高濃度に濃縮された第２濃縮水Ｗ４を水処理装置１Ａの外部に排出することができる。そして、本実施の形態では、第１分離膜１１１ａに対して相対的に脱塩率が低い第２分離膜１１２ａを第１膜分離部１１２−１〜第３膜分離部１１２−３に用いるので、第２透過水Ｗ３側でかかる透過水浸透圧を大きくすることが可能となる。これにより、第１膜分離部１１２−１〜第３膜分離部１１２−３に第１分離膜１１１ａを用いる場合と比較して、第２濃縮水Ｗ４を高濃度に濃縮することが可能となるので、例えば、総溶解固形物（ＴＤＳ：Total Dissolved Solids）が８０，０００ｍｇ／Ｌ以上の高濃縮が可能となる。
【００３７】
また、第２分離膜１１２ａとしては、膜分離後の第２濃縮水Ｗ４を高濃縮する観点から、第１分離膜１１１ａの脱塩率に対する第２分離膜１１２ａの脱塩率が８０％以下のものが好ましく、７０％以下のものがより好ましく、６０％以下のものが更に好ましい。また、第２分離膜１１２ａとしては、第２透過水Ｗ３中の塩類を低減する観点から、脱塩率が２０％以上のものが好ましく、３０％以上のものがより好ましく、４０％以上のものが更に好ましい。以上を考慮すると、第２分離膜１１２ａとしては、第１分離膜１１１ａの脱塩率に対する第２分離膜１１２ａの脱塩率が、２０％以上８０％以下のものが好ましく、３０％以上７０％以下のものがより好ましく、４０％以上６０％以下のものが更に好ましい。
【００３８】
第２膜処理部１１２は、第１濃縮水の流れ方向における下流側に設けられた第２膜分離部１１２−２、第３膜分離部１１２−３の第２分離膜１１２ａの脱塩率が、上流側に設けられた第１膜分離部１１２−１〜第３膜分離部１１２−３の第２分離膜１１２ａの脱塩率に対して相対的に低いことが好ましい。これにより、水処理装置１Ａは、第１濃縮水の流れ方向における上流側に設けられた第１膜分離部１１２−１、第２膜分離部１１２−２に対して、下流側に設けられた第２膜分離部１１２−２、第３膜分離部１１２−３の第２透過水Ｗ３側の透過水浸透圧が大きくなるので、第２濃縮水Ｗ４をより一層高濃度に濃縮することが可能となる。この場合、例えば、第１膜分離部１１２−１から第３膜分離部１１２−３に向けて、第２分離膜１１２ａの脱塩率が連続的に減少してもよく、脱塩率が段階的に減少してもよい。
【００３９】
また、第２分離膜１１２ａとしては、膜分離後の第２濃縮水Ｗ４を高濃縮する観点から、透過水浸透圧が１．５ＭＰａ以上のものが好ましく、２．０ＭＰａ以上のものがより好ましく、２．５ＭＰａ以上のものが更に好ましく、３．０ＭＰａ以上のものがより更に好ましい。
【００４０】
次に、本実施の形態に係る水処理装置１Ａの全体動作について説明する。被処理水Ｗ１としての前処理水は、被処理水供給ラインＬ１を介して膜分離モジュール１１に供給される。膜分離モジュール１１に供給された被処理水Ｗ１は、第１膜処理部１１１の第１膜分離部１１１−１による膜分離で第１透過水Ｗ２と第１濃縮水とに膜分離される。第１膜分離部１１１−１で膜分離された第１透過水Ｗ２は、透過水排出ラインＬ２を介して水処理装置１Ａの外部に排出される。第１膜分離部１１１−１で膜分離された第１濃縮水は、第２膜分離部１１１−２〜第４膜分離部１１１−４による膜分離で第１透過水Ｗ２と第１濃縮水とに膜分離される。第２膜分離部１１１−２〜第４膜分離部１１１−４で膜分離された第１透過水Ｗ２は、透過水排出ラインＬ２を介して水処理装置１Ａの外部に排出される。第１膜分離部１１１−１〜第４膜分離部１１１−４で順次濃縮された第１濃縮水は、第２膜処理部１１２の第１膜分離部１１２−１に供給される。
