(57)【要約】【課題】逆浸透膜装置への給水をヒートポンプで加熱することにより加熱コストを低減すると共に、水資源の有効利用を図る。【解決手段】原水は配管１から熱交換器２及び加熱器４で加熱された後、ＲＯ装置６に供給される。ＲＯ装置６の透過水は配管７から処理水として取り出され、濃縮水は配管８及びタンク９を経てヒートポンプ２０の熱源流体として該ヒートポンプ２０の蒸発器２１に通水される。熱交換器２の熱源流体流路には、ヒートポンプ２０の凝縮器２３によって加熱された媒体水が循環流通される。蒸発器２１で降温した濃縮水は、冷却塔１４へ補給水として供給される。【選択図】図１
2019162600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水をヒートポンプで加熱した後、逆浸透膜装置で膜分離処理する逆浸透処理方法において、
該ヒートポンプの熱源流体の少なくとも一部として該逆浸透膜装置の濃縮水を用い、
該逆浸透膜装置の濃縮水の少なくとも一部を冷却塔に補給水として供給することを特徴とする逆浸透処理方法。
【請求項２】
請求項１において、前記ヒートポンプの熱源流体の一部として、他の逆浸透膜装置の濃縮水を用いることを特徴とする逆浸透処理方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、原水は、上水、井水又は工業用水であることを特徴とする逆浸透処理方法。
【請求項４】
原水をヒートポンプで加熱した後、逆浸透膜装置で膜分離処理する逆浸透処理装置において、
該ヒートポンプの熱源流体の少なくとも一部として該逆浸透膜装置の濃縮水を通水する手段と、
該逆浸透膜装置の濃縮水の少なくとも一部を冷却塔に補給水として供給する手段とを備えたことを特徴とする逆浸透処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、逆浸透膜装置を用いて水を処理する逆浸透処理方法に係り、特に逆浸透膜装置への給水をヒートポンプで加熱する逆浸透処理方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
逆浸透膜装置（以下、ＲＯ装置ということがある。）にあっては、処理水量維持（水の粘度低下によるフラックス上昇、シリカ飽和溶解度上昇による回収率向上）の為、給水温度を２５℃程度に加温している。
【０００３】
ＲＯ装置の給水を、蒸気、温水、電気ヒーター等によって加熱する場合、加熱コストが高い。また、給水加熱に投入したエネルギーは濃縮水と一緒に廃棄されることなり、エネルギーロスとなっている。
【０００４】
特許文献１には、被処理水（原水）をヒートポンプで加熱した後、逆浸透膜装置で膜分離処理する逆浸透処理方法において、該ヒートポンプの熱源流体の少なくとも一部として該逆浸透膜装置の濃縮水を用いる逆浸透処理方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−４８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ＲＯ濃縮水を熱源としたヒートポンプでＲＯ装置への給水を加熱することにより加熱コストを低減すると共に、水資源の有効利用を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の逆浸透処理方法は、原水をヒートポンプで加熱した後、逆浸透膜装置で膜分離処理する逆浸透処理方法において、該ヒートポンプの熱源流体の少なくとも一部として該逆浸透膜装置の濃縮水を用い、該逆浸透膜装置の濃縮水の少なくとも一部を冷却塔に補給水として供給することを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の一態様では、前記ヒートポンプの熱源流体の一部として、他の逆浸透膜装置の濃縮水を用いる。
【０００９】
本発明の逆浸透処理装置は、原水をヒートポンプで加熱した後、逆浸透膜装置で膜分離処理する逆浸透処理装置において、該ヒートポンプの熱源流体の少なくとも一部として該逆浸透膜装置の濃縮水を通水する手段と、該逆浸透膜装置の濃縮水の少なくとも一部を冷却塔に補給水として供給する手段とを備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、ＲＯ濃縮水を熱源としたヒートポンプでＲＯ装置への給水を加熱することにより、加熱コストを低減することができる。また、ＲＯ濃縮水を冷却塔に供給することにより、水資源の有効利用を図ることができる。また、ＲＯ濃縮水をヒートポンプで熱交換した後に（すなわち冷ました後で）冷却塔に投入するため、冷却塔の負荷を高めることはなく、熱効率が良い。
【００１１】
本発明の一態様によると、他の逆浸透膜装置の濃縮水も水資源として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態に係る逆浸透処理装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図１を参照して実施の形態について説明する。
【００１４】
ＲＯ処理される原水（この実施の形態では上水）は、配管１から熱交換器２に供給され、加熱された後、配管３から加熱器（電気ヒータや蒸気熱交換器など）４に供給され、さらに加熱された後、配管５を介してＲＯ装置６に供給される。ＲＯ装置６の透過水は配管７から処理水として取り出され、濃縮水は配管８へ流出し、ヒートポンプ２０の熱源流体として利用される。
