(57)【要約】【課題】２段のＲＯモジュールを備え、装置全体の回収率を高めることができる水処理装置を提供すること。【解決手段】本発明は、前段ＲＯモジュールから延びて前段ＲＯ排水の一部を排出するための前段排出路と、前段排出路から分岐されて前段ＲＯポンプの上流側に合流し前段ＲＯ排水の他の一部を前段循環水として軟水に合流させることが可能な前段循環路と、前段排出路または後段循環路から更に分岐されて軟水タンクに合流し前段ＲＯ排水の更に他の一部を前段戻し水として軟水タンク内の軟水に合流させることが可能な前段戻し路と、を備えている。【選択図】図１
2019188269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水から軟水を生成する軟水装置と、
前記軟水装置によって生成された軟水を貯留する軟水タンクと、
前記軟水タンクから供給される軟水を前段ＲＯ水と前段ＲＯ排水とに分離する前段ＲＯモジュールと、
前記軟水タンクによって貯留された軟水を前記ＲＯモジュールに供給する前段ＲＯポンプと、
前記前段ＲＯモジュールから延びて前記前段ＲＯ排水の一部を排出するための前段排出路と、
前記前段排出路から分岐されて前記前段ＲＯポンプの上流側に合流し、前記前段ＲＯ排水の他の一部を前段循環水として前記軟水に合流させることが可能な前段循環路と、
前記前段排出路または前記後段循環路から更に分岐されて前記軟水タンクに合流し、前記前段ＲＯ排水の更に他の一部を前段戻し水として前記軟水タンク内の軟水に合流させることが可能な前段戻し路と、
前記前段循環路の途中に設けられた前段循環水量調整バルブと、
前記前段戻し路の途中に設けられた前段戻し水量調整バルブと、
前記前段排出路の途中に設けられた排水量調整バルブと、
前記前段ＲＯモジュールにおいて分離された前段ＲＯ水を後段ＲＯ水と後段ＲＯ排水とに分離する後段ＲＯモジュールと、
前記前段ＲＯモジュールにおいて分離された前段ＲＯ水を前記後段ＲＯモジュールに供給する後段ＲＯポンプと、
前記後段ＲＯモジュールから延びて前記後段ＲＯポンプの上流側に合流し、前記後段ＲＯ排水の一部を後段循環水として前記前段ＲＯ水に合流させることが可能な後段循環路と、
前記後段循環路から分岐されて前記軟水タンクに合流し、前記後段ＲＯ排水の他の一部を後段戻し水として前記軟水タンク内の軟水に合流させることが可能な後段戻し路と、
前記後段循環路の途中に設けられた後段循環水量調整バルブと、
前記後段戻し路の途中に設けられた後段戻し水量調整バルブと、
を備えたことを特徴とする水処理装置。
【請求項２】
当該水処理装置の回収率は、９０％以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
【請求項３】
前記前段ＲＯポンプ、前記前段循環水量調整バルブ、前記前段戻し水量調整バルブ、前記前段排水量調整バルブ、前記後段ＲＯポンプ、前記後段循環水量調整バルブ、及び、前記後段戻し水量調整バルブの少なくとも１つを制御することによって、前記前段ＲＯモジュールの回収率及び／または前記後段ＲＯモジュールの回収率を制御する制御装置
を更に備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の水処理装置。
【請求項４】
前記前段ＲＯモジュールの回収率は、８５〜９０％であり、
前記後段ＲＯモジュールの回収率は、５０〜９０％である
ことを特徴とする請求項３に記載の水処理装置。
【請求項５】
前記前段ＲＯモジュールの回収率は、約９０％であり、
前記後段ＲＯモジュールの回収率は、約６５％である
ことを特徴とする請求項４に記載の水処理装置。
【請求項６】
前記前段ＲＯモジュールは、直列に配置された複数のＲＯ膜を有しており、
各ＲＯ膜の膜面回収率は、１５．０〜１６．０％とされ、
前記前段ＲＯ排水の水量から前記前段循環水の水量を差し引いた水量に対する前記前段戻し水の水量の割合が、３０〜５５％とされる
ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか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、透析治療に用いられる人工透析用水等を製造するための水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、様々なタイプの人工透析用水製造装置が稼働している。２段のＲＯモジュールを備えた人工透析用水製造装置の一例について、図２を用いて説明する。
【０００３】
原水は、まず、例えば不図示の原水タンクに貯留され、加温用ヒータ等によって２５℃にまで加温される。原水の温度が２５℃よりも低いままでは、後続の装置内において、原水中のシリカ成分等が析出して不具合を発生させるおそれがあるからである。
【０００４】
２５℃に加温された原水は、プレフィルタ５１を通過され、軟水装置５２において軟水化される。プレフィルタ５１は、主として原水中の不純物（ゴミ）を濾過し、軟水装置５２は、主として原水中のカルシウムイオン（Ｃａ2+ ）及びマグネシウムイオン（Ｍｇ2+ ）を除去する。軟水装置５２において生成された軟水は、軟水タンク５３に貯留される。