【００４１】
第１膜分離部１１２−１に供給された第１濃縮水は、第１膜分離部１１２−１による膜分離で第２透過水Ｗ３と第２濃縮水Ｗ４とに膜分離される。第１膜分離部１１２−１で膜分離された第２透過水Ｗ３は、透過水供給ラインＬ３を介して膜分離モジュール１１に供給される被処理水Ｗ１に供給される。第１膜分離部１１２−１で膜分離された第２濃縮水Ｗ４は、第２膜分離部１１２−２、第３膜分離部１１２−３による膜分離で第２透過水Ｗ３と第２濃縮水Ｗ４とに膜分離される。第２膜分離部１１２−２、第３膜分離部１１２−３で膜分離された第２透過水Ｗ３は、透過水供給ラインＬ３を介して膜分離モジュール１１に供給される被処理水Ｗ１に供給される第２膜分離部１１２−２、第３膜分離部１１２−３による膜分離で順次濃縮された高濃度の第２濃縮水Ｗ４は、濃縮水排出ラインＬ４を介して水処理装置１Ａの外部に排出される。
【００４２】
以上説明したように、上記実施の形態によれば、第１分離膜１１１ａで膜分離された第１濃縮水を第１分離膜１１１ａより相対的に脱塩率が低い第２分離膜１１２ａで膜分離するので、第２透過水Ｗ３側の透過水浸透圧が大きくなる。これにより、水処理装置１Ａは、第２分離膜１１２ａを用いずに第１分離膜１１１ａで被処理水Ｗ１を順次濃縮する場合と比較して、第２濃縮水Ｗ４を高濃度に濃縮することが可能となる。したがって、被処理水Ｗ１の膜分離後の第２濃縮水Ｗ４の総溶解固形物（ＴＤＳ：Total Dissolved Solids）が、例えば、８０，０００ｍｇ／Ｌ以上である高濃縮可能な水処理装置１Ａを実現できる。そして、水処理装置１Ａは、第２分離膜１１２ａで膜分離された不純物を含有し得る第２透過水Ｗ３を再度第２分離膜１１２ａに供給して膜分離するので、高純度の第１透過水Ｗ２を水処理装置１Ａの外部に取り出すことができる。また、第１膜処理部１１１及び第２膜処理部１１２を圧力容器１１０内に配置するので、水処理装置１Ａを小型化することもできる。
【００４３】
図１Ｂは、第１の実施の形態に係る水処理装置の他の例を示す模式図である。図１Ｂに示す水処理装置１Ｂは、図１Ａに示した水処理装置１Ａの構成に加えて、透過水排出ラインＬ２に設けた流量制御弁Ｖ２と、透過水供給ラインＬ３に設けられた流量制御弁Ｖ３とを備える。流量制御弁Ｖ２は、透過水供給ラインＬ３を流れる第２透過水Ｗ３の流量を制御する。流量制御弁Ｖ３は、透過水供給ラインＬ３を流れる第２透過水Ｗ３の流量を制御する。流量制御弁Ｖ２，Ｖ３の開度は、制御部２０によって制御される。制御部２０は、流量制御弁Ｖ２，Ｖ３の開度を変更することにより、第１膜処理部１１１から第１膜処理部１１１の外部に排出される第１透過水Ｗ２の水量及び第１膜処理部１１１に供給される被処理水Ｗ１に供給される第２透過水Ｗ３の水量をそれぞれ制御する。
【００４４】
すなわち、水処理装置１Ｂでは、第１膜処理部１１１は、第１透過水Ｗ２の少なくとも一部を当該第１膜処理部１１１の外部に排出すると共に、第１透過水Ｗ２の少なくとも一部を第１膜処理部１１１に供給される被処理水Ｗ１に供給可能となっている。また、第２膜処理部１１２は、第２透過水Ｗ３の少なくとも一部を第１膜処理部１１１に供給される被処理水Ｗ１に供給すると共に、第２透過水Ｗ３の少なくとも一部を水処置装置１Ｂの外部に排出可能となっている。このような構成により、第１透過水Ｗ２を再度第１分離膜１１１ａに供給して膜分離するので、被処理水の不純物が多い場合であっても、高純度の第１透過水Ｗ２を膜分離装置１Ｂの外部に取り出すことが可能となる。なお、図１Ｂに置いては、透過水排出ラインＬ２に流量制御弁Ｖ２を設けると共に、透過水供給ラインＬ３に流量制御弁Ｖ３を設ける例について説明したが、流量制御弁Ｖ２，Ｖ３は、少なくとも一方を設ける構成としてもよい。