【００１５】
この実施の形態では、配管８からの濃縮水は、濃縮水タンク９に貯留される。この濃縮水タンク９には、逆浸透膜装置６以外の他の系統に設置された逆浸透膜装置の濃縮水も配管１０を介して導入される。
【００１６】
タンク９内の濃縮水は、ポンプ１１及び配管１２を介してヒートポンプ２０の蒸発器２１に送水される。
【００１７】
熱交換器２の熱源流体流路には、ヒートポンプ２０の凝縮器２３によって加熱された媒体水（伝熱媒体としての水）が循環流通される。
【００１８】
ヒートポンプ２０は、蒸発器２１からの代替フロン等の熱媒体を圧縮機２２で圧縮して凝縮器２３に導入し、凝縮器２３からの熱媒体を膨張弁２４を介して蒸発器２１に導入するように構成されている。
【００１９】
凝縮器２３に熱交換器２からの媒体水が配管２５、タンク２８及びポンプ２７を介して導入され、凝縮器２３で加熱された媒体水が配管２６を介して熱交換器２に送水される。
【００２０】
前記の通り、蒸発器２１の熱源流体流路に配管１２からタンク９内の濃縮水が導入される。熱交換により降温した濃縮水は、配管１３を介して冷却塔１４へ補給水として送水される。冷却塔１４へは、上水も配管１５を介して補給水として送水される。補給水はボールタップ（図示略）を介して冷却塔４に供給される。
【００２１】
ＲＯ装置６の濃縮水のスケール成分濃度や有機物濃度が原水よりも高いため、ヒートポンプ２０の蒸発器２１や配管８，１２，１３でスケールやスライムが発生するおそれが高いので、これを防止ないし抑制（以下、防止という。）する必要がある。また、ＲＯ装置６においてもスケールやスライムが発生することを防止する必要がある。
【００２２】
そこで、この実施の形態では、蒸発器２１や、ＲＯ装置６、配管８，１２，１３におけるスケール、スライム防止のために次のｉ），ii）又はiii）の対策を行う。
【００２３】
i）  蒸発器２１の熱源流体側を流れる濃縮水のシリカ濃度がシリカスケール析出濃度を超えない様に、及び／又は、ランゲリア指数が０以下となるように、ＲＯ回収率及び原水温度の一方又は双方を調整する。
【００２４】
ii）  ＲＯ装置６およびヒートポンプ蒸発器２１でシリカスケールが析出しない様に原水のｐＨを調整する。具体的には、原水のＣａ硬度が５ｍｇ／Ｌ以下の条件でｐＨを９以上（例えば、９〜１１）とする。又は、原水のｐＨを６以下（例えば、４〜６）とする。高ｐＨでシリカをイオン化させることにより、ゲル化を抑制し、スケール析出を抑制することができる。また、原水を低ｐＨとすることにより、シリカの析出速度を低下させてシリカスケールを抑制することができる。
【００２５】
iii）  ＲＯ装置６およびヒートポンプ蒸発器２１でスケール、スライムが析出しない様に原水に薬品（スケール防止剤やスライム防止剤など）を添加する。スケール防止剤やスライム防止剤としては、特に制限はなく、各種のものを用いることができる。
【００２６】
ランゲリア指数を０以下とするには、原水のｐＨを６以下（例えば、４〜６）とするか、又は、ＲＯ膜の前段に軟水器を設けて硬度成分を除去するようにしても良い。なお、カルシウムスケール用のスケール防止剤を原水に添加しても良く、その場合は、ランゲリア指数は０を超えても良い。例えば、スケール防止剤の性能にもよるが、有機高分子スケール防止剤を利用することにより、ランゲリア指数を０．５以下となるように制御することが可能となる。
【００２７】
上記実施の形態は本発明の一例であり、本発明は上記以外の形態とされてもよい。本発明では、原水として、上水以外の井水や工業用水などを用いてもよい。
【符号の説明】
【００２８】
２  熱交換器
６  ＲＯ装置
１４  冷却塔
２０  ヒートポンプ
２１  蒸発器
２２  圧縮機
２３  凝縮器
２４  膨張弁
【図１】
2019162600.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成31年4月9日(2019.4.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水を第１の逆浸透膜装置を有する第１の系統に供給し、該第１の逆浸透膜装置で膜分離処理して処理水とする逆浸透処理方法であって、
該原水をヒートポンプで加熱した後、該第１の逆浸透膜装置で膜分離処理する逆浸透処理方法において、
前記第１の系統とは別に、第２の逆浸透膜装置を有する第２の系統が設置されており、
該ヒートポンプの蒸発器に熱源流体として該第１の逆浸透膜装置及び該第２の逆浸透膜装置の濃縮水を供給し、
該蒸発器から流出する該濃縮水の少なくとも一部を冷却塔に補給水として供給することを特徴とする逆浸透処理方法。
【請求項２】
請求項１において、原水は、上水、井水又は工業用水であることを特徴とする逆浸透処理方法。
【請求項３】
原水を膜分離処理して処理水とする第１の逆浸透膜装置を有する系統を備えた逆浸透処理装置であって、
該原水をヒートポンプで加熱した後、該第１の逆浸透膜装置で膜分離処理する逆浸透処理装置において、
前記系統とは別の系統に第２の逆浸透膜装置が設置されており、
該ヒートポンプの蒸発器に熱源流体として該第１の逆浸透膜装置及び該第２の逆浸透膜装置の濃縮水を供給する手段と、
該蒸発器から流出する該濃縮水の少なくとも一部を冷却塔に補給水として供給する手段とを備えたことを特徴とする逆浸透処理装置。