【０００５】
軟水タンク５３に貯留された軟水は、カーボンフィルタポンプ５４によってカーボンフィルタ５５に送られた後、前段ＲＯポンプ６１によって前段ＲＯモジュール６２（逆浸透膜処理装置）に送られる。
【０００６】
前段ＲＯモジュール６２は、原水内に含まれる無機イオン全般を除去する。前段ＲＯモジュール６２での処理によって生成された前段ＲＯ水は、引き続いて、後段ＲＯポンプ７１によって後段ＲＯモジュール７２（逆浸透膜処理装置）に送られる。
【０００７】
前段ＲＯモジュール６２での処理によって生成された前段ＲＯ排水は、一部が前段循環水として前段循環水量調整バルブ６３及び前段ＲＯポンプ６１を介して前段ＲＯモジュール６２内に再投入され、他の一部が排水量調整バルブ６４を介して排水処理される。
【０００８】
後段ＲＯモジュール７２は、前段ＲＯ水内に含まれる無機イオン全般を更に高レベルに除去する。後段ＲＯモジュール７２での処理によって生成された後段ＲＯ水は、ＲＯ水タンク８１に貯留される。
【０００９】
後段ＲＯモジュール７２での処理によって生成された後段ＲＯ排水は、一部が後段循環水として後段循環水量調整バルブ７３及び後段ＲＯポンプ７１を介して後段ＲＯモジュール７２内に再投入され、他の一部が戻し水として戻し水量調整バルブ７５及び戻し配管７８を介して軟水タンク５３まで戻される。
【００１０】
ＲＯ水タンク８１内には、ＵＶ照射装置８２が設けられていて、後段ＲＯ水にＵＶ照射処理を行なえるようになっている。また、ＲＯ水タンク８１には、当該ＲＯ水タンク８１内の後段ＲＯ水の水位変化に依存して流入する外部空気中の浮遊菌やゴミを除去するために、エアーフィルタ８３が設けられている。
【００１１】
ＲＯ水タンク８１に貯留されたＲＯ水は、送水ポンプ８４を介して、不図示のウルトラフィルタ等を介して、透析用水として透析治療用の各種の医療機器に送られる。通常、それらの医療機器において、透析用水は３６℃前後にまで加温されて、各種の透析治療に利用される。そして、透析用水は、医療機器循環後、不図示のウルトラフィルタ等を介して戻ってきて、更にＲＯ水タンク８１に戻される。
【００１２】
図２に示す人工透析用水製造装置は、すでに実用化されていて、透析治療のための人工透析用水を安定的に製造している。特に、２段のＲＯモジュールを備えていることによって高精度の水処理を安定的に実施でき、且つ、後段ＲＯ排水を全く排水処理しないで後段循環水及び戻し水とすることによって装置全体の回収率を高めることができる。具体的には、前段モジュールの回収率：９０％、後段モジュールの回収率：６５％、を実現することによって、装置全体の回収率：約８５％（段落００５８参照）、を実現することができる。
【００１３】
その他、本件出願人は、特許文献１において、原水のシリカ濃度と、ＲＯ排水のＰＨと、に基づいてＲＯモジュールの回収率を制御する水処理装置を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０１７−２２１３１１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本件発明者は、２段のＲＯモジュールを備えた水処理装置において、装置全体の回収率を更に高めることができないか検討を重ねてきた。そして、前段ＲＯモジュールの前段ＲＯ排水の一部をも戻し水とすることが有効であることを知見し、その詳細（戻し水とする水量等）について更に検討を重ねてきた。
【００１６】
本発明は、以上の知見に基づいて創案されたものである。本発明の目的は、２段のＲＯモジュールを備え、装置全体の回収率を高めることができる水処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、原水から軟水を生成する軟水装置と、前記軟水装置によって生成された軟水を貯留する軟水タンクと、前記軟水タンクから供給される軟水を前段ＲＯ水と前段ＲＯ排水とに分離する前段ＲＯモジュールと、前記軟水タンクによって貯留された軟水を前記ＲＯモジュールに供給する前段ＲＯポンプと、前記前段ＲＯモジュールから延びて前記前段ＲＯ排水の一部を排出するための前段排出路と、前記前段排出路から分岐されて前記前段ＲＯポンプの上流側に合流し、前記前段ＲＯ排水の他の一部を前段循環水として前記軟水に合流させることが可能な前段循環路と、前記前段排出路または前記後段循環路から更に分岐されて前記軟水タンクに合流し、前記前段ＲＯ排水の更に他の一部を前段戻し水として前記軟水タンク内の軟水に合流させることが可能な前段戻し路と、前記前段循環路の途中に設けられた前段循環水量調整バルブと、前記前段戻し路の途中に設けられた前段戻し水量調整バルブと、前記前段排出路の途中に設けられた排水量調整バルブと、前記前段ＲＯモジュールにおいて分離された前段ＲＯ水を後段ＲＯ水と後段ＲＯ排水とに分離する後段ＲＯモジュールと、前記前段ＲＯモジュールにおいて分離された前段ＲＯ水を前記後段ＲＯモジュールに供給する後段ＲＯポンプと、前記後段ＲＯモジュールから延びて前記後段ＲＯポンプの上流側に合流し、前記後段ＲＯ排水の一部を後段循環水として前記前段ＲＯ水に合流させることが可能な後段循環路と、前記後段循環路から分岐されて前記軟水タンクに合流し、前記後段ＲＯ排水の他の一部を後段戻し水として前記軟水タンク内の軟水に合流させることが可能な後段戻し路と、前記後段循環路の途中に設けられた後段循環水量調整バルブと、前記後段戻し路の途中に設けられた後段戻し水量調整バルブと、