【００４５】
なお、図１Ａ，１Ｂに示した水処理装置１Ａ，１Ｂにおいては、被処理水Ｗ１として前処理水を用いた例について説明したが、被処理水Ｗ１は、前処理水に限定されない。図２Ａは、第１の実施の形態に係る水処理装置の他の例を示す模式図である。図２Ａに示すように、本実施の形態に係る水処理装置２Ａは、燃焼排ガスを洗浄水により洗浄する排煙脱硫部１２と、排煙脱硫部１２の後段に設けられた膜分離モジュール１１とを備える。排煙脱硫部１２は、火力発電所などから排出される燃焼排ガスを洗浄水などで洗浄して燃焼ガス中の硫黄分を除去する。また、排煙脱硫部１２は、燃焼排ガスの洗浄によって発生した硫黄分を含有する脱硫排水を、被処理水Ｗ１として被処理水供給ラインＬ１を介して膜分離モジュール１１に供給する。その他の構成については、図１に示した水処理装置１Ａと同様である。このような構成にすることにより、水処理装置２Ａは、脱硫排水を第２濃縮水Ｗ４として高濃度に濃縮することが可能となる。
【００４６】
図２Ｂは、第１の実施の形態に係る水処理装置の別の例を示す模式図である。図２Ｂに示すように、水処理装置２Ｂは、図２Ａに示した水処理装置１Ａの排煙脱硫部１２に代えて、逆浸透膜１３ａを備えた逆浸透膜濾過部１３を備える。逆浸透膜濾過部１３は、海水供給ラインＬ５を介して供給される海水Ｗ５を透過水Ｗ６と被処理水Ｗ１としての濃縮水とに膜分離する。また、逆浸透膜濾過部１３は、透過水排出ラインＬ６を介して透過水Ｗ６を排出すると共に、被処理水供給ラインＬ１を介して被処理水Ｗ１を膜分離モジュール１１に供給する。その他の構成については、図１に示した水処理装置１Ａと同様である。このような構成にすることにより、水処理装置２Ｂは、海水Ｗ５を第２濃縮水Ｗ４として高濃度に濃縮することが可能となる。
【００４７】
（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態について説明する。なお、以下においては、上述した第１の実施の形態と共通する構成要素には同一の符号を付している。また、上述した第１の実施の形態との相違点を中心に説明し、説明の重複を避ける。
【００４８】
図３Ａは、第２の実施の形態に係る水処理装置の一例を示す模式図である。図３Ａに示すように、水処理装置３Ａは、図１に示した水処理装置１Ａの構成に加えて、膜分離モジュール１１の後段に設けられた蒸発処理部１４を備える。蒸発処理部１４は、膜分離モジュール１１から濃縮水排出ラインＬ４を介して供給される第２濃縮水Ｗ４から水分を蒸発させて蒸気を得ると共に、不純物が濃縮された残渣としての濃縮液及び固化物を得る。蒸発処理部１４としては、第２濃縮水Ｗ４中の水分を除去できるものであれば特に制限はなく、例えば、脱硫排水スプレードライヤ（ＷＳＤ：Wastewater Spray Dryer）などの各種スプレードライヤ、各種晶析装置などを用いることができる。また、蒸発処理部１４としては、第２濃縮水Ｗ４から水分を完全に蒸発させる必要がない場合には、蒸発濃縮器を用いてもよい。
【００４９】