を備えたことを特徴とする水処理装置である。
【００１８】
本発明によれば、２段のＲＯモジュールを備えた水処理装置において、前段ＲＯモジュールの前段ＲＯ排水の一部を戻し水とすることにより、装置全体の回収率を高めることが可能である。具体的には、本発明による水処理装置は、前段ＲＯ排水の３０〜５５％を戻し水とすることにより、９０％以上の回収率を実現することができる。
【００１９】
好ましくは、本発明による水処理装置は、前記前段ＲＯポンプ、前記前段循環水量調整バルブ、前記前段戻し水量調整バルブ、前記前段排水量調整バルブ、前記後段ＲＯポンプ、前記後段循環水量調整バルブ、及び、前記後段戻し水量調整バルブの少なくとも１つを制御することによって、前記前段ＲＯモジュールの回収率及び／または前記後段ＲＯモジュールの回収率を制御する制御装置を更に備える。
【００２０】
当該制御装置は、８５〜９０％、特には約９０％、の前段ＲＯモジュールの回収率を実現すると共に、５０〜９０％、特には約６５％、の後段ＲＯモジュールの回収率を実現することによって、水処理装置の装置全体としての回収率を高めることができる。例えば、前段ＲＯモジュールが直列に配置された複数のＲＯ膜を有していて、各ＲＯ膜の膜面回収率が１５．０〜１６．０％とされる場合、前段ＲＯ排水の水量から前段循環水の水量を差し引いた水量に対する前段戻し水の水量の割合を３０〜５５％とすることで、水処理装置の装置全体としての回収率を高めることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、２段のＲＯモジュールを備えた水処理装置において、前段ＲＯモジュールの前段ＲＯ排水の一部を戻し水とすることにより、装置全体の回収率を高めることが可能である。具体的には、本発明による水処理装置は、前段ＲＯ排水の３０〜５５％を戻し水とすることにより、９０％以上の回収率を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る水処理装置の概略図である。
【図２】従来の水処理装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。  
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態に係る水処理装置１の概略図である。本実施形態においても、原水は、まず、例えば不図示の原水タンクに貯留され、加温用ヒータ等によって２５℃にまで加温されるようになっている。原水の温度が２５℃よりも低いままでは、後続の装置内において、原水中のシリカ成分等が析出して不具合を発生させるおそれがあるからである。
【００２５】
２５℃に加温された原水は、プレフィルタ１１において濾過されて、軟水装置１２において軟水化されるようになっている。プレフィルタ１１は、主として原水中の不純物（ゴミ）を濾過するようになっており、軟水装置１２は、主として原水中のカルシウムイオン（Ｃａ2+ ）及びマグネシウムイオン（Ｍｇ2+ ）を除去するようになっている。軟水装置１２において生成された軟水は、軟水タンク１３に貯留されるようになっている。
【００２６】
軟水タンク１３に貯留された軟水は、カーボンフィルタポンプ１４によってカーボンフィルタ１５に送られた後、前段ＲＯポンプ２１によって前段ＲＯモジュール２２（逆浸透膜処理装置）に送られるようになっている。
【００２７】
前段ＲＯモジュール２２は、原水内に含まれる無機イオン全般を除去するようになっている。前段ＲＯモジュール２２での処理によって生成された前段ＲＯ水は、引き続いて、後段ＲＯポンプ３１によって後段ＲＯモジュール３２（逆浸透膜処理装置）に送られるようになっている。
【００２８】
前段ＲＯモジュール２２での処理によって生成された前段ＲＯ排水は、一部が前段循環水として前段循環水量調整バルブ２３を含む循環用配管２６（前段循環路）及び前段ＲＯポンプ２１を介して前段ＲＯモジュール２２内に再投入されるようになっており、他の一部が排水量調整バルブ２４を含む排水用配管２７（排出路）を介して排水処理されるようになっており、更に他の一部が前段戻し水量調整バルブ２５を含む戻し配管２８（前段戻し路）を介して軟水タンク１３まで戻されるようになっている。
【００２９】
後段ＲＯモジュール３２は、前段ＲＯ水内に含まれる無機イオン全般を更に高レベルに除去するようになっている。後段ＲＯモジュール３２での処理によって生成された後段ＲＯ水は、ＲＯ水タンク４１に貯留されるようになっている。
【００３０】
後段ＲＯモジュール３２での処理によって生成された後段ＲＯ排水は、一部が後段循環水として後段循環水量調整バルブ３３を含む循環用配管３６（後段循環路）及び後段ＲＯポンプ３１を介して後段ＲＯモジュール３２内に再投入されるようになっており、他の一部が戻し水として戻し水量調整バルブ３５を含む戻し配管３８（後段戻し路）を介して軟水タンク１３まで戻されるようになっている。
【００３１】
ＲＯ水タンク４１内には、ＵＶ照射装置４２が設けられていて、後段ＲＯ水にＵＶ照射処理を行なえるようになっている。また、ＲＯ水タンク４１には、当該ＲＯ水タンク４１内の後段ＲＯ水の水位変化に依存して流入する外部空気中の浮遊菌やゴミを除去するために、エアーフィルタ４３が設けられている。
【００３２】
ＲＯ水タンク４１に貯留されたＲＯ水は、送水ポンプ４４を介して、不図示のウルトラフィルタ等を介して、透析用水として透析治療用の各種の医療機器に送られるようになっている。通常、それらの医療機器において、透析用水は３６℃前後にまで加温されて、各種の透析治療に利用されるようになっている。そして、透析用水は、医療機器循環後、不図示のウルトラフィルタ等を介して戻ってきて、更にＲＯ水タンク４１に戻されるようになっている。
【００３３】
前段ＲＯポンプ２１、前段循環水量調整バルブ２３、前段戻し水量調整バルブ２５、前段排水量調整バルブ２４、後段ＲＯポンプ３１、後段循環水量調整バルブ３３、及び、後段戻し水量調整バルブ３５は、制御装置４５（例えばコンピュータ）に接続されていて、当該制御装置４５によって適宜に制御されるようになっている。制御装置４５は、各構成要素に対して集約的に設けられていてもよいし、各構成要素毎に（または構成要素の所定のグループ毎に）分散的に構成されて設けられていてもよい。
【００３４】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００３５】
例えば９℃の水道水である原水が、原水タンク（不図示）において貯留される。そして、原水タンクの加温ヒータ（不図示）が、原水の温度を更に２５℃にまで加温する。
【００３６】
２５℃に加温された原水は、原水ポンプによってプレフィルタ１１及び軟水装置１２に送られる。プレフィルタ１１は、主として原水中の不純物（ゴミ）を濾過して除去し、軟水装置１２は、主として原水中のカルシウムイオン（Ｃａ2+ ）及びマグネシウムイオン（Ｍｇ2+ ）を除去する。
【００３７】
軟水装置１２において生成された軟水は、軟水タンク１３に貯留される。軟水タンク１３に貯留された軟水は、カーボンフィルタポンプ１４によってカーボンフィルタ１５に送られた後、前段ＲＯポンプ２１によって前段ＲＯモジュール２２に送られる。
【００３８】
前段ＲＯモジュール２２は、原水内に含まれる無機イオン全般を除去する。前段ＲＯモジュール２２での処理によって生成された前段ＲＯ水は、引き続いて、後段ＲＯポンプ３１によって後段ＲＯモジュール３２に送られる。
【００３９】
前段ＲＯモジュール２２での処理によって生成された前段ＲＯ排水は、一部が前段循環水として前段循環水量調整バルブ２３及び前段ＲＯポンプ２１を介して前段ＲＯモジュール２２内に再投入され、他の一部が排水量調整バルブ２４を介して排水処理され、更に他の一部が前段戻し水量調整バルブ２５を含む戻し配管２８を介して軟水タンク１３まで戻される。
【００４０】
後段ＲＯモジュール３２は、前段ＲＯ水内に含まれる無機イオン全般を更に高レベルに除去する。後段ＲＯモジュール３２での処理によって生成された後段ＲＯ水は、ＲＯ水タンク４１に貯留される。
【００４１】
後段ＲＯモジュール３２での処理によって生成された後段ＲＯ排水は、一部が後段循環水として後段循環水量調整バルブ３３及び後段ＲＯポンプ３１を介して後段ＲＯモジュール３２内に再投入され、他の一部が戻し水として戻し水量調整バルブ３５を含む戻し配管３８を介して軟水タンク１３まで戻される。
【００４２】
ＲＯ水タンク４１内では、ＵＶ照射装置４２によって、後段ＲＯ水にＵＶ照射処理が行われる。また、ＲＯ水タンク４１内の後段ＲＯ水の水位変化に依存して流入する外部空気中の浮遊菌やゴミが、エアーフィルタ４３によって適宜に除去される。
【００４３】
ＲＯ水タンク４１に貯留されたＲＯ水は、送水ポンプ４４を介して、不図示のウルトラフィルタ等を介して、透析用水として透析治療用の各種の医療機器に送られる。透析用水は、医療機器循環後、不図示のウルトラフィルタ等を介して戻ってきて、更にＲＯ水タンク４１に戻される。
【００４４】
以上において、本実施形態の水処理装置１の各構成要素に供給される水（原水、軟水、ＲＯ水またはＲＯ排水（循環水及び戻し水を含む））の水量は、前段ＲＯポンプ２１、前段循環水量調整バルブ２３、前段戻し水量調整バルブ２５、前段排水量調整バルブ２４、後段ＲＯポンプ３１、後段循環水量調整バルブ３３、及び、後段戻し水量調整バルブ３５の各々が制御装置４５によって適宜に制御されることによって、調整される。
【００４５】
以上の通り、本実施形態によれば、２段のＲＯモジュール２２、３２を備えた水処理装置１において、前段ＲＯモジュール２２の前段ＲＯ排水の一部を戻し水とすることにより、装置全体の回収率を高めることが可能である。具体的には、本実施形態による水処理装置１は、後述するように、前段ＲＯ排水の３０〜５５％を戻し水とすることにより、９０％以上の回収率を実現することができる。
【００４６】
（実施例における具体的な水量制御の例）