図３Ｂは、第２の実施の形態に係る水処理装置の他の例を示す模式図である。図３Ｂに示すように、水処理装置３Ｂは、図１に示した水処理装置１Ａの構成に加えて、膜分離モジュール１１の後段に設けられた後処理部１５を備える。後処理部１５は、膜分離モジュール１１から濃縮水排出ラインＬ４を介して供給される第２濃縮水Ｗ４中に石炭灰、ライムなどのアルカリ及びセメントなどの第２濃縮水Ｗ４中の不純物を固化する各種薬剤などを添加して不純物を固化する。また、後処理部１５は、後処理水排出ラインＬ７を介して不純物を除去した後処理水Ｗ７を排出する。ここでは、後処理部１５は、イオン交換樹脂を使用したイオン交換処理及びキレート樹脂を使用したキレート処理などにより第２濃縮水Ｗ４中に含まれる有害金属などの不純物を除去してもよい。このような第２濃縮水Ｗ４中の不純物を除去する後処理部１５を設けることにより、第２濃縮水Ｗ４中の不純物を除去して放流することが可能となる。
【００５０】
なお、後処理部１５では、水銀吸着用キレート樹脂及びセレン（Ｓｅ）吸着用キレート樹脂などの各種キレート樹脂を用いることにより、後処理水Ｗ７中の水銀及びセレンを除去することもできる。水銀吸着用キレート樹脂としては、例えば、商品名：エポラス（登録商標）、型番：Ｚ−７、Ｚ−１００などが用いられる。セレン吸着用キレート樹脂としては、商品名：エポラス（登録商標）、型番：ＳＥ−３、ＡＳ−４などが用いられる。
【００５１】
以上説明したように、本実施の形態によれば、第２濃縮水Ｗ４を蒸発処理する蒸発処理部１４を設けることにより、第２濃縮水Ｗ４の水分を蒸気として放出することができるので、水処理装置３Ａから排出される排水を大幅に削減することが可能となる。また、第２濃縮水Ｗ４中の不純物を除去する後処理部１５を設けることにより、第２濃縮水Ｗ４中の不純物を除去して放流することができるので、水処理装置３Ｂから排出される排水処理が必要となる排水を大幅に削減することが可能となる。
【００５２】
（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態について説明する。なお、以下においては、上述した第１の実施の形態と共通する構成要素には同一の符号を付している。また、上述した第１の実施の形態との相違点を中心に説明し、説明の重複を避ける。
【００５３】
図４Ａは、第３の実施の形態に係る水処理装置の一例を示す模式図である。図４Ａに示すように、本実施の形態に係る水処理装置４Ａは、被処理水Ｗ１として前処理水が供給される第１膜処理部１１１と、第１膜処理部１１１の後段に設けられた第２膜処理部１１２とを備える。第１膜処理部１１１は、第１膜処理部１１１に供給される被処理水Ｗ１を第１透過水Ｗ１１Ａ〜第１透過水Ｗ１４Ａと第１濃縮水Ｗ１１Ｂ〜第１濃縮水Ｗ１４Ｂとに膜分離する。第２膜処理部１１２は、第１濃縮水Ｗ１４Ｂを第２透過水Ｗ１５Ａ〜第２透過水Ｗ１７Ａと第２濃縮水Ｗ１５Ｂ〜第２濃縮水Ｗ１７Ｂとに膜分離する。第２膜処理部１１２は、第１透過水Ｗ１１Ａ〜第１透過水Ｗ１４Ａ及び第２濃縮水Ｗ１７Ｂを外部に排出すると共に、第２透過水Ｗ１５Ａ〜第２透過水Ｗ１７Ａを第１膜処理部１１１に供給される被処理水Ｗ１に供給する。
【００５４】
第１膜処理部１１１は、被処理水Ｗ１及び第１濃縮水Ｗ１１Ｂ〜第１濃縮水Ｗ１３Ｂを、第１透過水Ｗ１１Ａ〜第１透過水Ｗ１４Ａと第１濃縮水Ｗ１４Ｂとに膜分離する第１分離膜１１１ａを有する複数（本実施の形態では４つ）の第１膜分離部１１１−１〜第４膜分離部１１１−４を備える。第１膜処理部１１１は、被処理水Ｗ１が供給される第１膜分離部１１１−１と、第１膜分離部１１１−１の後段に設けられた第２膜分離部１１１−２と、第２膜分離部１１１−２の後段に設けられた第３膜分離部１１１−３と、第３膜分離部１１１−３の後段に設けられた第４膜分離部１１１−４とを備える。第１分離膜１１１ａとしては、上述した第１の実施の形態に係る水処理装置１Ａと同様のものを用いることができる。なお、本実施の形態では、第１膜処理部１１１が、４つの第１膜分離部１１１−１、第２膜分離部１１１−２、第３膜分離部１１１−３及び第４膜分離部１１１−４を備える例について説明するが、第１膜処理部１１１は、少なくとも一つの第１膜分離部１１１−１を備えていればよく、第１膜分離部１１１−１〜第４膜分離部１１１−４の数は適宜変更可能である。