ここで、後段ＲＯモジュール３２において、回収率：６５％、後段ＲＯ水の供給量：２５Ｌ／ｍｉｎ、を実現する場合について説明すると、後段ＲＯモジュール３２に供給されるべき前段ＲＯ水の水量は、２５×１００／６５＝３８．５Ｌ／ｍｉｎである。
【００４７】
前段ＲＯモジュール２２において当該水量の前段ＲＯ水を生成するためには、前段ＲＯモジュール２２が例えば直列に配置された３本のＲＯ膜を有している場合、各ＲＯ膜において３８．５／３＝１２．８Ｌ／ｍｉｎのＲＯ水を生成する必要がある。そして、各ＲＯ膜の膜面回収率が１５．６％である場合（ＲＯ膜の性能によって異なり得るが、本件発明者の知見によれば、１５．０〜１６．０％の範囲から選択されることが好ましい）、３本目のＲＯ膜に供給されるべき水量は、１２．８×１００／１５．６＝８２．００Ｌであり、従って、２本目のＲＯ膜に供給されるべき水量は、８２．００＋１２．８＝９４．８Ｌであり、１本目のＲＯ膜に供給されるべき水量は、９４．８＋１２．８＝１０７．６Ｌとなる。
【００４８】
一方、前段ＲＯモジュール２２において、回収率：９０％、を実現するとすると、カーボンフィルタ１５から前段ＲＯモジュール２２への軟水供給量をＸＬ／ｍｉｎとした時、Ｘ×１０／１００＝（Ｘ−３８．５）であるから、これを解いて、Ｘ＝４２．８Ｌ／ｍｉｎである。従って、前段ＲＯモジュール２２に再投入される前段循環水の水量は、１０７．６−４２．８＝６４．８Ｌ／ｍｉｎとなる。
【００４９】
水処理装置全体の回収率については、まず、後段ＲＯモジュール３２からの戻し水が３８．５−２５＝１３．５Ｌである。そして、水処理装置全体の回収率を高めるべく、前段ＲＯモジュール２２からの排水のうち２．１Ｌ／ｍｉｎ（約５０％）を戻し水にしてやれば、戻し水の合計水量は１３．５＋２．１＝１５．７Ｌ／ｍｉｎである。従って、軟水装置１２から供給されるべき水量は、４２．８−１５．７＝２７．１Ｌ／ｍｉｎであるから、水処理装置全体の回収率として、２５／２７．１＝０．９２（９２％）が実現される。本件発明者による検討によれば、前段ＲＯモジュール２２からの前段ＲＯ排水の水量から前段循環水の水量を差し引いた水量に対する前段戻し水の水量の割合は、３０〜５５％が有効である。この割合により、水処理装置全体の回収率を９０％以上とすることができ、且つ、ＲＯ膜の性能に不具合をもたらすこともない（現実的に運用可能である）。
【００５０】
ここで、原水におけるシリカ濃度を８．４ｍｇ／Ｌ（出願人所有の工場（静岡県牧之原市）における水道水の測定値）とすると、回収率：９０％である前段ＲＯモジュール２２において分離される前段ＲＯ排水では、１／（１−０．９０）＝１０倍の８４ｍｇ／Ｌのシリカ濃度となる。
【００５１】
一方、前段ＲＯ水のシリカ濃度は、検出限界（一般には０．２ｍｇ／Ｌ）以下であるから、０．２ｍｇ／Ｌとすると、回収率：６５％である後段ＲＯモジュール３２において分離される後段ＲＯ排水では、１／（１−０．６５）＝２．８倍の０．６ｍｇ／Ｌのシリカ濃度となる。
【００５２】
従って、軟水タンク１３内のシリカ濃度は、（８．４ｍｇ×２７．１Ｌ／ｍｉｎ（軟水装置１２から供給される軟水起因のシリカ濃度）＋８４ｍｇ×２．１（前段戻し水起因のシリカ濃度）＋０．６ｍｇ×１３．５（後段戻し水起因のシリカ濃度））／４２．８＝９．６ｍｇ／Ｌである。
【００５３】
従って、前段ＲＯモジュール２２の入口におけるシリカ濃度は、（９．６ｍｇ×４２．８（軟水起因のシリカ濃度）＋８４ｍｇ／Ｌ×６４．８Ｌ／ｍｉｎ（循環水起因のシリカ濃度））／１０７．６＝５４．４ｍｇ／Ｌとなり、一般的なＲＯ膜の性能に照らして許容範囲内である。
【００５４】
（比較例における具体的な水量制御の例（１））
比較のため、前段ＲＯモジュール２２から軟水タンク１３への戻し水の水量を０とした場合を説明する。（この場合の装置作用は、図２に示す従来構成の装置作用と略同様である。）
【００５５】
実施例について前述したのと同様、後段ＲＯモジュール３２において、回収率：６５％、後段ＲＯ水の供給量：２５Ｌ／ｍｉｎ、を実現する場合、後段ＲＯモジュール３２に供給されるべき前段ＲＯ水の水量は、２５×１００／６５＝３８．５Ｌ／ｍｉｎである。
【００５６】
前段ＲＯモジュール２２において当該水量の前段ＲＯ水を生成するためには、前段ＲＯモジュール２２が例えば３本のＲＯ膜を有している場合、各ＲＯ膜において３８．５／３＝１２．８Ｌ／ｍｉｎのＲＯ水を生成する必要がある。そして、各ＲＯ膜の膜面回収率が１５．６％である場合（ＲＯ膜の性能によって異なり得る）、３本目のＲＯ膜に供給されるべき水量は、１２．８×１００／１５．６＝８２．００Ｌであり、従って、２本目のＲＯ膜に供給されるべき水量は、８２．００＋１２．８＝９４．８Ｌであり、１本目のＲＯ膜に供給されるべき水量は、９４．８＋１２．８＝１０７．６Ｌとなる。
【００５７】
一方、前段ＲＯモジュール２２において、実施例と同様に回収率：９０％、を実現するとすると、カーボンフィルタ１５から前段ＲＯモジュール２２への軟水供給量をＸＬ／ｍｉｎとした時、Ｘ×１０／１００＝（Ｘ−３８．５）であるから、これを解いて、Ｘ＝４２．８Ｌ／ｍｉｎである。従って、前段ＲＯモジュール２２に再投入される前段循環水の水量は、１０７．６−４２．８＝６４．８Ｌ／ｍｉｎとなる。
【００５８】
この時、水処理装置全体の回収率については、後段ＲＯモジュール３２からの戻し水が３８．５−２５＝１３．５Ｌであるから、軟水装置１２から供給されるべき水量は、４２．８−１３．５＝２９．２Ｌ／ｍｉｎとなって、水処理装置全体の回収率としては、２５／２９．２＝０．８５（８５％）となってしまう。従って、実施例と比較して原水消費に関するコストにおいて劣る。
【００５９】
ここで、原水におけるシリカ濃度を８．４ｍｇ／Ｌ（水道水における一般的な数値である）とすると、回収率：９０％である前段ＲＯモジュール２２において分離される前段ＲＯ排水では、１／（１−０．９０）＝１０倍の８４ｍｇ／Ｌのシリカ濃度となる。
【００６０】
一方、前段ＲＯ水のシリカ濃度は、検出限界（一般には０．２ｍｇ／Ｌ）以下であるから、０．２ｍｇ／Ｌとすると、回収率：６５％である後段ＲＯモジュール３２において分離される後段ＲＯ排水では、１／（１−０．６５）＝２．８倍の０．６ｍｇ／Ｌのシリカ濃度となる。
【００６１】
従って、軟水タンク１３内のシリカ濃度は、（８．４ｍｇ×２９．２Ｌ／ｍｉｎ（軟水装置１２から供給される軟水起因のシリカ濃度）＋０．６ｍｇ×１３．５（後段戻し水起因のシリカ濃度））／４２．８＝５．９ｍｇ／Ｌである。
【００６２】
従って、前段ＲＯモジュール２２の入口におけるシリカ濃度は、（５．９ｍｇ×４２．８（軟水起因のシリカ濃度）＋８４ｍｇ／Ｌ×６４．８Ｌ／ｍｉｎ（循環水起因のシリカ濃度））／１０７．６＝５２．９ｍｇ／Ｌとなり、一般的なＲＯ膜の性能に照らして許容範囲内である。
【００６３】
（比較例における具体的な水量制御の例（２））
更なる比較のため、前段ＲＯモジュール２２から軟水タンク１３への戻し水の水量を０とした別の例を説明する。
【００６４】
実施例について前述したのと同様、後段ＲＯモジュール３２において、回収率：６５％、後段ＲＯ水の供給量：２５Ｌ／ｍｉｎ、を実現する場合、後段ＲＯモジュール３２に供給されるべき前段ＲＯ水の水量は、２５×１００／６５＝３８．５Ｌ／ｍｉｎである。
【００６５】
前段ＲＯモジュール２２において当該水量の前段ＲＯ水を生成するためには、前段ＲＯモジュール２２が例えば３本のＲＯ膜を有している場合、各ＲＯ膜において３８．５／３＝１２．８Ｌ／ｍｉｎのＲＯ水を生成する必要がある。そして、各ＲＯ膜の膜面回収率が１５．６％である場合（ＲＯ膜の性能によって異なり得る）、３本目のＲＯ膜に供給されるべき水量は、１２．８×１００／１５．６＝８２．００Ｌであり、従って、２本目のＲＯ膜に供給されるべき水量は、８２．００＋１２．８＝９４．８Ｌであり、１本目のＲＯ膜に供給されるべき水量は、９４．８＋１２．８＝１０７．６Ｌとなる。
【００６６】
ここで、水処理装置全体の回収率を高めるべく、前段ＲＯモジュール２２において、回収率：９５％、を実現するとすると、カーボンフィルタ１５から前段ＲＯモジュール２２への軟水供給量をＸＬ／ｍｉｎとした時、Ｘ×５／１００＝（Ｘ−３８．５）であるから、これを解いて、Ｘ＝４０．５Ｌ／ｍｉｎである。従って、前段ＲＯモジュール２２に再投入される前段循環水の水量は、１０７．６−４０．５＝６７．１Ｌ／ｍｉｎとなる。
【００６７】
この時、水処理装置全体の回収率については、後段ＲＯモジュール３２からの戻し水が３８．５−２５＝１３．５Ｌであるから、軟水装置１２から供給されるべき水量は、４０．５−１３．５＝２７．０Ｌ／ｍｉｎとなって、水処理装置全体の回収率として、２５／２７．０＝０．９２（９２％）が実現される。
【００６８】
ここで、原水におけるシリカ濃度を８．４ｍｇ／Ｌ（水道水における一般的な数値である）とすると、回収率：９５％である前段ＲＯモジュール２２において分離される前段ＲＯ排水では、１／（１−０．９５）＝２０倍の１６８ｍｇ／Ｌのシリカ濃度となる。
【００６９】
一方、前段ＲＯ水のシリカ濃度は、検出限界（一般には０．２ｍｇ／Ｌ）以下であるから、０．２ｍｇ／Ｌとすると、回収率：６５％である後段ＲＯモジュール３２において分離される後段ＲＯ排水では、１／（１−０．６５）＝２．８倍の０．６ｍｇ／Ｌのシリカ濃度となる。
【００７０】
従って、軟水タンク１３内のシリカ濃度は、（８．４ｍｇ×２７．０Ｌ／ｍｉｎ（軟水装置１２から供給される軟水起因のシリカ濃度）＋０．６ｍｇ×１３．５（後段戻し水起因のシリカ濃度））／４０．５＝５．８ｍｇ／Ｌである。
【００７１】
従って、前段ＲＯモジュール２２の入口におけるシリカ濃度は、（５．８ｍｇ×４０．５（軟水起因のシリカ濃度）＋１６８ｍｇ／Ｌ×６７．１Ｌ／ｍｉｎ（循環水起因のシリカ濃度））／１０７．６＝１０７．０ｍｇ／Ｌとなり、一般的なＲＯ膜の性能に照らして許容範囲を超えてしまう。具体的には、シリカの析出によってＲＯ膜が閉塞してしまう。すなわち、当該例（２）は、実際上は実現不可能な例である。
【００７２】
（別の実施例における具体的な水量制御の例）
前段ＲＯモジュール２２が直列に配置された２本のＲＯ膜を有している場合にも、本発明は適用可能である。このような実施例について説明する。当該実施例においては、後段ＲＯモジュール３２は、回収率：８５％、後段ＲＯ水の供給量：２０Ｌ／ｍｉｎ、を実現し、後段ＲＯモジュール３２に供給されるべき前段ＲＯ水の水量は、２０×１００／８５＝２３．５Ｌ／ｍｉｎであるとする（後段ＲＯモジュール３２の回収率が、前段ＲＯモジュール２２のＲＯ膜の本数に応じて、６５〜８５％で調整される）。