【００５５】
第２膜処理部１１２は、第１濃縮水Ｗ１４Ｂ及び第２濃縮水Ｗ１５Ｂ，Ｗ１６Ｂを第２透過水Ｗ１５Ａ〜第２透過水Ｗ１７Ａと第２濃縮水Ｗ１５Ｂ〜第２濃縮水Ｗ１７Ｂとに膜分離する第２分離膜１１２ａを有する複数の（本実施の形態では３つ）の第１膜分離部１１２−１〜第３膜分離部１１２−３を備える。第２膜処理部１１２は、第１濃縮水Ｗ１４Ｂが供給される第１膜分離部１１２−１と、第１膜分離部１１２−１の後段に設けられた第２膜分離部１１２−２と、第２膜分離部１１２−２の後段に設けられた第３膜分離部１１２−３とを備える。第２分離膜１１２ａとしては、上述した第１の実施の形態に係る水処理装置１Ａと同様のものを用いることができる。なお、本実施の形態では、３つの第１膜分離部１１２−１、第２膜分離部１１２−２及び第３膜分離部１１２−３を備える例について説明するが、第２膜処理部１１２は、少なくとも一つの第１膜分離部１１２−１を備えていればよく、第１膜分離部１１２−１〜第３膜分離部１１２−３の数は適宜変更可能である。
【００５６】
第１膜分離部１１１−１は、排煙脱硫部１２から供給された被処理水Ｗ１を第１透過水Ｗ１１Ａと第１濃縮水Ｗ１１Ｂとに膜分離する。また、第１膜分離部１１１−１は、透過水排出ラインＬ１１Ａを介して膜分離により得られた第１透過水Ｗ１１Ａを水処理装置４Ａの外部に排出すると共に、濃縮水供給ラインＬ１１Ｂを介して第１濃縮水Ｗ１１Ｂを第２膜分離部１１１−２に供給する。
【００５７】
第２膜分離部１１１−２は、第１膜分離部１１１−１から供給された第１濃縮水Ｗ１１Ｂを第１透過水Ｗ１２Ａと第１濃縮水Ｗ１２Ｂとに膜分離する。また、第２膜分離部１１１−２は、透過水排出ラインＬ１２Ａを介して膜分離により得られた第１透過水Ｗ１２Ａを水処理装置４Ａの外部に排出すると共に、濃縮水供給ラインＬ１２Ｂを介して第１濃縮水Ｗ１２Ｂを第３膜分離部１１１−３に供給する。
【００５８】
第３膜分離部１１１−３は、第２膜分離部１１１−２から供給された第１濃縮水Ｗ１２Ｂを第１透過水Ｗ１３Ａと第１濃縮水Ｗ１３Ｂとに膜分離する。また、第３膜分離部１１１−３は、透過水排出ラインＬ１３Ａを介して膜分離により得られた第１透過水Ｗ１３Ａを水処理装置４Ａの外部に排出すると共に、濃縮水供給ラインＬ１３Ｂを介して第１濃縮水Ｗ１３Ｂを第４膜分離部１１１−４に供給する。
【００５９】
第４膜分離部１１１−４は、第３膜分離部１１１−３から供給された第１濃縮水Ｗ１３Ｂを第１透過水Ｗ１４Ａと第１濃縮水Ｗ１４Ｂとに膜分離する。また、第４膜分離部１１１−４は、透過水排出ラインＬ１４Ａを介して膜分離により得られた第１透過水Ｗ１４Ａを水処理装置４Ａの外部に排出すると共に、濃縮水供給ラインＬ１４Ｂを介して第１濃縮水Ｗ１４Ｂを第２膜処理部１１２の第１膜分離部１１２−１に供給する。
【００６０】