【００７３】
前段ＲＯモジュール２２において当該水量の前段ＲＯ水を生成するためには、前段ＲＯモジュール２２が直列に配置された２本のＲＯ膜を有している場合、各ＲＯ膜において２３．５／２＝１１．７５Ｌ／ｍｉｎのＲＯ水を生成する必要がある。そして、各ＲＯ膜の膜面回収率が１５．６％である場合（ＲＯ膜の性能によって異なり得るが、本件発明者の知見によれば、１５．０〜１６．０％の範囲から選択されることが好ましい）、２本目のＲＯ膜に供給されるべき水量は、１１．７５×１００／１５．６＝７５．３Ｌであり、従って、１本目のＲＯ膜に供給されるべき水量は、７５．３＋１１．７５＝８７．１Ｌとなる。
【００７４】
一方、前段ＲＯモジュール２２において、回収率：９０％、を実現するとすると、カーボンフィルタ１５から前段ＲＯモジュール２２への軟水供給量をＸＬ／ｍｉｎとした時、Ｘ×１０／１００＝（Ｘ−２３．５）であるから、これを解いて、Ｘ＝２６．１Ｌ／ｍｉｎである。従って、前段ＲＯモジュール２２に再投入される前段循環水の水量は、８７．１−２６．１＝６１．０Ｌ／ｍｉｎとなる。
【００７５】
水処理装置全体の回収率については、後段ＲＯモジュール３２からの戻し水が２３．５−２０＝３．５Ｌである。そして、水処理装置全体の回収率を高めるべく、前段ＲＯモジュール２２からの排水のうち１．３Ｌ／ｍｉｎ（約５０％）を戻し水にしてやれば、戻し水の合計水量は３．５＋１．３＝４．８Ｌ／ｍｉｎである。従って、軟水装置１２から供給されるべき水量は、２６．１−４．８＝２１．３Ｌ／ｍｉｎであるから、水処理装置全体の回収率として、２０／２１．３＝０．９３（９３％）が実現される。本件発明者による検討によれば、前段ＲＯモジュール２２が有するＲＯ膜の本数が２本であっても、前段ＲＯモジュール２２からの前段ＲＯ排水の水量から前段循環水の水量を差し引いた水量に対する前段戻し水の水量の割合は、３０〜５５％が有効である。この割合により、水処理装置全体の回収率を９０％以上とすることができ、且つ、ＲＯ膜の性能に不具合をもたらすこともない（現実的に運用可能である）。
【００７６】
ここで、原水におけるシリカ濃度を８．４ｍｇ／Ｌ（出願人所有の工場（静岡県牧之原市）における水道水の測定値）とすると、回収率：９０％である前段ＲＯモジュール２２において分離される前段ＲＯ排水では、１／（１−０．９０）＝１０倍の８４ｍｇ／Ｌのシリカ濃度となる。
【００７７】
一方、前段ＲＯ水のシリカ濃度は、検出限界（一般には０．２ｍｇ／Ｌ）以下であるから、０．２ｍｇ／Ｌとすると、回収率：８５％である後段ＲＯモジュール３２において分離される後段ＲＯ排水では、１／（１−０．８５）＝６．７倍の１．３ｍｇ／Ｌのシリカ濃度となる。
【００７８】
従って、軟水タンク１３内のシリカ濃度は、（８．４ｍｇ×２１．３Ｌ／ｍｉｎ（軟水装置１２から供給される軟水起因のシリカ濃度）＋８４ｍｇ×１．３（前段戻し水起因のシリカ濃度）＋１．３ｍｇ×３．５（後段戻し水起因のシリカ濃度））／２６．１＝１１．２ｍｇ／Ｌである。
【００７９】
従って、前段ＲＯモジュール２２の入口におけるシリカ濃度は、（１１．２ｍｇ×２６．１（軟水起因のシリカ濃度）＋８４ｍｇ／Ｌ×６１．０Ｌ／ｍｉｎ（循環水起因のシリカ濃度））／８７．１＝６２．２ｍｇ／Ｌとなり、一般的なＲＯ膜の性能に照らして許容範囲内である。
【符号の説明】
【００８０】
１    水処理装置
１１  プレフィルタ
１２  軟水装置
１３  軟水タンク
１４  カーボンフィルタ
２１  前段ＲＯポンプ
２２  前段ＲＯモジュール
２３  前段循環水量調整バルブ
２４  排水量調整バルブ
２５  前段戻し水量調整バルブ
２６  循環用配管（前段循環路）
２７  排水用配管（排出路）
２８  戻し配管（前段戻し路）
３１  後段ＲＯポンプ
３２  後段ＲＯモジュール
３３  後段循環水量調整バルブ
３５  後段戻し水量調整バルブ
３６  循環用配管（後段循環路）
３８  戻し配管（後段戻し路）
４１  ＲＯ水タンク
４２  ＵＶ照射装置
４３  エアーフィルタ
４４  送水ポンプ
４５  制御装置
５１  プレフィルタ
５２  軟水装置
５３  軟水タンク
５４  カーボンフィルタ
６１  前段ＲＯポンプ
６２  前段ＲＯモジュール
６３  前段循環水量調整バルブ
６４  排水量調整バルブ
７１  後段ＲＯポンプ
７２  後段ＲＯモジュール
７３  後段循環水量調整バルブ
７５  後段戻し水量調整バルブ
７８  戻し配管
８１  ＲＯ水タンク
８２  ＵＶ照射装置
８３  エアーフィルタ
８４  送水ポンプ
【図１】
2019188269.tif 000003
【図２】
2019188269.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成30年9月14日(2018.9.14)
【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】
原水から軟水を生成する軟水装置と、