このように、第１膜処理部１１１は、第１分離膜１１１ａを含む複数の第１膜分離部１１１−１〜第４膜分離部１１１−４が直列に配置されている。これにより、第１膜処理部１１１は、被処理水Ｗ１を第１透過水Ｗ１１Ａ〜Ｗ１４Ａと被処理水Ｗ１が第１膜分離部１１１−１〜第４膜分離部１１１−４によって順次濃縮された第１濃縮水Ｗ１１Ｂ〜Ｗ１４Ｂとに膜分離し、第１透過水Ｗ１１Ａ〜Ｗ１４Ａを水処理装置４Ａの外部に排出すると共に、濃縮された第１濃縮水Ｗ１４Ｂを第２膜処理部１１２に供給することができる。
【００６１】
第１膜分離部１１２−１は、第４膜分離部１１１−４から供給された第１濃縮水Ｗ１４Ｂを第２透過水Ｗ１５Ａと第２濃縮水Ｗ１５Ｂとに膜分離する。また、第１膜分離部１１２−１は、透過水供給ラインＬ１５Ａを介して膜分離により得られた第２透過水Ｗ１５Ａを第１膜処理部１１１に供給される被処理水Ｗ１に供給すると共に、濃縮水供給ラインＬ１５Ｂを介して第２濃縮水Ｗ１５Ｂを第２膜分離部１１２−２に供給する。
【００６２】
第２膜分離部１１２−２は、第１膜分離部１１２−１から供給された第２濃縮水Ｗ１５Ｂを第２透過水Ｗ１６Ａと第２濃縮水Ｗ１６Ｂとに膜分離する。また、第２膜分離部１１２−２は、透過水供給ラインＬ１６Ａを介して膜分離により得られた第２透過水Ｗ１６Ａを第１膜処理部１１１に供給される被処理水Ｗ１に供給すると共に、濃縮水供給ラインＬ１６Ｂを介して第２濃縮水Ｗ１６Ｂを第３膜分離部１１２−３に供給する。
【００６３】
第３膜分離部１１２−３は、第２膜分離部１１２−２から供給された第２濃縮水Ｗ１６Ｂを第２透過水Ｗ１７Ａと第２濃縮水Ｗ１７Ｂとに膜分離する。また、第３膜分離部１１２−３は、透過水供給ラインＬ１７Ａを介して膜分離により得られた第２透過水Ｗ１７Ａを第１膜処理部１１１に供給される被処理水Ｗ１に供給すると共に、濃縮水排出ラインＬ１７Ｂを介して第２濃縮水Ｗ１７Ｂを水処理装置４Ａの外部に排出する。
【００６４】
このように、第２膜処理部１１２は、第２分離膜１１２ａを含む複数の第１膜分離部１１２−１〜第３膜分離部１１２−３が直列に配置されている。これにより、第２膜処理部１１２は、第１膜処理部１１１から供給された第１濃縮水Ｗ１４Ｂを第２透過水Ｗ１５Ａ〜Ｗ１７Ａと第２濃縮水Ｗ１５Ｂが順次濃縮された第２濃縮水Ｗ１５Ｂ〜Ｗ１７Ｂとに膜分離し、第２透過水Ｗ１５Ａ〜Ｗ１７Ａを第１膜処理部１１１に供給される被処理水Ｗ１に供給すると共に、高濃度に濃縮された第２濃縮水Ｗ１７Ｂを水処理装置４Ａの外部に排出することができる。そして、本実施の形態では、第１分離膜１１１ａに対して相対的に脱塩率が低い第２分離膜１１２ａを第１膜分離部１１２−１〜第３膜分離部１１２−３に用いるので、第２透過水Ｗ１５Ａ〜Ｗ１７Ａ側でかかる透過水浸透圧を大きくすることが可能となる。これにより、第１膜分離部１１２−１〜第３膜分離部１１２−３に第１分離膜１１１ａを用いる場合と比較して、第２濃縮水Ｗ１７Ｂを高濃度に濃縮することが可能となるので、例えば、総溶解固形物（ＴＤＳ：Total Dissolved Solids）が８０，０００ｍｇ／Ｌ以上の高濃縮が可能となる。
【００６５】
次に、本実施の形態に係る水処理装置４Ａの全体動作について説明する。被処理水Ｗ１としての前処理水は、被処理水供給ラインＬ１を介して膜分離モジュール１１に供給される。膜分離モジュール１１に供給された被処理水Ｗ１は、第１膜処理部１１１の第１膜分離部１１１−１による膜分離で第１透過水Ｗ１１Ａと第１濃縮水Ｗ１１Ｂとに膜分離される。第１膜分離部１１１−１で膜分離された第１透過水Ｗ１１Ａは、透過水排出ラインＬ１１Ａを介して水処理装置４Ａの外部に排出される。第１膜分離部１１１−１で膜分離された第１濃縮水Ｗ１１Ｂは、第２膜分離部１１１−１〜第４膜分離部１１１−４による膜分離で第１透過水Ｗ１２Ａ〜Ｗ１４Ａと第１濃縮水Ｗ１２Ｂ〜Ｗ１４Ｂとに膜分離される。第２膜分離部１１１−２〜第４膜分離部１１１−４で膜分離された第１透過水Ｗ１２Ａ〜Ｗ１４Ａは、透過水排出ラインＬ１２Ａ〜Ｌ１４Ａを介して水処理装置４Ａの外部に排出される。第１膜分離部１１１−１〜第４膜分離部１１１−４で順次濃縮された第１濃縮水Ｗ１４Ｂは、第２膜処理部１１２の第１膜分離部１１２−１に供給される。
【００６６】
第１膜分離部１１２−１に供給された第１濃縮水Ｗ１４Ｂは、第１膜分離部１１２−１による膜分離で第２透過水Ｗ１５Ａと第２濃縮水Ｗ１５Ｂとに膜分離される。第１膜分離部１１２−１で膜分離された第２透過水Ｗ１５Ａは、透過水供給ラインＬ１５Ａを介して第１膜処理部１１１に供給される被処理水Ｗ１に供給される。第１膜分離部１１２−１で膜分離された第２濃縮水Ｗ１５Ｂは、第２膜分離部１１２−２、第３膜分離部１１２−３による膜分離で第２透過水Ｗ１６Ａ，Ｗ１７Ａと第２濃縮水Ｗ１６Ｂ，Ｗ１７Ｂとに膜分離される。第２膜分離部１１２−２、第３膜分離部１１２−３で膜分離された第２透過水Ｗ１６Ａ，Ｗ１７Ａは、透過水供給ラインＬ１６Ａ，Ｌ１７Ａを介して第１膜処理部１１１に供給される被処理水Ｗ１に供給される。第２膜分離部１１２−２、第３膜分離部１１２−３による膜分離で順次濃縮された高濃度の第２濃縮水Ｗ１７Ｂは、濃縮水排出ラインＬ１７Ｂを介して水処理装置４Ａの外部に排出される。
【００６７】
以上説明したように、上記実施の形態によれば、第１分離膜１１１ａで膜分離された第１濃縮水を第１分離膜１１１ａより相対的に脱塩率が低い第２分離膜１１２ａで膜分離するので、第２透過水Ｗ１５Ａ〜Ｗ１７Ａ側の透過水浸透圧が大きくなる。これにより、水処理装置４Ａは、第２分離膜１１２ａを用いずに第２分離膜１１２ａで被処理水Ｗ１を順次濃縮する場合と比較して、被処理水Ｗ１を高濃度に濃縮することが可能となる。そして、水処理装置４Ａは、第２分離膜１１２ａで膜分離された不純物を含有し得る第２透過水Ｗ１５Ａ、Ｗ１６Ａを再度第２分離膜１１２ａに供給して膜分離するので、高純度の第１透過水Ｗ１１Ａ〜Ｗ１４Ａを水処理装置４Ａの外部に取り出すことができる。したがって、被処理水Ｗ１の膜分離後の第２濃縮水の総溶解固形物（ＴＤＳ：Total Dissolved Solids）が、例えば、８０，０００ｍｇ／Ｌ以上である高濃縮可能な水処理装置４Ａを実現できる。
【００６８】
図４Ｂは、第３の実施の形態に係る水処理装置の他の例を示す模式図である。図４Ｂに示す水処理装置４Ｂは、図４Ａに示した水処理装置４Ａの構成に加えて、透過水排出ラインＬ１４Ａから分岐され、被処理水供給ラインＬ１に接続された透過水供給ラインＬ１４ｃと、透過水供給ラインＬ１７Ａから分岐された透過水排出ラインＬ１７ｃとを備える。透過水供給ラインＬ１４Ａは、第１膜処理部１１１で膜分離された第１透過水Ｗ１４Ａを第１透過水Ｗ１４Ｃとして被処理水Ｗ１に供給し、透過水排出ラインＬ１７ｃは、第２膜処理１１２で膜分離された第２透過水Ｗ１７Ａを第２透過水Ｗ１７Ｃとして水処理装置４Ｂの外部に排出する。すなわち、水処理装置４Ｂでは、第１膜処理部１１１は、第１透過水Ｗ１４Ａの少なくとも一部を当該第１膜処理部１１１の外部に排出すると共に、第１透過水Ｗ１４Ａの少なくとも一部を第１透過水Ｗ１４Ｃとして第１膜処理部１１１に供給される被処理水Ｗ１に供給可能となっている。また、第２膜処理部１１２は、第２透過水Ｗ１７Ａの少なくとも一部を第１膜処理部１１１に供給される被処理水Ｗ１に供給すると共に、第２透過水Ｗ１７Ａの少なくとも一部を第２透過水Ｗ１７Ｃとして水処置装置４Ｂの外部に排出可能となっている。