前記軟水装置によって生成された軟水を貯留する軟水タンクと、
前記軟水タンクから供給される軟水を前段ＲＯ水と前段ＲＯ排水とに分離する前段ＲＯモジュールと、
前記軟水タンクによって貯留された軟水を前記ＲＯモジュールに供給する前段ＲＯポンプと、
前記前段ＲＯモジュールから延びて前記前段ＲＯ排水の一部を排出するための前段排出路と、
前記前段排出路から分岐されて前記前段ＲＯポンプの上流側に合流し、前記前段ＲＯ排水の他の一部を前段循環水として前記軟水に合流させることが可能な前段循環路と、
前記前段排出路または前記前段循環路から更に分岐されて前記軟水タンクに合流し、前記前段ＲＯ排水の更に他の一部を前段戻し水として前記軟水タンク内の軟水に合流させることが可能な前段戻し路と、
前記前段循環路の途中に設けられた前段循環水量調整バルブと、
前記前段戻し路の途中に設けられた前段戻し水量調整バルブと、
前記前段排出路の途中に設けられた排水量調整バルブと、
前記前段ＲＯモジュールにおいて分離された前段ＲＯ水を後段ＲＯ水と後段ＲＯ排水とに分離する後段ＲＯモジュールと、
前記前段ＲＯモジュールにおいて分離された前段ＲＯ水を前記後段ＲＯモジュールに供給する後段ＲＯポンプと、
前記後段ＲＯモジュールから延びて前記後段ＲＯポンプの上流側に合流し、前記後段ＲＯ排水の一部を後段循環水として前記前段ＲＯ水に合流させることが可能な後段循環路と、
前記後段循環路から分岐されて前記軟水タンクに合流し、前記後段ＲＯ排水の他の一部を後段戻し水として前記軟水タンク内の軟水に合流させることが可能な後段戻し路と、
前記後段循環路の途中に設けられた後段循環水量調整バルブと、
前記後段戻し路の途中に設けられた後段戻し水量調整バルブと、
を備えたことを特徴とする水処理装置。
【請求項２】
当該水処理装置の回収率は、９０％以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
【請求項３】
前記前段ＲＯポンプ、前記前段循環水量調整バルブ、前記前段戻し水量調整バルブ、前記前段排水量調整バルブ、前記後段ＲＯポンプ、前記後段循環水量調整バルブ、及び、前記後段戻し水量調整バルブの少なくとも１つを制御することによって、前記前段ＲＯモジュールの回収率及び／または前記後段ＲＯモジュールの回収率を制御する制御装置
を更に備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の水処理装置。
【請求項４】
前記前段ＲＯモジュールの回収率は、８５〜９０％であり、
前記後段ＲＯモジュールの回収率は、５０〜９０％である
ことを特徴とする請求項３に記載の水処理装置。
【請求項５】
前記前段ＲＯモジュールの回収率は、約９０％であり、
前記後段ＲＯモジュールの回収率は、約６５％である
ことを特徴とする請求項４に記載の水処理装置。
【請求項６】
前記前段ＲＯモジュールは、直列に配置された複数のＲＯ膜を有しており、
各ＲＯ膜の膜面回収率は、１５．０〜１６．０％とされ、
前記前段ＲＯ排水の水量から前記前段循環水の水量を差し引いた水量に対する前記前段戻し水の水量の割合が、３０〜５５％とされる
ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の水処理装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明は、原水から軟水を生成する軟水装置と、前記軟水装置によって生成された軟水を貯留する軟水タンクと、前記軟水タンクから供給される軟水を前段ＲＯ水と前段ＲＯ排水とに分離する前段ＲＯモジュールと、前記軟水タンクによって貯留された軟水を前記ＲＯモジュールに供給する前段ＲＯポンプと、前記前段ＲＯモジュールから延びて前記前段ＲＯ排水の一部を排出するための前段排出路と、前記前段排出路から分岐されて前記前段ＲＯポンプの上流側に合流し、前記前段ＲＯ排水の他の一部を前段循環水として前記軟水に合流させることが可能な前段循環路と、前記前段排出路または前記前段循環路から更に分岐されて前記軟水タンクに合流し、前記前段ＲＯ排水の更に他の一部を前段戻し水として前記軟水タンク内の軟水に合流させることが可能な前段戻し路と、前記前段循環路の途中に設けられた前段循環水量調整バルブと、前記前段戻し路の途中に設けられた前段戻し水量調整バルブと、前記前段排出路の途中に設けられた排水量調整バルブと、前記前段ＲＯモジュールにおいて分離された前段ＲＯ水を後段ＲＯ水と後段ＲＯ排水とに分離する後段ＲＯモジュールと、前記前段ＲＯモジュールにおいて分離された前段ＲＯ水を前記後段ＲＯモジュールに供給する後段ＲＯポンプと、前記後段ＲＯモジュールから延びて前記後段ＲＯポンプの上流側に合流し、前記後段ＲＯ排水の一部を後段循環水として前記前段ＲＯ水に合流させることが可能な後段循環路と、前記後段循環路から分岐されて前記軟水タンクに合流し、前記後段ＲＯ排水の他の一部を後段戻し水として前記軟水タンク内の軟水に合流させることが可能な後段戻し路と、前記後段循環路の途中に設けられた後段循環水量調整バルブと、前記後段戻し路の途中に設けられた後段戻し水量調整バルブと、を備えたことを特徴とする水処理装置である。