【００６９】
透過水供給ラインＬ１４Ａには、透過水供給ラインＬ１４Ａを流れる第１透過水Ｗ１４Ｃの流量を制御する流量制御弁Ｖ１４Ｃが設けられ、透過水排出ラインＬ１７Ｃには、透過水排出ラインＬ１７Ｃを流れる第２透過水Ｗ１７Ｃの流量を制御する流量制御弁Ｖ１７Ｃが設けられている。また、透過水供給ラインＬ１７Ａには、透過水供給ラインＬ１７Ａを流れる第２透過水Ｗ１７Ａの流量を制御する流量制御弁Ｖ１７Ａが設けられ、透過水排出ラインＬ１７Ｃには、透過水排出ラインＬ１７Ｃを流れる第２透過水Ｗ１７Ｃの流量を制御する流量制御弁Ｖ１７Ｃが設けられている。流量制御弁Ｖ１４Ａ，Ｖ１４Ｃ，Ｖ１７Ａ，Ｖ１７Ｃの開度は、制御部２０によって制御される。制御部２０は、流量制御弁Ｖ１４Ａ，Ｖ１４Ｃ，Ｖ１７Ａ，Ｖ１７Ｃの開度を変更することにより、第１膜処理部１１１から第１膜処理部１１１の外部に排出される第１透過水Ｗ１４Ａの水量及び第１膜処理部１１１に供給される被処理水Ｗ１に供給される第１透過水Ｗ１４Ｃの水量、並びに、第２膜処理部１１２から第１膜処理部１１１に供給される被処理水Ｗ１に供給される第２透過水Ｗ１７Ａの水量及び水処置装置４Ｂの外部に排出される第２透過水Ｗ１７Ｃの水量を制御する。このような構成により、第１透過水Ｗ１４Ａを再度第１分離膜１１１ａに供給して膜分離するので、被処理水の不純物が多い場合であっても、高純度の第１透過水Ｗ１４Ａを膜分離装置４Ｂの外部に取り出すことが可能となる。
【符号の説明】
【００７０】
１Ａ，１Ｂ，２Ａ，２Ｂ，３Ａ，３Ｂ，４Ａ，４Ｂ  水処理装置
１１  膜分離モジュール
１１１  第１膜処理部
１１１ａ  第１分離膜
１１１−１  第１膜分離部
１１１−２  第２膜分離部
１１１−３  第３膜分離部
１１１−４  第４膜分離部
１１２  第２膜処理部
１１２ａ  第２分離膜
１１２−１  第１膜分離部
１１２−２  第２膜分離部
１１２−３  第３膜分離部
１２  排煙脱硫部
１３  逆浸透膜濾過部
１３ａ  逆浸透膜
１４  蒸発処理部
１５  後処理部
２０  制御部
Ｗ１  被処理水
Ｗ２，Ｗ１１Ａ，Ｗ１２Ａ，Ｗ１３Ａ，Ｗ１４Ａ，Ｗ１４Ｃ  第１透過水
Ｗ１１Ｂ，Ｗ１２Ｂ，Ｗ１３Ｂ，Ｗ１４Ｂ  第１濃縮水
Ｗ３，Ｗ１５Ａ，Ｗ１６Ａ，Ｗ１７Ａ，Ｗ１７Ｃ  第２透過水
Ｗ４，Ｗ１５Ｂ，Ｗ１６Ｂ，Ｗ１７Ｂ  第２濃縮水
Ｗ５  海水
Ｗ６  透過水
Ｗ７  後処理水
Ｌ１  被処理水供給ライン
Ｌ２，Ｌ３Ａ，Ｌ６，Ｌ１１Ａ，Ｌ１２Ａ，Ｌ１３Ａ，Ｌ１４Ａ，Ｌ１７Ｃ  透過水排出ライン
Ｌ２Ａ，Ｌ３，Ｌ１４Ｃ，Ｌ１５Ａ，Ｌ１６Ａ，Ｌ１７Ａ  透過水供給ライン
Ｌ４，Ｌ１７Ｂ  濃縮水排出ライン
Ｌ５  海水供給ライン
Ｌ１１Ｂ，Ｌ１２Ｂ，Ｌ１３Ｂ，Ｌ１４Ｂ，Ｌ１５Ｂ，Ｌ１６Ｂ  濃縮水供給ライン
Ｌ７  後処理水排出ライン
Ｖ２，Ｖ２Ａ，Ｖ３，Ｖ３Ａ，Ｖ１４Ａ，Ｖ１４Ｃ，Ｖ１７Ａ，Ｖ１７Ｃ  流量制御弁
【図１Ａ】
2018108551.tif 000003
【図１Ｂ】
2018108551.tif 000004
【図２Ａ】
2018108551.tif 000005
【図２Ｂ】
2018108551.tif 000006
【図３Ａ】
2018108551.tif 000007
【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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